JP4622196B2

JP4622196B2 - 撮像装置

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Publication number: JP4622196B2
Application number: JP2001273163A
Authority: JP
Inventors: 信隆豊島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2021-09-10
Also published as: JP2003087646A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、例えば電子スチルカメラに適用することができる。本発明は、撮像結果より輝度レベルの最大値、平均値、最小値を検出し、これらよりしきい値を設定すると共に、このしきい値により輝度レベルを分類して露光制御することにより、従来に比して高い精度で逆光の状態を検出することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置においては、撮像結果の輝度レベルによる積分値、平均値、重み付け加算値等を判定基準値に設定し、この判定基準値が所定の値となるように絞り等を制御して自動露光制御するようになされている。
【０００３】
このような自動露光制御方法においては、逆光の状態を検出して制御量を補正することにより、画面全体を明るくして、逆光時の被写体を適切な明るさにより露光制御する方法が提案されるようになされている（例えば特開２０００−４３９３号公報、特開平９−２６６５４９号公報、特開平６−３１１４２３号公報、特開平６−１８９１８６号公報）。
【０００４】
これらの方法の多くは、水平方向及び垂直方向に所定分割数だけ１つの画面を分割して複数の領域を設定し、これら各領域の輝度レベルを判定し、この判定結果を処理することにより、逆光の状態を検出し、又は逆光の状態に適した判定基準値を得るようになされている。
【０００５】
すなわちこのようにして得られる判定結果の処理により逆光の状態を検出する方法においては、このようにして得られる判定結果より、所定のしきい値以上の明るい領域と、所定のしきい値以下の暗い領域の輝度の比率を求めることにより、逆光シーンであるか否かを自動判定するようになされている。
【０００６】
これに対して逆光の状態に適した判定基準値を得ることにより逆光に対応する方法では、目的の被写体は画面の中央部に存在する可能性が高いという傾向を利用して画面を中央部の領域に重点をおいて判定基準値を生成することにより、逆光の被写体について、適切な明るさを確保するようになされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような逆光の対応方法においては、実用上未だ不十分な問題がある。
【０００８】
すなわち前者である判定結果の処理により逆光の状態を検出する方法においては、被写体以外の輝度レベルの小さな領域についても、逆光により撮像されていると誤判定する場合があり、これによりこの場合には正しく露光制御することが困難になる。また後者である逆光の状態に適した判定基準値を得る方法においては、例えば逆光状態にある被写体が画面の中央部に存在しない場合には、背景等が適正な明るさとなるように露光制御することになり、この結果本来の被写体については、輝度が暗く潰れた状態により撮像されるようになる。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して高い精度で逆光の状態を検出することができる撮像装置を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点に係る撮像装置は、撮像結果を出力する撮像手段と、前記撮像結果の輝度レベルの最大値、最小値、平均値を検出するレベル検出手段と、前記最大値と平均値との差分を所定の割合で平均値に加算した高輝度側のしきい値、前記最小値と平均値との差分を所定の割合で平均値から減算した低輝度側のしきい値とを設定するしきい値設定手段と、前記撮像結果の輝度レベルを、前記高輝度側のしきい値および低輝度側のしきい値で分けて、高輝度、中輝度、低輝度の３個の区分に分類する分類手段と、前記高輝度、中輝度、低輝度の各区分に属する前記撮像結果の面積を検出する面積検出手段と、前記高輝度、中輝度、低輝度の各区分の面積に基づいて、前記撮像結果の逆光を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を基準にして、露光制御する制御手段とを備え、前記判定手段は、前記高輝度、中輝度、低輝度の各区分の面積をＳ１、Ｓ２、Ｓ３とし、ｋを所定の定数とした場合に、Ｓ１＞ｋ×Ｓ２、かつ、Ｓ３＞ｋ×Ｓ２が成立する場合に、前記撮像結果を逆光と判断する。
【００１１】
請求項１の構成よれば、撮像結果の輝度レベルの最大値、最小値、平均値を検出するレベル検出手段と、この最大値、最小値、平均値を基準にして、所定のしきい値を設定するしきい値設定手段と、このしきい値を基準にして、撮像結果の輝度レベルを、しきい値を基準にした複数の区分に分類する分類手段と、この分類手段の分類に基づいて、各区分に属する撮像結果の面積を検出する面積検出手段と、この面積検出手段により検出結果を判定して、撮像結果の逆光を判定する判定手段とを備えることにより、撮像結果における輝度レベルの分布に応じてしきい値を適切に設定し、このしきい値を基準にして輝度分布を調べて逆光か否か判断することができる。これにより例えば、画面中に極めて輝度レベルの高い光源等が撮像されている場合等でも、逆光か否か正しく判断することができる。これにより従来に比して高い精度で逆光の状態を検出することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１３】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係る電子スチルカメラを示すブロック図である。この電子スチルカメラ１において、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）２は、単板式のカラー画像用固体撮像素子であり、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３より出力される各種駆動信号により動作して、図示しない光学系により撮像面に形成される被写体の画像を光電変換し、撮像結果である撮像信号を出力する。
【００１４】
タイミングジェネレータ３は、ＣＣＤ２の各種駆動信号を生成して出力する。
この処理において、タイミングジェネレータ３は、自動露光制御部４の制御により、ＣＣＤ２の電荷蓄積時間を可変するように駆動信号のタイミングを可変する。これによりこの電子スチルカメラ１では、自動露光制御部４の制御により電子シャッターのシャッター速度を種々に可変できるようになされている。
【００１５】
ＡＧＣ回路５は、図示しない相関二重サンプリング回路を介して、ＣＣＤ２より出力される撮像信号を受け、この撮像信号を所定の利得により増幅して出力する。ＡＧＣ回路５は、この処理において、ディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）６から出力される制御信号により利得を可変し、ディジタルアナログ変換回路６は、自動露光制御部４より出力される制御データをディジタルアナログ変換処理してこの制御信号を出力する。これによりＡＧＣ回路５、ディジタルアナログ変換回路６は、自動露光制御部４、ＤＳＰ（Digital Signal processor）７と共にＡＧＣによる自動露光制御の処理を実行するようになされている。
【００１６】
アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）８は、このＡＧＣ回路５の出力信号をアナログディジタル変換処理して出力する。
【００１７】
ＤＳＰ７は、アナログディジタル変換回路８の出力信号をニー処理、ガンマ補正処理等し、その結果得られる画像データＤＶを必要に応じてデータ圧縮して出力する。なおＤＳＰ７は、ＣＣＤ２が補色系のカラーフィルタを配置してなる撮像素子の場合、アナログディジタル変換回路８の出力データを演算処理して色信号による画像データを生成した後、これらの色信号による画像データによりニー処理等を実行する。
【００１８】
ＤＳＰ７は、これらの処理において輝度信号に対応する画像データ（以下輝度データと呼ぶ）ＤＹを生成して出力する。
【００１９】
自動露光制御部４は、例えばこの電子スチルカメラ１の動作を制御するコントローラの一部機能により構成される。なおこのコントローラにおいては、ユーザーによる各種の操作に応動したＤＳＰ７の動作の制御等により、図示しない表示装置に画像データＤＶを出力して撮像結果を表示し、さらにはデータ圧縮してなる画像データＤＶを所定の記録媒体に記録するようになされている。
【００２０】
自動露光制御部４において、検波回路１１は、撮像結果に設定された領域毎に、輝度データを平均値検波して検波データＤＫを出力する。ここでこの実施の形態においては、所定の分割数によりそれぞれ１つの画面を水平方向及び垂直方向に分割して複数の領域が設定される。なおここでこの分割数は、細かければ細かい程、逆光の検出精度が増大することになり、実用上十分な範囲で多くの分割数に設定される。検波回路１１においては、この各領域毎に、輝度レベルの平均値を計算して、各領域の輝度レベルを計算して検波データＤＫを生成する。さらに検波回路１１は、このようにして計算される各領域の輝度レベルを合計して、検波データＤＫと共に出力する。
【００２１】
参照値算出回路１２は、このようにして得られる検波データＤＫによる各領域の輝度レベル、各領域の輝度レベルの合計値より、各領域を高輝度領域、中輝度領域、低輝度領域の３つの区分に分類するためのしきい値を計算する。すなわち撮像結果を複数の領域に分割して各領域の輝度レベルの分布を検出すると、一般的な撮像結果においては、図２に示すように、輝度レベルがほぼ一様に広く分布してなる分布結果を得ることができる。これによりこのような輝度レベルが広く一様に分布してなる分布結果においては、いわゆる順光の状態であると判断することができる。
【００２２】
これに対して逆光の場合、図３に示すように、高輝度側と低輝度側とにピークが形成されるような分布が検出される。これによりこのように高輝度側と低輝度側とに偏った分布が検出された場合、逆光の状態であると判断することができる。
【００２３】
自動露光制御部４は、この検出原理により各領域を高輝度領域、中輝度領域、低輝度領域の３つの区分に分類して輝度レベルの分布を検出するようになされ、参照値算出回路１２は、この分類に供するしきい値を計算する。
【００２４】
すなわち参照値算出回路１２は、検波回路１１より得られる各領域の輝度レベルより最大値Ｙｍａｘ及び最小値Ｙｍｉｎを検出する。さらに参照値算出回路１２は、同様に検波回路１１より得られる各領域の輝度レベルの合計値を領域の数により割り算して、平均輝度レベルＹａｖｅを計算する。参照値算出回路１２は、これら最大値Ｙｍａｘ、最小値Ｙｍｉｎ及び平均輝度レベルＹａｖｅにより、撮像結果の輝度レベル分布に応じてしきい値を設定して、各領域の輝度レベルを分類する。
【００２５】
具体的に、参照値算出回路１２は、最大値Ｙｍａｘと平均輝度レベルＹａｖｅの差分値Δｕｐ（＝Ｙｍａｘ−Ｙａｖｅ）を計算し、この差分値Δｕｐの１／３の値Δｕｐ／３を平均輝度レベルＹａｖｅに加算した値Ｙａｖｅ＋Δｕｐ／３を高輝度側のしきい値ＬＨに設定する。また同様にして、最小値Ｙｍｉｎと平均輝度レベルＹａｖｅの差分値Δｄｏｗｎ（＝Ｙａｖｅ−Ｙｍａｘ）を計算し、この差分値Δｄｏｗｎの１／３の値Δｄｏｗｎ／３を平均輝度レベルＹａｖｅから減算した値Ｙａｖｅ−Δｄｏｗｎ／３を低輝度側のしきい値ＬＬに設定する。
【００２６】
これらにより参照値算出回路１２は、それぞれ最大値Ｙｍａｘ及び平均輝度レベルＹａｖｅ、最小値Ｙｍｉｎ及び平均輝度レベルＹａｖｅを、所定の比率により内分する値を高輝度側及び低輝度側のしきい値ＬＨ及びＬＬに設定する。参照値算出回路１２は、このようにして計算したしきい値ＬＨ及びＬＬを検波データＤＫと共に出力する。
【００２７】
続く輝度別積分回路１３は、しきい値ＬＨ及びＬＬを基準にして順次検波データＤＫの信号レベルを判定することにより、各領域の輝度レベルを高輝度、中輝度、低輝度に分類する。すなわち輝度別積分回路１３は、検波データＤＫの信号レベルが高輝度のしきい値ＬＨより大きい場合、この検波データＤＫに対応する領域を高輝度の領域に分類する。また検波データＤＫの信号レベルが高輝度のしきい値ＬＨから低輝度のしきい値ＬＬの範囲の場合、この検波データＤＫに対応する領域を中輝度の領域に分類する。また検波データＤＫの信号レベルが低輝度のしきい値ＬＬより小さい場合、この検波データＤＫに対応する領域を低輝度の領域に分類する。
【００２８】
さらに輝度別積分回路１３は、このように分類した領域の数を、各分類毎にカウントする。これにより輝度別積分回路１３は、図４及び図５に示すように、撮像結果より検出される輝度レベルの最大値Ｙｍａｘ、最小値Ｙｍｉｎ、平均値Ｙａｖｅを元に設定されるしきい値ＬＨ、ＬＬにより、各領域の輝度レベルを高輝度、中輝度、低輝度に分類し、撮像結果に設定された領域を基準にして撮像結果に占める各分類の面積をそれぞれ検出するようになされている。輝度別積分回路１３は、このようにして検出した高輝度、中輝度、低輝度にそれぞれ属する領域のカウント値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を続く逆光判定回路１４に出力する。
【００２９】
逆光判定回路１４は、このようにして検出される高輝度、中輝度、低輝度にそれぞれ属する領域のカウント値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を基準にして、逆光か否か判断する。すなわち図２との対比により図４に示すように、順光の場合、撮像結果において、輝度レベルがほぼ一様に広く分布する特徴があるのに対し、図３との対比により図５に示すように、逆光の場合には、高輝度側及び低輝度側に輝度レベルが偏って分布することになる。
【００３０】
これにより逆光判定回路１４は、高輝度及び中輝度にそれぞれ属する領域のカウント値Ｓ１及びＳ２の間で、Ｓ１＞ｋ・Ｓ２の関係が成立し、かつ中輝度及び低輝度にそれぞれ属する領域のカウント値Ｓ２及びＳ３の間で、Ｓ３＞ｋ・Ｓ２の関係が成立するか否か判断し、これらの関係が共に成立する場合には、逆光との判定結果を出力する。なおここでｋは所定の定数である。
【００３１】
すなわち図４に示すような順光による場合には、輝度レベルが広く分布し、かつこの分布より得られる輝度レベルの最大値、最小値、平均値によりしきい値を設定してなることにより、この場合、ほぼＳ１≒Ｓ２≒Ｓ３の関係を得ることができる。これにより上述した逆光の判断基準である２つの関係式の何れもが成立することなく、逆光では無いと判断することができる。
【００３２】
これに対して図５に示すような分布の場合には、高輝度側及び低輝度側に輝度レベルが偏って分布することにより、この輝度レベルの最大値、最小値、平均値によりしきい値を設定して得られるカウント値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３においては、Ｓ１＞ｋ・Ｓ２及びＳ３＞ｋ・Ｓ２の関係が共に成立し、これにより逆光の状態と判断することができる。
【００３３】
しかしながら例えば紅白の旗をズームして撮像する場合のように、明るさの異なる被写体を画角いっぱいにより撮像する場合には、図６に示すように、輝度レベルの分布にこれら紅白に対応する２つの輝度レベルのピークが発生することになる。この場合、輝度レベルの最大値、最小値、平均値によりしきい値を設定して輝度レベルを分類して面積を比較する場合にあっては、これら２色に対応する領域がそれぞれ高輝度、低輝度に分類されてカウントされることにより、Ｓ１＞ｋ・Ｓ２及びＳ３＞ｋ・Ｓ２の関係が共に成立し、これにより逆光の状態と誤判断することになる。
【００３４】
しかしながらこのような場合には、これら高輝度、低輝度に分類される領域間においては、輝度レベルの差が小さい特徴がある。これにより逆光判定回路１４は、輝度レベルの最大値Ｙｍａｘ、最小値Ｙｍｉｎとの比Ｙｍａｘ／Ｙｍｉｎを計算し、この比が所定値以下の場合、上述したＳ１＞ｋ・Ｓ２及びＳ３＞ｋ・Ｓ２の関係が共に成立する場合でも、逆光の状態ではないと判断する。
【００３５】
かくするにつき、この実施の形態において、逆光判定回路１４は、係数ｋ１を用いて、Ｙｍａｘ／Ｙｍｉｎ＞ｋ１、Ｓ１＞ｋ・Ｓ２、Ｓ３＞ｋ・Ｓ２の関係が共に成立する場合に限り、逆光の状態と判断し、これにより逆光の誤検出を有効に回避するようになされている。
【００３６】
コントロール回路１５は、このようにして得られる判定結果ＤＪを基準にした、検波データＤＫの処理により撮像結果の明るさを示す所定の判定基準値を生成し、この判定基準値が所定値となるように、タイミングジェネレータ３、ディジタルアナログ変換回路６の動作を制御し、これにより自動露光制御する。すなわちコントロール回路１５は、図７に示すように、順光の場合と判断された場合には、検波データＤＫの処理により得られる輝度レベルの平均値Ｙａｖｅを判定基準値に設定し、これによりこの平均値Ｙａｖｅが所定値となるように、電子シャッター速度、ＡＧＣ回路５の利得を制御する。
【００３７】
これに対して逆光との判定結果が得られた場合、図８に示すように、低輝度側のしきい値ＬＬを基準にした検波データＤＫの選択的な加算処理により、低輝度に分類される領域で輝度レベルの平均値Ｙｄａｖｅを計算し、この平均値Ｙｄａｖｅを判定基準値に設定する。これによりコントロール回路１５は、この場合、図９に示すように、この平均値Ｙｄａｖｅが所定値となるように、電子シャッター速度、ＡＧＣ回路５の利得を制御する。
【００３８】
これらによりこの実施の形態において、ＣＣＤ２は、撮像結果を出力する撮像手段を構成するのに対し、検波回路１１、参照値算出回路１２は、撮像結果の輝度レベルの最大値、最小値、平均値を検出するレベル検出手段を構成する。また参照値算出回路１２は、この最大値、最小値、平均値を基準にして、所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をも構成するのに対し、輝度別積分回路１３は、このしきい値を基準にして、撮像結果の輝度レベルを、しきい値を基準にした複数の区分に分類する分類手段を構成し、またこの分類手段による分類に基づいて、各区分に属する撮像結果の面積を検出する面積検出手段を構成するようになされている。また逆光判定回路１４は、面積検出手段により検出結果を判定して、撮像結果の逆光を判定する判定手段を構成し、コントロール回路１５は、この判定手段の判定結果を基準にして、露光制御する制御手段を構成するようになされている。
【００３９】
（１−２）第２の実施の形態の動作
以上の構成において、この電子スチルカメラ１では、ＣＣＤ２より得られる撮像結果がＡＧＣ回路５により所定利得で増幅され、アナログディジタル変換回路８により画像データに変換され、この画像データがＤＳＰ７によりニー処理、ガンマ処理等される。電子スチルカメラ１では、このように処理されてなる画像データＤＶが表示装置に表示され、またデータ圧縮されて所定の記録媒体に記録される。
【００４０】
電子スチルカメラ１では、これらの処理において、撮像結果の１画面を分割して生成されてなる領域を単位にして、ＤＳＰ７で生成される輝度データＤＹが平均値検波され、これにより各領域の輝度レベルが検出される。さらにコントロール回路１５において、この検波データＤＫの平均値が計算され、この平均値が露光制御用の判定基準値に設定されて、この判定基準値が所定値となるように、電子シャッター、ＡＧＣにより自動露光制御の処理が実行される。
【００４１】
すなわち電子スチルカメラ１では、このようにして検出される評価基準値により、撮像結果が明る過ぎる場合には、コントロール回路１５によるタイミングジェネレータ３の制御により、ＣＣＤ２における電荷蓄積時間が短い時間に切り換えられる。またこれとは逆に、撮像結果が暗過ぎる場合には、同様のコントロール回路１５によるタイミングジェネレータ３の制御により、ＣＣＤ２における電荷蓄積時間が長い時間に切り換えられ、さらにこのようにしても明るさが不足する場合には、ＡＧＣ回路５の利得が増大され、これらにより画面中に設定された領域を単位とした１画面の平均輝度レベルが所定値となるように撮像結果が自動露光調整される（図７）。
【００４２】
電子スチルカメラ１では、このような処理と同時並列的に、参照値算出回路１２において、各領域の輝度レベルを示す検波データＤＫが処理されて、この領域を単位にした輝度レベルの最大値、最小値、平均値が検出される。またこのようにして検出した最大値、最小値、平均値を基準にして、輝度レベルを高輝度、中輝度、低輝度に分類するしきい値ＬＬ、ＬＨが設定される（図４及び図５）。電子スチルカメラ１では、このしきい値ＬＬ、ＬＨを基準にして、続く輝度別積分回路１３により各領域の輝度レベルが分類され、高輝度、中輝度、低輝度にそれぞれ分類された領域の数がカウントされる。これにより電子スチルカメラ１では、撮像結果における輝度レベルの最大値、最小値、平均値を基準にしたしきい値ＬＬ、ＬＨにより撮像結果の輝度レベルを高輝度、中輝度、低輝度に分類して、各分類の面積が領域の数により検出される。
【００４３】
電子スチルカメラ１では、このようにして検出される各分類の面積が逆光判定回路１４により判定されて、逆光か否か判断される。すなわち順光による撮像結果においては、輝度レベルがほぼ一様に分布するのに対し（図２及び図４）、逆光の場合には、高輝度及び低輝度に偏った分布が得られる（図３及び図５）。これにより電子スチルカメラ１では、所定の関係式を満足するか否かの判定により、高い輝度レベルの区分に属する面積と、低い輝度レベルの区分に属する面積とが、それぞれ他の区分に属する面積より所定値以上大きい場合に、逆光との判定結果を出力する。すなわちこの実施の形態では、高輝度の面積が中輝度の面積の所定倍上の場合、低輝度の面積が中輝度の面積の所定倍上の場合、逆光との判定結果を出力する。
【００４４】
これによりこの実施の形態においては、逆光の誤り判定を有効に回避して、逆光を検出することができる。
【００４５】
すなわち単に所定のしきい値により輝度レベルを判定して逆光を検出する場合、撮像結果における輝度レベルの分布とは無関係に輝度レベルを分類することにより、逆光を誤検出する場合があった。具体的には、例えば図１０に示すように、画面中に極めて輝度レベルが高く、かつ大きさが小さい光源等が撮像されており、中程度の輝度レベルの面積が小さい場合、逆光として誤検出される。
【００４６】
しかしながらこの実施の形態においては、輝度レベルの最大値、最小値、平均値によりしきい値ＬＬ及びＬＨを設定していることにより、図１０のような場合には、その分、平均値が小さくなることにより低輝度に分類される輝度レベルの範囲が小さくなり、またこれとは逆に、高輝度に分類される輝度レベルの範囲が広くなり、これらにより高輝度、中輝度、低輝度の分類される面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が上述した逆光の判定基準を満たさなくなる。これによりこの実施の形態においては、このような順光の場合で、中輝度レベルの分布が偏っている場合における逆光の誤検出を有効に回避して、従来に比して格段的に逆光の検出精度を向上することができる。また被写体が画面上の何れの場所に配置されている場合でも、正しく逆光の状態を検出することもできる。
【００４７】
またこの実施の形態では、このような逆光の判定において、輝度レベルの最大値及び最小値の比率により、輝度レベルの最大値及び最小値のレベル差が大きい場合には、上述した条件の満足により逆光と判断するのに対し、レベル差が小さい場合には、上述した条件を満足する場合でも逆光と判断しないようになされ、これにより逆光の誤検出を有効に回避することができる。
【００４８】
これらにより逆光と判断された場合、電子スチルカメラ１では、低輝度に分類された部分の平均輝度レベルにより評価基準値が生成され、撮像結果の１画面による輝度レベルの平均値による判定基準値に代えて、この低輝度による評価基準値が所定値となるように、露光制御され（図８）、これにより逆光による被写体が適切な明るさにより撮像されてなる撮像結果を得ることができる。これにより撮像結果においては、逆光を判断された場合に明るくなるように撮像される、被写体の黒つぶれを確実に抑制することができる。
【００４９】
このようにして処理するにつき、電子スチルカメラ１では、このような最大値、最小値、平均値の検出、輝度レベルの分類、面積の計算、評価基準値の計算等が、撮像結果を水平方向及び垂直方向にそれぞれ所定分割数だけ分割してなる領域を単位にして実行されることにより、全画素によりこれらの処理を実行する場合に比して少ない演算処理量により逆光を検出し、さらには自動露光制御することができる。
【００５０】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、撮像結果より輝度レベルの最大値、平均値、最小値を検出し、これらよりしきい値を設定すると共に、このしきい値により輝度レベルを分類して露光制御することにより、従来に比して高い精度で逆光の状態を検出することができる。
【００５１】
またこのとき撮像結果を水平方向及び垂直方向にそれぞれ分割して形成された複数の領域を単位にして、最大値、最小値、平均値を検出することにより、簡易な処理により従来に比して高い精度により逆光の状態を検出することができる。
【００５２】
また撮像結果を水平方向及び垂直方向にそれぞれ分割して形成された複数の領域を単位にして、撮像結果の輝度レベルを分類することによっても、簡易な処理により従来に比して高い精度により逆光の状態を検出することができる。
【００５３】
さらに撮像結果を水平方向及び垂直方向にそれぞれ分割して形成された複数の領域を単位にして、各輝度の分類した部分の面積を検出することによっても、簡易な処理により従来に比して高い精度により逆光の状態を検出することができる。
【００５４】
また高輝度、中輝度、低輝度の区分により輝度レベルを分類することにより、この種の処理に必要最小限度の区分により輝度レベルを分類して精度の高い検出結果を得ることができ、これによっても簡易な処理により従来に比して高い精度により逆光の状態を検出することができる。
【００５５】
また高い輝度レベルの区分に属する面積と、低い輝度レベルの区分に属する面積とが、それぞれ他の区分に属する面積より所定値以上大きい場合に、逆光との判定結果を出力することにより、このように輝度レベルを分類して正しい逆光の判定結果を得ることができる。
【００５６】
さらに高い輝度レベルの区分に属する面積と、低い輝度レベルの区分に属する面積とが、それぞれ他の区分に属する面積より所定値以上大きい場合であって、かつ、最大値及び最小値の輝度レベルが大きい場合に、逆光との判定結果を出力することにより、逆光の誤検出を有効に回避することができる。
【００５７】
（２）第２の実施の形態
ところでこのように輝度レベルの最大値、最小値、平均値によりしきい値を設定する場合においては、図８との対比により図９に示すように、逆光を補正するように露光制御した場合でも、各区分の分類においては、何ら逆光を補正しない場合と同一の分類結果を得ることができる。
【００５８】
このことは、逆光を補正するように絞り等を補正しても、逆光の状態が検出されることを意味し、これにより低輝度の平均値を判定基準値に設定した露光制御により安定に露光制御することができる。
【００５９】
しかしながら逆光を補正するように絞り等を補正して、多くの領域で輝度レベルが飽和した場合には、輝度レベルの区分が異なるようになり、これにより安定に露光制御することが困難になる恐れがある。
【００６０】
このためこの実施の形態では、このような逆光の補正による高輝度レベルの飽和によっても、輝度レベルの区分が異ならないように、処理対象の輝度レベルが所定の上限値により切り捨てられ、この切り捨てられるレベルが自動光量制御による制御値に応じて可変されるようになされている。
【００６１】
この実施の形態によれば、逆光の補正による領域の飽和によっても、輝度レベルの区分が異ならないように維持されることにより、安定に露光制御することができる。
【００６２】
（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、最大値と平均値のレベル差の１／３の値だけ平均値より最大値側に高輝度側のしきい値を設定し、最小値と平均値とのレベル差の１／３の値だけ平均値より最小値側に低輝度側のしきい値を設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、このようなしきい値を最大値、最小値、平均値を基準にして設定して、撮像結果における輝度レベルの分布を輝度レベルの分類に反映させることができることにより、このような差分値の１／３の値を例えば１／４に設定する等、種々の変更が可能であり、またユーザーによる撮影モードの設定等によりこのようなしきい値の設定を適宜切り換えるようにしてもよい。
【００６３】
また上述の第２の実施の形態においては、輝度レベルの制限により逆光の補正による高輝度レベルの飽和によっても、輝度レベルの区分が異ならないように維持する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、飽和した分、高輝度側のしきい値を補正して区分が異ならないようにする等、種々の方法を広く適用することができる。
【００６４】
また上述の実施の形態においては、輝度レベルを３段階により区分する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、区分の数は必要に応じて種々に設定することができる。
【００６５】
また上述の実施の形態においては、撮像結果を水平方向及び垂直方向に分割した領域を単位として最大値等を検出し、輝度レベルを分類し、面積を計算し、さらには評価基準値を設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらの処理においては、互いに異なる領域の設定により実行してもよく、さらには画素単位で実行するようにしてもよい。
【００６６】
また上述の実施の形態においては、輝度レベルの平均値により評価基準値を設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば撮像結果を水平方向及び垂直方向に分割した領域を単位とした輝度レベルの重み付け加算等により評価基準値を設定する場合にも広く適用することができる。
【００６７】
また上述の実施の形態においては、低輝度レベルの平均値が所定値となるように逆光補正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば評価基準値との比較基準値の設定を更新して逆光補正する場合、撮像結果を水平方向及び垂直方向に分割した領域を単位とした輝度レベルの重み付け加算等により評価基準値を設定する場合に、この重み付け係数の変更により逆光補正する場合等に広く適用することができる。
【００６８】
また上述の実施の形態においては、単板式による撮像装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３板式による撮像装置にも広く適用することができる。
【００６９】
また上述の実施の形態においては、本発明を電子スチルカメラに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、カメラ一体型ビデオテープレコーダ等の記録機能を有してなる撮像装置、携帯電話等の通信機能を有してなる撮像装置、パーソナルコンピュータと一体型のものとして備えられる撮像装置等にも広く適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、撮像結果より輝度レベルの最大値、平均値、最小値を検出し、これらよりしきい値を設定すると共に、このしきい値により輝度レベルを分類して露光制御することにより、従来に比して高い精度で逆光の状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子スチルカメラを示すブロック図である。
【図２】通常の撮像結果における輝度レベルの分布を示す特性曲線図である。
【図３】逆光時の撮像結果における輝度レベルの分布を示す特性曲線図である。
【図４】図２との対比によりしきい値の設定の説明に供する特性曲線図である。
【図５】図３との対比によりしきい値の設定の説明に供する特性曲線図である。
【図６】逆光検出の条件の説明に供する特性曲線図である。
【図７】順光における露光制御の説明に供する特性曲線図である。
【図８】逆光検出の説明に供する特性曲線図である。
【図９】逆光時における露光制御の説明に供する特性曲線図である。
【図１０】逆光の誤検出の説明に供する特性曲線図である。
【符号の説明】
１……電子スチルカメラ、２……ＣＣＤ、３……タイミングジェネレータ、４……自動露光製制御部、５……ＡＧＣ回路、７……ＤＳＰ、１１……検波回路、１２……参照値算出回路、１３……輝度別積分回路、１４……逆光判定回路、１５……コントロール回路

Claims

撮像結果を出力する撮像手段と、
前記撮像結果の輝度レベルの最大値、最小値、平均値を検出するレベル検出手段と、
前記最大値と平均値との差分を所定の割合で平均値に加算した高輝度側のしきい値、前記最小値と平均値との差分を所定の割合で平均値から減算した低輝度側のしきい値とを設定するしきい値設定手段と、
前記撮像結果の輝度レベルを、前記高輝度側のしきい値および低輝度側のしきい値で分けて、高輝度、中輝度、低輝度の３個の区分に分類する分類手段と、
前記高輝度、中輝度、低輝度の各区分に属する前記撮像結果の面積を検出する面積検出手段と、
前記高輝度、中輝度、低輝度の各区分の面積に基づいて、前記撮像結果の逆光を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果を基準にして、露光制御する制御手段と
を備え、
前記判定手段は、
前記高輝度、中輝度、低輝度の各区分の面積をＳ１、Ｓ２、Ｓ３とし、ｋを所定の定数とした場合に、Ｓ１＞ｋ×Ｓ２、かつ、Ｓ３＞ｋ×Ｓ２が成立する場合に、前記撮像結果を逆光と判断する
撮像装置。
前記判定手段は、
前記撮像結果の輝度レベルの最大値、最小値をＹｍａｘ、Ｙｍｉｎとした場合に、Ｓ１＞ｋ×Ｓ２、かつ、Ｓ３＞ｋ×Ｓ２が成立し、さらに、Ｙｍａｘ÷Ｙｍｉｎが所定値より大きい場合に、前記撮像結果を逆光と判断する
請求項１に記載の撮像装置。
前記しきい値設定手段は、
前記所定の割合として３分の１を用いる
請求項１または２に記載の撮像装置。