JP5789937B2 - Image tracking device and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、画像追尾装置及び撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image tracking device and an imaging device.
撮影した画像内において、追尾対象の被写体を囲む領域を決定し、その領域の色情報をテンプレート画像として記憶するとともに、テンプレート画像に類似していると判断された複数の領域から1つの追尾領域を決定する画像追尾装置がある(例えば、特許文献1参照)。 In the photographed image, an area surrounding the subject to be tracked is determined, color information of the area is stored as a template image, and one tracking area is selected from a plurality of areas determined to be similar to the template image. There is an image tracking device to be determined (see, for example, Patent Document 1).
しかし、色情報が類似している被写体が画面内に複数存在する場合は、上記の決定方法では誤追尾を発生しやすくなる。 However, when there are a plurality of subjects with similar color information on the screen, the above-described determination method tends to cause erroneous tracking.
本発明の課題は、誤追尾の少ない画像追尾装置及び撮像装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image tracking device and an imaging device with less false tracking.
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。
The present invention solves the above problems by the following means .
請求項1に記載の発明は、オートフォーカスが行われている現フォーカスエリアを含む被写体領域をテンプレートとして記憶する記憶部と、前記現フォーカスエリアを含む第1の探索範囲内において、前記テンプレートと類似性の高い第1領域を探索する第1探索手段と、前記第1の探索範囲及び前記第1の探索範囲外の領域を含む第2の探索範囲内において、前記テンプレートと類似性の高い第2領域を探索する第2探索手段と、前記第1領域及び前記第2領域を、前記テンプレートと比較してそれぞれの前記テンプレートに対する類似度合いを求め、前記第1領域及び前記第2領域のうちの一方の類似度合いが高い場合、類似度合いが高い方の領域を優先し、前記類似度合いが同程度の場合は、前記第1領域を優先し、次にオートフォーカスを行う次フォーカスエリアを決定するエリア決定手段と、を備えたことを特徴とする画像追尾装置である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像追尾装置において、前記第1の探索範囲の設定は、前記第1領域あるいは前記第2領域のオートフォーカスエリアから次フォーカスエリアが決定された場合は、そのオートフォーカスエリアの周辺に前記第1の探索範囲を設定することを特徴とする画像追尾装置である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の画像追尾装置において、前記探索範囲の設定は、前記第1領域あるいは前記第2領域のオートフォーカスエリアから次フォーカスエリアが決定されない場合は、前記第1の探索範囲を変更しないことを特徴とする画像追尾装置である。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の画像追尾装置を備える撮像装置である。
請求項5に記載の発明は、複数のAFエリアのうち少なくとも1つの前記AFエリアを決定し、決定された前記AFエリアの焦点状態を用いて焦点制御を行う制御部と、決定された前記AFエリアの領域を含み決定された前記AFエリアの領域よりも広い第1の探索範囲と、前記第1の探索範囲及び前記第1の探索範囲外の領域を含む第2の探索範囲とを設定する設定部と、前記第1の探索範囲を探索することにより前記AFエリアの領域の情報を含む基準画像との類似性が高い第1領域の画像を検出し、前記第2の探索範囲を探索することにより前記基準画像との類似性が高い第2領域の画像を検出する探索部とを含み、前記制御部は、前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合いが前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いよりも高いとき、前記第1領域の情報を用いて前記AFエリアを決定し、前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いが前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合いよりも高いとき、前記第2領域の情報を用いて前記AFエリアを決定し、前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合い及び前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いが等しい場合は、前記第1領域の情報を用いて前記AFエリアを決定することを特徴とする撮像装置である。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載された撮像装置であって、少なくとも1つの前記AFエリアの焦点状態を検出する焦点検出部を含み、前記制御部は、前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合いが前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いよりも高い場合、前記第1領域に含まれる前記AFエリアの焦点状態を用いて前記AFエリアを決定し、前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いが前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合いよりも高い場合、前記第2領域に含まれる前記AFエリアの焦点状態を用いて前記AFエリアを決定することを特徴とする撮像装置である。
請求項7に記載の発明は、請求項5又は請求項6に記載された撮像装置であって、前記制御部により決定された前記AFエリアの領域の画像を含む前記基準画像を記憶する記憶部を含むことを特徴とする撮像装置である。
The invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the image tracking device according to the first aspect, in setting the first search range, a next focus area is determined from an autofocus area of the first area or the second area. In this case, the image tracking device is characterized in that the first search range is set around the autofocus area.
According to a third aspect of the present invention, in the image tracking device according to the first or second aspect, the search range is set when a next focus area is not determined from the autofocus area of the first area or the second area. Is an image tracking device characterized by not changing the first search range.
A fourth aspect of the present invention is an imaging apparatus including the image tracking device according to any one of the first to third aspects.
The invention according to claim 5 determines at least one AF area among a plurality of AF areas and performs focus control using the determined focus state of the AF area, and the determined AF to set a wider first search range than the region of the AF area determined comprises a region of the area, a second search range including the first search range and the first search region outside the range By searching the first search range, the setting unit detects an image of the first area having high similarity to the reference image including the area information of the AF area, and searches for the second search range. A search unit that detects an image of a second region having high similarity to the reference image, and the control unit has a degree of similarity between the image of the first region and the reference image of the second region. Similarity between the image and the reference image The AF area is determined using information on the first area, and the degree of similarity between the image in the second area and the reference image is the degree of similarity between the image in the first area and the reference image The AF area is determined using information on the second area, and the degree of similarity between the image in the first area and the reference image and the degree of similarity between the image in the second area and the reference image Are equal, the AF area is determined using information of the first area .
A sixth aspect of the present invention is the imaging apparatus according to the fifth aspect, further comprising a focus detection unit that detects a focus state of at least one of the AF areas, and the control unit is configured to detect the first region. When the degree of similarity between the image and the reference image is higher than the degree of similarity between the image in the second area and the reference image, the AF area is determined using the focus state of the AF area included in the first area If the similarity between the image in the second area and the reference image is higher than the similarity between the image in the first area and the reference image, the focus state of the AF area included in the second area is determined. The AF apparatus is used to determine the AF area.
The invention according to claim 7 is the imaging device according to claim 5 or 6, wherein the storage unit stores the reference image including an image of the area of the AF area determined by the control unit. It is an imaging device characterized by including.
本発明によれば、誤追尾の少ない画像追尾装置及び撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image tracking device and an imaging device with less false tracking.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る焦点検出装置の一実施形態を適用したカメラ1の概念構成図である。
本実施形態のカメラ1は、カメラ本体10と、当該カメラ本体10に着脱可能な撮像レンズ20と、によって構成された、いわゆるデジタル一眼レフカメラである。
撮像レンズ20は、鏡筒21の内部に、結像光学系を構成する複数のレンズ群L1,L2,L3と、レンズ駆動用モータ22と、を備えている。レンズ群L2は、光軸OA方向に移動して結像位置を調節可能な焦点調節レンズであって、レンズ駆動用モータ22によって焦点調節移動駆動されるようになっている。レンズ駆動用モータ22は、後述するカメラ本体10が備える制御装置30によって制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a
The
The
カメラ本体10は、撮像素子11と、クイックリターンミラー12Aと、サブミラー12Bと、ファインダー光学系13と、測光部14と、位相差AF検出部15と、操作部材16と、制御装置30と、を備えている。
The
撮像素子11は、被写体光を電気信号に変換するCCDやCMOS等の光電変換素子であって、赤(R)、緑(G)および青(B)の各画素が所定の配列パターンで配列されている。撮像素子11は、撮像レンズ20の結像光学系による結像面の画像情報を電気信号に変換して撮像し、各画素に対応する色情報や輝度情報に応じた画像信号を制御装置30に出力する。
The
クイックリターンミラー12Aは、撮像レンズ20の結像光学系から撮像素子11に至る光路中に介在する作用位置と、光路中に介在しない退避位置との間を移動可能に設けられている。クイックリターンミラー12Aは、作用位置において、入射光束をファインダー光学系13(ファインダースクリーン13A)へと反射する。また、クイックリターンミラー12Aの一部には、入射光束の一部を透過する半透過領域が形成されている。
The
サブミラー12Bは、クイックリターンミラー12Aの背面側に設けられている。サブミラー12Bは、クイックリターンミラー12Aの半透過領域を透過した入射光束を位相差AF検出部15に向けて反射させる。
The
ファインダー光学系13は、ファインダースクリーン13Aと、ペンタプリズム13Bと、接眼レンズ13Cと、により構成されている。
ファインダースクリーン13Aは、撮像素子11と光学的に等価な位置に設けられており、クイックリターンミラー12Aによって導かれた入射光束が結像する。ペンタプリズム13Bおよび接眼レンズ13Cは、このファインダースクリーン13A上に結像した被写体像を、正立像として撮影者が視認し得るようになっている。
The finder
The finder screen 13A is provided at a position optically equivalent to the
測光部14は、測光用レンズ14Aと、測光センサ14Bとを備えている。
測光用レンズ14Aは、ペンタプリズム13Bを介したファインダースクリーン13Aに結像した被写体像を測光センサ14Bに導く。
測光センサ14Bは、撮像素子11と同様に、赤(R)、緑(G)および青(B)の各画素が所定の配列パターンで配列されており、レンズ光学系により結像される結像面の画像情報を撮像する。
そして測光センサ14Bは、各画素に対応する色情報や輝度情報に応じた測光信号を制御装置30へ出力する。制御装置30は、測光センサ14Bからの測光信号に基づいて結像面の明るさを検出し、露出を決定する。また、制御装置30は、測光センサ14Bからの測光信号に基づいて、後述の追尾制御部36により追尾制御を行う。
The
The photometric lens 14A guides the subject image formed on the finder screen 13A via the pentaprism 13B to the photometric sensor 14B.
Similar to the
Then, the photometric sensor 14B outputs a photometric signal corresponding to the color information and luminance information corresponding to each pixel to the
操作部材16は、カメラ1の操作を行うための図示しない各種スイッチ類によって構成される。たとえば、カメラ1の動作モードを選択するためのモード選択スイッチ、AF(オートフォーカス)エリアを選択するためのエリア選択スイッチ、焦点調節(AF)の開始および撮影を指示するためのレリーズボタンなどが含まれる。
The
図2は、撮影光学系の撮影画面17内に設定されたAFエリアaを示す図である。位相差AF検出部15は、撮像領域17の所定位置に、本実施形態では51点のAFエリア(焦点検出エリア、測距点)が設けられている。
FIG. 2 is a diagram showing the AF area a set in the photographing
また、位相差AF検出部15は、AFエリアの列に対応して配置されたラインセンサを有している。ラインセンサは、一対の電荷蓄積型光電変換素子アレイ(CCDラインセンサ等)である。撮像レンズ20の異なる領域を通過して2つに分けられた(一対の)光束が、集光レンズによって集光され、一対の被写体像がラインセンサに再結像される。そして、ラインセンサSは、一対の被写体像に対して、設定された時間、電荷の蓄積を行って、一対の被写体像の輝度分布に対応したAF用像検知信号を、後述する制御装置30に出力する。このラインセンサの電荷蓄積時間は、後述する制御装置30におけるAF−CCD制御部31によって制御される。
Further, the phase difference
制御装置30は、CPUやメモリ等によって構成されており、当該カメラ1の動作制御を行う。また、これらの処理や制御において必要な情報を一時的に記憶する。
上述したように、制御装置30は、測光センサ14Bからの測光信号に基づいて結像面の明るさを検出し、露出を決定する。
The
As described above, the
さらに制御装置30は、焦点調節(AF)に関連する機能部として、図1中に示すように、AF−CCD制御部31と、デフォーカス演算部32と、フォーカスエリア位置決定部33と、レンズ駆動量演算部34と、レンズ駆動制御部35と、追尾制御部36と、を備えている。
Further, as shown in FIG. 1, the
AF−CCD制御部31は、位相差AF検出部15に設けられたラインセンサSからAF用像検知信号を読み出し、デフォーカス演算部32へ出力する。
The AF-
追尾制御部36は、測光センサ14Bにより撮像した被写界像の内、撮影者が手動で指定した追尾対象位置、あるいはカメラ1が自動で設定した追尾対象位置に対応する画像をテンプレート画像(基準画像)として図示しないメモリに記憶させる。その後に繰り返し撮影される画像の中から、テンプレート画像と一致または類似する画像領域を検索することによって合焦目標対象の位置を認識する。
The tracking control unit 36 uses a template image (reference) as an image corresponding to the tracking target position manually designated by the photographer or the tracking target position automatically set by the
デフォーカス演算部32は、追尾制御部36によって認識された目標対象の位置する画像領域などに対して、AF−CCD制御部31によって読み出されたラインセンサSのAF用像検知信号に基づいて、撮像レンズ20の焦点調節状態(ピントのずれ量)を表すデフォーカス量を算出する。
The
フォーカスエリア位置決定部33は、デフォーカス演算部32によって算出されたデフォーカス量に基づいて、撮像レンズ20を最終的に合焦させるAFエリアを決定する。
The focus area
レンズ駆動量演算部34は、使用者によって、または、フォーカスエリア位置決定部33によって決定されたAFエリアに対応して、デフォーカス演算部32によって算出されたデフォーカス量に基づいて、撮像レンズ20が有する焦点調節レンズ(レンズ群L2)の駆動量を演算する。
ここでは、焦点調節レンズ(レンズ群L2)の駆動位置の目標となるレンズ目標位置を演算することにより、レンズ駆動量の演算を行う。なお、レンズ目標位置は、デフォーカス量がほぼ0となる焦点調節レンズ(レンズ群L2)の位置に相当する。
The lens driving
Here, the lens drive amount is calculated by calculating the lens target position that is the target of the drive position of the focus adjustment lens (lens group L2). The lens target position corresponds to the position of the focus adjustment lens (lens group L2) where the defocus amount is almost zero.
レンズ駆動制御部35は、レンズ駆動量演算部34によって演算されたレンズ駆動量、すなわち焦点調節レンズ(レンズ群L2)に対するレンズ目標位置に基づいて、撮像レンズ20のレンズ駆動用モータ22へ駆動制御信号を出力する。この駆動制御信号に応じて、レンズ駆動用モータ22が焦点調節レンズ(レンズ群L2)を駆動して、レンズ目標位置へ移動させることにより、焦点調節を行う。
The lens
上記のように構成されたカメラ1は、制御装置30により制御され、下記のフローチャートに従い、AFおよび撮影を行う。
図3は、本実施形態のAF処理を示すフローチャートである。
まず、制御装置30は、S101においてレリーズボタン(操作部材)16の操作によりスイッチ(SW)ONされているかどうか判定する。SWは、カメラ1の半押し開始に相当し、OFFからONになるときにAF動作が開始されるものとする。
The
FIG. 3 is a flowchart showing the AF processing of the present embodiment.
First, the
S101がYESの場合、S102において、制御装置30は、AF動作が初回AF動作であるかどうかを判定する。すなわち、SWがOFFからONに切り替わった直後でAFの演算結果が何も出力されていない段階は、初回AF動作となる。
初回AF動作の場合(S102,YES)、S103へ進み、S103で制御装置30は、追尾制御部36により初回追尾制御を行う。初回追尾制御の詳細は後述の図4に示すフローチャートで説明する。
S102,NOで進むS104は、AF動作開始後で既に追尾制御も行われている場合である。制御装置30は、追尾制御部36により追尾演算のサブルーチンを行う。追尾演算のサブルーチンは後述の図6に示すフローチャートで説明する。
When S101 is YES, in S102, the
In the case of the first AF operation (S102, YES), the process proceeds to S103, and the
S104, which proceeds in S102 and NO, is a case where tracking control is already performed after the AF operation is started. The
S103及びS104の後進むS105において制御装置30は、AF−CCD制御部31より指示し、位相差AF検出部15(ラインセンサ)に蓄積制御を行わせる。なお、S102〜S104の動作と並行して本処理を行っても良い。
S106において制御装置30は、AF−CCD制御部31により位相差AF検出部15(ラインセンサ)で蓄積した電荷のA/D変換を行い、信号を読み出す。
In S105 following S103 and S104, the
In S <b> 106, the
S107において制御装置30は、読み出した電荷信号から相関演算により像ズレ量を求め、デフォーカス演算部32によりデフォーカス量を算出する。
S108において、制御装置30は、所定エリア数のデフォーカス量の演算が終了したかどうかを判定する。ここでいう所定数は、追尾の領域に相当するAFエリア数とする。位相差AF検出部15が備え持つ全てのエリアが高速に演算可能であれば全てのAFエリアの演算を行ってもよい。
In step S <b> 107, the
In S108, the
S108、YESの場合S109において、制御装置30は、フォーカスエリア位置決定部33によりエリア決定処理のサブルーチンを行う。詳細は、後述の図7に示すフローチャートで説明する。
S110において、決定された採用エリアのデフォーカス量に基づいて制御装置30は、レンズ駆動量演算部34によりレンズ駆動量演算を行う。
S111において、制御部はS110のレンズ駆動量演算の結果に従い、レンズ駆動制御部35によりレンズ駆動用モータ22を駆動し、焦点調節レンズ(レンズ群L2)をレンズ目標位置へ移動させることにより、焦点調節を行う。
In the case of S108, YES, in S109, the
In S <b> 110, the
In S111, the control unit drives the
図4は、図3のS102における追尾制御部36の初回追尾制御を示すフローチャートである。図5は、追尾制御部36が被写体を追尾する方法を説明する図である。 FIG. 4 is a flowchart showing the initial tracking control of the tracking control unit 36 in S102 of FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a method in which the tracking control unit 36 tracks a subject.
S201において、追尾初期画像中のAFエリア(図5に示すAFエリアa1)に対応する領域の画像の被写体の色情報を記憶する。
S202において、追尾初期画像中のAFエリアa1の周辺部で、AFエリアa1の色情報と同様な色情報を示す領域を検出する。
S203において、検出した領域を初期の被写体領域Aとする。
S204において、その被写体領域Aの色情報を以降の追尾処理に用いるテンプレート画像としてメモリに記憶する。
S205において被写体領域Aを所定画素ずつ拡大した領域を探索範囲に設定する。ここで、探索範囲は狭い探索範囲n、及び狭い探索範囲nより広い探索範囲wの2種類設定されるものとする。
In S201, the subject color information of the image in the area corresponding to the AF area (AF area a1 shown in FIG. 5) in the tracking initial image is stored.
In S202, an area indicating color information similar to the color information of the AF area a1 is detected in the periphery of the AF area a1 in the initial tracking image.
In S203, the detected area is set as an initial subject area A.
In S204, the color information of the subject area A is stored in the memory as a template image used for the subsequent tracking process.
In S205, an area obtained by enlarging the subject area A by predetermined pixels is set as a search range. Here, it is assumed that two types of search ranges are set, a narrow search range n and a search range w wider than the narrow search range n.
図6は、図3のS104の追尾演算処理を示すフローチャートである。
S301において、探索範囲n及び探索範囲wからテンプレート画像の被写体領域Aと同じサイズの領域を順次切り出し、切り出した画像とテンプレート画像とを対比し、画素ごとに色情報の差分を演算する。
S302において色情報の差分が最も小さい領域Bを探索し、その領域を新しい追尾領域に決定する。ここで、新しい追尾被写体領域の画像情報を用いてテンプレート画像の画像情報を更新しても良い。
本実施形態では、色情報の差分が最も小さい領域B、つまりテンプレート画像に対して類似性が高い領域について、狭い探索範囲nおよび広い探索範囲wからそれぞれ、図4に示すように、追尾領域Bn、追尾領域Bwを決定している。
FIG. 6 is a flowchart showing the tracking calculation process in S104 of FIG.
In step S301, a region having the same size as the subject region A of the template image is sequentially cut out from the search range n and the search range w, the cut-out image and the template image are compared, and a difference in color information is calculated for each pixel.
In S302, the area B having the smallest color information difference is searched, and that area is determined as a new tracking area. Here, the image information of the template image may be updated using the image information of the new tracking subject area.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the tracking region Bn for the region B having the smallest color information difference, that is, the region having high similarity to the template image, from the narrow search range n and the wide search range w, respectively. The tracking area Bw is determined.
S303において、新しい追尾領域の周辺の所定画素ずつ拡大した領域を新しい探索範囲とする。S302で複数の新しい追尾領域が出力された場合は、それぞれに探索範囲を設定するものとする。 In S303, an area enlarged by predetermined pixels around the new tracking area is set as a new search range. When a plurality of new tracking areas are output in S302, a search range is set for each.
図7は、図3のS109のエリア決定処理を示すフローチャートである。
S401において、狭い探索範囲nと広い探索範囲wにおいてそれぞれ決定された追尾領域Bnと追尾領域Bwの類似性があるかどうかを判定する。どちらかの追尾領域で類似性があれば類似性ありとする(S401,YES)。この類似性は、実数を閾値で分けてもよいし、閾値をある範囲毎に分割して、類似性ありの度合いを示したものでもよい。
FIG. 7 is a flowchart showing the area determination process in S109 of FIG.
In S401, it is determined whether there is similarity between the tracking area Bn and the tracking area Bw determined in the narrow search range n and the wide search range w, respectively. If there is similarity in one of the tracking areas, it is determined that there is similarity (S401, YES). For this similarity, the real number may be divided by a threshold value, or the threshold value may be divided for each range to indicate the degree of similarity.
類似性ありの場合(S401,YES)へ進み、S402において、それぞれの追尾領域Bn,Bwの類似性bn,bwを比較して、追尾領域Bnの類似性bnが追尾領域Bwの類似性bw以上か否かを判定する。追尾領域Bnの類似性bnが追尾領域Bwの類似性bw以上の場合(S402,YES)、S403に進む。
S403において、追尾領域Bnに相当するAFエリアの中から焦点調節に用いるエリアを決定する判定を行う。すなわち、追尾領域Bnに相当するAFエリアの中から、前回のフォーカス状態から所定の閾値を満たし、かつ、デフォーカス量が最小となるエリアを探索する。
このように、本実施形態では、追尾領域Bnの類似性bnと追尾領域Bwの類似性bwとが同程度の場合、狭い探索範囲nにおける追尾領域Bnが優先されてAFエリアが探索される。
When there is similarity (S401, YES), the similarities bn and bw of the tracking areas Bn and Bw are compared in S402, and the similarity bn of the tracking area Bn is equal to or greater than the similarity bw of the tracking area Bw. It is determined whether or not. When the similarity bn of the tracking area Bn is greater than or equal to the similarity bw of the tracking area Bw (S402, YES), the process proceeds to S403.
In S403, a determination is made to determine an area to be used for focus adjustment from the AF area corresponding to the tracking area Bn. That is, the AF area corresponding to the tracking area Bn is searched for an area that satisfies a predetermined threshold from the previous focus state and has a minimum defocus amount.
As described above, in this embodiment, when the similarity bn of the tracking area Bn and the similarity bw of the tracking area Bw are approximately the same, the tracking area Bn in the narrow search range n is preferentially searched for the AF area.
S404において、採用エリアが決定したか否かを判定する。
S404で採用エリアが決定されなかった場合(S404,NO)、S405において、追尾領域Bwに相当するAFエリアの中から焦点調節に用いるエリアを決定する判定を行う。追尾領域Bwに相当するAFエリアのデフォーカス量から、前回のフォーカス状態から所定の閾値を満たし、かつ、デフォーカス量が最小となるエリアを探索する。そして、S406において、採用エリアが決定したか否かを判定する。
In S404, it is determined whether or not an employment area has been determined.
When the adopted area is not determined in S404 (S404, NO), in S405, a determination is made to determine an area used for focus adjustment from the AF areas corresponding to the tracking area Bw. From the defocus amount of the AF area corresponding to the tracking area Bw, an area that satisfies a predetermined threshold from the previous focus state and has the minimum defocus amount is searched. In step S406, it is determined whether or not an employment area has been determined.
S406において採用エリアが決定されなかった場合(S406,NO)、またはS401において追尾領域Bn及び追尾領域Bwのテンプレートに対する類似性がないと判定された場合、S407において追尾領域Bn,Bw以外のAFエリアの採用判定を行う。S406より進み、すなわち追尾領域の判定を行った場合には、本処理は予備的に実施してもよい。例えば、連写中で演算時間が足りない場合などは、省略してもよい。 If the adopted area is not determined in S406 (S406, NO), or if it is determined in S401 that there is no similarity to the template of the tracking area Bn and the tracking area Bw, an AF area other than the tracking areas Bn and Bw is determined in S407. Make a hiring decision. If the process proceeds from S406, that is, if the tracking area is determined, this process may be performed in a preliminary manner. For example, it may be omitted if the calculation time is insufficient during continuous shooting.
S408において、採用エリアが決定したか否かを判定する。S408において採用AFエリアが決定しなかった場合、S409において採用AFエリアは前回採用AFエリアとする。採用エリアは必ずしも前回採用AFエリアとする必要性はなく、未定としてもよいし、残りのAFエリアから再度採用AFエリアを決める処理を行っても良い。 In S408, it is determined whether or not an employment area has been determined. If the adopted AF area is not determined in S408, the adopted AF area is set as the previous adopted AF area in S409. The adopted area does not necessarily have to be the previous adopted AF area and may be undecided, or a process of determining the adopted AF area again from the remaining AF areas may be performed.
S409が終了後、またS404,S406,S408でYESの場合S410において、複数の追尾領域のうち、採用AFエリアとなったAFエリアの情報を追尾機能へ出力する。情報は、AFエリアの位置やどの判定を通過して採用AFエリアが決定したか、などである。これは追尾機能が次回の基準とする追尾領域を複数ある中から選択するのに用いたり、探索範囲をどのエリアを基準に設定させたりするかを判断するために参照する目的で使用される。 After S409 is completed and if YES in S404, S406, and S408, in S410, information on the AF area that is the adopted AF area among the plurality of tracking areas is output to the tracking function. The information includes the position of the AF area, which determination has passed and the adopted AF area has been determined. This is used for the purpose of referring to the tracking function to select from a plurality of tracking areas to be used as the next reference, or to determine which area the search range is set as a reference.
例えば、探索範囲においては、S403やS405の追尾領域のAFエリアから採用AFエリアが決定された場合は、採用AFエリアの周辺に探索範囲を設定し、S407で追尾領域以外のAFエリアから採用AFエリアが決定された場合は、探索範囲を前回から変更しない、等の判定を行う。 For example, in the search range, when the adopted AF area is determined from the AF area of the tracking area in S403 or S405, the search range is set around the adopted AF area, and the adopted AF is selected from the AF area other than the tracking area in S407. When the area is determined, it is determined that the search range is not changed from the previous time.
S402において追尾領域Bnの類似性bnが追尾領域Bwの類似性bwより小さい場合(S402,NO)、S411に進む。
S411において、追尾領域Bwに相当するAFエリアの中から焦点調節に用いるエリアを決定する判定を行う。すなわち、追尾領域Bwに相当するAFエリアの中から、前回のフォーカス状態から所定の閾値を満たし、かつ、デフォーカス量が最小となるエリアを探索する。
S412において、採用エリアが決定したか否かを判定する。
S412で採用エリアが決定されなかった場合(S412,NO)、S413において、追尾領域Bnに相当するAFエリアの中から焦点調節に用いるエリアを決定する判定を行う。追尾領域Bnに相当するAFエリアのデフォーカス量から、前回のフォーカス状態から所定の閾値を満たし、かつ、デフォーカス量が最小となるエリアを探索する。そして、S414において、採用エリアが決定したか否かを判定する。
When the similarity bn of the tracking area Bn is smaller than the similarity bw of the tracking area Bw in S402 (S402, NO), the process proceeds to S411.
In S411, a determination is made to determine an area used for focus adjustment from the AF area corresponding to the tracking area Bw. That is, the AF area corresponding to the tracking area Bw is searched for an area that satisfies a predetermined threshold from the previous focus state and has a minimum defocus amount.
In S412, it is determined whether or not an employment area has been determined.
If the adopted area is not determined in S412 (S412, NO), in S413, a determination is made to determine an area used for focus adjustment from the AF areas corresponding to the tracking area Bn. From the defocus amount of the AF area corresponding to the tracking region Bn, an area that satisfies a predetermined threshold from the previous focus state and has the smallest defocus amount is searched. In step S414, it is determined whether or not an employment area has been determined.
S414において採用エリアが決定されなかった場合(S414,NO)、S415において追尾領域Bn,Bw以外のAFエリアの採用判定を行う。 When the adoption area is not determined in S414 (S414, NO), adoption determination of AF areas other than the tracking areas Bn and Bw is performed in S415.
S416において、採用エリアが決定したか否かを判定する。S416において採用AFエリアが決定しなかった場合、S417において採用AFエリアは前回採用AFエリアとする。採用エリアは必ずしも前回採用AFエリアとする必要性はなく、未定としてもよいし、残りのAFエリアから再度採用AFエリアを決める処理を行っても良い。S417が終了後、S410へ進む。 In S416, it is determined whether or not an employment area has been determined. If the adopted AF area is not determined in S416, the adopted AF area is set as the previous adopted AF area in S417. The adopted area does not necessarily have to be the previous adopted AF area and may be undecided, or a process of determining the adopted AF area again from the remaining AF areas may be performed. After S417 ends, the process proceeds to S410.
以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
本実施形態では、追尾演算処理において、テンプレート画像を中心として広がる狭い探索範囲と広い探索範囲とにおいて、テンプレート画像と類似性の高い領域を検索する。そして狭い領域で探索された領域を優先させて次回追尾するAFエリアを検索する。これにより、類似する被写体がカメラからの距離が略等しい範囲に広がっている場合、誤追尾が発生しづらくなり、被写体の連続性・捕捉能力を保持しつつ、焦点調節し続けることが可能になる。
As described above, this embodiment has the following effects.
In the present embodiment, in the tracking calculation process, an area having high similarity to the template image is searched for in a narrow search range and a wide search range that are spread around the template image. Then, the AF area to be tracked next time is searched by giving priority to the area searched in the narrow area. As a result, when similar subjects are spread over a range where the distance from the camera is substantially equal, it becomes difficult for false tracking to occur, and it is possible to continue focusing while maintaining the continuity and capturing ability of the subject. .
1:カメラ、30:画像追尾装置、15:位相差AF検出装置、31:AF−CCD制御部、32:デフォーカス演算部、33:フォーカスエリア位置決定部、34:レンズ駆動量演算部、a1:フォーカスエリア、n:狭い探索範囲、w:広い探索範囲、Bn:追尾領域、Bw:追尾領域 1: camera, 30: image tracking device, 15: phase difference AF detection device, 31: AF-CCD control unit, 32: defocus calculation unit, 33: focus area position determination unit, 34: lens drive amount calculation unit, a1 : Focus area, n: narrow search range, w: wide search range, Bn: tracking area, Bw: tracking area
Claims (7)
前記現フォーカスエリアを含む第1の探索範囲内において、前記テンプレートと類似性の高い第1領域を探索する第1探索手段と、
前記第1の探索範囲及び前記第1の探索範囲外の領域を含む第2の探索範囲内において、前記テンプレートと類似性の高い第2領域を探索する第2探索手段と、
前記第1領域及び前記第2領域を、前記テンプレートと比較してそれぞれの前記テンプレートに対する類似度合いを求め、前記第1領域及び前記第2領域のうちの一方の類似度合いが高い場合、類似度合いが高い方の領域を優先し、前記類似度合いが同程度の場合は、前記第1領域を優先し、次にオートフォーカスを行う次フォーカスエリアを決定するエリア決定手段と、
を備えたことを特徴とする画像追尾装置。 A storage unit for storing, as a template, a subject area including a current focus area where autofocus is performed;
First search means for searching for a first region having high similarity to the template within a first search range including the current focus area;
A second search means for searching for a second region having high similarity to the template within a second search range including the first search range and a region outside the first search range;
The first region and the second region are compared with the template to determine the degree of similarity with each template, and when the degree of similarity of one of the first region and the second region is high, the degree of similarity is If the higher area is prioritized and the degree of similarity is the same, area determining means that prioritizes the first area and then determines the next focus area for auto-focusing;
An image tracking apparatus comprising:
前記第1の探索範囲の設定は、前記第1領域あるいは前記第2領域のオートフォーカスエリアから次フォーカスエリアが決定された場合は、そのオートフォーカスエリアの周辺に前記第1の探索範囲を設定することを特徴とする画像追尾装置。 The image tracking device according to claim 1,
The first search range is set by setting the first search range around the auto focus area when the next focus area is determined from the auto focus area of the first area or the second area. An image tracking device characterized by that.
前記探索範囲の設定は、前記第1領域あるいは前記第2領域のオートフォーカスエリアから次フォーカスエリアが決定されない場合は、前記第1の探索範囲を変更しないことを特徴とする画像追尾装置。 The image tracking device according to claim 1 or 2,
The image tracking apparatus according to claim 1, wherein the search range is set such that the first search range is not changed when a next focus area is not determined from the autofocus area of the first area or the second area.
決定された前記AFエリアの領域を含み決定された前記AFエリアの領域よりも広い第1の探索範囲と、前記第1の探索範囲及び前記第1の探索範囲外の領域を含む第2の探索範囲とを設定する設定部と、
前記第1の探索範囲を探索することにより前記AFエリアの領域の情報を含む基準画像との類似性が高い第1領域の画像を検出し、前記第2の探索範囲を探索することにより前記基準画像との類似性が高い第2領域の画像を検出する探索部とを含み、
前記制御部は、前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合いが前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いよりも高いとき、前記第1領域の情報を用いて前記AFエリアを決定し、前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いが前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合いよりも高いとき、前記第2領域の情報を用いて前記AFエリアを決定し、前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合い及び前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いが等しい場合は、前記第1領域の情報を用いて前記AFエリアを決定することを特徴とする撮像装置。 A control unit that determines at least one of the AF areas among a plurality of AF areas, and performs focus control using the determined focus state of the AF area;
A first search range including the determined AF area and wider than the determined AF area, and a second search including the first search range and an area outside the first search range. A setting section for setting the range,
By searching the first search range, an image of a first area having high similarity to a reference image including information on the area of the AF area is detected, and the reference is obtained by searching the second search range. A search unit that detects an image of the second region having high similarity to the image,
When the degree of similarity between the image of the first area and the reference image is higher than the degree of similarity between the image of the second area and the reference image, the control unit uses the information of the first area to perform the AF An area is determined, and when the degree of similarity between the image of the second area and the reference image is higher than the degree of similarity between the image of the first area and the reference image, the information of the second area is used to perform the AF An area is determined , and when the similarity between the image of the first area and the reference image and the similarity between the image of the second area and the reference image are equal, the information of the first area is used to perform the AF. An imaging apparatus characterized by determining an area .
少なくとも1つの前記AFエリアの焦点状態を検出する焦点検出部を含み、
前記制御部は、前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合いが前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いよりも高い場合、前記第1領域に含まれる前記AFエリアの焦点状態を用いて前記AFエリアを決定し、
前記第2領域の画像と前記基準画像との類似度合いが前記第1領域の画像と前記基準画像との類似度合いよりも高い場合、前記第2領域に含まれる前記AFエリアの焦点状態を用いて前記AFエリアを決定することを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus according to claim 5, wherein
A focus detection unit that detects a focus state of at least one of the AF areas;
When the similarity between the image in the first area and the reference image is higher than the similarity between the image in the second area and the reference image, the control unit determines whether the AF area included in the first area Determine the AF area using the focus state,
When the degree of similarity between the image in the second area and the reference image is higher than the degree of similarity between the image in the first area and the reference image, the focus state of the AF area included in the second area is used. An image pickup apparatus that determines the AF area.
前記制御部により決定された前記AFエリアの領域の画像を含む前記基準画像を記憶する記憶部を含むことを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 5 or 6, wherein
An image pickup apparatus comprising: a storage unit that stores the reference image including an image of the AF area determined by the control unit.
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