JP4900343B2 - ビデオ撮像装置および露光ガイド表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオ撮像装置および露光ガイド表示方法に係り、特に高輝度部圧縮処理前の輝度情報を表示するビデオ撮像装置および露光ガイド表示方法に関する。

ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子からの電気信号に基づいて映像信号を生成するビデオ撮像装置が広く用いられている。そして、ビデオ撮像装置では、絞りとシャッタ速度による露出の状態を把握するために、ヒストグラムによる露光ガイドを表示することが行なわれている。

例えば、特許文献１には、撮像画像の輝度レベルの分布状況を算出し、算出された輝度レベルの分布状況をグラフ化して撮像画像に重畳して表示することが記載されている。また、特許文献２、特許文献３には、表示するヒストグラムの表示内容を工夫することで、撮影者に有益な情報を提供することが記載されている。
特開平７−３８８０１号公報 特開２００６−２９５８１４号公報 特開２００３−１２５２４０号公報

ところで、ビデオ撮像装置で用いられている固体撮像素子は、出力信号レベルとして３００％あるいは６００％程度のダイナミックレンジを有している。しかしながら、ビデオ撮像装置からの出力信号においては、ダイナミックレンジは約１０９％（ホワイトクリップポイント）に制限されており、これ以上のレベルの信号は後続のデバイスに伝送することができない。このため、ビデオ撮像装置では、固体撮像素子からの出力信号の特性をＲＧＢごとに補正するガンマ処理に加え、コンポーネント映像信号変換により得られる輝度信号の高輝度部を圧縮するニー（Knee）処理が行なわれている。

後続のデバイスに出力されるのはニー処理後の映像信号であるから、上記特許文献に記載されているヒストグラム等の露光ガイドもニー処理後の映像信号に基づいて作成される。

ニー処理後の映像信号に基づく露光ガイドは、後続のデバイスに出力される映像信号の状態を確認するのに有益であるが、高輝度部分が圧縮されているため、被写体の明るさの真の姿を把握して露出を設定し、撮影を行なうことは難しい。特に、ビデオに比べダイナミックレンジの広いフィルム撮影に長年親しんできた撮影者からは、フィルム撮影の感覚で露出を設定して撮影を行ないたいという要望が大きい。

また、直接被写体に露出計もしくはスポットメータをあてることで露光を測定し、撮像装置の露出を設定してきた撮影者にとって、ニー処理後の非線形な値表示と、スポットメータ等の表示の値とが結びつかないという問題がある。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、高輝度部圧縮前のダイナミックレンジを意識した撮影を行なうことができるビデオ撮像装置および露光ガイド表示方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様であるビデオ撮像装置は、固定撮像素子と、前記固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度部圧縮処理手段と、前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、ブロックごとの輝度指標値を算出するブロック輝度算出手段と、最も輝度指標値の高いブロックを、その輝度指標値とともに抽出するブロック抽出手段と、前記抽出されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成手段と、前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳手段と、前記重畳画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。ここで、前記ブロック抽出手段は、さらに、最も輝度指標値の低いブロックを、その輝度指標値とともに抽出し、
前記表示情報生成手段は、前記抽出されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とをさらに加えた露光ガイド表示用画像として生成することができる。

上記課題を解決するため、本発明の第２の態様であるビデオ撮像装置は、固定撮像素子と、前記固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度部圧縮処理手段と、前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、所望のブロックの指定を受付けるブロック指定受付手段と、前記指定されたブロックの輝度指標値を算出するブロック輝度算出手段と、前記指定されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成手段と、前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳手段と、前記重畳画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

上記課題を解決するため、本発明の第３の態様であるビデオ撮像装置は、固定撮像素子と、前記固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度部圧縮処理手段と、前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、ブロック列で構成されるブロックラインの指定を受付けるブロックライン指定受付手段と、前記指定されたブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値をそれぞれ算出するブロック輝度算出手段と、前記指定されたブロックラインの領域を示す画像と前記指定されたブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成手段と、前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳手段と、前記重畳画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

いずれの場合も前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号を外部に出力する出力手段をさらに備えることができる。また、前記ブロック輝度算出手段が算出する各ブロックの輝度指標値は、ブロック内の画素の平均輝度値あるいは最大輝度値とすることができる。

上記課題を解決するため、本発明の第４の態様である露光ガイド表示方法は、固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度圧縮ステップと、前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、ブロックごとの輝度指標値を算出するブロック輝度算出ステップと、最も輝度指標値の高いブロックを、その輝度指標値とともに抽出するブロック抽出ステップと、抽出されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成ステップと、前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳ステップと、前記重畳画像を表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする。前記ブロック抽出ステップでは、さらに、最も輝度指標値の低いブロックを、その輝度指標値とともに抽出するようにしてもよい。

上記課題を解決するため、本発明の第５の態様である露光ガイド表示方法は、前記固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度圧縮処理ステップと、前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、所望のブロックの指定を受付けるブロック指定受付ステップと、前記指定されたブロックの輝度指標値を算出するブロック輝度算出ステップと、前記指定されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成ステップと、前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳ステップと、前記重畳画像を表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする。

上記課題を解決するため、本発明の第６の態様である露光ガイド表示方法は、固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度圧縮処理ステップと、前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、ブロック列で構成される所望のブロックラインの指定を受付けるブロックライン指定受付ステップと、前記指定されたブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値をそれぞれ算出するブロック輝度算出ステップと、前記指定されたブロックラインの領域を示す画像と前記指定されたブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成ステップと、前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳ステップと、前記重畳画像を表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする。

いずれの場合も、前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号を外部に出力する出力ステップをさらに含むことができる。また、前記ブロック輝度算出ステップにおいて算出する各ブロックの輝度指標値は、ブロック内の画素の平均輝度値あるいは最大輝度値とすることができる。

本発明によれば、高輝度部圧縮前のダイナミックレンジを意識した撮影を行なうことができるビデオ撮像装置および露光ガイド表示方法が提供される。

本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明を適用したビデオ撮像装置の第１実施例における構成を示すブロック図である。本図に示すように、ビデオ撮像装置１０は、光学機構部１１０、イメージセンサ１２０、画像処理部１３０、画像メモリ１４０、輝度表示制御部１５０、画像重畳部１６０、ビューファインダ１７０、出力端子１８０を備えて構成される。

光学機構部１１０は、レンズ、シャッタ、絞り、フォーカス機構、ズーム機構等を備え、イメージセンサ１２０に露光させる撮像光の調整を行なう。シャッタ速度、絞り値で定められる露出は、撮像画像の表現態様に大きな影響を与え、撮影者がマニュアルで設定することも、ビデオ撮像装置１０が自動制御することもできる。

イメージセンサ１２０は、光電変換を行なう固体撮像素子であり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いて構成することができる。イメージセンサ１２０が出力する信号レベルは３００％程度のダイナミックレンジを有している。ただし、設定・仕様によっては６００％程度のダイナミックレンジとなることもある。

画像処理部１３０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の処理装置を用いて構成することができ、イメージセンサ１２０の出力信号に対して、Ａ／Ｄ変換、フィルタ処理、色変換処理等を施して映像信号を生成する。この際の作業領域として画像メモリ１４０が用いられる。画像処理部１３０は、ニー処理部１３２を備えており、ニー処理後の映像信号を画像データバス１３５に出力する。

ここで、ニー処理部１３２が行なうニー処理は、図２に示すように、イメージセンサ１２０が出力する３００％程度のダイナミックレンジを有する信号を、ビデオ出力の約１０９％のダイナミックレンジに収めるために、高輝度部分の信号を圧縮する処理である。一般には、低輝度部分ではリニアな特性を持たせ、途中からから直線的に入力信号を圧縮する特性を持たせている。この特性の変化ポイントはニーポイントと呼ばれ、通常８５％〜１００％で設定される。また、ニーポイントを超えた後の特性の傾きはニースロープと呼ばれる。

本実施形態において、画像処理部１３０は、ニー処理部１３２におけるニー処理を施さない映像信号も出力するように構成されており、ニー処理前の３００％程度のダイナミックレンジを有する映像信号を画像データバス１３３に出力する。このとき、Ａ／Ｄ変換直後のサンプリングデータを画像データバス１３３に出力するようにしてもよい。

画像データバス１３３に出力されたニー処理前の映像信号は、輝度表示制御部１５０に入力される。輝度表示制御部１５０は、ＣＰＵ等により構成することができ、ニー処理前の３００％のダイナミックレンジを有する映像信号に基づいた露光ガイド表示用の画像を生成する。ニー処理は被写体の高輝度部分の信号を圧縮する処理であるから、ニー処理後の映像からは被写体の明るさの真の姿を捉えることは難しくなる。このため、本実施例では、ニー処理前の映像信号に基づいて露光ガイド表示を行なうようにしている。

具体的には、輝度表示制御部１５０は、映像信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、それぞれのブロックで輝度指標値を算出する。そして、輝度指標値の最も高いブロックと、最も低いブロックとをそれぞれの輝度指標値とともに抽出し、そのブロックの領域と輝度指標値を示す画像を生成する。このため、輝度表示制御部１５０は、ブロック輝度算出部１５１と、ＭａｘＭｉｎ抽出部１５２と、表示情報生成部１５３とを備えている。

ブロック輝度算出部１５１は、例えば、図３に示すようなニー処理が施されていない映像信号に基づく画像５００を、図４の画像５１０に示すように複数のブロックに分割して、それぞれのブロックごとに、輝度指標値を算出する。分割するブロック数は、ビデオ撮像装置１０の処理能力、表示の見やすさ等の種々の条件によって定めることができる。また、輝度指標値としては、例えば、ブロック内の画素の平均輝度値あるいは最大輝度値を用いることができる。

ＭａｘＭｉｎ抽出部１５２は、ブロック輝度算出部１５１が輝度指標値を算出した各ブロックから最も輝度指標値の高いブロックと、最も輝度指標値の低いブロックとを、その輝度指標値とともに抽出する。ただし、最も輝度指標値の高いブロックおよび最も輝度指標値の低いブロックのいずれかを抽出するようにしてもよい。特に、高輝度部分に注目する場合には、最も輝度指標値の高いブロックのみをその輝度指標値とともに抽出するようにすることができる。

表示情報生成部１５３は、露光ガイド表示用の画像として、ＭａｘＭｉｎ抽出部１５２によって抽出された最も輝度指標値の高いブロックおよび最も輝度指標値の低いブロックを示すカーソル画像と、最も輝度指標値の高いブロックの輝度指標値および最も輝度指標値の低いブロックの輝度指標値を示す画像とを生成する。

画像重畳部１６０は、表示情報生成部１５３が生成した露光ガイド表示用の画像と、画像処理部１３０から画像データバス１３５に出力されたニー処理後の映像信号に基づく画像とを重畳してビューファインダ１７０に出力する。

図５は、画像重畳部１６０が出力する画像５２０の一例を示す図である。この画像５２０がビューファインダ１７０に表示されることになる。本図では、ニー処理後の映像信号に基づく画像に、表示情報生成部１５３が生成した最も輝度指標値の高いブロックを示すカーソル５２１と、最も輝度指標値の低いブロックを示すカーソル５２２と、最も輝度指標値の高いブロックの輝度指標値５２３と、最も輝度指標値の低いブロックの輝度指標値５２４とが重畳されてビューファインダ１７０に表示される。

なお、カーソルは、撮影者が認識しやすくするために、色を付したり、太さを調整したり、影を付したりして表示するようにしてもよい。また、露光ガイド表示は、使用勝手がよくなるように、更新タイミングや反応を調整できるようにすることが望ましい。

撮影者は、ビューファインダ１７０に表示されるニー処理を施されていない映像の露光ガイド情報を参考にすることで、被写体の真の明るさを捉えることができ、ダイナミックレンジの広いフィルム撮影の感覚で露出の設定および撮影を行なうことができるようになる。例えば、露光ガイド情報を参考に、被写体の輝度信号レベルをほぼ飽和するように設定したり、背景部分の輝度を落としたりするように絞りを調整することができる。このような動作によって撮影者の意図通りに詳細に輝度調整が行なわれた映像を撮影することができるようになる。

出力端子１８０には、後段のデバイスに映像信号を伝送するために、画像データバス１３５に出力されたニー処理後の映像信号が入力される。露光ガイドは、撮影者のための情報であるため、出力端子１８０から出力される映像信号には、露光ガイド表示は含めないようにする。なお、ビデオ撮像装置１０内に記録機構を設けて、出力端子１８０から出力される映像信号を記録するようにしてもよい。

図６は、第1実施例の処理の流れを説明するフローチャートである。ビデオ撮像装置１０がモードの設定を受け付けるようにしておき、最大輝度値・最小輝度値の露光ガイド表示を行なうモードが撮影者により設定された場合に、以下に示す処理を行なうようにすることができる。

光学機構部１１０、イメージセンサ１２０で撮像処理（Ｓ１０１）が行なわれ、映像信号が画像処理部１３０に送り込まれる。画像処理部１３０では、Ａ／Ｄ変換、フィルタ処理、色変換処理等の画像処理を施して映像信号を生成して、輝度表示制御部１５０に出力する。

また、画像処理部１３０では、さらにニー処理を施した映像信号も生成して（Ｓ１０３）、画像重畳部１６０および出力端子１８０に出力する。出力端子１８０に出力された映像信号は、後段のデバイスに伝送される。

輝度表示制御部１５０に送られたニー処理前の映像信号に基づく画像に対して、ブロック輝度算出部１５１が、所定のブロックに分割して、各ブロックの輝度指標値を算出する（Ｓ１０４）。上述のように輝度指標値は、ブロック内の画素の平均輝度値あるいは最大輝度値を用いることができる。そして、ＭａｘＭｉｎ抽出部１５２が、最も輝度指標値の高いブロックと、最も輝度指標値の低いブロックとを、その輝度指標値とともに抽出する（Ｓ１０５）。次いで、表示情報生成部１５３が、露光ガイド表示用の画像として、ＭａｘＭｉｎ抽出部１５２によって抽出された最も輝度指標値の高いブロックおよび最も輝度指標値の低いブロックを示すカーソル画像と、最も輝度指標値の高いブロックの輝度指標値および最も輝度指標値の低いブロックの輝度指標値を示す画像とを生成する（Ｓ１０６）。

画像重畳部１６０は、画像データバス１３５から入力したニー処理後の映像信号に基づく画像と、輝度表示制御部１５０から入力した露光ガイド表示用の画像とを重畳する（Ｓ１０７）。そして、ビューファインダ１７０が、露光ガイド表示用画像が重畳されたニー処理後の画像を映像として表示する（Ｓ１０８）。以上の処理を、撮像が終了するまで（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）繰り返すことにより、撮影者はリアルタイムで露光ガイド情報を取得することができる。

以上説明したように、第１実施例によれば、撮影者は、表示手段に表示される高輝度部圧縮を施されていない画像の露光ガイドを参考にすることで、被写体の真の明るさを捉えることができ、ビデオ撮像装置でありながら、ダイナミックレンジの広いフィルム撮影の感覚で露出の設定および撮影を行なうことができるようになる。

図７は、本発明を適用したビデオ撮像装置の第２実施例における構成を示すブロック図である。第1実施例と同じ構成については同じ符号を付し、説明は簡略化する。本図に示すように、ビデオ撮像装置２０は、光学機構部１１０、イメージセンサ１２０、画像処理部１３０、画像メモリ１４０、輝度表示制御部２５０、画像重畳部２６０、ビューファインダ１７０、出力端子１８０および画像データバス１３３、画像データバス１３５を備えて構成される。

光学機構部１１０、イメージセンサ１２０、画像処理部１３０、ビューファインダ１７０、出力端子１８０、画像データバス１３３、画像データバス１３５は、第1実施例と同様とすることができ、画像処理部１３０は、第1実施例と同様にニー処理部１３２を備えている。

画像処理部１３０から画像データバス１３３に出力されたニー処理前の映像信号は、輝度表示制御部２５０に入力される。輝度表示制御部２５０は、映像信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、撮影者から任意のブロックの指定を受け付ける。そして、指定されたブロックを輝度表示対象ブロックとして設定し、設定したブロックの輝度指標値を算出する。そして、輝度表示対象ブロックの領域と輝度指標値を示す画像を生成する。このため、輝度表示制御部１５０は、ブロック指定受付部２５１と、ブロック輝度算出部２５２と、表示情報生成部２５３とを備えている。

ブロック指定受付部２５１は、例えば、図８の画像５３０に示すように、ブロックに対応したカーソル５３１を映像に重畳してビューファインダ１７０上に表示する。このカーソル５３１は、撮影者からの指示に基づいて上下左右に移動することができる。撮影者は、例えば、ビデオ撮像装置２０に備えられた操作キー（図示せず）を操作することで輝度表示ブロックを任意のブロックに移動させることができる。ビデオ撮像装置２０は、撮影者からこの操作を受け付けるための操作モードを用意しておくようにする。操作モード中には、例えば、カーソルを点滅表示させたり、カーソルの色を変化させたりすることで、撮影者の操作感を向上させることができる。

ブロック輝度算出部２５２は、輝度表示対象ブロックの輝度指標値を算出する。この輝度指標値算出は、ニー処理が施されていない３００％程度のダイナミックレンジを有する映像信号を用いて行なう。輝度指標値としては、例えば、ブロック内の画素の平均輝度値あるいは最大輝度値を用いることができる。

表示情報生成部２５３は、露光ガイド表示用の画像として、ブロック指定受付部２５１が輝度算出対象ブロックとして設定したブロックを示すカーソル画像と、輝度算出対象ブロックの輝度指標値を示す画像とを生成する。

画像重畳部２６０は、表示情報生成部２５３が生成した露光ガイド表示用の画像と、画像処理部１３０から画像データバス１３５に出力されたニー処理後の映像信号に基づく画像とを重畳してビューファインダ１７０に出力する。

図９は、画像重畳部１６０が出力する画像５４０の一例を示す図である。この画像５４０がビューファインダ１７０に表示されることになる。本図では、ニー処理後の映像信号に基づく画像に、表示情報生成部１５３が生成した輝度算出対象ブロックを示すカーソル５４１と、輝度算出対象ブロックの輝度指標値５４２とが重畳されてビューファインダ１７０に表示される。

なお、カーソル５４１は、撮影者が認識しやすくするために、色を付したり、太さを調整したり、影を付したりして表示するようにしてもよい。また、露光ガイド表示は、使用勝手がよくなるように、更新タイミングや反応を調整できるようにすることが望ましい。

撮影者は、ビューファインダ１７０に表示されるニー処理を施されていない映像の露光ガイド情報を参考にすることで、任意に指定可能な輝度算出対象ブロックに対応する被写体の真の明るさを捉えることができ、ダイナミックレンジの広いフィルム撮影の感覚で露出の設定および撮影を行なうことができるようになる。例えば、露光ガイド情報を参考に、被写体の輝度信号レベルをほぼ飽和するように設定したり、背景部分の輝度を落としたりするように絞りを調整することができる。このような動作によって撮影者の意図通りに詳細に輝度調整が行なわれた映像を撮影することができるようになる。

出力端子１８０には、後段のデバイスに映像信号を伝送するために、画像データバス１３５に出力されたニー処理後の映像信号が入力される。露光ガイドは、撮影者のための情報であるため、出力端子１８０から出力される映像信号には、露光ガイド表示は含めないようにする。なお、ビデオ撮像装置２０内に記録機構を設けて、出力端子１８０から出力される映像信号を記録するようにしてもよい。

図１０は、第２実施例の処理の流れを説明するフローチャートである。ビデオ撮像装置２０がモードの設定を受け付けるようにしておき、輝度算出対象ブロックの露光ガイド表示を行なうモードが撮影者により設定された場合に、以下に示す処理を行なうようにすることができる。

撮影者から輝度算出対象ブロックの指定を受け付けた場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）には、撮影者の操作に基づいて輝度算出対象ブロックの設定を行なう（Ｓ２０２）。なお、輝度算出対象ブロックの指定は、所定の操作を受け付けることで行なうことができる。輝度算出対象ブロックの指定を受け付けない場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）には、設定済あるいはデフォルトの輝度算出対象ブロックを引き継ぐようにする。

光学機構部１１０、イメージセンサ１２０で撮像処理（Ｓ２０３）が行なわれ、映像信号が画像処理部１３０に送り込まれる。画像処理部１３０では、Ａ／Ｄ変換、フィルタ処理、色変換処理等の画像処理を施して映像信号を生成して、輝度表示制御部２５０に出力する。

また、画像処理部１３０では、さらにニー処理を施した映像信号も生成して（Ｓ２０５）、画像重畳部２６０および出力端子１８０に出力する。出力端子１８０に出力された映像信号は、後段のデバイスに伝送される。

輝度表示制御部２５０に送られたニー処理前の映像信号に基づく画像に対して、ブロック輝度算出部２５２が、輝度算出対象ブロックの輝度指標値を算出する（Ｓ２０６）。そして、表示情報生成部２５３が、露光ガイド表示用の画像として、輝度算出対象ブロックを示すカーソル画像と、輝度算出対象ブロックの輝度指標値を示す画像とを生成する（Ｓ２０７）。

画像重畳部２６０は、画像データバス１３５から入力したニー処理後の映像信号に基づく画像と、輝度表示制御部２５０から入力した露光ガイド表示用の画像とを重畳する（Ｓ２０８）。そして、ビューファインダ１７０が、露光ガイド表示用画像が重畳されたニー処理後の画像を映像として表示する（Ｓ２０９）。以上の処理を、撮像が終了するまで（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、繰り返すことにより、撮影者はリアルタイムで任意に指定が可能な輝度算出対象ブロックについての露光ガイド情報を取得することができる。

以上説明したように、第２実施例によれば、撮影者は、表示手段に表示される高輝度部圧縮を施されていない画像の、任意に指定可能なブロックについての露光ガイドを参考にすることで、被写体の真の明るさを捉えることができ、ビデオ撮像装置でありながら、ダイナミックレンジの広いフィルム撮影の感覚で露出の設定および撮影を行なうことができるようになる。

図１１は、本発明を適用したビデオ撮像装置の第３実施例における構成を示すブロック図である。第1実施例と同じ構成については同じ符号を付し、説明は簡略化する。本図に示すように、ビデオ撮像装置３０は、光学機構部１１０、イメージセンサ１２０、画像処理部１３０、画像メモリ１４０、輝度表示制御部３５０、画像重畳部３６０、ビューファインダ１７０、出力端子１８０および画像データバス１３３、画像データバス１３５を備えて構成される。

光学機構部１１０、イメージセンサ１２０、画像処理部１３０、ビューファインダ１７０、出力端子１８０、画像データバス１３３、画像データバス１３５は、第1実施例と同様とすることができ、画像処理部１３０は、第1実施例と同様にニー処理部１３２を備えている。

画像処理部１３０から画像データバス１３３に出力されたニー処理前の映像信号は、輝度表示制御部３５０に入力される。輝度表示制御部３５０は、映像信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、撮影者から任意のブロックラインの指定を受け付ける。そして、指定されたブロックラインを輝度表示対象ブロックラインとして設定し、設定したブロックラインに含まれるブロックごとに輝度指標値を算出する。そして、輝度表示対象ブロックラインの領域と、輝度表示対象ブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値に基づくグラフ画像を生成する。このため、輝度表示制御部３５０は、ブロックライン指定受付部３５１と、ブロック輝度算出部３５２と、表示情報生成部３５３とを備えている。

ブロックライン指定受付部３５１は、例えば、図１２の画像５５０に示すように、ブロックラインに対応したラインカーソル５５１を映像に重畳してビューファインダ１７０上に表示する。このラインカーソル５５１は、撮影者からの指示に基づいて上下に移動することができる。撮影者は、例えば、ビデオ撮像装置３０に備えられた操作キー（図示せず）を操作することで輝度表示ブロックを任意のブロックラインに移動させることができる。ビデオ撮像装置３０は、撮影者からこの操作を受け付けるための操作モードを用意しておくようにする。操作モード中には、例えば、ラインカーソルを点滅表示させたり、ラインカーソルの色を変化させたりすることで、撮影者の操作感を向上させることができる。

ブロック輝度算出部３５２は、輝度表示対象ブロックラインに含まれるブロックの輝度指標値をブロックごとに算出する。この輝度指標値は、ニー処理が施されていない３００％程度のダイナミックレンジを有する映像信号を用いて行なう。また、輝度指標値としては、例えば、ブロック内の画素の平均輝度値あるいは最大輝度値を用いることができる。

表示情報生成部３５３は、露光ガイド表示用の画像として、ブロック指定受付部２５１が輝度算出対象ブロックラインとして設定したブロックラインを示すラインカーソル画像と、輝度算出対象ブロックラインに含まれるブロックの輝度指標値を示すグラフ画像とを生成する。

画像重畳部３６０は、表示情報生成部３５３が生成した露光ガイド表示用の画像と、画像処理部１３０から画像データバス１３５に出力されたニー処理後の映像信号に基づく画像とを重畳してビューファインダ１７０に出力する。

図１３は、画像重畳部１６０が出力する画像５６０の一例を示す図である。この画像５６０がビューファインダ１７０に表示されることになる。本図では、ニー処理後の映像信号に基づく画像に、表示情報生成部１５３が生成した輝度算出対象ブロックラインを示すカーソル５６１と、輝度算出対象ブロックラインに含まれるブロックの輝度指標値を示すグラフ５６２とが重畳されてビューファインダ１７０に表示される。

ここで、グラフ５６２は、映像の下側に映像に重ならないように表示させるようにしており、輝度算出対象ブロックラインの各ブロックに対応する並びと位置で、それぞれのブロック輝度を線グラフで表わしている。グラフ５６２の縦軸は０％〜３００％の輝度値を示しており、輝度指標値が高いブロックほどグラフの値が大きくなるようになっている。

ラインカーソル５６１およびグラフ５６２は、撮影者が認識しやすくするために、色を付したり、太さを調整したり、影を付したりして表示するようにしてもよい。また、露光ガイド表示は、使用勝手がよくなるように、更新タイミングや反応を調整できるようにすることが望ましい。

図１４は、画像重畳部１６０が出力する画像の別例を示す図である。本例では、画像５７０において、グラフ５７２を、ラインカーソル５７１の上側に、映像と重なるように表示させるようにしている。本例でも、輝度算出対象ブロックラインの各ブロックに対応する並びと位置で、それぞれのブロック輝度指標値を線グラフで表わしている。

図１５は、画像重畳部１６０が出力する画像の別例を示す図である。本例では、画像５８０において、グラフ５８２を、映像の下側に映像に重ならないように表示させるようにしており、輝度算出対象ブロックラインの各ブロックに対応する並びと位置で、それぞれのブロック輝度指標値を棒グラフで表わしている。ただし、画像重畳部１６０が出力する画像は、これらに限られず、種々の形態を採用することができる。

撮影者は、ビューファインダ１７０に表示されるニー処理を施されていない映像の露光ガイド情報を参考にすることで、任意に指定可能な輝度算出対象ブロックラインに対応する被写体の真の明るさを捉えることができ、ダイナミックレンジの広いフィルム撮影の感覚で露出の設定および撮影を行なうことができるようになる。例えば、露光ガイド情報を参考に、被写体の輝度信号レベルをほぼ飽和するように設定したり、背景部分の輝度を落としたりするように絞りを調整することができる。このような動作によって撮影者の意図通りに詳細に輝度調整が行なわれた映像を撮影することができるようになる。

出力端子１８０には、後段のデバイスに映像信号を伝送するために、画像データバス１３５に出力されたニー処理後の映像信号が入力される。露光ガイドは、撮影者のための情報であるため、出力端子１８０から出力される映像信号には、露光ガイド表示は含めないようにする。なお、ビデオ撮像装置３０内に記録機構を設けて、出力端子１８０から出力される映像信号を記録するようにしてもよい。

図１６は、第３実施例の処理の流れを説明するフローチャートである。ビデオ撮像装置３０がモードの設定を受け付けるようにしておき、輝度算出対象ブロックラインの露光ガイド表示を行なうモードが撮影者により設定された場合に、以下に示す処理を行なうようにすることができる。

撮影者から輝度算出対象ブロックラインの指定を受け付けた場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）には、撮影者の操作に基づいて輝度算出対象ブロックラインの設定を行なう（Ｓ３０２）。なお、輝度算出対象ブロックラインの指定は、所定の操作を受け付けることで行なうことができる。輝度算出対象ブロックラインの指定を受け付けない場合（Ｓ３０１：Ｎｏ）には、設定済あるいはデフォルトの輝度算出対象ブロックラインを引き継ぐようにする。

光学機構部１１０、イメージセンサ１２０で撮像処理（Ｓ３０３）が行なわれ、映像信号が画像処理部１３０に送り込まれる。画像処理部１３０では、Ａ／Ｄ変換、フィルタ処理、色変換処理等の画像処理を施して映像信号を生成して、輝度表示制御部３５０に出力する。

また、画像処理部１３０では、さらにニー処理を施した映像信号も生成して（Ｓ３０５）、画像重畳部３６０および出力端子１８０に出力する。出力端子１８０に出力された映像信号は、後段のデバイスに伝送される。

輝度表示制御部３５０に送られたニー処理前の映像信号に基づく画像に対して、ブロック輝度算出部３５２が、輝度算出対象ブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値を算出する（Ｓ３０６）。そして、表示情報生成部３５３が、露光ガイド表示用の画像として、輝度算出対象ブロックラインを示すラインカーソル画像と、輝度算出対象ブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値を示すグラフとを生成する（Ｓ３０７）。

画像重畳部３６０は、画像データバス１３５から入力したニー処理後の映像信号に基づく画像と、輝度表示制御部３５０から入力した露光ガイド表示用の画像とを重畳する（Ｓ３０８）。そして、ビューファインダ１７０が、露光ガイド表示用画像が重畳されたニー処理後の画像を映像として表示する（Ｓ３０９）。以上の処理を、撮像が終了するまで（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、繰り返すことにより、撮影者はリアルタイムで任意に指定が可能な輝度算出対象ブロックラインについての露光ガイド情報を取得することができる。

以上説明したように、第３実施例によれば、撮影者は、表示手段に表示される高輝度部圧縮を施されていない画像の、任意に指定可能なブロックラインについての露光ガイドを参考にすることで、被写体の真の明るさを捉えることができ、ビデオ撮像装置でありながら、ダイナミックレンジの広いフィルム撮影の感覚で露出の設定および撮影を行なうことができるようになる。

なお、上述の第１実施例〜第３実施例において、輝度表示制御部１５０、２５０、３５０のブロック輝度算出部１５１、２５２、３５２は、映像信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、それぞれのブロックで輝度指標値を算出している。この輝度指標値はブロック内の各画素の輝度値に基づいて算出される。ここで、各画素の輝度値の検出方法にはいくつかの方法が考えられるので、以下に輝度値検出のための構成例について説明する。

図１７は、輝度値の検出のための構成例を示すブロック図である。図１７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ第１の構成例〜第３の構成例を示している。なお、本図では、画像処理部１３０および輝度表示制御部１５０、２５０、３５０の一部を抽出して記載している。

いずれの構成例においても画像処理部１３０では、イメージセンサ１２０が出力するＲＧＢ形式の映像信号に対して、γ処理部１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを用いてＲＧＢ毎にガンマ処理を行なって特性を補正する。そして、補正後のＲＧＢ形式の映像信号からＹ生成部１３５ａが輝度信号Ｙに変換し、Ｒ−Ｙ生成部１３５ｂが色差信号Ｒ−Ｙに変換し、Ｂ−Ｙ生成部１３５ｃが色差信号Ｂ−Ｙに変換する。ニー処理部１３２は、Ｙ生成部１３５ａが出力する輝度信号Ｙに対してニー処理を施す。

図１７（ａ）に示す第１の構成例では、輝度表示制御部１５０、２５０、３５０のブロック輝度算出部１５１、２５２、３５２は、ガンマ処理前のＲＧＢ形式の映像信号を入力し、Ｙ生成部１５８を用いて輝度信号に変換し、各画素の輝度値を検出する。

図１７（ｂ）に示す第２の構成例では、輝度表示制御部１５０、２５０、３５０のブロック輝度算出部１５１、２５２、３５２は、画像処理部１３０のＹ生成部１３５ａが変換した輝度信号Ｙを入力し、各画素の輝度値を検出する。

図１７（ｃ）に示す第３の構成例では、輝度表示制御部１５０、２５０、３５０のブロック輝度算出部１５１、２５２、３５２は、画像処理部１３０のγ処理部１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃによるガンマ処理後のＲＧＢ形式の映像信号を入力し、Ｙ生成部１５９を用いて輝度信号に変換し、各画素の輝度値を検出する。

第1実施例のビデオ撮像装置の構成を示すブロック図である。 ニー処理について説明する図である。 ニー処理が施されていない映像信号に基づく画像の一例を示す図である。 ブロックに分割された画像の一例を示す図である。 画像重畳部が出力し、ビューファインダに表示される重畳画像の一例を示す図である。 第1実施例の処理の流れを説明するフローチャートである。 第２実施例のビデオ撮像装置の構成を示すブロック図である。 輝度表示対象ブロックの指定受け付け画面の一例を示す図である。 画像重畳部が出力し、ビューファインダに表示される重畳画像の一例を示す図である。 第２実施例の処理の流れを説明するフローチャートである。 第３実施例のビデオ撮像装置の構成を示すブロック図である。 輝度表示対象ブロックラインの指定受け付け画面の一例を示す図である。 画像重畳部が出力し、ビューファインダに表示される重畳画像の一例を示す図である。 画像重畳部が出力し、ビューファインダに表示される重畳画像の別例を示す図である。 画像重畳部が出力し、ビューファインダに表示される重畳画像の別例を示す図である。 第３実施例の処理の流れを説明するフローチャートである。 輝度値の検出のための構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１０…ビデオ撮像装置、２０…ビデオ撮像装置、３０…ビデオ撮像装置、１１０…光学機構部、１２０…イメージセンサ、１３０…画像処理部、１３２…ニー処理部、１３３…画像データバス、１３５…画像データバス、１４０…画像メモリ、１５０…輝度表示制御部、１５１…ブロック輝度算出部、１５２…ＭａｘＭｉｎ抽出部、１５３…表示情報生成部、１６０…画像重畳部、１７０…ビューファインダ、１８０…出力端子、２５０…輝度表示制御部、２５１…ブロック指定受付部、２５２…ブロック輝度算出部、２５３…表示情報生成部、２６０…画像重畳部、３５０…輝度表示制御部、３５１…ブロックライン指定受付部、３５２…ブロック輝度算出部、３５３…表示情報生成部、３６０…画像重畳部

Claims (12)

1. 固定撮像素子と、
   前記固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度部圧縮処理手段と、
   前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、ブロックごとの輝度指標値を算出するブロック輝度算出手段と、
   最も輝度指標値の高いブロックを、その輝度指標値とともに抽出するブロック抽出手段と、
   前記抽出されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成手段と、
   前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳手段と、
   前記重畳画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とするビデオ撮像装置。
2. 請求項１に記載のビデオ撮像装置であって、
   前記ブロック抽出手段は、さらに、最も輝度指標値の低いブロックを、その輝度指標値とともに抽出し、
   前記表示情報生成手段は、前記抽出されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とをさらに加えた露光ガイド表示用画像として生成することを特徴とするビデオ撮像装置。
3. 固定撮像素子と、
   前記固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度部圧縮処理手段と、
   前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、所望のブロックの指定を受付けるブロック指定受付手段と、
   前記指定されたブロックの輝度指標値を算出するブロック輝度算出手段と、
   前記指定されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成手段と、
   前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳手段と、
   前記重畳画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とするビデオ撮像装置。
4. 固定撮像素子と、
   前記固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度部圧縮処理手段と、
   前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、ブロック列で構成される所望のブロックラインの指定を受付けるブロックライン指定受付手段と、
   前記指定されたブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値をそれぞれ算出するブロック輝度算出手段と、
   前記指定されたブロックラインの領域を示す画像と前記指定されたブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成手段と、
   前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳手段と、
   前記重畳画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とするビデオ撮像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のビデオ撮像装置であって、
   前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号を外部に出力する出力手段をさらに備えることを特徴とするビデオ撮像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のビデオ撮像装置であって、
   前記ブロック輝度算出手段が算出するブロックの輝度指標値は、ブロック内の画素の平均輝度値あるいは最大輝度値であることを特徴とするビデオ撮像装置。
7. 固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度圧縮ステップと、
   前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、ブロックごとの輝度指標値を算出するブロック輝度算出ステップと、
   最も輝度指標値の高いブロックを、その輝度指標値とともに抽出するブロック抽出ステップと、
   前記抽出されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成ステップと、
   前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳ステップと、
   前記重畳画像を表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする露光ガイド表示方法。
8. 請求項７に記載の露光ガイド表示方法であって、
   前記ブロック抽出ステップでは、さらに、最も輝度指標値の低いブロックを、その輝度指標値とともに抽出し、
   前記表示情報生成ステップでは、前記抽出されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とをさらに加えた露光ガイド表示用画像として生成することを特徴とする露光ガイド表示方法。
9. 固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度圧縮処理ステップと、
   前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、所望のブロックの指定を受付けるブロック指定受付ステップと、
   前記指定されたブロックの輝度指標値を算出するブロック輝度算出ステップと、
   前記指定されたブロックの領域を示す画像とその輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成ステップと、
   前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳ステップと、
   前記重畳画像を表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする露光ガイド表示方法。
10. 固定撮像素子の出力信号に基づく映像信号の高輝度部圧縮を行なう高輝度圧縮処理ステップと、
    前記固定撮像素子の出力信号に基づく画像を複数のブロックに分割し、ブロック列で構成される所望のブロックラインの指定を受付けるブロックライン指定受付ステップと、
    前記指定されたブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値をそれぞれ算出するブロック輝度算出ステップと、
    前記指定されたブロックラインの領域を示す画像と前記指定されたブロックラインに含まれる各ブロックの輝度指標値を示す画像とを露光ガイド表示用画像として生成する表示情報生成ステップと、
    前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号に基づく画像と前記露光ガイド表示用画像とを重畳させた重畳画像を生成する画像重畳ステップと、
    前記重畳画像を表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする露光ガイド表示方法。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載の露光ガイド表示方法であって、
    前記高輝度部圧縮が行なわれた映像信号を外部に出力する出力ステップをさらに含むことを特徴とする露光ガイド表示方法。
12. 請求項７〜１１のいずれか１項に記載の露光ガイド表示方法であって、
    前記ブロック輝度算出ステップにおいて算出するブロックの輝度指標値は、ブロック内の画素の平均輝度値あるいは最大輝度値であることを特徴とする露光ガイド表示方法。