JP4874750B2 - デジタルカメラおよびその制御方法 - Google Patents

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本発明は、フラッシュ撮影機能を備えたデジタルカメラと、フラッシュの発光量を制御する方法に関する。
デジタルカメラは、通常、シャッタレリーズボタンが押される以前から画像の撮影を行っており、露出調整や焦点調節は、その段階で撮影された画像を利用して行われる。また、その段階で撮影された画像は、フラッシュの適正発光量を求める調光にも利用されている。フラッシュの発光量の求め方としては、撮影された画像全体の明るさに基づいて適正発光量を求める方法が一般的であったが、近年、撮影された画像から人物の顔を検出し、顔の有無や顔が占める割合によってフラッシュの発光量を異ならせる方法が提案されている。
例えば特許文献1には、人物の顔が検出され、画像中の顔が占める割合が所定値以上のときに、発光量を弱めにする方法が示されている。また、特許文献2には、顔を含む領域のみの情報を利用して発光量を求める方法や、顔を含む領域の重み付けを他の領域よりも高く設定した画像データを利用して発光量を求める方法が示されている。
特開2003−107567号公報 特開2006−074164号公報
特許文献1、2が示す方法では、被写体に含まれる人物の顔を上手く検出できれば、その顔をフラッシュ撮影した場合に、顔部分が白とびすることなく、また顔部分が暗くなることもなく、適切な明るさの画像を得ることができる。しかし、被写体に含まれる人物の顔を上手く検出できなかったり、被写体が人物の顔を含まないのに誤って顔を含むと判定してしまったりすれば、フラッシュ撮影時のフラッシュ発光量は適正値を外れたものとなり、適切な明るさの画像を得ることができない。
顔の誤検出は、顔検出処理の精度を高めることで、ある程度防止できる。しかし、顔検出の処理時間は検出精度に比例して長くなるため、精度の高い顔検出機能を搭載しても顔の検出に十分な時間を確保できなければ正しい検出結果は得られない。また、正しい検出結果が得られたとしても、顔検出を行ったときとフラッシュ撮影を行ったときとで被写体が異なってしまえば、フラッシュ撮影時の発光量は適正値を外れたものとなる。
このように、顔の検出結果を利用してフラッシュの適正発光量を求める方法は、発光量の演算に利用した検出結果が適切なタイミングで取得されたものであれば有効であるが、利用した検出結果の取得タイミングによっては、適正値を大きく外れた発光量でフラッシュ撮影が行われてしまう恐れがある。本発明は、この問題に鑑みて、常に最適なタイミングで取得された検出結果を利用してフラッシュ発光量を制御することができる制御方法およびデジタルカメラを提供することを課題とする。
本願発明のデジタルカメラは、被写体を表す画像データを生成するCCD(Charge-Coupled Device)などの撮像手段と、撮像手段により生成された画像データを一時記憶する記憶手段(メモリ)と、フラッシュを発光する発光手段と、撮像手段により生成された画像データを対象として顔情報の検出処理を実行する顔検出手段と、顔検出手段から出力される検出結果を参照してフラッシュの発光量を制御する発光量制御手段とを備える。
ここで、発光手段は、内蔵フラッシュでも、脱着可能な外付フラッシュでもよい。また、顔検出手段、発光量制御手段は、それぞれ独立した顔検出回路、発光量制御回路として実装してもよいし、顔検出プログラム、発光量制御プログラムとしてメモリに記憶せしめ、プログラムに従った処理をCPUに実行させることにより実現してもよい。
顔検出手段は、前記撮像手段による画像データの生成が開始されてから前記発光手段によるフラッシュの発光が行われるまでの間で予め設定された、状態の異なる複数の時点において、検出結果を発光量制御手段に供給する。フラッシュを備えたデジタルカメラの中には、被写体に対して十分な光を供給することを目的とした発光(本発光)以外に、被写体からの反射光量を測定する目的で微小な発光(プリ発光)を行うものがあるが、「フラッシュの発光が行われるまで」とは、本発光が行われるまでを意味する。また、「状態の異なる複数の時点」の「状態」とはデジタルカメラ内部で区別される状態のことである。例えば、所定の操作が行われる前の状態と行われた後の状態とは、異なる状態といえる。またデジタルカメラが所定の動作や処理を完了する前の状態と完了した後の状態とは、異なる状態といえる。
発光量制御手段は、顔検出手段から複数の検出結果が供給されたときに、その複数の検出結果を選択的に参照し、フラッシュの発光量を求める複数種類の演算処理の中から、参照した検出結果に基づいて一の演算処理を選択して実行することにより、フラッシュの発光量を求める。「選択的に参照」するとは、参照する検出結果が、所定の固定された時点で取得された検出結果ではないということである。言い換えれば、どの時点で取得された検出結果を利用してフラッシュの発光量の演算を行うかは、フラッシュ撮影操作が行われたときに決まるということである。
また、本発明の方法は、上記構成を有するデジタルカメラの制御方法であって、前記撮像手段による画像データの生成が開始されてから前記発光手段によるフラッシュの発光が行われるまでの期間に、顔検出手段の検出結果を発光量制御手段に供給する時点として、状態の異なる複数の時点を設定しておき、複数の時点における顔検出手段の検出結果を選択的に参照し、フラッシュの発光量を求める複数種類の演算処理の中から、参照した検出結果に基づいて一の演算処理を選択して実行することにより、前記フラッシュの発光量を求めることを特徴とするものである。
所定の固定された時点における顔の検出結果を発光量の制御に利用することとすると、ユーザが行った操作によっては、その検出結果が発光量制御への利用に適さないものとなる場合もある。これに対し本発明では、フラッシュ撮影のための操作が行われた時点で、発光量の制御に利用する検出結果を選択するので、常に最適なタイミングで取得された検出結果を利用して発光量を制御することができる。
例えば、本発明の一実施形態では、デジタルカメラに、二段階に押下可能なシャッタレリーズボタンと、シャッタレリーズボタンの押下操作を検出する操作検出手段とが備えられており、顔検出手段は、(a)操作検出手段によりシャッタレリーズボタンの第一段階の押下操作が検出される直前の時点と、(b)操作検出手段によりシャッタレリーズボタンの第一段階の押下操作が検出された後であってシャッタレリーズボタンの第二段階の押下操作が検出される直前の時点、の少なくとも2つの時点において、発光量制御手段に対し前記検出結果を供給する。この形態では、発光量制御手段は、(b)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているときは、(b)の時点において供給された検出結果に含まれる顔情報を利用する演算処理を実行し、(b)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれておらず、(a)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているときは、(a)の時点において供給された検出結果に含まれる顔情報を利用する演算処理を実行する。このため、常に、取得し得た検出結果のうち、フラッシュを発光させるタイミングに最も近いタイミングで実行された顔検出処理の結果を発光量制御に利用することができ、常に最適な発光量でフラッシュ撮影を行うことができる。
また、本発明の他の実施形態では、発光量制御手段は、上記の(a)または(b)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているか否かを判定し、顔情報が含まれているときと含まれていないときとで異なる演算処理を選択する。例えば、シャッタレリーズボタンが操作された時点で取得された画像から顔が検出されなければ、ユーザは顔以外の対象を撮影しようしていた可能性が高いので、(a)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれていないときは、顔情報を利用しない演算処理を選択することとする。
本発明において、参照した検出結果に顔情報が含まれていたときに実行する演算処理は、必ずしも顔情報を利用する演算処理でなくてもよい。例えば、所定の演算により発光量を求め、供給された検出結果に顔情報が含まれているときだけ、その求められた発光量から一定量を減ずる演算処理を行うなどしてもよい。但し、画像の内容に拘わらず一律に一定量を減じてしまうと、必ずしも最適な発光量とはならないため、デジタルカメラが備える画像処理手段により、発光手段による発光が終了した後、一時記憶手段に記憶された画像データの明るさを調整することが望ましい。
以下、本発明の実施形態としてフラッシュ撮影機能を備えた一眼レフのデジタルカメラと、そのデジタルカメラのフラッシュの発光量の制御方法を例示して、説明する。
[ 実施形態1 ]
図1A、図1Bおよび図1Cは、本発明の一実施形態におけるデジタルカメラ1の外観を示す図である。図1Aに示すように、このデジタルカメラ1の上部には、シャッタレリーズボタン2、撮影モードの設定に利用されるモードダイヤル3、内蔵フラッシュ4および付属品の取付口であるホットシュー5が備えられている。
シャッタレリーズボタン2は、2段階の押下により2種類の動作を指示できる構造となっている。例えば、自動露出調整機能(AE:Auto Exposure)、自動焦点調節機能(AF:Auto Focus)を利用した撮影では、デジタルカメラ1は、シャッタレリーズボタン2が軽く押下(半押しともいう)されたときに、露出調整、焦点合わせなどの撮影準備を行う。その状態で、シャッタレリーズボタン2が強く押下(全押しともいう)されると、デジタルカメラ1は露光を開始し、露光により得られた1画面分の画像データをメモリカードに記録する。
内蔵フラッシュ4は、脇にあるフラッシュポップアップボタン6を押すことにより、図1Bに示すようにカメラ上部方向に開く(以下、ポップアップと称する)。また、一部の撮影モードでは、自動的にポップアップすることもある。ポップアップ状態の内蔵フラッシュ4は、シャッタレリーズボタン2の2段階目の押下操作と連動して2回発光する。1回目の発光は被写体からの反射光量を測定するための予備発光(プリ発光)であり、通常の発光に比べれば発光量は微小である。予備発光には反射光量の測定のほか、赤目を予防する目的もある。2回目の発光は被写体に対して撮影に十分な光を供給するための(適切な露光量を得るための)本発光であり、本発光の発光量が適正であれば、適当な明るさの画像を得ることができる。
内蔵フラッシュ4の動作は、シャッタレリーズボタン2の操作のみならず、モードダイヤル3により設定された撮影モードにも依存する。撮影モードとしては、撮影に係る全設定をカメラが自動で行う「AUTO」、撮影に係る全設定をユーザが手動で行う「マニュアル」のほか、「プログラムオート」、「シャッタ優先オート」、「絞り優先オート」、「ブレ軽減」、「ナチュラルフォト」、「人物」、「風景」、「夜景」など、撮影シーンごとのモードが用意されている。「AUTO」モードに設定されたデジタルカメラ1は、フラッシュ撮影が必要と判断すれば、自動的に内蔵フラッシュ4をポップアップし、シャッタレリーズボタン2の操作と連動してフラッシュを発光させる。一方、「ナチュラルフォト」はフラッシュレス撮影を行うモードであるため、このモードに設定されたデジタルカメラ1では、シャッタレリーズボタン2を操作しても内蔵フラッシュ4は動作しない。他のモードについても、それぞれ、そのモードの目的に適う内蔵フラッシュ4の動作が定められている。
なお、このデジタルカメラ1は、図1Cに示すようにホットシュー5に外付フラッシュ6を取り付けて使用することもできる。外付フラッシュ7は、ホットシュー5に取付けられることで機械的・電気的にデジタルカメラ1に接続され、これにより、内蔵フラッシュ4と同様、モードダイヤル3によるモード設定に応じて、シャッタレリーズボタン2の2段階目の押下操作と連動した発光動作を行うようになる。以下、図1Aおよび図1Bに例示した形態を中心に説明するが、本発明はフラッシュが内蔵か外付けかによらず適用可能な発明である。
続いて、図2を参照して、デジタルカメラ1の内部構成について、概要を説明する。図2に示すように、デジタルカメラ1は、レンズ12、レンズ駆動部16、絞り13、絞り駆動部17、CCD14およびタイミングジェネレータ(TG)18からなる撮像系を備える。レンズ12は、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ、ズーム機能を実現するためのズームレンズなど複数の機能別レンズにより構成される。レンズ駆動部16はステッピングモータなど小型のモータで、CCD14から各機能別レンズのまでの距離が目的に適った距離となるように各機能別レンズの位置を調整する。絞り13は複数の絞り羽根からなる。絞り駆動部17は、ステッピングモータなど小型のモータで、絞りの開口サイズが目的に適ったサイズになるように絞り羽根の位置を調整する。CCD14は原色カラーフィルタを伴う500〜1200万画素のCCDで、タイミングジェネレータ18からの指示信号に応じて蓄積された電荷を放出する。タイミングジェネレータ18は、CCD14に所望の時間のみ電荷が蓄積されるようにCCD14に対して信号を送り、これによりシャッタ速度を調整する。
また、デジタルカメラ1は、CCD14の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換部15と、A/D変換部15が出力した画像データをシステムバス34を介して他の処理部に転送する画像入力制御部23と、画像入力制御部23から転送された画像データを一時記憶するSDRAM22を備える。SDRAM22に記憶される画像データはRAWデータである。
また、デジタルカメラ1は、フラッシュ11と、フラッシュ11の発光タイミングや発光量を制御するフラッシュ制御部19と、レンズ駆動部16にレンズの移動を指示して焦点合わせを行う焦点調節部20と、絞り値とシャッタ速度を決定し、絞り駆動部17とタイミングジェネレータ18に指示信号を送出する露出調整部21と、SDRAM22に記憶されている画像データを対象として顔の検出処理を実行する顔検出処理部24を備える。フラッシュ制御部19、焦点調節部20および露出調整部21は、SDRAM22に記憶されている画像データのほか、顔検出処理部24が出力する検出結果を参照して処理を行うこともある。顔の検出結果を参照して露出調整を行う方法としては、例えば特開2001−215404号公報、特開2003−107555号公報などに開示されている方法を用いることができる。また、顔の検出結果を参照して焦点調節を行う方法としては、例えば特開2006−145629号公報に開示されている方法を用いることができる。フラッシュ制御部19、焦点調節部20および露出調整部21が、顔検出処理部24から出力される検出結果を参照するか否かは、撮影モードその他の設定値によって決まる。
なお、本明細書において、顔検出処理の「検出結果」とは、顔を検出できなかった場合には検出できなかったという結果、顔を検出できた場合には顔を検出できたということと検出した顔の情報(位置、大きさなど)を意味するものとする。
デジタルカメラ1は、この他、SDRAM22に記憶されている画像データに対して画像処理を施す画像処理部25を備える。画像処理部25は、画像を自然な色合い、明るさにするための色階調補正や明るさ補正、また画像データが赤目を含むものであるときに赤目を黒目に修正する処理など、画像の見栄えを良くするための各種仕上げ処理を行った後、処理済画像データを再度SDRAM22に格納する。
また、デジタルカメラ1は、SDRAM22に記憶されている画像データの液晶モニタ(LCD:Liquid Crystal Display)27への出力を制御する表示制御部26を備える。表示制御部26は、SDRAM22に記憶されている画像データの画素数を、表示に適した大きさとなるように間引きしてから液晶モニタ27に出力する。
また、デジタルカメラ1は、SDRAM22に記憶されている画像データのメモリカード29への書込み、およびメモリカード29に記録されている画像データのSDRAM22へのロードを制御する記録読出制御部28を備える。記録読出制御部28は、ユーザの設定に応じてRAWデータをそのまま、もしくは圧縮符号化によりJPEGデータに変換してからメモリカード29に記録する。JPEGデータをロードするときは、その逆の変換を行ってからデータをSDRAM22にロードする。
デジタルカメラ1は、この他、CPU(Central Processor Unit)31、操作/制御プログラムが格納されたRAM(Random Access Memory)32、各種設定値が記憶されているEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)33からなる全体制御部30を備える。全体制御部30は、モードダイヤルによる撮影モードの設定をはじめユーザが行う各種設定操作を検出し(操作検出部として機能し)、設定された内容をEEPROM33に記憶せしめる。そして、その設定操作が行われたとき、もしくは撮影操作が行われたときに、EEPROMに記憶された設定値にしたがって、前述したフラッシュ制御部19、焦点調節部20、露出調整部21、画像入力制御部23、顔検出処理部24、画像処理部25、表示制御部26、記録読出制御部29に対し、システムバス34を介して、実行すべき処理や、その処理の実行タイミングを指示する信号を送出する。以下、フラッシュ制御部19によるフラッシュ発光量の制御について、さらに説明する。
図3A、図3B,図4Aおよび図4Bは、顔の検出結果を利用した露出調整機能、焦点調節機能、発光制御機能が有効な場合のデジタルカメラの処理を、時間の流れとともに図の左から右に並べた図で、シャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示したものである。図3Aと図3Bは従来のデジタルカメラにおける操作と動作の関係を示しており、図4Aと図4Bは本実施形態におけるデジタルカメラ1の操作と動作の関係を示している。また、図3Aと図4Aと図4Cは、第1段階目の押下操作が行われた後しばらく時間をおいてから第2段階目の押下操作が行われた場合を示しており、図3Bと図4Bは一気に第2段階目までシャッタレリーズボタンが押下された場合を示している。
図3Aに示されるように、デジタルカメラがボタン操作待ち状態でいるときに、シャッタレリーズボタンの第1段階目の押下操作が行われると、デジタルカメラはAE/AF処理を行い、それらの処理が終了すると再びボタン操作待ち状態に戻る。その状態で、シャッタレリーズボタンの第2段階目の押下操作が行われると、フラッシュを発光して露光を行い、これにより取得した画像をメモリカードに記録する。デジタルカメラは、画像の記録処理が終了すると再びボタン操作待ち状態に戻る。一方、図3Bに示されるように、シャッタレリーズボタンが一気に第2段階目まで押下されたときには、デジタルカメラはAE/AF、発光および露光、画像の記録までの一連の処理を一挙に行う。
図3A、図3Bに示すとおり、従来のデジタルカメラは、AE/AF処理を行う以前に顔検出処理を繰り返し行っており、その検出結果をAE/AF処理に利用し、さらにフラッシュの発光制御にも利用していた。これに対し、本実施形態のデジタルカメラ1は、図4Aに示すように、AE/AF処理以前のみならず、AE/AF処理終了後のボタン操作待ち状態のときにも顔検出処理を実行する。そして、AE/AF処理以前、AE/AF処理後という2種類の状態、すなわちデジタルカメラが異なる状態にあるときに実行された顔検出処理の検出結果を、選択的に利用してフラッシュの発光量を制御する。検出結果の選択基準はデジタルカメラの設計者が任意に定めることができる。
図4A、図4Bに示した例では、シャッタレリーズボタンの操作に基づいて参照すべき検出結果を選択している。シャッタレリーズボタンが時間をおいて2段階に操作されたときにはAE/AF処理終了後にも顔検出処理を実行しているはずなので、AE/AF処理終了後に取得された顔検出結果のうち最新の結果すなわち2段階目の押下操作が行われる直前の顔検出処理で得られた検出結果を参照する。一方、シャッタレリーズボタンが第2段階目まで一気に押下されたときには、AE/AF処理終了後に顔検出処理を行う時間はなかったはずなので、AE/AF処理以前、すなわちシャッタレリーズボタンが操作される前に取得された検出結果のうち最新の結果、すなわちシャッタレリーズボタンの押下操作が行われる直前の顔検出処理で得られた検出結果を参照する。
図5は、図4Aおよび図4Bで例示した選択基準が適用された場合の、デジタルカメラのフラッシュ撮影動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに示される動作を、図2に示したデジタルカメラ1の構成と関連付けて説明する。
全体制御部30は、EEPROMの設定値のうち顔検出処理の要否を示す値が「要」を示す値に設定されていれば、顔検出処理部24に対し、顔検出処理を実行し検出結果をフラッシュ制御部19、焦点調節部20および露出調整部21に供給するよう指示する信号を送出する。この指示信号を受けて、顔検出処理部24は顔検出処理を開始する(S101)。顔検出処理は、シャッタレリーズボタン2の押下操作が検出されるまで繰り返し実行される。
全体制御部30は、シャッタレリーズボタン2の押下操作を検出すると(S102)、フラッシュ制御部19、焦点調節部20および露出調整部21に押下操作が検出されたことを通知する通知信号を送出する。通知信号を受けて、露出調整部21はAE処理を行い(S103)、焦点調節部20はAF処理を行う(S104)。
フラッシュ制御部19は、通知された押下操作が第1段階の押下操作か第2段階の押下操作かを判別し(S105)、判別結果に応じて異なる処理を実行する。押下操作が第2段階目の押下操作であれば、それまでに顔検出処理部24から供給された検出結果のうち最新の検出結果を参照する(S106)。そして、検出結果に顔情報が含まれていれば顔を考慮した調光を行う(S107)。検出結果に顔情報が含まれていなければ、顔を考慮しない調光を行う(S108)。一方、ステップS105で判別した押下操作が第1段階目の押下操作であれば、引き続き顔検出処理部24から検出結果の供給を受け(S109)、全体制御部30からの次の通知信号を待つ(S110)。フラッシュ制御部19は、シャッタレリーズボタンの第2段階目の押下操作を検出したことを示す通知信号を受信した場合には、それまでに顔検出処理部24から供給された検出結果のうち最新の検出結果を参照する(S111)。ここで参照される検出結果は、通常、ステップS109において取得された検出結果のうち最新のものとなる。但し、図4Cに示すように、第1段階の押下操作が検出されてから第2段階の押下操作が検出されるまでの時間が極めて短く、その間に顔検出処理が完了しなかった場合には、ここで参照される検出結果はステップS101において取得された検出結果のうち最新のものとなる。
フラッシュ制御部19は、参照した検出結果に顔情報が含まれていれば顔を考慮した調光を行い(S112)、検出結果に顔情報が含まれていなければ、顔を考慮しない調光を行う(S108)。
フラッシュ制御部19は、調光が完了すると、その旨を全体制御部30に通知し、フラッシュの発光(本発光)と画像の取得は、全体制御部30の指示の下、同期して行われる(S113)。全体制御部30から指示されたタイミングで、フラッシュ制御部19はステップS107、S108もしくはS112において決定された発光量でフラッシュを発光させる。また、同じタイミングで、露出調整部はステップS103において決定された絞り、シャッタ速度を、絞り駆動部17とタイミングジェネレータ18に伝え、画像入力制御部23はA/D変換部15から供給された画像データを記録読出し制御部28に転送し、記録読出制御部28はその画像データをメモリカード29に記録する。以上により、フラッシュ撮影が完了する。
図6Aに、ステップS107およびS112の顔を考慮した調光処理の一例を示す。なお、本明細書において、顔を考慮した調光処理とは、調光のための演算に顔の検出結果を何らの形で利用する処理を意味し、顔を考慮しない調光とは調光のための演算に顔の検出結果を利用しない処理を意味するものとする。この図に示されるように、顔を考慮して調光を行うときは、フラッシュ制御部19は、まず検出結果に含まれる顔情報を取得する(S201)。そして、従来の調光方法と同じく、非発光で撮影された画像、すなわち、SDRAM22に記憶されている最新の画像データを取得する(S202)。さらには、予備発光を行って、予備発光時に撮影されSDRAM22に記憶された画像データを取得する(S203)。そして、顔情報、非発光時撮影画像、予備発光時撮影画像を用いた演算を行って、本発光時の発光量を求める(S204)。例えば、予備発光時撮影画像と発光時撮影画像とをそれぞれ複数の領域に分割し、領域ごとにデータの差分を求めることで領域ごとの反射光量を推定し、顔がある領域の反射光量のみに基づいて発光量を決定したり、顔がある領域の反射光量が顔のない領域の反射光量よりも発光量の決定に強く影響するように重みづけをした演算を行って、適正発光量を求める。
一方、図6Bは、ステップS108の顔を考慮しない調光処理の一例を示すフローチャートである。この図に示されるように、顔を考慮せずに調光を行うときは、非発光で撮影された画像を取得し(S301)、予備発光時に撮影された画像を取得し(S302)、それら2つの画像を用いて本発光量の発光量を求める(S303)。例えば、予備発光時の撮影画像と非発光時の撮影画像との差分を求めることにより被写体各部の反射光量を推定し、被写体全体の反射光量の平均値に基づいて本発光時の発光量を求める。
なお、図6Aおよび図6Bに示した方法は、顔があるときは顔情報を利用し、顔がないときは顔情報を利用しないという方法であるが、顔を考慮する調光処理とは、必ずしも顔情報を利用して調光を行う処理には限られない。例えば、図7Aおよび図7Bに示すように、顔があるときも顔がないときも図6Bと同様の処理を行い(S401〜S403,S501〜S503)、顔があるときだけ求めた発光量に対して何らかの処理を加えるという方法も考えられる。図7Aの例は、顔があるときにだけ、求めた発光量から一定量を減算する(S404)というものである。減算する量は、顔からの反射が強い場合でも確実に白とびを防げるように、大きめに設定しておくとよい。例えば顔のアップをフラッシュ撮影する場合を想定して減算量を定めるとよい。
図7Aおよび図7Bに例示する調光方法では、フラッシュを発光させたのにも拘わらず露出不足の画像が得られる可能性があるが、これはフラッシュ撮影が完了した後に、画像処理部25において明るさの調整を行うことで補うことができる。例えば、フラッシュ撮影完了後に、画像処理部25がSDRAM22に記憶されている画像データに対し、明るさを調整する画像処理を行えばよい。この際、画像処理部25に対しても顔検出処理部24の検出結果が供給されるように全体制御を行っておけば、画像処理部25は顔がある領域の明るさが適切な明るさとなるように調整を行うこともできる。
あるいは、撮影モードがプログラムオートに設定されており、オートブラケティング(Auto Bracketing)機能が働いているときは、デジタルカメラが適正露出と判断して取得した画像以外に、露出オーバー、露出アンダーの画像も取得されているはずである。よって、画像処理部25は、オートブラケティング(Auto Bracketing)機能により取得された画像の中から、適切な明るさのものを選択し、それを明るさ調整後の画像として出力してもよい。画像処理部25により調整された画像データは再びSDRAM22に記録される。
以上、本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの構成およびフラッシュ発光量の制御方法について説明したが、上記実施形態は、次のような効果をもたらす。従来方法のように、発光量の制御に利用する検出結果を取得もしくは参照するタイミングを固定してしまうと、そのタイミングで顔検出処理を実行する十分な時間が確保できなかった場合には検出結果を参照することができず、顔情報を利用した発光量制御を行うことはできない。特に、顔検出処理の精度を高めようとすると検出に要する処理時間は長くなるので、タイミングの決め方を誤ると検出結果を参照できない確率が高くなってしまう。
これに対し、本実施形態では、検出結果を参照するタイミングは固定せず、AE/AF処理前にもAE/AF処理後にも顔検出処理を実行し、ユーザによるシャッタレリーズボタンの操作状況や、顔検出処理の実行状況(検出処理に十分な時間を確保できたか)によって、どの検出結果を参照するかを決定している。このため、取得し得た検出結果のうち、フラッシュを発光させるタイミングに最も近いタイミングで実行された顔検出処理の結果を発光量制御に利用することができ、被写体の状態に最も適した発光量でフラッシュ撮影を行うことができる。
[ 実施形態2 ]
前述したとおり、本発明において、AE/AF処理以前、AE/AF処理後という2種類の状態において得られた検出結果からフラッシュ発光量の制御に利用する一の検出結果を選択するときの選択基準は、設計者が任意に定めることができる。実施形態1は、シャッタレリーズボタンの押下が2段階に分けて行われたか、一気に行われたかを選択の基準とするものであり、AE/AF処理以前の検出結果、AE/AF処理後の検出結果の一方のみを参照し、演算に利用するものであった。これに対し、以下に説明する実施形態2は、AE/AF処理以前に得られた検出結果を常に参照し、その検出結果に基づいて必要であればAE/AF処理後の検出結果も参照する。そして、参照された内容に基づいて、最終的にフラッシュの発光量制御に利用する検出結果を選択するというものである。なお、デジタルカメラの外観および内部構成は実施形態1と同じであるため、説明を省略する。
図8A、図8Bおよび図8Cは、本実施形態におけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示した図であり、図8Aと図8Bはシャッタレリーズボタンの押下が2段階に分けて行われた場合、図8Cはシャッタレリーズボタンが一気に2段階目まで押下された場合を示している。これらの図に示すように、本実施形態では、デジタルカメラのフラッシュ発光制御部は、シャッタレリーズボタンの操作のしかたに拘わらず、常にAE/AF処理以前に得られた検出結果を参照する。
そして、図8Aに示すように、参照した検出結果が顔情報を含むものでなければ、その時点で、その検出結果をフラッシュ発光量の制御に利用することを決定する。図8Aに例示しているように、AE/AF処理後の顔検出処理において顔が検出されたとしても、その結果はフラッシュ発光量の制御を行うときには考慮されない。これは、ユーザがシャッタレリーズボタンを操作した時点で撮影範囲に人物の顔がなければ、ユーザは顔以外の被写体を撮影しようとしていたものと考えることができ、AE/AF処理後に検出された顔はユーザが意図した撮影対象ではない可能性が高いからである。
一方、シャッタレリーズボタンが操作された時点で撮影範囲に顔があった場合、そのことのみをもって直ちにユーザは顔を撮影しようとしていたと判断することもできるが、その顔がユーザの意図に反して撮影範囲に含まれていた顔という可能性も少なからずある。ユーザが真に顔を撮影しようとしていたのであれば、AE/AF処理以前に得られた検出結果のみならずAE/AF処理後に得られた検出結果にも顔情報が含まれるはずなので、AE/AF処理後に得られた検出結果に顔情報が含まれているか否かを確認すれば、AE/AF処理以前に検出された顔が、ユーザにとっての撮影対象であるか否かを判断することができる。そこで、図8Bに示すように、参照した検出結果が顔情報を含むものである場合には、さらにAE/AF処理後の顔検出結果も参照し、発光量の制御はAE/AF処理後の顔検出結果に基づいて行う。
なお、図8Cに示すように、シャッタレリーズボタンが一気に2段階目まで押下された場合にはその参照した検出結果に基づいて発光量の制御が行われるという点は、第1実施形態と同じである。
図9は、図8A,図8Bおよび図8Cで例示した選択基準が適用された場合の、デジタルカメラのフラッシュ撮影動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに示される動作を、図2に示したデジタルカメラの構成と関連付けて説明する。
図9に示すステップS601〜S604の処理は、図5のステップS101〜S104までの処理と同じであるため、説明を省略する。本実施形態では、フラッシュ制御部19は、全体制御部30から通知された押下操作が第1段階の押下操作か第2段階の押下操作かに拘わらず、それまでに顔検出処理部24から供給された検出結果のうち最新の検出結果を参照する(S605)。そして、検出結果に顔情報が含まれていなければ、顔を考慮しない調光を行う(S611)。一方、検出結果に顔情報が含まれていれば、引き続き顔検出処理部24から検出結果の供給を受け(S606)、全体制御部30からの次の通知信号を待つ(S607)。フラッシュ制御部19は、シャッタレリーズボタンの第2段階目の押下操作を検出したことを示す通知信号を受信すると、それまでに顔検出処理部24から供給された検出結果のうち最新の検出結果を参照する(S608)。ここで参照される検出結果は、通常、ステップS606において取得された検出結果のうち最新のものとなる。但し、実施形態1の場合と同様、図4Cに示すように、第1段階の押下操作が検出されてから第2段階の押下操作が検出されるまでの時間が極めて短く、その間に顔検出処理が完了しなかった場合には、ここで参照される検出結果はステップS601において取得された検出結果のうち最新のものとなる。
フラッシュ制御部19は、参照した検出結果に顔情報が含まれていれば顔を考慮した調光を行い(S609)、検出結果に顔情報が含まれていなければ、顔を考慮しない調光を行う(S611)。以降の処理(S610)は、実施形態1の処理と同じであるので、説明を省略する。また、ステップS609およびステップS611の処理としては、実施形態1の説明において、図6Aと図6Bあるいは図7Aと図7Bに例示した処理を行うことができる。
顔情報を利用したフラッシュ発光量の制御は、一般には顔情報を利用しない制御よりも優れた効果を期待できるが、顔の検出結果に忠実すぎる制御を行うと、ユーザの意図しない顔の存在がフラッシュの発光量に影響してしまうという弊害もある。本実施形態では、ユーザの操作状況と顔の検出状況に基づいてユーザが顔を撮影しようとしていたか否かを推定し、ユーザが撮影を意図しなかった顔が検出されても、フラッシュ発光量の制御にはその検出結果は利用されないように制御を行うため、実施形態1の効果に加え、上記弊害を防止することができる。
なお、図8A,図8B、図8Cおよび図9に示した処理は、AE/AF処理以前に取得された検出結果を先に参照する例であるが、AE/AF処理後に取得された検出結果を先に参照する方法も考えられる。例えば、ユーザは露光調整や焦点調節が適切に行われることを期待するため、露光調整や焦点調節が行われた後に被写体に変化があれば撮影を中止するはずである。そのように考えれば、AE/AF処理後も操作が続行されており、その段階で取得された検出結果が顔を含むものであれば、その顔はユーザにとっての撮影対象である可能性が高いとの見方も可能である。この見方に基づいて発光量の制御を行うとすれば、シャッタレリーズボタンの操作が2段階に分けて行われた場合に、AE/AF処理以前に取得された検出結果の如何に拘わらずAE/AF処理後に取得された検出結果を参照し、これに基づいて顔を考慮した調光を行うか顔を考慮しない調光を行うかを決定するという制御方法が考えられる。この方法では、AE/AF処理以前に取得された検出結果は、時間不足によりAE/AF処理後に検出結果が取得されていなかった場合にのみ、参照され、発光量の制御に利用される。
[その他の実施形態]
以上、2つの実施形態を例示しながら説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、フラッシュの発光量の制御に利用する検出結果を選択するときの選択基準は、本明細書において例示した基準以外にも種々考えられるし、顔情報を利用した発光量の制御方法、顔情報を利用しない発光量の制御方法としては、本明細書に記載されている方法以外にも公知のあらゆる制御方法を適用することができる。
また、顔の検出結果を供給する時点として設定される複数の時点は、シャッタレリーズボタンの操作以外の操作が行われる前と後であってもよい。例えば、シャッタレリーズボタンとは別にAF処理の実行を指示する専用ボタンを備えているデジタルカメラであれば、その専用ボタンの操作前と操作後で、状態を区別してもよい。また、タイマー撮影機能を備えるデジタルカメラであれば、タイマーによるカウントの開始前と開始後で、状態を区別してもよい。
また、実施形態1、2は、デジタルカメラの状態を、2つの状態に分類しているが、デジタルカメラの状態を3以上の状態に分類し、その異なる3以上の状態において取得された検出結果から発光量の制御に利用する検出結果を選択することも考えられる。
例えば、AF処理では、合焦位置を決定するために、フォーカスレンズを少しずつ移動させながら連続的に画像データを取得する。AE処理でも、適正露出を決定するために、1または複数の画像データを取得する。顔の検出結果を利用してAE/AF処理を行うデジタルカメラの中には、AE/AF処理中に取得された画像データを対象として顔検出処理を行うものもあるので、そのようなデジタルカメラでは、その検出結果をフラッシュ発光量の制御に利用することも可能である。すなわち、AE/AF処理前、AE処理中、AF処理中、AE/AF処理後の4つの状態において供給される検出結果を、選択的に参照して発光量の制御を行ってもよい。この際、AF処理で、レンズの位置が違う状態を異なる状態として区別すれば、検出結果の選択肢はさらに増えることとなる。
また、被写体からの反射光量を測定する目的で、あるいは赤目を予防する目的で予備発光を行うデジタルカメラの場合には、顔検出を高速に行うことが可能であれば、予備発光と同期して取得された画像データやその前後の非発光時に取得された画像データを対象として顔検出処理を行うことも可能である。よって、この調光時の顔検出結果を、検出結果の選択肢としてさらに追加してもよい。この場合、顔検出用の画像データと調光用の画像データが同じであれば手ブレの影響が出ることもないので、顔の検出に成功すれば、他の時点における検出結果を利用する場合よりも優れた効果を期待することができる。また、時間が足りず顔の検出処理を完了できなかったとしても、他の時点における検出結果を利用して発光量を決定できるので、他の実施形態と同等の効果は確保される。
2つの状態でしか検出結果が供給されない形態では、2つの状態の両方で顔検出に失敗すれば、顔の情報を利用した調光を行うことは不可能となる。これに対し、3以上の状態において顔の検出結果が供給される形態では、いずれかの状態で顔検出に失敗したとしても、他の状態で顔の情報を取得できている可能性が高く、顔を利用した調光を行える確率は高くなる。
このように、実施形態1、2に限らず、状態の異なる複数の時点において取得された複数の検出結果を選択的に参照し、その結果に応じて異なる演算処理を選択、実行する方法およびデジタルカメラは、すべて本発明の技術的範囲に属する。
本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの概観図(通常状態) 本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの概観図(内蔵フラッシュをポップアップした状態) 本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの概観図(外付フラッシュを取り付けた状態) デジタルカメラの内部構成を示す図 従来のデジタルカメラにおけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示す図(シャッタレリーズボタンが2段階に分けて押下された場合) 従来のデジタルカメラにおけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示す図(シャッタレリーズボタンが2段階目まで一気に押下された場合) 実施形態1のデジタルカメラにおけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示す図(シャッタレリーズボタンが2段階に分けて押下された場合) 実施形態1のデジタルカメラにおけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示す図(シャッタレリーズボタンが2段階目まで一気に押下された場合) 実施形態1のデジタルカメラにおけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示す図(シャッタレリーズボタンが2段階に分けて押下されたが、顔検出に失敗した場合) 実施形態1のデジタルカメラのフラッシュ撮影動作を示すフローチャート 顔情報を利用した調光処理の一例を示す図 顔情報を利用しない調光処理の一例を示す図 顔情報を利用した調光処理の他の例を示す図 顔情報を利用しない調光処理の他の例を示す図 実施形態2のデジタルカメラにおけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示す図(シャッタレリーズボタンが2段階に分けて押下された場合) 実施形態2のデジタルカメラにおけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示す図(シャッタレリーズボタンが2段階に分けて押下された場合) 実施形態2のデジタルカメラにおけるシャッタレリーズボタンの操作とデジタルカメラの動作との関係を示す図(シャッタレリーズボタンが2段階目まで一気に押下された場合) 実施形態2のデジタルカメラのフラッシュ撮影動作を示すフローチャート
符号の説明
1 デジタルカメラ、2 シャッタレリーズボタン、 3 モードダイヤル、
4 内蔵フラッシュ、 5 ホットシュー、 6 フラッシュポップアップボタン、
7 外付フラッシュ、 34 システムバス

Claims (2)

  1. 被写体を表す画像データを生成する撮像手段と、前記撮像手段により生成された画像データを一時記憶する記憶手段と、フラッシュを発光する発光手段と、前記撮像手段により生成された画像データを対象として顔情報の検出処理を実行する顔検出手段と、前記顔検出手段から出力される検出結果を参照して前記フラッシュの発光量を制御する発光量制御手段と、二段階に押下可能なシャッタレリーズボタンと、前記シャッタレリーズボタンの押下操作を検出する操作検出手段とを備えたデジタルカメラであって、
    前記顔検出手段が、
    (a)前記操作検出手段により前記シャッタレリーズボタンの第一段階の押下操作が検出される直前の時点、および
    (b)前記操作検出手段により前記シャッタレリーズボタンの第一段階の押下操作が検出された後であって該シャッタレリーズボタンの第二段階の押下操作が検出される直前の時点
    の少なくとも2つの時点において、前記発光量制御手段に対し前記検出結果を供給し、
    前記発光量制御手段が、前記(a)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているか否かを判定し、
    前記(a)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれていないときには、顔情報を利用しない演算処理を実行し、
    前記(a)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているときには、さらに前記(b)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているか否かを判定して、前記(b)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれていないときには、顔情報を利用しない演算処理を、該検出結果に顔情報が含まれているときには、顔情報を利用する演算処理を実行することを特徴とするデジタルカメラ。
  2. 被写体を表す画像データを生成する撮像手段と、フラッシュを発光する発光手段と、前記撮像手段により生成された画像データを対象として顔情報の検出処理を実行する顔検出手段と、前記顔検出手段から出力される検出結果を参照して前記フラッシュの発光量を制御する発光量制御手段と、二段階に押下可能なシャッタレリーズボタンと、前記シャッタレリーズボタンの押下操作を検出する操作検出手段とを備えたデジタルカメラにおいて、前記発光手段が発光するフラッシュの発光量を制御する方法であって、
    (a)前記操作検出手段により前記シャッタレリーズボタンの第一段階の押下操作が検出される直前の時点、および
    (b)前記操作検出手段により前記シャッタレリーズボタンの第一段階の押下操作が検出された後であって該シャッタレリーズボタンの第二段階の押下操作が検出される直前の時点
    の少なくとも2つの時点を設定し、
    前記(a)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているか否かを判定し、
    前記(a)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれていないときには、顔情報を利用しない演算処理を実行し、
    前記(a)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているときには、さらに前記(b)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれているか否かを判定して、前記(b)の時点において供給された検出結果に顔情報が含まれていないときには、顔情報を利用しない演算処理を、該検出結果に顔情報が含まれているときには、顔情報を利用する演算処理を実行することを特徴とするデジタルカメラの制御方法。
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