JP3927825B2 - Exposure control method and apparatus, and imaging method and apparatus using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置、特にデジタルカメラ等において適正な露出を決定するための手段もしくは方法を使用する露出制御方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルカメラの露出を決定する1つの手段としてフィードバック型の露出決定手段がある。これはデジタルカメラの液晶画面の明るさをつねに最適にするために常時巡回して露出を補正し、フィードバック型露出決定手段のデータを用いて撮影時の露出を決定するというものである。
【0003】
また、スキャン型の露出決定手段では、シーンチェンジによる急激な明るさの変化に対応するため、予め決定された複数の露出値により複数回測光する。そして、その測光データをもとに最適露出を決定するというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィードバック型の露出決定手段では、露出値の発振を防ぐためにある程度の時定数または補正値のリミットを設けている。そのため急激なシーンチェンジによる明るさの変化に敏速に対応することができず、正確な露出を求めることができないという問題があった。
【0005】
更に、液晶画面を持たない光学ファインダ式のデジタルカメラ、あるいは液晶画面表示をOFFにした場合等には、実質的にフィードバック方式を有効利用することができない、
また、スキャン型の露出決定手段においては複数回の露光を行う必要があるため、シャッターレリーズのタイムラグが生じるという問題があった。
【0006】
本発明はかかる実情に鑑みなされたもので、適正な露出制御を可能とする露出制御方法および装置、ならびにこれらを用いた撮像方法および装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、常時明るさを監視し、撮影する画像の明るさを適正に保つためのフィードバック型露出決定手段と、予め決定された複数回の異なる露出で画像の明るさを測光した信号を用いて、適正な露出を決定するスキャン型露出決定手段と、前記フィードバック型露出決定手段または前記スキャン型露出決定手段により決定される露出値から撮影するための最終露出を決定する撮影露出決定手段とを有する露出制御装置とするものである。
【0008】
また、本発明は、撮像部と、この撮像部で得られた画像データを画像処理する画像処理部と、画像処理された画象データを記録するデータ書き込み部とを備えた撮像装置であって、上記露出制御装置を含むデータ処理部を有し、前記データ処理部は前記撮像部で得られた画像データに基づき、撮像制御部を介して前記撮像部に制御信号を送出する撮像装置とするものである。
【0009】
また、本発明は、常時明るさを監視し、撮影する画像の明るさを適正に保つためのフィードバック型露出決定工程と、予め決定された複数回の異なる露出で画像の明るさを測光した信号を用いて、適正な露出を決定するスキャン型露出決定工程と、前記フィードバック型露出決定工程または前記スキャン型露出決定工程により決定される露出値から撮影するための最終露出を決定する撮影露出決定工程とを有する露出制御方法とするものである。
【0010】
また、本発明は、撮像して得られた画像データを画像処理し、画像処理された画象データを書き込むようにした撮像方法であって、上記いずれかの露出制御方法を用いてデータ処理するデータ処理工程を有し、前記データ処理工程において前記撮像して得られた画像データに基づき、撮像制御部を介して撮像部に制御信号を送出する撮像方法とするものである。
【0011】
また、本発明は、被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により繰り返し撮像される被写体像の明るさに順次対応するように露出制御を行いながら撮影用の露出値を決定する第1の露出制御モードと、予め設定された複数回の異なる露出値で露出制御を行って撮影用の露出値を決定する第2の露出制御モードを選択的に用いて撮影時の露出制御を行う露出制御手段とを有する露出制御装置とするものである。
【0012】
また、本発明は、被写体像を繰り返し撮像し、該繰り返し撮像される被写体像の明るさに順次対応するように露出制御を行いながら撮影用の露出値を決定する第1の露出制御モードと、予め設定された複数回の異なる露出値で露出制御を行って撮影用の露出値を決定する第2の露出制御モードを選択的に用いて撮影時の露出制御を行う露出制御方法とするものである。
【0013】
本発明によれば、急激なシーンチェンジが発生しなかった場合には、フィードバック型露出決定手段で決定された露出値に基づいて撮影するため、シャッタータイムラグが発生しない。また、急激なシーンチェンジが発生した場合には、スキャン型露出決定手段で決定された露出値に基づいて撮影を行うことにより正確な露出値を得ることが可能となる。
【0014】
したがって、従来用いられていたフィードバック型あるいはスキャン型の露出決定手段における急激なシーンチェンジ時の露出を正確に求め、シャッターレリーズタイムラグ等の問題を回避することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【0016】
図1は、本発明のデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。まず、シャッターが押される以前で液晶ファインダがONであった場合の動作について説明する。
【0017】
撮像部101には、レンズ系、絞り、シャッター、電子シャッター、CCDおよびA/D変換器等が含まれ、レンズ系によりCCDに投影された像がデジタル信号として出力される。データ処理部102では撮像部101で得られたデジタル信号より、その平均値Yを、目標となる明るさYrefと等しくするために絞り、電子シャッタースピードの制御を行うための制御信号値を演算する。
【0018】
図2は、データ処理部102のより詳しいブロック図である。図において、撮像部101で求められたデジタル信号は、フィードバック型露出決定部201へと送られる。ここでは、デジタル信号の平均輝度値Yが求められ、この平均輝度値Yをもとに撮像制御部103へ送られる制御信号値Bvfが求められる。
【0019】
以下に示す式は、デジタル信号の平均値YとYrefを制御するための制御信号値Bvfを求める式である。ただし、Avは絞り制御値、Tvは電子シャッター制御値、SvはCCDの感度制御値、Bvfは制御信号値である。ここで求められた△Bvf(露出補正値),Bvf値は、つぎにこの値が求められるまで保持されている。
【0020】
△Bvf=log2(Y/Yref)
Bv=Av+Tv−Sv
Bvf=Bv+△Bvf
つぎに、撮像制御部103ではデータ処理部102から受け取った制御信号値Bvfに基づき、撮像部101内部の絞りおよび電子シャッターの制御を行う。これをフィードバック制御することにより、撮像部101で出力されるデジタル信号の平均値YはYrefと常時等しくなるように制御される。
【0021】
つぎに、シャッターレリーズ時の動きについて説明する。
【0022】
シャッターがレリーズされるとフィードバック型露出決定部201に保持されている△Bvf,Bvf値が読み出される。ここで読み出された△Bvf値は、判定部202において絶対値(以下「ABS(△Bvf)」と表記する)が求められ、予め設定されている閾値△BvTHと比較される。
【0023】
この比較でもし、ABS(△Bvf)が△BvTHよりも小さかった場合には、制御値Bvfは撮影露出値Bvとして撮像制御部103へと送られ、絞り、シャッターを制御し、本露光撮影が行われる。また、ABS(△Bvf)が△BvTHよりも大きい場合は、スキャン型露出決定部203へと情報が送られ、スキャン型露出制御が行われる。
【0024】
ここで、以下にスキャン型露出制御について説明する。
【0025】
予め決定された露出値の異なる3つの制御値Bv0,Bv1,Bv2によって、それぞれ測光を行う。それぞれの制御値により得られるデジタルデータの平均輝度値をそれぞれY0,Y1,Y2、また目標の輝度値をYrefとすると、3つの制御値△Bv0,△Bv1,△Bv2は以下の式で求めることができる。
【0026】
△Bv0=log2(Y0/Yref)
△Bv1=log2(Y1/Yref)
△Bv2=log2(Y2/Yref)
つぎに、ABS(△Bv0),ABS(△Bv1),ABS(△Bv2)で最も小さいものを元にして露出制御値BvSを求める。たとえばABS(△Bv0),ABS(△Bv1),ABS(△Bv2)のうちでABS(△Bv1)が一番小さい場合にはBvSは以下の式で求められる。ただしAv1,Tv1,Sv1は露出制御値Bv1のときの絞り制御値、電子シャッター制御値、CCDの感度制御値である。
【0027】
Bv1=Av1+Tv1−Sv1
BvS=Bv1+△Bv1
ここで求められた制御値BvSが撮影露出値Bvとして、撮像制御部103へと送られ、絞り、シャッターを制御し、本露光撮影が行われる。撮像部101で本露光撮影により得られたデジタル信号は、画像処理部104へと送られ、色処理および輝度処理、エッジ強調処理、ガンマ処理、JPEG変換処理等の画像処理が行われ、データ書き込み部105へと送られ、記録媒体へのデータ書き込みが行われる。
【0028】
本実施形態においてスキャン型露出制御を行う場合について3回の測光を行い、撮影露出値を求める方法について述べたが、測光の回数は3回に限定されるものではなく、2回に減らしあるいは4回もしくは5回と増やしてもよい。
【0029】
つぎに、本発明の第2の実施形態を以下に説明する。
【0030】
図3は、本実施形態における動作を示すフローチャートである。図3においてステップS301にてフィードバック型露出決定手段はつねに、撮影される画像データを監視し、画像の平均輝度をつねに目標の値となるようにフィードバック制御が行われている。また、ここでフィードバックループ毎に求められる露出制御値△Bvf,Bvfは新しいデータが求められるまで保持されている。
【0031】
ここでシャッターがレリーズされると、その時点でフィードバック型露出決定手段に保持されている△Bvf値の絶対値ABS(△Bvf)と、予め設定された△BvTHとの大きさの比較が行われる(ステップS302)。この比較でもし、ABS(△Bvf)が△BvTHよりも小さい場合は、ステップS304においてBvfが露出制御値として、最終露出値決定手段へ送られる。
【0032】
また、ABS(△Bvs)が△BvTHよりも大きい場合は、ステップS303においてスキャン型露出決定手段により求められる露出制御値Bvsが最終露出決定手段へと送られる(ステップS304)。
【0033】
ステップS304における露出決定手段では、受け取った露出制御値(BvffもしくはBvsのいずれかの値)より、撮影に用いる絞り値Av、シャッタースピード値Tv、CCD感度値Svが決定され、この設定によりプレ露光を行う。このプレ露光で得られたデータをもとに、画像の平均輝度Yaveを算出し、目標輝度との明るさの差△Bvlを求める。
【0034】
ただし、△Bvlは以下の式により求められる。
【0035】
△Bvl=log2(Yave/Yref)
この△Bvlをゼロに補正するために、△Av,△Tvを求める。ここで求められた△Av,△Tvは、Av,Tv,Svと共に撮像制御手段へと送られる(ステップS305)。
【0036】
ここで、上記様々な実施形態に示した各機能ブロックおよび処理手順は、ハードウェアにより構成しても良いし、CPUあるいはMPU、ROMおよびRAM等からなるマイクロコンピュータシステムによって構成し、その動作をROMやRAMに格納された作業プログラムに従って実現するようにしても良い。また、上記各機能ブロックの機能を実現するように当該機能を実現するためのソフトウェアのプログラムをRAMに供給し、そのプログラムに従って上記各機能ブロックを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【0037】
この場合、上記ソフトウェアのプログラム自体が上述した各実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム自体、及びそのプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムを記憶する記憶媒体としては、上記ROMやRAMの他に例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−I、CD−R、CD−RW、DVD、zip、磁気テープ、あるいは不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【0038】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等の共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【0039】
さらに、供給されたプログラムがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、急激なシーンチェンジの発生の有無に対応して、適宜フィードバック型露出決定手段とスキャン型露出決定手段により露出を制御し、常に正確な露出値を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係るデータ処理部の構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第2の実施形態における処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
101 撮像部
102 データ処理部
103 撮像制御部
104 画像処理部
105 データ書き込み部
201 フィードバック型露出決定部
202 判定部
203 スキャン型露出決定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure control method and apparatus using a means or method for determining an appropriate exposure in an imaging apparatus, particularly a digital camera or the like.
[0002]
[Prior art]
As one means for determining the exposure of the digital camera, there is a feedback type exposure determining means. In order to always optimize the brightness of the liquid crystal screen of the digital camera, the exposure is corrected by always cycling, and the exposure at the time of photographing is determined using the data of the feedback type exposure determination means.
[0003]
Further, the scan type exposure determining means performs photometry a plurality of times with a plurality of predetermined exposure values in order to cope with a sudden change in brightness due to a scene change. Then, the optimum exposure is determined based on the photometric data.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the feedback type exposure determining means has a certain time constant or correction value limit to prevent oscillation of the exposure value. For this reason, there is a problem that it is not possible to quickly respond to a change in brightness due to an abrupt scene change, and an accurate exposure cannot be obtained.
[0005]
Furthermore, when the optical viewfinder type digital camera without a liquid crystal screen, or when the liquid crystal screen display is turned off, the feedback method cannot be effectively used.
Further, since the scan type exposure determining means needs to perform exposure a plurality of times, there is a problem that a time lag of the shutter release occurs.
[0006]
The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide an exposure control method and apparatus capable of appropriate exposure control, and an imaging method and apparatus using these.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention constantly monitors the brightness, and provides feedback type exposure determination means for keeping the brightness of an image to be taken appropriate, and the brightness of the image at a plurality of predetermined different exposures. A scan type exposure determining unit that determines an appropriate exposure and a final exposure for photographing from the exposure value determined by the feedback type exposure determining unit or the scan type exposure determining unit are determined using a signal obtained by photometric measurement. The exposure control apparatus has a photographing exposure determination means.
[0008]
Further, the present invention is an imaging apparatus including an imaging unit, an image processing unit that performs image processing on image data obtained by the imaging unit, and a data writing unit that records image processed image data. A data processing unit including the exposure control device, wherein the data processing unit is an imaging device that sends a control signal to the imaging unit via the imaging control unit based on image data obtained by the imaging unit. Is.
[0009]
The present invention also provides a feedback exposure determination process for constantly monitoring the brightness and maintaining the brightness of the image to be photographed properly, and a signal obtained by measuring the brightness of the image at a plurality of predetermined different exposures. , A scanning exposure determination step for determining an appropriate exposure, and a photographing exposure determination step for determining a final exposure for photographing from the exposure value determined by the feedback type exposure determination step or the scan type exposure determination step The exposure control method has the following.
[0010]
The present invention is also an imaging method in which image data obtained by imaging is subjected to image processing and image processed image data is written, and data processing is performed using any one of the above exposure control methods. The imaging method includes a data processing step and sends a control signal to the imaging unit via the imaging control unit based on the image data obtained by imaging in the data processing step.
[0011]
Further, the present invention provides a first imaging unit that captures a subject image, and determines an exposure value for photographing while performing exposure control so as to sequentially correspond to the brightness of the subject image repeatedly captured by the imaging unit. Exposure control in which exposure control is performed by selectively using an exposure control mode and a second exposure control mode in which exposure control is performed at a plurality of preset different exposure values to determine an exposure value for shooting. And an exposure control device having means.
[0012]
The present invention also includes a first exposure control mode that repeatedly captures a subject image and determines an exposure value for shooting while performing exposure control so as to sequentially correspond to the brightness of the subject image repeatedly captured. An exposure control method for performing exposure control during shooting by selectively using a second exposure control mode in which exposure control is performed at a plurality of preset different exposure values to determine an exposure value for shooting. is there.
[0013]
According to the present invention, when an abrupt scene change does not occur, the shutter time lag does not occur because shooting is performed based on the exposure value determined by the feedback type exposure determination means. In addition, when an abrupt scene change occurs, it is possible to obtain an accurate exposure value by performing shooting based on the exposure value determined by the scan type exposure determining means.
[0014]
Therefore, it is possible to accurately obtain the exposure at the time of a sudden scene change in the feedback type or scan type exposure determining means used conventionally, and to avoid problems such as the shutter release time lag.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera of the present invention. First, an operation when the liquid crystal finder is ON before the shutter is pressed will be described.
[0017]
The
[0018]
FIG. 2 is a more detailed block diagram of the
[0019]
The following expression is an expression for obtaining a control signal value B vf for controlling the average value Y and Y ref of the digital signal. Here, Av is an aperture control value, Tv is an electronic shutter control value, Sv is a CCD sensitivity control value, and Bvf is a control signal value. The ΔB vf (exposure correction value) and B vf values obtained here are held until this value is next obtained.
[0020]
ΔB vf = log 2 (Y / Y ref )
B v = A v + T v −S v
B vf = B v + ΔB vf
Next, the
[0021]
Next, the movement during shutter release will be described.
[0022]
△ B vf shutter is held in the feedback-type
[0023]
Even in this comparison, when ABS (ΔB vf ) is smaller than ΔB v TH, the control value B vf is sent to the
[0024]
Here, the scan type exposure control will be described below.
[0025]
Photometry is performed using three control values B v0 , B v1 , and B v2 having different exposure values determined in advance. If the average luminance value of the digital data obtained by each control value is Y 0 , Y 1 , Y 2 , and the target luminance value is Y ref , three control values ΔB v0 , ΔB v1 , ΔB v2. Can be calculated by the following equation.
[0026]
ΔB v0 = log 2 (Y 0 / Y ref )
ΔB v1 = log 2 (Y 1 / Y ref )
ΔB v2 = log 2 (Y 2 / Y ref )
Next, an exposure control value B vS is obtained based on the smallest of ABS ( ΔB v0 ), ABS ( ΔB v1 ), and ABS ( ΔB v2 ). For example ABS (△ B v0), when ABS (△ B v1), among the ABS (△ B v2) ABS ( △ B v1) is smallest is B vS is calculated by the following equation. A v1 , T v1 , and S v1 are an aperture control value, an electronic shutter control value, and a CCD sensitivity control value at the exposure control value B v1 .
[0027]
B v1 = A v1 + T v1 −S v1
B vS = B v1 + ΔB v1
As a control value B vS photographing exposure value B v obtained here is sent to the
[0028]
In the present embodiment, the method of performing photometry three times and obtaining the photographic exposure value in the case of performing the scan type exposure control has been described. However, the number of photometry is not limited to three times, but is reduced to two times or four. It may be increased to 5 times or 5 times.
[0029]
Next, a second embodiment of the present invention will be described below.
[0030]
FIG. 3 is a flowchart showing the operation in the present embodiment. In FIG. 3, in step S301, the feedback-type exposure determining means always monitors the image data to be captured, and feedback control is performed so that the average luminance of the image always becomes the target value. Further, the exposure control value is here determined for each feedback loop △ B vf, B vf is held until new data is obtained.
[0031]
Here, when the shutter is released, the absolute value ABS (ΔB vf ) of the ΔB vf value held in the feedback type exposure determining means at that time and the preset ΔB v TH Comparison is performed (step S302). Even in this comparison, if ABS (ΔB vf ) is smaller than ΔB v TH, B vf is sent as an exposure control value to the final exposure value determining means in step S304.
[0032]
If ABS (ΔB vs ) is larger than ΔB v TH, the exposure control value B vs obtained by the scan type exposure determining means in step S303 is sent to the final exposure determining means (step S304).
[0033]
In the exposure determining means in step S304, the aperture value A v , shutter speed value T v , and CCD sensitivity value S v used for shooting are determined from the received exposure control value (either B vf f or B vs ). Pre-exposure is performed with this setting. Based on the data obtained by this pre-exposure, the average luminance Y ave of the image is calculated, and the brightness difference ΔB vl from the target luminance is obtained.
[0034]
However, ( DELTA) Bvl is calculated | required by the following formula | equation.
[0035]
ΔB vl = log 2 (Y ave / Y ref )
In order to correct this ΔB vl to zero, ΔA v and ΔT v are obtained. Here obtained △ A v, △ T v is, A v, T v, is sent to the imaging control unit with S v (step S305).
[0036]
Here, each functional block and processing procedure shown in the various embodiments described above may be configured by hardware, or configured by a microcomputer system including a CPU or MPU, ROM, RAM, and the like, and the operation thereof is performed by ROM. Alternatively, it may be realized according to a work program stored in the RAM. In addition, what is implemented by supplying a software program for realizing the function to the RAM so as to realize the function of the function block and operating the function block according to the program is also included in the scope of the present invention. include.
[0037]
In this case, the software program itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the program itself and means for supplying the program to a computer, for example, a recording medium storing such a program are included in the present invention. Configure. As a storage medium for storing such a program, for example, a floppy disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-I, a CD-R, a CD-RW, a DVD, a zip, a magnetic, in addition to the ROM and the RAM. A tape or a non-volatile memory card can be used.
[0038]
Further, by executing the program supplied by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the OS (operating system) or other application software in which the program is running on the computer. Needless to say, such a program is included in the embodiment of the present invention even when the functions of the above-described embodiment are realized.
[0039]
Furthermore, after the supplied program is stored in the memory provided in the function expansion board of the computer or the function expansion unit connected to the computer, the CPU or the like provided in the function expansion board or function expansion unit based on the instructions of the program Needless to say, the present invention includes the case where the functions of the above-described embodiment are realized by performing part or all of the actual processing.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the exposure is appropriately controlled by the feedback type exposure determining unit and the scan type exposure determining unit in response to the occurrence of a sudden scene change, so that an accurate exposure value can always be obtained. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a data processing unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing in the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
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