JP2004207985A

JP2004207985A - デジタルカメラ

Info

Publication number: JP2004207985A
Application number: JP2002374323A
Authority: JP
Inventors: Koji Ichikawa; 幸治市川; Makoto Tsugita; 誠次田; Manabu Hyodo; 学兵藤; Koichi Sakamoto; 浩一坂本; Hirokazu Kobayashi; 寛和小林
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】画像データに奥行き感、立体感を出す画像処理を容易にかつローコストに施す。
【解決手段】デジタルカメラ２は、被写体画像を光電変換して撮像画像データとし、その撮像画像データが内蔵メモリ２９に一時的に保存され、この撮像画像データから人物画像抽出回路３０によって人物画像領域、及びそれ以外の背景画像領域が抽出される。シャープネスパラメータ決定回路３１では、入力部４２から入力された擬似Ｆ値、及び分割測距機構を構成する測距回路５１、測距センサ５２からの被写体距離データに基づいてシャープネスパラメータを決定し、領域別シャープネス処理部３２ではシャープネスパラメータに基づいて背景画像領域のシャープネスを変化させる。背景画像領域のシャープネスが変化され、ボケた感じとなった画像がメモリカード１３に記憶される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データから人物画像領域を抽出して、人物画像領域と、それ以外の領域とで異なる画像処理を施すデジタルカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、デジタルカメラでも、銀塩フイルムを用いた写真カメラのように、高画質かつ多彩な表現方法を用いた画像を得ることが望まれている。そこで、デジタルカメラにおいても、写真カメラのように絞り値を切り替える機構を設け、画像に奥行き感や、立体感を出したいときには、絞り値を開放側に設定し、被写界深度を浅くすることによって、主要被写体である人物などにピントを合わせて、主要被写体以外の部分はボケさせるという撮像方法を行うことが考えられている。
【０００３】
一方、特許文献１には、絞り値を切り替える機械的な機構を設けるのではなく、デジタルカメラなどで撮像された画像データに画像処理を施すことによって、奥行き感や、立体感のある画像を得る画像処理装置が記載されている。この画像処理装置では、焦点条件の異なる２枚の画像データから、主要被写体と背景とをそれぞれ検出しており、背景が検出された画像データをボカし、主要部が検出された画像データは鮮鋭化するように画像処理を施している。
【０００４】
また、特許文献２には、所定の色相に対してのみ輪郭強調信号のゲインが可変するテレビジョンカメラが記載されており、所定の色相、例えば肌色の映像信号部分を選択して、その部分についてのみ輪郭を強調した画像を得ることができる。さらにまた、特許文献３では、画像データの中から人物の顔に相当する領域を抽出する抽出方法について詳しく記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２３３９１９公報
【特許文献２】
特開平８−５１６３４号公報
【特許文献３】
特開平９−１０１５７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような絞り値を切り替える機械的な機構は、部品点数が多く、デジタルカメラのコストを上昇させてしまう。そのため、撮像した画像データを画像処理する方が、コスト的に有利ではあるが、特許文献１記載の画像処理方法では、焦点距離の異なる２枚の画像データが必要であり、デジタルカメラで撮像するときに、２回撮像しなければならないため、手間がかかってしまう。また、特許文献２では、所定の色相領域のみに輪郭強調を行うので、画像の全体に奥行き感、立体感を得ることは困難であり、さらにまた、特許文献３では、人物の顔に相当する領域を抽出した後、ボカしたり、輪郭強調したりする処理については特に記載されていない。あるいは、市販の画像処理処理ソフトを用いて、パーソナルコンピュータなどに画像を取り込み、画像処理を行うことも考えられるが、やはり非常に手間がかかってしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、画像データから人物画像データを抽出し、人物画像の領域と、人物以外の領域とで異なる処理を施して奥行き感、立体感のある画像にするデジタルカメラをローコストに提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載のデジタルカメラは、画像データから人物画像領域を抽出する人物画像抽出手段と、画像のシャープネスの度合いを数値化した擬似絞り値を入力する入力部と、前記人物画像抽出手段によって抽出された人物画像領域以外の背景画像領域のシャープネスを、前記擬似絞り値に応じて変化させたシャープネス補正データを作成する領域別シャープネス処理手段とを備えており、前記シャープネス補正データを前記電子記憶媒体に記憶している。
【０００９】
請求項２記載のデジタルカメラでは、撮像画面を複数の領域に分割して、それぞれの領域の被写体距離を測定する分割測距機構を備えており、この分割測距機構で求めた背景画像領域の被写体距離、及び前記擬似絞り値に応じて、前記背景画像領域のシャープネスを変化させたシャープネス補正データを作成している。
【００１０】
請求項３記載のデジタルカメラでは、前記人物画像領域が複数の人物からなる場合には、その中で最も面積の広い人物の領域である主要人物画像領域の面積を検出し、この主要人物画像領域の面積、前記分割測距機構で求めた背景画像領域の被写体距離、及び前記擬似絞り値に応じて前記背景画像領域のシャープネスを変化させたシャープネス補正データを作成している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用したデジタルカメラ２の外観を示す斜視図である。デジタルカメラ２の前面には、内部に撮像レンズ４などが組み込まれた鏡筒５，対物側ファインダ窓６が、上面には，レリーズボタン７が設けられており、鏡筒５の左側方部は、グリップ８を構成しており、デジタルカメラ２を把持したときに指をかけやすくするための突出部８ａが形成されている。グリップ８の側面には開閉自在なカード装填蓋９が設けられている。また、デジタルカメラ２の背面にはＬＣＤパネル１０（図２参照），各種操作ボタン、接眼側ファインダ窓等が設けられている。
【００１２】
デジタルカメラ２の上面には、レリーズボタン７の外周を囲むようにドーナツ形状をした擬似Ｆ値（絞り値）入力ダイヤル１１が設けられている。デジタルカメラ２は、この擬似Ｆ値入力ダイヤル１１を操作して擬似Ｆ値の数値（Ｆナンバー）を入力する。
【００１３】
この擬似Ｆ値は、擬似的な絞り値を入力することによって撮像画像データ中の背景画像のシャープネスの度合いを変化させるようにするためのものであり、機械的な絞り値切り替え機構で、絞り開口の直径を切り替えたときのように、Ｆナンバーの数値の大きさに応じて、背景画像のボカし量が大きくなるように設定されている。
【００１４】
詳しくは拡大図に示すように、擬似Ｆ値入力ダイヤル１１の上面には、Ｆナンバーに相当する「３．８」，「５．６」，「８」，「１１」，「１６」，「２２」などの数字１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆが表示されており、デジタルカメラ２の上面で擬似Ｆ値入力ダイヤル１１の隣接する位置には、位置決めマーク１２が形成されている。擬似Ｆ値入力ダイヤル１１を回動させて、位置決めマーク１２の位置に、数字１１ａ〜ｆのいずれかの位置を合わせることによって、それぞれのＦナンバーに相当する擬似Ｆ値を入力することができる。
【００１５】
カード装填蓋９は、デジタルカメラ２の底面に設けられたロックレバー（図示せず）の操作によってロックとロック解除とが行われる。カード装填蓋９が開放されると、メモリカード１３が挿入されるカードスロット１４と、このカードスロット１４からメモリカード１３を取り出す際に操作されるプッシュ式のスイッチ１５とが露呈される。
【００１６】
メモリカード１３としては、例えば、スマートメディア（登録商標）を使用している。デジタルカメラ１１によって撮像された被写体画像が、撮影画像データとして、例えば、ＪＥＩＴＡ（電子情報技術産業協会）によって規格化されたＥＸＩＦ形式の画像ファイルに変換されて、メモリカード１３に記憶される。ＥＸＩＦ形式のファイルは、周知のように、ＪＰＥＧ形式で圧縮された画像データに、ＥＸＩＦＴＡＧデータを付加したものである。
【００１７】
図２は、デジタルカメラ１１の電気的構成を示す。このデジタルカメラ１１は、撮像レンズ４、ＣＣＤイメージセンサ２１、Ａ／Ｄ変換回路２２、ＡＷＢ（ホワイトバランス）補正回路２３、リニアマトリクス回路２４、γ変換回路２５、ＹＣｒＣｂ変換及び同時化処理回路２６、色差マトリクス回路２７、圧縮回路２８、内蔵メモリ２９、人物画像抽出回路３０、シャープネスパラメータ決定回路３１、領域別シャープネス処理部３２などからなる。そして、デジタルカメラ１１には、システムコントローラ４１が設けられており、このシステムコントローラ４１が入力部４２からの入力に基づいて各種回路を全体的に制御する。入力部４２は、レリーズボタン７、擬似Ｆ値入力ダイヤル１１、各種操作ボタンなどの操作に応じた操作信号をシステムコントローラ４１に送る。これらの操作信号に基づいて、システムコントローラ４１は、各部を制御して撮像のためのシーケンスを実行する。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ２１は、周知のようにマトリクス状に配列された多数の受光素子からなり、撮像レンズ４を通して入射された光学的な被写体画像を電気的な撮像信号に変換して出力する。ＣＣＤイメージセンサ２１から出力された撮像画像データは、Ａ／Ｄ変換回路２２によってデジタルデータに変換されて、ＡＷＢ補正回路２３に送信される。
【００１９】
デジタル変換された撮像画像データは、ＡＷＢ補正回路２３によってホワイトバランスが補正され、さらにリニアマトリクス回路２４でリニアマトリクス変換式に基づいて色補正係数が補正され、その次にγ変換回路２５によりγ補正された撮像画像データ（ＲＧＢデータ）は、ＹＣｒＣｂ変換及び同時化処理回路２６により、ＲＧＢ→ＹＣｒＣｂ変換式（ＩＴＵ−ＲＢＴ．Ｒｅｃ６０１準拠）に基づいてＹＣｒＣｂデータに変換され、さらにＹＣｒＣｂの各信号について同時化処理が行われる。
【００２０】
ＹＣｒＣｂ変換及び同時化処理回路２６から出力された撮像画像データ（ＹＣｒＣｂデータ）は、内蔵メモリ２９に出力される。さらに、１時的に内蔵メモリ２９に書き込まれた後、システムコントローラ４１により読み出されて、領域別シャープネス処理部２９、及び人物画像抽出回路３０に送られる。そして、人物画像抽出回路３０によって、撮像画像データ５０（図３参照）の全体から、人物の画像に相当する人物画像領域５０ａを抽出する。人物画像領域５０ａを抽出する方法としては、例えば特開２０００−１６５６４８号公報に示すような、エッジ検出、２値化、パターンマッチングなどの画像処理を行う、そして人物画像抽出回路３０によって抽出された人物画像領域５０ａは、領域別シャープネス処理部２９、及びシャープネスパラメータ決定回路３１に出力される。
【００２１】
シャープネスパラメータ決定回路３１には、人物画像抽出回路３０の他にシステムコントローラ４１、及び測距回路５１が接続されている。測距回路５１には、測距センサ５２が接続されている。測距センサ５２は、周知の領域分割測距機構で被写体距離を測定するセンサであり、図４に示すように、撮像画面５３を矩形の撮像領域５３ａ〜ｓが配列したマトリクス状に分割して、それぞれの領域の被写体距離を測定する。なお、本実施形態では、５×４のマトリクス状に分割した領域としているが、これに限るものではなく、さらに細かい領域に分割してもよい。
【００２２】
測距回路５１は、測距センサ５２から送られた測距信号に基づいて撮像画面５３の各撮像領域５３ａ〜ｔにおける被写体距離データを算出して、シャープネスパラメータ決定回路３１へ送る。さらにシャープネスパラメータ決定回路３１には、擬似Ｆ値入力ダイヤル１１から入力された擬似Ｆ値が送られる。
【００２３】
シャープネスパラメータ決定回路３１では、撮像データ５０の人物画像領域５０ａ以外の領域である背景画像領域５０ｂにおけるシャープネスの度合い（シャープネスパラメータ）を、各撮像領域５３ａ〜ｔにおける被写体距離データ、及び擬似Ｆ値に基づいて求める。このとき、使用される被写体距離データとしては、背景画像領域５０ｂに対応した各撮像領域５３ａ〜ｔにおけるデータが使用される。すなわち、人物画像領域５０ａの面積が多い撮像領域５３ｎ，５３ｓの被写体距離データは使用されず、その他の撮像領域５３ａ〜５３ｍ，５３ｏ〜５３ｒ，５３ｔの被写体距離データが、背景画像領域５０ｂに合わせて使用される。
【００２４】
上述したシャープネスパラメータを求めるときには、例えば、図５に示すグラフのような設定を使用するとよい。このグラフに示すように、擬似Ｆ値のＦナンバーが小さい値（開放側）であり、かつ被写体距離が遠くにある程、シャープネスパラメータを小さく、すなわちシャープネスを落としてボカすように設定されている。そしてこのようにして求められたシャープネスパラメータが領域別シャープネス処理部２９に送られる。
【００２５】
領域別シャープネス処理部２９では、シャープネスパラメータに基づき、擬似Ｆ値及び各撮像領域５３ａ〜ｔの被写体距離に応じて背景画像領域５０ａのシャープネスを変化させたシャープネス補正データを作成する。なお、この領域別シャープネス処理部２９でシャープネスを変化させる処理回路は、図６に示すようになっている。同図において、符号６１は入力端子、符号６２は低周波分離ＬＰＦ、符号６３は低中周波抽出ＬＰＦ、符号６４〜６７は加算回路、符号６８，６９は乗算回路、符号７０は、出力端子である。
【００２６】
シャープネスが変化される背景画像領域５０ａの撮像画像データ（ＹＣｒＣｂデータ）は、入力端子６１から入力される。そしてこの撮像画像データは、低周波分離ＬＰＦ（ローパスフィルタ）６２によって低周波成分が分離されるとともに、低中周波抽出ＬＰＦ６３によって低中周波成分が抽出される。そして低中周波成分から低周波成分を加算回路６４で引くことによって中周波成分が抽出され、さらにもとの成分から低中周波成分を加算回路６５で引くことによって高周波成分が抽出される。この中周波成分及び高周波成分に乗ぜられるゲインＧ₁，Ｇ₂を乗算回路６８、６９によって乗算する。この中周波成分及び高周波成分に乗ぜられるゲインＧ₁，Ｇ₂は、上述したシャープネスパラメータによって得られ、シャープネスを落としたいとき程、このゲインＧ₁、Ｇ₂を小さい値（Ｇ₁＜₁，Ｇ₂＜１となる値）にする。そして、このゲイン処理後の中周波成分及び高周波成分を、もとの低周波成分と加算することによって、シャープネスを変化させる処理が終了し、出力端子７０から出力される。
【００２７】
上述のようにして、領域別シャープネス処理部３２で背景画像領域５０ｂのシャープネスが処理された画像データは色差マトリクス回路２７に送られる。色差マトリクス回路２７では、色差マトリクス変換式に基づいて撮像画像データの色補正係数が再補正される。そしてこの色補正係数が再補正された画像データが圧縮回路２８に送られる。圧縮回路２８は、色差マトリクス回路２７により色補正係数が補正された撮像画像データを圧縮する。圧縮回路２８にはメディアＩ／Ｆ（インターフェース）７５が接続されており、メディアＩ／Ｆ７５は、メモリスロット１４に装着されているメモリカード１３のデータの入出力を制御する。そして、圧縮回路２８により圧縮された撮像画像データは、メディアＩ／Ｆ７５によってメモリカード１３へ記憶される。なお、撮像画像データを圧縮する形式としては、例えばＪＰＥＧ形式などが用いられている。
【００２８】
なお、システムコントローラ４１には、ＬＣＤドライバ７６も接続されている。ＬＣＤドライバ７６には、色差マトリクス回路２７から画像処理済みの画像データが送られてくる。これにより、ＬＣＤパネル１０には撮像中の被写体画像が動画としてスルー表示され、ビューファインダとして使用することができる。
【００２９】
以下、上記構成による作用について図７に示すフローチャートに従って説明する。デジタルカメラ２で撮影をする場合、撮影者は、擬似Ｆ値入力ダイヤル１１を操作して、擬似Ｆ値を入力する。撮影者は、ＬＣＤパネル１９を覗いてフレーミングを行った後、レリーズボタン７を半押しする。レリーズボタン７が半押しされると、測距及び測光が行われる。そして、測定された各撮像領域５３ａ〜ｔごとの被写体距離がシャープネスパラメータ決定回路３１に送られる。また同時に焦点調節及び露出調節なども行われる。
【００３０】
次に、レリーズボタン７を全押しすると、被写体画像が撮像され、その撮像画像データが内蔵メモリ２９に記憶されて人物画像領域５０ａが抽出される。その次には、背景画像領域５０ｂに応じた被写体距離データ、及び入力された擬似Ｆ値に基づいてシャープネスパラメータを決定する。そして、決定されたシャープネスパラメータに基づいて、背景画像領域５０ｂのシャープネスを変化させたシャープネス補正データを作成する。この画像処理後の撮像画像データがメモリーカード１３に記憶されて、１回分の撮像プロセスが終了する。そして、引き続き撮影をする場合には、上記手順が繰り返される。
【００３１】
このようにして、擬似Ｆ値及び被写体距離に基づいて背景画像領域５０ｂのシャープネスを変化させた画像データをメモリカード１３に記憶しているので、人物画像領域５０ａ以外がボケてピントがずれているような表現となり、画像に奥行き感や、立体感を出すことが可能となる。
【００３２】
なお、上記第１の実施形態では、擬似Ｆ値及び被写体距離に基づいて背景画像領域５０ｂのシャープネスを変化させた画像データをメモリカード１３に記憶しているが、これに限らず、擬似Ｆ値のみに基づき、シャープネスを一定の度合い、すなわち擬似Ｆ値に応じた一定のシャープネスパラメータで、背景画像領域５０ｂのシャープネスを変化させた画像データをメモリカード１３に記憶してもよい。
【００３３】
また、上記第１の実施形態では、主に１人の人物が撮像されたときを例に上げて説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、複数の人物が撮像されたときも上記例と同様に、人物画像領域（複数人分）と、それ以外の背景画像領域に分けて抽出し、シャープネスを変化させる画像処理を施してもよいし、あるいは、図８に示すように、画像データ８０の中に複数の人物画像領域８０ａ，８０ｂが撮像されているときには、人物画像領域８０ａ，８０ｂで最も面積の広い人物の領域である主要人物画像領域８０ｂの面積を検出し、この主要人物画像領域８０ｂの面積、分割測距機構で求めた背景画像領域８０ｃの被写体距離、及び擬似絞り値に応じて背景画像領域８０ｃのシャープネスを変化させてメモリカードに保存するようにしてもよい。なお、この場合、主要人物画像領域８０ｂの面積が大きいときには、シャープネスパラメータを小さくして、背景画像領域のシャープネスをより落とすようにするとよい。
【００３４】
また、上記例では、メモリカード１３にスマートメディア（登録商標）を用いた例について説明しているが、本発明はこれに限らず、コンパクトフラッシュ（登録商標）など他の記憶メディアを用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデジタルカメラによれば、画像データから人物画像領域を抽出する人物画像抽出手段と、画像のシャープネスの度合いを数値化した擬似絞り値を入力する入力部と、人物画像抽出手段によって抽出された人物画像領域以外の背景画像領域のシャープネスを、擬似絞り値に応じて変化させたシャープネス補正データを作成する領域別シャープネス処理手段とを備えているので、奥行き感、立体感を出した画像を容易にかつローコストに得ることができる。
【００３６】
請求項２記載のデジタルカメラでは、撮像画面を複数の領域に分割して、それぞれの領域の被写体距離を測定する分割測距機構を備えており、この分割測距機構で求めた背景画像領域の被写体距離、及び前記擬似絞り値に応じて、前記背景画像領域のシャープネスを変化させたシャープネス補正データを作成しているので、被写体距離に応じた奥行き感、立体感を出すことによって、さらに質の高い画像を容易にかつローコストに得ることができる。
【００３７】
請求項３記載のデジタルカメラでは、人物画像領域が複数の人物からなる場合には、その中で最も面積の広い人物の領域である主要人物画像領域の面積を検出し、この主要人物画像領域の面積、分割測距機構で求めた背景画像領域の被写体距離、及び擬似絞り値に応じて背景画像領域のシャープネスを変化させたシャープネス補正データを作成しているので、人物画像が複数のときにも対応し、被写体距離に応じた奥行き感、立体感を出すことによって、さらに質の高い画像を容易にかつローコストに得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタルカメラの外観斜視図である。
【図２】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】デジタルカメラによって撮像された撮像画像データを示す説明図である。
【図４】分割測距機構によりマトリクス状に分割された撮像領域を示す説明図である。
【図５】擬似Ｆ値、被写体距離、及びシャープネスパラメータの設定の１例を示すグラフである。
【図６】シャープネス処理回路の１例を示す回路図である。
【図７】撮像を行うときのシーケンスを示すフローチャートである。
【図８】別の実施例の画像処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２デジタルカメラ
１１擬似Ｆ値入力ダイヤル
１３メモリカード
３０人物画像抽出回路
３１シャープネスパラメータ決定回路
３２領域別シャープネス処理部

Claims

被写体を撮像して画像データを電子記憶媒体に記憶するデジタルカメラにおいて、
画像データから人物画像領域を抽出する人物画像抽出手段と、画像のシャープネスの度合いを数値化した擬似絞り値を入力する入力部と、前記人物画像抽出手段によって抽出された人物画像領域以外の背景画像領域のシャープネスを、前記擬似絞り値に応じて変化させたシャープネス補正データを作成する領域別シャープネス処理手段とを備えており、前記シャープネス補正データを前記電子記憶媒体に記憶することを特徴とするデジタルカメラ。
撮像画面を複数の領域に分割して、それぞれの領域の被写体距離を測定する分割測距機構を備えており、この分割測距機構で求めた背景画像領域の被写体距離、及び前記擬似絞り値に応じて、前記背景画像領域のシャープネスを変化させたシャープネス補正データを作成することを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
前記人物画像領域が複数の人物からなる場合には、その中で最も面積の広い人物の領域である主要人物画像領域の面積を検出し、この主要人物画像領域の面積、前記分割測距機構で求めた背景画像領域の被写体距離、及び前記擬似絞り値に応じて前記背景画像領域のシャープネスを変化させたシャープネス補正データを作成することを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。