JP5149055B2 - Imaging device - Google Patents

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Description

本発明は撮像装置に関し、特に階調補正に関する。    The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to gradation correction.

逆光等の照明条件で撮影された画像を補正するため、輝度やコントラストを補正する階調補正が知られている。ガンマ補正やヒストグラム補正はその代表であるが、一定の係数で補正するため、白飛びや黒つぶれが生じる問題がある。   In order to correct an image captured under illumination conditions such as backlight, gradation correction for correcting luminance and contrast is known. Gamma correction and histogram correction are typical examples, but since correction is performed with a constant coefficient, there is a problem that overexposure and blackout occur.

一方、画像データの階調値だけでなく、補正すべき画素の周辺画素の情報を用いて補正係数を決定する適応的階調補正が提案されており、画像の内容に応じた補正が可能となっている。非特許文献1には、適応的階調補正が開示されている。適応的階調補正では、Retinex理論を基にしており、Retinex理論では入力画像を照明光と反射率の積で表されるとし、入力画像から照明光を分離することで反射率画像を補正画像として得るものである。いま、入力画像I=照明光L×反射率R(補正画像)とすると、R(x,y)=exp{log(I(x,y))−log(L(x,y))}である。照明光の推定には変分法が用いられ、解像度が原画像の1/2のレイヤkを複数作成し、低解像度のレイヤから照明光更新の計算を繰り返す。照明光更新の計算は、L(x,y)=L(x,y)−μNSD×G(x,y)である。ここで、G(x,y)はコスト関数の勾配、μNSDは学習係数である。具体的には、まずG(x,y)を計算し、次にμNSD(x,y)を計算し、これらに基づいてL(x,y)を計算するという処理を繰り返す。 On the other hand, adaptive tone correction has been proposed in which a correction coefficient is determined by using not only the tone value of image data but also information on neighboring pixels of the pixel to be corrected, and correction according to the content of the image is possible. It has become. Non-Patent Document 1 discloses adaptive tone correction. The adaptive tone correction is based on the Retinex theory. In the Retinex theory, the input image is represented by the product of illumination light and reflectance, and the reflectance image is corrected by separating the illumination light from the input image. What you get as Now, assuming that the input image I = illumination light L × reflectance R (corrected image), R (x, y) = exp {log (I (x, y)) − log (L (x, y))} is there. A variational method is used for estimating the illumination light, and a plurality of layers k having a resolution of 1/2 k of the original image are created, and the calculation of the illumination light update is repeated from the low resolution layer. The calculation of the illumination light update is L (x, y) = L (x, y) −μNSD × G (x, y). Here, G (x, y) is a gradient of the cost function, and μNSD is a learning coefficient. Specifically, first, G (x, y) is calculated, then μNSD (x, y) is calculated, and L (x, y) is calculated based on these.

また、特許文献1では、人物撮影モードが選択された場合に、AE(自動露出)検出手段により算出された適正な露出値よりも露出値をアンダーに設定して画像を撮影するとともに、撮影して得られた画像データに対して階調変換処理後の画像データのダイナミックレンジを広くするγ変換テーブルを用いて階調補正を施すことにより、被写体中心付近における輝度が不足する部分の輝度値を補正することが開示されている。   Further, in Patent Document 1, when the person photographing mode is selected, the exposure value is set lower than the appropriate exposure value calculated by the AE (automatic exposure) detection unit, and an image is photographed and photographed. By applying tone correction to the image data obtained using the γ conversion table that widens the dynamic range of the image data after the tone conversion processing, the luminance value of the portion where the luminance is insufficient near the subject center is obtained. It is disclosed to correct.

「適応的階調補正のハードウェア実現におけるRetinex理論の比較評価」,野良等,信学技報SIS2005−16,pp.19−24(2005年6月)“Comparative evaluation of Retinex theory in hardware implementation of adaptive tone correction”, Nora et al., IEICE Tech. 19-24 (June 2005) 特開2007−27967号公報JP 2007-27967 A

このように、AEで設定された最適露出値に対してアンダーに設定した露出値で被写体を撮影し、得られた画像データに対して適応的に階調補正を行うことで白飛びや黒つぶれを防止することが可能であるが、アンダーの露出値を固定的に設定したのでは、多様な画像に対応することができず、ユーザの意図する画像が得られない問題がある。   In this way, the subject is photographed with an exposure value set under the optimal exposure value set in AE, and gradation correction is adaptively performed on the obtained image data, so that whiteout or blackout occurs. However, if the underexposure value is fixedly set, various images cannot be handled, and there is a problem that an image intended by the user cannot be obtained.

本発明の目的は、導出されたAEの適正露出に対し、撮影状態に応じた露出補正値を加味して撮影された画像データに対し、適応的に階調補正を行うことでユーザの意図する画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。   An object of the present invention is intended by the user by adaptively performing gradation correction on image data taken by taking an exposure correction value corresponding to a shooting state into consideration for the derived appropriate exposure of AE. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of obtaining an image.

本発明は、被写体像を撮像する撮像装置であって、適正な露出値を算出する露出制御手段と、前記適正な露出値よりも露出値をアンダーまたはオーバに設定して撮像された画像データに対し、階調補正を行う補正手段と、前記補正手段による階調補正前の前記画像データの輝度ヒストグラムが特定の条件を満足するか否かを判定することで露出値を調整する調整手段とを有し、前記調整手段は、調整に関するデータを前記画像補正手段に供給し、前記補正手段は、前記調整に関するデータを用いて補正量を調整し、前記調整手段は、前記輝度ヒストグラムにおいて適正な露出値に対する高輝度な画素の比率あるいは低輝度な画素の比率の少なくともいずれかを用いてアンダーに設定する露出値を調整することを特徴とするThe present invention is an image pickup apparatus for picking up an image of a subject, exposure control means for calculating an appropriate exposure value, and image data obtained by setting an exposure value under or over the appropriate exposure value. On the other hand, correction means for performing gradation correction, and adjustment means for adjusting an exposure value by determining whether or not a luminance histogram of the image data before gradation correction by the correction means satisfies a specific condition. And the adjustment unit supplies data related to adjustment to the image correction unit, the correction unit adjusts a correction amount using the data related to the adjustment, and the adjustment unit adjusts an appropriate exposure in the luminance histogram. The exposure value to be set to under is adjusted using at least one of a ratio of a high luminance pixel to a value and a ratio of a low luminance pixel .

また、本発明は、被写体像を撮像する撮像装置であって、適正な露出値を算出する露出制御手段と、前記適正な露出値よりも露出値をアンダーまたはオーバに設定して撮像された画像データに対し、階調補正を行う補正手段と、前記補正手段による階調補正前の前記画像データの輝度ヒストグラムが特定の条件を満足するか否かを判定することで露出値を調整する調整手段とを有し、前記調整手段は、調整に関するデータを前記画像補正手段に供給し、前記補正手段は、前記調整に関するデータを用いて補正量を調整し、前記調整手段は、さらに、前記被写体の輝度がストロボを発光させることが必要な輝度レベルであるか否かを判定することでアンダーに設定する露出値を調整することを特徴とする In addition, the present invention is an imaging apparatus that captures a subject image, an exposure control unit that calculates an appropriate exposure value, and an image that is captured with an exposure value set to under or over than the appropriate exposure value. Correction means for performing gradation correction on data, and adjustment means for adjusting an exposure value by determining whether or not a luminance histogram of the image data before gradation correction by the correction means satisfies a specific condition The adjustment means supplies data relating to adjustment to the image correction means, the correction means adjusts a correction amount using the data relating to the adjustment, and the adjustment means further includes the adjustment of the subject. It is characterized in that the exposure value set to under is adjusted by determining whether or not the luminance is a luminance level that requires the strobe to emit light .

また、本発明は、被写体像を撮像する撮像装置であって、適正な露出値を算出する露出制御手段と、前記適正な露出値よりも露出値をアンダーまたはオーバに設定して撮像された画像データに対し、階調補正を行う補正手段と、前記補正手段による階調補正前の前記画像データの輝度ヒストグラムが特定の条件を満足するか否かを判定することで露出値を調整する調整手段とを有し、前記調整手段は、調整に関するデータを前記画像補正手段に供給し、前記補正手段は、前記調整に関するデータを用いて補正量を調整し、前記調整手段は、さらに、前記被写体が特定のシーンであるか否かを判定することでアンダーに設定する露出値を調整することを特徴とするIn addition, the present invention is an imaging apparatus that captures a subject image, an exposure control unit that calculates an appropriate exposure value, and an image that is captured with an exposure value set to under or over than the appropriate exposure value. Correction means for performing gradation correction on data, and adjustment means for adjusting an exposure value by determining whether or not a luminance histogram of the image data before gradation correction by the correction means satisfies a specific condition The adjustment means supplies data relating to adjustment to the image correction means, the correction means adjusts a correction amount using the data relating to the adjustment, and the adjustment means further includes: The exposure value set to under is adjusted by determining whether or not the scene is a specific scene .

また、本発明は、被写体像を撮像する撮像装置であって、適正な露出値を算出する露出制御手段と、前記適正な露出値よりも露出値をアンダーまたはオーバに設定して撮像された画像データに対し、階調補正を行う補正手段と、前記補正手段による階調補正前の前記画像データの輝度ヒストグラムが特定の条件を満足するか否かを判定することで露出値を調整する調整手段とを有し、前記調整手段は、調整に関するデータを前記画像補正手段に供給し、前記補正手段は、前記調整に関するデータを用いて補正量を調整し、前記調整手段は、さらに、ISO値がしきい値以上か否かを判定することでアンダーに設定する露出値を調整することを特徴とする
In addition, the present invention is an imaging apparatus that captures a subject image, an exposure control unit that calculates an appropriate exposure value, and an image that is captured with an exposure value set to under or over than the appropriate exposure value. Correction means for performing gradation correction on data, and adjustment means for adjusting an exposure value by determining whether or not a luminance histogram of the image data before gradation correction by the correction means satisfies a specific condition The adjustment means supplies data related to adjustment to the image correction means, the correction means adjusts a correction amount using the data related to the adjustment, and the adjustment means further has an ISO value. The exposure value set to under is adjusted by determining whether or not the threshold value is exceeded .

本発明によれば、導出されたAEの適正露出に対し、撮影状態に応じた露出補正値を加味して撮影された画像データに対し、適応的に階調補正を行うことでユーザの意図する画像を得ることができる。   According to the present invention, the user's intention is to adaptively perform tone correction on image data that is taken by taking an exposure correction value according to the shooting state into consideration for the derived appropriate exposure of AE. An image can be obtained.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について、撮像装置としてデジタルカメラを例にとり説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a digital camera as an example of an imaging apparatus.

図1に、本実施形態におけるデジタルカメラの機能ブロック図を示す。なお、撮像素子に被写体像を結像するための光学系、撮像素子からの画像信号を相関二重サンプリングする手段、デジタル信号に変換する手段、画像データを圧縮伸長する手段、プレビュー画像を生成する手段、撮影済み画像あるいはプレビュー画像を表示装置に表示する手段、画像データを記録媒体に記録する手段、オートフォーカス(AF)手段、ホワイトバランス(WB)処理手段等は公知のデジタルカメラの構成と同一であるため省略する。   FIG. 1 shows a functional block diagram of a digital camera in the present embodiment. An optical system for forming a subject image on an image sensor, a means for performing correlated double sampling on an image signal from the image sensor, a means for converting to a digital signal, a means for compressing / decompressing image data, and generating a preview image Means for displaying captured images or preview images on a display device, means for recording image data on a recording medium, autofocus (AF) means, white balance (WB) processing means, and the like are the same as those of known digital cameras. Therefore, it is omitted.

図1において、撮像素子としてのCCDはR、G、B各画像信号を出力する。撮像素子はCCDに限定されるものではなく、CMOSでもよい。   In FIG. 1, a CCD as an image sensor outputs R, G, and B image signals. The image sensor is not limited to a CCD, and may be a CMOS.

領域分割平均部12は、CCD10からの画像データ、より特定的にはプレビュー画像データを複数の領域に分割し、各領域毎に画素値の平均を算出して出力する。すなわち、画像データの全体をn×mの矩形領域に分割し、各領域毎にR、G、Bの画素値の単純平均を算出する。   The area division average unit 12 divides the image data from the CCD 10, more specifically, the preview image data into a plurality of areas, and calculates and outputs an average of pixel values for each area. That is, the entire image data is divided into n × m rectangular areas, and a simple average of R, G, and B pixel values is calculated for each area.

AE制御部14は、プレビュー画像データに基づいてプレビュー用の露出評価を行い、適正な露出値を計算する。プレビュー用の露出評価としては中央部に重点をおいて測光する方法とマルチポイントで測光する方法がある。マルチポイントで測光する方法を採用すれば撮影用の露出評価にも用いることができる。さらに、AE制御部14は、プレビュー画像の画像データを用いて輝度ヒストグラムを作成し、この輝度ヒストグラムを露出補正量計算部16に供給する。   The AE control unit 14 performs exposure evaluation for preview based on the preview image data, and calculates an appropriate exposure value. There are two methods of exposure evaluation for preview: photometry with emphasis on the center and multipoint photometry. If a multipoint photometric method is employed, it can also be used for exposure evaluation for photography. Further, the AE control unit 14 creates a luminance histogram using the image data of the preview image, and supplies the luminance histogram to the exposure correction amount calculation unit 16.

露出補正量計算部16は、輝度ヒストグラムが特定の条件を満たすか否かを判定することで適正露出に対する露出補正量を計算し、AE制御部14に供給するとともに階調補正部18に供給する。露出補正量計算部16は、撮影された画像データが階調補正部18で階調補正されることを前提として露出補正量を計算する。本実施形態では、露出補正量は、適正露出値に対して6段階に設定される。すなわち、露出補正量をΔEVとすると、ΔEV=0EV、−ΔEV、−ΔEV、−ΔEV、−ΔEV、+ΔEVのいずれかに設定される。ここで、露出補正量のプラスは適正露出値に対するオーバ露出を意味し、露出補正量のマイナスは適正露出値に対するアンダー露出を意味する。また、Δ<Δ<Δ<Δとする。 The exposure correction amount calculation unit 16 calculates an exposure correction amount for proper exposure by determining whether or not the luminance histogram satisfies a specific condition, and supplies the exposure correction amount to the AE control unit 14 and the gradation correction unit 18. . The exposure correction amount calculation unit 16 calculates the exposure correction amount on the assumption that the captured image data is subjected to gradation correction by the gradation correction unit 18. In the present embodiment, the exposure correction amount is set in six stages with respect to the appropriate exposure value. That is, when the exposure correction amount is ΔEV, ΔEV = 0 EV, −Δ 1 EV, −Δ 2 EV, −Δ 3 EV, −Δ 4 EV, and + Δ 5 EV are set. Here, a positive exposure correction amount means overexposure with respect to the proper exposure value, and a negative exposure correction amount means underexposure with respect to the proper exposure value. Further, Δ 1234 is set.

階調補正部18は、露出補正量計算部16からの露出補正量及び適正露出値(露出の基準)に基づき、露出補正されて撮影された画像データに対して適応的に階調補正を行う。階調補正の方法は任意であるが、輝度データに対して適応的なγ関数を用いてγ変換するとともに、色差データに対して補正を行うことで階調補正を行う。階調補正部18は、アンダー露出で撮影された画像データの露出を補償して適正露出となるように階調補正するため、露出補正量が小さい場合にはその分だけ階調補正の補正量も小さくなり、露出補正量が大きい場合にはその分だけ階調補正の補正量も大きくなり、階調補正の効果が顕著に現れる(言い換えると、階調補正の歪みも顕著に現れる)。図1における露出補正量計算部16は具体的にはCPUで構成される。階調補正部18は専用のDSPで構成される。   The gradation correction unit 18 adaptively performs gradation correction on image data that has been subjected to exposure correction based on the exposure correction amount and the appropriate exposure value (exposure reference) from the exposure correction amount calculation unit 16. . The gradation correction method is arbitrary, but the gradation correction is performed by performing γ conversion on the luminance data using an adaptive γ function and correcting the color difference data. The gradation correction unit 18 compensates the exposure of the image data shot with underexposure and corrects the gradation so as to obtain an appropriate exposure. Therefore, when the exposure correction amount is small, the gradation correction correction amount correspondingly. If the exposure correction amount is large, the gradation correction amount increases accordingly, and the effect of gradation correction appears remarkably (in other words, the gradation correction distortion also appears remarkably). Specifically, the exposure correction amount calculation unit 16 in FIG. 1 is configured by a CPU. The gradation correction unit 18 is configured by a dedicated DSP.

図2に、図1におけるAE制御部14及び露出補正量計算部16の詳細機能ブロック図を示す。CCD10で得られた画像信号を処理して得られるプレビュー画像20は領域分割平均部12に供給される。領域分割平均部12は、AE評価用データを作成する。例えば、プレビュー画像を12×8のブロックに分割し、各ブロック毎に、R、G、Bの平均値を計算する。   FIG. 2 shows a detailed functional block diagram of the AE control unit 14 and the exposure correction amount calculation unit 16 in FIG. A preview image 20 obtained by processing the image signal obtained by the CCD 10 is supplied to the area division averaging unit 12. The area division average unit 12 creates AE evaluation data. For example, the preview image is divided into 12 × 8 blocks, and an average value of R, G, and B is calculated for each block.

AE制御部14のプレビュー用露出評価部22は、プレビュー画像の露出を制御するための評価値を算出する。算出された評価値はプレビュー露出制御部32に供給され、適正露出値に制御される。撮影露出予測ヒストグラム作成部28は、プレビュー用露出評価部22からのデータに基づいて、現在の露出値で撮影した場合に撮影後の画像データから得られるであろう輝度ヒストグラムを作成する。具体的には、撮影露出予測ヒストグラム作成部28は、各ブロック毎のR、G、Bの平均値を輝度Yに変換し、log2(輝度Y/適正露出値)によりEV単位に変換する。各ブロック毎に輝度YをEV単位で算出した後、これら12×8個=96個のデータでヒストグラムを作成する。ヒストグラムの横軸は、適正露出(153)からのずれ量とする。算出されたヒストグラムは、露出補正量計算部16に供給される。   The preview exposure evaluation unit 22 of the AE control unit 14 calculates an evaluation value for controlling the exposure of the preview image. The calculated evaluation value is supplied to the preview exposure control unit 32 and controlled to an appropriate exposure value. Based on the data from the preview exposure evaluation unit 22, the shooting exposure prediction histogram creation unit 28 creates a luminance histogram that will be obtained from the image data after shooting when shooting with the current exposure value. Specifically, the photographic exposure prediction histogram creation unit 28 converts the average value of R, G, and B for each block into luminance Y, and converts it into EV units using log2 (luminance Y / appropriate exposure value). After calculating the luminance Y for each block in EV units, a histogram is created with these 12 × 8 = 96 data. The horizontal axis of the histogram is the amount of deviation from the appropriate exposure (153). The calculated histogram is supplied to the exposure correction amount calculation unit 16.

露出補正量計算部18の露出補正量決定部30は、ヒストグラムとその他の判定データに基づき露出補正量を決定する。その他の判定データとは、フラッシュONの条件であるか否か、プレビュー画像が存在するか否か、顔情報(有無、位置、大きさ等)等の判定データである。露出補正量は、例えばヒストグラムにおいてxEV以上が全体の25%以上存在し、かつ、xEV以上が存在せず、かつ、xEV以下が全体の10%以下存在の場合に露出補正量を−Δとする等である。ヒストグラムに基づく具体的な決定方法については後述する。決定された露出補正量は階調補正部18に供給されるとともにAE制御部22のスチル撮影用露出判断部26に供給される。スチル撮影用露出判断部26は、スチル撮影用露出評価部24からの評価結果と露出補正量とに基づいて撮影時の露出値を決定する。 The exposure correction amount determination unit 30 of the exposure correction amount calculation unit 18 determines the exposure correction amount based on the histogram and other determination data. The other determination data is determination data such as whether the flash is ON, whether a preview image exists, face information (presence / absence, position, size, etc.). The exposure correction amount is, for example, exposure correction when x 4 EV or more exists in the histogram at 25% or more, x 5 EV or more does not exist, and x 2 EV or less exists at 10% or less of the whole. and the like that the amount and - [delta 3. A specific determination method based on the histogram will be described later. The determined exposure correction amount is supplied to the gradation correction unit 18 and to the still photographing exposure determination unit 26 of the AE control unit 22. The still shooting exposure determination unit 26 determines an exposure value at the time of shooting based on the evaluation result from the still shooting exposure evaluation unit 24 and the exposure correction amount.

図3に、本実施形態の処理フローチャートを示す。まず、デジタルカメラのCPUは、プレビュー画像の輝度レベルがストロボ(フラッシュ)をONするためのレベルより暗いか否かを判定する(S101)。この判定は、フラッシュ発光する場合には撮影シーン事態が暗いため、さらに露出アンダーとしないためである。したがって、フラッシュONレベルよりも輝度レベルが暗い場合、適正露出値に対する露出補正量ΔEVは0、すなわち適正露出のままとする(S114)。   FIG. 3 shows a processing flowchart of the present embodiment. First, the CPU of the digital camera determines whether the brightness level of the preview image is darker than the level for turning on the strobe (flash) (S101). This determination is because when the flash is emitted, the shooting scene situation is dark, so that it is not further underexposed. Accordingly, when the brightness level is darker than the flash ON level, the exposure correction amount ΔEV with respect to the appropriate exposure value is kept at 0, that is, the appropriate exposure (S114).

プレビュー画像の輝度レベルがフラッシュをONするためのレベル以上に明るい場合、次にプレビューデータが存在しないか否かを判定する(S102)。電源ON直後や再生モードからの復帰直後においてはプレビュー画像データは存在せず、この状態でユーザがシャッタを一気押しした場合にはプレビュー画像データが存在しないため露出補正を行うことができない。そこで、このような場合には撮影できることを優先し、露出補正量計算部16は露出補正量をデフォルトのアンダー露出値とする(S115)。すなわち、適正露出値に対してΔEV=−ΔEVだけアンダー露出値に設定する。 If the brightness level of the preview image is brighter than the level for turning on the flash, it is next determined whether or not there is preview data (S102). There is no preview image data immediately after the power is turned on or immediately after the return from the reproduction mode. When the user presses the shutter at once in this state, the preview image data does not exist and exposure correction cannot be performed. Therefore, in such a case, priority is given to photographing, and the exposure correction amount calculation unit 16 sets the exposure correction amount as a default underexposure value (S115). That is, the underexposure value is set by ΔEV = −Δ 1 EV with respect to the appropriate exposure value.

プレビュー画像が存在する場合、次に、逆光状態か否かを判定する(S103)。逆光状態の場合、強制的にフラッシュ発光するため、この場合には露出補正量計算部16は露出補正量をデフォルトのアンダー露出値とする(S115)。すなわち、適正露出値に対してΔEV=−ΔEVだけアンダー露出値に設定する。 If there is a preview image, it is next determined whether or not it is in a backlight state (S103). Since the flash is forcibly emitted in the backlight state, in this case, the exposure correction amount calculation unit 16 sets the exposure correction amount as a default underexposure value (S115). That is, the underexposure value is set by ΔEV = −Δ 1 EV with respect to the appropriate exposure value.

逆光状態でない場合、次に撮影シーンが特定のシーンか否か、具体的には撮影シーンがビーチ(海岸)のシーンあるいはテキスト(文書)を撮影するシーンであるか否かを判定する(S104)。撮影シーンがこれらのシーンである場合、露出アンダーで撮影するよりも露出オーバで撮影する方がよい場合があるからである。したがって、撮影シーンがこれらのシーンである場合、露出補正量計算部16は露出補正量を適正露出値よりもオーバ露出値とする(S119)。すなわち、適正露出値に対してΔEV=+ΔEVだけオーバ露出値に設定する。なお、撮影シーンがビーチシーンであるかテキスト撮影シーンであるかは、公知のシーン判別技術を用いることができる。例えば、特開2007−121654号公報には、温度特徴と、画像特徴抽出回路で検出した画像の動き、色相、彩度、輝度等とを組み合わせてシーンを判別する技術が開示されている。 If it is not backlit, it is next determined whether or not the shooting scene is a specific scene, specifically, whether or not the shooting scene is a beach (coast) scene or a text (document) scene (S104). . This is because when the shooting scenes are those scenes, it may be better to shoot with overexposure than with underexposure. Therefore, when the shooting scenes are these scenes, the exposure correction amount calculation unit 16 sets the exposure correction amount to an overexposure value rather than the appropriate exposure value (S119). That is, the overexposure value is set by ΔEV = + Δ 5 EV with respect to the appropriate exposure value. A known scene discrimination technique can be used to determine whether the shooting scene is a beach scene or a text shooting scene. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-121654 discloses a technique for discriminating a scene by combining temperature features and image motion, hue, saturation, luminance, and the like detected by an image feature extraction circuit.

撮影シーンが特定シーンでない場合、次にISOがしきい値以上か否かを判定する(S105)。撮影シーンが暗いと手ぶれ抑制のためにシャッタスピードを固定してISOを高くして感度を上げるが、ISOが高くなるとノイズが増大することになるのでISOがしきい値以上である場合に露出補正を実行しないためである。したがって、ISOがしきい値以上である場合には露出補正量計算部16は基本的に適正露出のままとするように露出補正量を決定する。但し、ISOが高い場合としては、
(1)撮影シーン自体が暗い場合
(2)撮影シーンは暗くないが、動く被写体を止めて撮影することを目的として高速シャッタを用いる場合、結果的に光量が足りなくなるのでISOを高くする場合
の2つがある。このうち、(1)の場合において露出補正を行わないこととし、(2)の場合には露出補正を行うものとする。このため、撮影シーンの輝度が動く被写体用の輝度よりも低いか否かを判定し(S106)、動く被写体用の輝度よりも低い場合に露出補正量計算部16は適正露出のままとするように露出補正量を決定する(S115)。すなわち、ΔEV=0とする。ここで、判定のためのEV値のしきい値は、ヒストグラムの横軸上の値を表し、x<x<x<x<x<x、y<y<yとする。
If the shooting scene is not a specific scene, it is next determined whether or not ISO is equal to or greater than a threshold value (S105). When the shooting scene is dark, the shutter speed is fixed to increase the ISO by increasing the shutter speed in order to suppress camera shake. However, since the noise increases as the ISO increases, exposure compensation is performed when the ISO is above the threshold value. Is not executed. Therefore, when the ISO is equal to or greater than the threshold value, the exposure correction amount calculation unit 16 basically determines the exposure correction amount so that the proper exposure is maintained. However, if the ISO is high,
(1) When the shooting scene itself is dark (2) The shooting scene is not dark, but when using a high-speed shutter for the purpose of shooting while stopping a moving subject, the amount of light is insufficient, resulting in a high ISO. There are two. Of these, exposure correction is not performed in the case of (1), and exposure correction is performed in the case of (2). Therefore, it is determined whether or not the luminance of the shooting scene is lower than the luminance for the moving subject (S106), and when the luminance is lower than the luminance for the moving subject, the exposure correction amount calculation unit 16 keeps the appropriate exposure. Then, an exposure correction amount is determined (S115). That is, ΔEV = 0. Here, the threshold value of the EV value for determination represents a value on the horizontal axis of the histogram, and x 0 <x 1 <x 2 <x 3 <x 4 <x 5 , y 1 <y 2 <y. 3 .

ISOがしきい値より小さい場合、あるいはISOがしきい値以上であっても上記の(2)の条件に該当する場合、次にヒストグラムを用いて輝度差を判定する(S107)。そして、輝度差が特定の条件に該当するか否かを順次判定し、判定結果に応じて露出補正量を設定する。   If the ISO is smaller than the threshold value, or if the above condition (2) is met even if the ISO is equal to or greater than the threshold value, then the luminance difference is determined using the histogram (S107). Then, it is sequentially determined whether the luminance difference meets a specific condition, and an exposure correction amount is set according to the determination result.

具体的には、まず、撮影シーンに顔が存在するか否かを判定する(S108)。顔を検出する技術も公知であり、例えば画像データから肌色部分を抽出し、人物の顔のテンプレートと肌色部分の画像とのマッチング度を求め、マッチング度の高い部分を顔部候補とする等である。さらに、顔候補部分において目の部分を抽出し、顔か否かを判別してもよい。   Specifically, first, it is determined whether or not a face exists in the shooting scene (S108). A technique for detecting a face is also known. For example, a skin color part is extracted from image data, a matching degree between a human face template and a skin color part image is obtained, and a part with a high matching degree is used as a face candidate. is there. Further, an eye part may be extracted from the face candidate part to determine whether or not the face is a face.

顔が存在する場合には、次に輝度のヒストグラムが露出補正量ΔEV=−ΔEVに相当する条件を満たすか否かを判定する(S109)。ΔEV=−ΔEVに設定される条件は以下のとおりである。
<−ΔEVとなる条件:顔あり>
EV以上が25%以上、かつ、xEV以上が存在せず、かつ、xEV以下が10%以下、かつ、顔エリアがyEV以上yEV以下である。
−ΔEVの条件を満たさない場合、次に、輝度のヒストグラムが露出補正量ΔEV=−ΔEVに相当する条件を満たすか否かを判定する(S110)。ΔEV=−ΔEVに設定される条件は以下のとおりである。
<−ΔEVとなる条件:顔あり>
EV以上が60%以上、かつ、顔エリアがyEV以上である。
If a face exists, it is next determined whether or not the luminance histogram satisfies a condition corresponding to the exposure correction amount ΔEV = −Δ 3 EV (S109). The conditions set for ΔEV = −Δ 3 EV are as follows.
<Condition to be −Δ 3 EV: With Face>
x 4 EV or more is 25% or more, x 5 EV or more does not exist, x 2 EV or less is 10% or less, and the face area is y 2 EV or more and y 3 EV or less.
If the condition of −Δ 3 EV is not satisfied, it is next determined whether or not the luminance histogram satisfies a condition corresponding to the exposure correction amount ΔEV = −Δ 2 EV (S110). The conditions set for ΔEV = −Δ 2 EV are as follows.
<Condition to be −Δ 2 EV: with face>
x 3 EV or more is 60% or more, and the face area is y 1 EV or more.

そして、輝度のヒストグラムがこれらの条件を満たさない場合には、露出補正量計算部16は露出補正量ΔEVをデフォルトの−ΔEVに設定し(S115)、−ΔEVの条件を満たす場合には、露出補正量ΔEVを−ΔEVに設定する(S116)。これは、デフォルトのアンダー露出値よりもさらに露出値をアンダーに設定して撮影することを意味する。また、−ΔEVの条件を満たす場合、露出補正量ΔEVを−ΔEVに設定する(S117)。これは、デフォルトのアンダー露出値よりもさらに露出値をアンダーに設定して撮影することを意味する。 When the luminance histogram does not satisfy these conditions, the exposure correction amount calculation unit 16 sets the exposure correction amount ΔEV to the default −Δ 1 EV (S115), and satisfies the condition of −Δ 2 EV. In step S116, the exposure correction amount ΔEV is set to −Δ 2 EV. This means that shooting is performed with the exposure value set to an under value further than the default under exposure value. If the condition of -Δ 3 EV is satisfied, the exposure correction amount ΔEV is set to -Δ 3 EV (S117). This means that shooting is performed with the exposure value set to an under value further than the default under exposure value.

一方、撮影シーンに顔が存在しない場合、順次、輝度のヒストグラムが−ΔEVに相当する条件を満たすか否か(S111)、−ΔEVに相当する条件を満たすか否か(S112)、−ΔEVに相当する条件を満たすか否かを判定する(S113)。これらの条件は、それぞれ以下のとおりである。
<−ΔEVとなる条件:顔なし>
EV以上が20%以上、かつ、xEV以上が存在し、かつ、xEV以下が10%以下、もしくは、xEV以下が20%以上である。
<−ΔEVとなる条件:顔なし>
EV以上が25%以上、かつ、xEV以上が存在せず、かつ、xEV以下が10%以下である。
<−ΔEVとなる条件:顔なし>
EV以上が50%以上である。
On the other hand, if the photographic scene no face, successively, determine if they satisfy the condition histogram of luminance corresponding to -Δ 4 EV (S111), - Δ 3 determine if they satisfy the condition corresponding to EV (S112) , −Δ 2 EV is determined (S113). These conditions are as follows.
<Condition to be −Δ 4 EV: No Face>
x 4 EV or more is 20% or more, x 5 EV or more exists, and x 1 EV or less is 10% or less, or x 0 EV or less is 20% or more.
<Condition to be −Δ 3 EV: No Face>
x 4 EV or more is 25% or more, x 5 EV or more is not present, and x 2 EV or less is 10% or less.
<Condition to be −Δ 2 EV: No Face>
x 3 EV or more is 50% or more.

これらの条件をまとめて図4に示す。顔の有無で判定基準を変えているのは、顔が存在する場合には顔が存在しない場合に比べて階調補正における補正量を相対的に小さくするためである。すなわち、露出補正量計算部16で計算された露出補正量ΔEVは、撮影時の露出制御に用いられるとともに、階調補正部18にも供給されて階調補正時の補正量を調整するために用いられる。階調補正部32は、アンダー露出値で撮影された画像データに対し、階調補正を施して適正露出値まで補正するため、アンダー露出値が小さいと階調補正時の補正量も小さくなる。したがって、露出補正量を調整することは、同時に、階調補正部32での階調補正の補正量を調整することを意味する。また、図4に示すように、顔が存在する場合には顔が存在しない場合に比べて露出補正量ΔEVを小さく設定している。図4において、顔が存在する場合のアンダー露出値の最大値は、露出補正量ΔEV=−ΔEVであるのに対し、顔が存在しない場合のアンダー露出値の最大値は、露出補正量ΔEV=−Δであることに留意されたい。顔が存在する場合にアンダー露出値を小さくするのは、露出値をアンダーに設定するとその分だけノイズが混入しやすくなるので、アンダー露出値を小さくして顔の部分にノイズが混入することを防止するためである。 These conditions are collectively shown in FIG. The reason why the determination criterion is changed depending on the presence / absence of the face is to make the correction amount in the gradation correction relatively small when the face is present compared to when the face is not present. That is, the exposure correction amount ΔEV calculated by the exposure correction amount calculation unit 16 is used for exposure control at the time of photographing and is also supplied to the gradation correction unit 18 to adjust the correction amount at the time of gradation correction. Used. Since the gradation correction unit 32 performs gradation correction on the image data photographed with the underexposure value to correct the appropriate exposure value, if the underexposure value is small, the correction amount at the time of gradation correction becomes small. Therefore, adjusting the exposure correction amount means simultaneously adjusting the correction amount of gradation correction in the gradation correction unit 32. As shown in FIG. 4, when the face exists, the exposure correction amount ΔEV is set smaller than when the face does not exist. In FIG. 4, the maximum underexposure value when the face is present is the exposure correction amount ΔEV = −Δ 3 EV, whereas the maximum underexposure value when the face is not present is the exposure correction amount. it should be noted that ΔEV = -Δ is 4. Lowering the underexposure value when there is a face makes it easier for noise to enter if the exposure value is set to underexposure. This is to prevent it.

このように、本実施形態では、プレビュー画像の輝度のヒストグラムに基づいて露出補正量を動的に調整して撮影するとともに、撮影して得られた画像データに対して階調補正を行うため、固定的にアンダー露出値で撮影して階調補正を行う場合に比べて多様な撮影シーンに対応することができる。本実施形態における露出補正量は、後段の処理において適応的に階調補正されることを前提として設定されるものであり、適応的階調補正の補正量を調整するためのパラメータとして機能するものであって、単に輝度ヒストグラムに基づいて露出値を設定するものではない。   As described above, in the present embodiment, the exposure correction amount is dynamically adjusted based on the luminance histogram of the preview image, and the gradation correction is performed on the image data obtained by the shooting. Compared to the case where the gradation correction is performed by photographing with a fixed underexposure value, it is possible to cope with various photographing scenes. The exposure correction amount in the present embodiment is set on the assumption that gradation correction is adaptively performed in subsequent processing, and functions as a parameter for adjusting the correction amount of adaptive gradation correction. However, the exposure value is not simply set based on the luminance histogram.

実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an embodiment. 実施形態の詳細機能ブロック図である。It is a detailed functional block diagram of an embodiment. 実施形態の処理フローチャートである。It is a processing flowchart of an embodiment. 実施形態の輝度ヒストグラムと露出補正量との関係を示すテーブル図である。It is a table figure which shows the relationship between the luminance histogram of embodiment, and exposure correction amount.

符号の説明Explanation of symbols

10 CCD、12 領域分割平均部、14 AE制御部、16 露出補正量計算部、18 階調補正部。   10 CCD, 12 area division average part, 14 AE control part, 16 exposure correction amount calculation part, 18 gradation correction part.

Claims (4)

被写体像を撮像する撮像装置であって、
適正な露出値を算出する露出制御手段と、
前記適正な露出値よりも露出値をアンダーまたはオーバに設定して撮像された画像データに対し、階調補正を行う補正手段と、
前記補正手段による階調補正前の前記画像データの輝度ヒストグラムが特定の条件を満足するか否かを判定することで露出値を調整する調整手段と、
を有し、
前記調整手段は、調整に関するデータを前記画像補正手段に供給し、
前記補正手段は、前記調整に関するデータを用いて補正量を調整し、
前記調整手段は、前記輝度ヒストグラムにおいて適正な露出値に対する高輝度な画素の比率あるいは低輝度な画素の比率の少なくともいずれかを用いてアンダーに設定する露出値を調整することを特徴とする撮像装置。
An imaging device that captures a subject image,
Exposure control means for calculating an appropriate exposure value;
Correction means for performing gradation correction on image data captured with the exposure value set to under or over than the appropriate exposure value;
Adjusting means for adjusting an exposure value by determining whether or not a luminance histogram of the image data before gradation correction by the correcting means satisfies a specific condition;
Have
The adjustment means supplies data relating to adjustment to the image correction means,
The correction means adjusts a correction amount using data relating to the adjustment,
The adjustment unit adjusts an exposure value to be set to under using at least one of a ratio of a high luminance pixel and a ratio of a low luminance pixel to an appropriate exposure value in the luminance histogram. .
被写体像を撮像する撮像装置であって、
適正な露出値を算出する露出制御手段と、
前記適正な露出値よりも露出値をアンダーまたはオーバに設定して撮像された画像データに対し、階調補正を行う補正手段と、
前記補正手段による階調補正前の前記画像データの輝度ヒストグラムが特定の条件を満足するか否かを判定することで露出値を調整する調整手段と、
を有し、
前記調整手段は、調整に関するデータを前記画像補正手段に供給し、
前記補正手段は、前記調整に関するデータを用いて補正量を調整し、
前記調整手段は、さらに、前記被写体の輝度がストロボを発光させることが必要な輝度レベルであるか否かを判定することでアンダーに設定する露出値を調整することを特徴とする撮像装置。
An imaging device that captures a subject image,
Exposure control means for calculating an appropriate exposure value;
Correction means for performing gradation correction on image data captured with the exposure value set to under or over than the appropriate exposure value;
Adjusting means for adjusting an exposure value by determining whether or not a luminance histogram of the image data before gradation correction by the correcting means satisfies a specific condition;
Have
The adjustment means supplies data relating to adjustment to the image correction means,
The correction means adjusts a correction amount using data relating to the adjustment,
The adjustment device further adjusts an exposure value to be set to under by determining whether or not the luminance of the subject is a luminance level that requires the strobe to emit light.
被写体像を撮像する撮像装置であって、
適正な露出値を算出する露出制御手段と、
前記適正な露出値よりも露出値をアンダーまたはオーバに設定して撮像された画像データに対し、階調補正を行う補正手段と、
前記補正手段による階調補正前の前記画像データの輝度ヒストグラムが特定の条件を満足するか否かを判定することで露出値を調整する調整手段と、
を有し、
前記調整手段は、調整に関するデータを前記画像補正手段に供給し、
前記補正手段は、前記調整に関するデータを用いて補正量を調整し、
前記調整手段は、さらに、前記被写体が特定のシーンであるか否かを判定することでアンダーに設定する露出値を調整することを特徴とする撮像装置。
An imaging device that captures a subject image,
Exposure control means for calculating an appropriate exposure value;
Correction means for performing gradation correction on image data captured with the exposure value set to under or over than the appropriate exposure value;
Adjusting means for adjusting an exposure value by determining whether or not a luminance histogram of the image data before gradation correction by the correcting means satisfies a specific condition;
Have
The adjustment means supplies data relating to adjustment to the image correction means,
The correction means adjusts a correction amount using data relating to the adjustment,
The adjustment apparatus further adjusts an exposure value set to under by determining whether or not the subject is a specific scene.
被写体像を撮像する撮像装置であって、
適正な露出値を算出する露出制御手段と、
前記適正な露出値よりも露出値をアンダーまたはオーバに設定して撮像された画像データに対し、階調補正を行う補正手段と、
前記補正手段による階調補正前の前記画像データの輝度ヒストグラムが特定の条件を満足するか否かを判定することで露出値を調整する調整手段と、
を有し、
前記調整手段は、調整に関するデータを前記画像補正手段に供給し、
前記補正手段は、前記調整に関するデータを用いて補正量を調整し、
前記調整手段は、さらに、ISO値がしきい値以上か否かを判定することでアンダーに設定する露出値を調整することを特徴とする撮像装置。
An imaging device that captures a subject image,
Exposure control means for calculating an appropriate exposure value;
Correction means for performing gradation correction on image data captured with the exposure value set to under or over than the appropriate exposure value;
Adjusting means for adjusting an exposure value by determining whether or not a luminance histogram of the image data before gradation correction by the correcting means satisfies a specific condition;
Have
The adjustment means supplies data relating to adjustment to the image correction means,
The correction means adjusts a correction amount using data relating to the adjustment,
The adjustment unit further adjusts an exposure value set to under by determining whether or not the ISO value is equal to or greater than a threshold value.
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