(57)【要約】【課題】複数被写体の撮影時、撮影者による画角調整のためのズーム操作を軽減すること。【解決手段】撮影画像の画角を設定する画角設定手段と、複数の被写体を検出する被写体検出手段と、検出された複数の被写体から主被写体と主被写体以外とを選択して登録する登録手段と、前記被写体の被写体範囲を算出する算出手段と、前記主被写体が画角内かどうかを判別する判別手段とを有し、前記判別手段の結果に応じて、前記画角設定手段により前記算出手段により求められた画角へ変更することを特徴とする構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影画像の画角を設定する画角設定手段と、複数の被写体を検出する被写体検出手段と、検出された複数の被写体から主被写体と主被写体以外とを選択して登録する登録手段と、前記被写体の被写体範囲を算出する算出手段と、前記主被写体が画角内かどうかを判別する判別手段とを有し、前記判別手段の結果に応じて、前記画角設定手段により前記算出手段により求められた画角へ変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
画角内の被写体座標を算出する座標算出手段と、前記座標算出手段の座標変化量から被写体の移動方向と速度を算出する状態算出手段を有し、前記状態算出手段の出力結果に応じて前記画角設定手段の画角設定速度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記判別手段において主被写体が画角外と判別された場合、前記画角設定手段により画角をｗｉｄｅ端に固定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記状態算出手段の結果から被写体の移動方向を表示する表示手段を有し、前記判別手段において主被写体が画角外と判別された場合、前記表示手段により主被写体が画角外に外れた方向を表示することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記判別手段において主被写体以外の被写体が画角外へ外れたと判別された場合、画角内の前記登録手段により登録された被写体の被写体範囲から前記画角設定手段により画角を再設定することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画角設定手段は光学ズームとデジタルズーとを選択可能なズーム切替え手段を有し、前記登録手段における被写体選択時のズーム操作は前記ズーム切替え手段によりデジタルズームを選択することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の被写体を追従するための画角調整機能を有した撮像装置およびそのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、動き回る被写体に対して、常に画角内で一定の大きさに収まるよう撮影を行う技術が提案されている。一般的には、ズーム機能を備えたデジタルカメラにおいて、認識した被写体の移動量にあわせてズームを追従させることで、画角内に被写体を収めて撮影できるようにする手法が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ユーザが設定した画角、被写体範囲に応じて自動でズーム制御を行う方法が提案されている。ユーザが設定した画角、被写体範囲から焦点距離を算出し、その焦点距離から上記画角または被写体範囲に対応したズーム値に設定している。これにより、ユーザの入力した画角または被写体範囲となるように自動的にズームを行うことができるので、何回でも同じ画角や大きさの被写体を撮影することができる。また、被写体が大きすぎたり、小さすぎたりする等の失敗写真を軽減することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０８７７７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、上述の特許文献１に開示された従来技術では、ユーザが設定した被写体範囲に複数の被写体がいた場合でも、それらの被写体をまとめて被写体範囲として設定してしまう。そのため、複数の被写体に主被写体とその他被写体との区別がなく、動き回る複数の被写体に対して適切な画角設定を行うことができない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、複数の被写体を撮影する場合でも、自動で適正な画角設定が可能な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】
【０００７】
撮影画像の画角を設定する画角設定手段と、複数の被写体を検出する被写体検出手段と、検出された複数の被写体から主被写体と主被写体以外とを選択して登録する登録手段と、前記被写体の被写体範囲を算出する算出手段と、前記主被写体が画角内かどうかを判別する判別手段とを有し、前記判別手段の結果に応じて、前記画角設定手段により前記算出手段により求められた画角へ変更することを特徴とする。
【０００８】
画角内の被写体座標を算出する座標算出手段と、前記座標算出手段の座標変化量から被写体の移動方向と速度を算出する状態算出手段を有し、前記状態算出手段の出力結果に応じて前記画角設定手段の画角設定速度を変化させることを特徴とする。
【０００９】
前記判別手段において主被写体が画角外と判別された場合、前記画角設定手段により画角をｗｉｄｅ端に固定することを特徴とする。
【００１０】
前記状態算出手段の結果から被写体の移動方向を表示する表示手段を有し、前記判別手段において主被写体が画角外と判別された場合、前記表示手段により主被写体が画角外に外れた方向を表示することを特徴とする。
【００１１】
前記判別手段において主被写体以外の被写体が画角外へ外れたと判別された場合、画角内の前記登録手段により登録された被写体の被写体範囲から前記画角設定手段により画角を再設定することを特徴とする。
【００１２】
前記画角設定手段は光学ズームとデジタルズーとを選択可能なズーム切替え手段を有し、前記登録手段における被写体選択時のズーム操作は前記ズーム切替え手段によりデジタルズームを選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の被写体撮影において、撮影者による画角調整のためのズーム操作を軽減することが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による施形態に係わる構成概念図である。
【図２】本発明による第１実施形態を表すフローチャートである。
【図３】被写体の選択方法を説明する図ある。
【図４】被写体登録時のズーム操作を説明する図である。
【図５】主被写体が画角内または画角外にいる場合の画角設定を説明する図である。
【図６】画角の設定手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明による第２実施形態を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態にかかわる内部構成を説明するブロック図である。
【００１６】
１は撮影レンズでズームレンズ、フォーカスレンズ等の複数のレンズで構成される。２は絞り機能を備えるシャッター、３は光学像を電気信号に変換する撮像素子、４は撮像素子３のアナログ信号出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。５は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器４からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。１０は絞り機能を備えるシャッター２を制御する露光制御手段である。１１は撮影レンズ１の撮影倍率を制御するフォーカス制御、ズーミングを制御するズーム制御等のレンズ制御を行うレンズ制御手段である。画像処理回路５によって、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてシステム制御回路２０が露光制御手段１０、レンズ制御手段１１に対して制御を行い、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理およびＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理を行っている。
【００１７】
１５は電源制御手段で、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されており、電池の装着の有無、電池残量、電池内部抵抗の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路１９の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。１６、１７はコネクタ、１８はアルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる電源手段である。
【００１８】
７は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＦＬＡＳＨＲＯＭ等が用いられる。
【００１９】
８は撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリであり、Ａ／Ｄ変換器４のデータは画像処理回路５を介してメモリ８に書き込まれる。また、ＤＲＡＭ等のメモリ１１はシステム制御回路１９の動作用の定数、変数、プログラムの記憶および作業領域としても使用することが可能である。
【００２０】
１２は、システム制御回路２０の各種の動作指示を入力するための操作手段であり、各種ボタンやスイッチ、ダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。
【００２１】
シャッタスイッチは２段階ストロークで構成され、１３はシャッタスイッチＳＷ１で、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等の動作開始を指示する。１４はシャッタスイッチＳＷ２で、撮像素子３から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器４を介してメモリ８に画像データを書き込む露光処理、ＥＦ（予備発光、本発光）処理、画像処理回路５での演算を用いた現像処理等の一連の処理の動作開始を指示する。
【００２２】
９はＴＦＴ  ＬＣＤ等から成る表示装置であり、メモリ８に書き込まれた表示用の画像データが表示される。
【００２３】
［実施例１］
以下、図２のフローチャートを参照して、本発明の第１実施例の動作フローについて説明する。まずカメラを動画撮影モードで起動し、ステップＳ１０１において操作部１２により画角自動設定モードに設定するかどうか選択を行う。画角自動設定モードを選択しない場合は通常の撮影を行う（ステップＳ１１４）。画角自動設定モードを選択した場合は、ステップＳ１０２において、撮影対象となる被写体の登録を行う。被写体の登録は図３に示すとおり、枠または矢印等を表示装置９に表示させ、操作部１２でそれらを登録したい被写体位置まで移動させて登録する。
【００２４】
操作部１２にタッチパネルを用いている場合は、表示装置９上の被写体に直接触れて登録してもよい。このとき登録可能な被写体は、撮像装置２０で検出可能な被写体で、登録可能な被写体に枠または矢印等の選択手段が近づいた場合は、それら選択手段の色や形を変化させて視覚的に分かりやすく表示する。撮像装置２０での被写体検出方法は周知技術であるので詳細は省略するが、一例として顔検出等の画像認識により被写体を認識してもよい。
【００２５】
また、パターンマッチングや、ブロックマッチング法を用いて、動きのある被写体を撮影対処として認識してもよい。登録された被写体は、登録されていない被写体と区別が出来るよう、被写体周辺に上記選択時とは異なる色や形の枠をつけ、選択された被写体であることが視覚的に判別できるように常時表示する。例えば図３に示す通り、選択時の枠３１は点線で表示し、登録された被写体に表示する枠３２は実線にして表示してもよい。
【００２６】
以降の説明では、選択された被写体の判別用には枠が用いられているとして説明する。選択された被写体の枠は、被写体の位置の変化に応じて定期的に更新され、被写体の追尾が開始される（ステップＳ１０３）。次にステップＳ１０４において、被写体を追加で登録するかどうかの選択を行う。例として、表示装置９にｙｅｓ／ｎｏの文字列を表示させ、操作部１２によりｙｅｓを選択した場合は被写体を追加で登録し、ｎｏを選択した場合は登録終了としてもよい。
【００２７】
追加で被写体を登録する場合はステップＳ１０２に戻り、同様の操作を繰り返す。また、画角内の被写体選択時のズームはデジタルズームを用いる。デジタルズームを用いる。デジタルズームでの拡大表示を図４に示す。
【００２８】
図４（ａ）の外側の枠４２はｗｉｄｅ端の画角を示し、内側の枠４１はデジタルズーム後の表示装置８に表示される画角を示す。図４（ａ）に示す通り、登録したい被写体を拡大しても撮像装置での被写体認識可能な領域は変化しないので、一度登録した被写体はｗｉｄｅ端の画角内にいる限り追尾を継続する。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、拡大表示画角内にｗｉｄｅ端の画像４３を表示し、全体の検出している被写体が視覚的にわかるように表示してもよい。図４（ｂ）のｗｉｄｅ端画像４３内の枠４２は現在の表示領域を示し、丸印４５は登録した被写体のｗｉｄｅ端画角に対する位置を示す。ステップＳ１０４において被写体登録を完了した場合は、ステップＳ１０５において主被写体の選択を行う。
【００３０】
主被写体の選択は、前記被写体の登録同様に操作キーまたはタッチパネル等を用いて、これまで登録した被写体の中から選択する。主被写体の登録完了後、ステップＳ１０６で登録した被写体の表示装置８上の座標を算出する。表示装置８上の座標の算出は表示装置８の画素データから求める。座標の算出は撮像部３から得られた画素データを用いて行ってもよい。登録した被写体の座標算出後は、ステップＳ１０７において画角の設定を行う。
【００３１】
ここで、画角設定の処理について図５と、図６のフローチャートを用いて説明する。図５（ａ）の枠４２はｗｉｄｅ端の画角を示す。また、図５（ｂ）における外側の枠４２はｗｉｄｅ端の画角を示し、内側の枠５１は画角設定後の画角を示す。画角の設定手順として、まずステップＳ３０１において主被写体がｗｉｄｅ端画角内かどうかの判断を行う。主被写体が画角から外れたと判断された場合、ステップＳ３０２へ進み、図５（ａ）に示す通りｗｉｄｅ端画角に固定し、主被写体が外れた方向に矢印等のアシスト表示を行う（ステップＳ３０３）。被写体の外れた方向は、被写体が動く前後の座標情報から算出される。
【００３２】
次にステップＳ３０４において、アシスト表示に従って主被写体をｗｉｄｅ端画角内に戻し、操作部１２を用いて主被写体の再登録を行う。主被写体登録後はステップＳ３０５に進み、被写体範囲の算出を行い、ステップＳ３０６において算出された被写体範囲に合わせてレンズ制御手段１１により画角を変更する。ステップＳ３０２において、主被写体がｗｉｄｅ端画角内と判断された場合は、ステップＳ３０５に進み、図５（ｂ）に示すようにｗｉｄｅ端画角内におさまっている登録された被写体から被写体範囲を算出する。画角設定完了後、ステップＳ１０８において動画撮影を開始するかどうかの判断を行う。
【００３３】
撮影を行わない場合は、ステップＳ１０６に戻り、再度登録した被写体座標の算出を行う。撮影を行う場合は、ステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０６同様に被写体の座標を算出する。
【００３４】
次に、ステップＳ１０９において画角の設定を行う。画角の設定もステップＳ１０７同様の処理で行うが、動画撮影時は画角設定時のズーム速度を、被写体の移動速度に応じて変化させる。被写体の速度が遅いときは、ズーム速度も遅くし、動画に記録されるズーム音声を軽減させる。画角設定後、ステップＳ１１１において、撮影を終了するかどうかの判断を行い、動画撮影を継続する場合はステップＳ１０９に戻り、被写体の動きに応じて画角の再設定を行う。動画撮影を終了する場合は、ステップＳ１１２に進み、画角自動設定モードを継続するかどうかの選択を行う。画角自動設定モードを継続しない場合は画角自動設定モードを終了し、継続する場合はステップＳ１１３において被写体の再設定を行うかどうか選択する。
【００３５】
被写体の再設定を行う場合は、登録された被写体をクリアしてステップＳ１０２に進み、再設定を行わない場合は、ステップＳ１０８に置いて再度撮影を開始するかどうか選択する。
【００３６】
［実施例２］
以下、発明の第２の実施例として静止画撮影時の動作フローについて、図７のフローチャートを用いて説明する。まずカメラを静止画撮影モード起動した後は、ステップＳ２０１からステップＳ２０７までは動画撮影時ど同様の動作を行う。自動画角設定モードにしない場合はステップＳ２１１へ進み通常撮影モードとなる。ステップＳ２０８で静止画撮影を行うかどうかの判断を行い、撮影を行わない場合はステップＳ２０６へ進み被写体の座標を再度算出する。撮影を行う場合は、静止画撮影終了後にステップＳ２０９へ進み、実施例１と同様に画角自動設定モードを継続するかどうかの判断を行い、継続しない場合は画角自動設定モードの処理を終了する。継続する場合はステップＳ２１０へ進み、実施例１同様に被写体を再登録するかどうかの選択を行う。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  撮像レンズ
２  シャッター
３  撮像素子
４  Ａ／Ｄ変換器
５  画像処理装置
６  表示装置ドライバ
７  不揮発性メモリ
８  メモリ
９  画像表示装置
１０  露光制御手段
１１  レンズ制御手段
１２  操作部
１３  シャッタスイッチ１
１４  シャッタスイッチ２
１５  電源制御手段
１６  コネクタ
１７  コネクタ
１８  電源
１９  システム制御手段
２０  撮像装置
３１  被写体認識枠（登録前）
３２  被写体認識枠（登録後）
４１  表示画像（デジタルズーム後）
４２  ｗｉｄｅ端画角
４３  ｗｉｄｅ端補助表示
４４  デジタルズーム画角
４５  登録された被写体位置表示
５１  画角調整後の画角
６１  アシスト表示
【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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