JP2007053617A - 露出値演算方法及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 主要被写体と背景との間のコントラストが極端に大きい場合でも、主要被写体から露出が大きく外れることを抑える。
【解決手段】 画像分割部５５ａは、Ａ／Ｄ４２から出力される画像データを複数の小領域に分割する。輝度演算部５５ｂは、各小領域の被写体輝度値を算出する。露出演算部５５ｃは、各被写体輝度値に重み係数を乗じて加重平均を取ることにより、画像データの露出値を算出する。重み係数は、重み係数演算回路５６で設定される。重み係数演算回路５６は、各被写体輝度値の最大値を検出して各小領域毎に最大値からの差分値を算出し、この差分値を基に重み係数を設定する。差分値は、被写体輝度値の低い部分ほど大きくなり、重み係数は、差分値に比例して大きくなる。これにより、背景に対して主要被写体が極端に暗い場合でも、被写体輝度値が低い主要被写体に露出が合わせられる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割して各小領域毎の被写体輝度値を算出し、各被写体輝度値を基にして前記画像データの露出値を算出する露出値算出方法と、この露出値算出方法を用いた撮像装置に関する。

撮像装置の一つとして、ＣＣＤなどの固体撮像素子で撮像した被写体像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記憶媒体に記憶するデジタルカメラが普及している。このようなデジタルカメラでは、画像データから画像の輝度を測光して適正な露出値を算出することにより、シャッタスピードや絞り値などを自動的に決定する自動露出調整が行われている。

自動露出調整の測光方法としては、例えば、平均測光や中央重点測光などが知られている（特許文献１参照）。平均測光は、画像全体の平均輝度を適正な露出値として算出する測光方法である。一方、中央重点測光は、主要な被写体が画像の中央付近にくることを想定したものであり、画像を複数の小領域に分割して各小領域毎の輝度を算出した後、中央付近の小領域の重みを大きくして適正な露出値を算出する測光方法である。この中央重点測光では、主要被写体と背景との間のコントラストが大きい場合でも、平均測光に比べて主要被写体に露出が合い易い。
特開平０７−０８７３７２号公報

しかしながら、例えば、逆光の撮影シーンや、夜間にスポットライトを当てた撮影シーンなど、主要被写体と背景との間のコントラストが極端に大きい場合には、中央重点測光を用いたとしても主要被写体の露出アンダーや露出オーバーを抑えることは難しかった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、主要被写体と背景との間のコントラストが極端に大きい場合でも、主要被写体から露出が大きく外れることを抑えることを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明の露出値算出方法は、撮像レンズを透過した被写体像を撮像する撮像素子から前記被写体像に応じた画像データを取得するデータ取得ステップと、前記画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割する分割ステップと、前記小領域毎の被写体輝度値を算出する輝度演算ステップと、前記被写体輝度値の低い前記小領域ほど重み付けが大きくなるように前記各演算用重み係数を設定する重み係数演算ステップとを有し、前記各小領域毎に設定された演算用重み係数を前記各被写体輝度値に乗じて加重平均を取ることにより、前記画像データの露出値を算出することを特徴とする。

なお、前記重み係数演算ステップは、前記各被写体輝度値の最大値を検出するステップと、前記最大値から前記各被写体輝度値を減算して前記各小領域毎に前記最大値からの差分値を求めるステップと、入力値の大きい部分がより大きくなるように変換する補正関数に前記各差分値を入力して前記補正関数に応じた出力値を得るステップと、前記撮像画面の中央部分の重み付けを大きくするように前記各小領域のそれぞれに予め設定された中央重点の重み係数と前記各出力値とを乗算し、この乗算結果を前記各演算用重み係数として設定するステップとからなることが好ましい。

また、前記各差分値は、前記補正関数に入力される前に、前記補正関数の入力範囲に応じた値に正規化されることが好ましい。

さらに、前記輝度演算ステップの後に、前記各被写体輝度値の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、前記平均輝度値が所定値以上であるか否かの判定を行う判定ステップとを行い、前記平均輝度値が所定値以上であると判定された場合には、前記重み係数演算ステップを行い、前記平均輝度値が所定値以下であると判定された場合には、前記撮像画面の中央部分の重み付けを大きくするように前記各小領域のそれぞれに予め設定された中央重点の重み係数を前記各演算用重み係数として前記露出値の算出を行うことが好ましい。

なお、本発明の露出値演算方法は、撮像レンズを透過した被写体像を撮像する撮像素子から前記被写体像に応じた画像データを取得するデータ取得ステップと、前記画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割する分割ステップと、前記小領域毎の被写体輝度値を算出する輝度演算ステップと、前記被写体輝度値の高い前記小領域ほど重み付けが大きくなるように前記各演算用重み係数を設定する重み係数演算ステップとを有し、前記各小領域毎に設定された演算用重み係数を前記各被写体輝度値に乗じて加重平均を取ることにより、前記画像データの露出値を算出するようにしてもよい。

この際、前記重み係数演算ステップは、前記各被写体輝度値の最小値を検出するステップと、前記各被写体輝度値から前記最小値を減算して前記各小領域毎に前記最小値からの差分値を求めるステップと、入力値の大きい部分がより大きくなるように変換する補正関数に前記各差分値を入力して前記補正関数に応じた出力値を得るステップと、前記撮像画面の中央部分の重み付けを大きくするように前記各小領域のそれぞれに予め設定された中央重点の重み係数と前記各出力値とを乗算し、この乗算結果を前記各演算用重み係数として設定するステップとからなることが好ましい。

また、前記各差分値は、前記補正関数に入力される前に、前記補正関数の入力範囲に応じた値に正規化されることが好ましい。

さらに、前記輝度演算ステップの後に、前記各被写体輝度値の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、前記平均輝度値が所定値以上であるか否かの判定を行う判定ステップとを行い、前記平均輝度値が所定値以下であると判定された場合には、前記重み係数演算ステップを行い、前記平均輝度値が所定値以上であると判定された場合には、前記撮像画面の中央部分の重み付けを大きくするように前記各小領域のそれぞれに予め設定された中央重点の重み係数を前記各演算用重み係数として前記露出値の算出を行うことが好ましい。

なお、本発明の露出値演算方法は、撮像レンズを透過した被写体像を撮像する撮像素子から前記被写体像に応じた画像データを取得するデータ取得ステップと、前記画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割する分割ステップと、前記小領域毎の被写体輝度値を算出する輝度演算ステップとを有し、前記各小領域毎に設定された重み係数を前記各被写体輝度値に乗じて加重平均を取ることにより、前記画像データの露出値を算出する際に、重み付けの異なる複数の重み係数を用いて複数の前記露出値を算出する複数露出値算出ステップと、前記各被写体輝度値の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、前記各露出値毎に設けられた変換関数を参照して、前記平均輝度値に応じた前記各露出値の合成割合を取得する合成割合取得ステップと、前記各露出値と前記各合成割合とから１つの最適な露出値を割り出す最適露出値算出ステップとを含めるものでもよい。

この際、前記複数の重み係数には、少なくとも、前記被写体輝度値の低い前記小領域ほど重み付けが大きくなるように設定した第１重み係数と、前記被写体輝度値の高い前記小領域ほど重み付けが大きくなるように設定した第２重み係数と、前記撮像画面の中央部分の前記小領域ほど重み付けが大きくなるように設定した第３重み係数とが含まれることが好ましい。

また、前記第１重み係数は、前記各被写体輝度値の最大値を検出し、この最大値から前記各被写体輝度値を減算して前記各小領域毎に前記最大値からの差分値を求め、入力値の大きい部分がより大きくなるように変換する補正関数に前記各差分値を入力して前記補正関数に応じた出力値を取得し、予め設定された前記第３重み係数と前記各出力値とを乗算することによって設定され、前記第２重み係数は、前記各被写体輝度値の最小値を検出し、前記各被写体輝度値から前記最小値を減算して前記各小領域毎に前記最小値からの差分値を求め、入力値の大きい部分がより大きくなるように変換する補正関数に前記各差分値を入力して前記補正関数に応じた出力値を取得し、予め設定された前記第３重み係数と前記各出力値とを乗算することによって設定されることが好ましい。

なお、本発明の撮像装置は、撮像レンズを透過した被写体像を撮像して前記被写体像に応じた画像データを出力する撮像素子と、この撮像素子への入射光量を調整する絞りと、前記画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割する分割手段と、前記小領域毎の被写体輝度値を算出する輝度演算手段と、前記各被写体輝度値に基づいて前記画像データの露出値を算出する露出演算手段と、算出された前記露出値に基づいて前記絞りの絞り値と前記撮像素子の露光時間との少なくとも一方を制御する露出制御手段とを備え、前記露出演算手段が、上記いずれかの露出値演算方法を用いて前記露出値を算出することを特徴とする。

本発明によれば、被写体輝度値の低い小領域ほど重み付けが大きくなるように各演算用重み係数を設定するようにしたので、例えば、逆光の撮影シーンなど、背景に対して主要被写体が極端に暗くなってしまう場合でも、被写体輝度値が低い主要被写体に露出が合わせられるので、主要被写体から露出が大きく外れることを抑えることができる。また、被写体輝度値の高い小領域ほど重み付けが大きくなるように各演算用重み係数を設定すると、例えば、夜間にスポットライトを当てた撮影シーンなど、背景に対して主要被写体が極端に明るくなってしまう場合でも、被写体輝度値が高い主要被写体に露出が合わせられるので、主要被写体から露出が大きく外れることを抑えることができる。

さらに、被写体輝度値の低い小領域ほど重み付けが大きくなるように設定した重み係数や被写体輝度値の高い小領域ほど重み付けが大きくなるように設定した重み係数などが含まれる複数の重み係数を用いて複数の露出値を算出し、これらの各露出値を合成して１つの最適な露出値を割り出すようにすれば、背景に対して主要被写体が極端に暗い場合にも、極端に明るい場合にも、主要被写体から露出が大きく外れることを抑えることができる。

図１、及び図２に、デジタルカメラ（撮像装置）２の外観を示す。図１の斜視図に示すように、デジタルカメラ２の前面には、撮像レンズ１０を保持するレンズ鏡胴１１が設けられている。デジタルカメラ２の上面には、レリーズボタン１２、電源スイッチ１３、及びモードダイヤル１４が設けられている。また、側面には、メモリカード５２（図３参照）を着脱自在に装填するメモリカードスロット（図示は省略）が設けられており、このメモリカードスロットを蓋１５が覆っている。

電源スイッチ１３は、周知のように、デジタルカメラ２の電源をＯＮ／ＯＦＦする際に用いられる。また、デジタルカメラ２では、静止画撮影を行う静止画撮影モード、動画撮影を行う動画撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ２２に表示する再生モード、及び各種設定を行う設定モードが選択可能になっている。これらのモードの切り替えは、モードダイヤル１４を回動操作することで行われる。なお、動画撮影モードでは、動画の撮影とともに、図示を省略したマイクロホンを介して周囲の音声が収録される。

レリーズボタン１２は、２段階押しのスイッチになっている。ＬＣＤ２２による被写体のフレーミングの後に、レリーズボタン１２を軽く押圧（半押し）すると、自動露出調整（ＡＥ）、自動焦点調整（ＡＦ）などの各種撮影準備処理が施される。この状態でレリーズボタン１２をもう一度強く押圧（全押し）すると、撮影準備処理が施された１画面分の撮像信号が画像データに変換される。変換された画像データは、例えば、種々の画像処理や圧縮処理などが加えられた後、メモリカード５２に記憶される。

図２は、デジタルカメラ２を背面から見た平面図である。デジタルカメラ２の背面には、電子ビューファインダを構成するファインダ接眼窓２１、液晶表示器（ＬＣＤ）２２、及び操作部２３が設けられている。ＬＣＤ２２は、例えば、撮影した画像やいわゆるスルー画像、及び各種のメニュー画面などを表示する。操作部２３は、撮像レンズ１０のズームレンズ３０（図３参照）を広角側、望遠側に変倍するズーム操作ボタン２４や、ＬＣＤ２２にメニュー画面を表示させる際や、選択内容を決定する際などに操作されるメニューボタン２５、及びメニュー画面内のカーソルを移動させる十字キー２６などから構成される。

図３は、デジタルカメラ２の内部構成を概略的に示すブロック図である。撮像レンズ１０は、光軸Ｌに沿って配列されたズームレンズ３０、絞り３１、及びフォーカスレンズ３２によって構成されている。ズームレンズ３０には、レンズモータ３３が接続されている。レンズモータ３３は、ズーム操作ボタン２４の操作に連動して、ズームレンズ３０を広角側、もしくは望遠側に移動させる。絞り３１には、アイリスモータ３４が接続されている。アイリスモータ３４は、レリーズボタン１２の半押しにともなう撮影準備処理の際に、絞り３１の開口面積（絞り値）を変化させてズームレンズ３０から入射する光の量を調節する。また、フォーカスレンズ３２には、レンズモータ３５が接続されている。レンズモータ３５は、ズームレンズの変倍やレリーズボタン１２の半押しにともなって、フォーカスレンズ３２を至近側、もしくは無限遠側に移動させる。

各モータ３３、３４、３５は、モータドライバ３６に接続されている。モータドライバ３６は、デジタルカメラ２を統括的に制御するＣＰＵ３７に接続されており、このＣＰＵ３７からの制御信号に基づいて各モータ３３、３４、３５に駆動パルスを送信する。各モータ３３、３４、３５は、この駆動パルスに応じて回転軸を回転駆動する。なお、各モータ３３、３４、３５としては、例えば、ステッピングモータが用いられる。

撮像レンズ１０の背後には、撮像レンズ１０を透過した被写体像を撮像するＣＣＤ（撮像素子）３８が配置されている。ＣＣＤ３８には、ＣＰＵ３７によって制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）３９が接続され、このＴＧ３９から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、電子シャッタのシャッタ速度（露光時間）が決定される。すなわち、ＣＰＵ３７は、絞り３１の絞り値とＣＣＤ３８の露光時間との制御が可能であり、請求項記載の露出制御手段に相当するものである。

ＣＣＤ３８から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４０に入力される。ＣＤＳ４０は、相関二重サンプリングを行うことによって撮像信号からノイズの除去を行う。増幅器（ＡＭＰ）４１は、ＣＤＳ４０からノイズを除去した撮像信号を受け取り、ＣＰＵ３７によって設定される撮影感度に応じたゲインで撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）４２は、ＡＭＰ４１から増幅後の撮像信号を受け取ってデジタル変換し、画像データとして出力する。

画像入力コントローラ４３は、バス４４を介してＣＰＵ３７に接続され、ＣＰＵ３７の制御命令に応じて、ＣＣＤ３８、ＣＤＳ４０、ＡＭＰ４１、及びＡ／Ｄ４２の各部を制御する。Ａ／Ｄ４２から出力された画像データは、ＳＤＲＡＭ４５に一時的に記録される。

画像信号処理回路４６は、ＳＤＲＡＭ４５から画像データを読み出して、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理を施し、この画像データを再度ＳＤＲＡＭ４５に記録する。ＹＣ変換処理回路４７は、画像信号処理回路４６で各種処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ４５から読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換する。

ＶＲＡＭ４８は、ＬＣＤ２２にスルー画像を出力するためのメモリであり、画像信号処理回路４６、ＹＣ変換処理回路４７を経た画像データが格納される。このＶＲＡＭ４８には、画像データの書き込みと読み出しとを並行して行えるように、２フレーム分のメモリが確保されている。ＶＲＡＭ４８に格納された画像データは、ＬＣＤドライバ４９でアナログのコンポジット信号に変換され、ＬＣＤ２２にスルー画像として表示される。

圧縮伸長処理回路５０は、ＹＣ変換処理回路４７でＹＣ変換された画像データを、例えば、ＴＩＦＦやＪＰＥＧなどといった所定の圧縮形式で圧縮する。圧縮された画像データは、メディアコントローラ５１を経由してメモリカード５２に記憶される。

ＣＰＵ３７には、レリーズボタン１２、操作部２３の他に、ＥＥＰＲＯＭ５３が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ５３には、各種制御用のプログラムや設定情報などが記録されている。ＣＰＵ３７は、これらの情報をＥＥＰＲＯＭ５３から作業用メモリであるＳＤＲＡＭ４５に読み出して、各種処理を実行する。

さらに、バス４４には、レリーズボタン１２の半押しにともなう撮影準備処理の際に、撮影に適した撮像レンズ１０の焦点位置を検出するＡＦ検出回路５４と、撮影に適した露出値を検出するＡＥ検出回路５５、及びこのＡＥ検出回路５５が露出値を検出する際に用いる重み係数を算出する重み係数演算回路５６とが接続されている。

ＡＦ検出回路５４は、いわゆるコントラスト方式のＡＦ処理を行うためのものであり、Ａ／Ｄ４２でデジタル化された画像データから画像のコントラストを表すフォーカス評価値を算出して、この算出結果をＣＰＵ３７に送信する。フォーカス評価値は、画像の特定のエリア、例えば、撮影画角の中央部分の画像データに対して、ハイパスフィルタなどで輪郭抽出処理を施し、これにより抽出した輪郭信号、及び中央部分の画像データの輝度値を積算することで得られる。なお、フォーカス評価値は、大きい程その部分の高周波成分が多く、その部分が合焦状態にあることを表す。ＣＰＵ３７は、フォーカスレンズ３２を所定量ずつ移動させながら複数の位置でのフォーカス評価値を取得し、フォーカス評価値が最も高くなる位置にフォーカスレンズ３２を移動させることによってＡＦ処理を行う。

ＡＥ検出回路５５は、画像分割部（分割手段）５５ａと、輝度演算部（輝度演算手段）５５ｂと、露出演算部（露出演算手段）５５ｃとから構成されている。画像分割部５５ａは、例えば、図４に示すように、画像データが表す撮像画面６０を縦８列、横８列の計６４個の小領域６２に分割する。なお、説明の便宜上、図４の各小領域６２には、１〜６４までの番号を付してある。また、本例では、撮像画面６０を６４個の小領域６２に分割するようにしているが、小領域６２の数は６４に限るものではない。また、小領域６２の分割方法は、例えば、ゲート回路を用いるなど、周知の方法によればよい。

輝度演算部５５ｂは、各小領域６２毎の撮像信号の平均積算値を算出することにより、各小領域６２毎の被写体輝度値を求める。輝度演算部５５ｂによって各小領域６２毎の被写体輝度値を求めたＡＥ検出回路５５は、求めた各被写体輝度値を重み係数演算回路５６に送信する。

重み係数演算回路５６は、最大値検出部５６ａと差分演算部５６ｂと関数演算部５６ｃと中央重点処理部５６ｄとから構成されている。ＡＥ検出回路５５から各被写体輝度値を受け取った重み係数演算回路５６は、受け取った各被写体輝度値を最大値検出部５６ａに入力する。各被写体輝度値を入力された最大値検出部５６ａは、例えば、図５のフローチャートに示す手順で各小領域６２の中から最大の被写体輝度値を検出する。

最大値検出部５６ａは、まず初期最大値として０をセットする。なお、最大値は、例えば、ＳＤＲＡＭ４５にセットするようにしてもよいし、最大値検出部５６ａ内の専用のメモリにセットするようにしてもよい。初期最大値をセットした最大値検出部５６ａは、任意の小領域６２、例えば、図４において１番の番号が付された小領域６２を比較領域として設定する。比較領域を設定した最大値検出部５６ａは、セットした最大値と比較領域の被写体輝度値とを比較し、比較領域の被写体輝度値の方が大きい場合に、その被写体輝度値を新しい最大値としてセットする。最大値検出部５６ａは、１番から６４番までの各小領域６２について比較を行い、より大きい方に更新していくようにして被写体輝度値の最大値を検出する。

差分演算部５６ｂは、最大値検出部５６ａが検出した最大値から各小領域６２のそれぞれの被写体輝度値を減算し、各小領域６２毎に最大値からの差分を算出する。この差分値は、被写体輝度値の低いところ、すなわち暗いところほど値が大きくなり、撮像画面６０内の暗い小領域６２を表す。

関数演算部５６ｃは、差分演算部５６ｂが算出した各小領域６２の差分値を補正関数に入力し、その出力結果を得る。図６に、補正関数の一例を示す。図６の補正関数ＲＦは、右上がり、かつ右上部分が膨らむような曲線を描いており、入力値の大きいところ、すなわち、撮像画面６０内の暗い部分をより大きくして出力する。これにより、暗い部分をより強調した重み係数を得ることができる。また、補正関数ＲＦは、入力値が０〜１８０までの範囲しか持っていない。このため、関数演算部５６ｃは、補正関数ＲＦに各差分値を入力する前に、例えば、比例計算によって、各差分値の最大値が１８０となるように正規化を行う。このように正規化を行うことによって、各差分値を補正関数ＲＦに正確に当て嵌めることができるようになる。なお、補正関数ＲＦの曲率や、入力値と出力値の範囲は、補正の度合いなどによって適宜決定すればよい。また、補正関数ＲＦは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ５３などに予め記憶されており、必要に応じて関数演算部５６ｃに読み出される。

中央重点処理部５６ｄは、主要被写体が撮像画面６０の中央付近にくることが多いことを考慮して撮像画面６０の中央付近（例えば、図４における２８、２９、３６、３７番の小領域６２など）の重み係数を大きくする、いわゆる中央重点測光を行うものである。図７に、中央重点測光で用いられる重み係数の一例を示す。なお、図７では、各領域内に記された数字が重み係数を示している。中央重点処理部５６ｄは、関数演算部５６ｃによって各小領域６２毎に算出された出力値と、図７に示す中央重点の重み係数とを乗算する。これにより、撮像画面６０内の暗い部分と、主要被写体がくる確立の高い中央部分とを重視した重み係数を得る事ができる。なお、中央重点の重み係数は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ５３などに予め記憶されており、必要に応じて中央重点処理部５６ｄに読み出される。重み係数演算回路５６は、中央重点処理部５６ｄによって算出された乗算結果を各小領域６２毎の最終的な重み係数としてＡＥ検出回路５５に出力する。

重み係数演算回路５６から重み係数を受け取ったＡＥ検出回路５５は、受け取った各小領域６２毎の重み係数と、輝度演算部５５ｂが最初に算出した各小領域６２毎の被写体輝度値とを露出演算部５５ｃに入力する。露出演算部５５ｃは、露出値をＥ、小領域６２毎の被写体輝度値をＤｉ（ｉ＝１，２，・・・ｎ）、小領域６２毎の重み係数をＷｉ（ｉ＝１，２，・・・ｎ）としたとき、次式（１）による加重平均によって露出値Ｅを算出する。但し、本例では、小領域６２の数を６４としているので、ｎ＝６４である。

露出値Ｅを算出したＡＥ検出回路５５は、その露出値ＥをＣＰＵ３７に送信する。ＣＰＵ３７は、ＡＥ検出回路５５から送信された露出値Ｅを基に、例えば、予めＥＥＰＲＯＭ５３などに保存されたプログラム線図から適切な絞り値やシャッタ速度などを決定して、絞り３１やＣＣＤ３６などの動作を制御する。

次に、図８に示すフローチャートを参照しながら、図９に示す撮影シーンを例に、上記構成によるデジタルカメラ２の作用について説明する。なお、図９の撮影シーンは、逆光のため主要被写体である人物が暗く、背景が明るくなったシーンを示している。デジタルカメラ２は、レリーズボタン１２の半押し操作に応じて、ＡＦ処理とＡＥ処理とを含む撮影準備処理を行う。ＡＥ処理を行う際、ＣＰＵ３７は、Ａ／Ｄ４２から出力された画像データを、ＡＥ検出回路５５に送信する。

ＡＥ検出回路５５に送信された画像データは、画像分割部５５ａに入力され、６４個の小領域６２（図４参照）に分割される。各小領域６２に分割された画像データは、輝度演算部５５ｂに送られる。輝度演算部５５ｂは、各小領域６２のそれぞれの被写体輝度値を算出する。図１０に、図９の撮影シーンに応じた各被写体輝度値の算出結果を示す。なお、図１０では、各小領域６２内の数値が、それぞれ各小領域６２の被写体輝度値（単位は、ＥＶ）を表している。この図１０から、背景部分に相当する１〜８番付近の小領域６２の被写体輝度値が高く、人物部分に相当する２０、２１、２８、２９番付近の小領域６２の被写体輝度値が低いことが分かる。

各小領域６２の被写体輝度値を算出したＡＥ検出回路５５は、算出した各被写体輝度値を重み係数演算回路５６に送信し、露出値を得るための重み係数を算出させる。重み係数演算回路５６に送信された各被写体輝度値は、最大値検出部５６ａに入力される。最大値検出部５６ａは、前述のように１番から６４番までの各小領域６２の被写体輝度値について比較を行い、より大きい方に更新していくようにして被写体輝度値の最大値を検出する（図５参照）。図１０においては、４番の小領域６２の１６．４５ＥＶが最大値として検出される。被写体輝度値の最大値を検出した最大値検出部５６ａは、検出した最大値１６．４５ＥＶと各小領域６２の被写体輝度値とを差分演算部５６ｂに入力する。

差分演算部５６ｂは、最大値１６．４５ＥＶから各小領域６２の被写体輝度値をそれぞれ減算し、各小領域６２毎に最大値からの差分を算出する。図１１に、差分値の算出結果を示す。なお、図１１では、小数点をなくして簡明化するため、最大値１６．４５ＥＶから各小領域６２の被写体輝度値をそれぞれ減算した後、各差分値を１００倍している。この図１１では、被写体輝度値が最大であった４番の小領域６２が０になり、人物部分に相当する被写体輝度値の低い小領域６２（例えば、２８番）の数値が高いことが分かる。これにより、最終的な重み係数を算出する際に、被写体輝度値の低い部分（暗い部分）の重み係数が大きく算出されるようになる。各小領域６２の差分値を算出した差分演算部５６ｂは、算出した各差分値を関数演算部５６ｃに入力する。

関数演算部５６ｃは、各差分値を補正関数ＲＦ（図６参照）に入力するため、最大値が１８０となるように各差分値を正規化する。図１１においては、２８番の小領域６２の６５０が差分値の最大値であることが分かる。関数演算部５６ｃは、図１２に示すように、２８番の小領域６２が１８０となるように各差分値の正規化を行う。正規化を行った関数演算部５６ｃは、正規化後の各差分値を補正関数ＲＦに入力し、補正関数ＲＦに応じた出力値を取得する。図１３に、取得した各出力値の結果を示す。各出力値を得た関数演算部５６ｃは、取得した各出力値を中央重点処理部５６ｄに入力する。

中央重点処理部５６ｄは、関数演算部５６ｃから入力された各小領域６２の出力値のそれぞれに中央重点の重み係数（図７参照）を乗算し、各小領域６２の最終的な重み係数を算出する。図１４に、中央重点の重み係数を乗算した結果を示す。以上のように小領域６２毎の重み係数を算出することにより、撮像画面６０内の暗い部分と、主要被写体（人物など）がくる可能性の高い撮像画面６０内の中央部分とを重視した重み係数を得ることができる。各重み係数を算出した重み係数演算回路５６は、算出した各重み係数をＡＥ検出回路５５に送信する。

ＡＥ検出回路５５に送信された各重み係数は、露出演算部５５ｃに入力される。各重み係数を受け取った露出演算部５５ｃは、上記（１）式に基づいて、図９に示す撮影シーンに応じた露出値を算出し、ＣＰＵ３７に送信する。ＣＰＵ３７は、算出された露出値を基にしてシャッタ速度や絞り値などを決定する。下表１に、図１４に示す重み係数（以下、「低輝度重視の重み係数」と称す）を用いて算出した露出値と、中央重点の重み係数のみを用いて算出した露出値とを示す。

表１に示されるように、低輝度重視の重み係数を用いて算出した露出値は、中央重点の重み係数のみを用いて算出した露出値よりも約１ＥＶ低いことが分かる。これにより、ＣＰＵ３７は、中央重点の重み係数のみの場合よりもシャッタ速度を一段遅くするか、絞り値を一段小さくして１ＥＶ分明るく被写体を撮影する。このように、低輝度重視の重み係数を用いることにより、撮像画面内の暗い部分が重視されて、中央重点の重み係数のみの場合よりも被写体が明るく撮影されるので、図９に示すような主要被写体と背景との間のコントラストが極端に大きい逆光の撮影シーンで撮影を行ったとしても、主要被写体である人物などが露出アンダーになってしまうことを抑えることができる。

なお、上記実施形態では、常に低輝度重視の重み係数を用いて露出値を算出するようにしているが、図１５のフローチャートに示すように、中央重点の重み係数と低輝度重視の重み係数とを使い分けるようにしてもよい。ＡＥ検出回路５５は、画像分割部５５ａによる撮像画面６０の分割と、輝度演算部５５ｂによる各小領域６２の被写体輝度値の算出とを行った後、各被写体輝度値を基に撮像画面６０全体の平均輝度値の算出を行う。平均輝度値は、例えば、上記（１）式の重み係数を全て１にして計算すればよい。

平均輝度値を算出したＡＥ検出回路５５は、その平均輝度値が１２ＥＶ以上であるか否かの判定を行う。平均輝度値が１２ＥＶ以上であると判定したＡＥ検出回路５５は、上記実施形態と同様に、輝度演算部５５ｂが算出した各被写体輝度値を重み係数演算回路５６に送信し、低輝度重視の重み係数を算出させる。一方、平均輝度値が１２ＥＶ以下であると判定したＡＥ検出回路５５は、各被写体輝度値を露出演算部５５ｃに入力し、中央重点の重み係数のみで露出値の算出を行う。

上記実施形態のように、常に低輝度重視の重み係数を用いていると、逆光などの撮影シーンでは、主要被写体の露出アンダーを抑えることができるものの、夜間のスポットライト撮影などのように、主要被写体の方が背景よりも明るい場合には、反対に主要被写体を露出オーバー気味にさせてしまうことが懸念される。このため、本例では、平均輝度値が１２ＥＶ以上である場合に、逆光やライトなどの高輝度物が写りこんだ撮影シーンであると判断し、この場合にだけ低輝度重視の重み係数を使用するようにした。これにより、逆光などの撮影シーンにおける主要被写体の露出アンダーを抑えるとともに、それ以外の撮影シーンで低輝度重視の重み係数が悪影響を及ぼすことを防止することができる。なお、本例では、平均輝度値の閾値を１２ＥＶとしているが、これに限ることなく、ＣＣＤ３８のダイナミックレンジなどを考慮して任意に設定すればよい。

なお、上記実施形態では、逆光などの撮影シーンにおける主要被写体の露出アンダーを抑える例を示したが、例えば、デジタルカメラ２を図１６に示すように構成し、夜間のスポットライト撮影などにおける主要被写体の露出オーバーを抑えるようにしてもよい。なお、上記実施形態と機能・構成上、同じものについては、同符号を付し、詳細な説明を省略する。

重み係数演算回路７０は、最小値検出部７０ａと差分演算部７０ｂと関数演算部７０ｃと中央重点処理部７０ｄとから構成されている。この重み係数演算回路７０は、ＡＥ検出回路５５から各小領域６２毎の被写体輝度値が送信された際に、それらの各被写体輝度値を最小値検出部７０ａに入力する。各被写体輝度値を入力された最小値検出部７０ａは、例えば、図１７のフローチャートに示す手順で各小領域６２の中から最小の被写体輝度値を検出する。

最小値検出部７０ａは、まず初期最小値として９９．９９をセットする。なお、最小値は、例えば、ＳＤＲＡＭ４５にセットするようにしてもよいし、最小値検出部７０ａ内の専用のメモリにセットするようにしてもよい。また、初期最小値は、９９．９９に限らず、輝度値としてありえない程の十分に大きな値をセットすればよい。初期最小値をセットした最小値検出部７０ａは、任意の小領域６２、例えば、図４において１番の番号が付された小領域６２を比較領域として設定する。比較領域を設定した最大値検出部７０ａは、セットした最小値と比較領域の被写体輝度値とを比較し、比較領域の被写体輝度値の方が小さい場合に、その被写体輝度値を新しい最小値としてセットする。最小値検出部７０ａは、１番から６４番までの各小領域６２について比較を行い、より小さい方に更新していくようにして被写体輝度値の最小値を検出する。

差分演算部７０ｂは、最小値検出部７０ａが検出した最小値を各小領域６２のそれぞれの被写体輝度値から減算し、各小領域６２毎に最小値からの差分を算出する。この差分値は、被写体輝度値の高いところ、すなわち明るいところほど値が大きくなり、撮像画面６０内の明るい小領域６２を表す。

関数演算部７０ｃは、差分演算部７０ｂが算出した各小領域６２の差分値を、例えば、図６に示した補正関数ＲＦに入力し、その出力結果を得る。図６の補正関数ＲＦは、右上がり、かつ右上部分が膨らむような曲線を描いており、入力値の大きいところ、すなわち、撮像画面６０内の明るい部分をより大きくして出力する。これにより、明るい部分をより強調した重み係数を得ることができる。また、関数演算部７０ｃは、上記実施形態と同様に、補正関数ＲＦに各差分値を入力する前に、各差分値の最大値が１８０となるように正規化を行う。

中央重点処理部７０ｄは、関数演算部７０ｃによって各小領域６２毎に算出された出力値と、図７に示す中央重点の重み係数とを乗算する。これにより、撮像画面６０内の明るい部分と、主要被写体がくる確立の高い中央部分とを重視した重み係数を得る事ができる。重み係数演算回路７０は、中央重点処理部７０ｄによって算出された乗算結果を各小領域６２毎の最終的な重み係数としてＡＥ検出回路５５に出力する。

次に、図１８に示すフローチャートを参照しながら、図１９に示す撮影シーンを例に、図１６の構成によるデジタルカメラ２の作用について説明する。なお、図１９の撮影シーンは、夜間にスポットライトなどを当てて主要被写体である人物が明るく、背景が暗い撮影シーンを示している。デジタルカメラ２は、レリーズボタン１２の半押し操作に応じて、ＡＦ処理とＡＥ処理とを含む撮影準備処理を行う。ＡＥ処理を行う際、ＣＰＵ３７は、Ａ／Ｄ４２から出力された画像データを、ＡＥ検出回路５５に送信する。

ＡＥ検出回路５５に送信された画像データは、画像分割部５５ａに入力され、６４個の小領域６２（図４参照）に分割される。各小領域６２に分割された画像データは、輝度演算部５５ｂに送られる。輝度演算部５５ｂは、各小領域６２のそれぞれの被写体輝度値を算出する。図２０に、図１９の撮影シーンに応じた各被写体輝度値の算出結果を示す。なお、図２０では、各小領域６２内の数値が、それぞれ各小領域６２の被写体輝度値（単位は、ＥＶ）を表している。この図２０から、背景部分に相当する両端の小領域６２の被写体輝度値が低く、スポットライトが当たった人物部分に相当する中央付近の小領域６２の被写体輝度値が高いことが分かる。

各小領域６２の被写体輝度値を算出したＡＥ検出回路５５は、算出した各被写体輝度値を重み係数演算回路７０に送信し、露出値を得るための重み係数を算出させる。重み係数演算回路７０に送信された各被写体輝度値は、最小値検出部７０ａに入力される。最小値検出部７０ａは、前述のように１番から６４番までの各小領域６２の被写体輝度値について比較を行い、より小さい方に更新していくようにして被写体輝度値の最小値を検出する（図１７参照）。図２０においては、３５番、及び５６番の小領域６２の３．４２ＥＶが最小値として検出される。被写体輝度値の最小値を検出した最小値検出部７０ａは、検出した最小値３．４２ＥＶと各小領域６２の被写体輝度値とを差分演算部７０ｂに入力する。

差分演算部７０ｂは、各小領域６２の被写体輝度値のそれぞれから最小値１６．４５ＥＶを減算し、各小領域６２毎に最小値からの差分を算出する。図２１に、差分値の算出結果を示す。なお、図２１では、小数点をなくして簡明化するため、各小領域６２の被写体輝度値のそれぞれから最小値３．４２ＥＶを減算した後、各差分値を１００倍している。この図２１では、被写体輝度値が最小であった３５番、及び５６番の小領域６２が０になり、人物部分に相当する被写体輝度値の高い小領域６２（例えば、３７番）の数値が高いことが分かる。これにより、最終的な重み係数を算出する際に、被写体輝度値の高い部分（明るい部分）の重み係数が大きく算出されるようになる。各小領域６２の差分値を算出した差分演算部７０ｂは、算出した各差分値を関数演算部７０ｃに入力する。

関数演算部７０ｃは、各差分値を補正関数ＲＦ（図６参照）に入力するため、各差分値の最大値が１８０となるように正規化を行う。図２１においては、３７番の小領域６２の５６９が差分値の最大値であることが分かる。関数演算部７０ｃは、図２２に示すように、３７番の小領域６２が１８０となるように各差分値の正規化を行う。正規化を行った関数演算部７０ｃは、正規化後の各差分値を補正関数ＲＦに入力し、補正関数ＲＦに応じた出力値を取得する。図２３に、取得した各出力値の結果を示す。各出力値を得た関数演算部７０ｃは、取得した各出力値を中央重点処理部７０ｄに入力する。

中央重点処理部７０ｄは、関数演算部７０ｃから入力された各小領域６２の出力値のそれぞれに中央重点の重み係数（図７参照）を乗算し、各小領域６２の最終的な重み係数を算出する。図２４に、中央重点の重み係数を乗算した結果を示す。以上のように小領域６２毎の重み係数を算出することにより、撮像画面６０内の明るい部分と、主要被写体（人物など）がくる可能性の高い撮像画面６０内の中央部分とを重視した重み係数を得ることができる。各重み係数を算出した重み係数演算回路７０は、算出した各重み係数をＡＥ検出回路５５に送信する。

ＡＥ検出回路５５に送信された各重み係数は、露出演算部５５ｃに入力される。各重み係数を受け取った露出演算部５５ｃは、上記（１）式に基づいて、図１９に示す撮影シーンに応じた露出値を算出し、ＣＰＵ３７に送信する。ＣＰＵ３７は、算出された露出値を基にしてシャッタ速度や絞り値などを決定する。下表２に、図２４に示す重み係数（以下、「高輝度重視の重み係数」と称す）を用いて算出した露出値と、中央重点の重み係数のみを用いて算出した露出値とを示す。

表２に示されるように、高輝度重視の重み係数を用いて算出した露出値は、中央重点の重み係数のみを用いて算出した露出値よりも約１ＥＶ高いことが分かる。これにより、ＣＰＵ３７は、中央重点の重み係数のみの場合よりもシャッタ速度を一段早くするか、絞り値を一段大きくして１ＥＶ分暗く被写体を撮影する。このように、高輝度重視の重み係数を用いることにより、撮像画面内の明るい部分が重視されて、中央重点の重み係数のみの場合よりも被写体が暗く撮影されるので、図１９に示すような夜間のスポットライト撮影など主要被写体と背景との間のコントラストが極端に大きい場合でも、主要被写体である人物などが露出オーバーになってしまうことを抑えることができる。

なお、上記実施形態では、常に高輝度重視の重み係数を用いて露出値を算出するようにしているが、図２５のフローチャートに示すように、中央重点の重み係数と高輝度重視の重み係数とを使い分けるようにしてもよい。ＡＥ検出回路５５は、画像分割部５５ａによる撮像画面６０の分割と、輝度演算部５５ｂによる各小領域６２の被写体輝度値の算出とを行った後、各被写体輝度値を基に撮像画面６０全体の平均輝度値の算出を行う。平均輝度値は、例えば、上記（１）式の重み係数を全て１にして計算すればよい。

平均輝度値を算出したＡＥ検出回路５５は、その平均輝度値が７ＥＶ以下であるか否かの判定を行う。平均輝度値が７ＥＶ以下であると判定したＡＥ検出回路５５は、上記実施形態と同様に、輝度演算部５５ｂが算出した各被写体輝度値を重み係数演算回路７０に送信し、高輝度重視の重み係数を算出させる。一方、平均輝度値が７ＥＶ以上であると判定したＡＥ検出回路５５は、各被写体輝度値を露出演算部５５ｃに入力し、中央重点の重み係数のみで露出値の算出を行う。

上記実施形態のように、常に高輝度重視の重み係数を用いていると、夜間のスポットライト撮影などでは、主要被写体の露出オーバーを抑えることができるものの、逆光などの撮影シーンでは、反対に主要被写体を露出アンダー気味にさせてしまうことが懸念される。このため、本例では、平均輝度値が７ＥＶ以下である場合に、夜間のスポットライト撮影などであると判断し、この場合にだけ高輝度重視の重み係数を使用するようにした。これにより、夜間のスポットライト撮影などにおける主要被写体の露出オーバーを抑えるとともに、それ以外の撮影シーンで高輝度重視の重み係数が悪影響を及ぼすことを防止することができる。なお、本例では、平均輝度値の閾値を７ＥＶとしているが、これに限ることなく、ＣＣＤ３８のダイナミックレンジなどを考慮して任意に設定すればよい。

なお、上記各実施形態では、逆光などの撮影シーンにおける主要被写体の露出アンダーを抑える例と、夜間のスポットライト撮影などにおける主要被写体の露出オーバーを抑える例とを示したが、例えば、デジタルカメラ２を図２６に示すように構成し、主要被写体の露出アンダーと露出オーバーとが同時に抑えられるようにしてもよい。

重み係数演算回路８１は、最大値検出部８１ａと、最小値検出部８１ｂと、差分演算部８１ｃと、関数演算部８１ｄと、中央重点処理部８１ｅとから構成されている。この重み係数演算回路８１は、ＡＥ検出回路８０から各小領域６２毎の被写体輝度値が送信された際に、各被写体輝度値を最大値検出部８１ａと最小値検出部８１ｂとに入力して、低輝度重視の重み係数（図８参照）と、高輝度重視の重み係数（図１８参照）とを、それぞれ算出し、ＡＥ検出回路８０に送る。

ＡＥ検出回路８０には、上記各実施形態と同様の画像分割部８０ａ、輝度演算部８０ｂ、露出演算部８０ｃの他に、露出値合成部８０ｄが設けられている。露出演算部８０ｃは、重み係数演算回路８１から送信された低輝度重視の重み係数と高輝度重視の重み係数とを基に、それぞれの重み係数に対応した露出値を算出する。また、露出演算部８０ｃは、ＥＥＰＲＯＭ５３などに記憶された中央重点の重み係数を読み出し、中央重点の重み係数のみの露出値も算出する。すなわち、本例の露出演算部８０ｃは、１回のＡＥ処理にかかる１つの撮像画面６０に対して、異なる重み係数を用いた３つの露出値を算出する。なお、算出された各露出値は、例えば、ＳＤＲＡＭ４５や、ＡＥ検出回路８０に専用に設けられたメモリなどに一時的に書き込まれる。

露出値合成部８０ｄは、図２７に示すような変換関数を利用して露出値毎の合成割合を求め、この合成割合を基に露出演算部８０ｃが算出した３つの露出値を合成することにより、１つの最適な露出値を割り出す。変換関数は、各露出値のそれぞれに対応して設けられており、例えば、ＥＥＰＲＯＭ５３などに予め記憶されている。なお、これ以降においては、低輝度重視の重み係数を用いて算出した露出値を露出値Ｅ１、高輝度重視の重み係数を用いて算出した露出値を露出値Ｅ２、中央重点の重み係数を用いて算出した露出値を露出値Ｅ３、これらの合成によって割り出された最適な露出値を最適露出値Ｅｓと称す。また、露出値Ｅ１に対応する変換関数を変換関数ＣＦ１、露出値Ｅ２に対応する変換関数を変換関数ＣＦ２、露出値Ｅ３に対応する変換関数を変換関数ＣＦ３と称す。

各露出値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のそれぞれの合成割合を求めた露出値合成部８０ｄは、露出値Ｅ１の合成割合をＲ１、露出値Ｅ２の合成割合をＲ２、露出値Ｅ３の合成割合をＲ３としたとき、次式（２）によって最適露出値Ｅｓを算出する。

次に、図２８に示すフローチャートを参照しながら、図２６の構成によるデジタルカメラ２の作用について説明する。デジタルカメラ２は、レリーズボタン１２の半押し操作に応じて、ＡＦ処理とＡＥ処理とを含む撮影準備処理を行う。ＡＥ処理を行う際、ＣＰＵ３７は、Ａ／Ｄ４２から出力された画像データを、ＡＥ検出回路８０に送信する。

ＡＥ検出回路８０に送信された画像データは、画像分割部８０ａに入力され、６４個の小領域６２（図４参照）に分割される。各小領域６２に分割された画像データは、輝度演算部８０ｂに送られる。輝度演算部８０ｂは、各小領域６２のそれぞれの被写体輝度値を算出する。

各小領域６２の被写体輝度値を算出したＡＥ検出回路８０は、算出した各被写体輝度値を重み係数演算回路８１に送信し、露出値を得るための重み係数を算出させる。各被写体輝度値を受け取った重み係数演算回路８１は、それぞれ図８、及び図１８に示す手順に従って、各被写体輝度値から低輝度重視の重み係数と高輝度重視の重み係数とを算出し、これらの各重み係数をＡＥ検出回路８０に送信する。

ＡＥ検出回路８０に送信された各重み係数は、露出演算部８０ｃに入力される。各重み係数を受け取った露出演算部８０ｃは、上記（１）式に基づいて、低輝度重視の重み係数を用いた露出値Ｅ１と、高輝度重視の重み係数を用いた露出値Ｅ２、及び中央重点の重み係数（図７参照）を用いた露出値Ｅ３をそれぞれ算出する。算出された各露出値は、露出値合成部８０ｄに入力される。

露出演算部８０ｃによる各露出値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の算出が終了すると、露出値合成部８０ｄは、まず各小領域６２毎の被写体輝度値を基に撮像画面６０全体の平均輝度値を算出する。平均輝度値を算出した露出値合成部８０ｄは、各変換関数ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３を参照して、平均輝度値に応じた各露出値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の合成割合Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を求める。各変換関数ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３は、平均輝度値が高いほど露出値Ｅ１の合成割合Ｒ１を大きく、平均輝度値が低いほど露出値Ｅ２の合成割合Ｒ２を大きく、また、中間付近の平均輝度値では露出値Ｅ３の合成割合Ｒ３を大きくするようにしている。

前述のように、平均輝度値が高い場合には、逆光やライトなどの高輝度物が写りこんだ撮影シーンであると判断することができる。このため、平均輝度値が高い場合には、低輝度重視の重み係数を用いた露出値Ｅ１の合成割合Ｒ１を大きくすることにより、主要被写体の露出アンダーを抑えることができる。反対に、平均輝度値が低い場合には、夜間にスポットライトを当てた撮影シーンなどであると判断することができる。このため、平均輝度値が低い場合には、高輝度重視の重み係数を用いた露出値Ｅ２の合成割合Ｒ２を大きくすることにより、主要被写体の露出オーバーを抑えることができる。また、中間付近の平均輝度値では、中央重点の重み係数を用いた露出値Ｅ３の合成割合Ｒ３を大きくすることにより、低輝度重視の重み係数や高輝度重視の重み係数が、主要被写体の露出に対して悪影響を及ぼすことを防止することができる。

例えば、輝度演算部８０ｂによる各被写体輝度値の算出結果が、図２９に示すように求められたとする。各被写体輝度値を重み係数演算回路８１に送信し、図８、及び図１８に示す手順で各重み係数を算出させると、低輝度重視の重み係数が図３０、高輝度重視の重み係数が図３１に示すように、それぞれ求められる。算出した各重み係数をＡＥ検出回路８０に送信し、各重み係数に応じた露出値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を露出演算部８０ｃに算出させると、その算出結果は、下表３に示すように求められる。

また、表３に示すように、上記（１）式を用いて図２９の各被写体輝度の平均輝度値を算出すると、１３．６４ＥＶと求めることができる。露出値合成部８０ｄは、各変換関数ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３を参照して、平均輝度値に応じた各合成割合Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を求める。図２７に示すように、平均輝度値が１３．６４ＥＶである場合、合成割合Ｒ１は４６、合成割合Ｒ２は０、合成割合Ｒ３は１７と、それぞれ求められる。

求めた各合成割合Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と、各露出値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３とを上記（２）式に代入すると、最適露出値Ｅｓは、１２．２８ＥＶと算出される。すなわち、図２９の各被写体輝度値が与えられた撮影シーンでは、１２．２８ＥＶに合わせてシャッタ速度や絞り値などを決定することにより、主要被写体から大きく露出を外すことなく撮影を行うことができる。

なお、上記実施形態では、３種類の重み係数による３つの露出値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を基に、最適露出値Ｅｓを算出するようにしているが、基にする露出値は３つに限ることなく、さらに多くの露出値演算方法を用いて３つ以上の露出値を基に最適露出値Ｅｓを算出するようにしてもよい。また、各変換関数ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３は、上記に限ることなく、ＣＣＤ３８のダイナミックレンジなどといった種々の設計事項を考慮して任意に設定すればよい。

さらに、上記各実施形態では、撮像装置の一例としてデジタルカメラ２を示しているが、本発明は、これに限ることなく、例えば、カメラ付き携帯電話などに適用することもできる。

デジタルカメラの外観を示す前面方向の斜視図である。 デジタルカメラの外観を示す背面方向の平面図である。 デジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。 撮像画面を複数の小領域に分割する一例を示す説明図である。 各小領域の被写体輝度値の最大値を検出する手順を示すフローチャートである。 補正関数の一例を示すグラフである。 中央重点の重み係数の一例を示す説明図である。 低輝度重視の重み係数を用いた露出値を算出する手順を示すフローチャートである。 逆光の撮影シーンの一例を示す説明図である。 図９の撮影シーンに応じた各小領域の被写体輝度値を示す説明図である。 各被写体輝度値の最大値からの差分を示す説明図である。 正規化後の各差分値を示す説明図である。 補正関数に代入した後の出力値を示す説明図である。 図９の撮影シーンに応じた低輝度重視の重み係数を示す説明図である。 平均輝度値が所定値以上の場合にだけ低輝度重視の重み係数を算出する例を示すフローチャートである。 主要被写体の露出オーバーを抑える際のデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。 各小領域の被写体輝度値の最小値を検出する手順を示すフローチャートである。 高輝度重視の重み係数を用いた露出値を算出する手順を示すフローチャートである。 夜間にスポットライトを当てた撮影シーンの一例を示す説明図である。 図１９の撮影シーンに応じた各小領域の被写体輝度値を示す説明図である。 各被写体輝度値の最小値からの差分を示す説明図である。 正規化後の各差分値を示す説明図である。 補正関数に代入した後の出力値を示す説明図である。 図１９の撮影シーンに応じた高輝度重視の重み係数を示す説明図である。 平均輝度値が所定値以下の場合にだけ高輝度重視の重み係数を算出する例を示すフローチャートである。 主要被写体の露出アンダーと露出オーバーとを抑える際のデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。 各変換関数の一例を示すグラフである。 最適露出値Ｅｓを算出する手順を示すフローチャートである。 各小領域の被写体輝度値の一例を示す説明図である。 図２９の撮影シーンに応じた低輝度重視の重み係数を示す説明図である。 図２９の撮影シーンに応じた高輝度重視の重み係数を示す説明図である。

符号の説明

２ デジタルカメラ
１０ 撮像レンズ
３１ 絞り
３７ ＣＰＵ（露出制御手段）
３８ ＣＣＤ（撮像素子）
５５、８０ ＡＥ検出回路
５５ａ、８０ａ 画像分割部（分割手段）
５５ｂ、８０ｂ 輝度演算部（輝度演算手段）
５５ｃ、８０ｃ 露出演算部（露出演算手段）
５６、７０、８１ 重み係数演算回路
５６ａ、８１ａ 最大値検出部
５６ｂ、７０ｂ、８１ｃ 差分演算部
５６ｃ、７０ｃ、８１ｄ 関数演算部
５６ｄ、７０ｄ、８１ｅ 中央重点処理部
７０ａ、８１ｂ 最小値検出部
８０ｄ 露出値合成部

Claims (12)

1. 撮像レンズを透過した被写体像を撮像する撮像素子から前記被写体像に応じた画像データを取得するデータ取得ステップと、前記画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割する分割ステップと、前記小領域毎の被写体輝度値を算出する輝度演算ステップとを有し、前記各小領域毎に設定された演算用重み係数を前記各被写体輝度値に乗じて加重平均を取ることにより、前記画像データの露出値を算出する露出値演算方法において、
   前記被写体輝度値の低い前記小領域ほど重み付けが大きくなるように前記各演算用重み係数を設定する重み係数演算ステップを含むことを特徴とする露出値演算方法。
2. 前記重み係数演算ステップは、前記各被写体輝度値の最大値を検出するステップと、前記最大値から前記各被写体輝度値を減算して前記各小領域毎に前記最大値からの差分値を求めるステップと、入力値の大きい部分がより大きくなるように変換する補正関数に前記各差分値を入力して前記補正関数に応じた出力値を得るステップと、前記撮像画面の中央部分の重み付けを大きくするように前記各小領域のそれぞれに予め設定された中央重点の重み係数と前記各出力値とを乗算し、この乗算結果を前記各演算用重み係数として設定するステップとからなることを特徴とする請求項１記載の露出値演算方法。
3. 前記各差分値は、前記補正関数に入力される前に、前記補正関数の入力範囲に応じた値に正規化されることを特徴とする請求項２記載の露出値演算方法。
4. 前記輝度演算ステップの後に、前記各被写体輝度値の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、
   前記平均輝度値が所定値以上であるか否かの判定を行う判定ステップとを行い、
   前記平均輝度値が所定値以上であると判定された場合には、前記重み係数演算ステップを行い、前記平均輝度値が所定値以下であると判定された場合には、前記撮像画面の中央部分の重み付けを大きくするように前記各小領域のそれぞれに予め設定された中央重点の重み係数を前記各演算用重み係数として前記露出値の算出を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の露出値演算方法。
5. 撮像レンズを透過した被写体像を撮像する撮像素子から前記被写体像に応じた画像データを取得するデータ取得ステップと、前記画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割する分割ステップと、前記小領域毎の被写体輝度値を算出する輝度演算ステップとを有し、前記各小領域毎に設定された演算用重み係数を前記各被写体輝度値に乗じて加重平均を取ることにより、前記画像データの露出値を算出する露出値演算方法において、
   前記被写体輝度値の高い前記小領域ほど重み付けが大きくなるように前記各演算用重み係数を設定する重み係数演算ステップを含むことを特徴とする露出値演算方法。
6. 前記重み係数演算ステップは、前記各被写体輝度値の最小値を検出するステップと、前記各被写体輝度値から前記最小値を減算して前記各小領域毎に前記最小値からの差分値を求めるステップと、入力値の大きい部分がより大きくなるように変換する補正関数に前記各差分値を入力して前記補正関数に応じた出力値を得るステップと、前記撮像画面の中央部分の重み付けを大きくするように前記各小領域のそれぞれに予め設定された中央重点の重み係数と前記各出力値とを乗算し、この乗算結果を前記各演算用重み係数として設定するステップとからなることを特徴とする請求項５記載の露出値演算方法。
7. 前記各差分値は、前記補正関数に入力される前に、前記補正関数の入力範囲に応じた値に正規化されることを特徴とする請求項６記載の露出値演算方法。
8. 前記輝度演算ステップの後に、前記各被写体輝度値の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、
   前記平均輝度値が所定値以上であるか否かの判定を行う判定ステップとを行い、
   前記平均輝度値が所定値以下であると判定された場合には、前記重み係数演算ステップを行い、前記平均輝度値が所定値以上であると判定された場合には、前記撮像画面の中央部分の重み付けを大きくするように前記各小領域のそれぞれに予め設定された中央重点の重み係数を前記各演算用重み係数として前記露出値の算出を行うことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の露出値演算方法。
9. 撮像レンズを透過した被写体像を撮像する撮像素子から前記被写体像に応じた画像データを取得するデータ取得ステップと、前記画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割する分割ステップと、前記小領域毎の被写体輝度値を算出する輝度演算ステップとを有し、前記各小領域毎に設定された重み係数を前記各被写体輝度値に乗じて加重平均を取ることにより、前記画像データの露出値を算出する露出値演算方法において、
   重み付けの異なる複数の重み係数を用いて複数の前記露出値を算出する複数露出値算出ステップと、
   前記各被写体輝度値の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、
   前記各露出値毎に設けられた変換関数を参照して、前記平均輝度値に応じた前記各露出値の合成割合を取得する合成割合取得ステップと、
   前記各露出値と前記各合成割合とから１つの最適な露出値を割り出す最適露出値算出ステップとを含むことを特徴とする露出値演算方法。
10. 前記複数の重み係数には、少なくとも、前記被写体輝度値の低い前記小領域ほど重み付けが大きくなるように設定した第１重み係数と、前記被写体輝度値の高い前記小領域ほど重み付けが大きくなるように設定した第２重み係数と、前記撮像画面の中央部分の前記小領域ほど重み付けが大きくなるように設定した第３重み係数とが含まれることを特徴とする請求項９記載の露出値演算方法。
11. 前記第１重み係数は、前記各被写体輝度値の最大値を検出し、この最大値から前記各被写体輝度値を減算して前記各小領域毎に前記最大値からの差分値を求め、入力値の大きい部分がより大きくなるように変換する補正関数に前記各差分値を入力して前記補正関数に応じた出力値を取得し、予め設定された前記第３重み係数と前記各出力値とを乗算することによって設定され、
    前記第２重み係数は、前記各被写体輝度値の最小値を検出し、前記各被写体輝度値から前記最小値を減算して前記各小領域毎に前記最小値からの差分値を求め、入力値の大きい部分がより大きくなるように変換する補正関数に前記各差分値を入力して前記補正関数に応じた出力値を取得し、予め設定された前記第３重み係数と前記各出力値とを乗算することによって設定されることを特徴とする請求項１０記載の露出値演算方法。
12. 撮像レンズを透過した被写体像を撮像して前記被写体像に応じた画像データを出力する撮像素子と、この撮像素子への入射光量を調整する絞りと、前記画像データが表す撮像画面を複数の小領域に分割する分割手段と、前記小領域毎の被写体輝度値を算出する輝度演算手段と、前記各被写体輝度値に基づいて前記画像データの露出値を算出する露出演算手段と、算出された前記露出値に基づいて前記絞りの絞り値と前記撮像素子の露光時間との少なくとも一方を制御する露出制御手段とを備えた撮像装置において、
    前記露出演算手段が、請求項１から１１のいずれか１項に記載の露出値演算方法を用いて前記露出値を算出することを特徴とする撮像装置。
    

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