JP2017126959A - Imaging device, control method for the same and program therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置およびその制御方法ならびにプログラムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, a control method thereof, and a program.
従来、適正露出より低い露出(露出アンダー)で撮影した映像に対して、ガンマ補正(階調補正)によって輝度を持ち上げることで、白飛びや黒つぶれを抑制し、ダイナミックレンジを拡大する方法が知られている。ガンマ補正特性は、入射光のレベルと出力信号のレベルとの関係が予め用意された関係となるように、設定されたダイナミックレンジに応じて変更される。 Conventionally, there is a known method for expanding the dynamic range by controlling the brightness of images shot with exposure lower than the proper exposure (underexposure) by increasing the brightness by gamma correction (gradation correction). It has been. The gamma correction characteristics are changed according to the set dynamic range so that the relationship between the level of incident light and the level of the output signal is a relationship prepared in advance.
ダイナミックレンジを拡大するとともにガンマ補正特性を変更する手法がいくつか提案されている。特許文献1では、ダイナミックレンジを拡大するとともに高輝度部の階調特性の傾きをなだらかにすることによって高輝度部の階調も有効に使用する手法が提案されている。この手法によれば、ダイナミックレンジが低い状態でも、高輝度部の階調特性の傾きを変化させることで高輝度部の階調を有効に利用することができる。 Several methods have been proposed for expanding the dynamic range and changing the gamma correction characteristics. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 proposes a method of effectively using the gradation of the high luminance part by expanding the dynamic range and smoothing the gradient of the gradation characteristic of the high luminance part. According to this method, even when the dynamic range is low, the gradation of the high luminance part can be effectively used by changing the gradient of the gradation characteristic of the high luminance part.
また、特許文献2では、被写体の入射光量の最大反射率に応じて、ダイナミックレンジをシフトさせるとともにガンマ補正を最大反射率に応じた特性に変更させつつ、基準入射光量に対する出力は維持する手法が提案されている。この手法では、最大反射率が高い場合にはガンマ値を1に近づけ、最大反射率が低い場合にはガンマ値を0に近づけている。このようにすることで、最大反射率が高ければコントラストを下げ、最大反射率が低ければコントラストを高めている。
Further, in
ところで、ダイナミックレンジを拡大する場合には、露出アンダーで撮影しつつガンマ特性を変更することにより、入射光のレベルと出力信号のレベルとの関係を維持している。これは信号の増幅とほぼ同様であり、S/N比が低下する原因となる。そのため、S/N比の観点からは、必要以上のダイナミックレンジ拡大を行わない方がよい。そのため、例えばある撮影条件において白飛びが生じている場合、ユーザは、白飛びを解消できる最小限のダイナミックレンジ拡大を希望するであろう。更に、画像内の特定の点や領域の白飛びや黒つぶれを解消できるダイナミックレンジに拡大できれば、画像内に生じた全ての白飛び等を解消する場合よりS/N比の低下を抑止できる場合もある。しかしながら、そもそも白飛びしている部分は測光値も飽和しているため、白飛び部分の入射光のレベルを特定することはできない。そのため、ユーザは白飛びを回避するために必要なダイナミックレンジの拡大量を知ることができないという問題がある。 By the way, when expanding the dynamic range, the relationship between the level of the incident light and the level of the output signal is maintained by changing the gamma characteristic while photographing underexposed. This is almost the same as signal amplification and causes a decrease in the S / N ratio. Therefore, from the viewpoint of the S / N ratio, it is better not to expand the dynamic range more than necessary. Therefore, for example, when whiteout occurs under certain shooting conditions, the user may desire a minimum dynamic range expansion that can eliminate whiteout. Furthermore, if it is possible to expand to a dynamic range that can eliminate white spots and blackouts of specific points or areas in the image, it is possible to suppress a decrease in the S / N ratio than when all the whiteout that has occurred in the image is eliminated. There is also. However, since the photometric value is saturated at the portion where the whiteout is in the first place, the level of the incident light at the whiteout portion cannot be specified. Therefore, there is a problem that the user cannot know the amount of expansion of the dynamic range necessary for avoiding overexposure.
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ユーザが、特定の点や領域において必要なダイナミックレンジを得るための目安を把握することが可能な撮像装置およびその制御方法ならびにプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an imaging apparatus that allows a user to grasp a guideline for obtaining a necessary dynamic range at a specific point or region and its control The object is to provide a method and program.
この課題を解決するため、例えば本発明の撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、被写体を撮像して画像データを出力する撮像手段と、撮像手段の露出を低くすることにより撮像手段のダイナミックレンジを拡大する拡大手段と、信号値を取得するための画像内の測光値取得領域を特定するユーザ操作を取得する取得手段と、拡大手段によりダイナミックレンジを所定の量だけ拡大させて、撮像手段の画面内の測光値取得領域の信号値を検出する検出手段と、検出手段により検出された測光値取得領域の信号値と所定の基準値との差に基づいて、測光値取得領域が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する制御手段と、目安を表示させるための表示制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve this problem, for example, an imaging apparatus of the present invention has the following configuration. That is, an imaging unit that captures an image of a subject and outputs image data, an expansion unit that expands a dynamic range of the imaging unit by lowering the exposure of the imaging unit, and a photometric value acquisition in an image for acquiring a signal value An acquisition means for acquiring a user operation for specifying an area, a detection means for expanding a dynamic range by a predetermined amount by an enlargement means, and detecting a signal value of a photometric value acquisition area in the screen of the imaging means, and a detection means Based on the difference between the detected signal value of the photometric value acquisition area and a predetermined reference value, a control means for outputting a standard for changing the photometric value acquisition area to a dynamic range having gradation, and display of the standard And a display control means.
本発明によれば、ユーザが、特定の点や領域において必要なダイナミックレンジを得るための目安を把握することが可能になる。 According to the present invention, it is possible for a user to grasp a guideline for obtaining a necessary dynamic range at a specific point or region.
(実施形態1)
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、露出を変更して撮影可能な任意のデジタルカメラに本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、撮像機能を備えるデジタルカメラに限らず、露出を変更して撮影可能な任意の電子機器にも適用可能である。これらの機器には、例えば携帯電話機、ゲーム機、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、時計型や眼鏡型の情報端末、監視システム、内視鏡システム等の医療機器などが含まれてよい。
(Embodiment 1)
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an example in which the present invention is applied to an arbitrary digital camera capable of photographing with changing exposure will be described as an example of an imaging apparatus. However, the present invention is not limited to a digital camera having an imaging function, and can be applied to any electronic device that can shoot with changing exposure. These devices may include, for example, a mobile phone, a game machine, a tablet terminal, a personal computer, a clock-type or glasses-type information terminal, a medical device such as a monitoring system or an endoscope system.
(デジタルカメラ100の構成)
図1は、本実施形態の撮像装置の一例としてのデジタルカメラ100の外観図である。表示部28は、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、電子ペーパー等の表示パネルを含み、例えば開閉可能に取り付けられる。表示部28は、開放時に例えば撮影された画像や記録媒体200から読み出した撮影画像を表示するほか、ユーザがデジタルカメラ100を操作するためのメニュー画面を表示する。
(Configuration of digital camera 100)
FIG. 1 is an external view of a
録画スイッチ61は、動画記録開始及び終了を指示するスイッチであり、デジタルカメラ100の例えば背面部に配置される。また、後述する操作部70の一部を構成してもよい。モード切替スイッチ60はデジタルカメラ100の各種モードを切り替えるためのスイッチであり、例えば後述する操作部70の一部を構成する他のスイッチ類と共に表示部28を開放した際に操作可能なデジタルカメラ100の側面側に配置される。
The
コネクタ112は、所定の接続ケーブルとデジタルカメラ100とを物理的に接続する接続インターフェースである。接続ケーブルが接続されると、通信部113は接続された外部装置と通信することができる。
The
操作部70は、様々なユーザ操作を受け付ける各種ボタン、十字キー等の操作部材により構成される。操作部70は、例えばメニュー表示ボタン、決定ボタン、その他カーソルキー、ポインティングデバイス、タッチパネル等を有する。
The
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り、例えばデジタルカメラ100の上面側に配置される。記録媒体200はデジタルカメラ100から着脱可能な、例えば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をデジタルカメラ100に装着するためのスロットであり、デジタルカメラ100と記録媒体200とを電気的に接続して互いの通信を可能にする。
The
図2は、本実施形態のデジタルカメラ100の機能構成例を示すブロック図である。なお、図2に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the
撮影光学系103は、ズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群を含み、撮影条件に応じて被写体光学像を撮像部22に含まれる撮像素子に結像させる。絞り101は入射する光量を調整するために使用される。ND104は例えばNDフィルタを含み、設定に応じて入射する光量を減光する。
The imaging
撮像部22は、光電変換素子を有する画素が複数、2次元的に配列された構成を有する撮像素子を含む。撮像素子は、撮影光学系103により結像された被写体光学像を各画素で光電変換し、アナログ画像信号を出力する。撮像素子は、例えばCCD(Charge-Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどの撮像素子であってよい。撮像部22は電子シャッターによる蓄積電荷の制御、アナログゲインの制御、読み出し速度の変更などの機能を備える。A/D変換部23は、撮像部22から出力されたアナログ信号をデジタル信号(画像データ)に変換する。バリア102は、デジタルカメラ100の、撮影光学系103を含む撮像系を覆うことにより、撮影光学系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。
The
画像処理部24は、A/D変換部23から出力された画像データ、又は、メモリ制御部15から出力された画像データに対して、所定の画素補間、拡大や縮小などのリサイズ処理、色変換処理、ガンマ補正、デジタルゲインの付加等の処理を適用する。また、撮像時の画像データに対する所定の演算処理を行って、演算結果をシステム制御部50に送信する。システム制御部50は当該演算結果に基づいて露出制御、測距制御、及びホワイトバランス制御等を行う。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)処理等を行うことができる。
The
メモリ32は、例えばSDRAMなどの揮発メモリであり、画像データ、音声データ等の各種のデータを一時的に記憶する。メモリ32は、A/D変換部23から出力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、画像処理部24及び/又はメモリ制御部15を介して入力する。メモリ32は、所定時間の動画像および音声を格納するための十分な記憶容量を備えるとともに、メモリ32は画像表示用のメモリ(ビデオメモリ)を兼ねる。
The
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。表示部28は、メモリ32に記憶されていた表示用の画像データをD/A変換部13を介して取得し、LCD等の表示パネル上に取得したアナログ信号を表示する。
The D /
このように、デジタルカメラ100は、撮像部22から出力されてメモリ32に蓄積されたデジタル画像データを、表示部28に転送して逐次表示することにより、例えば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。
As described above, the
不揮発性メモリ56は、電気的に消去及び記録が可能なメモリであり、例えばEEPROMを含む。また、不揮発性メモリ56は、システム制御部50の動作用の定数、プログラム等を記憶する。
The nonvolatile memory 56 is an electrically erasable and recordable memory, and includes, for example, an EEPROM. The non-volatile memory 56 stores constants, programs, and the like for operating the
システム制御部50は、デジタルカメラ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により、後述する本実施形態の各処理を実現する。
The
システムメモリ52は、揮発性のメモリであり例えば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。
The
システムタイマ53は、各種制御に用いる時間(タイミング)や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。
The
モード切替スイッチ60、録画スイッチ61及び操作部70はシステム制御部50に各種の動作指示を入力する。モード切替スイッチ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、再生モード等のいずれかに切り替える。動画記録モードや静止画記録モードに含まれるモードには、例えばオート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別に撮影条件を異ならせる各種シーンモード等がある。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。録画スイッチ61が撮影状態に切り替えられたことに応じて、システム制御部50は撮像部22からの画像信号の読み出しから記録媒体200への画像データの書き込みまでの一連の動作を開始する。
The
操作部70は各操作部材を含み、例えば表示部28に表示される種々の機能ボタンをも含む。システム制御部50は、例えば場面ごとに適宜機能を割り当てたアイコンを表示させ、各種機能ボタンとして作用させる。機能ボタンには、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。システム制御部50は、例えばメニューボタンが押下された場合、各種設定を行うことが可能なメニュー画面を表示部28に表示させる。ユーザは、表示部28に表示されたメニュー画面を確認しながら、例えば上下左右4方向を指定可能な十字キー及びSETボタンを押下することにより各種設定を行うことができる。
The
電源制御部80は、例えば電池検出回路、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、電池残量等を検出する。また、電源制御部80は、電池残量等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。
The power
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アダプター等を含む。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。通信部113は、所定の方式に準拠した通信方式により外部装置と通信を行う。通信部113は、システム制御部50の指示に応じて、例えばコネクタ112に接続された接続ケーブルを介して外部装置との有線通信を行う。また、通信部113にアンテナを備えて例えば近接無線通信、無線LAN通信及び携帯電話用の無線通信を行うようにしてもよい。
The
記録媒体200は、撮影により得られた画像データ等を記録する、メモリカード等の記録媒体であり、例えば半導体メモリや磁気ディスクを含む。
The
(Dレンジアシスト機能の概要)
ビデオカメラで動画を撮影する場合、高輝度の被写体に対して白飛びを抑制するための手法として、露出をアンダーにするとともに感度を上げてダイナミックレンジを拡大する方法がある。しかし、現状の露出で白飛びが発生している場合、どの程度ダイナミックレンジを拡大すれば白飛びを回避できるか、すなわち、どの程度露出をアンダーにすれば白飛びが回避できるかはユーザには分からない。それは、白飛びしている部分は信号が飽和しているので、その部分の信号レベルの最大値はカメラ側でも検出できないためである。
(Outline of D range assist function)
When shooting a moving image with a video camera, as a method for suppressing overexposure to a high-luminance subject, there is a method of underexposure and increasing the sensitivity by increasing the sensitivity. However, if whiteout occurs in the current exposure, the user can determine how much the dynamic range can be expanded to avoid whiteout, that is, how much underexposure can be used to avoid whiteout. I do not understand. This is because the signal is saturated in the whiteout portion, and the maximum value of the signal level in that portion cannot be detected even on the camera side.
そこで、本実施形態では、撮影中に一旦ダイナミックレンジを広い値に設定する。これにより、今まで画面内で白飛びしていた部分が飽和しなくなり、その部分の信号の最大値を検出することができる。つまり、今まで設定されていたダイナミックレンジで表現できる(階調性を有する)信号の最大値と、白飛びしていた部分の信号の本来の最大値の差を求めることができる。そして、この差の分だけダイナミックレンジを拡大すれば白飛びを回避できることが分かり、それをユーザに通知することができる。 Therefore, in this embodiment, the dynamic range is once set to a wide value during shooting. As a result, the portion that has been whitened up to now in the screen is no longer saturated, and the maximum value of the signal in that portion can be detected. That is, the difference between the maximum value of the signal (having gradation) that can be expressed in the dynamic range that has been set up to now and the original maximum value of the signal in the portion that has been overexposed can be obtained. Then, it can be seen that if the dynamic range is expanded by this difference, whiteout can be avoided, and this can be notified to the user.
本実施形態では、デジタルカメラ100は、現在撮影している映像の一部が白飛びしている場合に、この白飛びしている部分における信号値の本来の最大値と、現在設定されているダイナミックレンジで表現できる信号の最大値の差分を表示可能である。ユーザは、この表示された差分だけダイナミックレンジを拡大すれば(露出をアンダーにすれば)画像の白飛びを回避できることを知ることができる。この機能をDレンジアシスト機能という。また、以下の説明ではダイナミックレンジを単にDレンジともいう。
In the present embodiment, the
本実施形態に係るDレンジアシスト機能では、一旦露出を低下させてダイナミックレンジを広い値に設定する。その後、ユーザにより入力された画像上の複数の点又は領域で飽和していた信号値の本来の最大値(測光値)を検出し、当該測光値と現在設定されているダイナミックレンジで表現できる信号の最大値との差分を表示する処理(差分値表示処理)を行う。 In the D range assist function according to the present embodiment, the exposure is once lowered and the dynamic range is set to a wide value. After that, a signal that can be expressed by the photometric value and the currently set dynamic range by detecting the original maximum value (photometric value) of the signal value saturated at a plurality of points or regions on the image input by the user. A process of displaying a difference from the maximum value of the above (difference value display process) is performed.
(Dレンジアシストに係る一連の動作)
まず、図3を参照して、Dレンジアシストに係る一連の動作について説明し、次に図5を参照して、Dレンジアシストの一部である差分値算出処理について詳細に説明する。なお、本処理は、システム制御部50が不揮発性メモリ56に記憶されたプログラムをシステムメモリ52の作業用領域に展開し、実行することにより実現される。
(A series of operations related to D range assist)
First, a series of operations related to the D range assist will be described with reference to FIG. 3, and next, a difference value calculation process that is a part of the D range assist will be described in detail with reference to FIG. This process is realized by the
S301において、システム制御部50は、Dレンジアシスト機能が有効化されているかを判定する。より具体的に、システム制御部50は、例えばDレンジアシスト機能が有効化されているかを示すフラグを参照して、Dレンジアシスト機能が有効化されているかを判定する。Dレンジアシスト機能が有効化されているかを示すフラグは、システム制御部50が、ユーザによりDレンジアシスト機能が有効化又は無効化された際に設定し、システムメモリ52に記憶させればよい。システム制御部50は、Dレンジアシスト機能が有効化されていることをフラグが示す場合、S302に処理を進め、無効化されていることを示す場合、本処理の一連の動作を終了する。
In S301, the
S302において、システム制御部50は、Dレンジを変更しようとする量(単にDレンジ変更量ともいう)を算出する。本実施形態では、Dレンジをデジタルカメラ100で設定可能な最大のDレンジであるDmaxに変更するものとする。Dレンジの変更量の段数であるDchangeは、現在のDレンジをDnow、変更後のDレンジをDmaxとすると式(1)に従って算出することができる。
In step S302, the
Dchange=log2(Dmax/Dnow) …(1)
例えば最大Dレンジが800%で、現在のDレンジが400%であるとすると、Dchangeは1段となる。現在のDレンジが300%であるとすると、Dchangeは約1.52段となる。なお、Dレンジの変更量は、飽和した測光値を取得できる範囲であれば、ダイナミックレンジをデジタルカメラ100で設定可能な最大のDレンジにするための変更量よりも小さい変更量であってもよい。
Dchange = log 2 (Dmax / Dnow) (1)
For example, assuming that the maximum D range is 800% and the current D range is 400%, the Dchange is one stage. If the current D range is 300%, the Dchange is about 1.52 stages. Note that the change amount of the D range may be a change amount smaller than the change amount for setting the dynamic range to the maximum D range that can be set by the
S303において、システム制御部50は、S302において算出したDレンジ変更量の段数に応じて、露出を変更すると共にガンマ補正特性を変更する。まず、システム制御部50は、絞り101、ND104、撮像部22における電子シャッター、アナログゲイン等を変更することにより、露出を変更する。例えば、電子シャッターを用いて露出を変更する際に、Dレンジ変更前の電子シャッターの開閉速度が1/60秒に設定されており、かつDレンジ変更量の段数が1段である場合、システム制御部50は電子シャッターの開閉速度を1/120秒に変更する。なお、露出を変更する方法は、撮像部22の撮像素子から画像信号が出力される前に露出を変更することができれば上記以外の方法でもよい。
In S303, the
そして、システム制御部50は、画像処理部24に含まれるガンマ補正回路のガンマ補正特性を変更する。これは、Dレンジを拡大するために露出をアンダーにすることになるため、露出を変化させた分を、ガンマ補正特性を変更することで補正し、この露出の変化が表示画像に表れることを防止するものである。
Then, the
Dレンジアシストを有効化していない場合(通常時)の入力Xに対するガンマ補正回路による出力をYとする。システム制御部50は、Dレンジアシスト機能を有効化した場合のガンマ補正特性を、X×Dnow/Dmaxの出力がYとなるように変更する。
Assume that the output by the gamma correction circuit for the input X when the D range assist is not enabled (normal time) is Y. The
また、このガンマ補正特性では、通常時における入力の最大値をXmax、出力の最大値をYmaxとすると、Dレンジアシスト機能を有効化した場合、入力Xmax×Dnow/Dmaxの場合にYmaxが出力される。また、当該入力より大きな入力値に対しては、常にYmaxが出力される。 Also, in this gamma correction characteristic, assuming that the maximum value of input during normal time is Xmax and the maximum value of output is Ymax, when the D range assist function is enabled, Ymax is output in the case of input Xmax × Dnow / Dmax. The Also, Ymax is always output for input values larger than the input.
図4には、Dレンジアシストを有効化した場合と通常時におけるガンマ補正特性の一例を示している。横軸はガンマ補正回路の入力ビット値を、縦軸は出力ビット値を示す。Dレンジアシストが有効化されている場合のガンマ補正特性は、例えばDnowが400%、Dmaxが800%である場合の例を示している。具体的には、Dnow/Dmaxが1/2(=400%/800%)となるため、通常時の入力Xに対する出力と、Dレンジアシストを有効化した場合の入力X/2に対する出力とが同じ値になる。またDレンジアシスト機能を有効化した場合はXmax/2の場合に出力がYmaxとなり、以降はYmaxが出力される。 FIG. 4 shows an example of gamma correction characteristics when the D range assist is enabled and during normal operation. The horizontal axis represents the input bit value of the gamma correction circuit, and the vertical axis represents the output bit value. The gamma correction characteristic when the D range assist is activated shows an example in which, for example, Dnow is 400% and Dmax is 800%. Specifically, since Dnow / Dmax is ½ (= 400% / 800%), there is an output for the normal input X and an output for the input X / 2 when the D range assist is enabled. It becomes the same value. When the D range assist function is validated, the output is Ymax when Xmax / 2, and thereafter Ymax is output.
S304において、システム制御部50は、後述する差分値表示処理を行う。システム制御部50は、ユーザにより入力された画像上の複数の点又は領域における測光値と現在設定されているダイナミックレンジで表現できる信号の最大値との差分を表示すると、本処理に係る一連の動作を終了する。
In S304, the
(差分値表示処理に係る一連の動作)
次に、図5を参照して、差分値表示処理の詳細について説明する。
(A series of operations related to difference value display processing)
Next, the details of the difference value display process will be described with reference to FIG.
S501において、システム制御部50は、操作部70を介して、測光値取得点を特定するユーザ操作を受け付ける。なお、測光値取得点とは、ユーザがDレンジに含める又は測光値を計測するための画像上の位置を指す。図6(a)には、被写体を含む画像に対してユーザが点A及び点Bの位置を指定した例を示している。画像上の所定の位置を指定する操作は、例えば操作部70に含まれるタッチパネル上の位置に対する指の接触を検出することにより、ユーザにより指定された画像上の2次元座標を取得する。そして、システム制御部50は、測光値取得点に基づいて、例えば点Aと点Aの近傍の所定の画素(例えば点Aを中心とした8画素)を表示候補領域Aとして設定する。なお、本実施形態の測光値取得点は領域であってもよいし、逆に表示候補領域は、ユーザが接触した位置(点)のみであってもよい。
In step S <b> 501, the
S502において、画像処理部24は、システム制御部50の指示に応じて、S501において設定された新たな表示候補領域における測光値を取得する。なお、測光値の取得は、Dレンジ(露出)が変更された状態での測光値を取得するものであり、ガンマ補正回路を通過する前の画像データから取得する。
In S502, the
例えば画像処理部24は、表示候補領域Aに含まれる画素の輝度信号を、表示候補領域Aにおける測光値として取得する。画像処理部24は、表示候補領域における測光値を取得するために、表示候補領域内の画素の輝度信号について例えば平均値を算出する。しかし、表示候補領域の明るさが算出できればよく、表示候補領域の輝度信号の最大値又は最小値を算出してもよいし、表示候補領域内の輝度信号の積分値を求めてもよい。また、EV値等、明るさの指標となる値を用いてもよい。なお、例えば表示候補領域Aでは測光値として3500を取得したものとして説明する。S503において、画像処理部24は表示候補領域の座標(例えば測光値取得点でもよい)と取得した測光値をシステムメモリ52に記憶する。
For example, the
S504において、システム制御部50は、新たな測光値取得点(例えば図6(a)に示す点B)を特定するユーザ操作があるかを判定する。システム制御部50は、操作部70を介して新たな測光値取得点に対する入力があった場合、処理をS501に再び戻し、例えば図6(a)の点Bに対してS501〜S503の処理を繰り返す。なお、例えば表示候補領域Bの測光値として40を取得したものとして説明する。システム制御部50は、例えば、少なくとも2つ以上の所定の数の測光値取得点を特定するユーザ操作を受け付けており、かつ所定の時間間隔において測光値取得点を特定するユーザ操作が無い場合、S505に処理を進める。
In step S504, the
S505において、システム制御部50は、取得した複数の表示候補領域のなかから、最大の測光値を有する表示候補領域(例えば表示候補領域A)と最少の測光値を有する表示候補領域(例えば表示候補領域B)とを検出する。さらに、システム制御部50は、最大の測光値を有する表示候補領域と最少の測光値を有する表示候補領域とを表示部28に表示させる。その他の表示候補領域については、座標や測光値に応じて必要性を判定(例えば画像内の中心付近に存在する場合に必要と判定する等)した上で表示しても良い。
In S505, the
S506において、システム制御部50は、最大の測光値を有する表示候補領域(すなわち表示候補領域A)の差分値を算出する。すなわち、システム制御部50は、最大の測光値を有する表示候補領域において、現在のDレンジを変更する際に参考とするための測光値の差分を算出する。システム制御部50は、最大の測光値を有する表示候補領域Aに関して、現在のDレンジをどれだけ広げればよいかをユーザに提示するため、現在のDレンジで表現できる信号の最大値と測光値の差分値を式(2)に従って算出する。
差分値=log2(測光値/(最大値×現在Dレンジ/最大Dレンジ))
…(2)
例えば、現在のDレンジが400%、最大Dレンジが800%、輝度として許容される最大値が4095、表示候補領域Aの測光値が3500である場合、差分値は約0.77段となる。すなわち、現在のDレンジで表現できる信号の最大値を基準値としてDレンジを0.77段分変更して約680%にまで拡大すれば、表示候補領域AはDレンジで表現できる最大値の範囲内に収まることになる。そして、システム制御部50が0.77段分のDレンジの変更をユーザに提示することにより、ユーザは0.77段分のS/N比が低下する可能性や露出変更の必要性を理解することもできる。
In step S <b> 506, the
Difference value = log 2 (photometric value / (maximum value × current D range / maximum D range))
... (2)
For example, when the current D range is 400%, the maximum D range is 800%, the maximum allowable value is 4095, and the photometric value of the display candidate area A is 3500, the difference value is about 0.77 steps. . That is, if the D range is changed by 0.77 steps using the maximum value of the signal that can be expressed in the current D range as a reference value and expanded to about 680%, the display candidate area A has the maximum value that can be expressed in the D range. It will be within the range. Then, when the
S507において、システム制御部50は、最小の測光値を有する表示候補領域(すなわち表示候補領域B)の差分値を算出する。すなわち、システム制御部50は、最小の測光値を有する表示候補領域Bが暗部のDレンジに含まれているかを判定するために、式(3)に従って、測光値と露出基準となる18%グレー撮影時の入力値との差分値を算出する。
In step S <b> 507, the
差分値=log2(測光値/18%グレー適正露出で撮影した入力値)
…(3)
例えば、18%グレーを適正露出で撮影した場合の入力値が737、表示候補領域Bの測光値が40である場合、式(3)に従って得られる差分値は約−4.2段となる。適正露出で撮影した場合の入力値は、例えばユーザによるカメラテスト等により予め取得されて不揮発性メモリ56等に格納され、測光値が適正露出より低い場合のノイズ感、階調性など基準として用いられる。更に、ユーザが適正露出からマイナス何段までの範囲を画質として許容可能であるかを示す基準が予め取得され、不揮発性メモリ56等に格納されているものとする。例えば、ユーザが適正露出から−6段までの範囲を画質として許容可能であるとの基準を与えている場合、上述した表示候補領域Bの例では、差し引き1.8段分のDレンジが変更可能であることになる。
Difference value = log 2 (photometric value / input value taken with 18% gray appropriate exposure)
... (3)
For example, when the input value is 737 when 18% gray is captured with appropriate exposure and the photometric value of the display candidate area B is 40, the difference value obtained according to the equation (3) is about −4.2 steps. The input value when photographing with appropriate exposure is acquired in advance by, for example, a camera test by the user and stored in the nonvolatile memory 56 or the like, and is used as a reference such as a sense of noise or gradation when the photometric value is lower than the appropriate exposure. It is done. Further, it is assumed that a reference indicating that the user can accept a range from the appropriate exposure to a minus level as the image quality is acquired in advance and stored in the nonvolatile memory 56 or the like. For example, in the case of the display candidate region B described above, the D range corresponding to the subtraction of 1.8 steps is changed when the user gives a criterion that the range from the proper exposure to −6 steps is acceptable as the image quality. It will be possible.
S508において、システム制御部50は、ユーザによるダイナミックレンジ変更を補助するためにS506及びS507における算出結果を、表示部28に表示させる。より具体的に、システム制御部50は、最大の測光値を有する表示候補領域(表示候補領域A)の現在Dレンジとの差分値と、最少の測光値を持つ表示候補領域(表示候補領域B)の適正露出との差分値とを、座標情報とともに画像処理部24に入力する。画像処理部24は、システム制御部50の指示に応じて、表示候補領域A及び表示候補領域Bの座標に対応する画像位置に、差分に対する基準の種別と差分値とを重畳した画像データを生成する。システム制御部50は、生成された画像データを、メモリ制御部15とD/A13とを介して表示部28に表示させる。
In S508, the
図6(b)は本ステップにおける表示例を示している。図6(b)には、表示候補領域Aにおける基準601及び差分値602を示している。基準601及び差分値602を表示することにより、ユーザは表示候補領域Aの被写体をDレンジの範囲内に収めるためには「現在のDレンジ」から「+0.77」段分に相当するDレンジの変更が必要であることを容易に把握することができる。また、図6(b)には、表示候補領域Bにおける基準603及び差分値604を示している。基準603及び差分値604を表示することにより、ユーザは表示候補領域Bの被写体の「適正露出」からの露出差が「−4.2」段であることを容易に把握することができる。システム制御部50は、差分の基準と差分値とを重畳した画像データを表示させた後、図3に示した処理に戻る。
FIG. 6B shows a display example in this step. FIG. 6B shows a
なお、S508における差分値の表示については、Dレンジや適正露出からの段数を表示する代わりに、測光値やEV値等の明るさの指標の差分値を表示してよい。また、本実施形態では、Dレンジアシストモードにおいて上述した差分値を表示する例を説明したが、Dレンジアシストモード以外のモードにおいて上述した差分値が表示される場合があってもよい。さらに、Dレンジアシストモードの場合に、最大の測光値を有する表示候補領域Aの測光値と最大値との差分値を表示する一方で、Dレンジアシストモード以外の場合に測光値や適正露出からの露出差を表示するといった構成をとってもよい。 In addition, about the display of the difference value in S508, you may display the difference value of the parameter | index of brightness, such as a photometric value and EV value, instead of displaying the number of steps from D range or appropriate exposure. Moreover, although the example which displays the difference value mentioned above in D range assist mode was demonstrated in this embodiment, the difference value mentioned above may be displayed in modes other than D range assist mode. Further, in the case of the D range assist mode, the difference value between the photometric value and the maximum value of the display candidate area A having the maximum photometric value is displayed, while in the case other than the D range assist mode, from the photometric value and the appropriate exposure. It may be configured to display the difference in exposure.
以上説明したように本実施形態では、ユーザの指定した被写体領域の位置の本来の測光値を、露出をアンダーにして取得し、当該測光値と、現在のDレンジで表現できる信号の最大値との相違(差分値)を表示部28に表示するようにした。このような差分値を表示することにより、現在のDレンジにおいて飽和した領域であっても、ユーザが実際にDレンジを変更することなく、どの程度Dレンジを変更すべきかを容易に把握することができる。すなわち、最大の測光値を有する表示候補領域の測光値がデジタルカメラ100において設定可能な最大のDレンジの範囲内であれば、現在のDレンジで表現できる最大値を超えていても、現在のDレンジと当該測光値の関係を把握することができる。また、最少の測光値を有する表示候補領域の測光値に対して、適正露出からの差分値を表示することにより、最少の測光値を有する表示候補領域の被写体をユーザの定めたDレンジ範囲に含めつつ、Dレンジをどの程度変更可能かを把握することができる。従って、ユーザが、特定の点や領域において必要なダイナミックレンジを得るための目安を把握することができる。
As described above, in the present embodiment, the original photometric value of the position of the subject area designated by the user is acquired with underexposure, and the photometric value and the maximum value of the signal that can be expressed in the current D range are obtained. Difference (difference value) is displayed on the
(実施形態2)
次に実施形態2について説明する。実施形態1では、ユーザが指定した測光値取得点に対して、測光値の最大値又は最小値を有する表示候補領域のいずれかを割り当てる例を説明した。しかし、本実施形態では、人物の顔や窓の景色一面など、Dレンジに含まれる被写体を範囲で指定し、指定した領域内に測光値の最大値及び最小値を有する表示候補領域を割り当てる例について説明する。より具体的に、本実施形態では、測光値を取得する領域(単に測光値取得領域ともいう)を指定するユーザ操作を受け付け、当該領域を分割した小領域を表示候補領域とする例について説明する。なお、本実施形態では、差分値表示処理に係る一連の動作が実施形態と異なり、デジタルカメラ100の構成や他の処理は、実施形態1と同一である。このため、同一の構成及びステップについては同一の符号を付して重複する説明は省略し、相違点について重点的に説明する。
(Embodiment 2)
Next,
(差分値表示処理に係る一連の動作)
図7を参照して、本実施形態における、差分値表示処理に係る一連の動作について説明する。
(A series of operations related to difference value display processing)
With reference to FIG. 7, a series of operations related to the difference value display processing in the present embodiment will be described.
S701において、システム制御部50は、測光値取得領域を特定するユーザ操作を受け付ける。なお、上述したように測光値取得領域は、ユーザがDレンジに含める又は測光値を計測するための画像上の領域を指す。図8(a)は、測光値取得領域を特定するユーザ操作が範囲指定である場合の一例を示している。システム制御部50は、例えば、ライブビュー表示における画像が表示部28に表示されている場合、操作部70を介してユーザが描いた円や矩形を入力して、当該円や矩形に含まれた範囲やユーザが塗りつぶした範囲を測光値取得領域とする。図8(a)の例では、領域C及び領域Dが測光値取得領域として特定されている。
In step S <b> 701, the
S702において、システム制御部50は、画像に対するユーザ操作が点指定であるか測光値取得領域を特定する範囲指定であるかを判定する。システム制御部50は、例えば、ユーザ操作の範囲が所定の閾値より大きい場合に、ユーザ操作が範囲指定であると判定し、ユーザ操作の範囲が所定の閾値以下である場合に点指定であると判定する。そのほか、システム制御部50は、ユーザ操作が点指定であるか範囲指定であるかの判定を、別途設けられたユーザインターフェース上の設定に基づいて判定してもよい。システム制御部50は、ユーザ操作が範囲指定であると判定した場合、S703に処理を進め、一方でユーザ操作の範囲が点指定であると判定した場合、S502に処理を進める。
In step S <b> 702, the
S703において、システム制御部50は、入力された測光値取得領域を小領域に分割する。S704において、分割した小領域ごとに測光値を取得する。本実施形態では、例えば小領域を1画素として、測光値取得領域内の画素値を走査することにより、当該測光値取得領域における高輝度部(例えば最大輝度点)や低輝度部(例えば最少輝度点)を検出する。
In S703, the
S705において、システム制御部50は、検出した最大輝度点及び最少輝度点をそれぞれ中心とした8画素の領域を表示候補領域とする。また、システム制御部50は、それぞれの表示候補領域の画素値の平均値を表示候補領域の測光値とする。図8(b)には、得られた表示候補領域の例を示している。システム制御部50は、領域C、領域Dからそれぞれ表示候補領域Cmax、表示候補領域Cmin、表示候補領域Dmax、表示候補領域Dminを検出する。
In step S <b> 705, the
その後、システム制御部50は、実施形態1と同様にS503〜S508の処理を行って本処理に係る一連の動作を終了する。
Thereafter, the
S506及びS507において、システム制御部50は、これら表示候補領域の差分値を算出する。このとき、式(3)に従って各表示候補領域と18%グレー入力値との差分値を算出してもよい。このとき、例えば、測光値が、表示候補領域Cmaxは3800、表示候補領域Cminは1200、表示候補領域Dmaxは2600、表示候補領域Dminは400として検出されている。例えば、18%グレーを適正露出とする場合の入力値が737であるとすると、式(3)に従って例えば最大の測光値を有する表示候補領域Cmaxの差分値は約2.36、最少の測光値を有する表示候補領域Dminの差分値は約−0.88となる。
In S506 and S507, the
算出した差分値を表示する場合、システム制御部50は例えば図8(c)に示すように差分値を表示する。図8(c)では、表示候補領域Cmaxの差分値と、表示候補領域Dminの差分値とを表示している。
When displaying the calculated difference value, the
なお、本実施形態に係る測光値取得領域の分割方法については、範囲内を予め定められた任意の幅で区切ることで小領域とし、小領域ごとの画素値の平均値などの計算値を測光値としてもよい。 Note that, for the method of dividing the photometric value acquisition area according to the present embodiment, the area is divided by a predetermined arbitrary width to form a small area, and a calculated value such as an average value of pixel values for each small area is measured. It may be a value.
以上説明したように本実施形態では、ユーザが特定した測光値取得領域ごとに最大の測光値及び最小の測光値を有する表示候補領域を検出するとともに、それぞれの表示候補領域の差分値を表示するようにした。このように表示候補領域の差分値を表示すれば、ユーザが意図した被写体の領域において必要なダイナミックレンジを得るための目安を把握することができる。 As described above, in the present embodiment, the display candidate area having the maximum photometry value and the minimum photometry value is detected for each photometry value acquisition area specified by the user, and the difference value of each display candidate area is displayed. I did it. By displaying the difference value of the display candidate area in this way, it is possible to grasp a guideline for obtaining a necessary dynamic range in the subject area intended by the user.
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の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ーがプログラムを読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。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
22…撮像部、24…画像処理部、28…表示部、50…システム制御部、70…操作部 22 ... Imaging unit, 24 ... Image processing unit, 28 ... Display unit, 50 ... System control unit, 70 ... Operation unit
Claims (13)
前記撮像手段の露出を低くすることにより前記撮像手段のダイナミックレンジを拡大する拡大手段と、
信号値を取得するための画像内の測光値取得領域を特定するユーザ操作を取得する取得手段と、
前記拡大手段により前記ダイナミックレンジを所定の量だけ拡大させて、前記撮像手段の画面内の前記測光値取得領域の信号値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記測光値取得領域の信号値と所定の基準値との差に基づいて、前記測光値取得領域が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する制御手段と、
前記目安を表示させるための表示制御手段と、を備える
ことを特徴とする撮像装置。 Imaging means for imaging a subject and outputting image data;
Expansion means for expanding the dynamic range of the imaging means by lowering the exposure of the imaging means;
Acquisition means for acquiring a user operation for specifying a photometric value acquisition region in an image for acquiring a signal value;
Detecting means for expanding the dynamic range by a predetermined amount by the enlarging means and detecting a signal value of the photometric value acquisition area in the screen of the imaging means;
Control for outputting a standard for changing the photometric value acquisition area to a dynamic range having gradation characteristics based on the difference between the signal value of the photometric value acquisition area detected by the detection means and a predetermined reference value Means,
An image pickup apparatus comprising: display control means for displaying the reference.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The control means, for the first photometric value acquisition area having the highest signal value among the plurality of photometric value acquisition areas, the signal value of the first photometric value acquisition area detected by the detection means, Based on the difference from the first predetermined reference value, which is the maximum value of the signal that can be expressed in the dynamic range before being enlarged by the enlargement means, the first photometric value acquisition region has a dynamic range having gradation. Output a guide for change,
The imaging apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 The control means further includes a signal value of the second photometric value acquisition area detected by the detection means for a second photometric value acquisition area having the lowest signal value among the plurality of photometric value acquisition areas. , Based on a difference from a second predetermined reference value, which is a predetermined signal value at appropriate exposure, to output a standard for changing the second photometric value acquisition region to a dynamic range having gradation.
The imaging apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 In the photometric value acquisition area, the control means is a first predetermined reference that is a maximum signal value that can be expressed by the highest signal value detected by the detection means and the dynamic range before being enlarged by the enlargement means. Based on the difference between the two values, a high brightness portion of the photometric value acquisition area outputs a difference value for changing to a dynamic range having gradation, and the lowest signal value and appropriate exposure in the photometric value acquisition area Based on the difference from the second predetermined reference value, which is a predetermined signal value in, outputs a guideline for changing the low luminance part of the photometric value acquisition region to a dynamic range having gradation.
The imaging apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The acquisition unit acquires, as the user operation, information on points or regions in the image with respect to the image displayed on the display unit.
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the imaging apparatus is characterized in that
前記取得手段は、ユーザが前記階調補正された画像データに対して前記測光値取得領域を特定するように構成される、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 Gradation correction means for performing gradation correction on the image data;
The acquisition means is configured so that a user specifies the photometric value acquisition region for the tone-corrected image data.
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
ことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 The display control means displays the gradation corrected image data together with the standard.
The imaging apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置。 The reference is information indicating a difference in signal value with respect to the predetermined reference value.
The imaging apparatus according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 The display control means further displays the type of the predetermined reference value, and is the type of the predetermined reference value based on a dynamic range before the predetermined reference value is enlarged by the enlargement means? Information indicating whether the exposure is based on proper exposure.
The imaging apparatus according to claim 8.
拡大手段が、前記撮像手段の露出を低くすることにより前記撮像手段のダイナミックレンジを拡大する拡大工程と、
取得手段が、信号値を取得するための画像内の測光値取得領域を特定するユーザ操作を取得する取得工程と、
検出手段が、前記拡大手段により前記ダイナミックレンジを所定の量だけ拡大させて、前記撮像手段の画面内の前記測光値取得領域の信号値を検出する検出工程と、
制御手段が、前記検出手段により検出された前記測光値取得領域の信号値と所定の基準値との差に基づいて、前記測光値取得領域が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する制御工程と、
表示制御手段が、前記目安を表示させるための表示制御工程と、を備える
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method for controlling an imaging apparatus including imaging means for imaging a subject and outputting image data,
An enlarging step in which the enlarging unit expands the dynamic range of the imaging unit by lowering the exposure of the imaging unit;
An acquisition step of acquiring a user operation for specifying a photometric value acquisition region in an image for acquiring a signal value;
A detecting step of detecting a signal value of the photometric value acquisition region in the screen of the imaging means by detecting the expanding means by a predetermined amount by the expanding means;
A guide for the control means to change the photometric value acquisition area to a dynamic range having gradation based on the difference between the signal value of the photometric value acquisition area detected by the detection means and a predetermined reference value A control process for outputting
A display control step, wherein the display control means includes a display control step for displaying the reference.
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