JP2003046844A - 強調表示方法、カメラおよび焦点強調表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焦点があっている部分の識別を容易にする構
成を提供する。 【解決手段】 本発明は、カメラに表示されている画像
のうちの焦点が合っている部分を撮影者に対して強調す
るシステムおよび方法である。強調表示された部分に
は、被写界深度内の、対象物の焦点が合った部分のすべ
てが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、写真の画像取込段
階で焦点が合っている対象物を決定しかつ表示する画像
処理に関し、より詳細には、焦点が合っている表示画像
の部分を写真の撮影者に示すシステムおよび方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】視覚画像を記録する人は、長年、カメラ
や他の画像取込装置を使用してきた。初期のカメラは、
板またはフィルム上に被覆された感光乳剤を使用してお
り、この上に、潜像が取り込まれた。そして、いったん
取り込まれ現像された後に、この潜像を使用して元の撮
影された光景を表現した視覚画像を作成していたものだ
った。最近になって、ディジタル・カメラが使用可能に
なり、ここ数年で人気が高まっている。ディジタル・カ
メラは、一般に、取込画像を３．５インチの磁気ディス
クや類似の記憶媒体のような記憶装置にビットマップ画
像として記録する。そのように記憶された画像は、コン
ピュータ・ユーザが処理したり修正したりすることがで
き、その状態で印刷し使用することができる。最初のデ
ィジタル・カメラは基本的な機能を有していたが、今日
のディジタル・カメラは、多数の機能を有しており、い
くつかの例では、従来のフィルム・カメラでは実現でき
ない機能を有している。例えば、記憶技術は、ディジタ
ル・カメラが何百枚もの低解像度画像を記憶することが
できるように発達した。さらに、ディジタル・カメラの
ユーザは、取り込んで記憶する画像に望ましい解像度を
選択することができる。ディジタル・カメラのユーザ
は、低解像度、中解像度、または高解像度のモードで記
録する画像を選択することができる。取込画像の解像度
が高くなると、画像の記憶に使用されるメモリの量が増
えるため、写真の解像度を適切に選択することにより、
低い解像度しか必要としないときに画像の取込を高速化
することができ、それに対応して画像の処理と記憶の要
件が低くなる。また、ディジタル写真は、これまで従来
のフィルム写真では不可能であった取り込まれたディジ
タル画像の修正を可能にする。 【０００３】ディジタル・カメラおよび従来のフィルム
・カメラの両方について、カメラに自動焦点機能が内蔵
されているタイプがある。単純なカメラは、赤外線（Ｉ
Ｒ）検出器を使用して被写体までの距離を決定し、他に
は、超音波トランスデューサを使用して距離情報を提供
するカメラもある。これと対照的に、一眼レフ（ＳＬ
Ｒ：ｓｉｎｇｌｅ ｌｅｎｓｅｓ ｒｅｆｌｅｃｔ）カ
メラは、一般に、コントラスト測定システムまたは位相
整合システムとして分類できる自動焦点システムを含
む。位相整合システムは、一般に、従来のフィルム・カ
メラで使用されており、コントラスト測定は、ディジタ
ル・カメラに好ましい方法である。したがって、ほとん
どのディジタル・カメラは、画像内の対象物のコントラ
ストを最大にすることによって焦点が合った画像を得
る。正確に焦点が合った対象物は、正確な焦点距離にあ
るものであり、画像フォーマット（例えば、横縦（アス
ペクト）比）、レンズ焦点距離、絞りサイズ、ならびに
最終画像の焦点距離および許容可能な錯乱円に依存す
る。 【０００４】被写界深度は、任意の時間に焦点が合って
見える、カメラの焦点からの対象物の距離の示度であ
る。典型的には、被写界深度の３の１は、正確に焦点が
合った距離にある被写体より前にあり、被写界深度の３
分の２は、その被写体よりも後ろにある。当業者は、最
終的な印刷サイズも被写界深度に影響を及ぼすことを理
解されよう。一般に、従来の写真の場合は、許容可能な
被写界深度のガイドマークをレンズ上で決定するため
に、２４インチの距離に表示された８×１０インチの印
刷物が使用される。被写界深度は、正確な焦点にはない
対象物と関係付けられた円が、人間の目にひずんで見え
る（例えば、「ぼやける」）ことなくどれだけ大きくな
るかを示す錯乱円と関連する。 【０００５】従来技術のカメラに組み込まれている全自
動焦点装置を実装して被写界深度および絞りを調整し
て、例えば見える画像の大部分に焦点を合わせることが
できる。代替的に、多くの従来技術のカメラは、撮影者
が焦点を合わせたい画像の特定部分をユーザがカメラに
識別させることができるスポット合焦機能を含む。当業
者は、そのような合焦技術を理解しかつその恩恵を理解
する。 【０００６】 【発明が解決しよとする課題】これらの従来技術の装置
はすべて、カメラが焦点を合わせる画像の部分を決定す
ることをユーザに要求していた。本発明は、この点に鑑
み、焦点があっている部分の識別を容易にする構成を提
供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、焦点が合って
いる画像の特定部分を撮影者に示すためのシステムおよ
び方法を対象とする。本発明の方法は、画像のディジタ
ル表現を受け取る段階と、ディジタル表現を調べて画像
の合焦部分を決定する段階と、そのような合焦部分を撮
影者に強調表示する段階とを含む。被写界深度が大きい
場合は、遠焦点（ｆａｒ ｆｏｃｕｓ）および近焦点
（ｎｅａｒ ｆｏｃｕｓ）の対象物、および遠焦点の対
象物と近焦点の対象物との間にある対象物を強調表示す
ることができ、あるいはディジタル画像内の焦点が合っ
ているすべての対象物を強調表示することができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】一般に、本発明は、カメラのファ
インダ内に含まれる画像の焦点が合っている部分を撮影
者に明確に強調表示するためのシステムおよび方法に関
する。画像の焦点が合っている部分を強調表示すること
によって、混乱やあいまいさがなくなり、期待通りの写
真画像が得られる。 【０００９】図１は、画像の合焦領域を決定するために
システムが実行する手順の流れ図である。ステップ１０
１で、取込画像の第１の領域を選択する。ステップ１０
２で、選択した第１の領域を解析し、領域内の対象物ま
たは画素間のコントラストを決定する。当業者が理解す
るように、コントラストが高いほどその領域の焦点がよ
く合っている。ステップ１０３では、ステップ１０２で
計算した領域のコントラストをコントラストしきい値と
比較する。計算したコントラストがしきい値より大きい
場合は、その領域は、焦点が合っていると見なされる。
計算したコントラストが、しきい値コントラストよりも
大きい領域は、ステップ１０４でその領域が、焦点が合
った（合焦）状態としてマーク（指定、みなす）され
る。計算したコントラストが、しきい値コントラストと
等しいかまたはそれよりも小さい領域は、ステップ１０
５で、その領域が、焦点が外れた（ピンぼけ）状態とし
てマークされる。ステップ１０６で、確認する領域がま
だ残っているかどうかを判定する。領域がまだ残ってい
る場合は、ステップ１０７で、次の領域を選択し、プロ
セス・フローはステップ１０２に戻る。それぞれの領域
を調べ、それぞれの領域が、焦点が合った状態かまたは
焦点が外れた状態としてマークされたとき、プロセスは
完了する。 【００１０】図２は、画像の焦点が合っている領域また
は部分を強調表示するためにシステムが使用する手順の
流れ図である。ステップ２０１で、第１の領域を解析す
るために選択する。ステップ２０２で、その領域を調
べ、その領域が、焦点が合った状態または焦点が外れた
状態のいずれとしてマークされたかを判定する。領域が
マークされていない場合、流れは、図１に戻る。解析す
る領域が、焦点が合った状態としてマークされた場合
は、ステップ２０３で、領域のエッジが決定される。ス
テップ２０４でエッジが見つかった場合、ステップ２０
５で、そのエッジが強調表示される。強調表示は、対象
物の識別部分の明滅、その配色の反転、合焦部分を枠で
囲むこと、または類似の強調表示技術を含むことができ
る。ステップ２０４でエッジが検出されない場合、ある
いはステップ２０５で検出されたエッジが強調表示され
た後で、手順は、引き続き、焦点が合った状態のマーク
付けについて調べなければならない領域が他にあるかど
うかを判定する。さらに他の領域がある場合は、ステッ
プ２０７は、次の領域を選択し、プロセスはステップ２
０２に続く。一方、すべての領域を調べ終わった場合
は、手順は完了する。 【００１１】図３は、本発明を実装るカメラのハードウ
ェア・ブロック図である。プロセッサ３０１は、ユーザ
入力３０２、イメージ・センサ３０３、焦点（フォーカ
ス）モータ３０４、メモリ３０５、およびファインダ・
ディスプレイ３０６に電気的に接続される。 【００１２】ユーザ入力３０２は、システムが、強調表
示機能をオン／オフするようなユーザからの入力を受け
入れることができるようにする。イメージ・センサ３０
３は、光画像を解析に適した信号および／または画像デ
ータに変換する。プロセッサ３０１が画像データを使用
できるようになった後で、プロセッサ３０１は、近焦点
範囲（ｎｅａｒ ｆｏｃｕｓ ｒａｎｇｅ）内にある画
像領域、遠焦点範囲（ｆａｒ ｆｏｃｕｓ ｒａｎｇ
ｅ）内にある画像領域、および近焦点と遠焦点の間にあ
るすべての画像領域を決定することができる。焦点モー
タ３０４はプロセッサ３０１と連携して、合焦された入
力をユーザに提示する。プロセッサ３０１が、図１を使
用して画像の焦点が合っている部分を決定し、図２を使
用して適切な部分を強調表示した後、強調表示された部
分を含む画像が、ファインダ・ディスプレイ（表示装
置）３０６に提示される。例えばシャッタを押すことに
よりユーザによって選択されたとき、取込画像は、強調
表示が付随させられることなくメモリ３０５に記録され
る。 【００１３】遠焦点の対象物と近焦点の対象物とを区別
するために、焦点を合わせている間にコントラスト測定
を行うことができることに注意されたい。例えば、焦点
モータ３０４が、レンズ・システムを無限遠の焦点から
近焦点構成の方に調整するとき、遠距離にある対象物
は、焦点が厳密に合うまでコントラストが高くなり、そ
の後レンズ・システムが引き続き調整されたときにコン
トラストが低くなる。システムは、それぞれの対象物が
いつ最大コントラストに達するかを追跡して、レンズ・
システムの焦点設定に基づいて対象物までの距離を決定
する。さらに、レンズ・システムは、画像のすべての対
象物および／または部分のマッピングを可能にするこ
と、すなわち、対象物が最大コントラストにいつ達する
かに基づいて各対象物までの距離（ｒａｎｇｅ）を決定
すること、ができるように好適な焦点を通過させられる
ことも可能である。異なる対象物がカメラからの距離を
変える傾向があると仮定すると、この方法を使用して、
個々の対象物を表す画像領域の限界、輪郭および範囲を
識別することができる。この方法を、前に説明したエッ
ジ認識の代わりまたは追加として使用することができ
る。 【００１４】図４Ａは、本発明を利用せずにファインダ
に表示された典型的な画像を示す。この画像を提示され
た撮影者は、画像の焦点が合っている部分を明確に言う
ことができるが、当業者は、他の画像が、平均的な撮影
者が焦点が合っていると断言できない対象物を含んでい
ることを理解するであろう。図４Ｂは、本発明によっ
て、焦点が合っている部分が、このケースでは輪郭が強
調表示された図４Ａの画像を示す。図４Ｃに示したよう
に、コントラスト測定で決定されたように画像の焦点の
合っていない部分を「灰色化」するかまたは「強調しな
い」ことによって、コントラストを高めることができ
る。 【００１５】本発明は、また、レンズに焦点モータがな
い手動焦点カメラにも適用することができる。手動焦点
カメラに実装するために、レンズ内に含まれるエンコー
ダと接続してプロセッサを機能（インタフェース）させ
ると共に、焦点移動範囲のうちのどこにレンズが現在あ
るかをプロセッサに決定させることができるソフトウェ
アが組み込まれる。この情報は、視界の焦点が合ってい
る部分を決定するために使用され、焦点が合っている部
分が強調表示される。本発明には、以下のような実施の
態様が含まれる。 【００１６】（実施の態様１） プレビュー・ウィンド
ウ内で焦点が合っている対象物を自動的に強調表示する
方法であって、画像のディジタル表現を受け取る段階
（３０３）と、近焦点距離を決定する段階（３０１）
と、前記近焦点距離にある前記画像内の対象物の近部分
を識別する段階（１０１〜１０４）と、遠焦点距離を決
定する段階（３０３）と、前記遠焦点距離にある前記画
像内の対象物の遠部分を識別する段階（１０１〜１０
４）と、前記画像内の前記対象物の前記近部分および前
記遠部分を強調表示する段階（２０４）と、を含む強調
表示方法。 【００１７】（実施の態様２） 前記強調表示した（２
０４）近部分および遠部分を含むディジタル画像を表示
する段階（３０６）をさらに含む実施の態様１に記載の
方法。 【００１８】（実施の態様３） 受け取る前記段階（３
０３）と、近焦点距離を決定する前記段階（３０１）
と、近部分を識別する前記段階（１０１〜１０４）と、
遠焦点距離を決定する前記段階（３０１）と、遠部分を
識別する前記段階（１０１〜１０４）と、強調表示する
前記段階（２０４）と、表示する前記段階とを、ディジ
タル・カメラ（図３）内において実行する段階をさらに
含む実施の態様２に記載の方法。 【００１９】（実施の態様４） 投影された光画像を感
受して画像データを提供するイメージ・センサ（３０
３）と、前記光画像を前記イメージ・センサ上に投影す
るように構成された調整可能な焦点レンズと、前記調整
可能な焦点レンズの焦点を調整しかつ前記イメージ・セ
ンサから前記画像データを受け取るように構成され、さ
らに、前記光画像の焦点が合っている部分を表す前記画
像データの部分と焦点が外れている部分とを区別するよ
うに構成されたコントローラ（３０１）と、前記光画像
の前記焦点が合っている部分を表す前記画像データの前
記部分と焦点が外れている前記部分とを区別する強調表
示をして前記画像データを表示するように構成された表
示装置（３０６）と、を含むカメラ。 【００２０】（実施の態様５） 前記光画像の前記焦点
が合っている部分を表す前記画像データの前記部分と、
焦点が合っていない前記部分とを区別する、前記コント
ローラによって実行可能なコントラスト評価手順を記憶
するメモリ（３０５）をさらに含む実施の態様４に記載
のカメラ。 【００２１】（実施の態様６） 前記調整可能な焦点レ
ンズが、前記コントローラからの制御信号に応じて、前
記調整可能な焦点レンズの光学要素の構成を調整するよ
うに接続された焦点モータ（３０４）を含む実施の態様
４に記載のカメラ。 【００２２】（実施の態様７） 画像の焦点が合ってい
る部分を強調表示するためのプロセッサ（３０１）と、
画像の焦点が合っている範囲内の部分を決定するように
構成された自動焦点（１０２）機構と、強調表示を含む
ディジタル画像を表示するように構成された表示装置
（３０６）と、前記画像の前記ディジタル表現を記憶す
るように構成されたメモリ（３０５）と、を含む焦点強
調表示システム。 【００２３】（実施の態様８） 前記自動焦点機構が、
近焦点距離を計算し（１０３）、この近焦点距離を使用
して対象物の近部分を決定する実施の態様７に記載の焦
点強調表示システム。 【００２４】（実施の態様９） イメージ・センサ（３
０３）と、対象物の焦点が合っているように見える部分
を決定してこの部分を強調表示するように構成された画
像プロセッサ（３０１）と、前記イメージ・センサによ
って取り込まれた前記画像を記憶するように構成された
メモリ（３０５）と、を含むカメラ。 【００２５】（実施の態様１０） 前記強調表示を含む
前記イメージ・センサによって取り込まれた画像を表示
するように接続された表示装置（３０６）をさらに含む
実施の態様９に記載のカメラ。

【図面の簡単な説明】 【図１】 画像の合焦領域を決定するためにシステムが
実行する手順の流れ図である。 【図２】 画像の合焦領域をユーザに強調表示するシス
テムが実行する手順の流れ図である。 【図３】 本発明の組み込まれたカメラのハードウェア
・ブロック図である。 【図４】 撮影者がファインダを通して見たときの、本
発明の実施形態を示すサンプル画像を示す写真である。 【符号の説明】 ３０１ プロセッサ ３０３ イメージ・センサ ３０４ 焦点モータ ３０５ メモリ ３０６ ファインダ・ディスプレイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 プレビュー・ウィンドウ内で焦点が合っ
   ている対象物を自動的に強調表示する方法であって、 画像のディジタル表現を受け取る段階（３０３）と、 近焦点距離を決定する段階（３０１）と、 前記近焦点距離にある前記画像内の対象物の近部分を識
   別する段階（１０１〜１０４）と、 遠焦点距離を決定する段階（３０３）と、 前記遠焦点距離にある前記画像内の対象物の遠部分を識
   別する段階（１０１〜１０４）と、 前記画像内の前記対象物の前記近部分および前記遠部分
   を強調表示する段階（２０４）と、を含む強調表示方
   法。