JP2010041365A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人物撮影において、手動ズーム操作を行うことなく最適な画角を自動設定できるようにする。
【解決手段】顔認識によって顔が認識されると、サイズ選択用のアイコンを画面に表示するとともに、最大の顔領域を自動ズームの対象領域とする。サイズ選択用アイコンの操作により所望のサイズを選択すると、そのサイズに応じた画角となるように（上記対象領域の撮像画面に対する比率が選択されたサイズに応じた比率となるように）、撮影光学系のズーミングが行われる。
【選択図】図４

Description

本発明は、顔認識技術を用いて被写体人物を所望のサイズ（倍率）で撮像可能な撮像装置に関する。

顔認識技術を用いて画像中の人物の顔を認識し、その認識結果を焦点調節や露出制御に利用するカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照）

特開２００５−８６６８２号公報

しかしながら、顔認識結果に基づいて撮像画角を自動制御するものはない。

本発明に係る撮像装置は、撮影光学系を介して被写体を撮像する撮像手段と、撮像によって得られた画像データから人物の顔領域を認識する顔認識手段と、顔認識手段の認識結果に基づいて、撮像画角を自動設定する画角設定手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、人物撮影において、手動ズーム操作を行うことなく最適な画角を自動設定でき、操作性の向上が図れる。

図１〜図６により本発明の一実施の形態を説明する。
図１は本実施形態におけるデジタルカメラ（撮像装置）の制御ブロック図である。なお、デジタルカメラは、デジタルカメラ機能を持つ機器全般を指す（例えば、カメラ機能付き携帯電話機も含む）。

図１において、撮影レンズ１を透過した被写体光束は、撮像素子２で撮像され、その撮像信号は画像処理部３に入力される。画像処理部３を構成する画像処理回路３ａは、入力された撮像信号に種々の処理を施して画像データを生成する。画像データは、表示回路３ｂによる処理を経て、カメラ背面などに設けられた液晶モニタ４に表示される。撮影モード設定時には、上記撮像および画像表示が繰り返され、いわゆるライブビュー表示（スルー画表示）が行われる。撮像指示がなされると改めて撮像が行われ、生成された画像データは記録／再生回路３ｃを介してメモリカード等の記録媒体５に記録される。

一方、再生モードでは、記録媒体５に記録された画像データを記録／再生回路３ｃにて読み出し、画像処理回路３ａおよび表示回路３ｂによる処理を経て液晶モニタ４に表示することができる。

ＣＰＵ６は、操作部７からの入力に応答して画像処理部３や不図示の回路を制御する。操作部７は、電源ボタンやレリーズボタン、再生操作や情報入力等で用いる各種操作部材、液晶モニタ４に配置されたタッチパネル等を含む。

また、カメラは公知の顔認識機能を備え、画像データ中に被写体として人物が存在する場合は、その人物の顔の位置および大きさを検出し、顔部分にピントや露出が合うような制御を行う。１画像データ中に複数の顔を認識することが可能であり、認識された顔位置および大きさは、ライブビュー画像中の顔の位置に、顔の大きさに応じた顔認識枠１０（図２，図３参照）を表示することでユーザに報知される。カメラの近くにいる人物は、画像中の顔の占める割合が大きくなるので、同じ大きさの顔でも遠くにいる人物より顔認識枠１０は大きくなる。

さらに本実施形態では、上記顔認識技術を利用した「顔認識自動ズーム」が可能とされる。以下、この機能について詳述する。

人物撮影には、基本的なサイズ（倍率）として、いわゆるウエストショット（以下、Ｗ）サイズ、バストショット（以下、Ｂ）サイズ、顔アップ（以下、Ｆ）サイズがある。本実施形態では、これら３サイズが予め選択肢として用意されており、顔認識自動ズームモード設定時にいずれかを選択できる。

図２，図３は、それぞれ横位置撮影時と縦位置撮影時における顔認識枠１０と撮像画面との関係を示している。撮像画面２１，３１では、画面の短辺と顔認識枠１０（ここでは、正方形）の１辺との比が４：１となっており、この比率で縦横ともＷサイズが実現できる。同様に撮像画面２２，３２では上記比が３：１となっており、この比率でＢサイズが実現できる。さらに、撮像画面２３，３３では上記比が３：２となっており、この比率でＦサイズが実現できる。

なお、本実施形態では一貫して上記比率を用いるが、他の比率であってもよいことはいうまでもない。また、サイズの選択肢は４以上あってもよいし、最低限１つ（選択の余地なし）でもよい。

上記の各比率を達成するためには撮像画角を調整する必要があるが、この画角調整は、基本的に撮影レンズ１のズーミング（光学ズーム）によって行う。光学ズームのみで所望の比率が達成し得ない場合は電子ズームを併用してもよい。電子ズームの禁止と許可とを選択可能としてもよい。

ユーザによるサイズの選択方法は種々考えられる。例えば、予めユーザが所望のサイズを選択しておくと、その後の顔認識結果に基づいて自動的にズーミングが行われ、選択されているサイズが達成されるようにする方法がある。他の方法としては、例えば液晶モニタ４にタッチパネルを配置し、顔認識がなされた時点でライブビュー画面に顔認識枠１０と、上記サイズを選択するためのアイコン等を表示し、そのアイコンにタッチすることで所望のサイズを選択するようにしてもよい。この場合は、例えば単一のアイコンにタッチするたびに、Ｗサイズ→Ｂサイズ→Ｆサイズ→Ｗサイズ→・・・のようにサイズがサイクリックに変化するようにしてもよい。あるいは、３サイズに対応した３個のアイコンを表示し、いずれかをタッチすることで所望のサイズが選択されるようにしてもよい。アイコンに代えて、サイズ選択用の操作部材を画面外に設けてもよい。上記いずれのケースにおいても、選択操作に伴って自動的にズーミングが行われ、選択されたサイズが達成される。したがって、撮影者は手動ズームを行って画角調整を行う必要はなく、いち早く所望のサイズで撮影が行える。

図４，図５は顔認識自動ズームをソフト的に実現するための処理手順の一例を示している。
顔認識自動ズームモードが設定されると、ＣＰＵ６によりこのプログラムが起動される。ステップＳ１では撮像を行うとともに、それによって得られた画像データを液晶モニタ４に画像として表示する。ステップＳ２では、上記画像データに対して顔認識を行い、顔が存在する場合は、ステップＳ３からステップＳ４に進む。ステップＳ４では、上記顔認識枠１０を表示画像に重ねて表示するとともに、サイズ選択用のアイコンを表示する。このアイコンについては上述した通りである。なお、顔が認識されない場合は、ステップＳ１０で顔認識枠１０およびサイズ選択用のアイコンを消去してステップＳ８に進む。

ところで、画像データ内に複数の顔が認識された場合は、いずれの顔に対して自動ズームを行うかを決める必要がある。この例では、顔領域（顔認識枠１０）の最も大きい顔、つまりカメラに最も近い位置にいると目される人物の顔が自動ズームの対象となる。これは、最も近い人物が主要被写体である可能性が高いからである。ステップＳ５では、最も大きい顔認識枠１０を自動ズームの対象枠として設定する。なお、顔が１つしか認識されない場合は、その顔に対する枠が対象枠となることはいうまでもない。

ステップＳ６では、サイズ選択アイコンのタッチの有無を判定する。タッチなしの場合はステップＳ８に進み、タッチありの場合はステップＳ７の自動ズーム処理に進む。自動ズーム後、ステップＳ８でレリーズボタンの操作、つまり撮像指示の有無を判定し、否定されるとステップＳ１に戻り、肯定されるとステップＳ９で撮像および画像記録を行ってステップＳ１に戻る。

図５はステップＳ７の自動ズーム処理の詳細を示し、これは、単一のアイコンでサイズをサイクリックに変える例である。なお、Ｗサイズ、Ｂサイズ、Ｆサイズに対応する撮像画角を、それぞれＷ画角、Ｂ画角、Ｆ画角と呼ぶ。
ステップＳ７１では現在のズーム状態を把握し、ステップＳ７２，Ｓ７３でそのズーム状態を判定する。ステップＳ７２，Ｓ７３がいずれも否定された場合、すなわち、現在Ｆ画角が設定されているか、あるいはいずれのサイズに対応する画角も設定されていないときは、ステップＳ７４でＷ画角が設定されるように撮影レンズ１のズーミングを行う。すなわち、撮像画面の短辺と、上記ステップＳ５または後述するステップＳ２２で設定された対象枠の１辺との比が４：１となるようにズーミングを行う。

また、現在Ｗ画角が設定されている場合は、ステップＳ７５でＢ画角が設定されるように（上記比が３：１となるように）ズーミングを行い、現在Ｂ画角が設定されている場合は、ステップＳ７６でＦ画角が設定されるように（上記比が３：２となるように）ズーミングを行う。

ここで、電子ズームが許可されていない場合は、光学ズーム開始後、目的の画角となる前にズーム限界（望遠端，広角端）に達すると、その時点でズームを停止して終了となる。例えば、Ｆ画角に向けてズームアップ中に望遠端に達した場合はズームを停止し、次にサイズ選択アイコンがタッチされた場合は、Ｗ画角に向けてズーミングを行う。またＷ画角に向けてズームダウン中に広角端に達した場合はズームを停止し、次にサイズ選択アイコンがタッチされた場合は、Ｂ画角に向けてズーミングを行う。
一方、電子ズームが許可されている場合は、光学ズームで望遠端に達した後に電子ズームを行って目的の画角を達成する。撮影者は、画質を重視する場合は電子ズームを禁止し、それ以外の場合は電子ズームを許可すればよい。

また、目的の人物が画面の隅にいるような場合は、自動ズームアップを行うことでその人物が画面外に出てしまうことがあり得る。この場合は撮影者が構図を変更すればよいので特に問題はないが、カメラが構図の変更方向をアドバイスするようにしてもよい。すなわち、カメラは自動ズームの対象となる顔認識枠の位置が分かっているので、それに基づいて目的の人物の画面内の有無や、画面外に出た場合にいずれの方向にカメラを振れば画面内に捕らえられるかが分かり、適切なアドバイスを行うことができる。アドバイスは、画面内表示によって行ってもよいし、音声により行ってもよい。

あるいは、目的の画角までズームアップすると目的の人物が画面外に出てしまう場合には、画面外に出ないように途中でズーミングを停止するようにしてもよい。このとき、電子ズームが許可されている場合は、光学ズーミング停止後に電子ズームにて目的の画角を達成してもよい。電子ズームは、画像の任意の領域を切り出して拡大できるので、人物を中心に切り出しを行うことで、目的の人物が画面外に出るということはない。これにより構図を変更することなく目的の画角（サイズ）を実現できる。

なお、自動ズームの途中で何らかの操作（例えば、ズームボタン、モード選択ボタン、足性ボタン、フラッシュボタン、セルフボタン等の操作）がなされた場合は、自動ズームを停止するようにしてもよい。また、自動ズームの途中でレリーズボタンが半押し操作された場合は、顔認識ＡＦ／ＡＥ（顔部分にピントや露出を合わせるための制御）を行うようにしてもよい。

以上では、最大の顔認識枠１０を自動ズームの対象枠としたが、撮影光軸に最も近い顔認識枠１０を自動ズームの対象枠としてもよい。これは、中央付近の被写体が主要被写体である可能性が高いことによる。中央の人物に対して自動ズームを行えば、ズームアップによってその人物が画面外に出てしまうことは少ない。

また、現在の顔認識技術は、性別や年齢が判別できる域にまで達しており、これを利用すれば、大人あるいは子どもを優先的に自動ズームの対象とする設定や、男女のいずれかを優先的に自動ズームの対象とする設定も可能である。

図６に示す例は、複数の顔が認識された場合、いずれの人物を対象とするかをユーザが選択できるようにしたものである。図６は図４に対応するもので、同様のステップには同一のステップ番号を付す。

図６において、ステップＳ４の後、ステップＳ２１で顔選択がなされたか否かを判定する。タッチパネルを用いたカメラでは、表示されている複数の顔認識枠１０のいずれかをタッチすることで顔を選択できる。外部の操作部材を用いる場合は、操作のたびに選択状態にある顔認識枠を順次移動させ、「決定」操作を行うことで選択が確定するようにしてもよい。ステップＳ２１が肯定されるとステップＳ２２に進み、選択された顔認識枠１０を自動ズームの対象枠として設定する。これによれば、画面内の複数の人物のうち撮影者の望む人物を望みのサイズで素早く撮影できる。

ステップＳ２１で選択操作が認められなかった場合はステップＳ２３に進み、顔選択を止める操作がなされたか否かを判定する。この場合は先の例と同様に、ステップＳ５で最も大きい顔認識枠１０を自動ズームの対象枠として設定する。

以上では、単一の顔領域を自動ズームの対象領域としたが、複数の顔領域を対象としてもよい。例えば、複数の顔領域が認識されたとき、認識された全ての顔領域が画面内に納まり得る画角のうち、実質的に最も狭い画角を設定するようにすることが考えられる。これによれば、全員の顔が最大となる画角を自動的に、かつ素早く設定でき、その画角で撮影を行うことができる。全員の顔ではなく、選択された何人かの顔を対象としてもよい。

本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの制御ブロック図。 横位置撮影における顔領域の撮像画面に対する比率の３例を示す図。 縦位置撮影における上記比率の３例を示す図。 顔認識自動ズームの制御内容の一例を示すフローチャート。 図４中の自動ズーム処理の詳細を示すフローチャート。 顔認識自動ズームの他の例を示すフローチャート。

符号の説明

１ 撮影レンズ
２ 撮像素子
４ 液晶モニタ
６ ＣＰＵ
７ 操作部

Claims (11)

1. 撮影光学系を介して被写体を撮像する撮像手段と、
   前記撮像によって得られた画像データから人物の顔領域を認識する顔認識手段と、
   該顔認識手段の認識結果に基づいて撮像画角を自動設定する画角設定手段とを具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記画角設定手段は、前記顔認識手段が認識した所定の顔領域の撮像画面に対する比率が所定比率となるように前記撮像画角を自動設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記所定比率を２以上の選択肢から選択する選択手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記顔認識手段によって顔領域が認識されると、前記所定比率を選択するための操作部を表示する操作部表示手段を備え、前記選択手段は、前記操作部のタッチ操作に応じて前記所定比率を選択することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記顔認識手段が複数の顔領域を認識した場合は、最も大きい顔領域を前記所定の顔領域とする領域決定手段を更に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記顔認識手段が複数の顔領域を認識した場合は、外部操作にて選択された顔領域を前記所定の顔領域とする領域決定手段を更に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記画像データに基づく画像を表示する画像表示部と、
   前記顔認識手段が複数の顔領域を認識した場合に、前記認識された複数の顔領域を表す複数の枠を、前記画像に重ね合わせて前記画像表示部に表示する表示制御手段とを備え、 前記領域決定手段は、前記表示された枠のタッチ操作によって選択された顔領域を前記所定の顔領域とすることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記顔認識手段が複数の顔領域を認識した場合は、撮影光軸に最も近い顔領域を前記所定の顔領域とする領域決定手段を更に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記画角設定手段は、前記顔認識手段が複数の顔領域を認識した場合は、認識された全ての顔領域が前記撮像画面内に納まり得る撮像画角のうち、実質的に最も狭い画角を設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
10. 前記画角設定手段は、前記撮影光学系のズーミングによって画角設定を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 前記画角設定手段は、前記撮影光学系のズーム可動範囲を超えて画角を狭くする必要があるときは、電子ズームを用いることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。

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