JPH07110429A - 被写体追尾機能を有するカメラ - Google Patents

被写体追尾機能を有するカメラ

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JPH07110429A
JPH07110429A JP5277850A JP27785093A JPH07110429A JP H07110429 A JPH07110429 A JP H07110429A JP 5277850 A JP5277850 A JP 5277850A JP 27785093 A JP27785093 A JP 27785093A JP H07110429 A JPH07110429 A JP H07110429A
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Hiroyuki Iwasaki
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被写体追尾を実行する際の追尾枠の設定を自
動化し、被写体追尾精度を高めて、必要な被写体情報が
自動的にかつ確実に得られるようにする。 【構成】 被写界を複数領域に分割して測光し、各領域
に存在する被写体部分の測光データをそれぞれ出力する
測光手段(10)と、前記被写界内の追尾すべき被写体
部分を設定する被写体設定手段(11)と、前記被写体
設定手段(11)により設定された被写体部分と類似す
る測光データを有する領域を追尾枠として設定する追尾
枠設定手段(13)と、前記追尾枠設定手段(13)に
よって設定された追尾枠内の測光データと類似する測光
データを有する領域を順次抽出する被写体追尾手段(1
5)とを設ける。被写体設定手段(11)により所望の
初期追尾領域(G1)を設定すると、追尾枠設定手段
(13)および被写体追尾手段(15)が自動的に適切
な追尾枠を設定しかつ追尾を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被写体追尾機能を有す
るカメラに関し、特に被写体を追尾する際の追尾視野の
大きさを被追尾被写体の大きさに合わせて自動的に設定
できるようにすることにより、正確な被写体追尾を可能
にした技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カメラの露出や焦点距離を自動的
に調節するために、被写界内で主要被写体がどこにある
かを認識してその位置を自動的に追尾する技術として、
特開昭61−12177において開示されたものが知ら
れている。この技術は、特にビデオカメラ用の自動焦点
検出または自動焦点調節装置における主要被写体の自動
追尾装置に関するものであり、追尾する主要被写体の移
動を認識するために被追尾被写体の大きさに対して追尾
視野の大きさを手動で微調整して設定することにより、
被追尾被写体を追尾視野の的確な有効範囲内に入れて、
正確な被写体追尾を実現しようとするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の被写体追尾機能を有するカメラにおいては、
追尾視野の設定を手動で行うために、被追尾被写体の大
きさに応じて的確な大きさの追尾視野を常に安定して設
定することが不可能で、追尾視野が不適正なために被写
体追尾が精度良く行えない場合があった。また、主要被
写体の大きさに応じて手動で追尾視野を設定するために
は、被写体の大きさを常に意識して設定ボタンを操作し
なければならないので、撮影に専念することができずに
シャッターチャンスを逃すおそれもあった。
【0004】また、追尾視野が被追尾被写体の大きさに
応じて的確に設定されないと、たとえば、設定した追尾
視野の大きさが被追尾被写体の大きさよりもかなり大き
いような場合には、設定した追尾視野において背景等の
追尾被写体以外の部分が占める割合が多くなり、追尾視
野内に背景等の不要な被写体のデータを多く含んでしま
い、測定されるデータの精度を低下させる原因となって
いた。
【0005】したがって、本発明の目的は、被写体追尾
機能を有するカメラにおいて、被追尾被写体を認識する
ための追尾視野の大きさを的確な大きさに自動的に設定
して被写体追尾することができるようにすることにあ
る。
【0006】また、本発明の他の目的は、被写体追尾機
能を有するカメラにおいて、追尾枠を容易に設定できし
かも被追尾被写体を確実に捕らえて精度の高い被写体追
尾を行うことができるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点の解決のた
め、本発明によれば、被写体追尾機能を有するカメラに
おいて、被写界を複数領域に分割して測光し、各領域に
存在する被写体部分の測光データをそれぞれ出力する測
光手段と、前記被写界内の追尾すべき被写体部分を設定
する被写体設定手段と、前記被写体設定手段により設定
された被写体部分と類似する測光データを有する領域を
追尾枠として設定する追尾枠設定手段と、前記追尾枠設
定手段によって設定された追尾枠内の測光データと類似
する測光データを有する領域を順次抽出する被写体追尾
手段とを設けたことを特徴とする。
【0008】また、前記被写体設定手段において設定さ
れる被写体部分の領域の面積を、前記追尾枠設定手段に
よって設定される追尾枠の領域の面積以下にすると好都
合でる。
【0009】また、前記被写体設定手段によって設定さ
れる被写体部分の範囲は、前記測光手段の1領域の大き
さでもよい。
【0010】また、前記追尾枠設定手段は、前記測光手
段の出力に基づいて追尾枠の大きさを設定することも可
能である。
【0011】また、前記追尾枠設定手段は、前記被写体
設定手段によって設定された追尾すべき被写体部分と輝
度および/または色相が類似する領域を前記追尾枠とし
て設定することもできる。
【0012】さらに、前記被写体追尾手段は、前記追尾
枠内の被写体部分の輝度および/または色相と類似する
領域を順次抽出することも可能である。
【0013】
【作用】このような構成により、前記測光手段により被
写界を複数領域に分割して測光した測光データに基づい
て前記被写体設定手段で被写体内の追尾すべき被写体部
分を設定し、その設定された被写体部分と類似する測光
データを有する領域を追尾枠設定手段によって追尾枠と
して設定する。そしてこの追尾枠内の測光データと類似
する測光データを有する領域を被写体追尾手段で順次抽
出して被写体追尾を行なうことにより、追尾枠の大きさ
が被追尾被写体の大きさに合わせて自動的に設定され
る。したがって、追尾枠が常に的確な大きさに設定され
るので、被追尾被写体を追尾枠で確実に捕らえて追尾す
ることができ、撮影に必要な情報を自動的にかつ的確に
得ることができる。また、追尾枠内に被追尾被写体以外
の余計な情報が含まれる割合が極めて少なくなり、被写
体に関する必要な情報を精度よく得ることができる。
【0014】また、被写体設定手段において設定される
被写体部分の領域の面積を、たとえば測光手段の1領域
のように、追尾枠設定手段によって設定される追尾枠の
面積以下にすることにより、追尾すべき被写体部分にお
ける任意の所望の特徴的な部分を選択して被追尾被写体
として設定することができる。したがって、追尾枠の設
定が容易になるとともに被追尾被写体を確実に認識する
ことができるので、より正確な被写体追尾が可能とな
る。
【0015】さらに、追尾枠設定手段において、測光手
段の出力に基づいて追尾枠の大きさを設定することによ
り、被写体追尾するのための特別な測光手段を設けるこ
となく、追尾枠を設定して被写体追尾を行なうことがで
きる。
【0016】さらに、追尾枠設定手段において、被写体
設定手段によって設定された追尾すべき被写体部分と輝
度および/または色相が類似する領域を追尾枠として設
定することにより、被写界内における追尾すべき被写体
部分の領域が変化した場合には被追尾被写体の大きさを
的確に認識して追尾枠の大きさを変更することができる
ので、追尾すべき被写体に含まれる情報を精度よく抽出
することができる。
【0017】さらに、被写体追尾手段において、追尾枠
内の被写体部分の輝度および/または色相と類似する領
域を順次抽出することにより、被追尾被写体の移動およ
び大きさの変化を確実に認識することが可能になり、被
追尾被写体を確実に追尾することができる。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図1は、本発明の一実施例に係る被写体追尾
機能を有するカメラの概略の構成を示す。このカメラの
被写体追尾機能は、一例として自動露出制御を行なうた
めの被写体情報を得るために用いられており、被写界を
複数領域に分割して測光する測光部10と、撮影者が追
尾すべき被写体の一部分を初期追尾領域として設定する
被写体設定部11、被写界内の類似した色相の領域をグ
ループ化するグループ作成部12、初期追尾領域を拡大
して追尾枠を設定する追尾枠設定部13、追尾枠の位置
情報および追尾枠内の被写体情報を記憶する情報記憶部
14、被写界内の複数の被写体から追尾すべき被写体を
決定する被写体決定部15、得られた被写体情報から適
正露出値を計算する露出演算部16、および適正露出値
に基づいてカメラの絞りの値を制御する露出制御部17
から構成されている。また、グループ作成部12、追尾
枠設定部13、情報記憶部14、被写体決定部15、お
よび露出演算部16等の機能は、カメラ内に搭載された
マイクロプロセッサによって実現することができる。
【0019】なお、測光部10は図2に示すように各測
光領域に対応する受光素子をアレイ状に配置したもので
構成されている。本実施例では、受光素子の光が照射さ
れる面には、12行20列のアレイ状に合計240個の
測光領域が形成されており、被写界を240個の測光領
域に分解して測光するようになっている。これらの24
0個のそれぞれの測光領域はさらに、図3に示すよう
に、1測光領域がR(赤)、G(緑)、B(青)を検出
する3つの素子から構成されている。つまり受光素子
は、合計720個の測光素子から構成されている。以下
の説明では、測光領域の位置を示す番地として、一番左
下を(1,1)一番右上を(20,12)とする。
【0020】次に図1の各ブロックの機能の概略および
関連について説明する。測光部10では被写体像を複数
の測光領域に分割して測光し、その測光データをグルー
プ作成部12に出力する。グループ作成部12では、測
光部10からの測光データに基づき、被写界内の被写体
のグループ化が行われる。
【0021】またこれと平行して被写体設定部11で
は、撮影者によって選択された被追尾被写体領域の一部
分の情報が被追尾被写体の位置情報として記憶され、ま
た追尾枠設定部13にその情報を出力する。この追尾枠
設定部13では、被写体設定部11の被追尾被写体の位
置情報とグループ作成部12のグループ情報を基に、追
尾する被写体の追尾枠を設定する。情報記憶部14で
は、この追尾枠設定部13と測光部10との情報に基づ
いて、設定された追尾枠に関する情報を記憶する。
【0022】被写体決定部15は、グループ作成部12
からのグループ情報と情報記憶部14からの追尾枠情報
とを基に新しい追尾枠を決定する。また、情報記憶部1
4に記憶された追尾枠情報は、被写体決定部15によっ
て追尾枠が変更されるたびに更新される。
【0023】そして、露出演算部16で、測光部10と
情報記憶部14の情報を基に適正露出値を算出する。こ
の露出演算部16の適正露出値情報に基づいて、露出制
御部17は図に示されていない絞りとシャッターを制御
しフィルムの露光を行う。
【0024】なお、図4は本実施例のカメラの光学系の
概略を示す。図4の光学系は、図示していない撮影フィ
ルム面に被写体像の焦点を結ぶための撮影レンズ1、撮
影フィルムの非露光時に被写体からの光束を撮影者側に
向けるためのクイックリターンミラー2、被写体像を撮
影者に見えるように写し出す拡散スクリーン3、コンデ
ンサレンズ4、周知のペンタプリズム5、接眼レンズ
6、受光素子9に光束を向ける測光用プリズム7、受光
素子9上に被写体像を再結像するための測光用レンズ
8、および被写体の光強度を測定する測光素子9によっ
て構成されている。
【0025】図4の光学系においては、被写体からの入
射光束は、撮影者の目に到達する光束と、被写界の光強
度を測光するために受光素子9に到達する光束との2系
統に分けられる。撮影者の目に到達する光束は、撮影レ
ンズ1に入射し、クイックリターンミラー2、拡散スク
リーン3、コンデンサレンズ4、ペンタプリズム5、そ
して接眼レンズ6を通って撮影者の目に至る。一方、被
写体の光強度を測定するために利用される光束は、前記
の拡散スクリーン3によって拡散された光束の一部が、
コンデンサレンズ4、ペンタプリズム5、測光用プリズ
ム7、測光用レンズ8を通って受光素子9へ到達する。
【0026】次に、図5と図6を参照して、本実施例の
カメラの被写体追尾のプロセスを詳しく説明する。図5
は、本実施例のカメラの追尾機能によって得られた被写
体情報を基にした露出演算を、カメラに内蔵されたマイ
クロコンピュータで行うときのアルゴリズムを示すフロ
ーチャートである。また、図6は、被写体追尾を実現す
るプロセスの一部を被写界内の画像として表したもの
で、(a)は、追尾すべき主要被写体の最も特徴的な部
分を初期追尾領域G1として設定する段階、(b)はG
1で指定した部分の情報に基づいて追尾枠をG2に拡大
して設定する段階、(c)はある時間経過後、位置と大
きさの変化した被写体に対して追尾枠の位置と大きさを
変化させて追尾を行った段階を示す。
【0027】図5の処理は、例えば、カメラのレリーズ
ボタンを半押しすることによって起動される。そしてま
ず、ステップ101でパラメータiが1に初期化され
る。このi=1の値は、このプログラムの起動後、1回
目の実行であることを示す。次に、ステップ102で被
写体設定部11によって追尾被写体の初期設定が行われ
る。この場合、図6(a)に示すように、あらかじめ決
められた画面略中央の1領域を初期追尾領域G1として
設定し、その位置情報をマイクロコンピュータ内に設け
られた情報記憶部14に記憶させる。ここでは初期追尾
領域G1は、図3に示した受光素子9の測光領域の番地
(10,6)とする。したがって撮影者は、はじめに追
尾したい被写体の最も特徴的な部分を(10,6)に設
定された追尾枠にフレーミングした後にレリーズボタン
を半押しすることによって、追尾被写体の設定を行うこ
とができる。
【0028】次に、ステップ103に進み、測光部10
により被写界の測光を行い、被写界の情報を、240領
域それぞれについてR、G、Bの測光値をメモリ内に記
憶させる。
【0029】次に、ステップ104で、グループ作成部
12によって被写界全体について被写体のグループ化を
行う。グループ化は、240領域の測光領域において、
隣接しかつ類似した色相の領域を同一のグループとする
ように行われる。グループ化の方法は、本出願人による
特開平4−310930号広報に詳しく述べられている
のでここではその説明を省略する。被写体のグループ化
は測光領域単位で行われるので、1グループの面積が1
測光領域より小さくなることはない。したがって、1グ
ループの面積は少なくともステップ102によって設定
された追尾枠の面積以上になる。
【0030】次に、ステップ105で、i=1であるか
どうかを判別する。ここで、i=1の場合は、プログラ
ムが開始されてからステップ105を通過するのが1回
目であることを意味する。
【0031】i=1の場合にはステップ106に進み、
ステップ106でi=0を代入し、続いてステップ10
7で追尾枠設定部13によって追尾枠の設定を行う。こ
こで設定される追尾枠は、ステップ102において情報
記憶部14に記憶された初期追尾領域G1を含むグルー
プとする。これを図6を用いて説明すると、初期設定の
段階で図6(a)の初期追尾領域G1が設定され、その
初期追尾領域G1を基にして(b)に示すグループG2
の領域がグループ化された場合、G2はG1を含んでい
るので新しい追尾枠はグループG2全体となる。
【0032】続いてステップ109で、新しい追尾枠情
報の記憶を行う。追尾枠情報としては、追尾枠内にある
全測光領域の位置とその領域内の測光値であり、それら
の情報は情報記憶部14に記憶される。
【0033】ステップ105でi=1ではないと判断さ
れた場合は、ステップ108へ進んで被写体決定部15
によって追尾グループの決定を行う。ステップ108へ
進むのは、このプログラムが開始されてからステップ1
05を通過するのが2回目以上の場合である。この場合
には、ステップ109を少なくとも1回は通過している
ので、追尾枠情報として追尾枠内の全測光領域の位置と
それらの測光値が情報記憶部に記憶されている。追尾グ
ループの決定は以下のようにして行われる。
【0034】まず、記憶されている追尾枠の全測光値か
ら、追尾枠内のR、G、Bの測光値の平均値BVr、B
Vg、BVbを算出する。また、直前のステップ104
において、n個のグループが作成されたとすると、それ
らのn個のグループについても同様にグループ内の全測
光値から、BVr[n]、BVg[n]、BVb[n]
を算出し、それらの値を用いて次の数式1に示すΔBV
c[n]を算出する。
【数1】ΔBVc[n]=Abs(BVr−BVr
[n]) +Abs(BVg−BVg[n]) +Abs(BVg−BVb[n])
【0035】ここで記号Absは、括弧内の数の絶対値
を表す関数とする。そして、ΔBVc[n]を用いて次
の数式2に示すG[n]を算出する。
【数2】 G[n]=RN[n]−k・(ΔBVc[n])
【0036】ここで、RN[n]は、記憶されている追
尾枠内の測光領域とこの記憶されている追尾枠と比較す
るグループ内の測光領域との重複部分の測光領域数を表
す。またkは、RN[n]に対してΔBVc[n]がG
[n]に寄与する度合いを調整するための正の定数であ
り、予め最適な値に設定されている。そして、新しく作
成されたn個のグループの全てにおいてG[n]を求
め、それらの中で最大値を与えるグループを新しい追尾
枠とする。
【0037】これを図6を用いて説明する。図6(c)
において、点線で示したグループG2は、情報記憶部1
4に記憶されている追尾枠である。そして、新たなグル
ープ化によってグループG3およびG4が作成されたと
する。このグループG3およびG4について、数式1と
数式2によってG[n]を算出し、値の大きいG[n]
を与えるグループを新しい追尾枠とする。この場合、G
3はほぼグループ全体の測光領域が追尾枠G2と重複し
ているのでRN[n]が大きく、G4はG2と領域がほ
とんど重複していないのでRN[n]は小さい。G3と
G4のΔBVc[n]が等しいとすれば、新しい追尾枠
はG3となり、G3に含まれる全測光領域の位置情報と
測光値とが新しい追尾枠情報として情報記憶部14に記
憶される。このように、被写体の移動に追従して追尾枠
情報が次々と書き換えられることにより被写体追尾が実
現される。
【0038】図6(c)においては、グループ化された
領域としてG3とG4が枠として描かれているが、実際
にファインダ内に表示されるのは追尾枠として決定され
たG3だけである。
【0039】こうして最新の追尾枠情報がステップ10
9で情報記憶部14に記憶され、この情報に基づきステ
ップ110で露出演算部16の周知のアルゴリズムによ
って適正露出の演算を行う。次に、ステップ111で、
図示されていないレリーズボタンが全押しされているか
どうかを判別し、全押しされている場合にはステップ1
12で露出制御手段17により適正露出値に基づいた露
出制御が行われて、このプログラムは終了する。レリー
ズボタンが全押しされていない場合には、ステップ10
3に戻って被写体追尾が続行される。
【0040】以上の実施例において、測光部10が測光
手段を、被写体設定部11が被写体設定手段を、追尾枠
設定部13が追尾枠設定手段を、グループ作成部12と
被写体決定部15と情報記憶部14が被写体追尾手段を
構成する。
【0041】なお、本実施例では、被写体追尾により得
られた被写体情報に基づいて露出制御を行っているが、
この被写体情報を利用する目的は露出制御に限らず、焦
点調節等に利用することもできる。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、追尾すべ
き被写体の一部分を初期追尾枠として設定した後、追尾
枠設定手段によりその初期追尾枠が追尾すべき被写体の
大きさに合わせて自動的に適切な大きさに拡大されて追
尾枠として設定される。したがって、追尾すべき被写体
を追尾枠で常に確実に捕らえて追尾することができるの
で被写体追尾の精度を大幅に向上することができるとと
もに、撮影に必要な被写体情報を自動的にかつ的確に得
ることができる。
【0043】また、自動的に設定された追尾枠の大きさ
は、被追尾被写体の大きさの変化に伴って的確な大きさ
に調整されるので、被写体追尾枠内に背景等の被追尾被
写体以外の情報が入り込む割合が少なくなり、主要被写
体の情報を極めて精度良く得ることができる。
【0044】さらに、被写体設定手段により設定される
被写体部分の領域の面積は追尾枠として設定される領域
よりも小さいので、被追尾被写体の所望の特徴部分を選
んで被追尾被写体として的確に指定することができる。
また、被追尾被写体の一部分の領域を指定することによ
り被追尾被写体を的確に指定することができるので、追
尾枠の設定が極めて容易になるとともに被追尾被写体を
確実に捕らえて追尾をあ行うことができる。
【0045】さらに、色相や輝度が類似する領域を被写
体追尾枠として設定し、その領域を順次抽出することに
よって被写体追尾を行っているので、追尾すべき被写体
の位置や大きさの変化を的確に捕らえて追尾することが
でき、主要被写体の必要な情報を精度良く抽出すること
ができる。
【0046】このように、本発明の被写体追尾機能を有
するカメラによれば、撮影の際の撮影者の操作負担を大
きくすることなく精度の高い被写体情報が得られ、極め
て高品質の写真を撮影することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による被写体追尾機能を有す
るカメラの概略の構成を示すブロック図である
【図2】図1のカメラにおける、測光部を構成する測光
素子の配置例を示す説明図である。
【図3】図2に示した測光素子の1領域の詳細な構成を
示す説明図である。
【図4】本発明の一実施例による被写体追尾機能を有す
るカメラの光学系を示す説明図である。
【図5】本発明の一実施例による被写体追尾機能を有す
るカメラにおいて、露出制御のための被写体追尾手順を
示すフローチャートである。
【図6】本発明の一実施例による被写体追尾機能を有す
るカメラにおいて、被写体追尾動作中の被写体設定およ
び追尾の様子を被写界内のイメージとして示した説明図
である。
【符号の説明】
1 撮影レンズ 2 クイックリターンミラー 3 拡散スクリーン 4 コンデンサレンズ 5 ペンタプリズム 6 接眼レンズ 7 測光用プリズム 8 測光用レンズ 9 受光素子 10 測光部 11 被写体設定部 12 グループ作成部 13 追尾枠設定部 14 情報記憶部 15 被写体決定部 16 露出演算部 17 露出制御部 G1 初期追尾領域 G2 追尾枠 G3、G4 グループ領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写界を複数領域に分割して測光し、各
    領域に存在する被写界の測光データをそれぞれ出力する
    測光手段と、 前記被写界内の追尾すべき被写体部分を初期設定枠を用
    いて指定する被写体設定手段と、 前記被写体設定手段により設定された前記初期設定枠の
    被写体部分の測光データと類似する測光データを有する
    領域を追尾枠として設定する追尾枠設定手段と、 前記追尾枠設定手段によって設定された追尾枠内の測光
    データと類似する測光データを有する領域を順次抽出す
    る被写体追尾手段と、 を具備することを特徴とする被写体追尾機能を有するカ
    メラ。
  2. 【請求項2】 前記被写体設定手段における初期設定枠
    の面積は、前記追尾枠設定手段によって設定される追尾
    枠の領域の面積以下であることを特徴とする請求項1に
    記載の被写体追尾機能を有するカメラ。
  3. 【請求項3】 前記被写体設定手段における初期設定枠
    の範囲は、前記測光手段の1領域の大きさであることを
    特徴とする請求項1に記載の被写体追尾機能を有するカ
    メラ。
  4. 【請求項4】 前記追尾枠設定手段は、前記測光手段の
    出力に基づいて追尾枠の大きさを設定することを特徴と
    する請求項1に記載の被写体追尾機能を有するカメラ。
  5. 【請求項5】 前記追尾枠設定手段は、前記被写体設定
    手段によって設定された追尾すべき被写体部分と輝度お
    よび/または色相が類似する領域を前記追尾枠として設
    定することを特徴とする請求項1に記載の被写体追尾機
    能を有するカメラ。
  6. 【請求項6】 前記被写体追尾手段は、前記追尾枠内の
    被写体部分の輝度および/または色相と類似する領域を
    順次抽出することを特徴とする請求項1に記載の被写体
    追尾機能を有するカメラ。
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