JP2017092636A - 撮像装置、映像システム、及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の明るさと暗部の階調性を向上させ良好な画質の画像を表示可能にする撮像装置を提供する。【解決手段】撮像される画像の被写体輝度を目標輝度にする補正量を算出する逆光補正量算出部と、露出補正を行う露出補正部と、補正処理に用いるガンマ特性を補正する階調補正部と、逆光補正量算出部により算出された補正量に応じて、露出補正部及び階調補正部を制御する逆光補正部とを有し、階調補正部は、目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含む場合、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化するようにガンマ特性を補正する。【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置、映像システム、及び画像処理方法に関する。

被写体を撮像装置で撮影し、その映像を表示装置に表示する際、撮影時に撮像装置において、撮像装置のガンマ特性に基づき被写体輝度をコード値に変換することで被写体の階調を映像信号に変換する。そして、表示時に表示装置において、表示装置のガンマ特性に基づき映像信号のコード値を出力輝度値に変換する。従来の撮像装置のガンマ特性は、ニー処理により映像における高輝度部の領域のコントラストを圧縮する特性となっており、表示装置に表示される映像の階調特性は、実被写体の階調特性に対して高輝度部の輝度変化が減少したものとなる。

また、近年のデジタルビデオカメラ等の撮像装置は、ユーザのニーズに応えるために特徴的な被写体での画質向上を目的とする露出制御や画質制御を行う撮影モードを有するものがある。例えば、逆光等の主被写体が暗く撮影されてしまうシーンにおいて、露出制御や階調制御を行い主被写体の画質向上を実現する技術等（例えば、特許文献１、２参照。）が提案されている。

特開平９−３７１４５号公報 特開平１１−１９６２９１号公報

本発明の目的は、被写体の明るさと暗部の階調性を向上させ良好な画質の画像を表示可能にする撮像装置を提供することである。

本発明に係る撮像装置は、撮像される画像の被写体輝度を目標輝度にする補正量を算出する補正量算出手段と、露出補正を行う露出補正手段と、補正処理に用いるガンマ特性を補正する階調補正手段と、前記補正量算出手段により算出された補正量に応じて、前記露出補正手段及び前記階調補正手段を制御する制御手段とを有し、前記階調補正手段は、目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含む場合、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化するようにガンマ特性を補正することを特徴とする。

本発明によれば、被写体の明るさと暗部の階調性を向上させ良好な画質の画像を表示することが可能になる。

第１の実施形態における撮像装置の外観を示す図である。 第１の実施形態における撮像装置の構成例を示す図である。 通常撮影モードにおけるガンマ特性を説明するための図である。 高輝度優先モードにおけるガンマ特性を説明するための図である。 第１の実施形態における撮像装置のシステム制御部及び画像処理部の構成例を示す図である。 第１の実施形態における補正処理の例を示すフローチャートである。 高輝度優先モードにおける補正されたガンマ特性を説明するための図である。 第２の実施形態における映像システムの構成例を示す図である。 第２の実施形態における撮像装置及び表示装置の構成例を示す図である。 第２の実施形態における補正処理の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態における撮像装置としてのデジタルビデオカメラ１００の外観を示す図である。図１において、表示部２８は画像や各種情報を表示する表示部である。録画スイッチ６１は撮影指示を行うための操作部である。モード切り替えスイッチ６０は各種モードを切り替えるための操作部である。コネクタ１１２は接続ケーブルとデジタルビデオカメラ１００とのコネクタである。操作部７０はユーザからの各種操作を受け付ける各種ボタン、十字キー等の操作部材より成る操作部である。７２は電源スイッチであり、電源オン、電源オフを切り替える。記録媒体２００はメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。記録媒体スロット２０１は記録媒体２００を格納するためのスロットである。記録媒体スロット２０１に格納された記録媒体２００は、デジタルビデオカメラ１００との通信が可能となる。

図２は、デジタルビデオカメラ１００の内部構成例を示すブロック図である。図２において、撮影レンズ１０３はズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群であり、被写体像を結像させる。絞り１０１は光量調整に使用する絞りである。ＮＤ１０４は減光用に使用するＮＤ（減光用）フィルタである。撮像部２２は光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ素子等で構成される撮像素子である。撮像部２２は、電子シャッターによる蓄積の制御や、アナログゲイン、読み出し速度の変更等の機能も有する。Ａ／Ｄ変換部２３は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部２３は、撮像部２２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる。バリア１０２は、デジタルビデオカメラ１００の撮影レンズ１０３を含む撮像系を覆うことにより、撮影レンズ１０３、絞り１０１、撮像部２２を含む撮像系の汚れや破損を防止する。

画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３からのデータ、又は、メモリ制御部１５からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理、ガンマ補正処理、デジタルゲインの付加等の処理を行う。また、画像処理部２４は、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、演算結果をシステム制御部５０に送信する。送信された演算結果に基づいて、システム制御部５０が露出制御、測距制御を行い、画像処理部２４がホワイトバランス制御等行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等が行われる。

Ａ／Ｄ変換部２３からの出力データは、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して、或いは、メモリ制御部１５を介してメモリ３２に直接書き込まれる。メモリ３２は、撮像部２２によって撮像されＡ／Ｄ変換部２３によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部２８に表示するための画像データを格納する。メモリ３２は、所定時間の動画像及び音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ３２は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。

Ｄ／Ａ変換部１３は、メモリ３２に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部２８に供給する。こうして、メモリ３２に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換部１３を介して表示部２８により表示される。表示部２８は、ＬＣＤ等の表示器上に、Ｄ／Ａ変換部１３からのアナログ信号に応じた表示を行う。Ａ／Ｄ変換部２３によって一度Ａ／Ｄ変換されメモリ３２に蓄積されたデジタル信号をＤ／Ａ変換部１３においてアナログ変換し、表示部２８に逐次転送して表示することで、電子ビューファインダとして機能し、スルー画像表示を行うことができる。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭが用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、例えば後述するフローチャートに示す処理動作を実行するためのプログラムのことである。

システム制御部５０は、デジタルビデオカメラ１００全体を制御する。前述した不揮発性メモリ５６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。５２はシステムメモリであり、ＲＡＭが用いられる。システムメモリ５２には、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。また、システム制御部５０はメモリ３２、Ｄ／Ａ変換部１３、表示部２８等を制御することにより表示制御も行う。

システムタイマー５３は各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。モード切り替えスイッチ６０、録画スイッチ６１、操作部７０はシステム制御部５０に各種の動作指示を入力するための操作手段である。

モード切り替えスイッチ６０は、システム制御部５０の動作モードを、動画記録モード、静止画記録モード、再生モード等の何れかに切り替える。動画記録モードや静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。モード切り替えスイッチ６０で、動画撮影モードに含まれるこれらのモードの何れかに直接切り替えられる。あるいは、モード切り替えスイッチ６０で動画撮影モードに一旦切り替えた後に、動画撮影モードに含まれるこれらのモードの何れかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。録画スイッチ６１は撮影待機状態と撮影状態を切り替える。システム制御部５０は、録画スイッチ６１により、撮像部２２からの信号読み出しから記録媒体２００への動画データの書き込みまでの一連の動作を開始する。

操作部７０の各操作部材は、表示部２８に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面毎に適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部２８に表示される。利用者は、表示部２８に表示されたメニュー画面と、上下左右４方向の十字キーやＳＥＴボタンを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

電源スイッチ７２は、電源オン、電源オフを切り替えるスイッチである。電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、その検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。

電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉイオン電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。記録媒体Ｉ／Ｆ１８は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００とのインターフェースである。記録媒体２００は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。

次に、第１の実施形態における動作について説明する。本実施形態における撮像装置において、通常のニー処理を含むガンマ特性で撮影する第１の撮影モード（以下、「通常撮影モード」と称す）と、リニアガンマ特性で撮影する第２の撮影モード（以下、「高輝度優先モード」と称す）とを有する例で説明する。

まず、本発明の実施形態におけるガンマ補正について説明する。
最初に、通常のニー処理を含む通常撮影モード用の撮像装置のガンマ特性について、図３を参照しながら説明する。図３は、通常撮影モードにおけるデジタルビデオカメラ１００のガンマ特性を説明するための図である。図３において、３０１は入力ダイナミックレンジが０〜ｘ₁であるガンマ特性であり、例えばＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９等で規格化されているガンマ特性である。３０２は入力ダイナミックレンジが０〜ｘ₂（ｘ₂＞ｘ₁）であるガンマ特性であり、入力ダイナミックレンジを実用的な範囲に広げた場合を表している。図３に示すように、通常撮影モード用のガンマ特性は、画像における中輝度から高輝度の領域のコントラストを圧縮する特性となっている。

続いて、高輝度優先モード用の撮像装置のガンマ特性（リニアガンマ特性）について、図４を参照しながら説明する。図４は、高輝度優先モードにおけるデジタルビデオカメラ１００のガンマ特性を説明するための図である。図４（Ａ）において、４０１は入力ダイナミックレンジが０〜ｘ₁であるガンマ特性であり、例えばＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９等で規格化されているガンマ特性である。４０２は入力ダイナミックレンジが０〜ｘ₂（ｘ₂＞ｘ₁）であるガンマ特性であり、入力ダイナミックレンジを実用的な範囲に広げた場合を表している。

ガンマ特性４０２は、ガンマ特性４０１を基準にした場合、コントラストを圧縮することをせずに、入力コードに対する出力コードの関係を一定に保ち、映像における低輝度部から高輝度部までのビットの割り振りを固定する特性となっている。そのため、図４（Ｂ）に示すように、撮像装置のガンマ特性４１１と表示装置のガンマ特性４１２とを合わせたシステム全体での階調特性４１３は、一部の領域に対してコントラストが圧縮されることはなく、全領域においてリニアな特性を実現できている。

この高輝度優先モード用のリニアガンマ特性では、通常撮影モード用のガンマ特性と比較すると、相対的に暗めの特性となる。しかし、ディスプレイやパネルなどの表示装置のピーク輝度値を上げることで表示される映像が暗くなることを防ぐとともに、暗部からハイライト部までの全域にわたってコントラストが非圧縮な状態を保てる。そのため、暗部からハイライト部まで全域で、実被写体の特性に近い、より自然な階調性、色再現性、鮮鋭感を実現することが可能となる。

ここで、高輝度優先モード用のリニアガンマ特性では、通常撮影モード用のガンマ特性に比べて、ニー処理による階調圧縮がなされないために高輝度部に対する階調の割り当てが大きい。その一方で、出力のコード量（ビット数）は限られているために、通常撮影モード用のガンマ特性と比較すると、低輝度側の階調の割り当てが小さくなってしまう。表示装置の出力輝度特性制御で通常撮影と同様の明るさに制御することは可能であるが、撮像時に失われた暗部の階調を回復することはできず、逆光等の主被写体が暗く撮影されてしまうシーンなど黒潰れが目立ってしまうことがある。

そこで、本発明では、高輝度優先モード用のリニアガンマ特性を適用して撮影された逆光被写体等の低輝度部を含む画像においても、被写体の明るさと暗部の階調性を向上させつつ、システム全体でのリニアな階調性を最大限実現できるようにする。なお、以下の説明では、通常撮影モード及び高輝度優先モードはそれぞれ０〜ｘ₂の実用的な範囲の入力ダイナミックレンジを採用しており、通常撮影モードでは中輝度から高輝度の領域のコントラストを圧縮するガンマ特性を適用するものとする。

次に、第１の実施形態における補正処理での露出補正制御と階調補正制御の方法について説明する。図５は、システム制御部５０の一部と画像処理部２４の構成例を示すブロック図である。なお、図５においては、露出補正制御と階調補正制御に係る構成を図示し、その他の構成は図示を省略している。システム制御部５０は、逆光シーン判定部５００、逆光補正量算出部５０１、逆光補正部５０２、露出補正部５０４、及び露出制御部５０５を有する。また、画像処理部２４は、階調補正部５０３を有する。

逆光シーン判定部５００は、被写界が逆光シーンであるか否かを判定する。逆光シーンの判定は、例えば、画像の輝度値やヒストグラムの解析によりデジタルビデオカメラ１００が自動で行ってもよいし、ユーザからの操作により逆光シーン情報をタッチパネルなどの操作部材の直接操作で入力する方式であってもよい。

逆光補正量算出部５０１は、逆光シーン判定部５００による逆光シーンの判定結果を受けて、逆光シーンを補正する補正量を算出する。逆光補正量の算出方法は、例えば、特定の被写体輝度を目標輝度にする補正量としてデジタルビデオカメラ１００が自動で算出してもよいし、ユーザが操作部材を直接操作して補正量を入力してもよい。また、逆光シーン判定部５００の判定結果と連動して固定の補正量として算出するようにしてもよい。算出された補正量は、単位が信号増幅量（ｄＢ）や露出制御量（段）など、どのような値でも構わない。

逆光補正部５０２は、逆光補正量算出部５０１により算出された補正量が伝達され、補正量を階調補正と露出補正とにどのように配分するかを決定する。配分された補正量については、それぞれ階調補正部５０３及び露出補正部５０４に伝達される。階調補正部５０３は、階調補正処理に用いる階調特性（ガンマ補正処理に用いるガンマ特性）を、補正量に応じて特定の輝度範囲の信号レベルを上昇させるような階調特性（ガンマ特性）へと変更する。露出補正部５０４は、補正量に応じて画像の信号量全体を上昇させるように露出制御部５０５を制御し、補正量に応じた露出補正を実現する。

図６は、本実施形態における補正処理の例を示すフローチャートである。システム制御部５０は、逆光シーン判定部５００により逆光シーンであると判定されると処理を開始し、ステップＳ６０１にて、逆光補正量算出部５０１により逆光補正量の算出を行う。次に、ステップＳ６０２にて、システム制御部５０は、算出された逆光補正量に対して、目標とする輝度におけるガンマ特性の傾きが１以下であるか否かの判定を行う。

高輝度優先モード用の撮像装置のガンマ特性は、高輝度部に対するコード（階調）の割り振りが大きいため、暗部に対するコード（階調）の割り振りが小さく、ガンマ特性の傾きは１を下回ることがある。コード（階調）の割り振りが小さい場合、図７（Ａ）に示すように入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域が発生するため、暗部の階調性が悪化し黒潰れの原因となる。一方、高輝度優先モードはシステム全体でリニアな特性を実現するモードであるため、暗部の階調を改善しようとして大幅な階調補正を行うと全体としてのリニアな特性が大きく失われてしまう。そのため、目標とする輝度の輝度上昇ではなく、あくまで目標とする暗部のガンマ特性の傾きを改善することを目的として一部の階調補正のみにとどめることで、全体としてはリニアな特性を失うことなく暗部の階調性のみを改善することができる。

そこでステップＳ６０２において、目標とする輝度におけるガンマ特性の傾きが１以下であると判定された場合、すなわち目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含む場合、ステップＳ６０３へ進む。ステップＳ６０３にて、システム制御部５０は、ステップＳ６０１において算出された逆光補正量の階調補正に対する配分を決定する。そして、システム制御部５０は、補正量に応じた画像処理部２４の階調補正部５０３における階調特性の変更を指示する。それを受けた画像処理部２４は、全体には影響のない範囲で図７（Ｂ）に示すように暗部のガンマ特性の傾きを１以上になるように階調補正部５０３における階調特性を補正する。これにより、階調の改善効果とガンマ特性全体でのリニアな特性の最大効果が得られる。

一方、ステップＳ６０２において、目標とする輝度におけるガンマ特性の傾きが１以下ではないと判定された場合、すなわち目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含まない場合、ステップＳ６０４へ進む。ステップＳ６０４にて、システム制御部５０は、目標とする輝度を上昇させるようにガンマ特性全体を階調補正する。ここでは、急激な輝度上昇となる階調補正を行うと自然な階調性が失われてしまうため、ガンマ特性としての自然さを保つ範囲で輝度を上昇させる。

次に、ステップＳ６０５にて、システム制御部５０は、目標とする輝度が階調補正により上昇した量を全体の補正量から減算し、残りの補正量に相当する露出量を算出して露出補正部５０４及び露出制御部５０５による露出補正で輝度レベルを上昇させる。以上のようにして補正処理を実現する。

第１の実施形態によれば、リニアガンマ特性で撮影する高輝度優先モードにおける逆光被写体においても、被写体の明るさと暗部の階調性を向上させつつ、システム全体でのリニアな階調性を最大限実現できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態においては、撮像装置と撮像装置で撮影された画像を表示するＴＶなどの表示装置からなる映像システムについて説明する。ただし、撮像装置としてのデジタルビデオカメラの外観及び内部構成、高輝度優先モード用のリニアガンマ特性については、第１の実施形態と同様であるため、その説明は割愛する。第２の実施形態では、撮像装置としてのデジタルビデオカメラで撮影された画像にメタデータとして表示輝度の補正量を記述して表示装置としてのディスプレイに受け渡す。そのため、図８に示すような、カメラ１００からスルー画像として直接ディスプレイ８００にリアルタイムに画像データが受け渡されるシステムであってもよい。また、カメラ１００や外部記録媒体２００で記録された画像データとして非同期でディスプレイ８００に画像データが受け渡されるシステムであっても何ら問題ない。

第２の実施形態における映像システムの補正処理での露出補正制御と階調補正制御とメタデータ記録制御の方法について説明する。図９は、デジタルビデオカメラ１００が有するシステム制御部５０の一部と画像処理部２４、及びディスプレイ８００の構成例を示すブロック図である。図９において、図５に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図９においては、以下に説明する補正処理に係る構成を図示し、その他の構成は図示を省略している。

システム制御部５０は、逆光シーン判定部５００、逆光補正量算出部５０１、逆光補正部５０２、露出補正部５０４、露出制御部５０５、及びメタデータ制御部９０１を有する。また、画像処理部２４は、階調補正部５０３を有する。また、ディスプレイ８００は、表示制御部９０３、表示輝度補正量算出部９０４、及び表示部９０６を有する。

第２の実施形態において、逆光補正部２０２は、逆光補正量算出部２０１により算出された補正量を、階調補正と露出補正と表示補正とにどのように配分するかを決定する。配分された補正量については、それぞれ階調補正部５０３、露出補正部５０４、及びメタデータ制御部９０１に伝達される。メタデータ制御部９０１は、逆光補正部２０２から伝達された補正量を表示装置であるディスプレイ８００における輝度補正量算出可能な値に変換し、画像データに付随するメタデータとして画像データに記録する。ディスプレイ８００における輝度補正量算出可能な値は、システム制御部５０によってディスプレイ８００から取得しておけばよい。

表示輝度補正量算出部９０４は、ディスプレイ８００に伝達された画像データ９０２に付随されたメタデータから輝度補正量を算出する。表示制御部９０３の表示輝度制御部９０５は、表示輝度補正量算出部９０４により算出された輝度補正量に応じて、ディスプレイ８００のバックライト制御、階調制御により輝度補正を実現する。バックライト制御では、発光部であるバックライトの出力輝度を制御し、階調制御ではディスプレイ８００のガンマ特性を制御する。表示制御部９０３は、表示輝度制御部９０５により輝度補正された状態で画像データ９０２に係る画像を表示部９０６に表示させる。

図１０は、本実施形態における補正処理の例を示すフローチャートである。システム制御部５０は、逆光シーン判定部５００により逆光シーンであると判定されると処理を開始し、ステップＳ１００１にて、逆光補正量算出部５０１により逆光補正量の算出を行う。次に、ステップＳ１００２にて、システム制御部５０は、算出された逆光補正量に対して、目標とする輝度におけるガンマ特性の傾きが１以下であるか否かの判定を行う。

ステップＳ１００２において、目標とする輝度におけるガンマ特性の傾きが１以下であると判定された場合、すなわち目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含む場合、ステップＳ１００３へ進む。ステップＳ１００３にて、システム制御部５０は、ステップＳ６０１において算出された逆光補正量の階調補正に対する配分を決定する。そして、システム制御部５０は、補正量に応じた画像処理部２４の階調補正部５０３における階調特性の変更を指示する。それを受けた画像処理部２４は、全体には影響のない範囲で暗部のガンマ特性の傾きを１以上になるように階調補正部５０３における階調特性を補正する。

一方、ステップＳ１００２において、目標とする輝度におけるガンマ特性の傾きが１以下でないと判定された場合、すなわち目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含まない場合、ステップＳ１００４へ進む。ステップＳ１００４にて、システム制御部５０は、目標とする輝度を上昇させるようにガンマ特性全体を階調補正する。ここでは、急激な輝度上昇となる階調補正を行うと自然な階調性が失われてしまうため、ガンマ特性としての自然さを保つ範囲で輝度を上昇させる。

次に、ステップＳ１００５にて、システム制御部５０は、目標とする輝度が階調補正により上昇した量を全体の補正量から減算し、残りの補正量とディスプレイ８００における最大輝度補正量と比較し、表示補正で賄えるか否かを判断する。残りの補正量がディスプレイ８００の輝度補正で賄えると判断した場合、ステップＳ１００６にて、システム制御部５０は、残りの補正量をディスプレイ８００の輝度補正で賄うようにメタデータとして画像データに記録する。

一方、残りの補正量がディスプレイ８００の輝度補正で賄えないと判断した場合、ステップＳ１００７にて、システム制御部５０は、ディスプレイ８００で最大補正量の輝度補正を行うようにメタデータとして画像データに記録する。続いて、ステップＳ１００８にて、システム制御部５０は、残りの補正量からディスプレイ８００での輝度補正量を差し引いた残りの補正量を露出補正部５０４及び露出制御部５０５による露出補正で補正する。以上のようにして補正処理を実現する。第２の実施形態によれば、リニアガンマ特性で撮影する高輝度優先モードにおける逆光被写体においても、被写体の明るさと暗部の階調性を向上させつつ、システム全体でのリニアな階調性を最大限実現できる。

（本発明の他の実施形態）
本発明は、前述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００：デジタルビデオカメラ ２４：画像処理部 ５０：システム制御部 ５００：逆光シーン判定部 ５０１：逆光補正量算出部 ５０２：逆光補正部 ５０３：階調補正部 ５０４：露出制御部 ５０５：露出制御部 ８００：ディスプレイ ９０１：メタデータ制御部 ９０３：表示制御部 ９０４：表示輝度補正量算出部 ９０５：表示輝度制御部 ９０６：表示部

Claims (9)

1. 撮像される画像の被写体輝度を目標輝度にする補正量を算出する補正量算出手段と、
   露出補正を行う露出補正手段と、
   補正処理に用いるガンマ特性を補正する階調補正手段と、
   前記補正量算出手段により算出された補正量に応じて、前記露出補正手段及び前記階調補正手段を制御する制御手段とを有し、
   前記階調補正手段は、目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含む場合、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化するようにガンマ特性を補正することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記露出補正手段と前記階調補正手段とのそれぞれによる輝度補正を合わせて、前記補正量算出手段により算出された補正量を満たすように前記露出補正手段及び前記階調補正手段を制御することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記補正量算出手段により算出された補正量のうちの所定の補正量を前記階調補正手段に割り当て、残りの補正量を前記露出補正手段に割り当てることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 逆光シーンであるか否かを判定する判定手段を有し、
   前記補正量算出手段は、前記判定手段の判定結果に応じて補正量を算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含むガンマ特性は、ガンマ特性の一部のコントラストを圧縮せず、入力コードに対する出力コードの関係を一定に保ち、輝度に対するコードの割り振りを固定した特性であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 撮像装置と前記撮像装置から出力される画像を表示する表示装置とを有する映像システムであって、
   前記撮像装置は、
   前記表示装置で表示される画像の被写体輝度を目標輝度にする補正量を算出する補正量算出手段と、
   露出補正を行う露出補正手段と、
   補正処理に用いるガンマ特性を補正する階調補正手段と、
   出力する画像のデータに付随するメタデータに前記表示装置における輝度補正量を記録する記録手段と、
   前記補正量算出手段により算出された補正量に応じて、前記露出補正手段及び前記階調補正手段を制御するとともに、メタデータに輝度補正量を記録するように前記記録手段を制御する制御手段とを有し、
   前記表示装置は、
   前記撮像装置から出力される画像に付随するメタデータに基づいて、輝度補正量を算出する輝度補正量算出手段と、
   前記輝度補正量算出手段により算出された輝度補正量に応じて前記表示装置における表示輝度を制御する表示輝度制御手段とを有することを特徴とする映像システム。
7. 前記表示輝度制御手段は、前記表示装置の発光部の出力輝度及び前記表示装置のガンマ特性の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項６記載の映像システム。
8. 前記撮像装置の前記階調補正手段は、目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含む場合、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化するようにガンマ特性を補正することを特徴とする請求項６又は７記載の映像システム。
9. 撮像される画像の被写体輝度を目標輝度にする補正量を算出する補正量算出工程と、
   露出補正を行う露出補正工程と、
   補正処理に用いるガンマ特性を補正する階調補正工程と、
   前記補正量算出工程にて算出された補正量に応じて、前記露出補正工程及び前記階調補正工程での処理を制御する制御工程とを有し、
   前記階調補正工程では、目標とする輝度範囲のガンマ特性が、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化しない領域を含む場合、入力輝度の変化に対して出力輝度が変化するようにガンマ特性を補正することを特徴とする画像処理方法。

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