JP7467114B2 - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
前記撮像装置は、AFエリアモードを備え、前記AFエリアモードには、少なくとも第1の大きさの焦点検出領域を画像中に配置する第1のモードと、前記第1の大きさよりも大きい第2の大きさの焦点検出領域を画像中に配置する第2のモードがあり、
前記第1の設定手段は、前記第2のモードの場合に、前記第1のモードの場合よりも前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定する。
<撮像装置の構成>
図1は、本発明の実施形態にかかる撮像装置の一例としてのデジタルカメラシステムの機能構成例を示すブロック図である。デジタルカメラシステムは、レンズ交換式デジタルカメラの本体100と、本体100に着脱可能なレンズユニット150とを有している。なお、レンズ交換式であることは本発明に必須でない。
視線入力の特徴は、生体由来であることによる視線方向の不安定さである。ある一点を注視しているつもりでも、眼球が微小に移動したり、無意識に視線を外してしまったりすることがある。したがって、画像中の注視点を特定するためには、ある時間にわたって検出された視線方向を統計的に処理する必要がある。そこで、所定期間に検出された複数の注視点の位置に基づき、ノイズ低減処理を行うことで、注視点の位置を平滑化する。ノイズ低減処理においては、焦点検出領域の大きさが小さいほど、ノイズ低減効果が大きくなるようにノイズ低減処理を行う。
本実施形態では、所定期間に連続的に検出された視線方向の平均値を算出することで、視線検出結果のばらつきを抑制し、現在時刻の視線方向を決定する。また、視線方向に対して、選択されたAFエリアモードによって設定される焦点検出領域の大きさに応じて被写体を検出する範囲を設ける。被写体を検出する範囲内に画像中より検出した特徴領域が含まれる場合は、その特徴領域を主被写体領域と見なし、焦点検出領域を主被写体領域の位置に設定する。
AFエリアモードとして、焦点検出領域の大きさ・形状を変更可能なフレキシブルゾーンAFが設定されている場合の例を図7に示す。図7(a)は、フレキシブルゾーンAFの設定画面の例であり、表示部28に表示される。システム制御部50は、タッチパネルや入力デバイス(ボタン、ダイヤル)などの操作部70からの入力に基づき、ユーザの意図に合わせて、焦点検出領域701aの大きさ・形状を罫線702に合わせて適宜変更する。なお、フレキシブルゾーンAFの焦点検出領域の設定方法は、上記に限定されない。図7(b)の視線方向703は、視線検出部701で検出された情報を統計的に処理したある時刻の視線方向を示している。システム制御部50は、設定された焦点検出領域701bの大きさ・形状に基づき、視線方向703に対して、被写体を検出する範囲704を設定する。図7(b)の例では、焦点検出領域701bの大きさ・形状は、ユーザの意図により横方向に広範囲な焦点検出領域に設定されている。このことから、横方向に移動する被写体やパンニングを想定したシーンであることが推測可能である。このため、システム制御部50は、ライブビュー画像の遅延や視線検出結果の平均化処理の遅延により、検出される視線方向703も横方向に誤差が大きくなることが想定される。よって、横長の被写体を検出する範囲704を設定している。つまり、焦点検出領域701bの大きさ・形状により、視線方向703の誤差を想定した、被写体を検出する範囲704の設定が可能である。
次に、本実施形態における視線入力による主被写体の選択動作に関して、図8に示すフローチャートを用いて説明する。この動作は例えば撮影スタンバイ状態において表示部28にライブビュー画像が表示されている際に、ライブビュー画像の生成や表示に関する動作を並行して実行することができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、視線検出のキャリブレーション時に視線検出のばらつきを取得し、その視線検出のばらつきによって被写体を検出する範囲の大きさを設定する。
図9に、視線検出のキャリブレーションのフローを示す。視線検出結果と表示部の任意の位置とを対応付けるため、視線検出のキャリブレーションが行われる。
次に、本実施形態における被写体を検出する範囲の設定動作を説明する。本実施形態における視線入力による焦点検出領域の決定は図8のフローチャートと同じであり、ステップS104の詳細を図11のフローチャートを用いて説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態では、撮影環境に応じた視線検出方向の確からしさ(以下、信頼性)を考慮した、視線入力による主被写体の選択方法について説明する。
撮影環境による視線方向の信頼性特性としては、視線方向の明るさによって変化する。例えば、暗いときには撮りたい被写体がどこにいるのかわかりづらく、撮影者が被写体を見つける動作が生じる。そうすると、視線検出方向は被写体一点にとどまるような結果ではなく、視線方向がふらふらして不安定な視線方向が得られてしまう。視線方向が1点に定まっている場合を視線方向の検出結果が良いとした場合、視線方向がふらふらした不安定な状態は信頼性が悪いと言える。
撮影者による信頼性特性として、例えば目つぶりや撮影者の眼球に対する瞼のかかり具合によって変化する。受光レンズ701bが赤外光による眼球像を撮像素子701aの撮像面に形成する際に、撮影者が目つぶりをしていると、形成された画像から瞳孔の位置を検出することができない。そうすると視線方向を検出することができない。図12は撮影者の眼球1201に対して瞼1203がかかっており、瞳孔1202が瞼によって半分程度隠れている様子を示す図である。図12のように撮影者の瞳孔に瞼がかかっていると、正確に瞳孔の位置を検出することができない。例えば、図12のように瞳孔の上部分が瞼で隠れていると、一般的に上方向に視線方向の検出誤差が多くなる。このように瞼で瞳孔が隠れていると、視線方向の検出精度が落ちてしまう。
次に、本実施形態における視線入力による主被写体の選択動作に関して、図15に示すフローチャートを用いて説明する。この動作は例えば撮影スタンバイ状態において表示部28にライブビュー画像が表示されている際に、ライブビュー画像の生成や表示に関する動作を並行して実行することができる。
次に、本発明の第4実施形態として、動画記録モード時の動作について、上述してきた内容との差分を中心に説明する。本実施形態のデジタルカメラシステムにおいても、動画撮影、および動画記録が可能になっており、操作部(70)からの入力により、記録モードを選択して、静止画撮影を行うモードであるか、動画を記録するモードであるかを切り替えるものとなっている。また記録する動画のサイズやフレームレートも選択可能となっており、サイズとしては、4K(水平3840画素×垂直2160画素)や、2K(水平1920画素×垂直1080画素)、HD(水平1280画素×垂直720画素)を選択可能である。またフレームレートとしては、240fps、120fps、60fps、30fps、24fpsのいずれかが選択可能となっている。これらの設定に応じて、デジタルカメラ内部では、撮像素子(22)から読み出すサイズや読み出しレートが相応に設定されて動作する。
r2=(60÷フレームレート)×α×r1 …式(1)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態では、被写体及びカメラの動きを検出し、それらの動きの有無に応じて被写体を検出する範囲の大きさを設定する。
視線入力の特徴は、生体由来であることによる視線方向の不安定さであり、安定した視線方向を特定するために統計的な処理が用いられることは第一の実施形態で説明した通りである。一方で、被写体が動体である場合や撮像装置自体をパンニングしながら撮影する場合など、動きのあるシーンでは課題が生じる。具体的には、先述べた視線方向を統計的に処理することによる遅延の影響や、生体由来の無意識な視線移動によりユーザが意図した主被写体を適切に選択できない課題が生じる。
上記の課題を踏まえ、本実施形態における動きのあるシーンに適した視線入力による主被写体の選択方法について、図18(a)~(d)を参照しながら、詳細に説明する。
次に、本実施形態における被写体を検出する範囲の設定動作を説明する。本実施形態における視線入力による焦点検出領域の決定は図8のフローチャートと同じであり、ステップS104の詳細を図17のフローチャートを用いて説明する。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態では、動体に対して継続的に焦点調整を行うサーボAFの追従特性の強さに応じて被写体を検出する範囲の大きさを設定する。
継続的に焦点調整動作を実施することが望ましい被写体の入れ替わりの多い、動きのあるシーンでは第5実施形態と同様の課題が生じる。
上記の課題を踏まえ、本実施形態における動きのあるシーンに適した視線入力による主被写体の選択方法について、図20(a)(b)を参照しながら、詳細に説明する。
次に、本実施形態における被写体を検出する範囲の設定動作を説明する。本実施形態における視線入力による焦点検出領域の決定は図8のフローチャートと同じであり、ステップS104の詳細を図19のフローチャートを用いて説明する。
なお、本実施形態では被写体を検出する範囲の大きさと連動するサーボAFの追従特性の項目は1つのみであったが、本発明はこれに限定されるものではない。
4 レンズシステム制御回路
22 撮像素子
50 システム制御部
24 画像処理部
28 表示部
32 メモリ
56 不揮発性メモリ
70 操作部
Claims (23)
- ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出手段と、
前記注視点の位置に基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定手段と、
前記画像から特徴領域を検出する第2の検出手段と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、を有する撮像装置であって、
前記撮像装置は、AFエリアモードを備え、前記AFエリアモードには、少なくとも第1の大きさの焦点検出領域を画像中に配置する第1のモードと、前記第1の大きさよりも大きい第2の大きさの焦点検出領域を画像中に配置する第2のモードがあり、
前記第1の設定手段は、前記第2のモードの場合に、前記第1のモードの場合よりも前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置。 - ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出手段と、
前記注視点の位置及びユーザの指定により設定された焦点検出領域の大きさ及び形状に基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定手段と、
前記画像から特徴領域を検出する第2の検出手段と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記第2の設定手段は、前記被写体を検出する範囲に前記特徴領域が所定量以上含まれない場合は、焦点検出領域を変更しないことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記第2の設定手段は、前記被写体を検出する範囲に前記特徴領域が所定量以上含まれない場合は、前記注視点の位置に基づき、焦点検出領域を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記第1の検出手段によって、所定期間に検出された複数の注視点の位置に基づき、ノイズ低減処理を行うことで、注視点の位置を平滑化する平滑化手段を更に有し、前記平滑化手段は、前記焦点検出領域の大きさが小さいほど、ノイズ低減効果が大きくなるように前記ノイズ低減処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1の検出手段によって検出された複数の注視点の位置のばらつきを取得するキャリブレーション手段と、
前記キャリブレーション手段によって取得された注視点の位置のばらつきを記憶する第1の記憶手段と、を更に有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 撮像装置の姿勢を検出する第3の検出手段と、前記第1の検出手段によって検出された複数の注視点の位置のばらつきを取得するキャリブレーション手段と、前記キャリブレーション手段によって取得された注視点の位置のばらつきと前記第3の検出手段で検出された姿勢を対応付けて記憶する第2の記憶手段と、を更に有することを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
- ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出手段と、
前記注視点の位置及び前記第1の検出手段によって検出された注視点の位置の確からしさに基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定手段と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出手段と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、を有する撮像装置であって、
前記第1の設定手段は、前記注視点の位置の確からしさが第1の確からしさの場合に、
前記第1の確からしさよりも前記注視点の位置の確からしさが良い第2の確からしさの場合よりも前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置。 - ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出手段と、
前記注視点の位置及び記録モードに基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定手段と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出手段と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、を有する撮像装置であって、
前記第1の設定手段は、前記記録モードが動画記録モードの場合に、前記記録モードが静止画記録モードの場合に比べて、前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置。 - 動画記録のフレームレートを設定する手段を更に有し、前記第1の設定手段は、前記動画記録のフレームレートに応じて被写体を検出する範囲を設定することを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
- ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出手段と、
前記注視点の位置及び被写体の動きに基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定手段と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出手段と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、を有する撮像装置であって、
前記第1の設定手段は、被写体が動体である場合には、動体でない場合よりも前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置。 - 被写体が動体である場合、前記第1の設定手段は、被写体を検出する範囲が動体の動き方向に広くなるように設定することを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
- ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出手段と、
前記注視点の位置及びパンニング中であるか否かに基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定手段と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出手段と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、を有する撮像装置であって、
前記第1の設定手段は、パンニング中である場合には、パンニング中でない場合よりも被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置。 - パンニング中である場合、前記第1の設定手段は、パンニング方向に前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする請求項13に記載の撮像装置。
- ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出手段と、
前記注視点の位置及び焦点調整動作における被写体の追従特性に基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定手段と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出手段と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定手段と、を有する撮像装置であって、
前記第1の設定手段は、前記追従特性の強さの度合いに応じて被写体を検出する範囲の広さを決定することを特徴とする撮像装置。 - 前記追従特性は被写体の速度変化に対する追従敏感度であって、前記第1の設定手段は、前記被写体の速度変化に対する追従敏感度が第1の追従敏感度の場合には、前記第1の追従敏感度よりも低い第2の追従敏感度の場合よりも前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする請求項15に記載の撮像装置。
- 前記追従特性は被写体の切り替わりやすさであって、前記第1の設定手段は、前記被写体の切り替わりやすさが第1の切り替わりやすさの場合には、前記第1の切り替わりやすさよりも弱い第2の切り替わりやすさの場合よりも前記被写体を検出する範囲が狭くなるように設定することを特徴とする請求項15に記載の撮像装置。
- ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出工程と、
前記注視点の位置に基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定工程と、
前記画像から特徴領域を検出する第2の検出工程と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定工程と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置は、AFエリアモードを備え、前記AFエリアモードには、少なくとも第1の大きさの焦点検出領域を画像中に配置する第1のモードと、前記第1の大きさよりも大きい第2の大きさの焦点検出領域を画像中に配置する第2のモードがあり、
前記第1の設定工程は、前記第2のモードの場合に、前記第1のモードの場合よりも前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出工程と、
前記注視点の位置及びユーザの指定により設定された焦点検出領域の大きさ及び形状に基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定工程と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出工程と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定工程と、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出工程と、
前記注視点の位置及び前記第1の検出工程によって検出された注視点の位置の確からしさに基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定工程と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出手段と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定工程と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の設定工程は、前記注視点の位置の確からしさが第1の確からしさの場合に、
前記第1の確からしさよりも前記注視点の位置の確からしさが良い第2の確からしさの場合よりも前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出工程と、前記注視点の位置及び被写体の動きに基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定工程と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出工程と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定工程と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の設定工程は、被写体が動体である場合には、動体でない場合よりも前記被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出工程と、
前記注視点の位置及びパンニング中であるか否かに基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定工程と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出工程と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定工程と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の設定工程は、パンニング中である場合には、パンニング中でない場合よりも被写体を検出する範囲が広くなるように設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - ユーザの視線に基づいて、画像中の注視点の位置を検出する第1の検出工程と、
前記注視点の位置及び焦点調整動作における被写体の追従特性に基づき、被写体を検出する範囲を設定する第1の設定工程と、前記画像から特徴領域を検出する第2の検出工程と、前記被写体を検出する範囲に含まれる前記特徴領域の位置に応じて、焦点検出領域を設定する第2の設定工程と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の設定工程は、前記追従特性の強さの度合いに応じて被写体を検出する範囲の広さを決定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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