デジタルカメラおよび処理プログラム
【課題】被写体に関する距離情報を迅速に取得できるデジタルカメラの技術を提供する。
【解決手段】夜間撮影において、同一の構図でフラッシュを発光させない非発光画像Ｇａと、フラッシュを発光させる発光画像Ｇｂとをデジタルカメラで連続して取得する。そして、画像Ｇａ、Ｇｂで対応する各画素を除算して、演算結果を表す画像Ｇｃを生成する。この画像Ｇｃの各画素における演算値を距離情報とし、距離に応じて遠距離用（外光用）のＷＢ補正値と近距離用（フラッシュ光用）のＷＢ補正値との重み係数を決定する。この重み係数に基づき各画素ごとにＷＢ補正値を調整し、画像Ｇｂに対するＷＢ補正を行う。これにより、被写体に関する距離情報を迅速に取得できるとともに、この距離情報をＷＢ補正に利用することで迅速で適切なＷＢが行える。
【解決手段】夜間撮影において、同一の構図でフラッシュを発光させない非発光画像Ｇａと、フラッシュを発光させる発光画像Ｇｂとをデジタルカメラで連続して取得する。そして、画像Ｇａ、Ｇｂで対応する各画素を除算して、演算結果を表す画像Ｇｃを生成する。この画像Ｇｃの各画素における演算値を距離情報とし、距離に応じて遠距離用（外光用）のＷＢ補正値と近距離用（フラッシュ光用）のＷＢ補正値との重み係数を決定する。この重み係数に基づき各画素ごとにＷＢ補正値を調整し、画像Ｇｂに対するＷＢ補正を行う。これにより、被写体に関する距離情報を迅速に取得できるとともに、この距離情報をＷＢ補正に利用することで迅速で適切なＷＢが行える。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体に係る撮影画像データを取得する撮影手段を備えるデジタルカメラの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラにおいては、例えば特許文献１のように、撮影エリアを６０×９６のブロックに分割し、これらの５７６０個のブロックについて１ブロック毎に被写体の距離情報を求め、この距離情報に基づきブロック毎のホワイトバランス係数を求める技術が開示されている。そして、ブロック内の画素（８×８画素）について一律にホワイトバランス補正を行う。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３０１８４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の技術では、距離情報を決定するのに多数のブロックそれぞれについて測距演算を行う必要があるため、撮像素子の画素数が多くなるほど距離情報を取得するのに多大な時間が必要となる。これにより、撮影準備に多くの時間が必要となり、レリーズタイムラグを引き起こしシャッターチャンスを逃す場合がある。
【０００５】
また、特許文献１では、各ブロックごとに得られた距離情報については、ホワイトバランス補正の利用に限定している。しかし、実際のデジタルカメラにおいては、被写体に応じた輝度の補正や、例えば特殊フィルタによる空間周波数情報の特異点（特異領域）の補正を行うことが必要なケースがあるが、これらに対する適用は考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被写体に関する距離情報を迅速に取得できるデジタルカメラの技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、デジタルカメラであって、（ａ）被写体に係る撮影画像データを取得する撮影手段と、（ｂ）フラッシュ発光を指示する発光指示手段と、（ｃ）前記撮影手段によって、前記被写体に係る前記フラッシュ発光を伴った発光画像を取得する発光撮影手段と、（ｄ）前記撮影手段によって、前記被写体に係る前記フラッシュ発光を伴わない非発光画像を取得する非発光撮影手段と、（ｅ）前記発光画像と前記非発光画像とに基づき、前記被写体に関する距離情報を生成する生成手段と、（ｆ）前記距離情報に応じて、前記撮影画像データに対する画像補正パラメータを決定する決定手段とを備える。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記画像補正パラメータは、ホワイトバランス補正に係るパラメータである。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記画像補正パラメータは、階調補正に係るパラメータである。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１の発明に係るデジタルカメラにおいて、本撮影は、前記フラッシュ発光を伴った撮影である。
【００１１】
また、請求項５の発明は、フラッシュ発光を伴って取得された被写体に係る発光画像と、フラッシュ発光を伴わずに取得された前記被写体に係る非発光画像とに対する処理が可能なコンピュータによって実行されることにより、前記コンピュータに、（ａ）前記発光画像と前記非発光画像とに基づき、前記被写体に関する距離情報を生成する生成工程と、（ｂ）前記距離情報に応じて、前記発光画像および／または前記非発光画像に対する画像補正パラメータを決定する決定工程とを実行させる処理プログラムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
＜デジタルカメラの要部構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１Ａを示す斜視図である。また、図２は、デジタルカメラ１Ａの背面図である。なお、図１および図２には方位関係を明確にするために互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三軸を示している。
【００１３】
デジタルカメラ１Ａの前面には、撮影レンズ１０とフラッシュ１１と測距窓１２とファインダ窓１３とが設けられている。撮影レンズ１０の内側には撮影レンズ１０を介して入射する被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子（撮像手段）であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）２が設けられている。
【００１４】
撮影レンズ１０には光軸方向に沿って駆動可能なレンズ系が含まれており、当該レンズ系を光軸方向に駆動することにより、ＣＣＤ２に結像される被写体像の合焦状態を実現することができるように構成されている。
【００１５】
デジタルカメラ１Ａの上面には、レリーズボタン１４と、撮影モード設定キー１５と、液晶パネル１６とが配置されている。レリーズボタン１４は被写体の撮影を行うときにユーザが押下操作を行ってデジタルカメラ１Ａに撮影指示を与えるボタンである。
【００１６】
撮影モード設定キー１５では、液晶パネル１６に表示される設定情報をユーザが視認しつつ、絞り優先やシャッタースピード優先という露光条件の設定や、マクロ撮影の切替え、ズーム等の設定が可能となっている。
【００１７】
デジタルカメラ１Ａの側面には、ユーザによるレリーズボタン１４の押下操作に伴う本撮影動作で得られる画像データを記録するためのメモリカード９を着装する挿入口１７が設けられている。
【００１８】
デジタルカメラ１Ａの背面には、本撮影前に被写体を動画的態様で表示するライブビュー表示や、撮影した画像等の表示を行うための液晶モニタ１８と、ファインダ窓１３に対応するファインダ１９と、撮影・再生切替えキー２０と、局所補正設定キー２１と、カーソルキー２２とが設けられている。
【００１９】
撮影・再生切替えキー２０は、撮影モード、再生モードのモード切替えを行うための操作部材である。具体的には、ユーザにより次の表１のように撮影状態または再生状態が選択される。
【００２０】
【表１】
【００２１】
局所補正設定キー２１は、後述する局所補正を指示する操作部材である。具体的には、ユーザにより次の表２のように局所補正の有無が選択される。
【００２２】
【表２】
【００２３】
すなわち、ユーザが局所補正設定キー２１をＯＮする場合には、局所補正が撮影時に行われる。一方、ユーザが局所補正設定キー２１をＯＦＦする場合には、通常の補正つまり画像全体に対して一様な補正が撮影時に行われる。
【００２４】
カーソルキー２２は、撮影時のズーミングを調整したり、画像再生時のコマ送り等を行うための操作部材である。
【００２５】
図３は、デジタルカメラ１Ａの機能ブロックを示す図である。図中において、矢印付き太線は画像データの流れを示し、矢印付き細線は制御データの流れを示している。
【００２６】
まず、ユーザは、撮影・再生切換えキー２０と液晶モニタ１８とで、表１に示す撮影状態か再生状態かを選択する。以下では、撮影状態と再生状態とに分けて説明する。
【００２７】
（１）撮影状態
撮影・再生切換えキー２０がＯＦＦの場合、すなわち撮影状態が設定されている場合には、ユーザは撮影モード設定キー１５と液晶パネル１６とにより、絞り優先、シャッタスピード優先といった露光条件の設定や、ホワイトバランスモードの切替えなどの設定が行える。
【００２８】
レリーズボタン１４が押下されると、ＣＰＵ２３は、その時の撮影条件および画像処理モードの設定を読み取り撮影動作を行う。この場合、撮影条件の設定でフラッシュ発光を伴う撮影モードが選択されていれば、ＣＰＵ２３は、発光タイミングや発光時間に従ってフラッシュ１１を制御する。この場合、計時部３０によりフラッシュ１１の発光開始や発光停止の計時が行われることとなる。
【００２９】
この撮影動作では、撮影レンズ駆動部２４を介して、撮影レンズ１０を被写体に合焦させるように駆動する。そして、ＣＣＤ２の積分動作、つまりＣＣＤで電荷蓄積を行い、画像データが読出される。このＣＣＤ２は、ＣＣＤ・Ｉ／Ｆ２５を介して駆動制御が行われており、駆動タイミングパルスはＴＧ（タイミング・ジェネレータ）２５により生成される。また、タイミング制御部２６は、ＴＧ２５およびＡ／Ｄコンバータ２７に対するクロックを生成する。
【００３０】
ＣＣＤ２で取得された画像データは、Ａ／Ｄコンバータ２７でデジタルデータに変換される。このＡ／Ｄコンバータ２７は、タイミング制御部２６で生成されるタイミングパルスに基づいて、ＣＣＤ２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３１】
画像処理部２８では、Ａ／Ｄコンバータ２７から伝送される画像データに対して、例えばゲイン処理やホワイトバランス補正などの画像処理を行い、処理された画像データは記録媒体として働くメモリカード９に記録される。この画像処理部２８において、後述する局所ＷＢ補正が行われる場合には、補正データメモリ３１から必要な補正データが読出されることとなる。
【００３２】
（２）再生状態
撮影・再生切換えキー２０がＯＮの場合、すなわち再生状態に設定されている場合には、ＣＰＵ２３は、メモリカード９から画像データを読出し、メモリ２９に一旦記憶する制御を行う。そして、ＣＰＵ２３は、メモリ２９に記憶された画像データを画像処理部２８に転送する。画像処理部２８では、メモリ２９から転送された画像データを液晶モニタ１８で表示可能なフォーマットに変換する処理を行い、変換された画像データは液晶モニタ１８に送られて、その表示が行われる。
【００３３】
＜局所ＷＢ補正について＞
局所補正設定キー２１がＯＮ（表２参照）の場合、すなわち局所補正有りが選択されている場合には、局所ＷＢ補正がデジタルカメラ１Ａで行われる。
【００３４】
図４は、局所ＷＢ補正のための撮影手順を説明するタイミングチャートである。
【００３５】
理解を容易にするため、例えば図５に示す構図で被写体を撮影する場合を考える。すなわち、夜間の撮影で主被写体（人物）Ｊｐの背後に木Ｊｔがあり、遠くに月Ｊｍがある。この構図でフラッシュ撮影を行う場合には、主被写体Ｊｐにはフラッシュ光が適切に当たり、また背後の木Ｊｔにはフラッシュ光が僅かに届くものの、月Ｊｍに関してはフラッシュ光の効果がない状況となる。
【００３６】
このような状況において、画面全体に対し一様にフラッシュ光用のホワイトバランス（ＷＢ）補正を行うと、人物Ｊｐは適切にＷＢ補正が施されるが、木Ｊｔおよび月ＪｍはＷＢが崩れてしまい、全体として不自然な画像となる。
【００３７】
そこで、局所補正設定キー２１がＯＮされている場合で、フラッシュ撮影時には、画面全体に一様にＷＢ補正を施すのではなく、各部分つまり局所ごとに異なるＷＢ補正を行うようにする。この処理の詳細を次で説明する。
【００３８】
まず、ユーザがレリーズボタン１４を押下する動作Ｔｇ１により、撮影が開始されると、本撮影前にフラッシュ１１によるプレ発光の動作Ｔｇ２が行われプレ撮影Ｐａが実施される。そして、このプレ発光を伴って取得された画像に基づき、本撮影における最終的な撮影条件を決定する動作Ｔｇ３が行われる。
【００３９】
次に、決定した撮影条件でプレ撮影Ｐｂの動作Ｔｇ４が行われる。このプレ撮影Ｐｂでは、フラッシュ１１を発光しない非発光状態で撮影され、ＣＣＤ２では画像（発光画像）Ｇａ（図４）が取得される。その後、フラッシュ１１を本発光させる発光状態で本撮影の動作Ｔｇ５が行われ、ＣＣＤ２では画像（非発光画像）Ｇｂ（図４）が取得される。
【００４０】
本撮影の後には、局所ＷＢ補正が行われるが、この局所ＷＢ補正について以下で詳述する。
【００４１】
図６は、局所ＷＢ補正の方法を説明するための図である。
【００４２】
局所ＷＢ補正では、まず本撮影で取得された画像Ｇｂに対してプレ撮影Ｐｂにより取得された画像Ｇａを、対応する各画素について除算する処理が行われる。これにより、演算結果を表す画像Ｇｃが生成される。この画像Ｇｃでは、本撮影においてフラッシュ光が多く当たる部分、例えば人物Ｊｐなどで演算値が高く、フラッシュ光が当たらない部分、例えば月などで演算値は低くなる。
【００４３】
そして、画像Ｇｃにおける各演算値を距離情報とし、距離に応じて外光用のＷＢ補正値とフラッシュ光用のＷＢ補正値との重み付け係数（以下では「重み係数」ともいう）を決定する。すなわち、演算値が１に近いほどフラッシュ光が届かない遠距離領域で、演算値が大きいほどフラッシュ光が届く近距離領域であると判別して、ＷＢ補正における重み付け係数が決定される。
【００４４】
図７は、重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、遠距離用（外光用）のＷＢデータ（ＷＢ補正値）をＷＢｆ、近距離用（フラッシュ光用）のＷＢデータをＷＢｎとすると、中距離用（外光とフラッシュ光との混在状態）のＷＢデータであるＷＢｍは、以下の式で算出する。
【００４６】
ＷＢｍ＝ｋ・ＷＢｎ＋（１−ｋ）ＷＢｆ・・・・・・式（１）：
ｋ＝１−１／ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・式（２）：
ここで、ｋは重み付け係数（合成比率）で、ｂは図６に示す画像Ｇｃの各画素における演算値である。上記の式（２）における重み付けｋと演算値ｂとの関係は図７（ｂ）のように表される。
【００４７】
図７（ｂ）に示すように、演算値ｂが２である場合にはｋ＝０．５となる。すなわち、本撮影時の輝度は、外光による影響とフラッシュ発光による影響とが１：１でミックスされたものであると考える。
【００４８】
同様に、演算値ｂが１０である場合には、ｋ＝０．１となる。すなわち、本撮影時の輝度は、外光による影響とフラッシュ発光による影響とが１：９でミックスされたものと考える。
【００４９】
以上のように、距離情報として算出された演算値（画像データＧｃ）に基づき、各画素に対してＷＢ補正値（画像補整パラメータ）を調整することにより、本撮影で取得された画像Ｇｂの各画素に対して適切なＷＢ補正を行うことができる。すなわち、単に２種類（遠距離用、近距離用）のＷＢデータを遠距離領域と近距離領域とに使い分けるだけでは、これらの境界部分で大きな輝度差が生じるおそれがあるが、２種類のＷＢデータを距離情報に応じて重み付け演算することにより、境界部分の不自然な輝度差を抑えることができる。その結果、フラッシュ光を伴う撮影においても、自然なＷＢ補正を行えることとなる。
【００５０】
＜デジタルカメラ１Ａの動作＞
図８は、デジタルカメラ１Ａにおける基本的な動作を説明するフローチャートである。本動作は、特に上述した局所ＷＢ補正の処理を示しており、ＣＰＵ２３において実行される。
【００５１】
ステップＳＴ１では、ユーザによりレリーズボタン１４が押下されたかを判定する。ここで、レリーズボタン１４が押下された場合には、ＣＰＵ２３がこの時の撮影条件および画像処理モードの設定を読取ってステップＳＴ２に進む。一方、レリーズボタン１４が押下されていない場合には、ステップＳＴ１に戻る。
【００５２】
ステップＳＴ２では、フラッシュ１１を発光させて、プレ撮影Ｐａを行う。すなわち、撮影レンズ駆動部２４を介して撮影レンズ１０を被写体に合焦させるべく駆動した後、ＣＣＤ２の積分を行う。このＣＣＤ２の積分動作を行う間に、ＣＰＵ２３がフラッシュ発光を指示、すなわちフラッシュ１１の発光開始および発光停止を指示して適切な光量となるようにフラッシュ１１を制御する。そして、ＣＣＤ２での積分が終了するとＣＣＤ２から画像データを読み出し、メモリ２９に保存する。
【００５３】
ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２のプレ撮影Ｐａで取得された画像データから、本撮影時における撮影条件の設定を行う。具体的には、本撮影時のフラッシュ発光のタイミングや発光時間を決定し、また必要に応じて撮影条件の変更を行う。
【００５４】
ステップＳＴ４では、ステップＳＴ３で設定された撮影条件で、フラッシュ１１の発光を伴わないプレ撮影Ｐｂを行う。このプレ撮影Ｐｂで取得された画像は、メモリ２９に保存される。
【００５５】
ステップＳＴ５では、ステップＳＴ３で設定された撮影条件で、フラッシュ１１の発光を伴う本撮影を行う。この本撮影で取得された画像は、メモリ２９に保存される。
【００５６】
ステップＳＴ６では、上述した局所ＷＢ補正を行う。具体的には、ＣＰＵ２３が本撮影で取得された画像Ｇｂの画素Ａをメモリ２９から読出すとともに、プレ撮影Ｐｂで取得された画像Ｇａにおける画素Ａに対応する画素ａをメモリ２９から読出して、これらの画素の演算、つまり除算（Ａ÷ａ）を行う。そして、この除算結果つまり画素値の比率から図７（ｂ）つまり上の式（２）に基づき、重み係数ｋを決定する。次に、ＣＰＵ２３は、算出された重み係数ｋと本画像Ｇｂの画素Ａとを画像処理部２８に送るとともに、補正データメモリ３１から遠距離用のＷＢ補正データＷＢｆと近距離用のＷＢ補正データＷＢｎとを読出して画像処理部２８に送るように命令する。
【００５７】
画像処理部２８では、受取った本画像の画素Ａ、重み係数ｋ、遠距離用ＷＢデータＷＢｆおよび近距離用ＷＢデータＷＢｎに基づき、上記の式（１）の加重平均（換言すれば内挿）処理によって本撮影の画素Ａに関して中距離用ＷＢデータＷＢｍを算出する。次に、この中距離用ＷＢデータＷＢｍに基づき、本撮影で取得された画像Ｇｂの画素Ａに対するＷＢ補正を行う。そして、この局所ＷＢ補正を本画像Ｇｂの全画素に施こし、画像全体に適切なＷＢ補正を行う。
【００５８】
ステップＳＴ７では、ステップＳＴ６でＷＢ補正が施された画像データをメモリカード９に記録する。
【００５９】
以上のデジタルカメラ１Ａの動作より、フラッシュ発光を伴う発光画像とフラッシュ発光を伴わない非発光画像とから距離情報を求めるため、迅速に被写体に関する距離情報を取得できる。また、この距離情報に基づきＷＢ補正を行うため、迅速で適切なＷＢ補正を行える。すなわち、距離情報に基づき２種類のＷＢ補正データを使い分けるとともに、重み付け加算されたＷＢ補正データを利用することで、画面全体で自然なＷＢ補正が行えることとなる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るデジタルカメラ１Ｂは、図１〜３に示す第１実施形態のデジタルカメラ１Ａと類似の構成を有しているが、メモリ２９の構成が異なっている。
【００６１】
すなわち、メモリ２９では、以下で説明する局所γ補正の処理をＣＰＵ２３で行う動作プログラムが格納されている。
【００６２】
＜局所γ補正について＞
局所補正設定キー２１がＯＮ（表２参照）の場合、すなわち局所補正有りが選択されている場合には、局所γ補正がデジタルカメラ１Ｂで行われる。
【００６３】
図９は、局所γ補正のための撮影手順を説明するタイミングチャートである。
【００６４】
理解を容易にするため、例えば図１０に示す構図で被写体を撮影する場合、具体的には野外撮影において逆光状態で主被写体（人物）Ｊｐを撮影する場合を考える。逆光においては、フラッシュ撮影により、主被写体Ｊｐが暗く撮影されるのを回避できるが、撮影された画像は主被写体Ｊｑのみがフラッシュで照らされるため、背景Ｊｂに対して浮き上がってしまい、全体として不自然な画像となる。
【００６５】
そこで、この不自然さを解消するため、ユーザにより局所補正設定キー２１がＯｎされている場合には、次で説明する逆行撮影時のγ補正（階調補正）によって低輝度となる主被写体Ｊｑの輝度補正を行うこととする。
【００６６】
まず、ユーザがレリーズボタン１４を押下する動作Ｔｈ１により、撮影が開始されると、本撮影前にプレ撮影の動作Ｔｈ２が行われる。このプレ撮影では、フラッシュ１１を発光する発光状態で撮影され、ＣＣＤ２では画像Ｇｄ（図９）が取得される。
【００６７】
次に、本撮影の動作Ｔｈ３が行われる。この本撮影では、フラッシュ１１を発光しない非発光状態で撮影され、ＣＣＤ２では画像Ｇｅ（図９）が取得される。
【００６８】
本撮影の後には、局所γ補正が行われるが、この局所γ補正について以下で詳述する。
【００６９】
図１１は、局所γ補正の方法を説明するための図である。
【００７０】
局所γ補正では、まず本撮影で取得された画像Ｇｅに対してプレ撮影Ｔｈ２により取得された画像Ｇｄを、対応する各画素について除算する処理が行われる。これにより、演算結果を表す画像Ｇｆが得られる。この画像Ｇｆでは、本撮影においてフラッシュ光が多く当たる部分、例えば人物Ｊｐなどで演算値が高く、フラッシュ光が当たらない背景Ｊｂで演算値が低くなる。
【００７１】
そして、画像Ｇｆにおける演算値を距離情報とし、距離に応じて逆光部用のγ補正と非逆光部光用のγ補正の重み係数を決定する。すなわち、演算値が１に近いほどフラッシュ光が届かない遠距離部（非逆光部）で、演算値が大きいほどフラッシュ光が届く近距離部（逆光部）であると判断し、γ補正における重み係数が決定される。
【００７２】
図１２は、重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【００７３】
図１２（ａ）に示すように、遠距離用のγデータをγｆ、近距離用のγデータをγｎとすると、逆行・非逆行の境界付近である中距離用のγデータγｍは、以下の式で算出する。
【００７４】
γｍ＝ｋ・γｎ＋（１−ｋ）γｆ・・・・・・・・・式（３）：
ｋ＝１−１／ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・式（４）：
ここで、ｋは重み付け係数で、ｂは図１１に示す画像Ｇｆの各画素における演算値である。上記の式（４）におけるｋとｂとの関係は図１２（ｂ）のように表される。
【００７５】
図１２（ｂ）に示すように、演算値が２である場合には重み係数ｋ＝０．５となる。同様に、演算値が１０である場合には、重み係数ｋ＝０．１となる。
【００７６】
以上のように、距離情報として算出された演算値（画像データＧｆ）に基づく加重平均（ないしは内挿）処理を行うことにより、各画素に対してγ補正値（画像補整パラメータ）を調整することにより、本撮影で取得された画像Ｇｅの各画素に対して適切なγ補正を行うことができる。すなわち、逆光撮影においても、自然な逆光補正を行えることとなる。
【００７７】
＜デジタルカメラ１Ｂの動作＞
図１３は、デジタルカメラ１Ｂにおける基本的な動作を説明するフローチャートである。本動作は、特に上述した局所γ補正の処理を示しており、ＣＰＵ２３において実行される。
【００７８】
ステップＳＴ１１では、ユーザによりレリーズボタン１４が押下されたかを判定する。ここで、レリーズボタン１４が押下された場合には、ＣＰＵ２３がこの時の撮影条件および画像処理モードの設定を読取ってステップＳＴ１２に進む。一方、レリーズボタン１４が押下されていない場合には、ステップＳＴ１１に戻る。
【００７９】
ステップＳＴ１２では、フラッシュ１１を発光させて、プレ撮影を行う。すなわち、撮影レンズ駆動部２４を介して撮影レンズ１０を被写体に合焦させるべく駆動した後、ＣＣＤ２の積分を行う。このＣＣＤ２の積分動作を行う間に、ＣＰＵ２３がフラッシュ１１の発光開始および発光停止を指示して適切な光量となるようにフラッシュ１１を制御する。そして、ＣＣＤ２での積分が終了するとＣＣＤ２から画像データを読み出し、メモリ２９に保存する。
【００８０】
ステップＳＴ１３では、フラッシュ１１の発光を伴なわない本撮影を行う。この本撮影で取得された画像は、メモリ２９に保存される。
【００８１】
ステップＳＴ１４では、上述した局所γ補正を行う。具体的には、ＣＰＵ２３が本撮影で取得された画像Ｇｅの画素Ａをメモリ２９から読出すとともに、プレ撮影で取得された画像Ｇｄにおける画素Ａに対応する画素ａをメモリ２９から読出して、これらの画素の演算、つまり除算（Ａ÷ａ）を行う。そして、この除算結果から図１２（ｂ）つまり上の式（４）に基づき、逆光部分と非逆光部分とを判別して重み係数ｋを決定する。次に、ＣＰＵ２３は、算出された重み係数ｋと本画像Ｇｅの画素Ａとを画像処理部２８に送るとともに、補正データメモリ３１から遠距離用（非逆光用）のγ補正データγｆと近距離用（逆光用）のγ補正データγｎとを読出して画像処理部２８に送るように命令する。
【００８２】
画像処理部２８では、受取った本画像の画素Ａ、重み係数ｋ、遠距離用γデータγｆおよび近距離用γデータγｎに基づき、上記の式（３）に従って本撮影の画素Ａに関して中距離用γデータγｍを算出する。そして、この中距離用γデータγｍに基づき、本撮影で取得された画像Ｇｅの画素Ａに対するγ補正を行う。そして、この局所γ補正を全画素に施こし、画像全体に適切なγ補正を行う。
【００８３】
ステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１４でγ補正が施された画像データをメモリカード９に記録する。
【００８４】
以上のデジタルカメラ１Ｂの動作より、フラッシュ発光を伴う発光画像とフラッシュ発光を伴わない非発光画像とから距離情報を求めるため、被写体に関する距離情報を迅速に取得できる。また、この距離情報に基づきγ補正を行うため、逆光撮影時においても迅速で適切なγ補正を行える。すなわち、距離情報に基づき２種類のγ補正データを使い分けるとともに、重み付け加算されたγ補正データを利用することで、画面全体で自然なγ補正が行える。
【００８５】
なお、逆光領域の判断については、図１４に示すように、ライブビュー中の画像を複数の領域Ａｒに分割し、各領域ＡｒにおけるＡＥ情報に基づき行っても良い。
【００８６】
すなわち、各々の領域ＡｒにおけるＡＥを計算し、主被写体部分の領域における露光量と背景部分の領域における露光量とを比較し、（背景部分の露光量）−（主被写体部分の露光量）が所定の閾値以上である場合、主被写体部分の領域には逆光用のγ補正データを、背景部分の領域には非逆光用のγ補正データを用いて、補正を行う。また、逆光、非逆光領域の境界付近ではＡＥのデータから重み付け係数を決定し、境界付近で不自然にならないようにする。なお、主被写体領域の判別については、合焦エリアと重なる領域を主被写体領域と見なしても良い。
【００８７】
＜変形例＞
◎上記の第１実施形態における局所ＷＢ補正については、デジタルカメラ内で処理を行うのは必須でなく、デジタルカメラ外部の情報処理装置で処理を行っても良い。
【００８８】
図１５は、本発明の変形例に係る画像処理システム５の要部構成を示す図である。
【００８９】
画像処理システム５においては、第１実施形態のデジタルカメラ１Ａと、デジタルカメラ１ＡにケーブルＣＢを介して通信可能に接続する情報処理装置６とを備えている。
【００９０】
情報処理装置６は、例えばパーソナルコンピュータとして構成されており、本体部６１と、表示部６２と、操作部６３とを有している。本体部６１は、ＣＰＵとメモリとを有している。このＣＰＵでは、図８に示すステップＳＴ６の局所ＷＢ補正を行う処理プログラムを実行できる。
【００９１】
この画像処理システム５では、デジタルカメラ１Ａで図８に示すステップＳＴ１〜ＳＴ５までの動作を行った後に、プレ撮影Ｐｂで取得したフラッシュ非発光画像と、本撮影で取得したフラッシュ発光画像とを情報処理装置６に伝送する。
【００９２】
そして、フラッシュ発光画像およびフラッシュ非発光画像を受け取った情報処理装置６では、上記の処理プログラムを実行することにより、上記の局所ＷＢ補正を行う。これにより、被写体までの距離に応じたＷＢ補正データが算出でき、フラッシュ非発光画像および／またはフラッシュ発光画像に対するＷＢ補正に反映できる。
【００９３】
このような画像処理システム５により、第１実施形態と同様の局所ＷＢ補正が情報処理装置６で行えることとなる。
【００９４】
なお、デジタルカメラ１Ａの代わりに第２実施形態のデジタルカメラ１Ｂを情報処理装置６に接続しても良い。この場合には、図１３のステップＳＴ１４に示す局所γ補正を情報処理装置６で行うこととなる。
【００９５】
◎上記の各実施形態については、デジタルカメラにフラッシュを設けるのは必須でなく、デジタルカメラに着脱可能な外付けフラッシュを使用しても良い。
【００９６】
◎上記の各実施形態については、１画素ごとに除算して演算値を求めるのは必須でなく、画面全体を複数の領域に分割して領域ごとに１の演算値を求めても良い。この場合には、算出された演算値に基づき、各領域ごとに２種類の補正データを使い分けるとともに、重み付け加算により中間的な補正データを算出する。これにより、画素ごとに演算するより、演算負荷の軽減が図れることとなる。
【００９７】
◎上述した具体的実施形態には、以下の構成を有する発明が含まれている。
【００９８】
（１）生成手段は、発光画像と非発光画像とに関する画素値の比率に基づき、距離情報を生成する手段を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【００９９】
これにより、距離情報を迅速に把握できる。
【０１００】
（２）生成手段は、発光画像と非発光画像とに基づき、撮影画像データにおける近距離領域と遠距離領域とを判別する判別手段を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【０１０１】
これにより、近距離領域と遠距離領域とを迅速に把握できる。
【０１０２】
（３）撮影開始を指示する撮影指示手段と、前記撮影指示手段による前記撮影開始から、発光画像および非発光画像を取得した後に、本撮影を行う撮影制御手段とをさらに備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【０１０３】
これにより、デジタルカメラの操作性が向上する。
【０１０４】
（４）決定手段は、２の補正データについて前記距離情報に応じた合成比率に基づく演算を行い、画像補正パラメータを決定する手段を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【０１０５】
これにより、境界が目立たなくなり、画質が向上する。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項５の発明によれば、フラッシュ発光を伴って取得された発光画像とフラッシュ発光を伴わずに取得された非発光画像とに基づき生成された距離情報に応じて、撮影画像データに対する画像補正パラメータを決定する。その結果、被写体に関する距離情報を迅速に取得できるとともに、適切な画像補正が行える。
【０１０７】
特に、請求項２の発明においては、画像補正パラメータがホワイトバランス補正に係るパラメータであるため、適切なホワイトバランス補正が迅速に行える。
【０１０８】
また、請求項３の発明においては、画像補正パラメータが階調補正に係るパラメータであるため、適切な階調補正が迅速に行える。
【０１０９】
また、請求項４の発明においては、本撮影はフラッシュ発光を伴った撮影であるため、フラッシュ発光を伴い取得された撮影画像に対しても適切な画像補正が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１Ａを示す斜視図である。
【図２】デジタルカメラ１Ａの背面図である。
【図３】デジタルカメラ１Ａの機能ブロックを示す図である。
【図４】局所ＷＢ補正のための撮影手順を説明するタイミングチャートである。
【図５】局所ＷＢ補正を説明するための図である。
【図６】局所ＷＢ補正の方法を説明するための図である。
【図７】重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【図８】デジタルカメラ１Ａにおける基本的な動作を説明するフローチャートである。
【図９】局所γ補正のための撮影手順を説明するタイミングチャートである。
【図１０】局所γ補正を説明するための図である。
【図１１】局所γ補正の方法を説明するための図である。
【図１２】重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【図１３】デジタルカメラ１Ｂにおける基本的な動作を説明するフローチャートである。
【図１４】逆光領域の判別を説明するための図である。
【図１５】本発明の変形例に係る画像処理システム５の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ デジタルカメラ
２ ＣＣＤ
５ 画像処理システム
６ 情報処理装置
１１ フラッシュ
１４ レリーズボタン
２０ 撮影・再生切換えキー
２１ 局所補正設定キー
２３ ＣＰＵ
２８ 画像処理部
２９ メモリ
３１ 補正データメモリ
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体に係る撮影画像データを取得する撮影手段を備えるデジタルカメラの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラにおいては、例えば特許文献１のように、撮影エリアを６０×９６のブロックに分割し、これらの５７６０個のブロックについて１ブロック毎に被写体の距離情報を求め、この距離情報に基づきブロック毎のホワイトバランス係数を求める技術が開示されている。そして、ブロック内の画素（８×８画素）について一律にホワイトバランス補正を行う。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３０１８４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の技術では、距離情報を決定するのに多数のブロックそれぞれについて測距演算を行う必要があるため、撮像素子の画素数が多くなるほど距離情報を取得するのに多大な時間が必要となる。これにより、撮影準備に多くの時間が必要となり、レリーズタイムラグを引き起こしシャッターチャンスを逃す場合がある。
【０００５】
また、特許文献１では、各ブロックごとに得られた距離情報については、ホワイトバランス補正の利用に限定している。しかし、実際のデジタルカメラにおいては、被写体に応じた輝度の補正や、例えば特殊フィルタによる空間周波数情報の特異点（特異領域）の補正を行うことが必要なケースがあるが、これらに対する適用は考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被写体に関する距離情報を迅速に取得できるデジタルカメラの技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、デジタルカメラであって、（ａ）被写体に係る撮影画像データを取得する撮影手段と、（ｂ）フラッシュ発光を指示する発光指示手段と、（ｃ）前記撮影手段によって、前記被写体に係る前記フラッシュ発光を伴った発光画像を取得する発光撮影手段と、（ｄ）前記撮影手段によって、前記被写体に係る前記フラッシュ発光を伴わない非発光画像を取得する非発光撮影手段と、（ｅ）前記発光画像と前記非発光画像とに基づき、前記被写体に関する距離情報を生成する生成手段と、（ｆ）前記距離情報に応じて、前記撮影画像データに対する画像補正パラメータを決定する決定手段とを備える。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記画像補正パラメータは、ホワイトバランス補正に係るパラメータである。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記画像補正パラメータは、階調補正に係るパラメータである。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１の発明に係るデジタルカメラにおいて、本撮影は、前記フラッシュ発光を伴った撮影である。
【００１１】
また、請求項５の発明は、フラッシュ発光を伴って取得された被写体に係る発光画像と、フラッシュ発光を伴わずに取得された前記被写体に係る非発光画像とに対する処理が可能なコンピュータによって実行されることにより、前記コンピュータに、（ａ）前記発光画像と前記非発光画像とに基づき、前記被写体に関する距離情報を生成する生成工程と、（ｂ）前記距離情報に応じて、前記発光画像および／または前記非発光画像に対する画像補正パラメータを決定する決定工程とを実行させる処理プログラムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
＜デジタルカメラの要部構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１Ａを示す斜視図である。また、図２は、デジタルカメラ１Ａの背面図である。なお、図１および図２には方位関係を明確にするために互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三軸を示している。
【００１３】
デジタルカメラ１Ａの前面には、撮影レンズ１０とフラッシュ１１と測距窓１２とファインダ窓１３とが設けられている。撮影レンズ１０の内側には撮影レンズ１０を介して入射する被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子（撮像手段）であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）２が設けられている。
【００１４】
撮影レンズ１０には光軸方向に沿って駆動可能なレンズ系が含まれており、当該レンズ系を光軸方向に駆動することにより、ＣＣＤ２に結像される被写体像の合焦状態を実現することができるように構成されている。
【００１５】
デジタルカメラ１Ａの上面には、レリーズボタン１４と、撮影モード設定キー１５と、液晶パネル１６とが配置されている。レリーズボタン１４は被写体の撮影を行うときにユーザが押下操作を行ってデジタルカメラ１Ａに撮影指示を与えるボタンである。
【００１６】
撮影モード設定キー１５では、液晶パネル１６に表示される設定情報をユーザが視認しつつ、絞り優先やシャッタースピード優先という露光条件の設定や、マクロ撮影の切替え、ズーム等の設定が可能となっている。
【００１７】
デジタルカメラ１Ａの側面には、ユーザによるレリーズボタン１４の押下操作に伴う本撮影動作で得られる画像データを記録するためのメモリカード９を着装する挿入口１７が設けられている。
【００１８】
デジタルカメラ１Ａの背面には、本撮影前に被写体を動画的態様で表示するライブビュー表示や、撮影した画像等の表示を行うための液晶モニタ１８と、ファインダ窓１３に対応するファインダ１９と、撮影・再生切替えキー２０と、局所補正設定キー２１と、カーソルキー２２とが設けられている。
【００１９】
撮影・再生切替えキー２０は、撮影モード、再生モードのモード切替えを行うための操作部材である。具体的には、ユーザにより次の表１のように撮影状態または再生状態が選択される。
【００２０】
【表１】
【００２１】
局所補正設定キー２１は、後述する局所補正を指示する操作部材である。具体的には、ユーザにより次の表２のように局所補正の有無が選択される。
【００２２】
【表２】
【００２３】
すなわち、ユーザが局所補正設定キー２１をＯＮする場合には、局所補正が撮影時に行われる。一方、ユーザが局所補正設定キー２１をＯＦＦする場合には、通常の補正つまり画像全体に対して一様な補正が撮影時に行われる。
【００２４】
カーソルキー２２は、撮影時のズーミングを調整したり、画像再生時のコマ送り等を行うための操作部材である。
【００２５】
図３は、デジタルカメラ１Ａの機能ブロックを示す図である。図中において、矢印付き太線は画像データの流れを示し、矢印付き細線は制御データの流れを示している。
【００２６】
まず、ユーザは、撮影・再生切換えキー２０と液晶モニタ１８とで、表１に示す撮影状態か再生状態かを選択する。以下では、撮影状態と再生状態とに分けて説明する。
【００２７】
（１）撮影状態
撮影・再生切換えキー２０がＯＦＦの場合、すなわち撮影状態が設定されている場合には、ユーザは撮影モード設定キー１５と液晶パネル１６とにより、絞り優先、シャッタスピード優先といった露光条件の設定や、ホワイトバランスモードの切替えなどの設定が行える。
【００２８】
レリーズボタン１４が押下されると、ＣＰＵ２３は、その時の撮影条件および画像処理モードの設定を読み取り撮影動作を行う。この場合、撮影条件の設定でフラッシュ発光を伴う撮影モードが選択されていれば、ＣＰＵ２３は、発光タイミングや発光時間に従ってフラッシュ１１を制御する。この場合、計時部３０によりフラッシュ１１の発光開始や発光停止の計時が行われることとなる。
【００２９】
この撮影動作では、撮影レンズ駆動部２４を介して、撮影レンズ１０を被写体に合焦させるように駆動する。そして、ＣＣＤ２の積分動作、つまりＣＣＤで電荷蓄積を行い、画像データが読出される。このＣＣＤ２は、ＣＣＤ・Ｉ／Ｆ２５を介して駆動制御が行われており、駆動タイミングパルスはＴＧ（タイミング・ジェネレータ）２５により生成される。また、タイミング制御部２６は、ＴＧ２５およびＡ／Ｄコンバータ２７に対するクロックを生成する。
【００３０】
ＣＣＤ２で取得された画像データは、Ａ／Ｄコンバータ２７でデジタルデータに変換される。このＡ／Ｄコンバータ２７は、タイミング制御部２６で生成されるタイミングパルスに基づいて、ＣＣＤ２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３１】
画像処理部２８では、Ａ／Ｄコンバータ２７から伝送される画像データに対して、例えばゲイン処理やホワイトバランス補正などの画像処理を行い、処理された画像データは記録媒体として働くメモリカード９に記録される。この画像処理部２８において、後述する局所ＷＢ補正が行われる場合には、補正データメモリ３１から必要な補正データが読出されることとなる。
【００３２】
（２）再生状態
撮影・再生切換えキー２０がＯＮの場合、すなわち再生状態に設定されている場合には、ＣＰＵ２３は、メモリカード９から画像データを読出し、メモリ２９に一旦記憶する制御を行う。そして、ＣＰＵ２３は、メモリ２９に記憶された画像データを画像処理部２８に転送する。画像処理部２８では、メモリ２９から転送された画像データを液晶モニタ１８で表示可能なフォーマットに変換する処理を行い、変換された画像データは液晶モニタ１８に送られて、その表示が行われる。
【００３３】
＜局所ＷＢ補正について＞
局所補正設定キー２１がＯＮ（表２参照）の場合、すなわち局所補正有りが選択されている場合には、局所ＷＢ補正がデジタルカメラ１Ａで行われる。
【００３４】
図４は、局所ＷＢ補正のための撮影手順を説明するタイミングチャートである。
【００３５】
理解を容易にするため、例えば図５に示す構図で被写体を撮影する場合を考える。すなわち、夜間の撮影で主被写体（人物）Ｊｐの背後に木Ｊｔがあり、遠くに月Ｊｍがある。この構図でフラッシュ撮影を行う場合には、主被写体Ｊｐにはフラッシュ光が適切に当たり、また背後の木Ｊｔにはフラッシュ光が僅かに届くものの、月Ｊｍに関してはフラッシュ光の効果がない状況となる。
【００３６】
このような状況において、画面全体に対し一様にフラッシュ光用のホワイトバランス（ＷＢ）補正を行うと、人物Ｊｐは適切にＷＢ補正が施されるが、木Ｊｔおよび月ＪｍはＷＢが崩れてしまい、全体として不自然な画像となる。
【００３７】
そこで、局所補正設定キー２１がＯＮされている場合で、フラッシュ撮影時には、画面全体に一様にＷＢ補正を施すのではなく、各部分つまり局所ごとに異なるＷＢ補正を行うようにする。この処理の詳細を次で説明する。
【００３８】
まず、ユーザがレリーズボタン１４を押下する動作Ｔｇ１により、撮影が開始されると、本撮影前にフラッシュ１１によるプレ発光の動作Ｔｇ２が行われプレ撮影Ｐａが実施される。そして、このプレ発光を伴って取得された画像に基づき、本撮影における最終的な撮影条件を決定する動作Ｔｇ３が行われる。
【００３９】
次に、決定した撮影条件でプレ撮影Ｐｂの動作Ｔｇ４が行われる。このプレ撮影Ｐｂでは、フラッシュ１１を発光しない非発光状態で撮影され、ＣＣＤ２では画像（発光画像）Ｇａ（図４）が取得される。その後、フラッシュ１１を本発光させる発光状態で本撮影の動作Ｔｇ５が行われ、ＣＣＤ２では画像（非発光画像）Ｇｂ（図４）が取得される。
【００４０】
本撮影の後には、局所ＷＢ補正が行われるが、この局所ＷＢ補正について以下で詳述する。
【００４１】
図６は、局所ＷＢ補正の方法を説明するための図である。
【００４２】
局所ＷＢ補正では、まず本撮影で取得された画像Ｇｂに対してプレ撮影Ｐｂにより取得された画像Ｇａを、対応する各画素について除算する処理が行われる。これにより、演算結果を表す画像Ｇｃが生成される。この画像Ｇｃでは、本撮影においてフラッシュ光が多く当たる部分、例えば人物Ｊｐなどで演算値が高く、フラッシュ光が当たらない部分、例えば月などで演算値は低くなる。
【００４３】
そして、画像Ｇｃにおける各演算値を距離情報とし、距離に応じて外光用のＷＢ補正値とフラッシュ光用のＷＢ補正値との重み付け係数（以下では「重み係数」ともいう）を決定する。すなわち、演算値が１に近いほどフラッシュ光が届かない遠距離領域で、演算値が大きいほどフラッシュ光が届く近距離領域であると判別して、ＷＢ補正における重み付け係数が決定される。
【００４４】
図７は、重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、遠距離用（外光用）のＷＢデータ（ＷＢ補正値）をＷＢｆ、近距離用（フラッシュ光用）のＷＢデータをＷＢｎとすると、中距離用（外光とフラッシュ光との混在状態）のＷＢデータであるＷＢｍは、以下の式で算出する。
【００４６】
ＷＢｍ＝ｋ・ＷＢｎ＋（１−ｋ）ＷＢｆ・・・・・・式（１）：
ｋ＝１−１／ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・式（２）：
ここで、ｋは重み付け係数（合成比率）で、ｂは図６に示す画像Ｇｃの各画素における演算値である。上記の式（２）における重み付けｋと演算値ｂとの関係は図７（ｂ）のように表される。
【００４７】
図７（ｂ）に示すように、演算値ｂが２である場合にはｋ＝０．５となる。すなわち、本撮影時の輝度は、外光による影響とフラッシュ発光による影響とが１：１でミックスされたものであると考える。
【００４８】
同様に、演算値ｂが１０である場合には、ｋ＝０．１となる。すなわち、本撮影時の輝度は、外光による影響とフラッシュ発光による影響とが１：９でミックスされたものと考える。
【００４９】
以上のように、距離情報として算出された演算値（画像データＧｃ）に基づき、各画素に対してＷＢ補正値（画像補整パラメータ）を調整することにより、本撮影で取得された画像Ｇｂの各画素に対して適切なＷＢ補正を行うことができる。すなわち、単に２種類（遠距離用、近距離用）のＷＢデータを遠距離領域と近距離領域とに使い分けるだけでは、これらの境界部分で大きな輝度差が生じるおそれがあるが、２種類のＷＢデータを距離情報に応じて重み付け演算することにより、境界部分の不自然な輝度差を抑えることができる。その結果、フラッシュ光を伴う撮影においても、自然なＷＢ補正を行えることとなる。
【００５０】
＜デジタルカメラ１Ａの動作＞
図８は、デジタルカメラ１Ａにおける基本的な動作を説明するフローチャートである。本動作は、特に上述した局所ＷＢ補正の処理を示しており、ＣＰＵ２３において実行される。
【００５１】
ステップＳＴ１では、ユーザによりレリーズボタン１４が押下されたかを判定する。ここで、レリーズボタン１４が押下された場合には、ＣＰＵ２３がこの時の撮影条件および画像処理モードの設定を読取ってステップＳＴ２に進む。一方、レリーズボタン１４が押下されていない場合には、ステップＳＴ１に戻る。
【００５２】
ステップＳＴ２では、フラッシュ１１を発光させて、プレ撮影Ｐａを行う。すなわち、撮影レンズ駆動部２４を介して撮影レンズ１０を被写体に合焦させるべく駆動した後、ＣＣＤ２の積分を行う。このＣＣＤ２の積分動作を行う間に、ＣＰＵ２３がフラッシュ発光を指示、すなわちフラッシュ１１の発光開始および発光停止を指示して適切な光量となるようにフラッシュ１１を制御する。そして、ＣＣＤ２での積分が終了するとＣＣＤ２から画像データを読み出し、メモリ２９に保存する。
【００５３】
ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２のプレ撮影Ｐａで取得された画像データから、本撮影時における撮影条件の設定を行う。具体的には、本撮影時のフラッシュ発光のタイミングや発光時間を決定し、また必要に応じて撮影条件の変更を行う。
【００５４】
ステップＳＴ４では、ステップＳＴ３で設定された撮影条件で、フラッシュ１１の発光を伴わないプレ撮影Ｐｂを行う。このプレ撮影Ｐｂで取得された画像は、メモリ２９に保存される。
【００５５】
ステップＳＴ５では、ステップＳＴ３で設定された撮影条件で、フラッシュ１１の発光を伴う本撮影を行う。この本撮影で取得された画像は、メモリ２９に保存される。
【００５６】
ステップＳＴ６では、上述した局所ＷＢ補正を行う。具体的には、ＣＰＵ２３が本撮影で取得された画像Ｇｂの画素Ａをメモリ２９から読出すとともに、プレ撮影Ｐｂで取得された画像Ｇａにおける画素Ａに対応する画素ａをメモリ２９から読出して、これらの画素の演算、つまり除算（Ａ÷ａ）を行う。そして、この除算結果つまり画素値の比率から図７（ｂ）つまり上の式（２）に基づき、重み係数ｋを決定する。次に、ＣＰＵ２３は、算出された重み係数ｋと本画像Ｇｂの画素Ａとを画像処理部２８に送るとともに、補正データメモリ３１から遠距離用のＷＢ補正データＷＢｆと近距離用のＷＢ補正データＷＢｎとを読出して画像処理部２８に送るように命令する。
【００５７】
画像処理部２８では、受取った本画像の画素Ａ、重み係数ｋ、遠距離用ＷＢデータＷＢｆおよび近距離用ＷＢデータＷＢｎに基づき、上記の式（１）の加重平均（換言すれば内挿）処理によって本撮影の画素Ａに関して中距離用ＷＢデータＷＢｍを算出する。次に、この中距離用ＷＢデータＷＢｍに基づき、本撮影で取得された画像Ｇｂの画素Ａに対するＷＢ補正を行う。そして、この局所ＷＢ補正を本画像Ｇｂの全画素に施こし、画像全体に適切なＷＢ補正を行う。
【００５８】
ステップＳＴ７では、ステップＳＴ６でＷＢ補正が施された画像データをメモリカード９に記録する。
【００５９】
以上のデジタルカメラ１Ａの動作より、フラッシュ発光を伴う発光画像とフラッシュ発光を伴わない非発光画像とから距離情報を求めるため、迅速に被写体に関する距離情報を取得できる。また、この距離情報に基づきＷＢ補正を行うため、迅速で適切なＷＢ補正を行える。すなわち、距離情報に基づき２種類のＷＢ補正データを使い分けるとともに、重み付け加算されたＷＢ補正データを利用することで、画面全体で自然なＷＢ補正が行えることとなる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るデジタルカメラ１Ｂは、図１〜３に示す第１実施形態のデジタルカメラ１Ａと類似の構成を有しているが、メモリ２９の構成が異なっている。
【００６１】
すなわち、メモリ２９では、以下で説明する局所γ補正の処理をＣＰＵ２３で行う動作プログラムが格納されている。
【００６２】
＜局所γ補正について＞
局所補正設定キー２１がＯＮ（表２参照）の場合、すなわち局所補正有りが選択されている場合には、局所γ補正がデジタルカメラ１Ｂで行われる。
【００６３】
図９は、局所γ補正のための撮影手順を説明するタイミングチャートである。
【００６４】
理解を容易にするため、例えば図１０に示す構図で被写体を撮影する場合、具体的には野外撮影において逆光状態で主被写体（人物）Ｊｐを撮影する場合を考える。逆光においては、フラッシュ撮影により、主被写体Ｊｐが暗く撮影されるのを回避できるが、撮影された画像は主被写体Ｊｑのみがフラッシュで照らされるため、背景Ｊｂに対して浮き上がってしまい、全体として不自然な画像となる。
【００６５】
そこで、この不自然さを解消するため、ユーザにより局所補正設定キー２１がＯｎされている場合には、次で説明する逆行撮影時のγ補正（階調補正）によって低輝度となる主被写体Ｊｑの輝度補正を行うこととする。
【００６６】
まず、ユーザがレリーズボタン１４を押下する動作Ｔｈ１により、撮影が開始されると、本撮影前にプレ撮影の動作Ｔｈ２が行われる。このプレ撮影では、フラッシュ１１を発光する発光状態で撮影され、ＣＣＤ２では画像Ｇｄ（図９）が取得される。
【００６７】
次に、本撮影の動作Ｔｈ３が行われる。この本撮影では、フラッシュ１１を発光しない非発光状態で撮影され、ＣＣＤ２では画像Ｇｅ（図９）が取得される。
【００６８】
本撮影の後には、局所γ補正が行われるが、この局所γ補正について以下で詳述する。
【００６９】
図１１は、局所γ補正の方法を説明するための図である。
【００７０】
局所γ補正では、まず本撮影で取得された画像Ｇｅに対してプレ撮影Ｔｈ２により取得された画像Ｇｄを、対応する各画素について除算する処理が行われる。これにより、演算結果を表す画像Ｇｆが得られる。この画像Ｇｆでは、本撮影においてフラッシュ光が多く当たる部分、例えば人物Ｊｐなどで演算値が高く、フラッシュ光が当たらない背景Ｊｂで演算値が低くなる。
【００７１】
そして、画像Ｇｆにおける演算値を距離情報とし、距離に応じて逆光部用のγ補正と非逆光部光用のγ補正の重み係数を決定する。すなわち、演算値が１に近いほどフラッシュ光が届かない遠距離部（非逆光部）で、演算値が大きいほどフラッシュ光が届く近距離部（逆光部）であると判断し、γ補正における重み係数が決定される。
【００７２】
図１２は、重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【００７３】
図１２（ａ）に示すように、遠距離用のγデータをγｆ、近距離用のγデータをγｎとすると、逆行・非逆行の境界付近である中距離用のγデータγｍは、以下の式で算出する。
【００７４】
γｍ＝ｋ・γｎ＋（１−ｋ）γｆ・・・・・・・・・式（３）：
ｋ＝１−１／ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・式（４）：
ここで、ｋは重み付け係数で、ｂは図１１に示す画像Ｇｆの各画素における演算値である。上記の式（４）におけるｋとｂとの関係は図１２（ｂ）のように表される。
【００７５】
図１２（ｂ）に示すように、演算値が２である場合には重み係数ｋ＝０．５となる。同様に、演算値が１０である場合には、重み係数ｋ＝０．１となる。
【００７６】
以上のように、距離情報として算出された演算値（画像データＧｆ）に基づく加重平均（ないしは内挿）処理を行うことにより、各画素に対してγ補正値（画像補整パラメータ）を調整することにより、本撮影で取得された画像Ｇｅの各画素に対して適切なγ補正を行うことができる。すなわち、逆光撮影においても、自然な逆光補正を行えることとなる。
【００７７】
＜デジタルカメラ１Ｂの動作＞
図１３は、デジタルカメラ１Ｂにおける基本的な動作を説明するフローチャートである。本動作は、特に上述した局所γ補正の処理を示しており、ＣＰＵ２３において実行される。
【００７８】
ステップＳＴ１１では、ユーザによりレリーズボタン１４が押下されたかを判定する。ここで、レリーズボタン１４が押下された場合には、ＣＰＵ２３がこの時の撮影条件および画像処理モードの設定を読取ってステップＳＴ１２に進む。一方、レリーズボタン１４が押下されていない場合には、ステップＳＴ１１に戻る。
【００７９】
ステップＳＴ１２では、フラッシュ１１を発光させて、プレ撮影を行う。すなわち、撮影レンズ駆動部２４を介して撮影レンズ１０を被写体に合焦させるべく駆動した後、ＣＣＤ２の積分を行う。このＣＣＤ２の積分動作を行う間に、ＣＰＵ２３がフラッシュ１１の発光開始および発光停止を指示して適切な光量となるようにフラッシュ１１を制御する。そして、ＣＣＤ２での積分が終了するとＣＣＤ２から画像データを読み出し、メモリ２９に保存する。
【００８０】
ステップＳＴ１３では、フラッシュ１１の発光を伴なわない本撮影を行う。この本撮影で取得された画像は、メモリ２９に保存される。
【００８１】
ステップＳＴ１４では、上述した局所γ補正を行う。具体的には、ＣＰＵ２３が本撮影で取得された画像Ｇｅの画素Ａをメモリ２９から読出すとともに、プレ撮影で取得された画像Ｇｄにおける画素Ａに対応する画素ａをメモリ２９から読出して、これらの画素の演算、つまり除算（Ａ÷ａ）を行う。そして、この除算結果から図１２（ｂ）つまり上の式（４）に基づき、逆光部分と非逆光部分とを判別して重み係数ｋを決定する。次に、ＣＰＵ２３は、算出された重み係数ｋと本画像Ｇｅの画素Ａとを画像処理部２８に送るとともに、補正データメモリ３１から遠距離用（非逆光用）のγ補正データγｆと近距離用（逆光用）のγ補正データγｎとを読出して画像処理部２８に送るように命令する。
【００８２】
画像処理部２８では、受取った本画像の画素Ａ、重み係数ｋ、遠距離用γデータγｆおよび近距離用γデータγｎに基づき、上記の式（３）に従って本撮影の画素Ａに関して中距離用γデータγｍを算出する。そして、この中距離用γデータγｍに基づき、本撮影で取得された画像Ｇｅの画素Ａに対するγ補正を行う。そして、この局所γ補正を全画素に施こし、画像全体に適切なγ補正を行う。
【００８３】
ステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１４でγ補正が施された画像データをメモリカード９に記録する。
【００８４】
以上のデジタルカメラ１Ｂの動作より、フラッシュ発光を伴う発光画像とフラッシュ発光を伴わない非発光画像とから距離情報を求めるため、被写体に関する距離情報を迅速に取得できる。また、この距離情報に基づきγ補正を行うため、逆光撮影時においても迅速で適切なγ補正を行える。すなわち、距離情報に基づき２種類のγ補正データを使い分けるとともに、重み付け加算されたγ補正データを利用することで、画面全体で自然なγ補正が行える。
【００８５】
なお、逆光領域の判断については、図１４に示すように、ライブビュー中の画像を複数の領域Ａｒに分割し、各領域ＡｒにおけるＡＥ情報に基づき行っても良い。
【００８６】
すなわち、各々の領域ＡｒにおけるＡＥを計算し、主被写体部分の領域における露光量と背景部分の領域における露光量とを比較し、（背景部分の露光量）−（主被写体部分の露光量）が所定の閾値以上である場合、主被写体部分の領域には逆光用のγ補正データを、背景部分の領域には非逆光用のγ補正データを用いて、補正を行う。また、逆光、非逆光領域の境界付近ではＡＥのデータから重み付け係数を決定し、境界付近で不自然にならないようにする。なお、主被写体領域の判別については、合焦エリアと重なる領域を主被写体領域と見なしても良い。
【００８７】
＜変形例＞
◎上記の第１実施形態における局所ＷＢ補正については、デジタルカメラ内で処理を行うのは必須でなく、デジタルカメラ外部の情報処理装置で処理を行っても良い。
【００８８】
図１５は、本発明の変形例に係る画像処理システム５の要部構成を示す図である。
【００８９】
画像処理システム５においては、第１実施形態のデジタルカメラ１Ａと、デジタルカメラ１ＡにケーブルＣＢを介して通信可能に接続する情報処理装置６とを備えている。
【００９０】
情報処理装置６は、例えばパーソナルコンピュータとして構成されており、本体部６１と、表示部６２と、操作部６３とを有している。本体部６１は、ＣＰＵとメモリとを有している。このＣＰＵでは、図８に示すステップＳＴ６の局所ＷＢ補正を行う処理プログラムを実行できる。
【００９１】
この画像処理システム５では、デジタルカメラ１Ａで図８に示すステップＳＴ１〜ＳＴ５までの動作を行った後に、プレ撮影Ｐｂで取得したフラッシュ非発光画像と、本撮影で取得したフラッシュ発光画像とを情報処理装置６に伝送する。
【００９２】
そして、フラッシュ発光画像およびフラッシュ非発光画像を受け取った情報処理装置６では、上記の処理プログラムを実行することにより、上記の局所ＷＢ補正を行う。これにより、被写体までの距離に応じたＷＢ補正データが算出でき、フラッシュ非発光画像および／またはフラッシュ発光画像に対するＷＢ補正に反映できる。
【００９３】
このような画像処理システム５により、第１実施形態と同様の局所ＷＢ補正が情報処理装置６で行えることとなる。
【００９４】
なお、デジタルカメラ１Ａの代わりに第２実施形態のデジタルカメラ１Ｂを情報処理装置６に接続しても良い。この場合には、図１３のステップＳＴ１４に示す局所γ補正を情報処理装置６で行うこととなる。
【００９５】
◎上記の各実施形態については、デジタルカメラにフラッシュを設けるのは必須でなく、デジタルカメラに着脱可能な外付けフラッシュを使用しても良い。
【００９６】
◎上記の各実施形態については、１画素ごとに除算して演算値を求めるのは必須でなく、画面全体を複数の領域に分割して領域ごとに１の演算値を求めても良い。この場合には、算出された演算値に基づき、各領域ごとに２種類の補正データを使い分けるとともに、重み付け加算により中間的な補正データを算出する。これにより、画素ごとに演算するより、演算負荷の軽減が図れることとなる。
【００９７】
◎上述した具体的実施形態には、以下の構成を有する発明が含まれている。
【００９８】
（１）生成手段は、発光画像と非発光画像とに関する画素値の比率に基づき、距離情報を生成する手段を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【００９９】
これにより、距離情報を迅速に把握できる。
【０１００】
（２）生成手段は、発光画像と非発光画像とに基づき、撮影画像データにおける近距離領域と遠距離領域とを判別する判別手段を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【０１０１】
これにより、近距離領域と遠距離領域とを迅速に把握できる。
【０１０２】
（３）撮影開始を指示する撮影指示手段と、前記撮影指示手段による前記撮影開始から、発光画像および非発光画像を取得した後に、本撮影を行う撮影制御手段とをさらに備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【０１０３】
これにより、デジタルカメラの操作性が向上する。
【０１０４】
（４）決定手段は、２の補正データについて前記距離情報に応じた合成比率に基づく演算を行い、画像補正パラメータを決定する手段を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【０１０５】
これにより、境界が目立たなくなり、画質が向上する。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項５の発明によれば、フラッシュ発光を伴って取得された発光画像とフラッシュ発光を伴わずに取得された非発光画像とに基づき生成された距離情報に応じて、撮影画像データに対する画像補正パラメータを決定する。その結果、被写体に関する距離情報を迅速に取得できるとともに、適切な画像補正が行える。
【０１０７】
特に、請求項２の発明においては、画像補正パラメータがホワイトバランス補正に係るパラメータであるため、適切なホワイトバランス補正が迅速に行える。
【０１０８】
また、請求項３の発明においては、画像補正パラメータが階調補正に係るパラメータであるため、適切な階調補正が迅速に行える。
【０１０９】
また、請求項４の発明においては、本撮影はフラッシュ発光を伴った撮影であるため、フラッシュ発光を伴い取得された撮影画像に対しても適切な画像補正が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１Ａを示す斜視図である。
【図２】デジタルカメラ１Ａの背面図である。
【図３】デジタルカメラ１Ａの機能ブロックを示す図である。
【図４】局所ＷＢ補正のための撮影手順を説明するタイミングチャートである。
【図５】局所ＷＢ補正を説明するための図である。
【図６】局所ＷＢ補正の方法を説明するための図である。
【図７】重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【図８】デジタルカメラ１Ａにおける基本的な動作を説明するフローチャートである。
【図９】局所γ補正のための撮影手順を説明するタイミングチャートである。
【図１０】局所γ補正を説明するための図である。
【図１１】局所γ補正の方法を説明するための図である。
【図１２】重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【図１３】デジタルカメラ１Ｂにおける基本的な動作を説明するフローチャートである。
【図１４】逆光領域の判別を説明するための図である。
【図１５】本発明の変形例に係る画像処理システム５の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ デジタルカメラ
２ ＣＣＤ
５ 画像処理システム
６ 情報処理装置
１１ フラッシュ
１４ レリーズボタン
２０ 撮影・再生切換えキー
２１ 局所補正設定キー
２３ ＣＰＵ
２８ 画像処理部
２９ メモリ
３１ 補正データメモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルカメラであって、
（ａ）被写体に係る撮影画像データを取得する撮影手段と、
（ｂ）フラッシュ発光を指示する発光指示手段と、
（ｃ）前記撮影手段によって、前記被写体に係る前記フラッシュ発光を伴った発光画像を取得する発光撮影手段と、
（ｄ）前記撮影手段によって、前記被写体に係る前記フラッシュ発光を伴わない非発光画像を取得する非発光撮影手段と、
（ｅ）前記発光画像と前記非発光画像とに基づき、前記被写体に関する距離情報を生成する生成手段と、
（ｆ）前記距離情報に応じて、前記撮影画像データに対する画像補正パラメータを決定する決定手段と、
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、
前記画像補正パラメータは、ホワイトバランス補正に係るパラメータである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、
前記画像補正パラメータは、階調補正に係るパラメータであることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
本撮影は、前記フラッシュ発光を伴った撮影であることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
フラッシュ発光を伴って取得された被写体に係る発光画像と、フラッシュ発光を伴わずに取得された前記被写体に係る非発光画像とに対する処理が可能なコンピュータによって実行されることにより、
前記コンピュータに、
（ａ）前記発光画像と前記非発光画像とに基づき、前記被写体に関する距離情報を生成する生成工程と、
（ｂ）前記距離情報に応じて、前記発光画像および／または前記非発光画像に対する画像補正パラメータを決定する決定工程と、
を実行させることを特徴とする処理プログラム。
【請求項１】
デジタルカメラであって、
（ａ）被写体に係る撮影画像データを取得する撮影手段と、
（ｂ）フラッシュ発光を指示する発光指示手段と、
（ｃ）前記撮影手段によって、前記被写体に係る前記フラッシュ発光を伴った発光画像を取得する発光撮影手段と、
（ｄ）前記撮影手段によって、前記被写体に係る前記フラッシュ発光を伴わない非発光画像を取得する非発光撮影手段と、
（ｅ）前記発光画像と前記非発光画像とに基づき、前記被写体に関する距離情報を生成する生成手段と、
（ｆ）前記距離情報に応じて、前記撮影画像データに対する画像補正パラメータを決定する決定手段と、
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、
前記画像補正パラメータは、ホワイトバランス補正に係るパラメータである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、
前記画像補正パラメータは、階調補正に係るパラメータであることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
本撮影は、前記フラッシュ発光を伴った撮影であることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
フラッシュ発光を伴って取得された被写体に係る発光画像と、フラッシュ発光を伴わずに取得された前記被写体に係る非発光画像とに対する処理が可能なコンピュータによって実行されることにより、
前記コンピュータに、
（ａ）前記発光画像と前記非発光画像とに基づき、前記被写体に関する距離情報を生成する生成工程と、
（ｂ）前記距離情報に応じて、前記発光画像および／または前記非発光画像に対する画像補正パラメータを決定する決定工程と、
を実行させることを特徴とする処理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００４−２２２０５２（Ｐ２００４−２２２０５２Ａ）
【公開日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−８２６５（Ｐ２００３−８２６５）
【出願日】平成１５年１月１６日（２００３．１．１６）
【出願人】（０００００６０７９）ミノルタ株式会社 (155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１月１６日（２００３．１．１６）
【出願人】（０００００６０７９）ミノルタ株式会社 (155)
【Ｆターム（参考）】
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