JPH0698232A - 画像認識装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像画面内において、合焦状態にある主被写
体のみをカラー表示させる。 【構成】 被写体抽出手段１２によって抽出された被写
体像の撮像面上における二次元的分布状態を認識する認
識手段１５の出力信号に基づき、画像信号から特定の領
域の色信号を取り除くゲート手段１７を設け、認識手段
にて認識されている、撮像面上における二次元的分布領
域の色信号はそのまま通過させ、その他の特定の領域の
色信号は取り除くようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体抽出手段によっ
て抽出された被写体像の撮像面上における二次元的分布
状態を認識する認識手段を有する画像認識装置、及び、
２つの光学系を備えた撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のビデオカメラでは、ビデオ信号の
高周波成分により画面の精細度を検出し、その高周波成
分が最大になるようにフォーカシングレンズの位置を制
御することにより、カメラを合焦状態に自動制御する方
式が知られている。具体的に述べると、被写体像のエッ
ジでは映像信号が急激に変化し、映像信号の高周波成分
が増加する。そして、この高周波成分の振幅が増すほ
ど、その被写体像について合焦状態に近いことになる。

【０００３】この種の自動合焦方式を備えたビデオカメ
ラの概略構成を図１１に示す。

【０００４】図１１において、レンズ１により撮像素子
２の撮像面に被写体の光学像が形成され、撮像素子２が
それを電気信号に変える。プリアンプ３が撮像素子２の
出力信号を増幅し、プロセス回路４，マトリクス回路５
そして加算器６が所定の信号処理をして標準テレビジョ
ン（ＴＶ）信号として出力する。バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）７はプリアンプ３の出力から高周波成分を抽
出するものであり、次のゲート回路８が、１画面（即ち
１フィールドまたは１フレーム）分の信号のうち、合焦
検出を行う領域（所謂合焦検出領域）の信号のみを選択
し通過させる。検波回路９はゲート回路８の出力信号を
検波し、その画面での高周波成分の最大振幅値、即ちピ
ーク値を示す信号を形成する。この検波回路９の出力信
号はレンズ１の合焦度を代表しており、該信号が大きく
なるほど合焦状態に近づく。モータ駆動回路１０は、検
波回路９の出力値に従いモータ１１を駆動し、レンズ１
を合焦状態に自動制御するものである。

【０００５】１２はプリアンプ３より出力された映像信
号中のボケ幅、即ち被写体像のエッジ部分のボケ幅に応
じた幅を検出するボケ幅検出回路である。１５はボケ幅
検出回路１２より出力された被写体像の合焦度に応じた
エッジ部分のボケ幅の撮像画面上における分布状態を認
識し、ゲート回路８に撮像画面上における通過帯域、即
ち合焦検出領域設定用の領域制御信号を出力するボケ幅
分布認識回路であり、前記ボケ幅検出回路１２の出力を
２値化する２値化回路１３，２値化回路１３の２値化出
力を平滑化する平滑回路１４によって構成されている。

【０００６】以上の構成により、レンズ１によって撮像
面に結像された被写体像は撮像素子２によって映像信号
に変換され、プリアンプ３で所定のレベルに増幅され
て、プロセス回路４で帰線消去信号及びペデスタル信号
の付加，ガンマ補正等の処理を行い、マトリクス回路５
で輝度信号と色差信号を作り出す。そして、次の加算器
６で色同期信号と同期信号が加算され、規格化されたテ
レビジョン信号として出力される。

【０００７】一方、プリアンプ３より出力された映像信
号（同期信号，ガンマ補正，カラーバースト信号の付加
などの行われていないもの）はバンドパスフィルタ７へ
と入力されて所定の合焦度に応じて増減する高周波成分
が抽出され、ゲート回路８によって撮像画面上に設定さ
れた合焦検出領域に相当する信号のみが検波回路９へと
通過され、高周波成分の検波レベルが大となる方向にモ
ータ１１を駆動してレンズ１を山登り制御によって位置
制御する。

【０００８】また、プリアンプ３の映像出力はボケ幅検
出回路１２へと供給されて、被写体像のエッジ部分のボ
ケ幅が検出され、これに応じた信号がシリアルに出力さ
れる。このボケ幅検出出力信号はボケ幅分布認識回路１
５へと供給され、２値化回路１３にてエッジ幅信号が２
値化され、平滑回路１４にて平滑され、ゲート回路８に
撮像画面上の通過領域を設定する為の領域制御信号とし
て供給される。

【０００９】次に、ボケ幅検出回路１２の具体構成につ
いて例を挙げて説明する。

【００１０】ボケ幅検出回路１２は、前述した様に、合
焦度に応じて変化する被写体像のエッジ部分の幅に応じ
た信号を出力するものであり、このエッジ幅の検出出力
は、被写体のコントラストや輝度，被写体像のパターン
等に依存しない、被写体像の輝度を表している。これは
被写体像のエッジ部分の幅を検出することにより、被写
体のコントラスト等によらず被写体像の精細度のみを正
確に評価したものである。

【００１１】ここで、ボケ幅検出回路１２の構成につい
て、図１２，図１３及び図１４を用いて説明する。

【００１２】図１２（ａ）は被写体３１を結像した撮像
画面を示すものであり、この画面において、例えば、直
線Ｌ上における映像信号の輝度変化を図示すると、図１
２（ｂ）の様になる。なお、図１２（ｂ）において、縦
軸は輝度信号レベル，横軸は画面上の位置を示す。

【００１３】被写体３１に焦点があっているものとすれ
ば、被写体３１の部分の映像信号中の輝度レベルは高
く、背景の部分の輝度レベルは低い。輝度信号中の高周
波成分も同様である。今、被写体のエッジの部分に注目
し、エッジ部分の幅に相当する輝度差を△ｘ、そのエッ
ジ幅△Ｉとする。

【００１４】このエッジ幅△ｘは、合焦点に近ずくほど
小さく、非合焦になるほど増大し、合焦点で最小の値を
とる。そして、このエッジ幅△ｘは光学系の錯乱円形、
撮像素子の解像力、画像信号処理系の帯域幅によって決
定されるものであるが、後者の２つは光学系の合焦，非
合焦に無関係であり、前者の錯乱円形は合焦，非合焦状
態に応じて変化する。但し、被写体の状況，輝度の影響
は受けない。

【００１５】従って、このエッジ幅△ｘを検出し、これ
を最小錯乱円形と比較することによって、合焦，非合焦
の判定を行うことが出来るわけである。

【００１６】図１３はボケ（エッジ）幅検出回路１２の
内部の構成を示すブロック図である。

【００１７】図１３において、４１はプリアンプ３より
出力された映像信号を微分してｄＩ／ｄｘを求める微分
回路、４２はその絶対値｜ｄＩ／ｄｘ｜をとる絶対値回
路、４３はエッジ部分の輝度差△Ｉを求める演算回路
で、△ＩはｄＩ／ｄｘを微小区間においてｘ方向に積分
することによって得ることが出来る。４４はエッジ部分
の輝度差△Ｉを算出する為の積分に基づく遅延時間分だ
け｜ｄＩ／ｄｘ｜を遅延させ、演算タイミングを合せる
為の遅延回路、４５は遅延回路４４の出力｜ｄＩ／ｄｘ
｜を演算回路４３の出力△Ｉで除して（ｄＩ／ｄｘ）／
△Ｉ＝１／△ｘの演算を行うことによりエッジ幅△ｘを
逆数の形で求める割算回路である。

【００１８】そして、ボケ幅検出回路１２は、エッジ幅
△ｘを逆数の形で出力するので、この値が増大するほど
合焦点に近いことになる。

【００１９】このエッジ幅に基づく情報自体は、原理的
に被写体の大きさ，明るさ，コントラストに影響され
ず、映像信号の中からエッジ部分のボケ幅を実時間に抽
出することが出来る。

【００２０】上記の構成より成るボケ幅検出回路１２に
プリアンプ３より映像信号Ｓａ（図１４（ａ）参照）が
シリアルに入力されると、その映像信号Ｓａ中より被写
体像のエッジ部分に相当するパルス上のボケ幅検出信号
Ｓｂ（図１４（ｂ）参照）が出力され、このボケ幅検出
信号Ｓｂは２値化回路１３によって、予め設定された値
と大小比較して２値化される。この設定値はレンズ１の
結像性能で決定されるボケ幅最小値（最小錯乱円形）の
数倍程度に設定され、ボケ幅検出信号によって得られた
エッジ部分のボケ幅がこの決定値以下であれば合焦して
いるかあるいは合焦に近い部分と判断して“１”とし、
前記設定値以上であれば、非合焦部分と判断して“０”
とする。

【００２１】この２値化信号は平滑回路１４によって遅
延，積分等の演算が行われ、ノイズ成分の除去が行われ
ると共に膨張（太線化）処理が行われ、これにより、合
焦している被写体像のエッジ部分及びその近傍の領域を
含むだいたいの領域が図１５（ｃ）に示すようなパルス
波形によって得られることになる。

【００２２】この平滑回路１４のエッジ部分領域の出力
波形は、ゲート回路８へと供給され、バンドパスフィル
タ７の高周波成分出力を通過させる撮像画面上の領域を
設定する為の領域制御信号として作用する。即ち、この
領域制御信号による撮像画面上の通過領域を図示する
と、図１５（ｂ）に斜線で示す様に、ピントの合ってい
る被写体のエッジ部分とその周辺の領域を含む領域とな
る。同図（ａ）は撮影している被写体で、今中央部に存
在する人物等の主要被写体に合焦しており、背景には非
合焦であるとする。この場合、上述の説明から明らかな
ように、合焦している被写体のエッジ部分はボケ幅が小
さく、ボケ幅検出回路１２の出力はボケ幅分布認識回路
１５の２値化回路１３で“１”と判定され、平滑回路１
４を介して太線化処理されてエッジ部分領域で高レベル
となるＳｃの領域制御信号パルスとしてゲート回路８へ
と出力される。ゲート回路８はこの領域制御信号パルス
によって開放されてバンドパスフィルタ７の出力を検波
回路９へと通過させる。したがって映像信号中、合焦し
ている被写体像のエッジ部分に相当する高周波成分のみ
が検波され、焦点制御用の信号として用いられる。

【００２３】一方、非合焦部分はボケ幅が大きいため、
ボケ幅検出回路１２の出力波形は２値化回路１３で
“０”判定され、平滑回路１４へと供給されない。従っ
て、非合焦部分については、ゲート回路８に対してゲー
トを開放する領域制御信号パルスが供給されず、通過領
域、即ち合焦検出領域が設定されない。

【００２４】以上のことから、図１５（ａ）のように人
物等の主要被写体に合焦し、背景に合焦していないよう
な撮影画面の場合、図１５（ｂ）に斜線部で示すように
合焦している被写体像のエッジ部分にのみ平滑回路１４
でゲート回路８が開放されて合焦検出領域が設定され
る。そして、この合焦検出領域内に相当する高周波成分
の増減に応じて自動焦点調節が行われる為、背景に影響
されることなく、撮影しようとする主要被写体に確実に
合焦させることが出来る。

【００２５】なお、ビデオカメラで撮影している画像を
図示しないビデオテープレコーダなどで録画する場合、
通常撮影者は自分の意図する被写体（主たる撮影対象）
に合焦したことを確認してから録画を開始すれば、以後
主たる被写体が移動しても、その被写体部分に焦点検出
領域を自動設定するから、その被写体に焦点を合せ続け
ることが出来る。

【００２６】また、撮像画面内において合焦している被
写体が存在しない場合には、本装置の機能をＯＦＦと
し、撮像画面の中心に所定の例えば矩形状の焦点検出領
域を設定すれば良い。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例は、目的外
の被写体の影響を受けず、目的被写体（主被写体）につ
いて継続して合焦状態を得るという点においては優れた
効果がある。

【００２８】しかしながら、昨今の画像認識装置、特に
ビデオカメラ等においては、製品の付加価値といった観
点から、更なる高機能化を図らなければならない。

【００２９】次に、本発明が解決しようとする別の課題
について説明する。

【００３０】近年、ビデオカメラなどの撮像装置におい
ては、焦点調節や露出制御などの各機能の自動化が図ら
れ、さらに近年では、ズーム機能の自動化も図られつつ
ある。また、ビデオカメラ本体を装着し、リモートコン
トロール（以下、リモコンと記す）装置からの送信信号
に対応し或は音声に対応してパンニング動作を行うオー
トパンニング装置により、パンニングの自動化も図られ
つつある。

【００３１】ところで、上述のズーム機能の自動化が図
られた撮像装置では、その動作において、画面中央付近
の被写体の距離情報に基づいてズーミングを行うため、
画面側方の主被写体が必ずしも画面内に納まるとは限ら
ないという問題がある。また、オートパンニング装置に
よるパンニング機能の自動化が図られた装置では、パン
ニング動作をリモコン信号が送信されてくる方向により
或は音声が発生してくる方向により行うため、この場合
でも動作の正確さに欠ける場合があり、主被写体が画面
に納まるとは限らないという問題がある。

【００３２】（発明の目的）本発明の第１の目的は、撮
像画面内において、合焦状態にある主被写体のみをカラ
ー表示させることのできる画像認識装置を提供すること
である。

【００３３】本発明の第２の目的は、主被写体を含む特
定領域部分を画面全体に表示させることのできる画像認
識装置を提供することである。

【００３４】本発明の第３の目的は、主被写体を良好に
かつ確実に撮像することのできる撮像装置を提供するこ
とである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明は、被写体抽出手
段によって抽出された被写体像の撮像面上における二次
元的分布状態を認識する認識手段の出力信号に基づき、
画像信号から特定の領域の色信号を取り除くゲート手段
を設け、認識手段にて認識されている、撮像面上におけ
る二次元的分布領域の色信号はそのまま通過させ、その
他の特定の領域の色信号は取り除くようにしている。

【００３６】また、認識手段の出力信号に基づき、画像
信号から主被写体を含む特定領域を求める特定領域制御
手段と、該特定領域決定手段にて求められた特定領域部
分の画像信号を所定の画面の大きさの画像信号に拡大す
る画像信号処理手段とを設け、主被写体を含む特定領域
部分の画像信号を所定の画面の大きさの画像信号に拡大
するようにしている。

【００３７】また、第１の光学系と、該第１の光学系に
より結像された被写体像を撮像信号に変換する第１の撮
像手段と、該第１の撮像手段からの撮像信号に基づいて
被写体の領域を抽出する被写体抽出手段と、第２の光学
系と、該第２の光学系により結像された被写体像を撮像
信号に変換する第２の撮像手段と、前記第２の光学系を
略光軸直交平面で直交する２方向に駆動する方向駆動手
段と、前記被写体抽出手段からの被写体抽出情報に基づ
いて前記方向駆動手段による前記第２の光学系の方向可
変動作を制御する制御手段と、前記第１の撮像素子から
の撮像信号と前記第２の撮像手段からの撮像信号の切換
え選択処理や合成処理を行う画像選択・合成手段とを備
え、また、単焦点広角光学系と、該単焦点広角光学系に
より結像された被写体像を撮像信号に変換する第１の撮
像手段と、該第１の撮像手段からの撮像信号に基づいて
被写体の領域を抽出する被写体抽出手段と、少なくとも
前記単焦点広角光学系の画角内での変倍が可能とされる
変倍光学系と、該変倍光学系の変倍駆動を行う変倍駆動
手段と、前記変倍光学系により結像された被写体像を撮
像信号に変換する第２の撮像手段と、前記変倍光学系を
略光軸直交平面で直交する２方向に駆動する方向駆動手
段と、前記被写体抽出手段からの被写体抽出情報に基づ
いて前記変倍光学系の前記変倍駆動手段による変倍動作
及び前記方向駆動手段による方向可変動作を制御する制
御手段と、前記第１の撮像素子からの撮像信号と前記第
２の撮像手段からの撮像信号の切換え選択処理や合成処
理を行う画像選択・合成手段とを備え、一方の光学系を
通過して得られる画像信号より被写体（主被写体）の領
域を抽出し、この情報に基づいて他方の光学系の撮像方
向の可動を制御し、これら光学系を通過して得られるそ
れぞれの画像信号の何れかを選択して、或は、それぞれ
の画像信号の合成信号を生成して、最終的な画像信号と
して出力するようにしている。

【００３８】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００３９】図１は本発明の第１実施例をビデオカメラ
に適用した場合を示すブロック図である。なお、図１１
と同じ部分は同一符号を付すと共に、その部分の説明は
省略する。

【００４０】プロセス回路４はプリアンプ３より出力さ
れた映像信号に帰線消去信号及びペデスタル信号の付
加，ガンマ補正等の処理を行い、マトリクス回路５は上
記の様に処理された信号から輝度信号と色差信号を作り
出す。

【００４１】そして、これら２つの信号のうち、色差信
号は、ボケ幅分布認識回路１５によって制御されるゲー
ト回路１７によって、撮像画面上に設定された合焦検出
領域に相当する信号のみを通過させられる。一方、輝度
信号は、遅延回路１６によって、色差信号のうち合焦検
出領域に相当する信号のみを通過させるといった処理に
必要な時間分だけ遅延させられる。

【００４２】その後、上述のような処理が終った輝度信
号と色差信号は、加算器６によって、色同期信号と同期
信号を付加されることで規格化されたテレビジョン（Ｔ
Ｖ）信号として出力される。

【００４３】以上の第１の実施例の画像認識装置よれ
ば、撮像画面内において、合焦している部分の色差信号
のみを通過させることが可能である為、合焦している被
写体像のみをカラー表示することが可能となる。また、
その他の背景部分はモノクロ表示されることになる。こ
れを例えばビデオカメラ等の製品に搭載すれば、極めて
付加価値の高い製品を作ることが出来る。

【００４４】（第２の実施例）図２は本発明の第２実施
例をビデオカメラに適用した場合を示すブロック図であ
る。なお、図１１と同じ部分は同一符号を付すと共に、
その部分の説明は省略する。

【００４５】図２において、ボケ幅分布認識回路１５か
ら撮像画面上の画像信号通過領域を設定するための領域
制御信号がコントローラ１６に供給される。コントロー
ラ１６では領域制御信号に基づいて撮像画面上のどの領
域を拡大するかを決定する。そして、この情報を撮像素
子２，プロセス回路４，３ラインメモリ２２，垂直内挿
回路２３，水平内挿回路２４へと供給する。

【００４６】上記３ラインメモリ２２では、プロセス回
路４の出力信号のうち、画面拡大に必要な信号のみ記憶
する。そして、３ラインメモリ２２で記憶された画像信
号に基づき、次の垂直内挿回路２３で垂直方向の内挿を
行い、次いで水平内挿回路２４で水平方向の内挿を行
う。

【００４７】次に、画像の拡大，内挿の処理動作につい
て説明する。

【００４８】図３（ａ）の枠部を 1.4倍に拡大して図３
（ｂ）のように表示する場合、図３（ａ）に示す原画像
と図３（ｂ）に示す拡大画像との走査線の関係は、図４
のようになる。そして、図３（ｂ）に示す拡大画像を標
準テレビジョン信号に変換するために、図４の実線の走
査線Ａ〜Ｈから破線１〜１０を内挿しなければならな
い。

【００４９】図５は画像信号の拡大，内挿の原理を示し
たものである。

【００５０】図５（ａ）は垂直方向の内挿の原理を、ま
た図５（ｂ）は水平方向の内挿の原理を示す。

【００５１】垂直方向の内挿は、図２の３ラインメモリ
２２から２ラインの出力、即ち図５（ａ）の実線の走査
線をその距離に応じた重みを乗じて加算することにより
破線の走査線を求める。例えば、１’の画素信号は、画
素信号１と画素信号１１にそれぞれ１’との距離に応じ
た重みを乗じて加算する。

【００５２】また、水平方向の内挿は、図５（ｂ）に示
すように、垂直方向の内挿により内挿された破線の走査
線上において、斜線部の画素信号から編目の画素信号を
垂直内挿の場合と同様にして内挿する。例えば、画素信
号１’と画素信号２’から１”の画素信号を内挿する。

【００５３】以上の第２の実施例の画像認識装置よれ
ば、撮像画面上における主被写体の２次元的分布状態を
認識する認識手段の出力に基づき、主被写体を含む特定
領域をコントローラ２１により求め、３ラインメモリ２
２により記憶されたこの特定の領域内の画像信号を垂直
内挿回路２３，水平内挿回路２４へ出力し、垂直方向と
水平方向に拡大するようにしている為、主被写体を含む
特定領域を画面全体に表示することができ、これを例え
ばビデオカメラ等の製品に搭載すれば、極めて付加価値
の高い製品を作ることが出来る。

【００５４】（第３の実施例）図６は本発明の第３の実
施例である撮像装置を示すブロック図である。

【００５５】図６において、１０１は例えば単焦点広角
のワイド光学系、１０２はワイド光学系１０１により結
像された被写体像を撮像信号に変換するＣＣＤなどの第
１の撮像素子、１０３は第１の撮像素子１０２からの撮
像信号より被写体の領域を抽出する被写体抽出回路であ
る。１０４は前記ワイド光学系１０１の画角より小さい
画角とされた望遠のテレ光学系、１０５はテレ光学系１
０４により結像された被写体像を撮像信号に変換するＣ
ＣＤなどの第２の撮像素子、１０６はテレ光学系１０４
の撮像方向を所定の方向に駆動するためのパン・チルト
機構部、１０７は前記パン・チルト機構部６を駆動する
ためのパン・チルト駆動部である。

【００５６】１０８は、前記第１，第２の撮像素子１０
２，１０５からの撮像信号を入力し、各撮像信号の選択
及び合成を行う画像選択・合成回路、１０９は被写体抽
出回路１０３からの被写体情報に基づいてテレ光学系１
０４の撮像方向を制御するとともに、画像選択・合成回
路８の各撮像信号の切換選択及び合成の制御を行う制御
回路であり、該制御回路９による被写体情報に基づくテ
レ光学系１０４の撮像方向の制御は、図示を省略したＲ
ＯＭに記憶されているワイド光学系１０１の画面におけ
る座標位置情報とその座標位置をカバーするテレ光学系
１０４のパン・チルト量の情報の対応データを参照して
行われるようになっている。１１０は被写体抽出回路１
０３により抽出された被写体の指示やパン・チルト機構
部１０６をマニュアルで操作するための外部入力部であ
る。

【００５７】上述の被写体抽出回路１０３は、第１の撮
像素子１０２からの撮像信号より被写体像のエッジ部分
のボケ量に応じたボケ幅を検出し、検出された合焦度に
応じたエッジのボケ幅の撮像画面上における分布を認識
し、合焦状態にある分布から、主要被写体の領域を設定
する。なお、これ以外に輝度信号や色信号あるいはこれ
らの組合せにより主被写体の領域を設定するものでも良
い。

【００５８】次に、上述の撮像装置の動作について、図
２のフローチャートにしたがって説明する。

【００５９】まず、ワイド光学系１０１による第１の撮
像素子１０２からの撮像信号が被写体抽出回路１０３に
入力され、被写体領域を抽出する処理が行われる（ステ
ップ２０１）。次に、主被写体領域が抽出されたかが確
認される（ステップ２０２）。図８（ａ）に示すよう
に、ワイド光学系１０１による画面の人物が主被写体と
してその領域が抽出された場合、その領域に対応する画
面の座標位置情報に対応するテレ光学系１０４のパン・
チルト量の情報がＲＯＭ（図示省略）から読出され（ス
テップ２０３）、読出されたデータに基づいてパン・チ
ルト駆動部１０７を制御してテレ光学系１０４のパン・
チルトの駆動が行われ（ステップ２０４）、図８（ｂ）
に示すように、主被写体がテレ光学系１０４のほぼ画面
中央に位置される。この後、ステップ２０１に戻り、上
述の動作が繰返され、主被写体が動いた場合はその動き
にテレ光学系１０４が追従することとなる。

【００６０】そして、ワイド光学系１０１による第１の
撮像素子１０２からの撮像信号、或は、テレ光学系１０
４により第２の撮像素子１０５からの撮像信号のいずれ
か、或は、各撮像信号の合成された信号が後段の記録
系，再生系に出力される。

【００６１】つまり、ワイド光学系１０１による画面サ
イズの撮像信号、或は、主被写体の動きに追従したテレ
光学系１０４による画面サイズの撮像信号、或は、ワイ
ド光学系１０１による画面サイズの撮像信号を背景の画
像としこの画像のテレ光学系１０４による画面サイズの
主被写体のみの撮像信号をはめ込み合成することによ
り、遠近感が強調された画像の撮像信号が出力される。

【００６２】なお、ワイド光学系１０１による画面内に
複数の主となるような被写体領域が抽出された場合は、
外部入力部１１０の操作により容易に選択できるように
してもよく、更にワイド光学系１０１による撮像信号、
及びテレ光学系１０４による撮像信号の切換え選択、及
びはめ込み合成のモード切換えも、上記外部入力部１１
０の操作により切換え可能としてもよい。

【００６３】（第４の実施例）図９は本発明の第４の実
施例における撮像装置を示すブロック図である。なお、
図６と同じ部分は同一符号を付すと共に、その部分の説
明は省略する。

【００６４】図９に示すように、この実施例では、一方
の光学系が単焦点広角のワイド光学系１１１とし、他方
の光学系がズーム光学系１１２としている。ズーム光学
系１１２の広角端の画角はワイド光学系１１１の画角と
同一か、或は、それより小さい画角とされ、その広角端
の画角から望遠側に変倍可能な光学系となっている。ま
た、ズーム光学系１１２は、ズーム駆動部１１３により
変倍駆動が行われるようになっている。

【００６５】また、制御回路１１４は、被写体抽出回路
１０３からの被写体情報に基づいてズーム光学系１１２
の変倍動作及び撮像方向の駆動を制御すると共に、画像
選択・合成回路１０８の各撮像信号の切換え選択及び合
成の制御を行う。

【００６６】この制御回路１１４による被写体情報に基
づくズーム光学系１１２の変倍動作及び撮像方向の動作
の制御は、図示を省略したＲＯＭに記憶されているワイ
ド光学系１１１の画面における座標位置情報とその座標
位置をカバーするズーム光学系１１２の変倍量及びパン
・チルト量の情報の対応データを参照して行われるよう
になっている。

【００６７】次に、上述の撮像装置の動作について、図
１０のフローチャートにしたがって説明する。

【００６８】まず、ワイド光学系１１１による第１の撮
像素子１０２からの撮像信号が被写体抽出回路１０３に
入力され、被写体領域を抽出する処理が行われる（ステ
ップ５０１）。次に、主被写体領域が抽出されたかが確
認される（ステップ５０２）。例えば、ワイド光学系１
１１による画面の人物が主被写体としてその領域が抽出
された場合、その領域に対応する画面の座標位置情報に
対応するズーム光学系１１２の変倍量及びパン・チルト
量の情報がＲＯＭ（図示省略）から読出され（ステップ
５０３）、読出されたデータに基づいてズーム駆動部１
１３及びパン・チルト駆動部１０７を制御してズーム光
学系１１２の変倍及びパン・チルトの駆動が行われ（ス
テップ５０４）、主被写体がズーム光学系１１２のほぼ
画面中央に位置される。この後、ステップ５０１に戻
り、上述の動作が繰返され、主被写体が動いた場合はそ
の動きにズーム光学系１１２が追従することとなる。

【００６９】そして、ワイド光学系１１１による第１の
撮像素子１０２からの撮像信号、或は、ズーム光学系１
１２による第２の撮像素子１０５からの撮像信号のいず
れか、或は、各撮像信号の合成された信号が後段の記録
系，再生系に出力される。

【００７０】つまり、ワイド光学系１１１による画面サ
イズの撮像信号、或は、主被写体の動きに追従したズー
ム光学系１１２による画面サイズの撮像信号、或は、ワ
イド光学系１１１による画面サイズの撮像信号を背景の
画像としてこの画像にズーム光学系１１２による画面サ
イズの主被写体のみの撮像信号をはめ込み合成すること
により、遠近感が強調された画像の撮像信号が出力され
る。

【００７１】なお、ワイド光学系１１１による画面内に
複数の主となるような被写体領域が抽出された場合は、
外部入力部１１０の操作により容易に選択できるように
してもよく、更にワイド光学系１１１による撮像信号、
及びズーム光学系１１２による撮像信号の選択切換え、
及びはめ込み合成のモード切換えも、上記外部入力部１
１０の操作により切換え可能としてもよい。

【００７２】更に、上述した各実施例において、ワイド
光学系１０１，１１１による主被写体の領域の動きベク
トルを検出し、この動きベクトルに応じてワイド光学系
１０１，１１１をパン・チルト駆動させてもよい。さら
に、テレあるいはズーム光学系により映像をワイド光学
系による映像にはめ込み合成する場合、その合成する画
面上での位置も任意に設定可能としてもよい。また、両
光学系をズーム光学系としてもよい。これらの構成を取
ることにより、更に撮像用途を広げることができる。

【００７３】以上の第３及び第４の実施例の撮像装置に
よれば、一方の光学系であるワイド光学系１０１，１１
１を通過して得られる画像信号より主被写体の領域を抽
出し、この情報に基づいて他方の光学系であるテレ光学
１０４，ズーム光学系１１２の撮像方向の可動、すなわ
ちパン・チルトの駆動制御するようにしている為、主被
写体を良好かつ確実に撮像することができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写体抽出手段によって抽出された被写体像の撮像面上
における二次元的分布状態を認識する認識手段の出力信
号に基づき、画像信号から特定の領域の色信号を取り除
くゲート手段を設け、認識手段にて認識されている、撮
像面上における二次元的分布領域の色信号はそのまま通
過させ、その他の特定の領域の色信号は取り除くように
している。

【００７５】よって、撮像画面内において、合焦状態に
ある主被写体のみをカラー表示させることが可能とな
る。

【００７６】また、認識手段の出力信号に基づき、画像
信号から主被写体を含む特定領域を求める特定領域制御
手段と、該特定領域決定手段にて求められた特定領域部
分の画像信号を所定の画面の大きさの画像信号に拡大す
る画像信号処理手段とを設け、主被写体を含む特定領域
部分の画像信号を所定の画面の大きさの画像信号に拡大
するようにしている。

【００７７】よって、主被写体を含む特定領域部分を画
面全体に表示させることが可能となる。

【００７８】また、第１の光学系と、該第１の光学系に
より結像された被写体像を撮像信号に変換する第１の撮
像手段と、該第１の撮像手段からの撮像信号に基づいて
被写体の領域を抽出する被写体抽出手段と、第２の光学
系と、該第２の光学系により結像された被写体像を撮像
信号に変換する第２の撮像手段と、前記第２の光学系を
略光軸直交平面で直交する２方向に駆動する方向駆動手
段と、前記被写体抽出手段からの被写体抽出情報に基づ
いて前記方向駆動手段による前記第２の光学系の方向可
変動作を制御する制御手段と、前記第１の撮像素子から
の撮像信号と前記第２の撮像手段からの撮像信号の切換
え選択処理や合成処理を行う画像選択・合成手段とを備
え、また、単焦点広角光学系と、該単焦点広角光学系に
より結像された被写体像を撮像信号に変換する第１の撮
像手段と、該第１の撮像手段からの撮像信号に基づいて
被写体の領域を抽出する被写体抽出手段と、少なくとも
前記単焦点広角光学系の画角内での変倍が可能とされる
変倍光学系と、該変倍光学系の変倍駆動を行う変倍駆動
手段と、前記変倍光学系により結像された被写体像を撮
像信号に変換する第２の撮像手段と、前記変倍光学系を
略光軸直交平面で直交する２方向に駆動する方向駆動手
段と、前記被写体抽出手段からの被写体抽出情報に基づ
いて前記変倍光学系の前記変倍駆動手段による変倍動作
及び前記方向駆動手段による方向可変動作を制御する制
御手段と、前記第１の撮像素子からの撮像信号と前記第
２の撮像手段からの撮像信号の切換え選択処理や合成処
理を行う画像選択・合成手段とを備え、一方の光学系を
通過して得られる画像信号より被写体（主被写体）の領
域を抽出し、この情報に基づいて他方の光学系の撮像方
向の可動を制御し、これら光学系を通過して得られるそ
れぞれの画像信号の何れかを選択して、或は、それぞれ
の画像信号の合成信号を生成して、最終的な画像信号と
して出力するようにしている。

【００７９】よって、主被写体を良好にかつ確実に撮像
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における画像認識装置を
具備したビデオカメラの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例における画像認識装置を
具備したビデオカメラの構成を示すブロック図である。

【図３】図２のカメラにおいて特定領域とその部分を拡
大したときの様子を示す図である。

【図４】図３の様に画面拡大の処理を行う場合の走査線
の様子を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例において行われる画像信
号の拡大、内挿時の信号処理について説明するための図
である。

【図６】本発明の第３の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図である。

【図７】図６の撮像装置の主要部分の動作を示すフロー
チャートである。

【図８】図７の動作説明を助けるための図である。

【図９】本発明の第４の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図である。

【図１０】図９の撮像装置の主要部分の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】従来のビデオカメラの構成を示すブロック図
である。

【図１２】図１１のボケ幅検出回路での動作について説
明するための図である。

【図１３】図１１のボケ幅検出回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１４】図１１の回路構成における主部分の信号波形
を示す図である。

【図１５】図１１のビデオカメラにおける画像認識動作
について説明するための図である。

【符号の説明】

２ 撮像素子 ４ プロセス回路 ５ マトリスク回路 １２ ボケ幅検出回路 １５ ボケ幅分布認識回路 １６ 遅延回路 １７ ゲート回路 ２１ コントローラ ２２ ３ラインメモリ ２３ 垂直内挿回路 ２４ 水平内挿回路 １０１，１１１ ワイド光学系 １０２，１０５ 撮像素子 １０３ 被写体抽出回路 １０４ テレ光学系 １０６ パン・チルト機構部 １０７ パン・チルト駆動部 １０８ 画像選択・合成回路 １０９ 制御回路 １１２ ズーム光学系 １１３ ズーム駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３１０ Ｋ 8125−5Ｌ 15/70 ３３０ Ｚ 9071−5Ｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像手段より出力された画像信号中より
   被写体像の領域を抽出する被写体抽出手段と、該被写体
   抽出手段によって抽出された被写体像の撮像面上におけ
   る二次元的分布状態を認識する認識手段とを備えた画像
   認識装置において、前記認識手段の出力信号に基づき、
   前記画像信号から特定の領域の色信号を取り除くゲート
   手段を設けたことを特徴とする画像認識装置。
2. 【請求項２】 撮像手段より出力された画像信号中より
   被写体像の領域を抽出する被写体抽出手段と、該被写体
   抽出手段によって抽出された被写体像の撮像面上におけ
   る二次元的分布状態を認識する認識手段とを備えた画像
   認識装置において、前記認識手段の出力信号に基づき、
   前記画像信号から主被写体を含む特定領域を求める特定
   領域制御手段と、該特定領域決定手段にて求められた特
   定領域部分の画像信号を所定の画面の大きさの画像信号
   に拡大する画像信号処理手段とを設けたことを特徴とす
   る画像認識装置。
3. 【請求項３】 第１の光学系と、該第１の光学系により
   結像された被写体像を撮像信号に変換する第１の撮像手
   段と、該第１の撮像手段からの撮像信号に基づいて被写
   体の領域を抽出する被写体抽出手段と、第２の光学系
   と、該第２の光学系により結像された被写体像を撮像信
   号に変換する第２の撮像手段と、前記第２の光学系を略
   光軸直交平面で直交する２方向に駆動する方向駆動手段
   と、前記被写体抽出手段からの被写体抽出情報に基づい
   て前記方向駆動手段による前記第２の光学系の方向可変
   動作を制御する制御手段と、前記第１の撮像素子からの
   撮像信号と前記第２の撮像手段からの撮像信号の切換え
   選択処理や合成処理を行う画像選択・合成手段とを備え
   た撮像装置。
4. 【請求項４】 第１の光学系は、第２の光学系の画角に
   等しいか、広角側の画角を持つ光学系であることを特徴
   とする請求項３記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 単焦点広角光学系と、該単焦点広角光学
   系により結像された被写体像を撮像信号に変換する第１
   の撮像手段と、該第１の撮像手段からの撮像信号に基づ
   いて被写体の領域を抽出する被写体抽出手段と、少なく
   とも前記単焦点広角光学系の画角内での変倍が可能とさ
   れる変倍光学系と、該変倍光学系の変倍駆動を行う変倍
   駆動手段と、前記変倍光学系により結像された被写体像
   を撮像信号に変換する第２の撮像手段と、前記変倍光学
   系を略光軸直交平面で直交する２方向に駆動する方向駆
   動手段と、前記被写体抽出手段からの被写体抽出情報に
   基づいて前記変倍光学系の前記変倍駆動手段による変倍
   動作及び前記方向駆動手段による方向可変動作を制御す
   る制御手段と、前記第１の撮像素子からの撮像信号と前
   記第２の撮像手段からの撮像信号の切換え選択処理や合
   成処理を行う画像選択・合成手段とを備えた撮像装置。