撮像装置、及びその制御方法
【課題】被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減する。
【解決手段】被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、前記画像データに基づいて、前記被写体の光源色及び輝度を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された光源色に基づいて、前記画像データにおいて特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第１検出手段と、前記判定手段による判定とは無関係に予め定められた光源色に基づいて、前記画像データにおいて前記特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段の検出結果、及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記判定手段により判定された前記被写体の輝度に基づき、前記予め定められた光源色が前記被写体の光源色である可能性が高いほど、前記第２検出手段の検出結果の重み付けを大きくして、前記露出制御を行うことを特徴とする撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、前記画像データに基づいて、前記被写体の光源色及び輝度を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された光源色に基づいて、前記画像データにおいて特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第１検出手段と、前記判定手段による判定とは無関係に予め定められた光源色に基づいて、前記画像データにおいて前記特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段の検出結果、及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記判定手段により判定された前記被写体の輝度に基づき、前記予め定められた光源色が前記被写体の光源色である可能性が高いほど、前記第２検出手段の検出結果の重み付けを大きくして、前記露出制御を行うことを特徴とする撮像装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、デジタルカメラなどの撮像装置において被写体の色を利用して露出制御を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、人物などを撮影する場合に、撮影画面内の人物の顔（肌色領域）を検出し、顔を適正な輝度で撮影できるように露出制御を行う技術が提案されている。また、特許文献２には、被写体の色に応じた反射率の相違による影響を抑えるように露出制御を行う技術が提案されている。
【０００３】
ところで、デジタルカメラにより撮像される画像においては、被写体の色は光源色に応じて異なった色で表現される。従って、被写体の色を正確に識別するためには、光源色に応じた色の変化を加味する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−０４１８３０号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、画像撮像時に光源を正確に識別することは困難であり、光源の誤検出が発生する場合もある。従って、撮像画像に基づいて被写体の色を自動的に正確に識別することも困難である。
【０００６】
例えば、画像において肌色の被写体が含まれる領域（肌色領域）を検出する場合、特定の光源色において肌色を表現する色相範囲に含まれる画素を検出することにより、画像中の肌色領域が検出される。従って、検出された光源が正しくない場合、肌色の被写体が検出対象の色相範囲に含まれないため、肌色領域を正しく検出することができない。この場合、検出対象の色相範囲を広めに設定すると、検出された光源が正しくなくても肌色領域の検出に成功する可能性が向上する反面、実際には肌色ではない領域まで肌色領域として誤検出する可能性も高くなる。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、前記画像データに基づいて、前記被写体の光源色及び輝度を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された光源色に基づいて、前記画像データにおいて特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第１検出手段と、前記判定手段による判定とは無関係に予め定められた光源色に基づいて、前記画像データにおいて前記特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段の検出結果、及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記判定手段により判定された前記被写体の輝度に基づき、前記予め定められた光源色が前記被写体の光源色である可能性が高いほど、前記第２検出手段の検出結果の重み付けを大きくして、前記露出制御を行うことを特徴とする撮像装置を提供する。
【０００９】
なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上の構成により、本発明によれば、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係るＤＳＣ１０の構成例を示すブロック図
【図２】第１の実施形態に係るＤＳＣ１０の動作を示すフローチャート
【図３】特定色検出処理のための相対枠及び絶対枠の設定処理の概念図
【図４】特定色に応じた輝度オフセット値ΔＣの最大値を示す図
【図５】被写体輝度ＢＶに応じた、絶対枠及び相対枠の重み付けの一例を示す図
【図６】重み付け係数ｋの算出処理を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。
【００１３】
［第１の実施形態］
以下、本発明の撮像装置をデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）に適用した実施形態について説明する。
【００１４】
●（ＤＳＣ１０の構成）
図１は、第１の実施形態に係るＤＳＣ１０の構成例を示すブロック図である。撮像レンズ１１は、本実施形態ではオートフォーカス機構及びズーム機構を有するレンズであり、ズーム制御部４４からの制御信号に従ってズームレンズが駆動可能であるほか、焦点制御部４５からの制御信号に従ってフォーカスレンズが駆動可能である。
【００１５】
絞り１２は、絞り制御部４３からの制御信号に従って開口の大きさが変化し、撮像素子１４への入射光量を制御する。シャッタ１３は、シャッタ制御部４２からの制御信号に従って開閉することで、撮像素子１４の露光時間を制御する。
【００１６】
撮像素子１４は、蓄積型の撮像素子（例えばＣＭＯＳイメージセンサ）であり、撮像素子制御部４１からの制御信号に従い、画素毎に光電変換を行って電荷を蓄積し、光学像を電気信号（画像データ）に変換して出力する。
【００１７】
ＡＧＣ回路１５は、撮像素子１４が出力する画像データに対し、ゲイン制御部４０からの制御信号に従ったゲイン調整を行い、Ａ／Ｄ変換器１６に出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、ＡＧＣ回路１５からの、ゲイン調整された画像データをＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換後の画像データは、画像処理部２０とメモリ制御部２１とを介して、或いはメモリ制御部２１のみを介して、メモリ３０に書き込まれる。
【００１８】
画像処理部２０は、Ａ／Ｄ変換器１６又はメモリ制御部２１からの画像データに対し、画素補正処理、色変換処理、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（ストロボプリ発光）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等を行う。
【００１９】
システム制御部５０は、画像処理部２０の演算結果に基づいて、ゲイン制御部４０、撮像素子制御部４１、シャッタ制御部４２、絞り制御部４３、ズーム制御部４４、焦点制御部４５、及びストロボユニット４６に対する制御を実行する。
【００２０】
ゲイン制御部４０は、ＡＧＣ回路１５のゲインを制御する。撮像素子制御部４１は、撮像素子１４の蓄積時間及び画素加算数を制御する。シャッタ制御部４２は、シャッタ１３の開閉動作を制御する。絞り制御部４３は、絞り１２の開口の大きさを制御する。ズーム制御部４４は、撮像レンズ１１のズーミングを制御する。焦点制御部４５は、撮像レンズ１１が有するフォーカスレンズを駆動し、焦点位置を制御する。ストロボユニット４６は、ＡＦ補助光の投光機能、及びストロボ調光機能を有する。
【００２１】
システム制御部５０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを有し、ＤＳＣ１０全体の動作を制御する。なお、システム制御部５０が、上述したゲイン制御部４０、撮像素子制御部４１、シャッタ制御部４２、絞り制御部４３、ズーム制御部４４、及び焦点制御部４５の制御の少なくとも一部を実行してもよい。
【００２２】
メモリ３０は、システム制御部５０の動作用の定数、変数、及びプログラム等を記憶している。表示部３２は、例えばＬＣＤであり、システム制御部５０の制御に従い、メニュー画面や、ＤＳＣ１０の各種情報などの表示を行う。また、本実施形態のＤＳＣ１０は、撮像スタンバイ状態において、連続的に撮像を行って撮像画像を表示部３２に表示することで、表示部３２を電子ビューファインダとして機能させるものとする。
【００２３】
シャッタスイッチ６０は、シャッタスイッチＳＷ１とＳＷ２とを含み、シャッタスイッチＳＷ１は、シャッタボタン（不図示）の半押しでオンし、シャッタスイッチＳＷ２は、シャッタボタンの全押しでオンする。
【００２４】
シャッタスイッチＳＷ１のオンは、システム制御部５０によって撮像準備処理の開始指示として認識され、システム制御部５０は、ＡＦ（オートフォーカス）処理、及びＡＥ（自動露出）処理等の動作を開始する。また、シャッタスイッチＳＷ２のオンは、本撮像（記録用画像の撮像）処理の開始指示としてシステム制御部５０に認識される。本撮像処理において、システム制御部５０は、ＡＥ処理に従った絞り値とシャッタ速度（露光時間）で撮像素子１４を露光する露光制御を行う。ストロボ撮像モードの場合、システム制御部５０は、ストロボユニット４６の発光制御も行う。
【００２５】
また、システム制御部５０は、撮像素子１４で得られた画像データをＡ／Ｄ変換器１６、及びメモリ制御部２１を介してメモリ３０に書き込む。更にシステム制御部５０は、画像処理部２０での演算結果を用いて、メモリ３０に存在する画像データに現像処理（色補間処理など）を行う。更にシステム制御部５０は、現像処理後の画像データをメモリ３０から読み出し、例えば画像ファイルの形式で記録部７０が有する記録媒体に書き込む記録処理を実行する。なお、システム制御部５０は、必要に応じて画像データの符号化も実行する。記録部７０は、例えば半導体メモリカードのような記録媒体を備え、システム制御部５０の制御に従って記録媒体に対するデータの読み書きを行う。
【００２６】
●（ＤＳＣ１０の動作）
次に、図２に示すフローチャートを参照して、ＤＳＣ１０の動作を説明する。本フローチャートの処理は、ＤＳＣ１０の電源がオンされ撮影モードに設定されると開始する。後述するＳ１０２における初回蓄積制御の後、ＤＳＣ１０は撮像スタンバイ状態になる。上述のように、撮像スタンバイ状態でＤＳＣ１０は連続的な撮像を行っており、表示部３２が電子ビューファインダとして機能している。
【００２７】
最初にＳ１０２で、システム制御部５０は、測光用の最初の蓄積制御（初回蓄積制御）を実行する。具体的には、システム制御部５０は、ＤＳＣ１０に要求される測光範囲の中心の輝度に対応する出力が撮像素子１４のダイナミックレンジ（最小出力値乃至最大出力値）の中央値となる蓄積時間（Ｔｖ０）及び画素加算数（Ｋｖ０）を設定する。例えば、本実施形態では要求される測光範囲がＢＶ−５乃至＋１５であるため、システム制御部５０は、その中心であるＢＶ５の輝度に対応する出力が撮像素子１４のダイナミックレンジの中央値となるような露出制御値Ｐを設定する。なお、本実施形態では、蓄積制御の際には絞り１２が常に開放状態であるものとして説明を行うが、予め決められたプログラム線図に従って絞り１２を設定するようにしてもよい。
【００２８】
そして、システム制御部５０は、設定した蓄積時間で測光用の蓄積（撮像）を行う。設定した蓄積時間が終了すると、システム制御部５０は、画像処理部２０に、得られた撮像画像を分割した複数の測光エリア（分割領域）の各々について、輝度に関する測光出力値Ｙを算出させる。本実施形態では、画像を横に６分割、縦に４分割し、計２４の測光エリアを設定するものとする。なお、測光エリアの分割数は上記の数に限定されるものではなく、測光エリアの形も撮像画像を縦横に等間隔に分割した形でなくてもよい。
【００２９】
次に、システム制御部５０は、画像処理部２０が算出した測光エリア毎の測光出力値Ｙについて、重み付け係数ｋによる加重平均値Ｙｗを以下のように算出する。
Ｙｗ＝Σ（Ｙｉｊ×ｋｉｊ）／Σｋｉｊ
ここで、ｉ，ｊは測光エリアの場所を表す添字であり、本実施形態では横６×縦４の測光エリアが存在するので、ｉ：０〜５，ｊ：０〜３である。重み付け係数ｋは、測光モードなどに応じて規定されており、例えば中央重点測光モードの場合、画像の中央付近の測光エリアに対応する重み付け係数ｋは、画像の周辺付近の測光エリアに対応する重み付け係数ｋよりも大きい。また、重み付け係数ｋは、後述するように肌色検出の結果等によっても変化する。
【００３０】
システム制御部５０は更に、算出した加重平均値Ｙｗと露出制御の目標輝度値との差を以下のように算出する。
ΔＹ＝ｌｏｇ２（Ｙｗ／Ｙｔａｒｇｅｔ）
ここで、目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔは、加重平均値Ｙｗの目標とする値である。
【００３１】
システム制御部５０は、次式に従い、加重平均値Ｙｗが目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔに近づくように次回の露出制御値Ｐを設定する。
Ｐ（次回）＝Ｐ（初回）＋ΔＹ
【００３２】
Ｓ１０３で、システム制御部５０は、シャッタスイッチＳＷ１がオンであるか否かを判定する。オンの場合、処理はＳ１０４に進み、そうでない場合、Ｓ１０３における判定が繰り返される。
【００３３】
Ｓ１０４で、システム制御部５０は、露出制御値Ｐに基づいて撮像素子１４の蓄積時間を決定し、蓄積処理を行い、画像データを生成する。
【００３４】
Ｓ１０５で、システム制御部５０は、Ｓ１０４で生成した画像データに基づき、光源色の色温度と、この光源色において撮像素子１４で無彩色を撮影したときのＲＧＢ値とを判断する。ここで判断されたＲＧＢ値は、次のＳ１０６における特定色検出処理で利用される。
【００３５】
Ｓ１０６で、システム制御部５０は、特定色検出処理を行い、次のＳ１０７におけるＡＥ処理で用いる重み付け係数ｋと、輝度オフセット値ΔＣを算出する。なお、特定色検出処理の詳細は、図３及び図６を参照して後述する。また、重み付け係数ｋ及び輝度オフセット値ΔＣの算出処理の詳細は、図４乃至図６を参照して後述する。
【００３６】
Ｓ１０７で、システム制御部５０は、画像処理部２０に対して、Ｓ１０４で生成した画像データに基づいてＡＥ処理用の画像処理を実行させる。ここで画像処理部２０は、測光エリア毎の測光出力値Ｙに輝度オフセット値ΔＣを加算したものについて、重み付け係数ｋによる加重平均値Ｙｗを算出する。
Ｙｗ＝Σ（（Ｙｉｊ＋ΔＣｉｊ）×ｋｉｊ）／Σｋｉｊ
【００３７】
そしてシステム制御部５０は、加重平均値Ｙｗ、蓄積時間、及び絞り１２の絞り値から得られる被写体輝度に基づいて、本撮像時の露出制御値（シャッタ速度、絞り値、感度など）を決定する。なお、露出制御値の決定には任意の知られている技術を利用可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
システム制御部５０は更に、算出した加重平均値Ｙｗと露出制御の目標輝度値との差を以下のように算出する。
ΔＹ＝ｌｏｇ２（Ｙｗ／Ｙｔａｒｇｅｔ）
ここで、目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔは、加重平均値Ｙｗの目標とする値である。
【００３９】
システム制御部５０は、次式に従い、加重平均値Ｙｗが目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔに近づくように、次回の露出制御値Ｐを設定する。
Ｐ（次回）＝Ｐ（今回）＋ΔＹ
【００４０】
Ｓ１０８で、システム制御部５０は、画像処理部２０を用いて、入力された画像データに基づく既知のコントラスト方式のＡＦ（オートフォーカス）処理を行う。
【００４１】
Ｓ１０９で、システム制御部５０は、本撮像処理の開始指示のためのシャッタスイッチＳＷ２がオンであるか否かを判定する。オンの場合、処理はＳ１１０に進み、そうでない場合、処理はＳ１０３に戻る。Ｓ１１０で、システム制御部５０は、Ｓ１０７のＡＥ処理で算出した本撮像時の露出制御値に基づいて、本撮像処理を実行する。
【００４２】
●（特定色検出処理）
次に、Ｓ１０６における特定色検出処理の詳細について説明する。本実施形態のＤＳＣ１０が有する撮像素子１４は、原色カラーフィルタを備えており、各画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、又はＢ（青）のいずれかに対応する分光特性を有している。ＲＧＢの値は、以下の式によりＣｏｌｏｒＸ−Ｙ色空間のパラメータに変換可能である。
ＣｏｌｏｒＸ＝｛Ｒ−Ｂ｝／｛Ｒ＋２×Ｇ＋Ｂ｝
ＣｏｌｏｒＹ＝｛（Ｒ＋Ｂ）−２×Ｇ｝／｛Ｒ＋２×Ｇ＋Ｂ｝
【００４３】
ここで図３（ａ）を参照すると、ＣｏｌｏｒＸ−Ｙ色空間上に、約２０００〜１２０００Ｋの範囲の黒体輻射の軌跡１００が示されている。また、図３（ａ）において、蛍光灯１０１及び電球１０２は、それぞれの光源下で無彩色を撮影したときの撮像素子１４のＲＧＢ出力をＣｏｌｏｒＸ，ＣｏｌｏｒＹに変換してプロットしたものである。
【００４４】
上記のＣｏｌｏｒＸ−Ｙ色空間は、Ｂに対してＲが相対的に大きいほど、ＣｏｌｏｒＸは大きくなる。また、Ｒ及びＢの合計値がＧに対して相対的に大きいほど、ＣｏｌｏｒＹが大きくなる。黒体輻射の軌跡１００上には、晴天日陰１０３（７８００Ｋ）、晴天日向１０４（５０００Ｋ）、及び夕焼け１０５（３０００Ｋ）のＣｏｌｏｒＸ、ＣｏｌｏｒＹ座標がプロットされている。色温度が高くなるほど相対的にＢが大きくなるため、ＣｏｌｏｒＸが小さくなっている。また、蛍光灯下では、ＧがＲ及びＢの合計値に対して相対的に大きいため、黒体輻射の軌跡よりもＣｏｌｏｒＹが小さい。
【００４５】
図３（ｂ）は、ＣｏｌｏｒＸ−Ｙ色空間において、光源が晴天日陰、晴天日向、及び蛍光灯の場合の、肌色が分布する範囲を示している。肌色は、各種光源から、黒体輻射の軌跡１００に沿って相対的に右上に存在することが分かっている。そこで、システム制御部５０は、Ｓ１０５で検出した光源のＲＧＢ値をＣｏｌｏｒＸ−Ｙ座標に変換し、その後、光源座標から黒体輻射の軌跡１００に沿って右上に肌色検出用の相対枠１１０を設定する。図３（ｃ）は、光源が晴天日向の場合の相対枠１１０の一例を示す。相対枠１１０は、光源に応じてその位置が変化するため、「相対」枠と呼ばれる。
【００４６】
ところで、光源色検出結果が誤差を伴う場合、相対枠１１０を利用すると肌色領域が検出されない可能性がある。また、日向と日陰が混在するような撮影シーンにおいては、相対枠１１０が晴天日向に対応して設定された場合は日陰に存在する肌色領域が検出されず、相対枠１１０が晴天日陰に対応して設定された場合は日向に存在する肌色領域が検出されない可能性がある。
【００４７】
そこで、本実施形態では、システム制御部５０は、図３（ｄ）に示すように、晴天日向及び晴天日陰の両方に対応する絶対枠１２０を設定し、相対枠１１０及び絶対枠１２０の両方を肌色領域の検出に利用する。絶対枠１２０は、検出された光源が「晴天日向」又は「晴天日陰」の場合だけではなく、その他の光源（例えば、「蛍光灯」）の場合にも設定される。このように、絶対枠１２０は光源に関わらず同じ位置に設定されるため、「絶対」枠と呼ばれる。
【００４８】
システム制御部５０は、このように設定された相対枠１１０について肌色領域の検出（第１検出）を行い、更に、絶対枠１２０についても肌色領域の検出（第２検出）を行う。例えば図６（ａ）に示すように、外光下の撮影シーンにおいて、顔の右側に日が当たっており、顔の左側が陰になっている場合を考える。システム制御部５０は、図６（ｂ）に示すように、画像データを６×４の分割エリア２００に分割して肌色領域の検出を行う（即ち、検出は分割領域の単位で行われる）。この場合、絶対枠１２０については、図６（ｃ）に示すように絶対枠肌色領域２１０が検出され、相対枠１１０については、図６（ｄ）に示すように相対枠肌色領域２２０が検出される。
【００４９】
このように、肌色領域は、相対枠１１０及び絶対枠１２０のそれぞれについて、独立して検出される。システム制御部５０は、両検出結果を所定の重み付けで利用する。これにより、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる（詳細は図４乃至図６を参照して後述する）。
【００５０】
なお、ここでは肌色領域を検出する場合を例にとって相対枠１１０及び絶対枠１２０設定方法を説明したが、他の色の領域を検出する場合も同様の方法で相対枠及び絶対枠を設定可能である。即ち、本実施形態の構成は、画像データにおいて任意の特定の色の被写体が含まれる領域を検出するために利用可能である。
【００５１】
また、絶対枠は、「晴天日向」及び「晴天日陰」に対応するものに限定される訳ではなく、重視する撮影シーンに応じて適宜設定可能である。例えば、「夕焼け」及び「電球」の両方に対応する絶対枠を設定してもよいし、「電球」のみに対応する絶対枠を設定してもよい。
【００５２】
また、図３を参照して説明した特定色検出処理は、一例に過ぎない。本実施形態において重要なことは、ＤＳＣ１０が、光源検出処理により判定された光源色に基づく検出、及び、判定された光源色とは無関係に予め定められた光源色に基づく検出の両方を行うことである。
【００５３】
●（輝度オフセット値ΔＣの算出処理）
次に、Ｓ１０６における輝度オフセット値ΔＣの算出処理の詳細について説明する。一般的に、ＤＳＣは、光源からの光が被写体に当たって反射した、反射光を測光する。そのため、反射率の高い菜の花（黄色）のような被写体は、測光値が高くなるために露出アンダー目の写真となる。また、反射率の低い木の葉（深緑）のような被写体は、測光値が低くなるために露出オーバー目の写真となる。
【００５４】
そこで、システム制御部５０は、各エリアの特定色検出結果に応じて、各エリアの測光値（輝度）を調整する輝度オフセット値ΔＣを算出する。図４は、特定色に応じたΔＣの最大値を示す。例えば黄色い被写体は、測光値を最大で１．０段低めにすることで、１．０段露出オーバー目の写真となる。
【００５５】
また、絶対枠１２０に関して検出された特定色は、絶対枠１２０に対応する光源（図３（ｄ）の例では、晴天日向及び晴天日陰）でのみ意味を持つ。Ｓ１０５における光源検出結果に関わらず本当の光源が晴天日向又は晴天日陰であるか否かは、被写体輝度ＢＶに基づいて判断することができる。被写体輝度ＢＶは、測光エリア毎のセンサ出力値Ｙの平均値Ｙ＿ａｖｅ、蓄積時間、及び絞り値から算出可能である。ＢＶが高い場合、光源が晴天日向又は晴天日陰である可能性が高く、ＢＶが低い場合、光源が晴天日向又は晴天日陰である可能性は低い。そこで、システム制御部５０は、ＢＶに応じて、絶対枠１２０に対応するΔＣの重み付けを決定する。
【００５６】
図５は、被写体輝度ＢＶに応じた、絶対枠及び相対枠の重み付けの一例を示す図である。絶対枠については、ＢＶが大きいほど光源が絶対枠に対応している可能性が高いため、重み付けも大きい。他方、相対枠については、光源はＳ１０５において検出されたものであるため、ＢＶに関わらず重み付けは一定である。例えば、ＢＶ＝９の場合、相対枠の重み付けは０．４であり、絶対枠の重み付けも０．４である。相対枠及び絶対枠の両方について特定色が検出された場合には、その加算値である０．８が最終的な重み付けとして使用される。最終的な輝度オフセット値ΔＣは以下の式より算出される。
ΔＣ＝ΔＣ（ｍａｘ）×（最終的な重み付け）
【００５７】
また、前述のように、絶対枠は他の光源、例えば「電球」に対応するように設定されてもよい。この場合、絶対枠の重み付けが、ＢＶが本当の光源が電球である可能性の高い値を取る場合に大きくなり、そうでない場合に小さくなるように、図５のグラフが適宜修正される。換言すると、絶対枠に対応する光源色が被写体の本当の光源色である可能性が高いほど、相対枠の検出結果に対する絶対枠の検出結果の比重が大きくなる。
【００５８】
輝度オフセット値ΔＣを上記のように設定し、上述したＳ１０７のＡＥ処理で使用することにより、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる。
【００５９】
●（重み付け係数ｋの算出処理）
次に、Ｓ１０６における重み付け係数ｋの算出処理の詳細について説明する。重み付け係数ｋは、ＤＳＣ１０の撮像モード、測光モード、又は撮影シーンなどに応じて各測光エリアの測光出力値の重み付けを変えるための係数である。例えば、測光モードが中央重点測光モードであれば、画像の中央付近の測光エリアに対する重み付け係数を画像の周辺付近に対する重み付け係数よりも大きくする。また、評価測光モードであれば、肌色等の特徴領域に対応する測光エリアに対する重み付け係数を他の測光エリアに対する重み付け係数よりも大きくする。ここでは特に、人物の顔（肌色領域）に応じた重み付け係数ｋの算出処理について説明する。
【００６０】
例えば図６（ａ）に示すように、外光下の撮影シーンにおいて、顔の右側に日が当たっており、顔の左側が陰になっている場合を考える。前述の通り、システム制御部５０は、図６（ｂ）に示すように、画像データを６×４の分割エリア２００に分割して肌色領域の検出を行う。この場合、絶対枠１２０については、図６（ｃ）に示すように絶対枠肌色領域２１０が検出され、相対枠１１０については、図６（ｄ）に示すように相対枠肌色領域２２０が検出される。
【００６１】
そして、システム制御部５０は、輝度オフセット値ΔＣの算出処理の場合と同様、被写体輝度ＢＶに応じて、重み付け係数ｋを決定する。具体的には、システム制御部５０は、図５のグラフに従い、絶対枠及び相対枠のそれぞれについて重み付け係数を決定する（図６（ｃ）及び図６（ｄ）参照）。システム制御部５０は、それぞれの重み付け係数を合計することにより、各測光エリアの最終的な重み付け係数ｋを算出する（図６（ｅ）参照）。但し、絶対枠及び相対枠のいずれにおいても肌色が検出されなかった測光エリアについては、重み付け係数ｋ＝０．１とする。
【００６２】
重み付け係数ｋを上記のように設定し、上述したＳ１０７のＡＥ処理で使用することにより、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＤＳＣ１０は、光源検出処理により判定された光源色に応じて設定される相対枠、及び、光源検出処理とは無関係に特定の光源色に対応して設定される絶対枠の両方について、画像データにおいて特定の色の被写体の領域を検出する処理を行う。そして、ＤＳＣ１０は、相対枠及び絶対枠それぞれに関する特定色検出結果に基づき、露出制御を行う。この際に、ＤＳＣは、被写体輝度ＢＶに基づき、絶対枠に対応する特定の光源色が被写体の本当の光源色である可能性が高いほど、相対枠の特定色検出結果に対する絶対枠の特定色検出結果の比重を大きくする。これにより、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる。
【００６４】
［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、デジタルカメラなどの撮像装置において被写体の色を利用して露出制御を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、人物などを撮影する場合に、撮影画面内の人物の顔（肌色領域）を検出し、顔を適正な輝度で撮影できるように露出制御を行う技術が提案されている。また、特許文献２には、被写体の色に応じた反射率の相違による影響を抑えるように露出制御を行う技術が提案されている。
【０００３】
ところで、デジタルカメラにより撮像される画像においては、被写体の色は光源色に応じて異なった色で表現される。従って、被写体の色を正確に識別するためには、光源色に応じた色の変化を加味する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−０４１８３０号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、画像撮像時に光源を正確に識別することは困難であり、光源の誤検出が発生する場合もある。従って、撮像画像に基づいて被写体の色を自動的に正確に識別することも困難である。
【０００６】
例えば、画像において肌色の被写体が含まれる領域（肌色領域）を検出する場合、特定の光源色において肌色を表現する色相範囲に含まれる画素を検出することにより、画像中の肌色領域が検出される。従って、検出された光源が正しくない場合、肌色の被写体が検出対象の色相範囲に含まれないため、肌色領域を正しく検出することができない。この場合、検出対象の色相範囲を広めに設定すると、検出された光源が正しくなくても肌色領域の検出に成功する可能性が向上する反面、実際には肌色ではない領域まで肌色領域として誤検出する可能性も高くなる。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、前記画像データに基づいて、前記被写体の光源色及び輝度を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された光源色に基づいて、前記画像データにおいて特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第１検出手段と、前記判定手段による判定とは無関係に予め定められた光源色に基づいて、前記画像データにおいて前記特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段の検出結果、及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記判定手段により判定された前記被写体の輝度に基づき、前記予め定められた光源色が前記被写体の光源色である可能性が高いほど、前記第２検出手段の検出結果の重み付けを大きくして、前記露出制御を行うことを特徴とする撮像装置を提供する。
【０００９】
なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上の構成により、本発明によれば、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係るＤＳＣ１０の構成例を示すブロック図
【図２】第１の実施形態に係るＤＳＣ１０の動作を示すフローチャート
【図３】特定色検出処理のための相対枠及び絶対枠の設定処理の概念図
【図４】特定色に応じた輝度オフセット値ΔＣの最大値を示す図
【図５】被写体輝度ＢＶに応じた、絶対枠及び相対枠の重み付けの一例を示す図
【図６】重み付け係数ｋの算出処理を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。
【００１３】
［第１の実施形態］
以下、本発明の撮像装置をデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）に適用した実施形態について説明する。
【００１４】
●（ＤＳＣ１０の構成）
図１は、第１の実施形態に係るＤＳＣ１０の構成例を示すブロック図である。撮像レンズ１１は、本実施形態ではオートフォーカス機構及びズーム機構を有するレンズであり、ズーム制御部４４からの制御信号に従ってズームレンズが駆動可能であるほか、焦点制御部４５からの制御信号に従ってフォーカスレンズが駆動可能である。
【００１５】
絞り１２は、絞り制御部４３からの制御信号に従って開口の大きさが変化し、撮像素子１４への入射光量を制御する。シャッタ１３は、シャッタ制御部４２からの制御信号に従って開閉することで、撮像素子１４の露光時間を制御する。
【００１６】
撮像素子１４は、蓄積型の撮像素子（例えばＣＭＯＳイメージセンサ）であり、撮像素子制御部４１からの制御信号に従い、画素毎に光電変換を行って電荷を蓄積し、光学像を電気信号（画像データ）に変換して出力する。
【００１７】
ＡＧＣ回路１５は、撮像素子１４が出力する画像データに対し、ゲイン制御部４０からの制御信号に従ったゲイン調整を行い、Ａ／Ｄ変換器１６に出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、ＡＧＣ回路１５からの、ゲイン調整された画像データをＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換後の画像データは、画像処理部２０とメモリ制御部２１とを介して、或いはメモリ制御部２１のみを介して、メモリ３０に書き込まれる。
【００１８】
画像処理部２０は、Ａ／Ｄ変換器１６又はメモリ制御部２１からの画像データに対し、画素補正処理、色変換処理、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（ストロボプリ発光）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等を行う。
【００１９】
システム制御部５０は、画像処理部２０の演算結果に基づいて、ゲイン制御部４０、撮像素子制御部４１、シャッタ制御部４２、絞り制御部４３、ズーム制御部４４、焦点制御部４５、及びストロボユニット４６に対する制御を実行する。
【００２０】
ゲイン制御部４０は、ＡＧＣ回路１５のゲインを制御する。撮像素子制御部４１は、撮像素子１４の蓄積時間及び画素加算数を制御する。シャッタ制御部４２は、シャッタ１３の開閉動作を制御する。絞り制御部４３は、絞り１２の開口の大きさを制御する。ズーム制御部４４は、撮像レンズ１１のズーミングを制御する。焦点制御部４５は、撮像レンズ１１が有するフォーカスレンズを駆動し、焦点位置を制御する。ストロボユニット４６は、ＡＦ補助光の投光機能、及びストロボ調光機能を有する。
【００２１】
システム制御部５０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを有し、ＤＳＣ１０全体の動作を制御する。なお、システム制御部５０が、上述したゲイン制御部４０、撮像素子制御部４１、シャッタ制御部４２、絞り制御部４３、ズーム制御部４４、及び焦点制御部４５の制御の少なくとも一部を実行してもよい。
【００２２】
メモリ３０は、システム制御部５０の動作用の定数、変数、及びプログラム等を記憶している。表示部３２は、例えばＬＣＤであり、システム制御部５０の制御に従い、メニュー画面や、ＤＳＣ１０の各種情報などの表示を行う。また、本実施形態のＤＳＣ１０は、撮像スタンバイ状態において、連続的に撮像を行って撮像画像を表示部３２に表示することで、表示部３２を電子ビューファインダとして機能させるものとする。
【００２３】
シャッタスイッチ６０は、シャッタスイッチＳＷ１とＳＷ２とを含み、シャッタスイッチＳＷ１は、シャッタボタン（不図示）の半押しでオンし、シャッタスイッチＳＷ２は、シャッタボタンの全押しでオンする。
【００２４】
シャッタスイッチＳＷ１のオンは、システム制御部５０によって撮像準備処理の開始指示として認識され、システム制御部５０は、ＡＦ（オートフォーカス）処理、及びＡＥ（自動露出）処理等の動作を開始する。また、シャッタスイッチＳＷ２のオンは、本撮像（記録用画像の撮像）処理の開始指示としてシステム制御部５０に認識される。本撮像処理において、システム制御部５０は、ＡＥ処理に従った絞り値とシャッタ速度（露光時間）で撮像素子１４を露光する露光制御を行う。ストロボ撮像モードの場合、システム制御部５０は、ストロボユニット４６の発光制御も行う。
【００２５】
また、システム制御部５０は、撮像素子１４で得られた画像データをＡ／Ｄ変換器１６、及びメモリ制御部２１を介してメモリ３０に書き込む。更にシステム制御部５０は、画像処理部２０での演算結果を用いて、メモリ３０に存在する画像データに現像処理（色補間処理など）を行う。更にシステム制御部５０は、現像処理後の画像データをメモリ３０から読み出し、例えば画像ファイルの形式で記録部７０が有する記録媒体に書き込む記録処理を実行する。なお、システム制御部５０は、必要に応じて画像データの符号化も実行する。記録部７０は、例えば半導体メモリカードのような記録媒体を備え、システム制御部５０の制御に従って記録媒体に対するデータの読み書きを行う。
【００２６】
●（ＤＳＣ１０の動作）
次に、図２に示すフローチャートを参照して、ＤＳＣ１０の動作を説明する。本フローチャートの処理は、ＤＳＣ１０の電源がオンされ撮影モードに設定されると開始する。後述するＳ１０２における初回蓄積制御の後、ＤＳＣ１０は撮像スタンバイ状態になる。上述のように、撮像スタンバイ状態でＤＳＣ１０は連続的な撮像を行っており、表示部３２が電子ビューファインダとして機能している。
【００２７】
最初にＳ１０２で、システム制御部５０は、測光用の最初の蓄積制御（初回蓄積制御）を実行する。具体的には、システム制御部５０は、ＤＳＣ１０に要求される測光範囲の中心の輝度に対応する出力が撮像素子１４のダイナミックレンジ（最小出力値乃至最大出力値）の中央値となる蓄積時間（Ｔｖ０）及び画素加算数（Ｋｖ０）を設定する。例えば、本実施形態では要求される測光範囲がＢＶ−５乃至＋１５であるため、システム制御部５０は、その中心であるＢＶ５の輝度に対応する出力が撮像素子１４のダイナミックレンジの中央値となるような露出制御値Ｐを設定する。なお、本実施形態では、蓄積制御の際には絞り１２が常に開放状態であるものとして説明を行うが、予め決められたプログラム線図に従って絞り１２を設定するようにしてもよい。
【００２８】
そして、システム制御部５０は、設定した蓄積時間で測光用の蓄積（撮像）を行う。設定した蓄積時間が終了すると、システム制御部５０は、画像処理部２０に、得られた撮像画像を分割した複数の測光エリア（分割領域）の各々について、輝度に関する測光出力値Ｙを算出させる。本実施形態では、画像を横に６分割、縦に４分割し、計２４の測光エリアを設定するものとする。なお、測光エリアの分割数は上記の数に限定されるものではなく、測光エリアの形も撮像画像を縦横に等間隔に分割した形でなくてもよい。
【００２９】
次に、システム制御部５０は、画像処理部２０が算出した測光エリア毎の測光出力値Ｙについて、重み付け係数ｋによる加重平均値Ｙｗを以下のように算出する。
Ｙｗ＝Σ（Ｙｉｊ×ｋｉｊ）／Σｋｉｊ
ここで、ｉ，ｊは測光エリアの場所を表す添字であり、本実施形態では横６×縦４の測光エリアが存在するので、ｉ：０〜５，ｊ：０〜３である。重み付け係数ｋは、測光モードなどに応じて規定されており、例えば中央重点測光モードの場合、画像の中央付近の測光エリアに対応する重み付け係数ｋは、画像の周辺付近の測光エリアに対応する重み付け係数ｋよりも大きい。また、重み付け係数ｋは、後述するように肌色検出の結果等によっても変化する。
【００３０】
システム制御部５０は更に、算出した加重平均値Ｙｗと露出制御の目標輝度値との差を以下のように算出する。
ΔＹ＝ｌｏｇ２（Ｙｗ／Ｙｔａｒｇｅｔ）
ここで、目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔは、加重平均値Ｙｗの目標とする値である。
【００３１】
システム制御部５０は、次式に従い、加重平均値Ｙｗが目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔに近づくように次回の露出制御値Ｐを設定する。
Ｐ（次回）＝Ｐ（初回）＋ΔＹ
【００３２】
Ｓ１０３で、システム制御部５０は、シャッタスイッチＳＷ１がオンであるか否かを判定する。オンの場合、処理はＳ１０４に進み、そうでない場合、Ｓ１０３における判定が繰り返される。
【００３３】
Ｓ１０４で、システム制御部５０は、露出制御値Ｐに基づいて撮像素子１４の蓄積時間を決定し、蓄積処理を行い、画像データを生成する。
【００３４】
Ｓ１０５で、システム制御部５０は、Ｓ１０４で生成した画像データに基づき、光源色の色温度と、この光源色において撮像素子１４で無彩色を撮影したときのＲＧＢ値とを判断する。ここで判断されたＲＧＢ値は、次のＳ１０６における特定色検出処理で利用される。
【００３５】
Ｓ１０６で、システム制御部５０は、特定色検出処理を行い、次のＳ１０７におけるＡＥ処理で用いる重み付け係数ｋと、輝度オフセット値ΔＣを算出する。なお、特定色検出処理の詳細は、図３及び図６を参照して後述する。また、重み付け係数ｋ及び輝度オフセット値ΔＣの算出処理の詳細は、図４乃至図６を参照して後述する。
【００３６】
Ｓ１０７で、システム制御部５０は、画像処理部２０に対して、Ｓ１０４で生成した画像データに基づいてＡＥ処理用の画像処理を実行させる。ここで画像処理部２０は、測光エリア毎の測光出力値Ｙに輝度オフセット値ΔＣを加算したものについて、重み付け係数ｋによる加重平均値Ｙｗを算出する。
Ｙｗ＝Σ（（Ｙｉｊ＋ΔＣｉｊ）×ｋｉｊ）／Σｋｉｊ
【００３７】
そしてシステム制御部５０は、加重平均値Ｙｗ、蓄積時間、及び絞り１２の絞り値から得られる被写体輝度に基づいて、本撮像時の露出制御値（シャッタ速度、絞り値、感度など）を決定する。なお、露出制御値の決定には任意の知られている技術を利用可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
システム制御部５０は更に、算出した加重平均値Ｙｗと露出制御の目標輝度値との差を以下のように算出する。
ΔＹ＝ｌｏｇ２（Ｙｗ／Ｙｔａｒｇｅｔ）
ここで、目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔは、加重平均値Ｙｗの目標とする値である。
【００３９】
システム制御部５０は、次式に従い、加重平均値Ｙｗが目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔに近づくように、次回の露出制御値Ｐを設定する。
Ｐ（次回）＝Ｐ（今回）＋ΔＹ
【００４０】
Ｓ１０８で、システム制御部５０は、画像処理部２０を用いて、入力された画像データに基づく既知のコントラスト方式のＡＦ（オートフォーカス）処理を行う。
【００４１】
Ｓ１０９で、システム制御部５０は、本撮像処理の開始指示のためのシャッタスイッチＳＷ２がオンであるか否かを判定する。オンの場合、処理はＳ１１０に進み、そうでない場合、処理はＳ１０３に戻る。Ｓ１１０で、システム制御部５０は、Ｓ１０７のＡＥ処理で算出した本撮像時の露出制御値に基づいて、本撮像処理を実行する。
【００４２】
●（特定色検出処理）
次に、Ｓ１０６における特定色検出処理の詳細について説明する。本実施形態のＤＳＣ１０が有する撮像素子１４は、原色カラーフィルタを備えており、各画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、又はＢ（青）のいずれかに対応する分光特性を有している。ＲＧＢの値は、以下の式によりＣｏｌｏｒＸ−Ｙ色空間のパラメータに変換可能である。
ＣｏｌｏｒＸ＝｛Ｒ−Ｂ｝／｛Ｒ＋２×Ｇ＋Ｂ｝
ＣｏｌｏｒＹ＝｛（Ｒ＋Ｂ）−２×Ｇ｝／｛Ｒ＋２×Ｇ＋Ｂ｝
【００４３】
ここで図３（ａ）を参照すると、ＣｏｌｏｒＸ−Ｙ色空間上に、約２０００〜１２０００Ｋの範囲の黒体輻射の軌跡１００が示されている。また、図３（ａ）において、蛍光灯１０１及び電球１０２は、それぞれの光源下で無彩色を撮影したときの撮像素子１４のＲＧＢ出力をＣｏｌｏｒＸ，ＣｏｌｏｒＹに変換してプロットしたものである。
【００４４】
上記のＣｏｌｏｒＸ−Ｙ色空間は、Ｂに対してＲが相対的に大きいほど、ＣｏｌｏｒＸは大きくなる。また、Ｒ及びＢの合計値がＧに対して相対的に大きいほど、ＣｏｌｏｒＹが大きくなる。黒体輻射の軌跡１００上には、晴天日陰１０３（７８００Ｋ）、晴天日向１０４（５０００Ｋ）、及び夕焼け１０５（３０００Ｋ）のＣｏｌｏｒＸ、ＣｏｌｏｒＹ座標がプロットされている。色温度が高くなるほど相対的にＢが大きくなるため、ＣｏｌｏｒＸが小さくなっている。また、蛍光灯下では、ＧがＲ及びＢの合計値に対して相対的に大きいため、黒体輻射の軌跡よりもＣｏｌｏｒＹが小さい。
【００４５】
図３（ｂ）は、ＣｏｌｏｒＸ−Ｙ色空間において、光源が晴天日陰、晴天日向、及び蛍光灯の場合の、肌色が分布する範囲を示している。肌色は、各種光源から、黒体輻射の軌跡１００に沿って相対的に右上に存在することが分かっている。そこで、システム制御部５０は、Ｓ１０５で検出した光源のＲＧＢ値をＣｏｌｏｒＸ−Ｙ座標に変換し、その後、光源座標から黒体輻射の軌跡１００に沿って右上に肌色検出用の相対枠１１０を設定する。図３（ｃ）は、光源が晴天日向の場合の相対枠１１０の一例を示す。相対枠１１０は、光源に応じてその位置が変化するため、「相対」枠と呼ばれる。
【００４６】
ところで、光源色検出結果が誤差を伴う場合、相対枠１１０を利用すると肌色領域が検出されない可能性がある。また、日向と日陰が混在するような撮影シーンにおいては、相対枠１１０が晴天日向に対応して設定された場合は日陰に存在する肌色領域が検出されず、相対枠１１０が晴天日陰に対応して設定された場合は日向に存在する肌色領域が検出されない可能性がある。
【００４７】
そこで、本実施形態では、システム制御部５０は、図３（ｄ）に示すように、晴天日向及び晴天日陰の両方に対応する絶対枠１２０を設定し、相対枠１１０及び絶対枠１２０の両方を肌色領域の検出に利用する。絶対枠１２０は、検出された光源が「晴天日向」又は「晴天日陰」の場合だけではなく、その他の光源（例えば、「蛍光灯」）の場合にも設定される。このように、絶対枠１２０は光源に関わらず同じ位置に設定されるため、「絶対」枠と呼ばれる。
【００４８】
システム制御部５０は、このように設定された相対枠１１０について肌色領域の検出（第１検出）を行い、更に、絶対枠１２０についても肌色領域の検出（第２検出）を行う。例えば図６（ａ）に示すように、外光下の撮影シーンにおいて、顔の右側に日が当たっており、顔の左側が陰になっている場合を考える。システム制御部５０は、図６（ｂ）に示すように、画像データを６×４の分割エリア２００に分割して肌色領域の検出を行う（即ち、検出は分割領域の単位で行われる）。この場合、絶対枠１２０については、図６（ｃ）に示すように絶対枠肌色領域２１０が検出され、相対枠１１０については、図６（ｄ）に示すように相対枠肌色領域２２０が検出される。
【００４９】
このように、肌色領域は、相対枠１１０及び絶対枠１２０のそれぞれについて、独立して検出される。システム制御部５０は、両検出結果を所定の重み付けで利用する。これにより、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる（詳細は図４乃至図６を参照して後述する）。
【００５０】
なお、ここでは肌色領域を検出する場合を例にとって相対枠１１０及び絶対枠１２０設定方法を説明したが、他の色の領域を検出する場合も同様の方法で相対枠及び絶対枠を設定可能である。即ち、本実施形態の構成は、画像データにおいて任意の特定の色の被写体が含まれる領域を検出するために利用可能である。
【００５１】
また、絶対枠は、「晴天日向」及び「晴天日陰」に対応するものに限定される訳ではなく、重視する撮影シーンに応じて適宜設定可能である。例えば、「夕焼け」及び「電球」の両方に対応する絶対枠を設定してもよいし、「電球」のみに対応する絶対枠を設定してもよい。
【００５２】
また、図３を参照して説明した特定色検出処理は、一例に過ぎない。本実施形態において重要なことは、ＤＳＣ１０が、光源検出処理により判定された光源色に基づく検出、及び、判定された光源色とは無関係に予め定められた光源色に基づく検出の両方を行うことである。
【００５３】
●（輝度オフセット値ΔＣの算出処理）
次に、Ｓ１０６における輝度オフセット値ΔＣの算出処理の詳細について説明する。一般的に、ＤＳＣは、光源からの光が被写体に当たって反射した、反射光を測光する。そのため、反射率の高い菜の花（黄色）のような被写体は、測光値が高くなるために露出アンダー目の写真となる。また、反射率の低い木の葉（深緑）のような被写体は、測光値が低くなるために露出オーバー目の写真となる。
【００５４】
そこで、システム制御部５０は、各エリアの特定色検出結果に応じて、各エリアの測光値（輝度）を調整する輝度オフセット値ΔＣを算出する。図４は、特定色に応じたΔＣの最大値を示す。例えば黄色い被写体は、測光値を最大で１．０段低めにすることで、１．０段露出オーバー目の写真となる。
【００５５】
また、絶対枠１２０に関して検出された特定色は、絶対枠１２０に対応する光源（図３（ｄ）の例では、晴天日向及び晴天日陰）でのみ意味を持つ。Ｓ１０５における光源検出結果に関わらず本当の光源が晴天日向又は晴天日陰であるか否かは、被写体輝度ＢＶに基づいて判断することができる。被写体輝度ＢＶは、測光エリア毎のセンサ出力値Ｙの平均値Ｙ＿ａｖｅ、蓄積時間、及び絞り値から算出可能である。ＢＶが高い場合、光源が晴天日向又は晴天日陰である可能性が高く、ＢＶが低い場合、光源が晴天日向又は晴天日陰である可能性は低い。そこで、システム制御部５０は、ＢＶに応じて、絶対枠１２０に対応するΔＣの重み付けを決定する。
【００５６】
図５は、被写体輝度ＢＶに応じた、絶対枠及び相対枠の重み付けの一例を示す図である。絶対枠については、ＢＶが大きいほど光源が絶対枠に対応している可能性が高いため、重み付けも大きい。他方、相対枠については、光源はＳ１０５において検出されたものであるため、ＢＶに関わらず重み付けは一定である。例えば、ＢＶ＝９の場合、相対枠の重み付けは０．４であり、絶対枠の重み付けも０．４である。相対枠及び絶対枠の両方について特定色が検出された場合には、その加算値である０．８が最終的な重み付けとして使用される。最終的な輝度オフセット値ΔＣは以下の式より算出される。
ΔＣ＝ΔＣ（ｍａｘ）×（最終的な重み付け）
【００５７】
また、前述のように、絶対枠は他の光源、例えば「電球」に対応するように設定されてもよい。この場合、絶対枠の重み付けが、ＢＶが本当の光源が電球である可能性の高い値を取る場合に大きくなり、そうでない場合に小さくなるように、図５のグラフが適宜修正される。換言すると、絶対枠に対応する光源色が被写体の本当の光源色である可能性が高いほど、相対枠の検出結果に対する絶対枠の検出結果の比重が大きくなる。
【００５８】
輝度オフセット値ΔＣを上記のように設定し、上述したＳ１０７のＡＥ処理で使用することにより、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる。
【００５９】
●（重み付け係数ｋの算出処理）
次に、Ｓ１０６における重み付け係数ｋの算出処理の詳細について説明する。重み付け係数ｋは、ＤＳＣ１０の撮像モード、測光モード、又は撮影シーンなどに応じて各測光エリアの測光出力値の重み付けを変えるための係数である。例えば、測光モードが中央重点測光モードであれば、画像の中央付近の測光エリアに対する重み付け係数を画像の周辺付近に対する重み付け係数よりも大きくする。また、評価測光モードであれば、肌色等の特徴領域に対応する測光エリアに対する重み付け係数を他の測光エリアに対する重み付け係数よりも大きくする。ここでは特に、人物の顔（肌色領域）に応じた重み付け係数ｋの算出処理について説明する。
【００６０】
例えば図６（ａ）に示すように、外光下の撮影シーンにおいて、顔の右側に日が当たっており、顔の左側が陰になっている場合を考える。前述の通り、システム制御部５０は、図６（ｂ）に示すように、画像データを６×４の分割エリア２００に分割して肌色領域の検出を行う。この場合、絶対枠１２０については、図６（ｃ）に示すように絶対枠肌色領域２１０が検出され、相対枠１１０については、図６（ｄ）に示すように相対枠肌色領域２２０が検出される。
【００６１】
そして、システム制御部５０は、輝度オフセット値ΔＣの算出処理の場合と同様、被写体輝度ＢＶに応じて、重み付け係数ｋを決定する。具体的には、システム制御部５０は、図５のグラフに従い、絶対枠及び相対枠のそれぞれについて重み付け係数を決定する（図６（ｃ）及び図６（ｄ）参照）。システム制御部５０は、それぞれの重み付け係数を合計することにより、各測光エリアの最終的な重み付け係数ｋを算出する（図６（ｅ）参照）。但し、絶対枠及び相対枠のいずれにおいても肌色が検出されなかった測光エリアについては、重み付け係数ｋ＝０．１とする。
【００６２】
重み付け係数ｋを上記のように設定し、上述したＳ１０７のＡＥ処理で使用することにより、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＤＳＣ１０は、光源検出処理により判定された光源色に応じて設定される相対枠、及び、光源検出処理とは無関係に特定の光源色に対応して設定される絶対枠の両方について、画像データにおいて特定の色の被写体の領域を検出する処理を行う。そして、ＤＳＣ１０は、相対枠及び絶対枠それぞれに関する特定色検出結果に基づき、露出制御を行う。この際に、ＤＳＣは、被写体輝度ＢＶに基づき、絶対枠に対応する特定の光源色が被写体の本当の光源色である可能性が高いほど、相対枠の特定色検出結果に対する絶対枠の特定色検出結果の比重を大きくする。これにより、被写体の色を利用して露出制御を行う際に、光源の誤検出に起因する悪影響を低減することが可能となる。
【００６４】
［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
前記画像データに基づいて、前記被写体の光源色及び輝度を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された光源色に基づいて、前記画像データにおいて特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第１検出手段と、
前記判定手段による判定とは無関係に予め定められた光源色に基づいて、前記画像データにおいて前記特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段の検出結果、及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記判定手段により判定された前記被写体の輝度に基づき、前記予め定められた光源色が前記被写体の光源色である可能性が高いほど、前記第２検出手段の検出結果の重み付けを大きくして、前記露出制御を行う
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像データを複数の分割領域に分割する分割手段を更に備え、
前記第１検出手段、及び前記第２検出手段は、前記特定の色の被写体が含まれる領域を前記分割領域の単位で検出し、
前記制御手段は、前記複数の分割領域それぞれの輝度を判定し、当該判定された輝度に基づいて前記露出制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記特定の色の被写体が含まれる分割領域については、前記判定された輝度を当該特定の色に応じて補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記特定の色は、人物の顔の色を含み、
前記制御手段は、当該人物の顔の色の被写体が含まれる分割領域の重み付け係数を他の分割領域よりも大きくして、前記複数の分割領域それぞれの輝度の加重平均値を算出し、当該加重平均値に基づいて前記露出制御を行う
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置の判定手段が、前記画像データに基づいて、前記被写体の光源色及び輝度を判定する判定工程と、
前記撮像装置の第１検出手段が、前記判定工程により判定された光源色に基づいて、前記画像データにおいて特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第１検出工程と、
前記撮像装置の第２検出手段が、前記判定工程による判定とは無関係に予め定められた光源色に基づいて、前記画像データにおいて前記特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第２検出工程と、
前記撮像装置の制御手段が、前記第１検出工程の検出結果、及び前記第２検出工程の検出結果に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行う制御工程と、を備え、
前記制御工程において前記制御手段は、前記判定工程により判定された前記被写体の輝度に基づき、前記予め定められた光源色が前記被写体の光源色である可能性が高いほど、前記第２検出工程の検出結果の重み付けを大きくして、前記露出制御を行う
ことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、請求項５に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
前記画像データに基づいて、前記被写体の光源色及び輝度を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された光源色に基づいて、前記画像データにおいて特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第１検出手段と、
前記判定手段による判定とは無関係に予め定められた光源色に基づいて、前記画像データにおいて前記特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段の検出結果、及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記判定手段により判定された前記被写体の輝度に基づき、前記予め定められた光源色が前記被写体の光源色である可能性が高いほど、前記第２検出手段の検出結果の重み付けを大きくして、前記露出制御を行う
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像データを複数の分割領域に分割する分割手段を更に備え、
前記第１検出手段、及び前記第２検出手段は、前記特定の色の被写体が含まれる領域を前記分割領域の単位で検出し、
前記制御手段は、前記複数の分割領域それぞれの輝度を判定し、当該判定された輝度に基づいて前記露出制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記特定の色の被写体が含まれる分割領域については、前記判定された輝度を当該特定の色に応じて補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記特定の色は、人物の顔の色を含み、
前記制御手段は、当該人物の顔の色の被写体が含まれる分割領域の重み付け係数を他の分割領域よりも大きくして、前記複数の分割領域それぞれの輝度の加重平均値を算出し、当該加重平均値に基づいて前記露出制御を行う
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置の判定手段が、前記画像データに基づいて、前記被写体の光源色及び輝度を判定する判定工程と、
前記撮像装置の第１検出手段が、前記判定工程により判定された光源色に基づいて、前記画像データにおいて特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第１検出工程と、
前記撮像装置の第２検出手段が、前記判定工程による判定とは無関係に予め定められた光源色に基づいて、前記画像データにおいて前記特定の色の被写体が含まれる領域を検出する第２検出工程と、
前記撮像装置の制御手段が、前記第１検出工程の検出結果、及び前記第２検出工程の検出結果に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行う制御工程と、を備え、
前記制御工程において前記制御手段は、前記判定工程により判定された前記被写体の輝度に基づき、前記予め定められた光源色が前記被写体の光源色である可能性が高いほど、前記第２検出工程の検出結果の重み付けを大きくして、前記露出制御を行う
ことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、請求項５に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７８０８６（Ｐ２０１３−７８０８６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８３２３（Ｐ２０１１−２１８３２３）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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