JP4356204B2 - 電子カメラシステム、および照明シミュレーションプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多灯撮影される画像を、シミュレーションする電子カメラシステムに関する。
また、本発明は、上記電子カメラシステムをコンピュータ制御で実現するための照明シミュレーションプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、撮影テクニックの一つとして、多灯撮影が知られている。
この多灯撮影では、複数の照明装置（多灯ストロボや多灯ライトなど）を使用して、被写体を多方面から照明する。このとき、各方向からの照明光量を調整することにより、被写体の陰影バランスや質感や立体感を細かく調整することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した多灯撮影の光量調整では、照明装置一つ一つについて光量調整が行われていた。このとき、全体の陰影バランスが予想外に変化するため、インスタントカメラを用いて撮影結果を確認する必要があった。そのため、所望の照明条件が得られるまで、照明装置一つ一つの光量調整と、インスタントカメラによる撮影確認を何度も繰り返すことが多かった。
【０００４】
また、撮影現場（照明装置の配置や被写体の種類等）がわずかに変化しただけでも、上記のような光量調整を一からやり直さなければならなかった。
このような理由から、長年の経験や勘を有する熟練者を除いては、手軽に多灯撮影を行うことが非常に困難であった。
そこで、本発明では、電子カメラを応用して、多灯撮影を手軽かつ的確に実施するための支援を行うことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、複数の照明装置を調光して被写体を複数方面から独立な光量の組み合わせで照明しつつ、撮像手段で複数回の撮影を行って、複数のテスト画像データを収集する撮影制御手段と、撮影制御手段により収集されたテスト画像データを重み合成することにより、複数の照明装置を仮定の照明条件で発光させた場合のシミュレーション画像を生成する合成手段とを備えたことを特徴とする。
上記構成では、撮影制御手段が、複数の照明装置を独立な光量の組み合わせで調光制御しながら複数回の撮影を行い、テスト画像データを収集する。合成手段は、このように収集されたテスト画像データを重み合成することにより、仮定の照明条件の元で撮影されると予想されるシミュレーション画像を生成する。
【０００６】
また、合成手段は、仮定の照明条件として複数の照明装置の全体光量および光量比を外部から取得する入力手段を有し、取得した全体光量および光量比に対応して、テスト画像データを重み合成する際の重み係数を決定する。一般的に、テスト画像データの重み係数を個別に変更した場合、仮定の照明条件において全体光量と光量比との双方が同時に変化する。そのため、全体光量と光量比の両方を一度に適正化するように、画像データの重み係数を調整しなければならず、煩雑な作業となる。そこで、上記構成では、外部入力される全体光量および光量比に基づいて重み係数を決定し、決定した重み係数を使用してシミュレーション画像を生成する。したがって、全体光量と光量比とをほぼ独立に調整しながら、シミュレーション画像を生成することが可能となり、所望のシミュレーション画像に効率良く到達することが可能となる。
【０００７】
また、撮影制御手段は、合成手段により生成されるシミュレーション画像を表示して、ユーザーから撮影許可を仰ぐ手段を有し、撮影許可を得たシミュレーション画像と同等の照明条件となるように複数の照明装置を調光制御して、銀塩カメラまたは撮像手段による本撮影を支援する。上記構成では、ユーザーが撮影許可を与えれば、その時点における仮定の照明条件とほぼ同等の照明条件で、複数の照明装置を実際に調光制御する。したがって、照明条件のシミュレーションから本番撮影までを円滑かつ迅速に行うことが可能となる。
【０００８】
本発明の記録媒体は、撮像手段および複数の照明装置と組み合わせてシステム構成されたコンピュータを、上記記載の撮影制御手段および合成手段として機能させるための照明シミュレーションプログラムが記録されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
【００１０】
《第１の実施形態》
図１は、第１の実施形態における電子カメラシステム１１の構成を示す図である。
図１において、被写体１２を撮影する位置に、電子カメラ１３と銀塩カメラ１４とが近接して配置される。さらに、被写体１２を多方面から照明するように、複数のストロボ１５ａ〜ｃが配置される。
コンピュータ１６は、これらの電子カメラ１３，銀塩カメラ１４およびストロボ１５ａ〜ｃを、リモート端子やＩＥＥＥ１３９４インターフェースなどを介して制御する。
このコンピュータ１６には、記録媒体１７に記録された照明シミュレーションプログラムがインストールされている。
【００１１】
（第１の実施形態と本発明との対応関係）
以下、本発明との対応関係について説明する。
請求項の記載事項と第１の実施形態との対応関係については、撮像手段は電子カメラ１３に対応し、撮影制御手段はコンピュータ１６による『ストロボ１５ａ〜ｃを調光制御しながら電子カメラ１３で複数回の撮影を行って、テスト画像データを収集する機能』に対応し、合成手段はコンピュータ１６による『テスト画像データを合成して、仮定の照明条件におけるシミュレーション画像を生成する機能』に対応する。合成手段はコンピュータ１６による『全体光量および光量比の入力に応じて重み係数を決定して、テスト画像データを重み合成する機能』に対応する。撮影制御手段は、コンピュータ１６による『ユーザーの撮影許可に応じて、シミュレーション画像と同等の照明条件でストロボ１５ａ〜ｃに調光値を設定する機能』に対応する。記録媒体は記録媒体１７に対応する。
【００１２】
（第１の実施形態の動作説明）
以下、照明シミュレーションプログラムの動作手順について説明する。
まず、コンピュータ１６は、図２に示すウィンドウ２０を、登録・生成して画面上に描画する。このウィンドウ２０には、シミュレーション画像２１、全体光量バー２２，光量比バー２３，テスト撮影釦２４，シミュレーション画像記録釦２５，本撮影釦２６および終了釦２７が、それぞれ配置される。
【００１３】
コンピュータ１６は、ウィンドウ２０の描画を行った後、メッセージループに入り、ＯＳ（オペレーションシステム）からのメッセージを待機する。
図３は、このＯＳからのメッセージに基づいて実行される、ウィンドウ２０のウィンドウプロシジャを説明する流れ図である。以下、この図３に示すステップ番号に沿って、動作を説明する。
【００１４】
ステップＳ１： 『テスト撮影釦が押された』というメッセージに応じて、コンピュータ１６は動作をステップＳ２に移行する。一方、それ以外のメッセージの場合、コンピュータ１６は動作をステップＳ７に移行する。
【００１５】
ステップＳ２： コンピュータ１６の内部メモリ上には、例えば下記のような独立した調光値の組み合わせが用意される。
▲１▼ストロボ１５ａの単独フル発光
▲２▼ストロボ１５ｂの単独フル発光
▲３▼ストロボ１５ｃの単独フル発光
コンピュータ１６は、これらの照明条件▲１▼〜▲３▼の順番で、電子カメラ１３のストロボ撮影を繰り返し、図４に示す３枚分のテスト画像データを収集する。
【００１６】
ステップＳ３： コンピュータ１６は、全体光量バー２２および光量比バー２３の現在位置から、全体光量および光量比を求める。
【００１７】
ステップＳ４： コンピュータ１６は、全体光量に各ストロボの光量比を乗じて、ストロボ１５ａ〜ｃの仮定の照明条件をそれぞれ決定する。コンピュータ１６は、この調光値に近似するように照明条件▲１▼〜▲３▼を組み合わせて、テスト画像データの重み係数を決定する。
例えば、ストロボ１５ａ〜ｃの仮定の照明条件が（５０％発光，２０％発光，１０％発光）であった場合、図４に示す３枚のテスト画像データの重み係数は（５０％、２０％，１０％）となる。
【００１８】
ステップＳ５： コンピュータ１６は、テスト撮影した画像データを、ステップＳ４で求めた重み係数で合成し、シミュレーション画像をメモリ上に生成する。
【００１９】
ステップＳ６： コンピュータ１６は、ウィンドウ２０の再描画要求（UpdateWindowなど）を起動して、シミュレーション画像２１の表示更新を行う。この表示更新の完了後、コンピュータ１６は、ウィンドウプロシジャを終了してメッセージループに動作を戻す。
【００２０】
ステップＳ７： 『バー操作がなされた』というメッセージに応じて、コンピュータ１６は動作をステップＳ３に移行する。その結果、上述したステップＳ３〜Ｓ６の動作が実行され、バー操作に即応してシミュレーション画像２１の表示更新がなされる。一方、それ以外のメッセージの場合、コンピュータ１６は動作をステップＳ８に移行する。
【００２１】
ステップＳ８： 『本撮影釦が押された』というメッセージに応じて、コンピュータ１６は動作をステップＳ９に移行する。一方、それ以外のメッセージの場合、コンピュータ１６は動作をステップＳ１１に移行する。
【００２２】
ステップＳ９： コンピュータ１６は、現時点における仮定の照明条件に基づいて、ストロボ１５ａ〜ｃの調光値をそれぞれ設定する。
【００２３】
ステップＳ１０： コンピュータ１６は、銀塩カメラ１４を制御して多灯撮影を実行する。この多灯撮影後、コンピュータ１６は、ウィンドウプロシジャを終了してメッセージループに動作を戻す。
【００２４】
ステップＳ１１： 『シミュレーション画像記録釦が押された』というメッセージに応じて、コンピュータ１６は動作をステップＳ１２に移行する。一方、それ以外のメッセージの場合、コンピュータ１６は動作をステップＳ１３に移行する。
【００２５】
ステップＳ１２： コンピュータ１６は、現時点のシミュレーション画像をファイル保存する。このファイル保存の後、コンピュータ１６は、ウィンドウプロシジャを終了してメッセージループに動作を戻す。
【００２６】
ステップＳ１３： 『終了釦が押された』というメッセージに応じて、コンピュータ１６は動作をステップＳ１４に移行する。一方、それ以外のメッセージの場合、コンピュータ１６はデフォルト処理に動作を移行する。
【００２７】
ステップＳ１４： コンピュータ１６は、ウィンドウ２０の終了処理を実行し、ウィンドウ２０のメッセージキューに終了メッセージをポストする。コンピュータ１６は、この終了メッセージによってメッセージループを脱出し、照明シミュレーションプログラムの実行を終了する。
【００２８】
（第１の実施形態の効果など）
上述した動作により、第１の実施形態では、全体光量と光量比とを個別に調整しながら、シミュレーション画像を生成することが可能となる。その結果、ユーザーは、シミュレーション画像に基づいて多灯撮影の照明条件を手軽に検討することが可能となる。
また、第１の実施形態では、本撮影釦２６を押すことにより、現時点のシミュレーション画像と同等の照明条件で多灯撮影をそのまま実施することができる。
さらに、第１の実施形態では、シミュレーション画像を適宜に保存することにより、本番の多灯撮影を省略することもできる。
次に、別の実施形態について説明する。
【００２９】
《第２の実施形態》
図５は、第２の実施形態における電子カメラ３１の構成を示す図である。
図５において、被写体１２を撮影する位置に、電子カメラ３１が配置される。さらに、被写体１２を多方面から照明するように、複数のストロボ１５ａ〜ｂが配置される。なお、この複数のストロボ１５ａ〜ｂには、電子カメラ３１の内蔵ストロボが含まれていてもよい。
【００３０】
この電子カメラ３１には、撮影レンズ３２が装着される。この撮影レンズ３２の像空間には、絞りなどを介して撮像素子３３の撮像面が配置される。この撮像素子３３から出力される画像データは、信号処理部３４、Ａ／Ｄ変換部３５を介して、バス３６へ出力される。
このバス３６には、システム制御を行うマイクロプロセッサ３７、画像処理を行う画像処理部３８、画像データの圧縮伸張を行う圧縮伸張部３９、モニタ画像を表示するモニタ表示部４０、レリーズ釦やコマンドダイヤルなどからなる操作部４１、画像メモリ４２、画像保存用のメモリカード４３がそれぞれ接続される。
【００３１】
また、このマイクロプロセッサ３７には、調光設定部４４が接続される。この調光設定部４４は、ストロボ１５ａ〜ｂに対して、調光制御およびＸ接点の出力などを行う。
また、モニタ表示部４０のモニタ画面４５には、図５に示すように、シミュレーション画像４６、全体光量バー４７および光量比バー４８が表示される。
なお、マイクロプロセッサ３７の内部ＲＯＭには、照明シミュレーションプログラムが記録されている。
【００３２】
（第２の実施形態と本発明との対応関係）
以下、本発明との対応関係について説明する。
請求項の記載事項と第２の実施形態との対応関係については、撮像手段は撮像素子３３に対応し、撮影制御手段はマイクロプロセッサ３７による『ストロボ１５ａ〜ｂを調光制御しながら電子カメラ１３で複数回の撮影を行って、テスト画像データを収集する機能』に対応し、合成手段はマイクロプロセッサ３７による『テスト画像データを重み合成してシミュレーション画像を生成する機能』に対応する。合成手段はマイクロプロセッサ３７による『全体光量および光量比の入力に応じて重み係数を決定して、テスト画像データを重み合成する機能』に対応する。撮影制御手段は、マイクロプロセッサ３７による『ユーザーから撮影許可に応じて、シミュレーション画像と同等の照明条件でストロボ１５ａ〜ｂに調光値を設定する機能』に対応する。記録媒体はマイクロプロセッサ３７の内部ＲＯＭに対応する。
【００３３】
（第２の実施形態の動作説明）
以下、照明シミュレーションモードにおける電子カメラ３１の動作について説明する。
まず、ユーザーは、電子カメラ３１およびストロボ１５ａ〜ｂを所定位置に設置した後、電子カメラ３１のレリーズ釦を押す。すると、マイクロプロセッサ３７は、下記の照明条件で順次にストロボ撮影を実施し、テスト画像データを収集する。収集されたテスト画像データは、画像メモリ４２などに一時記録される。
▲１▼ストロボ１５ａの単独フル発光
▲２▼ストロボ１５ｂの単独フル発光
マイクロプロセッサ３７は、光量比バー４８の内分比と全体光量バー４７の指示値とを乗じた値に基づいて、各ストロボの調光値をそれぞれ決定する。コンピュータ１６は、この調光値に近似するように照明条件▲１▼〜▲２▼を組み合わせ、画像合成の重み係数を決定する。マイクロプロセッサ３７は、画像処理部３８を制御して、求めた重み係数に基づいてテスト画像データを画像合成する。
【００３４】
この画像合成により生成されたシミュレーション画像は、モニタ画面４５にシミュレーション画像４６として表示される。
ここで、ユーザーがコマンドダイヤルなどを操作して全体光量バー４７および光量比バー４８を変更すると、上述したシミュレーション画像の生成・表示更新が再び実行される。
【００３５】
このようなバー操作を経て所望のシミュレーション画像が得られると、ユーザーは、電子カメラ３１のレリーズ釦を再び押す。すると、マイクロプロセッサ３７は、調光設定部４４および撮像素子３３を制御して、現時点における仮定の照明条件でストロボ１５ａ〜１５ｂを調光制御しながら多灯撮影を実行する。多灯撮影された画像データは、所定の画像処理および画像圧縮が施された後、メモリカード４３に保存される。
一方、ユーザーは、所望のシミュレーション画像が得られた段階で画像保存の操作を行うことにより、シミュレーション画像をメモリカード４３にファイル保存することもできる。
【００３６】
（第２の実施形態の効果など）
上述した動作により、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
特に、第２の実施形態では、電子カメラ３１単体で本発明の電子カメラシステムを最小構成している。したがって、ストロボ等の照明装置を別途用意するだけで、いつでも手軽に多灯撮影の照明シミュレーションを実行できるという利点がある。
【００３７】
《実施形態の補足事項》
なお、上述した実施形態では、複数の照明装置の数だけ単独フル発光を実行してテスト撮影を行っている。この場合には、仮定の照明条件に対応する重み係数を簡易に算出できるという利点がある。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３８】
一般に、本発明は、独立した光量の組み合わせでテスト撮影を行えば、仮定の照明条件におけるシミュレーション画像を生成することができる。
例えば、ｎ個の照明装置を使用する場合、線形独立なｎ個の調光値からなる基底ベクトルＲ１〜ｎを準備し、基底ベクトルＲ１〜ｎの各要素に従ってｎ個の照明装置を調光制御してテスト撮影を行えばよい。この場合、ｎ個の調光値からなる仮定の照明条件Ｕを、ｎ個の基底ベクトルＲ１〜ｎを用いて、
Ｕ＝ｃ１・Ｒ１＋ｃ２・Ｒ２＋・・・・＋ｃｎ・Ｒｎ
と展開することにより、ｎ個のテスト画像データの重み係数ｃ１〜ｎを決定することが可能となる。なお、このような重み係数には負の値が含まれる場合もある。
【００３９】
また、上述した実施形態では、説明を簡単にするため、撮像手段の非線形特性への対応について説明を省いている。通常の撮像手段は、撮像素子自体の非線形性や階調補正（γ補正など）が加味されるため、非線形の階調変換特性を示す。そこで、テスト撮影に当たっては、撮像手段の階調特性が線形近似できる程度の低照度の照明条件で行うことが好ましい。また、テスト撮影後にテスト画像データの非線形性を階調補正することにより、非線形性をうち消すようにしてもよい。一方、画像合成時には、シミュレーション画像に非線形な階調変換を施すことにより、撮像手段（または銀塩カメラ）の非線形性を正確に反映することが好ましい。
【００４０】
なお、第１の実施形態では、電子カメラ１３と銀塩カメラ１４とを近接配置しているが、本発明はこれに限定されるものではない。銀塩カメラ１４のファインダ光学系に電子カメラ３１を取り付けるなど、多様な形態が可能である。
また、本発明における重み係数の決定は、上述した線形計算によるものに限定されない。例えば、『多様な照明条件における実際の多灯撮影結果』と『テスト画像データの重み合成結果』とを比較しながら、重み係数を予め実験的に求めておいてもよい。この場合、このように求めた重み係数と照明条件との対応関係（例えば、テーブルデータ）を参照することにより、より現実的な重み係数を決定することが可能となる。
【００４１】
なお、上述した実施形態によって、記録媒体に関する発明の実施行為は狭く限定されない。例えば、通信回線を介して照明シミュレーションプログラムを配送し、相手国先のコンピュータの記録媒体（システムメモリやハードディスクなど）に照明シミュレーションプログラムを記録して（させて）もよい。この場合、プログラムの配送元は、相手国内において本発明の記録媒体を製造し、また現に製造された記録媒体を相手国内において配送先に譲渡したこととなる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明では、独立な照明条件の元で撮影されたテスト画像データを重み合成することにより、仮定の照明条件の元で多灯撮影されるシミュレーション画像を生成する。
この場合、合成の重み係数を変更するだけで、多様な照明条件を手軽にシミュレーションできる。したがって、本発明の電子カメラシステムを多灯撮影の光量調整に使用（併用）した場合には、多灯撮影の光量調整に要する手間と時間を削減することが可能となる。
また、シミュレーション画像で足りる場合には、本番の多灯撮影を省略することもできる。
【００４３】
また、外部入力される全体光量および光量比に基づいて重み係数を決定し、決定した重み係数を使用してシミュレーション画像を生成する。したがって、全体光量と光量比とをほぼ独立に調整して、所望のシミュレーション画像に効率良く到達することが可能となる。
【００４４】
また、ユーザーが撮影許可を与えることにより、その時点のシミュレーション画像と同等の照明条件で複数の照明装置を実際に調光制御することができる。したがって、照明条件のシミュレーションから本番撮影までを円滑かつ迅速に実行することが可能となる。
【００４５】
また、本発明の照明シミュレーションプログラムを実行することにより、撮像手段および複数の照明装置と組み合わせてシステム構成されたコンピュータを、上記記載の撮影制御手段および合成手段として機能させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における電子カメラシステム１１の構成を示す図である。
【図２】照明シミュレーションプログラムのウィンドウ２０を示す図である。
【図３】ウィンドウ２０のウィンドウプロシジャを説明する流れ図である。
【図４】テスト撮影により撮影されるテスト画像データの一例を示す図である。
【図５】第２の実施形態における電子カメラ３１による電子カメラシステムの最小構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 電子カメラシステム
１２ 被写体
１３，３１ 電子カメラ
１４ 銀塩カメラ
１６ コンピュータ
１７ 記録媒体
２０ ウィンドウ
２２ 全体光量バー
２３ 光量比バー
２４ テスト撮影釦
２５ シミュレーション画像記録釦
２６ 本撮影釦
２７ 終了釦
３３ 撮像素子
３４ 信号処理部
３５ Ａ／Ｄ変換部
３７ マイクロプロセッサ
３８ 画像処理部
３９ 圧縮伸張部
４０ モニタ表示部
４１ 操作部
４３ メモリカード
４４ 調光設定部
４５ モニタ画面
４６ シミュレーション画像
４７ 全体光量バー
４８ 光量比バー

Claims (3)

1. 被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
   複数の照明装置を調光して前記被写体を複数方面から独立な光量の組み合わせで照明しつつ、前記撮像手段で複数回の撮影を行って、複数のテスト画像データを収集する撮影制御手段と、
   仮定の照明条件として前記複数の照明装置の全体光量および光量比を外部から取得する入力手段を有するとともに、前記撮影制御手段により収集された前記テスト画像データを、取得した前記全体光量および前記光量比に対応した重み係数を用いて重み合成することにより、前記複数の照明装置を仮定の照明条件で発光させた場合のシミュレーション画像を生成する合成手段と、
   を備えたことを特徴とする電子カメラシステム。
2. 請求項１に記載の電子カメラシステムにおいて、
   前記撮影制御手段は、
   前記合成手段により生成される前記シミュレーション画像を表示して、ユーザーから撮影許可を仰ぐ手段を有し、撮影許可を得たシミュレーション画像と同等の照明条件となるように前記複数の照明装置を調光制御して、銀塩カメラまたは前記撮像手段による本撮影を支援する
   ことを特徴とする電子カメラシステム。
3. 撮像手段および複数の照明装置と組み合わせてシステム構成されたコンピュータを、請求項１または請求項２に記載の撮影制御手段および合成手段として機能させるための照明シミュレーションプログラムを記録した
   ことを特徴とする機械読み取り可能な記録媒体。

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