JP2014121018A - Imaging apparatus and control method for the same - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は撮像装置およびその制御方法に関し、特には画像のダイナミックレンジ制御を行う撮像装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof, and more particularly to an imaging apparatus that performs dynamic range control of an image and a control method thereof.
従来のデジタルスチルカメラまたはデジタルビデオカメラ等においては、入力画像の輝度値を出力画像の輝度値に変換するための輝度変換特性(ガンマ特性)を用いている。そして、輝度値が飽和している(上限の輝度値を有する)画素が入力画像に多く含まれる場合は、まず、絞りやシャッター速度などの制御により露光量を減少させて、輝度値が飽和する画素を削減する。そして、撮影画像に適用するゲインや輝度変換特性を補正して、減少させた露光量を補う。 A conventional digital still camera, digital video camera, or the like uses a luminance conversion characteristic (gamma characteristic) for converting a luminance value of an input image into a luminance value of an output image. If the input image contains many pixels with saturated brightness values (having an upper limit brightness value), the brightness value is saturated by first reducing the exposure amount by controlling the aperture and shutter speed. Reduce pixels. Then, the gain and the luminance conversion characteristic applied to the captured image are corrected to compensate for the reduced exposure amount.
このような露出制御と撮影後の補正との組み合わせにより、高輝度領域において画素の輝度値が飽和することによる白とびを抑制し、階調性を表現できるようになる。このような一連の制御を階調制御、あるいはダイナミックレンジ(Dレンジ)制御と呼ぶ。Dレンジ制御により、撮像素子の見かけ上のダイナミックレンジを拡大することができるが、輝度値が飽和している画素(飽和画素)の量が画質に与える影響は、被写体に応じて異なる場合がある。例えば、画像中の人物の顔領域に飽和画素が存在することによる画質劣化の印象は、他の被写体中に存在する飽和画素が与える画質劣化の印象とは異なる。 By combining the exposure control and the correction after shooting, it is possible to suppress overexposure due to saturation of the luminance value of the pixel in the high luminance region and to express gradation. Such a series of controls is called gradation control or dynamic range (D range) control. Although the apparent dynamic range of the image sensor can be expanded by D range control, the influence of the amount of pixels with saturated luminance values (saturated pixels) on image quality may vary depending on the subject. . For example, the impression of image quality deterioration due to the presence of saturated pixels in the face area of a person in the image is different from the impression of image quality deterioration given by saturated pixels existing in other subjects.
そのため、人物の顔領域とそれ以外の被写体とで、飽和画素からなる白とび領域を検出する閾値を変えてDレンジ制御を行う画像処理装置が提案されている(特許文献1)。 For this reason, there has been proposed an image processing apparatus that performs D range control by changing a threshold value for detecting a whiteout region composed of saturated pixels between a human face region and other subjects (Patent Document 1).
しかしながら、特に人物の顔領域のように画素の色成分のレベル(RGB値)に偏りがある領域では、輝度値が上限に近い高輝度部において、輝度は飽和していなくてもレベルの高い色成分が上限値に近づき不自然な階調になる場合がある。特許文献1などに記載される従来技術では、画素の輝度成分のレベルにのみに基づいて白とび領域を検出しているため、色成分のレベルが上限値に近づくことによる画質劣化を検出したり補正したりすることは困難であった。 However, especially in areas where the color component level (RGB value) of the pixel is biased, such as a human face area, a high-level color in a high-luminance part where the luminance value is close to the upper limit even if the luminance is not saturated. The component may approach the upper limit value and result in an unnatural gradation. In the prior art described in Patent Literature 1 and the like, the overexposed area is detected based only on the level of the luminance component of the pixel, and therefore, image quality deterioration due to the color component level approaching the upper limit value is detected. It was difficult to correct.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、色成分のレベルを考慮した階調制御が可能な撮像装置およびその制御方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an imaging apparatus capable of gradation control in consideration of the level of color components and a control method therefor.
上述の目的は、画像の白とび度に応じた露出制御とゲイン制御とを行うことにより、画像のダイナミックレンジ制御を行う撮像装置であって、画像全体の白とび度に基づいて目標ダイナミックレンジを決定する決定手段と、画像から、色成分のレベルに偏りのある領域を検出する検出手段と、色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度に応じて、目標ダイナミックレンジを補正する補正手段と、補正された目標ダイナミックレンジに基づくダイナミックレンジ制御を行う制御手段とを有し、補正手段が、色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度を、領域に含まれる画素の輝度レベルおよび色成分のレベルに基づいて算出するとともに、色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度が閾値より大きい場合には目標ダイナミックレンジを拡大する補正を行い、色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度が閾値より小さい場合には目標ダイナミックレンジを縮小する補正を行うことを特徴とする撮像装置によって達成される。 The above-described object is an imaging apparatus that performs dynamic range control of an image by performing exposure control and gain control according to the whiteness of the image, and sets a target dynamic range based on the whiteness of the entire image. Determining means for determining; detecting means for detecting an area having a biased color component level from the image; and correcting means for correcting the target dynamic range in accordance with a whiteout degree of the area having a biased color component level And control means for performing dynamic range control based on the corrected target dynamic range, wherein the correction means determines the whiteness of the area biased in the level of the color component, the brightness level of the pixels included in the area, and In addition to calculating based on the color component level, if the overexposure degree of the area where the color component level is biased is larger than the threshold, the target dynamic range is expanded. Correction was carried out for, when overexposed degree in the area of the bias in the level of a color component is smaller than the threshold value is achieved by an imaging device and performs a correction to reduce the target dynamic range.
このような構成により、本発明によれば、色成分のレベルを考慮した階調制御が可能な撮像装置およびその制御方法を提供できる。 With such a configuration, according to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of gradation control in consideration of the level of color components and a control method therefor.
以下、図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。
なお、以下では本発明を適用可能な撮像装置の一例としてデジタルビデオカメラを挙げて説明するが、本発明はデジタルスチルカメラを含め、任意の撮像装置ならびに撮像装置を内蔵する装置に適用可能である。非限定的な具体例には、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、メディアプレーヤ、ナビゲーションシステム、自動車、家電製品等が含まれる。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the following, a digital video camera will be described as an example of an imaging apparatus to which the present invention can be applied. However, the present invention is applicable to any imaging apparatus including a digital still camera and an apparatus incorporating the imaging apparatus. . Non-limiting examples include mobile phones, personal computers, game machines, media players, navigation systems, automobiles, home appliances, and the like.
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてデジタルビデオカメラの機能構成例を示すブロック図である。図における矢印は機能ブロック間における信号の流れを表す。光学系101は、絞り(NDフィルタ含む)機能、オートフォーカス機能、ズーム機能などを有し、被写体の光学像を撮像素子102の撮像面に形成する。撮像素子102はCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどの光電変換素子である。撮像素子102は、撮影面に結像された被写体像を画素単位で電気信号に変換してアナログ画像信号を出力する。
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration example of a digital video camera as an example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. The arrows in the figure represent the flow of signals between functional blocks. The
A/D変換部103は、決められたゲイン制御値に応じてアナログ画像信号をデジタル値を有するデジタル画像信号に変換する。信号処理部104は、デジタル画像信号に対してホワイトバランス調整や色補間(デモザイク)処理などを適用する。顔検出部105は、信号処理部104が生成する画像データに対して公知の顔検出方法を適用し、撮影画像中に含まれる、人物の顔の特徴を有する領域(顔領域)を検出する。
The A /
画像特徴取得部106は信号処理部104の出力する画像データから、画像内の任意の領域の特徴を抽出する。ガンマ回路107は、信号処理部104の出力する画像データに所定の入出力特性を有するガンマカーブを適用し、画像データの輝度レベルを変換する。システム制御部100は、上述の機能ブロックを制御して、後述する動作を実現させる。また、必要に応じて他の機能ブロックを制御し、デジタルビデオカメラ全体の動作を実現する。
The image
システム制御部100はさらに複数の制御ブロックを有している。露出制御部108は、光学系101、撮像素子102、およびA/D変換部103を制御する。ダイナミックレンジ制御部(Dレンジ制御部)109は、画像全体の白とび度のような画像特徴や、顔検出部105が検出した顔領域の白とび度などに応じて目標Dレンジを決定する。Dレンジ制御部109は、決定した目標Dレンジに基づいて露出制御部108を制御して露出量を変更するとともに、露出変更量を補正するように輝度変換特性(ガンマ特性)を制御する。検出パラメータ決定部110は、Dレンジ制御部109の制御に従って白とび画素検出パラメータを決定する。白とび画素検出部111は、検出パラメータ決定部110が決定した白とび画素検出パラメータを用いて、画像特徴取得部106が出力する被写体領域における白とび画素を検出する。
The
システム制御部100は例えばCPUやMPUなどのプログラマブルプロセッサと、制御プログラムが記憶されたROM、制御プログラムを展開したりワークエリア等として用いたりするためのRAMの組み合わせによって実現することができる。従って、システム制御部100が有する機能ブロックの1つ以上は、ソフトウェア的に実現することができる。もちろん、機能ブロックの1つ以上が専用のハードウェアによって実現されてもよい。
The
撮影時の動作について簡単に説明する。絞りによって明るさが制御された被写体の光学像が、光学系101により撮像素子102の撮像面に結像される。この光学像によって撮像素子102を露出制御部108が決定した時間露光し、アナログ画像信号を取得する。露光時間の調整はメカニカルシャッターもしくは電子シャッターを用いて行う。
The operation during shooting will be briefly described. An optical image of the subject whose brightness is controlled by the aperture is formed on the imaging surface of the
A/D変換部103では、アナログ画像信号をデジタル画像信号へと変換する。この際、露出制御部108によって定められたゲイン値により信号の増幅も行われる。例えば暗い被写体の場合、露出制御部108からA/D変換部103へ出力信号のレベルを上げて信号処理部104に出力するよう、制御信号が出力される。信号処理部104ではデジタル画像信号に対し、黒レベルの補正、ホワイトバランスの調整、エッジ補正等の画像処理が行われる。信号処理部104は、画像処理の途中または画像処理後のデジタル画像データを顔検出部105や画像特徴取得部106に出力するとともに、記録や表示用の画像信号として画像処理後の画像データをガンマ回路107に出力する。
The A /
顔検出部105は、画像中から人物の顔の特徴を有する領域(顔領域)を検出し、顔領域の位置や大きさ、輝度情報などを、画像特徴取得部106へと出力する。画像特徴取得部106は、信号処理部104より出力された画像データと、顔検出部105からの顔検出結果とから、顔領域及び画像全体の輝度の平均値、輝度頻度分布、RGB画素値の頻度分布などの画像特徴情報を取得する。
The
顔検出部105における顔検出は、公知の技術を用いて実施することができる。顔検出に適した画像特徴としては、固有空間上に投影した特徴ベクトルや、グラディエントベース特徴、HAAR−LIKE特徴、ソーベルフィルタや平均色特徴により抽出したSALIENCY MAPなどが挙げられる。また、CHLAC特徴による人物の動きと顔画像の位置推定による顔検出方法を用いてもよい。なお、ADA−BOOSTによるブースティングアルゴリズムやSVMによる識別、カスケード型弱識別器の連結や固有空間への投影による次元数の削減など、公知の高速化手法を適用してもよい。なお、本実施形態では便宜上、画像特徴を利用して検出する被写体が人物の顔である場合を説明するが、上述の問題はRGBの画素値に偏りのある被写体領域で発生するため、このような条件に合致する任意の被写体を検出することができる。例えば、ペット、乳幼児、ボールなどを例示することができる。
The face detection in the
画像中に人物の顔領域が含まれる場合、露出制御部108、Dレンジ制御部109、検出パラメータ決定部110、および白とび画素検出部111を用いて、画像の階調制御(Dレンジ制御)を行う。ここで、Dレンジ制御の具体例を、図2(a)に示すような画像が入力された場合について説明する。
When the face area of a person is included in the image, gradation control (D range control) of the image is performed using the
まず、画像特徴取得部106が、例えば図2(b)に示すように画像全体を複数の矩形領域に分割し、各矩形領域に含まれる画素について、輝度の代表値を取得する。どのような値を代表値にするかに特に制限は無いが、例えば平均輝度レベルや最大輝度レベルなどであってよい。Dレンジ制御部109は、輝度の代表値が閾値Th以上の矩形領域(白とび領域)の数から、例えば、白とび画素数や白とび領域の割合といった、画像における飽和(白とび)の程度を表す値(白とび度)を算出する。例えば、輝度の代表値が閾値Th以上の矩形領域に含まれる画素は全て白とび画素として白とび画素数を算出することができる。図2(b)の例では、画像の上部に白とび領域が存在している。
First, the image
Dレンジ制御部109は、算出された白とび度に応じて、白とび度を所定値以内に抑えるようにあらかじめ設計された白とび度とDレンジの広さとの対応関係に基づいて、目標DレンジDnextを決定する。図3(a)に、白とび度として白とび画素数を用いた場合の、白とび度とDレンジの広さとの対応関係の例を示す。白とび画素数が大きくなるほどDレンジは広くなるが、白とび画素数が多い領域では、白とび画素数の増加に対するDレンジの増加率が低くなっている。
The D
Dレンジ制御部109は、決定した目標DレンジDnextの値に応じた露出変更量Eを露出制御部108に出力するとともに、露出変更量Eに応じてガンマ回路107のガンマ特性を変化させる。露出制御部108では、例えば図3(b)に示すような露出制御線図に基づき、現在の露出制御量Enowと露出変更量Eから、変更後の露出制御量Enextとそれを実現する露出制御要素とを決定する。ここでは、露出制御量の範囲に応じてシャッター速度、NDフィルタ、絞り値が露出制御要素として対応付けられている。露出制御部108は、変更後の露出制御量Enextおよび対応付けられた露出制御要素とから光学系101と撮像素子102を制御し、変更後の露出制御量Enextを実現する。
The D
露出制御量を変更することで、撮影画像全体の明るさが変化する(この場合は暗くなる)。そのため、最終的な画像の明るさが露出制御量を変更する前と変化しないよう、露出制御部108はA/D変換部103に露出変更量Eに相当するゲイン(−E)を適用するように設定する。これにより、A/D変換部103から出力される時点において画像の明るさが露出制御量の変更前後で変化しないようにする。このように、露出制御量を変更することにより撮像素子102の画素の飽和を抑制するとともに、露出制御量を補償するようなゲインを適用することで、画像全体の明るさが変化しないようなDレンジ制御が実現できる。
Changing the exposure control amount changes the brightness of the entire captured image (in this case, it becomes dark). Therefore, the
また、ガンマ回路107では、例えば図3(c)に示すように露出変更量Eに応じてガンマ特性Gnowからガンマ特性Gnextに変更する。これにより、現在の最大入力画素レベルDnowよりも高い最大入力画素レベルDnextまでに対応した輝度変換特性を実現する。つまり、現在よりも広い入力Dレンジに対応した輝度変換特性を実現する。
Further, in the
また、上述のDレンジ制御は画像のDレンジを拡大するものであったが、画像のDレンジを圧縮(抑制)するDレンジ圧縮処理(Dレンジ抑制処理)においては、必ずしも露出条件の変更を必要とせず、輝度変換特性のみにより変更してもよい。Dレンジ圧縮処理においてはDnow>Dnextであるため、図3(c)のDnextに示す特性からDnowに示す特性への変更のようになる。さらには、露出条件の異なる複数の画像を合成して広ダイナミックレンジ画像を生成する公知のHDR合成技術により、画像のDレンジを拡大してもよい。 Moreover, although the above-mentioned D range control expanded the D range of an image, in the D range compression process (D range suppression process) which compresses (suppresses) the D range of an image, the exposure condition is not necessarily changed. It is not necessary and may be changed only by the luminance conversion characteristic. Since Dnow> Dnext in the D range compression process, the characteristic shown in Dnext in FIG. 3C is changed to the characteristic shown in Dnow. Furthermore, the D range of the image may be expanded by a known HDR synthesis technique that combines a plurality of images with different exposure conditions to generate a wide dynamic range image.
続いてDレンジ制御部109は、検出パラメータ決定部110と白とび画素検出部111を用いて、顔検出部105が検出した顔領域の白とび度(ここでは白とび画素数とする)を算出する。そしてDレンジ制御部109は、顔領域の白とび度に応じて目標DレンジDnextを補正した、補正目標DレンジDnext’を求める。
Subsequently, the D
上述の通り、人物の顔など、色成分のレベルに偏りのある被写体領域では、飽和レベルに近い輝度を有する部分で、輝度が飽和していなくてもレベルの大きい色成分が飽和に近づくことで階調表現が乏しくなり、視覚的に違和感を与える画素が発生する。この違和感はDレンジが広くなり、ガンマ特性の高輝度部の変化量が小さくなることにより顕著に発生する。 As described above, in a subject area with a biased color component level, such as a human face, a color component with a high level is close to saturation even if the luminance is not saturated in a portion having luminance close to the saturation level. The gradation expression becomes poor, and pixels that give a visually uncomfortable feeling are generated. This sense of incongruity is noticeable when the D range is widened and the amount of change in the high-brightness portion of the gamma characteristic is reduced.
そこで本実施形態では、色成分のレベルに偏りのある被写体領域の一例としての顔領域の画素に対し、輝度および色成分のレベル頻度分布を考慮して白とび度を検出する。例えば、白とびかどうかを判定するための閾値を輝度と色成分とに設けるとともに、Dレンジの広さに応じて閾値を変化させる。また、輝度の閾値を超える画素数と、色成分の閾値を超える画素数とを、Dレンジの広さに応じた重みで加算した評価値を求め、評価値の大きさから最終的な白とびの判定を行う。この白とび判定処理の詳細については後述する。 Therefore, in the present embodiment, the degree of overexposure is detected in consideration of the luminance and the level frequency distribution of the color components for the pixels in the face area as an example of the subject area with a biased color component level. For example, a threshold value for determining whether or not the image is overexposed is provided for the luminance and the color component, and the threshold value is changed according to the width of the D range. Also, an evaluation value obtained by adding the number of pixels exceeding the luminance threshold and the number of pixels exceeding the color component threshold with a weight according to the width of the D range is obtained, and the final overexposure is determined from the size of the evaluation value. Judgment is made. The details of this whiteout determination process will be described later.
Dレンジ制御部109で最初に決定される目標DレンジDnextにより、検出パラメータ決定部110では検出パラメータを決定し、白とび画素検出部111で白とび画素を検出する。白とび画素検出部111で検出された白とび画素の数に応じてDレンジ制御部109では目標DレンジDnextを補正し、補正目標DレンジDnext’とする。DnextからDnext’への目標Dレンジ補正処理は、Dnextを決定した場合と同様にDレンジ制御部109が行う。
The detection
次に、図4に示すフローチャートを用いて、本実施形態におけるDレンジ補正処理について説明する。
まず、S200でDレンジ制御部109は、顔検出部105が画像内で検出した顔領域のそれぞれについて、大きさおよび位置の情報を取得する。顔領域が1つも検出されていない場合には、目標Dレンジの補正は不要であるため、Dレンジ制御部109は処理を終了する。一方、顔領域が1つ以上検出されていれば、Dレンジ制御部109は検出パラメータ決定部に目標DレンジDnextを出力し、目標Dレンジの大きさに応じた検出パラメータの決定を指示する。
Next, the D range correction processing in the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.
First, in S200, the D
S201で検出パラメータ決定部110は、顔領域内の白とび画素を目標Dレンジに応じて検出するための閾値および重みを求める。目標Dレンジが広いほど、ガンマ回路107で適用されるガンマ特性は、入力レベル(階調値)が飽和に近い領域で傾きが小さくなる。つまり、Dレンジが広いほど、飽和に近い領域の入力レベルの変化に対して出力レベルの変化が小さくなるため、飽和しているように見えやすくなる。例えば顔領域ではRGB成分のうち、R成分のレベルがG成分およびB成分のレベルよりも高い。そのため、高輝度部では、輝度レベルが飽和していなくてもR成分の階調性が乏しくなり、不自然に見えやすくなる。このような、飽和しているように見える画素を、本明細書では飽和付近で視覚的に違和感を覚える画素と呼ぶ。
In S201, the detection
S201で検出パラメータ決定部110は、白とび画素を検出するための、色成分の閾値ThCDnextおよび輝度成分の閾値ThYDnextを目標DレンジDnextに応じた値に設定する。また、検出パラメータ決定部110は、色成分と輝度成分の重みαDnextを求める。
In S201, the detection
本実施形態では、固定の閾値ではなく、目標Dレンジ(の上限レベル)に対して一定の割合となる輝度および色成分レベルを閾値ThCDnextおよびThYDnextとして決定する。そして、白とび画素検出における輝度成分の重みαDnext(0≦αDnext≦1)を、目標DレンジDnextが狭い場合は大きく、広くなるにつれて小さくなるように決定する。なお、色成分の重みは(1−α)とする。 In the present embodiment, instead of a fixed threshold value, luminance and color component levels that are constant with respect to the target D range (upper limit level) are determined as threshold values Th CDnext and Th YDnext . Then, the luminance component weight α Dnext (0 ≦ α Dnext ≦ 1) in overexposure pixel detection is determined to be large when the target D range Dnext is narrow and small as the target D range becomes wide. Note that the weight of the color component is (1-α).
S202で白とび画素検出部111は、S201で決定された閾値および重みと、顔検出部105で検出された顔領域の情報とを用いて、白とび画素を検出する。具体的には、白とび画素検出部111は、顔領域内の画素値(R,G,B)について、色成分ごとの積分値CR,CG,CBを求め、積分値が最大となった色成分を最大成分CMaxとして選択する。式で示せば以下の通りである。
CMax=Max(CR,CG,CB) …(1. 1)
例えば図5(a)に示すような積分値CR,CG,CBが得られた場合、白とび画素検出部111はR成分を最大成分CMaxとして選択する。
In step S <b> 202, the overexposed
C Max = Max (C R, C G, C B) ... (1. 1)
For example, when integral values C R , C G , and C B as shown in FIG. 5A are obtained, the overexposure
白とび画素検出部111はまた、輝度成分Yと最大色成分CMaxの画素レベル頻度分布(ヒストグラム)を生成する。そして、白とび画素検出部111は、閾値ThYDnextを超える輝度レベルを有する画素数と、閾値ThCDnextを超える色成分レベルを有する画素数とをそれぞれ求める。図6(a)および図6(b)に、この画素数の算出処理を模式的に示す。
The whiteout
白とび画素検出部111は次に、これら画素数を以下のようにDレンジに応じた重みαDnextで加重加算して、最終的な白とび画素数scoreDnextを算出する。
図5(b)に、白とび画素数scoreDnextの算出例を示す。閾値ThYDnextを超える輝度レベルを有する画素数が300、閾値ThCDnextを超える色成分レベルを有する最大色成分CMaxの画素数が500、重みαが0.7の場合である。この場合、白とび画素数scoreDnextは上式に従って360となる。 FIG. 5B shows an example of calculating the overexposure pixel count score Dnext . This is a case where the number of pixels having a luminance level exceeding the threshold Th YDnext is 300, the number of pixels of the maximum color component C Max having a color component level exceeding the threshold Th CDnext is 500, and the weight α is 0.7. In this case, the overexposed pixel count score Dnext is 360 according to the above equation.
白とび画素検出部111は、このようにして算出された白とび画素数scoreDnextと、顔領域の総画素数facesizeとから、顔領域における白とび画素率RDnextを以下のように算出する。
ここで、補正後の目標Dレンジが狭すぎると顔領域の白とびが多くなりすぎて見た目の印象が悪くなる。一方、補正後の目標Dレンジが広すぎると、白とび画素はなくなるが顔領域全体がのっぺりとして階調性が低くなり、やはり見た目の印象が悪くなる。このような観点から、白とび画素の比率と階調性とのバランスが良いDレンジの広さとなるように、目標Dレンジを補正する。 Here, if the corrected target D range is too narrow, the overexposure of the face area will increase and the visual impression will deteriorate. On the other hand, if the corrected target D range is too wide, the overexposed pixels disappear, but the whole face area is covered and the gradation is lowered, and the visual impression is also deteriorated. From such a point of view, the target D range is corrected so that the D range has a good balance between the ratio of overexposed pixels and gradation.
S203でDレンジ制御部109は、白とび画素率RDnextが一定値Dupより大きいかどうか判定し、大きければS204で目標DレンジをDnextからDnext’に補正する。ここでは、白とび画素を減らすためにDレンジを拡大する補正を行う。Dレンジ拡大処理を行った後、処理をS201に戻し、補正後の目標DレンジDnet’に基づく処理を繰り返す。
D
一方、S203で白とび画素率RDnextが一定値Dup以下であると判定された場合、Dレンジ制御部109はS205で、白とび画素率RDnextが一定値DDownより小さいかどうか判定する。白とび画素率RDnextが一定値DDownより小さい場合、Dレンジ制御部109はS206で目標DレンジをDnextからDnext’に補正する。ここでは、白とび画素を増やすためにDレンジを縮小する補正を行う。Dレンジ縮小処理を行った後、処理をS201に戻し、補正後の目標DレンジDnet’に基づく処理を繰り返す。
On the other hand, if the overexposed pixel ratio R Dnext is determined to be below a predetermined value D Stay up-at S203, D
S203およびS205の判定により、白とび画素率RDnextが一定値DUp以下、かつ一定値DDown以上であると判定された場合、適正な目標Dレンジとなったものと判定してDレンジ制御部109はDレンジ補正処理を終了する。
If it is determined in S203 and S205 that the overexposed pixel ratio R Dnext is equal to or less than the constant value D Up and equal to or greater than the constant value D Down, it is determined that the target D range has been reached and the D range control is performed. The
このように本実施形態では、画像全体の輝度に応じて白とびを抑制するための目標ダイナミックレンジを、顔領域のように色成分のレベルに偏りのある領域内の白とび度に応じて補正する。そのため、色成分のレベルに偏りのある領域の画質に与える影響を抑制しつつ、適切なダイナミックレンジ制御を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the target dynamic range for suppressing overexposure according to the luminance of the entire image is corrected according to the overexposure degree in an area where the color component level is biased like the face area. To do. For this reason, it is possible to perform appropriate dynamic range control while suppressing the influence on the image quality of the region where the color component level is biased.
また、色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度を検出する際には、目標ダイナミックレンジに応じた閾値を、輝度および色成分の両方に設定し、輝度に関する白とび度と色成分のレベルに関する白とび度を求める。さらに、これらの白とび度を目標ダイナミックレンジに応じた重みで加算して最終的な白とび度を求めることで、目標ダイナミックレンジを適切に補正することができる。 In addition, when detecting the whiteness of an area with a biased color component level, a threshold corresponding to the target dynamic range is set for both the luminance and the color component, and Find the degree of overexposure for the level. Furthermore, the target dynamic range can be appropriately corrected by adding these whiteout degrees with weights corresponding to the target dynamic range to obtain the final whiteout degree.
なお、上述の目標ダイナミックレンジとその補正処理は、周期的に行ってもよいし、シーン変化が検出されるなどのトリガイベントに応じて行ってもよい。従って、動画のように連続的に撮影が行われる場合にも適切なダイナミックレンジ制御を実現することができる。 The target dynamic range and the correction process described above may be performed periodically or in response to a trigger event such as detection of a scene change. Accordingly, appropriate dynamic range control can be realized even when continuous shooting is performed as in a moving image.
(その他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other embodiments)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (7)
画像全体の白とび度に基づいて目標ダイナミックレンジを決定する決定手段と、
前記画像から、色成分のレベルに偏りのある領域を検出する検出手段と、
前記色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度に応じて、前記目標ダイナミックレンジを補正する補正手段と、
前記補正された目標ダイナミックレンジに基づくダイナミックレンジ制御を行う制御手段とを有し、
前記補正手段が、前記色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度を、該領域に含まれる画素の輝度レベルおよび色成分のレベルに基づいて算出するとともに、前記色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度が閾値より大きい場合には前記目標ダイナミックレンジを拡大する補正を行い、前記色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度が閾値より小さい場合には前記目標ダイナミックレンジを縮小する補正を行うことを特徴とする撮像装置。 An imaging device that performs dynamic range control of an image by performing exposure control and gain control according to the degree of whiteout of the image,
A determination means for determining a target dynamic range based on a whiteout degree of the entire image;
Detecting means for detecting a region having a biased color component level from the image;
Correction means for correcting the target dynamic range in accordance with the whiteness of the area biased in the level of the color component;
Control means for performing dynamic range control based on the corrected target dynamic range,
The correction means calculates a whiteness degree of a region biased in the color component level based on a luminance level and a color component level of a pixel included in the region, and is biased in the color component level. When the whiteout degree of a certain area is larger than the threshold value, a correction for expanding the target dynamic range is performed, and when the whiteout degree of the area where the color component level is biased is smaller than the threshold value, the target dynamic range is changed. An imaging apparatus that performs correction for reduction.
決定手段が、画像全体の白とび度に基づいて目標ダイナミックレンジを決定する決定工程と、
検出手段が、前記画像から、色成分のレベルに偏りのある領域を検出する検出工程と、
補正手段が、前記色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度に応じて、前記目標ダイナミックレンジを補正する補正工程と、
制御手段が、前記補正された目標ダイナミックレンジに基づくダイナミックレンジ制御を行う制御工程とを有し、
前記補正工程において前記補正手段は、前記色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度を、該領域に含まれる画素の輝度レベルおよび色成分のレベルに基づいて算出するとともに、前記色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度が閾値より大きい場合には前記目標ダイナミックレンジを拡大する補正を行い、前記色成分のレベルに偏りのある領域の白とび度が閾値より小さい場合には前記目標ダイナミックレンジを縮小する補正を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。 A control method for an imaging apparatus that performs dynamic range control of an image by performing exposure control and gain control according to the whiteness of the image,
A determining step in which the determining means determines the target dynamic range based on the overexposure degree of the entire image;
A detection step in which the detection means detects a region having a bias in the level of the color component from the image;
A correcting step for correcting the target dynamic range in accordance with a whiteout degree of a region biased in the level of the color component;
A control means for performing dynamic range control based on the corrected target dynamic range,
In the correction step, the correction means calculates a whiteness degree of an area biased in the level of the color component based on a luminance level and a color component level of a pixel included in the area, and When the whiteout degree of the area biased in the level is larger than the threshold value, the target dynamic range is corrected, and when the whiteout degree of the area biased in the level of the color component is smaller than the threshold value, the correction is performed. A control method for an imaging apparatus, wherein correction for reducing a target dynamic range is performed.
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