JP4622668B2 - 電子カメラおよび画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、被写界を撮像して画像を生成する電子カメラ、および処理対象の画像に対して画像処理を施すための画像処理プログラムに関する。

従来より、電子カメラでは、被写界の輝度を測光素子などにより検出し、その結果に基づいて撮影時の露出、絞りなどの条件を決定している。そして、決定した条件を実現するように電子カメラの各部が制御される。ところが、このような制御は誤差を生じることがあり、決定した条件どおりに制御されないことがある。
条件どおりに制御されないと、適正な露出の画像が得られない。

特許文献１の発明では、このような問題を解決するために、撮像された画像のうち、測光領域に対応する部分の輝度値と、所定の目標輝度値との比に基づいて、画像を補正している。
特開２００５−５７３５８号公報

しかし、前述した方法では、撮像により生成された画像に飽和レベルに達している部分がある場合には、その部分の正確な輝度が不明なため、正確な補正値を求めることができない。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、撮像により生成された画像に飽和レベルに達している部分がある場合でも、適正な露出の画像を得るための補正を可能とする電子カメラおよび画像処理プログラムを提供することを目的とする。

本発明の電子カメラは、被写界を測光し測光信号を出力する測光部と、前記被写界のうち測光対象となる領域に対応した前記測光信号を用いて求められた露出制御輝度値に基づいて前記被写界を撮像し画像信号を出力する撮像部と、前記露出制御輝度値と、前記被写界のうち測光対象となる所定領域に対応した前記測光信号の最大輝度値との差分に基づいて寄与率を求め、前記撮像部の前記所定領域から出力された前記画像信号である画像出力値と、前記撮像部の前記所定領域に対応する領域から出力される前記画像信号の目標値である目標出力値との比及び前記寄与率を用いて、前記画像信号を補正する際に用いる補正値を算出する演算部と、前記演算部により演算された前記補正値に基づいて前記画像信号を補正する補正部とを備えたことを特徴とする。
なお、好ましくは、前記演算部は、前記比と予め設定された設定値との差分に対して前記寄与率を乗算し、前記乗算により得られた値に前記設定値を加算することで、前記補正値を算出するようにしてもよい。
また、前記演算部は、前記比をＥｘｐＥｒｒ、前記寄与率をＡＰ、前記補正値をＣＴとした場合に、前記補正値ＣＴを、
ＣＴ＝［（ＥｘｐＥｒｒ−１）×ＡＰ＋１］
により算出するようにしてもよい。

また、前記演算部は、中間調の被写体を撮像したときに得られる画像信号が前記中間調の画像信号として再現されるように定められた基準値及び前記所定領域の輝度値に基づいて算出される値と前記露出制御輝度値との差分を用いて、前記所定領域の目標出力値を算出するようにしてもよい。
また、前記演算部は、前記露出制御輝度値と前記最大輝度値との差が所定値未満となる場合に補正寄与率を一定の値とし、前記露出制御輝度値と前記最大輝度値との差が前記所定値以上となる場合に、当該差が大きいほど前記補正寄与率を小さくするように前記補正値を算出するようにしてもよい。
また、前記演算部は、前記被写界の前記所定領域に対応する部分の画像出力値として、前記被写界の前記所定領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力を用いるようにしてもよい。
また、前記測光部は、補正参照領域の輝度を出力し、前記演算部は、前記所定領域の目標画像出力値として、前記補正参照領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力を用いるようにしてもよい。
また、前記測光部は複数の測光モードを設定可能であり、設定された前記測光モードに応じて被写界における前記測光対象となる領域を変更するようにしてもよい。

また、本発明の画像処理プログラムは、処理対象の画像とともに、前記画像の部分領域の情報と、前記処理対象の画像が撮像されるときに求めた露出制御輝度値を取得する取得手順と、前記露出制御輝度値と前記部分領域に対応する部分の最大輝度値との差分に基づいて前記画像を補正するときの寄与率を求め、前記処理対象の画像のうち前記部分領域の画像出力値と前記部分領域の目標出力値との比及び前記寄与率を用いて、前記画像を補正する際に用いる補正値を算出する演算手順と、前記演算手順で算出された前記補正値に基づいて、前記処理対象の画像を補正する補正手順とをコンピュータに実行させる。
なお、好ましくは、前記演算手順では、前記比と予め設定された設定値との差分に対して前記寄与率を乗算し、前記乗算により得られた値に前記設定値を加算することで、前記補正値を算出するようにしてもよい。
また、前記演算手順では、前記比をＥｘｐＥｒｒ、前記寄与率をＡＰ、前記補正値をＣＴとした場合に、前記補正値ＣＴを、
ＣＴ＝［（ＥｘｐＥｒｒ−１）×ＡＰ＋１］
により算出するようにしてもよい。
また、前記演算手順では、中間調の被写体を撮像したときに得られる画像が前記中間調の画像として再現されるように定められた基準値、及び前記部分領域の輝度値に基づいて算出される値と前記露出制御輝度値との差分を用いて、前記部分領域の目標出力値を算出するようにしてもよい。
また、前記演算手順では、前記露出制御輝度値と前記最大輝度値との差が所定値未満となる場合に補正寄与率を一定の値とし、前記露出制御輝度値と前記最大輝度値との差が前記所定値以上となる場合に、当該差が大きいほど前記補正寄与率を小さくするように前記補正値を算出するようにしてもよい。
また、前記演算手順では、前記部分領域の画像出力値として、前記部分領域の画像データの平均輝度出力を用いるようにしてもよい。
また、前記取得手順では、補正参照領域の輝度を取得し、前記演算手順では、前記部分領域の目標画像出力値として、前記補正参照領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力を用いるようにしてもよい。

本発明の電子カメラおよび画像処理装置によれば、撮像により生成された画像に飽和レベルに達している部分がある場合でも、適正な露出の画像を得るための補正を可能とすることができる。

《第１実施形態》
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の電子カメラ１００の概略構成図である。
電子カメラ１００は、カメラ本体１０１、撮影レンズ１０２からなる。撮影レンズ１０２は、カメラ本体１０１に対し着脱可能であり、内部にレンズ１および開口絞り２を備える。なお、カメラ本体１０１は、撮影レンズ１０２以外の撮影レンズも着脱可能である。

カメラ本体１０１は、一眼レフレックスカメラであり、クイックリターンミラー３、拡散スクリーン（焦点板）４、コンデンサレンズ５、ペンタプリズム６、接眼レンズ７、測光用プリズム８、測光用レンズ９、測光素子１０、シャッタ１１、撮像素子１２を備える。
非撮影時、すなわち撮影を行わない場合には、クイックリターンミラー３は、図１に示すように、光軸に対して４５°の角度に配置される。そして、撮影レンズ１０２がカメラ本体１０１に装着された状態で、レンズ１および開口絞り２を通過した光束は、クイックリターンミラー３で反射され、拡散スクリーン４、コンデンサレンズ５、ペンタプリズム６を介して接眼レンズ７に導かれる。また、拡散スクリーン４によって拡散された光束の一部は、コンデンサレンズ５、ペンタプリズム６、測光用プリズム８、測光用レンズ９を介して測光素子１０に導かれる。

一方、撮影時には、クイックリターンミラー３が、破線で示す位置に待避してシャッタ１１が開放し、撮影レンズ１０２からの光束は撮像素子１２に導かれる。撮像素子１２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの感度が可変である受光素子である。
図２は、電子カメラ１００の機能ブロック図である。
電子カメラ１００は、測光部１３、演算部１４、制御部１５、操作部１６、撮像部１７、画像補正部１８、メモリ部１９を備える。

測光部１３は、図１の測光用プリズム８、測光用レンズ９、測光素子１０を備え、被写界の輝度を検出して演算部１４に出力する。演算部１４は、測光部１３および後述する撮像部１７からの出力に基づいて、各部を制御するためのパラメータなどを算出し（詳細は後述する）、測光部１３、制御部１５および画像補正部１８に演算結果を出力する。また、演算部１４は、補正対象の画像にダイナミックレンジ(飽和レベル)に達した画像データがあるか否かの判定も行う(詳細は後述する)。

また、制御部１５は、演算部１４の演算結果に応じて、開口絞り２、クイックリターンミラー３、シャッタ１１をそれぞれ駆動する。操作部１６は、不図示のレリーズボタンやユーザによる露出補正値の設定（詳細は後述する）のための設定ボタン（露出補正ボタンや露出値を固定するためのＡＥロックボタンなど）などを備え、操作部１６の出力は演算部１４に接続される。

また、撮像部１７は、図１の撮像素子１２を備え、撮影レンズ１０２を介した被写界を撮像し、画像データを画像補正部１８に出力する。また、撮像部１７は、撮像により得た画像データを、演算部１４にも出力する。画像補正部１８は、演算部１４の演算結果に応じて、撮像部１７から出力された画像データを補正し（詳細は後述する）、メモリ部１９に出力する。

メモリ部１９は、メモリカード（カード状のリムーバブルメモリ）などの記録媒体であり、画像補正部１８により補正された画像データを記録する。なお、メモリ部１９は、内蔵メモリであっても良い。
ところで、測光部１３に含まれる測光素子１０は、ＳＰＤ（Silicon Photo Diode）やＣＣＤなどの受光素子であり、図３に示す分割測光センサである。測光素子１０は、被写界の略全面を２５個の領域に分割して測光し、それぞれの領域の輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(２５)を検出する。電子カメラ１００は、このような測光素子１０を用いた測光に関して、３つの測光モードを有する。３つの測光モードとは、中央部分測光モード、スポット測光モード、多分割測光モードである。これらの測光モードは、操作部１６を介して、ユーザにより設定される。

以上説明した構成の電子カメラ１００の撮影時の動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図４のフローチャートの一連の動作は、不図示のレリーズボタンが半押し（半分まで押圧されること）された場合に開始される。
ユーザにより、不図示のレリーズボタンが半押しされると、ステップＳ１において、電子カメラ１００は、測光部１３の測光素子１０の電源をＯＮし、所定の初期化動作を行う。

ステップＳ２において、測光部１３の測光素子１０は、測光用プリズム８、測光用レンズ９を介して被写界を測光し、輝度を検出する。このとき、測光部１３は、ユーザにより設定された測光モードに対応する領域および後述する補正参照領域の測光を行う。
ユーザにより、中央部分測光モードが設定された場合、測光部１３の測光素子１０は、図３のほぼ中央に当たる領域１〜９を測光対象とし、輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(９)を検出する。また、ユーザにより、スポット測光モードが設定された場合、測光部１３は、図３の中心のスポット領域５を測光対象とし、輝度値ＢＶ(５)を検出する。さらに、ユーザにより、多分割測光モードが設定された場合、測光部１３の測光素子１０は、図３の全面の領域１〜２５を測光対象とし、輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(２５)を検出する。

さらに、測光部１３の測光素子１０は、前述した補正参照領域として、図３の領域１〜９、１３、１４、１７、１８、２１、２２を測光対象とし、輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(９)、ＢＶ(１３)、ＢＶ(１４)、ＢＶ(１７)、ＢＶ(１８)、ＢＶ(２１)、ＢＶ(２２)を検出する。なお、各測光モードが設定された場合に、それぞれどの領域を測光対象とするか、および補正参照領域をどの領域にするかはこの例に限定されない。

ステップＳ３において、演算部１４は、測光部１３により測光モードに応じて検出された輝度値およびユーザによって操作部１６に設定された露出補正値やブラケティング値に基づいて、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐを算出する。
つまり、ユーザにより中央部分測光モードが設定された場合、演算部１４は、輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(９)に基づいて、中央部分測光モードにおける露出制御輝度値ＢＶｃｗを算出する。また、スポット測光モードが設定された場合、演算部１４は、輝度値ＢＶ(５)に基づいて、スポット測光モードにおける露出制御輝度値ＢＶｓｐを算出する。さらに、多分割測光モードが設定された場合、演算部１４は、輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(２５)に基づいて、多分割測光モードにおける露出制御輝度値ＢＶａを算出する。すなわち、ユーザにより、中央部分測光モードが設定された場合は、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐ＝ＢＶｃｗ−（ＢＶｅｃ＋ＢＶｂｋｔ）となり、スポット測光モードが設定された場合は、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐ＝ＢＶｓｐ−（ＢＶｅｃ＋ＢＶｂｋｔ）となり、多分割測光モードが設定された場合は、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐ＝ＢＶａ−（ＢＶｅｃ＋ＢＶｂｋｔ）となる。

なお、ＢＶｅｃは、操作部１６を介してユーザにより設定された手動露出補正値である。ユーザは、この手動露出補正値ＢＶｅｃを例えば＋１、−２のように設定することにより、明るめ、暗めなど、適正な露出から意図してずらした露出補正を行うことができる。また、ＢＶｂｋｔは、操作部１６を介してユーザにより設定されたブラケティング値である。ユーザは、このブラケティング値ＢＶｂｋｔを、例えば「１刻みに３枚」と設定して連写を実行することにより、１回の撮影について、「適正」、「所定量暗め」、「所定量明るめ」と段階的に露出を変えて撮影を行うことができる。

これらの露出制御輝度値（ＢＶｃｗ，ＢＶｓｐ，ＢＶａ）の具体的な算出方法については、例えば、特開平９−２８１５４３号公報や特開平１１−１２５５６号公報に開示される方法と同様に行われるので、詳細な説明を省略する。
ステップＳ４において、演算部１４は、測光部１３により検出された補正参照領域の平均輝度値である補正参照領域輝度値ＢＶｒｅｆを算出する。

そして、ステップＳ５において、演算部１４は、露出制御パラメータを算出する。露出制御パラメータとは、シャッタ速度、絞り値および撮像素子１２の感度を指す。演算部１４は、ステップＳ３で算出した露出制御輝度値ＢＶｅｘｐに基づいて露出制御パラメータを算出する。演算部１４には、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐに基づいてシャッタ速度、絞り値および撮像素子１２の感度を算出するための演算式が予め用意されている。そして、演算部１４は、算出したシャッタ速度、絞り値および撮像素子１２の感度を、露出制御パラメータとして、制御部１５に出力する。

ステップＳ６において、演算部１４は、ユーザにより不図示のレリーズボタンが全押し（完全に押圧されること）されたか否かを判定し、全押しされていない場合にはステップＳ７に進み、全押しされた場合にはステップＳ１１に進む。
ユーザにより不図示のレリーズボタンが全押しされていない場合、ステップＳ７において、演算部１４は、測光部制御パラメータを算出する。

測光部制御パラメータとは、測光部１３における測光条件のことであり、測光部１３の測光素子１０がＳＰＤの場合にはアンプゲイン、ＣＣＤの場合にはアンプゲインおよび蓄積時間を指す。演算部１４は、測光部制御パラメータを算出すると、算出した測光部制御パラメータを測光部１３に出力する。
ステップＳ７において、演算部１４は、ステップＳ２の測光結果に基づいて、次の測光における測光条件を決定する。そのため、測光部１３は、より状況に即した最適な測光を行うことができる。

ステップＳ８において、演算部１４は、ユーザにより操作部１６の不図示のＡＥロックボタンがＯＮに設定されているか否かを判定し、ＯＮに設定されている場合にはステップＳ９に進む。一方、ＡＥロックボタンがＯＮに設定されていない場合には、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の処理を再び行う。
ユーザにより不図示のＡＥロックボタンがＯＮに設定されている場合、ステップＳ９において、測光部１３の測光素子１０は、ステップＳ２と同様に被写界を測光し、輝度を検出する。ただし、ステップＳ９においては、測光部１３の測光素子１０は、前述した補正参照領域を測光対象とし、輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(９)、ＢＶ(１３)、ＢＶ(１４)、ＢＶ(１７)、ＢＶ(１８)、ＢＶ(２１)、ＢＶ(２２)を検出する。

そして、ステップＳ１０において、演算部１４は、ステップＳ４と同様に、測光部１３により検出された補正参照領域の輝度値に基づいて、補正参照領域輝度値ＢＶｒｅｆを算出する。そして、補正参照領域輝度値ＢＶｒｅｆを算出すると、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６以降の処理を再び行う。
電子カメラ１００は、ユーザにより不図示のＡＥロックボタンがＯＮに設定されている場合（ステップＳ８ＹＥＳ）には、レリーズボタンが全押しされる（ステップＳ６ＹＥＳ）まで、補正参照領域の測光と補正参照領域輝度値ＢＶｒｅｆの算出と測光部制御パラメータの算出とを繰り返す。また、ユーザにより不図示のＡＥロックボタンがＯＮに設定されていない場合（ステップＳ８ＮＯ）には、レリーズボタンが全押しされる（ステップＳ６ＹＥＳ）まで、測光と露出制御輝度値ＢＶｅｘｐの算出と補正参照領域輝度値ＢＶｒｅｆの算出と露出制御パラメータの算出と測光部制御パラメータの算出とを繰り返す。そして、ユーザにより不図示のレリーズボタンが全押しされると、ステップＳ１１に進む。

ユーザにより不図示のレリーズボタンが全押しされた場合、ステップＳ１１において、制御部１５および撮像部１７は、被写界の撮像を行う。
制御部１５は、演算部１４によって算出されたシャッタ速度、絞り値および撮像素子１２の感度に基づいて、開口絞り２、シャッタ１１、クイックリターンミラー３、撮像部１７を制御し、撮像部１７は、被写界を撮像する。

ここで、制御部１５による開口絞り２およびシャッタ１１の制御には、誤差が生じていると考えられる。そのため、この誤差を改善するために、ステップＳ１２において、演算部１４および画像補正部１８は、後述するデジタルゲイン処理を行う。
図５は、撮像部１７の撮像素子１２を示す図である。図５の一つ一つのマスは、撮像素子１２の画素に対応する。そして、各画素から赤成分（Ｒ成分）、緑成分（Ｇ成分）、青成分（Ｂ成分）の画像データを画像補正部１８へ出力する。

まず、演算部１４は、各画素の輝度値Ｙを、次式を用いて求める。
Ｙ［i,j］＝Ｋｒ×Ｄｒ［i,j］＋Ｋｇ×Ｄｇ［i,j］＋Ｋｂ×Ｄｂ［i,j］・・・（式１）
式１において、ｉ，ｊは画素番号を示し、ＤｒはＲ成分の画像データ、ＤｇはＧ成分の画像データ、ＤｂはＢ成分の画像データを示す。また、Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂは画像データから輝度値を求めるための所定の係数である。

次に、演算部１４は、目標輝度出力補正係数ＨＴを、次式を用いて求める。
ＨＴ＝２^(ＢＶｒｅｆ−ＢＶｅｘｐ)・・・（式２）
次に、演算部１４は、撮影時目標値ＴｇＹを、次式を用いて求める。
ＴｇＹ＝ＴｇＳ×ＨＴ・・・（式３）
式３において、撮影時目標値ＴｇＹは、制御部１５による開口絞り２およびシャッタ１１の制御誤差がない場合に撮像部１７により出力される画像データのうち、測光部１３の補正参照領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力に相当する。また、ＴｇＳは、一様にグレー（中間調）の被写体を予め撮像し、この撮像により得られる画像データが好ましいグレーになる（中間調として再現される）ように予め定められた基準目標値である。また、電子カメラ１００は、このグレーな被写体を、制御誤差がなく、かつ、手動露出補正値ＢＶｅｃ＝０、かつ、ブラケティング値ＢＶｂｋｔ＝０、かつ、補正参照領域輝度値ＢＶｒｅｆに基づいて算出した露出制御パラメータ(露出制御パラメータについては後述する)の条件下で撮像した場合の、本発明によるデジタルゲイン補正を行わない撮像素子出力が基準目標値ＴｇＳになるように調整されている。

さらに、演算部１４は、露出誤差量ＥｘｐＥｒｒを、次式を用いて求める。
ＥｘｐＥｒｒ＝ＴｇＹ／ＡｖｅＹｒｅｆ・・・（式４）
式４において、ＡｖｅＹｒｅｆは、撮像部１７により出力された画像データのうち、測光部１３の補正参照領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力であり、次式を用いて求める。

ＡｖｅＹｒｅｆ＝(ΣＹ［i,j］)／[(ｘ２−ｘ１＋１)×(ｙ２−ｙ１＋１)]・・・（式５）
ただし、式５において、ｉ＝ｘ１〜ｘ２であり、ｊ＝ｙ１〜ｙ２である。ｉ＝ｘ１〜ｘ２、ｊ＝ｙ１〜ｙ２の部分は、撮像部１７により出力された画像データのうち、補正参照領域（図３領域１〜９、１３、１４、１７、１８、２１、２２）に略対応する部分であり、式５により、この部分の画像データの輝度出力の平均が算出される。

次に、演算部１４は、デジタルゲイン補正係数ＣＴを、次式を用いて求める。
ＣＴ＝[(ＥｘｐＥｒｒ−１)×ＡＰ＋１]・・・（式６）
式６において、ＡＰは補正寄与率を示し、０〜１の値を取る（詳細は後述する）。
そして、演算部１４は、次式を用いて、撮像部１７から出力された画像データを補正する。

ＤＡ＝ＤＢ×ＣＴ・・・（式７）
式７において、ＤＡは補正後の画像データを示し、ＤＢは撮像部１７から出力された（補正前の）画像データを示す。
補正寄与率ＡＰが０より大きい場合に式７を用いて補正を行うと、露出誤差量ＥｘｐＥｒｒが１よりも大きい、つまりデジタルゲイン補正係数ＣＴが１よりも大きい場合には、画像全体を明るくする方向（画像における出力レベルを増大させる方向）に補正することができる。一方、露出誤差量ＥｘｐＥｒｒが１よりも小さい、つまりデジタルゲイン補正係数ＣＴが１よりも小さい場合には、画像全体を暗くする方向（画像における出力レベルを低減する方向）に補正することができる。

ただし、デジタルゲイン補正係数ＣＴがあまりに大きいと、補正前の画像データＤＢに含まれるノイズ成分も増幅させてしまうので、結果として補正後の画像はノイズの目立つ画像になってしまう。したがって、デジタルゲイン補正係数ＣＴに対して制限値αを設けて、デジタルゲイン補正係数ＣＴ≦αとしても良い。なお、制限値αは、ノイズを許容可能なデジタルゲイン値であり、予め実験等で求める。

また、画像データＤｒ、Ｄｇ、Ｄｂがダイナミックレンジに達していた場合に、１より小さい露出誤差量ＥｘｐＥｒｒに基づいた補正を行うと、補正後の画像に偽色が発生する場合がある。例えば、赤い花を被写体として撮影を行い、露出オーバーのために画像の一部に白飛びが発生した場合、この白飛びの部分に対応する全ての画像データＤｒ、Ｄｇ、Ｄｂがダイナミックレンジに達している。そして、この画像データに対して、１より小さい露出誤差量ＥｘｐＥｒｒに基づく補正（すなわち、画像における出力レベルを低減する方向の補正）を行うと、補正後の全ての画像データＤｒ、Ｄｇ、Ｄｂがダイナミックレンジよりも同じだけ小さい値になる。これはつまりライトグレーに補正されるということであり、赤い花の一部がライトグレーに補正されてしまうことになる。したがって、補正対象の画像にダイナミックレンジに達した画像データがあるか否かを検出して、ダイナミックレンジに達した画像データがあり、かつ、露出誤差量ＥｘｐＥｒｒが１より小さい場合は、補正寄与率ＡＰ＝０とする（すなわち補正を禁止する）ようにしても良い。また、単純に、露出誤差量ＥｘｐＥｒｒが１より小さい場合は補正寄与率ＡＰ＝０とすることにより、処理を簡略化し、制御部１５および演算部１４の負荷を軽減するとともに処理時間を短縮するようにしても良い。

さらに、たとえ露出誤差量ＥｘｐＥｒｒが１よりも大きくても、補正参照領域内にダイナミックレンジに達した画像データがある場合、平均輝度出力ＡｖｅＹｒｅｆは、被写体の本来の輝度よりも小さい値になる。したがって、デジタルゲイン補正係数ＣＴは適切な値よりも大きくなってしまう。このような場合は、補正寄与率ＡＰを小さくすれば良い。例えば、補正寄与率ＡＰを、測光部１３によって検出された補正参照領域内の輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(９)、ＢＶ(１３)、ＢＶ(１４)、ＢＶ(１７)、ＢＶ(１８)、ＢＶ(２１)、ＢＶ(２２)の最大値と、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐとの差の関数にすれば良い。そこで、演算部１４は、次式を用いて、差ｄＢＶを算出する。

ｄＢＶ＝ＭＡＸ｛補正参照領域内の輝度値ＢＶ(ｉ)｝−ＢＶｅｘｐ・・・（式８）
そして、式８を用いて算出した差ｄＢＶ＜βである場合は、補正寄与率ＡＰ＝１とし、ｄＢＶ≧βである場合は、次式を用いて補正寄与率ＡＰを算出する。
ＡＰ＝１−ｄＢＶ×γ・・・（式９）
図６に、差ｄＢＶと補正寄与率ＡＰとの関係を示す。ただし、ここでβとγは正の所定値である。露出制御輝度値ＢＶｅｘｐに基づいて、露出制御を行うと、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐと同じ輝度の無彩色の被写体はグレー(中間調)に表現される。つまり、補正参照領域内の最大輝度値の被写体が露出制御輝度値ＢＶｅｘｐよりも明るければ明るいほど、飽和する可能性が高くなるので、差ｄＢＶが大きい場合は補正寄与率ＡＰを小さくすれば良い。

以上のように撮影状況に応じて補正寄与率ＡＰを設定することにより、最適なデジタルゲイン処理を行うことができる。
以上説明したように画像データのデジタルゲイン処理が行われると、ステップＳ１３において、メモリ部１９は、画像補正部１８によって補正された画像データを記録し、一連の処理を終了する。

以上説明したように、第１実施形態によれば、被写界を測光し、測光結果に基づく測光値に基づいて露出量を決定して前記被写界を撮像し、画像を生成する。そして、撮像により生成された画像のうち被写界の所定領域に対応する部分の画像出力値と所定領域の目標画像出力値との比、および、測光により検出された露出量を決定した測光値と所定領域の最大輝度値との差に基づいて、画像を補正する際に用いる補正値を算出して、その補正値に基づいて画像を補正する。したがって、撮像により生成された画像に飽和レベルに達している部分がある場合でも、適正な露出の画像を得るための補正を可能とすることができる。

また、第１実施形態によれば、露出量を決定した測光値と前記最大輝度値との差が大きいほど、補正の度合いが小さくなるように補正値を算出する。したがって、撮影状況に応じて、適正な露出の画像を得るための補正を可能とすることができる。
なお、第１実施形態では、固定の基準目標値ＴｇＳを用いる例を示したが、例えば、ホワイトバランスのモードなどに応じて、基準目標値ＴｇＳを適宜変更するようにしても良い。このように基準目標値ＴｇＳを適宜変更することにより、より適切な補正を行うことができる。

また、第１実施形態では、露出制御を電子カメラ１００が自動的に行ういわゆる自動露出モードを例に説明を行ったが、ユーザが露出設定を行ういわゆるマニュアル露出モードの場合にも同様に本発明を適用することができる。マニュアル露出モードの場合は、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐは測光部１３によって得られた輝度値ＢＶ(１)〜ＢＶ(２５)に基づいて算出するのではなく、ユーザの選択したシャッタ速度、絞り値および撮像素子１２の感度から算出すれば良い。このように露出制御輝度値ＢＶｅｘｐを算出することにより、ユーザの意図を反映しつつ、簡単に、適切な明るさの画像を得ることができる。ただし、バルブモードの場合には、事前にシャッタ速度がわからないので、露出制御輝度値ＢＶｅｘｐを算出することができない。したがって、補正寄与率ＡＰ＝０として補正を禁止すれば良い。

《第２実施形態》
以下、図面を用いて本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の機能ブロックについては、以下では、第１実施形態と同様の符号を用いて説明を行う。
図７は、第２実施形態のコンピュータ２００の機能ブロック図である。

コンピュータ２００は、図７に示すように、画像補正部２０、表示部２１を備えるとともに、外部からデータなどを受け取り可能な読み出し部２２を備える。コンピュータ２００には、本発明の画像処理プログラムが予め記録されている。コンピュータ２００は、この画像処理プログラムにしたがって、画像の補正を行う。
図７において、コンピュータ２００は、外部の電子カメラ３００と、読み出し部２２を介して接続されている。

コンピュータ２００は、電子カメラ３００から、撮像により得られた画像データを取得し、画像補正部２０において、図４で説明した手順で画像データを補正して、表示部２１に表示する。補正の具体的な方法については第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
ただし、コンピュータ２００は、撮像により得られた画像データ（処理対象の画像）とともに、その画像が撮像された際の撮像条件として被写界における測光領域など、第１実施形態の図４で説明した補正と同様の補正ができる撮像条件を取得する。

なお、撮像条件は例えばＥＸＩＦなどのファイルフォーマットを用いて、画像データの付帯情報として記録しておいても良い。また、コンピュータ２００は、処理対象の画像を電子カメラ３００からではなく、メモリカードなどの記録媒体から取得するようにしても良い。
以上説明したように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第２実施形態では、第１実施形態の図４のフローチャートと同様の補正を行う例を示したが、図４のフローチャートの各ステップの一部のみをコンピュータ２００で行うようにしても良い。

第１実施形態の電子カメラの概略構成図である。 第１実施形態の電子カメラの機能ブロック図である。 測光素子を説明する図である。 第１実施形態の電子カメラの動作を示すフローチャートである 撮像部の撮像素子を示す図である 差ｄＢＶと補正寄与率ＡＰとの関係を示す図である。 第２実施形態のコンピュータの機能ブロック図である。

符号の説明

１０，測光素子 １２，撮像素子 １３，測光部 １４，演算部 １５，制御部 １６，操作部 １７，撮像部 １８，画像補正部 １００・３００，電子カメラ １０１，カメラ本体 ２００，コンピュータ

Claims (15)

1. 被写界を測光し測光信号を出力する測光部と、
   前記被写界のうち測光対象となる領域に対応した前記測光信号を用いて求められた露出制御輝度値に基づいて前記被写界を撮像し画像信号を出力する撮像部と、
   前記露出制御輝度値と、前記被写界のうち測光対象となる所定領域に対応した前記測光信号の最大輝度値との差分に基づいて寄与率を求め、前記撮像部の前記所定領域から出力された前記画像信号である画像出力値と、前記撮像部の前記所定領域に対応する領域から出力される前記画像信号の目標値である目標出力値との比及び前記寄与率を用いて、前記画像信号を補正する際に用いる補正値を算出する演算部と、
   前記演算部により演算された前記補正値に基づいて前記画像信号を補正する補正部と
   を備えたことを特徴とする電子カメラ。
2. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記演算部は、前記比と予め設定された設定値との差分に対して前記寄与率を乗算し、前記乗算により得られた値に前記設定値を加算することで、前記補正値を算出する
   ことを特徴とする電子カメラ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子カメラにおいて、
   前記演算部は、前記比をＥｘｐＥｒｒ、前記寄与率をＡＰ、前記補正値をＣＴとした場合に、前記補正値ＣＴを、
   ＣＴ＝［（ＥｘｐＥｒｒ−１）×ＡＰ＋１］
   により算出する
   ことを特徴とする電子カメラ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
   前記演算部は、中間調の被写体を撮像したときに得られる画像信号が前記中間調の画像信号として再現されるように定められた基準値及び前記所定領域の輝度値に基づいて算出される値と前記露出制御輝度値との差分を用いて、前記所定領域の目標出力値を算出する
   ことを特徴とする電子カメラ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
   前記演算部は、前記露出制御輝度値と前記最大輝度値との差が所定値未満となる場合に補正寄与率を一定の値とし、前記露出制御輝度値と前記最大輝度値との差が前記所定値以上となる場合に、当該差が大きいほど前記補正寄与率を小さくするように前記補正値を算出する
   ことを特徴とする電子カメラ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
   前記演算部は、前記被写界の前記所定領域に対応する部分の画像出力値として、前記被写界の前記所定領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力を用いる
   ことを特徴とする電子カメラ。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
   前記測光部は、補正参照領域の輝度を出力し、
   前記演算部は、前記所定領域の目標画像出力値として、前記補正参照領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力を用いる
   ことを特徴とする電子カメラ。
8. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
   前記測光部は複数の測光モードを設定可能であり、設定された前記測光モードに応じて被写界における前記測光対象となる領域を変更する
   ことを特徴とする電子カメラ。
9. 処理対象の画像とともに、前記画像の部分領域の情報と、前記処理対象の画像が撮像されるときに求めた露出制御輝度値を取得する取得手順と、
   前記露出制御輝度値と前記部分領域に対応する部分の最大輝度値との差分に基づいて前記画像を補正するときの寄与率を求め、前記処理対象の画像のうち前記部分領域の画像出力値と前記部分領域の目標出力値との比及び前記寄与率を用いて、前記画像を補正する際に用いる補正値を算出する演算手順と、
   前記演算手順で算出された前記補正値に基づいて、前記処理対象の画像を補正する補正手順と
   をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
10. 請求項９に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算手順では、前記比と予め設定された設定値との差分に対して前記寄与率を乗算し、前記乗算により得られた値に前記設定値を加算することで、前記補正値を算出する
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
11. 請求項９又は請求項１０に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算手順では、前記比をＥｘｐＥｒｒ、前記寄与率をＡＰ、前記補正値をＣＴとした場合に、前記補正値ＣＴを、
    ＣＴ＝［（ＥｘｐＥｒｒ−１）×ＡＰ＋１］
    により算出する
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
12. 請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算手順では、中間調の被写体を撮像したときに得られる画像が前記中間調の画像として再現されるように定められた基準値、及び前記部分領域の輝度値に基づいて算出される値と前記露出制御輝度値との差分を用いて、前記部分領域の目標出力値を算出する
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
13. 請求項９から請求項１２のいずれか1項に記載の電子カメラにおいて、
    前記演算手順では、前記露出制御輝度値と前記最大輝度値との差が所定値未満となる場合に補正寄与率を一定の値とし、前記露出制御輝度値と前記最大輝度値との差が前記所定値以上となる場合に、当該差が大きいほど前記補正寄与率を小さくするように前記補正値を算出する
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
14. 請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算手順では、前記部分領域の画像出力値として、前記部分領域の画像データの平均輝度出力を用いる
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
15. 請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記取得手順では、補正参照領域の輝度を取得し、
    前記演算手順では、前記部分領域の目標画像出力値として、前記補正参照領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力を用いる
    ことを特徴とする画像処理プログラム。

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