JP5614276B2 - ウェーブフォーム表示機能を備えたカメラ - Google Patents

Description

本発明は、コンパクト型カメラ、一眼レフ型カメラなど、撮影画像を本体に設けたモニタに表示可能なカメラに関し、特に撮影画像における画像情報の表示に関する。

コンパクト型カメラ、一眼レフ型カメラ等の携帯型カメラでは、カメラ本体背面に設けられたモニタにおいて、撮影前にライブ映像（スルー画像）を表示し、また、記録画像を再生表示することが可能である。また、スルー画像を表示する間、シャッタスピード、絞り値などの撮影条件、さらにはヒストグラムなど画像関連の情報を重ねて表示することができる（例えば、特許文献１参照）。

一方、放送局など映像編集を行う作業現場では、撮像特性の違いなどに起因する画質劣化（色とびなど）を防止し、また、撮影者が意図した色調となるように、撮影画像のカラー調整を行う。

撮影画像の色あいについては、ベクトルスコープを使って調整し、画面に表示される色相環に沿って色相を、径方向に沿って彩度を調整することができる。撮影画像の輝度レベルについては、波形モニタ装置を使って輝度レベルを表すウェーブフォーム（信号波形）を表示し、振幅幅を調整することができる（特許文献２、３参照）。

特開２０１０−１９２９９８号公報 特開平１０−１７８６４７号公報 特開２０００−３０８０９６号公報

プロの写真家等は、意図する撮影画像の色合いを綿密に再現させるため、撮影現場においても撮影画像の評価をしようとする。そのため、ウェーブフォーム表示によるカラー調整を撮影現場でできるのが望ましい。しかしながら、そのためには画像データを専用波形モニタ装置に入力し、あるいは、画像編集ソフトを使ったコンピュータ操作を行う必要があり、煩雑な作業を伴う。

また、波形モニタ装置、あるいはコンピュータソフトウェアでは、比較的大きなモニタ画面を使い、ウェーブフォームが画面全体に表示される。このような表示方法では、撮影画像とウェーブフォーム表示とを十分に関連付けて画像評価することができない。

したがって、撮影状況／画面サイズに関係なく、ウェーブフォーム表示によって、必要な画像情報を容易に把握、評価できることが求められる。

本発明のカメラは、撮影光学系によって撮像素子に形成される被写体像の画像データを生成する画像処理手段と、画像データに基づいて、カメラ本体に設けられた表示部に表示用画像を表示するとともに、表示用画像に対し規定されるラインを対象としてウェーブフォーム表示する、すなわち、対象ライン上における輝度レベルの波形を表示可能な表示処理手段とを備える。表示用画像は、解像度変換処理などによって被写体像を表示部の画面サイズ以下の解像度に変換することで得ることができる。

本発明の表示処理手段は、対象ラインの波形を撮影画像に重ねてグラフ表示することを特徴とする。ここで「グラフ表示」とは、対象ラインと波形との対応関係を図示化するように表示することを意味し、対象ライン上の任意の画像（画素）と、その画像における輝度レベルとの対応関係が認識されるように波形が表示されている。例えば、対象ラインと波形分布とを直交座標系に基づいて２次元的に表示し、画面横方向、縦方向に沿って輝度レベル変化が明確になるようにグラフ化することができる。

カメラ背面に設けられる表示部の画面サイズには制約があり、また、単に波形のみをそのまま表示部の画面全体に表示しても、撮影画像との関係が把握できない。本発明では、対象ラインに沿った波形が撮影画像に重ねてグラフ表示されることにより、画像と波形との対応関係が明らかになり、記録した撮影画像の画質評価、あるいは露出調整といった撮影時の画像評価に役立つことができる。

波形表示する画像情報は様々であり、グレースケールに基づいた波形だけを表示し、あるいは、複数の色信号の波形を表示しても良い。例えば、表示処理手段は、撮影画像の対象ラインに沿った輝度レベルに基づいて、表示用波形を表示することが可能である。

また、画像処理手段は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色情報をもつ画像データを生成する場合、表示処理手段が、撮影画像の対象ラインに沿ったＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの信号レベルに基づいて表示用波形を表示することが可能である。

表示処理手段は、スルー画像、記録静止画像、記録動画像の少なくともいずれかを表示用画像として表示するとき、ウェーブフォーム表示可能である。これによって、撮影前に画像を評価してから画像を記録し、あるいは、記録画像を再生して画像評価することができる。

グラフ表示としては、元画像データに基づいた波形を概略的に表現したり、概形を抽出したり、あるいは部分的な省略表示することも可能である。例えば、表示処理手段が、表示部の画面サイズに応じて、被写体像に対し解像度変換処理を行って表示用画像を生成し、表示用画像における対象ラインの波形を表示することが可能である。

対象ラインに沿って輝度変化が激しい被写体（縞模様など）の場合、高周波で振幅変化の激しい波形表示となり、波形全体で撮影画像の重なった領域を覆い隠してしまい、ユーザにとって見づらい。視覚的に必要な画像情報としては、振幅変化、例えば注目領域の輝度レベルの概略的変化が認識できるのが望ましい。

したがって、表示処理手段は、被写体像の対象ラインから得られる基準波形に基づき、振幅が緩やかに変化するように基準波形を振幅調整した波形を、表示用波形として表示するのがよい。例えば、表示処理手段は、数学的処理として、基準波形に対し抱絡線処理することによって、表示用波形を表示することが可能である。

抱絡線処理する場合、表示部の画素数（表示画面解像度）に合わせて基準波形を概略表示するように、対象ラインに沿って適切な微小区間を規定して処理することが可能である。この場合、画面サイズ（解像度）と撮像素子サイズの比に基づいて対象ラインのサンプル抽出の対象領域（ここでは、局所領域という）を定めるのが望ましい。例えば、表示処理手段は、基準波形を前記表示部の画素数に応じて縮小し、撮像素子と表示部とのサイズ比に基づいて一連の局所領域を縮小波形の対象ラインに沿って定め、各局所領域の最大、最小輝度レベルを抽出して表示用波形を生成するのがよい。

カメラでは、表示画像を電子的にズーム表示可能であり、表示用画像を電子的にズームするためのズーム操作部材を設けられる。この場合、ズームの程度に応じて表示用画像の解像度が変化し、撮影画像からの縮小倍率も変化する。具体的には、ズームアップされた画像については、元の撮影画像をズームアップ前と比べてそれほど縮小せず、トリミングして表示することになる。

それに従い、表示用波形についても概略的表示状態を変更することができる。表示用画像の解像度に応じた波形を概略的表示することを考慮すると、表示処理手段は、ズーム操作部材に対する操作に応じた被写体像の縮小倍率に応じて、局所領域の長さを規定するのがよい。縮小倍率が大きい（画像をあまり縮小しない）ほど、それに応じて局所領域の長さを短く設定することが可能であり、計算処理スピードが高まる。

一方、上述した数学的処理によって波形を修正する代わりに、画像処理によって表示用波形を生成してもよい。例えば、表示処理手段は、基準波形の画像に対し畳み込み処理することにより、表示用波形を生成することが可能である。あるいは、空間周波数に基づいてフィルタリング処理することも可能である。

撮影画像の中で注目する部分について画像情報を必要とする場合、撮影状況に応じて対象ラインを変更できるのが望ましい。カメラには、表示部において対象ラインの位置を調整するライン位置操作部材を設けることが可能であり、表示処理手段は、ライン位置操作部材に対する入力操作に応じて位置設定される対象ラインに従って表示用波形を表示することができる。

また、注目する被写体の画面内の表示位置、あるいは被写体の形状などに合わせて画像情報を得るのが望ましいことから、横軸方向直線、表示部の縦方向に沿った直線、横方向に沿った直線、斜め方向に沿った直線、円／円弧状ラインなどを対象ラインとして設定できるのが望ましい。

したがって、横軸方向直線、表示部の縦方向に沿った直線、横方向に沿った直線、斜め方向に沿った直線、円／円弧状ラインの少なくともいずれかを対象ラインとして調整するライン種類操作部材をカメラに設けるのがよく、表示処理手段は、ライン種類操作部材に対する入力操作に応じて設定された対象ラインの種類に応じて表示用波形を表示することができる。

カメラを標準的な持ち方で撮影する場合、対象ラインを画面横方向（水平方向）に平行に設定し、波形もそれに合わせて表示すると、ユーザは波形を認識し易い。しかしながら、カメラを縦位置にして撮影する場合など、表示波形を画面縦方向に沿って表示する方が認識し易い。

したがって、表示処理手段が、対象ラインの表示を、表示部の横方向、縦方向との間で切り換え表示可能であり、対象ラインの表示方向に応じて表示用波形を表示するのがよい。例えば、カメラの姿勢を検知して対象ラインの表示方向、ウェーブフォームの表示方向を切り替えることができる。

本発明のプログラムは、カメラを、撮影光学系によって撮像素子に形成される被写体像の画像データを生成する画像処理手段と、画像データに基づいて、カメラ本体に設けられた表示部に表示用画像を表示するとともに、表示用画像に対し規定されるラインを対象としてウェーブフォーム表示可能な表示処理手段として機能させ、対象ラインの輝度レベルを表す波形を表示用画像に重ねてグラフ表示するように、表示処理手段として機能させることを特徴とする。

このように本発明によれば、カメラにおいて、撮影画像のウェーブフォームを、評価、認識し易いようにカメラ表示部に表示することができる。

第１の実施形態であるデジタルカメラの背面図である。 デジタルカメラのブロック図である。 グレースケール表示が選択された場合のウェーブフォーム表示画面を示した図である。 Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色信号の波形を同時にウェーブフォーム表示した図である。 概略的波形をウェーブフォーム表示した図である。 包絡線処理の工程を示した図である。 ピント合わせ、露出チェックに関する撮影画面を示した図である。 ホワイトバランス（ＷＢ）調整時の撮影画面を示した図である。 対象ラインの種類にあわせたウェーブフォーム表示を示した図である。 メイン処理となる撮影、再生動作処理を示したフローチャートである。 図１０のステップＳ１１０のサブルーチンを示した図である。 図１１のステップＳ２０５のサブルーチンを示した図である。 第２の実施形態におけるカメラの表示画面、および記録画像を示した図である。 スーパーインポーズ合成画像を示した図である。 記録用撮影画像の一部を抽出し、波形と抽出画像とを組み合わせた合成画像を示した図である。 記録用撮影画像を縮小し、波形と縮小画像を組み合わせた合成画像を示した図である。 第２の実施形態における画像記録処理を示したフローチャートである。

以下では、図面を参照して本実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態であるデジタルカメラの背面図である。図２は、デジタルカメラのブロック図である。図１、図２を用いて、カメラの構成、撮影動作を説明する。

デジタルカメラ１０は、カメラ本体の背面１０ＢにＬＣＤ（表示部）２０を備えた一眼レフ型カメラであり、モードダイヤル２１によって電源ＯＮ／ＯＦＦ切り換え、撮影モードの設定切替が行われる。また、メニューボタン２２によって撮影条件等を設定するメニュー画面がＬＣＤ２０に表示可能であり、クロスボタン１２、実行ボタン１３の操作によって様々な撮影条件等が設定変更される。図２に示すシステムコントロール回路３０は、撮影動作、再生動作などカメラ全般の動作を制御し、内部のＲＯＭ（図示せず）には制御プログラムが格納されている。

電源がＯＮ状態になってライブビューボタン１８が操作されると、ライブビュー表示状態になり、スルー画像がＬＣＤ２０に表示される。スルー画像表示の間、図２に示すクイックリターンミラー２４が回転上昇し、絞りを含む撮影光学系１４によって、被写体像がＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１６の受光面に形成される。

撮像素子１６では、被写体像に応じた１フレーム／フィールド分の画素信号が所定時間間隔で読み出される。ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などで構成される画像信号処理回路２８は、色変換処理、ホワイトバランス処理などを画素信号に対して実行し、画像データを生成する。

画像信号処理回路２８は、ＬＣＤ２０の解像度および画面サイズに応じて画像データを解像度変換処理する。ここでは、撮像素子の画素数よりもＬＣＤの画素数の方が少なく、間引き処理（ダウンサンプリング）によってＬＣＤ２０の表示性能に適した撮影画像（表示用画像）が生成される。生成された表示用画像データは、システムコントロール回路３０を介してＬＣＤドライバ２５へ入力される。

ＬＣＤドライバ２５は、表示用画像の画像データに基づいてＬＣＤ２０を駆動する。これにより、スルー画像がＬＣＤ２０に表示される。ＡＥ処理部３１は、被写体の明るさを検出し、画像信号処理回路２８は、検出された明るさに基づいて明るさ調整処理等を行う。

一方、ライブビューボタン１８が押されずライブビュー表示状態が選択されていない場合、クイックリターンミラー２４はミラーダウン位置に配置される。これにより、被写体像がファインダー機構１９によって形成され、ユーザは接眼レンズ１９Ｂを通して被写体を確認する。

ユーザがレリーズボタン１７（図１参照）を半押しすると、ＡＦセンサ３２によって被写体までの距離が検出される。ＡＦ駆動部３３は、焦点調整するため、撮影光学系１４内のフォーカシングレンズを駆動する。ＡＥ処理部３１は、被写体の明るさ、ユーザ設定値などに基づき、露出値（絞り、シャッタスピード）を演算する。

レリーズボタン１７が全押しされると、露出制御部３４は、演算された露出値に基づいて絞り、シャッタ１５等を駆動制御し、１フレーム分の画像信号が撮像素子１６から読み出される。画像処理回路２８は、読み出された１フレーム分の画素信号に基づいて静止画像の画像データを生成する。画像データは、例えばＲＡＷデータとして生成される。

生成された画像データは、画像処理回路２８において圧縮処理された後、あるいは圧縮処理されないまま、メモリカード２９に記録される。一方、動画像記録モードが設定されると、１フレーム分の画素信号が所定時間間隔で順次読み出される。そして、画像処理回路２８において圧縮処理されながら動画像データがメモリカード２９に記録される。

再生ボタン２３（図１参照）が押下されると、再生モードに切り替わり、メモリカード２９に記録した画像がＬＣＤ２０に表示可能である。静止画像を再生表示する場合、メモリカード２９に記録された圧縮画像データは、画像処理回路２８において伸張処理される。一方、ＲＡＷデータはそのまま読み出される。

画像処理回路２８は、復元された画像データに対して解像度変換処理を実行し、システムコントロール回路３０を介してＬＣＤ２０の画面サイズに合わせた静止画像がＬＣＤ２０に再生表示される。動画像を再生表示する場合も、同様な処理が行われる。

図１に示す電子ダイヤル２７は、再生表示画像を電子的に拡大／縮小（ズーム）表示するために操作されるダイヤルであり、システムコントロール回路３０は、電子ダイヤル２７に対する入力操作に従い、画像処理回路２８に指令して再生画像の中心部を起点にして拡大、縮小処理を実行する。

システムコントロール回路３０は、クロスボタンスイッチ１２Ｆ、実行ボタンスイッチ１３Ａ、レリーズボタンスイッチ１７Ａ、ライブビューボタンスイッチ１８Ａ、モードダイヤルスイッチ２１Ａ、メニューボタンスイッチ２２Ａ、再生ボタンスイッチ２３Ａといった、一連のボタンに応じたスイッチ群からの信号を検出し、モード切替、メニュー設定変更、レリーズボタン押下を含めた入力操作を検出し、操作に対応した処理動作をおこなわせるべく、画像処理回路２８など各種制御回路に動作指令をする。

後述するように、再生モードにおいて記録画像を表示する、あるいはスルー画像表示を行う間、ＬＣＤ２０においてウェーブフォーム表示することができる。メニューボタン２２、クロスボタン１２、実行ボタン１３などに対する入力操作によって、ヒストグラム表示、露出値表示、ウェーブフォーム表示など表示状態が切り換えられる。

入力操作によってウェーブフォーム表示状態が選択されると、画像処理回路２８は、波形表示対象となるライン位置に応じて表示用波形信号を生成し、システムコントロール回路３０はライン、表示用波形を表示するように、ＬＣＤドライバ２５へ制御信号を出力する。これにより、波形表示対象となるラインＬが所定の位置に表示されるとともに、ラインＬに沿ったウェーブフォームＷが、表示用画像Ｓに重ねて表示される（図１参照）。

次に、図３〜５を用いて、ウェーブフォーム表示について説明する。ここでは、静止画像の再生表示状態におけるウェーブフォーム表示を示している。

本実施形態では、ウェーブフォーム表示において、グレースケール画像もしくはカラー画像の再生表示を選択することが可能であり、クロスボタン１２の左右ボタン１２Ａ、１２Ｂに対する操作に従い、グレースケールの輝度波形、もしくはＲ，Ｇ，Ｂの波形を切り替えながら表示することができる。また、メニュー設定において、波形の概略表示／通常表示を切り替えることも可能である。

図３は、グレースケール表示が選択された場合のウェーブフォーム表示画面を示した図である。グレースケール表示の場合、カラー表示の記録画像Ｓとともに対象ラインＬ、および波形Ｗが再生画像に重ねて表示される。

図３には、ターゲットとして石碑である被写体ＳＨを撮影した画像ＳがＬＣＤ２０に表示されており、背景には山々が連なっている。ウェーブフォーム表示対象となるラインＬは、画面横方向（Ｘ方向）に平行な直線であり、被写体ＳＨを横断する位置に設定されている。

対象ラインＬの輝度レベルを表す波形Ｗは、その波形特徴をユーザが認識できるように、グラフ化されている。すなわち、画面横方向に沿った対象ラインＬを軸とし、対象ラインＬの各画素の輝度レベルを直行する画面縦方向（Ｙ方向）に表しており、画面横方向に関して同じ座標位置に輝度レベルを画面縦方向プロットし、それらを連ねた波形Ｗが形成される。なお、波形Ｗの表示範囲は、例えば、ＬＣＤ２０の画面縦方向（Ｙ方向）下半分の領域とする。対象ラインＬが画面下半分の領域内にある場合であっても、波形Ｗの表示色を対象ラインＬの表示色と異ならせることで両者を区別可能としている。

撮影者から近距離にある被写体ＳＨにピントを合わせており、また、被写体ＳＨ以外の対象ラインＬ上の像は、遠距離の暗く見える山々になっている。そのため、被写体ＳＨにおける輝度レベルが大きく、その他の輝度レベルが小さい。表示される波形Ｗは、被写体ＳＨ以外の領域で画面底部に近く、被写体ＳＨの領域だけ画面底部から離れる。

ラインＬの位置は、クロスボタン１２の上下ボタン１２Ｃ、１２Ｄに対する操作によって、画面縦方向（鉛直方向）に平行移動可能である。対象ラインＬが入力操作によって移動すると、それに伴って設定された対象ラインＬの位置に応じた波形Ｗをグラフ表示する。

波形Ｗは、対象ラインＬに沿った画素の輝度レベルの変化を表す。したがって、被写体付近においてピントが合っている場合、波形Ｗの振幅が比較的大きくなり、コントラストが強調されていることを表す。

図３に示す波形表示は、後述する概略的波形表示を行わない通常表示方法であり、撮像素子１６に形成される被写体像の元画像データではなく、解像度変換（サンプリングダウン）した再生表示用画像に基づいて波形表示を行う。計算負荷が小さく、また、ライブビュー表示での電子ズーム操作においても、柔軟に対応できる。

図４は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色信号の波形を同時にウェーブフォーム表示した図である。クロスボタン１２の左右ボタン１２Ａ、１２Ｂに対する入力操作によって、Ｒ，Ｇ，Ｂ同時表示が設定されると、Ｒ，Ｇ，Ｂのウェーブフォーム表示が行われる。図４では、赤色の灯台である被写体ＳＨをターゲットにして海を背景とした画像Ｓを表示している。

対象ラインＬは、被写体ＳＨを横断する位置に画面横方向に沿って設定されており、被写体ＳＨ以外のラインＬの像は、海面の像になっている。したがって、Ｒ（赤色）の波形Ｗ３が被写体ＳＨ付近で大きく上昇し、それ以外では、Ｒ，Ｇ，Ｂの中で最もレベルが低い。一方、青色（Ｂ）の波形Ｗ１は、被写体ＳＨ以外の海の領域において、最も輝度レベルが高い。緑色（Ｇ）の波形Ｗ２も、輝度レベルに相応して青色の波形に近い。

図４では、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの波形を同時表示しているが、左右ボタン１２Ａ、１２Ｂに対する入力操作により、Ｒ，Ｇ，Ｂの波形をそれぞれ単独でグラフ表示させることも可能である。

図５は、図３、４と異なり、概略的波形をウェーブフォーム表示した図である。コントラストの高く空間周波数が高い被写体画像の場合、波形Ｗの振幅が大きく、波形の間隔が狭くなる。このため、個々の画素の輝度レベルをプロットして描画していくと、描画点どうしが繋がって、均一に塗りつぶされた領域が生じて、被写体画像の視認性が悪化する場合がある。このような波形の塗りつぶしを防止すべく、概略的波形を表示するようにしている。波形の概略表示モードが設定されると、被写体画像が視認しやすいように波形が修正されて表示される。図５では、鉄橋を通る鉄道が写し出された被写体像Ｓに対し、画面横方向に平行な鉄橋支持桁構造ＳＨに沿って対象ラインＬが規定されている。ＬＣＤ２０の底部付近には、対象ラインＬに沿った波形Ｗが表示されている。

支持桁構造ＳＨの画像は、画面縦方向に関して縞模様（縦縞）になっており、そのまま表示すると、高周波で振幅の大きい波形になり、グラフが細かく波打つ。その結果、ＬＣＤ２０上の比較的画素数の少ない表示画像においては、波形表示部分と重なっている画像が波形画像に塗りつぶされ（埋もれて）視認できなくなってしまう。そこで、概略表示を設定することによって、振幅変化、コントラスト情報といったカラー情報を認識可能なウェーブフォーム表示を実行する。

図５に示す波形Ｗは、包絡線（エンベロープ）処理された波形Ｗであり、元画像データから得られる波形の最大輝度レベル付近を連ねた頂部側波形と、最小輝度レベル付近を連ねた底部側波形とから構成される。包絡線処理された波形Ｗでは波形全体の変化が強調、顕在化されており、小さい画面サイズの制限があるＬＣＤ２０において、波形Ｗの振幅変化が明らかになる。

なお、対象ラインＬに沿った輝度情報が比較的単調であって、低周波で振幅が小さい状況においては、波形と重なる画像部分が波形で前提的に埋まることはなく、図３、４に示すように、通常表示において見づらい画像になることはない。

図６は、包絡線処理の工程を示した図である。図６を用いて、波形に対する包絡線処理について説明する。

図６（Ａ）は、元画像データの対象ラインに沿った波形をＬＣＤ２０の画面サイズでそのまま修正することなく表示した場合の波形を示している。画面横方向をｘ軸とし、波形をｆ（ｘ）とする。元画像データの元になる撮影画像は解像度が高いため、ＬＣＤ２０の画面横方向サイズに合わせて縮小処理すると、振幅変化が大きくなる。図５に示すように、空間周波数が高い画像に対象ラインが規定されると、振幅の激しい波形が形成される。

このようなプロット波形をそのまま使用しても波形情報として役立たない（波形として認識できない）ため、包絡線処理を行う。まず、抱絡線処理のため、局所領域の長さが画面横方向に規定される。局所領域は、縮小処理した波形の画面横方向長さを分割して微小区画に分けたときの各区画長さを表し、そのサイズは、横方向における撮影画像と表示画像との画素数のサイズ比に基づいて定められる。

一連の局所領域長さを規定すると、各局所領域における最大輝度レベルｆ_ｔｍａｘと最小輝度レベルｆ_ｔｍｉｎを求める。図６（Ｂ）には、一連の局所領域全体における最大輝度レベルｆ_ｔｍａｘが図示されている。

求められた各局所領域の一連の最大輝度レベルｆ_ｔｍａｘと最小輝度レベルｆ_ｔｍｉｎに対し、移動平均レベルｆ_ｔｍａｘ、ｆ_ｔｍｉｎを算出する。移動平均の分母、すなわち母集団となる局所領域の数は、局所領域の長さに基づいて設定される。図６（Ｃ）には、移動平均処理によって得られた最大輝度レベルｆ_ｔｍａｘが全体に渡って図示されている。

求められたｆ_ｔｍａｘと、波形ｆ（ｘ）とを各ｘに対して比較し、値の大きい方をｇ_ｔ（ｘ）として求め、これを表示用波形として出力する。図６（Ｄ）には、ｇ_ｔ（ｘ）が図示されている。最小値のｆ_ｔｍｉｎについても、同様にｆ（ｘ）と比較し、値の小さいほうをｇ_ｂ（ｘ）として出力する。その結果、振幅変化が滑らかかつ緩やかな波形が撮影画像とともに表示される。なお、包絡線処理においては、対象ラインの輝度データから図６（Ｄ）に示す表示用波形が直接得られる。

このように撮影画像の上に重ねてウェーブフォーム表示することで、ユーザは、記録した画像の輝度変化、コントラスト、色情報など様々な画像情報を把握、評価することができる。また、ライブビュー表示においても、注目する被写体に対象ライン位置を調整し、波形表示させることによって、撮影前の画像評価を行うことができる。

さらに、ウェーブフォーム表示によって画像情報の把握、評価だけでなく、ピント合わせ、露出調整など撮影操作にも利用することができる。以下の図７、８では、ウェーブフォーム表示を利用した撮影方法について説明する。

図７は、ピント合わせ、露出チェックに関する撮影画面を部分的に示した図である。ここでは、説明を容易にするため、白黒の被写体画像Ｓを撮影している。また、対象ラインＬは、画面中心を通る位置に設定されている。

図７（Ａ）には、合焦状態、露出適正であるときのウェーブフォーム表示を示している。本実施形態においては、波形Ｗの急峻部分を見やすくするため、対象ラインＬの位置は、ＬＣＤ２０の画面上で縦方向の中央位置とし、この位置を中心として、ＬＣＤ画面の上下端までそれぞれ１２８ステップ分の均等分割で表示する（すなわち、輝度レベルをＬＣＤ画面上の縦方向に沿って２５６ステップ分均等分割で表示する）。

合焦状態である場合、波形Ｗは、画像Ｓの黒色領域と白色領域を境にして信号レベルがそれぞれの領域において一定であり、白黒の境界線に沿って垂直に立ち上がる。また、露出適正状態であるとき、白色部分において設定した表示枠に収まるように最大レベルの波形が表示枠上縁付近に表示されている。

一方、図７（Ｂ）では、ピントずれ、および露出不適正である状態のウェーブフォーム表示を示している。ピントがずれている場合、白色、黒色領域の境界部分で信号レベルの変化が緩やかとなり、波形もなだらかになる。また、白色領域において白とびを起こしているため、波形Ｗが表示枠上縁に張りついている。

ユーザは、ウェーブフォーム表示を見ながら、ピントリングを操作することによって手動による合焦調整（ＭＦ）を行うことが可能であり（図１では図示せず）、また、電子ダイヤル２７等を操作することによって露出調整することが可能となる。なお、白とびの部分は画面中央部に表示させてもよい。

図８は、ホワイトバランス（ＷＢ）調整時の撮影画面を示した図である。ここでは、カラーチャートを被写体Ｓとしたときのウェーブフォーム表示を示している。対象ラインＬは、カラーチャートの中でグレースケールのカラーエレメント群に沿って規定されている。また、説明を容易にするため、白色エリアＷＡのＲ，Ｇ，Ｂ波形のみを示している。

図８に示すように、ホワイトバランス調整がとれていない場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの波形が分離して表示される。この分離が大きいほど、ホワイトバランス調整が適正にされていないことを示している。ユーザは、ウェーブフォーム表示によってホワイトバランスの正確さを評価し、ホワイトバランス調整モードを設定し、ＷＢ値を調整することができる。

次に、図９を用いて、対象ラインの種類選択について説明する。ウェーブフォーム表示する対象ラインは、上述したような画面横方向に沿ったラインだけでなく、縦方向、斜め方向も設定可能であり、さらには、対象ラインを円に設定することも可能である。

図９は、対象ラインの種類にあわせたウェーブフォーム表示を示した図である。対象ラインは、モード設定における入力操作によって変更可能であり、画面横方向、縦方向、斜め方向、円のいずれかに順番に切り替え、可能である。

図９（Ａ）には、対象ラインＬが円であるときの波形Ｗを示している。波形Ｗは、円状ラインＬに沿ってグラフ表示されている。すなわち、対象ラインＬを軸とし、対象ラインＬから径方向に離れた距離を輝度レベルの強度に対応させている。

ターゲットとなる被写体が円状の場合、対象ラインを直線で設定しても、２つの端点の輝度レベルしか同時に表示することができないが、円に沿って対象ラインを設定することにより、被写体の輪郭全体をウェーブフォーム表示することが可能となる。

図９（Ｂ）では、縦方向に沿った対象ラインＬに合わせて、波形Ｗがグラフ表示されている。波形Ｗは、対象ラインＬに合わせて画面縦方向に分布している。ユーザがカメラを縦位置に設定して撮影する場合、対象ラインを横位置と同様に設定しても、被写体全体に対する色情報を素早く認識することが難しい。縦方向に合わせて波形をグラフ表示することにより、縦位置撮影でも、画像情報取得に有効なウェーブフォーム表示することができる。

ユーザの入力操作によって対象ラインＬを縦方向に設定する以外にも、自動的に波形を縦方向表示させることが可能である。スルー画像表示モードにおいて、ユーザがカメラを縦位置に構えて撮影すると、図２に示す位置センサ４２は、カメラの姿勢を検知する。システムコントロール回路３０は、カメラの姿勢が縦位置撮影の姿勢になっていることを検知すると、対象ラインを画面縦方向に沿って表示するとともに、対象ラインを軸として波形を縦方向に沿ってグラフ表示する。

図９（Ｃ）には、画面斜め方向に沿った対象ラインＬに合わせて、波形Ｗがグラフ表示されている。ここでは、対象ラインＬから離れた距離を信号レベル強度に対応させながら波形Ｗを表示している。なお、斜め方向に沿った対象ラインＬでは、波形を横方向、あるいは縦方向に沿って表示するようにしてもよい。

次に、図１０〜１２を用いて、システムコントロール回路による撮影動作、ウェーブフォーム表示処理について説明する。

図１０は、メイン処理となる撮影、再生動作処理を示したフローチャートである。

電源ＯＮによって初期化処理が行われた後（Ｓ１０１）、撮影モードに設定されているか否かが判断される（Ｓ１０２）。撮影モードのとき、光学ファインダーを使った撮影が選択されている場合、スルー画像表示されない（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。

一方、ライブビュー表示もしくは動画撮影記録が選択されている場合、ウェーブフォーム表示が設定されているか否かが判断される（Ｓ１０５）。ウェーブフォーム表示が設定されていると、スルー画像とともに波形が表示される（Ｓ１０６）。一方、ウェーブフォーム表示が設定されていない場合、ヒストグラムなどの他の画像情報、あるいはスルー画像のみが表示される（Ｓ１０７）。

そして、レリーズボタン押下に従い、一連の撮影動作処理が実行される（Ｓ１０８）。一方、再生モードが設定されると（Ｓ１０２）、ウェーブフォーム表示モードであるか否かが判断される（Ｓ１０９）。ウェーブフォーム表示モードが設定されていない場合、通常の再生表示処理が実行される（Ｓ１１１）。一方、ウェーブフォーム表示モードが設定されると、再生表示処理とともにウェーブフォーム表示処理が実行される（Ｓ１１０）。

ステップＳ１１２では、モード切替が行われたか否かが判断される。そして、電源ＯＦＦになるまで、ステップＳ１０２〜Ｓ１１３が繰り返し実行される。

図１１は、図１０のステップＳ１１０のサブルーチンを示した図である。

ステップＳ２０１では、ユーザの入力操作に応じて表示する記録画像が選択される。そして、ステップＳ２０２では、選択画像の画像データがメモリカード２９から読み出されるとともに、解像度変換処理等の表示処理が行われる。そして、ステップＳ２０３では、対象ラインに基づく波形を前述した表示用波形を生成する処理が実行される。

対象ラインの位置は、初期位置として画面中央を横断する位置に初期設定されている。概略波形表示の場合には、図６に示した包絡線処理を行って表示用波形が生成される。一方、通常波形表示の場合、解像度変換処理された表示用画像に合わせて波形が生成される。

ステップＳ２０４では、選択された画像が再生表示されるとともに、対象ラインに対するウェーブフォーム表示が実行される。そしてステップＳ２０５では、露出調整、ウェーブフォーム表示などに関連した入力操作に対する設定処理が実行される。

図１２は、図１１のステップＳ２０５のサブルーチンを示した図である。

ステップＳ３０１では、ホワイトバランス調整、ウェーブフォーム表示などに関連した入力操作が行われたか否かが判断される。十字クロスボタン１２などに対する入力操作がない場合、そのまま終了する（Ｓ３０２）。

ステップＳ３０３では、上下ボタン１２Ｃ，１２Ｄが操作されたか否かが判断される。上下ボタン１２Ｃ、１２Ｄが操作されたと判断されると、入力操作に応じて対象ラインの位置が変更されるとともに、変更されたラインに応じた波形が表示される（Ｓ３０４）。対象ラインが直線の場合、操作量に基づいた位置変動量ΔＹが算出され、ΔＹだけ平行移動する。また、対象ラインが円の場合、その中心位置が位置変動量ΔＹだけ移動する。

一方、左右ボタン１２Ａ、１２Ｂが操作されたと判断されると（Ｓ３０５）、モニタ表示モードの切替が行われる（Ｓ３０６）。上述したように、グレースケールによる輝度信号の波形、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの波形同時表示、あるいは単独の波形表示を順に切り換えることが可能であり、入力操作に応じた表示状態に設定される。

電子ダイヤル２７が操作されたと判断されると（Ｓ３０７）、操作量に応じて撮影画像の縮小倍率ΔＡが設定される。そして、ＬＣＤ画面中心を基準として画像の電子的ズーム処理が実行される（Ｓ３０８）。

さらに、波形を概略波形表示している場合、表示画像のズーム倍率に合わせて概略的表示波形が生成される。上述したように、局所領域の長さは、画面横方向における撮影画像と表示画像とのサイズ比、すなわち解像度変換のための縮小倍率に基づいて定められるが、ズーム操作によってＬＣＤ画面上で画像がズームアップされる場合、撮像素子画素数に基づく撮影画像をそれほど縮小することなく（それほどダウンサンプリングせずに）その対象部分の画像を表示することになる。そのため、表示用波形についてもそれに合わせて概略的表示がなされる。

ここでは、撮影画像の画面表示における縮小倍率と、局所領域の長さは比例関係に定められており、撮影画像の縮小倍率が大きい（ズームアップされる）ほど、局所領域の長さが短く設定される。すなわち、サンプリング幅が短く設定される。変更された局所領域の長さに基づき、新たな包絡線処理によって表示用波形が変更される（Ｓ３０９）。そして、表示画像に合わせて変更された概略的波形が表示される（Ｓ３１０）。

それ以外の入力操作である場合、その入力操作に応じた処理が行われる（Ｓ３１１）。入力操作に応じた表示処理がなにもなければ、本サブルーチン、すなわち、図１０のステップＳ２０５は終了し、図９のステップＳ１１２へ移行する。

なお、ステップＳ１０６におけるスルー画像表示、動画像再生時のウェーブフォーム表示においても、ステップＳ２１０と同様に画像表示処理、ウェーブフォーム表示処理が実行される。ただし、スルー画像表示の場合、フレーム時間間隔で順次生成される撮影画像に対して波形が生成される。

このように本実施形態によれば、ＬＣＤ２０をカメラ背面に設けたデジタルカメラにおいて、記録画像あるいはスルー画像をＬＣＤ２０に表示可能であり、さらに、ＬＣＤ２０の画面に規定される対象ラインＬに沿ったウェーブフォームＷを、表示された画像に重ねてグラフ表示することができる。

グラフ表示によって、対象ライン上の像と輝度レベルを表す波形との対応関係が、サイズ制限のあるＬＣＤ２０においても一目瞭然に確認することができる。画像の合焦状態、コントラストなど画像情報を把握することができる。

したがって、プロ、アマチュア写真家は、撮影現場において、記録画像を再生表示しながら画像評価、解析を行うことが可能であり、また、ライブビュー画像によって露出などを事前に確認し、意図する色合い、露出によって画像を記録することが可能となる。

特に、包絡線処理によって表示画面のサイズに適応したプロット波形を生成することにより、空間周波数の高い被写体を対象としても振幅変化が明確になり、ユーザーが波形特性を容易に視認することができる。

なお、表示用波形を生成する方法としては、包絡線処理以外の数学的処理を適用可能であり、ユーザがサイズ／解像度に制限のあるカメラ背面モニタを通じて波形が認識できるように処理を施せばよく、特に、振幅変化が明らかになるように処理すればよい。

また、数式などを使って表示用波形を生成する代わりに、画像処理を適用してもよい。例えば、畳み込み処理を適用することが可能である。畳み込み処理の場合、まず、画面サイズに合わせた波形の画像データをメモリに格納する。そして、この波形画像に対して微分型の畳み込み行列の演算を行い、波形画像の上側輪郭線、下側輪郭線を波形として同時に抽出し、それ以外の部分を中抜きする。

対象ラインは、上述した縦、横線、斜め線、円に限定されず、円弧など任意の曲線で表してもよい。また、対象ラインと波形を直交座標系以外の対応関係に基づいて表示してもよく、対象ラインの所定の画素群の中で、輝度レベルの相対的変化が明らかになるように、グラフ表示すればよい。

Ｒ，Ｇ，Ｂ以外の色空間（Ｌａｂ空間、ＣＭＫなど）に基づいて、特定の色の波形を表示してもよい。また、ウェーブフォーム表示においては、撮影画像の上に波形を半透過状態で重ねて表示しても良い。

一眼レフ型カメラ以外のカメラ（コンパクト型カメラ）、業務用カメラなどにも適用可能であり、あるいは、撮影機能を備えた携帯電話など、撮像機能を備えた携帯機器（このような機器もここではカメラということにする）にも適用可能である。

次に、図１３〜１７を用いて、第２の実施形態であるデジタルカメラについて説明する。第２の実施形態では、静止画像を記録するとき、波形が生成、保存される。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。

図１３は、第２の実施形態におけるカメラの表示画面、および記録画像を示した図である。

デジタルカメラでは、スルー画像表示の間、解像度変換した撮影画像がＬＣＤ２０に表示される。メニュー設定モードなどにおいてウェーブフォーム記録モードが設定されると、所定の位置に対象ラインＬが表示される。第１の実施形態と同様、ユーザによって対象ラインＬの位置、種類を設定変更可能である。

静止画像記録動作が行われると、撮像素子に形成された撮影画像に基づいて、記録用撮影画像データが生成され、メモリカード２９に記録される。それとともに、撮影画像における対象ラインに沿った波形Ｗが生成される。波形Ｗは、画像データＩＭとして記録用撮影画像データと関連付けられて記録される。

さらに、波形画像データＩＭは、記録用撮影画像データの全部もしくは一部と合成されてメモリカード２９に記録される。ここでは、スーパーインポーズさせた合成画像データ、あるいは記録用撮影画像データの一部を抽出して波形画像データＩＭと組み合わせた合成画像データが生成される。ユーザは、メニュー設定モードにおいてクロスボタン１２等を操作することにより、波形画像データの合成方法を選択することができる。

第１の実施形態と同様、位置センサによってカメラの姿勢が検知される。縦位置撮影が検出されると、対象ラインが画面縦方向に規定され、それに合わせてウェーブフォームが生成、記録される。

図１４は、スーパーインポーズ合成画像を示した図である。以下、合成画像の種類について説明する。

波形画像データＩＭを復元した合成画像Ｊ１では、記録用撮影画像に対象ラインと波形が重ねて表示されている。波形画像データのサイズは、記録用撮影画像のサイズ（解像度）と同じサイズに設定されている。ユーザは、記録用撮影画像とは別に合成画像Ｊ１をパソコン等で再生表示することで、画像の色情報等を評価、確認することができる。

図１５は、記録用撮影画像の一部を抽出し、波形と抽出画像とを組み合わせた合成画像を示した図である。

合成画像Ｊ２は、記録用撮影画像の一部領域ＰＭと波形画像ＷＭとを張り合わせた画像である。帯状の画像領域ＰＭは、対象ラインを中心とした一定幅ＳＭを有する。この幅ＳＭは、波形高さ範囲ＫＪに基づいて定められる。例えば、輝度レベルを８ビットデータで表すときに２５６ピクセルを波形の高さ範囲とした場合、幅ＰＭは８の倍数で定められる。帯状の画像領域ＰＭの横方向長さＳＴは、元画像データの画像サイズに相当する。

帯状画像領域ＰＭと波形画像ＷＭは画面縦方向（上下方向）に隣り合わせで接し、各画素の輝度レベルに応じて波形が表示される。したがって、パソコン等で合成画像Ｊ２を再生表示した場合、対象ラインＬに沿って波形がグラフ表示されており、ユーザは、観察画像と波形を対応させながら画像情報を把握することができる。

図１６は、記録用撮影画像を縮小し、波形と縮小画像を組み合わせた合成画像を示した図である。

合成画像Ｊ３において、縮小画像ＳＭの高さＳＭは、波形高さ範囲ＫＪに一致する。また、縮小画像の横幅ＳＴは、記録用撮影画像のアスペクト比に従って定められる。縮小画像ＳＭには、対象ラインが表示されている。ユーザは、合成画像Ｊ３を再生表示したとき、対象ラインを確認しながら、その波形を把握する。

図１７は、第２の実施形態における画像記録処理を示したフローチャートである。

レリーズボタン１７が操作されると、シャッタ開閉などの露出制御処理が行われる（Ｓ４０１）。そして、静止画像データが生成される（Ｓ４０２）。一方、静止画像データにおいてユーザ設定された位置の対象ライン上の輝度レベルが抽出され、輝度レベルに基づいて波形の画像データが生成される（Ｓ４０３）。そして、図１４〜図１６に示したいずれかの合成画像が生成される（Ｓ４０４）。

生成された合成画像データは、記録される画像データに関連付けられて記録される（Ｓ４０５）。ファイル名は画像データのファイル名が使用され、また、対象ラインの位置情報がファイル名に付加される。

このように第２の実施形態によれば、ＬＣＤ２０をカメラ背面に設けたデジタルカメラにおいて、記録画像あるいはスルー画像をＬＣＤ２０に表示するとともに、対象ラインＬをＬＣＤ２０に表示する。そして、静止画像を記録するとき、記録画像においてＬＣＤ２０に表示されていた対象ラインの位置に応じた波形が、記録画像の一部もしくは全部と組み合わせた合成画像データとして生成され、記録される。

ウェーブフォームが画像データとして記録されるため、ユーザは、汎用パソコン等においても、記録画像の画像情報を確認、評価することができる。また、従来の専用装置のように、専用機器、パソコン等において再生表示した画像からウェーブフォームを作成するのではなく、カメラ内部でウェーブフォームが生成される。そのため、機器の色互換性などに影響されることなく、撮影画像に忠実なウェーブフォームが得られる。

合成画像は、図１４から図１６に示した貼り付け、組み合わせを適用してもよく、記録画像の対象ラインと波形との対応関係が視認できるように合成波形を作成すればよい。

第１の実施形態と同じように、対象ラインとともにウェーブフォームを表示させてもよい。一方、対象ラインの種類、位置を表示せず、あらかじめ定められた初期設定値に従って波形を生成し、保存するようにしてもよい。さらには、複数の対象ラインを設定し、各対象ラインに合わせて波形を生成、保存してもよい。なお、動画像記録においても波形を生成、保存してもよい。

１０ 一眼レフ型デジタルカメラ
２０ ＬＣＤ（表示部）
３０ システムコントロール回路
Ｌ 対象ライン
Ｗ 波形

Claims (14)

1. 撮影光学系によって撮像素子に形成される被写体像の画像データを生成する画像処理手段と、
   画像データに基づいて、カメラ本体に設けられた表示部に表示用画像を表示するとともに、表示用画像に対し規定されるラインを対象としてウェーブフォーム表示可能な表示処理手段とを備え、
   前記表示処理手段が、対象ライン上の画素の輝度レベルを表す基準波形を振幅調整した表示用波形を、表示用画像に重ねてグラフ表示することを特徴とするカメラ。
2. 前記表示処理手段が、振幅変化が緩やかとなるように基準波形を振幅調整することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 前記表示処理手段が、基準波形に対し包絡線処理することによって、表示用波形を表示することを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
4. 前記表示処理手段が、前記撮像素子と前記表示部との画素数サイズ比に基づいてサンプル対象領域となる一連の局所領域を縮小波形の対象ラインに沿って定め、各局所領域の最大、最小輝度レベルを抽出して表示用波形を生成することを特徴とする請求項１および３のいずれかに記載のカメラ。
5. 表示用画像を電子的にズームするためのズーム操作部材をさらに有し、
   前記表示処理手段が、前記ズーム操作部材に対する操作に従った前記被写体像の縮小倍率に応じて、前記局所領域の長さを規定することを特徴とする請求項４に記載のカメラ。
6. 前記表示処理手段が、基準波形の画像に対し畳み込み処理することにより、表示用波形を生成することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
7. 前記表示処理手段が、前記表示部の画面サイズに応じて、被写体像に対し解像度変換処理を行って表示用画像を生成し、表示用画像における対象ラインの波形を表示することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
8. 前記表示部において対象ラインの位置を調整するライン位置操作部材をさらに有し、
   前記表示処理手段が、前記ライン位置操作部材に対する入力操作に応じて位置設定される対象ラインに従って表示用波形を表示することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のカメラ。
9. 横軸方向直線、前記表示部の縦方向に沿った直線、横方向に沿った直線、斜め方向に沿った直線、円／円弧状ラインの少なくともいずれかを対象ラインとして調整するライン種類操作部材をさらに有し、
   前記表示処理手段が、前記ライン種類操作部材に対する入力操作に応じて設定された対象ラインの種類に応じて表示用波形を表示することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のカメラ。
10. 前記表示処理手段が、対象ラインの表示を、前記表示部の横方向、縦方向との間で切り換え表示可能であり、対象ラインの表示方向に応じて表示用波形を表示することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のカメラ。
11. 前記表示処理手段が、表示用画像の対象ラインに沿ったグレースケールの輝度レベルに基づいて、表示用波形を表示することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のカメラ。
12. 前記画像処理手段が、Ｒ，Ｇ，Ｂの色情報をもつ画像データを生成し、
    前記表示処理手段が、表示用画像の対象ラインに沿ったＲ，Ｇ，Ｂの少なくともいずれかの輝度レベルに基づいて表示用波形を表示することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のカメラ。
13. 前記表示処理手段が、スルー画像、記録静止画像、記録動画像の少なくともいずれかを表示用画像として表示するとき、ウェーブフォーム表示することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のカメラ。
14. カメラを、
    撮影光学系によって撮像素子に形成される被写体像の画像データを生成する画像処理手段と、
    画像データに基づいて、カメラ本体に設けられた表示部に表示用画像を表示するとともに、表示用画像に対し規定されるラインを対象としてウェーブフォーム表示可能な表示処理手段として機能させ、
    対象ライン上の画素の輝度レベルを表す基準波形を振幅調整した表示用波形を、表示用画像に重ねてグラフ表示するように、前記表示処理手段として機能させることを特徴とするプログラム。