(57)【要約】【課題】  顔が正面でなく斜めや上下方向を向いている場合や、髪の毛等が顔にかかり顔領域の明るさに影響がある場合であっても顔領域を適正な明るさに補正することが可能な撮像装置を提供することである。【解決手段】  被写体に応じた画像データを入力するための撮像部と、入力された画像から、顔を検出する、顔検出部と、前記顔検出部により検出された人物の顔を測光エリアとして測光する測光部と、前記測光部の人物の顔の測光結果に基づいて目標露光量を算出し、当該算出した目標露光量に基づき露光制御値を算出する露光制御部と、目標露光量に応じて露出を決定する露出補正制御部と、を備え、前記露出補正部は、前記顔検出部によって検出された顔の範囲よりも小さい範囲を測光エリアとして前記露出補正制御部が決定した露出目標を用いて、入力された画像に対して露出補正を行うことを特徴とする。【選択図】  図１
2010200057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像に対して露出補正を行う露出制御部を有する撮像装置であって、
被写体に応じた画像データを入力するための撮像部と、
入力された前記画像データから人物の顔を検出する顔検出部と、
前記顔検出部により検出された人物の顔を測光エリアとして測光する測光部と、
前記測光部から得られる人物の顔の測光結果に基づいて目標露光量を算出し、算出した目標露光量に基づき露光制御値を算出する前記露出制御部と、
を備え、
前記露出制御部は、前記顔検出部によって検出された顔の範囲よりも小さい範囲を測光エリアとして前記露出制御部が決定した露光制御値を用いて、入力された画像に対して露出補正を行うこと、
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１において、
顔の測光エリアは、前記顔検出部によって検出された顔の範囲に対し、水平方向の検出された顔の範囲より小さいサイズの測光エリアとすること
を特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１において、
顔の測光エリアは、前記顔検出部によって検出された顔の範囲に対し、垂直方向の検出された顔の範囲より小さいサイズの測光エリアとすること
を特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１において、
顔の測光エリアは、前記顔検出部によって検出された顔の範囲に対し、水平方向および垂直方向に対して検出された顔の範囲より小さいサイズの測光エリアとすること
を特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４において、
検出した顔の向きを判定し、顔の水平方向の傾きに対して測光エリアの水平方向サイズを変化させ、顔の垂直方向の傾きに応じて測光エリアの垂直方向のサイズを変化することで測光エリアのサイズを可変にすること
を特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１において、
検出した顔の傾きを判定し、その顔の傾き度合いに応じ測光エリアを傾かせることで、測光エリアの形状を可変にすること
を特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００7−１８０８９２号公報（特許文献１）がある。該公報には、「カメラは、顔検出回路と、ガンマ補正制御部と、画像信号処理回路を備える。顔検出回路は、入力された画像信号から、顔を検出し、検出した顔を含む顔領域における輝度変化評価値を算出する。ガンマ補正制御部は、顔検出回路が算出した輝度変化評価値に基づき、階調特性を決める。画像信号処理回路は、ガンマ補正制御部が決めた階調特性に基づき、入力された画像信号のガンマ補正を行う。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
静止画・動画撮影用のデジタルカメラが普及してきており、誰でも簡単に良好な画像を得ることが可能になってきている。かかる画像の中で最も頻繁に撮影される被写体は、人物であるため、人物の顔を自動で認識し、カメラの設定を最適化するという、顔認識・最適化機能を搭載したカメラが増えている。
【０００５】
このようなカメラに搭載されている顔認識機能は、あらかじめカメラ内のメモリに格納したパターンと入力画像とを照合し、画面内で顔の存在する領域（以下「顔領域」と呼ぶ）を検出するものである。検出された顔領域にある情報としては、領域の位置、測光量、色、等があり、これらの情報を元に、検出された顔領域を撮影するときに適正な処理を自動で行う。ここで適正な処理としては次のようなものが例として挙げられる。顔領域が適正な明るさとなるよう処理を行う、顔領域を優先して合焦する、顔領域が適正な色となるようホワイトバランスを調整する、肌色の発色が良くなるよう色信号の設定を変える、などである。
【０００６】
ここで、適正な処理の1番目に挙げた、顔領域を適正な明るさに自動で補正する技術は、ユーザーにとって必要度の高いものである。人物を撮影するときに、逆光状態など、背景と人物の輝度差が大きくなる状態がしばしば発生するが、このような場合には背景の明るさの影響を大きく受け、人物の明るさが適正なものにならないことがある。また、これを適正な明るさになるよう手動で補正することも考えられるが、手動で補正することは煩雑であり、一般的なユーザーには補正が困難であった。
【０００７】
これに対し、顔領域を適正な明るさに自動で補正する技術として、顔領域の測光結果に基づいて算出した目標露光量に応じて、露光制御（アイリス、シャッター、ＡＧＣ回路（自動利得回路）の適正な制御）を変化させる方法がある。しかし露光制御値は撮影画像全体の明るさを一律に変化させる値であるため、顔領域の明るさは適正になるが、背景の明るさは不適切となり、白トビや黒ツブレが発生する場合がある。
【０００８】
顔領域を適正な明るさに自動で補正し、かつ背景の白トビや黒ツブレを防止する技術として、顔領域の測光量に基づいて算出した目標露光量に応じて露光制御を変化させる方法がある。
【０００９】
顔認識機能によって検出された顔領域の情報に応じて露光制御を行う方法として、例えばガンマ補正制御により階調特性を変化させる技術として「特許文献１」がある。ガンマ補正制御とは撮影画像の階調特性を変化させる技術であり、これを適切に制御することによって顔領域の明るさと、背景の階調を両立させることができる。
【００１０】
「特許文献１」は、顔領域内の輝度差を算出し、これに応じた階調特性を適用することで、顔領域内に輝度差がある場合でも適正な明るさにすることが可能な技術である。しかしこの方法では顔が左右上下を向いた場合に検波枠が顔の中心に無い場合や、顔の移動が速い場合など顔検出枠が顔の位置とずれてしまった場合など、露出補正が顔以外の背景などを含んだ補正を行うことで最適露光とならない状態についてはは記載されていない。
【００１１】
以上述べたように、人物撮影において、正面顔だけでなく、上下左右方向や、斜め方向を向いている場合であっても露出補正を最適に制御し、撮影画像に応じた露光制御を設定する必要がある。
また顔が上下左右方向や斜め方向を向いている場合だけでなく、髪の毛等の顔領域の肌色の明るさと異なる被写体が顔にかかっている場合などの露出補正を記載していない。
【００１２】
本発明の目的は、高画質な撮像装置を提供することである。例えば、顔が正面でなく斜めや上下方向を向いている場合や、髪の毛等が顔にかかり顔領域の明るさに影響がある場合であっても顔領域を適正な明るさに補正することが可能な撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では例えば以下の実施態様により前記課題を解決できるが、この実施態様に限られることはない。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、被写体に応じた画像データを入力するための撮像部と、入力された画像から顔を検出する顔検出部と、前記顔検出部により検出された人物の顔を測光エリアとして測光する測光部と、前記測光部から得られる人物の顔の測光結果に基づいて目標露光量を算出し、算出した目標露光量に基づき露光制御値を算出する露光制御部を有する撮像装置であって、前記顔検出部によって検出された顔の範囲よりも小さい範囲を測光エリアとして前記露出制御部が決定した露光制御値を用いて、入力された画像に対して露出補正を行う撮像装置を用いる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高画質な撮像装置を提供することが可能となる。例えば、露出制御値を適切に設定することにより、顔領域の明るさを適正に補正しながら、顔が左右や上下方向に向いている場合であっても顔領域を最適な明るさに補正することができ、撮影シーンにより最適な階調特性を保持するカメラを提供することができる。
【００１６】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるカメラの一実施形態を示すブロック構成図
【図２】本発明の一実施形態における顔領域と従来測光エリアの関係を示す図
【図３】本発明の一実施形態における顔領域と測光エリアの関係を示す図
【図４】本発明の一実施形態における横向きの顔領域と従来測光エリアの関係を示す図
【図５】本発明の一実施形態における横向きの顔領域と測光エリアの関係を示す図
【図６】本発明の二実施形態における上向きの顔領域と従来測光エリアの関係を示す図
【図７】本発明の二実施形態における上向き顔領域と測光エリアの関係を示す図
【図８】本発明の三実施形態における斜め向き顔領域と測光エリアの関係を示す図
【図９】本発明の四実施形態における傾いた顔領域と従来測光エリアの関係を示す図
【図１０】本発明の四実施形態における傾いた顔領域と測光エリアの関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明によるカメラの一実施形態を示す構成図であって、１はカメラレンズ、２はアイリス、３は撮像素子、４はＡＧＣ回路（自動利得制御回路）、５はＡ／Ｄ変換回路、６は画像処理回路、7はエンコーダ、8はD/A変換回路、9は顔検出部、１０は露出制御部、１１は測光部、１２はメモリ、１３はＡＧＣ制御部、１４はアイリス制御部、１５はレンズ制御部、１６はシャッター制御部、１７はシャッターである。
【００２０】
図１において、シャッター制御部１６はカメラのシャッター釦が押下されたときにシャッター１７を制御する。カメラレンズ１はフォーカスレンズやズームレンズからなるものであり、レンズ制御部１５によって制御される。アイリス２はアイリス制御部１４によって制御され、カメラレンズ１からの入射光量を調節する。撮像素子３は、ＣＭＯＳ撮像素子などであって、カメラレンズ１によって撮像面に結像した被写体像を光電変換してアナログ形態の撮像信号（アナログ撮像信号）を出力する。ＡＧＣ回路４はＡＧＣ制御部１３によって制御され、このアナログ撮像信号を所定の信号レベルに増幅する。Ａ／Ｄ変換回路５はＡＧＣ回路４で増幅されたアナログ撮像信号をデジタル形態の撮像信号（デジタル撮像信号）に変換する。画像処理回路６は、A／D変換回路５の出力であるデジタル撮像信号からデジタル輝度信号とデジタル色信号を生成し、ガンマ補正処理、エッジ強調処理、ノイズ低減処理、ホワイトバランスなどの各種の信号処理を行う。エンコーダ７は画像処理回路６から出力されたデジタル輝度信号とデジタル色信号とから、ＮＴＳＣ方式などの標準テレビジョン方式に準じたデジタルテレビジョン信号を生成する。デジタルテレビジョン信号は、不図示の記録再生回路によって、例えば、光ディスク（例えば、ＢＤ（Blu-ray Disc）、ＤＶＤ）やハードディスク（ＨＤＤ）や半導体メモリ（内蔵式／着脱式）などの記録媒体に記録され、また、再生される。Ｄ／Ａ変換回路８はこのデジタルテレビジョン信号をアナログ形態の標準テレビジョン信号に変換する。
【００２１】
顔検出部９は撮像素子３の出力した画像信号に含まれている顔検出領域を次の手順で検出する。まず、顔検出部９は画像処理回路６に入力された画像信号の中から輝度情報に基づき、目、口、眉毛、鼻などの位置となる配置に、各部分が存在するかを確認する。目、口、眉毛、鼻などが存在する場合は、該領域を囲む矩形の領域を顔領域として検出する。
【００２２】
測光部１１は顔検出部９によって検出した顔領域の画像信号に対し測光を行い、露出制御部１２は測光部１１によって顔領域の画像信号に対して測光した測光結果に基づいて目標露光量を算出し、目標露光量に応じた露光制御値を決定した後、画像処理回路６に入力されるデジタル撮像信号が、該露光制御値に相当する値となるよう、ＡＧＣ制御部１３とアイリス制御部１４とシャッター制御部１６を制御する。
【００２３】
次に本発明による実施例の動作について説明する。図１のカメラレンズ１は被写体像を撮像素子３の撮像面に結像させる。そして、撮像素子３はこの被写体像の明るさに応じた光信号を電気信号へ光電変換することにより、アナログ撮像信号として、出力する。このアナログ撮像信号は、ＡＧＣ回路４で所定の信号レベルに増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路５でデジタル撮像信号に変換されて画像処理回路６に供給される。
【００２４】
このとき画像処理回路６に入力されたデジタル撮像信号に対し、顔検出部１０が顔領域を検出すると、この顔領域が適正な明るさとなるように露光制御が行われる。このときの顔領域に対する測光エリアの設定方法について以下に述べる。
【００２５】
図２から図５は、顔検知枠と、露出制御の測光エリアの関係についての第一の実施例を示す図である。
【００２６】
図２の１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は顔検出枠、３は測光エリア、４は被写体の顔、5は測光エリアの水平方向の中心線である。また図２では測光エリア、顔の中心線を図示しているが、これら顔検出枠以外は通常はユーザーには開示されていない。
【００２７】
図３は、図２同様１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は測光エリア、３は被写体の顔、４は被写体の顔の中心線である。図２で示した顔検知枠は図３では省略している。
【００２８】
図４は、図２同様１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は測光エリア、３は水平方向に顔を向けた被写体の顔、４は測光エリアの水平方向の中心線、５は測光エリア中に含まれる顔以外の背景部分等である。
【００２９】
図５は、図２同様１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は水平方向にサイズを縮小した測光エリア、３は水平方向に顔を向けた被写体の顔、４は測光エリアの水平方向の中心線、５は測光エリア中に含まれる顔以外の背景部分等である。
従来の制御では、図２で示すように測光エリアは顔と同等の大きさとして制御を行っていたが、本第一の実施例では、図３で示すように測光エリアは顔検出枠よりも小さく設定する事を特長とし、図３で示す測光エリアは顔検出枠に対して水平方向のサイズを縮小している。このように水平方向に測光エリアのサイズを小さくし、被写体の顔領域に測光エリアの多くが重なるようにしているため、次のようなシーンで従来処理よりも最適露光制御が可能となる。
【００３０】
本実施例で最適露光が可能となるシーンとしては、例えば被写体の顔が水平方向に向きを変えた場合、図４に示すように通常の測光エリアのままでは、実際の顔の位置に対して測光エリア中心位置がずれてしまう事で、測光エリアに顔以外の背景などが含まれてしまい被写体の顔に最適な露光制御ができなくなってしまう。
【００３１】
そこで図５に示したように測光エリアは顔検知枠に対して水平方向にサイズを縮小した測光エリアとすることで、顔が水平方向に向きを変えている場合であっても顔領域の明るさを最適な状態にすることが可能になる。
【００３２】
また、顔が正面を向いている場合であっても例えば髪の長い被写体などで、通常の測光エリアのままでは最適露光としたい肌以外に、比較的輝度レベルの低い髪の毛が測光エリアに含まれる場合には最適露光よりも明るめに制御を行ってしまう事がある。しかし、上記の通り、測光エリアを水平方向に縮小することで、顔の肌色部分に合わせた最適露光が可能となる。
【実施例２】
【００３３】
第２の実施例として測光エリアを顔検知枠に対して垂直方向にサイズを縮小した測光エリアについて述べる。次に従来の測光エリアとの違いを以下に示す。
【００３４】
図６の１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は従来の測光エリア、３は上方向を向いた被写体の顔、４は測光エリアの垂直方向の中心線、５は測光エリア中に含まれる顔以外の背景部分等である。
【００３５】
図７の１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は垂直方向にサイズを縮小した測光エリア、３は被写体の顔、４は測光エリアの垂直方向の中心線である。
【００３６】
図６で示すように被写体の顔が上を向いている場合、従来の測光エリアでは顔の位置に対して上にずれてしまうため、従来の測光エリア内には最適露光としたい顔の肌色の部分よりも、背景や髪の毛やなどを多く含んでしまい最適露光制御が行えなかった。そこで図７のような顔検知枠に対して測光エリアを垂直方向にサイズを縮小することで、被写体の顔が上をむいた状態であっても、不要な背景や髪の毛などが測光エリアに含まれない為に、顔に合わせた最適露光が可能となる。もちろん被写体の顔が下を向いた状態でも同様に最適露光が可能となる。
【実施例３】
【００３７】
第３の実施例として顔が横を向きながら上下を向いている場合について述べる。図８の１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は垂直および水平方向にサイズを縮小した測光エリア、４は測光エリアの垂直方向の中心線、5は測光エリアの水平方向の中心線である。
【００３８】
本実施例の場合、先の述べた顔が水平方向に傾いて横を向いている場合と、垂直方向に傾いて上下方向に傾いている場合を組み合わせる事によって、測光エリアを従来サイズより垂直方向および水平方向に縮小し、図８に示すよう顔の肌色の領域でない背景や髪の毛といった領域を除く事が可能であり、被写体の顔が横を向きつつ上下方向を向いている場合であっても顔領域の明るさに合わせた露光制御が可能となる。
【実施例４】
【００３９】
第４の実施例として、顔の向きが正面を向いている場合は、従来の測光エリアと同様のサイズとするが、顔の正面を向いた状態からの顔の上下左右方向に向きを変えた場合、その顔の角度を検出し、その角度に応じて測光エリアのサイズを可変にする。このように測光エリアのサイズを制御する事で正面を向いている被写体の顔の場合は、通常の測光エリアサイズとし顔全体を用いて最適露光制御を行い、上下左右を向いている被写体の顔の場合は、測光エリアサイズを顔の角度に合わせて可変とする事で背景や髪の毛といった顔以外の要因を除く事で最適露光制御を行う事が可能となる。
【実施例５】
【００４０】
第５の実施例として傾いた被写体の顔に対して、測光エリアを同じく傾けた例について述べる。図９の１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は従来の測光エリア、３は傾いた被写体の顔、４は測光エリア中に含まれる顔以外の背景部分等である。図１０の１はカメラ等の撮影範囲を示し、２は顔に合わせて傾きを持たせた測光エリア、３は傾いた被写体の顔である。
【００４１】
図９に示すように顔の向きが斜めに傾いている場合、通常の測光エリアの場合、顔が斜めであることで顔と測光エリアとが重ならず測光エリア内に背景が含まれてしまい適正露光に制御出来ない事がある。また、髪が長い被写体などでは、測光エリアにないに黒い被写体が多くなってしまい同様に適正露光に制御出来ない事がある。そこで図１０に示すように被写体の顔の角度を検出し、測光エリアをその顔の角度にあわせて回転させる事で、測光エリアに被写体の顔の背景を含ませず、また髪などの影響を軽減する事ができることから適正露光制御が可能となる。
【００４２】
また、上記実施例では測光エリアを可変させ露光補正制御について述べたが、測光エリアは、オートフォーカスを目的とした速攻エリアであっても良く、さらに上記実施例は顔を検出したが、上記実施例と同様の構成と動作により、顔以外の特定の被写体についても適用することが可能である。この場合、様々な特定被写体を検出する技術を用いることができ、その詳細の説明は省略する。
【００４３】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の代替構成の追加・削除・置換をすることことが可能である。
【００４４】
また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・カメラレンズ、２・・・アイリス、３・・・撮像素子、４・・・ＡＧＣ回路（自動利得制御回路）、５・・・Ａ／Ｄ変換回路、６・・・画像処理回路、７・・・エンコーダ、８・・・Ｄ／Ａ変換回路、９・・・顔検出部、１０・・・露出制御部、１１・・・測光部、１２・・・メモリ、１３・・・ＡＧＣ制御部、１４・・・アイリス制御部、１５・・・レンズ制御部、１６・・・シャッター制御部、１７・・・シャッター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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