JP6821325B2 - Image processing device, imaging device and control method - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置、撮像装置および制御方法に関する。 The present invention relates to an image processing device, an imaging device, and a control method.
ズームレンズを駆動する光学ズームや撮影画像の一部を拡大する電子ズームを備える画像処理装置である撮像装置において、近年高倍率化が進んでいる。撮影に不慣れな撮影者が、このような高倍率機種を用いて望遠状態で撮影する場合、被写体を捉えることが難しく、また、捉えた被写体をすぐにフレームアウトさせてしまうことが頻繁に起こり得る。特許文献1は、装置の動き量に基づいて、ユーザが被写体を探す動作を行っていると判定した場合に、自動で撮影画角を広角側にズームアウトさせるフレーミングアシストズーム(FAズーム)を行う撮像装置を開示している。
In recent years, the magnification of an image pickup device, which is an image processing device including an optical zoom for driving a zoom lens and an electronic zoom for enlarging a part of a captured image, has been increasing. When a photographer who is unfamiliar with shooting shoots in a telephoto state using such a high-magnification model, it is difficult to capture the subject, and it often happens that the captured subject is immediately framed out. ..
特許文献1が開示する撮像装置では、FAズーム動作終了後のズーム位置(焦点距離)は、撮影準備状態でのズーム位置である。したがって、FAズーム動作の前後で、ズーム位置は変わらないように制御される。しかし、この撮像装置では、撮影者が被写体を見失って、被写体を探す動作をする場合、被写体がカメラに対して前後方向に移動して、カメラと被写体との距離が変化すると、FAズーム動作後に、画像上の被写体の大きさが変わってしまう。その結果、FAズーム動作後に撮影者が手動でズームを操作して画角を調整し直すという手間が生じるので、迅速に被写体を捉え直すことが困難である。
In the image pickup apparatus disclosed in
本発明は、被写体を見失った際のFAズーム動作中に被写体の距離が変化した場合であっても、適切なズーム位置設定で被写体を捉え直すことができる画像処理装置の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an image processing device capable of re-capturing a subject with an appropriate zoom position setting even when the distance of the subject changes during the FA zoom operation when the subject is lost.
本発明の一実施形態の画像処理装置は、撮像装置の動き量を算出する算出手段と、前記動き量が第1の閾値以上の場合に撮影画角を広角側にする第1の制御を行い、前記第1の制御の後に、前記動き量が前記第1の閾値より小さい第2の閾値未満の場合に、撮影画角を望遠側にする第2の制御を行うとともに、被写体距離に応じて、前記第2の制御によって到達する撮影画角を変更する制御手段とを備え、前記制御手段は、撮影画像のピントが合っていない状態である場合に、前記第2の制御によって到達する撮影画角が前記第1の制御開始時と同じになるように制御し、撮影画像のピントが合っている状態である場合に、被写体距離が変化した場合であっても、前記第2の制御によって到達する撮影画角が前記第1の制御の前後で画面上の被写体の大きさを一定に保つように制御する。 The image processing device according to the embodiment of the present invention performs a calculation means for calculating the movement amount of the imaging device and the first control for setting the shooting angle of view to the wide-angle side when the movement amount is equal to or greater than the first threshold value. After the first control, when the amount of movement is smaller than the first threshold and less than the second threshold, the second control for setting the shooting angle of view to the telephoto side is performed , and the subject distance is increased. The control means includes a control means for changing the shooting angle of view reached by the second control, and the control means reaches the shot image reached by the second control when the shot image is out of focus. The angle is controlled to be the same as at the start of the first control, and when the captured image is in focus, even if the subject distance changes, it is reached by the second control. The shooting angle of view is controlled so as to keep the size of the subject on the screen constant before and after the first control.
本発明の画像処理装置によれば、被写体を見失った際のFAズーム動作中に被写体の距離が変化した場合であっても、適切なズーム位置設定で被写体を捉え直すことができる。 According to the image processing apparatus of the present invention, even if the distance of the subject changes during the FA zoom operation when the subject is lost, the subject can be re-captured with an appropriate zoom position setting.
(実施例1)
図1は、本実施形態の画像処理装置の構成例を示す図である。
撮像装置100が、本実施形態の画像処理装置である。撮像装置100によって実現される機能は、ユーザによるフレーミングを支援する機能であり、便宜上、フレーミングアシストズーム機能(以下、FAズーム機能と略記する)と呼ぶこととする。また、以下の説明では、FAズーム動作におけるズームアウト制御を、FAズームアウト制御とも記述する。また、FAズーム動作におけるズームイン制御を、FAズームイン制御とも記述する。
(Example 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the image processing device of the present embodiment.
The
撮像装置100は、例えばビデオカメラである。撮像装置100は、FAズーム機能を実行可能に構成されている。撮像装置100として、ビデオカメラの他にもカメラ付きの携帯電話、ゲーム機、パーソナルコンピュータなど、撮像装置が組み込まれた、もしくは内蔵された機器を適用してもよい。
The
撮像装置100は、システム制御部101乃至FAズーム制御部122を備える。
システム制御部101は、撮像装置100の全体の動作を制御する。システム制御部101は、例えば、CPU(中央演算処理装置)及びRAM、ROM等の記憶装置等を備えており、記憶装置に予め記憶されたプログラムに従い、RAMを作業領域として用いながら、撮像装置100を制御する。CPUは、Central Processing Unitの略称である。RAMは、Random Access Memoryの略称である。また、ROMは、Read Only Memoryの略称である。システム制御部101は、例えば、撮像素子106の制御やAE/AF制御、ズーム制御(FAズーム処理を含む)等を行うためのプログラムを実行する。なお、後述するFAズーム機能に関する各処理は、コンピュータプログラム(ソフトウェア)として、主にシステム制御部101によって実行されるものとする。
The
The
撮像レンズ102は、内部にレンズ群を保持しており、被写体光を撮像素子106に導く。ズームレンズ103は、光軸方向に移動することによって、焦点距離を調節し、光学的に画角を変更(ズーム位置を移動)する。フォーカスレンズ105は、光軸方向に移動することによって、ピントを調節する。防振レンズ104は、手振れに起因する像ブレを補正する補正用レンズである。なお、本実施形態において、撮像装置100は、撮像レンズ102とカメラ本体とが一体的に構成された撮像装置であるが、これに限定されるものではない。本発明は、カメラ本体と、カメラ本体に着脱可能な交換レンズとを備えて構成される撮像システムにも適用可能である。また、本発明は、防振レンズ104は必須の構成ではなく、像振れ補正機能を有していない撮像システムにも適用可能である。
The
撮像レンズ102を通過した被写体光は、CCD(電荷結合素子)またはCMOS(相補型金属酸化膜半導体)等を有する撮像素子106に受光される。CCDは、Charge Coupled Deviceの略称である。また、CMOSは、Complementary Metal Oxide Semiconductorの略称である。撮像素子106は、例えば、XYアドレス方式のCMOSイメージセンサ等で構成される。撮像素子106は、撮像レンズ102が形成する光学像を光電変換して電荷を蓄積し、電荷を読み出すことで、撮影画像に係る画像信号を映像信号処理部107に供給する。
The subject light that has passed through the
映像信号処理部107は、撮像素子106から出力された画像信号に、ホワイトバランス調整やガンマ補正などの公知の信号処理を施してフレーム画像を生成して、画像メモリ108に格納する。また、映像信号処理部107は、撮像素子106から出力された画像信号に、種々の信号処理を施して、撮像装置100の制御に必要な評価値を生成する。これらの評価値は、AF、AE、AWB等の制御に用いられる。撮像素子106、映像信号処理部107で行われる一連の動作は、例えば、NTSCフォーマットに準拠したビデオ信号の場合は、60Hzの周期で実行され、動画像データが生成される。
The video
記録制御部109は、記録媒体110を制御して、動画データや静止画データまたはメタデータなどの記録・読出しを行う。記録媒体110は、半導体メモリ等の情報記録媒体やハードディスク等の磁気記録媒体である。表示制御部111は、映像信号処理部107から出力された映像信号に基づく画像(カメラスルー画)の他、設定メニュー画像、記録済みの画像など用途に応じて加工した映像信号を出力して、表示部112に画像を表示させる。表示部112は液晶表示素子(LCD)等であり、表示制御部111により生成された画像を表示する。
The
防振レンズ駆動部116は、像ブレ補正制御部120の制御にしたがって防振レンズ104を駆動することで、画像のブレ(像ブレ)を補正する。フォーカス駆動部114は、フォーカスレンズ105を駆動する。本実施形態において、撮像装置100は、コントラスト方式でAF(オートフォーカス)制御を行う。したがって、フォーカス駆動部114は、映像信号処理部107の画像処理によって得られた撮影光学系の焦点調節情報(コントラスト評価値)に基づいて、被写体にピントが合うようにフォーカスレンズ105を駆動する。本発明は、位相差AF方式等のコントラスト方式以外のAF制御や、コントラスト方式と他の方式との組み合わせ等複数の方式を用いたAF制御も適用できる。
The anti-vibration
ズーム駆動部115は、ズーム操作指示に従って、ズームレンズ103を駆動する。操作部113は、撮影者がカメラにズーミングを指示するためのズーム操作部材としてのズームレバーまたはズームボタン等を備える。ズーム指示操作に用いるズーム操作部材の操作量及び操作方向に基づいて、システム制御部101が、ズーム駆動速度や駆動方向を演算し、その演算結果に従って、ズームレンズ103が、光軸に沿って移動される。
The
振れ検出部117は、ジャイロセンサ(角速度検出手段)等の情報に基づいて、撮像装置100の振れ状態を検出する。振れ検出部117は、ジャイロセンサ等に加わる振れ量に応じて、カメラがパンニングされたかを検出する。ジャイロセンサは、防振レンズ駆動部116の制御情報として用いるセンサと兼用する構成でもよい。また、撮像装置の姿勢検出等に用いる加速度センサ(不図示)を用いて、振れ量を検出してもよい。この場合、複数の軸の加速度から便宜的に角速度を算出する必要がある。
The
次に、システム制御部101において、FAズーム機能に関連する制御について説明する。図1に示すように、システム制御部101は、CZ制御部119、FAズーム枠制御部121、FAズーム制御部122を備える。光学ズームによる画角変更時に合焦状態を維持するには、撮像レンズ102のようなリアフォーカスタイプのレンズ鏡筒の場合、ズームレンズ103の位置に応じてフォーカスレンズ105を適正なフォーカス位置へ移動させる必要がある。このような制御をコンピュータズーム(CZ)制御という。
Next, in the
図2は、ズームレンズの焦点距離と、焦点距離に応じてピントが合うフォーカス位置との関係を、被写体距離ごとに示す図である。
本実施形態において、図2のグラフによって示される焦点距離とフォーカス位置との対応テーブルを、フォーカスカムテーブルと称する。各グラフ線の横には、撮像装置100から被写体までの距離(被写体距離)を示している。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the focal length of the zoom lens and the focus position in focus according to the focal length for each subject distance.
In the present embodiment, the correspondence table between the focal length and the focus position shown by the graph of FIG. 2 is referred to as a focus cam table. Next to each graph line, the distance from the
図1に示すAF制御部118は、AF制御を行う際にフォーカス駆動部114を制御して、フォーカスレンズ105を所定の範囲において移動させることによりスキャン動作を行う。この動作中に映像信号処理部107から得られるコントラスト評価値等を用いて、既知の方法により合焦点であるフォーカス位置が検出される。そのときのズーム位置およびフォーカス位置を用い、フォーカスカムテーブルを参照することにより、被写体距離を計測することができる。
The
CZ制御部119は、ズーム動作時に、所定の制御周期ごとにズームレンズ103のズーム位置を検出する。そして、CZ制御部119は、検出したズーム位置に応じたAF制御にて計測された被写体距離でのフォーカスカムテーブルに追従するように、フォーカスレンズ105を駆動させる。これにより、合焦状態を維持したまま光学ズーム動作を行うことが可能となる。
The
像ブレ補正制御部120は、振れ検出部117の出力である角速度情報に基づいて、像ブレを補正するための像ブレ補正量を演算する。像ブレ補正制御部120は、算出した像ブレ補正量を防振レンズ104の変位量に変換して防振レンズ駆動部116を制御する。FAズーム枠制御部121は、FAズーム動作中において、FAズーム動作が終了したときの画角(撮影範囲)をユーザに示すために、FAズーム枠を表示部112に表示させる。
The image blur
図3は、FAズーム枠の例を示す図である。
図3(A)は、FAズーム動作前の画角を示す。FAズーム動作が開始されると、システム制御部101が、図3(B)に示すように、所定の倍率でズームアウト制御すなわち撮影画角を広角側にする制御を実行することで、より広い画角を撮影し、被写体を見つけやすくする。このとき、システム制御部101は、FAズーム動作が終了して、ズームイン制御すなわち撮影画角を望遠側にしたときに撮影される画角を、FAズーム枠300のように表示部112の中央部に表示させる。FAズーム枠300の大きさは、ズームアウトした時点でのズーム位置をもとに計算される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an FA zoom frame.
FIG. 3A shows the angle of view before the FA zoom operation. When the FA zoom operation is started, the
図4および図5は、FAズーム機能の処理を説明するフローチャートである。
撮像装置100のFAズーム機能は、特に記載がない限り、システム制御部101がFAズーム制御部122を制御することで行われるものとする。また、FAズーム機能の処理は、一定の周期で繰り返し実行される。この例では、FAズーム機能の処理は、NTSC方式のフレームレートに同期した60Hzの周期で実行されるものとする。
4 and 5 are flowcharts illustrating the processing of the FA zoom function.
Unless otherwise specified, the FA zoom function of the
まず、図4のS100において、FAズーム制御部122が、CZ制御部119から現在のズーム位置情報を取得する。FAズーム制御部122は、ズームレンズの位置情報に基づいてCZ制御部119で算出された焦点距離としてズーム位置情報を取得する。ズーム位置情報が、ズーム倍率やズームレンズ位置でもよい。
First, in S100 of FIG. 4, the FA
次に、S101において、FAズーム制御部122が、CZ制御部119から被写体距離情報を取得する。続いて、S102において、FAズーム制御部122が、後述するカメラ動き判定を行う。被写体がフレームアウトしてしまった場合、一般的に撮影者はカメラをパンニングさせながら被写体を探し出す動作を行う。カメラ動き判定では、FAズーム制御部122が、振れ検出部117の出力に基づいてカメラの動き量を算出する。FAズーム制御部122は、動き量に基づいて、カメラが静止している(被写体をとらえている)か、カメラがパンニング動作(撮影者が被写体を探し出す動作)をしているかを判定する。FAズーム制御部122は、動き量が第1の閾値以上の場合に、カメラがパンニング動作をしていると判定する。FAズーム制御部122は、動き量が第1の閾値より小さい第2の閾値未満の場合に、カメラが静止していると判定する。
Next, in S101, the FA
S103において、FAズーム制御部122が、前回のFAズーム動作状態がFAズームアウト状態であるか否かを判定する。前回のFAズーム動作状態がFAズームアウト状態である場合は、ズームアウト制御(第1の制御)の実行後であると判定して、処理が図5のS111に進む。前回のFAズーム動作状態がFAズームアウト状態でない場合は、ズームアウト制御を実行するために、処理がS104に進む。
In S103, the FA
S104において、FAズーム制御部122が、S102でのカメラ動き判定の結果に基づいて、カメラがパンニング動作をしているか否かを判定する。カメラがパンニング動作をしていると判定された場合は、処理がS105に進む。そして、S105において、FAズーム制御部122が、FAズームアウト制御を開始する処理を行う。カメラがパンニング動作をしてないと判定された場合は、FAズーム制御部122が、FAズーム機能の処理を終了する。
In S104, the FA
S105において、FAズーム制御部122が、S101で取得した被写体距離情報を記憶する。続いて、FAズーム制御部122が、ステップS100で取得したズーム位置情報をズーム戻り位置として記憶する。S105、S106において、FAズーム機能においてFAズームアウト制御が開始されるときのズーム位置と被写体距離を保持しておくのは、ズームイン制御したときに到達するズーム位置の算出に用いるためである。
In S105, the FA
S107において、FAズーム制御部122が、ズームアウト制御の目標位置であるズームアウト目標位置を決定する。FAズーム制御部122は、現在のズーム倍率を基準として、所定のズームアウト倍率を乗算することで、ズームアウト目標位置を算出する。ズームアウト倍率は、例えば1/2倍といった固定の倍率でもよいし、メニュー等によって複数のズームアウト倍率の中から、ユーザに選択させるようにしてもよい。
In S107, the FA
S108において、FAズーム制御部122が、CZ制御部119にズームアウト制御の開始指示を出す。このときに、FAズーム制御部122は、S107で決定したズームアウト目標位置をCZ制御部119に通知する。CZ制御部119は、ズームアウト開始の指示を受け取ると、所定のズーム速度でズームレンズ103を駆動し、ズームアウト目標位置に到達するまで、継続して制御を行う。
In S108, the FA
S109において、FAズーム制御部122が、FAズーム枠制御部121にFAズーム枠表示の開始指示を出す。続いて、S110において、FAズーム制御部122が、FAズームアウト状態であることを記憶し、処理を終了する。S105からS110の処理は、FAズームアウト制御開始時に一度だけ行われる。
In S109, the FA
次に、FAズームアウト制御中の処理について説明する。
図5のS111において、FAズーム制御部122が、S102でのカメラ動き判定の結果に基づいて、カメラが静止しているか否かを判定する。カメラが静止していると判定された場合は、処理がS112に進む。そして、S112においてFAズーム制御部122が、ズームイン制御(第2の制御)を開始する処理を行う。カメラが静止していないと判定された場合は、ズームイン制御は開始せずに、処理がS114に進む。
Next, the processing during FA zoom-out control will be described.
In S111 of FIG. 5, the FA
S112において、FAズーム制御部122が、ズームイン制御の目標位置であるズームイン目標位置を決定する。FAズームアウト制御開始時から被写体距離が変化していない場合、FAズーム制御部122は、S106で記憶しておいたズーム戻り位置(FAズームアウト制御開始時のズーム位置)をズームイン目標位置として決定する。FAズームアウト制御開始時から被写体距離が変化している場合は、FAズーム制御部122は、被写体距離の変化に応じて、ズーム戻り位置を補正することで、ズームイン目標位置を決定する。これにより、被写体距離に応じて、ズームイン制御によって到達する画角を変更することができる。
In S112, the FA
S113において、FAズーム制御部122が、CZ制御部119にズームイン制御の開始指示を出す。このとき、FAズーム制御部は、S112で決定したズームイン目標位置をCZ制御部119に通知する。CZ制御部119は、ズームイン開始の指示を受け取ると、所定のズーム速度でズームレンズ103を駆動し、ズームイン目標位置に到達するまで、継続して制御を行う。このとき、CZ制御部119は、S108で指示されたズームアウト制御が継続して実行している場合は、ズームアウト制御を中断してズームイン制御に切り替わるように制御する。
In S113, the FA
S114において、FAズーム制御部122が、現在ズーム位置がズームイン目標位置に到達したかを判定する。これにより、ズームイン制御の終了(すなわち一連のFAズーム動作の完了)を検出する。現在ズーム位置がズームイン目標位置に到達した場合は、処理がS115に進む。そして、S115において、FAズーム制御部122が、FAズームアウト制御を終了する処理を実行する。現在ズーム位置がズームイン目標位置に到達していないと判定された場合は、処理がS117に進む。そして、FAズーム制御部122が、FAズーム動作継続中の処理を行う。
In S114, the FA
S115において、FAズーム制御部122が、FAズーム枠制御部121にFAズーム枠表示の終了指示を出す。そして、処理がS116に進む。S116において、FAズーム制御部122が、FAズームアウト状態が終了したことを記憶する。そして、処理が終了する。S114でズームイン制御が終了していないと判定された場合は、処理がS117に進む。そして、FAズーム制御部122が、FAズーム動作継続中の処理を行う。
In S115, the FA
S117において、FAズーム制御部122が、S106で記憶しておいたズーム戻り位置の補正を行う。この処理は本実施形態の撮像装置において、最も特徴的な処理であり、FAズーム動作中に被写体距離が変化した場合であっても、FAズーム動作の前後での、主となる被写体の画像上の大きさを一定に保つようにする処理である。
In S117, the FA
FAズーム制御部122は、S106で記憶したズーム戻り位置Z_old、S105で記憶した被写体距離D_old、S101で取得した現在の被写体距離L_nowに基づいて、式1を用いて、新たなズーム戻り位置Z_newを算出する。
Z_new=Z_old×L_now÷L_old ・・・(式1)
The FA
Z_new = Z_old × L_now ÷ L_old ... (Equation 1)
FAズーム制御部122は、S112、S113で行われるズームイン目標位置の決定において、新たなズーム戻り位置Z_newをズームイン目標位置とすることで、FAズーム動作終了時のズーム位置を補正する。すなわち、FAズーム制御部122は、ズームアウト制御開始時の撮影画角に、ズームアウト制御開始時の被写体距離とズームイン制御開始時の被写体距離の比率を乗じることによって、ズームイン制御によって到達する撮影画角を決定する。
The FA
S118において、FAズーム制御部122が、FAズーム枠のサイズを算出する。FAズーム枠は、一連のFAズーム動作が完了したときに撮影される画角を示す。FAズーム制御部122は、ズーム戻り位置と現在のズーム位置との比率に基づいて、FAズーム枠のサイズを算出する。
In S118, the FA
本実施形態では、FAズーム動作中の被写体距離の変化に応じてズーム戻り位置を補正するようにする。したがって、FAズーム枠も同様に被写体距離の変化に応じてサイズを補正する必要がある。被写体距離の変化は、S117で行われる新たに補正されたズーム戻り位置Z_newに反映されている。したがって、FAズーム枠のサイズの計算においてもズーム戻り位置Z_newを用いることで、被写体距離の変化を考慮したサイズの算出が可能である。 In the present embodiment, the zoom return position is corrected according to the change in the subject distance during the FA zoom operation. Therefore, it is also necessary to correct the size of the FA zoom frame according to the change in the subject distance. The change in the subject distance is reflected in the newly corrected zoom return position Z_new performed in S117. Therefore, by using the zoom return position Z_new in the calculation of the size of the FA zoom frame, it is possible to calculate the size in consideration of the change in the subject distance.
FAズーム枠の横方向のサイズをSx、縦方向のサイズをSyとする。FAズーム制御部122は、Sx、Syを以下の式2、式3により算出する。
Sx=Sx_ref×Z_now÷Z_new ・・・(式2)
Sy=Sy_ref×Z_now÷Z_new ・・・(式3)
The horizontal size of the FA zoom frame is Sx, and the vertical size is Sy. The FA
Sx = Sx_ref × Z_now ÷ Z_new ... (Equation 2)
Sy = Sy_ref × Z_now ÷ Z_new ・ ・ ・ (Equation 3)
Sx_ref、Sy_refは、FAズーム枠の基準サイズ(ズームアウト1倍のときのサイズ)である。例えば、画像サイズが1920×1080のフルHDの場合は、Sx_ref=1920、Sy_ref=1080である。また、Z_nowは、ステップS100で取得した現在のズーム位置である。以上述べたように、撮像装置100は、FAズーム動作中に被写体距離が変化した場合であっても,FAズーム動作の前後での画面上の被写体の大きさを一定とし、FAズーム動作中のFAズーム枠表示をFAズーム動作終了後の画角に合わせるように制御する。
Sx_ref and Sy_ref are reference sizes of the FA zoom frame (size when the zoom out is 1x). For example, in the case of full HD with an image size of 1920 × 1080, Sx_ref = 1920 and Sy_ref = 1080. Further, Z_now is the current zoom position acquired in step S100. As described above, the
図6および図7は、図4のステップS102におけるカメラ動き判定の処理を説明するフローチャートである。
図6のS200乃至S208は、水平方向のカメラ動き判定処理である。S200において、FAズーム制御部122が、振れ検出部117から水平角速度を取得する。続いて、S201において、FAズーム制御部122が、水平角速度を一階積分することで水平角度を算出する。ここで行われる積分処理は、一般的に知られている1次IIRフィルタ等の不完全積分とする。これにより、振れ検出部117のオフセットにより角度が飽和してしまうのを防止する。S201において、FAズーム制御部122が、水平角度を算出して、記憶する。
6 and 7 are flowcharts illustrating the process of determining the camera movement in step S102 of FIG.
S200 to S208 of FIG. 6 are horizontal camera movement determination processes. In S200, the FA
次に、S202において、FAズーム制御部122が、水平角速度が所定の閾値(角速度)より小さいかを判定する。水平角速度が閾値より小さい場合は、FAズーム制御部122は、水平方向のカメラの動きは静止していると判定して、処理がS203に進む。水平角速度が閾値以上である場合は、FAズーム制御部122は、水平方向のカメラの動きは静止していないと判定する。そして、処理がS205に進み、パンニング判定のための処理が行われる。
Next, in S202, the FA
S203において、FAズーム制御部122が、S201で演算される水平角度及びその演算に用いられるIIRフィルタの中間演算子をクリアする。この処理を行うのは、カメラが静止している状態を基準として角度の演算を行うためである。S201において、FAズーム制御部122が、水平角度をクリアして、処理がS204に進む。S204において、FAズーム制御部122が、水平方向のカメラの動きを静止状態として記憶する。そして、処理が図7のS209に進む。
In S203, the FA
S205において、FAズーム制御部122が、水平角速度が所定の閾値(角速度)より大きいかを判定する。ここでの閾値は、ステップS202の判定に用いられる閾値より十分に大きい値に設定されている。水平角速度が閾値より大きいと判定された場合は、処理がS206に進む。そして、FAズーム制御部122が、水平角度の判定を行う。水平角速度が閾値以下である場合は、処理がS208に進む。
In S205, the FA
S206において、FAズーム制御部122が、水平角度が所定の閾値(角度)より大きいかを判定する。水平角度が閾値より大きいと判定された場合は、処理がS207に進む。水平角度が閾値以下である場合は、処理がS208に進む。
In S206, the FA
S207において、FAズーム制御部122が、水平方向のカメラの動きをパンニングであると判定して記憶する。また、S208において、FAズーム制御部122が、水平方向のカメラの動きを、前回判定時の結果を保持するように記憶する。そして、処理が図7のS209に進む。
In S207, the FA
図7のS209乃至S217は、垂直方向のカメラ動き判定処理である。S209において、FAズーム制御部122が、振れ検出部117から垂直角速度を取得する。続いて、S210において、FAズーム制御部122が、角速度を一階積分することで垂直角度を算出する。S210においても、水平角度の算出と同様に、1次IIRフィルタ等の不完全積分を適用する。S210において、FAズーム制御部122が、垂直角度を算出して記憶し、処理がS211に進む。
S209 to S217 in FIG. 7 are vertical camera movement determination processes. In S209, the FA
S211において、FAズーム制御部122が、垂直角速度が所定の閾値(角速度)より小さいかを判定する。垂直角速度が閾値より小さい場合は、FAズーム制御部122が、垂直方向のカメラの動きは静止していると判定して、処理がS212に進む。垂直角速度が閾値以上である場合は、処理がS214に進む。そして、パンニング判定のための処理が行われる。
In S211 the FA
S212において、FAズーム制御部122が、S210で演算される垂直角度及びその演算に用いられるIIRフィルタの中間演算子をクリアする。続いて、S213において、FAズーム制御部122が、垂直方向のカメラの動きを静止状態として記憶し、処理がS218に進む。
In S212, the FA
S214において、FAズーム制御部122が、垂直角速度が所定の閾値(角速度)より大きいかを判定する。S214で用いる閾値は、S211の判定処理に用いられる閾値より、十分に大きい値に設定されている。垂直角速度が閾値より大きいと判定された場合は、処理がS215に進む。そして、FAズーム制御部122が、垂直角度の判定を行う。垂直角速度が閾値以下であると判定された場合は、処理がS217に進む。
In S214, the FA
S215において、FAズーム制御部122が、垂直角度が所定の閾値(角度)より大きいかを判定する。垂直角度が閾値より大きい場合は、処理がS216に進む。垂直角度が閾値以下である場合は、処理がS217に進む。
In S215, the FA
S216において、FAズーム制御部122が、垂直方向のカメラの動きをパンニングとして判定して記憶し、処理がS218に進む。また、S217において、FAズーム制御部122が、垂直方向のカメラの動きを、前回判定時の結果を保持するように記憶し、処理がS218に進む。
In S216, the FA
S218からの処理では、水平方向のカメラの動き判定結果及び垂直方向のカメラの動き判定結果を参照して、最終的なカメラ動き判定を行う。S218において、FAズーム制御部122が、水平方向のカメラ動き判定結果が静止状態であるかを判定する。水平方向のカメラ動き判定結果が静止状態である場合は、処理がS219に進む。水平方向のカメラ動き判定結果が静止状態でない場合は、処理がS211に進む。
In the process from S218, the final camera motion determination is performed with reference to the horizontal camera motion determination result and the vertical camera motion determination result. In S218, the FA
S219において、FAズーム制御部122が、垂直方向のカメラ動き判定結果が静止状態であるかを判定する。垂直方向のカメラ動き判定結果が静止状態である場合は、処理がS220に進む。垂直方向のカメラ動き判定結果が静止状態でない場合は、処理がS211に進む。
In S219, the FA
S220において、FAズーム制御部122が、最終的なカメラ動き判定を静止状態として記憶し、処理を終了する。また、S221において、FAズーム制御部122が、最終的なカメラ動き判定をパンニング状態として記憶し、処理を終了する。以上のようにして、FAズーム制御部122は、振れ検出部117から取得した角速度情報に基づいて、カメラの動き判定を行う。
In S220, the FA
図8は、移動する被写体の撮影例を説明する図である。
図8に示すように、撮像装置100が主被写体である自動車を撮影しようとしたとき、撮影者は画角内に主被写体が収まるように、主被写体の動きに合わせてカメラを動かす動作を行う(パンニング動作)。このとき、焦点距離が望遠側であったり、被写体の動きが速い場合には、常に画角内に収めるのは困難であり、フレームアウトして被写体を見失う場合がある。そこで、撮像装置100は、FAズーム機能を動作して、カメラの動きから撮影者が被写体を探している動作をしていると判断した場合は、ズームアウトして画角を広くすることにより被写体を見つけやすくする。
FIG. 8 is a diagram illustrating a shooting example of a moving subject.
As shown in FIG. 8, when the
図9および図10は、主被写体が移動した場合のFAズーム機能の動作を説明する図である。
図8示す主被写体が(A)の位置から(B)の位置に移動した場合に、撮影者が主被写体を追いかけるように撮影した場合の、FAズーム機能の動作を説明する。図9(A)は、図8の(A)の位置にある被写体を撮影している状態において、表示部112に表示される画像を示す。カメラの動きは静止状態として判定されている。
9 and 10 are diagrams for explaining the operation of the FA zoom function when the main subject moves.
The operation of the FA zoom function when the photographer takes a picture so as to chase after the main subject when the main subject shown in FIG. 8 moves from the position (A) to the position (B) will be described. FIG. 9A shows an image displayed on the
図9(B)は、図8の(A)の位置の主被写体が(B)の位置に向かって動き始めたときの、表示部112に表示される画像である。主被写体を追いかけるように撮影者がカメラを動かすので、FAズーム制御部122は、カメラの動きがパンニング状態であると判定し、FAズームアウト制御が開始する。FAズーム制御部122は、図9(B)に示すように、FAズーム動作終了時の画角を示すFAズーム枠300を表示する。
9 (B) is an image displayed on the
主被写体が、図8の(B)の位置に到達して静止すると、FAズーム制御部122は、FAズームイン制御を開始する。図8の(B)の位置では、撮像装置100と主被写体との距離は、図8の(A)の位置に比べて近づいている。このとき、FAズーム制御部122は、被写体距離の変化に応じて、FAズーム動作終了後のズーム位置と、FAズーム枠300の大きさを変更する。具体的には、FAズーム制御部122は、FAズーム動作終了時のズーム位置を、FAズーム動作開始時のズーム位置より広角側に変更する。また、FAズーム制御部122は、変更されたズーム位置の撮影画角に合うように、FAズーム枠300を大きくする。したがって、表示部112に表示される画像は、図9(C)のようになる。図9(D)は、カメラの動きが静止状態と判定され、ズームイン後にFAズーム動作が終了した時に表示されている画像を示す。図9(C)のFAズーム枠300が示す撮影範囲は、図9(D)の画角と一致する。
When the main subject reaches the position (B) in FIG. 8 and stands still, the FA
すなわち、FAズーム制御部122は、ズームイン制御開始時(第2の制御開始時)の被写体距離が、ズームアウト制御開始時(第1の制御開始時)の被写体距離より近い場合は、以下の制御を実行する。FAズーム制御部122は、ズームイン制御によって到達する画角を、ズームアウト制御開始時の画角より広角側になるように制御する。これにより、被写体距離が変化した場合であっても、FAズーム制御の前後で画面上の被写体の大きさを一定に保つことができる。
That is, when the subject distance at the start of zoom-in control (at the start of the second control) is closer than the subject distance at the start of the zoom-out control (at the start of the first control), the FA
次に、図8に示す主被写体が(A)の位置から(C)の位置に移動した場合に、撮影者が主被写体を追いかけるように撮影した場合の、FAズーム機能の動作を説明する。図10(A)は、図8の(A)の位置にある被写体を撮影している状態において、表示部112に表示される画像を示す。カメラの動きは静止状態として判定されている。
Next, when the main subject shown in FIG. 8 moves from the position (A) to the position (C), the operation of the FA zoom function when the photographer shoots to chase the main subject will be described. FIG. 10A shows an image displayed on the
図10(B)は、図8の(A)の位置の主被写体が(C)の位置に向かって動き始めたときの、表示部112に表示される画像である。主被写体を追いかけるように撮影者がカメラを動かすので、FAズーム制御部122は、カメラの動きがパンニング状態であると判定し、FAズームアウト制御を開始する。FAズーム制御部122は、図10(B)に示すように、FAズーム動作終了時の画角を示すFAズーム枠300を表示する。
10 (B) is an image displayed on the
主被写体が、図8の(C)の位置に到達して静止すると、FAズーム制御部122は、FAズームイン制御を開始する。図8の(C)の位置では、撮像装置100と主被写体との距離は、図8の(A)の位置に比べて遠ざかっている。このとき、FAズーム制御部122は、被写体距離の変化に応じて、FAズーム動作終了後のズーム位置と、FAズーム枠300の大きさを変更する。具体的には、FAズーム制御部122は、FAズーム動作終了時のズーム位置を、FAズーム動作開始時のズーム位置より望遠側に変更する。また、FAズーム制御部122は、変更されたズーム位置の撮影画角に合うように、FAズーム枠300を小さくする。したがって、表示部112に表示される画像は、図10(C)のようになる。図10(D)は、カメラの動きが静止状態と判定され、ズームイン後にFAズーム動作が終了した時に表示されている画像を示す。図10(C)のFAズーム枠300が示す撮影範囲は、図10(D)の画角と一致する。
When the main subject reaches the position (C) in FIG. 8 and stands still, the FA
すなわち、FAズーム制御部122は、ズームイン制御開始時の被写体距離が、ズームアウト制御開始時の被写体距離より遠い場合は、以下の制御を実行する。FAズーム制御部122は、ズームイン制御によって到達する画角を、ズームアウト制御開始時の画角より望遠側になるように制御する。これにより、被写体距離が変化した場合であっても、FAズーム制御の前後で画面上の被写体の大きさを一定に保つことができる。
That is, when the subject distance at the start of the zoom-in control is farther than the subject distance at the start of the zoom-out control, the FA
以上説明したように、撮像装置100は、カメラの動きを検出し、カメラを大きく動かされた場合には被写体を探していると判断して、自動でズームアウト制御を行う。ズームアウトした状態でカメラが静止した場合は、被写体を捉え直したと判断してズームイン制御を行う。このような制御を行うことで、被写体を見失った際に迅速に被写体を捉え直すことが可能となる。撮像装置100は、ズームアウト制御が開始されてからズームイン制御が終了するまでの間、ズームイン制御によって到達する撮影画角を示すFAズーム枠を撮影画像に重畳して表示する。そして、撮像装置100は、ズームアウトした状態で被写体距離が変化した場合は、被写体距離の変化に応じて、ズームイン制御終了時のズーム位置と、FAズーム枠の大きさとを変更する。このような制御を行う事で、被写体を見失ったときに被写体の距離が変化した場合であっても、被写体を捉えたときの画面上の被写体の大きさを一定に保つことが可能となり、撮影者が手動で画角を調整する煩わしさを低減することができる。
As described above, the
(実施例2)
図11および図12は、実施例2におけるFAズーム機能の処理を説明するフローチャートである。
実施例2の撮像装置の構成は、図1に示す撮像装置100と同様である。また、図11および図12のフローチャートのステップのうち、図4および図5のフローチャートのステップと同一の符号が付されているステップは、図4および図5のフローチャートのステップと同様である。
(Example 2)
11 and 12 are flowcharts illustrating the processing of the FA zoom function in the second embodiment.
The configuration of the image pickup apparatus of the second embodiment is the same as that of the
実施例2の撮像装置は、ピント状態を判定し、ピントが大きくずれている場合は、S117、S118のズーム戻り位置補正処理とFAズーム枠サイズの計算処理を行わないようにする。実施例1では、撮像装置100では、ズームレンズ103とフォーカスレンズ105の位置情報を基に、図2のフォーカスカムテーブルで補間演算することによって被写体距離を算出する。しかし、フォーカスカムテーブルで求められる被写体距離は、主被写体に合焦している場合にのみ有効である。したがって、ピントが合焦状態から大きく外れている(大ボケ)の状態では、被写体距離の信頼性が低くなるので、それに基づいてズーム戻り位置、FAズーム枠サイズの算出を行うと誤差が大きくなる場合がある。実施例2では、FAズーム制御部122では、ピント状態を判定し、ズーム戻り位置補正処理とFAズーム枠サイズ計算処理に制限をかける。
The image pickup apparatus of the second embodiment determines the focus state, and if the focus is significantly out of focus, the zoom return position correction process of S117 and S118 and the calculation process of the FA zoom frame size are not performed. In the first embodiment, the
図11のS300において、AF制御部118が、ピント状態(合焦点状態)を判定する。AF制御部118は、映像信号処理部107から得られる画像のコントラスト評価値を用いて、ピント状態を判定する。AF制御部118、フォーカスレンズ105の位置を微小に変化させながらコントラスト評価値をスキャンし、コントラスト評価値が最も高かった位置を合焦位置としてフォーカスレンズ105を制御する。このときのコントラストピーク値を記憶しておき、コントラスト評価値とピーク値の割合を算出し、その割合が閾値より小さかった場合は、大ボケ状態として判定する。
In S300 of FIG. 11, the
また、実施例2では、図12のS301において、FAズーム制御部122が、カメラの動き判定が静止状態であり、かつピント状態が大ボケでないかを判定する。カメラの動き判定が静止状態であり、かつピント状態が大ボケでない場合は、処理がS112に進み、ズームイン制御を開始する。カメラ動き判定が静止状態でないか、静止状態であっても、ピント状態が大ボケである場合は、S114に進み、ズームイン制御を制限する。これは、ズーム位置が望遠になるほど被写界深度が狭くなり、ピントがボケやすくなるので、大ボケ状態でズームインしてしまうと、よりピントが合わせづらくなるためである。したがって、FAズーム制御部122は、大ボケ状態ではズームアウト状態のままとし、その状態でAF動作を継続させる。すなわち、FAズーム制御部122は、撮影画像のピントが合っていない状態の場合に、ズームイン制御を制限する。
Further, in the second embodiment, in S301 of FIG. 12, the FA
また、実施例2では、S114において、現在ズーム位置がズームイン目標位置で無かった場合(即ちFAズーム動作中)は、処理がS302に進む。S302において、FAズーム制御部122が、S300で判定したピント状態に基づいて、ピント状態が大ボケでないかを判定する。ピント状態が大ボケでない場合は、処理がS117に進む。ピント状態が大ボケである場合は、処理を終了する。すなわち、ピント状態が大ボケである場合は、ズーム戻り位置とFAズーム枠サイズは補正されず、ズームアウト開始時のズーム位置をズーム戻り位置として用いる。すなわち、FAズーム制御部122は、撮影画像のピントが合っていない状態である場合に、ズームイン制御によって到達する撮影画角がズームアウト制御開始時と同じになるように制御する。
Further, in the second embodiment, in S114, when the current zoom position is not the zoom-in target position (that is, during the FA zoom operation), the process proceeds to S302. In S302, the FA
以上説明したように、実施例2では、被写体距離に関する情報をAF制御の情報を用いて算出する場合において、大ボケ状態ではズームイン制御及びズーム戻り位置補正に制限をかけるようにした。このような制御を行うことで、よりFAズーム動作時のズーム戻り位置補正の制御における安定性を改善することが可能となる。 As described above, in the second embodiment, when the information on the subject distance is calculated using the AF control information, the zoom-in control and the zoom return position correction are restricted in the large blur state. By performing such control, it is possible to further improve the stability in the control of the zoom return position correction during the FA zoom operation.
本発明はデジタルカメラのような撮影を主目的とした機器に限定されず、携帯電話、パーソナルコンピュータ(ラップトップ型、デスクトップ型、タブレット型など)、ゲーム機など、撮像装置を内蔵もしくは外部接続する任意の機器に適用可能である。従って、本明細書における「撮像装置」は、撮像機能を備えた任意の電子機器を包含することが意図されている。 The present invention is not limited to devices such as digital cameras whose main purpose is photography, and incorporates or externally connects an imaging device such as a mobile phone, a personal computer (laptop type, desktop type, tablet type, etc.), a game machine, or the like. It can be applied to any device. Therefore, the "imaging apparatus" in the present specification is intended to include any electronic device having an imaging function.
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。適用するシーンとして、静止画撮影のための画角合わせ中のみでなく、動画記録中の画角合わせの際に実施しても構わない。 Although preferable examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof. As the scene to be applied, it may be performed not only during the angle of view adjustment for still image shooting but also during the angle of view adjustment during moving image recording.
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100 撮像装置 100 Imaging device
Claims (9)
前記動き量が第1の閾値以上の場合に撮影画角を広角側にする第1の制御を行い、前記第1の制御の後に、前記動き量が前記第1の閾値より小さい第2の閾値未満の場合に、撮影画角を望遠側にする第2の制御を行うとともに、被写体距離に応じて、前記第2の制御によって到達する撮影画角を変更する制御手段とを備え、
前記制御手段は、撮影画像のピントが合っていない状態である場合に、前記第2の制御によって到達する撮影画角が前記第1の制御開始時と同じになるように制御し、
撮影画像のピントが合っている状態である場合に、被写体距離が変化した場合であっても、前記第2の制御によって到達する撮影画角が前記第1の制御の前後で画面上の被写体の大きさを一定に保つように制御することを特徴とする画像処理装置。 A calculation means for calculating the amount of movement of the image pickup device and
When the amount of movement is equal to or greater than the first threshold value, the first control for setting the shooting angle of view to the wide-angle side is performed, and after the first control, the amount of movement is smaller than the first threshold value. If it is less than, a second control for setting the shooting angle of view to the telephoto side is performed , and a control means for changing the shooting angle of view reached by the second control according to the subject distance is provided.
The control means controls so that the shooting angle of view reached by the second control becomes the same as at the start of the first control when the captured image is out of focus.
Even if the subject distance changes when the captured image is in focus, the shooting angle of view reached by the second control is the subject on the screen before and after the first control. An image processing device characterized in that the size is controlled to be kept constant .
前記第2の制御開始時の被写体距離が、前記第1の制御開始時の被写体距離より近い場合は、前記第2の制御によって到達する撮影画角が前記第1の制御開始時より広角側になるように制御し、
前記第2の制御開始時の被写体距離が、前記第1の制御開始時の被写体距離より遠い場合は、前記第2の制御によって到達する撮影画角が前記第1の制御開始時より望遠側になるように制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The control means
When the subject distance at the start of the second control is closer than the subject distance at the start of the first control, the shooting angle of view reached by the second control is on the wider angle side than at the start of the first control. Control to be
When the subject distance at the start of the second control is farther than the subject distance at the start of the first control, the shooting angle of view reached by the second control is on the telephoto side from the start of the first control. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is controlled so as to be.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。 The control means is obtained by multiplying the shooting angle of view at the start of the first control by the ratio of the subject distance at the start of the first control and the subject distance at the start of the second control. The image processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the shooting angle of view to be reached is determined by control.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The control means superimposes and displays a frame indicating a shooting angle of view reached by the second control on the shot image from the start of the first control to the end of the second control. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the image processing apparatus is characterized.
前記制御手段は、前記評価値に基づいて、撮影画像のピントが合っていない状態であるかを判断する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 A generation means for generating an evaluation value indicating the focus state of the captured image is provided.
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means determines whether or not the captured image is out of focus based on the evaluation value.
ことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 5.
ことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 5.
前記動き量が第1の閾値以上の場合に撮影画角を広角側にする第1の制御を行い、前記第1の制御の後に、前記動き量が前記第1の閾値より小さい第2の閾値未満の場合に、撮影画角を望遠側にする第2の制御を行うとともに、被写体距離に応じて、前記第2の制御によって到達する撮影画角を変更する制御工程とを有し、
前記制御工程は、撮影画像のピントが合っていない状態である場合に、前記第2の制御によって到達する撮影画角が前記第1の制御開始時と同じになるように制御し、
撮影画像のピントが合っている状態である場合に、被写体距離が変化した場合であっても、前記第2の制御によって到達する撮影画角が前記第1の制御の前後で画面上の被写体の大きさを一定に保つように制御することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 The calculation process for calculating the amount of movement of the image pickup device and
When the amount of movement is equal to or greater than the first threshold value, the first control for setting the shooting angle of view to the wide-angle side is performed, and after the first control, the amount of movement is smaller than the first threshold value. If it is less than, it has a control step of performing a second control for setting the shooting angle of view to the telephoto side and changing the shooting angle of view reached by the second control according to the subject distance .
In the control step, when the captured image is out of focus, the shooting angle of view reached by the second control is controlled to be the same as at the start of the first control.
Even if the subject distance changes when the captured image is in focus, the shooting angle of view reached by the second control is the subject on the screen before and after the first control. A control method for an image processing device, which comprises controlling the size so as to keep it constant .
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