JP4096950B2 - 撮像装置および自動撮影方法 - Google Patents

Description

この発明は、撮像装置および自動撮影方法に関し、特に、被写体を自動的に撮影する機能を有する撮像装置、およびその自動撮影方法に関する。

デジタルカメラの操作者自身が被写体となって、セルフタイマ撮影モードで写真撮影を行なう場合、シャッターボタンが押されてから所定時間が経過すると、自動的に撮影動作が行なわれる。すなわち、操作者が所望の撮影位置に到達したか否かに関わらず、また操作者が撮影位置で静止しているか否かに関わらず、シャッターボタンが押されてから所定時間が経過すると自動的に撮影動作が行なわれる。このため、適切なタイミングで撮影が行なわれず、所望の画像が得られないことがあった。

そこで、リモコンを用いてデジタルカメラを遠隔的に操作することによって、適切なタイミングで撮影を行なう方法がある。しかし、この場合は、リモコンと、リモコン受光部およびそれに付随する回路とを設ける必要があるため、装置の構成が複雑になってしまう。したがって、簡易な構成で、適切なタイミングで撮影動作を行なうことが可能な撮像装置の実現が求められる。

下記の特許文献１には、顔画像を認識、判別することで自動的にレリーズボタンを押し、シャッターチャンスを逃さず、しかも不鮮明な画像を撮影することを防ぎ、鮮明な画像のみを記録する撮像装置が開示されている。これによると、予め記憶された各種の顔特徴データを格納した顔特徴記憶部、および被写体の画像データと顔特徴記憶部のデータから顔を認識して各部分を判別する認識・判別部が設けられる。

また、下記の特許文献２には、簡単かつ正確に焦点および露出を合わせることができるようにして常に所望の画像を得ることができる撮像装置が開示されている。これによると、セルフタイマ撮影モードにおいて、動きベクトルまたは輝度変化に基づいて被写体の動きを検出し、動きが静止したと判断されてから合焦・露出設定が行なわれる。
特開２００３−９２７０１号公報 特開平８−２７９９５４号公報

しかし、上述の特許文献１に開示されている方法では、被写体の動きを検出する手段を有しないため、被写体が静止していなくても撮影動作が行なわれてしまう恐れがある。また、上述の特許文献２に開示されている方法では、被写体の顔を検出する手段を有しないため、人物以外の物体が静止した場合でも撮影動作が行なわれてしまう恐れがある。以上のように、従来の撮像装置では、被写体人物を自動的に撮影する際、最適なタイミングで撮影動作を行なうことができなかった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、被写体人物を自動的に撮影する際、最適なタイミングで撮影動作を行なうことが可能な撮像装置、およびその自動撮影方法を提供することである。

この発明に係わる撮像装置は、操作者自身を被写体として自動的に撮影するセルフタイマ撮影モードを有する撮像装置であって、レンズを介して得られた被写体の光学像を光電変換して画像データを得る画像取得部と、セルフタイマ撮影モードが起動されたことに応じて動作し、画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内において動きのあるブロックを移動領域として検出する移動領域検出部と、セルフタイマ撮影モードが起動されたことに応じて動作し、画像データに基づいて、人物の顔を検出する顔検出部と、移動領域検出部によって検出された移動領域内において、顔検出部によって人物の顔が検出された場合、人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて、顔検出部によって検出された人物の顔に自動的に焦点を合わせて撮影動作を行なう制御部とを備えたものである。

この発明に係わる他の撮像装置は、被写体を自動的に撮影する機能を有する撮像装置であって、レンズを介して得られた被写体の光学像を光電変換して画像データを得る画像取得部と、画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内において動きのあるブロックを移動領域として検出する移動領域検出部と、画像データに基づいて、人物の顔を検出する顔検出部と、移動領域検出部によって検出された移動領域内において、顔検出部によって人物の顔が検出された場合、人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて撮影動作を行なう制御部とを備えたものである。

好ましくは、撮像装置は、操作者自身を被写体として自動的に撮影するセルフタイマ撮影モードを有する。移動領域検出部および顔検出部は、セルフタイマ撮影モードが起動されたことに応じて動作する。制御部は、セルフタイマ撮影モードが起動されてから所定時間が経過した場合は強制的に撮影動作を行なう。

また好ましくは、さらに、セルフタイマ撮影モードが起動されたことに応じて発光し、撮影動作が終了したことに応じて消灯する発光素子を備える。

また好ましくは、制御部は、顔検出部によって検出された人物の顔に自動的に焦点を合わせて、撮影動作を行なう。

この発明に係わる自動撮影方法は、被写体を自動的に撮影する自動撮影方法であって、レンズを介して得られた被写体の光学像を光電変換して画像データを得る画像取得ステップと、画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内において動きのあるブロックを移動領域として検出するとともに、人物の顔を検出する移動領域・顔検出ステップと、移動領域・顔検出ステップによって移動領域内で人物の顔が検出された場合、人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて撮影動作を行なう撮影ステップとを含む。

この発明に係わる撮像装置は、操作者自身を被写体として自動的に撮影するセルフタイマ撮影モードを有する撮像装置であって、レンズを介して得られた被写体の光学像を光電変換して画像データを得る画像取得部と、セルフタイマ撮影モードが起動されたことに応じて動作し、画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内において動きのあるブロックを移動領域として検出する移動領域検出部と、セルフタイマ撮影モードが起動されたことに応じて動作し、画像データに基づいて、人物の顔を検出する顔検出部と、移動領域検出部によって検出された移動領域内において、顔検出部によって人物の顔が検出された場合、人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて、顔検出部によって検出された人物の顔に自動的に焦点を合わせて撮影動作を行なう制御部とを備えたものである。したがって、移動領域検出部および顔検出部を設けたことによって、操作者自身が被写体となってセルフタイマ撮影モードで写真撮影を行なう場合、被写体人物が所望の撮影位置に到達し、かつ撮影位置で静止したことに応じて、撮影動作が行なわれる。これにより、被写体人物を自動的に撮影する際、最適なタイミングで撮影動作を行なうことができる。また、顔検出部によって検出された人物の顔に焦点を合わせるようにしたことにより、被写体人物に正確に焦点が合わされる。

この発明に係わる他の撮像装置は、被写体を自動的に撮影する機能を有する撮像装置であって、レンズを介して得られた被写体の光学像を光電変換して画像データを得る画像取得部と、画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内において動きのあるブロックを移動領域として検出する移動領域検出部と、画像データに基づいて、人物の顔を検出する顔検出部と、移動領域検出部によって検出された移動領域内において、顔検出部によって人物の顔が検出された場合、人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて撮影動作を行なう制御部とを備えたものである。したがって、移動領域検出部および顔検出部を設けたことによって、被写体人物が所望の撮影位置に到達し、かつ撮影位置で静止したことに応じて、撮影動作が行なわれる。これにより、被写体人物を自動的に撮影する際、最適なタイミングで撮影動作を行なうことができる。

この発明に係わる自動撮影方法は、被写体を自動的に撮影する自動撮影方法であって、レンズを介して得られた被写体の光学像を光電変換して画像データを得る画像取得ステップと、画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内において動きのあるブロックを移動領域として検出するとともに、人物の顔を検出する移動領域・顔検出ステップと、移動領域・顔検出ステップによって移動領域内で人物の顔が検出された場合、人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて撮影動作を行なう撮影ステップとを含む。したがって、被写体人物が所望の撮影位置に到達し、かつ撮影位置で静止したことに応じて、撮影動作が行なわれる。これにより、被写体人物を自動的に撮影する際、最適なタイミングで撮影動作を行なうことができる。

図１は、この発明の一実施の形態による撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、この撮像装置は、レンズ１と、ＣＣＤ２と、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路４と、信号処理部５と、フレームメモリ６と、表示部７と、移動領域検出部８と、顔検出部９と、制御部１０と、タイミング発生器１１と、ＡＦドライバ１２と、操作部１３と、ＬＥＤ（発光ダイオード）１４と、記録部１５とを備える。

レンズ１は、被写体の光学像を集光する。ＣＣＤ２は、レンズ１によって集光された被写体の光学像を光電変換する。ＣＤＳ回路３は、ＣＣＤ２の出力信号を相関二重サンプリング処理して、ノイズを低減する。Ａ／Ｄ変換回路４は、ＣＤＳ回路３の出力信号をアナログ／デジタル変換する。

信号処理部５は、Ａ／Ｄ変換回路４の出力信号に対して輝度／色分離などの画像処理を行ない、画像データを取得してフレームメモリ６に一時的に格納する。また、信号処理部５は、フレームメモリ６に格納された画像データをＪＰＥＧ形式などに圧縮処理する画像変換を行なう。このフレームメモリ６は、たとえばＳＤＲＡＭなどメモリであって、フレーム単位の画像データを一時的に保存する。ただし、信号処理部５の処理能力によっては、フレームメモリ６を用いずに画像データを直接圧縮処理することも可能である。表示部７は、たとえば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であって、信号処理部５によって画像処理された画像データを表示する。

移動領域検出部８は、フレームメモリ６からの画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内で動きのあるブロックを移動領域として検出する。顔検出部９は、フレームメモリ６からの画像データに基づいて、人物の顔を検出する。

制御部１０は、制御プログラムに基づいて、撮像装置の全体動作を制御する。この制御部１０は、移動領域検出部８および顔検出部９による検出結果に基づいて、人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて、撮影動作を実行する。

タイミング発生器１１は、読出パルス、垂直転送パルス、水辺転送パルスなどの各種タイミング信号を生成し、ＣＣＤ２、ＣＤＳ回路３およびＡ／Ｄ変換回路４に与える。ＡＦドライバ１２は、被写体に焦点を自動的に合わせるようにレンズ１を駆動制御する。

操作部１３は、撮影動作を指示するシャッターボタン、およびセルフタイマ撮影モードに設定するためのボタンを含む。ＬＥＤ１４は、操作部１３のシャッターボタンが押されたことに応じて発光し、撮影動作が終了したことに応じて消灯する。記録部１５は、たとえばスマートメディアやコンパクトフラッシュ（登録商標）などのメモリカードであって、信号処理部５によって圧縮処理された画像データを格納する。

なお、図示しない外部端子にＵＳＢケーブルを接続することによって、記録部１５に格納された画像データをパソコンに転送することもできる。

図２は、図１に示した撮像装置の動作について説明するためのフローチャートである。まず操作者は、操作部１３を用いてセルフタイマ撮影モードに設定する。

ステップＳ１において、操作者が図示しない光学ファインダを覗いて構図を確認し、操作部１３のシャッターボタンを押すと、セルフタイマ撮影モードが起動される。これに応じて、ステップＳ２において、制御部１０は、ＬＥＤ１４を点滅させて、セルフタイマ撮影モードが起動されたことを操作者に通知する。操作者は、所望の撮影位置に移動する。

ステップＳ３において、ＣＣＤ２によって被写体の光学像を取込み、解像度の低い簡易画像データを取得する予備撮影動作が行なわれる。信号処理部５は、１フレーム以上の簡易画像データをフレームメモリ６に一時的に格納する。

次いでステップＳ４において、移動領域検出部８は、フレームメモリ６からの簡易画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内で動きのあるブロックを移動領域として検出する。また顔検出部９は、フレームメモリ６からの簡易画像データに基づいて、人物の顔を検出する。

図３は、移動領域検出部８による移動領域検出動作について説明するための図である。この移動領域検出動作は、たとえば動きベクトルＶを検出する動きベクトル検出方式、フレーム間の相関をとるフレーム差分方式、ほとんど動きのない背景に対して動きのある領域を特定する背景差分方式などを用いて行なわれる。

たとえば動きベクトル検出方式を用いた場合、移動領域検出部８は、フレームメモリ６から連続する複数フレームの簡易画像データを読出し、たとえば輝度レベルの変化に基づいて、動きベクトルＶを検出する。具体的には、画面枠内において動きベクトルＶの絶対値がしきい値以上であるブロックを移動領域として検出する。

被写体人物を含むブロックＢ１は、人物が画面枠内に入ってから所望の撮影位置に到達するまでの間、移動領域として検出される。人物が所望の撮影位置に到達して静止すると、動きベクトルＶは収束する。背景の木を含むブロックＢ２は、木が風で動いている間、移動領域として検出される。

図４は、顔検出部９による顔検出動作について説明するための図である。この顔検出動作は、各種アルゴリズムに基づいて行なわれる。なお、被写体が人物であるか否が識別できればよく、その人物が誰であるかまでを認識する必要はない。

顔検出部９は、フレームメモリ６から簡易画像データを読出し、画像の濃淡に基づいて、目、鼻、口などの顔の特徴部分を検出する。たとえば、水平方向フィルタを介して水平方向に並んだ２つの目と、目の下に配置された口を検出し、垂直方向フィルタを介して、２つの目と口との間に垂直方向に配置された鼻を検出する。そして、検出された目、鼻、口のパターンと予め設定された顔パターンとを比較照合することによって、人物の顔を検出する。この顔検出動作は、たとえばニューラルネットワークを用いて行なわれる。

なお、さらに肌色情報を判断材料に加えて人物の顔を検出してもよい。また、赤外線を用いて、目、鼻、口などの顔の特徴部分の検出を行なってもよい。顔検出方法は上述した方法に限定されるものではなく、被写体が人物であるか否が識別できる他の方法を用いてもよい。

図２に戻って、ステップＳ５において、制御部１０は、移動領域検出部８によって検出された移動領域内において、顔検出部９によって人物の顔が検出されたか否かを判定する。ここで、移動領域内で人物の顔が検出された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、被写体人物が所望の撮影位置に到達して静止したことに応じて、すなわち人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて（ＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。

なお、ステップＳ５において移動領域内で人物の顔が検出されなかった場合（ＮＯ）、またはステップＳ６において人物の顔を含む移動領域内の動きが停止していない場合は、ステップＳ７に進む。ステップＳ７において、セルフタイマ撮影モードが起動されてから所定時間が経過したか否かを判別する。所定時間が経過していなければステップＳ３に戻り、所定時間が経過すればステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、制御部１０は、顔検出部９によって検出された人物の顔部分に焦点を合わせるようにＡＦドライバ１２を駆動制御する。これにより、被写体人物に正確に焦点が合わされる。ステップＳ９において、ＣＣＤ２によって被写体の光学像を取込み、解像度の高い複数フレームの画像データを連続して取得する本撮影動作が行なわれる。信号処理部５は、取得した複数フレームの画像データをフレームメモリ６に一旦格納する。そして、フレームメモリ６に格納された複数の画像データを読出して圧縮処理して記録部１５に格納すると、本撮影動作が終了する。操作者自身が被写体となってセルフタイマ撮影モードで写真撮影を行なう場合は自分で被写体画像を確認することができないため、このように複数回の連続撮影を行なう。

ステップＳ１０において、制御部１０は、本撮影動作が終了したことに応じてＬＥＤ１４を消灯させ、撮影動作が終了したことを操作者に通知する。

以上のように、移動領域検出部８および顔検出部９を設けたことによって、操作者自身が被写体となってセルフタイマ撮影モードで写真撮影を行なう場合、被写体人物が所望の撮影位置に到達し、かつ撮影位置で静止したことに応じて、撮影動作が行なわれる。したがって、被写体人物を自動的に撮影する際、最適なタイミングで撮影動作を行なうことができる。また、顔検出部９によって検出された人物の顔部分に焦点を合わせるようにしたことにより、被写体人物に正確に焦点が合わされる。

なお、本発明は、セルフタイマ撮影モードを有するデジタルカメラに限定されず、顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて自動的に撮影動作を行なう自動撮影モードを有する監視カメラなど、被写体を自動的に撮影することが可能な撮像装置に適用可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態による撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示した撮像装置の動作を示すフローチャートである。 移動領域検出動作について説明するための図である。 顔検出動作について説明するための図である。

符号の説明

１ レンズ、２ ＣＣＤ、３ ＣＤＳ回路、４ Ａ／Ｄ変換回路、５ 信号処理部、６ フレームメモリ、７ 表示部、８ 移動領域検出部、９ 顔検出部、１０ 制御部、１１ タイミング発生器、１２ ＡＦドライバ、１３ 操作部、１４ ＬＥＤ。

Claims (1)

1. 被写体を自動的に撮影する機能を有する撮像装置であって、
   レンズを介して得られた被写体の光学像を光電変換して画像データを得る画像取得部、
   前記画像データに基づいて、複数のブロックに分割された画面枠内において動きのあるブロックを移動領域として検出する移動領域検出部、
   前記画像データに基づいて、人物の顔を検出する顔検出部、および
   前記移動領域検出部によって検出された移動領域内において、前記顔検出部によって人物の顔が検出された場合、人物の顔を含む移動領域内の動きが停止したことに応じて撮影動作を行なう制御部を備え、
   前記撮像装置は、操作者自身を被写体として自動的に撮影するセルフタイマ撮影モードを有し、
   前記移動領域検出部および前記顔検出部は、前記セルフタイマ撮影モードが起動されたことに応じて動作し、
   前記制御部は、前記セルフタイマ撮影モードが起動されてから所定時間が経過した場合は強制的に前記撮影動作を行なう、撮像装置。

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