(57)【要約】【課題】画面全体に対する被写体の顔領域の大きさに関わらず、被写体の顔領域を検出して追尾させつつ、ピント精度の低下を防止し、オートフォーカスの処理時間を適切な時間内に収めることができるオートフォーカスシステムを提供すること。【解決手段】本発明のテレビカメラ装置のオートフォーカスシステムは、被写体の顔領域を検出する顔領域検出手段と、前記顔領域検出手段により検出された前記顔領域の大きさが所定の範囲内に収まっているか否かを判定する顔領域判定手段と、前記顔領域判定手段により前記顔領域の大きさが前記所定の範囲内に収まっていないと判定されたときは、オートフォーカスによりピントを合わせる領域を示すＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを、追尾する前記顔領域を示す追尾枠で囲まれる領域の大きさと異ならせるように設定するＡＦ枠設定手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2010243731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の顔領域を検出する顔領域検出手段と、
前記顔領域検出手段により検出された前記顔領域の大きさが所定の範囲内に収まっているか否かを判定する顔領域判定手段と、
前記顔領域判定手段により前記顔領域の大きさが前記所定の範囲内に収まっていないと判定されたときは、オートフォーカスによりピントを合わせる領域を示すＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを、追尾する前記顔領域を示す追尾枠で囲まれる領域の大きさと異ならせるように設定するＡＦ枠設定手段と、
を有することを特徴とするオートフォーカスシステム。
【請求項２】
前記追尾枠で囲まれる領域の大きさを前記顔領域検出手段により検出された前記顔領域の大きさに一致させるように設定する追尾枠設定手段を有すること、
を特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。
【請求項３】
前記ＡＦ枠設定手段は、前記ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを前記所定の範囲内に収めるように設定すること、
を特徴とする請求項１または２のオートフォーカスシステム。
【請求項４】
前記ＡＦ枠設定手段は、前記顔領域の大きさが前記所定の範囲の下限値よりも小さいときは、前記ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを前記下限値に一致させるように設定すること、
を特徴とする請求項３のオートフォーカスシステム。
【請求項５】
前記ＡＦ枠設定手段は、前記顔領域の大きさが前記所定の範囲の上限値よりも大きいときは、前記ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを前記上限値に一致させるように設定すること、
を特徴とする請求項３または４のオートフォーカスシステム。
【請求項６】
前記ＡＦ枠設定手段は、前記顔領域判定手段により前記顔領域の大きさが前記所定の範囲内に収まっていると判定されたときは、前記ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを前記顔領域検出手段により検出された前記顔領域の大きさと一致させるように設定すること、
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つのオートフォーカスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特に、オートフォーカス（ＡＦ）によりピントを合わせる被写体の範囲を示すＡＦ枠（ＡＦエリア）を所定の被写体に自動追尾させるＡＦ枠自動追尾の機能を備えたオートフォーカスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラのフォーカスを自動的に合わせるオートフォーカス（ＡＦ）システムにおいては、どこにフォーカスを合わせるかをカメラに対して指示しなければならない。このとき、一般のカメラなどでは、フォーカスを合わせる位置は撮影範囲のセンターに固定されていて、例えば撮影範囲の中央にいる人物等にフォーカスが合うようになっている。
【０００３】
しかし、動いている被写体を撮影する場合などにおいては、このようにフォーカスを合わせる位置が固定されていては都合が悪い。そこで、例えば、テレビカメラなどで、スポーツのように被写体の動きの激しいシーンを撮影する場合において、被写体にピントを合わせる目的でオートフォーカスエリア（ＡＦエリア）が被写体の動きについて行くＡＦエリア自動追尾システムが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００４】
また、撮影された画像中から人物の顔を表す画像を検出し、その被写体となった顔に対して自動的にピントを合わせたり、あるいは上記検出された画像中の顔を表す顔領域が拡大されるように自動的にズーム倍率を変更させるデジタルカメラが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６７２２１号公報
【特許文献２】特開２００４−３２０２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、画面全体に対する被写体の顔領域の割合が小さいシーンにおいて、ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを被写体の顔領域に合わせると、ＡＦ評価値の変化が小さくなりピント精度が低下してしまう。
【０００７】
また、画面全体に対する被写体の顔領域の割合が大きいシーンにおいて、ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを被写体の顔領域に合わせると、オートフォーカス時のデータが多くなりすぎて処理時間が間に合わなくなってしまう。
【０００８】
その一方で、顔検出のためには、画面全体に対する被写体の顔領域の割合に関わらず、確実に被写体の顔領域を検出して追尾させたい。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、画面全体に対する被写体の顔領域の大きさに関わらず、被写体の顔領域を検出して追尾させつつ、ピント精度の低下を防止し、オートフォーカスの処理時間を適切な時間内に収めることができるオートフォーカスシステムを提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために本発明のオートフォーカスシステムは、被写体の顔領域を検出する顔領域検出手段と、前記顔領域検出手段により検出された前記顔領域の大きさが所定の範囲内に収まっているか否かを判定する顔領域判定手段と、前記顔領域判定手段により前記顔領域の大きさが前記所定の範囲内に収まっていないと判定されたときは、オートフォーカスによりピントを合わせる領域を示すＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを、追尾する前記顔領域を示す追尾枠で囲まれる領域の大きさと異ならせるように設定するＡＦ枠設定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、画面全体に対する被写体の顔領域の大きさに関わらず、被写体の顔領域を検出して追尾させつつ、ピント精度の低下を防止し、オートフォーカスの処理時間を適切な時間内に収めることができる。
【００１２】
本発明の一態様として、前記追尾枠で囲まれる領域の大きさを前記顔領域検出手段により検出された前記顔領域の大きさに一致させるように設定する追尾枠設定手段を有すること、を特徴とする。
【００１３】
かかる態様によれば、画面全体に対する被写体の顔領域の大きさに関わらず、確実に被写体の顔領域を検出して追尾させることができる。
【００１４】
本発明の一態様として、前記ＡＦ枠設定手段は、前記ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを前記所定の範囲内に収めるように設定すること、を特徴とする。
【００１５】
かかる態様によれば、確実にピント精度の低下を防止し、オートフォーカスの処理時間を適切な時間内に収めることができる。
【００１６】
本発明の一態様として、前記ＡＦ枠設定手段は、前記顔領域の大きさが前記所定の範囲の下限値よりも小さいときは、前記ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを前記下限値に一致させるように設定すること、を特徴とする。
【００１７】
かかる態様によれば、より確実にピント精度の低下を防止することができる。
【００１８】
本発明の一態様として、前記ＡＦ枠設定手段は、前記顔領域の大きさが前記所定の範囲の上限値よりも大きいときは、前記ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを前記上限値に一致させるように設定すること、を特徴とする。
【００１９】
かかる態様によれば、より確実にオートフォーカスの処理時間を適切な時間内に収めることができる。
【００２０】
本発明の一態様として、前記ＡＦ枠設定手段は、前記顔領域判定手段により前記顔領域の大きさが前記所定の範囲内に収まっていると判定されたときは、前記ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを前記顔領域検出手段により検出された前記顔領域の大きさと一致させるように設定すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、画面全体に対する被写体の顔領域の大きさに関わらず、被写体の顔領域を検出して追尾させつつ、ピント精度の低下を防止し、オートフォーカスの処理時間を適切な時間内に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】テレビカメラシステムに適用されるＡＦ枠自動追尾システムの全体構成を示したブロック図である。
【図２】ＡＦ枠（ＡＦエリア）の説明図である。
【図３】画像処理ユニットにおけるＡＦ枠自動追尾の処理手順を示したフロ−チャートである。
【図４】追尾枠とＡＦ枠の大小関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るＡＦ枠自動追尾システムについて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係るＡＦ枠自動追尾システムの全体構成を示したブロック図である。同図のＡＦ枠自動追尾システム１には、テレビカメラ１０と、ＡＦ枠自動追尾装置を構成する画像処理ユニット１８及びＡＦ枠操作部２０とから構成されている。
【００２５】
テレビカメラ１０は、ハイビジョンテレビ［ＨＤ（High Definition)ＴＶ］方式に対応したＨＤカメラからなるカメラ本体１４と、カメラ本体１４のレンズマウントに装着される撮影レンズ（光学系）を備えたレンズ装置１２とから構成される。
【００２６】
カメラ本体１４には、撮像素子（例えばＣＣＤ）や所要の信号処理回路等が搭載されており、レンズ装置１２の撮影レンズにより結像された像は、撮像素子により光電変換された後、信号処理回路によって所要の信号処理が施されてＨＤＴＶ方式の映像信号（ＨＤＴＶ信号）として、カメラ本体１４の映像信号出力端子等から外部に出力される。
【００２７】
また、カメラ本体１４には、ビューファインダ１６が設置されており、そのビューファインダ１６にテレビカメラ１０の撮影映像が表示されるようになっている。また、ビューファインダ１６には、撮影映像以外の各種情報が表示されるようになっており、例えば、現在の設定されているＡＦ枠および追尾枠の範囲（位置、大きさ、形状）を示す画像（枠画像）が撮影映像に重畳されて表示されるようになっている。ＡＦ枠はオートフォーカス（ＡＦ）によりピントを合わせる被写体の範囲（輪郭）を示す。追尾枠は、顔検出のために追尾する被写体の顔領域の範囲（輪郭）を示す。
【００２８】
レンズ装置１２は、カメラ本体１４のレンズマウントに装着される撮影レンズ（ズームレンズ）を備えており、その撮影レンズにより、被写体３０がカメラ本体１４の撮像素子の撮像面に結像されるようになっている。
【００２９】
撮影レンズには、図示を省略するが、その構成要素としてフォーカスレンズ群、ズームレンズ群、絞りなどの撮影条件を調整するための可動部が設けられており、それらの可動部は、モータ（サーボ機構）によって電動駆動されるようになっている。例えば、フォーカスレンズ群やズームレンズ群は光軸方向に移動し、フォーカスレンズ群が移動することによってフォーカス（被写体距離）調整が行われ、またズームレンズ群が移動することによって焦点距離（ズーム倍率）調整が行われる。
【００３０】
尚、ＡＦに関するシステムにおいては、少なくともフォーカスレンズ群が電動で駆動できればよく、その他の可動部は手動でのみ駆動可能であってもよい。
【００３１】
また、レンズ装置１２には、ＡＦユニット４０及び図示しないレンズＣＰＵ等が搭載されている。レンズＣＰＵはレンズ装置１２全体を統括制御するものである。また、ＡＦユニット４０は、ＡＦによるフォーカス制御（自動ピント調整）を行うために必要な情報を取得するための処理部であり、図示を省略するが、ＡＦ処理部、ＡＦ用撮像回路等から構成されている。
【００３２】
ＡＦ用撮像回路はＡＦ処理用の映像信号を取得するためにレンズ装置１２に配置されており、ＣＣＤ等の撮像素子（ＡＦ用撮像素子という）やＡＦ用撮像素子の出力信号を所定形式の映像信号として出力する処理回路等を備えている。尚、ＡＦ用撮像回路から出力される映像信号は輝度信号である。
【００３３】
ＡＦ用撮像素子の撮像面には、撮影レンズの光路上に配置されたハーフミラー等によってカメラ本体１４の撮像素子に入射する被写体光から分岐された被写体光が結像するようになっている。ＡＦ用撮像素子の撮像エリアに対する撮影範囲及び被写体距離（ピントが合う被写体の距離）は、カメラ本体１４の撮像素子の撮像エリアに対する撮影範囲及び被写体距離に一致するように構成されている。そして、ＡＦ用撮像素子により取り込まれる被写体画像は、カメラ本体１４の撮像素子により取り込まれる被写体画像と一致している。なお、両者の撮影範囲に関しては完全に一致している必要はなく、例えば、ＡＦ用撮像素子の撮影範囲の方がカメラ本体１４の撮像素子の撮影範囲を包含する大きな範囲であってもよい。
【００３４】
ＡＦ処理部は、ＡＦ用撮像回路から映像信号を取得し、その映像信号に基づいてＡＦの対象範囲とするＡＦエリア（ＡＦ枠）の範囲内における被写体画像のコントラストの高低を示す焦点評価値を算出する。例えば、ＡＦ用撮像素子から得られた映像信号から高域周波数成分の信号をハイパスフィルタによって抽出した後、その高域周波数成分の信号のうち後述のようにして設定されるＡＦエリアに対応する範囲の信号を１画面（１フレーム）分ずつ積算する。このようにして１画面分ごとに得られる積算値はＡＦエリア内の被写体画像のコントラストの高低を示し、その積算値が焦点評価値としてレンズＣＰＵに与えられる。
【００３５】
レンズＣＰＵは、ＡＦエリアの範囲（輪郭）を示すＡＦ枠の情報（ＡＦ枠情報）を、後述するように画像処理ユニット１８から取得し、そのＡＦ枠情報により指定されたＡＦ枠内の範囲をＡＦエリアとしてＡＦ処理部に指定する。そして、そのＡＦエリア内の画像（映像信号）により求められる焦点評価値をＡＦ処理部から取得する。
【００３６】
このようにしてＡＦ用撮像回路から１画面分の映像信号が取得されるごとに（ＡＦ処理部で焦点評価値が求められるごとに）ＡＦ処理部から焦点評価値を取得すると共に、取得した焦点評価値が最大（極大）、即ち、ＡＦ枠内の被写体画像のコントラストが最大となるようにフォーカスレンズ群を制御する。
【００３７】
例えば、焦点評価値に基づくフォーカスレンズ群の制御方式として山登り方式が一般的に知られており、フォーカスレンズ群を焦点評価値が増加する方向に移動させて行き、焦点評価値が減少し始める点を検出すると、その位置にフォーカスレンズ群を設定する。これにより、ＡＦ枠内の被写体に自動でピントが合わせられる。
【００３８】
尚、上述のＡＦ処理部は、焦点評価値を算出するために、レンズ装置１２に搭載されたＡＦ用撮像素子から映像信号を取得しているが、カメラ本体１４の撮像素子より撮影された映像の映像信号をカメラ本体１４から取得するような構成としてもよい。また、ＡＦ枠内の被写体に自動でピントを合わせるためのＡＦ手段はどのようなものであってもよい。
【００３９】
ここで、ＡＦエリア２００は、図２に示すようにカメラ本体１４における撮像素子の撮像エリア２０２（又は撮影範囲）に対して四角形状の領域として設定され、その輪郭を示す枠２０４がＡＦ枠を示し、撮像素子のＡＦエリア２００（ＡＦ枠２０４内）の範囲で撮影される被写体がＡＦによりピントを合わせる対象となる。
【００４０】
尚、本明細書では、撮像エリア２０２に対するＡＦ枠２０４（ＡＦエリア２００）の範囲は、ＡＦ枠２０４の位置、大きさ、及び、形状（縦横比）の３つの要素によって決まるものとし、ＡＦ枠の位置、大きさ、及び、形状の３つの要素のうち、少なくとも１つの要素が変更された場合にはＡＦ枠の範囲が変更されたものとする。
【００４１】
また、レンズ装置１２は、ケーブルを介して、又は、直接的にカメラ本体１４と接続され、レンズ装置１２とカメラ本体１４の各々に設けられたシリアル通信インターフェース（ＳＣＩ）１２ａ，１４ａを通じて各種情報のやり取りが行えるようになっている。これによりＡＦユニット４０において現在設定されているＡＦ枠の情報もカメラ本体１４に送信され、カメラ本体１４内での処理によってビューファインダ１６に表示される撮影映像に現在設定されているＡＦ枠の位置、大きさ、形状に対応したＡＦ枠の画像が重畳表示されるようになっている。
【００４２】
画像処理ユニット１８は、ＡＦ枠制御装置の構成要素であり、例えば、筐体内に納められて、レンズ装置１２の撮影レンズの鏡胴側部やカメラ本体１４の筐体外壁面等に設置される。尚、画像処理ユニット１８をレンズ装置１２やカメラ本体１４に設置する位置はこれに限らず他の任意の位置に設置するようにしてもよく、また、レンズ装置１２やカメラ本体１４以外の部分に配置するようにしてもよい。
【００４３】
画像処理ユニット１８は、ＳＣＩ１８ａを備えており、そのＳＣＩ１８ａは、レンズ装置１２に接続され、ＳＣＩ１２ａを通じてレンズＣＰＵとの間で各種信号のやり取りが行えるようになっている。これにより、ＡＦ枠設定部５９により設定されたＡＦ枠の範囲を指定するＡＦ枠情報が、画像処理ユニット１８からレンズ装置１２のレンズＣＰＵに与えられ、そのＡＦ枠情報に基づいてＡＦユニット４０におけるＡＦ枠の範囲が設定される。
【００４４】
また、画像処理ユニット１８には映像信号を取り込むための映像入力コネクタが設けられており、その映像入力コネクタにカメラ本体１４の映像出力コネクタがダウンコンバータ４２を介してケーブルで接続される。これによって、カメラ本体１４の映像出力コネクタから出力されたＨＤＴＶ信号が、ダウンコンバータ４２によって、標準テレビ［ＮＴＳＣ（National Television System Committee)]方式の映像信号（ＳＤＴＶ信号）に変換（ダウンコンバート）されて、画像処理ユニット１８に入力されるようになっている。
【００４５】
詳細は後述するが画像処理ユニット１８は、ＡＦ枠自動追尾処理を実行する際に、カメラ本体１４から入力された映像信号から１コマ分の撮撮画像を順次取り込み、撮影画像の中から所定の追尾対象の被写体を検出する処理を行う。そして、ＡＦによりその被写体にピントが合わせられるようにＡＦ枠の範囲、およびその被写体の顔を検出するための追尾枠の範囲を決定し、決定したＡＦ枠の範囲および追尾枠の範囲をレンズ装置１２のレンズＣＰＵに送信する。尚、画像処理ユニット１８の構成及び処理内容については後述する。
【００４６】
ＡＦ枠操作部２０は、ＡＦ枠制御装置の構成要素であり、画像処理ユニット１８と一体の装置として設けられる。尚、ＡＦ枠操作部２０の一部又は全てが、画像処理ユニット１８とは別体の装置として構成され、画像処理ユニット１８とケーブル等で接続される態様であってもよい。本実施の形態では、ＡＦ枠の大きさを手動操作により変更するためのサイズ操作部材６０（例えば、ツマミ)、ＡＦ枠の形状を手動操作により変更するための形状操作部材６２（例えば、ツマミ）、ＡＦ枠自動追尾の開始を指示する追尾開始スイッチ６４、ＡＦ枠自動追尾の停止を指示する追尾停止スイッチ６６が設けられており、これらの操作部材６０、６２、６４、６６の設定状態が、画像処理ユニット１８内のＣＰＵ５０により読み取られるようになっている。
【００４７】
尚、本実施の形態では、ＡＦ枠操作部２０の操作部材として、ＡＦ枠の位置をユーザの手動操作により上下左右に移動させるための位置操作部材（例えば、ジョイスティックやトラックボール）は設けられていない。これはスペースが確保できない場合に対応したもので、もし、位置操作部材を設けるスペースがあれば位置操作部材を設けて、ＡＦ枠の位置もマニュアルで変更できるようにしてもよい。ただし、本願発明では、必ずしも必要ではない。
【００４８】
次に画像処理ユニット１８の構成及び処理内容について説明する。
【００４９】
画像処理ユニット１８は、ＳＣＩ１８ａ、画像処理ユニット１８における処理を統括するＣＰＵ５０、デコーダ（Ａ／Ｄ変換器）５２、顔領域検出部５４、顔領域判定部５６、追尾枠設定部５８、ＡＦ枠設定部５９等を備えている。
【００５０】
ＳＣＩ１８ａは、上述のようにレンズ装置１２のＳＣＩ１２ａとの間でシリアル通信を行うためのインターフェース回路であり、上記ＡＦ枠情報等をレンズ装置１２に送信する。
【００５１】
デコーダ５２は、上記ダウンコンバータ４２から画像処理ユニット１８に入力されるテレビカメラ１０の撮影映像の映像信号（ＳＤＴＶ信号）を、画像処理ユニット１８においてデジタル処理可能なデータに変換するための回路であり、アナログのＳＤＴＶ信号をデジタルデータの映像信号に変換するＡ／Ｄ変換処理等を行っている。
【００５２】
顔領域検出部５４は、デコーダ５２から画像データを取り込み、被写体の顔領域を検出して顔検出枠を設定する顔領域検出手段である。
【００５３】
顔領域判定部５６は、顔領域検出部５４で検出された被写体の顔領域（顔検出枠で囲まれた領域）の大きさが所定の範囲内に収まっているか否かを判定する顔領域判定手段である。
【００５４】
追尾枠設定部５８は、追尾する被写体の顔領域の範囲（輪郭）を示す追尾枠を設定する追尾枠設定手段である。
【００５５】
ＡＦ枠設定部５９は、顔領域判定部５６における判定結果に応じて、オートフォーカス（ＡＦ）によりピントを合わせる被写体の範囲（輪郭）を示すＡＦ枠を設定するＡＦ枠設定手段である。
【００５６】
尚、画像処理ユニット１８は、ＣＰＵ５０により書込み・読出し可能なメモリ等も備えており、処理データの記憶などに適宜使用される。
【００５７】
続いて、上記のごとく構成された画像処理ユニット１８によるＡＦ枠自動追尾の処理について説明する。図３は、画像処理ユニットにおけるＡＦ枠自動追尾の処理手順を示したフローチャートである。ＡＦ枠設定部５９は、ＡＦ枠自動追尾を実行していない状態では、まず、ＡＦ枠の範囲を設定するＡＦ枠設定処理を行う（ステップＳ２）。このＡＦ枠設定処理では、ＡＦ枠の位置（中心位置）を撮影範囲（撮像エリア）の中心位置となるように設定すると共に、ＡＦ枠の大きさと形状を、ＡＦ枠操作部のサイズ操作部材６０と、ＡＦ枠の形状を手動操作により変更するための形状操作部材６２の設定状態に従って設定する。そして、このようにして設定したＡＦ枠の範囲（位置、大きさ、形状）を示すＡＦ枠情報を、ＳＣＩ１８ａを通じてレンズ装置１２のレンズＣＰＵに送信する。これによって、レンズ装置１２のＡＦユニット４０において設定されるＡＦ枠の範囲がＡＦ枠情報により指定した範囲となる。
【００５８】
ＡＦ枠自動追尾の開始が指示されると、ＡＦ枠自動追尾を実行するための処理を開始する（ステップＳ４）。
【００５９】
続いて顔領域検出部５４は、デコーダ５２から１コマ分の撮影画像の画像データを取り込む（ステップＳ６）。そして、その撮影画像の中に含まれる任意の人物の顔（顔画像）を検出する周知の顔検出処理を行う（ステップＳ８）。尚、ＡＦ枠の範囲を含むＡＦ枠の周辺部分に限定して顔検出処理を行うようにしてもよい。
【００６０】
ここで、上記のようにＡＦ自動追尾の実行に移行するまでの操作者（カメラマン）の操作について説明すると、ＡＦ自動追尾が実行されていない状態ではステップＳ２のＡＦ枠設定処理によりＡＦ枠が撮影画像（撮影画角）の中央に固定された状態となっている。操作者は、まず、そのＡＦ枠の範囲内に追尾対象としたい被写体が含まれるようにテレビカメラの撮影画角をパン／チルト操作などによって設定する。そして、ＡＦ枠の範囲内にその追尾対象としたい被写体が含まれる状態となった場合には、自動開始スイッチを押す。これによって、ＡＦ枠の範囲内に設定したその被写体が追尾対象の被写体としてＡＦ枠自動追尾が開始するようになっている。
【００６１】
また、操作者は、追尾対象としたい被写体が、顔であるか否かを意識することなく、追尾対象としたい被写体をＡＦ枠の範囲内となるように撮影画角を操作すれば、その被写体が顔であるか否かが自動的に判断され、顔であれば顔検出処理によるＡＦ枠自動追尾が自動的に選択されて実行され、顔以外であればパターンマッチング処理によるＡＦ枠自動追尾が自動的に選択されて実行されるようになっている。
【００６２】
図３に戻って、次にＡＦ枠設定部５９は、まず、ＡＦ枠の範囲内に検出された顔に適合する位置、大きさ、形状の範囲となるようにＡＦ枠の範囲を変更（更新）する（ステップＳ１０）。例えば、その顔をステップＳ８の顔検出処理により検出した際の顔と認識した範囲をＡＦ枠の範囲に変更する。
【００６３】
次に顔領域検出部５４は、ＡＦ枠の範囲を更新すると、デコーダ５２から１コマ分の撮影画像の画像データを取り込む（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ８と同様に、その撮影画像の中に含まれる任意の人物の顔を検出する顔検出処理を行う（ステップＳ１４）。
【００６４】
ステップＳ１４における顔検出処理により、顔が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６においてＮＯと判定した場合には、ステップＳ１２の画像データを取り込みに戻る。
【００６５】
一方、このステップＳ１６においてＹＥＳと判定した場合には、顔領域判定部５６において顔領域検出部５４にて検出された顔領域を示す顔検出枠の大きさがＷＡＫＵ_ＭＩＮよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１８）。ここで、ＷＡＫＵ_ＭＩＮとは、画面上に設定するＡＦ枠の最小幅として定めた値である。例えば、画面上に設定するＡＦ枠について画面の横方向または縦方向、または任意の方向の最小画素数を定めた値である。図３（ｂ）に示す例においては、画面の横方向の総画素数を６４０画素とするときに、ＷＡＫＵ_ＭＩＮ＝６４画素としている。
【００６６】
このステップＳ１８においてＮＯと判定した場合には、顔領域判定部５６においてさらに、顔領域検出部５４にて検出された顔領域を示す顔検出枠の大きさがＷＡＫＵ_ＭＡＸよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０）。ここで、ＷＡＫＵ_ＭＡＸとは、画面上に設定するＡＦ枠の最大幅として定めた値である。例えば、画面上に設定するＡＦ枠について画面の横方向または縦方向、または任意の方向の最大画素数を定めた値である。図３（ｂ）に示す例においては、画面の横方向の総画素数を６４０画素とするときに、ＷＡＫＵ_ＭＡＸ＝３２０画素としている。
【００６７】
このステップＳ２０においてＮＯと判定した場合には、追尾枠設定部５８において追尾枠で囲まれた領域の大きさを顔検出枠で囲まれた領域の大きさと同じ大きさに設定する（ステップＳ２２）。そして、ＡＦ枠設定部５９においてＡＦ枠で囲まれた領域の大きさも顔検出枠で囲まれた領域の大きさと同じ大きさに設定する（ステップＳ２４）。このように、ステップＳ２４に進んだ場合には、従来と同様に、図４（ｂ）に示すように、追尾枠で囲まれた領域の大きさとＡＦ枠で囲まれた領域の大きさをともに同じ大きさに設定し、その大きさは顔検出枠で囲まれた領域の大きさと同じに設定する。
【００６８】
一方、ステップＳ１８においてＹＥＳと判定した場合には、追尾枠設定部５８において追尾枠で囲まれた領域の大きさを顔検出枠で囲まれた領域の大きさと同じ大きさに設定する（ステップＳ２６）。しかし、ＡＦ枠設定部５９においてＡＦ枠で囲まれた領域の幅は、ＷＡＫＵ_ＭＩＮに設定する（ステップＳ２８）。このように、ステップＳ２８に進んだ場合には、ＡＦ枠で囲まれた領域の大きさを追尾枠で囲まれた領域の大きさと異なるものとする。具体的には、図４（ａ）に示すように、画面の横方向のＡＦ枠の幅をＷＡＫＵ_ＭＩＮに設定して、ＡＦ枠は追尾枠よりも大きくなるように設定する。
【００６９】
これにより、図４（ａ）に示すように画面全体に対する被写体の顔領域の割合が小さいシーンにおいて、ＡＦ枠が小さくなり過ぎることがなく、ＡＦ評価値において必要な変化量を認識することができ、ピント精度が維持される効果が得られる。その一方で、画面全体に対して被写体の顔領域の割合が小さくなっても、追尾枠は顔を検出した範囲を忠実に捉えているので、被写体の顔の追尾を行なうことができる。
【００７０】
このようなステップＳ２８に続いて、ステップＳ１２の画像データを取り込みに戻る。
【００７１】
また、ステップＳ２０においてＹＥＳと判定した場合には、追尾枠設定部５８において追尾枠で囲まれた領域の大きさを顔検出枠で囲まれた領域の大きさと同じ大きさに設定する（ステップＳ３０）。しかし、ＡＦ枠設定部５９においてＡＦ枠で囲まれた領域の大きさの幅はＷＡＫＵ_ＭＡＸにする（ステップＳ３２）。このように、ステップＳ３２に進んだ場合には、ＡＦ枠で囲まれた領域の大きさを追尾枠で囲まれた領域の大きさと異なるものとする。具体的には、図４（ｃ）に示すように、ＡＦ枠の幅をＷＡＫＵ_ＭＡＸに設定して、ＡＦ枠は追尾枠よりも小さくなるように設定する。
【００７２】
これにより、図４（ｃ）に示すように画面全体に対する被写体の顔領域の割合が大きいシーンにおいて、ＡＦ枠が大きくなり過ぎることがなく、データ量が多くならないので、ＡＦの処理時間が長くならない効果が得られる。その一方で、画面全体に対する被写体の顔領域の割合が大きくても、追尾枠は顔を検出した範囲を網羅しているので、被写体の顔の追尾を確実に行なうことができる。
【００７３】
尚、操作者によりＡＦ枠自動追尾の停止を指示する操作、即ち、追尾停止スイッチがオンされると、ＡＦ枠自動追尾の処理を停止し、ステップＳ６に戻る。即ち、ＡＦ枠が撮像範囲の中央に戻されて固定され、ＡＦ枠自動追尾が実行されなくなる。
【００７４】
以上のように、本発明では、撮影シーンに応じてＡＦ枠と追尾枠の大きさを変えることにより、被写体を追尾しながらＡＦを高精度かつ迅速に行なうことができる。
【００７５】
具体的には、被写体の顔領域を検出する顔領域検出部５４と、顔領域検出部５４により検出された顔領域の大きさが所定の範囲内に収まっているか否かを判定する顔領域判定部５６と、顔領域判定部５６により顔領域の大きさが所定の範囲内に収まっていないと判定されたときは、ＡＦ枠で囲まれる領域の大きさを、追尾枠で囲まれる領域の大きさと異ならせるように設定するＡＦ枠設定部５９とを有するので、画面全体に対する被写体の顔領域の大きさに関わらず、被写体の顔領域を検出して追尾させつつ、ピント精度の低下を防止し、オートフォーカスの処理時間を適切な時間内に収めることができる。
【００７６】
以上、本発明のオートフォーカスシステムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７７】
１…オートフォーカスシステム、１０…テレビカメラ、１２…レンズ装置、１４…カメラ本体、１６…ビューファインダ、１８…画像処理ユニット、２０…ＡＦ枠操作部、４０…ＡＦユニット、５０…ＣＰＵ、５２…デコーダ、５４…顔領域検出部、５６…顔領域判定部、５８…追尾枠設定部、５９…ＡＦ枠設定部、６０…サイズ操作部材、６２…形状操作部材、６４…追尾開始スイッチ、６６…追尾停止スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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