JP4981758B2 - Focus adjustment apparatus and method - Google Patents

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本発明は、撮像装置で用いられる焦点調節装置及び焦点調節方法に関し、更に詳しくは、動画撮影時に得られる画像に基づいて自動焦点調節を行う焦点調節装置及び焦点調節方法に関する。   The present invention relates to a focus adjustment device and a focus adjustment method used in an imaging apparatus, and more particularly to a focus adjustment device and a focus adjustment method for performing automatic focus adjustment based on an image obtained at the time of moving image shooting.

ビデオカメラ等のオートフォーカス(AF)制御では、撮像素子を用いて生成された映像信号の鮮鋭度(コントラスト状態)を示すAF評価値信号を生成し、該AF評価値信号が最大となるフォーカスレンズの位置を探索するTV−AF方式が主流である。   In autofocus (AF) control of a video camera or the like, an AF evaluation value signal indicating the sharpness (contrast state) of a video signal generated using an image sensor is generated, and a focus lens that maximizes the AF evaluation value signal The TV-AF method for searching for the position of the TV is the mainstream.

しかしながら、人物を撮影する場合において、主被写体である人物とその背景のコントラストの関係から、人物にピントが合わず、背景に合ってしまうという問題があった。   However, when a person is photographed, there is a problem that the person is not in focus and is in the background because of the contrast between the person who is the main subject and the background.

このような問題を解決するために、顔認識機能を有する撮像装置が知られている。例えば、認識された顔領域を含む焦点検出エリアを設定し、AFを行う撮像装置や(例えば、特許文献1参照)、また人物の目を検出し、その目に基づいてAFを行う撮像装置(例えば、特許文献2参照)が提案されている。   In order to solve such a problem, an imaging apparatus having a face recognition function is known. For example, an imaging device that sets a focus detection area including a recognized face area and performs AF (see, for example, Patent Document 1), or an imaging device that detects the eyes of a person and performs AF based on the eyes ( For example, see Patent Document 2).

特開2006−227080JP 2006-227080 A 特開2001−215403JP 2001-215403 A

しかしながら、動画を撮影するビデオカメラにおいては、静止画を撮影する場合と異なり、人物の顔の認識が安定しない場合にAFが不安定となる可能性がある。例えば、顔が移動したり、撮影者の手ブレ等によって主たる顔が中央から端へ移動した場合や、後ろに移動して顔の大きさが小さくなった場合に、直ちに背景に合焦してしまい、AFの安定性が低下してしまう場合がある。   However, in a video camera that shoots a moving image, unlike in the case of shooting a still image, AF may become unstable when the recognition of a human face is not stable. For example, when the face moves, the main face moves from the center to the end due to camera shake, etc., or when it moves backward and the size of the face decreases, it immediately focuses on the background. As a result, the stability of AF may decrease.

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、顔などの対象物の位置や大きさが変化した場合でも、合焦制御を安定的に行えるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable stable focus control even when the position or size of an object such as a face changes.

上記目的を達成するために、本発明の焦点調節装置は、撮影して得られた画像信号により表される画像から、予め決められた対象物を検出する検出手段と、前記画像信号から、高周波成分を取り出してAF評価値を生成するAF評価値生成手段と、前記AF評価値を用いて焦点調節を行う自動焦点調節手段とを有し、前記AF評価値生成手段は、前記検出手段により検出された対象物の領域を設定する第1の設定手段と、前記対象物の領域を含む、焦点状態の検出に用いる焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、前記対象物の領域及び前記焦点検出領域それぞれについて、領域別AF評価値を算出する算出手段と、前記対象物の領域の位置及び大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、前記焦点検出領域に対する前記対象物の領域の加算比率を決定する決定手段と、前記決定された加算比率に基づいて、前記対象物の領域の領域別AF評価値及び前記焦点検出領域の領域別AF評価値を加重加算して、前記自動焦点調節手段により用いられるAF評価値を生成する生成手段とを有し、前記決定手段は、前回求めた加算比率よりも今回求めた加算比率が減少した場合に、減少していると判断されてから予め設定された時間、前回に決定した加算比率を用いる。 To achieve the above object, focusing device of the present invention, the image represented by the image signal obtained by photographing, a detecting means for detect a predetermined object, from the image signal, AF evaluation value generating means for taking out a high frequency component and generating an AF evaluation value; and automatic focus adjusting means for performing focus adjustment using the AF evaluation value. The AF evaluation value generating means is detected by the detecting means. A first setting means for setting a detected object area; a second setting means for setting a focus detection area used for detecting a focus state including the object area; and the object area; For each of the focus detection areas, a calculation unit that calculates an AF evaluation value for each area, and at least one of the position and size of the area of the object, the area of the object relative to the focus detection area A determination means for determining a calculation ratio; and based on the determined addition ratio, the AF evaluation value for each area of the object area and the AF evaluation value for each area of the focus detection area are weighted and added, and the automatic focus A generating means for generating an AF evaluation value used by the adjusting means, and the determining means is determined to be decreased when the addition ratio obtained this time is less than the previously obtained addition ratio. The previously set addition ratio determined last time is used.

また、本発明の焦点調節方法は、検出手段が、撮影して得られた画像信号により表される画像から、予め決められた対象物を検出する検出工程と、AF評価値生成手段が、前記画像信号から、高周波成分を取り出してAF評価値を生成するAF評価値生成工程と、自動焦点調節手段が、前記AF評価値を用いて焦点調節を行う自動焦点調節工程とを有し、前記AF評価値生成工程では、前記検出工程で検出された対象物の領域を設定する第1の設定工程と、前記対象物の領域を含む、焦点状態の検出に用いる焦点検出領域を設定する第2の設定工程と、前記対象物の領域及び前記焦点検出領域それぞれについて、領域別AF評価値を算出する算出工程と、前記対象物の領域の位置及び大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、前記焦点検出領域に対する前記対象物の領域の加算比率を決定する決定工程と、前記決定された加算比率に基づいて、前記対象物の領域の領域別AF評価値及び焦点検出領域の領域別AF評価値を加重加算して、前記自動焦点調節工程で用いるAF評価値を生成する生成工程とを有し、前記決定工程では、前回求めた加算比率よりも今回求めた加算比率が減少した場合に、減少していると判断されてから予め設定された時間、前回に決定した加算比率を用いることを特徴とする。 The focal adjustment method of the present invention, the detection means, the image represented by the image signal obtained by photographing, a detection step of detect a predetermined object, AF evaluation value generation means, An AF evaluation value generating step for extracting a high frequency component from the image signal and generating an AF evaluation value, and an automatic focus adjustment means, wherein the automatic focus adjustment means has an automatic focus adjustment step for performing focus adjustment using the AF evaluation value, In the AF evaluation value generation step, a first setting step for setting the region of the object detected in the detection step, and a second setting for setting a focus detection region used for detection of the focus state including the region of the object. For each of the object region and the focus detection region, a calculation step for calculating an AF evaluation value for each region, and at least one of the position and the size of the region of the object, Focus test A determination step of determining an addition ratio of the area of the object to the exit area, and an AF evaluation value for each area of the object area and an AF evaluation value for each area of the focus detection area based on the determined addition ratio A generation step of generating an AF evaluation value used in the automatic focus adjustment step by weighted addition, and the determination step decreases when the addition ratio obtained this time is less than the addition ratio obtained last time. It is characterized in that the previously set addition ratio is used for a preset time after it is determined that the

以上説明したように、本発明によれば、顔などの対象物の位置や大きさが変化した場合でも、合焦制御を安定的に行うことができる。   As described above, according to the present invention, focus control can be stably performed even when the position or size of an object such as a face changes.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components exemplified in the present embodiment should be changed as appropriate according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not limited to.

図1は、本発明の実施の形態における撮像装置の一例として、ビデオカメラの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、ビデオカメラについて説明するが、本発明はデジタルスチルカメラ等、連続的に画像を取得することのできる他の撮像装置にも適用することができる。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a video camera as an example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. Note that although a video camera is described in this embodiment, the present invention can also be applied to other imaging apparatuses that can continuously acquire images, such as a digital still camera.

図1において、101は第1固定レンズ、102は光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズ、103は絞りである。また、104は第2固定レンズ、105は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とフォーカシングの機能とを兼ね備えたフォーカスコンペンセータレンズ(以下、「フォーカスレンズ」という。)である。第1固定レンズ101、変倍レンズ102、絞り103、第2固定レンズ104及びフォーカスレンズ105により撮像光学系が構成される。   In FIG. 1, 101 is a first fixed lens, 102 is a variable magnification lens that moves in the optical axis direction and performs variable magnification, and 103 is a diaphragm. Reference numeral 104 denotes a second fixed lens, and reference numeral 105 denotes a focus compensator lens (hereinafter referred to as “focus lens”) having both a function of correcting the movement of the focal plane due to zooming and a focusing function. The first fixed lens 101, the variable magnification lens 102, the diaphragm 103, the second fixed lens 104, and the focus lens 105 constitute an imaging optical system.

106は、CCDセンサやCMOSセンサにより構成される光電変換素子としての撮像素子である。107は撮像素子106の出力をサンプリングし、ゲイン調整するCDS/AGC回路である。108はカメラ信号処理回路であり、CDS/AGC回路107からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。   Reference numeral 106 denotes an image sensor as a photoelectric conversion element constituted by a CCD sensor or a CMOS sensor. Reference numeral 107 denotes a CDS / AGC circuit that samples the output of the image sensor 106 and adjusts the gain. A camera signal processing circuit 108 performs various image processing on the output signal from the CDS / AGC circuit 107 to generate a video signal.

109はLCD等により構成されるモニタであり、カメラ信号処理回路108からの映像信号を表示する。115は記録部であり、カメラ信号処理回路108からの映像信号を磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録する。   Reference numeral 109 denotes a monitor constituted by an LCD or the like, which displays a video signal from the camera signal processing circuit 108. A recording unit 115 records the video signal from the camera signal processing circuit 108 on a recording medium such as a magnetic tape, an optical disk, or a semiconductor memory.

110は変倍レンズ102を移動させるためのズーム駆動源、111はフォーカスレンズ105を移動させるためのフォーカシング駆動源である。ズーム駆動源110及びフォーカシング駆動源111は、ステッピングモータ、DCモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。   Reference numeral 110 denotes a zoom drive source for moving the variable magnification lens 102, and reference numeral 111 denotes a focusing drive source for moving the focus lens 105. The zoom drive source 110 and the focusing drive source 111 are configured by actuators such as a stepping motor, a DC motor, a vibration motor, and a voice coil motor.

112はCDS/AGC回路107からの全画素の出力信号のうち、焦点検出に用いられる領域(焦点検出領域)の信号のみを通すAFゲートである。AF信号処理回路113は、AFゲート112を通過した信号から高周波成分や輝度差成分(AFゲート112を通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分)等を抽出して、AF評価値信号を生成する。AF評価値信号は、カメラ/AFマイコン114に出力される。AF評価値信号は、撮像素子106からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度(コントラスト状態)を表すものであるが、鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、結果的に撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。   Reference numeral 112 denotes an AF gate that passes only signals in an area (focus detection area) used for focus detection among output signals of all pixels from the CDS / AGC circuit 107. The AF signal processing circuit 113 extracts a high frequency component, a luminance difference component (difference between the maximum value and the minimum value of the luminance level of the signal that has passed through the AF gate 112), and the like from the signal that has passed through the AF gate 112, and an AF evaluation value Generate a signal. The AF evaluation value signal is output to the camera / AF microcomputer 114. The AF evaluation value signal represents the sharpness (contrast state) of the image generated based on the output signal from the image sensor 106, but the sharpness changes depending on the focus state of the image pickup optical system. The signal represents the focus state of the imaging optical system.

カメラ/AFマイコン114は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、AF評価値信号に基づいて、フォーカシング駆動源111を制御してフォーカスレンズ105を移動させるAF制御を行う。   The camera / AF microcomputer 114 controls the entire operation of the video camera, and performs AF control for moving the focus lens 105 by controlling the focusing drive source 111 based on the AF evaluation value signal.

顔検出部116は、画像信号に対して公知の顔認識処理を施し、撮影画面内の顔領域を検出し、検出結果をカメラ/AFマイコン114に送信する。カメラ/AFマイコン114は、送信された顔領域の検出結果に基づき、焦点検出領域が検出された顔領域を含むように焦点検出領域を設定し、AFゲート112へ情報を送信する。なお、顔認識処理としては、例えば、画像データで表される各画素の階調色から、肌色領域を抽出し、予め用意する顔の輪郭プレートとのマッチング度で顔を検出する方法が知られている。また、周知のパターン認識技術を用いて、目、鼻、口等の顔の特徴点を抽出することで顔を検出する方法等があるが、本願発明は顔認識処理により限定されるものではなく、どのような方法を用いても構わない。   The face detection unit 116 performs a known face recognition process on the image signal, detects a face area in the shooting screen, and transmits the detection result to the camera / AF microcomputer 114. The camera / AF microcomputer 114 sets the focus detection area so as to include the detected face area based on the transmitted face area detection result, and transmits information to the AF gate 112. As a face recognition process, for example, a method is known in which a skin color region is extracted from the gradation color of each pixel represented by image data, and the face is detected with a matching degree with a face contour plate prepared in advance. ing. In addition, there is a method of detecting a face by extracting feature points of a face such as eyes, nose and mouth using a known pattern recognition technique, but the present invention is not limited to face recognition processing. Any method may be used.

次に、カメラ/AFマイコン114で行われる焦点調節制御(AF制御)について、図2を用いて説明する。なお、このAF制御は、カメラ/AFマイコン114内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。   Next, focus adjustment control (AF control) performed by the camera / AF microcomputer 114 will be described with reference to FIG. The AF control is executed according to a computer program stored in the camera / AF microcomputer 114.

AF制御が開始されると、ステップS201において、顔検出部116から顔検出結果を取り込む。ステップS202では、顔検出部116で顔検出が成功しているかどうかを判断し、成功していればステップS203へ進み、そうでなければステップS218へ進む。   When AF control is started, a face detection result is taken from the face detection unit 116 in step S201. In step S202, the face detection unit 116 determines whether face detection is successful. If successful, the process proceeds to step S203, and if not, the process proceeds to step S218.

ステップS203では、顔検出結果に基づいて検出された顔の領域を示す顔枠を設定すると共に(第1の設定工程)、検出された顔の領域を含む焦点検出領域を示すAF枠を設定する(第2の設定工程)。ここでは、画面の中央部に予め設定された大きさの通常枠がAF枠の初期状態として設定されているものとし、通常枠の中心を変えずに、その大きさを設定された顔枠を含むまで拡大することによりAF枠を設定する。ステップS204では、顔枠とAF枠内それぞれの画像信号からAF評価値(領域別AF評価値)を取得する(算出工程)。ステップS205では、顔枠の画面上の位置に応じて、AF枠に対する顔枠用のAF評価値の加算比率を求める。ここでは、画面中央に近づく程、加算比率を高くし、画面周辺となる程、加算比率が低くなるようにする。   In step S203, a face frame indicating the face area detected based on the face detection result is set (first setting step), and an AF frame indicating the focus detection area including the detected face area is set. (Second setting step). Here, it is assumed that a normal frame having a preset size at the center of the screen is set as an initial state of the AF frame, and the face frame whose size is set without changing the center of the normal frame. The AF frame is set by enlarging it to include. In step S204, an AF evaluation value (area-specific AF evaluation value) is acquired from the image signals in the face frame and the AF frame (calculation step). In step S205, an addition ratio of the AF evaluation value for the face frame to the AF frame is obtained according to the position of the face frame on the screen. Here, the closer to the center of the screen, the higher the addition ratio, and the lower the area near the screen, the lower the addition ratio.

ステップS206では、前回求めた顔枠の位置に基づく加算比率と比較して、今回求めた加算比率が減少しているかどうかを判定する。減少していなければステップS207へ進み、減少していればステップS208へ進む。   In step S206, it is determined whether or not the addition ratio obtained this time has decreased compared to the addition ratio based on the face frame position obtained last time. If not decreased, the process proceeds to step S207, and if decreased, the process proceeds to step S208.

ステップS207では、ステップS205で求めた加算比率が減少していると最初に判断されてから所定時間経過したかどうかを判定する。所定時間経過していればステップS208へ進み、経過していなければステップS209へ進む。ステップS208では、現在の顔枠の位置に応じた加算比率を用いて顔枠のAF評価値を演算し直してステップS210へ進む。一方、ステップS209では、前回設定した加算比率を用いて顔枠のAF評価値を演算し直し、ステップS210へ進む。これにより、顔が一時的に画面の周辺方向に移動した場合には合焦状態を維持できると共に、前回よりも画面中央寄りで顔が認識された場合には、直ちにその認識された顔に合焦することができる。   In step S207, it is determined whether a predetermined time has elapsed since it was first determined that the addition ratio obtained in step S205 has decreased. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S208, and if not, the process proceeds to step S209. In step S208, the AF evaluation value of the face frame is recalculated using the addition ratio corresponding to the current face frame position, and the process proceeds to step S210. On the other hand, in step S209, the AF evaluation value of the face frame is recalculated using the previously set addition ratio, and the process proceeds to step S210. As a result, when the face temporarily moves in the peripheral direction of the screen, the in-focus state can be maintained, and when the face is recognized closer to the center of the screen than the previous time, the face is immediately adjusted to the recognized face. Can be burnt.

さらに、ステップS210では、顔枠の大きさに応じて、AF枠に対する顔枠用の加算比率を求める。ここでは、顔枠が大きい程、加算比率を高くし、顔枠が小さい程、加算比率を低くする。ステップS211では、前回求めた顔枠の大きさに基づく加算比率と比較して、今回求めた加算比率が減少しているかどうか判定する。減少していなければステップS213へ進み、減少していればステップS212へ進む。   Further, in step S210, the addition ratio for the face frame with respect to the AF frame is obtained according to the size of the face frame. Here, the larger the face frame, the higher the addition ratio, and the smaller the face frame, the lower the addition ratio. In step S211, it is determined whether or not the addition ratio obtained this time is smaller than the addition ratio based on the size of the face frame obtained last time. If it has not decreased, the process proceeds to step S213, and if it has decreased, the process proceeds to step S212.

ステップS212では、ステップS210で求めた加算比率が減少していると最初に判断されてから所定時間経過したかどうかを判定する。所定時間経過していればステップS213へ進み、経過していなければステップS214へ進む。ステップS213では、現在の顔枠の大きさに応じた加算比率を用いて顔枠のAF評価値を演算し直してステップS215へ進む。一方、ステップS214では、前回設定した加算比率を用いて顔枠のAF評価値を演算し直し、ステップS215へ進む。これにより、顔が一時的に画面上で小さくなっても合焦状態を維持できるとともに、前回よりも画面上で大きな顔が認識された場合には、直ちにその認識された顔に合焦することができる。   In step S212, it is determined whether a predetermined time has elapsed since it was first determined that the addition ratio obtained in step S210 has decreased. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S213, and if not, the process proceeds to step S214. In step S213, the AF evaluation value of the face frame is recalculated using the addition ratio corresponding to the current face frame size, and the process proceeds to step S215. On the other hand, in step S214, the AF evaluation value of the face frame is recalculated using the previously set addition ratio, and the process proceeds to step S215. As a result, the focused state can be maintained even if the face temporarily becomes smaller on the screen, and when a larger face is recognized on the screen than the previous time, the recognized face is immediately focused on. Can do.

ステップS215では、上述したようにして得られた顔枠内のAF評価値と、AF枠内のAF評価値とを加重加算して、最終的なAF評価値とする(AF評価値生成工程)。例えば、AF枠に対する顔枠の位置に基づく加算比率をa、大きさに基づく加算比率をb、ステップS213またはS214で求められた顔枠のAF評価値をx、ステップS204で求められたAF枠のAF評価値をyとすると、最終的なAF評価値は、
最終AF評価値=a×b×x+y
In step S215, the AF evaluation value in the face frame obtained as described above and the AF evaluation value in the AF frame are weighted and added to obtain a final AF evaluation value (AF evaluation value generation step). . For example, the addition ratio based on the position of the face frame relative to the AF frame is a, the addition ratio based on the size is b, the AF evaluation value of the face frame obtained in step S213 or S214 is x, and the AF frame obtained in step S204. If the AF evaluation value of y is y, the final AF evaluation value is
Final AF evaluation value = a × b × x + y

により求めることができる。
そして、ステップS216ではステップS215で求められたAF評価値を用いてAF制御を行う(自動焦点調節工程)。
It can ask for.
In step S216, AF control is performed using the AF evaluation value obtained in step S215 (automatic focus adjustment process).

一方、ステップS202で顔検出が失敗したと判断された場合、ステップS218において顔検出の失敗が一定時間連続したかどうかを判断する。一定時間連続していなければステップS219へ進み、連続していればステップS221へ進む。ステップS219ではAF枠を前回の処理で設定されたAF枠の大きさに維持し、ステップS220ではAF枠内のAF評価値を取得する。そして、ステップS216ではステップS220で取得したAF評価値を使ってAF制御を行う。   On the other hand, if it is determined in step S202 that face detection has failed, it is determined in step S218 whether face detection failure has continued for a certain period of time. If it is not continuous for a certain time, the process proceeds to step S219, and if it is continuous, the process proceeds to step S221. In step S219, the AF frame is maintained at the size of the AF frame set in the previous process, and in step S220, an AF evaluation value in the AF frame is acquired. In step S216, AF control is performed using the AF evaluation value acquired in step S220.

また、ステップS221では、AF枠を初期状態の通常枠に設定し、ステップS222において通常枠内のAF評価値を取得する。そして、ステップS216ではステップS222で取得したAF評価値を使ってAF制御を行う。   In step S221, the AF frame is set to the normal frame in the initial state, and the AF evaluation value in the normal frame is acquired in step S222. In step S216, AF control is performed using the AF evaluation value acquired in step S222.

次に、図2で説明したAF枠の設定について、図3を参照して説明する。   Next, the AF frame setting described in FIG. 2 will be described with reference to FIG.

先ず、初期状態では、図3(a)のようにAF枠は画面中心付近の通常枠に設定されている。これは撮影者が一般的に被写体を画面中央に置くことが多いために、本実施の形態では画面中央の領域を通常枠として決めているが、本発明はこれに限られるものではなく、焦点検出領域として有効な領域であればよい。   First, in the initial state, as shown in FIG. 3A, the AF frame is set to a normal frame near the center of the screen. This is because the photographer generally places the subject at the center of the screen, and in this embodiment, the area at the center of the screen is determined as the normal frame. However, the present invention is not limited to this, and the focus Any region that is effective as a detection region may be used.

次に、顔認識処理の検出結果に基づいて顔枠を設定する。例えば、顔枠が図3(b)に示す位置にある場合、通常枠の中心は変えずにその大きさが顔枠を含むまで拡大することにより、AF枠を設定する(ステップS203)。   Next, a face frame is set based on the detection result of the face recognition process. For example, when the face frame is at the position shown in FIG. 3B, the AF frame is set by enlarging the normal frame to the size including the face frame without changing the center of the normal frame (step S203).

そして、顔認識処理の結果、顔が検出されなかった場合に、顔が検出されなくなってから一定時間が経過していなければ、図3(c)に示すように、図3(b)で設定したAF枠をそのまま維持する(ステップS219)。図3(b)に示すように顔枠があった領域もAF枠に含まれているので、顔認識処理が一時的にできなかった場合のAF評価値の変動を小さくすることができる。   If a face is not detected as a result of the face recognition process, and if a predetermined time has not passed since the face is not detected, the setting is made in FIG. 3B as shown in FIG. The performed AF frame is maintained as it is (step S219). As shown in FIG. 3B, since the area having the face frame is also included in the AF frame, the fluctuation of the AF evaluation value when the face recognition process cannot be temporarily performed can be reduced.

一方、顔が検出されなくなってから一定時間が経過すると、図3(d)に示すように、AF枠を通常枠に戻して(ステップS221)、AF評価値を取得する。これにより中央優先AFが実現できる。   On the other hand, when a certain time has elapsed since the face is no longer detected, the AF frame is returned to the normal frame as shown in FIG. 3D (step S221), and an AF evaluation value is acquired. Thereby, center priority AF is realizable.

このようにAF枠を設定して、動画撮影において通常は中央の被写体優先とするが、顔認識された場合はAF枠と顔枠のAF評価値を加重加算して求めたAF評価値によりAF制御を行い、顔認識された顔にピント合わせを行う。また、顔認識されなかった場合、顔が検出されなくなってから一定時間の間は、直近の顔枠を含むAF枠をそのまま用いることで、画面の合焦状態を最適に制御することができる。   In this way, the AF frame is set so that priority is given to the center subject in moving image shooting. When a face is recognized, the AF evaluation value obtained by weighted addition of the AF evaluation value of the AF frame and the face frame is used for AF. Control is performed to focus on the recognized face. Further, when the face is not recognized, the in-focus state of the screen can be optimally controlled by using the AF frame including the latest face frame as it is for a certain time after the face is not detected.

次に、加算比率について説明する。撮影者は主に撮影したい被写体を画面中央付近において撮影する場合が多いことから、中央付近にある顔が撮影したい顔である可能性が高い。そこで画面中央付近で加算比率が高くなるようなデータテーブルを予め作成しておき、顔枠が画面中央であれば加算比率を高く、画面周辺であれば加算比率を低くする。また、主に撮影したい顔は画面に占める大きさが大きい場合が多いことから、大きい顔が撮影したい顔である可能性が高い。そこで大きい顔の加算比率が高くなるようなデータテーブルを予め作成しておき、顔枠が大きければ加算比率を高く、顔枠が小さければ加算比率を低くする。   Next, the addition ratio will be described. Since a photographer often shoots a subject to be photographed mainly near the center of the screen, the face near the center is highly likely to be a face to be photographed. Therefore, a data table is prepared in advance so that the addition ratio is high near the center of the screen. In addition, since the face to be photographed mainly occupies a large size on the screen, there is a high possibility that the large face is the face to be photographed. Therefore, a data table is prepared in advance so that the addition ratio of a large face is high. If the face frame is large, the addition ratio is high, and if the face frame is small, the addition ratio is low.

ここで、本実施の形態における加算比率の変化の特徴について、顔枠が画面周辺方向に移動した場合を例として図4を参照して説明する。   Here, the feature of the change in the addition ratio in the present embodiment will be described with reference to FIG. 4 as an example of the case where the face frame moves in the peripheral direction of the screen.

例えば、図4(a)に示すように、被写体の顔が中央にある状態から、図4(b)に示すように被写体の顔が画面周辺方向に移動した場合、予め設定された時間は加算比率を下げないようにする。これにより、被写体が一時的に移動したり、撮影者の手ブレ等によって顔が中央から端へ一時的に移動した場合にも、合焦状態を維持することができる。   For example, when the subject's face moves in the peripheral direction of the screen as shown in FIG. 4B from the state where the subject's face is at the center as shown in FIG. 4A, the preset time is added. Do not reduce the ratio. Accordingly, the focused state can be maintained even when the subject moves temporarily or the face temporarily moves from the center to the end due to camera shake of the photographer.

逆に、図4(b)の状態から図4(a)に示すように主たる顔が画面中央に移動した場合は、加算比率をすぐに上げることで、直ちにその顔に焦点を合わせることができる。   Conversely, when the main face moves from the state of FIG. 4B to the center of the screen as shown in FIG. 4A, it is possible to immediately focus on the face by immediately increasing the addition ratio. .

同様に顔枠が小さくなっても、所定時間加算比率を下げないことにより、一時的に顔が小さくなった場合には、合焦状態を維持することができる。また、顔のサイズが大きくなった場合は、所定時間待たずすぐに加算比率を上げることで、直ちにその顔に焦点を合わせることができる。   Similarly, even if the face frame becomes smaller, the focus state can be maintained when the face temporarily becomes smaller by not reducing the addition ratio for a predetermined time. Further, when the size of the face increases, it is possible to immediately focus on the face by increasing the addition ratio immediately without waiting for a predetermined time.

また、本実施の形態では、検出手段の一例として、顔検出部116により人の顔を検出の対象物としているが、例えば、動物、車など、人の顔以外の特定の対象物を検出するようにしても構わない。更に、外部入力手段から撮像画面内の位置を入力したり、ファインダーを見ている撮影者の視線を検出して撮像画面内の位置を決定して、対象物を検出するようにしてもよい。   In this embodiment, as an example of the detection unit, the human face is detected by the face detection unit 116, but a specific target other than the human face, such as an animal or a car, is detected. It doesn't matter if you do. Furthermore, the position in the imaging screen may be input from an external input means, or the position of the imaging screen may be determined by detecting the line of sight of the photographer who is looking at the viewfinder, thereby detecting the object.

なお、上記実施の形態においては、顔検出が成功したかどうかに応じてAF枠のサイズを変更する処理と、顔枠の位置及びサイズに応じて加算比率を変更する処理とをすべて行う場合について説明した。しかしながら、これらの処理の内、いずれか1つまたは2つの変更処理を行うように構成することも勿論可能である。   In the above-described embodiment, a case where all of the process of changing the size of the AF frame according to whether the face detection is successful and the process of changing the addition ratio according to the position and size of the face frame are performed. explained. However, it is of course possible to configure to perform any one or two of these processes.

<他の実施形態>
なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、カメラヘッドなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなど)に適用してもよい。
<Other embodiments>
Note that the present invention can be applied to a system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a camera head, etc.), or a device (for example, a digital video camera, a digital still camera, etc.) including a single device. You may apply to.

また、本発明の目的は、以下の様にして達成することも可能である。まず、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   The object of the present invention can also be achieved as follows. First, a storage medium (or recording medium) that records a program code of software that implements the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus. Then, the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reads and executes the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、以下のようにして達成することも可能である。即ち、読み出したプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合である。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ROM、RAM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、CD−ROM、CD−R、DVD、光ディスク、光磁気ディスク、MOなどが考えられる。また、LAN(ローカル・エリア・ネットワーク)やWAN(ワイド・エリア・ネットワーク)などのコンピュータネットワークを、プログラムコードを供給するために用いることができる。   Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the following can be achieved. That is, when the operating system (OS) running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the read program code, the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. It is. Examples of the storage medium for storing the program code include a flexible disk, hard disk, ROM, RAM, magnetic tape, nonvolatile memory card, CD-ROM, CD-R, DVD, optical disk, magneto-optical disk, MO, and the like. Can be considered. Also, a computer network such as a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network) can be used to supply the program code.

本発明の実施の形態におけるビデオカメラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the video camera in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるカメラAFマイコンによるAF制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows AF control by the camera AF microcomputer in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるAF枠の設定制御を説明する図である。It is a figure explaining the setting control of AF frame in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における加算比率の設定制御を説明する図である。It is a figure explaining the setting control of the addition ratio in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 第1固定レンズ
102 変倍レンズ
103 絞り
104 第2固定レンズ
105 フォーカスレンズ
106 撮像素子
107 CDS/AGC回路
108 カメラ信号処理回路
109 モニタ
110 ズーム駆動源
111 フォーカシング駆動源
112 AFゲート
113 AF信号処理回路
114 カメラ/AFマイコン
115 記録部
116 顔検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 1st fixed lens 102 Variable magnification lens 103 Aperture 104 2nd fixed lens 105 Focus lens 106 Image pick-up element 107 CDS / AGC circuit 108 Camera signal processing circuit 109 Monitor 110 Zoom drive source 111 Focusing drive source 112 AF gate 113 AF signal processing circuit 114 Camera / AF microcomputer 115 Recording unit 116 Face detection unit

Claims (9)

撮影して得られた画像信号により表される画像から、予め決められた対象物を検出する検出手段と、
前記画像信号から、高周波成分を取り出してAF評価値を生成するAF評価値生成手段と、
前記AF評価値を用いて焦点調節を行う自動焦点調節手段とを有し、
前記AF評価値生成手段は、
前記検出手段により検出された対象物の領域を設定する第1の設定手段と、
前記対象物の領域を含む、焦点状態の検出に用いる焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、
前記対象物の領域及び前記焦点検出領域それぞれについて、領域別AF評価値を算出する算出手段と、
前記対象物の領域の位置及び大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、前記焦点検出領域に対する前記対象物の領域の加算比率を決定する決定手段と、
前記決定された加算比率に基づいて、前記対象物の領域の領域別AF評価値及び前記焦点検出領域の領域別AF評価値を加重加算して、前記自動焦点調節手段により用いられるAF評価値を生成する生成手段とを有し、
前記決定手段は、前回求めた加算比率よりも今回求めた加算比率が減少した場合に、減少していると判断されてから予め設定された時間、前回に決定した加算比率を用いることを特徴とする焦点調節装置。
The image represented by the image signal obtained by photographing, a detecting means for detect a predetermined object,
AF evaluation value generating means for extracting a high frequency component from the image signal and generating an AF evaluation value;
Automatic focus adjustment means for performing focus adjustment using the AF evaluation value,
The AF evaluation value generating means includes
First setting means for setting a region of the object detected by the detection means;
A second setting means for setting a focus detection area used for detection of a focus state, including the area of the object;
For each of the object area and the focus detection area, a calculation means for calculating an AF evaluation value for each area;
Determining means for determining an addition ratio of the area of the object to the focus detection area based on at least one of a position and a size of the area of the object;
Based on the determined addition ratio, the AF evaluation value for each region of the object region and the AF evaluation value for each region of the focus detection region are weighted and added, and an AF evaluation value used by the automatic focus adjustment unit is obtained. Generating means for generating,
The determining means uses the previously determined addition ratio for a preset time after it is determined that the addition ratio determined this time has decreased when the addition ratio determined this time is less than the previously determined addition ratio. Focusing device.
前記第2の設定手段は、前記対象物が検出された状態から検出されなくなった後の予め設定された時間は、前記焦点検出領域の大きさを変更しないことを特徴とする請求項1に記載の焦点調節装置。   The said 2nd setting means does not change the magnitude | size of the said focus detection area for the preset time after it stops being detected from the state in which the said target object was detected. Focusing device. 前記決定手段は、前記対象物の領域が中央に近い程、より高い加算比率を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の焦点調節装置。   The focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines a higher addition ratio as the region of the object is closer to the center. 前記決定手段は、前記対象物の領域の大きさが大きい程、より高い加算比率を決定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の焦点調節装置。   The focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines a higher addition ratio as the size of the region of the object is larger. 前記予め決められた対象物は、人の顔であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の焦点調節装置。   The focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein the predetermined object is a human face. 検出手段が、撮影して得られた画像信号により表される画像から、予め決められた対象物を検出する検出工程と、
AF評価値生成手段が、前記画像信号から、高周波成分を取り出してAF評価値を生成するAF評価値生成工程と、
自動焦点調節手段が、前記AF評価値を用いて焦点調節を行う自動焦点調節工程とを有し、
前記AF評価値生成工程では、
前記検出工程で検出された対象物の領域を設定する第1の設定工程と、
前記対象物の領域を含む、焦点状態の検出に用いる焦点検出領域を設定する第2の設定工程と、
前記対象物の領域及び前記焦点検出領域それぞれについて、領域別AF評価値を算出する算出工程と、
前記対象物の領域の位置及び大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、前記焦点検出領域に対する前記対象物の領域の加算比率を決定する決定工程と、
前記決定された加算比率に基づいて、前記対象物の領域の領域別AF評価値及び焦点検出領域の領域別AF評価値を加重加算して、前記自動焦点調節工程で用いるAF評価値を生成する生成工程とを有し、
前記決定工程では、前回求めた加算比率よりも今回求めた加算比率が減少した場合に、減少していると判断されてから予め設定された時間、前回に決定した加算比率を用いることを特徴とする焦点調節方法。
Detection means, the image represented by the image signal obtained by photographing, a detection step of detect a predetermined object,
An AF evaluation value generating means for extracting a high frequency component from the image signal and generating an AF evaluation value;
An automatic focus adjustment means, and an automatic focus adjustment step of performing focus adjustment using the AF evaluation value,
In the AF evaluation value generation step,
A first setting step for setting a region of the object detected in the detection step;
A second setting step for setting a focus detection region used for detection of a focus state, including the region of the object;
For each of the object area and the focus detection area, a calculation step for calculating an AF evaluation value for each area;
A determination step of determining an addition ratio of the area of the object to the focus detection area based on at least one of the position and size of the area of the object;
Based on the determined addition ratio, the AF evaluation value for each region of the object region and the AF evaluation value for each region of the focus detection region are weighted to generate an AF evaluation value used in the automatic focus adjustment step. A production process,
In the determining step, when the addition ratio obtained this time is less than the addition ratio obtained last time, the addition ratio determined last time is used for a preset time after it is determined that the addition ratio has been reduced. Focus adjustment method.
前記第2の設定工程では、前記対象物が検出された状態から検出されなくなった後の予め設定された時間は、前記焦点検出領域の大きさを変更しないことを特徴とする請求項6に記載の焦点調節方法。   The size of the focus detection area is not changed in the second setting step for a preset time after the object is no longer detected from the detected state. Focus adjustment method. コンピュータに、請求項6または7に記載の焦点調節方法の各工程を実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform each process of the focus adjustment method of Claim 6 or 7. 請求項8に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。   A computer-readable storage medium storing the program according to claim 8.
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