JP6688086B2 - 撮像装置およびその制御方法ならびにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法ならびにプログラムに関する。

従来、適正露出より低い露出（露出アンダー）で撮影した映像に対して、ガンマ補正（階調補正）によって輝度を持ち上げることで、白飛びや黒つぶれを抑制し、ダイナミックレンジを拡大する方法が知られている。ガンマ補正特性は、入射光のレベルと出力信号のレベルとの関係が予め用意された関係となるように、設定されたダイナミックレンジに応じて変更される。

ダイナミックレンジを拡大するとともにガンマ補正特性を変更する手法がいくつか提案されている。特許文献１では、ダイナミックレンジを拡大するとともに高輝度部の階調特性の傾きをなだらかにすることによって高輝度部の階調も有効に使用する手法が提案されている。この手法によれば、ダイナミックレンジが低い状態でも、高輝度部の階調特性の傾きを変化させることで高輝度部の階調を有効に利用することができる。

また、特許文献２では、被写体の入射光量の最大反射率に応じて、ダイナミックレンジをシフトさせるとともにガンマ補正を最大反射率に応じた特性に変更させつつ、基準入射光量に対する出力は維持する手法が提案されている。この手法では、最大反射率が高い場合にはガンマ値を１に近づけ、最大反射率が低い場合にはガンマ値を０に近づけている。このようにすることで、最大反射率が高ければコントラストを下げ、最大反射率が低ければコントラストを高めている。

特開２００４−１２０５１１号公報 特開２００６−８１０３７号公報

ところで、ダイナミックレンジを拡大する場合には、露出アンダーで撮影しつつガンマ特性を変更することにより、入射光のレベルと出力信号のレベルとの関係を維持している。これは信号の増幅とほぼ同様であり、Ｓ／Ｎ比が低下する原因となる。そのため、Ｓ／Ｎ比の観点からは、必要以上のダイナミックレンジ拡大を行わない方がよい。そのため、例えばある撮影条件において白飛びが生じている場合、ユーザは、白飛びを解消できる最小限のダイナミックレンジ拡大を希望するであろう。更に、画像内の特定の点や領域の白飛びや黒つぶれを解消できるダイナミックレンジに拡大できれば、画像内に生じた全ての白飛び等を解消する場合よりＳ／Ｎ比の低下を抑止できる場合もある。しかしながら、そもそも白飛びしている部分は測光値も飽和しているため、白飛び部分の入射光のレベルを特定することはできない。そのため、ユーザは白飛びを回避するために必要なダイナミックレンジの拡大量を知ることができないという問題がある。

本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ユーザが、特定の点や領域において必要なダイナミックレンジを得るための目安を把握することが可能な撮像装置およびその制御方法ならびにプログラムを提供することを目的とする。

この課題を解決するため、例えば本発明の撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、被写体を撮像して画像データを出力する撮像手段と、撮像手段の露出を低くすることにより撮像手段のダイナミックレンジを現在設定されているダイナミックレンジから拡大する拡大手段と、信号値を取得するための画像内の測光値取得領域を特定するユーザ操作を取得する取得手段と、拡大手段により撮像手段のダイナミックレンジを所定の量だけ拡大させて、撮像手段の画面内の測光値取得領域の信号値を検出する検出手段と、検出手段により検出された測光値取得領域の信号値と所定の基準値との差に基づいて、現在設定されているダイナミックレンジを測光値取得領域が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する制御手段と、目安を表示させるための表示制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ユーザが、特定の点や領域において必要なダイナミックレンジを得るための目安を把握することが可能になる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの外観図 実施形態１に係るデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図 実施形態１のダイナミックレンジアシスト機能に係る一連の動作を示すフローチャート 実施形態１に係るダイナミックレンジアシスト機能に係るガンマ補正特性の一例を示すグラフ 実施形態１に係る差分値表示処理に係る一連の動作を示すフローチャート 実施形態１に係る測光値取得領域と表示候補領域の例を説明する図 実施形態２に係る差分値表示処理に係る一連の動作を示すフローチャート 実施形態２に係る測光値取得領域と表示候補領域の例を説明する図

（実施形態１）
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、露出を変更して撮影可能な任意のデジタルカメラに本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、撮像機能を備えるデジタルカメラに限らず、露出を変更して撮影可能な任意の電子機器にも適用可能である。これらの機器には、例えば携帯電話機、ゲーム機、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、時計型や眼鏡型の情報端末、監視システム、内視鏡システム等の医療機器などが含まれてよい。

（デジタルカメラ１００の構成）
図１は、本実施形態の撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００の外観図である。表示部２８は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパー等の表示パネルを含み、例えば開閉可能に取り付けられる。表示部２８は、開放時に例えば撮影された画像や記録媒体２００から読み出した撮影画像を表示するほか、ユーザがデジタルカメラ１００を操作するためのメニュー画面を表示する。

録画スイッチ６１は、動画記録開始及び終了を指示するスイッチであり、デジタルカメラ１００の例えば背面部に配置される。また、後述する操作部７０の一部を構成してもよい。モード切替スイッチ６０はデジタルカメラ１００の各種モードを切り替えるためのスイッチであり、例えば後述する操作部７０の一部を構成する他のスイッチ類と共に表示部２８を開放した際に操作可能なデジタルカメラ１００の側面側に配置される。

コネクタ１１２は、所定の接続ケーブルとデジタルカメラ１００とを物理的に接続する接続インターフェースである。接続ケーブルが接続されると、通信部１１３は接続された外部装置と通信することができる。

操作部７０は、様々なユーザ操作を受け付ける各種ボタン、十字キー等の操作部材により構成される。操作部７０は、例えばメニュー表示ボタン、決定ボタン、その他カーソルキー、ポインティングデバイス、タッチパネル等を有する。

電源スイッチ７２は、電源オン、電源オフを切り替えるスイッチであり、例えばデジタルカメラ１００の上面側に配置される。記録媒体２００はデジタルカメラ１００から着脱可能な、例えばメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。記録媒体スロット２０１は記録媒体２００をデジタルカメラ１００に装着するためのスロットであり、デジタルカメラ１００と記録媒体２００とを電気的に接続して互いの通信を可能にする。

図２は、本実施形態のデジタルカメラ１００の機能構成例を示すブロック図である。なお、図２に示す機能ブロックの１つ以上は、ＡＳＩＣやプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ＣＰＵやＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。

撮影光学系１０３は、ズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群を含み、撮影条件に応じて被写体光学像を撮像部２２に含まれる撮像素子に結像させる。絞り１０１は入射する光量を調整するために使用される。ＮＤ１０４は例えばＮＤフィルタを含み、設定に応じて入射する光量を減光する。

撮像部２２は、光電変換素子を有する画素が複数、２次元的に配列された構成を有する撮像素子を含む。撮像素子は、撮影光学系１０３により結像された被写体光学像を各画素で光電変換し、アナログ画像信号を出力する。撮像素子は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子であってよい。撮像部２２は電子シャッターによる蓄積電荷の制御、アナログゲインの制御、読み出し速度の変更などの機能を備える。Ａ／Ｄ変換部２３は、撮像部２２から出力されたアナログ信号をデジタル信号（画像データ）に変換する。バリア１０２は、デジタルカメラ１００の、撮影光学系１０３を含む撮像系を覆うことにより、撮影光学系１０３、絞り１０１、撮像部２２を含む撮像系の汚れや破損を防止する。

画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３から出力された画像データ、又は、メモリ制御部１５から出力された画像データに対して、所定の画素補間、拡大や縮小などのリサイズ処理、色変換処理、ガンマ補正、デジタルゲインの付加等の処理を適用する。また、撮像時の画像データに対する所定の演算処理を行って、演算結果をシステム制御部５０に送信する。システム制御部５０は当該演算結果に基づいて露出制御、測距制御、及びホワイトバランス制御等を行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等を行うことができる。

メモリ３２は、例えばＳＤＲＡＭなどの揮発メモリであり、画像データ、音声データ等の各種のデータを一時的に記憶する。メモリ３２は、Ａ／Ｄ変換部２３から出力された画像データや表示部２８に表示するための画像データを、画像処理部２４及び／又はメモリ制御部１５を介して入力する。メモリ３２は、所定時間の動画像および音声を格納するための十分な記憶容量を備えるとともに、メモリ３２は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねる。

Ｄ／Ａ変換部１３は、メモリ３２に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部２８に供給する。表示部２８は、メモリ３２に記憶されていた表示用の画像データをＤ／Ａ変換部１３を介して取得し、ＬＣＤ等の表示パネル上に取得したアナログ信号を表示する。

このように、デジタルカメラ１００は、撮像部２２から出力されてメモリ３２に蓄積されたデジタル画像データを、表示部２８に転送して逐次表示することにより、例えば電子ビューファインダとして機能し、スルー画像表示を行うことができる。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去及び記録が可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭを含む。また、不揮発性メモリ５６は、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等を記憶する。

システム制御部５０は、デジタルカメラ１００全体を制御する。前述した不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムを実行することにより、後述する本実施形態の各処理を実現する。

システムメモリ５２は、揮発性のメモリであり例えばＲＡＭが用いられる。システムメモリ５２には、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。また、システム制御部５０はメモリ３２、Ｄ／Ａ変換部１３、表示部２８等を制御することにより表示制御も行う。

システムタイマ５３は、各種制御に用いる時間（タイミング）や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。

モード切替スイッチ６０、録画スイッチ６１及び操作部７０はシステム制御部５０に各種の動作指示を入力する。モード切替スイッチ６０は、システム制御部５０の動作モードを、動画記録モード、静止画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。動画記録モードや静止画記録モードに含まれるモードには、例えばオート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別に撮影条件を異ならせる各種シーンモード等がある。録画スイッチ６１は、撮影待機状態と撮影状態を切り替える。録画スイッチ６１が撮影状態に切り替えられたことに応じて、システム制御部５０は撮像部２２からの画像信号の読み出しから記録媒体２００への画像データの書き込みまでの一連の動作を開始する。

操作部７０は各操作部材を含み、例えば表示部２８に表示される種々の機能ボタンをも含む。システム制御部５０は、例えば場面ごとに適宜機能を割り当てたアイコンを表示させ、各種機能ボタンとして作用させる。機能ボタンには、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。システム制御部５０は、例えばメニューボタンが押下された場合、各種設定を行うことが可能なメニュー画面を表示部２８に表示させる。ユーザは、表示部２８に表示されたメニュー画面を確認しながら、例えば上下左右４方向を指定可能な十字キー及びＳＥＴボタンを押下することにより各種設定を行うことができる。

電源制御部８０は、例えば電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量等を検出する。また、電源制御部８０は、電池残量等の検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。

電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉイオン電池等の二次電池、ＡＣアダプター等を含む。記録媒体Ｉ／Ｆ１８は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００とのインターフェースである。通信部１１３は、所定の方式に準拠した通信方式により外部装置と通信を行う。通信部１１３は、システム制御部５０の指示に応じて、例えばコネクタ１１２に接続された接続ケーブルを介して外部装置との有線通信を行う。また、通信部１１３にアンテナを備えて例えば近接無線通信、無線ＬＡＮ通信及び携帯電話用の無線通信を行うようにしてもよい。

記録媒体２００は、撮影により得られた画像データ等を記録する、メモリカード等の記録媒体であり、例えば半導体メモリや磁気ディスクを含む。

（Ｄレンジアシスト機能の概要）
ビデオカメラで動画を撮影する場合、高輝度の被写体に対して白飛びを抑制するための手法として、露出をアンダーにするとともに感度を上げてダイナミックレンジを拡大する方法がある。しかし、現状の露出で白飛びが発生している場合、どの程度ダイナミックレンジを拡大すれば白飛びを回避できるか、すなわち、どの程度露出をアンダーにすれば白飛びが回避できるかはユーザには分からない。それは、白飛びしている部分は信号が飽和しているので、その部分の信号レベルの最大値はカメラ側でも検出できないためである。

そこで、本実施形態では、撮影中に一旦ダイナミックレンジを広い値に設定する。これにより、今まで画面内で白飛びしていた部分が飽和しなくなり、その部分の信号の最大値を検出することができる。つまり、今まで設定されていたダイナミックレンジで表現できる（階調性を有する）信号の最大値と、白飛びしていた部分の信号の本来の最大値の差を求めることができる。そして、この差の分だけダイナミックレンジを拡大すれば白飛びを回避できることが分かり、それをユーザに通知することができる。

本実施形態では、デジタルカメラ１００は、現在撮影している映像の一部が白飛びしている場合に、この白飛びしている部分における信号値の本来の最大値と、現在設定されているダイナミックレンジで表現できる信号の最大値の差分を表示可能である。ユーザは、この表示された差分だけダイナミックレンジを拡大すれば（露出をアンダーにすれば）画像の白飛びを回避できることを知ることができる。この機能をＤレンジアシスト機能という。また、以下の説明ではダイナミックレンジを単にＤレンジともいう。

本実施形態に係るＤレンジアシスト機能では、一旦露出を低下させてダイナミックレンジを広い値に設定する。その後、ユーザにより入力された画像上の複数の点又は領域で飽和していた信号値の本来の最大値（測光値）を検出し、当該測光値と現在設定されているダイナミックレンジで表現できる信号の最大値との差分を表示する処理（差分値表示処理）を行う。

（Ｄレンジアシストに係る一連の動作）
まず、図３を参照して、Ｄレンジアシストに係る一連の動作について説明し、次に図５を参照して、Ｄレンジアシストの一部である差分値算出処理について詳細に説明する。なお、本処理は、システム制御部５０が不揮発性メモリ５６に記憶されたプログラムをシステムメモリ５２の作業用領域に展開し、実行することにより実現される。

Ｓ３０１において、システム制御部５０は、Ｄレンジアシスト機能が有効化されているかを判定する。より具体的に、システム制御部５０は、例えばＤレンジアシスト機能が有効化されているかを示すフラグを参照して、Ｄレンジアシスト機能が有効化されているかを判定する。Ｄレンジアシスト機能が有効化されているかを示すフラグは、システム制御部５０が、ユーザによりＤレンジアシスト機能が有効化又は無効化された際に設定し、システムメモリ５２に記憶させればよい。システム制御部５０は、Ｄレンジアシスト機能が有効化されていることをフラグが示す場合、Ｓ３０２に処理を進め、無効化されていることを示す場合、本処理の一連の動作を終了する。

Ｓ３０２において、システム制御部５０は、Ｄレンジを変更しようとする量（単にＤレンジ変更量ともいう）を算出する。本実施形態では、Ｄレンジをデジタルカメラ１００で設定可能な最大のＤレンジであるＤｍａｘに変更するものとする。Ｄレンジの変更量の段数であるＤｃｈａｎｇｅは、現在のＤレンジをＤｎｏｗ、変更後のＤレンジをＤｍａｘとすると式（１）に従って算出することができる。

Ｄｃｈａｎｇｅ＝ｌｏｇ₂（Ｄｍａｘ／Ｄｎｏｗ） …（１）
例えば最大Ｄレンジが８００％で、現在のＤレンジが４００％であるとすると、Ｄｃｈａｎｇｅは１段となる。現在のＤレンジが３００％であるとすると、Ｄｃｈａｎｇｅは約１．５２段となる。なお、Ｄレンジの変更量は、飽和した測光値を取得できる範囲であれば、ダイナミックレンジをデジタルカメラ１００で設定可能な最大のＤレンジにするための変更量よりも小さい変更量であってもよい。

Ｓ３０３において、システム制御部５０は、Ｓ３０２において算出したＤレンジ変更量の段数に応じて、露出を変更すると共にガンマ補正特性を変更する。まず、システム制御部５０は、絞り１０１、ＮＤ１０４、撮像部２２における電子シャッター、アナログゲイン等を変更することにより、露出を変更する。例えば、電子シャッターを用いて露出を変更する際に、Ｄレンジ変更前の電子シャッターの開閉速度が１／６０秒に設定されており、かつＤレンジ変更量の段数が１段である場合、システム制御部５０は電子シャッターの開閉速度を１／１２０秒に変更する。なお、露出を変更する方法は、撮像部２２の撮像素子から画像信号が出力される前に露出を変更することができれば上記以外の方法でもよい。

そして、システム制御部５０は、画像処理部２４に含まれるガンマ補正回路のガンマ補正特性を変更する。これは、Ｄレンジを拡大するために露出をアンダーにすることになるため、露出を変化させた分を、ガンマ補正特性を変更することで補正し、この露出の変化が表示画像に表れることを防止するものである。

Ｄレンジアシストを有効化していない場合（通常時）の入力Ｘに対するガンマ補正回路による出力をＹとする。システム制御部５０は、Ｄレンジアシスト機能を有効化した場合のガンマ補正特性を、Ｘ×Ｄｎｏｗ／Ｄｍａｘの出力がＹとなるように変更する。

また、このガンマ補正特性では、通常時における入力の最大値をＸｍａｘ、出力の最大値をＹｍａｘとすると、Ｄレンジアシスト機能を有効化した場合、入力Ｘｍａｘ×Ｄｎｏｗ／Ｄｍａｘの場合にＹｍａｘが出力される。また、当該入力より大きな入力値に対しては、常にＹｍａｘが出力される。

図４には、Ｄレンジアシストを有効化した場合と通常時におけるガンマ補正特性の一例を示している。横軸はガンマ補正回路の入力ビット値を、縦軸は出力ビット値を示す。Ｄレンジアシストが有効化されている場合のガンマ補正特性は、例えばＤｎｏｗが４００％、Ｄｍａｘが８００％である場合の例を示している。具体的には、Ｄｎｏｗ／Ｄｍａｘが１／２（＝４００％／８００％）となるため、通常時の入力Ｘに対する出力と、Ｄレンジアシストを有効化した場合の入力Ｘ／２に対する出力とが同じ値になる。またＤレンジアシスト機能を有効化した場合はＸｍａｘ／２の場合に出力がＹｍａｘとなり、以降はＹｍａｘが出力される。

Ｓ３０４において、システム制御部５０は、後述する差分値表示処理を行う。システム制御部５０は、ユーザにより入力された画像上の複数の点又は領域における測光値と現在設定されているダイナミックレンジで表現できる信号の最大値との差分を表示すると、本処理に係る一連の動作を終了する。

（差分値表示処理に係る一連の動作）
次に、図５を参照して、差分値表示処理の詳細について説明する。

Ｓ５０１において、システム制御部５０は、操作部７０を介して、測光値取得点を特定するユーザ操作を受け付ける。なお、測光値取得点とは、ユーザがＤレンジに含める又は測光値を計測するための画像上の位置を指す。図６（ａ）には、被写体を含む画像に対してユーザが点Ａ及び点Ｂの位置を指定した例を示している。画像上の所定の位置を指定する操作は、例えば操作部７０に含まれるタッチパネル上の位置に対する指の接触を検出することにより、ユーザにより指定された画像上の２次元座標を取得する。そして、システム制御部５０は、測光値取得点に基づいて、例えば点Ａと点Ａの近傍の所定の画素（例えば点Ａを中心とした８画素）を表示候補領域Ａとして設定する。なお、本実施形態の測光値取得点は領域であってもよいし、逆に表示候補領域は、ユーザが接触した位置（点）のみであってもよい。

Ｓ５０２において、画像処理部２４は、システム制御部５０の指示に応じて、Ｓ５０１において設定された新たな表示候補領域における測光値を取得する。なお、測光値の取得は、Ｄレンジ（露出）が変更された状態での測光値を取得するものであり、ガンマ補正回路を通過する前の画像データから取得する。

例えば画像処理部２４は、表示候補領域Ａに含まれる画素の輝度信号を、表示候補領域Ａにおける測光値として取得する。画像処理部２４は、表示候補領域における測光値を取得するために、表示候補領域内の画素の輝度信号について例えば平均値を算出する。しかし、表示候補領域の明るさが算出できればよく、表示候補領域の輝度信号の最大値又は最小値を算出してもよいし、表示候補領域内の輝度信号の積分値を求めてもよい。また、ＥＶ値等、明るさの指標となる値を用いてもよい。なお、例えば表示候補領域Ａでは測光値として３５００を取得したものとして説明する。Ｓ５０３において、画像処理部２４は表示候補領域の座標（例えば測光値取得点でもよい）と取得した測光値をシステムメモリ５２に記憶する。

Ｓ５０４において、システム制御部５０は、新たな測光値取得点（例えば図６（ａ）に示す点Ｂ）を特定するユーザ操作があるかを判定する。システム制御部５０は、操作部７０を介して新たな測光値取得点に対する入力があった場合、処理をＳ５０１に再び戻し、例えば図６（ａ）の点Ｂに対してＳ５０１〜Ｓ５０３の処理を繰り返す。なお、例えば表示候補領域Ｂの測光値として４０を取得したものとして説明する。システム制御部５０は、例えば、少なくとも２つ以上の所定の数の測光値取得点を特定するユーザ操作を受け付けており、かつ所定の時間間隔において測光値取得点を特定するユーザ操作が無い場合、Ｓ５０５に処理を進める。

Ｓ５０５において、システム制御部５０は、取得した複数の表示候補領域のなかから、最大の測光値を有する表示候補領域（例えば表示候補領域Ａ）と最少の測光値を有する表示候補領域（例えば表示候補領域Ｂ）とを検出する。さらに、システム制御部５０は、最大の測光値を有する表示候補領域と最少の測光値を有する表示候補領域とを表示部２８に表示させる。その他の表示候補領域については、座標や測光値に応じて必要性を判定（例えば画像内の中心付近に存在する場合に必要と判定する等）した上で表示しても良い。

Ｓ５０６において、システム制御部５０は、最大の測光値を有する表示候補領域（すなわち表示候補領域Ａ）の差分値を算出する。すなわち、システム制御部５０は、最大の測光値を有する表示候補領域において、現在のＤレンジを変更する際に参考とするための測光値の差分を算出する。システム制御部５０は、最大の測光値を有する表示候補領域Ａに関して、現在のＤレンジをどれだけ広げればよいかをユーザに提示するため、現在のＤレンジで表現できる信号の最大値と測光値の差分値を式（２）に従って算出する。

差分値＝ｌｏｇ₂（測光値／（最大値×現在Ｄレンジ／最大Ｄレンジ））
…（２）
例えば、現在のＤレンジが４００％、最大Ｄレンジが８００％、輝度として許容される最大値が４０９５、表示候補領域Ａの測光値が３５００である場合、差分値は約０．７７段となる。すなわち、現在のＤレンジで表現できる信号の最大値を基準値としてＤレンジを０．７７段分変更して約６８０％にまで拡大すれば、表示候補領域ＡはＤレンジで表現できる最大値の範囲内に収まることになる。そして、システム制御部５０が０．７７段分のＤレンジの変更をユーザに提示することにより、ユーザは０．７７段分のＳ／Ｎ比が低下する可能性や露出変更の必要性を理解することもできる。

Ｓ５０７において、システム制御部５０は、最小の測光値を有する表示候補領域（すなわち表示候補領域Ｂ）の差分値を算出する。すなわち、システム制御部５０は、最小の測光値を有する表示候補領域Ｂが暗部のＤレンジに含まれているかを判定するために、式（３）に従って、測光値と露出基準となる１８％グレー撮影時の入力値との差分値を算出する。

差分値＝ｌｏｇ₂（測光値／１８％グレー適正露出で撮影した入力値）
…（３）
例えば、１８％グレーを適正露出で撮影した場合の入力値が７３７、表示候補領域Ｂの測光値が４０である場合、式（３）に従って得られる差分値は約−４．２段となる。適正露出で撮影した場合の入力値は、例えばユーザによるカメラテスト等により予め取得されて不揮発性メモリ５６等に格納され、測光値が適正露出より低い場合のノイズ感、階調性など基準として用いられる。更に、ユーザが適正露出からマイナス何段までの範囲を画質として許容可能であるかを示す基準が予め取得され、不揮発性メモリ５６等に格納されているものとする。例えば、ユーザが適正露出から−６段までの範囲を画質として許容可能であるとの基準を与えている場合、上述した表示候補領域Ｂの例では、差し引き１．８段分のＤレンジが変更可能であることになる。

Ｓ５０８において、システム制御部５０は、ユーザによるダイナミックレンジ変更を補助するためにＳ５０６及びＳ５０７における算出結果を、表示部２８に表示させる。より具体的に、システム制御部５０は、最大の測光値を有する表示候補領域（表示候補領域Ａ）の現在Ｄレンジとの差分値と、最少の測光値を持つ表示候補領域（表示候補領域Ｂ）の適正露出との差分値とを、座標情報とともに画像処理部２４に入力する。画像処理部２４は、システム制御部５０の指示に応じて、表示候補領域Ａ及び表示候補領域Ｂの座標に対応する画像位置に、差分に対する基準の種別と差分値とを重畳した画像データを生成する。システム制御部５０は、生成された画像データを、メモリ制御部１５とＤ／Ａ１３とを介して表示部２８に表示させる。

図６（ｂ）は本ステップにおける表示例を示している。図６（ｂ）には、表示候補領域Ａにおける基準６０１及び差分値６０２を示している。基準６０１及び差分値６０２を表示することにより、ユーザは表示候補領域Ａの被写体をＤレンジの範囲内に収めるためには「現在のＤレンジ」から「＋０．７７」段分に相当するＤレンジの変更が必要であることを容易に把握することができる。また、図６（ｂ）には、表示候補領域Ｂにおける基準６０３及び差分値６０４を示している。基準６０３及び差分値６０４を表示することにより、ユーザは表示候補領域Ｂの被写体の「適正露出」からの露出差が「−４．２」段であることを容易に把握することができる。システム制御部５０は、差分の基準と差分値とを重畳した画像データを表示させた後、図３に示した処理に戻る。

なお、Ｓ５０８における差分値の表示については、Ｄレンジや適正露出からの段数を表示する代わりに、測光値やＥＶ値等の明るさの指標の差分値を表示してよい。また、本実施形態では、Ｄレンジアシストモードにおいて上述した差分値を表示する例を説明したが、Ｄレンジアシストモード以外のモードにおいて上述した差分値が表示される場合があってもよい。さらに、Ｄレンジアシストモードの場合に、最大の測光値を有する表示候補領域Ａの測光値と最大値との差分値を表示する一方で、Ｄレンジアシストモード以外の場合に測光値や適正露出からの露出差を表示するといった構成をとってもよい。

以上説明したように本実施形態では、ユーザの指定した被写体領域の位置の本来の測光値を、露出をアンダーにして取得し、当該測光値と、現在のＤレンジで表現できる信号の最大値との相違（差分値）を表示部２８に表示するようにした。このような差分値を表示することにより、現在のＤレンジにおいて飽和した領域であっても、ユーザが実際にＤレンジを変更することなく、どの程度Ｄレンジを変更すべきかを容易に把握することができる。すなわち、最大の測光値を有する表示候補領域の測光値がデジタルカメラ１００において設定可能な最大のＤレンジの範囲内であれば、現在のＤレンジで表現できる最大値を超えていても、現在のＤレンジと当該測光値の関係を把握することができる。また、最少の測光値を有する表示候補領域の測光値に対して、適正露出からの差分値を表示することにより、最少の測光値を有する表示候補領域の被写体をユーザの定めたＤレンジ範囲に含めつつ、Ｄレンジをどの程度変更可能かを把握することができる。従って、ユーザが、特定の点や領域において必要なダイナミックレンジを得るための目安を把握することができる。

（実施形態２）
次に実施形態２について説明する。実施形態１では、ユーザが指定した測光値取得点に対して、測光値の最大値又は最小値を有する表示候補領域のいずれかを割り当てる例を説明した。しかし、本実施形態では、人物の顔や窓の景色一面など、Ｄレンジに含まれる被写体を範囲で指定し、指定した領域内に測光値の最大値及び最小値を有する表示候補領域を割り当てる例について説明する。より具体的に、本実施形態では、測光値を取得する領域（単に測光値取得領域ともいう）を指定するユーザ操作を受け付け、当該領域を分割した小領域を表示候補領域とする例について説明する。なお、本実施形態では、差分値表示処理に係る一連の動作が実施形態と異なり、デジタルカメラ１００の構成や他の処理は、実施形態１と同一である。このため、同一の構成及びステップについては同一の符号を付して重複する説明は省略し、相違点について重点的に説明する。

（差分値表示処理に係る一連の動作）
図７を参照して、本実施形態における、差分値表示処理に係る一連の動作について説明する。

Ｓ７０１において、システム制御部５０は、測光値取得領域を特定するユーザ操作を受け付ける。なお、上述したように測光値取得領域は、ユーザがＤレンジに含める又は測光値を計測するための画像上の領域を指す。図８（ａ）は、測光値取得領域を特定するユーザ操作が範囲指定である場合の一例を示している。システム制御部５０は、例えば、ライブビュー表示における画像が表示部２８に表示されている場合、操作部７０を介してユーザが描いた円や矩形を入力して、当該円や矩形に含まれた範囲やユーザが塗りつぶした範囲を測光値取得領域とする。図８（ａ）の例では、領域Ｃ及び領域Ｄが測光値取得領域として特定されている。

Ｓ７０２において、システム制御部５０は、画像に対するユーザ操作が点指定であるか測光値取得領域を特定する範囲指定であるかを判定する。システム制御部５０は、例えば、ユーザ操作の範囲が所定の閾値より大きい場合に、ユーザ操作が範囲指定であると判定し、ユーザ操作の範囲が所定の閾値以下である場合に点指定であると判定する。そのほか、システム制御部５０は、ユーザ操作が点指定であるか範囲指定であるかの判定を、別途設けられたユーザインターフェース上の設定に基づいて判定してもよい。システム制御部５０は、ユーザ操作が範囲指定であると判定した場合、Ｓ７０３に処理を進め、一方でユーザ操作の範囲が点指定であると判定した場合、Ｓ５０２に処理を進める。

Ｓ７０３において、システム制御部５０は、入力された測光値取得領域を小領域に分割する。Ｓ７０４において、分割した小領域ごとに測光値を取得する。本実施形態では、例えば小領域を１画素として、測光値取得領域内の画素値を走査することにより、当該測光値取得領域における高輝度部（例えば最大輝度点）や低輝度部（例えば最少輝度点）を検出する。

Ｓ７０５において、システム制御部５０は、検出した最大輝度点及び最少輝度点をそれぞれ中心とした８画素の領域を表示候補領域とする。また、システム制御部５０は、それぞれの表示候補領域の画素値の平均値を表示候補領域の測光値とする。図８（ｂ）には、得られた表示候補領域の例を示している。システム制御部５０は、領域Ｃ、領域Ｄからそれぞれ表示候補領域Ｃｍａｘ、表示候補領域Ｃｍｉｎ、表示候補領域Ｄｍａｘ、表示候補領域Ｄｍｉｎを検出する。

その後、システム制御部５０は、実施形態１と同様にＳ５０３〜Ｓ５０８の処理を行って本処理に係る一連の動作を終了する。

Ｓ５０６及びＳ５０７において、システム制御部５０は、これら表示候補領域の差分値を算出する。このとき、式（３）に従って各表示候補領域と１８％グレー入力値との差分値を算出してもよい。このとき、例えば、測光値が、表示候補領域Ｃｍａｘは３８００、表示候補領域Ｃｍｉｎは１２００、表示候補領域Ｄｍａｘは２６００、表示候補領域Ｄｍｉｎは４００として検出されている。例えば、１８％グレーを適正露出とする場合の入力値が７３７であるとすると、式（３）に従って例えば最大の測光値を有する表示候補領域Ｃｍａｘの差分値は約２．３６、最少の測光値を有する表示候補領域Ｄｍｉｎの差分値は約−０．８８となる。

算出した差分値を表示する場合、システム制御部５０は例えば図８（ｃ）に示すように差分値を表示する。図８（ｃ）では、表示候補領域Ｃｍａｘの差分値と、表示候補領域Ｄｍｉｎの差分値とを表示している。

なお、本実施形態に係る測光値取得領域の分割方法については、範囲内を予め定められた任意の幅で区切ることで小領域とし、小領域ごとの画素値の平均値などの計算値を測光値としてもよい。

以上説明したように本実施形態では、ユーザが特定した測光値取得領域ごとに最大の測光値及び最小の測光値を有する表示候補領域を検出するとともに、それぞれの表示候補領域の差分値を表示するようにした。このように表示候補領域の差分値を表示すれば、ユーザが意図した被写体の領域において必要なダイナミックレンジを得るための目安を把握することができる。

（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。

２２…撮像部、２４…画像処理部、２８…表示部、５０…システム制御部、７０…操作部

Claims (13)

1. 被写体を撮像して画像データを出力する撮像手段と、
   前記撮像手段の露出を低くすることにより前記撮像手段のダイナミックレンジを現在設定されているダイナミックレンジから拡大する拡大手段と、
   信号値を取得するための画像内の測光値取得領域を特定するユーザ操作を取得する取得手段と、
   前記拡大手段により前記撮像手段のダイナミックレンジを所定の量だけ拡大させて、前記撮像手段の画面内の前記測光値取得領域の信号値を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記測光値取得領域の信号値と所定の基準値との差に基づいて、前記現在設定されているダイナミックレンジを前記測光値取得領域が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する制御手段と、
   前記目安を表示させるための表示制御手段と、を備える
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、複数の前記測光値取得領域のうち最も高い信号値を有する第１の測光値取得領域について、前記検出手段により検出された前記第１の測光値取得領域の信号値と、前記拡大手段により拡大される前のダイナミックレンジで表現できる信号の最大値である第１の所定の基準値との差に基づいて、前記第１の測光値取得領域が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、更に、複数の前記測光値取得領域のうち最も低い信号値を有する第２の測光値取得領域について、前記検出手段により検出された前記第２の測光値取得領域の信号値と、適正露出における所定の信号値である第２の所定の基準値との差に基づいて、前記第２の測光値取得領域が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記測光値取得領域において、前記検出手段により検出された最も高い信号値と前記拡大手段により拡大される前のダイナミックレンジで表現できる信号の最大値である第１の所定の基準値との差に基づいて、前記測光値取得領域の高輝度部が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための差分値を出力すると共に、前記測光値取得領域において最も低い信号値と適正露出における所定の信号値である第２の所定の基準値との差に基づいて、前記測光値取得領域の低輝度部が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記取得手段は、表示手段に表示された画像に対する、画像内の点又は領域の情報を前記ユーザ操作として取得する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記画像データに階調補正を行う階調補正手段を更に備え、
   前記取得手段は、ユーザが前記階調補正された画像データに対して前記測光値取得領域を特定するように構成される、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記表示制御手段は、前記階調補正された画像データを前記目安と共に表示させる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記目安は、前記所定の基準値に対する信号値の差分を示す情報である、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記表示制御手段は、前記所定の基準値の種別を更に表示し、前記所定の基準値の種別は、前記所定の基準値が前記拡大手段により拡大される前のダイナミックレンジに基づくものであるか適正露出に基づくものであるかを示す情報である、
   ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記拡大手段は、前記撮像手段のダイナミックレンジを前記撮像装置で設定可能な最大のダイナミックレンジまで拡大することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 前記拡大手段は、前記撮像手段のダイナミックレンジを前記撮像装置で設定可能な最大のダイナミックレンジにするための変更量よりも小さい変更量だけ拡大させることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
12. 被写体を撮像して画像データを出力する撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、
    拡大手段が、前記撮像手段の露出を低くすることにより前記撮像手段のダイナミックレンジを現在設定されているダイナミックレンジから拡大する拡大工程と、
    取得手段が、信号値を取得するための画像内の測光値取得領域を特定するユーザ操作を取得する取得工程と、
    検出手段が、前記拡大手段により前記撮像手段のダイナミックレンジを所定の量だけ拡大させて、前記撮像手段の画面内の前記測光値取得領域の信号値を検出する検出工程と、
    制御手段が、前記検出手段により検出された前記測光値取得領域の信号値と所定の基準値との差に基づいて、前記現在設定されているダイナミックレンジを前記測光値取得領域が階調性を有するダイナミックレンジに変更するための目安を出力する制御工程と、
    表示制御手段が、前記目安を表示させるための表示制御工程と、を備える
    ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
13. 請求項１２に記載の撮像装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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