JP2014038164A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】焦点検出用画素を有する撮像素子を用いた追尾処理における精度低下を抑制可能な画像処理装置を提供すること。
【解決手段】焦点検出用画素を有する撮像素子114を用いた追尾処理において、評価画像データと参照画像データとの画像相関度を算出するに際し、評価画像データ又は参照画像データに焦点検出用画素の画素データが含まれている場合には、焦点検出用画素の画素データに1よりも小さい重み付けを行ってから画像相関度を算出するか又は画像相関度を算出してから算出した画像相関度に1よりも小さい重み付けを行って画像相関度を算出し、算出した画像相関度を用いて追尾対象を追尾する。
【選択図】図1
【解決手段】焦点検出用画素を有する撮像素子114を用いた追尾処理において、評価画像データと参照画像データとの画像相関度を算出するに際し、評価画像データ又は参照画像データに焦点検出用画素の画素データが含まれている場合には、焦点検出用画素の画素データに1よりも小さい重み付けを行ってから画像相関度を算出するか又は画像相関度を算出してから算出した画像相関度に1よりも小さい重み付けを行って画像相関度を算出し、算出した画像相関度を用いて追尾対象を追尾する。
【選択図】図1
Description
本発明は、被写体を追尾するための追尾処理を行う画像処理装置に関する。
従来、動体を撮影する際や動画像を撮影する際に、特定の被写体に追従するように自動合焦制御(AF)や自動露光制御(AE)を行う技術が知られている。このような特定の被写体を追従するために追尾処理が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
また、近年、撮像素子の一部の画素を位相差AF用の焦点検出素子として利用して焦点状態を検出する撮像装置が例えば特許文献2において提案されている。特許文献2は、撮像素子の一部の画素を焦点検出用画素に設定し、この焦点検出用画素に入射した光の位相差を検出することによって焦点状態を検出している。
ここで、焦点検出用画素では追尾処理に用いることできる画素データを得ることができないので、焦点検出用画素の位置に追尾対象の被写体が存在していると、追尾処理の精度低下につながる可能性がある。
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、焦点検出用画素を有する撮像素子を用いた追尾処理における精度低下を抑制可能な画像処理装置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明の一態様の画像処理装置は、画素の一部に焦点検出を行うための焦点検出用画素が設けられた撮像素子を有し、該撮像素子により、前記それぞれの画素に対応した画素データからなる画像データを複数取得する撮像部と、前記撮像部で取得された複数の画像データから参照画像と評価画像とを記憶する画像記憶部と、前記参照画像と前記評価画像とに追尾対象とする領域を設定する領域設定部と、前記参照画像と前記評価画像とのそれぞれに設定された領域内の画素データ同士のフレーム間の画像相関度を算出する相関算出部と、前記画像相関度に従って前記追尾対象を追尾する追尾処理部と、を具備し、前記相関算出部は、前記参照画像又は前記評価画像に設定された前記領域に前記焦点検出用画素の画素データが含まれる場合は、該焦点検出用画素の画素データに重み付けを行ってから画像相関度を算出するか又は前記焦点検出用画素の画素データを用いて算出した画像相関度に重み付けを行って最終的な画像相関度を算出することを特徴とする。
本発明によれば、焦点検出用画素を有する撮像素子を用いた追尾処理における精度低下を抑制可能な画像処理装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置を備えた撮像装置の一例としての構成を示す図である。図1に示す撮像装置100は、撮影光学系102と、焦点調整機構104と、絞り106と、絞り駆動機構108と、シャッタ110と、シャッタ駆動機構112と、撮像素子114と、撮像素子インターフェイス(IF)回路116と、RAM118と、表示素子120と、表示素子駆動回路122と、タッチパネル124と、タッチパネル駆動回路126と、記録メディア128と、システムコントローラ130と、操作部132と、ROM134と、を有している。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置を備えた撮像装置の一例としての構成を示す図である。図1に示す撮像装置100は、撮影光学系102と、焦点調整機構104と、絞り106と、絞り駆動機構108と、シャッタ110と、シャッタ駆動機構112と、撮像素子114と、撮像素子インターフェイス(IF)回路116と、RAM118と、表示素子120と、表示素子駆動回路122と、タッチパネル124と、タッチパネル駆動回路126と、記録メディア128と、システムコントローラ130と、操作部132と、ROM134と、を有している。
撮影光学系102は、図示しない被写体からの撮影光束Fを、撮像素子114の受光面上に導くための光学系である。この撮影光学系102は、フォーカスレンズ等の複数のレンズを有している。焦点調整機構104は、モータ及びその駆動回路等を有している。この焦点調整機構104は、システムコントローラ130内のCPU1301の制御に従って、撮影光学系102内のフォーカスレンズをその光軸方向(図示一点鎖線方向)に駆動させる。
絞り106は、開閉自在に構成され、撮影光学系102を介して撮像素子114に入射する撮影光束Fの量を調整する。絞り駆動機構108は、絞り106を駆動するための駆動機構を有している。この絞り駆動機構108は、システムコントローラ130内のCPU1301の制御に従って、絞り106を駆動させる。
シャッタ110は、撮像素子114の受光面を遮光状態又は露光状態とするように構成されている。このシャッタ110により、撮像素子114の露光時間が調整される。シャッタ駆動機構112は、シャッタ110を駆動させるための駆動機構を有し、システムコントローラ130内のCPU1301の制御に従って、シャッタ110を駆動させる。
撮像素子114は、撮影光学系102を介して集光された被写体からの撮影光束Fが結像される受光面を有している。撮像素子114の受光面は、複数の画素が2次元状に配置されて構成されており、また、受光面の光入射側には、カラーフィルタが設けられている。このような撮像素子114は、受光面に結像された撮影光束Fに対応した像(被写体像)を、その光量に応じた電気信号(以下、画像信号という)に変換する。
ここで、本実施形態における撮像素子114は、画素の一部に焦点検出用画素が設けられている。図2は、焦点検出用画素について示した図である。なお、図2は、撮像素子113のカラーフィルタ配列がベイヤ配列である例を示している。
ベイヤ配列のカラーフィルタの場合、「R」、「Gr」、「Gb」、「B」の水平2画素×垂直2画素が、水平方向及び水平方向に配列されている。図2の例では、焦点検出用画素をGb画素に配置している。Gb画素とは、G、B、G、B…と交互に配置されている行のG画素のことである。
図2に示すように、撮像素子114は、撮像用画素1141と、焦点検出用画素としての、左側瞳検出画素1142L、右側瞳検出画素1142R、上側瞳検出画素1142U、及び下側瞳検出画素1142Dと、を備えている。左側瞳検出画素1142Lは、右半面の領域が遮光されている。また、右側瞳検出画素1142Rは、左半面の領域が遮光されている。上側瞳検出画素1142Uは、下半面の領域が遮光されている。さらに、下側瞳検出画素1142Dは、上半面の領域が遮光されている。図2では、実際の焦点検出用画素の画素構成毎に、対応する画素を同じように塗りつぶして示している。
図3は、焦点検出用画素を用いた位相差検出の原理について説明するための図である。図3において、焦点検出用画素は、参照符号4a、4bで示している。焦点検出用画素は、左側瞳検出画素1142Lと右側瞳検出画素1142Rとで1つの組をなし、上側瞳検出画素1142Uと下側瞳検出画素1142Dとで1つの組をなしている。焦点検出用画素4aは、焦点検出用画素の組の一方であり、焦点検出用画素4bは、焦点検出用画素の組の他方である。図3は、焦点検出用画素4aが焦点検出用画素4a1、4a2、4a3の3画素を含み、焦点検出用画素4bが焦点検出用画素4b1、4b2、4b3の3画素を含む例を示している。焦点検出用画素4aと焦点検出用画素4bを構成する画素の数は同数である必要があるが、3画素とする必要はない。また、図2において示したように、焦点検出用画素の間には撮像用画素が配置されているが、図3では図示を省略している。
組をなす焦点検出用画素は、撮影レンズ102の対をなす異なる瞳領域2a、2bから出射された光束1a、1bを受光できるよう、受光部の異なる領域が遮光部3a、3bによって遮光されている。例えば、図3の例では、焦点検出用画素4aは、受光部の上側領域が遮光され、下側領域が露出している。一方、焦点検出用画素4bは、受光部の下側領域が遮光され、上側領域が露出している。
さらに、それぞれの画素の受光側には、マイクロレンズ5a、5bが配置されている。マイクロレンズ5aは、撮影レンズ102の瞳領域2aからの光束1aを、遮光部3aによって形成される開口を介して焦点検出用画素4aに結像させる。また、マイクロレンズ5bは、撮影レンズ102の瞳領域2bからの光束1bを、遮光部3bによって形成される開口を介して焦点検出用画素4bに結像させる。
ここで、以下の説明のために、焦点検出用画素4aからの画素出力をa画素出力、焦点検出用画素4bからの画素出力をb画素出力とする。図4は、焦点検出用画素からの画素出力の例を示している。図4では、画素4a1〜4a3の出力であるa画素出力をDaで示し、画素4b1〜4b3の出力であるb画素出力はDbで示している。図4に示すように、a画素出力Daとb画素出力Dbとの間には、画素の配列方向に対して位相差fが生ずる。この位相差fが撮影レンズ102のフォーカスずれ量(デフォーカス量)に対応するものであり、デフォーカス量を算出することによって撮影レンズ102を合焦させることが可能である。ここで、位相差fの算出手法は、a画素出力Daとb画素出力Dbとの相関を求める手法が適用できる。この手法については、公知の技術であるので説明を省略する。
ここで、図2の撮像素子114は、カラーフィルタの配列がベイヤ配列の例を示しているが、カラーフィルタの配列は種々のものを用いることが可能である。
撮影光学系102及び撮像素子114とともに撮像部として機能する撮像素子IF回路116は、システムコントローラ130内のCPU1301の制御に従って、撮像素子114を駆動させる。また、撮像素子IF回路116は、システムコントローラ130内のCPU1301の制御に従って、撮像素子114で得られた画像信号を読み出し、読み出した画像信号に対してCDS(相関二重サンプリング)処理やAGC(自動利得制御)処理等のアナログ処理を施す。さらに、撮像素子IF回路116は、アナログ処理した画像信号をデジタル信号(以下、画像データという)に変換する。
RAM118は、例えばSDRAMであり、ワークエリア、追尾画像エリア、追尾色ログエリア、追尾データログエリア、焦点検出用画素位置データログエリアを記憶エリアとして有している。
ワークエリアは、撮像素子IF回路116で得られた画像データ等の、撮像装置100の各部で発生したデータを一時記憶しておくためにRAM118に設けられた記憶エリアである。
追尾画像エリアは、追尾処理に必要な画像データを一時記憶しておくためにRAM118に設けられた記憶エリアである。追尾処理に必要な画像データは、評価画像データと参照画像データとがある。
ワークエリアは、撮像素子IF回路116で得られた画像データ等の、撮像装置100の各部で発生したデータを一時記憶しておくためにRAM118に設けられた記憶エリアである。
追尾画像エリアは、追尾処理に必要な画像データを一時記憶しておくためにRAM118に設けられた記憶エリアである。追尾処理に必要な画像データは、評価画像データと参照画像データとがある。
追尾色ログエリアは、追尾色ログを一時記憶しておくためにRAM118に設けられた記憶エリアである。追尾色ログは、追尾処理の結果として得られた追尾位置の色情報を記録したログである。
追尾データログエリアは、追尾データログを一時記憶しておくためにRAM118に設けられた記憶エリアである。追尾データログは、追尾処理の結果として得られた追尾位置の位置データを記録したログである。
焦点検出用画素位置データログエリアは、焦点検出用画素位置データログを一時記憶しておくためにRAM118に設けられた記録エリアである。焦点検出用画素位置データログは、撮像素子114上の焦点検出用画素の位置データを記録したログである。
表示素子120は、例えば液晶ディスプレイ(LCD)であり、ライブビュー用の画像及び記録メディア128に記録された画像等の各種の画像を表示する。表示素子駆動回路122は、システムコントローラ130のCPU1301から入力された画像データに基づいて表示素子120を駆動させ、表示素子120に画像を表示させる。
タッチパネル124は、表示素子120の表示画面上に一体的に形成されており、表示画面上へのユーザの指等の接触位置等を検出する。タッチパネル駆動回路126は、タッチパネル124を駆動するとともに、タッチパネル124からの接触検出信号をシステムコントローラ130のCPU1301に出力する。CPU1301は、接触検出信号から、ユーザの表示画面上への接触操作を検出し、その接触操作に応じた処理を実行する。
記録メディア128は、例えばメモリカードであり、撮影動作によって得られた画像ファイルが記録される。画像ファイルは、画像データに所定のヘッダを付与して構成されるファイルである。ヘッダには、撮影条件を示すデータ及び追尾位置を示すデータ等が、タグデータとして記録される。
システムコントローラ130は、撮像装置100の動作を制御するための制御回路として、CPU1301と、AF制御回路1302と、AE制御回路1303と、画像処理回路1304と、追尾処理回路1305、1306と、顔検出回路1307と、焦点検出情報取得回路1308と、メモリ制御回路1309と、を有している。
CPU1301は、焦点調整機構104、絞り駆動機構108、シャッタ駆動機構112、表示素子駆動回路122、タッチパネル駆動回路126等のシステムコントローラ130の外部の各ブロック、及びシステムコントローラ130の内部の各制御回路の動作を制御する制御部である。
AF制御回路1302は、位相差AF処理を制御する。具体的には、AF制御回路1302は、焦点検出情報取得回路1308で得られた焦点検出情報としてのデフォーカス量に従って焦点調整機構104を制御してフォーカスレンズを合焦状態とする。また、AF制御回路1302は、コントラストAF処理を制御する。具体的には、AF制御回路1302は、撮像素子IF回路116で得られた画像データの高周波成分を抽出し、この抽出した高周波成分を積算することにより、AF用の合焦評価値をAFエリア毎に取得する。CPU1301は、この合焦評価値に従って画像データのコントラストを評価しつつ、焦点調整機構104を制御してフォーカスレンズを合焦状態とする。
AE制御回路1303は、AE動作を制御する。具体的には、AE制御回路1303は、撮像素子IF回路116で得られた画像データを用いて被写体輝度を算出する。CPU1301は、この被写体輝度に従って、露光時の絞り106の開口量(絞り値)、シャッタ110の開放時間(シャッタ速度値)、撮像素子感度やISO感度等を算出する。
画像処理回路1304は、画像データに対する各種の画像処理を行う。この画像処理としては、色補正処理、ガンマ(γ)補正処理、圧縮処理等が含まれる。また、画像処理回路1304は、圧縮されている画像データに対する伸張処理も施す。
追尾処理回路1305は、画像データの輝度情報を用いた追尾処理を行う。また、追尾処理回路1305は、領域設定部及び相関算出部としても機能する。
輝度情報を用いた追尾処理について簡単に説明する。輝度情報を用いた追尾処理では、例えば、図5(a)に示す(N−1)フレームにおいて追尾対象が設定された場合、この(N−1)フレームの中の追尾対象を含む所定領域202の画像データを、評価画像データとしてRAM118の追尾画像エリアに記憶する。この後の追尾処理では、参照画像データにおける評価画像データ202と対応する部分を探索する。
Nフレームの追尾処理を例に示すと、まず、Nフレームの画像データを、参照画像データとしてRAM118の追尾画像エリアに記憶する。この参照画像データのうちの所定の追尾エリア204の画像データと評価画像データ202との画像相関度を求めることにより、参照画像データの評価画像データ202と対応する部分を探索する。画像相関度は、例えば評価画像データと参照画像データとの差分絶対値和(画素毎に輝度差の絶対値を求めてそれを積算したもの)から判定する。例えば、図5(b)に示す参照画像データのエリア206の参照画像データと評価画像データ202との差分絶対値和を求めたとすると、参照画像データのエリア206と評価画像データ202とは明らかに異なる画像データであり、差分絶対値和が大きくなる。これに対し、参照画像データのエリア208と評価画像データ202との差分絶対値和を求めたとすると、差分絶対値和が小さくなる。このように、評価画像データ202との画像相関度が大きくなるに従って差分絶対値和が小さくなる。輝度情報を用いた追尾処理では、画像相関度が最大の、即ち差分絶対値和が最小のエリアを参照画像データから探索する。図5(b)の例では、エリア208となる。なお、追尾データログエリアには、エリア208の中で最も一致度の高い位置を追尾位置として記録する。このような位置が複数ある場合には、例えば、エリア208の中心に近い位置を追尾位置とする。次回の追尾処理時には、この追尾位置を追尾処理の開始位置とすることが望ましい。これにより、追尾処理にかかる時間を軽減することが可能である。
Nフレームの追尾処理を例に示すと、まず、Nフレームの画像データを、参照画像データとしてRAM118の追尾画像エリアに記憶する。この参照画像データのうちの所定の追尾エリア204の画像データと評価画像データ202との画像相関度を求めることにより、参照画像データの評価画像データ202と対応する部分を探索する。画像相関度は、例えば評価画像データと参照画像データとの差分絶対値和(画素毎に輝度差の絶対値を求めてそれを積算したもの)から判定する。例えば、図5(b)に示す参照画像データのエリア206の参照画像データと評価画像データ202との差分絶対値和を求めたとすると、参照画像データのエリア206と評価画像データ202とは明らかに異なる画像データであり、差分絶対値和が大きくなる。これに対し、参照画像データのエリア208と評価画像データ202との差分絶対値和を求めたとすると、差分絶対値和が小さくなる。このように、評価画像データ202との画像相関度が大きくなるに従って差分絶対値和が小さくなる。輝度情報を用いた追尾処理では、画像相関度が最大の、即ち差分絶対値和が最小のエリアを参照画像データから探索する。図5(b)の例では、エリア208となる。なお、追尾データログエリアには、エリア208の中で最も一致度の高い位置を追尾位置として記録する。このような位置が複数ある場合には、例えば、エリア208の中心に近い位置を追尾位置とする。次回の追尾処理時には、この追尾位置を追尾処理の開始位置とすることが望ましい。これにより、追尾処理にかかる時間を軽減することが可能である。
追尾処理回路1306は、画像データの色情報を用いた追尾処理を行う。また、追尾処理回路1306は、領域設定部及び相関算出部としても機能する。
色情報を用いた追尾処理について簡単に説明する。色情報を用いた追尾処理では、評価画像データ内で設定された色と同色であると判定できるエリアである類似色エリアを探索する。図6(a)に示すように、(N−1)フレームにおいて、被写体のある位置302が指定された場合、この位置302を含む画像データを評価画像データとし、この評価画像データの位置302の色情報を取得する。そして、参照画像データ中で、評価画像データから取得した色情報と最も類似の色情報を有する位置302を追尾処理の開始位置として、位置302と同じ色情報を有するエリアを探索する。具体的には、位置302を開始位置から周辺に向かうように順次色情報を取得し、取得した色情報が位置302の色情報と同一であると判定できる場合にはエリアに含め、取得した色情報が位置302の色情報と同一であると判定できない場合にはエリアに含めない。このようにして類似色エリアを探索すると、例えば、図6(a)に示すような単色の被写体の場合、被写体に内接する矩形エリア304が類似色エリアとなる。また、追尾位置ログエリアに記録する追尾位置は、例えば類似色エリア304の重心位置(図6(a)の例では、位置302と同じ)とする。次回の追尾処理においては、この追尾位置を追尾処理の開始位置とする。
Nフレームの追尾処理を例に示すと、図6(b)に示す参照画像データとして記憶したNフレームの画像データの所定の追尾エリアの中で、(N−1)フレームの追尾位置302を追尾処理の開始位置とし、追尾位置302の周辺から順次、類似色エリア304の色と同色であると判定できるエリアを類似色エリアとして探索する。図6(b)の例では、エリア306が類似色エリアとなる。
顔検出回路1307は、画像データにおける被写体(人物)の顔を検出する。また、顔検出回路1307は、領域設定部及び相関算出部としても機能する。
顔検出処理を用いた追尾処理について簡単に説明する。顔検出処理においては、各フレームで得られる画像データと、図7(a)に示すような顔パーツ402、404、406との画像相関度を求める。顔パーツ402は、人物の鼻部周辺の陰影のパターンに対応した画像データであり、顔パーツ404は、人物の目部周辺の陰影のパターンに対応した画像データであり、顔パーツ406は、人物の口部周辺の陰影のパターンに対応した画像データである。画像データと顔パーツ402、404、406との画像相関度は、図7(b)に示すような、人物の顔を示す所定の配置となったときに最大となる。このとき、顔パーツ402、404、406を含むエリア408に顔が存在しているとする。なお、顔パーツ402、404、406は予め設定した検索顔の大きさに応じて、大きさを変えても良い。ここで、図7(b)では、顔エリアを矩形エリアとしているが、円形エリアとしても良い。
焦点検出情報取得回路1308は、焦点検出用画素からの画素出力を用いて焦点検出情報としてのデフォーカス量を算出する。デフォーカス量の算出手法については図3及び図4を参照して説明した手法を用いる。
メモリ制御回路1309は、CPU1301等が、RAM118、記録メディア128、ROM134にアクセスするための制御を行うインターフェイスである。
操作部132は、ユーザによって操作される各種の操作部材である。操作部132としては、例えば、レリーズ釦、動画釦、モードダイヤル、選択キー、電源釦等が含まれる。
レリーズボタン釦は、1stレリーズスイッチと、2ndレリーズスイッチと、を有している。1stレリーズスイッチは、ユーザがレリーズ釦を半押しするとオンするスイッチである。1stレリーズスイッチがオンすることにより、AF処理等の撮影準備動作が行われる。また、2ndレリーズスイッチは、ユーザがレリーズ釦を全押しするとオンするスイッチである。2ndレリーズスイッチがオンすることにより、静止画撮影用の露光動作が行われる。
動画釦は、動画撮影の開始又は終了を指示するための操作部材である。ユーザによって動画釦が押されると動画撮影処理が開始される。また、動画撮影処理の実行中に動画釦が押されると、動画撮影処理が終了される。
モードダイヤルは、撮像装置の撮影設定を選択するための操作部材である。本実施形態では、撮像装置の撮影設定として、例えば、静止画撮影モードと動画撮影モードを選択できる。静止画撮影モードは、静止画像を撮影するための撮影設定である。また、動画撮影モードは、動画像を撮影するための撮影設定である。
選択キーは、例えばメニュー画面上での項目の選択や決定をするための操作部材である。ユーザによって選択キーが操作されるとメニュー画面上での項目の選択や決定が行われる。
電源釦は、撮像装置の電源をオン又はオフするための操作部材である。ユーザによって電源釦が操作されると、撮像装置100が起動して動作可能な状態となる。撮像装置が起動している間に電源釦が操作されると、撮像装置100が省電力待機状態となる。
レリーズボタン釦は、1stレリーズスイッチと、2ndレリーズスイッチと、を有している。1stレリーズスイッチは、ユーザがレリーズ釦を半押しするとオンするスイッチである。1stレリーズスイッチがオンすることにより、AF処理等の撮影準備動作が行われる。また、2ndレリーズスイッチは、ユーザがレリーズ釦を全押しするとオンするスイッチである。2ndレリーズスイッチがオンすることにより、静止画撮影用の露光動作が行われる。
動画釦は、動画撮影の開始又は終了を指示するための操作部材である。ユーザによって動画釦が押されると動画撮影処理が開始される。また、動画撮影処理の実行中に動画釦が押されると、動画撮影処理が終了される。
モードダイヤルは、撮像装置の撮影設定を選択するための操作部材である。本実施形態では、撮像装置の撮影設定として、例えば、静止画撮影モードと動画撮影モードを選択できる。静止画撮影モードは、静止画像を撮影するための撮影設定である。また、動画撮影モードは、動画像を撮影するための撮影設定である。
選択キーは、例えばメニュー画面上での項目の選択や決定をするための操作部材である。ユーザによって選択キーが操作されるとメニュー画面上での項目の選択や決定が行われる。
電源釦は、撮像装置の電源をオン又はオフするための操作部材である。ユーザによって電源釦が操作されると、撮像装置100が起動して動作可能な状態となる。撮像装置が起動している間に電源釦が操作されると、撮像装置100が省電力待機状態となる。
ROM134は、CPU1301が種々の処理を実行するためのプログラムコードを記憶している。また、ROM134は、撮影光学系102、絞り106、及び撮像素子114等の動作に必要な制御パラメータ、並びに画像処理回路1304での画像処理に必要な制御パラメータ等の、各種の制御パラメータを記憶している。さらには、ROM134は、顔検出回路1307における顔検出に用いられる顔パーツのデータや追尾枠を表示するためのデータ等も記憶している。
次に、本実施形態に係る撮像装置の動作について説明する。図8は、撮像装置100の撮影動作を示すフローチャートである。CPU1301は、ROM134から必要なプログラムコードを読み込んで図8の動作を制御する。
S100において、CPU1301は、現在の撮像装置100の撮影設定が静止画撮影モードであるかを判定する。前述したように、撮影設定は、モードダイヤルによって設定される。
S100において、撮影設定が静止画撮影モードであると判定した場合に、S102において、CPU1301は、ライブビュー動作を開始させる。ライブビュー動作として、CPU1301は、シャッタ駆動機構112を制御してシャッタ110を開放した後、CPU1301は、撮像素子IF回路116を制御して撮像素子114による撮像を開始させる。その後、CPU1301は、撮像素子114による撮像の結果としてRAM118のワークエリアに記憶された画像データを画像処理回路1304に入力してライブビュー表示用の画像処理を施す。続いて、CPU1301は、ライブビュー表示用の画像処理がされた画像データを表示素子駆動回路122に入力し、表示素子120に画像を表示させる。このような表示動作を繰り返し実行することにより、被写体の画像を動画表示する。この動画表示により、ユーザは、被写体を観察することが可能である。
S104において、CPU1301は、1stレリーズスイッチがオンされたかを判定する。S104において、1stレリーズスイッチがオンされたと判定するまでは、CPU1301は、ライブビュー動作を継続する。
また、S104において、1stレリーズスイッチがオンされたと判定した場合に、S106において、CPU1301は、レリーズAF処理を行う。レリーズAFにおいては、スキャン駆動によって、フォーカスレンズを合焦位置まで駆動させる。スキャン駆動では、CPU1301は、焦点調整機構104を制御して、フォーカスレンズを所定のスキャン範囲内で一方向に駆動させつつ、AF制御回路1302で順次算出される合焦評価値を評価する。そして、CPU1301は、合焦評価値の評価の結果、コントラストが最大となるレンズ位置において、フォーカスレンズの駆動を停止させる。このようなスキャン駆動は、AF前のフォーカスレンズの位置と合焦位置との差が大きい場合に行われる。なお、S106において、レリーズAF処理の代わりに位相差AF処理を行うようにしても良い。
S108において、CPU1301は、表示素子駆動回路122を制御して、表示素子120に追尾枠を表示させる。ここで、追尾枠は、表示素子120の画面上の追尾対象の位置に表示させる。例えば、レリーズAFで合焦した被写体を追尾対象とし、その被写体に追尾枠を表示させるようにしても良いし、顔検出回路1307によって顔が検出された場合には、その顔に追尾枠を表示させるようにしても良い。さらに、タッチパネル124により、表示素子120の画面上に表示された被写体が指定された場合には、その被写体上に追尾枠を表示させるようにしても良い。
S110において、CPU1301は、追尾処理を行う。輝度情報を用いた追尾処理を行うのか、色情報を用いた追尾処理を行うのか、顔検出を用いた追尾処理を行うのかは予め設定されているものである。複数の追尾処理を併用しても良い。それぞれの追尾処理の詳細については後で詳しく説明する。
S112において、CPU1301は、追尾位置の被写体に合焦するようにAF処理を行うとともに、追尾位置の被写体の露光が適正となるようにAE処理を行う。
追尾処理後のAF処理においては、スキャン駆動又はウォブリング駆動によって、フォーカスレンズを合焦位置まで駆動させる。ウォブリング駆動では、CPU1301は、フォーカスレンズを駆動したときにAF制御回路1302で算出された合焦評価値が、前回のレンズ位置での合焦評価値に対して増加したかを判定する。そして、CPU1301は、合焦評価値が増加した場合には前回と同方向にフォーカスレンズを微小駆動させ、合焦評価値が減少した場合には前回と逆方向にフォーカスレンズを微小駆動させる。このような動作を高速で繰り返してフォーカスレンズを徐々に合焦位置まで駆動させる。なお、S112において、コントラストAF処理の代わりに位相差AF処理を行うようにしても良い。
S112において、CPU1301は、追尾位置の被写体に合焦するようにAF処理を行うとともに、追尾位置の被写体の露光が適正となるようにAE処理を行う。
追尾処理後のAF処理においては、スキャン駆動又はウォブリング駆動によって、フォーカスレンズを合焦位置まで駆動させる。ウォブリング駆動では、CPU1301は、フォーカスレンズを駆動したときにAF制御回路1302で算出された合焦評価値が、前回のレンズ位置での合焦評価値に対して増加したかを判定する。そして、CPU1301は、合焦評価値が増加した場合には前回と同方向にフォーカスレンズを微小駆動させ、合焦評価値が減少した場合には前回と逆方向にフォーカスレンズを微小駆動させる。このような動作を高速で繰り返してフォーカスレンズを徐々に合焦位置まで駆動させる。なお、S112において、コントラストAF処理の代わりに位相差AF処理を行うようにしても良い。
また、AE処理において、CPU1301は、AE制御回路1303で算出された追尾位置の被写体の輝度を予め定められた適正な量(適正露光量)とする、本露光時の絞り106の開口量(絞り値)、シャッタ110の開放時間(シャッタ速度値)を算出する。
S114において、CPU1301は、2ndレリーズスイッチがオンされたかを判定する。S114において、2ndレリーズスイッチがオンされていないと判定した場合に、CPU1301は、S110の追尾処理以後の処理を実行する。このように、静止画撮影モード時には、2ndレリーズスイッチがオンされるまでは、追尾処理が継続される。
また、S114において、2ndレリーズスイッチがオンされたと判定した場合に、S116において、CPU1301は、表示素子駆動回路122を制御して、追尾枠を非表示とする。
S118において、CPU1301は、静止画像データを記録メディア128に記録する処理を行う。この際、CPU1301は、シャッタ駆動機構112を制御して、シャッタ110を閉じる。その後、CPU1301は、絞り駆動機構108を制御して、絞り106を先に算出した絞り値まで絞り込む。続いて、CPU1301は、シャッタ駆動機構112を制御して、シャッタ110を先に算出した開放時間だけ開放しつつ、撮像素子114による撮像(露光)を行う。その後、CPU1301は、撮像素子114を介して得られた静止画像データを画像処理回路1304において処理する。そして、CPU1301は、画像処理回路1304において処理された静止画像データにヘッダを付与して静止画像ファイルを生成し、生成した静止画像ファイルを記録メディア128に記録する。
S120において、CPU1301は、S110の追尾処理の結果として得られた追尾位置を示すデータを、先に記録メディア128に記録した静止画像ファイルに追記する。その後に、CPU1301は、図8に示す動作を終了させる。
S120において、CPU1301は、S110の追尾処理の結果として得られた追尾位置を示すデータを、先に記録メディア128に記録した静止画像ファイルに追記する。その後に、CPU1301は、図8に示す動作を終了させる。
また、S100において、撮影設定が動画撮影モードであると判定した場合に、S122において、CPU1301は、ライブビュー動作を開始させる。
S124において、CPU1301は、動画釦がオンされたかを判定する。S124において、動画釦がオンされたと判定するまでは、CPU1301は、ライブビュー動作を継続する。
また、S124において、動画釦がオンされたと判定した場合に、S126において、CPU1301は、表示素子駆動回路122を制御して、表示素子120に追尾枠を表示させる。
S128において、CPU1301は、追尾処理を行う。この追尾処理の詳細については、後述する。
S130において、CPU1301は、追尾位置の被写体に合焦するようにAF処理を行うともに、追尾位置の被写体の露光が適正となるようにAE処理を行う。
S132において、CPU1301は、動画像データを記録メディア128に記録する処理を行う。この際、CPU1301は、絞り駆動機構108を制御して、絞り106をAE処理において算出した絞り値まで絞り込む。続いて、CPU1301は、AE処理において算出したシャッタ速度値に対応した時間だけ撮像素子114による撮像(露光)を実行させる。露光の終了後、CPU1301は、動画像ファイルを生成して記録メディア128に記録する。また、CPU1301は、撮像素子114を介して得られた動画像データを画像処理回路1304において処理し、画像処理回路1304において処理された動画像データを動画像ファイルに記録する。
S134において、CPU1301は、S128の追尾処理の結果として得られた追尾位置を示すデータを、先に記録メディア128に記録した動画像ファイルと同時記録する。
S136において、CPU1301は、動画釦がオフされたかを判定する。S136において、動画釦がオフされていないと判定した場合に、CPU1301は、S128の追尾処理以後の処理を実行する。このように、動画撮影モード時では、動画釦がオフされるまでは、追尾処理と動画像データの記録が継続される。
また、S136において、動画釦がオフされたと判定した場合に、S138において、CPU1301は、表示素子駆動回路122を制御して、追尾枠を非表示とする。その後、CPU1301は、図8に示す動作を終了させる。
次に、本実施形態における追尾処理について説明する。図9は、輝度情報を利用した追尾処理について示すフローチャートである。図9の処理は、追尾処理回路1305が主体となって行われる。ここで、輝度情報を利用した追尾処理においては、評価画像データを取得しておく必要がある。評価画像データは、追尾枠の表示時において取得されて画像記憶部としての追尾画像エリアに記録されている。また、追尾エリアの大きさは、追尾処理回路1305により予め設定されている。
S200において、追尾処理回路1305は、撮像素子IF回路116を制御して撮像素子114による撮像を実行する。S202において、追尾処理回路1305は、撮像素子114による撮像により、撮像素子IF回路116において得られた画像データをRAM118に取り込む。
S204において、追尾処理回路1305は、撮像素子114上の焦点検出用画素の位置(座標)を示すデータをRAM118の焦点検出用画素位置データログエリアに記録する。通常は焦点検出用画素の位置は変化しないものである。したがって、S204の処理を省略し、焦点検出用画素の位置データを固定値として予め記録しておいても良い。
S206において、追尾処理回路1305は、画像相関度を算出する際の参照画像データの画素毎の重み付けデータを更新する。本実施形態においては、参照画像データと評価画像データとにそれぞれ重み付けを行った上で画像相関度を算出する。S206は、参照画像データの重み付け量を更新する処理である。初回の追尾処理の重み付け係数は、固定値としておく。例えば、焦点検出用画素の位置の重み付け係数を0.5とし、撮像用画素の位置の重み付け係数を1.0としておく。
重み付け量の更新の考え方を、図2を参照して説明する。本実施形態においては、追尾対象の存在する領域における焦点検出用画素の影響度に応じて重み付け量を更新する。焦点検出用画素の画素データは、撮像用画素の画素データと同じようには追尾処理に用いることができない。このため、後述のS208において補間処理を行う。しかしながら、補間処理を行ったとしても追尾処理の精度低下は生じてしまう。したがって、焦点検出用画素の画素データを多く含む場合には重み付け量を小さくして、焦点検出用画素の影響を小さくする。例えば、ある追尾処理における追尾エリアが図2の範囲1143であり、別の追尾処理における追尾エリアが図2の範囲1144であるとする。追尾エリア1143は、焦点検出用画素の画素データを6個含んでいる。一方、追尾エリア1144は、焦点検出用画素の画素データを2個含んでいる。この場合、追尾エリア1143内で追尾処理を行うほうが、追尾エリア1144内で追尾処理をよりも焦点検出用画素の画素データの影響が大きくなる。したがって、追尾エリア1143における焦点検出用画素の画素データに対する重み付け量を、追尾エリア1144における焦点検出画素の画素データに対する重み付け量よりも小さくすることで焦点検出用画素の画素データの影響を小さくする。
このように、追尾エリアに含まれる焦点検出用画素の数に応じて、焦点検出用画素の画素データに重み付けすることにより、追尾精度を向上させることができる。
なお、追尾エリアの全体の画素数に対して焦点検出用画素の数が十分に小さい場合には、重み付け量を変更する必要はない。
また、追尾エリアに焦点検出用画素の数が同数であっても、追尾エリアの画素数(大きさ)に応じて、重み付けの設定を変更することも有効である。具体的には、追尾エリアの画素数が少ない場合は、焦点検出用画素の画素データの影響はより大きいので、重み付け量をより小さくする。これにより、追尾精度を向上させることができる。
S208において、追尾処理回路1305は、焦点検出用画素位置データログエリアに記録された焦点検出用画素の位置(座標)データから、参照画像データと評価画像データとにおける焦点検出用画素の画素データを、その周辺の撮像用画素の画素データを用いて補間する。補間の手法は特に限定されるものではない。例えば、焦点検出用画素の周辺の撮像用画素の画素データを加算平均したものを補間後の画素データとする。この他、周辺の撮像用画素の画素データを重み付け加算平均しても良いし、積算処理しても良い。
S210において、追尾処理回路1305は、参照画像データと評価画像データとの画像相関度としてのSAD(Sum of Absolute Difference:差分絶対値和)を算出する。本実施形態における輝度情報を用いた追尾処理においては、以下の(式1)に従ってSADを算出する。
ここで、(式1)のMは、評価画像データの水平方向のサイズ(画素数)を示し、Nは、評価画像データの垂直方向のサイズ(画素数)を示している。α(i,j)は、評価画像データにおける座標(i,j)の画素データに対する重み付けデータを示している。β(i,j)は、参照画像データにおける座標(i,j)の画素データに対する重み付けデータを示している。α及びβは、0≦α≦1及び0≦β≦1の範囲を取り得るものであって、0の場合にはその位置の画素データを全く用いないことを示し、1の場合にはその位置の画素データをそのまま用いることを示す。また、I(i,j)は、評価画像データにおける座標(i,j)の画素データを示している。さらに、T(i,j)は、参照画像データにおける座標(i,j)の画素データを示している。
S212において、追尾処理回路1305は、SADが最も小さくなる参照画像データ内の座標(i,j)を検出し、この座標(i,j)を追尾位置とする。
S214において、追尾処理回路1305は、追尾位置の信頼性を判断する。追尾位置の信頼性は、例えば参照画像データの各画素のデータから判断する。具体的には、参照画像データに設定された追尾エリアの隣接画素間の差分和が所定値以下である場合には、信頼性があると判断する。
S216において、追尾処理回路1305は、追尾位置に応じて評価画像データを更新する。更新後の評価画像データは、S212で決定された追尾位置を含む所定領域の画像データとする。ただし、S214において信頼性が低いと判断された場合には、評価画像データを更新しなくとも良い。
S218において、追尾処理回路1305は、画像相関度を算出する際の評価画像データの画素毎の重み付けデータを更新する。評価画像データの重み付けデータの更新も参照画像データと同様にして行うことができる。参照画像データの場合と異なる点は、焦点検出用画素の数を判断する範囲が、追尾エリア内でなく評価画像データの全体となるだけである。
S220において、追尾処理回路1305は、追尾位置を、RAM118の追尾位置ログエリアに記録する。次回(次フレーム)の追尾処理においては、この追尾位置を追尾処理の開始位置とする。ただし、S214の信頼性判断において信頼性がないと判断された場合には、追尾位置を記録しないようにしても良い。
S222において、追尾処理回路1305は、表示素子駆動回路122を制御して、追尾枠の表示位置をS220で記録した追尾位置に対応した位置に更新する。その後、追尾処理回路1305は、図9の追尾処理を終了させる。
例えば、図10に示すような9個の焦点検出用画素Bを有する評価画像データAを用いて、図11に示す参照画像データC内で輝度情報を用いた追尾処理を行うとする。参照画像データCには、72個の焦点検出画素Dが含まれている。前述したように、輝度情報を用いた追尾処理では、評価画像データAと参照画像データCとのSADを求め、SADが最も小さい位置を追尾位置とする。
一般に、焦点検出用画素の画素データは、撮像用画素の画素データよりも低輝度の画素データとなる。このような撮像用画素と焦点検出用画素との違いを補正するために、S208において画素補間を行う。しかしながら、画素補間を行ったとしても、画素補間による誤差のため、補間後の焦点検出用画素の画素データをそのまま追尾処理に用いてしまうと追尾位置の精度低下に繋がる。
本実施形態では、焦点検出用画素の追尾処理の精度に与える影響度を鑑み、焦点検出用画素の画素データの重み付け量を撮像用画素の画素データの重み付け量よりも小さくしてSADを求めることにより、焦点検出用画素の追尾処理の精度に与える影響度を小さくする。即ち、図11の焦点検出画素Dの位置のSADを求める際には、重み付け量を1.0よりも小さくする。
ここで、図9の例では、画素データに重み付けを行ってからSADを算出するようにしているが、SADを算出してから算出したSADに対して重み付けを行うようにしても良い。
図12は、色情報を利用した追尾処理について示すフローチャートである。図12の処理は、追尾処理回路1306が主体となって行われる。ここで、輝度情報を利用した追尾処理と同様、色情報を利用した追尾処理においても、評価画像データを追尾画像エリアに記憶させておく必要がある。また、追尾エリアの大きさも、追尾処理回路1306により予め設定されている。
S300において、追尾処理回路1306は、撮像素子IF回路116を制御して撮像素子114による撮像を実行する。S302において、追尾処理回路1306は、撮像素子114による撮像により、撮像素子IF回路116において得られた画像データをRAM118に取り込む。
S304において、追尾処理回路1306は、撮像素子114上の焦点検出用画素の位置(座標)を示すデータをRAM118の焦点検出用画素位置データログエリアに記録する。通常は焦点検出用画素の位置は変化しないものである。したがって、S304の処理を省略し、焦点検出用画素の位置データを固定値として予め記録しておいても良い。
S306において、追尾処理回路1306は、画像相関度を算出する際の参照画像データの画素毎の重み付けデータを更新する。S306の具体的な処理はS206と同様で良い。
S308において、追尾処理回路1306は、焦点検出用画素位置データログエリアに記録された焦点検出用画素の位置(座標)データから、参照画像データと評価画像データとにおける焦点検出用画素の画素データを、その周辺の撮像用画素の画素データを用いて補間する。補間の手法はS208と同様で良い。
S310において、追尾処理回路1306は、追尾色の色情報と最類似の色情報を有する画素の位置(座標)を、参照画像データの中から探索する。なお、初回の探索時には、評価画像データから取得した色情報を追尾色の色情報とする。次回以降の探索時には、S318で更新された色情報を用いる。なお、色情報は、RGBデータ又はSUVデータ等、特に限定されるものではない。
S312において、追尾処理回路1306は、最類似色の画素を含み且つ最類似色の画素と類似する色情報を有するエリアを類似色エリアとして探索する。類似色エリアの探索処理の詳細については後で詳しく説明する。
S314において、追尾処理回路1306は、類似色エリアの重心位置を追尾位置とする。
S316において、追尾処理回路1306は、追尾位置の信頼性を判断する。追尾位置の信頼性は、例えば参照画像データの各画素の彩度から判断する。具体的には、参照画像データの追尾位置の彩度が所定値以上である場合には、信頼性があると判断する。
S318において、追尾処理回路1306は、追尾色情報を更新する。更新後の追尾色データは、新たな追尾位置の色情報とする。ただし、S316において信頼性が低いと判断された場合には、追尾色情報を更新しなくとも良い。
S320において、追尾処理回路1306は、追尾位置を、RAM118の追尾位置ログエリアに記録する。次回(次フレーム)の追尾処理においては、この追尾位置を追尾処理の開始位置とする。ただし、S316の信頼性判断において信頼性がないと判断された場合には、追尾位置を記録しないようにしても良い。
S322において、追尾処理回路1306は、表示素子駆動回路122を制御して、追尾枠の表示位置をS320で記録した追尾位置に対応した位置に更新する。その後、追尾処理回路1306は、図12の追尾処理を終了させる。
図13は、類似色エリアの探索処理について示すフローチャートである。S400において、追尾処理回路1306は、類似色エリアを参照画像データの上下左右斜め方向に1画素拡大する。最初は、最類似色を有する画素から上下左右斜め方向に1画素拡大し、次回以降は、拡大後の類似色エリアをさらに上下左右斜め方向に拡大していく。
S402において、追尾処理回路1306は、最類似色を有する画素の色情報と拡大後の画素の色情報との画像相関度としての類似度を算出する。類似度は、以下の(式2)で表される。
ここで、(式2)のMは、拡大後の類似色エリアの水平方向のサイズ(画素数)を示し、Nは、拡大後の類似色エリアの垂直方向のサイズ(画素数)を示している。α(i,j)は、参照画像データにおける座標(i,j)の画素データに対する重み付けデータを示している。αは、0≦α≦1の範囲を取り得るものであって、0の場合にはその位置の画素データを全く用いないことを示し、1の場合にはその位置の画素データをそのまま用いることを示す。また、Iは、追尾色の色情報を示している。さらに、T(i,j)は、参照画像データにおける座標(i,j)の色情報を示している。
S404において、追尾処理回路1306は、S402において算出した類似度が所定の閾値を超えているか否かを判定する。
ステップS404において、類似度が閾値を超えていない場合には、拡大後の類似色エリアの色情報が最類似色と類似していることを示す。この場合、追尾処理回路1306は、処理をS400に戻して類似色エリアをさらに拡大する。
S404において、類似度が閾値を超えている場合には、拡大後の類似色エリアの色情報が最類似色と類似していないことを示す。この場合には、拡大後の画素を類似色エリアには含めないようにする。この場合、追尾処理回路1306は、図13の処理を終了して類似色エリアの探索を終了する。
例えば、図10に示す評価画像データAを用いて、図14に示す参照画像データE内で色情報を用いた追尾処理を行うとする。前述したように、色情報を用いた追尾処理では、最類似色の画素を含み且つ最類似色の画素と類似する色情報を有するエリアを参照画像データEから探索する。例えば追尾色の画素が画素Fであるとすると、この画素Fを中心にして上下左右斜め方向に1画素ずつ類似色エリアを拡大しながら拡大後の画素と画素Fとの色情報の類似度を算出する。
ここで、前述したように、焦点検出用画素の画素データは、撮像用画素の画素データよりも低輝度の画素データとなる。また、焦点検出用画素にはカラーフィルタを配置しない場合が多く、色情報が得られない場合がある。このような撮像用画素と焦点検出用画素との違いを補正するために、S308において画素補間を行う。しかしながら、画素補間を行ったとしても、画素補間による誤差のため、補間後の焦点検出用画素の画素データをそのまま追尾処理に用いてしまうと追尾位置の精度低下に繋がる。
本実施形態では、焦点検出用画素の追尾処理の精度に与える影響度を鑑み、焦点検出用画素の画素データの重み付け量を撮像用画素の画素データの重み付け量よりも小さくして類似色エリアを探索することにより、焦点検出用画素の追尾処理の精度に与える影響度を小さくする。即ち、図14の拡大後の類似色エリアに焦点検出画素Gが含まれる場合には、画素データの重み付け量を1.0よりも小さくする。
ここで、図13の例では、画素データに重み付けを行ってから類似度を算出するようにしているが、類似度に対して重み付けを行うようにしても良い。
図15は、顔検出を利用した追尾処理について示すフローチャートである。図15の処理は、顔検出回路1307が主体となって行われる。ここで、顔情報を利用した追尾処理においては、必ずしも評価画像データを取得しておく必要はない。ただし、追尾エリアの大きさは、顔検出回路1307により予め設定されている。
S500において、顔検出回路1307は、撮像素子IF回路116を制御して撮像素子114による撮像を実行する。S502において、顔検出回路1307は、撮像素子114による撮像により、撮像素子IF回路116において得られた画像データをRAM118に取り込む。
S504において、顔検出回路1307は、撮像素子114上の焦点検出用画素の位置(座標)を示すデータをRAM118の焦点検出用画素位置データログエリアに記録する。通常は焦点検出用画素の位置は変化しないものである。したがって、S504の処理を省略し、焦点検出用画素の位置データを固定値として予め記録しておいても良い。
S506において、顔検出回路1307は、顔パーツとの類似度を算出する際の参照画像データの画素毎の重み付けデータを更新する。S506の具体的な処理はS206と同様で良い。
S508において、顔検出回路1307は、焦点検出用画素位置データログエリアに記録された焦点検出用画素の位置(座標)データから、参照画像データと評価画像データとにおける焦点検出用画素の画素データを、その周辺の撮像用画素の画素データを用いて補間する。補間の手法はS208と同様で良い。
S510において、顔検出回路1307は、参照画像データに対して顔検出を行い、顔検出位置を参照画像データの中から探索する。顔検出位置の探索処理の詳細については後で詳しく説明する。
S512において、顔検出回路1307は、最大のサイズを有する顔検出位置を追尾位置とする。
S514において、顔検出回路1307は、追尾位置の信頼性を判断する。追尾位置の信頼性は、例えば輝度情報の追尾処理と同様、参照画像データ中の顔検出位置の隣接画素間の差分和が所定値以下である場合には、信頼性があると判断する。
S516において、顔検出回路1307は、追尾位置を、RAM118の追尾位置ログエリアに記録する。次回(次フレーム)の追尾処理においては、この追尾位置を追尾処理の開始位置とする。ただし、S514の信頼性判断において信頼性がないと判断された場合には、追尾位置を記録しないようにしても良い。
S518において、顔検出回路1307は、表示素子駆動回路122を制御して、追尾枠の表示位置をS516で記録した追尾位置に対応した位置に更新する。その後、顔検出回路1307は、図15の追尾処理を終了させる。
図16は、顔検出位置の探索処理について示すフローチャートである。S600において、顔検出回路1307は、参照画像データと顔パーツとの画像相関度としての類似度を算出する。類似度は、例えば参照画像データの各画素の画素データと顔パーツの画素データとのSADである。
S602において、顔検出回路1307は、焦点検出用画素位置データログから、顔パーツとの類似度が高い(SADが小さい)と判定したエリアに焦点検出画素が含まれているか否かを判定する。
S602において、焦点検出画素が含まれていると判定した場合に、顔検出回路1307は、S604において、S600において算出した類似度に、焦点検出用画素が含まれている場合の重み付け量α(0≦α<1)を乗じる。S602において、焦点検出画素が含まれていないと判定した場合に、顔検出回路1307は、S604の処理をスキップする。
S606において、顔検出回路1307は、類似度が所定の閾値未満であるか否かを判定する。
S606において、類似度が閾値未満の場合、即ち該当のエリアが顔パーツと類似している場合、顔検出回路1307は、S608において、そのエリアを顔検出位置と識別する。また、S606において、類似度が閾値以上の場合に、顔検出回路1307は、S610において、そのエリアを顔検出位置でないと識別する。その後、顔検出回路1307は、図16の処理を終了させる。
例えば、図17(a)に示す顔パーツのデータを用いて、図17(b)に示す参照画像データH内で顔検出を用いた追尾処理を行うとする。前述したように、顔検出を用いた追尾処理では、顔パーツとの類似度が高いエリアを参照画像データHから探索する。
ここで、前述したように、焦点検出用画素の画素データは、撮像用画素の画素データよりも低輝度の画素データとなる。このような撮像用画素と焦点検出用画素との違いを補正するために、S508において画素補間を行う。しかしながら、画素補間を行ったとしても、画素補間による誤差のため、補間後の焦点検出用画素の画素データをそのまま追尾処理に用いてしまうと追尾位置の精度低下に繋がる。
本実施形態では、焦点検出用画素の追尾処理の精度に与える影響度を鑑み、類似度が高いとして探索されたエリア内に焦点検出用画素の画素データが含まれている場合には、類似度を小さくすることにより、焦点検出用画素の追尾処理の精度に与える影響度を小さくする。即ち、探索されたエリアに焦点検出画素Iが含まれる場合には、類似度に重み付けをする。
ここで、図16の例では、類似度に対して重み付けを行っているが、画素データに重み付けを行ってから類似度を算出するようにしても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、追尾処理を行うに際し、画像データに焦点検出用画素の画素データが含まれている場合には、その影響を考慮して焦点検出用画素の画素データに対して1よりも小さい重み付けを行ってから画像相関度を算出するか又は画像相関度に対して1よりも小さい重み付けを行って最終的な画像相関度を算出している。これにより、焦点検出用画素の追尾処理に与える影響を低減させて追尾処理の精度を向上させることが可能である。
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、前述したような課題を解決でき、前述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
100…撮像装置、102…撮影光学系、104…焦点調整機構、106…絞り、108…絞り駆動機構、110…シャッタ、112…シャッタ駆動機構、114…撮像素子、116…撮像素子インターフェイス(IF)回路、118…RAM、120…表示素子、122…表示素子駆動回路、124…タッチパネル、126…タッチパネル駆動回路、128…記録メディア、130…システムコントローラ、132…操作部、134…ROM、1301…CPU、1302…AF制御回路、1303…AE制御回路、1304…画像処理回路、1305,1306…追尾処理回路、1307…顔検出回路、1308…焦点検出情報取得回路、1309…メモリ制御回路
Claims (7)
- 画素の一部に焦点検出を行うための焦点検出用画素が設けられた撮像素子を有し、該撮像素子により、前記それぞれの画素に対応した画素データからなる画像データを複数取得する撮像部と、
前記撮像部で取得された複数の画像データから参照画像と評価画像とを記憶する画像記憶部と、
前記参照画像と前記評価画像とに追尾対象とする領域を設定する領域設定部と、
前記参照画像と前記評価画像とのそれぞれに設定された領域内の画素データ同士のフレーム間の画像相関度を算出する相関算出部と、
前記画像相関度に従って前記追尾対象を追尾する追尾処理部と、
を具備し、
前記相関算出部は、前記参照画像又は前記評価画像に設定された前記領域に前記焦点検出用画素の画素データが含まれる場合は、該焦点検出用画素の画素データに重み付けを行ってから画像相関度を算出するか又は前記焦点検出用画素の画素データを用いて算出した画像相関度に重み付けを行って最終的な画像相関度を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 前記焦点検出用画素の周辺の画素の画素データに基づいて、前記焦点検出用画素の位置に対応する画素データを補間する画素補間部をさらに具備し、
前記相関算出部は、前記補間された画素データに重み付けを行ってから画像相関度を算出するか又は前記補間された画素データを用いて算出された画像相関度に重み付けを行って最終的な画像相関度を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記相関算出部は、前記参照画像と前記評価画像のそれぞれの輝度情報に基づいて画像相関度を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記相関算出部は、前記参照画像と前記評価画像のそれぞれの色情報に基づいて画像相関度を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記相関算出部は、前記参照画像と前記評価画像のそれぞれの顔検出情報に基づいて画像相関度を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記相関算出部は、前記設定された領域の大きさに応じて、前記重み付けの量を変化させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 前記相関算出部は、前記設定された領域に含まれる前記焦点検出用画素の数に応じて、前記重み付けの量を変化させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像処理装置。
Priority Applications (1)
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JP2012179588A JP2014038164A (ja) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | 画像処理装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016111175A1 (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-14 | ソニー株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラム |
-
2012
- 2012-08-13 JP JP2012179588A patent/JP2014038164A/ja active Pending
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