JP2003224771A

JP2003224771A - 画像処理方法、画像処理装置及び電子カメラ

Info

Publication number: JP2003224771A
Application number: JP2002020738A
Authority: JP
Inventors: Manabu Hyodo; 学兵藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: US7310448B2; US20030142880A1; JP3805259B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ストロボ発光装置の発光を伴う撮影時にその
撮像画像を、撮像画像に含まれる主要被写体が適正な明
るさの画像として得る。【解決手段】撮像画像の明るさの積算値を求め（１０
０）、重みを付した評価値Ｅを算出し（１０２）、撮像
画像のコントラスト（明るさの平均値と最大値の比）を
求め（１０４）、評価値Ｅを用いて画像信号のゲインＧ
を求めた後に（１０６〜１１８）、被写体の明るさを適
正に補正するために、コントラストに応じてゲインＧを
抑制する値が変動する抑制ゲインＣＧを求め（１２
０）、上記ゲインＧ及び抑制ゲインＣＧを用いて最終的
に画像を補正するための補正ゲインＧａｌｌを算出し
（１２２）、ゲイン調整回路により画像信号を増幅して
撮像画像を補正する（１２４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理方法、画
像処理装置及び電子カメラ、特に、ＣＣＤなど固体撮像
素子を用いて画像を撮像するときに、撮像画像に対して
自動的に補正を加える画像処理方法、画像処理装置及び
電子カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ装置などによって、暗いシーンを
撮影する場合には、ストロボ装置（ストロボ発光装置）
の発光が必要であるが、被写体までの距離に対してスト
ロボ装置の発光能力が低い場合には、被写体まで発光し
た光が到達せずに光量不足の画像が得られてしまう。

【０００３】この問題を解消するものとして、被写体ま
での距離情報を得て、この距離情報に応じて発光量を決
定したり、受光センサ（調光センサ）によりストロボ装
置の反射光を感知し、適切な光量に達した時にストロボ
発光を停止させる制御を行う、所謂オートストロボが知
られている。

【０００４】ところが、高精度の測定精度や発光制御精
度が要求され、撮影時に適切な発光量を得るためには、
複雑な制御や機構が必要である。

【０００５】このために、撮像された信号そのものを増
幅することによって、精度よく画像の明るさを制御する
技術が知られている（特開２００１−１６９１７８号公
報参照）。この技術では、ストロボ発光時の撮像画像の
画像データを用いて求めた明るさの加重平均値からスト
ロボ発光時の被写体までの光の到達性を判別し、画像信
号の増幅率を変更している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮影時
の画像データから求めた値が小さい場合であっても、対
象となる被写体にストロボ装置からの発光が到達してい
る場合がある。すなわち、対象となる被写体の撮像画像
上の領域が小さい場合には、それを平均することによっ
て、撮像画像としては暗いと判別される場合がある。こ
の場合には、必要以上に増幅率が増加され、対象となる
被写体の画像が適切な明るさで表示したり記録したりす
るときの画像形成がなされない。本発明はこのような事
情に鑑みてなされたもので、電子スチルカメラのストロ
ボ撮影時に精度よく映像信号の光量不足を補正し、主要
被写体が適正な明るさの画像を得ることができる画像処
理方法及び装置並びにその装置を搭載した電子カメラを
提供することを目的とする。

【０００７】本発明は、上記事実を考慮して、ストロボ
発光装置の発光を伴う撮影時にその撮像画像を、撮像画
像に含まれる主要被写体が適正な明るさの画像として得
ることができる画像処理方法、画像処理装置及び電子カ
メラを得ることが目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像処理方法は、ストロボ発光装置の発光を
伴う撮影時に撮像素子より得られた画像信号に基づいて
撮像画像の明るさの度合いを求める工程と、前記撮像画
像の明るさの度合いから撮像画像のコントラストを求め
る工程と、前記撮像画像の求めた明るさの度合い及びコ
ントラストに基づいて、前記画像信号の増幅率を決定
し、前記決定した増幅率によって前記画像信号を増幅す
る工程と、含んでいる。

【０００９】本発明の画像処理方法では、まず、ストロ
ボ発光装置の発光を伴う撮影時に撮像素子より得られた
画像信号に基づいて撮像画像の明るさの度合いを求め
る。撮像画像の明るさの度合いとは、撮像画像全体の明
るさの分布から求まる特徴値をいい、撮像時の被写体及
び周囲光源からの光によって定まるものである。次に、
撮像画像の明るさの度合いから撮像画像のコントラスト
を求める。ここでいうコントラストとは、撮像画像の明
暗の比率をいい、明るい部位と暗い部位との明るさの度
合いの差や比が大きくなるに従って、コントラストが大
きくなる。例えば、暗闇で単一の人物をストロボ発光を
伴って撮像したときにストロボ光が人物に到達した場合
には、被写体である人物では明るくなり、他は暗くなる
ので、コントラストは大きくなる。

【００１０】次に、撮像画像の求めた明るさの度合い及
びコントラストに基づいて、画像信号の増幅率を決定
し、決定した増幅率によって画像信号を増幅する。この
増幅率の決定は、撮像画像に含まれる被写体の画像が最
適な明るさとして提供されるように、決定する。すなわ
ち、明るさの度合いが小さいときであってもコントラス
トが大きい場合には、ストロボ発光によって適度に光が
照明された被写体の画像を撮像画像が含んでいることが
多い。そこで、明るさの度合いが小さくコントラストが
大きいときには、撮像画像に含まれる明るさの度合いが
大きい領域を基準として増幅率を決定することで、スト
ロボ撮影時の被写体の撮像画像に適した増幅率を定める
ことができ、適正な明るさの画像を得ることができる。

【００１１】前記撮像画像のコントラストは、前記撮像
画像の明るさの度合いとして明るさの最大値と予め定め
た所定値（最小値や平均値）との比を用いることを特徴
とする。

【００１２】前記のように、撮像画像の明るさの度合い
は、撮像画像全体の明るさの分布から求まる特徴値であ
る。この特徴値を簡便に求めるには、明るさの最大値と
予め定めた所定値（最小値や平均値）との比を用いれば
よい。

【００１３】また、前記画像信号を増幅する工程は、前
記撮像素子より得られた画像信号の明るさの度合いに基
づいて前記画像信号の増幅率を決定しかつ、前記撮像画
像のコントラストが予め定めたコントラスト値を越えた
場合に、前記コントラストに基づいて前記増幅率を抑制
する抑制率をさらに決定し、前記決定した抑制率を付加
した増幅率によって前記画像信号を増幅することを特徴
とする。

【００１４】前記増幅率は、撮像画像の明るさの度合い
から求めれば、被写体や環境光源、及び周囲環境によら
ず、平均的な増幅率が定まる。この場合、明るさの度合
いが小さくコントラストが大きいとき、例えば、暗闇で
人物のみをストロボ撮影したとき、撮像画像に含まれる
明るさの度合いが大きい領域である被写体の画像領域に
対しては増幅率が増加傾向にある。そこで、コントラス
トに基づき増幅率を抑制する抑制率を決定し、決定した
抑制率を付加した増幅率によって画像信号を増幅すなわ
ち増幅率が増加するに従って抑制率を増加すれば、スト
ロボ撮影時の被写体の撮像画像に適した増幅率を定める
ことができ、適正な明るさの画像を得ることができる。

【００１５】前記決定される抑制率には上限値及び下限
値の少なくとも一方が設定されていることを特徴とす
る。

【００１６】撮影された画像を不必要に暗くする方向に
補正しないように、または撮影された画像を不必要に明
るくする方向に補正しないように、前記決定される抑制
率に上限値や下限値を設定することが好ましい。特に、
上限値を１に設定することが好ましい。

【００１７】前記明るさの度合いは、前記撮像画像の明
るさの平均値、または、予め定めた撮像画像の位置を基
準とする明るさの加重平均値であることを特徴とする。

【００１８】ストロボ撮影時に取得した画像信号から、
撮影画像の光量の適否を評価することが可能である。す
なわちストロボ光が十分に照射されなかった場合など、
撮影シーンに対してストロボ光量が不適切であると、光
量不足であるが、その判定に、撮像画像の明るさの平均
値、または、予め定めた撮像画像の位置を基準とする明
るさの加重平均値を用いることができる。これにより、
ストロボ撮影時の光量などの明るさを精度よく特定で
き、適正な明るさの画像を得ることができる。

【００１９】前記撮像画像の明るさの度合いを求める場
合、撮像画像を複数のブロックに分割しかつ、各ブロッ
ク毎に明るさの度合いを求め、求めた明るさの度合いの
各々に基づいて前記明るさの度合いを求めることを特徴
とする。

【００２０】明るさの度合いを求めるには、画素毎に明
るさを求めて最終的に撮像画像の明るさの度合いを求め
れば、より正確な値を求めることが可能であるが、処理
が複雑になる。そこで、前記撮像画像の明るさの度合い
を求める手法として、撮影画面を複数のブロックに分割
し、各ブロック毎に明るさの度合い例えば各ブロック毎
の明るさを示す数値を求め、それらの値の各々に基づい
て前記明るさの度合いを求めることが好ましい。

【００２１】例えば、複数のブロックには画面内の位置
に応じた重み係数を定め、明るさの度合いの特徴値は、
各ブロック毎に画像信号を積算した積算値とする。そし
て、明るさの度合いは、各ブロックごとの積算値と該当
する重み係数の乗算値を全てのブロックについて加算
し、その全加算値を重み係数の総和で除算することによ
って求めることができる。撮影画面内の重み係数の分布
により、主要被写体が適正な明るさになるように増幅率
を決定することができる。

【００２２】前記決定される増幅率には上限値及び下限
値の少なくとも一方が設定されていることを特徴とす
る。特に、前記下限値を１に設定することができる。

【００２３】画像信号の増幅率が大きすぎると画像のＳ
／Ｎが劣化するので、適度な増幅を行うべく、前記決定
される増幅率に上限値を設定しておくことが好ましい。
また、撮影された画像を不必要に暗くする方向に補正し
ないように、前記決定される増幅率に下限値を設定して
おく態様もある。特に、画像を暗くする方向の補正を禁
止する場合は、前記下限値を１に設定する。

【００２４】前記画像処理方法は、次の画像処理装置に
よって容易に実現できる。詳細には、画像処理装置は、
ストロボ発光装置の発光を伴う撮影時に撮像素子により
得られた画像信号に基づいて撮像画像の明るさの度合い
を求める明るさ演算手段と、前記撮像画像の明るさの度
合いから撮像画像のコントラストを求めるコントラスト
演算手段と、前記撮像画像の求めた明るさの度合い及び
コントラストに基づいて、前記画像信号の増幅率を決定
する決定手段と、前記決定した増幅率によって前記画像
信号を増幅する増幅手段と、含むことを特徴とする。

【００２５】また、前記画像処理方法は、デジタルカメ
ラなどの電子カメラにその機能を搭載することで、より
効果的な画像を提供できる。詳細には、電子カメラは、
撮像素子と、撮影時に被写体に補助光を与えるようにス
トロボ発光装置を制御するストロボ制御手段と、前記撮
像素子を介して取得した画像信号を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に格納されている画像信号を増幅する
増幅手段と、前記撮像画像の明るさの度合いを求め、
前記撮像画像の明るさの度合いから撮像画像のコントラ
ストを求め、前記撮像画像の求めた明るさの度合い及び
コントラストに基づいて、前記画像信号の増幅率を決定
し、前記決定した増幅率に従って前記増幅手段の増幅率
可変制御を行う制御手段と、前記増幅手段によって増幅
した結果得られた画像を記録媒体に記録する記録手段
と、備えたことを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態はデジ
タルカメラに本発明を適用したものである。

【００２７】図１には本発明の実施の形態に係るデジタ
ルカメラのブロック図を示した。このカメラ１０の撮影
光学系１２は撮影レンズ１４及び絞り１６を含む。撮影
レンズ１４は１枚又は複数枚のレンズで構成され、単一
の焦点距離（固定焦点）のレンズでも良いし、ズームレ
ンズや望遠／広角の二焦点切替式レンズの如く焦点距離
可変のものでもよい。

【００２８】撮影光学系１２を介してＣＣＤ１８の受光
面に結像された被写体像は、各センサで入射光量に応じ
た量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積され
た信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路２０から加えられるＣＣ
Ｄ駆動パルスによって読み出され、信号電荷に応じた電
圧信号（アナログ画像信号）として順次ＣＣＤ１８から
出力される。

【００２９】ＣＣＤ１８には、シャッターゲートを介し
てシャッタードレインが設けられており、シャッターゲ
ートをシャッターゲートパルスによって駆動することに
より、蓄積した信号電荷をシャッタードレインに掃き出
すことができる。すなわち、ＣＣＤ１８は、シャッター
ゲートパルスによって各センサに蓄積される電荷の蓄積
時間（シャッタースピード）を制御する、いわゆる電子
シャッター機能を有している。

【００３０】ＣＣＤ１８から読み出された信号は、ＣＤ
Ｓ回路２２において相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処
理されるとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理
され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバラ
ンス処理）が行われる。

【００３１】これら所定のアナログ信号処理を経た画像
信号は、Ａ／Ｄ変換器２４に加えられ、該Ａ／Ｄ変換器
２４によりＲ，Ｇ，Ｂのデジタル信号に変換された後、
メモリ２６に格納される。

【００３２】タイミング信号発生回路（ＴＧ）２８は、
ＣＰＵ３０からのコマンドに応じてＣＣＤ駆動回路２
０、ＣＤＳ回路２２及びＡ／Ｄ変換器２４に対して適宜
のタイミング信号を与えており、各回路はタイミング信
号発生回路２８から加えられるタイミング信号により同
期して駆動されるようになっている。

【００３３】ＣＰＵ３０は、カメラ１０の各回路を統括
制御する制御部（制御手段）であり、バス３２を介して
ゲイン調整回路３４、ガンマ補正回路３６、輝度・色差
信号処理回路（ＹＣ処理回路という。）３８、圧縮伸張
回路４０、メモリカード４２のカードインターフェース
４４、及び表示部４６を駆動する表示用ドライバー４８
等と接続されている。

【００３４】ＣＰＵ３０は操作部５０からの入力信号に
基づいて対応する回路ブロックを制御するとともに、撮
影レンズ１４のズーミング動作や自動焦点調節（ＡＦ）
動作の制御、並びに自動露出調節（ＡＥ）の制御等を行
う。

【００３５】操作部５０には、画像の記録開始の指示を
与えるレリーズボタン、カメラのモード選択手段、ズー
ム操作手段その他の各種の入力手段が含まれる。これら
入力手段は、スイッチボタン、ダイヤル、スライド式ツ
マミなど種々の形態があり、タッチパネルや液晶モニタ
表示部の画面上において設定メニューや選択項目を表示
してカーソルで所望の項目を選択する態様もある。操作
部５０はカメラ本体に配設されていてもよいし、リモコ
ン送信機としてカメラ本体と分離した構成にすることも
可能である。

【００３６】また、本実施の形態では、操作部５０の入
力手段の１つに、フォーカス位置設定ボタン５１をさら
に含んでいる。このフォーカス位置設定ボタン５１は、
カメラ１０により被写体を撮影するときに、画面内の主
要被写体の位置を指示するためのものである。

【００３７】すなわち、通常は、画面中心に主要被写体
が位置することを想定して、画面中心の被写体にフォー
カスする設定にされている。ところが、ユーザの想定し
た構図（シーン）で、画面の中央部からはずれた位置に
主要被写体を位置させて撮影する場合もある。この場
合、主要被写体に焦点が合致せずに、中央部の被写体に
焦点が合致する。そこで、本実施の形態では、画面の中
央部からはずれた位置に主要被写体が位置する撮影シー
ンで、フォーカス位置を設定することが可能な構成とさ
れている。

【００３８】図４には、フォーカス位置設定ボタン５１
の概念構成を示した。フォーカス位置設定ボタン５１
は、フォーカス位置を初期位置から上部へ移動指示する
ための指示ボタン５１Ｕ、フォーカス位置を初期位置か
ら下部へ移動指示するための指示ボタン５１Ｄ、フォー
カス位置を初期位置から左部へ移動指示するための指示
ボタン５１Ｌ、フォーカス位置を初期位置から右部へ移
動指示するための指示ボタン５１Ｒ、そして、フォーカ
ス領域を選択指示するための指示ボタン５１Ｅから構成
されている。なお、フォーカス位置設定ボタン５１は、
タッチパネルや液晶モニタ表示部の画面上において設定
メニューや選択項目を表示してカーソルで所望の項目を
選択するようにしてもよい。

【００３９】図５には、撮像画像としての画面（例えば
ファインダ内の画像）６０に対してフォーカス位置を示
したものである。この例では、フォーカス領域６２が、
初期設定された画面中心の位置を示し、フォーカス領域
６２ａが、指示ボタン５１Ｒ及び指示ボタン５１Ｄの押
圧指示によって、初期設定された画面中心のフォーカス
領域６２の位置から、フォーカス位置が指示フォーカス
領域６２ａの位置に変更された状態を示している。ま
た、フォーカス領域６２の大きさは、指示ボタン５１Ｅ
の押圧により、予め定めた１または複数のフォーカス領
域の大きさから選択指示が可能である。これにより、主
要被写体の大きさに応じてフォーカス領域の大きさを変
更することもできる。

【００４０】図１のＣＰＵ３０はＣＣＤ１８から出力さ
れる画像信号に基づいて、焦点評価演算やＡＥ演算など
の各種演算を行い、その演算に基づいて、撮影レンズ１
４及び絞り１６の駆動手段（例えば、ＡＦモータやアイ
リスモータ等）５２を制御してフォーカスレンズを合焦
位置に移動させるとともに、絞り１６を適正絞り値に設
定する。

【００４１】例えば、ＡＦ制御には、Ｇ信号の高周波成
分が最大になるようにフォーカスレンズを移動させるコ
ントラストＡＦ方式が採用される。ＡＥ制御には、１フ
レームのＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算した積算値に基づいて被
写体輝度（撮影ＥＶ）を求め、この撮影ＥＶに基づいて
絞り値とシャッタースピードを決定し、駆動手段５２を
介して絞り１６を駆動するとともに、決定したシャッタ
ースピードとなるように電子シャッターによってＣＣＤ
１８の電荷の蓄積時間を制御する。したがって、カメラ
１０の撮影レンズ１４を被写体に向けるだけで、最適な
露出調整が行われるとともに、ピント合わせが自動的に
行われる。

【００４２】撮影記録時においては、レリーズボタンの
「半押し」時に上述した測光動作を複数回繰り返して正
確な撮影ＥＶを求め、この撮影ＥＶに基づいて撮影時の
絞り値とシャッタースピードを最終的に決定する。そし
て、レリーズボタンの「全押し」時に前記最終的に決定
した絞り値になるように絞り１６を駆動し、また、決定
したシャッタースピードとなるように電子シャッターに
よって電荷の蓄積時間を制御する。なお、ＡＥ、ＡＦは
ＣＣＤ１８から取得される画像信号に基づいて制御する
方法の他、周知の測光センサやＡＦ投光／受光センサか
らなる測距センサ等を用いてもよい。

【００４３】また、このカメラ１０はストロボ発光装置
５４と、調光用の受光素子５６を有し、操作部５０に含
まれるストロボモード設定ボタンの操作に応じて、低輝
度時にストロボ発光装置５４を自動的に発光させる「低
輝度自動発光モード」、被写体輝度にかかわらずストロ
ボ発光装置５４を発光させる「強制発光モード」、又は
ストロボ発光装置５４の発光を禁止させる「発光禁止モ
ード」等に設定される。

【００４４】ＣＰＵ３０はユーザーが選択したストロボ
モードに応じて、ストロボ発光装置５４のメインコンデ
ンサの充電制御や、発光管（例えば、キセノン管）への
放電（発光）タイミングを制御するとともに、受光素子
５６からの測定結果に基づいて発光停止の制御を行う。
受光素子５６はストロボの発光によって照らされる被写
体からの反射光を受光し、受光量に応じた電気信号に変
換する。受光素子５６の信号は図示せぬ積分回路により
積算され、積算受光量が所定の適正受光量に達した時に
ストロボの発光が停止される。

【００４５】Ａ／Ｄ変換器２４から出力されたデータは
前記メモリ２６に格納されるとともに、積算回路６０に
加えられる。積算回路６０は、撮影画面を複数のブロッ
ク（例えば、８×８の６４個のブロック）に分割し、各
ブロック毎に受入したＧ信号の積算演算を行う。なお、
Ｒ、Ｇ、Ｂのデータから輝度信号（Ｙ信号）を生成し
て、輝度信号の積算演算を行ってもよい。また、積算回
路６０はＡＥ演算回路で兼用することもできる。積算回
路６０で得られた積算値の情報（演算結果）はＣＰＵ３
０に入力される。

【００４６】ＣＰＵ３０は積算回路６０から受入する情
報に基づき、後述のアルゴリズムに従って撮影画面の評
価値Ｅを算出し、求めた評価値Ｅを用いてゲイン調整回
路３４におけるゲイン値（増幅率）を決定する。ＣＰＵ
３０は決定したゲイン値に従ってゲイン調整回路３４に
おけるゲイン量を制御する。

【００４７】メモリ２６に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂの画像
データはゲイン調整回路３４に送られ、ここで増幅処理
される。増幅処理された画像データは、ガンマ補正回路
３６において、ガンマ補正処理が施された後、ＹＣ処理
回路３８へ送られ、ＲＧＢデータから輝度信号（Ｙ信
号）及び色差信号（Ｃr,Ｃb信号）に変換される。

【００４８】ＹＣ処理回路３８において生成された輝度
・色差信号（ＹＣ信号と略記する）は、メモリ２６に書
き戻される。メモリ２６に記憶されたＹＣ信号は表示用
ドライバー４８に供給され、所定方式の信号（例えば、
ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換されて表示
部４６に出力される。表示部４６には液晶ディスプレイ
その他のカラー表示可能な表示装置が用いられる。な
お、表示部４６はＹＣ信号入力対応のタイプのものを適
用してもよいし、ＲＧＢ信号入力タイプのものを適用し
てもよく、表示装置に対応したドライバーが適用され
る。

【００４９】ＣＣＤ１８から出力される画像信号によっ
て画像データが定期的に書き換えられ、その画像データ
から生成される映像信号が表示部４６に供給されること
により、ＣＣＤ１８が捉える画像がリアルタイムに動画
像（ライブ画像）として、又はリアルタイムではない
が、ほぼ連続した画像として表示部４６に表示される。

【００５０】表示部４６は電子ビューファインダーとし
て利用でき、撮影者は表示部４６の表示画像又は図示せ
ぬ光学ファインダーによって撮影画角を確認することが
できる。レリーズボタンの押下操作など所定の記録指示
（撮影開始指示）操作に呼応して、記録用の画像データ
の取り込みが開始される。

【００５１】撮影者が操作部５０から撮影記録の指示を
入力すると、ＣＰＵ３０は必要に応じて圧縮伸張回路４
０にコマンドを送り、これにより圧縮伸張回路４０はメ
モリ２６上のＹＣデータをＪＰＥＧその他の所定の形式
に従って圧縮する。圧縮された画像データはカードイン
ターフェース４４を介してメモリカード４２に記録され
る。

【００５２】非圧縮の画像データを記録するモード（非
圧縮モード）が選択されている場合には、前記圧縮伸張
回路４０による圧縮処理を実施せずに、非圧縮のまま画
像データがメモリカード４２に記録される。

【００５３】本実施の形態のカメラ１０は、画像データ
を保存する手段としてメモリカード４２が用いられてい
る。具体的には、例えばスマートメディア等の記録メデ
ィアが適用される。記録メディアの形態は上記のものに
限らず、ＰＣカード、マイクロドライブ、マルチメディ
アカード（ＭＭＣ）、磁気ディスク、光ディスク、光磁
気ディスク、メモリスティックなど種々の形態が可能で
あり、使用される媒体に応じた信号処理手段とインター
フェースが適用される。

【００５４】また、再生モード時にはメモリカード４２
から読み出された画像データが圧縮伸張回路４０によっ
て伸張処理され、ドライバー４８を介して表示部４６に
出力される。

【００５５】なお、本実施の形態のメモリ２６やメモリ
カード４２は、本発明の記憶手段に相当し、ＣＰＵ３０
は本発明のストロボ制御手段、及び制御手段の機能を含
んでいる。また、ゲイン調整回路３４は本発明の増幅手
段に相当し、メモリカード４２への画像データの記録処
理が本発明の記録手段の機能に相当する。

【００５６】次に、本実施の形態のデジタルカメラにお
ける画像補正について説明する。

【００５７】図２に示したように、積算回路６０におい
て撮影画面は８×８のブロックに分割される。そして、
各ブロックＢｉ（ｉ＝０，１，２，・・・、６３)毎
に、画像信号におけるＧ（緑）信号の積算値Ｓiが算出
される。また、図３に示すように、各ブロックにはそれ
ぞれ重み係数Ｗｉ（ｉ＝０，１，２，・・・、６３)が
定められている。重み係数Ｗiは画面中央部分が相対的
に大きい値に定められており、中心から遠ざかるにつれ
て小さい値に設定されている。

【００５８】主要な被写体は画面の中央付近に配置され
る場合が多いため、図３に示すような重み係数の分布に
設定しておくことで、画面中央部分の被写体の状態を十
分に反映させた評価が可能となる。なお、本発明は、図
３に示す重み係数の配置に限定されるものではなく、主
要な被写体をどのように扱うか予め定めた画面の分布に
応じて定めた重み係数の配置を採用できる。

【００５９】なお、ユーザの指示（図４に示す、フォー
カス位置設定ボタン５１によるフォーカス位置の指示）
により、フォーカス位置を変更した場合には、図３に示
す重み係数の分布を、変更したフォーカス位置に対応し
て移動配置する。これにより、ユーザの指示が反映され
た主要被写体を把握することができる。

【００６０】次に、撮像画像に対する画像補正について
説明する。図６は本実施の形態にかかる画像補正の流れ
について示したフローチャートである。ストロボ撮影に
よって撮影画像が取り込まれる図６に示す画像補正ルー
チンが実行される。先ず、ステップ１００では、撮像画
像の明るさの積算値を算出する。すなわち、ＣＰＵ３０
は、積算回路６０からの情報に基づいて各ブロックＢi
（ｉ＝０，１〜６３）内に含まれる画像信号におけるＧ
（緑）信号の積算値Ｓiを算出する。各ブロック毎の積
算値Ｓiの算出が終了すると、次のステップ１０２へ進
み、重み係数Ｗｉ（図３参照）を用いて、次式（１）に
従って評価値Ｅを算出する。

【００６１】

【数１】

【００６２】すなわち、評価値Ｅは、各ブロックＢiご
との積算値Ｓiと重み係数Ｗiの乗算値（Ｓi×Ｗi）を全
てのブロックｉ＝０〜６３について加算し、その全加算
値を重み係数Ｗiの総和で除算する（加重平均を算出す
る）ことによって求められる。

【００６３】次のステップ１０４では、撮像画像の明る
さの平均値及び最大値を算出する。これは、撮像画像の
コントラストの傾向を求めるための要素データ算出処理
であり、コントラストの傾向の値（以下、コントラスト
値Ｃｔという。）は、撮像画像の明るさに対する変動率
に相当する。本実施の形態では、次の（２）式に示す、
撮像画像に含まれる明るさの最大値と、撮像画像の明る
さの平均値との比をコントラスト値に採用する。Ｃｔ＝Ｃａｖｅ／Ｃｍａｘ・・・（２）但し、Ｃｍａｘは、撮像画像に含まれる明るさの最大
値、Ｃａｖｅは、撮像画像の明るさの平均値を示す。

【００６４】なお、明るさの平均値に代えて明るさの最
小値や予め定めた関数により求まる平均的なレベルまた
は低レベルの明るさを表す規定値でもよい。また、本実
施の形態では、ブロックｉ＝０〜６３についての画像信
号におけるＧ（緑）信号の積算値Ｓiを用いてコントラ
スト値Ｃｔを算出する。この場合、主要な画像（主要被
写体の画像）が撮像画像の中央部付近に分布することが
多いことなどから、撮像画像の中央部のブロックについ
て明るさの最大値、及び平均値を求めることが好まし
い。

【００６５】なお、ユーザの指示（図４に示す、フォー
カス位置設定ボタン５１によるフォーカス位置の指示）
により、フォーカス位置を変更した場合には、変更した
フォーカス位置の領域を主要画像の領域として、変更し
たフォーカス領域のブロックについて明るさの最大値、
及び平均値を求める。これにより、ユーザの指示が反映
された主要被写体のコントラストを把握することができ
る。

【００６６】次のステップ１０６では、上記（１）式の
算出結果である評価値Ｅが「１」未満か否かを判断し、
評価値Ｅが「１」未満で肯定判断のときには、ステップ
１０８へ進み、評価値Ｅを「１」に置き換え、ステップ
１１０へ進む。すなわち、評価値Ｅが１より小さい場
合、Ｅ＝１にクリップする。一方、ステップ１０６で否
定判断すなわち評価値Ｅが「１」以上で否定判断のとき
には、そのままステップ１１０に進む。

【００６７】ステップ１１０では、上記のようにして算
出された評価値Ｅを用いて、次の（３）式に従って画像
信号の増幅度を表すゲインＧを算出する。Ｇ＝Ｌ／Ｅ・・・（３）但し、Ｌは所定の目標レベルを示す値である。

【００６８】次に、上記算出したゲインＧを、所定の上
限値（ＧＵ、例えば２．０）と下限値（ＧＬ、例えば
１．０）の間の値に収容（クリップ）する。まず、ステ
ップ１１２では、算出したゲインＧに対して、下限値Ｇ
Ｌ未満か否かを判断し、ゲインＧが下限値ＧＬ未満で肯
定判断のときには、ステップ１１４へ進み、ゲインＧを
下限値ＧＬに置き換え、ステップ１２０へ進む。すなわ
ち、ゲインＧが下限値ＧＬより小さい場合、Ｇ＝ＧＬに
クリップする。

【００６９】一方、ステップ１１２で否定判断すなわち
ゲインＧが下限値ＧＬ以上で否定判断のときには、ステ
ップ１１６に進む。ステップ１１６では、ゲインＧが上
限値ＧＵを越えるか否かを判断し、ゲインＧが上限値Ｇ
Ｕを越えて肯定判断のときには、ステップ１１８へ進
み、ゲインＧを上限値ＧＵに置き換え、ステップ１２０
へ進む。すなわち、ゲインＧが上限値ＧＵより大きい場
合、Ｇ＝ＧＵにクリップする。

【００７０】上限値にクリップするのは、ゲイン量が大
きすぎると画像のＳ／Ｎが劣化するため、適度なゲイン
量までで増幅を制限するものである。上限値ＧＵの具体
的な設定は様々であるが、例えば、画像信号を８ビット
で表す場合には、増幅率の上限を３倍までと定める。ま
た、画像を暗くする方向に補正したくない場合には、下
限値ＧＬを１に設定すればよい。

【００７１】ステップ１２０では、抑制ゲインＣＧを算
出する。抑制ゲインＣＧは、撮像画像のコントラストが
大きいとき、明るさにより一義的に画像補正するゲイン
Ｇを抑制することによって、例えば背景が暗い撮影シー
ンであっても、被写体の明るさを適正に補正するための
ものである。

【００７２】図７に示すように、本実施の形態では、抑
制ゲインＣＧは、コントラスト値Ｃｔによって定まる。
すなわち、抑制ゲインＣＧとコントラスト値Ｃｔとの関
係を表す特性ＣＣを予め定めておき、上記ステップ１０
４で求めたコントラスト値Ｃｔに対応する抑制ゲインＣ
Ｇを算出する。特性ＣＣは、予め定めたコントラスト値
Ｃｔａまで、抑制ゲインＣＧが上限値１．０を維持し、
コントラスト値Ｃｔの最大値Ｃｔｂまで抑制ゲインＣＧ
が徐々に減少する特性である。すなわち、上記の（２）
式の算出結果が大きくなるに従って、抑制ゲインＣＧは
小さくなる。これは撮像画像のコントラストが小さくな
るに従って抑制ゲインＣＧが小さくなるまたは、撮像画
像のコントラストが大きくなるに従って抑制ゲインＣＧ
が大きくなることに相当する。

【００７３】なお、抑制ゲインに上限値を設けるのは、
抑制量が大きすぎると画像に対する本来のゲイン量を確
保出来ない場合が想定され、適度なゲイン量まで抑制を
制限するものである。

【００７４】コントラスト値Ｃｔａは、ストロボ光が被
写体まで到達していないことが想定される境界のコント
ラスト値Ｃｔであり、上記ステップ１１０で算出したゲ
インＧで補正しても、被写体の画像に影響が少ないと判
別されるコントラスト値Ｃｔを実験などによって求めた
平均値や統計値である。本実施の形態では、コントラス
ト値Ｃｔａまで抑制ゲインＣＧが１．０を維持する特性
ＣＣを用いた場合を説明するが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば、コントラスト値Ｃｔが大き
くなるに従って徐々に抑制ゲインＣＧが小さくなる特性
ＣＣａを採用することもできる。

【００７５】次のステップ１２２では、上記ステップ１
１０で算出したゲインＧ、及びステップ１２０で算出し
た抑制ゲインＣＧと、次の（４）式を用いて、最終的に
画像を補正するときの補正ゲインＧａｌｌを算出する。Ｇａｌｌ＝（Ｇ−１．０）・ＣＧ＋１．０・・・（４）ステップ１２２で算出する補正ゲインＧａｌｌは、コン
トラスト値Ｃｔの大小によりゲインＧを抑制した補正値
を求めるものである。すなわちコントラストが大きいと
きにはストロボ光が到達して被写体に適度の明るさの撮
像画像が得られたものとして、明るさから求まるゲイン
Ｇを抑制して、主要な被写体の画像に対する画像補正量
を緩和するゲインを求める。

【００７６】なお、補正ゲインＧａｌｌを算出するため
の数式は、上記（４）式に限定されるものではない。例
えば、ストロボ光が到達して被写体に適度の明るさの撮
像画像が得られたが画像に対して、明るさから求まるゲ
インＧを抑制して、主要な被写体の画像に対する画像補
正量を緩和するゲインを求めるものであればよく、多項
式や任意の関数を用いて構成すればよい。

【００７７】次のステップ１２４では、上記ステップ１
２２で決定された補正ゲインＧａｌｌに従ってゲイン調
整回路３４により画像信号を増幅し、撮像画像を補正し
て、本ルーチンを終了する。

【００７８】なお、本実施の形態のステップ１００及び
ステップ１０２の処理は、本発明の明るさ演算手段の機
能に相当し、ステップ１０４の処理は本発明のコントラ
スト演算手段の機能に相当する。また、ステップ１０６
乃至ステップ１２２の処理は、本発明の決定手段の機能
に相当し、ステップ１２４の処理が増幅手段の気のうに
相当する。

【００７９】このように、本実施の形態のカメラ１０に
よれば、評価値Ｅに基づいて撮影画像が光量不足である
場合には、その不足の程度に応じてゲイン調整回路３４
により画像信号が増幅されるので、ストロボ発光装置の
発光量不足、及び発光量の制御精度の不足を補って、主
要被写体が適正な明るさの画像（例えば、表示部４６に
表示させたときに主要被写体たる人物の顔を見ることが
できるような明るさの画像）を得ることができる。

【００８０】また、本実施の形態では、撮像画像のコン
トラストを算出し、そのコントラストに応じてゲイン調
整回路３４で増幅する画像信号のゲインを定めている。
すなわち、コントラストにより、主要な被写体にストロ
ボ光が到達しているか否かを判別し、判別結果値（コン
トラスト値）から、撮影画像の明るさにより定まるゲイ
ンＧを抑制している。これによって、コントラストが大
きいときにはストロボ光が到達して被写体に適度の明る
さの撮像画像が得られたものとして、明るさから求まる
ゲインＧを抑制して、主要な被写体の画像に対する画像
補正量を緩和することができ、周囲が暗い環境下で撮影
した場合であっても、主要被写体が適正な明るさの画像
（例えば、表示部４６に表示させたときに主要被写体な
どの人物の顔を見ることができるような明るさの画像）
を得ることができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影画像の明るさの度合い及びコントラストに基づいて増
幅率を決定することで、ストロボ撮影時の被写体の撮像
画像に適した増幅率を定めることができ、適正な明るさ
の画像を得ることができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの
ブロック図である。

【図２】画像補正に利用される積算回路における撮影
画面の分割形態の一例を示すイメージ図である。

【図３】撮影画面の各ブロックに割り当てられている
重み係数Ｗiの一例を示すイメージ図である。

【図４】フォーカス位置設定ボタンの概略構成を示す
イメージ図である。

【図５】フォーカス位置設定ボタンの指示によりフォ
ーカス領域がｈんこうされる過程を示すイメージ図であ
る。

【図６】本実施の形態にかかるカメラにおける画像補
正の処理の流れを示すフローチャートである。

【図７】コントラストと抑制ゲインの関係を示す特性
図である。

【符号の説明】

１０…カメラ１２…撮影光学系１８…ＣＣＤ２６…メモリ３０…ＣＰＵ３４…ゲイン調整回路４２…メモリカード４４…カードインターフェース５０…操作部５１…フォーカス位置設定ボタン５４…ストロボ発光装置６２…画面中心のフォーカス領域Ｃｔ…コントラスト値ＣＣ…特性ＣＧ…抑制ゲインＧａｌｌ…補正ゲインＧ…ゲイン

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ストロボ発光装置の発光を伴う撮影時に
撮像素子より得られた画像信号に基づいて撮像画像の明
るさの度合いを求める工程と、前記撮像画像の明るさの度合いから撮像画像のコントラ
ストを求める工程と、前記撮像画像の求めた明るさの度合い及びコントラスト
に基づいて、前記画像信号の増幅率を決定し、前記決定
した増幅率によって前記画像信号を増幅する工程と、を
含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】ストロボ発光装置の発光を伴う撮影時に
撮像素子により得られた画像信号に基づいて撮像画像の
明るさの度合いを求める明るさ演算手段と、前記撮像画像の明るさの度合いから撮像画像のコントラ
ストを求めるコントラスト演算手段と、前記撮像画像の求めた明るさの度合い及びコントラスト
に基づいて、前記画像信号の増幅率を決定する決定手段
と、前記決定した増幅率によって前記画像信号を増幅する増
幅手段と、を含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】撮像素子と、撮影時に被写体に補助光を与えるようにストロボ発光装
置を制御するストロボ制御手段と、前記撮像素子を介して取得した画像信号を記憶する記憶
手段と、前記記憶手段に格納されている画像信号を増幅する増幅
手段と、前記撮像画像の明るさの度合いを求め、前記撮像画像の
明るさの度合いから撮像画像のコントラストを求め、前
記撮像画像の求めた明るさの度合い及びコントラストに
基づいて、前記画像信号の増幅率を決定し、前記決定し
た増幅率に従って前記増幅手段の増幅率可変制御を行う
制御手段と、前記増幅手段によって増幅した結果得られた画像を記録
媒体に記録する記録手段と、を備えたことを特徴とする
電子カメラ。