JP2011049737A - Imaging apparatus and exposure control method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus which achieves stabilization of the luminance of a face and can achieve exposure control for quickly making the exposure of the entire screen proper even when a state occurs in which the luminance value of the entire screen, such as switching of imaged scenes changes large. <P>SOLUTION: The imaging apparatus includes: an imaging element 8 for imaging an object; a face detection circuit 16 for detecting a face in an image of the object imaged by the imaging element 8; and a luminance information detection circuit 17 for detecting the luminance value of the position of the face detected by the face detection circuit 16 and the luminance value of the entire screen. Further, the imaging apparatus includes a microcomputer 12 for calculating a correction amount from a compensation value obtained by applying a time constant to the luminance value of the face detected by the luminance information detection circuit 17 and the luminance value of the entire screen. The microcomputer 12 clears the compensation value and determines a correction amount when the luminance value of the entire screen between frames exceeds a threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像した画像情報から人物の顔を検出することが可能、かつ、検出した顔の露出を適正に補正することが可能な撮像装置及びその露出制御方法に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus capable of detecting a human face from captured image information and appropriately correcting exposure of the detected face, and an exposure control method thereof.

今日のデジタルカメラ、デジタルカムコーダ等の撮像装置においては、撮像(撮影)時、取得された画像情報に基づいて自動的に露出を決定するAE(自動露出制御)機能を備える撮像装置が一般的である。自動露出制御では、適正な露出制御を行うために、様々な種類の測光方法を用いることで、撮像している画面全体の画像情報から輝度値情報を測光により取得する。   In today's imaging devices such as digital cameras and digital camcorders, an imaging device having an AE (automatic exposure control) function that automatically determines exposure based on acquired image information at the time of imaging (photographing) is common. is there. In automatic exposure control, brightness value information is obtained by photometry from image information of the entire screen being imaged by using various types of photometry methods in order to perform appropriate exposure control.

ここで、主に使用される測光方法として、画面全体から取得された測光値を平均化して露出制御を行う測光方法や、画面内を複数の領域に分割し、各領域での測光値に重み付けして露出制御を行う測光方法等がある。状況に応じて測光方法を切り替えることにより、画面全体の輝度値が明るい、または、一部の輝度値が明るい状態の場合においても画面全体の露出を適正に決定することができる。また、暗い状態の場合も同様な露出制御を行うことで露出を適正に収束することができる。   Here, as the metering method used mainly, the metering method that averages the metering values acquired from the entire screen to control exposure, and the screen is divided into multiple areas, and the metering values in each area are weighted Then, there is a photometry method for performing exposure control. By switching the photometry method according to the situation, it is possible to appropriately determine the exposure of the entire screen even when the luminance value of the entire screen is bright or when some luminance values are bright. In the dark state, the exposure can be properly converged by performing the same exposure control.

さらに、画像から人物の顔を検出する顔検出機能を備え、図4に示すように、画面全体の測光値を取得する測光枠とは別に、被写体の顔の測光値を取得する顔の測光枠を設定、使用する方法がある。顔測光枠は、画面内で被写体の顔が検出された位置、顔の大きさにより設定される。   Further, a face detection function for detecting a person's face from an image is provided. As shown in FIG. 4, a face photometry frame for obtaining a photometric value of a subject's face separately from a photometry value for obtaining a photometric value of the entire screen. There is a way to set and use. The face metering frame is set according to the position and the face size of the face of the subject detected on the screen.

顔測光枠から取得される顔測光値に対して画面全体の測光値よりも大きな重み付けをして露出制御を行うことで、その顔の輝度値を適正露出に制御する方法が提案されている(特許文献1を参照)。これにより、画面全体に比べ顔の輝度値が明るい場合等において、顔の測光値を基に露出制御を行うため、被写体の顔の白とびを抑え、適正露出に制御することが可能である。   There has been proposed a method of controlling the brightness value of a face to an appropriate exposure by performing exposure control by weighting the face metering value acquired from the face metering frame larger than the metering value of the entire screen ( (See Patent Document 1). As a result, when the brightness value of the face is brighter than the entire screen, exposure control is performed based on the photometric value of the face. Therefore, it is possible to suppress overexposure of the face of the subject and control the exposure appropriately.

特開2008−070562号公報JP 2008-070562 A

しかし、図5に示すように、顔の測光値を取得する際、人物が常に正面を向いていないため、髪の毛のように本来測光したい人肌部分以外の輝度値を測光してしまい、顔測光枠からの取得される顔測光値が安定しない場合が考えられる。この顔の測光値をそのまま用いると、露出制御により顔を考慮した全体の輝度値が安定せず、輝度値も収束しないため、明るさがちらついた画像になってしまう。   However, as shown in FIG. 5, when the face photometric value is obtained, the person is not always facing the front, so the luminance value other than the portion of the human skin that is originally desired to be photometrically measured, such as hair, is measured. It is conceivable that the face photometric value acquired from the frame is not stable. If this face photometric value is used as it is, the overall luminance value considering the face is not stabilized by exposure control, and the luminance value does not converge, resulting in an image with a flickering brightness.

そのため、顔の輝度の変化量を小さくするために、画面全体の露出制御と同様に時定数を考慮している。これは、顔の向き、光源状態により顔の測光値が安定せず変動している場合においても、時定数により顔の急激な輝度変化を吸収し、画面全体の露出を緩やかに変化させるためである。ここで、顔における輝度変化は、背景における輝度変化よりも目立つことが多いため、顔の輝度を緩やかに変化させるために用いる時定数は、画面全体の露出制御に用いる時定数よりも大きい(変化の幅を小さくする)ものを使用する。   Therefore, in order to reduce the amount of change in the brightness of the face, the time constant is taken into consideration as in the exposure control of the entire screen. This is because even if the photometric value of the face is not stable and fluctuates due to the orientation of the face and the light source state, it absorbs a sudden change in brightness of the face due to the time constant and changes the exposure of the entire screen slowly. is there. Here, since the brightness change in the face is more noticeable than the brightness change in the background, the time constant used for gently changing the face brightness is larger than the time constant used for the exposure control of the entire screen (change Use the one that reduces the width of

しかしながら、上記のように大きさが異なる時定数を用いる露出制御方法では、シーンの切り替わり等で画面全体の輝度差が大きい場合、顔の時定数の大きさの影響により、画面全体の輝度が目標値に収束するまでに多くの時間を要することになってしまう。   However, in the exposure control method using time constants having different sizes as described above, when the luminance difference of the entire screen is large due to scene switching or the like, the luminance of the entire screen is targeted due to the influence of the size of the face time constant. It will take a lot of time to converge to the value.

そこで、本発明の目的は、顔の輝度の安定化を図るとともに、画面全体の露出を素早く適正にする露出制御を実現することができる撮像装置及びその露出制御方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and its exposure control method that can achieve exposure control that stabilizes the brightness of the face and quickly and appropriately exposes the entire screen.

上記目的を達成するために、請求項1記載の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子で撮像した被写体の画像内の顔を検出する顔検出手段と、前記顔検出手段で検出した顔の位置における第1の輝度値、および、前記顔よりも広い範囲における第2の輝度値を検出する輝度情報検出手段と、前記第1の輝度値に第1の時定数を適用して得られた補償値と、前記第2の輝度値とから、前記画像の輝度を適正にするための補正量の算出を行う補正量算出手段を有し、前記補正量算出手段は、複数の画像間における前記第2の輝度値の差が閾値を超えた場合に、前記補償値を0にクリアするか、あるいは、前記補償値を低減させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image pickup apparatus according to claim 1 includes an image pickup device, a face detection unit that detects a face in an image of a subject imaged by the image pickup device, and a face detected by the face detection unit. Obtained by applying a first time constant to the first luminance value and luminance information detecting means for detecting the first luminance value at the position and the second luminance value in a wider range than the face From the compensation value and the second luminance value, there is provided a correction amount calculating means for calculating a correction amount for making the luminance of the image appropriate, and the correction amount calculating means includes the correction amount calculating means between the plurality of images. When the difference between the second luminance values exceeds a threshold value, the compensation value is cleared to 0 or the compensation value is reduced.

本発明によれば、顔の輝度の安定化を図るとともに、撮像シーンの切り替わり等画面全体の輝度値が大きく変化する状態が発生した場合でも、画面全体の露出を素早く適正にする露出制御を実現することができる。   According to the present invention, the brightness of the face is stabilized, and even when a state in which the brightness value of the entire screen changes greatly, such as switching of an imaging scene, exposure control is realized to quickly and appropriately adjust the exposure of the entire screen. can do.

本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the imaging device which concerns on embodiment of this invention. (a)〜(e)は、本発明の顔情報を用いた露出制御方法を示す図である。(A)-(e) is a figure which shows the exposure control method using the face information of this invention. 図1の撮像装置によって実行される顔情報を用いた露出制御処理の手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a procedure of exposure control processing using face information executed by the imaging apparatus of FIG. 1. 本発明で用いる顔測光枠、画面全体の測光枠の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the face photometry frame used by this invention, and the photometry frame of the whole screen. 顔の測光値が不安定になる顔の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the face where the face photometric value becomes unstable.

以下、本発明を添付図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る撮像装置100の概略構成の一例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

図1において、撮像装置100の外部から入射した光を撮像装置100内部に導くレンズ1は、簡略して1枚を図示しているが、通常、複数枚のレンズから構成される。絞り2は、入射する光の量を調整する。絞り駆動モータ(M)3は、絞り2を駆動する。絞り状態検出回路(S)4は、絞り2の駆動状態を検出する。   In FIG. 1, a single lens 1 that guides light incident from the outside of the imaging apparatus 100 to the inside of the imaging apparatus 100 is illustrated in a simplified manner, but is normally configured by a plurality of lenses. The diaphragm 2 adjusts the amount of incident light. A diaphragm drive motor (M) 3 drives the diaphragm 2. A diaphragm state detection circuit (S) 4 detects the driving state of the diaphragm 2.

NDフィルタ5は、レンズ1から入射する光を減衰させる。NDフィルタ駆動モータ(M)6は、NDフィルタ5を駆動する。NDフィルタ駆動検出回路(S)7は、NDフィルタ5の駆動状態を検出する。   The ND filter 5 attenuates light incident from the lens 1. The ND filter drive motor (M) 6 drives the ND filter 5. The ND filter drive detection circuit (S) 7 detects the drive state of the ND filter 5.

被写体の撮像を行う撮像素子8は、CCD、CMOSセンサ等その種類は問わない。CDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)/AGC(Auto Gain Control:自動利得調整)回路9は、撮像素子8の各画素に蓄えられた電荷(画像信号)に基づく画像情報をサンプリングし増幅する。絞り2およびNDフィルタ5を排除し、この撮像素子8の電荷蓄積時間やISO感度を設定するのみで、露出制御を行うことも可能である。   The type of the image sensor 8 that captures an image of a subject is not limited, such as a CCD or a CMOS sensor. A CDS (Correlated Double Sampling) / AGC (Auto Gain Control) circuit 9 samples and amplifies image information based on charges (image signals) stored in each pixel of the image sensor 8. . It is also possible to perform exposure control simply by eliminating the aperture 2 and the ND filter 5 and setting the charge accumulation time and ISO sensitivity of the image sensor 8.

A/D変換回路10は、CDS/AGC回路9から出力される画像情報をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理回路11は、A/D変換回路10から出力されたデジタルの画像情報に対して種々の信号処理を行う。   The A / D conversion circuit 10 converts the image information output from the CDS / AGC circuit 9 into a digital signal. The digital signal processing circuit 11 performs various signal processing on the digital image information output from the A / D conversion circuit 10.

マイクロコンピュータ12は、本実施の形態の撮像装置100における動作を統括的に制御するものであり、例えば、デジタル信号処理回路11からの輝度・色等の情報を受けて、各種の演算処理を行う。絞り機構駆動部13は、マイクロコンピュータ12による制御に基づき、絞り駆動モータ3へ電力の供給を行う。   The microcomputer 12 controls the overall operation of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment. For example, the microcomputer 12 receives information such as luminance and color from the digital signal processing circuit 11 and performs various arithmetic processes. . The aperture mechanism drive unit 13 supplies power to the aperture drive motor 3 based on control by the microcomputer 12.

撮像素子駆動部14は、マイクロコンピュータ12による制御に基づき、撮像素子8を駆動するための駆動パルス等を供給する。NDフィルタ機構駆動部15は、マイクロコンピュータ12による制御に基づき、NDフィルタ駆動モータ6へ電力の供給を行う。   The image sensor driving unit 14 supplies drive pulses and the like for driving the image sensor 8 based on control by the microcomputer 12. The ND filter mechanism drive unit 15 supplies power to the ND filter drive motor 6 based on control by the microcomputer 12.

顔検出回路16は、デジタル信号処理回路11で種々の信号処理が施された画像全体の情報から画像内(画面内)の被写体の顔位置、顔の大きさを検出する。輝度情報検出回路17は、マイクロコンピュータ12から送られるデジタルの画像データに基づいて輝度値(輝度情報)を検出する。   The face detection circuit 16 detects the face position and the face size of the subject in the image (in the screen) from information on the entire image that has been subjected to various signal processing by the digital signal processing circuit 11. The luminance information detection circuit 17 detects a luminance value (luminance information) based on digital image data sent from the microcomputer 12.

マイクロコンピュータ12は、輝度情報検出回路17で検出した輝度値から顔の露出を適正にするための補正量の算出を行う補正量算出手段として機能する。   The microcomputer 12 functions as a correction amount calculation means for calculating a correction amount for making the exposure of the face appropriate from the luminance value detected by the luminance information detection circuit 17.

記憶装置19は、撮像した画像を一時的に保存(記憶)する。記録媒体20は、撮像装置100で撮像された画像情報を記録する。   The storage device 19 temporarily stores (stores) the captured image. The recording medium 20 records image information picked up by the image pickup apparatus 100.

本実施の形態の撮像装置100において、顔の輝度値を適正に補正する露出制御を行う際の処理の概要を説明する。まず、撮像する被写体像を撮像素子8が受光し、撮像素子8の各画素に蓄えられた電荷が画像信号として出力され、CDS/AGC回路9でサンプリングされ、増幅される。そして、A/D変換回路10でデジタル信号に変換されて、デジタル信号処理回路11へ送られる。   An overview of processing when performing exposure control for appropriately correcting the luminance value of a face in the imaging apparatus 100 of the present embodiment will be described. First, the image sensor 8 receives a subject image to be imaged, and the electric charge stored in each pixel of the image sensor 8 is output as an image signal, which is sampled and amplified by the CDS / AGC circuit 9. Then, it is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 10 and sent to the digital signal processing circuit 11.

デジタル信号処理回路11では、A/D変換回路10から出力されたデジタルの画像信号に対して種々の信号処理を行う。そして、その結果をマイクロコンピュータ12が顔検出回路16に送り、顔検出回路16は、画像情報から画面内の被写体の顔位置、顔の大きさを検出する。   The digital signal processing circuit 11 performs various signal processing on the digital image signal output from the A / D conversion circuit 10. Then, the microcomputer 12 sends the result to the face detection circuit 16, and the face detection circuit 16 detects the face position and the face size of the subject in the screen from the image information.

その後、顔検出回路16により、被写体の顔位置、顔の大きさが検出された場合、画面内の顔位置の輝度値を取得するため、輝度情報検出回路17により顔測光値(第1の輝度値)を取得する。このとき、同時に画面全体の全体測光値(第2の輝度値)も輝度情報検出回路17で取得する。   Thereafter, when the face detection circuit 16 detects the face position and the face size of the subject, the brightness information detection circuit 17 acquires the face photometric value (first brightness) in order to obtain the brightness value of the face position in the screen. Value). At this time, the luminance information detection circuit 17 also acquires the entire photometric value (second luminance value) of the entire screen at the same time.

そして、マイクロコンピュータ12は、顔測光値と、顔が適正に収束するように設定された顔目標値との差分である顔差分値を算出する。その後、マイクロコンピュータ12は算出した顔差分値から第1の時定数を適用した顔補償値を算出し、この顔補償値を画面全体の測光値に加算して最終測光値を求める。マイクロコンピュータ12は、この最終測光値を画面全体の目標値に収束させるための最終補正値を決定し、この最終補正値に基づいて絞り機構駆動部13、撮像素子駆動部14、および、NDフィルタ機構駆動部15を制御する。   Then, the microcomputer 12 calculates a face difference value that is a difference between the face photometric value and the face target value set so that the face converges properly. Thereafter, the microcomputer 12 calculates a face compensation value to which the first time constant is applied from the calculated face difference value, and adds the face compensation value to the photometric value of the entire screen to obtain a final photometric value. The microcomputer 12 determines a final correction value for converging the final photometric value to the target value of the entire screen, and based on the final correction value, the diaphragm mechanism driving unit 13, the image sensor driving unit 14, and the ND filter The mechanism drive unit 15 is controlled.

なお、本実施の形態では、分かりやすく表現するために、図1では全て独立した回路の構成を示しているが、全ての構成またはその一部をマイクロコンピュータ12内に構成するようにしてもよい。   In the present embodiment, in order to express in an easy-to-understand manner, FIG. 1 shows a configuration of all independent circuits. However, all or a part of the configuration may be configured in the microcomputer 12. .

この最終補正値の決定方法について、図2を用いて詳細に説明する。図2は、顔測光値および画面全体の測光値(全体測光値)から最終補正値を求める方法を説明するための図である。図2(a)〜図2(e)の横軸は時間軸であり、図2(a)〜図2(e)は同一の時間におけるそれぞれの値を示している。図2の例では、画面全体の輝度にさほど変化はなく、人物が日陰から日当たりの良い場所へ近づいてくる過程のシーンを撮影しているものとする。   A method for determining the final correction value will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining a method for obtaining the final correction value from the face photometric value and the photometric value (overall photometric value) of the entire screen. 2A to 2E are time axes, and FIGS. 2A to 2E show respective values at the same time. In the example of FIG. 2, it is assumed that the brightness of the entire screen does not change so much that a scene in the process of a person approaching a sunny place from the shade is photographed.

図2(a)は輝度情報検出回路17で求められた各フレーム画像における顔測光値を示しており、マイクロコンピュータ12は各フレームの顔測光値の顔目標値に対する過不足分を顔差分値として求める。   FIG. 2A shows the face photometric value in each frame image obtained by the luminance information detection circuit 17, and the microcomputer 12 uses the face photometric value of each frame in excess or deficiency with respect to the face target value as a face difference value. Ask.

図2(b)の左側のグラフは各フレーム画像における顔差分値を示す。この例では、顔測光値が顔目標値よりも小さな値であったため、顔差分値は負の値として求められる。マイクロコンピュータ12は、顔の輝度の急激な変化を回避するため、得られた顔差分値に第1の時定数を適用して、図2(b)の右側のグラフに示す顔補償値を求める。顔補償値は、顔差分値に比較して、各フレーム画像間における差分が小さくなるように設定される。上述したように、顔における顔の輝度変化は、背景における輝度変化よりも目立つため、この顔補償値を求めるための第1の時定数は、後述する図2(e)に示す最終補正値を求める際に適用する第2の時定数よりも大きな値に設定される。   The graph on the left side of FIG. 2B shows the face difference value in each frame image. In this example, since the face photometric value is smaller than the face target value, the face difference value is obtained as a negative value. The microcomputer 12 obtains the face compensation value shown in the graph on the right side of FIG. 2B by applying the first time constant to the obtained face difference value in order to avoid a sudden change in the brightness of the face. . The face compensation value is set so that the difference between the frame images is smaller than the face difference value. As described above, since the change in the brightness of the face in the face is more conspicuous than the change in the brightness in the background, the first time constant for obtaining this face compensation value is the final correction value shown in FIG. It is set to a value larger than the second time constant applied when obtaining.

図2(c)は輝度情報検出回路17で求められた各フレーム画像における全体測光値を示す。ここでは画面全体における測光値を平均化した値を全体測光値として説明を行うが、画面の領域ごとに重み付けをして加算平均した値を全体測光値としてもよい。あるいは、必ずしも画面全体ではなく、画面の中央部8割程度の領域から得られた測光値を全体測光値としてもよい。すなわち、全体測光値は、検出された顔領域よりも広い範囲から得た測光値であればよい。   FIG. 2C shows the total photometric value in each frame image obtained by the luminance information detection circuit 17. Here, a value obtained by averaging the photometric values in the entire screen will be described as the total photometric value. However, a value obtained by weighting and averaging each area of the screen may be used as the total photometric value. Or it is good also considering not only the whole screen but the photometric value obtained from the area | region of about 80% of the center part of a screen as a whole photometric value. That is, the total photometric value may be a photometric value obtained from a wider range than the detected face area.

マイクロコンピュータ12は、この全体測光値に対して、図2(b)に示した顔補償値を加算し、最終測光値を求める。この例では、顔補償値が負の値であったため、最終測光値は全体測光値よりも小さな値となる。   The microcomputer 12 adds the face compensation value shown in FIG. 2B to the total photometric value to obtain the final photometric value. In this example, since the face compensation value is a negative value, the final photometric value is smaller than the overall photometric value.

そして、マイクロコンピュータ12は、最終測光値の輝度変化を抑制するために最終測光値に対して第2の時定数を適用した値を求め、その値と画面全体の目標値との差分を相殺するための値を、図2(e)に示す最終補正値として求める。   Then, the microcomputer 12 obtains a value obtained by applying the second time constant to the final photometric value in order to suppress the luminance change of the final photometric value, and cancels the difference between the value and the target value of the entire screen. A value for this is obtained as a final correction value shown in FIG.

マイクロコンピュータはこの最終補正値に従って、絞り機構駆動部13、撮像素子駆動部14、およびNDフィルタ機構駆動部15を制御することで、露出制御を行う。このようにすることで、顔の急激な輝度変化を抑制し、かつ、顔の輝度を目標値に近づける露出制御を行うことができる。   The microcomputer performs exposure control by controlling the diaphragm mechanism driving unit 13, the image sensor driving unit 14, and the ND filter mechanism driving unit 15 according to the final correction value. By doing so, it is possible to perform exposure control that suppresses a rapid change in luminance of the face and brings the luminance of the face closer to the target value.

しかしながら、この方法だけでは、シーンの切り替わり等で画面全体の輝度差が大きい場合、第1の時定数の大きさによる顔補償値の変化の遅さから不具合が生じることがある。これを、屋内のように全体的に輝度が低いシーンから、急激に屋外の太陽光下のように輝度の高いシーンに切り替わった場合を例にあげて説明する。   However, with this method alone, when the brightness difference of the entire screen is large due to scene switching or the like, a problem may occur due to the slow change of the face compensation value due to the magnitude of the first time constant. This will be described by taking as an example a case where a scene having a low overall brightness such as indoors is suddenly switched to a scene having a high brightness such as outdoors under sunlight.

このような状況下では、顔測光値は屋内では顔目標値よりも低い値となっていたが、シーン変化することで、急激に顔目標値よりも高くなる。しかしながら、第1の時定数はその値が第2の時定数よりも大きく設定されているため、顔補償値はシーン変化する前の顔測光値の影響を大きく受け、シーン変化をしてもしばらくは負の値となる。そのため、シーン変化後の現実の顔測光値は顔目標値を上回っているにも関わらず、シーン変化後しばらくの間は、全体測光値に対して負の値の顔補償値が加味されて、最終測光値が求められることになる。つまり、シーン変化後は、全体測光値も顔測光値も目標値を上回っているにも関わらず、顔補償値によってこれらの測光値を下げるように露出制御することが抑制され、全体測光値も顔測光値もそれぞれの目標値を上回る期間を長引かせてしまうという状況が生じる。   Under such circumstances, the face photometric value is lower than the face target value indoors, but suddenly becomes higher than the face target value due to a scene change. However, since the value of the first time constant is set to be larger than that of the second time constant, the face compensation value is greatly influenced by the face photometric value before the scene change, and even if the scene changes, Is negative. Therefore, despite the fact that the actual face photometric value after the scene change exceeds the face target value, a negative face compensation value is added to the total photometric value for a while after the scene change, The final photometric value is obtained. In other words, after the scene changes, although the total photometric value and the face photometric value are both higher than the target value, exposure control to reduce these photometric values by the face compensation value is suppressed, and the total photometric value is also reduced. A situation occurs in which the face photometric value also prolongs the period exceeding each target value.

さらに、画像から顔が検出されない場合は、最終測光値を求める際に顔補償値を考慮する必要がない。そのため、顔が検出された場合と、されなかった場合とで、同様の急激な輝度変化が生じたとしても、その輝度が目標値に収束するまでの時間に大きな差が生じてしまうことになる。   Further, when no face is detected from the image, it is not necessary to consider the face compensation value when obtaining the final photometric value. Therefore, even if the same sudden change in luminance occurs between when the face is detected and when it is not detected, a large difference occurs in the time until the luminance converges to the target value. .

そこで、本実施形態では、露出制御中に、輝度情報検出回路17により前のフレームと現在のフレームで輝度差が大きい状態が検出された場合、マイクロコンピュータ12は現在保持している顔補償値を0にする(クリアする)。即ち、顔補償値を考慮せずに、全体測光値のみから求められる最終測光値で露出制御を行うように切り替える。最終補正値はこの最終測光値に対して第2の時定数を適用した値となるが、上述したように、この第2の時定数は顔補償値を求める際に求める第1の時定数よりも値が小さい。よって、顔補償値を0にしないときよりも目標値に早く収束させることができる。また、顔が検出されなかった場合と比較して、同じ期間で最終測光値を目標値へ収束させることができるようになる。   Therefore, in the present embodiment, during exposure control, when the luminance information detection circuit 17 detects a state in which the luminance difference is large between the previous frame and the current frame, the microcomputer 12 uses the face compensation value currently held. Set to 0 (clear). That is, the exposure control is switched to the final photometric value obtained from only the total photometric value without considering the face compensation value. The final correction value is a value obtained by applying the second time constant to the final photometric value. As described above, the second time constant is greater than the first time constant obtained when the face compensation value is obtained. Is also small. Therefore, it is possible to converge to the target value faster than when the face compensation value is not set to 0. In addition, the final photometric value can be converged to the target value in the same period as compared with the case where no face is detected.

また、マイクロコンピュータ12は、フレーム間の輝度差が大きい状態が検出された場合に、顔補償値をクリアするだけでなく、顔補償値の値を低減させるようにしても、収束に要する時間を短縮させることが可能である。   In addition, when the microcomputer 12 detects a state in which the luminance difference between the frames is large, the microcomputer 12 not only clears the face compensation value but also reduces the face compensation value to reduce the time required for convergence. It can be shortened.

その後、最終測光値が目標値に収束した場合、再度、顔検出回路16により被写体の顔位置、顔の大きさを検出し、輝度情報検出回路17により顔位置の輝度値を測光する。   Thereafter, when the final photometric value converges to the target value, the face detection circuit 16 again detects the face position and the face size of the subject, and the luminance information detection circuit 17 measures the luminance value of the face position.

そして、輝度情報検出回路17により取得した測光値を用いて、マイクロコンピュータ12で顔補償値を算出して、全体測光値に加算することで、顔補償値を加味して求めた最終測光値を画面全体の目標値に収束させて顔の露出を適正にする処理を再開する。   Then, the face compensation value is calculated by the microcomputer 12 using the photometry value acquired by the luminance information detection circuit 17 and added to the overall photometry value, thereby obtaining the final photometry value obtained by taking the face compensation value into consideration. The process of converging to the target value of the entire screen and making the exposure of the face appropriate is resumed.

次に、本実施の形態の撮像装置100による露出制御方法について説明する。   Next, an exposure control method by the imaging apparatus 100 according to the present embodiment will be described.

図3は、図1の撮像装置100によって実行される顔情報を用いた露出制御処理の手順を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of exposure control processing using face information executed by the imaging apparatus 100 of FIG.

本処理は、図1のマイクロコンピュータ12の制御のもとに実行される。   This process is executed under the control of the microcomputer 12 of FIG.

顔情報を用いて露出制御を行う際、ステップS101において、顔検出回路16により撮像している画面内に被写体の顔が存在するか否かの判断を行う。ステップS101の判断の結果、画面内に顔が存在していないと判断された場合、顔補償値の算出を行わずに全体測光値を最終測光値とみなし、ステップS108に進む。   When performing exposure control using face information, in step S101, it is determined whether or not the face of the subject exists in the screen imaged by the face detection circuit 16. As a result of the determination in step S101, if it is determined that no face exists in the screen, the entire photometric value is regarded as the final photometric value without calculating the face compensation value, and the process proceeds to step S108.

一方、ステップS101の判断の結果、画面内に被写体の顔が存在すると判断された場合には、ステップS102に進む。そして、ステップS102において、マイクロコンピュータ12は、ステップS101で検出した顔位置に顔枠を設定し、輝度情報検出回路17により顔測光値を取得する。このとき、複数人の顔が検出されているならば、取得する顔測光値は、主たる一人の顔から求めるものであっても、全員の顔から求めるものであっても構わない。   On the other hand, if it is determined in step S101 that the subject's face is present on the screen, the process proceeds to step S102. In step S <b> 102, the microcomputer 12 sets a face frame at the face position detected in step S <b> 101, and acquires a face photometric value by the luminance information detection circuit 17. At this time, if a plurality of faces are detected, the face photometric value to be obtained may be obtained from the main face of one person or from the faces of all persons.

そして、ステップS103において、マイクロコンピュータ12により、顔測光値と顔目標値との差分値である顔差分値を算出する。その後、ステップS104において、算出した顔差分値からマイクロコンピュータ12により第1の時定数を適用した顔補償値を算出する。   In step S103, the microcomputer 12 calculates a face difference value that is a difference value between the face photometric value and the face target value. Thereafter, in step S104, the microcomputer 12 calculates a face compensation value to which the first time constant is applied from the calculated face difference value.

続いて、輝度情報検出回路17により1フレーム前と現在のフレームとの画面全体の輝度値(全体測光値)の差分を算出し、ステップS105において、マイクロコンピュータ12は算出した全体測光値の差分が閾値より大きいか否かの判断を行う。   Subsequently, the luminance information detection circuit 17 calculates the difference between the luminance values (total photometric values) of the entire screen between the previous frame and the current frame. In step S105, the microcomputer 12 calculates the difference between the calculated total photometric values. It is determined whether or not it is larger than the threshold value.

露出制御中に全体測光値のフレーム間の差分が閾値より大きくなった場合、マイクロコンピュータ12は、ステップS106にて、現在保持している顔補償値を0にクリアする。即ち、顔補償値を考慮しない全体測光値のみから求めた最終測光値で露出制御を行うように切り替える。一方、ステップS105の判断の結果、全体測光値のフレーム間の差分が閾値以下と判断された場合は、マイクロコンピュータ12は、ステップS106の処理を行わず、ステップS107へ進む。マイクロコンピュータ12は、ステップS107にて、全体測光値に顔補償値を加算して最終測光値を求める。そして、ステップS108において、最終測光値を画面全体の目標値に収束させるための最終補正値を決定する。   If the difference between frames of the total photometric value becomes larger than the threshold during exposure control, the microcomputer 12 clears the currently held face compensation value to 0 in step S106. That is, the exposure control is switched to the final photometry value obtained from only the total photometry value without considering the face compensation value. On the other hand, if it is determined in step S105 that the difference between the frames of the total photometric value is equal to or less than the threshold, the microcomputer 12 proceeds to step S107 without performing the process in step S106. In step S107, the microcomputer 12 calculates the final photometric value by adding the face compensation value to the overall photometric value. In step S108, a final correction value for converging the final photometric value to the target value of the entire screen is determined.

なお、本実施形態では、マイクロコンピュータ12は、ステップS105において全体測光値が急激に変化したか否かを判断しているのであって、顔測光値のみが急激に変化した場合にはステップS106の処理へは進まない。これは、画面全体の輝度変化が少ないことからシーンの変化の可能性は低く、顔の輝度値のみが急激に変化したとしても、それは、顔の向き、光源状態等の変化のための一時的な輝度変化の可能性が高いと考えられるためである。そのため、このような状態の場合、通常通りの顔の補正値に時定数を考慮し、補正値の変化量を小さくし、露出制御を行えば影響は小さいと考えられる。従って、画面全体の輝度値の差が大きい場合のみ、この露出制御を行う。   In the present embodiment, the microcomputer 12 determines whether or not the overall photometric value has changed abruptly in step S105. If only the face photometric value has changed abruptly, the microcomputer 12 determines in step S106. Does not proceed to processing. This is because the change in the brightness of the entire screen is small, so the possibility of a change in the scene is low, and even if only the brightness value of the face changes suddenly, it is a temporary change due to changes in the face orientation, light source state, etc. This is because it is considered that there is a high possibility of a change in luminance. Therefore, in such a state, it is considered that the influence is small if exposure control is performed by considering the time constant in the normal face correction value, reducing the change amount of the correction value, and performing exposure control. Therefore, this exposure control is performed only when the difference in the luminance values of the entire screen is large.

以上のステップS101〜ステップS108の一連の処理により、本実施の形態の撮像装置100による顔補償値を用いた露出制御が実行される。   By the series of processes in steps S101 to S108, exposure control using the face compensation value by the imaging apparatus 100 according to the present embodiment is executed.

最後に、本実施の形態の撮像装置100における特徴的な動作について説明する。   Finally, a characteristic operation in the imaging apparatus 100 of the present embodiment will be described.

まず、顔測光値から顔を適正露出に収束させるための顔補償値を求める。そして、この顔補償値を全体測光値に加味して、最終測光値を求める。そして、シーンの切り替わり等により閾値以上の輝度差を検出した場合、現在保持している顔補償値を0にクリアすることで、保持している顔補償値により画面全体の露出を過補正してしまうことを防ぐ。   First, a face compensation value for converging the face to appropriate exposure is obtained from the face photometric value. Then, the final photometric value is obtained by adding the face compensation value to the total photometric value. If a brightness difference that exceeds the threshold is detected due to scene switching, etc., the currently retained face compensation value is cleared to 0, thereby overcorrecting the exposure of the entire screen with the retained face compensation value. To prevent it.

これにより、撮像シーンの切り替わり等画面全体の輝度値が大きく変化する状態が発生した場合においても、従来の方法に比べ、画面全体の露出を素早く適正にする露出制御を行うことが可能である。   As a result, even when a state in which the luminance value of the entire screen changes greatly, such as switching of an imaging scene, exposure control can be performed to quickly and appropriately adjust the exposure of the entire screen as compared with the conventional method.

8 撮像素子
11 デジタル信号処理回路
12 マイクロコンピュータ
13 絞り機構駆動部
16 顔検出回路
17 輝度情報検出回路
100 撮像装置
8 Image sensor 11 Digital signal processing circuit 12 Microcomputer 13 Aperture mechanism drive unit 16 Face detection circuit 17 Luminance information detection circuit 100 Imaging device

Claims (5)

撮像素子と、
前記撮像素子で撮像した被写体の画像内の顔を検出する顔検出手段と、
前記顔検出手段で検出した顔の位置における第1の輝度値、および、前記顔よりも広い範囲における第2の輝度値を検出する輝度情報検出手段と、
前記第1の輝度値に第1の時定数を適用して得られた補償値と、前記第2の輝度値とから、前記画像の輝度を適正にするための補正量の算出を行う補正量算出手段を有し、
前記補正量算出手段は、複数の画像間における前記第2の輝度値の差が閾値を超えた場合に、前記補償値を0にクリアするか、あるいは、前記補償値を低減させることを特徴とする撮像装置。
An image sensor;
Face detection means for detecting a face in an image of a subject imaged by the imaging element;
Luminance information detecting means for detecting a first luminance value at the face position detected by the face detecting means and a second luminance value in a wider range than the face;
A correction amount for calculating a correction amount for making the luminance of the image appropriate from the compensation value obtained by applying the first time constant to the first luminance value and the second luminance value. Having a calculation means,
The correction amount calculating means clears the compensation value to 0 or reduces the compensation value when a difference in the second luminance value between a plurality of images exceeds a threshold value. An imaging device.
前記補正量算出手段は、前記補償値と前記第2の輝度値を加算して得られた値から、前記補正量の算出を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the correction amount calculation unit calculates the correction amount from a value obtained by adding the compensation value and the second luminance value. 前記補正量算出手段は、前記補償値と前記第2の輝度値を加算した値に前記第1の時定数よりも小さな値の第2の時定数を適用して得られた値と、目標値との差分から、前記補正量の算出を行うことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The correction amount calculating means includes a value obtained by applying a second time constant smaller than the first time constant to a value obtained by adding the compensation value and the second luminance value, and a target value The imaging apparatus according to claim 2, wherein the correction amount is calculated from a difference between the imaging device and the correction amount. 前記補正量算出手段は、前記顔検出手段にて顔が検出できなかった場合には、前記第2の輝度値に前記第2の時定数を適用して得られた値と、前記目標値との差分から、前記補正量の算出を行うことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。   The correction amount calculation means, when the face detection means cannot detect a face, a value obtained by applying the second time constant to the second luminance value, the target value, The imaging apparatus according to claim 3, wherein the correction amount is calculated from a difference between the two. 撮像素子で撮像した被写体の画像内の顔を検出する顔検出ステップと、
前記顔検出ステップで検出した顔の位置における第1の輝度値、および、前記顔よりも広い範囲における第2の輝度値を検出する輝度情報検出ステップと、
前記第1の輝度値に第1の時定数を適用して得られた補償値と、前記第2の輝度値とから、前記画像の輝度を適正にするための補正量の算出を行う補正量算出ステップを有し、
前記補正量算出ステップでは、複数の画像間における前記第2の輝度値の差が閾値を超えた場合に、前記補償値を0にクリアするか、あるいは、前記補償値を低減させることを特徴とする撮像装置の露出制御方法。
A face detection step of detecting a face in the image of the subject imaged by the image sensor;
A luminance information detecting step for detecting a first luminance value at the position of the face detected in the face detecting step and a second luminance value in a range wider than the face;
A correction amount for calculating a correction amount for making the luminance of the image appropriate from the compensation value obtained by applying the first time constant to the first luminance value and the second luminance value. A calculation step,
In the correction amount calculating step, when the difference in the second luminance value between a plurality of images exceeds a threshold value, the compensation value is cleared to 0, or the compensation value is reduced. An exposure control method for an imaging apparatus.
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