專利名稱：數碼相機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明，涉及一種包括具有光電轉換機能的固體攝像裝置(CCD以及C MOS等)的數碼相機。
背景技術：
近年，隨著數碼相機(數碼普通相機、數碼攝像機、便攜式相機等)的 普及照片圖像的數碼化變得簡單，特別是個人電腦上將照片調整圖像作為 數碼圖像數據處理的機會在增長。
還有，隨著能夠補正 加工圖像的應用軟件的普及，在個人電腦上使 用者可以自由自在的進行圖像處理。例如能夠舉出，將照的比較暗的圖像 補正為明亮的處理，在肌膚顏色部分通過加上LPF使皺紋不再明顯的加工 處理等。
在這樣的背景下，攝影中，不進行圖像補正或加工處理就可行的圖像 處理技術就變得必要了。
近年，已經能夠從圖像中檢測出人物的臉，而且精度也在提高。檢測 出臉的效果，在逆光圖像的補正的臉部分的亮度補正是有效的。
因此，用臉部照片制作相冊或一覽表之際，即便是在不同攝影條件下 也可以通過攝影的圖像處理得到具有一樣的亮度(明亮程度)、灰度，從而 有望提高清晰度。
例如，在日本專利公開2000-354196號公報中，公開了通過最適宜的 曝光控制進行被攝體的適宜曝光的技術。而在日本專利公開2006-18465號 公報中，公開了抽出臉部區(qū)域改變亮度級別的技術。
(發(fā)明所要解決的問題)
以前的技術中，對應攝影條件進行適當的曝光控制、光圈控制，但是， 因為被攝體的亮度信號的電平沒有統(tǒng)一 的基準，隨著攝影條件的不同被攝
體的明亮程度也就不同。還有，就是相對于不同的攝影條件即便是使明亮 程度為相同電平，又因為灰度的分配是相對于圖像整體進行的，被攝體的 灰度各自不同。

發(fā)明內容
(為解決課題的方法)
本發(fā)明的數碼相機，為使指定區(qū)域(膚色區(qū)域、對焦區(qū)域、根據臉識別 的臉區(qū)域等)的亮度電平不隨攝影條件而改變進行曝光調整、光圈控制、增 益控制、灰度補正。通過保持改變亮度電平區(qū)域的灰度改變亮度電平(改變
7特性)保持指定區(qū)域的精細度。通過調節(jié)模式刻度盤(mode dial)成為相冊 攝影模式時，由屏幕視控系統(tǒng)(OSD)顯示臉的范圍，通過將臉放入這個范 圍攝影，調整了臉的大小。還有，這個區(qū)域實施上述處理。 一發(fā)明的效果一
根據本發(fā)明的數碼相機，即便是攝影條件不同被攝體的亮度電平成為 一定，所以，進行被攝體(臉、上半身、食品的樣品等)的比較就變得容易。 還有，在進行增益控制之際保持了被攝體附近的灰度，也就保持了被攝體 的精細度，提高了被攝體的識別度。再有，通過屏幕視控系統(tǒng)顯示范圍， 將被攝體放入這個范圍內進行攝影，就能夠不問被攝體的大小或攝影條件， 可以進行一定大小的攝影，再有進行被攝體的比較也變得容易。


圖1，是第一實施方式的數碼相機構成圖。
圖2，是對應亮度信號電平的灰度分配的概念圖。
圖3，是對應圖2的亮度出現(xiàn)頻度的一例。
圖4，是補正圖2中臉區(qū)域的灰度后的灰度分配的概念圖。
圖5，是目標平均亮度的概念圖。
圖6，是灰度分配曲線的近似概念圖。
圖7(a)，是補正前的圖像，圖7(b)，是補正后的圖像。
圖8(a)，是圖像影像，圖8(b)，是指定區(qū)域(補正區(qū)域)。
圖9(a),是圖像影像，圖9(b),是指定區(qū)域(補正區(qū)域)。
圖10，是亮度信號閾值的概念圖。
圖11，是對高亮度區(qū)域處理的概念圖。
圖12，是由屏幕視控系統(tǒng)重疊的補正區(qū)域的概念圖。
圖13，是進行補色原色轉換的映像信號調整部的構成圖。
圖14，是第二實施方式的數碼相機的構成圖。
圖15，是利用自動對焦區(qū)域的圖像影像的圖(a)和補正區(qū)域的圖(b)。
圖16，是第三實施方式的數碼相機的構成圖。
圖17，是目標最低亮度的概念圖。
圖18，是目標最高亮度的概念圖。
圖19，是設置了自動曝光控制部的數碼相機的構成圖。
圖20，是對圖像數據進行亮度信號檢波情況下的數碼相機的構成圖。
圖21，是對應于臉區(qū)域的亮度出現(xiàn)頻度改變灰度分配曲線情況下的概念圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。
(第一實施例)
第一實施方式的數碼相機的構成用圖l表示。這個數碼相機l，包括 攝像裝置2、映像信號調整部3、圖像數據轉換部4、屏幕視控系統(tǒng)重疊部 5、顯示裝置6、區(qū)域檢測部7、區(qū)域指定部8、亮度信號檢波部9、灰度分 配部10、開關11、設定保持部12、和控制裝置13。
攝像裝置2，由CCD以及CMOS等固體攝像元件將來自被攝體的光 轉換成對應R G B的映像信號RAW1 ，輸出這個映像信號RAW1 。映像 信號調整部3，進行個別增益調整來自攝像裝置2的映像信號RAW1的各 種顏色成份(R G B)、白色平衡(white balance)調整、偏置(offset)的附加、 缺陷的補正等的處理，作為調整映像信號RAW2輸出。圖像數據轉換部4， 將來自映像信號調整部3的調整映像信號RAW2轉變成圖像數據YC1。屏 幕視控系統(tǒng)重疊部5 ，在圖像數據YC1上重疊屏幕視控系統(tǒng)(On Screen Disp lay),作為屏幕視控系統(tǒng)重疊信號YC2輸出。顯示裝置6，顯示屏幕視控
系統(tǒng)重疊信號YC2，是如液晶顯示器或有機EL顯示器等。區(qū)域檢測部7， 從圖像數據YC1檢測出應該進行控制的區(qū)域(臉區(qū)域或肌膚顏色區(qū)域)。區(qū) 域指定部8，取得有關區(qū)域檢測部7檢測了的區(qū)域的信息，基于這個信息， 在映像信號調整部3中指定增益調整區(qū)域。亮度信號檢波部9，檢波來自 調整映像信號RAW2的亮度信號。灰度分配部IO，基于亮度信號檢波部9 檢波了的信息向圖像數據轉換部4進行灰度分配的指示。開關ll，改變選 擇攝影模式、開始攝影、終止攝影、顯示輸出的ON/OFF、增益調整值等 的指示。設定保持部12，保持設定(ISO靈敏度、光圈、曝光時間等)?？?制裝置13，轉換攝影模式的話，從設定保持部12讀出轉換以后的攝影模 式的以前的設定，進行上述各部的控制。
一般的講，與映像信號RAW1的灰度相比圖像數據YC1的灰度少， 如圖2所示那樣，對應亮度信號電平改變灰度的分配。表示圖2所示那樣 的低亮度指定區(qū)域(在此是臉區(qū)域)存在的圖像亮度信號電平和出現(xiàn)頻度的 曲線用圖3表示?？梢灾老鄬τ趫D像整體的平均亮度臉區(qū)域的平均亮度 低。若就這樣的話，臉區(qū)域變暗，圖2的灰度分配曲線也顯示著灰度分配 變少，因此，本實施方式的數碼相機1中，灰度分配部10為在臉區(qū)域多分 配灰度如圖4所示那樣改變灰度分配的比例。由此，相對于臉區(qū)域的輸入 輸出的變化量變多，臉區(qū)域上分配更多的灰度。還有，臉區(qū)域的平均亮度 從改變前的平均亮度A上升到改變后的平均亮度B，臉區(qū)域的圖像變得明 亮。
在此，設定了臉區(qū)域(指定區(qū)域)的目標平均亮度的情況，如圖5所示 那樣，在映像信號調整部3的指定區(qū)域加上偏置，如此使臉區(qū)域的平均亮 度B達到目標平均值既可。通過這樣設定目標平均亮度，即便是攝影條件 不同，也能夠大致統(tǒng)一對象區(qū)域(指定區(qū)域)的明亮度。
還有，通過灰度的分配以及增益調整等灰度分配的彎曲不再圓滑的情 況下，為了防止折點的影響明顯的顯示在圖像上，如圖6所示那樣，將折 點用非線性曲線近似，這樣消除折點的影響亦可。
再有，在附加偏置的時候，若是只在指定區(qū)域(臉區(qū)域)附加偏置的話 與周圍的圖像就會失去連續(xù)性就會不自然，因此，對于附加了偏置的區(qū)域 的周圍的區(qū)域的灰度也可以適用圖5所示的灰度分配曲線消除不自然。
圖7中表示了補正前的圖像(a)、和補正后的圖像(b)。還有，表示由區(qū) 域檢測部7的臉檢測動作，只有臉的部分成為指定區(qū)域對象的圖表示在圖 8中。從圖8(a)所示的攝像映像只識別臉部分，使識別了的臉部分成為補 正對象，為此，就可以知道圖8(b)所示的只是臉部分成為補正的對象。通 過對圖8(b)的區(qū)域進行補正，圖7(a)中被攝體的臉部分暗，但是，圖7(b) 所示的補正后只是臉部分得到補正，變得很明亮。
還有，設定亮度信號閾值，在亮度信號檢波部9中，對于指定區(qū)域(臉 區(qū)域等)內的亮度信號中沒有超過亮度信號閾值的部分進行檢波動作亦可。 這時的圖像概念圖用圖9表示。圖9(a)是補正前的圖像影象，圖9(b)表示 補正對象區(qū)域。圖9(a)中，圖像整體明亮，這時的指定區(qū)域的臉部分，由 于眼鏡的反射，平均亮度升高。但是，通過設定亮度信號閾值，因為亮度 信號電平高的部分(在此是眼鏡部分)被排出到補正對象區(qū)域以外，所以， 如圖9(b)所示那樣，臉部分的眼鏡部分以外的區(qū)域成為補正區(qū)域。亮度信 號閾值的概念圖用圖IO表示。如圖10所示的那樣，因為指定區(qū)域內的平 均亮度高，就這樣進行補正的話就會向降低臉整體的平均亮度的方向補正， 就不能進行適當的補正。因此，通過不對亮度信號閾值的亮度波動以上的 亮度信號進行觀測，圖ll(a)所示的平均亮度成為平均亮度'。再有，通過 在映像信號RAW1上加上偏置，如圖ll(b)所示那樣，可以使平均亮度， 變成目標平均亮度。由此，就可以防止由于眼鏡的反射等臉區(qū)域的平均亮 度升高，經過補正反而使臉變暗的結果。
還有，在屏幕視控系統(tǒng)上重疊指定區(qū)域，如圖12(a)所示那樣的表示指 定區(qū)域的范圍(屏幕視控系統(tǒng)范圍)那樣的形狀，預先顯示在顯示裝置6中 亦可。由此，在攝影者攝影之際，通過將想要確?；叶?確保平均亮度的 被攝體置于這個屏幕視控系統(tǒng)范圍內，如圖12(b)所示那樣，攝影者可以知 道攝影時補正的區(qū)域。
在此，攝像裝置2的輸出映像信號RAW1是補色(Ye、 Cy、 Mg、 G) 的情況，如圖13所示那樣，通過使映像信號調整部3具有將補色轉變?yōu)?原色的補色原色轉換部3C、和多重化補色原色轉換部3C輸出的顏色信息 (Rl、 Gl、 Bl)轉變?yōu)檎{整映像信號RAW2的RGB多重化部3D的構成， 就可以不對映像信號調整部3以后的處理塊影響進行對應。在從補色轉變
為原色之際，例如補色數據用Ye=R+G、 Cy=B + G、 Mg=R+G、 G表示， 因為從一個Ye數據同時生成R數據和G數據兩個，將R數據R1、 G數據 Gl、 B數據B1的顏色信息在RGB多重化部3D多重化，向圖像數據轉換 部4輸出。通過這樣做，就可以伴隨著攝像裝置2的變更對應映像信號的 變更。
(第二實施方式)
用圖14表示第二實施方式的數碼相機的構成。這個數碼相機l，在圖 1所示的構成要素的基礎上還包括自動曝光(AF-Auto-Focus)控制部20。自 動曝光控制部20，進行為對焦被攝體的控制。本實施方式的數碼相機l中 圖像影象和補正區(qū)域用圖15表示。
通常，進行自動對焦控制時，對焦的自動對焦區(qū)域(Auto-Focus area) 存在幾個。這種情況下，圖15(a)中的七個四角形范圍(Auto-Focus范圍) 對應自動對焦區(qū)域。在此，選擇自動對焦區(qū)域作為指定區(qū)域的話，如圖15(b) 所示那樣，對焦的自動對焦區(qū)域內的圖像作為補正對象區(qū)域進行補正。因 為 一 般是在被攝體的想要拍攝的區(qū)域對焦，所以只要將自動對焦區(qū)域作為 指定區(qū)域，就可以省去預先指定補正對象區(qū)域的麻煩。
(第三實施方式)
第三實施方式的數碼相機的構成用圖16表示。這個數碼相機l，是在 圖l所示的構成要素基礎上，再包括儲存映像信號等的記憶裝置30、和 在記憶裝置30中進行映像信號的儲存/取出的存儲器存取部31。還有，圖 像數據轉換部4，將來自存儲器存取部31的映像信號轉換成圖像數據?？?制裝置13,進行由區(qū)域指定部8指定的區(qū)域的亮度信號(平均亮度、最高 亮度、最低亮度)達到所規(guī)定值為止重復從映像信號生成圖像數據的各處理 部的控制。
按下快門的瞬間對圖像的補正，即便是對于偏離了時間軸的圖像用攝 像裝置2無法改變曝光時間或增益調整的情況，因為存儲器存取部31向記 憶裝置30進行映像信號RAW1的存儲/取出，所以，通過一次將映像信號 RAW1存入記憶裝置30，對于相同的映像信號RAW1，多少次都可以從映 像信號RAW1生成圖像數據YC1。為此，就可以更接近目標的圖像數據。 (其他實施方式)
尚，本發(fā)明不為上述實施方式所限定，還可以進行如下的實施。
(1) 上述實施方式中，使用了補色數據用Ye=R + G、 Cy=B + G、 Mg=R + G、 G表示的式子，但是并不限于此，使用系數a f進行Ye=aR+bG、 Cy=cB + dG、 Mg=eR+fG、 G的轉換亦可。
(2) 上述實施方式中，是將重疊數據屏幕視控系統(tǒng)1重疊到圖像數據 YC1上，但是只是調整圖像數據YC1本身的值亦可。
(3) 上述實施方式中，在臉識別和肌膚顏色識別中，從圖像數據YC1 進行區(qū)域識別，但是，從映像信號RAW1、 RAW2進行區(qū)域識別亦可。
(4) 上述實施方式中，對目標平均亮度進行了偏置調整等，但是，如 圖17、圖18所示那樣，對最低亮度或最高亮度進行補正使其負荷目標值 亦可。
(5) 上述實施方式中，記載了設置進行自動對焦的自動對焦控制部20 的例，但是，取代與它，如圖19所示那樣，設置從映像信號生成亮度成份， 通過進行測光介于控制裝置13在攝像裝置2中自動對焦(Auto-Focus)適合 曝光的自動對焦控制部40,指定由自動對焦控制部40測光了的自動對焦 區(qū)域作為指定區(qū)域亦可。
(6) 上述實施方式中，由映像信號調整部30通過偏置調整亮度信號的 平均亮度，但是，在攝像裝置2中通過進行曝光時間或增益調整進行平均 亮度的調整亦可。
(7) 上述實施方式中，亮度信號檢波是由調整映像信號RAW2進行的， 但是如圖2所示那樣，對圖像數據YC1進行亦可。
(8) 上述實施方式中，是在圖4的灰度分配變更中進行直線補正的， 但是，如圖21所示那樣，從指定區(qū)域內亮度出現(xiàn)的頻度，對指定區(qū)域內最 多出現(xiàn)亮度附近多分配灰度變更灰度分配亦可。
一產業(yè)上的利用可能性一
根據本發(fā)明的數碼相機，即便是攝影條件不同，臉(指定區(qū)域)的亮度 電平也成為一定，容易進行被攝體(例如臉和上半身)的比較。還有，在進
行增益控制之際，通過保持臉附近的灰度，保持了臉的精細度，提高了臉 的識別度。再有，通過屏幕視控系統(tǒng)表示臉的范圍，在這個范圍內放入臉 進行攝影，不需問每個人的臉的大小或攝影條件，可以拍攝一定大小的臉 部照片，再有，容易進行被攝體的比較。從以上的說明，用臉部照片制作 相冊或一覽表之際，在不同的攝影條件下也能夠得到一樣的亮度(明亮度)， 通過對攝影了的圖像使其具有灰度的處理，就可以提高識別性。
權利要求
1.一種數碼相機，其特征在于包括攝像裝置，具有控制攝像光學系統(tǒng)的透光量的機能、和光電轉換透過光生成映像信號的機能，區(qū)域指定部，指定進行控制的區(qū)域，圖像數據轉換部，將由上述攝像裝置生成的映像信號轉換成包含亮度信號和色差信號的圖像數據并進行輸出，亮度信號檢波部，從上述映像信號或上述圖像數據檢波亮度信號，灰度分配部，基于上述亮度信號檢波部檢波的信息向上述圖像數據轉換部進行灰度分配的指令，控制裝置，控制上述攝像裝置、上述區(qū)域指定部、上述灰度分配部、上述圖像數據轉換部、以及上述亮度信號檢波部，另外上述圖像數據轉換部，基于來自上述灰度分配部的灰度分配指令進行上述轉換。
2. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 上述映像信號，是原色信號、即R G B、補色信號、即Ye Cy Mg G、以及亮度信號 色差信號、即Y Cb Cr中的任何一種。
3. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 還包括映像信號調整部，該映像信號調整部在對上述映像信號進行調整后作為調整映像信號向上述圖像數據轉換部進行輸出。
4. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 上述亮度信號檢波部，計算出由上述區(qū)域指定部指定的區(qū)域的平均亮度，上述灰度分配部，向上述圖像數據轉換部進行使上述平均亮度保持一定的灰度分配指令。
5. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于上述亮度信號檢波部，計算出由上述區(qū)域指定部指定的區(qū)域的最高亮度，上述灰度分配部，向上述圖像數據轉換部進行使上述最高亮度保持一 定的灰度分配指令。
6. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 上述亮度信號檢波部，計算出由上述區(qū)域指定部指定的區(qū)域的最低亮度，上述灰度分配部，向上述圖像數據轉換部進行使上述最低亮度保持一 定的灰度分配指令。
7. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 上述亮度信號檢波部，計算出由上述區(qū)域指定部指定的區(qū)域的亮度信號電平的度數分布，上述灰度分配部，向上述圖像數據轉換部發(fā)出給上述指定區(qū)域中出現(xiàn) 頻率最多的亮度信號電平附近多分配灰度的灰度分配指令。
8. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于還包括區(qū)域檢測部，該區(qū)域檢測部從上述映像信號或上述圖像數據檢 測出被攝體的臉，上述區(qū)域指定部，指定由上述區(qū)域檢測部檢測出的臉的區(qū)域。
9. 根據權利要求8所述的數碼相機，其特征在于上述區(qū)域指定部，指定由上述區(qū)域檢測部檢測出的臉的區(qū)域中臉頰或 額頭的至少一個區(qū)域。
10. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于還包括區(qū)域檢測部，該區(qū)域檢測部檢測出肌膚顏色。上述區(qū)域指定部，指定由上述區(qū)域檢測部檢測出的肌膚顏色區(qū)域。
11. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 還包括自動對焦控制部，該自動對焦控制部基于上述映像信號的頻率成份對上述攝像裝置自動對焦，上述區(qū)域指定部，指定由上述自動對焦控制部對焦鎖定的對焦區(qū)域。
12. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于還包括自動曝光控制部，該自動曝光控制部通過從上述映像信號生成 亮度成份并進行測光，給上述攝像裝置自動調整出適當的曝光，上述區(qū)域指定部，指定由上述自動曝光控制部測光的自動曝光區(qū)域。
13. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于上述亮度信號檢波部，對在由上述區(qū)域指定部指定的區(qū)域內沒有超過 所規(guī)定亮度信號閾值的亮度信號進行檢波動作。
14. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 還包括開關，該開關可以從外部進行設定， 上迷灰度分配部，可以通過上述開關改變亮度信號的電平。
15. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 還包括開關，該開關可以從外部進行設定， 上述灰度分配部，可以通過上述開關改變灰度分配的比例。
16. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 還包括設定保持部，保持設定， 開關，選擇攝影模式，另外上述控制裝置，當由上迷開關轉換攝影模式時，從上述設定保持部讀出轉換后的攝影模式以前的設定。
17. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于上述灰度分配部，對由上述區(qū)域指定部指定的區(qū)域內的分布著亮度的 范圍多分配灰度。
18. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于上述灰度分配部，只改變由上述區(qū)域指定部指定的區(qū)域的灰度。
19. 根據權利要求18所述的數碼相機，其特征在于還包括非線性特性部，該非線性特性部生成非線性特性信息， 上述灰度分配部，基于來自上述非線性特性部的信息，以用非線性特 性圓滑推移的方式改變和上述指定區(qū)域的境界部的灰度。
20. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 還包括記憶裝置，存儲由上述攝像裝置生成的映像信號，存儲器存取部，向上述記憶裝置存儲/取出映像信號，映像信號調整部，對由上述存儲器存取部取出的映像信號進行調整后作為調整映像信號向上迷圖像數據轉換部進行輸出，另外上述圖像數據轉換部，將上述調整映像信號轉換為包含亮度信號和色差信號的圖像數據并進行輸出，上述控制裝置，進行控制上述各處理部，使由上述區(qū)域指定部指定的區(qū)域的亮度信號達到所規(guī)定值為止重復從上述存儲器存取部取出的映像信號生成上述圖像數據的處理。
21. 根據權利要求1所述的數碼相機，其特征在于 還包括屏幕視控系統(tǒng)重疊部，輸出在上述圖像數據上重疊了屏幕視控系統(tǒng)重 疊信號的顯示數據，顯示裝置，顯示上述顯示數據。
22.根據權利要求21所述的數碼相機，其特征在于: 上述屏幕視控系統(tǒng)重疊信號是范圍數據， 上迷區(qū)域指定部，指定由上述范圍數據所圍區(qū)域。
全文摘要
以前的數碼相機，在拍攝被攝體之際，由于攝影條件的不同被攝體的亮度也不同。還有，攝影條件不同的話，作為對象的被攝體的灰度各自不同。為此，在制作臉部照片和一覽表時，亮度、灰度顯示零零亂亂。為使指定區(qū)域(膚色、自動對焦、臉等區(qū)域)的亮度電平不受攝影條件影響進行曝光調整、光圈控制、增益控制、灰度補正。通過保持改變亮度電平區(qū)域的灰度改變亮度電平(改變γ特性)保持指定區(qū)域的精細度。通過調節(jié)模式刻度盤成為相冊攝影模式時，由屏幕視控系統(tǒng)顯示臉的范圍，通過將臉放入這個范圍內拍攝，調整了臉的大小。還有，這個區(qū)域實施上述處理。如上所述，即便是攝影條件不同被攝體的亮度電平也是一定的，所以，進行被攝體的比較變得容易。
文檔編號H04N5/225GK101175157SQ20071016721
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權日2006年11月2日
發(fā)明者荒川賢治 申請人:松下電器產業(yè)株式會社