(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子からの画像データに基づいて、撮影画像を複数の小領域に分割し、その小領域ごとに輝度値を演算する輝度値演算手段と、
前記小領域ごとの輝度値を区画に分けて輝度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記輝度ヒストグラムから頻度閾値より頻度の大きい高頻度区画を抽出する高頻度区画抽出手段と、
前記高頻度区画が複数で、かつ最も輝度の高い明部高頻度区画と最も輝度の低い暗部高頻度区画との間が一定区画数以上離れているとき、前記明部高頻度区画以上の区画に含まれる対象小領域の位置情報に基づいて算出される明部用評価値と前記暗部高頻度区画以下の区画に含まれる対象小領域の位置情報に基づいて算出される暗部用評価値とを比較し、前記明部高頻度区画と暗部高頻度区画のどちらが重要かを判断する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて選択される高輝度処理方法に従って高輝度処理を行い、露出制御値を演算する演算手段とを備え、
前記高輝度処理方法は、前記判定手段の判定結果において前記暗部高頻度区画が、前記明部高頻度区画よりも重要であり、かつ当該暗部高頻度区画の輝度値が所定の暗部閾値未満である場合には、所定の高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を所定の置換値に置換して行う高輝度処理が選択されることを特徴とする自動露出制御装置。
【請求項２】
前記明部用評価値及び暗部用評価値が、撮影画像の指定領域からの距離に応じて小領域ごとに設定される重み係数を用いて算出されることを特徴とする請求項１記載の自動露出制御装置。
【請求項３】
前記撮影画像の指定領域が任意に変更可能であることを特徴とする請求項２記載の自動露出制御装置。
【請求項４】
前記明部用評価値及び暗部用評価値が、それぞれ対応する前記対象小領域の輝度情報に応じて補正されることを特徴とする請求項１記載の自動露出制御装置。
【請求項５】
前記明部用評価値及び暗部用評価値が、それぞれ対応する前記対象小領域の色相情報に応じて補正されることを特徴とする請求項１または４記載の自動露出制御装置。
【請求項６】
前記高頻度区画に含まれる小領域が無彩色か否かを判定し、無彩色のとき前記露出制御値を補正する無彩色補正手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の自動露出装置。
【請求項７】
撮像素子からの画像データに基づいて、撮影画像を複数の小領域に分割し、その小領域ごとに輝度値を演算する工程と、
前記小領域ごとの輝度値を区画に分けて輝度ヒストグラムを作成する工程と、
前記輝度ヒストグラムから頻度閾値より頻度の大きい高頻度区画を抽出する工程と、
前記高頻度区画が複数で、かつ最も輝度の高い明部高頻度区画と最も輝度の低い暗部高頻度区画との間が一定区画数以上離れているとき、前記明部高頻度区画以上の区画に含まれる対象小領域の位置情報に基づいて算出される明部用評価値と前記暗部高頻度区画以下の区画に含まれる対象小領域の位置情報に基づいて算出される暗部用評価値とを比較し、前記明部高頻度区画と暗部高頻度区画のどちらが重要かを判断する工程と、
この工程の判定結果に基づいて選択される高輝度処理方法に従って高輝度処理を行い、露出制御値を演算する工程とをコンピュータに実行させるようにし、
前記高輝度処理方法は、前記判断する工程の判定結果において前記暗部高頻度区画が、前記明部高頻度区画よりも重要であり、かつ当該暗部高頻度区画の輝度値が所定の暗部閾値未満である場合には、所定の高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を所定の置換値に置換して行う高輝度処理が選択されることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像素子を用いた画像入力機器に適用される自動露出制御装置及びそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動露出制御装置における露出決定方式には、平均測光、中央重点測光、スポット測光、マルチパターン測光等の方式がある。何れの場合も撮影画像全体を含めて画像領域に予め定められた複数の評価領域を設定しておき、その領域の平均輝度情報から露出評価値を取得し、それをもとに露出を決定したり、また逆光補正などの露出補正を行っている。評価領域を定めるにあたっては、図２に破線で示すように画像領域を格子状の多数領域（小領域）に分割し、その分割された領域を組み合わせて評価領域（中領域）としていることが多い。図３の太線で囲まれた領域は中央重点方式で一般的に見られる評価領域の組み合わせである。
【０００３】
ところで、図４のように評価領域内に空のような高輝度部分が存在すると、露出評価値が空部の輝度の影響で高くなって露出が明るい方に合ってしまい、全体の画像としては暗くなってしまう場合がある。特に、図３のような中央重点測光の場合、中心部に空のような明るい部分が存在するとその影響は大きい。そこで、小領域ごとの輝度値がある定められた閾値を超えた場合にその小領域の輝度値をある定められた値に置き換えるという手法が、特開平5-122600号公報や特開平7-298131号公報等で提案されているが、輝度差が激しい画像の場合には、高輝度部をある定められた値に置き換えるという高輝度処理を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、屋外での撮影では高輝度部を所定置に置き換えることや除外することで空部などの高輝度の影響を抑えることができる。また、屋内の撮影でも、屋内の照明灯の影響を抑えることができる。しかしながら、屋内の撮影において、照明の光が当たらない影の部分や暗幕などの黒い物体が、画像内にある割合以上存在すると、暗い部分と照明が当たっている明るい部分とで輝度差が生じ、照明が当たっている本来の被写体部分を高輝度部分と判断して暗い部分に露出を合わせてしまい、照明が当たっている本来の被写体部分が白飛びを起こしてしまう不具合があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に対処してなされたもので、輝度差がある画像に対してより適切な高輝度処理を行うことができる自動露出制御装置及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明の自動露出制御装置は、撮像素子からの画像データに基づいて、撮影画像を複数の小領域に分割し、その小領域ごとに輝度値を演算する輝度値演算手段と、前記小領域ごとの輝度値を区画に分けて輝度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記輝度ヒストグラムから頻度閾値より頻度の大きい高頻度区画を抽出する高頻度区画抽出手段と、前記高頻度区画が複数で、かつ最も輝度の高い明部高頻度区画と最も輝度の低い暗部高頻度区画との間が一定区画数以上離れているとき、前記明部高頻度区画以上の区画に含まれる対象小領域の位置情報に基づいて算出される明部用評価値と前記暗部高頻度区画以下の区画に含まれる対象小領域の位置情報に基づいて算出される暗部用評価値とを比較し、前記明部高頻度区画と暗部高頻度区画のどちらが重要かを判断する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて選択される高輝度処理方法に従って高輝度処理を行い、露出制御値を演算する演算手段とを備え、前記高輝度処理方法は、前記判定手段の判定結果において前記暗部高頻度区画が、前記明部高頻度区画よりも重要であり、かつ当該暗部高頻度区画の輝度値が所定の暗部閾値未満である場合には、所定の高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を所定の置換値に置換して行う高輝度処理が選択されることを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明においては、明部用評価値が暗部用評価値より大きいとき、明部高頻度区画が暗部高頻度区画よりも重要と判断され、明部高頻度区画に対応する高輝度部分に合わせた高輝度処理方法が選択され、逆に暗部用評価値の方が大きいとき、暗部高頻度区画に対応する低輝度部分に合わせた高輝度処理方法が選択され、これにより輝度差のある画像においても、被写体に応じた適切な高輝度処理を行うことが可能となる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の自動露出制御装置において、前記明部用評価値及び暗部用評価値が、撮影画像の指定領域からの距離に応じて小領域ごとに設定される重み係数を用いて算出されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明においては、明部用評価値及び暗部用評価値がそれぞれ対応する対象小領域の全ての重み係数を用いて演算され、対象小領域の中に指定領域に近い小領域が多いものほど評価値が高く、重要と判断される。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の自動露出制御装置において、前記撮影画像の指定領域が任意に変更可能であることを特徴とする。この発明においては、撮影者が被写体を指示することで、被写体に近い小領域ほど重み係数が高く設定され、より確実に適切な高輝度処理を行わせることが可能となる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１の自動露出制御装置において、前記明部用評価値及び暗部用評価値が、それぞれ対応する前記対象小領域の輝度情報に応じて補正されることを特徴とする。この発明においては、輝度レベルによる重み係数を設定しておくことにより、対象小領域の輝度情報を評価値に反映させることが可能となり、より確実に適切な高輝度処理を行わせることが可能となる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１または４の自動露出制御装置において、前記明部用評価値及び暗部用評価値が、それぞれ対応する前記対象小領域の色相情報に応じて補正されることを特徴とする。この発明においては、色相による重み係数を設定しておくことにより、対象小領域の色相情報を評価値に反映させることが可能となり、より確実に適切な高輝度処理を行わせることが可能となる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１の自動露出制御装置において、前記高頻度区画に含まれる小領域が無彩色か否かを判定し、無彩色のとき前記露出制御値を補正する無彩色補正手段を備えたことを特徴とする。この発明においては、撮影画像が雪景色や白い紙のような無彩色の背景を有するとき、これを検出して、全体が灰色の画像となるのを防ぐような露出補正が行われる。
【００１４】
請求項７の発明は、撮像素子からの画像データに基づいて、撮影画像を複数の小領域に分割し、その小領域ごとに輝度値を演算する工程と、前記小領域ごとの輝度値を区画に分けて輝度ヒストグラムを作成する工程と、前記輝度ヒストグラムから頻度閾値より頻度の大きい高頻度区画を抽出する工程と、前記高頻度区画が複数で、かつ最も輝度の高い明部高頻度区画と最も輝度の低い暗部高頻度区画との間が一定区画数以上離れているとき、前記明部高頻度区画以上の区画に含まれる対象小領域の位置情報に基づいて算出される明部用評価値と前記暗部高頻度区画以下の区画に含まれる対象小領域の位置情報に基づいて算出される暗部用評価値とを比較し、前記明部高頻度区画と暗部高頻度区画のどちらが重要かを判断する工程と、この工程の判定結果に基づいて選択される高輝度処理方法に従って高輝度処理を行い、露出制御値を演算する工程とをコンピュータに実行させるようにし、前記高輝度処理方法は、前記判断する工程の判定結果において前記暗部高頻度区画が、前記明部高頻度区画よりも重要であり、かつ当該暗部高頻度区画の輝度値が所定の暗部閾値未満である場合には、所定の高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を所定の置換値に置換して行う高輝度処理が選択されることを特徴とするプログラムである。
【００１５】
請求項７の発明においては、このプログラムをコンピュータに実行させることにより、輝度差のある画像に対してより適切な高輝度処理を行うことができる自動露出制御装置を容易に実現することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態の自動露出制御装置のブロック構成を示すもので、撮影レンズ１と絞り２を通過した被写体像は、結像された光量を電気信号に変換するＣＣＤ３により画像信号が出力される。出力された画像信号は、ＣＤＳ４によりＣＣＤ３のノイズ等が除去され、プロセス処理回路５にてゲインコントロールされた後、Ａ／Ｄ変換器６にてアナログ信号からデジタル信号に変換される。絞り２には絞り駆動部７が接続されており、ＣＣＤ３にはＣＣＤ駆動部８が接続されている。
【００１８】
絞り駆動部７は、システム制御部９により制御され、撮像レンズ１から入射してＣＣＤ３に至る光線束の径を変化させるように絞り２の孔径を開閉する。また、ＣＣＤ駆動部８は、システム制御部９により、撮影光像より変換される電気信号の蓄積及び取り出しが行えるようにＣＣＤ３の動作を制御する。すなわち、ＣＣＤ駆動部８の制御によってＣＣＤ３のシャッタ動作が実行される。したがって、この２つの駆動部により様々な露出での画像撮影が可能になっている。
【００１９】
ＣＣＤ３上の一画像分の画像情報はＣＤＳ４へ送り出され、プロセス処理回路５を通過してＡ／Ｄ変換器６へ送られる。Ａ／Ｄ変換器６にはデジタル信号処理部１２が接続されており、Ａ／Ｄ変換器６によりデジタル信号に変換された画像信号はデジタル信号処理部１２にてＲＧＢ信号変換や画像補間等のデジタル画像処理が行われる。
【００２０】
デジタル信号処理部１２により作成された画像データは、一度メモリ１３に送られた後、画像データ処理部１４に送られ、ガンマ補正や圧縮等の画像処理をされた後、メモリカード１５に記憶される。また、デジタル信号処理部１２からの信号は、画像表示処理部１６に送られ、γ処理等の画像表示用処理が行われた後にＬＣＤモニタ等の画像表示装置１７に送られ、これにより撮影画像を確認することができる。
【００２１】
また、デジタル信号処理部１２では小領域ごとの輝度積算処理が行われる。この輝度積算処理は、小領域内に含まれるＲＧＢ信号データを輝度値に変換し、その輝度値を小領域ごとに積算することで行われる。小領域ごとの輝度積算値はシステム制御部９に送られる。
【００２２】
システム制御部９では、小領域ごとの輝度積算値を入力し輝度分布によるヒストグラムを作成すると同時に、輝度ヒストグラムの各区画に含まれる小領域の番号（位置情報）も保存する。ついで輝度ヒストグラムの結果や撮影時の露出条件等をもとに高輝度閾値と高輝度処理方法を定めて高輝度処理を行い、露出制御のための露出制御値を求め、その露出制御値によりＣＣＤ駆動部８と絞り駆動部７を制御し露出制御を行う。なお、メモリカード１６にデジタルカメラ制御用のプログラムが書き込まれている際には、カメラ側で特殊な操作をすると、図示しないカメラ制御用プログラムメモリに転送され、カメラ制御用のプログラムを書き換えることができる。
【００２３】
図２は、１０×１０の１００個に分割された評価小領域と、その評価小領域を組み合わせてできた中領域（太線で囲まれたエリア１〜６の部分）の例を示している。小領域の輝度積算値は前述の通りデジタル信号処理部１２で算出され、中領域ごとの処理はシステム制御部９で行われる。これは状況に応じて中領域の形（小領域の組み合わせ方）を変えることを容易にするためである。ここで、図３は中央重点測光を行う場合を示し、斜線部で示す２つの中領域で露出制御を行うもので、２つの中領域の中心部に近い中領域に重点的に重みをかけて露出制御を行うのが一般的である。スポット測光の場合は図３に示す中心部の中領域と同じかそれよりも狭い範囲のエリアにより露出制御を行うものである。
【００２４】
高輝度処理について、図４、５を用いて説明する。図４は、山などを写した場合の風景写真をモデル化したものであり、下部の山や地面などに比べてかなり輝度の高い空がほぼ画面中央から上に位置している。高輝度な空部分が画面中央にも位置するため、中央重点測光やスポット測光を行った場合には空の高輝度部分の影響が大きく、図４（ａ）に示すように全体に暗い画像となってしまう。
【００２５】
そこで、ある定められた閾値（高輝度閾値）以上の高輝度部分に関して定められた高輝度規定値（０も含む）に置き換えるという高輝度処理により高輝度部分の影響をなくす方法が考案されており（特開平5-122600号公報、特開平7-298131号公報）、そのような高輝度処理を行うことで、図４（ｂ）に示すような明るい画像が得られるようになる。なお、図５（ａ）は図４（ａ）の時の、図５（ｂ）は図４（ｂ）の時のそれぞれの輝度ヒストグラムを示している。図５において、横軸は輝度の区画番号、縦軸は頻度である。図５（ａ）では高輝度部（空）が輝度ヒストグラムの中心に、図５（ｂ）では低輝度部（地面）が輝度ヒストグラムの中心に来ているのがわかる。
【００２６】
図５に示すような輝度差がある画像においては、輝度ヒストグラムの頻度の高い部分（高頻度区画）が２つ存在することになる。この２つの高頻度区画のどちらに合わせて高輝度処理を行わせるかは、撮影条件等によっても求められる。例えば図５では暗い方に合わせた高輝度処理を行っているが、図６に示すように屋内での撮影時に暗幕や照明光の当たらない暗い部分Ａが画像の中にある程度の割合以上存在すると、図７に示すように図５（ａ）と似たような輝度ヒストグラムの分布状態を示す。この時に図５（ｂ）に示すように低輝度部に露出を合わせてしまうと、被写体部分Ｂが明るくなり過ぎ、白飛びといわれる画像になってしまう。なお、図６において、符号Ｃはスポット光を示す。
【００２７】
このようなことを防ぐために、本発明においては、輝度ヒストグラムの高頻度区画に含まれる小領域の位置情報をもとに適切な高輝度処理方法を選ぶようにする。例えば、撮影画像の中央付近に明るい方の高頻度区画に含まれる小領域が多い場合には、明るい方の高頻度区画から求められる高輝度処理を、逆に撮影画像の中央付近に暗い方がある場合には暗い方の高輝度処理を行わせる。
【００２８】
すなわち、本実施の形態におけるシステム制御部９は、図８及び図９に示すような処理フローに従って高輝度処理を行う。なお、参考のために従来の高輝度処理動作を図１０に示す。
【００２９】
図８及び図９において、まずステップ１００として、デジタル信号処理部１２からの評価小領域ごとの輝度積算値に基づいて輝度分布によるヒストグラムを作成する。ここで、図２のような１０×１０の１００個に分割された評価小領域を用いて輝度に関するヒストグラムを作成する場合を例とする。この場合、ヒストグラムの要素数は１００個しかないため、輝度の区間は狭くできない。それは、区間を狭くすると全体の区画数が増え、１つの区画に入る頻度が低くなってしまうためである。そこで、ＣＣＤの感度が±３ｅｖ（Exposure Value）前後であることから１区画１ｅｖとし、露出補正などの補正も考慮して９区画のヒストグラムを作成する。なお、区画の単位はｅｖ単位で行った方が高輝度部の影響を受けにくくなることがわかっている。小領域の露出評価値がリニアの値で出力される場合には、ヒストグラムを作成する際の輝度の区画はｅｖ値からリニア値に換算したものでヒストグラムを作成する。例えば目標の露出の時のリニア値が１０００である場合には、以下のようにヒストグラムの区画を設定する。なお、リニア値は区画の中心値を示す。
【００３０】
−３ｅｖ；  １２５
−２ｅｖ；  ２５０
−１ｅｖ；  ５００
０ｅｖ；１０００
１ｅｖ；２０００
２ｅｖ；４０００
３ｅｖ；８０００
【００３１】
さらに、ステップ１０１として、区画ごとの小領域の位置番号を保存する。実際には、ステップ１００のヒストグラム作成時に区画が決まった際に小領域の位置番号をメモリ１３等に保存する。図１１に各小領域の位置番号の一例を示す。
【００３２】
次に、ステップ１０２として、作成した輝度ヒストグラムから高頻度閾値より頻度の高い区画（高頻度区画）を抽出する。図１２に示すような輝度ヒストグラムの場合には、区画番号２、７（図で四角で囲んだ区画）が当てはまる。
【００３３】
そして、ステップ１０３にて、高頻度区画が２つ以上あるかを調べる。高頻度区画がない場合や１つの場合には、ステップ１０４に進み、別の処理により定められた高輝度閾値以上の区画の輝度を用いないで露出制御値を定める第１高輝度処理を行う。また、高頻度区画が３つ以上の場合には、その中で一番明るい区画と、一番暗い区画とを以後の処理の対象区画とする。
【００３４】
高頻度区画が２つ以上ある場合には、ステップ１０５にて、２つの高頻度区画が、所定数の区画例えば２区画（ここでは２ｅｖに相当）よりも離れているかを判定する。これは２つの高頻度区画がある一定の輝度差を持っているかを判定するためである。離れていない場合には、高頻度区画がない場合や１つの場合と同様にステップ１０４の第１高輝度処理を行う。
【００３５】
２つの高頻度区画がある一定の輝度差を持っている場合には、ステップ１０６にて、明るい方（輝度の高い方）の高頻度区画（以下、明部高頻度区画という。）以上の高輝度側区画にある小領域の位置を求め、その位置とその区画が示す撮影条件から明部用評価値ａを求める。さらに、ステップ１０７にて、暗い方（輝度の低い方）の高頻度区画（以下、暗部高頻度区画という。）以下の低輝度側区画にある小領域の位置を求め、その位置とその区画が示す撮影条件から暗部用評価値ｂを求める。
【００３６】
明部用評価値ａ、暗部用評価値ｂは、次のようにして求められる。
図１３に示すような小領域の位置による重みテーブル２０を準備する。図１３は、画像の中心（太線で囲んだ部分）からの距離で重み係数を変えた例である。明部用評価値ａを求める場合は、該当区画（明部高頻度区画以上の高輝度側区画）に含まれる小領域の位置から重みテーブル２０により重み係数を求め、全ての該当区画の重み係数を合計したものを明部用評価値ａとする。暗部用評価値ｂについても同様に求める。
【００３７】
重みテーブル２０の中心位置をユーザにより変えられるようにする。これはモニタ上でタッチペンなどで直接指示してもよいし、他のカーソル類で指定してもよい。図１４は、重みの中心位置を図１３より２つの小領域分だけ左に動かした例である。これは人が２人ならんでいる場合など、中心位置からずれたところに被写体がある場合に有効である。
【００３８】
ところで、実際に人が２人ならんでいる場合などに撮影を行う際には、フォーカスを合わせるため、片方の人物が画像中央に来るようにカメラを向け、シャッターを半押ししてフォーカスロックを行うのが普通である。そこでシャッターが半押しされた際に、図１３に示すような中心位置からの重みテーブル２０で評価値を求めておき、明部か暗部どちらに露出を合わせるかを予め求め、シャッターが完全に押され撮影を行う場合には、その情報をもとに処理を行うことで、図１３に示すような中心位置からの重みテーブル２０だけでも対処できるようになる。
【００３９】
また、画像位置による重みテーブル２０とは別に輝度値別に重み係数を設定しておくことが好ましい。この場合、空などあまり被写体とならないような高輝度部分や、陰などの低輝度部分に対しては重み係数を低く設定し、中輝度部分に重み係数を高く設定する。例えば、１２ｅｖ以上は１、７ｅｖ以上１２ｅｖ未満は４、４ｅｖ以上７ｅｖ未満は２、４ｅｖ未満は１のように設定する。明部用評価値ａ、暗部用評価値ｂを求める際には、まずこの輝度による重み係数と小領域の位置による重み係数を掛け合わせた値を求める。そして全ての対象小領域の値を合算したものを評価値とする。
【００４０】
ステップ１０６、１０７で得られた明部用評価値ａと暗部用評価値ｂを、ステップ１０８にて比較し、評価値の大きい方を選択する。つまり明部用評価値ａが高い場合には、明るい方の高頻度区画が重要と判断されたことになり、そのための明部用の高輝度処理を行う。逆の場合には暗部用の高輝度処理を行う。
【００４１】
明部用評価値ａが高い場合には、ステップ１０９に進み、明部高頻度区画が示す輝度値が、ある輝度値（明部閾値）以上かどうか調べる。区画と輝度値の関係は、その時の露出制御値がヒストグラムの中心区画（図１２では、丸で囲んだ区画番号４の区画）を示すので、それから求められる。明部閾値以上である場合は、明部高頻度区画部分は空と判断されるが、ステップ１０８の判定により明部に露出を合わせることがわかっているため、この場合空が被写体と考えられる。そのため、ステップ１１０にて、高輝度部分をあまり除去しないような第２高輝度処理を行う。一方、明部高頻度区画の輝度値が明部閾値より小さい場合は、ステップ１１１にて、予め定められた第３高輝度処理を行う。
【００４２】
暗部用評価値ｂが明部用評価値ａより高い場合は、ステップ１１２に進み、暗部高頻度区画が示す輝度値が、ある輝度値（暗部閾値）未満かどうか調べる。暗部閾値未満である場合には、屋内と判断されるため、ステップ１１３にて、高輝度除去効果を抑制した第４高輝度処理を行う。一方、暗部高頻度区画の輝度値が暗部閾値以上の場合には、ステップ１１１の第３高輝度処理を行う。
【００４３】
以上により、輝度差がある画像において、どちらの輝度部分が重要か明部用評価値ａ、暗部用評価値ｂを求めて判断することにより、より適切な高輝度処理を選択することができる。
【００４４】
これに対して、従来の高輝度処理では、図１０に示すような処理を行っている。すなわち、ステップ２００、２０１にて、ステップ１００、１０１と同様にして輝度ヒストグラムから高頻度区画を抽出する。ついで、ステップ２０２にて、抽出された高頻度区画が２つ以上あるか判定し、高頻度区画が２つ以上ある場合には、ステップ２０３にて、それらが一定区画数以上離れているか判定する。高頻度区画がない場合や１つの場合、あるいは２つの高頻度区画があまり離れていない場合には、ステップ２０４にて第１高輝度処理を行う。
【００４５】
一方、２つの高頻度区画が一定区画数以上離れている場合には、ステップ２０５にて、明部高頻度区画の輝度値が明部閾値以上かどうか調べる。図１２に示す輝度ヒストグラムでは、明部高頻度区画は区画番号７であり、輝度値１３ｅｖを示す。図１５に、明部閾値を１２ｅｖに、暗部閾値を７ｅｖに設定した場合を示す。白丸は明部高頻度区画の位置、黒丸は暗部高頻度区画の位置を示す。図１５（ａ）は、図１２のヒストグラムの区画を表したものである。実際はＣＣＤ感度により輝度ヒストグラムが７区画なので、図１５（ｂ）のようになる。図１５（ｂ）のような場合には、白丸の位置が明部閾値より大きいのでほぼ屋外と判断し、そのために高輝度部分を除去するような第５高輝度処理を行う（ステップ２０６）。
【００４６】
また、明部高頻度区画の輝度値が明部閾値より小さい場合には、ステップ２０７にて、暗部高頻度区画の輝度値が暗部閾値未満かどうか調べる。図１５（ｃ）のような場合には、黒丸の位置が暗部輝度値より小さいので屋内と判断し、高輝度除去効果を抑制した第４高輝度処理を行う（ステップ２０８）。
【００４７】
そして、明部高頻度区画の輝度値が明部閾値未満で、かつ暗部高頻度区画の輝度値が暗部閾値以上の場合には、ステップ２０９にて第３高輝度処理を行う。
【００４８】
ここで、上述した高輝度処理方法を以下にまとめて示す。
第１高輝度処理：高頻度区画がほぼ集中した画像なので、高頻度区画が示す輝度から予め定められた輝度だけ明るい高輝度閾値を求め、この高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を除外して撮影露出評価値を求める。
第２高輝度処理：被写体が空などの高輝度部分と考えられるので、明部高頻度区画が示す輝度から予め定められた輝度だけ明るい高輝度閾値を求め、この高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を除外して撮影露出評価値を求める。この場合、実質的に明部高頻度区画以上の画像領域数はほとんどないため、高輝度除去がほとんど抑えられた処理となる。
第３高輝度処理：明部高頻度区画が示す輝度と暗部高頻度区画が示す輝度から高輝度閾値を求め、この高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を除外して撮影露出評価値を求める。高輝度閾値の定め方の一例としては、明部高頻度区画が示す輝度と暗部高頻度区画が示す輝度の中間（平均）とする方法がある。また、以下の第５高輝度処理と同様に行ってもよい。
第４高輝度処理：被写体が屋内の低輝度部分と考えられるので、暗部高頻度区画が示す輝度から予め定められた輝度だけ明るい高輝度閾値を求め、この高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を、これも予め定められた値（高輝度閾値より明るい値）に置換して撮影露出評価値を求める。ここで、第１、２の高輝度処理のように高輝度部分を除外しないのは、高輝度部分を除外して低輝度部分に露出を合わせてしまうと、被写体以外の部分が白飛びを起こしてしまうからである。屋外での空などは白飛びしても画像的に問題はないが、屋内の場合だと被写体部分以外の屋内の様子がわからない状態になり、画像としては好ましくない。そのため、高輝度部分の評価値をある値に置換することで高輝度除去効果を抑えるようにしている。
第５高輝度処理：暗部高頻度区画が示す輝度から予め定められた輝度だけ明るい高輝度閾値を求め、この高輝度閾値より明るい部分の画像輝度評価値を除外して撮影露出評価値を求める。高輝度閾値を明部高頻度区画が示す輝度以下に設定することにより、高輝度部分を除去できる。
【００４９】
以上の説明からも明らかなように、本実施の形態においては、輝度差がある画像において、輝度ヒストグラムを用いて高輝度部分と低輝度部分のどちらが重要かをその画像内の位置情報や輝度レベル等から判断することにより、より適切な高輝度処理を選択することができる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態の自動露出制御装置は、第１の実施の形態と比較して、図１に示すブロック構成は共通するが、システム制御部９が、図８及び図９に示す処理ではなく、図１６及び図１７に示すような処理を行う点が異なる。本実施の形態では、高頻度区画に対応する部分の色相による色情報も加味することで、高輝度処理方法をより適切に選択できるようにしている。また、雪景色や白い紙に書かれた文字などを撮影しようとすると、雪や白い紙に露出を合わせようとするため、撮影された画像が灰色に撮影されてしまうことがあるが、これを防ぐために、輝度情報と色相や彩度情報を用いて、無彩色部分が灰色にならずに白く見えるように、必要な高頻度区画に対して無彩色処理を施している。
【００５１】
本実施の形態で上記処理を実施するために、デジタル信号処理部１２は、小領域内に含まれるＲＧＢ信号データを輝度値に変換しその輝度値を小領域ごとに積算する輝度積算処理を行うが、このとき小領域ごとの色相や彩度も求める。システム制御部９は、デジタル信号処理部１２より小領域ごとの輝度積算値とともに色相や彩度も受け取り、図１６及び図１７に示すような高輝度処理を行う。
【００５２】
以下、図１６及び図１７に従って、システム制御部９の処理の流れを説明する。なお、図１６及び図１７において、図８及び図９と共通するステップには同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
ステップ１００、１０１にて、輝度ヒストグラムを作成するとともに、輝度ヒストグラムの区間ごとにそこに含まれる小領域の位置番号をメモリ１３等に保存し、ステップ１０２にて、作成された輝度ヒストグラムから高頻度区画を抽出する。そして、ステップ１０３にて、高頻度区画が２つ以上あるかを調べ、高頻度区画がない場合や１つの場合には、ステップ１０４にて第１高輝度処理を行う。また、高頻度区画が２つ以上ある場合にも、ステップ１０５の判定で、２つの高頻度区画が所定数の区画例えば２区画よりも離れていない場合には、ステップ１０４にて第１高輝度処理を行う。
【００５４】
一方、２つの高頻度区画すなわち明部高頻度区画と暗部高頻度区画が一定の区画数よりも離れている場合には、ステップ１０６′にて、明部高頻度区画以上の区画にある小領域の位置を求め、その位置とその区画が示す撮影条件及びその小領域の色相と彩度から明部用評価値ａを求める。さらに、ステップ１０７′にて、暗部高頻度区画以下の低輝度側区画にある小領域の位置を求め、その位置とその区画が示す撮影条件及びその小領域の色相と彩度から暗部用評価値ｂを求める。
【００５５】
本実施の形態における明部用評価値ａ、暗部用評価値ｂは、例えば次のような方法で求められる。
まず小領域の位置を求め、その位置がある特定の位置（例えば画面上部）であれば色相を調べ、そのときの色がある特定の色（例えば青）かを調べて、適切な高輝度処理が行われるように評価値を定める。
【００５６】
また、図１３に示すような小領域の位置による重みテーブル２０と図１８に示すような色ごとに重み係数が設定された重みテーブル２２を用意しておき、該当区画（明部高頻度区画以上の高輝度側区画）に含まれる小領域の位置から重みテーブル２０により重み係数を求め、これにその小領域の色相から重みテーブル２２により得られる重み係数を掛け合わせた値を求める。そして該当区画に含まれる全ての小領域の値を合計したものを明部用評価値ａまたは暗部用評価値ｂとする。
【００５７】
さらに、輝度値別に重み係数を設定することもできる。この場合、空などあまり被写体とならないような高輝度部分や、陰などの低輝度部分に対しては重み係数を低く設定し、中輝度部分に重みを高く設定する。例えば１２ｅｖ以上は１、７ｅｖ以上１２ｅｖ未満は４、４ｅｖ以上７ｅｖ未満は２、４ｅｖ未満は１のように設定する。評価値ａ、ｂを求める際には、先ずこの輝度による重み係数と小領域の位置と色相による重み係数を掛け合わせた値を求める。そして全ての対象小領域の値を合算したものを評価値とする。
【００５８】
このようにして得られた明部用評価値ａと暗部用評価値ｂとを、ステップ１０８にて比較し、評価値の大きい方を重要と判断して、それぞれに適した高輝度処理を行う。すなわち、明部用評価値ａが高い場合には、ステップ１０９にて、明部高頻度区画が示す輝度値が明部閾値以上かどうか判定し、明部閾値以上のときは空が被写体と考えられるため、ステップ１１０にて高輝度部分をあまり除去しないような第２高輝度処理を行う。明部閾値未満のときは、ステップ１１１にて既定の第３高輝度処理を行う。
【００５９】
また、暗部用評価値ｂが明部用評価値ａより高い場合は、ステップ１１２にて、暗部高頻度区画が示す輝度値が暗部閾値未満かどうか判定し、暗部閾値未満のときは屋内と判断して、ステップ１１３にて高輝度除去効果を抑制した第４高輝度処理を行う。暗部閾値以上のときは、ステップ１１１にて所定の第３高輝度処理を行う。
【００６０】
さらに、本実施の形態では、第１高輝度処理を行った後と第２高輝度処理を行った後に、ステップ１２０にて、高頻度区画の色相や彩度から無彩色かどうかを判断し、無彩色である場合には、ステップ１２１にて、画像を明るくする無彩色用補正値を設定する。これは雪景色や白い紙などを撮影したときに全体が灰色の画像になるのを防ぐための処理であり、例えば露出補正処理を行う。なお、白飛びしている場合もあるため輝度情報も判断に使用する。
【００６１】
本実施の形態においては、以上のような処理を行うことにより、輝度差がある撮影画像においても、撮影目的に応じてより適切な高輝度処理を選択しかつ無彩色用の補正を行うことができるため、より適切な自動露出制御を行うことができる。
【００６２】
【発明の効果】
上記したように、請求項１の発明によれば、輝度差のある画像において、どちらの輝度部分が重要かを画像上のそれぞれの位置情報から評価値を求めて判断し、その判断結果に基づいて高輝度処理方法を選択することにより、より適切な高輝度処理を行うことができる。
【００６３】
請求項２の発明によれば、画像を分割した小領域ごとに画像の指定領域からの距離に応じた重み係数を設定し、この設定された重み係数を用いて評価値を演算することにより、輝度差のある画像において、画像上の指定領域により近い輝度部分に合わせた高輝度処理を行うことができる。
【００６４】
請求項３の発明によれば、画像の指定領域を任意に変更可能にすることにより、撮影者によって被写体を画像の指定領域に設定することができ、確実に被写体に合わせた高輝度処理を行うことができる。
【００６５】
請求項４の発明によれば、輝度差のある画像において、それぞれ輝度部分の評価値をその画像上の位置情報と輝度情報に基づいて算出することにより、より確実に適切な高輝度処理を行うことができる。
【００６６】
請求項５の発明によれば、輝度差のある画像において、それぞれ輝度部分の評価値をその画像上の位置情報と色相情報、または位置情報と輝度情報と色相情報に基づいて算出することにより、より確実に適切な高輝度処理を行うことができる。
【００６７】
請求項６の発明によれば、輝度ヒストグラムの高頻度区画に対応する高輝度部分が無彩色のとき、高輝度処理に対して無彩色補正を行うことにより、雪景色や白い紙のような無彩色の背景を有する撮影画像において、全体が灰色の画像となるのを防ぐことができる。
【００６８】
請求項７の発明によれば、輝度差のある画像に対してより適切な高輝度処理を行うことができる自動露出制御をコンピュータに実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態の自動露出制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】撮影画像を分割する一例を示す図である。
【図３】中央重点測光を行う場合のエリアを示す図である。
【図４】山などを写した場合の風景写真をモデル化した図である。
【図５】図４に示す撮影画像の輝度ヒストグラムを示す図である。
【図６】屋内写真をモデル化した図である。
【図７】図６に示す撮影画像の輝度ヒストグラムを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態にかかるシステム制御部の処理動作を示すフローチャート（その１）である。
【図９】本発明の第１の実施の形態にかかるシステム制御部の処理動作を示すフローチャート（その２）である。
【図１０】従来の高輝度処理にかかる処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】小領域の位置番号の一例を示す図である。
【図１２】輝度差のある画像の輝度ヒストグラムの一例を示す図である。
【図１３】小領域の位置による重みテーブル２０の一例を示す図である。
【図１４】画像の指定領域（太線で囲んだ部分）からの距離で重み係数を変えた例を示す図である。
【図１５】輝度ヒストグラムの高頻度区画と明部閾値及び暗部閾値との関係を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態にかかるシステム制御部の処理動作を示すフローチャート（その１）である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態にかかるシステム制御部の処理動作を示すフローチャート（その２）である。
【図１８】色ごとに重み係数が設定された重みテーブル２２の一例を示す図である。
【符号の説明】
２０、２２……重みテーブル
【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】
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【図１８】
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