JP6074948B2 - デジタルカメラ - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラに関する。

従来、デジタルカメラは、撮影された後に、画像処理が施されていない状態のデータ、すなわちＲＡＷデータを生成し、ＲＡＷデータからディスプレイで画像鑑賞する際に適した画像データに変換し、これをＪＰＥＧデータとして記録媒体に記録する。ここで記録されるＪＰＥＧデータの明るさは、大きく２つの要素で決定される。一つは撮影時の露出であり、もう一つは撮影後に施される階調変換である。

露出は、シャッタースピード、絞りおよびＩＳＯ感度によって決定される。シャッタースピード、絞りおよびＩＳＯ感度は、被写体の明るさに応じて、デジタルカメラによって自動的に、あるいは撮影者によって手動で設定され、撮影が行われる。例えば、絞りおよびＩＳＯ感度を固定し、シャッタースピードを適正露出より低速にすれば、撮像面での露光時間が長くなり、画像は明るくなる。

階調変換は、ＲＡＷデータに対して、ホワイトバランス変換やマトリックス変換などが施された後に、適用される。階調変換の変換曲線の形状によって、画像の明るさは変化する。

ここで、露出および階調変換とＲＡＷデータおよびＪＰＥＧデータの関係について考えてみると、露出によってＲＡＷデータの明るさが決定し、階調変換によって、ＲＡＷデータからＪＰＥＧデータに変換するときの明るさが決定すると考えることができる。例えば、同一のＲＡＷデータであっても、階調変換の変換曲線の形状によって、ＪＰＥＧデータの明るさは変化する。

このように、再現画像の明るさに関して露出と階調変換とは関連するものである。そこで、階調変換を考慮して露出を制御するデジタルカメラが知られている（特許文献１参照）。このデジタルカメラでは、ハイライト測光モード（露出決定時の測光対象の部分が、グレーでなく白い場合、その部分を白く再現する、というユーザ意図を反映させるためのモード）を利用する場合、設定されているガンマ曲線を参照して、露出補正量を決めるようになっている。

特開２００７−１２９５６４号公報

ところで、適正露出で撮影して階調変換を行った後の画像をディスプレイで鑑賞した場合に、中間調の再現は望ましいがハイライトの再現が階調を失っていて望ましくない場合がある。この場合、露出を適正露出よりもアンダーにして再撮影し、階調変換によって画像を明るめに変換することが考えられる。しかしながら、このような再撮影時には、露出と階調変換とをそれぞれ設定変更しなければならず、使用者にとって操作が煩雑である。また露出アンダーでの撮影において、適正露出での撮影よりも階調変換を明るめにしても、適正露出での撮影と中間調の再現を同一にできるとは限らない。このため、煩雑な操作を必要とせず、撮影画像に対して、中間調の再現を保ちながら、露出と階調変換とを連動させて制御する技術が望まれている。しかしながら、従来技術では、この点について考慮されていなかった。

請求項１に記載の発明によるデジタルカメラは、被写体像を撮像する撮像部と、使用者の操作に応じて単一の値を設定する操作部材と、前記操作部材で設定された値に応じて、適正露出よりもｎ段アンダーになるように前記撮像部の露出を制御する露出制御部と、前記操作部材で設定された値に応じて、前記撮像部により撮像された画像データに対して入力レベルと出力レベルとの関係を表す階調曲線を用いて階調変換を行う階調変換部と、を備え、前記露出制御部および前記階調変換部は、前記階調変換部により階調変換された画像データの中間調部分が前記操作部材で設定された値によらず一定となるように、前記露出および前記階調変換を制御し、前記階調曲線は、入力レベルが所定レベル以下である場合には、出力レベルが入力レベルの２のｎ乗倍となるように線形変換を行う曲線であり、入力レベルが前記所定レベルよりも大きい場合には、入力レベルが前記所定レベルであり且つ出力レベルが前記所定レベルの２のｎ乗倍である点と、入力レベルおよび出力レベルともに最大輝度を示す点との間を結んだ、非線形変換を行う曲線である。

本発明によれば、簡易な操作で、撮影画像に対して、中間調の再現を保ちながら、露出と階調変換とを連動させて制御することができる。

本発明の一実施の形態によるデジタルカメラを上方から見た図である。 デジタルカメラの構成例を説明するブロック図である。 階調曲線を説明する図である。 被写体の一例を説明する図である。 デジタルカメラの動作処理の流れを説明するフローチャートである。 第２の実施の形態によるＰＣの構成例を説明するブロック図である。 変形例６を説明する図である。

−第１の実施の形態−
図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態におけるデジタルカメラ１を上方から見た図である。デジタルカメラ１の上面には、調整ダイヤル１０が設けられている。調整ダイヤル１０は、撮影時の露出と撮影画像の階調変換とを連動して制御する（詳しくは後述する）ためのダイヤルであり、調整ダイヤル１０を回転させることにより、設定値を「０」「１」「２」の３段階で変更できるようになっている。

図２は、図１のデジタルカメラ１の構成例を説明するブロック図である。デジタルカメラ１は、撮像光学系１１と、撮像素子１２と、カメラ制御装置１３と、操作部１４と、表示部１５と、カードインターフェース１６とを備えている。カードインターフェース１６には、着脱可能な記録媒体であるメモリカード１７が装着される。

カメラ制御装置１３は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、メモリが記憶するプログラムを実行することによってデジタルカメラ１の動作を制御する。

撮像光学系１１は、ズームレンズやフォーカシングレンズを含む複数のレンズ群で構成され、被写体像を撮像素子１２の受光面に結像させる。なお、図２を簡単にするため、撮像光学系１１を単レンズとして図示している。

撮像素子１２は、例えばＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。撮像素子１２は、被写体像を光電変換して画像信号を生成する。撮像素子１２の受光面には、周知のモザイクカラーフィルターが設けられている。モザイクカラーフィルターは、赤（Ｒ）色、青（Ｂ）色、および緑（Ｇ）色のいずれかの光を通過させる原色フィルタが画素位置に対応してモザイク状の配列（たとえば、ベイヤー配列）で構成された色分解フィルタである。撮像素子１２は、このようなカラーフィルターを通して被写体像を撮像することにより、光の３原色ごとのカラー画像信号を出力する。撮像素子１２で生成された画像信号は、不図示のＡ／Ｄ変換部でデジタル信号に変換され、ＲＡＷデータとしてカメラ制御装置１３に出力される。

操作部１４は、使用者によって操作される種々の入力部材、例えば、上述した調整ダイヤル１０に加え、シャッターボタン、録画ボタン、十字キー、決定ボタンなどを含む。操作部１４は、各入力部材が操作されると、各操作に応じた操作信号をカメラ制御装置１３へ出力する。

表示部１５は、デジタルカメラ１の背面に搭載された液晶ディスプレイ（背面モニタ）等で構成され、撮像素子１２で撮像され、メモリカード１７に記録された画像や各種設定メニューなどを表示する。

ところで、従来のデジタルカメラでは、露出を、デジタルカメラあるいは使用者が制御する。通常は適正露出で撮影を行うが、意図的に適正露出よりもアンダーにあるいはオーバーに撮影することもできる。

また、使用者が階調変換の変換曲線の形状を選択できるように構成されたデジタルカメラが知られている。このようなデジタルカメラには、例えば、明るめ、標準、暗めなどといった階調設定を選択する手段が設けられ、使用者がこの手段によって階調設定を選択できるようになっている。階調変換の変換曲線の形状については、デジタルカメラの製造者が、明るめ、標準、暗めなどの階調設定の選択肢に応じて、デジタルカメラのメモリ内に予め記憶させておくことができる。そしてこのようなデジタルカメラでは、撮影後のＲＡＷデータに階調変換が施されるときに、階調設定の選択肢に応じて変換曲線が決定され、適用される。

従来のデジタルカメラにおいて、適正露出で撮影したＪＰＥＧデータをディスプレイで観賞した場合に、中間調の再現は望むものであるものの、ハイライトの再現が階調を失っていて望ましくない場合がある。使用者は、そのような再現状態を、撮影直後にデジタルカメラの背面ディスプレイの表示によって認識することができ、ハイライトの再現を望ましいものとするために再撮影を行う。この再撮影において、使用者は、適正露出よりもアンダーで撮影する。そして使用者は、階調設定を最初に撮影したときよりも明るめの設定にする。これにより、画像全体の明るさを概ね保ち、ハイライトの再現を望ましいものとすることができる。

しかしながら、このような再撮影の一連の操作を行うことには、煩雑さが伴う。まず、使用者は、露出をアンダーにするために、例えばマニュアル露出にして、適正露出からシャッタースピードを一段高速に設定する。そして使用者は、階調設定を明るめのものに変更する。特に、階調設定については、デジタルカメラの背面表示のメニューにおいて、複数回のボタンを押して設定する場合が多く、煩雑な操作となる。

また、従来のデジタルカメラの階調変換の変換曲線の形状は、露出を考慮して設計されているものではない。例えば、階調変換の選択肢として、明るめ、標準、暗めの３つの選択肢がある際に、露出を適正として階調設定を標準とした場合と、露出を適正露出よりも１段アンダーとして階調設定を明るめとした場合とでは、中間調の再現が同一とは限らない。また、露出は、１段アンダー、２段アンダー、…、と複数の段階で設定可能な場合が多いが、階調設定の段階は、例えば３段階など限られている場合が多い。

このことをふまえ、本実施形態のデジタルカメラ１では、煩雑な操作を必要とせず、中間調の再現を保証した形で、露出と階調変換を連動させて制御できるようになっている。以下、この点について詳しく説明する。

まず、調整ダイヤル１０の設定値（「０」「１」「２」）について説明する。デジタルカメラ１では、使用者が調整ダイヤル１０を操作してこの設定値を変えることで、露出と階調変換とを連動させて変更することができる。

調整ダイヤル１０の設定値が「０」の場合、デジタルカメラ１は、露出を適正露出にして撮影を行う。調整ダイヤル１０の設定値が「１」の場合、デジタルカメラ１は、露出を適正露出よりも１段アンダーにして撮影を行う。調整ダイヤル１０の設定値が「２」の場合、デジタルカメラ１は、露出を適正露出よりも２段アンダーにして撮影を行う。

また、デジタルカメラ１における階調変換の変換曲線（以下、階調曲線と呼ぶ）を、図３を用いて説明する。図３において、横軸は入力値（階調変換前の値）を示し、縦軸は出力値（階調変換後の値）を示す。なお、この入力値および出力値ともに、最小輝度を０とし、最大輝度を１．０として、０〜１．０の間で正規化した値を示している。またデジタルカメラ１において、階調曲線は、調整ダイヤル１０の設定値（「０」「１」「２」）に対応して、３種類設けられている。

調整ダイヤル１０の設定値「０」に対応する階調曲線Ｋ０は、傾きが１．０の直線である。したがって階調曲線Ｋ０を用いる変換は、線形変換であり、入力値と出力値が同一の値となるため、実質的に無変換となる。すなわち調整ダイヤル１０の設定値が「０」の場合、露出設定が適正露出となると共に、階調変換は無変換となる。

調整ダイヤル１０の設定値「１」に対応する階調曲線Ｋ１は、入力値が最小値（０）から所定レベル（図３では０．３５）までの範囲では傾きが２．０の直線である。一方、階調曲線Ｋ１は、入力値が所定レベル（図３では０．３５）から最大値（１．０）までの範囲では、入力値が所定レベル（図３では０．３５）で出力値が所定レベルの２倍（図３では０．７）の点と、入力値および出力値がともに最大値（１．０）である点との間を滑らかに増加するように結んだ非線形の曲線である。

すなわち調整ダイヤル１０の設定値が「１」の場合、露出設定が適正露出よりも１段アンダーとなると共に、階調変換によって、シャドー部分および中間調部分では、出力値が入力値の２倍となる。したがってこの場合、シャドー部分および中間調部分では、階調変換後の値が、同じ明るさの被写体であれば、調整ダイヤル１０の設定値が「０」（すなわち適正露出）のときと同一となる。一方、ハイライト部分では、入力値が階調を保ちながら出力値に変換される。

また調整ダイヤル１０の設定値「２」に対応する階調曲線Ｋ２は、入力値が最小値（０）から所定レベル（図３では０．１７５）までの範囲では傾きが４．０の直線である。一方、階調曲線Ｋ２は、入力値が所定レベル（図３では０．１７５）から最大値（１．０）までの範囲では、入力値が所定レベル（図３では０．１７５）で出力値が所定レベルの４倍（図３では０．７）の点と、入力値および出力値がともに最大値（１．０）である点との間を滑らかに増加するように結んだ非線形の曲線である。

すなわち調整ダイヤル１０の設定値が「２」の場合、露出設定が適正露出よりも２段アンダーとなると共に、階調変換によって、シャドー部分および中間調部分では、出力値が入力値の４倍となる。したがってこの場合、シャドー部分および中間調部分では、階調変換後の値が、同じ明るさの被写体であれば、調整ダイヤル１０の設定値が「０」（すなわち適正露出）のときと同一となる。一方、ハイライト部分では、入力値が階調を保ちながら出力値に変換される。

なお、階調曲線Ｋ１およびＫ２における所定レベルは、それぞれ、例えば、線形変換後の出力値が最大値１．０の７０％となる入力値としている。したがって、階調曲線Ｋ１では所定レベルが０．３５（＝１．０×７０／１００／２）であり、階調曲線Ｋ２では所定レベルが０．１７５（＝１．０×７０／１００／４）である。

ここで、調整ダイヤル１０の設定値を「０」として撮影した場合と、調整ダイヤル１０の設定値を「１」として撮影した場合とを、具体的に比較する。ここでは、一例として、図４に示すような人物を被写体として撮影する場合を説明する。なお、この被写体人物において、洋服の部分（以下Ａ部分と呼ぶ）が輝度αであり、顔の肌の部分（以下Ｂ部分と呼ぶ）がその２倍の輝度２αであるとする。また、ここでは、デジタルカメラ１のＡＤ変換の上限値（ＲＡＷデータの上限値）を４０９５であるとして説明する。

調整ダイヤル１０の設定値が「０」である場合、上述したように、露出設定が適正露出となると共に階調変換は無変換となる。ここでＡ部分のＲＡＷデータが２５００であったとすると、Ｂ部分はＡ部分の輝度の２倍であるため、Ｂ部分のＲＡＷデータは２５００×２＝５０００となるのが、階調性の面では望ましい。しかし、これは上限値の４０９５を超えるため、実際には、Ｂ部分のＲＡＷデータは４０９５となる。階調変換後において、Ａ部分の画像データは２５００／４０９５≒０．６１０５となり、Ｂ部分の画像データは、４０９５／４０９５＝１．０となる。すなわち、Ｂ部分については、飽和してしまう。

一方、調整ダイヤル１０の設定値が「１」である場合、上述したように、露出設定が適正露出よりも１段アンダーとなると共に、階調変換は階調曲線Ｋ１を用いて行われる。したがって、Ａ部分のＲＡＷデータは２５００／２＝１２５０となり、Ｂ部分のＲＡＷデータは５０００／２＝２５００となる。そして階調変換においては、Ａ部分のＲＡＷデータについては、１２５０／４０９５≒０．３０５２５が所定レベル（０．３５）に満たないので階調曲線Ｋ１により線形変換され、階調変換後のＡ部分の画像データは、０．３０５２５×２＝０．６１０５となる。一方、Ｂ部分については、２５００／４０９５≒０．６１０５が所定レベル（０．３５）以上なので、階調曲線Ｋ１により非線形変換された値となる。したがって、Ａ部分については、調整ダイヤル１０の設定値が「０」の場合と同一の再現となり、Ｂ部分については、飽和を避けることができる。

このように調整ダイヤル１０の設定値を「１」または「２」とすることで、シャドー部分および中間調部分では、調整ダイヤル１０の設定値によらずに画像再現を一定にしながら、ハイライト部分では、飽和を避けることができ、階調を保つことができる。

次に、デジタルカメラ１において、上述したような露出および階調変換の連動制御に関する動作処理の流れを、図５に示すフローチャートを用いて説明する。カメラ制御装置１３は、例えばモード切替ボタンなどにより撮影モードに設定されると、図５に示す処理を開始する。

ステップＳ１において、カメラ制御装置１３は、シャッターボタンが半押し操作されたか否かを判定する。シャッターボタンから半押し操作信号が入力された場合には、カメラ制御装置１３は、ステップＳ１を肯定判定して、ステップＳ２へ進む。一方、シャッターボタンから半押し操作信号が入力されない場合には、カメラ制御装置１３は、ステップＳ１を否定判定し、ステップＳ１の判定処理を繰り返す。

ステップＳ２において、カメラ制御装置１３は、調整ダイヤル１０の設定値を認識する。そしてカメラ制御装置１３は、この調整ダイヤル１０の設定値に応じて露出設定を行う。具体的にカメラ制御装置１３は、上述したように、調整ダイヤル１０の設定値が「０」の場合は、通常の露出設定（適正露出）とする。なお、適正露出は、例えば撮像素子１２からの出力信号に基づいて所定の露出演算によって算出される。また、カメラ制御装置１３は、調整ダイヤル１０の設定値が「１」の場合は通常の露出設定よりも１段アンダーとし、設定値が「２」の場合は通常の露出設定よりも２段アンダーとする。そしてカメラ制御装置１３は、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３において、カメラ制御装置１３は、シャッターボタンが全押し操作されたか否かを判定する。シャッターボタンから全押し操作信号が入力された場合には、カメラ制御装置１３は、ステップＳ３を肯定判定して、ステップＳ４へ進む。一方、シャッターボタンから全押し操作信号が入力されない場合には、カメラ制御装置１３は、ステップＳ３を否定判定し、ステップＳ３の判定処理を繰り返す。

ステップＳ４において、カメラ制御装置１３は撮影処理を行う。すなわちカメラ制御装置１３は、ステップＳ２で設定した露出設定となるようにシャッタースピードおよび絞り値を制御して、撮像素子１２に撮像を行わせ、撮像素子１２からＲＡＷデータを取得する。そしてカメラ制御装置１３は、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５において、カメラ制御装置１３は、ステップＳ４で取得したＲＡＷデータにホワイトバランスゲインを乗算することにより、ホワイトバランス変換を施して、ステップＳ６へ進む。なお、ホワイトバランスゲインは、デジタルカメラ１におけるホワイトバランス設定に応じて決定される。

ステップＳ６において、カメラ制御装置１３は、ステップＳ５でホワイトバランスゲインを乗算した画像データに対して、３×３マトリックスを用いてマトリックス変換を行う。このマトリックスのパラメータは、撮像素子１２の分光感度などに応じて予め最適化されているものとする。

ステップＳ７において、カメラ制御装置１３は、ステップＳ６でマトリックス変換された画像データに対して、調整ダイヤル１０の設定値に応じた階調変換を施す。具体的にカメラ制御装置１３は、上述したように、調整ダイヤル１０の設定値が「０」の場合は階調曲線Ｋ０を用いて階調変換を行い、調整ダイヤル１０の設定値が「１」の場合は階調曲線Ｋ１を用いて階調変換を行い、調整ダイヤル１０の設定値が「２」の場合は階調曲線Ｋ２を用いて階調変換を行う。そしてカメラ制御装置１３は、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８において、カメラ制御装置１３は、ステップＳ７で階調変換を行った画像データに対し、表示部１５（液晶ディスプレイ）のγ特性に応じた変換（γ変換）を施して、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９において、カメラ制御装置１３は、ステップＳ８で変換を行った画像データに対して、必要に応じて適宜ＪＰＥＧ圧縮などを行い、画像ファイルとしてメモリカード１６に記録して、図５の処理を終了する。

以上説明した第１の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）デジタルカメラ１は、被写体像を撮像する撮像素子１２と、使用者の操作に応じて単一の値を設定する調整ダイヤル１０と、調整ダイヤル１０で設定された値に応じて、撮像素子１２の露出を制御するカメラ制御装置１３と、調整ダイヤル１０で設定された値に応じて、撮像素子１２により撮像された画像データに対して階調変換を行うカメラ制御装置１３と、を備え、カメラ制御装置１３は、階調変換後の画像データの中間調部分が調整ダイヤル１０で設定された値によらず一定となるように、露出および階調変換を制御するように構成した。これにより、使用者は、調整ダイヤル１０を動かして一つの値を設定するという簡易な操作を行うだけで、撮像画像に対して、中間調の再現を保ちながら、露出と階調変換とを連動させて制御することができる。

（２）上記（１）のデジタルカメラ１において、カメラ制御装置１３は、調整ダイヤル１０で設定された値に応じて、入力レベルと出力レベルとの関係を表す階調曲線（Ｋ０〜Ｋ２）を選択し、当該選択した階調曲線を用いて階調変換を行うように構成した。これにより、カメラ制御装置１３は、階調曲線を選択するという簡易な処理を行うだけで、撮像画像に対して、中間調の再現を保ちながら、露出と階調変換とを連動させて制御することができる。

（３）上記（２）のデジタルカメラ１において、カメラ制御装置１３は、調整ダイヤル１０で設定された値に応じて、適正露出よりもｎ段（１段または２段）アンダーになるように露出を設定し、階調曲線Ｋ１およびＫ２は、入力レベルが所定レベル以下である場合には、出力レベルが入力レベルの２のｎ乗倍となるように線形変換を行う変換曲線であるようにした。これにより、使用者が調整ダイヤル１０を「１」または「２」にすることで、撮影画像において、ハイライト部分の飽和を抑制しつつも、中間調の再現を適正露出時と同一とすることができる。

（４）上記（３）のデジタルカメラ１において、階調曲線Ｋ１およびＫ２は、入力レベルが所定レベルよりも大きい場合には、入力レベルが所定レベルであり且つ出力レベルが所定レベルの２のｎ乗倍である点と、入力レベルおよび出力レベルともに最大輝度を示す点との間を滑らかな曲線で結んだ、非線形変換を行う変換曲線であるようにした。これにより、撮影画像において、ハイライト部分の階調を適切に再現することができる。

−第２の実施の形態−
第２の実施の形態では、デジタルカメラ１により撮影された画像データをパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に入力し、このＰＣが当該画像データに対して上述した階調変換を施す点が、第１の実施の形態と異なるので、この点について詳しく説明する。なお、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の箇所については、同一の符号を付して、説明を省略する。

まず、図６を用いて、第２の実施の形態におけるＰＣ２の構成例を説明する。ＰＣ２は、ＰＣ制御装置２０と、接続インターフェース２１と、ハードディスクなどの記憶媒体２２と、を備える。ＰＣ２は、接続インターフェース２１を介して、デジタルカメラ１などの外部装置と接続される。接続インターフェース２１は、たとえば、有線接続を行うＵＳＢインターフェースや、無線接続を行う無線ＬＡＮモジュールを含む。ＰＣ制御装置２０は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、メモリが記憶するプログラムを実行することによってＰＣ２の動作を制御する。

ＰＣ制御装置２０は、接続インターフェース２１を介してデジタルカメラ１に装着されたメモリカード１７から、デジタルカメラ１による撮影画像を取り込む。なお、ＰＣ制御装置２０は、デジタルカメラ１による撮影画像が記録されたメモリカード１７がＰＣ２に装着されている場合には、不図示のカードインターフェースを介してデジタルカメラ１による撮影画像を取り込んでもよい。

次に、第２の実施の形態におけるデジタルカメラ１の撮影処理について説明する。デジタルカメラ１において、カメラ制御装置１３内のメモリには、上述した階調曲線Ｋ０〜Ｋ２ごとに、それぞれの階調曲線を生成するために必要なパラメータ（以下、階調パラメータと呼ぶ）が記憶されている。この階調パラメータは、例えば、階調曲線を規定する式の係数などであってもよいし、入力値と出力値との組（データセット）であってもよい。

第２の実施の形態におけるカメラ装置１５は、上述した第１の実施の形態と同様に、調整ダイヤル１０の設定値に応じて露出設定を行って撮影を行う。そしてカメラ制御装置１３は、調整ダイヤル１０の設定値に応じて、上述した第１の実施の形態と同様に階調曲線を選択する。カメラ制御装置１３は、この選択した階調曲線を生成するための階調パラメータと、撮像素子１２により撮像されたＲＡＷデータと関連付けて、メモリカード１７に記録する。

次に、第２の実施の形態におけるＰＣ２の画像処理について説明する。この画像処理をＰＣ制御装置２０に実行させるためのコンピュータプログラムは、例えば、ＰＣ制御装置２０内のメモリ（不図示）に記憶されている。この画像処理において、まず、ＰＣ制御装置２０は、デジタルカメラ２から、ＲＡＷデータと共に、このＲＡＷデータに関連付けられた階調パラメータを入力する。

そしてＰＣ制御装置２０は、デジタルカメラ２から入力された階調パラメータに基づいて階調曲線を生成する。さらにＰＣ制御装置２０は、デジタルカメラ２から入力されたＲＡＷデータに対して、上述した第１の実施の同様に、ホワイトバランス変換、マトリックス変換、階調変換、およびディスプレイγ変換を行い、記憶媒体２２に記録する。このときＰＣ制御装置２０は、階調パラメータに基づいて生成した階調曲線を用いて階調変換を行う。

以上説明した第２の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
デジタルカメラ１は、被写体像を撮像する撮像素子１２と、使用者の操作に応じて単一の値を設定する調整ダイヤル１０と、調整ダイヤル１０で設定された値に応じて、撮像素子１２の露出を制御するカメラ制御装置１３と、調整ダイヤル１０で設定された値に応じて、撮像素子１２により撮像された画像データに対して階調変換を行うための階調パラメータを決定するカメラ制御装置１３と、撮像素子１２により撮像された画像データと当該決定した階調パラメータとを関連付けてメモリカード１７に記録するカメラ制御装置１３と、を備え、カメラ制御装置１３は、階調変換後の画像データの中間調部分が調整ダイヤル１０で設定された値によらず一定となるように、露出の制御および階調パラメータの決定を行うように構成した。また、コンピュータプログラムは、デジタルカメラ１によって記録された画像データと階調パラメータとを入力する入力ステップと、入力ステップにより入力された画像データに対して、入力ステップにより入力された階調パラメータに基づいて階調変換を行う階調変換ステップと、をコンピュータ（ＰＣ制御装置２０）に実行させるようにした。これにより、使用者は、調整ダイヤル１０を動かして一つの値を設定するという簡易な操作を行うだけで、撮像画像に対して、中間調の再現を保ちながら、露出と階調変換とを連動させて制御することができる。また、デジタルカメラ１ではＲＡＷデータを記録することにより、他の装置（ＰＣ２など）でＲＡＷデータに対して使用者が自由に画像処理を施すこともできるし、上述したように階調パラメータを用いて露出と連動した階調変換を施すこともできる。

（変形例１）
上述した実施の形態では、階調曲線において、線形変換から非線形変換に変わるレベル（所定レベル）を、線形変換後の出力値が最大値の７０％となる入力値とする場合について説明した。しかしながら、所定レベルは、これに限らなくてよく、この他の値であってもよい。またこのレベルを可変とし、使用者が設定できるようにしてもよい。この場合、使用者が操作部１４のボタンなどを操作して、このレベルを所望の値に設定できるようにする。

変形例１によれば、デジタルカメラ１は、上記所定レベルを設定する操作部１４を備えることにより、線形変換とする範囲（すなわち出力レベルが入力レベルの２のｎ乗倍となるように変換する範囲）と、非線形変換とする範囲とを、使用者が所望に応じて設定することができる。

（変形例２）
上述した実施の形態では、ハイライト部分の階調を再現するように露出および階調変換を制御する場合について説明した。しかしながら、シャドー部分の階調を再現するようにしてもよい。この場合、デジタルカメラ１は、露出設定を適正露出よりもオーバーにして撮影を行い、階調変換において暗めに変換する（すなわち入力値よりも出力値を低くするように変換する）。例えば、調整ダイヤル１０の設定値が「０」の場合は適正露出とし、設定値が「１」の場合は１段オーバーとし、設定値が「２」の場合は２段オーバーとする。また、階調変換においては、中間調の再現が調整ダイヤル１０の設定値によらずに同じとなるような階調曲線を用いる。例えば、設定値が「１」の場合は傾きが０．５の直線を用いるようにし、設定値が「２」の場合は傾きが０．２５の直線が用いるようにする。

（変形例３）
上述した実施の形態では、図５のステップＳ７で階調変換を行った後、ステップＳ８でディスプレイγ変換を行う場合について説明した。しかしながら、階調変換とディスプレイγ変換とを一つの変換曲線を用いて一度に行うようにしてもよい。この場合、調整ダイヤル１０の設定値に応じた階調曲線とディスプレイγ変換のための変換曲線とを合成した変換曲線を用意する。カメラ制御装置１３がこの変換曲線を用いて変換を行うことで、画像データ（入力値）が、調整ダイヤル１０の設定値に応じて階調変換されると共にディスプレイγ変換された出力値に変換される。変形例３によれば、上述した実施の形態よりも、階調変換およびディスプレイγ変換に係る時間を短縮することができる。

（変形例４）
上述した実施の形態では、調整ダイヤル１０により、露出および階調変換のための設定値を設定する場合について説明した。しかしながら、露出および階調変換のための設定値を設定するための操作部材は、使用者の操作に応じて１つの値を設定することができる操作部材であれば、調整ダイヤル１０に限らなくてもよく、例えばボタンなどであってもよい。

（変形例５）
上述した実施の形態では、調整ダイヤル１０により３段階の値を設定し、調整ダイヤル１０の設定値に応じて露出および階調曲線を３段階で変更する例について説明した。しかしながら、調整ダイヤル１０により設定できる値は３段階に限らずこの他の段階数であってもよく、例えば１０段階であってもよい。この場合、露出および階調曲線も１０段階で変更するようにすればよい。

（変形例６）
上述した第２の実施の形態では、ＰＣ制御装置２０が各処理を実行するためのプログラムがＰＣ制御装置２０のメモリに格納されている場合について説明した。しかしながら、ＰＣ２に対するプログラムのローディングは、図７に示すように、プログラムを格納したＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体４０をＰＣ２にセットして行ってもよいし、ネットワークなどの通信回線４１を経由する方法でＰＣ２へローディングしてもよい。通信回線４１を経由する場合は、通信回線４１に接続されたサーバー（コンピュータ）４２のハードディスク装置４３などにプログラムを格納しておく。プログラムは、記憶媒体４０や通信回線４１を介する提供など、種々の形態のコンピュータプログラム製品として供給することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。また、上記実施形態に各変形例の構成を適宜組み合わせてもかまわない。

１…デジタルカメラ、２…ＰＣ、１０…調整ダイヤル、１１…撮像光学系、１２…撮像素子、１３…カメラ制御装置、１４…操作部、２０…ＰＣ制御装置

Claims (2)

1. 被写体像を撮像する撮像部と、
   使用者の操作に応じて単一の値を設定する操作部材と、
   前記操作部材で設定された値に応じて、適正露出よりもｎ段アンダーになるように前記撮像部の露出を制御する露出制御部と、
   前記操作部材で設定された値に応じて、前記撮像部により撮像された画像データに対して入力レベルと出力レベルとの関係を表す階調曲線を用いて階調変換を行う階調変換部と、
   を備え、
   前記露出制御部および前記階調変換部は、前記階調変換部により階調変換された画像データの中間調部分が前記操作部材で設定された値によらず一定となるように、前記露出および前記階調変換を制御し、
   前記階調曲線は、入力レベルが所定レベル以下である場合には、出力レベルが入力レベルの２のｎ乗倍となるように線形変換を行う曲線であり、入力レベルが前記所定レベルよりも大きい場合には、入力レベルが前記所定レベルであり且つ出力レベルが前記所定レベルの２のｎ乗倍である点と、入力レベルおよび出力レベルともに最大輝度を示す点との間を結んだ、非線形変換を行う曲線であるデジタルカメラ。
2. 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
   使用者の操作に応じて、前記所定レベルを設定する設定操作部材をさらに備えるデジタルカメラ。

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