JP3903093B2 - ホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに係り、特に、ストロボ光を発光しないで撮像する場合に、光源に応じて適正なホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルカメラでは、光源の色温度に関わらず、白い被写体が白く色再現されるようにホワイトバランスを調整することが行われている。例えば、特許第３１１０８９６号には、撮像画像のＲ，Ｇ，Ｂの各信号のばらつきが一定となるように各信号を補正し、補正した信号に対してホワイトバランス調整する技術が記載されている。
【０００３】
また、特開平９−３２２１９１号公報には、ストロボが発光しない状態で予備露光することにより外光の色温度情報を取得してホワイトバランス制御値を決定し、これと予め定めたストロボ光のホワイトバランス制御値との比例配分からストロボ発光時のホワイトバランス制御値を決定し、本露光の際に、この制御値に従ってストロボ発光時のホワイトバランスを制御する装置が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、被写体の明るさを考慮せずに光源を特定しているため、正確に光源を特定できない場合がある、という問題があった。
【０００５】
また、特開平９−３２２１９１号公報に記載された技術では、予備露光でストロボが発光しない場合の色温度情報を検出するため、撮像素子であるＣＣＤから信号が読み出されるときに光の影響で発生するスミアの影響により、ストロボ光が発光しない場合の色温度を正確に検出できない場合がある、という問題があった。これを解決するためには、例えば本露光の時だけでなく予備露光の時もスミアの影響をなくすためのメカニカルシャッタを作動させる必要があるため、撮像シーケンスが複雑になる、という問題がある。
【０００６】
また、緑色をした木の葉のように、無彩色を含まない有彩色の被写体を撮影した場合には、光源の色を正確に検出することができず、撮影した画像から得られた色情報から光源の色を検出し、該検出した光源の色に応じたホワイトバランス制御を行うと、被写体の補色に色回りしてしまうカラーフェリアが起こり、この場合は緑色の木の葉が枯れたような色になってしまう、といった問題もある。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、ストロボ発光されない様態での撮影において適正にホワイトバランス制御を行うことができるホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、被写体を撮像したときの撮像画像の輝度レベルを検出するステップと、ストロボ光が発光されない状態での前記撮像画像の画像データにデーライト光を基準光源として該基準光源の色が予め定めた所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための基準制御値を乗算することにより、デーライト光を光源とした場合のホワイトバランス制御が施された画像データに補正するステップと、前記撮像画像を複数のエリアに分割し、各エリアに属する前記基準制御値が乗算された画像データから各々色情報を取得するステップと、取得したエリアごとの色情報に基づいて、各エリアの色分布を検出するステップと、検出した前記輝度レベル及び前記色分布に基づいて環境光源を定めるステップと、前記環境光源の色が前記所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値を算出するステップと、前記制御値が、前記制御値と前記基準制御値との間の値で、かつ前記環境光源に適した値となるように、調整用の係数によって前記制御値を調整するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、被写体を撮像したときの撮像画像の輝度レベルを検出する。輝度レベルは、例えば撮像画像のＲ，Ｇ，Ｂの各色データから求めることができるが、専用のセンサで検出してもよい。
【００１０】
ストロボ光が発光されない状態での撮像画像の画像データに、デーライト（晴れ）光を基準光源として該基準光源の色が予め定めた所定色、例えば白色となるようにホワイトバランス制御を行うための基準制御値を乗算する。すなわち、撮像画像の画像データを、デーライト光を光源とした場合のホワイトバランス制御が施された画像データに補正する。
【００１１】
そして、撮像画像を複数のエリアに分割し、各エリアに属する基準制御値が乗算された画像データから各々色情報を取得する。色情報は、例えばエリア内のＲ、Ｇ、Ｂ信号の比Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇとすることができる。
【００１２】
この取得したエリアごとの色情報に基づいて、各エリアの色分布を検出する。色分布は、例えば各エリアを予め定めた複数の環境光源に対応した色分布の範囲を示す検出枠に当てはめ、各々の検出枠に当てはまるエリアの個数を求めることにより得ることができる。検出枠は、例えばＲ／Ｇの範囲とＢ／Ｇの範囲とによって定められた枠とすることができる。
【００１３】
次に、検出した輝度レベル及び色分布に基づいて環境光源を定める。色分布は、基準制御値が乗算された画像データから取得された色情報から求められているため、環境光源を定めることができる。環境光源とは、撮影時の周囲の光源をいい、例えば蛍光灯、電球等の光源をいう。環境光源は、例えば予め定めた複数の環境光源の各々に対応して設けられた所定式によって算出された環境光源らしさの度合いを表す評価値に基づいて定めることができる。所定式は、例えば輝度レベルや、色分布、すなわち各検出枠に当てはまるエリアの個数等から環境光源らしさの度合いを表す評価値を算出する式によって定めることができる。
【００１４】
このように、色分布だけでなく輝度レベルを考慮して環境光源を定めるため、環境光源を正確に定めることができる。また、色分布は、ストロボ光が発光されない状態での本撮影による撮像画像の画像データから求めることができ、撮像シーケンスを複雑にすることなく環境光源を正確に定めることができる。
【００１５】
そして、環境光源の色が所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値を算出する。この制御値は、例えば請求項２にも記載したように、予め定めた複数の環境光源の各々に対応して設けられた所定式によって算出された環境光源らしさの度合いを表す評価値が、予め定めた所定閾値以上であるか否かを判別するステップと、前記所定閾値以上の評価値に各々対応した対応制御値を算出するステップと、前記所定閾値以上の評価値を重みとした前記対応制御値の加重平均値を前記制御値として算出するステップと、によって算出することができる。
【００１６】
すなわち、環境光源らしさの度合いを表す評価値が所定閾値以上のものが環境光源である確率が高いと判断し、所定閾値以上であると判断された環境光源の各々に対応する対応制御値を求め、これらの加重平均値を制御値とする。これにより、バランスよく制御値を定めることができる。
【００１７】
そして、最終的な制御値は、この制御値と基準制御値との間の値で、かつ環境光源に適した値となるように調整用の係数によって調整される。この調整の度合いは、カラーフェリアの発生を抑制するための実験等から得られた経験値によって定められる。このように、環境光源に適した値となるように制御値が調整されるため、適正にホワイトバランス制御することができる。なお、制御値の調整は、環境光源の種類に拘わらず一律に調整してもよいし、環境光源の種類に応じて個別に調整してもよい。
【００１８】
上記のホワイトバランス制御方法は、請求項３に記載したように、ストロボ光を発光可能なデジタルカメラにおいて、被写体を撮像したときの撮像画像の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、前記ストロボ光が発光されない状態での前記撮像画像の画像データに、前記デーライト光を基準光源として該基準光源の色が予め定めた所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための基準制御値を乗算することにより、デーライト光を光源とした場合のホワイトバランス制御が施された画像データに補正する乗算手段と、前記撮像画像を複数のエリアに分割し、各エリアに属する前記基準制御値が乗算された画像データから各々色情報を取得する取得手段と、取得したエリアごとの色情報に基づいて、各エリアの色分布を検出する色分布検出手段と、検出した前記輝度レベル及び前記色分布に基づいて環境光源を定める設定手段と、前記環境光源の色が前記所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値を算出する算出手段と、前記制御値が、前記制御値と前記基準制御値との間の値で、かつ前記環境光源に適した値となるように、調整用の係数によって前記制御値を調整する調整手段と、を含むことを特徴とするデジタルカメラにより実現できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例について詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るデジタルカメラの背面図であり、図２はカメラ上面に設けられたモードダイヤルの平面図である。
【００２１】
図２に示すようにモードダイヤル１は、ダイヤル上のアイコン１Ａ〜１ＦがマークＭに合うように回転させることにより、複数段階の露出で撮影する連写／ブラケティングモード、絞りやシャッタースピードを各々設定可能なマニュアル撮影モード、様々な被写体の撮影に適したオート撮影モード、人物を撮影する場合に適した人物モード、風景を撮影する場合に適した風景モード、及び夜景を撮影する場合に適した夜景モード等の撮影モードに設定できるようになっている。なお、図２上では、風景モードが設定されている。
【００２２】
また、これらの撮影モードの他に、絞り及びシャッタスピードの組み合わせを選択できるＰ（プログラム）モード、絞りを選択でき、シャッタースピードが自動的に選択されるＡ（絞り優先）モード、シャッタースピードを選択でき、絞りが自動的に選択されるＳ（シャッタースピード優先）モード等の撮影モードを設定することができる。さらに、各撮影モードについて、自動的にストロボ発光するオートモード、人物を撮影した場合に赤目になるのを軽減するための赤目軽減モード、ストロボ光を強制発光させるストロボ強制発光モード、ストロボ光を発光すると共にシャッタースピードを長めにして人物と夜景とをバランスよく撮影するためのスローシンクロモード等のストロボモードを設定することができる。
【００２３】
また、モードダイヤル１の中央には、半押し時にＯＮするスイッチＳ１と、全押し時にＯＮするスイッチＳ２とを有するシャッタボタン２が設けられている。
【００２４】
このデジタルカメラの背面には、図１に示すようにファインダ接眼部３、シフトキー４、表示キー５、撮影モード／再生モード切替えレバー６、キャンセルキー７、実行キー８、マルチファンクションの十字キー９、及び液晶モニタ５２が設けられている。
【００２５】
図３は、図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【００２６】
同図において、撮影レンズ１０及び絞り１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）１４の受光面に結像された被写体像は、各センサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路１６から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。尚、このＣＣＤ１４は、蓄積した信号電荷をシャッタゲートパルスによって掃き出すことができ、これにより電荷の蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【００２７】
ＣＣＤ１４から順次読み出された電圧信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）１８に加えられ、ここで各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールドされ、Ａ／Ｄ変換器２０に加えられる。Ａ／Ｄ変換器２０は、ＣＤＳ回路１８から順次加えられるＲ、Ｇ、Ｂ信号を例えば１０ビット（０〜１０２３）のデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して出力する。尚、ＣＣＤ駆動回路１６、ＣＤＳ回路１８及びＡ／Ｄ変換器２０は、タイミング発生回路（ＴＧ）２２から加えられるタイミング信号によって同期して駆動されるようになっている。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦メモリ２４に格納され、その後、メモリ２４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、デジタル信号処理回路２６に加えられる。デジタル信号処理回路２６は、同時化回路２８、ホワイトバランス調整回路３０、ガンマ補正回路３２、ＹＣ信号作成回路３４、及びメモリ３６から構成されている。
【００２９】
同時化回路２８は、メモリ２４から読み出された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号を同時式に変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を同時にホワイトバランス調整回路３０に出力する。ホワイトバランス調整回路３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデジタル値をそれぞれ増減するための乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから構成されており、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号は、それぞれ乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに加えられる。
【００３０】
乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの他の入力には、中央処理装置（ＣＰＵ）３８からホワイトバランス制御するためのホワイトバランス補正値（ゲイン値）Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが加えられており、乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂはそれぞれ２入力を乗算し、この乗算によってホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号をガンマ補正回路３２に出力する。尚、ＣＰＵ３８からホワイトバランス調整回路３０に加えられるホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇの詳細については後述する。
【００３１】
ガンマ補正回路３２は、ホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号が所望のガンマ特性となるように入出力特性を変更し、また、１０ビットの信号が８ビットの信号となるように変更し、ＹＣ信号作成回路３４に出力する。ＹＣ信号作成回路３４は、ガンマ補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂとを作成する。これらの輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）は、メモリ２４と同じメモリ空間のメモリ３６に格納される。
【００３２】
ここで、メモリ３６内のＹＣ信号を読み出し、液晶モニタ５２に出力することにより動画又は静止画を液晶モニタ５２に表示させることができる。また、撮影後のＹＣ信号は、圧縮／伸長回路５４によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、記録部５６にてメモリカードなどの記録媒体に記録される。更に、再生モード時にはメモリカードなどに記録されている画像データが圧縮／伸長回路５４によって伸長処理された後、液晶モニタ５２に出力され、液晶モニタ５２に再生画像が表示されるようになっている。
【００３３】
ＣＰＵ３８は、図１に示したモードダイヤル１、シャッタボタン２等を含むカメラ操作部４０からの入力に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス、自動露光制御、オートホワイトバランス等の制御を行う。このオートフォーカス制御は、例えばＧ信号の高周波成分が最大になるように撮影レンズ１０を移動させるコントラストＡＦであり、シャッタボタン２の半押し時にＧ信号の高周波成分が最大になるように駆動部４２を介して撮影レンズ１０を合焦位置に移動させる。
【００３４】
また、ＣＰＵ３８には、ＥＶ値などの各種データを記憶するためのメモリ３９、ストロボ光を発光するためのストロボ４６が接続されており、これらを制御する。
【００３５】
また、自動露光制御では、図４に示すように予め決めた露出▲１▼〜▲４▼にて最大４回Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を取り込み、これらのＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度（撮影ＥＶ値）を求める。これは、シャッタボタン２の半押し時に実行される。なお、撮影ＥＶ値を求める処理は、本発明の輝度レベル検出手段に相当する。
【００３６】
次に、上記撮影ＥＶ値の測定の詳細について説明する。
【００３７】
図５に示すように、１画面を複数のエリア（８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号から求めた輝度信号を積算し、その積算値に基づいて各分割エリアのＥＶ値（ＥＶｉ）を求める。続いて、図５に示すように撮影モードに対応して各分割エリアのＥＶ値に重み付けを行い、画面全体のＥＶ’値を次式によって算出する。
【００３８】
【数１】
【００３９】
但し、ｉは、分割エリアの各々を示す添え字であり、上記の場合、０〜６３の値を取り得る。Ｎは、分割エリア数を示し、上記の場合は８×８＝６４である。ΔＥＶｉｓｏは、所定の感度（例えばＩＳＯ２００）を基準としてＥＶ値補正量であり、感度が変更されても、ＥＶ’が一定となるように調整するための値である。Ｗｉは、各分割エリアごとの重み係数であり、例えば図５に示すように中央重点測光方式の重み係数を用いる。
【００４０】
上記のように算出したＥＶ’に対し、更に、次式に示すように撮影モードに応じた露出補正ΔＥＶを行って撮影ＥＶ値を求める。求めた撮影ＥＶ値は、メモリ３９に記憶される。
【００４１】
ＥＶ＝ＥＶ’−ΔＥＶ …（２）
なお、ΔＥＶは、例えば、人物モードの場合にはΔＥＶ＝０、風景モード、夜景モードの場合にはΔＥＶ＝０．３とする。
【００４２】
上記のようにして求めた撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最終的に決定する。
【００４３】
そして、シャッタボタンの全押し時に前記決定した絞り値になるように絞り駆動部４４を介して絞り１２を駆動し、また、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。
【００４４】
次に、図６に示すフローチャートを参照しながらオートホワイトバランス制御方法について説明する。
【００４５】
図６に示したホワイトバランス制御は、撮影モードが夜景モード以外の場合で、かつストロボ発光しないと判断した場合に実行される。
【００４６】
まず、ＥＶ値や撮影モード及びストロボモードからストロボ発光するか否かが判断され、ストロボ発光される場合は、周知の方法により通常のストロボ発光時のホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが設定され、ホワイトバランス調整回路３０に加えられる。
【００４７】
撮影モードが夜景モードの場合で、かつストロボ発光しないと判断された場合には、周知の方法によりデーライト光を光源としたストロボ発光しない場合に適したホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが設定され、ホワイトバランス調整回路３０に加えられる。
【００４８】
そして、撮影モードが夜景モード以外で、かつストロボ発光しないと判断した場合には、ＣＰＵ３８は、シャッタボタンの半押し時に求めた撮影ＥＶ値をメモリ３９から読み込む（ステップＳ１０）。
【００４９】
次に、シャッタボタンの全押し時にストロボ発光なしで撮像された画像のＲ、Ｇ、Ｂ信号は一旦メモリ２４に格納されているが、この１画面を複数のエリア（例えば８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の積算値を積算回路４８によって求める（ステップＳ１２）。
【００５０】
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の積算値Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔは、積算回路４８とＣＰＵ３８との間に設けられた乗算器（乗算手段）５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂに出力され、乗算器５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂによって予め定められた基準ＷＢ（ホワイトバランス）ゲイン値（基準制御値）Ｒｄ，Ｇｄ、Ｂｄが掛けられる（ステップＳ１４）。なお、基準ＷＢゲイン値Ｒｄ，Ｇｄ、Ｂｄは、予めメモリ３９に記憶されている。
【００５１】
基準ＷＢゲイン値Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄが掛けられたＲ，Ｇ，Ｂ信号の積算値Ｒｔ’，Ｇｔ’，Ｂｔ’は、ＣＰＵ３８に入力される。
【００５２】
この基準ＷＢゲイン値Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄは、天気が晴れの場合のように、光源がデーライト光の場合にホワイトバランスが適正となるように調整するためのゲイン値である。
【００５３】
そして、ＣＰＵ３８は、入力されたＲ信号の積算値Ｒｔ’とＧ信号の積算値Ｇｔ’との比Ｒｔ’／Ｇｔ’、及びＢ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｂｔ’／Ｇｔ’を求める（ステップＳ１６）。なお、この処理は、本発明の取得手段に相当する。
【００５４】
上記のようにして各分割エリアごとに求められるＲｔ’／Ｇｔ’、Ｂｔ’／Ｇｔ’は、その分割エリアが、図７に示すグラフ上に表された検出枠のうちの、どの検出枠内に入るかを判別するために使用される。なお、図７における各検出枠は、環境光源などの色分布の範囲を規定するものである。
【００５５】
図７に示すように、検出枠には、青空検出枠、日陰−曇り検出枠、昼光色（の蛍光灯）検出枠、緑検出枠、昼白色（の蛍光灯）検出枠、晴れ検出枠、タングステン電球検出枠があり、日陰−曇り検出枠は、日陰−曇り検出枠ＣＬＤ１〜ＣＬＤ４を含み、昼光色検出枠は、昼光色検出枠ＥＸＤ１〜ＥＸＤ４を含み、昼白色検出枠は、昼白色検出枠ＥＸＮ１〜ＥＸＮ４を含み、タングステン電球検出枠は、タングステン電球検出枠ＴＮＧ１−１〜ＴＮＧ１−４，ＴＮＧ２−１〜ＴＮＧ２−４、ＴＮＧ３を含んでいる。
【００５６】
そして、ＣＰＵ３８は、Ｒｔ’／Ｇｔ’＝Ｘ’、Ｂｔ’／Ｇｔ’＝Ｙ’として、各分割エリアごとに求められたＲｔ’／Ｇｔ’、Ｂｔ’／Ｇｔ’で表される（Ｘi’、Ｙi’）が、これらの検出枠のうちの、どの検出枠内に入るかを判別し、その個数をカウントする（ステップＳ１８）。このとき、日陰−曇り検出枠内の個数は、分割エリアのＥＶ値が所定値以下のものについてのみカウントし、青空検出枠内の個数は、ＥＶ値が所定値以上のものだけについてカウントする。なお、この処理は、本発明の色分布検出手段に相当する。
【００５７】
次に、各検出枠内に存在する（Ｘi’、Ｙi’）の平均値（Ｘａj’Ｙａj’）を求める（ステップＳ２０）。ここで、ｊは、各検出枠の各々を示す添え字である。なお、平均値でなく、重心値でもよい。
【００５８】
次に、各検出枠に対応して設けられたメンバシップ関数により、色に関する光源らしさ（日陰−曇りらしさ等）を表す評価値Ｆｃ（）を算出する（ステップＳ２２）。メンバシップ関数は、検出枠内の個数を変数として色に関する光源らしさを表す評価値Ｆｃ（）を出力する関数である。すなわち、評価値が高ければ、その検出枠に対応する光源（環境光源）の可能性が高くなる。
【００５９】
Ｆｃ（ＣＬＤ１）〜Ｆｃ（ＣＬＤ４）は、図８に示すように、日陰−曇り検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６０】
Ｆｃ（ＳＫＹ）は、図９に示すように、青空検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした青空らしさを表すメンバシップ関数の値である。同様に、Ｆｃ（ＧＲＮ）は、図９に示すように、緑検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした緑らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６１】
Ｆｃ（ＥＸＤ１）〜Ｆｃ（ＥＸＤ４）は、図１０に示すように、昼光色検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした昼光色の蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数である。Ｆｃ（ＥＸＮ１）〜Ｆｃ（ＥＸＮ４）、Ｆｃ（ＴＮＧ１−１）〜Ｆｃ（ＴＮＧ３）は、図１０に示したＦｃ（ＥＸＤ１）〜Ｆｃ（ＥＸＤ４）と同様であり、Ｆｃ（ＥＸＮ１）〜Ｆｃ（ＥＸＮ４）は、昼白色検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした昼白色の蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数の値であり、Ｆｃ（ＴＮＧ１−１）〜Ｆｃ（ＴＮＧ３）は、タングステン電球検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした昼白色の蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６２】
Ｆｃ（ＤＡＹ）は、晴れ検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした晴れらしさを表すメンバシップ関数の値であり、このメンバシップ関数は、図１０に示す蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数と同様である。
【００６３】
次に、各検出枠に対応して設けられたメンバシップ関数により、輝度に関する光源らしさ（屋内らしさ、屋外らしさ）を表す評価値Ｆｙ（）を算出する（ステップＳ２４）。メンバシップ関数は、ステップＳ１０で取得したＥＶ値を変数として輝度に関する光源らしさを表す評価値を出力する関数である。
【００６４】
Ｆｙ（屋外らしさＤＡＹ）は、図１１に示すように、ＥＶ値を変数としたデーライトの屋外らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６５】
Ｆｙ（屋外らしさＣＬＤ）は、図１２に示すように、ＥＶ値を変数とした日陰又は曇りの屋外らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６６】
Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ）、Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ）、Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ）は、図１３に示すように、それぞれＥＶ値を変数とした昼光色の蛍光灯の屋内らしさ又は昼白色の蛍光灯の屋内らしさ又はタングステン電球の屋内らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６７】
次に、色に関する光源らしさを表す評価値及び輝度に関する評価値を表す評価値から各検出枠について総合的な光源らしさの評価値Ｈjを求める（ステップＳ２６）。なお、撮影モードが風景モードの場合には、Ｈ1〜Ｈ8、Ｈ22についてのみ行う。これは、風景モードの場合は、通常屋外で撮影されるが、屋外の場合に光源がタングステン電球等である場合は考えられないからである。
【００６８】
評価値Ｈ1〜Ｈ22は、以下の式によって求められる。
【００６９】
Ｈ1（日陰−曇りらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＣＬＤ１）×Ｆｙ（屋外らしさ）×Ｆｃ（ＳＫＹ） …（３）
Ｈ2（日陰−曇りらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＣＬＤ２）×Ｆｙ（屋外らしさ）×Ｆｃ（ＳＫＹ） …（４）
Ｈ3（日陰−曇りらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＣＬＤ３）×Ｆｙ（屋外らしさ）…（５）
Ｈ4（日陰−曇りらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＣＬＤ４）×Ｆｙ（屋外らしさ）…（６）
Ｈ5（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＤ１）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ） …（７）
Ｈ6（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＤ２）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ） …（８）
Ｈ7（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＤ３）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ） …（９）
Ｈ8（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＤ４）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ） …（１０）
Ｈ9（昼白色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＮ１）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ） …（１１）
Ｈ10（昼白色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＮ２）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ） …（１２）
Ｈ11（昼白色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＮ３）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ）×Ｆｃ（ＧＲＮ） …（１３）
Ｈ12（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＮ４）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ）×Ｆｃ（ＧＲＮ） …（１４）
Ｈ13（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ１−１）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１５）
Ｈ14（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ１−２）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１６）
Ｈ15（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ１−３）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１７）
Ｈ16（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ１−４）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１８）
Ｈ17（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ２−１）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１９）
Ｈ18（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ２−２）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（２０）
Ｈ19（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ２−３）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（２１）
Ｈ20（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ２−４）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（２２）
Ｈ21（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ３）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（２３）
Ｈ22（晴れらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＤＡＹ）×Ｆｙ（屋外らしさＤＡＹ） …（２４）
ここで、０≦Ｆｃ（）、Ｆｙ（）≦１であるため、０≦Ｈj≦１である。なお、Ｆｃ（ＳＫＹ）、Ｆｃ（ＧＲＮ）は、図９に示すように、青空検出枠又は緑検出枠内に入る分割エリアの個数が多い程、日陰−曇りらしさ又は昼白色検出枠の評価値を下げる方向に作用する値をとる。
【００７０】
また、Ｆｙ（屋内らしさ）は、図１３に示すように、ＥＶ値が高い程、それらの検出枠の評価値を下げる方向に作用する値をとる。このように、光源らしさの評価値Ｈjは、色分布だけでなく輝度も考慮して決定されるため、適正に光源を特定することが可能となる。例えば、蛍光灯が点灯した室内と室外とで同じ色の被写体を撮影した場合に、色分布のみで光源を特定した場合には、光源の特定を誤ってしまい、カラーフェリアが発生してしまう場合がある。
【００７１】
しかしながら、本実施の形態では、輝度が低い場合、すなわち室内で撮影されたような場合には、Ｆｙ（室内らしさ）が高くなり、輝度が高い場合、すなわち室外で撮影されたような場合には、Ｆｙ（室内らしさ）が低くなるため、光源を正確に特定することができ、カラーフェリアが発生するのを防ぐことができる。
【００７２】
そして、上記のように各検出枠に対応した光源らしさの評価値が算出されると、これらの評価値のうち予め定めた所定閾値以上の（例えば０．４以上）か否かを判別する（ステップＳ２８）。そして、評価値が所定閾値以上のものが存在する場合には、評価値が所定閾値以上のものを環境光源の候補として選択する。なお、この処理は、本発明の設定手段に相当する。
【００７３】
次に、選択された環境光源の各々について、以下の式に従って環境光源の色が白色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値（ゲイン値）ＧR、ＧB、ＧGを算出する（ステップＳ３０）。なお、この処理は、本発明の算出手段に相当する。
【００７４】
ＧR＝｛Σ（ｇｒj×Ｈj）／ΣＨj｝×｛Σ（Ｇj×Ｈj）／ΣＨj｝
…（２５）
ＧB＝｛Σ（ｇｂj×Ｈj）／ΣＨj｝×｛Σ（Ｇj×Ｈj）／ΣＨj｝
…（２６）
ＧG＝Σ（Ｇj×Ｈj）／ΣＨj …（２７）
ここで、上記（２５）〜（２７）式は、評価値が所定閾値以上のものについて算出され、例えば所定閾値以上の評価値がＨ11〜Ｈ14である場合には、Ｈ11〜Ｈ14の光源についてｇｒj，ｇｂjが算出され、算出されたｇｒj，ｇｂj、Ｈ11〜Ｈ14を用いて各Σ内の計算が行われる。また、ｇｒj，ｇｂjは、各検出枠における光源の色を所定色とするために必要なゲインであり、次式で示される。
【００７５】
ｇｒj＝Ｘｄ／Ｘａj’×Ｔｘj …（２８）
ｇｂj＝Ｙｄ／Ｙａj’×Ｔｙj …（２９）
ここで、Ｘｄ＝Ｒｄ／Ｇｄ、Ｙｄ＝Ｂｄ／Ｇｄである。また、Ｔｘj、Ｔｙjは、基準ＷＢゲイン値が掛けられていない元の画像データのＲ，Ｇ，Ｂの積算値について求めたＸi、Ｙiの平均値をＸａj（＝Ｘａj’／Ｘｄ）、Ｙａj（＝Ｙａj’／Ｙｄ）とした場合における、Ｘａj、Ｙａjの目標値であり、所定色に対応する。すなわち、ｇｒj，ｇｂjは、元の画像データのＲ，Ｇ，Ｂの積算値についてＸａj、Ｙａjを求めた場合に、このＸａj、Ｙａjで示される光源（環境光源）の色を所定色とするために必要なゲインである。なお、Ｔｘj、Ｔｙjは、例えば１である。
【００７６】
従って、上記（２５）、（２６）式の第１項は、評価値Ｈjを重みとしたｇｒj，ｇｂjはの加重平均値をそれぞれ表している。また、第２項は、明るさを補正するための項であり、Ｇjは次式で表される。
【００７７】
Ｇj＝ｇj×（露出補正ゲイン／１２８） …（３０）
ここで、ｇjは、光源が晴れの場合に適したホワイトバランス制御を行うために必要なＧ（グリーン）のゲインである。露出補正ゲインは、以下の表のようになる。
【００７８】
【表１】
【００７９】
このように明るさを補正するのは、ストロボ光が発光しない場合は周囲の光源だけであるため、明るさが足りなくなる場合があるためである。
【００８０】
なお、晴れ検出枠の評価値Ｈ22が所定閾値以上であるとして選択されている場合には、ｇｒ22＝Ｘｄ、ｇｂ22＝Ｙｄとする。
【００８１】
このようにして、環境光源の色を所定色にするための制御値ＧR、ＧB、ＧGが算出されると、これらの制御値が、基準ＷＢゲイン値との間の値で、かつ環境光源に適した値となるように、環境光源に応じて調整される（ステップＳ３２）。なお、この処理は、本発明の調整手段に相当する。調整後の制御値は、ホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇとして表され、次式により得られる。
【００８２】
Ｒｇ＝（ＧR−Ｒｄ）×Ｈmax×Ｌj＋Ｒｄ …（３１）
Ｇｇ＝（ＧG−Ｇｄ）×Ｈmax×Ｌj＋Ｇｄ …（３２）
Ｂｇ＝（ＧB−Ｂｄ）×Ｈmax×Ｌj＋Ｂｄ …（３３）
ここで、Ｈmaxは、Ｈjの最大値であり、Ｈmaxに対応する光源を撮影時の光源として特定することができる。例えばＨmaxがＨ5であれば、光源は、昼光色の蛍光灯であると判断することができる。また、Ｌjはローワードコレクション係数であり、各光源に対応して予め定められた値であり、各々の光源下での撮影においてホワイトバランスが適正となるように実験等によって決定された値である。ローワードコレクション係数は、予めメモリ３９に記憶されている。なお、Ｌjは光源に拘わらず固定値としてもよい。
【００８３】
また、０≦Ｌj≦１であり、Ｌj＝０の場合は、Ｒｇ＝Ｒｄ、Ｇｇ＝Ｇｄ、Ｂｇ＝Ｂｄとなり、基準ＷＢゲイン値でのホワイトバランス制御が行われる。また、Ｌj＝１及びＨmax＝１の場合には、Ｒｇ＝ＧR、Ｇｇ＝ＧG、Ｂｇ＝ＧGとなる。このように、ホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇは、基準ＷＢゲイン値から環境光源の色を所定色にするための制御値ＧR、ＧB、ＧGとの間の値で、かつＨmaxで特定された環境光源に適したホワイトバランス制御を行うことができる値となる。
【００８４】
このように算出されたホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇは、ホワイトバランス調整回路３０へ出力され、元の画像データのＲ、Ｇ、Ｂの各信号がホワイトバランス調整される（ステップＳ３４）。補正後の信号をＲ’、Ｇ’、Ｂ’とすると、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、次式で表される。
【００８５】
Ｒ’＝Ｒｇ×Ｒ …（３４）
Ｇ’＝Ｇｇ×Ｇ …（３５）
Ｂ’＝Ｂｇ×Ｂ …（３６）
一方、所定閾値以上の評価値Ｈjが１つもない場合には、ホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、ＢｇをそれぞれＲｄ、Ｇｄ、Ｂｄに設定して（ステップＳ３６）、ホワイトバランス調整を行う（ステップＳ３４）。
【００８６】
このように、本実施形態では、環境光源の色だけでなくＥＶ値をも考慮して環境光源を定めるため、環境光源を正確に定めることができる。また、環境光源の色は、本撮影での撮像画像の画像データから求めているため、撮像シーケンスを複雑にすることなく環境光源を正確に定めることができる。
【００８７】
そして、ホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇは、基準ＷＢゲイン値から環境光源の色を所定色にするための制御値ＧR、ＧB、ＧGとの間の値で、かつＨmaxで特定された環境光源に適したホワイトバランス制御を行うことができる値となるため、各々の環境光源に対して適正にホワイトバランス制御することができ、カラーフェリアの発生を抑えることができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ホワイトバランス制御のための制御値が、この制御値と基準制御値との間の値で、かつ環境光源に適した値となるように、環境光源に応じて調整されるため、ストロボが発光されない状態での撮影でも適正にホワイトバランス制御を行うことができると共に、カラーフェリアの発生を抑えることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るデジタルカメラの背面図である。
【図２】 デジタルカメラの上面に設けられたモードダイヤルの平面図である。
【図３】 デジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【図４】 ＥＶ値の求め方について説明するための図である。
【図５】 測光方式について説明するための図である。
【図６】 ホワイトバランス制御方法のフローチャートである。
【図７】 光源の色分布の範囲としての検出枠を示すグラフである。
【図８】 日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【図９】 青空のメンバシップ関数を示すグラフである。
【図１０】 蛍光灯らしさ等を表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【図１１】 デーライトの屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【図１２】 屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【図１３】 屋内らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 撮影レンズ
１６ 駆動回路
１８ ＣＤＳ回路
２０ Ａ／Ｄ変換器
２４ メモリ
２６ デジタル信号処理回路
２８ 同時化回路
３０ ホワイトバランス調整回路
３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ 乗算器
３２ ガンマ補正回路
３４ ＹＣ信号作成回路
３６ メモリ
３９ メモリ
４０ カメラ操作部
４２ 駆動部
４４ 絞り駆動部
４８ 積算回路
５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ 乗算器
【発明の属する技術分野】
本発明はホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに係り、特に、ストロボ光を発光しないで撮像する場合に、光源に応じて適正なホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルカメラでは、光源の色温度に関わらず、白い被写体が白く色再現されるようにホワイトバランスを調整することが行われている。例えば、特許第３１１０８９６号には、撮像画像のＲ，Ｇ，Ｂの各信号のばらつきが一定となるように各信号を補正し、補正した信号に対してホワイトバランス調整する技術が記載されている。
【０００３】
また、特開平９−３２２１９１号公報には、ストロボが発光しない状態で予備露光することにより外光の色温度情報を取得してホワイトバランス制御値を決定し、これと予め定めたストロボ光のホワイトバランス制御値との比例配分からストロボ発光時のホワイトバランス制御値を決定し、本露光の際に、この制御値に従ってストロボ発光時のホワイトバランスを制御する装置が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、被写体の明るさを考慮せずに光源を特定しているため、正確に光源を特定できない場合がある、という問題があった。
【０００５】
また、特開平９−３２２１９１号公報に記載された技術では、予備露光でストロボが発光しない場合の色温度情報を検出するため、撮像素子であるＣＣＤから信号が読み出されるときに光の影響で発生するスミアの影響により、ストロボ光が発光しない場合の色温度を正確に検出できない場合がある、という問題があった。これを解決するためには、例えば本露光の時だけでなく予備露光の時もスミアの影響をなくすためのメカニカルシャッタを作動させる必要があるため、撮像シーケンスが複雑になる、という問題がある。
【０００６】
また、緑色をした木の葉のように、無彩色を含まない有彩色の被写体を撮影した場合には、光源の色を正確に検出することができず、撮影した画像から得られた色情報から光源の色を検出し、該検出した光源の色に応じたホワイトバランス制御を行うと、被写体の補色に色回りしてしまうカラーフェリアが起こり、この場合は緑色の木の葉が枯れたような色になってしまう、といった問題もある。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、ストロボ発光されない様態での撮影において適正にホワイトバランス制御を行うことができるホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、被写体を撮像したときの撮像画像の輝度レベルを検出するステップと、ストロボ光が発光されない状態での前記撮像画像の画像データにデーライト光を基準光源として該基準光源の色が予め定めた所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための基準制御値を乗算することにより、デーライト光を光源とした場合のホワイトバランス制御が施された画像データに補正するステップと、前記撮像画像を複数のエリアに分割し、各エリアに属する前記基準制御値が乗算された画像データから各々色情報を取得するステップと、取得したエリアごとの色情報に基づいて、各エリアの色分布を検出するステップと、検出した前記輝度レベル及び前記色分布に基づいて環境光源を定めるステップと、前記環境光源の色が前記所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値を算出するステップと、前記制御値が、前記制御値と前記基準制御値との間の値で、かつ前記環境光源に適した値となるように、調整用の係数によって前記制御値を調整するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、被写体を撮像したときの撮像画像の輝度レベルを検出する。輝度レベルは、例えば撮像画像のＲ，Ｇ，Ｂの各色データから求めることができるが、専用のセンサで検出してもよい。
【００１０】
ストロボ光が発光されない状態での撮像画像の画像データに、デーライト（晴れ）光を基準光源として該基準光源の色が予め定めた所定色、例えば白色となるようにホワイトバランス制御を行うための基準制御値を乗算する。すなわち、撮像画像の画像データを、デーライト光を光源とした場合のホワイトバランス制御が施された画像データに補正する。
【００１１】
そして、撮像画像を複数のエリアに分割し、各エリアに属する基準制御値が乗算された画像データから各々色情報を取得する。色情報は、例えばエリア内のＲ、Ｇ、Ｂ信号の比Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇとすることができる。
【００１２】
この取得したエリアごとの色情報に基づいて、各エリアの色分布を検出する。色分布は、例えば各エリアを予め定めた複数の環境光源に対応した色分布の範囲を示す検出枠に当てはめ、各々の検出枠に当てはまるエリアの個数を求めることにより得ることができる。検出枠は、例えばＲ／Ｇの範囲とＢ／Ｇの範囲とによって定められた枠とすることができる。
【００１３】
次に、検出した輝度レベル及び色分布に基づいて環境光源を定める。色分布は、基準制御値が乗算された画像データから取得された色情報から求められているため、環境光源を定めることができる。環境光源とは、撮影時の周囲の光源をいい、例えば蛍光灯、電球等の光源をいう。環境光源は、例えば予め定めた複数の環境光源の各々に対応して設けられた所定式によって算出された環境光源らしさの度合いを表す評価値に基づいて定めることができる。所定式は、例えば輝度レベルや、色分布、すなわち各検出枠に当てはまるエリアの個数等から環境光源らしさの度合いを表す評価値を算出する式によって定めることができる。
【００１４】
このように、色分布だけでなく輝度レベルを考慮して環境光源を定めるため、環境光源を正確に定めることができる。また、色分布は、ストロボ光が発光されない状態での本撮影による撮像画像の画像データから求めることができ、撮像シーケンスを複雑にすることなく環境光源を正確に定めることができる。
【００１５】
そして、環境光源の色が所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値を算出する。この制御値は、例えば請求項２にも記載したように、予め定めた複数の環境光源の各々に対応して設けられた所定式によって算出された環境光源らしさの度合いを表す評価値が、予め定めた所定閾値以上であるか否かを判別するステップと、前記所定閾値以上の評価値に各々対応した対応制御値を算出するステップと、前記所定閾値以上の評価値を重みとした前記対応制御値の加重平均値を前記制御値として算出するステップと、によって算出することができる。
【００１６】
すなわち、環境光源らしさの度合いを表す評価値が所定閾値以上のものが環境光源である確率が高いと判断し、所定閾値以上であると判断された環境光源の各々に対応する対応制御値を求め、これらの加重平均値を制御値とする。これにより、バランスよく制御値を定めることができる。
【００１７】
そして、最終的な制御値は、この制御値と基準制御値との間の値で、かつ環境光源に適した値となるように調整用の係数によって調整される。この調整の度合いは、カラーフェリアの発生を抑制するための実験等から得られた経験値によって定められる。このように、環境光源に適した値となるように制御値が調整されるため、適正にホワイトバランス制御することができる。なお、制御値の調整は、環境光源の種類に拘わらず一律に調整してもよいし、環境光源の種類に応じて個別に調整してもよい。
【００１８】
上記のホワイトバランス制御方法は、請求項３に記載したように、ストロボ光を発光可能なデジタルカメラにおいて、被写体を撮像したときの撮像画像の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、前記ストロボ光が発光されない状態での前記撮像画像の画像データに、前記デーライト光を基準光源として該基準光源の色が予め定めた所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための基準制御値を乗算することにより、デーライト光を光源とした場合のホワイトバランス制御が施された画像データに補正する乗算手段と、前記撮像画像を複数のエリアに分割し、各エリアに属する前記基準制御値が乗算された画像データから各々色情報を取得する取得手段と、取得したエリアごとの色情報に基づいて、各エリアの色分布を検出する色分布検出手段と、検出した前記輝度レベル及び前記色分布に基づいて環境光源を定める設定手段と、前記環境光源の色が前記所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値を算出する算出手段と、前記制御値が、前記制御値と前記基準制御値との間の値で、かつ前記環境光源に適した値となるように、調整用の係数によって前記制御値を調整する調整手段と、を含むことを特徴とするデジタルカメラにより実現できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例について詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るデジタルカメラの背面図であり、図２はカメラ上面に設けられたモードダイヤルの平面図である。
【００２１】
図２に示すようにモードダイヤル１は、ダイヤル上のアイコン１Ａ〜１ＦがマークＭに合うように回転させることにより、複数段階の露出で撮影する連写／ブラケティングモード、絞りやシャッタースピードを各々設定可能なマニュアル撮影モード、様々な被写体の撮影に適したオート撮影モード、人物を撮影する場合に適した人物モード、風景を撮影する場合に適した風景モード、及び夜景を撮影する場合に適した夜景モード等の撮影モードに設定できるようになっている。なお、図２上では、風景モードが設定されている。
【００２２】
また、これらの撮影モードの他に、絞り及びシャッタスピードの組み合わせを選択できるＰ（プログラム）モード、絞りを選択でき、シャッタースピードが自動的に選択されるＡ（絞り優先）モード、シャッタースピードを選択でき、絞りが自動的に選択されるＳ（シャッタースピード優先）モード等の撮影モードを設定することができる。さらに、各撮影モードについて、自動的にストロボ発光するオートモード、人物を撮影した場合に赤目になるのを軽減するための赤目軽減モード、ストロボ光を強制発光させるストロボ強制発光モード、ストロボ光を発光すると共にシャッタースピードを長めにして人物と夜景とをバランスよく撮影するためのスローシンクロモード等のストロボモードを設定することができる。
【００２３】
また、モードダイヤル１の中央には、半押し時にＯＮするスイッチＳ１と、全押し時にＯＮするスイッチＳ２とを有するシャッタボタン２が設けられている。
【００２４】
このデジタルカメラの背面には、図１に示すようにファインダ接眼部３、シフトキー４、表示キー５、撮影モード／再生モード切替えレバー６、キャンセルキー７、実行キー８、マルチファンクションの十字キー９、及び液晶モニタ５２が設けられている。
【００２５】
図３は、図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【００２６】
同図において、撮影レンズ１０及び絞り１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）１４の受光面に結像された被写体像は、各センサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路１６から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。尚、このＣＣＤ１４は、蓄積した信号電荷をシャッタゲートパルスによって掃き出すことができ、これにより電荷の蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【００２７】
ＣＣＤ１４から順次読み出された電圧信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）１８に加えられ、ここで各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールドされ、Ａ／Ｄ変換器２０に加えられる。Ａ／Ｄ変換器２０は、ＣＤＳ回路１８から順次加えられるＲ、Ｇ、Ｂ信号を例えば１０ビット（０〜１０２３）のデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して出力する。尚、ＣＣＤ駆動回路１６、ＣＤＳ回路１８及びＡ／Ｄ変換器２０は、タイミング発生回路（ＴＧ）２２から加えられるタイミング信号によって同期して駆動されるようになっている。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦メモリ２４に格納され、その後、メモリ２４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、デジタル信号処理回路２６に加えられる。デジタル信号処理回路２６は、同時化回路２８、ホワイトバランス調整回路３０、ガンマ補正回路３２、ＹＣ信号作成回路３４、及びメモリ３６から構成されている。
【００２９】
同時化回路２８は、メモリ２４から読み出された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号を同時式に変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を同時にホワイトバランス調整回路３０に出力する。ホワイトバランス調整回路３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデジタル値をそれぞれ増減するための乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから構成されており、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号は、それぞれ乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに加えられる。
【００３０】
乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの他の入力には、中央処理装置（ＣＰＵ）３８からホワイトバランス制御するためのホワイトバランス補正値（ゲイン値）Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが加えられており、乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂはそれぞれ２入力を乗算し、この乗算によってホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号をガンマ補正回路３２に出力する。尚、ＣＰＵ３８からホワイトバランス調整回路３０に加えられるホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇの詳細については後述する。
【００３１】
ガンマ補正回路３２は、ホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号が所望のガンマ特性となるように入出力特性を変更し、また、１０ビットの信号が８ビットの信号となるように変更し、ＹＣ信号作成回路３４に出力する。ＹＣ信号作成回路３４は、ガンマ補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂとを作成する。これらの輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）は、メモリ２４と同じメモリ空間のメモリ３６に格納される。
【００３２】
ここで、メモリ３６内のＹＣ信号を読み出し、液晶モニタ５２に出力することにより動画又は静止画を液晶モニタ５２に表示させることができる。また、撮影後のＹＣ信号は、圧縮／伸長回路５４によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、記録部５６にてメモリカードなどの記録媒体に記録される。更に、再生モード時にはメモリカードなどに記録されている画像データが圧縮／伸長回路５４によって伸長処理された後、液晶モニタ５２に出力され、液晶モニタ５２に再生画像が表示されるようになっている。
【００３３】
ＣＰＵ３８は、図１に示したモードダイヤル１、シャッタボタン２等を含むカメラ操作部４０からの入力に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス、自動露光制御、オートホワイトバランス等の制御を行う。このオートフォーカス制御は、例えばＧ信号の高周波成分が最大になるように撮影レンズ１０を移動させるコントラストＡＦであり、シャッタボタン２の半押し時にＧ信号の高周波成分が最大になるように駆動部４２を介して撮影レンズ１０を合焦位置に移動させる。
【００３４】
また、ＣＰＵ３８には、ＥＶ値などの各種データを記憶するためのメモリ３９、ストロボ光を発光するためのストロボ４６が接続されており、これらを制御する。
【００３５】
また、自動露光制御では、図４に示すように予め決めた露出▲１▼〜▲４▼にて最大４回Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を取り込み、これらのＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度（撮影ＥＶ値）を求める。これは、シャッタボタン２の半押し時に実行される。なお、撮影ＥＶ値を求める処理は、本発明の輝度レベル検出手段に相当する。
【００３６】
次に、上記撮影ＥＶ値の測定の詳細について説明する。
【００３７】
図５に示すように、１画面を複数のエリア（８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号から求めた輝度信号を積算し、その積算値に基づいて各分割エリアのＥＶ値（ＥＶｉ）を求める。続いて、図５に示すように撮影モードに対応して各分割エリアのＥＶ値に重み付けを行い、画面全体のＥＶ’値を次式によって算出する。
【００３８】
【数１】
但し、ｉは、分割エリアの各々を示す添え字であり、上記の場合、０〜６３の値を取り得る。Ｎは、分割エリア数を示し、上記の場合は８×８＝６４である。ΔＥＶｉｓｏは、所定の感度（例えばＩＳＯ２００）を基準としてＥＶ値補正量であり、感度が変更されても、ＥＶ’が一定となるように調整するための値である。Ｗｉは、各分割エリアごとの重み係数であり、例えば図５に示すように中央重点測光方式の重み係数を用いる。
【００４０】
上記のように算出したＥＶ’に対し、更に、次式に示すように撮影モードに応じた露出補正ΔＥＶを行って撮影ＥＶ値を求める。求めた撮影ＥＶ値は、メモリ３９に記憶される。
【００４１】
ＥＶ＝ＥＶ’−ΔＥＶ …（２）
なお、ΔＥＶは、例えば、人物モードの場合にはΔＥＶ＝０、風景モード、夜景モードの場合にはΔＥＶ＝０．３とする。
【００４２】
上記のようにして求めた撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最終的に決定する。
【００４３】
そして、シャッタボタンの全押し時に前記決定した絞り値になるように絞り駆動部４４を介して絞り１２を駆動し、また、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。
【００４４】
次に、図６に示すフローチャートを参照しながらオートホワイトバランス制御方法について説明する。
【００４５】
図６に示したホワイトバランス制御は、撮影モードが夜景モード以外の場合で、かつストロボ発光しないと判断した場合に実行される。
【００４６】
まず、ＥＶ値や撮影モード及びストロボモードからストロボ発光するか否かが判断され、ストロボ発光される場合は、周知の方法により通常のストロボ発光時のホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが設定され、ホワイトバランス調整回路３０に加えられる。
【００４７】
撮影モードが夜景モードの場合で、かつストロボ発光しないと判断された場合には、周知の方法によりデーライト光を光源としたストロボ発光しない場合に適したホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが設定され、ホワイトバランス調整回路３０に加えられる。
【００４８】
そして、撮影モードが夜景モード以外で、かつストロボ発光しないと判断した場合には、ＣＰＵ３８は、シャッタボタンの半押し時に求めた撮影ＥＶ値をメモリ３９から読み込む（ステップＳ１０）。
【００４９】
次に、シャッタボタンの全押し時にストロボ発光なしで撮像された画像のＲ、Ｇ、Ｂ信号は一旦メモリ２４に格納されているが、この１画面を複数のエリア（例えば８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の積算値を積算回路４８によって求める（ステップＳ１２）。
【００５０】
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の積算値Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔは、積算回路４８とＣＰＵ３８との間に設けられた乗算器（乗算手段）５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂに出力され、乗算器５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂによって予め定められた基準ＷＢ（ホワイトバランス）ゲイン値（基準制御値）Ｒｄ，Ｇｄ、Ｂｄが掛けられる（ステップＳ１４）。なお、基準ＷＢゲイン値Ｒｄ，Ｇｄ、Ｂｄは、予めメモリ３９に記憶されている。
【００５１】
基準ＷＢゲイン値Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄが掛けられたＲ，Ｇ，Ｂ信号の積算値Ｒｔ’，Ｇｔ’，Ｂｔ’は、ＣＰＵ３８に入力される。
【００５２】
この基準ＷＢゲイン値Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄは、天気が晴れの場合のように、光源がデーライト光の場合にホワイトバランスが適正となるように調整するためのゲイン値である。
【００５３】
そして、ＣＰＵ３８は、入力されたＲ信号の積算値Ｒｔ’とＧ信号の積算値Ｇｔ’との比Ｒｔ’／Ｇｔ’、及びＢ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｂｔ’／Ｇｔ’を求める（ステップＳ１６）。なお、この処理は、本発明の取得手段に相当する。
【００５４】
上記のようにして各分割エリアごとに求められるＲｔ’／Ｇｔ’、Ｂｔ’／Ｇｔ’は、その分割エリアが、図７に示すグラフ上に表された検出枠のうちの、どの検出枠内に入るかを判別するために使用される。なお、図７における各検出枠は、環境光源などの色分布の範囲を規定するものである。
【００５５】
図７に示すように、検出枠には、青空検出枠、日陰−曇り検出枠、昼光色（の蛍光灯）検出枠、緑検出枠、昼白色（の蛍光灯）検出枠、晴れ検出枠、タングステン電球検出枠があり、日陰−曇り検出枠は、日陰−曇り検出枠ＣＬＤ１〜ＣＬＤ４を含み、昼光色検出枠は、昼光色検出枠ＥＸＤ１〜ＥＸＤ４を含み、昼白色検出枠は、昼白色検出枠ＥＸＮ１〜ＥＸＮ４を含み、タングステン電球検出枠は、タングステン電球検出枠ＴＮＧ１−１〜ＴＮＧ１−４，ＴＮＧ２−１〜ＴＮＧ２−４、ＴＮＧ３を含んでいる。
【００５６】
そして、ＣＰＵ３８は、Ｒｔ’／Ｇｔ’＝Ｘ’、Ｂｔ’／Ｇｔ’＝Ｙ’として、各分割エリアごとに求められたＲｔ’／Ｇｔ’、Ｂｔ’／Ｇｔ’で表される（Ｘi’、Ｙi’）が、これらの検出枠のうちの、どの検出枠内に入るかを判別し、その個数をカウントする（ステップＳ１８）。このとき、日陰−曇り検出枠内の個数は、分割エリアのＥＶ値が所定値以下のものについてのみカウントし、青空検出枠内の個数は、ＥＶ値が所定値以上のものだけについてカウントする。なお、この処理は、本発明の色分布検出手段に相当する。
【００５７】
次に、各検出枠内に存在する（Ｘi’、Ｙi’）の平均値（Ｘａj’Ｙａj’）を求める（ステップＳ２０）。ここで、ｊは、各検出枠の各々を示す添え字である。なお、平均値でなく、重心値でもよい。
【００５８】
次に、各検出枠に対応して設けられたメンバシップ関数により、色に関する光源らしさ（日陰−曇りらしさ等）を表す評価値Ｆｃ（）を算出する（ステップＳ２２）。メンバシップ関数は、検出枠内の個数を変数として色に関する光源らしさを表す評価値Ｆｃ（）を出力する関数である。すなわち、評価値が高ければ、その検出枠に対応する光源（環境光源）の可能性が高くなる。
【００５９】
Ｆｃ（ＣＬＤ１）〜Ｆｃ（ＣＬＤ４）は、図８に示すように、日陰−曇り検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６０】
Ｆｃ（ＳＫＹ）は、図９に示すように、青空検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした青空らしさを表すメンバシップ関数の値である。同様に、Ｆｃ（ＧＲＮ）は、図９に示すように、緑検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした緑らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６１】
Ｆｃ（ＥＸＤ１）〜Ｆｃ（ＥＸＤ４）は、図１０に示すように、昼光色検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした昼光色の蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数である。Ｆｃ（ＥＸＮ１）〜Ｆｃ（ＥＸＮ４）、Ｆｃ（ＴＮＧ１−１）〜Ｆｃ（ＴＮＧ３）は、図１０に示したＦｃ（ＥＸＤ１）〜Ｆｃ（ＥＸＤ４）と同様であり、Ｆｃ（ＥＸＮ１）〜Ｆｃ（ＥＸＮ４）は、昼白色検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした昼白色の蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数の値であり、Ｆｃ（ＴＮＧ１−１）〜Ｆｃ（ＴＮＧ３）は、タングステン電球検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした昼白色の蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６２】
Ｆｃ（ＤＡＹ）は、晴れ検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とした晴れらしさを表すメンバシップ関数の値であり、このメンバシップ関数は、図１０に示す蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数と同様である。
【００６３】
次に、各検出枠に対応して設けられたメンバシップ関数により、輝度に関する光源らしさ（屋内らしさ、屋外らしさ）を表す評価値Ｆｙ（）を算出する（ステップＳ２４）。メンバシップ関数は、ステップＳ１０で取得したＥＶ値を変数として輝度に関する光源らしさを表す評価値を出力する関数である。
【００６４】
Ｆｙ（屋外らしさＤＡＹ）は、図１１に示すように、ＥＶ値を変数としたデーライトの屋外らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６５】
Ｆｙ（屋外らしさＣＬＤ）は、図１２に示すように、ＥＶ値を変数とした日陰又は曇りの屋外らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６６】
Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ）、Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ）、Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ）は、図１３に示すように、それぞれＥＶ値を変数とした昼光色の蛍光灯の屋内らしさ又は昼白色の蛍光灯の屋内らしさ又はタングステン電球の屋内らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００６７】
次に、色に関する光源らしさを表す評価値及び輝度に関する評価値を表す評価値から各検出枠について総合的な光源らしさの評価値Ｈjを求める（ステップＳ２６）。なお、撮影モードが風景モードの場合には、Ｈ1〜Ｈ8、Ｈ22についてのみ行う。これは、風景モードの場合は、通常屋外で撮影されるが、屋外の場合に光源がタングステン電球等である場合は考えられないからである。
【００６８】
評価値Ｈ1〜Ｈ22は、以下の式によって求められる。
【００６９】
Ｈ1（日陰−曇りらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＣＬＤ１）×Ｆｙ（屋外らしさ）×Ｆｃ（ＳＫＹ） …（３）
Ｈ2（日陰−曇りらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＣＬＤ２）×Ｆｙ（屋外らしさ）×Ｆｃ（ＳＫＹ） …（４）
Ｈ3（日陰−曇りらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＣＬＤ３）×Ｆｙ（屋外らしさ）…（５）
Ｈ4（日陰−曇りらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＣＬＤ４）×Ｆｙ（屋外らしさ）…（６）
Ｈ5（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＤ１）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ） …（７）
Ｈ6（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＤ２）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ） …（８）
Ｈ7（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＤ３）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ） …（９）
Ｈ8（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＤ４）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＤ） …（１０）
Ｈ9（昼白色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＮ１）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ） …（１１）
Ｈ10（昼白色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＮ２）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ） …（１２）
Ｈ11（昼白色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＮ３）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ）×Ｆｃ（ＧＲＮ） …（１３）
Ｈ12（昼光色の蛍光灯らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＥＸＮ４）×Ｆｙ（屋内らしさＥＸＮ）×Ｆｃ（ＧＲＮ） …（１４）
Ｈ13（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ１−１）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１５）
Ｈ14（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ１−２）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１６）
Ｈ15（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ１−３）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１７）
Ｈ16（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ１−４）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１８）
Ｈ17（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ２−１）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（１９）
Ｈ18（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ２−２）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（２０）
Ｈ19（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ２−３）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（２１）
Ｈ20（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ２−４）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（２２）
Ｈ21（タングステン電球らしさの評価値）＝Ｆｃ（ＴＮＧ３）×Ｆｙ（屋内らしさＴＮＧ） …（２３）
Ｈ22（晴れらしさの評価値）＝Ｆｃ（ＤＡＹ）×Ｆｙ（屋外らしさＤＡＹ） …（２４）
ここで、０≦Ｆｃ（）、Ｆｙ（）≦１であるため、０≦Ｈj≦１である。なお、Ｆｃ（ＳＫＹ）、Ｆｃ（ＧＲＮ）は、図９に示すように、青空検出枠又は緑検出枠内に入る分割エリアの個数が多い程、日陰−曇りらしさ又は昼白色検出枠の評価値を下げる方向に作用する値をとる。
【００７０】
また、Ｆｙ（屋内らしさ）は、図１３に示すように、ＥＶ値が高い程、それらの検出枠の評価値を下げる方向に作用する値をとる。このように、光源らしさの評価値Ｈjは、色分布だけでなく輝度も考慮して決定されるため、適正に光源を特定することが可能となる。例えば、蛍光灯が点灯した室内と室外とで同じ色の被写体を撮影した場合に、色分布のみで光源を特定した場合には、光源の特定を誤ってしまい、カラーフェリアが発生してしまう場合がある。
【００７１】
しかしながら、本実施の形態では、輝度が低い場合、すなわち室内で撮影されたような場合には、Ｆｙ（室内らしさ）が高くなり、輝度が高い場合、すなわち室外で撮影されたような場合には、Ｆｙ（室内らしさ）が低くなるため、光源を正確に特定することができ、カラーフェリアが発生するのを防ぐことができる。
【００７２】
そして、上記のように各検出枠に対応した光源らしさの評価値が算出されると、これらの評価値のうち予め定めた所定閾値以上の（例えば０．４以上）か否かを判別する（ステップＳ２８）。そして、評価値が所定閾値以上のものが存在する場合には、評価値が所定閾値以上のものを環境光源の候補として選択する。なお、この処理は、本発明の設定手段に相当する。
【００７３】
次に、選択された環境光源の各々について、以下の式に従って環境光源の色が白色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値（ゲイン値）ＧR、ＧB、ＧGを算出する（ステップＳ３０）。なお、この処理は、本発明の算出手段に相当する。
【００７４】
ＧR＝｛Σ（ｇｒj×Ｈj）／ΣＨj｝×｛Σ（Ｇj×Ｈj）／ΣＨj｝
…（２５）
ＧB＝｛Σ（ｇｂj×Ｈj）／ΣＨj｝×｛Σ（Ｇj×Ｈj）／ΣＨj｝
…（２６）
ＧG＝Σ（Ｇj×Ｈj）／ΣＨj …（２７）
ここで、上記（２５）〜（２７）式は、評価値が所定閾値以上のものについて算出され、例えば所定閾値以上の評価値がＨ11〜Ｈ14である場合には、Ｈ11〜Ｈ14の光源についてｇｒj，ｇｂjが算出され、算出されたｇｒj，ｇｂj、Ｈ11〜Ｈ14を用いて各Σ内の計算が行われる。また、ｇｒj，ｇｂjは、各検出枠における光源の色を所定色とするために必要なゲインであり、次式で示される。
【００７５】
ｇｒj＝Ｘｄ／Ｘａj’×Ｔｘj …（２８）
ｇｂj＝Ｙｄ／Ｙａj’×Ｔｙj …（２９）
ここで、Ｘｄ＝Ｒｄ／Ｇｄ、Ｙｄ＝Ｂｄ／Ｇｄである。また、Ｔｘj、Ｔｙjは、基準ＷＢゲイン値が掛けられていない元の画像データのＲ，Ｇ，Ｂの積算値について求めたＸi、Ｙiの平均値をＸａj（＝Ｘａj’／Ｘｄ）、Ｙａj（＝Ｙａj’／Ｙｄ）とした場合における、Ｘａj、Ｙａjの目標値であり、所定色に対応する。すなわち、ｇｒj，ｇｂjは、元の画像データのＲ，Ｇ，Ｂの積算値についてＸａj、Ｙａjを求めた場合に、このＸａj、Ｙａjで示される光源（環境光源）の色を所定色とするために必要なゲインである。なお、Ｔｘj、Ｔｙjは、例えば１である。
【００７６】
従って、上記（２５）、（２６）式の第１項は、評価値Ｈjを重みとしたｇｒj，ｇｂjはの加重平均値をそれぞれ表している。また、第２項は、明るさを補正するための項であり、Ｇjは次式で表される。
【００７７】
Ｇj＝ｇj×（露出補正ゲイン／１２８） …（３０）
ここで、ｇjは、光源が晴れの場合に適したホワイトバランス制御を行うために必要なＧ（グリーン）のゲインである。露出補正ゲインは、以下の表のようになる。
【００７８】
【表１】
このように明るさを補正するのは、ストロボ光が発光しない場合は周囲の光源だけであるため、明るさが足りなくなる場合があるためである。
【００８０】
なお、晴れ検出枠の評価値Ｈ22が所定閾値以上であるとして選択されている場合には、ｇｒ22＝Ｘｄ、ｇｂ22＝Ｙｄとする。
【００８１】
このようにして、環境光源の色を所定色にするための制御値ＧR、ＧB、ＧGが算出されると、これらの制御値が、基準ＷＢゲイン値との間の値で、かつ環境光源に適した値となるように、環境光源に応じて調整される（ステップＳ３２）。なお、この処理は、本発明の調整手段に相当する。調整後の制御値は、ホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇとして表され、次式により得られる。
【００８２】
Ｒｇ＝（ＧR−Ｒｄ）×Ｈmax×Ｌj＋Ｒｄ …（３１）
Ｇｇ＝（ＧG−Ｇｄ）×Ｈmax×Ｌj＋Ｇｄ …（３２）
Ｂｇ＝（ＧB−Ｂｄ）×Ｈmax×Ｌj＋Ｂｄ …（３３）
ここで、Ｈmaxは、Ｈjの最大値であり、Ｈmaxに対応する光源を撮影時の光源として特定することができる。例えばＨmaxがＨ5であれば、光源は、昼光色の蛍光灯であると判断することができる。また、Ｌjはローワードコレクション係数であり、各光源に対応して予め定められた値であり、各々の光源下での撮影においてホワイトバランスが適正となるように実験等によって決定された値である。ローワードコレクション係数は、予めメモリ３９に記憶されている。なお、Ｌjは光源に拘わらず固定値としてもよい。
【００８３】
また、０≦Ｌj≦１であり、Ｌj＝０の場合は、Ｒｇ＝Ｒｄ、Ｇｇ＝Ｇｄ、Ｂｇ＝Ｂｄとなり、基準ＷＢゲイン値でのホワイトバランス制御が行われる。また、Ｌj＝１及びＨmax＝１の場合には、Ｒｇ＝ＧR、Ｇｇ＝ＧG、Ｂｇ＝ＧGとなる。このように、ホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇは、基準ＷＢゲイン値から環境光源の色を所定色にするための制御値ＧR、ＧB、ＧGとの間の値で、かつＨmaxで特定された環境光源に適したホワイトバランス制御を行うことができる値となる。
【００８４】
このように算出されたホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇは、ホワイトバランス調整回路３０へ出力され、元の画像データのＲ、Ｇ、Ｂの各信号がホワイトバランス調整される（ステップＳ３４）。補正後の信号をＲ’、Ｇ’、Ｂ’とすると、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、次式で表される。
【００８５】
Ｒ’＝Ｒｇ×Ｒ …（３４）
Ｇ’＝Ｇｇ×Ｇ …（３５）
Ｂ’＝Ｂｇ×Ｂ …（３６）
一方、所定閾値以上の評価値Ｈjが１つもない場合には、ホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、ＢｇをそれぞれＲｄ、Ｇｄ、Ｂｄに設定して（ステップＳ３６）、ホワイトバランス調整を行う（ステップＳ３４）。
【００８６】
このように、本実施形態では、環境光源の色だけでなくＥＶ値をも考慮して環境光源を定めるため、環境光源を正確に定めることができる。また、環境光源の色は、本撮影での撮像画像の画像データから求めているため、撮像シーケンスを複雑にすることなく環境光源を正確に定めることができる。
【００８７】
そして、ホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇは、基準ＷＢゲイン値から環境光源の色を所定色にするための制御値ＧR、ＧB、ＧGとの間の値で、かつＨmaxで特定された環境光源に適したホワイトバランス制御を行うことができる値となるため、各々の環境光源に対して適正にホワイトバランス制御することができ、カラーフェリアの発生を抑えることができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ホワイトバランス制御のための制御値が、この制御値と基準制御値との間の値で、かつ環境光源に適した値となるように、環境光源に応じて調整されるため、ストロボが発光されない状態での撮影でも適正にホワイトバランス制御を行うことができると共に、カラーフェリアの発生を抑えることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るデジタルカメラの背面図である。
【図２】 デジタルカメラの上面に設けられたモードダイヤルの平面図である。
【図３】 デジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【図４】 ＥＶ値の求め方について説明するための図である。
【図５】 測光方式について説明するための図である。
【図６】 ホワイトバランス制御方法のフローチャートである。
【図７】 光源の色分布の範囲としての検出枠を示すグラフである。
【図８】 日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【図９】 青空のメンバシップ関数を示すグラフである。
【図１０】 蛍光灯らしさ等を表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【図１１】 デーライトの屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【図１２】 屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【図１３】 屋内らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 撮影レンズ
１６ 駆動回路
１８ ＣＤＳ回路
２０ Ａ／Ｄ変換器
２４ メモリ
２６ デジタル信号処理回路
２８ 同時化回路
３０ ホワイトバランス調整回路
３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ 乗算器
３２ ガンマ補正回路
３４ ＹＣ信号作成回路
３６ メモリ
３９ メモリ
４０ カメラ操作部
４２ 駆動部
４４ 絞り駆動部
４８ 積算回路
５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ 乗算器
Claims (3)
- 被写体を撮像したときの撮像画像の輝度レベルを検出するステップと、
ストロボ光が発光されない状態での前記撮像画像の画像データに、デーライト光を基準光源として該基準光源の色が予め定めた所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための基準制御値を乗算することにより、デーライト光を光源とした場合のホワイトバランス制御が施された画像データに補正するステップと、
前記撮像画像を複数のエリアに分割し、各エリアに属する前記基準制御値が乗算された画像データから各々色情報を取得するステップと、
取得したエリアごとの色情報に基づいて、各エリアの色分布を検出するステップと、
検出した前記輝度レベル及び前記色分布に基づいて環境光源を定めるステップと、
前記環境光源の色が前記所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値を算出するステップと、
前記制御値が、前記制御値と前記基準制御値との間の値で、かつ前記環境光源に適した値となるように、調整用の係数によって前記制御値を調整するステップと、
を含むことを特徴とするホワイトバランス制御方法。 - 前記制御値を算出するステップは、
予め定めた複数の環境光源の各々に対応して設けられた所定式によって算出された環境光源らしさの度合いを表す評価値が、予め定めた所定閾値以上であるか否かを判別するステップと、
前記所定閾値以上の評価値に各々対応した対応制御値を算出するステップと、
前記所定閾値以上の評価値を重みとした前記対応制御値の加重平均値を前記制御値として算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１記載のホワイトバランス制御方法。 - 被写体を撮像したときの撮像画像の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、
ストロボ光が発光されない状態での前記撮像画像の画像データに、デーライト光を基準光源として該基準光源の色が予め定めた所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための基準制御値を乗算することにより、デーライト光を光源とした場合のホワイトバランス制御が施された画像データに補正する乗算手段と、
前記撮像画像を複数のエリアに分割し、各エリアに属する前記基準制御値が乗算された画像データから各々色情報を取得する取得手段と、
取得したエリアごとの色情報に基づいて、各エリアの色分布を検出する色分布検出手段と、
検出した前記輝度レベル及び前記色分布に基づいて環境光源を定める設定手段と、
前記環境光源の色が前記所定色となるようにホワイトバランス制御を行うための制御値を算出する算出手段と、
前記制御値が、前記制御値と前記基準制御値との間の値で、かつ前記環境光源に適した値となるように、調整用の係数によって前記制御値を調整する調整手段と、
を含むことを特徴とするデジタルカメラ。
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