(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を電気画像信号に変換する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、画面内における被写体上端の位置を検出する上下位置検出手段と、
前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、前記被写体上端の位置を基準とする画面の所定高さ位置において、画面の左右いずれか一方の端から被写体端部までの距離と被写体の幅とをそれぞれに検出する左右位置検出手段と、
前記上下位置検出手段及び左右位置検出手段の検出結果に基づいて、被写体が画面内の所定位置に位置する画面を、前記撮像ユニットで得られた画像信号から電気的に切り出すフレーミング画像切出し手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記フレーミング画像切出し手段が、最終的に必要とされる画素数よりも少ない画素数の画面を切り出すよう構成される一方、前記フレーミング画像切出し手段で得られた画面を拡大処理して前記最終的に必要とされる画素数に一致させる画面拡大処理手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
光学像を電気画像信号に変換する撮像ユニットと、
該撮像ユニットに入射される前記光学像の上下方向における位置を変化させる調整手段と、
前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、被写体の画面内での上下方向の位置を検出する上下位置検出手段と、
前記上下位置検出手段の検出結果に基づいて、前記調整手段を制御して被写体の所定部位を画面の上端又は下端から所定距離に位置させる上下方向フレーミング手段と、
前記上下フレーミング手段の適用後に前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、被写体が画面内の所定位置に位置する画面を、前記上下フレーミング手段の適用後に前記撮像ユニットで得られた画像信号から電気的に切り出すフレーミング画像切り出し手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする撮影装置。
【請求項４】
前記フレーミング画像切り出し手段が、
前記上下フレーミング手段の適用後に前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、被写体の画面内での左右方向の位置を検出する左右位置検出手段と、
前記左右位置検出手段で検出された左右方向の位置に基づいて、被写体が画面内の所定位置に位置する画面を、前記上下フレーミング手段の適用後に前記撮像ユニットで得られた画像信号から電気的に切り出す左右方向フレーミング手段と、
から構成されることを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
【請求項５】
前記調整手段が撮影ユニットを水平軸回りに上下に揺動させる構成であることを特徴とする請求項３乃至４記載の撮影装置。
【請求項６】
前記調整手段が撮影ユニットを上下に平行移動させる構成であることを特徴とする請求項３乃至４記載の撮影装置。
【請求項７】
前記上下位置検出手段は、前記画面内における前記被写体上端の位置を検出することを特徴とする請求項３乃至４のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項８】
前記左右位置検出手段が、前記撮像ユニットで撮影された画面の所定高さ位置において、画面の左右いずれか一方の端から被写体端部までの距離と被写体の幅とをそれぞれに検出することを特徴とする請求項４記載の撮影装置。
【請求項９】
前記フレーミング画像切出し手段及び左右方向フレーミング手段が、前記撮像ユニットで得られた画像信号を記憶したメモリからの読み出し位置又は前記撮像ユニットで得られた画像信号のメモリに対する書き込み位置をシフトさせることで、被写体が画面内の所期位置に位置する画面を電気的に切り出すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項１０】
前記撮像ユニットが光学像をカラー画像信号に変換するものであり、前記上下位置検出手段及び／又は左右位置検出手段が、前記撮像ユニットから出力されるカラー画像信号から背景色を認識することで、被写体の上下方向及び／又は左右方向の位置を検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項１１】
前記撮像ユニットが光学像をカラー画像信号に変換するものであり、かつ、被写体が人物の顔であり、前記上下位置検出手段及び／又は左右位置検出手段が、前記撮像ユニットから出力されるカラー画像信号から顔の肌色を認識することで、被写体の上下方向及び／又は左右方向の位置を検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項１２】
前記撮像ユニットで得られた前記画像信号に基づいて、画像を表示する画像表示手段を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は撮影装置に関し、詳しくは、被写体の上下左右の位置ずれがあっても、これを撮影装置側で自動的に補償して、被写体を画面内の所期位置に位置させた画像を得ることができる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所謂ＩＤカード（Identification Card ）の中でも、特定資格を証明するためのＩＤカードにおいては、本人の顔画像と、本人の住所，氏名，個人識別番号等ＩＤデータ（文字情報）とを記録する形態とすることが多い。
上記のようなＩＤカードの作成方法としては、本人の顔画像をビデオカメラで撮影し、このビデオカメラで得られる顔画像データと、別途入力される氏名，住所，個人識別番号等のＩＤデータとを電気的に合成してＩＤカード用のイメージデータを作成し、このイメージデータに基づいてＩＤカードをプリンタによって作成させるものがある（特開平１−２０６０９８号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにビデオカメラを用いてＩＤカード用の顔画像を撮影する際には、一般的に行なわれている銀塩写真感光材料（銀塩フィルム）による証明写真撮影の場合と同様に、本人をバックスクリーンの前の所定位置に置いた椅子に座らせ、撮影担当者がビューファインダーやモニタ等で確認しながらカメラの向きを上下左右に振って、本人の顔画像が、画枠によって切られることがなくかつ画面内の略中央に位置するように調整してから、シャッタを切ることになる。
【０００４】
即ち、上記のように本人を椅子に座らせる場合には、被写体の左右方向の位置ずれは比較的少ないものの、上下方向に関しては各人の座高のばらつきが大きいため、証明写真のように画面内に略一杯に本人の顔画像を撮影したい場合には、専門の担当者がカメラで撮影された画像をモニタで確認しなら、最適位置にカメラの向きを調整する必要が生じるものであり、前記調整作業を必要とすることがＩＤカードの作成における撮影時間の短縮及び作成用人員の削減を妨げる原因となってしまう。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、被写体を画面内の所期位置に位置させるための人手によるカメラの向き調整が不要な撮影装置を提供し、特に照明写真用としての顔画像の撮影において、撮影のサイクルタイムを短縮し、また、撮影の自動化を図れるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明にかかる撮影装置は、図１又は図２に示すように構成される。
図１において、撮像ユニットは、光学像を電気画像信号に変換するものである。上下位置検出手段は、前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、画面内における被写体上端の位置を検出し、また、左右位置検出手段は、前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、前記被写体上端の位置を基準とする画面の所定高さ位置において、画面の左右いずれか一方の端から被写体端部までの距離と被写体の幅とをそれぞれに検出する。
【０００７】
そして、フレーミング画像切出し手段は、上下位置検出手段及び左右位置検出手段の検出結果に基づいて、被写体が画面内の所定位置に位置する所定画面サイズの画面を、前記撮像ユニットで得られた画像信号から電気的に切り出す。
ここで、前記フレーミング画像切出し手段が、最終的に必要とされる画素数よりも少ない画素数の画面を切り出すよう構成される一方、前記フレーミング画像切出し手段で得られた画面を拡大処理して前記最終的に必要とされる画素数に一致させる画面拡大処理手段を設けて構成することができる。
【０００８】
一方、図２において、撮像ユニットは、光学像を電気画像信号に変換するものであり、上下位置検出手段は、前記画像信号を解析して被写体の画面内での上下方向の位置を検出する。
一方、撮像ユニットに入射される前記光学像の上下方向における位置を変化させる調整手段が設けられており、この調整手段は、上下位置検出手段で検出された上下方向の位置に基づいて、被写体の所定部位を画面の上端又は下端から所定距離に位置させるように、撮像ユニットに入射される前記光学像の上下方向における位置を変化させる。
ここで、前記調整手段として、例えば、撮影ユニットを水平軸回りに上下に揺動させる構成や、撮影ユニットを上下に平行移動させる構成とすることができる。
【０００９】
更に、前記上下フレーミング手段の適用後に前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、被写体が画面内の所定位置に位置する画面を、前記上下フレーミング手段の適用後に前記撮像ユニットで得られた画像信号から電気的に切り出すフレーミング画像切り出し手段を設けて構成することができる。
ここで、前記フレーミング画像切り出し手段は、例えば、前記上下フレーミング手段の適用後に前記撮像ユニットで得られた画像信号を解析して、被写体の画面内での左右方向の位置を検出する左右位置検出手段と、前記左右位置検出手段で検出された左右方向の位置に基づいて、被写体が画面内の所定位置に位置する画面を、前記上下フレーミング手段の適用後に前記撮像ユニットで得られた画像信号から電気的に切り出す左右方向フレーミング手段とから構成することができる。
また、前記上下位置検出手段が、画面内における被写体上端の位置を検出する構成とすると良い。
【００１０】
更に、前記フレーミング画像切出し手段及び左右方向フレーミング手段が、前記撮像ユニットで得られた画像信号を記憶したメモリからの読み出し位置又は前記撮像ユニットで得られた画像信号のメモリに対する書き込み位置をシフトさせることで、被写体が画面内の所期位置に位置する画面を電気的に切り出すよう構成することができる。
【００１１】
また、左右位置検出手段が、撮像ユニットで撮影された画面の所定高さ位置において、画面の左右いずれか一方の端から被写体端部までの距離と被写体の幅とをそれぞれに検出することが好ましい。
【００１２】
更に、前記撮像ユニットが光学像をカラー画像信号に変換するものであり、前記上下位置検出手段及び／又は左右位置検出手段が、前記撮像ユニットから出力されるカラー画像信号から背景色を認識することで、被写体の上下方向及び／又は左右方向の位置を検出するよう構成することができる。
また、被写体が人物の顔である場合には、前記撮像ユニットから出力されるカラー画像信号から顔の肌色を認識することで、前記上下位置検出手段及び／または左右位置検出手段が、被写体の上下方向及び／又は左右方向の位置を検出するよう構成することができる。
また、前記撮像ユニットで得られた前記画像信号に基づいて、画像を表示する画像表示手段を含むことが好ましい。
【００１３】
【作用】
かかる構成の撮影装置によると、撮像ユニットの撮影範囲に対して被写体が上下左右に位置ずれしている場合であっても、かかる位置ずれが、被写体上端の位置の検出、及び、被写体上端の位置を基準とする所定高さ位置における、画面の左右いずれか一方の端から被写体端部までの距離及び被写体の幅の検出によって求められる。そして、かかる位置ずれの検出情報に基づいて、撮像ユニットにより撮影された画面内から、被写体を上下方向及び左右方向に所期位置とする画像を電気的に切出し、被写体が画面内の所期位置に位置する画像を得るものである。
【００１４】
また、上記画像の電気的な切出しにおいて、最終的に必要とされる画素数よりも少ない画素数の画面を切出し、切出した後で必要画素数に一致させる拡大処理を実行させることで、被写体が位置ずれを生じても確実に撮像ユニットの撮影範囲内に撮影されるように被写体を小さく撮影することが可能となる。  また、上記のように上下方向及び左右方向を共に電気的な処理でフレーミングする代わりに、上下方向については撮像ユニットに入射される前記光学像の上下方向における位置を変化させ、被写体の上下方向への位置ずれに対する許容度を高めるようにした。
【００１５】
また、被写体が画面内の所期位置に位置する画面の切出しにおいては、メモリに記憶された画像信号の読み出し位置又は前記撮像ユニットで得られた画像信号のメモリに対する書き込み位置を左右又は上下にシフトさせれば、簡便に所望画像の切出しが行える。
【００１６】
ここで、左右位置検出手段が、画面の所定高さ位置において、画面の左右いずれか一方の端から被写体端部までの距離と被写体の幅とをそれぞれ検出すれば、かかる検出結果に基づいて画面内における被写体中心の位置を求めることができ、かかる情報に基づいて画面左右方向の略中央に被写体が位置する画面を得ることができる。
【００１７】
更に、撮像ユニットがカラー画像信号を出力し、かつ、特定の背景色を設定して撮影が行われる場合には、前記カラー画像信号から背景色を認識することで、非背景部として被写体部分を認識することができ、これによって被写体の上下方向及び／又は左右方向の位置を検出し得る。
また、被写体が人物の顔である場合には、顔の肌色の部分が被写体の主要部分であるから、カラー画像信号から肌色を認識すれば、影や髪型に影響されずに肌色の部分を画面内の所期位置に位置させるようにできる。
更に、画像表示手段を設けることで、被写体位置の目視確認が行える。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。
尚、以下に説明する本実施例の撮影装置は、ＩＤカードに添付される本人の顔画像（顔及び肩の部分を含む画像）を撮影するための装置である。そして、本実施例の撮影装置から出力される画像信号は、ＩＤカードプリンタに出力され、ここで氏名や住所などの文字情報と電気的に合成されてＩＤカード用のイメージデータが作成されると共に、かかるイメージデータに基づいてＩＤカードが作成される。
【００１９】
図３は、本発明にかかる撮影装置の外観斜視図であり、キャスター付き台１の上に設置された手動式エレベータ２に、撮影した光学像を電気画像信号（カラー画像信号）に変換するビデオカメラ３（撮像ユニット）が支持されている。前記手動式エレベータ２は、図示しないハンドルを手動で回すことで、ビデオカメラ３本体を平行に上下動させることができるものであり、該手動式エレベータ２によってビデオカメラ３の上下方向の基準位置を設定できる構成としてある。
【００２０】
前記ビデオカメラ３には、該ビデオカメラ３の撮影方向を上下に揺動させるためのアクチュエータとしてのパルスモータ４が付設されており、該パルスモータ４によって撮影レンズ５の光軸に対して直交する軸回りにビデオカメラ３本体を揺動させることで、撮影方向を上下に変化させることができるようにしてある。具体的には、例えば手動式エレベータ２に対してビデオカメラ３を上下に揺動可能に支持し、かかる揺動軸を前記パルスモータ４によって回転駆動させる構成とすれば良い。
【００２１】
一方、被写体の人物は、青色のバックスクリーン６の前の所定位置に置かれた椅子７に座らせるようにしてあり、バックスクリーン６及び椅子７を設置した状態で、例えば椅子７の端面から所定距離（例えば２ｍ）の位置に台１を移動させ、被写体に対してビデオカメラ３が真正面から所定距離で対向するようにセットする。そして、椅子７の高さや対象とする人物の平均座高の推定などに基づいて、前記手動式エレベータ２を操作してビデオカメラ３を略水平に向けたときに、椅子７に座った人物の顔画像が撮影できるように、初期状態を設定する。
【００２２】
ここで、上記撮影装置において、以下に示すようなオートフレーミング機能が備えられている。
まず、椅子７に座った被写体人物のビデオカメラ３の撮影範囲に対する上下方向の位置ずれを、ビデオカメラ３で得られた画像信号を解析して検出する。そして、検出された上下方向の位置ずれに基づいて撮像ユニットに入射される前記光学像の上下方向における位置を変化させる。
図３に示された場合の撮影装置の場合、本願発明に係る撮像ユニットはビデオカメラ３に相当するが、撮影ユニットは前述の通り、光学像を電気信号に変換する作用を持つものであれば良い。
【００２３】
次いで、椅子７に座った被写体人物のビデオカメラ３の撮影範囲に対する左右方向の位置ずれを、ビデオカメラ３で得られた画像信号を解析して検出する。そして、検出された左右方向の位置ずれに基づいて、画像信号から被写体が左右方向の略中央に位置する画像を作成する。
これにより、被写体が画面内の所定位置に位置する画像を自動的に得られるものであり、かかるオートフレーミング機能を実現するための制御回路が以下のように設けられている。
【００２４】
図４は、台１の内部に設けられるオートフレーミング用の制御ユニットの基本構成を示すものであり、この図４に示す制御ユニットは、コンピュータと、オートフレーミング用の回路が組まれたオートフレーミング基板10とを主な要素として構成されている。
尚、前記コンピュータとオートフレーミング基板10とからなる制御ユニットが、後述するように、本実施例における上下位置検出手段，アクチュエータ制御手段，左右位置検出手段，左右方向フレーミング手段としての機能を備えている。
【００２５】
前記オートフレーミング基板10には、前記ビデオカメラ３からのアナログカラー画像信号（ＲＧＢ３原色毎のビデオ信号）が入力されるようになっており、また、オートフレーミングがなされた画像信号を出力する機能を備えている。
一方、コンピュータは、ＣＰＵ11，ＲＯＭ12，ＲＡＭ13，タイマー14，デバック用の汎用インターフェイス（例えばＲＳ232 Ｃ）15等を含んで構成され、前記オートフレーミング基板10との間のデータのやり取りは、ペリフェラル・インターフェイス・アダプタ（ＰｉＡ）を介して行なわれるようになっている。
【００２６】
前記オートフレーミング基板10では、入力されるビデオ信号に基づいて、画面上端から被写体人物の頭（被写体の所定部位）までの距離Ｌ、画面左端から頭までの距離ＨＶ、更に、頭の幅ＨＷを求め、これらの情報をコンピュータに出力する。
一方、コンピュータでは、前記上下方向の位置データＨＶに基づいてパルスモータ４を制御する一方、左右方向の位置データＬ，ＨＷに基づいて、被写体の左右方向の位置ずれを示すデータを演算し、これを前記オートフレーミング基板10に出力すると共に、前記左右方向の位置データＬ，ＨＷを検出する位置を指定するデータ（横ずれ検査位置指定データ）を前記オートフレーミング基板10に出力する。
【００２７】
コンピュータには、前記パルスモータ４によるビデオカメラ３の揺動位置を３段階（上中下）に検出する撮影方向センサ16ａ〜16ｃからの検出信号が入力されると共に、前記パルスモータ４の駆動回路17に駆動制御信号を出力する構成となっており、本実施例におけるアクチュエータ制御手段はＣＰＵ11等を含んでなるコンピュータが相当する。
【００２８】
前記オートフレーミング基板10は、図５に示すような回路を備えて構成されている。
図５において、ビデオカメラ３から出力されるＲＧＢのビデオ信号は、バッファアンプ21，ローパスフィルタ22，ペデスタルクランプ23を介した後、ＡＤコンバータ24によってディジタル画像信号（８ビット）にそれぞれ変換される。
【００２９】
前記ディジタル画像信号は、本実施例における背景色であるバックスクリーン６の青に対応するブルー検出回路25に入力され、このブルー検出回路25により画面内における青領域（背景色領域）の検出が行われる。そして、かかる青領域の検出結果に基づいて、各検出回路26〜28が、画面上端から被写体の頭までの距離ＨＶ、画面左端から頭までの距離Ｌ、更に、頭の幅ＨＷを求め（図13参照）、この検出結果をコンピュータに出力する。
【００３０】
前記ブルー検出回路25は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ディジタル画像信号と、背景色の青に対応して予め設定された所定値ｒ，ｇ，ｂとをそれぞれに比較し、例えばＲ≦ｒ and  Ｇ≧ｇ and  Ｂ≧ｂであるときを背景部に対応する画素とし、それ以外を非背景部（被写体部）に対応する画素として判別し、背景部に対応するか否かを示す１ビット情報を出力する構成とすれば良い。
【００３１】
尚、背景色に応じて、所定値に対する各カラー画像信号の大小関係の設定及び論理演算（論理積又は論理和など）を使い分け、そのときに用いる背景色が判別されるようにすれば良い。
本実施例の場合、背景色がバックスクリーン６の青であるから、被写体の頭の上に一定の空間を有して撮影するものとすれば、画面上方の所定数の走査線については、背景色に対応するカラー画像信号を得るはずである。従って、画面の上から順番に各走査線の色成分を解析すれば、背景色に対応しないカラー画像信号が初めて表れた走査線を、被写体の頭部の上端に相当する走査線であると推定することができるものであり、前記頭部に相当する走査線が初めて検出されるまでの走査線数として、被写体の頭と画面の上端との間の距離ＨＶを検出できる。
【００３２】
特に、ＩＤカード用の撮影においては、無帽を条件とすることが多く、然も、通常は頭部に表れない色である青を背景色に選んであるので、上記の方法によって画面上端と頭部との間隔ＨＶを高精度に検出できる。
同様にして、画面内の所定高さ位置において、画面左端から背景色に対応する画素が途切れるまでの画素数をカウントすることで、画面左端から被写体右端までの距離Ｌを検出でき、更に、前記背景色に対応する画素が途切れてから、再度背景色相当のカラー画像信号が得られるようになるまでの画素数をカウントすることで、頭部の幅ＨＷを検出できる。
【００３３】
図６は前記距離ＨＶの検出回路26の構成を示す図であり、図７のタイムチャートを参照しつつこの検出回路26を以下に説明する。
図６において、ブルー検出回路25からは、例えば背景色に対応する画素であるときに１となり、非背景色（被写体領域）であるときにφとなる１ビット情報が出力される。そして、前記ブルー検出回路25からの１ビットの背景色情報の反転データと、帰線消去信号ＢＬＫの反転データとがそれぞれＡＮＤ回路41に入力され、このＡＮＤ回路41によって帰線消去期間に生じる非背景色判別を消去する処理が行われ、画面内で非背景色の画素が表れたときにのみ、前記ＡＮＤ回路41の反転出力はローレベルに出力変化するようにしてある。
【００３４】
前記ＡＮＤ回路41の反転出力は、垂直同期信号でリセットされるフリップフロップ42に出力され、このフリップフロップ42の出力Ｑは、初めて非背景色の画素が表れた時点でハイレベルに反転し、リセット端子に垂直同期信号Ｖ．syncが出力されるまで、その状態を保持する。
一方、前記フリップフロップ42の出力Ｑの反転データと、水平同期信号Ｈ．syncの反転データとがＡＮＤ回路43に入力されるようになっており、前記ＡＮＤ回路43は、フリップフロップ42の出力がローレベルの状態であるときに、水平同期信号Ｈ．sync毎に立ち上がるパルス信号を、カウンタ44に出力する。
【００３５】
即ち、画面の上端から順番に非背景色が表れるか否かを監視し、非背景色の画素が表れるまでの間、カウンタ44によって水平同期信号Ｈ．sync（走査線数）がカウントされ、非背景色（被写体）の画素が表れると、ＡＮＤ回路41の出力がローレベルに切り換わることによって、フリップフロップ42の出力Ｑがハイレベルに切り換わり、次に垂直同期信号Ｖ．syncが出力されるまでは、ＡＮＤ回路43からのパルス信号の出力が停止されるので、１画面毎に画面上端から被写体上端までの距離ＨＶが、走査線数としてカウンタ44からコンピュータ側に出力される。
【００３６】
このように距離ＨＶの検出回路26（上下位置検出手段）は、ＡＮＤ回路41，43、フリップフロップ42、カウンタ44によって構成される。
ここで、前記検出回路26で検出された距離ＨＶと該距離ＨＶの目標値とが比較され、実際の距離ＨＶが前記目標値に一致するように前記パルスモータ４を制御することで、ビデオカメラ３の撮影向きが上下方向に調整される。
【００３７】
即ち、被写体の人物は椅子７に座っており、ビデオカメラ３に対する距離は一定に保たれるが、顔の高さは個人の体格によって大きく変動することになり、標準的な高さに合わせて手動式エレベータ２の高さを調整しても、実際に撮影される顔画像においては、頭部と画面上端との距離ＨＶは大きくばらついてしまい、各被写体に合わせて何らかの調整を行なわないと、頭部が画面の上からはみ出したり、逆に画面上方に空間が空き過ぎて顔の下部分が切れてしまう惧れもある。
【００３８】
そこで、前記のようにして頭と画面の上端との距離ＨＶが検出されると、コンピュータは、予め設定されている所定間隔（目標値）と実際の距離ＨＶとの差に基づいてパルスモータ４に送る駆動パルス信号のパルス数を演算し、かかるパルス数の情報をパルスモータ駆動回路17に出力して、パルスモータ４の駆動によってビデオカメラ３の撮影向きを変え、実際の距離ＨＶを所定間隔に一致させるようにする。
【００３９】
このようなパルスモータ４の駆動制御によって、たとえ被写体の人物に体格差があっても、画面上端と頭部との距離ＨＶが一定した画像を得られる。即ち、オートフレーミング前の画像における前記距離ＨＶが、所望の値よりも大きいか又は小さい場合であっても（図13参照）、前記距離ＨＶを所定値に近づけるようにビデオカメラ３の撮影向きを自動的に上下させることで、少なくとも画面上での頭部上方の空間を一定幅にするオートフレーミングがなされることになる。
【００４０】
但し、被写体の背が高く頭部が画面の上端からはみ出している場合であって、前記距離ＨＶが０として検出される場合や、逆に、被写体の背が低く画面内に被写体が全く写っていない場合には、前記距離ＨＶを目標値にするために必要なカメラ３の移動量が不明となってしまう。そこで、このような場合には、距離ＨＶを所定値に近づける方向にカメラ３を所定量ずつ上下動させ、画面上端と被写体上端との間に、空間を有して撮影されるようになった段階で、そのときの距離ＨＶに基づいて距離ＨＶを目標値に一致させるためのカメラ３の移動量を決定させれば良い。
【００４１】
本実施例では、カメラ３の撮影向きを上下に移動させる機構として、カメラ３を水平軸回りに揺動させる構成としたが、前記エレベータ２として電動式のものを用い、この電動式エレベータによってカメラ３を上下に平行移動させる構成であっても良い。
カメラ３を上下に平行移動させる場合には、被写体（人物）を常に真正面から撮影できるという利点があるが、一般的に移動に時間がかかり、オートフレーミングを迅速に実行できないという問題がある。この点、カメラ３を上下に揺動させる構成の場合には、背の高い人は見上げるように、逆に、背の低い人は上から見下ろすように撮影することになるが、被写体までの距離が長い場合には撮影に大きな支障となることはなく、然も、調整を単時間で終了させることができるという利点がある。
【００４２】
パルスモータ４に送る駆動パルス信号のパルス数の演算は、以下のようにして行われる。
即ち、ビデオカメラ３による画像の水平走査線数をＭ、距離ＨＶに相当する走査線数をＮ、距離ＨＶの目標に相当する走査線数をＮｔ、被写体位置で画像信号として切り出される撮影範囲の上下方向の長さをＡ、カメラ３から被写体までの距離をＬs 、パルスモータ４に１パルス与えた場合の回転角をθとすると、距離ＨＶを目標値に一致させるためには、水平走査線数で（Ｎ−Ｎｔ）だけ回転させれば良く、この走査線数（Ｎ−Ｎｔ）に相当する被写体寸法Ｂは、Ｂ＝（Ｎ−Ｎｔ）・Ａ／Ｍ（ｍｍ）となる。従って、距離ＨＶを目標値に一致させるために必要となる回転角Θは、Θ＝ｔａｎ（Ｂ／Ｌｓ）＝ｔａｎ｛（Ｎ−Ｎｔ）・Ａ／（Ｌｓ・Ｍ）｝となり、パルスモータ４に送るべきパルス数Ｐは、Ｐ＝Θ／θ＝ｔａｎ｛（Ｎ−Ｎｔ）・Ａ／（Ｌｓ・Ｍ）｝／θとなる。
【００４３】
但し、カメラ３を水平に向けた状態から大きく回転させると、演算で求められる前記被写体寸法Ｂ＝（Ｎ−Ｎｔ）・Ａ／Ｍ（ｍｍ）に対して、実際の撮影範囲の移動が大きくなるので、何らかの補正を行うことが好ましい。前記回転角Θが非常に小さく水平付近から僅かに回転させる場合には、１パルス当たりの被写体寸法ΔＢ１は、ΔＢ１＝Ｌｓ・ｔａｎθとなるが、前記回転角Θが非常に大きく水平から大きく回転させる場合には、１パルス当たりの被写体寸法ΔＢ２は、ΔＢ１＝Ｌｓ・ｔａｎ（Θ＋θ）−Ｌｓ・ｔａｎΘ（＝Ｌｓ・ｔａｎ（（ｔａｎ-1Ｂ２／Ｌｓ）＋θ）−Ｌｓ・ｔａｎ（ｔａｎ-1Ｂ２／Ｌｓ））となる。従って、水平位置から大きく回転させる場合には、Ｐ・（ΔＢ１／ΔＢ２）のパルス数を与えるようにすると良い。
【００４４】
尚、上記のように必要回転角Θが大きいと補正が必要となるので、上下方向への平行移動と揺動とを組み合わせ、移動時間が過大とならない範囲でカメラを上下に平行移動させると共に、回転方向での調整を行わせ、カメラと被写体との間隔が短い場合であっても、あおり（見上げたり、見下ろしたり）の少ない画像を得られるようにしても良い。
【００４５】
一方、距離Ｌの検出回路27及び幅ＨＷの検出回路28（左右位置検出手段）は、図８に示すように構成され、以下に図９のタイムチャートを参照しつつこの検出回路27，28について説明する。尚、上記の検出回路27，28による検出結果は、前記距離ＨＶの検出結果が目標値に一致した段階でのものが最終的に採用されるものとする。
【００４６】
図８において、ＡＮＤ回路51には、ブルー検出回路25の出力、帰線消去信号（ブランク信号ＢＬＫ）、ＣＰＵからの横ずれ検査位置指定データ、更に、フリップフロップ57からのノイズ影響除去用信号が入力される。
前記横ずれ検査位置指定データは、水平同期信号のカウントによって左右方向の位置を検出する走査線であるときにのみハイレベルに出力される信号であり、また、フリップフロップ57から出力されるノイズ影響除去用信号は、後述するように、非背景部（被写体）の最初の検出時にローレベルにクランプされてその後のノイズの影響によって距離Ｌの検出精度が悪化することを回避するためのものである。
【００４７】
前記ＡＮＤ回路51は、距離Ｌを検出する走査線の走査が始まってから被写体に対応する画素が初めて出力されるまでの間だけハイレベルを出力し、このＡＮＤ回路51の出力は、Ａ／Ｄ変換器24の画素クロック信号（14.318ＭＨｚ）が入力されるＡＮＤ回路52に出力され、前記ＡＮＤ回路52からは、ＡＮＤ回路51の出力がハイレベルのときだけ前記画素クロック信号が出力される。
【００４８】
そして、カウンタ53は、前記ＡＮＤ回路52から出力される画素クロック信号をカウントし、そのカウント結果を距離Ｌとして出力する。
また、前記ＡＮＤ回路51の出力は、ＮＯＴ回路54を介してフリップフロップ55に入力される。前記フリップフロップ55は、ＮＯＴ回路54から出力される信号の立ち上がりで出力が反転するＴフリップフロップであり、ＮＯＴ回路54の出力は、被写体の左端の部分で立ち上がるから、被写体の左端の部分でフリップフロップ55の反転出力Ｑバーが反転する。
【００４９】
前記フリップフロップ55の出力Ｑバーは、ＣＰＵからのリセット信号と共に反転されてＯＲ回路56に入力され、このＯＲ回路56の反転出力は、フリップフロップ57のリセット信号として出力される。
フリップフロップ57には、横ずれ検査位置指定データが入力されるＮＯＴ回路58の出力がセット信号として入力されるようになっている。
【００５０】
かかる構成により、横ずれ検査位置で被写体の左端部が検出されると、前記フリップフロップ55の反転出力Ｑバーがローレベルに切り換わり、これによってＯＲ回路56の出力がローレベルに切り換わる。すると、フリップフロップ57の出力Ｑはローレベルに切り換わり、フリップフロップ57の出力Ｑが入力されるＡＮＤ回路51では、それ以降で背景色に対応する画素が検出されても、出力がハイレベルに反転することがない。
【００５１】
即ち、フリップフロップ55，57、ＯＲ回路56、ＮＯＴ回路58によって、最初に被写体の左端が検出されると、それ以降に背景色に対応する画素の検出があっても距離Ｌの検出が影響を受けないようになっている。
上記のようにして、フリップフロップ57の出力Ｑは、被写体の左端でローレベルに切り換わり、フリップフロップ57の反転出力Ｑバーは、逆に被写体の左端でハイレベルに立ち上がる。そして、前記フリップフロップ57の反転出力Ｑバーは、フリップフロップ63に出力され、ＡＮＤ回路59に出力される該フリップフロップ63の出力Ｑを立ち上げる。
【００５２】
前記ＡＮＤ回路59の他方の入力端子には、ブルー検出回路25の出力が入力されるＮＯＴ回路60の出力が入力されるようになっており、フリップフロップ57の反転出力Ｑバーが被写体の左端の部分で立ち上がると、ブルー検出回路25から出力される信号が被写体の右端部分に立ち上がるまでの間連続的にハイレベル信号を出力する。
【００５３】
前記ＡＮＤ回路59の出力は、ＡＮＤ回路61に入力され、ここで、画素クロック信号との論理積が演算されることで、被写体の左端から右端までの間ＡＮＤ回路61から画素クロック信号が出力される。そして、ＡＮＤ回路61から出力される画素クロック信号がカウンタ62でカウントされ、このカウンタ62のカウント結果が頭の幅ＨＷとして出力されるようになっている。
【００５４】
ここで、前記ＡＮＤ回路59の出力は、ＮＯＴ回路64を介してフリップフロップ65に入力され、ＮＯＴ回路64から出力される信号の立ち上がり、即ち、被写体の右端の部分で立ち下がる出力Ｑバーがフリップフロップ65から出力される。
前記フリップフロップ65の出力Ｑバーは、ＣＰＵからのリセット信号が反転入力されるＯＲ回路66に反転入力され、前記出力Ｑバーが立ち下がることで、フリップフロップ63の出力Ｑが立ち下げられ、一旦被写体の右端が検出されると、それ以降は、ＡＮＤ回路59の出力が立ち上がることを回避して、ブルー検出回路25の出力にノイズが発生しても、幅ＨＷの検出に影響を与えないようにしてある。
【００５５】
以上のように、ＡＮＤ回路51，52、ＮＯＴ回路54，58、フリップフロップ55，57，ＯＲ回路56、カウンタ53によって距離Ｌの検出回路27が構成され、ＡＮＤ回路59，61、ＮＯＴ回路60、フリップフロップ63，65，ＯＲ回路66、カウンタ62によって幅ＨＷの検出回路28が構成される。
尚、上記実施例では、ブルー検出回路25から出力される背景色（背景領域）であるか非背景色（被写体領域）であるかを示す識別信号に基づいて、被写体の上下・左右の位置を示すパラメータ（ＨＶ，Ｌ，ＨＷ）を検出させたが、照明装置によってバックスクリーン６に被撮影者の影ができた場合、前記ブルー検出回路25では、この影を頭部として誤判定する惧れがある。
【００５６】
そこで、本実施例のように、対象とする被写体が人物の顔である場合には、カラー画像信号から肌色を識別し、この肌色部分の画面内での位置を求め、肌色部分が画面内の所期位置に位置するようにオートフレーミングを行わせるようにしても良い。
具体的には、色覚を説明する際に用いられる２つの基底であるＨＶＳ（明度，彩度，色相）基底と反対色プロセス基底に基づくＹＩＱ基底を用いる。
【００５７】
前記ＨＶＳ基底及びＹＩＱ基底は、ＲＧＢ基底から以下の式により導かれる（Ａ．Ｒ．Ｓmith, ”Color Gamut Transform Pairs ”Computer Graphics,Vol.12,pp.12-19 1978(Proc.SIGGRAPH 78   参照) 。
「ＨＶＳ基底」
・Ｂ≦Ｇのとき
【００５８】
【数１】
0003643988.tif 000002
【００５９】
・Ｂ＞Ｇのとき
【００６０】
【数２】
0003643988.tif 000003
【００６１】
「ＹＩＱ基底」
【００６２】
【数３】
0003643988.tif 000004
【００６３】
ここで、上記のＨ（色相）を前記ブルー検出回路25の代わりに設けた肌色検出回路で演算させれば、上記Ｈについて顔の肌色が背景のブルーや髪の黒に対して明確なピークを持っているから、前記Ｈのレベルに基づいて肌色部分であるか否かの判別信号を前記肌色検出回路から前記ブルー検出回路25と同様にして出力させることができる。
【００６４】
そして、肌色部分を主要被写体として、この主要被写体の画面内の上下・左右の位置（例えは前記パラメータＨＶ，Ｌ，ＨＷ）を検出することで、肌色部分を画面内の所期位置に位置させるオートフレーミングを実行させることができる。背景色を認識させて被写体位置を検出する場合には、背景に写った被撮影者の影や、髪型などに影響を受けて、顔の中心を画面内の中心に合わせることができなくなる惧れがあるが、上記のようにして顔の肌色部分を検出させれば、前記影や髪型（頭頂の出っ張りや左右非対称）の影響を受けず、顔を画面の所期位置に位置させることができる。
【００６５】
同様に、ＹＩＱ基底のＩ成分も、肌色領域に対して明確なピークを有する成分であるから、このＩ成分をＲＧＢ信号から演算し、Ｉ成分のレベルに応じて肌色領域であるか否かの識別信号を出力させるようにすれば良い。
一方、図５において、前記ＡＤコンバータ24によって変換されたディジタル画像信号は、画面上端から被写体上端までの距離ＨＶに基づいてカメラ３の撮影向きが上下方向に調整された時点で、オートフレーミング用の画像メモリ30に記憶される。
【００６６】
そして、かかる画像メモリ30からの読み出し時に、前記距離Ｌ，幅ＨＷの情報に基づいて判別される被写体の左右方向の位置ずれ量に基づいて、プログラマブルカウンタ29によってメモリアドレスを指定させることで、読み出し位置を位置ずれ分だけ左右にシフトさせ、以て、被写体が画面左右方向の略中央に位置する画面を切り出して出力するようになっている。従って、本実施例における左右方向フレーミング手段は、画像メモリ30，プログラマブルカウンタ29，コンピュータによって構成される。
【００６７】
ここで、前記プログラマブルカウンタ29の構成及び読み出し特性を以下に説明する。
まず、前記プログラマブルカウンタ29による読み出し位置の左右方向へのシフト量は以下のようにして決定される。
左右方向の位置を示すパラメータとして、前述のように画面左端から被写体（頭部）の左端までの距離Ｌと、頭部の幅ＨＷとが検出されると、これらのデータとカメラ３の画面横サイズＨＤ（画素クロック信号が14.318ＭＨｚで735 画素）とに基づいて画面中央から被写体中央までのずれ量Ｌ’（画素数）を、（ＨＤ−ＨＷ）／２−Ｌとして演算する。このずれ量Ｌ’は、被写体が画面上で左にずれている場合にはプラスの値として算出され、逆に、右方向にずれている場合にはマイナスの値として算出される。
【００６８】
ここで、前記ずれ量Ｌ’をシフト量として、被写体が画面左右方向の略中央に位置するように読み出し位置をシフトさせれば良いことになる。
前記読み出し位置のシフトは、プログラマブルカウンタ29によるメモリアドレスの指示によって行われるが、前記プログラマブルカウンタ29は、図10に示すように構成されている。
【００６９】
図10において、比較器71には、左寄りに被写体が撮影されたときに前記ずれ量Ｌ’がＣＰＵから与えられ（ずれが左寄りでない場合には０が与えられる）、カウンタ72における画素クロック信号のカウント数が、前記ずれ量Ｌ’を越えるとハイレベル信号を出力する。
比較器71の出力がハイレベルに切り換わると、このハイレベル信号がＮＯＴ回路73でローレベル信号に反転されてＡＮＤ回路74に入力され、画素クロック信号とＮＯＴ回路73の出力との論理積演算を行う前記ＡＮＤ回路74の出力がローレベルに固定されて、画素クロック信号のカウントが停止される。
【００７０】
また、前記比較器71の出力は、ＡＮＤ回路75に入力され、このＡＮＤ回路75で画素クロック信号と比較器71の出力との論理積演算が行われ、比較器71の出力がハイレベルであるときにのみ画素クロック信号がＡＮＤ回路75から出力される。ＡＮＤ回路75の出力は、８ビットのプリセットカウンタ76に入力される。そして、この８ビットのプリセットカウンタ76及び２ビットのプリセットカウンタ77によって、ＡＮＤ回路75から出力される画素クロック信号をカウントし、かかるカウント値をトライステートバッファ78を介して読み出しアドレスとして画像メモリ30に出力する。
【００７１】
従って、図11（Ａ）に示すように、被写体が画面内で左寄りであって、比較器71にずれ量Ｌ’としてＶドット（＞０）が与えられたとすると、水平同期信号Ｈ．syncから前記Ｖドットだけ遅れた時点でアドレスが０からスタートされ、次に水平同期信号Ｈ．syncが発生したときにアドレスがリセットされるから、結果、１つの走査線上で最後の方のＶドットは読み出されずに、Ｖドット分だけ遅れた時点で０から（ＨＤ−Ｖ）ドットまでの読み出しが指示される。
【００７２】
このような読み出し時の右方向へのシフトにより、左側にＶドットだけずれて撮影された被写体を、画面左右方向の略中央に位置させた画像を得ることができるものである。
一方、図11（Ｂ）に示すように、被写体が画面内の右寄りにずれている場合には、そのずれ量Ｌ’が前記プリセットカウンタ76に与えられる。ここで、前記右寄りのずれ量Ｌ’がＷドットであったとすると、プリセットカウンタ76は、前記Ｗドットを初期値として画素クロック信号のカウントを始め、画像メモリ30に記憶されている０〜Ｗまでのデータの読み出しは行われず、カウント数がＨＤ（735 ）を越えると、読み出すべき記憶データがないので無効画像信号を出力する。
【００７３】
従って、この場合は右方向にＷドットだけずれて撮影された被写体を、読み出し時の左方向へのシフトによって画面左右方向の略中央に位置させた画像とすることができる。
尚、画像メモリ30に対して撮影された画像信号をそのまま書込むときには、トライステートバッファ78を介しての読み出しアドレスの出力を停止し、図示しないカウンタによって設定される通常の書き込みアドレスを、トライステートバッファ79を介して画像メモリ30に出力させる。
【００７４】
ここで、前記ブリセットカウンタ76，77によって設定される左右方向にシフトされたアドレスデータを、画像メモリ30に対する画像信号の書き込み時に与え、左右方向へのシフトが行われた画面を画像メモリ30に記憶させる構成であっても良い。
前記画像メモリ30から読み出された画像（ＲＧＢ毎の画像データ）、即ち、被写体が画面左右方向の略中央に位置するように左右方向へのシフトが行われた画像は、図５に示す構成で、ＤＡコンバータ31によってアナログ信号に戻され、更に、ローパスフィルタ32及びバッファメモリ33を介して外部（ＩＤカードプリンタ）に出力されるようになっている。
【００７５】
そして、前記画像信号からＩＤカード用のイメージデータの合成に必要なサイズの画面の切出しが行われる。
前記画像メモリ30から読み出されてオートフレーミング基板10から出力される画像信号は、画面の略中央に被写体が位置し、かつ、被写体の上部に一定空間を有する画面である。従って、図12に示すように、左右方向の両端側を、出力画面サイズ（横735 ドット）とＩＤカードの作成用として最終的に必要な画面サイズ（横385 ドット）との差に基づいてそれぞれ同じ画素幅だけトリミングして、画面中央部のみを切り出せば、縦はオリジナルサイズのままで、横方向はトリミングによって余分な部分を除かれた必要サイズの画面を得ることができ、かつ、前記切り出した画面において、被写体の上部には一定の空間が設けられ、かつ、被写体は左右方向の略中央に位置することになる。
【００７６】
ここで、ずれ量Ｌ’が大きいと、上記のようにして所定幅の画像を切り出すときに、切り出された画面内に無効画像部分が含まれることになってしまう。そこで、前記検出回路27，28における検出結果に基づいて被写体の画面内における左右方向のずれが所定値以上であるときには、合成音声や表示などによって被写体の人物にずれ量Ｌ’を減少させる方向に寄ることを指示するか、又は、撮影者に警告を発するようにすると良い。
【００７７】
また、カメラ３の画面サイズ及び最終的に必要が画面サイズによっては、上下方向についてもトリミングを行って、ＩＤカード用の顔画像データとして出力されるようにしても良い。
上記のようにして切り出された画像信号は、被写体の名前や住所や個人識別番号などの文字情報と電気的に合成されてＩＤカードのイメージデータが作成される。そして、かかるイメージデータに基づいてビデオプリンタでＩＤカードが作成される。ここで、被写体を画面内の所期位置に位置させるオートフレーミング制御が、確実に行われたことを確認できるように、前記画像メモリ30の読み出し画像又は該読み出し画像から切り出された画像を、ＣＲＴ等の表示装置に表示させるようにしても良い。
【００７８】
尚、図５において、34は、ビデオカメラ３，各検出回路26〜28，カウンタ29に同期信号（垂直同期信号又は水平同期信号）を出力するビデオクロックである。次に、図14のフローチャートに従って、上記構成によって行なわれるオートフレーミング制御の様子を、再度処理順に概略説明する。
まず、電源が投入されると（Ｓ１）、パルスモータ４により制御される撮影向きを中間位置（初期位置）にセットする（Ｓ２）。
【００７９】
そして、次にビデオカメラ３に備えられた図示しないシャッタスイッチのオン・オフを判別する（Ｓ３）。シャッタスイッチが撮影者によって押された場合には、まず、検出回路26（上下位置検出手段）によって、ビデオカメラ３による撮影画像における被写体の頭と画面の上端との間の距離ＨＶが検出される（Ｓ４）。
【００８０】
ここで、前記検出された距離ＨＶを予め設定されている目標値に近づける方向にビデオカメラ３の撮影向きを上下に変化させるべく、パルスモータ４に送る駆動パルス信号のパルス数を演算する（Ｓ５）。そして、前記パルス数の情報をパルスモータ駆動回路17に出力して、パルスモータ４の駆動によってビデオカメラ３の撮影向きを上下に調整し（Ｓ６）、実際の距離ＨＶを目標値に一致させる。
【００８１】
前記距離ＨＶが目標に一致するようになると、画面左端から頭部の左端までの距離Ｌが、検出回路27で検出されると共に（Ｓ７）、検出回路28によって頭部の幅ＨＷが検出される（Ｓ８）。
かかる検出においては、頭部上端に相当する走査線を基準とし、この基準走査線よりも予め決められている所定走査線数（尚、この所定走査線数がコンピュータから支持される検出位置データに相当する。）だけ下方に位置する走査線を検出位置として、画面左端から頭部までの距離（画素数）Ｌが検出される。
【００８２】
前述のように、頭部上端を基準として左右方向位置を検出する走査線（画面上の高さ位置）を設定すれば、本来被写体の頭部を検出したいのに、頸の部分や肩の部分などが検出されてしまうことを回避できる。
上下方向の機械的にフレーミング調整が終了し、かつ、前記距離Ｌ及び幅ＨＷが検出されると、そのときの上下方向のフレーミングのみが終了し左右方向の被写体ずれはそのままにされた画像が、画像メモリ30に記憶される（Ｓ９）。
【００８３】
次いで、前記画像メモリ30に記憶された画像を読み出すときに、左右方向の位置ずれに応じてシフトして読み出させるためのシフト量データとして、撮影された顔画像における頭部中心と撮影画面の中心との位置ずれ量Ｌ’（＝（ＨＤ−ＨＷ）／２−Ｌ）が、前記距離Ｌ及び幅ＨＷに基づいて演算され（Ｓ10）、この左右方向の位置ずれ量Ｌ’がプログラマブルカウンタ29に設定される（Ｓ11）。
【００８４】
これにより、画像メモリ30から左右方向にシフトされて画像信号が読み出され、被写体が画面の略中央に位置する画像が作成されるから、かかる画像信号の幅方向の中央部からＩＤカードの作成に必要なサイズの画像を切り出して、ＩＤカード用イメージデータの作成に提供する（Ｓ12）。
このように、本実施例によると、被写体としての人物に大きな体格差があったり、椅子７に座ったときに左右の位置ずれが生じても、一定の画面内に一定の位置関係で顔画像を撮影させることができ、人手によるフレーミングの手間を省いて省力化及び撮影時間の短縮を果たすことが可能であり、例えば被撮影者本人にシャッタ操作を行なわせて撮影を行なわせたり、更には、椅子７に設けられたセンサによって被写体の人物が椅子７に座ったことをトリガーとしてシャッタ操作を行なわせることもでき、撮影の無人化を図ることも可能である。
【００８５】
ここで、前述のような無人撮影を実行させる場合には、図15のフローチャートに示すような制御によって、被撮影者に音声による指示を与えることが好ましい。
図15のフローチャートにおいて、カメラを初期位置にセットした状態で（Ｓ21）、被撮影者に椅子に座るよう指示する音声（合成音声又は録音された音声）を発生させる（Ｓ22）。そして、被撮影者が椅子に座ったことが検出されるまでは（Ｓ23）、前記音声による着座の指示を繰り返させ、被撮影者が椅子に座ったことが検出されると、今度は、カメラのレンズを見ることをやはり音声で指示させる（Ｓ24）。
【００８６】
前記椅子に被撮影者が座ったことを検出する構成としては、椅子に設けられた感圧センサを用いたり、光センサを用いたりすれば良く、特に、光センサを用いる場合には、撮影装置側に発光素子及び受光素子を設け、例えば椅子の背面における反射光の有無を検出させる構成とすれば、撮影装置と被撮影者との間の結線が不要となって好ましい。
【００８７】
レンズを見るように音声で指示した後は、実際の撮影に入ることを被撮影者に音声で指示し（Ｓ25）、実際の撮影制御に移行する。
また、上記のような音声による指示と共に、又は、音声指示に代えて、指示内容を、図16に示すように、ビデオカメラ３のレンズの上方近傍位置に文字で表示させるようにしても良い。前記指示文字の表示は、レンズの上方近傍位置以外であっても良いが、その場合、被撮影者の目線が正面を向かなくなることになるから、上記のようにレンズの上方近傍位置とすることが好ましい。
【００８８】
また、撮影終了に伴って退室を許可する指示や、被撮影者の次の行動の指示を行った方が好ましい。
尚、左右方向のオートフレーミングを、上下方向と同様に、ビデオカメラ３の機械的な移動によって行なわせることが可能であるが、ビデオカメラを上下左右に動かすためには、アクチュエータを複数備える必要があるなど装置が複雑化し、コストアップが大きいので、調整要求代の少ない左右方向のオートフレーミングについては、画像信号上での処理で行なえるようにして、オートフレーミングを実行させるためのコストの上昇を抑えている。
【００８９】
また、上記実施例では、上下方向はビデオカメラ３を機械的に動かすことにより、また、左右方向についてはメモリに対する画像信号の書き込み又はメモリからの読み出し時に左右方向にシフトさせることで、オートフレーミングを行なわせるようにした。
しかしながら、以下に示すように、上下方向についても電気的な画像信号の切出しによってフレーミング処理する構成としても良い。
【００９０】
画面の左右方向と共に上下方向についても画像信号を電気的に切り出すことでフレーミング処理を行わせる場合には、前記実施例におけるパルスモータ４，パルスモータドライバ17，カメラ位置センサ16ａ〜16ｃは不要となるが、この他の構成は、前記第１実施例に示した構成をそのまま用いることができる。
即ち、画面上端から被写体の頭までの距離ＨＶ、画面左端から頭までの距離Ｌ、更に、頭の幅ＨＷの検出結果が入力されるコンピュータでは、これらの検出結果に基づき、画面上端から被写体頭部までの距離が所定値ＶＬであってかつ左右方向の略中央に被写体が位置するような縦ＶＤ画素×横ＨＤ画素の画面（画枠）を、ビデオカメラ３による撮影画面内に設定する（図17参照）。
【００９１】
そして、プログラマブルカウンタ29に対しては、前記切出し画面の設定に基づいてビデオカメラ３から出力された画面上で上下方向及び左右方向それぞれでの読み出し開始位置及び読み出し終了位置を示すデータを出力するようになっており、かかるデータに基づくプログラマブルカウンタ29によるメモリアドレスの指定によって、前記設定された切出し画面がフレーミング用画像メモリ30に記憶される。
【００９２】
このように、第２実施例では、図17に示すように、最終的に必要とされる画面サイズ（縦ＶＤ画素×横ＨＤ画素）よりも縦横共に画素数の大きな撮像素子を用いて被写体を撮影することによって、被写体の位置に多少のばらつきがあっても、大きな画面サイズの撮像素子のいずれかの部分で捉えられるようにする。
そして、最終的には、画面内の所定位置に被写体が位置する一定した画像が欲しいので、撮像素子による撮影画面内における被写体の位置を上下及び左右方向でそれぞれ検出し、かかる検出結果に基づいて被写体の上部に一定の空間を有しかつ被写体が左右方向の略中央に位置する所定サイズの画面を切り出すものである。
【００９３】
尚、第２実施例において、フレーミング画像切出し手段は、コンピュータのソフトウェア機能と、プログラマブルカウンタ29と、フレーミング用画像メモリ30とによって構成される。
次に、図18のフローチャートに従って、第２実施例におけるオートフレーミング制御の様子を詳細に説明する。
【００９４】
まず、電源が投入されると（Ｓ31）、カメラ３のシャッタースイッチがＯＮされるのを待つ（Ｓ32）。
そして、シャッタースイッチがＯＮされると、検出回路26（上下位置検出手段）では、ビデオカメラ３による撮影画像において、被写体の頭と画面の上端との間の距離ＨＶを検出する（Ｓ33）。
【００９５】
ここで、頭部と画面上端との間隔ＨＶは大きくばらついてしまうが、第２実施例においては、前記ばらつきがあっても撮影範囲内に被写体が余裕を持って収まるような比較的広い撮影範囲を設定してある。具体的には、最終的な切出し画面のサイズＶＤ×ＨＤ画素（縦×横）に対して、ビデオカメラ３の画素数を縦横共に充分に大きく設定してあり、被写体は前記切出し画面サイズＶＤ×ＨＤ画素に適合する倍率で撮影されるようにしてある。
【００９６】
画面上端から被写体の頭部までの距離ＨＶが検出されると、図17に示すように、予め設定された切出し画面上における画面上端から被写体の頭部までの距離ＶＬと、前記実際の撮像画面上での距離ＨＶとの偏差（ＨＶ−ＶＬ）を演算し、上下方向での読み出し開始位置のデータを得る（Ｓ34）。同時に、切出し画面の設定サイズＶＤ×ＨＤ（縦×横）に基づいて、（ＨＶ−ＶＬ）＋ＶＤとして上下方向での読み出し終了位置のデータを得る。
【００９７】
そして、前記上下方向での読み出し開始位置（上端画枠）及び読み出し終了位置（下端画枠）のデータをレジスタに書き込む（Ｓ35）。
続いて、被写体を画面の略中央に位置させるための左右方向での画枠の設定を行う。
まず、画面左端から被写体頭部の左端までの距離Ｌ及び頭部の幅ＨＷを検出回路27で検出する（Ｓ36，Ｓ37）。
【００９８】
ここで、横幅ＨＤの切出し画面上で被写体が左右方向の略中央に位置する画像を、ビデオカメラ３の撮影画面上から切出すためには、左端からＬ−（ＨＤ−ＨＷ）／２だけ右側にシフトした位置から読み出しを行わせ、かかる読み出し開始位置から右方向に画素数ＨＤの点を読み出し終了位置とすれば良いことになり（Ｓ38）、かかる左右方向での読み出し開始位置及び読み出し終了位置のデータをレジスタに書き込む（Ｓ39）。
【００９９】
前記レジスタに書き込まれた上下方向及び左右方向の読み出し位置データは、プログラマブルカウンタ29に出力され、プログラマブルカウンタ29は、前記位読み出し位置データに基づいてフレーミング用画像メモリ30のメモリアドレスを指定することで、画面上端から頭部までの距離が一定距離ＶＬでかつ被写体が左右方向の略中央に位置するサイズＶＤ×ＨＤの切出し画面を画像メモリ30に記憶させる（Ｓ40）。
【０１００】
従って、第２実施例においても、一定の画面サイズ内に一定の位置関係で顔画像を撮影させた画像を得ることができ、人手によるフレーミングの手間を省いて省力化及び撮影時間の短縮を果たすことが可能である。然も、第１実施例のように、カメラを機械的に動かしてフレーミングを行う構成ではないから、カメラを動かしてフレーミングを行わせる場合に比べ、フレーミングのために長い時間を必要とせず、また、撮影装置を簡素に構成できる。
【０１０１】
また、本実施例のビデオカメラ３では、被写体の位置ずれがあっても被写体が確実に撮影されるように撮影範囲を広く設定してあるから、画像認識の技術を用いて被写体が撮影範囲内に入ってきたことを検知し、例えば合成音声によって椅子に座ってカメラの方向を真っ直ぐに向くよう指示し、被写体の動きが略停止しかつ前記上下左右の位置ずれの検出結果が許容範囲内になった時点でシャッタが切れるようにすることもできる。
【０１０２】
特に、本実施例の撮影装置を応用して撮影者不在の無人撮影を行わせる場合には、被写体が正規に椅子７に座っていない状態でシャッタが切られる場合があり、これは、前記位置検出データ（ＨＶ，Ｌ，ＨＷ）が過小又は過大になることで検知できるから、この場合には、警告ブザーや合成音声などによって撮影のやり直し及び被写体の撮影姿勢の矯正を指示するようにすると良い。
【０１０３】
ところで、例えばＩＤカード上の顔写真のサイズを30×24ｍｍ（縦×横）とし、記録密度を16ドット／ｍｍとすると、前記切出し画面のサイズとしては480 ×384 画素（縦×横）の大きさを必要とする。ここで、ハイビジョン用ビデオカメラで撮像素子のサイズが2000（横）×1125（縦）画素であるとすると、かかる画面サイズから前記480 ×384 画素の画面を切り出すとすれば、上下方向に2.3 倍、左右方向に5.2 倍の余裕（可動範囲）が確保できる（図19参照）。
【０１０４】
更に、前記ハイビジョン用ビデオカメラを90°だけ寝かせて撮影すれば、図20に示すように撮影されることになり、切出し画面を電気的に90°回転させる処理を施せば正規の画像を得ることができる。この場合、上下方向の余裕が4.2 倍になり、左右方向の余裕は３倍になるから、特に、座高のばらつきが大きい場合には、アスペクト比の大きい方を被写体の上下方向とする撮影を行わせることが、ばらつきを許容する上で有利となる。
【０１０５】
また、上記ハイビジョン用ビデオカメラのように撮像素子の画面サイズが大きい場合（最終的に必要とする画面の画素数に対して、撮像素子の画像数が大幅に多い場合）には、被写体の位置ばらつきを容易に吸収して、被写体の胸部から上の部分を欠けることなく撮影することが可能である。しかしながら、例えば通常のＮＴＳＣ規格のビデオカメラであって撮像素子の画素数が525 （縦）×700 （横）画素程度であると、前記480 ×384 画素の画面を切り出す場合に、図21に示すように特に上下方向の余裕が少なくなり、被写体の体格ばらつきによっては、特に頭部上方に所定空間を有する画面を切出すことができなくなる場合がある。
【０１０６】
このように、使用するビデオカメラの撮像素子の画素数が少ない場合には、図22に示すようにレンズの倍率を例えば１／２にし、切出し画面のサイズも１／２（240 ×192 画素）として、切出し後の画面を２倍に拡大して480 ×384 画素の画面を得るようにすれば良い。このように撮影倍率を半分にして切出し画面のサイズを半分にすれば、それだけ被写体の位置ばらつきに対する余裕を大きく確保することができるようになる。但し、画質の点では、最終的な必要画素サイズをそのまま切出した方が有利である。
【０１０７】
前記切出し後の画面の拡大は、公知の単純拡大又は線形補間など技術を用いれば良く、上記の機能が本実施例における画面拡大処理手段に相当する。
尚、被写体の撮影は正面に限るものではなく側面の画像を同様にして撮影することも可能であり、被写体の正面を撮影するビデオカメラ３と共に、側面を撮影するビデオカメラを設置し、正面画像と側面画像とを同時に撮影する構成とすることもできる。
【０１０８】
また、本実施例では、左右方向の位置ずれを検出する位置として、頭部上端から所定距離だけ下方位置としたが、複数箇所で左右方向の位置ずれを検出し、これらの平均値を用いたり、また、複数箇所での検出結果に所定以上の差異があるときには警告を発するなどすることもできる。
また、本来の撮影を行うカメラを少なくとも含む複数のカメラを設置し、被写体を複数の方向から撮影して得た画像情報に基づいて被写体の状態を３次元的に認識し、かかる認識結果に基づいて被写体位置の矯正などを合成音声で指示することも可能である。
【０１０９】
更に、本実施例ではビデオカメラ３から出力されるカラービデオ信号をＲＧＢの３原色信号としたが、通常のカラービデオ信号や、カラー信号と輝度信号とに分かれた信号であっても良く、また、輝度レベルに基づいて輪郭を抽出してオートフレーミングを行なわせる構成であっても良いので、白黒画像であっても良い。
【０１１０】
また、オートフレーミング前の画像データをオートフレーミング後も記憶する画像メモリを別途設けると共に、該画像メモリの出力を再生するＣＲＴを別途設け、オートフレーミング前の画像とオートフレーミング後の画像とを２つのＣＲＴにそれぞれ表示させ、オートフレーミングが間違いなく行なわれたことをＣＲＴ上で目視確認できるようにしても良い。
【０１１１】
また、本実施例では、ＩＤカード作成用としての顔画像撮影について述べたが、上記構成で得られた画像信号を用いて顔画像のみを証明写真としてプリントさせる構成であっても良いし、また、得られた顔の画像信号をプリントなどによる外部出力を行わず、一旦、電子ファイリング装置にファイルする構成であっても良い。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる撮影装置によると、被写体を画面内の所期位置に位置させるための人手によるカメラの向き調整が不要となるので、撮影の自動化を図ることが可能であり、特に、人物の顔画像を証明写真用として撮影する際に、撮影に要する時間及び人員の削減を果たすことができるようになるという効果がある。
【０１１３】
また、撮像ユニットに入射される前記光学像の上下方向における位置を変化させる場合には、被写体の上下方向の位置ずれに対する許容度が高くなり、また、上下方向についても画像信号の電気的な切出しでフレーミングを行う場合には、装置構成を簡略化できる。
また、左右方向及び上下方向について電気的に画像信号を切り出すときに、小さく切出して後から拡大させるようにすれば、大きなサイズの撮像素子を必要としなくなる。
【０１１４】
更に、撮像ユニットからカラー画像信号を得て背景色を認識することで被写体位置を検出させる構成であれば、一定の背景色を撮影条件とする場合に、簡便に被写体位置を検出できる。
また、被写体が人物の顔である場合には、顔の肌色の部分が被写体の主要部分であるから、カラー画像信号から肌色を認識することで、影や髪型に影響されずに肌色の部分を被写体位置として検出でき、前記肌色部分を画面内の所期位置に位置させるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる撮影装置の基本構成を示すブロック図。
【図２】本発明にかかる撮影装置の基本構成を示すブロック図。
【図３】実施例のシステム構成を示す外観斜視図。
【図４】オートフレーミング用制御ユニットの構成を示すブロック図。
【図５】オートフレーミング基板の構成を示すブロック図。
【図６】画面上端から頭までの距離を検出する回路を示すブロック図。
【図７】上下位置の検出回路の特性を示すタイムチャート。
【図８】左右方向の位置ずれデータを検出する回路を示すブロック図。
【図９】左右位置の検出回路の特性を示すタイムチャート。
【図１０】プログラマブルカウンタの構成を示すブロック図。
【図１１】画像信号の読み出し時の左右方向シフトの様子を示す図。
【図１２】ＩＤカード用の画像切出しを示す図。
【図１３】被写体の位置ずれパラメータを示す図。
【図１４】オートフレーミング制御の様子を示すフローチャート。
【図１５】無人撮影時の音声指示の様子を示すフローチャート。
【図１６】無人撮影時の文字による指示を示す図。
【図１７】第２実施例の画面切出し状態を説明するための図。
【図１８】第２実施例のオートフレーミング撮影を示すフローチャート。
【図１９】ハイビジョンカメラにおける画面切出しの一例を示す図。
【図２０】ハイビジョンカメラを横に寝かせた場合の画面切出しの様子を示す図。
【図２１】撮像素子の撮影画面に対して切出し画面サイズが不適当である例を示す図。
【図２２】撮影倍率を下げて切出し画面サイズを縮小した実施例を示す図。
【符号の説明】
１    台
２    手動式エレベータ
３    ビデオカメラ
４    パルスモータ
５    撮影レンズ
６    バックスクリーン
７    椅子
10    オートフレーミング基板
25    ブルー検出回路
26〜28    検出回路
29    プログラマブルカウンタ
30    画像メモリ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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