(57)【要約】【課題】処理が複雑化するのを抑えつつ画面内の輝度変化の状態に応じて適応的にガンマ補正を行う撮像装置を提供すること。【解決手段】本発明にかかる撮像装置は、画面内の異なる複数の領域を対象として、領域ごとに、領域内の各画素の輝度値を積算する乗算処理部と、算出された積算値に基づいて、傾きがそれぞれ異なる複数の１次関数を組み合わせ、所定のガンマカーブに近似させた折れ線のガンマ特性を調整する特性調整手段（輝度差判定部６１，ガンマ特性調整部６２）と、調整された後のガンマ特性を使用して、入力信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正回路と、を備える。【選択図】        図５
2010130612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズを通して入射された被写体像からの光に基づいて映像信号を生成する撮像装置であって、
画面内の異なる複数の領域を対象として、領域ごとに、領域内の各画素の輝度値を積算する積算手段と、
前記積算手段により算出された積算値に基づいて、傾きがそれぞれ異なる複数の１次関数を組み合わせ、所定のガンマカーブに近似させた折れ線のガンマ特性を調整する特性調整手段と、
前記特性調整手段により調整された後のガンマ特性を使用して、入力信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記特性調整手段は、前記積算値の中の１つを基準積算値とし、当該基準積算値と他の積算値である比較対象積算値との差分値を、基準積算値と比較対象積算値の全ての組み合わせについて求め、得られた差分値の中の最大値に基づいて、ガンマ特性の調整が必要かどうかを判断し、調整が必要な場合、さらに、当該最大値が得られる組み合わせの基準積算値と比較対象積算値とに基づいてガンマ特性を調整することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記特性調整手段は、ガンマ特性を調整する際の調整範囲または変更量を前記差分値の中の最大値に基づいて決定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記特性調整手段は、前記積算値の中の最大値および最小値をそれぞれ個別に評価し、得られた各評価結果に基づいて、ガンマ特性の調整が必要かどうかを判断し、調整が必要な場合、さらに、当該最大値および最小値に基づいてガンマ特性を調整することと特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
現フレームについての積算結果と前クレームについての積算結果との比較を行い、ガンマ特性の調整を許可するかどうかを判定する判定手段、
をさらに備え、
前記特性調整手段は、前記判定手段により「ガンマ特性の調整を許可しない」と判定された場合には、ガンマ特性の調整を行わないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラ等において、被写体を撮像し、その結果得られたアナログ信号に対して所定の信号処理を実施してデジタル映像信号を生成する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置は、被写体を撮像すると、その結果得られたアナログ信号をデジタル信号に変換し、さらに、人が見たシーンに近づけるための各種信号処理を実行して最終的な映像信号を生成する。そして、この最終的な映像信号を得るために実行する信号処理の一つとして、入力信号のレベル（画像の濃淡）をガンマ係数（ガンマ特性）に基づいて調整するガンマ補正がある。
【０００３】
デジタルスチルカメラなどに搭載された撮像装置の場合、撮像レンズに入射する光のレベル（明るさ）が撮影シーン等によって大きく変動するので、ガンマ補正では、白飛びや黒潰れの発生を防止するために、たとえば、画面（撮像面）全体の輝度分布をヒストグラム等で検出し、濃度の最大値および最小値が輝度範囲最大に広がるように（濃度の最大値が、輝度情報が表現可能な最大値に近づくように）調整して画質を向上させている。しかしながら、この方法では、調整処理が複雑なため、演算時間が長くなり、また回路規模も大きくなってしまう。
【０００４】
また、下記特許文献１には、上記とは異なる手法でガンマ補正を行い、画質を向上させる撮像装置が記載されている。この撮像装置では、ガンマ補正を行う場合、１つの画像を複数の領域に分割して領域ごとに平均輝度値を算出し、算出した各平均輝度値と電荷蓄積時間とに基づいて最適なガンマ係数を選定する。しかしながら、この撮像装置では、ガンマ係数を選定する際、分割領域ごとに算出した平均輝度値を用いてさらに複数の特徴値を算出すること、ガンマ補正では、選定したガンマ係数を用いて複雑なガンマ補正演算を行うことから、上記の方法と同様に、演算時間や回路規模が大きくなってしまうと推測される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３５６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、処理が複雑化するのを抑えつつ画面（撮像面）内の輝度変化の状態に応じて適応的にガンマ補正を行う撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の一態様によれば、撮像レンズを通して入射された被写体像からの光に基づいて映像信号を生成する撮像装置であって、画面内の異なる複数の領域を対象として、領域ごとに、領域内の各画素の輝度値を積算する積算手段と、前記積算手段により算出された積算値に基づいて、傾きがそれぞれ異なる複数の１次関数を組み合わせ、所定のガンマカーブに近似させた折れ線のガンマ特性を調整する特性調整手段と、前記特性調整手段により調整された後のガンマ特性を使用して、入力信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段と、を備える撮像装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画面内の輝度変化の状態に応じて適応的にガンマ補正を行うことができ、白飛びや黒潰れの発生頻度を下げることが可能な撮像装置が得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる撮像装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる撮像装置の構成例を示すブロック図である。この撮像装置は、撮像レンズ（レンズ）１、撮像部２、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）３および信号処理部４を備える。
【００１１】
撮像レンズ１は、被写体からの光を取り込む。撮像部２は、撮像レンズ１に入射された光を撮像する。また、撮像部２は、図示を省略したイメージセンサ（撮像素子）により取り込んだアナログ映像信号を、所定のアナログゲインにて増幅する。ＡＤ変換器３は、撮像部２から出力されるアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。信号処理部４は、ＡＤ変換器３から出力されたデジタル映像信号に対して、デジタル映像信号が人の目にリニアに映し出せるようにする処理、すなわち、デジタル映像信号を人が見たシーンに近づけるための画像処理を実行する。また信号処理部４は、画面の明るさが一定レベルとなるように調整するＡＥ機能を有し、撮像部２内の撮像素子（図示せず）の露光時間や出力ゲイン（アナログゲイン）の調整、または、デジタル映像信号のデジタルゲイン調整を行う。
【００１２】
図２は、信号処理部４の構成例を示す図である。図示したように、信号処理部４は、第１のノイズキャンセル処理部４１、乗算処理部４２、傷補正処理部４３、第２のノイズキャンセル処理部４４、画素補間処理部４５、カラーマトリクス処理部４６、輪郭強調部４７、ガンマ補正部４８および出力部４９を備える。
【００１３】
第１のノイズキャンセル処理部４１は、後段の各処理部での演算精度を高めるため、主に高周波ノイズを除去することを目的としたノイズキャンセル処理を、入力信号（ＡＤ変換器３から入力されたデジタル映像信号）に対して実施する。
【００１４】
乗算処理部４２は、入力信号に対して各種補正係数を乗算して、レンズシェーディング補正やホワイトバランス補正を行う。また、乗算処理部４２は、画面の明るさが一定レベルとなるように調整するＡＥ機能を実現する構成要素であり、画面の所定範囲内を対象として入力信号の積算値（輝度の積算値）を算出することにより明るさを検出し、検出結果に基づいて、撮像素子の露光時間や出力ゲインの調整、または、デジタル映像信号のデジタルゲイン調整、を行うことにより、画面の明るさが一定となるように制御している。また、ガンマ補正部４８に対して、ガンマ特性の調整処理で使用する積算値（特定範囲内の各画素の輝度値を積算したもの。詳細については後述する）を出力する。
【００１５】
傷補正処理部４３は、乗算処理部４２にてレンズシェーディング補正およびホワイトバランス補正が実行された後のデジタル映像信号に対して、撮像素子の正常に機能していない画素によるデジタル映像信号の欠損部分（傷）を補正する傷補正処理を実行する。
【００１６】
第２のノイズキャンセル処理部４４は、傷補正処理部４３にて傷補正処理が実行された後のデジタル映像信号に対して、低周波ノイズを除去するためのノイズキャンセル処理を実行する。
【００１７】
画素補間処理部４５は、第２のノイズキャンセル処理部４４から出力されたデジタル映像信号に対して、線形補間などを用いた画素補間処理を実行する。
【００１８】
カラーマトリクス処理部４６は、画素補間処理部４５にて画素補間処理が実行された後のデジタル映像信号に対して、色再現性を得るためのカラーマトリクス演算処理（色再現性処理）を実行する。
【００１９】
輪郭強調部４７は、カラーマトリクス処理部４６にて色再現性処理が実行された後のデジタル映像信号に対して、画像をシャープネスにするための輪郭強調処理を実行する。
【００２０】
ガンマ補正部４８は、輪郭強調部４７にて輪郭が強調された後のデジタル映像信号に対して、ガンマ補正を実行する。ガンマ補正では、画像の明るさ（輝度）に応じたガンマ特性を用いる。このガンマ補正の詳細については後述する。
【００２１】
出力部４９は、ガンマ補正部４８にてガンマ補正が実行された後のデジタル映像信号を最終的なデジタル映像信号として外部へ出力する。
【００２２】
つづいて、ガンマ補正部４８が、画像の明るさに応じてガンマ特性を調整し、調整後のガンマ特性を用いて行うガンマ補正動作の詳細を説明する。なお、説明の便宜上、まず、ガンマ特性の調整動作を除いたガンマ補正動作（ガンマ補正の基本動作）について説明を行い、その後、画像の明るさに応じてガンマ特性を調整する理由を説明した後、本実施の形態にかかる撮像装置の特徴的な動作である、画像の明るさに応じてガンマ特性を調整する動作について説明する。
【００２３】
図３は、ガンマ補正部４８に含まれるガンマ補正回路の構成およびこの回路が使用するガンマ特性の一例を示す図であり、上段にガンマ補正回路、下段にガンマ特性を示している。図３の上段に示したガンマ補正回路は、入力データ比較部５１、入力信号オフセット部５２、ゲイン（Gain）設定部５３および出力信号オフセット部５４を備え、さらに、入力信号オフセット部５２からの出力信号を反転させる反転バッファ５５と、ガンマ補正回路への入力信号（輪郭強調部４７から出力されたデジタル映像信号）に対して反転バッファ５５からの出力を加算する加算器５６と、加算器５６からの出力とゲイン設定部５３からの出力とを乗算する乗算器５７と、乗算器５７からの出力に対して出力信号オフセット部５４からの出力を加算する加算器５８と、を備える。そして、このガンマ補正回路は、図示したガンマ特性を使用して入力信号に対するガンマ補正を行う。なお、ガンマ補正部４８では、ガンマ特性として、実際のガンマ特性（ガンマ曲線）に近似させた折れ線（傾きがそれぞれ異なる複数の１次関数を組み合わせたもの）を使用する。図３の例では、入力レベルが、ａ0〜ａ1の区間，ａ1〜ａ2の区間，ａ2〜ａ3の区間，ａ3〜ａ4の区間，…，に対して、それぞれ異なる１次関数（以下、「ガンマ補正関数」と呼ぶ）を割り当てている。このようなガンマ特性を使用することにより、ガンマ曲線を使用する場合と比較して、ガンマ補正処理での演算量を削減できる。
【００２４】
上記構成のガンマ補正回路において、入力データ比較部５１は、入力信号の輝度レベルに基づいて、図３に示したガンマ特性を構成するガンマ補正関数のうち、どの関数を使用して補正を行うかを決定する。入力信号オフセット部５２、ゲイン設定部５３および出力信号オフセット部５４は、入力データ比較部５１による決定内容（ガンマ補正で使用するガンマ補正関数の決定結果）に従い、入力信号に対するガンマ補正を実行する。ここで、ガンマ補正回路への入力をｘとし、また、上記ａ0〜ａ1，ａ1〜ａ2，…の各区間に対応するガンマ補正関数の傾き（ゲイン）をα0，α1，…とすると、ガンマ補正を実行した後の信号（ガンマ補正回路の出力信号）ｙは、次式で示される。
ｙ  ＝  αn（ｘ−ａn）  ＋  ｂn  ，（n=0,1,2,3,…）
【００２５】
すなわち、ガンマ補正回路の入力信号オフセット部５２は、入力データ比較部５１による決定内容に対応する入力信号オフセットａnを反転バッファ５５に対して出力する。ゲイン設定部５３は、入力データ比較部５１による決定内容に対応するゲインαnを乗算器５７に対して出力する。出力信号オフセット部５４は、入力データ比較部５１による決定内容に対応する出力信号オフセットｂnを加算器５８に対して出力する。この結果、上記の式で示されたガンマ補正後のデジタル映像信号が加算器５８から出力される。
【００２６】
次に、画像の明るさに応じてガンマ特性を調整する理由について、図４を参照しながら説明する。図４は、ガンマ特性の調整が必要な場合の一例、および調整動作の概要を示す図である。たとえば、屋外の撮影では一部の画像が影になって隠れ、また、光の当たり方によって明るすぎる場合がある。上述したように、ＡＥ機能は、画面の明るさを一定レベルに調整するためのものであるが、画面全体の所定範囲を対象として行った積算結果に基づいて画面全体の明るさを調整している。そのため、ガンマ特性を特定の階調特性に固定した場合、黒潰れや白飛びとなってしまうことがある。図４に示した（ａ）のようなシーンを撮影する場合について考えると、このシーンでは、領域（２）に太陽があり、領域（２）は、中心部の領域（１）などの他の領域と比較して明るい状態である。そのため、固定されたガンマ特性を使用した場合には、ＡＥ機能で画面の明るさを調整したとしても、領域（２）では白飛びが発生しやすくなる。
【００２７】
このような理由から、本実施の形態の撮像装置では、たとえば図４の（ｂ）に示したように、画面を複数の領域（領域（１）〜（５））に分割し、この複数の領域それぞれについて輝度レベル（輝度値）を積算して得られた各積算値の比較結果に基づいて、ガンマ特性を調整する（図４（ｃ）参照）。図４（ｃ）では、積算値を比較した結果、白飛びが発生する恐れがあると判断し、入力レベルが高い信号に対するガンマ特性を調整する場合の例を示している。なお、画面を複数の領域に分割するにあたっては、図４（ｂ）のように、分割された領域同士が一部重なり合っていてもよい。比較処理では、たとえば、画面の中心部付近の領域を基準領域とし、基準領域以外の領域（非基準領域）における各積算結果を基準領域における積算結果とそれぞれ比較する。演算量を考慮した場合、各領域の面積（画素数）は、同じであることが望ましいが、異なっていてもよい。ただし、この場合には、各領域の積算結果を面積に基づいて補正した上で比較する（基準領域との画素数の比を用いて非基準領域の積算値を補正する，領域ごとに輝度の平均値を算出する，など）。領域毎に積算を行う処理は、ＡＥ機能を実現する構成要素である乗算処理部４２が行い、ガンマ補正部４８は、乗算処理部４２から出力された各積算結果（分割領域ごとの積算値）に基づいてガンマ特性を調整した上でガンマ補正動作を実行する（図３参照）。
【００２８】
図５は、ガンマ補正部４８の構成例を示す図であり、ガンマ補正部４８は、図３で示したガンマ補正回路（ガンマ補正手段に相当）に対して輝度差判定部６１およびガンマ特性調整部６２が追加された構成をとり、輝度差判定部６１には、乗算処理部４２（積算手段に相当）で算出された、分割領域ごとの積算値が入力される。なお、輝度差判定部６１およびガンマ特性調整部６２が特性調整手段を構成する。また、輝度差判定部６１およびガンマ特性調整部６２以外の構成要素については既に説明済みであるため、説明は省略する。
【００２９】
輝度差判定部６１は、乗算処理部４２から受け取った各積算値に基づいて、ガンマ特性を調整する必要があるかどうか（白飛びや黒潰れが発生する恐れがあるかどうか）を判定する。ガンマ特性調整部６２は、輝度差判定部６１によりガンマ特性の変更が必要と判定された場合、ガンマ特性を調整し、調整後のガンマ特性を入力信号オフセット部５２、ゲイン設定部５３および出力信号オフセット部５４へ通知する。入力信号オフセット部５２、ゲイン設定部５３および出力信号オフセット部５４は、上記調整後のガンマ特性をガンマ特性調整部６２から通知された場合、通知内容に従ったパラメータを使用して補正処理を行う。
【００３０】
図６は、ガンマ特性の調整制御動作の一例を示したフローチャートである。なお、説明を簡単化するため、図６では、各分割領域の面積（画素数）が同じ場合の動作例を示している。ガンマ特性の調整制御動作においては、まず、輝度差判定部６１が、乗算処理部４２から受け取った分割領域ごとの積算値の中の非基準領域における積算値（以下、比較対象積算値と呼ぶ）と、基準領域における積算値（以下、基準積算値と呼ぶ）との差分を算出する（ステップＳ１）。なお、比較対象積算値が複数ある場合、すべての比較対象積算値について、基準積算値との差分を算出する。ステップＳ１の処理が終了すると、輝度差分判定部６１は、次に、算出した差分値の中の最大のもの（以下、最大差分値と呼ぶ）が所定のしきい値（第１のしきい値）より大きいかどうかを判定し（ステップＳ２）、しきい値以下の場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、ガンマ特性の調整が不要と判断し、ステップＳ１１に遷移してガンマ補正を行う。一方、最大差分値がしきい値より大きい場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、白飛びが発生しやすい状況かどうかを判定する（ステップＳ３）。具体的には、差分値が最大となる比較対象積算値が基準積算値よりも大きいかどうかを確認する。そして、白飛びが発生しやすいと判定した場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、その旨を記憶する。たとえば、白飛びが発生しやすい状況であることを示すフラグ（図示したW-Flagに相当）をたてる（フラグに１を設定する）（ステップＳ５）。一方、白飛びが発生しやすい状況でなければ（ステップＳ３，Ｎｏ）、黒潰れが発生しやすい状況であるから、その旨を記憶する。たとえば、上記W-Flagをクリア（フラグに０を設定）する（ステップＳ４）。
【００３１】
ステップＳ４またはＳ５が終了すると、輝度差分判定部６１は、次に、上記最大差分値が第２のしきい値（上記第１のしきい値よりも大きなしきい値）よりも大きいかどうかを判定し（ステップＳ６）、第２のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、その旨を記憶する。たとえば、最大の差分値が第２のしきい値よりも大きいことを示すフラグ（図示したL-Flagに相当）をたてる（ステップＳ８）。一方、最大の差分値が第２のしきい値以下の場合には（ステップＳ６，Ｎｏ）、その旨を記憶する。たとえば、上記L-Flagをクリアする（ステップＳ７）。
【００３２】
ステップＳ７またはＳ８が終了すると、次に、ガンマ特性調整部６２が、上記の各フラグ（W-Flag,L-Flag）の判定（ステップＳ３とＳ６での判定結果の確認）を行い（ステップＳ９）、判定結果に従ってガンマ特性を調整する（ステップＳ１０）。そして、ガンマ特性の調整が終了すると、調整後のガンマ特性（入力信号オフセット，ゲイン，出力信号オフセット）を使用してガンマ補正を行う（ステップＳ１１）。
【００３３】
図７は、上記ステップＳ１０におけるガンマ特性の調整方法の一例を示した図である。ガンマ特性を調整する場合、ガンマ特性調整部６２は、上記フラグの判定結果に応じて、図７の（ａ）〜（ｄ）のいずれかの調整を行う。図７の（ａ）および（ｂ）は、白飛びが発生しやすい状況であると判断した場合（W-Flag=1の場合）の調整方法を示しており、レベル差が大きいかどうか（最大の差分値が上記第２のしきい値よりも大きいかどうか）により、調整量を変更する。具体的には、図７（ａ）では、ガンマ特性の調整範囲をレベル差に応じて変化させる。たとえば、レベル差が大きければ（L-Flag=1の場合）多くのポイント（ガンマ特性を示す折れ線の頂点、図３下段のガンマ特性を参照）を調整し、広い範囲にわたってガンマ特性を調整する。図７（ｂ）では、調整範囲を固定とし、レベル差に応じて各ポイントの変更量を変化させる（レベル差が大きければ変更量も大きくする）。また、図７の（ｃ）および（ｄ）は、黒潰れが発生しやすい状況であると判断した場合（W-Flag=0の場合）の調整方法を示しており、図７（ｃ）では、図７（ａ）と同様に、調整範囲をレベル差に応じて変化させる。図７（ｄ）では、図７（ｂ）と同様に、レベル差に応じて各ポイントの変更量を変化させる。
【００３４】
なお、上記のステップＳ１では、すべての比較対象積算値について、基準積算値との差分を算出するようにしたが、まず比較対象積算値の中の最大値と最小値を選択し、これら２つの比較対象積算値について、基準積算値との差分を算出するようにしてもよい。これにより、差分値の算出回数を低く抑えることができ、この結果、算出した差分値を保持しておくためのメモリの使用量も低く抑えられる。
【００３５】
また、上記のステップＳ１では、各比較対象積算値の平均を算出し、算出した平均値と基準積算値との差分を算出するようにしてもよい。この場合にも、基準領域とそれ以外の領域の明るさの違いを検出し、検出結果に応じて調整したガンマ特性でガンマ補正を行える。
【００３６】
また、図５に示したガンマ補正部４８では、輝度差判定部６１での判定結果に基づいてガンマ特性調整部６２がガンマ特性の調整を行うこととしたが、輝度差判定部６１での判定結果に基づいて、入力信号オフセット部５２、ゲイン設定部５３および出力信号オフセット部５４が個別にガンマ特性のパラメータ（入力信号オフセット，ゲイン，出力信号オフセット）を調整し、調整後のパラメータを使用してガンマ補正を行うようにしてもよい。
【００３７】
また、上記の説明では、中央部の領域を基準領域として、これと他の領域との明るさ（輝度の積算値）を比較することとしたが、基準領域を設けずに、各領域における積算値の平均を求め、さらに、この平均値と各積算値との差（画面全体の明るさと各領域の明るさの違いに相当）を求め、差が大きいと判断した場合にガンマ特性を調整するようにしてもよい。
【００３８】
このように、本実施の形態の撮像装置では、画面を複数の領域に分割し、領域ごとの明るさの評価結果に基づいてガンマ特性の調整が必要かどうかを判定し、また、ガンマ特性の調整が必要と判断した場合には、各評価結果に基づきガンマ特性を調整した上でガンマ補正を行うこととした。これにより、画面内の輝度変化の状態（画面内の領域ごとの明るさの差）に応じて適応的にガンマ補正を行うことができ、白飛びや黒潰れの発生頻度を低減できる。
【００３９】
また、ガンマ特性として、実際のガンマ曲線に近似させた折れ線（傾きがそれぞれ異なる複数の１次関数を組み合わせたもの）を使用することとしたため、複雑な演算を行うことなく、適応的にガンマ補正を行うことができる。図８は、従来のガンマ補正動作を示した図である。図示したように、従来は、輝度変化を検出してガンマ特性を調整した上でガンマ補正を行う場合、画面全体の輝度分布をヒストグラム等で検出し、輝度の最大値および最小値が輝度範囲最大に広がるように調整していた。このような制御を行う場合、処理が複雑になり、多くの演算時間を要してしまうが、本実施の形態の撮像装置のように、折れ線で近似させたガンマ特性を利用した場合、演算量の削減が図れる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
つづいて、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態にかかる撮像装置では、基準（基準領域における積算値）との差が最も大きい領域についてのみ評価を行い、白飛びと黒潰れのいずれか一方の発生頻度を低減するようにガンマ特性を調整したが、撮影シーンによっては、白飛びと黒潰れの双方が発生する恐れもある。そのため、本実施の形態のでは、このような場合に、双方の発生頻度が低くなるようにガンマ特性を調整可能な撮像装置について説明する。なお、本実施の形態の撮像装置の構成は第１の実施の形態の撮像装置と同様である（図１、図２など参照）。
【００４１】
本実施の形態の撮像装置は、分割領域ごとの輝度の積算値の中から最大値および最小値を選択し、これらに基づいてガンマ特性を調整する。図９は、第２の実施の形態にかかる撮像装置内でのガンマ特性の調整動作を示した図である。本実施の形態の撮像装置において、ガンマ補正部４８は、各分割領域における積算値を乗算処理部４２から受け取ると、その中から最大値と最小値を選択し、さらに、これらをランク分けする。具体的には、図９の上段に示したような、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つにランク分けする。そして、図９の下段に示したように、最大値のランクと最小値のランクの組み合わせに従ってガンマ特性を調整する。なお、図９では、調整前のガンマ特性を実線で示し、調整により変化した部分（調整後のガンマ特性）を点線で示している。たとえば、最大値がランクＣかつ最小値がランクＡの場合（（最大値，最小値）＝（Ｃ，Ａ）の場合）、信号レベルが低い入力に対応するガンマ特性を調整し（ケース＃１）、黒潰れが発生しにくくする。また、（最大値，最小値）＝（Ｃ，Ｂ）の場合、調整を行わない（ケース＃２）。また、（最大値，最小値）＝（Ｄ，Ａ）の場合、信号レベルが低い入力に対応するガンマ特性および高い入力に対応するガンマ特性の双方を調整し（ケース＃３）、黒潰れおよび白飛びが発生しにくくする。また、（最大値，最小値）＝（Ｄ，Ｂ）の場合、信号レベルが高い入力に対応するガンマ特性を調整し（ケース＃４）、白飛びが発生しにくくする。なお、画面内の明るさが均一に近い場合、最大値と最小値のレベルが同じとなることも考えられるが、このようなケースではガンマ特性を調整しない（調整する必要がない）。
【００４２】
なお、ガンマ特性を変更するにあたっては、第１の実施の形態と同様に、たとえば画面中心部の領域（図４（ｂ）の領域（１）に相当）における積算値を基準積算値として扱い、これと各積算値（最大の積算値，最小の積算値）との差分に応じて、調整範囲や変更量を変化させるようにしてもよい（図７参照）。
【００４３】
このように、本実施の形態では、分割領域ごとの輝度の積算値の中から最大値と最小値を選択し、白飛びが発生しにくくなるようにガンマ特性を調整する必要があるかどうかを最大値から判断し、また、黒潰れが発生しにくくなるようにガンマ特性を調整する必要があるかどうかを最小値から判断することとした。これにより、より柔軟にガンマ特性を調整することが可能となり、たとえば、白飛びと黒潰れの双方が発生する恐れがある状況でも最適なガンマ特性を用いたガンマ補正ができる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
つづいて、第３の実施の形態について説明する。上記の各実施の形態で説明した撮像装置を備えたデジタルスチルカメラでは、撮影者がプレビューモードのまま被写体を変更した場合や、画角内に動体が存在する場合、ガンマ特性が調整される可能性があり、ガンマ特性が変更されるのと画面のちらつきとなる。そこで、本実施の形態の撮像装置では、上記のようなシーン（プレビューモードのまま被写体を変えた場合など）でガンマ特性を頻繁に変化させないようにして、画面のちらつきが発生する頻度を抑える。
【００４５】
図１０は、第３の実施の形態にかかるガンマ補正部の構成例を示す図である。本実施の形態のガンマ補正部４８ａは、第１の実施の形態で示したガンマ補正部４８に対し、前フレーム積算値保持部６３およびレベル差判定部６４を追加し、さらに、ガンマ特性調整部６２をガンマ特性調整部６２ａに置き換えたものである。そのため、これら以外の構成要素については説明を省略する。なお、前フレーム積算値保持部６３およびレベル差判定部６４が判定手段を構成する。
【００４６】
前フレーム積算値保持部６３は、乗算処理部４２から受け取った積算値（分割領域ごとの積算値）を１フレーム（１画面）分まとめて保持しておき、次の１フレーム分の積算値を受け取った場合、それまで保持していた各積算値をレベル差判定部６４に対して出力する（受け取った各積算値に対して、１フレーム分の遅延を与える）。
【００４７】
レベル差判定部６４は、乗算処理部４２から１フレーム分の積算値を受け取ると、前フレーム積算値保持部６３から受け取った１フレーム分の積算値（前フレームの分割領域ごとの積算値）と比較する。比較の結果、これらの差が所定値以上の場合（積算値が大きく変動している場合）、上記のような、プレビューモードのまま被写体を変えた場合や、画角内に動体が存在した場合などであると判断し、ガンマ特性調整部６２ａに対して、ガンマ特性を調整しないように指示する。積算値の詳細な比較方法については特に規定しないが、たとえば、各フレームの積算値の合計を算出し、合計値同士を比較する，現フレームと前フレームの同じ分割領域の積算値同士を個別に比較し、これらの比較結果に基づいて最終的な判断を行う，などが考えられる。
【００４８】
ガンマ特性調整部６２ａは、レベル差判定部６４よりガンマ特性を変更しないように指示された場合、輝度差判定部６１での判定結果によらずガンマ特性を調整しない。一方、ガンマ特性を変更しないように指示されなかった場合には、第１または第２の実施の形態で示したガンマ特性調整部６２と同様に、輝度差判定部６１での判定結果に基づいたガンマ特性の調整制御を行う。
【００４９】
このように、本実施の形態の撮像装置では、フレームごとの明るさの変化量を算出し、算出結果に基づき、ガンマ特性を調整するかどうか判断することとした。これにより、画面のちらつきによる使用者の不快感をなくす事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１の実施の形態にかかる撮像装置の構成例を示すブロック図。
【図２】信号処理部の構成例を示す図。
【図３】ガンマ補正回路の構成およびこの回路が使用するガンマ特性の一例を示す図。
【図４】ガンマ特性の調整が必要な場合の一例、および調整動作の概要を示す図。
【図５】ガンマ補正部の構成例を示す図。
【図６】ガンマ特性の調整制御動作の一例を示したフローチャート。
【図７】ガンマ特性の調整方法の一例を示した図。
【図８】従来のガンマ補正動作を示した図。
【図９】第２の実施の形態にかかる撮像装置内でのガンマ特性の調整動作を示した図。
【図１０】第３の実施の形態にかかるガンマ補正部の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１  撮像レンズ、２  撮像部、４  信号処理部、４２  乗算処理部、４８，４８ａ  ガンマ補正部、５１  入力データ比較部、５２  入力信号オフセット部、５３  ゲイン（Gain）設定部、５４  出力信号オフセット部、６１  輝度差判定部、６２  ガンマ特性調整部、６３  前フレーム積算値保持部、６４  レベル差判定部。
【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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