JP6222297B2 - Imaging apparatus and image processing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置および画像処理装置に関する。
The present invention relates to an imaging device and an image processing device .

次のようなストロボ撮影装置が知られている。このストロボ撮影装置では、ある距離に存在する特定の被写体の明るさが適正となるように発光量を制御していた(例えば、特許文献1)。   The following flash photography apparatuses are known. In this strobe photographing device, the light emission amount is controlled so that the brightness of a specific subject existing at a certain distance is appropriate (for example, Patent Document 1).

特開2009−288657号公報JP 2009-288657 A

しかしながら、従来のストロボ撮影装置では、撮影時にストロボ等の補助光を使用すると、カメラが適正露光に再現しようとした距離にある被写体は適正露光になるが、それより前側にある被写体は露光オーバーになり、それより後側にある被写体は露光アンダーになるという問題があった。   However, in the conventional strobe shooting device, if an auxiliary light such as a strobe is used at the time of shooting, the subject at the distance that the camera tried to reproduce at the proper exposure will be at the proper exposure, but the subject at the front side will be overexposed. Therefore, there is a problem that the subject on the rear side is underexposed.

本発明による撮像装置は、第被写体までの距離と第被写体までの距離とに基づいて、所定の上限値までの範囲で前記第被写体の明るさと前記第被写体の明るさとの差が低減されるようにゲインを設定するゲイン設定部と、前記ゲイン設定部によって設定されたゲインに基づいて画像を生成する画像生成部と、を備え、前記ゲイン設定部は、前記第被写体の明るさと前記第被写体の明るさとを異ならせるゲインを設定する。
本発明による画像処理装置は、撮像された第1被写体の第1信号と撮像された第2被写体の第2信号とに対して画像処理を行う画像処理装置であって、第1被写体までの距離と第2被写体までの距離とに基づいて、所定の上限値までの範囲で前記第1被写体の明るさと前記第2被写体の明るさとの差が低減されるように前記第1信号及び前記第2信号に対してゲインを設定するゲイン設定部と、前記ゲイン設定部によって設定されたゲインに基づいて前記第1信号及び前記第2信号から画像を生成する画像生成部と、を備え、前記ゲイン設定部は、前記第1被写体の明るさと前記第2被写体の明るさとを異ならせるゲインを設定する。
The imaging device according to the present invention has a difference between the brightness of the first subject and the brightness of the second subject within a range up to a predetermined upper limit value based on the distance to the first subject and the distance to the second subject. A gain setting unit that sets a gain so as to be reduced; and an image generation unit that generates an image based on the gain set by the gain setting unit. The gain setting unit includes a brightness of the first subject. And a gain for differentiating the brightness of the second subject.
An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that performs image processing on a first signal of a captured first subject and a second signal of a captured second subject, and a distance to the first subject And the distance to the second subject so that the difference between the brightness of the first subject and the brightness of the second subject is reduced within a range up to a predetermined upper limit value. A gain setting unit that sets a gain for the signal; and an image generation unit that generates an image from the first signal and the second signal based on the gain set by the gain setting unit. The unit sets a gain for making the brightness of the first subject different from the brightness of the second subject.

本発明によれば、距離の異なる被写体に対して、適正露光を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain appropriate exposure for subjects with different distances.

カメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of a camera. 照明装置200を発光させて撮影を行うストロボ撮影時の被写体距離と明るさの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a to-be-photographed object distance and the brightness at the time of flash photography which shoots by making the illuminating device 200 light-emit. 被写体までの距離に応じたゲイン制御の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of the gain control according to the distance to a to-be-photographed object. 補正の前後での被写体の明るさの違いを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the difference in the brightness of the to-be-photographed object before and behind correction | amendment. 補正方法と撮影画像の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the correction method and a picked-up image. ゲイン補正を、定常光照明環境下での撮影に適用した場合の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example at the time of applying a gain correction | amendment to imaging | photography in a regular light illumination environment.

図1は、本実施の形態におけるカメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ100は、撮像素子1および2と、偏光分離プリズム3と、瞳分割フィルタ4と、対物レンズ5と、AF駆動部6と、位置センサ7と、撮像駆動部8と、画像処理部9と、カメラ制御部10と、記憶媒体11と、操作部材12と、表示素子13とを備えている。また、カメラ100には、被写体を照明する閃光装置である照明装置200、例えばストロボが接続されている。照明装置200は、電源201と、発光駆動部202と、照明制御部203とを備えている。なお、ここでは、照明装置200は、不図示の接続部を介してカメラ100と着脱可能に取り付けられる例について説明するが、カメラ100が照明装置200を内蔵する場合にも本発明は適用可能である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of a camera according to the present embodiment. The camera 100 includes an imaging device 1 and 2, a polarization separation prism 3, a pupil division filter 4, an objective lens 5, an AF driving unit 6, a position sensor 7, an imaging driving unit 8, and an image processing unit 9. The camera control unit 10, the storage medium 11, the operation member 12, and the display element 13 are provided. The camera 100 is connected to an illumination device 200 that is a flash device that illuminates the subject, for example, a strobe. The lighting device 200 includes a power source 201, a light emission driving unit 202, and a lighting control unit 203. Here, an example in which the illumination device 200 is detachably attached to the camera 100 via a connection unit (not shown) will be described. However, the present invention can also be applied when the camera 100 includes the illumination device 200. is there.

本実施の形態におけるカメラ100では、対物レンズ5の瞳位置には、互いに透過偏光軸の直交する透過特性を有する瞳分割フィルタ4が配置されている。瞳分割フィルタ4を透過したそれぞれの光は、偏光分離プリズム3によって2方向に分離され、それぞれ撮像素子1と2に結像する。撮像素子1と2で撮像される像は、異なる瞳領域を透過しているため、焦点がずれていると結像位置にずれが生じ、そのずれ量から被写界の距離情報を取得することができる。   In the camera 100 according to the present embodiment, the pupil division filter 4 having transmission characteristics whose transmission polarization axes are orthogonal to each other is disposed at the pupil position of the objective lens 5. Each light transmitted through the pupil division filter 4 is separated into two directions by the polarization separation prism 3 and forms images on the imaging devices 1 and 2, respectively. Since the images picked up by the image pickup devices 1 and 2 are transmitted through different pupil regions, if the focal point is deviated, the imaging position is deviated, and the distance information of the object scene is acquired from the deviation amount. Can do.

2つの撮像素子1、2で撮像された視差画像は、撮像駆動部8に伝送された後、画像処理部9に入力される。画像処理部9では、入力された画像を画像処理して表示素子13に表示可能な形態にすると同時に、2像の像ズレを検出し対物レンズ5のデフォーカス量を算出する。このデフォーカス量に基づいてAF駆動部6によって対物レンズ5の位置を調整し、焦点合わせ動作を行う。このときの対物レンズ5のレンズ位置を位置センサ7で検出することで、焦点を合わせた物体の絶対距離を算出できる。   The parallax images captured by the two imaging elements 1 and 2 are transmitted to the imaging drive unit 8 and then input to the image processing unit 9. In the image processing unit 9, the input image is subjected to image processing so as to be displayed on the display element 13, and at the same time, an image shift between the two images is detected to calculate a defocus amount of the objective lens 5. Based on the defocus amount, the position of the objective lens 5 is adjusted by the AF driving unit 6 to perform a focusing operation. By detecting the lens position of the objective lens 5 at this time by the position sensor 7, the absolute distance of the focused object can be calculated.

カメラ制御部10は、この絶対距離を基準にして、デフォーカス量から画面全体の距離分布を算出する。そして、カメラ制御部10は、算出された距離分布によって特定される被写体距離に基づいて、照明装置200の発光量を決定する。決定された発光量のデータは、カメラ制御部10から照明制御部203へ送信され、照明制御部203は、発光駆動部202を制御して発光させる。   The camera control unit 10 calculates the distance distribution of the entire screen from the defocus amount with reference to this absolute distance. Then, the camera control unit 10 determines the light emission amount of the illumination device 200 based on the subject distance specified by the calculated distance distribution. The determined light emission amount data is transmitted from the camera control unit 10 to the illumination control unit 203, and the illumination control unit 203 controls the light emission drive unit 202 to emit light.

図2は、照明装置200を発光させて撮影を行うストロボ撮影時の被写体までの距離(被写体距離)と明るさの関係を示す図である。なお、ここでは、図2(a)に示すように、カメラ100の光軸上に4つの被写体2a〜2dが配置されているものとする。また、ここでは、説明の簡略化のために、環境光の影響は考えず、全露光が照明装置200から照明されるストロボ光による場合を考える。   FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between the distance to the subject (subject distance) and the brightness at the time of flash photography in which the illumination device 200 emits light to perform photography. Here, it is assumed that four subjects 2a to 2d are arranged on the optical axis of the camera 100 as shown in FIG. Here, for the sake of simplification of description, the case where the entire exposure is based on the strobe light illuminated from the illumination device 200 is considered without considering the influence of the ambient light.

カメラ100に装着された照明装置200からのストロボ光の光量は、カメラ100からの距離の二乗に反比例して低下する。このため、図2(b)に示すように、カメラ100からの距離Xにある被写体2bに対して適正露光となるようにストロボ光の光量を決定した場合、0.7Xの距離にある被写体2aは、光量が約2倍となるため、露出は1段オーバー(+1EV)となる。1.4Xの距離にある被写体2cは、光量が約1/2倍となるため、露出は1段アンダー(−1EV)となる。2.0Xの距離にある被写体2dは、光量が約1/4倍となるため、露出は2段アンダー(−2EV)となる。その結果、図2(b)に示すように、撮影される画像においては、撮影距離が遠くなるに従って被写体が暗くなり、近距離にあるものは明るくなる。このため、奥行き方向に並んだ人物などを撮影すると、カメラ100からの距離によって被写体の明るさが異なってしまうという問題が生じていた。   The amount of strobe light from the illumination device 200 attached to the camera 100 decreases in inverse proportion to the square of the distance from the camera 100. For this reason, as shown in FIG. 2B, when the amount of strobe light is determined so that the subject 2b at the distance X from the camera 100 is properly exposed, the subject 2a at the distance of 0.7X. Since the amount of light is approximately doubled, the exposure is one step over (+1 EV). Since the subject 2c at a distance of 1.4X has a light amount approximately ½ times, the exposure is one step under (-1 EV). Since the subject 2d located at a distance of 2.0X has a light amount that is about 1/4 times, the exposure is two-stage under (-2EV). As a result, as shown in FIG. 2B, in the captured image, the subject becomes darker as the shooting distance increases, and the object at a short distance becomes brighter. For this reason, when photographing people or the like arranged in the depth direction, the brightness of the subject varies depending on the distance from the camera 100.

そこで、本実施の形態では、画像処理部9は、ストロボ撮影時に、被写体までの距離に応じた異なるゲインをかけることによって、上述した被写体の明るさ変化を低減させる。具体的には、以下のように処理を行う。   Therefore, in the present embodiment, the image processing unit 9 reduces the above-described change in the brightness of the subject by applying different gains according to the distance to the subject during flash photography. Specifically, processing is performed as follows.

図3は、本実施の形態における被写体までの距離に応じたゲイン制御(距離別ゲイン制御)の方法を示す図である。図3(a)は、従来のストロボ撮影時のストロボ光量と被写体距離の関係を示している。すなわち、この図3(a)からは、上述したように、距離Xにある被写体2bに対して適正露光(100%)となるように撮影した場合には、距離の二乗に反比例して光量が低下していくことがわかる。   FIG. 3 is a diagram showing a method of gain control (distance-specific gain control) according to the distance to the subject in the present embodiment. FIG. 3A shows the relationship between the amount of strobe light and the subject distance during conventional strobe photography. That is, from FIG. 3A, as described above, when the subject 2b at the distance X is photographed so as to have proper exposure (100%), the light amount is inversely proportional to the square of the distance. It turns out that it falls.

図3(b)は、距離Xにある被写体2bに対して適正露光(100%)となるようにストロボを発光させて撮影した場合に生成される画像の濃度(縦軸)と被写体距離(横軸)との関係を示す図である。図3(b)において、実線は、本発明適用前の従来の階調、すなわち被写体距離によって被写体の明るさが異なってしまう場合の例を示している。ここでは、距離Xにおける適正露光時の濃度を、8ビット256階調の中間であるレベル128とする。被写体距離が1.4Xの場合、光量は距離Xの1/2となるから、画像濃度は距離Xの半分のレベル64として再現されている。被写体距離が2Xの場合、光量は距離Xの1/4となるから、画像濃度も1/4のレベル32となっている。ただしこれは一例であり、画像の階調再現特性(=ガンマの設定)によって変化する。   FIG. 3B shows the density (vertical axis) of the image and the subject distance (horizontal) generated when the subject 2b at the distance X is photographed with a strobe so that the proper exposure (100%) is obtained. It is a figure which shows the relationship with an axis | shaft. In FIG. 3B, the solid line shows an example of the case where the brightness of the subject differs depending on the conventional gradation before applying the present invention, that is, the subject distance. Here, the density at the time of proper exposure at the distance X is assumed to be a level 128 that is the middle of 8-bit 256 gradations. When the subject distance is 1.4X, the amount of light is ½ of the distance X, so the image density is reproduced as a level 64 that is half of the distance X. When the subject distance is 2X, the amount of light is ¼ of the distance X, so the image density is level 32 which is ¼. However, this is only an example, and changes depending on the tone reproduction characteristics (= gamma setting) of the image.

ここで、被写体の距離がわかっていれば、距離に応じてゲイン(増幅倍率)を変えることで、距離によって明るさが異ならないようにすることができる。例えば、距離1.4Xの被写体には2倍のゲインをかけることにより、画像濃度を距離Xにおける画像濃度と同じレベル128に補正することができる。また、距離2Xの被写体には4倍のゲインを与えることにより、画像濃度を距離Xにおける画像濃度と同じレベル128に補正することができる。   Here, if the distance of the subject is known, it is possible to prevent the brightness from varying depending on the distance by changing the gain (amplification magnification) according to the distance. For example, the image density can be corrected to the same level 128 as the image density at the distance X by applying a double gain to the subject at the distance 1.4X. Further, by giving a fourfold gain to the subject at the distance 2X, the image density can be corrected to the same level 128 as the image density at the distance X.

具体的には、カメラの設定感度がISO400だった場合には、距離1.4Xの被写体にはISO800を、距離2Xの被写体にはISO1600をそれぞれ適用することによって、ストロボ光の距離による光量差を補正することができる。なお、ここではストロボ光で全ての露光を行うものとして考えているが、定常光との混合で露光する場合、定常光は被写体とカメラとの距離によって変わらないので、ストロボ光の寄与分についてのみゲイン調整を行えばよい。例えば距離Xでの定常光とストロボ光の混合比が1:1で適正だった場合、距離2Xでは1:1/4となるから、距離Xとの露光差3/4分だけゲインを上げればよい。一方で、定常光を含めた露光量全体について補正を行うと、遠距離被写体が過剰に明るく補正されてしまい好ましい結果は得られない。   Specifically, when the setting sensitivity of the camera is ISO400, ISO800 is applied to a subject with a distance of 1.4X, and ISO1600 is applied to a subject with a distance of 2X. It can be corrected. In this example, all exposure is performed with strobe light. However, when exposure is performed with a mixture of steady light, the steady light does not change depending on the distance between the subject and the camera, so only the contribution of the strobe light is considered. Gain adjustment may be performed. For example, when the mixing ratio of the steady light and the strobe light at the distance X is 1: 1 and appropriate, the distance 2X is 1: 1/4, so if the gain is increased by 3/4 of the exposure difference from the distance X, Good. On the other hand, if the entire exposure amount including the steady light is corrected, a long-distance subject is corrected excessively brightly, and a preferable result cannot be obtained.

画像処理部9は、このように被写体距離に応じて異なるゲインをかけることにより、図3(b)の点線で示すように、全ての被写体距離において、画像濃度をレベル128に補正する。これによって、被写体距離に応じた明るさの変化を低減させることができる。   The image processing unit 9 thus applies different gains depending on the subject distance, thereby correcting the image density to level 128 at all subject distances as indicated by the dotted line in FIG. As a result, it is possible to reduce a change in brightness according to the subject distance.

図4は、上述した補正の前後での被写体2a〜2dの明るさの違いを模式的に示した図である。補正を行う前の画像においては、図4(a)に示すように、被写体2a〜2bの明るさは異なっている。図4(a)における被写体距離に応じた階調を図5(a)に示し、そのときに撮影される画像の具体例を図5(b)に示す。なお、図5(a)に示す階調は、図3(b)の実線で示した階調と同一であり、図5(b)に示す画像例は、図2(b)に示した画像例と同一である。図5(b)において、各被写体の上に表示されている+1EV等は、距離Xの被写体2bとの露出の差を表している。これは、後述する図5(d)、(f)、(h)においても同様である。   FIG. 4 is a diagram schematically showing the difference in brightness of the subjects 2a to 2d before and after the correction described above. In the image before correction, the brightness of the subjects 2a to 2b is different as shown in FIG. The gradation corresponding to the subject distance in FIG. 4 (a) is shown in FIG. 5 (a), and a specific example of the image taken at that time is shown in FIG. 5 (b). Note that the gradation shown in FIG. 5A is the same as the gradation shown by the solid line in FIG. 3B, and the image example shown in FIG. 5B is the image shown in FIG. Same as example. In FIG. 5B, +1 EV or the like displayed on each subject represents a difference in exposure from the subject 2b at the distance X. The same applies to FIGS. 5D, 5F, and 5H described later.

一方、補正を行った後の画像においては、図4(b)に示すように、被写体2a〜2bの明るさは同じになっている。図4(b)における被写体距離に応じた階調を図5(c)に示し、そのときに撮影される画像の具体例を図5(d)に示す。なお、図5(c)に点線で示す階調は、図3(b)の点線で示した階調と同一である。この場合、図5(d)に示すように、被写体2a〜2bの間に露出の差はなく、全ての被写体の明るさは同じになっている。   On the other hand, in the image after correction, the brightness of the subjects 2a to 2b is the same as shown in FIG. The gradation corresponding to the subject distance in FIG. 4B is shown in FIG. 5C, and a specific example of the image taken at that time is shown in FIG. 5D. Note that the gradation indicated by the dotted line in FIG. 5C is the same as the gradation indicated by the dotted line in FIG. In this case, as shown in FIG. 5D, there is no difference in exposure between the subjects 2a to 2b, and the brightness of all the subjects is the same.

上述した処理では、画像処理部9は、図5(c)に示したように、全ての被写体距離にある被写体の明るさが一定になるように、距離に応じたゲインをかけるようにした。しかしながら、図5(e)や図5(g)に示すような階調となるようにゲインをかけることによって、距離による被写体の明るさの変化を低減させるようにしてもよい。例えば、図5(c)に示したように、距離による露光量差を完全に補正した場合には、距離による画像明るさの差は補正できるが、遠距離が過剰に高感度の設定になってノイズが目立ってしまう可能性がある。また、画像全体の明るさが均一になることによって奥行き感が減少してしまう可能性もある。これが好ましくない場合には、図5(e)や図5(g)に示すように補正を行ってもよい。   In the above-described processing, as shown in FIG. 5C, the image processing unit 9 applies a gain according to the distance so that the brightness of the subjects at all the subject distances is constant. However, the change in the brightness of the subject due to the distance may be reduced by applying a gain so as to obtain a gradation as shown in FIG. 5 (e) or FIG. 5 (g). For example, as shown in FIG. 5C, when the exposure amount difference due to the distance is completely corrected, the difference in image brightness due to the distance can be corrected, but the far distance is set to an excessively high sensitivity setting. Noise may be noticeable. In addition, there is a possibility that the feeling of depth is reduced by making the brightness of the entire image uniform. If this is not desirable, correction may be performed as shown in FIGS. 5 (e) and 5 (g).

図5(e)に示す補正方法は、明るさ補正を行う距離に制限を持たせた方法を示している。図5(e)に示すように、一定距離までは図5(c)と同じように補正を行うが、それ以上の距離ではそれ以上に感度設定を上げないようにする。図5(f)は、このようにゲイン補正を行った結果得られる画像の具体例を示している。このように、所定の距離範囲内を対象としてゲインを設定するようにして、遠距離側の感度上昇を制限すれば、ノイズの発生を抑えることができる。また、遠距離側を若干暗めにすることで、画像に奥行き感を出すことができる。あるいは、上限感度を設定して、その感度に達する距離までは補正を行い、それ以上の距離では上限感度以上に感度は上げないようにしてもよい。このような方法でも同様の効果が得られるため、撮影者側がどちらを優先して制限するかを選択できるようにしてもよい。   The correction method shown in FIG. 5E shows a method in which the distance for performing the brightness correction is limited. As shown in FIG. 5 (e), the correction is performed up to a certain distance in the same manner as in FIG. 5 (c), but the sensitivity setting is not further increased beyond this distance. FIG. 5F shows a specific example of an image obtained as a result of performing gain correction in this way. In this way, if the gain is set for a predetermined distance range and the increase in sensitivity on the far side is limited, the generation of noise can be suppressed. Further, by making the far side slightly darker, a sense of depth can be given to the image. Alternatively, an upper limit sensitivity may be set, correction may be performed up to a distance reaching the sensitivity, and the sensitivity may not be increased beyond the upper limit sensitivity at a distance longer than that. Since the same effect can be obtained by such a method, the photographer may be able to select which is to be prioritized and restricted.

図5(g)に示す補正方法は、距離による明るさの差を一定割合で補正する方法を示している。具体的には、距離による被写体の奥行き感を出すために、明るさの距離差を完全には補正せず、図5(c)に示した被写体の明るさを一定とするゲインよりも少ない比率となるようにゲインを設定して補正している。これにより被写体の奥行き感を保ちつつ、距離による露光オーバー・アンダーを抑制し、遠距離での過剰な高感度設定の使用も抑えることができる。図5(h)は、このようにゲイン補正を行った結果得られる画像の具体例を示している。   The correction method shown in FIG. 5G shows a method of correcting the difference in brightness due to distance at a constant rate. Specifically, in order to give a sense of the depth of the subject depending on the distance, the distance difference between the brightnesses is not completely corrected, and the ratio is smaller than the gain that makes the brightness of the subject shown in FIG. 5C constant. The gain is set so as to be corrected. As a result, while maintaining a sense of depth of the subject, it is possible to suppress overexposure and underexposure due to distance, and it is possible to suppress the use of excessively high sensitivity setting at a long distance. FIG. 5H shows a specific example of an image obtained as a result of performing gain correction in this way.

図6は、本実施の形態における被写体距離に応じたゲイン補正を、定常光照明環境下での撮影に適用した場合の具体例を示す図である。なお、図6(a)は、定常光照明環境下で照明装置200を発光させて静止画撮影を行う場合の具体例を示しており、図6(b)は、定常光照明環境下で照明装置200を発光させて動画撮影を行う場合の具体例を示している。   FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example in the case where the gain correction according to the subject distance in the present embodiment is applied to photographing in a steady light illumination environment. 6A shows a specific example in the case of performing still image shooting by causing the lighting device 200 to emit light in a steady light illumination environment, and FIG. 6B shows the illumination in the steady light illumination environment. A specific example in which the apparatus 200 emits light to shoot a moving image is shown.

定常光照明環境で照明装置200(ストロボ)を発光させて静止画撮影を行う場合には、図6(a)に示すように、レリーズボタンが半押しされてから全押しされるまで(半押しONからレリーズONまで)の間に定常光の測光を行う。その後、レリーズONを検出すると、ストロボをプリ発光させて、そのときのストロボ光を測光し、プリ発光時の測光結果に基づいて、ストロボの発光量を決定し、ストロボを本発光させて静止画撮影を行う。   When still image shooting is performed by causing the lighting device 200 (strobe) to emit light in a constant light illumination environment, as shown in FIG. 6A, the release button is pressed halfway until it is fully pressed (half-pressed). During the period from ON to release ON), constant light is measured. After that, when the shutter release is detected, the flash is pre-flashed, the flash light at that time is metered, the flash output is determined based on the pre-flash photometry result, and the flash is fired. Take a picture.

これに対して、定常光照明環境下で照明装置200を発光させて動画撮影を行う場合、動画の撮影中(録画中)は、継続して照明装置200から照明する必要がある。しかし、定常光照明環境下で照明装置200を発光させながら測光を行った場合には、環境光と照明光とのそれぞれの状態や比率がどうなっているかを判別することができない。そこで、本実施の形態では、図6(b)に示すように、録画中に照明光をわずかな時間だけ停止(OFF)し、その間に環境光の測光を行う。これにより定常光の状態が測定でき、適切なホワイトバランス設定ができる。なお、この場合、ストロボとして用いる照明は、LEDなど高速に点滅可能なものが必要である。   On the other hand, when shooting a moving image by causing the lighting device 200 to emit light in a constant light illumination environment, it is necessary to continuously illuminate the lighting device 200 during shooting of a moving image (during recording). However, when photometry is performed while the illumination device 200 emits light in a steady light illumination environment, it is not possible to determine the state and ratio of the ambient light and the illumination light. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6B, illumination light is stopped (OFF) for a short time during recording, and ambient light is measured during that time. As a result, the state of steady light can be measured, and an appropriate white balance can be set. In this case, the illumination used as the strobe needs to be capable of blinking at high speed such as an LED.

また、録画中の画像の状態から、画面が大きく変わって環境光状態が変化したと判断される場合は、通常より環境光測光頻度を増やして、変化に対応すればよい。例えば、図6(b)では、「照明状態変動」と記されている期間内だけ照明を停止する回数が増やすことにより対応している。これにより、環境光の照明状態が変動したときには、環境光の測光タイミングを増やして、環境光の測光精度を向上することができる。また、環境光測光タイミングでは照明状態が変わってしまうため、環境光を測光するために照明光をOFFしている間に撮影したフレームは記録画像に残さないか、その前後のフレームから補間するなどで、照明光OFFによる影響が目立たないようにする必要がある。   If it is determined from the state of the image being recorded that the screen has changed significantly and the ambient light state has changed, the ambient light metering frequency may be increased more than usual to accommodate the change. For example, in FIG. 6B, this is dealt with by increasing the number of times the lighting is stopped only during the period indicated as “illumination state fluctuation”. Thereby, when the illumination state of environmental light changes, the photometry timing of environmental light can be increased and the photometric accuracy of environmental light can be improved. In addition, since the illumination state changes at the ambient light metering timing, the frames taken while the illumination light is turned off to measure ambient light are not left in the recorded image, or are interpolated from the frames before and after that. Therefore, it is necessary to make the influence of the illumination light OFF inconspicuous.

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
(1)照明装置200からの照明光で照明された被写体までの距離情報を取得し、取得した被写体までの距離情報に基づいて、距離に応じた被写体の明るさの変化を低減するように、被写体までの距離ごとに異なるゲインを設定し、設定したゲインを適用して画像を生成するようにした。これによって、画像内の被写体の明るさの変化を低減することができる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The distance information to the subject illuminated with the illumination light from the lighting device 200 is acquired, and the change in the brightness of the subject according to the distance is reduced based on the acquired distance information to the subject. A different gain is set for each distance to the subject, and an image is generated by applying the set gain. Thereby, a change in the brightness of the subject in the image can be reduced.

(2)図5(c)に示したように、全ての被写体距離にある被写体の明るさが一定になるように、距離に応じたゲインをかけるようにした。これによって、画像内の被写体の明るさを一定にすることができる。 (2) As shown in FIG. 5C, a gain corresponding to the distance is applied so that the brightness of the subjects at all the subject distances is constant. Thereby, the brightness of the subject in the image can be made constant.

(3)所定の上限値までの範囲内でゲインを設定するようにした。これによって、遠距離側の感度上昇を制限すれば、ノイズの発生を抑えることができる。また、遠距離側を若干暗めにすれば、画像に奥行き感を出すことができる。 (3) The gain is set within a range up to a predetermined upper limit value. As a result, the generation of noise can be suppressed by limiting the increase in sensitivity on the long distance side. Further, if the far side is slightly darkened, a sense of depth can be given to the image.

(4)図5(e)に示したように、所定の距離範囲内を対象としてゲインを設定するようにした。これによって、遠距離側の感度上昇を制限すれば、ノイズの発生を抑えることができる。また、遠距離側を若干暗めにすれば、画像に奥行き感を出すことができる。 (4) As shown in FIG. 5E, the gain is set within a predetermined distance range. As a result, the generation of noise can be suppressed by limiting the increase in sensitivity on the long distance side. Further, if the far side is slightly darkened, a sense of depth can be given to the image.

(5)図5(g)に示したように、被写体の明るさを一定とするゲインよりも少ない比率となるようにゲインを設定して補正するようにした。これによって、被写体の奥行き感を保ちつつ、距離による露光オーバー・アンダーを抑制し、遠距離での過剰な高感度設定の使用も抑えることができる。 (5) As shown in FIG. 5G, the gain is set and corrected so that the ratio becomes smaller than the gain that makes the brightness of the subject constant. Accordingly, it is possible to suppress overexposure / underexposure due to distance while maintaining a sense of depth of the subject, and to suppress use of an excessively high sensitivity setting at a long distance.

(6)動画の撮影中に継続して照明装置200から被写体を照明する場合には、所定のタイミングで照明装置200からの照明を停止し、照明の停止中に測光した結果に基づいて、被写体までの距離情報を取得するようにした。これによって、動画の撮影中でも精度高く被写体までの距離に応じたゲイン設定を行うことが可能となる。 (6) When illuminating the subject from the illumination device 200 continuously during moving image shooting, the illumination from the illumination device 200 is stopped at a predetermined timing, and the subject is measured based on the result of photometry while the illumination is stopped. The distance information was acquired. This makes it possible to set the gain according to the distance to the subject with high accuracy even during shooting of a moving image.

(7)環境光の照明状態が変化したときに、照明装置200からの照明を停止させる回数を変化させるようにした。これにより、環境光の照明状態が変動したときには、環境光の測光タイミングを増やして、環境光の測光精度を向上することができる。 (7) When the illumination state of the ambient light changes, the number of times to stop the illumination from the illumination device 200 is changed. Thereby, when the illumination state of environmental light changes, the photometry timing of environmental light can be increased and the photometric accuracy of environmental light can be improved.

―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
(1)図6(b)に示す例では、録画中に照明光をわずかな時間だけ停止(OFF)し、その間に環境光の測光を行う例について説明した。しかしながら、録画中は常に測光を継続しておき、照明光を停止している間の測光データのみを用いて環境光の測光を行うようにしてもよい。
-Modification-
The camera according to the above-described embodiment can be modified as follows.
(1) In the example shown in FIG. 6B, the example in which illumination light is stopped (OFF) for a short time during recording and ambient light is measured during that time has been described. However, photometry may always be continued during recording, and ambient light metering may be performed using only photometry data while illumination light is stopped.

(2)上述した実施の形態では、図5(c)、(e)、(g)に示した方法によりゲイン補正を行う例について説明した。しかしながら、図5(c)、(e)、(g)に示した方法を組み合わせて使用するようにしてもよい。例えば、図5(g)のように一定割合で補正しつつ、上限感度設定で過剰な高感度の使用を避けるといった使い方をしてもよい。 (2) In the above-described embodiment, the example in which gain correction is performed by the method shown in FIGS. 5C, 5E, and 5G has been described. However, you may make it use combining the method shown to FIG.5 (c), (e), (g). For example, as shown in FIG. 5G, correction may be performed at a constant rate, and excessive high sensitivity may be avoided by setting the upper limit sensitivity.

(3)上述した実施の形態では、本発明をカメラ100に適用する例について説明した。しかしながら、照明装置を備えた他の撮影装置にも本発明を適用することができる。 (3) In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the camera 100 has been described. However, the present invention can also be applied to other photographing apparatuses including a lighting device.

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。   Note that the present invention is not limited to the configurations in the above-described embodiments as long as the characteristic functions of the present invention are not impaired. Moreover, it is good also as a structure which combined the above-mentioned embodiment and a some modification.

100 カメラ、1、2 撮像素子、3 偏光分離プリズム、4 瞳分割フィルタ、5 対物レンズ、6 AF駆動部、7 位置センサ、8 撮像駆動部、9 画像処理部、10 カメラ制御部、11 記憶媒体、12 操作部材、13 表示素子、200 照明装置、201 電源、202 発光駆動部、203 照明制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Camera, 1, 2 Image pick-up element, 3 Polarization separation prism, 4 Pupil division filter, 5 Objective lens, 6 AF drive part, 7 Position sensor, 8 Imaging drive part, 9 Image processing part, 10 Camera control part, 11 Storage medium , 12 Operation member, 13 Display element, 200 Illumination device, 201 Power source, 202 Light emission drive unit, 203 Illumination control unit

Claims (14)

被写体までの距離と第被写体までの距離とに基づいて、所定の上限値までの範囲で前記第被写体の明るさと前記第被写体の明るさとの差が低減されるようにゲインを設定するゲイン設定部と、
前記ゲイン設定部によって設定されたゲインに基づいて画像を生成する画像生成部と、を備え、
前記ゲイン設定部は、前記第被写体の明るさと前記第被写体の明るさとを異ならせるゲインを設定する撮像装置。
Based on the distance to the first subject and the distance to the second subject, the gain is adjusted so that the difference between the brightness of the first subject and the brightness of the second subject is reduced within a range up to a predetermined upper limit value. A gain setting section to be set;
An image generation unit that generates an image based on the gain set by the gain setting unit,
The gain setting unit is an imaging apparatus that sets a gain for making the brightness of the first subject different from the brightness of the second subject.
前記ゲイン設定部は、前記第被写体までの距離が前記第被写体までの距離より小さい場合、前記第被写体が前記第被写体より明るくなるようにゲインを設定する請求項1に記載の撮像装置。 The gain setting unit, when the distance to the first object is less than the distance to the second object, an imaging according to claim 1, wherein the first object to set the gain to be brighter than the second object apparatus. 前記ゲイン設定部は、前記第被写体までの距離が前記第被写体までの距離より大きい場合、前記第被写体が前記第被写体より暗くなるようにゲインを設定する請求項1に記載の撮像装置。 The gain setting unit, is greater than the distance to the distance the second object to the first object, an imaging according to claim 1, wherein the first object to set the gain to be darker than the second object apparatus. 前記ゲイン設定部は、ゲインを設定し、被写体毎に異なるISO感度を適用する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gain setting unit sets a gain and applies different ISO sensitivities for each subject. 前記ゲイン設定部は、照明装置からの照明光で照明された被写体までの距離に基づいてゲインを設定する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the gain setting unit sets a gain based on a distance to a subject illuminated with illumination light from an illumination apparatus. 前記ゲイン設定部は、前記所定の上限値にゲインが達した場合、前記所定の上限値以上のゲインを設定しない請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the gain setting unit does not set a gain equal to or greater than the predetermined upper limit value when the gain reaches the predetermined upper limit value. 前記ゲイン設定部は、所定の距離範囲の被写体に対してゲインを設定する請求項1から請求項いずれか一項に記載の撮像装置。 The gain setting unit, an imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6 to set the gain to a predetermined distance range of the subject. 撮像された第1被写体の第1信号と撮像された第2被写体の第2信号とに対して画像処理を行う画像処理装置であって、An image processing apparatus that performs image processing on a first signal of a captured first subject and a second signal of a captured second subject,
第1被写体までの距離と第2被写体までの距離とに基づいて、所定の上限値までの範囲で前記第1被写体の明るさと前記第2被写体の明るさとの差が低減されるように前記第1信号及び前記第2信号に対してゲインを設定するゲイン設定部と、Based on the distance to the first subject and the distance to the second subject, the difference between the brightness of the first subject and the brightness of the second subject is reduced within a range up to a predetermined upper limit value. A gain setting unit for setting a gain for one signal and the second signal;
前記ゲイン設定部によって設定されたゲインに基づいて前記第1信号及び前記第2信号から画像を生成する画像生成部と、を備え、 An image generation unit that generates an image from the first signal and the second signal based on the gain set by the gain setting unit;
前記ゲイン設定部は、前記第1被写体の明るさと前記第2被写体の明るさとを異ならせるゲインを設定する画像処理装置。The gain setting unit is an image processing apparatus that sets a gain for making the brightness of the first subject different from the brightness of the second subject.
前記ゲイン設定部は、前記第1被写体までの距離が前記第2被写体までの距離より小さい場合、前記第1被写体が前記第2被写体より明るくなるようにゲインを設定する請求項8に記載の画像処理装置。 The image according to claim 8, wherein the gain setting unit sets the gain so that the first subject is brighter than the second subject when the distance to the first subject is smaller than the distance to the second subject. Processing equipment. 前記ゲイン設定部は、前記第1被写体までの距離が前記第2被写体までの距離より大きい場合、前記第1被写体が前記第2被写体より暗くなるようにゲインを設定する請求項8に記載の画像処理装置。 The image according to claim 8, wherein the gain setting unit sets the gain so that the first subject is darker than the second subject when the distance to the first subject is larger than the distance to the second subject. Processing equipment. 前記ゲイン設定部は、ゲインを設定し、被写体毎に異なるISO感度を適用する請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 8, wherein the gain setting unit sets a gain and applies different ISO sensitivities for each subject. 前記ゲイン設定部は、照明装置からの照明光で照明された被写体までの距離に基づいてゲインを設定する請求項8から請求項11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 The image processing device according to any one of claims 8 to 11, wherein the gain setting unit sets a gain based on a distance to a subject illuminated with illumination light from an illumination device. 前記ゲイン設定部は、前記所定の上限値にゲインが達した場合、前記所定の上限値以上のゲインを設定しない請求項8から請求項12のいずれか一項に記載の画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 8 to 12, wherein the gain setting unit does not set a gain equal to or greater than the predetermined upper limit value when the gain reaches the predetermined upper limit value. 前記ゲイン設定部は、所定の距離範囲の被写体に対してゲインを設定する請求項8から請求項13のいずれか一項に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 8, wherein the gain setting unit sets a gain for a subject within a predetermined distance range.
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