(57)【要約】      （修正有）【課題】予め定めた構図で自分撮りを簡便に行うことができる撮像装置及び撮像方法を提供する。【解決手段】被写体を撮像して画像データに変換する撮像部１３と、撮像部で背景を撮像して得られた第１画像データ５３ｂと、背景のもとで撮影者を撮像して得られた第２画像データ５３ａとの一致度を検出する相関演算部５９と、一致度が所定の範囲内にあるかどうかを判定する判定部６５と、判定部において一致度が所定の範囲内にあると判定したとき、撮像部による撮像動作を開始させる撮像動作制御部１５と、撮像動作制御部が操作して撮像部による撮像動作を開始して得られた第３画像データを記録する記録部とを備える。【選択図】図３
2009188953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して画像データに変換する撮像部と、
上記撮像部で背景を撮像して得られた第１画像データと、上記背景のもとで撮影者を撮像して得られた第２画像データとの一致度を検出する相関演算部と、
上記一致度が所定の範囲内にあるかどうかを判定する判定部と、
上記判定部において上記一致度が所定の範囲内にあると判定したとき、上記撮像部による撮像動作を開始させる撮像動作制御部と、
上記撮像動作制御部が操作して上記撮像部による撮像動作を開始して得られた第３画像データを記録する記録部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記撮像装置は、さらに、上記一致度が所定の範囲内になるように撮影者に撮影方向を告知する出力部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
【請求項３】
上記出力部は、上記一致度が所定の範囲内になったときは撮影開始を予告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】
上記撮像装置は、上記一致度が所定の範囲内になった後に自動で撮影を開始することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
背景を撮像して第１画像データを取得するステップと、
上記背景のもとで撮影者を撮像して第２画像データを取得するステップと、
上記第１画像データと上記第２画像データの一致度を検出するための相関演算を行うステップと、
上記一致度が所定の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、
上記一致度が所定の範囲内にあると判定したとき撮像動作を行うステップと、
上記撮像動作を行って得られた第３画像データを記録部に記録するステップと、
を備えたことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め定めた構図で自分撮りを簡便に行うことができる撮像装置及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置では、撮影者が自分自身を撮影する所謂自分撮りを、撮影ミスを起こさずに実施することが求められている。
【０００３】
特許文献１に記載のデジタルカメラは、撮像素子からの撮像信号に基づいて被写体に含まれる顔の輪郭を検出し、検出した顔の輪郭が予め設定した撮像範囲内に収まるかどうかを判定してその結果を出力する。  
これによって自分撮りにおいて、顔の一部などが切れてしまうといったミスが起こりにくくなる。
【特許文献１】特開２００５−２１７７６８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、特許文献１に開示された技術は、背景画像について考慮されていない。  
例えば、予め背景画像を含めた構図を決めて、その構図で自分撮りをしようとする場合、特許文献１に開示された技術では、撮影者自身はミスなく撮像できるが、背景画像が意図した構図となっていることを保障してはいない。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、予め定めた構図で自分撮りを簡便に行うことができる撮像装置及び撮像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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、被写体を撮像して画像データに変換する撮像部と、上記撮像部で背景を撮像して得られた第１画像データと、上記背景のもとで撮影者を撮像して得られた第２画像データとの一致度を検出する相関演算部と、上記一致度が所定の範囲内にあるかどうかを判定する判定部と、上記判定部において上記一致度が所定の範囲内にあると判定したとき、上記撮像部による撮像動作を開始させる撮像動作制御部と、上記撮像動作制御部が操作して上記撮像部による撮像動作を開始して得られた第３画像データを記録する記録部と、を備えた撮像装置である。
【０００７】
また本発明は上記記載の発明である撮像装置において、さらに、上記一致度が所定の範囲内になるように撮影者に撮影方向を告知する出力部を備えた撮像装置である。
【０００８】
また本発明は上記記載の発明である撮像装置において、上記出力部は、上記一致度が所定の範囲内になったときは撮影開始を予告する。
【０００９】
また本発明は上記記載の発明である撮像装置において、上記撮像装置は、上記一致度が所定の範囲内になった後に自動で撮影を開始する。
【００１０】
また本発明は、背景を撮像して第１画像データを取得するステップと、上記背景のもとで撮影者を撮像して第２画像データを取得するステップと、上記第１画像データと上記第２画像データの一致度を検出するための相関演算を行うステップと、上記一致度が所定の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、上記一致度が所定の範囲内にあると判定したとき撮像動作を行うステップと、上記撮像動作を行って得られた第３画像データを記録部に記録するステップと、を備えた撮像方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、予め定めた構図で自分撮りを簡便に行うことができる撮像装置及び撮像方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１の実施の形態］  
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の斜視図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。  
図１、図２を参照しつつ撮像装置の構成と動作について説明する。
【００１３】
図示されない被写体からの撮像光束は、撮像レンズ１１ａ、絞り１１ｂで構成される撮像レンズ系１１を介して撮像素子１２に入射される。この撮像素子１２は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いて構成される。撮像素子１２に入射された撮像光束は、ここで電気信号に光電変換された後、撮像回路１３を経て動きベクトル検出回路２３に至る。
【００１４】
撮像回路１３は、撮像素子１２が出力したアナログ信号をデジタル信号の画像データに変換する。そして、自分撮りモードでの撮影を実行する場合に、所定タイミングで画像データを動きベクトル検出回路２３に出力する。
【００１５】
動きベクトル検出回路２３は、入力された画像データから予め定めた構図での自分撮り画像となっているかどうかを判定する。また動きベクトル検出回路２３は、予め定めた構図での自分撮り画像となっていると判定した場合は、撮像された画像データを画像処理回路２４へ供給する。尚、動きベクトル検出回路２３の詳細は後述する。
【００１６】
画像処理回路２４では、画像信号のγ補正、ホワイトバランス補正、自動露出調整等のデジタル信号処理が施される。また、例えばＪＰＥＧ規格に基づいて画像圧縮／伸長が行われる。こうして圧縮／伸長された画像データは、ビデオメモリ２６に転送されて記憶された後、ビデオ出力回路３３を介して画像表示ＬＣＤ３５に表示可能であると共に、ビデオ出力端子３６よりビデオ機器に出力可能である。  
なお、画像表示ＬＣＤ３５に替えて、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ等を用いた表示装置を用いても良い。
【００１７】
画像処理された画像データは、Ｉ／Ｆ２７からカードスロット３０を介して、当該カメラに着脱自在な着脱メモリ３１に記録することができる。ここで、着脱メモリ３１には、不揮発性メモリであるフラッシュメモリ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等の光記憶媒体を用いることができる。また、画像処理された画像データは、外部Ｉ／Ｆ２８を介して、外部入出力端子３７より外部機器に入出力が可能である。
【００１８】
更に撮像装置１には、撮像装置全体の動作を制御するシステムコントローラ１５が設けられている。システムコントローラ１５には、レンズ駆動部１７、ストロボ発光部１８、操作部１９、スピーカ４０、方向表示部４１が接続されている。
【００１９】
レンズ駆動部１７は、撮像レンズ１１ａを光軸方向に移動させる。ストロボ発光部１８はストロボ光を発する。操作部１９は、レリーズスイッチ４２、パワーオン、各種のモード設定、電池表示選択等を行うためのスイッチや釦で構成される。スピーカ４０は、撮影者に対して自分撮りの画像が予め定められた構図となるようにカメラの向きを音声で指示する。方向表示部４１は、撮影者に対して自分撮りの画像が予め定められた構図とするためのカメラの向きを方向で表示する。
【００２０】
このシステムコントローラには、また、共通バス２１を介して、動きベクトル検出回路２３と、画像処理回路２４と、バッファメモリ２５と、ビデオメモリ２６と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）２７と、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）２８とが電気的に接続されている。  
尚、電源部３９は、電源としての電池の電圧を、当該撮像装置１の各回路が必要とする電圧に変換して供給するために設けられている。
【００２１】
図３は、動きベクトル検出回路２３の概略構成を示すブロック図である。  
動きベクトル検出回路２３は、撮像データ取得部５１と、Ｙ／Ｃ分離部５２と、評価フレーム５３ａ及び参照フレーム５３ｂを有するフレームメモリ５３と、評価領域設定部５６と、参照領域設定部５７と、フレーム間相関演算部５９と、信頼性判定部６０と、動きベクトル検出部６１と、動きベクトル決定部６４と、判定部６５とを有して構成される。
【００２２】
撮像データ取得部５１は、評価フレーム５３ａと、参照フレーム５３ｂを取得するために、撮像回路１３から撮像データを取得するための手段である。評価フレーム５３ａは、所定時点で撮像されたデータであり、参照フレーム５３ｂは、上記所定時点よりも所定時間前に撮像されたデータである。
【００２３】
続いて、動きベクトル検出回路２３の動作について説明する。  
撮像データ取得部５１から出力されたデータに対して、Ｙ／Ｃ分離部５２にて輝度成分が抽出される。抽出された輝度成分のデータは、後述の自分撮りモードでの撮影動作に合わせて、評価フレーム５３ａ及び参照フレーム５３ｂとしてフレームメモリ５３に格納される。  
評価領域設定部５６は、撮像データ取得部５１から得られた評価フレーム５３ａの所定領域を評価領域として設定するための評価領域設定手段である。同様に、参照領域設定部５７は、上記撮像データ取得部から得られた参照フレーム５３ｂに於いて、上記評価領域に対応した参照領域を設定するための参照領域設定手段である。
【００２４】
図４は、評価領域を設定する方法を説明するための図である。  
図４（１）は、参照フレーム５３ｂについて参照領域を設定した例を示している。参照フレーム５３ｂを３×３のマス目に区切り、その各々のマス目を参照領域として設定している。  
図４（２）は、評価フレーム５３ａについて評価領域を設定した例を示している。設定された各々の参照領域の中央部分の小領域を評価領域として設定している。  
評価フレーム５３ａ及び参照フレーム５３ｂの両フレーム間での相関演算手段としてのフレーム間相関演算部５９は、評価領域設定部５６で設定された評価領域と、参照領域設定部５７で設定された参照領域との相対的な位置関係をシフトして変化させながら、各々の位置関係に於いて、評価領域と参照領域の間の相関係数を算出する。
【００２５】
図５は、評価領域と参照領域との位置関係をシフトする例を示す図である。  
例えば、評価領域を参照領域の左上端位置から１ピクセルずつ右方向にシフトする。そして、右端位置までシフトしたときは、評価領域を１ピクセル下げた状態で、参照領域の左端位置から１ピクセルずつ右方向に右端位置までシフトする。この動作を評価領域が参照領域の右下端位置になるまで実行する。
【００２６】
そして、フレーム間相関演算部５９は、各々のシフト位置において、相関係数を算出する。  
ここで、相関係数は、評価領域と参照領域の対応する各画素データの差分の絶対値を領域内で積分した値である。従って、この相関係数が相対的に小さい場合には、相対的に評価領域と参照領域との相関度が高いことを表している。
【００２７】
このフレーム間相関演算部５９が演算した相関係数に従って、動きベクトル検出手段である動きベクトル検出部６１にて、最も相関度の高い位置関係から評価領域（ブロック）単位で動きベクトルが求められる。
【００２８】
例えば、図５に示すように、評価領域を参照領域の左上端位置に置いたときの相関係数が最も低い値であったときは、この評価領域の動きベクトルはベクトルＡとなる。ここで、ベクトルＡは、始点を参照領域の中心点とし、終点を参照領域の左上端位置にある評価領域の中心点とするベクトルである。
【００２９】
このとき、信頼性判定手段である信頼性判定部６０にて、動きベクトル検出部６１の検出結果の信頼性が判定される。例えば、上述の演算によって求めた最も低い相関係数が、所定レベルより高い値であった場合は、信頼性判定部６０は、動きベクトル検出部６１の検出結果について「信頼性無し」と判定する。
【００３０】
動きベクトル決定部６４は、評価領域単位の複数の動きベクトルから評価フレーム５３ａ全体の動きベクトルを決定する。そして、この場合判定部６５が、評価フレーム５３ａ全体の動きベクトルに信頼性があるかどうかを判定する。  
そして、判定部６５に於いて、評価フレーム５３ａ全体の動きベクトルに信頼性有りと判定された場合に、動きベクトル決定部６４で決定された動きベクトルに応じて、予め決められた構図となるように撮像装置を移動する方向が撮影者に指示される。この指示は、
システムコントローラ１５を介して、スピーカ４０あるいは方向表示部４１に出力することによってなされる。
【００３１】
そして、その後所定条件が成立したときに、撮像データ取得部５１からの画像データが画像処理回路２４に送られる。
【００３２】
なお、上述の動きベクトル検出回路２３の基本構成は、例えば、特開２００５−２６０４８１号公報記載の電子手ブレ補正の差分マッチング回路を応用したものである。
【００３３】
図６は、本実施の形態に係る撮像装置の自分撮り動作を示す概略のフロー図である。  
ステップＳ０１において、撮影者は操作部１９を操作して撮影モードを「自分撮りモード」に設定する。ステップS０２において、撮像装置１は、レリーズスイッチ４２が押されるまで待機する。
【００３４】
ステップS０３において、撮影者は基準撮影を行う。即ち、撮影者は背景となる構図を定めてレリーズスイッチ４２を操作する。ステップS０４において、撮像回路１３からの画像データは、参照フレーム５３ｂに格納される。
【００３５】
ステップS０５において、撮影者は、基準撮影で撮影した被写体を背景として、撮像装置１を手に持ってレンズを自らの方向に向ける。撮像装置１は本撮影のための待機状態に移行する。即ち、ステップＳ０６からステップＳ１１の動作を実行する。
【００３６】
ステップS０６において、撮像回路１３から背景と撮影者とを被写体として含む画像データが取り出され、評価フレーム５３ａに格納される。ステップＳ０７において、図４及び図５で説明した処理によって動きベクトルを求め、相関マッチング法によりフレーミングのずれ量を求める。
【００３７】
図７は、相関マッチング法によりフレーミングのずれ量を求める処理を説明する図である。  
図７（１）は、基準撮影で得られた背景画像を示し、図７（２）は、評価フレーム５３ａに格納された画像を示している。図７（３）は、相関マッチング処理の結果を示している。
【００３８】
基準撮影で得られた背景画像に対して参照領域を設定し、その参照領域と対応して設定した評価領域との間で相関演算を行うことにより、評価領域毎に動きベクトルを求める。図７（３）の右の図には、このようにして求められた評価領域ごとの動きベクトルが表されている。
【００３９】
ここで、撮影者の顔を含んでいる評価領域では、背景画像との相関係数は高い値となっている。このため、この評価領域の動きベクトルは、上述のように信頼性判定部６０が「信頼性無し」と判定している。そこで、「信頼性無し」と判定された評価領域の動きベクトルを除外して、残りの複数の動きベクトルからフレーム全体としての動きベクトルを求める。例えば、これら評価領域毎の動きベクトルの平均値を求めても良く、或いは中央値を求めても良い。
【００４０】
ステップＳ０８において、全体の動きベクトルが閾値以下かどうかを閾値マトリクスを用いて調べる。  
図８は、閾値マトリクスを示す図である。  
閾値マトリクスでは、参照領域の中央位置を原点とする二次元座標系を定義して、９つの領域（領域[１]〜領域[９]）に区分する。ここで、Ｘ軸方向の正の閾値をＴｘ、Ｙ軸方向の正の閾値をＴｙとすると、領域[５]は、−Ｔｙ≦Ｙ≦Ｔｙ、−Ｔｘ≦Ｘ≦Ｔｘで囲まれる領域である。この領域[５]を閾値以下の領域という。そして、この閾値マトリクス上で、全体の動きベクトルの始点を座標原点としたとき、ベクトルの終点位置がどの領域に属するかを調べる。
【００４１】
ステップＳ０８でＮＯの場合、即ち、動きベクトルの終点位置が領域[５]以外であった場合、ステップＳ０９において、撮像装置は撮影者に対する指示を指示マトリクスに基づいて行う。
【００４２】
図９は、指示マトリクスを示す図である。  
この指示マトリクスには、ベクトルの終点位置が属する領域に対応して、撮影者に指示する内容が記載されている。例えば、ベクトルの終点位置が領域[１]に属する場合は「右下にずらす」指示がなされる。この指示は、スピーカ４０により音声でなされても良く、また方向表示部４１に撮像装置をずらす方向を点灯表示しても良い。
【００４３】
そして、所定時間経過後にステップＳ０６に戻り、取得した新たな被写体の画像データに基づいて動きベクトルを求める。
【００４４】
ステップＳ０８でＹＥＳの場合、即ち、動きベクトルの終点位置が領域[５]内にあった場合、ステップＳ１０において、撮像装置は構図が所定位置内に収まっていることを方向表示部４１を点滅表示して知らせると共に、撮影者に対して撮影開始を予告する。例えば、「ｘ秒後に撮影を開始します」と、スピーカ４０を用いて音声で予告する。  
これによって、撮影者は撮像装置の移動を停止して保持することができると共に、撮影のために表情を整えるなどの準備時間を確保することができる。
【００４５】
ステップＳ１１において、撮像装置は、ｘ秒経過後に本撮影動作を実行する。即ち、撮像装置は、ｘ秒経過後においてなお、動きベクトルの終点位置が領域[５]内にあった場合、本撮影動作を実行する。そして、撮像データ取得部５１は、本撮影で取得した画像データを画像処理回路２４に出力する。
【００４６】
図１０は、自分撮りにおける撮影者へのフレーミング動作を補助する機能を説明する図である。  
１枚目に撮影した基準画像に対して、２枚目に撮影する自分撮り画像との一致度を表す差分値を検出し、その差分値を修正するように音、光などを用いて撮影者に知らせる。また、差分値が閾値以内に収まった場合は、そのことを直ちに光によって知らせると共に、音声によって撮影開始を予告する。
【００４７】
[実施の形態の効果]  
以上説明した実施の形態では、種々の効果を得ることができる。
【００４８】
（１）撮像装置は、自分撮りモードを備え、一度目に背景画像を撮影し、二度目に自分撮りを行う。そして、自分撮りを行うときは予め定めた構図になるように撮影者に対して音や光で撮像装置を移動させる方向を知らせる。  
さらに、定めた構図になったときは、そのことを光によって直ちに撮影者に知らせる。これによって撮影者はその位置で撮像装置の移動等を速やかに停止させることができる。また撮影を開始することを予告するように構成し、撮影のための準備時間を確保できるようにしている。このように、本撮像装置は自分撮りを円滑に実行するための機能を備えている。
【００４９】
（２）また、撮像装置は自分撮り動作において、定めた構図になったときは自動で撮像動作に移行する。このため、撮影者はレリーズスイッチを操作する必要がなく、取扱いが簡便であると共に、レリーズ操作に伴うぶれ等の画質劣化の恐れもない。
【００５０】
（３）さらに撮像装置は、予め定めた構図に対して、画像処理によって撮像装置を移動させる方向を求める。この画像処理においては、動きベクトルを用いているが、この基本的な処理方法は電子手ブレ補正の差分マッチング回路を応用したものである。従って、この回路を共用できるため、電子手ブレ補正と自分撮りの機能を共に搭載した安価な撮像装置を構成することができる。
【００５１】
なお、上述の実施の形態で説明した各機能は、ハードウエアを用いて構成しても良く、また、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現しても良い。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。
【００５２】
更に、各機能は図示しない記録媒体に格納したプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現させることもできる。ここで本実施の形態における記録媒体は、プログラムを記録でき、かつコンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その記録形式は何れの形態であってもよい。
【００５３】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】動きベクトル検出回路の概略構成を示すブロック図。
【図４】評価領域を設定する方法を説明するための図。
【図５】評価領域と参照領域との位置関係をシフトする例を示す図。
【図６】撮像装置の自分撮り動作を示す概略のフロー図。
【図７】相関マッチング法によりフレーミングのずれ量を求める処理を説明する図。
【図８】閾値マトリクスを示す図。
【図９】指示マトリクスを示す図。
【図１０】自分撮りにおける撮影者へのフレーミング動作を補助する機能を説明する図。
【符号の説明】
【００５５】
１…撮像装置、１１…撮像レンズ系、１１ａ…撮像レンズ、１２…撮像素子、１３…撮像回路、１５…システムコントローラ、１７…レンズ駆動部、１９…操作部、２３…動きベクトル検出回路、２４…画像処理回路、２５…バッファメモリ、２６…ビデオメモリ、２７…インターフェース、２８…外部インターフェース、３０…カードスロット、３１…着脱メモリ、３３…ビデオ出力回路、３５…画像表示ＬＣＤ、４０…スピーカ、４１…方向表示部、４２…レリーズスイッチ、５１…撮像データ取得部、５３…フレームメモリ、５３ａ…評価フレーム、５３ｂ…参照フレーム、５６…評価領域設定部、５７…参照領域設定部、５９…フレーム間相関演算部、６０…信頼性判定部、６１…動きベクトル検出部、６４…動きベクトル決定部、６５…判定部。
【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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【図９】
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【図１０】
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