JP2013243440A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 確度高くAF枠のちらつきを抑制することができる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】 被写体を時系列に連続して撮像し複数の画像を生成する撮像部と、表示対象の画像から被写体を検出する被写体検出部と、表示対象の画像を表示する表示部と、被写体検出部により検出された被写体を示す被写体枠を表示対象の画像に重畳させて表示部に表示させる制御部と、を備え、制御部は、表示対象の画像より前に撮像部により撮像された複数の先行画像それぞれにおける被写体枠を、輝度を調整しつつ表示対象の画像の被写体枠とともに表示部に表示する。
【選択図】 図1
【解決手段】 被写体を時系列に連続して撮像し複数の画像を生成する撮像部と、表示対象の画像から被写体を検出する被写体検出部と、表示対象の画像を表示する表示部と、被写体検出部により検出された被写体を示す被写体枠を表示対象の画像に重畳させて表示部に表示させる制御部と、を備え、制御部は、表示対象の画像より前に撮像部により撮像された複数の先行画像それぞれにおける被写体枠を、輝度を調整しつつ表示対象の画像の被写体枠とともに表示部に表示する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、撮像装置に関する。
従来、デジタルカメラなどは、構図確認用の低解像度画像(スルー画像)を動画表示するとともに、スルー画像から撮像された被写体である人物の顔領域を検出し、検出された顔領域でありオートフォーカス(AF)検出領域を示すAF枠を重畳表示する。
しかしながら、撮影者であるユーザの手ぶれや被写体などの動きにより、表示されるAF枠がその動きに追随して小刻みに動くために、人間の目には、残像効果によりAF枠がちらついているように感じる。そこで、AF枠のちらつきを抑制する様々な技術が提案されている。
例えば、デジタルカメラが、被写体の動きを検出して動きベクトルを求め、その動きベクトルの積算値が予め設定された閾値を上回った場合、AF枠の位置を変更し表示品位の低下を抑える技術がある(特許文献1など参照)。
しかしながら、従来技術では、動きベクトルの積算値が閾値付近で分布するほどの被写体の動きが大きい場合、依然としてAF枠のちらつきが発生してしまう。
上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の目的は、確度高くAF枠のちらつきを抑制することができる技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明を例示する撮像装置の一態様は、被写体を時系列に連続して撮像し複数の画像を生成する撮像部と、表示対象の画像から被写体を検出する被写体検出部と、表示対象の画像を表示する表示部と、被写体検出部により検出された被写体を示す被写体枠を表示対象の画像に重畳させて表示部に表示させる制御部と、を備え、制御部は、表示対象の画像より前に撮像部により撮像された複数の先行画像それぞれにおける被写体枠を、輝度を調整しつつ表示対象の画像の被写体枠とともに表示部に表示する。
また、制御部は、先行画像の被写体枠の輝度を、表示対象の画像と先行画像との撮像された時間差に応じて調整してもよい。
また、表示対象の画像および先行画像における被写体枠の位置の変位に基づいて、被写体の動きを検出する動き検出部を備え、制御部は、検出された被写体の動きに応じて先行画像の被写体枠の輝度を調整してもよい。
また、動き検出部は、表示対象の画像および先行画像の被写体枠の位置の変位に基づいて、被写体の動きが規則性のある動きかランダムな動きかを検出し、制御部は、検出結果に応じて、先行画像の被写体枠の輝度を調整してもよい。
また、規則性のある動きは、直線運動または円周運動であってもよい。
また、制御部は、動き検出部により検出された被写体の動きがランダムな動きの場合、複数の先行画像の数を減らしてもよい。
本発明によれば、確度高くAF枠のちらつきを抑制することができる。
《一の実施形態》
図1は、本発明の一の実施形態に係るデジタルカメラ100の構成を示すブロック図である。
図1は、本発明の一の実施形態に係るデジタルカメラ100の構成を示すブロック図である。
本実施形態のデジタルカメラ100は、撮像光学系11、撮像素子12、AFE13、バッファメモリ14、モニタ15、記憶部16、記録I/F17、CPU19、操作部材21、バス22から構成される。バッファメモリ14、モニタ15、記憶部16、記録I/F17、CPU19は、バス22を介して情報伝達可能にそれぞれ接続される。また、操作部材21は、CPU19に接続される。
撮像光学系11は、ズームレンズやフォーカシングレンズを含む複数のレンズ群で構成されている。撮像光学系11のレンズ位置は、レンズ駆動部(不図示)によって光軸方向に調整される。なお、簡単のため、図1では撮像光学系11を1枚のレンズとして図示する。
撮像素子12は、撮像光学系11を通過した光束によって結像される被写体を撮像するデバイスである。この撮像素子12の出力はAFE13に入力される。なお、本実施形態の撮像素子12は、順次走査方式の固体撮像素子(CCD等)であっても、XYアドレス方式の固体撮像素子(CMOS等)であってもよい。
撮像素子12は、デジタルカメラの撮影モードにおいて、操作部材21のレリーズ釦の全押し操作に応答して記録画像(本画像)を撮像する。また、撮影モードでの撮像素子12は、撮影待機時にも所定の時間間隔でスルー画像を撮像する。このスルー画像のデータは、モニタ15に動画表示されたり、CPU19による各種演算処理などに使用されたりする。なお、撮像素子12の受光面には、複数の受光素子がマトリックス状に配列されている。また、撮像素子12の各受光素子には、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のカラーフィルタが公知のベイヤ配列に従って配置されている。そのため、撮像素子12の各受光素子は、カラーフィルタでの色分解によってそれぞれの色に対応する画像信号を出力する。これにより、撮像素子12は、カラーのスルー画像や本画像を取得できる。
AFE13は、撮像素子12の出力に対してアナログ信号処理を施すアナログフロントエンド回路である。このAFE13は、相関二重サンプリング、画像信号のゲインの調整、画像信号のA/D変換を行う。AFE13の出力は、バッファメモリ14に一時的に記録される。なお、本実施形態では、撮像素子12とAFE13とで撮像部を構成する。また、バッファメモリ14は、一般的な揮発性の半導体メモリ等を適宜選択して用いることができる。
モニタ15は、液晶モニタなどであり、CPU19の指示に応じて各種画像を表示する。つまり、モニタ15は、CPU19の指示に基づいて、撮像されたスルー画像や本画像を表示するとともに、撮像に必要となる各種情報や各種設定項目の入力を可能とするGUI(Graphical User Interface)形式の釦を重畳表示する。
記憶部16は、CPU19によって実行される制御プログラムなどとともに、デジタルカメラ100によって撮像された本画像のファイルを記憶する。記憶部16には、不揮発性の半導体メモリなどを用いることができる。
記録I/F17には、記憶媒体18を接続するためのコネクタが形成されている。そして、記録I/F17は、コネクタに接続された記憶媒体18に対してデータの書き込み/読み込みを実行する。上記記憶媒体18は、ハードディスクや、半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成される。なお、図1では記憶媒体18の一例としてメモリカードを示す。
CPU19は、制御部として、デジタルカメラ100の各部を統括的に制御するプロセッサである。例えば、CPU19は、撮像素子12に撮像されたスルー画像に基づいて、公知のコントラスト検出によるAF制御や公知の自動露出(AE)演算などをそれぞれ実行する。また、CPU19は、AFE13から出力される画像データに対して、デジタル処理を施す。本実施形態のデジタル処理には、補間処理、ホワイトバランス処理、階調変換処理、輪郭強調処理、色変換処理などが含まれる。さらに、本実施形態のCPU19は、顔検出部20として動作する。
顔検出部20は、被写体検出部として、スルー画像に対して顔検出処理を施し、被写体である人物の顔領域を検出する。この顔検出処理は公知のアルゴリズムによって行われる。一例として、顔検出部20は、公知の特徴点抽出処理によって、眉,目,鼻,唇の各端点などの特徴点を画像から抽出し、これらの特徴点に基づいて顔領域か否かを判定する。あるいは、顔検出部20は、予め記憶部16に記憶された顔画像とスルー画像との相関係数を求め、この相関係数が一定の閾値を超えるときに顔領域と判定してもよい。
そして、CPU19は、モニタ15にスルー画像(以下、現在のフレームと称す)を表示対象として表示するとともに、顔検出部20により検出された現在のフレームにおける顔領域の位置や大きさなどの顔領域の情報に基づいて、AF枠を被写体枠としてモニタ15に重畳表示する。また、本実施形態のCPU19は、後述するように、現在のフレームのAF枠とともに、現在のフレームより前に撮像された所定のフレーム数前までのスルー画像(以下、先行フレームと称す)におけるAF枠を、表示輝度を調整しつつ現在のフレームに重畳してモニタ15に表示する。なお、本実施形態における表示される所定のフレーム数は3とする。しかしながら、このフレーム数に限定されることなく、人物の数や撮影シーンなどに応じて3〜5など適宜設定することが好ましい。
操作部材21は、例えば、レリーズ釦、電源釦、コマンドダイヤル、十字状のカーソルキー、決定釦などで構成される。そして、操作部材21はデジタルカメラ100の各種入力をユーザから受け付ける。例えば、操作部材21は、レリーズ釦の半押し操作による撮像前のAE動作開始の指示入力、および全押し操作による撮像モードに応じた撮像開始の指示入力、あるいはデジタルカメラ100の動作モードの切替操作や、設定画面での入力操作などをユーザから受け付ける。また、本実施形態では、モニタ15と同形状の透明のパネルで構成されモニタ15の表面全体に積層配置されるタッチパネルを、操作部材21として用いてもよい。すなわち、タッチパネルが、パネル表面に接触したスタイラス(または指先など)の位置を検出し、検出した位置情報をCPU19に出力することでユーザからの指示入力を受け付けるようにしてもよい。
次に、図2のフローチャートを参照しつつ、本実施形態のデジタルカメラ100によるAF枠の表示処理動作について説明する。なお、本実施形態でいう「被写体の動き」とは、被写体自身の動きとともに、手ぶれなどに伴う動き(手ぶれ補正機能を有するデジタルカメラの場合には補正しきれない動き)も含む。
CPU19は、ユーザによる操作部材21の電源釦操作により、電源投入指示を受け付け、デジタルカメラ100の電源を投入する。CPU19は、記憶部16より制御プログラムを読み込んで実行し、デジタルカメラ100を初期化する。CPU19は、撮像素子12に被写体のスルー画像を所定のフレームレートで撮像させ、ステップS101からの処理を開始する。
ステップS101:CPU19は、撮像素子12により撮像された現在のフレームを読み込み、顔検出部20は、被写体である人物の顔領域を検出する。CPU19は、検出された顔領域の情報を、現在のフレームに対応付けて不図示の内部メモリやバッファメモリ14に記録する。
ステップS102:CPU19は、不図示の内部メモリやバッファメモリ14より、現在のフレームおよび3フレーム前までの先行フレームにおける顔領域の情報を読み込む。CPU19は、それら顔領域の情報に基づいて、現在のフレームおよび3つの先行フレームにおけるAF枠の中心位置および枠サイズを算出するとともに、各フレームのAF枠の表示輝度を調整する。例えば、CPU19は、現在のフレームのAF枠の表示輝度をS0と設定する場合、現在のフレームとNフレーム前の先行フレームとの撮像された時間差である、現在のフレームに対して先行するフレーム数に応じて、Nフレーム前の先行フレームのAF枠の表示輝度SNをS0/(N+1)と調整する。なお、Nは自然数で、本実施形態ではN=1〜3である。
ステップS103:CPU19は、モニタ15に現在のフレームを表示するとともに、ステップS102において求めた現在のフレームおよび3つの先行フレームにおけるAF枠を、表示輝度S0,S1〜S3に調整してモニタ15に重畳表示する。図3は、表示輝度の変化を線幅および線種で表したAF枠の重畳表示の一例を示す。すなわち、図3に示すように、モニタ15に表示された現在のフレームに、現在のフレームのAF枠30および3つの先行フレームのAF枠31〜33が、調整された表示輝度で重畳表示される。
ステップS104:CPU19は、ユーザによる操作部材21のレリーズ釦操作により、本画像の撮像指示を受け付けたか否かを判定する。CPU19は、本画像の撮像指示を受け付けた場合(YES側)、AF枠の重畳表示を終了して、本画像の撮像指令を撮像素子12に出力し本画像を撮像させる。
一方、CPU19は、本画像の撮像指示を受け付けていない場合、ステップS101(NO側)へ移行する。CPU19は、現在のフレームを1フレーム前の先行フレームとし、次に撮像されたスルー画像を現在のフレームとして、ステップS101〜ステップS103の処理を行う。なお、CPU19は、3フレーム前の先行フレームは、4フレーム前となることから、その顔領域の情報を内部メモリ(不図示)またはバッファメモリ14から消去するのが好ましい。
このように、本実施形態では、現在のフレームにおける被写体を示すAF枠を現在のフレームとモニタ15に表示するとともに、所定のフレーム数前までの先行フレームにおけるAF枠を、先行するフレーム数に応じた表示輝度に調整しつつモニタ15に重畳表示することにより、確度高くAF枠のちらつきを抑制することができる。
《他の実施形態》
図4は、本発明の他の実施形態に係るデジタルカメラ200の構成を示すブロック図である。なお、図4に示す本実施形態のデジタルカメラ200の構成要素において、一の実施形態に係るデジタルカメラ100と同じものについては同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
《他の実施形態》
図4は、本発明の他の実施形態に係るデジタルカメラ200の構成を示すブロック図である。なお、図4に示す本実施形態のデジタルカメラ200の構成要素において、一の実施形態に係るデジタルカメラ100と同じものについては同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態のデジタルカメラ200と一の実施形態のデジタルカメラ100との相違点は、CPU19が、制御プログラムの実行により、顔検出部20とともに、現在のフレームおよび3フレーム前までの先行フレームのAF枠に基づいて、被写体の動きを検出する動き検出部40として動作する。CPU19は、動き検出部40の検出結果に応じて、現在のフレームおよび各先行フレームにおけるAF枠の表示輝度を調整する。なお、動き検出部40の動作については後ほど説明する。
図5は、本実施形態のデジタルカメラ200によるAF枠の表示処理動作のフローチャートを示す。図5において、図2に示す一の実施形態における処理と同じ処理については、同じステップ番号を付し詳細な説明は省略する。
本実施形態に係るデジタルカメラ200と一の実施形態に係るデジタルカメラ100との処理動作の相違点は、ステップS102の代わりに、ステップS201〜ステップS203に変更される。
まず、ステップS201において、CPU19は、3フレーム前までの先行フレームの顔領域の情報を取得したか否かを判定する。CPU19は、3フレーム前までの先行フレームの顔領域の情報を取得した場合、ステップS202(YES側)へ移行する。一方、CPU19は、3フレーム前までの先行フレームの顔領域の情報を取得していない場合、ステップS101(NO側)へ移行して、現在のフレームを1フレーム前の先行フレームとし、次に撮像されるスルー画像を現在のフレームとして処理する。つまり、本実施形態のデジタルカメラ200は、3フレーム前までの先行フレームの顔領域の情報が取得されるまで、モニタ15に現在のフレームとともに、現在のフレームおよび3つの先行フレームのAF枠を表示しない。
次に、ステップS202において、CPU19は、不図示の内部メモリやバッファメモリ14より、現在のフレームおよび3フレーム前までの先行フレームにおける顔領域の情報を読み込み、現在のフレームおよび3つの先行フレームにおけるAF枠の中心位置および枠サイズを算出する。また、動き検出部40は、現在のフレームおよび3つの先行フレームのAF枠の中心位置の変位に基づいて、被写体の動きを検出する。
例えば、動き検出部40は、各フレームのAF枠の中心位置が直線に沿って変位する場合、被写体の動きは直線運動である検出する。また、動き検出部40は、各フレームのAF枠の中心位置が所定の位置を中心とする円周上を変位する場合、被写体の動きは円周運動であると検出する。一方、動き検出部40は、上記のような規則性が見られない場合、被写体の動きはランダムな運動であると検出する。ただし、ランダム運動であってもAF枠の中心位置が所定の位置を中心とする円周上に分布する場合があり、動き検出部40は、被写体の動きは円周運動と検出しまう。そこで、本実施形態の動き検出部40は、そのような誤検出を回避するために、例えば、円の半径が所定の大きさ以上の場合、被写体の動きは円周運動と検出し、所定の大きさより小さい場合、ランダムな動き検出するなどと設定するのが好ましい。あるいは、円周運動の場合のAF枠の移動量は、ランダム運動の場合の移動量に比べて大きい傾向があることから、動き検出部40は、円の半径と移動量とに基づいて、円周運動かランダム運動かを検出してもよい。
ステップS203において、CPU19は、ステップS202の検出結果に基づいて、現在のフレームおよび3つの先行フレームの表示輝度を調整する。例えば、CPU19は、被写体の動きが直線運動や円周運動などの規則性のある場合、一の実施形態と同様に、現在のフレームのAF枠の表示輝度をS0、Nフレーム前の先行フレームのAF枠の表示輝度SNをS0/(N+1)と調整する。一方、CPU19は、被写体の動きが規則性のないランダムな動きの場合、AF枠が重なり合うことによる表示品質の劣化を回避するために、各先行フレームの表示輝度をより大きな減衰率で調整する。例えば、CPU19は、Nフレーム前の先行フレームのAF枠の表示輝度SNをS0/2Nと調整する。
このように、本実施形態では、現在のフレームにおける被写体を示すAF枠を現在のフレームとモニタ15に表示するとともに、所定のフレーム数前までの先行フレームにおけるAF枠を、先行するフレーム数に応じた表示輝度に調整しつつモニタ15に重畳表示することにより、確度高くAF枠のちらつきを抑制することができる。
また、被写体の動きに応じて、各フレームのAF枠の表示輝度の減衰率を変えることにより、ちらつきを抑制し表示品質の劣化を回避することができる。
《実施形態の補足事項》
(1)上記実施形態では、顔検出部20、動き検出部40の処理を、CPU19がソフトウエア的に実現する例を説明したが、ASICを用いてハードウエア的に実現してもよい。
《実施形態の補足事項》
(1)上記実施形態では、顔検出部20、動き検出部40の処理を、CPU19がソフトウエア的に実現する例を説明したが、ASICを用いてハードウエア的に実現してもよい。
(2)上記実施形態では、顔検出部20が、撮像素子12により撮像されたスルー画像全てについて顔検出を行ったが、本発明はこれに限定されず、顔検出部20は、スルー画像を間引きして顔検出を行ってもよい。
(3)上記実施形態では、図3に示すように被写体である人物を1人としたが、本発明はこれに限定されず、複数の人物に対しても適用可能である。その場合、CPU19は、人物ごとにAF枠の色を変えてもよい。
(4)上記他の実施形態では、CPU19が、現在のフレームのAF枠の表示輝度をS0とし、Nフレーム前の先行フレームのAF枠の表示輝度SNを、被写体の動きが規則性のある場合、S0/(N+1)とし、ランダムな動きの場合、S0/2Nとしたが、本発明はこれに限定されない。CPU19は、先行フレームのAF枠の表示輝度SNを、ランダムな動きの場合の減衰率が規則的な動きの場合よりも大きいのであれば、どのように調整してもよい。また、CPU19は、各フレームの表示輝度だけでなく色も変更してもよい。
また、CPU19は、被写体の動きがランダムの場合、減衰率を変えることなく、重畳表示される先行フレームのフレーム数Nを減らしたり間引いたりしてもよい。あるいは、CPU19は、現在のフレームのAF枠の表示輝度S0および先行フレームのAF枠の表示輝度SNを、全体の輝度を1/2などに落とすようにしてもよい。
(5)上記他の実施形態では、ステップS201において、CPU19が、3フレーム前までの先行フレームの顔領域の情報が取得されるまで、モニタ15に現在のフレームとともに、現在のフレームおよび3つの先行フレームにおけるAF枠を表示しないとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、CPU19は、3つの先行フレームの顔領域の情報をするまで、モニタ15に現在のフレームのみを表示してもよい。また、CPU19は、モニタ15に現在のフレームと現在のフレームのAF枠とを表示したり、現在のフレームと現在のフレームのAF枠とともに、顔領域の情報が取得できた先行フレームのAF枠を表示したりしてもよい。
(6)上記他の実施形態では、動き検出部40が、各フレームのAF枠の中心位置に基づいて、被写体の動きを検出するとしたが、本発明はこれに限定されず、顔領域の重心位置などに基づいて検出してもよい。
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図する。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。
11…撮像光学系、12…撮像素子、13…AFE、14…バッファメモリ、15…モニタ、16…記憶部、17…記録I/F、18…記憶媒体、19…CPU、20…顔検出部、21…操作部材、22…バス、40…動き検出部、100、200…デジタルカメラ
Claims (6)
- 被写体を時系列に連続して撮像し複数の画像を生成する撮像部と、
表示対象の前記画像から前記被写体を検出する被写体検出部と、
前記表示対象の画像を表示する表示部と、
前記被写体検出部により検出された前記被写体を示す被写体枠を前記表示対象の画像に重畳させて前記表示部に表示させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記表示対象の画像より前に前記撮像部により撮像された複数の先行画像それぞれにおける前記被写体枠を、輝度を調整しつつ前記表示対象の画像の前記被写体枠とともに前記表示部に表示する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記先行画像の前記被写体枠の前記輝度を、前記表示対象の画像と前記先行画像との撮像された時間差に応じて調整することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または請求項2に記載の撮像装置において、
前記表示対象の画像および前記先行画像における前記被写体枠の位置の変位に基づいて、前記被写体の動きを検出する動き検出部を備え、
前記制御部は、検出された前記被写体の動きに応じて前記先行画像の前記被写体枠の輝度を調整する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項3に記載の撮像装置において、
前記動き検出部は、前記表示対象の画像および前記先行画像の前記被写体枠の位置の変位に基づいて、前記被写体の動きが規則性のある動きかランダムな動きかを検出し、
前記制御部は、前記検出結果に応じて、前記先行画像の前記被写体枠の輝度を調整する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項4に記載の撮像装置において、
前記規則性のある動きは、直線運動または円周運動であることを特徴とする撮像装置。 - 請求項4または請求項5に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記動き検出部により検出された前記被写体の動きが前記ランダムな動きの場合、前記複数の先行画像の数を減らすことを特徴とする撮像装置。
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- 2012-05-18 JP JP2012114047A patent/JP2013243440A/ja active Pending
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