(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズを通過する被写体像を撮像して画像データを出力する撮影用撮像装置と、
前記撮影レンズに対して前記撮影用撮像装置と共役な位置に配設され、前記被写体像を受光してシーン解析用画像データを出力する解析用撮像装置と、
前記シーン解析用画像データに基づいて撮影画面を第１の分割数に分割した複数の領域についてそれぞれ無彩色を判定する無彩色判定部と、
前記シーン解析用画像データに基づいて前記撮影画面を前記第１の分割数より大きい第２の分割数で分割した複数の領域についてそれぞれ特定色を判定する特定色判定部と、
前記無彩色が判定された領域および前記特定色が判定された領域の少なくとも一方に対応する前記シーン解析用画像データに基づいて前記撮影用撮像装置から出力される画像データに対するホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出部と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記特定色判定部は、前記無彩色判定部により無彩色の判定が行われた後に特定色の判定を行うことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記特定色判定部は、前記無彩色判定部により無彩色が判定されなかった場合に特定色の判定を行うことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】
請求項３に記載のデジタルカメラにおいて、
前記ホワイトバランスゲイン算出部は、前記特定色判定部により特定色が判定されなかった場合に所定値をホワイトバランスゲインとすることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記特定色判定部は肌色を判定することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記特定色判定部は撮影モードに応じて前記特定色を切り換えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記シーン解析用画像データを色に関する第１座標系または第２座標系を用いて座標変換する座標変換部をさらに備え、
前記無彩色判定部は、前記第１座標系で座標変換された後のデータから前記無彩色を判定し、
前記特定色判定部は、前記第２座標系で座標変換された後のデータから前記特定色を判定することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮影用撮像装置から出された画像データに対して前記ホワイトバランスゲイン算出部で算出されたホワイトバランスゲインを用いてホワイトバランス調整するホワイトバランス調整手段をさらに備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を撮像して電子的な画像データとして記録するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮影レンズを通過した被写体像を撮像して画像データを出力するＣＣＤのような撮像装置と、撮像装置から出力される画像データに対する増幅利得を調整してホワイトバランス調整やγ補正などの画像処理を施す画像処理回路とを備えるデジタルカメラが知られている。画像処理回路では、撮像装置から出力される画像データに基づいて、あらかじめ定めたアルゴリズムによりホワイトバランス調整用のＲゲインやＢゲイン、あるいはγ補正用の階調カーブなどのパラメータを算出して画像処理が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のデジタルカメラでは、撮像された主要被写体および背景などの色彩情報を平均して無彩色とするようにホワイトバランス調整係数を算出し、算出された調整係数を用いて画像データに対するホワイトバランス調整が行われる。このようなカメラで人物を撮影するとき、被写界に占める顔などの肌色部分の割合が小さい場合は、主として肌色以外の色彩情報からホワイトバランス調整値が算出されるので、ホワイトバランス調整係数が肌色部分に対して調整不良を生じやすく、色落ちおよび色かぶり画像が発生するおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、撮影シーンを解析してホワイトバランス調整を行い、色落ち、色かぶり現象を十分に抑制できるようにしたデジタルカメラを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるデジタルカメラは、撮影レンズを通過する被写体像を撮像して画像データを出力する撮影用撮像装置と、撮影レンズに対して撮影用撮像装置と共役な位置に配設され、被写体像を受光してシーン解析用画像データを出力する解析用撮像装置と、シーン解析用画像データに基づいて撮影画面を第１の分割数に分割した複数の領域についてそれぞれ無彩色を判定する無彩色判定部と、シーン解析用画像データに基づいて撮影画面を第１の分割数より大きい第２の分割数で分割した複数の領域についてそれぞれ特定色を判定する特定色判定部と、無彩色が判定された領域および特定色が判定された領域の少なくとも一方に対応するシーン解析用画像データに基づいて撮影用撮像装置から出力される画像データに対するホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に示すように、この実施の形態による一眼レフデジタルスチルカメラは、カメラ本体７０と、カメラ本体７０に着脱されるファインダ装置８０と、レンズ９１と絞り９２を内蔵してカメラ本体７０に着脱される交換ズームレンズ９０とを備える。被写体光は交換ズームレンズ９０を通ってカメラ本体７０に入射し、レリーズ前は点線で示す位置にあるクイックリターンミラー７１でファインダ装置８０に導かれてファインダマット８１に結像するとともに、焦点検出装置３６にも結像する。ファインダーマット８１に結像する被写体光はさらにペンタプリズム８２で接眼レンズ８３に導かれる。また、被写体光はレリーズ前に、プリズム８４と結像レンズ８５を通ってシーン解析用撮像装置８６に入射して被写体像を結像する。レリーズ後はクイックリターンミラー７１が実線で示す位置に回動し、被写体光はシャッタ７２を介して撮影用撮像装置７３上に結像する。シーン解析用撮像装置８６は、撮影レンズ９１に対して撮影用撮像装置７３と共役な位置に配設される。
【０００８】
図２は本発明によるデジタルカメラの一実施の形態の回路を示すブロック図である。ＣＰＵ２１にはレリーズボタンに連動する半押しスイッチ２２と全押しスイッチ２３から半押し信号と全押し信号がそれぞれ入力される。半押しスイッチ２２が操作されて半押し信号が入力されると、ＣＰＵ２１からの指令により焦点検出装置３６が交換ズームレンズ９０の焦点調節状態を検出し、交換ズームレンズ９０に入射する被写体光が撮影用撮像装置７３上で結像するようにレンズ駆動装置３７がレンズ９１を合焦位置へ駆動する。ＣＰＵ２１にはレンズ情報入力部３８を介して交換ズームレンズ９０の絞り値などのレンズ情報が入力される。ＣＰＵ２１は、タイミングジェネレータ２４とドライバ２５を介して撮影用撮像装置７３のＣＣＤ２６を駆動制御する。そして、タイミングジェネレータ２４によりアナログ処理回路２７とＡ／Ｄ変換回路２８の動作タイミングが制御される。
【０００９】
半押しスイッチ２２のオン操作に引続いて全押しスイッチ２３がオン操作されるとクイックリターンミラー７１が上方に回動し、交換ズームレンズ９０からの被写体光はＣＣＤ２６の受光面上で結像し、ＣＣＤ２６には被写体像の明るさに応じた信号電荷が蓄積される。ＣＣＤ２６に蓄積された信号電荷はドライバ２５により掃き出され、ＡＧＣ回路やＣＤＳ回路などを含むアナログ信号処理回路２７に入力される。アナログ信号処理回路２７でアナログ画像信号に対してゲインコントロール、雑音除去等のアナログ処理が施された後、Ａ／Ｄ変換回路２８によってデジタル信号に変換される。デジタル変換された信号は、たとえば、ＡＳＩＣとして構成される画像処理回路２９に導かれ、そこで後述するホワイトバランス調整、輪郭補償、ガンマ補正等の画像前処理が行われる。
【００１０】
画像前処理が行なわれた画像データに対してはさらに、ＪＰＥＧ圧縮のためのフォーマット処理（画像後処理）が行なわれ、フォーマット処理後の画像データが一時的にバッファメモリ３０に格納される。
【００１１】
バッファメモリ３０に格納された画像データは、表示画像作成回路３１により表示用の画像データに処理され、ＬＣＤ等の外部モニタ３２に撮影結果として表示される。また、バッファメモリ３０に記憶された画像データは、圧縮回路３３によりＪＰＥＧ方式で所定の比率にデータ圧縮を受け、フラッシュメモリなどの記録媒体（メモリカード）３４に記録される。
【００１２】
図３は上述したように動作するデジタルカメラにおける画像処理回路２９の詳細を示すブロック図である。図３はＣＣＤ２６からの画像データに対してラインごとに信号処理するライン処理回路１００であり、上述した画像前処理を行う。このライン処理回路１００は、Ａ／Ｄ変換回路２８から出力される１２ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号に対して後述する各種の信号処理を行なうものであり、デジタルクランプ回路１０１と、ゲイン設定回路１０２と、ゲイン調整回路１０３と、黒レベル回路１０４と、γ補正回路１０５とを有する。
【００１３】
Ａ／Ｄ変換回路２８から出力される１２ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ＣＣＤ２６の出力に対して１ラインごとに点順次で、欠陥のある画素（そのアドレスがあらかじめ特定されてレジスタにセットされている）からのデータを補正したのちデジタルクランプ回路１０１に入力される。デジタルクランプ回路１０１は、ＣＣＤ２６の出力に対して１ラインごとに点順次で、オプティカルブラックとして使用する複数の画素データの加重平均をそのラインの各画素データから減算する。
【００１４】
ゲイン設定回路１０２はＲ、Ｇ、Ｂ各色の画素データに対する調整用ゲインを設定する。調整用ゲインの設定は、ＣＣＤ２６から出力される各色の画素データごとにゲインを与え、与えられたゲインにより各色の出力レベルが所定のレベルとなるように設定される。ＣＣＤ２６のばらつきによりＣＣＤ２６から出力される画素データの出力レベルが異なる場合でも、調整用ゲインが設定されることににより、ゲイン調整回路１０３に入力される画像データレベルがＣＣＤ２６の器差にかかわらず所定のレベルに補正される。ゲイン調整回路１０３は入力されたＲ、Ｂ各色の画素データに対し、後述するシーン検出処理回路３５で算出され、ＣＰＵ２１内のメモリに記憶されているＲゲインとＢゲインのホワイトバランス調整用ゲインを読出してＲ，Ｂ信号にかけ合わせることにより、ホワイトバランス調整を行う。
【００１５】
黒レベル回路１０４は、ＣＣＤ２６の出力に対して１ラインごとに点順次で、あらかじめ決定されてＣＰＵ２１のレジスタに格納されている値をＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して加算する。γ補正回路１０５は、ＣＣＤ２６の出力に対して１ラインごとに点順次で、階調ルックアップテーブルを用いてγ補正を行なう。
【００１６】
−ホワイトバランス検出−
図２のシーン検出処理回路３５で行われるホワイトバランス検出処理について詳細に説明する。シーン検出処理回路３５は、シーン解析用撮像装置８６と、シーン解析用撮像装置８６からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３５Ｂと、変換されたデジタル信号に基づいてホワイトバランス調整係数を生成するＣＰＵ３５Ｃとを含む。ＣＰＵ３５Ｃはシーン解析用撮像装置８６で撮像されたデジタルデータにより撮影されるシーンを解析してホワイトバランスを検出してホワイトバランス調整用ゲインを決定する。ここで、シーン解析とは、たとえば撮影シーンのＲＧＢ信号の分布状態等に関する解析を意味する。
【００１７】
シーン解析用撮像装置８６は、たとえば図４に示すように横２４列×縦２０行に分割された４８０個の画素を有する１枚の２次元ＣＣＤである。撮像装置８６の表面には図５に示すように、４８０画素に対応して横２４列×縦２０行の４８０ブロックに分割されたＲＧＢカラーフィルタ８６１が配設されている。４８０ブロックのＲＧＢフィルタを図５に示すように、それぞれが横６列×縦５行のフィルタ素子を有するように１６個の中領域ブロックＭ１１，Ｍ１２……Ｍ４３，Ｍ４４にグルーピングして第１のシーン解析に利用する。また、４８０ブロックのＲＧＢフィルタを図６に示すように、それぞれが横３列×縦４行のフィルタ素子を有するように４０個の小領域ブロックＳ１１，Ｓ１２……Ｓ５７，Ｓ５８にグルーピングして第２のシーン解析に利用する。
【００１８】
第１のシーン解析では、撮像装置８６から出力された画像データにおいて、図５に示されるように分割された１６個の各ブロックごとに色相を持たない色、いわゆる無彩色の検出が行われる。被写界を１６個程度の中領域ブロックに分割する場合、１つのブロックには被写体の複数の色が存在する可能性が強くなる。そこで、第１のシーン解析は各ブロック内に存在するＲＧＢ色データを平均することにより、複数の色が存在する場合に平均値が無彩色となることを利用して、Ｒ、Ｇ、Ｂ色のデータを平均して無彩色の検出を行う。分割された１６個の各ブロックＭｍｎには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色についてそれぞれ１０個ずつのデータが存在するので、次式(１)〜(３)を用いて各ブロックＭｍｎごとに各色データの平均値ＲM(m,n)、ＧM(m,n)およびＢM(m,n)を算出する。
【数１】
0004487342.tif 000002
ただし、ＲM(m,n)は中領域ブロックＭｍｎに属する１０個のＲデータの平均値、ＧM(m,n)は中領域ブロックＭｍｎに属する１０個のＧデータの平均値、ＢM(m,n)は中領域ブロックＭｍｎに属する１０個のＢデータの平均値である。
【００１９】
合計１６個のブロックごとに算出されたＲ、Ｇ、Ｂ色のデータの平均値を用いて、JISZ8725「光源の分布温度及び色温度・相関色温度の測定方法」にしたがってＲＧＢ３原色のデータをTC-Duv座標のデータに変換する。TC-Duv座標上に変換後の１６個のデータの色温度(TC)をプロットしたとき、Duv軸の値がたとえば±１０以内となるデータは無彩色と判定し、±１０を超えるデータは無彩色でないと判定する。第１のシーン解析の結果、１６個のデータの色温度の中で無彩色と判定されるデータが存在する場合は、このデータの色温度を図７のように定められている色温度(TC)−ホワイトバランス調整用ゲインの関係に当てはめて、Ｒデータに対するホワイトバランス調整用Ｒゲイン、およびＢデータに対するホワイトバランス調整用Ｂゲインを決定する。
【００２０】
図７に定められているＲゲインおよびＢゲインの値は、TC-Duv座標にプロットされたデータのDuv軸の値を０とするように、すなわち、無彩色と判定されたデータをより無彩色に近づけるようにあらかじめ実測により決定し、色温度(TC)の関数として表した値である。これらＲゲインおよびＢゲインの値はルックアップテーブルとしてＣＰＵ３５Ｃの記憶領域に格納されており、色温度に対応して読出される。
【００２１】
なお、１６個のブロックのデータのうち無彩色と判定されたデータが複数存在する場合は、無彩色と判定されたすべてのデータの色温度の平均値を算出し、算出された色温度の平均値を図７の色温度(TC)−ホワイトバランス調整用ゲインの関係に当てはめてＲゲインおよびＢゲインを決定する。もし、１６個のブロックのデータのうち無彩色と判定されるデータが１つも存在しない場合は、第１のシーン解析によるホワイトバランス調整係数の設定をしない。
【００２２】
第２のシーン解析では、撮像装置８６から出力された画像データにおいて、図６に示されるように分割された４０個の各ブロックごとに所定の色、たとえば肌色の検出が行われる。被写界を４０個程度の小領域ブロックに分割する場合、１つのブロックに存在する被写体の色が１色である可能性が強くなる。そこで、第２のシーン解析は各ブロックに存在する特定の色を検出する。とくに、この実施の形態では人の顔の色、すなわち肌色を検出する。分割された各ブロックＳｉｊには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色についてそれぞれ４個ずつのデータが存在するので、次式(４)〜(６)を用いて各ブロックＳｉｊごとに各色データの平均値ＲS(i,j)、ＧS(i,j)およびＢS(i,j)を算出する。
【数２】
0004487342.tif 000003
ただし、ＲS(i,j)は小領域ブロックＳｉｊに属する４個のＲデータの平均値、ＧS(i,j)は小領域ブロックＳｉｊに属する４個のＧデータの平均値、ＢS(i,j)は小領域ブロックＳｉｊに属する４個のＢデータの平均値である。
【００２３】
合計４０個のブロックごとに算出されたＲ、Ｇ、Ｂ色データの平均値を用いて、ＲデータとＧデータの比、およびＢデータとＧデータの比を算出して図８に示すようなR/G-B/G座標のデータに変換する。Ｒ／Ｇは上式(４)÷上式(５)で算出され、Ｂ／Ｇは上式(６)÷上式(５)で算出される。図８はR/G-B/G座標で示される色温度曲線を示す図である。図８において、色温度が４５００Ｋを下回る左下部分の色温度が低く、上部になるほど色温度が高くなり、最上部で色温度が６５００Ｋを超えることを示している。図８で一点鎖線で囲まれた領域８１は、第２のシーン解析で検出する肌色領域である。なお、図８の色温度曲線はルックアップテーブルとしてＣＰＵ３５Ｃの記憶領域に格納されており、Ｒ／ＧおよびＢ／Ｇに対応して色温度値が読出される。
【００２４】
上述したように４０個のブロックごとに算出されたＲ、Ｇ、Ｂ色データの平均値の比：Ｒ／ＧおよびＢ／Ｇに基づいて４０個のデータをR/G-B/G座標上にプロットしたとき、領域８１内となるデータは肌色と判定し、領域８１から外れるデータは肌色でないと判定する。第２のシーン解析の結果、４０個のデータから肌色と判定されるデータが存在する場合は、肌色と検出された領域の周囲にも肌色が検出されるかどうかの集合判定が行われる。たとえば、図６において小分割領域Ｓ２５で肌色が検出されると、図９に示すように領域Ｓ１４〜Ｓ１６、領域Ｓ２４、領域Ｓ２６、および領域Ｓ３４〜Ｓ３６の計８つの領域で肌色判定が行われる。領域Ｓ２５の周囲８つの領域のうち、たとえば３つ以上の領域で肌色が検出されると、領域Ｓ２５のデータは肌色データとして保存される。一方、周囲８つの領域において肌色が検出された領域が２つ以下の場合には、領域Ｓ２５のデータは孤立データと見なされて肌色データとして保存されない。
【００２５】
肌色データを保存したＳ２５のような領域が複数存在する場合は、上述したようにその領域Ｓｉｊごとに図８の色温度曲線により求められた色温度の平均値が算出される。算出された色温度の平均値を図７の色温度(TC)−ホワイトバランス調整用ゲインの関係に当てはめて、Ｒデータに対するホワイトバランス調整用Ｒゲイン、およびＢデータに対するホワイトバランス調整用Ｂゲインを決定する。肌色データを保存したＳ２５のような領域が１つだけ存在する場合は、その領域において求められた色温度をそのまま図７に適用してホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインを決定する。もし、４０個のブロックのうち肌色データを保存した領域が１つも存在しない場合は、第２のシーン解析によるホワイトバランス調整係数の設定をしない。
【００２６】
上述した第１のシーン解析および第２のシーン解析でホワイトバランス調整係数が決定されなかった場合、デフォルト値としてＣＰＵ３５Ｃ内のメモリに記録されている色温度の値５５００Ｋが読出される。この５５００Ｋを図７に適用することにより、デフォルト値としてのホワイトバランス調整係数ＲゲインおよびＢゲインが決定される。
【００２７】
上述したように決定されたゲイン調整値ＲゲインとＢゲインは、ホワイトバランス調整値としてＣＰＵ２１のレジスタに一旦格納される。上述したゲイン調整回路１０３において、ゲイン調整回路１０３に入力されたＲ、Ｂ各色の画素データに対してホワイトバランス調整が行われるとき、上記ＣＰＵ２１内に格納されたＲゲインとＢゲインが読出されてＲ，Ｂ信号にそれぞれかけ合わされる。
【００２８】
以上のホワイトバランス検出処理を図１０のフローチャートを参照して説明する。ホワイトバランス検出処理は、デジタルスチルカメラの電源がオンされている間に所定の間隔で繰り返し行われる。ステップＳ１１において、シーン解析用撮像装置８６で信号電荷が蓄積され、蓄積された電荷が掃き出されてＡ／Ｄ変換回路３５Ｂでデジタルデータに変換された後、ＣＰＵ３５Ｃに取り込まれる。ステップＳ１２において、ＣＰＵ３５Ｃに取り込まれたデータが１６個の中領域ブロックに分割され、分割されたブロックごとに存在するＲ、Ｇ、Ｂ各色のデータの平均値がそれぞれ算出される。ステップＳ１３では１６組のＲＧＢデータがTC-Duv座標のデータに座標変換され、ステップＳ１４で座標変換後のデータから無彩色データの検出が行われる。
【００２９】
ステップＳ１５において、検出された無彩色データがあるか否かが判定され、２つ以上の無彩色データがあると判定された場合(ステップＳ１５のＹ(２つ以上))はステップＳ１６へ進み、検出された無彩色データの色温度(TC)の平均値を算出してステップＳ１７へ進む。ステップＳ１５において１つの無彩色データがあると判定された場合(ステップＳ１５のＹ(１つ))は、この無彩色データの色温度(TC)をもってステップＳ１７へ進む。以上のステップＳ１２〜ステップＳ１５が第１のシーン解析処理である。
【００３０】
一方、ステップＳ１５において検出された無彩色データがないと否定判定された場合(ステップＳ１５のＮ)は、ステップＳ１９以降の第２のシーン解析が行われる。ステップＳ１９において、ステップＳ１１でＣＰＵ３５Ｃに取り込まれたデータが４０個の小領域ブロックに分割され、分割されたブロックごとに存在するＲ、Ｇ、Ｂ各色のデータの平均値がそれぞれ算出される。ステップＳ２０では４０組のＲＧＢデータがR/G-B/G座標のデータに座標変換され、ステップＳ２１で座標変換後のデータから肌色データの検出が行われる。
【００３１】
ステップＳ２２では、肌色データが検出された小領域ブロックの周囲８つの小領域ブロックにおいて、所定数以上の肌色が検出された場合のみ肌色データとしてみなす集合判定処理が行われる。集合判定処理の結果、肌色データとしてみなされた肌色データがあるか否かがステップＳ２３で判定され、２つ以上の肌色データがあると判定された場合(ステップＳ２３のＹ(２つ以上))はステップＳ２４へ進み、検出された肌色データより算出した色温度(TC)の平均値を算出してステップＳ１７へ進む。ステップＳ２３において１つの肌色データがあると判定された場合(ステップＳ２３のＹ(１つ))は、この肌色データの色温度(TC)をもってステップＳ１７へ進む。ステップＳ２３で肌色データがないと判定された場合(ステップＳ２３のＮ)はステップＳ２５へ進み、デフォルト値としてＣＰＵ３５Ｃに記憶されている色温度の値５５００Ｋを読出してステップＳ１７へ進む。
【００３２】
ステップＳ１７において、色温度(TC)に基づいてＣＰＵ３５Ｃの記憶領域に格納されているルックアップテーブルからホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインが読出される。読出されたＲゲイン、Ｂゲインの値がステップＳ１８でＣＰＵ２１内に格納されることにより、図１０の処理が終了する。
【００３３】
このように構成されたデジタルスチルカメラの動作について説明する。図１１は半押しスイッチで起動されるプログラムを示すフローチャートである。半押しスイッチ２２が操作されるとステップＳ３１において撮影ズームレンズ９０の焦点検出動作と被写体の輝度を検出する測光動作が行われる。焦点検出装置３６により焦点調節状態が検出されると、検出された焦点調節状態に基づいてレンズ駆動装置３７がレンズ９１を合焦位置へ駆動する。被写体の輝度検出はシーン解析用撮像装置８６から出力されたデータを用いてＣＰＵ３５Ｃで行われる。ＣＰＵ３５Ｃが検出した輝度データをＣＰＵ２１に出力すると、ＣＰＵ２１は輝度データおよびレンズ情報入力部３８から送出されたズームレンズ９０の絞り値に基づいて露出演算を行う。
【００３４】
ステップＳ３２において、上述したようにＣＰＵ２１のレジスタ内に格納されているホワイトバランス調整用のＲゲイン、Ｂゲイン値が読出される。ステップＳ３３において全押しスイッチ２３が操作されたと判断されると、クイックリターンミラーが跳ね上がり、撮影シーケンスが開始される。ステップＳ３４では、ＣＣＤ２６の各画素が受光信号を蓄積し、蓄積終了後、全画素の蓄積電荷が順次読出される。ステップＳ３５において、読出された画像データはアナログ信号処理回路２７で処理された後、Ａ／Ｄ変換回路２８でデジタル画像データに変換され、画像処理回路２９に入力される。次にステップＳ３６に進み、上述したホワイトバランス調整、γ階調補正、ＪＰＥＧフォーマット化処理などが画像処理回路２９で行なわれる。画像処理が終了するとステップＳ３７に進み、画像処理後の画像データをいったんバッファメモリ３０に記憶する。ステップＳ３８において、バッファメモリ３０から画像データを読込んでＪＰＥＧ圧縮回路３３でデータを圧縮する。ステップＳ３９では、圧縮した画像データをメモリカード３４に記憶して処理を終了する。
【００３５】
上記の説明では、自然光の下で撮影する場合を想定して説明したが、たとえば、蛍光灯の下で撮影する場合はホワイトバランス調整用ゲインを調整する必要が生じる。一般に、自然光の下で撮影したときより蛍光灯の下で撮影したときの方が、撮影されたＲＧＢデータの色温度が高くなる。この色温度差は図７のＲゲインおよびＢゲインの値を所定量補正することで補正される。そこで、ＲゲインおよびＢゲインの値を格納したルックアップテーブルを自然光の下での撮影用と蛍光灯の下での撮影用に２組用意し、撮影時の撮影光に応じて切換えて読出すようにする。
【００３６】
この実施の形態の特徴についてまとめる。
（１）ステップＳ１２〜ステップＳ１５の第１のシーン解析では被写界を１６個の中領域に分割し、分割された領域ごとにＲＧＢの各色データの平均を求め、TC-Duv座標上のデータに変換して無彩色データを検出するようにした。この結果、１つの中領域ブロックに被写体の複数の色が存在する可能性が強くなるので、ブロック内のＲＧＢ色データを平均することにより無彩色の検出を行いやすくする効果がある。また、分割された領域数が多いとTC-Duv座標への変換処理時の演算量が多くなるが、１６領域とすることでＣＰＵの負担を軽減することができ、処理時間を短縮する効果が得られる。
（２）第１のシーン解析で検出された無彩色データの色温度の平均値を算出し、算出された色温度の平均値に応じてホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインを決定するようにしたので、全画面に対して平均的なホワイトバランス調整が行われて、被写体の色を再現することが可能になる。
【００３７】
（３）ステップＳ１９〜ステップＳ２３の第２のシーン解析では被写界を４０個の小領域に分割し、分割された領域ごとにＲＧＢの各色データの平均を求め、R/G-B/G座標上のデータに変換して肌色データを検出するようにした。さらに検出された肌色データに集合判定処理を施して、周囲のデータのうち所定数以上のデータが肌色である場合に改めて肌色データとみなすようにした。この結果、１つの小領域ブロックの被写体は１色である可能性が強くなるので、ブロックに存在する特定の色の検出を行いやすくする効果がある。
（４）第２のシーン解析で肌色データとみなされたデータの色温度の平均値を算出し、算出された色温度の平均値に応じてホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインを決定するようにしたので、被写界の肌色部分に対して最適なホワイトバランス調整が行われる。したがって、たとえば、緑色を背景にして人物を撮影する場合など、背景の色に関係なく人の肌色を再現することが可能になる。
【００３８】
（５）シーン解析用撮像装置８６はファインダー装置８０内に配設されるようにしたので、全押しスイッチ２３の操作によりミラー７１がミラーアップされる前にシーン解析用撮像装置８６でシーン解析用データを撮像し、ホワイトバランス調整用ゲインを決定してＣＰＵ２１内に格納しておくことが可能になる。したがって、全押しスイッチ２３の操作により行われるステップＳ３４からの撮影シーケンスにおいてホワイトバランス調整用ゲインを決定する必要がないから、撮影ケンスでシーン解析用データが撮像される場合に比べて撮影処理時間を短縮することができる。
（６）シーン解析用撮像装置８６は、シーン解析用データの撮像と被写体の輝度検出の両方に兼用されるようにしたので、兼用しない場合に比べて実装スペースを小さくすることができる上に、コストを低減する効果が得られる。
【００３９】
以上の説明では、第１のシーン解析で被写界を１６個の中領域に分割し、第２のシーン解析で被写界を４０個の小領域に分割するようにしたが、これらの分割数は説明した通りでなくてもよい。また、等分となるように方形に分割するように説明したが、これらは等分割でなくてもよく、必ずしも方形に分割しなくてもよい。さらにまた、シーン解析用撮像装置８６で受光された領域の全域を分割するようにしたが、特定の領域だけを使用するようにしてもよい。
【００４０】
上記説明では、第１のシーン解析で分割された１６の領域による１６組のＲＧＢデータをTC-Duv座標のデータに座標変換し、第２のシーン解析で分割された４０の領域による４０組のＲＧＢデータをR/G-B/G座標のデータに座標変換するようにした。分割数が必ずしも１６および４０でない場合は、分割数が少ない方のデータを用いてTC-Duv座標のデータに座標変換し、分割数が多い方のデータを用いてR/G-B/G座標のデータに座標変換すればよい。また、分割される領域の数によらず、撮影する目的に応じて変換する座標を選択できるようにしてもよい。たとえば、スナップ撮影のように多色の被写体を撮影する場合にTC-Duv座標を選択すれば、全ての色に対して平均的なホワイトバランス調整を行うことができ、ポートレート撮影のように人物を撮影する場合にR/G-B/G座標を選択すれば、肌色などの特定の色に対して最適なホワイトバランス調整を行うことができる。
【００４１】
上述した説明では、第２のシーン解析において肌色を検出してホワイトバランス調整用ゲインを決定するようにしたが、肌色の代わりに、たとえば緑色や無彩色を検出するようにしてもよい。また、人物を撮影する場合は肌色を検出し、風景を撮影する場合は緑色を検出するように、撮影モードに応じて検出する色を切換えるようにすることもできる。たとえば、遠景撮影モードに設定された場合に緑色を検出するようにし、ポートレート撮影モードに設定された場合に肌色を検出するようにすれば、それぞれ検出される色に対して最適なホワイトバランス調整が行われるようになる。さらにまた、肌色や緑色などの複数の色を検出して、集合判定処理により集合判定されたデータの数が最大となる色を採用してホワイトバランス調整用ゲインを決定してもよい。
【００４２】
以上の説明では、第１のシーン解析が行われた結果、無彩色が検出されなかった場合に第２のシーン解析が行われるようにしたが、第１のシーン解析および第２のシーン解析のいずれか一方を選択して行い、選択されたシーン解析により得られた色温度に基づいてホワイトバランス調整ゲインを決定するようにしてもよい。また、両方のシーン解析を行うようにして、両シーン解析により得られた２つの色温度を平均してホワイトバランス調整用ゲインを決定するようにすることもできる。
【００４３】
以上の説明では、一眼レフデジタルスチルカメラについて説明したが、一眼レフでないデジタルカメラにも本発明を適用することができる。この場合、ビームスプリッタやハーフミラーなどを用いて撮影用撮像装置およびシーン解析用撮像装置に被写体像を別々に結像させる。また、上述した説明では、撮影用撮像装置およびシーン解析用撮像装置を別々に設けたが、撮影用撮像装置がシーン解析用撮像装置を兼用するようにしてもよい。この場合には、電源オン時、レリーズボタンの操作にかかわらず液晶モニタなどの表示器に撮影用撮像装置で撮像された被写体像をスルー画像として繰り返し表示するようにし、また、撮影用撮像装置で撮像されたデータを用いて上述したようにホワイトバランス調整用ゲインを決定する。そして、レリーズ操作が行われたときに撮像された被写体画像データに対して、上記のホワイトバランス調整用ゲインによりホワイトバランス調整を行う。
【００４４】
また、上記の説明では色に関する座標系として、TC-Duv座標系およびR/G-B/G座標系を使用したが、色差信号R-YおよびB-Yを用いた座標系を使用して行うようにすることもできる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、主要被写体や背景を含む撮影画面に基づいてホワイトバランスゲインを算出する場合に比べて、色落ちや色かぶり画像の発生を抑えることができる。
【００４７】
（３）請求項６、７の発明では、シーン解析用画像データを色に関する第１の座標系および第２の座標系に変換するようにしたので、たとえば、シーン解析用画像データを色温度および無彩色からの隔たり具合の座標で表したり、Ｒ色成分およびＢ色成分の大きさの座標で表すことができる。したがって、たとえば、ポートレート撮影の場合にゲイン算出手段がシーン解析用画像データから肌色を検出してゲイン調整用ゲインを算出するとき、Ｒ色成分およびＢ色成分の大きさの座標を用いるようにすれば、肌色を検出しやすくなる。
（４）請求項８の発明では、座標変換に用いられるシーン解析用画像データの領域に応じて第１の座標系および第２の座標系を選択するようにした。大きな領域の場合は領域内に被写体の複数の色が存在する可能性が高く、小さな領域の場合は被写体の色が１色となる可能性が高くなる。この関係を用いてゲイン調整を行うことにより、色おち、色かぶり現象を抑制することが可能になる。
（５）請求項９の発明では、請求項８の構成に加えて、被写体に応じて座標変換に用いられるシーン解析用画像データの領域の大きさを変えるようにした。したがって、ポートレート撮影のように、肌色を検出してゲイン調整用ゲインを算出する方がよい場合に小さな領域が用いられるようにすれば、Ｒ色成分およびＢ色成分の大きさの座標が選択されるようになり、肌色を検出しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一眼レフデジタルスチルカメラの一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】一眼レフデジタルスチルカメラの信号処理系統の一実施の形態を示すブロック図である。
【図３】図２に示した信号処理系統のうちライン処理を行なう回路を説明するブロック図である。
【図４】シーン解析用撮像装置の画素配列を示す図である。
【図５】図４の撮像装置上に設けられたカラーフィルタの配列、および中領域分割を示す図である。
【図６】図４の撮像装置の小領域分割を示す図である。
【図７】色温度とホワイトバランス調整用ゲインの関係を示すグラフである。
【図８】  R/G-B/G座標上に表した色温度曲線の図である。
【図９】集合判定を説明する図である。
【図１０】ホワイトバランス検出処理を示すフローチャートである。
【図１１】半押しスイッチで起動されるプログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
２１…ＣＰＵ、                        ２２…半押しスイッチ、
２３…全押しスイッチ、                ２６…ＣＣＤ、
２８…Ａ／Ｄ変換回路、                ２９…画像処理回路、
３３…ＪＰＥＧ圧縮回路、              ３５…シーン検出処理回路、
３５Ｂ…Ａ／Ｄ変換回路、              ３５Ｃ…ＣＰＵ、
３６…焦点検出装置、                  ３７…レンズ駆動装置、
３８…レンズ情報入力部、              ７３…撮影用撮像装置、
８６…シーン解析用撮像装置、          ９０…交換ズームレンズ、
９１…撮影レンズ、                    ９２…絞り、
１００…ライン処理回路、              １０２…ゲイン設定回路、
１０３…ゲイン調整回路、              Ｍ１１〜Ｍ４４…16分割された中領域、
Ｓ１１〜Ｓ５８…40分割された小領域
【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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