(57)【要約】【課題】撮影画像データの明るさを適正に補正する。【解決手段】撮像装置１００の明るさ補正部７１は、撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出部７４と、撮影画像データの明るさ解析値と明るさの再現目標値に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の仮補正量を設定し、自然光指標に基づいて前記複数の仮補正量の各々に乗算する重み係数としての混合係数を設定し、その混合係数及び前記複数の仮補正量に基づいて前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する明るさ補正量算出部７５と、明るさ補正量と、指標算出部７４で算出された各指標に基づいて、撮影画像データを変換するための明るさ補正カーブを生成する明るさ補正カーブ生成部７６を備える。【選択図】図２
2007081550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影して撮影画像データを取得し、当該撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う撮像装置であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出手段と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出手段により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定手段と、
前記第１混合係数設定手段により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定手段と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成手段と、
前記補正カーブ生成手段により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体を撮影して撮影画像データを取得し、当該撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う撮像装置であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出手段と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出手段により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定手段と、
前記第１混合係数設定手段により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定手段と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ前記自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数を設定する抑制係数設定手段と、
前記補正量算出手段により算出された明るさ補正量に前記抑制係数を乗算して新たな明るさ補正量を算出する乗算手段と、
前記乗算手段により得られた新たな明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成手段と、
前記補正カーブ生成手段により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記指標算出手段は、
撮影画像データを、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第１の占有率を算出する第１算出処理と、撮影画像データを、当該撮影画像データ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領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第２の占有率を算出する第２算出処理の少なくとも一方の算出処理を実行し、
前記撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出し、
前記算出された第１の占有率及び／又は第２の占有率と、前記偏倚量に、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、前記自然光指標、前記輝度比指標、前記露出指標を算出す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】
撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う画像処理装置であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出手段と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出手段により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定手段と、
前記第１混合係数設定手段により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定手段と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成手段と、
前記補正カーブ生成手段により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う画像処理装置であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出手段と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出手段により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定手段と、
前記第１混合係数設定手段により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定手段と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ前記自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数を設定する抑制係数設定手段と、
前記補正量算出手段により算出された明るさ補正量に前記抑制係数を乗算して新たな明るさ補正量を算出する乗算手段と、
前記乗算手段により得られた新たな明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成手段と、
前記補正カーブ生成手段により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
前記指標算出手段は、
撮影画像データを、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第１の占有率を算出する第１算出処理と、撮影画像データを、当該撮影画像データ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領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第２の占有率を算出する第２算出処理の少なくとも一方の算出処理を実行し、
前記撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出し、
前記算出された第１の占有率及び／又は第２の占有率と、前記偏倚量に、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、前記自然光指標、前記輝度比指標、前記露出指標を算出することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う画像処理方法であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出工程と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出工程により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定工程と、
前記指標算出工程により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定工程と、
前記第１混合係数設定工程により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定工程と、
前記指標算出工程により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定工程と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出工程と、
前記補正量算出工程により算出された明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成工程と、
前記補正カーブ生成工程により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う画像処理方法であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出工程と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出工程により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定工程と、
前記指標算出工程により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定工程と、
前記第１混合係数設定工程により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定工程と、
前記指標算出工程により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定工程と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出工程と、
前記撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ前記自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数を設定する抑制係数設定工程と、
前記補正量算出工程により算出された明るさ補正量に前記抑制係数を乗算して新たな明るさ補正量を算出する乗算工程と、
前記乗算工程により得られた新たな明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成工程と、
前記補正カーブ生成工程により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
前記指標算出工程では、
撮影画像データを、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第１の占有率を算出する第１算出処理と、撮影画像データを、当該撮影画像データ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領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第２の占有率を算出する第２算出処理の少なくとも一方の算出処理を実行し、
前記撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出し、
前記算出された第１の占有率及び／又は第２の占有率と、前記偏倚量に、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、前記自然光指標、前記輝度比指標、前記露出指標を算出することを特徴とする請求項７又は８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出機能と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出機能により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定機能と、
前記指標算出機能により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定機能と、
前記第１混合係数設定機能により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定機能と、
前記指標算出機能により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定機能と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出機能と、
前記補正量算出機能により算出された明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成機能と、
前記補正カーブ生成機能により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正機能と、
を実現させるための画像処理プログラム。
【請求項１１】
コンピュータに、
撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出機能と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出機能により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定機能と、
前記指標算出機能により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定機能と、
前記第１混合係数設定機能により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定機能と、
前記指標算出機能により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定機能と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出機能と、
前記撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ前記自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数を設定する抑制係数設定機能と、
前記補正量算出機能により算出された明るさ補正量に前記抑制係数を乗算して新たな明るさ補正量を算出する乗算機能と、
前記乗算機能により得られた新たな明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成機能と、
前記補正カーブ生成機能により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正機能と、
を実現させるための画像処理プログラム。
【請求項１２】
前記指標算出機能を実現させる際に、
撮影画像データを、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第１の占有率を算出する第１算出処理と、撮影画像データを、当該撮影画像データ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領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第２の占有率を算出する第２算出処理の少なくとも一方の算出処理を実行し、
前記撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出し、
前記算出された第１の占有率及び／又は第２の占有率と、前記偏倚量に、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、前記自然光指標、前記輝度比指標、前記露出指標を算出することを特徴とする請求項１０又は１１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、撮影画像データの明るさの補正処理を行う撮像装置、画像処理装置、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】
従来、デジタルカメラ等の撮像装置により取得された画像や、ネガフィルム等の写真フィルムに記録された画像を光電的に読み取ることによって得られた撮影画像を、プリンタ等の出力デバイスで出力（再生）することが行われている。このように出力デバイスを用いて撮影画像を出力（再生）する場合において、画像領域の低輝度部と高輝度部とを別々に補正し、画像全体のダイナミックレンジを圧縮する所謂「覆い焼き」処理を適用することにより、出力デバイスの再現範囲限界で生じる、明部及び暗部のつぶれを抑制する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、撮影画像データの主要被写体（例えば、人物顔領域）の明るさが適正に仕上がるように、撮影画像データの明るさを自動的に調整することが行われている。このような明るさ調整方法において、撮影画像データの主要被写体を解析して得られた明るさに基づいて、その撮影画像データの明るさを補正するための補正量及び補正カーブを設定する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−７２９３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４７３９３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、撮影画像データの主要被写体の明るさに基づいて、撮影画像データの明るさを補正するための明るさ補正量及び補正カーブを設定すると、逆光やストロボ撮影シーンのような、ダイナミックレンジの大きいシーンでは、明るさ補正量が大きい程、明部及び暗部がつぶれたり、高彩度の色が飽和してつぶれたり、色相が変わってしまうという問題がある。
【０００５】
このような問題の解決策として上記の「覆い焼き」処理を適用すると、人物顔領域の明るさを適正に保つことが難しく、また、著しい「覆い焼き」処理の結果に対するユーザの嗜好も様々であることから、改善が望まれていた。更に、逆光とストロボ撮影シーンとでは、ダイナミックレンジに差がないが、そもそも夫々のシーンにおいてつぶれを警戒すべき輝度や色の種類は、画像を明るくするか暗くするかの判断、即ち、人物顔領域の明るさをどのように検出するかの精度に依存するという、本質的な問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、撮影画像データの明るさを適正に補正することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被写体を撮影して撮影画像データを取得し、当該撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う撮像装置であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出手段と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出手段により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定手段と、
前記第１混合係数設定手段により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定手段と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成手段と、
前記補正カーブ生成手段により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、被写体を撮影して撮影画像データを取得し、当該撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う撮像装置であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出手段と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出手段により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定手段と、
前記第１混合係数設定手段により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定手段と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ前記自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数を設定する抑制係数設定手段と、
前記補正量算出手段により算出された明るさ補正量に前記抑制係数を乗算して新たな明るさ補正量を算出する乗算手段と、
前記乗算手段により得られた新たな明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成手段と、
前記補正カーブ生成手段により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
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、
前記指標算出手段は、撮影画像データを、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第１の占有率を算出する第１算出処理と、撮影画像データを、当該撮影画像データ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領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第２の占有率を算出する第２算出処理の少なくとも一方の算出処理を実行し、
前記撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出し、
前記算出された第１の占有率及び／又は第２の占有率と、前記偏倚量に、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、前記自然光指標、前記輝度比指標、前記露出指標を算出することを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う画像処理装置であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出手段と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出手段により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定手段と、
前記第１混合係数設定手段により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定手段と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成手段と、
前記補正カーブ生成手段により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う画像処理装置であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出手段と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出手段により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定手段と、
前記第１混合係数設定手段により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定手段と、
前記指標算出手段により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定手段と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ前記自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数を設定する抑制係数設定手段と、
前記補正量算出手段により算出された明るさ補正量に前記抑制係数を乗算して新たな明るさ補正量を算出する乗算手段と、
前記乗算手段により得られた新たな明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成手段と、
前記補正カーブ生成手段により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の画像処理装置において、
前記指標算出手段は、撮影画像データを、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第１の占有率を算出する第１算出処理と、撮影画像データを、当該撮影画像データ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領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第２の占有率を算出する第２算出処理の少なくとも一方の算出処理を実行し、
前記撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出し、
前記算出された第１の占有率及び／又は第２の占有率と、前記偏倚量に、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、前記自然光指標、前記輝度比指標、前記露出指標を算出することを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う画像処理方法であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出工程と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出工程により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定工程と、
前記指標算出工程により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定工程と、
前記第１混合係数設定工程により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定工程と、
前記指標算出工程により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定工程と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出工程と、
前記補正量算出工程により算出された明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成工程と、
前記補正カーブ生成工程により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正工程と、を含むことを特徴としている。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する処理を行う画像処理方法であって、
前記撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出工程と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出工程により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定工程と、
前記指標算出工程により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定工程と、
前記第１混合係数設定工程により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定工程と、
前記指標算出工程により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定工程と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出工程と、
前記撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ前記自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数を設定する抑制係数設定工程と、
前記補正量算出工程により算出された明るさ補正量に前記抑制係数を乗算して新たな明るさ補正量を算出する乗算工程と、
前記乗算工程により得られた新たな明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成工程と、
前記補正カーブ生成工程により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正工程と、を含むことを特徴としている。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の画像処理方法において、
前記指標算出工程では、撮影画像データを、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第１の占有率を算出する第１算出処理と、撮影画像データを、当該撮影画像データ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領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第２の占有率を算出する第２算出処理の少なくとも一方の算出処理を実行し、
前記撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出し、
前記算出された第１の占有率及び／又は第２の占有率と、前記偏倚量に、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、前記自然光指標、前記輝度比指標、前記露出指標を算出することを特徴としている。
【００１６】
請求項１０に記載の画像処理プログラムは、コンピュータに、
撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出機能と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出機能により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定機能と、
前記指標算出機能により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定機能と、
前記第１混合係数設定機能により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定機能と、
前記指標算出機能により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定機能と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出機能と、
前記補正量算出機能により算出された明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成機能と、
前記補正カーブ生成機能により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正機能と、を実現させる。
【００１７】
請求項１１に記載の画像処理プログラムは、コンピュータに、
撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標を算出する指標算出機能と、
前記撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、前記指標算出機能により算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する複数の第１仮補正量を設定する第１仮補正量設定機能と、
前記指標算出機能により算出された自然光指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量の各々に乗算する重み係数としての第１混合係数を設定する第１混合係数設定機能と、
前記第１混合係数設定機能により設定された第１混合係数と、前記複数の第１仮補正量に基づいて、前記撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する第２仮補正量設定機能と、
前記指標算出機能により算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に基づいて、前記複数の第１仮補正量のうちの少なくとも１つと、前記第２仮補正量に乗算する重み係数としての第２混合係数を設定する第２混合係数設定機能と、
前記第２混合係数により設定された第２混合係数と、前記少なくとも１つの第１仮補正量と、前記第２仮補正量に基づいて、前記撮影画像データの明るさ補正量を算出する補正量算出機能と、
前記撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ前記自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数を設定する抑制係数設定機能と、
前記補正量算出機能により算出された明るさ補正量に前記抑制係数を乗算して新たな明るさ補正量を算出する乗算機能と、
前記乗算機能により得られた新たな明るさ補正量と、前記自然光指標と、前記輝度比指標に基づいて、前記撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する補正カーブ生成機能と、
前記補正カーブ生成機能により生成された補正カーブに従って、前記撮影画像データの明るさを補正する補正機能と、を実現させる。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の画像処理プログラムにおいて、前記指標算出機能を実現させる際に、
撮影画像データを、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第１の占有率を算出する第１算出処理と、撮影画像データを、当該撮影画像データ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領域に分割し、当該分割された領域毎に前記撮影画像データ全体に占める割合を示す第２の占有率を算出する第２算出処理の少なくとも一方の算出処理を実行し、
前記撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出し、
前記算出された第１の占有率及び／又は第２の占有率と、前記偏倚量に、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、前記自然光指標、前記輝度比指標、前記露出指標を算出することを特徴としている。
【００１９】
次に、本発明における用語について説明する。
「撮影画像データ内の主要被写体の明るさを最適化する」とは、例えば、撮影画像データの主要被写体である人物顔領域の明るさが、撮影画像データを出力する出力デバイス（例えば、プリンタ）において最適な明るさで再現されるようにすることを意味する。
【００２０】
「自然光」とは、人工的な光源である定常光や閃光（「ストロボ」、「フラッシュ」、「スピードライト」などと称される）ではなく、太陽を光源とする光のことである。日中光とも言う。デーライトは、日中光に近い色温度（約5500K）の人工的な光源を示す用語であるため、「自然光」とは異なる。
【００２１】
「屋外撮影度」（「自然光指標」ともいう。）とは、撮影画像データが「自然光」を用いて撮影されたものであるかどうかを推定し、その結果を定量的に示した数値である。「自然光」を用いて撮影され、明るさ補正を要するシーンには逆光シーンが多く、画面上部に高輝度領域或いは高彩度の空色領域、画面下部に、低輝度領域或いは肌色や緑色が分布する確率が高い。一方、「自然光」を用いないで撮影された屋内撮影或いはストロボ撮影シーンには、画面中央に高輝度領域或いは低彩度の肌色領域、画面周辺には低輝度領域或いは低輝度の肌色や高彩度の肌色が分布する傾向にある。このような経験側を基に、「自然光」を用いて撮影されかどうかを、「屋外撮影度」として定量的に示すことが可能である。画面上部の輝度や空色色相の画素数、画面下部の輝度や肌色色相の画素数など、多くの変量から１つの傾向を導き出す統計処理手法としては、多変量解析を用いることが望ましい。
【００２２】
「ダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標」とは、逆光シーンやストロボ撮影シーンのような、撮影時の光源条件に起因して、主要被写体領域と背景領域の明るさが異なる程度を定量的に示す値のことである。例えば、逆光シーンでは、撮影者がカメラを太陽の方角に向け、人物を撮影することに起因して、人物顔領域が暗く、背景領域である空が明るい画像となっている。即ち、人物顔領域と背景領域との明るさの差分値が得られれば、差分値を指標の１つとすることができる。一般的には、画差撮影画像データのヒストグラムを作図することにより差分値を得ることが知られている。
【００２３】
撮影画像データの「明るさ解析値」とは、画素値の分布状態を調べることで得られる、画像の平均的な明るさを示す数値である。「明るさ解析値」は、撮影画像データで最も重要な被写体（主要被写体）の明るさであることが望ましい。人物顔領域の探索は、色相・彩度・明度を用いた表色系における照合により行う。より高い精度を得るためには、目・鼻・口・顔の輪郭など、顔を構成するパーツを照合する所謂「顔検出」を用いることが好ましい。また、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度（アンダー撮影、オーバー撮影）を表す露出指標を算出し、この露出指標を明るさ解析値として用いてもよい。更に、明るさ解析値の解析方法は、撮影画像データの解析に限定するものではなく、例えば、撮像装置の自動露出情報や自動露出情報の記録された付加情報を解析して得られた明るさであってもよい。
【００２４】
「再現目標値」とは、例えば、撮影画像データの主要被写体である人物顔領域が、撮影画像データを出力する出力デバイスにおいて最適に再現されるために必要な明るさを示す数値である。即ち、撮影画像データの「明るさ解析値」が「再現目標値」に近似した値であれば、出力デバイスにおいて最適に再現される確率が高いことを意味する。
【００２５】
「第１仮補正量」とは、「明るさ解析値」を「再現目標値」へと近似させるために必要な補正量を、一時的なものとして示した数値である。「第１仮補正量を設定する」とは、予め「明るさ解析値」と「第１仮補正量」、との関係を定義した1次元ＬＵＴ（Look Up Table）などを作成しておき、この１次元ＬＵＴと「明るさ解析値」に基づき、「第１仮補正量」を決定することを意味する。更に、「複数の第１仮補正量を設定する」とは、「明るさ解析値」を条件違いで算出する方法、異なる「再現目標値」を設定する方法（複数の1次元ＬＵＴを定義しておくことと同一）の一方又は双方により、少なくとも２つの「第１仮補正量」を一時的に得ることである。
【００２６】
本発明では、逆光シーンとストロボ撮影シーンにおける人物顔領域の明るさ補正を想定した、それぞれ２つの「第１仮補正量」設定用の1次元ＬＵＴを定義する。また、逆光シーンとストロボ撮影シーンの中間的なシーンでは、アンダーとオーバー撮影シーンにおける画像全体の明るさ補正を想定した、少なくとも１つの「第１仮補正量」設定用の１次元ＬＵＴを定義することが望ましい。
【００２７】
本発明の効果を十分に発揮させるために、「第１仮補正量」設定用の１次元ＬＵＴの作成に際しては、明部及び暗部がつぶれたり、高彩度の色が飽和してつぶれたり、色相が変わるなどの現象が実際に発生する逆光シーンやストロボ撮影シーンを予め「学習用画像（「教師データ」とも云う）」として多数用意し、人物顔領域の明るさと、これらの現象の発生を観察しながら行うことが望ましい。
【００２８】
「明るさの再現目標値」と「輝度比指標」に基づいて、「第１仮補正量を設定する」とは、撮影画像データのダイナミックレンジが、撮影画像データを出力する出力デバイスのダイナミックレンジ内に適切に収まるように、主要被写体の明るさに基づいて設定された明るさ補正量を弱め、輝度比指標に基づいて明るさ補正量を設定することを意味する。
【００２９】
自然光指標に基づいて「第１混合係数を設定する」とは、予め「自然光指標」と、各第１仮補正量に乗算する「第１混合係数」との関係を定義した１次元ＬＵＴなどを、第１仮補正量の数だけ作成しておき、この１次元ＬＵＴと「自然光指標」に基づき、各第１仮補正量に乗算する「第１混合係数」を決定することを意味する。なお、輝度比指標に基づいて、第１混合係数を調整するようにしてもよい。
【００３０】
例えば、自然光指標が、高い屋外撮影度の数値を示した場合、逆光シーンにおける人物顔領域の明るさ補正を想定した、「第１仮補正量」設定用の１次元ＬＵＴ（入力：肌色平均輝度、出力：第１仮補正量）の「第１混合係数」が高くなるように、１次元ＬＵＴを定義する。
【００３１】
一方、自然光指標が、低い屋外撮影度の数値を示した場合、ストロボ撮影シーンにおける人物顔領域の明るさ補正を想定した、「第１仮補正量」設定用の1次元ＬＵＴ（入力：肌色平均輝度、出力：第１仮補正量）の「第１混合係数」が高くなるように、1次元ＬＵＴを定義する。
【００３２】
また、自然光指標が、曖昧な屋外撮影度の数値を示した場合、アンダー撮影シーンとオーバー撮影シーンにおける画像全体の明るさ補正を想定した、「第１仮補正量」設定用の1次元ＬＵＴ（入力：全体平均輝度又はアンダー・オーバー撮影指標、出力：第１仮補正量）の「第１混合係数」が高くなるように１次元ＬＵＴを定義する。
【００３３】
撮影画像データが予め逆光画像とわかっている場合には、「輝度比指標」に基づき、明るさ補正量と補正カーブを修正することができ、撮影画像データの明部及び暗部がつぶれたり、高彩度の色が飽和してつぶれたり、色相が変化することが抑制される。しかしながら、逆光シーンとストロボ撮影シーンとでは、ダイナミックレンジの大きさが同程度であっても、明るさ補正の方向が全く逆であるため、人物顔領域を適正な明るさに補正する処理を自動化するには、逆光シーンかストロボ撮影シーンあるか否かを定量的に示した予測数値（自然光指標）に応じて、ダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標に基づく第１仮補正量の適用量を定義しなくてはならない。そこで、逆光シーンにおける人物顔領域の明るさ補正を想定した、「第１仮補正量」設定用の1次元ＬＵＴ（入力：輝度比指標、出力：第１仮補正量）の「第１混合係数」が高くなるように、「自然光指標」と「第１混合係数」との関係を定義した1次元ＬＵＴを定義する。
【００３４】
「第２仮補正量」は、第１仮補正量と第１混合係数に基づいて算出されるもので、式（１）のように定義される。式（１）において、第１仮補正量設定手段により設定される複数の第１仮補正量のうち、ｍ個の第１仮補正量を計算対象とし、ｉ番目の第１仮補正量をkey_auto[i]、第１仮補正量key_auto[i]に乗算する第１混合係数をwgt[i]としている。
【数１】
2007081550.tif 000003
【００３５】
「明るさ補正量と、自然光指標と、輝度比指標に基づいて、撮影画像データを変換するための補正カーブを生成する」とは、「自然光」を用いて撮影されたシーンであるか否かを定量的に示した予測数値（自然光指標）及びダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標に応じて、撮影画像データの主要被写体（例えば、人物顔領域）の明るさを適正に仕上げつつ、明るさ補正カーブの形状を変更することにより、明部及び暗部がつぶれたり、高彩度の色が飽和してつぶれたり、色相が変化することを抑制することである。
【００３６】
「自然光」を用いて撮影され、明るさ補正を要するシーンには逆光シーンが多く、明るさ補正量がマイナスで、明部のつぶれ、高彩度の空色が飽和してつぶれたり、シアンやグリーンなどへ色相が変わる確率が高い。一方、「自然光」を用いないで撮影された屋内撮影或いはストロボ撮影シーンには、明るさ補正量がプラスで、暗部がつぶれたり、高彩度の肌色が飽和してつぶれたり、イエローやレッドなどへ色相が変わる傾向にある。このような経験側を基に、明るさ補正カーブの形状を変更する。
【００３７】
自然光指標が、高い屋外撮影度の数値を示した場合、逆光シーンにおける明部がつぶれたり、高彩度の空色が飽和してつぶれたりすることを想定した、ハイライト側の軟調カーブを定義する。一方、自然光指標が、低い屋外撮影度の数値を示した場合、ストロボ撮影シーンにおける暗部がつぶれたり、高彩度の肌色が飽和してつぶれたりすることを想定した、シャドー側の軟調カーブを定義する。
【００３８】
「所定の色相」とは、飽和してつぶれたり、シアンやグリーンなどへ色相が変わる確率が高い高彩度画素の色相であり、逆光シーンでは空色、屋内撮影或いはストロボ撮影シーンでは肌色である。「自然光指標に基づいて設定される所定の色相」とは、画素数をカウントする高彩度画素の色相を、自然光指標に基づき変更することである。
【００３９】
なお、明るさ補正量算出手段が、撮影画像データのタグ領域に記録された付加情報を解析し、その解析された付加情報を補助的に用いて新たな明るさ補正量を設定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、撮影画像データの主要被写体の明るさを補正しつつ、明部及び暗部のつぶれ、高彩度の色の飽和によるつぶれ、色相の変化を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態１及び２を詳細に説明する。
[実施形態１]
まず、実施形態１及び２に共通する構成について説明する。
【００４２】
図１に、本発明の実施形態１及び２に係る撮像装置１００の主要部構成を示す。撮像装置１００は、図１に示すように、レンズ１、絞り２、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）３、アナログ処理回路４、Ａ／Ｄ変換器５、一時記憶メモリ６、画像処理部７、ヘッダ情報処理部８、記憶デバイス９、ＣＣＤ駆動回路１０、制御部１１、操作部１２、表示部１３、ストロボ駆動回路１４、ストロボ１５、焦点距離調整回路１６、自動焦点駆動回路１７、モータ２０により構成される。
【００４３】
撮像装置１００の光学系は、フォーカスの調節が可能なレンズ１と、光量を調節する絞り２と、被写体情報を電気信号に変換する固体撮像素子であるＣＣＤ３とを備えている。
【００４４】
被写体情報は、レンズ１及び絞り２を介してＣＣＤ３の受光面に結像される。ＣＣＤ３は、被写体情報をＣＣＤ３内のセンサ毎に光の入射光量に応じた量の電気的な信号へと光電変換する。制御部１１から入力される制御信号に基づいて、ＣＣＤ駆動回路１０からタイミングパルスが出力され、このタイミングパルスによってＣＣＤ３に蓄積された電気的な信号（撮像信号）が順次出力されてアナログ処理回路４に転送される。
【００４５】
アナログ処理回路４は、アナログの撮像信号の増幅やノイズの低減処理を行う。Ａ／Ｄ変換器５は、アナログ処理回路４から入力されたアナログの撮像信号をデジタルの撮像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ信号）に変換する。Ａ／Ｄ変換器５から出力されたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号は一旦、一時記憶メモリ６に保存される。以下、デジタルの撮像信号を「撮影画像データ」と呼ぶ。
【００４６】
画像処理部７は、表示部１３での表示、記憶デバイス９の記録メディアへの保存に用いる撮影画像データの明るさ補正、分光感度のクロストーク補正、ノイズ抑制、鮮鋭化、ホワイトバランス調整、彩度調整等の画質向上処理の他、画像サイズの変更、トリミング、アスペクト変換等の処理を行う。画像処理部７における処理は、操作部１２からの操作情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ或いは適応量等の設定が切り替えられるようになっている。例えば、操作部１２から、明るさ補正を指定する操作情報が入力されると、画像処理部７は、撮影画像データの明るさを補正する明るさ補正処理（図１６、図３０参照）を開始する。画像処理部７による明るさ補正に係る内部構成については、後に図２を参照して説明する。
【００４７】
ヘッダ情報処理部８は、画像処理部７によって生成された撮影情報データのヘッダ情報の書き込み処理を行う。ヘッダ情報の書き込み処理が行われたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、画像データとして記憶デバイス９により記録メディアに保存される。記憶デバイス９は、撮影画像画像データや、撮像装置１００の制御プログラムを記憶する。
【００４８】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、レンズ１の焦点距離とフォーカス（ピント）を調節するモータ２０の制御を行う自動焦点駆動回路１７、焦点距離調整回路１６、ＣＣＤ駆動回路１０、アナログ処理回路４、一時記憶メモリ６、画像処理部７、表示部１３、ストロボ１５を駆動するストロボ駆動回路１４の制御を行う。
【００４９】
操作部１２は、図示しないボタン、カーソルキー等を備え、ユーザによる操作部１２の操作情報を制御部１１に出力する。表示部１３は、撮影画像データを液晶ディスプレイに表示するとともに、撮影に関する設定や条件を表示する。
【００５０】
図２に、画像処理部７の内部構成を示す。画像処理部７は、図２に示すように、前処理部７０、明るさ補正部７１、画質補正部７２により構成される。
【００５１】
前処理部７０は、一時記憶メモリ６から入力された撮影画像データに対し、分光感度のクロストーク補正、暗電流ノイズ抑制、仮のホワイトバランス調整を施し、明るさ補正部７１及び画質補正部７２に出力する。
【００５２】
明るさ補正部７１は、画像解析部７３、指標算出部７４、明るさ補正量算出部７５、明るさ補正カーブ生成部７６により構成される。
【００５３】
画像解析部７３は、撮影画像データの明るさ解析値を算出する。明るさ解析値とは、撮影画像データの画素値の分布状態を調べることで得られる、撮影画像データの平均的な明るさを示す数値であり、撮影画像データで最も重要な被写体（主要被写体）の明るさであることが好ましい。明るさ解析値としては、例えば、撮影画像データ全体の輝度値の平均値(以下、「全体平均輝度」という。)、撮影画像データの肌色領域における平均輝度値（以下、「肌色平均輝度」という。）、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度（アンダー、オーバー）を表す露出指標（後述の指標６）等がある。
【００５４】
指標算出部７４は、撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標（後述の指標４）と、撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標（後述の指標５）と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度（アンダー、オーバー）を表す露出指標（後述の指標６）を算出する。指標算出部７４で実行される指標算出処理については、後に図１８〜図２８を参照して詳細に説明する。
【００５５】
明るさ補正量算出部７５は、画像解析部７３で算出された明るさ解析値と、指標算出部７４の算出結果に基づいて、撮影画像データの明るさ補正量を算出する。明るさ補正量算出部７５の内部構成については、後に図３（実施形態１）、図２９（実施形態２）を参照して詳細に説明する。
【００５６】
明るさ補正カーブ生成部７６は、明るさ補正量算出部７５で算出された明るさ補正量に基づいて、撮影画像データを変換するための明るさ補正カーブを生成する。
【００５７】
画質補正部７２は、明るさ補正カーブ生成部７６で生成された明るさ補正カーブに従って、前処理部７０から入力された撮影画像データの明るさを補正する。明るさが補正された撮影画像データは、ヘッダ情報処理部８及び表示部１３に出力される。
【００５８】
図３に、実施形態１の明るさ補正量算出部７５の内部構成を示す。明るさ補正量算出部７５は、第１仮補正量設定部１０１、第１混合係数設定部１０２、第２仮補正量演算部１０３、第２混合係数設定部１０４、明るさ補正量演算部１０５により構成される。
【００５９】
第１仮補正量設定部１０１は、撮影画像データの明るさ解析値と、明るさの再現目標値と、指標算出部７４で算出された輝度比指標及び露出指標に基づいて、当該撮影画像データに対する第１仮補正量を設定する。画像解析部７３からｎ個の明るさ解析値が入力された場合、仮補正量設定部１０１は、各明るさ解析値を再現目標値へと近似するために必要な補正量としての第１仮補正量をｎ＋４個設定する。
【００６０】
図４に、輝度比指標と第１仮補正量key_auto[0]との関係を定義した１次元ＬＵＴ（Look Up Table）を示し、図５に、露出指標と第１仮補正量key_auto[1]との関係を定義した１次元ＬＵＴを示し、図６に、肌色平均輝度と第１仮補正量key_auto[2]との関係を定義した１次元ＬＵＴを示し、図７に、肌色平均輝度又は全体平均輝度と第１仮補正量key_auto[3]との関係を定義した１次元ＬＵＴを示し、図８に、輝度比指標と第１仮補正量key_auto[4]との関係を定義した１次元ＬＵＴを示し、図９に、露出指標と第１仮補正量key_auto[5]との関係を定義した１次元ＬＵＴを示す。
【００６１】
実施形態１及び２では、画像解析部７３で算出される明るさ解析値が、肌色平均輝度及び全体平均輝度（即ち、ｎ＝２）であるため、第１仮補正量設定部１０１では、図４〜図９に示した１次元ＬＵＴを用いて、第１仮補正量として６個の仮補正量（key_auto[0]〜[5]）が設定される。
【００６２】
第１混合係数設定部１０２は、指標算出部７４で算出された自然光指標に基づいて、仮補正量設定部１０１で設定されたｎ＋４個の第１仮補正量のうちのｎ＋２個（key_auto[0]〜[3]）に乗算する重み係数としての第１混合係数をｎ＋２個設定する。図１０〜図１３に、自然光指標と第１混合係数wgt[0]〜wgt[3]との関係を定義した１次元ＬＵＴを示す。
【００６３】
なお、図４〜図９の１次元ＬＵＴと、図１０〜図１３の１次元ＬＵＴは、撮像装置１００の図示しないメモリに格納されている。
【００６４】
第２仮補正量演算部１０３は、ｎ＋２個の第１仮補正量（key_auto[0]〜[3]）と、第１混合係数設定部１０２で設定されたｎ＋２個の第１混合係数wgt[0]〜wgt[3]に基づいて、撮影画像データに対する第２仮補正量を設定する。式（２）に、第２仮補正量の算出式を示す。
第２仮補正量＝key_auto[0]×wgt[0]＋key_auto[1]×wgt[1]＋key_auto[2]×wgt[2]＋key_auto[3]×wgt[3]      …（２）
以後、式（２）の第２仮補正量をkey_auto[6]と表記する。
【００６５】
第２混合係数設定部１０４は、指標算出部７４で算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標の値から、判別マップを用いて撮影画像データのシーンタイプを判別し、２個の第１仮補正量key_auto[4]、key_auto[5]と、第２仮補正量key_auto[6]の各々に乗算する重み係数として３個の第２混合係数wgt[4]〜[6]を設定する。
【００６６】
図１４（ａ）に、自然光指標及び輝度比指標に基づいて撮影画像データのシーンタイプ（順光、逆光、ストロボ、アンダー、低確度領域）を判別するための判別マップを示し、図１４（ｂ）に自然光指標及び露出指標に基づいて撮影画像データのシーンタイプ（順光、逆光、ストロボ、アンダー、低確度領域）を判別するための判別マップを示す。図１４において、低確度領域とは、順光、逆光、ストロボ、アンダーと判別される確度が（所定値より）低い領域を表している。
【００６７】
図１５は、シーンタイプ別に第２混合係数wgt[4]〜[6]の値を表す係数算出テーブルを示している。この係数算出テーブルは、撮像装置１００の図示しないメモリに格納されている。図１５において、シーンタイプ項目に示された各数字は、図１４の各シーンタイプに付与された数字である。例えば、図１５において、シーンタイプ項目の“３”は、図１４（ａ）の低確度領域(3)を表す。
【００６８】
明るさ補正量演算部１０５は、２個の第１仮補正量key_auto[4]、key_auto[5]と、第２仮補正量key_auto[6]と、第２混合係数設定部１０４で設定された３個の第２混合係数wgt[4]〜[6]に基づいて、式（３）に示すように明るさ補正量を算出する。
明るさ補正量
＝key_auto[4]×wgt[4]＋key_auto[5]×wgt[5]＋key_auto[6]×wgt[6]    …（３）
【００６９】
次に、実施形態１における動作について説明する。
図１６のフローチャートを参照して、実施形態１の画像処理部７において実行される明るさ補正処理について説明する。
【００７０】
まず、指標算出部７４において、自然光指標、輝度比指標、露出指標を算出する指標算出処理が行われる（ステップＴ１）。ステップＴ１の指標算出処理については、後に図１８〜図２８を参照して詳細に説明する。
【００７１】
指標算出処理が終了すると、画像解析部７３において、撮影画像データの明るさ解析値がｎ個算出される（ステップＴ２）。ステップＴ２では、２個の明るさ解析値（肌色平均輝度、全体平均輝度）が算出される。次いで、図４〜図９の１次元ＬＵＴから、ステップＴ２で算出された明るさ解析値と、ステップＴ１の指標算出処理で算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に対応する値を抽出することにより、ｎ＋４個（６個）の第１仮補正量key_auto[0]〜[5]が設定される（ステップＴ３）。
【００７２】
次いで、図１０〜図１３の１次元ＬＵＴから、ステップＴ１で算出された自然光指標に対応する値を抽出することにより、ｎ＋２個（４個）の第１混合係数wgt[0]〜[3]が設定される（ステップＴ４）。次いで、４個の第１仮補正量key_auto[0]〜[3]と、４個の第１混合係数wgt[0]〜[3]を用いて、式（２）より第２仮補正量key_auto[6]が算出される（ステップＴ５）。
【００７３】
次いで、係数算出テーブル（図１５）から、判別マップ（図１４）を用いて判別されたシーンタイプに対応する３個の第２混合係数wgt[4]〜[6]が抽出され、設定される（ステップＴ６）。次いで、２個の第１仮補正量key_auto[4]、key_auto[5]と、第２仮補正量key_auto[6]と、３個の第２混合係数wgt[4]〜[6]を用いて、式（３）により明るさ補正量が算出され（ステップＴ７）、その算出された明るさ補正量と、ステップＴ１で算出された各指標に基づいて判別されたシーンタイプから、撮影画像データを変換するための明るさ補正カーブが生成される（ステップＴ８）。
【００７４】
図１７（ａ）に、シーンタイプが順光である場合の明るさ補正カーブを明るさ補正量別に示し、図１７（ｂ）に、シーンタイプが逆光である場合の明るさ補正カーブを明るさ補正量別に示す。図１７では、操作部１２によって操作される補正ボタン数の実用域（−６、−４、−２、０ボタン）における明るさ補正カーブを示している。ステップＴ８では、予めシーンタイプ毎に設定された複数の明るさ補正カーブの中から、ステップＴ７で算出された明るさ補正量に対応する明るさ補正カーブが選択される。
【００７５】
明るさ補正カーブが生成されると、その明るさ補正カーブに従って、撮影画像データの明るさが補正され（ステップＴ９）、本明るさ補正処理が終了する。このように明るさが補正された撮影画像データは、指定された出力先に出力される。出力先としては、表示部１３や、撮像装置１００に接続されたプリンタ等がある。
【００７６】
<指標算出処理>
以下、図１８のフローチャートを参照して、ステップＴ１の指標算出処理について説明する。
【００７７】
まず、撮影画像データが所定の画像領域に分割され、各分割領域が撮影画像データ全体に占める割合を示す占有率（第１の占有率、第２の占有率）を算出する占有率算出処理が行われる（ステップＳ１）。占有率算出処理の詳細は、後に図１９、図２５を参照して説明する。
【００７８】
次いで、撮影画像データの階調分布の偏りを示す偏倚量を算出する偏倚量算出処理が行われる（ステップＳ２）。ステップＳ２の偏倚量算出処理については、後に図２８を参照して詳細に説明する。
【００７９】
次いで、ステップＳ１で算出された占有率と、撮影条件（シーンタイプ等）に応じて予め設定された係数に基づいて、撮影画像データの自然光による屋外撮影度を表す自然光指標と、当該撮影画像データのダイナミックレンジの大きさを表す輝度比指標と、撮影時の露出設定に起因する露出撮影度を表す露出指標が算出され（ステップＳ３）、本指標算出処理が終了する。ステップＳ３における指標の算出方法は、後に詳細に説明する。
【００８０】
次に、図１９のフローチャートを参照して、第１の占有率算出処理について詳細に説明する。
【００８１】
まず、撮影画像データのＲＧＢ値がＨＳＶ表色系に変換される（ステップＳ１０）。図２０は、ＲＧＢからＨＳＶ表色系に変換することにより色相値、彩度値、明度値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２０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。
【００８２】
次いで、撮影画像データが、所定の明度と色相の組み合わせからなる領域に分割され、分割領域毎に累積画素数を算出することにより２次元ヒストグラムが作成される（ステップＳ１１）。以下、撮影画像データの領域分割について詳細に説明する。
【００８３】
明度（V）は、明度値が0〜25(v1)、26-50(v2)、51〜84(v3)、85〜169(v4)、170〜199(v5)、200〜224(v6)、225〜255(v7)の７つの領域に分割される。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、シーンタイプ（図１４参照）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（４）を満たす色相’(H)を肌色領域（H1）とし、式（４）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    …（４）
従って、撮影画像データの分割領域の数は４×７＝２８個となる。なお、式（４）において明度(V)を用いることも可能である。
【００８４】
２次元ヒストグラムが作成されると、分割領域毎に算出された累積画素数の全画素数（撮影画像全体）に占める割合を示す第１の占有率が算出され（ステップＳ１２）、本占有率算出処理が終了する。明度領域vi、色相領域Hjの組み合わせからなる分割領域において算出された第１の占有率をRijとすると、各分割領域における第１の占有率は表１のように表される。
【表１】
2007081550.tif 000004
【００８５】
次に、指標１及び指標２の算出方法について説明する。
表２に、ストロボ撮影としての確度、即ち、ストロボ撮影時の顔領域の明度状態を定量的に示す指標１を算出するために必要な第１の係数を分割領域別に示す。表２に示された各分割領域の係数は、表１に示した各分割領域の第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２】
2007081550.tif 000005
【００８６】
図２１に、明度（v）−色相（H）平面を示す。表２によると、図２１において高明度の肌色色相領域に分布する領域(r1)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(r2)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２３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２及び図２３によると、高明度（V＝170〜224）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。
【００８７】
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（５）のように定義される。
【数２】
2007081550.tif 000006
従って、H1〜H4領域の和は、下記の式(5-1)〜式(5-4)のように表される。
H1領域の和＝R11×(-44.0)＋R21×(-16.0)＋（中略）...＋R71×(-11.3)  …(5-1)；
H2領域の和＝R12×0.0＋R22×8.6＋（中略）... ＋R72×(-11.1)  …(5-2)；
H3領域の和＝R13×0.0＋R23×(-6.3)＋（中略）...＋R73×(-10.0)  …(5-3)；
H4領域の和＝R14×0.0＋R24×(-1.8)＋（中略）...＋R74×(-14.6)  …(5-4)．
【００８８】
指標１は、式(5-1）〜(5-4）で示されたH1〜H4領域の和を用いて、式（６）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＋4.424  …（６）
【００８９】
表３に、逆光撮影としての確度、即ち、逆光撮影時の顔領域の明度状態を定量的に示す指標２を算出するために必要な第２の係数を分割領域別に示す。表３に示された各分割領域の係数は、表１に示した各分割領域の第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】
2007081550.tif 000007
【００９０】
図２２に、明度（v）−色相（H）平面を示す。表３によると、図２２において肌色色相領域の中間明度に分布する領域(r4)から算出される占有率には負(-)の係数が用いられ、肌色色相領域の低明度（シャドー）領域(r3)から算出される占有率には正(+)の係数が用いられる。図２４は、肌色領域（H1）における第２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２４によると、肌色色相領域の、明度値が85〜169(v4)の中間明度領域の第２の係数の符号は負(-)であり、明度値が26〜84(v2,v3)の低明度（シャドー）領域の第２の係数の符号は正(+)であり、両領域での係数の符号が異なっていることがわかる。
【００９１】
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（７）のように定義される。
【数３】
2007081550.tif 000008
従って、H1〜H4領域の和は、下記の式(7-1)〜式(7-4)のように表される。
H1領域の和＝R11×(-27.0)＋R21×4.5＋（中略）...＋R71×(-24.0)  …(7-1)；
H2領域の和＝R12×0.0＋R22×4.7＋（中略）... ＋R72×(-8.5)  …(7-2)；
H3領域の和＝R13×0.0＋R23×0.0＋（中略）...＋R73×0.0  …(7-3)；
H4領域の和＝R14×0.0＋R24×(-5.1)＋（中略）...＋R74×7.2  …(7-4)．
【００９２】
指標２は、式(7-1）〜(7-4）で示されたH1〜H4領域の和を用いて、式（８）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＋1.554  …（８）
指標１及び指標２は、撮影画像データの明度と色相の分布量に基づいて算出されるため、撮影画像データがカラー画像である場合のシーンタイプの判別に有効である。
【００９３】
次に、図２５のフローチャートを参照して、指標３を算出するために実行される第２の占有率算出処理について詳細に説明する。
【００９４】
まず、撮影画像データのＲＧＢ値がＨＳＶ表色系に変換される（ステップＳ２０）。次いで、撮影画像データが、撮影画像画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる領域に分割され、分割領域毎に累積画素数を算出することにより２次元ヒストグラムが作成される（ステップＳ２１）。以下、撮影画像データの領域分割について詳細に説明する。
【００９５】
図２６（ａ）〜（ｄ）に、撮影画像データの画面の外縁からの距離に応じて分割された４つの領域ｎ１〜ｎ４を示す。図２６（ａ）に示す領域ｎ１が外枠であり、図２６（ｂ）に示す領域ｎ２が、外枠の内側の領域であり、図２６（ｃ）に示す領域ｎ３が、領域ｎ２の更に内側の領域であり、図２６（ｄ）に示す領域ｎ４が、撮影画像画面の中心部の領域である。また、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。従って、撮影画像データを、撮影画像画面の外縁からの距離と明度の組み合わせからなる領域に分割した場合の分割領域の数は４×７＝２８個となる。
【００９６】
２次元ヒストグラムが作成されると、分割領域毎に算出された累積画素数の全画素数（撮影画像全体）に占める割合を示す第２の占有率が算出され（ステップＳ２２）、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分割領域において算出された第２の占有率をQijとすると、各分割領域における第２の占有率は表４のように表される。
【表４】
2007081550.tif 000009
【００９７】
次に、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の係数を分割領域別に示す。表５に示された各分割領域の係数は、表４に示した各分割領域の第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】
2007081550.tif 000010
図２７は、画面領域ｎ１〜ｎ４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。
【００９８】
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（９）のように定義される。
【数４】
2007081550.tif 000011
従って、n1〜n4領域の和は、下記の式(9-1)〜式(9-4)のように表される。
n1領域の和＝Q11×40.1＋Q21×37.0＋（中略）...＋Q71×22.0  …(9-1)；
n2領域の和＝Q12×(-14.8)＋Q22×(-10.5)＋（中略）...＋Q72×0.0  …(9-2)；
n3領域の和＝Q13×24.6＋Q23×12.1＋（中略）...＋Q73×10.1  …(9-3)；
n4領域の和＝Q14×1.5＋Q24×(-32.9)＋（中略）...＋Q74×(-52.2)  …(9-4)．
【００９９】
指標３は、式(9-1）〜(9-4）で示されたn1〜n4領域の和を用いて、式（１０）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＋n4領域の和−12.6201  …（１０）
指標３は、撮影画像データの明度の分布位置による構図的な特徴（撮影画像データ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シーンタイプを判別するのにも有効である。
【０１００】
次に、図２８のフローチャートを参照して、偏倚量算出処理（図１８のステップＳ２）について説明する。
【０１０１】
まず、撮影画像データのＲＧＢ（Red,Green,Blue）値から、式（Ａ）を用いて各画素の輝度Ｙ（明るさ）が算出され、輝度の標準偏差(x1)が算出される（ステップＳ２３）。輝度の標準偏差(x1)は、式（１１）のように表される。
【数５】
2007081550.tif 000012
式（１１）では、撮影画像データの各画素について和をとる。式（１１）において、画素輝度値とは、撮影画像データの各画素の輝度であり、全体平均輝度とは、撮影画像データ全体の輝度の平均値である。また、全体画素数とは、撮影画像データ全体の画素数である。
【０１０２】
次いで、式（１２）に示すように、輝度差分値(x2)が算出される（ステップＳ２４）。
輝度差分値(x2)＝（最大輝度値−全体平均輝度）／255    …（１２）
式（１２）において、最大輝度値とは、撮影画像データの輝度の最大値である。
【０１０３】
次いで、撮影画像データの画面中央部における肌色領域の平均輝度値(x3)が算出され（ステップＳ２５）、更に、当該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Ｓ２６）。ここで、画面中央部とは、例えば、図２６において、領域ｎ３及び領域ｎ４により構成される領域である。
【０１０４】
次いで、肌色輝度分布値(x5)が算出され（ステップＳ２７）、本偏倚量算出処理が終了する。撮影画像データの肌色領域の最大輝度値をYskin_max、肌色領域の最小輝度値をYskin_min、肌色領域の平均輝度値（肌色平均輝度）をYskin_aveとすると、肌色輝度分布値(x5)は、式（１３）のように表される。
x5＝(Yskin_max−Yskin_min)／2 −Yskin_ave    …（１３）
【０１０５】
撮影画像データの画面中央部における肌色領域の平均輝度値をx6とする。ここでの画面中央部とは、例えば、図２６の領域ｎ２、領域ｎ３及び領域ｎ４から構成される領域である。このとき、指標４は、指標１、指標３、x6を用いて式（１４）のように定義され、指標５は、指標２、指標３、x6を用いて式（１５）のように定義される。
指標４＝0.46×指標１＋0.61×指標３＋0.01×x6−0.79    …（１４）
指標５＝0.58×指標２＋0.18×指標３＋(-0.03)×x6＋3.34    …（１５）
ここで、式（１４）及び式（１５）において各指標に乗算される重み係数は、撮影条件に応じて予め設定されている。
【０１０６】
指標６は、偏倚量算出処理で算出された偏倚量(x1)〜(x5)に、撮影条件に応じて予め設定された第４の係数を乗算することにより得られる。表６に、各偏倚量に乗算する重み係数である第４の係数を示す。
【表６】
2007081550.tif 000013
指標６は、式（１６）のように表される。
指標６＝x1×0.02＋x2×1.13＋x3×0.06＋x4×(-0.01)＋x5×0.03−6.49  …（１６）
この指標６は、撮影画像データ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、ストロボ撮影シーンとアンダー撮影シーンの判別に有効である。
【０１０７】
式（１４）に示す指標４が自然光指標に相当し、式（１５）に示す指標５が輝度比指標に相当し、式（１６）に示す指標６が露出指標に相当する。
【０１０８】
以上のように、実施形態１の撮像装置１００によれば、逆光シーンやストロボ撮影シーンにおける主要被写体（例えば、人物顔領域）の明るさが、撮影画像データを出力する出力デバイス（例えば、プリンタ）において最適な明るさで再現できる明るさ補正量を得ることが可能となる。
【０１０９】
また、上述のようにして算出された明るさ補正量と、判別されたシーンタイプに基づいて明るさ補正カーブを生成することにより、逆光シーンやストロボ撮影シーンのような、撮影画像データのダイナミックレンジが大きいシーンを出力する際、出力デバイスのダイナミックレンジから外れる程度が小さくなるため、撮影画像データの主要被写体の明るさを適正に仕上げつつ、撮影画像データの明部及び暗部がつぶれたり、高彩度の色が飽和してつぶれたり、色相が変化したりすることを抑制することが可能となる。
【０１１０】
[実施形態２]
次に、本発明の実施形態２について説明する。
実施形態１及び２に共通する構成要素の機能については、説明済みであるため、以下では、実施形態２に特有の機能について説明する。
【０１１１】
以下、図２９を参照して、実施形態２の明るさ補正量算出部７５の内部構成について説明する。なお、実施形態２に係る明るさ補正量算出部７５の構成要素のうち、図３に示した実施形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その機能説明を省略する。実施形態２の明るさ補正量算出部７５は、図２９に示すように、第１仮補正量設定部１０１、第１混合係数設定部１０２、第２仮補正量演算部１０３、第２混合係数設定部１０４、明るさ補正量演算部１０５、抑制係数算出部１０６、乗算部１０７により構成される。
【０１１２】
抑制係数算出部１０６は、撮影画像データの彩度が所定の閾値よりも高く、且つ自然光指標に基づいて設定される所定の色相を有する高彩度の画素数を算出し、撮影画像データの全画素数に対する前記高彩度の画素数の割合に基づいて、当該撮影画像データの明るさ補正量を抑制するための抑制係数Re（0.0＜Re≦1.0）を算出（設定）する。抑制係数Reの算出方法については、後に図３０を参照して詳細に説明する。
【０１１３】
乗算部１０７は、式（１７）に示すように、明るさ補正量演算部１０５で算出された明るさ補正量（式（３））に、抑制係数算出部１０６で算出（設定）された抑制係数Reを乗算することにより、新たな明るさ補正量を算出し、この新たな明るさ補正量を明るさ補正カーブ生成部７６に出力する。
新たな明るさ補正量＝Re×明るさ補正量    …（１７）
【０１１４】
実施形態２の明るさ補正カーブ生成部７６は、判別マップによって判別されたシーンタイプ（図１４参照）と、乗算部１０７から入力された新たな明るさ補正量に基づいて、撮影画像データを変換するための明るさ補正カーブを生成する。
【０１１５】
次に、実施形態２における動作について説明する。
図３０のフローチャートを参照して、実施形態２の画像処理部７において実行される明るさ補正処理について説明する。
【０１１６】
まず、指標算出部７４において、自然光指標、輝度比指標、露出指標を算出する指標算出処理（図１８〜図２８参照）が行われる（ステップＴ２０）。次いで、画像解析部７３において、撮影画像データの明るさ解析値がｎ個算出される（ステップＴ２１）。ステップＴ２１では、２個の明るさ解析値（肌色平均輝度、全体平均輝度）が算出される。
【０１１７】
次いで、図４〜図９の１次元ＬＵＴから、ステップＴ２１で算出された明るさ解析値と、ステップＴ２０の指標算出処理で算出された自然光指標、輝度比指標、露出指標に対応する値を抽出することにより、ｎ＋４個（６個）の第１仮補正量key_auto[0]〜[5]が設定される（ステップＴ２２）。
【０１１８】
次いで、図１０〜図１３の１次元ＬＵＴから、ステップＴ２０で算出された自然光指標に対応する値を抽出することにより、ｎ＋２個（４個）の第１混合係数wgt[0]〜[3]が設定される（ステップＴ２３）。次いで、４個の第１仮補正量key_auto[0]〜[3]と、３個の第１混合係数wgt[0]〜[3]を用いて、式（２）より第２仮補正量key_auto[6]が算出される（ステップＴ２４）。
【０１１９】
次いで、係数算出テーブル（図１５）から、判別マップ（図１４）を用いて判別されたシーンタイプに対応する３個の第２混合係数wgt[4]〜[6]が抽出され、設定される（ステップＴ２５）。そして、２個の第１仮補正量key_auto[4]、key_auto[5]と、第２仮補正量key_auto[6]と、３個の第２混合係数wgt[4]〜[6]を用いて、式（３）により明るさ補正量が算出される（ステップＴ２６）。
【０１２０】
次いで、ステップＴ２０で算出された輝度比指標が閾値Ｔｈ１より大きいか否かが判定される（ステップＴ２７）。ここで、閾値Ｔｈ１＝1.5である。ステップＴ２７において、輝度比指標＞Ｔｈ１であると判定された場合（ステップＴ２７；ＹＥＳ）、後に高彩度画素としてカウントすべき画素の色相条件が、ステップＴ２０で算出された自然光指標に応じて設定される（ステップＴ２８）。
【０１２１】
図３１に、ステップＴ２８において、自然光指標の値に応じて設定される色相条件（色相の範囲）を示す。図３１に示すように、色相条件は、−6.0＜自然光指標≦−1.5のとき、色相Ｈ＝161〜250であり、−1.5＜自然光指標＜2.0のとき、色相Ｈ＝0〜39、161〜250、330〜359であり、2.0≦自然光指標＜6.0のとき、色相Ｈ＝0〜39、330〜359である。
【０１２２】
色相条件が設定されると、撮影画像データの全画素数のうち、ステップＴ２８で設定された色相条件を有し、且つ、彩度（Ｓ）が閾値Ｔｈ２より大きい画素数が算出され、彩度（Ｓ）＞Ｔｈ２を満たす高彩度画素数が全画素数に占める割合（％）により、彩度レベルが設定される（ステップＴ２９）。ここで、Ｔｈ２＝１３０（ＨＳＶ表色系、最大値２５５）である。表７に、彩度（Ｓ）＞Ｔｈ２を満たす高彩度画素数が全画素数に占める割合（％）と抑制係数を、彩度レベル（彩度１〜４）別に示す。
【表７】
2007081550.tif 000014
【０１２３】
彩度レベルが設定されると、表７により、その設定された彩度レベルに対応する抑制係数Reが設定される（ステップＴ３０）。なお、ステップＴ２７〜Ｔ３０の処理は、抑制係数算出部１０６で実行される。次いで、式（１７）に示すように、ステップＴ２６で算出された明るさ補正量に、ステップＴ３０で設定された抑制係数Reを乗算することにより、新たな明るさ補正量が算出され（ステップＴ３１）、その新たな明るさ補正量と、ステップＴ２０で算出された各指標に基づいて判別されたシーンタイプから、撮影画像データを変換するための明るさ補正カーブが生成される（ステップＴ３２）。
【０１２４】
ステップＴ２７において、輝度比指標≦Ｔｈ１であると判定された場合（ステップＴ２７；ＮＯ）、ステップＴ２６で算出された明るさ補正量と、ステップＴ２０で算出された各指標に基づいて判別されたシーンタイプから、撮影画像データを変換するための明るさ補正カーブが生成される（ステップＴ３２）。
【０１２５】
明るさ補正カーブが生成されると、その明るさ補正カーブに従って、撮影画像データの明るさが補正され（ステップＴ３３）、本明るさ補正処理が終了する。このように明るさが補正された撮影画像データは、指定された出力先に出力される。出力先としては、表示部１３や、撮像装置１００に接続されたプリンタ等がある。
【０１２６】
以上のように、実施形態２の撮像装置１００によれば、撮影画像データの全画素数に対する高彩度画素数の割合に基づいて算出される抑制係数を用いて、撮影画像データの明るさ補正量を抑制することにより、高彩度画素が多い撮影画像データにおける高彩度画素の飽和を防止することが可能となる。特に、高彩度画素としてカウント対象となる画素の色相が、自然光指標の値に基づいて決定されることにより、高彩度画素の飽和を高精度に防止することが可能となる。
【０１２７】
なお、上記各実施形態における記載内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【０１２８】
例えば、上記各実施形態で示した明るさ補正処理が、デジタルカメラ等の撮像装置で行われる場合を示したが、ミニラボ（小規模現像所）に設置された画像処理装置（パーソナルコンピュータでもよい。）に、図２の画像処理部７の機能を搭載させるようにしてもよい。
【０１２９】
図３２に、本発明を適用した画像処理装置２００の主要部構成を示す。画像処理装置２００は、図３２に示すように、画像入力部２０１、画像処理部２０２、画像出力部２０３により構成される。
【０１３０】
画像入力部２０１は、被写体の撮影により得られた撮影画像データを取得し、画像処理部２０２に出力する。画像出力部２０３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示ディスプレイを有し、画像処理部２０２で処理された撮影画像データ等を表示する。また、画像出力部２０３が、画像処理部２０２で処理された撮影画像データを印刷出力する印刷部を備えるようにしてもよい。
【０１３１】
画像処理部２０２は、図３２に示すように、画像解析部２０４、指標算出部２０５、明るさ補正量算出部２０６、明るさ補正カーブ生成部２０７、画質補正部２０８により構成され、各部の機能は、それぞれ、図２の画像解析部７３、指標算出部７４、明るさ補正量算出部７５、明るさ補正カーブ生成部７６、画質補正部７２と同等である。
【０１３２】
但し、ミニラボに設置された画像処理装置２００の場合、明るさ補正カーブは、図１７に示した４種類（−６、−４、−２、０ボタン）だけでなく、更に多種類の明るさ補正カーブを生成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の主要部構成を示すブロック図。
【図２】画像処理部の内部構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施形態１における明るさ補正量算出部の内部構成を示すブロック図。
【図４】輝度比指標と仮補正量key_auto[0]との関係を示すＬＵＴ。
【図５】露出指標と仮補正量key_auto[1]との関係を示すＬＵＴ。
【図６】肌色平均輝度と仮補正量key_auto[2]との関係を示すＬＵＴ。
【図７】肌色平均輝度又は全体平均輝度と仮補正量key_auto[3]との関係を示すＬＵＴ。
【図８】輝度比指標と仮補正量key_auto[4]との関係を示すＬＵＴ。
【図９】露出指標と仮補正量key_auto[5]との関係を示すＬＵＴ。
【図１０】自然光指標と混合係数wgt[0]との関係を示すＬＵＴ。
【図１１】自然光指標と混合係数wgt[1]との関係を示すＬＵＴ。
【図１２】自然光指標と混合係数wgt[2]との関係を示すＬＵＴ。
【図１３】自然光指標と混合係数wgt[3]との関係を示すＬＵＴ。
【図１４】自然光指標、輝度比指標、露出指標からシーンタイプを判別するための判別マップを示す図。
【図１５】シーンタイプ別に混合係数wgt[4]〜[6]の値を表す係数算出テーブルを示す図。
【図１６】実施形態１の画像処理部において実行される明るさ補正処理を示すフローチャート。
【図１７】シーンタイプが順光である場合の明るさ補正カーブ（ａ）と、シーンタイプが逆光である場合の明るさ補正カーブを示す図（ｂ）。
【図１８】指標算出処理を示すフローチャート。
【図１９】明度・色相の領域毎に第１の占有率を算出する第１の占有率算出処理を示すフローチャート。
【図２０】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２１】明度（Ｖ）−色相（Ｈ）平面と、Ｖ−Ｈ平面上の領域ｒ１及び領域ｒ２を示す図。
【図２２】明度（Ｖ）−色相（Ｈ）平面と、Ｖ−Ｈ平面上の領域ｒ３及び領域ｒ４を示す図。
【図２３】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２４】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２５】撮影画像データの構図に基づいて第２の占有率を算出する第２の占有率算出処理を示すフローチャート。
【図２６】撮影画像データの画面の外縁からの距離に応じて決定される領域ｎ１〜ｎ４を示す図。
【図２７】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〜ｎ４）に示す図。
【図２８】偏倚量算出処理を示すフローチャート。
【図２９】本発明の実施形態２における明るさ補正量算出部の内部構成を示すブロック図。
【図３０】実施形態２の画像処理部において実行される明るさ補正処理を示すフローチャート。
【図３１】自然光指標と、高彩度画素の色相条件との関係を示す図。
【図３２】本発明が適用された画像処理装置の主要部構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１３４】
１  レンズ
２  絞り
３  ＣＣＤ
４  アナログ処理回路
５  Ａ／Ｄ変換器
６  一時記憶メモリ
７  画像処理部
７０  前処理部
７１  明るさ補正部
７２  画質補正部
７３  画像解析部
７４  指標算出部
７５  明るさ補正量算出部
７６  明るさ補正カーブ生成部
８  ヘッダ情報処理部
９  記憶デバイス
１０  ＣＣＤ駆動回路
１１  制御部
１２  操作部
１３  表示部
１４  ストロボ駆動回路
１５  ストロボ
１６  焦点距離調整回路
１７  自動焦点駆動回路
２０  モータ
１００  撮像装置
１０１  第１仮補正量設定部
１０２  第１混合係数設定部
１０３  第２仮補正量演算部
１０４  第２混合係数設定部
１０５  明るさ補正量演算部
１０６  抑制係数算出部
１０７  乗算部
２００  画像処理装置
２０１  画像入力部
２０２  画像処理部
２０３  画像出力部
２０４  画像解析部
２０５  指標算出部
２０６  明るさ補正量算出部
２０７  明るさ補正カーブ生成部
２０８  画質補正部
【図１】
2007081550.tif 000015
【図２】
2007081550.tif 000016
【図３】
2007081550.tif 000017
【図４】
2007081550.tif 000018
【図５】
2007081550.tif 000019
【図６】
2007081550.tif 000020
【図７】
2007081550.tif 000021
【図８】
2007081550.tif 000022
【図９】
2007081550.tif 000023
【図１０】
2007081550.tif 000024
【図１１】
2007081550.tif 000025
【図１２】
2007081550.tif 000026
【図１３】
2007081550.tif 000027
【図１４】
2007081550.tif 000028
【図１５】
2007081550.tif 000029
【図１６】
2007081550.tif 000030
【図１７】
2007081550.tif 000031
【図１８】
2007081550.tif 000032
【図１９】
2007081550.tif 000033
【図２０】
2007081550.tif 000034
【図２１】
2007081550.tif 000035
【図２２】
2007081550.tif 000036
【図２３】
2007081550.tif 000037
【図２４】
2007081550.tif 000038
【図２５】
2007081550.tif 000039
【図２６】
2007081550.tif 000040
【図２７】
2007081550.tif 000041
【図２８】
2007081550.tif 000042
【図２９】
2007081550.tif 000043
【図３０】
2007081550.tif 000044
【図３１】
2007081550.tif 000045
【図３２】
2007081550.tif 000046