JP2009017427A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風景を撮影しているにもかかわらず、画面内の測光／測距エリアに非被写体である人物が存在するとき、この人物に露出や焦点が合うという誤動作が発生することがある。また、動画を撮影する際、人物を画面の中央に収められないという誤動作が多々発生する。
【解決手段】ＣＰＵ７は人物を被写体とする第一の撮影モードが選択されているときは、顔検出回路８で検出した顔エリアのみの測光値や測距値、又は顔エリアを顔エリア以外のエリアに比し多く重み付けした全エリアの測光値や測距値を得る。また、ＣＰＵ７は風景などを被写体とする第二の撮影モードが選択されているときは、顔エリア以外のエリアのみの測光値や測距値、又は顔エリアを顔エリア以外のエリアに比し少なく重み付けした全エリアの測光値や測距値を得る。そして、ＣＰＵ７は上記の測光値や測距値に基づいて、ＣＣＤ３の露光量制御や合焦制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は撮像装置に係り、特に自動露出制御機能や自動合焦制御機能を備えた撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置の露出制御のために用いる測光方式として、全面測光方式、中央重点測光方式、多分割測光方式、スポット測光方式などが知られている。全面測光方式は、図１５に示すように、画面全面を測光し、画面全面の測光結果の平均値を得る方式である。中央重点測光方式は、図１６に示すように、画面中央の一定部分１０１を中心に測光し、得られた測光結果に、一定部分１０１の周辺部の測光結果も加味する方式である。

多分割測光方式は、図１７に示すように、画面を複数に分割し、各分割画面毎に測光を行い、それにより得られた測光値や高輝度／低輝度エリア等の総合的な情報をもとに、メーカー側が用意した撮影データのデータベースを照らし合わせることで、撮像装置が一般的に適正だと思う露出値を算出する方法である。スポット測光方式は、図１８に示すように、画面の中心１〜５％程度の極小の範囲１０２で測光を行う方式である。

撮像装置の自動露出制御では、このようにして測光した値が適正な値となるよう、露光条件（ＩＲＩＳ、シャッタースピード、ゲイン調整）を求め、絞り値を制御するＩＲＩＳドライバ、撮像信号の利得を自動制御する自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）、固体撮像素子のクロック周波数を生成するタイミングジェネレータ（ＴＧ）を制御する。

また、上記の各測光方式によらず、人物を適正露光とするための撮像装置も従来知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の撮像装置によれば、撮像して得られた画像データの中から人物の顔を検出し、検出された顔のエリアを測光エリアとして測光して、人物の顔の測光結果を得、その測光結果に基づいて露光量を算出して露出制御を行う構成である。また、特許文献１には、画面全体を測光エリアとして測光し、人物の顔の測光結果を画面全体の測光結果に比して重み付けを大きくして露光量を算出する技術も開示されている。

また、撮像装置の合焦制御のために用いる測距方式として、従来は画面中央部の１つ、あるいは、複数のエリアを利用して被写体までの距離を算出している。図１９は画面中央部のエリア１１０を測距エリアとして利用する場合の測距方式を示す。撮像装置の自動合焦制御では、このようにして測距した値を基に、フォーカス位置を求め、フォーカスドライバを制御してレンズ群の位置を移動制御する。

一方、撮像装置には、上記の自動露出制御機能や自動合焦制御機能だけでなく、被写体が人物の場合に、人物の顔画像を認識して、その認識した顔画像部分のサイズと傾きを補正して切り出して、別の画像ファイルとして保存する人物特有の設定機能を備えた撮像装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１０７５５５号公報 特開２００３−９２７２６号公報

しかしながら、上記の自動露出制御機能や自動合焦制御機能を備えた従来の撮像装置において、風景を撮影しているにもかかわらず、画面内の測光／測距エリアに非被写体である人物が存在するとき、この人物に露出や焦点が合うという誤動作が発生することがある。図２０はこの誤動作発生時の画面の一例を示す。この例では風景である山や湖を撮影したいにもかかわらず、人物１０５が画面の中央付近の画面内の測光／測距エリアを排徊しているため、結果としてこの人物１０５に露出や焦点が合うという不本意な結果に陥る。特許文献１記載の従来の撮像装置では、被写体が風景であるか人物であるかに関係なく常に人物を適正露光する技術が開示されているに過ぎず、上記の問題は解決できない。

また、特許文献２記載の人物特有の設定機能を備えた従来の撮像装置では、別の画像ファイルとして保存する顔画像部分は静止画に限定されるため、動画を撮影する際、被写体である人物のみを撮影したいにもかかわらず、人物の素早い動きや、急な動作に対応できず、被写体である人物の顔画像部分を切り出せず、また、人物を画面の中央に収められないという誤動作が多々発生する。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、画面内の測光／測距エリアに非被写体である人物が存在するとき、この人物に露出や焦点が合うという誤動作や、動画を撮影する際、被写体である人物を画面の中央に収められないという誤動作を防止し得る撮像装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、第１の発明は撮像素子に対する露光量に基づき露出制御を自動的に行う自動露出制御機能を備えた撮像装置において、人物を被写体として撮影を行う第一の撮影モードと、人物以外を被写体として撮影を行う第二の撮影モードとのうち、いずれか一方の撮影モードを選択するモード切替手段と、撮像素子から出力された撮像信号に基づいて、撮像画面における被写体の顔部分が存在する顔エリアの位置座標を検出する顔検出手段と、撮像素子への入射光を測光するに際し、第一の撮影モードが選択されているときは、顔エリアのみの測光値、又は顔エリアの測光値を顔エリア以外のエリアの測光値に比し多く重み付けした撮像画面の全エリアの測光値を得る第１の測光手段と、撮像素子への入射光を測光するに際し、第二の撮影モードが選択されているときは、顔エリア以外のエリアのみの測光値、又は顔エリアの測光値を顔エリア以外のエリアの測光値に比し少なく重み付けした撮像画面の全エリアの測光値を得る第２の測光手段と、第１又は第２の測光手段により得られた測光値に基づいて、撮像素子の露光量を算出し、その露光量に基づいて露光量制御を行う露光量制御手段とを有することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するため、第２の発明は撮像素子と被写体との測距値に基づき合焦制御を自動的に行う自動合焦制御機能を備えた撮像装置において、人物を被写体として撮影を行う第一の撮影モードと、人物以外を被写体として撮影を行う第二の撮影モードとのうち、いずれか一方の撮影モードを選択するモード切替手段と、撮像素子から出力された撮像信号に基づいて、撮像画面における被写体の顔部分が存在する顔エリアの位置座標を検出する顔検出手段と、第一の撮影モードが選択されているときは、顔エリアのみの測距値、又は顔エリアの測距値を顔エリア以外のエリアの測距値に比し多く重み付けした撮像画面の全エリアの測距値を得る第１の測距手段と、第二の撮影モードが選択されているときは、顔エリア以外のエリアのみの測距値、又は顔エリアの測距値を顔エリア以外のエリアの測距値に比し少なく重み付けした撮像画面の全エリアの測距値を得る第２の測距手段と、第１又は第２の測距手段により得られた測距値に基づいて、撮像素子の合焦制御を行う合焦制御手段とを有することを特徴とする。

上記の第１、第２の発明では、人物を被写体とする第一の撮影モードでは顔エリアに焦点をおいて露出制御、合焦制御が行われ、人物以外を被写体とする第二の撮影モードでは、顔エリア以外のエリアに焦点をおいて露出制御、合焦制御が行われる。

また、上記の目的を達成するため、第３の発明は撮像素子から出力された撮像信号を所定期間蓄積するメモリの読み出し出力を手振れ補正に利用する電子式の手振れ補正手段を備えた撮像装置において、
撮像素子から出力された撮像信号に基づいて、撮像画面における被写体の顔部分が存在する顔エリアの位置座標を検出する顔検出手段と、検出された顔エリアの位置座標に基づいて、その顔エリアの中心位置を算出する算出手段と、メモリから出力される出力画像の中心位置が、算出された顔エリアの中心位置になるように、メモリの読み出し位置を制御する読み出し制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、人物以外を被写体とする撮影モードでは、顔エリア以外のエリアに焦点をおいて露出制御、合焦制御を行うことで、非被写体である人物が画面内の測光／測距エリアを排徊していても、非被写体の人物により誤動作することのない、安定した映像を提供できる。

また、本発明によれば、手振れ補正に用いるメモリを利用して、動画上で被写体の顔を常に出力画像の中心位置に略一致させることができ、撮影者の希望通りの画像を提供することができる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面と共に詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
また、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は本発明になる撮像装置の第１の実施の形態のブロック図を示す。この撮像装置は図１に示すように、被写体からの光を結像させるためのレンズ群１と、入射光の明るさを調整するための絞り（ＩＲＩＳ）２と、レンズ群１により入射面に結像された被写体像を光電変換して電気信号である撮像信号に変換する固体撮像素子の一例としてのＣＣＤ（電荷結合素子）３と、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路及び自動利得制御（ＡＧＣ）回路（以下、ＣＤＳ／ＡＧＣと記す）４と、ＡＤ変換器５と、信号処理部６とからなる構成により映像信号を出力する。

また、撮像装置には、中央処理装置（ＣＰＵ）７と、信号処理部６からの映像信号に基づいて公知の方法で顔検出を行う顔検出回路８と、モード切替部９と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０と、駆動信号を出力するズーム・フォーカスドライバ１１と、ズーム・フォーカスドライバ１１からの駆動信号に基づいて、レンズ群１を構成しているズームレンズや合焦のためのフォーカスレンズを光軸方向に移動するモータ１２と、ＩＲＩＳドライバ１３と、ＩＲＩＳドライバ１３からの駆動信号に基づいてＩＲＩＳ２の絞り値などを機械的に制御するモータ１４とが設けられている。ＣＰＵ７は信号処理部６からの信号と、顔検出回路８からの顔検出信号と、モード切替部９からのモード信号とに基づいて、ズーム・フォーカスドライバ１１に制御信号を供給して合焦制御を行うと共に、ＴＧ１０に制御信号を供給して露出制御を行う。

次に、この実施の形態の動作について説明する。図示しない被写体からの光はレンズ群１及びＩＲＩＳ２を経てＣＣＤ３の入射面に入射して光学像として結像し、ここで光電変換されて撮像信号に変換される。ＣＣＤ３は多数個の画素が二次元マトリクス状に配列されており、これらの画素が垂直シフトレジスタからの信号によりライン単位で選択され、また水平シフトレジスタからの信号により１ラインの画素の信号が順次シフトされるが、上記の垂直方向のシフト動作や水平方向のシフト動作は、ＴＧ１０からの基準クロック信号に基づいて行われる。

ＣＣＤ３から出力された撮像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ４に供給されＣＤＳ回路によりノイズが低減され、ＡＧＣ回路により増幅された後、ＡＤ変換器５に供給されてアナログからデジタル信号に変換される。信号処理部６はＡＤ変換器５から取り出されたデジタル化された撮像信号に対して、各種の公知の信号処理を施して映像信号として出力する一方、その映像信号から分離した輝度信号を顔検出回路８に供給し、また露出あるいは合焦制御用に画像内の任意のエリア情報を生成してＣＰＵ７に出力する。

顔検出回路８は入力された輝度信号に対して公知の顔検出処理を行って顔検出信号を出力する。ここで、上記の顔検出処理としては、例えば一画面よりも小さな面積のウィンドウを画面内に走査すると共に、そのウィンドウ内に、事前に収集しておいた多数の人物の顔画像と顔以外のサンプル画像とから顔があるか否かを識別する方法が知られている。また、入力輝度信号のフレーム間の人物の動きによって発生する人物像の輪郭エッジを利用する顔検出方法や、また、輝度信号ではなく、カラー映像信号をモザイク画像化し、その画像の肌色領域を抽出して顔検出を行う顔検出方法も知られている。この顔検出回路８で検出された顔検出信号は、検出した顔画像の一画面内の位置情報を示しており、ＣＰＵ７に入力される。また、顔検出回路８は検出した結果顔が存在しない場合は、そのことを示す顔検出信号も出力する。

一方、モード切替部９からは現在選択されているモードを示すモード信号がＣＰＵ７に供給される。このモード信号には、被写体として人物を撮像する第一のモード”人物”であることを示す第一のモード信号と、被写体として人物以外の風景等を撮像する第二のモード”風景”であることを示す第二のモード信号とがある。

ＣＰＵ７は上記の顔検出信号と、信号処理部６から供給された露出や合焦用のエリア情報と、モード切替部９から供給されたモード信号とより、公知の方法によりＣＣＤ３に対する露光量や被写体までの距離を算出し、算出したこれらの値に応じて自動露出制御であればＡＧＣ回路、ＴＧ１０、ＩＲＩＳドライバ１３を制御し、自動合焦制御であればズーム・フォーカスドライバ１１を制御する。

次に、本実施の形態における自動露出制御動作について、図２のフローチャートと共に更に詳細に説明する。本実施の形態では前記全面測光方式又は前記中央重点測光方式に、顔検出結果を追加した自動露出制御を行う。

まず、ＣＰＵ７は顔検出回路８で画像内の顔を検出する処理を行って得られた顔の位置座標を示す顔検出信号を取得する（ステップＳ１）。続いて、ＣＰＵ７は測光方式が全面測光方式であるかどうか判定し（ステップＳ２）、全面測光方式であると判定したときは、撮影モードが第一のモード”人物”であるかどうか判定する（ステップＳ３）。

撮影モードが第一のモード”人物”である場合は、検出した顔エリアのみを測光対象とするか、あるいは、検出した顔エリアの測光値がより多く全体の測光値に反映されるよう重みを付加した測光を行う（ステップＳ４）。例えば、図３に示すような撮像画面の場合、検出された顔を示す点線枠のエリア２０１のみを測光するか、あるいは、このエリア２０１の測光値を数倍（＞１）した値に置き換えて全体の測光値平均を算出する。なお、顔が画面内に複数存在するときは、中心に近いものを利用する。あるいは、履歴をとり、画面内に存在する時間が長いものを利用する。

再び図２に戻って説明する。ステップＳ３で撮影モードが第一のモード”人物”でないと判定した場合（すなわち、第二のモード“風景”である場合）は、ＣＰＵ７は検出した顔エリアを完全に測光エリアから除外するか、あるいは、検出した顔エリアが全体の測光値になるべく反映されないよう重みを付加した測光を行う（ステップＳ５）。例えば、図３の撮像画面の場合、検出された顔を示す点線枠のエリア２０１を全体の測光値測定から完全に除外するか、あるいは、このエリアの測光値を数倍（＜１）した値に置き換えて全体の測光値平均を算出する。

一方、ステップＳ２で測光方式が全面測光方式でないと判定した場合は、測光方式が中央重点測光方式であるかどうか判定する（ステップＳ６）。測光方式が中央重点測光方式である場合は、続いて、撮影モードが第一のモード”人物”であるかどうか判定する（ステップＳ８）。撮影モードが第一のモード”人物”である場合は、画面中央部分に加え、検出した顔エリアにも重点をおき測光する（ステップＳ９）。例えば、図４の撮像画面の場合、中央エリアと顔エリアからなる斜線で示したエリア２０３に測光の重点をおくことになる。

再び図２に戻って説明する。ステップＳ８で撮影モードが第一のモード”人物”でないと判定した場合（すなわち、第二のモード“風景”である場合）は、ＣＰＵ７は顔エリアの重みを減らして測光を行う（ステップＳ１０）。すなわち、画面中央部分に重点をおき、検出した顔エリアの測光値は殆ど加味されないよう重みを修正する。

一方、ＣＰＵ７はステップＳ６で測光方式が中央重点測光方式でないと判定した場合は、測光方式が全面測光方式及び中央重点測光方式のいずれでもないので、従来通りの方式に応じた測光を行う（ステップＳ７）。

ＣＰＵ７はこのようにして測光を行って得られた測光値に基づいて露光量を算出し（ステップＳ１１）、その露光量に応じてＣＰＵ７はＡＧＣ回路、ＴＧ１０、ＩＲＩＳドライバ１３を制御して露光制御を行う（ステップＳ１２）。

なお、ＪＰＥＧ、ＢＭＰ等の静止画像、ＡＶＩ、ＭＰＥＧ等の動画像を入力として、パソコン上のアプリケーションのプログラムで図２のフローチャートに従った露出の補正処理を実行してもよい。この場合、露出の制御は全体の画素値を加減算、階調補正で実現する。

次に、本実施の形態における自動合焦制御動作について、図５のフローチャートを併せ参照して更に詳細に説明する。

まず、ＣＰＵ７は顔検出回路８で画像内の顔を検出する処理を行って得られた顔の位置座標を示す顔検出信号を取得する（ステップＳ２１）。続いて、ＣＰＵ７は撮影モードが第一のモード”人物”であるかどうか判定する（ステップＳ２２）。

撮影モードが第一のモード”人物”である場合は、検出された顔エリアを測距エリアに設定する（ステップＳ２３）。例えば、図６に示すように、画面中央にある測距エリア２０５を移動して顔エリアのある位置を測距エリア２０６とする。なお、測距エリア２０６のサイズを変更して点線枠で示す顔エリア２０７に一致させてもよい。なお、顔が画面内に複数存在するときは、中心部により近いものを選択する。

一方、撮影モードが第一のモード”人物”でないと判定した場合（すなわち、第二のモード“風景”である場合）は、ＣＰＵ７は画面全体を測距エリアに設定した後、顔エリアをこの測距エリアから除外する（ステップＳ２４）。すなわち、第二のモード“風景”である場合は、非被写体である人物が構図内を動きまわったり、撮影者に近寄ることで、自動合焦が誤動作することのないよう、検出された顔エリアを測距エリアから除外する。また、“風景”を撮影する場合は、画面全体が撮影者の意図する構図と考えられる。そこで、基本となる測距エリアは画面全体に広げる。

例えば、図７に示すように、第二のモード“風景”時に、２つの顔エリア２０８、２０９が検出された場合、測距エリアは画面全体であるが、検出された顔エリア２０８、２０９は除外され、その結果、斜線領域２１０で距離が測定される。このとき、顔エリア２０８、２０９を拡張して、人物の体全体が測距エリアから除外されるようにしてもよい。

ＣＰＵ７は上記のステップＳ３２、Ｓ３３で設定した測距エリアで測定した被写体までの距離に応じて、ズーム・フォーカスドライバ１１を制御する合焦制御を行う（ステップＳ２５）。

ところで、以上説明したように、本実施の形態では、撮影モードには“人物”と“風景”の２種類あるが、撮影者がモードを誤って選択した場合、撮影者の意図とは異なる画像が撮影されてしまう。このような状況を回避するために、そのときの撮影モードに応じて、検出された顔を含むエリアが露出制御／合焦制御に利用されるのか否かをモニタ上に表示する。これにより、モードの可視性を高め、かつ、モード変更の注意を促すことが可能となる。

モニタにおける表示の仕方としては、例えば、図８に示すように、第一のモード“人物”のときは顔を含むエリアを枠２２０で囲み、その中に“○”を追加し、一方、第二のモード“風景”のときは図９に示すように、顔を含むエリアを枠２２０で囲み、その中に×を追加する。表示の仕方はこれに限らず、枠の線種を変更、枠の色を変更、枠の内部を任意のパターンで塗る等があげられる。

このように、本実施の形態によれば、検出された顔を露出、合焦に利用することで、第一のモード“人物”のときは検出された顔に焦点をおいて制御が行われ、被写体である人物が適切に撮影される。また、第二のモード“風景”のときは、非被写体の人物により誤動作することのない、安定した映像を提供できる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面と共に説明する。図１０は本発明になる撮像装置の第２の実施の形態のブロック図を示す。この撮像装置は、図１０に示すように、図示しないレンズ群を経て入射面に結像された被写体像を光電変換して電気信号である撮像信号に変換する固体撮像素子の一例としてのＣＣＤ（電荷結合素子）２１と、ＣＣＤ２１から出力された撮像信号に対して相関二重サンプリング（ＣＤＳ）、自動利得制御（ＡＧＣ）、ＡＤ変換その他所定の信号処理を行う信号処理部２２と、撮像信号を１フィールド記憶するフィールドメモリ２３と、信号処理部２２からの輝度信号を選択するスイッチ２４と、スイッチ２４により選択された輝度信号に基づいて顔検出を行う顔検出回路２５と、スイッチ２４により選択された輝度信号に基づいて動きベクトルの検出を行うベクトル検出回路２６と、中央処理装置（ＣＰＵ）２７と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２８と、モード選択部２９とから構成される。ＣＣＤ２１は図１のＣＣＤ３と同様の構成である。また、顔検出回路２５の顔検出動作は図１の顔検出回路８と同じであり、その説明は省略する。

次に、本実施の形態の動作について説明する。図１０において、図示しない被写体からの光は図示しないレンズ群を経てＣＣＤ２１の入射面に入射して光学像として結像し、ここで光電変換されて撮像信号に変換される。ＣＣＤ２１にはＴＧ２８から基準クロック信号が入力されている。ＣＣＤ２１から出力された撮像信号は、信号処理部２２に供給され、ここでノイズ低減処理、レベル調整処理、ＡＤ変換処理などが行われ、更に輝度信号Ｙと２種類の色差信号Ｃｂ、Ｃｒに変換される。

信号処理部２２から出力された輝度信号Ｙと２種類の色差信号Ｃｂ、Ｃｒはフィールドメモリ２３に供給される。ここで、フィールドメモリ２３に格納される画像サイズは、実際に出力する画像サイズよりも数十％大きい。また、信号処理部２２から出力される輝度信号Ｙはスイッチ２４により顔検出回路２５又はベクトル検出回路２６に選択供給される。このスイッチ２４は、モード選択回路２９から出力されるモード信号が、顔検出モードを示しているときは、端子ａ側に接続されて上記輝度信号Ｙを顔検出回路２５に供給し、上記モード信号が手振れ補正モードを示しているときは、端子ｂに接続されて上記輝度信号Ｙをベクトル検出回路２６に供給する。

すなわち、本実施の形態は顔検出モードと手振れ補正モードの２つのモードの一方を選択できるように構成されており、手振れ補正モードを選択したときは、フィールドメモリ２３の読み出し出力を手振れ補正に利用して公知の電子式の手振れ補正処理が行われ、顔検出モードを選択したときは、フィールドメモリ２３の読み出し出力を被写体位置補正に利用して本実施の形態特有の処理が行われる。

まず、手振れ補正モードを選択したときの動作について説明する。この手振れ補正モードでは信号処理部２２から出力された輝度信号Ｙはスイッチ２４によりベクトル検出回路２６に供給される。ベクトル検出回路２６は、例えば１画面を複数のブロックに分割し、ブロックマッチングにより各ブロックが１フィールド前のどの位置に相当するかを検出し、これにより１フィールド期間に動いた動きベクトルを求める。

ＣＰＵ２７はベクトル検出回路２６で検出された動きベクトルが供給され、画像全体の動きベクトル算出部２７３で各ブロックの図柄からそのブロックの信頼性を判定し、信頼性のあるブロックの動きベクトルのみから画像全体の動きベクトルを算出する。ＣＰＵ２７は続いて、フィールドメモリ読み出し・ＣＣＤ切り出し位置制御部２７４で上記の画像全体の動きベクトルに基づいて、手振れを打ち消すフィールドメモリ２３の読み出し位置を制御する制御信号を出力すると共に、ＣＣＤ２１の垂直切り出し位置を制御する制御信号をＴＧ２８に出力する。

次に、顔検出モードを選択したときの動作について、図１１のフローチャートを併せ参照して説明する。この顔検出モード選択時は、信号処理部２２から出力された輝度信号Ｙはスイッチ２４により顔検出回路２５に供給され、ここで、図１に示した顔検出回路８による顔検出動作と同様に公知の顔検出処理により撮像画面内の顔エリアの位置座標を検出する顔検出を行う（ステップＳ３１）。

続いて、ＣＰＵ２７は顔検出回路２５からの顔検出信号を入力として受け、顔エリアの中心位置を中心位置算出部２７１で算出する（ステップＳ３２）。続いて、ＣＰＵ２７は出力画像枠決定部２７２により、この顔エリアの中心位置が、予め定めていた出力画像サイズの中心となるよう出力画像枠を決定する（ステップＳ３３）。

続いて、ＣＰＵ２７はフィールドメモリ読み出し・ＣＣＤ切り出し位置制御部２７４で、上記の出力画像枠のエリアが実際に出力されるよう、フィールドメモリ２３の読み出しを制御する制御信号を生成して出力する（ステップＳ３４）。この結果、本実施の形態では、手振れとは無関係に、被写体が常に画面中央（出力画像サイズの中心）に位置するようフィールドメモリ２３から撮像信号が読み出されることになる。

図１２はフィールドメモリ２３の読み出し位置と出力画像の関係を示す図である。図１２に示すように、フィールドメモリ２３の読み出し位置を指定すると、予め定めていた画像サイズで画像枠２３０が決まり、この領域が出力される。

図１３は本実施の形態によるフィールドメモリ読み出し位置制御の一例を示す。同図において、撮像した画像の全体の画像枠２４０内に点線で示した枠の顔エリア２４２が検出されたものとすると、本実施の形態では、顔エリア２４２の中心位置（図では×で表示）が、出力画像（図中の斜線領域２４１）の中心となるようフィールドメモリ２３からの読み出し位置を決定する。本実施の形態では、毎フィールド、顔エリアに応じて、フィールドメモリ２３の読み出し位置を制御することで、指定した被写体の顔が常に出力画面の中央に位置することになる。従って、本実施の形態によれば、動画上で被写体の顔を常に出力画面中央に位置させ、撮影者の希望通りの画像を提供することが可能である。

なお、前記ステップＳ３４の読み出し時に、フィールドメモリ２３のメモリ容量を節約するために、垂直方向の制御をフィールドメモリ読み出しと、ＴＧ２８を介したＣＣＤ切り出しとを併用してもよい。すなわち、図１０において、通常、信号処理部２２に入力される画像のライン数（固定）は、ＣＣＤ２１の有効ライン数よりも少なく、ＣＣＤ２１のどのライン位置からどのライン位置までの信号を信号処理部２２に入力するかは、フィールド毎にＴＧ２８の出力信号で設定することができる（水平方向の制御はできない）。

ただし、図１０ではＣＣＤ２１の読み出しはフィードバック制御であるため、１フィールド遅れた制御となる。リアルタイムの制御であれば垂直方向をフィールドメモリ２３で制御する必要はないが、ＣＣＤ２１の読み出しは１フィールド遅れた制御であるため、ある程度予測をつけて大まかな位置調整に利用し、リアルタイム制御であるフィールドメモリ２３で微調整を行う。以上により、ＴＧ２８を併用することで、フィールドメモリ２３で補正する量が削減可能となり、フィールドメモリ２３のメモリ容量を節約できる。

（プログラムの実施の形態）
次に、撮像画像処理用プログラムの実施の形態について説明する。上記した本発明の撮像装置の動作を、撮像装置でなくパソコン上のコンピュータプログラムで実現するには、出力画像の解像度（＜元画像の解像度）を予め定めておき、予め撮影されて保存されている動画像（ＡＶＩ(Audio Video Interleaved)、ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)等）からフィールドあるいはフレーム画像を取り出し、その元の動画像に対してパソコンのメモリ上で図１０と同様の処理を行って顔の位置合わせを行った動画像を作成することになる。

図１４は撮像画像処理用プログラムの一実施の形態のブロック図を示す。この撮像画像処理用プログラムは、撮像装置内のＣＰＵ（図１の７、図１０の２７）を動作させるコンピュータプログラムではなく、パソコンを動作させるアプリケーションプログラムである。図１４において、予め撮影されて記憶媒体に保存されていた動画像信号は、当該記憶媒体から読み出されて信号処理部３１に供給され、ここで１枚のカラー画像（ＲＧＢ画像）に変換されると共に、このＲＧＢ画像からＹ信号（輝度信号）が生成され、Ｙ信号は顔検出部３２へ供給され、ＲＧＢ画像はそのままメモリ３４に供給される。

顔検出部３２では、前記顔検出回路８、２５と同様の公知の顔検出方法により入力画像中の顔エリアの位置情報を検出して画像枠決定部３３に出力する。画像枠決定部３３では元画像の解像度と、出力画像の解像度と、顔エリアの中心位置とより、出力画像の画像枠を決定し、メモリ３４からの読み出し位置をメモリ３４に出力する。メモリ３４では画像枠決定部３３から指定された読み出し位置から読み出したＲＧＢ画像を信号処理部３５に出力する。信号処理部３５では入力されたＲＧＢ画像を元の形式の動画像に変換して出力する。

このように、この撮像画像処理用プログラムによれば、元画像の顔エリアの中心位置が元画像の中心位置になくても、元画像の顔エリアの中心位置が画像の中心位置にほぼ一致するように、メモリ３４の読み出し位置を制御して元画像から顔を中心とした一部の領域を切り出すことで、解像度は元画像よりも小さくなるが、常に顔エリアの中心位置が画像全体の中心位置となる画像を得ることができる。

本発明の撮像装置の第１の実施の形態の構成図である。 図１の自動露光制御動作の説明用フローチャートである。 全面測光方式に顔検出結果を適用した一例を示す図である。 中央重点測光方式に顔検出結果を適用した一例を示す図である。 図１の自動合焦制御動作の説明用フローチャートである。 測距に顔検出結果を適用（人物モード）した一例を示す図である。 測距に顔検出結果を適用（風景モード）した一例を示す図である。 モニタ表示（人物撮影）の一例を示す図である。 モニタ表示（風景撮影）の一例を示す図である。 本発明の撮像装置の第２の実施の形態の構成図である。 図１０の顔検出モード時の動作説明用フローチャートである。 フィールドメモリの読み出し位置と出力画像の関係を示す図である。 図１０の実施の形態によるフィールドメモリ読み出し位置制御の一例を示す図である。 撮像画像処理用プログラムの一実施の形態のブロック図である。 全面測光方式の説明図である。 中央重点測光方式の説明図である。 多分割測光方式の説明図である。 スポット測光方式の説明図である。 測距エリアの一例を示す図である。

従来の誤動作例（風景撮影）を示す図である。

符号の説明

１ レンズ群
２ 絞り（ＩＲＩＳ）
３、２１ ＣＣＤ
４ ＣＤＳ／ＡＧＣ
５ ＡＤ変換器
６、２２、３１、３５ 信号処理部
７、２７ 中央処理装置（ＣＰＵ）
８、２５ 顔検出回路
９ モード切替部
１０ タイミングジェネレータ（ＴＧ）
１１、２８ ズーム・フォーカスドライバ
１２、１４ モータ
１３ ＩＲＩＳドライバ
２３ フィールドメモリ
２４ スイッチ
２６ ベクトル検出回路
２９ モード選択部
３２ 顔検出部
３３ 画像枠決定部
３４ メモリ

Claims (3)

1. 撮像素子に対する露光量に基づき露出制御を自動的に行う自動露出制御機能を備えた撮像装置において、
   人物を被写体として撮影を行う第一の撮影モードと、前記人物以外を被写体として撮影を行う第二の撮影モードとのうち、いずれか一方の撮影モードを選択するモード切替手段と、
   前記撮像素子から出力された撮像信号に基づいて、撮像画面における被写体の顔部分が存在する顔エリアの位置座標を検出する顔検出手段と、
   前記撮像素子への入射光を測光するに際し、前記第一の撮影モードが選択されているときは、前記顔エリアのみの測光値、又は前記顔エリアの測光値を該顔エリア以外のエリアの測光値に比し多く重み付けした撮像画面の全エリアの測光値を得る第１の測光手段と、
   前記撮像素子への入射光を測光するに際し、前記第二の撮影モードが選択されているときは、前記顔エリア以外のエリアのみの測光値、又は前記顔エリアの測光値を該顔エリア以外のエリアの測光値に比し少なく重み付けした撮像画面の全エリアの測光値を得る第２の測光手段と、
   前記第１又は第２の測光手段により得られた測光値に基づいて、前記撮像素子の露光量を算出し、その露光量に基づいて露光量制御を行う露光量制御手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 撮像素子と被写体との測距値に基づき合焦制御を自動的に行う自動合焦制御機能を備えた撮像装置において、
   人物を被写体として撮影を行う第一の撮影モードと、前記人物以外を被写体として撮影を行う第二の撮影モードとのうち、いずれか一方の撮影モードを選択するモード切替手段と、
   前記撮像素子から出力された撮像信号に基づいて、撮像画面における被写体の顔部分が存在する顔エリアの位置座標を検出する顔検出手段と、
   前記第一の撮影モードが選択されているときは、前記顔エリアのみの測距値、又は前記顔エリアの測距値を該顔エリア以外のエリアの測距値に比し多く重み付けした撮像画面の全エリアの測距値を得る第１の測距手段と、
   前記第二の撮影モードが選択されているときは、前記顔エリア以外のエリアのみの測距値、又は前記顔エリアの測距値を該顔エリア以外のエリアの測距値に比し少なく重み付けした撮像画面の全エリアの測距値を得る第２の測距手段と、
   前記第１又は第２の測距手段により得られた測距値に基づいて、前記撮像素子の合焦制御を行う合焦制御手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
3. 撮像素子から出力された撮像信号を所定期間蓄積するメモリの読み出し出力を手振れ補正に利用する電子式の手振れ補正手段を備えた撮像装置において、
   前記撮像素子から出力された撮像信号に基づいて、撮像画面における被写体の顔部分が存在する顔エリアの位置座標を検出する顔検出手段と、
   検出された前記顔エリアの位置座標に基づいて、その顔エリアの中心位置を算出する算出手段と、
   前記メモリから出力される出力画像の中心位置が、算出された前記顔エリアの中心位置になるように、前記メモリの読み出し位置を制御する読み出し制御手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。