(57)【要約】【課題】撮像装置におけるストロボ発光時のホワイトバランス補正を良好にする。【解決手段】制御部１９は、被写体像が逆光であると判断した場合に、ストロボ１８の発光時における画像信号の色温度とストロボ１８の非発光時における画像信号の色温度とをそれぞれストロボ１８の発光時における画像信号の輝度と定数αを乗じたストロボ１８の非発光時における画像信号の輝度とで重み付け平均する算出式により色温度補正値を算出してホワイトバランス補正部１５２に供給する。【選択図】図１
2008022474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影された画像が適正な色再現となるように画像信号のホワイトバランス補正を行う撮像装置において、
上記画像信号の輝度及び色温度を検出する検出手段と、
上記画像信号の輝度に基づいて、撮影される画像中の被写体像が逆光であるか否かを判断する逆光判断手段と、
上記検出手段によって検出された輝度及び色温度を用いて上記画像信号の色温度補正値を算出するとともに上記検出手段によって検出された輝度に基づいてストロボの発光を制御する制御手段と、
上記制御手段によって算出された色温度補正値に基づいて上記画像信号におけるホワイトバランスのゲインを補正するホワイトバランス補正手段と
を備え、
上記制御手段は、上記逆光判断手段によって上記被写体像が逆光でないと判断された場合に、上記ストロボの発光時における上記画像信号の色温度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の色温度とをそれぞれ上記ストロボの発光時における上記画像信号の輝度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の輝度とで重み付け平均する算出式により第１の色温度補正値を算出し、
上記逆光判断手段によって上記被写体像が逆光であると判断された場合に、上記第１の色温度補正値を算出する算出式に所定の変更が加えられた算出式により第２の色温度補正値を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記逆光判断手段によって上記被写体像が逆光であると判断された場合に、上記ストロボの発光時における上記画像信号の色温度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の色温度とをそれぞれ上記ストロボの発光時における上記画像信号の輝度と所定の定数を乗じた上記ストロボの非発光時における上記画像信号の輝度とで重み付け平均する算出式により上記第２の色温度補正値を算出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
上記ホワイトバランス補正手段は、上記色温度補正値に基づいて、上記画像内の上記ストロボ光が照射された部分の画像信号の色温度を上記ストロボの非発光時における上記画像信号の色温度に近づけることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
上記逆光判断手段は、上記画像信号の輝度に基づくヒストグラムが低輝度部分と高輝度部分とに大きく乖離している場合に、上記被写体像が逆光であると判断することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
上記制御手段は、上記逆光判断手段によって上記被写体像が逆光であると判断された場合に、上記ストロボを自動発光させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
上記制御手段は、上記第２の色温度補正値が５５００Ｋ未満である場合に、当該５５００Ｋ未満の色温度補正値に替えて５５００Ｋを上記第２の色温度補正値とすることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
撮影された画像が適正な色再現となるように画像信号のホワイトバランス補正を行う撮像処理方法において、
上記画像信号の輝度及び色温度を検出する検出工程と、
上記画像信号の輝度に基づいて、撮影される画像中の被写体像が逆光であるか否かを判断する逆光判断工程と、
上記検出工程にて検出された輝度及び色温度を用いて上記画像信号の色温度補正値を算出するとともに上記検出工程にて検出された輝度に基づいてストロボの発光を制御する制御工程と、
上記制御工程にて算出された色温度補正値に基づいて上記画像信号におけるホワイトバランスのゲインを補正するホワイトバランス補正工程と
を有し、
上記制御工程は、上記逆光判断工程にて上記被写体像が逆光でないと判断された場合に、上記ストロボの発光時における上記画像信号の色温度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の色温度とをそれぞれ上記ストロボの発光時における上記画像信号の輝度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の輝度とで重み付け平均する算出式により第１の色温度補正値を算出し、
上記逆光判断工程にて上記被写体像が逆光であると判断された場合に、上記第１の色温度補正値を算出する算出式に所定の変更が加えられた算出式により第２の色温度補正値を算出することを特徴とする撮像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストロボを使用して撮像を行う撮像装置におけるホワイトバランス補正の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影された映像の色彩が適正に再現されるように画像信号のホワイトバランス補正を行うデジタルカメラが開発されている。
【０００３】
例えば、以下の特許文献１には、ストロボ撮影時、ストロボを発光させた露光時に得られた映像データａとストロボを発光させない露光時に得られた映像データｂとの比であるａ／ｂの値に対応して、測色センサからのセンサデータに基づくＡＷＢ（Auto White Balance）制御値乃至ストロボ光用ＡＷＢ制御値より適当な値を選択し、特に、被写体に対して太陽が逆光に照射される場合には、ストロボ光用ＡＷＢ制御値を用いてホワイトバランス制御を行う技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３４０５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、被写体に対して太陽が逆光に照射される中で従来のデジタルカメラによるストロボ撮影を行った場合、ストロボ光の照射される被写体とストロボ光の照射されない背景とでは色合いに大きな差が生じ、画像の色合いが不自然となるといった問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、ストロボ撮影を行う際、適正に画像信号のホワイトバランス補正を行う撮像装置及び撮像処理方法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】
上述した目的を達成するために、本発明は、撮影された画像が適正な色再現となるように画像信号のホワイトバランス補正を行う撮像装置において、上記画像信号の輝度及び色温度を検出する検出手段と、上記画像信号の輝度に基づいて、撮影される画像中の被写体像が逆光であるか否かを判断する逆光判断手段と、上記検出手段によって検出された輝度及び色温度を用いて上記画像信号の色温度補正値を算出するとともに上記検出手段によって検出された輝度に基づいてストロボの発光を制御する制御手段と、上記制御手段によって算出された色温度補正値に基づいて上記画像信号におけるホワイトバランスのゲインを補正するホワイトバランス補正手段とを備え、上記制御手段は、上記逆光判断手段によって上記被写体像が逆光でないと判断された場合に、上記ストロボの発光時における上記画像信号の色温度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の色温度とをそれぞれ上記ストロボの発光時における上記画像信号の輝度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の輝度とで重み付け平均する算出式により第１の色温度補正値を算出し、上記逆光判断手段によって上記被写体像が逆光であると判断された場合に、上記第１の色温度補正値を算出する算出式に所定の変更が加えられた算出式により第２の色温度補正値を算出することを特徴とする。
【０００８】
また、上述した目的を達成するために、本発明は、撮影された画像が適正な色再現となるように画像信号のホワイトバランス補正を行う撮像処理方法において、上記画像信号の輝度及び色温度を検出する検出工程と、上記画像信号の輝度に基づいて、撮影される画像中の被写体像が逆光であるか否かを判断する逆光判断工程と、上記検出工程にて検出された輝度及び色温度を用いて上記画像信号の色温度補正値を算出するとともに上記検出工程にて検出された輝度に基づいてストロボの発光を制御する制御工程と、上記制御工程にて算出された色温度補正値に基づいて上記画像信号におけるホワイトバランスのゲインを補正するホワイトバランス補正工程とを有し、上記制御工程は、上記逆光判断工程にて上記被写体像が逆光でないと判断された場合に、上記ストロボの発光時における上記画像信号の色温度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の色温度とをそれぞれ上記ストロボの発光時における上記画像信号の輝度と上記ストロボの非発光時における上記画像信号の輝度とで重み付け平均する算出式により第１の色温度補正値を算出し、上記逆光判断工程にて上記被写体像が逆光であると判断された場合に、上記第１の色温度補正値を算出する算出式に所定の変更が加えられた算出式により第２の色温度補正値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被写体像が逆光でないと判断された場合に、ストロボの発光時における画像信号の色温度とストロボの非発光時における画像信号の色温度とをそれぞれストロボの発光時における画像信号の輝度とストロボの非発光時における画像信号の輝度とで重み付け平均する算出式により第１の色温度補正値を算出し、被写体像が逆光であると判断された場合に、第１の色温度補正値を算出する算出式に所定の変更が加えられた算出式により第２の色温度補正値を算出することにより、逆光時においてホワイトバランス補正により補正された画像信号の色温度差を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明を適用した一実施形態に係るデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。
【００１２】
デジタルカメラ１は、撮像レンズ１１と、シャッタ１２と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）１３と、ＡＦＥ（Analog Front End）１４と、ＯＰＤ（Optical Detector）１５１及びホワイトバランス補正部１５２を有する信号処理部１５と、圧縮／伸張部１６と、記録媒体１７と、ストロボ１８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する制御部１９とを備えて構成される。
【００１３】
制御部１９は、ＣＰＵがＲＯＭに記録されている所定のプログラムに基づきＲＡＭを使用して動作することにより、デジタルカメラ１が備える各機能部を制御する。
【００１４】
ＣＣＤ１３は、シャッタ１２を介して撮像レンズ１１によって結像された被写体像を受光すると、この被写体像の光を電気信号に変換し、アナログの画像信号をＡＦＥ１４に供給する。
【００１５】
ＡＦＥ１４は、ＣＣＤ１３より供給されたアナログの画像信号に対して所定の信号処理及びＡ／Ｄ（Analog to digital）変換を行い、デジタルの画像信号（Ｒ［赤］信号、Ｇ［緑］信号、Ｂ［青］信号）を信号処理部１５のＯＰＤ１５１とホワイトバランス補正部１５２とにそれぞれ供給する。
【００１６】
信号処理部１５におけるＯＰＤ１５１は、ＡＦＥ１４より供給されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度及び色温度を検出して記憶する。制御部１９は、ＯＰＤ１５１より輝度及び色温度を取得し、この輝度及び色温度を用いてホワイトバランス補正のための補正値を算出し、この補正値をホワイトバランス補正部１５２に供給する。
【００１７】
信号処理部１５におけるホワイトバランス補正部１５２は、撮影された画像が適正な色再現となるように画像信号のホワイトバランス補正を行う。すなわち、ホワイトバランス補正部１５２は、制御部１９より供給された補正値を用いて画像信号のホワイトバランスのゲインを制御し、このホワイトバランス補正された画像信号を圧縮／伸張部１６に供給する。
【００１８】
ここで、ＯＰＤ１５１は、例えば図２に示すように、複数の演算回路２１１，２１２，・・・，２１ｎ（ｎは自然数。以下、演算回路２１１〜２１ｎと総称する。）と、それぞれ６４個の独立した保存回路を有する複数の保存回路部２２１，２２２，・・・，２２ｎ（以下、保存回路部２２１〜２２ｎと総称する。）とを備えて構成される。演算回路２１１〜２１ｎは、ＡＦＥ１４より供給された画像信号のデータを元に演算を行うことにより、画像信号における輝度及び色温度を算出する。また、保存回路部２２１〜２２ｎは演算回路２１１〜２１ｎによって算出された輝度及び色温度のデータを記憶する。
【００１９】
圧縮／伸張部１６は、信号処理部１５より供給された画像信号に対してＪＰＥＧ（Joint Photographic Coding Experts Group）方式に準拠した圧縮方式で圧縮処理を施す。その後、この圧縮処理を施した画像信号は、メディアドライブ等を介して記録媒体１７に記録される。
【００２０】
画像の再生時、記録媒体１７より読み出された画像信号は、圧縮／伸張部１６にて伸張処理が施された後、Ｄ／Ａ変換によりアナログの画像信号となり出力される。
【００２１】
ストロボ１８は、制御部１９の制御に基づいて、プリ発光及び本発光を行う。ここで、ストロボ１８の本発光時、制御部１９は、ＯＰＤ１５１から供給されるストロボプリ発光直後の輝度に基づいて適切なストロボ発光パルス幅を算出し、この算出されたストロボ発光パルス幅をストロボ１８に供給する。
【００２２】
次に、本発明を適用した第１の実施形態に係るデジタルカメラ１の撮像時における処理動作について、図３のフローチャートを示しながら詳細に説明する。
【００２３】
ステップＳ１において、デジタルカメラ１は、ユーザによりシャッタ１２が押されて被写体像の撮影処理を開始する。このステップＳ１において、デジタルカメラ１は、シャッタ１２を介して撮像レンズ１１によって結像された被写体像に対し、ＣＣＤ１３による光電変換、及びＡＦＥ１４による所定の信号処理及びＡ／Ｄ変換を行うことによりデジタルの画像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）を生成し、ＯＰＤ１５１にてＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ１及び色温度Ｔ１（日中では、通常５０００Ｋ〜５５００Ｋ）を検出し、このストロボ非発光時における輝度Ｙ１及び色温度Ｔ１を制御部１９に供給する。
【００２４】
制御部１９が有するＲＡＭには、予め、図４に示すような低輝度部分と高輝度部分とが大きく離れている典型的な逆光時のヒストグラムが固定テーブルとして用意されている。ステップＳ２において、制御部１９は、ＯＰＤ１５１より供給されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ１に基づくヒストグラムが図４に示すような典型的な逆光時のヒストグラムであるか否かを判断することにより、撮像するシーンが逆光であるか否かを判断する。すなわち、制御部１９は、ＯＰＤ１５１から供給されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ１に基づくヒストグラムとＲＡＭが有するヒストグラムとの乖離度を算出し、乖離度が所定の基準よりも低い場合には逆光と判断する。
【００２５】
制御部１９は、このステップＳ２において撮像シーンが逆光でないと判断した場合はステップＳ３に進み、撮像シーンが逆光であると判断した場合はステップＳ１０に進む。
【００２６】
ステップＳ３において、制御部１９は、ストロボ発光撮影を行うか否かを判断する。なお、このステップＳ３におけるストロボ発光撮影は、例えばユーザの入力操作に基づいてストロボ発光撮影を行うか否かを判断するようにしてもよいし、また、例えばストロボの強制発光モードによって強制的にストロボ発光撮影を行うようにしてもよい。制御部１９は、このステップＳ３においてストロボ発光による撮影を行うと判断した場合はステップＳ４に進み、ストロボ発光による発光による撮影を行わないと判断した場合はステップＳ９に進む。
【００２７】
ステップＳ４において、制御部１９は、ストロボ１８をプリ発光させる。
【００２８】
ステップＳ５において、制御部１９は、ＯＰＤ１５１より、ストロボプリ発光直後でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度を取得し、このストロボプリ発光直後の輝度に基づいて適切なストロボ本発光時における発光パルス幅を算出し、この発光パルス幅をストロボ１８に供給する。
【００２９】
ステップＳ６において、制御部１９は、ステップＳ５で算出された発光パルス幅よりストロボ本発光時におけるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ２を算出する。
【００３０】
制御部１９が有するＲＡＭは、予め、他の光源が存在しない状態でストロボを発光させた場合でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける色温度Ｔ２（通常、６０００Ｋ〜６５００Ｋ程度）を保有する。ステップＳ７において、制御部１９は、ＯＰＤ１５１より供給されたストロボ非発光時でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ１及び色温度Ｔ１と、ストロボ本発光時でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ２及び色温度Ｔ２とを用いて、以下の数式（１）によりホワイトバランス補正のための第１の色温度補正値ＴＡを算出し、この第１の色温度補正値ＴＡをホワイトバランス補正部１５２に供給する。
【００３１】
【数１】
2008022474.tif 000003
【００３２】
ステップＳ８において、ホワイトバランス補正部１５２は、ＡＦＥ１４より供給されたデジタルの画像信号であるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれのホワイトバランスゲインに対して制御部１９より供給された第１の色温度補正値ＴＡに基づく補正処理を行い、適切なホワイトバランスゲインを有する画像信号を圧縮／伸張部１６に供給する。
【００３３】
ステップＳ９において、デジタルカメラ１は、ストロボ発光を行わない通常の撮像処理を行う。この通常の撮像処理では、制御部１９がストロボ発光処理を行わない以外は、上述のストロボ発光時と同一の処理が行われる。
【００３４】
ステップＳ２において撮像シーンが逆光であると判断した場合、制御部１９は、ストロボを自動発光させる処理を行うために、ステップＳ１０に進む。
【００３５】
ステップＳ１０，ステップＳ１１，ステップＳ１２では、それぞれステップＳ４，ステップＳ５，ステップＳ６と同様の処理が行われ、ステップＳ１３に進む。
【００３６】
ステップＳ１３において、制御部１９は、ＯＰＤ１５１より供給されたストロボ非発光時でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ１及び色温度Ｔ１と、ストロボ本発光時でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ２及び色温度Ｔ２と、予め設定された定数αとを用いて、以下の数式（２）により、逆光時にストロボ発光を行う場合におけるホワイトバランス補正のための第２の色温度補正値ＴＢを算出し、この第２の色温度補正値ＴＢをホワイトバランス補正部１５２に供給する。
【００３７】
【数２】
2008022474.tif 000004
【００３８】
ここで、第１の色温度補正値を算出する数式（１）と第２の色温度補正値を算出する数式（２）を比較してもわかるように、数式（２）は、数式（１）において輝度Ｙ１に定数αを乗じるといった変更が加えられたものである。
【００３９】
定数αは、フィールドテストを行うことにより設定され、算出された第２の色温度補正値ＴＢが快晴の日中において５５００Ｋ〜５７００Ｋの範囲に収まるように設定される。また、定数αは、１より大きい所定の値を適用することができるが、本実施形態では、２乃至３の所定の値とする。
【００４０】
このように、数式（２）では、ストロボ非発光時でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにおける輝度Ｙ１を定数αで重み付けすることにより、算出された色温度補正値ＴＢは、ストロボ非発光時における色温度の値に近い値となる。
【００４１】
ステップＳ１４において、ホワイトバランス補正部１５２は、ＡＦＥ１４より供給されたデジタルの画像信号であるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれのホワイトバランスゲインに対して制御部１９より供給された色温度補正値ＴＢに基づく補正処理を行い、適切なホワイトバランスゲインを有する画像信号を圧縮／伸張部１６に供給する。
【００４２】
なお、ステップＳ１３において、ストロボ非発光時における色温度Ｔ１が非常に低い場合に数式（２）を適用すると、ステップＳ１４において、色温度補正値ＴＢに基づいて補正されるホワイトバランスは青に偏るようになるため、画像中の被写体が人物である場合、人物の顔色が悪くなる。
【００４３】
そこで、ステップＳ１３において、制御部１９は、数式（２）によって算出された値が５５００Ｋ未満となった場合は５５００Ｋを色温度補正値ＴＢとしてホワイトバランス補正部１５２に供給する。
【００４４】
以上のように、本発明を適用した一実施形態におけるデジタルカメラ１では、撮像シーンが逆光でない場合は、数式（１）によって算出された色温度補正値ＴＡに基づいてホワイトバランスゲインを補正し、また、撮像シーンが逆光であると判断された場合は、数式（２）に示すように、予め設定された定数αでストロボ非発光時側に重み付けされた色温度補正値ＴＢを算出する。これにより、デジタルカメラ１では、撮像シーンが逆光である場合、ホワイトバランス補正部１５２によって補正される色温度がストロボ非発光時の色温度に近づき、従来のホワイトバランス補正を行うデジタルカメラ１に比べて、ストロボ光が照射される被写体と、ストロボ光が照射されない背景との色温度差を小さくすることが可能となる。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００４６】
例えば、上述した実施の形態では、第２の色温度補正値ＴＢは、数式（２）によって算出されるとしたが、第２の色温度補正値ＴＢの算出方法はこれに限られず、例えば数式（１）に所定の定数を乗じる等、撮像シーンが逆光である場合にホワイトバランス補正部１５２によって補正される色温度がストロボ非発光時の色温度に近づくような所定の色温度補正値を算出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用した一実施形態に係るデジタルカメラの構成を示す図である。
【図２】ＯＰＤの構成の一例を示す図である。
【図３】本発明を適用した第１の実施形態に係るデジタルカメラの撮像時における処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】典型的な逆光時のヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  デジタルカメラ、１１  撮像レンズ、１２  シャッタ、１３  ＣＣＤ、１４  ＡＦＥ、１５  信号処理部、１６  圧縮／伸張部、１７  記録媒体、１８  ストロボ、１９  制御部、１５１  ＯＰＤ、１５２  ホワイトバランス補正部
【図１】
2008022474.tif 000005
【図２】
2008022474.tif 000006
【図３】
2008022474.tif 000007
【図４】
2008022474.tif 000008