JP2019184899A - Imaging device - Google Patents

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秀樹 川村
Hideki Kawamura
秀樹 川村
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Abstract

To provide a flash unit light emission imaging device that improves face detection accuracy in a subject photographed image upon pre-light emission of a flash unit, and thereby can obtain the photographed image excellent in luminance of the face without increasing a release time lag.SOLUTION: An imaging device which performs pre-light emission prior to main-light emission upon photographing, has: range-finding means that measures a distance to a subject; means that acquires a pre-light emission amount; means that acquires a full-open aperture value of a lens; means that acquires a subject photographed image by the pre-light emission; range-finding means that acquires a change in subject luminance by the pre-light emission; and means that calculates a gain by which the subject photographed image is multiplied on the basis of the pre-light emission amount, a lens full-open aperture value, and a reflection rate of a human face area, creates a face detection image having the gain applied to the pre-light emission image to implement face detection, and computes a main-light emission amount in accordance with a measurement light value by the pre-light emission with respect to the detected face area.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ストロボのプリ発光と測光を行い、この測光値を用いてメイン発光を制御する撮像装置において、特に画像から顔を検知する方法を持ちプリ発光において被写体の顔を精度よく検知するための撮像装置に関する。   The present invention provides an image pickup apparatus that performs pre-flash emission and photometry of a strobe and controls main flash emission using the photometric value, and in particular, has a method of detecting a face from an image and accurately detects the face of a subject in pre-flash. The present invention relates to an imaging apparatus.

従来、撮影の前に測光センサーで画像信号を取得し、その画像信号を処理することにより測光や顔検出を行う撮像装置が知られている。ストロボのプリ発光と測光を行い、この測光値を用いてメイン発光を制御する撮像装置において、ストロボのプリ発光時に撮像した画像において被写体の顔を検出し測光精度を向上させる撮像装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an imaging apparatus that performs photometry and face detection by acquiring an image signal with a photometric sensor before shooting and processing the image signal. In an imaging device that performs pre-flash and metering of a strobe and controls the main flash using this photometric value, an imaging device that detects the face of a subject in an image captured during pre-flash and improves photometric accuracy is known Yes.

特開2005−184508号公報JP 2005-184508 A 特開2016−58885号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-58885

例えば、特許文献1では、ストロボのプリ発光時の画像から顔検出を行い、ストロボ本発光時の精度を向上させる方法が示されている。この中では、あらかじめ被写体に対して行った測距情報とレンズ絞り値と撮像素子の感度とに基づいてプリ発光光量の決定を行うことが示されている。しかし具体的な算出式は示されておらず、またプリ発光による測光画像において顔領域の輝度を適露出にする方法は明示されていない。よってプリ発光による測光画像において顔領域の輝度が適露出でなければ顔検出の精度が低下する問題がある。   For example, Patent Document 1 discloses a method for detecting a face from an image at the time of pre-flash of a strobe and improving the accuracy at the time of main flash emission. In this, it is shown that the pre-emission light amount is determined based on distance measurement information performed on the subject in advance, the lens aperture value, and the sensitivity of the image sensor. However, a specific calculation formula is not shown, and a method for appropriately exposing the brightness of the face area in the photometric image obtained by the pre-flash is not specified. Therefore, there is a problem that the accuracy of face detection is deteriorated if the brightness of the face area is not properly exposed in the photometric image by pre-flash.

例えば、特許文献2では、ストロボを用いない撮影において、撮影前に測光センサーで画像信号を取得し、合焦領域の輝度が適露出になるようにゲインをその画像信号に掛け、通常測光(ストロボを用いない撮影の測光)はカメラ起動時から撮像(シャッターレリーズ)まで繰り返し測光動作を行う間に最適な適露出に到達して顔検出の精度を向上させる方法が開示されている。しかしながら合焦領域の中に顔領域の輝度と異なる輝度を持つ被写体が含まれると顔領域が適露出にならず、顔検出精度が向上しない問題がある。またゲインの決定に繰り返し測光動作を行うが、ストロボ撮影においてプリ発光時の測光を複数回行うには問題がある。   For example, in Patent Document 2, in shooting without using a strobe, an image signal is acquired by a photometric sensor before shooting, and gain is applied to the image signal so that the brightness of the in-focus area becomes appropriate exposure. (Photometry without taking a photo) discloses a method for improving the accuracy of face detection by reaching an optimal exposure during repeated photometric operations from the start of the camera to imaging (shutter release). However, if a subject having a brightness different from the brightness of the face area is included in the focus area, the face area is not properly exposed, and the face detection accuracy is not improved. In addition, the photometric operation is repeatedly performed for determining the gain, but there is a problem in performing photometry a plurality of times during pre-flash in strobe shooting.

それは、キセノン管によるストロボ閃光発光時間は例えば50マイクロ秒であるので、1回のプリ発光中に行う測光動作の回数は1回である。よって測光動作を繰り返し行うには複数回プリ発光を行わなくてはならず、発光のためにコンデンサーに蓄えられた電力を消費するので好ましくない点である。   That is, the flash light emission time of the xenon tube is, for example, 50 microseconds, and therefore the number of photometric operations performed during one pre-emission is one. Therefore, in order to repeat the photometric operation, it is necessary to perform the pre-light emission a plurality of times, which is not preferable because the electric power stored in the capacitor is consumed for light emission.

そこで、本発明の目的は、ストロボのプリ発光時の被写体撮像画像において顔検出精度を向上させることで、レリーズタイムラグを増やすことなく顔の輝度が良好な撮像画像を得られるストロボ発光撮像装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a strobe light emitting imaging device that can obtain a captured image with good face brightness without increasing the release time lag by improving face detection accuracy in a subject captured image at the time of pre-flash firing. It is to be.

上記目的を達成するために、本発明は、
被写体との距離を測定する測距手段と、
プリ発光量を取得する手段と、
レンズの開放絞り値を取得する手段と、
プリ発光による被写体撮像画像を取得する手段と、
プリ発光による被写体輝度の変化を取得する測距手段と、
前記プリ発光量と前記レンズ開放絞り値と人物顔領域の反射率に基づき被写体撮像画像に掛けるゲインを算出するゲイン算出手段と、
プリ発光による被写体撮像画像にゲインを適用し顔検出画像を生成する被写体撮像画像ゲイン適用手段と
前記ゲインが適用され生成された顔検出画像を基に、前記被写体撮像画像内における顔領域を検出する顔領域検出手段と、
前記顔領域検出手段により検出された顔領域を前記プリ発光による測光値に応じてメイン発光量を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された前記メイン発光量に基づいてストロボを制御して撮影を
行うように制御する制御手段と
を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
Ranging means for measuring the distance to the subject;
Means for obtaining a pre-emission amount;
Means for obtaining an open aperture value of the lens;
Means for acquiring a subject captured image by pre-flash;
Ranging means for acquiring changes in subject brightness due to pre-flash,
Gain calculating means for calculating a gain to be applied to the subject captured image based on the pre-emission amount, the lens open aperture value, and the reflectance of the human face area;
Based on a subject captured image gain applying unit that generates a face detection image by applying a gain to a subject captured image by pre-flash, and detects a face area in the subject captured image based on the face detection image generated by applying the gain Face area detection means;
A calculation means for calculating a main light emission amount according to a photometric value obtained by the pre-light emission for the face area detected by the face area detection means;
Control means for controlling the strobe to perform photographing based on the main light emission amount calculated by the calculating means.

本発明によれば、ストロボのプリ発光時の被写体撮像画像において顔検出精度を向上させることで、レリーズタイムラグを大きくさせることなく顔の輝度が良好な撮像画像を得られるストロボ発光撮像装置を提供することである。   According to the present invention, there is provided a stroboscopic light emitting imaging apparatus capable of obtaining a photographic image with good face brightness without increasing a release time lag by improving face detection accuracy in a subject captured image at the time of flash pre-flash. That is.

装置構成Device configuration 撮影フローShooting flow 撮影フローShooting flow 顔画像Face image

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[実施例1]
以下、図1は本実施形態にかかる撮像装置の構成図である。本実施形態にかかる撮像装置は、カメラ装置10、レンズ装置11、ストロボ装置12を含む。カメラ装置10とレンズ装置11は、レンズ装置がマウント部を介して着脱可能に構成されている。なおカメラ装置10とレンズ装置11が一体の装置であっても良い。カメラ装置10とストロボ装置12は、ストロボ装置がアクセサリーシュー部を介して着脱可能に構成されている。なおカメラ装置10とストロボ装置12が一体の装置であっても良い。
[Example 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of the imaging apparatus according to the present embodiment. The imaging device according to the present embodiment includes a camera device 10, a lens device 11, and a strobe device 12. The camera device 10 and the lens device 11 are configured such that the lens device is detachable via a mount portion. The camera device 10 and the lens device 11 may be an integrated device. The camera device 10 and the strobe device 12 are configured such that the strobe device is detachable via an accessory shoe. The camera device 10 and the flash device 12 may be an integrated device.

101はカメラ制御部、102は不揮発メモリ、103は一時記憶メモリ、104はメインミラー、105はピント板、106はペンタプリズム、107はファインダー、108は測光センサー、109はサブミラー、110は焦点検出センサー、111はシャッター、112は撮像素子、113は画像処理部、114は記録媒体、115はシャッター釦、116は設定釦、151はストロボ制御部、152はキセノン管、153は充電回路、154はストロボ発光用コンデンサー、155は発光回路、156は外部調光センサー、157反射板、158は接点である。   101 is a camera control unit, 102 is a nonvolatile memory, 103 is a temporary storage memory, 104 is a main mirror, 105 is a focusing plate, 106 is a pentaprism, 107 is a finder, 108 is a photometric sensor, 109 is a sub-mirror, 110 is a focus detection sensor , 111 is a shutter, 112 is an image sensor, 113 is an image processing unit, 114 is a recording medium, 114 is a shutter button, 116 is a setting button, 151 is a strobe control unit, 152 is a xenon tube, 153 is a charging circuit, 154 is a strobe. A light emitting capacitor, 155 is a light emitting circuit, 156 is an external light control sensor, 157 reflector, and 158 is a contact.

カメラ制御部101はカメラ全体の動作を制御する。カメラ制御部101はマイクロコンピュータで構成され、不揮発メモリ102や一時記憶メモリ103が接続されている。不揮発メモリ102はプログラムや設定値が格納され、一時記憶メモリ103は演算中の画像や各演算結果や制御値が格納される。カメラ制御部101は接点203や接点158を通してレンズ制御部202やストロボ制御部151と通信し、指示の送信と情報の受信を行う。   The camera control unit 101 controls the operation of the entire camera. The camera control unit 101 is composed of a microcomputer and is connected to a nonvolatile memory 102 and a temporary storage memory 103. The nonvolatile memory 102 stores programs and setting values, and the temporary storage memory 103 stores images being calculated, calculation results, and control values. The camera control unit 101 communicates with the lens control unit 202 and the strobe control unit 151 through the contact 203 and the contact 158, and transmits instructions and receives information.

メインミラー104が図1に示すファインダー観察状態にある場合、撮影レンズ201を通過した被写体光の一部の光束を反射する。メインミラー104で反射された光束は、ピント板105で結像しペンタプリズム106で像の向きを変えてファインダー107に導かれ、撮影者の眼に至る。これにより撮影者は被写体像を確認することが出来る。ピント板105で結像した被写体像はファインダー107近傍にある測光センサー108に導かれる。測光センサー108に結像した被写体像は、電気的なイメージ信号に光電変換されて、輝度情報としてカメラ制御部101へ出力する。   When the main mirror 104 is in the viewfinder observation state shown in FIG. 1, a part of the subject light beam that has passed through the photographing lens 201 is reflected. The light beam reflected by the main mirror 104 forms an image on the focus plate 105, changes the direction of the image by the pentaprism 106, and is guided to the finder 107 to reach the photographer's eyes. Thus, the photographer can confirm the subject image. The subject image formed on the focus plate 105 is guided to a photometric sensor 108 in the vicinity of the viewfinder 107. The subject image formed on the photometric sensor 108 is photoelectrically converted into an electrical image signal and output to the camera control unit 101 as luminance information.

測光センサー108は数万以上の画素をもつエリア型センサーで画面領域を分割して測光が可能である。なお測光センサー108は輝度情報を画像処理部113に出力し、画像処理部113にて各種演算を実施し結果をカメラ制御部101へ出力してもよい。カメラ制御部101または画像処理部113は被写体輝度を算出しシーンを分析するため、画面領域を例えば9×7個のブロックに分割し各ブロックに含まれる画素の信号に基づき、ブロック毎の輝度情報を算出する。ブロックの輝度情報は、例えばブロック内の全画素の輝度を平均することにより求められる。   The photometric sensor 108 is an area type sensor having tens of thousands or more pixels, and can measure light by dividing a screen area. The photometric sensor 108 may output luminance information to the image processing unit 113, perform various calculations in the image processing unit 113, and output the results to the camera control unit 101. In order for the camera control unit 101 or the image processing unit 113 to calculate the subject brightness and analyze the scene, the screen area is divided into, for example, 9 × 7 blocks, and brightness information for each block is obtained based on the pixel signals included in each block. Is calculated. The luminance information of the block is obtained, for example, by averaging the luminance of all the pixels in the block.

また測光センサー108はR画素、G画素、B画素を持ち、色を認識することが出来てもよい。画像処理部113は撮像画像において、顔の目や鼻、口など形状の特徴点を判断することで、主な被写体である人物の顔を主被写体として検出する機能を持ち、検出した顔の数・領域位置・大きさなどをカメラ制御部101へ出力する。   The photometric sensor 108 may have R pixels, G pixels, and B pixels and be able to recognize colors. The image processing unit 113 has a function of detecting a face of a person as a main subject as a main subject by determining feature points of the shape such as eyes, nose, and mouth of the captured image, and the number of detected faces. Output region position / size, etc. to the camera control unit 101.

メインミラー104はハーフミラーで構成されており、反射されずにメインミラー104を通過した光束は、サブミラー109で反射され焦点検出センサー110に導かれる。焦点検出センサー110に結像した被写体像は、電気的なイメージ信号に光電変換されて、カメラ制御部101に伝達される。カメラ制御部101は焦点検出センサー110からの被写体像のイメージ信号に基づいて、位相差検出方式による焦点検出演算を行い、算出したデフォーカス量およびデフォーカス方向などの合焦距離情報に基づいて、レンズ制御部202を介して撮像レンズ201内のフォーカスレンズの位置を変化させ、合焦位置まで駆動する。またカメラ制御部101はレンズ制御部202を介して絞り(不図示)を駆動する。   The main mirror 104 is a half mirror, and the light beam that has passed through the main mirror 104 without being reflected is reflected by the sub mirror 109 and guided to the focus detection sensor 110. The subject image formed on the focus detection sensor 110 is photoelectrically converted into an electrical image signal and transmitted to the camera control unit 101. The camera control unit 101 performs a focus detection calculation by a phase difference detection method based on the image signal of the subject image from the focus detection sensor 110, and based on the in-focus distance information such as the calculated defocus amount and defocus direction, The position of the focus lens in the imaging lens 201 is changed via the lens control unit 202 and driven to the in-focus position. Further, the camera control unit 101 drives a diaphragm (not shown) via the lens control unit 202.

撮像時にはカメラ制御部101は、メインミラー104とサブミラー109を退避して、被写体像が撮像素子112上に結像する光路に変更する。撮像素子112の前面には、シャッター111が配置されている。シャッター111はフォーカルプレンシャッターである。   At the time of imaging, the camera control unit 101 retracts the main mirror 104 and the sub mirror 109 to change the optical path so that the subject image is formed on the imaging element 112. A shutter 111 is disposed on the front surface of the image sensor 112. The shutter 111 is a focal plane shutter.

撮像素子112は、数百万以上の撮像用画素を有するCMOSイメージセンサ等が使用される。撮像レンズ201を通過した被写体の光は撮像素子112上に被写体像が結像する。撮像素子112はこの光を受光して光電変換する。光から変換された電荷は輝度を示し、画素毎に蓄えられたのちに、画素内のトランジスタによって電圧として読み出される。読みだされた電圧は、デジタル信号に変換され、画像処理部113に転送される。   As the image sensor 112, a CMOS image sensor or the like having several million or more imaging pixels is used. The subject image that has passed through the imaging lens 201 forms a subject image on the image sensor 112. The image sensor 112 receives this light and performs photoelectric conversion. The electric charge converted from light shows luminance, and after being stored for each pixel, it is read as a voltage by a transistor in the pixel. The read voltage is converted into a digital signal and transferred to the image processing unit 113.

画像処理部113は、画像処理に特化したプロセッサである。撮像素子112から転送された撮像画像を現像・各種画像処理・符号化されたのちに記録媒体114に出力する。また画像の演算結果をカメラ制御部101へ出力する。   The image processing unit 113 is a processor specialized for image processing. The captured image transferred from the image sensor 112 is developed, variously processed, and encoded, and then output to the recording medium 114. In addition, the calculation result of the image is output to the camera control unit 101.

115はシャッター釦であり、SW1とSW2は2段スイッチで形成されている。SW1オンで撮影準備開始、SW2オンで撮影開始を指示する。116は設定釦であり、撮影者がカメラの動作を選択する為の設定を入力する手段である。メカニカルなボタンあるいはタッチセンサーなどから成る。   Reference numeral 115 denotes a shutter button, and SW1 and SW2 are formed of two-stage switches. When SW1 is turned on, shooting preparation is started, and when SW2 is turned on, shooting is started. Reference numeral 116 denotes a setting button, which is a means for inputting a setting for the photographer to select the operation of the camera. It consists of mechanical buttons or touch sensors.

151はストロボ制御部で、ストロボ各部を制御し、またカメラ制御部101と接点158を介して通信を行い、動作指示の受信あるいは各種情報の送信を行う。充電回路153でストロボ発光用コンデンサー154に充電された電荷を発光回路155で制御しキセノン管152を発光させる。発光は反射板157で集光され、被写体を照射する。156は外部調光センサーでレンズ201を透過した光を使用せずに、被写体の輝度を測光するセンサーである。被写体輝度を測定する方法は、外部調光センサー156と前述の測光センサー108を用いる方法以外に撮像素子112を用いてもよい。   Reference numeral 151 denotes a strobe control unit that controls each unit of the strobe and communicates with the camera control unit 101 via the contact 158 to receive an operation instruction or transmit various information. The charge charged in the strobe light emission capacitor 154 by the charging circuit 153 is controlled by the light emission circuit 155 to cause the xenon tube 152 to emit light. The emitted light is collected by the reflector 157 and illuminates the subject. Reference numeral 156 denotes an external light control sensor that measures the luminance of the subject without using the light transmitted through the lens 201. As a method for measuring the subject luminance, the image sensor 112 may be used in addition to the method using the external light control sensor 156 and the above-mentioned photometric sensor 108.

ここで顔を検出するための最適なゲイン算出についてについて説明する。撮像画像において露出を決定するとは、顔領域を利用して主被写体領域を決定するとき、顔領域を検出する前では主被写体領域を決定できず、たとえば画面全体を対象とする。撮像の画像の露出は、たとえば画面全体の輝度の平均値によって合わせる方法があるが、被写体像の中に顔の反射率と大きく異なる領域が大きく存在しているとき、顔領域の露出が大きくずれてしまう。   Here, optimal gain calculation for detecting a face will be described. “Determining exposure in a captured image” means that when a main subject region is determined using a face region, the main subject region cannot be determined before the face region is detected. The exposure of the captured image can be adjusted by, for example, the average value of the luminance of the entire screen. However, when there is a large area in the subject image that is significantly different from the reflectance of the face, the exposure of the face area is greatly shifted. End up.

顔の領域の面積:Sface
他の領域の面積:Sother
顔の領域の輝度:Eface
他の領域の輝度:Eother
とするとき、画面全体の平均輝度: Eavr
Area of face area: S face
Area of other area: S other
Luminance of face area: E face
Luminance in other areas: E other
When the average brightness of the entire screen: E avr

となる。 It becomes.

たとえば一般的な胸像(バストアップ)人物画像において顔の大きさは10%程度であるので、服を着た胸部と背景が面積のほとんどの割合を占める。また例えば演台に立ちライトアップされた人物と暗いカーテンなどの背景の輝度の差はたとえばEV7以上ある。
たとえばEface=9(EV) 、Eother=1(EV) としてこれを式に適用すると
画面全体の平均輝度Eavr= 0.1 * 9 + 0.9 * 1 =1.8(EV)
となる。よってEavrに合わせてゲインを決定し適露出にすると、Efaceは適露出から7.2(EV)オーバーとなる。
For example, in a general bust (bust-up) person image, the size of the face is about 10%, so the chest part with the clothes and the background occupy most of the area. In addition, for example, the difference in brightness between a person standing on a podium and a background such as a dark curtain is EV7 or more.
For example, if E face = 9 (EV) and E other = 1 (EV) and this is applied to the formula, the average brightness of the entire screen E avr = 0.1 * 9 + 0.9 * 1 = 1.8 (EV)
It becomes. Therefore, if the gain is determined according to E avr and the appropriate exposure is obtained, Eface is 7.2 (EV) over from the appropriate exposure.

また別のシーンにおいて、例えば日中の逆光において影となった人物は背景の輝度の差はたとえばEV7以上ある。Eface=3(EV) 、Eother=10(EV) として
画面全体の平均輝度Eavr= 0.1 * 3 + 0.9 * 10 =9.3(EV)
In another scene, for example, a person who becomes a shadow in the daytime backlight has a background luminance difference of EV7 or more. E face = 3 (EV), E other = 10 (EV), average brightness of the entire screen E avr = 0.1 * 3 + 0.9 * 10 = 9.3 (EV)

よってEavrに合わせてゲインを決定し適露出にすると、Efaceは適露出から6.3(EV)アンダーとなる。このようにゲインを算出するとき顔領域以外の輝度を用いると顔領域の輝度と大きく異なってしまい、顔のコントラストは低下し顔検出の精度が低下する。
いっぽうストロボ撮影の時、ストロボ発光による被写体の輝度は、発光量、反射率、被写体との距離で与えられる。被写体との距離は、直前の定常光時に合焦距離情報から得られる測距情報を用いる。また被写体の顔である領域の反射率はあらかじめ分かっている。これらからストロボ発光による被写体の輝度が求めることができる。
Therefore when the decision to apply expose the gain in accordance with the E avr, E fac e becomes 6.3 (EV) under a suitable exposure. In this way, when brightness other than the face area is used when calculating the gain, the brightness of the face area is greatly different, the face contrast is lowered, and the face detection accuracy is lowered.
On the other hand, during flash photography, the brightness of the subject due to flash emission is given by the light emission amount, the reflectance, and the distance from the subject. As the distance to the subject, distance measurement information obtained from the focus distance information at the time of the last stationary light is used. The reflectance of the area that is the face of the subject is known in advance. From these, the luminance of the subject by strobe emission can be obtained.

カメラのストロボ光量を示すガイドナンバーは標準反射率(18%)の被写体を適露出にするために、被写体との距離(m)と絞り値(F値)と撮像ISO感度で定義されている。被写体との距離は、直前の定常光時に合焦距離情報から得られる測距情報を用いる。被写体を適露出するガイドナンバー(GN)適とすると   The guide number indicating the amount of strobe light of the camera is defined by the distance (m) to the subject, the aperture value (F value), and the imaging ISO sensitivity in order to properly expose the subject with the standard reflectance (18%). As the distance to the subject, distance measurement information obtained from the focus distance information at the time of the last stationary light is used. When the guide number (GN) is appropriate for exposing the subject appropriately

プリ発光量が固定の時には、プリ発光量をガイドナンバー(GN)固定とする。プリ発光画像から顔検出画像を生成するため距離によるゲインをゲインG固定とする。顔反射率24〜30%程度であるので、標準反射率との差を考慮すると When the pre-emission amount is fixed, the pre-emission amount is fixed to the guide number (GN). In order to generate a face detection image from the pre-flash image, the gain according to the distance is fixed to gain G. Since the face reflectance is around 24-30%, considering the difference from the standard reflectance

と表され、ゲインG固定は以下となる The gain G fixed is as follows

顔検出に用いられる画像はストロボ発光による輝度を抽出するため、プリ発光測光画像と定常光測光画像の差分を取る。顔検出の際には、顔の反射率は前記の様に事前に判明しており、顔検出を行う画像では顔以外の被写体は適露出にする必要がないのでプリ測光画像にゲインGを掛け、顔領域の検出を実行する。 For the image used for face detection, the difference between the pre-flash photometric image and the steady-light photometric image is taken in order to extract the luminance due to the flash emission. At the time of face detection, the reflectance of the face is known in advance as described above, and it is not necessary to properly expose subjects other than the face in the image for face detection, so a gain G is applied to the pre-photometric image. , Face area detection is performed.

顔検出画像 = (プリ発光測光画像 - 定常光測光画像 ) × ゲインG固定 (5)
この式で得られる顔検出画像は、顔領域が適露出となっており、顔検出の実行を1度実行すれば精度よく顔検出が出来る。
Face detection image = (Pre-flash metering image-Steady-light metering image) × Gain G fixed (5)
The face detection image obtained by this formula has an appropriate exposure of the face area, and the face can be detected with high accuracy if the face detection is executed once.

またストロボの発光量は特許文献1にあるように測距情報からプリ発光の発光量を変化させてもよい。また被写体との距離は、レンズの合焦距離情報ではなく別の測距手段によって得てもよい。   Further, as described in Patent Document 1, the flash light emission amount may be changed from the distance measurement information. Further, the distance to the subject may be obtained by other distance measuring means instead of the focal distance information of the lens.

次に、図2aのフロー図を参照して本実施の形態におけるストロボを用いた撮影について説明する。   Next, photographing using a strobe in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

図2aの各ステップに応じて撮影動作を行う。ステップS201では、シャッター釦115のSW1の状態を監視する。シャッター釦115のSW1がオンされたら、ステップS202へ、オフであれば、ステップS201で戻る。   The photographing operation is performed according to each step of FIG. In step S201, the state of SW1 of the shutter button 115 is monitored. If SW1 of the shutter button 115 is turned on, the process returns to step S202, and if it is off, the process returns to step S201.

ステップS202では、焦点検出センサー110を使って、焦点状態を検出し、デフォーカス情報を検出し、ステップS203へ進む。ステップS203では、ステップS203で得られたデフォーカス情報をもとに、合焦位置にレンズ203を駆動し、ステップS204へ進む。   In step S202, the focus detection sensor 110 is used to detect the focus state, defocus information is detected, and the process proceeds to step S203. In step S203, the lens 203 is driven to the in-focus position based on the defocus information obtained in step S203, and the process proceeds to step S204.

ステップS204では、ストロボを発光するか否か撮影者が入力した設定に従う。発光する場合のみ、ステップS205へ進む。発光しない場合、ステップS224へ進む。ステップS205では、外光を測光する。測光画像AE(1)を取得する。ステップS206では、プリ発光を行う。ステップS207では、プリ発光測光する。測光画像AE(2)を取得する。ステップS209では、ゲインGを算出する。   In step S204, whether or not to emit the strobe is set according to the setting input by the photographer. Only when the light is emitted, the process proceeds to step S205. If no light is emitted, the process proceeds to step S224. In step S205, external light is measured. A photometric image AE (1) is acquired. In step S206, pre-emission is performed. In step S207, pre-flash photometry is performed. A photometric image AE (2) is acquired. In step S209, the gain G is calculated.

ステップS210では、プリ発光による被写体輝度を算出するために外光を引く。測光画像AE(2)-AE(1)演算を行い、さらにゲインGを適用し、顔検出画像を生成する。ステップS211では、顔検出画像に対して顔検出をおこなう。ステップS212では、顔を検出したか判定する。顔を検出した場合はステップS213に、顔を検出しない場合はステップS215に進む。   In step S210, outside light is drawn in order to calculate the subject luminance due to the pre-emission. The photometric image AE (2) -AE (1) is calculated, and a gain G is applied to generate a face detection image. In step S211, face detection is performed on the face detection image. In step S212, it is determined whether a face has been detected. If a face is detected, the process proceeds to step S213. If a face is not detected, the process proceeds to step S215.

ステップS213では、検出した顔の領域位置を決定する。ステップS214では、検出した顔領域の輝度を決定する。ステップS215では、ストロボの調光領域を決定する。ステップS217では、ストロボの発光量を決定する。ステップS218で本撮影・本発光する。   In step S213, the detected face region position is determined. In step S214, the brightness of the detected face area is determined. In step S215, the flash light control region is determined. In step S217, the flash emission amount is determined. In step S218, main photographing / main light emission is performed.

ステップS219において撮像素子112を用いて撮影されたデータを、画像処理部113で現像処理や画像処理を行い、圧縮と符号化を行う。ステップS220で、画像データを記録媒体114に記録する。ステップS221で、撮影終了する。   Data captured using the image sensor 112 in step S219 is subjected to development processing and image processing by the image processing unit 113 to be compressed and encoded. In step S220, the image data is recorded on the recording medium 114. In step S221, shooting is finished.

(ステップS204で、ストロボ撮影しない場合)
ステップS222では、外光を測光する。ステップS223で本撮影する。ステップS219へ進む。
(When not taking flash photography in step S204)
In step S222, ambient light is measured. In step S223, actual photographing is performed. Proceed to step S219.

以上説明したように、ストロボのプリ発光時の被写体撮像画像において顔検出精度を向上させることで、レリーズタイムラグを増やすことなく顔の輝度が良好な撮像画像を提供することができる。   As described above, by improving the face detection accuracy in the subject captured image at the time of pre-flash of the strobe, it is possible to provide a captured image with good face brightness without increasing the release time lag.

[実施例2]
実施例1において、顔検出の演算はたとえば60ミリ秒程度を要する。撮像センサーの画素数の制約と光学的な分解能の制約により、顔が検出可能な最少サイズが存在する。被写体との距離によって、顔検知が困難であると判定できる場合、顔検出の演算をスキップする。顔の目・鼻・口などの各構成要素が3〜4画素であるとき顔サイズは20画素程度となる。
[Example 2]
In the first embodiment, the face detection calculation requires about 60 milliseconds, for example. Due to restrictions on the number of pixels of the image sensor and optical resolution, there is a minimum size that can detect a face. When it can be determined that face detection is difficult based on the distance to the subject, the face detection calculation is skipped. When each component such as eyes, nose and mouth of the face is 3 to 4 pixels, the face size is about 20 pixels.

図3に顔サイズが20画素程度の図を示す。顔の目301、顔の鼻302、顔の口303の顔の各構成要素が各々3〜4画素である。   FIG. 3 shows a face size of about 20 pixels. Each face component of the face eye 301, the face nose 302, and the face mouth 303 is 3 to 4 pixels.

たとえば撮像サイズが36ミリメートル×24ミリメートルのとき、測光センサーが測光を行う範囲がたとえば30ミリメートル×20ミリメートルであり、また画素数はたとえば300×180画素である。このとき測光センサーの20画素はピント板上2ミリメートルに相当する。成人の顔の大きさを12センチメートルとすると、ピント板上2ミリメートルに結像する距離は60fである。(レンズ焦点距離の60倍)。撮像画像上の顔の大きさが20画素以下になると顔の目・鼻・口などの各構成要素が検出できなくなり、検出精度が格段に低下する。   For example, when the imaging size is 36 mm × 24 mm, the range in which the photometric sensor performs photometry is, for example, 30 mm × 20 mm, and the number of pixels is, for example, 300 × 180 pixels. At this time, 20 pixels of the photometric sensor correspond to 2 millimeters on the focusing plate. If the size of an adult face is 12 centimeters, the distance to form an image on a focusing plate of 2 millimeters is 60 f. (60 times the lens focal length). When the size of the face on the captured image is 20 pixels or less, the constituent elements such as the eyes, nose, and mouth of the face cannot be detected, and the detection accuracy is significantly reduced.

さらにピント板は光を拡散させ解像度を低下させるので顔が検出可能な最少サイズは20画素よりも大きくなる。被写体との距離は、直前の定常光時に合焦距離情報から得られる測距情報を用いる。このとき被写体との距離がレンズ焦点距離の60倍以上であるとき、測光センサー上の被写体の顔の大きさは上記の顔が検出可能な最少サイズ以下となり、顔検出が困難となる。   Further, since the focusing screen diffuses light and lowers the resolution, the minimum size that the face can detect is larger than 20 pixels. As the distance to the subject, distance measurement information obtained from the focus distance information at the time of the last stationary light is used. At this time, when the distance to the subject is 60 times or more of the lens focal length, the size of the face of the subject on the photometric sensor is not more than the minimum size that the above-mentioned face can be detected, making face detection difficult.

次に、図2bのフロー図を参照して本実施の形態におけるストロボを用いた撮影について説明する。   Next, photographing using a strobe in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS201では、シャッター釦115のSW1の状態を監視する。シャッター釦115のSW1がオンされたら、ステップS202へ、オフであれば、ステップS201で戻る。ステップS202では、焦点検出センサー110を使って、焦点状態を検出し、デフォーカス情報を検出し、ステップS203へ進む。ステップS203では、ステップS203で得られたデフォーカス情報をもとに、合焦位置にレンズ203を駆動し、ステップS204へ進む。   In step S201, the state of SW1 of the shutter button 115 is monitored. If SW1 of the shutter button 115 is turned on, the process returns to step S202, and if it is off, the process returns to step S201. In step S202, the focus detection sensor 110 is used to detect the focus state, defocus information is detected, and the process proceeds to step S203. In step S203, the lens 203 is driven to the in-focus position based on the defocus information obtained in step S203, and the process proceeds to step S204.

ステップS204では、ストロボを発光するか否か撮影者が入力した設定に従う。発光する場合のみ、ステップS205へ進む。発光しない場合、ステップS222へ進む。ステップS205では、外光を測光する。測光画像AE(1)を取得する。ステップS206では、プリ発光を行う。ステップS207では、プリ発光測光する。測光画像AE(2)を取得する。ステップS208では、ステップS203で得られた合焦位置が60fを超えるか判定する。超える場合はステップS216に、超えない場合はステップS209に進む。ステップS209では、ゲインGを算出する。   In step S204, whether or not to emit the strobe is set according to the setting input by the photographer. Only when the light is emitted, the process proceeds to step S205. If no light is emitted, the process proceeds to step S222. In step S205, external light is measured. A photometric image AE (1) is acquired. In step S206, pre-emission is performed. In step S207, pre-flash photometry is performed. A photometric image AE (2) is acquired. In step S208, it is determined whether the in-focus position obtained in step S203 exceeds 60f. When exceeding, it progresses to step S216, and when not exceeding, it progresses to step S209. In step S209, the gain G is calculated.

ステップS210では、プリ発光による被写体輝度を算出するために外光を引く。測光画像AE(2)-AE(1)演算を行い、さらにゲインGを適用し、顔検出画像を生成する。ステップS211では、顔検出画像に対して顔検出をおこなう。ステップS212では、顔を検出したか判定する。顔を検出した場合はステップS213に、顔を検出しない場合はステップS215に進む。   In step S210, outside light is drawn in order to calculate the subject luminance due to the pre-emission. The photometric image AE (2) -AE (1) is calculated, and a gain G is applied to generate a face detection image. In step S211, face detection is performed on the face detection image. In step S212, it is determined whether a face has been detected. If a face is detected, the process proceeds to step S213. If a face is not detected, the process proceeds to step S215.

ステップS213では、検出した顔の領域位置を決定する。ステップS214では、検出した顔領域の輝度を決定する。ステップS215では、ストロボの調光領域を決定する。   In step S213, the detected face region position is determined. In step S214, the brightness of the detected face area is determined. In step S215, the flash light control region is determined.

(ステップS208で、合焦位置が60fを超える場合)
ステップS216では、測光画像AE(2)-AE(1)演算を行い。ステップS215へ進む。
(When the focus position exceeds 60f in step S208)
In step S216, the photometric image AE (2) -AE (1) is calculated. Proceed to step S215.

(ステップS215から)
ステップS217では、ストロボの発光量を決定する。ステップS218で本撮影・本発光する。ステップS219において撮像素子112を用いて撮影されたデータを、画像処理部113で現像処理や画像処理を行い、圧縮と符号化を行う。ステップS220で、画像データを記録媒体114に記録する。ステップS221で、撮影終了する。
(From step S215)
In step S217, the flash emission amount is determined. In step S218, main photographing / main light emission is performed. Data captured using the image sensor 112 in step S219 is subjected to development processing and image processing by the image processing unit 113 to be compressed and encoded. In step S220, the image data is recorded on the recording medium 114. In step S221, shooting is finished.

(ステップS204で、ストロボ撮影しない場合)
ステップS222では、外光を測光する。ステップS223で本撮影する。ステップS219へ進む。
(When not taking flash photography in step S204)
In step S222, ambient light is measured. In step S223, actual photographing is performed. Proceed to step S219.

以上説明したように、被写体との距離情報から顔を検出困難と判定できるときには顔検出ステップをスキップしてレリーズタイムラグを大きくなることを抑制する撮像画像を提供することができる。   As described above, when it is possible to determine that it is difficult to detect the face from the distance information with respect to the subject, it is possible to provide a captured image that suppresses an increase in the release time lag by skipping the face detection step.

[実施例3]
実施例1において、被写体との距離情報を、合焦位置情報から求めるときに、レンズによっては被写体との距離は範囲を示すことがある。すなわち
遠い被写体距離:dLfar
近い被写体距離:dLnear
と表され、被写体との距離は、dLnearからdLfarの範囲にあると示される。このとき前記(4)式を2通り適用して2つのゲインを得る。
[Example 3]
In Example 1, when the distance information with respect to the subject is obtained from the focus position information, the distance to the subject may indicate a range depending on the lens. That is, far object distance: dLfar
Close subject distance: dLnear
And the distance to the subject is indicated to be in the range from dLnear to dLfar. At this time, two gains are obtained by applying the equation (4) in two ways.

遠い被写体のゲインGfar   Distant subject gain Gfar

近い被写体のゲインGnear   Gain of near subject Gnear

2つのゲインGに応じて顔検出画像も2つ算出する
顔検出画像far=プリ測光画像×ゲインGfar
顔検出画像near=プリ測光画像×ゲインGnear
この2つの画像に対して顔検出を実施する。
Face detection image far which calculates two face detection images according to two gains G = pre-photometry image × gain Gfar
Face detection image near = Pre-photometry image × Gain Gnear
Face detection is performed on these two images.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

101はカメラ制御部
108は測光センサー
113は画像処理部
101 is a camera control unit 108, photometric sensor 113 is an image processing unit

Claims (3)

撮影時におけるメイン発光前にプリ発光を行う撮像装置であって、
被写体との距離を測定する測距手段と、
プリ発光量を取得する手段と、
レンズの開放絞り値を取得する手段と、
プリ発光による被写体撮像画像を取得する手段と、
プリ発光による被写体輝度の変化を取得する輝度変化取得手段と、
前記プリ発光量と前記レンズ開放絞り値と人物顔領域の反射率に基づき被写体撮像画像に掛けるゲインを算出するゲイン算出手段と、
プリ発光による被写体撮像画像にゲインを適用し顔検出画像を生成する被写体撮像画像ゲイン適用手段と
前記ゲインが適用され生成された顔検出画像を基に、前記被写体撮像画像内における顔領域を検出する顔領域検出手段と、
前記顔領域検出手段により検出された顔領域を前記プリ発光による測光値に応じてメイン発光量を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された前記メイン発光量に基づいてストロボを制御して撮影を
行うように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
An imaging device that performs pre-flash before main flash during shooting,
Ranging means for measuring the distance to the subject;
Means for obtaining a pre-emission amount;
Means for obtaining an open aperture value of the lens;
Means for acquiring a subject captured image by pre-flash;
Brightness change acquisition means for acquiring a change in subject brightness due to pre-flash;
Gain calculating means for calculating a gain to be applied to the subject captured image based on the pre-emission amount, the lens open aperture value, and the reflectance of the human face area;
Based on a subject captured image gain applying unit that generates a face detection image by applying a gain to a subject captured image by pre-flash, and detects a face area in the subject captured image based on the face detection image generated by applying the gain Face area detection means;
A calculation means for calculating a main light emission amount according to a photometric value obtained by the pre-light emission for the face area detected by the face area detection means;
Control means for controlling the strobe to perform shooting based on the main light emission amount calculated by the calculating means;
An imaging device comprising:
上記被写体との距離がある閾値以上の時、上記顔領域検出手段をスキップする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein when the distance to the subject is equal to or greater than a threshold value, the face area detection unit is skipped. 上記被写体との距離を測定する測距手段から得られる被写体との距離情報が範囲を示すとき、距離情報が示す2つの距離を用いて上記ゲインを2つ算出する請求項1に記載の撮像装置。 2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein when the distance information with respect to the subject obtained from the distance measuring means for measuring the distance to the subject indicates a range, the two gains are calculated using the two distances indicated by the distance information. .
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