JP6529533B2 - 撮像装置、撮像装置の制御方法、及び、プログラム - Google Patents
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Description
また、人物の身長方向に視野を拡大する光学レンズで撮影された画像の処理に関する技術として、特許文献2では、顔認識処理の前に画像の歪みを補正する技術が開示されている。
まず、図1を参照して、第1実施形態のデジタルビデオカメラ100について説明する。図1(a)から図1(c)までは、異なる方向からデジタルビデオカメラ100を見たときのデジタルビデオカメラ100の外観図である。
デジタルビデオカメラ100は、撮像装置の例であり、レンズ交換式デジタルビデオカメラである。なお、本発明は、デジタルビデオカメラ100に限定されるものではなく、一眼レフカメラや、レンズ一体型コンパクトカメラや、カメラ機能つき携帯電話等であってもよい。
操作部180は、ユーザが各種の操作を行うための部材であり、トリガーボタン161、電源/モードスイッチ172、及び、操作パネル170を含む。トリガーボタン161は、撮影指示を行うため操作ボタンである。トリガーボタン161には、第1トリガーボタン161aと第2トリガーボタン161bと第3トリガーボタン161cとがある。電源/モードスイッチ172は、電源オン、電源オフや撮影モード、再生モードを切り替えるための操作ボタンである。操作パネル170は、ユーザからの各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン等の操作部材からなる。
コネクタ154は、デジタルビデオカメラ100から外部モニタや外部記録装置等の外部機器に映像信号を出力するコネクタであり、外部出力部121を構成する。バッテリーカバー150は、デジタルビデオカメラ100に装填したバッテリーを保持するカバーである。アクセスランプ151は、記録用のカードスロットの状態を表示するランプであり表示部107に含まれる。
交換レンズ101は、複数のレンズ群からなる撮影レンズであり、フォーカスレンズ、ズームレンズ、シフトレンズを内部に備えるほか、絞りを含む。交換レンズ101は、デジタルビデオカメラ100に取り付けたり、デジタルビデオカメラ100から取り外したりできる。交換レンズ101は、アナモルフィックレンズを備えていてもよい。
NDフィルタ103は、撮像素子102に取り込む光量を減少させるフィルタである。NDフィルタ103は、レンズに備えられた絞りとは別に入射光量を調整するためにデジタルビデオカメラ100に設けられている。
メモリI/F部116は、撮像素子102から出力された全画素分のRAW画像データをメモリ117に書き込み、また、メモリ117に保持されたRAW画像データを読み出して画像処理部118に出力する。
メモリ117は、数フレームの全画素分のRAW画像データを格納する揮発性の記録媒体である。
記録媒体I/F部104は、記録媒体105とデジタルビデオカメラ100とのインタフェースである。記録媒体I/F部104は、画像処理部118から出力された画像データを記録媒体105に記録する制御や、記録媒体105に記録された画像データを読み出す制御を行う。
記録媒体105は、撮影された映像を含む画像データを記録するための半導体メモリ等で構成される記録媒体であり、記録媒体I/F部104による制御に応じて画像データの記録や記録された画像データの読み出しを実行する。
また、本体制御部119によって拡大表示モードが有効にされているときは、表示用I/F部106は、映像データの部分領域に対して重畳合成、及び、リサイズ処理を行う。その結果、拡大表示モードでは、通常時よりも拡大された映像が表示部107に表示されるため、撮影者がMF(マニュアルフォーカス)調整操作をより正確に行いやすくなる。
測距部108は、例えば、位相差AFにより被写体の距離を測距する。
GPU115は、デジタルビデオカメラ100の各種情報表示やメニュー画面の画像データを生成してVRAMに出力するレンダリングエンジンである。GPU115は、文字列や図形の描画機能のほか、拡大縮小描画機能や、回転描画機能、レイヤ合成機能を備えている。GPU115が生成したVRAMの画像データは透過度を表すアルファチャネルを備えており、表示用I/F部106によって映像上にオンスクリーン表示できる。
ゲイン制御部109は、撮像素子102のゲインを制御する。
シャッタ制御部110は、撮像素子102のシャッタスピードを制御する。
ND制御部111は、NDフィルタ103を介して撮像素子102に入射する光量を制御する。
絞り制御部112は、交換レンズ101の絞りを制御する。
MFのとき、フォーカス制御部113は、制御を停止する。この場合、撮影者であるユーザが交換レンズ101に組み込まれたフォーカスリング134を回転させることによって、任意のフォーカス調整を行うことができる。
AFのとき、画像処理部118から出力された画像データを参照して本体制御部119がフォーカスの合焦情報を算出し、算出結果をもとにフォーカス制御部113が交換レンズ101内部のフォーカスレンズを制御する。本体制御部119で画像データの部分領域にAF枠を設定し、AF枠内の被写体のみに基づいて、本体制御部119がフォーカス合焦情報を算出することもできる。
外部出力部121は、外部機器に画像データを出力する端子であり、例えばSDI端子やHDMI(登録商標)端子である。外部出力部121には、モニターディスプレイや外部記録装置が接続可能である。
外部操作部123は、外部操作用I/F部122に対して制御指示を送信する。外部操作部123は、デジタルビデオカメラ100や交換レンズ101に組み込まれた操作部180の各部の操作に相当する指示を送信できる。更に、外部操作部123は、表示部107で表示するメニュー画面における設定変更情報を送信できる。
十字キー125、及び、ダイヤル126は、どちらもメニュー画面内で項目を選択するためのカーソルを移動したり、フォーカスに関する枠表示をユーザの望む方向へ移動したりする指示を行う。
SETキー127は、メニュー画面内でカーソルの当たっている項目を選択したり、各種の設定操作を確定したりする指示を行う。
キャンセルキー128は、メニュー画面で深い階層の選択を行っているときにひとつ前の階層へ戻ったり、各種の設定操作を破棄したりする指示を行う。
AFロックキー130は、AFモードがコンティニュアスAFであるときに、フォーカス制御部113による制御を停止したり、制御停止状態を解除したりする指示を行う。
拡大キー131は、表示部107に表示される映像を拡大したり元に戻したりする指示を行う。
START/STOPキー133は、記録媒体I/F部104による記録の開始と停止の指示を行う。
フォーカスリング134は、フォーカス駆動状態がMFであるときに、交換レンズ101内のフォーカスレンズを移動し、フォーカス調整を行うことができる。
AF/MFスイッチ135は、フォーカス駆動状態、すなわちAFとMFを相互に切り替える指示を行う。
図2に示す各ブロックのうち、ハードウェアを表すものには、少なくとも、NDフィルタ103、撮像素子102、表示部107、記録媒体105、メモリ117、外部出力部121、本体制御部119、操作部180が含まれる。
また、操作部180、表示部107、及び、外部出力部121はデジタルビデオカメラ100の表面に露出している。
画像補正部301は、メモリI/F部116から出力された全画素分のRAW画像データに対し、撮像素子102に起因する撮像素子102の出力信号のレベル差を補正する画像処理を行う。より具体的には、画像処理部118は、例えば、OB領域の画素を用いて、有効領域の画素のレベルを補正したり、欠陥画素に対して周囲画素を用いた補正したりして、補正された画像データを生成する。
検出処理には、例えば、画像データから被写体を検出する被写体検出処理、及び、画像データから動いている被写体を検出する動体検出処理が含まれる。被写体検出処理には、顔を検出する顔検出処理、及び、人体を検出する人体検出処理が含まれる。
認識処理は、検出処理の検出結果に基づいて、所定の認識を行う処理である。認識処理には、画像データに基づいて検出された顔を用いて認識を行う顔認識処理が含まれる。
被写体検出処理、動体検出処理、および、顏認識処理は、画像データから最も主たる被写体となる領域を決定するために用いられ、この結果に基づいて、AF枠の設定や、露出制御の際に重みを大きくする評価用領域の設定を行う。
評価処理は、画像データに基づいて、所定の評価値を算出する処理である。評価値には、露出の評価値、及び、ホワイトバランスの評価値が含まれる。
認識/検出/評価系処理部303によって得られたこれらの結果は、デジタルビデオカメラのAF、AE、ホワイトバランスなどの撮像制御用のパラメータ設定に用いられる。そのため、認識/検出/評価系処理部303によるこれらの処理は、動画の撮像に対してリアルタイムに行われる必要がある。
外部出力用I/F部120は、画像補正部301から出力された画像データを、リサイズ処理して、外部出力部121へ出力する。
記録媒体I/F部104、及び、外部出力用I/F部120に出力される画像データは、上記の通り、画像補正部301から出力される画像データであり、拡大縮小処理部302でアスペクト比が変更されていない画像データである。
第1画像信号パスは、画像補正部301で補正された画像データがそのまま出力される経路である。第1画像信号パスは、図3の例では、画像補正部301と、記録媒体I/F部104、及び、外部出力用I/F部120とをつなぐ経路である。
第2画像信号パスは、画像補正部301で補正された画像データが、更に、拡大縮小処理部302でアスペクト比が変更されて出力される経路である。第2画像信号パスは、図3の例では、画像補正部301と、拡大縮小処理部302と、認識/検出/評価系処理部303と、表示用I/F部106とをつなぐ経路である。
このように、デジタルビデオカメラ100は、アスペクト比の変更されていない画像データを出力でき、かつ、アスペクト比の変更された画像データに基づいて所定の処理を行うことができる。
次に、第2実施形態のデジタルビデオカメラ100について説明する。第2実施形態における第1実施形態と同様の点については同符号を付して説明を省略する。
まず、図4を参照して、第2実施形態の画像処理について説明する。図4は、第2実施形態の画像処理を説明するブロック図である。
メモリI/F部116、及び、画像補正部301が行う処理は、図3を参照して説明した第1実施形態の場合と同様である。ただし、第2実施形態では、画像補正部301は、補正した画像データを、拡大縮小処理部302に出力する。
アスペクト比設定は、アスペクト比の変更量を表す設定である。第2実施形態では、アスペクト比設定は、アスペクト比の変更倍率で表される。アスペクト比の変更倍率には、水平方向(H)の変更倍率、及び、垂直方向(V)の変更倍率が含まれる。拡大縮小処理部302は、アスペクト比設定に従って、画像データのアスペクト比を変更する。
拡大縮小処理部302は、アスペクト有効設定に基づいて、入力された画像データのアスペクト比を変更したり、変更しなかったりする。アスペクト有効設定には、内部記録アスペクト設定、表示部アスペクト設定、及び、外部出力アスペクト設定が含まれる。
拡大縮小処理部302は、内部記録アスペクト設定、表示部アスペクト設定、及び、外部出力アスペクト設定の少なくともいずれかが「有効」のとき、画像補正部301から出力された画像データのアスペクト比をアスペクト比設定に従って変更する処理を行う。
なお、図5の説明において、外部出力部121には、第1外部出力部と第2外部出力部とがあるものとする。第1外部出力部は、記録用の画像データを出力するための端子である。第2外部出力部は、ユーザ等が外部モニタ等で確認するための確認用の画像データを出力するための端子である。
本体制御部119は、例えば、内部記録アスペクト設定、表示部アスペクト設定、第1外部出力アスペクト設定、及び、第2外部出力アスペクト設定の全てが「無効」に指定されているとき、アスペクト比の変更を無効にする指定がされたと判定する。
本体制御部119は、アスペクト比の変更を無効にする指定がされたとき処理をステップS502に進め、アスペクト比の変更を無効にする指定がされていないとき処理をステップS503に進める。
ステップS503において、本体制御部119は、図6(e)、(f)に示すアスペクト比設定画面601eで、等倍が指定されたか否かを判定する。等倍とは、水平方向の変更倍率、及び、垂直方向の変更倍率を共に1倍にする指定のことである。本体制御部119は、等倍が指定されたとき処理をステップS504に進め、等倍が指定されていないとき処理をステップS505に進める。
ステップS505において、本体制御部119は、拡大縮小処理部302が、アスペクト比が変更された画像データを認識/検出/評価系処理部303に出力するように設定する。
ステップS507において、本体制御部119は、内部記録アスペクト設定について「有効」を表す情報を保存することで、アスペクト比が変更された画像データを記録媒体105に記録する設定を行う。
ステップS508において、本体制御部119は、内部記録アスペクト設定について「無効」を表す情報を保存することで、アスペクト比が変更されてない画像データを記録媒体105に記録する設定を行う。
ステップS510において、本体制御部119は、第1外部出力アスペクト設定について「有効」を表す情報を保存することで、アスペクト比が変更された画像データを第1外部出力部に出力する設定を行う。
ステップS511において、本体制御部119は、第1外部出力アスペクト設定について「無効」を表す情報を保存することで、アスペクト比が変更されてない画像データを第1外部出力部に出力する設定を行う。
ステップS513において、本体制御部119は、表示部アスペクト設定について「有効」を表す情報を保存することで、アスペクト比が変更された画像データを表示部107に表示する設定を行う。
ステップS514において、本体制御部119は、表示部アスペクト設定について「無効」を表す情報を保存することで、アスペクト比が変更されてない画像データを表示部107に表示する設定を行う。
ステップS516において、本体制御部119は、第2外部出力アスペクト設定について「有効」を表す情報を保存することで、アスペクト比が変更された画像データを第2外部出力部に出力する設定を行う。
ステップS517において、本体制御部119は、第2外部出力アスペクト設定について「無効」を表す情報を保存することで、アスペクト比が変更されてない画像データを第2外部出力部に出力する設定を行う。
本体制御部119は、カメラ設定画面601aを表示しているときに、操作部180を介してアスペクト設定を行う操作を受け付けると、表示部107等を制御して、表示部107に、図6(b)に示すアスペクト設定画面601bを表示する。
本体制御部119は、アスペクト設定画面601bを表示しているときに、操作部180を介してアスペクト有効設定を行う操作を受け付けると、表示部107等を制御して、表示部107に、図6(c)に示す第1有効設定画面601cを表示する。
本体制御部119は、アスペクト設定画面601bを表示しているときに、操作部180を介してアスペクト比設定を行う操作を受け付けると、表示部107等を制御して、表示部107に、図6(e)、(f)に示すアスペクト比設定画面601eを表示する。
本体制御部119は、アスペクト設定画面601bを表示しているときに、操作部180を介して、例えば、内部記録アスペクト設定を行う操作を受け付けると、表示部107に、図6(d)に示す第2有効設定画面601dを表示する。
本体制御部119は、第2有効設定画面601dを表示しているときに、操作部180を介して「有効」又は「無効」の指定を受け付ける。その後、本体制御部119は、図6(c)に示す第1有効設定画面601cを表示する制御を行う。
なお、表示部アスペクト設定、及び、第1、第2外部出力アスペクト設定についても、内部記録アスペクト設定についての第2有効設定画面601dと同様に、「有効」、「無効」を指定する第2有効設定画面601dがある。
アスペクト比設定画面601eには、メニュー部602である第2メニュー部602bが表示される。第2メニュー部602bには、ユーザによって設定可能な項目が表示される。より具体的には、第2メニュー部602bは、アスペクト比の変更倍率として、水平方向の変更倍率、及び、垂直方向の変更倍率を表示する。本体制御部119は、操作部180を介して、ユーザによって指定されたアスペクト比の変更倍率を受け付けて、受け付けたアスペクト比の変更倍率を第2メニュー部602bに表示する。
第2メニュー部602bの垂直方向の長さは、第1メニュー部602aの垂直方向の長さより小さい。また、第2メニュー部602bの面積は、第1メニュー部602aの面積より小さい。すなわち、第2メニュー部602bのサイズは、第1メニュー部602aのサイズより小さい。
また、デジタルビデオカメラ100には被写体を左右(水平方向)に圧縮するレンズが取り付けられている。したがって、図6(e)に示すように、アスペクト比設定画面601eの背景となる画像データは縦長になっている。
なお、アスペクト比設定画面601eでは、アスペクト比の変更倍率の代わりに、アスペクト比の変更後の画素数を指定できるようにしてもよい。
ステップS702において、本体制御部119は、アスペクト比が変更された画像データを表示部107に出力するように設定されているか否かを判定する。すなわち、本体制御部119は、表示部アスペクト設定が「有効」であるか否かを判定する。本体制御部119は、表示部アスペクト設定が「有効」のとき処理をステップS704に進め、「有効」ではなく「無効」のとき処理をステップS703に進める。
ステップS704において、拡大縮小処理部302は、表示部アスペクト設定が「有効」であるため、アスペクト比設定画面601eで入力された拡大倍率でアスペクト比が変更された画像データを生成し、表示用I/F部106に出力する。表示用I/F部106は、アスペクト比が変更された画像データと第2メニュー部602bの画像データとを重畳したアスペクト比設定画面601eの画像データを表示部107に出力する。表示部107は、アスペクト比設定画面601eを表示する。
ステップS707において、本体制御部119は、アスペクト比が変更されていない画像データを表示部107に表示するように設定する。すなわち、本体制御部119は、表示部アスペクト設定を「無効」に設定する。
また、アスペクト比設定画面601eを表示するときは、表示部アスペクト設定によらずに、本体制御部119は、アスペクト比が変更された画像データを表示部107に表示する制御を行う。また、アスペクト比設定画面601eの第2メニュー部602bは、他の設定画面601の第1メニュー部602aと比べてサイズが小さい。よって、ユーザは、デジタルビデオカメラ100が撮影する画像データを、アスペクト比設定画面601eで指定した倍率でアスペクト比が変更された大きさで見ながら、アスペクト比を指定できる。したがって、ユーザの利便性が向上する。
また、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、デジタルビデオカメラ100は、アスペクト比の変更されていない画像データを出力でき、かつ、アスペクト比の変更された画像データに基づいて所定の処理を行うことができる。
本発明は、上記の実施形態の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録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。
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。
また、第1実施形態においても、第2実施形態と同様に、アスペクト比の変更の量を設定可能であってもよい。
Claims (10)
- 撮像手段と、
前記撮像手段の出力信号に基づく画像データに対して、画像処理を行う画像処理手段と、
前記画像処理手段から出力された画像データに基づいて、撮像制御用のパラメータを設定し、該撮像制御用のパラメータを用いて撮像制御を行う制御手段と、を有し、
前記画像処理手段によって行われる前記画像処理は、撮影の際に用いた光学系に起因する被写体の変形を補正するための変形処理を含み、
前記制御手段は、動画を撮影する際に、
前記変形処理が行われた画像データに応じて、前記撮像制御用のパラメータを設定するとともに、
前記変形処理が行われていない画像データを記録媒体に記憶させること、および、前記変形処理が行われていない画像データを外部装置に出力させること、の少なくともいずれかを行うことを特徴とする撮像装置。 - 前記変形処理が行われた画像データに基づいて、評価値を算出する評価値演算、被写体を検出する検出処理、及び、検出された被写体を用いて認識を行う認識処理の少なくともいずれかを行う処理手段を有し、
前記制御手段は、前記処理手段の出力に基づいて、前記撮像制御用のパラメータを設定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記変形処理は、前記画像データのアスペクト比を変更する処理であることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記撮像手段の出力信号に基づく画像データは、アナモルフィックレンズを用いて撮像された画像データであることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記変形処理が行われた画像データを、表示手段に表示させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、ユーザの指示に応じて、前記変形処理が行われた画像データを前記記録媒体に記録させること、および、前記変形処理が行われた画像データを外部装置に出力させること、の少なくともいずれかを行うように切り替えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記画像処理手段は、ユーザの指示に応じて、前記変形処理において前記画像データを変形する大きさを変更することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、ユーザの指示に応じて、前記変形処理が行われた画像データを前記表示手段に表示させることと、前記変形処理が行われていない画像データを前記表示手段に表示させることを切り替えるものであり、
ユーザから前記表示手段に前記変形処理が行われていない画像データを表示させることが指示されている場合であっても、ユーザから前記画像データを変形する大きさを変更するための指示があった場合には、前記変形処理が行われた画像データを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。 - 動画を撮影する撮像装置の制御方法であって、
撮像手段の出力信号に基づく画像データに対して、撮影の際に用いた光学系に起因する被写体の変形を補正するための変形処理を含む画像処理を行う工程と、
前記変形処理が行われた画像データに基づいて、撮像制御用のパラメータを設定し、該撮像制御用のパラメータを用いて撮像制御を行う工程と、
前記変形処理が行われていない画像データを記録媒体に記憶させること、および、前記変形処理が行われていない画像データを外部装置に出力すること、の少なくともいずれかを行う工程と、を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至8のいずれか1項に記載された撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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