撮像制御装置、撮像装置、及び撮像装置の制御方法
【課題】適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成する。
【解決手段】フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像制御装によれば、複雑な処理を必要とせずに、適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成することができる。
【解決手段】フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像制御装によれば、複雑な処理を必要とせずに、適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部の露光量を制御するための制御信号を出力する撮像制御装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の背後にある光源に対向して被写体を撮像する逆光シーンの撮像画像では、被写体が背景に比べて低輝度になる。よって、たとえば、デジタルスチルカメラなどの撮像装置において、撮像画像をファインダ画像として表示する場合、被写体の細部の輪郭が判別できなくなる。そこで、たとえば、露光量を制御することで、被写体が適切な輝度を有する良好な撮像画像データを得る方法が提案されている。あるいは、良好な撮像画像データを画像処理により生成する方法が提案されている。
【０００３】
画像処理により撮像画像データを生成する方法の一例では、１フレームの撮像画像データから被写体部分の輝度を補正した画像データと背景の輝度を補正した画像データとを生成して合成することで、被写体と背景とが適切な輝度を有する撮像画像データが生成される。また、他の例では、露光量が異なる複数の撮像画像を撮像し、被写体に対し最適な露光量（以下、最適露光量という）で撮像した撮像画像データと、背景に対し最適露光量で撮像した撮像画像データとを合成することで、被写体と背景とが適切な輝度を有する撮像画像データが生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２９８１３１号公報
【特許文献２】特開２００３−８７６４６号公報
【特許文献３】特開２００９−４９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像装置では、ファインダ画像表示などにおいて、迅速な処理が求められる。また、一方で、低コスト化の要求もある。よって、良好な撮像画像データを得るために負荷の大きい処理を伴う方法は好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、簡易な構成で実現可能であり、適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成することができる撮像制御装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面における撮像制御装置は、フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する制御部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
以下に開示される実施形態によれば、適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成することができる撮像制御装置を、簡易な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撮像装置の構成例について説明する図である。
【図２】露光量制御処理の詳細な手順例を示すフローチャート図である。
【図３】逆光シーンでの撮像画像データについて説明する図である。
【図４】逆光シーンでのブロック輝度値の分布状況を説明する図である。
【図５】高輝度シーンでの撮像画像データについて説明する図である。
【図６】高輝度シーンでのブロック輝度値の分布状況を説明する図である。
【図７】露光量制御処理の詳細な手順例を示すフローチャート図である。
【図８】ブロック輝度値の分布状況を説明する図である。
【図９】逆光シーンの場合の露光量制御処理を説明する図である。
【図１０】高輝度シーンでの通常の露光量制御処理を説明する図である。
【図１１】高輝度シーンでの変形例による露光量制御処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１１】
図１は、本実施形態における撮像装置の構成例について説明する図である。この撮像装置２は、被写体を撮像して撮像画像データを出力する撮像部４と、撮像画像データに基づいて撮像部４の露光量を制御する撮像制御装置７とを有する。撮像装置２は、たとえば、デジタルスチルカメラである。
【００１２】
撮像部４は、撮像レンズ部３を介して入射される被写体からの光を画像センサ５により画素値信号に変換し、画素値信号から撮像画像データを生成して出力する。撮像レンズ部３は、たとえば複数の単焦点レンズを有し、これらの組合せに応じた焦点距離を有する。撮像レンズ部３は、焦点距離に応じた被写体象を画像センサ５の受光面に結象する。画像センサ５は、２次元状に配列された光電変換素子により受光した光をアナログの画素値信号に変換し、１フレーム分の画素値信号をラスタスキャン順に出力する。画像センサ５は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサである。Ａ／Ｄ変換器６は、画像センサ５から出力される画素値信号をデジタル信号化し、撮像画像データに変換する。撮像画像データは、たとえば画素ごとのＲＧＢ（Red、Green、Blue）階調データである。撮像画像データは、撮像制御装置７に入力される。
【００１３】
撮像制御装置７は、たとえば、バス２８を介して接続される画像処理部８、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、輝度値検出部１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４を有するシステムＬＳＩである。撮像制御装置７は、たとえば、さらにインターフェース部１８、メディア制御部２２、及び表示制御部２４を有してもよい。インターフェース部１８、メディア制御部２２、及び表示制御部２４には、操作部１６、記憶メディア２０、及び表示部２６がそれぞれ接続される。
【００１４】
撮像部４から入力される撮像画像データ５０は、ＲＡＭ１４に格納される。画像処理部８は、ＲＡＭ１４に格納された撮像画像データ５０に画像処理を行う。画像処理は、たとえば、ＲＧＢデータからＹＣｂＣｒ（輝度・色差）データへの変換処理、色や輝度の補正処理、ノイズ除去処理、輪郭強調処理、データ圧縮のためのフォーマット変換処理、または、１フレーム分の撮像画像データ５０を縮小処理してファインダ表示用の画像データを生成する画像処理などである。輝度値検出部１１は、撮像画像データ５０の画素ごとの輝度値を検出する。輝度値は、たとえば、ＹＣｂＣｒデータにおけるＹ値である。
【００１５】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０は、撮像画像データ５０全体の輝度値が目標輝度値になるような露光量の制御量を算出し、かかる制御量を示す露光量制御信号４０を撮像部４に出力する。撮像画像データ５０全体の輝度値は、たとえば１フレームの画素ごとの撮像画像データ５０から、当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求め、そのブロック輝度値の代表輝度値として求められる。この処理については、後に詳述する。
【００１６】
目標輝度値は、たとえば、実験等により求められる任意の輝度値であって、最適露光量に対応する輝度値である。たとえば、輝度値のダイナミックレンジを、低輝度側から高輝度側に０〜１００％とした場合、目標輝度値は２０％付近に設定される。撮像画像データ５０の全体の輝度値が目標輝度値より高い場合、撮像部４の露光量は目標輝度値に対応する最適露光量より大きい。その場合、ＣＰＵ１０は、最適露光量まで露光量を減少させるための露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。一方、撮像画像データ５０全体の輝度値が最適輝度値より低い場合、撮像部４の露光量は最適露光量より少ない。その場合、ＣＰＵ１０は、露光量を最適露光量まで増加させるための露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。かかる露光量制御処理は、輝度値算出部３０、輝度値制限部３２、代表輝度値算出部３４、露光量制御部３６の各部により行われるが、これら各部の動作の詳細は後述する。
【００１７】
輝度値算出部３０、輝度値制限部３２、代表輝度値算出部３４、露光量制御部３６の各部は、たとえば、それぞれの処理に対応する処理プログラムを実行するＣＰＵ１０である。処理プログラムは、たとえばＲＯＭ１２に格納される。ＣＰＵ１０は、処理プログラムやデータをＲＡＭ１４に格納して、各処理を行う。
【００１８】
撮像部４は、ｎフレーム目（ｎは正の整数）の撮像画像データ５０に基づく露光量制御信号４０が入力されると、これに応答して、ｎ＋１フレーム目（あるいはｎ＋２フレーム目以降のフレーム）の撮像時の露光量を調節する。撮像部４は、公知の方法により露光量を調節する。たとえば、撮像部４は、シャッタ速度を調整することで露光量を調節する。撮像部４のシャッタは、電子シャッタでもメカニカルシャッタでもよい。電子シャッタの場合、光電変換素子による電荷蓄積時間を制御することでシャッタ速度が制御される。また、メカニカルシャッタの場合、メカニカルに開閉されるシャッタの開閉速度が制御される。
【００１９】
なお、操作部１６は、ユーザによる操作入力を受け付け、操作入力に対応する制御信号を撮像制御装置７に入力する。操作部１６は、たとえば、各種操作ボタンとその制御回路を有する。操作部１６からの制御信号は、インターフェース部１８を介してＣＰＵ１０に転送される。ＣＰＵ１０は、これに応答して、ＲＯＭ１２に格納される制御プログラムに従って、撮像部４のほか、表示制御部２４やメディア制御部２２などの動作を制御する。これにより、たとえば、表示制御部２４は、撮像画像データ５０を表示部２６にファインダ画像として表示する。表示部２６は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）である。また、メディア制御部２２は、記憶メディア２０に撮像画像データ５０を格納したり、既に格納された撮像画像データ５０を記憶メディア２０から読み出したりする。記憶メディア２０は、たとえば、ハードディスクドライブ、または、メモリカードなどの着脱可能な可搬型記憶メディアである。
【００２０】
次に、撮像制御装置７における露光量制御処理について説明する。まず、被写体の背後にある光源に対向して被写体を撮像する、逆光シーンの場合の露光量制御処理について説明する。次いで、逆光状態になるような被写体を有さない、高輝度シーンの場合の露光量制御処理について説明する。高輝度シーンは、たとえば、晴天時の空や海、雪原といった、極めて明るい屋外の風景が撮像される場合である。
【００２１】
[逆光シーンの場合の露光量制御処理]
図２は、露光量制御処理の詳細な手順例を示すフローチャート図である。図２（Ａ）に示す手順Ｓ２〜Ｓ８は、たとえば、輝度値検出部１１が１フレーム分の画素の輝度値検出を終えたときに、１フレームごとにＣＰＵ１０により実行される。また、手順Ｓ４のサブルーチンに対応する手順が、図２（Ｂ）に示される。
【００２２】
まず、図２（Ａ）の手順Ｓ２で、輝度値算出部３０は、１フレームの撮像画像データ５０を複数のブロックに分割し、各ブロックのブロック輝度値を算出する。図３（Ａ）には、逆光シーンでの模式的な撮像画像データ５０が示される。撮像画像データ５０は、行列状に配列された複数の画素データからなる。この撮像画像データ５０は、たとえば、光源５３を含む背景５２と、光源５３からの光を受けて逆光状態の被写体５４とを有する。背景５２が相対的に高輝度を有し、被写体５４が相対的に低輝度を有する。このような１フレーム分の撮像画像データ５２が、図３（Ｂ）に示すように、行列状の複数のブロックＢＬＫに分割される。すなわち、撮像画像データ５０の画素データが行方向と列方向にそれぞれ等分割される。
【００２３】
たとえば、輝度値算出部３０は、ブロックＢＬＫ内の画素ごとの輝度値を積算する。この積算値がブロック輝度値である。あるいは、輝度値算出部３０は、ブロックＢＬＫ内の画素ごとの輝度値の平均値を算出し、その平均値をブロック輝度値としてもよい。たとえば、画素ごとの輝度値が１０ビット分解能で０〜１０２３の階調範囲で示される場合において、ブロック輝度値として積算値が用いられる場合には、ブロック輝度値のとりうる値は、０〜１０２３×ブロックＢＬＫ内の画素数の範囲となる。あるいは、ブロック輝度値として平均値が用いられる場合には、ブロック輝度値のとりうる値は、０〜１０２３の範囲となる。
【００２４】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、ブロック輝度値を所定の制限輝度値に制限する。具体的には、図２（Ｂ）に示す手順が、ブロックＢＬＫごとのブロック輝度値について実行される。たとえば、輝度値制限部３２は、ブロック輝度値が制限輝度値より大きいときには（手順Ｓ４１のＹＥＳ）、ブロック輝度値を制限輝度値に制限し（Ｓ４４）、ブロック輝度値が制限輝度値以下のときには（手順Ｓ４１のＮＯ）、図２（Ｂ）の手順を終了する。
【００２５】
このときの撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況が、図４に例示される。図４（Ａ）〜（Ｆ）には、横軸をブロック輝度値、縦軸を度数（頻度）として、撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況が模式的に示される。
【００２６】
図４（Ａ）には、１フレーム目の撮像画像データ５０の例が示される。逆光シーンの撮像画像データ５０では、背景５２に対応する高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１と、被写体５４に対応する低輝度のブロック輝度値分布Ｈ２が形成される。制限輝度値ＬＩＭは、目標輝度値ＴＧＴよりある程度大きい値に設定される。たとえば、画素ごとの輝度値が、１０ビット分解能で０〜１０２３の階調範囲で示される場合、最適露光量に対応する目標輝度値ＴＧＴは、０〜１０２３の階調範囲における１８０付近、より具体的には「１８４」である。そして、制限輝度値ＬＩＭは、たとえば、目標輝度値ＴＧＴより数パーセント〜十数パーセント大きい値である、「２００」などに設定される。
【００２７】
ここでは、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値分布Ｈ１が制限輝度値ＬＩＭに制限される。すると、ブロック輝度値の分布は図４（Ｂ）のようになる。図４（Ｂ）では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数として積算され、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０が形成される。
【００２８】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、１フレーム分のブロック輝度値の代表輝度値を算出する。代表輝度値は、たとえば、１フレーム分のブロック輝度値の平均値である。あるいは、中央値であってもよい。以下では、ブロック輝度値の平均値を代表輝度値として説明する。図４（Ｂ）の例では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１を制限輝度値ＬＩＭに制限したことにより、ブロック輝度値分布Ｈ１０とブロック輝度値分布Ｈ２の平均値ＡＶＥが算出される。
【００２９】
次に、手順Ｓ８で、露光量制御部３６が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥが目標輝度値ＴＧＴになるような露光量の制御量を示す露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。図４（Ｂ）の例では、平均値ＡＶＥは目標輝度値ＴＧＴより差分ΔＤ小さい。よって、差分ΔＤに対応する露光量を増加させるような露光量制御信号４０が生成される。平均値ＡＶＥの必要な増加量（または減少量）に対応する露光量の制御量は、実験等により求められる演算式やマップデータに基づき、露光量制御部３６により求められる。かかる演算式やマップデータは、たとえば、処理プログラムの一部として、ＲＯＭ１２に予め格納される。かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、２フレーム目では１フレーム目より全体的に高輝度の撮像画像が撮像される。
【００３０】
２フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図４（Ｃ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´、Ｈ２´は、それぞれ１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１、Ｈ２が、露光量の増加分に応じて高輝度側にシフトしたものである。なお、ここでは、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１´の一部が飽和した状態が示される。
【００３１】
２フレーム目でも、１フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。２フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値Ｈ１´を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図４（Ｄ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ´を算出する。ここで、平均値ＡＶＥ´は、ブロック輝度値分布Ｈ２´とブロック輝度値分布Ｈ１０´の平均値である。
【００３２】
そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり平均値ＡＶＥ´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ´に対応する露光量を増加させるような露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。なお、２フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ２´が１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ２より高輝度側にシフトしている。よって、平均値ＡＶＥ´は１フレーム目の平均値ＡＶＥより大きくなる。よって、差分ΔＤ´は、１フレーム目の差分ΔＤより縮小している。よってその分、露光量の増加量は小さくなる。露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、３フレーム目では２フレーム目より全体的に幾分高輝度の撮像画像が撮像される。
【００３３】
３フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図４（Ｅ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´´、Ｈ２´´は、それぞれ２フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１´、Ｈ２´が、露光量の増加分に応じて高輝度側にシフトしたものである。なお、ここでは、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１´´全体が飽和した状態が示される。
【００３４】
３フレーム目でも、１フレーム目、２フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。３フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値Ｈ１´´を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図４（Ｆ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´´の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ´´を算出する。ここで、平均値ＡＶＥ´´は、ブロック輝度値分布Ｈ２´´とブロック輝度値分布Ｈ１０´´の平均値である。
【００３５】
そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ´´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり平均値ＡＶＥ´´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ´´に対応する露光量を増加させるような露光量制御信号４０を生成して撮像部４に出力する。なお、３フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ２´´が２フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ２´より高輝度側にシフトしている。よって、平均値ＡＶＥ´´は２フレーム目の平均値ＡＶＥ´より大きくなる。よって、差分ΔＤ´´は、２フレーム目の差分ΔＤ´より縮小している。よって、露光量の増加量は、小さくなる。そして、かかる露光量制御信号４０に基づいて次フレームの撮像が行われると、露光量制御信号４０に応じてさらに幾分高輝度の撮像画像が撮像される。
【００３６】
上記のような露光量制御処理をフレームごとに実行することで、ブロック輝度値の平均値と目標輝度値ＴＧＴとの差分が徐々に縮小する。そして、これに応じて露光量の制御量が徐々に縮小する。そして、最終的に、被写体に対する露光量が最適露光量に収束する。よって、逆光シーンの場合であっても、被写体５４が目標輝度値ＴＧＴを有するような撮像画像データ５０が生成される。
【００３７】
[高輝度シーンの場合の露光量制御処理]
次いで、高輝度シーンの場合の露光量制御処理について説明する。ここでは、図２（Ａ）のフローチャートに従い、図５、図６が適宜参照される。
【００３８】
まず、図２（Ａ）の手順Ｓ２で、輝度値算出部３０は、１フレームの撮像画像データを複数のブロックに分割し、ブロックごとに輝度値を積算して各ブロックのブロック輝度値を算出する。図５（Ａ）には、高輝度シーンでの模式的な撮像画像データ５０が示される。この撮像画像データ５０は、光源５３を含む背景５２を有する。その反面、撮像画像データ５０は、光源５３からの光を受けて逆光状態になるような被写体を有さない。よって、背景５２が全体的に高輝度を有する。この場合、高輝度は、たとえば、輝度値のダイナミックレンジ内で目標輝度値より大きい範囲をいう。また、このような１フレーム分の撮像画像データ５０が行列状の複数のブロックＢＬＫに分割された状態が、図５（Ｂ）に例示される。
【００３９】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況が、図６に例示される。
【００４０】
図６（Ａ）〜（Ｈ）には、横軸をブロック輝度値、縦軸を度数（頻度）として、撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況が模式的に示される。図６（Ａ）には、１フレーム目の撮像画像データ５０の例が示される。高輝度シーンの撮像画像データ５０では、背景５２に対応する高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１が形成される。そして、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値Ｈ１が制限輝度値ＬＩＭに制限される。すると、ブロック輝度値の分布は図６（Ｂ）のようになる。図６（Ｂ）では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数として積算される。よって、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０が形成される。
【００４１】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、１フレーム分のブロック輝度値の平均値を算出する。図６（Ｂ）の例では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１を制限輝度値ＬＩＭに制限したことにより、制限輝度値ＬＩＭと一致する平均値ＡＶＥ２が算出される。
【００４２】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ８で、露光量制御部３６が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ２が目標輝度値ＴＧＴになるような露光量の制御量を示す露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。図６（Ｂ）の例では、平均値ＡＶＥ２は目標輝度値ＴＧＴより差分ΔＤ１大きい。よって、差分ΔＤ１に対応する露光量を減少させるような露光量制御信号４０が生成される。かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、２フレーム目では１フレーム目より全体的に幾分低輝度の撮像画像が撮像される。
【００４３】
２フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図６（Ｃ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´は、１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１が、露光量の減少分に応じて低輝度側にシフトしたものである。
【００４４】
２フレーム目でも、１フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。２フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値Ｈ１´を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図６（Ｄ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ２´を算出する。ブロック輝度値Ｈ１´を制限輝度値ＬＩＭに制限したことにより、制限輝度値ＬＩＭと一致する平均値ＡＶＥ２´が算出される。
【００４５】
そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ２´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり露光量を減少させるような露光量制御信号４０を生成して撮像部４に出力する。なお、２フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ１´が１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１より低輝度側にシフトしているものの依然として制限輝度値ＬＩＭより大きいので、１フレーム目同様に制限輝度値ＬＩＭに制限される。よって、平均値ＡＶＥ２´は１フレーム目の平均値ＡＶＥ２と同じ値、つまり制限輝度値ＬＩＭになる。よって、平均値ＡＶＥ２´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ１´は、１フレーム目の差分ΔＤ１と等しい。よって、差分ΔＤ１´に対応する露光量の減少分も、差分ΔＤ１に対応する露光量の減少分と等しい。そして、かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、３フレーム目では２フレーム目より全体的に幾分低輝度の撮像画像が撮像される。
【００４６】
３フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図６（Ｅ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´´は、２フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１´が、露光量の減少分に応じて低輝度側にシフトしたものである。
【００４７】
３フレーム目でも、１フレーム目、２フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。３フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、ブロック輝度値Ｈ１´´のうち制限輝度値ＬＩＭより大きい部分を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図６（Ｆ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´´のうち制限輝度値ＬＩＭより大きい部分の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ２´´を算出する。平均値ＡＶＥ２´´は、ブロック輝度値分布Ｈ１´´のうち制限輝度値ＬＩＭより小さい部分とブロック輝度値分布Ｈ１０´´の平均値である。
【００４８】
そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ２´´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり露光量を増加させるような露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。３フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ１´´のうち制限輝度値ＬＩＭより小さい部分が形成されるので、平均値ＡＶＥ２´´は２フレーム目の平均値ＡＶＥ２´より小さくなる。よって、平均値ＡＶＥ２´´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ１´´は、２フレーム目の差分ΔＤ１´より縮小している。よって、露光量の減少分は、小さくなる。そして、かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、４フレーム目では３フレーム目より全体的にさらに幾分低輝度の撮像画像が撮像される。
【００４９】
４フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図６（Ｇ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´´´は、３フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１´´が、露光量の減少分に応じて低輝度側にシフトしたものである。
【００５０】
４フレーム目でも、１〜３フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。４フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、ブロック輝度値Ｈ１´´´のうち制限輝度値ＬＩＭより大きい部分を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図６（Ｈ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´´´のうち制限輝度値ＬＩＭより大きい部分の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´´´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ２´´´を算出する。平均値ＡＶＥ２´´´は、ブロック輝度値分布Ｈ１´´´のうち制限輝度値ＬＩＭより小さい部分とブロック輝度値分布Ｈ１０´´´の平均値である。そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ２´´´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり露光量を減少させるような露光量制御信号４０を生成して撮像部４に出力する。４フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ１´´´のうち制限輝度値ＬＩＭより小さい部分が形成され、かつその部分が３フレーム目より大きい。よって、平均値ＡＶＥ２´´´は２フレーム目の平均値ＡＶＥ２´´より小さくなる。よって、平均値ＡＶＥ２´´´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ１´´´は、２フレーム目の差分ΔＤ１´´より縮小している。よって、露光量の減少分は、その分小さくなる。そして、かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、次フレームでは全体的にさらに幾分低輝度の撮像画像が撮像される。
【００５１】
上記のような露光量制御処理をフレームごとに実行することで、ブロック輝度値の平均値と目標輝度値ＴＧＴとの差分が徐々に縮小し、これに応じて露光量の制御量が徐々に縮小する。そして、最終的に、背景に対する露光量が最適露光量に収束する。よって、高輝度シーンの場合であっても、背景５２が目標輝度値ＴＧＴを有するような撮像画像データ５０が生成される。
【００５２】
上述したように、本実施形態によれば、逆光シーンの場合に被写体に対し最適露光量で撮像を行うことができ、それにより良好な撮像画像が得られるだけでなく、高輝度シーンの場合には背景に対し最適露光量で撮像を行うことができ、良好な撮像画像を得ることができる。
【００５３】
[変形例]
次に、本実施形態の変形例について説明する。以下、便宜上、上述した露光量制御処理を通常の露光量制御処理と称し、変形例と区別する。変形例では、輝度値制限部３２は、ブロック輝度値の最小値が第１の制限輝度値である制限輝度値ＬＩＭより大きいときには、ブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭではなく、制限輝度値ＬＩＭより大きい第２の制限輝度値に制限する。かかる第２の制限輝度値は、たとえば、制限輝度値ＬＩＭより大きく、かつブロック輝度値の最小値以下の任意の値である。以下の説明では、ブロック輝度値の最小値を第２の制限輝度値として説明する。変形例は、たとえば、高輝度シーンにおいて、ブロック輝度値の最小値が制限輝度値ＬＩＭより大きい場合に実行される。
【００５４】
図７は、変形例における露光量制御処理の詳細な手順例を示すフローチャート図である。図７（Ａ）の手順例は、図２（Ａ）の手順例において、手順Ｓ２の後に手順Ｓ３が挿入され、手順Ｓ４が手順Ｓ４ａに置換されたものである。また、図７（Ｂ）には、手順Ｓ４ａのサブルーチンに対応する手順が示される。図７（Ｂ）の手順は、図２（Ｂ）の手順に手順Ｓ４２、Ｓ４３が追加されたものである。
【００５５】
図７（Ａ）に示す手順Ｓ２〜Ｓ８は、図２（Ａ）の手順と同様、たとえば、輝度値検出部１１が１フレーム分の輝度値検出を終えたときに、１フレームごとにＣＰＵ１０により実行される。まず、手順Ｓ２で、輝度値算出部３０は、１フレームの撮像画像データを複数のブロックに分割し、ブロックごとに輝度値を積算して各ブロックのブロック輝度値を算出する。次に、手順Ｓ３で、輝度値制限部３２は、１フレーム分のブロック輝度値のうち最小値を抽出する。
【００５６】
ここで、図５で示した高輝度シーンの撮像画像データ５０におけるブロック輝度値の分布状況が、図８に例示される。図８（Ａ）〜（Ｄ）には、横軸をブロック輝度値、縦軸を度数（頻度）として、撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布例が模式的に示される。図８（Ａ）には、１フレーム目の撮像画像データ５０の例が示される。高輝度シーンの撮像画像データ５０では、背景５２に対応する高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１が形成される。そして、ブロック輝度値分布Ｈ１の最小値ＭＩＮが抽出される。ここで最小値ＭＩＮは、制限輝度値ＬＩＭより大きい。
【００５７】
図７（Ａ）の手順Ｓ４ａで、輝度値制限部３２は、ブロック輝度値を制限する。このとき、図７（Ｂ）の手順がブロック輝度値ごとに実行される。ブロック輝度値が制限輝度値ＬＩＭより大きい場合に（手順Ｓ４１のＹＥＳ）、輝度値制限部３０は、手順Ｓ４２に進む。そして、ブロック輝度値の最小値ＭＩＮが制限輝度値ＬＩＭ以下のときには（手順Ｓ４２のＮＯ）、輝度値制限部３２は、ブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭに制限する（手順Ｓ４４）。つまり、通常の露光量制御処理が実行される。一方、ブロック輝度値の最小値ＭＩＮが制限輝度値ＬＩＭより大きいときには（手順Ｓ４２のＹＥＳ）、ブロック輝度値を第２の制限輝度値、たとえば最小値ＭＩＮに制限する（手順Ｓ４３）。このときの状態が、図８（Ｂ）に示される。図８（Ｂ）では、ブロック輝度値分布Ｈ１の度数が最小値ＭＩＮの度数に積算されてブロック輝度値分布Ｈ１１が形成される。
【００５８】
次に、図７（Ａ）の手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、１フレーム分のブロック輝度値の平均値を算出する。図８（Ｂ）の例では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１を最小値ＭＩＮに制限したことにより、最小値ＭＩＮと一致する平均値ＡＶＥ３が算出される。
【００５９】
次に、手順Ｓ８で、露光量制御部３６が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ３が目標輝度値ＴＧＴになるような露光量の制御量を示す露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。図８（Ｂ）の例では、平均値ＡＶＥ３は目標輝度値ＴＧＴより差分ΔＤ２大きいので、差分ΔＤ２に対応する露光量を減少させるような露光量制御信号４０が生成される。ここで、図６（Ｂ）で示したようにブロック輝度分布Ｈ１を制限輝度値ＬＩＭに制限する場合と比較すると、平均値ＡＶＥと目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ１より、平均値ＡＶＥ３と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ２の方が大きい。よって、通常の露光量制御処理における露光量の制御量より、変形例における露光量の制御量の方が大きい。かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、２フレーム目では１フレーム目より全体的に大幅に低輝度の撮像画像が撮像される。
【００６０】
２フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図８（Ｃ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´は、１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１が、露光量の減少分に応じて低輝度側にシフトしたものである。これにより、ブロック輝度値分布Ｈ１´の最小値ＭＩＮ´は、制限輝度値ＬＩＭより小さくなる。よって、２フレーム目で図７（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行されるとき、図７（Ｂ）の手順Ｓ４２の判断結果が「ＮＯ」になる。よって、以降の処理では、図２、図６で示した、高輝度シーンでの通常の露光量制御処理と同等の処理が実行される。
【００６１】
本変形例によれば、高輝度シーンの露光量制御処理において、ブロック輝度値の最小値が制限輝度値ＬＩＭより大きいときに、ブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭより大きい第２の制限輝度値、つまり最小値ＭＩＮに制限することで、通常の露光量制御処理より大きい制御量で露光量を減少することができる。よって、通常の露光量制御処理より迅速に、背景に対する露光量を最適露光量に収束させることが可能になる。
【００６２】
なお、さらなる変形例では、輝度値制限部３６は、ブロック輝度値の最小値ＭＩＮが制限輝度値ＬＩＭより大きいときには、単にブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭに制限しないようにしてもよい。たとえば、図７（Ｂ）の手順Ｓ４３を省略することも可能である。その場合、代表輝度値算出部３４は、図８（Ｄ）に示すように、ブロック輝度値分布Ｈ１の平均値ＡＶＥ４を代表輝度値として算出する。このとき、目標輝度値ＴＧＴと平均値ＡＶＥ４の差分ΔＤ３は、ブロック輝度値を最小値ＭＩＮに制限する場合の差分ΔＤ２より大きい。よって、露光量制御部３６は、ブロック輝度値を最小値ＭＩＮに制限する場合よりさらに大きい制御量で露光量を減少させるような露光量制御信号４０を生成する。そうすることで、上記変形例の露光量制御処理よりさらに迅速に、背景に対する露光量を最適露光量に収束させることが可能になる。
【実施例】
【００６３】
次に、具体的なブロック輝度値を用いて本実施形態の実施例を示す。
【００６４】
[逆光シーンでの実施例]
図９は、逆光シーンの場合の実施例を説明する図である。図９（Ａ）は、処理開始時の撮像画像データを示す。図９（Ａ）に示すように、撮像画像データ５０では、背景５２が相対的に高輝度であるのに対し、被写体５４が相対的に低輝度である。なお、以降、図９では、被写体５４の輝度の低さをハッチングの濃さにより表現する。
【００６５】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の撮像画像データ５０におけるブロック輝度値を示す。各マス目はブロックを示し、マス目の中の数値はブロック輝度値を示す。以下の実施例の説明では、便宜上、１フレームにつき１６個のブロックを例とする。また、ブロック輝度値が０〜１０２３階調で示される。そして、目標輝度値を「１８５」とする。そして、重線で囲まれたブロックが被写体５４に対応し、その他のブロックが背景５２に対応する。背景５２に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「１５０」、または「５００」といった高い値であるのに対し、被写体５４に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「１０」といった低い値である。また、このとき、ブロック輝度値全体の平均値は目標輝度値と一致する「１８５」である。このことは、撮像画像全体として背景５２に適した露光量が設定されて撮像が行われたことを示す。
【００６６】
図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）のブロック輝度値に対し、制限輝度値を「２００」として、ブロック輝度値を制限した状態を示す。背景５２に対応するブロックのうち、ブロック輝度値「５００」を有するブロックでは、ブロック輝度値「５００」が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「１１０」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「７５」小さい。よって、この差分に対応する露光量を増加させて撮像が行われる。
【００６７】
図９（Ｄ）は、露光量が増加されたときに撮像された撮像画像データ５０を示す。図９（Ｄ）に示すように、撮像画像データ５０では、図９（Ａ）の撮像画像データ５０より被写体５４のハッチングが薄くなっており、被写体５４が幾分高輝度になったことが示される。
【００６８】
図９（Ｅ）は、図９（Ｄ）の撮像画像データ５０におけるブロック輝度値を示す。図９（Ｂ）との比較において、露光量が増加したことにより、背景５２に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「３００」、または「１０００」に増加している。一方、被写体５４に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「２０」に増加している。また、このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「３７０」であり、図９（Ｂ）のときの平均値「１８５」より増加している。
【００６９】
図９（Ｆ）は、図９（Ｅ）のブロック輝度値を制限した状態を示す。背景５２に対応する、ブロック輝度値「１０００」を有するブロックとブロック輝度値「３００」を有するブロックでは、ブロック輝度値が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「１３２．５」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」よりまだ「５２．５」小さいものの、図９（Ｃ）のときの平均値「１１０」より増加しており、目標輝度値「１８５」に収束しつつあることが示される。次のフレームでは、差分「５２．５」に対応する露光量を増加させて撮像が行われる。
【００７０】
図９（Ｇ）は、被写体５４に対する露光量が最適露光量に収束するときに撮像された撮像画像データ５０を示す。図９（Ｇ）に示すように、撮像画像データ５０では、図９（Ｄ）の撮像画像データ５０より被写体５４のハッチングがさらに薄くなっており、被写体５４がさらに幾分高輝度になったことが示される。
【００７１】
図９（Ｈ）は、図９（Ｇ）の撮像画像データ５０におけるブロック輝度値を示す。図９（Ｅ）との比較において、露光量が増加したことにより、背景５２に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「１０２３」（飽和状態）まで増加しており、被写体５４に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「１６０」に増加している。また、このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「６９９．４」であり、図９（Ｅ）のときの平均値「３７０」よりさらに増加したことが示される。
【００７２】
図９（Ｉ）は、図９（Ｈ）のブロック輝度値を制限した状態を示す。ブロック輝度値「１０２３」を有する背景５２に対応するブロックでは、ブロック輝度値「１０２３」が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「１８５」になり、目標輝度値に一致する。このような露光量制御処理を繰り返すことで、被写体５４に対する露光量が最適露光量に収束する。
【００７３】
[通常の露光量制御処理に基づく高輝度シーンでの実施例]
図１０は、通常の露光量制御処理による、高輝度シーンでの実施例を説明する図である。各マス目はブロックを示し、マス目の中の数値はブロック輝度値を示す。図１０では、１６個のブロックを例に、ブロック輝度値が０〜１０２３階調で示される。図１０（Ａ）は、処理開始時の撮像画像データにおけるブロック輝度値を示す。高輝度シーンでは、全体的に、ブロック輝度値が「７５０」、または「８００」といった高い値を示す。このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「７９３．８」である。
【００７４】
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のブロック輝度値に対し、制限輝度値を「２００」として、ブロック輝度値を制限した状態を示す。ブロック輝度値「７５０」、「８００」を有するすべてのブロックでは、ブロック輝度値が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「２００」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「１５」大きい。よって、この差分に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。
【００７５】
図１０（Ｃ）は、露光量を減少させて撮像された撮像画像データにおけるブロック輝度値を示す。図１０（Ａ）との比較において、露光量が減少したことにより、ブロック輝度値が「６５０」、または「７００」に減少している。このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「６９３．８」であり、図１０（Ａ）のときの平均値「７９３．８」より減少している。
【００７６】
図１０（Ｄ）は、図１０（Ｃ）のブロック輝度値を制限した状態を示す。ブロック輝度値「６５０」、「７００」を有するすべてのブロックでは、ブロック輝度値が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「２００」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「１５」大きいので、この差分に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。この平均値は、図１０（Ｂ）のときの平均値「２００」と同じである。よって、次のフレームでは、差分「１５」に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。
【００７７】
[変形例に基づく高輝度シーンでの実施例]
図１１は、変形例の露光量制御処理による、高輝度シーンでの実施例を説明する図である。各マス目はブロックを示し、マス目の中の数値は輝度値を示す。図１１（Ａ）は、処理開始時の撮像画像データにおけるブロック輝度値を示す。図１１（Ａ）は、図１０（Ａ）と同じである。
【００７８】
図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のブロック輝度値に対し、ブロック輝度値の最小値が制限輝度値を「２００」を上回る場合に、ブロック輝度値を最小値に制限した状態を示す。ブロック輝度値の最小値「７５０」が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「７５０」、「８００」を有するすべてのブロックでは、ブロック輝度値が最小値である「７５０」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「７５０」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「５６５」大きい。よって、この差分に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。ここにおいて、ブロック輝度値を最小値に制限したことで、図１０（Ｂ）で示した通常の露光量制御処理の実施例より、露光量の減少幅が大きいことが示される。
【００７９】
図１１（Ｃ）は、露光量を減少させて撮像された撮像画像データにおけるブロック輝度値を示す。図１１（Ａ）との比較において、露光量が減少したことにより、ブロック輝度値が「３５０」、または「４００」に減少している。このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「３９３．８」であり、図１１（Ａ）のときの平均値「７９３．８」より減少している。
【００８０】
図１１（Ｄ）は、図１１（Ｃ）のブロック輝度値を制限した状態を示す。ブロック輝度値の最小値「３５０」が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「３５０」、「４００」を有するすべてのブロックでは、ブロック輝度値は最小値の「３５０」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「３５０」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「１６５」大きいので、この差分に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。ここにおいて、ブロック輝度値を最小値に制限したことで、図１０（Ｄ）で示した通常の露光量制御処理の実施例より、露光量の減少幅が大きいことが示される。
【００８１】
このように、変形例に基づく露光量制御処理では、高輝度シーンの場合、ブロック輝度値の最小値が制限輝度値より大きいときに、通常の露光量制御処理より大きい制御量で露光量を制御できる。よって、より迅速に、最適露光量に収束させることが可能になる。
【００８２】
なお、以上の説明では、連続した数フレーム（たとえば３〜４フレーム）で被写体に対する露光量が最適露光量に収束する例が示された。しかし、露光量の収束に要するフレーム数は、それぞれの場合における例であって、種々のフレーム数が可能である。
【００８３】
上述のとおり、本実施形態によれば、被写体の位置を検出してその輝度値を増加させたり、異なる露光量で撮像した複数の撮像画像データを合成したりといった複雑な処理を行うことなく、適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成できる。よって、撮像制御装置を、簡易な構成で実現することができる。
【００８４】
以上の実施の形態をまとめると、次の付記のとおりである。
【００８５】
（付記１）
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像制御装置。
【００８６】
（付記２）
付記１において、
前記制限部は、前記複数のブロック輝度値の最小値が前記第１の制限輝度値より大きいときには、前記複数のブロック輝度値を前記第１の制限輝度値より大きい第２の制限輝度値に制限する撮像制御装置。
【００８７】
（付記３）
付記２において、
前記第２の制限輝度値は、前記複数のブロック輝度値の最小値である撮像制御装置。
【００８８】
（付記４）
付記１において、
前記制限部は、前記複数のブロック輝度値の最小値が前記第１の制限輝度値より大きいときには、前記複数のブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限しない撮像制御装置。
【００８９】
（付記５）
付記１乃至４のいずれかにおいて、
前記ブロック輝度値は各ブロックに含まれる画素の輝度値の積算値、または平均値である撮像制御装置。
【００９０】
（付記６）
付記１乃至５のいずれかにおいて、
前記代表輝度値は、前記複数のブロック輝度値の平均値、または中央値である撮像制御装置。
【００９１】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかにおいて、
前記算出部が前記ブロック輝度値を求める処理、前記制限部が前記ブロック輝度値を制限する処理、及び、前記制御部が前記露光量を制御する処理が、前記フレームごとに繰り返される撮像制御装置。
【００９２】
（付記８）
フレームごとに撮像画像データを出力する撮像部と、
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、前記撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像装置。
【００９３】
（付記９）
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求め、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限し、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する、
撮像装置の制御方法。
【符号の説明】
【００９４】
２：撮像装置、４：撮像部、７：撮像制御装置、３０：輝度値算出部、３２：輝度値制限部、３４：代表輝度値算出部、３６露光量制御部、４０：露光量制御信号、５０：撮像画像データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部の露光量を制御するための制御信号を出力する撮像制御装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の背後にある光源に対向して被写体を撮像する逆光シーンの撮像画像では、被写体が背景に比べて低輝度になる。よって、たとえば、デジタルスチルカメラなどの撮像装置において、撮像画像をファインダ画像として表示する場合、被写体の細部の輪郭が判別できなくなる。そこで、たとえば、露光量を制御することで、被写体が適切な輝度を有する良好な撮像画像データを得る方法が提案されている。あるいは、良好な撮像画像データを画像処理により生成する方法が提案されている。
【０００３】
画像処理により撮像画像データを生成する方法の一例では、１フレームの撮像画像データから被写体部分の輝度を補正した画像データと背景の輝度を補正した画像データとを生成して合成することで、被写体と背景とが適切な輝度を有する撮像画像データが生成される。また、他の例では、露光量が異なる複数の撮像画像を撮像し、被写体に対し最適な露光量（以下、最適露光量という）で撮像した撮像画像データと、背景に対し最適露光量で撮像した撮像画像データとを合成することで、被写体と背景とが適切な輝度を有する撮像画像データが生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２９８１３１号公報
【特許文献２】特開２００３−８７６４６号公報
【特許文献３】特開２００９−４９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像装置では、ファインダ画像表示などにおいて、迅速な処理が求められる。また、一方で、低コスト化の要求もある。よって、良好な撮像画像データを得るために負荷の大きい処理を伴う方法は好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、簡易な構成で実現可能であり、適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成することができる撮像制御装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面における撮像制御装置は、フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する制御部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
以下に開示される実施形態によれば、適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成することができる撮像制御装置を、簡易な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撮像装置の構成例について説明する図である。
【図２】露光量制御処理の詳細な手順例を示すフローチャート図である。
【図３】逆光シーンでの撮像画像データについて説明する図である。
【図４】逆光シーンでのブロック輝度値の分布状況を説明する図である。
【図５】高輝度シーンでの撮像画像データについて説明する図である。
【図６】高輝度シーンでのブロック輝度値の分布状況を説明する図である。
【図７】露光量制御処理の詳細な手順例を示すフローチャート図である。
【図８】ブロック輝度値の分布状況を説明する図である。
【図９】逆光シーンの場合の露光量制御処理を説明する図である。
【図１０】高輝度シーンでの通常の露光量制御処理を説明する図である。
【図１１】高輝度シーンでの変形例による露光量制御処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１１】
図１は、本実施形態における撮像装置の構成例について説明する図である。この撮像装置２は、被写体を撮像して撮像画像データを出力する撮像部４と、撮像画像データに基づいて撮像部４の露光量を制御する撮像制御装置７とを有する。撮像装置２は、たとえば、デジタルスチルカメラである。
【００１２】
撮像部４は、撮像レンズ部３を介して入射される被写体からの光を画像センサ５により画素値信号に変換し、画素値信号から撮像画像データを生成して出力する。撮像レンズ部３は、たとえば複数の単焦点レンズを有し、これらの組合せに応じた焦点距離を有する。撮像レンズ部３は、焦点距離に応じた被写体象を画像センサ５の受光面に結象する。画像センサ５は、２次元状に配列された光電変換素子により受光した光をアナログの画素値信号に変換し、１フレーム分の画素値信号をラスタスキャン順に出力する。画像センサ５は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサである。Ａ／Ｄ変換器６は、画像センサ５から出力される画素値信号をデジタル信号化し、撮像画像データに変換する。撮像画像データは、たとえば画素ごとのＲＧＢ（Red、Green、Blue）階調データである。撮像画像データは、撮像制御装置７に入力される。
【００１３】
撮像制御装置７は、たとえば、バス２８を介して接続される画像処理部８、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、輝度値検出部１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４を有するシステムＬＳＩである。撮像制御装置７は、たとえば、さらにインターフェース部１８、メディア制御部２２、及び表示制御部２４を有してもよい。インターフェース部１８、メディア制御部２２、及び表示制御部２４には、操作部１６、記憶メディア２０、及び表示部２６がそれぞれ接続される。
【００１４】
撮像部４から入力される撮像画像データ５０は、ＲＡＭ１４に格納される。画像処理部８は、ＲＡＭ１４に格納された撮像画像データ５０に画像処理を行う。画像処理は、たとえば、ＲＧＢデータからＹＣｂＣｒ（輝度・色差）データへの変換処理、色や輝度の補正処理、ノイズ除去処理、輪郭強調処理、データ圧縮のためのフォーマット変換処理、または、１フレーム分の撮像画像データ５０を縮小処理してファインダ表示用の画像データを生成する画像処理などである。輝度値検出部１１は、撮像画像データ５０の画素ごとの輝度値を検出する。輝度値は、たとえば、ＹＣｂＣｒデータにおけるＹ値である。
【００１５】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０は、撮像画像データ５０全体の輝度値が目標輝度値になるような露光量の制御量を算出し、かかる制御量を示す露光量制御信号４０を撮像部４に出力する。撮像画像データ５０全体の輝度値は、たとえば１フレームの画素ごとの撮像画像データ５０から、当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求め、そのブロック輝度値の代表輝度値として求められる。この処理については、後に詳述する。
【００１６】
目標輝度値は、たとえば、実験等により求められる任意の輝度値であって、最適露光量に対応する輝度値である。たとえば、輝度値のダイナミックレンジを、低輝度側から高輝度側に０〜１００％とした場合、目標輝度値は２０％付近に設定される。撮像画像データ５０の全体の輝度値が目標輝度値より高い場合、撮像部４の露光量は目標輝度値に対応する最適露光量より大きい。その場合、ＣＰＵ１０は、最適露光量まで露光量を減少させるための露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。一方、撮像画像データ５０全体の輝度値が最適輝度値より低い場合、撮像部４の露光量は最適露光量より少ない。その場合、ＣＰＵ１０は、露光量を最適露光量まで増加させるための露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。かかる露光量制御処理は、輝度値算出部３０、輝度値制限部３２、代表輝度値算出部３４、露光量制御部３６の各部により行われるが、これら各部の動作の詳細は後述する。
【００１７】
輝度値算出部３０、輝度値制限部３２、代表輝度値算出部３４、露光量制御部３６の各部は、たとえば、それぞれの処理に対応する処理プログラムを実行するＣＰＵ１０である。処理プログラムは、たとえばＲＯＭ１２に格納される。ＣＰＵ１０は、処理プログラムやデータをＲＡＭ１４に格納して、各処理を行う。
【００１８】
撮像部４は、ｎフレーム目（ｎは正の整数）の撮像画像データ５０に基づく露光量制御信号４０が入力されると、これに応答して、ｎ＋１フレーム目（あるいはｎ＋２フレーム目以降のフレーム）の撮像時の露光量を調節する。撮像部４は、公知の方法により露光量を調節する。たとえば、撮像部４は、シャッタ速度を調整することで露光量を調節する。撮像部４のシャッタは、電子シャッタでもメカニカルシャッタでもよい。電子シャッタの場合、光電変換素子による電荷蓄積時間を制御することでシャッタ速度が制御される。また、メカニカルシャッタの場合、メカニカルに開閉されるシャッタの開閉速度が制御される。
【００１９】
なお、操作部１６は、ユーザによる操作入力を受け付け、操作入力に対応する制御信号を撮像制御装置７に入力する。操作部１６は、たとえば、各種操作ボタンとその制御回路を有する。操作部１６からの制御信号は、インターフェース部１８を介してＣＰＵ１０に転送される。ＣＰＵ１０は、これに応答して、ＲＯＭ１２に格納される制御プログラムに従って、撮像部４のほか、表示制御部２４やメディア制御部２２などの動作を制御する。これにより、たとえば、表示制御部２４は、撮像画像データ５０を表示部２６にファインダ画像として表示する。表示部２６は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）である。また、メディア制御部２２は、記憶メディア２０に撮像画像データ５０を格納したり、既に格納された撮像画像データ５０を記憶メディア２０から読み出したりする。記憶メディア２０は、たとえば、ハードディスクドライブ、または、メモリカードなどの着脱可能な可搬型記憶メディアである。
【００２０】
次に、撮像制御装置７における露光量制御処理について説明する。まず、被写体の背後にある光源に対向して被写体を撮像する、逆光シーンの場合の露光量制御処理について説明する。次いで、逆光状態になるような被写体を有さない、高輝度シーンの場合の露光量制御処理について説明する。高輝度シーンは、たとえば、晴天時の空や海、雪原といった、極めて明るい屋外の風景が撮像される場合である。
【００２１】
[逆光シーンの場合の露光量制御処理]
図２は、露光量制御処理の詳細な手順例を示すフローチャート図である。図２（Ａ）に示す手順Ｓ２〜Ｓ８は、たとえば、輝度値検出部１１が１フレーム分の画素の輝度値検出を終えたときに、１フレームごとにＣＰＵ１０により実行される。また、手順Ｓ４のサブルーチンに対応する手順が、図２（Ｂ）に示される。
【００２２】
まず、図２（Ａ）の手順Ｓ２で、輝度値算出部３０は、１フレームの撮像画像データ５０を複数のブロックに分割し、各ブロックのブロック輝度値を算出する。図３（Ａ）には、逆光シーンでの模式的な撮像画像データ５０が示される。撮像画像データ５０は、行列状に配列された複数の画素データからなる。この撮像画像データ５０は、たとえば、光源５３を含む背景５２と、光源５３からの光を受けて逆光状態の被写体５４とを有する。背景５２が相対的に高輝度を有し、被写体５４が相対的に低輝度を有する。このような１フレーム分の撮像画像データ５２が、図３（Ｂ）に示すように、行列状の複数のブロックＢＬＫに分割される。すなわち、撮像画像データ５０の画素データが行方向と列方向にそれぞれ等分割される。
【００２３】
たとえば、輝度値算出部３０は、ブロックＢＬＫ内の画素ごとの輝度値を積算する。この積算値がブロック輝度値である。あるいは、輝度値算出部３０は、ブロックＢＬＫ内の画素ごとの輝度値の平均値を算出し、その平均値をブロック輝度値としてもよい。たとえば、画素ごとの輝度値が１０ビット分解能で０〜１０２３の階調範囲で示される場合において、ブロック輝度値として積算値が用いられる場合には、ブロック輝度値のとりうる値は、０〜１０２３×ブロックＢＬＫ内の画素数の範囲となる。あるいは、ブロック輝度値として平均値が用いられる場合には、ブロック輝度値のとりうる値は、０〜１０２３の範囲となる。
【００２４】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、ブロック輝度値を所定の制限輝度値に制限する。具体的には、図２（Ｂ）に示す手順が、ブロックＢＬＫごとのブロック輝度値について実行される。たとえば、輝度値制限部３２は、ブロック輝度値が制限輝度値より大きいときには（手順Ｓ４１のＹＥＳ）、ブロック輝度値を制限輝度値に制限し（Ｓ４４）、ブロック輝度値が制限輝度値以下のときには（手順Ｓ４１のＮＯ）、図２（Ｂ）の手順を終了する。
【００２５】
このときの撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況が、図４に例示される。図４（Ａ）〜（Ｆ）には、横軸をブロック輝度値、縦軸を度数（頻度）として、撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況が模式的に示される。
【００２６】
図４（Ａ）には、１フレーム目の撮像画像データ５０の例が示される。逆光シーンの撮像画像データ５０では、背景５２に対応する高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１と、被写体５４に対応する低輝度のブロック輝度値分布Ｈ２が形成される。制限輝度値ＬＩＭは、目標輝度値ＴＧＴよりある程度大きい値に設定される。たとえば、画素ごとの輝度値が、１０ビット分解能で０〜１０２３の階調範囲で示される場合、最適露光量に対応する目標輝度値ＴＧＴは、０〜１０２３の階調範囲における１８０付近、より具体的には「１８４」である。そして、制限輝度値ＬＩＭは、たとえば、目標輝度値ＴＧＴより数パーセント〜十数パーセント大きい値である、「２００」などに設定される。
【００２７】
ここでは、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値分布Ｈ１が制限輝度値ＬＩＭに制限される。すると、ブロック輝度値の分布は図４（Ｂ）のようになる。図４（Ｂ）では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数として積算され、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０が形成される。
【００２８】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、１フレーム分のブロック輝度値の代表輝度値を算出する。代表輝度値は、たとえば、１フレーム分のブロック輝度値の平均値である。あるいは、中央値であってもよい。以下では、ブロック輝度値の平均値を代表輝度値として説明する。図４（Ｂ）の例では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１を制限輝度値ＬＩＭに制限したことにより、ブロック輝度値分布Ｈ１０とブロック輝度値分布Ｈ２の平均値ＡＶＥが算出される。
【００２９】
次に、手順Ｓ８で、露光量制御部３６が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥが目標輝度値ＴＧＴになるような露光量の制御量を示す露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。図４（Ｂ）の例では、平均値ＡＶＥは目標輝度値ＴＧＴより差分ΔＤ小さい。よって、差分ΔＤに対応する露光量を増加させるような露光量制御信号４０が生成される。平均値ＡＶＥの必要な増加量（または減少量）に対応する露光量の制御量は、実験等により求められる演算式やマップデータに基づき、露光量制御部３６により求められる。かかる演算式やマップデータは、たとえば、処理プログラムの一部として、ＲＯＭ１２に予め格納される。かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、２フレーム目では１フレーム目より全体的に高輝度の撮像画像が撮像される。
【００３０】
２フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図４（Ｃ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´、Ｈ２´は、それぞれ１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１、Ｈ２が、露光量の増加分に応じて高輝度側にシフトしたものである。なお、ここでは、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１´の一部が飽和した状態が示される。
【００３１】
２フレーム目でも、１フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。２フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値Ｈ１´を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図４（Ｄ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ´を算出する。ここで、平均値ＡＶＥ´は、ブロック輝度値分布Ｈ２´とブロック輝度値分布Ｈ１０´の平均値である。
【００３２】
そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり平均値ＡＶＥ´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ´に対応する露光量を増加させるような露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。なお、２フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ２´が１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ２より高輝度側にシフトしている。よって、平均値ＡＶＥ´は１フレーム目の平均値ＡＶＥより大きくなる。よって、差分ΔＤ´は、１フレーム目の差分ΔＤより縮小している。よってその分、露光量の増加量は小さくなる。露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、３フレーム目では２フレーム目より全体的に幾分高輝度の撮像画像が撮像される。
【００３３】
３フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図４（Ｅ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´´、Ｈ２´´は、それぞれ２フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１´、Ｈ２´が、露光量の増加分に応じて高輝度側にシフトしたものである。なお、ここでは、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１´´全体が飽和した状態が示される。
【００３４】
３フレーム目でも、１フレーム目、２フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。３フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値Ｈ１´´を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図４（Ｆ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´´の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ´´を算出する。ここで、平均値ＡＶＥ´´は、ブロック輝度値分布Ｈ２´´とブロック輝度値分布Ｈ１０´´の平均値である。
【００３５】
そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ´´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり平均値ＡＶＥ´´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ´´に対応する露光量を増加させるような露光量制御信号４０を生成して撮像部４に出力する。なお、３フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ２´´が２フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ２´より高輝度側にシフトしている。よって、平均値ＡＶＥ´´は２フレーム目の平均値ＡＶＥ´より大きくなる。よって、差分ΔＤ´´は、２フレーム目の差分ΔＤ´より縮小している。よって、露光量の増加量は、小さくなる。そして、かかる露光量制御信号４０に基づいて次フレームの撮像が行われると、露光量制御信号４０に応じてさらに幾分高輝度の撮像画像が撮像される。
【００３６】
上記のような露光量制御処理をフレームごとに実行することで、ブロック輝度値の平均値と目標輝度値ＴＧＴとの差分が徐々に縮小する。そして、これに応じて露光量の制御量が徐々に縮小する。そして、最終的に、被写体に対する露光量が最適露光量に収束する。よって、逆光シーンの場合であっても、被写体５４が目標輝度値ＴＧＴを有するような撮像画像データ５０が生成される。
【００３７】
[高輝度シーンの場合の露光量制御処理]
次いで、高輝度シーンの場合の露光量制御処理について説明する。ここでは、図２（Ａ）のフローチャートに従い、図５、図６が適宜参照される。
【００３８】
まず、図２（Ａ）の手順Ｓ２で、輝度値算出部３０は、１フレームの撮像画像データを複数のブロックに分割し、ブロックごとに輝度値を積算して各ブロックのブロック輝度値を算出する。図５（Ａ）には、高輝度シーンでの模式的な撮像画像データ５０が示される。この撮像画像データ５０は、光源５３を含む背景５２を有する。その反面、撮像画像データ５０は、光源５３からの光を受けて逆光状態になるような被写体を有さない。よって、背景５２が全体的に高輝度を有する。この場合、高輝度は、たとえば、輝度値のダイナミックレンジ内で目標輝度値より大きい範囲をいう。また、このような１フレーム分の撮像画像データ５０が行列状の複数のブロックＢＬＫに分割された状態が、図５（Ｂ）に例示される。
【００３９】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況が、図６に例示される。
【００４０】
図６（Ａ）〜（Ｈ）には、横軸をブロック輝度値、縦軸を度数（頻度）として、撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況が模式的に示される。図６（Ａ）には、１フレーム目の撮像画像データ５０の例が示される。高輝度シーンの撮像画像データ５０では、背景５２に対応する高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１が形成される。そして、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値Ｈ１が制限輝度値ＬＩＭに制限される。すると、ブロック輝度値の分布は図６（Ｂ）のようになる。図６（Ｂ）では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数として積算される。よって、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０が形成される。
【００４１】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、１フレーム分のブロック輝度値の平均値を算出する。図６（Ｂ）の例では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１を制限輝度値ＬＩＭに制限したことにより、制限輝度値ＬＩＭと一致する平均値ＡＶＥ２が算出される。
【００４２】
次に、図２（Ａ）の手順Ｓ８で、露光量制御部３６が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ２が目標輝度値ＴＧＴになるような露光量の制御量を示す露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。図６（Ｂ）の例では、平均値ＡＶＥ２は目標輝度値ＴＧＴより差分ΔＤ１大きい。よって、差分ΔＤ１に対応する露光量を減少させるような露光量制御信号４０が生成される。かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、２フレーム目では１フレーム目より全体的に幾分低輝度の撮像画像が撮像される。
【００４３】
２フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図６（Ｃ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´は、１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１が、露光量の減少分に応じて低輝度側にシフトしたものである。
【００４４】
２フレーム目でも、１フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。２フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、制限輝度値ＬＩＭより大きいブロック輝度値Ｈ１´を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図６（Ｄ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ２´を算出する。ブロック輝度値Ｈ１´を制限輝度値ＬＩＭに制限したことにより、制限輝度値ＬＩＭと一致する平均値ＡＶＥ２´が算出される。
【００４５】
そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ２´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり露光量を減少させるような露光量制御信号４０を生成して撮像部４に出力する。なお、２フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ１´が１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１より低輝度側にシフトしているものの依然として制限輝度値ＬＩＭより大きいので、１フレーム目同様に制限輝度値ＬＩＭに制限される。よって、平均値ＡＶＥ２´は１フレーム目の平均値ＡＶＥ２と同じ値、つまり制限輝度値ＬＩＭになる。よって、平均値ＡＶＥ２´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ１´は、１フレーム目の差分ΔＤ１と等しい。よって、差分ΔＤ１´に対応する露光量の減少分も、差分ΔＤ１に対応する露光量の減少分と等しい。そして、かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、３フレーム目では２フレーム目より全体的に幾分低輝度の撮像画像が撮像される。
【００４６】
３フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図６（Ｅ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´´は、２フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１´が、露光量の減少分に応じて低輝度側にシフトしたものである。
【００４７】
３フレーム目でも、１フレーム目、２フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。３フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、ブロック輝度値Ｈ１´´のうち制限輝度値ＬＩＭより大きい部分を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図６（Ｆ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´´のうち制限輝度値ＬＩＭより大きい部分の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ２´´を算出する。平均値ＡＶＥ２´´は、ブロック輝度値分布Ｈ１´´のうち制限輝度値ＬＩＭより小さい部分とブロック輝度値分布Ｈ１０´´の平均値である。
【００４８】
そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ２´´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり露光量を増加させるような露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。３フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ１´´のうち制限輝度値ＬＩＭより小さい部分が形成されるので、平均値ＡＶＥ２´´は２フレーム目の平均値ＡＶＥ２´より小さくなる。よって、平均値ＡＶＥ２´´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ１´´は、２フレーム目の差分ΔＤ１´より縮小している。よって、露光量の減少分は、小さくなる。そして、かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、４フレーム目では３フレーム目より全体的にさらに幾分低輝度の撮像画像が撮像される。
【００４９】
４フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図６（Ｇ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´´´は、３フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１´´が、露光量の減少分に応じて低輝度側にシフトしたものである。
【００５０】
４フレーム目でも、１〜３フレーム目と同様にして、図２（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行される。４フレーム目では、手順Ｓ４で、輝度値制限部３２が、ブロック輝度値Ｈ１´´´のうち制限輝度値ＬＩＭより大きい部分を制限輝度値ＬＩＭに制限する。このときの状態が、図６（Ｈ）に示される。ブロック輝度値分布Ｈ１´´´のうち制限輝度値ＬＩＭより大きい部分の度数が制限輝度値ＬＩＭの度数に積算されることで、制限輝度値ＬＩＭのブロック輝度値分布Ｈ１０´´´が形成される。そして、手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ２´´´を算出する。平均値ＡＶＥ２´´´は、ブロック輝度値分布Ｈ１´´´のうち制限輝度値ＬＩＭより小さい部分とブロック輝度値分布Ｈ１０´´´の平均値である。そして、露光量制御部３６は、平均値ＡＶＥ２´´´が目標輝度値ＴＧＴになるような、つまり露光量を減少させるような露光量制御信号４０を生成して撮像部４に出力する。４フレーム目では、ブロック輝度値分布Ｈ１´´´のうち制限輝度値ＬＩＭより小さい部分が形成され、かつその部分が３フレーム目より大きい。よって、平均値ＡＶＥ２´´´は２フレーム目の平均値ＡＶＥ２´´より小さくなる。よって、平均値ＡＶＥ２´´´と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ１´´´は、２フレーム目の差分ΔＤ１´´より縮小している。よって、露光量の減少分は、その分小さくなる。そして、かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、次フレームでは全体的にさらに幾分低輝度の撮像画像が撮像される。
【００５１】
上記のような露光量制御処理をフレームごとに実行することで、ブロック輝度値の平均値と目標輝度値ＴＧＴとの差分が徐々に縮小し、これに応じて露光量の制御量が徐々に縮小する。そして、最終的に、背景に対する露光量が最適露光量に収束する。よって、高輝度シーンの場合であっても、背景５２が目標輝度値ＴＧＴを有するような撮像画像データ５０が生成される。
【００５２】
上述したように、本実施形態によれば、逆光シーンの場合に被写体に対し最適露光量で撮像を行うことができ、それにより良好な撮像画像が得られるだけでなく、高輝度シーンの場合には背景に対し最適露光量で撮像を行うことができ、良好な撮像画像を得ることができる。
【００５３】
[変形例]
次に、本実施形態の変形例について説明する。以下、便宜上、上述した露光量制御処理を通常の露光量制御処理と称し、変形例と区別する。変形例では、輝度値制限部３２は、ブロック輝度値の最小値が第１の制限輝度値である制限輝度値ＬＩＭより大きいときには、ブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭではなく、制限輝度値ＬＩＭより大きい第２の制限輝度値に制限する。かかる第２の制限輝度値は、たとえば、制限輝度値ＬＩＭより大きく、かつブロック輝度値の最小値以下の任意の値である。以下の説明では、ブロック輝度値の最小値を第２の制限輝度値として説明する。変形例は、たとえば、高輝度シーンにおいて、ブロック輝度値の最小値が制限輝度値ＬＩＭより大きい場合に実行される。
【００５４】
図７は、変形例における露光量制御処理の詳細な手順例を示すフローチャート図である。図７（Ａ）の手順例は、図２（Ａ）の手順例において、手順Ｓ２の後に手順Ｓ３が挿入され、手順Ｓ４が手順Ｓ４ａに置換されたものである。また、図７（Ｂ）には、手順Ｓ４ａのサブルーチンに対応する手順が示される。図７（Ｂ）の手順は、図２（Ｂ）の手順に手順Ｓ４２、Ｓ４３が追加されたものである。
【００５５】
図７（Ａ）に示す手順Ｓ２〜Ｓ８は、図２（Ａ）の手順と同様、たとえば、輝度値検出部１１が１フレーム分の輝度値検出を終えたときに、１フレームごとにＣＰＵ１０により実行される。まず、手順Ｓ２で、輝度値算出部３０は、１フレームの撮像画像データを複数のブロックに分割し、ブロックごとに輝度値を積算して各ブロックのブロック輝度値を算出する。次に、手順Ｓ３で、輝度値制限部３２は、１フレーム分のブロック輝度値のうち最小値を抽出する。
【００５６】
ここで、図５で示した高輝度シーンの撮像画像データ５０におけるブロック輝度値の分布状況が、図８に例示される。図８（Ａ）〜（Ｄ）には、横軸をブロック輝度値、縦軸を度数（頻度）として、撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布例が模式的に示される。図８（Ａ）には、１フレーム目の撮像画像データ５０の例が示される。高輝度シーンの撮像画像データ５０では、背景５２に対応する高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１が形成される。そして、ブロック輝度値分布Ｈ１の最小値ＭＩＮが抽出される。ここで最小値ＭＩＮは、制限輝度値ＬＩＭより大きい。
【００５７】
図７（Ａ）の手順Ｓ４ａで、輝度値制限部３２は、ブロック輝度値を制限する。このとき、図７（Ｂ）の手順がブロック輝度値ごとに実行される。ブロック輝度値が制限輝度値ＬＩＭより大きい場合に（手順Ｓ４１のＹＥＳ）、輝度値制限部３０は、手順Ｓ４２に進む。そして、ブロック輝度値の最小値ＭＩＮが制限輝度値ＬＩＭ以下のときには（手順Ｓ４２のＮＯ）、輝度値制限部３２は、ブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭに制限する（手順Ｓ４４）。つまり、通常の露光量制御処理が実行される。一方、ブロック輝度値の最小値ＭＩＮが制限輝度値ＬＩＭより大きいときには（手順Ｓ４２のＹＥＳ）、ブロック輝度値を第２の制限輝度値、たとえば最小値ＭＩＮに制限する（手順Ｓ４３）。このときの状態が、図８（Ｂ）に示される。図８（Ｂ）では、ブロック輝度値分布Ｈ１の度数が最小値ＭＩＮの度数に積算されてブロック輝度値分布Ｈ１１が形成される。
【００５８】
次に、図７（Ａ）の手順Ｓ６で、代表輝度値算出部３４が、１フレーム分のブロック輝度値の平均値を算出する。図８（Ｂ）の例では、高輝度のブロック輝度値分布Ｈ１を最小値ＭＩＮに制限したことにより、最小値ＭＩＮと一致する平均値ＡＶＥ３が算出される。
【００５９】
次に、手順Ｓ８で、露光量制御部３６が、ブロック輝度値の平均値ＡＶＥ３が目標輝度値ＴＧＴになるような露光量の制御量を示す露光量制御信号４０を生成して、撮像部４に出力する。図８（Ｂ）の例では、平均値ＡＶＥ３は目標輝度値ＴＧＴより差分ΔＤ２大きいので、差分ΔＤ２に対応する露光量を減少させるような露光量制御信号４０が生成される。ここで、図６（Ｂ）で示したようにブロック輝度分布Ｈ１を制限輝度値ＬＩＭに制限する場合と比較すると、平均値ＡＶＥと目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ１より、平均値ＡＶＥ３と目標輝度値ＴＧＴとの差分ΔＤ２の方が大きい。よって、通常の露光量制御処理における露光量の制御量より、変形例における露光量の制御量の方が大きい。かかる露光量制御信号４０に基づく撮像が行われると、２フレーム目では１フレーム目より全体的に大幅に低輝度の撮像画像が撮像される。
【００６０】
２フレーム目の撮像画像データ５０のブロック輝度値の分布状況は、図８（Ｃ）に示すようになる。ブロック輝度値分布Ｈ１´は、１フレーム目のブロック輝度値分布Ｈ１が、露光量の減少分に応じて低輝度側にシフトしたものである。これにより、ブロック輝度値分布Ｈ１´の最小値ＭＩＮ´は、制限輝度値ＬＩＭより小さくなる。よって、２フレーム目で図７（Ａ）の手順Ｓ２〜Ｓ８が実行されるとき、図７（Ｂ）の手順Ｓ４２の判断結果が「ＮＯ」になる。よって、以降の処理では、図２、図６で示した、高輝度シーンでの通常の露光量制御処理と同等の処理が実行される。
【００６１】
本変形例によれば、高輝度シーンの露光量制御処理において、ブロック輝度値の最小値が制限輝度値ＬＩＭより大きいときに、ブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭより大きい第２の制限輝度値、つまり最小値ＭＩＮに制限することで、通常の露光量制御処理より大きい制御量で露光量を減少することができる。よって、通常の露光量制御処理より迅速に、背景に対する露光量を最適露光量に収束させることが可能になる。
【００６２】
なお、さらなる変形例では、輝度値制限部３６は、ブロック輝度値の最小値ＭＩＮが制限輝度値ＬＩＭより大きいときには、単にブロック輝度値を制限輝度値ＬＩＭに制限しないようにしてもよい。たとえば、図７（Ｂ）の手順Ｓ４３を省略することも可能である。その場合、代表輝度値算出部３４は、図８（Ｄ）に示すように、ブロック輝度値分布Ｈ１の平均値ＡＶＥ４を代表輝度値として算出する。このとき、目標輝度値ＴＧＴと平均値ＡＶＥ４の差分ΔＤ３は、ブロック輝度値を最小値ＭＩＮに制限する場合の差分ΔＤ２より大きい。よって、露光量制御部３６は、ブロック輝度値を最小値ＭＩＮに制限する場合よりさらに大きい制御量で露光量を減少させるような露光量制御信号４０を生成する。そうすることで、上記変形例の露光量制御処理よりさらに迅速に、背景に対する露光量を最適露光量に収束させることが可能になる。
【実施例】
【００６３】
次に、具体的なブロック輝度値を用いて本実施形態の実施例を示す。
【００６４】
[逆光シーンでの実施例]
図９は、逆光シーンの場合の実施例を説明する図である。図９（Ａ）は、処理開始時の撮像画像データを示す。図９（Ａ）に示すように、撮像画像データ５０では、背景５２が相対的に高輝度であるのに対し、被写体５４が相対的に低輝度である。なお、以降、図９では、被写体５４の輝度の低さをハッチングの濃さにより表現する。
【００６５】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の撮像画像データ５０におけるブロック輝度値を示す。各マス目はブロックを示し、マス目の中の数値はブロック輝度値を示す。以下の実施例の説明では、便宜上、１フレームにつき１６個のブロックを例とする。また、ブロック輝度値が０〜１０２３階調で示される。そして、目標輝度値を「１８５」とする。そして、重線で囲まれたブロックが被写体５４に対応し、その他のブロックが背景５２に対応する。背景５２に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「１５０」、または「５００」といった高い値であるのに対し、被写体５４に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「１０」といった低い値である。また、このとき、ブロック輝度値全体の平均値は目標輝度値と一致する「１８５」である。このことは、撮像画像全体として背景５２に適した露光量が設定されて撮像が行われたことを示す。
【００６６】
図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）のブロック輝度値に対し、制限輝度値を「２００」として、ブロック輝度値を制限した状態を示す。背景５２に対応するブロックのうち、ブロック輝度値「５００」を有するブロックでは、ブロック輝度値「５００」が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「１１０」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「７５」小さい。よって、この差分に対応する露光量を増加させて撮像が行われる。
【００６７】
図９（Ｄ）は、露光量が増加されたときに撮像された撮像画像データ５０を示す。図９（Ｄ）に示すように、撮像画像データ５０では、図９（Ａ）の撮像画像データ５０より被写体５４のハッチングが薄くなっており、被写体５４が幾分高輝度になったことが示される。
【００６８】
図９（Ｅ）は、図９（Ｄ）の撮像画像データ５０におけるブロック輝度値を示す。図９（Ｂ）との比較において、露光量が増加したことにより、背景５２に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「３００」、または「１０００」に増加している。一方、被写体５４に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「２０」に増加している。また、このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「３７０」であり、図９（Ｂ）のときの平均値「１８５」より増加している。
【００６９】
図９（Ｆ）は、図９（Ｅ）のブロック輝度値を制限した状態を示す。背景５２に対応する、ブロック輝度値「１０００」を有するブロックとブロック輝度値「３００」を有するブロックでは、ブロック輝度値が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「１３２．５」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」よりまだ「５２．５」小さいものの、図９（Ｃ）のときの平均値「１１０」より増加しており、目標輝度値「１８５」に収束しつつあることが示される。次のフレームでは、差分「５２．５」に対応する露光量を増加させて撮像が行われる。
【００７０】
図９（Ｇ）は、被写体５４に対する露光量が最適露光量に収束するときに撮像された撮像画像データ５０を示す。図９（Ｇ）に示すように、撮像画像データ５０では、図９（Ｄ）の撮像画像データ５０より被写体５４のハッチングがさらに薄くなっており、被写体５４がさらに幾分高輝度になったことが示される。
【００７１】
図９（Ｈ）は、図９（Ｇ）の撮像画像データ５０におけるブロック輝度値を示す。図９（Ｅ）との比較において、露光量が増加したことにより、背景５２に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「１０２３」（飽和状態）まで増加しており、被写体５４に対応するブロックでは、ブロック輝度値が「１６０」に増加している。また、このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「６９９．４」であり、図９（Ｅ）のときの平均値「３７０」よりさらに増加したことが示される。
【００７２】
図９（Ｉ）は、図９（Ｈ）のブロック輝度値を制限した状態を示す。ブロック輝度値「１０２３」を有する背景５２に対応するブロックでは、ブロック輝度値「１０２３」が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「１８５」になり、目標輝度値に一致する。このような露光量制御処理を繰り返すことで、被写体５４に対する露光量が最適露光量に収束する。
【００７３】
[通常の露光量制御処理に基づく高輝度シーンでの実施例]
図１０は、通常の露光量制御処理による、高輝度シーンでの実施例を説明する図である。各マス目はブロックを示し、マス目の中の数値はブロック輝度値を示す。図１０では、１６個のブロックを例に、ブロック輝度値が０〜１０２３階調で示される。図１０（Ａ）は、処理開始時の撮像画像データにおけるブロック輝度値を示す。高輝度シーンでは、全体的に、ブロック輝度値が「７５０」、または「８００」といった高い値を示す。このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「７９３．８」である。
【００７４】
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のブロック輝度値に対し、制限輝度値を「２００」として、ブロック輝度値を制限した状態を示す。ブロック輝度値「７５０」、「８００」を有するすべてのブロックでは、ブロック輝度値が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「２００」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「１５」大きい。よって、この差分に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。
【００７５】
図１０（Ｃ）は、露光量を減少させて撮像された撮像画像データにおけるブロック輝度値を示す。図１０（Ａ）との比較において、露光量が減少したことにより、ブロック輝度値が「６５０」、または「７００」に減少している。このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「６９３．８」であり、図１０（Ａ）のときの平均値「７９３．８」より減少している。
【００７６】
図１０（Ｄ）は、図１０（Ｃ）のブロック輝度値を制限した状態を示す。ブロック輝度値「６５０」、「７００」を有するすべてのブロックでは、ブロック輝度値が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「２００」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「２００」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「１５」大きいので、この差分に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。この平均値は、図１０（Ｂ）のときの平均値「２００」と同じである。よって、次のフレームでは、差分「１５」に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。
【００７７】
[変形例に基づく高輝度シーンでの実施例]
図１１は、変形例の露光量制御処理による、高輝度シーンでの実施例を説明する図である。各マス目はブロックを示し、マス目の中の数値は輝度値を示す。図１１（Ａ）は、処理開始時の撮像画像データにおけるブロック輝度値を示す。図１１（Ａ）は、図１０（Ａ）と同じである。
【００７８】
図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のブロック輝度値に対し、ブロック輝度値の最小値が制限輝度値を「２００」を上回る場合に、ブロック輝度値を最小値に制限した状態を示す。ブロック輝度値の最小値「７５０」が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「７５０」、「８００」を有するすべてのブロックでは、ブロック輝度値が最小値である「７５０」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「７５０」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「５６５」大きい。よって、この差分に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。ここにおいて、ブロック輝度値を最小値に制限したことで、図１０（Ｂ）で示した通常の露光量制御処理の実施例より、露光量の減少幅が大きいことが示される。
【００７９】
図１１（Ｃ）は、露光量を減少させて撮像された撮像画像データにおけるブロック輝度値を示す。図１１（Ａ）との比較において、露光量が減少したことにより、ブロック輝度値が「３５０」、または「４００」に減少している。このとき、ブロック輝度値全体の平均値は「３９３．８」であり、図１１（Ａ）のときの平均値「７９３．８」より減少している。
【００８０】
図１１（Ｄ）は、図１１（Ｃ）のブロック輝度値を制限した状態を示す。ブロック輝度値の最小値「３５０」が制限輝度値「２００」より大きいので、ブロック輝度値「３５０」、「４００」を有するすべてのブロックでは、ブロック輝度値は最小値の「３５０」に制限される。その結果、ブロック輝度値の平均値は「３５０」になる。この平均値は、目標輝度値「１８５」より「１６５」大きいので、この差分に対応する露光量を減少させて撮像が行われる。ここにおいて、ブロック輝度値を最小値に制限したことで、図１０（Ｄ）で示した通常の露光量制御処理の実施例より、露光量の減少幅が大きいことが示される。
【００８１】
このように、変形例に基づく露光量制御処理では、高輝度シーンの場合、ブロック輝度値の最小値が制限輝度値より大きいときに、通常の露光量制御処理より大きい制御量で露光量を制御できる。よって、より迅速に、最適露光量に収束させることが可能になる。
【００８２】
なお、以上の説明では、連続した数フレーム（たとえば３〜４フレーム）で被写体に対する露光量が最適露光量に収束する例が示された。しかし、露光量の収束に要するフレーム数は、それぞれの場合における例であって、種々のフレーム数が可能である。
【００８３】
上述のとおり、本実施形態によれば、被写体の位置を検出してその輝度値を増加させたり、異なる露光量で撮像した複数の撮像画像データを合成したりといった複雑な処理を行うことなく、適切な輝度を有する撮像画像データを迅速に生成できる。よって、撮像制御装置を、簡易な構成で実現することができる。
【００８４】
以上の実施の形態をまとめると、次の付記のとおりである。
【００８５】
（付記１）
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像制御装置。
【００８６】
（付記２）
付記１において、
前記制限部は、前記複数のブロック輝度値の最小値が前記第１の制限輝度値より大きいときには、前記複数のブロック輝度値を前記第１の制限輝度値より大きい第２の制限輝度値に制限する撮像制御装置。
【００８７】
（付記３）
付記２において、
前記第２の制限輝度値は、前記複数のブロック輝度値の最小値である撮像制御装置。
【００８８】
（付記４）
付記１において、
前記制限部は、前記複数のブロック輝度値の最小値が前記第１の制限輝度値より大きいときには、前記複数のブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限しない撮像制御装置。
【００８９】
（付記５）
付記１乃至４のいずれかにおいて、
前記ブロック輝度値は各ブロックに含まれる画素の輝度値の積算値、または平均値である撮像制御装置。
【００９０】
（付記６）
付記１乃至５のいずれかにおいて、
前記代表輝度値は、前記複数のブロック輝度値の平均値、または中央値である撮像制御装置。
【００９１】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかにおいて、
前記算出部が前記ブロック輝度値を求める処理、前記制限部が前記ブロック輝度値を制限する処理、及び、前記制御部が前記露光量を制御する処理が、前記フレームごとに繰り返される撮像制御装置。
【００９２】
（付記８）
フレームごとに撮像画像データを出力する撮像部と、
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、前記撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像装置。
【００９３】
（付記９）
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求め、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限し、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する、
撮像装置の制御方法。
【符号の説明】
【００９４】
２：撮像装置、４：撮像部、７：撮像制御装置、３０：輝度値算出部、３２：輝度値制限部、３４：代表輝度値算出部、３６露光量制御部、４０：露光量制御信号、５０：撮像画像データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制限部は、前記複数のブロック輝度値の最小値が前記第１の制限輝度値より大きいときには、前記複数のブロック輝度値を前記第１の制限輝度値より大きい第２の制限輝度値に制限する撮像制御装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ブロック輝度値は各ブロックに含まれる画素の輝度値の積算値、または平均値であり、
前記代表輝度値は、前記複数のブロック輝度値の平均値、または中央値である撮像制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記算出部が前記ブロック輝度値を求める処理、前記制限部が前記ブロック輝度値を制限する処理、及び、前記制御部が前記露光量を制御する処理が、前記フレームごとに繰り返される撮像制御装置。
【請求項５】
フレームごとに撮像画像データを出力する撮像部と、
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、前記撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像装置。
【請求項６】
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求め、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限し、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する、
撮像装置の制御方法。
【請求項１】
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制限部は、前記複数のブロック輝度値の最小値が前記第１の制限輝度値より大きいときには、前記複数のブロック輝度値を前記第１の制限輝度値より大きい第２の制限輝度値に制限する撮像制御装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ブロック輝度値は各ブロックに含まれる画素の輝度値の積算値、または平均値であり、
前記代表輝度値は、前記複数のブロック輝度値の平均値、または中央値である撮像制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記算出部が前記ブロック輝度値を求める処理、前記制限部が前記ブロック輝度値を制限する処理、及び、前記制御部が前記露光量を制御する処理が、前記フレームごとに繰り返される撮像制御装置。
【請求項５】
フレームごとに撮像画像データを出力する撮像部と、
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求める算出部と、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限する制限部と、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、前記撮像部の露光量を制御する制御部とを有する撮像装置。
【請求項６】
フレームの画素ごとの撮像画像データから当該フレーム内の分割された複数のブロックにおけるブロック輝度値をそれぞれ求め、
前記複数のブロック輝度値のうち、第１の制限輝度値より大きいブロック輝度値を前記第１の制限輝度値に制限し、
前記複数のブロック輝度値の代表輝度値が前記第１の制限輝度値より小さい目標輝度値になるように、撮像部の露光量を制御する、
撮像装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１１４７６５（Ｐ２０１２−１１４７６５Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３１６４（Ｐ２０１０−２６３１６４）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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