JP2010157925A - Imaging apparatus, control method thereof and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像した画像信号から人物の顔を検出する機能を有する撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus having a function of detecting a human face from a captured image signal.
今日のデジタルカメラ、デジタルカムコーダなどの撮像装置は、通常、撮像時に取得された画像情報に基づいて自動的に露出を決定する自動露出制御(AE)機能を備えている。 Imaging devices such as today's digital cameras and digital camcorders typically have an automatic exposure control (AE) function that automatically determines the exposure based on image information acquired during imaging.
自動露出制御では、輝度値を測光する専用の輝度センサ、または、CCD、CMOSセンサなどの撮像素子から輝度値情報を取得し、絞り、シャッタースピードなどの制御を行うことで、画面内の輝度が適正になるように露光量の制御を行う。 In automatic exposure control, brightness value information is acquired from a dedicated brightness sensor that measures brightness values, or from an image sensor such as a CCD or CMOS sensor, and the brightness of the screen is controlled by controlling the aperture and shutter speed. The exposure amount is controlled so as to be appropriate.
また、自動露出制御では輝度値情報を取得する際、いろいろな種類の測光方式を用いることで、撮像している画面全体の画像情報から輝度値情報を取得する。ここで、主に撮像装置で使用される測光方式として、画面全体から測光された値(以下、測光値とする)を考慮して露出制御を行う測光方式や、画面内を複数の領域に分割し、各領域での測光値を考慮して露出制御を行う測光方式などがある。これらの測光方式を用いて自動露出制御を行うことにより、画面全体の輝度値が明るい、または、一部の領域の輝度値が明るい場合においても、画面全体の露出を適正に決定することができる。また、画面全体の輝度値が暗い場合においても、同様な露出制御方法を行うことで露出を適正値に収束させることができる。 In the automatic exposure control, when acquiring luminance value information, the luminance value information is acquired from image information of the entire screen being imaged by using various types of photometry methods. Here, as a photometry method used mainly in imaging devices, a photometry method that performs exposure control in consideration of the value measured from the entire screen (hereinafter referred to as a photometric value), or the screen is divided into multiple areas In addition, there is a photometric method that performs exposure control in consideration of the photometric value in each region. By performing automatic exposure control using these photometry methods, even when the brightness value of the entire screen is bright or the brightness value of some areas is bright, the exposure of the entire screen can be determined appropriately. . Even when the brightness value of the entire screen is dark, the exposure can be converged to an appropriate value by performing the same exposure control method.
ところで、画面全体から取得された測光値のみで露出制御を行う際、例えば、逆光時のように画面の大部分の輝度値が極端に明るい場合においては、露出制御により露光量を小さくすることで画面全体の露出を適正にすることが可能である。しかしながら、人物など本来撮影したい被写体が画面内に存在する場合、上記の逆光のようなシーンでは被写体の露出を適正にすることができず、被写体が黒くつぶれてしまう。 By the way, when performing exposure control only with photometric values acquired from the entire screen, for example, when the brightness value of most of the screen is extremely bright, such as in backlight, the exposure amount can be reduced by exposure control. It is possible to properly expose the entire screen. However, when there is a subject such as a person that the subject wants to shoot in the screen, the subject cannot be properly exposed in the above-described scene such as backlight, and the subject is blacked out.
そこで、例えば、上述のような逆光などの状態においても、被写体を綺麗に明るく撮影したいというユーザのニーズから、特許文献1に記載のような技術が提案されている。特許文献1では、被写体の露出を適正にするために、画面全体から被写体が存在する領域の測光値を取得し、その取得した測光値を考慮しながら露出制御を行うことで被写体の露出を明るく補正している。この方法により、画面全体の露出が適正であっても、被写体の露出がアンダーである場合には画面全体を明るく補正する。また、反対に、被写体の露出がオーバーである場合には画面全体を暗く補正することで、被写体の露出が適正になるように画面全体の露出を決定する。これにより、従来、逆光など被写体の露出制御が難しかったシーンにおいても、被写体の露出を適正にしながら撮影を行うことが可能である。 Therefore, for example, a technique as described in Patent Document 1 has been proposed in response to the user's need to photograph a subject clearly and brightly even in the above-described backlight state. In Patent Document 1, in order to make the subject exposure appropriate, the photometric value of the area where the subject exists is acquired from the entire screen, and exposure control is performed while taking the acquired photometric value into consideration, thereby brightening the subject exposure. It is corrected. By this method, even if the exposure of the entire screen is appropriate, the entire screen is corrected brightly when the subject is underexposed. Conversely, if the subject is overexposed, the entire screen is corrected to be dark so that the exposure of the entire screen is determined so that the subject is properly exposed. As a result, even in scenes where it has been difficult to control subject exposure, such as backlighting, it is possible to take a picture while appropriately exposing the subject.
また、検出した被写体の顔情報を用いた露出制御方法として、図2に示すように、画面全体の測光値を取得するために設定した範囲(以下、測光枠とする)とは別に、被写体の顔の測光値のみを取得する顔専用の測光枠を設定し、使用する方法がある。ここで、顔専用の測光枠は、画面内で被写体の顔が検出された位置、顔の大きさにより設定される。そして、顔専用の測光枠から取得される顔の測光値と画面全体の測光値とを比較し、大きい方の測光値を適正露出に収束させるように露出制御を行うことで、顔の露出を適正に制御する。これにより、画面全体の輝度値に比べ顔の輝度値が明るい場合などにおいて、顔の測光値を基に露出制御を行うため、被写体の顔の白とびを抑え、顔の露出を適正に制御することが可能である(特許文献2を参照)。 In addition, as an exposure control method using the detected face information of the subject, as shown in FIG. 2, apart from the range set for acquiring the photometric value of the entire screen (hereinafter referred to as a photometric frame), There is a method of setting and using a face-specific metering frame that acquires only the face metering value. Here, the face-specific photometry frame is set according to the position and face size of the face of the subject detected on the screen. Then, compare the photometric value of the face obtained from the face-specific photometric frame with the photometric value of the entire screen, and perform exposure control so that the larger photometric value converges to the appropriate exposure. Control appropriately. As a result, when the brightness value of the face is brighter than the brightness value of the entire screen, exposure control is performed based on the photometric value of the face. It is possible (see Patent Document 2).
また、上記の方法以外に、顔位置の測光値を用いた露出制御方法として、被写体の顔位置から取得した測光値から、顔の露出を適正値に収束させるために必要な顔補正値を算出する。そして、算出した顔補正値を画面全体の測光値に対して考慮することで、顔の露出が適正になるように露出制御を行う方法がある。この方法では、図3で示すように、まず、画面内で検出された顔位置から顔の輝度値情報を測光により取得する。また、同時に、画面全体の輝度値の測光を行う。次に、得られた測光値と、顔の輝度が適正値に収束するように設定された顔目標値との差分値を算出し、算出した目標値差分から顔補正値を算出し、画面全体の測光値に加算する。最後に、この顔補正値を含む画面全体の測光値を画面全体の目標値に収束させることで顔の露出を適正にした画面全体の露出を決定することができる。 In addition to the above method, as the exposure control method using the photometric value of the face position, the face correction value necessary to converge the exposure of the face to the appropriate value is calculated from the photometric value acquired from the face position of the subject. To do. Then, there is a method of performing exposure control so that the exposure of the face becomes appropriate by considering the calculated face correction value with respect to the photometric value of the entire screen. In this method, as shown in FIG. 3, first, face brightness value information is obtained by photometry from the face position detected in the screen. At the same time, the brightness of the entire screen is measured. Next, a difference value between the obtained photometric value and the face target value set so that the brightness of the face converges to an appropriate value is calculated, a face correction value is calculated from the calculated target value difference, and the entire screen Is added to the photometric value. Finally, by converging the photometric value of the entire screen including the face correction value to the target value of the entire screen, it is possible to determine the exposure of the entire screen with appropriate face exposure.
しかし、これらの顔の測光値を用いた方法では、通常、画面全体の露出を適正にした上で、検出された顔の露出を適正にするために画面全体の露出の補正制御を行う。そのため、この補正制御により顔の露出は適正にできるが、画面全体を一律に顔に合わせて補正するため、顔以外の領域、例えば、背景などが白飛び、または、黒つぶれし、画像全体で見ると画質に破綻が生じてしまう。 However, in these methods using the photometric values of the face, the exposure correction of the entire screen is usually performed in order to make the detected exposure of the face appropriate after making the exposure of the entire screen appropriate. Therefore, this correction control makes it possible to properly expose the face, but in order to correct the entire screen to match the face uniformly, areas other than the face, for example, the background, etc. are whiteout or blackout, and the entire image If you look at it, the image quality will break down.
そこで、撮像する画面内の白とび、または、黒つぶれの領域の面積が最小になるように露出を制御することで画像の破綻を防ぐ方法がある。この方法では、顔の露出を適正に補正するとともに、画面内の輝度分布を解析することで、白とび、または、黒つぶれの領域が最小になるようにガンマカーブを変更する。また、同様にガンマカーブの変更により、撮影を意図する主被写体に多くの階調を割り当てることで、より顔を綺麗に撮影できるように制御を行う。これにより、画面全体の画質の破綻を防ぎ、顔の露出を適正に補正することが可能となる(特許文献3を参照)。
上記の露出制御方法により、被写体の顔位置に設定した顔用の測光枠から得られる測光値を用いて、顔の露出を適正値に収束させるための露出制御を行う場合、顔の測光値から顔の露出を適性にするために必要な補正値を算出する。そして、算出した顔の補正値を画面全体の測光値に対して考慮することにより、顔の露出を適切にした画面全体の露出を決定することができる。 When performing exposure control to converge the exposure of the face to an appropriate value using the photometric value obtained from the photometric frame for the face set at the face position of the subject by the exposure control method described above, from the photometric value of the face A correction value necessary to make the exposure of the face appropriate is calculated. Then, by considering the calculated correction value of the face with respect to the photometric value of the entire screen, it is possible to determine the exposure of the entire screen with appropriate exposure of the face.
しかしながら、上記の露出制御方法により顔の露出を適正にする場合、本来、適正露出である画面全体の露出から顔の露出を適正にするための顔補正分、輝度値を増減させる必要がある。そのため、顔の露出を適正にするための顔補正量が大きいシーンの場合、この補正により画面全体の露出が大きく変化し、顔以外の例えば背景に、白とび、または、黒つぶれが発生し、撮像画像の画質に破綻が生じてしまう。そのため、ただ顔の露出のみが適正である破綻した画像をユーザに撮影させてしまう問題がある。 However, when the exposure of the face is made appropriate by the above exposure control method, it is necessary to increase / decrease the luminance value by the amount of face correction for making the exposure of the face appropriate from the exposure of the entire screen which is originally the proper exposure. Therefore, in the case of a scene with a large amount of face correction to make the exposure of the face appropriate, this correction greatly changes the exposure of the entire screen, and overexposure or blackout occurs on the background other than the face, for example, The image quality of the captured image is broken. Therefore, there is a problem that the user is caused to take a broken image in which only the exposure of the face is appropriate.
また、撮像する画面内の白とび、または、黒つぶれの領域の面積が最小になるように露出を制御することで画像の破綻を防ぐ方法では、画面内の輝度分布によりガンマカーブを変更することに起因して画面全体の階調が不自然になってしまう問題がある。 In addition, in the method of preventing image breakdown by controlling the exposure so that the area of the overexposure or underexposure area in the screen to be captured is minimized, the gamma curve is changed by the luminance distribution in the screen. This causes a problem that the gradation of the entire screen becomes unnatural.
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、顔検出機能を使用して撮影を行う際に、補正による画面全体の露出変化による画質破綻を招くことなく、顔領域及び顔領域以外の背景の露出制御を適切に行えるようにすることである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the purpose of the present invention is to capture a face region and an image area without causing image quality failure due to a change in exposure of the entire screen due to correction when shooting using the face detection function. It is to enable appropriate exposure control of the background other than the face area.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて、被写体の顔領域を検出する顔検出手段と、撮像画面の輝度情報を検出する輝度情報検出手段と、前記輝度情報検出手段により検出された前記撮像画面の輝度情報に基づいて、前記撮像画面内で輝度値が第1の値よりも大きい高輝度領域と、輝度値が前記第1の値よりも小さい値である第2の値よりも小さい低輝度領域の前記撮像画面全体に対する割合を算出する演算手段と、前記撮像画面の輝度情報に基づいて露出制御を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記演算手段により算出された前記高輝度領域および低輝度領域のうちのどちらか大きい方の前記撮像画面全体に対する割合が所定の割合以下の場合、前記撮像画面内の前記顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御を行い、所定の割合よりも大きい場合、前記撮像画面内の前記顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御を行わずにガンマカーブの低輝度部を持ち上げることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging unit that images a subject and outputs an image signal, and a subject based on the image signal output from the imaging unit. A face detection unit that detects a face area of the image, a luminance information detection unit that detects luminance information of the imaging screen, and a luminance in the imaging screen based on the luminance information of the imaging screen detected by the luminance information detection unit Calculation means for calculating a ratio of a high luminance area whose value is larger than the first value and a low luminance area whose luminance value is smaller than the first value to the entire imaging screen. And control means for performing exposure control based on brightness information of the imaging screen, wherein the control means is the larger of the high brightness area and the low brightness area calculated by the computing means. Before When the ratio to the entire imaging screen is equal to or less than a predetermined ratio, exposure control is performed with priority given to appropriate exposure of the face area in the imaging screen. When the ratio is larger than a predetermined ratio, the face in the imaging screen The low-luminance part of the gamma curve is lifted without performing exposure control giving priority to appropriate exposure of the area.
また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて、被写体の顔領域を検出する顔検出工程と、撮像画面の輝度情報を検出する輝度情報検出工程と、前記輝度情報検出工程において検出された前記撮像画面の輝度情報に基づいて、前記撮像画面内で輝度値が第1の値よりも大きい高輝度領域と、輝度値が前記第1の値よりも小さい値である第2の値よりも小さい低輝度領域の前記撮像画面全体に対する割合を算出する演算工程と、前記撮像画面の輝度情報に基づいて露出制御を行う制御工程と、を有し、前記制御工程では、前記演算工程において算出された前記高輝度領域および低輝度領域のうちのどちらか大きい方の前記撮像画面全体に対する割合が所定の割合以下の場合、前記撮像画面内の前記顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御を行い、所定の割合よりも大きい場合、前記撮像画面内の前記顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御を行わずにガンマカーブの低輝度部を持ち上げることを特徴とする。 An image pickup apparatus control method according to the present invention is an image pickup apparatus control method including an image pickup unit that picks up an image of a subject and outputs an image signal, and the subject is based on the image signal output from the image pickup unit. A brightness detection in the imaging screen based on the brightness information of the imaging screen detected in the brightness information detection step, a brightness information detection step of detecting brightness information of the imaging screen, and a brightness information detection step of detecting brightness information of the imaging screen A calculation step of calculating a ratio of a high luminance area whose value is larger than the first value and a low luminance area whose luminance value is smaller than the first value to the entire imaging screen. And a control step of performing exposure control based on the luminance information of the imaging screen, and in the control step, whichever of the high luminance region and the low luminance region calculated in the calculation step is larger When the ratio of the one to the entire imaging screen is equal to or less than a predetermined ratio, exposure control is performed with priority given to appropriate exposure of the face area in the imaging screen. When the ratio is larger than the predetermined ratio, the imaging screen The low luminance portion of the gamma curve is raised without performing exposure control giving priority to making the face area in the proper exposure.
本発明によれば、顔検出機能を使用して撮影を行う際に、補正による画面全体の露出変化による画質破綻を招くことなく、顔領域及び顔領域以外の背景の露出制御を適切に行うことが可能となる。 According to the present invention, when shooting using the face detection function, exposure control of the face area and the background other than the face area is appropriately performed without causing image quality failure due to the exposure change of the entire screen due to the correction. Is possible.
以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係わる撮像装置100の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
図1において、1は、撮像装置100の外部から入射した光を撮像装置100内部に導くレンズであり、図1には簡略して1枚のレンズを図示しているが、通常、複数枚のレンズから構成される。2は、入射する光の量を調整する絞りである。3は、絞り2を駆動させる絞り駆動モータである。4は、絞り2の駆動状態を検出する絞り状態検出回路である。ここで、本実施形態では、絞り2を配置した形態を示すが、絞り2を配置しない撮像装置の場合、絞り駆動モータ3、絞り状態検出回路4を設けなくても構わない。5は、レンズから入射する光を減衰させるためのNDフィルターである。6は、NDフィルター5を駆動させるNDフィルター駆動モータである。7は、NDフィルター5の駆動状態を検出するNDフィルター駆動検出回路である。ここで、本実施形態では、NDフィルター5を配置した形態を示すが、NDフィルター5を配置しない撮像装置の場合、NDフィルター駆動モータ6、NDフィルター駆動検出回路7を設けなくても構わない。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lens that guides light incident from the outside of the
8は、被写体の撮像を行う撮像素子である。本実施形態の撮像素子8は、CCD、CMOSセンサなど撮像素子の種類は問わない。9は、撮像素子8の各画素に蓄えられた電荷に基づく画像信号をサンプリング及び増幅するCDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)/AGC(Auto Gain Control:自動利得調整)回路である。10は、CDS/AGC回路9から出力される画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路である。11は、A/D変換回路10から出力されたデジタルの画像信号に対して種々の信号処理を行うデジタル信号処理回路である。
Reference numeral 8 denotes an image sensor that images a subject. The image sensor 8 of the present embodiment is not limited to the type of image sensor such as a CCD or CMOS sensor.
12は、本実施形態の撮像装置100における動作を統括的に制御するマイクロコンピュータであり、例えば、デジタル信号処理回路11からの輝度、色等の情報を受けて、各種の演算処理を行う。13は、マイクロコンピュータ12による制御に基づき、絞り駆動モータ3へ電力の供給を行う絞り機構駆動部である。14は、マイクロコンピュータ12による制御に基づき、撮像素子8を駆動するための駆動パルス等を供給する撮像素子駆動部である。15は、マイクロコンピュータ12による制御に基づき、NDフィルター駆動モータ6へ電力の供給を行うNDフィルター機構駆動部である。絞り2を設けない撮像装置の場合、絞り機構駆動部13は設けなくても構わない。同様にNDフィルター5を設けない撮像装置の場合、NDフィルター機構駆動部15は設けなくても構わない。以上のように、マイクロコンピュータ12が各種駆動部を制御することで露出制御が行われる。
16は、画像信号全体の情報から画面内の被写体の顔領域を検出する顔検出回路である。17は、マイクロコンピュータ12から送られるデジタルの画像データに基づいて輝度値を検出する輝度情報検出回路である。18は、輝度情報検出回路17で検出した輝度値を演算処理する輝度情報演算回路である。19は、ガンマカーブを制御するガンマ制御回路である。20は、撮像装置100で撮像された画像を記録する記録媒体である。
Reference numeral 16 denotes a face detection circuit that detects the face area of the subject in the screen from the information of the entire image signal.
撮像装置100において、従来の動作は、顔領域を適正露出にする露出制御を行う際、撮像する被写体を撮像素子8が感知し、撮像素子8の各画素に蓄えられた電荷が画像信号として出力され、CDS/AGC回路9でサンプリング及び増幅される。そして、A/D変換回路10でデジタル信号に変換されて、デジタル信号処理回路11へ送られる。デジタル信号処理回路11では、A/D変換回路10から出力されたデジタルの画像信号に対して種々の信号処理を行い、その結果をマイクロコンピュータ12が顔検出回路16に送る。そして、顔検出回路16により画像信号から画面内の被写体の顔と思われる顔領域の位置、顔領域の大きさを検出する。
In the
その後、顔検出回路16により、被写体の顔領域の位置、顔領域の大きさが検出された場合、画面内の顔領域の輝度値を取得するため、輝度情報検出回路17により測光値を取得し、測光した顔領域の測光値を輝度情報演算回路18により演算し、正規化する。この時、同時に画面全体の測光値も輝度情報検出回路17により取得し、輝度情報演算回路18により演算を行う。
Thereafter, when the face detection circuit 16 detects the position and size of the face area of the subject, the luminance
そして、マイクロコンピュータ12で顔測光値と顔領域の露出が適正値に収束するように設定された顔目標値との差分値を算出する。その後、算出した差分値からマイクロコンピュータ12により顔補正値を算出し、画面全体の測光値に加算する。また、この顔補正値を含む画面全体の測光値を画面全体の目標値に収束させることで顔領域の露出を適正にした画面全体の測光値を決定する。
Then, the
このような従来の制御に対して、本実施形態の撮像装置100の動作では、顔領域を適正露出にする露出制御を行う際、次のようにする。まず、撮像する被写体を撮像素子8が感知し、撮像素子8の各画素に蓄えられた電荷が画像信号として出力され、CDS/AGC回路9でサンプリング及び増幅される。そして、A/D変換回路10でデジタル信号に変換されて、デジタル信号処理回路11へ送られる。デジタル信号処理回路11では、A/D変換回路10から出力されたデジタルの画像信号に対して種々の信号処理を行い、その結果をマイクロコンピュータ12が顔検出回路16に送る。そして、顔検出回路16により画像信号から画面内の被写体の顔領域の位置、顔領域の大きさを検出する。
In contrast to such conventional control, in the operation of the
その後、顔検出回路16により、被写体の顔領域の位置、顔領域の大きさが検出された場合、画面内の顔領域の輝度値を取得するため、輝度情報検出回路17により測光値を取得し、測光した顔領域の測光値を輝度情報演算回路18により演算し、正規化する。この時、同時に画面全体の測光値も輝度情報検出回路17により取得し、輝度情報演算回路18により演算を行う。
Thereafter, when the face detection circuit 16 detects the position and size of the face area of the subject, the luminance
そして、マイクロコンピュータ12で顔測光値と顔領域の露出が適正値に収束するように設定された顔目標値との差分値を算出する。その後、算出した差分値からマイクロコンピュータ12により顔補正値を算出し、画面全体の測光値に加算する。また、この顔補正値を含む画面全体の測光値を画面全体の目標値に収束させることで顔領域の露出を適正にした画面全体の測光値を決定する。この時、マイクロコンピュータ12により、撮像画面内の高輝度の画素の領域(高輝度領域)、低輝度の画素の領域(低輝度領域)を検出する。そして、検出された領域の撮像画面全体に対する割合が事前に設定した閾値を超えた場合、顔領域の露出が適正になっていない場合においても補正制御を停止させる。
Then, the
これにより、背景の白とび、または、黒つぶれなど補正による画質の破綻を防ぐ。最後に補正制御の停止後、顔領域の露出がアンダーの場合、ガンマ制御回路19によりガンマカーブの低輝度部を持ち上げることで、補正制御を停止させることで適正に出来なかった顔領域の明るさを補う。
This prevents the image quality from failing due to correction such as overexposure of the background or blackout. Finally, when the exposure of the face area is under after the correction control is stopped, the brightness of the face area that could not be properly achieved by stopping the correction control by lifting the low luminance part of the gamma curve by the
本実施形態では、分かりやすく表現するために、図1では全て独立した回路部の構成を示しているが、全ての構成又はその一部をマイクロコンピュータ12内に内蔵する形態であってもよい。
In the present embodiment, for the sake of easy understanding, FIG. 1 shows the configuration of all independent circuit units. However, all or a part of the configuration may be built in the
次に、本実施形態の撮像装置100における制御動作について説明する。
Next, a control operation in the
図4は、本実施形態に係わる撮像装置100における制御動作を示すフローチャートである。具体的に、図4には、撮像装置100における顔情報を用いた露出制御について示されている。また、図5は、実際の動作を表した図になっている。図4、図5を用い説明を行う。
FIG. 4 is a flowchart showing a control operation in the
本実施形態では、ステップS101において、画面全体の測光値を取得する。そして、ステップS102において、取得した測光値から露出制御のための評価値を算出する。その後、顔情報を用いて露出制御を行う際、ステップS103において、顔検出回路16により撮像している画面内に被写体の顔領域が存在するか否かの判断を行う。ステップS103の判断の結果、画面内に被写体の顔領域が存在していないと判断された場合、顔補正値の算出を行わずステップS113において通常の画面全体に対する露出制御を行い、このフローチャートにおける処理を終了する。 In the present embodiment, the photometric value of the entire screen is acquired in step S101. In step S102, an evaluation value for exposure control is calculated from the acquired photometric value. Thereafter, when performing exposure control using face information, in step S103, it is determined whether or not the face area of the subject exists in the screen imaged by the face detection circuit 16. As a result of the determination in step S103, if it is determined that the face area of the subject does not exist in the screen, the face correction value is not calculated and exposure control for the entire entire screen is performed in step S113. Exit.
一方、ステップS103の結果、画面内に被写体の顔領域が存在すると判断された場合には、ステップS104に進む。そして、ステップS104において、ステップS103で検出した顔領域の位置に顔測光枠を設定し、輝度情報検出回路17により顔測光値を取得する。この時、取得する顔測光値は複数の顔領域で取得しても構わない。その後、測光した顔測光値を輝度情報演算回路18により演算し、正規化する。そして、ステップS105で顔補正値を算出する。その後、ステップS106において、図5の1.に示すように、マイクロコンピュータ12により事前に設定した高輝度、または、低輝度の輝度値範囲に当てはまる撮像画面内の領域を検出することで、撮像画面内の輝度分布の解析を行う。高輝度、または、低輝度の輝度値範囲とは、輝度値が高輝度用に設定された第1の値より大きいか、又は第1の値よりも小さい低輝度用に設定された第2の値よりも小さい範囲のことである。そして、ステップS107において、検出した高輝度画素と低輝度画素のそれぞれの撮像画面全体に対する割合を算出する。
On the other hand, if it is determined in step S103 that the face area of the subject exists in the screen, the process proceeds to step S104. In step S104, a face photometric frame is set at the position of the face area detected in step S103, and the face photometric value is acquired by the luminance
次に、ステップS108において、図5の2.に示すように、ステップS107で算出した高輝度部又は低輝度部の割合が所定の割合を超えているか否かの判断を行う。なお、所定の割合は、背景の白とび、または、黒つぶれなどにより画質が破綻していると見なすか否かを判断する基準であって、予め設定されていてもよいし、ユーザにより設定可能であってもよい。ステップS108の判断の結果、高輝度部又は低輝度部のどちらか大きい方の画面全体に対する割合が所定の割合以下であると判断された場合は、ステップS110において、マイクロコンピュータ12により画面全体の測光値に顔補正値を加算する。このとき、顔補正値は一度に全ての値を加算せずに分割して一部ずつ加算を行う。これにより、補正による画面全体の露出の変化を小さくすることで、検出している顔領域の輝度値が急激に変化した場合においても安定した露出制御が可能となる。また、ステップS108により所定の割合を超えていると判断された場合は、顔補正制御(画面全体の測光値に顔補正値を加算して行う、顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御)を停止させる。すなわち、画面内の背景などの輝度値が白とびまたは黒つぶれしている領域の割合を算出し、この割合が所定の割合を超える場合に、露出を顔領域に合わせると画面全体の画質が破綻すると見なして、画面全体の測光値に顔補正値をさらに加算しないようにする。これにより画面全体の画質の破綻を防ぐ。
Next, in step S108, 2. of FIG. As shown in FIG. 6, it is determined whether or not the ratio of the high luminance part or the low luminance part calculated in step S107 exceeds a predetermined ratio. Note that the predetermined ratio is a criterion for determining whether or not the image quality is considered to be broken due to overexposure or blackout in the background, and may be set in advance or set by the user It may be. As a result of the determination in step S108, if it is determined that the ratio of the higher luminance portion or the lower luminance portion to the larger screen is less than or equal to the predetermined ratio, the
ステップS109で顔補正制御を停止した後は、輝度情報検出回路17により取得された顔領域の輝度値が設定した顔目標値よりもアンダーか否かの判断をステップS111で行う。ステップS111の結果、顔領域の露出がアンダーであると判断された場合は、図5の3.で示すように、ステップS112によりガンマ制御回路19を用いて低輝度部のガンマカーブを持ち上げることで低輝度部の明るさを明るくする。これにより、画面全体の画質の破綻を抑えるために補正制御を停止したことで生じる顔領域の露出の不足分を補う。
After the face correction control is stopped in step S109, it is determined in step S111 whether the brightness value of the face area acquired by the brightness
最後に、ステップS113において、加算された顔補正値を含む画面全体の測光値を画面全体の目標値に収束させることで顔領域の露出を適正にした画面全体の測光値を決定する。 Lastly, in step S113, the photometric value of the entire screen including the added face correction value is converged to the target value of the entire screen to determine the photometric value of the entire screen in which the exposure of the face area is appropriate.
なお、S101からS113の処理は繰り返し行われ、S113の処理が行われるとS101へ移行する。そのため、分割された顔補正値はS110を行うたびに加算されていき、顔補正値が加算されるたびにS113で露出制御が行われる。 Note that the processing from S101 to S113 is repeatedly performed, and when the processing of S113 is performed, the processing proceeds to S101. Therefore, the divided face correction values are added each time S110 is performed, and exposure control is performed in S113 every time a face correction value is added.
また、S110で一度に加算する顔補正値に上限値を設定し、S105で算出した顔補正値が設定された上限値以下であれば分割を行うことなく画面全体の測光値に加算するようにしてもよい。 In S110, an upper limit value is set for the face correction value to be added at one time, and if the face correction value calculated in S105 is equal to or less than the set upper limit value, it is added to the photometric value of the entire screen without being divided. May be.
このように、本実施形態では、従来の顔検出時の露出制御では、顔補正時に顔領域以外の露出が破綻してしまうような大きな補正量が必要なシーンに対して、画面全体の高輝度部、低輝度部の領域の画面内の割合により補正制御を停止させる。これにより、顔領域以外の背景の白とび、または、黒つぶれなど補正による撮像画像の画質の破綻を防ぐことが可能となる。また、顔領域の露出が不足の場合に、ガンマ制御回路によりガンマカーブの低輝度部のみを持ち上げる、例えば、低輝度部のみガンマ値を通常よりも高くすることにより、背景の高輝度部に影響を与えず暗い顔を明るく補正することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the conventional exposure control at the time of face detection has a high brightness on the entire screen for a scene that requires a large correction amount such that exposure other than the face area breaks down at the time of face correction. The correction control is stopped according to the ratio of the area of the low-brightness area in the screen. As a result, it is possible to prevent the image quality of the captured image from being broken due to correction such as overexposure of the background other than the face area or blackout. Also, if the exposure of the face area is insufficient, only the low luminance part of the gamma curve is lifted by the gamma control circuit, for example, the high luminance part of the background is affected by raising the gamma value higher than usual only in the low luminance part. It is possible to brightly correct a dark face without giving an image.
以上のステップS101〜ステップS113の一連の処理により、本実施形態の撮像装置100における顔補正値を用いた露出制御が実行される。
Exposure control using the face correction value in the
最後に、本実施形態の撮像装置100の特徴的な動作についてまとめると、以下のようになる。
Finally, the characteristic operations of the
まず、マイクロコンピュータにより画面全体の高輝度部、低輝度部の領域の検出、画面内の割合を演算して顔領域を適正露出にすることを優先した顔補正制御を停止させる。すなわち、画面内の白とび、黒つぶれを検出して、画面全体に占める白とび、黒つぶれの領域の割合が所定の割合以下に収まるように顔補正制御にリミットを設ける。これにより、背景の白とび、黒つぶれなど撮像画像全体の画質の破綻を抑える。また、顔補正制御により顔領域の露出を適正に出来ない不足分をガンマ制御により低輝度部のガンマカーブを持ち上げることで補う。これにより、画面全体の画質を保ったまま、顔検出による顔領域の露出の補正を考慮した露出制御を行うことが可能となる。 First, the microcomputer corrects the detection of the high-luminance part and the low-luminance part of the entire screen, calculates the ratio in the screen, and stops the face correction control giving priority to the proper exposure of the face area. In other words, whiteout and blackout in the screen are detected, and a limit is set in the face correction control so that the ratio of the whiteout and blackout area in the entire screen falls within a predetermined ratio. This suppresses image quality failure of the entire captured image, such as overexposure of the background and blackout. In addition, the shortage that the face area cannot be properly exposed by the face correction control is compensated by raising the gamma curve of the low luminance part by the gamma control. Thereby, it is possible to perform exposure control in consideration of correction of exposure of the face area by face detection while maintaining the image quality of the entire screen.
なお、図4、図5では、被写体の顔領域の輝度値が撮影画面全体の輝度値に比べて低い場合について説明したが、明るい顔領域を暗くするための顔補正値を算出し、画面全体の露出制御を行う場合であっても同様の制御を行うことができる。この場合、図4のS111にある顔領域の輝度値が設定した顔目標値よりもアンダーであるか否かの判断を省略すればよい。ただし、明るい顔領域を暗くする露出制御を行う場合、顔領域が適正露出にならないこともあり得る。すなわち、S109で顔補正制御を停止したあと図5のようにガンマカーブを変えて顔領域の露出を補正しないため、顔領域の露出が適正露出よりも明るい状態が維持される場合が考えられる。そのような場合であっても、従来の露出制御に比べ、顔領域の露出を適正露出に近づけつつ画面全体の画質の破綻を抑えることができるので、顔領域及び顔領域以外の背景の露出制御を適切に行うことが可能となる。 4 and 5, the case where the luminance value of the face area of the subject is lower than the luminance value of the entire shooting screen has been described. However, the face correction value for darkening the bright face area is calculated and the entire screen is calculated. Even when the exposure control is performed, the same control can be performed. In this case, the determination of whether or not the brightness value of the face area in S111 in FIG. 4 is under the set face target value may be omitted. However, when performing exposure control to darken a bright face area, the face area may not be properly exposed. That is, since the face area exposure is not corrected by changing the gamma curve as shown in FIG. 5 after the face correction control is stopped in S109, a case where the exposure of the face area is brighter than the appropriate exposure may be maintained. Even in such a case, compared to the conventional exposure control, the exposure of the background other than the face area and the face area can be suppressed because the image quality of the entire screen can be suppressed while bringing the exposure of the face area close to the appropriate exposure. Can be performed appropriately.
また、図4のS111において、顔領域の輝度値が設定した顔目標値よりもアンダーであるか否かの判断に変えて、顔領域の輝度値が設定した顔目標値よりもオーバーであるか否かの判断を行うようにしてもよい。その場合、S112において、図5のように低輝度部のガンマカーブを持ち上げるのではなく、高輝度部のガンマカーブを通常時よりも下げるようにガンマ制御すればよい。 In addition, in S111 of FIG. 4, instead of determining whether the brightness value of the face area is under the set face target value, is the face area brightness value over the set face target value? You may make it judge whether or not. In that case, in step S112, the gamma curve of the high luminance portion may be controlled to be lower than the normal time, instead of raising the gamma curve of the low luminance portion as shown in FIG.
(他の実施形態)
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
(Other embodiments)
The object of each embodiment is also achieved by the following method. That is, a storage medium (or recording medium) in which a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments is recorded is supplied to the system or apparatus. Then, the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reads and executes the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but the present invention includes the following cases. That is, based on the instruction of the program code, an operating system (OS) running on the computer performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。 Furthermore, the following cases are also included in the present invention. That is, the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion card inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, based on the instruction of the program code, the CPU or the like provided in the function expansion card or function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。 When the present invention is applied to the above storage medium, the storage medium stores program codes corresponding to the procedure described above.
1 レンズ(簡略化のため1枚で図示)
2 絞り
3 絞り駆動モータ
4 絞り状態検出回路
5 NDフィルター
6 NDフィルター駆動モータ
7 NDフィルター駆動検出回路
8 撮像素子
9 CDS/AGC回路
10 A/D変換回路
11 デジタル信号処理回路
12 マイクロコンピュータ
13 絞り機構駆動部
14 撮像素子駆動部
15 NDフィルター機構駆動部
16 顔検出回路
17 輝度情報検出回路
18 輝度情報演算回路
19 ガンマ制御回路
20 記録媒体
100 撮像装置
1 lens (shown as one for simplicity)
2
Claims (4)
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて、被写体の顔領域を検出する顔検出手段と、
撮像画面の輝度情報を検出する輝度情報検出手段と、
前記輝度情報検出手段により検出された前記撮像画面の輝度情報に基づいて、前記撮像画面内で輝度値が第1の値よりも大きい高輝度領域と、輝度値が前記第1の値よりも小さい値である第2の値よりも小さい低輝度領域の前記撮像画面全体に対する割合を算出する演算手段と、
前記撮像画面の輝度情報に基づいて露出制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記演算手段により算出された前記高輝度領域および低輝度領域のうちのどちらか大きい方の前記撮像画面全体に対する割合が所定の割合以下の場合、前記撮像画面内の前記顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御を行い、所定の割合よりも大きい場合、前記撮像画面内の前記顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御を行わずにガンマカーブの低輝度部を持ち上げることを特徴とする撮像装置。 Imaging means for imaging a subject and outputting an image signal;
Face detection means for detecting a face area of a subject based on an image signal output from the imaging means;
Luminance information detecting means for detecting luminance information of the imaging screen;
Based on the luminance information of the imaging screen detected by the luminance information detecting means, a high-luminance region having a luminance value larger than the first value in the imaging screen and a luminance value smaller than the first value Calculating means for calculating a ratio of the low luminance area smaller than the second value as a value to the entire imaging screen;
Control means for performing exposure control based on luminance information of the imaging screen,
When the ratio of the larger one of the high luminance area and the low luminance area calculated by the arithmetic means to the entire imaging screen is equal to or less than a predetermined ratio, the control means If the exposure control gives priority to proper exposure and is greater than a predetermined ratio, the brightness of the gamma curve is low without performing exposure control giving priority to proper exposure of the face area in the imaging screen. An imaging apparatus characterized by lifting a part.
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて、被写体の顔領域を検出する顔検出工程と、
撮像画面の輝度情報を検出する輝度情報検出工程と、
前記輝度情報検出工程において検出された前記撮像画面の輝度情報に基づいて、前記撮像画面内で輝度値が第1の値よりも大きい高輝度領域と、輝度値が前記第1の値よりも小さい値である第2の値よりも小さい低輝度領域の前記撮像画面全体に対する割合を算出する演算工程と、
前記撮像画面の輝度情報に基づいて露出制御を行う制御工程と、を有し、
前記制御工程では、前記演算工程において算出された前記高輝度領域および低輝度領域のうちのどちらか大きい方の前記撮像画面全体に対する割合が所定の割合以下の場合、前記撮像画面内の前記顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御を行い、所定の割合よりも大きい場合、前記撮像画面内の前記顔領域を適正露出にすることを優先した露出制御を行わずにガンマカーブの低輝度部を持ち上げることを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method for controlling an imaging apparatus including imaging means for imaging a subject and outputting an image signal,
A face detection step of detecting a face area of a subject based on an image signal output from the imaging means;
A luminance information detecting step for detecting luminance information of the imaging screen;
Based on the luminance information of the imaging screen detected in the luminance information detection step, a high-luminance region having a luminance value larger than the first value in the imaging screen and a luminance value smaller than the first value A calculation step of calculating a ratio of a low luminance area smaller than a second value as a value to the entire imaging screen;
A control step of performing exposure control based on luminance information of the imaging screen,
In the control step, when the ratio of the larger one of the high luminance area and the low luminance area calculated in the calculation step to the entire imaging screen is equal to or smaller than a predetermined ratio, the face area in the imaging screen If the exposure control gives priority to proper exposure and is greater than a predetermined ratio, the brightness of the gamma curve is low without performing exposure control giving priority to proper exposure of the face area in the imaging screen. A method for controlling an imaging apparatus, wherein the part is lifted.
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