(57)【要約】【課題】サブカメラの画像をメインカメラの画像の背景領域に自動で貼りつけて合成する構成において、被写体の動きが激しい場合に、サブ画像の貼付け位置が頻繁にかわるのを防止できるようにする。【解決手段】顔検出と主被写体検出を行ない、カメラや被写体の動きによる構図変化があった場合に、サブ画像が主被写体の顔領域と重なったら即座にサブ画像を移動し、顔領域以外の主被写体領域と重なった場合は一定期間サブ画像の位置、サイズを保持することにより、貼付け位置が頻繁に変更されるのを防止できるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮りたい被写体の静止画像及び動画像である第１の画像を撮影する第１の撮像部と、撮影者の静止画像及び動画像である第２の画像を撮影する第２の撮像部とを有する撮像装置であって、
前記第１の画像における被写体の顔を検出する顔検出手段と、
前記第１の画像の背景領域に前記第２の画像を合成するように制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1の画像における顔領域と前記第２の画像が重なる場合に、前記第２の画像の合成位置を即座に移動するように制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の画像における被写体検出を行なう被写体検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記第1の画像における被写体領域と前記第２の画像が重なっても、前記第１の画像における被写体領域中の顔領域と前記第２の画像が重ならない場合は、前記第２の画像の合成位置を即座に移動しないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第1の画像における被写体領域の顔ではない領域と前記第２の画像が重なる場合には、前記第２の画像の合成位置を一定期間保持し、所定期間重なっている場合は、前記第２の画像の合成位置を移動するように制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の撮像部の動きを検出する動き検出手段を有し、
前記制御手段は、前記動き検出手段が第１の撮像部の動きがあったと検出した場合、前記第２の画像の合成位置を保持するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記動き検出手段は、時間軸で連続した複数フレームの画像を比較することにより前記第１の撮像部の動き量を求めることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出手段を有し、
前記制御手段は、前記姿勢検出手段が姿勢の変更を検出した場合に、前記第２の画像の合成位置を移動するように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記姿勢検出手段は、前記撮像装置の姿勢が縦であるか横であるかの縦横姿勢を検出可能であり、
前記制御手段は、前記縦横姿勢の変更が検出された場合に、前記第２の画像の合成位置を移動するように制御することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２の画像の合成位置を移動する場合には、前記顔領域以外であって、移動前の合成位置に近い位置に前記第２の画像の合成位置が移動するように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記姿勢検出手段が姿勢の変更を検出したことにより前記第２の画像の合成位置を移動する場合には、移動前の合成位置に関わらず、前記第２の画像の合成位置を決定することを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の画像における被写体検出を行なう被写体検出手段を更に有し、
前記背景領域は、前記被写体検出手段により検出された被写体を含まない領域であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の撮像部の動きを検出する動き検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記第１の撮像部が所定の方向に連続的に動いていることを前記動き検出手段により検出した場合には、前記所定の方向とは逆側の前記第1の画像の端部側に前記第２の画像を合成するように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記第１の画像の複数フレームの被写体の顔の位置の情報を蓄積し、前記蓄積した情報に基づいて被写体の顔と重なる頻度の低い位置を決定し、前記決定した位置に前記第２の画像を合成するように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記制御手段により合成された画像を表示手段に表示させる表示制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記制御手段により合成された画像を記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１５】
撮りたい被写体の静止画像及び動画像である第１の画像を撮影する第１の撮像部と、撮影者の静止画像及び動画像である第２の画像を撮影する第２の撮像部とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記第１の画像における被写体の顔を検出する顔検出工程と、
前記第１の画像の背景領域に前記第２の画像を合成するように制御する制御工程とを有し、
前記制御工程は、前記第１の画像における顔領域と前記第２の画像が重なる場合に、前記第２の画像の合成位置を即座に移動するように制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１６】
撮りたい被写体の静止画像及び動画像である第１の画像を撮影する第１の撮像部と、撮影者の静止画像及び動画像である第２の画像を撮影する第２の撮像部とを有する撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記第１の画像における被写体の顔を検出する顔検出工程と、
前記第１の画像の背景領域に前記第２の画像を合成するように制御する制御工程とをコンピュータに実行させ、
前記制御工程は、前記第1の画像における顔領域と前記第２の画像が重なる場合に、前記第２の画像の合成位置を即座に移動するようにコンピュータを制御することを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及び撮像装置の制御方法に関し、特に、サブカメラの画像をメインカメラの背景領域に自動で貼り付けるために用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体を撮影するメインカメラと、撮影者を撮影するサブカメラを有するカメラにおいて、撮影時はサブカメラの画像を表示するとわずらわしいのでライブ画像を表示したくない。その場合、記録画像あるいは再生画像のどこにサブカメラの画像を配置されるのか撮影時にはわからないため、記録時あるいは再生時に主被写体と重ならないように背景領域を検出して自動で配置しなければならない。
【０００３】
特許文献１では、画像の空白領域に挿入画像を貼り付けて合成する構成において、動きに応じて貼付け位置、サイズを変更するとともに、四隅に優先順位をつけて空白領域を探すことを特徴としている。
【０００４】
特許文献２では、サブカメラの顔画像を、メインカメラの被写体以外の領域に合成する構成において、目の位置を考慮し、切り出し画角を決定するとともに、２画像の色味、明るさを揃える。さらに、基準物より被写体のサイズを推測し、それに応じてリサイズすることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８８５２５号公報
【特許文献２】特開２００５−９４７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、サブカメラの画像を自動でメインカメラの画像の背景領域に配置する場合、被写体の動きが激しいときなどに、配置する位置がころころかわると見栄えが悪くなる場合がある問題点があった。
本発明は前述の問題点に鑑み、サブカメラの画像をメインカメラの画像の背景領域に自動で貼りつけて合成する構成において、被写体の動きが激しい場合に、サブ画像の貼付け位置が頻繁にかわるのを防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、撮りたい被写体の静止画像及び動画像である第１の画像を撮影する第１の撮像部と、撮影者の静止画像及び動画像である第２の画像を撮影する第２の撮像部とを有する撮像装置であって、前記第１の画像における被写体の顔を検出する顔検出手段と、前記第１の画像の背景領域に前記第２の画像を合成するように制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第1の画像における顔領域と前記第２の画像が重なる場合に、前記第２の画像の合成位置を即座に移動するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、構図変化によりサブカメラの画像が顔領域と重なったら貼付け位置を即座に変更し、胴体と重なったら一定期間貼付け位置を保持するようにした。これにより、被写体の動きが激しい場合においても、サブ画像の貼付け位置が頻繁にかわって見栄えが悪くなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を示し、撮像装置の回路構成を説明するブロック図である。
【図２】第１の実施形態の動作概要を説明する図である。
【図３】本実施形態の撮像装置の処理手順を説明するフローチャートである。
【図４】第２の実施形態の動作概要を説明する図である。
【図５】第３の実施形態の動作概要を説明する図である。
【図６】第４の実施形態の動作概要を説明する図である。
【図７】第５の実施形態の動作概要を説明する図である。
【図８】第６の実施形態の動作概要を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図１を用いて、本発明の撮像装置の回路構成を説明する。
本実施形態の撮像装置は、撮影したい被写体を撮影するためのメインカメラである第１の撮像部１０１と、撮影者側に向いたサブカメラである第２の撮像部１０２からの画像信号に画像処理部１０３にて画像処理を施し、検出系の回路へ投入する。
【００１１】
検出系回路は、顔検出部１０４と、被写体検出部１０５と、動き検出部１０６とにより構成されている。顔検出部１０４は、肌色や顔を構成するパーツの特徴量や配置により顔を検出する。被写体検出部１０５は、画像信号の色情報・輝度情報を用いて顔以外の人物の胴体や腕、人物以外の物を検出する。動き検出部１０６は、時間軸で連続した複数フレームの画像を比較することによりカメラや被写体の動き量を求める。
【００１２】
画像処理部１０３で生成する画像信号や検出系から出力する検出結果は、必要に応じてデータバス１０７を介して一時記憶装置であるＲＡＭ１０９や外部メモリである記録部１１１に格納し、複数フレーム分蓄積する。また、内部メモリであるＲＯＭ１０８にはＣＰＵ１１５で実行する、装置全体を制御するプログラムや、画像処理部１０３及び検出系で設定するパラメータ等を格納しておく。表示部１１０は、第１の撮像部１０１及び第２の撮像部１０２からのライブ画像や、撮影した静止画像及び動画像等を表示する。合成された画像は、表示部１１０に表示されるようにＣＰＵ１１５により表示制御される。
【００１３】
さらに、手ブレやパンなどのカメラの動きを検知するための角速度センサ１１２や、縦位置撮影・横位置撮影などのカメラの縦横姿勢を検出可能な姿勢検知センサ（姿勢検出センサ）１１３を有し、カメラの動き検知、撮影時の縦横変更などを検知している。角速度センサ１１２及び姿勢検知センサ１１３は、制御信号線１１４を介してＣＰＵ１１５から制御信号を受け取り、検知結果を送信する。
なお、図１では説明を簡単にするために、ＣＰＵ１１５からの制御信号線１１４は一部回路のみに接続するよう図示しているが、撮像部、画像処理部等にも接続し、必要に応じ制御を行なっている。
【００１４】
次に、図２を用いて、本実施形態の撮像装置の動作概要を説明する。
図２（ａ）は、カメラの電源投入直後のメインカメラの最初のフレームであり、図示した構図でメインカメラの画像２０１を出力する。本フレームから記録開始してもよいし、サブカメラの画像を貼付けたあとに記録開始をしてもよい。画像２０１には人物を被写体としており、顔２０２と胴体及び腕２０３により構成している。
【００１５】
画像２０１をブロック分割２０４（実施形態では６×６に分割）し、四隅の背景領域のうち、背景領域が最大となる領域を選択する。図２（ａ）では、時計周りに右上２０５、右下２０６、左下２０７、左上２０８の領域を設定し、最大となる領域は９ブロックにより構成する右上２０５であることがわかる。ここで、背景領域とは被写体を含まない領域である。
【００１６】
図２（ｂ）は、図２（ａ）にて選択した背景領域が最大となる領域である右上２０５に、サブカメラの画像２０９を貼り付けた状態を図示している。サブカメラの画像２０９に撮影者２１０が表示される。
【００１７】
図２（ｃ）〜（ｆ）は、メインカメラの画像２０１にサブカメラの画像２０９を貼り付けて合成した後のフレームにおいて、被写体もしくはカメラが動いたことにより構図が変化し、被写体がサブカメラの貼付け画像に重なった状態を示している。
【００１８】
図２（ｃ）は、被写体が右にずれたことにより被写体の顔２０２がサブカメラの貼付け画像２０９と重なった状態を示している。顔２０２がサブカメラの画像２０９と重なった場合は、即座にサブカメラの貼付け位置（合成位置）を移動するため、再度貼付け位置を検出する。
図２（ｄ）で示す図が、顔２０２がサブカメラの貼付け画像と重なった場合の貼付け位置を再検出する構図であり、左下２０７もしくは左上２０８が最大の背景領域となるため、どちらかにサブカメラの画像２０９を移動する。移動する場合に、なるべく移動前と近い位置に移動させる。
【００１９】
図２（ｅ）は、被写体が腕２０３を動かしたことにより被写体の腕２０３がサブカメラの貼付け画像２０９と重なった状態を示している。胴体や腕など顔以外の部分が重なった場合は即サブカメラの貼付け位置を移動することはせず、一定期間貼付け位置を保持したのちに移動をする。
図２（ｆ）で示す図が、腕がサブカメラの貼付け画像と重なった場合の貼付け位置を再検出する構図であり、右下２０６が最大の背景領域となるため、貼付け位置を一定期間保持した後にサブカメラの画像２０９を右下２０６に移動する。
【００２０】
なお、本実施形態ではブロック分割により背景領域を選択したが、ブロック分割せず、四隅からの距離により貼付け領域を求めてもよい。また、本実施形態では顔領域、被写体領域を検出し、それ以外の領域を背景領域と指定したが、平坦部を検出することにより背景検出を行なってもよい。
【００２１】
図３を用いて、本実施形態の動作フローを説明する。
図３（ａ）は、メインの処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートの処理はＲＯＭ１０８に格納されたプログラムをＲＡＭ１０９に展開し、ＣＰＵ１１５が実行することにより実現する。
カメラの電源投入直後のメインカメラの最初のフレームに対し、肌色や顔を構成するパーツの特徴量や配置によりを検出する顔検出部１０４にて顔検出を行なう（Ｓ３０１)。
【００２２】
次に、画像信号の色情報・輝度情報を用いて顔領域以外の人物の胴体や腕、人物以外の物を検出する被写体検出部１０５にて主被写体検出を行ない（Ｓ３０２)、画像を複数ブロックに分割するためのブロック分割を行なう（Ｓ３０３)。
Ｓ３０４は、サブカメラの画像２０９を貼り付けるサブルーチンであり、後述する。
【００２３】
サブカメラの画像２０９を貼りつけた後のフレームにおいての処理を述べる。
メインカメラの顔とサブカメラの貼付け画像が重なったか否かを判定し（Ｓ３０５)、重なったと判断した場合は、即Ｓ３０４のサブカメラ画像の貼付け処理に戻り、貼付け位置を移動する。
【００２４】
Ｓ３０５にて、メインカメラの顔とサブカメラの貼付け画像が重なっていないと判断した場合は、メインカメラの顔以外の被写体とサブカメラの貼付け画像が重なったか否かを判定する（Ｓ３０６)。被写体と重なったと判断した場合は何フレーム連続して重なっているか否かを判定し（Ｓ３０７)、所定期間重なっていると判断した場合は、Ｓ３０４のサブカメラ画像の貼付け処理に戻り、貼付け位置を移動する。ここで、所定期間とはフレーム数で指定してもよく、時間(秒)で指定してもよい。
【００２５】
Ｓ３０６にて、メインカメラの顔以外の被写体とサブカメラの貼付け画像が重なっていないと判断した場合、及びＳ３０７にて所定期間重なっていないと判断した場合は、次の処理に移る。最後に、カメラの動作が終了したり、動画表示及び記録が終了したりすることによりサブカメラの貼付け処理を終了するか否かを判定する（Ｓ３０８)。
終了であれば動作を完了する。Ｓ３０８にて終了でないと判断した場合は、Ｓ３０５のメインカメラの顔とサブカメラの貼付け画像が重なったかの判定に戻る。
【００２６】
図３（ｂ）は、メインの処理フローのうちのＳ３０４において、サブカメラの画像２０９を貼り付けるサブルーチンである。
最初に、顔や胴体及び腕などの被写体を除いた背景領域であるブロックを画像の四隅ごとにカウントする（Ｓ３０４１)。そして、最も大きい背景領域を確保できる四隅を選択することにより貼付け領域を決定し（Ｓ３０４２)、その領域にサブカメラの画像２０９を貼り付ける（Ｓ３０４３)。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
図４を用いて、本発明の第２の実施形態の動作を説明する。
第２の実施形態は、手ブレやパンなどのカメラの動きを検知することにより、構図に合わせて毎フレームサブカメラの貼付け位置を変更すると、頻繁に貼付け位置を変更するので見栄えが悪いため、貼付け位置を固定するものである。
【００２８】
時間軸で連続したフレーム画像を、図４（ａ）から（ｄ）の順に、t、t+１、t+２、t+３としたとき、フレームtでのサブカメラ画像の貼付け位置を４０１とする。
次のフレームt+１では、該当フレームにおける背景領域にサブカメラ画像を貼り付けるためには点線枠で示した４０２もしくは４０３に変更するべきであるが、カメラの動きを検知した場合は貼付け位置を保持する。
【００２９】
その次のフレームt+２では、フレームt+１と同様に該当フレームにおける背景領域にサブカメラ画像を貼り付けるためには点線枠で示した４０４もしくは４０５に変更するべきであるが、カメラの動きを検知した場合は同様に貼付け位置を保持する。
さらに、次のフレームt+３では、フレームtに近い構図であるため４０１の位置を保持する。
以上説明したように、カメラが手ブレやパンにより動いたときに構図に合わせることなくサブカメラ画像の貼付け位置を保持することにより、貼付け位置が頻繁に変更される見栄えの悪さを改善する。
【００３０】
＜第３の実施形態＞
図５を用いて、本発明の第３の実施形態の動作を説明する。
第３の実施形態は、縦位置撮影・横位置撮影によるカメラの姿勢を検知することにより、カメラの姿勢の変化によりサブカメラ画像の貼付け位置をリセットして再検出するものである。
図５（ａ）は、横位置撮影を示す図であり、５０１がレリーズスイッチ、５０２が横位置撮影時の構図におけるサブカメラの貼付け位置である。
【００３１】
図５（ｂ）は、縦位置撮影を示す図であり、５０３が縦位置撮影時の構図におけるサブカメラ画像の貼付け位置である。
以上のように、カメラの姿勢変化を検出した場合は、サブカメラ画像の貼付け位置を保持することなく貼付け位置を再度検出し、新たな位置に貼り付ける。
【００３２】
＜第４の実施形態＞
図６を用いて、本発明の第４の実施形態の動作を説明する。
第４の実施形態は、被写体の動きによりフレームサブカメラ画像の貼付け位置を変更すると頻繁に貼付け位置を変更するので見栄えが悪い。このため、貼付け位置を一度変更したら、変更前後の四隅のうち２つの位置のみを監視し、位置、サイズは構図により可変とする。
【００３３】
時間軸で連続したフレーム画像を図６（ａ）から（ｄ）の順に、t、t+１、t+２、t+３としたとき、フレームtでのサブカメラの貼付け位置を６０１とする。
次のフレームt+１では、被写体が移動したことにより、サブカメラ画像の貼付け位置を６０２に移動する。
【００３４】
その次のフレームt+２では、該当フレームにおける背景領域にサブカメラ画像を貼り付けるためには点線枠で示した６０３に変更すべきである。しかしながら、既に四隅のうち２つの位置を使用したため、被写体領域中の特に顔領域を避けて６０２に近い６０４の位置に貼り付ける。
【００３５】
さらに、次のフレームt+３では、該当フレームにおける背景領域にサブカメラ画像を貼り付けるためには点線枠で示した６０６に変更すべきである。この場合も、既に四隅のうちの２つの位置を使用したため、被写体領域のうちの特に顔領域を避けて６０１に近い６０５の位置に貼り付ける。
以上より、四隅のうちの２つの位置のみを移動することによって、被写体の動きによりサブカメラの貼付け位置が頻繁に変更される見栄えの悪さを改善することができる。
【００３６】
＜第５の実施形態＞
図７を用いて、本発明の第５の実施形態の動作を説明する。
第５の実施形態は、移動体を撮影する場合に被写体を追いやすくするためには被写体の進行方向にサブカメラの貼付け位置を設定しないというものである。例えば、第１の撮像部１０１が所定の方向に連続的に動いていることを動き検出部１０６により検出した場合には、前述の所定の方向とは逆側の端部側に画像を合成する。
【００３７】
図７（ａ）は、左側に移動している被写体をパンして追いかけている状態を示す図であり、被写体の左側を遮りたくない。よって、右側にサブカメラの画像７０１を貼り付ける。
同様に、図７（ｂ）は右側に移動している被写体をパンして追いかけている状態を示す図であり、被写体の右側を遮りたくない。よって左側にサブカメラの画像７０２を貼り付ける。
【００３８】
＜第６の実施形態＞
図８を用いて、本発明の第６の実施形態の動作を説明する。
第６の実施形態は、全フレームの画像信号を取得後に、サブカメラ画像を貼り付ける場合に、サブカメラの画像を固定位置に貼り付けるものである。
【００３９】
時間軸で連続したフレーム画像を、図８（ａ）から（ｄ）の順に、t、t+１、t+２、t+３としたとき、四隅のうち右上の領域を８０１、右下の領域を８０２、左下の領域を８０３、左上の領域を８０４とする。そして、フレーム毎に該当領域に顔があるか、顔以外の被写体があるかを検出する。なお、以下の説明においては顔以外の被写体を体と表現する。
【００４０】
フレームtでは、図８（ａ）及び図８（ｅ）で示すとおり、右上には顔も体も存在せず、右下は体のみ、左下及び左上は顔が存在する。図８（ｅ）の表においては、顔が存在する場合は「顔=１、体=１」、体のみが存在する場合は「顔=０、体=１」、顔も体も存在しない場合は「顔=０、体=０」とする。
【００４１】
フレームt+１では、図８（ｂ）及び図８（ｅ）で示すとおり、右上及び右下には顔が存在し、左下及び左上には顔も体も存在しない。
フレームt+２では、図８（ｃ）及び図８（ｅ）で示すとおり、右上には顔が存在し、右下と左下及び左上には体が存在する。
フレームt+３では、図８（ｄ）及び図８（ｅ）で示すとおり、右上と右下及び左下には体が存在し、左上には顔が存在する。
【００４２】
以上、フレームtからt+３までの結果の和を求めると、図８（ｅ）の「計」列に示すとおり、顔と重なる頻度の低い位置は右下と左下であることがわかる。さらに、右下と左下について、体と重なる頻度の低い位置を選択すると、左下が最も重なる頻度が低いことがわかる。
【００４３】
本実施形態においては、四隅の位置のみを選択するようにしたが、背景領域のうち貼付け可能な最大サイズを求めてそれに従い貼付け位置、サイズを決定してもよい。
また、本実施形態は顔と顔以外の被写体のそれぞれを分けて各フレームの貼付け領域を選択したが、単に被写体の存在しない背景を検出するだけでもよい。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述したが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。前述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（コンピュータプログラム）を、ネットワーク又は各種のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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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