JP4576658B2 - 撮像装置、撮像方法及び撮像プログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば被写体からの映像光を撮像素子を用いて電気信号に変換して撮影を行うカメラ装置などの撮像装置、そして撮像方法及び撮像プログラムに関する。詳しくは、撮像素子の撮像面で輝度レベルが最も低い部分とそれ以外の部分との輝度レベルの比率を求めて逆光状態を検出し、自動的に所定の逆光補正を行うようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、いわゆる逆光と判定された場合にオーバー側に露出補正を行って露出アンダーの写真を防止するカメラ装置が知られている。このようなカメラ装置としては、例えば特開昭６２−１１０３６９号公報に示されるような技術が提案されている。すなわちこの公報に開示された発明は、主要被写体が画面の中央に位置する可能性が高いという傾向を利用したもので、撮像画面を中央部とそれ以外の周辺部に分割し、各部の輝度レベルを得てこの両者の比によって露出を調整して、画面中央部にある主要被写体に適切な露出を得ようとするものである。
【０００３】
すなわちこのカメラ装置においては、撮像画面の中央領域に位置する被写体の輝度と、この中央領域の周辺領域に位置する被写体の輝度をそれぞれ検出し、中央領域の被写体輝度が周辺領域の被写体輝度より所定値以上低い場合には、中央領域の被写体が逆光状態であると判定して、撮影時にオーバー側の露出補正を行う。これによれば、上記中央領域の被写体が露出アンダーのために黒くつぶれるといった失敗が防止されるものである。
【０００４】
また従来から、逆光と判定された場合に行われるオーバー側の露出補正では、例えばカメラ内部に持っている露出基準値を上げる装置が知られている。すなわちこのカメラ装置では、例えば撮像素子（ＣＣＤ）の出力信号から光学検出回路（ＯＰＤ）を通って得られた積分信号が、カメラ内部に持っている露出基準値と比較して大きいか小さいかを判定し、大きければアンダー側の露出補正を、小さければオーバー側の露出補正を行っている。そこで逆光状態では、その露出基準値を上げてオーバー側の露出補正を行う。これによれば、上記中央領域の被写体が露出アンダーのために黒くつぶれるといった失敗が防止されるものである。
【０００５】
さらに近年、適正な測光値を求めるために、クリップレベルの異なる複数の高輝度クリップ回路を設け、撮影シーンに応じたクリップレベルを有する高輝度クリップ回路を通過した輝度信号を利用するようにしたカメラ用露出制御装置が提案されている（特開平２−２６８０８０号公報参照）。これによれば、撮影シーンが逆光と判断された場合には、被写体の輝度信号をクリップレベルの低い高輝度クリップ回路を介して入力することにより測光値を求め、その測光値が基準値になるようにアイリス絞りの開度が調節されることによって、露出アンダーのために黒くつぶれるといった失敗が防止される。
【０００６】
なお上述のように露出基準値を上げてオーバー側の露出補正を行う方法では、例えば自動車等の動く被写体を撮影するような場合において、逆光と判定した場合とそうでない場合が混在するような環境で、露光基準値の上下を繁盛に行うことになり、露光制御の不安定を招かないための遅延動作等の工夫を強いられることがある。
【０００７】
それに対して、撮像素子（ＣＣＤ）の出力信号から光学検出回路（ＯＰＤ）を通って得られた積分信号の高輝度成分レベルを予め測定し続け、逆光の度合いに応じて高輝度クリップレベルを連続可変する方式では、クリップするほど光学検出回路（ＯＰＤ）の積分信号が小さくなり、露光制御としては、あたかも撮像素子（ＣＣＤ）の入射光量が小さいと判断した場合と同じようにオーバー側の露光制御を行う。その時には図１１に示すように露光基準値を加減する必要が無く、従来の露光制御をそのまま生かすことができ、その分のシステムの信頼性を維持することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述のような中央領域及び周辺領域の被写体輝度を比較する方式では、主要被写体が、画面中央領域とその周辺領域にまたがるようなときには、中央領域と周辺領域との輝度差が小さくなるので、逆光であっても逆光と判定できず、露出補正が行われない場合があり、このような場合には主要被写体が露出アンダーになってしまう。
【０００９】
また、主要被写体がいつも画面中央領域に位置するとは限らず、その周辺領域に位置していて逆光状態の場合には、周辺部の被写体輝度が中央領域の被写体輝度より低くなるために、逆光であっても逆光と判定できず、露出補正が行われない場合があり、このような場合にも主要被写体が露出アンダーになってしまうことになる。
【００１０】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置では、主要被写体が周辺領域に位置していた場合には、逆光状態であっても逆光と判定できないことがあり、その場合には適正な露出補正が行われずに主要被写体が露出アンダーになってしまうなど、良好な逆光補正を行うことができなかったというものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、撮像素子の撮像面を複数に分割してその分割に基づく検出枠を設定する設定手段と、検出枠ごとの検出枠内の輝度が所定の基準値より高い部分の面積の割合に応じて輝度レベルを検出する検出手段と、検出された輝度レベルが最も低い検出枠から検出された輝度レベルと検出された輝度レベルが最も低い検出枠以外の検出枠から検出された輝度レベルの平均値との比率を求める演算手段と、比率が所定の値以上のときに逆光と見做して露出補正処理を行う露出補正手段と、露出補正処理を行っているときに、基準値をプラス方向へシフトする基準値設定手段とを備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
すなわち本発明は、映像光を撮像素子を用いて電気信号に変換して撮影を行うカメラ装置であって、撮像素子の撮像面を複数に分割してその分割に基づく検出枠を設定する設定手段と、設定された検出枠ごとの輝度レベルを検出する検出手段と、検出された輝度レベルが最も低い検出枠から検出された輝度レベルと検出された輝度レベルが最も低い検出枠以外の検出枠から検出された輝度レベルの平均値との比率を求める演算手段とを有し、求められた比率が所定の値以上のときに逆光と見做して補正処理を行うものである。
【００１３】
この本発明によれば、暗い分布の暗さの度合いが大きければ逆光状態と判断して、ピーク値を検出された光学検出回路（ＯＰＤ）の出力の積分信号の高輝度成分リミッタ値を下げ、あたかも撮像素子（ＣＣＤ）の入射光量が小さいかのような撮影状態を作り出して、露光オーバー側に設定（明るめに露光補正）できる。
従って撮像素子（ＣＣＤ）入射光量の大小に応じて露出制御するシステムそのものに手を加えなくてすむので、従来のシステムをそのまま生かすことができ、露光演算システムに複雑な処理を追加する必要が無いので、システムの信頼性を維持することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明を説明するに、図１は本発明を適用したカメラ装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１において、被写体（図示せず）からの映像光（破線）がレンズ系１及び絞り手段２を介して撮像素子（ＣＣＤ）３に入射される。そしてこの撮像素子３の撮像面に結像された画像に応じた撮像信号がサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路４に供給されて所望の映像信号が取り出され、この信号が光学検出回路（ＯＰＤ）１０に供給されて、それぞれの処理に必要な輝度レベルや積分信号等の信号が取り出される。さらにサンプルホールド回路４で取り出された映像信号が記録信号処理回路５に供給されて所定の記録信号が形成され、この記録信号が記録装置６に供給されて任意の記録媒体（図示せず）に記録される。
【００１６】
一方、任意の操作手段７からの信号がシステム制御用のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）８に供給され、このマイクロコンピュータ８からの制御信号が記録信号処理回路５や記録装置６に供給されて、サンプルホールド回路４で取り出された映像信号の記録媒体（図示せず）への記録が制御される。それと共に、光学検出回路（ＯＰＤ）１０から取り出された輝度レベルや積分信号等の信号がマイクロコンピュータ８に供給されて、撮像された映像信号の内容が判別され、この判別された内容に応じた制御信号が、絞り手段２の調節や撮像素子３での露光時間（シャッター速度）を調節する駆動回路９に供給される。
【００１７】
そしてこのようなカメラ装置において、上述の逆光補正を行うための処理が、例えば図２及び図３に示すフローチャートのように行われる。すなわち図３には本発明によるカメラの逆光補正装置の一実施例のフローチャート示す。またこの図３のフローチャートをより簡潔にまとめ、処理を大きく５つに分けたものが図２のフローチャートである。
【００１８】
そこで処理がスタートされると、まず図２のステップ〔１〕で、暗い分布の位置判定及び暗い分布のヒストグラム比率計算が行われる。すなわち図３では最初のステップ〔１１〕で暗い分布判定用のヒストグラム基準値の設定を行う。ここでヒストグラムとは、画面内における、基準値よりも明るい部分の面積の割合を示す。暗い分布の位置判定としては、ヒストグラム値が画面内における基準値を超える面積が一番小さい分布を検出することにある。なお、暗い分布判定用のヒストグラム基準値の設定としては、基準値を超える面積が全面積の３分の１以下になる確率の高い所に合わせてある。
【００１９】
さらにステップ〔１２〕で一番暗い分布の位置を検出する。ここで暗い分布判定用のヒストグラム枠としては、例えば図４に示すように横６×縦４のヒストグラム枠を用いているが、横×縦のヒストグラム枠の個数の上限は任意とする。また横×縦のヒストグラム枠の個数は、最低で１個のヒストグラム枠があれば、例として横６×縦４のヒストグラム枠を用いているのと同様の処理を行うことができる。その場合は、例として横６×縦４のヒストグラム枠の仮想処理をするためには、横サイズを横の全長の６分の１、縦サイズを縦の全長の４分の１にしたヒストグラム枠をクロック２４周期で順次移動して画面を一巡するようにすればよい。
【００２０】
なお実際の処理では、例えば横６×縦４のヒストグラム枠を基に、例えば図４のポジション(Position)１〜Ｆに示すように１５個の分布に分けて計算し、一番暗い分布がどこに位置するかを求める。ここで一番暗い分布のヒストグラム値と、そうでない分布（一番暗い分布以外の分布）のヒストグラム値の名称を、それぞれ値(hst dark target) 、(hst dark nontarget)と称することにする。その時の一番暗い分布でないヒストグラム値(hst dark nontarget)は、一番暗い分布のヒストグラム値(hst dark target) と同じ面積で比較できるようにするため、面積で割って平均化した値を用いるようにする。
【００２１】
次にステップ〔１３〕で、各分布から得られた値(hst dark target) に対して重み付けを行う。目的は、真中及びその周辺部以外の値(hst dark target) を下駄上げして、暗い分布の比率を下げ、結果的にオーバー側の露出補正量を減らすことにある。即ち、真中及びその周辺部以外が暗い場合はオーバー側の露出補正を少なくして逆光補正が効きにくいようにするためのもので、後述の値(dark diff) の数値が小さくならないようにする（ｄＢ換算値が小さくならないようにする）ものである。
【００２２】
すなわち図４のポジション番号において、
逆光補正対象のポジション番号：２，５，６，８，９，Ｂ，Ｃ，Ｅ
逆光補正対象外のポジション番号：１，３，４，７，Ａ，Ｄ，Ｆ
のように区分けしている。
【００２３】
そして逆光補正対象のポジション番号については、
hst dark target ×１０h ／１０h （重み：１倍）
逆光補正対象外のポジション番号については、
hst dark target ×設定値Ａ×／１０h （設定値Ａが１５h の場合、重み：１．３倍）
の重み付けを行う。なお、数値h は16進数の値を表す。
【００２４】
次にステップ〔１４〕で、値(hst dark target) 、(hst dark nontarget)の比率を下記のように計算する。
dark diff ＝hst dark target ×１００h ／hst dark nontarget
但し、この式で１００h と書いてあるのは、制御ソフトにて扱える数が１６進数であり、分子が小さいと常にゼロになってしまうのを防ぐためであり、また１００h の値を中心（ゼロ）にとるためである。
【００２５】
その後ステップ〔１５〕で、得られた値(dark diff) を０ｄＢ〜−３０ｄＢのｄＢ値に換算する。その換算された値を、ここでは、値(dark ratio)と称することにする。これが、暗い分布の比率である。
【００２６】
次に図２のステップ〔２〕で、明るい分布判定及び高輝度スライス設定が行われる。すなわち図３ではステップ〔２１〕で明るい分布判定用のヒストグラム基準値の設定を行う。明るい分布の位置判定としては、ヒストグラム値が画面内における基準値を超える面積が一番大きい分布を検出することにある。これは基準値を超える面積が一番小さい分布が暗い分布であるのと対称である。なお、明るい分布判定用のヒストグラム基準値の設定としては、基準値を超える面積が全面積の３分の１前後を示す確率の高い所に合わせてある。
【００２７】
さらにステップ〔２２〕で一番明るい分布の位置を検出する。ここで明るい分布判定用のヒストグラム枠としては、例えば図４に示すように横６×縦４のヒストグラム枠を用いているが、横×縦のヒストグラム枠の個数の上限は、任意とする。横×縦のヒストグラム枠の個数は、最低で１個のヒストグラム枠があれば、例として横６×縦４のヒストグラム枠を用いているのと同様の処理を行うことができる。その場合は、例として横６×縦４のヒストグラム枠の仮想処理をするためには、横サイズの横の全長の６分の１、縦サイズを縦の全長の４分の１にしたヒストグラム枠をクロック２４周期で順次移動して画面を一巡するようにすればよい。
【００２８】
なお実際の処理では、例えば横６×縦４のヒストグラム枠を基に、例えば図４のポジション１〜Ｆに示すように１５個の分布に分けて計算し、一番明るい分布がどこに位置するかを求める。こうして求まった一番明るい分布のヒストグラム枠と同じ位置に、ステップ〔２３〕で、ヒストグラム枠と同じ面積の積分枠を設定する。なおこの積分枠の設定は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）８からの制御信号によって光学検出回路（ＯＰＤ）１０に対して行うものである。
【００２９】
そしてステップ〔２４〕で、光学検出回路（ＯＰＤ）１０の積分枠からの積分出力信号を、高輝度スライス設定値を変えながら取得する。なお高輝度スライス設定とは積分信号の高輝度成分を制限することで、制限すればするほど積分信号の減少を意味する。ここでその高輝度スライス設定は、例えば図５に示すように３クロック周期で変化させていく。すなわち３クロック周期をサイクル周期で見れば、第０サイクル、第１サイクル、第２サイクルに分けることができ、例えば下記のようになる。
【００３０】
第０サイクル：次の第１サイクルで設定される高輝度スライス設定値より所定値だけ低いレベルを設定する。
第１サイクル：高輝度スライス設定値を設定する。（第０サイクルでの値より所定値だけ大きい値）
第２サイクル：空きサイクル
【００３１】
そこで次回の第０、第１サイクルでは、前回の第０サイクルでのレベルが所定値だけ低い高輝度スライス設定値で反映された光学検出回路（ＯＰＤ）１０からの積分データと、第１サイクルで設定された高輝度スライス設定値で反映された光学検出回路（ＯＰＤ）１０からの積分データとの間で差分が出れば、高輝度スライス設定値を上げ、出なければ差分が出るまでスライス設定値を下げて行く。
【００３２】
その動作のポイントを示すと、図６のＡ、Ｂに示すようになる。
すなわち図６のＡに示すように、第０サイクルで設定された光学検出回路（ＯＰＤ）１０からの積分データが、第１サイクルで設定された光学検出回路（ＯＰＤ）１０からの積分データより小さい場合は、光学検出回路（ＯＰＤ）１０からの積分データがクリップされていると判定し、高輝度スライス設定値を上げる。
【００３３】
また、図６のＢに示すように、第０サイクルで設定された光学検出回路（ＯＰＤ）１０から積分データが、第１サイクルで設定された光学検出回路（ＯＰＤ）１０からの積分データと同じか大きい場合は、光学検出回路（ＯＰＤ）１０からの積分データがクリップされていないと判定し、高輝度スライス設定値を下げる。このようにして、第０、１サイクルで設定されるスライス設定値により、光学検出回路（ＯＰＤ）１０からの積分データがスライスされ始める直前の高輝度スライス設定値が求まる。
【００３４】
さらに図２、３のステップ〔３〕で逆光判定が行われる。ここで逆光判定手段としては、ステップ〔１〕の暗い分布の位置判定及び暗い分布のヒストグラム比率計算で説明した値(dark ratio)が０ｄＢ〜−６ｄＢ未満の時は逆光でないと判定し、−６ｄＢ〜−３０ｄＢの時は逆光であると判定している。すなわち上述の値(dark diff) のＦＦ００h が−６ｄＢに相当し、例えば値(dark diff) が００００h 〜ＦＦ００h のときは逆光状態でないと判定し、ＦＦ００h 〜ＦＢ００h のときは逆光状態であると判定している。なお、ＦＦ００h ＝−６ｄＢのスレッショルド値は変更可能にされている。
【００３５】
そしてステップ〔３〕で逆光でないと判定された場合には、図２、３のステップ〔４〕で、上述のステップ〔２〕の明るい分布判定及び高輝度スライス設定で説明した高輝度スライス設定値をそのまま、光学検出回路（ＯＰＤ）１０の積分信号の高輝度リミッタ値とし、光学検出回路（ＯＰＤ）１０へ送っている。これに対して、ステップ〔３〕で逆光と判定された場合には、図２のステップ〔５〕で、値(dark ratio)の正規化が行われる。
【００３６】
すなわち図３ではステップ〔５１〕で、値(dark ratio)の数値を逆算し、ＦＢ００h （−３０ｄＢ）〜ＦＦ００h （−６ｄＢ）の範囲を、００h 〜ＦＦh の値に正規化する。なおこの計算式としては、例えば図７に示すように
dark ratio正規化値＝ＦＦh ＊（dark ratio−ＦＢ００h ）／（スレッショルド値（ＦＦ００h ）−ＦＢ００h ）
となる。
【００３７】
またステップ〔５２〕で、高輝度スライス傾き計算が行われる。これは値(dark ratio)の正規化値を基に、ステップ〔２〕の明るい分布判定及び高輝度スライス設定で説明した高輝度スライス設定値をクリップさせる傾きを計算するものである。この計算方法としては、スライス設定値が００h 〜ＦＦh の範囲において、
傾き＝スライス設定値×スライス設定値／ＦＦh
のように計算する。これによって例えば図８に示すような傾き（線Ａ）が得られる。
【００３８】
さらにステップ〔５３〕で、高輝度リミッタ値計算が行われる。ここでは高輝度スライス傾き、値(dark ratio)の正規化値及び高輝度スライス設定値から、クリップさせる高輝度リミッタ値を計算する。なお高輝度リミッタ値の計算式は次のようになる。
スライス傾き＋（スライス設定値−スライス傾き）×dark ratio正規化値／ＦＦh
この値(dark ratio)の正規化値、高輝度スライス設定値、クリップさせる高輝度リミッタ値の関係を図９に示す。
【００３９】
このようにして、撮像画面の明るい分布及び暗い分布のそれぞれの位置を検出し、明るい分布から輝度信号のピーク値検出を行い、暗い分布の暗さの度合いを基に、ピーク値を検出された光学検出回路（ＯＰＤ）の出力の積分信号の高輝度成分リミッタ値を下げるようにした逆光補正が行われて、処理が終了（エンド）される。これにより、主要被写体が画面中央に位置することを想定していない撮影シーンにおいても、効果的に良好な露出制御が行われる。
【００４０】
なお、逆光補正中は、高輝度リミッタ値が下げられており、その分、オーバー側の露出補正によって明るくなるために、暗い分布のヒストグラム比率が小さくなり、このままでは、逆光でないと判断されてしまい、高輝度リミッタ値が上昇するので、効果が薄れてしまう。そこで図１０に示すような逆光補正中は、値(dark ratio)の正規化値に応じて暗い分布判定用のヒストグラム基準値をプラス方向へシフトするようにして、暗い分布のヒストグラム比率が安定するようにしている。
【００４１】
さらに上述の装置においては、値(dark ratio)の数値によって逆光と判定されていても、アイリス絞りのＦ値、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせによる露光値（ＥＶ値）が、逆光補正をかけるのに充分な値に達していなければ、逆光と判定しないようにしている。
【００４２】
その理由は２つあり、１つは、アイリス絞りのＦ値、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせによる露出値（ＥＶ値）が、露光オーバーの限界値（アイリス絞りが開放位置、シャッター速度が最低速度位置）に近いと、逆光と判定した時に露出をオーバー側に設定する補正量の幅が狭まり、ビデオ信号アンプのゲインを上げること以外では、逆光補正の効果が得られないためである。
【００４３】
すなわち「補正量の幅が狭い」ということは、ビデオ信号アンプのゲインを上げること以外では、露出をオーバー側に設定する補正量が少ないことであり、アイリス絞りのＦ値、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせにおいて、ビデオ信号アンプのゲインを上げること無しでは、被写体をこれ以上明るくできないことを意味する。
【００４４】
実際のデジタルスチルカメラまたはビデオカメラでは、アイリス絞りのＦ値、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせによる露出値（ＥＶ値）が、露光オーバーの限界値（アイリス絞りが開放位置、シャッター速度が最低速度位置）に達しても、ビデオ信号アンプのゲインを上げることでさらに露光オーバーにできるが、ゲインを上げた分だけビデオ信号のＳ／Ｎ比(Signal to Noise Ratio) が悪化することが知られている。
【００４５】
そこで上述の装置で、アイリス絞りのＦ値、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせによる露出値（ＥＶ値）が、逆光補正をかけるのに充分な値に達していなければ、逆光と判定しないようにしていることは、ビデオ信号アンプのゲインを上げないことを意味し、ビデオ信号のＳ／Ｎ比(Signal to Noise Ratio) の悪化を招かない利点がある。
【００４６】
なお、逆光補正をかけるのに充分な値とは、ここではアイリス絞りのＦ値が３絞り以上、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせによる露出値（ＥＶ値）がマイナス３ＥＶ以上の値を指しているが、それらの値は絶対ではなく、状況に応じて変化可能とされるものである。
【００４７】
もう１つの理由は、屋内での一般的な撮影では、逆光状態を生じるような環境がほとんどなく、逆光補正をかける必要性が低いためである。そこで屋内か屋外かの判別として、アイリス絞りのＦ値、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせによる露出値（ＥＶ値）を用い、その値が充分な値に達していれば屋外と判定し、また逆光と判定されだ時に露出をオーバー側に設定する補正量も充分になると判定するようにしている。
【００４８】
すなわちアイリス絞りのＦ値、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせによる露出値（ＥＶ値）が充分な値に達しているとは、一般的に屋外での明るさが屋内のそれより大きいのを利用して、露出値（ＥＶ値）が所定値以上なら、屋外での撮影を行っていると判断できる値を意味する。その所定値は、季節や時間帯、撮影環境などによって変わるが、ここでは一定の値以上に設定している。その一定の値以上とは、例えば色温度が３２００Ｋ以上の値を指している。このその一定の値以上は、絶対ではなく、状況に応じて変化可能とされる。
【００４９】
故に上述の装置において、逆光判定手段としては、前述の値(dark ratio)と、アイリス絞りのＦ値、またはアイリス絞りとシャッター速度の組み合わせによる露出値（ＥＶ値）を組み合わせて判定しているものである。
【００５０】
従ってこの実施形態において、撮像画面の明るい分布及び暗い分布のそれぞれの位置を検出し、明るい分布から輝度信号のピーク値検出を行い、暗い分布の暗さの度合いを基に、ピーク値を検出された光学検出回路（ＯＰＤ）の出力の積分信号の高輝度成分リミッタ値を下げるようにしたことによって、あたかも撮像素子（ＣＣＤ）の入射光量が小さいかのような撮影状態を作り出して露光をオーバー側に設定（明るめに露光補正）でき、そうすることにより明るい画面にして逆光補正効果を上げることができるものである。
【００５１】
これによって、従来の装置では、主要被写体が周辺領域に位置していた場合には、逆光状態であっても逆光と判定できないことがあり、その場合には適正な露出補正が行われずに主要被写体が露出アンダーになってしまうなど、良好な逆光補正を行うことができなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【００５２】
なお本発明は、上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撮像装置によれば、撮像素子（ＣＣＤ）の出力信号から光学検出回路（ＯＰＤ）を通って得られた積分値の高輝度成分レベルを予め測定し、明るい分布と暗い分布の比率を計算することによって逆光の度合いを判断して高輝度クリップレベルを連続可変して、逆光シーンで適正な測定値になるように良好な露出制御が行え、また逆光シーン以外の撮影シーンにおいても良好な露出制御が行えるものである。
【００５４】
また、請求項２の発明によれば、設定された検出枠ごとの輝度レベルを検出する検出手段は、設定された検出枠を巡回して輝度レベルが最も低い検出枠の判別を行うことによって、最低で１個のヒストグラム枠があれば検出を行うことができ、構成を簡単にすることができるものである。
【００５５】
さらに請求項３の発明によれば、撮像素子で撮像された映像信号の輝度レベルの積分信号のピーク値を用いて露出補正を行う露出補正手段を有し、映像信号の高輝度成分を制限することにより逆光と見做した際の補正処理を行うことによって、露光制御としては、あたかも入射光量が小さいと判断した場合と同じようにオーバー側の露光制御を行うことになり、露光基準値を加減する必要が無く、従来の露光制御をそのまま生かすことができ、その分のシステムの信頼性を維持することができるものである。
【００５６】
また、請求項４の発明によれば、検出された輝度レベルが最も高い検出枠から検出された輝度レベルの積分信号のピーク値を用いて露出補正を行う露出補正手段を有し、検出された輝度レベルの高輝度成分を制限することにより逆光と見做した際の補正処理を行うことによって、主要被写体が画面中央に位置することを想定していない撮影シーンにおいても、効果的に良好な露出制御が行われるものである。
【００５７】
さらに請求項５の発明によれば、設定された検出枠ごとの輝度レベルを検出する検出手段は、設定された検出枠を巡回して前記輝度レベルが最も高い検出枠の判別を行うことによって、最低で１個のヒストグラム枠があれば検出を行うことができ、構成を簡単にすることができるものである。
【００５８】
また、請求項６の発明によれば、撮像素子の撮像面の中央及びその周辺部の検出枠から検出される輝度レベルとその他の検出枠から検出される輝度レベルとの間で重み付けを行い、検出された輝度レベルの最も高い検出枠が前記撮像素子の撮像面の中央及びその周辺部に位置するときは、検出された輝度レベルの高輝度成分を制限を緩和することによって逆光と見做した際の補正処理を弱くすることによって、真中及びその周辺部以外が暗い場合はオーバー側の露出補正を少なくして逆光補正が効きにくいようにすることができるものである。
【００５９】
さらに請求項７の発明によれば、設定された検出枠ごとの輝度レベルの検出を、前記検出枠内の輝度レベルが基準値より高い部分の面積の割合を示すヒストグラムを用いて行うことによって、輝度レベルの検出を良好に行うことができるものである。
【００６０】
また、請求項８の発明によれば、少なくとも絞り及びシャッター速度の調節を含む露出補正手段を有し、露出補正手段での前記絞り及び／またはシャッター速度の調節値が、前記逆光と見做した際の補正処理を可能とする値に達しているときのみ補正処理を行うことによって、ビデオ信号アンプのゲインを上げないことを意味し、ビデオ信号のＳ／Ｎ比(Signal to Noise Ratio) の悪化を招かないようにすることができるものである。
【００６１】
さらに請求項９の発明によれば、少なくとも絞り及びシャッター速度の調節を含む露出補正手段を有し、露出補正手段での前記絞り及び／またはシャッター速度の調節値が、前記撮影の環境を屋外と判断する値に達しているときのみ前記逆光と見做した際の補正処理を行うことによって、逆光補正をかける必要性が低い屋内での一般的な撮影での不必要な補正を避けることができるものである。
【００６２】
これによって、従来の装置では、主要被写体が周辺領域に位置していた場合には、逆光状態であっても逆光と判定できないことがあり、その場合には適正な露出補正が行われずに主要被写体が露出アンダーになってしまうなど、良好な逆光補正を行うことができなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したカメラ装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】その動作の説明のための簡潔なフローチャート図である。
【図３】その動作の説明のための詳細なフローチャート図である。
【図４】ヒストグラム枠の説明のための図である。
【図５】高輝度スライス設定の説明のための図である。
【図６】その動作の説明のための図である。
【図７】値(dark ratio)の正規化の説明のための図である。
【図８】高輝度スライス設定値をクリップさせる傾きを示す図である。
【図９】値(dark ratio)の正規化値、高輝度スライス設定値、高輝度リミッタ値の関係を示す図である。
【図１０】逆光補正中にヒストグラム基準値をシフトする際の説明のための図である。
【図１１】露光補正の説明のための図である。
【符号の説明】
１…レンズ系、２…絞り手段、３…撮像素子（ＣＣＤ）、４…サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路、５…記録信号処理回路、６…記録装置、７…操作手段、８…システム制御用のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、９…駆動回路、１０…光学検出回路（ＯＰＤ）

Claims (5)

1. 撮像素子の撮像面を複数に分割してその分割に基づく検出枠を設定する設定手段と、
   前記検出枠ごとの前記検出枠内の輝度が所定の基準値より高い部分の面積の割合に応じて輝度レベルを検出する検出手段と、
   前記検出された輝度レベルが最も低い検出枠から検出された輝度レベルと前記検出された輝度レベルが最も低い検出枠以外の検出枠から検出された輝度レベルの平均値との比率を求める演算手段と、
   前記比率が所定の値以上のときに逆光と見做して露出補正処理を行う露出補正手段と、
   前記露出補正処理を行っているときに、前記基準値をプラス方向へシフトする基準値設定手段と
   を備える撮像装置。
2. 前記露出補正手段は、前記検出された輝度レベルの最も高い検出枠が前記撮像素子の撮像面の中央及びその周辺部に位置するときは、前記検出された輝度レベルの最も高い検出枠が前記撮像素子の撮像面の中央及びその周辺部以外に位置するときよりも前記露出補正処理を弱くする
   請求項１記載の撮像装置。
3. 前記撮像素子の撮像面の中央及びその周辺部の検出枠から検出される輝度レベルとその他の検出枠から検出される輝度レベルとの間で重み付けを行うことで、前記露出補正処理を弱くする
   請求項２に記載の撮像装置。
4. 撮像素子の撮像面を複数に分割してその分割に基づく検出枠を設定する設定ステップと、
   前記設定ステップにて設定された前記検出枠ごとの前記検出枠内の輝度が所定の基準値より高い部分の面積の割合に応じて輝度レベルを検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにて検出された輝度レベルが最も低い検出枠から検出された輝度レベルと、前記検出された輝度レベルが最も低い検出枠以外の検出枠から検出された輝度レベルの平均値との比率を求める演算ステップと、
   前記演算ステップで得られた前期比率が所定の値以上のときに逆光と見做して露出補正処理を行う露出補正ステップと、
   前記露出補正ステップにて実行される前記露出補正処理に呼応して、前記基準値をプラス方向へシフトする基準値設定ステップと
   を有する撮像方法。
5. コンピュータを、
   撮像素子の撮像面を複数に分割してその分割に基づく検出枠を設定する設定手段と、
   前記検出枠ごとの前記検出枠内の輝度が所定の基準値より高い部分の面積の割合に応じて輝度レベルを検出する検出手段と、
   前記検出された輝度レベルが最も低い検出枠から検出された輝度レベルと前記検出された輝度レベルが最も低い検出枠以外の検出枠から検出された輝度レベルの平均値との比率を求める演算手段と、
   前記比率が所定の値以上のときに逆光と見做して露出補正処理を行う露出補正手段と、
   前記露出補正処理を行っているときに、前記基準値をプラス方向へシフトする基準値設定手段
   として機能させるための撮像プログラム。

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