JP2014187722A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 撮像を行い得られた画像に基づいて被写体の顔領域を検出し、顔領域の輝度に基づく輝度情報を生成する。この輝度情報に基づいて決定した露出条件を用いて撮像を行って得られた画像に対し、露出条件の決定に用いた輝度情報に基づいて輝度補正を行う。
【選択図】 図14
Description
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態の撮像装置は、撮像素子を用いて画像を撮像する機能を有する任意の装置を包含する。このような装置は、デジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラはもとより、カメラを内蔵または接続した携帯電話、PDA、パーソナルコンピュータなどを含む。
圧縮・伸長回路104は、撮像画像データを記録用の画像ファイル(例えばJPEGファイル)の形式に符号化したり、記録媒体106から読み出された画像ファイルの復号化を行ったりする。
表示制御回路108は、システムコントローラ107の制御に従い、LCDなどの表示デバイスを有する表示部110への表示動作を制御する。
D/Aコンバータ109は、表示制御回路108が出力する表示用のデジタル画像信号を表示部110が表示可能なアナログ画像信号に変換する。
図2は、原画像から顔が検出される過程を模式的に示した図であり、図2(a)が原画像を示している。
S101で顔検出回路120は原画像から、肌色領域を抽出する。図4は、CIE−L*a*b*色空間における代表色を示した色度図であり、その中の楕円は、肌色である可能性が高い領域である。
顔検出回路120は、RGB形式の原画像データを公知の方法でL*a*b*形式に変換し、図4の楕円で示した領域内の色度を有する画素からなる肌色領域を抽出する。図2(b)は、原画像から抽出された肌色領域を模式的に示している。
S104で顔検出回路120は、S103で検出した目の領域の位置関係などに基づいて顔領域を判定し、顔領域の位置や大きさ等を含んだ顔検出結果を求める。
クランプ回路151は、撮像素子101から出力された信号を、センサーの遮光レベルまたは基準電圧領域の出力値が0となるよう、基準黒レベルにクランプする。
CDSゲイン回路152は、クランプされた信号に対し、CDSゲイン(アナログゲイン)を適用する。一般的なAFE回路で適用されるCDSゲインは0,3,6[dB]といった離散的な値を有する。
撮像モードで動作しており、撮像準備指示や撮像開始指示が入力されていないスタンバイ時において、本実施形態の撮像装置は、表示部110をEVFとして機能させている。すなわち、システムコントローラ107は、所定のレート(例えば30フレーム/秒)で連続的に撮像し、撮像した画像から表示用画像を生成して、表示部110に表示させる処理を実行している。
図7において、画像全体を縦横それぞれ4等分して得られる部分領域71の各々についてのヒストグラム73と、顔領域72についてのヒストグラム74がそれぞれ作成されることを示している。なお、図7におけるヒストグラム73,74は累積ヒストグラムである。なお、部分領域についてヒストグラムを作成する際、顔領域を除外してもよい。そうすることで、顔領域とそれ以外(背景)とのヒストグラムを作成することができる。
本実施形態では、EVF画像に対する顔検出結果及びヒストグラム作成結果に基づいて撮像画像における白飛び量を求め、白飛び量に応じてDレンジ拡大量を決定する。そして、EVF画像を用いて予め決定しておいたDレンジ拡大量を用いて、本撮像時の露出や感度を調整する。
顔検出に成功した場合(S203,Y)、ヒストグラム作成回路130は、顔検出回路120からの顔検出結果に基づいてEVF画像の顔領域から顔領域ヒストグラムを作成する(S204)。
S205で、白飛び量算出手段としてのシステムコントローラ107は、顔領域のヒストグラムから、顔領域の白飛び量を算出する。
S208で、Dレンジ拡大量決定手段としてのシステムコントローラ107は、少なくともS207で求めた画像全体における白飛び量に基づいて、Dレンジ拡大量を決定する。
まず、顔領域の白飛び量の算出処理について説明する。
S205で、システムコントローラ107は、S204で作成された顔領域ヒストグラムから、顔領域の白飛び量として、累積ヒストグラムの累積頻度が所定値(図7の例では90%)となる輝度値YHiFaceを算出する。
D+(顔)=補正レベル1段 (YHiFace>THHiFaceの場合)
D+(顔)=補正レベル2/3段 (THHiFace≧YHiFace>THMidFaceの場合)
D+(顔)=補正レベル1/3段 (THMidFace≧YHiFace>THLowFaceの場合)
D+(顔)=補正レベル0段 (THLowFace≧YHiFaceの場合)
と決定する。
D+(背景)=補正レベル1段 (YH_BNum>ThYH_BNumHiの場合)
D+(背景)=補正レベル2/3段 (ThYH_BNumHi≧YH_BNum>ThYH_BNumMidの場合)
D+(背景)=補正レベル1/3段 (ThYH_BNumMid≧YH_BNum>ThYH_BNumLowの場合)
D+(背景)=補正レベル0段 (ThYH_BNumLow≧YH_BNumの場合)
と決定する。
なお、白飛び領域の決定方法はここで説明した累積ヒストグラムを用いた手法に限定されず、他の任意の手法を用いることができる。
図10に示す例では、撮像モード毎に、最終的に決定されるDレンジ拡大量の値を変えている。例えば、顔領域のDレンジ拡大量が1/3段、画像全体のDレンジ拡大量が0/3段の場合、最終的なDレンジ拡大量は、Autoモード(図10(a))及びポートレートモード(図10(c))では1/3段、風景モード(図10(b))では0/3段である。
本実施形態において、Dレンジとは、適正輝度に対する撮像素子の飽和信号量輝度の比率と定義する。適正輝度とは、自動露出制御(AE)を行う際の輝度目標値レベルであり、例えばAEのモードが平均測光モードであれば、画面輝度の平均値に相当する。
Dレンジ=センサー飽和信号量輝度/AE目標値
と定義することができる。
なお、ここでのAE目標値はAFE回路150で感度調整を行う前の、撮像素子101の出力信号に基づくAE目標値である。
図12は、AE目標値、飽和信号値およびDレンジの関係例を示す図である。
図12から、AE目標値を下げることにより、Dレンジ量を大きくしていくことが可能であることがわかる。
Dレンジ拡大量を、通常(0/3段)、+1/3段、+2/3段、+3/3段分の4段階に設定した場合のガンマ特性(明るさ補正量)の設定例を示している。
なお、撮像スタンバイ時において、EVF画像から上述した方法によりDレンジ拡大量を例えば一定周期で決定しているものとする。本実施形態ではDレンジ拡大量(AE目標値の低減量)を1/3段単位で0/3段から3/3段までの4段階で決定可能であるとする。なお、Dレンジ拡大量の範囲および1段階あたりの大きさは任意に設定することが可能である。
S402でシステムコントローラ107は、取得したDレンジ拡大量、すなわちAE目標値の低減量が、AFE回路150における感度調整(CDSゲイン回路およびVGAゲイン回路の制御)により実現可能であるか否か判定する。この判定は、AFE回路150で調整可能な感度の範囲とS401で取得したDレンジ拡大量とを比較して行うことができる。Dレンジ拡大量に相当する感度の低減(ゲインの低減)ができない場合、システムコントローラ107は、AFE回路150での感度調整のみではDレンジ拡大量を実現できないと判断する。
ここでの露出補正はマイナス補正であり、絞りを小さくする、シャッター速度を早くする、減光フィルタ(NDフィルタ)を挿入するといった、一般的な方法によって実現することができる。
S410でシステムコントローラ107は、静止画撮像(本露光)を行う。
上述の実施形態においては、静止画撮像において本発明によるDレンジ拡大を適用した場合について説明したが、EVF画像の撮像時や動画撮像時にも同様に適応可能である。この場合、AFE回路150のゲイン制御(および必要に応じた露出補正)と、信号処理回路140におけるガンマ補正とが同じ画像に対して適用されるよう、これらパラメータ設定のタイミングを調整する。
従って、上述の実施形態をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給されるプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、上述の実施形態の機能を実現するためのプログラム自体も本発明の一つである。
つまり、上述の実施形態を実現するためのプログラムファイルをクライアントコンピュータに提供するサーバ装置も本発明の一つである。
さらに、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、その一部をコンピュータに装着される拡張ボード等のファームウェアで構成してもよいし、拡張ボード等が備えるCPUで実行するようにしてもよい。
Claims (10)
- 撮像手段と、
前記撮像手段により撮像を行い得られた画像に基づいて被写体の顔領域の検出を行う検出手段と、
前記検出手段により検出された顔領域の輝度に基づいて第1の輝度情報を作成する作成手段と、
前記第1の輝度情報に基づいて露出条件を決定する決定手段と、
前記第1の輝度情報に基づいて決定された露出条件を用いて前記撮像手段により撮像を行い得られた画像に対して、前記第1の輝度情報に基づいて輝度補正を行う補正手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記作成手段は、前記撮像手段により撮像を行い得られた画像の前記顔領域以外の領域の輝度に基づいて第2の輝度情報を作成し、
前記決定手段は、前記第1の輝度情報と前記第2の輝度情報とに基づいて露出条件を決定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記作成手段は、前記顔領域の輝度ヒストグラムである第1のヒストグラムを作成し、
前記決定手段は、前記第1のヒストグラムの累積頻度が所定値となる輝度に基づいて露出条件を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記作成手段は、前記撮像手段により撮像を行い得られた画像の前記顔領域以外の領域の輝度に基づいて第2のヒストグラムを作成し、
前記決定手段は、前記第1のヒストグラムの累積頻度が第1の所定値となる輝度と前記第2のヒストグラムの累積頻度が第2の所定値となる輝度とに基づいて、露出条件を決定することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記第1のヒストグラムの累積頻度及び前記第2のヒストグラムの累積頻度は低輝度側からの累積頻度であって、前記第1の所定値は前記第2の所定値よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記決定手段は、前記撮像手段により撮像を行い得られた画像を複数の領域に分割し、分割された領域ごとの輝度に基づいて複数の前記第2のヒストグラムを作成し、前記分割された領域のうち前記第2のヒストグラムの累積頻度が前記第2の所定値となる輝度のほうが所定の閾値よりも大きい領域の数に基づいて、露出条件を決定することを特徴とする請求項4または5に記載の撮像装置。
- 前記補正手段は、前記第1の輝度情報に基づいて決定された露出条件を用いて前記撮像手段により撮像を行い得られた画像の低輝度部に当該画像の高輝度部よりも大きいゲインをかけて輝度補正を行うことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記補正手段は、前記第1の輝度情報に基づいて、前記低輝度部に対するゲイン及び前記高輝度部に対するゲインを設定することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 撮像手段により撮像を行い得られた画像に基づいて被写体の顔領域の検出を行う検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された顔領域の輝度に基づいて第1の輝度情報を作成する作成ステップと、
前記第1の輝度情報に基づいて露出条件を決定する決定ステップと、
前記第1の輝度情報に基づいて決定された露出条件を用いて前記撮像手段により撮像を行い得られた画像に対して、前記第1の輝度情報に基づいて輝度補正を行う補正ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 撮像装置のコンピュータに、請求項9記載の撮像装置の制御方法の各ステップを実行させるためのプログラム。
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