JP2009117960A - ディジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、近年のディジタル画像処理技術を有効利用し、撮影者が注意を払わなくとも良好なフレーミングを行うことのできるオートフレーミング機能を搭載したディジタルカメラを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のディジタルカメラは、撮影光学系が人物像を目標サイズにするのに必要な最適画角を、その撮影光学系の撮影距離に基づき算出する画角算出手段（Ｓ６３，Ｓ６７，Ｓ６１１）と、前記撮影光学系の画角を前記最適画角より広角側に設定するズーム制御手段（Ｓ６４，Ｓ６８，Ｓ６１２）と、前記撮影光学系が前記設定下で生成する画像上で、前記最適画角に相当するサイズを有し、かつ前記人物像の配置角度と同じ角度で配置された矩形枠を、その画像のトリミング枠として算出する枠算出手段（Ｓ６５，Ｓ６９，Ｓ６１３，Ｓ６６，Ｓ６１０，Ｓ６１４）とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ズーム制御機能を有したディジタルカメラに関する。

ズーム制御機能を有したカメラの中に、オートイメージサイジング機能を搭載したものが提案されている（特許文献１等を参照）。この機能は、画像中の人物が予め指定されたサイズになるよう撮影レンズのズーム位置を自動的に調整するものである。指定されたサイズが同じであるならば、撮影レンズのズーム位置は、人物がカメラから近いときには広角側に、人物がカメラから離れているときには望遠側に設定される。

例えば、旅行先などでユーザが一般人に自分を撮影してもらう際にこの機能をオンしてからカメラを預ければ、その人がカメラに不慣れだったとしても画像中の人物のサイズが過小又過大となることは無い。
特開平５−２１５９５２号公報 特開２００４−３２８０８３号公報

しかしながらこの機能を利用しても、カメラの姿勢が悪かったりレリーズスイッチの押し方が強過ぎたりすると、人物の像が画角内にうまく収まらないことがある。

本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、近年のディジタル画像処理技術（例えば、特許文献２などに記載のトリミング技術）を有効利用し、撮影者が注意を払わなくとも良好なフレーミングを行うことのできるオートフレーミング機能を搭載したディジタルカメラを提供することを目的とする。

本発明のディジタルカメラは、撮影光学系が人物像を目標サイズにするのに必要な最適画角を、その撮影光学系の撮影距離に基づき算出する画角算出手段と、前記撮影光学系の画角を前記最適画角より広角側に設定するズーム制御手段と、前記撮影光学系が前記設定下で生成する画像上で、前記最適画角に相当するサイズを有し、かつ前記人物像の配置角度と同じ角度で配置された矩形枠を、その画像のトリミング枠として算出する枠算出手段とを備えたことを特徴とする。

なお、前記枠算出手段は、前記撮影光学系が前記設定下で生成した画像中の顔領域の配置角度に基づき前記人物像の配置角度を検知してもよい。

また、本発明の何れかのディジタルカメラは、前記ディジタルカメラの姿勢を検出する姿勢センサが更に備えられてもよく、その場合、前記枠算出手段は、前記姿勢センサの出力に基づき前記人物像の配置角度を検知してもよい。

また、本発明の何れかのディジタルカメラは、前記撮影光学系が前記設定下で生成した画像を、前記枠算出手段が算出したトリミング枠でトリミングするトリミング手段を更に備えてもよい。

また、前記画角算出手段、前記制御手段、前記枠算出手段、前記トリミング手段は、前記撮影光学系が保存用の静止画像を生成するときと、前記撮影光学系が表示用の動画像を生成するときとの双方において動作してもよい。

また、本発明の何れかのディジタルカメラは、前記撮影光学系が生成した表示用の動画像を表示することの可能な表示手段を更に備えてもよく、その場合、前記表示手段は、前記撮影光学系が表示用の動画像を生成する期間に、その動画像の代わりに前記トリミング手段がトリミングした後の前記動画像を表示してもよい。

また、本発明の何れかのディジタルカメラは、前記枠算出手段が算出したトリミング枠の情報を、前記撮影光学系が前記設定下で生成した画像に対応づけて記録する記録手段を更に備えてもよい。

また、前記画角算出手段は、前記目標サイズを撮影シーンの種類に応じて切り替えてもよい。

また、前記画角算出手段は、前記撮影光学系が生成する画像中の顔領域の数に基づき撮影シーンの種類を検知してもよい。

また、本発明の何れかのディジタルカメラは、前記撮影光学系の画角をユーザが調節したときには、前記画角算出手段、前記制御手段、前記枠算出手段の動作を禁止する禁止手段を更に備えてもよい。

また、本発明の何れかのディジタルカメラは、前記人物像の状態が変化したときには、前記撮影光学系の画角を最広角に設定してから、前記画角算出手段、前記制御手段、前記枠算出手段を改めて動作させるリセット手段を更に備えてもよい。

また、前記リセット手段は、前記撮影光学系が生成する画像中の顔領域の数の変化に基づき前記状態の変化を検知してもよい。

本発明によれば、撮影者が注意を払わなくとも良好なフレーミングを行うことが可能となる。

以下、ディジタルカメラの実施形態を説明する。図１は、本実施形態のディジタルカメラのブロック図である。先ず、ディジタルカメラの構成を説明する。

図１に示すとおり、ディジタルカメラには、撮影レンズ１、フォーカス制御回路２、シャッタ制御回路３、絞り制御回路４、ズーム制御回路５、撮像素子６、撮像制御回路７、信号処理回路８、バッファメモリ１０、ＲＯＭ９、メモリ制御回路１１、操作検出回路１３、モニタ制御回路１４、モニタ１５、マイコン２０などが備えられる。

撮影レンズ１は、ズームレンズ１ａ、フォーカシングレンズ１ｂ、絞り１ｃ、シャッタ１ｄなどを備える。撮影レンズ１は、被写界からの光束（被写界光束）を捉え、その被写界光束を撮像素子６の近傍に結像する。

シャッタ１ｄは、シャッタ制御回路３によって開閉される。被写界からの被写界光束は、シャッタ１ｄが開放されている期間にのみ撮像素子６へ到達することができる。

絞り１ｃは、絞り制御回路４によって駆動される。絞り１ｃが駆動されると、絞り１ｃの開口径が変化し、撮像素子６に向かう被写界光束の拡がり角度が変化する。

ズームレンズ１ａは、ズーム制御回路５によって駆動される。ズームレンズ１ａが駆動されると、撮影レンズ１の焦点距離が変化し、撮影レンズ１の画角が変化する。

フォーカシングレンズ１ｂは、フォーカス制御回路２によって駆動される。フォーカシングレンズ１ｂが駆動されると、撮影レンズ１の焦点が光軸方向に変位し、撮影レンズ１の撮影距離が変化する。撮影レンズ１の焦点が被写体に一致すると、撮像素子６の近傍に被写体像が形成される。

撮像素子６は、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の撮像素子である。撮像素子６は、撮像制御回路７によって駆動される。撮像素子６が駆動されると、撮像素子６の各画素に入射した光がそれぞれ光電変換され、被写界の画像を示すアナログ画像信号が生成される。撮像制御回路７が撮像素子６の電荷蓄積時間を調節すると、撮像素子６の露光期間が調節される。なお、撮像素子６の露光期間は撮像素子６の電荷蓄積時間だけでなくシャッタ１ｄの開成時間によっても制御できるが、ここでは、電荷蓄積時間のみによって制御されるものとする。因みに、ディジタルカメラの露出は、絞り１ｃの開口径（絞り値）と露光時間との組み合わせによって決まる。

信号処理回路８は、撮像素子６が生成するアナログ画像信号を増幅すると共に、それをディジタル画像信号へ変換する。そのディジタル画像信号は、画像データとしてマイコン２０へ入力され、そのマイコン２０において各種の処理が施される。なお、信号処理回路８の駆動タイミングは、撮像素子６の駆動タイミングと共に撮像制御回路７によって制御される。

ＲＯＭ９は、マイコン２０の動作プログラムを予め格納したメモリである。マイコン２０は、その動作プログラムに従ってディジタルカメラの各部を統括制御する。なお、ＲＯＭ９の代わりに書き換え可能な不揮発性メモリが使用されてもよい。

バッファメモリ１０は、マイコン２０が画像データへ各処理を施す際に、その画像データを一時的に保存するメモリである。これによって、連続して実行される２つの処理の速度差が補償される。

メモリ制御回路１１には、カードメモリなどの記憶媒体１２が着脱される。メモリ制御回路１１は、装着中の記憶媒体１２に対し、マイコン２０から指定された画像ファイルを書き込んだり、その記憶媒体１２から、マイコン２０から指定された画像ファイルを読み出したりする。

モニタ制御回路１４は、ＬＣＤ等のモニタ１５に接続されており、マイコン２０から与えられる表示用の画像データをモニタ１５へ送出することにより、そのモニタ１５へ画像を表示する。

操作検出回路１３には、電源スイッチ１３ａ、レリーズスイッチ１３ｂ、モード切替スイッチ１３ｃ、ズームスイッチ１３ｄ、マルチセレクタ１３ｅなどの各種の操作スイッチが接続されており、これらの操作スイッチの少なくとも１つが操作されると、操作検出回路１３は、その操作内容を示す信号をマイコン２０へ与える。

このうち、モード切替スイッチ１３ｃは、ユーザがディジタルカメラのモード（マイコン２０の動作モード）を撮影モード、再生モード、設定モードなどの各種のモードの間で切り替えるためのスイッチである。

また、ズームスイッチ１３ｄは、ユーザが撮影レンズ１の画角を変更するためのスイッチである。このズームスイッチ１３ｄが操作されると、マイコン２０は、ズーム制御回路５へ制御信号を与え、ズームスイッチ１３ｄの操作量に応じた量だけ撮影レンズ１の画角を変更する。

また、マルチセレクタ１３ｅは、ユーザが各種の選択を行うためのスイッチである。本実施形態ではこのマルチセレクタ１３ｅにより、ユーザがオートフレーミング機能のオン／オフの指示をマイコン２０へ入力することもできる。オートフレーミング機能をオンする指示が入力されると、マイコン２０は、マニュアルフラグをオフし、オートフレーミング機能をオフする指示が入力されると、マイコン２０は、マニュアルフラグをオンする。

次に、ディジタルカメラが撮影モードに設定されているときのマイコン２０の動作を詳しく説明する。図２は、撮影モードにおけるマイコン２０の動作フローチャートである。図２中のステップＳ６がオートフレーミング処理である。このステップＳ６の詳細は後述することとし、先ずは他の各ステップを順に説明する。

ステップＳ１：マイコン２０は、システムの初期化を行うと共に、ズーム制御回路５へ指示を与えて撮影レンズ１の画角を最広角に設定させる。なお、マイコン２０の内部メモリの所定領域には、トリミング処理（ステップＳ１４，１９）で使用すべきトリミング枠の情報（トリミング枠の形状、サイズ、配置位置、配置角度であり、それらは撮像素子６の有効領域上の座標で規定されるものとする。）が書き込まれており、その形状、サイズ、配置位置、配置角度は、システムの初期化により、撮像素子６の有効領域の外枠と同じに設定される。

ステップＳ２：マイコン２０は、シャッタ制御回路３へ指示を与えてシャッタ１ｄを開放すると共に、撮像制御回路７及び信号処理回路８をドラフトモード（間引き読み出しモード）で駆動し始める。このとき撮像素子６からはスルー画像の画像データ（以下、単に「スルー画像」という。）が連続的に出力され、そのスルー画像は信号処理回路８においてリアルタイムで処理される。また、スルー画像の出力中、マイコン２０は、そのスルー画像へリアルタイムで所定の画像処理（デベイヤ処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス処理など）及びリサイズ処理を施して表示用の画像データを得ると、それをモニタ制御回路１４へ順次送出する。これによって、モニタ１５に対するライブビュー表示が開始される。なお、ライブビュー表示の期間中にマイコン２０は、撮影に関する情報（アイコンなど）をオンスクリーン機能によってスルー画像上に重畳させることもできる。

ステップＳ３：マイコン２０は、信号処理回路８から出力されるスルー画像に基づき自動ホワイトバランス制御（ＡＷＢ）、自動焦点制御（ＡＦ）、自動露出制御（ＡＥ）を行うと共に、画像処理後のスルー画像に対し顔検出処理、風景判定処理を順に施す。

このうち自動ホワイトバランス制御（ＡＷＢ）は、信号処理回路８から出力されるスルー画像から色の評価値を抽出し、その評価値が適正値に保たれるようにホワイトバランス処理の制御量を調整するものである。

また、自動焦点制御（ＡＦ）は、信号処理回路８から出力されるスルー画像からコントラストの評価値を抽出すると共に、フォーカス制御回路２へ制御信号を与え、その評価値が極大となるようにフォーカシングレンズ１ｂの位置を調節するものである。

また、自動露出制御（ＡＥ）は、信号処理回路８から出力されるスルー画像から輝度の評価値を抽出すると共に、絞り制御回路４及び撮像制御回路７へ制御信号を与え、その評価値が適正値となるようにディジタルカメラの露出を調節するものである。

また、顔検出処理は、画像処理後のスルー画像中に存在する顔領域を公知のアルゴリズムにより検出する処理である。例えば、マイコン２０は、スルー画像上の正方形状の部分領域から特徴量を抽出し、その特徴量を予め用意された顔の特徴量と比較し、両者の相関が一定の閾値を超えるときに、その部分領域を顔領域と判定する。この判定を、部分領域のサイズ、配置位置、配置角度の組み合わせを様々に変更しながら繰り返せば、スルー画像中に存在する様々な顔領域が検出される。なお、顔検出処理を連続して行う場合は、検出結果の前回値を利用して各回の検出を行えば、検出に係る処理の演算量を低減することができる。

ここで、本実施形態の顔検出処理では、図３（Ａ）に示すとおり、検出された顔領域Ａ_Fの配置方向Ｄ_Fと、その顔領域Ａ_Fの中心位置Ｃ_Fとが算出される。但し、図３（Ｂ）に示すように顔領域Ａ_Fが１つのスルー画像中に複数個存在した場合には、複数の顔領域を代表する１つの顔領域の配置方向が配置方向Ｄ_Fとして算出される。代表する１つの顔領域は、例えばサイズが最大の顔領域、中心からの距離が最小の顔領域、予め登録された特定の人物と同じ特徴を有した顔領域などである。また、顔領域Ａ_Fが１つのスルー画像中に複数個存在した場合は、複数の顔領域Ａ_Fの重心位置が中心位置Ｃ_Fとして算出される。以下、顔領域Ａ_Fが１つである場合の中心位置を、顔領域Ａ_Fが複数である場合と同様に「重心位置」と称す。また、顔領域Ａ_Fに関するこれらの情報（配置方向Ｄ_F、重心位置Ｃ_F）は、前述したトリミング枠の情報と同様に、撮像素子６の有効領域上の座標で規定されるものとする。

風景判定処理は、画像処理後のスルー画像が風景画像（海、山、空、湖、大地、建物などの風景を背景とした画像）であるか否かを判定する処理である。この判定は、公知のアルゴリズムによって行われる。例えば、マイコン２０は、スルー画像の非顔領域から特徴量を抽出し、その特徴量を予め用意された風景画像の特徴量と比較し、両者の相関が一定の閾値を超えるときに、そのスルー画像を風景画像と判定する。

ステップＳ４：マイコン２０は、マニュアルフラグがオフされているか否かを判別する。マニュアルフラグがオフされていればオートフレーミング機能がオンされているとみなしてステップＳ５へ移行し、マニュアルフラグがオンされていればオートフレーミング機能がオフされているとみなしてステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ５：マイコン２０は、直前のステップＳ３において顔領域Ａ_Fが検出されたか否かを判別する。顔領域Ａ_Fが１つでも検出された場合はステップＳ６へ移行し、顔領域Ａ_Fが１つも検出されなかった場合はステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ６：マイコン２０は、オートフレーミング処理（後述）を実行する。このオートフレーミング処理により撮影レンズ１の画角は自動的に変更され、トリミング処理（ステップＳ１４，Ｓ１９）で使用すべきトリミング枠の形状、サイズ、配置位置、配置角度が決定される。

ステップＳ７：マイコン２０は、ステップＳ６で決定されたトリミング枠の形状、サイズ、配置位置、配置角度の情報を、内部メモリの所定領域へ上書きする。これによって、トリミング処理で使用すべきトリミング枠が設定される。

ステップＳ８：マイコン２０は、ズームスイッチ１３ｄが操作されたか否かを判別する。操作されたならばステップＳ９へ移行し、操作されなければステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ９：マイコン２０は、マニュアルフラグをオンしてからステップＳ１３へ移行する。したがって、ユーザがオートフレーミング機能をオンしていたとしても、撮影モード中にユーザがズームスイッチ１３ｄを操作すると、その時点で自動的にオートフレーミング機能がオフされる。

ステップＳ１０：マイコン２０は、画像処理後のスルー画像に対し改めて顔検出処理を施し、そのスルー画像中に存在する顔領域Ａ_Fの検出を行う。この顔検出処理は、ステップＳ３における顔検出処理と同じアルゴリズムで行われる。

ステップＳ１１：マイコン２０は、直前のステップＳ１０で検出された顔領域Ａ_Fの個数がオートフレーミング処理（ステップＳ６）の直前のステップＳ３で検出された顔領域Ａ_Fの個数から変化したか否かを判別する。顔領域Ａ_Fの個数が変化した場合には被写界中の人物に変化があったとみなしてステップＳ１２へ移行し、顔領域Ａ_Fの個数が変化していない場合には被写界中の人物に変化がなかったとみなしてステップＳ１４へ移行する。

ステップＳ１２：マイコン２０は、ズーム制御回路５へ指示を与え、撮影レンズ１の画角を最広角に設定してからステップＳ１３へ移行する。したがって、オートフレーミング処理（ステップＳ６）の前後で顔領域Ａ_Fの数が変化した場合は、オートフレーミング処理（ステップＳ６）の結果に拘わらず撮影レンズ１の画角は最広角となる。

ステップＳ１３：マイコン２０は、内部メモリの所定領域に書き込まれたトリミング枠の情報を初期値（撮像素子６の有効領域の外枠と同じ）に戻してからステップＳ１４へ移行する。これによって、トリミング枠は解除される。

ステップＳ１４：マイコン２０は、内部メモリの所定領域を参照し、現時点で設定中のトリミング枠を認識すると、信号処理回路８から出力されるスルー画像に対し、そのトリミング枠でトリミング処理を施す。トリミング処理後のスルー画像は、画像処理及びリサイズ処理が施されてからモニタ制御回路１４へ送出される。したがって、本ステップによればトリミング処理後のスルー画像がライブビュー表示されることになる。

ステップＳ１５：マイコン２０は、レリーズスイッチ１３ｂが半押しされたか否かを判別する。半押しされた場合にはステップＳ１６へ移行し、半押しされない場合にはステップＳ２２へ移行する。

ステップＳ１６：マイコン２０は、トリミング処理後のスルー画像に基づき自動ホワイトバランス制御（ＡＷＢ）、自動焦点調節制御（ＡＦ）、自動露出制御（ＡＥ）を実行する。なお、本ステップで設定されたホワイトバランス処理の制御量、フォーカシングレンズ１ｂの位置、及びディジタルカメラの露出は、レリーズスイッチ１３ｂの半押しが解除されない限り保持（ロック）され続ける。

ステップＳ１７：マイコン２０は、レリーズスイッチ１３ｂが全押しされたか否かを判別する。全押しされた場合にはステップＳ１８へ移行し、全押しされていない場合にはステップＳ２１へ移行する。

ステップＳ１８：マイコン２０は、ドラフトモードで駆動中の撮像制御回路７及び信号処理回路８を１回だけフレームモード（全画素読み出しモード）で駆動する。このとき撮像素子６からは本画像の画像データ（以下、単に「本画像」という。）が１フレーム分出力され、その本画像は信号処理回路８において処理される。その本画像には所定の画像処理（デベイヤ処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス処理など）が施される。

ステップＳ１９：マイコン２０は、内部メモリの所定領域を参照し、現時点で設定中のトリミング枠を認識すると、画像処理後の本画像に対し、そのトリミング枠でトリミング処理を施す。トリミング処理後の本画像は、マイコン２０においてリサイズ処理された後、モニタ制御回路１４へ送出される。これによってモニタ１５には、トリミング処理後の本画像がアフタービュー表示される。

ステップＳ２０：マイコン２０は、トリミング処理後の本画像をバッファメモリ１０に蓄積させつつ、その本画像へ圧縮処理を施す。さらに、マイコン２０は、圧縮処理後の本画像を基に画像ファイルを作成し、その画像ファイルをメモリ制御回路１１へ与えることにより記憶媒体１２へ保存する。これによってトリミング処理後の本画像が保存される。その後、マイコン２０はステップＳ３へ移行する。

なお、本ステップにおいて作成される画像ファイルは、例えば、Ｅｘｉｆ規格に準拠した画像ファイルである。その画像ファイルのヘッダには、本画像の撮影条件（露光時間、絞り値、ズーム位置など）の情報や、本画像のサムネイルデータなどが書き込まれる。因みに、サムネイルデータは、本画像をモニタ１５へ表示するための表示用の画像データであって、ディジタルカメラが再生モードに設定されているときなどに使用されるものである。

ステップＳ２１：マイコン２０は、レリーズスイッチ１３ｂの半押しが解除されたか否かを検出する。半押しが解除されない場合はステップＳ１７へ移行し、半押しが解除された場合はステップＳ３へ移行する。

ステップＳ２２：マイコン２０は、電源スイッチ１３ａが操作されたか否かを判別する。操作された場合はステップＳ２３へ移行し、操作されなかった場合はステップＳ３へ移行する。

ステップＳ２３：マイコン２０は、ディジタルカメラの電源をオフする。

次に、オートフレーミング処理（ステップＳ６）の詳細を説明する。図４は、オートフレーミング処理（ステップＳ６）におけるマイコン２０の動作フローチャートである。図４の各ステップを順に説明する。

ステップＳ６１：マイコン２０は、直前のステップＳ３における風景判定処理でスルー画像が風景画像と判定されたか否かを判別し、風景画像と判定されなかった場合は更なる判定を行うべくステップＳ６２へ移行し、風景画像と判定された場合は現在の撮影シーンの種類がフルショット撮影に適したものであるとみなしてステップＳ６１１へ移行する。

ステップＳ６２：マイコン２０は、直前のステップＳ３における顔検出処理で検出された顔領域Ａ_Fの個数が「１」、「２」、「３以上」の何れであるかを判別し、「１」であった場合は現在の撮影シーンの種類がバストショット撮影に適したものであるとみなしてステップＳ６３へ移行し、「２」であった場合は現在の撮影シーンの種類がウェストショット撮影に適したものであるとみなしてステップＳ６７へ移行し、「３以上」であった場合は現在の撮影シーンの種類がフルショット撮影に適したものであるとみなしてステップＳ６１１へ移行する。

ステップＳ６３：マイコン２０は、フォーカス制御回路２の設定内容などに基づき撮影レンズ１の現在の撮影距離を認識すると、その撮影距離を予め用意された第１の算出式へ当てはめることにより、その撮影距離でバストショット撮影を行うのに必要な最適画角を算出する。なお、第１の算出式は、一般的な背丈の人物の像を、画角内（撮像素子６の有効領域内）にバストショットサイズで収めるための算出式である。

ステップＳ６４：マイコン２０は、ズーム制御回路５へ制御信号を与え、撮影レンズ１の画角を、ステップＳ６３で算出された最適画角よりも広角側に設定する。以下、設定された画角を「設定画角」と称す。このとき、画角内（撮像素子６の有効領域内）に形成される人物像のサイズは、例えば図５（１）→図５（２）に示すとおりに変化する。

さらに、マイコン２０は、図５（２）に示すとおり、設定画角内（撮像素子６の有効領域内）に暫定トリミング枠Ｓ₀を規定する。その暫定トリミング枠Ｓ₀の形状、配置位置、配置角度は、撮像素子６の有効領域の外枠と同じであるが、暫定トリミング枠Ｓ₀のサイズは、有効領域の外枠よりも小さく、ステップＳ６３で算出された最適画角に相当する。なお、本ステップの設定画角は、暫定トリミング枠Ｓ₀のサイズが撮影距離に拘わらず所定値となるように選定されているものとする。

ステップＳ６５：マイコン２０は、直前のステップＳ３で検出された配置方向Ｄ_Fが暫定トリミング枠Ｓ₀の長手方向に対して成す角度θ₁と、その配置方向Ｄ_Fが暫定トリミング枠Ｓ₀の短手方向に対して成す角度θ₂とをそれぞれ算出する。続いてマイコン２０は、角度θ₁の絶対値｜θ₁｜と角度θ₂の絶対値｜θ₂｜とを比較し、｜θ₁｜の方が小さかった場合は、現在の撮影を縦位置撮影とみなして角度θ₁がゼロとなるように暫定トリミング枠Ｓ₀を回転させる。一方、｜θ₂｜の方が小さかった場合は、現在の撮影を横位置撮影とみなして角度θ₂ゼロとなるように暫定トリミング枠Ｓ₀を回転させる。例えば、｜θ₂｜の方が小さかった場合、暫定トリミング枠Ｓ₀は、図５（２）→図５（３）のとおり回転し、暫定トリミング枠Ｓ₀の短手方向が配置方向Ｄ_Fに一致する。

ステップＳ６６：マイコン２０は、直前のステップＳ３で検出された配置方向Ｄ_Fに基づき暫定トリミング枠Ｓ₀の方向性（４つの枠線の中の何れの枠線が人物像の上側に対応しているか）を認識する。そして、マイコン２０は、顔領域Ａ_F（ここでは１つの顔領域Ａ_F）の重心座標Ｃ_Fが、暫定トリミング枠Ｓ₀の上半分の領域の中央（又は中央よりも所定割合だけ下側）に配置されるように、暫定トリミング枠Ｓ₀をシフトさせる。これによって、暫定トリミング枠Ｓ₀は、例えば図５（３）→図５（４）のとおり変位する。そして、マイコン２０は、トリミング処理で使用すべきトリミング枠の形状、サイズ、配置位置、配置角度を、現時点における暫定トリミング枠Ｓ₀の形状、サイズ、配置位置、配置角度と同じに決定する。そのトリミング枠でトリミング処理を行えば、図５（５）に示すとおり人物像をバストショットで切り出すことができる。

ステップＳ６７：マイコン２０は、フォーカス制御回路２の設定内容などに基づき撮影レンズ１の現在の撮影距離を認識すると、その撮影距離を予め用意された第２の算出式へ当てはめることにより、その撮影距離でウェストショット撮影を行うのに必要な最適画角を算出する。なお、第２の算出式は、一般的な背丈の人物の像を、画角内（撮像素子６の有効領域内）にウェストショットで収めるための算出式である。

ステップＳ６８：マイコン２０は、ズーム制御回路５へ制御信号を与え、撮影レンズ１の画角を、ステップＳ６７で算出された最適画角よりも広角側に設定する。以下、設定された画角を「設定画角」と称す。このとき、画角内（撮像素子６の有効領域内）に形成される人物像のサイズは、例えば図６（１）→図６（２）に示すとおりに変化する。

さらに、マイコン２０は、図６（２）に示すとおり、設定画角内（撮像素子６の有効領域内）に暫定トリミング枠Ｓ₀を規定する。その暫定トリミング枠Ｓ₀の形状、配置位置、配置角度は、撮像素子６の有効領域の外枠と同じであるが、暫定トリミング枠Ｓ₀のサイズは、有効領域の外枠よりも小さく、ステップＳ６７で算出された最適画角に相当する。なお、本ステップの設定画角は、暫定トリミング枠Ｓ₀のサイズがステップＳ６４におけるそれと同じになるように選定されているものとする。

ステップＳ６９：マイコン２０は、直前のステップＳ３で検出された配置方向Ｄ_Fが暫定トリミング枠Ｓ₀の長手方向に対して成す角度θ₁と、その配置方向Ｄ_Fが暫定トリミング枠Ｓ₀の短手方向に対して成す角度θ₂とをそれぞれ算出する。続いてマイコン２０は、角度θ₁の絶対値｜θ₁｜と角度θ₂の絶対値｜θ₂｜とを比較し、｜θ₁｜の方が小さかった場合は、現在の撮影を縦位置撮影とみなして角度θ₁がゼロとなるように暫定トリミング枠Ｓ₀を回転させる。一方、｜θ₂｜の方が小さかった場合は、現在の撮影を横位置撮影とみなして角度θ₂ゼロとなるように暫定トリミング枠Ｓ₀を回転させる。例えば、｜θ₂｜の方が小さかった場合、暫定トリミング枠Ｓ₀は、図６（２）→図６（３）のとおり回転し、暫定トリミング枠Ｓ₀の短手方向が配置方向Ｄ_Fに一致する。

ステップＳ６１０：マイコン２０は、直前のステップＳ３で検出された配置方向Ｄ_Fに基づき暫定トリミング枠Ｓ₀の方向性（４つの枠線の中の何れの枠線が人物像の上側に対応しているか）を認識する。そして、マイコン２０は、顔領域Ａ_F（ここでは２つの顔領域Ａ_F）の重心座標Ｃ_Fが、暫定トリミング枠Ｓ₀の上半分の領域の中央（又は中央よりも所定割合だけ下側）に配置されるように、暫定トリミング枠Ｓ₀をシフトさせる。これによって、暫定トリミング枠Ｓ₀は、例えば図６（３）→図６（４）のとおり変位する。そして、マイコン２０は、トリミング処理で使用すべきトリミング枠の形状、サイズ、配置位置、配置角度を、現時点における暫定トリミング枠Ｓ₀の形状、サイズ、配置位置、配置角度と同じに決定する。そのトリミング枠でトリミング処理を行えば、図６（５）に示すとおり、人物像をバストショットで切り出すことができる。

ステップＳ６１１：マイコン２０は、フォーカス制御回路２の設定内容などに基づき撮影レンズ１の現在の撮影距離を認識すると、その撮影距離を予め用意された第３の算出式へ当てはめることにより、その撮影距離でフルショット撮影を行うのに必要な最適画角を算出する。なお、第３の算出式は、一般的な背丈の人物の像を、画角内（撮像素子６の有効領域内）にフルトショットで収めるための算出式である。

ステップＳ６１２：マイコン２０は、ズーム制御回路５へ制御信号を与え、撮影レンズ１の画角を、ステップＳ６１１で算出された最適画角よりも広角側に設定する。以下、設定された画角を「設定画角」と称す。このとき、画角内（撮像素子６の有効領域内）に形成される人物像のサイズは、例えば図７（１）→図７（２）に示すとおりに変化する。

さらに、マイコン２０は、図７（２）に示すとおり、設定画角内（撮像素子６の有効領域内）に暫定トリミング枠Ｓ₀を規定する。その暫定トリミング枠Ｓ₀の形状、配置位置、配置角度は、撮像素子６の有効領域の外枠と同じであるが、暫定トリミング枠Ｓ₀のサイズは、有効領域の外枠よりも小さく、ステップＳ６１１で算出された最適画角に相当する。なお、本ステップの設定画角は、暫定トリミング枠Ｓ₀のサイズがステップＳ６４におけるそれと同じになるように選定されているものとする。

ステップＳ６１３：マイコン２０は、直前のステップＳ３で検出された配置方向Ｄ_Fが暫定トリミング枠Ｓ₀の長手方向に対して成す角度θ₁と、その配置方向Ｄ_Fが暫定トリミング枠Ｓ₀の短手方向に対して成す角度θ₂とをそれぞれ算出する。続いてマイコン２０は、角度θ₁の絶対値｜θ₁｜と角度θ₂の絶対値｜θ₂｜とを比較し、｜θ₁｜の方が小さかった場合は、現在の撮影を縦位置撮影とみなして角度θ₁がゼロとなるように暫定トリミング枠Ｓ₀を回転させる。一方、｜θ₂｜の方が小さかった場合は、現在の撮影を横位置撮影とみなして角度θ₂ゼロとなるように暫定トリミング枠Ｓ₀を回転させる。例えば、｜θ₁｜の方が小さかった場合、暫定トリミング枠Ｓ₀は、図７（２）→図７（３）のとおり回転し、暫定トリミング枠Ｓ₀の長手方向が配置方向Ｄ_Fに一致する。

ステップＳ６１４：マイコン２０は、直前のステップＳ３で検出された配置方向Ｄ_Fに基づき暫定トリミング枠Ｓ₀の方向性（４つの枠線の中の何れの枠線が人物像の上側に対応しているか）を認識する。そして、マイコン２０は、顔領域Ａ_F（ここでは１又は複数の顔領域Ａ_F）の重心座標Ｃ_Fが、暫定トリミング枠Ｓ₀の上半分の領域の中央（又は中央よりも所定割合だけ下側）に配置されるように、暫定トリミング枠Ｓ₀をシフトさせる。これによって、暫定トリミング枠Ｓ₀は、例えば図７（３）→図７（４）のとおり変位する。そして、マイコン２０は、トリミング処理で使用すべきトリミング枠の形状、サイズ、配置位置、配置角度を、現時点における暫定トリミング枠Ｓ₀の形状、サイズ、配置位置、配置角度と同じに決定する。そのトリミング枠でトリミング処理を行えば、図７（５）に示すとおり、人物像をフルショットで切り出すことができる。

以上、本実施形態のマイコン２０は、オートズームの際に撮影レンズ１の画角を最適画角よりも広角側に設定するので（ステップＳ６４，Ｓ６８，Ｓ６１２）、ディジタルカメラの姿勢が多少悪くとも、画角内（撮像素子６の有効領域）から被写体の主要部が外れる可能性は低い（図５（２），図６（２），図７（２）参照）。

そして、本実施形態のマイコン２０は、この設定下で取得される本画像を適切な配置位置及び適切な配置角度のトリミング枠でトリミング処理することにより（ステップＳ６５，Ｓ６６，Ｓ６９，Ｓ６１０，Ｓ６１３，Ｓ６１４）、フレーミングの良好な本画像を取得する（図５（５），図６（５），図７（５）参照）。

したがって、本実施形態のディジタルカメラによれば、撮影者が注意を払わなくとも良好なフレーミングで撮影を行うことができる。

また、本実施形態のマイコン２０は、スルー画像から顔領域が１つも検出されなかった場合（ステップＳ５ＮＯ）にはオートフレーミング処理（ステップＳ６）を省略し、トリミング枠を解除する（ステップＳ１３）。したがって、本実施形態のディジタルカメラは効率的である。

また、本実施形態のマイコン２０は、トリミング処理後のスルー画像をライブビュー表示するので（ステップＳ１４）、撮影者は、トリミング処理後に残存する範囲（つまり撮影範囲）を最大のサイズで目視しながら撮影を行うことができる。

また、本実施形態のマイコン２０は、撮影シーンの種類を判別してオートズームにおける人物像の目標サイズを自動的に切り替えるので（ステップＳ６１，Ｓ６２，Ｓ６３，Ｓ６７，Ｓ６１１）、フレーミングの良好な画像を、撮影シーンの種類に依らず確実に得ることができる。

また、本実施形態のマイコン２０は、撮影シーンの種類を自動的に判別するので（ステップＳ６１，Ｓ６２）、ユーザが撮影シーンの種類をディジタルカメラへ入力する手間が省ける。

また、本実施形態のマイコン２０は、たとえオートフレーミング機能がオンされていたとしても、ズームスイッチ１３ｄが操作された場合には（ステップＳ８ＹＥＳ）、オートフレーミング機能を即座に解除するので（ステップＳ９）、ユーザはワンタッチでマニュアルフレーミングを開始することができる。

また、本実施形態のマイコン２０は、オートフレーミング処理（ステップＳ６）の前後で人物の数が変化した場合には（ステップＳ１１ＹＥＳ）、そのオートフレーミング処理（ステップＳ６）の結果に拘わらず、撮影レンズ１の画角を最広角にセットしてから（ステップＳ１２）、オートフレーミング処理を再実行できる状態へ移行するので、オートフレーミングに失敗する確率は低い。

（その他）
なお、本実施形態のマイコン２０は、トリミング処理の対象を、スルー画像と本画像との双方としたが（ステップＳ１４，Ｓ１９）、本画像のみに制限してもよい。

また、本実施形態のマイコン２０は、オートフレーミング処理（ステップＳ６）の実行をスルー画像の取得期間中に繰り返したが、レリーズスイッチ１３ｂが半押しされたタイミング（ステップＳ１５ＹＥＳ）のみに制限してもよい。

また、本実施形態のマイコン２０は、撮影シーンの種類の判別を、風景判定の結果と顔検出処理の結果とに基づき行ったが（ステップＳ６１，Ｓ６２）、顔検出処理の結果と撮影距離とに基づき行ってもよい。また、撮影シーンの種類の判別を、風景判定の結果と顔検出処理の結果と撮影距離とに基づき行ってもよい。

また、本実施形態のマイコン２０は、撮影シーンの種類の判別を自動的に行ったが、ディジタルカメラにシーンモードの切り替えスイッチが設けられている場合は、そのスイッチの切り替え位置に基づき行ってもよい。

また、本実施形態のマイコン２０は、トリミング処理後の本画像の情報を保存したが、トリミング処理前の本画像の情報と、その本画像に関して設定されたトリミング枠の情報（トリミング枠の形状、サイズ、配置位置、配置角度など）とをそれぞれ保存してもよい。その場合、トリミング枠の情報がメタデータとして本画像の画像ファイルのヘッダに書き込まれる。

このように本画像の情報とトリミング枠の情報とをそれぞれ保存しておけば、トリミング処理をユーザの所望するタイミングで実行することが可能となる。例えば、マイコン２０は、ディジタルカメラが再生モード（又は編集モード）に設定されている期間に以下のとおり動作してもよい。

ディジタルカメラが再生モード（又は編集モード）に設定されると、マイコン２０は、記憶媒体１２に記録されている画像ファイルのヘッダからサムネイルデータを読み出し、それをモニタ制御回路１４へ送出する。これによって、過去の撮影で取得された本画像がモニタ１５へ再生表示される。この状態でユーザからトリミング処理の指示が入力されると、マイコン２０は、その画像ファイルから本画像を読み出し、その本画像へ伸張処理を施してからバッファメモリ１０へ蓄積させる。その一方でマイコン２０は、その画像ファイルのヘッダを参照し、トリミング処理で使用すべきトリミング枠の形状、サイズ、配置位置、配置角度を認識する。そして、マイコン２０は、そのトリミング枠で伸張処理後の本画像へトリミング処理を施す。さらに、マイコン２０は、トリミング処理後の本画像へ圧縮処理を施し、その本画像の画像ファイルを作成すると、それをメモリ制御回路１１へ与えて記憶媒体１２へ保存する。

また、本画像の情報とトリミング枠の情報とをそれぞれ保存しておけば、トリミング処理をディジタルカメラ以外の画像処理装置（プリンタ、画像ストレージャ）や、コンピュータの画像処理ソフトウエアなどに実行させることも可能である。

また、本実施形態のマイコン２０は、顔検出処理の結果を、トリミング処理のみに使用したが、自動焦点制御（ＡＦ）、特に、レリーズスイッチ１３ｂが半押しされた時点における自動焦点制御（ＡＦ）に使用してもよい。その場合、マイコン２０は、コントラストの評価値の抽出元（ＡＦエリア）を、顔検出処理で検出された１又は複数の顔領域のみに制限すればよい。

また、本実施形態のマイコン２０は、顔検出処理の結果を、トリミング処理のみに使用したが、自動露出制御（ＡＥ）、特に、レリーズスイッチ１３ｂが半押しされた時点における自動露出制御（ＡＥ）に使用してもよい。その場合、マイコン２０は、輝度の評価値の抽出元（測光エリア）を、顔検出処理で検出された１又は複数の顔領域のみに制限すればよい。

また、本実施形態のマイコン２０は、人物像の配置方向を検知するためにスルー画像中の顔領域の配置方向Ｄ_Fを検出したが、ディジタルカメラに角度センサ又は地軸センサなどの姿勢センサが搭載されている場合は、姿勢センサが指し示す鉛直方向を人物像の配置方向とみなしてもよい。

また、本実施形態のマイコン２０は、オートフレーミング処理が有効であるときのトリミング枠のサイズを所定サイズとしたが、ユーザが予め指定したサイズとしてもよい。

また、本実施形態のマイコン２０は、オートフレーミング処理の内容に拘わらず、トリミング枠のサイズを一定としたが、オートフレーミング処理の内容によってトリミング枠のサイズが変化してもよい。但し、その場合は、トリミング処理後の保存される本画像のサイズがオートフレーミング処理の内容に拘わらず一定となるよう、トリミング処理後の本画像へリサイズ処理を施すことが望ましい。

また、本実施形態のディジタルカメラでは、ディジタルカメラの主たる処理の全てをマイコン２０が実行したが、マイコン２０が実行した処理の一部をマイコン２０以外の回路に実行させてもよい。

ディジタルカメラのブロック図である。 オート撮影モードにおけるマイコン２０の動作フローチャートである。 顔検出処理を説明する図である。 オートフレーミング処理（ステップＳ６）におけるマイコン２０の動作フローチャートである。 バストショット撮影におけるマイコン２０の動作を説明する図である。 ウェストショット撮影におけるマイコン２０の動作を説明する図である。 フルショット撮影におけるマイコン２０の動作を説明する図である。

符号の説明

１…撮影レンズ，６…撮像素子，８…信号処理回路，１０…バッファメモリ，９…ＲＯＭ，７…撮像制御回路，２…フォーカス制御回路，３…シャッタ制御回路，４…絞り制御回路，５…ズーム制御回路，１４…モニタ制御回路，１１…メモリ制御回路，１３…操作検出回路，１５…モニタ

Claims (12)

1. 撮影光学系が人物像を目標サイズにするのに必要な最適画角を、その撮影光学系の撮影距離に基づき算出する画角算出手段と、
   前記撮影光学系の画角を前記最適画角より広角側に設定するズーム制御手段と、
   前記撮影光学系が前記設定下で生成する画像上で、前記最適画角に相当するサイズを有し、かつ前記人物像の配置角度と同じ角度で配置された矩形枠を、その画像のトリミング枠として算出する枠算出手段と、
   を備えたことを特徴とするディジタルカメラ。
2. 請求項１に記載のディジタルカメラにおいて、
   前記枠算出手段は、
   前記撮影光学系が前記設定下で生成した画像中の顔領域の配置角度に基づき前記人物像の配置角度を検知する
   ことを特徴とするディジタルカメラ。
3. 請求項１に記載のディジタルカメラにおいて、
   前記ディジタルカメラの姿勢を検出する姿勢センサが更に備えられ、
   前記枠算出手段は、
   前記姿勢センサの出力に基づき前記人物像の配置角度を検知する
   ことを特徴とするディジタルカメラ。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のディジタルカメラにおいて、
   前記撮影光学系が前記設定下で生成した画像を、前記枠算出手段が算出したトリミング枠でトリミングするトリミング手段を更に備えた
   ことを特徴とするディジタルカメラ。
5. 請求項４に記載のディジタルカメラにおいて、
   前記画角算出手段、前記制御手段、前記枠算出手段、前記トリミング手段は、
   前記撮影光学系が保存用の静止画像を生成するときと、前記撮影光学系が表示用の動画像を生成するときとの双方において動作する
   ことを特徴とするディジタルカメラ。
6. 請求項５に記載のディジタルカメラにおいて、
   前記撮影光学系が生成した表示用の動画像を表示することの可能な表示手段を更に備え、
   前記表示手段は、
   前記撮影光学系が表示用の動画像を生成する期間に、その動画像の代わりに前記トリミング手段がトリミングした後の前記動画像を表示する
   ことを特徴とするディジタルカメラ。
7. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載のディジタルカメラにおいて、
   前記枠算出手段が算出したトリミング枠の情報を、前記撮影光学系が前記設定下で生成した画像に対応づけて記録する記録手段を更に備えた
   ことを特徴とするディジタルカメラ。
8. 請求項１〜請求項７の何れか一項に記載のディジタルカメラにおいて、
   前記画角算出手段は、
   前記目標サイズを撮影シーンの種類に応じて切り替える
   ことを特徴とするディジタルカメラ。
9. 請求項８に記載のディジタルカメラにおいて、
   前記画角算出手段は、
   前記撮影光学系が生成する画像中の顔領域の数に基づき撮影シーンの種類を検知する
   ことを特徴とするディジタルカメラ。
10. 請求項１〜請求項９の何れか一項に記載のディジタルカメラにおいて、
    前記撮影光学系の画角をユーザが調節したときには、前記画角算出手段、前記制御手段、前記枠算出手段の動作を禁止する禁止手段を更に備えた
    ことを特徴とするディジタルカメラ。
11. 請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載のディジタルカメラにおいて、
    前記人物像の状態が変化したときには、前記撮影光学系の画角を最広角に設定してから、前記画角算出手段、前記制御手段、前記枠算出手段を改めて動作させるリセット手段を更に備えた
    ことを特徴とするディジタルカメラ。
12. 請求項１１に記載のディジタルカメラにおいて、
    前記リセット手段は、
    前記撮影光学系が生成する画像中の顔領域の数の変化に基づき前記状態の変化を検知する
    ことを特徴とするディジタルカメラ。
    

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