JP2014068080A - Image pick-up device and image pick-up method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow for image pick-up that covers a wide dynamic range by a simple operation, while preventing occurrence of a difference in the level of brightness at the joint of a panoramic image.SOLUTION: An image pick-up device comprises: image element which outputs an image signal obtained by exposing a plurality of areas that divides a light-receiving part in a predetermined direction, under different exposure conditions; control means for controlling to perform image capturing in a direction perpendicular to a predetermined direction every time when a predetermined angle or the field of view changes; panorama synthesis means for connecting the image signals in the areas of different field of view under the same exposure conditions, out of the image signals in a plurality of fields of view, and generating a plurality of panoramic images of expanded field of view for each different exposure conditions; and dynamic range expansion synthesis means for generating one panoramic image of wide apparent dynamic range by synthesizing a plurality of panoramic images. The predetermined angle is an angle of overlapping the parts of field of view before and after change of each area.

Description

本発明は、縦または横方向のレンズの画角を超える範囲の撮影が可能な、パノラマ撮影機能を有する撮像装置及び撮像方法に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method having a panoramic imaging function capable of imaging in a range exceeding the angle of view of a lens in a vertical or horizontal direction.

従来、広角レンズの画角(例えば、35mm判24x36ミリのフォーマットに焦点距離24ミリレンズを使用した場合、約90度)を超えるような広大な景色をパノラマ撮影する場合、以下のようにしてパノラマ画像を得ていた。まず、水平方向にカメラの角度を変えながら複数枚の写真を撮影し、プリントした写真を切り貼りしてつないで横長のパノラマ写真を得ていた。また、円弧状にローディングしたフィルムに対して、円弧の中心に回転式のレンズを置き、レンズの回転に伴って露光をかける、パノラマ撮影専用カメラを用いて撮影したりする方法があった。   Conventionally, when taking a panoramic image of a wide view that exceeds the angle of view of a wide-angle lens (for example, when a focal length 24 mm lens is used in a 35 mm size 24 × 36 mm format), a panoramic image is obtained as follows. Was getting. First, I took multiple photos while changing the camera angle in the horizontal direction, and cut and pasted the printed photos to obtain a landscape panorama photo. Also, there has been a method of shooting using a panoramic shooting dedicated camera in which a rotary lens is placed at the center of an arc on a film loaded in an arc shape and exposure is performed as the lens rotates.

近年では、デジタルスチルカメラの機能として、水平方向にカメラの角度を変えながら撮影した複数枚の画像を、左右の重なり部分を画像処理でスムーズにつなぐことでパノラマ画像を得る、パノラマスティッチと呼ばれる機能が搭載されているカメラがある。また、シャッターボタンを押しながら横方向にスイングするだけで、パノラマ撮影が可能な、スイングパノラマと呼ばれる機能を搭載したカメラも発売されており、パノラマ撮影はより身近なものとなっている。   In recent years, as a function of digital still cameras, a function called panoramic stitch that obtains a panoramic image by smoothly connecting the left and right overlapping parts by image processing of multiple images taken while changing the camera angle in the horizontal direction There is a camera equipped with. In addition, a camera equipped with a function called swing panorama that enables panoramic photography by simply swinging in the horizontal direction while pressing the shutter button has been released, making panoramic photography more familiar.

一方、パノラマ撮影は撮影範囲が広いため、同一の構図内に非常に明るい部分と暗い部分とが同時に写り込む場合が多々ある。図18は、明るい部分と暗い部分とが同時に写り込んでいるパノラマ写真の例を示す図である。この写真は、砂浜で日の出の景色を撮影した例である。Bの部分は光源である太陽が被写体であるとともに、空も明るいため、ISO400の感度設定の場合、シャッタースピード1/1000、F8程度の設定でないと、太陽付近の空の階調が潰れ、白とびしてしまう。また、A及びCの部分は山側であるが、まだ夜明け前で空が暗い状態なので、シャッタースピード1/30、F2程度の設定でないと、山肌の階調などの被写体の階調が潰れ、黒潰れしてしまう。このような被写体条件では、被写体全体のダイナミックレンジの広さが、撮像素子のダイナミックレンジを上回ってしまうため、同一の露光設定(シャッタースピード、絞り値の組み合わせ)では被写体全体のダイナミックレンジをカバーできない。   On the other hand, since panorama shooting has a wide shooting range, there are many cases where a very bright portion and a dark portion are simultaneously reflected in the same composition. FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a panoramic photograph in which a bright part and a dark part are reflected at the same time. This is an example of a sunrise view taken on a sandy beach. In part B, the sun as the light source is the subject and the sky is bright, so in ISO 400 sensitivity settings, the gradation of the sky near the sun is crushed and white unless the shutter speed is set to 1/1000 or F8. I will jump. In addition, although the portions A and C are on the mountain side, the sky is still dark before dawn, so if the shutter speed is not set to 1/30 or about F2, the gradation of the subject such as the gradation of the mountain surface will be crushed and black It will be crushed. Under such subject conditions, the dynamic range of the entire subject exceeds the dynamic range of the image sensor, so the dynamic range of the entire subject cannot be covered with the same exposure setting (combined shutter speed and aperture value). .

上述した問題に対しては、例えば、特許文献1に記載されているような対策が提案されている。この提案では、所定のエリアごとに、白とびが検出されない画像と黒潰れが検出されない画像を、露光条件を変えて複数枚撮影する。そして、これらを合成し、白とび及び黒潰れがない画像を得つつ、エリアを変更して同様の撮影及び合成を続け、これらの合成結果の画像をつなぎ、パノラマ画像を得る。   For the problem described above, for example, a countermeasure as described in Patent Document 1 has been proposed. In this proposal, for each predetermined area, a plurality of images are captured with different exposure conditions and images with no overexposure detected and images with no blackout detected. Then, these are combined to obtain an image free from overexposure and blackout, and the same area is continuously taken and combined to obtain a panoramic image by connecting these combined images.

特開2004−180308号広報JP 2004-180308 PR

しかしながら、上述したカメラでは、同一アングルで複数枚の撮影を行う構成となっているため、複数枚の撮影時は、三脚などによりカメラ本体を固定する必要がある。更に、複数枚の撮影とカメラアングルの調整を繰り返す必要があり、煩雑な手順が必要であった。   However, since the camera described above is configured to shoot a plurality of images at the same angle, it is necessary to fix the camera body with a tripod or the like when shooting a plurality of images. Furthermore, it is necessary to repeat the shooting of a plurality of images and the adjustment of the camera angle, which requires a complicated procedure.

また、アングルごとにダイナミックレンジが広い画像を生成し、それらの画像をつなぐ際に、画像同士の明るさを調整する構成になっているが、異なる露光条件の画像をつなぐことにより、つなぎ目に、明るさの段差が残ってしまう可能性がある。   In addition, it is configured to generate images with a wide dynamic range for each angle and to adjust the brightness of the images when connecting them, but by connecting images with different exposure conditions, There may be a difference in brightness.

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、簡便な操作で広いダイナミックレンジをカバーする撮影を可能とするとともに、パノラマ画像のつなぎ目で、明るさの段差が生じないようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and enables photographing that covers a wide dynamic range with a simple operation and prevents a brightness step from occurring at the joint of panoramic images. Objective.

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、受光部を予め決められた方向に分けた複数のエリアをそれぞれ異なる露光条件で露光して得られる画像信号を出力する撮像素子と、前記予め決められた方向と垂直な方向に、予め決められた角度、視野が変化するごとに前記撮像素子により撮影を行うように制御する制御手段と、前記予め決められた角度ごとに得られた複数の視野の画像信号のうち、同じ露光条件で露光された異なる視野の前記エリアの画像信号をつなげ、視野が拡大された前記異なる露光条件ごとの複数のパノラマ画像を生成するパノラマ合成手段と、前記パノラマ合成手段により生成された前記複数のパノラマ画像を合成して、1つの広ダイナミックレンジのパノラマ画像を生成するダイナミックレンジ拡大合成手段と、を有し、前記予め決められた角度は、前記複数のエリアの各エリアの前記変化の前後の視野の一部が重なる角度であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an imaging device of the present invention includes an imaging device that outputs an image signal obtained by exposing a plurality of areas obtained by dividing a light receiving unit in a predetermined direction under different exposure conditions, and Control means for controlling to take a picture with the imaging device every time a predetermined angle and field of view change in a direction perpendicular to a predetermined direction, and a plurality of values obtained for each predetermined angle Panorama synthesizing means for connecting a plurality of image signals of the different fields of view exposed under the same exposure conditions, and generating a plurality of panorama images for each of the different exposure conditions having an expanded field of view, Dynamic range expansion and synthesis means for synthesizing the plurality of panoramic images generated by the panorama synthesis means to generate one panoramic image having a wide dynamic range; It has the predetermined angle, characterized in that part of the front and rear of the field of view of the change of each area of the plurality of areas is an angle overlapping.

本発明によれば、簡便な操作で広いダイナミックレンジをカバーする撮影を可能とするとともに、パノラマ画像のつなぎ目で、明るさの段差が生じないようにすることができる。   According to the present invention, it is possible to perform photographing that covers a wide dynamic range with a simple operation, and it is possible to prevent a brightness step from occurring at the joint of panoramic images.

第1の実施形態におけるデジタルカメラの構成例を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital camera according to a first embodiment. 第1及び第2の実施形態にかかるデジタルカメラによるパノラマ撮影の概念を示す図。The figure which shows the concept of the panoramic imaging by the digital camera concerning 1st and 2nd embodiment. 第1及び第2の実施形態にかかるデジタルカメラの角速度センサの動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the angular velocity sensor of the digital camera concerning 1st and 2nd embodiment. 第1及び第2の実施形態にかかるデジタルカメラによるパノラマ撮影モードでの動作を示すフローチャート。9 is a flowchart showing an operation in a panoramic shooting mode by the digital camera according to the first and second embodiments. 第1及び第2の実施形態にかかるデジタルカメラの露光条件の決定方法の概念図。The conceptual diagram of the determination method of the exposure conditions of the digital camera concerning 1st and 2nd embodiment. 第1及び第2の実施形態にかかるデジタルカメラの撮像素子の構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an image sensor of a digital camera according to first and second embodiments. 第1及び第2の実施形態にかかるデジタルカメラの撮像素子の制御信号の例を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a control signal of an image sensor of a digital camera according to the first and second embodiments. 第1及び第2の実施形態にかかるデジタルカメラのパノラマ合成及びダイナミックレンジ拡大合成の概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram of panoramic synthesis and dynamic range expansion synthesis of the digital camera according to the first and second embodiments. 第1の実施形態の変形例にかかるデジタルカメラの撮像素子の別の構成例を示す図。The figure which shows another structural example of the image pick-up element of the digital camera concerning the modification of 1st Embodiment. 第1の実施形態の変形例にかかるデジタルカメラによるパノラマ撮影の概念を示す図。The figure which shows the concept of the panoramic photography by the digital camera concerning the modification of 1st Embodiment. 第1の実施形態の変形例にかかるデジタルカメラの撮像素子部分の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the image pick-up element part of the digital camera concerning the modification of 1st Embodiment. 第2の実施形態におけるデジタルカメラの構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the digital camera in 2nd Embodiment. 第2の実施形態にかかる表示画像処理ブロックの構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the display image processing block concerning 2nd Embodiment. 第2の実施形態にかかるデジタルカメラの撮像素子のエリアと撮像素子から出力される画像との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the area of the image pick-up element of the digital camera concerning 2nd Embodiment, and the image output from an image pick-up element. 第2の実施形態のデジタルカメラの表示画像処理ブロックによる画像処理方法を示す図。The figure which shows the image processing method by the display image processing block of the digital camera of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の変形例1におけるデジタルカメラの表示画像処理ブロックによる画像処理方法を示す図。The figure which shows the image processing method by the display image processing block of the digital camera in the modification 1 of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の変形例2におけるデジタルカメラの表示画像処理ブロックによる画像処理方法を示す図。The figure which shows the image processing method by the display image processing block of the digital camera in the modification 2 of 2nd Embodiment. 広ダイナミックレンジを要する写真の例を示す図。The figure which shows the example of the photograph which requires a wide dynamic range.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components exemplified in the present embodiment should be changed as appropriate according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not limited to.

<第1の実施形態>
本発明をデジタルカメラとして実施した第1の実施形態について、図面を用いて説明する。図1は、本第1の実施形態におけるデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。撮影レンズ101は、被写体像を捉えて撮像素子103上に被写体像を結像させる。本第1の実施形態のデジタルカメラでは、後述のパノラマ撮影モードにおいて、撮影レンズ101の焦点距離が35mmフィルム換算で28mmに相当する焦点距離にズーム固定される。撮像素子103に結像した被写体像は光電変換され、画像信号が出力される。この画像信号はA/Dコンバータ104でデジタル化され、画像処理部105でガンマ補正やホワイトバランス補正、ノイズリダクション処理等が行われた後、画像データバス106に非圧縮画像データとして出力される。
<First Embodiment>
A first embodiment in which the present invention is implemented as a digital camera will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital camera according to the first embodiment. The taking lens 101 captures a subject image and forms the subject image on the image sensor 103. In the digital camera of the first embodiment, the zoom lens is fixed to a focal length corresponding to 28 mm in terms of 35 mm film equivalent in a panoramic shooting mode described later. The subject image formed on the image sensor 103 is photoelectrically converted and an image signal is output. This image signal is digitized by the A / D converter 104, subjected to gamma correction, white balance correction, noise reduction processing, and the like by the image processing unit 105, and then output to the image data bus 106 as uncompressed image data.

測光センサ111は、撮影画面の範囲における輝度の分布を検出し、EV値データを制御バス116に出力する。なお、本第1の実施形態では、測光センサ111は外光式でカメラ上面に設置され、パノラマ撮影される画角範囲と同等の輝度検出範囲を有し、測定範囲内の最大輝度及び最小輝度が測定可能な構成を有する。角速度センサ112は、ユーザがデジタルカメラ本体のアングルを変化させる時に発生する角速度を、カメラ光軸に直交するX(ヨー)、Y(ピッチ)方向別に検出し、角速度データをX及びY方向に対応する2つのチャンネル別に制御バス116に出力する。   The photometric sensor 111 detects the luminance distribution in the range of the shooting screen and outputs EV value data to the control bus 116. In the first embodiment, the photometric sensor 111 is an external light type and is installed on the upper surface of the camera, has a luminance detection range equivalent to the field angle range for panoramic photography, and has a maximum luminance and a minimum luminance within the measurement range. Has a measurable configuration. The angular velocity sensor 112 detects the angular velocity generated when the user changes the angle of the digital camera body for each of the X (yaw) and Y (pitch) directions orthogonal to the camera optical axis, and supports the angular velocity data in the X and Y directions. Output to the control bus 116 for each of the two channels.

SDRAM(1)109は、複数フレーム分の非圧縮画像データを蓄積し、後述するパノラマ合成、並びに広ダイナミックレンジ(HDR)合成を行うための作業スペースであるメモリ空間を提供する。JPEG/RAWコーデック110は、SDRAM(1)109にて合成処理が終了した非圧縮画像データを静止画として圧縮符号化し、JPEG静止画データまたはRAW静止画データを生成する。JPEGは階調8ビットの一般的な機器で再生互換性を持つ記録方式で、RAWは、階調14ビットの、画像処理部105による画像処理を施さないデータに可逆圧縮方式による符号化を施した、特定の機器のみに再生互換性を持つ記録方式である。なお、本発明における静止画のデータ形式はJPEG及びRAWに限られるものではなく、公知のデータ形式の静止画データであっても構わない。その場合、JPEG及び/またはRAWの代わりに予め決められたデータ形式の静止画データを生成するコーデックを有することになる。   The SDRAM (1) 109 accumulates uncompressed image data for a plurality of frames and provides a memory space that is a work space for performing panoramic synthesis and wide dynamic range (HDR) synthesis, which will be described later. The JPEG / RAW codec 110 compresses and encodes the uncompressed image data that has been subjected to the synthesis process in the SDRAM (1) 109 as a still image, and generates JPEG still image data or RAW still image data. JPEG is a general-purpose 8-bit gradation recording device that is compatible with reproduction. RAW is a 14-bit gradation data that is not subjected to image processing by the image processing unit 105 and is encoded using a lossless compression method. Thus, this recording method is compatible with reproduction only for specific devices. Note that the data format of still images in the present invention is not limited to JPEG and RAW, and may be still image data in a known data format. In that case, a codec that generates still image data in a predetermined data format is provided instead of JPEG and / or RAW.

SDRAM(2)113は、記録媒体114の書き込み状況に応じて、生成された静止画データの書き込み及び読み出しを行い、記録媒体114の記録速度との調停を行うためのバッファメモリ空間を提供する。また、SDRAM(2)113は画像表示用のメモリ(ビデオメモリ)を兼ねている。液晶パネル107は、画像や各種情報を表示する表示部であり、液晶ドライバ108は、SDRAM(2)113に格納されている表示用の画像データを液晶表示信号に変換して液晶パネル107に供給する。こうして、SDRAM(2)113に書き込まれた表示用の画像データは液晶ドライバ108を介して液晶パネル107により表示される。また、A/Dコンバータ104によってA/D変換され、SDRAM(2)113に蓄積されたデジタル信号を液晶ドライバ108において液晶表示信号に変換し、液晶パネル107に逐次転送して表示することで、電子ビューファインダーとして機能する。これにより、スルー画像表示を行うことができる。   The SDRAM (2) 113 provides a buffer memory space for writing and reading the generated still image data in accordance with the writing status of the recording medium 114, and arbitrating with the recording speed of the recording medium 114. The SDRAM (2) 113 also serves as an image display memory (video memory). The liquid crystal panel 107 is a display unit that displays images and various information. The liquid crystal driver 108 converts display image data stored in the SDRAM (2) 113 into a liquid crystal display signal and supplies the liquid crystal display signal to the liquid crystal panel 107. To do. Thus, the display image data written in the SDRAM (2) 113 is displayed on the liquid crystal panel 107 via the liquid crystal driver 108. In addition, a digital signal that has been A / D converted by the A / D converter 104 and accumulated in the SDRAM (2) 113 is converted into a liquid crystal display signal by the liquid crystal driver 108, and sequentially transferred to the liquid crystal panel 107 for display. Functions as an electronic viewfinder. Thereby, a through image display can be performed.

記録媒体114は、カメラ本体に対して着脱が可能な、例えばNAND型フラッシュメモリ等で構成されているメモリカードである。記録媒体114には、JPEG静止画データまたはRAW静止画データが、PCに接続された時にディスクドライブとして認識される、PC互換性を持つFAT(File Allocation Table)ファイルシステムに則って成形された上で記録される。操作キー115は、ユーザからの各種操作を受け付ける各種スイッチであり、静止画の撮影操作を行うシャッターボタンや、パノラマ撮影を行うか、通常の静止画撮影を行うか等を選択するモードスイッチ等を含む。   The recording medium 114 is a memory card configured with, for example, a NAND flash memory that can be attached to and detached from the camera body. On the recording medium 114, JPEG still image data or RAW still image data is formed in accordance with a PC compatible FAT (File Allocation Table) file system that is recognized as a disk drive when connected to a PC. Is recorded. The operation keys 115 are various switches that accept various operations from the user, such as a shutter button for performing still image shooting operation, a mode switch for selecting whether to perform panoramic shooting or normal still image shooting, and the like. Including.

制御バス116は、各ブロック間の制御信号の通信を行う信号経路であり、メインマイコン118からの制御信号を各構成要素に伝えるとともに、各構成要素からのレスポンス信号や各センサからのデータ信号をメインマイコン118に伝える。フラッシュROM119は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであって、メインマイコン118の動作用の定数、プログラム等が格納される。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。メインマイコン118は、デジタルカメラ全体を制御する。後述するフラッシュROM119に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。117はシステムメモリであり、RAMが用いられる。RAM117には、メインマイコン118の動作用の定数、変数、フラッシュROM119から読み出したプログラム等を展開する。また、メインマイコン118は液晶ドライバ108等を制御することにより表示制御も行う。   The control bus 116 is a signal path for communicating control signals between the blocks. The control bus 116 transmits a control signal from the main microcomputer 118 to each component, and transmits a response signal from each component and a data signal from each sensor. Tell the main microcomputer 118. The flash ROM 119 is an electrically erasable / recordable nonvolatile memory, and stores constants, programs, and the like for the operation of the main microcomputer 118. Here, the program is a program for executing various flowcharts described later in the present embodiment. The main microcomputer 118 controls the entire digital camera. By executing a program recorded in a flash ROM 119 described later, each process of the present embodiment described later is realized. Reference numeral 117 denotes a system memory, which uses a RAM. In the RAM 117, constants and variables for operation of the main microcomputer 118, a program read from the flash ROM 119, and the like are expanded. The main microcomputer 118 also performs display control by controlling the liquid crystal driver 108 and the like.

図2は、本第1の実施形態によるデジタルカメラで横に長いパノラマ写真を撮影する際の使用イメージを示す図であり、図2(a)は撮影者側から見た場合、図2(b)は撮影者を見た場合を示している。シャッターボタンを押しながら、撮影者側から見て左から右へ撮影者自身が回転するようにカメラのアングルを連続的に変えることで、パノラマ写真を撮影することができる。   FIG. 2 is a diagram showing a use image when a horizontally long panoramic photograph is taken with the digital camera according to the first embodiment, and FIG. 2A is a view of FIG. 2B when viewed from the photographer side. ) Shows the case of looking at the photographer. A panoramic photograph can be taken by continuously changing the camera angle so that the photographer rotates from left to right as viewed from the photographer while pressing the shutter button.

次に、上記構成を有する本第1の実施形態のデジタルカメラの動作について説明する。図3は、本第1の実施形態のデジタルカメラの状態(図3(a))と、それに応じた角速度センサ112の出力を示した図である。カメラのヨー方向の回転速度がX出力(図3(b))、カメラのピッチ方向の回転速度がY出力で出力され(図3(c))、各出力の積分値を取ることで、回転量が算出できる。   Next, the operation of the digital camera of the first embodiment having the above configuration will be described. FIG. 3 is a diagram showing the state of the digital camera according to the first embodiment (FIG. 3A) and the output of the angular velocity sensor 112 corresponding thereto. The rotation speed in the yaw direction of the camera is output as X (FIG. 3 (b)), the rotation speed in the pitch direction of the camera is output as Y output (FIG. 3 (c)), and rotation is obtained by taking the integral value of each output. The amount can be calculated.

図4は、本発明のデジタルカメラにおけるパノラマ撮影モード時の動作を示すフローチャートである。S401にて、デジタルカメラの電源がパノラマ撮影モードでONになると、S402にて、シャッターボタンが半押しされているかが検出され、半押しされていれば、S403にて、測光センサ111により被写体の輝度が測定される。S404にて、測定された被写体の輝度のうち、被写体の最大輝度及び最小輝度を検出する。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation in the panoramic shooting mode in the digital camera of the present invention. When the power of the digital camera is turned on in the panoramic shooting mode in S401, it is detected in S402 whether the shutter button is half-pressed. If it is half-pressed, the photometric sensor 111 detects the subject in S403. Luminance is measured. In S404, the maximum luminance and the minimum luminance of the subject are detected from the measured luminance of the subject.

S405において、検出された最大輝度及び最小輝度から得られる輝度差に基づいて、見かけ上のダイナミックレンジが広い広ダイナミックレンジ画像を合成して得るために必要な、標準ダイナミックレンジ画像の必要枚数Nを算出する。そしてS406にて、算出された必要枚数Nの画像を得るときの露光条件のずらし量が算出される。   In S405, based on the luminance difference obtained from the detected maximum luminance and minimum luminance, the required number N of standard dynamic range images necessary for synthesizing and obtaining a wide dynamic range image having a wide apparent dynamic range is obtained. calculate. In step S406, the shift amount of the exposure condition for obtaining the calculated required number N of images is calculated.

図5は、S405及びS406にて、算出された必要枚数N及び露光条件のずらし量を決定する方法を示す概念図である。なお図5において、EVとはExposure Value(露光指数)の略で、感度がISO100のフィルムを18%グレーに感光させる(適正露出が得られる)ことができる光量のことである。絞り値がF1.0、シャッタースピードが1秒の場合をEV=0として、絞り値が√2倍かまたはシャッタースピード(露光時間)が半分になるごとにEV値が1ずつ増えていく。同一のEVに対する絞り値とシャッタースピードの組み合わせは1つには決まらず、図5の表に示すように、例えば7EVの光量に対して適正露出を得るには、F4.0・1/8秒、F2.8・1/15秒、F2.0・1/30秒等の露光条件がある。また、ダイナミックレンジの広さもEV値で表すが、例えば10EVは、210=1024倍の輝度差がカバーできるダイナミックレンジを示す。必要枚数N及び露光条件ずらし量は、それぞれ、以下の式(1)及び(2)によって算出される。なお、以下の式(1)において、除算した結果の小数点未満の端数は切り捨てる。また、式(2)は、Nが2以上の場合に計算される。
N=((最大輝度−最小輝度)/撮像素子のDレンジ)+1 …(1)
露光ずらし量=((最大輝度−最小輝度)−撮像素子のDレンジ)/(N−1)
…(2)
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a method for determining the calculated required number N and the shift amount of the exposure condition in S405 and S406. In FIG. 5, EV is an abbreviation of Exposure Value (exposure index), which is the amount of light that can sensitize a film with ISO 100 sensitivity to 18% gray (to obtain proper exposure). When the aperture value is F1.0 and the shutter speed is 1 second, EV = 0, and the EV value increases by 1 each time the aperture value is doubled or the shutter speed (exposure time) is halved. There is no single combination of aperture value and shutter speed for the same EV. As shown in the table of FIG. 5, for example, to obtain a proper exposure for a light quantity of 7 EV, F4.0 · 1/8 second. , F2.8 · 1/15 seconds, and F2.0 · 1/30 seconds. The width of the dynamic range is also expressed by an EV value. For example, 10 EV indicates a dynamic range that can cover a luminance difference of 2 10 = 1024 times. The required number N and the exposure condition shift amount are calculated by the following equations (1) and (2), respectively. In the following equation (1), the fractional part is rounded down. Equation (2) is calculated when N is 2 or more.
N = ((maximum luminance−minimum luminance) / D range of the image sensor) +1 (1)
Exposure shift amount = ((maximum luminance−minimum luminance) −D range of image sensor) / (N−1)
... (2)

本第1の実施形態の撮像素子103による標準ダイナミックレンジを10EVとして、S404にて、最大輝度が22EV、最小輝度が2EVであることが検出された場合、N=3が算出される。また、S406にて決定される露光条件のずらし量は、5EVとなる。つまり、最小輝度2EVから標準ダイナミックレンジ10EVの半分である5EVずれた7EV、更にS406で決定された露光条件のずらし量5EVずれた12EV、そして更に露光条件のずらし量5EVずれた17EVが露光量の中心となる。なお、更に標準ダイナミックレンジ10EVの半分である5EVずれると最大輝度22EVとなる。このように、3つのエリアの露光条件を決めるためのEV値が決定され、標準露光量は12EV、アンダー側の露光量は7EV、オーバー側の露光量は17EVとなる。   If the standard dynamic range by the image sensor 103 of the first embodiment is 10 EV, and it is detected in S404 that the maximum luminance is 22 EV and the minimum luminance is 2 EV, N = 3 is calculated. In addition, the exposure condition shift amount determined in S406 is 5 EV. In other words, the exposure amount is 7 EV, which is 5 EV shifted from the minimum luminance 2 EV, which is half of the standard dynamic range 10 EV, 12 EV, which is further shifted by 5 EV of the exposure condition determined in S406, and 17 EV, which is further shifted by 5 EV. Become the center. Further, when 5 EV, which is half of the standard dynamic range 10 EV, is shifted, the maximum luminance 22 EV is obtained. Thus, the EV value for determining the exposure conditions for the three areas is determined, the standard exposure amount is 12 EV, the under side exposure amount is 7 EV, and the over side exposure amount is 17 EV.

次に、S407、S408にて、絞り値及びシャッタースピードを決定する。ここで、複数の標準ダイナミックレンジ画像を得る際に行う露光条件の変更は、シャッタースピードを変更することによって行うため、1つの絞り値に対して、N通りのシャッタースピードを決定する。この際に、まず、カメラ側で設定できる絞り値、シャッタースピードの制限の中で、最高のシャッタースピードが得られる条件を設定する。例えば、1/32000秒を最高のシャッタースピードとした場合、本第1の実施形態では、オーバー側の露光量17EVから図5より絞り値をF2.0と設定する。絞り値F2.0とすると、アンダー側の露光量7EVに対するシャッタースピードとして1/30秒、標準露光量は12EVに対するシャッタースピードとして1/1000秒が決定される。なお、オーバー側の露光量17EVに対するシャッタースピードは上述した1/32000秒である。ここで、シャッタースピードは、撮像素子103の電荷蓄積時間を制御することにより、撮像素子103のエリアごとに異なる設定で撮影が行われるが、この点については後に説明する。   Next, an aperture value and a shutter speed are determined in S407 and S408. Here, since the change of the exposure condition performed when obtaining a plurality of standard dynamic range images is performed by changing the shutter speed, N shutter speeds are determined for one aperture value. In this case, first, conditions for obtaining the highest shutter speed are set within the limits of the aperture value and shutter speed that can be set on the camera side. For example, when 1/32000 seconds is set as the maximum shutter speed, in the first embodiment, the aperture value is set to F2.0 from FIG. When the aperture value is F2.0, 1/30 second is determined as the shutter speed for the under-side exposure amount 7 EV, and the standard exposure amount is 1/1000 second as the shutter speed for 12 EV. Note that the shutter speed for the over-side exposure amount 17 EV is 1/32000 seconds as described above. Here, the shutter speed is controlled by controlling the charge accumulation time of the image sensor 103, and shooting is performed with different settings for each area of the image sensor 103. This will be described later.

S409にて、ユーザがシャッターボタンを押したことが検出されると、S410にて撮像素子103の各エリアにおいて被写体の露光が開始され、所定の電荷蓄積時間ののち、露光が終了し、撮像信号の転送が行われる。転送された撮像信号は、A/Dコンバータ104にてA/D変換され、画像処理部105にてガンマ補正やホワイトバランス補正、ノイズリダクション処理等の画像処理が施された後、SDRAM(1)109に一時記憶される。その後S411にて、ユーザが撮影アングル(視野)を、後述するパノラマ合成のための合成単位である1エリア分、水平に(ここでは10度)振ったかが検出される。ここで、合成単位は、撮影アングルが変化する前後の各エリアの視野の一部が重なる角度である。   When it is detected in S409 that the user has pressed the shutter button, exposure of the subject is started in each area of the image sensor 103 in S410, and after a predetermined charge accumulation time, the exposure ends and the image signal Is transferred. The transferred imaging signal is A / D converted by the A / D converter 104, subjected to image processing such as gamma correction, white balance correction, and noise reduction processing in the image processing unit 105, and then the SDRAM (1). 109 is temporarily stored. Thereafter, in S411, it is detected whether the user has shaken the shooting angle (field of view) horizontally (here, 10 degrees) by one area which is a composition unit for panorama composition described later. Here, the synthesis unit is an angle at which a part of the field of view of each area before and after the shooting angle changes overlaps.

振られていればS412にて、ユーザがシャッターボタンを放したかを検出する。シャッターボタンが放されておらず、引き続き押し続けられていることが検出されると、S413にて撮影開始後のユーザによる撮影アングルの振り量が、パノラマ撮影モードで撮影できる最大の画角である、例えば270度を超えているかを検出する。超えていなければ、再びS410の処理に戻る。なおS412にて、ユーザがシャッターボタンを離すか、S413にて、撮影開始後のユーザによる撮影アングルの振り量が270度に達していると検出された場合は、撮像動作は終了となる。   If it has been shaken, it is detected in S412 whether the user has released the shutter button. If it is detected that the shutter button has not been released and the shutter button has been continuously pressed, the shooting angle swing amount by the user after the start of shooting is the maximum angle of view that can be shot in the panoramic shooting mode in S413. For example, it is detected whether it exceeds 270 degrees. If not, the process returns to S410 again. If the user releases the shutter button in S412, or if it is detected in S413 that the shooting angle swing amount by the user after the start of shooting reaches 270 degrees, the imaging operation ends.

そして、S414にてパノラマ合成が行われ、S415にてダイナミックレンジ拡大合成が行われ、最終的に記録媒体114に記録されるパノラマ画像が生成される。その後S416にて、JPEG/RAWコーデック110により生成されたパノラマ画像がJPEG符号化またはRAW符号化され、S417にて記録媒体114に記録され、S418にて、一連の動作が終了する。   Then, panorama synthesis is performed in S414, dynamic range expansion synthesis is performed in S415, and a panorama image that is finally recorded on the recording medium 114 is generated. Thereafter, in S416, the panoramic image generated by the JPEG / RAW codec 110 is JPEG-encoded or RAW-encoded, and is recorded on the recording medium 114 in S417, and a series of operations ends in S418.

次に、S408にて決定されたシャッタースピードによりS410にて行われる、撮像素子103の露光処理について詳細に説明する。図6は、撮像素子103の概要を示す図である。本第1の実施形態においては、撮像素子103は横2592x縦1944ピクセル(約500万画素)で、縦方向にラインが構成されているものとする。   Next, the exposure process of the image sensor 103 performed in S410 with the shutter speed determined in S408 will be described in detail. FIG. 6 is a diagram showing an outline of the image sensor 103. In the first embodiment, the image sensor 103 is 2592 × 1944 pixels (about 5 million pixels), and a line is formed in the vertical direction.

図6(b)は撮像素子103の受光部のエリアを示す概念図であり、N=3の場合、次のようにエリアが分けられる。ライン1〜ライン431までは、露光はされるが、後述のパノラマ合成では使われない無効エリア、ライン432〜ライン1007は電荷蓄積時間が1/32000秒で露光が行われるエリアAである。ライン1008〜ライン1583は電荷蓄積時間が1/1000秒で露光が行われるエリアB、ライン1584〜ライン2159は電荷蓄積時間が1/30秒で露光が行われるエリアCである。そして、ライン2160〜ライン2592は、露光はされるが後述のパノラマ合成では使われない無効エリアである。   FIG. 6B is a conceptual diagram showing the area of the light receiving unit of the image sensor 103. When N = 3, the area is divided as follows. Lines 1 to 431 are exposed but are invalid areas that are not used in panoramic synthesis, which will be described later, and lines 432 to 1007 are areas A in which exposure is performed with a charge accumulation time of 1/32000 seconds. A line 1008 to a line 1583 are an area B where exposure is performed with a charge accumulation time of 1/1000 second, and a line 1584 to a line 2159 is an area C where exposure is performed with a charge accumulation time of 1/30 second. Lines 2160 to 2592 are invalid areas that are exposed but are not used in panoramic synthesis described later.

図6(a)は撮像素子103の構成を示す図であり、受光素子603は1画素を構成し、信号読み出し部604は受光素子603により蓄積される電荷量を画像信号として読み出す。ドライバ605は、受光素子603により蓄積された電荷を放出(リセット)するタイミングを指示するRST信号をラインごとに出力する。更に、RST信号のアサート時点の蓄積電荷量情報を得ると共に、信号読み出し部604に転送を行うタイミングを指示するTRS信号をラインごとに出力することにより、画素の動作制御を行う。なお、RST信号がアサートされてからTRS信号がアサートされるまでの時間差が電荷蓄積時間となり、シャッタースピードに相当する。   FIG. 6A is a diagram illustrating the configuration of the image sensor 103. The light receiving element 603 forms one pixel, and the signal reading unit 604 reads the amount of charge accumulated by the light receiving element 603 as an image signal. The driver 605 outputs, for each line, an RST signal that indicates the timing for discharging (resetting) the electric charge accumulated by the light receiving element 603. Further, pixel charge control is performed by obtaining the accumulated charge amount information at the time of assertion of the RST signal and outputting a TRS signal for instructing the timing of transfer to the signal reading unit 604 for each line. The time difference from when the RST signal is asserted to when the TRS signal is asserted is the charge accumulation time, which corresponds to the shutter speed.

ライン選択部606は、ドライバ605により行う、画素ラインの制御のためのライン選択を行い、走査制御部607は、信号読み出し部604及びライン選択部606を制御し、1画面分の走査を行う。   The line selection unit 606 performs line selection for pixel line control performed by the driver 605, and the scanning control unit 607 controls the signal readout unit 604 and the line selection unit 606 to perform scanning for one screen.

図7は、ドライバ605により出力される、RST信号及びTRS信号の波形を示す。図7において、ライン1〜1007では、RST信号とTRS信号の立ち上がりの時間差が1/32000秒となるような信号波形となっている。また、ライン1008〜1583では、RST信号とTRS信号の立ち上がりの時間差が1/1000秒、ライン1584〜2592では、RST信号とTRS信号の立ち上がりの時間差が1/30秒となるような信号波形となっている。これにより、それぞれのエリアでシャッタースピードが異なるよう制御される。   FIG. 7 shows waveforms of the RST signal and the TRS signal output by the driver 605. In FIG. 7, lines 1 to 1007 have signal waveforms such that the time difference between the rising edges of the RST signal and the TRS signal is 1/32000 seconds. Lines 1008 to 1583 have signal waveforms such that the time difference between the rises of the RST signal and the TRS signal is 1/1000 second, and lines 1584 to 2592 have a signal waveform such that the time difference between the rises of the RST signal and the TRS signal is 1/30 seconds. It has become. Thereby, the shutter speed is controlled to be different in each area.

次に、S414で行われるパノラマ合成及びS415で行われる広ダイナミックレンジ(HDR)拡大合成について説明する。図8は、パノラマ合成及びHDR拡大合成を示す概念図である。801は、撮像素子103により得られるパノラマ撮影モードで撮影された画像を示す図で、上述した構成により、水平アングルが10度変わるごとに撮影が行われ、合計29枚の撮影が行われていることを示している。各画像のそれぞれのエリアは、縦1944x横576画素となり、前述のように、撮影レンズ101の焦点距離は35mmフィルム換算で28mm相当の焦点距離となっているので、横方向の画角は約15度となる。したがって、それぞれのエリアが撮像した画像は、15度ごとに、両端5度のオーバーラップを持って撮影されている。パノラマ合成では、このオーバーラップ部分を利用して、つなぎ目が目立たないよう、ぼかし処理等を行いながら、3組のパノラマ合成画像が生成される。802は、エリアAでアンダー側の露光量で撮像された画像を合成したパノラマ画像、803は、エリアBで標準露光量で撮像された画像を合成したパノラマ画像、804は、エリアCでオーバー側の露光量で撮像された画像を合成したパノラマ画像である。それぞれのパノラマ画像は、階調10ビットで構成されている。   Next, the panorama synthesis performed in S414 and the wide dynamic range (HDR) expansion synthesis performed in S415 will be described. FIG. 8 is a conceptual diagram showing panoramic synthesis and HDR expansion synthesis. Reference numeral 801 denotes an image taken in the panoramic shooting mode obtained by the image sensor 103. With the above-described configuration, shooting is performed every time the horizontal angle changes by 10 degrees, and a total of 29 images are shot. It is shown that. Each area of each image is 1944 x 576 pixels in the vertical direction, and as described above, the focal length of the taking lens 101 is equivalent to 28 mm in terms of 35 mm film, so the angle of view in the horizontal direction is about 15 Degree. Therefore, the images captured by the respective areas are photographed with an overlap of 5 degrees on both ends every 15 degrees. In the panorama composition, three sets of panorama composite images are generated while performing blurring processing and the like so that the joints are not conspicuous using the overlap portion. 802 is a panoramic image obtained by synthesizing an image captured at the under exposure amount in area A, 803 is a panoramic image obtained by synthesizing an image captured at the standard exposure amount in area B, and 804 is an over side in area C. It is the panoramic image which combined the image imaged with the exposure amount of. Each panoramic image has a gradation of 10 bits.

その後行われるダイナミックレンジ拡大合成では、まず、エリアAで撮像された画像を合成したパノラマ画像802について、露光ずらし量である5EV分、明度を上げる。また、エリアCで撮像された画像を合成したパノラマ画像804については、露光ずらし量である5EV分、明度を下げる。そして、エリアBで撮像された画像を合成したパノラマ画像803に対して、白飛びまたは黒潰れのない部分をつなぎ合わせて、10ビットより広い階調を持つ広ダイナミックレンジの画像を生成する。その後、コントラスト圧縮を行い、JPEG符号化による記録では、階調8ビットに丸め処理を行い、RAW符号化による記録では、階調14ビットに丸め処理を行った上で、前述の所定の処理及び符号化を行い、該符号化データを記録媒体114に記録する。   In the dynamic range expansion / combination performed thereafter, first, the brightness of the panorama image 802 obtained by combining the images captured in the area A is increased by an exposure shift amount of 5 EV. Further, the brightness of the panoramic image 804 obtained by combining the images picked up in the area C is reduced by 5 EV which is the exposure shift amount. Then, a panoramic image 803 obtained by synthesizing the images picked up in area B is connected to a portion without whiteout or blackout to generate an image with a wide dynamic range having a gradation wider than 10 bits. Thereafter, contrast compression is performed. In the recording by JPEG encoding, the rounding process is performed to the gradation of 8 bits. In the recording by the RAW encoding, the rounding process is performed to the gradation of 14 bits. Encoding is performed, and the encoded data is recorded on the recording medium 114.

以上の構成により、一般的なパノラマ撮影操作と同様の操作で広いダイナミックレンジをカバーする撮影を可能とするとともに、パノラマ画像のつなぎ目で、明るさの段差が生じないパノラマ撮影が可能となる。   With the above configuration, it is possible to perform shooting that covers a wide dynamic range by the same operation as a general panoramic shooting operation, and it is possible to perform panoramic shooting that does not cause a brightness difference at the joint of panoramic images.

<第1の実施形態の変形例>
上述した第1の実施形態におけるデジタルカメラでは、撮像素子103として、図6に示す、縦方向にライン配列があるものを用いていたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図9に示すように、横方向にライン配列がある撮像素子を用いて、横方向にパノラマ撮影を行う時は、図10に示すように、カメラを縦位置に構えたまま、アングルを横方向に振る操作による構成としてもよい。なお、図9においては、図6と同様の機能を有する構成には同じ参照番号を付している。この構成では、撮像素子103として、一般的な横方向にライン配列があるものが使えるとともに、完成したパノラマ画像の上下方向の画角が広くなる。
<Modification of First Embodiment>
In the digital camera according to the first embodiment described above, the image sensor 103 having the line array in the vertical direction shown in FIG. 6 is used, but the present invention is not limited to this. For example, when performing panoramic shooting in the horizontal direction using an image sensor having a line array in the horizontal direction as shown in FIG. 9, the angle is set with the camera held in the vertical position as shown in FIG. It is good also as a structure by operation which shakes in a horizontal direction. In FIG. 9, the same reference numerals are assigned to components having the same functions as those in FIG. In this configuration, an image sensor 103 having a general horizontal line arrangement can be used, and the completed panoramic image has a wide vertical angle of view.

さらに、本第1の実施形態のデジタルビデオカメラでは、撮像素子103のエリアごとに異なる露光条件は、電荷蓄積時間の違いによって設定していた。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、図11に示すように、撮像素子103の前に、可動式の減光フィルタ1102〜1104を設置してもよい。この場合、減光フィルタ1102〜1104を光路上に出し入れすることにより、それぞれのエリアごとに露光条件を異ならせることができる。または、減光フィルタの枚数ではなく、エリアごとに異なる濃度を有する減光フィルタを用いても良い。   Furthermore, in the digital video camera of the first embodiment, different exposure conditions for each area of the image sensor 103 are set according to the difference in charge accumulation time. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 11, movable neutral density filters 1102 to 1104 may be installed in front of the image sensor 103. In this case, exposure conditions can be made different for each area by putting the neutral density filters 1102 to 1104 in and out of the optical path. Alternatively, a neutral density filter having a different density for each area may be used instead of the number of neutral density filters.

この構成では、撮像素子103に対して、同一のシャッタースピードが選択できるので、前述のカメラ側で設定できる絞り値、シャッタースピードの制限を受けにくくなり、ユーザによるシャッタースピードの選択幅を広げることができる。   In this configuration, since the same shutter speed can be selected for the image sensor 103, it is difficult to be restricted by the aperture value and shutter speed that can be set on the above-described camera side, and the user can widen the selection range of the shutter speed. it can.

<第2の実施形態>
次に、本発明をデジタルカメラにて実施した第2の実施形態について、図面を用いて説明する。図12は、本第2の実施形態によるデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。なお、図12において、図1と同様の構成には同じ参照番号を付している。図12に示す構成と図1に示す構成との差異は、表示画像処理部1220が追加されていることである。表示画像処理部1220は、画像データバス106と液晶ドライバ108の間に位置し、A/Dコンバータ104によって一度A/D変換されSDRAM(2)113に蓄積された画像データに所定の画像処理を施す。その後、該画像処理を施されたデジタル信号は液晶ドライバ108において液晶表示信号に変換され、液晶パネル107に逐次転送して表示されることで、電子ビューファインダーとして機能し、スルー画像表示を行う。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment in which the present invention is implemented with a digital camera will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of the digital camera according to the second embodiment. In FIG. 12, the same components as those in FIG. The difference between the configuration shown in FIG. 12 and the configuration shown in FIG. 1 is that a display image processing unit 1220 is added. The display image processing unit 1220 is located between the image data bus 106 and the liquid crystal driver 108, and performs predetermined image processing on the image data once A / D converted by the A / D converter 104 and stored in the SDRAM (2) 113. Apply. Thereafter, the digital signal subjected to the image processing is converted into a liquid crystal display signal by the liquid crystal driver 108 and sequentially transferred and displayed on the liquid crystal panel 107, thereby functioning as an electronic viewfinder and displaying a through image.

本第2の実施形態のデジタルカメラでは、上述した第1の実施形態のデジタルカメラにおけるパノラマ撮影モード時の動作と同様に、まず、撮像素子103においてエリアごとに異なる露光時間によって得られる複数の露光条件の撮影画像を取得する。そして取得した撮影画像から、広ダイナミックレンジのパノラマ画像を生成し、記録媒体114への記録が行われる。この時、撮像素子103から出力される画像は図14に示すように、エリアごとに明度が異なる画像信号となっている。この画像信号は前述のように、広ダイナミックレンジのパノラマ画像の生成に用いられるとともに、液晶パネル107にて、電子ビューファインダー表示としても用いられるが、表示画像処理部1220において、以下に示す画像処理が行われる。   In the digital camera of the second embodiment, similarly to the operation in the panoramic shooting mode of the digital camera of the first embodiment described above, first, a plurality of exposures obtained with different exposure times for each area in the image sensor 103. Acquire a captured image of the condition. Then, a panoramic image with a wide dynamic range is generated from the acquired photographed image and recorded on the recording medium 114. At this time, the image output from the image sensor 103 is an image signal having different brightness for each area as shown in FIG. As described above, this image signal is used for generating a panoramic image with a wide dynamic range and also used as an electronic viewfinder display on the liquid crystal panel 107. In the display image processing unit 1220, the following image processing is performed. Is done.

図13は、表示画像処理部1220の詳細を示すブロック図である。図13において、画像縮小ブロック1200は、画像データバス106より入力される画像データを、液晶パネル107の画素数に合わせて縮小処理を行って電子ビューファインダー表示用画像を作成する。エリア分割ブロック1201は、電子ビューファインダー表示用画像を、図14に示すエリアA、B、Cそれぞれに分割する。画像処理(1)ブロック1202は、図14のエリアAからの撮像信号に対して画像処理を施し、画像処理(2)ブロック1203は、図14のエリアBからの撮像信号に対して画像処理を施す。そして、画像処理(3)ブロック1204は、図14のエリアCからの撮像信号に対して画像処理を施す。SDRAM(3)1205は、画像縮小ブロック1200及び画像処理(1)〜(3)ブロック1202〜1204の作業エリアを提供する。エリア合成ブロック1206は、エリアA、エリアB、エリアCからの画像をつなげて、1フレーム分の画像に合成する。制御バスインターフェース(I/F)1207は、画像処理(1)〜(3)ブロック1202〜1204のパラメータ設定などの制御信号を、制御バス116との間で通信する。   FIG. 13 is a block diagram showing details of the display image processing unit 1220. In FIG. 13, an image reduction block 1200 reduces the image data input from the image data bus 106 in accordance with the number of pixels of the liquid crystal panel 107 to create an electronic viewfinder display image. The area division block 1201 divides the electronic viewfinder display image into areas A, B, and C shown in FIG. The image processing (1) block 1202 performs image processing on the imaging signal from the area A in FIG. 14, and the image processing (2) block 1203 performs image processing on the imaging signal from the area B in FIG. Apply. Then, the image processing (3) block 1204 performs image processing on the imaging signal from area C in FIG. The SDRAM (3) 1205 provides a work area for the image reduction block 1200 and the image processing (1) to (3) blocks 1202 to 1204. The area synthesis block 1206 connects the images from area A, area B, and area C and combines them into an image for one frame. The control bus interface (I / F) 1207 communicates control signals such as parameter settings of the image processing (1) to (3) blocks 1202 to 1204 with the control bus 116.

図15(a)は表示画像処理部1220による処理内容を示す図である。同図において、1401は、撮像素子103から出力される画像を示している。この入力画像1401は、エリア分割ブロック1201によりエリアごとの映像に分割され、エリアAの画像は画像処理(1)ブロック1202により、標準の露光条件で撮像されているエリアBとの露光量の差であった5EV分、明るく補正される。また、エリアBの画像は、画像処理(2)ブロック1203からSDRAM(3)1205に転送される。そして補正は施されずに、画像処理(1)ブロック1202及び画像処理ブロック(3)1204における画像処理のタイミングに合わせるように画像処理(2)ブロック1203に戻される。さらに、エリアCの画像は画像処理(3)ブロック1204により、標準の露光条件で撮像されているエリアBとの露光量の差であった5EV分、暗く補正される。   FIG. 15A is a diagram showing the processing contents by the display image processing unit 1220. In the figure, reference numeral 1401 denotes an image output from the image sensor 103. The input image 1401 is divided into video for each area by the area division block 1201, and the image of the area A is subjected to the image processing (1) block 1202 and the difference in exposure amount from the area B imaged under the standard exposure conditions. It is corrected brightly for 5 EV. The image in area B is transferred from the image processing (2) block 1203 to the SDRAM (3) 1205. Then, the image processing (2) block 1203 is returned to the image processing (1) block 1202 and the image processing block (3) 1204 so as to match the image processing timing without being corrected. Further, the image of area C is darkened by image processing (3) block 1204 by 5 EV, which is the exposure amount difference from area B imaged under the standard exposure conditions.

画像処理(1)〜(3)ブロック1202〜1204にて補正された各エリアの画像は、エリア合成ブロック1206により合成され、液晶パネル107に表示される。これにより、図15(b)に示すように、各エリアが均一な明るさとなった電子ビューファインダー表示が得られる。この構成により、広ダイナミックレンジのパノラマ画像を得るために、撮像素子103のエリアごとに異なる露光量によって撮像されているにも関わらず、電子ビューファインダーでは均一の明るさの表示が得られる。従って、撮影者にとってより視認性を高めたパノラマ撮影モードを備えたカメラを提供することができる。   Image processing (1) to (3) The images of the areas corrected in the blocks 1202 to 1204 are combined by the area combining block 1206 and displayed on the liquid crystal panel 107. Thereby, as shown in FIG. 15B, an electronic viewfinder display in which each area has a uniform brightness is obtained. With this configuration, in order to obtain a panoramic image with a wide dynamic range, even if images are captured with different exposure amounts for each area of the image sensor 103, a display with uniform brightness can be obtained with the electronic viewfinder. Therefore, it is possible to provide a camera having a panoramic shooting mode with higher visibility for the photographer.

なお、撮像素子103が、第1の実施形態の変形例において図11を参照して説明した構成を有する場合にも、本第2の実施形態を適用することが可能である。また、撮像素子103が図9及び図10を参照して説明した構成を有する場合にも、垂直方向を水平方向に変えるだけで、同様の構成により第2の実施形態を適用することが可能である。   Note that the second embodiment can also be applied to the case where the image sensor 103 has the configuration described with reference to FIG. 11 in the modification of the first embodiment. Even when the image sensor 103 has the configuration described with reference to FIGS. 9 and 10, the second embodiment can be applied with the same configuration only by changing the vertical direction to the horizontal direction. is there.

<第2の実施形態の変形例1>
表示画像処理部1220において、図16(a)に示す画像処理を行ってもよい。同図において、1501は、撮像素子103から出力される画像を示している。この入力画像1501はエリア分割ブロック1201によりエリアごとの映像に分割された後、エリアAの画像は画像処理(1)ブロック1202(第1の画像処理手段)により、前撮影画像のエリアB及び前々撮影画像のエリアBの画像に置き換えられる。なお、前撮影画像及び前々撮影画像は、後述するエリアBの画像に対する処理の過程で、SDRAM(3)1205に一時的に格納されたものである。エリアBの画像は、画像処理(2)ブロック1203からSDRAM(3)1205に格納される。そして補正は施されずに、画像処理(1)ブロック1202及び画像処理(3)ブロック1204における画像処理のタイミングに合わせるように画像処理(2)ブロック1203に戻される。なお、前述したように、この処理でSDRAM(3)1205に格納された画像データは、次のエリアAの画像に対する画像処理に使用される。さらに、エリアCの画像は画像処理(3)ブロック1204(第2の画像処理手段)により、標準の露光条件で撮像されているエリアBとの露光量の差であった5EV分、暗く補正される。
<Modification Example 1 of Second Embodiment>
The display image processing unit 1220 may perform image processing shown in FIG. In the figure, reference numeral 1501 denotes an image output from the image sensor 103. After the input image 1501 is divided into video for each area by the area division block 1201, the image of the area A is subjected to the image processing (1) block 1202 (first image processing means) and the area B and the front of the previous photographed image. It is replaced with the image of area B of the captured image. The pre-photographed image and the pre-photographed image are temporarily stored in the SDRAM (3) 1205 in the process of processing the image of area B described later. The image of area B is stored in the SDRAM (3) 1205 from the image processing (2) block 1203. Then, the image processing (2) block 1203 is returned to the image processing (1) block 1202 and the image processing (3) block 1204 so as to be synchronized with the image processing timing without being corrected. As described above, the image data stored in the SDRAM (3) 1205 by this processing is used for image processing for the image of the next area A. Further, the image of area C is darkened by image processing (3) block 1204 (second image processing means) by 5 EV, which is the difference in exposure amount from area B imaged under standard exposure conditions. The

画像処理(1)〜(3)ブロック1202〜1204にて補正された各エリアの画像は、エリア合成ブロック1206にて合成され、液晶パネル107に表示される。これにより、図16(b)に示すように、各エリアが均一な明るさとなった電子ビューファインダー表示が得られる。この構成により、広ダイナミックレンジのパノラマ画像を得るために、撮像素子のエリアごとに異なる露光量によって撮像されているにも関わらず、電子ビューファインダーでは均一の明るさの表示を得ることができる。加えて、エリアAにおいて、−5EVの露光条件によって撮影されたことで起こる黒潰れによって情報が欠落した部分が、+5EV明るく補正されることで、情報が欠落したまま明るく表示されてしまうという画質の劣化を回避することができる。これにより、撮影者にとってより視認性を高めたパノラマ撮影モードを備えたカメラが提供できるという効果がある。   Image processing (1) to (3) The images of the areas corrected in the blocks 1202 to 1204 are combined in the area combining block 1206 and displayed on the liquid crystal panel 107. Thereby, as shown in FIG. 16B, an electronic viewfinder display in which each area has uniform brightness can be obtained. With this configuration, in order to obtain a panoramic image with a wide dynamic range, the electronic viewfinder can obtain a display with uniform brightness even though images are captured with different exposure amounts for each area of the image sensor. In addition, in the area A, the portion where information is lost due to black crushing caused by shooting under the exposure condition of −5 EV is corrected to be brighter by +5 EV, so that the image is displayed brightly with information missing. Degradation can be avoided. Thereby, there is an effect that it is possible to provide a camera having a panoramic shooting mode with higher visibility for a photographer.

なお、本変形例では、図9に示すように、左から右にスイングすることによってパノラマ撮影を行う構成となっているが、該スイングの方向を検知するブロックを追加し、パノラマ撮影のスイング方向を検知するようにしてもよい。そして、右から左へのスイングによりパノラマ撮影が行われた場合、図15におけるエリアCの処理を画像処理(1)ブロック1202により行い、また図15におけるエリアAの処理を、画像処理(3)ブロック1204により行う。この構成では、ユーザのパノラマ撮影のためのスイング方向が、左から右または右から左とどちらになっているかに関わらず、図15の構成によって得られる効果を持つカメラを提供することができる。   In this modification, as shown in FIG. 9, panoramic shooting is performed by swinging from left to right. However, a block for detecting the direction of the swing is added, and the swing direction of panoramic shooting is used. May be detected. When panoramic shooting is performed by a swing from right to left, the processing of area C in FIG. 15 is performed by the image processing (1) block 1202, and the processing of area A in FIG. 15 is performed by image processing (3). This is done by block 1204. With this configuration, it is possible to provide a camera having the effect obtained by the configuration of FIG. 15 regardless of whether the swing direction for panoramic shooting of the user is from left to right or from right to left.

<第2の実施形態の変形例2>
表示画像処理部1220において、図17に示す画像処理を行ってもよい。図17(a)において、1601は、撮像素子103から出力される画像を示している。この画像1601は表示画像処理部1220にて、エリアA及びエリアCに黒マスクがかけられた上で液晶パネル107に表示される。図17(b)に示すように、標準の露光条件で撮像されているエリアBのみの画像が表示されている電子ビューファインダー表示が得られる。この構成では、より簡素な構成により、撮影者に不自然さを感じさせない電子ビューファインダー表示によるパノラマ撮影モードを備えたカメラを提供することができる。
<Modification 2 of the second embodiment>
The display image processing unit 1220 may perform image processing shown in FIG. In FIG. 17A, reference numeral 1601 denotes an image output from the image sensor 103. This image 1601 is displayed on the liquid crystal panel 107 after black masks are applied to the areas A and C by the display image processing unit 1220. As shown in FIG. 17B, an electronic viewfinder display in which an image of only area B imaged under standard exposure conditions is displayed. With this configuration, it is possible to provide a camera having a panoramic shooting mode with an electronic viewfinder display that does not make the photographer feel unnatural with a simpler configuration.

<他の実施形態>
なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、カメラヘッドなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、デジタルカメラなど)に適用してもよい。
<Other embodiments>
Note that the present invention can be applied to a system composed of a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a camera head, etc.) or an apparatus composed of a single device (for example, a digital camera). Good.

Claims (8)

受光部を予め決められた方向に分けた複数のエリアをそれぞれ異なる露光条件で露光して得られる画像信号を出力する撮像素子と、
前記予め決められた方向と垂直な方向に、予め決められた角度、視野が変化するごとに前記撮像素子により撮影を行うように制御する制御手段と、
前記予め決められた角度ごとに得られた複数の視野の画像信号のうち、同じ露光条件で露光された異なる視野の前記エリアの画像信号をつなげ、視野が拡大された前記異なる露光条件ごとの複数のパノラマ画像を生成するパノラマ合成手段と、
前記パノラマ合成手段により生成された前記複数のパノラマ画像を合成して、1つの見かけ上のダイナミックレンジが広い広ダイナミックレンジのパノラマ画像を生成するダイナミックレンジ拡大合成手段と、を有し、
前記予め決められた角度は、前記複数のエリアの各エリアの前記変化の前後の視野の一部が重なる角度であることを特徴とする撮像装置。
An image sensor that outputs an image signal obtained by exposing a plurality of areas obtained by dividing a light receiving unit in a predetermined direction under different exposure conditions;
Control means for controlling the imaging device to perform imaging every time a predetermined angle and field of view change in a direction perpendicular to the predetermined direction;
Among the image signals of a plurality of fields of view obtained for each predetermined angle, the image signals of the areas of different fields of view exposed under the same exposure conditions are connected, and a plurality of images for the different exposure conditions whose fields of view are expanded Panorama synthesizing means for generating a panoramic image of
Dynamic range expansion / synthesizing means for synthesizing the plurality of panoramic images generated by the panorama synthesizing means to generate a panoramic image with a wide apparent dynamic range and a wide dynamic range;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the predetermined angle is an angle at which a part of the visual field before and after the change of each of the plurality of areas overlaps.
測光手段と、
前記測光手段によって検出された輝度の最大輝度と最小輝度との差を検出し、該検出した輝度差を、前記撮像素子のダイナミックレンジで除した値に応じて、前記複数のエリアの数を決定する決定手段と
を更に有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Photometric means;
The difference between the maximum luminance and the minimum luminance detected by the photometric means is detected, and the number of the plurality of areas is determined according to a value obtained by dividing the detected luminance difference by the dynamic range of the image sensor. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a determination unit that performs the determination.
前記撮像素子は、前記複数のエリアの電荷蓄積時間を互いに異ならせることにより、前記異なる露光条件で露光を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the imaging device performs exposure under the different exposure conditions by making charge accumulation times of the plurality of areas different from each other. 前記撮像素子は、前記複数のエリアを互いに異なる枚数または異なる濃度の減光フィルタで覆うことにより、前記異なる露光条件で露光を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。   3. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging element performs exposure under the different exposure conditions by covering the plurality of areas with different number of neutral density filters or different density filters. 4. 前記撮像素子から出力される各視野の画像信号に対して、前記エリアごとに、予め決められた露光条件による露光量との差を補正して、表示装置に出力する画像処理手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。   Image processing means for correcting an image signal for each field of view output from the image sensor and correcting the difference with an exposure amount according to a predetermined exposure condition for each area, and outputting the image signal to a display device. The imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記異なる露光条件のうち、予め決められた露光条件と異なる露光条件で露光されたエリアから出力された画像信号を、前記制御手段の制御により先の撮影で得られた、当該エリアと同じ視野を前記予め決められた露光条件で露光したエリアの画像信号で置き換える第1の画像処理手段と、
前記予め決められた露光条件と異なる露光条件で露光されたエリアと同じ視野を前記予め決められた露光条件で露光したエリアが前記先の撮影で得られていない場合に、前記予め決められた露光条件と異なる露光条件で露光された前記エリアから出力された画像信号に対して、前記予め決められた露光条件による露光量との差を補正する第2の画像処理手段と、
前記第1及び第2の画像処理手段により処理された画像信号を表示装置に出力する表示制御手段と
を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
Among the different exposure conditions, an image signal output from an area exposed under an exposure condition that is different from a predetermined exposure condition is obtained in the same field of view as obtained in the previous photographing under the control of the control means. First image processing means for replacing with an image signal of an area exposed under the predetermined exposure condition;
The predetermined exposure when an area exposed under the predetermined exposure condition having the same field of view as the area exposed under the exposure condition different from the predetermined exposure condition is not obtained by the previous photographing. Second image processing means for correcting a difference between an exposure amount according to the predetermined exposure condition with respect to an image signal output from the area exposed under an exposure condition different from the condition;
5. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising display control means for outputting an image signal processed by the first and second image processing means to a display device.
前記複数のエリアのうち、予め決められた露光条件で露光されたエリアから得られた画像信号を表示装置に出力する表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。   5. The display control unit according to claim 1, further comprising a display control unit that outputs an image signal obtained from an area exposed under a predetermined exposure condition among the plurality of areas to a display device. The imaging device according to item. 撮像素子が、受光部を予め決められた方向に分けた複数のエリアをそれぞれ異なる露光条件で露光して得られる画像信号を出力する撮像工程と、
制御手段が、前記予め決められた方向と垂直な方向に、予め決められた角度、視野が変化するごとに前記撮像素子により撮影を行うように制御する制御工程と、
パノラマ合成手段が、前記予め決められた角度ごとに得られた複数の視野の画像信号のうち、同じ露光条件で露光された異なる視野の前記エリアの画像信号をつなげ、視野が拡大された前記異なる露光条件ごとの複数のパノラマ画像を生成するパノラマ合成工程と、
ダイナミックレンジ拡大合成手段が、前記パノラマ合成工程で生成された前記複数のパノラマ画像を合成して、1つの見かけ上のダイナミックレンジが広い広ダイナミックレンジのパノラマ画像を生成するダイナミックレンジ拡大合成工程と、を有し、
前記予め決められた角度は、前記複数のエリアの各エリアの前記変化の前後の視野の一部が重なる角度であることを特徴とする撮像方法。
An imaging process in which an imaging element outputs an image signal obtained by exposing a plurality of areas obtained by dividing the light receiving unit in a predetermined direction under different exposure conditions;
A control step in which the control means controls to perform photographing with the imaging element every time a predetermined angle and field of view change in a direction perpendicular to the predetermined direction;
The panorama composition unit connects the image signals of the different fields of view exposed under the same exposure condition among the image signals of the plurality of fields of view obtained at the predetermined angles, and the different fields whose fields of view are enlarged A panorama composition step for generating a plurality of panorama images for each exposure condition;
A dynamic range expansion / synthesizing step, wherein a dynamic range expansion / synthesizing unit combines the plurality of panoramic images generated in the panorama combining step to generate a panoramic image having a wide dynamic range with a single apparent dynamic range; Have
The imaging method according to claim 1, wherein the predetermined angle is an angle at which a part of the visual field before and after the change of each of the plurality of areas overlaps.
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