JP2011099976A - 撮像装置及び撮像制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像から認識したオブジェクトが変化した場合であっても、合焦精度を向上させる。
【解決手段】所定の画角の撮影画像を取得する撮影手段と、撮影画角内に設定されたフォーカスエリアの被写体に対して自動的に合焦させるオートフォーカス手段と、撮影画像からオブジェクトを抽出する抽出手段と、前記抽出したオブジェクトの変化を検出する検出手段と、前記抽出したオブジェクトが変化している変化時間を計測する計測手段と、前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化が検出されると、前記オートフォーカス手段を連続的に動作させる制御手段と、前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化時間が所定時間を超えると、前記フォーカスエリアを前記撮影画角内の異なるエリアに変更するフォーカスエリア変更手段とを備えた撮像装置によって上記課題を解決する。
【選択図】 図２

Description

本発明は撮像装置及び撮像制御方法に係り、特に画像からオブジェクトの被写体を認識して自動合焦する撮像装置及び撮像制御方法に関する。

被写体の変化に応じてフォーカスエリアを変更し、合焦精度を向上させる技術が知られている。

特許文献１には、撮影光学系から取得した画像信号から生成された顔認識データに基づいて人物の顔位置の変化を検出し、検出結果に応じて焦点調節対象となる指定エリアを変更し、指定エリアでの結像状態に基づいて撮影光学系の合焦動作を繰り返し実行する技術が記載されている。この技術によれば、動きが激しい被写体を撮影する場合などにおいて人物の顔にピントを合わせ続けることが可能となる。

また、特許文献２には、焦点検出状態を検出するために設定された複数の焦点検出エリアを備え、撮影画像に基づいて認識された主要被写体領域に対応する焦点検出エリアで合焦判定を行った結果、合焦状態の焦点検出エリアがなかった場合に、前回に焦点調節を行った焦点検出エリアにおける合焦判定結果に基づいて、焦点検出エリアを決定する技術が記載されている。この技術によれば、焦点調節を行う焦点検出エリアを適切に決定することができる。

特開２００７−２７９６０１号公報 特開２００８−３０４６２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、認識した主要人物の顔に対して焦点対象エリアを変更するため、主要人物以外の撮影対象の変化及び複数の撮影対象の変化には、自動で対応できないという欠点があった。また、主要人物の顔の位置が変化するたびに焦点対象エリアを変更するため、主要人物に安定して合焦させることができないという問題点があった。

また、特許文献２に記載の発明は、前回に焦点調節を行った焦点検出エリアにおける合焦判定結果に基づいて焦点検出エリアを決定した場合に、必ず認識した被写体に合焦するとは限らないという問題点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、画像から認識したオブジェクトが変化した場合であっても、合焦精度を向上させることができる撮像装置及び撮像制御方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に記載の撮像装置は、所定の画角の撮影画像を取得する撮影手段と、撮影画角内に設定されたフォーカスエリアの被写体に対して自動的に合焦させるオートフォーカス手段と、撮影画像からオブジェクトを抽出する抽出手段と、前記抽出したオブジェクトの変化を検出する検出手段と、前記抽出したオブジェクトが変化している変化時間を計測する計測手段と、前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化が検出されると、前記オートフォーカス手段を連続的に動作させる制御手段と、前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化時間が所定時間を超えると、前記フォーカスエリアを当該フォーカスエリアと同じ大きさのエリアであって、前記撮影画角内の異なるエリアに変更するフォーカスエリア変更手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、撮影画像からオブジェクトを抽出し、抽出したオブジェクトが変化している変化時間を計測し、フォーカスエリア内のオブジェクトの変化時間が所定時間を超えるとフォーカスエリアを異なるエリアに変更するようにしたので、オブジェクトの変化時間が長いエリアをフォーカスエリアとして用いないことができ、画像から認識したオブジェクトが変化した場合であっても、合焦精度を向上させることができる。

請求項２に示すように請求項１に記載の撮像装置において、前記フォーカスエリア変更手段は、前記フォーカスエリアを当該フォーカスエリアと同じ大きさのエリアに変更することを特徴とする。

これにより、変更後のフォーカスエリアにおいても、適切に合焦させることができる。

請求項３に示すように請求項１又は２に記載の撮像装置において、前記フォーカスエリア変更手段は、前記フォーカスエリアを前記オブジェクトの変化時間が最小のエリアに変更することを特徴とする。

これにより、フォーカスエリアを適切なエリアに変更することができる。

請求項４に示すように請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置において、前記フォーカスエリア変更手段は、前記フォーカスエリアを当該フォーカスエリア内に存在するオブジェクトと同じオブジェクトが存在するエリアに変更することを特徴とする。

これにより、フォーカスエリアを適切なエリアに変更することができる。

請求項５に示すように請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置において、前記フォーカスエリア変更手段は、前記フォーカスエリアを当該フォーカスエリアの周辺のエリアに変更することを特徴とする。

これにより、フォーカスエリアを適切なエリアに変更することができる。

請求項６に示すように請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置において、前記検出手段は、前記オブジェクトの変化量が所定量を超えると、オブジェクトの変化として検出することを特徴とする。

これにより、微小な変化はオブジェクトの変化として検出されないため、必要以上にフォーカスエリアの変更を行うことを防止することができる。

請求項７に示すように請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置において、前記フォーカスエリア内に複数のオブジェクトが存在するか否かを判定する判定手段と、複数のオブジェクトが存在する場合に、前記フォーカスエリア内に最も多い割合で存在するオブジェクトを選択する選択手段とを備え、前記フォーカスエリア変更手段は、前記判定手段が複数のオブジェクトが存在すると判定した場合に、前記フォーカスエリアを前記選択されたオブジェクトが存在するエリアに変更することを特徴とする。

これにより、フォーカスエリアを適切なエリアに変更することができる。

請求項８に示すように請求項１から７のいずれかに記載の撮像装置において、前記所定時間は１秒以上であることを特徴とする。

これにより、必要以上にフォーカスエリアの変更を行うことを防止することができる。

請求項９に示すように請求項１から８のいずれかに記載の撮像装置において、前記所定量は、前記オートフォーカス手段の合焦動作に影響を与えるオブジェクトの変化量より小さい量であることを特徴とする。

これにより、適切にオブジェクトの変化を検出することができる。

前記目的を達成するために請求項１０に記載の撮像制御方法は、所定の画角の撮影画像を取得する撮影工程と、撮影画角内に設定されたフォーカスエリアの被写体に対して自動的に合焦させるオートフォーカス工程と、撮影画像からオブジェクトを抽出する抽出工程と、前記抽出したオブジェクトの変化を検出する検出工程と、前記抽出したオブジェクトが変化している変化時間を計測する計測工程と、前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化が検出されると、前記オートフォーカス工程を連続的に動作させる制御工程と、前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化時間が所定時間を超えると、前記フォーカスエリアを前記撮影画角内の異なるエリアに変更するフォーカスエリア変更工程とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、画像から認識したオブジェクトが変化した場合であっても、合焦精度を向上させることができる。

デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図 第１の実施形態のＡＦ制御処理を示すフローチャート 撮影画像の一例を示す図 第２の実施形態のＡＦ制御処理を示すフローチャート 第３の実施形態のＡＦ制御処理を示すフローチャート ＡＦエリアとその周辺のエリアを示す図 第４の実施形態のＡＦ制御処理を示すフローチャート 第４の実施形態のＡＦ制御処理の変形例を示すフローチャート 第４の実施形態のＡＦ制御処理の変形例を示すフローチャート

以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置及び撮像制御方法の好ましい実施の形態について説明する。

＜デジタルカメラの構成＞
図１は、本発明が適用されたデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。

同図に示すように、本実施の形態のデジタルカメラ１０は、ＣＰＵ１１、シャッタースイッチ１２、ズーム用モータドライバ１３、フォーカス用モータドライバ１４、ズームレンズ１５、フォーカスレンズ１６、ＣＣＤ１７、Ａ／Ｄ変換器１８、画像入力コントローラ１９、メモリ２１、画像信号処理回路２２、表示回路２４、メディアコントローラ２７、記憶メディア２８、ＡＥ／ＡＦ検出回路３０、オブジェクト認識回路３１、オブジェクト認識変化測定回路３２等を備えて構成される。

各部はＣＰＵ１１に制御されて動作し、ＣＰＵ１１は、シャッタースイッチ１２からの入力に基づき所定の制御プログラムを実行することにより、デジタルカメラ１０の各部を制御する。

ＣＰＵ１１はプログラムＲＯＭを内蔵しており、このプログラムＲＯＭには、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムのほか、制御に必要な各種データ等が記録されている。ＣＰＵ１１は、この制御プログラムを逐次実行することにより、デジタルカメラ１０の各部を制御する。

シャッタースイッチ１２は、半押し時にＯＮしてフォーカスロック、測光等の撮影準備を行わせるスイッチＳ１と、全押し時にＯＮして画像の取り込みを行わせるスイッチＳ２とを有しており、操作に応じた信号をＣＰＵ１１に出力する。

撮影レンズは、ズーム機能を有するＡＦレンズで構成されており、ズームレンズ１５、フォーカスレンズ１６を含んで構成されている。

ズームレンズ１５は、ズームレンズ用モータドライバ１３により駆動される図示しないズームレンズ用モータによって駆動され、フォーカスレンズ１６の光軸上を前後移動する。ＣＰＵ１１は、ズームレンズ用モータドライバ１３を介して図示しないズームレンズ用モータの駆動を制御することにより、ズームレンズ１５の移動を制御し、ズーミングを行う。

フォーカスレンズ１６は、フォーカス用モータドライバ１４により駆動される図示しないフォーカスレンズ用モータによって駆動され、ズームレンズ１５の光軸上を前後移動する。ＣＰＵ１１は、フォーカス用モータドライバ１４を介して図示しないフォーカスレンズ用モータの駆動を制御することにより、フォーカスレンズ１６の移動を制御し、フォーカシングを行う。

ＣＣＤ１７は、フォーカスレンズ１６の後段に配置されており、ズームレンズ１５及びフォーカスレンズ１６を透過した被写体光を受光する。ＣＣＤ１７の受光面には多数の受光素子が二次元的に配列されており、各受光素子に対応して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。受光面上に結像された被写体光は、各受光素子によって電気信号に変換され、蓄積される。

このＣＣＤ１７は、垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、各画素に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな画像信号として出力する。

また、画像信号の出力は、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると開始される。すなわち、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると、画像表示装置２５にスルー画像を表示するため、画像信号の出力が開始される。このスルー画像用の画像信号の出力は、本撮影の指示が行われると、一旦停止され、本撮影が終了すると、再度開始される。

ＣＣＤ１７から出力される画像信号は、アナログ信号であり、このアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１８に取り込まれる。

Ａ／Ｄ変換器１８は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）を含んで構成される。ＣＤＳは、画像信号に含まれるノイズの除去を行い、ＡＧＣは、ノイズ除去された画像信号を所定のゲインで増幅する。Ａ／Ｄ変換器１８は、さらにアナログの画像信号を所定ビットの階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換する。この画像信号は、いわゆるＲＡＷデータであり、画素ごとＲ、Ｇ、Ｂの濃度を示す階調値を有している。

画像入力コントローラ１９は、所定容量のラインバッファを内蔵しており、Ａ／Ｄ変換器１８から出力された１コマ分の画像信号を蓄積する。この画像入力コントローラ１９に蓄積された１コマ分の画像信号は、バス２０を介してメモリ２１に格納される。

バス２０には、上記ＣＰＵ１１、画像入力コントローラ１９、メモリ２１のほか、画像信号処理回路２２、画像圧縮処理回路２３、表示回路２４、メディアコントローラ２７、記録メディア２８、ＡＥ／ＡＦ検出回路３０、オブジェクト認識回路３１、オブジェクト認識変化測定回路３２等が接続されており、これらはバス２０を介して互いに情報を送受信できるようにされている。

メモリ２１に格納された１コマ分の画像信号は、点順次（画素の順番）に画像信号処理回路２２に取り込まれる。

画像信号処理回路２２は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して所定の信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。

画像圧縮処理回路２３は、ＣＰＵ１１からの圧縮指令に従い、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）に所定形式（たとえば、ＪＰＥＧ）の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ１１からの伸張指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施して、非圧縮の画像データを生成する。

表示回路２４は、ＣＰＵ１１からの指令に従い、画像表示装置２５への表示を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１からの指令に従い、メモリ２１から順次入力される画像信号を画像表示装置２５に表示するための映像信号（たとえば、ＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号、ＳＣＡＭ信号）に変換して画像表示装置２５に出力する。また、必要に応じて画像表示装置２５に表示する文字、図形、記号等の信号を画像信号に混合して、画像表示装置２５に所定の文字、図形、記号等を表示させる。

メディアコントローラ２７は、ＣＰＵ１１からの指令に従い、記憶メディア２８に対してデータの読み／書きを制御する。なお、記憶メディア２８は、メモリカードのようにカメラ本体に対して着脱自在なものでもよいし、また、カメラ本体に内蔵されたものでもよい。着脱自在とする場合は、カメラ本体にカードスロットを設け、このカードスロットに装填して使用する。

ＡＥ／ＡＦ検出回路３０は、ＣＰＵ１１の指令に従い、画像入力コントローラ１９を介してメモリ２１に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を取り込み、ＡＦ制御に必要な焦点評価値を算出し、ＡＥ制御に必要な積算値を算出する。

ＡＥ／ＡＦ検出回路３０は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、撮影画像内に設定された所定のフォーカス領域（ＡＦエリア）内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部、及び、ＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたＡＦエリア内の絶対値データを焦点評価値としてＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、ＡＦ制御時、このＡＥ／ＡＦ検出回路３０から出力される焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置にフォーカスレンズ１６を移動させることにより、主要被写体への焦点合わせを行う。

またＡＥ／ＡＦ検出回路３０は、メモリ２１に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の撮影領域（一画像）を複数の領域に分割し、分割領域毎にＲ、Ｇ、Ｂごとの画像信号の積算値を算出する。算出された各分割領域におけるＲ、Ｇ、Ｂごとの積算値の情報はメモリ２１に格納される。

ＣＰＵ１１は、ＡＥ／ＡＦ検出回路３０が算出した積算値から露出値を算出し、この露出値に基づいて露出設定を行う。露出設定は、所定のプログラム線図に従って絞り値、シャッタ速度を決定する。

オブジェクト認識回路３１は、予め記憶されているオブジェクト認識用画像データをパラメータとして用いて、画像中のどこに何があるかを認識するオブジェクト認識処理をフレーム毎に行うものである。ここで、オブジェクトとは、空・水・木・土・建物等の静止物の被写体を指し、オブジェクト認識用画像データとして、これらのオブジェクトの代表的な画像を記憶している。

オブジェクト認識回路３１は、例えば、「空」のオブジェクト認識用画像データに基づいて、「色相が±αの範囲、かつ輝度が±βの範囲にあり、画像の上端部に位置する連続的な画素」を「空」と認識するように、入力された撮影画像についてオブジェクト認識処理を行う。同様に、「水」や「木」のオブジェクト認識用画像データに基づいて、入力された撮影画像についてオブジェクト認識処理を行う。

なお、オブジェクト認識用画像データの代わりに、オブジェクト毎の特徴量を予め記憶しておき、この特徴量を用いてオブジェクト認識処理を行ってもよい。

オブジェクト認識回路３１は、上記のようにして認識した１種類以上のオブジェクトに対し、各オブジェクトの種類、位置を含むオブジェクト情報を取得し、このオブジェクト情報をオブジェクト認識変化測定回路３２に出力する。

オブジェクト認識変化測定回路３２は、ＡＦエリアの大きさの他、後述するオブジェクト変化時間測定用閾値Ａ、オブジェクト変化割合用閾値ａ等をパラメータとして用いて、オブジェクト認識回路３１による現フレームのオブジェクト認識結果と前フレームのオブジェクト認識結果とを解析することにより、オブジェクト変化時間、オブジェクト変化割合の算出結果や、コンティニュアスＡＦの対象エリア等の算出結果をＣＰＵ１１に出力する。

なお、オブジェクト認識回路３１及びオブジェクト認識変化測定回路３２の動作の詳細については後述する。

このように構成されたデジタルカメラ１０は、静止画撮影前のスルー画像撮影、又はムービー（動画）撮影において、被写体であるオブジェクトを抽出し、オブジェクトの変化が小さいエリアにおいてＡＦ制御を行うことにより、安定してオブジェクトに合焦させることが可能である。

以下、このＡＦ制御の詳細について説明する。

＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態のＡＦ制御処理を示すフローチャートである。

デジタルカメラ１０が、スルー画像撮影や動画撮影を開始すると、オブジェクト認識回路３１は、撮影された画像の画像全体に対して、オブジェクト認識を実施する（ステップＳ１）。

オブジェクト認識回路３１は、まず画像を複数の領域に分割する。例えば、図３（ａ）に示す画像（撮影画像１００）が撮影された場合に、図３（ｂ）に示すように、この撮影画像１００を８×８の領域に分割する。さらに、オブジェクト認識回路３１は、この各領域の測光値、周波数、画像内の位置等の特徴量を算出する。

この算出した特徴量と、オブジェクト認識用画像データから抽出したオブジェクト毎の特徴量とを比較し、一致した場合は該当するオブジェクトとして認識する。

図３（ｃ）は、撮影画像１００についてオブジェクト認識を行った結果のオブジェクト認識画像１００´を示す図であり、画像１００´内には、認識された各オブジェクトである空１０１、建物１０２、及び土１０３が存在している。

この処理を、撮影するフレーム毎に行い、現フレームのオブジェクト認識結果と、１つ前のフレームのオブジェクト認識結果とを比較し（ステップＳ２）、ＡＦエリア内でオブジェクトの変化があったか否かを判定する（ステップＳ３）。

ここで、ＡＦエリアとは、前述のように撮影画像内のうちＡＦエリア抽出部によって抽出された領域であり、ピントを合わせる被写体の範囲を示すものである。

ＡＦエリア内でオブジェクトの変化が無いと判断した場合は、コンティニュアスＡＦを実施せず、ＡＦエリアのオブジェクトにフォーカスを固定する（ステップＳ４）。

ＡＦエリア内でオブジェクトが変化していると判断した場合は、以下の式１を用いて、ＡＦエリア及びＡＦエリア以外のエリアにおいて、オブジェクト変化時問を算出する。

オブジェクト変化時間＝１フレーム時間×フレーム数 … （式１）
例えば、撮影フレームレートが３０フレーム／秒、フレーム数が２０フレームの場合のオブジェクト変化時間は、１／３０×２０＝２／３秒となる。なお、このフレーム数は、オブジェクトの変化の連続フレーム数であり、オブジェクトの変化が無いと判断した時点で０にリセットされる。また、ＡＦエリア以外のエリアとは、撮影画像をＡＦエリアと同じ大きさに分割したときの、ＡＦエリア以外のそれぞれに分割された各エリアを指している。

次に、ＡＦエリアにおけるオブジェクト変化時間が所定の閾値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。

閾値Ａ未満の場合には、現在のＡＦエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施する（ステップＳ７）。

また、閾値Ａ以上の場合には、ＡＦエリア以外のエリアであって、オブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ６）、変更したエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施する（ステップＳ７）。

このように、画像内のオブジェクトを認識し、認識したオブジェクトの変化を検出し、ＡＦエリア内でオブジェクトが一定時間以上連続変化する場合に、変化時間の小さいエリアにＡＦエリアを変更してコンティニュアスＡＦを実施することで、オブジェクトが頻繁に変化することによる不安定なＡＦ動作を防止し、画像内のオブジェクトに対する合焦精度を向上させることができる。

なお、所定の閾値Ａは、デジタルカメラ１０のユーザが、ピントが合わないと感じる時間に基づいて設定することが好ましく、例えば１秒以上に設定することが好ましい。短すぎると頻繁にＡＦエリアの変更が行われるために安定したＡＦ制御ができなくなり、長すぎるとユーザにストレスを与えてしまうからである。

＜第２の実施の形態＞
図４は、第２の実施形態のＡＦ制御処理を示すフローチャートである。なお、図２のフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、ＡＦエリアのオブジェクトの変化時間が大きい場合に、変更前のＡＦエリアに存在していたオブジェクトが存在するエリアにＡＦエリアを変更する。

ステップＳ５において、ＡＦエリア内におけるオブジェクト変化時間が所定の閾値Ａ以上であると判断した場合に、ＡＦエリア内に複数のオブジェクトが存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。

複数のオブジェクトが存在する場合には、ＡＦエリア以外のエリアにおけるオブジェクトの存在状況、オブジェクト変化時間に基づいて、ＡＦエリア以外のエリアであって、複数のオブジェクトのうちオブジェクト変化前のＡＦエリアに最も多い面積の割合で存在したオブジェクトがあり、かつオブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ１２）、変更したエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施する（ステップＳ７）。

また、オブジェクトが１つの場合には、ＡＦエリア以外のエリアにおけるオブジェクトの存在状況、オブジェクト変化時間に基づいて、ＡＦエリア以外のエリアであって、オブジェクト変化前のＡＦエリアに存在したオブジェクトがあり、かつオブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ１３）、変更したエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施する（ステップＳ７）。

このように、画像内のオブジェクトを認識し、オブジェクトの変化を検出し、ＡＦエリア内でオブジェクトが一定時間以上連続変化する場合に、変化前のＡＦエリアのオブジェクトが存在し、かつオブジェクト変化時間の小さいエリアにＡＦエリアを変更する。また、ＡＦエリア内に複数のオブジェクトが存在する場合は、複数のオブジェクトのうち変化前のＡＦエリアにおいて最も大きい面積を占めていたオブジェクトが存在し、かつオブジェクト変化時間の小さいエリアにＡＦエリアを変更する。このように変更したＡＦエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施することで、オブジェクトが頻繁に変化することによる不安定なＡＦ動作を防止し、画像内のオブジェクトに対する合焦精度を向上させることができる。

＜第３の実施の形態＞
図５は、第３の実施形態のＡＦ制御処理を示すフローチャートである。なお、図２、図４のフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、ＡＦエリアのオブジェクトの変化時間が大きい場合に、変更前のＡＦエリアに存在していたオブジェクトが存在するエリアであって、変更前のＡＦエリアの周辺のエリアにＡＦエリアを変更する。

まず、ステップＳ５において、ＡＦエリア内のオブジェクト変化時間が所定の閾値Ａ以上であると判断した場合に、ＡＦエリア内に複数のオブジェクトが存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。

複数のオブジェクトが存在する場合には、ＡＦエリア以外のエリアにおけるオブジェクトの存在状況、オブジェクト変化時間に基づいて、現在のＡＦエリアの周辺のエリアであって、複数のオブジェクトのうちオブジェクト変化前のＡＦエリアに最も多い面積の割合で存在したオブジェクトがあり、かつオブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ２１）、変更したエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施する（ステップＳ７）。

また、オブジェクトが１つの場合には、ＡＦエリア以外のエリアにおけるオブジェクトの存在状況、オブジェクト変化時間に基づいて、現在のＡＦエリアの周辺のエリアであって、オブジェクト変化前のＡＦエリアに存在したオブジェクトがあり、かつオブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ２２）、変更したエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施する（ステップＳ７）。

例えば、図６に示すオブジェクト認識画像１００´の例では、現在のＡＦエリア１１１と、ＡＦエリア１１１の上下左右を含む周辺に存在する８つの周辺エリア１１２ａ〜１１２ｈが設定されている。ＡＦエリア１１１内のオブジェクトである建物１０２の変化時間が、所定の閾値Ａ以上であると判断した場合は、８つの周辺エリア１１２ａ〜１１２ｈのうち、建物１０２が存在するエリア（１１２ｃを除くエリア）において、オブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更する。

このように、ＡＦエリア内でオブジェクトが一定時間以上連続変化する場合に、現在のＡＦエリアの周辺のエリアにＡＦエリアを変更し、コンティニュアスＡＦを実施することで、オブジェクトが頻繁に変化することによる不安定なＡＦ動作を防止し、画像内のオブジェクトに対する合焦精度を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、ＡＦエリア１１１と周辺エリア１１２ａ〜１１２ｈとの間に隙間があるが、これらのエリアを隙間が無いように配置し、隣接するエリアとしてもよい。

＜第４の実施の形態＞
図７は、第４の実施形態のＡＦ制御処理を示すフローチャートである。なお、図２のフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、オブジェクトの変化量が所定量より大きい場合に、オブジェクトに変化があったとみなす。

まず、現フレームのオブジェクト認識結果と、１つ前のフレームのオブジェクト認識結果とを比較し（ステップＳ２）、ＡＦエリア内でオブジェクトの変化があったか否かを判定する（ステップＳ３）。

ＡＦエリア内でオブジェクトの変化が無いと判断した場合は、コンティニュアスＡＦを実施せず、ＡＦエリアのオブジェクトにフォーカスを固定する（ステップＳ４）。

ＡＦエリア内でオブジェクトの変化があると判断した場合は、オブジェクトの変化量を算出し、算出した変化量とＡＦエリアの大きさから、ＡＦエリアの大きさにおけるオブジェクトの変化の大きさが占める割合である変化割合を算出する。

この変化割合が所定の閾値ａより大きいか否かを判定する（ステップＳ３１）。

変化割合が所定の閾値ａよりも小さい場合は、ステップＳ４に移行し、ＡＦエリアのオブジェクトにフォーカスを固定する。

変化割合が所定の閾値ａ以上である場合は、ステップＳ５に移行し、オブジェクト変化時間が所定の閾値Ａ以上であるか否かを判定し（ステップＳ５）、閾値Ａ以上の場合には、オブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ６）、変更したエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施する（ステップＳ７）。

このように、オブジェクトの変化量が所定量より大きい場合に、オブジェクトに変化があったとみなすことで、適切にＡＦ制御処理を行うことができる。

なお、所定の閾値ａは、ＡＥ／ＡＦ検出回路３０から出力される焦点評価値に影響が出るオブジェクト変化量よりも小さい量に設定することが好ましい。焦点評価値に影響が出ない程度の変化量であれば、コンティニュアスＡＦを実施する必要が無いからである。

また、図８に示すように、第２の実施形態と同様に、ＡＦエリア内の複数のオブジェクトが存在するか否かを判定し、判定結果に応じて処理を変更してもよい。即ち、複数のオブジェクトが存在する場合には、ＡＦエリア以外のエリアであって、複数のオブジェクトのうちオブジェクト変化前のＡＦエリアに最も多い面積の割合で存在したオブジェクトがあり、かつオブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ１２）、オブジェクトが１つの場合には、ＡＦエリア以外のエリアであって、オブジェクト変化前のＡＦエリアに存在したオブジェクトがあり、かつオブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ１３）、それぞれ変更したエリアにおいてコンティニュアスＡＦを実施するように構成してもよい（ステップＳ７）。

さらに、図９に示すように、第３の実施形態と同様に、変更するＡＦエリアを現在のＡＦエリア周辺に限定してもよい。即ち、複数のオブジェクトが存在する場合には、現在のＡＦエリアの周辺のエリアであって、オブジェクト変化前のＡＦエリアに最も多い面積の割合で存在したオブジェクトがあり、かつオブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更し（ステップＳ２１）、オブジェクトが１つの場合には、現在のＡＦエリアの周辺のエリアであって、オブジェクト変化前のＡＦエリアに存在したオブジェクトがあり、かつオブジェクト変化時間が最小のエリアにＡＦエリアを変更してもよい（ステップＳ２２）。

このようにＡＦ制御処理を行うことにより、オブジェクトが頻繁に変化することによる不安定なＡＦ動作を防止し、画像内のオブジェクトに対する合焦精度を向上させることができる。

１０…デジタルカメラ、１１…ＣＰＵ、１４…フォーカス用モータドライバ、１６…フォーカスレンズ、１７…ＣＣＤ、１８…Ａ／Ｄ変換器、１９…画像入力コントローラ、２１…メモリ、２２…画像信号処理回路、２４…表示回路、２５…画像表示装置、３０…ＡＥ／ＡＦ検出回路、３１…オブジェクト認識回路、３２…オブジェクト認識変化測定回路

Claims (10)

1. 所定の画角の撮影画像を取得する撮影手段と、
   撮影画角内に設定されたフォーカスエリアの被写体に対して自動的に合焦させるオートフォーカス手段と、
   撮影画像からオブジェクトを抽出する抽出手段と、
   前記抽出したオブジェクトの変化を検出する検出手段と、
   前記抽出したオブジェクトが変化している変化時間を計測する計測手段と、
   前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化が検出されると、前記オートフォーカス手段を連続的に動作させる制御手段と、
   前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化時間が所定時間を超えると、前記フォーカスエリアを前記撮影画角内の異なるエリアに変更するフォーカスエリア変更手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記フォーカスエリア変更手段は、前記フォーカスエリアを当該フォーカスエリアと同じ大きさのエリアに変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記フォーカスエリア変更手段は、前記フォーカスエリアを前記オブジェクトの変化時間が最小のエリアに変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記フォーカスエリア変更手段は、前記フォーカスエリアを当該フォーカスエリア内に存在するオブジェクトと同じオブジェクトが存在するエリアに変更することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記フォーカスエリア変更手段は、前記フォーカスエリアを当該フォーカスエリアの周辺のエリアに変更することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
6. 前記検出手段は、前記オブジェクトの変化量が所定量を超えると、オブジェクトの変化として検出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。
7. 前記フォーカスエリア内に複数のオブジェクトが存在するか否かを判定する判定手段と、
   複数のオブジェクトが存在する場合に、前記フォーカスエリア内に最も多い割合で存在するオブジェクトを選択する選択手段と、
   を備え、
   前記フォーカスエリア変更手段は、前記判定手段が複数のオブジェクトが存在すると判定した場合に、前記フォーカスエリアを前記選択されたオブジェクトが存在するエリアに変更することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記所定時間は１秒以上であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の撮像装置。
9. 前記所定量は、前記オートフォーカス手段の合焦動作に影響を与えるオブジェクトの変化量より小さい量であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の撮像装置。
10. 所定の画角の撮影画像を取得する撮影工程と、
    撮影画角内に設定されたフォーカスエリアの被写体に対して自動的に合焦させるオートフォーカス工程と、
    撮影画像からオブジェクトを抽出する抽出工程と、
    前記抽出したオブジェクトの変化を検出する検出工程と、
    前記抽出したオブジェクトが変化している変化時間を計測する計測工程と、
    前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化が検出されると、前記オートフォーカス工程を連続的に動作させる制御工程と、
    前記フォーカスエリア内のオブジェクトの変化時間が所定時間を超えると、前記フォーカスエリアを前記撮影画角内の異なるエリアに変更するフォーカスエリア変更工程と、
    を備えたことを特徴とする撮像制御方法。

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