(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系による像を撮像する第１撮像手段と、
第１画像情報及び第２画像情報を取得する、前記第１撮像手段とは異なる第２撮像手段と、
前記第１画像情報に対して輝度の補正を行い、前記第２画像情報に対して輝度の補正を行わない補正手段と、
前記補正手段に補正された前記第１画像情報に基づいて背景に相当する領域を抽出する第１処理手段と、
前記第１処理手段による抽出結果を用いて、前記第２画像情報に含まれる色情報から顔に相当する領域を抽出する第２処理手段と、
前記第２処理手段により抽出された前記顔に相当する領域を追尾することにより焦点調節状態を検出するエリアを決定し、前記結像光学系の焦点調節状態を制御する焦点調節制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記焦点調節制御手段は、
前記第２処理手段により抽出された領域の画像を基準画像に設定し、
前記基準画像を含みこれより広い周辺の所定領域を設定し、
前記第２撮像手段により取得された、前記第２画像情報より所定時間経過後の第３画像情報と前記基準画像とを前記色情報及び前記輝度に基づいて比較し、
前記第３画像情報中に前記基準画像に一致する画像情報が存在する場合はその一致する画像情報の位置情報を求める請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記焦点調節制御手段は、
前記焦点検出手段により求められた位置情報に基づいて焦点検出エリアを決定し、当該決定された焦点検出エリアの焦点調節状態に基づいて前記結像光学系のデフォーカス量を求め、
前記デフォーカス量に基づいて、前記結像光学系を合焦位置に移動させる請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
結像光学系による像を撮像することにより第１画像情報及び第２画像情報を取得する撮像手段と、
前記第１画像情報に対して輝度の補正を行い、前記第２画像情報に対して輝度の補正を行わない補正手段と、
前記補正手段に補正された前記第１画像情報に基づいて背景に相当する領域を抽出する第１処理手段と、
前記第１処理手段による抽出結果を用いて、前記第２画像情報から顔に相当する領域を抽出する第２処理手段と、
前記第２処理手段による抽出結果を用いて、前記結像光学系の焦点調節状態を制御する焦点調節制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記焦点調節制御手段は、前記撮像手段により第１画像情報が取得された後、かつ、前記撮像手段により第２画像情報が取得される前に前記結像光学系の焦点調節状態を制御する請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記焦点調節制御手段は、前記第２処理手段により抽出された前記顔に相当する領域を追尾することにより、焦点調節状態を検出するエリアを決定する請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記第１画像情報に対して画像の周辺部の光量低下を補正し、前記第２画像情報に対して画像の周辺部の光量低下を補正しない請求項４〜６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像の輝度分布に基づいて背景である可能性が高い領域を抽出し、この領域の色域を決定することで画像の中から背景領域を抽出する画像処理装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６８９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画像の輝度分布を用いて画像解析すると光学系の特性によっては画像の周辺部に対して正確な輝度が得られず、正確な画像解析が行えないという問題があった。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、正確な画像解析を行うことができる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】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
本発明に係る撮像装置は、結像光学系による像を撮像する第１撮像手段と、第１画像情報及び第２画像情報を取得する前記第１撮像手段とは異なる第２撮像手段と、前記第１画像情報に対して輝度の補正を行い、前記第２画像情報に対して輝度の補正を行わない補正手段と、前記補正手段に補正された前記第１画像情報に基づいて背景に相当する領域を抽出する第１処理手段と、前記第１処理手段による抽出結果を用いて、前記第２画像情報に含まれる色情報から顔に相当する領域を抽出する第２処理手段と、前記第２処理手段により抽出された前記顔に相当する領域を追尾することにより焦点調節状態を検出するエリアを決定し、前記結像光学系の焦点調節状態を制御する焦点調節制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記発明において、前記焦点調節制御手段は、前記第２処理手段により抽出された領域の画像を基準画像に設定し、前記基準画像を含みこれより広い周辺の所定領域を設定し、前記第２撮像手段により取得された、前記第２画像情報より所定時間経過後の第３画像情報と前記基準画像とを前記色情報及び前記輝度に基づいて比較し、前記第３画像情報中に前記基準画像に一致する画像情報が存在する場合はその一致する画像情報の位置情報を求めるように構成することができる。
【０００９】
また上記発明において、前記焦点調節制御手段は、前記焦点検出手段により求められた位置情報に基づいて焦点検出エリアを決定し、当該決定された焦点検出エリアの焦点調節状態に基づいて前記結像光学系のデフォーカス量を求め、前記デフォーカス量に基づいて、前記結像光学系を合焦位置に移動させるように構成することができる。
【００１０】
本発明に係る撮像装置は、結像光学系による像を撮像することにより第１画像情報及び第２画像情報を取得する撮像手段と、前記第１画像情報に対して輝度の補正を行い、前記第２画像情報に対して輝度の補正を行わない補正手段と、前記補正手段に補正された前記第１画像情報に基づいて背景に相当する領域を抽出する第１処理手段と、前記第１処理手段による抽出結果を用いて、前記第２画像情報から顔に相当する領域を抽出する第２処理手段と、前記第２処理手段による抽出結果を用いて、前記結像光学系の焦点調節状態を制御する焦点調節制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記発明において、前記焦点調節制御手段は、前記撮像手段により第１画像情報が取得された後、かつ、前記撮像手段により第２画像情報が取得される前に前記結像光学系の焦点調節状態を制御するように構成することができる。
【００１２】
また上記発明において、前記焦点調節制御手段は、前記第２処理手段により抽出された前記顔に相当する領域を追尾することにより、焦点調節状態を検出するエリアを決定するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記発明によれば、画像解析の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下においては、上記発明を一眼レフデジタルカメラに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。ただし上記発明は、銀塩フィルムカメラやコンパクトカメラその他の撮像装置にも適用することができる。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図であり、上記発明の画像解析装置および撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。
【００２０】
本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とを備え、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００は着脱可能に結合されている。
【００２１】
レンズ鏡筒２００には、フォーカスレンズ２１１やズームレンズ２１２を含むレンズ群２１０や絞り装置２２０などからなる撮影光学系が内蔵されている。
【００２２】
フォーカスレンズ２１１は、その光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、フォーカスレンズエンコーダ２６０によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ２３０によってその位置が調節される。そして、フォーカスレンズエンコーダ２６０で検出されたフォーカスレンズ２１１の位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するレンズ駆動制御部１６５へ送信される。また、フォーカスレンズ駆動モータ２３０は、後述する焦点検出結果に基づいて演算された駆動量や駆動速度に応じて、レンズ駆動制御部１６５からレンズ制御部２５０を介して送信される駆動信号により駆動する。さらに、フォーカスレンズ駆動モータ２３０は、後述するズームレンズ２１２の焦点距離と関係に応じた位置に、レンズ制御部２５０から送信される駆動信号により駆動する。
【００２３】
ズームレンズ２１２は、その光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、ズームレンズエンコーダ２８０によってその位置が検出されつつズームレンズ駆動モータ２７０によってその位置が調節される。ズームレンズ２１２の位置は、操作部１５０に設けられたズームボタンを操作することにより調節される。そして、ズームレンズエンコーダ２８０で検出されたズームレンズ２１２の位置情報は、レンズ制御部２５０へ送信される。
【００２４】
絞り装置２２０は、上記撮影光学系を通過して撮像素子１１０に至る光束の光量を制限するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能とされている。絞り装置２２０による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された絞り値に応じた信号が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることにより行われる。また、開口径の調節は、カメラボディ１００に設けられた操作部１５０によるマニュアル操作により、設定された絞り値に応じた信号がカメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることによっても行われる。
【００２５】
レンズ鏡筒２００にはレンズ制御部２５０が設けられている。レンズ制御部２５０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、カメラ制御部１７０と電気的に接続され、このカメラ制御部１７０からデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を受信するとともに、カメラ制御部１７０へレンズ情報を送信する。
【００２６】
一方、カメラボディ１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７及び焦点検出モジュール１６１へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。図１においては、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。
【００２７】
ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。
【００２８】
クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７へ導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出モジュール１６１へ導く。
【００２９】
したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出モジュール１６１へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１１の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを全押しするとミラー系１２０が撮影位置に回動し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は全て撮像素子１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。
【００３０】
焦点検出モジュール１６１は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するための焦点検出素子であり、サブミラー１２２で反射した光束（光軸Ｌ４）の、撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な位置に固定されている。
【００３１】
図２は、図１に示す焦点検出モジュール１６１の構成例を示す図である。
【００３２】
本例の焦点検出モジュール１６１は、コンデンサレンズ１６１ａ、一対の開口が形成された絞りマスク１６１ｂ、一対の再結像レンズ１６１ｃおよび一対のラインセンサ１６１ｄを有し、フォーカスレンズ２１１の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束をラインセンサ１６１ｄで受光して得られる一対の像信号の位相ずれを周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する。
【００３３】
そして、図２に示すように被写体Ｐが撮像素子１１０の等価面（予定結像面）１６１ｅで結像すると合焦状態となるが、フォーカスレンズ２１１が光軸Ｌ１方向に移動することで、結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれたり（前ピンと称される）、カメラボディ１００側にずれたりすると（後ピンと称される）、ピントずれの状態となる。
【００３４】
なお、被写体Ｐの結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて短くなり、逆に被写体像Ｐの結像点がカメラボディ１００側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて長くなる。
【００３５】
すなわち、合焦状態では一対のラインセンサ１６１ｄで検出される像信号がラインセンサの中心に対して重なるが、非合焦状態ではラインセンサの中心に対して各像信号がずれる、すなわち位相差が生じるので、この位相差（ずれ量）に応じた量だけフォーカスレンズ２１１を移動させることでピントを合わせる。
【００３６】
図１に戻り、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出位置として選択された焦点検出エリアに関する情報をカメラ制御部１７０から受け、この焦点検出エリアに相当する一対のラインセンサ１６１ｄにて検出された一対の像信号を読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。
【００３７】
デフォーカス演算部１６３は、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた一対の像信号のずれ量をデフォーカス量ΔＷに変換し、これをレンズ駆動量演算部１６４へ出力する。
【００３８】
レンズ駆動量演算部１６４は、デフォーカス演算部１６３から送られてきたデフォーカス量ΔＷに基づいて、当該デフォーカス量ΔＷに応じたレンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。
【００３９】
レンズ駆動制御部１６５は、レンズ駆動量演算部１６４から送られてきたレンズ駆動量Δｄに基づいてレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δｄだけフォーカスレンズ２１１を移動させる。
【００４０】
撮像素子１１０は、カメラボディ１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ群２１０を含む撮影光学系の予定焦点面となる位置に設けられ、その前面にシャッター１１１が設けられている。撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成することができる。この撮像素子１１０で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部１７０で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
【００４１】
一方、クイックリターンミラー１２１で反射した被写体からの光束は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して撮影者の眼球に導かれる。このとき、透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影準備状態において、ファインダ１３５を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
【００４２】
操作部１５０は、シャッターレリーズボタン、ズームボタン、および撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、自動露出モード／マニュアル露出モード、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。
【００４３】
また、シャッターレリーズボタンは全押ししたときにシャッターがＯＮされるが、これ以外にも、オートフォーカスモードにおいて当該ボタンを半押しするとフォーカスレンズの合焦動作がＯＮとなり、ボタンを離すとＯＦＦになる。また、単写／連写設定ボタンも含まれ、連写モードでレリーズボタンを全押しすると１秒間に所定枚数の画像を撮影することができる。
【００４４】
また、ズームボタンは、広角側にズーミングするＷボタンと、望遠側にズーミングするＴボタンとを備え、Ｗボタンを押すとズームレンズ２１２の焦点距離を短くするようにズームレンズ駆動モータ２７０が駆動し、Ｔボタンを押すとズームレンズ２１２の焦点距離を長くするようにズームレンズ駆動モータ２７０が駆動する。これらの操作部１５０により設定された各種モードはカメラ制御部１７０へ送信される。
【００４５】
カメラボディ１００にはカメラ制御部１７０が設けられている。カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、レンズ制御部２５０と電気的に接続され、このレンズ制御部２５０からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部２５０へデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を送信する。また、カメラ制御部１７０は、上述したように撮像素子１１０から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。また、カメラ制御部１７０は、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒２００の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。
【００４６】
接眼レンズ１３４の近傍には、測光用レンズ１３６と測光センサ１３７が設けられ、焦点板１３１に結像した被写体光の一部を受光する。
【００４７】
本例の測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成され、受光した光束の輝度に応じた測光信号を所定の画素群ごとにカメラ制御部１７０へ出力し、撮影の際の撮像素子１１０の露出値を演算する。また、測光センサ１３７による画素ごと又は所定の画素群ごとの測光信号は、カメラ制御部１７０へ出力されて、撮影シーンの解析や認識にも用いられ、輝度や色彩に基づいて焦点調節対象の位置を解析または認識したり、人物撮影や風景撮影などの撮影モードの選択をしたり、各種画像解析処理に用いられる。以下、本例のカメラ１の画像解析処理について説明する。
【００４８】
図３Ａ〜図３Ｅは、測光センサ１３７を示す正面図であって本例のカメラ１の画像解析例を説明するための図である。本例の測光センサ１３７は、横方向にｉ行、縦方向にｊ列のｉ×ｊ個の受光部（画素）１３７ａを有する二次元カラーＣＣＤイメージセンサであり、左上の受光部１３７ａを［１］［１］としたときのｉ行ｊ列の受光部１３７ａを受光部［ｉ］［ｊ］と称する。
【００４９】
図４Ａは本例のカメラ１の動作例を示すフローチャート、図４Ｂは図４ＡのステップＳ７のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００５０】
本例のカメラ１では、測光センサ１３７で撮像された画像情報から被写体の背景領域を抽出する処理と、同じく測光センサ１３７で撮像された画像情報から被写体（人物）の顔領域を抽出する処理を実行する。以下、図３Ａに示すように、向かって中央左側に人物１３７Ａ、中央右側に木１３７Ｂ、手前に道路１３７Ｃがある被写界を撮影した場合を例に挙げて説明する。
【００５１】
まず、カメラ１の主電源をＯＮすると、測光センサ１３７を用いて撮影光学系２１０による画像を所定間隔で取得する（ステップＳ１）。
【００５２】
ステップＳ１で取得された画像の輝度情報はカメラ制御部１７０へ送出され、カメラ制御部１７０において輝度情報に基づいて撮影光学系２１０の光学特性等による光量の補正処理を実行する（ステップＳ２）。
【００５３】
ここで、ステップＳ１で取得された画像の受光部［ｉ］［ｊ］の輝度出力をＶｙ［ｉ］［ｊ］、受光部［ｉ］［ｊ］のＲＧＢ各色の出力をそれぞれＶｒ［ｉ］［ｊ］，Ｖｇ［ｉ］［ｊ］，Ｖｂ［ｉ］［ｊ］、各受光部のＲＧＢ各色の出力を合成して輝度値を算出するための定数をそれぞれＲmix，Ｇmix，Ｂmixとすると、補正処理前の輝度出力Ｖｙ［ｉ］［ｊ］は、下記式１で表わされる。
【００５４】
《式１》
Ｖｙ［ｉ］［ｊ］＝
Ｒmix×Ｖｒ［ｉ］［ｊ］＋Ｇmix×Ｖｇ［ｉ］［ｊ］＋Ｂmix×Ｖｂ［ｉ］［ｊ］
ステップＳ２の光量補正処理では、上記式１の輝度出力Ｖｙ［ｉ］［ｊ］を下記式２に基づいて補正する。これにより、周辺部の光量低下が生じることがある広角レンズなどについて光量補正がされ、続くステップＳ３における背景領域の抽出精度が向上することになる。
【００５５】
なお、式２において、ＶｙＺ［ｉ］［ｊ］は補正後の輝度出力、Ｋadj［ｉ］［ｊ］は各受光部１３７ａに光量補正を施すための係数である。補正後の輝度出力ＶｙＺ［ｉ］［ｊ］を図３Ｂに示す。
【００５６】
《式２》
ＶｙＺ［ｉ］［ｊ］＝Ｖｙ［ｉ］［ｊ］×Ｋadj［ｉ］［ｊ］
ステップＳ２において各受光部１３７ａの輝度出力が補正されると、補正後の輝度出力ＶｙＺ［ｉ］［ｊ］の各列に対し（図３Ｂ）、下記式３および式４に基づいて背景領域の判定を行なう。
【００５７】
《式３》
｜ｌｏｇ２（ＶｙＺ［ｉ］［ｊ］）−ｌｏｇ２（ＶｙＺ［ｉ］［１］）｜＜Ｂ
《式４》
Ｍ１［ｉ］［ｊ−１］≠０
上記式３において、Ｂは予め実験等で求めた判定閾値、ｌｏｇ２（ＶｙＺ［ｉ］［ｊ］）は２を底数とする輝度出力ＶｙＺ［ｉ］［ｊ］の対数、ｌｏｇ２（ＶｙＺ［ｉ］［１］）は２を底数とする輝度出力ＶｙＺ［ｉ］［１］の対数であり、単位は全てＡＰＥＸ（Additive System of Photographic Exposure）演算などで用いられる段（ステップ）である。
【００５８】
また、上記式４において、Ｍ１は背景領域か否かの判定フラグであり、Ｍ１［ｉ］［１］の初期値は１、ｊ≠１を満たすＭ１［ｉ］［ｊ］の初期値は０である。
【００５９】
ここで、測光センサ１３７の最上列［ｉ］［１］の受光部１３７ａに相当する被写界領域は背景領域である可能性が高いと言えるので、この最上列［ｉ］［１］の受光部１３７ａの輝度出力ＶｙＺ［ｉ］［１］に対し、判定閾値Ｂの範囲内にある輝度域を背景領域の輝度域に設定する。そして、ｊ＝２，３，４…のようにｊが小さい方から順に輝度出力ＶｙＺ［ｉ］［ｊ］のｊに代入したときに上記式３を満たす受光部１３７ａの判定フラグＭ１［ｉ］［ｊ］を初期値０から１に置換する。
【００６０】
測光センサ１３７の最下列まで上記演算を終了すると、Ｍ１［ｉ］［ｊ］＝１となった受光部１３７ａを抽出する。抽出された背景領域１３７Ｄを図３Ｃに示す。このようにして抽出された背景領域１３７Ｄの情報は、たとえば焦点検出エリアの選択や露出制御を決める情報として利用することができる。
【００６１】
次に、被写界の撮像画像から人物１３７Ａの顔領域を抽出する。すなわち、ステップＳ４において、上記ステップＳ１と同様に測光センサ１３７を用いて撮影光学系２１０による画像を所定間隔で取得する。
【００６２】
また、ステップＳ５では所定の焦点検出エリアにおける焦点調節状態を焦点検出モジュール１６１により検出し、デフォーカス演算部１６３、レンズ駆動量演算部１６４、レンズ駆動制御部１６５、レンズ制御部２５０およびフォーカスレンズ駆動モータ２３０を介して上述した手順でフォーカスレンズ２１１を合焦位置へ駆動し、その位置をフォーカスレンズエンコーダ２６０で検出することにより撮影距離を検出する。
【００６３】
ステップＳ６では顔領域を抽出する。ここでは、ステップＳ３で抽出された背景領域（図３Ｃ参照）以外の領域に人物１３７Ａの顔領域が存在することを前提にして顔領域を抽出するが、ステップＳ４にて取得した画像全体に対して以下の処理を実行することもできる。
【００６４】
まず、ステップＳ３にて抽出された背景領域１３７Ｄを除く領域の画像に対し、色相Ｈを算出する。この色相Ｈは、測光センサ１３７の各受光部１３７ａの各ＲＧＢの出力をＲ，Ｇ，Ｂ、その最大値をＭＡＸ、最小値をＭＩＮとしたときに、ＭＡＸがＲ（赤）の出力である場合は、色相Ｈ＝６０×（Ｇ−Ｂ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）であり、同様にしてＭＡＸがＧ（緑）の出力である場合は、色相Ｈ＝１２０＋６０×（Ｂ−Ｒ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）であり、ＭＡＸがＢ（青）の出力である場合は、色相Ｈ＝２４０＋６０×（Ｒ−Ｇ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）である。
【００６５】
次いで、受光部［ｉ］［ｊ］の色相をＨ［ｉ］［ｊ］、人肌の色相範囲を設定するための定数をＨloconst，Ｈhiconst（Ｈloconst，Ｈhiconstはたとえば０〜３０°）としたときに、下記式５を満たす受光部［ｉ］［ｊ］を抽出する。図３Ｄに式５を満たす顔領域候補として抽出された領域１３７Ｆ１，１３７Ｆ２を示す。
【００６６】
≪式５≫
Ｈloconst＜Ｈ［ｉ］［ｊ］＜Ｈhiconst
次いで、カメラ制御部１７０は、顔幅に相当する測光センサ１３７の受光部１３７ａの数Ｆwidth（画素数）を下記式６により求める。式６において、Ｆtypは実際の人物の顔の幅に相当する定数、ｆは撮影光学系２１０の焦点距離、ＤはステップＳ５にて検出された所定の焦点検出エリアにおける撮影距離、ｐは測光センサ１３０の受光部１３７ａのピッチである。
【００６７】
≪式６≫
Ｆwidth＝（Ｆtyp×ｆ）／（Ｄ×ｐ）
なお、上記式６はクイックリターンミラー１２１から測光用レンズ１３６を光束が通過する間に像倍率の変更はないものとした関係式であるが、像倍率が変更される光学系においてもその倍率を考慮した関係式（たとえばピッチｐを適宜の値にする）にすることで受光部数Ｆwidthを求めることができる。
【００６８】
次いで、上記式６で求められた受光部数Ｆwidthと、上記式５で抽出された顔領域候補１３７Ｆ１，１３７Ｆ２の受光部数とを比較し、一致する場合はその領域を顔領域と判断する。図３Ｄに示す２つの顔領域候補１３７Ｆ１，１３７Ｆ２については、一方の顔領域候補１３７Ｆ１のみが受光部数Ｆwidthと一致するので、図３Ｅに示すように、この領域１３７Ｆ１を顔領域の検出結果とする。
【００６９】
以上のようにして顔領域１３７Ｆ１が抽出されるが、この画像解析処理では輝度より色相が重要であることから、ステップＳ２で行った光量補正は行わない。したがって、そのぶんの演算負荷が軽減されることになる。
【００７０】
ステップＳ６で抽出された顔領域１３７Ｆ１の情報は、たとえば次のステップＳ７における焦点検出に利用される。ここでは、抽出された顔領域１３７の位置を追尾しながらその領域に合焦させる処理を実行するものとする。
【００７１】
すなわち、まず図４ＡのステップＳ７１にて設定された被写体エリア、たとえばステップＳ６で抽出された顔領域１３７Ｆ１の画像を抽出し、テンプレート画像を生成する。次いで、ステップＳ７２にて、顔領域１３７Ｆ１を含みこれより広い周辺の所定エリアを設定し、所定時間経過後の周辺エリアに相当する画像情報を測光センサ１３７の出力信号に基づいて生成し、先に生成したテンプレート画像と比較する。この比較の際に用いられる画像情報は、測光センサ１３７により検出される色情報及び輝度値であり、テンプレート画像と周辺画像との一致の度合いを類似度として評価するとともに、周辺エリアに他に一致するエリアが存在したかどうかといった可能性の有無を信頼度として評価する。
【００７２】
そして、ステップＳ７３にて、周辺エリアの画像とテンプレート画像とのマッチング処理を実行し、マッチングする場合はステップＳ７４へ進み、周辺エリアの画像のうちマッチングするエリアの二次元座標を演算して求める。なお、マッチングしない場合はステップＳ７１へ戻り、以上の処理を繰り返す。
【００７３】
テンプレート画像とマッチングし、そのエリアの二次元座標が求められたら、カメラ制御部１７０にてマッチングした旨と座標情報を保持する。さらに、マッチング処理した結果、テンプレート画像と周辺画像との類似度及び信頼度についてもカメラ制御部１７０にて保持する。
【００７４】
次いで、ステップＳ７５にてマッチングしたエリアの二次元座標に基づいて焦点検出する焦点検出エリアを決定し、この焦点検出エリアにおける焦点調節状態を焦点検出モジュール１６１により検出する。そして、ステップＳ７６にて、デフォーカス演算部１６３、レンズ駆動量演算部１６４、レンズ駆動制御部１６５、レンズ制御部２５０およびフォーカスレンズ駆動モータ２３０を介して上述した手順でフォーカスレンズ２１１を合焦位置へ駆動する。
【００７５】
ステップＳ７７では合焦状態を判定し、所定の閾値内である場合は図４Ａのステップ８へ進み、合焦状態が所定の閾値外である場合はステップＳ７１へ戻って以上の処理を繰り返す。
【００７６】
図４Ａに戻り、ステップＳ８にてレリーズボタンが押されるとクイックリターンミラー１２１が退避位置に回動するとともにシャッター１１１が開き、撮像素子１１０により撮影光学系２１０を通過した被写体像を撮像する（ステップＳ９）。以上の処理は主電源がＯＦＦされるまで継続する（ステップＳ１０）。
【００７７】
以上のように、本実施形態のカメラ１によれば、主として輝度情報に基づいて背景領域を抽出する画像解析処理においては光量の補正処理を実行するのに対し、主として色情報に基づいて顔領域を抽出する画像解析処理においては光量の補正処理を実行しないので、演算負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】発明の実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【図２】図１の焦点検出モジュールを示す図である。
【図３Ａ】図１のカメラの画像解析例を説明するための図（その１）である。
【図３Ｂ】図１のカメラの画像解析例を説明するための図（その２）である。
【図３Ｃ】図１のカメラの画像解析例を説明するための図（その３）である。
【図３Ｄ】図１のカメラの画像解析例を説明するための図（その４）である。
【図３Ｅ】図１のカメラの画像解析例を説明するための図（その５）である。
【図４Ａ】図１のカメラの動作例を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】図４ＡのステップＳ７のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１３６…測光用レンズ
１３７…測光センサ
１６１…焦点検出モジュール
１７０…カメラ制御部
２００…レンズ鏡筒
２１０…レンズ群
２１１…フォーカスレンズ
２１２…ズームレンズ
２２０…絞り装置
２３０…フォーカスレンズ駆動モータ
２４０…絞り駆動装置
２５０…レンズ制御部
２６０…フォーカスレンズエンコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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