CN101753824A - 拍摄装置 - Google Patents

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CN101753824A CN200910262478A CN200910262478A CN101753824A CN 101753824 A CN101753824 A CN 101753824A CN 200910262478 A CN200910262478 A CN 200910262478A CN 200910262478 A CN200910262478 A CN 200910262478A CN 101753824 A CN101753824 A CN 101753824A
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Abstract

本发明提供一种拍摄装置。其中，切取处理部具备：从输入图像中检测主要被摄物的位置的主要被摄物检测部、设定包括主要被摄物检测部在内的区域、即切取区域的切取区域设定部、和从输入图像中切取切取区域的图像而生成切取图像的切取部。另外，拍摄装置还具备基于在切取区域设定部设定的切取区域来控制拍摄部的光学变焦倍率的变焦控制部，进行光学变焦倍率的控制，以使输入图像的视场角合适。

Description

拍摄装置
本申请是基于2008年12月19日申请的日本特愿2008-324384号的发明。
技术领域
本发明涉及切取由拍摄得到的图像的一部分而生成切取图像的拍摄装置。
背景技术
近年来，利用CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(ComplimentaryMetal Oxide Semiconductor)传感器等图像传感器进行拍摄的数码相机或数码摄像机等的拍摄装置正被广泛普及。另外，作为这种拍摄装置，存在从由拍摄得到的图像中切取规定区域而得到希望的取景图像的拍摄装置。
通过进行这种切取处理而能够谋求拍摄的简易化。具体地说，例如使用户拍摄广角图像，并且对所得到的广角图像进行切取处理，进行包含用户特别想要拍摄的被摄物(以下，作为主要被摄物)在内的区域的切取。若进行这种处理，则因为得到包含主要被摄物的取景图像，故无需用户集中追踪主要被摄物。特别是，仅将拍摄装置简单地朝向主要被摄物一方就足够了。
可是，在主要被摄物从广角图像偏离或要偏离的情况下，产生无论如何进行切取处理都难以得到期望的取景图像的问题。例如，在对主要被摄物放大的情况或主要被摄物迅速移动的情况下等，容易产生这种问题。
而且，在为了抑制主要被摄物偏离或要偏离而进行极端缩小时，生出图像不清楚的问题。特别是，由于图像处理造成的缩小补偿(由插补处理等造成的切取后的图像放大)存在界限，故切取后的图像非常不清楚。
发明内容
本发明中的拍摄装置，具备以下部件：拍摄部，其通过拍摄得到输入图像；切取处理部，其在由所述拍摄部得到的所述输入图像中设定切取区域，并且切取所述输入图像的所述切取区域而生成切取图像；和控制部，其控制所述拍摄部进行拍摄时的光学变焦倍率，其中，该控制部基于在所述输入图像中所设定的所述切取区域的位置及大小中的至少一个进行所述光学变焦倍率的控制。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式中的拍摄装置的构成的框图。图2A是表示透镜部的大致构成(成为最广角的状态)的示意图。图2B是表示透镜部的大致构成(成为最摄远的状态)的示意图。图3是表示本发明第一实施方式中的拍摄装置所具备的切取处理部的基本构成的框图。图4是表示本发明第一实施方式中的拍摄装置所具备的切取处理部的基本动作的流程图。图5是对主要被摄物检测部的检测方法的一个例子进行说明的图。图6是表示跟踪处理的一个例子的图。图7是表示切取区域的设定例的输入图像的示意图。图8A是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一实施例的输入图像(最旧)的示意图。图8B是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一实施例的输入图像(中间)的示意图。图8C是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一实施例的输入图像(最新)的示意图。图9A是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一实施例的输入图像(另一例，最旧)的示意图。图9B是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一实施例的输入图像(另一例，中间)的示意图。图9C是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一实施例的输入图像(另一例，最新)的示意图。图10A是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例的输入图像(最旧)的示意图。图10B是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例的输入图像(中间)的示意图。图10C是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例的输入图像(最新)的示意图。图11A是光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例中的表示周边区域的第一设定例(切取区域的移动量大的情况)的输入图像的示意图。图11B是光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例中的表示周边区域的第一设定例(切取区域的移动量小的情况)的输入图像的示意图。图12A是光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例中的表示周边区域的第二设定例(切取区域大小的变化量小的情况)的输入图像的示意图。图12B是光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例中的表示周边区域的第二设定例(切取区域大小的变化量大的情况)的输入图像的示意图。图13A是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一变形例(切取区域的移动量小的情况)的输入图像的示意图。图13B是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一变形例(切取区域的移动量大的情况)的输入图像的示意图。图14A是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二变形例(切取区域大小的变化量小的情况)的输入图像的示意图。图14B是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二变形例(切取区域大小的变化量大的情况)的输入图像的示意图。图15A是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第三变形例(主要被摄物的位置到达切取区域的周边区域的端边侧的相反侧的情况)的输入图像的示意图。图15B是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第三变形例(主要被摄物的位置是到达切取区域的周边区域的端边侧的情况)的输入图像的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明第一实施方式进行说明。首先，对本发明第一实施方式中的拍摄装置进行说明。且有，以下说明的拍摄装置可记录数码相机等的声音、运动图像及静止图像。
<<拍摄装置>>首先，参照图1对拍摄装置的构成进行说明。图1是表示本发明第一实施方式中的拍摄装置的构成的框图。
如图1所示，拍摄装置1具备：由将所入射的光学像变换为电信号的CCD或CMOS传感器等的固体拍摄元件构成的图像传感器2、和使被摄物的光学像在图像传感器2中成像并且进行光量等调整的透镜部3。由透镜部3和图像传感器2构成拍摄部，并通过该拍摄部生成图像信号。
图2A或图2B中示出表示透镜部的大致构成的示意图。如图2A及图2B所示，透镜部3具备：聚焦透镜32a或变倍透镜32b、辅助透镜32c等各种透镜；对输入到图像传感器2的光量进行调整的光圈33；和控制聚焦透镜32a或变倍透镜32b等透镜在光轴上的位置或控制光圈33的开度的驱动器31。
图2A是表示透镜部3成为最广角状态(进行最大限缩小的状态)的图，图2B是对成为最摄远状态(进行最大限放大的状态)进行表示的图。如图2A及图2B所示，若变更光学变焦倍率，则变倍透镜32b主要在光轴上移动。
拍摄装置1还具备：AFE(Analog Front End)4，其将作为从图像传感器2输出的模拟信号的图像信号变换为数字信号并且进行增益调整；集音部5，其将所输入的声音变换为电信号；图像处理部6，其将成为从AFE4输出的R(红)、G(绿)、B(蓝)的数字信号的图像信号变换为利用了Y(亮度信号)U、V(色差信号)的信号并且对图像信号实施各种图像处理；声音处理部7，其将作为从集音部5输出的模拟信号的声音信号变换为数字信号；压缩处理部8，其对从图像处理部6输出的图像信号实施JPEG(Joint Photographic Experts Group)压缩方式等的静止图像用的压缩编码处理，或者对从图像处理部6输出的图像信号和来自声音处理部7的声音信号实施MPEG(Moving Picture Experts Group)压缩方式等运动图像用的压缩编码处理；外部存储器10，其记录由压缩处理部8压缩编码后的压缩编码信号；驱动部9，其在外部存储器10中记录压缩编码信号或者从外部存储器10中读取压缩编码信号；扩展处理部11，其将驱动部9中从外部存储器10读取出的压缩编码信号进行扩展并解码。另外，图像处理部6具备切取处理部60，该切取处理部60从所输入的图像信号中切取一部分而得到新的图像信号。
另外，拍摄装置1具备：图像输出电路部12，其将在扩展处理部11中解码后的图像信号变换为在显示器等显示装置(未图示)中可显示的形式的信号；和声音输出电路部13，其将在扩展处理部11中解码后的声音信号变换为在扬声器等再生装置(未显示)中可再生的形式的信号。
另外，拍摄装置1具备：CPU14，其控制拍摄装置1内整体的动作；存储器15，其存储用于进行各处理的各程序并且进行程序执行时的信号的暂时保管；操作部16，其输入开始拍摄的按钮或进行各种设定的确定的按钮等来自用户的指示；定时信号发生器(TG)部17，其输出用于使各部的动作定时一致的定时控制信号；总线18，其用于在CPU14与各部之间进行信号交换；和总线19，其用于在存储器15与各部之间进行信号交换。
另外，只要外部存储器10能够记录图像信号或声音信号，无论由什么构成都可以。例如，能够将SD(Secure Digital)卡等的半导体存储器、DVD等的光盘、硬盘等的磁盘等作为该外部存储器10来使用。另外，也可从拍摄装置1中自由装卸外部存储器10。
接着，利用图1对拍摄装置1的基本动作进行说明。首先，拍摄装置1通过在图像传感器2中对由透镜部3入射的光进行光电变换，从而取得作为电信号的图像信号。并且，图像传感器2与从TG部17输入的定时控制信号同步地以规定的帧周期(例如，1/30秒)依次向AFE4输出图像信号。并且，由AFE4从模拟信号变换为数字信号的图像信号被输入到图像处理部6。在图像处理部6中，图像信号被变换为利用了YUV的信号并且实施灰度修正或轮廓强调等各种图像处理。另外，存储器15作为帧存储器而动作，在图像处理部6进行处理时暂时保持图像信号。
另外，此时基于被输入到图像处理部6的图像信号，CPU14调整透镜部3的聚焦透镜32a或变倍透镜32b在光轴上的位置，以进行焦距或变焦的调整，或者调整光圈33的开度以进行曝光的调整。该焦距或变焦、曝光的调整，或者基于规定的程序自动进行，或者基于用户的指示手动地进行，以便分别达到最佳状态。另外，图像处理部6所具备的切取处理部60进行切取所输入的图像信号的一部分而生成新的图像信号的处理。
如果在记录运动图像的情况下，不仅记录图像信号也可以记录声音信号。在集音部5中被变换为电信号并输出的声音信号被输入到声音处理部7，进行数字化并且被实施去除噪声等处理。并且，从图像处理部6输出的图像信号和从声音处理部7输出的声音信号都被输入到压缩处理部8中，并在压缩处理部8中以规定的压缩方式进行压缩。此时，图像信号与声音信号构成为在时间上建立关联，再生时图像和声音没有偏差。并且，压缩过的图像信号及声音信号经由驱动部9被记录在外部存储器10中。
另一方面，如果在仅记录静止图像或声音的情况下，则图像信号或声音信号在压缩处理部8中以规定的压缩方法进行压缩，并被存储在外部存储器10中。且有，在记录运动图像的情况和记录静止图像的情况下，也可以构成为在图像处理部6中进行的处理不同。
被记录在外部存储器10中的压缩后的图像信号及声音信号基于用户指示被读取到扩展处理部11。在扩展处理部11中，对压缩过的图像信号及声音信号进行扩展，并将图像信号输出到图像输出电路部12，将声音信号输出到声音输出电路部13。并且，在图像输出电路部12或声音输出电路部13中，被变换为在显示装置或扬声器中可显示或可再生的形式的信号后输出。
且有，显示装置或扬声器也可与拍摄装置1成为一体，即使不成为一体也可以利用电缆等与拍摄装置1所具备的端子连接。
另外，在不进行图像信号的记录而是用户确认显示装置等中被显示的图像、即所谓的预览模式的情况下，也可以不压缩从图像处理部6输出的图像信号就输出到图像输出电路部12。另外，在记录运动图像的图像信号时，也可以与在压缩处理部8中进行压缩并在外部存储器10中记录的动作并行地经由图像输出电路部12向显示装置等输出图像信号。
<<切取处理部>><基本构成>接着，参照附图对图1示出的切取处理部60的基本构成进行说明。图3是表示本发明第一实施方式中的拍摄装置所具备的切取处理部的基本构成的框图。且有，以下为使说明具体化，将输入到切取处理部60而进行切取处理的图像信号作为图像进行表现并且称为“输入图像”。另外，将从切取处理部60输出的图像信号称为“切取图像”。
切取处理部60具备：主要被摄物检测部61，其从输入图像中检测主要被摄物并且输出表示输入图像中的主要被摄物的位置的主要被摄物位置信息；切取区域设定部62，其基于所输入的主要被摄物位置信息和取景信息、变焦信息来设定切取区域并输出切取区域信息；和切取部63，其基于所输入的切取区域信息对输入图像进行切取而生成切取图像。
另外，拍摄装置1具备变焦控制部CZ，该变焦控制部CZ输出用于基于所输入的切取区域信息来控制透镜部3的变焦倍率的信息、即变焦控制信息。且有，变焦控制部CZ能解释为进行CPU14等控制的部分的一部分。
所谓取景信息是指示将包括检测出的主要被摄物的位置在内的哪个区域应该被确定为切取区域的信息。且有，取景信息例如可以在拍摄开始前的初始设定时由用户输入，也可以预先确定。另外，取景图像例如也可以是表示基于主要被摄物的面部的朝向或移动方向、大小等自动进行设定的信息。
变焦信息表示透镜部3的光学变焦倍率。例如，可以是由控制透镜部3的CPU14等取得的。另外，切取区域信息表示在输入图像中所设定的切取区域的位置。例如，可以利用输入图像中的坐标来表现。且有，切取区域信息还可以具备表示主要被摄物的位置的信息或表示取景的信息。
变焦控制信息例如可以作为表示应增大光学变焦倍率或应减小光学变焦倍率的信息，也可以作为具体指定光学变焦倍率的值的信息。另外，仅在判断为变焦控制部CZ需要变更光学变焦倍率的情况下，可以输出上述的变焦控制信息，即使在判断为变焦控制部CZ无需变更光学变焦倍率的情况下，也可以输出变焦控制信息(例如，表示无需变更的信息)。
参照附图对切取处理部60的基本动作进行说明。图4是表示本发明第一实施方式中的拍摄装置所具备的切取处理部的基本动作的流程图。如图4所示，切取处理部60取得成为最初进行切取的对象的输入图像(STEP1)。
接着，主要被摄物检测部61从在STEP1中取得的输入图像中检测主要被摄物(STEP2)。并且，生成并输出主要被摄物位置信息。且有，对由主要被摄物检测部61进行的检测方法的详细进行后述。
另外，切取区域设定部62取得取景信息及变焦信息(STEP3)。而且，也取得在步骤STEP2中生成的主要被摄物位置信息。并且，基于这些信息，切取区域设定部62进行切取区域的设定并生成切取区域信息(STEP4)。且有，对由切取区域设定部62进行的切取区域的设定方法的详细进行后述。
并且，切取部63从在STEP1取得的输入图像中切取在STEP4生成的切取区域信息表示的切取区域并生成切取图像(STEP5)。
另外，变焦控制部CZ进行基于切取区域信息是否应变更光学变焦倍率的判断(STEP6)。在变焦控制部CZ判断为应变更光学变焦倍率的情况下(STEP6：“是”)，变焦控制部CZ向CPU14输出变更透镜部3的光学变焦倍率的变焦控制信息，并进行光学变焦倍率的变更(STEP7)。另一方面，在变焦控制部CZ判断为不应变更光学变焦倍率的情况下(STEP6：“否”)，不进行光学变焦倍率的变更而进入到下一步骤。
在此，确认是否输入了结束切取处理的指示(STEP8)。在未输入结束切取处理的指示的情况下(STEP8：“否”)，返回STEP1，并进行下一帧的输入图像的取得。并且，进行上述的STEP2～STEP7的动作，并进行下一帧的切取图像的生成。另一方面，在输入了结束切取处理的指示的情况下(STEP8：“是”)，结束。
但是，在STEP7中进行光学变焦倍率的变更的情况下，变更输入图像的视场角。由此，在对下一帧(或以后帧)的STEP4的动作中存在切取区域设定部62为了维持取景而变更切取区域的设定方法的情况。且有，对该光学变焦倍率的控制及切取区域的设定方法的详细进行后述。
通过采取这种构成，能够从输入图像中切取成为包括检测出的主要被摄物在内的希望的取景的图像而生成切取图像。且有，在进行切取处理的输入图像不合适的情况(例如，输入图像的视场角窄且难以进行打算的切取处理的情况)或今后不合适的可能性高的情况下，可变更光学变焦倍率。由此，可将输入图像作为适合切取处理的图像。因此，能容易得到期望的取景的切取图像。
<主要被摄物检测部>接着，对主要被摄物检测部61的检测方法详细地举出了具体例并且参照附图进行说明。特别是，举出以通过检测主要被摄物的面部从而检测主要被摄物的输入图像中的位置的检测方法为例进行说明。
参照附图对主要被摄物检测部61进行的面部检测处理方法的一例进行说明。图5是对主要被摄物检测部的检测方法的一例进行说明的图，对面部检测处理方法的一例进行表示。且有，图5中示出的方法只是一例，作为面部检测处理方法也可以利用现有的任意一种方法。
在本例中，通过比较输入图像和权重表来检测面部。作为权重表是根据大量的教师采样(面部及非面部的采样图像)而求出的。这种权重表例如能够利用被称为Adaboost的公知的学习方法来制作(Yoav Freund，Robert E.Schapire，″A decision-theoretic generalization of on-line learningand an application to boosting″，European Conference on ComputationalLearning Theory，September 20，1995.)。该Adaboost是自适应提升学习方法之一，是以大量的教师采样为基础从多个弱识别器候补中选择有效识别的多个弱识别器并通过对他们加权后合并来实现高精度的识别器的学习方法。在此，所谓弱识别器是指识别能力比所有的偶然高但是却不是越满足足够精度越是高精度的识别器。在选择弱识别器时，在存在已选择出的弱识别器的情况下，通过对由选择完成的弱识别器进行误识别的教师采样进行重点化学习，进而从残留的弱识别器候补中选择效果最高的弱识别器。
如图5所示，首先根据输入图像30，例如以缩小率0.8进行等级化而生成缩小图像31～35。另外，在各图像30～35中进行判断的判断区域60的大小，在图像30～35的任意一个中都相等。并且，如图中的箭头所示，在各图像上，使判断区域40自左至右移动而进行水平方向的扫描。另外，通过自上至下进行该水平扫描而能够扫描图像整体。此时，进行与判断区域40匹配的面部图像的检测。在此，通过生成输入图像30以外的多个缩小图像31～35，从而可利用一种权重表来检测大小不同的面部。另外，扫描顺序并不限定于此，什么样的顺序都可以。
匹配是由从粗略判断依次移行到精细判断的多个判断步骤构成。并且，在某个判断步骤中未检测出面部的情况下，不移行到下一个判断步骤而判断为：该判断区域40中不存在面部。只有在全部的判断步骤中都检测出面部的情况下，判断为在该判断区域40中存在面部，扫描判断区域并移行到下一个判断区域40中的判断。且有，上述的例子虽然是检测正脸，但是也可以通过利用侧脸采样等检测主要被摄物的面部的朝向等。
通过利用上述方法等进行面部检测处理而能够从输入图像中检测包含主要被摄物的面部在内的面部区域。并且，主要被摄物检测部61例如将检测出的面部区域的输入图像中的位置信息作为主要被摄物位置信息进行输出。
且有，也可以通过面部检测来检测主要被摄物的面部的朝向，并包括在主要被摄物位置信息中。另外，为了检测主要被摄物的面部的朝向，例如可以在上述检测方法的例子中利用侧脸采样。且有，也可以进行将特定人物的面部作为采样进行记录并检测特定人物的面部识别处理。另外，也可以将检测出的多个面部区域作为主要被摄物位置信息进行输出。
另外，也可以利用跟踪处理来检测主要被摄物的位置。图6示出此该情况的一个例子。图6是表示跟踪处理的一个例子。在图6所示的方法中，最初通过面部检测处理从输入图像50中检测主要被摄物的面部区域51。并且，在面部区域51的下方(从眉间到口的方向)、即与面部区域51邻近的位置设定包含主要被摄物的躯体在内的躯体区域52。并且，对依次输入进来的输入图像50，通过依次检测躯体区域52而进行主要被摄物的跟踪处理。此时，基于躯体区域52的颜色(例如，色差信号UV或RGB信号、H(Hue)S(Saturation)B(Brightness)的H信号等表示颜色的信号值)进行跟踪处理。具体地说，例如在设定躯体区域52时识别躯体区域52的颜色并且进行存储，其后通过从输入进来的图像中检测具有与识别的颜色类似的颜色的区域而进行跟踪处理。
另外，上述的主要被摄物的检测方法只是一个例子，在本方式中的拍摄装置中可以利用任意方法来检测主要被摄物。
<切取区域设定部>接着，参照附图对切取区域设定部62的切取区域的设定方法的详细的具体例进行说明。且有，以下为了说明的具体化，对由主要被摄物检测部61输出的主要被摄物位置信息表示主要被摄物的面部区域的情况进行说明。
切取区域确定部62基于用户经由操作部16进行输入等所设定的取景信息来确定切取区域。该取景信息例如是根据由用户在图像记录开始前的预览图像的显示中等所确定的取景进行设定的。
图7示出表示切取区域的设定例的输入图像的示意图。在图7示出的例子中，对以主要被摄物71的面部区域72为中心的规定大小的区域作为切取区域73进行设定的情况进行示出。且有，取景信息中也可以含有设定的取景区域73的大小相关的信息。例如，取景信息也可以是包括表示以取景区域73的大小为面部区域72的规定倍数的信息。
另外，切取区域设定部62从所输入的变焦信息中掌握透镜部3的光学变焦倍率的值。并且，在变更光学变焦倍率时，为了维持由取景信息设定的取景而变更切取区域的大小。
且有，主要被摄物位置信息不只是主要被摄物的位置的信息，例如也可以是包括主要被摄物的朝向(例如，面部或身体的朝向)的信息。并且，在切取区域设定部62设定切取区域时，也可以利用主要被摄物的朝向。例如，也可以主要被摄物朝向的一侧宽、相反的一侧窄的方式设定切取区域。
另外，主要被摄物位置信息也可以是包括表示主要被摄物的移动的信息。此时，主要被摄物检测部61例如通过利用块匹配法或代表点匹配法等各种匹配方法而检测主要被摄物的移动向量并计算移动方向。并且，在切取区域设定部62设定切取区域时，也可以利用主要被摄物的移动方向。例如，也可以主要被摄物的移动方向的前侧宽、相反侧窄的方式设定切取区域。
<切取部>切取部63进行输入图像中的切取区域信息表示的切取区域的切取。此时，切取部63也可以进行切取出的图像的放大处理(例如，像素的插补处理)或缩小处理(例如，像素的间隔剔除处理或加法运算平均化处理)，也可以将规定大小的图像作为切取图像进行输出。
<<光学变焦倍率及切取区域的控制方法>>接着，对本发明第一实施方式中的拍摄装置的光学变焦倍率及切取区域的控制方法举出具体实施例并且参照附图对各实施例进行说明。具体地说，对由变焦控制部CZ及CPU14进行的光学变焦倍率及切取区域的控制方法、和由根据光学变焦倍率的控制结果进行的切取区域设定部62进行的切取区域的设定方法进行说明。
<第一实施例>在本实施例中，变焦控制部CZ基于切取区域的输入图像中的位置进行判断。图8A～图8C示出具体例。图8A～图8C是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一实施例的输入图像的示意图。且有，图8A～图8C示出的输入图像70、70a与图7示出的输入图像70相同。另外，在图8A～图8C中，图8A表示在时间上最旧的帧，图8C表示在时间上最新的帧。且有，在以下的说明中，利用输入图像的坐标(X，Y)说明切取区域的位置。在此，图中越靠近右方X值越大，越靠近下方Y值越大。另外，将输入图像的左上坐标设为(0，0)，右下坐标设为(n，m)。
在图8A中示出切取区域73的左上坐标为(XL1，YT1)、右下坐标为(XR1，YB1)的情况。在图8B中，由于主要被摄物71向左方移动了，故切取区域73的左上坐标变为(XL1-k，YT1)，右下坐标变为(XR1-k，YB1)(k为正数)。
在此，在图8B中，成为切取区域73的移动方向(主要被摄物71的移动方向)为左方、即切取区域73的左端(XL1-k)位于输入图像70的左端(0)的附近的状态(例如，两左端的差分值(XL1-k)比规定值小的状态)。即、成为切取区域73位于输入图像的端部附近并从该端部向外侧的状态。在这种情况下，切取区域73被设定为向输入图像70的外侧突出或者主要被摄物71向输入图像70的外侧突出的可能性高。
变焦控制部CZ在确认成为如图8B所示的状态时输出用于减小光学变焦倍率(即、变宽输入图像70的视场角)的变焦控制信息。CPU14基于该变焦控制信息控制透镜部3并减小光学变焦倍率。
若减小光学变焦倍率，则如图8C示出的输入图像70a所示，视场角变宽。此时，切取区域的左上坐标变为(XL2，YT2)，右下坐标变为(XR2，YB2)。特别是，满足XL2＞XL1-k。
若采取这样构成，主要被摄物71的输入图像70a中的位置接近中央。由此，能抑制切取区域73a及主要被摄物71从输入图像70a向外侧突出。因此，能容易地得到成为期望的取景的切取图像。
且有，在使切取区域73a的取景与切取区域73的取景相同的情况下，如图8C所示，将切取区域73a重新设置得比切取区域73小。例如，在将图8A及图8B中的光学变焦倍率设为M，将图8C中的光学变焦倍率设为Ma的情况下，设定为满足下述关系的大小。Ma/M＝(XR2-XL2)/(XR1-XL1)Ma/M＝(YB2-YT2)/(YB1-YT1)
另外，上述的具体例虽然是对切取区域的左端进行判断而进行光学变焦倍率的控制，但是也可对右端、上端、下端进行同样的判断及控制。
另外，也可以基于时间在前的帧(以下，作为前帧)的切取区域的位置和时间在后的帧(以下，作为后帧)的切取区域的位置的比较结果来计算切取区域的移动方向。
图9A～图9C中示出与图8A～图8C不同的具体例。图9A～图9C是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一实施例的输入图像的示意图、即表示图8的另一例子。且有，对成为与图8A～图8C同样的部分付与相同的符号，并对其详细说明进行省略。另外，坐标的表现方法等也与图8A～图8C同样。
在图9A中示出切取区域73的左上坐标为(XL3，YT3)、右下坐标为(XR3，YB3)的情况。在图9B中，由于主要被摄物71向左方移动了，故切取区域73的左上坐标变为(XL3-r，YT3)，右下坐标变为(XR3-r，YB3)(r为正数)。
在此，在图9B中，切取区域73以位于输入图像70的大致中央的状态停留(例如，在多个帧中，切取区域73的中心位置与输入图像70的中心位置的距离为规定值以下的状态)。且有，切取区域73在输入图像70中的比例为规定值以下。在这种情况下，切取区域73及主要被摄物71向输入图像70的外侧突出的可能性非常低。
另外，图9B中的状态能表现为切取区域73的四边与输入图像70的四边的各自距离为规定值(或规定比例)以上的状态。且有，也能表现为同时满足XL3-r为规定值以上、YT3为规定值以上、XR3-r为规定值以下、YB3为规定值以下的状态。
变焦控制部CZ在确认成为如图9B所示的状态时输出用于增大光学变焦倍率(即、变窄输入图像70的视场角)的变焦控制信息。CPU14基于该变焦控制信息控制透镜部3并增大光学变焦倍率。
若增大光学变焦倍率，则如图9C示出的输入图像70b所示，视场角变窄。由此，可得到主要被摄物71变得更大更清楚的输入图像70b。并且，即使在利用该输入图像70b得到的切取图像中主要被摄物也变得清楚。因此，可得到尽量使主要被摄物71清楚的切取图像。
且有，在使切取区域73b的取景与切取区域73的取景相同的情况下，如图9C所示，将切取区域73b重新设置得比切取区域73大。例如，在将图9A及图9B中的光学变焦倍率设为M，将图9C中的光学变焦倍率设为Mb的情况下，设定为满足下述关系的大小。Mb/M＝(XR4-XL4)/(XR3-XL3)Mb/M＝(YB4-YT4)/(YR3-YT3)
<第二实施例>本实施例在变焦控制部CZ基于切取区域的输入图像中的位置进行判断的点上与第一实施例相同。但是，在本实施例中，在将成为距输入图像的端边仅有规定大小(例如，规定长度或规定比例)的内侧的区域设定为周边区域并进行利用了该周边区域的判断的点上与第一实施例不同。
图10A～图10C示出具体例。图10A～图10C是表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例的输入图像的示意图、即相当于对第一实施例示出的图8A～图8C。且有，对与图8A～图8C相同的部分付与相同的符号，对其详细说明进行省略。另外，坐标的表现方法等也与图8A～图8C相同。另外，周边区域74作为距输入图像70、70c的各端边有p长度的区域(p为正数)。且有，该长度p也表现为周边区域74的宽度。
在图10A中示出切取区域73的左上坐标为(XL5，YT5)、右下坐标为(XR5，YB5)的情况。另外，切取区域73的左端达到周边区域74。即、XL5＜p。且有，在比图10A更前的帧中，切取区域73的左端未达到周边区域74。
在图10B中，由于主要被摄物71又向左方移动了，故切取区域73的左上坐标变为(XL5-q，YT5)、右下坐标变为(XR5-q，YB5)(q为正数)。此时，XL5-q＜XL5＜p。
在图10B中，成为切取区域73的移动方向(主要被摄物71的移动方向)为左方、即切取区域73的左端(XL5-q)位于周边区域74内的状态。即，成为切取区域73位于输入图像的端部附近并从该端部向外侧移动的状态。在这种情况下，切取区域73被设定为向输入图像70的外侧突出或者主要被摄物71向输入图像70的外侧突出的可能性高。
变焦控制部CZ在确认成为如图10B所示的状态时输出用于减小光学变焦倍率(即、变宽输入图像70的视场角)的变焦控制信息。CPU14基于该变焦控制信息控制透镜部3并减小光学变焦倍率。
若减小光学变焦倍率，则如图10C示出的输入图像70c所示，视场角变宽。此时，切取区域的左上坐标变为(XL6，YT6)，右下坐标变为(XR6，YB6)。特别是，满足XL6＞XL5-q。
若采取这样构成，主要被摄物71的输入图像70c中的位置接近中央。由此，能抑制切取区域73c及主要被摄物71从输入图像70c向外侧突出。因此，能容易地得到成为期望的取景的切取图像。
另外，若以满足XL6＞p的方式(即、以切取区域73c的端边不进入周边区域74的方式)减小光学变焦倍率，则能更可靠地抑制切取区域73c及主要被摄物71向输入图像70c的外侧突出。而且，若以后述的方式适当调整周边区域74的宽度，则能更精确地抑制切取区域73c及主要被摄物71向输入图像70c的外侧突出。
且有，在使切取区域73c的取景与切取区域73的取景相同的情况下，如图10C所示，将切取区域73c重新设置得比切取区域73小。例如，在将图10A及图10B中的光学变焦倍率设为M，将图10C中的光学变焦倍率设为Mc的情况下，设定为满足下述关系的大小。Mc/M＝(XR6-XL6)/(XR5-XL5)Mc/M＝(YB6-YT6)/(YB5-YT5)
另外，上述的具体例虽然是对切取区域73的左端进行判断，但是也可对右端、上端、下端进行同样的判断。
另外，也可以基于前帧的切取区域的位置与后帧的切取区域的位置的比较结果来计算切取区域73的移动方向。
另外，虽然将开始减小光学变焦倍率的控制的时刻作为图10B的时刻(切取区域73的端边到达周边区域74之后还要向外侧突出的时刻)，但是也可以在图10A的时刻进行控制。即、在切取区域73的端边到达周边区域74的时刻，也可以在切取区域73的移动方向为该到达的端边方向的情况下进行控制。
另外，即使在本实施例中，也可以进行与图9A～图9C同样的控制。即，在切取区域73位于输入图像70的大致中央的状态、即切取区域73在输入图像70中的比例为规定值以下的情况下，也可以进行增大光学变焦倍率的控制。而且，也可以将进行增大光学变焦倍率的控制时的条件作为切取区域73的四边在距周边区域74规定值(或比例)以上的内侧的状态。
(周边区域的宽度的设定例)[第一设定例]接着，在光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例中，参照附图对周边区域的宽度的设定例进行说明。图11A及图11B是光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例中的表示周边区域的第一设定例的输入图像的示意图。且有，对与图10A～图10C相同的部分付与相同的符号，并对其详细的说明进行省略。而且，坐标的表现方法等也都与图10A～图10C相同。
如图11A及图11B所示，在本设定例中，根据切取区域73的移动量来设定周边区域74的宽度。特别是，如图11A所示，在移动量(图中的白箭头的长度)小的情况下设定得窄，如图11B所示，在移动量大的情况下设置得宽。
通过采取这种构成，在切取区域73的移动量大且向输入图像70的外侧突出的可能性容易变高的状态时，进行增大周边区域74的宽度以提前减小光学变焦倍率的控制。由此，能更精确抑制切取区域73及主要被摄物71向输入图像70的外侧突出，容易得到成为期望的取景的切取图像。
另外，在切取区域73的移动量小且向输入图像70的外侧突出的可能性难以变高的状态时，不进行减小周边区域74的宽度，只要尽量减小光学变焦倍率的控制。由此，通过无需进行减小光学变焦倍率的控制，从而能抑制切取图像变得不清楚。
且有，如下式(1)所示，也可以利用比较前帧的切取区域的中心坐标与后帧的切取区域的中心坐标的方法来计算移动量PD。在下式(1)中，将前帧的切取区域的左上坐标设为(XLb，YTb)，右下坐标设为(XRb，TBb)，中心坐标设为(Xb，Yb)。另外，将后帧的切取区域的左上坐标设为(XLa，YTa)，右下坐标设为(XRa，YBa)，中心坐标设为(Xa，Ya)。
X b = ( X Lb + X Rb ) 2 , Y b = ( Y Tb + X Bb ) 2 X a = ( X La + X Ra ) 2 , Y a = ( Y Ta + X Ba ) 2 - - - ( 1 ) PD = ( X a - X b ) 2 + ( Y a - Y b ) 2
即使在这样规定移动量PD时变更切取区域的大小的情况下(例如，根据主要被摄物的输入图像中的大小设定切取区域的大小的情况，或随着变焦倍率的变更来变更切取区域的大小的情况)，也能正确地计算移动量PD。
[第二设定例]参照附图对周边区域的宽度的第二设定例进行说明。图12A及图12B是光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二实施例中的表示周边区域的第二设定例的输入图像的示意图。且有，图12A及图12B相当于对第一设定例示出的图11A及图11B。另外，对成为与图11A及图11B相同的部付与相同的符号，并对其详细说明进行省略。而且，坐标的表现方法等也与图11A及图11B相同。
本设定例例如在根据主要被摄物的大小来设定切取区域的大小的情况下能特别适用。此时，通过主要被摄物向进深方向移动，从而切取区域的大小变动。例如，通过主要被摄物接近拍摄装置从而切取区域变大，通过远离拍摄装置从而切取区域变小。
又例如，在通过用户等的操作变更变焦倍率的情况下，为了维持取景在使切取区域的大小变动的情况下也能特别适用。此时，例如，增大变焦倍率时切取区域变大，减小变焦倍率时切取区域变小。
如图12所示，在本设定例中，根据切取区域73大小的变化量来设定周边区域74的宽度。特别是，在如图12A所示大小的变化量小的情况下设定得窄，在如图12B所示大小的变化量大的情况下设置得宽。且有，图12A的帧的切取区域73变得比前一帧的切取区域73d小。即，成为切取区域大小的变化量小的值(例如，若变化量为差分值则成为负值，若变化量为比例则成为比1小的值)。另一方面，图12B的帧的切取区域73变得比前一帧的切取区域73e更大。即、成为切取区域大小的变化量大的值(例如，若变化量为差分值则成为正值，若变化量为比例则成为比1大的值)。
通过采取这种构成，在输入图像70中的切取区域73及主要被摄物71急剧变大并向输入图像70的外侧突出的可能性容易变高的状态时，进行增大周边区域74的宽度以提前减小光学变焦倍率的控制。由此，能精确抑制切取区域73及主要被摄物71向输入图像70的外侧突出，并能容易地得到成为期望的取景的切取图像。
另外，在输入图像70中的切取区域73及主要被摄物71不急剧变大向输入图像70的外侧突出的可能性难以变高的状态时，不进行减小周边区域74的宽度，只要尽量减小光学变焦倍率的控制。由此，通过无需进行减小光学变焦倍率的控制，从而能抑制切取图像变得不清楚。
且有，如下式(2)所示，也可以利用前帧的切取区域的面积与后帧的切取区域的面积的差分值来计算切取区域大小的变化量AD。在下式(2)中，将前帧的切取区域的左上坐标设为(XLb，YTb)，右下坐标设为(XRb，TBb)。另外，将后帧的切取区域的左上坐标设为(XLa，YTa)，右下坐标设为(XRa，YBa)。
Ab＝(XRb-XLb)×(YBb-XTb)Aa＝(XRa-XLa)×(YBa-XTa)   …(2)AD＝Aa-Ab
另外，在上式(2)中，虽然示出了利用切取区域的面积来计算切取区域大小的变化量AD的例子，但是也可以利用切取区域的对角线的长度或切取区域的四边的长度的合计值等。
且有，能将第一设定例和第二设定例进行组合后实施。在组合后实施的情况下，例如也可以基于对切取区域的移动量和切取区域大小的变化量进行加权相加运算组合后的值来设定周边区域的宽度。
<变形例>参照附图对上述的第一及第二实施例的变形例进行说明。特别是，涉及一种在变焦控制部CZ判断为需要减小光学变焦倍率的情况下的光学变焦倍率的值的设定方法。且有，虽然本变形例能适用于上述的第一实施例及第二实施例中的其中一个，但是为了说明的简化仅对适用第二实施例的情况进行说明。而且，为了在光学变焦倍率的变化前后维持切取图像的取景，故对配合光学变焦倍率的变化而使切取区域的大小变化的情况进行说明。
[第一变形例]图13A及图13B示出表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第一变形例的输入图像的示意图。且有，图13A及图13B与对第二实施例示出的图10A～图10C同样。另外，对与图10A～图10C同样的部分付与相同的符号，并对其详细说明进行省略。而且，坐标的表现方法等也与图10A～图10C相同。
本变形例基于切取区域的移动量来调整光学变焦倍率的变化量。图13A对在移动量小的情况下所设定的光学变焦倍率进行表示，图13B对在移动量大的情况下所设定的光学变焦倍率进行表示。即使在图13A及图13B的任一情况下，都被判断为需要在前帧的时刻由变焦控制部CZ减小光学变焦倍率，并在各后帧中光学变焦倍率变小。
在本变形例中，移动量大的图13B的输入图像70g与移动量小的图13A的输入图像70f相比，光学变焦倍率的减小量变大。
通过采取这样构成，切取区域73的移动量大，切取区域73及主要被摄物71向输入图像70的外侧突出的可能性越高，光学变焦倍率的减小量越大。由此，能有效抑制切取区域73g及主要被摄物71向输入图像70g的外侧突出，能容易地得到成为期望的取景的切取图像。
另外，在切取区域73的移动量小且向输入图像70的外侧突出的可能性小的情况下，减小光学变焦倍率的减小量。由此，通过不进行过度减小光学变焦倍率的控制，从而能抑制切取图像变得不清楚。
且有，在增大图9A～图9C所示的光学变焦倍率时，也可以适用本变形例。例如，为图9B所示的状态时，也可以是切取区域73的移动量越小越增大光学变焦倍率的增大量。
另外，也可以将本变形例中的切取区域的移动量作为上述式(1)中的移动量PD。
[第二变形例]图14A及图14B示出表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第二变形例的输入图像的示意图。且有，图14A及图14B相当于对第一变形例示出的图13A及图13B。另外，对与图13A及图13B同样的部分付与相同的符号，并对其详细说明进行省略。而且，坐标的表现方法等也与图13A及图13B相同。
本变形例基于切取区域大小的变化量来调整光学变焦倍率的变化量。图14A对在切取区域大小的变化量小的情况下所设定的光学变焦倍率进行表示，图14B是对在切取区域大小的变化量大的情况下所设定的光学变焦倍率进行表示。即使在图14A及图14B中的任一情况下，都被判断为需要在前帧时刻由变焦控制部CZ减小光学变焦倍率，并在各后帧中光学变焦倍率变小。且有，图14A及图14B的切取区域73h、73i表示比前一帧在时间上还靠前的帧的切取区域。
在本变形例中，切取区域大小的变化量大的图14B的输入图像70k与变化量小的图14A的输入图像70j相比，光学变焦倍率的减小量变大。
通过采取这种构成，切取区域73大小的变化量大，切取区域73及主要被摄物71向输入图像70的外侧突出的可能性越高，就越增大光学变焦倍率的减小量。由此，能有效抑制切取区域73k及主要被摄物71向输入图像70k的外侧突出，可容易得到成为期望的取景的切取图像。
另外，在切取区域73大小的变化量小向输入图像70的外侧突出的可能性低的情况下，减小光学变焦倍率的减小量。由此，通过不进行过度减小光学变焦倍率的控制，从而能抑制切取图像变得不清楚。
且有，在增大图9A～图9C所示的光学变焦倍率时，也可以适用本变形例。例如，在为图9B所示的状态时，也可以是切取区域73的大小的变化量越小，越增大光学变焦倍率的增大量。
另外，也可以将本变形例中的切取区域大小的变化量作为上述式(2)中的切取区域大小的变化量AD。
[第三变形例]图15A及图15B示出表示光学变焦倍率及切取区域的控制方法的第三变形例的输入图像的示意图。且有，图15A及图15B相当于对第一变形例示出的图13A及图13B。另外，对与图13A及图13B相同的部分付与相同的符号，并对其详细说明进行省略。而且，坐标的表现方法等也与图13A及图13B相同。
本变形例基于切取区域的取景来调整光学变焦倍率的变化量。图15A对在切取区域73中的主要被摄物71(特别是面部区域72m)的位置为到达切取区域73的周边区域74的端边侧(左侧)的相反一侧(右侧)的情况下所设定的光学变焦倍率进行表示，图15B对在切取区域73中的主要被摄物71(特别是面部区域72n)的位置为到达切取区域73的周边区域74的端边侧(左侧)的情况下所设定的光学变焦倍率进行表示。即使在图15A及图15B中的任一情况下，都被判断为需要在前帧的时刻由变焦控制部CZ减小光学变焦倍率，并在各后帧中光学变焦倍率变小。
在本变形例中，切取区域73内的主要被摄物71的位置突出的可能性高的端边侧、即图15B的输入图像70q与主要被摄物71的位置突出可能性高的端边侧的相反侧、即图15A的输入图像70p相比，光学变焦倍率的减小量变大。
通过采取这种构成，主要被摄物71的位置是向切取区域73突出的可能性高的一侧，主要被摄物71向输入图像70的外侧突出的可能性越高越增大光学变焦倍率的减小量。由此，特别是能有效抑制主要被摄物71向输入图像70的外侧突出，可容易地得到成为期望的取景的切取图像。
另外，主要被摄物71位于与在切取区域73中进行突出的可能性高的一侧相反的一侧，在主要被摄物71向输入图像70的外侧突出的可能性低的情况下，减小光学变焦倍率的减小量。由此，通过不进行过度减小光学变焦倍率的控制，从而能抑制切取图像变得不清楚。
且有，在增大图9A～图9C所示的光学变焦倍率时，也可以适用本变形例。例如，在为图9B所示的状态时，也可以越是主要被摄物71位于切取区域73的中心或输入图像70的中心附近位置的取景就越增大光学变焦倍率的增大量。
且有，第一～第三变形例也可以组合后实施。在组合后实施的情况下，例如，也可以基于对切取区域的移动量、切取区域大小的变化量、切取区域(或输入图像)突出的可能性高的一侧的端边与主要被摄物之间的距离进行权重相加运算组合后的值来设定光学变焦倍率。
另外，对于本发明第一实施方式中的拍摄装置1而言，也可以通过微型电子计算机进行图像处理部6或切取处理部60等的各种动作。而且，也可以将由这种控制装置实现的功能的全部或一部分作为程序进行记述，通过在程序执行装置(例如计算机)上执行该程序，从而实现该功能的全部或一部分。
另外，并不限定于上述情况，图1的拍摄装置1、图2的切取处理部60通过硬件或硬件和软件的组合能实现。另外，在利用软件构成拍摄装置1或切取处理部60的情况下，针对由软件实现的部分的框图表示该部位的功能框图。
以上，虽然对本发明的第一实施方式分别进行了说明，但是本发明的范围并不限定于此，可以在不脱离发明宗旨的范围内进行各种变更来执行。
【0128】本发明涉及一种以数码相机为代表的拍摄装置。特别是涉及一种切取输入图像而得到期望的切取图像的拍摄装置。

Claims (6)

1.一种拍摄装置，具备以下部件：
拍摄部，其通过拍摄得到输入图像；
切取处理部，其在由所述拍摄部得到的所述输入图像中设定切取区域，并且切取所述输入图像的所述切取区域而生成切取图像；和
控制部，其控制所述拍摄部进行拍摄时的光学变焦倍率，
其中，该控制部基于在所述输入图像中设定的所述切取区域的位置及大小中的至少一个，进行所述光学变焦倍率的控制。
2.根据权利要求1所述的拍摄装置，其中，
所述控制部，在所述输入图像的端边附近设定所述切取区域并且检测对由所述拍摄部依次得到的所述输入图像依次设定的所述切取区域的位置接近所述输入图像的该端边的情况下，减小所述拍摄部进行拍摄时的所述光学变焦倍率。
3.根据权利要求2所述的拍摄装置，其中，
所述控制部，在检测距离所述输入图像的端边规定宽度的区域内设定所述切取区域的至少一部分的情况下，减小所述拍摄部进行拍摄时的所述光学变焦倍率，
所述规定宽度是基于被依次设定的所述切取区域的大小的变化量及被依次设定的所述切取区域的位置的变化量的至少一个而设定的。
4.根据权利要求1所述的拍摄装置，其中，
所述控制部，在所述输入图像的中心附近设定所述切取区域并且检测所述切取区域的大小相对于所述输入图像的大小的比例在规定值以下、即对由所述拍摄部依次得到的所述输入图像所依次设定的所述切取区域的位置停留在规定范围内的情况下，增大所述光学变焦倍率。
5.根据权利要求1所述的拍摄装置，其中，
所述控制部基于被依次设定的所述切取区域大小的变化量、被依次设定的所述切取区域的位置的变化量及所述切取区域内的主要被摄物的位置中的至少一个来设定变更所述光学变焦倍率时的变化量。
6.根据权利要求1所述的拍摄装置，其中，
在由所述控制部变更所述光学变焦倍率的情况下，所述切取处理部按照该变更来变更所述切取区域的大小。
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