JP5145876B2 - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Description
本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置および撮像方法に関し、特に撮影画像のダイナミックレンジを拡大することができる機能を備えた撮像装置および撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method such as a digital still camera and a digital video camera, and more particularly to an imaging apparatus and an imaging method having a function capable of expanding a dynamic range of a captured image.
銀塩写真フィルムを用いる従来の銀塩カメラで撮影される画像のダイナミックレンジに比べ、CCD等の固体撮像素子を有するデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等で撮影される画像のダイナミックレンジは極めて狭い。ダイナミックレンジが狭いと、被写体の暗い部分は「黒つぶれ」といわれる現象が発生し、逆に被写体の明るい部分は「白とび」といわれる現象が発生して画像品質が低下する。 Compared to the dynamic range of images taken with a conventional silver salt camera using a silver salt photographic film, the dynamic range of images taken with a digital still camera or a digital video camera having a solid-state image sensor such as a CCD is extremely narrow. When the dynamic range is narrow, a phenomenon called “blackout” occurs in the dark part of the subject, and conversely, a phenomenon called “overexposure” occurs in the bright part of the subject, and the image quality deteriorates.
そこで、CCD等の固体撮像素子で撮像される画像のダイナミックレンジを拡大するために、例えば、同一被写体に対して露光量を変えて複数回の撮影を行い、露光量の異なる複数の画像を取得し、これらの画像を加算してダイナミックレンジが拡大された合成画像を生成する技術が従来より知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ダイナミックレンジを拡大するために、前記特許文献1のように露光量を変えて複数回の撮影を行う方法では、移動物体の被写体を撮影したりすると、被写体が2重にずれた画像になり、正しく画像を合成できないことがある。
By the way, in order to expand the dynamic range, in the method of performing photographing a plurality of times while changing the exposure amount as in the above-mentioned
そこで、本発明は、露光量を変え複数回の撮影を行って画像を合成することなく、1回の撮影によってダイナミックレンジを拡大することができる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging method capable of expanding the dynamic range by one shooting without changing the exposure amount and performing a plurality of shootings to combine images. .
前記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に3原色系フィルタまたは補色系フィルタの色分解フィルタが配置された撮像素子を備え、広い波長帯域を持つ光に対して特定色のフィルタが配置された画素が、他の色のフィルタが配置された画素よりも高い輝度感度を有している撮像装置において、前記撮像素子から出力される電気信号に基づいて、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出手段と、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大する画素出力補正処理手段と、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段と、前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、前記ダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御手段と、前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成手段を備え、前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and the front side of each pixel is provided. An image sensor having a color separation filter of three primary color filters or a complementary color filter is arranged, and a pixel in which a filter of a specific color is arranged for light having a wide wavelength band is arranged with a filter of another color In an imaging device having higher luminance sensitivity than a pixel, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected based on an electrical signal output from the imaging element, and each pixel A pixel output detecting means for determining whether or not the output from the pixel reaches a predetermined saturation level or more, and an output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged by the pixel output detecting means When it is determined that the predetermined saturation level or higher is reached, the pixel output in the region higher than the saturation level is determined based on the output from the pixels where the other color filters that are not saturated are arranged. A pixel output correction processing unit that expands a dynamic range by predictive interpolation, a dynamic range expansion rate setting unit that sets a dynamic range expansion rate, and a dynamic range that is expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing unit The enlargement ratio corresponds to the enlargement ratio change control means for changing and controlling the enlargement ratio based on the enlargement ratio set by the dynamic range enlargement ratio setting means, and the dynamic range enlarged by the predictive interpolation process by the pixel output correction processing means. To calculate the frequency of occurrence of pixels between low luminance and maximum high luminance And the enlargement ratio change control means is determined by the pixel output detection means that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. Further, the pixel generation frequency is defined in advance based on the pixel generation frequency information when the pixel generation frequency is detected from the maximum high luminance side to the low luminance side with respect to the histogram generated by the histogram generation unit. The enlargement ratio with respect to the dynamic range enlarged by the pixel output correction processing means is controlled to change so that a position that exceeds the specified value becomes a new maximum high-luminance position of the histogram .
請求項2に記載の発明は、光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に3原色系フィルタまたは補色系フィルタの色分解フィルタが配置された撮像素子を備え、広い波長帯域を持つ光に対して特定色のフィルタが配置された画素が、他の色のフィルタが配置された画素よりも高い輝度感度を有している撮像装置において、前記撮像素子から出力される電気信号に基づいて、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出手段と、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大する画素出力補正処理手段と、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段と、前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、前記ダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御手段と、前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成手段を備え、前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a three primary color filter or a complementary color system is provided on the front side of each pixel. An image sensor with a filter color separation filter is arranged, and a pixel with a filter of a specific color for light having a wide wavelength band has higher luminance sensitivity than a pixel with a filter of another color. And detecting an output from each of the pixels in which the color separation filter is arranged based on an electrical signal output from the imaging element, and outputting from each of the pixels to a predetermined saturation A pixel output detecting means for determining whether or not the level has been reached, and an output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged by the pixel output detecting means is less than or equal to the predetermined saturation level When it is determined that the pixel output has reached the pixel level, the pixel output in the region above the saturation level is predicted and interpolated based on the output from the pixel in which the filter of the same color as the specific color that is not saturated is arranged. A pixel output correction processing means for expanding the dynamic range, a dynamic range expansion ratio setting means for setting the expansion ratio of the dynamic range, and an expansion ratio for the dynamic range expanded by the predictive interpolation process by the pixel output correction processing means, Low-brightness corresponding to the enlargement ratio change control means for changing control based on the enlargement ratio set by the dynamic range enlargement ratio setting means, and the dynamic range enlarged by the predictive interpolation process by the pixel output correction processing means Histogram generation means for calculating the occurrence frequency of pixels between maximum and high brightness from The enlargement ratio change control means, when the pixel output detection means determines that the output from the pixel having the filter of the specific color has reached the predetermined saturation level or more, Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high luminance side to the low luminance side with respect to the histogram generated by the generation means, the pixel occurrence frequency is equal to or greater than a predetermined value. The enlargement ratio with respect to the dynamic range to be enlarged by the pixel output correction processing means is controlled so as to change the position to become the new maximum high-luminance position of the histogram .
請求項3に記載の発明は、光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に3原色系フィルタまたは補色系フィルタの色分解フィルタが配置された撮像素子を備え、広い波長帯域を持つ光に対して特定色のフィルタが配置された画素が、他の色のフィルタが配置された画素よりも高い輝度感度を有している撮像装置において、前記撮像素子から出力される電気信号から、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出手段と、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間する第1の画素出力補正処理手段と、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間する第2の画素出力補正処理手段と、前記第1の画素出力補正処理手段と前記第2の画素出力補正処理手段からそれぞれ出力される予測補間情報に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力に対して適切な予測補間処理をしてダイナミックレンジを拡大する予測補間処理手段と、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段と、前記予測補間処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、前記ダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御手段と、前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成手段を備え、前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記予測補間処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electric signal, and a three primary color filter or a complementary color system is provided on the front side of each pixel. An image sensor with a filter color separation filter is arranged, and a pixel with a filter of a specific color for light having a wide wavelength band has higher luminance sensitivity than a pixel with a filter of another color. And detecting an output from each pixel in which the color separation filter is disposed from an electric signal output from the image sensor, and an output from each pixel is equal to or higher than a predetermined saturation level. A pixel output detection means for determining whether or not the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged by the pixel output detection means reaches the predetermined saturation level or more. A first pixel output that predictively interpolates a pixel output in the region above the saturation level based on an output from a pixel in which the other color filters that are not saturated are arranged, When the correction processing means and the pixel output detection means determine that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the surrounding specific that is not saturated A second pixel output correction processing unit that predictively interpolates a pixel output in the region above the saturation level based on an output from a pixel in which a filter having the same color as the color is disposed; and the first pixel output correction processing unit; Based on the prediction interpolation information respectively output from the second pixel output correction processing means, appropriate prediction interpolation processing is performed on the pixel output in the region above the saturation level. Prediction interpolation processing means for expanding the dynamic range, dynamic range expansion ratio setting means for setting the expansion ratio of the dynamic range, and an expansion ratio for the dynamic range expanded by the prediction interpolation processing by the prediction interpolation processing means, Corresponding to the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing means, from the low luminance to the maximum corresponding to the expansion ratio change control means for changing control based on the expansion ratio set by the range expansion ratio setting means Histogram generation means for calculating the frequency of occurrence of pixels between high luminance levels, and the enlargement ratio change control means is configured such that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged by the pixel output detection means is the predetermined saturation level. When it is determined that the above has been reached, the histogram Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high luminance side to the low luminance side with respect to the histogram generated by the generation means, the pixel occurrence frequency is equal to or greater than a predetermined value. The enlargement ratio with respect to the dynamic range enlarged by the predictive interpolation processing means is controlled so that the position to become the new maximum high-luminance position of the histogram .
請求項4,15に記載の発明は、前記画素出力検出手段が各画素の出力を検出する際の処理単位は、水平・垂直方向に2×2画素の大きさであることを特徴としている。
The inventions according to
請求項5に記載の発明は、前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成手段を備え、前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a histogram generating means for calculating a pixel occurrence frequency between a low luminance and a maximum high luminance corresponding to a dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing means. The enlargement ratio change control means includes the histogram when it is determined by the pixel output detection means that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. The position of the histogram in which the value of the number of luminance data when counting from the low luminance side to the maximum high luminance side with respect to the histogram generated by the generating unit is a predetermined ratio with respect to the value of the total luminance data number Change control of the enlargement ratio for the dynamic range expanded by the pixel output correction processing means so that it becomes a new maximum high brightness position It is characterized in Rukoto.
請求項6に記載の発明は、前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成手段を備え、前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記予測補間処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a histogram generating means for calculating a pixel occurrence frequency between a low luminance and a maximum high luminance corresponding to a dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing means. The enlargement ratio change control means includes the histogram when it is determined by the pixel output detection means that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. The position of the histogram in which the value of the number of luminance data when counting from the low luminance side to the maximum high luminance side with respect to the histogram generated by the generating unit is a predetermined ratio with respect to the value of the total luminance data number The enlargement ratio with respect to the dynamic range enlarged by the predictive interpolation processing means is changed and controlled so as to be a new maximum high-luminance position. It is characterized by a door.
請求項7に記載の発明は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理手段から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータを、予め設定したビット圧縮変換特性テーブルに基づいて再度前記第1のビット数に圧縮するビット圧縮変換手段を備え、前記拡大率変更制御手段は、ビット圧縮変換特性を変更した前記ビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, the predetermined saturation level output from the pixel output correction processing means when the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level. Bit compression conversion means for compressing pixel output data once expanded from the first bit number to the second bit number to the first bit number again based on a preset bit compression conversion characteristic table The enlargement ratio change control means controls to change the enlargement ratio for the dynamic range expanded by the pixel output correction processing means based on the bit compression conversion characteristic table in which the bit compression conversion characteristic is changed. Yes.
請求項8に記載の発明は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理手段から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータを、予め設定したビット圧縮変換特性テーブルに基づいて再度前記第1のビット数に圧縮するビット圧縮変換手段を備え、前記拡大率変更制御手段は、ビット圧縮変換特性を変更した前記ビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、前記予測補間処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 The invention according to claim 8 is the predetermined saturation level output from the pixel output correction processing means when the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level. Bit compression conversion means for compressing pixel output data once expanded from the first bit number to the second bit number to the first bit number again based on a preset bit compression conversion characteristic table The enlargement ratio change control means is characterized in that, based on the bit compression conversion characteristic table in which the bit compression conversion characteristic is changed, the enlargement ratio for the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing means is changed and controlled. .
請求項9に記載の発明においては、前記拡大率変更制御手段は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理手段から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータに対して所定の係数を乗算することで、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, the enlargement ratio change control unit is configured to output the pixel output correction processing unit from the pixel output correction processing unit when the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level. The pixel output correction processing means multiplies the pixel output data that is output from the first bit number below the predetermined saturation level to the second bit number by a predetermined coefficient to multiply the data. It is characterized by changing and controlling the enlargement ratio for the expanded dynamic range.
請求項10に記載の発明においては、前記拡大率変更制御手段は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理手段から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータに対して所定の係数を乗算することで、前記予測補間処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a tenth aspect of the present invention, the enlargement ratio change control unit is configured to output the pixel output correction processing unit from the pixel output correction processing unit when the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level. The output is expanded by the predictive interpolation processing means by multiplying the pixel output data once expanded from the first bit number to the second bit number below the predetermined saturation level by a predetermined coefficient. It is characterized by changing and controlling the enlargement ratio with respect to the dynamic range.
請求項11に記載の発明においては、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力に対して、前記所定の飽和レベル以上に達しているときに前記予測補間させる動作を、選択して実行させるための動作選択手段を備えていることを特徴としている。
The invention according to
請求項12に記載の発明は、光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に3原色系フィルタまたは補色系フィルタの色分解フィルタが配置された撮像素子を備え、広い波長帯域を持つ光に対して特定色のフィルタが配置された画素が、他の色のフィルタが配置された画素よりも高い輝度感度を有している撮像装置の撮像方法において、前記撮像素子から出力される電気信号に基づいて、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出工程と、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大する画素出力補正処理工程と、前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御工程と、前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成工程と、を含み、前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成工程で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a twelfth aspect of the present invention, a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electric signal, and a three primary color filter or a complementary color system is provided on the front side of each pixel. An image sensor with a filter color separation filter is arranged, and a pixel with a filter of a specific color for light having a wide wavelength band has higher luminance sensitivity than a pixel with a filter of another color. In the imaging method of the imaging apparatus, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected based on the electrical signal output from the imaging element, and the output from each pixel is A pixel output detecting step for determining whether or not a predetermined saturation level or more is reached, and an output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged by the pixel output detecting step is the predetermined output When it is determined that the sum level has been reached, the pixel output in the region above the saturation level is predicted and interpolated based on the output from the pixel in which the other color filters that are not saturated are arranged. The pixel output correction processing step for expanding the dynamic range and the expansion rate for the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing in the pixel output correction processing step by the dynamic range expansion rate setting means for setting the expansion rate of the dynamic range Corresponding to the enlargement rate change control step for changing and controlling based on the set enlargement rate, and the dynamic range enlarged by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing step, the pixel range between the low luminance and the maximum high luminance is A histogram generation step of calculating an occurrence frequency, and the enlargement ratio change control step includes: When it is determined by the pixel output detection step that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the maximum is obtained with respect to the histogram generated in the histogram generation step. Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the high luminance side toward the low luminance side, the position where the pixel occurrence frequency is equal to or higher than a predetermined value is set to the new maximum height of the histogram. It is characterized in that the enlargement ratio with respect to the dynamic range enlarged by the pixel output correction processing step is controlled to change to the luminance position .
請求項13に記載の発明は、光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に3原色系フィルタまたは補色系フィルタの色分解フィルタが配置された撮像素子を備え、広い波長帯域を持つ光に対して特定色のフィルタが配置された画素が、他の色のフィルタが配置された画素よりも高い輝度感度を有している撮像装置の撮像方法において、前記撮像素子から出力される電気信号に基づいて、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出工程と、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大する画素出力補正処理工程と、前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御工程と、前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成工程と、を含み、前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成工程で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to the thirteenth aspect of the present invention, a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a three primary color filter or a complementary color system is provided on the front side of each pixel. An image sensor with a filter color separation filter is arranged, and a pixel with a filter of a specific color for light having a wide wavelength band has higher luminance sensitivity than a pixel with a filter of another color. In the imaging method of the imaging apparatus, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected based on the electrical signal output from the imaging element, and the output from each pixel is A pixel output detecting step for determining whether or not a predetermined saturation level or more is reached, and an output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged by the pixel output detecting step is the predetermined output When it is determined that the sum level or higher is reached, the pixel output in the region above the saturation level is predicted based on the output from the pixel in which the filter of the same color as the specific color that is not saturated is arranged. A pixel output correction process for interpolating and expanding the dynamic range, and a dynamic range expansion ratio setting for setting the expansion ratio for the dynamic range expanded by the predictive interpolation process by the pixel output correction process, and setting the expansion ratio of the dynamic range Corresponding to the enlargement rate change control step for changing and controlling based on the enlargement rate set by the means, and the dynamic range enlarged by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing step, between low brightness and maximum high brightness And a histogram generation step for calculating a pixel occurrence frequency, and the enlargement ratio change control The histogram generated in the histogram generation step when it is determined in the pixel output detection step that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. On the other hand, based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high luminance side to the low luminance side, the position where the pixel occurrence frequency is equal to or greater than a predetermined value is newly added to the histogram. The enlargement ratio with respect to the dynamic range enlarged by the pixel output correction processing step is controlled to change to a maximum maximum brightness position .
請求項14に記載の発明は、光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に3原色系フィルタまたは補色系フィルタの色分解フィルタが配置された撮像素子を備え、広い波長帯域を持つ光に対して特定色のフィルタが配置された画素が、他の色のフィルタが配置された画素よりも高い輝度感度を有している撮像装置の撮像方法において、前記撮像素子から出力される電気信号から、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出工程と、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間する第1の画素出力補正処理工程と、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間する第2の画素出力補正処理工程と、前記第1の画素出力補正処理工程と前記第2の画素出力補正処理工程からそれぞれ出力される予測補間情報に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力に対して適切な予測補間処理をしてダイナミックレンジを拡大する予測補間処理工程と、前記予測補間処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御工程と、前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成工程と、を含み、前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記予測補間処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to the fourteenth aspect of the present invention, a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a three primary color filter or a complementary color system is provided on the front side of each pixel. An image sensor with a filter color separation filter is arranged, and a pixel with a filter of a specific color for light having a wide wavelength band has higher luminance sensitivity than a pixel with a filter of another color. In the imaging method of the imaging apparatus, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected from the electrical signal output from the imaging element, and the output from each pixel is a predetermined value. A pixel output detecting step for determining whether or not the saturation level is reached, and an output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged by the pixel output detecting step is the predetermined saturation level. The pixel output in the region above the saturation level is predicted and interpolated based on the output from the pixel in which the other color filters that are not saturated are arranged. When the pixel output correction processing step and the pixel output detection step determine that the output from the pixel in which the filter of the specific color is disposed has reached the predetermined saturation level or higher, the surrounding saturation is performed. A second pixel output correction processing step for predictively interpolating a pixel output in the region above the saturation level based on an output from a pixel in which a filter of the same color as the specific color is not disposed; and the first pixel output Based on prediction interpolation information output from the correction processing step and the second pixel output correction processing step, prediction appropriate for pixel output in the region above the saturation level Predictive interpolation processing step for expanding the dynamic range by performing inter-process, and the dynamic range expansion rate setting for setting the expansion rate of the dynamic range for the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the predictive interpolation processing step Corresponding to the enlargement rate change control step for changing and controlling based on the enlargement rate set by the means, and the dynamic range enlarged by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing step, between low brightness and maximum high brightness A histogram generation step of calculating a pixel occurrence frequency, wherein the enlargement rate change control step includes an output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged in the pixel output detection step equal to or higher than the predetermined saturation level. The hysteresis generated by the histogram generation means when it is determined that Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high luminance side to the low luminance side with respect to the program, the position where the pixel occurrence frequency is equal to or higher than a predetermined value is determined. It is characterized in that the enlargement ratio for the dynamic range enlarged by the predictive interpolation processing step is changed and controlled so as to be a new maximum high-luminance position .
請求項16に記載の発明は、前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成工程をさらに含み、前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成工程で生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a histogram generation step of calculating a pixel occurrence frequency between a low luminance and a maximum high luminance corresponding to the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing step. In addition, the enlargement ratio change control step includes the step of determining when the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more by the pixel output detection step. The histogram shows the position where the value of the number of luminance data when counting from the low luminance side to the maximum high luminance side with respect to the histogram generated in the histogram generation step is a predetermined ratio with respect to the value of the total luminance data number The enlargement ratio with respect to the dynamic range expanded by the pixel output correction processing step is set to be a new maximum high luminance position. It is characterized in that a further control.
請求項17に記載の発明は、前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成工程をさらに含み、前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成工程で生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記予測補間処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a histogram generation step of calculating a pixel occurrence frequency between low luminance and maximum high luminance corresponding to the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing in the pixel output correction processing step. In addition, the enlargement ratio change control step includes the step of determining when the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more by the pixel output detection step. The histogram shows the position where the value of the number of luminance data when counting from the low luminance side to the maximum high luminance side with respect to the histogram generated in the histogram generation step is a predetermined ratio with respect to the value of the total luminance data number The enlargement ratio for the dynamic range expanded by the predictive interpolation process is changed to be the new maximum high-intensity position. It is characterized in that Gosuru.
請求項18に記載の発明は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理工程から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータを、予め設定したビット圧縮変換特性テーブルに基づいて再度前記第1のビット数に圧縮するビット圧縮変換工程をさらに含み、前記拡大率変更制御工程は、ビット圧縮変換特性を変更した前記ビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to an eighteenth aspect of the present invention, the predetermined saturation level output from the pixel output correction processing step when an output of a pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level. A bit compression conversion step of compressing pixel output data once expanded from the first bit number to the second bit number to the first bit number again based on a preset bit compression conversion characteristic table. In addition, the enlargement ratio change control step controls to change the enlargement ratio for the dynamic range expanded by the pixel output correction processing step based on the bit compression conversion characteristic table in which the bit compression conversion characteristic is changed. It is said.
請求項19に記載の発明は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理工程から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータを、予め設定したビット圧縮変換特性テーブルに基づいて再度前記第1のビット数に圧縮するビット圧縮変換工程をさらに含み、前記拡大率変更制御工程は、ビット圧縮変換特性を変更した前記ビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、前記予測補間処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a nineteenth aspect of the present invention, the predetermined saturation level output from the pixel output correction processing step when the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level. A bit compression conversion step of compressing pixel output data once expanded from the first bit number to the second bit number to the first bit number again based on a preset bit compression conversion characteristic table. In addition, the enlargement ratio change control step is characterized in that, based on the bit compression conversion characteristic table in which the bit compression conversion characteristic is changed, the enlargement ratio for the dynamic range expanded by the predictive interpolation process step is controlled to change. Yes.
請求項20に記載の発明においては、前記拡大率変更制御工程は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理工程から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータに対して所定の係数を乗算することで、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。
In the invention according to
請求項21に記載の発明においては、前記拡大率変更制御工程は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理工程から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータに対して所定の係数を乗算することで、前記予測補間処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴としている。 According to a twenty-first aspect of the present invention , the enlargement ratio changing control step includes the pixel output correction processing step when the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level. The output is multiplied by a predetermined coefficient to the pixel output data that has been expanded from the first bit number to the second bit number below the predetermined saturation level, and is expanded by the predictive interpolation processing step. It is characterized by changing and controlling the enlargement ratio with respect to the dynamic range.
請求項22に記載の発明は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力に対して、前記所定の飽和レベル以上に達しているときに前記予測補間させる動作は、動作選択手段で動作選択することにより実行されることを特徴としている。 According to a twenty-second aspect of the present invention, the operation of performing the predictive interpolation when the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged exceeds the predetermined saturation level is selected by an operation selection unit. It is characterized by being executed.
請求項1、12に記載の発明によれば、特定色のフィルタが配置された画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大することにより、露光量を変え複数回の撮影を行って画像を合成することなく、1回の撮影によってダイナミックレンジを拡大することができる。更に、拡大するダイナミックレンジの拡大率を変更制御することができるので、撮影画像に応じてダイナミックレンジを適切に拡大することができる。
According to the inventions described in
請求項2、13に記載の発明によれば、特定色のフィルタが配置された画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大することにより、露光量を変え複数回の撮影を行って画像を合成することなく、1回の撮影によってダイナミックレンジを拡大することができる。更に、拡大するダイナミックレンジの拡大率を変更制御することができるので、撮影画像に応じてダイナミックレンジを適切に拡大することができる。
According to the inventions of
請求項3、14に記載の発明によれば、特定色のフィルタが配置された画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、飽和レベル以上に達している画素の出力を予測補間し、更に、その周囲の飽和していない特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、飽和レベル以上に達している画素の出力を予測補間し、これらの両方の予測補間情報に基づいて適切な予測補間処理を行ってダイナミックレンジを拡大することにより、露光量を変え複数回の撮影を行って画像を合成することなく、1回の撮影によってダイナミックレンジを拡大することができる。更に、拡大するダイナミックレンジの拡大率を変更制御することができるので、撮影画像に応じてダイナミックレンジを適切に拡大することができる。
According to the invention described in
請求項5、6、16、17に記載の発明によれば、生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、ダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することにより、撮影画像に応じてダイナミックレンジを適切に拡大することができる。
According to the inventions described in
請求項7、8、18、19に記載の発明によれば、ビット圧縮変換特性を変更したビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することにより、撮影画像に応じてダイナミックレンジを適切に拡大することができる。
According to the inventions described in
請求項9、10、20、21に記載の発明によれば、所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータに対して所定の係数を乗算することで、拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御すること
により、撮影画像に応じてダイナミックレンジを適切に拡大することができる。
According to the invention described in
請求項11、22に記載の発明によれば、特定色のフィルタが配置された画素の出力に対して、所定の飽和レベル以上に達しているときに予測補間させる動作を、撮影者が動作選択手段を選択操作することにより行うことができる。
According to the invention described in
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
〈実施形態1〉
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
<
図1(a)は、本発明の実施形態1に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラ(以下、「デジタルカメラ」という)を示す正面図、図1(b)は、その上面図、図1(c)は、その背面図、図2は、図1(a),(b),(c)に示したデジタルカメラ内のシステム構成の概要を示すブロック図である。
FIG. 1A is a front view showing a digital still camera (hereinafter referred to as “digital camera”) as an example of an imaging apparatus according to
(デジタルカメラの外観構成)
図1(a),(b),(c)に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラ1の上面側には、レリーズボタン(シャッタボタン)2、電源ボタン3、撮影・再生切替ダイアル4が設けられており、デジタルカメラ1の正面(前面)側には、撮影レンズ系5を有する鏡胴ユニット6、ストロボ発光部7、光学ファインダ8が設けられている。
(Appearance structure of digital camera)
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, a release button (shutter button) 2, a
デジタルカメラ1の背面側には、液晶モニタ(LCD)9、前記光学ファインダ8の接眼レンズ部8a、広角側ズーム(W)スイッチ10、望遠側ズーム(T)スイッチ11、メニュー(MENU)ボタン12、確定ボタン(OKボタン)13等が設けられている。また、デジタルカメラ1の側面内部には、撮影した画像データを保存するためのメモリカード14(図2参照)を収納するメモリカード収納部15が設けられている。
On the back side of the
(デジタルカメラのシステム構成)
図2に示すように、このデジタルカメラ1内には、鏡胴ユニット6に設置した撮影レンズ系5を通して入射される被写体画像が受光面上に結像する固体撮像素子としてのCCD20、CCD20から出力される電気信号(アナログRGB画像信号)をデジタル信号に処理するアナログフロントエンド部(以下、「AFE部」という)21、AFE部21から出力されるデジタル信号を処理する信号処理部22、データを一時的に格納するSDRAM23、制御プログラム等が記憶されたROM24、モータドライバ25等が設けられている。
(Digital camera system configuration)
As shown in FIG. 2, in the
鏡胴ユニット6は、ズームレンズやフォーカスレンズ等を有する撮影レンズ系5、絞りユニット26、メカシャッタユニット27を備えており、撮影レンズ系5、絞りユニット26、メカシャッタユニット27の各駆動ユニット(不図示)は、モータドライバ25によって駆動される。モータドライバ25は、信号処理部22の制御部(CPU)28からの駆動信号により駆動制御される。
The
CCD20は、CCD20を構成する複数の画素上に色分解フィルタとしてのRGB原色フィルタ(図7参照:以下、「RGBフィルタ」という)が配置されており、RGB3原色に対応した電気信号(アナログRGB画像信号)が出力される。
In the
AFE部21は、CCD20を駆動するTG(タイミング信号発生部)30、CCD20から出力される電気信号(アナログRGB画像信号)をサンプリングするCDS(相関2重サンプリング部)31、CDS31にてサンプリングされた画像信号のゲインを調整するAGC(アナログ利得制御部)32、AGC32でゲイン調整された画像信号をデジタル信号(以下、「RAW−RGBデータ」という)に変換するA/D変換部33を備えている。
The
信号処理部22は、AFE部21のTG30へ画面水平同期信号(HD)と画面垂直同期信号(VD)の出力を行い、これらの同期信号に合わせて、AFE部21のA/D変換部33から出力されるRAW−RGBデータを取り込むCCDインターフェース(以下、「CCDI/F」という)34と、SDRAM23を制御するメモリコントローラ35と、取り込んだRAW−RGBデータを表示や記録が可能なYUV形式の画像データに変換するYUV変換部36と、表示や記録される画像データのサイズに合わせて画像サイズを変更するリサイズ処理部37と、画像データの表示出力を制御する表示出力制御部38と、画像データをJPEG形成などで記録するためのデータ圧縮部39と、画像データをメモリカード14へ書き込み、又はメモリカード14に書き込まれた画像データを読み出すメディアインターフェース(以下、「メディアI/F」という)40と、操作部41からの操作入力情報に基づき、ROM24に記憶された制御プログラムに基づいてデジタルカメラ1全体のシステム制御等を行う制御部(CPU)28を備えている。
The
操作部41は、デジタルカメラ1(図1(a),(b),(c)参照)の外観表面に設けられているレリーズボタン2、電源ボタン3、撮影・再生切替ダイアル4、広角側ズームスイッチ10、望遠側ズームスイッチ11、メニューボタン12、確定ボタン13等であり、撮影者の操作によって所定の動作指示信号が制御部28に入力される。
The
SDRAM23には、CCDI/F34に取り込まれたRAW−RGBデータが保存されると共に、YUV変換部36で変換処理されたYUVデータ(YUV形式の画像データ)が保存され、更に、データ圧縮部39で圧縮処理されたJPEG形成などの画像データが保存される。
The
なお、前記YUVデータのYUVは、輝度データ(Y)と、色差(輝度データと青色(B)成分データの差分(U)と、輝度データと赤色(R)成分データの差分(V))の情報で色を表現する形式である。 Note that YUV of the YUV data is luminance data (Y), color difference (difference (U) between luminance data and blue (B) component data, and difference (V) between luminance data and red (R) component data). It is a format that expresses color with information.
(デジタルカメラ1のモニタリング動作、静止画撮影動作)
次に、前記したデジタルカメラ1のモニタリング動作と静止画撮影動作について説明する。このデジタルカメラ1は、静止画撮影モード時には、以下に説明するようなモニタリング動作を実行しながら静止画撮影動作が行われる。
(Monitoring operation of
Next, the monitoring operation and still image shooting operation of the
先ず、撮影者が電源ボタン3をONし、撮影・再生切替ダイアル4を撮影モード(静止画撮影モード)に設定することで、デジタルカメラ1が記録モードで起動する。電源ボタン3がONされて、撮影・再生切替ダイアル4が撮影モードに設定されたことを制御部28が検知すると、制御部28はモータドライバ25に制御信号を出力して、鏡胴ユニット6を撮影可能位置に移動させ、かつ、CCD20、AFE部21、信号処理部22、SDRAM23、ROM24、液晶モニタ9等を起動させる。
First, when the photographer turns on the
そして、鏡胴ユニット6の撮影レンズ系5を被写体に向けることにより、撮影レンズ系5を通して入射される被写体画像がCCD20の各画素の受光面上に結像する。そして、CCD20から出力される被写体画像に応じた電気信号(アナログRGB画像信号)は、CDS31、AGC32を介してA/D変換部33に入力され、A/D変換部33により12ビット(bit)のRAW−RGBデータに変換する。
Then, by directing the
このRAW−RGBデータは、信号処理部22のCCDI/F34に取り込まれてメモリコントローラ35を介してSDRAM23に保存される。そして、SDRAM23から読み出されたRAW−RGBデータは、YUV変換部36に入力されて表示可能な形式であるYUVデータ(YUV信号)に変換された後に、メモリコントローラ35を介してSDRAM23にYUVデータが保存される。
This RAW-RGB data is taken into the CCD I /
そして、SDRAM23からメモリコントローラ35を介して読み出したYUVデータは、表示出力制御部38を介して液晶モニタ(LCD)9へ送られ、撮影画像(動画)が表示される。前記した液晶モニタ(LCD)9に撮影画像を表示しているモニタリング時においては、CCDI/F34による画素数の間引き処理により1/30秒の時間で1フレームを読み出している。
Then, the YUV data read from the
なお、このモニタリング動作時は、電子ファインダとして機能する液晶モニタ(LCD)9に撮影画像(動画)が表示されているだけで、まだレリーズボタン2が押圧(半押も含む)操作されていない状態である。
During this monitoring operation, the photographed image (moving image) is only displayed on the liquid crystal monitor (LCD) 9 functioning as an electronic viewfinder, and the
この撮影画像の液晶モニタ(LCD)9への表示によって、静止画を撮影するための構図の確認等をすることができる。なお、表示出力制御部38からTVビデオ信号として出力して、ビデオケーブルを介して外部のTV(テレビ)に撮影画像(動画)を表示することもできる。
By displaying the photographed image on the liquid crystal monitor (LCD) 9, the composition for photographing a still image can be confirmed. In addition, it can output as a TV video signal from the display
そして、信号処理部22のCCDI/F34は、取り込まれたRAW−RGBデータより、AF(自動合焦)評価値、AE(自動露出)評価値、AWB(オートホワイトバランス)評価値を算出する。
The CCD I /
AF評価値は、例えば高周波成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって算出される。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、高周波成分が一番高くなる。これを利用して、AF動作時(合焦検出動作時)には、撮影レンズ系5内の各フォーカスレンズ位置におけるAF評価値を取得して、その極大になる点を合焦検出位置としてAF動作が実行される。
The AF evaluation value is calculated by, for example, the output integrated value of the high frequency component extraction filter or the integrated value of the luminance difference between adjacent pixels. When in the in-focus state, the edge portion of the subject is clear, so the high frequency component is the highest. By utilizing this, at the time of AF operation (at the time of focus detection operation), an AF evaluation value at each focus lens position in the photographing
AE評価値とAWB評価値は、RAW−RGBデータにおけるRGB値のそれぞれの積分値から算出される。例えば、CCD20の全画素の受光面に対応した画面を256エリアに等分割(水平16分割、垂直16分割)し、それぞれのエリアのRGB積算を算出する。
The AE evaluation value and the AWB evaluation value are calculated from the integrated values of the RGB values in the RAW-RGB data. For example, the screen corresponding to the light receiving surfaces of all the pixels of the
そして、制御部28は、算出されたRGB積算値を読み出し、AE処理では、画面のそれぞれのエリアの輝度を算出して、輝度分布から適正な露光量を決定する。決定した露光量に基づいて、露光条件(CCD20の電子シャッタ回数、絞りユニット26の絞り値等)を設定する。また、AWB処理では、RGBの分布から被写体の光源の色に合わせたAWBの制御値を決定する。このAWB処理により、YUV変換部36でYUVデータに変換処理するときのホワイトバランスを合わせる。なお、前記したAE処理とAWB処理は、前記モニタリング時には連続的に行われている。
Then, the
そして、前記したモニタリング動作時に、レリーズボタン2が押圧(半押しから全押し)操作される静止画撮影動作が開始されると、合焦位置検出動作であるAF動作と静止画記録処理が行われる。
When the still image shooting operation in which the
即ち、レリーズボタン2が押圧(半押しから全押し)操作されると、制御部28からモータドライバ25への駆動指令により撮影レンズ系5のフォーカスレンズが移動し、例えば、いわゆる山登りAFと称されるコントラスト評価方式のAF動作が実行される。
That is, when the
AF(合焦)対象範囲が無限から至近までの全領域であった場合、撮影レンズ系5のフォーカスレンズは、至近から無限、又は無限から至近までの間の各フォーカス位置に移動し、CCDI/F34で算出されている各フォーカス位置における前記AF評価値を制御部28が読み出す。そして、各フォーカス位置のAF評価値が極大になる点を合焦位置としてフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、合焦させる。
When the AF (focusing) target range is the entire region from infinity to close, the focus lens of the photographing
そして、前記したAE処理が行われ、露光完了時点で、制御部28からモータドライバ25への駆動指令によりメカシャッタユニット27が閉じられ、CCD20から静止画用のアナログRGB画像信号が出力される。そして、前記モニタリング時と同様に、AFE部21のA/D変換部33によりRAW−RGBデータに変換される。
Then, the AE process described above is performed, and when the exposure is completed, the
そして、このRAW−RGBデータは、信号処理部22のCCDI/F34に取り込まれ、YUV変換部36でYUVデータに変換されて、メモリコントローラ35を介してSDRAM23に保存される。そして、このYUVデータはSDRAM23から読み出されて、リサイズ処理部37で記録画素数に対応するサイズに変換され、データ圧縮部39でJPEG形式等の画像データへと圧縮される。圧縮されたJPEG形式等の画像データは、SDRAM23に書き戻された後にメモリコントローラ35を介してSDRAM23から読み出され、メディアI/F40を介してメモリカード14に保存される。
The RAW-RGB data is taken into the CCD I /
(本発明におけるダイナミックレンジの拡大原理)
デジタルカメラ1のCCD20を構成する各画素上には、RGBフィルタが配置されているが、太陽光のように広い波長帯域を持つ光に対して、通常のRGBフィルタが配置されている各画素は各色毎に輝度に対する感度が異なっている。
(Principle of dynamic range expansion in the present invention)
An RGB filter is arranged on each pixel constituting the
例えば、図3に示すように、G(グリーン)フィルタが配置された画素の輝度感度が、R(レッド)フィルタ、B(ブルー)フィルタが配置された画素の2倍程度の輝度感度を有するRGBフィルタ(図3のa、b、c)が各画素上に配置されたCCD20の場合、太陽光のように広い波長帯域を持つ光が同じだけRGBフィルタが配置された画素に入射したときに、R、Bフィルタが配置された画素の各出力に対してGフィルタ(図3のcの斜線部分)が配置された画素の出力の方が先に飽和レベルAに達してしまう。なお、図3において、fはGフィルタが配置された画素の輝度感度特性、gはR、Bフィルタが配置された画素の各輝度感度特性であり、Gフィルタが配置された画素の輝度感度特性は、R、Bフィルタが配置された画素の各輝度感度特性の2倍程度の感度を有している。
For example, as shown in FIG. 3, the luminance sensitivity of a pixel in which a G (green) filter is arranged has RGB luminance sensitivity about twice that of a pixel in which an R (red) filter and a B (blue) filter are arranged. In the case of the
ところで、このような従来のRGBフィルタを有するCCDなどの固体撮像素子を具備したデジタルカメラでは、図3のcのRGBフィルタが各画素上に配置されたCCDのように、感度の高いGフィルタが配置された画素の出力(輝度感度)に対応した飽和レベルAに合わせてダイナミックレンジの範囲を設定している。即ち、図3のcのRGBフィルタが各画素上に配置されたCCDのように、Gフィルタが配置された画素の出力が飽和レベルAに達している場合でも、R、Bフィルタが配置された画素の出力(輝度感度)は飽和レベルAの1/2程度である。 By the way, in a digital camera equipped with a solid-state imaging device such as a CCD having such a conventional RGB filter, a highly sensitive G filter such as a CCD in which the RGB filter c in FIG. The range of the dynamic range is set according to the saturation level A corresponding to the output (luminance sensitivity) of the arranged pixels. That is, the R and B filters are arranged even when the output of the pixel in which the G filter is arranged reaches the saturation level A as in the CCD in which the RGB filter in FIG. 3c is arranged on each pixel. The output (luminance sensitivity) of the pixel is about ½ of the saturation level A.
これに対して、本発明では、図3のd、eのRGBフィルタが各画素上に配置されたCCDのように、Gフィルタが配置された画素の出力が飽和レベルAを超えていても、R、Bフィルタが配置された画素の各出力が飽和レベルAを超えていない範囲内にあるときに、R、Bフィルタが配置された画素の各出力レベルから、R、Bフィルタが配置された画素の各輝度感度特性(図3のg)とGフィルタが配置された画素の輝度感度特性(図3のf)とに基づいてGフィルタが配置された画素の出力レベルを予測補間(一点鎖線部分)し、この予測補間した分だけダイナミックレンジを拡大するようにした。 On the other hand, in the present invention, even if the output of the pixel in which the G filter is disposed exceeds the saturation level A, such as a CCD in which the RGB filters of d and e in FIG. When each output of the pixel in which the R and B filters are arranged is in a range not exceeding the saturation level A, the R and B filters are arranged from each output level of the pixel in which the R and B filters are arranged. Predicting the output level of the pixel with the G filter based on each luminance sensitivity characteristic of the pixel (g in FIG. 3) and the luminance sensitivity characteristic of the pixel with the G filter (f in FIG. 3) (one-dot chain line) And the dynamic range is expanded by the amount of the predicted interpolation.
前記したように本実施形態では、太陽光のように広い波長帯域を持つ光に対して、Gフィルタが配置された画素の輝度感度特性は、R、Bフィルタが配置された画素の各輝度感度特性の2倍程度の感度を有している。よって、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大度合の最大値は、ダイナミックレンジの拡大処理動作を行わない通常の撮影時に対して2倍程度である。 As described above, in the present embodiment, the luminance sensitivity characteristics of the pixel in which the G filter is arranged with respect to light having a wide wavelength band such as sunlight are the luminance sensitivities of the pixels in which the R and B filters are arranged. The sensitivity is about twice as high as the characteristic. Therefore, the maximum value of the degree of expansion of the dynamic range in the present embodiment is about twice that during normal shooting without performing the dynamic range expansion processing operation.
なお、本実施形態では、Gフィルタが配置された画素の輝度感度特性がR、Bフィルタが配置された画素の各輝度感度特性の2倍程度の感度を有し、これに基づいてダイナミックレンジの拡大度合の最大値が2倍としたが、R、G、Bフィルタが配置された画素の各輝度感度特性を変化させることにより、ダイナミックレンジの拡大度合の最大値を2倍以上の所定値、あるいは2倍以下の所定値に設定することができる。 In the present embodiment, the luminance sensitivity characteristic of the pixel in which the G filter is arranged has a sensitivity that is about twice that of each luminance sensitivity characteristic of the pixel in which the B filter is arranged. Although the maximum value of the degree of enlargement is doubled, the maximum value of the degree of enlargement of the dynamic range is set to a predetermined value that is twice or more by changing each luminance sensitivity characteristic of the pixel in which the R, G, and B filters are arranged. Or it can set to the predetermined value of 2 times or less.
(YUV変換部36によるダイナミックレンジ拡大処理)
本実施形態に係るデジタルカメラ1のYUV変換部36は、前記したダイナミックレンジを拡大するためのダイナミックレンジ拡大処理機能を有している。
(Dynamic range expansion processing by the YUV converter 36)
The
図4に示すように、YUV変換部36は、後述するダイナミックレンジ拡大予測補間部(以下、「Dレンジ拡大予測補間部」という)50、ビット圧縮変換部51、ホワイトバランス制御部52、同時化部53、トーンカーブ変換部54、RGB−YUV変換部55、画像サイズコンバータ部56、輝度ヒストグラム生成部57、およびエッジエンハンス部58を備えている。
As shown in FIG. 4, the
Dレンジ拡大予測補間部50は、図5に示すように、輝度レベル判定部60、画素出力補正処理部61、およびビット拡張処理部62を備えている。
As illustrated in FIG. 5, the D range expansion
輝度レベル判定部60は、入力されるRAW−RGBデータからRGBフィルタを設けた各画素の画素出力を検出するとともに、感度が一番高いGフィルタを設けた画素の画素出力(以下、「Gフィルタの画素出力」という)が飽和レベル以上に達したか否かを判定する。
The luminance
画素出力補正処理部61は、輝度レベル判定部60で後述する処理単位内におけるGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達したと判定した場合に、その周囲(画素出力が飽和レベル以上に達しているGフィルタの周囲)のR、Bフィルタを設けた画素の画素出力(以下、「R、Bフィルタの画素出力」という)に基づいて、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力を予測補間してダイナミックレンジの拡大処理を行う(詳細は後述する)。
When the luminance
ビット拡張処理部62は、輝度レベル判定部60でGフィルタの画素出力が飽和レベルに達していないと判定された場合に、Gフィルタの画素出力、およびR、Bフィルタの画素出力に対して、出力レベルの変換を行うことなく12ビットから14ビットにそれぞれビット拡張のみを行う。
When the luminance
以下、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理動作について説明する。 The dynamic range expansion processing operation in this embodiment will be described below.
例えば、撮影したい被写体の背景の一部に極端に明るい部分があり、ダイナミックレンジを拡大したいときなどに、撮影者がメニューボタン12(図1(C)参照)を押圧操作することにより、例えば、図6(a)に示すような撮影設定画面が液晶モニタ(LCD)9に表示される。 For example, when there is an extremely bright part of the background of the subject to be photographed and the photographer wants to expand the dynamic range, the photographer presses the menu button 12 (see FIG. 1C), for example, A shooting setting screen as shown in FIG. 6A is displayed on the liquid crystal monitor (LCD) 9.
そして、図6(a)に示すように、メニューボタン12の押圧操作により選択された「ダイナミックレンジ2倍」の項目に対し、確定ボタン(図1(C)参照)13を押して「ダイナミックレンジ2倍」を決定する。これにより、ダイナミックレンジ拡大処理動作がONされ、制御部28から輝度レベル判定部60へダイナミックレンジの拡大率を2倍とする制御信号が出力される。このように、本実施形態では、「特許請求の範囲」におけるダイナミックレンジ拡大率設定手段および動作選択手段がメニューボタン12に相当し、また、「特許請求の範囲」におけるダイナミックレンジ拡大率変更制御手段が制御部28に相当する。
Then, as shown in FIG. 6A, the “
なお、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大率は、前記した2倍を最大値として、1.1〜2倍の範囲で任意に設定することが可能である。本実施形態では、ダイナミックレンジの拡大率を、メニューボタン12の押圧操作により例えば1.3倍、1.6倍、および2倍に変更可能に設定されている。ダイナミックレンジの拡大率を1.3倍に設定する場合は、図6(b)に示すように、メニューボタン12の押圧操作により液晶モニタ(LCD)9に表示される撮影設定画面から「ダイナミックレンジ1.3倍」の項目を選択し、確定ボタン13を押して「ダイナミックレンジ1.3倍」を決定する。
Note that the dynamic range expansion ratio in the present embodiment can be arbitrarily set in a range of 1.1 to 2 times, with the above-mentioned double being the maximum value. In the present embodiment, the expansion rate of the dynamic range is set to be changeable to, for example, 1.3 times, 1.6 times, and 2 times by pressing the
同様に、ダイナミックレンジの拡大率を1.6倍に設定する場合は、図6(c)に示すように、メニューボタン12の押圧操作により液晶モニタ(LCD)9に表示される撮影設定画面から「ダイナミックレンジ1.6倍」の項目を選択し、確定ボタン13を押して「ダイナミックレンジ1.6倍」を決定する。
Similarly, when the enlargement ratio of the dynamic range is set to 1.6 times, as shown in FIG. 6C, from the shooting setting screen displayed on the liquid crystal monitor (LCD) 9 by pressing the
そして、制御部28から輝度レベル判定部60へダイナミックレンジの拡大率を2倍とする制御信号が出力されて、ダイナミックレンジ拡大処理動作が実行されると、Dレンジ拡大予測補間部50の輝度レベル判定部60は、入力されるRAW−RGBデータに基づいてGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達したか否かを判定処理する。この判定処理を行う場合において、本実施形態では、RGBフィルタを有するCCD20の各画素に対して、図7に示すように、太枠A内の2×2画素(2つのGフィルタの画素、1つずつのR、Bフィルタの画素)を処理単位(最小単位)とする。
When a control signal for doubling the dynamic range expansion rate is output from the
この処理単位(太枠A)内にある2つのGフィルタの画素のうちの少なくとも1つの画素出力が飽和レベル以上に達している場合に、Gフィルタの感度は、前記したようにR、Bフィルタの感度の約2倍であるため、Gフィルタの画素出力値(G)は、下記の式(1)から算出する。 When at least one pixel output of two G filter pixels in the processing unit (thick frame A) has reached the saturation level or higher, the sensitivity of the G filter is the R and B filters as described above. Therefore, the pixel output value (G) of the G filter is calculated from the following formula (1).
G={(R+B)/2}×2 …式(1) G = {(R + B) / 2} × 2 Formula (1)
画素出力補正処理部61は、式(1)のように、R、Bフィルタの画素出力の平均値を算出して、それを2倍することでGフィルタの画素出力値を算出する。算出されたGフィルタの画素出力値は、処理単位(2×2画素)内にある2つのGフィルタの画素出力値として置き換えられる。なお、前記Gフィルタの画素出力値は12ビットを超えたデータになるため、ここでは一度14ビットのデータに置き換える。よって、R、Bフィルタの画素出力の最大値はいずれも4095(12ビット)なので、Gフィルタの画素出力の最大値は8190(13ビット)となるので、14ビットのデータとして扱うことができる。
The pixel output
なお、輝度レベル判定部60でGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達しているか否かを判定処理する前に、欠陥画素の補正が完了している必要がある。即ち、Gフィルタを設けた画素に欠陥画素があり、常に飽和する値を出力する画素があった場合、同じ処理単位内にあるGフィルタを設けた画素を大きな値に置き換えてしまうため、新たな欠陥画素を生成してしまうことになる。
Note that correction of defective pixels needs to be completed before the luminance
また、R、Bフィルタを設けた画素に欠陥画素がある場合、前記式(1)によるGフィルタを設けた画素の換算が正しくない値になってしまう。このため、本実施形態では、CCDI/F34に欠陥画素を取り除く欠陥画素除去処理部(不図示)を備えている。
Further, when a pixel provided with the R and B filters has a defective pixel, the conversion of the pixel provided with the G filter according to the equation (1) becomes an incorrect value. Therefore, in the present embodiment, the CCD I /
そして、Dレンジ拡大予測補間部50の画素出力補正処理部61からR、Bフィルタの画素出力データ、および飽和レベル以上に達して予測補間処理されたGフィルタの画素出力データが、ビット圧縮変換部51に出力される。ビット圧縮変換部51は、例えば、図8に示すようなビット圧縮変換特性(3箇所の節点を指定し、それらの間を直線で近似する4区間の折れ線近似特性)によって、14ビットに拡張されたR、G、Bフィルタの画素出力のうちのGフィルタの画素出力を12ビットに圧縮する。なお、図8において、aは12ビットの範囲(点線部分)である。
Then, the pixel output data of the R and B filters from the pixel output
図8に示すビット圧縮変換特性では、Gフィルタの画素出力の最大値は8190なので、8190が4095になるように圧縮する。そして、Gフィルタの画素出力のビット圧縮変換特性に合わせて、R、Bフィルタの画素出力の値も圧縮する。 In the bit compression conversion characteristics shown in FIG. 8, since the maximum value of the pixel output of the G filter is 8190, compression is performed so that 8190 becomes 4095. Then, the pixel output values of the R and B filters are also compressed in accordance with the bit compression conversion characteristics of the pixel output of the G filter.
そして、ビット圧縮変換部51で14ビットから12ビットに圧縮変換されたR、G、Bフィルタの画素出力データは、ホワイトバランス制御部52に入力される。ホワイトバランス制御部52は、入力されるR、G、Bフィルタの画素出力データをそれぞれ増幅する。この際、制御部28は、CCDI/F34で算出された前記AWB評価値に基づいてホワイトバランスを合わせるための補正値を算出し、算出した補正値をホワイトバランス制御部52に出力する。ホワイトバランス制御部52は、入力される前記補正値に基づいてホワイトバランスを合わせる。
The pixel output data of the R, G, and B filters that have been compression-converted from 14 bits to 12 bits by the bit
そして、ホワイトバランス制御部52からホワイトバランスが合わされたR、G、Bフィルタの画素出力データ(12ビット)は、同時化部53に入力される。同時化部53は、ベイヤ配列等の1画素に1色のデータしか持っていないRAWデータに対して補間演算処理を行い、1画素に対してRGBの全てのデータを生成する。
Then, the pixel output data (12 bits) of the R, G, and B filters with the white balance adjusted from the white
そして、同時化部53で生成されたRGBの全てのデータ(12ビット)は、トーンカーブ変換部54に入力される。トーンカーブ変換部54は、図9に示すような変換テーブルによって12ビットのRGBのデータを8ビットのRGBのデータに変換するγ変換を行って、8ビットのRGB値を生成し、RGB−YUV変換部55に出力する。
All the RGB data (12 bits) generated by the
RGB−YUV変換部55は、入力されるRGBデータ(8ビット)をマトリックス演算によりYUVデータに変換し、画像サイズコンバータ部56に出力する。画像サイズコンバータ部56は、入力されるYUVデータ(8ビット)に対して所望の画像サイズに縮小または拡大を行い、輝度ヒストグラム生成部57およびエッジエンハンス部58に出力する。
The RGB-YUV conversion unit 55 converts input RGB data (8 bits) into YUV data by matrix calculation and outputs the YUV data to the image
輝度ヒストグラム生成部57は、入力されるYUVデータにより輝度ヒストグラムを生成する。エッジエンハンス部58は、入力されるYUVデータに対して画像に合わせたエッジ強調等の処理を行い、メモリコントローラ35を介してSDRAM23に保存する。
The luminance
このように、本実施形態に係るデジタルカメラ1は、処理単位内の感度の高いGフィルタの画素出力が飽和レベルを超えているような撮影時(撮影画像内の背景等に高輝度部分があるとき)に、メニューボタン12を押圧操作して、撮影設定画面から例えば「ダイナミックレンジ2倍」の項目を選択し、決定することにより、Gフィルタよりも感度の低いR、Bフィルタの画素出力に基づいて、飽和しているGフィルタの画素出力を予測補間処理する。これにより、図3に示すように、Gフィルタ(図3のd、e)の画素出力の予測補間した拡張領域(図3のd、eのGフィルタの画素出力の一点鎖線部分)に基づいて、1回の撮影でダイナミックレンジを2倍に拡大することが可能となる。
As described above, the
よって、撮影画像内の背景等に高輝度部分がある場合でも、白とびの発生を防止して良好な階調性を得ることが可能となる。 Therefore, even when there is a high-luminance portion in the background or the like in the captured image, it is possible to prevent the occurrence of overexposure and obtain good gradation.
また、図10(a)は、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えたある撮影画像に対して、前記したようにダイナミックレンジを2倍に拡大処理した場合の、輝度ヒストグラム生成部57で生成されたヒストグラムの一例である。図10(b)は、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えた前記撮影画像に対して、前記した本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理を行わなかった場合の、輝度ヒストグラム生成部57で生成されたヒストグラムの一例である。なお、図10(a),(b)において、横軸は輝度(0〜255の256階調(8ビット))、縦軸は画素の発生頻度(0〜1(=100%))である。
Also, FIG. 10A is generated by the luminance
図10(a)に示すヒストグラムから明らかなように、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理を行った場合には、最大輝度部分(255)付近では白飛びがほとんど発生していない。これに対し、図10(b)に示すヒストグラムから明らかなように、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理を行わなかった場合には、最大輝度部分(255)付近に画素の発生があり、白飛びが発生しているのが分かる。 As is apparent from the histogram shown in FIG. 10A, when the dynamic range expansion process is performed in this embodiment, almost no whiteout occurs near the maximum luminance portion (255). On the other hand, as is apparent from the histogram shown in FIG. 10B, when the dynamic range expansion process in this embodiment is not performed, pixels are generated near the maximum luminance portion (255), and white You can see that the jump has occurred.
ところで、前記したダイナミックレンジを2倍に拡大処理した場合における、図10(a)に示したヒストグラムでは、最大輝度部分(255)付近に画素が殆どない領域が存在している。これは、この最大輝度部分付近にはもともと画像データが存在しないのに、ダイナミックレンジを必要以上に広く拡大してしまったことによるものであり、RGBの8ビットで表現可能な全階調(0〜255の256階調)を有効に利用できていないものである。 By the way, in the histogram shown in FIG. 10A when the above-described dynamic range is doubled, there is a region where there are almost no pixels in the vicinity of the maximum luminance portion (255). This is due to the fact that the dynamic range has been expanded more than necessary even though no image data originally exists in the vicinity of the maximum luminance portion, and all gradations (0 which can be expressed by 8 bits of RGB). (256 gradations of ~ 255) cannot be used effectively.
そこで、本発明では、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えている撮影画像に対して、RGBの8ビットで表現可能な全階調の範囲を有効に利用することができるように、ダイナミックレンジの拡大率を、例えば、前記したように2倍以外に1.3倍と1.6倍に変更できるようにした。 Therefore, in the present invention, the dynamic range is used so that the range of all gradations that can be expressed by 8 bits of RGB can be effectively used for a captured image in which the pixel output of the G filter exceeds the saturation level. For example, the enlargement ratio can be changed to 1.3 times and 1.6 times in addition to 2 times as described above.
即ち、撮影したい被写体の背景の一部等に極端に明るい部分がある場合に、RGBの8ビットで表現可能な全階調の範囲を有効に利用してダイナミックレンジを拡大したいときには、例えば、図6(b)に示すように、メニューボタン12の押圧操作により液晶モニタ9に表示される撮影設定画面から「ダイナミックレンジ1.3倍」の項目を選択し、確定ボタン13を押して「ダイナミックレンジ1.3倍」を決定する。
That is, when there is an extremely bright part of the background of a subject to be photographed, and when it is desired to expand the dynamic range by effectively using the range of all gradations that can be expressed by 8 bits of RGB, for example, FIG. As shown in FIG. 6B, the item “dynamic range 1.3 times” is selected from the shooting setting screen displayed on the liquid crystal monitor 9 by pressing the
これにより、ダイナミックレンジ拡大処理動作がONされ、制御部28から画素出力補正処理部61へダイナミックレンジの拡大率を1.3倍とする制御信号が出力される。そして、画素出力補正処理部61は、入力される制御信号に基づいて設定されたダイナミックレンジの拡大率に応じて、前記同様にダイナミックレンジを1.3倍に拡大する処理動作を実行する。
As a result, the dynamic range expansion processing operation is turned ON, and a control signal for increasing the dynamic range expansion ratio to 1.3 times is output from the
なお、ダイナミックレンジを1.3倍に拡大処理する場合において、画素出力補正処理部61で12ビットから14ビットに置き換えられたGフィルタの画素出力値を、ビット圧縮変換部51で12ビットに圧縮するときは、例えば、図11に示すようなビット圧縮変換特性(2箇所の節点を指定し、それらの間を直線で近似する3区間の折れ線近似特性)を用いる。図11において、aは12ビットの範囲(点線部分)である。
When the dynamic range is expanded to 1.3 times, the pixel output value of the G filter, which has been replaced by the pixel output
図11に示すビット圧縮変換特性では、入力14ビットデータ(Gフィルタの画素出力値)が5461になったところで、出力12ビットデータの最大値である4095になるような変換が行われる。なお、Gフィルタの画素出力の圧縮特性に合わせて、R、Bフィルタの画素出力の値も圧縮する。 In the bit compression conversion characteristic shown in FIG. 11, when the input 14-bit data (pixel output value of the G filter) reaches 5461, conversion is performed so that the maximum value of output 12-bit data is 4095. The pixel output values of the R and B filters are also compressed in accordance with the compression characteristics of the pixel output of the G filter.
図12は、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えたある撮影画像に対して、ダイナミックレンジを1.3倍に拡大処理した場合の、輝度ヒストグラム生成部57で生成されたヒストグラムの一例である。なお、図12において、横軸は輝度(0〜255の256階調(8ビット))、縦軸は画素の発生頻度(0〜1(=100%))である。
FIG. 12 is an example of a histogram generated by the luminance
前記したダイナミックレンジの2倍拡大処理時に最大輝度部分(255)付近に画素が殆どない領域が存在していたが、図12に示すヒストグラムから明らかなように、ダイナミックレンジを1.3倍に拡大処理した場合には、RGBの8ビットで表現可能な全階調の範囲を有効に利用することができ、かつ最大輝度部分(255)での白飛び発生を抑制することができた。 During the above-described double processing of the dynamic range, there was a region with almost no pixels in the vicinity of the maximum luminance portion (255). As is clear from the histogram shown in FIG. 12, the dynamic range was expanded to 1.3 times. In the case of processing, it was possible to effectively use the range of all gradations that can be expressed by 8 bits of RGB, and to suppress the occurrence of whiteout in the maximum luminance part (255).
なお、ダイナミックレンジを1.3倍に拡大処理する場合に、14ビットに置き換えられたGフィルタの画素出力値を図11に示したビット圧縮変換特性に基づいて12ビットに圧縮変換したが、これに限らず、前記式(1)で算出したGフィルタの画素出力値(G)に対して、例えば、下記の式(2)から上限を設定したGフィルタの画素出力値(G′)を算出する処理でも同様の圧縮変換を行うことができる。 Note that when the dynamic range is expanded to 1.3 times, the pixel output value of the G filter replaced with 14 bits is compressed and converted to 12 bits based on the bit compression conversion characteristics shown in FIG. For example, the G filter pixel output value (G ′) with the upper limit set is calculated from the following equation (2) with respect to the G filter pixel output value (G) calculated by the above equation (1). The same compression conversion can be performed in the process.
G′=G×(2/1.3) …式(2) G ′ = G × (2 / 1.3) Equation (2)
式(2)に基づいて上限を設定した場合、入力14ビットデータ(Gフィルタの画素出力値)が5461以上になるとGフィルタの画素出力の最大値は8190を超えるため、図8に示したビット圧縮変換特性を用いた場合には、出力12ビットデータは4091になる。 When the upper limit is set based on Expression (2), if the input 14-bit data (G filter pixel output value) is 5461 or more, the maximum value of the G filter pixel output exceeds 8190. Therefore, the bits shown in FIG. When the compression conversion characteristic is used, the output 12-bit data is 4091.
つまり、入力14ビットデータが5460にて上限処理を行ったことと等価になる。そして、この上限処理をした結果に対して、図8に示したビット圧縮変換特性により12ビットに圧縮を行う。このように、前記式(2)により上限を設定したGフィルタの画素出力値(G′)を算出する処理を行うことで、ビット圧縮の変換テーブルは上限値によらずに図8に示したビット圧縮変換特性を用いることができる。 In other words, this is equivalent to the upper limit process being performed at 5460 for input 14-bit data. The upper limit processing result is compressed to 12 bits by the bit compression conversion characteristic shown in FIG. Thus, by performing the process of calculating the pixel output value (G ′) of the G filter for which the upper limit is set by the above equation (2), the bit compression conversion table is shown in FIG. 8 regardless of the upper limit value. Bit compression conversion characteristics can be used.
また、同様にダイナミックレンジを1.6倍に拡大処理する場合には、図6(c)に示すように、メニューボタン12の押圧操作により液晶モニタ9に表示される撮影設定画面から「ダイナミックレンジ1.6倍」の項目を選択し、確定ボタン13を押して「ダイナミックレンジ1.6倍」を決定する。
Similarly, when the dynamic range is enlarged by 1.6 times, as shown in FIG. 6C, the “dynamic range” is displayed from the shooting setting screen displayed on the liquid crystal monitor 9 by pressing the
これにより、ダイナミックレンジ拡大処理動作がONされ、制御部28から画素出力補正処理部61へダイナミックレンジの拡大率を1.6倍とする制御信号が出力される。そして、画素出力補正処理部61は、入力され制御信号に基づいて前記同様にダイナミックレンジを1.6倍に拡大する処理動作を実行する。
As a result, the dynamic range expansion processing operation is turned ON, and a control signal for increasing the dynamic range expansion ratio by 1.6 is output from the
なお、ダイナミックレンジを1.6倍に拡大処理する場合において、画素出力補正処理部61で12ビットから14ビットに置き換えられたGフィルタの画素出力値を、ビット圧縮変換部51で12ビットに圧縮するときは、例えば、図13に示すようなビット圧縮変換特性(2箇所の節点を指定し、それらの間を直線で近似する3区間の折れ線近似特性)を用いる。図13において、aは12ビットの範囲(点線部分)である。
When the dynamic range is enlarged by 1.6 times, the pixel output value of the G filter, which has been replaced by the pixel output
図13に示すビット圧縮変換特性では、入力14ビットデータ(Gフィルタの画素出力値)が6826になったところで、出力12ビットデータの最大値である4095になるような変換が行われる。なお、Gフィルタの画素出力の圧縮特性に合わせて、R、Bフィルタの画素出力の値も圧縮する。 In the bit compression conversion characteristic shown in FIG. 13, when the input 14-bit data (pixel output value of the G filter) reaches 6826, conversion is performed so that the maximum value of output 12-bit data is 4095. The pixel output values of the R and B filters are also compressed in accordance with the compression characteristics of the pixel output of the G filter.
図14は、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えたある撮影画像に対して、ダイナミックレンジを1.6倍に拡大処理した場合の、輝度ヒストグラム生成部57で生成されたヒストグラムの一例である。なお、図14において、横軸は輝度(0〜255の256階調(8ビット))、縦軸は画素の発生頻度(0〜1(=100%))である。
FIG. 14 is an example of a histogram generated by the luminance
前記したダイナミックレンジの2倍拡大処理時に最大輝度部分(255)付近に画素が殆どない領域が存在していたが、図14に示すヒストグラムから明らかなように、ダイナミックレンジを1.6倍に拡大処理した場合には、RGBの8ビットで表現可能な全階調の範囲を有効に利用することができ、かつ最大輝度部分(255)付近での白飛び発生を抑制することができた。 Although there was a region with almost no pixels in the vicinity of the maximum luminance portion (255) at the time of the above double processing of the dynamic range, the dynamic range was expanded to 1.6 times as apparent from the histogram shown in FIG. In the case of processing, the range of all gradations that can be expressed by 8 bits of RGB can be used effectively, and the occurrence of whiteout in the vicinity of the maximum luminance portion (255) can be suppressed.
なお、ダイナミックレンジを1.6倍に拡大処理する場合に、14ビットに置き換えられたGフィルタの画素出力値を図13に示したビット圧縮変換特性に基づいて12ビットに圧縮変換したが、これに限らず、前記式(1)で算出したGフィルタの画素出力値(G)に対して、例えば、下記の式(3)から上限を設定したGフィルタの画素出力値(G′)を算出する処理でも同様の圧縮変換を行うことができる。 Note that when the dynamic range is enlarged 1.6 times, the pixel output value of the G filter replaced with 14 bits is compressed and converted to 12 bits based on the bit compression conversion characteristics shown in FIG. For example, the G filter pixel output value (G ′) with an upper limit set is calculated from the following equation (3) with respect to the G filter pixel output value (G) calculated by the equation (1). The same compression conversion can be performed in the process.
G′=G×(2/1.6) …式(3) G ′ = G × (2 / 1.6) Equation (3)
式(3)に基づいて上限を設定した場合、入力14ビットデータ(Gフィルタの画素出力値)が6826以上になるとGフィルタの画素出力の最大値は8192を超えるため、図8に示したビット圧縮変換特性を用いた場合には、出力12ビットデータは4091になる。 When the upper limit is set based on Expression (3), when the input 14-bit data (pixel output value of the G filter) is 6826 or more, the maximum value of the pixel output of the G filter exceeds 8192. Therefore, the bits shown in FIG. When the compression conversion characteristic is used, the output 12-bit data is 4091.
つまり、入力14ビットデータが6826にて上限処理を行ったことと等価になる。そして、この上限処理をした結果に対して、図8に示したビット圧縮変換特性により12ビットに圧縮を行う。このように、前記式(3)により上限を設定したGフィルタの画素出力値(G′)を算出する処理を行うことで、ビット圧縮の変換テーブルは上限値によらずに図8に示したビット圧縮変換特性を用いることができる。 In other words, this is equivalent to performing upper limit processing on input 6-bit data at 6826. The upper limit processing result is compressed to 12 bits by the bit compression conversion characteristic shown in FIG. Thus, by performing the process of calculating the pixel output value (G ′) of the G filter for which the upper limit is set by the above equation (3), the bit compression conversion table is shown in FIG. 8 regardless of the upper limit value. Bit compression conversion characteristics can be used.
なお、本実施形態において、例えば、Gフィルタの画素出力とRフィルタの画素出力の値が飽和レベル以上に達した場合、前記式(1)から算出される予測補間したGフィルタの画素出力の値が不正確になるとともに、Rフィルタの画素出力の値を予測補間しないで、Gフィルタの画素出力で用いた圧縮率でビット圧縮するため、色相が変化してしまう可能性がある。 In the present embodiment, for example, when the values of the pixel output of the G filter and the pixel output of the R filter reach a saturation level or higher, the value of the pixel output of the G filter subjected to the prediction interpolation calculated from the equation (1) is used. May become inaccurate, and since the bit compression is performed at the compression rate used in the pixel output of the G filter without predictive interpolation of the pixel output value of the R filter, the hue may change.
そこで、Gフィルタの画素出力とRフィルタ(またはBフィルタ)の画素出力の値が少なくとも飽和レベル以上に達している場合には、前記した予測補間によるダイナミックレンジの拡大処理を行わないようにすることが好ましい。あるいは、複数(Gフィルタの画素出力とRフィルタ(またはBフィルタ))の画素出力の値が飽和レベル以上に達しているということは、その処理単位エリアの明るさは極めて明るいと仮定して、Gフィルタの画素出力の値を予め決めた値、例えば、
Gフィルタの画素出力=4096×1.8=7372(14ビット)
などに設定してもよい。
Therefore, when the values of the pixel output of the G filter and the pixel output of the R filter (or B filter) have reached at least the saturation level, the dynamic range expansion processing by the predictive interpolation is not performed. Is preferred. Alternatively, the fact that the pixel output values of a plurality of pixels (G filter pixel output and R filter (or B filter)) have reached a saturation level or higher assumes that the brightness of the processing unit area is extremely bright, A predetermined value for the pixel output value of the G filter, for example,
G filter pixel output = 4096 x 1.8 = 7372 (14 bits)
You may set it.
また、本実施形態では、図4に示したように、Dレンジ拡大予測補間部50から出力される14ビットのRAW−RGBデータ(R、G、Bフィルタの画素出力データ)をビット圧縮変換部51で12ビットに圧縮処理し、ホワイトバランス制御部52、同時化部53においては12ビットのデータ処理を行う構成であったが、これ以外にも、同時化部53の後にビット圧縮変換部51を設けて、同時化部53から出力される14ビットのデータを12ビットのデータに圧縮処理する構成でもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, 14-bit RAW-RGB data (pixel output data of R, G, and B filters) output from the D-range expansion
〈実施形態2〉
前記実施形態1では図7に示したように、RGB原色フィルタを有するCCD20に対して、2×2画素を処理単位(最小単位)としていたが、本実施形態では、図15に示すように、太枠A内の5画素(1つのGフィルタの画素、2つずつのR(R1,R2)、B(B1,B2)フィルタの画素)を処理単位(最小単位)とし、処理単位を前記実施形態1の場合よりも広い範囲とした例である。なお、デジタルカメラの構成、モニタリング動作、静止画撮影動作、およびダイナミックレンジの拡大処理動作は、前記実施形態1と同様である。
<
In the first embodiment, as shown in FIG. 7, 2 × 2 pixels are used as a processing unit (minimum unit) for the
図15に示した太枠Aの処理単位内にあるGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達している場合、Gフィルタの感度は、前記したようにR、Bフィルタの感度の約2倍であるため、Gフィルタの画素出力値は、下記の式(4)から算出する。 When the pixel output of the G filter in the processing unit of the thick frame A shown in FIG. 15 has reached the saturation level or higher, the sensitivity of the G filter is about twice the sensitivity of the R and B filters as described above. Therefore, the pixel output value of the G filter is calculated from the following equation (4).
G=[{(R1+R2)/2+(B1+B2)/2}/2]×2 …式(4) G = [{(R1 + R2) / 2 + (B1 + B2) / 2} / 2] × 2 Formula (4)
そして、図5に示したDレンジ拡大予測補間部50の画素出力補正処理部61は、前記式(4)より算出されたGフィルタの画素出力値を、前記処理単位(図15参照)内にあるGフィルタの画素出力値として置き換え、以下、前記実施形態1と同様の処理を行う。
Then, the pixel output
このように、処理単位を広くすることで、処理単位内の他のR1,R2フィルタの画素、B1,B2フィルタの画素が持っている感度差による影響を緩和することができ、Gフィルタの画素出力に対して、より正確なダイナミックレンジ拡大予測補間が可能となる。 In this way, by widening the processing unit, it is possible to reduce the influence due to the sensitivity difference of the other R1, R2 filter pixels and B1, B2 filter pixels in the processing unit. More accurate dynamic range expansion prediction interpolation can be performed on the output.
〈実施形態3〉
本実施形態では、図16に示すように、RGBフィルタを有するCCD20に対して、前記実施形態2の場合よりも更に処理単位(太枠A)を広くした例である。なお、デジタルカメラの構成、モニタリング動作、静止画撮影動作、およびダイナミックレンジの拡大処理動作は、前記実施形態1と同様である。
<
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the processing unit (thick frame A) is wider than that in the second embodiment with respect to the
処理単位を広くすると、広い範囲の輝度情報に基づいて処理することになるため、ローパスフィルタをかけたことと等価になってしまう。そのため、輝度変化のエッジ部分がなまってしまう。そこで、本実施形態では、広くした処理単位の大きさを、例えば、前記AF評価値を利用して部分的に変更するものとする。 If the processing unit is widened, processing is performed based on a wide range of luminance information, which is equivalent to applying a low-pass filter. Therefore, the edge portion of the luminance change is lost. Therefore, in the present embodiment, the size of the widened processing unit is partially changed using, for example, the AF evaluation value.
即ち、図2に示した信号処理部22のCCDI/F34では、前記したようにAFを行うためのAF評価値を算出している。これは、ハイパスフィルタ(HPF)の出力であり、撮影画像の画面内に輝度の変化がある部分では大きな値が出力される。そして、制御部28は、静止画撮影時のAF評価値を読み出し、画面内の輝度変化がある部分とない部分を判別する。そして、制御部28は、この判別データを基にDレンジ拡大予測補間部50に対して、輝度変化がある部分には処理単位が狭くなるような設定を行い、輝度変化がない部分には図16に示したように処理単位が広い範囲になるように設定を行う。
That is, the CCD I /
このように、処理単位を更に広くした場合でも、輝度変化がある部分には処理単位が狭くなるような設定を行うことで、解像度を落とすことなく、正確なダイナミックレンジ拡大予測補間が可能となる。 Thus, even when the processing unit is further widened, accurate dynamic range expansion prediction interpolation can be performed without reducing the resolution by setting the processing unit to be narrower in a portion where there is a luminance change. .
〈実施形態4〉
本実施形態では、RGBフィルタを有するCCD20に対して、図17に示すように、太枠A内の水平方向5画素、垂直方向5画素の5×5画素を処理単位とし、この処理単位の中心部のGフィルタに対して、対角線方向(図17のa方向、b方向)にも複数のGフィルタの画素が配置されている。処理単位(太枠A内)の中心部のGフィルタの画素出力に対して、飽和レベル以上に達したか否かの判定が行われる。
<
In the present embodiment, as shown in FIG. 17, for the
また、本実施形態におけるYUV変換部36のDレンジ拡大予測補間部50は、図18に示すように、輝度レベル判定部60、画素出力補正処理部61a、およびビット拡張処理部62を備えている。なお、デジタルカメラの他の構成、モニタリング動作、静止画撮影動作は、前記実施形態1と同様である。
In addition, the D range expansion
輝度レベル判定部60は、入力される処理単位(図17参照:太枠A)の中心部のGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達したか否かを判定する。画素出力補正処理部61aは、輝度レベル判定部60で中心部のGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達したと判定した場合に、輝度レベル判定部60から出力される中心部のGフィルタの画素出力に対して、処理単位(太枠A)の対角線方向(図17のa方向、b方向)に配置されている他の複数のGフィルタの画素出力によって飽和レベル以上に達している中心部のGフィルタの画素出力の予測補間処理を行う。
The luminance
ビット拡張処理部62は、輝度レベル判定部60でGフィルタの画素出力が飽和レベルに達していないと判定された場合に、Gフィルタの画素出力、およびR、Bフィルタの画素出力に対して、出力レベルの変換を行うことなく12ビットから14ビットにそれぞれビット拡張のみを行う。
When the luminance
本実施形態では、ダイナミックレンジの拡大処理時において、Dレンジ拡大予測補間部50の輝度レベル判定部60により、図17に示した処理単位(太枠A)の中心部のGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達していると判定した場合、画素出力補正処理部61aは、輝度レベル判定部60から出力される中心部のGフィルタの画素出力に対して、図19(a),(b)に示すように、処理単位の各対角線方向(図17のa方向、b方向)に配置されている複数のGフィルタの画素出力の値の分布から、飽和しているGフィルタの画素出力を予測するようにした。
In the present embodiment, during the dynamic range expansion process, the luminance
図19(a)は、a方向の対角線における各Gフィルタの画素出力の値であり、これらの出力値から中心部のGフィルタの画素出力の予測値a1は6000(14ビット)程度になることが予測できる。また、図19(b)は、b方向の対角線における各Gフィルタの画素出力の値であり、これらの出力値から中心部のGフィルタの画素出力の予測値b1は5000(14ビット)程度になることが予測できる。なお、図19(a),(b)において、4095(12ビット)が中心部のGフィルタの画素出力の飽和レベルである。 FIG. 19A shows the pixel output value of each G filter on the diagonal line in the a direction. From these output values, the predicted value a1 of the pixel output of the central G filter is about 6000 (14 bits). Can be predicted. FIG. 19B shows the pixel output value of each G filter on the diagonal line in the b direction. From these output values, the predicted value b1 of the pixel output of the central G filter is about 5000 (14 bits). Can be predicted. In FIGS. 19A and 19B, 4095 (12 bits) is the saturation level of the pixel output of the central G filter.
そして、これらの予測結果から、処理単位(図17参照:太枠A)の中心部の飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力の値は5000〜6000程度であることが予測できる。このGフィルタの画素出力の値を決定する場合は、例えば、この2つの予測値の平均をとって5500とする。 From these prediction results, it can be predicted that the pixel output value of the G filter that has reached the saturation level or more in the center of the processing unit (see FIG. 17: thick frame A) is about 5000 to 6000. When determining the value of the pixel output of the G filter, for example, the average of the two predicted values is 5500.
このように、処理単位内で中心部のGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達した場合に、処理単位内の他のGフィルタの画素出力の値の分布から飽和したGフィルタの画素出力の値を予測することにより、正確なダイナミックレンジ拡大予測補間が可能となる。 As described above, when the pixel output of the central G filter within the processing unit reaches the saturation level or higher, the pixel output of the G filter saturated from the distribution of the pixel output values of the other G filters in the processing unit. Predicting the value enables accurate dynamic range expansion prediction interpolation.
なお、本実施形態では、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力の値を予測する際に、処理単位内の対角線方向に配置されている複数のGフィルタの画素出力の値から予測する構成であったが、更に処理単位内の水平方向および垂直方向に配置されている複数のGフィルタの画素出力の値も同時に併せて考慮して、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力の値を予測するようにしてもよい。これにより、より正確なダイナミックレンジ拡大予測補間が可能となる。 In the present embodiment, when predicting the pixel output value of the G filter that has reached the saturation level or higher, prediction is performed from the pixel output values of a plurality of G filters arranged in the diagonal direction within the processing unit. In addition, the pixel output of the G filter that has reached the saturation level or more is considered in consideration of the values of the pixel outputs of the plurality of G filters arranged in the horizontal direction and the vertical direction in the processing unit. May be predicted. This enables more accurate dynamic range expansion prediction interpolation.
また、本実施形態では、処理単位内のGフィルタの画素についてのみ説明したが、R、Bフィルタの画素についても同様に処理することが可能である。 In the present embodiment, only the G filter pixels in the processing unit have been described, but the R and B filter pixels can be processed in the same manner.
〈実施形態5〉
本実施形態におけるYUV変換部36のDレンジ拡大予測補間部50は、図20に示すように、輝度レベル判定部60、ビット拡張処理部62、第1画素出力補正処理部63、第2画素出力補正処理部64、および補正データ合成部65を備えている。輝度レベル判定部60、ビット拡張処理部62は、図5に示した実施形態1と同様である。なお、デジタルカメラの他の構成、モニタリング動作、静止画撮影動作は、前記実施形態1と同様である。
<
As shown in FIG. 20, the D range expansion
第1画素出力補正処理部63(図5に示した実施形態1における「画素出力補正処理部61」に相当)は、輝度レベル判定部60で処理単位内のGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達していると判定した場合に、前記実施形態1(実施形態2、3も含む)と同様に、処理単位内のR、Bフィルタの画素出力から、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力を予測補間する。
The first pixel output correction processing unit 63 (corresponding to the “pixel output
第2画素出力補正処理部64(図18に示した実施形態4における「画素出力補正処理部61a」に相当)は、輝度レベル判定部60で処理単位内のGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達していると判定した場合に、前記実施形態4と同様に、処理単位内の他の複数のGフィルタの画素出力の値の分布から、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力を予測補間する。
The second pixel output correction processing unit 64 (corresponding to the “pixel output
補正データ合成部65は、以下のような各処理条件(第1〜第4の処理条件)に基づいて、適切な予測補間処理を行う。
The correction
(第1の処理条件)
第1の処理条件では、第1、第2画素出力補正処理部63、64からそれぞれ出力される予測補間情報を平均する。
(First processing condition)
Under the first processing condition, the prediction interpolation information output from the first and second pixel output
即ち、補正データ合成部65は、第1、第2画素出力補正処理部63、64からGフィルタの画素出力に対する各予測補間情報が入力された場合に、両方の予測補間情報を平均し、平均した予測補間情報に基づいて飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力を予測補間する。
That is, when each prediction interpolation information for the G filter pixel output is input from the first and second pixel output
(第2の処理条件)
第2の処理条件では、第1、第2画素出力補正処理部63、64からそれぞれ出力される予測補間値情報に対して、第1画素出力補正処理部63側の予測補間値情報を優先する。
(Second processing condition)
In the second processing condition, the predicted interpolation value information on the first pixel output
例えば、主被写体が緑色の背景領域にある場合には、R、Bフィルタの画素出力は非常に低い値となってしまう。そして、前記緑色の背景領域において、Gフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達していて、第1画素出力補正処理部63でGフィルタの画素出力に対して予測補間を行った場合における画素出力の予測値は、元の飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力の値よりも低くなってしまうことがある。
For example, when the main subject is in the green background area, the pixel outputs of the R and B filters are very low values. In the green background region, the pixel output of the G filter has reached the saturation level or higher, and the pixel output of the pixel output when the first pixel output
そして、補正データ合成部65は、第1画素出力補正処理部63からの飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力に対する予測補間値と輝度レベル判定部60で飽和レベルの判定に用いた値との比較を行い、第1画素出力補正処理部63からの予測補間値が飽和レベルよりも高い値になっている場合は、第1画素出力補正処理部63からの予測補間値を最終の予測補間値として採用し、第1画素出力補正処理部63からの予測補間値が飽和レベルよりも低い値になっている場合は、第2画素出力補正処理部64からの予測補間値を最終の予測補間値として採用する。
Then, the correction
(第3の処理条件)
第3の処理条件では、第1、第2画素出力補正処理部63、64からそれぞれ出力される予測補間値情報に対して、第2画素出力補正処理部64側の予測補間値情報を優先する。
(Third processing condition)
In the third processing condition, the prediction interpolation value information on the second pixel output
処理単位内のGフィルタの画素出力が飽和レベルに達している場合、その周辺のGフィルタの画素出力は飽和レベル近くに達している可能性がある。そのため、前記したように第2画素出力補正処理部64は、輝度レベル判定部60で処理単位内のGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達していると判定した場合に、処理単位内の他の複数のGフィルタの画素出力の値の分布から、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力を予測補間する。
When the pixel output of the G filter in the processing unit has reached the saturation level, the pixel output of the surrounding G filter may have reached the saturation level. Therefore, as described above, when the luminance
この際、第2画素出力補正処理部64が、処理単位内の他の複数のGフィルタの画素出力の値の分布から、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力を正しく予測補間処理できなかった場合は、第2画素出力補正処理部64からの出力値を「0」とする。
At this time, the second pixel output
そして、補正データ合成部65は、第2画素出力補正処理部64からの飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力に対する予測補間値と輝度レベル判定部60で飽和レベルの判定に用いた値との比較を行い、第2画素出力補正処理部64からの予測補間値が飽和レベルよりも小さい値になっている場合は、第1画素出力補正処理部63からの予測補間値を最終の予測補間値として採用し、第2画素出力補正処理部64からの予測補間値が飽和レベルよりも高い値になっている場合は、第2画素出力補正処理部64からの予測補間値を最終の予測補間値として採用する。
Then, the correction
(第4の処理条件)
第4の処理条件では、第1、第2画素出力補正処理部63、64からそれぞれ出力される予測補間値情報に応じて、前記第1〜第3の処理条件を適切に選択する。
(Fourth processing condition)
In the fourth processing condition, the first to third processing conditions are appropriately selected according to the predicted interpolation value information output from the first and second pixel output
即ち、補正データ合成部65は、第1、第2画素出力補正処理部63、64から飽和レベルに達しているGフィルタの画素出力の各予測補間値情報が入力された場合には、前記第1の処理条件を選択して両方の予測補間値を加重平均し、平均した予測補間値を最終の予測補間値として採用する。
That is, the correction
そして、第1画素出力補正処理部63からの出力が飽和レベルよりも高い値になっている場合、補正データ合成部65は、前記第2の処理条件を選択して第1画素出力補正処理部63からの予測補間値を最終の予測補間値として採用する。また、第2画素出力補正処理部64からの出力が飽和レベルよりも高い値になっている場合、補正データ合成部65は、前記第3の処理条件を選択して第2画素出力補正処理部64からの予測補間値を最終の予測補間値として採用する。
When the output from the first pixel output
このように、補正データ合成部65は、第1、第2画素出力補正処理部63、64からそれぞれ出力される予測補間値情報に応じて、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力の値を適切に予測補正することができるので、正確なダイナミックレンジ拡大予測補間が可能となる。
As described above, the correction
〈実施形態6〉
本実施形態に係るデジタルカメラでは、適切なダイナミックレンジの拡大率を制御部28(図2参照)によって自動的に設定できるようにした。以下、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大率設定処理について説明する。
<
In the digital camera according to this embodiment, an appropriate dynamic range enlargement ratio can be automatically set by the control unit 28 (see FIG. 2). The dynamic range expansion rate setting process according to this embodiment will be described below.
本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大率設定処理では、最初に前記実施形態1(又は、前記実施形態2、3、4、5のいずれかの実施形態)と同様にして、ダイナミックレンジの拡大率を2倍に設定してダイナミックレンジの拡大処理を行う。図21(a)は、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えたある撮影画像に対して、ダイナミックレンジを2倍に拡大処理した場合の、輝度ヒストグラム生成部57(図4参照)で生成されたヒストグラムの一例である。なお、図21(a)において、横軸は輝度(0〜255の256階調(8ビット))、縦軸は画素の発生頻度(0〜1(=100%))である。 In the dynamic range enlargement ratio setting process in the present embodiment, the dynamic range enlargement ratio is first set in the same manner as in the first embodiment (or any one of the second, third, fourth, and fifth embodiments). Set to 2 times and perform dynamic range expansion. FIG. 21A is generated by the luminance histogram generation unit 57 (see FIG. 4) when the dynamic range is doubled for a certain captured image in which the pixel output of the G filter exceeds the saturation level. It is an example of a histogram. In FIG. 21A, the horizontal axis represents luminance (256 gradations (8 bits) from 0 to 255), and the vertical axis represents pixel occurrence frequency (0 to 1 (= 100%)).
そして、信号処理部22の制御部28(図2参照)は、輝度ヒストグラム生成部57から入力されるヒストグラムデータに基づいて生成されたヒストグラム(図21(a)参照)に対して、最大高輝度(255)側から低輝度側に向けて発生している画素の発生頻度をカウントする。そして、制御部28は、カウントした最大高輝度(255)付近での画素の発生頻度が予め規定している規定値以上になる位置(ポイント)を、ダイナミックレンジ拡大後の新たな輝度の最大値(最大高輝度)となるようにダイナミックレンジの拡大率を決定する。
And the control part 28 (refer FIG. 2) of the
即ち、生成された図21(a)のヒストグラムに対して、最大高輝度(255)側から低輝度側に向けて画素の発生頻度をカウントしたときに、画素の発生頻度が予め規定した規定値(例えば、0.01)以上になるところまでを、ヒストグラムの拡大範囲として設定する。図21(a)のヒストグラムでは、最大高輝度(255)付近の矢印aで示した箇所が前記規定値以上になる位置(ポイント)である。 That is, when the pixel occurrence frequency is counted from the maximum high luminance (255) side to the low luminance side with respect to the generated histogram of FIG. A region up to (for example, 0.01) or more is set as the expansion range of the histogram. In the histogram of FIG. 21A, the position indicated by the arrow a near the maximum high luminance (255) is a position (point) where the value is equal to or greater than the specified value.
そして、前記規定値が、図11や図13に示したビット圧縮変換特性と同様に、入力14ビットデータを出力12ビットデータへ圧縮変換するときの最大値(4095)に変換するポイントとなるようなビット圧縮変換特性を生成する。あるいは、前記式(2)や式(3)に示したように、入力14ビットデータに対して上限処理したときの上限値となる。 Then, like the bit compression conversion characteristics shown in FIG. 11 and FIG. 13, the specified value becomes a point for converting the input 14-bit data to the maximum value (4095) when compression-converting to the output 12-bit data. A bit compression conversion characteristic is generated. Alternatively, as shown in the equations (2) and (3), the upper limit value is obtained when the upper limit processing is performed on the input 14-bit data.
このような処理を行うことにより、図21(b)に示すような適切なヒストグラムが生成されるダイナミックレンジの拡大率を、制御部28により自動的に設定することができる。これにより、RGBの8ビットで表現可能な全階調の範囲を有効に利用することができ、かつ最大高輝度部分(255)付近での白飛び発生を抑制することができる。
By performing such processing, the
なお、前記規定値として、本実施形態では例として0.01を挙げたが、この数値に限定されることなく、0(ゼロ)以上としてもよい。0(ゼロ)以上ということは、ダイナミックレンジの拡大率を2倍としたときの輝度の最大値(最大輝度部分(255))を検出し、その検出値が最終手的なダイナミックレンジの最大値となることを意味している。 In addition, although 0.01 was mentioned as an example in this embodiment as said regulation value, it is good also as 0 (zero) or more, without being limited to this numerical value. A value of 0 (zero) or more means that the maximum value of luminance (maximum luminance part (255)) is detected when the expansion rate of the dynamic range is doubled, and the detected value is the maximum value of the final dynamic range. Is meant to be.
〈実施形態7〉
本実施形態に係るデジタルカメラおいても、実施形態7と同様に適切なダイナミックレンジの拡大率を制御部28(図2参照)によって自動的に設定できるようにした。以下、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大率設定処理について説明する。
<
Also in the digital camera according to the present embodiment, an appropriate dynamic range enlargement ratio can be automatically set by the control unit 28 (see FIG. 2) as in the seventh embodiment. The dynamic range expansion rate setting process according to this embodiment will be described below.
本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大率設定処理においても、最初に前記実施形態1(又は、前記実施形態2、3、4、5のいずれかの実施形態)と同様にして、ダイナミックレンジの拡大率を2倍に設定してダイナミックレンジの拡大処理を行う。図22(a)は、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えたある撮影画像(例えば、撮影画像内の極めて狭いエリアに高輝度の発光体がある)に対して、ダイナミックレンジを2倍に拡大処理した場合の、輝度ヒストグラム生成部57(図4参照)で生成されたヒストグラムの一例である。 Also in the dynamic range expansion rate setting process according to the present embodiment, first, similarly to the first embodiment (or any one of the second, third, fourth, and fifth embodiments), the dynamic range expansion rate is set. Is set to double and dynamic range expansion processing is performed. In FIG. 22A, the dynamic range is doubled for a captured image in which the pixel output of the G filter exceeds the saturation level (for example, a high-luminance illuminator is in a very narrow area in the captured image). It is an example of the histogram produced | generated by the luminance histogram production | generation part 57 (refer FIG. 4) at the time of carrying out an expansion process.
このヒストグラムでは、最大高輝度(255)付近(図22(a)の矢印aで示した箇所)に前記高輝度の発光体に対応した画素がある。なお、図22(a)において、横軸は輝度(0〜255の256階調(8ビット))、縦軸は画素の発生頻度(0〜1(=100%))である。 In this histogram, there is a pixel corresponding to the high-luminance luminous body in the vicinity of the maximum high luminance (255) (the location indicated by the arrow a in FIG. 22A). In FIG. 22A, the horizontal axis represents luminance (256 gradations (8 bits) from 0 to 255), and the vertical axis represents pixel occurrence frequency (0 to 1 (= 100%)).
そして、信号処理部22の制御部28(図2参照)は、輝度ヒストグラム生成部57から入力されるヒストグラムデータに基づいて生成されたヒストグラム(図22(a)参照)に対して、低輝度側から最大高輝度(255)側に向けて発生している画素の発生頻度をカウントする。そして、制御部28は、低輝度から最大高輝度(255)までの全カウント値に対して、例えば最大高輝度(255)手前の98%程度に達したポイント(図22(a)の矢印bで示した箇所)を、ダイナミックレンジ拡大後の新たな輝度の最大値(最大高輝度)となるようにダイナミックレンジの拡大率を決定する。
And the control part 28 (refer FIG. 2) of the
そして、前記した低輝度から最大高輝度(255)側の98%程度手前のまでの範囲が、図11や図13に示したビット圧縮変換特性と同様に、入力14ビットデータを出力12ビットデータへ圧縮変換するときの最大値(4095)に変換するポイントとなるようなビット圧縮変換特性を生成する。あるいは、前記式(2)や式(3)に示したように、入力14ビットデータに対して上限処理したときの上限値となる。 The range from the low luminance to the maximum high luminance (255) side of about 98% is the same as the bit compression conversion characteristics shown in FIGS. 11 and 13, and the input 14-bit data is the output 12-bit data. A bit compression conversion characteristic is generated so that it becomes a point to be converted to the maximum value (4095) at the time of compression conversion. Alternatively, as shown in the equations (2) and (3), the upper limit value is obtained when the upper limit processing is performed on the input 14-bit data.
このような処理を行うことにより、図22(b)に示すような適切なヒストグラムが生成されるダイナミックレンジの拡大率を、制御部28により自動的に設定することができる。これにより、撮影画像内の極めて狭いエリアに高輝度の発光体がある場合でも、その影響を抑え、飽和しても不自然にならない光源のような高輝度部分は飽和させて(図22(b)の矢印bで示した箇所)、撮影画像の高輝度光源以外の範囲においてダイナミックレンジの拡大を行うことができる。
By performing such processing, the
なお、前記した各実施形態では、色分解フィルタとしてRGBの3原色系フィルタを配置した構成であったが、色分解フィルタとして補色系フィルタを配置した構成においても、同様に本発明を適用することができる。 In each of the embodiments described above, the RGB three primary color filters are arranged as the color separation filters. However, the present invention is similarly applied to a configuration in which the complementary color filters are arranged as the color separation filters. Can do.
1 デジタルカメラ(撮像装置)
5 撮影レンズ系(光学系)
6 鏡胴ユニット
9 液晶モニタ
12 メニューボタン(ダイナミックレンジ拡大率設定手段、動作選択手段)
20 CCD(撮像素子)
21 アナログフロントエンド部
22 信号処理部
23 SDRAM
28 制御部(拡大率変更制御手段)
34 CCDインターフェース
35 メモリコントローラ
36 YUV変換部
50 Dレンジ拡大予測補間部
51 ビット圧縮変換部(ビット圧縮変換手段)
57 輝度ヒストグラム生成部(ヒストグラム生成手段)
60 輝度レベル判定部(画素出力検出手段)
61、61a 画素出力補正処理部(画素出力補正処理手段)
62 ビット拡張処理部
63 第1画素出力補正処理部(第1の画素出力補正処理手段)
64 第2画素出力補正処理部(第2の画素出力補正処理手段)
65 補正データ合成部(予測補間処理手段)
1 Digital camera (imaging device)
5 Shooting lens system (optical system)
6
20 CCD (imaging device)
21
28 Control Unit (Magnification Ratio Change Control Unit)
34
57 Luminance histogram generator (histogram generator)
60 Luminance level determination unit (pixel output detection means)
61, 61a Pixel output correction processing unit (pixel output correction processing means)
62-bit
64 Second pixel output correction processing section (second pixel output correction processing means)
65 Correction data synthesis unit (predictive interpolation processing means)
Claims (22)
前記撮像素子から出力される電気信号に基づいて、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出手段と、
前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大する画素出力補正処理手段と、
ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段と、
前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、前記ダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御手段と、
前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成手段を備え、
前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする撮像装置。 A subject image incident through the optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a color separation filter of a three primary color filter or a complementary color filter is disposed on the front side of each pixel. In an imaging device that includes an imaging element and in which a pixel in which a filter of a specific color is arranged for light having a wide wavelength band has a higher luminance sensitivity than a pixel in which a filter of another color is arranged,
Based on the electrical signal output from the image sensor, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected, and whether the output from each pixel has reached a predetermined saturation level or more. Pixel output detection means for determining
When it is determined by the pixel output detection means that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the other color filters that are not saturated are Pixel output correction processing means for predictively interpolating the pixel output in the region above the saturation level and expanding the dynamic range based on the output from the arranged pixels;
A dynamic range expansion rate setting means for setting a dynamic range expansion rate;
An enlargement ratio change control means for changing and controlling an enlargement ratio for the dynamic range enlarged by the predictive interpolation process by the pixel output correction processing means based on the enlargement ratio set by the dynamic range enlargement ratio setting means;
Corresponding to the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing means, comprising histogram generation means for calculating the occurrence frequency of pixels between low luminance and maximum high luminance,
The enlargement ratio change control unit is configured to generate the histogram generation unit when it is determined by the pixel output detection unit that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high-luminance side to the low-luminance side with respect to the histogram generated in step 1, the pixel occurrence frequency becomes equal to or greater than a predetermined value. An imaging apparatus characterized by changing and controlling an enlargement ratio with respect to a dynamic range enlarged by the pixel output correction processing means so that a position becomes a new maximum high-luminance position of a histogram .
前記撮像素子から出力される電気信号に基づいて、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出手段と、
前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大する画素出力補正処理手段と、
ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段と、
前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、前記ダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御手段と、
前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成手段を備え、
前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする撮像装置。 A subject image incident through the optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a color separation filter of a three primary color filter or a complementary color filter is disposed on the front side of each pixel. In an imaging device that includes an imaging element and in which a pixel in which a filter of a specific color is arranged for light having a wide wavelength band has a higher luminance sensitivity than a pixel in which a filter of another color is arranged,
Based on the electrical signal output from the image sensor, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected, and whether the output from each pixel has reached a predetermined saturation level or more. Pixel output detection means for determining
When it is determined by the pixel output detection means that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the surrounding color of the specific color not saturated is the same Pixel output correction processing means for predictively interpolating the pixel output in the region above the saturation level and expanding the dynamic range based on the output from the pixel in which the filter is disposed;
A dynamic range expansion rate setting means for setting a dynamic range expansion rate;
An enlargement ratio change control means for changing and controlling an enlargement ratio for the dynamic range enlarged by the predictive interpolation process by the pixel output correction processing means based on the enlargement ratio set by the dynamic range enlargement ratio setting means;
Corresponding to the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing means, comprising histogram generation means for calculating the occurrence frequency of pixels between low luminance and maximum high luminance,
The enlargement ratio change control unit is configured to generate the histogram generation unit when it is determined by the pixel output detection unit that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high-luminance side to the low-luminance side with respect to the histogram generated in step 1, the pixel occurrence frequency becomes equal to or greater than a predetermined value. An imaging apparatus characterized by changing and controlling an enlargement ratio with respect to a dynamic range enlarged by the pixel output correction processing means so that a position becomes a new maximum high-luminance position of a histogram .
前記撮像素子から出力される電気信号から、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出手段と、
前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間する第1の画素出力補正処理手段と、
前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間する第2の画素出力補正処理手段と、
前記第1の画素出力補正処理手段と前記第2の画素出力補正処理手段からそれぞれ出力される予測補間情報に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力に対して適切な予測補間処理をしてダイナミックレンジを拡大する予測補間処理手段と、
ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段と、
前記予測補間処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、前記ダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御手段と、
前記画素出力補正処理手段による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成手段を備え、
前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記予測補間処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする撮像装置。 A subject image incident through the optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a color separation filter of a three primary color filter or a complementary color filter is disposed on the front side of each pixel. In an imaging device that includes an imaging element and in which a pixel in which a filter of a specific color is arranged for light having a wide wavelength band has a higher luminance sensitivity than a pixel in which a filter of another color is arranged,
From the electrical signal output from the image sensor, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected, and whether or not the output from each pixel has reached a predetermined saturation level or more is determined. A pixel output detecting means,
When it is determined by the pixel output detection means that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the other color filters that are not saturated are First pixel output correction processing means for predictively interpolating the pixel output in the region above the saturation level based on the output from the arranged pixels;
When it is determined by the pixel output detection means that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the surrounding color of the specific color not saturated is the same Second pixel output correction processing means for predictively interpolating the pixel output in the region above the saturation level based on the output from the pixel in which the filter is disposed;
Based on the prediction interpolation information respectively output from the first pixel output correction processing means and the second pixel output correction processing means, an appropriate prediction interpolation process is performed on the pixel output in the region above the saturation level. Predictive interpolation processing means for expanding the dynamic range;
A dynamic range expansion rate setting means for setting a dynamic range expansion rate;
An enlargement ratio change control means for changing and controlling the enlargement ratio for the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the predictive interpolation processing means based on the enlargement ratio set by the dynamic range enlargement ratio setting means;
Corresponding to the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing means, comprising histogram generation means for calculating the occurrence frequency of pixels between low luminance and maximum high luminance,
The enlargement ratio change control unit is configured to generate the histogram generation unit when it is determined by the pixel output detection unit that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high-luminance side to the low-luminance side with respect to the histogram generated in step 1, the pixel occurrence frequency becomes equal to or greater than a predetermined value. An image pickup apparatus characterized by changing and controlling an enlargement ratio with respect to a dynamic range enlarged by the predictive interpolation processing means so that a position becomes a new maximum high-luminance position of a histogram .
前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 Corresponding to the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing means, comprising histogram generation means for calculating the occurrence frequency of pixels between low luminance and maximum high luminance,
The enlargement ratio change control unit is configured to generate the histogram generation unit when it is determined by the pixel output detection unit that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. The position of the number of luminance data when counting from the low luminance side to the maximum high luminance side with respect to the histogram generated in step 4 maximum height so that the luminance position, the imaging apparatus according to claim 1 or 2, characterized in the Turkey change control the magnification for dynamic range is enlarged by the pixel output correcting means.
前記拡大率変更制御手段は、前記画素出力検出手段により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記予測補間処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 Corresponding to the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing means, comprising histogram generation means for calculating the occurrence frequency of pixels between low luminance and maximum high luminance,
The enlargement ratio change control unit is configured to generate the histogram generation unit when it is determined by the pixel output detection unit that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. The position of the number of luminance data when counting from the low luminance side to the maximum high luminance side with respect to the histogram generated in step 4 maximum height so that the luminance position, the imaging apparatus according to claim 3, wherein the benzalkonium change control the magnification for dynamic range expansion by the compensating process unit.
前記拡大率変更制御手段は、ビット圧縮変換特性を変更した前記ビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、前記画素出力補正処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 When the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level, the pixel output correction processing means outputs the first bit number below the predetermined saturation level. Bit compression conversion means for compressing the pixel output data once expanded to a bit number of 2 to the first bit number again based on a preset bit compression conversion characteristic table;
The magnification change control means, based on the bit compression conversion characteristic table for changing the bit compression conversion characteristic, and wherein the benzalkonium change control the magnification for dynamic range is enlarged by the pixel output correcting means The imaging apparatus according to claim 1 or 2.
前記拡大率変更制御手段は、ビット圧縮変換特性を変更した前記ビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、前記予測補間処理手段により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 When the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level, the pixel output correction processing means outputs the first bit number below the predetermined saturation level. Bit compression conversion means for compressing the pixel output data once expanded to a bit number of 2 to the first bit number again based on a preset bit compression conversion characteristic table;
The magnification change control means, based on the bit compression conversion characteristic table for changing the bit compression conversion characteristic, characterized by the Turkey change control the magnification for dynamic range expansion by the compensating processing means The imaging device according to claim 3.
前記撮像素子から出力される電気信号に基づいて、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出工程と、
前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大する画素出力補正処理工程と、
前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御工程と、
前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成工程と、を含み、
前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成工程で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする撮像装置の撮像方法。 A subject image incident through the optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a color separation filter of a three primary color filter or a complementary color filter is disposed on the front side of each pixel. An imaging method for an imaging apparatus having an imaging element, in which a pixel in which a filter of a specific color is arranged for light having a wide wavelength band has a higher luminance sensitivity than a pixel in which a filter of another color is arranged In
Based on the electrical signal output from the image sensor, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected, and whether the output from each pixel has reached a predetermined saturation level or more. A pixel output detection step of determining
When it is determined in the pixel output detection step that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more, the other color filters that are not saturated around the filter are Based on the output from the arranged pixels, a pixel output correction processing step that predictively interpolates the pixel output in the region above the saturation level and expands the dynamic range; and
An enlargement ratio for changing and controlling the enlargement ratio for the dynamic range enlarged by the predictive interpolation process in the pixel output correction processing step based on the enlargement ratio set by the dynamic range enlargement ratio setting means for setting the enlargement ratio of the dynamic range A change control process;
A histogram generation step of calculating a frequency of occurrence of pixels between low luminance and maximum high luminance corresponding to the dynamic range expanded by the prediction interpolation processing by the pixel output correction processing step,
In the enlargement ratio change control step, the histogram generation step is performed when it is determined in the pixel output detection step that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high-luminance side to the low-luminance side with respect to the histogram generated in step 1, the pixel occurrence frequency becomes equal to or greater than a predetermined value. An image pickup method for an image pickup apparatus, comprising: changing and controlling an enlargement ratio with respect to a dynamic range enlarged by the pixel output correction processing step so that a position is a new maximum high-luminance position of a histogram .
前記撮像素子から出力される電気信号に基づいて、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出工程と、
前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間してダイナミックレンジを拡大する画素出力補正処理工程と、
前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御工程と、
前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成工程と、を含み、
前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成工程で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする撮像装置の撮像方法。 A subject image incident through the optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a color separation filter of a three primary color filter or a complementary color filter is disposed on the front side of each pixel. An imaging method for an imaging apparatus having an imaging element, in which a pixel in which a filter of a specific color is arranged for light having a wide wavelength band has a higher luminance sensitivity than a pixel in which a filter of another color is arranged In
Based on the electrical signal output from the image sensor, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected, and whether the output from each pixel has reached a predetermined saturation level or more. A pixel output detection step of determining
When it is determined in the pixel output detection step that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the surrounding color of the specific color that is not saturated Based on the output from the pixel in which the filter is arranged, a pixel output correction processing step that predictively interpolates the pixel output in the region above the saturation level and expands the dynamic range;
An enlargement ratio for changing and controlling the enlargement ratio for the dynamic range enlarged by the predictive interpolation process in the pixel output correction processing step based on the enlargement ratio set by the dynamic range enlargement ratio setting means for setting the enlargement ratio of the dynamic range A change control process;
A histogram generation step of calculating a frequency of occurrence of pixels between low luminance and maximum high luminance corresponding to the dynamic range expanded by the prediction interpolation processing by the pixel output correction processing step,
In the enlargement ratio change control step, the histogram generation step is performed when it is determined in the pixel output detection step that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high-luminance side to the low-luminance side with respect to the histogram generated in step 1, the pixel occurrence frequency becomes equal to or greater than a predetermined value. An image pickup method for an image pickup apparatus, comprising: changing and controlling an enlargement ratio with respect to a dynamic range enlarged by the pixel output correction processing step so that a position is a new maximum high-luminance position of a histogram .
前記撮像素子から出力される電気信号から、前記色分解フィルタが配置された前記各画素からの出力を検出するとともに、前記各画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出工程と、
前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間する第1の画素出力補正処理工程と、
前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない前記特定色と同じ色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力を予測補間する第2の画素出力補正処理工程と、
前記第1の画素出力補正処理工程と前記第2の画素出力補正処理工程からそれぞれ出力される予測補間情報に基づいて、前記飽和レベル以上領域における画素出力に対して適切な予測補間処理をしてダイナミックレンジを拡大する予測補間処理工程と、
前記予測補間処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を、ダイナミックレンジの拡大率を設定するダイナミックレンジ拡大率設定手段により設定された拡大率に基づいて変更制御する拡大率変更制御工程と、
前記画素出力補正処理工程による前記予測補間処理により拡大されるダイナミックレンジに対応して、低輝度から最大高輝度間における画素の発生頻度を算出するヒストグラム生成工程と、を含み、
前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムに対し最大高輝度側から低輝度側に向けて画素の発生頻度を検出したときの画素の発生頻度情報に基づいて、画素の発生頻度が予め規定された規定値以上になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記予測補間処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする撮像装置の撮像方法。 A subject image incident through the optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a color separation filter of a three primary color filter or a complementary color filter is disposed on the front side of each pixel. An imaging method for an imaging apparatus having an imaging element, in which a pixel in which a filter of a specific color is arranged for light having a wide wavelength band has a higher luminance sensitivity than a pixel in which a filter of another color is arranged In
From the electrical signal output from the image sensor, the output from each pixel in which the color separation filter is arranged is detected, and whether or not the output from each pixel has reached a predetermined saturation level or more is determined. A pixel output detecting step,
When it is determined in the pixel output detection step that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more, the other color filters that are not saturated around the filter are A first pixel output correction processing step of predictively interpolating a pixel output in the region above the saturation level based on an output from the arranged pixel;
When it is determined in the pixel output detection step that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the surrounding color of the specific color that is not saturated A second pixel output correction processing step of predictively interpolating the pixel output in the region above the saturation level based on the output from the pixel in which the filter is disposed;
Based on the prediction interpolation information output from each of the first pixel output correction processing step and the second pixel output correction processing step, appropriate prediction interpolation processing is performed on the pixel output in the region above the saturation level. A predictive interpolation process to expand the dynamic range;
An enlargement ratio change for controlling the enlargement ratio for the dynamic range expanded by the predictive interpolation process in the predictive interpolation process based on the enlargement ratio set by the dynamic range enlargement ratio setting means for setting the enlargement ratio of the dynamic range Control process;
A histogram generation step of calculating a frequency of occurrence of pixels between low luminance and maximum high luminance corresponding to the dynamic range expanded by the prediction interpolation processing by the pixel output correction processing step,
In the enlargement ratio change control step, when it is determined by the pixel output detection step that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more, the histogram generation means Based on the pixel occurrence frequency information when the pixel occurrence frequency is detected from the maximum high-luminance side to the low-luminance side with respect to the histogram generated in step 1, the pixel occurrence frequency becomes equal to or greater than a predetermined value. An image pickup method for an image pickup apparatus, comprising: changing and controlling an enlargement ratio with respect to a dynamic range to be enlarged by the predictive interpolation processing step so that a position becomes a new maximum high brightness position of a histogram .
前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成工程で生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする請求項12または13に記載の撮像装置の撮像方法。 In correspondence with the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing step, further includes a histogram generation step of calculating the occurrence frequency of pixels between low luminance and maximum high luminance,
In the enlargement ratio change control step, the histogram generation step is performed when it is determined in the pixel output detection step that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. The position of the number of luminance data when counting from the low luminance side to the maximum high luminance side with respect to the histogram generated in step 4 as the maximum high brightness position, the imaging method of the imaging apparatus according to claim 12 or 13, characterized in the Turkey change control the magnification for dynamic range is enlarged by the pixel output correction process.
前記拡大率変更制御工程は、前記画素出力検出工程により前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定されているときに、前記ヒストグラム生成工程で生成されたヒストグラムに対し低輝度側から最大高輝度側に向けてカウントしたときの輝度データ数の値が、全輝度データ数の値に対して予め規定した割合になる位置をヒストグラムの新たな最大高輝度位置とするように、前記予測補間処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置の撮像方法。 In correspondence with the dynamic range expanded by the predictive interpolation processing by the pixel output correction processing step, further includes a histogram generation step of calculating the occurrence frequency of pixels between low luminance and maximum high luminance,
In the enlargement ratio change control step, the histogram generation step is performed when it is determined in the pixel output detection step that an output from a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more. The position of the number of luminance data when counting from the low luminance side to the maximum high luminance side with respect to the histogram generated in step 4 maximum height so that the luminance position, the imaging method of the imaging apparatus according to claim 14, wherein the benzalkonium change control the magnification for dynamic range expansion by the compensating step.
前記拡大率変更制御工程は、ビット圧縮変換特性を変更した前記ビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、前記画素出力補正処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする請求項12または13に記載の撮像装置の撮像方法。 When the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the pixel output correction processing step outputs the first bit number below the predetermined saturation level. A bit compression conversion step of compressing the pixel output data once expanded to the number of bits of 2 to the first number of bits again based on a preset bit compression conversion characteristic table;
The magnification change control process, based on the bit compression conversion characteristic table for changing the bit compression conversion characteristic, and wherein the benzalkonium change control the magnification for dynamic range is enlarged by the pixel output correction process The imaging method of the imaging device according to claim 12 or 13 .
前記拡大率変更制御工程は、ビット圧縮変換特性を変更した前記ビット圧縮変換特性テーブルに基づいて、前記予測補間処理工程により拡大されるダイナミックレンジに対する拡大率を変更制御することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置の撮像方法。 When the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the pixel output correction processing step outputs the first bit number below the predetermined saturation level. A bit compression conversion step of compressing the pixel output data once expanded to the number of bits of 2 to the first number of bits again based on a preset bit compression conversion characteristic table;
The magnification change control process, based on the bit compression conversion characteristic table for changing the bit compression conversion characteristic, characterized by the Turkey change control the magnification for dynamic range expansion by the compensating step The imaging method of the imaging device of Claim 14 .
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