JP4736939B2 - 撮像装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置、特に、ダイナミックレンジ圧縮機能を有する撮像装置及びこれに適用され得る画像処理方法に関するものである。

近年、デジタルカメラ等の撮像装置においては、高画質化の要請に伴い、撮像センサが扱うことのできる被写体の輝度範囲、すなわちダイナミックレンジ（ＤＲ）を拡大させることが１つの大きなテーマとなっている。ダイナミックレンジの拡大に関し、例えばＭＯＳＦＥＴのサブスレッショルド特性を利用することで、高輝度側の出力特性を入射光量に応じて電気信号が対数的に変換される特性を有する撮像センサ、すなわち線形特性領域及び対数特性領域からなる光電変換特性を有する撮像センサ（リニアログセンサという）が知られている。リニアログセンサは、上述のように入射光量に対して自然対数的に変換された出力が得られることから、線形特性領域だけの光電変換特性を有する撮像センサと比べてより広いダイナミックレンジが確保される。

上記リニアログセンサのように撮像系の広ダイナミックレンジ化が進む一方、現状ではモニタ等の表示系の広ダイナミックレンジ化は撮像系ほど進んでおらず、たとえ入力画像の広ダイナミックレンジ化が図られたとしても、表示系においてその効果を充分に発揮できないことになる。したがって、広ダイナミックレンジの入力画像が表示系のダイナミックレンジに収まるように該入力画像のダイナミックレンジを圧縮させる必要がある。

ところで、“ダイナミックレンジの圧縮”には、局所的に画像の明暗を調整する、すなわち画像の照明成分を圧縮することでコントラスト（階調）を向上させる意味と、画像全体の明暗の関係をそのまま維持した状態で、文字通り、帯域（ダイナミックレンジ）を圧縮する（局所的な明暗調整とは無関係に画像を一律に圧縮する）意味との２つの意味があるが、これらを区別するべく、前者を「覆い焼き処理」、後者を「ＤＲ圧縮」と称するものとする。なお、後述するように、実質的に上記照明成分は低周波成分であり、また後述の反射率成分は高周波成分であると言うことができる。

従来、覆い焼き処理では、例えば画像から照明成分を抽出し（このとき反射率成分も抽出する）、この照明成分をＤＲ圧縮し、ＤＲ圧縮後の照明成分と反射率成分とから上記局所的に画像の明暗が調整された新たな画像を生成する。これに関し、例えば特許文献１に開示されている技術では、図１２に示すように、リニアログセンサにより得られた線形特性及び対数特性の光電変換特性を有する画像（以降、線形／対数画像という。この線形／対数画像は、後述の元画像Ｉに相当する）を、ログ画像Ｉ１とリニア画像Ｉ２とに分割抽出し、それぞれの画像で覆い焼き処理を行った後、これらの画像を合成する。このとき、Ｓ／Ｎ比の悪化を防止するべく、画像合成手段では、当該覆い焼き処理後に合成された画像Ｉ’の画素値が元画像Ｉの画素値より大きくなる場合（画像Ｉ’＞画像Ｉ）、図１３に示すように符号９０１の画像Ｉ’でなく符号９０２に示す元画像Ｉの方を選択するようにしている。また、例えば特許文献２には、画像の圧縮に際して、もともと十分なコントラストが得られていた部分の画像のコントラストを低下させないように、画像信号を或る基準値を用いて大小の信号に分類し、それぞれに対して異なったＤＲ圧縮用補正データを用いてＤＲ圧縮を行うという技術が開示されている。
特願２００４−３７７８７５号 特許第２５０９５０３号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す技術では、入力画像のダイナミックレンジに応じて圧縮率を設定しているため、場合によっては、主被写体（主被写体輝度）の照明成分が圧縮されることがあり、元画像（撮影画像）と比べて、例えば一般的に写真における重要な部分である人物の顔の階調がつぶれてしまう（例えば明るい顔の部分がさらに明るくなり所謂白飛びした状態になる）。すなわち図１４に示すように、符号９１１に示す輝度範囲に主被写体輝度が入ると、圧縮によりコントラストが低下するといった問題がある。この問題は、図１５に示すように、特許文献２に示す技術を用いて、符号９２１に示す元画像の所定値θ未満の領域を覆い焼き処理しないことで回避されることもあるが、所定値θ以上の領域において例えば符号９２２に示す部分の反射率成分が覆い焼き処理された場合には、上述したように画像Ｉ’＞元画像Ｉとなることがあり、Ｓ／Ｎ比が悪化してしまう（暗い部分の画像を明るくするとノイズが目立つようになり画質が低下する）。また、特許文献１の技術では、画像全体に対する覆い焼き処理を行った後、画像Ｉ’と元画像Ｉとを比較するため、処理時間が長くなってしまう。一般的に覆い焼き処理における処理時間の多くは、メディアンフィルタやイプシロンフィルタ等のエッジ維持フィルタを用いた照明成分の抽出処理に要している。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、覆い焼き処理において、主被写体の照明成分（低周波成分）が圧縮されて主被写体のコントラストが低下されることなく、処理時間の短縮を図ることが可能な撮像装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る撮像装置は、被写体光を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像から所定周波数の第１成分を抽出するための第１成分抽出手段と、前記撮影画像から前記第１成分より周波数の高い第２成分を抽出するための第２成分抽出手段と、前記第１成分抽出手段によって抽出された第１成分のダイナミックレンジを圧縮するための圧縮手段と、前記圧縮手段によって第１成分のダイナミックレンジが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記第２成分抽出手段によって抽出された第２成分とから新たな画像を生成するための画像生成手段と、前記第１成分に対する所定のレベル値を設定するためのレベル値設定手段とを備え、前記圧縮手段は、前記第１成分における前記レベル値設定手段によって設定されたレベル値以上の領域のダイナミックレンジを圧縮することを特徴とする。

上記構成によれば、撮像手段によって被写体光が撮像され、第１成分抽出手段によって撮像手段による撮影画像から所定周波数の第１成分（例えば照明成分又は低周波成分）が抽出され、第２成分抽出手段によって撮影画像から第１成分より周波数の高い第２成分（例えば反射率成分又は高周波成分）が抽出される。そして、レベル値設定手段によって第１成分に対する所定のレベル値が設定され、圧縮手段によって、第１成分におけるこの設定されたレベル値以上の領域での第１成分のダイナミックレンジが圧縮され（第１成分に対するＤＲ圧縮が行われ）、このダイナミックレンジが圧縮された圧縮第１成分と第２成分とから画像生成手段によって新たな画像が生成される。

また、請求項１に係る撮像装置は、前記レベル値設定手段は、主被写体の所定輝度値を示す主被写体輝度以上の値を前記レベル値として設定することを特徴とする。この構成によれば、レベル値設定手段によって、主被写体の所定輝度値を示す主被写体輝度以上の値がレベル値として設定される。

請求項２に係る撮像装置は、請求項１において、前記レベル値設定手段は、主被写体に応じて前記レベル値を設定することを特徴とする。この構成によれば、レベル値設定手段によって、主被写体に応じたレベル値が設定される。

請求項３に係る撮像装置は、請求項１において、前記レベル値設定手段は、所定の輝度ヒストグラムにおける度数の小さい輝度値を前記レベル値として設定することを特徴とする。この構成によれば、レベル値設定手段によって、所定の輝度ヒストグラムにおける度数の小さい輝度値がレベル値として設定される。

請求項４に係る撮像装置は、請求項１において、前記撮像手段は、入射光量に応じた電気信号を発生するとともに、入射光量に対して電気信号が線形的に変換されて出力される線形特性と、入射光量に対して電気信号が対数的に変換されて出力される対数特性とからなる光電変換特性を有する撮像センサであって、前記レベル値設定手段は、前記線形特性と対数特性との切り替わり点に応じて前記レベル値を設定することを特徴とする。この構成によれば、撮像手段が線形特性と対数特性とからなる光電変換特性を有する撮像センサとされ、レベル値設定手段によって線形特性と対数特性との切り替わり点（変曲点）に応じてレベル値が設定される。

請求項５に係る撮像装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記圧縮手段は、前記第１成分に対するダイナミックレンジ圧縮用の第１圧縮パラメータを、前記レベル値と前記撮像手段の撮像ダイナミックレンジとの情報に基づいて決定することを特徴とする。この構成によれば、圧縮手段によって、第１成分に対するＤＲ圧縮用の第１圧縮パラメータが、レベル値と撮像手段の撮像ダイナミックレンジとの情報に基づいて決定される。

請求項６に係る撮像装置は、請求項５において、前記圧縮手段は、前記圧縮第１成分を示す特性関数である第１圧縮特性が、少なくとも前記レベル値に関する第１座標点（Ｓ）と、前記撮像手段の撮像ダイナミックレンジにおける最大出力値に関する第２座標点（Ｍ’）との２点を通る条件に基づいて前記第１圧縮パラメータを算出することを特徴とする。この構成によれば、圧縮手段によって、ＤＲ圧縮後の第１成分を示す特性関数である第１圧縮特性が、少なくともレベル値に関する第１座標点（Ｓ）と撮像手段の撮像ダイナミックレンジにおける最大出力値に関する第２座標点（Ｍ’）との２点を通る条件に基づいて第１圧縮パラメータが算出される。

請求項７に係る撮像装置は、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記第１成分抽出手段による第１成分の抽出処理前に、撮影画像から、該撮影画像における第１成分抽出領域に関する評価を行うための評価用画像を作成する評価画像作成手段と、前記評価画像作成手段によって作成された評価用画像に基づいて前記第１成分抽出領域を設定する領域設定手段とをさらに備え、前記第１成分抽出手段は、撮影画像から、前記領域設定手段によって設定された第１成分抽出領域の第１成分を抽出することを特徴とする。この構成によれば、第１成分の抽出処理前に、評価画像作成手段によって撮影画像から評価用画像が作成され、領域設定手段によってこの評価用画像に基づいて第１成分抽出領域が設定され、第１成分抽出手段によって、撮影画像から第１成分抽出領域の第１成分が抽出される。

請求項８に係る撮像装置は、請求項７において、前記評価画像作成手段は、撮影画像に対する線形フィルタによるフィルタ処理に基づき前記評価用画像を作成することを特徴とする。この構成によれば、評価画像作成手段によって、撮影画像に対する線形フィルタによるフィルタ処理に基づき評価用画像が作成される。

請求項９に係る撮像装置は、請求項７又は８において、前記領域設定手段は、前記評価用画像の画素値が、前記レベル値以下の所定の閾値以上となる画素値領域を前記第１成分抽出領域として設定することを特徴とする。この構成によれば、領域設定手段によって、当該レベル値以下の所定の閾値以上の領域が第１成分抽出領域として設定される。

請求項１０に係る撮像装置は、請求項６において、前記圧縮手段は、前記レベル値以上の領域における前記第１圧縮特性と、該レベル値未満の領域における、前記第１圧縮パラメータと異なる第２圧縮パラメータを有する第２圧縮特性とからなる圧縮特性に基づいて、前記第１成分のダイナミックレンジを圧縮することを特徴とする。この構成によれば、圧縮手段によって、第１圧縮特性と第２圧縮特性とからなる圧縮特性に基づいて第１成分のダイナミックレンジが圧縮される。

請求項１１に係る撮像装置は、請求項１０において、前記圧縮手段は、前記第２圧縮特性が、前記第１座標点（Ｓ）と、前記レベル値以上の領域において該第２圧縮特性のグラフの傾きが前記第１圧縮特性の傾きより大きく、且つ前記第１座標点（Ｓ）を通る第１成分の線形特性の傾きより小さくなる第３座標点（Ｍ１）との２点を通る条件に基づいて、前記第２圧縮パラメータを算出することを特徴とする。この構成によれば、圧縮手段により、第２圧縮特性が第１座標点（Ｓ）と第３座標点（Ｍ１）との２点を通る条件に基づいて第２圧縮パラメータが算出される。

請求項１２に係る撮像装置は、請求項１〜９のいずれかにおいて、前記圧縮手段は、前記圧縮第１成分に対応する入出力値が記述されたルックアップテーブルを作成し、該作成したルックアップテーブルの該入出力値に対して所定の平滑処理を行うことを特徴とする。この構成によれば、圧縮手段によって、ルックアップテーブルが作成され、このルックアップテーブルの入出力値に対して所定の平滑処理が行われる。

請求項１３に係る撮像装置は、請求項１２において、前記圧縮手段は、前記平滑処理として、前記入出力値に対する所定範囲の移動平均処理を行うことを特徴とする。この構成によれば、圧縮手段によって、平滑処理として、入出力値に対する所定範囲の移動平均処理が行われる。

請求項１４に係る画像処理方法は、被写体光を撮像手段によって撮像する第１の工程と、前記撮像手段による撮影画像から第１成分抽出手段によって所定周波数の第１成分を抽出する第２の工程と、前記撮影画像から第２成分抽出手段によって前記第１成分より周波数の高い第２成分を抽出する第３の工程と、前記第１成分抽出手段により抽出された第１成分のダイナミックレンジを圧縮手段によって圧縮する第４の工程と、前記圧縮手段により第１成分のダイナミックレンジが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記第２成分抽出手段により抽出された第２成分とから画像生成手段によって新たな画像を生成する第５の工程と、前記第１成分に対する所定のレベル値をレベル値設定手段によって設定する第６の工程とを有し、前記第４の工程は、前記第１成分における前記レベル値設定手段により設定されたレベル値以上の領域のダイナミックレンジを圧縮手段によって圧縮する工程であることを特徴とする。

上記構成によれば、第１〜第６の工程において、レベル値設定手段によって第１成分に対する所定のレベル値が設定され、圧縮手段によって、第１成分におけるこの設定されたレベル値以上の領域での第１成分のダイナミックレンジが圧縮され（第１成分に対するＤＲ圧縮が行われ）、このダイナミックレンジが圧縮された圧縮第１成分と第２成分とから画像生成手段によって新たな画像が生成される。

また、請求項１４に係る画像処理方法は、前記第６の工程は、前記レベル値設定手段によって、主被写体の所定輝度値を示す主被写体輝度以上の値を前記レベル値として設定する工程であることを特徴とする。この構成によれば、第６の工程において、レベル値設定手段によって主被写体の所定輝度値を示す主被写体輝度以上の値がレベル値として設定される。

請求項１に係る撮像装置によれば、第１成分（例えば照明成分又は低周波成分）に対する或るレベル値を設定して、この設定したレベル値に応じて第１成分のＤＲ圧縮領域を決めることが可能となり、例えばレベル値設定手段に設定するレベル値を主被写体輝度以上の値とすることで、覆い焼き処理において、主被写体の第１成分をＤＲ圧縮することなく主被写体のコントラスト低下を防止できる。また、例えばレベル値未満の第１成分に対してはＤＲ圧縮を行わない（例えばレベル値未満では元画像を選択する）といった処理が可能となり、当該覆い焼き処理における処理時間の短縮を図ることができる。なお、このように、覆い焼き処理後の画像の画素値が元画像の画素値を上回らないようにすることができるため、Ｓ／Ｎ比が悪化しない覆い焼き処理が可能となる。

また、請求項１に係る撮像装置によれば、覆い焼き処理において、主被写体輝度以上の値として設定されたレベル値以上の領域に対して謂わば選択的にＤＲ圧縮を行うことが可能となり、主被写体の第１成分がＤＲ圧縮されて主被写体のコントラストが低下するといったことを確実に防止することができる。

請求項２に係る撮像装置によれば、主被写体（被写体）に応じた好適な覆い焼き処理が容易に行えるようになる。すなわち、主被写体の第１成分がＤＲ圧縮されないようにする覆い焼き処理において、その覆い焼き処理の自由度が高くなる。

請求項３に係る撮像装置によれば、輝度ヒストグラムにおける度数の大きな部分に対する圧縮を回避することができ、覆い焼き処理における階調特性の変化を目立たなくすることができる。

請求項４に係る撮像装置によれば、撮像センサ（リニアログセンサ）に対するレベル値の設定を容易に行うことができる。

請求項５に係る撮像装置によれば、レベル値の情報に基づいて主被写体の第１成分のＤＲ圧縮がなされないようにするとともに、撮像ダイナミックレンジの情報に基づいて例えばＤＲ圧縮後の第１成分が当該撮像ダイナミックレンジに収まるような第１圧縮パラメータを設定することができ、ひいては主被写体のコントラスト低下が防止され且つ広ダイナミックレンジ化が図られた、より高画質な画像を得ることができる。

請求項６に係る撮像装置によれば、第１座標点（Ｓ）及び第２座標点（Ｍ’）という２点を通る関数の解を求めるという簡易な方法で第１圧縮パラメータを算出することができ、ひいては覆い焼き処理の高速化を図ることができる。

請求項７に係る撮像装置によれば、第１成分抽出領域を例えばレベル値以上の領域となるように設定することで、覆い焼き処理において、先ず第１成分全体に対する第１成分の抽出処理を行った後に、主被写体の第１成分がＤＲ圧縮されたものとしないようレベル値未満の領域は元画像を選択するといった動作を行うことなく（この場合、レベル値未満の領域に対し、一般に多くの処理時間を要する第１成分の抽出処理が行われる分だけ処理時間が無駄になる）、当該レベル値以上の領域に対してのみ第１成分の抽出処理（この抽出した第１成分のＤＲ圧縮）を行うことが可能となり、覆い焼き処理の時間を短縮することができる。

請求項８に係る撮像装置によれば、評価用画像を、一般に例えばエッジ維持フィルタ等の非線形フィルタと比べて高速なフィルタ処理が可能な線形フィルタを用いて、容易に且つ短時間に作成することができる。

請求項９に係る撮像装置によれば、第１成分抽出領域設定時と本番の第１成分抽出時とにおける、ＤＲ圧縮の要否判定の誤差を防止するためのマージン（レベル値と閾値との差値）を有して第１成分抽出領域を設定することができ、当該評価用画像を用いた覆い焼き処理をより正確に行うことが可能となる。

請求項１０に係る撮像装置によれば、圧縮手段による圧縮特性が、或るレベル値を境として、第１圧縮特性と、この第１圧縮特性の第１圧縮パラメータと異なる第２圧縮パラメータを有するすなわち傾きが異なる第２圧縮特性とからなるものとされるため、当該レベル値を境とした各圧縮特性（の傾き）を適正なものに設定することで、レベル値付近での圧縮特性が急激に変化することなく画質の変化を小さくすることができ、撮影画像における輝度変化を緩和することができる。また、レベル値未満の照明成分の領域では、Ｓ／Ｎ比の劣化を抑えた覆い焼き処理が可能となる。

請求項１１に係る撮像装置によれば、第１座標点（Ｓ）と第３座標点（Ｍ１）との２点を通る条件に基づいて第２圧縮パラメータが算出される、すなわち第２圧縮特性が当該第１座標点（Ｓ）と第３座標点（Ｍ１）とを通る特性とされるため、第１圧縮特性に対する、レベル値付近での画質（各圧縮特性間の）変化を小さくすることが可能な第２圧縮特性を容易に求めることができる。

請求項１２に係る撮像装置によれば、ルックアップテーブルが作成され、このルックアップテーブルの入出力値に対して所定の平滑処理が行われる構成であるので、レベル値付近での圧縮特性が急激に変化することなく（平滑処理により線形特性と対数特性とが滑らかに接続された圧縮特性に修正されて）画質の変化を小さくすることができ、撮影画像における輝度変化を緩和することができる。また、レベル値未満の照明成分の領域では、Ｓ／Ｎ比の劣化を抑えた覆い焼き処理が可能となる。

請求項１３に係る撮像装置によれば、平滑処理として、入出力値に対する所定範囲の移動平均処理が行われるので、移動平均処理という簡易な処理によって平滑処理を行うことができ、ひいてはレベル値付近での輝度変化の緩和を容易に且つ短時間に行うことができる。

請求項１４に係る画像処理方法によれば、第１成分に対する或るレベル値を設定して、この設定したレベル値に応じて第１成分のＤＲ圧縮領域を決めることが可能となり、例えばレベル値設定手段に設定するレベル値を主被写体輝度以上の値とすることで、覆い焼き処理において、主被写体の第１成分をＤＲ圧縮することなく主被写体のコントラスト低下を防止できる。また、例えばレベル値未満の第１成分に対してはＤＲ圧縮を行わない（例えばレベル値未満では元画像を選択する）といった処理が可能となり、当該覆い焼き処理における処理時間の短縮を図ることができる。なお、このように、覆い焼き処理後の画像の画素値が元画像の画素値を上回らないようにすることができるため、Ｓ／Ｎ比が悪化しない覆い焼き処理が可能となる。

また、請求項１４に係る画像処理方法によれば、覆い焼き処理において、主被写体輝度以上の値として設定されたレベル値以上の領域に対して謂わば選択的にＤＲ圧縮を行うことが可能となり、主被写体の第１成分がＤＲ圧縮されて主被写体のコントラストが低下するといったことを確実に防止することができる。

（実施形態１）
図１は、第１の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラを示し、このデジタルカメラの主に撮像処理に関する概略的なブロック構成図を示している。図１に示すようにデジタルカメラ１は、レンズ部２、撮像センサ３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換部５、画像処理部６、画像メモリ７、制御部８、モニタ部９及び操作部１０を備えている。

レンズ部２は、被写体光（光像）を取り込むレンズ窓として機能するとともに、この被写体光をカメラ本体の内部に配置されている撮像センサ３へ導くための光学レンズ系（被写体光の光軸Ｌに沿って直列的に配置される例えばズームレンズやフォーカスレンズ、その他の固定レンズブロック）を構成するものである。レンズ部２は、当該レンズの透過光量を調節するための絞り（図略）やシャッタ（図略）を備えており、制御部８によりこの絞りやシャッタの駆動制御がなされる構成となっている。

撮像センサ３は、レンズ部２において結像された被写体光像の光量に応じ、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分の画像信号に光電変換して後段のアンプ４へ出力するものである。本実施形態においては、撮像センサ３として、センサ入射輝度が低い場合（暗時）に出力画素信号（光電変換により発生する出力電気信号）が線形的に変換されて出力される線形特性領域と、センサ入射輝度が高い場合（明時）に出力画素信号が対数的に変換されて出力される対数特性領域とからなる光電変換特性、換言すれば低輝度側が線形、高輝度側が対数の光電変換特性を有する対数変換型固体撮像素子が用いられる。なお、この光電変換特性の線形特性領域と対数特性領域との切り替り点（以降、変曲点という）は、撮像センサ３の各画素回路に対する所定の制御信号により任意に制御可能とされている。

具体的には、撮像センサ３は例えばフォトダイオード等の光電変換素子をマトリクス状に配置してなる固体撮像素子に、Ｐ型又はＮ型のＭＯＳＦＥＴ等を備えた対数変換回路を付加し、ＭＯＳＦＥＴのサブスレッショルド特性を利用することで、固体撮像素子の出力特性を入射光量に対して電気信号が対数的に変換されるようにした所謂ＣＭＯＳイメージセンサが採用される。但し、ＣＭＯＳイメージセンサに限らず、ＶＭＩＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等であってもよい。

アンプ４は、撮像センサ３から出力された画像信号を増幅するものであり、例えばＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路を備え、当該出力信号のゲイン（増幅率）調整を行う。アンプ４は、ＡＧＣ回路の他、アナログ値としての当該画像信号のサンプリングノイズの低減を行うＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路を備えていてもよい。

Ａ／Ｄ変換部５は、アンプ４にて増幅されたアナログ値の画像信号（アナログ信号）をデジタル値の画像信号（デジタル信号）に変換するものであり、撮像センサ３の各画素で受光して得られる画素信号をそれぞれ例えば１２ビットの画素データに変換する。

画像処理部６は、Ａ／Ｄ変換部５によるＡ／Ｄ変換処理によって得られた画像信号に対する色補間／色補正処理やホワイトバランス補正処理、特に、本実施形態の主たる特徴点である覆い焼き処理に基づく階調変換処理といった各種画像処理を行うものである。画像処理部６における当該階調変換処理については後に詳述する。なお、画像処理部６は、上記各機能部の他に、例えば信号の固定パターンノイズ（ＦＰＮ；Fixed Pattern Noise）を除去するＦＰＮ補正部やＡ／Ｄ変換部５から入力されるデジタル画像信号の黒レベルを基準の値に補正する黒基準補正部等（いずれも図示略）を備えていてもよい。

画像メモリ７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリからなり、画像処理部６で画像処理が施された画像データ等を保存するものである。画像メモリ７は、例えば撮影よる所定フレーム分の画像データを記憶し得る容量を有したものとなっている。

制御部８は、各種制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）等からなり、デジタルカメラ１全体の動作制御を司るものである。制御部８は、撮像センサ３等の装置各部からの各種信号に基づき装置各部が必要とする制御パラメータ等を算出し、これに基づいて例えばタイミングジェネレータや駆動部（いずれも図示略）を介して装置各部の動作を制御する。制御部８は、本実施形態においては特に、画像処理部６の階調変換処理における照明成分圧縮処理や特性変換処理等の処理動作を制御する。

モニタ部９は、撮像センサ３で撮影された画像或いは画像メモリ７に保存されていた画像等のモニタ表示を行うものである。モニタ部９は、具体的には、例えばカメラ背面に配設されたカラー液晶表示素子からなる液晶表示器（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）等からなる。

操作部１０は、デジタルカメラ１に対するユーザによる操作指示入力を行うものであり、例えば電源スイッチ、レリーズスイッチ、或いは各種撮影モードを設定するモード設定スイッチ、ニュー選択スイッチ等の各種の操作スイッチ群（操作ボタン群）からなる。例えばレリーズスイッチが押下（オン）されることで、撮像動作、すなわち撮像センサ３により被写体光が撮像され、この撮像により得られた画像データに対して所要の画像処理が施された後、画像メモリ７等に記録されるといった一連の撮影動作が実行される。

ここで、上記階調変換処理の機能に関する画像処理部６の構成及び動作の詳細について説明する。図２は、画像処理部６の各機能を説明するための機能ブロック図である。同図に示すように画像処理部６は、主被写体輝度取得部６１、特性変換部６２、照明成分抽出部６３、圧縮開始点設定部６４、照明成分圧縮部６５、反射率成分算出部６６及び画像生成部６７を備えている。

主被写体輝度取得部６１は、撮像センサ３による撮像によって得られた撮影画像（元画像Ｉ）の主被写体輝度を取得（算出）するものである。主被写体輝度取得部６１は、図７に示すように例えば分割測光（マルチパターン測光）方式によって、撮像領域４００つまり元画像Ｉを、例えばＡ〜ＡＪブロックの３６個の検出ブロックに分割されてなる中央領域（主被写体領域４１０という）と、第１〜第１６ブロックの１６個の検出ブロックに分割されてなる周辺領域（周辺被写体領域４２０という）とからなる複数の区画に分割し、当該各区画の画像から検出した輝度情報から例えば平均輝度として主被写体輝度を算出する。この場合、例えばＡ〜ＡＪブロック毎の主被写体輝度ヒストグラム（分布）を算出するとともに、このＡ〜ＡＪブロック毎の主被写体輝度ヒストグラムから主被写体領域４１０全体における主被写体全体輝度ヒストグラムを算出し、この主被写体全体輝度ヒストグラムから主被写体領域４１０に対する平均輝度を算出してもよい。この平均輝度算出の際には、例えば或る所定の閾値を用いて輝度データの「足切り」処理を行ってもよいし、周辺被写体領域の輝度情報（周辺被写体輝度ヒストグラムや周辺被写体全体輝度ヒストグラム）を用いてもよい。なお、主被写体輝度の算出方法は、上記したものに限定されず、種々の方法が採用可能である。また、主被写体輝度は平均輝度として算出せずともよく、例えば最大／最小輝度として算出してもよい。

ここで、図３は、上記階調変換処理による覆い焼き処理の様子を説明するグラフ図である。特性変換部６２は、図３に示すように、リニア特性３０１及びログ特性３０２からなる光電変換特性を有する元画像Ｉに対する、特性を統一する処理（特性統一処理）を行うものである。この元画像Ｉは、撮像センサ３（リニアログセンサ）からの入力画像であり、以下の（１）、（２）式に示すような入力輝度ｘに対する画素値ｙの関係式（光電変換特性）を有する。但し、同図中の座標点（Ｘｔｈ、Ｙｔｈ）は、変曲点３０３を示し、（１）式はリニア特性３０１である画像Ｉ２を示し、（２）式はログ特性３０２である画像Ｉ１を示す。但し、式中の記号「＊」は乗算を示し、ａ、ｂ、α、βは所定の係数を示す（以下も同じ）。
ｙ＝ａ＊ｘ＋ｂ（０≦ｘ≦Ｘｔｈ） ・・・（１）
ｙ＝α＊ｌｏｇ（ｘ）＋β（ｘ＞Ｘｔｈ） ・・・（２）

特性変換部６２は、ここでは、ログ特性３０２を、リニア特性３０１と同じ特性であるリニア特性３０４に変換する処理を行う。この場合、撮像センサ３の画素値をｉとすると、当該特性統一処理により得られる、リニア特性３０１及びリニア特性３０４からなる光電変換特性を有する画像（符号３１０に示す画像Ｉｔ）は、下記の（３）式に基づく変換によって与えられる。但し、式中の記号「／」は除算を示す（以下も同じ）。
ｉｆ（ｉ＞Ｙｔｈ）
Ｉｔ＝ａ＊ｅｘｐ（（ｉ−β）／α）＋ｂ
ｅｌｓｅ
Ｉｔ＝ｉ ・・・（３）

なお、特性変換部６２は、上記ログ特性３０２からリニア特性３０４への変換を、所定のＬＵＴ（変換ＬＵＴという）を用いて行う。この変換ＬＵＴは例えば特性変換部６２に備えたＬＵＴ記憶部（図示略）に記憶しておいてもよい。

照明成分抽出部６３は、上記特性統一処理により得られた画像Ｉｔ（リニア画像）から照明成分を抽出するものである。この画像Ｉｔは、所謂Ｒｅｔｉｎｅｘ理論によれば、該画像Ｉｔにおける照明成分を照明成分Ｌ、反射率成分を反射率成分Ｒとすると、以下の(４)式で表される。なお、画像Ｉｔに示す直線グラフを、該画像Ｉｔから抽出した照明成分Ｌを表すものとして適宜扱うものとする。
Ｉｔ＝Ｌ＊Ｒ ・・・（４）

この画像Ｉｔからの照明成分Ｌの抽出処理は、メディアンフィルタやイプシロン（ε）フィルタ等の所謂エッジ維持フィルタ（非線形フィルタ）を用いて行われる。これは以下の（５）式で表される。
Ｌ＝Ｆ（Ｉｔ） ・・・（５）
但し、（５）式中の“Ｆ”は、上記エッジ維持フィルタを示している。なお、狭義での単に低周波成分を通過させる通常のＬＰＦ（ローパスフィルタ；線形フィルタ）では、画像の照明境界（エッジ）においてその変化を正確に抽出することができないため、すなわち、線形フィルタを用いて抽出した信号に基づいてＤＲ圧縮を行うと例えばアーティファクト（画像の暗く沈んだ部分）が出現してしまうため、このような問題を回避してエッジを正確に抽出することが可能なエッジ維持フィルタを用いている。

圧縮開始点設定部６４は、上記画像Ｉｔから抽出した照明成分Ｌに対する圧縮処理を行うに際しての、符号３０５に示す圧縮開始点Ｓ、具体的には圧縮開始レベルＹｓを設定する（入力輝度で見た場合の圧縮開始レベルＸｓを設定してもよい）ものである。この場合、圧縮開始レベルＹｓは、上記の平均輝度等で与えられる主被写体輝度以上の値となるように設定する。この主被写体輝度以上の値となる圧縮開始レベルＹｓを設定する方法としては、例えば、主被写体輝度の値を所定数倍した値を圧縮開始レベルＹｓとしてもよい。この所定数倍の具体的な値（倍率）は、例えば主被写体が人の顔となるような場合には、ガンマ補正を行うと適正な明るさが得られるレベルとなる２〜３倍程度、或いは主被写体が風景となるような場合には２倍程度としてもよい。

但し、倍率はこれらに限定されず、任意な値が採用可能である。また、この倍率は、予め想定した被写体に応じて算出された１つの固定値として設定してもよいし、被写体に応じてその都度、異なるものを設定してもよい。この場合、例えば、ユーザによる操作部１０からの指示入力に基づいて複数の固定値から選択されたものを設定してもよいし、上記主被写体輝度取得部６１において測光結果から求めた主被写体輝度の値に応じて複数の固定値から自動的に選択されたものを設定してもよいし、また、当該測光結果や撮影倍率（焦点距離）から求められる撮影モード（例えば「ポートレート（人物）」モードや「風景」モード）により同定された主被写体の種類に応じて設定してもよい。また、特に人の顔を撮影する場合においては、特開平７−１２８０３１や特許第３５５７６５９号等の方法により検出した顔領域の最高輝度を圧縮開始レベルＹｓとしてもよい。いずれにしても、圧縮開始レベルＹｓは、主被写体（被写体）の種別や輝度情報に応じて適宜設定し、且つ主被写体輝度レベル（又はこの直近レベル）ではなく、主被写体輝度から所定値高いレベルに設定することが好ましく、これにより、各種被写体の違いに拘わらず、ＤＲ圧縮による主被写体への影響をより確実に防ぐことが可能となる。

また、主被写体輝度以上の値となる圧縮開始レベルＹｓを設定する方法としては、上述したものに限定されず、例えば、主被写体及び／又は周辺被写体の輝度情報に基づく所定の輝度ヒストグラムを算出し、主被写体輝度以上の領域における所定レベル、例えば度数の少ない輝度値（輝度レベル）を圧縮開始レベルＹｓとして設定してもよい。具体的には、輝度ヒストグラム分布が例えば所謂「山」の形状をしており、この山の頂点付近が主被写体輝度であるとすると、この輝度ヒストグラムにおける主被写体輝度以上の度数が小さくなっている山裾の位置辺りを圧縮開始レベルとするように設定する。このように度数の少ない輝度値を圧縮開始レベルＹｓとして圧縮を行うことにより（輝度ヒストグラムにおける度数の大きな部分に対する圧縮を回避することができるため）、階調特性の変化を目立たなくすることができる。なお、この輝度ヒストグラムに基づく圧縮開始レベルＹｓの設定は、撮像センサ３によって撮影画像が得られる都度行われてもよい。

また、撮像センサが本実施形態に示すようにリニアログセンサである場合、圧縮開始レベルＹｓを、例えばＹｓ＝Ｙｔｈ＊Ｐ（Ｐ；１より小さい所定の倍数値）として求めるなどして、変曲点レベルＹｔｈと連動させた値を設定してもよい。これは、変曲点レベルＹｔｈが、デジタルカメラ１による自動露出制御（ＡＥ制御）が行われる段階で、つまりここでの覆い焼き処理が行われる前段階で、主被写体輝度レベルよりも大きな値に設定されていることによる。なお、上記ＡＥ制御は、画像処理部６において撮影画像から求めたＡＥ制御用の評価値（ＡＥ評価値）を用いて行われる。上記いずれにしても、要は、主被写体輝度がＤＲ圧縮されて主被写体の階調がつぶれてしまわないようなレベルに圧縮開始レベルＹｓが設定されればよい。

照明成分圧縮部６５は、照明成分抽出部６３によって画像Ｉｔから抽出された照明成分Ｌに対するＤＲ圧縮を行うものである。照明成分圧縮部６５によるこのＤＲ圧縮によって、符号３１０に示す照明成分Ｌは符号３２０に示す照明成分Ｌ’となる。この照明成分Ｌ’は、以下の(６)式で与えられる。
Ｌ’＝ｅｘｐ（ｌｏｇ（Ｌ）＊ｃ）＊ｎ ・・・（６）
但し、「ｃ」はＤＲ圧縮率、「ｎ」は正規化項である。

図３に示すように、当該照明成分のＤＲ圧縮によって、０（ゼロ）〜Ｙｍａｘ（リニア特性最大値）のダイナミックレンジを有する照明成分画像は、０（ゼロ）〜Ｏｍａｘのダイナミックレンジ（撮像ダイナミックレンジ）に収まるようにＤＲ圧縮される。このＯｍａｘは所定の画像出力系の出力最大値（撮像センサ３の出力最大値又は最大画素値であってもよい）であり、例えば８ビット画像において「２５５」の階調値をとる。上記（６）式に示すＤＲ圧縮後の照明成分を示す関数Ｌ’は、圧縮開始点Ｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）と、出力最大値Ｏｍａｘ（或いは最大入力輝度Ｘｍａｘ）における符号３０６に示す圧縮レベル点Ｍ’（Ｘｍａｘ、Ｏｍａｘ）との２点を通過するため、これら点Ｓ及びＭ’の座標値をそれぞれ代入して得られる連立方程式から、（６）式における当該２つの未知数ｃ、ｎを算出することができる。なお、ここでのＤＲ圧縮において、圧縮パラメータ“ｃ”に加え、パラメータ“ｎ”を導入するのは、例えば撮像センサ３の出力画像（撮影画像）が０〜２５５階調のダイナミックレンジ（８ビット画像）を有しており、ＤＲ圧縮後の照明成分Ｌ’が例えば０〜１００の階調となる場合には、これを０〜２５５の階調に合わせるべく「ｎ」の値を例えば２．５とすることで階調値全体を２．５倍するといった調整（照明成分Ｌ’の正規化）を可能にするためである。

なお、照明成分Ｌに対するＤＲ圧縮において圧縮開始点Ｓを設定するのは、上述したように主被写体輝度がＤＲ圧縮されないようにするためであり、したがって、照明成分圧縮部６５は、照明成分Ｌに対するＤＲ圧縮において圧縮特性３０７を有する圧縮特性３２０を用いるものの、照明成分Ｌが圧縮開始レベルＹｓ未満の領域では、当該圧縮特性３２０により得られる照明成分Ｌ’を出力値として用いずに、元画像Ｉを出力値とする処理を行う。

反射率成分算出部６６は、画像Ｉｔから反射率成分Ｒを算出（抽出）するものである。この反射率成分Ｒは、上記照明成分Ｌを用いて以下の（７）式によって算出される。
Ｒ＝Ｉｔ／Ｌ ・・・（７）（上記（４）式から導出）

画像生成部６７は、上記照明成分圧縮部６５によって求めた照明成分Ｌ’と、反射率成分算出部６６によって求めた反射率成分Ｒとから、以下の（８）式によって、元画像Ｉに対する新たな画像Ｉ’（覆い焼き処理後の画像Ｉ’）を生成するものである。
Ｉ’＝Ｌ’＊Ｒ ・・・（８）
図３においては、符号３２０に示す照明成分Ｌ’全体に対して反射率成分Ｒを掛け合わすことで画像Ｉ’を得る。

図４は、第１の実施形態におけるデジタルカメラ１による覆い焼き処理に関する動作の一例を示すフローチャートである。先ず特性変換部６２によってリニア特性への特性統一処理が行われて画像Ｉｔが得られる（ステップＳ１）。次に、照明成分抽出部６３によって、エッジ維持フィルタ（非線形フィルタ）処理に基づいて画像Ｉｔから照明成分Ｌが抽出される。但し、この照明成分の抽出処理は画像Ｉｔの全画素に対し同時に行われる（ステップＳ２）。そして、圧縮開始点設定部６４に圧縮開始レベルＹｓが設定されるとともに、照明成分圧縮部６５によって、照明成分Ｌが当該設定された圧縮開始レベルＹｓ以上であると判別された場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、反射率成分算出部６６によって反射率成分Ｒが算出され（ステップＳ４）、照明成分圧縮部６５によって、上記照明成分Ｌが圧縮開始点Ｓ（圧縮開始レベルＹｓ）及び圧縮レベル点Ｍ’の情報を基にＤＲ圧縮されて照明成分Ｌ’が得られ（ステップＳ５）、このステップＳ４、５で求められた反射率成分Ｒ及び照明成分Ｌ’とから画像Ｉ’が生成されて出力される（ステップＳ６）。上記ステップＳ３において、照明成分Ｌが圧縮開始レベルＹｓ未満であると判別された場合には（ステップＳ３のＮＯ）、元画像Ｉが選択されて出力される（ステップＳ７）。但し、ステップＳ３〜Ｓ７の動作は、照明成分Ｌの画素毎に（１つの画素に対して）順次実行される。このようにしてステップＳ３〜Ｓ７の処理が全画素に対して完了すれば（ステップＳ８のＹＥＳ）、フロー終了となる。全画素に対して完了していなければ（ステップＳ８のＮＯ）、ステップＳ３に戻って、全画素が完了するまで当該ステップＳ３〜Ｓ７の各処理が繰り返される。

（実施形態２）
ところで、上記第１の実施形態におけるデジタルカメラ１は、照明成分Ｌの抽出に際してエッジ維持フィルタを用いているが、このエッジ維持フィルタによる照明成分抽出処理は時間がかかることから、第２の実施形態におけるデジタルカメラ１ａでは、照明成分抽出前に仮の照明成分画像（仮照明画像という）を求めておき、この仮照明画像に基づいて覆い焼き処理を行う手法をとる。この場合の覆い焼き処理について以下に説明する。

図５は、デジタルカメラ１ａにおける画像処理部６ａの各機能を説明するための機能ブロック図である。同図に示すように画像処理部６ａは、画像処理部６に対してさらに仮照明画像作成部６８及び照明成分抽出領域算出部６９を備えており、また照明成分抽出部６３ａが異なるものとなっている（その他の機能部の構成は 第１の実施形態と同様であり、その説明を省略する）。

仮照明画像作成部６８は、特性変換部６２による特性統一処理により得られた画像Ｉｔに対して、ガウシアンフィルタ等の上記ＬＰＦ（線形フィルタ）を用いたフィルタ処理を施して所謂ボケ画像を作成することで仮照明画像を作成するものである。このボケ画像作成に使用するＬＰＦは、通常のデジタルカメラにはハードウェアで実装されているので、高速な処理が可能である。なお、仮照明画像として、覆い焼き処理の前段で作成されるＡＥ用つまりＡＥ評価値取得用の縮小画像（間引き画像）を利用してもよい。

照明成分抽出領域算出部６９は、仮照明画像作成部６８によって作成された仮照明画像に基づいて、撮影画像における上記エッジ維持フィルタによる照明成分の抽出処理（及びＤＲ圧縮）を行う領域（照明成分抽出領域）を算出するものである。具体的には、照明成分抽出領域算出部６９は、仮照明画像の画素値が所定の閾値ｔｈ以上であるか否か判定し、閾値ｔｈ以上となる画素値領域を照明成分抽出領域とする。この閾値ｔｈは圧縮開始レベルＹｓ以下の所定レベルの値を用いる。このように閾値ｔｈを圧縮開始レベルＹｓ以下の値とするのは、仮照明画像では暗くてＤＲ圧縮する必要がないと判定されたとしても、エッジ維持フィルタを用いた本番の照明成分抽出処理時にはＤＲ圧縮が必要であると判定されることがあるため、当該本番の照明成分抽出処理時においてもＤＲ圧縮が不要、つまり真黒の画像であると判定されるだけのマージン（圧縮開始レベルＹｓ及び閾値レベルｔｈ間の範囲３０９）を確保するためである。なお、閾値ｔｈは、或る１つの固定値として照明成分抽出領域算出部６９に設定（記憶）されたものであってもよいし、その都度、ユーザによって選択された、或いは圧縮開始レベルＹｓ又は主被写体輝度の算出に応じて自動的に（複数の固定値から）選択されて設定されたものであってもよい。

照明成分抽出部６３ａは、撮影画像から、該撮影画像の上記照明成分抽出領域における照明成分Ｌを、照明成分抽出部６３と同様にエッジ維持フィルタを用いて抽出するものである。なお、当該照明成分抽出領域において抽出された照明成分Ｌは、照明成分圧縮部６５によって上記と同様にＤＲ圧縮される。

図６は、第２の実施形態におけるデジタルカメラ１ａによる覆い焼き処理に関する動作の一例を示すフローチャートである。先ず特性変換部６２によってリニア特性への特性統一処理が行われて画像Ｉｔが得られる（ステップＳ２１）。次に、仮照明画像作成部６８によって、ＬＰＦ（線形フィルタ）処理に基づいて仮照明画像が作成され（ステップＳ２２）、照明成分抽出領域算出部６９によって、当該仮照明画像及び閾値ｔｈ情報に基づいて、撮影画像における上記エッジ維持フィルタ処理を行う照明成分抽出領域が算出される（ステップＳ２３）。次に、照明成分抽出部６３によって、画像Ｉｔの照明成分抽出領域における全画素に対する照明成分Ｌの抽出が行われる（ステップＳ２４）。そして、圧縮開始点設定部６４に、圧縮開始レベルＹｓ（圧縮開始点Ｓ）が設定されるとともに、照明成分圧縮部６５によって、照明成分Ｌが当該設定された圧縮開始レベルＹｓ以上であると判別された場合には（ステップＳ２５のＹＥＳ）、反射率成分算出部６６によって反射率成分Ｒが算出され（ステップＳ２６）、照明成分圧縮部６５によって、上記照明成分Ｌが圧縮開始点Ｓ（圧縮開始レベルＹｓ）及び圧縮レベル点Ｍ’の情報を基にＤＲ圧縮されて照明成分Ｌ’が得られ（ステップＳ２７）、このステップＳ２６、２７で求められた反射率成分Ｒ及び照明成分Ｌ’とから画像Ｉ’が生成されて出力される（ステップＳ２８）。上記ステップＳ２５において、照明成分Ｌが圧縮開始レベルＹｓ未満であると判別された場合には（ステップＳ２５のＮＯ）、元画像Ｉが選択されて出力される（ステップＳ２９）。但し、ステップＳ２５〜Ｓ２９の動作は、画素毎に（１つの画素に対して）順次実行される。このようにしてステップＳ２５〜Ｓ２９の処理が照明成分抽出領域の全画素に対して完了すれば（ステップＳ３０のＹＥＳ）、フロー終了となる。全画素に対して完了していなければ（ステップＳ３０のＮＯ）、ステップＳ２５に戻って、全画素が完了するまで当該ステップＳ２５〜Ｓ２９の各処理が繰り返される。

以上のように、第１及び第２の実施形態に係る撮像装置（デジタルカメラ１、１ａ）によれば、撮像センサ３によって被写体光（光像）が撮像され、照明成分抽出部６３（６３ａ）（第１成分抽出手段）によって撮像センサ３による撮影画像（元画像Ｉ又は画像Ｉｔ）から所定周波数の照明成分Ｌ（第１成分）が抽出され、反射率成分算出部６６（第２成分抽出手段）によって撮影画像から照明成分Ｌより周波数の高い反射率成分Ｒ（第２成分）が算出（抽出）される。そして、圧縮開始点設定部６４によって照明成分Ｌに対する所定の圧縮開始レベルＹｓ（レベル値）が設定され、照明成分圧縮部６５によって、照明成分Ｌにおけるこの設定された圧縮開始レベルＹｓ以上の領域での照明成分Ｌのダイナミックレンジが圧縮され（照明成分に対するＤＲ圧縮が行われ）、このダイナミックレンジが圧縮された照明成分Ｌ’（圧縮照明成分；圧縮第１成分）と反射率成分Ｒとから、画像生成部６７によって新たな画像（画像Ｉ’）が生成される。これにより、照明成分Ｌに対する或る圧縮開始レベルＹｓを設定して、この設定した圧縮開始レベルＹｓに応じて照明成分ＬのＤＲ圧縮領域を決めることが可能となり、例えば圧縮開始レベルＹｓを主被写体輝度以上の値とすることで、覆い焼き処理において、主被写体の照明成分ＬをＤＲ圧縮することなく主被写体のコントラスト低下を防止できる。また、例えば圧縮開始レベルＹｓ未満の照明成分Ｌに対してはＤＲ圧縮を行わない（例えば圧縮開始レベルＹｓ未満では元画像Ｉを選択する）といった処理が可能となり、当該覆い焼き処理における処理時間の短縮を図ることができる。なお、このように、覆い焼き処理後の画像Ｉ’の画素値が元画像Ｉの画素値を上回らないようにすることができるため、Ｓ／Ｎ比が悪化しない覆い焼き処理が可能となる。

また、圧縮開始点設定部６４によって、主被写体の所定輝度値を示す主被写体輝度以上の値が圧縮開始レベルＹｓとして設定されるので、覆い焼き処理において、主被写体輝度以上の値として設定された圧縮開始レベルＹｓ以上の領域に対して謂わば選択的にＤＲ圧縮を行うことが可能となり、主被写体の照明成分ＬがＤＲ圧縮されて主被写体のコントラストが低下するといったことを確実に防止することができる。

また、圧縮開始点設定部６４によって、主被写体に応じた圧縮開始レベルＹｓが設定されるので、主被写体（被写体）に応じた好適な覆い焼き処理が容易に行えるようになる。すなわち、主被写体の照明成分ＬがＤＲ圧縮されないようにする覆い焼き処理において、その覆い焼き処理の自由度が高くなる。

また、圧縮開始点設定部６４によって、所定の輝度ヒストグラムにおける度数の小さい輝度値が圧縮開始レベルＹｓとして設定されるので、輝度ヒストグラムにおける度数の大きな部分に対する圧縮を回避することができ、覆い焼き処理における階調特性の変化を目立たなくすることができる。

また、撮像センサ３が線形特性と対数特性とからなる光電変換特性を有する撮像センサとされ、圧縮開始点設定部６４によって変曲点に応じて圧縮開始レベルＹｓが設定されるので、当該撮像センサ３（リニアログセンサ）に対する圧縮開始レベルＹｓの設定を容易に行うことができる。

また、照明成分圧縮部６５によって、照明成分に対するＤＲ圧縮用の圧縮パラメータ（ＤＲ圧縮率ｃ）が、圧縮開始レベルＹｓと撮像センサ３の撮像ダイナミックレンジ（図３に示す０〜Ｏｍａｘのダイナミックレンジ）との情報に基づいて決定されるので、圧縮開始レベルＹｓの情報に基づいて主被写体の照明成分ＬのＤＲ圧縮がなされないようにするとともに、撮像ダイナミックレンジの情報に基づいて例えばＤＲ圧縮後の照明成分Ｌ’が当該撮像ダイナミックレンジに収まるような圧縮パラメータ（第１圧縮パラメータ）を設定することができ、ひいては主被写体のコントラスト低下が防止され且つ広ダイナミックレンジ化が図られた、より高画質な画像Ｉ’を得ることができる。

また、照明成分圧縮部６５によって、ＤＲ圧縮後の照明成分Ｌ’を示す特性関数である第１圧縮特性（符号３２０の照明成分Ｌ’に示す関数曲線参照）が、少なくとも圧縮開始レベルＹｓに関する座標点すなわち圧縮開始点Ｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）と撮像センサ３の撮像ダイナミックレンジにおける最大出力値の座標点すなわち圧縮レベル点Ｍ’（Ｘｍａｘ、Ｏｍａｘ）との２点を通る条件に基づいて第１圧縮パラメータが算出されるので、圧縮開始点Ｓ、圧縮レベル点Ｍ’という２点を通る関数の解を求めるという簡易な方法で第１圧縮パラメータを算出することができ、ひいては覆い焼き処理の高速化を図ることができる。

また、照明成分Ｌの抽出処理前に、仮照明画像作成部６８によって撮影画像（元画像Ｉ又は画像Ｉｔ）から仮照明画像（評価用画像）が作成され、照明成分抽出領域算出部６９によってこの仮照明画像に基づいて照明成分抽出領域が設定され、照明成分抽出部６３ａによって、撮影画像から当該照明成分抽出領域における照明成分Ｌが抽出されるので、照明成分抽出領域を例えば圧縮開始レベルＹｓ以上の領域となるように設定することで、覆い焼き処理において、先ず照明成分全体に対する照明成分Ｌの抽出処理を行った後に、主被写体の照明成分ＬがＤＲ圧縮されたものとしないよう圧縮開始レベルＹｓ未満の領域は元画像Ｉを選択するといった動作を行うことなく（この場合、圧縮開始レベルＹｓ未満の領域に対し、一般に多くの処理時間を要する照明成分Ｌの抽出処理が行われる分だけ処理時間が無駄になる）、この圧縮開始レベルＹｓ以上の領域に対してのみ照明成分Ｌの抽出処理（及び抽出した照明成分ＬのＤＲ圧縮）を行うことが可能となり、覆い焼き処理の時間を短縮することができる。

また、仮照明画像作成部６８によって、撮影画像に対する線形フィルタ（ＬＰＦ）によるフィルタ処理に基づき仮照明画像が作成されるので、仮照明画像を、一般に例えばエッジ維持フィルタ等の非線形フィルタと比べて高速なフィルタ処理が可能な線形フィルタを用いて、容易に且つ短時間に作成することができる。

また、照明成分抽出領域算出部６９によって、圧縮開始レベルＹｓ以下の所定の閾値ｔｈ以上の領域が照明成分抽出領域として設定されるので、照明成分抽出領域設定時と本番の照明成分抽出時とにおける、ＤＲ圧縮の要否判定の誤差を防止するための例えば範囲３０９に示すマージン（圧縮開始レベルＹｓと閾値ｔｈとの差値）を有して明成分抽出領域を設定することができ、当該仮照明画像を用いた覆い焼き処理をより正確に行うことが可能となる。

また、第１及び第２の実施形態に係る撮像装置（デジタルカメラ１、１ａ）に適用され得る画像処理方法によれば、第１の工程において、被写体光が撮像センサ３によって撮像され、第２の工程において、撮像センサ３による撮影画像（元画像Ｉ又は画像Ｉｔ）から照明成分抽出部６３（６３ａ）によって所定周波数の照明成分Ｌが抽出され、第３の工程において、撮影画像から反射率成分算出部６６によって照明成分Ｌより周波数の高い反射率成分Ｒが算出（抽出）される。そして、第４の工程において、照明成分抽出部６３（６３ａ）により抽出された照明成分Ｌのダイナミックレンジが照明成分圧縮部６５によって圧縮され、第５の工程において、照明成分圧縮部６５により照明成分Ｌのダイナミックレンジが圧縮されてなる照明成分Ｌ’（圧縮照明成分）と反射率成分算出部６６により算出された反射率成分Ｒとから、画像生成部６７によって新たな画像（画像Ｉ’）が生成され、また、第６の工程において、照明成分Ｌに対する所定の圧縮開始レベルＹｓが圧縮開始点設定部６４によって設定される。そして、上記第４の工程は、照明成分Ｌにおける圧縮開始レベルＹｓ以上の領域のダイナミックレンジを照明成分圧縮部６５によって圧縮する工程とされる。

このような第１〜第６の工程を有する画像処理方法によれば、照明成分Ｌに対する圧縮開始レベルＹｓを設定し、該設定した圧縮開始レベルＹｓに応じて照明成分ＬのＤＲ圧縮領域を決めることが可能となり、例えばこの圧縮開始レベルＹｓを主被写体輝度以上の値とすることで、覆い焼き処理において、主被写体の照明成分ＬをＤＲ圧縮することなく主被写体のコントラスト低下を防止できる。また、例えば圧縮開始レベルＹｓ未満の照明成分Ｌに対してはＤＲ圧縮を行わない（例えば圧縮開始レベルＹｓ未満では元画像Ｉを選択する）といった処理が可能となり、当該覆い焼き処理における処理時間の短縮を図ることができる。なお、このように、覆い焼き処理後の画像Ｉ’の画素値が元画像Ｉの画素値を上回らないようにすることができるため、Ｓ／Ｎ比が悪化しない覆い焼き処理が可能となる。

さらに、上記第６の工程において、圧縮開始点設定部６４によって主被写体の所定輝度値を示す主被写体輝度以上の値が圧縮開始レベルＹｓとして設定されるので、覆い焼き処理において、主被写体輝度以上の値として設定された圧縮開始レベルＹｓ以上の領域に対して謂わば選択的にＤＲ圧縮を行うことが可能となり、主被写体の照明成分ＬがＤＲ圧縮されて主被写体のコントラストが低下するといったことを確実に防止することができる。

なお、本発明は、以下の変形態様をとることができる。
（Ａ）上記覆い焼き処理において扱われる撮影画像（元画像）は、上記線形／対数画像でなくともよく、例えば、一般的なリニアセンサによる、異なるシャッタスピードや絞り値で撮影して得られた複数枚の画像から作成した広ダイナミックレンジ画像であってもよいし、ニー処理された画像（明るい画像分部（高輝度領域）にだけ所定のゲインをかけて圧縮した画像）であってもよい。

（Ｂ）上記第１の実施形態において、照明成分Ｌ全体をＤＲ圧縮した後、圧縮開始レベルＹｓ未満は元画像Ｉを用いるという方法でなくともよく、例えば当該照明成分Ｌに対するＤＲ圧縮を、圧縮開始レベルＹｓ以上の照明成分Ｌに対してのみ行い（圧縮開始レベルＹｓ未満の照明成分Ｌに対してはＤＲ圧縮を行わず）、圧縮開始レベルＹｓ未満においては、元画像Ｉ（符号３０８に示す範囲）をそのまま出力値とする方法であってもよい。

（Ｃ）上記実施形態１、２においては、撮影画像に対する覆い焼き処理（ＤＲ圧縮処理）をデジタルカメラ１（１ａ）内（画像処理部６、６ａ）で行う構成としているが、これに限らず、デジタルカメラ１外の所定の処理部において実行する構成としてもよい。具体的には、例えばＵＳＢ等を用いてデジタルカメラ１（１ａ）と直接接続（有線）又は無線ＬＡＮ等によるネットワーク接続がなされた、或いはメモリカードといったストレージメディア等を用いて情報伝達可能に構成されたユーザーインターフェイスを備える所定のホスト（例えばＰＣ（Personal Computer）やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）において当該覆い焼き処理を行う構成としてもよい。

（Ｄ）上記実施形態１、２においては、覆い焼き処理方法として反射率成分（照明成分）を用いる方法を採用しているが、高周波成分（低周波成分）を用いる方法であってもよい。一般的に、「反射率成分」は、画像を「照明成分」で除算して得られるものであり、「高周波成分」は、画像から「低周波成分」を減算して得られるものである。すなわち、上記反射率成分を用いる方法では、元画像Ｉから照明成分Ｌを求めるとともに、この照明成分Ｌを用いて反射率成分Ｒ（＝Ｉ／Ｌ）を求めて、この反射率成分Ｒと、照明成分ＬをＤＲ圧縮してなる照明成分Ｌ’との積算を行うことで出力画像（画像Ｉ’）を求めている。これに対し、高周波成分を用いる方法では、元画像Ｉから低周波成分（これをベースＢとする）を求めるとともに、この低周波成分を用いて、元画像Ｉから低周波成分（Ｂ）を減算することで高周波成分（ディテールＤとする）を求めて（すなわち、Ｄ＝Ｉ−Ｂ）、この高周波成分（Ｄ）と、低周波成分（Ｂ）をＤＲ圧縮してなる低周波成分Ｌ’（上記照明成分Ｌ’と同じ記号Ｌ’で表現する）とを加算することで、出力画像（画像Ｉ’；上記画像Ｉ’と同じ記号Ｉ’で表現する）を求める。

上記「照明成分」と「低周波成分」とは同じものであり（照明成分は実質的には低周波成分であり）、低周波成分は、上記照明成分と同じく、エッジ維持フィルタ（非線形フィルタ）によって撮影画像から抽出することができる。また、高周波成分を用いる場合の覆い焼き処理方法での「低周波成分」のＤＲ圧縮は、上記各実施形態における反射率成分を用いる場合の「照明成分」のＤＲ圧縮方法と同じ方法で行うことができる（当該各場合の両アルゴリズムとも「照明成分」及び「低周波成分」のＤＲ圧縮に同じ方法が使える）。これらのことから、上記実施形態１、２における「反射率成分」を「高周波成分」に、「照明成分」を「低周波成分」にそのまま置き換えて、すなわち上記（７）式を以下の（７’）式に、（８）式を以下の（８’）式に置き換えて（制御部８や画像処理部６、６ａの各演算機能部での演算を照明成分及び反射率成分に対するものからそれぞれ低周波成分及び高周波成分に対するものに置き換えて）、当該高周波成分（低周波成分）を用いる方法での覆い焼き処理を上記実施形態１、２に適用することができ、反射率成分（照明成分）を用いる場合と同じ効果を得ることができる。低周波成分は、上記撮影画像からエッジ維持フィルタによって抽出されるので、撮影画像からの低周波成分の抽出を精度良く行うことができる。なお、このことから、反射率成分は、照明成分よりも周波数の高い反射率成分と表現することができる。ただし、実際には、照明成分の一部が反射率成分より周波数が高くなることが、この場合も含めて、反射率成分は照明成分よりも周波数が高いと表現するものとする。
Ｒ＝Ｉｔ−Ｌ ・・・（７’）
但し、記号Ｒは上記高周波成分を、記号Ｌは上記低周波成分を示す。
Ｉ’＝Ｌ’＋Ｒ・・・（８’）
但し、記号Ｒは上記高周波成分を、記号Ｌ’は上記ＤＲ圧縮された低周波成分を示す。

（Ｅ）第１の実施形態における画像処理により、図８に示すように、上記図３における符号３０８に示す範囲の特性（元画像Ｉの照明成分Ｌ）と圧縮特性３２０（圧縮照明成分Ｌ’）とからなる照明成分の圧縮特性５０１が得られるが、特に、画像のダイナミックレンジが広い場合には、圧縮開始点Ｓを境にして画質が急激に変化するため、画像に擬似輪郭などの不具合が発生するという問題が生じる。そこで、図９に示すように、上記符号３１０に示す照明成分Ｌ（図３参照）を圧縮特性Ｙ０及び圧縮特性Ｙ１となるようにＤＲ圧縮する構成としてもよい。実際の圧縮処理においては、照明成分圧縮部６５は以下の（９）、（１０）式を含む演算式に基づく処理を行い、圧縮開始点Ｓを境として照明成分Ｌが圧縮開始レベルＹｓ以上の領域では圧縮特性Ｙ０となり、圧縮開始レベルＹｓ未満の領域では圧縮特性Ｙ１となるようにＤＲ圧縮を行う。
ｉｆ（Ｌ＞Ｙｓ）
Ｌ’＝ｅｘｐ（ｌｏｇ（Ｌ）＊ｃ０）＊ｎ０ ・・・（９）
ｅｌｓｅ
Ｌ’＝ｅｘｐ（ｌｏｇ（Ｌ）＊ｃ１）＊ｎ１ ・・・（１０）
但し、「ｃ０、ｃ１」及び「ｎ０、ｎ１」は、上記（６）式の場合と同様それぞれＤＲ圧縮率及び正規化項を示す。

照明成分圧縮部６５は、圧縮特性Ｙ０の圧縮パラメータ（上記第１圧縮パラメータ）すなわち上記（９）式のｃ０、ｎ０は、圧縮開始点Ｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）及び圧縮レベル点Ｍ０（Ｘｍａｘ、Ｏｍａｘ）の２点を通る条件に基づいて算出し、圧縮特性Ｙ１の圧縮パラメータ（これを第２圧縮パラメータとする）すなわち上記（１０）式のｃ１、ｎ１は、圧縮開始点Ｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）及び圧縮レベル点Ｍ１（Ｘｍ１、Ｏｍａｘ）の２点を通る条件に基づいて算出する。但し、（９）式に示す照明成分Ｌ’（圧縮特性Ｙ０）は、（６）式で表される上記符号３２０に示す照明成分Ｌ’（図３参照）と同じものであり、圧縮レベル点Ｍ０は上記符号３０６に示す圧縮レベル点Ｍ’と同じ点である。また、圧縮レベル点Ｍ１のＸｍ１は、最大入力輝度Ｘｍａｘ以下の値であり、且つ例えば所定のＮ（自然数）について、Ｘｍ１＝Ｘｍａｘ／Ｎによって与えられる値である。このように圧縮開始点Ｓを境として圧縮特性Ｙ０、Ｙ１を求めるようにすることで、符号５１１で示す部分の圧縮特性Ｙ０（圧縮照明成分）と符号５１２で示す特性（元画像Ｉの照明成分）との差違よりも、当該圧縮特性５１１と符号５１３で示す部分の圧縮特性Ｙ１との差違の方が小さくなるため、圧縮開始レベルＹｓ付近での圧縮特性が急激に変化することなく画質の変化を小さくすることができ、撮影画像における（被写体中での）輝度変化を緩和することが可能となる。この場合、圧縮開始レベルＹｓ未満の照明成分の領域では、Ｓ／Ｎ比の劣化を抑えた覆い焼き処理が可能となる。

なお、上述のことは、圧縮特性Ｙ１が当該圧縮開始点Ｓと圧縮レベル点Ｍ１とを通る特性とされるため、圧縮特性Ｙ０に対する、圧縮開始レベルＹｓ付近での画質（各圧縮特性間の）変化を小さくすることが可能な圧縮特性Ｙ１を容易に求めることができるとも言える。但し、圧縮特性Ｙ１は必ずしも圧縮レベル点Ｍ１を通らなくてもよく、要は、図９に示すように、例えば圧縮開始レベルＹｓ以上の領域において圧縮特性のグラフの傾きが圧縮特性Ｙ０よりも大きく、且つ、元画像Ｉの照明成分である線形特性５１４よりも小さい圧縮特性Ｙ１が得られるような、圧縮開始点Ｓと少なくともその他１点を通ればよい。

（Ｆ）上記変形態様（Ｅ）における図８で説明したように、画像のダイナミックレンジが広い場合には、圧縮開始点Ｓを境にして画質が急激に変化するため、画像に擬似輪郭などの不具合が発生する問題が生じるが、本変形態様における画像処理を行うことでこの問題を回避するようにしてもよい。すなわち、照明成分圧縮部６５によって以下の処理ステップＡ〜Ｃに示す処理を行う構成としてもよい。
（ステップＡ）ＬＵＴの作成処理
（ステップＢ）ステップＡで作成したＬＵＴの変更処理
（ステップＣ）ステップＢで変更したＬＵＴを用いた照明成分のＤＲ圧縮処理
これらステップＡ〜Ｃの具体的な処理方法は以下の通りである。

＜ステップＡでの処理＞
図８に示す圧縮特性５０１に対応する以下の（１１）式に示す演算処理によって、Ｘｍａｘ入力、Ｏｍａｘ出力のＬＵＴつまり０〜Ｘｍａｘの範囲を入力値、該入力値に対する０〜Ｏｍａｘの範囲を出力値とする、入出値が記述されたＬＵＴを作成する。このＬＵＴを第１ＬＵＴとする。
ｆｏｒ（ｉ＝０〜Ｘｍａｘ）｛
ｉｆ（ｉ＜Ｙｓ）
ＬＵＴ（ｉ）＝ｉ
ｅｌｓｅ
ＬＵＴ（ｉ）＝ｅｘｐ（ｌｏｇ（Ｌ）＊ｃ）＊ｎ
｝ ・・・（１１）
但し、「Ｙｓ」は上記圧縮開始レベル、「ｃ」、「ｎ」は上記（６）式において算出される値である。

＜ステップＢでの処理＞
ステップＡで作成した第１ＬＵＴを以下の（１２）式に示す演算処理によって新たな第２ＬＵＴに変更する。この場合、ＬＵＴの各入出値に対して所定の範囲ｗにおける移動平均を求めていく。

＜ステップＣでの処理＞
上記図８の圧縮特性５０１に対応する照明成分Ｌ、Ｌ’を合わせてなる照明成分を照明成分Ｌ１と表すものとすると、ステップＢで変更してなる第２ＬＵＴを用いて、照明成分Ｌ１に対する以下の（１３）式に示すＬＵＴ演算によって新たな照明成分Ｌ２を算出する。
Ｌ２＝ＬＵＴ（Ｌ１） ・・・（１３）
以上、ステップＡ〜Ｃの処理によって、図１０に示すように圧縮特性５０１（照明成分Ｌ１）が照明成分Ｌ２に示す圧縮特性５０２に変更される。このように、圧縮開始点Ｓを境にして（圧縮開始レベルＹｓ付近での）圧縮特性が急激に変化することなく線形特性と対数特性とが所謂滑らかに接続された圧縮特性に修正されるため、この場合も圧縮開始レベルＹｓ付近での画質（圧縮特性）の変化を小さくすることができ、撮影画像における輝度変化を緩和することが可能となる。この場合、レベル値未満の照明成分の領域では、Ｓ／Ｎ比の劣化を抑えた覆い焼き処理が可能となる。なお、当該異なる圧縮特性（線形特性及び対数特性）間の該特性の切り替わりが急激でない滑らかな圧縮特性に修正する処理を「平滑処理」と表現する。この平滑処理は、上述した移動平均処理という簡易な処理によって実現されるので、ひいては圧縮開始レベル付近での輝度変化の緩和を容易に且つ短時間に行うことができる。本変形態様（Ｅ）は、第１及び第２の実施形態に対して適用可能である。

（Ｆ）線形／対数画像の高輝度領域におけるコントラストを向上させるためには、上記圧縮開始レベルＹｓはより低く設定することが好ましい。しかしながら、圧縮開始レベルＹｓを低くしてこれが主被写体輝度（被写体輝度）まで達すると、上記第１の実施形態における圧縮開始レベルＹｓの設定について説明したように、主被写体輝度がＤＲ圧縮されて主被写体の階調がつぶれるすなわち主被写体のコントラストが低下してしまう。ところで、主被写体の反射率（反射率成分Ｒ）が高い場合には、圧縮処理を行ったとしても主被写体のコントラスト低下が目立たない。そこで、このことを利用して、反射率が高い場合には圧縮開始レベルＹｓ（レベル値）を低く設定し、反射率が低い場合には上述のように主被写体輝度がＤＲ圧縮されて主被写体のコントラストが低下しないレベルに圧縮開始レベルＹｓを設定するといったように、主被写体の反射率の高低（大小）に応じて圧縮開始レベルを設定する構成としてもよい。

具体的には、反射率成分算出部６６により主被写体領域の反射率Ｒｓｕｂ（反射率成分）を算出し（ステップａ）、該算出した反射率Ｒｓｕｂに基づいて、圧縮開始点設定部６４により、以下の（１４）式に示す演算処理によって圧縮開始レベルＹｓを算出する（ステップｂ）。
ｉｆ（Ｒｓｕｂ＜Ｒθ）
ｔｈｅｎ
Ｙｓ＝主被写体輝度の最大値
ｅｌｓｅ
Ｙｓ＝主被写体輝度の平均値 ・・・（１４）
但し、「Ｒθ」は、反射率Ｒｓｕｂが高い値であるか否かの判定を行うための所定の閾値である。この閾値Ｒθは例えば固定値として圧縮開始点設定部６４に記憶されている。また、上記主被写体輝度の最大値は例えば図１１（ａ）に示す被写体輝度範囲（主被写体領域）における最大輝度値であり、上記主被写体輝度の平均値は例えば図１１（ｂ）に示す被写体輝度範囲における輝度値を平均化した平均輝度値である。反射率Ｒｓｕｂが低い場合には、圧縮開始レベルＹｓが例えば最大輝度値として高く設定され、反射率Ｒｓｕｂが高い場合には、圧縮開始レベルＹｓが例えば平均輝度値として、上記反射率Ｒｓｕｂが低い場合の圧縮開始レベルＹｓよりも低く設定される。

このように、主被写体の反射率が高い場合には、圧縮開始レベルを下げることができるため、高輝度領域におけるコントラストが向上し、ひいては画像全体のコントラストが向上する。主被写体の反射率（又は後述の空間周波数）が低い場合には、圧縮開始レベルを主被写体領域以上の高いレベルにすることができるため、主被写体のコントラスト低下を防止できる。以上のように、圧縮開始点設定部６４により、主被写体の反射率に応じた圧縮開始レベルが設定される構成であるので、当該反射率が高い場合には圧縮開始レベルを低く設定するといったように、主被写体の反射率を考慮したより自由度の高い圧縮開始レベル設定が可能となる。

なお、本変形態様では圧縮開始レベルＹｓを、反射率Ｒｓｕｂが閾値Ｒθより小さいか否かによって最大輝度値か平均輝度値かの何れかに設定する構成としているが、当該閾値Ｒθを用いずに、反射率Ｒｓｕｂそのものの高低（Ｒｓｕｂ値の大小）に対応させて圧縮開始レベルＹｓを設定する構成としてもよい。また、この場合も反射率Ｒｓｕｂを上記変形態様（Ｄ）で説明した高周波成分として扱う構成としてもよい。また、上記“反射率Ｒｓｕｂが低い場合”を、“空間周波数が低い場合”として扱う構成としてもよい。

第１の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラであり、このデジタルカメラの主に撮像処理に関する概略的なブロック構成図である。 上記デジタルカメラの画像処理部の各機能を説明するための機能ブロック図である。 上記画像処理部の階調変換処理による覆い焼き処理の様子を説明するグラフ図である。 第１の実施形態におけるデジタルカメラによる覆い焼き処理に関する動作の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるデジタルカメラの画像処理部の各機能を説明するための機能ブロック図である。 第２の実施形態におけるデジタルカメラによる覆い焼き処理に関する動作の一例を示すフローチャートである。 分割測光に際しての撮像領域（測光範囲）の分割の状態を示す模式図である。 変形態様におけるＤＲ圧縮処理について説明するためのグラフ図である。 変形態様におけるＤＲ圧縮処理について説明するためのグラフ図である。 変形態様におけるＤＲ圧縮処理について説明するためのグラフ図である。 変形態様におけるＤＲ圧縮処理について説明するためのグラフ図である。 従来の覆い焼き処理について説明するためのグラフ図である。 従来の覆い焼き処理について説明するためのグラフ図である。 従来の覆い焼き処理について説明するためのグラフ図である。 従来の覆い焼き処理について説明するためのグラフ図である。

符号の説明

１、１ａ デジタルカメラ（撮像装置）
３ 撮像センサ（撮像手段）
６、６ａ 画像処理部
６３、６３ａ 照明成分抽出部（第１成分抽出手段）
６４ 圧縮開始点設定部（レベル値設定手段）
６５ 照明成分圧縮部（圧縮手段）
６６ 反射率成分算出部（第２成分抽出手段）
６７ 画像生成部（画像生成手段）
６８ 仮照明画像作成部（評価画像作成手段）
６９ 照明成分抽出領域算出部（領域設定手段）
Ｓ 圧縮開始点（請求項６記載のレベル値に関する第１座標点）
Ｍ’ 圧縮レベル点（請求項６記載の最大出力値に関する第２座標点）
Ｍ１ 圧縮レベル点（請求項１１記載の最大出力値に関する第３座標点）

Claims (14)

1. 被写体光を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段による撮影画像から所定周波数の第１成分を抽出するための第１成分抽出手段と、
   前記撮影画像から前記第１成分より周波数の高い第２成分を抽出するための第２成分抽出手段と、
   前記第１成分抽出手段によって抽出された第１成分のダイナミックレンジを圧縮するための圧縮手段と、
   前記圧縮手段によって第１成分のダイナミックレンジが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記第２成分抽出手段によって抽出された第２成分とから新たな画像を生成するための画像生成手段と、
   前記第１成分に対する所定のレベル値を設定するためのレベル値設定手段とを備え、
   前記圧縮手段は、前記第１成分における前記レベル値設定手段によって設定されたレベル値以上の領域のダイナミックレンジを圧縮し、
   前記レベル値設定手段は、主被写体の所定輝度値を示す主被写体輝度以上の値を前記レベル値として設定することを特徴とする撮像装置。
2. 前記レベル値設定手段は、主被写体に応じて前記レベル値を設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記レベル値設定手段は、所定の輝度ヒストグラムにおける度数の小さい輝度値を前記レベル値として設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 前記撮像手段は、入射光量に応じた電気信号を発生するとともに、入射光量に対して電気信号が線形的に変換されて出力される線形特性と、入射光量に対して電気信号が対数的に変換されて出力される対数特性とからなる光電変換特性を有する撮像センサであって、
   前記レベル値設定手段は、前記線形特性と対数特性との切り替わり点に応じて前記レベル値を設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
5. 前記圧縮手段は、前記第１成分に対するダイナミックレンジ圧縮用の第１圧縮パラメータを、前記レベル値と前記撮像手段の撮像ダイナミックレンジとの情報に基づいて決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
6. 前記圧縮手段は、前記圧縮第１成分を示す特性関数である第１圧縮特性が、少なくとも前記レベル値に関する第１座標点（Ｓ）と、前記撮像手段の撮像ダイナミックレンジにおける最大出力値に関する第２座標点（Ｍ’）との２点を通る条件に基づいて前記第１圧縮パラメータを算出することを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
7. 前記第１成分抽出手段による第１成分の抽出処理前に、撮影画像から、該撮影画像における第１成分抽出領域に関する評価を行うための評価用画像を作成する評価画像作成手段と、
   前記評価画像作成手段によって作成された評価用画像に基づいて前記第１成分抽出領域を設定する領域設定手段とをさらに備え、
   前記第１成分抽出手段は、撮影画像から、前記領域設定手段によって設定された第１成分抽出領域の第１成分を抽出することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記評価画像作成手段は、撮影画像に対する線形フィルタによるフィルタ処理に基づき前記評価用画像を作成することを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
9. 前記領域設定手段は、前記評価用画像の画素値が、前記レベル値以下の所定の閾値以上となる画素値領域を前記第１成分抽出領域として設定することを特徴とする請求項７又は８記載の撮像装置。
10. 前記圧縮手段は、前記レベル値以上の領域における前記第１圧縮特性と、該レベル値未満の領域における、前記第１圧縮パラメータと異なる第２圧縮パラメータを有する第２圧縮特性とからなる圧縮特性に基づいて、前記第１成分のダイナミックレンジを圧縮することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
11. 前記圧縮手段は、前記第２圧縮特性が、前記第１座標点（Ｓ）と、
    前記レベル値以上の領域において該第２圧縮特性のグラフの傾きが前記第１圧縮特性の傾きより大きく、且つ前記第１座標点（Ｓ）を通る第１成分の線形特性の傾きより小さい第３座標点（Ｍ１）と
    の２点を通る条件に基づいて、前記第２圧縮パラメータを算出することを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
12. 前記圧縮手段は、前記圧縮第１成分に対応する入出力値が記述されたルックアップテーブルを作成し、該作成したルックアップテーブルの該入出力値に対して所定の平滑処理を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の撮像装置。
13. 前記圧縮手段は、前記平滑処理として、前記入出力値に対する所定範囲の移動平均処理を行うことを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
14. 被写体光を撮像手段によって撮像する第１の工程と、
    前記撮像手段による撮影画像から第１成分抽出手段によって所定周波数の第１成分を抽出する第２の工程と、
    前記撮影画像から第２成分抽出手段によって前記第１成分より周波数の高い第２成分を抽出する第３の工程と、
    前記第１成分抽出手段により抽出された第１成分のダイナミックレンジを圧縮手段によって圧縮する第４の工程と、
    前記圧縮手段により第１成分のダイナミックレンジが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記第２成分抽出手段により抽出された第２成分とから画像生成手段によって新たな画像を生成する第５の工程と、
    前記第１成分に対する所定のレベル値をレベル値設定手段によって設定する第６の工程とを有し、
    前記第４の工程は、前記第１成分における前記レベル値設定手段により設定されたレベル値以上の領域のダイナミックレンジを圧縮手段によって圧縮する工程であり、
    前記第６の工程は、前記レベル値設定手段によって、主被写体の所定輝度値を示す主被写体輝度以上の値を前記レベル値として設定する工程であることを特徴とする画像処理方法。

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