JP2013055609A

JP2013055609A - デジタルカメラ

Info

Publication number: JP2013055609A
Application number: JP2011194223A
Authority: JP
Inventors: Yoji Watanabe; 洋二渡辺
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-03-21

Abstract

【課題】
写真作品をより印象的に仕上げるために特殊効果を施す場合、従来の装置は効果が単調であったり、装置が大掛かりである等、非常に使い難いものであった。また、移動被写体に対しての対応が困難であるという欠点があった。
【解決手段】
本発明のデジタルカメラは、被写体像信号を繰り返し出力する撮像部５０１と、上記撮像部から上記被写体像信号が出力されるたびに、上記被写体像信号に基づいて画像データを生成する画像生成部５０２と、上記画像データにおける主要被写体位置を判定する主要被写体位置判定部５０７と、上記主要被写体位置判定部の判定結果に応じて、上記画像データに施す特殊効果処理の範囲を設定する特殊効果位置設定部５０８と、上記画像生成部から出力された最新の画像データに対して、上記特殊効果位置設定部で設定された範囲に特殊効果処理を施す特殊効果処理部５０３を具備することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本願発明はデジタルカメラに関し、さらに詳しくは撮像画像に特殊効果処理を施すことが可能なデジタルカメラに関する。

写真作品をより印象的に仕上げるために、画面周辺部の画像をぼかしたり、放射状に流したりする光学フィルタが市販されている。また、主要被写体が暗闇の中に浮き上がる効果を演出するために、主要被写体に対してスポットライトを照射する撮影技法もある。

例えば、特許文献１には被写体にスポットライトを照射するビデオライトが開示されており、このビデオライトはスポットライトの照射方向、照射範囲、照射光量が変更可能になっている。そのため、主要被写体の状況に応じて、最適なスポットライトを照射できるという利点を有している。
特開２００８−０４８０２３号公報

ただし、光学フィルタは撮影画面の中心部に主要被写体が存在することを前提にしているため、出来上がった写真は単調になりやすいという欠点がある。また、上記引用文献１のビデオライトは、発光素子がマトリクス状に配置された発光部を有し、タッチパネルによってその照射方向、照射範囲、照射光量を指示するようになっているため、主要被写体が移動するたびに照射位置等の変更操作を行う必要があり、非常に煩わしい。

本発明は、光学フィルタやスポットライト照明によって得られる多彩な特殊効果を煩わしい操作を必要としないで実現できるデジタルカメラを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のデジタルカメラは、被写体像信号を繰り返し出力する撮像部と、上記撮像部から上記被写体像信号が出力されるたびに、上記被写体像信号に基づいて画像データを生成する画像生成部と、上記画像データにおける主要被写体位置を判定する主要被写体位置判定部と、上記主要被写体位置判定部の判定結果に応じて、上記画像データに施す特殊効果処理の範囲を設定する特殊効果位置設定部と、上記画像生成部から出力された最新の画像データに対して、上記特殊効果位置設定部で設定された範囲に特殊効果処理を施す特殊効果処理部を具備することを特徴とする。

本願発明によれば、光学フィルタやスポットライト照明によって得られる多彩な特殊効果を煩わしい操作を必要とせず、簡単な構造で実現できる。

まず、本願発明の一実施形態としてのデジタルカメラについて、その概要を説明する。このデジタルカメラはライブビュー表示機能を有しており、該ライブビュー表示中の画像内に顔、花、動物など特定の被写体が存在していることを検知したら、あるいは、ユーザによって特定の被写体が指定されたら、その被写体を主要被写体として認定し、該主要被写体を含む一部範囲、あるいは、その一部範囲を除く範囲（主要被写体の周辺の範囲）に画像処理にて特殊効果処理を施すことが可能である。その特殊効果処理を施した画像を現す模式図を図５（ａ）に示す。ここで、斜線で示された部分が特殊効果処理を施した範囲である。

また、本実施形態のデジタルカメラにおいては、その被写体が撮影画面内で移動した場合、あるいは、撮影者による構図変更によってその被写体の撮影画面内の位置が変化した場合には、その被写体の移動に追従して特殊効果処理の範囲も移動するようになっている。その状態を表す模式図を図５（ｂ）に示す。

本発明によれば、特殊画像処理を施す範囲は自動的に設定されるので、このデジタルカメラを使用する撮影者がその範囲を手動で設定するような煩わしさは発生しない。さらに、主要被写体が移動した場合やカメラのパンニング操作が行なわれた場合でも、特殊効果処理を施す範囲は主要被写体に追従するので、主要被写体と特殊効果処理範囲の位置関係が崩れてしまうという問題も発生しない。

尚、図５（ａ）及び（ｂ）で説明した特殊効果処理は、主要被写体の周辺部に特殊効果処理を施した状態を表しており、例えば、主要被写体にスポットライトを照射したような効果を演出するスポットライト効果、周辺部の画像をソフト化して主要被写体を強調するセンターイメージ効果、周辺画像を放射状に流すことで躍動感を演出する擬似ズーム効果等がある。一方、主要被写体の色合いを強調するセンターポップ効果など、主要被写体が存在する範囲を対象とする特殊効果処理も考えられる。

次に、本実施形態に係わるデジタルカメラの回路構成を説明する。本実施形態に係わるデジタルカメラは、図１に示すように、交換レンズ１００とカメラ本体２００とから構成されている。交換レンズ１００の内部には、焦点調節および焦点距離調節用の撮影光学系１０１と、開口量を調節するための絞り１０３が配置されている。撮影光学系１０１は光学系駆動機構１０７によって駆動され、絞り１０３は絞り駆動機構１０９によって駆動されるよう接続されている。

光学系駆動機構１０７および絞り駆動機構１０９は、それぞれレンズＣＰＵ１１１に接続されており、このレンズＣＰＵ１１１は通信接点３００を介してカメラ本体２００に接続されている。レンズＣＰＵ１１１は交換レンズ１００内の制御を行うものであり、レンズ駆動機構１０７を制御してピント合わせや、ズーム駆動を行うとともに、絞り駆動機構１０９を制御して絞り値制御を行う。

カメラ本体２００内であって、撮影光学系１０１の撮影光軸上には、フォーカルプレーンタイプのシャッタ２１５、赤外カットフィルタ・ローパスフィルタ２１７、および撮像素子２２１が配置されている。シャッタ２１５は、シャッタ駆動機構２１３によって駆動され、所定時間の間、撮影光学系１０１によって形成される被写体光束を通過させる。

赤外カットフィルタ・ローパスフィルタ２１７は、被写体光束から赤外光成分と、高周波成分を除去するための光学フィルタである。撮像素子２２１は、撮影光学系１０１によって結像される被写体像を電気信号に光電変換する。なお、撮像素子２２１としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の二次元撮像素子を使用できることは言うまでもない。

撮像素子２２１は撮像素子駆動回路２２３に接続され、この撮像素子駆動回路２２３によって、撮像素子２２１から画像信号の読出し等が行われる。撮像素子駆動回路２２３は、前処理回路２２５に接続されており、前処理回路２２５は、読み出された画像信号のＡＤ変換や、ライブビュー表示のための画素間引き処理のための切り出し処理等の画像処理のための前処理を行なう。

前処理回路２２５は、データバス２５２に接続されている。このデータバス２５２には、シーケンスコントローラ(以下、「ボディＣＰＵ」と称す)２５１、顔判定回路２５５、画像処理回路２５７、圧縮伸長回路２５９、ビデオ信号出力回路２６１、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）制御回路２６５、入出力回路２７１、通信回路２７３、記録媒体制御回路２７５、フラッシュメモリ制御回路２７９、スイッチ検知回路２８３が接続されている。

データバス２５２に接続されているボディＣＰＵ２５１は、後述するフラッシュメモリ２８１に記憶されているプログラムにしたがって、このデジタルカメラの動作を制御する。前述の前処理回路２２５とボディＣＰＵ２５１の間には、コントラストＡＦ回路２５３が接続されている。コントラストＡＦ回路２５３は、前処理回路２２５から出力される画像信号に基づいて高周波成分を抽出し、この高周波成分に基づくコントラスト情報をボディＣＰＵ２５１に出力する。

データバス２５２に接続された画像処理回路２５７は、デジタル画像データのデジタル的増幅（デジタルゲイン調整処理）、色補正、ガンマ（γ）補正、コントラスト補正等の各種の画像処理を行なう。また圧縮伸張回路２５９はＳＤＲＡＭ２６７に記憶された画像データをＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮方式で圧縮するための回路である。なお、画像圧縮はＪＰＥＧやＴＩＦＦに限らず、他の圧縮方式も適用できる。

ビデオ信号出力回路２６１は液晶モニタ駆動回路２６３を介して背面液晶モニタ２６およびファインダ内液晶モニタ２７に接続される。ビデオ信号出力回路２６１は、ＳＤＲＡＭ２６７、記録媒体２７７に記憶された画像データを、背面液晶モニタ２６およびファインダ内液晶モニタ２７に表示するためのビデオ信号に変換するための回路である。

背面液晶モニタ２６は、カメラ本体２００の背面に配置されるが、撮影者が観察できる位置であれば、背面に限らないし、また液晶に限らず他の表示装置でも構わない。ファインダ内液晶モニタ２７は、カメラ本体２００の内部に配置され、接眼レンズと共に電子ファインダを構成する。

ＳＤＲＡＭ２６７は、ＳＤＲＡＭ制御回路２６５を介してデータバス２５２に接続されており、このＳＤＲＡＭ２６７は、画像処理回路２５７によって画像処理された画像データまたは圧縮伸長回路２５９によって圧縮された画像データを一時的に記憶するためのバッファメモリである。上述の撮像素子駆動回路２２３およびシャッタ駆動機構２１３に接続される入出力回路２７１は、データバス２５２を介してボディＣＰＵ２５１等の各回路とデータの入出力を制御する。

レンズＣＰＵ１１１と通信接点３００を介して接続された通信回路２７３は、データバス２５２に接続され、ボディＣＰＵ２５１等とのデータのやりとりや制御命令の通信を行う。データバス２５２に接続された記録媒体制御回路２７５は、記録媒体２７７に接続され、この記録媒体２７７への画像データ等の記録及び画像データ等の読み出しの制御を行う。

記録媒体２７７は、ｘDピクチャーカード(登録商標)、コンパクトフラッシュ(登録商標)、ＳＤメモリカード(登録商標)またはメモリスティック(登録商標)等の書換え可能な記録媒体のいずれかが装填可能となるように構成され、カメラ本体２００に対して着脱自在となっている。その他、通信接点を介してハードディスクを接続可能に構成してもよい。

フラッシュメモリ制御回路２７９は、フラッシュメモリ（Flash Memory）２８１に接続され、このフラッシュメモリ２３５は、デジタルカメラの動作を制御するためのプログラムが記憶されており、ボディＣＰＵ２５１はこのフラッシュメモリ２８１に記憶されたプログラムに従ってデジタルカメラの制御を行う。なお、フラッシュメモリ２８１は、電気的に書換可能な不揮発性メモリである。

デジタルカメラの電源のオンオフを行うためのパワースイッチ２８５は、スイッチ検知回路２８３を介してデータバス２５２に接続されている。また、シャッタレリーズ釦の第1ストローク（半押し）を検出する１Ｒスイッチや、第２ストローク（全押し）を検出する２Ｒスイッチを含むその他の各種スイッチ２８７も、スイッチ検知回路２８３を介してデータバス２５２に接続されている。また、各種スイッチ２８７としては、メニュー釦に連動するメニュースイッチ、再生釦に連動する再生スイッチ、その他の操作部材に連動するその他の各種スイッチ等を含んでいる。

着脱検知スイッチ２９１は、カメラ本体２００のボディマウントの近傍に配置され、カメラ本体２００に交換レンズ１００が装着されているか否かの判定を行う。着脱検知スイッチの出力は、スイッチ検知回路２８３を介してデータバス２５２に接続されている。

参照画像記憶回路２５４には、特定被写体として様々な角度から見た様々な年齢の人物の顔、様々な種類及び形状の植物、さらには犬や猫などのペットの顔画像などが記憶されている。被写体判定回路２５５は、前処理回路２２５からデータバス２５２を介して入力した画像データと、参照画像記憶回路２５４に記憶されている参照用画像とを比較し、撮像した画像中に上述の特定被写体が含まれているか否かを判定する。

次に、本願発明に関わる部分の機能を図２、図３、図４を用いて説明する。ここで図２は、図１のように構成されたデジタルカメラにおいて図５で示した処理を実現する際の機能表現ブロック図である。そのため、本願発明に直接的に関係しない機能部位については省略している。

まず、図２における撮像部５０１は、撮影光学系を介して入射した被写体光束を受けて画像信号を出力する部位である。この撮像部５０１は図１において撮像素子２２１が主として該当し、そのほかにシャッタ２１５、赤外カットフィルタ・ローパスフィルタ２１７、撮像素子駆動回路２２３等も含まれると考えてよい。この撮像部５０１は、カメラが動作状態になると被写体を撮像する動作を開始し、それを繰り返し実行する。

撮像部５０１から出力された画像信号は、順次、画像生成部５０２に入力される。この画像生成部５０２は、撮像部５０１からのアナログの画像信号をデジタル画像データに変換するための部位であり、画像データの生成後、その画像データを特殊効果処理部５０３に向けて送り出す。尚、図１においては前処理回路２２５と画像処理回路２５７の一部の機能が該当する。

特殊効果処理部５０３は画像処理回路２５７の一部の機能が該当し、ユーザからの指示に応じて画像生成部５０２から送られたデジタル画像データに対して上述の特殊効果処理を施し、それを表示部５０４に送出する部位である。ただし、ユーザによって特殊効果処理の指示がなされていない場合、例えば、カメラ電源のＯＮ直後の初期段階などの場合においては、特殊効果処理を実行しない。一方、ユーザによって特殊効果処理の指示がなされている場合には、入力された画像データに特殊効果処理を施してから表示部５０４に送出する。尚、特殊効果処理は、スポットライト効果、センターイメージ効果、擬似ズーム効果、センターポップ効果などをユーザの好みに応じて選択可能になっている。ここで、特殊効果処理を施す画面内の位置や領域については、特殊効果位置設定部５０８からの情報によるものであり、これについての詳細は後述する。

表示部５０４は、上述の特殊効果処理が施されたデジタル画像データを表示用に適したサイズに変換して可視表示する部位で、ビデオ信号出力回路２６１、液晶モニタ駆動回路２６３、背面液晶モニタ２６またはＦ内液晶モニタ２７が該当する。撮像部５０１は所定のフレームレート（例えば、１／６０秒ごと）で画像信号を取得し、特殊効果処理部５０３はそれに同期して画像データを出力するので、表示部５０４の表示はフレームレートに応じて更新されることになり、結果的に表示部５０４には動画像（ライブビュー画像）が表示される。

記録部５０６は、ユーザによる撮影指示操作（レリーズ操作等）に応答して特殊効果処理部５０３から出力されたデジタル画像データを記録する部位であり、記録媒体制御回路２７５、記録媒体２７７が該当する。つまり、ユーザが表示部５０４に表示されたライブビュー画像を見ながらシャッタータイミングを計って撮影指示操作を行なうと、その後に特殊効果処理部５０３から出力された画像データが記録部５０６に記録される。

ところで、画像生成部５０２から特殊効果処理部５０３に送られた画像データと同じ画像データは、主要被写体位置判定部５０７にも同時に送られる。ここで、主要被写体位置判定部５０７は画像データの中に特定の被写体が含まれているか否かをいわゆる画像マッチングの技術を用いて判定し、それを主要被写体として認定するとともに、画像データ中に存在する主要被写体の位置を画面内の座標として判定するための部位で、参照画像記憶回路２５４、被写体判定回路２５５、シーケンスコントローラ２５１の一部機能が該当する。この被写体位置判定部５０７は、図３に示すように画像データの中に特定の被写体（この場合は人物の顔３０１）を認識すると、その周辺に主要被写体領域３０２を設定して、その領域の重心位置を基準座標位置Ｃとして設定する。

特殊効果位置設定部５０８は、図４に示すように主要被写体位置判定部５０７によって設定された主要被写体の基準座標位置Ｃに基づいて特殊効果を施す範囲を設定するもので、シーケンスコントローラ２５１の一部機能が該当する。ここで、特殊効果処理を施す範囲は円径であれば違和感が少ないことが知られているので、特殊効果位置設定部５０８は基準座標位置Ｃを中心にして主要被写体領域３０２を完全に包含する半径Ｒの円を特殊効果処理範囲３０３として設定する。もちろん、画像効果を強調するために円径以外の形状（楕円形、多角形、不規則形状など）であっても良いし、必ずしも主要被写体を包含する必要もない。

ところで、上述したように画像データは画像生成部５０２から繰り返し出力されるので、主要被写体位置判定部５０７及び特殊効果位置設定部５０８は、その都度、主要被写体の認識動作、主要被写体の位置判定動作、特殊効果位置の設定動作を繰り返す。つまり、特殊効果位置設定部５０８で設定される特殊効果処理範囲３０３は、撮像部５０１のフレームレートに応じて更新される。したがって、主要被写体が画面内で移動した場合やユーザがフレーミングを変更した場合であっても、特殊効果処理範囲３０３はその主要被写体を追尾することになる。

上記実施の形態では、画像生成部５０２より、画像データが出力されるたびに主要被写体位置判定部５０７及び特殊効果位置設定部５０８は、その都度、主要被写体の認識動作、主要被写体の位置判定動作、特殊効果位置の設定動作を繰り返すようにしており、これによって主要被写体が画面内で移動した場合やユーザがフレーミングを変更した場合であっても、特殊効果処理範囲３０３はその主要被写体を追尾するようにしている。ただし、これらの画像マッチング技術に基づく処理は比較的時間のかかるため、被写体の移動速度が速すぎる場合などには追従できないおそれがある。

そこで、基準画像とのマッチング処理の代わりにユーザが最初に主要被写体特定し、その後は時間的に連続する複数の画像の相関をとることで、移動被写体を判定する方法を採用してもよい。この処理であれば比較的処理が簡単なため、高速移動する被写体にも追従できる利点がある。

本願発明の実施の形態に係わるデジタルカメラの回路構成を説明する図である。本願発明の実施の形態に係わるデジタルカメラ機能表現ブロック図である。図２における主要被写体位置判定部５０７によって行なわれる主要被写体位置判定プロセスを説明する図である。図２における特殊効果位置設定部５０８によって行なわれる特殊効果位置設定プロセスを説明する図である。及び本願発明の概念を説明する図である。

５０１撮像部
５０２画像生成部
５０３特殊効果処理部
５０４表示部
５０６記録部
５０７主要被写体位置判定部
５０８特殊効果位置設定部

Claims

被写体像信号を繰り返し出力する撮像部と、
上記撮像部から上記被写体像信号が出力されるたびに、上記被写体像信号に基づいて画像データを生成する画像生成部と、
上記画像データにおける主要被写体位置を判定する主要被写体位置判定部と、
上記主要被写体位置判定部の判定結果に応じて、上記画像データに施す特殊効果処理の範囲を設定する特殊効果位置設定部と、
上記画像生成部から出力された最新の画像データに対して、上記特殊効果位置設定部で設定された範囲に特殊効果処理を施す特殊効果処理部と、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
上記主要被写体位置判定部は、上記画像データに特定の形状を有する被写体が存在している場合に該被写体を主要被写体と判定することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
上記主要被写体位置判定部は、ユーザによって指定された位置に存在する被写体を主要被写体と判定することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
上記特殊効果処理部で特殊効果処理が施された画像に応じて該画像を可視表示する表示部を具備することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
レリーズ操作に応答して、上記特殊効果処理が施された画像を記録媒体に記録する記録部を具備することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。