(57)【要約】【課題】出力機器の性能を十分発揮し広いダイナミックレンジの表示を可能とさせるためには、撮像装置もより広いダイナミックレンジで撮影する必要がある。しかしながら、撮像装置のダイナミックレンジを広げることにより、使用する出力機器によっては無駄に階調を低化させてしまう場合がある場合がある。【解決手段】表示装置で表示される映像が絶対輝度値（ＢＶ値）となるように撮像手段の出力信号を変換する変換手段と、露出を制御する露出制御手段と、前記表示装置の輝度情報を取得する輝度情報取得手段を有し、輝度情報取得手段は表示装置が表示できる最大輝度値を取得し、露出制御手段は、撮像手段で撮影可能な最大輝度を前記表示装置が出力できる最大輝度値に基づいて露出を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の明るさと表示装置で表示される映像における同一被写体の輝度が一致するように撮像手段の出力信号を変換する変換手段と、
露出を制御する露出制御手段と、
前記表示装置の輝度情報を取得する輝度情報取得手段を有し、
輝度情報取得手段は表示装置が表示できる最大輝度値を取得し、
露出制御手段は、
撮像手段で撮影可能な最大輝度を前記表示装置が出力できる最大輝度値に基づいて露出を制御することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
露出制御手段は、
現在の露出パラメータに基づいて算出した撮影可能な最大輝度値と、
前記表示装置が表示できる最大輝度値とが、一致するように露出を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
露出パラメータとは、絞り、感度、ゲイン、シャッター速度、減光フィルタのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
撮像手段の出力信号に対しガンマ補正を行うガンマ補正手段を有し、
ガンマ補正に用いるガンマは一部が線形特性（接続部分を変極点とする）を持ち、非線形特性部分は視覚特性による物体の輝度毎の輝度変化の識別しやすさを表した輝度識別視覚特性を持ち、
露出制御手段は、
前記ガンマの変極点が所定の輝度値より大きい場合には、撮像手段で撮影可能な最大輝度を前記表示装置が出力できる最大輝度値よりも小さくするように露出制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記情報取得手段は、表示装置が出力できる最大輝度値および最小輝度値を取得し、
露出制御手段は、
前記ガンマの変極点が、表示装置が出力できる最低輝度値より大きい場合には、
表示装置が出力できる最大輝度値と撮像手段で撮影可能な最大輝度値との差と、
表示装置が出力できる最低輝度値と前記ガンマの変極点の輝度値との差とが、
同等となるように露出制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記輝度情報取得手段における輝度情報の取得方法は、
前記画像処理装置と表示装置とを有線あるいは無線で接続することで通信により取得する方法と、
ユーザーが入力した情報から取得する方法との、
いずれか１つの方法であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力機器のダイナミックレンジが広い場合における階調性を向上するための露出制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビやディスプレイといった出力機器の出力のダイナミックレンジが実際の被写体に比べてかなり狭いレンジまでしか表示出来ない程度の性能しかなかった。そのため、撮像装置で被写体を撮影した際に、広いダイナミックレンジの映像信号を出力機器の表示のダイナミックレンジに押し込むように、ダイナミックレンジを圧縮する処理が必要となっていた。そのような処理を行った場合、見た目とは異なった状態で出力機器から映像が表示され、臨場感が失われてしまっていた。
【０００３】
たとえば、メインの被写体となる顔を出力機器の表示の７０％程度の明るさとなるように映像信号のダイナミックレンジを圧縮する処理をした場合、顔は見やすい明るさで表示されるが、実際の明るさとは異なるため臨場感がなくなり、さらに顔より明るい被写体は階調が大きく圧縮され階調が失われている映像となってしまっていた。
【０００４】
従来に対し、特許文献１で提案されている技術のように、近年は出力機器の性能が上がり、より広いダイナミックレンジを表現することが可能となってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８６９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
出力機器の性能を十分発揮し広いダイナミックレンジの表示を可能とさせるためには、撮像装置もより広いダイナミックレンジで撮影する必要がある。
【０００７】
しかしながら、撮像装置のダイナミックレンジを広げることにより、使用する出力機器によっては無駄に階調を低下させてしまう場合がある。
【０００８】
例えば、出力機器Ａが出力できる最大輝度は５０００ｃｄ／ｍ２、出力機器Ｂが出力できる最大輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であるとする。出力装置Ａの最大輝度に対応するために、撮像装置で撮影可能な最高輝度を５０００ｃｄ／ｍ２以上に設定した場合、出力装置Ｂでは１０００ｃｄ／ｍ２以上の輝度は飽和してしまうため恩恵が受けられない。ここで、撮像装置の信号処理のｂｉｔ数や撮像素子の分解能の制限により、ダイナミックレンジを広げることで、階調を保持出来るほどの性能を満たせない場合がある。すなわち、出力装置Ｂのユーザーにとっては、撮像装置のダイナミックレンジを広げることは、映像品位を無駄に低化させてしまうことになる。
【０００９】
特許文献１に示されるように被写体の絶対輝度に応じて適した階調処理を行うことで、再現すべき階調についてはケアをすることが出来るが、それだけでは被写体を見たままの明るさで出力機器から映像を表示する、つまり映像を被写体の絶対輝度で出力機器から表示することが出来ず、処理として不十分である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、
撮像手段の露出パラメータに基づき、撮像手段から出力された出力信号から取得される輝度値から、被写体の絶対輝度値（ＢＶ値）を算出する算出手段、表示機器の入出力特性に基づいて、表示が前記絶対輝度値（ＢＶ値）となるように前記出力信号を変換する変換手段と、
撮像手段が撮影できる輝度のダイナミックレンジを決定するダイナミックレンジ決定手段と、
露出を制御する露出制御手段と、
前記表示装置の輝度情報を取得する輝度情報取得手段を有し、
輝度情報取得手段は絶対輝度値で表示できる最大輝度値（ピーク輝度）を取得し、
ダイナミックレンジ決定手段は、
撮像手段で撮影できる被写体の最大輝度を前記表示装置の最大輝度値（ピーク輝度）に基づいて決定し、
露出制御手段は決定したダイナミックレンジに基づいて露出を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像装置で撮影できるダイナミックレンジを出力装置で表現できるダイナミックレンジに合わせて切り替えることで、出力装置に最適な設定で撮影できる撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態におけるデジタルビデオカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態における画像処理部２４の内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態における表示装置の最大輝度に撮像装置の撮影輝度を合わせるための露出制御量決定処理の流れを表すフローチャートである。
【図４】実施形態における信号変換処理の流れを表すフローチャートである。
【図５】実施形態における出力機器の入出力特性を示すグラフである。
【図６】実施形態におけるガンマ特性を示すグラフである。
【図７】実施形態における表示装置の最大、最小輝度に撮像装置の撮影輝度を合わせるための露出制御量決定処理の流れを表すフローチャートである。
【図８】実施形態における一部非線形特性部を持つガンマ特性を示すグラフである。
【図９】実施形態における輝度とコントラスト差に対する輝度識別視覚特性と特定露出設定時のガンマ特性を示すグラフである。
【図１０】実施形態における輝度とコントラスト差に対する特定露出設定時のガンマ特性と代表値のＢＶ値の例を示すグラフである。
【図１１】実施形態における輝度分布に対する各領域の階調の良し悪しを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態のデジタルビデオカメラ１００の内部構成を示すブロック図である。図１において、撮影レンズ１０３はズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群であり、被写体像を結像させる。絞り１０１は光量調整に使用する絞りである。ＮＤ１０４は減光用に使用するＮＤである。撮像部２２は光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ素子等で構成される撮像素子である。また、撮像部２２には電子シャッターによる蓄積の制御や、アナログゲイン、読み出し速度の変更などの機能も備える。Ａ／Ｄ変換器２３は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２３は、撮像部２２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる。バリア１０２は、デジタルビデオカメラ１００の、撮影レンズ１０３を含む撮像系を覆うことにより、撮影レンズ１０３、絞り１０１、撮像部２２を含む撮像系の汚れや破損を防止する。
【００１５】
画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３からのデータ、又は、メモリ制御部１５からのデータに対して色変換処理、ガンマ補正、デジタルゲインの付加等の処理を行う。また、撮像した画像データを用いて所定の演算処理が行われ、演算結果をシステム制御部５０に送信する。送信された演算結果に基づいてシステム制御部５０が露出制御、測距制御をホワイトバランス制御等行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等が行われる。画像処理部２４についての詳細は後述する。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換器２３からの出力データは、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して、或いは、メモリ制御部１５を介してメモリ３２に直接書き込まれる。メモリ３２は、撮像部２２によって撮像されＡ／Ｄ変換器２３によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部２８に表示するための画像データを格納する。メモリ３２は、所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。
【００１７】
また、メモリ３２は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。Ｄ／Ａ変換器１３は、メモリ３２に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部２８に供給する。こうして、メモリ３２に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器１３を介して表示部２８により表示される。表示部２８は、ＬＣＤ等の表示器上に、Ｄ／Ａ変換器１３からのアナログ信号に応じた表示を行う。Ａ／Ｄ変換器２３によって一度Ａ／Ｄ変換されメモリ３２に蓄積されたデジタル信号をＤ／Ａ変換器１３においてアナログ変換し、表示部２８に逐次転送して表示することで、電子ビューファインダとして機能し、スルー画像表示を行うことができる。
【００１８】
不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭが用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、本発明の実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。
【００１９】
システム制御部５０は、デジタルビデオカメラ１００全体を制御する。前述した不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムを実行することで、後述する本発明の第１の実施形態の各処理を実現する。５２はシステムメモリであり、ＲＡＭが用いられる。システムメモリ５２には、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。また、システム制御部５０はメモリ３２、Ｄ／Ａ変換器１３、表示部２８等を制御することにより表示制御も行う。
【００２０】
システムタイマー５３は各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。モード切替スイッチ６０、録画スイッチ６１、操作部７０はシステム制御部５０に各種の動作指示を入力するための操作手段である。
【００２１】
モード切替スイッチ６０は、システム制御部５０の動作モードを、動画記録モード、静止画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。動画記録モードや静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。モード切替スイッチ６０で、動画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えられる。あるいは、モード切替スイッチ６０で動画撮影モードに一旦切り換えた後に、動画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。録画スイッチ６１は撮影待機状態と撮影状態を切り替える。システム制御部５０は、録画スイッチ６１により、撮像部２２からの信号読み出しから記録媒体９０への動画データの書き込みまでの一連の動作を開始する。
【００２２】
操作部７０の各操作部材は、表示部２８に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部２８に表示される。利用者は、表示部２８に表示されたメニュー画面と、上下左右４方向の十字キーやＳＥＴボタンを用いて直感的に各種設定を行うことができる。
【００２３】
電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、その検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体９０を含む各部へ供給する。電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉイオン電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。Ｉ／Ｆ１８は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体９０、または外部出力機器９１とのインターフェースである。図では記録媒体９０と出力機器９１が接続されている状態を示している。記録媒体９０は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。出力装置９１は撮影された画像を表示するためのモニタ等の出力装置である。
【００２４】
次に、本発明の第１の実施形態の画像処理部２４の内部構成について説明する。図２は画像処理部２４の内部構成と関係部位を示すブロック図である。通常、ＷＢの制御やシャープネス制御などもこの部分で行うが、本実施形態の説明には不要のため表記を省略している。なお画像処理部２４内の各ブロックは、システム制御部５０を通じて、絞りや、ＮＤ情報、シャッター速度などの露出パラメータを含めたカメラ内部のあらゆるデータを取得可能である。
【００２５】
図２において、検波部２０１は、Ａ／Ｄ変換器２３からのデータ、又は、メモリ制御部１５からのデータに対し検波を行うことでデータの代表値を求め、ＢＶ算出部２０２は、基準信号、絞り、感度、シャッター値、検波部２０１で取得した代表値からＢＶ値（絶対輝度値）を算出する。
【００２６】
露出制御量決定部２０３に渡すＢＶ値（絶対輝度値）は、絞り、感度、シャッター値といった露出パラメータから算出したＢＶ値（絶対輝度値）である（式１）。
【００２７】
絶対輝度コード決定部２０４に渡すＢＶ値（絶対輝度値）は、検波部２０１で取得された代表値を用いる。前記代表値とは、たとえば、被写体の最低輝度を代表値として算出したＢＶ値（絶対輝度値）や、絶対輝度コード決定部２０４には被写体の顔の輝度値を代表値として算出したＢＶ値（絶対輝度値）などであり、算出方法は特に限定しない。
【００２８】
露出制御量決定部２０３は、ＢＶ算出部２０２で算出したＢＶ値（絶対輝度値）と、出力機器輝度情報取得部２０８で取得した出力機器ＢＶ値（絶対輝度値）を取得し、出力機器の最大輝度まで撮影ができるような露出制御量を決定する。決定された露出制御量を基にシステム制御部５０から各露出を制御する。
【００２９】
絶対輝度コード決定部２０４は、不揮発性メモリ５６またはメモリ制御部１５から表示機器の入出力特性を取得し、表示がＢＶ算出部２０２で算出したＢＶ値（絶対輝度値）となる絶対輝度コードを表示機器の入出力特性に基づいて決定する。表示機器の入出力特性は、予め不揮発性メモリ５６に記録していても良いし、ユーザーからの入力を受けても良いし、表示機器を接続して表示機器から取得しても良く、取得方法は特に限定しない。
【００３０】
変換係数算出部２０５は、ガンマ補正部２０７からガンマ特性を、絶対輝度コード決定部２０４からは決定した絶対輝度コードをそれぞれ取得し、ガンマ特性と絶対輝度コードから表示機器から絶対輝度で表示するために信号を変換する係数である信号変換係数を算出する。
【００３１】
信号変換部２０６は、Ａ／Ｄ変換器２３からのデータ、又は、メモリ制御部１５からのデータに対して変換係数算出部２０５で算出した信号変換係数を用いて信号変換を行う。
【００３２】
ガンマ補正部２０７は、映像の入出力特性いわゆるガンマ特性を変更し、信号変換部２０６で信号変換されたデータに対してガンマ補正を行う。
【００３３】
出力機器輝度情報取得部２０８は、出力装置９１が出力できる輝度情報を取得する。出力装置の輝度情報は、デジタルビデオカメラ１００との通信によって取得しても良く、ユーザーからの入力を受けても良く、取得方法は特に限定しない。
【００３４】
本実施形態における各処理はシステム制御部５０が不揮発性メモリ５６に格納されたプログラムをシステムメモリ５２に展開して実行することにより実現される。
【００３５】
次に、以上の通りに構成された撮像装置における本実施形態に係わる動作について説明する。
【００３６】
まず、本実施形態の信号変換処理の動作について説明する。
【００３７】
本実施形態の処理は、以下の２つの処理に分けて説明する。第一の処理は、出力装置が表現できる最大輝度まで撮影できるように露出を合わせる処理である。第二の処理は、出力信号を絶対輝度コードに変換する処理である。
【００３８】
以下に、第一の処理について説明する。
【００３９】
図３に本実施形態の第一の処理における露出制御量決定処理のフローチャートを示す。まず、ＢＶ算出部２０２において、現在の露出パラメータを取得し（Ｓ３０１）、現在の露出設定における撮影可能なＢＶ値（絶対輝度値）を算出する（Ｓ３０２）。ＢＶ値の算出方法として、たとえば、絞り、感度、シャッター値から求める方法がある。ＡＰＥＸ（Additive System of Photographic Exposure ）表現における基準信号のＢＶ値、基準ＢＶ値の求め方は、
基準ＢＶ値＝ＡＶ（絞り）＋ＴＶ（シャッター）−ＳＶ（感度）  （式１）
となり、絞りがＦ４．０、シャッターが１／１２８、感度がＩＳＯ２００の場合は式１から、
基準ＢＶ値＝４（Ｆ４．０）＋７（１／１２８）−６（ＩＳＯ２００）＝５
この露出設定によって撮影するときの基準信号の輝度値（ｃｄ／ｍ２）を算出する方法は以下の通りの計算になる。
【００４０】
一般に、ＢＶ＝ｌｏｇ２（Ｂ／（Ｎ＊Ｋ））という式で表わされる（式２）。
【００４１】
Ｂは輝度値である。
【００４２】
Ｎは、ＩＳＯ感度１００をＳＶ＝５とするための換算係数であり、Ｎ＝０．３２
Ｋは、校正係数であり、ここではＫ＝１２．５と定義する。
【００４３】
以上から、基準ＢＶ値から撮影できる輝度値Ｂ（ｃｄ／ｍ２）の求め方は、
基準輝度Ｂ［ｃｄ／ｍ２］＝２＾露出ＢＶ＊（０．３２＊１２．５）＝１２８
すなわち、露出パラメータが、絞りＦ４．０、シャッター１／１２８、ＩＳＯ感度２００の場合、基準信号の輝度は１２８ｃｄ／ｍ２ということが分かる。
【００４４】
このとき、撮像装置のダイナミックレンジ１２００％、基準信号２０％とすると、撮像装置で撮影できる最大輝度値は以下の計算で求められる。
【００４５】
最大輝度［ｃｄ／ｍ２］＝基準ＢＶ値＊ダイナミックレンジ／基準信号
＝１２８＊１２００／２０
＝７６８０
次に、出力装置が出力できる最大輝度を取得する（Ｓ３０３）。例えば、出力装置の最大輝度が１００００［ｃｄ／ｍ２］という情報を取得したものとする。１００００ｃｄ／ｍ２を上記の式２の逆算によって、以下のとおりＢＶ値に換算する。なお、出力装置の最大輝度をＢＶ値に換算したものを、最大輝度ＢＶ値と表現する。
【００４６】
最大輝度ＢＶ値＝ｌｏｇ２（１００００／（０．３２＊１２．５））  （式３）
＝１１．２８
ここで、同様の計算で撮像装置の最大輝度７６８０［ｃｄ／ｍ２］をＢＶ値換算すると、１０．９０となる。
【００４７】
この出力装置の最大輝度の被写体まで撮影できるような露出設定値は、以下の演算により求められる。
【００４８】
出力装置の最大輝度ＢＶ値と、現在の露出パラメータから算出した露出ＢＶ値との差分（式４より算出）を埋めるように、露出制御量を決定する。
【００４９】
露出制御量ＢＶ値＝出力装置最大輝度ＢＶ−撮像装置最大輝度ＢＶ   （式４）
＝１１．２８−１０．９０
＝０．３８
と、露出制御が必要なＢＶ値は０．３８であると算出できる。
【００５０】
例えば、絞りを用いて、デジタルビデオカメラ１００で撮影可能な被写体輝度（絶対輝度値）を出力装置の最大輝度値に合わせる制御を行う場合、ＡＶ値として５．２８となるＦ値に絞ればよい。ＡＶ値から絞りＦ値の算出は式５に示すとおりである。
【００５１】
露出制御量＝Ｆ４．０＊（（√２）＾０．３８  （式５）
＝Ｆ４．５
よって、上記制御をまとめると、所定の露出（絞りがＦ４．０、シャッターが１／１２８、感度がＩＳＯ２００）において７６８０［ｃｄ／ｍ２］の輝度まで撮影可能な撮像装置で、表示装置の最大輝度１００００［ｃｄ／ｍ２］まで撮影可能にするために絞りをＦ４．５まで絞るということである。
【００５２】
このように絞りを制御することで、デジタルビデオカメラ１００で撮影可能な被写体輝度（絶対輝度値）を出力装置の最大輝度値に合わせることができる。
【００５３】
ただし、絞りを例に説明したが、輝度を合わせる方法は、シャッター速度を落とす、またはＩＳＯ感度を下げるといった、いずれの方法を用いてもよい。
【００５４】
また、出力装置の最大輝度に基づいて算出した設定値に露出を合わせる方法ではなく、フィードバック制御により撮像装置の撮影可能な最大輝度が出力装置の最大輝度に合うまで露出を動かし続ける方法を用いてもよい。
【００５５】
以下に、第二の処理について説明する。
【００５６】
第一の処理で設定した露出は第二の処理では変えずに、ガンマ特性によって出力信号を絶対輝度コードに変換する。
【００５７】
図４は本実施形態の第二の処理における信号変換処理のフローチャートを示す。まず、Ａ／Ｄ変換器２３からのデータ、又は、メモリ制御部１５からのデータに対し検波部２０１で検波を行う（Ｓ４０１）。検波を行うことでデータの代表値を求める。代表値の求め方は、たとえば、中央部分の平均輝度を算出したり、顔などの特定被写体の平均輝度を算出したり、指定した１点の輝度を取得したりする方法などがある。本実施例は特に代表値の求め方は限定しない。
【００５８】
次に、代表値のＢＶ値（絶対輝度値）をＢＶ算出部２０２で算出する（Ｓ４０２）。ＢＶ値の算出方法として、たとえば、基準信号、絞り、感度、シャッター値、検波部２０１で取得した代表値から求める方法がある。第一の処理で設定した露出条件による基準ＢＶ値は以下のとおり、
絞りがＦ２４．９３、シャッターが１／１２８、感度がＩＳＯ２００となっており、
基準ＢＶ値＝４．３（Ｆ４．５）＋７（１／１２８）−６（ＩＳＯ２００）
＝５．３
＝（２＾５．３）＊４ｃｄ／ｍ２
＝１６２ｃｄ／ｍ２
このとき、撮像装置のダイナミックレンジ１２００％、基準信号２０％、データのｂｉｔ数１４とすると、
基準信号のコード＝（２＾ｂｉｔ数）＊（ダイナミックレンジ／基準信号）  （式６）
上記のように基準信号のコードが求められる。式２に対し数値を入れると、
基準信号のコード＝（２＾１４）＊（１２００／２０）
＝２７３
基準信号のコードは２７３と求められる。
【００５９】
ここで、代表値のコードが１６８５の場合、Ｘを代表値のＢＶ値と基準ＢＶ値との差分とすると、
代表値のコード＝基準信号のコード＊（２＾Ｘ）  （式７）
式３に各数値を当てはめると、
１６８５＝２７３＊（２＾Ｘ）
Ｘ＝２．６２
以上より、代表値のＢＶ値は、
代表値のＢＶ値＝２＾（２．６２）＊１６２ｃｄ／ｍ２
＝１０００ｃｄ／ｍ２
と求められる。ここに挙げた方法は１つの例であり、他の方法で代表値のＢＶ値を求めてもよい。また、外部センサーなどから取得した信号からＢＶ値を算出するのでも良く、本実施例は算出方法について限定はしない。
【００６０】
次に、表示機器の出力が代表値のＢＶ値となる絶対輝度コードを絶対輝度コード決定部２０４で決定する（Ｓ４０３）。たとえば、表示機器の入出力特性とＳ３０２で算出した代表値のＢＶ値に基づいて算出する方法を示す。図５に表示機器の入出力特性を示す。図５のような表示機器の入出力特性の場合、出力輝度が代表値のＢＶ値となるような入力コードは一意に決まる。このように絶対輝度コードをグラフから求めても良いし、入出力特性の式と代表値のＢＶ値から算出しても良いし、入出力関係をテーブルデータとして保持し、その中から代表値のＢＶ値に基づいて選択するのでも良く、本実施例はその決定方法を制限はしない。
【００６１】
絶対輝度コードを決定したら、その絶対輝度コードを基に信号変換係数を変換係数算出部２０５で算出する（Ｓ４０４）。データが代表値のとき、ガンマ補正部からの出力が絶対輝度コードとなるように信号変換係数を算出する。たとえば、ガンマ補正部２０７からガンマ特性を取得し、そのガンマ特性を基に信号変換係数を算出することが出来る。図６にガンマ特性を示す。このようなガンマ特性に対し、出力コードが絶対輝度コードとなるような入力コードはＹとなる。ガンマが出力機器の入出力特性に対して逆ガンマの関係であれば、データが代表値のときに出力コードを絶対輝度コードとする信号変換係数は下記の式で求められる。
【００６２】
信号変換係数＝Ｙ／代表値  （式８）
今回の例ではガンマ特性が逆ガンマの特性を持っている場合を示したが、本実施例は必ずしもガンマ特性が逆ガンマの特性を持っていなくても良く、限定はしない。
【００６３】
次に、Ａ／Ｄ変換器２３からのデータ、又は、メモリ制御部１５からのデータに対し、信号変換を信号変換部２０６で行う（Ｓ４０５）。変換係数算出部２０５で算出した変換係数を基に信号変換を行う。たとえば、信号変換係数が式４で与えられたものの場合、データに対して信号変換係数を乗算することで信号変換を行う。信号変換の方法は、信号変換係数によって変わり、乗算だけでなく二次関数などの関数によって変換する場合なども有り、本実施例は特に変換方法を限定しない。最後に、信号変換されたデータに対してガンマ特性の変更をガンマ補正部２０７で行う（Ｓ４０６）。
【００６４】
このように信号変換処理を行うことで、代表値のデータが撮像装置からの出力では絶対輝度コードとなり、出力機器に絶対輝度コードが入ることで、代表値のＢＶ値で出力機器から表示されるようになる。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、デジタルビデオカメラ１００で撮影できる最大輝度を、出力装置が出力できる最大輝度に合わせる処理について説明した。しかしながら、デジタルビデオカメラ１００で非常に高輝度な被写体まで撮影できるような露出設定にしてしまうと、暗部が黒潰れしたり、階調の段差が見えたりしてしまう。この階調整に関する説明を、以下で説明する。
【００６６】
まず、図８にガンマ特性の例を示す。図８の実線がガンマ特性（入出力特性）を示しており、Ｓ１は傾き１の直線でありＣ１が直線部と非線形特性部との接続部（変極点）となっている。図９に、輝度識別視覚特性と特定露出設定時のガンマ特性を、輝度とコントラスト差のグラフ上に示す。輝度識別視覚特性は横軸の任意の輝度の被写体の輝度変化が縦軸に対応するコントラスト差ほどある場合、人間の視覚特性として認識しやすいという関係を表している。つまり、この輝度識別視覚特性よりもグラフ上で下に位置すれば、段差を認識出来ないため、階調性が良いということになる。そのため、図９に示すような特定露出設定時のガンマ特性（非線形特性部は輝度識別視覚特性を満たす）の場合、非線形特性部の範囲であれば階調性が良いということになる。非線形特性部よりも低い輝度は黒潰れしたり、階調の段差が見えたりし、非線形特性部よりも高い輝度は飽和して階調が無くなってしまう。
図１０の（１）に示すような、出力装置の最大輝度にカメラが撮影可能な被写体輝度を合わせる露出設定、すなわち、ガンマの非線形特性部の飽和点を出力装置の最大輝度に設定するような露出設定を行うと、変極点が高輝度になり、低輝度側の階調整が低くなる。
【００６７】
これを解決するために、変極点を低輝度側に移動するように露出設定することで、図１０の（２）に示すようなガンマ特性にして、非線形特性部を出力装置の最大輝度、最小輝度の略中間位置に収まるようにする。これにより、高輝度側の飽和と低輝度側の黒つぶれのバランスを取ることができる。これは、たとえば１００００ｃｄ／ｍ２までの輝度に対して階調を保持しようとした場合、撮像素子の分解能として１９ｂｉｔは必要となるが、そのような撮像素子を用いた撮像装置は一般的には存在しない。このような理由により、低輝度側から高輝度側までの全域を輝度識別視覚特性を満たせるような非線形特性にすることができない。
【００６８】
ここまで説明した処理を具体的に以下に示す。
【００６９】
構成は実施形態１で示したものと同様であるため、省略する。
【００７０】
また、本実施形態の動作のうち、信号変換処理の動作についても実施形態１で示したものと同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
実施形態１と異なる部分として、露出制御量決定処理の動作について、説明していく。
【００７２】
図７のフローチャートを用いながら、実施形態２の動作を説明していく。
【００７３】
まず検波を行うのは実施形態１と同様である（Ｓ５０１）。ここで、映像全体の輝度分布を取得する。次にＢＶ算出部２０２で輝度分布をＢＶ値に変換する（Ｓ５０２）。ＢＶ値への変換はＳ５０２と同様でも良いし、別の方法でも構わず、特に限定はしない。次に、第１の実施形態と同様に現在の露出に対するガンマ特性のＢＶ値を算出する（Ｓ５０３）。その後、露出制御量決定部２０３で出力装置の最低輝度、最大輝度とガンマ特性のＢＶ値を比較する（Ｓ５０４）。出力装置で出力できる輝度に対して、階調性が良い領域と階調性が低い領域を決定するためにガンマ特性のＢＶ値と比較を行う。図９に示したようなガンマ特性の場合、非線形特性部以外の領域が階調性の低い領域となるため、非線形特性部の上下端のＢＶ値と出力装置で出力可能な上下端のＢＶ値とを比較することになる。図１１に輝度分布と階調性の良し悪しを表した。この図は矢印で領域を示している。階調が良いとされる領域は、図９でたとえるならばガンマ特性の非線形特性部に入る輝度である。
【００７４】
次に、露出制御量を決定する（Ｓ５０５）。Ｓ６０４で比較した結果に基づいて露出制御量決定部２０３が露出制御量を決定するステップである。たとえば、図１０において、黒潰れしてしまう領域と飽和してしまう領域のバランスをとるために、両領域が出力装置のダイナミックレンジ内で同等（略同等）となるようにするために、露出を絞る方法が考えられる。具体的には、出力装置の最大輝度ＢＶ値と露出パラメータから算出したＢＶ値との差が、出力装置の最低輝度ＢＶ値とガンマ変極点のＢＶ値との差とが、略一致（略同等）するように露出パラメータを算出する。
【００７５】
また、領域のバランスを考える際、高輝度まで出力できる出力装置においてはその利点を生かすことを考え、高輝度側に重みを置いて、バランスをとるという方法も１つの方法である。前記のように黒潰れと飽和領域のバランスのとりかたの例を示したが、本実施例はこれらの方法に限定するものではない。次に、システム制御部５０で露出制御を行う（Ｓ５０６）。Ｓ５０５で露出制御量決定部２０３が算出した露出制御量を基に露出制御を行う。
【００７６】
このように露出制御量決定処理を行うことで、画面全体に対し飽和している部分と黒潰れしている部分のバランスがとれ、映像のイメージの低化を防ぐことが出来る。
【００７７】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【００７８】
また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。
【００７９】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。
【００８０】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００８１】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。
【００８２】
また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。
【符号の説明】
【００８３】
１３  Ｄ／Ａ変換器、１５  メモリ制御部、１８  Ｉ／Ｆ、２２  撮像部、
２３  Ａ／Ｄ変換器、２４  画像処理部、２８  表示部、３０  電源部、
３２  メモリ、５０  システム制御部、５２  システムメモリ、
５３  システムタイマー、５６  不揮発性メモリ、６０  モード切替スイッチ、
６１  録画スイッチ、７０  操作部、７２  電源スイッチ、８０  電源制御部、
９０  記憶媒体、１００  デジタルビデオカメラ、１０１  絞り、１０２  バリア、
１０３  撮像レンズ、１０４  ＮＤフィルタ、２０１  検波部、
２０２  ＢＶ算出部、２０３  露出制御量決定部、２０４  絶対輝度コード決定部、
２０５  変換係数算出部、２０６  信号変換部、２０７  ガンマ補正部、
２０８  出力機器輝度情報取得部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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