JP2010219864A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を撮像する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus that captures an image.
従来、デジタルカメラにおいて、人物を撮像し、撮像した画像中から測光エリアを設定し、設定した測光エリアの輝度情報に応じて撮像部の自動露光制御を行う技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which a person is imaged in a digital camera, a photometric area is set from the captured image, and automatic exposure control of an imaging unit is performed according to luminance information of the set photometric area.
また、撮像した画像の動体を検出し、検出した動体のエリアの輝度値がある一定以上で且つ当該動体のエリアの面積がある一定値に含まれるか否かを判別し、当該動体のエリアの輝度値がある一定以上で且つ当該動体のエリアの面積がある一定値に含まれる場合に、当該動体のエリアを測光エリアとし、当該測光エリアの輝度情報に応じて露出制御を行う撮影装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この撮影装置により、人物等の動体のエリアの輝度情報に応じて適切な輝度コントラストの露出制御を行うことができる。 In addition, the moving body of the captured image is detected, and it is determined whether or not the luminance value of the detected moving body area is greater than a certain value and the area of the moving body area is included in a certain value. An imaging device that performs exposure control according to luminance information of a photometric area when the area of the moving object is included in a certain value when the luminance value is greater than or equal to a certain value is known. (For example, refer to Patent Document 1). With this photographing apparatus, it is possible to perform exposure control with appropriate luminance contrast according to luminance information of an area of a moving object such as a person.
しかし、従来の自動露出制御を行う構成では、動体が検出されない場合に、前回フレームの測光エリアが引き続き測光エリアに設定される。このため、動体が画面の端で静止した場合に、測光エリアが画面端で固定される。このため、例えば、逆光により、固定されている測光エリアで動体と背景との輝度差が大きい場合に、当該動体がフレームアウトすると、次のフレーム以降で背景画像に対して露出が飛びすぎてしまうおそれがあった。 However, in the configuration in which the conventional automatic exposure control is performed, when a moving object is not detected, the photometric area of the previous frame is continuously set as the photometric area. For this reason, when the moving object stops at the edge of the screen, the photometric area is fixed at the edge of the screen. For this reason, for example, when the luminance difference between the moving object and the background is large in the fixed photometry area due to backlight, when the moving object is out of frame, the exposure is excessively over the background image after the next frame. There was a fear.
本発明の課題は、動体がフレームアウトした後に、撮像に適切な露出を得ることである。 An object of the present invention is to obtain an appropriate exposure for imaging after a moving object is out of frame.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の撮像装置は、
画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体を検出していないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定する測光エリア設定部と、
前記測光エリア設定部により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部に行う自動露出制御部と、を備える。
In order to solve the above problem, an imaging apparatus according to claim 1 is provided.
An imaging unit that captures an image;
A moving object is detected from the image captured by the imaging unit, and it is determined whether or not a moving object is detected. When a moving object is detected, a photometric area is set in the area of the detected moving object, and the moving object is detected. A metering area setting unit for setting a preset initial area as a metering area when a predetermined time has passed without
An automatic exposure control unit that performs exposure control on the imaging unit in accordance with luminance information of the photometric area set by the photometric area setting unit.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、
前記測光エリア設定部は、動体が検出された場合に、当該動体のエリアから被写体の人物の顔を検出し、当該検出した顔のエリア内に測光エリアを設定する。
The invention according to
When the moving object is detected, the photometric area setting unit detects the face of the subject person from the moving object area, and sets the photometric area in the detected face area.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の撮像装置において、
前記顔の検出は、肌色を用いる顔検出、又はパターンマッチングによる顔検出である。
The invention according to claim 3 is the imaging apparatus according to
The face detection is face detection using skin color or face detection by pattern matching.
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記初期エリアは、前記画像の全エリア、中心エリア、又は前記画像が分割された複数の分割エリアのうちの選択エリアである。
The invention according to claim 4 is the imaging device according to any one of claims 1 to 3,
The initial area is a selection area among all the areas of the image, the center area, or a plurality of divided areas into which the image is divided.
本発明によれば、動体がフレームアウトした後に、撮像に適切な露出を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an exposure suitable for imaging after the moving object is out of frame.
添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。 Embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the illustrated example.
先ず、図1を参照して、本実施の形態の撮像装置が使用される態様を説明する。図1に、本実施の形態の撮像装置2を備える自動販売機1を示す。
First, with reference to FIG. 1, a mode in which the imaging apparatus of the present embodiment is used will be described. FIG. 1 shows a vending machine 1 including an
図1に示すように、本実施の形態の撮像装置2は、自動販売機1に固定して設けられている。自動販売機1は、成年の年齢確認が必要な商品としてたばこを販売する自動販売機であるものとする。成年の年齢確認が必要な商品としては、酒等であってもよい。自動販売機1は、商品の顧客である人物3を撮像装置2で撮像し、撮像した画像データを画像解析して人物3の年齢認証を行い、成年であると認証された場合に、商品を販売する。
As shown in FIG. 1, the
自動販売機1は、屋外に設置されているものとする。このため、昼、夜等の時間帯による太陽4の位置によっては、撮像装置2により人物3が、異なる明るさで撮像されるおそれがあるものとする。
It is assumed that the vending machine 1 is installed outdoors. For this reason, it is assumed that the person 3 may be imaged with different brightness by the
次に、図2を参照して、撮像装置2の内部構成を説明する。図2に、撮像装置2の機能構成を示す。撮像装置2は、撮像部10と、信号処理部20と、画像メモリ30と、制御部40と、を備える。
Next, the internal configuration of the
撮像部10は、被写体を撮像するデジタルムービーカメラである。撮像部10は、光学系、撮像素子、A/D(Analog to Digital)変換部等を備える。光学系は、各種レンズ、絞り機構等を備える。撮像素子は、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS等のイメージセンサであり、光学系により結像された被写体像の光信号をアナログの電気信号に光電変換し、アナログの画像信号として出力する。絞り機構の絞り値、撮像素子の露出時間(シャッタスピード)、感度が調整されることにより撮像部10の露出が調整可能であるものとする。A/D変換部は、撮像素子から入力されるアナログの画像信号をデジタルの画像データ(RGBデータ)に変換して出力する。RGBデータは、赤、青、緑の成分の信号で表される画像データである。撮像部10は、動画の1フレーム毎の画像データを生成して出力する。撮像部10の撮像スピードは、例えば、30fpsとする。
The
信号処理部20は、補間処理、色処理(RGBデータからYUVデータへ変換する色差変換処理)、輝度信号処理(エッジ強調処理、ガンマ補正処理)等、各種信号処理の信号処理回路である。信号処理部20は、撮像部10から入力された画像データ(RGBデータ)に各種信号処理を施してYUVデータに変換する。YUVデータは、輝度信号Y、青色成分の色差信号U(Cb)、及び赤色成分の色差信号V(Cr)で表される画像データである。信号処理部20は、変換後のYUVデータを画像メモリ30に記憶していくとともに、認証部(図示略)に出力する。認証部は、信号処理部20から入力された画像データを画像解析し、被写体の人物の年齢認証を行う。
The
また、信号処理部20は、測光エリア情報(測光エリアの座標情報)が制御部40から入力されると、その座標情報をレジスタ(図示略)に記憶し、当該座標情報に対応する画像データを画像メモリ30から読み出し、前記入力された測光エリア情報に応じて、前記読み出した画像データの画像における測光エリアの輝度情報(平均輝度値)を算出して制御部40に出力する機能を有するものとする。
Further, when photometric area information (photometric area coordinate information) is input from the
画像メモリ30は、RAM(Random Access Memory)で構成され、信号処理部20から出力される1フレーム毎の画像データ(YUVデータ)を一時的に記憶する。
The
制御部40は、撮像装置2の各部を制御する。制御部40は、CPU(Central Processing Unit)、RAM、ROM(Read Only Memory)を有する。制御部40において、ROMに記憶されたプログラムのうち、指定されたプログラムがRAMに展開され、当該展開されたプログラムとCPUとの協働で各種処理が実行される。ROMには、自動露出制御プログラムが記憶されているものとする。制御部40は、自動露出制御プログラムに従い、機能部として、測光エリア設定部41と、自動露出制御部42とを有する。
The
測光エリア設定部41は、撮像部10により撮像された画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体を検出していないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定する。自動露出制御部42は、測光エリア設定部41により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部10に行う。
The photometric area setting unit 41 detects a moving object from the image captured by the
次に、図3〜図6を参照して、撮像装置2の動作を説明する。図3に、自動露出制御処理の流れを示す。図4に、画像F中の中心エリア101を示す。図5に、画像F中の全エリア102を示す。図6に、画像F中の分割エリア103を示す。
Next, the operation of the
撮像装置2において、例えば、電源がオン入力されたことをトリガとして、制御部40により、自動露出制御プログラムに基づく自動露出制御処理が実行される。また、電源オンをトリガとして、撮像部10及び信号処理部20により、被写体が撮像されて生成された各フレームの画像データ(YUVデータ)が、撮像順に、画像メモリ30に記憶されていくとともに、認証部へ出力されていく。
In the
図3に示すように、先ず、測光エリア設定部41により、測光エリアが予め設定された初期エリアに設定される(ステップS1)。初期エリアは、例えば、図4に示す画像Fの中心に位置する中心エリア101、図5に示す画像Fの全エリア102、又は画像Fを分割した複数の分割エリア103中の選択エリアとしてもよく、他のエリアとしてもよい。ステップS1では、画像データの読み出しがなされていないため、測光エリアを分割エリア103の選択エリアとする場合、実際にエリア選択が行われるものではなく、測光エリアを分割エリア103の選択エリアとする旨の情報が設定される。
As shown in FIG. 3, first, the photometric area setting unit 41 sets the photometric area to a preset initial area (step S1). The initial area may be, for example, a selection area in the
そして、測光エリア設定部41により、読み出されていない最新の1フレームの画像データを含む複数の画像データが画像メモリ30に記憶されているか否かが判別される(ステップS2)。読み出されていない最新の1フレームの画像データを含む複数の画像データが記憶されてない場合(ステップS2;NO)、ステップS2に移行される。 Then, the photometric area setting unit 41 determines whether or not a plurality of image data including the latest one frame of image data that has not been read is stored in the image memory 30 (step S2). If a plurality of image data including the latest one frame of image data that has not been read is not stored (step S2; NO), the process proceeds to step S2.
読み出されていない最新の1フレームの画像データを含む複数の画像データが記憶されている場合(ステップS2;YES)、測光エリア設定部41により、画像メモリ30から最新の2フレーム分の画像データが読み出される(ステップS3)。ステップS2は、動体検出処理に用いる複数フレームの画像データを読み出すステップであり、3フレーム以上の画像データが読み出されることとしてもよい。
When a plurality of image data including the latest one frame of image data that has not been read is stored (step S2; YES), the photometry area setting unit 41 causes the image data for the latest two frames from the
そして、測光エリア設定部41により、ステップS3で読み出された画像データの画像に基づいて、動体検出が行われる(ステップS4)。ステップS4では、複数のフレームの画像データにおける複数の画像間で輝度値に所定値以上の変化があるエリアが動体として検出される。ステップS3の動体検出は、公知の動体検出技術により行われる。動体としては、自動販売機1の顧客である人物が想定されている。人物によって背の高さが異なり、また撮像部10のレンズ前で人物が認証用にポーズをとる際にも、画像中の同じ位置に人物(の顔)が位置しないおそれがある。このため、画像内の動体を検出することは、後述する人物の顔検出において有効である。
Then, the photometric area setting unit 41 performs moving object detection based on the image of the image data read in step S3 (step S4). In step S4, an area in which the luminance value changes between a plurality of images in a plurality of frames of image data is detected as a moving object. The moving object detection in step S3 is performed by a known moving object detection technique. As the moving object, a person who is a customer of the vending machine 1 is assumed. The height of the person differs depending on the person, and when the person poses for authentication in front of the lens of the
そして、測光エリア設定部41により、ステップS4で動体が検出されたか否かが判別される(ステップS5)。動体が検出された場合(ステップS5;YES)、タイマカウント値がクリアされる(ステップS6)。タイマカウント値は、画像データ(の動体検出処理)1フレーム毎にカウントアップされるカウント値である。つまり、撮像部10におけるフレームの撮像時間間隔を単位としたカウント値である。
Then, the photometric area setting unit 41 determines whether or not a moving object is detected in step S4 (step S5). When a moving body is detected (step S5; YES), the timer count value is cleared (step S6). The timer count value is a count value that is counted up for each frame of image data (moving object detection process). That is, the count value is based on the frame imaging time interval in the
そして、ステップS2で読み出された最新の1フレームの画像データの画像中に、ステップS4で検出された動体部分が動体エリアとして決定(設定)される(ステップS7)。 Then, the moving body portion detected in step S4 is determined (set) as a moving body area in the image of the latest one frame of image data read in step S2 (step S7).
そして、測光エリア設定部41により、ステップS7で決定された動体エリアに顔検出処理がなされる(ステップS8)。ステップS8の顔検出処理は、画像(動体エリア)から顔エリアの検出を行う公知の顔検出技術が用いられる。顔検出方法としては、例えば、パターンマッチングにより、画像中の目、鼻、口を特定し、特定した目、鼻、口を含む顔エリアを検出する方法がある。また、顔検出方法としては、画像中の肌色情報を用いて人物の肌色エリアを含む顔を検出する方法等としてもよい。肌色とは、例えば、青色の色差信号Cb及び赤色の色差信号Crが、90<Cb<122(設定範囲0〜255)、132<Cr<160(設定範囲0〜255)(グレー:Cb=Cr=128)を満たす色である。 Then, the photometric area setting unit 41 performs face detection processing on the moving object area determined in step S7 (step S8). For the face detection process in step S8, a known face detection technique for detecting a face area from an image (moving body area) is used. As a face detection method, for example, there is a method of specifying an eye, nose and mouth in an image by pattern matching and detecting a face area including the specified eye, nose and mouth. Moreover, as a face detection method, it is good also as a method etc. which detect the face containing a person's skin color area using the skin color information in an image. Skin color means, for example, that the blue color difference signal Cb and the red color difference signal Cr are 90 <Cb <122 (setting range 0 to 255), 132 <Cr <160 (setting range 0 to 255) (gray: Cb = Cr = 128).
そして、測光エリア設定部41により、ステップS8で検出された顔のエリアが(現在の)測光エリアとして設定される(ステップS9)。そして、ステップS9、S13又はS14で設定された測光エリアの平均輝度値である測光エリアの輝度情報が算出され、算出された測光リアの輝度情報に応じて、撮像部10に自動露出制御が行われ(ステップS10)、ステップS2に移行される。ステップS10では、例えば、ステップS9、S13又はS14において設定された測光エリアの座標情報と、画像メモリ30に記憶されている最新の1フレームの画像データとが、信号処理部20に送出される(なお、送出された画像データは、ステップS8の処理において用いられた画像データでもよいし、撮像部10により撮像され生成された最新の画像データを用いてもよい)。信号処理部20により、入力された測光エリアの座標情報に応じて、測光エリアの輝度情報が算出されて自動露出制御部42に出力される。また、ステップS10では、自動露出制御部42により、測光エリアの輝度情報に応じて、撮像部10の絞り機構の絞り値、撮像素子の露出時間、感度が適切な値に調整されることにより、撮像部10が適切な露出に制御される。
Then, the face area detected in step S8 is set as the (current) photometry area by the photometry area setting unit 41 (step S9). Then, luminance information of the photometric area, which is the average luminance value of the photometric area set in step S9, S13, or S14, is calculated, and automatic exposure control is performed on the
動体が検出されていない場合(ステップS5;NO)、タイマカウント値が1つカウントアップされる(ステップS11)。そして、タイムカウント値が参照され、タイムオーバーであるか否かが判別される(ステップS12)。例えば、タイムカウント値が、2〜3分以上に対応する場合に、タイムオーバーであると判別される。2〜3分は、1人の顧客が自動販売機1で商品を購入するのに要すると推定される時間の閾値である。しかし、タイムオーバーとなるタイムカウント値は、この時間の閾値に限定されるものではない。 If no moving object is detected (step S5; NO), the timer count value is incremented by one (step S11). Then, the time count value is referred to and it is determined whether or not the time is over (step S12). For example, when the time count value corresponds to 2 to 3 minutes or more, it is determined that the time is over. Two to three minutes is a threshold of time estimated to be required for one customer to purchase a product with the vending machine 1. However, the time count value at which the time is over is not limited to this time threshold value.
タイムオーバーでない場合(ステップS12;NO)、測光エリア設定部41により、前回の測光エリアが現在の測光エリアとして設定され(ステップS13)、ステップS10に移行される。つまり、ステップS13では、測光エリアの変更が無い。 When the time is not over (step S12; NO), the photometry area setting unit 41 sets the previous photometry area as the current photometry area (step S13), and the process proceeds to step S10. That is, in step S13, there is no change in the photometric area.
タイムオーバーである場合(ステップS12;YES)、測光エリア設定部41により、初期エリアが(現在の)測光エリアとして設定され(ステップS14)、ステップS10に移行される。ステップS14において、初期エリアは、ステップS1と同様に、図4に示す中心エリア101、図5に示す全エリア102、又は分割エリア103中の選択エリアとしてもよく、他のエリアとしてもよい。ステップS14で、初期エリアを分割エリア103の選択エリアとする場合、例えば、読み出し中の最新の1フレームの画像データの画像中の全ての分割エリア103の輝度情報(平均輝度値)が算出され、逆光判定がなされ、逆光でない場合に、画像中の中心の分割エリア103が初期エリアとされ、逆光である場合に、画像中の全ての分割エリア103のうち、最も暗い分割エリア103が初期エリアとされる。
When the time is over (step S12; YES), the photometry area setting unit 41 sets the initial area as the (current) photometry area (step S14), and the process proceeds to step S10. In step S14, the initial area may be a selected area in the
以上、本実施の形態によれば、測光エリア設定部41が、撮像部10により撮像された画像データの画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体が検出されていないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定し、自動露出制御部42が、測光エリア設定部41により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部10に行う。
As described above, according to the present embodiment, the photometric area setting unit 41 detects a moving object from the image of the image data captured by the
このため、動体がフレームアウトした後に、撮像に適切な露出を得ることができる。例えば、撮像装置2により昼間に顧客の人物撮像がなされ、当該撮像された顧客のフレームアウト後、夜に別の顧客の人物の撮像がなされる場合にも、測光エリアが初期エリアに戻っているので、人物の動体検出する前のフレームの撮像画像の露出が飛ぶようなことがなく、人物の動体検出を適正に行うことができ、撮像に適切な露出を得ることができる。加えて、人物の動体検出前のフレームの撮像画像が飛ぶことによる自動露出制御の反応が遅れることを防ぐことができる。
For this reason, it is possible to obtain an appropriate exposure for imaging after the moving object is out of the frame. For example, when a person image of a customer is taken in the daytime by the
さらに、動体(人物)がフレームアウトした後も、監視等の用途で撮像画像データを記録していく構成の場合、画像が飛ぶことなく、監視等の用途に適切な露出の撮像を行うことができ、適切な露出の撮像画像データを記録できる。 Furthermore, even when the moving object (person) is out of the frame, in the configuration in which the captured image data is recorded for the purpose of monitoring or the like, it is possible to capture the exposure suitable for the purpose of monitoring or the like without the image skipping. The captured image data with appropriate exposure can be recorded.
また、測光エリア設定部41が、動体が検出された場合に、当該動体のエリアから被写体の人物の顔を検出し、当該検出した顔のエリア内に測光エリアを設定する。このため、人物の顔の撮像に適切な露出を得ることができる。 Further, when a moving object is detected, the photometric area setting unit 41 detects the face of the subject person from the moving object area, and sets the photometric area within the detected face area. For this reason, it is possible to obtain an exposure appropriate for imaging a human face.
また、測光エリア設定部41の顔の検出は、画像の肌色を用いる顔検出、又はパターンマッチングによる顔検出である。このため、顔の検出を適切に行うことができる。 The face detection by the photometric area setting unit 41 is face detection using the skin color of the image or face detection by pattern matching. For this reason, face detection can be performed appropriately.
また、前記初期エリアは、画像の全エリア、中心エリア、又は画像が分割された複数の分割エリアのうちの選択エリアである。このため、動体がフレームアウトした後に、初期エリアに応じた撮像に適切な露出を得ることができる。 In addition, the initial area is a selection area among all areas of the image, the center area, or a plurality of divided areas into which the image is divided. For this reason, after a moving body goes out of a frame, exposure suitable for the imaging according to the initial area can be obtained.
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な撮像装置の一例であり、これに限定されるものではない。 The description in the above embodiment is an example of a suitable imaging apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to this.
例えば、上記実施の形態では、撮像装置2が自動販売機1に設けられる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、銀行、コンビニエンスストア等のATM(Automated Teller Machine)、所定エリアへの入場者の認証装置等、人物撮像を伴う他の装置に撮像装置2が設けられる構成としてもよい。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、測光エリア設定部41、自動露出制御部42が、信号処理部20に画像データの画像の特定エリアの輝度情報の算出を行わせる構成としたが、これに限定されるものではない。測光エリア設定部41、自動露出制御部42自体が、画像データの画像の特定エリアの輝度情報を算出する構成としてもよい。
In the above embodiment, the photometry area setting unit 41 and the automatic
また、以上の実施の形態における撮像装置2を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
Further, the detailed configuration and detailed operation of each part constituting the
1 自動販売機
2 撮像装置
10 撮像部
20 信号処理部
30 画像メモリ
40 制御部
41 測光エリア設定部
42 自動露出制御部
3 人物
4 太陽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記撮像部により撮像された画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体を検出していないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定する測光エリア設定部と、
前記測光エリア設定部により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部に行う自動露出制御部と、を備える撮像装置。 An imaging unit that captures an image;
A moving object is detected from the image captured by the imaging unit, and it is determined whether or not a moving object is detected. When a moving object is detected, a photometric area is set in the area of the detected moving object, and the moving object is detected. A metering area setting unit for setting a preset initial area as a metering area when a predetermined time has passed without
An imaging apparatus comprising: an automatic exposure control unit that performs exposure control on the imaging unit in accordance with luminance information of the photometric area set by the photometric area setting unit.
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Legal Events
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