JP5471200B2 - カメラ - Google Patents

Description

本発明は、カメラに関する。

次のような自動焦点装置が知られている。この自動焦点装置は、コントラスト評価値に基づいて焦点調節を行うに当たって、コントラスト評価値を求めるためのＡＦエリアの読み出し時間をフリッカ周期の整数倍となるように制御する（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２２４８０８号公報

しかしながら、従来の自動焦点装置では、フリッカの検出方法として、例えば光源検出センサをヘッドアンプで増幅した後、ＡＣ成分の有無を第一の参照値と比較し、ハイパスフィルタを通した後の出力を第２の参照値と比較することにより、昼光、白熱灯、蛍光灯などの光源を識別する公知の方法を採用しており、画像データを解析して高速にフリッカを検出する方法については何ら提案されていなかった。

請求項１の発明によるカメラは、撮像素子から撮影画面内の特定領域の画像データを読み出す特定領域データ読み出し手段と、前記特定領域データ読み出し手段によって読み出された前記特定領域内を水平方向の複数の分割領域に分割する分割手段と、隣接する前記分割領域間の輝度差に基づいて、前記撮影画面内にフリッカが発生しているか否かを検出するフリッカ検出手段と、前記撮像素子から前記撮影画面の画像データを読み出す撮影画面データ読み出し手段と、を備え、前記撮影画面データ読み出し手段が前記撮影画面の画像データを読み出した後に、前記特定領域データ読み出し手段が前記特定領域の画像データを読み出すことを特徴とする。
請求項４の発明によるカメラは、撮像素子から撮影画面内の特定領域の画像データを読み出す特定領域データ読み出し手段と、前記特定領域データ読み出し手段によって読み出された前記特定領域内を水平方向の複数の分割領域に分割する分割手段と、隣接する前記分割領域間の輝度差に基づいて、前記撮影画面内にフリッカが発生しているか否かを検出するフリッカ検出手段と、前記フリッカ検出手段による検出結果に基づいて、シャッター秒時の設定値と撮像感度の設定値とを変更する撮影条件変更手段と、を備え、前記分割手段は、前記撮影条件変更手段によって変更された前記シャッター秒時の設定値と前記撮像感度の設定値とに基づいて、フレームごとに前記分割領域の大きさを変更することを特徴とする。
請求項６の発明によるカメラは、撮像素子から撮影画面内の特定領域の画像データを読み出す特定領域データ読み出し手段と、前記特定領域データ読み出し手段によって読み出された前記特定領域内を水平方向の複数の分割領域に分割する分割手段と、隣接する前記分割領域間の輝度差に基づいて、前記撮影画面内にフリッカが発生しているか否かを検出するフリッカ検出手段と、前記撮影画面内に前記特定領域を示す情報を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、撮影画面内の特定領域の画像データに基づいて高速にフリッカを検出することができる。

カメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。 制御装置１０４によって実行される処理の流れを示したフローチャート図である。 認識動作Ａの処理シーケンスを模式的に示した図である。 認識枠４ａの表示例を示す図である。 認識動作Ｂの処理シーケンスを模式的に示した第１の図である。 フリッカ検出のための画像分割例を示した第１の図である。 フリッカ検出のための画像分割例を示した第２の図である。 認識枠４ａ内の領域とその周囲の領域を囲んだ枠８ａの表示例を示す図である。 認識動作Ｂの処理シーケンスを模式的に示した第２の図である。

図１は、本実施の形態におけるカメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ１００は、操作部材１０１と、レンズ１０２と、撮像素子１０３と、制御装置１０４と、メモリカードスロット１０５と、モニタ１０６とを備えている。操作部材１０１は、使用者によって操作される種々の入力部材、例えば電源ボタン、レリーズボタン、ズームボタン、十字キー、決定ボタン、再生ボタン、削除ボタンなどを含んでいる。

レンズ１０２は、複数の光学レンズから構成されるが、図１では代表して１枚のレンズで表している。なお、レンズ１０２を構成するレンズには、焦点調節を行うための焦点調節用レンズ（ＡＦレンズ）が含まれる。撮像素子１０３としては例えばＣＭＯＳが用いられ、レンズ１０２により結像した被写体像を撮像する。そして、撮像によって得られた画像信号を制御装置１０４へ出力する。

制御装置１０４は、撮像素子１０３から入力された画像信号に基づいて所定の画像形式、例えばＪＰＥＧ形式の画像データ（以下、「本画像データ」と呼ぶ）を生成する。また、制御装置１０４は、生成した画像データに基づいて、表示用画像データ、例えばサムネイル画像データを生成する。制御装置１０４は、生成した本画像データとサムネイル画像データとを含み、さらにヘッダ情報を付加した画像ファイルを生成してメモリカードスロット１０５へ出力する。本実施の形態では、本画像データとサムネイル画像データとは、いずれもＲＧＢ表色系で表された画像データであるものとする。

メモリカードスロット１０５は、記憶媒体としてのメモリカードを挿入するためのスロットであり、制御装置１０４から出力された画像ファイルをメモリカードに書き込んで記録する。また、メモリカードスロット１０５は、制御装置１０４からの指示に基づいて、メモリカード内に記憶されている画像ファイルを読み込む。

モニタ１０６は、カメラ１００の背面に搭載された液晶モニタ（背面モニタ）であり、当該モニタ１０６には、メモリカードに記憶されている画像やカメラ１００を設定するための設定メニューなどが表示される。また、制御装置１０４は、使用者によってカメラ１００のモードが撮影モードに設定されると、撮像素子１０３から時系列で取得した画像の表示用画像データをモニタ１０６に出力する。これによってモニタ１０６にはスルー画が表示される。

制御装置１０４は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、カメラ１００を制御する。なお、制御装置１０４を構成するメモリには、ＳＤＲＡＭやフラッシュメモリが含まれる。ＳＤＲＡＭは、揮発性のメモリであって、ＣＰＵがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用されたり、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。また、フラッシュメモリは、不揮発性のメモリであって、制御装置１０４が実行するプログラムのデータや、プログラム実行時に読み込まれる種々のパラメータなどが記録されている。

本実施の形態におけるカメラ１００は、顔認検出能を備えており、モニタ１０６へのスルー画表示時にフレーム内から人物の顔を検出し、検出した顔を含む領域（以下、「顔領域」と呼ぶ）を枠で囲むことにより、顔の検出結果をスルー画上に表示する。また、使用者によって、スルー画表示中に操作部材１０１に含まれるレリーズボタンが半押しされた場合には、検出した顔を対象として焦点調節を行う。そして、使用者によって、レリーズボタンが全押しされた場合には、撮影処理を行う。これによって、人物の顔に合焦させた画像を撮影することができる。

このようなカメラ１００においては、スルー画表示中に、周囲の光源からの照明光の照度変化によって周期的なチラツキ、すなわちフリッカが発生する場合がある。この場合、モニタ１０６に表示されるスルー画の各フレームや上記のように撮影処理を行って得た画像にフリッカに起因する横方向の縞帯が発生し、画質が悪化する。よって、本実施の形態におけるカメラ１００では、このようなフリッカに起因する画質の悪化を防ぐために、スルー画表示中にフリッカの有無を検出し、フリッカを検出した場合には、フリッカに起因する画質の悪化を防ぐように撮影条件を変化させる。

具体的には、制御装置１０４は、図２に示す処理を行う。なお、図２に示す処理は、スルー画の表示が開始されると起動するプログラムとして、制御装置１０４によって実行される。

ステップＳ１０において、制御装置１０４は、認識動作Ａを開始する。この認識動作Ａでは、制御装置１０４は、図３に示すシーケンスに従って撮像素子１０３からの画像データの取り込み処理、およびモニタ１０６への画像の表示処理が行われる。具体的には、制御装置１０４は、以下のように認識動作Ａを行う。

まず、制御装置１０４は、シーケンスＡに従い、一定時間Ｔ２間隔で撮像素子１０３からの撮影画面全体、すなわち全画面の画像データの読み出し処理と、読み出した全画面の画像データ内からの特定被写体の認識処理とを繰り返す。すなわち、図３に示す例では、制御装置１０４は、期間Ｔ２Ａで全画面の画像データの読み出し処理を行い、期間Ｔ２Ｂで特定被写体の認識処理を行う。なお、本実施の形態では、特定被写体の認識処理として、全画面の画像データ内から人物の顔を認識するための顔認識処理が実行される。

制御装置１０４は、シーケンスＡによって人物の顔を認識できた場合には、シーケンスＢに従って、時間Ｔ２の２倍の時間Ｔ１間隔で全画面の画像データ内に顔認識の結果を表示してモニタ１０６に出力する。例えば、制御装置１０４は、図４に示すように、全画面の画像データ内に顔認識処理で認識した顔を含んだ最小の領域を顔領域とし、この顔領域を認識枠４ａで囲んで表示する。

これによって、シーケンスＡに従ってＴ２周期で全画面の画像データの読み出し処理と顔認識処理とが行われ、Ｔ１周期で顔認識結果が反映された画像がモニタ１０６に表示されることになる。すなわち、Ｔ１周期でモニタ１０６に表示される画像が更新されることになる。ここで、例えば、時間Ｔ２を制御装置１０４が全画面分の画像データを処理できる最小の時間、具体的にはフレームレートが６０ｆｐｓとなるように設定し、時間Ｔ１をフレームレートが３０ｆｐｓとなるように設定すれば、使用者が違和感を感じることがないようにスルー画を表示することができる。

その後、ステップＳ２０へ進み、制御装置１０４は、認識動作Ａが継続中か否か、すなわち期間Ｔ２ＡおよびＴ２Ｂが終了していないか否かを判断する。ステップＳ２０で否定判断した場合には、ステップＳ１０へ戻って処理を繰り返す。これに対して、ステップＳ２０で肯定判断した場合には、ステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０では、制御装置１０４は、認識動作Ｂを開始する。この認識動作Ｂでは、制御装置１０４は、図５に示すシーケンスに従って撮像素子１０３からの認識枠４ａ内の画像データの取り込み処理、およびフリッカの検出処理が行われる。具体的には、制御装置１０４は、以下のように認識動作Ｂを行う。なお、図５に示すシーケンスにおいて、時間Ｔ１およびＴ２は、図３に示したシーケンスにおける時間Ｔ１およびＴ２と同じ長さの時間とする。

まず、制御装置１０４は、シーケンスＡに従い、図３に示した期間Ｔ２ＡおよびＴ２Ｂの後の期間Ｔ２Ｃで再度、撮像素子１０３から全画面の画像データを読み出す。そして、その後、制御装置１０４は、期間Ｔ３で、撮像素子１０３から、上述した顔認識処理に基づいて表示した認識枠４ａ内の画像データのみを読み出す。この認識枠４ａ内の画像データは、全画面の画像データよりも小さいため、制御装置１０４は、期間Ｔ２よりも短い期間Ｔ３で読み出しを完了することができる。

そして、制御装置１０４は、読み出した認識枠４ａ内の画像データに基づいて上述したフリッカを検出する。具体的には、撮像素子１０３としてＣＭＯＳを用いた場合には、ＣＭＯＳは横方向のラインごとにデータを読み出すので、フリッカによって画像内に横方向の明部と暗部の縞が発生する。すなわち、フリッカが発生している場合には、図６（ａ）に示すように、画像内に水平方向の縞が発生する。よって、本実施の形態では、制御装置１０４は、認識枠４ａ内の画像にこの水平方向の縞が発生しているか否かを検出することにより、フリッカの検出を行う。

このために、制御装置１０４は、図６（ｂ）に示すように、認識枠４ａ内の画像を水平方向に複数のブロックに分割し、上下に隣接する２つのブロック間での輝度差、例えばブロック内の平均輝度の差分に基づいて、フリッカが発生しているか否かを判定する。具体的には、制御装置１０４は、算出した平均輝度の差分が一定値以上であればフリッカが発生していると判定し、差分が一定値未満であればフリッカは発生していないと判定する。

制御装置１０４は、フリッカが発生していると判定した場合には、シャッタースピードを一段落とすとともに、輝度用のゲインを１段落として撮影感度を変更すことにより、スルー画上でのフリッカの影響を低減する。また、このように撮影条件を変更した場合には、フリッカの影響が低減されて画像内に発生する縞が図７（ａ）に示すように変化するため、制御装置１０４は、次のフリッカ検出処理では、図７（ｂ）に示すように１ブロックが大きくなるように認識枠４ａ内の画像を分割する。これにより、撮影条件を変更した場合でもフリッカの検出精度を維持することができる。

その後、ステップＳ４０へ進み、制御装置１０４は、認識動作Ｂが継続中か否かを判断する。ステップＳ４０で否定判断した場合には、ステップＳ３０へ戻って処理を繰り返す。これに対して、ステップＳ４０で肯定判断した場合には、ステップＳ１０へ戻る。そして、制御装置１０４は、スルー画の表示が終了するまで図２に示す処理を繰り返す。

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０４は、撮像素子１０３から認識枠４ａ内の画像データを読み出し、認識枠４ａ内の画像を水平方向に複数のブロックに分割し、上下に隣接する２つのブロック間での輝度差に基づいて、フリッカが発生しているか否かを判定するようにした。これによって、データサイズの小さい認識枠４ａ内の画像データを対象としてフリッカの発生の有無を判定できるため、フリッカ検出を高速に行うことができる。

（２）制御装置１０４は、図５に示したように、期間Ｔ２Ｃで撮像素子１０３から全画面の画像データを読み出した後に、期間Ｔ３で撮像素子１０３から認識枠４ａ内の画像データのみを読み出すようにした。これによって、全画面の画像データ内から認識枠４ａ内の画像データを抽出して切り出すための画像処理を行うよりも高速に認識枠４ａ内の画像データを取得することができる。

（３）制御装置１０４は、フリッカが発生していると判定した場合には、シャッタースピードと撮影感度を変更するようにした。これによって、フリッカの影響を低減してスルー画を表示することができる。

（４）制御装置１０４は、フリッカの影響を低減するために撮影条件を変更した場合には、次のフリッカ検出処理では、１ブロックが大きくなるように認識枠４ａ内の画像を分割するようにした。これによって、撮影条件を変更した場合でもフリッカの検出精度を維持することができる。

（５）制御装置１０４は、全画面の画像データ内に認識枠４ａを表示するようにした。これによって、使用者は、スルー画上で顔認識の結果を確認することができる。

―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、制御装置１０４は、全画面の画像データ内に顔認識処理で認識した顔を含んだ最小の領域を示す認識枠４ａを表示する例について説明した。しかしながら、制御装置１０４は、図８（ａ）や図８（ｂ）に示すように、認識枠４ａ内の領域とその周囲の領域を囲んだ枠８ａを全画面の画像データ内に表示するようにしてもよい。そして、制御装置１０４は全画面の画像データのうち、枠８ａ内のみをカラー画像とし、それ以外の領域を白黒画像とすることにより、全画面の画像データをモノトーン化してもよい。これによって、使用者はスルー画上で主要被写体としての人物の顔を追跡し易くなり、画角の調整を短時間で行うことができる。

（２）上述した実施の形態では、制御装置１０４は、認識動作Ａにおいて、期間Ｔ２Ｂで全画面の画像データ内から人物の顔を認識するための顔認識処理を実行する例について説明した。しかしながら、制御装置１０４は、認識動作Ａにおいて、期間Ｔ２Ｂで人物の顔以外の特定被写体を認識するようにしてもよい。この場合、認識した特定被写体を含んだ領域を対象として、認識枠表示やフリッカ検出処理を行えばよい。

（３）上述した実施の形態では、図５に示した認識動作ＢにおけるシーケンスＢにおいて、認識枠４ａ内の画像データは、期間Ｔ２Ｃで撮像素子１０３から全画面の画像データを読み出した後に、期間Ｔ３で１回のみ読み出す例について説明した。しかしながら、図９に示すように、期間Ｔ２Ｃで撮像素子１０３から全画面の画像データを読み出した後に、期間Ｔ３で認識枠４ａ内の画像データを複数回読み出すようにしてもよい。

（４）上述した実施の形態では、制御装置１０４は、スルー画表示中に図２に示す処理を実行する例について説明したが、これに限定されず、動画撮影時や静止画撮影時に図２に示す処理を実行してフリッカの影響を低減するようにしてもよい。

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

１００ カメラ、１０１ 操作部材、１０２ レンズ、１０３ 撮像素子、１０４ 制御装置、１０５ メモリカードスロット、１０６ モニタ

Claims (9)

1. 撮像素子から撮影画面内の特定領域の画像データを読み出す特定領域データ読み出し手段と、
   前記特定領域データ読み出し手段によって読み出された前記特定領域内を水平方向の複数の分割領域に分割する分割手段と、
   隣接する前記分割領域間の輝度差に基づいて、前記撮影画面内にフリッカが発生しているか否かを検出するフリッカ検出手段と、
   前記撮像素子から前記撮影画面の画像データを読み出す撮影画面データ読み出し手段と、を備え、
   前記撮影画面データ読み出し手段が前記撮影画面の画像データを読み出した後に、前記特定領域データ読み出し手段が前記特定領域の画像データを読み出すことを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記フリッカ検出手段による検出結果に基づいて、シャッター秒時の設定値と撮像感度の設定値とを変更する撮影条件変更手段をさらに備えることを特徴とするカメラ。
3. 請求項２に記載のカメラにおいて、
   前記分割手段は、前記撮影条件変更手段によって変更された前記シャッター秒時の設定値と前記撮像感度の設定値とに基づいて、フレームごとに前記分割領域の大きさを変更することを特徴とするカメラ。
4. 撮像素子から撮影画面内の特定領域の画像データを読み出す特定領域データ読み出し手段と、
   前記特定領域データ読み出し手段によって読み出された前記特定領域内を水平方向の複数の分割領域に分割する分割手段と、
   隣接する前記分割領域間の輝度差に基づいて、前記撮影画面内にフリッカが発生しているか否かを検出するフリッカ検出手段と、
   前記フリッカ検出手段による検出結果に基づいて、シャッター秒時の設定値と撮像感度の設定値とを変更する撮影条件変更手段と、を備え、
   前記分割手段は、前記撮影条件変更手段によって変更された前記シャッター秒時の設定値と前記撮像感度の設定値とに基づいて、フレームごとに前記分割領域の大きさを変更することを特徴とするカメラ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記撮影画面内に前記特定領域を示す情報を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とするカメラ。
6. 撮像素子から撮影画面内の特定領域の画像データを読み出す特定領域データ読み出し手段と、
   前記特定領域データ読み出し手段によって読み出された前記特定領域内を水平方向の複数の分割領域に分割する分割手段と、
   隣接する前記分割領域間の輝度差に基づいて、前記撮影画面内にフリッカが発生しているか否かを検出するフリッカ検出手段と、
   前記撮影画面内に前記特定領域を示す情報を表示する表示手段と、を備えることを特徴とするカメラ。
7. 請求項５または６に記載のカメラにおいて、
   前記表示手段は、前記特定領域を囲む枠を前記特定領域を示す情報として表示することを特徴とするカメラ。
8. 請求項５または６に記載のカメラにおいて、
   前記表示手段は、前記特定領域とその周囲の領域を含んだ領域を囲む枠を前記特定領域を示す情報として表示することを特徴とするカメラ。
9. 請求項８に記載のカメラにおいて、
   前記表示手段は、前記特定領域とその周囲の領域を含んだ領域を囲む枠の内部をカラー画像とし、それ以外の領域を白黒画像とすることを特徴とするカメラ。

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