JP2007235421A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像データ中の白飛びや黒潰れする部分を撮影者に報知するとともに、白飛びや黒潰れの解消に必要な調整情報を提示し、適正な露出となるように調整操作を促す撮像装置を提供する。
【解決手段】輝度判定32において、あらかじめ設定された閾値と画素データの輝度とが比較、判定される。閾値の範囲外となったデータは、強調処理33にて輝度強調が施されてもとの画素データと置換される。また、光量算出41にて範囲内の輝度に調整するための調整情報が求められる。置換されたデータ及び調整情報は、表示I/F26にて表示装置の表示に適したデータ形式に変換され、表示装置27にて撮像された画像に重畳して表示される。
【選択図】図5
【解決手段】輝度判定32において、あらかじめ設定された閾値と画素データの輝度とが比較、判定される。閾値の範囲外となったデータは、強調処理33にて輝度強調が施されてもとの画素データと置換される。また、光量算出41にて範囲内の輝度に調整するための調整情報が求められる。置換されたデータ及び調整情報は、表示I/F26にて表示装置の表示に適したデータ形式に変換され、表示装置27にて撮像された画像に重畳して表示される。
【選択図】図5
Description
本発明は撮像装置に関し、特に、露出やコントラスト等の適切な撮影条件を設定するための情報を表示する表示装置を備える撮像装置に関するものである。
従来から、被写体の画像を電気的に取り込み、取り込んだ画像をデジタルデータとして、例えばスマートメディア(登録商標)やメモリスティック(登録商標)等の記録媒体に記憶する撮像装置の一つであるデジタルカメラが知られている。また、デジタルカメラは、CCD(Charged Coupled Device)等の撮像素子により被写体の画像を電気的に取り込んで、その画像に変換処理を施してデジタルデータにし、そのデジタル化された画像を液晶等の表示装置に表示するように制御している。
そして、このようなデジタルカメラで被写体を撮影する場合においても、銀塩カメラと同様に、被写体の構図や露出等の撮影条件を決めて各種設定を行うことは必要である。例えば、銀塩カメラで撮影する場合、撮影者は、小さな覗き窓を持つファインダを覗き込んでこの被写体がファインダ内に収まるように構図を決定するが、デジタルカメラの場合には、より大きな表示画面を持つ表示装置に表示される画像を見て構図を決めることができる。また、露出に関しては、通常、デジタルカメラの測光部により画角内の特定範囲の測光が行われ、その測光結果に基づいて絞りやシャッタスピードの調節がなされ、撮影時に常に被写体画像の適正露出が得られるように調節されている。
ところが、デジタルカメラで撮影される被写体画像には、銀塩カメラよりも撮影画像のラチチュード(ダイナミックレンジ)が狭いために、撮影環境によっては、特定範囲の測光結果に基づく露出条件で撮影を行うとそれ以外の範囲で白飛びや黒潰れが生じるおそれがある。白飛びや黒潰れが生じると、中間色の表現である階調が失われ良質な撮影画像が得られない。
この白飛びや黒潰れの解消のために行う露出条件の調節の目安として、画像データの輝度情報の分布状況を示すヒストグラムを画像に重ね合わせて表示するものがあるが、上記ヒストグラム表示は、露出を決める際の目安にはなるものの、被写体のどの部分が露出オーバで白飛びしているのか、あるいはどの部分が露出アンダで黒く潰れてしまうのかを判断することは困難である。
これに対して、例えば特許文献1では、画像データ中の白飛びや黒潰れとなる部分を撮影者に報知することで、撮影者の意図に沿った画像データを得やすくなる撮像装置が開示されている。
特開2003−250067号公報
特許文献1は、画像データの白飛び部分や黒潰れ部分を撮影者に知らせる点では、調節対象を明確にするものであるが、どのように調節するか、すなわち適正な露出に調整するための光量の変化量や調整方向については触れられていない。
そこで、本発明は、画像データ中の白飛びや黒潰れする部分を撮影者に報知するとともに、白飛びや黒潰れの解消に必要な調整情報を提示し、適正な露出となるように調整操作を促す撮像装置を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、請求項1記載の発明は、撮像装置において、撮像装置の動作状態又は動作結果の情報を表示する表示手段と、輝度の上限及び下限の閾値を設定する設定手段と、撮像された画像の画像データの輝度と前記設定手段により設定された閾値とを比較し、前記画像データの輝度が前記上限の閾値を上回るか及び下限の閾値を下回るかを判定する判定手段と、撮像素子に入射される光量を調整する調整手段とを備え、前記表示手段は、前記画像データの中で、前記判定手段により輝度が前記上限の閾値を上回ると判定された部分及び前記下限の閾値を下回ると判定された部分について明示的に表示するとともに、前記判定部分が適正な光量となるように前記調整手段の操作を促す表示を行うことを特徴とする。
本請求項記載の発明は、表示手段と、設定手段と、判定手段と、調整手段とを有し、表示手段は、撮像された画像の画像データの中で、設定された閾値の範囲外となる画像データ、すなわち上限値である高輝度閾値を上回る輝度の画像データや下限値である低輝度閾値を下回る輝度の画像データについて、例えば極端な輝度に置換する等して、閾値の範囲内の画像データと区別しうるように明示的に表示する。また、表示手段は、前記の明示的表示とともに、閾値の範囲外の画像データが範囲内に収束するように、例えば調整に必要な光量の変化量等を表示する等して、調整手段の操作を促す表示を行う。このように操作者に示すことで、操作者は、意図に沿った露光状態であるか否かを判断することができ、意図しない露光状態のときには露光条件や設定値を変えることにより、最適な撮影結果を得ることができる。
また、請求項2記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記判定部分を適正な光量に調整するのに必要なデータを算出する算出手段を有することを特徴とする。
また、請求項3記載の発明は、請求項2に記載の撮像装置において、前記算出手段は、前記調整手段により光量を変化させた場合に、前記画像データの輝度が前記上限の閾値を上回る部分及び前記下限の閾値を下回る部分を算出することを特徴とする。
また、請求項4記載の発明は、請求項2又は3に記載の撮像装置において、前記表示手段は、前記算出手段により算出された必要なデータを表示することを特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、請求項4に記載の撮像装置において、前記表示手段は、前記必要なデータを光量数値、補正数値又は/及び方向で表示することを特徴とする。
また、請求項6記載の発明は、請求項4又は5に記載の撮像装置において、前記表示手段は、撮影中又は撮影結果の画像の画像データを表示するメイン表示画面を有し、前記メイン表示画面に前記必要な光量の変化量データを表示することを特徴とする。
また、請求項7記載の発明は、請求項4から6のいずれか1項に記載の撮像装置において、前記表示手段は、前記メイン表示画面とは別に設けられた消費電力の小さいサブ表示画面を有し、前記サブ表示画面に前記必要な光量の変化量データを表示することを特徴とする。
本発明によれば、画像データ中の白飛びや黒潰れする部分を撮影者に報知するとともに、白飛びや黒潰れの解消に必要な調整情報を提示し、適正な露出となるように調整操作を促す撮像装置が実現される。
まず、図を参照しながら、本発明の実施形態における撮像装置の構成について説明する。
図1は、本実施形態の撮像装置の概略構成を示す図である。本実施形態の撮像装置は、撮像素子1、S/H回路2、A/D回路3、画像データコントローラ4、メモリ5、表示I/F6、表示装置7、圧縮伸長回路8、画像記録メディア9、タイミング発生回路10、システムコントローラ11、EEPROM12、操作スイッチ13、シャッタ駆動回路14、シャッタ機構15及びレンズユニット16から構成される。
被写体からレンズユニット16に入射した光は、撮像素子1上に像を形成する。撮像素子1では、光電変換作用により入射光量に応じた電荷が転送出力され、光信号を電気信号に変換する。
シャッタ機構15では、撮像素子1に入射する光信号の光量とタイミングを制御する。具体的には、操作スイッチ13からの操作状態に応じて開閉信号がシャッタ駆動回路14に出力され、その開閉信号に応じて露光及び遮光状態の設定が行われる。開閉信号は、画像データコントローラ4に接続されたシステムコントローラ11により生成される。
撮像素子1で光電変換された電気信号は、S/H回路2に入力されサンプルホールドされて各画素に対応したアナログ信号を得る。S/H回路2は、サンプルホールド回路で、転送出力された電荷を画像データのままアナログ出力する。そして、S/H回路2で出力されたアナログ信号は、A/D回路3に入力されてデジタル信号に変換される。A/D回路3は、アナログ/デジタル変換回路である。
A/D回路3で変換されたデジタル信号は、画像データコントローラ4において画像データの補正処理が行われ、圧縮伸長回路8で符号化された後に画像記録メディア9に出力され、画像データとして保存される。この作業のために必要な一時的な記憶場所として、半導体メモリ等のメモリ5が使用される。
画像データコントローラ4は、撮像素子1により取得された画像データの補正処理、すなわち補間処理や色処理あるいは階調制御やエッジ強調等の処理を行う機能を備えている。また、画像データコントローラ4には、入力側にA/D回路3、出力側に表示I/F6が接続され、メモリ5、圧縮伸長回路8、タイミング発生回路10及びシステムコントローラ11は入出力可能に接続されている。
システムコントローラ11は撮像装置全体の動作等を制御し、システムを最適に動作させるために必要な設定値や制御項目等のデータはEEPROM12に保存されている。これらの保存データは、システムコントローラ11が必要に応じてEEPROM12から読み出し、各モジュールの設定や演算等に用いられる。
操作スイッチ13は、撮像装置のユーザが撮像装置を操作するためのもので、レリーズスイッチや電源スイッチ、記録及び再生動作の切換等がこのスイッチに含まれる。
撮像素子1、S/H回路2、A/D回路3及び画像データコントローラ4は、それぞれが同期して動作する必要があり、これらを同期させるための信号はタイミングパルス発生回路10で生成され、それぞれに供給される。
また、撮像中の画像や撮像して保存された画像のデータは、画像データコントローラ4から表示I/F6に出力され、表示I/F6は、上記画像データを表示用の信号形式に変換するとともに、表示装置7に表示する。
次に、本実施形態の撮像装置における表示動作について、図を参照して説明する。
図2は、本実施形態の撮像装置が行う一連の信号処理及び表示動作を示した図である。これらの処理は、画像データコントローラ4において行われる。
まず、A/D回路3による変換後のデジタルデータ(RAWデータ)は、補間処理を行いRGB形式のデジタル信号に変換される(RBG変換21)。次に、ガンマ変換によってコントラストが調整され(γ変換22)、YUV変換がなされる(YUV変換23)。画像記録メディア9に記録する場合(記録メディア25)、YUV変換された画像データは圧縮伸長回路8に出力され符号化及び圧縮される(圧縮処理24)。
また、YUV形式に変換されたデータは、表示I/F6にて表示装置での表示に適したデータ形式に変換され(表示I/F26)、表示装置7に撮影画像が表示される(表示装置27)。なお、表示形式に適したデータは、表示装置により異なるので、RGB形式やその他の形式の場合がある。
図3は、本実施形態の撮像装置が行う表示動作等を示した図で、白飛びや黒潰れとなる部分を強調して表示するものである。
基本的な処理の流れは図2で説明したとおりであるため、相違する点についてのみ述べる。RAWデータについてRGB変換、γ変換、YUV変換が行われた後、このYUV形式のデータのうちYデータは、表示用γ変換部にて表示用にコントラストが調整され(表示用γ変換31)、輝度判定部に送られる。次に、輝度判定部において、画像データを構成する画素の各々あるいは複数のブロックごとに、その輝度とあらかじめ設定された高輝度閾値、低輝度閾値とが比較される(輝度判定32)。
そして、高輝度閾値を超える部分、また低輝度閾値を下回る部分のみが取り出され、強調処理部へ送られて輝度の強調処理が施される(強調処理33)。一方、輝度が高輝度及び低輝度の両閾値の範囲内である部分については、表示用γ変換された状態の画素データがそのまま表示I/F6に出力される(表示I/F26)。
強調処理部での強調処理は、高輝度閾値を超える高輝度部のデータや低輝度閾値を下回る低輝度部のデータに対し、例えば高輝度部であればフルスケール8bitにおける255LSBに置換し、低輝度部であれば同様に0LSBに置換する処理を行う。このようにして輝度を強調処理されたデータは、表示I/F6に送られ、元の画像のうち強調された部分のみ強調処理されたデータに置換されるため、高輝度部分と低輝度部分についてそれぞれ強調された画像が表示装置7に表示される。
図7〜9は、本実施形態の撮像装置における表示装置の表示状態を示した図で、表示状態の変化により上述した表示動作の効果を説明するものである。図7のシーンでは、画面内に人と木と空と地面が撮像されており、撮像した結果、露出状態がアンダ気味、すなわち光量が不足していれば暗い画像となり、露出状態がオーバ気味、つまり光量が過多であれば白っぽい画像となって表示装置に表示される。そして、撮影者は、表示装置の表示を見ながら、そのシーンや意図により、不足気味の露光がよいのか、過多気味の露光がよいか等を判断したうえで撮影を行う。
ここで、図7の画像を高輝度判定、低輝度判定により各閾値と比較し、閾値を超えるあるいは下回る部分を強調処理することで、高輝度部分や低輝度部分が明確に表示され、露光量を調整する必要があるかどうかの判断が容易になる。図8は、アンダ気味の露出状態で撮像された画像データについて、輝度比較を行い低輝度部分について強調処理を施したもので、低輝度部分となった木が0LSBに置換され一層暗く強調されて表示されており、画像を一目見るだけで木が黒潰れしていると判断できる。
また、図9は、オーバ気味の露出状態で撮像された画像データについて、輝度比較を行い高輝度部分について強調処理を施したもので、高輝度部分となった空が255LSBに置換され一層明るく強調されて表示されており、画像を一目見るだけで空が白飛びしていると判断できる。
図10は低輝度部分が生じた場合の輝度レベルの分布状況を示すヒストグラム、図11は高輝度部分が生じた場合の輝度レベルの分布状況を示すヒストグラムである。図中の斜線部は、低輝度部あるいは高輝度部を示している。
図8において上記の強調処理がない場合、木の輝度が低いのはわかるが、その質感、例えばでこぼこや葉等が黒く潰れているかどうかは、表示装置を見ただけでは判別できない。図9も同様で、上記の強調処理がない場合には、空の薄い雲が白く飛んでいないかどうかは、表示装置を見ただけでは判別は困難である。
そこで、図8の画像データのヒストグラムが図10のようであれば、最も暗い部分が黒潰れしていることがわかる。図10に示すとおり、低輝度閾値を設定して閾値より輝度の小さい部分(斜線部)を、例えば0LSBに置換して強調することで、最暗部である木の部分が黒く潰れていることが視認しやすくなる。また、図9のヒストグラムが図11のようであれば、最も明るい部分が白飛びしていることがわかり、図11の図中のように、高輝度閾値を設定して輝度が閾値を超える部分(斜線部)を、例えば255LSBに置換し、表示装置に表示することで白飛び部分の空を撮影者に明示することができる。
表示装置において、撮像途中あるいは撮像結果の画像について上記の強調処理を行わない場合に上述したヒストグラムを表示することができ、また、強調処理を施して画像を表示する場合でも重ね合わせてヒストグラムを用いてもよい。
図4は、本実施形態の撮像装置が行う表示動作等を示した図で、白飛び部分や黒潰れ部分の強調表示に加え、適正な光量に調整するのに必要な情報を算出するものである。
基本的な処理の流れは図3と同様であるため、相違する点についてのみ述べる。RAWデータについてRGB変換、γ変換、YUV変換が行われ、YUV形式データのうちのYデータが表示用γ変換され輝度判定部に送られる。次に、輝度判定部における高輝度閾値及び低輝度閾値との比較で、両閾値の範囲外のデータは光量算出部へ創出され、範囲内に調整するのに必要な光量の変化量が算出される(光量算出41)。
光量算出部は、画像データコントローラ4あるいはシステムコントローラ11に具備され、演算手段により、高輝度閾値を超える部分や低輝度閾値を下回る部分が少なくなるような光量の変化量を求める。光量の変化量は、調整数値のほか、どの方向に露光条件を変化させるかといった調整方向を含む。
図5は、本実施形態の撮像装置が行う表示動作等を示した図で、図4の適正な光量に調整するのに必要な情報の算出に加え、この調整情報を表示するものである。
基本的な処理の流れは図4と同様であるため、相違する点についてのみ述べる。RAWデータについてRGB変換、γ変換、YUV変換が行われ、YUV形式データのYデータが表示用γ変換後に輝度判定部に送出され、輝度判定部での設定閾値との比較判定から、光量算出部にて閾値の範囲外となったデータを範囲内に調整するための情報を求める(光量算出41)。そして、算出した調整情報は表示I/F6へ送出され、表示I/F6にて表示装置での表示に適したデータ形式に変換され(表示I/F26)、表示装置7にて撮像された画像に重畳して調整に必要な光量の変化量が表示される(表示装置27)。上述した調整情報の表示は、高輝度部や低輝度部の強調表示と平行して同時に行われる。
なお、光量の変化量を表示する表示装置は、撮影画像を表示するメイン表示モニタの他に、撮像装置が有する他のものであっても構わない。例えば、消費電力を抑えるために、メイン表示モニタがOFF状態のときに表示画面の小さいサブ表示モニタが表示装置として用いられることがあり、このサブ表示モニタに光量の変化量を表示してもよい。また、変化量を調節するための調節手段として操作スイッチ等を備える場合には、その操作スイッチに照明を備わせて、照明の点滅や明滅により表示することもできる。
図12及び13は、図5での表示動作で表示装置に表示された光量の調整情報の例である。光量算出部にて求められた調整に必要な情報を、メイン表示モニタに表示した場合の一例である。図12では調整に必要な情報を露出補正数値で表示され、例えば図の例では画面右上位置に「−1/3EV」と表示されている。また、図13では調整方向で表示され、例えば図の例では画面左上位置に上方向へ変化させる意味の「▲」が表示されている。
図6は、本実施形態の撮像装置が行う表示動作の流れを示したフローチャートで、図5における表示動作を表したものである。
まず、輝度判定部は、画像データを構成する画素データをセットする(ステップS601)。次に、輝度判定となるが、低輝度判定及び高輝度判定を順に行う。
最初に、セットされた画素データの輝度が低輝度閾値未満であるか否かを判定する(ステップS602)。閾値未満であれば(ステップS602/YES)、輝度が低すぎて黒潰れ部分を構成する画素であると判断し、強調処理部は、セットされた画素データの輝度を8bitにおける0LSBに置換する(ステップS604)。また、光量算出部は、低輝度閾値を下回る部分が少なくなるような光量の変化量を求める(ステップS605)。そして、光量変化量及び0LSBに置換された画素データは表示I/F6にセットされる(ステップS606、ステップS610)。
低輝度判定で閾値以上の場合(ステップS602/NO)、高輝度判定に移り、セットされた画素データの輝度が高輝度閾値超であるか否かについて判定される(ステップS603)。閾値超であれば(ステップS603/YES)、輝度が高すぎて白飛び部分を構成する画素であると判断し、セットされた画素データの輝度は8bitにおける255LSBに置換される(ステップS607)。また、高輝度閾値を上回る部分が少なくなるような光量の変化量が算出され(ステップS608)、変化量及び255LSBに変換された画素データが表示I/F6にセットされる(ステップS609、ステップS610)。
輝度判定において設定閾値の範囲内であった場合は(ステップS602/NO、ステップS603/NO)、セットされた画素データがそのまま表示I/F6に出力される(ステップS610)。
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
上記実施形態によれば、高輝度部が白飛びあるいはそれに近い部分である場合や、低輝度部が黒飛びあるいはそれに近い部分である場合にその部分を表示装置に明示し、さらに光量の調整手段の操作を行う方がよいと判定されたときに、操作者に示すことで、操作者の意図に沿った露光状態であるか否かを判断することができ、否であれば露光条件や設定値を変えることにより、最適な撮影結果を得ることができる。
また上記実施形態によれば、高輝度部が白飛びあるいはそれに近い部分である場合や、低輝度部が黒潰れあるいはそれに近い部分である場合に、光量の調整手段により光量をどれだけ変化させればよいかを求めることができる。
また上記実施形態によれば、高輝度部が白飛びあるいはそれに近い部分である場合や、低輝度部が黒潰れあるいはそれに近い部分である場合にその部分を表示装置に表示することで、操作者の意図に沿った露光状態であるか否かを簡単に判断することができ、否であればどの方向に露光条件を変化させれば良いかの情報を、操作スイッチやその他の表示手段により表示することで、操作者にとって最適な撮影結果を得ることができる。
また上記実施形態によれば、高輝度部が白飛びあるいはそれに近い部分である場合や、低輝度部が黒潰れあるいはそれに近い部分である場合にその部分を画像表示装置に表示することで、操作者の意図に沿った露光状態であるか否かを簡単に判断することができ、否であればどの方向に露光条件を変化させれば良いかの情報を、画像表示装置に表示することで、操作者にとって最適な撮影結果を得ることができる。
1 撮像素子
2 S/H回路
3 A/D回路
4 画像データコントローラ
5 メモリ
6 表示I/F
7 表示装置
8 圧縮伸長回路
9 画像記録メディア
10 タイミング発生回路
11 システムコントローラ
12 EEPROM
13 操作スイッチ
14 シャッタ駆動回路
15 シャッタ機構
16 レンズユニット
2 S/H回路
3 A/D回路
4 画像データコントローラ
5 メモリ
6 表示I/F
7 表示装置
8 圧縮伸長回路
9 画像記録メディア
10 タイミング発生回路
11 システムコントローラ
12 EEPROM
13 操作スイッチ
14 シャッタ駆動回路
15 シャッタ機構
16 レンズユニット
Claims (7)
- 撮像装置の動作状態又は動作結果の情報を表示する表示手段と、
輝度の上限及び下限の閾値を設定する設定手段と、
撮像された画像の画像データの輝度と前記設定手段により設定された閾値とを比較し、前記画像データの輝度が前記上限の閾値を上回るか及び下限の閾値を下回るかを判定する判定手段と、
撮像素子に入射される光量を調整する調整手段とを備え、
前記表示手段は、前記画像データの中で、前記判定手段により輝度が前記上限の閾値を上回ると判定された部分及び前記下限の閾値を下回ると判定された部分について明示的に表示するとともに、前記判定部分が適正な光量となるように前記調整手段の操作を促す表示を行うことを特徴とする撮像装置。 - 前記判定部分を適正な光量に調整するのに必要なデータを算出する算出手段を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記算出手段は、前記調整手段により光量を変化させた場合に、前記画像データの輝度が前記上限の閾値を上回る部分及び前記下限の閾値を下回る部分を算出することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記表示手段は、前記算出手段により算出された必要なデータを表示することを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。
- 前記表示手段は、前記必要なデータを光量数値、補正数値又は/及び方向で表示することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記表示手段は、撮影中又は撮影結果の画像の画像データを表示するメイン表示画面を有し、前記メイン表示画面に前記必要な光量の変化量データを表示することを特徴とする請求項4又は5に記載の撮像装置。
- 前記表示手段は、前記メイン表示画面とは別に設けられた消費電力の小さいサブ表示画面を有し、前記サブ表示画面に前記必要な光量の変化量データを表示することを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の撮像装置。
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2006
- 2006-02-28 JP JP2006053339A patent/JP2007235421A/ja not_active Withdrawn
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