(57)【要約】【課題】階調を低減した画像に基づく測光を行う撮像装置およびその制御方法において、階調の低減による測光精度の低下を抑制すること。【解決手段】  シフト演算によって撮影画像の階調を低減させる低減手段と、目標輝度値と、低減手段が階調を低減させた撮影画像から得られる撮影画像の代表輝度値とに基づいて、露出条件を決定する決定手段と、階調を低減させた撮影画像から得られる輝度情報に基づいて、低減手段が次に適用するシフト演算のシフト量を決定する制御手段と、を有し、制御手段は、輝度情報に基づいて、階調を低減させた撮影画像において輝度の高い領域が多いと判定される場合にはシフト量を増加させ、輝度の高い領域が少ないと判定される場合にはシフト量を減少させる、ことを特徴とする。【選択図】図３
2018046467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフト演算によって撮影画像の階調を低減させる低減手段と、
目標輝度値と、前記低減手段が階調を低減させた撮影画像から得られる該撮影画像の代表輝度値とに基づいて、露出条件を決定する決定手段と、
前記階調を低減させた撮影画像から得られる輝度情報に基づいて、前記低減手段が次に適用するシフト演算のシフト量を決定する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記輝度情報に基づいて、前記階調を低減させた撮影画像において輝度の高い領域が多いと判定される場合には前記シフト量を増加させ、前記輝度の高い領域が少ないと判定される場合には前記シフト量を減少させる、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記階調を低減させた撮影画像を分割した領域のうち、領域の代表輝度値が予め定められた閾値以上である領域の数に基づいて前記判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記領域の代表輝度値が予め定められた閾値以上である領域の数が第１の閾値以下の場合に前記輝度の高い領域が少ないと判定し、前記領域の代表輝度値が予め定められた閾値以上である領域の数が前記第１の閾値より大きい第２の閾値以上の場合に前記輝度の高い領域が多いと判定する、ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記領域の代表輝度値が予め定められた閾値以上である領域の数が前記第１の閾値より大きく、前記第２の閾値未満の場合には、前記シフト量を変更しない、ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮影画像の代表輝度値を算出する算出手段をさらに有し、
前記算出手段の入力ビット数よりも前記階調を低減させた撮影画像の階調のビット数の方が多い場合、前記算出手段は前記階調を前記入力ビット数に対応する上限値にクリップして前記撮影画像の代表輝度値を算出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
さらに、前記シフト量を可変とするか否かを判定する判定手段を有し、
前記制御手段は、前記判定手段により前記シフト量を可変としないと判定された場合には前記シフト量を変更しないことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記目標輝度値が予め定められた値より低い場合、露出条件が露出限界を下回る場合、低輝度被写体用の撮影モードが設定されている場合、および前記撮影画像が適正露出でない場合の１つ以上に該当する場合に、前記シフト量を可変とすると判定することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記低減手段は、前記判定手段により前記シフト量を可変としないと判定された場合には予め定められた固定シフト量を用いることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
低減手段が、シフト演算によって撮影画像の階調を低減させる低減工程と、
決定手段が、目標輝度値と、前記低減手段が階調を低減させた撮影画像から得られる該撮影画像の代表輝度値とに基づいて、露出条件を決定する決定工程と、
制御手段が、前記階調を低減させた撮影画像から得られる輝度情報に基づいて、前記低減手段が次に適用するシフト演算のシフト量を決定する制御工程と、を有し、
前記制御工程では、前記輝度情報に基づいて、前記階調を低減させた撮影画像において輝度の高い領域が多いと判定される場合には前記シフト量を増加させ、前記輝度の高い領域が少ないと判定される場合には前記シフト量を減少させる、ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１０】
撮像装置が有するコンピュータを、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置およびその制御方法に関し、特には測光技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置では、自動露出制御などのために、撮影画像の輝度値を算出する場合がある。例えば、画像全体の代表輝度値と目標輝度値とに基づいて、目標輝度値の画像を取得するための露出条件を決定することで、自動露出制御が実現できる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１４８７６号公報（段落００１９〜００２０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像全体の代表輝度値を算出する場合、算出に関する回路規模や処理負荷を低減するため、輝度値の算出前に、下位ビットの階調を切り捨てて画像の階調を低減する場合がある。この場合、目標輝度値が切り捨てられる階調の上限値付近に対応する輝度レベルにあると、測光精度が低下する場合があった。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、階調を低減した画像に基づく測光を行う撮像装置およびその制御方法において、階調の低減による測光精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的は、シフト演算によって撮影画像の階調を低減させる低減手段と、目標輝度値と、低減手段が階調を低減させた撮影画像から得られる撮影画像の代表輝度値とに基づいて、露出条件を決定する決定手段と、階調を低減させた撮影画像から得られる輝度情報に基づいて、低減手段が次に適用するシフト演算のシフト量を決定する制御手段と、を有し、制御手段は、輝度情報に基づいて、階調を低減させた撮影画像において輝度の高い領域が多いと判定される場合にはシフト量を増加させ、輝度の高い領域が少ないと判定される場合にはシフト量を減少させる、ことを特徴とする撮像装置によって達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、階調を低減した画像に基づく測光を行う撮像装置およびその制御方法において、階調の低減による測光精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の撮像装置の概略構成を示した図である。
【図２】目標輝度値が小さい場合に測光演算の精度が低下することを示す図である。
【図３】本発明の実施形態の処理動作を表すフローチャートである。
【図４】ビットシフト量を変えたときの信号値の分解能の例を示した図である。
【図５】目標輝度値が小さい場合に、ビットシフト量を変えることによって、測光演算の精度低下が低減することを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態においては、本発明を撮像装置の一例としてのデジタルカメラに適用した例について説明する。しかしながら、本発明は撮影画像に基づいて測光を行う機能を有する任意の電子機器に適用可能である。このような電子機器にはデジタルカメラをはじめ、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、ゲーム機、メディアプレーヤ、ドライブレコーダ、ロボットなどが含まれるが、これらに限定されない。
【００１０】
図１は、実施形態に係るデジタルカメラ１００の機能構成例を示すブロック図である。なお、図１に示す機能ブロックの１つ以上は、ＡＳＩＣやプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ＣＰＵやＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。また、複数の機能ブロックが１つのハードウェアあるいは１つのＣＰＵ（ＭＰＵ）によって実現されてもよい。したがって、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同一のハードウェアが主体として実現されうる。
【００１１】
レンズ光学系１０１はフォーカスレンズや絞りおよびこれらを駆動する機構を含む撮影光学系である。駆動回路１０７はシステム制御部１１４からの制御信号に従ってレンズ光学系１０１のフォーカスレンズや絞りを駆動する。また、駆動回路１０７はシステム制御部１１４からの制御信号によりメカニカルシャッタ１０２を駆動し、露出条件に従った時間、撮像素子１０３を露光する。なお、撮像素子１０３の電子シャッタ機能とメカニカルシャッタ１０２とを併用して露光してもよい。駆動回路１０７はまた、システム制御部１１４により制御されるタイミング信号発生回路１０６が発生する動作パルスに基づく駆動パルスを用いて撮像素子１０３を駆動する。
【００１２】
撮像素子１０３は複数の画素が２次元配置されたＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサである。撮像素子１０３はレンズ光学系１０１が形成した被写体像を光電変換により電気信号に変換し、アナログ画像信号として出力する。撮像素子１０３が出力するアナログ画像信号はＣＤＳ回路１０４に入力される。ＣＤＳ回路１０４はアナログ画像信号に２重相関サンプリングを行ってクロック同期性ノイズを除去し、Ａ／Ｄ変換器１０５に出力する。Ａ／Ｄ変換器１０５はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して信号処理回路１０８に出力する。ＣＤＳ回路１０４およびＡ／Ｄ変換器１０５は、タイミング信号発生回路１０６がシステム制御部１１４の制御に従って発生する動作パルスにより動作する。以下、デジタル形式の画像信号を画像データと呼ぶ。
【００１３】
信号処理回路１０８は画像データに様々な信号処理や画像処理を適用し、画像信号を変換したり、画像信号の特徴を表す情報を取得したりする。信号処理回路１０８が画像データに適用する処理には例えば、デモザイク処理、色変換処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理、解像度変換処理、階調変換処理、フィルタ処理、被写体検出処理、被写体認識処理、符号化処理、復号処理などがある。また、信号処理回路１０８は、システム制御部１１４が行う自動露出制御（ＡＥ）や自動焦点検出（ＡＦ）処理に用いる評価値を画像信号から生成する。従って、撮影画像の輝度値の算出における階調低減処理や積分処理は信号処理回路１０８が実行する。信号処理回路１０８は独立した積分器を備えてもよい。なお、信号処理回路１０８は、例示した処理に限らず、例えば被写体追尾処理に用いる動きベクトルの検出処理など、他の処理も実行することができる。信号処理回路１０８は、処理結果を、適用した処理に応じて、画像メモリ１０９、記録回路１１１、表示回路１１３、システム制御部１１４の１つ以上に出力する。
【００１４】
画像メモリ１０９は、信号処理回路１０８が処理中の画像データを一時的に記憶したり、信号処理後の画像データを記憶したりするために用いられる。記録回路１１１は信号処理回路１０８が出力する画像データを、記録形式に応じて画像データファイルなどに変換し、例えば半導体メモリカードである記録媒体１１０に記録する。
【００１５】
また、表示回路１１３は、信号処理回路１０８が出力する表示用画像データを表示装置１１２での表示に適した形式（例えばＮＴＳＣ方式のアナログ信号等）に変換して表示装置１１２に出力（表示）する。表示装置１１２は例えばＬＣＤや有機ＥＬディスプレイである。また、表示用画像データは表示装置１１２での表示に適した解像度や階調特性を有する。
【００１６】
記録媒体１１０に記録されている画像データを再生する場合、システム制御部１１４の制御により記録回路１１１が再生する画像データを記録媒体１１０から読み出し、信号処理回路１０８に供給する。信号処理回路１０８は、システム制御部１１４の制御により画像データから表示用画像データを生成し、表示回路１１３に出力する。なお、画像データが符号化されている場合、信号処理回路１０８は復号処理を適用してから表示用画像データを生成する。
【００１７】
操作部１１５はスイッチ、ボタン、キー、タッチパネルなどの入力デバイスであり、ユーザがデジタルカメラ１００に指示を入力するために用いる。システム制御部１１４は操作部１１５の操作を検出すると、必要な機能ブロックを制御して、検出した操作に応じた動作を実行する。
【００１８】
メモリ１１６はシステム制御部１１４のワークメモリとして用いられる。また、メモリ１１６の一部は不揮発性であってよく、例えば設定値や、システム制御部１１４が実行するプログラムなどを記憶するために用いられてよい。
【００１９】
発明に関する動作を説明する前に、シフト演算による階調の低減によって測光精度が低下する例について図２を参照して説明する。
図２は、画像の階調を１４ビットから１０ビットに低減して積分して画像の輝度値を算出する信号処理回路１０８の動作を機能ブロックで模式的に示している。例えば、目標輝度値を１０ビット階調で輝度レベル１６とした場合、露出補正を−３段（＝補正前の１／８）に設定すると目標輝度値は１０ビット階調で輝度レベル２である。１０ビット階調での輝度レベル２を左ビットシフトによって１４ビット階調に拡張（×１６）すると輝度レベル３２に相当する。なお、本明細書ではバイナリ値のシフト演算について、ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）からＭＳＢ（Ｍｏｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）方向へのシフト演算を左ビットシフト、ＭＳＢからＬＳＢ方向へのシフト演算を右ビットシフトと呼ぶ。すなわち、ビット数を増やす側へのシフト演算を左ビットシフト、ビット数を減らす側へのシフト演算を右ビットシフトとする。
【００２０】
図２（ａ）のように、１４ビット階調の撮影画像において輝度レベル３１（バイナリ値０００００００００１１１１１）の輝度値は、右４ビットシフトにより１０ビット階調に低減すると、輝度レベル１（０００００００００１）となる。また、輝度レベル３２（バイナリ値００００００００１０００００）の輝度値は、右４ビットシフトにより１０ビット階調に低減すると、輝度レベル２（００００００００１０）となる。ここで、１４ビット階調における輝度レベル３２が目標輝度値、輝度レベル３１が代表輝度値とすると、１４ビット階調における目標輝度値と代表輝度値とは約０．０４段（log2(32/31))の差しかない。しかし、低減後の１０ビット階調では、目標輝度値と代表輝度値とは１段（log2(2/1))の差になってしまう。
【００２１】
また、図２（ｂ）のように、１４ビット階調の撮影画像において輝度レベル４７（バイナリ値００００００００１０１１１１）の輝度値は、右４ビットシフトにより１０ビット階調に低減すると、輝度レベル２（００００００００１０）となる。これは、１４ビット階調における輝度レベル３２を右４ビットシフトにより１０ビット階調に低減したときと同じ輝度レベルである。ここで、１４ビット階調における輝度レベル３２が目標輝度値とすると、１４ビット階調における輝度レベル３２と４７とは約０．５５段（log2(47/32))の差があるが、１０ビット階調では輝度レベルの差がなくなる。
【００２２】
このように、シフト演算によって下位ビットを切り捨てて階調を低減した場合、目標輝度値が低い場合、特に切り捨てられる階調の上限値付近に対応する輝度レベルにある場合、目標輝度値と代表輝度値との差が階調低減の前後で大きく変化する場合がある。そして、このような場合、階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差に基づく測光精度が低下する。
【００２３】
このような問題を抑制するため、本実施形態では目標輝度値などに応じて階調低減方法を動的に変更する。目標輝度値は例えば撮影モードや露出補正の大きさなどの組み合わせごとに予め定められているものとする。例えば、一般的な被写体を撮影する撮影モード（通常撮影モード）に対応する目標輝度値よりも、星空や夜景を撮影するための撮影モードに対しては目標輝度値を低くすることができる。また、マイナス側の露出補正がされている場合には、補正量が大きいほど目標輝度値を低くすることができる。また、ハイキー調の撮影を行う撮影モードでは通常撮影モードよりも目標輝度値を高くすることができる。さらに、プラス側の露出補正がされている場合には、補正量が大きいほど目標輝度値を高くすることができる。なお、これらは目標輝度値の定め方の一例であり、他の方法で定められてもよい。
【００２４】
図３に示すフローチャートを参照して、本実施形態における測光演算処理について説明する。測光演算処理は、例えばデジタルカメラ１００が撮影スタンバイ状態において表示装置１１２に表示するために撮影する動画のフレーム画像（ライブビュー画像）を用いて行うことができる。また、測光演算処理は、例えば操作部１１５のシャッターボタンの半押し操作などの撮影準備動作の開始指示が検出された際に開始することができる。また、ライブビュー表示用の動画撮影の露出条件を決定するために実行してもよい。
【００２５】
測光演算処理が開始されると、Ｓ３０１でシステム制御部１１４は、階調低減時のビットシフト量を可変とするか、固定とするかを判定するビットシフト可変判定処理を実行する。システム制御部１１４は、例えば、予め定められた複数の判定条件の１つ以上を満たす場合にビットシフト量を可変とすると判定し、判定条件をいずれも満たさない場合にビットシフト量を可変にしない（固定にする）と判定することができる。
【００２６】
判定条件は、固定シフト量を採用した際に上述したような問題の発生が見込まれる条件として予め定めておくことができる。
判定条件の具体例としては、
・測光演算における目標輝度値が所定値より低い場合。所定値は固定シフト量に応じて定めることができる。
・プログラム線図における低輝度側の露出限界を下回る露出量（Ｅｖ）となる露出条件が設定されている場合
・夜景モードや星空モードなど、低輝度被写体用の撮影モードが設定されている場合
・露出補正が設定されていたり、ライブビュー画像で露出シミュレーションを行う設定がなされている場合など、適正露出の画像を使って測光できない場合
などが挙げられる。これらの条件の１つ以上に該当する場合、システム制御部１１４はビットシフト量を可変にすると判定する。なお、ここで挙げた判定条件は単なる例示であり、他の判定条件が用いられてもよい。
【００２７】
Ｓ３０２でシステム制御部１１４は、Ｓ３０１でビットシフト量を可変にすると判定した場合はＳ３０８に、ビットシフト量を可変にしないと判定した場合は固定シフト量（４ビット）を信号処理回路１０８に設定してからＳ３０３に、処理を進める。
【００２８】
Ｓ３０３でシステム制御部１１４は、測光演算用の画像の撮影処理を実行する。本実施形態では、測光演算用の画像は１４ビット階調の画像とする。撮像素子１０３から読み出されたアナログ画像信号はＣＤＳ回路１０４、Ａ／Ｄ変換器１０５を介して信号処理回路１０８に入力される。
【００２９】
Ｓ３０４で信号処理回路１０８は、入力された画像データに、階調低減処理を適用する。ここでは、信号処理回路１０８は、システム制御部１１４から設定されたシフト量（ここでは４ビット）の右ビットシフトにより、階調を１４ビットから１０ビットに低減する。階調の低減量（シフト量）は、入力画像の階調と、測光演算回路（ここでは信号処理回路１０８の積分処理または積分器）が対応するビット長との差に基づいて決定することができる。信号処理回路１０８は、階調低減処理した画像データを画像メモリ１０９に保存する。
【００３０】
Ｓ３０５で信号処理回路１０８（積分器）は、１０ビット階調に低減された画像データの積分処理を行う。信号処理回路１０８は、１画面（フレーム）分の画像を複数のブロック（領域）に分割したブロックごとの画像データを、画像メモリ１０９に保存した１画面分の画像データから順次読み出す。そして、信号処理回路１０８は、ブロックごとの平均輝度値を算出する。なお、本実施形態では、信号処理回路１０８における積分処理（または独立した積分器）は、１０ビット階調の画像の入力に対応しているものとする。
【００３１】
Ｓ３０６で信号処理回路１０８は、Ｓ３０５で算出した各ブロックの平均輝度値をブロックごとに予め定められた重みで重み付けして得られる輝度値に基づいて画像の代表輝度値を算出し、システム制御部１１４に出力する。システム制御部１１４は、目標輝度値（輝度レベル）と代表輝度値（輝度レベル）との差に従って、次回の撮影で目標輝度値の画像を取得するための露出条件を決定する。
【００３２】
Ｓ３０７でシステム制御部１１４は、測光演算処理を終了するかどうかを判定する。例えば、シャッターボタンの半押しが解除されたり、電源がＯＦＦされたり、露出制御が必要な撮影が終了したりした場合に、システム制御部１１４は測光演算処理を終了すると判定し、測光演算処理を終了する。測光演算処理を終了すると判定されない場合、システム制御部１１４は処理をＳ３０３に戻す。
【００３３】
一方、Ｓ３０２においてビットシフト量を可変にすると判定された場合、Ｓ３０８でシステム制御部１１４は、階調低減量（ビットシフト量）Ｎの初期値として固定シフト量に等しい値、すなわちＮ＝４を設定する。
【００３４】
Ｓ３０９〜Ｓ３１１の処理は、Ｓ３０３〜Ｓ３０５と同様であるため説明を省略する。
Ｓ３１２で信号処理回路１０８は、Ｓ３０６と同様にブロックごとの平均輝度値から代表輝度値を算出し、システム制御部１１４に出力する。また、信号処理回路１０８は、平均輝度値が飽和レベル（例えば１０ビット階調では輝度レベル１０２３以上）のブロックの数をシステム制御部１１４に出力する。システム制御部１１４は、ビットシフト量Ｎに応じて換算した目標輝度値と、代表輝度値との差に従って、次回の撮影で目標輝度値の画像を取得するための露出条件を決定する。
【００３５】
例えば、システム制御部１１４は、ビットシフト量Ｎ＝４（固定シフト量）の場合の目標輝度値が輝度レベルｎである場合、ビットシフト量Ｎ＝３の場合は目標輝度値を輝度レベル２ｎに、ビットシフト量Ｎ＝２の場合は目標輝度値を輝度レベル４ｎに換算する。
【００３６】
Ｓ３１３およびＳ３１４でシステム制御部１１４は、輝度値が飽和レベルのブロック数が所定の閾値Ｔｈ１個以下ならＳ３１５に、所定の閾値Ｔｈ１個より大きく所定の閾値Ｔｈ２未満ならＳ３１７に、所定の閾値Ｔｈ２以上ならＳ３１６に処理を進める。ここで、閾値Ｔｈ２（第２の閾値）＞Ｔｈ１（第１の閾値）である。
【００３７】
Ｓ３１５でシステム制御部１１４は、次に撮影する画像の階調低減に用いるビットシフト量として、現在のビットシフト量Ｎより１小さいＮ−１に設定する。ただし、ビットシフト量Ｎのとりうる値は０〜４とし、Ｎ−１が０以下になる場合は０とする。
Ｓ３１６でシステム制御部１１４は、次に撮影する画像の階調低減に用いるビットシフト量として、現在のビットシフト量Ｎより１大きいＮ＋１に設定する。ただし、ビットシフト量Ｎのとりうる値は０〜４とし、Ｎ＋１が４を超える場合は４とする。
Ｓ３１７でシステム制御部１１４は、次に撮影する画像に対するビットシフト量Ｎを変更しない（同じ値に設定する）。
【００３８】
輝度値が飽和しているブロック（飽和ブロック）の数が多い場合（閾値Ｔｈ２以上の場合）、代表輝度値の信頼度が低下していると考えられる。このような場合、次回の撮影で得られる画像における飽和ブロック数を減らすために、ビットシフト量を増加させる。ビットシフト量の増加により階調あたりの分解能は低下するが、飽和ブロック数を減らすことで測光演算の精度向上を図る。
【００３９】
また、飽和ブロックの数が少ない場合（閾値Ｔｈ１以下（第１の閾値以下）の場合）、飽和ブロックが測光演算の精度に与える影響は小さく、飽和ブロック数がある程度増えても差し支えない。従ってシステム制御部１１４は、次回の撮影でのビットシフト量を今回の撮影時のビットシフト量Ｎより減らすことで飽和ブロック数が増えることよりも、画像の１階調あたりの分解能を高める（低減量を抑制する）ことを優先させて測光演算の精度向上を図る。
【００４０】
飽和ブロック数が測光演算の精度に大きな影響を与えないような範囲内（閾値Ｔｈ１より大きく閾値Ｔｈ２未満（第２の閾値未満））に収まっている場合、ビットシフト量を変更しない。
【００４１】
このように、本実施形態では、撮影画像の輝度情報に応じて、次に撮影する測光演算用の画像の階調低減処理で適用するシフト演算のシフト量を決定するようにした。特に、輝度の高い領域が多いと判定される場合にはシフト量を増加させ、輝度の高い領域が少ないと判定される場合にはシフト量を減少させることにより、階調の低減による測光精度の低下を抑制することができる。従って、必ずしも平均輝度値が飽和している領域に限らず、代表輝度値が予め定められた閾値以上である高輝度領域の数に応じてシフト量を決定することができる。
【００４２】
Ｓ３１５、Ｓ３１６、Ｓ３１７でビットシフト量Ｎを決定すると、システム制御部１１４は必要に応じて信号処理回路１０８に設定してから処理をＳ３１８に進める。Ｓ３１８でシステム制御部１１４はＳ３０７と同様に、測光演算処理を終了するか否かを判定する。システム制御部１１４は、測光演算処理を終了すると判定されない場合、処理をＳ３０９に戻す。
【００４３】
以下、本実施形態の効果について説明する。
図４は、ビットシフト量による階調数の差について模式的に示した図である。図４（ａ）に示すビットシフト量Ｎ＝４の場合、１４ビットの階調は、右４ビットシフトにより下位４ビットの値が切り捨てられる。この場合、１階調あたりの分解能は階調低減前の１／１６となる。
【００４４】
図４（ｂ）に示すビットシフト量Ｎ＝２の場合、１４ビットの階調は、右２ビットシフトにより下位２ビットの値が切り捨てられる。この場合、階調低減後の１２ビットのうち上位２ビットは、積分器または積分処理が対応する入力ビット数に対応する上限値（１０２３）にクリップ（圧縮）されて１０ビットデータとして扱われるが、１階調あたりの分解能は階調低減前の１／４となる。つまり、１２ビット階調の画像と同様の分解能が得られる。
【００４５】
図４（ｃ）に示すビットシフト量Ｎ＝１の場合、１４ビットの階調は、右１ビットシフトにより下位１ビットの値が切り捨てられる。この場合、階調低減後の１３ビットのうち上位３ビットは１０ビット階調の上限値（１０２３）にクリップ（圧縮）されて１０ビットデータとして扱われるが、１階調あたりの分解能は階調低減前の１／２となる。つまり、１３ビット階調の画像と同様の分解能が得られる。
【００４６】
従って、積分するデータはビットシフト量によらず１０ビットであるが、ビットシフト量Ｎ＝２の場合には、ビットシフト量Ｎ＝４の場合に比べて画像データの精度が２ビット分向上する。同様に、ビットシフト量Ｎ＝１の場合には、ビットシフト量Ｎ＝４の場合に比べて画像データの精度が３ビット分向上する。
【００４７】
図５は、図２と同様の例において、ビットシフト量を変更した場合の効果を示す図である。図５（ａ），（ｂ）はビットシフト量Ｎ＝２に、図５（ａ），（ｂ）はビットシフト量Ｎ＝１にした場合を示している。なお、１４ビット階調での目標輝度値が輝度レベル３２の場合、１３ビット階調では輝度レベル１６、１２ビット階調では輝度レベル８となる。
【００４８】
図５（ａ）で、１４ビット階調の撮影画像において輝度レベル３１（バイナリ値０…０１１１１１）の輝度値は、右２ビットシフトにより１２ビット階調に低減し、上位２ビットをクリップすると、輝度レベル７（０…０１１１）となる。また、輝度レベル３２（バイナリ値０…０１０００００）の輝度値は、右２ビットシフトにより１２ビット階調に低減し、上位２ビットをクリップすると、輝度レベル８（０…０１０００）となる。１４ビット階調における輝度レベル３２が目標輝度値、輝度レベル３１が代表輝度値とすると、階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差は０．１９段（log2(8/7))である。これは、４ビットシフトした図２（ａ）の場合の階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差（１段）よりも階調低減前の目標輝度値と代表輝度値との差（０．０４段）により近い値である。従って、測光演算の精度が向上している。
【００４９】
同様に、図５（ｂ）で、１４ビット階調の撮影画像において輝度レベル４７（バイナリ値０…０１０１１１１）の輝度値は、右２ビットシフトにより１２ビット階調に低減し、上位２ビットをクリップすると、輝度レベル１１（０…０１０１１）となる。１４ビット階調における輝度レベル３２が目標輝度値、輝度レベル３１が代表輝度値とすると、階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差は０．４６段（log2(11/8))である。これは、４ビットシフトした図２（ａ）の場合の階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差（０段）よりも階調低減前の目標輝度値と代表輝度値との差（０．５５段）により近い値である。従って、測光演算の精度が向上している。
【００５０】
図５（ｃ）で、１４ビット階調の撮影画像において輝度レベル３１（バイナリ値０…０１１１１１）の輝度値は、右１ビットシフトにより１３ビット階調に低減し、上位３ビットをクリップすると、輝度レベル１５（０…０１１１１）となる。また、輝度レベル３２（バイナリ値０…０１０００００）の輝度値は、右１ビットシフトにより１３ビット階調に低減し、上位３ビットをクリップにすると、輝度レベル１６（０…０１００００）となる。１４ビット階調における輝度レベル３２が目標輝度値、輝度レベル３１が代表輝度値とすると、階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差は０．０９段（log2(16/15))である。これは、２ビットシフトした図５（ａ）の場合の階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差（０．１９段）よりも、階調低減前の目標輝度値と代表輝度値との差（０．０４段）にさらに近い値である。従って、測光演算の精度がより向上している。
【００５１】
同様に、図５（ｄ）で、１４ビット階調の撮影画像において輝度レベル４７（バイナリ値０…０１０１１１１）の輝度値は、右１ビットシフトにより１３ビット階調に低減し、上位３ビットをクリップすると、輝度レベル２３（０…０１０１１１）となる。１４ビット階調における輝度レベル３２が目標輝度値、輝度レベル３１が代表輝度値とすると、階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差は０．５２段（log2(23/16))である。これは、２ビットシフトした図５（ａ）の場合の階調低減後の目標輝度値と代表輝度値との差（０．４６段）よりも、階調低減前の目標輝度値と代表輝度値との差（０．５５段）にさらに近い値である。従って、測光演算の精度がより向上している。
【００５２】
以上説明したように本実施形態によれば、撮影画像の輝度情報に応じて、次に撮影する測光演算用の画像の階調低減処理で適用するシフト演算のシフト量を決定するようにした。特に、輝度の高い領域が多いと判定される場合にはシフト量を増加させ、輝度の高い領域が少ないと判定される場合にはシフト量を減少させることにより、階調の低減による測光精度の低下を抑制することができる。
【００５３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、撮影画像の階調が１４ビット、積分器（積分動作）が対応している諧調が１０ビットの場合を説明したが、階調が低減されれば他の値であってもよい。
また、上述の実施形態では、ビットシフト量を変化させる場合、１ビット単位で増減させる例を説明したが、より大きな値としてもよい。例えば、飽和ブロック数の閾値の種類を多くして、飽和ブロック数が多いほどビットシフト量の増分を大きくしたり、飽和ブロック数が少ないほどビットシフト量の減分を大きくしたりすることができる。
【００５４】
また、上述の実施形態では積分器または積分処理の対応ビット数が撮影画像の階調ビット数よりも少ない場合について説明した。しかし、本発明は、積分に限らず、測光演算処理に関係する任意の回路または演算処理における対応ビット数が撮影画像の階調ビット数よりも少ない場合に適用可能である。
【００５５】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲によって規定される。
【符号の説明】
【００５６】
１００…デジタルカメラ、１０３…撮像素子、１０８…信号処理回路、１０９…画像メモリ、１１４…システム制御部
【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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