JP6465671B2 - 調光制御装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、調光制御装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置に関し、特に、撮像装置において発光部を発光させる際の調光制御に関する。

一般に、照明装置の発光部や撮像装置の発光部（以下、ストロボと呼ぶ）を発光させて撮影を行う際の調光制御として、本発光前に予備発光を行う予備発光方式が知られている。予備発光方式においては、ストロボを非発光として撮像装置によって被写体を撮影して画像を得る（この画像を非発光画像という）。

次に、ストロボを予備発光させて撮影を行って画像を得る（この画像を予備発光画像と呼ぶ）、そして、非発光画像と予備発光画像との差分から予備発光の反射光成分（以下、反射光データと呼ぶ）を求める。その後、当該反射光データに応じて本撮影の際の発光量（本発光量）を得て、当該本発光量に応じてストロボを本発光させて撮影を行う。

反射光データとして、例えば、非発光画像および予備発光画像について画像の領域（ブロック）毎に輝度値を積分してブロック積分値を生成する。そして、ブロック積分値における輝度差分に応じて被写体領域について被写体重みを求めて、非発光撮影の際の外光を考慮して、被写体を適正輝度とする発光量を算出する。

このようにして本発光量を求めると、予備発光の到達可能な距離であれば、画像のいずれの位置に被写体が存在したとしても被写体の明るさに応じた発光量を求めることができる（特許文献１参照）。

特開２０１４−９８８５９号公報

ところが、撮影の際にネオンなどの光が強い光源（以下、高輝度光源と呼ぶ）があるシーンにおいて、当該光源の横に被写体が隣接すると、撮影画角によっては同一のブロックに被写体と高輝度光源とが存在することがある。このような場合には、被写体の明るさが実際よりも明るめに判定されて、本発光量が少なめに見積もられてしまう。その結果、被写体が暗い画像となってしまう。

一方、画像におけるブロック分割数を増加させて高輝度光源の影響を低減することも考えられるが、ブロック分割数を増やすと演算処理が膨大となってしまうという問題点がある。

従って、本発明の目的は、高輝度光源の存在に拘わらず被写体の明るさに応じた調光を行うことのできる調光制御装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による調光制御装置は、被写体を照明するための発光手段で発光を行って前記被写体を撮影する際に、前記発光手段による発光量を制御する調光制御装置であって、前記発光手段を非発光として前記被写体を撮影して得られた非発光画像と、前記発光手段を所定の発光量で発光させて前記被写体を撮影して得られた予備発光画像との各々を所定の数のブロック領域に分割して、前記ブロック領域の輝度差に応じて前記非発光画像において調光の対象とする調光対象領域を選別する選別手段と、前記調光対象領域において前記ブロック領域の各々について予め定められた輝度値を割り当て重みづけを行って第１の重みづけ調光対象領域とする第１の重みづけ手段と、前記非発光画像において前記調光対象領域におけるブロック領域の各々についてその輝度値が所定の輝度値以上であるか否かを判定して、前記所定の輝度値以上であるブロック領域に対応する前記第１の重みづけ調光対象領域のブロック領域の輝度値に所定の重み係数を乗算して重みづけを行って第２の重みづけ調光対象領域とする第２の重みづけ手段と、前記第２の重みづけ調光対象領域を適正な露光とする発光量を本発光量として前記本発光量に応じて前記発光手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明による撮像装置は、被写体を撮影して画像を得る撮像手段と、上記の調光制御装置と、前記本発光量によって前記発光手段を発光させて被写体を前記撮像手段によって撮像して得られた画像を記録媒体に記録する記録手段と、を有することを特徴とする。

本発明による制御方法は、被写体を照明するための発光手段で発光を行って前記被写体を撮影する際に、前記発光手段による発光量を制御する調光制御装置の制御方法であって、前記発光手段を非発光として前記被写体を撮影して得られた非発光画像と、前記発光手段を所定の発光量で発光させて前記被写体を撮影して得られた予備発光画像との各々を所定の数のブロック領域に分割して、前記ブロック領域の輝度差に応じて前記非発光画像において調光の対象とする調光対象領域を選別する選別ステップと、前記調光対象領域において前記ブロック領域の各々について予め定められた輝度値を割り当て重みづけを行って第１の重みづけ調光対象領域とする第１の重みづけステップと、前記非発光画像において前記調光対象領域におけるブロック領域の各々についてその輝度値が所定の輝度値以上であるか否かを判定して、前記所定の輝度値以上であるブロック領域に対応する前記第１の重みづけ調光対象領域のブロック領域の輝度値に所定の重み係数を乗算して重みづけを行って第２の重みづけ調光対象領域とする第２の重みづけステップと、前記第２の重みづけ調光対象領域を適正な露光とする発光量を本発光量として前記本発光量に応じて前記発光手段を制御する制御ステップと、を有することを特徴とする。

本発明による制御プログラムは、被写体を照明するための発光手段で発光を行って前記被写体を撮影する際に、前記発光手段による発光量を制御する調光制御装置で用いられる制御プログラムであって、前記調光制御装置が備えるコンピュータに、前記発光手段を非発光として前記被写体を撮影して得られた非発光画像と、前記発光手段を所定の発光量で発光させて前記被写体を撮影して得られた予備発光画像との各々を所定の数のブロック領域に分割して、前記ブロック領域の輝度差に応じて前記非発光画像において調光の対象とする調光対象領域を選別する選別ステップと、前記調光対象領域において前記ブロック領域の各々について予め定められた輝度値を割り当て重みづけを行って第１の重みづけ調光対象領域とする第１の重みづけステップと、前記非発光画像において前記調光対象領域におけるブロック領域の各々についてその輝度値が所定の輝度値以上であるか否かを判定して、前記所定の輝度値以上であるブロック領域に対応する前記第１の重みづけ調光対象領域のブロック領域の輝度値に所定の重み係数を乗算して重みづけを行って第２の重みづけ調光対象領域とする第２の重みづけステップと、前記第２の重みづけ調光対象領域を適正な露光とする発光量を本発光量として前記本発光量に応じて前記発光手段を制御する制御ステップと、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、高輝度光源の存在に拘わらず、被写体の明るさに応じた調光を行うことができる。

本発明の実施の形態による調光制御装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。 図１に示すカメラで得られる画像の一例を説明するための図であり、（ａ）は非発光画像の一例を示す図、（ｂ）は予備発光画像の一例を示す図、（ｃ）は本発光画像の一例を示す図である。 図１に示すカメラで行われる撮影処理を説明するためのフローチャートである。 図１に示すカメラで行われる予備発光の反射光データである反射輝度値の算出方法を説明するための図であり、（ａ）は調光用非発光画像の一例を示す図、（ｂ）は調光用非発光画像のブロック領域の輝度値を示す図、（ｃ）は調光用予備発光画像の一例を示す図、（ｄ）は調光用予備発光画像のブロック領域の輝度値を示す図、（ｅ）は発光による反射輝度値を示す図である。 図１に示すカメラで行われる被写体重みデータの生成を説明するための図であり、（ａ）は中央重点重みを示す図、（ｂ）は被写体重みを示す図である。 図１に示すカメラで行われる発光量演算を説明するための図であり、（ａ）は通常の発光量演算を示す図、（ｂ）は高輝度領域が存在する場合の発光量演算を示す図である。 背景に高輝度部分が存在する際の反射光データの一例を説明するための図であり、（ａ）は非発光画像の一例を示す図、（ｂ）は被写体重みを示す図、（ｃ）は非発光ブロックの輝度値を示す図である。 図１に示すカメラで行われる最終的な被写体重みデータの算出を説明するための図であり、（ａ）は非発光画像において輝度値の分布の一例を示す図であり、（ｂ）は輝度値と重み係数との関係を示す図である。 逆光シーンで撮影された非発光画像の一例を示す図である。 図１に示すカメラで行われる逆光シーンの判定処理を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態による調光制御装置の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による調光制御装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。

図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、撮影レンズユニット（以下単にレンズと呼ぶ）１０８ａおよび露出機構（メカ機構）１０９ａを有している。センサ部１０３は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を有しており、レンズ１０８ａおよびメカ機構１０９ａを介して光学像（被写体像）を受ける。そして、センサ部１０３は、光学像に応じた電気信号（アナログ画像信号）を出力する。

Ａ／Ｄ変換部１０４は、センサ部１０３の出力であるアナログ画像信号に対して、サンプリング処理、ゲイン調整処理、およびＡ／Ｄ変換処理などを行って、デジタル画像信号を出力する。画像処理部１０５は、Ａ／Ｄ変換部１０４の出力であるデジタル画像信号に対して所定の画像処理を行って、画像データを出力する。例えば、画像処理部１０５は、デジタル画像信号をＹＵＶ画像信号に変換して画像データとして出力する。そして、画像データはメモリ部１１７に記録される。

操作部１０１は、ユーザがカメラに対して各種指示を入力するためのスイッチおよびボタンなどを備えている。そして、操作部１０１には、シャッタースイッチおよびタッチセンサ（表示装置のタッチによる操作を行うためのセンサ）が含まれている。制御部１０２は、カメラの全体の制御を司り、例えば、操作部１０１による指示に応じてカメラを制御する。

なお、制御部１０２は画像処理部１０５の出力である画像データに基づいて画像の輝度値を算出する。また、制御部１０２は画像データに応じた画像を表示部１１５に表示させる。なお、表示部１１５は、例えば、液晶パネルである。

ＡＦ処理部１０８は、制御部１０２の制御下でレンズ１０８ａを光軸に沿って駆動制御して、被写体にピントを合わせる。ＡＥ処理部１０９は、制御部１０２の制御下で画像の輝度値と目標輝度値との差分に応じてメカ機構１０９ａを駆動制御する。ＥＦ処理部１１０は、制御部１０２の制御下でストロボ部１１１（発光手段）を発光させる。そして、被写体を照明する。

図２は、図１に示すカメラで得られる画像の一例を説明するための図である。そして、図２（ａ）は非発光画像の一例を示す図であり、図２（ｂ）は予備発光画像の一例を示す図である。また、図２（ｃ）は本発光画像の一例を示す図である。

図２（ａ）に示す非発光画像は、ストロボ部１１１を非発光状態として被写体を撮影して得られた画像である。そして、ストロボ部１１１を発光させて撮影を行う際には調光制御が行われる。ここでは、ストロボ部１１１を本発光させる前にストロボ部１１１を所定の光量で予備発光させて撮影を行い、予備発光画像を得る（図２（ｂ）参照）。そして、制御部１０２は非発光画像と予備発光画像との輝度値の差分に応じて本撮影の際の発光量（本発光量）を得る。その後、制御部１０２はＥＦ処理部１１０を制御して本発光量に応じてストロボ部１１１を本発光させて撮影を行う。

被写体重み演算部１１６は、制御部１０２の制御下で、予備発光で得られた予備発光画像と非発光画像とに応じて被写体の重みを示す被写体重みデータを生成する。

被写体重みデータを生成する際には、被写体重み演算部１１６は、非発光画像および予備発光画像の各々を所定の数のブロック領域に分割して、ブロック領域毎に画素の輝度値を積分して積分輝度値を得る。以下の説明では、非発光画像のブロック領域を非発光ブロックと呼び、予備発光画像のブロック領域を予備発光ブロックと呼ぶ。

そして、被写体重み演算部１１６は、後述するように非発光ブロックと予備発光ブロックの輝度差分を求めて、当該輝度差分に応じて被写体が存在するブロック領域を求める。被写体重み演算部１１６は、被写体が存在するブロック領域（存在領域）に相当する位置について、予め中央重点に配分されたデフォルト重みに応じて、調光演算で用いる被写体重みデータを生成する。なお、デフォルト重みは、中央重点でなくてもよく、全体で均一な重みでもよいし、操作部１０１をユーザが操作して選択した位置を基準にした重点重みでもよい。

エンコーダー部１１２は、制御部１０２の制御下で画像データのフォーマットをＪＰＥＧなどの所定のフォーマットに変換して圧縮画像データとして画像記録部１１３に出力する。画像記録部１１３は、上記の圧縮画像データをカメラに備えられたメモリ（記録媒体：図示せず）又はカメラに挿入された外部メモリ（図示せず）に記録する。

なお、カメラは外部接続部１１４によってＰＣなどの外部機器に接続することができる。

図１に示すカメラを用いて撮影を行う際には、ユーザは操作部１０１に備えられた電源スイッチをオンにする。電源スイッチのオンによって制御部１０２はカメラに電源を供給する。カメラに電源が供給されると、制御部１０２の制御下で、ＡＥ処理部１０９はメカ機構１０９ａに備えられたシャッターを開く。これによって、センサ部１０３にはレンズ１０８ａおよびメカ機構１０９ｂを介して光が入射することになる。制御部１０２はセンサ部１０３に蓄積された電荷を読み出して、Ａ／Ｄ変換部１０４にアナログ画像信号として出力する。

Ａ／Ｄ変換部１０４は、前述のように、当該アナログ画像信号に対して、サンプリング処理、ゲイン調整処理、およびＡ／Ｄ変換処理などを行ってデジタル画像信号を出力する。そして、画像処理部１０５はデジタル画像信号に対して所定の画像処理を施して画像データとして出力する。制御部１０２は、当該画像データに応じた画像を表示部１１５にライブビュー表示する。

操作部１０１に備えられた撮影ボタンが半押しされると（スイッチＳＷ１オン）、制御部１０２は、ＳＷ１オン時点における画像データに応じてＡＦ処理およびＡＥ処理を行って、撮影に最適なピントおよび露出設定条件（以下撮影条件と総称する）を求める。さらに、制御部１０２は、ＳＷ１オンの際にストロボ部１１１を発光させるか否かを判定する。

ストロボ部１１１を非発光とすると判定した場合に、撮影ボタンが全押しされると（スイッチＳＷ２オン）、制御部１０２は本撮影に移行する。そして、制御部１０２はＳＷ１オンの時点で設定された撮影条件に応じてＡＥ処理部１０９およびＡＦ処理部１０８を制御する。制御部１０２は、レンズ１０８ａおよびメカ機構１０９ａを介してセンサ部１０３に結像した光学像によってセンサ部１０３に蓄積された電荷を読み出して、Ａ／Ｄ変換部１０４にアナログ画像信号として出力する。

Ａ／Ｄ変換部１０４はアナログ画像信号に応じたデジタル画像信号を出力し、画像処理部１０５はデジタル画像信号に対して所定の画像処理を施して画像データとして出力する。そして、当該画像データは、制御部１０２の制御下で画像記録部１１３によって記録媒体に記録される。

一方、ストロボ部１１を発光させると判定した場合には、制御部１０２はスイッチＳＷ２オンによって本撮影に移行する。そして、制御部１０２はＳＷ１オンの時点で設定された撮影条件に応じてＡＥ処理部１０９およびＡＦ処理部１０８を制御する。ここでは、制御部１０２はストロボ部１１１を非発光として非発光画像を得る。

続いて、制御部１０２はＥＦ処理部１１０を制御して所定の光量でストロボ部１１１を予備発光させて、予備発光画像を得る。そして、制御部１０２は予備発光画像と非発光画像との輝度差に応じて、本撮影の際に被写体を目標輝度値とする本発光量を算出する。なお、本発光量の算出の際には、背景高輝度部を考慮して被写体重みデータが生成されるが、この点については後述する。

本発光量を算出した後、制御部１０２は本発光による撮影を行う。ここでは、制御部１０２はＥＦ処理部１１０を制御して本発光量でストロボ部１１１を発光させる。そして、前述のようにして、センサ部１０３の出力であるアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換部１０４によってデジタル画像信号に変換され、画像処理部１０５はデジタル画像信号に応じた画像データ（つまり、本画像）を生成する。その後、制御部１０２の制御下でエンコーダー部１１２は本画像のフォーマットをＪＰＥＧなどのフォーマットに変換してア駆出画像データとする。画像記録部１１３は、当該圧縮画像データを記録媒体に記録する。

図３は、図１に示すカメラで行われる撮影処理を説明するためのフローチャートである。

カメラの電源がオンされると、制御部１０２は、まず初期露出制御値を設定して、ライブ画像を得るための露光を開始する（ステップＳ２０１）。そして、制御部１０２は画像処理部１０５によってセンサ部１０３から出力されたアナログ画像信号に応じて画像データ（つまり、ライブ画像）を得る（画像信号取得：ステップＳ２０２）。

続いて、制御部１０２はライブ画像を解析して（ステップＳ２０３）、ライブ画像における輝度値Ｂｖを算出する（ステップＳ２０４）。ここでは、制御部１０２はライブ画像を所定の数のブロック領域に分割して、ブロック領域毎に画素の輝度値を積分してブロック平均輝度値を算出する。

次に、制御部１０２はスイッチＳＷ１がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ２０５）。スイッチＳＷ１がオフであると（ステップＳ２０５において、ＮＯ）、制御部１０２はステップＳ２０１の処理に戻る。一方、スイッチＳＷ１がオンとなると（ステップＳ２０５において、ＹＥＳ）、制御部１０２は、ライブ画像に基づいてストロボ部１１１を発光させるか否かの発光判断を行う（ステップＳ２０６）。そして、制御部１０２はストロボ部１１１を発光させるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。

ストロボ部１１１を発光させないと判定すると（ステップＳ２０７において、ＮＯ）、制御部１０２は前述の輝度値Ｂｖ値に応じて、非発光用の露出制御値（絞りＡｖ、シャッタスピードＴｖ、およびＩＳＯ感度Ｓｖ）を算出する（ステップＳ２０８）。なお、ストロボ非発光の際の露出制御値は、撮影の結果得られた画像が目標の明るさとなるように、ＩＳＯ感度Ｓｖ、絞りＡｖ、およびシャッタスピードＴｖが決定される。なお、目標の明るさは、操作部１０１の露出補正ボタンをユーザが操作することで変更可能である。

続いて、制御部１０２は、スイッチＳＷ２がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ２０９）。スイッチＳＷ２がオフであると（ステップＳ２０９において、ＮＯ）、制御部１０２はステップＳ２０５の処理に戻る。一方、スイッチＳＷ２がオンとなると（ステップＳ２０９において、ＹＥＳ）、制御部１０２は非発光用の露出制御値による本露光を行う（撮影を実行する：ステップＳ２１０）。その後、制御部１０２は撮影処理を終了する。

ストロボ部１１１を発光させると判定すると（ステップＳ２０７において、ＹＥＳ）、制御部１０２は前述の輝度値Ｂｖに応じて、発光用の露出制御値（絞りＡｖｆ、シャッタスピードＴｖｆ、およびＩＳＯ感度Ｓｖｆ）を算出する（ステップＳ２１１）。

続いて、制御部１０２は、スイッチＳＷ２がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ２１２）。スイッチＳＷ２がオフであると（ステップＳ２１２において、ＮＯ）、制御部１０２はステップＳ２０５の処理に戻る。一方、スイッチＳＷ２がオンとなると（ステップＳ２１２において、ＹＥＳ）、制御部１０２はストロボ発光撮影に移行する。

ストロボ発光撮影においては、必要な発光量を算出するため、まず、制御部１０２はストロボ部１１１を非発光として調光用非発光画像を取得する（ステップＳ２１３）。その後、制御部１０２はストロボ部１１１を所定の発光量で発光（予備発光）させて、調光用予備発光画像を取得する（ステップＳ２１４）。

本実施形態では、調光用非発光画像を取得するための撮影時の露出制御値と調光用予備発光画像を取得するための撮影時の露出制御値とは、予備発光の反射光データの算出を容易にするために同一とする。なお、調光用非発光画像を取得するための撮影時の露出制御値と調光用予備発光画像を取得するための撮影時の露出制御値とは同一でなくてもよい。その場合、露出制御値の差分を補償するように、調光用非発光画像のブロック領域の輝度値あるいは調光用予備発光画像のブロック領域の輝度値を補正すればよい。

図４は、図１に示すカメラで行われる予備発光の反射光データである反射輝度値の算出方法を説明するための図である。そして、図４（ａ）は調光用非発光画像の一例を示す図であり、図４（ｂ）は調光用非発光画像のブロック領域の輝度値を示す図である。また、図４（ｃ）は調光用予備発光画像の一例を示す図であり、図４（ｄ）は調光用予備発光画像のブロック領域の輝度値を示す図である。さらに、図４（ｅ）は発光による反射輝度値を示す図である。

制御部１０２は調光用非発光画像および調光用予備発光画像の各々を所定の数のブロック領域に分割する。以下の説明では、調光用非発光画像のブロック領域を非発光ブロックと呼び、調光用予備発光画像のブロック領域を予備発光ブロックと呼ぶ。

図４に示す例では、調光用非発光画像および調光用予備発光画像はそれぞれ３６個の非発光ブロックおよび予備発光ブロックに分割される。制御部１０２は、前述したようにして、非発光ブロックおよび予備発光ブロック毎にその輝度値を求める（図４（ｂ）および図４（ｄ）参照）。

続いて、制御部１０２は、互いに対応する非発光ブロックの輝度値と予備発光ブロックの輝度値の差分（差分輝度値）を求めて、当該差分輝度値を反射輝度値とする。

このようにして、調光用非発光画像と調光用予備発光画像とに基づいて反射輝度値を算出する（ステップＳ２１５）。

次に、制御部１０２は反射輝度値を参照して反射輝度値が所定の輝度値以上のブロック領域を被写体領域（調光対象領域）とする。そして、制御部１０２の制御下で、被写体重み演算部１１６は、被写体領域に相当する領域についてその重みを、中央重点のデフォルト重み（中央重点重みともいう）から抜粋して、調光演算で用いる被写体重みデータを生成する（ステップＳ２１６）。この被写体重みデータは、重み変換テーブルともいう（第１の重みづけ調光対象領域）。

図５は、図１に示すカメラで行われる被写体重みデータの生成を説明するための図である。そして、図５（ａ）は中央重点重みの一例を示す図であり、図５（ｂ）は被写体重みの一例を示す図である。

図５（ａ）に示す中央重点重みは予め被写体重み演算部１１６に設定されており、中央重点重みにおいては、画像（つまり、画面）の中央部分の重みが大きく、画像の周辺部分においては重みが低くなっている。また、中央部分から離れる（周辺部分に向かう）につれて段階的に重みが低くなっている。

被写体重み演算部１１６は、被写体領域に相当する領域についてその重みを、図５（ａ）に示す中央重点重みから読み取って被写体重みデータを生成する。ここでは、被写体領域以外のブロック領域については、重みはゼロとされる。

図６は、図１に示すカメラで行われる発光量演算を説明するための図である。そして、図６（ａ）は通常の発光量演算を示す図であり、図６（ｂ）は高輝度領域が存在する場合の発光量演算を示す図である。

通常の撮影においては、被写体重みデータを用いて重みづけ演算された非発光画像の被写体領域の加重平均輝度値を目標輝度値に近づけるように、発光量演算（つまり、調光演算）が行われる。つまり、図６（ａ）に示すように、被写体領域の目標輝度値とストロボ非発光時の被写体輝度値（調光用非発光時被写体輝度値）との差が本発光量とされる。

この際には、ストロボ非発光時においても外光が存在するとして、予備発光画像と非発光画像との差分輝度値を求めて、当該差分輝度値を予備発光の際の発光光量とする。そして、目標輝度値と調光用非発光時被写体輝度値との差分に相当する発光量が本発光量とされる。

図７は、背景に高輝度部分が存在する際の反射光データの一例を説明するための図である。そして、図７（ａ）は非発光画像の一例を示す図であり、図７（ｂ）は被写体重みを示す図である。そして、図７（ｃ）は非発光ブロックの輝度値を示す図である。

図７（ａ）に示す撮影シーンでは被写体領域の近傍においてその背景に高輝度部分が存在する。このような状態では、図７（ｃ）に示すように、被写体領域に含まれる高輝度部分に対応する非発光ブロックの輝度値が異常に高くなる。そして、図７（ｂ）に示す被写体重みを用いて調光演算を行うと、被写体重みに高輝度部分が含まれる関係上、非発光画像における被写体領域の輝度値が高くなって、必要とする本発光量よりも少ない発光量が算出されることになる。

つまり、被写体領域に高輝度領域が存在する場合には、図６（ｂ）に示すように、被写体領域のみの輝度値に高輝度領域の輝度値を含めて被写体輝度値とされる。そして、予備発光画像と非発光画像との差分輝度値を求めて、当該差分輝度値を予備発光の際の発光光量とする。さらに、目標輝度値と調光用非発光時被写体輝度値（高輝度領域を含めた被写体輝度値）との差分に相当する発光量が本発光量とされる。この結果、算出された本発光量が必要な本発光量よりも低くなってしまう。

図８は、図１に示すカメラで行われる最終的な被写体重みデータの算出を説明するための図である。そして、図８（ａ）は非発光画像において輝度値Ｙの分布の一例を示す図であり、図８（ｂ）は輝度値Ｙと重み係数との関係を示す図である。

図８（ａ）には、非発光画像における輝度分布が示されており、ここでは、背景に高輝度部分が存在していて、その高輝度部分の輝度値が“１９８”の近傍に集中している。また、図８（ａ）において、被写体重みデータを用いて重みづけ演算された非発光画像の被写体領域の加重平均輝度値が“１７”だとする。

このような場合、制御部１０２は、加重平均輝度値に所定の段数（ここでは、例えば、段数”８”）を乗算した輝度値Ｙ１（ここでは、輝度値”１３６”）を起点（つまり、重み係数α＝１．０、図８（ｂ）参照）とする。なお、輝度値Ｙ１を決定する際に加重平均輝度値に乗算する値は、“８”に限定されるものではないし、撮影シーンや撮影モードに応じて変更してもよい。また、起点となる輝度値Ｙ１を被写体重みデータを用いて重みづけ演算された非発光画像の被写体領域の加重平均輝度値に基づいて決定するのではなく、予め決められた値であってもよい。

そして、制御部１０２は、輝度値”１３６”を起点とし白とびしているか否かを判定する閾値である輝度値Ｙ２（ここでは、輝度値”２２０”）を終点（重み係数α＝０）とする係数減衰テーブルを生成する。なお、輝度値Ｙ２は、例えば、ネオン又は夜景点光源の輝度値である。なお、終点では重み係数αは最小となる。

また、外光が明るい日中における撮影シーンの場合には、ネオン又は点光源が存在する頻度は極めて低くなる。つまり、日中における撮影シーンでは高輝度領域が存在した場合には、当該高輝度領域は被写体の一部である可能性が極めて高い。よって、重み係数αは外光の輝度値Ｂｖが暗い程、その減衰率（変化率）を大きくするように、減衰率を変更する。

図８（ｂ）に示す例では、外光の輝度値がＢｖ５の場合には、減衰率をゼロとしている。また、外光の輝度値がＢｖ０の場合には、終点において重み係数が約０．５となるように減衰率が設定されている。そして、外光の輝度値がＢｖ−４の場合には、終点において重み係数がゼロとなるように減衰率が設定されている。

なお、図８（ｂ）で示す係数減衰テーブルでは重み係数が線形に（直線的に）変化しているが、重み係数が段階的に変化する係数減衰テーブルや重み係数が非線形に（曲線的に）変化する係数減衰テーブルでもよい。

図９は、逆光シーンで撮影された非発光画像の一例を示す図である。

明るい状況においても、逆光シーンにおいては太陽などの明るい物体が背景に存在する（図９参照）。この場合には、例えば、制御部１０２は、画像データにおいて被写体の顔検出を行って得られた顔領域における平均輝度値を被写体輝度値とする。そして、制御部１０２は顔領域を含む領域の外側に位置する領域を背景領域として、その平均輝度値を背景輝度値とする。

図１０は、図１に示すカメラで行われる逆光シーンの判定処理を説明するための図である。

制御部１０２には、第１の閾値ＴＨ１と当該第１の閾値よりも大きい第２の閾値ＴＨ２とが設定されている。制御部１０２は上記の被写体輝度値が第１の閾値ＴＨ１以下（第１の閾値以下）であるか又は背景輝度値が第２の閾値ＴＨ２以上（第２の閾値以上）であると、当該撮影シーンが逆光シーンであると判定する。そして、制御部１０２は逆光シーンであると判定した際には、被写体輝度値と背景輝度値との差分が大きい程、図８（ｂ）に示す重み係数直線における減衰率を大きくする。

再び、図３を参照して、制御部１０２の制御下で、被写体重み演算部１１６は、非発光画像における被写体領域であるブロック領域の各々の輝度値に基づいて、被写体領域であるブロック領域の各々に対する重み係数αを決定する。そして、決定された重み係数αをステップＳ２１６で生成した被写体重みデータに乗算して補正し、最終の被写体重みデータ（第２の重みづけ調光対象領域）を求める（ステップＳ２１７）。その後、制御部１０２は、最終の被写体重みデータを参照しつつ、前述のようにして、第２の重みづけ調光対象領域を適正な露光とする発光量を本発光量として算出する（ステップＳ２１８）。

続いて、制御部１０２はＥＦ処理部１１０を制御して、本発光量でストロボ部１１１を発光させる（ステップＳ２１９）。さらに、制御部１０２はＡＦ処理部１０８およびＡＥ処理部１０９を制御して本露光を行う（撮影を実行する：ステップＳ２２０）。そして、制御部１０２は撮影処理を終了する。

このように、本発明の実施の形態では、被写体重みデータを重み係数αによって補正するようにしたので、背景に高輝度部分が存在したとしても被写体の明るさに応じた発光量を求める。

上述の説明から明らかなように、図１に示す例では、制御部１０２が選別手段および判定手段として機能し、制御部１０２および被写体重み演算部１１６が第１の重みづけ手段および第２の重みづけ手段として機能する。さらに、制御部０１２およびＥＦ処理部１１０が制御手段として機能する。

また、レンズ１０８ａ、メカ機構１０９ａ、センサ部１０３、Ａ／Ｄ変換部１０４、および画像処理部１０５が撮像手段として機能し、制御部１０２および画像記録部１１３が記録手段として機能する。なお、少なくとも制御部１０２、被写体重み演算部１１６、ＡＥ処理部１０９、およびＷＦ処理部１１０が調光制御装置を構成する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を調光制御装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを調光制御装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０２ 制御部
１０３ センサ部
１０５ 画像処理部
１０８ ＡＦ処理部
１０９ ＡＥ処理部
１１０ ＥＦ処理部
１１１ ストロボ部
１１５ 表示部
１１６ 被写体重み演算部
１１７ メモリ部

Claims (10)

1. 被写体を照明するための発光手段で発光を行って前記被写体を撮影する際に、前記発光手段による発光量を制御する調光制御装置であって、
   前記発光手段を非発光として前記被写体を撮影して得られた非発光画像と、前記発光手段を所定の発光量で発光させて前記被写体を撮影して得られた予備発光画像との各々を所定の数のブロック領域に分割して、前記ブロック領域の輝度差に応じて前記非発光画像において調光の対象とする調光対象領域を選別する選別手段と、
   前記調光対象領域において前記ブロック領域の各々について予め定められた輝度値を割り当て重みづけを行って第１の重みづけ調光対象領域とする第１の重みづけ手段と、
   前記非発光画像において前記調光対象領域におけるブロック領域の各々についてその輝度値が所定の輝度値以上であるか否かを判定して、前記所定の輝度値以上であるブロック領域に対応する前記第１の重みづけ調光対象領域のブロック領域の輝度値に所定の重み係数を乗算して重みづけを行って第２の重みづけ調光対象領域とする第２の重みづけ手段と、
   前記第２の重みづけ調光対象領域を適正な露光とする発光量を本発光量として前記本発光量に応じて前記発光手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする調光制御装置。
2. 前記第２の重みづけ手段は、前記所定の輝度値以上であるブロック領域の輝度が高くなるにつれて前記重み係数を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の調光制御装置。
3. 前記第２の重みづけ手段は、前記重み係数を前記非発光画像において白とびが生じる輝度値において最小とすることを特徴とする請求項２に記載の調光制御装置。
4. 前記第２の重みづけ手段は、撮影の際の外光が暗くなる程、前記重みづけ係数を小さくすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の調光制御装置。
5. 撮影シーンが逆光シーンであるか否かを判定する判定手段を備え、
   前記第２の重みづけ手段は、前記判定手段によって逆光シーンであると判定されると、前記重み係数の変化率を変更することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の調光制御装置。
6. 前記判定手段は前記調光対象領域の輝度値が予め設定された第１の閾値以下であるか、又は前記調光対象領域を除く背景領域の輝度値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上であると、前記撮影シーンが前記逆光シーンであると判定することを特徴とする請求項５に記載の調光制御装置。
7. 前記第２の重みづけ手段は、前記調光対象領域の輝度値と前記背景領域の輝度値との差分が大きくなるにつれて前記重み係数の変化率を大きくすることを特徴とする請求項６に記載の調光制御装置。
8. 被写体を撮影して画像を得る撮像手段と、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の調光制御装置と、
   前記本発光量によって前記発光手段を発光させて被写体を前記撮像手段によって撮像して得られた画像を記録媒体に記録する記録手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
9. 被写体を照明するための発光手段で発光を行って前記被写体を撮影する際に、前記発光手段による発光量を制御する調光制御装置の制御方法であって、
   前記発光手段を非発光として前記被写体を撮影して得られた非発光画像と、前記発光手段を所定の発光量で発光させて前記被写体を撮影して得られた予備発光画像との各々を所定の数のブロック領域に分割して、前記ブロック領域の輝度差に応じて前記非発光画像において調光の対象とする調光対象領域を選別する選別ステップと、
   前記調光対象領域において前記ブロック領域の各々について予め定められた輝度値を割り当て重みづけを行って第１の重みづけ調光対象領域とする第１の重みづけステップと、
   前記非発光画像において前記調光対象領域におけるブロック領域の各々についてその輝度値が所定の輝度値以上であるか否かを判定して、前記所定の輝度値以上であるブロック領域に対応する前記第１の重みづけ調光対象領域のブロック領域の輝度に所定の重み係数を乗算して重みづけを行って第２の重みづけ調光対象領域とする第２の重みづけステップと、
   前記第２の重みづけ調光対象領域を適正な露光とする発光量を本発光量として前記本発光量に応じて前記発光手段を制御する制御ステップと、
   を有することを特徴とする制御方法。
10. 被写体を照明するための発光手段で発光を行って前記被写体を撮影する際に、前記発光手段による発光量を制御する調光制御装置で用いられる制御プログラムであって、
    前記調光制御装置が備えるコンピュータに、
    前記発光手段を非発光として前記被写体を撮影して得られた非発光画像と、前記発光手段を所定の発光量で発光させて前記被写体を撮影して得られた予備発光画像との各々を所定の数のブロック領域に分割して、前記ブロック領域の輝度差に応じて前記非発光画像において調光の対象とする調光対象領域を選別する選別ステップと、
    前記調光対象領域において前記ブロック領域の各々について予め定められた輝度値を割り当て重みづけを行って第１の重みづけ調光対象領域とする第１の重みづけステップと、
    前記非発光画像において前記調光対象領域におけるブロック領域の各々についてその輝度値が所定の輝度値以上であるか否かを判定して、前記所定の輝度値以上であるブロック領域に対応する前記第１の重みづけ調光対象領域のブロック領域の輝度値に所定の重み係数を乗算して重みづけを行って第２の重みづけ調光対象領域とする第２の重みづけステップと、
    前記第２の重みづけ調光対象領域を適正な露光とする発光量を本発光量として前記本発光量に応じて前記発光手段を制御する制御ステップと、
    を実行させることを特徴とする制御プログラム。