CN100587538C - 成像设备、成像设备的控制方法 - Google Patents

成像设备、成像设备的控制方法 Download PDF

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Abstract

公开了成像设备。该成像设备包括：脸部检测部，配置为从成像设备中的输入图像中检测脸部区域；测量框设置部，配置为基于在脸部检测部中所检测到的脸部区域，设置与包括脸部区域的脸部区域对应的测量框以及与包括身体区域的身体区域对应的测量框；和对焦控制部，配置为应用由测量框设置部所设置的多个测量框的每一个，以基于对关于与各个测量框对应的所检测到的焦点对准位置的信息的检查来检测与各个测量框对应的焦点对准位置，而且决定最后的焦点对准位置。

Description

成像设备、成像设备的控制方法
相关申请的交叉参考
本申请包含于2006年9月22日在日本专利局提交的日本专利申请'2006-256688的主题内容，在此通过参考合并其整个内容。
技术领域
本发明涉及成像设备、成像设备的控制方法和计算机程序。更具体地说，本发明涉及允许针对目标对象的准确自动对焦处理的成像设备、成像设备的控制方法和计算机程序。
背景技术
当今，诸如照相机(still camera)和视频摄像机之类的许多成像设备具有安装在其上的、自动将对象置入焦点的自动对焦(AF)机构。此外，近年来，在具有自动对焦(AF)功能的摄像机中，所谓“多AF(Multi AF)”或者“多点范围AF”这样的功能被广泛采用，该功能测量到屏幕中多个区域的距离、选择从诸如与拍摄者最近的一个、和与屏幕的中心最近的一个之类的各种优先级中所产生的最佳区域、并且驱动镜头以将该区域置入焦点。应用这种功能以允许在即使主对象没有总处于屏幕中心的情况下，也针对主对象进行适当对焦而不需要拍摄者完成特殊的操作。
然而，这种多AF或者多点范围AF功能不是针对所有目的都有效，而且这些功能不是针对所有组合方式(composition)都有效。在普通的摄像机拍摄中，人在大多数情况中是主体，但是人在所拍摄的图像中处于许多位置，而且存在各种组合方式。在第一个位置中，在某些情况中，目标对象处于成像设备中没有设置用于测量距离的区域处的位置上。在这种情况下，即使应用多AF或者多点范围AF，也没能适当地将人置于焦点。
为了解决这种问题，例如在专利文献1(见JP-A-2004-219461)中提出了一种方法，其中在成像设备中从所获取的图像中检测肤色信息，将肤色的区域假设为用于测量距离的脸部位置。使用这种方法，可以实现在任何组合方式中都将人置于焦点的照相机。然而，该方法存在这样的缺点：在对脸部的检测性能几乎没有效果的亮和暗环境中难于很好地执行功能。
此外，专利文献2(见JP-A-2003-107335)公开的这样的配置，其中检测人的脸部以提高对人的检测的准确度，而不从肤色信息中估计脸部位置。此外，其提出了这样的方法，其中当检测嘴、鼻子和眼睛时，允许照相机的用户从它们中选择一个部分，而不是照相机，这要求用户操作并且不实施简单拍摄。而且，当用户正在进行对一个部分的选择时可能丧失拍摄照片的机会。
在基于照相机所获取的图像检测脸部来测量到脸部的距离的配置的情况下，当照相机所获取的图像中的脸部区域太小时，导致这样的问题：这种配置趋向于接收不稳定的照相机和不稳定的对象的影响。而且，也在采用检测脸部的亮度差异的自动对焦的情况中，存在难于检测亮度差异的实质问题。
对于解决这些问题的配置，专利文献3(见JP-A-2004-317699)提出根据脸部的尺寸来改变测量区域的方法。该方法就是在脸部大于预定尺寸并且检测眼睛的情况下，将其中包括眼睛的区域设置为测量区域，而且在脸部小于预定尺寸的情况下，设置围绕脸部的大框。然而，根据该方法，在使用缩放以在脸部小时进行拍摄的情况下，产生背景进入焦点而脸部脱离焦点的问题。
发明内容
打算提供针对目标对象执行准确的自动对焦处理的成像设备、成像设备的控制方法以及计算机程序。
更具体地说，打算提供这样的成像设备、成像设备的控制方法和计算机程序，其使用脸部检测功能在脸部区域上设置测量框而在除了脸部以外的身体区域上设置测量框，并且实施将测量框适用到准确焦点对准(in-focus)位置决定处理。
本发明的实施方式是包括下列部分的成像设备：脸部检测部，配置为在成像设备中的输入图像中检测脸部区域；测量框设置部，配置为基于在脸部检测部中所检测到的脸部区域，设置与包括脸部区域的脸部区域对应的测量框以及与包括身体区域的身体区域对应的测量框；和对焦控制部，配置为应用由测量框设置部所设置的多个测量框的每一个，以基于对关于与各个测量框对应的所检测到的焦点对准位置的信息的检查来检测与各个测量框对应的焦点对准位置，而且决定最后的焦点对准位置。
而且，在根据本发明实施方式的成像设备中，将测量框设置部配置为设置下列三种类型的测量框：与包括整个脸部的脸部区域对应的测量框、与部分地包括脸部内(in-face)区域的脸部内区域对应的测量框、和与包括除了脸部以外的身体区域的身体区域对应的测量框，而且将对焦控制部配置为：应用由测量框设置部所设置的三种类型的测量框的每一个、检查与各个测量框对应的焦点对准位置、和根据对关于与各个测量框对应的所检测到的焦点对准位置的信息的检查来决定最后的焦点对准位置。
而且，在根据本发明实施方式的成像设备中，根据由脸部检测部所检测到的脸部区域信息，将测量框设置部配置为决定下列三种类型的测量框的设置位置和尺寸：与包括整个脸部的脸部区域对应的测量框、与部分地包括脸部内区域的脸部内区域对应的测量框、和与包括除了脸部以外的身体区域的身体区域对应的测量框，并且设置各个测量框。
而且，在根据本发明的实施方式的成像设备中，将对焦控制部配置为针对多个不同测量框的每一个与对焦镜头的移动相关联地测量对比度的变化，计算与各个测量框对应的焦点对准位置，和基于与所计算的各个测量框对应的焦点对准位置的检查来决定最后的焦点对准位置。
而且，在根据本发明实施方式的成像设备中，将对焦控制部配置为检查由测量框设置部所设置的多个测量框内的图像的对比度，而且在图像数据处于低对比度的情况下，将对焦控制部配置为将已经通过应用测量框计算的焦点对准位置信息无效，而且不应用该信息来计算最后的焦点对准位置。
而且，在根据本发明实施方式的成像设备中，在与测量框对应的至少两个不同的焦点对准位置在预设可允许范围下的差异内匹配的情况中，将对焦控制部配置为将其匹配点决定为焦点对准位置。
而且，在根据本发明实施方式的成像设备中，将对焦控制部配置为检查与测量框对应的下面三种类型的焦点对准位置：(a)从将与包括整个脸部的脸部区域对应的测量框应用到其的测量结果中获得的焦点对准位置；(b)从将与部分地包括脸部内区域的脸部内区域对应的测量框应用到其的测量结果中获得的焦点对准位置；和(c)从将与包括除了脸部以外的身体区域的身体区域对应的测量框应用到其的测量结果中获得的焦点对准位置；以及在与测量框对应的所有焦点对准位置在预设可允许范围下的差异内匹配的情况下，或者在与测量框对应的至少两个不同焦点对准位置在预设可允许范围下的差异内匹配的情况下，将对焦控制部配置为将其匹配点决定为焦点对准位置。
而且，在根据本发明实施方式的成像设备中，将对焦控制部分配置为将对于从脸部检测部检测到的脸部区域的尺寸中计算的脸部的距离信息、与从将多个测量框应用到其的测量结果中获得的多个焦点对准位置进行比较和检查，以及在从距离信息中所确定的焦点对准位置和多个焦点对准位置中的任何一个之间存在在预定可允许范围内的差异的情况下，将对焦控制部配置为将从测量框被应用到其的测量结果中所获得的焦点对准位置决定为最后的焦点对准位置。
而且，在根据本发明实施方式的成像设备中，将脸部检测部配置为从成像设备的输入图像中连续检测脸部区域，将成像设备的控制部配置为在脸部检测部中成功地检测到脸部区域的情况下，将包括关于所检测到的图像的亮度和颜色信息的至少任何一个的图像信息存储在存储器中，以及在脸部区域的检测失败的情况下，将控制部配置为根据脸部检测已经失败的图像和脸部检测已经在过去成功的图像之间包括亮度和颜色信息的至少任何一个的图像信息的比较和检查，来检查成像设备是否移动，将显示是否可以应用脸部检测已经在过去成功的图像中的脸部区域的位置作为脸部检测已经失败的图像中的脸部区域的位置的标记，而且将其存储在存储器上，以及将测量框设置部配置为当脸部检测失败时参照该标记，而且在确认可以应用脸部检测已经在过去成功的图像中的脸部区域的位置的情况下，将测量框设置部配置为执行将关于脸部检测已经在过去成功的图像的脸部区域信息应用到其的测量框设置处理。
而且，在根据本发明实施方式的成像设备中，在脸部检测部在从成像设备输入的图像中检测到多个脸部区域的情况下，将测量框设置部配置为依次选择目标人以根据预设优先级来设置测量框。
而且，本发明的实施方式是在成像设备中执行自动对焦控制的成像设备的控制方法，该方法包括步骤：在脸部检测部，从成像设备中的输入图像中检测脸部区域；在测量框设置部，根据脸部检测部中所检测到的脸部区域，设置与包括脸部区域的脸部区域对应的测量框和与包括身体区域的身体区域对应的测量框；和在对焦控制部，将在测量框设置步骤中所设置的多个测量框的每一个应用来根据对关于与各个测量框对应的所检测到的焦点对准位置的信息的检查，来检测与各个测量框对应的焦点对准位置，以及决定最后的焦点对准位置。
而且，本发明的实施方式是允许成像设备中的自动对焦控制的计算机程序，该计算机程序包括步骤：在脸部检测部，从成像设备中的输入图像中检测脸部区域；在测量框设置部，根据脸部检测部中所检测到的脸部区域，设置与包括脸部区域的脸部区域对应的测量框和与包括身体区域的身体区域对应的测量框；和在对焦控制部，将在测量框设置步骤中所设置的多个测量框的每一个应用来根据对关于与各个测量框对应的所检测到的焦点对准位置的信息的检查，来检测与各个测量框对应的焦点对准位置，以及决定最后的焦点对准位置。
而且，根据本发明实施方式的计算机程序是能够以计算机可读格式，例如，以诸如CD、FD或者MO之类的记录介质或者通过诸如网络之类的通信介质，提供给能够执行各种成像代码的多目的计算机系统的计算机程序。以计算机可读格式提供这种程序，从而根据该程序在计算机系统上实施处理。
参照下面描述的本发明的实施方式的具体实施方式和附图，根据本发明实施方式的其他目的、特点和优点将从更加详细的描述中变得明显。而且，在说明书中的系统是由多个设备形成的被逻辑装配的配置，其不限于在同一外壳内具有独立配置的装置的那些。
在根据本发明的实施方式的配置中，进行配置，其中从成像设备中所获取的图像数据中检测脸部区域，根据所检测到的脸部区域，设置与包括脸部区域的脸部区域对应的测量框和与除了脸部区域以外的身体区域对应的身体测量框，应用多个测量框以计算与各个测量框对应焦点对准位置，以及使用与所计算的多个测量框对应的焦点对准位置的数据来决定最后的焦点对准位置。因此，防止诸如根据背景信息设置焦点对准位置的错误和基于低对比度的焦点对准位置的设置错误之类的焦点对准错误，而且可以决定准确的焦点对准位置。
附图说明
图1A、1B和1C每个示出了图示根据本发明的实施方式的成像设备的外观的示例配置的图；
图2示出了图示根据本发明的实施方式的成像设备的示例硬件配置的图；
图3示出了图示示例镜头驱动和作为对焦控制中的对焦操作完成的示例AF评估值获取处理的图；
图4示出了图示基于脸部的尺寸的物距计算处理的图；
图5A和5B每个示出了图示针对对焦控制的测量框的示例设置的图；
图6示出了图示针对对焦控制的测量框的示例设置的图；
图7示出了图示测量框的设置和自动对焦控制的序列的流程图；
图8示出了图示设置脸部检测历史标记的序列的流程图；
图9A和9B示出了图示符合身体区域的测量框设置确定处理和处理序列的流程图和图；
图10示出了图示符合各个区域的示例测量框设置处理的图；
图11示出了图示针对各个测量框的测量结果数据的效果确定处理的序列的流程图；
图12示出了图示使用利用各个测量框的测量结果的数据的焦点对准位置决定处理的序列的流程图；
图13A和13B每个示出了图示景深(depth of view)的图；
图14示出了图示基于针对多人的优先级设置的处理序列的流程图；和
图15示出了描述根据本发明实施方式的成像设备的配置和功能的框图。
具体实施方式
下面，将参照附图描述根据本发明实施方式的成像设备、成像设备的控制方法以及计算机程序的详情。本发明的实施方式公开了允许针对目标对象进行准确自动对焦(AF)的配置。将根据下面项目来描述本发明的实施方式的详情。
1.成像设备的配置
2.对焦控制和脸部检测处理的概况
3.用于将测量框设置在脸部和身体上的对焦控制处理
4.成像设备的功能配置
1.成像设备的配置
首先，将参照图1A、1B、1C和图2来描述根据本发明实施方式的成像设备的配置。图1A、1B和1C示出了描述根据本发明实施方式的成像设备10的外观的图。图1A示出了成像设备的顶视图，图1B是前视图，而图1C是后视图。在图1A的顶视图中，将镜头部分作为截面形式示出。成像设备10具有电源开关11、设置定时以捕获图像的触发器单元(即作为快门按钮工作的释放开关12)、显示成像设备所拍摄的图像(连续图像(through image))以及操作信息的监视器13、作为成像装置(CCD)的成像器14、用于缩放控制的缩放按钮15、输入各种操作的信息的操控按钮16、确认由成像设备所拍摄的图像(连续图像)的电子取景器17、在对焦调节中被驱动的对焦镜头18、在缩放调节中被驱动的缩放镜头19、设置拍摄模式的模式拔盘(dial)20、驱动对焦镜头18的对焦镜头电机(M1)21、和驱动缩放镜头19的缩放镜头电机(M2)22。
将对象图像显示在电子取景器17和监视器13上。以例如在其上显示对象图像作为通过镜头的运动图像的LCD配置电子取景器17和监视器13。将运动图像称为连续画面(through picture)。用户通过取景器17或者监视器13确认批准要拍摄的目标对象，然后按下作为快门按钮的释放开关12，从而执行图像的记录处理。
将参照图2来描述根据本发明实施方式的成像设备10的内部配置。根据本发明实施方式的成像设备是具有自动对焦功能的成像设备。通过对焦镜头101和缩放镜头102的入射光进入到诸如CCD(电荷耦合器件)之类的成像装置103，并且在成像装置103中经历光电转换。光电转换数据被输入在模拟信号处理部104中，在模拟信号处理部104中经历噪声滤波，并且在A/D转换部105中被转换为数字信号。将A/D转换部中经数字转换的数据记录在以例如闪存配置的记录装置115上。此外，将其显示在监视器117和电子取景器(EVF)116上。在监视器117和电子取景器(EVF)116上，无论是否对其进行拍摄，都将通过镜头的图像显示为连续画面。
操控部118是包括在参照图1A、1B和1C所描述的照相机主体上的释放开关12、缩放按钮15、输入各种操作信息的操控按钮16、设置拍摄模式的模式拔盘20等的操控部。控制部110具有CPU，其根据例如在存储器(ROM)120中事先存储的程序执行用于成像设备所完成的各种处理的控制。存储器(EEPROM)119是非易失存储器，其中存储图像数据、子信息的各种项目、程序等。存储器(ROM)120之中存储程序以及控制部(CPU)110所使用的计算参数。存储器(RAM)121之中存储程序和在控制部(CPU)110所使用的执行中适当改变的参数。陀螺111检测例如成像设备的倾斜和振动。所检测到的信息被输入到控制部(CPU)110，例如将用于稳定图像的处理应用到其上。
电机驱动器112驱动被排列为与对焦镜头101对应的对焦镜头驱动电机113，以及被排列为与缩放镜头102对应的缩放镜头驱动电机114。垂直驱动器107驱动成像装置(CCD)103。定时发生器106产生用于成像装置103和模拟信号处理部104的处理定时、以及处理各个处理部的定时的控制信号。
脸部检测部130分析通过镜头输入的图像数据，并且检测图像数据中的人脸。将该脸部检测信息发送到控制部110，而且控制部110基于用于对焦控制的所检测到的脸部信息，在所检测到的脸部区域上设置用于自动对焦(AF)的测量框(也称为检测框)。在根据本发明实施方式的成像设备中，将测量框设置在所检测到的脸部区域上，以及估计从脸部区域中估计的人的身体区域，并且也将测量框设置在身体区域上，而且根据多个测量框执行对焦控制以确定对焦位置。
2.对焦控制和脸部检测处理的概况
随后，将描述在根据本发明的实施方式的成像设备中应用的下面处理。
A.基于对比度测量的对焦控制处理
B.脸部区域检测处理
A.基于对比度测量的对焦控制处理
首先，将参照图3描述根据在根据本发明实施方式的成像设备中应用的对比度测量的对焦控制处理。具有对比度测量的对焦控制是确定通过镜头所获取的所成像的数据的对比度是高还是低以决定对焦位置的方案。例如，在JP-A-10-213737中描述了自动对焦(AF)。
将关于视频摄像机或者照相机中所获取的图像的对比度的幅度信息用于对焦控制。例如，将所拍摄的图像中的具体区域设置为用于对焦控制的信号获取区域(空间频率提取区域)。将该区域称为测量框(检测框)。这是这样的方案：其中当具体区域的对比度更高时对象就更加准确地进入到焦点，当对比度低时确定对象离焦，而且将镜头驱动到针对调节使得对比度更高的位置。
更具体地说，适用这样的方案，其中提取具体区域中的高频分量，产生所提取的高频分量的积分数据，并且根据所产生的高频分量的积分数据来确定对比度是高还是低。换句话说，当正在将对焦镜头移动到多个位置时获取多个图像，而且例如通过高通滤波器滤波每个图像的亮度信号，从而获得指示每个图像的对比度的强度的AF评估值。此时，在存在进入到特定对焦位置处的焦点的对象的情况下，用于对焦镜头位置的AF评估值描述如图3所示的曲线。该曲线的峰值位置P1，也就是图像的对比度值最大的位置，是焦点对准位置。在这种方案中，可以仅仅基于作为数字摄像机的成像装置的成像器上的图像的信息来操作对焦操作，而且除了成像光学系统以外的任何其他距离测量光学系统都是不必要的。从这方面来说，现今将该方案广泛使用在数字照相机上。
在根据本发明实施方式的成像设备中，将测量框设置在图2中所示的脸部检测部130中所检测到的脸部区域上，将另一个测量框设置在从脸部区域中估计来的身体区域上，而且根据对比度确定针对多个测量框的每一个执行对焦位置的决定处理。将在后面描述该处理配置。
B.脸部区域检测处理
随后，将描述由根据本发明实施方式的成像设备的脸部检测部130所完成的脸部区域检测处理。对于脸部识别和跟踪的技术，已经公开了各种技术，而且可以应用现存的技术。例如，如JP-A-2004-133637中所述，实施这样的处理：用其上记录脸部亮度分布信息的模板对实际图像执行匹配。首先，准备多种类型的图像，其中针对缩小处理实际图像。准备一组脸部亮度分布信息的模板；当脸部倾斜时获得该信息。然后，逐个地将它们彼此匹配。该模板是对于脸部的三维直角坐标系的独立X、Y和Z轴倾斜的模板，并且通过与该模板匹配来确定实际脸部的倾斜。
当正在移动两维平面时依次执行对经缩小的图像的匹配。当特定区域与模板匹配时，该区域是脸部存在的位置。在根据本发明实施方式的成像设备中，将单个测量框设置在脸部区域上，基于脸部区域估计身体区域，而且还将另一个测量框设置在身体区域上，用于基于对比度确定来自动对焦。
此外，当从上述模板匹配中确定脸部区域时，还可以从实际图像的缩小因数中确定脸部的尺寸。此外，可以从该时所使用的模板中确定关于三个正交轴的转角(rotation angle)、侧转(yaw)、斜度(pitch)和滚角(roll angle)。使用因此而确定的脸部尺寸、位置和转角来估计到脸部的距离用于自动对焦控制，从而可以将对焦镜头的操作范围(Rf)设置得更小。
将参照图4描述计算到脸部的距离的具体方案。图4示出了对象位置301、对焦镜头302、和成像装置303。在对象位置301处，存在人的脸部。脸部的尺寸(脸部的宽度)是Wf。
当发现脸部的实际尺寸(Wf)时，可以通过镜头的基本物理公式来确定到脸部的距离，也就是物距(Df)。换句话说，可以通过下面公式确定从对焦镜头302到对象位置301的物距(Df)。
Df＝Wref(f/Wi)(Ww/Wf).....(公式1.1)
下面是对上面公式中的符号的描述。
人脸部尺寸参考值：Wref
成像装置的宽度：Wi
焦距：f
在所拍摄的图像中的人脸部尺寸的像素数量(由成像装置所检测的值)：Wf
用于人脸部检测的图像的尺寸的像素数量(由成像装置所检测的值)：Ww
对于人脸部尺寸参考值(Wref)，可以使用预定的固定值。而且，可以将脸部尺寸参考值(Wref)设置到在考虑个体、种族、年龄、性别等针对处理的差异的情况下的值。使用该处理，可以实现更加准确的距离估计。
3.用于将测量框设置在脸部和身体上的对焦控制处理
随后，将描述其中将测量框设置在脸部和身体上的对焦控制处理，通过根据本发明实施方式的成像设备来完成该处理。
根据本发明实施方式的成像设备的一个特点是从成像设备中所获取的图像(连续图像)中检测脸部，将测量框设置在脸部区域上，从脸部区域中估计身体区域，还将测量框设置在身体区域上，而且将测量框应用来根据对比度决定对焦位置。
将参照图5A和5B描述设置测量框的配置。图5A和5B中所示的图像示出了在成像装置中所连续获取的图像(连续图像)，而且图5A示出了只将测量框设置在脸部区域上的例子。换句话说，它是在脸部检测部分中将用于测量对焦位置的测量框351设置在所检测到的脸部区域上的例子。如上所述，将测量框设置在脸部区域的配置以前就存在。
如上所述，在将测量框351设置在整个脸部区域上的情况下，非常可能将背景包括在测量框351中。在这种情况下，出现了没有将人对焦而将背景对焦的“背景处于焦点对准”的问题。换句话说，执行这样的处理，其中测量由于驱动镜头导致的测量框351内的对比度变化以决定对焦位置。然而，由于脸部对比度趋向于具有比其他对象(背景)所具有的更低的对比度，所以关于脸部的距离测量信息被埋藏在其他信息上。换句话说，大测量框导致自动对焦失败。
为了防止这样的“背景处于焦点对准”的问题，可以设想将测量框设置在脸部内。然而，在如上所述将测量框设置在所检测到的脸部内的情况中，当测量框包括诸如嘴和眼睛之类的特征点时，可以测量对比度的变化。然而，在设置不包括这些特征点的测量框的情况下，对比度低，所以趋向于难于显示由于驱动镜头导致的对比度变化，从而导致对象没有被对焦的现象。而且，在测量框小的情况下，可以确定因为不稳定的摄像机和不稳定的对象导致的错误对焦。因此，存在太小的测量框导致自动对焦失败的问题。
这些问题是因为针对基于对比度变化的对焦位置搜索仅仅将测量框设置在所检测到的脸部区域上而发生的问题。对于解决该问题的方案之一，存在这样的方案：将测量框设置在多个位置上，而不是单个的测量框，而且全面地确定基于多个测量框的测量结果以检测将对象最佳地进行对焦的位置。
然而，例如在针对对焦位置搜索在多个不同脸部的内部区域中设置多个测量框的情况下，发生下面问题。
-瞄准脸部内的自动对焦性能非常依赖于脸部的检测准确度和脸部识别的准确度。
-存在少量的能够在脸部内被瞄准的部分，而且如果丢失了对焦，则诸如脸颊之类的低对比度部分进入对焦。
因为这些问题，所以即使设置包括脸部内的部分的多个测量框，也判断不可以获得良好的结果。
然后，在根据本发明实施方式的成像设备中，将测量框放置在其上的目标设置到脸部区域，而且设置到除了脸部之外的区域，例如，将测量框设置在除了人的脸部之外的身体上，而且根据这些测量框从对比度测量中决定对焦位置。这是因为人的衣服通常具有与脸部的肤色不同的图案，而且通常容易检测对比度的变化。可以认为能够更加准确地检测对焦位置。
例如，如图5B中所示，在用于脸部区域的测量框371之外，还将测量框372设置在身体区域上，在每个测量框中检测与参照图3在上面描述的驱动镜头位置对应的对比度变化，而且基于对比度的结果来决定对焦位置。
此外，例如如图6中所示，设置下面的多个测量框：
(a)用于脸部区域的测量框381，
(b)用于身体区域的测量框382，和
(c)用于脸内区域的测量框383
可以进行这样的配置，其中在测量框381到383中，首先，在每个测量框中检测与参照图3所描述的驱动镜头位置对应的对比度变化，而且基于对比度的结果来决定对焦位置(focus position)。
将参照图7和其他附图描述如图6所示将测量框设置在三个位置上的自动对焦控制处理的详情。图7示出了图示当在如图6中所示将测量框设置在三个位置上的情况下执行自动对焦控制处理时成像设备的操作序列的流程图。
在步骤S101中，执行脸部检测处理。该处理被执行为由图2中所示的脸部检测部130所完成的处理，其通过使用如上所述的模板匹配的方案来执行。如果检测到按下释放按钮(按下一半)则进行测量框的设置(步骤S102的“是”)。直到释放按钮被按下为止，为了等待重复地执行步骤S101中的脸部检测。连续地执行脸部检测以消除在释放按钮被按下之后开始脸部检测的必要，而且能够缩短处理时间。换句话说，能够缩短释放按钮的时间滞后。此外，可以进行这样的配置，其中在按下释放按钮之后执行脸部检测。而且在这种情况下，不改变除了释放按钮的时间延迟之外的自动对焦性能。
在步骤S102中确认按下释放按钮之后，确定在步骤S103中是否检测到脸部。如果检测到了脸部，则处理前进到步骤S107，将测量框设置在所检测到的脸部上，而且在步骤S108将测量框设置在脸部内。
而且，在步骤S109，如果确定是否在成像设备中所获取的图像的视野角(field angle)内存在身体而且确定了存在身体，则处理前进到步骤S110，而将测量框设置在身体上。将在后面详细描述步骤S109中确定是否存在身体的处理和在步骤S110将测量框设置在身体上的方案。
在步骤S111，执行施加设置测量框的自动对焦(AF)处理。换句话说，如参照图3在上面所描述的，检测由于驱动镜头导致的对比度变化，然后决定对焦位置(焦点对准位置)。首先，针对多个测量框的每一个决定各个焦点对准位置，之后，根据多个焦点对准位置来决定最后的焦点对准位置。将在后面描述该处理的具体序列。
在完成了步骤S111中的自动对焦处理之后，在步骤S112中，将指示自动对焦控制的结束的焦点对准框显示在成像设备的监视器或者取景器上。
此外，在步骤S103中，如果确定没有检测到脸部，则处理前进到步骤S104，而且参照过去的脸部检测历史信息。如果脸部检测信息留在过去的框中，则使用与过去的框对应的脸部检测区域在步骤S107和随后的步骤中设置各个测量框。
在根据本发明实施方式的成像设备中，可以进行这样的配置，其中针对连续获取的图像连续地执行脸部检测处理，而且在预设时间段中保持与框对应的脸部检测信息。即使在要设置测试框的定时处脸部检测失败，也确定就在之前是否存在检测信息，如果存在脸部检测信息，则基于该检测信息设置检测框。例如，在因为脸部的定向改变之类的因素而没有检测到脸部的情况下，确定脸部仍然在那里，并且使用在之前时间上已经检测到的结果来设置测量框。
在步骤S104，如果确定不存在检测脸部的历史，则在步骤S105中应用通常的框，其中根据“多AF”或者“多点范围AF”或者通过在屏幕的中心处设置测量区域来执行对焦控制。在步骤S106，将指示对焦控制结束的焦点对准框显示在成像设备的监视器或者取景器上。
在根据本发明实施方式的成像设备中，进行这样的配置，其中如果在步骤S103中没有检测到脸部，则在步骤S104中确定是否存在脸部检测历史，而且如果存在历史，则应用关于该历史的信息来设置测量框。因此，为了允许对脸部检测历史存在的确定，进行这样的配置，其中在执行脸部检测处理中，设置脸部检测历史标记。将参照图8中所示的流程图来描述设置脸部检测历史标记的序列。
在控制部所完成的控制下，通过使用脸部检测部的脸部检测信息来执行图8中所示的流程图。例如，在预定的框间隔中连续地和重复地执行由脸部检测部所完成的脸部检测处理，而且在每个检测处理步骤的定时都重复地执行图8中所示的处理。
首先，在步骤S151中，如果在脸部检测部中成功地检测到脸部，则处理前进到步骤S152，并且将至少包括在所检测到的脸部区域中的图像数据的亮度和颜色信息记录在存储器中。在步骤S151中，如果在脸部检测部中脸部检测不成功，则处理前进到步骤S153，而且确定从过去成功的脸部检测的时间到现在是否已经完成了摇动(pan)或者倾斜。例如，通过所获取的图像的变化的分析或者借助于图2中所示的陀螺111来检测成像设备是否进行了摇动或者倾斜。
如果还没有进行摇动或者倾斜，则处理前进到步骤S154，将至少在与过去成功的脸部检测的时间上的图像对应的、记录在存储器中的所检测到的脸部区域中的亮度和颜色信息与在与失败的脸部检测的最新图像对应的区域中的亮度和颜色信息进行比较。如果在图像之间的亮度和颜色信息中不存在差异，则确定在脸部检测已经成功的框的图像和脸部检测已经失败的最新框的图像之间不存在显著的差异。在步骤S155，指示可以将脸部检测在过去已经成功的框的图像应用来估计脸部区域的标记，也就是脸部检测历史标记，设置到1作为与最新框的图像对应的历史标记。
如果脸部检测历史标记为1，则其指示可以进行这样的估计：在与脸部检测在过去已经成功的框的图像的位置相同的位置上存在脸部区域。另一方面，如果在步骤S153确定从在过去成功的脸部检测的时间到现在已经进行了摇动或者倾斜，或者如果在步骤S154确定在与过去成功的脸部检测的框的图像对应的、记录在存储器中的脸部区域中的亮度和颜色信息与在与脸部检测已经失败的最新图像对应的区域中的亮度和颜色信息之间存在差异，则脸部检测已经失败的框的图像非常可能与在过去已经成功的脸部检测的框的图像不同，确定难于将与过去的框的图像的脸部区域对应的位置估计为当前框的脸部区域，并且处理前进到步骤S156。将指示脸部检测已经在过去成功的框的脸部区域位置信息的标记，也就是脸部检测历史标记，设置到0作为与最新框的图像对应的历史标记。
如果将脸部检测历史标记设置为1，在图7所示的步骤S104中确定存在脸部检测历史，并且估计在过去脸部检测已经成功的框的所检测到的脸部区域中存在脸部。处理前进到步骤S107，根据所估计的脸部区域来设置各个测量框。
另一方面，如果将脸部检测历史标记设置到0，则确定难于应用关于脸部检测在过去已经成功的框的信息，而且处理前进到步骤S105，而不执行在步骤S107之后的测量框设置处理。在步骤S105中应用通常的方案，其中根据“多AF”或者“多点范围AF”或者通过在屏幕的中心上设置测量区域来执行对焦控制。
如上所述，在根据本发明实施方式的成像设备中，如果观测图像的亮度和颜色信息中的变化来确定摄像机是否摇动或者倾斜而改变拍摄场景，然后确定与过去脸部检测已经成功的图像没有差异，则估计在过去的框中所检测到的脸部区域中存在当前静止的脸部，并且且将测量框设置在脸部区域和其他区域上。使用这种配置，即使在脸部检测部中发生检测错误也能够稳定地完成处理。更具体地说，即使在由于诸如脸部的定向改变之类的因素导致临时不能检测到脸部的情况中，也能够确定过去检测信息是可靠的，然后能够执行处理。
随后，将参照图9A和9B描述在图7所示的流程图中的步骤S109中的处理，也就是确定在成像设备中所获取的图像中所包括的身体区域是否具有允许设置测量框的尺寸的特定示例性处理。
即使从成像设备中所获取的图像中确定了脸部区域，足以设置测量框的身体区域也不总是包括在图像中。例如，如图9A所示，在图像中存在大身体区域的情况下，可以设置与身体区域对应的测量框，而如图9B所示，在图像中的身体区域小的情况下，难于设置与身体区域对应的测量框。将测量框设置为检测与镜头的移动对应的对比度变化的区域，其需要特定尺寸。在图7中所示的步骤S109中执行尺寸的确定处理。将参照图9A和9B中所示的流程图来描述步骤S109的详细序列。
在步骤S201中，计算脸部和视野角的下端之间的距离Δd。其就是图9A和9B中所示的距离Δd。随后，在步骤S202中，将Δd与预设阈值进行比较。将描述特定示例处理。
假设所检测到的脸部的垂直长度为fxv，而且脸部的下端和视野角的下端之间的距离为Δd。
此时，确定是否满足下面公式。
fxv×k＜Δd
(其中，k＝大约0.5到1.0)
如果满足该公式，则处理前进到步骤S203，然后确定可以设置与身体区域对应的测量框。如果不满足该公式，则处理前进到步骤S204，然后确定难于设置与身体区域对应的测量框。
处理前进到步骤S203，而且如果确定可以设置与身体区域对应的测量框，其等效于在图7的步骤S109中被确定为正。在步骤S110中，设置于身体对应的测量框，而且在步骤S111中，基于脸部区域、焦点对准区域和身体区域上的三个测量框执行距离测量处理以决定对焦位置。另一方面，处理前进到步骤S204，而且如果确定难于设置与身体区域对应的测量框，其等效于在图7的步骤S109确定为负。省略步骤S110中设置与身体对应的测量框，而且处理前进到步骤S111。基于脸部区域和焦点对准区域上的两个测量框执行距离测量处理以决定对焦位置。
随后，将参照图10描述在图7所示的流程中的测量框设置处理，也就是下面测量框设置处理的详细。
-在步骤S107中设置与脸部区域对应的测量框，
-在步骤S108中设置与焦点对准区域对应的测量框，
-在步骤S110中设置与身体区域对应的测量框。
如下执行步骤S107中与脸部区域对应的测量框的设置。
将fxv×fxh的矩形区域设置为在脸部区域中记录的矩形区域，而且该矩形区域是与脸部区域对应的测量框，其中脸部的垂直长度为fxv，而且脸部的宽度为fxh。其是与图10中所示的脸部区域对应的测量框391。
如下执行步骤S108中与焦点对准区域对应的测量框的设置。
垂直长度＝0.5×fxv，
宽度＝0.5×fxh，
中心坐标＝整个脸部的测量区域的中心坐标，和
矩形区域是与焦点对准区域对应的测量框，其中脸部的垂直长度为fxv，而脸部的宽度为fxh。其是与图10中所示的焦点对准区域对应的测量框392。
如下执行与步骤S110中的内部身体区域对应的测量框。
垂直长度＝0.8×fxv，
宽度＝0.6×fxh，
关于身体在垂直方向中的中心坐标＝整个脸部的测量区域的中心坐标(垂直方向)+(身体测量区域的垂直长度/2)+fxv，
关于身体的水平方向中的中心坐标＝整个脸部的中心坐标(水平方向)，和
矩形区域是与身体区域对应的测量区域，其中脸部的垂直长度是fxv，而脸部的宽度是fxh。其是与图10中所示的身体区域对应的测量框393。
在图7中所示的流程的步骤S111中，应用测量框的距离测量处理，也就是检测与镜头的移动对应的对比度变化来决定对焦位置。然而，所有测量框的测量结果，也就是对比度信息的变化，不总是可以有效使用的。例如，在亮度不足的情况下，有时难于使用测量结果的数据。换句话说，确定测量距离的数据可以用于在整个脸部上、在脸部内和身体上所设置的每个测量框。将参照图11所示的流程来描述确定序列。评估点是亮度的对比度信号是否被足够地改变。在没有足够地获得亮度的对比度的情况下，将其称为低对比度，其中由于亮度对比度的清楚最大点不存在，所以实际难于知道实现对焦的位置。
图11中所示的流程部分地在图7中所示的流程中的步骤S111中配置AF(自动对焦)处理。换句话说，将该处理执行为确定通过应用各个测量框所执行的测量距离的数据的有效性的处理。首先，在步骤S301中，确定通过应用与脸部区域对应的测量框所获得的、测量距离的数据是否有效的。更具体地说，确定在与脸部区域对应的测量框内的数据是否是低对比度的。如果确定对比度低，则处理前进到步骤S302。确定不应该使用通过应用与脸部区域对应的测量框所获得的测量结果的数据，并且将数据无效。
随后，在步骤S303中，确定通过应用与脸部内区域对应的测量框所获得的、测量距离的数据是否有效。更具体地说，确定与脸部内区域对应的测量框内的数据是否是低对比度。如果确定对比度为低，则处理前进到步骤S304。确定通过应用与脸部内区域对应的测量框所获得的测量结果的数据不应该被使用，而且将数据进行无效。
随后，在步骤S305中，确定是否已经设置了与身体区域对应的测量框。如果已经设置了，则处理前进到步骤S306，并且确定通过应用与身体区域对应的测量框所获得的、测量距离的数据是否有效。更具体地说，确定与身体区域对应的测量框内的数据是否为低对比度。
在步骤S305中，如果未设置与身体区域对应的测量框，或者在步骤S306中，如果确定对比度为低，则处理前进到步骤S307。确定不应该使用与通过应用测量结果的数据所获得的身体区域对应的测量框，并将数据进行无效。
随后，将参照图12中所示的流程来描述决定对焦位置(焦点对准位置)的具体序列。图12中所示的流程是图7中所示的流程中步骤S111中的自动对焦处理的详细流程。此外，图12中所示的处理流程是当下面测量结果都被有效时的示例处理步骤。
-基于与脸部区域对应的测量框的测量结果，
-基于与脸部内区域对应的测量框的测量结果，和
-基于与身体区域对应的测量框的测量结果。
将处理序列描述如下：
A：从基于与脸部区域对应测量框的测量结果中获得的焦点对准位置，
B：从基于与脸部内区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置，和
C：从基于与身体区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置
在难于使用任何一个测量结果的情况下，当省略A、B和C中的任何一个时执行处理步骤。
虽然讨论被重复，但是在与脸部区域对应的整个脸部是用于测量距离的目标时，存在将背景带入对焦的风险。在测量到脸部内的距离的情况中，存在对比度低的风险，或者由于不稳定的摄像机和不稳定的对象的影响导致测量结果出现在错误位置上。而且，在使用针对身体的测量框的情况下，依赖于衣服存在对比度低、或者背景被带入到对焦中的风险。然而，一般地说，衣服通常具有比脸部更高的对比度，而且背景趋向于不被对焦。此外，在最后的焦点对准的位置决定处理中，由于被确定为低对比度的测量区域导致不足够的可靠度，所以将该区域从用于评估的目标中去除。
将描述图12中所示的流程的各个处理步骤。首先，在步骤S401中，基于将与脸部区域、脸部内区域和身体区域对应的测量框应用到其的对比度测量确定焦点对准位置是否都匹配。
如果A、B和C匹配，则由于针对整个脸部，基于与脸部内区域对应的测量框的焦点对准位置与基于与脸部区域对应的测量框的焦点对准位置匹配，所以显示在基于与脸部区域对应的测量框的焦点对准位置处不发生由背景被焦点对准而导致的错误。此外，由于基于与身体区域对应的测量框所测量的焦点对准位置与基于与脸部内区域对应的测量框所测量的焦点对准位置匹配，所以可以确定基于与脸部内区域对应的测量框所测量的焦点对准位置的可靠性较高，也就是说，不稳定摄像机和不稳定对象的影响几乎不对焦点对准位置产生作用。换句话说，测量结果的可靠性相当高。这里，术语“匹配”指的是差异在固定范围内；最小为0，而最大在景深内。换句话说，在步骤S401中，确定下面是否成立：
A几乎等于B，而B几乎等于C。
如果上述成立，则处理前进到步骤S411，而匹配点是焦距对准位置。
此外，术语“景深”是定义当拍摄照片时不产生模糊的范围的信息。将参照图13A和13B描述景深。如图13A中所示，通过光圈502和镜头503将对象的图像501形成在成像器504上。此时，当将图像的模糊没有被识别的范围设置为可允许的含混范围505时，可以基于可允许的含混范围将到对象的距离的可允许误差计算为景深Ra。
景深Ra，也就是说，通过下面公式定义前景深(forward depth of view)(Ran)到后景深(backward depth of view)(Raf)：
Ra＝(Df2×d×f)/(f2+Df×d×F)到(Df2×d×f)/(f2-Df×d×F)，
其中：对象位置是Df，
可允许含混范围是d，
F值(孔径)是F，以及
镜头焦距是f。
在步骤S401中，确定在焦点对准位置A、B和C包括景深误差的情况中进行匹配。换句话说，确定下面是否成立：
A几乎等于B，而B几乎等于C。
在步骤S401中，如果确定下面不成立，则处理前进到步骤S402。
A几乎等于B，而B几乎等于C。
然后，确定两个焦点对准位置是否匹配：
A：从基于与脸部区域对应的测量框的测量结果获得的焦点对准位置，和
B：从基于与脸部内区域对应的测量框的测量结果获得的焦点对准位置。
换句话说，确定下面是否成立：
A几乎等于B。
如果上述成立，则处理前进到步骤S411，而且匹配点是焦点对准位置。
这种情况是A与B匹配而与C不匹配的情况。这些情况与这样的情况对应，其中身体处于不可测量的位置，另一个对象在身体前面，或者衣服是低对比度的。然而，由于A与B匹配，整个脸部非常可能不具有将背景带入对焦的问题。虽然可靠性没有与A几乎等于B的而B几乎等于C的情况一样高，但是可以确定测量A和B的距离的数据是足够可靠的。
在步骤S402，如果确定下面成立，则处理前进到步骤S403。
A几乎等于B。
然后，确定两个焦点对准位置是否匹配：
B：从基于与脸部内区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置，和
C：从基于与身体区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置。
换句话说，确定下面成立。
B几乎等于C。
如果上述成立，则处理前进到步骤S411，而且匹配点是焦点对准位置。
这种情况是其中B与C匹配的情况，但是A很可能具有将背景带入到对焦的问题。然而，由于B与C匹配，所以虽然针对B的脸部内区域测量距离的数据不会具有不稳定摄像机或者不稳定对象的问题，但同样在这种情况中，可以确定测量B和C的距离的数据是足够可靠的。
在步骤S403中，如果确定下面成立，则处理前进到步骤S404。
B几乎等于C。
在脸部检测部中，从所检测到的脸部尺寸中估计到脸部的距离Df。估计处理如上面参照图4所述。
从下面公式中确定物距(Df)：
Df＝Wref×(f/Wi)×(Ww/Wf)
其中：
人脸部尺寸参考值是Wref，
成像装置的宽度是Wi，
焦距是f，
在所拍摄的图像中的人脸部尺寸的像素数量(由成像设备所检测到的值)是Wf，而且
用于人脸部检测的图像的尺寸的像素数量(由成像装置所检测到的值)是Ww。
随后，在步骤S405中，计算与物距(Df)对应的景深Ra。景深Ra如参照图13A和13B在上面所描述的那样，其与限定到单个对象的特定距离可允许的误差的数据对应。
在步骤S406中，确定A与C匹配：
A：从基于与脸部区域对应的测量框的测量结果中获得的焦距对准位置，和
C：从基于与身体区域对应的测量框的测量结果中获得的焦距对准位置。
换句话说，确定下面是否成立。
A几乎等于C。
如果上述成立，则处理前进到步骤S407。基于脸部检测部中所检测到的脸部的尺寸，确定在与到脸部的距离Df对应景深Ra内是否存在与位置“A几乎等于C”对应的位置。如果位置存在，则处理前进到步骤S411，而且与位置“A几乎等于C”对应的位置是焦距对准位置。在A与C匹配的情况中，A和C具有将背景带入到对焦中的问题。然而，当A与C的匹配点在Ra内时，假设这样的情况：不发生将背景带入对焦的问题但是脸部不进入对焦状态。在这种情况中，认为A与C的匹配点是对焦位置。
在步骤S407，如果基于在脸部检测部中所检测到的脸部的尺寸，确定在与到脸部的距离Df对应的景深Ra内不存在与位置“A几乎等于C”对应的位置，则确定从基于测量框的测量结果中获得的焦点对准位置是无效的。处理前进到步骤S410，而且确定对焦失败，或者执行将焦点对准位置设置在预定默认位置的处理，并结束处理。
而且，在步骤S406，如果确定A与C不匹配，则处理前进到步骤S408：
A：从基于与脸部区域对应的测量框的测量结果获得的焦点对准位置，和
C：从基于与身体区域对应的测量框的测量结果获得的焦点对准位置。
基于脸部检测部中所检测到的脸部的尺寸，确定在与到脸部的距离Df对应的景深Ra内是否存在焦点对准位置A、B和C中的任何一个。如果存在焦点对准位置，则处理前进到步骤S409。将优先级设置给如下的B、C和A的顺序，并且决定焦点对准位置：
B：从基于与脸部内区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置，
C：从基于与身体区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置，和
A：从基于与脸部区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置。
以背景被带入到对焦的问题的发生的可能性的升序对它们进行优先级化。
在步骤S408中，如果基于在脸部检测部中所检测到的脸部的尺寸，确定在与到脸部的距离Df对应的景深Ra内不存在焦点对准位置A、B和C的任何一个，则确定从基于测量框的测量结果中获得的焦点对准位置是无效的。处理前进到步骤S410，而且确定对焦失败。在这种情况下，显示焦点对准误差的信息，或者执行将焦点对准位置设置在预设默认位置处的处理，并且结束处理。
如上所述，在根据本发明实施方式的成像设备中，进行这样的配置，其中将测量框设置在除了脸部区域之外的身体区域上，而且全面考虑基于多个测量框的测量结果的数据来计算焦点对准位置。因此，可以实现更加准确的对焦处理，也就是，自动对焦控制。
此外，在上述实施方式中，描述了针对成像设备中所获取的图像中的单个人的处理。例如，在所获取的图像包括多人的情况下，可以根据所设置的优先级将优先级设置给在用于处理的图像中所包括的多个人。
将参照图14所示的流程描述基于优先级的处理序列。首先，在步骤S501中，针对在所获取的图像中所包括的多个人决定优先级。例如，根据诸如脸部的尺寸或者到图像中心的接近程度之类的预设规则来设置优先级。
随后，在步骤S502中，选择具有最高优先级的人，而且在步骤S503中，执行用于焦点对准位置(自动对焦位置)的决定处理。执行决定处理作为根据上面参照图12所述的序列的处理。
随后，在步骤S504中，确定成功地决定焦点对准位置。如果成功，则处理结束，而如果没有成功，则在步骤S505中，选择具有次高优先级的人，而且所选择的人是针对步骤S503中的焦点对准位置(自动对焦位置)的决定处理的目标。执行决定序列作为根据上面参照图12所描述的序列的处理。如上所述，根据优先级依次执行对焦处理。
4.成像设备的功能配置
最后，将参照图15描述执行在根据本发明实施方式的成像设备中所执行的处理步骤的功能配置。通过应用上面参照图2所述的硬件配置，根据在主要由控制部110所完成的控制下所执行的程序来执行上述处理。图15示出了主要图示在执行这种处理中应用的功能的框图。
将成像设备中所获取的图像信息700通过参照图2描述的成像装置和数字信号处理部输入到脸部检测部701。在脸部检测部701中，如上所述，例如，通过与其上记录关于脸部的亮度分布信息的模板实际图像匹配的处理，从图像信息700中确定和检测脸部区域。测量框设置部702基于关于在脸部检测部701中所检测到的脸部区域的信息，执行设置与包括脸部区域的脸部区域对应的测量框和与包括身体区域的身体区域对应的测量框的处理。换句话说，设置三种类型的测量框的位置和尺寸，设置下面测量框：
-与包括整个脸部的脸部区域对应的测量框，和
-与部分包括脸部内区域的脸部内区域对应的测量框，
-与包括除了脸部以外的身体区域的身体区域对应的测量框。
对焦控制部703将测量框设置部702所设置的三种类型的测量框的每一个进行应用，检测与各个测量框对应的焦点对准位置，而且基于对关于与各个测量框对应的所检测到的焦点对准位置的信息的检查，来执行针对最后焦点对准位置的决定处理。换句话说，对焦控制部针对多个不同测量框的每一个与对焦镜头的移动相关联地测量对比度的变化，计算与各个测量框对应的焦点对准位置，而且基于对与所计算的各个测量框对应的焦点对准位置的检查来决定最后的焦点对准位置。此外，此时，在检查多个测量框内的图像的对比度而图像数据的对比为低的情况下，通过应用测量框已经计算的焦点对准位置是无效的，而且不被应用于计算最后的焦点对准位置。
根据参照图12在上面所描述的序列来执行由对焦控制部所完成的焦点位置的最后决定处理。换句话说，检查与三种类型的测量框对应的焦点对准位置：
(a)从与包括整个脸部的脸部区域对应的测量框应用到其的测量结果中获得焦点对准位置，
(b)从与部分包括脸部内区域的脸部内区域对应的测量框应用到其的测量结果中获得焦点对准位置，和
(c)从与包括除了脸部之外的身体区域的身体区域对应的测量框应用到其的测量结果中获得焦点对准位置。
在所有与测量框对应的焦点对准位置在预设的可允许范围下的差异内匹配的情况下，或者在与测量框对应的至少两个不同焦点对准位置在预设可允许范围内匹配的情况下，执行将匹配点决定为焦点对准位置的处理。
而且，对焦控制部703将从脸部检测部701所检测到的脸部区域的尺寸中计算的到脸部的距离信息与从将多个测量框应用到其的测量结果中获得多个焦点对准位置进行比较和检查。在从脸部检测部701所检测到的脸部区域的尺寸中所计算的距离信息中所确定焦点对准位置、与通过应用测量框所计算的焦点对准位置中的任何一个之间的差异在预定可允许范围内的情况下，执行将从测量框被应用到其的测量结果中获得的焦点对准位置决定为最后焦点对准位置的处理。
而且，如上面参照图8所述，脸部检测部701从成像设备中的输入图像中连续检测脸部区域。在脸部检测部701中成功地检测到脸部区域的情况下，控制部704将包括关于所检测到的图像的亮度和颜色信息中的至少任何一个的图像信息存储在存储器705中，而在脸部区域的检测失败的情况下，控制部检查成像设备是否移动，而且执行这样的处理：设置显示脸部检测已经在过去成功的图像中的脸部区域的位置是否可以应用为脸部检测已经失败的图像中的脸部区域的位置的标记，并且基于脸部检测已经失败的图像和脸部检测已经在过去成功的图像之间的、包括亮度和颜色信息中的至少一个的图像信息的比较和检查，将该标记记录在存储器705中。在确认当脸部检测失败而且在脸部检测已经在过去成功的图像中的脸部区域的位置可应用时参照标记的情况下，测量框设置部702执行将关于脸部检测在过去已经成功的图像的脸部区域信息应用到其的测量框设置处理。
此外，如参照图14所述，在脸部检测部701在成像设备中的输入图像中检测到多个脸部区域的情况下，测量框设置部702执行根据预设优先级依次选择用于设置测量框的目标人的处理。
此外，在上述实施方式中，描述了将数字照相机假设为成像设备，但是还可以将本发明实施方式应用到诸如视频摄像机和带有摄像机的蜂窝电话之类的不同形式的任何设备，只要该设备能够对人进行拍摄。
如上所述，已经参照具体实施方式详细描述了本发明的实施方式。然而，本领域的技术人员应该理解，在根据本发明实施方式的教导的范围内，可以对这些实施方式进行修改和替换。换句话说，已经以示例形式公开了本发明的实施方式，但是不应该以限制的方式对其进行理解。为了理解本发明实施方式的教导，应该考虑所附的权利要求。
而且，可以通过硬件、或者软件、或者组合两者的配置来实施在说明书中所描述的一系列处理步骤。当通过软件来实施该处理步骤时，将记录有处理序列的程序安装在用于实施的专用硬件中所合并的计算机内的存储器中，或者将程序安装在可以运行用于实施的各种处理步骤的多目的计算机中。
例如，可以事先将程序记录在作为记录介质的硬盘或者ROM(只读存储器)上。替代地，可以将程序临时或者永久地存储(记录)在诸如软盘、CD-ROM(致密盘只读存储器)、MO(磁光)盘、DVD(数字多功能盘)、磁盘、半导体存储器之类的可拆卸记录介质上。可以将这些可拆卸记录介质提供为所谓的打包软件。
而且，除了将程序通过上述可拆卸记录介质安装在计算机中之外，可以用这种方式安装程序：将程序以无线电方式通过下载站点传送到计算机，或者以有线方式通过诸如LAN(局域网)和因特网之类的网络传送到计算机，然后计算机接收这样传送的程序以将其安装到诸如合并于其中的硬盘之类的记录介质上。
而且，可以根据说明书的时间顺序来完成在说明书中所描述的各种处理步骤，也可以根据设备的处理性能以并行方式或者分离的方式完成以执行处理步骤，或者根据需要进行。而且，说明书中的系统是多个单元的逻辑组装的配置，其不限于在相同的外壳中的各个配置中的单元的形式。
如上所述，在根据本发明实施方式的配置中，进行这样的配置，其中从成像设备中所获取的图像数据中检测脸部区域，根据所检测到的脸部区域，设置与包括脸部区域的脸部区域对应的测量框和与除了脸部区域之外的身体区域对应的身体测量框，而且应用多个测量框以计算与各个测量框对应的焦点对准位置，而且使用与所计算的多个测量框对应的焦点对准位置的数据来决定最后的焦点对准位置。因此，防止了诸如基于背景信息设置焦点对准位置的误差和基于低对比度的焦点对准位置的设置误差之类的焦点对准误差，而且可以决定准确的焦点对准位置。
本领域的技术人员应该理解，依赖于设计需要和其他因素可以发生各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求或者其等效物的范围内即可。

Claims (9)

1.一种成像设备，包括：
脸部检测部，配置为从成像设备中的输入图像中检测脸部区域；
测量框设置部，配置为根据由脸部检测部所检测到的脸部区域信息，将测量框设置部配置为决定下列三种类型的测量框的设置位置和尺寸：
与包括整个脸部的脸部区域对应的测量框，
与部分地包括脸部内区域的脸部内区域对应的测量框，和
与包括除了脸部以外的身体区域的身体区域对应的测量框；以及
设置各个测量框；和
对焦控制部，配置为应用由测量框设置部所设置的多个测量框的每一个，以基于对关于与各个测量框对应的所检测到的焦点对准位置的信息的检查来检测与各个测量框对应的焦点对准位置，而且决定最后的焦点对准位置。
2.根据权利要求1所述的成像设备，
其中，将对焦控制部配置为针对多个不同测量框的每一个与对焦镜头的移动相关联地测量对比度的变化，计算与各个测量框对应的焦点对准位置，和基于与所计算的各个测量框对应的焦点对准位置的检查来决定最后的焦点对准位置。
3.根据权利要求1所述的成像设备，
其中，将对焦控制部配置为检查由测量框设置部所设置的多个测量框内的图像的对比度，和
在图像数据处于低对比度的情况下，将对焦控制部配置为将已经通过应用测量框计算的焦点对准位置信息无效，而且不应用该信息来计算最后的焦点对准位置。
4.根据权利要求1所述的成像设备，
其中，在与测量框对应的至少两个不同的焦点对准位置在预设可允许范围下的差异内匹配的情况中，
将对焦控制部配置为将其匹配点决定为焦点对准位置。
5.根据权利要求1所述的成像设备，
其中，将对焦控制部配置为检查与测量框对应的下面三种类型的焦点对准位置：
(a)从应用了与包括整个脸部的脸部区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置；
(b)从应用了与部分地包括脸部内区域的脸部内区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置；和
(c)从应用了与包括除了脸部以外的身体区域的身体区域对应的测量框的测量结果中获得的焦点对准位置，以及
在与测量框对应的所有焦点对准位置在预设可允许范围中的差异内匹配的情况下，或者在与测量框对应的至少两个不同焦点对准位置在预设可允许范围下的差异内匹配的情况下，将对焦控制部配置为将其配置点决定为焦点对准位置。
6.根据权利要求1所述的成像设备，
其中，将对焦控制部分配置为将对于从脸部检测部检测到的脸部区域的尺寸中计算的脸部的距离信息、与从应用了多个测量框的测量结果中获得的多个焦点对准位置进行比较和检查，以及
在从距离信息中所确定的焦点对准位置和多个焦点对准位置中的任何一个之间存在在预定可允许范围的差异的情况下，将对焦控制部配置为将从应用了测量框的测量结果中所获得的焦点对准位置决定为最后的焦点对准位置。
7.根据权利要求1所述的成像设备，
其中，将脸部检测部配置为从成像设备的输入图像中连续检测脸部区域，
将成像设备的控制部配置为在脸部检测部中成功地检测到脸部区域的情况下，将包括关于所检测到的图像的亮度和颜色信息的至少任何一个的图像信息存储在存储器中，以及
在脸部区域的检测失败的情况下，将控制部配置为根据脸部检测已经失败的图像和脸部检测已经在过去成功的图像之间包括亮度和颜色信息的至少任何一个的图像信息的比较和检查，来检查成像设备是否移动，将显示是否可以应用脸部检测已经在过去成功的图像中的脸部区域的位置作为脸部检测已经失败的图像中的脸部区域的位置的标记，而且将其存储在存储器上，以及
将测量框设置部配置为当脸部检测失败时参照该标记，而且在确认可以应用脸部检测已经在过去成功的图像中的脸部区域的位置的情况下，将测量框设置部配置为执行将关于脸部检测已经在过去成功的图像的脸部区域信息应用到其的测量框设置处理。
8.根据权利要求1所述的成像设备，
其中，在脸部检测部在从成像设备输入的图像中检测到多个脸部区域的情况下，将测量框设置部配置为依次选择目标人以根据预设优先级来设置测量框。
9.一种在成像设备中执行自动对焦控制的成像设备的控制方法，该方法包括步骤：
在脸部检测部，从成像设备中的输入图像中检测脸部区域；
在测量框设置部，根据由脸部检测部所检测到的脸部区域信息，将测量框设置部配置为决定下列三种类型的测量框的设置位置和尺寸：
与包括整个脸部的脸部区域对应的测量框，
与部分地包括脸部内区域的脸部内区域对应的测量框，和
与包括除了脸部以外的身体区域的身体区域对应的测量框；以及
设置各个测量框；和
在对焦控制部，将在测量框设置步骤中所设置的多个测量框的每一个应用来根据对于关于与各个测量框对应的所检测到的焦点对准位置的信息的检查，来检测与各个测量框对应的焦点对准位置，以及决定最后的焦点对准位置。
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