JP4717720B2 - 画像処理装置および方法並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、同一の被写体について異なる感度により取得した２つの画像データを処理する画像処理装置および方法並びに画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。

近年、デジタルカメラにはＡＥ（自動露出）やＡＦ（自動焦点調整）の機能が装備され、撮影がより容易に行えるようになっている。このＡＥにおける測光方式としては中央重点測光が一般的に知られているが、主要な被写体が中央にない構図で撮影するような場合、中央重点測光では主要被写体に合わせた適正な露出が得られないという問題がある。このため、複数のポイントにおいて光量を測定するいわゆるマルチパターン測光による露出制御も行われている。マルチパターン測光によれば、フレーム全体で平均的な露出制御が行われるため、上記のように主要被写体である人物が中央にないような場合の問題を解決できる。しかしながら、逆光で人物を撮影する場合、どのような構図であっても、ＡＥは全体的に明るいと判断して光量を絞るように露出制御を行うため、人物の顔が暗くなってしまう。

このため、露出を主要な被写体に固定するスポット測光による露出制御も行われている。スポット測光による露出制御を用いれば、レリーズボタンを半押し状態として主要な被写体に露出を合わせ、所望とする構図となるように画角を移動すれば所望とする構図における主要な被写体の明るさを適切なものとすることが可能である。しかしながら、レリーズボタンを半押し状態としたまま画角を変更する際に、誤ってレリーズボタンを全押ししてしまったり、半押しを解除してしまうおそれがある。

ここで、撮影の対象を人物とする画像においては、とくに人物の顔の撮影状態が画像としての出来に影響するため、人物の顔を適切な明るさにすることが望まれている。このため、画像から人物の顔を抽出し、抽出した顔が所望の明るさとなるように画像を補正する手法が種々提案されている（特許文献１〜３参照）。これらの手法を用いることにより、人物の明るさを適切なものとなるように修正することが可能である。

ところで、デジタルカメラに用いられる撮像手段であるＣＣＤは、銀塩フィルムと比較してダイナミックレンジが狭いため、画像の白とびや黒つぶれが生じやすい。このため、広ダイナミックレンジの画像データを得るために、異なる露光条件で撮像した複数枚の画像データを合成する技術が知られている。

また、高感度の主画素（Ｓ画素）と、主画素よりも面積が小さく感度は低いが飽和しにくい副画素（Ｒ画素）とを配列したＣＣＤを使用し、主画素で得られる高感度画像データと副画素で得られる低感度画像データとを合成することにより、広いダイナミックレンジを確保して、高輝度の部分を含む広い範囲で良好な再現性を有する合成画像データが得られるデジタルカメラが提供されている。
特開２００４−１５３３１５号公報 特開２００５−３１１４８４号公報 特開２００５−５１４０７号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の手法を用いた場合、顔の明るさを適切となるように補正できるが、それに応じて顔以外の部分の明るさも補正されてしまう。このため、顔が暗い場合に顔を明るくする補正を行うと、画像に含まれる高輝度部分が飽和してしまい、白とびが生じてしまうおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、画像に含まれる人物等の特定の被写体の明るさを好適にするとともに、画像の白とびを防止することを目的とする。

本発明による画像処理装置は、同一の被写体に対して高い感度で撮像した第１の画像データと該第１の画像データよりも低い感度で撮像した第２の画像データとを処理する画像処理装置において、
前記被写体の最大ダイナミックレンジを検出する検出手段と、
前記被写体に含まれる特定の対象物の輝度が所定の輝度となるように前記第１および前記第２の画像データを補正する輝度補正手段と、
前記被写体に含まれる前記特定の対象物の輝度の前記所定の輝度への補正に応じた、前記最大ダイナミックレンジを補正する補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数により前記最大ダイナミックレンジを補正するダイナミックレンジ補正手段と、
前記補正された前記第１および前記第２の画像データを、前記補正された最大ダイナミックレンジに応じて合成して合成画像データを取得する合成手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、本発明による画像処理装置においては、前記補正係数算出手段を、前記第１の画像データに基づいて前記補正係数を算出する手段としてもよい。

また、本発明による画像処理装置においては、前記合成手段を、各種ダイナミックレンジに応じてあらかじめ用意された複数の階調変換特性から、前記補正された最大ダイナミックレンジに応じた階調変換特性を選択し、該選択した階調変換特性により前記第１および前記第２の画像データをそれぞれ階調変換するとともに合成する手段としてもよい。

また、本発明による画像処理装置においては、前記第１および前記第２の画像データにより表される画像から、人物の顔を前記特定の対象物として検出する顔検出手段をさらに備えるものとしてもよい。

本発明による撮影装置は、同一の被写体に対して高い感度の撮像を行う高感度画素と該高感度画素よりも感度が低い低感度画素とが配設され、前記高感度画素により第１の画像データを得るとともに、前記低感度画素により第２の画像データを得る撮像手段と、
上記本発明による画像処理装置と、
前記合成画像データを記録する記録手段とを備えたことを特徴とするものである。

本発明による画像処理方法は、同一の被写体に対して高い感度で撮像した第１の画像データと該第１の画像データよりも低い感度で撮像した第２の画像データとを処理する画像処理方法において、
前記被写体の最大ダイナミックレンジを検出し、
前記被写体に含まれる特定の対象物の輝度が所定の輝度となるように前記第１および前記第２の画像データを補正し、
前記被写体に含まれる前記特定の対象物の輝度の前記所定の輝度への補正に応じた、前記最大ダイナミックレンジを補正する補正係数を算出し、
前記補正係数により前記最大ダイナミックレンジを補正し、
前記補正された前記第１および前記第２の画像データを、前記補正された最大ダイナミックレンジに応じて合成して合成画像データを取得することを特徴とするものである。

なお、本発明による画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

本発明によれば、被写体の最大ダイナミックレンジが検出され、被写体に含まれる特定の対象物の輝度が検出され、特定の対象物の輝度が所定の輝度となるように、同一の被写体に対して高い感度で撮像した第１の画像データと第１の画像データよりも低い感度で撮像した第２の画像データとが補正される。また、この補正に応じた、最大ダイナミックレンジを補正する補正係数が算出され、補正係数により最大ダイナミックレンジが補正される。そして、補正された最大ダイナミックレンジに応じて、特定の対象物が所定の輝度となるように補正された第１の画像データと第２の画像データとが合成されて合成画像データが取得される。

このため、被写体に含まれる特定の対象物の明るさを所定の明るさに補正しつつも、補正した最大ダイナミックレンジに応じて、飽和しないように第１の画像データおよび第２の画像データを合成することができる。したがって、特定の対象物の明るさを好適にしつつも白とびがない画像を得ることができる。

また、第１の画像データに基づいて補正係数を算出することにより、第１および第２の画像データの双方を用いて補正係数を算出する場合と比較して、補正係数の算出のための演算時間を短縮することができる。

また、各種ダイナミックレンジに応じてあらかじめ用意された複数の階調変換特性から、補正された最大ダイナミックレンジに応じた階調変換特性を選択することにより、複雑な演算を行うことなく簡易に第１および第２の画像データの階調を変換して合成画像データを取得することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の撮影装置の実施形態であるデジタルカメラの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本実施形態によるデジタルカメラ１は、撮像部２、アナログ信号処理部４、制御部６、デジタル信号処理部８、圧縮伸張部１０、表示部１２、記録部１４、メモリ１６、操作部１８、顔検出部２０および補正値算出部２２を備える。

撮像部２は、不図示の撮像レンズ、絞り、メカニカルシャッタおよびこれらを駆動する駆動回路と、撮像レンズを介して結像される光学像を光電変換するＣＣＤとを含む撮像ユニットであり、被写体の光学像をＣＣＤの撮像面に結像させて所定時間露光することにより結像画像に応じたアナログ信号を出力する。

ＣＣＤは、ハニカム状に配置された多数の受光素子を有する光センサである。図２はＣＣＤにおける受光素子の配置を示す部分拡大図である。図２に示すように、ＣＣＤ４０は、画像の１画素に対応する八角形の受光素子４２がハニカム状に配置されており、各受光素子４２は受光面積が大きい主画素４２Ｓと、主画素４２Ｓよりも受光面積が小さい副画素４２Ｒとからなる。

主画素４２Ｓは、副画素４２Ｒに較べてその面積比に応じて信号電荷生成量が多く受光感度が高くなるため主画素４２Ｓは同一光量を受光する場合、副画素４２Ｒと比較して早く飽和する。

図３は主画素４２Ｓと副画素４２Ｒとの面積比が４：１の場合の入射光量に対する出力信号レベルの関係を示すグラフであり、主画素出力ＱＳは、入射光量が１００％のレベルにて飽和し、副画素出力ＱＲは入射光量が４００％のレベルまで飽和しない状態が示されて感度比が１６対１となっている。副画素出力ＱＲを主画素出力ＱＳに合成すると特性ＱＧに示すように、ハイライト部分の階調再現が可能なようにダイナミックレンジを拡大させることができる。

アナログ信号処理部４は、撮像部２から出力されたアナログ信号のノイズを除去する相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、アナログ信号のゲインを調節するオートゲインコントローラ（ＡＧＣ）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）とからなる。このデジタル信号に変換された画像データは、画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂの濃度値を持つＣＣＤ−ＲＡＷデータである。

制御部６は、バス３０により接続される各部の動作を制御し、レリーズボタン１８Ａやその他の操作スイッチからなる操作部１８からの入力に基づいて、デジタルカメラ１の撮像動作に係る統括制御を行う。具体的には、プレ画像に基づいて、焦点位置を決定するためのＡＦ処理、被写体輝度を測定して測定した被写体輝度に基づいて絞り値、シャッタスピード等を決定するＡＥ処理等を行う。なお、これらの処理を行う場合、プレ画像は主画素４２Ｓの出力のみからなる第１の画像および副画素４２Ｒの出力のみからなる第２の画像のいずれか一方のみを用いてもよく、第１および第２の画像を加算して用いてもよい。なお、第１および第２の画像のいずれか一方のみを用いることにより、これらの処理のための演算を高速に行うことができる。とくに感度が高い主画素４２Ｓから得られた第１の画像を用いることにより、より正確なＡＦ処理およびＡＥ処理を行うことができる。

ここで、プレ画像とは、レリーズボタン１８Ａが半押しされることによって発生する半押し信号Ｓ１を検出した制御部６が撮像部２にプレ撮影を実行させることにより得られる画像データにより表される画像である。

また、制御部６は、測定した被写体輝度に基づいて被写体の最大ダイナミックレンジを算出し、後述するように補正値算出部２２が算出した補正係数ｋ２により最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘを補正して補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖを算出する。

顔検出部２０は、アナログ処理された本画像から人物の顔を検出する。具体的には、顔に含まれる顔の特徴を有する領域（例えば肌色を有する、目を有する、顔の形状を有する等）を顔領域として検出するが、これに限定されるものではない。

ここで、本画像とは、レリーズボタン１８Ａが全押しされることによって発生する全押し信号Ｓ２を検出した制御部６が撮像部２に本撮影を実行させることにより得られる画像データにより表される画像である。

なお、本画像の画素数の上限は、ＣＣＤ４０の画素数によって決定されるが、例えば、ファイン、ノーマル等の設定により、記録画素数を変更することができる。一方、プレ画像の画像数は、本画像よりも少なく、例えば、本画像の１／１６程度の画素数で取り込まれる。

補正値算出部２２は、顔検出部２０が検出した顔領域の明るさ（輝度値）を算出して、算出した明るさと所望とされる適正な明るさとの差分から、画像の明るさを補正するための補正値ｋ１および最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘを補正するための補正係数ｋ２を算出する。

以下、補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖの算出について説明する。図４は補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖの算出を説明するための図である。まず、プレ画像に基づくＡＥ処理において、プレ画像により表される画角内の領域を図４（ａ）に示すように１６分割し、各領域Ａ１〜Ａ１６の被写体反射率の分布を求める。ここで、図４（ｂ）に示すように被写体反射率の分布が求められたとすると、制御部６は最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘを２３０％として算出する。

一方、顔検出部２０は、図４（ｃ）に示すように、アナログ処理された本画像から顔領域Ｆ１を検出する。

また、補正値算出部２２が、顔領域Ｆ１の平均輝度Ｙｍを算出する。そして、平均輝度Ｙｍを所望とする輝度Ｙｐに補正するための補正値ｋ１＝Ｙｐ−Ｙｍを算出する。また、補正値算出部２２は、最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘを補正するための補正係数ｋ２を下記の式（１）により算出する。

ｋ２＝Ｙｐ／Ｙｍ （１）
ここで、Ｙｐ＝５０、Ｙｍ＝３０のとき、ｋ２＝５／３となる。したがって、補正係数ｋ２により各領域Ａ１〜Ａ１６の被写体反射率を補正すると図４（ｄ）に示すものとなる。したがって、最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘが２３０％の場合、補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖは３８３％となる。

デジタル信号処理部８は、本画像の画像データに対して、撮影時のホワイトバランスを自動調整するＡＷＢ（オートホワイトバランス）、明るさ補正、ガンマ補正、階調変換処理等の画質補正処理、およびＣＣＤ−ＲＡＷデータを輝度信号であるＹデータと、青色色差信号であるＣｂデータおよび赤色色差信号であるＣｒデータとからなるＹＣデータに変換するＹＣ処理を行う。とくに、デジタル信号処理部８は、顔検出部２０が検出した顔領域の輝度が所望とする輝度となるように明るさ補正処理を行う。なお、デジタル信号処理部８の構成およびデジタル信号処理部８が行う処理については後述する。

圧縮伸張部１０は、デジタル信号処理部８によって処理が施された本画像の画像データをＪＰＥＧ方式等の所定の圧縮方式で圧縮して記録部１４に装填された記録媒体に記録したり、記録媒体から読み出された画像データを伸張したりする。

表示部１２は、液晶モニタ等からなる画像表示用のディスプレイであり、不図示の表示制御部により駆動されて、画像や操作に必要な各種表示を行う。

記録部１４は、取得した本画像の画像データと画像データごとのタグ情報をメモリカード等の記録媒体に記録する。具体的には、ＪＰＥＧ方式により圧縮された本画像に、撮影日時等の付帯情報が格納されたタグを付与して記録媒体に記録する。

メモリ１６は、デジタルカメラ１において設定される各種定数、および制御部６が実行するプログラム等を格納する。また、デジタルカメラ１が各種処理を行う際の作業領域ともなる。

図５はデジタル信号処理部８の構成を示す概略ブロック図である。図５に示すように、デジタル信号処理部８は、ＣＣＤ４０の主画素４２Ｓにて生成されて入力される主画素の画像データｈｉｇｈ（以下主画素データとする）を演算して分光特性を補正する処理等を行うオフセット処理部５０Ｓと、補正値ｋ１に基づいて画像の明るさを補正するとともにホワイトバランス（ＷＢ）を調節する処理を行うゲイン処理部５２Ｓと、γ補正を行うγ補正部５４Ｓとを備える。

また、デジタル信号処理部８は、副画素４２Ｒにて生成されて入力される副画素の画像データｌｏｗ（以下副画素データとする）を演算して分光特性を補正する処理等を行うオフセット処理部５０Ｒと、補正値ｋ１に基づいて画像の明るさを補正するとともにホワイトバランス（ＷＢ）を調節する処理を行うゲイン処理部５２Ｒと、γ補正を行うγ補正部５４Ｒとを備える。

γ補正部５４Ｓ，５４Ｒは、それぞれ１４ビットデータの主画素データｈｉｇｈおよび最大１２ビットデータの副画素データｌｏｗのガンマ（γ）を補正する回路であり、γ補正部５４Ｓ，５４Ｒは、画像信号の出力形態等の処理目的に応じた階調にそれぞれ補正して例えば８ビットにて表される主画素データｈｉｇｈおよび副画素データｌｏｗを出力する。

さらに、デジタル信号処理部８はゲイン算出部５６を備える。ゲイン算出部５６は、後述する広ダイナミックレンジ合成処理を行うために、制御部６が算出した補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖに基づいて、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）５８を参照して、主画素データｈｉｇｈに乗算するゲインｈ＿ｇａｉｎおよび副画素データｌｏｗに乗算するゲインｌ＿ｇａｉｎを算出する。

ゲイン算出部５６が算出したゲインｈ＿ｇａｉｎは、乗算部６０Ｓによりγ補正部５４Ｓの出力に乗算される。また、ゲインｌ＿ｇａｉｎは、乗算部６０Ｒによりγ補正部５４Ｒの出力に乗算される。さらに、乗算部６０Ｓ，６０Ｒの出力は加算部６２により加算され、これにより合成画像データが算出される。ここで、乗算部６０Ｓ，６０Ｒおよび加算部６２により広ダイナミックレンジ合成処理部６４が構成される。なお、加算部６２において得られる合成画像データは、不図示のシャープネス処理部、色補正処理部等に入力され、ここでシャープネス処理、色補正処理等が施されて、デジタル信号処理部８から出力される。

ここで、ＬＵＴ５８と広ダイナミックレンジ合成処理とについて説明する。広ダイナミックレンジ合成処理により加算部６２から出力される合成画像データの値ｄａｔａは、下記の式（２）により算出される。

data＝(high+MIN(high/th,1)×low)×MAX(-lg(high/th)+1,p) （２）
＝MAX(-lg(high/th)+1,p)×high＋(MAX(-lg(high/th)+1,p)×MIN(high/th,1))×low （３）
h_gain＝MAX(-lg(high/th)+1,p) （４）
l_gain＝MAX(-lg(high/th)+1,p)×MIN(high/th,1))＝h_gain×wl （５）
とすると、
data＝h_gain×high＋l_gain×low （６）
である。

なお、ｐは加算された主画素データｈｉｇｈと副画素データｌｏｗの全体に対するゲインであり、これによりダイナミックレンジの制御を行う。通常ｐとしては０．８〜０．９程度の値が用いられ、ｐの値が小さいほど広ダイナミックレンジが広く、大きいほど広ダイナミックレンジが狭くなる。より具体的には、コントラストの高い真夏の晴天のようなシーンでは０．８程度、曇りや日陰のシーンでは０．８６程度、室内の蛍光灯下の心では０．９というようにシーンのダイナミックレンジに応じてｐの値を変化させることにより、出力されるデータの８ビットの幅を有効に利用することができる。

ｔｈは、主画素データｈｉｇｈと副画素データｌｏｗとを合成する度合を制御するためのしきい値である。

ｌｇは、主画素データｈｉｇｈと副画素データｌｏｗとを合成する度合を制御するためのパラメータである。

ここで、ＬＵＴ５８は、ゲインｈ＿ｇａｉｎおよびゲインｌ＿ｇａｉｎを算出するための上記パラメータｐ，ｔｈ，ｌｇを規定する。図６はＬＵＴ５８の構成を示す図である。図６に示すように、ＬＵＴ５８は、ゲインｈ＿ｇａｉｎおよびゲインｌ＿ｇａｉｎを算出するためのパラメータｐ，ｔｈ，ｌｇを、例えばダイナミックレンジとして１００〜４００％の間において５０％刻みで７段階で規定する。

このようなパラメータにより、ｈ＿ｇａｉｎは、例えば図７に示すような入出力特性を有し、ｌ＿ｇａｉｎは、図７に示した入出力特性に例えば図８に示す入出力特性が乗算されるものとなる。

次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。図９は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、レリーズボタン１８Ａの半押し信号Ｓ１が検出されると（ステップＳＴ１）、プレ撮影を行ってプレ撮影により得られたプレ画像に基づいてＡＥ、ＡＦ処理を行い（ステップＳＴ２）、さらに最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘを算出する（ステップＳＴ３）。そして、算出した最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘをメモリ１６に一時的に格納する（ステップＳＴ４）。

次いで、レリーズボタン１８Ａの全押し信号Ｓ２が検出されると（ステップＳＴ５）、本撮影を行い、主画素４２Ｓおよび副画素４２Ｒのそれぞれにて生成された信号電荷に応じた画素データからなる本画像データがアナログ信号処理部４において処理されてメモリ１６に格納される（ステップＳＴ６）。

そして、顔検出部２０が主画素４２Ｓにおいて得られた主画素データにより表される画像から顔領域を検出し（ステップＳＴ７）、補正値算出部２２が補正値ｋ１および補正係数ｋ２を算出する（ステップＳＴ８）、そして、制御部６が最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘを補正係数ｋ２により補正して補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖを算出する（ステップＳＴ９）。

次いで、デジタル信号処理部８がメモリ１６に格納された主画素データおよび副画素データを読み出してオフセット処理、ゲイン処理およびγ補正処理を施す（ステップＳＴ１０）。なお、ゲイン処理部５２Ｓ，５２Ｒは補正値ｋ１に基づいて、顔の明るさが所望とする明るさとなるようにゲイン処理を行う。

そして、ゲイン算出部５６が補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖに基づいてゲインｈ＿ｇａｉｎ，ｌ＿ｇａｉｎを算出し（ステップＳＴ１１）、算出したゲインｈ＿ｇａｉｎ，ｌ＿ｇａｉｎを用いて広ダイナミックレンジ合成処理部６４が広ダイナミックレンジ合成処理を行う（ステップＳＴ１２）。さらに、広ダイナミックレンジ合成処理が施されることにより得られた合成画像データに、他に必要な画像処理を施し、処理が施された合成画像データを記録部１４が記録媒体に記録し（ステップＳＴ１４）、処理を終了する。

これにより、本実施形態によれば、主画素データおよび副画素データを、顔の明るさを所望の明るさに補正しつつも、補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖに応じたゲインｈ＿ｇａｉｎ，ｌ＿ｇａｉｎにより階調変換して合成することができる。したがって、特定の対象物の明るさを好適にしつつも白とびがない画像を得ることができる。

なお、上記実施形態においては、主画素データｈｉｇｈを用いて顔領域の検出および輝度の補正値と補正係数との算出を行っているが、主画素データｈｉｇｈと副画素データｌｏｗとを加算したデータを用いて、顔領域の検出並びに輝度の補正値および補正係数の算出を行ってもよい。

以上、本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラ１について説明したが、コンピュータに図９に示すような処理を行わせるプログラムも、本発明の実施形態の１つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施形態の１つである。これらの場合において、ＬＵＴ５８は、プログラム内あるいは同一の記録媒体内に含まれているものであってもよいし、外部の装置や別個の記録媒体から提供されるものであってもよい。

なお、このようなプログラムをパソコンにインストールすることにより、デジタルカメラ１において取得したＣＣＤ−ＲＡＷデータに対して、パソコンにおいて上記実施形態と同様に広ダイナミックレンジ合成処理を行うことが可能である。例えば、図１０（ａ）に示すようにＣＣＤ−ＲＡＷデータを展開して処理画面７０に表示し、最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘをダイナミックレンジ表示領域７０Ａに表示する。そして、自動補正ボタン７０Ｂをクリックすることによりダイナミックレンジ合成処理を行い、図１０（ｂ）に示すように処理後の画像を処理画面７０に表示する。この際、補正ダイナミックレンジＤＲｒｅｖがダイナミックレンジ表示領域７０Ａに表示されることとなる。

なお、この場合において、最大ダイナミックレンジＤＲｍａｘ、補正値ｋ１および補正係数ｋ２は、ＣＣＤ−ＲＡＷデータに含まれる主画素データを用いて算出すればよい。

本発明の撮影装置の実施形態であるデジタルカメラの構成を示す概略ブロック図 ＣＣＤにおける受光素子の配置を示す部分拡大図 主画素と副画素との面積比が４：１の場合の入射光量に対する出力信号レベルの関係を示すグラフ 補正ダイナミックレンジの算出を説明するための図 デジタル信号処理部の構成を示す概略ブロック図 ＬＵＴの構成を示す図 ｈ＿ｇａｉｎの入出力特性を示す図 ｌ＿ｇａｉｎを算出するためにｈ＿ｇａｉｎに乗算される入出力特性を示す図 本実施形態において行われる処理を示すフローチャート プログラムの処理画面を示す図

１ デジタルカメラ
２ 撮像部
４ アナログ信号処理部
６ 制御部
８ デジタル信号処理部
１０ 圧縮伸張部
１２ 表示部
１４ 記録部
１６ メモリ
１８ 操作部
２０ 顔検出部
２２ 補正値算出部
５６ ゲイン算出部
６４ 広ダイナミックレンジ合成処理部

Claims (9)

1. 同一の被写体に対して高い感度で撮像した第１の画像データと該第１の画像データよりも低い感度で撮像した第２の画像データとを処理する画像処理装置において、
   前記被写体の最大ダイナミックレンジを検出する検出手段と、
   前記被写体に含まれる特定の対象物の輝度が所定の輝度となるように前記第１および前記第２の画像データを補正する輝度補正手段と、
   前記被写体に含まれる前記特定の対象物の輝度の前記所定の輝度への補正に応じた、前記最大ダイナミックレンジを補正する補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   前記補正係数により前記最大ダイナミックレンジを補正するダイナミックレンジ補正手段と、
   前記補正された前記第１および前記第２の画像データを、前記補正された最大ダイナミックレンジに応じて合成して合成画像データを取得する合成手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記補正係数算出手段は、前記第１の画像データに基づいて前記補正係数を算出する手段であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記合成手段は、各種ダイナミックレンジに応じてあらかじめ用意された複数の階調変換特性から、前記補正された最大ダイナミックレンジに応じた階調変換特性を選択し、該選択した階調変換特性により前記第１および前記第２の画像データをそれぞれ階調変換するとともに合成する手段であることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記第１および前記第２の画像データにより表される画像から、人物の顔を前記特定の対象物として検出する顔検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像処理装置。
5. 前記輝度補正手段は、前記特定の対象物の平均輝度が前記所定の輝度となるように前記第１および前記第２の画像データを補正する手段であり、
   前記補正係数算出手段は、前記補正係数を（前記所定の輝度）／（前記特定の対象物の平均輝度）の演算により算出する手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像処理装置。
6. 前記補正係数算出手段は、前記補正係数の算出を、前記第１および前記第２の画像データを加算したデータに基づいて行う手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像処理装置。
7. 同一の被写体に対して高い感度の撮像を行う高感度画素と該高感度画素よりも感度が低い低感度画素とが配設され、前記高感度画素により第１の画像データを得るとともに、前記低感度画素により第２の画像データを得る撮像手段と、
   請求項１から６のいずれか１項記載の画像処理装置と、
   前記合成画像データを記録する記録手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
8. 同一の被写体に対して高い感度で撮像した第１の画像データと該第１の画像データよりも低い感度で撮像した第２の画像データとを処理する画像処理方法において、
   前記被写体の最大ダイナミックレンジを検出し、
   前記被写体に含まれる特定の対象物の輝度が所定の輝度となるように前記第１および前記第２の画像データを補正し、
   前記被写体に含まれる前記特定の対象物の輝度の前記所定の輝度への補正に応じた、前記最大ダイナミックレンジを補正する補正係数を算出し、
   前記補正係数により前記最大ダイナミックレンジを補正し、
   前記補正された前記第１および前記第２の画像データを、前記補正された最大ダイナミックレンジに応じて合成して合成画像データを取得することを特徴とする画像処理方法。
9. 同一の被写体に対して高い感度で撮像した第１の画像データと該第１の画像データよりも低い感度で撮像した第２の画像データとを処理する画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
   前記被写体の最大ダイナミックレンジを検出する手順と、
   前記被写体に含まれる特定の対象物の輝度が所定の輝度となるように前記第１および前記第２の画像データを補正する手順と、
   前記被写体に含まれる前記特定の対象物の輝度の前記所定の輝度への補正に応じた、前記最大ダイナミックレンジを補正する補正係数を算出する手順と、
   前記補正係数により前記最大ダイナミックレンジを補正する手順と、
   前記補正された前記第１および前記第２の画像データを、前記補正された最大ダイナミックレンジに応じて合成して合成画像データを取得する手順とを有することを特徴とするプログラム。

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