JP5256947B2 - 撮像装置、撮像方法およびその方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
また、高感度時でも出力信号のノイズ量が一定になるように、撮像部の駆動条件によって映像信号ノイズや変動が最適となるようにサンプリングホールドのタイミングを変えるようにした撮像装置も提案されている(特許文献2参照)。
また、高感度撮影時にノイズの影響を少なくするためサンプリングホールドのタイミングを変えるようにした場合、入力データの変化、例えば白い部分のR成分、G成分、B成分の比率に応じたホワイトバランス補正方法が考案されていないといった問題がある。
CCD17は、このCCD17を構成する無数の画素上に色分解フィルタとしてのRGB原色フィルタが配置されており、RGB3原色に対応した電気信号(アナログRGB画像信号)が出力される。
なお、前記YUVデータの「YUV」は、輝度データ(Y)と、色差すなわち輝度データと青色(B)成分データの差分(U)と、輝度データと赤色(R)成分データの差分(V)の情報で色を表現する形式のことである。
先ず、撮影者が電源ボタン2をONし、撮影・再生切り換えダイアル3を撮影モード(静止画撮影モード)に設定すると、デジタルカメラが記録モードで起動する。電源ボタン2がONされて、撮影・再生切り換えダイアル3が撮影モードに設定されたことを制御部31が検知すると、制御部31はモータドライバ16に制御信号を出力して、鏡胴ユニット4を撮影可能位置に移動させ、かつ、CCD17、AFE部20、信号処理部30、SDRAM40、ROM50、液晶モニタ7等を起動させる。
この撮影画像の液晶モニタ(LCD)7への表示によって、静止画を撮影するための構図の確認等をすることができる。なお、表示出力制御部37からTVビデオ信号として出力し、ビデオケーブルを介して外部のテレビ(TV)に撮影画像(動画)を表示することもできる。
AF評価値は、例えば高周波成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって算出される。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、高周波成分が一番高くなる。これを利用して、AF動作時(合焦検出動作時)には、撮影レンズ系内の各フォーカスレンズ位置におけるAF評価値を取得し、この評価値が極大になる点を合焦位置として検出することによりAF動作が実行される。
そして、制御部31は、算出されたRGB積算値を読み出し、AE処理では、画面のそれぞれのエリア(ブロック)の輝度を算出して、輝度分布から適正な露光量を決定する。制御部31はさらに、決定した露光量に基づいて、露光条件、すなわちCCD17の電子シャッタ回数、絞りユニットの絞り値、NDフィルタの出し入れ等を設定する。また、AWB処理によって、RGBの分布から被写体の光源の色に合わせたAWBの制御値を決定する。このAWB処理により、YUV変換部34でYUVデータに変換処理するときのホワイトバランスを合わせる。なお、前記AE処理とAWB処理は、前記モニタリング時には連続的に行われている。特許請求の範囲における「ホワイトバランス評価値取得手段」としての機能は、前述の通りCCDI/F32が備えている。
AF(合焦)対象範囲が無限から至近までの全領域であった場合、撮影レンズ系のフォーカスレンズは、至近から無限、または無限から至近までの間の各フォーカス位置に移動し、CCDI/F32で算出されている各フォーカス位置における前記AF評価値を制御部31が読み出す。そして、各フォーカス位置のAF評価値が極大になる点を合焦位置としてフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、合焦させる。
ISO感度を変えることによってAFE部20のAGC23に設定する値が変化する。ISO感度とAGC23に設定する制御値との関係を図6、図7に示す。図6、図7は一例を示すものであって、この例に限定されるものではない。図6は、物体色の測定用標準光源であるD65光源下で白紙を映したときのAGCとG/Rの関係を、図7は上記D65光源下で白紙を映したときのAGCとG/Bの関係を示す。図6、図7に示すAGC制御値0,16,32,48,64がそれぞれISO感度100,200,400,800,1600に対応する。ただし、このAGC制御値とISO感度との関係は一例であって、かかる関係に限定されるものではない。
輝度=R×0.299+G×0.587+B×0.114
算出した一画素あたりのG/R、G/Bから、G/R、G/Bの色座標上のエリア別に補正を加え、G/R、G/BをWB補正係数とする(S5)。「エリア別に補正を加える」とは、例えばG/Rの値が小さくG/Bが大きい低色温度側のシーンで光源色を残すようにG/Rを大きく、G/Bを小さくする、あるいはG/Rの値が大きくG/Bが小さい高色温度側のシーンでG/Rが一定以上であれば、リミット処理を行うといったものである。画面全体のR、Bデータそれぞれに対して、WB補正係数Rgain、Bgainを掛ける(S6)。CCDI/F32は、白抽出結果からホワイトバランス用の補正係数を算出する補正係数算出手段としての機能を備えている。また、制御部31は、白抽出手段として機能し、アナログゲイン調整手段としても機能する。
以上のように、第1の実施例は、被写体の明るさによって調整されるアナログゲイン、すなわちISO感度に応じた白抽出範囲を複数、テーブルとして設定しておき、撮影時に選択されるISO感度に応じた白抽出範囲を切り換えてすなわち上記テーブルを選択して撮像するように構成した。こうすることによって、ISO感度が高い場合に、ノイズの影響を受けてR成分、G成分、B成分の比率が変わっても、常に安定した白抽出を行うことができる。モニタリング時とスチル撮影時とでISO感度が異なる場合においても、モニタリング時とスチル撮影時それぞれで安定した白抽出を行い、モニタリングとスチルで同じ色合いにすることができる。
ShiftR=(AGCminR+AGCx×((AGCmaxR−AGCminR)
/(AGCmax−AGCmin)))/AGCminR
ShiftB=(AGCminB+AGCx×((AGCmaxB−AGCminB)
/(AGCmax−AGCmin)))/AGCminB
また、ISO(AGC)を変化させた時のG/R、G/Bに変曲点がある場合でも、各変曲点のISO(AGC)とその変曲点のG/R、G/Bシフト量を保持しておけば、中間のISO(AGC)に対応するシフト量は線形補間によって求めることができる。
モニタリング時とスチル撮影時とでISO感度が異なる場合においても、モニタリングとスチル撮影それぞれで安定した白抽出を行い、モニタリングとスチル撮影とで同じ色合いにすることができる。
各ISO感度に対応した複数の白抽出範囲を保持しておく必要がなく、少ないメモリ容量でも常に安定した白抽出を行うことができる利点もある。
本発明にかかる撮像装置は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、その他、例えば携帯情報端末に組み込まれたカメラなど、さまざまな機器に適用することができる。
17 撮像素子としてのCCD
20 アナログフロントエンド部
30 信号処理部
31 制御部
Claims (3)
- 光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子と、
上記撮像信号からホワイトバランス用の評価値を抽出するホワイトバランス評価値取得手段と、
上記ホワイトバランス評価値取得手段によって取得した評価値と予め設定してある白抽出範囲を基に白抽出を行う白抽出手段と、
上記白抽出手段によって得られる白抽出結果からホワイトバランス用の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
被写体の明るさによってアナログゲインを調整するアナログゲイン調整手段を備え、
上記アナログゲイン調整手段によって調整されたアナログゲインに応じて高色温度から低色温度までの白抽出範囲を一律の割合でシフトさせることを特徴とする撮像装置。 - 撮像素子から出力される撮像信号からホワイトバランス用の評価値を抽出するホワイトバランス評価値取得工程と、
上記ホワイトバランス評価値取得工程によって取得した評価値と予め設定してある白抽出範囲を基に白抽出を行う白抽出工程と、
上記白抽出工程によって得られる白抽出結果からホワイトバランス用の補正係数を算出する補正係数算出工程と、
被写体の明るさによってアナログゲインを調整するアナログゲイン調整工程を備え、
上記アナログゲイン調整工程によって調整されたアナログゲインに応じて高色温度から低色温度までの白抽出範囲を一律の割合でシフトさせることを特徴とする撮像方法。 - 画像処理機能を有する装置が有するコンピュータに、
撮像素子から出力される撮像信号からホワイトバランス用の評価値を抽出するホワイトバランス評価値取得処理と、
上記ホワイトバランス評価値取得処理によって取得した評価値と予め設定してある白抽出範囲を基に白抽出を行う白抽出処理と、
上記白抽出処理によって得られる白抽出結果からホワイトバランス用の補正係数を算出する補正係数算出処理と、
被写体の明るさによってアナログゲインを調整するアナログゲイン調整処理と、
上記アナログゲイン調整処理によって調整されたアナログゲインに応じて高色温度から低色温度までの白抽出範囲を一律の割合でシフトさせる処理と、を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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