(57)【要約】【課題】フラッシュの発光量を顔の検出結果を利用して制御するデジタルカメラで、構造が簡単で、且つ、撮影時の状況に応じて発光量をきめ細かく制御することができるカメラを提供する。【解決手段】デジタルカメラのフラッシュ制御手段１９が、撮像手段により生成された画像データを対象として顔領域抽出手段が出力した領域情報を利用せずに発光量の仮適正値Ｃｎを求める第１演算手段４１と、撮像手段により生成された画像データを対象として顔の領域情報を利用して発光量の仮適正値Ｃｆを求める第２演算手段４２と、第１演算手段から供給される仮適正値Ｃｎおよび第２演算手段から供給される仮適正値Ｃｆを基準値とする調整を行うことにより、フラッシュの適正発光量Ｃｈを決定する発光量決定手段４４とを備える。【選択図】図３
2008076902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を表す画像データを生成する撮像手段と、フラッシュを発光する発光手段と、前記撮像手段により生成された画像データに含まれる顔を検出し、該顔に相当する領域を示す領域情報を出力する顔領域抽出手段とを備え、前記顔領域抽出手段が出力する領域情報を利用して前記フラッシュの発光量を制御するデジタルカメラであって、
前記撮像手段により生成された画像データを対象として前記顔領域抽出手段が出力する領域情報を利用しない演算を行うことにより、前記発光量の仮適正値Ｃｎを求める第１演算手段と、
前記撮像手段により生成された画像データを対象として前記顔領域抽出手段が出力する領域情報を利用する演算を行うことにより、前記発光量の仮適正値Ｃｆを求める第２演算手段と、
前記第１演算手段から供給される前記仮適正値Ｃｎおよび前記第２演算手段から供給される前記仮適正値Ｃｆを基準値とする調整を行うことにより、前記フラッシュの適正発光量Ｃｈを決定する発光量決定手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
前記調整における仮適正値Ｃｆの影響力を示す可変パラメータを記憶するパラメータ記憶手段をさらに備え、
前記発光量決定手段が、前記第１演算手段から供給される前記仮適正値Ｃｎと前記第２演算手段から供給される前記仮適正値Ｃｆとの平均を求める演算処理であって、前記パラメータ記憶手段が記憶するパラメータの値により演算結果に対する仮適正値Ｃｆの影響力が変化する演算処理を実行することを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
前記パラメータ記憶手段に記憶されている前記可変パラメータが、抽出された領域の画像全体に占める割合に基づいて設定されることを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
前記パラメータ記憶手段に記憶されている前記可変パラメータが、抽出された領域の位置によって異なる値に設定されることを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
前記パラメータ記憶手段に記憶されている前記可変パラメータが、検出された顔の傾きに基づいて設定されることを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項６】
前記パラメータ記憶手段に記憶されている前記可変パラメータが、検出された顔の向きに基づいて設定されることを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項７】
前記パラメータ記憶手段に記憶されている前記可変パラメータが、焦点距離に基づいて設定されることを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項８】
手ブレ検出手段をさらに備え、
前記パラメータ記憶手段に記憶されている前記可変パラメータが、手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて設定されることを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項９】
当該デジタルカメラから被写体までの距離を計測する測距手段をさらに備え、
前記パラメータ記憶手段に記憶されている前記可変パラメータが、前記測距手段により計測された距離に基づいて設定されることを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項１０】
前記発光量決定手段が、前記適正値Ｃｈの取り得る値を前記仮適正値Ｃｎに基づいて制限することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のデジタルカメラ。
【請求項１１】
前記発光量決定手段は、前記演算の結果が仮適正値Ｃｎに基づいて決定された所定の上限値を上回ったときには前記フラッシュの適正発光量Ｃｈを該上限値に、仮適正値Ｃｎに基づいて決定された所定の下限値を下回ったときには前記フラッシュの適正発光量Ｃｈを該下限値に、それぞれ決定することを特徴とする請求項１０記載のデジタルカメラ。
【請求項１２】
被写体を表す画像データを生成する撮像手段と、フラッシュを発光する発光手段と、該顔に相当する領域を示す領域情報を出力する顔領域抽出手段とを備えたデジタルカメラにおいて、前記顔領域抽出手段が出力する領域情報を利用して前記フラッシュの発光量を制御する方法であって、
前記顔領域抽出手段が出力する領域情報を取得するステップと、
前記発光手段に予備発光を行わせるとともに該予備発光時の被写体を表す画像データを取得するステップと、
前記予備発光の直前もしくは直後の非発光時の被写体を表す画像データを取得するステップと、
予備発光時および非発光時に取得された前記画像データを対象として前記領域情報を利用しない演算を行うことにより、前記発光量の仮適正値Ｃｎを求める第１演算ステップと、
予備発光時および非発光時に取得された前記画像データを対象として前記領域情報を利用する演算を行うことにより、前記発光量の仮適正値Ｃｆを求める第２演算ステップと、
前記仮適正値Ｃｎおよび前記仮適正値Ｃｆを基準値とする調整を行うことにより、前記フラッシュの適正発光量Ｃｈを決定するステップとを有することを特徴とする発光量の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体に含まれる顔の情報を利用してフラッシュの発光量を制御する機能を備えたデジタルカメラと、その発光量の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラは、通常、シャッタレリーズボタンが押される以前から画像の撮影を行っており、露出調整や焦点調節は、その段階で撮影された画像を利用して行われる。また、その段階で撮影された画像は、フラッシュの適正発光量を求める調光にも利用されている。フラッシュの発光量の求め方としては、撮影された画像全体の明るさに基づいて適正発光量を求める方法が一般的であったが、近年、撮影された画像から人物の顔を検出し、顔の有無や顔が占める割合によってフラッシュの発光量を異ならせる方法が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、人物の顔が検出され、画像中の顔が占める割合が所定値以上のときに、発光量を弱めにする方法が示されている。また、特許文献２には、顔に相当する領域のデータのみを利用して発光量を求める形態（第１の実施形態）や、顔に相当する領域の重み付けを他の領域よりも高く設定した画像データを利用して発光量を求める方法（第２の実施形態）が示されている。
【特許文献１】特開２００３−１０７５６７号公報
【特許文献２】特開２００６−０７４１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２が示す方法では、被写体に含まれる人物の顔を上手く検出できれば、その顔をフラッシュ撮影した場合に、顔部分が白とびすることなく、また顔部分が暗くなることもなく、適切な明るさの画像を得ることができる。しかし、被写体に含まれる人物の顔を上手く検出できなかったり、被写体が人物の顔を含まないのに誤って顔を含むと判定してしまったりすれば、フラッシュ撮影時のフラッシュ発光量は適正値を外れたものとなり、適切な明るさの画像を得ることができない。また、正しく顔を検出できたとしても、顔検出を行ったときとフラッシュ撮影を行ったときとで被写体が異なってしまえば、フラッシュ撮影時の発光量は適正値を外れたものとなる。
【０００５】
特許文献２に第２の実施形態として示される方法は、発光量を求めるにあたり、顔を含まない領域の反射光量も考慮しているので、顔の検出結果に不具合があったときの影響は他の方法に比べれば少ない。しかし、重み付けの決め方が不適切であれば、やはりフラッシュ撮影時の発光量は適正値を外れたものとなる。特許文献２の教示からは、重み付けをどのように決めれば、常に適正な発光量を得ることができるのか不明である。本発明は、この問題に鑑みて、常に適正な発光量でフラッシュ発光を行えるデジタルカメラを提供することを第１の課題とする。
【０００６】
また、特許文献２に第２の実施形態として示される方法では、調光用に分割された領域ブロックごとに重み付けを設定する。このため、発光量を細かく制御するためには各領域の重み付けをそれぞれ制御しなければならず、制御処理が複雑なものとなる。複雑な制御を行うことは、カメラの回路構造や制御プログラムを複雑にするのみならず、処理時間も長くなるので、好ましくない。本発明は、この問題に鑑みて、複雑な回路やプログラムを備えず、短時間で発光量を制御できるデジタルカメラを提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のデジタルカメラは、被写体を表す画像データを生成する撮像手段と、フラッシュを発光する発光手段と、撮像手段により生成された画像データに含まれる顔を検出し、その顔に相当する領域を示す領域情報を出力する顔領域抽出手段とを備え、その顔領域抽出手段が出力する領域情報を利用してフラッシュの発光量を制御するデジタルカメラである。このデジタルカメラは、撮像手段により生成された画像データを対象として顔領域抽出手段が出力する領域情報を利用しない演算を行うことにより、発光量の仮適正値Ｃｎを求める第１演算手段と、撮像手段により生成された画像データを対象として顔領域抽出手段が出力する領域情報を利用する演算を行うことにより、発光量の仮適正値Ｃｆを求める第２演算手段とを備える。また、第１演算手段から供給される仮適正値Ｃｎおよび第２演算手段から供給される仮適正値Ｃｆを基準値とする調整を行うことにより、フラッシュの適正発光量Ｃｈを決定する発光量決定手段を備える。
【０００８】
上記構成では、適正発光量を決定するにあたり、顔を考慮しない調光により求められた仮適正値Ｃｎと、顔を考慮した調光により求められた仮適正値Ｃｆとを基準にすることができるので、適正発光量の調整が行いやすく、調光方針を発光量の決定に反映させることが容易である。また、上記構成では、第１演算手段と第２演算手段は常に同じ演算式を用いて演算を行えばよいので、カメラの回路構造あるいは制御プログラムを、比較的シンプルな造りとすることができる。
【０００９】
本発明の一実施形態におけるデジタルカメラは、前記調整における仮適正値Ｃｆの影響力αを、可変パラメータとして記憶するパラメータ記憶手段をさらに備え、発光量決定手段が、第１演算手段から供給される仮適正値Ｃｎと第２演算手段から供給される仮適正値Ｃｆとの平均を求める演算処理であって、パラメータ記憶手段が記憶するパラメータの値により演算結果に対する仮適正値Ｃｆの影響力が変化する演算処理を実行する。ここで「平均」は、２つの値を何らかの形でバランスを取りつつ均す処理を意味し、単純平均のほか、二乗平均、対数平均、加重平均なども含むものとする。この構成では、パラメータの設定を変更することで、簡単に、発光量の決定における仮適正値Ｃｆの影響力を強めたり弱めたりすることができる。
【００１０】
可変パラメータは、抽出した領域の画像全体に占める割合に基づいて設定するとよい。例えば、抽出した領域の画像全体に占める割合が大きいときにはパラメータを大きな値とし、割合が小さいときにはパラメータを小さな値となるように設定を行えば、顔の抽出結果に手ブレの影響が出やすいときには仮適正値Ｃｆの影響力を弱め、手ブレの影響が出にくいときには仮適正値Ｃｆの影響力を強めることができる。手ブレの影響の出やすさは、焦点距離や、手ブレ検出手段により検出される手ブレ量、さらには測距手段により計測された被写体までの距離からもわかるので、これらの距離あるいは量に基づいてパラメータを設定してもよい
また、可変パラメータは、抽出された領域の位置に基づいて設定してもよい。抽出された領域の位置に基づく設定では、例えば、検出された顔が画面中央に配置されているときは発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力を強め、反対に、画面の端に配置されているときには発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力を弱めるといった制御が可能になる。
【００１１】
また、可変パラメータは、検出した顔の傾きや検出した顔の向きに基づいて設定してもよい。首を傾げた顔や横顔は正面を向いた垂直な顔に比べると検出が難しく検出結果の信頼性は低い。顔の傾きや向きに基づく設定では、検出結果の信頼性が低いときに、仮適正値Ｃｆの影響力を弱めることができる。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態では、発光量決定手段は、適正値Ｃｈの取り得る値を仮適正値Ｃｎに基づいて制限する。例えば、前記演算の結果が仮適正値Ｃｎに基づいて決定された所定の上限値を上回ったときにはフラッシュの適正発光量Ｃｈをその上限値に、仮適正値Ｃｎに基づいて決定された所定の下限値を下回ったときにはフラッシュの適正発光量Ｃｈをその下限値に、それぞれ決定する。これにより、万一顔の誤検出など予期せぬ事態が発生しても、求められた発光量が適正範囲を大幅に外れることはなくなる。
【００１３】
また、本発明の方法は、上記構成のデジタルカメラによるフラッシュ発光量の制御方法であって、顔領域抽出手段が出力する領域情報を取得するステップと、発光手段に予備発光を行わせるとともに予備発光時の被写体を表す画像データを取得するステップと、予備発光の直前もしくは直後の非発光時の被写体を表す画像データを取得するステップと、予備発光時および非発光時に取得された画像データを対象として領域情報を利用しない演算を行うことにより、発光量の仮適正値Ｃｎを求める第１演算ステップと、予備発光時および非発光時に取得された画像データを対象として領域情報を利用する演算を行うことにより、発光量の仮適正値Ｃｆを求める第２演算ステップと、仮適正値Ｃｎおよび仮適正値Ｃｆを基準値とする調整を行うことにより、フラッシュの適正発光量Ｃｈを決定するステップとを有することを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態として、フラッシュ撮影機能を備えた一眼レフのデジタルカメラと、そのデジタルカメラのフラッシュの発光量の制御方法を示す。
【００１５】
［  実施形態１ ］
図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、本発明の一実施形態におけるデジタルカメラ１の外観を示す図である。図１Ａに示すように、このデジタルカメラ１の上部には、シャッタレリーズボタン２、撮影モードの設定に利用されるモードダイヤル３、内蔵フラッシュ４および付属品の取付口であるホットシュー５が備えられている。
【００１６】
シャッタレリーズボタン２は、２段階の押下により２種類の動作を指示できる構造となっている。例えば、自動露出調整機能（ＡＥ：Auto Exposure）、自動焦点調節機能（ＡＦ：Auto Focus）を利用した撮影では、デジタルカメラ１は、シャッタレリーズボタン２が軽く押下（半押しともいう）されたときに、露出調整、焦点合わせなどの撮影準備を行う。その状態で、シャッタレリーズボタン２が強く押下（全押しともいう）されると、デジタルカメラ１は露光を開始し、露光により得られた１画面分の画像データをメモリカードに記録する。
【００１７】
内蔵フラッシュ４は、脇にあるフラッシュポップアップボタン６を押すことにより、図１Ｂに示すようにカメラ上部方向に開く（以下、ポップアップと称する）。また、一部の撮影モードでは、自動的にポップアップすることもある。ポップアップ状態の内蔵フラッシュ４は、シャッタレリーズボタン２の２段階目の押下操作と連動して２回発光する。１回目の発光は被写体からの反射光量を測定するための予備発光であり、通常の発光に比べれば発光量は微小である。予備発光には反射光量の測定のほか、赤目を予防する目的もある。２回目の発光は被写体に対して撮影に十分な光を供給するための（適切な露光量を得るための）本発光であり、本発光の発光量が適正であれば、適当な明るさの画像を得ることができる。
【００１８】
内蔵フラッシュ４の動作は、シャッタレリーズボタン２の操作のみならず、モードダイヤル３により設定された撮影モードにも依存する。撮影モードとしては、撮影に係る全設定をカメラが自動で行う「ＡＵＴＯ」、撮影に係る全設定をユーザが手動で行う「マニュアル」のほか、「プログラムオート」、「シャッタ優先オート」、「絞り優先オート」、「ブレ軽減」、「ナチュラルフォト」、「人物」、「風景」、「夜景」など、撮影シーンごとのモードが用意されている。「ＡＵＴＯ」モードに設定されたデジタルカメラ１は、フラッシュ撮影が必要と判断すれば、自動的に内蔵フラッシュ４をポップアップし、シャッタレリーズボタン２の操作と連動してフラッシュを発光させる。一方、「ナチュラルフォト」はフラッシュレス撮影を行うモードであるため、このモードに設定されたデジタルカメラ１では、シャッタレリーズボタン２を操作しても内蔵フラッシュ４は動作しない。他のモードについても、それぞれ、そのモードの目的に適う内蔵フラッシュ４の動作が定められている。
【００１９】
なお、このデジタルカメラ１は、図１Ｃに示すようにホットシュー５に外付フラッシュ６を取り付けて使用することもできる。外付フラッシュ７は、ホットシュー５に取付けられることで機械的・電気的にデジタルカメラ１に接続され、これにより、内蔵フラッシュ４と同様、モードダイヤル３によるモード設定に応じて、シャッタレリーズボタン２の２段階目の押下操作と連動した発光動作を行うようになる。以下、図１Ａおよび図１Ｂに例示した形態を中心に説明するが、本発明はフラッシュが内蔵か外付けかによらず適用可能な発明である。
【００２０】
続いて、図２を参照して、デジタルカメラ１の内部構成について、概要を説明する。図２に示すように、デジタルカメラ１は、レンズ１２、レンズ駆動部１６、絞り１３、絞り駆動部１７、ＣＣＤ１４およびタイミングジェネレータ（ＴＧ）１８からなる撮像系を備える。レンズ１２は、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ、ズーム機能を実現するためのズームレンズなど複数の機能別レンズにより構成される。レンズ駆動部１６はステッピングモータなど小型のモータで、ＣＣＤ１４から各機能別レンズのまでの距離が目的に適った距離となるように各機能別レンズの位置を調整する。絞り１３は複数の絞り羽根からなる。絞り駆動部１７は、ステッピングモータなど小型のモータで、絞りの開口サイズが目的に適ったサイズになるように絞り羽根の位置を調整する。ＣＣＤ１４は原色カラーフィルタを伴う５００〜１２００万画素のＣＣＤで、タイミングジェネレータ１８からの指示信号に応じて蓄積された電荷を放出する。タイミングジェネレータ１８は、ＣＣＤ１４に所望の時間のみ電荷が蓄積されるようにＣＣＤ１４に対して信号を送り、これによりシャッタ速度を調整する。
【００２１】
また、デジタルカメラ１は、ＣＣＤ１４の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１５と、Ａ／Ｄ変換部１５が出力した画像データをシステムバス３４を介して他の処理部に転送する画像入力制御部２３と、画像入力制御部２３から転送された画像データを一時記憶するＳＤＲＡＭ２２を備える。ＳＤＲＡＭ２２に記憶される画像データはＲＡＷデータである。
【００２２】
また、デジタルカメラ１は、フラッシュ１１と、フラッシュ１１の発光タイミングや発光量を制御するフラッシュ制御部１９と、レンズ駆動部１６にレンズの移動を指示して焦点合わせを行う焦点調節部２０と、絞り値とシャッタ速度を決定し、絞り駆動部１７とタイミングジェネレータ１８に指示信号を送出する露出調整部２１と、ＳＤＲＡＭ２２に記憶されている画像データを対象として顔の検出処理を実行し、顔の有無を示す値、さらに顔が有る場合には検出された顔に相当する領域を示す情報（以下、領域情報）を出力する顔領域抽出部２４を備える。フラッシュ制御部１９、焦点調節部２０および露出調整部２１は、ＳＤＲＡＭ２２に記憶されている画像データのほか、顔領域抽出部２４が実行した検出処理の結果を参照して処理を行うこともある。顔の検出結果を参照して露出調整を行う方法としては、例えば特開２００１−２１５４０４号公報、特開２００３−１０７５５５号公報などに開示されている方法を用いることができる。また、顔の検出結果を参照して焦点調節を行う方法としては、例えば特開２００６−１４５６２９号公報に開示されている方法を用いることができる。フラッシュ制御部１９、焦点調節部２０および露出調整部２１が、顔領域抽出部２４から出力される検出結果を参照するか否かは、撮影モードその他の設定値によって決まる。
【００２３】
デジタルカメラ１は、この他、ＳＤＲＡＭ２２に記憶されている画像データに対して画像処理を施す画像処理部２５を備える。画像処理部２５は、画像を自然な色合い、明るさにするための色階調補正や明るさ補正、また画像データが赤目を含むものであるときに赤目を黒目に修正する処理など、画像の見栄えを良くするための各種仕上げ処理を行った後、処理済画像データを再度ＳＤＲＡＭ２２に格納する。
【００２４】
また、デジタルカメラ１は、ＳＤＲＡＭ２２に記憶されている画像データの液晶モニタ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）２７への出力を制御する表示制御部２６を備える。表示制御部２６は、ＳＤＲＡＭ２２に記憶されている画像データの画素数を、表示に適した大きさとなるように間引きしてから液晶モニタ２７に出力する。
【００２５】
また、デジタルカメラ１は、ＳＤＲＡＭ２２に記憶されている画像データのメモリカード２９への書込み、およびメモリカード２９に記録されている画像データのＳＤＲＡＭ２２へのロードを制御する記録読出制御部２８を備える。記録読出制御部２８は、ユーザの設定に応じてＲＡＷデータをそのまま、もしくは圧縮符号化によりＪＰＥＧデータに変換してからメモリカード２９に記録する。ＪＰＥＧデータをロードするときは、その逆の変換を行ってからデータをＳＤＲＡＭ２２にロードする。
【００２６】
また、デジタルカメラ１は、ジャイロセンサなどにより構成される手ブレ検出部３５を備える。手ぶれ検出部３５は撮影時の手ブレを検出すると、フラッシュ制御部１９、露出調整部２１、画像処理部２５に検出されたブレ量の情報を供給する。露出調整部２１は、手ブレが検出されたときには手ブレが検出されないときよりもシャッタ速度を短く設定し、取得画像に対する手ブレの影響を軽減する。また、画像処理部２５は、手ブレが検出されたとき、取得後の画像データに対しブレを補正する画像処理を施す。
【００２７】
また、デジタルカメラ１は、デジタルカメラ１から被写体までの距離を計測する測距機能を備える。測距機能はデジタルカメラ１の前面に距離センサーを設けることによっても実現できるが、本実施形態では、フォーカスレンズの位置情報とフォーカスレンズの駆動パルス数に基づいて被写体までの距離を判定する。
【００２８】
デジタルカメラ１は、この他、ＣＰＵ（Central Processor Unit）３１、操作／制御プログラムが格納されたＲＡＭ（Random Access Memory）３２、各種設定値が記憶されているＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）３３からなる全体制御部３０を備える。全体制御部３０は、モードダイヤルによる撮影モードの設定をはじめユーザが行う各種設定操作を検出し、設定された内容をＥＥＰＲＯＭ３３に記憶せしめる。そして、その設定操作が行われたとき、もしくは撮影操作が行われたときに、ＥＥＰＲＯＭに記憶された設定値にしたがって、前述したフラッシュ制御部１９、焦点調節部２０、露出調整部２１、画像入力制御部２３、顔領域抽出部２４、画像処理部２５、表示制御部２６、記録読出制御部２９に対し、システムバス３４を介して、実行すべき処理や、その処理の実行タイミングを指示する信号を送出する。
【００２９】
図３に、フラッシュ制御部１９の構成とフラッシュ制御部１９の入出力データを示す。フラッシュ制御部１９は、図に示すように、第１演算手段４１、第２演算手段４２、パラメータ記憶手段４３および発光量決定手段４４を備える。第１演算手段４１、第２演算手段４２および発光量決定手段４４は、後述する演算を実行する演算回路であり、パラメータ記憶手段４３はＥＥＰＲＯＭである。但し、パラメータ記憶手段４３は、必ずしもフラッシュ制御部１９の構成要素でなくてもよい。例えば、全体制御部３０が備えるＥＥＰＲＯＭ３３をパラメータ記憶手段４３として利用してもよい。
【００３０】
第１演算手段４１は、全体制御部３０の制御の下、画像入力制御部２３から、非発光時画像データと予備発光時画像データの供給を受ける。予備発光時画像データは、撮像部が全体制御部３０の制御の下でフラッシュ１１による予備発光と同期して撮影した画像データである。非発光時画像データは、その予備発光の直前または直後に、撮像部により撮影された画像データである。第１演算手段は、これら２種類の画像を用いて、後述する演算処理を実行することにより、顔を考慮しない場合のフラッシュ発光量の仮適正値Ｃｎを求め、出力する。なお、本明細書において、顔を考慮した調光処理とは、調光のための演算に顔領域抽出部２４の出力を何らの形で利用する処理を意味し、顔を考慮しない調光とは調光のための演算に顔領域抽出部２４の出力を利用しない処理を意味するものとする。
【００３１】
第２演算手段４２は、第１演算手段と同様、全体制御部３０の制御の下、画像入力制御部２３から、非発光時画像データと予備発光時画像データの供給を受ける。第２演算手段４２は、この他、顔領域抽出部２４から、顔に相当する領域を示す領域情報の供給を受ける。そして、２種類の画像と領域情報とを用いて、後述する演算処理を実行することにより、顔を考慮した場合のフラッシュ発光量の仮適正値Ｃｆを求め、出力する。
【００３２】
パラメータ記憶手段４３が記憶するパラメータαは設定により可変なパラメータであり、顔領域抽出部２４や手ブレ検出部３５によって設定される。あるいは全体制御部３０が、顔領域抽出部２４や手ブレ検出部３５の出力を受けて、パラメータαを設定する。
【００３３】
発光量決定手段４４は、第１演算手段４１から出力された仮適正値Ｃｎと、第２演算手段から出力された仮適正値Ｃｆと、パラメータ記憶手段４３から読み出したパラメータαとを利用して本発光の発光量を決定し、その決定に基づいてフラッシュ１１の発光量を制御する。
【００３４】
以下、第１演算手段４１、第２演算手段４２および発光量決定手段４４が行う処理について、さらに説明する。第１演算手段４１と第２演算手段４２は、入力された非発光時画像データおよび予備発光時画像データを、複数の領域ブロックに分割する。図４は、領域ブロックへの分割の一例を示す図であり、画像データ４５（非発光時画像データまたは予備発光時画像データ）を、ｎ×ｍ個の領域ブロックに分割したところを示している。以下の説明では、図に例示している（１，１）、（ｎ，ｍ）といった符号により、位置が異なる領域ブロックを区別するものとする。
【００３５】
図５は、第１演算手段の処理を示すフローチャートである。第１演算手段４１は、非発光時画像データの領域ブロックごとの輝度情報Ｙａ（１，１）〜Ｙａ（ｎ，ｍ）を取得する（Ｓ１０１）。例えば、非発光時画像データをＲＧＢ−ＹＣＣ変換し、各画素の輝度値を求め、その画素輝度値の領域ごとの平均値を求め、輝度情報Ｙａとする。予備発光時画像データについても、同様の手順により、各領域ブロックの輝度情報Ｙｂ（１，１）〜Ｙｂ（ｎ，ｍ）を取得する（Ｓ１０２）。
【００３６】
続いて第１演算手段４１は、領域ブロックごとに、ステップＳ１０２で取得した輝度情報Ｙｂ（ｘ，ｙ）とステップＳ１０１で取得した輝度情報Ｙａ（ｘ，ｙ）との差分Ｙｄ（ｘ，ｙ）を計算する（Ｓ１０３）。そして、全領域ブロックの差分Ｙｄ（１，１）〜Ｙｄ（ｎ，ｍ）に基づいて、顔を考慮しない場合のフラッシュ発光量の適正値（仮適正値Ｃｎ）を決定し、出力する（Ｓ１０４）。例えば、差分Ｙｄ（１，１）〜Ｙｄ（ｎ，ｍ）の単純平均あるいは加重平均などから被写体からの単位発光量あたりの反射光量を推定し、そこから最適な露出が得られる反射光量となる発光量を求め、これを仮適正値Ｃｎとする。差分Ｙｄ（１，１）〜Ｙｄ（ｎ，ｍ）の加重平均を求める場合には、例えば画像の中央に近い領域ブロックの重み付けを大きくするなど、顔に依存しない重み付けを行う。
【００３７】
図６は、第２演算手段の処理を示すフローチャートである。第２演算手段４２は、図４に例示するように、顔領域抽出部２４から供給された領域情報が示す領域４６ａに対応する領域ブロック群４７ａを選択する（Ｓ２０１）。例えば、各領域ブロックについて領域４６ａと重なる範囲の面積を計算し、面積の半分以上が領域４６ａと重なっているブロック群４７ａを選択する。続いて、非発光時画像データの選択された領域ブロックの輝度情報Ｙａ（ｐ、ｑ）を取得する（Ｓ２０２）。また、予備発光時画像データの選択された領域ブロックの輝度情報Ｙｂ（ｐ、ｑ）を取得する（Ｓ２０３）。
【００３８】
続いて第２演算手段４２は、選択された領域ブロックごとに、ステップＳ２０３で取得した輝度情報Ｙｂ（ｐ，ｑ）とステップＳ２０２で取得した輝度情報Ｙａ（ｐ，ｑ）との差分Ｙｄ（ｐ，ｑ）を計算する（Ｓ２０４）。そして、選択された領域ブロックについて求められた差分Ｙｄ（ｐ，ｑ）に基づいて、顔を考慮する場合のフラッシュ発光量の適正値（仮適正値Ｃｆ）を決定し、出力する（Ｓ２０５）。例えば、図４の例であれば、選択されたブロックは６個あるので、Ｙｄ（ｐ１，ｑ１）〜Ｙｄ（ｐ６、ｑ６）に基づいて仮適正値Ｃｆを決定する。例えば、差分Ｙｄ（ｐ１，ｑ１）〜Ｙｄ（ｐ６、ｑ６）の単純平均から被写体からの単位発光量あたりの反射光量を推定し、最適な露出が得られる反射光量となる発光量を求め、これを仮適正値Ｃｆとする。
【００３９】
発光量決定手段４４は、第１演算手段４１が出力した仮適正値Ｃｎと、第２演算手段４２が出力した仮適正値Ｃｆを基準値とする調整を行うことにより、フラッシュ１１の適正発光量Ｃｈを決定する。本実施形態ではパラメータ記憶手段４３に記憶されているパラメータαに基づいて発光量の調整を行う。具体的には、発光量決定手段４４は、次式（１）に基づく演算を行うことにより、適正発光量Ｃｈを決定する。
【００４０】
適正発光量Ｃｈ＝Ｃｎ×（１−α）＋Ｃｆ×α    …（１）
（１）式に基づく演算では、パラメータαが大きいほど適正値Ｃｈの決定に、仮適正値Ｃｆの値が大きく影響する。パラメータαは前述したとおり、顔領域抽出部２４や手ブレ検出部３５により設定される。
【００４１】
以下、顔領域抽出部２４によるパラメータαの設定処理について説明する。顔を考慮した調光は、顔の検出に用いられる画像データと調光に用いられる画像データが同じであることを前提としている。しかし実際の撮影では、顔の検出から非発光時画像データの取得までの間、あるいは非発光時画像データの取得から予備発光時画像データの取得までの間に、数十ミリ秒以上のタイムラグがあるため、この間に被写体が動いたり、手ブレが生じたりすると、各処理に用いられる画像データが互いに異なるものとなってしまうことがある。
【００４２】
図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂは、画像データと領域情報が示す領域と図６のステップＳ２０１において選択された領域ブロック群の関係を示す図である。画像データ４８は顔領域抽出部２４が顔の検出処理に用いた画像データで、画像データ４５はフラッシュ制御部１９が調光に用いた画像データ（非発光時画像データあるいは予備発光時画像データ）である。図７Ｂおよび図８Ｂの楕円４９は、調光時の顔の位置を示している。
【００４３】
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、画像に占める顔の割合が比較的大きい場合には、顔の位置と領域４６ｂの位置とが多少ずれていても、選択されたブロック群４７ｂの大半は、ずれた後の顔（楕円４９）に対応している。よって、ずれが生じてしまったとしても、選択されたブロック群４７ｂの輝度情報は、調光を行う上で参照に値する。しかし、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、画像に占める顔の割合が小さく、顔に対応するブロックが１つしか無いような場合には、顔の位置が領域４６ｃと異なる位置にずれてしまったことにより、ブロック４７ｃと顔とが対応しなくなる。この場合、ブロック４７ｃの輝度情報は、顔を考慮した調光処理では、もはや参照に値しない。これは、第２演算手段が出力する仮適正値Ｃｆの信頼度が、画像に占める顔の割合が大きいほど高く、顔の割合が小さいほど低いことを意味する。
【００４４】
そこで、本実施形態では、顔領域抽出部２４は、顔の抽出処理が完了した後、抽出した領域の、画像の横幅に対する割合を計算する。そして、その割合と、パラメータαとの対応付けを定義したルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照することによりパラメータαの値を決定し、フラッシュ制御部１９のパラメータ記憶手段４３に、そのα値を設定する。但し、ＬＵＴの参照に代えて、ＬＵＴと同等の変換を行う回路あるいはプログラムを採用してもよいことは言うまでもない。
【００４５】
図９に、ＬＵＴの一例を示す。このＬＵＴによれば、顔の割合が所定の閾値Ｔｈ１を下回るときには、パラメータαは、ゼロではない所定の下限値αＬに設定される。また、顔の割合が所定の閾値Ｔｈ２を上回るときには、パラメータαは、１ではない所定の上限値αＵに設定される。そして、顔の割合が閾値Ｔｈ１以上閾値Ｔｈ２以下であるときは、パラメータαは、下限値αＬから上限値αＵまでの範囲で、顔の割合が大きいほど大きな値に設定される。これにより、仮適正値Ｃｆの信頼度が高いときには発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力が強まり、反対に、仮適正値Ｃｆの信頼度が低いときには発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力が弱まることとなる。
【００４６】
なお、上記処理では、画像の横幅に対する顔の横幅の割合を計算しているが、画像に占める顔の割合の指標となる値であれば、計算する値はどのような値であってもよい。例えば、抽出された領域の面積や画素数、画像全体の面積に対する顔の面積比などを計算してもよい。あるいは、顔の横幅と２つの目の間隔とは相関関係があるので、目を検出して目と目の間隔を求め、これを画像に占める顔の割合を示す指標値として演算に利用してもよい。すなわち、ＬＵＴの横軸として設定されるパラメータは、上記処理の目的に適うものであれば特に限定されない。また、上記ＬＵＴでは、閾値Ｔｈ１以上閾値Ｔｈ２以下の範囲においてパラメータの値が線形的に増加するが、非線形に増加する（ＬＵＴが非線形カーブを描く）ようにしてもよい。また、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２も、設計方針に応じて任意に定めることができるので、上記例のように閾値で区切られた一部の範囲においてのみαの値が単調増加するＬＵＴのほか、閾値を設けずαの値が全範囲にわたって単調増加するようなＬＵＴも採用し得る。
【００４７】
パラメータαの決定方針とパラメータの決定に使用するＬＵＴとしては、他にも種々考えられる。例えば、人物の顔が画像の端で検出された場合には、その人物は撮影対象ではない可能性がある。よって、図１０に例示するＬＵＴは、顔が抽出された領域の位置が、画像の左端からの距離にしてＴｈ３以上、Ｔｈ４以下であれば、パラメータαの値を上限値αＵとし、顔が抽出された領域の位置がそれ以外、すなわち画像の端に近い位置にあるときはパラメータαの値を下限値αＬとするものである。このＬＵＴを使ってパラメータαを設定すれば、検出された顔が主要な被写体のときには発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力を強め、反対に、撮影者の意図に反して含まれてしまった顔であれば、発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力を弱めることができる。
【００４８】
また、検出された顔の傾き（首の傾げ具合）や顔の向き（正面顔、横顔）によって、パラメータαの値を決める方法も考えられる。顔領域抽出部２４が行う顔検出処理では、学習のしかたにもよるが、首を傾げた顔や横向きの顔は、垂直な正面顔に比べれば誤検出が発生する確率が高い。すなわち、第２演算手段が出力する仮適正値Ｃｆの信頼度は、検出された顔の傾きが垂直であるほど高く、また正面に近い向きであるほど高い。そこで、図１１に示すように、横軸を顔の傾きとし、顔が垂直もしくは垂直に順ずる傾きのときには、パラメータαの値が上限値αＵに設定され、顔の傾きが所定の閾値Ｔｈ６あるいはＴｈ７を超えたときは傾きが大きいほどパラメータαの値が小さく設定され、傾きが次の閾値Ｔｈ５およびＴｈ８を超えて水平もしくは水平に近くなったときには、パラメータαの値が下限値αＬに設定されるようにＬＵＴを定義する。もしくは、横軸を顔の向きとした同様のＬＵＴを定義する。これにより、これにより、仮適正値Ｃｆの信頼度が高いときには発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力が強まり、反対に、仮適正値Ｃｆの信頼度が低いときには発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力が弱まることとなる。
【００４９】
以上は、顔領域抽出部２４によるパラメータα設定例であるが、前述したとおりパラメータαの設定は手ブレ検出部３５が行ってもよい。手ブレが検出されたということは、図７Ｂや図８Ｂに示した状態が発生しているということであり、仮適正値Ｃｆの信頼度は、ブレ量が大きいほど低いものとなる。手ブレ検出部３５もまた、ＬＵＴを使って、パラメータαを決定する。図１２に、手ブレ設定部３５が使用するＬＵＴの一例を示す。手ブレ検出部３５は手ブレが発生したことを検出するのみならず、そのブレ量も測定するため、ＬＵＴの横軸はブレ量とする。このＬＵＴによれば、ブレ量が０のときはパラメータαの値は上限値αＵに設定され、以降ブレ量が大きくなるほどパラメータαの値は小さく設定され、ブレ量が所定の閾値Ｔｈ９を越えると、パラメータαの値は下限値αＬに設定される。これにより、仮適正値Ｃｆの信頼度が高いときには発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力が強まり、反対に、仮適正値Ｃｆの信頼度が低いときには発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力が弱まることとなる。
【００５０】
また、パラメータαはレンズの焦点距離に応じた値を設定してもよい。望遠レンズなど焦点距離が長いレンズを使用した撮影では、画角が狭いため、通常の撮影よりも手ブレの影響が強く出やすい。これは、焦点距離が長いときは、仮適正値Ｃｆの信頼度は高くないということである。よって、レンズの交換操作を検出し得る全体制御部３０により、もしくはズーム調整を行う焦点距離調節部(図示せず)により、焦点距離に応じたパラメータ値を設定するようにしてもよい。ＬＵＴとしては、例えば、焦点距離が所定の閾値よりも長いときには、パラメータαの値を下限値αＬに設定するようなテーブルとする。これにより、焦点距離が長く手ブレの影響を受けやすいときには、発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力が弱まるので、被写体が動いたり手ブレが生じたりしても、演算により求まる発光量が適正範囲を大きく外れることはなくなる。
【００５１】
また、パラメータαは、被写体までの距離に応じた値を設定してもよい。被写体までの距離は、前述した測距機能により測定する。デジタルカメラから被写体（顔）までの距離と、顔の大きさ（画像中の顔が占める割合）の間には、相関関係があるので、被写体までの距離に応じてパラメータαを設定した場合も、画像中の顔が占める割合に応じてパラメータαを設定した場合と、同様の効果を得ることができる。
【００５２】
顔の位置その他の要素に基づいてパラメータαを設定する場合も、ＬＵＴは各図に例示したＬＵＴには限定されない。パラメータの増減が線形的ではなく非線形的なＬＵＴを採用することもできるし、閾値を設けるか否か、さらには閾値の値は、設計方針に応じて任意に定めることができる。
【００５３】
なお、パラメータαの設定をどの処理部が行うか、あるいはどのようなＬＵＴを利用するかは、撮影モードなどの設定に応じて切り替えてもよいが、単にパラメータを記憶するだけのパラメータ記憶手段４３に代えて、複数の処理部からの設定入力を受け付けて、入力された複数の値を使って、新たに最適なパラメータ値を求める手段を設けてもよい。
【００５４】
本実施形態では、顔を考慮しない調光により求められた仮適正値Ｃｎと、顔を考慮した調光により求められた仮適正値Ｃｆとが、発光量を調整する際の基準値となる。基準値を使った演算は、発光量を求めるにあたり顔をどの程度考慮するかという調光方針を直接反映したものとなるので、調光の方針を発光量の制御に反映させやすく、デジタルカメラの設計も容易になる。
【００５５】
特に、（１）式に示したように、顔を考慮しない調光により求められた仮適正値Ｃｎと、顔を考慮した調光により求められた仮適正値Ｃｆとの加重平均を計算することにより、適正発光量Ｃｈを求めることとすれば、発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力を、パラメータαの設定ひとつで簡単に、強めたり弱めたりすることができる。第１演算手段４１と第２演算手段４２は、常時同じ演算式に基づく演算を行っていればよいので、複数の演算式を調光方針に応じて使い分けるものに比べ、第１演算手段４１と第２演算手段４２の回路構造あるいはプログラムを、シンプルなものとすることができる。また、パラメータαの設定ひとつで調光方針を変更できるので、顔領域抽出部２４をはじめとする他の処理部の処理結果を、調光に反映させることも容易になる。これにより、撮影時の状況の変化に追従して、きめ細かくフラッシュの発光量を制御することが可能になる。
【００５６】
［  実施形態２  ］
実施形態１のデジタルカメラは、顔の検出結果を利用して調光を行うことに問題があることを察知もしくは予測できたときに、発光量調整における仮適正値Ｃｆの影響力を抑えることができる。しかし実際の撮影では、デジタルカメラが事前に察知もしくは予測できないような問題（例えば、顔の誤検出）も起こり得る。本実施形態のデジタルカメラは、そのような問題が発生した場合でも、発光量決定手段４４により決定された発光量が、適正値を大きく外れないようにする機能を備える。外観、内部構成、発光量決定手段４４以外の処理部が実行する処理は、実施形態１のデジタルカメラと同じであるので、説明を省略する。
【００５７】
本実施形態では、発光量決定手段４４は、顔を考慮せずに調光を行った場合に求められる適正値、すなわち第１演算手段４１が出力する仮適正値Ｃｎを基準とし、その仮適正値Ｃｎの値から判断して妥当と思われる範囲に、適正発光量Ｃｈを制限する。つまり、適正発光量Ｃｈは、固定された範囲に制限されるのではなく、仮適正値Ｃｎに基づいて定められた範囲に制限される。
【００５８】
具体的には、発光量決定手段４４は、次式（２）および（３）に基づく処理により、適正発光量Ｃｈを決定する。
【００５９】
Ｃｋ＝Ｃｎ×（１−α）＋Ｃｆ×α  …  （２）
【数１】
2008076902.tif 000003
【００６０】
ここで、Ｃｋは仮の適正発光量である。また、ＵＬは、正常な顔検出が行われた場合であって適正値Ｃｆが適正値Ｃｎよりも大きくなる場合に、適正値Ｃｆと適正値Ｃｎの差分が取り得る値の最大値である。またＬＬは、正常な顔検出が行われた場合であって適正値Ｃｆが適正値Ｃｎよりも小さくなる場合に、適正値Ｃｆと適正値Ｃｎの差分が取り得る値の最大値である。ＵＬおよびＬＬの値は、顔を含む被写体の調光を繰り返すことにより経験的に取得された値とする。
【００６１】
上記（２）式により求められる仮の適正発光量Ｃｋは、予期せぬ状況が発生した場合には、極端に大きな値あるいは極端に小さな値となる場合もある。しかし、そのような極端な値となったときでも、上記（３）式に基づく演算により、適正発光量Ｃｈは、Ｃｎ―ＬＬからＣｎ＋ＵＬまでの範囲に制限される。このＣｎ―ＬＬという下限値およびＣｎ＋ＵＬという上限値は、適正値Ｃｎを基準として決定される値であるため、発光量がこの範囲である限り、フラッシュ撮影により取得される画像が極端な失敗画像となることはない。すなわち、本実施形態によれば、予期せぬ状況が発生した場合でも撮影が全く無駄になることはなく、最適ではないまでも鑑賞に堪え得る画像を取得することができる。
【００６２】
なお、上記例は、適正発光量Ｃｈについて上限値と下限値を定めた例であるが、上限値のみ、あるいは下限値のみを定め、極端に大きな値となってしまった場合のみ、あるいは極端に小さな値となってしまった場合のみ、値を制限するようにしてもよい。
【００６３】
以上、２つの実施形態を例示しながら説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、発光量の調整方法、すなわち発光量決定手段４４の処理は、上記（１）（２）（３）式を用いた処理に限らず、他の演算式に基づいて発光量を決定してもよい。例えば、加重平均ではなく、二乗平均、対数平均などを求めてもよい。また、例えば、２つの基準値の中間の値よりも何％Ｃｆ寄りにする、というように基準値からの調整分を固定的に決めておいてもよい。さらには、加重平均などを求めた後に決まった調整値を加算あるいは減算するなどしてもよい。この他、仮適正値ＣｎおよびＣｆを基準値とした調整を行うことによりフラッシュの適正発光量を決定する方法およびデジタルカメラは、すべて本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの概観図（通常状態）
【図１Ｂ】本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの概観図（内蔵フラッシュをポップアップした状態）
【図１Ｃ】本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの概観図（外付フラッシュを取り付けた状態）
【図２】デジタルカメラの内部構成を示す図
【図３】フラッシュ制御部の構成と入出力データを示す図
【図４】画像データを領域ブロックに分割した例を示す図
【図５】第１演算手段の処理を示すフローチャート
【図６】第２演算手段の処理を示すフローチャート
【図７Ａ】画像データと顔領域と領域ブロックの関係を示す図（顔が占める割合が大きい場合：顔検出処理時）
【図７Ｂ】画像データと顔領域と領域ブロックの関係を示す図（顔が占める割合が大きい場合：調光処理時）
【図８Ａ】画像データと顔領域と領域ブロックの関係を示す図（顔が占める割合が小さい場合：顔検出処理時）
【図８Ｂ】画像データと顔領域と領域ブロックの関係を示す図（顔が占める割合が小さい場合：調光処理時）
【図９】パラメータαの決定に用いられるＬＵＴの一例を示す図
【図１０】パラメータαの決定に用いられるＬＵＴの他の例を示す図
【図１１】パラメータαの決定に用いられるＬＵＴのさらに他の例を示す図
【図１２】パラメータαの決定に用いられるＬＵＴのさらに他の例を示す図
【符号の説明】
【００６５】
１  デジタルカメラ、２  シャッタレリーズボタン、  ３  モードダイヤル、  
４  内蔵フラッシュ、  ５  ホットシュー、  ６フラッシュポップアップボタン、
７  外付フラッシュ、  ３４  システムバス、  
４５  調光用の画像データ、  ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ  領域情報が示す領域、  
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ  領域情報が示す領域に対応する領域ブロック、４８  顔検出用の画像データ、
４９  調光時の実際の顔の位置
【図１Ａ】
2008076902.tif 000004
【図１Ｂ】
2008076902.tif 000005
【図１Ｃ】
2008076902.tif 000006
【図２】
2008076902.tif 000007
【図３】
2008076902.tif 000008
【図４】
2008076902.tif 000009
【図５】
2008076902.tif 000010
【図６】
2008076902.tif 000011
【図７Ａ】
2008076902.tif 000012
【図７Ｂ】
2008076902.tif 000013
【図８Ａ】
2008076902.tif 000014
【図８Ｂ】
2008076902.tif 000015
【図９】
2008076902.tif 000016
【図１０】
2008076902.tif 000017
【図１１】
2008076902.tif 000018
【図１２】
2008076902.tif 000019