JP4136464B2

JP4136464B2 - Imaging apparatus and imaging method

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Publication number: JP4136464B2
Application number: JP2002160929A
Authority: JP
Inventors: 正祐樋口
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-06-03
Also published as: CN1467991A; CN1232104C; JP2004007298A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮像素子から露光量の異なる複数画面分の画像信号を出力させ、合成処理を行うことにより広ダイナミックレンジ合成画像を得る機能を備えた撮像装置及び撮像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＣＤ撮像素子を用いた電子カメラおいてＡＥ露光撮影（予備撮影）を行って記録する場合、撮影画像信号はＡ／Ｄ変換器でデジタル画像データに変換されるが、Ａ／Ｄ変換器の変換ビット数を10ビットとすると、画像データの出力値は０〜1023の範囲内となる。この範囲内の画像データのうち、例えば暗い側の32以下のデータは、ノイズの影響により画像データ値の信頼性が低い。また、明るい側はデータが一部飽和していることが考えられるので、約960 位までのデータが使用可能とされている。したがって、この使用可能な32〜960 のデータ範囲で認識できる明るさは、 960／32≒30倍となり、Ｂv （輝度）値で表すと、約５段となる。
【０００３】
一方、電子カメラの露光可能範囲は、通常Ｂv(−３）〜Ｂv(13）の16段位あるので、１回のＡＥ露光では、Ａ／Ｄ変換器の通常の変換ビット数（10ビット）の関係から、全ての明るさに対応できないことがわかる。したがって、カメラ露光可能範囲の全ての明るさに対応したＡＥ露光を実現させるためには、１回の露光の対応範囲をオーバーラップさせると、図８に示すように、約４回のＡＥ用露光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが必要となる。
【０００４】
上記各露光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの露光条件は、通常、ＣＣＤ撮像素子の電子シャッターとＣＤＳ回路のゲインによって調整される。表１に、図８の露光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各Ｂv の中央値（11，７，３，−１）に対応する露光条件例を示す。ここで、Ａv は絞り値、Ｔv はシャッタースピード、Ｓv は感度を示している。なお、Ｂv 値に対応するＡv ，Ｔv ，Ｓv は、図10の公知のプログラム線図から算出される。
【０００５】
【表１】

【０００６】
上記のように４回のＡＥ用露光により得られた画像データから、本撮影のＡＥ露光条件が算出されるが、次に、この算出手法について説明する。まず、図９に示すように、４回の各予備撮影で得られた撮影画像の撮影画角内の縁部領域を除いた特定領域を、９×９ブロックに分割し、各分割ブロックのＲＧＢ信号の平均値を算出し、その平均値より次式（１）に基づいて輝度Ｙ′を算出する。
Ｙ′＝ 0.299Ｒ＋ 0.587Ｇ＋ 0.114Ｂ・・・・・・・・・（１）
この輝度Ｙ′に、図９の各分割ブロック内に示した重み付け係数（１又は２）を乗じて加重平均値Ｙを算出する。そして、この加重平均値Ｙの算出処理を各露光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより得られた各画像信号について行い、加重平均値Ｙが32〜960 の範囲内に入っているＡＥ露光（予備撮影）を、４回の露光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから選択する。例えば、露光Ｃが選択され、Ｙ＝500 であったとする。このときの被写体のＢv 値は、次式（２）のようになる。
Ｂv ＝３（露光Ｃの狙いＢv 値）＋log₂〔500/200(ＡＥ目標値）〕＝4.3
・・・・・・・・・・（２）
この（２）式の内容は、露光ＣでＢv(３）の明るさの被写体を撮影すると、Ｙが200 になると決めて、計算された輝度の加重平均値Ｙと200(ＡＥ目標値）の比から、Ｂv(３）からのシフト量を決める趣旨である。
【０００７】
以上のようにして求めたＢv 値から、図10に示すようなプログラム線図を用いて、Ｔv ，Ａv 値を求める。例えば、Ｂv 値4.3 の垂直線とＳv 値４（ＩＳＯ：50）の感度線の交点Ｐを求め、この交点Ｐを通る斜線とプログラム線図との交点Ｑを求め、この交点Ｑにおける絞り値Ａv 及びシャッタースピードＴv が、本撮影における露光条件となる。
【０００８】
一方、一般に、テレビカメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子が用いられているが、固体撮像素子のダイナミックレンジは銀塩写真フィルムに比べ極めて狭いという問題点がある。
【０００９】
従来、この問題点を解消するため、単一の撮像素子から露光量の異なる２画面分の画像信号を読み出し、合成を行うことによって拡大されたダイナミックレンジを有する画像を得る手法が提案されており、例えば、特開２０００−９２３７８号公報には、同一被写体に対して露光量の異なる、すなわち短時間露光と長時間露光の複数画面分の画像信号を生成し、合成処理を行って広ダイナミックレンジ合成画像を生成する機能を備えた撮像装置において、通常撮影モードと強制的な広ダイナミックレンジ撮影モードと自動的な広ダイナミックレンジ撮影モードのうちの少なくとも二つの撮影モードから一つの撮影モードを選択して撮影を行うことができるようにした構成のものについて提案がなされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
通常の単一露光撮影において、適正露光条件を求めるために、４回の予備撮影露光による測光処理を行うと、シャッターを押してから本露光が行われるまでに所定の時間がかかり、かなりのシャッタータイムラグが発生する。そして、単一の撮像素子から露光量の異なる複数画面分の撮像信号を読み出し、合成を行うことで拡大されたダイナミックレンジを有する画像を得る機能を備えた撮像装置においても、異なる露光条件の複数回露光時における適正露光条件を求めるため、あるいは露光回数の設定のために、それぞれ単一露光撮影のように４回の予備撮影露光による測光処理を行うと、同様なシャッタータイムラグが発生する。
【００１１】
本発明は、従来のダイナミックレンジ拡大のための複数回撮影・合成機能をもつ撮像装置における上記問題点を解消するためになされたもので、ダイナミックレンジ拡大のための複数回撮影を行う場合において、シャッタータイムラグを通常撮影よりも低減できるようにした撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解消するため、請求項１に係る発明は、異なる露光条件による複数画像から１の画像を合成するために、１又は２回以上の撮影からなる一括撮影を行う撮像装置において、撮影画像を出力する撮像手段と、撮影画像に基づいて被写体の輝度値を測定する測光手段と、１回の予備撮影によって得られた前記輝度値に基づいて、前記一括撮影の撮影回数を設定する撮影回数設定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
このように構成した撮像装置においては、１回の予備撮影によって得られた被写体の輝度値に基づいて、一括撮影の撮影回数を設定するように構成しているので、異なる露光条件による複数回撮影を行う場合においても、従来のように複数回の予備撮影を行うのに比べて、シャッタータイムラグを低減することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、異なる露光条件による複数画像から１の画像を合成するために、１又は２回以上の撮影からなる一括撮影を行う撮像装置において、撮影画像を出力する撮像手段と、撮影画像に基づいて被写体の輝度値を測定する測光手段と、１回目の予備撮影によって得られた前記輝度値が所定の範囲内の場合は、前記輝度値に基づいて前記一括撮影の撮影回数を設定し、１回目の予備撮影によって得られた前記輝度値が所定の範囲外であった場合には、条件を変更しての予備撮影を再度行い得られた輝度値に基づいて前記一括撮影の撮影回数を設定する撮影回数設定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
このように構成した撮像装置においては、通常は予備撮影を１回で済ませ、必要時にのみ予備撮影を再度行うようにしているので、通常はシャッタータイムラグの短縮を図ることができると共に、一括撮影の適確な撮影回数を設定することが可能となる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る撮像装置において、前記予備撮影によって得られた被写体の輝度値に基づいて、前記一括撮影時の各露光条件を設定する露光条件設定手段を更に備えたことを特徴とするものである。このように構成した撮像装置においては、被写体の輝度に応じて、一括撮影時の適切な各露光条件を設定することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る撮像装置において、前記露光条件設定手段は、前記各露光条件を設定する基準となる基準露光値を設定する基準露光値設定手段を有することを特徴とするものである。このように構成された撮像装置においては、一括撮影時の各露光条件を設定する基準となる基準露光値が設定されるので、適確な輝度差の撮影が可能となる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項３に係る撮像装置において、前記基準露光値設定手段は、前記輝度値に基づいて第１の基準露光値を設定し、更に前記第１の基準露光値に対して所定値分を変化させて、他の基準露光値を設定することを特徴とするものである。このように構成した撮像装置においては、予備撮影で得られた被写体の輝度値に基づいて基準露光値を設定するようにしているので、被写体に、より適確な撮影露光条件を設定することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明は、請求項１又は２に係る撮像装置において、前記測光手段は、前記撮影画像の分割された各領域毎の輝度値を、ブロック輝度値として算出するブロック輝度値算出手段を有し、前記撮影回数設定手段は、前記被写体の輝度値及び前記ブロック輝度値の分布に基づいて、前記撮影回数を設定することを特徴とするものである。このように構成した撮像装置においては、１回の予備撮影で得られた被写体のブロック輝度値の分布に基づいて、一括撮影の撮影回数を設定するようにしているので、１回の予備撮影で被写体輝度に応じた適確な撮影回数を設定することができる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る撮像装置において、前記撮影回数設定手段は、前記ブロック輝度値の分布における高輝度範囲又は低輝度範囲にそれぞれ属するブロック輝度値の比率を算出する分布比率算出手段を有することを特徴とするものである。このように構成した撮像装置においては、高低輝度範囲のブロック輝度値の分布の比率が算出されるので、ブロック輝度値の分布態様が適確に確認され、より適切な撮影回数を設定することができる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、請求項７に係る撮像装置において、前記撮影回数設定手段は、前記ブロック輝度値の比率が所定以上ある前記高輝度又は低輝度範囲については、当該範囲に対応するような露光条件の撮影が加わるように撮影回数を設定することを特徴とするものである。このように構成した撮像装置においては、高輝度範囲又は低輝度範囲にそれぞれ属するブロック輝度値の比率によって、その範囲に対応する露光条件の撮影を加えるようにしているので、１回の予備撮影でも、被写体輝度を反映したより適確な一括撮影の回数設定を行うことができる。
【００２２】
請求項９に係る発明は、異なる露光条件による複数画像から１の画像を合成するために、１又は２回以上の撮影からなる一括撮影を行う撮像方法において、予備撮影を１回行い、前記予備撮影により撮像手段から出力された撮影画像に基づいて被写体の輝度値を測定し、前記輝度値に基づいて前記一括撮影の撮影回数を設定することを特徴とするものである。
【００２３】
このように構成した撮像方法においては、異なる露光条件による複数画像から１の画像を合成するために、１又は２回以上の撮影からなる一括撮影を行う撮像方法において、１回の予備撮影による輝度値に基づいて一括撮影の撮影回数が設定され、従来のように複数回の予備撮影を行って撮影回数を設定するのに比べて、シャッタータイムラグを低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。まず、本発明を適用した撮像装置の実施の形態の電気的な全体構成を、図１に示すブロック構成図に基づいて説明する。図１において、１は光信号を電気的な信号に光電変換する単板カラーＣＣＤ撮像素子で、電子シャッタ機能をもつものであり、該ＣＣＤ撮像素子１には、レンズ２及び絞り・シャッタ機構３を通って、被写体像が入力されるようになっている。ＣＣＤ撮像素子１の出力は、相関二重サンプリング回路等でノイズを除去されたのちアンプ４で増幅される。５はアナログデータであるアンプ４の出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器で、６はＣＣＤ撮像素子１からの撮像信号を画像データとして処理するカメラ信号処理回路である。７は、本来の撮影に先立ってＣＣＤ撮像素子１からの予備撮像信号を用いて、フォーカスを制御するＡＦ（オートフォーカス）情報を取り出すＡＦ回路、露出を制御するＡＥ（オートエクスポージァ）情報を取り出すＡＥ回路及びホワイトバランスを設定するＡＷＢ（オートホワイトバランス）情報を取り出すＡＷＢ回路であり、このＡＦ，ＡＥ，ＡＷＢ回路７からの出力信号はＣＰＵ８を介して、レンズ２へＡＦ情報を、絞り・シャッタ機構３へＡＥ情報を、カメラ信号処理回路６へＡＷＢ情報を与えるようになっている。
【００２５】
９はデータ量を圧縮処理（ＪＰＥＧ）する圧縮処理回路で、該圧縮回路９で圧縮処理された画像データが、メモリカードＩ／Ｆ14を介してメモリカード15へ記録されるようになっている。10はメモリコントローラで、11はＤＲＡＭであり、これらは画像データの色処理等を行う際に作業用メモリとして用いられるものである。12は表示回路で、13はＬＣＤ表示部であり、これらは例えばメモリカード15に記録されたデータを読み出し表示させたりして、撮影状態の確認などに用いられる。16はメモリカード15に記録されているデータをパソコン17へ転送するために用いるパソコンＩ／Ｆである。なお、図１において、18はＣＣＤ撮像素子１を駆動するタイミングパルスを発生するタイミングジェネレータであり、ＣＰＵ８の制御に従ってＣＣＤ撮像素子１を駆動するものである。19はストロボ機構で、本来の撮影に先立って予備撮影から得られるＡＥ情報により、ＣＰＵ８を介して制御され、ストロボ発光をする／しないの制御及びストロボ発光の光量制御が行われる。20はＣＰＵの入力キーで、各種撮影モード、撮影シーンモードや撮影条件の設定、各種スイッチの駆動等が行えるようになっている。
【００２６】
次に、上記構成の撮像装置の撮影記録動作について説明する。本実施の形態においては、撮影モードとしては、通常のＡＥ情報に基づく１回の撮影で１画面分の撮像信号を得る通常撮影モードと、異なる露光量で同一被写体を複数回撮影し、露光量の異なる複数画面分の画像信号を生成し、合成処理を行って広ダイナミックレンジ（以下、ＳＬ： Super Latitude と略称する）合成画像を得るＳＬ撮影モードを備え、入力キーで設定できると共に、後述するように画面を分割測光して得られた輝度値から判断して、ＣＰＵ８が上記撮影モードを自動的に切り換え設定できるようにもなっている。
【００２７】
ＳＬ撮影を行わない通常撮影モードが設定された場合は、通常のＡＥ情報に基づいて１回の撮影で得られた撮像信号をＡ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換し、カメラ信号処理回路６により所定の信号処理を受け、次いで、圧縮回路９において圧縮処理されて、メモリカード15へ記録される。
【００２８】
一方、ＳＬ撮影モードに設定されたときには、撮影済みの異なる露光量の複数画面分の画像信号から得られる情報、例えば３画面分の画像信号から得られる情報から図２に示すような構成のカメラ信号処理回路６を用いて、ＳＬ合成画像の生成処理を行う。
【００２９】
図２において、６-1は、次に詳述するＡＥ情報に基づいて決定された短時間露光条件（大きいＢv 値）で撮影された短時間露光画像データを記憶する第１のメモリ、６-2は、同じくＡＥ情報に基づいて決定された第１の長時間露光条件（中間のＢv 値）で撮影された第１の長時間露光画像データを記憶する第２のメモリ、６-3は、同じくＡＥ情報に基づいて決定された第２の長時間露光条件（小さいＢv 値）で撮影された第２の長時間露光画像データを記憶する第３のメモリ、６-4は、短時間露光画像と第１の長時間露光画像の露光量比Ａ（＝ＬＥ１／ＳＥ）を、第１のメモリ６-1より読み出された短時間露光画像データに乗算する乗算器、６-5は、第１の長時間露光画像と第２の長時間露光画像の露光量比Ｂ（＝ＬＥ２／ＬＥ１）を、第２のメモリ６-2より読み出された第１の長時間露光画像データに乗算する乗算器、６-6は、乗算処理された短時間露光画像データと乗算処理さた第１の長時間露光画像データと第３のメモリ６-3より読み出された第２の長時間露光画像データとから広ダイナミックレンジ合成画像を合成して形成する合成回路、６-7は、合成回路６-6で得られたＳＬ合成画像を圧縮処理して出力する圧縮処理回路である。なお、ＳＬ撮影を行わない通常撮影モード時は、単一露光撮影された画像データを、例えば第３のメモリ６−３に記憶させ、合成処理を行わず圧縮処理のみ行って出力させるようになっている。
【００３０】
次に、上記実施の形態に係る撮像装置におけるＡＥ露光に関する第１の処理動作態様について、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、本来の撮影に先立って予備撮影を行い、ＣＣＤ撮像素子１から得られる撮像信号を用いて、ＡＥ情報の取得が行われるが、この第１の処理動作態様においては、先に図８及び表１に示した予め設定されている４つのＡＥ用露光条件例のうち、Ｂv 中央値より若干Ｂv 値の低めの露光条件Ｃ（Ａv ：３，Ｔv ：５，Ｓv ：５，Ｂv ：３）を選択して、１回の予備撮影が行われる（ステップＳ１）。
【００３１】
そして、先に従来技術について説明したと同様に、上記露光条件Ｃで行われた予備撮影で得られた撮影画像を９×９ブロックに分割し、各分割ブロックのＲＧＢ信号の平均値と重み付け演算で得られた被写体輝度の加重平均値Ｙに基づいて、対象としている被写体が、選択した露光条件Ｃが適正露光となる明るさの被写体であるか、より明るい被写体であるか、あるいはより暗い被写体であるかの適正露光判定が行われる（ステップＳ２）。この判定で、被写体輝度の加重平均値Ｙが32〜960 の範囲内（32＜Ｙ＜960 ）に入っていると、適正露光と判定され、32以下の場合はより暗い被写体であると判定され、960 以上の場合はより明るい被写体であると判定される。
【００３２】
この判定ステップＳ２において、より暗い被写体であると判定された場合は、Ｂv 値を１，−２と仮定して２回撮影（ＳＬ撮影）を実行させ（ステップＳ３）、より明るい被写体であると判定された場合は、Ｂv 値を６，11と仮定して２回撮影（ＳＬ撮影）を実行させる（ステップＳ４）。なお、この場合、Ｂv 値が設定されると、先に従来例で説明したと同様にして、図10のプログラム線図を用いて本撮影露光条件がそれぞれ決定され、２回の本撮影が実行される。
【００３３】
一方、上記適正露光判定ステップＳ２において、被写体輝度の加重平均値Ｙが、32〜960 の範囲内にあり、適正露光であると判定された場合は、予備撮影画像のＡＥ領域の明るさ（輝度分布）のヒストグラム解析が行われる（ステップＳ５）。すなわち、図４に示すように、９×９の分割ブロックの各輝度値に基づいて輝度分布図（ヒストグラム）を作成する。なお、図４において、横軸は明るさ（10ビット）を示し、縦軸は度数（ブロック数）を示している。次に、このヒストグラム解析に基づく判定としては、まず明るさが32以下の領域Ａに属する度数が５以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ６）。
【００３４】
明るさが32以下の領域Ａの度数が５未満の場合は、次に明るさが960 以上の領域Ｂの度数が５以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ７）。その度数が５未満の場合は、その被写体は明るすぎる部分も暗すぎる部分も少ないものであることが分かり、複数回のＳＬ撮影を行っても意味がないので、通常撮影モードの１回撮影を行わせる（ステップＳ８）。その場合は、Ｂv 値（Ｂv1）は加重平均輝度値Ｙに基づいて、先に示した（２）式による通常の計算手法で算出される。
【００３５】
上記ステップＳ７の判定において、明るさが 960以上の領域Ｂの度数が５以上の場合は、被写体には明るすぎる部分もかなりあると判断して、２回撮影（ＳＬ撮影）を実行させる（ステップＳ９）。その場合のＢv 値は、１回撮影の場合と同様に通常の手法で算出したＢv 値（Ｂv1）と、そのＢv 値（Ｂv1）に３段加えた（Ｂv1＋３）のＢv 値（Ｂv2）とする。すなわち、例えばＢv1が３であるとすると、Ｂv2は６となる。
【００３６】
また、上記ステップＳ６の判定において、明るさが32以下の領域Ａの度数が５以上の場合は、次に明るさが 960以上の領域Ｂの度数が５以上である否かの判定が行われる（ステップＳ10）。その度数が５未満の場合は、被写体には暗すぎる部分がかなりあると判断して、２回撮影（ＳＬ撮影）を実行させる（ステップＳ11）。その場合のＢv 値は、１回撮影の場合と同様に通常の手法で算出したＢv 値（Ｂv1）と、そのＢv 値（Ｂv1）から３段引いた（Ｂv1−３）のＢv 値（Ｂv2）とする。すなわち、例えばＢv1が３であるとすると、Ｂv2は０となる。
【００３７】
上記ステップＳ10の判定において、明るさが 960以上の領域Ｂの度数が５以上の場合は、被写体には明るすぎる部分も暗すぎる部分も多いと判断して、３回撮影（ＳＬ撮影）を実行させる（ステップＳ12）。その場合のＢv 値は、１回撮影の場合と同様に通常の手法で算出したＢv 値（Ｂv1）と、そのＢv 値（Ｂv1）に３段加えた（Ｂv1＋３）のＢv 値（Ｂv2）と、そのＢv 値（Ｂv1）から３段引いた（Ｂv1−３）のＢv 値（Ｂv3）とする。
【００３８】
上記のようにして求められた各撮影時におけるＢv 値に基づいて、ブログラム線図を用いて撮影露光条件を設定して所定回数の撮影を行い、ＳＬ撮影の場合は合成処理を行うことになる。
【００３９】
以上のように、この第１のＡＥ処理動作態様によれば、１回の予備撮影による測光輝度値に基づいて撮影回数並びに撮影露光条件を設定するようにしているので、従来のように通常４回予備撮影を行う場合と比べて、シャッタータイムラグを低減することができる。
【００４０】
次に、第２のＡＥ露光処理動作態様について、図５のフローチャートに基づいて説明する。このＡＥ露光処理動作態様においても、まず露光条件Ｃを選択して１回の予備撮影を行い（ステップＳ21）、得られた撮影画像から同様にして被写体輝度の加重平均値Ｙを求め、露光条件Ｃが適正露光となる明るさの被写体であるか、より明るい被写体であるか、あるいはより暗い被写体であるかの適正露光判定が行われる（ステップＳ22）。そして、より暗い被写体であると判定された場合は、Ｂv 値を１，−２と仮定して２回撮影（ＳＬ撮影）を実行させ（ステップＳ23）、適正露光であると判定された場合は、同様に予備撮影画像のＡＥ領域の明るさのヒストグラム解析を行う（ステップＳ24）。そして、ヒストグラム解析に基づいて明るさが32以下の領域Ａに属する度数が５以上か否かの判定を行い（ステップＳ25）、その度数が５未満の場合は、次に明るさ 960以上の領域Ｂに属する度数が５以上か否かの判定を行い（ステップＳ26）、その度数が５未満の場合は、通常撮影モードの１回撮影を行い（ステップＳ27）、その度数が５以上の場合は、２回撮影（ＳＬ撮影）を行わせる（ステップＳ28）。
【００４１】
また、上記ステップＳ25の判定において、明るさが32以下の領域Ａの度数が５以上の場合は、次に明るさが 960以上の領域Ｂの度数が５以上か否かの判定を行い（ステップＳ29）、その度数が５未満の場合は２回撮影（ＳＬ撮影）を実行させ（ステップＳ30）、その度数が５以上の場合は３回撮影（ＳＬ撮影）を実行させる（ステップＳ31）。
【００４２】
以上のステップＳ31までの各ステップの動作は、第１のＡＥ露光処理動作態様と同様であるが、本処理動作態様においては、上記適正露光判定ステップＳ22において、より明るい被写体であると判定された場合は、直ちに２回撮影に設定する第１のＡＥ露光処理動作態様とは異なり、露光条件ＣよりＢv 値の高い隣接する露光条件Ｂ（Ａv ：３，Ｔv ：９，Ｓv ：５，Ｂv ：７）を選択して、第２の予備撮影を行う（ステップＳ32）点を特徴としている。
【００４３】
すなわち、適正露光判定ステップＳ22において、より明るい被写体であると判定された場合は、露光条件Ｂで第２の予備撮影を行い、その予備撮影で得られた撮影画像の輝度値の加重平均値Ｙに基づいて、上記ステップＳ22と同様な適正露光判定が行われる（ステップＳ33）。そして、この露光条件Ｂによる予備撮影においても、より明るい被写体であると判定された場合は、Ｂv(８）とＢv(11）と仮定して２回撮影の露光条件を決定して２回撮影（ＳＬ撮影）を実行する（ステップＳ34）。
【００４４】
上記適正露光判定ステップＳ33において、露光条件Ｂの予備撮影では適正露光であると判定された場合は、前記露光条件Ｃによる予備撮影による適正露光判定ステップＳ22において適正露光と判定された場合と同様に、ＡＥ領域の明るさのヒストグラム解析ステップＳ24へ移り、以下同様にしてヒストグラム解析結果に基づいて、１回〜３回の撮影が実行される（ステップＳ25〜ステップＳ31）。
【００４５】
以上のように、この第２のＡＥ露光処理動作態様においては、明るい被写体に対しては、露光条件Ｃ及び露光条件Ｂの２回の予備撮影を行い、明るい被写体の場合でも２回撮影によるＳＬ撮影に限定せず、コントラストが低い場合には、通常撮影モードによる１回撮影を行わせることができるようになり、必要時にのみＳＬ撮影を精度よく実行させることができる。
【００４６】
次に、第３のＡＥ露光処理動作態様について、図６のフローチャートに基づいて説明する。このＡＥ露光処理態様は、図３のフローチャートで示した第１のＡＥ露光処理動作態様におけるヒストグラム解析ステップ以降の処理動作を省略し、常時１回の予備撮影により得られた撮影画像の輝度値に基づいて、２回撮影（ＳＬ撮影）を実行させるようにしたものである。
【００４７】
すなわち、図６に示すように、まず露光条件Ｃを選択し予備撮影を行い（ステップＳ41）、得られた撮影画像から被写体輝度の加重平均値Ｙを求め、露光条件Ｃが適正露光となる明るさの被写体であるか、より明るい被写体であるか、あるいはより暗い被写体であるかの適正露光判定が行われる（ステップＳ42）。そして、露光Ｃが適正露光であると判定された場合は、Ｂv 値を１及び４と仮定して撮影露光条件を決定し、２回撮影を実行させ（ステップＳ43）、またより暗い被写体であると判定された場合は、Ｂv 値を１及び−２と仮定して撮影露光条件を決定し２回撮影を実行させ（ステップＳ44）、同様により明るい被写体であると判定された場合は、Ｂv 値を６及び９と仮定して撮影露光条件を決定し、２回撮影を実行させる（ステップＳ45）。
【００４８】
このように、ヒストグラム解析処理ステップを省略し、１回の予備撮影により得られた輝度値に基づいて、予め用意されている３つのＢv 値セットの中から、所定値のものを選択するようにしているので、個別にＢv 値を算出する必要がなく、短時間で処理することができる。
【００４９】
次に、第４のＡＥ露光処理動作態様について、図７のフローチャートに基づいて説明する。この処理動作態様においては、まず１回撮影モードと複数回ＳＬ撮影モードのいずれの撮影モードが、入力きーにより設定されているかの判定が行われ（ステップＳ51）、複数回ＳＬ撮影モードが設定されている場合（ステップＳ52）には、続いて図３のフローチャートに示した第１のＡＥ露光処理動作態様におけるステップＳ１〜Ｓ12の各処理により、露光条件Ｃによる１回の予備撮影により１〜３回の本撮影が実行される（ステップＳ53）。
【００５０】
一方、従来の１回撮影モードが設定されている場合（ステップＳ54）には、まず露光条件Ｃが設定されて予備撮影が行われ（ステップＳ55）、得られた撮影画像から被写体輝度の加重平均値Ｙを求め、露光条件Ｃが適正露光となる明るさの被写体あるいはより暗い被写体であるか、又はより明るい被写体であるかの適正露光判定が行われる（ステップＳ56）。そして、適正露光あるいはより暗い被写体であると判定された場合は、露光条件Ｄにより再度予備撮影が行われ（ステップＳ56）、またより明るい被写体であると判定された場合は、露光条件Ａにより予備撮影が行われ（ステップＳ57）、続いて露光条件Ｂにより予備撮影が行われる（ステップＳ58）。
【００５１】
そして、以上のようにして露光条件Ｄ又は露光条件Ａ及びＢで得られる予備撮像画像の輝度値から加重平均値Ｙを求め、それに基づいて適切な露光条件Ｂv 値を設定し、そのＢv 値に基づいて本撮影露光条件が決定されるようになっている。
【００５２】
この第４の処理動作態様によれば、撮影モードの判定ステップを備え、１回撮影モード時には従来と同様に４回の予備撮影が行われるものの、精度よく撮影条件が設定され、また複数回ＳＬ撮影モード時には１回の予備撮影で済み、したがって、精度よくシャッタータイムラグを増大させずに撮影を実行することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、請求項１に係る発明によれば、１回の予備撮影によって得られた被写体の輝度値に基づいて、一括撮影の撮影回数を設定するように構成しているので、異なる露光条件による複数回撮影を行う場合においても、複数回の予備撮影を行うのに比べて、シャッタータイムラグの低減を図ることができる。また請求項２に係る発明によれば、通常は予備撮影を１回で済ませ、必要時にのみ予備撮影を再度行うようにしているので、通常はシャッタータイムラグの短縮を図ることができると共に、一括撮影の適確な撮影回数を設定することができる。また請求項３に係る発明によれば、被写体の輝度に応じて、一括撮影時の適切な露光条件を設定することができる。また請求項４に係る発明によれば、一括撮影時の各露光条件を設定する基準となる基準露光値が設定されるので、適確な輝度差の撮影が可能となる。また請求項５に係る発明によれば、予備撮影で得られた被写体の輝度値に基づいて基準露光値を設定するようにしているので、被写体に、より適確な撮影露光条件を設定することができる。また請求項６に係る発明によれば、１回の予備撮影で得られた被写体のブロック輝度値の分布に基づいて、一括撮影の撮影回数を設定するようにしているので、１回の予備撮影で被写体輝度に応じた撮影回数を設定することができる。
【００５４】
また請求項７に係る発明によれば、高低輝度範囲のブロック輝度値の分布の比率が算出されるので、ブロック輝度値の分布態様が適確に確認され、より適切な撮影回数を設定することができる。また請求項８に係る発明によれば、高輝度範囲又は低輝度範囲にそれぞれ属するブロック輝度値の比率によって、その範囲に対応する露光条件の撮影を加えるようにしているので、１回の予備撮影でも、被写体輝度を反映した一括撮影の回数設定を行うことができる。また請求項９に係る発明によれば、異なる露光条件による複数画像から一つの画像を合成するために、１又は２回以上の撮影からなる一括撮影を行う撮像方法において、１回の予備撮影による輝度値に基づいて一括撮影の撮影回数が設定され、従来のように複数回の予備撮影を行って撮影回数を設定するのに比べて、シャッタータイムラグを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示した実施の形態におけるカメラ信号処理回路の構成例を示すブロック構成図である。
【図３】図１に示した実施の形態に係る撮像装置の第１のＡＥ露光処理動作態様の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】予備撮影によるＡＥ情報取得時に、被写体の分割測光により得られた輝度の分布を示すヒストグラム図である。
【図５】図１に示した撮像装置における第２のＡＥ露光処理動作態様の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１に示した撮像装置における第３のＡＥ露光処理動作態様の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示した撮像装置における第４のＡＥ露光処理動作態様の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】カメラの露光可能範囲に対するＡＥ露光情報取得時の予備撮影態様を示す図である。
【図９】ＡＥ露光取得時に被写体を分割測光する態様を示す図である。
【図10】ＡＥ露光により設定されたＢv 値より撮影露光条件を決定するために用いるプログラム線図である。
【符号の説明】
１ＣＣＤ撮像素子
２レンズ
３絞り・シャッタ機構
４アンプ
５Ａ／Ｄ変換器
６カメラ信号処理回路
６-1 第１のメモリ
６-2 第２のメモリ
６-3 第３のメモリ
６-4，６-5 乗算器
６-6 合成回路
６-7 圧縮回路
７ＡＦ・ＡＥ・ＡＷＢ回路
８ＣＰＵ
９圧縮回路
10 メモリコントローラ
11 ＤＲＡＭ
12 表示回路
13 ＬＣＤ表示部
14 メモリカードＩ／Ｆ
15 メモリカード
16 パソコンＩ／Ｆ
17 パソコン
18 タイミングジェネレータ
19 ストロボ機構
20 入力キー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image pickup apparatus and an image pickup method having a function of obtaining a wide dynamic range composite image by outputting image signals for a plurality of screens having different exposure amounts from an image pickup device and performing composite processing.
[0002]
[Prior art]
In general, when recording is performed by performing AE exposure shooting (preliminary shooting) in an electronic camera using a CCD image pickup device, a shot image signal is converted into digital image data by an A / D converter. When the number of conversion bits is 10 bits, the output value of the image data is in the range of 0-1023. Of the image data within this range, for example, data of 32 or less on the dark side has low reliability of the image data value due to the influence of noise. On the bright side, data may be partially saturated, so data up to about 960 can be used. Therefore, the recognizable brightness in the usable data range of 32 to 960 is 960 / 32≈30 times, and it is about 5 steps when expressed as a Bv (luminance) value.
[0003]
On the other hand, since the exposure range of the electronic camera is usually 16 steps of Bv (-3) to Bv (13), the number of conversion bits (10 bits) of the A / D converter is normal in one AE exposure. From the relationship, it can be seen that not all brightness can be supported. Therefore, in order to realize AE exposure corresponding to all the brightness of the camera exposure possible range, if the corresponding range of one exposure is overlapped, as shown in FIG. 8, about four exposures for AE are performed. A, B, C, and D are required.
[0004]
The exposure conditions for the exposures A, B, C, and D are usually adjusted by the electronic shutter of the CCD image sensor and the gain of the CDS circuit. Table 1 shows an example of exposure conditions corresponding to the median value (11, 7, 3, -1) of each Bv of exposures A, B, C, and D in FIG. Here, Av represents the aperture value, Tv represents the shutter speed, and Sv represents the sensitivity. Note that Av, Tv and Sv corresponding to the Bv value are calculated from the known program diagram of FIG.
[0005]
[Table 1]

[0006]
As described above, the AE exposure condition for the main photographing is calculated from the image data obtained by the four exposures for AE. Next, this calculation method will be described. First, as shown in FIG. 9, the specific area excluding the edge area in the shooting angle of view of the captured image obtained by each of the four preliminary shootings is divided into 9 × 9 blocks, and the RGB of each divided block is divided. The average value of the signal is calculated, and the luminance Y ′ is calculated from the average value based on the following equation (1).
Y '= 0.299R + 0.587G + 0.114B (1)
The weighted average value Y is calculated by multiplying the luminance Y ′ by the weighting coefficient (1 or 2) shown in each divided block of FIG. Then, the calculation processing of the weighted average value Y is performed for each image signal obtained by the exposures A, B, C, and D, and the AE exposure (preliminary photographing) in which the weighted average value Y is within the range of 32 to 960. ) Is selected from four exposures A, B, C, and D. For example, assume that exposure C is selected and Y = 500. The Bv value of the subject at this time is expressed by the following equation (2).
Bv = 3 (exposure C target Bv value) + log ₂ [500/200 (AE target value)] = 4.3
(2)
The content of this equation (2) is that when an object with a brightness of Bv (3) is photographed with exposure C, Y is determined to be 200, and the calculated weighted average value Y and 200 (AE target value) are calculated. This is to determine the shift amount from Bv (3) from the ratio.
[0007]
From the Bv value obtained as described above, Tv and Av values are obtained using a program diagram as shown in FIG. For example, an intersection point P between a vertical line having a Bv value of 4.3 and a sensitivity line having an Sv value of 4 (ISO: 50) is obtained, and an intersection point Q between a diagonal line passing through the intersection point P and a program diagram is obtained. The shutter speed Tv is an exposure condition in the actual photographing.
[0008]
On the other hand, a solid-state image sensor such as a CCD image sensor is generally used in an image pickup apparatus such as a TV camera, a video camera, or a digital camera, but the dynamic range of the solid-state image sensor is extremely narrow compared to a silver halide photographic film. There is a problem.
[0009]
Conventionally, in order to solve this problem, a method has been proposed in which an image having an expanded dynamic range is obtained by reading out image signals for two screens having different exposure amounts from a single image sensor and performing synthesis. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-92378 generates image signals for a plurality of screens of different exposure amounts, that is, short-time exposure and long-time exposure for the same subject, and performs synthesis processing to generate a wide dynamic range. In an imaging device with a function to generate a composite image, select one shooting mode from at least two shooting modes among the normal shooting mode, forced wide dynamic range shooting mode, and automatic wide dynamic range shooting mode. Proposals have been made for a configuration that allows shooting.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In normal single-exposure shooting, if photometric processing is performed with four preliminary shooting exposures in order to determine the appropriate exposure conditions, it takes a certain amount of time from the time the shutter is pressed until the main exposure is performed, and there is a considerable shutter time lag. Will occur. Even in an imaging apparatus having a function of reading out imaging signals for a plurality of screens having different exposure amounts from a single imaging element and performing synthesis to obtain an image having an expanded dynamic range, a plurality of different exposure conditions If a photometric process is performed with four preliminary photographing exposures such as single exposure photographing in order to obtain appropriate exposure conditions at the time of double exposure or to set the number of exposures, a similar shutter time lag occurs.
[0011]
The present invention was made in order to solve the above-described problems in an imaging apparatus having a conventional multiple image capturing / combining function for dynamic range expansion, and when performing multiple image capturing for dynamic range expansion, An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging method that can reduce the shutter time lag as compared with normal imaging.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to an imaging apparatus that performs collective shooting including one or more shootings in order to synthesize one image from a plurality of images under different exposure conditions. Imaging means for outputting an image, photometric means for measuring the luminance value of the subject based on the photographed image, and photographing for setting the number of times of the batch photography based on the luminance value obtained by one preliminary photographing The number-of-times setting means is provided.
[0013]
The imaging apparatus configured as described above is configured to set the number of times of batch shooting based on the luminance value of the subject obtained by one preliminary shooting, so that multiple shootings under different exposure conditions are performed. Even in the case of performing the shutter, the shutter time lag can be reduced as compared with the case where the preliminary shooting is performed a plurality of times as in the prior art.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an imaging unit that outputs a captured image in an imaging apparatus that performs batch shooting including one or more shootings in order to synthesize one image from a plurality of images under different exposure conditions. Photometry means for measuring the luminance value of the subject based on the photographed image, and when the luminance value obtained by the first preliminary photographing is within a predetermined range, the number of times of the batch photographing is determined based on the luminance value. If the brightness value obtained by the first preliminary shooting is out of the predetermined range, the batch shooting is performed based on the brightness value obtained by performing the preliminary shooting again after changing the conditions. The present invention is characterized by comprising a number of times of photographing setting means for setting the number of times of photographing.
[0015]
In the imaging apparatus configured as described above, the preliminary shooting is usually completed only once, and the preliminary shooting is performed again only when necessary, so that the shutter time lag can be normally reduced and the batch shooting can be performed. It is possible to set an appropriate number of shots.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the first or second aspect, the exposure condition setting means for setting each exposure condition at the time of the collective photographing based on the luminance value of the subject obtained by the preliminary photographing. Furthermore, it is provided with the feature. In the imaging apparatus configured as described above, appropriate exposure conditions for batch shooting can be set according to the luminance of the subject.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the third aspect, the exposure condition setting means includes a reference exposure value setting means for setting a reference exposure value as a reference for setting the exposure conditions. It is what. In the imaging apparatus configured as described above, since a reference exposure value serving as a reference for setting each exposure condition at the time of batch shooting is set, it is possible to perform shooting with an appropriate luminance difference.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the third aspect, the reference exposure value setting means sets a first reference exposure value based on the luminance value, and further sets the first reference exposure value. On the other hand, another reference exposure value is set by changing a predetermined value. In the imaging apparatus configured as described above, the reference exposure value is set based on the luminance value of the subject obtained in the preliminary shooting, so that more appropriate shooting exposure conditions can be set for the subject. it can.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the first or second aspect, the photometric means calculates a block luminance value calculating means for calculating a luminance value for each divided area of the captured image as a block luminance value. The photographing number setting means sets the number of photographing based on the distribution of the luminance value of the subject and the block luminance value. In the imaging apparatus configured as described above, the number of times of batch shooting is set based on the distribution of the block luminance value of the subject obtained in one preliminary shooting, so that one preliminary shooting is performed. It is possible to set an appropriate number of times of photographing according to the subject brightness.
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the sixth aspect, the shooting number setting means calculates a ratio of block luminance values respectively belonging to a high luminance range or a low luminance range in the block luminance value distribution. It has a ratio calculation means. In the imaging apparatus configured as described above, since the distribution ratio of the block luminance values in the high and low luminance ranges is calculated, the distribution mode of the block luminance values can be confirmed accurately, and a more appropriate number of photographing can be set. it can.
[0021]
According to an eighth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the seventh aspect, the photographing number setting means corresponds to the range of the high luminance or low luminance range in which the ratio of the block luminance values is a predetermined value or more. The number of times of photographing is set so that photographing under various exposure conditions is added. In the imaging apparatus configured as described above, shooting is performed under the exposure condition corresponding to the range according to the ratio of the block luminance values belonging to the high luminance range or the low luminance range. Therefore, it is possible to set the number of times of batch shooting more accurately reflecting the subject brightness.
[0022]

Claim

9 The present invention relates to an imaging method for performing batch shooting including one or more shootings in order to synthesize one image from a plurality of images under different exposure conditions. The brightness value of the subject is measured based on the photographed image output from the means, and the number of times of batch photography is set based on the brightness value.
[0023]
In the imaging method configured as described above, in order to synthesize one image from a plurality of images under different exposure conditions, in the imaging method in which batch shooting is performed including one or more shootings, the luminance obtained by one preliminary shooting is used. The number of times of batch shooting is set based on the value, and the shutter time lag can be reduced compared to the case where the number of times of shooting is set by performing a plurality of preliminary shootings as in the prior art.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments will be described. First, an overall electrical configuration of an embodiment of an imaging apparatus to which the present invention is applied will be described based on a block configuration diagram shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a single-plate color CCD image pickup device that photoelectrically converts an optical signal into an electric signal, and has an electronic shutter function. The CCD image pickup device 1 includes a lens 2 and an aperture / shutter mechanism 3. The subject image is input through the screen. The output of the CCD image pickup device 1 is amplified by an amplifier 4 after noise is removed by a correlated double sampling circuit or the like. Reference numeral 5 denotes an A / D converter that converts the output of the amplifier 4 that is analog data into digital data. Reference numeral 6 denotes a camera signal processing circuit that processes an image pickup signal from the CCD image pickup device 1 as image data. 7 is an AF circuit that extracts AF (autofocus) information for controlling focus, and AE (auto exposure) information for controlling exposure, using a preliminary imaging signal from the CCD image sensor 1 prior to the original photographing. The AWB circuit extracts the AE circuit and the AWB (auto white balance) information for setting the white balance. The output signal from the AF, AE, and AWB circuit 7 sends the AF information to the lens 2 via the CPU 8, and the aperture / shutter. AE information is given to the mechanism 3 and AWB information is given to the camera signal processing circuit 6.
[0025]
A compression processing circuit 9 compresses the data amount (JPEG). Image data compressed by the compression circuit 9 is recorded on the memory card 15 via the memory card I / F 14. 10 is a memory controller, and 11 is a DRAM, which is used as a working memory when performing color processing of image data. Reference numeral 12 denotes a display circuit, and reference numeral 13 denotes an LCD display unit. These are used, for example, for reading out and displaying data recorded in the memory card 15 and confirming the photographing state. A personal computer I / F 16 is used to transfer data recorded on the memory card 15 to the personal computer 17. In FIG. 1, reference numeral 18 denotes a timing generator that generates timing pulses for driving the CCD image pickup device 1, and drives the CCD image pickup device 1 under the control of the CPU 8. Reference numeral 19 denotes a strobe mechanism, which is controlled via the CPU 8 based on AE information obtained from preliminary photographing prior to the original photographing, and controls whether or not to emit strobe light and control the amount of light emitted from the strobe light. Reference numeral 20 denotes an input key of the CPU which can set various shooting modes, shooting scene modes and shooting conditions, drive various switches, and the like.
[0026]
Next, a shooting / recording operation of the imaging apparatus having the above configuration will be described. In the present embodiment, as the shooting mode, the same subject is shot a plurality of times with different exposure amounts as compared with the normal shooting mode in which an imaging signal for one screen is obtained by one shooting based on normal AE information, and the exposure amount is set. It has an SL shooting mode that generates image signals for a plurality of different screens and performs synthesis processing to obtain a wide dynamic range (hereinafter abbreviated as SL: Super Latitude) composite image, which can be set with input keys and will be described later. In this way, the CPU 8 can automatically switch and set the photographing mode based on the luminance value obtained by dividing and metering the screen.
[0027]
When a normal shooting mode in which SL shooting is not performed is set, an image pickup signal obtained by one shooting is converted into a digital signal by the A / D converter 5 based on normal AE information, and a camera signal processing circuit 6 is subjected to predetermined signal processing, and then compressed in the compression circuit 9 and recorded in the memory card 15.
[0028]
On the other hand, when the SL shooting mode is set, a camera configured as shown in FIG. 2 from information obtained from image signals for a plurality of screens with different exposure amounts that have been photographed, for example, information obtained from image signals for three screens. The signal processing circuit 6 is used to generate a SL composite image.
[0029]
In FIG. 2, reference numeral 6-1 denotes a first memory for storing short-time exposure image data photographed under a short-time exposure condition (large Bv value) determined based on AE information described in detail below. 2 is a second memory for storing first long-exposure image data taken under the first long-exposure condition (intermediate Bv value) that is also determined based on AE information, and 6-3 Similarly, a third memory 6-4 for storing second long-exposure image data photographed under the second long-exposure condition (small Bv value) determined based on the AE information is a short-exposure image. A multiplier 6-5 for multiplying the short-time exposure image data read from the first memory 6-1 by the exposure amount ratio A (= LE1 / SE) of the first long-exposure image and the first long-exposure image, The exposure amount ratio B (= LE2 / LE1) between the first long-exposure image and the second long-exposure image is expressed as the second memo. A multiplier for multiplying the first long-exposure image data read out from 6-2, 6-6, a short-exposure image data subjected to the multiplication process, and a first long-exposure image data subjected to the multiplication process. A synthesis circuit 6-7 for synthesizing and forming a wide dynamic range synthesized image from the second long-exposure image data read from the third memory 6-3 was obtained by the synthesis circuit 6-6. It is a compression processing circuit that compresses and outputs an SL composite image. In the normal shooting mode in which the SL shooting is not performed, the single-exposure image data is stored in, for example, the third memory 6-3, and only the compression process is performed without performing the combining process, and the image data is output. ing.
[0030]
Next, a first processing operation mode related to AE exposure in the imaging apparatus according to the above embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. First, preliminary shooting is performed prior to original shooting, and AE information is acquired using an image pickup signal obtained from the CCD image pickup device 1. In this first processing operation mode, FIG. Of the four preset AE exposure conditions shown in Table 1, exposure conditions C slightly lower than the Bv median value Bv (Av: 3, Tv: 5, Sv: 5, Bv: 3) Is selected, and one preliminary shooting is performed (step S1).
[0031]
Then, as described in the prior art, the captured image obtained by the preliminary shooting performed under the exposure condition C is divided into 9 × 9 blocks, and the average value of each RGB signal and the weighting calculation are divided. On the basis of the weighted average value Y of the subject brightness obtained in step 1, the subject subject is a subject whose brightness is appropriate exposure under the selected exposure condition C, a brighter subject, or a darker subject Is determined as appropriate exposure (step S2). In this determination, if the weighted average value Y of the subject brightness is within the range of 32 to 960 (32 <Y <960), it is determined that the exposure is appropriate, and if it is 32 or less, it is determined that the subject is a darker subject. 960 or higher, it is determined that the subject is brighter.
[0032]
If it is determined in this determination step S2 that the subject is darker, two shootings (SL shooting) are executed assuming that the Bv value is 1 and -2 (step S3), and the subject is brighter. When the determination is made, assuming that the Bv value is 6 and 11, photographing twice (SL photographing) is executed (step S4). In this case, when the Bv value is set, the main photographing exposure conditions are determined using the program diagram of FIG. 10 in the same manner as described in the conventional example, and two main photographing is executed. Is done.
[0033]
On the other hand, if the weighted average value Y of the subject luminance is in the range of 32 to 960 and it is determined that the exposure is appropriate in the appropriate exposure determination step S2, the brightness (luminance) of the AE area of the preliminary photographed image is determined. Distribution) histogram analysis is performed (step S5). That is, as shown in FIG. 4, a luminance distribution diagram (histogram) is created based on the luminance values of the 9 × 9 divided blocks. In FIG. 4, the horizontal axis indicates brightness (10 bits), and the vertical axis indicates frequency (number of blocks). Next, as a determination based on this histogram analysis, first, it is determined whether or not the frequency belonging to the region A having a brightness of 32 or less is 5 or more (step S6).
[0034]
If the frequency of the area A whose brightness is 32 or less is less than 5, it is next determined whether or not the frequency of the area B whose brightness is 960 or more is 5 or more (step S7). If the frequency is less than 5, it can be seen that the subject has few parts that are too bright and too dark, and there is no point in taking multiple SL shots. (Step S8). In this case, the Bv value (Bv1) is calculated based on the weighted average luminance value Y by a normal calculation method according to the equation (2) described above.
[0035]
In the determination of step S7, if the frequency of the region B where the brightness is 960 or more is 5 or more, it is determined that the subject has a portion that is too bright and the second shooting (SL shooting) is executed (step S7). S9). The Bv value in that case is the Bv value (Bv1) calculated by a normal method as in the case of one-time shooting, and the Bv value (Bv2) of (Bv1 + 3) added to the Bv value (Bv1) by three stages. . That is, for example, if Bv1 is 3, Bv2 is 6.
[0036]
If the frequency of the region A whose brightness is 32 or less is 5 or more in the determination in step S6, it is next determined whether or not the frequency of the region B whose brightness is 960 or more is 5 or more. (Step S10). If the frequency is less than 5, it is determined that the subject has a portion that is too dark, and the second shooting (SL shooting) is executed (step S11). The Bv value in that case is the Bv value (Bv1) calculated by a normal method as in the case of one-time shooting, and the Bv value (Bv2) of (Bv1-3) subtracted from the Bv value (Bv1) by three steps. And That is, for example, if Bv1 is 3, Bv2 is 0.
[0037]
In the determination of step S10, if the frequency of the region B where the brightness is 960 or more is 5 or more, it is determined that there are many parts that are too bright and too dark for the subject, and three times of shooting (SL shooting) are executed. (Step S12). The Bv value in that case is the Bv value (Bv1) calculated by a normal method as in the case of one-time shooting, and the Bv value (Bv2) of (Bv1 + 3) added to the Bv value (Bv1) by three steps, The Bv value (Bv3) obtained by subtracting three steps from the Bv value (Bv1) is (Bv1-3).
[0038]
Based on the Bv value at the time of each photographing obtained as described above, a photographing exposure condition is set using a program diagram and photographing is performed a predetermined number of times. In the case of SL photographing, composition processing is performed. Become.
[0039]
As described above, according to the first AE processing operation mode, the number of times of photographing and the photographing exposure condition are set based on the photometric luminance value by one preliminary photographing. The shutter time lag can be reduced as compared with the case where the preliminary shooting is performed twice.
[0040]
Next, the second AE exposure processing operation mode will be described based on the flowchart of FIG. Also in this AE exposure processing operation mode, first, the exposure condition C is selected and one preliminary shooting is performed (step S21), and the weighted average value Y of the subject luminance is similarly obtained from the obtained captured image, and the exposure condition is determined. Appropriate exposure determination is performed as to whether C is a subject with brightness that is appropriate exposure, a brighter subject, or a darker subject (step S22). If it is determined that the subject is darker, two shootings (SL shooting) are executed assuming that the Bv value is 1 and -2 (step S23), and if it is determined that the exposure is appropriate. Similarly, histogram analysis of the brightness of the AE area of the preliminary photographed image is performed (step S24). Then, based on the histogram analysis, it is determined whether or not the frequency belonging to the region A whose brightness is 32 or less is 5 or more (step S25), and if the frequency is less than 5, then the region whose brightness is 960 or more It is determined whether or not the frequency belonging to B is 5 or more (step S26). If the frequency is less than 5, the normal shooting mode is shot once (step S27). If the frequency is 5 or more, Second shooting (SL shooting) is performed (step S28).
[0041]
If the frequency of the area A having a brightness of 32 or less is 5 or more in the determination in step S25, it is next determined whether or not the frequency of the area B having a brightness of 960 or more is 5 or more (step S25). S29) When the frequency is less than 5, the second shooting (SL shooting) is executed (step S30), and when the frequency is 5 or more, the third shooting (SL shooting) is executed (step S31).
[0042]
The operations in the steps up to step S31 are the same as those in the first AE exposure processing operation mode. However, in this processing operation mode, it is determined that the subject is brighter in the appropriate exposure determination step S22. In this case, unlike the first AE exposure processing operation mode in which the two-time shooting is immediately set, the adjacent exposure condition B (Av: 3, Tv: 9, Sv: 5, Bv: with a Bv value higher than the exposure condition C: 7) is selected, and the second preliminary shooting is performed (step S32).
[0043]
That is, when it is determined that the subject is brighter in the appropriate exposure determination step S22, the second preliminary shooting is performed under the exposure condition B, and the weighted average value Y of the luminance values of the captured image obtained by the preliminary shooting is performed. Based on the above, the appropriate exposure determination similar to step S22 is performed (step S33). Even in the preliminary shooting under the exposure condition B, if it is determined that the subject is brighter, the exposure condition for the two shooting is determined assuming Bv (8) and Bv (11), and the shooting is performed twice. (SL shooting) is executed (step S34).
[0044]
In the appropriate exposure determination step S33, when it is determined that the exposure is appropriate in the preliminary shooting under the exposure condition B, similarly to the case where the appropriate exposure is determined in the appropriate exposure determination step S22 by the preliminary shooting under the exposure condition C. Then, the process proceeds to histogram analysis step S24 for the brightness of the AE region, and thereafter, one to three times of imaging are performed based on the histogram analysis result (step S25 to step S31).
[0045]
As described above, in the second AE exposure processing operation mode, for the bright subject, the two preliminary shootings of the exposure condition C and the exposure condition B are performed. When the contrast is low, not limited to shooting, it is possible to perform one shooting in the normal shooting mode, and it is possible to accurately perform SL shooting only when necessary.
[0046]
Next, the third AE exposure processing operation mode will be described based on the flowchart of FIG. In this AE exposure processing mode, the processing operation after the histogram analysis step in the first AE exposure processing operation mode shown in the flowchart of FIG. 3 is omitted, and the brightness value of the captured image always obtained by one pre-shooting is obtained. Based on this, the second shooting (SL shooting) is executed.
[0047]
That is, as shown in FIG. 6, first, the exposure condition C is selected and preliminary photographing is performed (step S41), the weighted average value Y of the subject luminance is obtained from the obtained photographed image, and the exposure condition C is set to the appropriate brightness. A proper exposure determination is made as to whether the subject is a current subject, a brighter subject, or a darker subject (step S42). If it is determined that the exposure C is appropriate exposure, the shooting exposure condition is determined assuming that the Bv value is 1 and 4, and shooting is performed twice (step S43). If it is determined that the Bv value is 1 and -2, the shooting exposure condition is determined, and shooting is performed twice (step S44). Similarly, if it is determined that the subject is brighter, the Bv value is determined. Are assumed to be 6 and 9, and the photographing exposure condition is determined, and the second photographing is executed (step S45).
[0048]
In this way, the histogram analysis processing step is omitted, and one having a predetermined value is selected from the three Bv value sets prepared in advance based on the luminance value obtained by one preliminary shooting. Therefore, it is not necessary to calculate the Bv value individually, and processing can be performed in a short time.
[0049]
Next, a fourth AE exposure processing operation mode will be described based on the flowchart of FIG. In this processing operation mode, it is first determined which one of the one shooting mode and the multiple SL shooting mode is set by the input key (step S51), and the multiple SL shooting mode is set. If it has been performed (step S52), then by each process of steps S1 to S12 in the first AE exposure processing operation mode shown in the flowchart of FIG. Three times of actual photographing are executed (step S53).
[0050]
On the other hand, when the conventional single shooting mode is set (step S54), first, the exposure condition C is set and preliminary shooting is performed (step S55), and a weighted average of subject luminance is obtained from the obtained shot image. A value Y is obtained, and appropriate exposure determination is performed as to whether the exposure condition C is a subject of brightness that is appropriate exposure, a darker subject, or a brighter subject (step S56). If it is determined that the subject is appropriate exposure or a darker subject, preliminary shooting is performed again based on the exposure condition D (step S56). If it is determined that the subject is brighter, the preliminary shooting is performed based on the exposure condition A. Shooting is performed (step S57), and then preliminary shooting is performed under the exposure condition B (step S58).
[0051]
Then, the weighted average value Y is obtained from the brightness value of the pre-captured image obtained under the exposure condition D or the exposure conditions A and B as described above, and an appropriate exposure condition Bv value is set based on the weighted average value Y, and the Bv value is set. Based on this, the main photographing exposure condition is determined.
[0052]
According to the fourth processing operation mode, the shooting mode determination step is provided, and in the single shooting mode, the preliminary shooting is performed four times as in the prior art, but the shooting conditions are set with high accuracy and the SL is performed a plurality of times. In the shooting mode, only one preliminary shooting is required. Therefore, shooting can be executed accurately without increasing the shutter time lag.
[0053]
【The invention's effect】
As described above based on the embodiments, the invention according to claim 1 is configured to set the number of times of batch shooting based on the luminance value of the subject obtained by one preliminary shooting. Therefore, even when shooting multiple times under different exposure conditions, it is possible to reduce the shutter time lag compared to multiple times of preliminary shooting. According to the second aspect of the present invention, the preliminary shooting is normally completed only once, and the preliminary shooting is performed again only when necessary, so that the shutter time lag can be normally shortened and the batch shooting is performed. It is possible to set an appropriate number of times of shooting. According to the third aspect of the present invention, it is possible to set appropriate exposure conditions at the time of batch shooting according to the luminance of the subject. According to the fourth aspect of the present invention, since the reference exposure value serving as a reference for setting each exposure condition at the time of batch shooting is set, it is possible to perform shooting with an appropriate luminance difference. According to the fifth aspect of the present invention, since the reference exposure value is set based on the luminance value of the subject obtained in the preliminary shooting, it is possible to set a more appropriate shooting exposure condition for the subject. Can do. According to the sixth aspect of the invention, since the number of times of batch shooting is set based on the distribution of the block luminance values of the subject obtained in one preliminary shooting, one preliminary shooting is performed. The number of times of shooting can be set according to the subject brightness.
[0054]
According to the invention of claim 7, since the ratio of the distribution of the block luminance values in the high and low luminance ranges is calculated, the distribution mode of the block luminance values is accurately confirmed, and a more appropriate number of times of photographing is set. Can do. Further, according to the invention according to claim 8, since the photographing of the exposure condition corresponding to the range is added according to the ratio of the block luminance values respectively belonging to the high luminance range or the low luminance range, one preliminary photographing is performed. However, it is possible to set the number of times of batch shooting reflecting the subject brightness. And claims 9 According to the invention according to the present invention, in the imaging method for performing batch shooting including one or more shootings in order to synthesize one image from a plurality of images under different exposure conditions, based on the luminance value obtained by one preliminary shooting. The number of times of batch shooting is set, and the shutter time lag can be reduced as compared with the case where the number of times of shooting is set by performing a plurality of preliminary shootings as in the prior art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of an imaging apparatus according to the present invention.
2 is a block configuration diagram showing a configuration example of a camera signal processing circuit in the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
3 is a flowchart for explaining the operation of the first AE exposure processing operation mode of the imaging apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a histogram showing a luminance distribution obtained by split photometry of a subject when AE information is acquired by preliminary shooting.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of a second AE exposure processing operation mode in the imaging apparatus shown in FIG. 1;
6 is a flowchart for explaining the operation of a third AE exposure processing operation mode in the imaging apparatus shown in FIG. 1; FIG.
7 is a flowchart for explaining an operation of a fourth AE exposure processing operation mode in the imaging apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a pre-shooting mode when acquiring AE exposure information with respect to an exposure possible range of the camera.
FIG. 9 is a diagram illustrating a mode in which subject photometry is performed when an AE exposure is acquired.
FIG. 10 is a program diagram used for determining a photographing exposure condition from a Bv value set by AE exposure.
[Explanation of symbols]
1 CCD image sensor
2 Lens
3 Aperture / Shutter Mechanism
4 amplifiers
5 A / D converter
6 Camera signal processing circuit
6-1 First memory
6-2 Second memory
6-3 Third memory
6-4, 6-5 multiplier
6-6 Synthesis circuit
6-7 Compression circuit
7 AF / AE / AWB circuit
8 CPU
9 Compression circuit
10 Memory controller
11 DRAM
12 Display circuit
13 LCD display
14 Memory card I / F
15 Memory card
16 PC I / F
17 PC
18 Timing generator
19 Strobe mechanism
20 Input key

Claims

In order to synthesize one image from a plurality of images under different exposure conditions, in an imaging apparatus that performs batch shooting including one or two or more shootings, an imaging unit that outputs a shot image, and luminance of a subject based on the shot image An image pickup apparatus comprising: a photometric means for measuring a value; and a photographing number setting means for setting the number of photographings for the batch photographing based on the luminance value obtained by one preliminary photographing.

In order to synthesize one image from a plurality of images under different exposure conditions, in an imaging apparatus that performs batch shooting including one or two or more shootings, an imaging unit that outputs a shot image, and luminance of a subject based on the shot image If the brightness value obtained by the photometric means for measuring the value and the first preliminary shooting is within a predetermined range, the number of times of batch shooting is set based on the luminance value, and the first preliminary shooting is performed. When the brightness value obtained by the above is out of a predetermined range, the number of times of shooting is set to set the number of times of the batch shooting based on the brightness value obtained by performing preliminary shooting again after changing the conditions. And an imaging device.

The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an exposure condition setting unit that sets each exposure condition at the time of the batch shooting based on a luminance value of the subject obtained by the preliminary shooting.

The imaging apparatus according to claim 3, wherein the exposure condition setting unit includes a reference exposure value setting unit that sets a reference exposure value serving as a reference for setting the exposure conditions.

The reference exposure value setting means sets a first reference exposure value based on the luminance value, and further changes a predetermined value with respect to the first reference exposure value to set another reference exposure value. The imaging apparatus according to claim 3, wherein:

The photometry means includes block luminance value calculation means for calculating a luminance value for each divided area of the photographed image as a block luminance value, and the photographing number setting means includes the luminance value of the subject and the block The imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein the number of times of photographing is set based on a distribution of luminance values.

The imaging apparatus according to claim 6, wherein the photographing number setting means includes distribution ratio calculation means for calculating a ratio of block luminance values belonging to a high luminance range or a low luminance range in the distribution of the block luminance values. .

The photographing number setting means sets the photographing number so that photographing with an exposure condition corresponding to the range is added to the high luminance or low luminance range in which the ratio of the block luminance value is equal to or greater than a predetermined value. An imaging apparatus according to claim 7.

In order to synthesize one image from a plurality of images under different exposure conditions, in the imaging method for performing batch shooting including one or more shootings, preliminary shooting was performed once and output from the imaging means by the preliminary shooting. An imaging method, comprising: measuring a luminance value of a subject based on a photographed image, and setting the number of photographing times of the batch photography based on the luminance value.