JP2006033291A - 撮像装置、撮像装置の制御方法及び撮像装置の処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 自動的にトリミング領域を設定することができ、複数の異なる解像度のＲＡＷデータを出力可能なデジタルカメラを提供する。
【解決手段】
プリ発光を行い、被写体からの反射光を測光することで、撮影画面から主被写体領域を推定する。主被写体と推定された領域のＲＡＷデータをトリミングして保存することで、ファイル容量を削減すると共に、後の画像処理を容易にする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被写体に対する測定動作を行うことが可能な撮像措置に関する。

一般的なデジタルカメラにおいては、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子から得られる画像信号をＡ／Ｄ変換し、さまざまな画像処理を施した後、ＪＰＥＧ符号化などの圧縮方式を用いて圧縮し記録媒体に記録する。

この種のデジタルカメラでは、記録媒体への記録時に非可逆な圧縮が施されるため、再生時やプリント時に必ずしも十分に良好な画質が得られない場合がある。また、記録された画像には、既にさまざまな画像処理が施されているため、使用者が撮影後に更なる画像処理を施すと画質が劣化する場合がある。

これに対して、撮像素子から出力される画素毎のアナログ信号をＡ／Ｄ変換し、画像処理を加えずに記録する方式(ＲＡＷ方式)が提案されている。

このＲＡＷ方式では、現像等の画像処理前の画像データであるＲＡＷデータを記録しておき、画像の再現（現像）処理をカメラ内で行わずにパソコン等の外部処理装置を用いて行うようにしている。これにより、使用者に対して撮影後にホワイトバランスや色処理等の画像処理の自由度を与えることができる。

しかし、撮像素子の高画素化に伴い、画像１枚あたりの記録容量が増大し、記録できる画像枚数が減少する問題がある。

また、記録媒体に記録されるＲＡＷデータのデータ量が増加すると、これに応じて撮影後に外部処理装置で画像処理するデータ量も増えるため、使用者の負担が大きくなる。

そのため、ＲＡＷ形式において、記録データ量を削減する方法として、例えば、画像中の不要な部分を削除するトリミング処理を行い、最大画素数よりも小さい画素数（解像度）で記録を行う方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３０９７９６号公報（段落０２２９、図３５）

しかしながら、特許文献１では、トリミング領域の指定方法については言及されていなかった。

上記課題を解決するために本願発明の目的の一つは、使用者が領域を設定する必要がないように自動的にトリミング領域を設定するとともに、記録容量の削減や後処理の手間がかからないＲＡＷデータを出力することができるデジタルカメラを提供することにある。

上記課題を解決するために、本願発明の撮像装置の第１の構成は、撮像素子（例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ）を用いて画像を生成する画像生成手段と、複数の被写体領域において被写体に対する測定動作を行う測定手段（例えば、測光動作、測距動作）と、前記測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の被写体領域から特定被写体領域を決定する決定手段と、前記生成された画像のうち前記特定被写体領域に対応した画像領域を画像記録手段に記録する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。

本願発明の第１の構成では、画像記録手段に特定被写体領域に対応した画像領域を記憶させているが、この特定被写体領域を測定手段による測定結果に基づき決定している。これにより、撮影装置の使用者は、全ての撮影画像に対して特定被写体領域を設定する必要がなくなるうえ、撮像の際に用いた情報を用いてこの特定被写体領域を設定することが可能になる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

(実施例１)
図１は本発明の実施例であるデジタルカメラ（撮像装置）１０の全体構成を示すブロック図である。同図において、１００はデジタルカメラ全体の制御を司る制御回路であり、この制御回路１００には中央演算処理回路が含まれている。１０１は撮影レンズであり、制御回路１００からの駆動信号に基づき光軸方向に進退する。

１０２は絞りおよびシャッターなどからなる遮光部材であり、撮影光軸に対して略直交する面内で開閉駆動され、光り通過光量を変更する。

１０３は被写体からの光を電気信号に変換する撮像素子（例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ）である。撮像素子１０３から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１０４によってデジタル信号に変換される。

以下において、Ａ／Ｄコンバータ１０４から出力される信号をＲＡＷデータ信号という。なお、ＲＡＷデータ信号とは、Ａ／Ｄ変換がされ、かつ、ホワイトバランス調整、画素補間、階調変換、色補正等の画像処理がされていない信号を意味するが、例えば撮像素子１０３のキズデータを補間するキズ補正処理を行って得られた画像データの信号等も画質調整に関する画像処理を行っていないという点でこれに含まれるものとする。

バッファメモリ１０５は、撮像素子１０３から読み出された１画面分の撮像データを１つの単位として、これを複数枚、記憶できる容量を備えている。さらに、バッファメモリ１０５の容量は、短時間に複数回の撮影動作を行う連射動作の速度が、後段の処理（フォーマット変換、圧縮符号化、記録媒体１０７への記録）の速度に制限されないように、大きめに設定されている。

画像処理回路１０６は、ＲＡＷデータ信号に対して、ホワイトバランス調整、画素補間処理、階調処理、色変換処理等の画像処理を施す。記録媒体１０７（画像記録手段）には、カメラに対して着脱可能な半導体メモリなどが用いられる。

測光センサ１０８（測定手段）は、図３に示すように撮影画面内を複数の領域に分割して領域ごとに輝度を測定することができる多分割測光センサである。ここで、図３は撮影画面を３５個の測光エリアに分割した分割図である。同図において、３０は撮影画面全体を表しており、３１は測光センサ１０８の撮影画面上での分割状態を表している。

このように撮影画面に関連付けられた測光センサ１０８は、撮影画面を分割してそれぞれの輝度値を測光し出力することができる。

１１２は撮影準備動作（測距動作及び測光動作）を開始させるために操作されるＳＷ１であり、１１３は撮影動作（画像信号を記録するための撮像素子１０３への露光など）を開始させるために操作されるＳＷ２である。

１１０は、カメラの撮影モードの設定やトリミング領域の設定等を行うために操作される操作ユニット、１１１は、撮影した画像などを表示する液晶パネル１１１ａを含む画像表示ユニットである。

１１４は、液晶パネル１１１ａ全体に表示される画像から後述する主被写体領域（特定被写体領域）に対応するＲＡＷデータを抽出するトリミング処理回路であり、制御回路１００によって駆動される。

次に、図２を用いて、本実施例のデジタルカメラにおけるトリミング処理について説明する。ここで、図２はトリミング処理の制御手順を示したフローチャートであり、制御回路１００によって不図示のメモリよりプログラムが読み出されて実行される。

撮影者によりＳＷ１が操作されると、以下に説明する測光センサ１０８による測光動作などが開始される（ステップＳ２０１）。すなわち、まず自然光の下、撮影画面内のエリアごとに測光センサ１０８が測光し、この測光結果を輝度値Ｅ１ｉ（ｉ＝１〜３５）としてバッファメモリ１０５に記憶する（ステップＳ２０２）。

次に、不図示の照明装置を駆動して被写体に向けてプリ発光を行う（ステップＳ２０３）。そして、このプリ発光に基づく被写体の反射光を、各エリアにおいて再び測光センサ１０８で測光し、この測光結果を輝度値Ｅ２ｉ（ｉ＝１〜３５）としてバッファメモリ１０５に記憶する（ステップＳ２０４）。

次に、撮影画面内における各エリアのプリ発光時の輝度値と自然光状態での輝度値との差分ΔＥｉを演算する。

ΔＥｉ＝Ｅ２ｉ−Ｅ１ｉ （ｉ＝１〜３５）
この演算では、純粋にプリ発光のエネルギーのみで被写体を照射したときの輝度を求めているが、自然光下での輝度に対してプリ発光下での輝度が格段に大きい場合が多い。そこで、計算を簡単にするため、差分演算結果をプリ発光下での輝度値に近似してもよい。
ΔＥｉ＝Ｅ２ｉ （ｉ＝１〜３５）
この差分値を基に各エリアでの重み付け係数の演算を行い、主被写体領域の推定を行う（ステップＳ２０５）。この主被写体領域の推定方法を図４を用いて説明する。ここで、図４は、主被写体領域の推定方法を示すフローチャートである。

最初に各エリアで測光されたΔＥｉ（ｉ＝１〜３５）の最大値を求める(ステップＳ３０１)。
ｍａｘＥ＝ｍａｘ（ΔＥｉ）
ただし、ある一のエリアの輝度値が残りの他のエリアの輝度値よりもはるかに大きいときは、当該一のエリアの輝度値を除いて最大値を求めるようにしてもよい。

このよう輝度値が極端に大きいエリアを除くことにより、背景に非常に反射率の高い物体があった時に、この物体を誤って主被写体と推定するのを防ぐことができる。

次に、ｍａｘＥとΔＥｉとの差分から各エリアでの重み付け係数ｋｉ（ｉ＝１〜３５）が左上のエリア（ｉ＝１）から演算される（ステップＳ３０２、ステップＳ３０３）。重み付け係数が、閾値ｔ０以上であったときには、そのエリアのフラグＦｉを１にする（ステップＳ３０４、ステップＳ３０５）。主被写体領域は、フラグＦｉが１であるエリアを全て含む矩形領域に設定される。

これに対して、重み付け係数が、閾値ｔ０よりも小さかったときは、そのエリアのフラグＦｉを０にする（ステップＳ３０４、ステップＳ３０６）。次にｉをインクリメントし（ステップＳ３０７）、３５分割した全てのエリアのフラグＦｉが決定されるまで（つまり、ｉ＞３５になるまで）ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７までのルーチンが実行され（ステップＳ３０８）、全てのフラグＦｉが決定すると、Ｆｉ＝１の領域を全て含む矩形領域を主被写体領域として推定する。

図５は、上述したフローチャートに基づき主被写体領域を推定した図である。図５（ａ）のような構図でＳＷ１が操作され撮影準備動作が開始されると、測光センサ１０８が各エリアでの輝度値を測光する。

次に、この測光結果に基づき、各エリアでの重み付け係数が図５（ｂ）のように演算される。このとき、閾値ｔ０が５０であるとすると、濃い灰色の領域のＦｉが１となる。この例において、灰色の領域は、濃度に応じて２つの領域に分かれているが、これらを全て含む矩形領域でかつ原画像のアスペクト比（３：２）を保持する領域が主被写体領域と推定される（図５（ｃ））。

主被写体が含まれると推定された領域の測光値に基づき、適正な露光量を演算する（ステップＳ２０６）。そして、ＳＷ２が操作されると（ステップＳ２０７）、この演算結果に基づき、遮光部材１０２が駆動制御されて露出制御が行われ、撮影動作、すなわち、照明装置による本発光光の照射及び撮像素子１０３への露光が開始される（ステップＳ２０８、ステップＳ２０９）。

次に、撮像素子１０３から出力されたＲＡＷデータが、画像処理回路１０６において現像処理され、そこで画像表示ユニット１１１に表示するためのプレビュー画像が生成される（ステップＳ２１０）。プレビュー画像は、ステップＳ２０５で推定された主被写体領域を示す枠と共に、画像表示ユニット１１１に表示される（ステップＳ２１１）。

また、同時に、画像表示ユニット１１１の液晶パネル１１１ａの下部には、「トリミングする」、「トリミングしない」といった選択情報（不図示）が表示される。使用者は、十字キー６１のうち左キー６１Ｌ、右キー６１Ｒを操作することによって、これらの選択情報のうちいずれかを選択することができる。そして、セットキー６２を押し込むことにより選択した選択情報を確定することができる。これにより、画像のトリミングを行うかどうかを決定することができる（ステップＳ２１２）。

「トリミングしない」が選択された場合には、液晶パネル１１１ａの全体に表示される撮影画像のＲＡＷデータを記録媒体１０７に保存し（ステップＳ２１４）、処理を終了する。このように、本実施例では、記録媒体１０７に保存される主被写体（主として撮影時に、撮影者がターゲットにした被写体）を自動的に設定できるため、撮影者の負担を減らすことができる。

「トリミングする」が選択された場合には、さらに選択情報として「領域を変更する」、「領域を変更しない」が液晶パネル１１１ａに表示される。使用者は、十字キー６１のうち左キー６１Ｌ、右キー６１Ｒを操作することによって、これらの選択情報のうちいずれかを選択することができる。そして、セットキー６２を押し込むことにより選択した選択情報を確定することができる。これにより、トリミング領域の設定を変更するかどうかを決定することができる（ステップＳ２１３）。

「領域を変更しない」が選択された場合には、領域の再設定の処理（ステップＳ２１５）をスキップして、ステップＳ２０５で決定された主被写体領域のＲＡＷデータを記録媒体１０７に保存し、処理を終了する。なお、主被写体領域以外の領域に関するＲＡＷデータは、廃棄してもよいし、記録媒体１０７とは異なる別の記録媒体に記録してもよい。これにより、記録媒体１０７に記録されるデータ量を減らすことができる。

「領域を変更する」が選択された場合には、図６に示すような操作案内が液晶パネル１１１ａの下部に表示される。ここで、拡大・縮小キー６０を操作することによってトリミング領域を拡大・縮小することができる。また、十字キー６１を操作することによって、その操作方向に応じた方向にトリミング領域を移動させることができる。

そして、十字キー６１の左キー６１Ｌ及び右キー６１Ｒを同時に押し込みことによりトリミング領域を回転させることができる。例えば、左キー６１Ｌ及び右キー６１Ｒを同時に押し込むことにより、図５(c)のような縦横の長さの比を２：３とするトリミング領域を９０度回転させ、縦横の長さ比を３：２とするトリミング領域に変更することができる。

使用者が、セットキー６２を押し込むことによりトリミング領域が再設定されると（ステップＳ２１５）、設定された領域に関するＲＡＷデータが記録媒体１０７に保存される（ステップＳ２１６）。

（実施例２）
本実施例では、実施例１と異なり測距センサ１０９（図１参照）の測定結果に基づき、主被写体領域を特定する。ここで、測距センサ１０９（測定手段）は、撮影画面内を例えば図３に示すように複数の領域に分割し、領域ごとに距離を測定する多分割測距センサである。

図７を用いて、本実施例の撮影装置におけるトリミング処理について説明する。ここで、図７はトリミング処理の制御手順を示したフローチャートであり、制御回路１００によって不図示のメモリよりプログラムが読み出されて実行される。

まず、ＳＷ１が操作されると（ステップＳ４０１）、撮影準備動作、すなわち、測距センサ１０９による測距動作などが開始される。

この測距動作によって、各撮影エリアに表示された被写体までの距離が測定され、被写体に対する焦点調節状態が検出される（ステップＳ４０２）。

そして、図３のように分割された複数の撮影エリアごとに、被写体までの距離に応じた重み付け係数が演算され、この演算結果に基づき主被写体領域が推定される(Ｓ４０３)。

そして、上述の測光動作による測光結果に基づき、適正な露光量が演算され（ステップＳ４０４）、この演算結果に基づき、遮光部材１０２が制御されるとともに上述の焦点検出状態に応じてフォーカスレンズが駆動され、ＳＷ２が操作されることにより(ステップＳ４０５)、照明装置による本発光光の照射（ステップＳ４０６）及び撮像素子１０３への露光（ステップＳ４０７）が開始される。

ステップＳ４０８〜ステップＳ４１４については、上述したステップＳ２１０〜ステップＳ２１６と同様であるため、説明を省略する。

なお、トリミング処理を撮影動作の直後ではなく、記録媒体１０７に記録されたＲＡＷデータに対して適用できるようにしてもよい。

実施例のデジタルカメラの機能ブロック図。 実施例１のデジタルカメラで実行されるトリミング処理の制御手順を示したフローチャートである。 測光センサの測光分割図である。 主被写体領域を推定する手順を示したフローチャートである。 推定された主被写体領域を図示した図である。 液晶パネルに主被写体領域及び操作案内を表示した図である。 実施例２のデジタルカメラで実行されるトリミング処理の制御手順を示したフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１００ 制御回路
１０１ 撮影レンズ
１０２ 遮光部材
１０３ 撮像素子
１０４ Ａ／Ｄコンバータ
１０５ バッファメモリ
１０６ 画像処理回路
１０７ 記録媒体
１０８ 測光センサ
１０９ 測距センサ
１１０ 操作ユニット
１１１ 画像表示ユニット
１１２ ＳＷ１
１１３ ＳＷ２
１１４ トリミング処理回路
３０ 撮影画面
３１ 測光領域
６０ 拡大・縮小キー
６１ 十字キー
６２ セットキー

Claims (7)

1. 撮像素子を用いて画像を生成する画像生成手段と、
   複数の被写体領域において被写体に対する測定動作を行う測定手段と、
   前記測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の被写体領域から特定被写体領域を決定する決定手段と、
   前記生成された画像のうち前記特定被写体領域に対応した画像領域を画像記録手段に記録する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記測定手段は、測光手段であり、
   前記決定手段は、前記被写体に照明光を照射して前記各被写体領域で得た測光結果と該照明光を照射せずに前記各被写体領域で得た測光結果との差に基づいて前記特定被写体領域を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記測定手段は、測距手段であり、
   前記決定手段は、前記各被写体領域で得た測距結果に基づいて前記特定被写体領域を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記決定手段は、前記測定結果に基づいて前記複数の被写体領域間で重み付け演算を行い、該演算結果に基づいて前記特定領域を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
5. 撮像素子を用いて画像を生成するステップと、
   複数の被写体領域において被写体に対する測定動作を行う測定ステップと、
   前記測定ステップによる測定結果に基づいて、前記複数の被写体領域から特定被写体領域を決定する決定ステップと、
   前記生成された画像のうち前記特定被写体領域に対応した画像領域を画像記録手段に記録するステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
6. 前記記録手段に記録される画像の画像データは、前記撮像素子から出力されたＲＡＷデータであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置の制御方法。
7. 請求項５または６に記載の制御方法を撮像装置内のコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴とする処理プログラム。

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