(57)【要約】【課題】被写体が正面を向いていない場合であっても、顔に対してＡＦ精度の高い焦点調節装置及び焦点調節方法を提供すること。【解決手段】  撮影光学系により結像される被写体像を撮像することで生成される画像データに基づいて、前記被写体像内において前記被写体の顔が含まれる顔領域を検出する顔検出部と、撮影画面内にＡＦエリアを設定し、該ＡＦエリアに関する画像データに基づいてＡＦ動作を実行するＡＦ部と、前記顔検出部により検出された顔領域の画像データに基づいて顔の回転角を算出する回転角算出部と、前記回転角算出部により算出された回転角に基づいてＡＦエリアの位置を補正するＡＦエリア位置補正部とを具備することを特徴とする焦点調節装置。【選択図】図４
2014056169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により結像される被写体像を撮像することで生成される画像データに基づいて、前記被写体像内において前記被写体の顔が含まれる顔領域を検出する顔検出部と、
撮影画面内にＡＦエリアを設定し、該ＡＦエリアに関する画像データに基づいてＡＦ動作を実行するＡＦ制御部と、
前記顔検出部により検出された顔領域の画像データに基づいて顔の回転角を算出する回転角算出部と、
前記回転角算出部により算出された回転角に基づいてＡＦエリアの位置を補正するＡＦエリア位置補正部と
を具備することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記回転角算出部は、顔の正立方向を軸とする第１の回転角と、顔の正対方向を軸とする第２の回転角を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記ＡＦエリア位置補正部は、前記回転角算出部により算出された回転角に基づいて前記ＡＦエリアの面積を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
撮影光学系により結像される被写体像を撮像することで生成される画像データに基づいて、前記被写体像内において前記被写体の顔が含まれる顔領域を検出し、
検出された前記顔領域の画像データに基づいて顔の回転角を算出し、
算出された前記回転角に基づいてＡＦエリアの位置を補正し、
補正された前記ＡＦエリアに対応する画像データに基づいて焦点調節動作を行う
ことを特徴とする焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体について焦点調節動作を行う焦点調節装置及び焦点調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子により取得された画像データに含まれている人物の顔の像を検出する顔検出処理の技術が知られている。また、この顔検出処理により検出された顔の像にピントが合うように合焦制御を行う撮像装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、画像データに基づいて人物の顔を検出する顔検出処理を行い、顔領域を検出し、顔領域の大きさに応じてＡＦエリアの大きさを変更してＡＦ動作を行うことが開示されている。このような処理によりＡＦエリアに含まれる背景により生ずるＡＦ誤差を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０９８３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の場合、被写体が正面を向いていない場合、たとえば横顔であるときに同様な方法でＡＦエリアのサイズを小さくするとＡＦエリア内に背景が含まれてしまい、ＡＦ精度が低下するという問題が残る。
【０００６】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、被写体が正面を向いていない場合であっても、顔に対してＡＦ精度の高い焦点調節装置および焦点調節方法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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、第１の発明に係わる焦点調節装置は、撮影光学系により結像される被写体像を撮像することで生成される画像データに基づいて、前記被写体像内において前記被写体の顔が含まれる顔領域を検出する顔検出部と、撮影画面内にＡＦエリアを設定し、該ＡＦエリアに関する画像データに基づいてＡＦ動作を実行するＡＦ制御部と、前記顔検出部により検出された顔領域の画像データに基づいて顔の回転角を算出する回転角算出部と、前記回転角算出部により算出された回転角に基づいてＡＦエリアの位置を補正するＡＦエリア位置補正部と、を具備する。
【０００８】
第２の発明に係わる焦点調節装置は、前記第１の発明において、前記回転角算出部は、顔の正立方向を軸とする第１の回転角と、顔の正対方向を軸とする第２の回転角を算出する。
【０００９】
第３の発明に係わる焦点調節装置は、前記第１の発明において  前記ＡＦエリア位置補正部は、前記回転角算出部により算出された回転角に基づいて前記ＡＦエリアの面積を変更する。
【００１０】
第４の発明に係わる焦点調節方法は、撮影光学系により結像される被写体像を撮像することで生成される画像データに基づいて、前記被写体像内において前記被写体の顔が含まれる顔領域を検出し、検出された前記顔領域の画像データに基づいて顔の回転角を算出し、算出された前記回転角に基づいてＡＦエリアの位置を補正し、補正された前記ＡＦエリアに対応する画像データに基づいて焦点調節動作を行う。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被写体が正面を向いていない場合であっても、顔に対して高いＡＦ精度の焦点調節装置及び焦点調節方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る焦点調節装置を備えた撮像装置の一例としての構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る撮像装置の撮影動作を示すフローチャートである。
【図３】顔領域の検出方法について説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＡＦエリアの位置補正の処理について示すフローチャートである。
【図５】顔の回転角度と左右傾きについて説明するための図である。
【図６】顔の回転角度と左右傾きに応じた補正値について説明するための図である。
【図７】顔の回転角度について詳細に説明するための図である。
【図８】顔の左右傾きについて詳細に説明するための図である。
【図９】顔の状況の一例に応じてＡＦエリアの位置を補正する動作について説明するための図である。
【図１０】顔の状況の他の例に応じてＡＦエリアの位置を補正する動作について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の各実施形態に係る焦点調節装置を備えた撮像装置の一例としての構成を示す図である。図１に示す撮像装置１００は、撮影光学系１０２と、焦点調整機構１０４と、絞り１０６と、絞り駆動機構１０８と、シャッタ１１０と、シャッタ駆動機構１１２と、撮像素子１１４と、撮像素子インターフェイス（ＩＦ）回路１１６と、ＲＡＭ１１８と、表示素子１２０と、表示素子駆動回路１２２と、タッチパネル１２４と、タッチパネル駆動回路１２６と、記録メディア１２８と、システムコントローラ１３０と、操作部１３２と、ＲＯＭ１３４と、を有している。
【００１４】
撮影光学系１０２は、図示しない被写体からの光束Ｆを、撮像素子１１４の受光面上に集光するための光学系である。この撮影光学系１０２は、フォーカスレンズ等の複数のレンズを有している。焦点調整機構１０４は、モータ及びその駆動回路等を有している。この焦点調整機構１０４は、システムコントローラ１３０内のＣＰＵ１３０１の制御に従って、撮影光学系１０２内のフォーカスレンズをその光軸方向（図示一点鎖線方向）に駆動させる。
【００１５】
絞り１０６は、開閉自在に構成され、撮影光学系１０２を介して撮像素子１１４に入射する光束Ｆの量を調整する。絞り駆動機構１０８は、絞り１０６を駆動するための駆動機構を有している。この絞り駆動機構１０８は、システムコントローラ１３０内のＣＰＵ１３０１の制御に従って、絞り１０６を駆動させる。
【００１６】
シャッタ１１０は、撮像素子１１４の受光面を遮光状態又は露光状態とするように構成されている。このシャッタ１１０により、撮像素子１１４の露光時間が調整される。シャッタ駆動機構１１２は、シャッタ１１０を駆動させるための駆動機構を有し、システムコントローラ１３０内のＣＰＵ１３０１の制御に従って、シャッタ１１０を駆動させる。
【００１７】
撮像素子１１４は、撮影光学系１０２を介して集光された被写体からの光束Ｆが結像される受光面を有している。撮像素子１１４の受光面は、複数の画素が２次元状に配置されて構成されており、また、受光面の光入射側には、カラーフィルタが設けられている。このような撮像素子１１４は、受光面に結像された光束Ｆに対応した像（被写体像）を、その光量に応じた電気信号（以下、画像信号という）に変換する。ここで、撮像素子１１４は、ＣＣＤ方式やＣＭＯＳ方式等の種々の構成の撮像素子が知られている。また、カラーフィルタの色配列もベイヤ配列等の種々の配列が知られている。本実施形態は、撮像素子１１４の構成が特定の構成に限定されるものではなく、種々の構成の撮像素子を用いることが可能である。
【００１８】
撮像素子ＩＦ回路１１６は、システムコントローラ１３０内のＣＰＵ１３０１の制御に従って、撮像素子１１４を駆動させる。また、撮像素子ＩＦ回路１１６は、システムコントローラ１３０内のＣＰＵ１３０１の制御に従って、撮像素子１１４で得られた画像信号を読み出し、読み出した画像信号に対してＣＤＳ（相関二重サンプリング）処理やＡＧＣ（自動利得制御）処理等のアナログ処理を施す。さらに、撮像素子ＩＦ回路１１６は、アナログ処理した画像信号をデジタル信号（以下、画像データという）に変換する。
【００１９】
記憶部としてのＲＡＭ１１８は、例えばＳＤＲＡＭであり、ワークエリアを有している。ワークエリアは、撮像素子ＩＦ回路１１６で得られた画像データ等の、撮像装置１００の各部で発生したデータを一時記憶しておくためにＲＡＭ１１８に設けられた記憶エリアである。
【００２０】
表示素子１２０は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、ライブビュー用の画像及び記録メディア１２８に記録された画像等の各種の画像を表示する。表示素子駆動回路１２２は、システムコントローラ１３０のＣＰＵ１３０１から入力された画像データに基づいて表示素子１２０を駆動させ、表示素子１２０に画像を表示させる。
【００２１】
タッチパネル１２４は、表示素子１２０の表示画面上に一体的に形成されており、表示画面上へのユーザの指等の接触位置等を検出する。タッチパネル駆動回路１２６は、タッチパネル１２４を駆動するとともに、タッチパネル１２４からの接触検出信号をシステムコントローラ１３０のＣＰＵ１３０１に出力する。ＣＰＵ１３０１は、接触検出信号から、ユーザの表示画面上への接触操作を検出し、その接触操作に応じた処理を実行する。
【００２２】
記録メディア１２８は、例えばメモリカードであり、撮影動作によって得られた画像ファイルが記録される。画像ファイルは、画像データに所定のヘッダを付与して構成されるファイルである。ヘッダには、撮影条件を示すデータ等が、タグデータとして記録される。
【００２３】
システムコントローラ１３０は、撮像装置１００の動作を制御するための制御回路として、ＣＰＵ１３０１と、ＡＦ制御回路１３０２と、ＡＥ制御回路１３０３と、画像処理回路１３０４と、顔検出回路１３０５と、メモリ制御回路１３０６と、を有している。
【００２４】
ＣＰＵ１３０１は、制御部としての機能を有し、焦点調整機構１０４、絞り駆動機構１０８、シャッタ駆動機構１１２、表示素子駆動回路１２２、タッチパネル駆動回路１２６等のシステムコントローラ１３０の外部の各ブロック、及びシステムコントローラ１３０の内部の各制御回路の動作を制御する。
【００２５】
ＡＦ制御回路１３０２は、コントラストＡＦ処理を制御する。具体的には、ＡＦ制御回路１３０２は、撮像素子ＩＦ回路１１６で得られた画像データのうち所定のＡＦエリアに相当する画像データの高周波成分を抽出し、この抽出した高周波成分を積算することにより、ＡＦ用の合焦評価値を取得する。ＣＰＵ１３０１は、この合焦評価値に従って画像データのコントラストを評価しつつ、焦点調整機構１０４を制御してフォーカスレンズを合焦状態とする。ＣＰＵ１３０１とＡＦ制御回路１３０２はＡＦ制御部を構成する。
【００２６】
ＡＥ制御回路１３０３は、ＡＥ動作を制御する。具体的には、ＡＥ制御回路１３０３は、撮像素子ＩＦ回路１１６で得られた画像データを用いて被写体輝度を算出する。ＣＰＵ１３０１は、この被写体輝度に従って、露光時の絞り１０６の開口量（絞り値）、シャッタ１１０の開放時間（シャッタ速度値）、撮像素子感度やＩＳＯ感度等を算出する。
【００２７】
画像処理回路１３０４は、画像データに対する各種の画像処理を行う。この画像処理としては、色補正処理、ガンマ（γ）補正処理、圧縮処理等が含まれる。また、画像処理回路１３０４は、圧縮されている画像データに対する伸張処理も施す。
【００２８】
顔検出回路１３０５は、公知のパターン認識技術を用いた顔検出アルゴリズムにより顔領域を検出する。輪郭形状や肌色領域の検出により顔候補とされた領域内から目や鼻に相当する特徴量を抽出し、抽出された特徴量と複数の顔テンプレート画像の特徴量とを照合することによって、顔候補が人物の顔であるか否かを判別する。顔検出回路１３０５は、顔を判別し検出すると、顔領域の位置（座標）、顔領域の大きさ、顔の回転角度、顔検出の信頼度を算出し、ＣＰＵ１３０１へ出力する。また、顔検出回路１３０５は、目（瞳）の領域を検出する機能も有し、目領域の位置（座標）、大きさを算出し、ＣＰＵ１３０１に出力する。顔検出回路１３０５は、顔検出部および回転角度検出部を構成する。
【００２９】
ＣＰＵ１３０１は、顔検出回路１３０５が出力する顔領域データ、顔の回転角度データに応じてＡＦエリアの位置を補正するＡＦエリア位置補正部を構成する。
【００３０】
メモリ制御回路１３０６は、ＣＰＵ１３０１等が、ＲＡＭ１１８、記録メディア１２８、ＲＯＭ１３４にアクセスするための制御を行うインターフェイスである。
【００３１】
操作部１３２は、ユーザによって操作される各種の操作部材である。操作部１３２としては、例えば、レリーズ釦、動画釦、モードダイヤル、選択キー、電源釦等が含まれる。
【００３２】
レリーズボタン釦は、１ｓｔレリーズスイッチと、２ｎｄレリーズスイッチと、を有している。１ｓｔレリーズスイッチは、ユーザがレリーズ釦を半押しするとオンするスイッチである。１ｓｔレリーズスイッチがオンすることにより、ＡＦ処理等の撮影準備動作が行われる。また、２ｎｄレリーズスイッチは、ユーザがレリーズ釦を全押しするとオンするスイッチである。２ｎｄレリーズスイッチがオンすることにより、静止画撮影用の露光動作が行われる。
【００３３】
動画釦は、動画撮影の開始又は終了を指示するための操作部材である。ユーザによって動画釦が押されると動画撮影処理が開始される。また、動画撮影処理の実行中に動画釦が押されると、動画撮影処理が終了される。
【００３４】
モードダイヤルは、撮像装置の撮影設定を選択するための操作部材である。本実施形態では、撮像装置の撮影設定として、例えば、静止画撮影モードと動画撮影モードを選択できる。静止画撮影モードは、静止画像を撮影するための撮影設定である。また、動画撮影モードは、動画像を撮影するための撮影設定である。
【００３５】
選択キーは、例えばメニュー画面上での項目の選択や決定をするための操作部材である。ユーザによって選択キーが操作されるとメニュー画面上での項目の選択や決定が行われる。
【００３６】
電源釦は、撮像装置の電源をオン又はオフするための操作部材である。ユーザによって電源釦が操作されると、撮像装置１００が起動して動作可能な状態となる。撮像装置が起動している間に電源釦が操作されると、撮像装置１００が省電力待機状態となる。
【００３７】
ＲＯＭ１３４は、たとえばＦｌａｓｈＲＯＭであり、ＣＰＵ１３０１が種々の処理を実行するためのプログラムコードを記憶している。また、ＲＯＭ１３４は、撮影光学系１０２、絞り１０６、及び撮像素子１１４等の動作に必要な制御パラメータ、並びに画像処理回路１３０４での画像処理に必要な制御パラメータ等の、各種の制御パラメータを記憶している。さらには、ＲＯＭ１３４は、ＡＦエリアの位置を補正するためのデータ等を記憶している。
【００３８】
次に、本実施形態に係る撮像装置の動作について説明する。図２は、撮像装置１００の撮影動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１３０１は、ＲＯＭ１３４から必要なプログラムコードを読み込んで図２の動作を制御する。
【００３９】
Ｓ１００において、ＣＰＵ１３０１は、ライブビュー動作を開始させる。ライブビュー動作として、ＣＰＵ１３０１は、シャッタ駆動機構１１２を制御してシャッタ１１０を開放した後、ＣＰＵ１３０１は、撮像素子ＩＦ回路１１６を制御して撮像素子１１４による撮像を開始させる。その後、ＣＰＵ１３０１は、撮像素子１１４による撮像の結果としてＲＡＭ１１８のワークエリアに記憶された画像データを画像処理回路１３０４に入力してライブビュー表示用の画像処理を施す。続いて、ＣＰＵ１３０１は、ライブビュー表示用の画像処理がされた画像データを表示素子駆動回路１２２に入力し、表示素子１２０に画像を表示させる。このような表示動作を繰り返し実行することにより、被写体の画像を動画表示する。この動画表示により、ユーザは、被写体を観察することが可能である。
【００４０】
Ｓ１０２において、ＣＰＵ１３０１は、顔検出回路１３０５に顔検出処理を実行するように指示する。顔検出回路１３０５は、顔検出処理を実行し顔検出ができたか否かの結果を示す情報や、検出した顔領域に関する様々な情報、たとえば顔領域の位置や大きさ等の情報をＣＰＵ１３０１に出力する。
【００４１】
Ｓ１０４において、ＣＰＵ１３０１は、顔検出回路１３０５の出力する情報に基づいて顔検出ができたか否かを判別する。そして顔検出ができた場合はＳ１０６に進み、顔検出ができなかった場合はＳ１０８に進む。
【００４２】
Ｓ１０６において、ＣＰＵ１３０１は、顔が検出された最新の顔領域を示す表示枠を表示するように表示素子駆動回路１２２に指示する。表示素子駆動回路１２２は、ＣＰＵ１３０１の指示に応じて表示素子１２０により顔領域を示す表示を行う
Ｓ１０８において、ＣＰＵ１３０１は１ｓｔレリーズスイッチがオンされたかを判定する。Ｓ１０８において、１ｓｔレリーズスイッチがオンされていないと判定すると、CＣＰＵ１３０１は、Ｓ１０２に処理を戻して顔検出処理を実行する。このように、１ｓｔレリーズスイッチがオンされるまでは、ＣＰＵ１３０１は、ライブビュー動作を継続し、検出した顔領域を更新して顔領域の表示を行う。
【００４３】
また、Ｓ１０８において、１ｓｔレリーズスイッチがオンされたと判定した場合に、Ｓ１１０において、ＣＰＵ１３０１は、最終的に顔検出できているか否かを判別する。そして、ＣＰＵ１３０１は、顔検出ができていない場合はＳ１１２に、顔検出ができている場合はＳ１１４にそれぞれ処理を進める。
【００４４】
Ｓ１１２において、ＣＰＵ１３０１は予め決められたＡＦエリアを設定する。たとえば、撮影画面内に複数のＡＦエリアを配置するマルチＡＦモードに応じたＡＦエリアを設定する。そしてＳ１２０に進む。
【００４５】
Ｓ１１４においては、ＣＰＵ１３０１は顔検出回路１３０５による瞳検出ができているか判定する。そして、ＣＰＵ１３０１は、瞳検出ができていない場合はＳ１１６に、瞳検出ができている場合はＳ１１８にそれぞれ処理を進める。瞳検出処理は、顔がある程度大きい場合には、瞳部分に相当する画像データの量が多いので高精度に瞳を検出することができる。しかしながら、顔が小さくなっていくと、瞳部分に相当する画像データの量が少なくなり検出することができなくなる。
【００４６】
Ｓ１１６においては、ＣＰＵ１３０１は後述するＡＦエリア位置補正を実行し、補正したＡＦエリアを設定する。また、Ｓ１１８においては、ＣＰＵ１３０１は顔検出回路１３０５による瞳検出の結果に基づき、瞳領域の位置に対応させてＡＦエリアを設定する。そしてＳ１２０に進む。
【００４７】
Ｓ１２０においては、ＣＰＵ１３０１はＡＦ処理を実行する。ＡＦ処理においては、スキャン駆動によって、フォーカスレンズを合焦位置まで駆動させる。スキャン駆動では、ＣＰＵ１３０１は、焦点調整機構１０４を制御してフォーカスレンズを所定のスキャン範囲内で一方向に駆動させつつ、ＡＦエリア内の画像データに基づきＡＦ制御回路１３０２で順次算出される合焦評価値を評価する。そして、ＣＰＵ１３０１は、合焦評価値の評価の結果、合焦評価値が最大、すなわち画像のコントラストが最大となるフォーカスレンズの位置において、フォーカスレンズの駆動を停止させる。
【００４８】
また、ＣＰＵ１３０１はＡＦ処理の実行中に並行してＡＥ処理を行う。ＡＥ処理においては、ＣＰＵ１３０１は、ＡＥ制御回路１３０３で算出されたＡＦエリアに位置する被写体の輝度を予め定められた適正な量（適正露光量）とする、本露光時の絞り１０６の開口量（絞り値）、シャッタ１１０の開放時間（シャッタ速度値）を算出する。
【００４９】
Ｓ１２２において、ＣＰＵ１３０１は２ｎｄレリーズスイッチがオンされたかを判定し、２ｎｄレリーズスイッチがオンされるまで待機する。そして、２ｎｄレリーズスイッチがオンされたと判定した場合に、Ｓ１２３において露出動作を行う。
【００５０】
露出動作においては、ＣＰＵ１３０１は、シャッタ駆動機構１１２を制御して、シャッタ１１０を閉じ、絞り駆動機構１０８を制御して、絞り１０６を先に算出した絞り値まで絞り込む。続いて、ＣＰＵ１３０１は、シャッタ駆動機構１１２を制御して、シャッタ１１０を先に算出した開放時間だけ開放しつつ、撮像素子１１４による撮像動作を行う。  その後、ＣＰＵ１３０１は、撮像素子１１４の撮像動作により得られた画像データを画像処理回路１３０４にて処理を行わせ、静止画像データを得る。Ｓ１２４において、ＣＰＵ１３０１は、静止画像データを記録メディア１２８に記録する処理を行う。その後、ＣＰＵ１３０１は、図１に示す処理を終了させる。
【００５１】
次に、顔検出回路１３０５により実行される顔検出の結果に基づいて顔領域を設定する方法について説明する。図３は、顔Ｆに対する顔検出領域の設定を示すものである。
【００５２】
まず、顔領域の幅の設定について説明する。図３に示す顔Ｆの画像データの中から両方の目（瞳）を検出し、両目の間隔をＬｅとする。ここでは、統計に基づいて、一般に顔の幅は両目の間隔の所定倍と仮定するものとする。この仮定に基づき、両目の間隔Ｌｅに対して所定の比率Ｎを乗じたＮ×Ｌｅを、両目の中心より均等に振り分けたものを顔領域Ｆａの幅Ｌｆ１と設定する。
【００５３】
次に、顔領域の長さ方向の設定について説明する。統計に基づいて、一般的に顔の長さ方向に対する目の位置は、顔の長さを所定の比率で分割した位置と仮定するものとする。この仮定に基づき、顔の長さ方向の目の位置を基準として、顔の長さ方向に所定距離の範囲を顔領域として設定する。
【００５４】
図３に示す顔Ｆの画像データの中から両目を検出し、顔の長さ方向の目の位置を決定する。そして、統計に基づく一般的な顔の長さを長さ方向に分割する目の位置の比率をＬ：Ｍとすると、目を基準として顔の長さ方向に頭部（上）方向の領域範囲Ｌｔｅ（ＦＬＥ×Ｌ/（Ｌ＋Ｍ））、目の顎（下）方向の領域範囲Ｌｂｅ（ＦＬＥ×Ｍ/（Ｌ＋Ｍ））を設定する（顔の長さをＦＬＥとする）。
【００５５】
このような顔領域の設定処理は、顔検出回路１３０５により顔検出処理の一部として実行され（図２：Ｓ１０２）、顔領域Ｆａの中心座標Ｆｃや顔領域のサイズＳ（Ｌｆ１、Ｌｆ２、面積等）がＣＰＵ１３０１に出力される。
【００５６】
次に、図２のＳ１１６に示すＡＦエリア位置補正の処理について、図４を参照して説明する。Ｓ２００において、ＣＰＵ１３０１は、顔検出回路１３０５より最新の顔領域の情報を取得する。顔領域の情報には、顔領域の大きさと位置の他に、顔の回転角度、顔の左右傾き情報、等が含まれている。顔検出回路１３０５は、顔検出処理の中で、公知の技術により顔の回転角度、顔の左右傾き情報を算出して、ＣＰＵ１３０１に出力する。
【００５７】
Ｓ２０２において、ＣＰＵ１３０１は、顔領域の情報に含まれる顔の回転角度に基づいて補正値の領域（後述するＲ１−Ｒ４）を選択する。
【００５８】
Ｓ２０４において、ＣＰＵ１３０１は、顔領域の情報に含まれる顔の左右傾き情報に基づいてＳ２０２により選択された補正値の領域（Ｒ１−Ｒ４）において補正値（後述するＸ方向オフセットＸＯ、Ｙ方向オフセットＹＯ）を選択する。
【００５９】
Ｓ２０６において、ＣＰＵ１３０１は、選択された補正値に基づいてＡＦエリアの位置を補正する。次にＡＦエリア位置補正の詳細な処理について説明する。
【００６０】
図５は、ＡＦエリアの位置を補正するための入力条件となる顔の回転角度（第１の回転角）と左右傾き角度（第２の回転角）について説明するため図である。
【００６１】
図５（Ａ）に示すように、顔の回転角度は、人物の頭部Ｈの前後方向の軸Ｆ−Ｒを中心として顔が回転する角度とする。軸Ｆ−Ｒは、顔を平面とする場合に顔の中心、たとえば鼻の中心を、垂直に通るものとする。
【００６２】
また、図５（Ｂ）に示すように、顔の左右傾きは、人物の頭部Ｈの上下方向の軸Ｔ−Ｂを中心として顔が回転する角度とする。軸Ｔ−Ｂは、頭部を上から見た場合の中心を通るように設定する。
【００６３】
図６は、人物の顔の回転角度（第１の回転角）と顔の左右傾き情報（第２の回転角）に応じたＡＦエリアの位置の補正に関する補正値を示すテーブルである。図６のテーブルデータは、ＲＯＭ１３４に制御パラメータの一部として記憶されている。
【００６４】
ＣＰＵ１３０１は、ＲＯＭ１３４から図６に示すテーブルデータを読み出してＡＦエリアの位置の補正を行う。図６において、補正値は、Ｘ方向オフセットＸＯとＹ方向オフセットＹＯであり、それぞれ単位は％である。
【００６５】
図６において、顔の回転角度θはＲ１からＲ４の４個の領域に分割され、顔の左右の傾きδは左、正面、右の３個に分割されている。そして、これらの組合せに応じて補正値（Ｘ方向オフセットＸＯ、Ｙ方向オフセットＹＯ）が設定されている。
【００６６】
図７は、上記顔の回転角度θ（第１の回転角）の分割（Ｒ１からＲ４）を説明するための図である。顔の回転角度θは、図５（Ａ）に示すように、顔の前後方向を軸とする顔の回転の角度であるが、図７に示すように人物が正立した状態における顔の回転角度を０とする。たとえば、顔の回転により方向Ｔ−Ｂが、方向Ｔ´−Ｂ´に変化した場合の顔の回転角度はθとなる。図７においては、回転角度θは、領域Ｒ２に含まれ領域Ｒ２に該当する補正値が選択される候補となる。
【００６７】
図８は、上記顔の左右傾きδ（第２の回転角）の分割（左、正面、右）を説明するための図である。顔の左右傾き情報は、図５（Ｂ）に示すように、顔の上下方向を軸とする顔の回転の角度であり、図８に示すように、人物が正対した状態、顔がＦの方向における左右傾き情報を０とする。例えば顔の左右回転により方向Ｆ−Ｂが、方向Ｆ´−Ｂ´に変化した場合の、顔の左右傾きはδとなる。なお、顔の左右傾き情報δは、撮影者から見た顔の向きで定義するものとし、図８においては、左右傾き情報δは左向き領域に含まれる。この場合は左向き領域に該当する補正値が選択される。
【００６８】
このように顔の回転角度θと顔の左右傾きδの組合せに応じて、図６に示す補正値を選択する
次に、上記選択された補正値を用いて、ＡＦエリアの位置を補正するためのＡＦエリアの位置の補正式について説明する。ＡＦエリアの位置の補正式を下記式（１）、（２）に示す。
【００６９】
補正ＡＦエリア位置_Ｘ  ＝  顔位置中心_Ｘ  ＋（顔サイズＳ×補正係数Ｈｘ×Ｘ方向オフセットＸＯ）  ・・・  （１）
補正ＡＦエリア位置_Ｙ  ＝  顔位置中心_Ｙ  ＋（顔サイズＳ×補正係数Ｈｙ×Ｙ方向オフセットＹＯ）  ・・・  （２）
顔領域の中心位置を示す顔位置中心_Ｘ、顔位置中心_Ｙ、および顔サイズＳは、顔検出回路１３０５にて算出されＣＰＵ１３０１へ出力されるデータである。
【００７０】
補正ＡＦエリア位置_Ｘ、補正ＡＦエリア位置_Ｙは、ＡＦエリアの中心の補正後の位置を示し、上記（１）、（２）式を用いてＣＰＵ１３０１により算出される。
【００７１】
ＣＰＵ１３０１は、補正ＡＦエリア位置_Ｘ、補正ＡＦエリア位置_Ｙを中心として補正されたＡＦエリアを設定する。補正されたＡＦエリアの大きさは、通常のＡＦエリアの大きさ（面積）を所定比率だけ縮小した大きさとする。所定比率はたとえば５０％としてもよい。これは、ＡＦエリアが顔領域をはみ出して設定され、背景を含んでしまい背景の影響を受けて合焦精度が低下することを防止するためである。
【００７２】
補正係数Ｈｘ、Ｈｙは、補正量を微調整するための係数であり、顔検出回路１３０５より出力される顔検出の信頼度や角度検出の信頼度、その他の条件に応じてＣＰＵ１３０１によって設定される。補正係数Ｈｘ、Ｈｙは、通常は１と設定される。
【００７３】
図９は、ＡＦエリア位置補正を行った場合のＡＦエリアの設定を、ＡＦエリア補正処理を行なわない場合のＡＦエリアの設定とともに記載し、その差を示すものである。図９において、顔検出の対象となった人物の頭部Ｈに対して、ＡＦＥＣ´は顔検出回路１３０５により検出された顔位置中心_Ｘ、顔位置中心_Ｙにより示される顔位置の中心である。ＡＦＥ´は、顔検出回路１３０５により検出された顔領域を示す。前述のように顔領域検出処理は、顔領域の中心をほぼ人物の鼻の付近に設定するようなアルゴリズムとなっているのでそのような位置関係になる。
【００７４】
ここで、顔領域ＡＦＥ´をＡＦエリアとしてＡＦ処理が実行された場合、顔が撮影者にとって右方向に角度を持って傾いているので、ＡＦエリアは実際の顔よりもはみ出した範囲に設定されており背景が含まれている。このため、背景の影響を受けてＡＦ精度が低下する問題が発生する。
【００７５】
本実施例では、以下のようにＡＦエリアの位置の補正を行う。図９の場合は、顔は正立しているので顔の回転角度は「０°」であり、顔は撮影者にとって右方向を向いており顔の左右方向の傾き情報は「右」とする。顔検出回路１３０５は、顔の回転角度（０°）と、顔の左右方向の傾き情報（右）と、図６のテーブルデータおよび式（１）、（２）に基づいてＡＦエリアの位置の補正を行う。
【００７６】
具体的に図６のテーブルデータを適用すると、顔の回転角度θ＝０より領域Ｒ１であり、顔の左右傾き情報δ＝右であるので、Ｘ方向オフセットＸＯ＝−２０％、Ｙ方向オフセットＹＯ＝１５％となる。具体的に式（１）、（２）に適用すると、補正係数Ｈｘ、Ｈｙをそれぞれ１として、以下にようになる。
【００７７】
補正ＡＦエリア位置_Ｘ＝顔位置中心_Ｘ＋顔サイズＳ×（−２０％）、
補正ＡＦエリア位置_Ｙ＝顔位置中心_Ｙ＋顔サイズＳ×１５％
そして、顔検出の対象となった人物の頭部Ｈに対して、補正前の顔位置中心ＡＦＥＣ´は顔検出回路１３０５により補正された顔位置中心ＡＦＥＣへ変更される。また、補正前の顔領域ＡＦＥ´は、顔検出回路１３０５により補正された顔領域ＡＦＥへ変更される。そして、ＣＰＵ１３０１は、補正後の顔領域ＡＦＥをＡＦエリアに設定することによりＡＦエリアに背景を含まない状態とし、背景の影響を受けず高精度なＡＦを実行することが可能である。
【００７８】
次に、図９とは異なる顔の状況の例について図１０に基づいて説明する。図１０において、顔の回転角度が９０°であり、顔が撮影者にとって右方向を向いている状態である。顔検出の対象となった人物の頭部Ｈに対して、ＡＦＥＣ´は顔検出回路１３０５により検出された顔位置の中心であり、ＡＦＥ´は、顔検出回路１３０５により検出された顔領域を示す。このとき、顔領域ＡＦＥをＡＦエリアとしてＡＦ処理が実行された場合、ＡＦエリアは、実際の顔よりもはみ出した範囲に設定されており背景が含まれＡＦ精度が低下する問題が発生する。
【００７９】
図１０において、顔の回転角度は「９０°」であり、顔は撮影者にとって右方向を向いており顔の左右方向の傾き情報は「右」とする。顔検出回路１３０５は、顔の回転角度（９０°）と、顔の左右方向の傾き情報（右）と、図６のテーブルデータおよび式（１）、（２）に基づいてＡＦエリアの位置の補正を行う。
【００８０】
具体的に図６のテーブルデータを適用すると、顔の回転角度θ＝９０°より領域Ｒ２であり、顔の左右傾き情報δ＝右であるので、Ｘ方向オフセット＝１５、Ｙ方向オフセット＝２０となる。具体的に式（１）、（２）に適用すると、補正係数Ｈｘ、Ｈｙをそれぞれ１として、以下にようになる。
【００８１】
補正ＡＦエリア位置_Ｘ＝顔位置中心_Ｘ＋顔サイズＳ×１５％、
補正ＡＦエリア位置_Ｙ＝顔位置中心_Ｙ＋顔サイズＳ×２０％
顔検出の対象となった人物の頭部Ｈに対して、補正前の顔位置中心ＡＦＥＣ´は顔位置中心ＡＦＥＣへ変更され、補正前の顔領域ＡＦＥ´は、補正された顔領域ＡＦＥへ変更される。そして、ＣＰＵ１３０１は、補正後の顔領域ＡＦＥをＡＦエリアに設定することによりＡＦエリアに背景を含まない状態とすることができ、背景の影響を受けず高精度なＡＦを実行することが可能である。
【００８２】
なお、図６のテーブルデータにおいて、Ｘ方向オフセットＸＯとＹ方向オフセットＹＯを絶対値が異なる補正値にしているのは、顔が左右方向に傾いた場合に人物の耳やもみあげ等のコントラストの高い部分を検出しやすいようにするためである。
【００８３】
顔が正立またはそれに近い状態である図６の領域Ｒ１においては、Ｘ方向オフセットＸＯを絶対値がより大きい数値としている。また、顔が正立から９０度回転、またはそれに近い状態である図６の領域Ｒ２においては、Ｙ方向オフセットＹＯを絶対値がより大きい数値としている。
＜変形例＞
本実施例では、顔の回転角度を４個の領域に分割し、顔の左右傾き情報を３個の領域に分割して補正値を設定しているが、これに限定されることなく分割数を増減させてもよい。たとえば、顔の回転角度をより細かい８個の領域に分割して補正値を設定することや、顔の左右の傾きを「左向き」、「正面」、「右向き」に加えて「斜め左向き」、「斜め右向き」を追加して５個の領域に分割して補正値を設定してもよい。あるいは、図６に示すテーブルデータの代わりに所定の演算式を記憶しており、補正値を算出してもよい。所定の演算式はＲＯＭ１３４に記憶させればよい。
【００８４】
また、式（１）、（２）の補正係数に関して以下のように変形して使用してもよい。
【００８５】
左右傾きの傾き角度が浅い「斜め左向き」、「斜め右向き」の場合には補正係数を０．８として、補正量を減らしてもよい。また、左右傾きの傾きが深い「左向き」、「右向き」の場合には補正係数を１．２として、補正量を増やしてもよい。また、顔の回転角度が４５°や１３５°など、斜めである場合には補正係数を０．７として、補正量を減らしてもよい。
【００８６】
前述のように、ＣＰＵ１３０１は、補正ＡＦエリア位置_Ｘ、補正ＡＦエリア位置_Ｙを中心とする補正ＡＦエリアを通常のＡＦエリアの大きさ（面積）の５０％としている。ここで、顔の左右傾き情報に応じて補正ＡＦエリアの大きさを変更してもよい。たとえば、顔の左右傾き情報δが正面を含む所定の角度範囲の場合は、通常のＡＦエリアと同一の面積とし、これ以外の角度範囲の場合は通常のＡＦエリアの面積の５０％としてもよい。これにより、背景が含まれにくい顔が正面（または正面に近い状況）のときには、ＡＦエリアをより大きく設定することにより、コントラストが低い場合であっても高精度なＡＦを行うことができる。
【００８７】
さらに、顔検出回路１３０５により算出される顔の角度情報の信頼性を判別し、角度情報の信頼性が低いときには、補正係数を０．６として補正量を減らしてもよい。顔検出や角度検出の信頼性が低いときには過補正を防ぐことが可能である。
【００８８】
以上説明したように、顔の回転角度（第１の回転角）と顔の左右傾き情報（第２の回転角）を検出し、顔の回転角度と左右傾き情報に基づいて補正値を決定しＡＦエリアの位置を補正することにより、被写体が正面を向いていない場合であっても、顔に対してＡＦ精度の高い焦点調節を行うことが可能である。
【００８９】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。また、前述の動作の説明において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を実施することが必須であることを意味するものではない。
【００９０】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００９１】
１００…撮像装置、１０２…撮影光学系、１０４…焦点調整機構、１０６…絞り、１０８…絞り駆動機構、１１０…シャッタ、１１２…シャッタ駆動機構、１１４…撮像素子、１１６…撮像素子インターフェイス（ＩＦ）回路、１１８…ＲＡＭ、１２０…表示素子、１２２…表示素子駆動回路、１２４…タッチパネル、１２６…タッチパネル駆動回路、１２８…記録メディア、１３０…システムコントローラ、１３２…操作部、１３４…ＲＯＭ、１３０１…ＣＰＵ、１３０２…ＡＦ制御回路、１３０３…ＡＥ制御回路、１３０４…画像処理回路、１３０５…顔検出回路、１３０６…メモリ制御回路
【図１】
2014056169.tif 000003
【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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