(57)【要約】【課題】分割された測光データから高精度に撮影シーンを表す指標を算出し、その算出された指標に基づいて好ましい撮影画像データを得る。【解決手段】撮像装置１のプロセッサ３１は、予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する全体画像取得部１０１と、全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得部１０２と、取得された色情報に基づいて、各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が全体画像に占める割合を示す第１の占有率を算出する占有率算出部１０３と、第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された２種類の異なる係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標及び第２の指標を算出する指標算出部１０４を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得手段と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得手段と、
前記色情報取得手段により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１占有率を算出する占有率算出手段と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された２種類の異なる係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標及び第２の指標を算出する指標算出手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得手段と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得手段と、
前記色情報取得手段により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１の占有率を算出するとともに、前記各分割領域を、前記全体画像の画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第２の占有率を算出する占有率算出手段と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標を算出するとともに、前記第２の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第２の指標を算出する指標算出手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記全体画像の画面中央部における肌色の平均輝度値と、前記全体画像の最大輝度値と平均輝度値との差分値のそれぞれに、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第３の指標を算出する第３指標算出手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて露出レベルの調節を行い、当該調節された露出レベルで本撮影を行う撮影制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、本撮影で得られる撮影画像データに対する階調調整方法を決定する階調調整決定手段を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、前記全体画像の撮影シーンを判別する判別手段を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記所定の階級は、最も低明度の階級における明度の範囲よりも、最も高明度の階級における明度の範囲の方が広いことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記所定の階級は、最大の明度値の１割の値以内に、少なくとも３つの階級を有することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得工程と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得工程と、
前記色情報取得工程により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１占有率を算出する占有率算出工程と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された２種類の異なる係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標及び第２の指標を算出する指標算出工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得工程と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得工程と、
前記色情報取得工程により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１の占有率を算出するとともに、前記各分割領域を、前記全体画像の画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第２の占有率を算出する占有率算出工程と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標を算出するとともに、前記第２の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第２の指標を算出する指標算出工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
前記全体画像の画面中央部における肌色の平均輝度値と、前記全体画像の最大輝度値と平均輝度値との差分値のそれぞれに、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第３の指標を算出する第３指標算出工程を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて露出レベルの調節を行い、当該調節された露出レベルで本撮影を行う撮影制御工程を含むことを特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、本撮影で得られる撮影画像データに対する階調調整方法を決定する階調調整決定工程を含むことを特徴とする請求項９〜１２の何れか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１４】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、前記全体画像の撮影シーンを判別する判別工程を含むことを特徴とする請求項９〜１３の何れか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１５】
前記所定の階級は、最も低明度の階級における明度の範囲よりも、最も高明度の階級における明度の範囲の方が広いことを特徴とする請求項９〜１４の何れか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１６】
前記所定の階級は、最大の明度値の１割の値以内に、少なくとも３つの階級を有することを特徴とする請求項１５に記載の画像処理方法。
【請求項１７】
画像処理を実行するためのコンピュータに、
予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得機能と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得機能と、
前記色情報取得機能により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１占有率を算出する占有率算出機能と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された２種類の異なる係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標及び第２の指標を算出する指標算出機能と、
を実現させるための画像処理プログラム。
【請求項１８】
画像処理を実行するためのコンピュータに、
予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得機能と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得機能と、
前記色情報取得機能により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１の占有率を算出するとともに、前記各分割領域を、前記全体画像の画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第２の占有率を算出する占有率算出機能と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標を算出するとともに、前記第２の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第２の指標を算出する指標算出機能と、
を実現させるための画像処理プログラム。
【請求項１９】
前記全体画像の画面中央部における肌色の平均輝度値と、前記全体画像の最大輝度値と平均輝度値との差分値のそれぞれに、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第３の指標を算出する第３指標算出機能を有することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の画像処理プログラム。
【請求項２０】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて露出レベルの調節を行い、当該調節された露出レベルで本撮影を行う撮影制御機能を有することを特徴とする請求項１７〜１９の何れか一項に記載の画像処理プログラム。
【請求項２１】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、本撮影で得られる撮影画像データに対する階調調整方法を決定する階調調整決定機能を有することを特徴とする請求項１７〜２０の何れか一項に記載の画像処理プログラム。
【請求項２２】
前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、前記全体画像の撮影シーンを判別する判別機能を有することを特徴とする請求項１７〜２１の何れか一項に記載の画像処理プログラム。
【請求項２３】
前記所定の階級は、最も低明度の階級における明度の範囲よりも、最も高明度の階級における明度の範囲の方が広いことを特徴とする請求項１７〜２２の何れか一項に記載の画像処理プログラム。
【請求項２４】
前記所定の階級は、最大の明度値の１割の値以内に、少なくとも３つの階級を有することを特徴とする請求項２３に記載の画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ（携帯電話やラップトップパソコン等の機器に組み込まれたものも含む。）による撮影で得られた撮影画像データを、パーソナルコンピュータ等を介さずに、直接インクジェットプリンタ等に伝送して出力を行う、PictBridgeと称する規格（CIPA DC-001）が提案されている。しかしながら、一般のデジタルカメラでの撮影で得られた撮影画像データが、逆光画像やアンダー画像等の好ましくない画像データである場合、そのままプリント出力を行っても、好ましいプリントを得ることはできない。そのため、デジタルカメラ内において適切な露出制御や階調補正を行うことが切望されている。そのため、デジタルカメラ内で、分割された測光データを用いて撮影シーンの状況を判別し、その判別結果に基づいて露出レベルの調節や階調変換特性を変更し、適切な画像データを得る方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された方法では、測光手段により得られた分割領域毎の輝度情報を行方向および列方向のうち少なくとも一方に平均化した複数の平均輝度情報を得て、撮影範囲内の明るさ変化の傾向を算出することで逆光判別を行い、撮影範囲内の平均輝度値の傾きから露出補正量を算出している。また、特許文献２に記載される方法では、分割測光結果から、画面内コントラストの強弱や輝度分布状態などの被写体情報を得て、この被写体情報から画像データの階調変換特性を適正化している。
【特許文献１】特開２００２−２９６６３５号公報
【特許文献２】特開２００１−５４０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、典型的な逆光撮影の場合には正しく逆光判別することができるが、輝度情報のみを用いているため、典型的な構図に当てはまらないと正しく撮影シーンを判別できないという問題があった。また、特許文献１では、平均輝度値の傾きから露出補正量を算出しているが、必ずしも主要被写体の明るさを考慮しているものではなく、撮影シーンを定量的に表したものではないという問題があった。また、特許文献２に記載された方法では、コントラストの強弱によって階調変換特性を変更しているが、撮影シーンを高精度に判別できないため、撮影シーンに応じて適切な階調を選択できないという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、分割された測光データから高精度に撮影シーンを表す指標を算出し、その算出された指標に基づいて好ましい撮影画像データを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得手段と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得手段と、
前記色情報取得手段により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１占有率を算出する占有率算出手段と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された２種類の異なる係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標（指標１）及び第２の指標（指標２）を算出する指標算出手段と、を備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得手段と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得手段と、
前記色情報取得手段により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１の占有率を算出するとともに、前記各分割領域を、前記全体画像の画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第２の占有率を算出する占有率算出手段と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標（指標１、指標２）を算出するとともに、前記第２の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第２の指標（指標３）を算出する指標算出手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮像装置において、前記全体画像の画面中央部における肌色の平均輝度値と、前記全体画像の最大輝度値と平均輝度値との差分値のそれぞれに、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第３の指標（指標４）を算出する第３指標算出手段を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて露出レベルの調節を行い、当該調節された露出レベルで本撮影を行う撮影制御手段を備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、本撮影で得られる撮影画像データに対する階調調整方法を決定する階調調整決定手段を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、前記全体画像の撮影シーンを判別する判別手段を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置において、前記所定の階級は、最も低明度の階級における明度の範囲よりも、最も高明度の階級における明度の範囲の方が広いことを特徴としている。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の撮像装置において、前記所定の階級は、最大の明度値の１割の値以内に、少なくとも３つの階級を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得工程と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得工程と、
前記色情報取得工程により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１占有率を算出する占有率算出工程と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された２種類の異なる係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標（指標１）及び第２の指標（指標２）を算出する指標算出工程と、を含むことを特徴としている。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得工程と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得工程と、
前記色情報取得工程により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１の占有率を算出するとともに、前記各分割領域を、前記全体画像の画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第２の占有率を算出する占有率算出工程と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標（指標１、指標２）を算出するとともに、前記第２の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第２の指標（指標３）を算出する指標算出工程と、を含むことを特徴としている。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の画像処理方法において、前記全体画像の画面中央部における肌色の平均輝度値と、前記全体画像の最大輝度値と平均輝度値との差分値のそれぞれに、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第３の指標（指標４）を算出する第３指標算出工程を含むことを特徴としている。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１の何れか一項に記載の画像処理方法において、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて露出レベルの調節を行い、当該調節された露出レベルで本撮影を行う撮影制御工程を含むことを特徴としている。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、請求項９〜１２の何れか一項に記載の画像処理方法において、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、本撮影で得られる撮影画像データに対する階調調整方法を決定する階調調整決定工程を含むことを特徴としている。
【００１９】
請求項１４に記載の発明は、請求項９〜１３の何れか一項に記載の画像処理方法において、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、前記全体画像の撮影シーンを判別する判別工程を含むことを特徴としている。
【００２０】
請求項１５に記載の発明は、請求項９〜１４の何れか一項に記載の画像処理方法において、前記所定の階級は、最も低明度の階級における明度の範囲よりも、最も高明度の階級における明度の範囲の方が広いことを特徴としている。
【００２１】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の画像処理方法において、前記所定の階級は、最大の明度値の１割の値以内に、少なくとも３つの階級を有することを特徴としている。
【００２２】
請求項１７に記載の発明は、画像処理を実行するためのコンピュータに、
予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得機能と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得機能と、
前記色情報取得機能により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１占有率を算出する占有率算出機能と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された２種類の異なる係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標（指標１）及び第２の指標（指標２）を算出する指標算出機能と、を実現させるための画像処理プログラムである。
【００２３】
請求項１８に記載の発明は、画像処理を実行するためのコンピュータに、
予備撮影によって得られる全体画像を複数の分割領域からなる分割画像として取得する取得機能と、
前記全体画像の各分割領域について、色情報を取得する色情報取得機能と、
前記色情報取得機能により取得された色情報に基づいて、前記各分割領域を、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第１の占有率を算出するとともに、前記各分割領域を、前記全体画像の画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類し、分類された階級毎に、当該階級に属する分割領域が前記全体画像に占める割合を示す第２の占有率を算出する占有率算出機能と、
前記第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標（指標１、指標２）を算出するとともに、前記第２の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第２の指標（指標３）を算出する指標算出機能と、を実現させるための画像処理プログラムである。
【００２４】
請求項１９に記載の発明は、請求項１７又は１８に記載の画像処理プログラムにおいて、前記全体画像の画面中央部における肌色の平均輝度値と、前記全体画像の最大輝度値と平均輝度値との差分値のそれぞれに、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第３の指標（指標４）を算出する第３指標算出機能を有することを特徴としている。
【００２５】
請求項２０に記載の発明は、請求項１７〜１９の何れか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて露出レベルの調節を行い、当該調節された露出レベルで本撮影を行う撮影制御機能を有することを特徴としている。
【００２６】
請求項２１に記載の発明は、請求項１７〜２０の何れか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、本撮影で得られる撮影画像データに対する階調調整方法を決定する階調調整決定機能を有することを特徴としている。
【００２７】
請求項２２に記載の発明は、請求項１７〜２１の何れか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記算出された各指標のうち、少なくとも前記第１の指標及び前記第２の指標に基づいて、前記全体画像の撮影シーンを判別する判別機能を有することを特徴としている。
【００２８】
請求項２３に記載の発明は、請求項１７〜２２の何れか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記所定の階級は、最も低明度の階級における明度の範囲よりも、最も高明度の階級における明度の範囲の方が広いことを特徴としている。
【００２９】
請求項２４に記載の発明は、請求項２３に記載の画像処理プログラムにおいて、前記所定の階級は、最大の明度値の１割の値以内に、少なくとも３つの階級を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１〜３，９〜１１，１７〜１９に記載の発明によれば、予備撮影によって得られる全体画像から撮影シーンを高精度に表す指標を算出することができる。
【００３１】
請求項４，１２，２０に記載の発明によれば、撮影シーンを高精度に表す指標を用いているため、本撮影のための露出の調整を的確に行うことができる。
【００３２】
請求項５，１３，２１に記載の発明によれば、撮影シーンを高精度に表す指標を用いているため、本撮影によって得られた撮影画像データに対する階調調整方法を的確に決定することができる。
【００３３】
請求項６，１４，２２に記載の発明によれば、予備撮影によって得られる全体画像から撮影シーンを高精度に判別することができる。
【００３４】
請求項７，８，１５，１６、２３，２４に記載の発明によれば、リニアな画像データであっても低明度側の階級の分離がよくなり、高精度に撮影シーンを判別できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、本実施形態における構成について説明する。
【００３６】
図１（ａ）に、本発明の実施形態に係る撮像装置１の前面図を示し、図１（ｂ）に、撮像装置１の背面図を示す。撮像装置１は、例えば、デジタルカメラであり、金属又は合成樹脂等の材料で構成された筐体２１の内部又は表面に、十字キー２２、撮影光学系２３、フラッシュ２４、ファインダ２５、電源スイッチ２６、表示部２７、レリーズボタン２８が設けられている。
【００３７】
図２に、撮像装置１の内部構成を示す。撮像装置１は、図２に示すように、プロセッサ３１、メモリ３２、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子３３、シャッタユニット３４、絞りユニット３５、表示部２７により構成される。
【００３８】
十字キー２２は、上下左右の４方向のボタンからなり、ユーザが種々のモードを選択又は設定するためのものである。
【００３９】
撮影光学系２３は、複数のレンズ、鏡胴等によって構成され、ズーム機能を有している。撮影光学系２３は、レンズが受光した光を撮像素子３３に結像させる。フラッシュ２４は、被写体輝度が低い時に、プロセッサ３１からの制御信号により補助光を照射する。
【００４０】
ファインダ２５は、ユーザが接眼して撮影対象及び撮影領域を確認するためのものである。電源スイッチ２６は、撮像装置１における動作のＯＮ／ＯＦＦを操作するためのスイッチである。
【００４１】
表示部２７は、液晶パネルにより構成され、プロセッサ３１から入力される表示制御信号に従って、撮像素子３３に現在写っている画像、過去に撮影した画像、メニュー画面、設定画面等を表示する。
【００４２】
レリーズボタン２８は、筐体２１の上面に設けられており、ユーザによる半押し状態（予備撮影）と全押し状態（本撮影）とを区別して検出可能な２段階押し込みスイッチである。
【００４３】
図３に、プロセッサ３１の内部構成を示す。プロセッサ３１は、撮像装置１の各部の動作を制御するものであり、図３に示すように、全体画像取得部１０１、色情報取得部１０２、占有率算出部１０３、指標算出部１０４、撮影シーン判別部１０５、撮影制御部１０６、階調調整決定部１０７により構成される。
【００４４】
全体画像取得部１０１は、レリーズボタン２８が半押しされたタイミングで、撮像素子３３に写った最新の全体画像（予備撮影によって得られる全体画像）の画像データを取得する。そして、その全体画像を、Ｎ×Ｍ個の矩形の領域（垂直方向にＭ個および水平方向にＮ個に等分された領域）に分割する。図４（ａ）に、全体画像の一例を示し、図４（ｂ）に、当該全体画像が１１×７個の領域に分割された例を示す。なお、分割領域の数は特に限定されない。本実施形態では、分割によって得られた各領域を「セル」と呼ぶことにする。
【００４５】
色情報取得部１０２は、各セルの色情報を取得する。色情報取得部１０２による色情報の取得方法については、後に図７及び図８を参照して詳細に説明する。
【００４６】
占有率算出部１０３は、色情報取得部１０２で取得された色情報に基づいて、全体画像の各セルを、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級に分類し（図１０参照）、分類された階級毎に、当該階級に属するセルが全体画像に占める割合を示す第１の占有率を算出する。また、占有率算出部１０３は、各セルを、全体画像の画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類し（図１１参照）、分類された階級毎に、当該階級に属するセルが全体画像に占める割合を示す第２の占有率を算出する。占有率算出部１０３において実行される占有率算出処理については、後に図９を参照して詳細に説明する。
【００４７】
指標算出部１０４は、占有率算出部１０３で算出された第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第１の指標（指標１、指標２）を算出する。また、指標算出部１０４は、占有率算出部１０３で算出された第２の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第２の指標（指標３）を算出する。更に、指標算出部１０４は、全体画像の画面中央部における平均輝度値と、最大輝度値と平均輝度値との差分値のそれぞれに、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための第３の指標（指標４）を算出する。
【００４８】
また、指標算出部１０４は、全体画像の画面中央部における肌色領域の平均輝度値（指標４’）と、指標１及び指標３に、それぞれ、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算して和をとることにより、新たな指標５を算出する。また、指標算出部１０４は、当該平均輝度値と、指標２及び指標３に、それぞれ、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算して和をとることにより、新たな指標６を算出する。指標算出部１０４において実行される指標算出処理については、後に図１２を参照して詳細に説明する。
【００４９】
撮影シーン判別部１０５は、指標算出部１０４で算出された各指標に基づいて、予備撮影で得られた全体画像の撮影シーンを判別する。ここで、撮影シーンとは、順光、逆光、近接フラッシュ等の被写体を撮影する時の光源条件を示しており、主要被写体（主に人物のことを指すが、これに限るものではない。）のオーバー度、アンダー度などもこれに含まれる。撮影シーン判別の方法については、後に詳細に説明する。
【００５０】
撮影制御部１０６は、指標算出部１０４で算出された各指標（指標４〜６）と、撮影シーン判別部１０５における判別結果に基づいて、本撮影のために必要な露出レベルの調節を行う（図１８参照）。
【００５１】
階調調整決定部１０７は、撮影シーン判別部１０５で判別された撮影シーンに基づいて、本撮影で得られた撮影画像データに対する階調調整方法（図２０参照）を決定する。また、階調調整決定部１０７は、指標算出部１０４で算出された各指標に基づいて、本撮影で得られた撮影画像データに対する階調調整のための階調調整量を決定する。階調調整量の決定方法については、後に詳細に説明する。
【００５２】
プロセッサ３１における各部の処理は、基本的にハードウェア処理によって行われるが、一部についてはメモリ３２に記憶（保存）されているプログラムを実行するなどしてソフトウェア処理によって行われる。
【００５３】
図２に戻り、メモリ３２は、撮影によって得られた画像データを記憶（保存）する。また、メモリ３２は、撮像装置１において実行される各種処理プログラム及び当該処理プログラムで利用されるデータ等を記憶する。
【００５４】
撮像素子３３は、結像された光を電荷に変換する。これにより、例えば、図４（ａ）に示すような画像データが得られる。この画像には、撮像範囲（撮影範囲）にある物、即ち、撮影対象物（撮影の目標物）とそれ以外の物（背景）とが含まれている。以下、このような撮影範囲全体の画像を「全体画像」と記載する。この全体画像の各画素のＲＧＢ値は、例えば、２５６階調で表される。
【００５５】
シャッタユニット３４は、レリーズボタン２８によって検出された状態（半押し状態又は全押し状態）に基づいて撮像素子３３をリセットするタイミングおよび電荷変換を行うタイミングなどを制御する。撮像素子３３が受光する光量の調節は、絞りユニット３５及び／又はシャッタユニット３４によって行われる。
【００５６】
次に、本実施形態における動作について説明する。
以下では、撮影対象物を「主要被写体」と呼ぶことにする。
まず、図５のフローチャートを参照して、撮像装置１で実行される処理の全体の流れを説明する。
【００５７】
まず、電源スイッチ２６がＯＮに操作されると（電源が投入されると）、メモリ３２のリセット等の前処理が行われる（ステップＳ１）。ユーザは、主要被写体が撮像装置１の被写界に入るように撮像装置１をその主要被写体の方に向け、撮影のための操作を開始する。レリーズボタン２８が半押し状態になると（ステップＳ２；ＹＥＳ）、予備撮影が行われ、予備撮影により得られた全体画像の画像データが、複数の分割領域からなる分割画像として取得される（ステップＳ３）。
【００５８】
次いで、レンズに関する情報が取得され（ステップＳ４）、更に、モードやスイッチの設定などのスイッチ情報が取得される（ステップＳ５）。次いで、ステップＳ３〜Ｓ５で取得されたデータ（情報）に基づいて、全体画像の撮影シーンを判別する撮影シーン判別処理が行われる（ステップＳ６）。ステップＳ６における撮影シーン判別処理については、後に図６を参照して説明する。
【００５９】
次いで、ステップＳ６の撮影シーン判別処理で得られた各指標及び撮影シーンの判別結果に基づいて、本撮影のために必要な露出レベルを調節する露出レベル調節処理が行われる（ステップＳ７）。ステップＳ７の露出レベル調節処理については、後に図１８を参照して説明する。
【００６０】
ステップＳ４〜Ｓ７の処理と並行して、ステップＳ３で取得した全体画像が、表示部２７に表示される（ステップＳ８）。本撮影のための他の条件が揃ってスタンバイが完了し（Ｓ９；ＹＥＳ）、且つレリーズボタン２８が全押し状態になると（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、本撮影の動作処理が行われる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、レリーズボタン２８が全押し状態になったときの全体画像の画像データ（撮影画像データ）が取得され、保存用の記録媒体（ＳＤメモリカードまたはマルチメディアカード（ＭＭＣ）等）に記録される。また、本撮影で得られた撮影画像データは表示部２７に表示される。
【００６１】
次いで、撮影画像データに対する階調変換処理が行われる（ステップＳ１２）。電源スイッチ２６がＯＮである間は、ステップＳ１に戻り、ユーザによって再度、レリーズボタン２８が半押し状態になると、ステップＳ３〜Ｓ１２の処理が繰り返される。一方、電源スイッチ２６がＯＦＦに操作されると（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、撮像装置１における動作は終了する。
【００６２】
次に、図６のフローチャート及び図７〜図１７を参照して、撮影シーン判別処理（図５のステップＳ６）について説明する。
【００６３】
撮影シーン判別処理は、図６に示すように、色空間変換処理（ステップＳ２０）、占有率算出処理（ステップＳ２１）、指標算出処理（ステップＳ２２）、撮影シーン判別（ステップＳ２３）の各処理により構成される。以下、図７〜図１７を参照して、図６に示す各処理について詳細に説明する。
【００６４】
まず、図７のフローチャートを参照して、色空間変換処理（図６のステップＳ２０）について説明する。
【００６５】
まず、予備撮影で得られた全体画像の各セルのＲＧＢ値、輝度値及びホワイトバランスを示す情報が取得される（ステップＳ２５）。これらの値は、そのセルに含まれる各画素のＲＧＢ値、輝度値などの平均的な値であり、公知のハードウェア処理によって容易に取得できる。なお、輝度値として、ＲＧＢ値を公知の変換式に代入して算出した値を用いてもよい。
【００６６】
次いで、ステップＳ２５で取得されたＲＧＢ値がＨＳＶ表色系に変換され、全体画像の色情報が取得される（ステップＳ２６）。ＨＳＶ表色系とは、画像データを色相（Hue）、彩度（Saturation）、明度（Value又はBrightness）の３つの要素を表すものであり、マンセルにより提案された表色体系を元にして考案されたものである。
【００６７】
図８は、ＲＧＢからＨＳＶ表色系に変換することにより色相、彩度、明度を得る変換プログラム（ＨＳＶ変換プログラム）の一例を、プログラムコード（ｃ言語）により示したものである。図８に示すＨＳＶ変換プログラムでは、入力画像データであるデジタル画像データの値を、InR，InG，InBと定義し、算出された色相値をOutHとし、スケールを0〜360と定義し、彩度値をOutS、明度値をOutVとし、単位を0〜255と定義している。
【００６８】
なお、本実施形態において、「明度」は特に注釈を設けない限り一般に用いられる「明るさ」の意味である。以下の記載において、ＨＳＶ表色系のＶ(0〜255)を「明度」として用いるが、他の如何なる表色系の明るさを表す単位系を用いてもよい。その際、本実施形態で記載する各種係数等の数値を、改めて算出し直すことは言うまでもない。
【００６９】
また、本実施形態において、「色相」は特に注釈を設けない限り一般に用いられる「色」の意味である。以下の記載において、ＨＳＶ表色系のＨ（0〜360）を「色相」として用いるが、例えば赤色差値（Ｃｒ）や青色差値（Ｃｂ）によって表現される色を用いてもよい。その際、本実施形態で記載する各種係数等の数値を、改めて算出し直すことは言うまでもない。色情報取得部１０２では、上記のようにして求められたＨ、Ｓ、Ｖの値が色情報として取得される。
【００７０】
次に、図９のフローチャートを参照して、占有率算出処理（図６のステップＳ２１）について説明する。
【００７１】
まず、色空間変換処理で算出されたＨＳＶ値に基づいて、全体画像の各セルが、色相と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類され、分類された階級毎に累積セル数を算出することによって２次元ヒストグラムが作成される（ステップＳ３０）。
【００７２】
図１０に、明度と色相の組み合わせからなる階級を示す。ステップＳ３０では、明度（V）は、明度値が0〜5(v1)，6〜12(v2)，13〜24(v3)，25〜76(v4)，77〜109(v5)，110〜149(v6)，150〜255(v7)の７つの領域に分割される。図１０に示すように、最も低明度の階級における明度の範囲よりも、最も高明度の階級における明度の範囲の方が広い。
【００７３】
色相(H)は、色相値が0〜39，330〜359の肌色色相領域（H1及びH2）、色相値が40〜160の緑色色相領域（H3）、色相値が161〜250の青色色相領域（H4）、赤色色相領域（H5）の４つの領域に分割される。なお、赤色色相領域（H5）は、撮影シーンの判別への寄与が少ないとの知見から、以下の計算では用いていない。肌色色相領域は、更に、肌色領域（H1）と、それ以外の領域（H2）に分割される。以下、肌色色相領域（H＝0〜39，330〜359）のうち、下記の式（１）を満たす色相’(H)を肌色領域（H1）とし、式（１）を満たさない領域を（H2）とする。
10 ＜ 彩度(S) ＜175；
色相'(H) = 色相(H) + 60      (0 ≦ 色相(H) < 300のとき)；
色相'(H) = 色相(H) - 300      (300 ≦ 色相(H) < 360のとき)．
輝度(Y) = InR × 0.30 + InG × 0.59 + InB × 0.11      （Ａ）
として、
色相’(H)／輝度(Y) ＜ 3.0 ×(彩度(S)／255)＋0.7      （１）
【００７４】
従って、全体画像における階級の数は４×７＝２８個となる。また、最大の明度値（255）の１割の値以内に、少なくとも３つの階級（v1,v2,v3）を有する。なお、式（Ａ）及び式（１）において明度(V)を用いることも可能である。
【００７５】
ステップＳ３０の後、全体画像の各セルが、画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級に分類され、分類された階級毎に累積セル数を算出することによって２次元ヒストグラムが作成される（ステップＳ３１）。
【００７６】
図１１（ａ）に、ステップＳ３１において、全体画像の画面の外縁からの距離に応じて分割された３つの領域ｎ１〜ｎ３を示す。領域ｎ１が外枠であり、領域ｎ２が、外枠の内側の領域であり、領域ｎ３が、全体画像の中央部の領域である。また、ステップＳ３１において、明度は、上述のようにv1〜v7の７つの領域に分割するものとする。図１１（ｂ）に、３つの領域ｎ１〜ｎ３と明度の組み合わせからなる階級を示す。図１１（ｂ）に示すように、全体画像を画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる階級に分類した場合の階級の数は３×７＝２１個となる。
【００７７】
ステップＳ３０において２次元ヒストグラムが作成されると、明度と色相の組み合わせからなる所定の階級毎に算出された累積セル数の全セル数（Ｎ×Ｍ個）に占める割合を示す第１の占有率が算出される（ステップＳ３２）。明度領域vi、色相領域Hjの組み合わせからなる階級において算出された第１の占有率をRijとすると、各階級における第１の占有率は表１のように表される。
【表１】
2006333205.tif 000003
【００７８】
ステップＳ３１において２次元ヒストグラムが作成されると、画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる所定の階級毎に算出された累積セル数の全セル数に占める割合を示す第２占有率が算出され（ステップＳ３３）、本占有率算出処理が終了する。明度領域vi、画面領域njの組み合わせからなる各階級において算出された第２の占有率をQijとすると、各階級における第２の占有率は表２のように表される。
【表２】
2006333205.tif 000004
なお、各セルを画面の外縁からの距離、明度及び色相からなる階級に分類し、分類された階級毎に累積セル数を算出することによって３次元ヒストグラムを作成してもよい。以下では、２次元ヒストグラムを用いる方式を採用するものとする。
【００７９】
次に、図１２のフローチャートを参照して、指標算出処理（図６のステップＳ２２）について説明する。
【００８０】
まず、占有率算出処理において階級毎に算出された第１の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された２種類の異なる係数（第１の係数、第２の係数）を乗算して和をとることにより、撮影シーンを特定するための指標１、指標２が算出される（ステップＳ４０）。指標１は、主要被写体のオーバー度を表す指標であり、「主要被写体がオーバー」と判別されるべき画像のみを他の撮影シーンから分離するためのものである。指標２は、空色高明度、顔色低明度等の逆光撮影時の特徴を複合的に表す指標であり、「逆光」、「主要被写体がアンダー」と判別されるべき画像のみを他の撮影シーンから分離するためのものである。
【００８１】
以下、指標１及び指標２の算出方法について詳細に説明する。
表３に、指標１を算出するために必要な第１の係数を階級別に示す。表３に示された各階級の係数は、表１に示した各階級の第１の占有率Rijに乗算する重み係数であり、撮影条件に応じて予め設定されている。
【表３】
2006333205.tif 000005
【００８２】
表３によると、高明度(v6)の肌色色相領域(H1)に分布する領域から算出される第１の占有率には、正(+)の係数が用いられ、それ以外の色相である青色色相領域から算出される第１の占有率には、負(-)の係数が用いられる。図１３は、肌色領域(H1)における第１の係数と、その他の領域（緑色色相領域(H3)）における第１の係数を、明度全体に渡って連続的に変化する曲線（係数曲線）として示したものである。表３及び図１３によると、高明度（V=77〜150）の領域では、肌色領域(H1)における第１の係数の符号は正(+)であり、その他の領域（例えば、緑色色相領域(H3)）における第１の係数の符号は負(-)であり、両者の符号が異なっていることがわかる。
【００８３】
明度領域vi、色相領域Hjにおける第１の係数をCijとすると、指標１を算出するためのHk領域の和は、式（２）のように定義される。
【数１】
2006333205.tif 000006
従って、H1〜H4領域の和は、下記の式(2-1)〜(2-4)のように表される。
H1領域の和＝R11×0＋R21×0＋（中略）...＋R71×(-8)    (2-1)
H2領域の和＝R12×(-2)＋R22×(-1)＋（中略）... ＋R72×(-10)    (2-2)
H3領域の和＝R13×5＋R23×(-2)＋（中略）...＋R73×(-12)    (2-3)
H4領域の和＝R14×0＋R24×(-1)＋（中略）...＋R74×(-12)    (2-4)
【００８４】
指標１は、式（2-1）〜（2-4）で示されたH1〜H4領域の和を用いて、式（３）のように定義される。
指標１＝H1領域の和＋H2領域の和＋H3領域の和＋H4領域の和＋1.5    （３）
【００８５】
表４に、指標２を算出するために必要な第２の係数を階級別に示す。表４に示された各階級の係数は、表１に示した各階級の第１の占有率Rijに乗算する重み係数であり、撮影条件に応じて予め設定されている。
【表４】
2006333205.tif 000007
【００８６】
表４によると、肌色色相領域(H1)の中間明度に分布する領域(v4, v5)から算出される占有率には負(-)の係数が用いられ、肌色色相領域(H1)の低明度（シャドー）領域(v2, v3)から算出される占有率には係数0が用いられる。図１４は、肌色領域(H1)における第２の係数を、明度全体にわたって連続的に変化する曲線（係数曲線）として示したものである。表４及び図１４によると、肌色色相領域の、明度値が25〜150の中間明度領域の第２の係数の符号は負(-)であり、明度値6〜24の低明度（シャドー）領域の第２の係数は0であり、両領域での係数に大きな違いがあることがわかる。
【００８７】
明度領域vi、色相領域Hjにおける第２の係数をDijとすると、指標２を算出するためのHk領域の和は、式（４）のように定義される。
【数２】
2006333205.tif 000008
従って、H1〜H4領域の和は、下記の式(4-1)〜(4-4)のように表される。
H1領域の和＝R11×0＋R21×0＋（中略）...＋R71×2    (4-1)
H2領域の和＝R12×(-2)＋R22×(-1)＋（中略）... ＋R72×2    (4-2)
H3領域の和＝R13×2＋R23×1＋（中略）...＋R73×3    (4-3)
H4領域の和＝R14×0＋R24×(-1)＋（中略）...＋R74×3    (4-4)
【００８８】
指標２は、式（4-1）〜（4-4）で示されたH1〜H4領域の和を用いて、式（５）のように定義される。
指標２＝H1領域の和＋H2領域の和＋H3領域の和＋H4領域の和＋1.7    （５）
指標１及び指標２は、全体画像の明度と色相の分布量に基づいて算出されるため、全体画像がカラー画像である場合の撮影シーンの判別に有効である。
【００８９】
指標１及び指標２が算出されると、占有率算出処理において階級毎に算出された第２の占有率に、撮影条件に応じて予め設定された第３の係数（第１の係数、第２の係数とは異なる係数）を乗算して和をとることにより、撮影シーンを特定するための指標３が算出される（ステップＳ４１）。指標３は、主要被写体がアンダーな逆光と主要被写体がオーバーな画像間における、画像データの画面の中心と外側の明暗関係の差異を示すものである。
【００９０】
以下、指標３の算出方法について説明する。
表５に、指標３を算出するために必要な第３の係数を階級別に示す。表５に示された各階級の係数は、表２に示した各階級の第２の占有率Qijに乗算する重み係数であり、撮影条件に応じて予め設定されている。
【表５】
2006333205.tif 000009
図１５は、画面領域ｎ１〜ｎ３における第３の係数を、明度全体に渡って連続的に変化する曲線（係数曲線）として示したものである。
【００９１】
明度領域vi、画面領域njにおける第３の係数をEijとすると、指標３を算出するためのnk領域（画面領域nk）の和は、式（６）のように定義される。
【数３】
2006333205.tif 000010
従って、n1〜n3領域の和は、下記の式(6-1)〜(6-3)のように表される。
n1領域の和＝Q11×12＋Q21×10＋（中略）...＋Q71×0    (6-1)
n2領域の和＝Q12×5＋Q22×3＋（中略）...＋Q72×0    (6-2)
n3領域の和＝Q13×(-1)＋Q23×(-4)＋（中略）...＋Q73×(-8)    (6-3)
【００９２】
指標３は、式（6-1）〜（6-3）で示されたn1〜n3領域の和を用いて、式（７）のように定義される。
指標３＝n1領域の和＋n2領域の和＋n3領域の和＋0.7    （７）
指標３は、全体画像の明度の分布位置による構図的な特徴（全体画像の画面の外縁からの距離）に基づいて算出されるため、カラー画像だけでなくモノクロ画像の撮影シーンを判別するのにも有効である。
【００９３】
また、例えば公知の方法によって検出された焦点検出領域に応じて、画面の外縁からの距離と明度の所定の階級から算出される第２占有率に対して乗算される第３の係数の重みを変えることで、より高精度にシーンを判別する指標を算出することが可能である。
【００９４】
指標１〜３が算出されると、予備撮影で得られた全体画像の画面中央部における肌色の平均輝度値と、全体画像の最大輝度値と平均輝度値との差分値のそれぞれに、撮影条件に応じて予め設定された係数を乗算することにより、撮影シーンを特定するための指標４が算出される（ステップＳ４２）。
【００９５】
以下、図１６のフローチャートを参照して、指標４の算出処理について詳細に説明する。
【００９６】
まず、全体画像の画像データのＲＧＢ（Red,Green,Blue）値から、式（Ａ）を用いて輝度Ｙが算出される。次いで、全体画像の画面中央部における肌色領域の平均輝度値x1が算出される（ステップＳ５０）。ここで、画面中央部とは、例えば図１１（ａ）に示した領域ｎ３により構成される領域である。次いで、全体画像の最大輝度値と平均輝度値との差分値x2＝最大輝度値−平均輝度値が算出される（ステップＳ５１）。
【００９７】
次いで、全体画像の輝度の標準偏差x3が算出され（ステップＳ５２）、画面中央部における平均輝度値x4が算出される（ステップＳ５３）。次いで、全体画像における肌色領域の最大輝度値Yskin_maxと最小輝度値Yskin_minの差分値と、肌色領域の平均輝度値Yskin_aveとの比較値x5が算出される（ステップＳ５４）。この比較値x5は、下記の式（8-1）のように表される。
x5＝(Yskin_max−Yskin_min)/2 −Yskin_ave      （8-1）
【００９８】
次いで、ステップＳ５０〜Ｓ５４で算出された値x1〜x5の値の各々に、撮影条件に応じて予め設定された第４の係数を乗算して和をとることにより、指標４が算出され（ステップＳ５５）、指標４算出処理が終了する。指標４は、下記の式(8-2)のように定義される。
指標４＝0.05×x1＋1.41×x2＋(−0.01)×x3＋(−0.01)×x4＋0.01×x5−5.34    (8-2)
この指標４は、予備撮影で得られた全体画像の画面の構図的な特徴だけでなく、輝度ヒストグラム分布情報を持ち合わせており、特に、主要被写体がオーバーである撮影シーンとアンダー撮影シーンの判別に有効である。
【００９９】
指標４が算出されると、指標１〜３及び全体画像の画面中央部における肌色領域の平均輝度値に、撮影条件に応じて予め設定された重み係数を乗算することにより、指標５及び指標６が算出され（ステップＳ４３）、本指標算出処理が終了する。
【０１００】
以下、指標５及び指標６の算出方法について詳細に説明する。
予備撮影で得られた全体画像の画面中央部における肌色領域の平均輝度値を指標４'とする。ここでの画面中央部とは、例えば、図１１（ａ）の領域ｎ２及び領域ｎ３から構成される領域である。このとき、指標５は、指標１、指標３、指標４'を用いて式（９）のように定義され、指標６は、指標２、指標３、指標４'を用いて式（１０）のように定義される。
指標5＝0.54×指標１＋0.50×指標３＋0.01×指標４'−0.65    （９）
指標6＝0.83×指標２＋0.23×指標３＋0.01×指標４'−1.17    （１０）
【０１０１】
なお、図１６における平均輝度値（例えば、全体平均輝度値）の算出方法としては、撮像装置１の各受光部から得られた個別輝度データの単純な加算平均値を求めてもよいし、撮像装置１の測光方式としてよく用いられる中央重点平均測光に類似した、画面中心付近の受光部より得られた輝度データに重み付けを高く、画面の周辺付近の受光部より得られた輝度データに重み付けを低くして加算平均値を求める手法を用いてもよい。また、焦点検出領域に対応した受光部付近より得られた輝度データに重み付けを高くし、焦点検出位置から離れた受光部より得られた輝度データに重み付けを低くして加算平均値を求める手法等を用いてもよい。
【０１０２】
指標４〜６が算出されると、これらの指標の値に基づいて撮影シーンが判別される（ステップＳ２３）。表６に、指標４、指標５及び指標６の値による撮影シーンの判別内容を示す。
【表６】
2006333205.tif 000011
図１７は、表６に示した判別内容を、指標４〜６の座標系を用いて表した判別マップである。
【０１０３】
次に、図１８のフローチャートを参照して、指標４〜６、判別された撮影シーンに基づいて、本撮影における露出レベルの調節を行う露出レベル調節処理（図５のステップＳ７）について説明する。
【０１０４】
まず、指標４〜６及び判別された撮影シーンに基づいて、本撮影において適性露出となるように露出調節値が算出される（ステップＳ６０）。露出調節値は式（１１）のように定義される。
露出調節値＝調節値×｛（指標４／６）×指標４の重み＋（指標５／６）×指標５の重み＋（指標６／６）×指標６の重み｝      （１１）
表７に、式（１１）における調節値、指標４の重み、指標５の重み、指標６の重みを示す。表７に示すように、調節値及び各指標の重みは、判別された撮影シーンに応じて設定されている。なお、露出補正値の算出方法は、特に式（１１）に限ったものではなく、例えば、肌色と判定されたセルの平均輝度値と指標値に基づいて算出されてもよい。
【表７】
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【０１０５】
次いで、ステップＳ６０で算出された露出調節値に基づいて、絞りユニット３５（又はシャッタユニット３４）が制御され（ステップＳ６１）、本露出レベル調節処理が終了する。なお、図１８の露出レベル調節処理と並行して、撮影制御部１０６によって、焦点の調節を行ってもよい。例えば、公知の方法を用いて焦点領域を検出し、見つかったその領域が合焦領域となるように、図１の撮影光学系２３などの制御（ＡＦ）をおこなってもよい。また、判別された撮影シーンに応じてフラッシュ発光の有無を決定してもよい。例えば、シーンが逆光と判別された場合は、フラッシュ発光を行って主要被写体を適正な明るさにすることが可能である。
【０１０６】
次に、図１９のフローチャートを参照して、本撮影で得られた撮影画像データに対する階調変換処理（図５のステップＳ１２）について説明する。
【０１０７】
まず、判別された撮影シーンに応じて、本撮影で得られた撮影画像データに対する階調調整の方法と階調調整量が決定される（ステップＳ７０）。なお、本実施形態では、ステップＳ７０において階調調整方法と階調調整量の双方を決定する場合を示すが、どちらか一方でもよい。
【０１０８】
階調調整方法を決定する場合、図２０に示すように、撮影シーンが順光である場合は階調調整方法Ａ（図２０（ａ））が選択され、逆光である場合は階調調整方法Ｂ（図２０（ｂ））が選択され、主要被写体がオーバーである場合は階調調整方法Ｃ（図２０（ｃ））が選択され、アンダーである場合は、階調調整方法Ｂ（図２０（ｂ））が選択される。
【０１０９】
階調調整方法が決定されると、指標算出処理で算出された各指標に基づいて、階調調整に必要なパラメータが算出される。以下、階調調整パラメータの算出方法について説明する。なお、以下では、8bitの撮影画像データは16bitへと事前に変換されているものとし、撮影画像データの値の単位は16bitであるものとする。
【０１１０】
階調調整に必要なパラメータ（階調調整パラメータ）として、下記のＰ１〜Ｐ９のパラメータが算出される。
P1:撮影画面全体の平均輝度
P2:ブロック分割平均輝度
P3:肌色領域（H1）の平均輝度
P4:輝度補正値１＝P1−P2
P5:再現目標修正値＝輝度再現目標値(30360)−P4
P6:オフセット値1＝P5−P1
P7:キー補正値
P7’:キー補正値２
P8:輝度補正値２
P9:オフセット値２＝P5−P8−P1
【０１１１】
ここで、図２１及び図２２を参照して、パラメータＰ２（ブロック分割平均輝度）の算出方法について説明する。
まず、撮影画像データを正規化するために、ＣＤＦ（累積密度関数）を作成する。次いで、得られたＣＤＦから最大値と最小値を決定する。この最大値と最小値は、ＲＧＢ毎に求める。ここで、求められたＲＧＢ毎の最大値と最小値を、それぞれ、Ｒmax、Ｒmin、Ｇmax、Ｇmin、Ｂmax、Ｂminとする。
【０１１２】
次いで、撮影画像データの任意の画素（Ｒｘ，Ｇｘ，Ｂｘ）に対する正規化画像データを算出する。ＲプレーンにおけるＲｘの正規化データをＲpoint、ＧプレーンにおけるＧｘの正規化データをＧpoint、ＢプレーンにおけるＢｘの正規化データをＢpointとすると、正規化データＲpoint、Ｇpoint、Ｂpointは、それぞれ、式（１２）〜式（１４）のように表される。
Ｒpoint＝｛（Ｒｘ−Ｒmin）／（Ｒmax−Ｒmin）｝×65535      （１２）；
Ｇpoint＝｛（Ｇｘ−Ｇmin）／（Ｇmax−Ｇmin）｝×65535      （１３）；
Ｂpoint＝｛（Ｂｘ−Ｂmin）／（Ｂmax−Ｂmin）｝×65535      （１４）．
次いで、式（１５）により画素（Ｒｘ，Ｇｘ，Ｂｘ）の輝度Ｎpointを算出する。
Ｎpoint＝（Ｂpoint＋Ｇpoint＋Ｒpoint）／３      （１５）
【０１１３】
図２１（ａ）は、正規化する前のＲＧＢ画素の輝度の度数分布（ヒストグラム）である。図２１（ａ）において、横軸は輝度、縦軸は画素の頻度である。このヒストグラムは、ＲＧＢ毎に作成する。輝度のヒストグラムが作成されると、式（１２）〜式（１４）により、撮影画像データに対し、プレーン毎に正規化を行う。図２１（ｂ）は、式（１５）により算出された輝度のヒストグラムを示す。撮影画像データが65535で正規化されているため、各画素は、最大値が65535で最小値が０の間で任意の値をとる。
【０１１４】
図２１（ｂ）に示す輝度ヒストグラムを所定の範囲で区切ってブロックに分割すると、図２１（ｃ）に示すような度数分布が得られる。図２１（ｃ）において、横軸はブロック番号（輝度）、縦軸は頻度である。
【０１１５】
次いで、図２１（ｃ）に示された輝度ヒストグラムから、ハイライト、シャドー領域を削除する処理を行う。これは、白壁や雪上シーンでは、平均輝度が非常に高くなり、暗闇のシーンでは平均輝度は非常に低くなっているため、ハイライト、シャドー領域は、平均輝度制御に悪影響を与えてしまうことによる。そこで、図２１（ｃ）に示した輝度ヒストグラムのハイライト領域、シャドー領域を制限することによって、両領域の影響を減少させる。図２２（ａ）（又は図２１（ｃ））に示す輝度ヒストグラムにおいて、高輝度領域（ハイライト領域）及び低輝度領域（シャドー領域）を削除すると、図２２（ｂ）のようになる。
【０１１６】
次いで、図２２（ｃ）に示すように、輝度ヒストグラムにおいて、頻度が所定の閾値より大きい領域を削除する。これは、頻度が極端に多い部分が存在すると、この部分のデータが、撮影画像全体の平均輝度に強く影響を与えてしまうため、誤補正が生じやすいことによる。そこで、図２２（ｃ）に示すように、輝度ヒストグラムにおいて、閾値以上の画素数を制限する。図２２（ｄ）は、画素数の制限処理を行った後の輝度ヒストグラムである。
【０１１７】
正規化された輝度ヒストグラムから、高輝度領域及び低輝度領域を削除し、更に、累積画素数を制限することによって得られた輝度ヒストグラム（図２２（ｄ））の各ブロック番号と、それぞれの頻度に基づいて、輝度の平均値を算出したものがパラメータＰ２である。
【０１１８】
パラメータＰ１は、撮影画像データ全体の輝度の平均値であり、パラメータＰ３は、撮影画像データのうち肌色領域（H1）の輝度の平均値である。パラメータＰ７のキー補正値、パラメータＰ７’のキー補正値２、パラメータＰ８の輝度補正値２は、それぞれ、式（１６）、式（１７）、式（１８）のように定義される。
P7(キー補正値)＝{P3 −((指標６/ ６)×18000＋22000)}／24.78    （１６）
P7’(キー補正値２)＝{P3−((指標４/ ６)×10000＋30000)}／24.78    （１７）
P8(輝度補正値２)＝(指標５/ ６)×17500    （１８）
【０１１９】
階調調整パラメータが算出されると、その算出された階調調整パラメータに基づいて、撮影画像データに対する階調調整量が算出される。具体的には、決定された階調調整方法に対応して予め設定された複数の階調変換曲線の中から、算出された階調調整パラメータに対応する階調変換曲線が選択（決定）される。なお、階調調整パラメータに基づいて、階調変換曲線（階調調整量）を算出するようにしてもよい。階調変換曲線が決定されると、その決定された階調変換曲線に従い、撮影画像データに対して階調変換処理が施され（ステップＳ７１）、本階調変換処理が終了する。
【０１２０】
以下、各撮影シーン（光源条件及び露出条件）の階調変換曲線の決定方法について説明する。
〈順光の場合〉
撮影シーンが順光である場合、パラメータP1をP5と一致させるオフセット補正（8bit値の平行シフト）を下記の式（１９）により行う。
出力画像のRGB値＝入力画像のRGB値＋P6    （１９）
従って、撮影シーンが順光の場合、図２０（ａ）に示す複数の階調変換曲線の中から、式（１９）に対応する階調変換曲線が選択される。又は、式（１９）に基づいて階調変換曲線を算出（決定）してもよい。
【０１２１】
〈逆光の場合〉
撮影シーンが逆光である場合、図２０（ｂ）に示す複数の階調変換曲線の中から、式（１６）に示すパラメータＰ７（キー補正値）に対応する階調変換曲線が選択される。図２０（ｂ）の階調変換曲線の具体例を図２３に示す。パラメータＰ７の値と、選択される階調変換曲線の対応関係を以下に示す。
−50 ＜ P7 ＜ ＋50 の場合→Ｌ３
＋50 ≦ P7 ＜ ＋150 の場合→Ｌ４
＋150 ≦ P7 ＜ ＋250 の場合→Ｌ５
−150 ＜ P7 ≦ −50 の場合→Ｌ２
−250 ＜ P7 ≦ −150 の場合→Ｌ１
なお、撮影シーンが逆光の場合、この階調変換処理とともに、覆い焼き処理を併せて行うことが好ましい。この場合、逆光度を示す指標６に応じて覆い焼き処理の程度も調整されることが望ましい。
【０１２２】
〈アンダーの場合〉
撮影シーンがアンダーである場合、図２０（ｂ）に示す複数の階調変換曲線の中から、式（１７）に示すパラメータＰ７’（キー補正値２）に対応する階調変換曲線が選択される。具体的には、撮影シーンが逆光の場合の階調変換曲線の選択方法と同様に、図２３に示す階調変換曲線の中から、パラメータＰ７’の値に対応した階調変換曲線が選択される。なお、撮影シーンがアンダーである場合は、逆光の場合に示したような覆い焼き処理は行わない。
【０１２３】
〈主要被写体がオーバーの場合〉
主要被写体がオーバーである場合、オフセット補正（8bit値の平行シフト）を式（２０）により行う。
出力画像のRGB値＝入力画像のRGB値＋P9      （２０）
従って、主要被写体がオーバーの場合、図２０（ｃ）に示す複数の階調変換曲線の中から、式（２０）に対応する階調変換曲線が選択される。又は、式（２０）に基づいて階調変換曲線を算出（決定）してもよい。なお、式（２０）のパラメータP9の値が、予め設定された所定値αを上回った場合、図２３に示す曲線Ｌ１〜Ｌ５の中から、キー補正値がP9−αに対応する曲線が選択される。
【０１２４】
なお、本実施形態では、実際に撮影画像データに対して階調変換処理を施す場合、上述の階調変換処理条件を16bitから8bitへ変更するものとする。
【０１２５】
以上のように、本実施形態の撮像装置１によれば、予備撮影によって得られる全体画像から撮影シーンを高精度に表す指標を算出することができる。また、撮影シーンを高精度に表す指標を用いているため、本撮影のための露出の調整を的確に行うことができる。
【０１２６】
更に、撮影シーンを高精度に表す指標を用いているため、本撮影によって得られた撮影画像データに対する階調調整方法を的確に決定することができる。また、明度の階級において、最大の明度値の１割の値以内に、少なくとも３つの階級を有することで、リニアな画像データであっても低明度側の階級の分離がよくなり、高精度に撮影シーンを判別できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図。
【図２】本実施形態の撮像装置の内部構成を示すブロック図。
【図３】プロセッサの内部構成を示すブロック図。
【図４】予備撮影で得られる全体画像（ａ）と、当該全体画像をＭ×Ｎ個のセルに分割した図（ｂ）。
【図５】撮像装置において実行される処理の全体の流れを示すフローチャート。
【図６】撮影シーン判別処理を示すフローチャート。
【図７】色空間変換処理を示すフローチャート。
【図８】ＲＧＢからＨＳＶ表色系に変換するプログラムの一例を示す図。
【図９】占有率算出処理を示すフローチャート。
【図１０】明度と色相からなる階級を示す図。
【図１１】予備撮影で得られた全体画像の画面の外縁からの距離に応じて決定される領域ｎ１〜ｎ３を示す図（ａ）と、領域ｎ１〜ｎ３と明度からなる階級を示す図（ｂ）。
【図１２】指標算出処理を示すフローチャート。
【図１３】指標１を算出するための、第１の占有率に乗算する第１の係数を表す曲線を示す図。
【図１４】指標２を算出するための、第１の占有率に乗算する第２の係数を表す曲線を示す図。
【図１５】指標３を算出するための、第２の占有率に乗算する第３の係数を表す曲線を領域別（ｎ１〜ｎ３）に示す図。
【図１６】指標４算出処理を示すフローチャート。
【図１７】指標と撮影シーンとの関係を示す図。
【図１８】露出レベル調節処理を示すフローチャート。
【図１９】階調変換処理を示すフローチャート。
【図２０】各階調調整方法に対応する階調変換曲線を示す図。
【図２１】輝度の度数分布（ヒストグラム）（ａ）、正規化されたヒストグラム（ｂ）及びブロック分割されたヒストグラム（ｃ）を示す図。
【図２２】輝度のヒストグラムからの低輝度領域及び高輝度領域の削除を説明する図（（ａ）及び（ｂ））と、輝度の頻度の制限を説明する図（（ｃ）及び（ｄ））。
【図２３】撮影シーンが逆光又はアンダーである場合の階調変換条件を表す階調変換曲線を示す図。
【符号の説明】
【０１２８】
１  撮像装置
２１  筐体
２２  十字キー
２３  撮影光学系
２４  フラッシュ
２５  ファインダ
２６  電源スイッチ
２７  表示部
２８  レリーズボタン
３１  プロセッサ
３２  メモリ
３３  撮像素子
３４  シャッタユニット
３５  絞りユニット
１０１  全体画像取得部
１０２  色情報取得部
１０３  占有率算出部
１０４  指標算出部
１０５  撮影シーン判別部
１０６  撮影制御部
１０７  階調調整決定部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2006333205.tif 000029
【図１８】
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【図１９】
2006333205.tif 000031
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2006333205.tif 000034
【図２３】
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