JPH11177877A

JPH11177877A - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JPH11177877A
Application number: JP9337005A
Authority: JP
Inventors: Shinya Matsuda; 伸也松田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】被写領域全体を複数の部分領域に分割して順
に拡大撮影する画像読み取り装置において、部分領域の
撮影順序を最適化した画像読み取り装置を提供する。【解決手段】被写領域Ｓ全体を複数の部分領域１〜９
に分割し、各部分領域１〜９について被写体までの距離
を計測し、被写体までの距離が所定値以下の部分領域
を、主被写体Ｍが存在する主被写体領域５，８；６，９
と判断する。そして、まず主被写体領域５，８；６，９
について、隣接する部分領域を連続して撮影する。次に
主被写体領域５，８；６，９以外の背景領域を撮影す
る。撮影操作開始直後の主被写体Ｍを撮影でき、部分領
域５，８；６，９間での主被写体Ｍの位置や動きの不連
続を最小化した全体画像を合成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読み取り装置
に関し、詳しくは、被写領域全体の一画像を後に合成で
きるように被写領域を複数の部分領域に分割して順に拡
大撮影する画像読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被写領域を複数の部分領域に分割
し、各部分領域を撮像素子（たとえば、エリアセンサや
ラインセンサ）を用いて、それぞれ何回かに分けて拡大
撮影する、すなわち画像を読み取るタイプの画像読み取
り装置として、たとえばデジタルカメラやデジタルスキ
ャナが提案されている。このタイプの画像読み取り装置
は、後で各部分領域の読み取り画像をつなぎ合わせ、被
写領域全体の一画像を合成できるように、各部分領域を
撮影する。各部分領域の画像は、撮像素子全体をできる
だけ有効に用いて拡大撮影するので、高解像度となる。
したがって、このタイプの画像読み取り装置は、被写領
域全体を同じ撮像素子を用いて１回で撮影する場合に比
べて、高解像度の全体合成画像を低コストで得ることが
可能となる。

【０００３】しかし、このタイプの画像読み取り装置で
は、分割した複数の部分領域を一領域ずつ順に撮影する
ため、部分領域の撮影画像間には時間的なずれ、すなわ
ちタイムラグが生じる。そのため、たとえばデジタルカ
メラにおいて動く主被写体を撮影するような場合に、撮
影操作の瞬間から実際に部分領域を撮影するまでの間に
主被写体が大きく動くと、構図が変わってしまう。ま
た、複数の部分領域に存在する主被写体が各部分領域の
撮影中に移動するような場合には、各部分領域間で主被
写体の位置や動き等が時間的にずれたり、部分領域間の
継ぎ目で主被写体像がずれる等、不自然な全体合成画像
となることがある。

【０００４】このような問題は、部分領域の撮影順序を
最適化することによって、ある程度は解決できるものと
考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
解決すべき技術的課題は、被写領域全体を複数の部分領
域に分割して順に拡大撮影する画像読み取り装置におい
て、部分領域の撮影順序を最適化した画像読み取り装置
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用・効果】上記の
技術的課題を解決するため、本発明は、以下の構成の画
像読み取り装置を提供する。

【０００７】本発明の画像読み取り装置は、被写領域全
体を複数の部分領域に分割して順に拡大撮影する画像読
み取り装置であって、光学系および撮像素子を有し、上
記各部分領域に対向したときにその各部分領域をそれぞ
れ拡大撮影することができる変角型撮像ユニットと、こ
の撮像ユニットを上記各部分領域に所定順序で対向すべ
く駆動する走査駆動ユニットと、上記撮像ユニットおよ
び上記走査駆動ユニットの動作を制御する制御手段とを
備えたタイプのものである。画像読み取り装置は、主被
写体領域検出手段と、撮影順序決定手段とを備える。上
記主被写体領域検出手段は、上記各部分領域について、
それぞれ主被写体を含む主被写体領域であるか否かを検
出する。上記撮影順序決定手段は、上記主被写体領域検
出手段の検出結果に基き、上記主被写体領域である上記
部分領域から優先的に撮影を開始するように、上記部分
領域の撮影順序を決定する。上記制御手段は、上記撮影
順序決定手段が決定した上記撮影順序に従って上記部分
領域を撮影するように、上記撮像ユニットおよび上記走
査駆動ユニットの動作を制御する。

【０００８】上記構成において、主被写体検出手段は、
各部分領域について主被写体領域であるか否かを検出す
る。各部分領域は、各部分領域の撮影画像を適宜な方法
で処理し合成することによって被写領域全体の全体合成
画像を得ることが可能となるように、適切に分割され
る。主被写体領域検出手段の結果に基づいて、撮影順序
決定手段は、部分領域の撮影順序を決定する。走査駆動
ユニットは、撮影順序決定手段が決定した順序で、撮像
ユニットを所定の部分領域に向ける。撮像ユニットは、
対向した部分領域の被写体像を光学系を介して撮像素子
の有効領域にできるだけ大きく結像し、その部分領域を
それぞれ拡大撮影する。

【０００９】上記構成によれば、主被写体を含む主被写
体領域については、優先的に撮影するので、撮影開始直
後の主被写体像が撮影され、撮影開始から実際に主被写
体が撮影されるまでの時間的なずれが最も小さくなる。
そのため、主被写体について構図の変化を最も小さくす
ることができる。

【００１０】したがって、各部分領域の撮影順序を最適
化することができる。

【００１１】また、本発明は、以下の別の構成の画像読
み取り装置を提供する。

【００１２】本発明の画像読み取り装置は、被写領域全
体を複数の部分領域に分割して順に拡大撮影する画像読
み取り装置であって、光学系および撮像素子を有し、上
記各部分領域に対向したときにその各部分領域をそれぞ
れ拡大撮影することができる変角型撮像ユニットと、こ
の撮像ユニットを上記各部分領域に所定順序で対向すべ
く駆動する走査駆動ユニットと、上記撮像ユニットおよ
び上記走査駆動ユニットの動作を制御する制御手段とを
備えたタイプのものである。画像読み取り装置は、主被
写体領域決定手段と、撮影順序決定手段とを備える。上
記主被写体領域決定手段は、上記各部分領域について、
それぞれ主被写体を含む主被写体領域であるか否かを検
出する。上記撮影順序決定手段は、上記主被写体領域検
出手段の検出結果に基づき、上記被写体領域である上記
部分領域について隣接する上記部分領域を連続して撮影
するように、上記各部分領域の撮影順序を決定する。上
記制御手段は、上記撮影順序決定手段が決定した上記撮
影順序に従って上記部分領域を撮影するように、上記撮
像ユニットおよび上記走査駆動ユニットの動作を制御す
る。

【００１３】上記構成によれば、主被写体を含む主被写
体領域について、隣接する部分領域は連続して撮影し、
画像読み取り時間のずれは最小化される。そのため、被
写領域全体の全体合成画像について、部分領域間での主
被写体像の位置や動きの時間的なずれや部分領域間の継
ぎ目における主被写体像のずれ等を小さく、または無く
し、主被写体像ができるだけ不自然とならないようにす
ることが可能である。

【００１４】したがって、部分領域の撮影順序を最適化
することができる。

【００１５】なお、背景領域より先に主被写体領域を撮
影し、かつ主被写体領域については部分領域が隣接する
ように連続して撮影することが、最も好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、図１〜図６に示した本発
明の一実施形態に係るデジタルカメラについて詳細に説
明する。

【００１７】デジタルカメラ１０は、図１の透視図に示
すように、大略、眼を模した撮像ユニット２０および走
査駆動ユニットと、距離センサ１４と、撮影開始ボタン
１２とを備え、被写領域全体の一画像を後に合成できる
ように、被写領域を複数の部分領域に分割して順に拡大
撮影することができる。

【００１８】撮像ユニット２０は、ズームレンズ１６
と、ズームレンズ１６を駆動するズームモータ１７と、
撮像センサ１８とを備え、大略球形に一体的に構成され
ている。ズームレンズ１６は、被写体像の撮影倍率を変
化させて撮像センサ１８上に結像する。ズームレンズ１
６は、ズームモータ１７の駆動によって撮影倍率が変化
するようになっている。撮影倍率は、被写領域の分割数
に応じて、被写領域の全体画面から各部分領域の分割画
像までを撮像センサ１８に結像できる倍率範囲を備えて
いる。たとえば、被写領域を縦３×横３の９つの部分領
域に分割する場合には、３倍の倍率範囲が必要となる。
ズームモータ１７は、ズームレンズ１６の撮影倍率を変
化させる。撮像センサ１８は、ＣＣＤエリアセンサであ
り、被写体像の光信号を電気信号に変換する。

【００１９】走査駆動ユニットは、図２の斜視図に示す
ように、Ｕ字状ガイド２３と、上下方向に延在しＵ字状
ガイド２３の下部を回転自在に支持する回転軸２１と、
水平方向に延在しＵ字状ガイド２３の上部に回転自在に
支持され、かつ撮像ユニット２０を回転自在に支持する
回転軸２５と、各回転軸２１，２５にそれぞれ結合され
たモータおよび角度センサ２２，２４とを備え、各回転
軸２１，２５の回転によって、撮像ユニット２０の撮影
方向をＸ，Ｙ方向に任意に制御できるようになってい
る。

【００２０】距離センサ１４は、各部分領域のそれぞれ
の略中央に位置する被写体までの距離を計測するもので
あり、公知の多点測距機構と同様に構成される。

【００２１】撮影開始ボタン１２は、撮影開始操作のた
めのものである。

【００２２】さらに、デジタルカメラ１０は、その本体
裏面に、不図示の画像表示部および操作部が設けられて
いる。画像表示部は液晶パネルを含み、撮影範囲、すな
わち被写領域の撮影画像を表示できるようになってい
る。操作部は、撮影モードの設定等の操作のためのもの
である。

【００２３】デジタルカメラ１０は、本体裏面の画像表
示部を見ながら撮影範囲と構図を決め、撮影開始ボタン
１２を押すことによって、被写領域を複数の部分領域に
分割して撮影することができる。詳しくは、撮影前に
は、ズームレンズ１６はワイド（短焦点距離、すなわち
広角）状態であり、図３（I）に示すように、被写領域
Ｓ全体を画像表示部に表示する。撮影開始ボタン１２を
押すと、被写領域Ｓ全体を９分割した各部分領域１〜９
について距離センサ１４を用いて主被写体Ｍを含む主被
写体領域であるか否かを検出する。一般に、人物、文書
など高精細に撮影する必要のある対象、すなわち主被写
体Ｍは、近い距離に存在することが多いため、被写体ま
での距離が所定値以下の部分領域を主被写体領域として
検出する。主被写体領域の検出結果に基づいて、各部分
領域１〜９を撮影する順序を決定する。各部分領域１〜
９を撮影するとき、ズームレンズ１６はテレ（長焦点距
離、すなわち望遠）状態となり、たとえば図３（II）お
よび（III）に示すように、まず主被写体Ｍを含む主被
写体領域である部分領域５，８；６，９について、５→
８；６→９の順に撮影し、次に、主被写体Ｍを含まない
背景領域である部分領域について、７→４→１→２→３
→６→９；８→７→４→１→２→３→５の順に撮影す
る。このとき、原則として隣接する部分領域を連続して
撮影する。撮影順序の決定方法について、詳細は後述す
る。

【００２４】次に、図４のブロック図を参照しながら、
デジタルカメラ１０の構成について、さらに説明する。
デジタルカメラ１０は、撮像系と制御系とに大別でき
る。

【００２５】撮像系は、撮像センサ１８と、撮像センサ
１８からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器４２と、Ａ／Ｄ変換器４２からのデジタル信号
について照度や階調特性などを補正して各部分領域の画
像データを出力する画像処理器４４と、画像処理器４４
からの各部分領域の画像データを基づいて被写領域Ｓ全
体の合成画像データを作成する出力する画像合成器４６
と、画像合成器４６からの被写領域全体の合成画像デー
タを記録媒体に出力する出力部４８とが、直列に接続さ
れている。

【００２６】制御系は、データバスを介して、ＣＰＵ３
０と、撮像センサ１８の動作を制御する撮影制御部３２
と、走査駆動ユニットのモータおよび角度センサ２２，
２４と、撮像ユニット２０のズームモータ１７と、距離
センサ１４と、画像処理器４４および画像合成器４６を
制御する画像処理制御部４０と、撮影開始ボタン１２や
操作部を制御する操作制御部３４と、画像表示部を制御
する表示制御部３６とが相互に接続されている。ＣＰＵ
３０には、初期データ等を記憶しておく内部メモリ３８
が接続されている。制御系は、撮像ユニットの撮影制
御、ズームモータによるレンズ倍率制御、走査駆動ユニ
ットの走査制御、距離センサ１４の検出制御、画像の処
理・合成、撮影開始やモード切り換えなどの操作制御を
行い、これらの制御は、ＣＰＵ３０が統括する。

【００２７】次に、デジタルカメラ１０の動作につい
て、図５のフローチャート図を参照しながら、さらに説
明する。

【００２８】デジタルカメラ１０は、動作を開始する
と、ステップ＃１０において、ズームレンズモータ１７
が駆動してズームレンズ１６はワイド状態となり、ステ
ップ＃１２において、被写領域全体を撮影し、ステップ
＃１４において、撮影した被写領域全体の画像を画像表
示部に表示する。次に、ステップ＃１６において、撮影
開始ボタン１２が押されるのを待つ。すなわち、撮影開
始ボタン１２が押されなければ、上記ステップ＃１２お
よび＃１４を繰り返す。撮影開始ボタン１２が押される
と、ステップ＃１８において、操作部により予め設定さ
れた撮影モードを判別する。撮影モードには、被写領域
全体を分割した各部分領域について、主被写体に応じて
撮影順序を決定する「任意順」モードと、主被写体とは
無関係に、予め決められた所定順序で撮影する「固定
順」モードとがある。

【００２９】撮影モードが「任意順」モードに設定され
ているときには、ステップ＃２０において、距離センサ
１４により各部分領域について被写体までの距離を計測
し、ステップ＃２２において、その計測結果により、主
被写体が存在する主被写体領域である部分領域を検出す
る。主被写体領域の検出結果に基づき、ステップ＃２４
において、走査順序、すなわち部分領域の撮影順序を決
定する。一方、撮影モードが「固定順」モードに設定さ
れているときには、上記ステップ＃２０〜＃２４は、実
行しない。

【００３０】次に、ステップ＃３０において、ズームレ
ンズモータ１７が駆動してズームレンズ１６はテレ状態
となり、ステップ＃３２において、走査駆動ユニットが
駆動し、部分領域の撮影順序、すなわち、「任意順」モ
ードのときにはステップ＃２４で決定した走査順序、
「固定順」モードのときには予め設定された所定順序、
に従って、撮像ユニット２０を所定の部分領域に向け、
ステップ＃３４において、撮像ユニット２０は対向する
部分領域を撮影する。ステップ＃３６において、全ての
部分領域の画像を読み取るまで、上記ステップ＃３２お
よび＃３４を繰り返す。全ての部分領域の撮影が終了す
ると、ステップ＃３８において部分領域の撮影データを
処理し、被写領域全体の一画像のデータを合成し、ステ
ップ＃４０において、その合成データを記録媒体に出力
する。

【００３１】次に、部分領域の撮影順序を決定する方法
について、詳細に説明する。

【００３２】撮影順序は、３つの基本ルールを、所定の
優先順位で適用することによって決定する。

【００３３】第１に優先して適用するのは、「隣接ルー
ル」である。すなわち、部分領域間で走査の優先順位が
ない場合には、撮影時間を短縮でき、分割線での画像の
ずれを最小にできる走査順序が望ましい。具体的には、
上下左右に隣接する部分領域へ移動する方法がこの条件
を満たす。この走査方法を「隣接ルール」という。

【００３４】次に優先して適用するのが「上下ルール」
であり、その次に適用するのが「左右ルール」である。
すなわち、走査する方向について、上から下への向きを
次に優先し、その次に左から右への向きを優先する。こ
れは、人物では、顔など重要な部分が上にあるためであ
り、また、文書では左から右へ書き始めるものが多いた
めである。前者を「上下ルール」、後者を「左右ルー
ル」という。

【００３５】以上のように、相互のルールが競合した場
合には、「隣接ルール」＞「上下ルール」＞「左右ルー
ル」の優先順位で、各ルールを適用する。

【００３６】次に、撮影順序の決定方法について、図６
を参照しながら説明する。

【００３７】図６（I）に示すように、主被写体領域が
存在しない場合、または、全ての領域が主被写体領域で
ある場合には、全ての部分領域が等価に扱われる。９分
割の場合、まず、上下、左右ルールに従って走査を開始
する部分領域を１と定め、隣接、上下ルールに従って１
→４→７と走査する。次に、左右ルールに従い７→８と
進み、隣接、上下ルールに従って８→５→２と戻る。最
後に左右ルールに従い２→３と進み、上下ルールに従っ
て３→６→９と走査する。同様に、４分割の場合には、
１→３→４→２と走査する。

【００３８】図６（II）に示すように、主被写体領域が
一つである場合には、その部分領域（番号Ｎとする）か
ら走査を開始し、他の部分領域、すなわち背景領域は部
分領域Ｎを含んで上記ルールに従って走査する。たとえ
ば、９分割の場合に主被写体領域が番号５であれば、５
→８→９→６→３→２→１→４→７となる。また、４分
割で主被写体領域が番号２なら、走査順序は２→４→３
→１となる。

【００３９】図６（III）に示すように、主被写体領域
が連続した一つの塊である場合には、まず、主被写体領
域を、次に背景領域を、それぞれ上記ルールに従って走
査する。例えば、９分割で主被写体領域が番号４、５、
８の場合には、４→５→８→９→６→３→２→１→７と
なる。また、４分割で主被写体領域が番号１、２なら、
走査順序は１→２→４→３となる。

【００４０】図６（IV）に示すように、主被写体領域が
複数あり、相互に不連続な複数の塊を形成する場合、主
被写体領域について、下、左側にある塊（集合）から順
に走査し、最後に背景領域の集合を走査する。各集合内
での走査は上記ルールに従う。たとえば、９分割で主被
写体領域が番号３、４、７の場合には、４→７→３→６
→９→８→５→２→１となる。また、４分割で主被写体
領域が２、３の場合には、３→２→４→１となる。

【００４１】以上説明したように、デジタルカメラ１０
は、撮影開始直後に主被写体を含む主被写体領域から優
先的に撮影するので、撮影者が写したいと思って撮影開
始ボタン１２を操作した直後の主被写体像を撮影でき、
主被写体の構図が変らないようにすることができる。ま
た、主被写体領域については、隣接する部分領域が連続
するように撮影するので、動く主被写体が複数の部分領
域にまたがっていても、部分領域間の時間的なずれが最
小となり、部分領域間の継ぎ目での主被写体の位置ずれ
や部分領域間での動きや位置等の不連続は最小化され、
被写体領域全体の合成画像をできるだけ不自然にならな
いようにすることができる。

【００４２】したがって、このデジタルカメラ１０は、
部分領域の撮影順序を最適化している。

【００４３】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

【００４４】たとえば、主被写体領域は、上記実施形態
に限らず、種々の方法で検出可能である。動く対象物を
主被写体とする場合には、被写領域全体を２回撮影し、
各画素について差分を求め、所定値を越える差分となる
画素の個数が所定個数以上となる部分領域を主被写体領
域として検出してもよい。主被写体を人物に限定する場
合には、色彩、輝度、周波数、距離、形状などを用いて
検出してもよい。具体的には、画像データ中の肌色の色
彩成分を抽出し、その大小から人物を検出してもよい。
背景部分に比べて人物は輝度のコントラストが高く、そ
の変化も激しい（周波数が高い）ことに着目し、画像デ
ータからコントラスト値を算出し、あるいはフーリエ解
析などにより周波数成分を抽出し、その大小で人物を検
出してもよい。頭部や腕などの人物の輪郭形状に着目
し、画像データから輪郭を抽出し、輪郭形状の特徴によ
り人物を検出してもよい。また、主被写体を文字に限定
する場合には、輝度の変化を用いて文字の有無を検出し
てもよい。

【００４５】また、主被写体領域以外の背景領域につい
て、中心から周辺に向かうように部分領域の撮影順序を
決定してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のデジタルカメラの透視
図である。

【図２】図１のデジタルカメラの走査駆動ユニットの
斜視図である。

【図３】図１のデジタルカメラの撮影の説明図であ
る。

【図４】図１のデジタルカメラのブロック構成図であ
る。

【図５】図１のデジタルカメラの動作のフローチャー
ト図である。

【図６】部分領域の撮影順序の説明図である。

【符号の説明】

１０デジタルカメラ１２撮影開始ボタン１４距離センサ（主被写体検出手段）１６ズームレンズ（光学系）１７ズームモータ１８撮像センサ（撮像素子）２０撮像ユニット２１回転軸２２モータおよび角度センサ２３Ｕ字状ガイド２４モータおよび角度センサ２５回転軸３０ＣＰＵ（制御手段、主被写体検出手段、撮影順序
決定手段）３２撮影制御部（制御手段）３４操作制御部３６表示制御部３８内部メモリ４０画像処理制御部４２Ａ／Ｄ変換器４４画像処理器４６画像合成器４８出力部Ｍ主被写体Ｓ被写領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写領域全体を複数の部分領域に分割し
て順に拡大撮影する画像読み取り装置であって、光学系
および撮像素子を有し、上記各部分領域に対向したとき
に該各部分領域をそれぞれ拡大撮影することができる変
角型撮像ユニットと、該撮像ユニットを上記各部分領域
に所定順序で対向すべく駆動する走査駆動ユニットと、
上記撮像ユニットおよび上記走査駆動ユニットの動作を
制御する制御手段とを備えた画像読み取り装置におい
て、上記各部分領域について、それぞれ主被写体を含む主被
写体領域であるか否かを検出する主被写体領域検出手段
と、該主被写体領域検出手段の検出結果に基き、上記主被写
体領域である上記部分領域から優先的に撮影を開始する
ように、上記部分領域の撮影順序を決定する撮影順序決
定手段とを備え、上記制御手段は、上記撮影順序決定手段が決定した上記
撮影順序に従って上記部分領域を撮影するように、上記
撮像ユニットおよび上記走査駆動ユニットの動作を制御
することを特徴とする、画像読み取り装置。
【請求項２】被写領域全体を複数の部分領域に分割し
て順に拡大撮影する画像読み取り装置であって、光学系
および撮像素子を有し、上記各部分領域に対向したとき
に該各部分領域をそれぞれ拡大撮影することができる変
角型撮像ユニットと、該撮像ユニットを上記各部分領域
に所定順序で対向すべく駆動する走査駆動ユニットと、
上記撮像ユニットおよび上記走査駆動ユニットの動作を
制御する制御手段とを備えた画像読み取り装置におい
て、上記各部分領域について、それぞれ主被写体を含む主被
写体領域であるか否かを検出する主被写体領域検出手段
と、該主被写体領域検出手段の検出結果に基づき、上記被写
体領域である上記部分領域について隣接する上記部分領
域を連続して撮影するように、上記各部分領域の撮影順
序を決定する撮影順序決定手段とを備え、上記制御手段は、上記撮影順序決定手段が決定した上記
撮影順序に従って上記部分領域を撮影するように、上記
撮像ユニットおよび上記走査駆動ユニットの動作を制御
することを特徴とする、画像読み取り装置。