专利名称：摄像设备和摄像方法
技术领域：
本发明涉及一种从所拍摄的图像检测目标图像的摄像设 备和摄像方法。
背景技术：
数字照相机等传统摄像设备具有使用户成功拍摄照片的 各种功能。这类功能的例子有用于自动将焦点对准要拍摄的被 摄体以获取优良图像的自动调焦功能。此外，近年来，摄像设
备设置有下面的功能在拍摄人物照片时，通过图像识别处理 检测作为被摄体的人的面部，并且自动将焦点对准所检测到的 面部。
提出了许多用于检测人的面部的方法。通过一种方法，提 取与人的面部的形状相对应的面部候选区域，并且基于候选区 域的特;f正确定面部区域。然而，对于用于提耳又人的面部的形状 的当前面部检测技术，在图像识别处理所使用的拍摄图像模糊 时，不能精确地进行面部检测。因此，摄像设备不能自动将焦 点对准面部。
日本特开2007-10898号公报说明了 一种用于检测被摄体面 部的位置、并自动将焦点对准所检测到的面部的结构。通过将 调焦透镜移动至预定透镜位置，并且在进行泛焦处理 (pan-focused processing)之后执行图像识别处理，实现该自动调焦。
日本特开2007-05966号公报说明了 一种用于将调焦透镜移 动至多个位置以拍摄图像、并基于清楚地拍摄了被摄体的面部 的图像4全测被摄体面部的结构。然而，当镜头具有浅的景深时，在从最近距离侧到无限距 离侧的可以进行调焦的整个距离范围中，可能执行不了 一次面
部检测。更具体地，在日本特开2007-10898号公报所述的结构 中，仅通过将调焦透镜移动至预定透镜位置并执行泛焦处理， 可能不能执行面部检测。因此，可能检测不到要拍摄的人的面 部，并且甚至可能焦点完全没有对准该人。
根据日本特开2007-05966号公报的方法，当4竟头具有浅的 景深时，可能需要在移动透镜的焦点位置的同时拍摄许多图像， 以覆盖从最近距离侧到无限距离侧的整个距离范围。这增加了 用于检测面部区域的识别处理的次数。每当试图进行面部检测 时，必须拍摄许多图像以覆盖从最近距离侧到无限距离侧的整 个距离范围，因此，面部检测变得非常耗时。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种摄像设备，包括摄像 单元，用于接收通过镜头单元透射来的光学图像，并将所述光 学图像转换成图像数据；目标图像检测单元，用于从由所述摄 像单元转换得到的图像数据中检测满足预定形状的目标图像； 以及焦点控制单元，用于根据所述目标图像检测单元对所述目 标图像的检测结果，将所述镜头单元的焦点位置移动预定量， 其中，当所述焦点控制单元根据所述目标图像的检测结果将所 述镜头单元的焦点位置移动了所述预定量时，所述目标图像检 测单元在移动后的焦点位置从由所述摄像单元转换得到的图像 数据中检测所述目标图像。
根据本发明的另一方面，提供一种摄像设备，包括摄像 单元，用于接收通过镜头单元透射来的光学图像，并且将所述 光学图像转换成图像数据；目标图像检测单元，用于从由所述摄像单元转换得到的图像数据中检测满足预定形状的目标图 像；操作单元；以及焦点控制单元，用于根据所述操作单元的 操作，将所述镜头单元的焦点位置移动预定量，其中，当所述 焦点控制单元根据所述操作单元的操作将所述镜头单元的焦点 位置移动了所述预定量时，所述目标图像检测单元在移动后的 焦点位置从由所述摄像单元转换得到的图像数据中检测所述目 标图像。
根据本发明的又一方面，提供一种摄像方法，包括从由 摄像单元转换得到的图像数据中检测满足预定形状的目标图 像，其中，所述摄像单元用于接收通过镜头单元透射来的光学
图像，并且将所述光学图像转换成图像数据；根据所述目标图 像的检测结果，将所述镜头单元的焦点位置移动预定量；以及 当根据所述目标图像的检测结果将所述镜头单元的焦点位置移 动了所述预定量时，在移动后的焦点位置，从由所述摄像单元 转换得到的图像数据中检测所述目标图像。
根据本发明的再一方面，提供一种摄像方法，包括从由 摄像单元转换得到的图像数据中检测满足预定形状的目标图 像，其中，所述摄像单元用于接收通过镜头单元透射来的光学
图像，并且将所述光学图像转换成图像数据；根据操作单元的 操作，将所述镜头单元的焦点位置移动预定量；以及当根据所 述操作单元的操作将所述镜头单元的焦点位置移动了所述预定 量时，在移动后的焦点位置，从由所述摄像单元转换得到的图 像数据中检测所述目标图像。
通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其 它特征和方面将显而易见。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图，示出本发 明的典型实施例、特征和方面，并与说明书一起用来解释本发 明的原理。
图l是示出根据本发明的实施例的摄像设备机体和摄像镜
头的结构的框图2是示出根据本发明的实施例的面部检测的操作的例子 的流程图3是示出被摄体距离、景深和面部检测定时之间的关系 的例子的示意图4是示出根据第二典型实施例的用于估计主被摄体的操 作的例子的流程图5是用于说明图像帧内的区域的示例图6A ~ 6C是均用于说明与图像帧的大小相对应的模板的 大小的示例图7是示出当在图像帧中存在多个人时所显示的实时取景 图像的示例图8是示出根据第二典型实施例的被摄体距离、景深和面 部才企测定时之间的关系的例子的示意图9是示出根据第三典型实施例的面部检测的操作的例子 的流程图IO是示出根据第三典型实施例的被摄体距离、景深和面 部检测定时之间的关系的例子的示意图11是示出根据第四典型实施例的面部检测的操作的例 子的流程图12是示出根据第四典型实施例的被摄体距离、景深和面 部检测定时之间的关系的例子的示意图13是示出根据第五典型实施例的面部检测的操作的例子的流程图；以及
图14是示出根据第五典型实施例的被摄体距离、景深和面 部^r测定时之间的关系的例子的示意图。
具体实施例方式
下面参考附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和 方面。
图l是示出根据典型实施例的摄像设备的结构的框图。图1 所示的摄像设备的实施例具有可更换镜头系统的结构，在该系 统中，可更换多个拍摄镜头单元。换句话说，图l所示的摄像设 备包括摄像设备机体100和可更换地装配至摄像设备机体100的 拍摄镜头单元180。
参考图l所示的实施例，现在将说明摄像设备机体IOO。
摄像设备机体100包括快门102、图像传感器104和模拟到 数字(A/D)转换器106。快门102控制曝光量。图像传感器104接 收通过拍摄镜头单元180内的透镜184透射来的光学图像，并且 将该图像转换成电信号。A/D转换器106将从图像传感器104输 出的模拟信号转换成数字信号(图像数据)。
摄像设备机体100包括图像处理电路108 、系统控制电路 110、面部检测单元112和存储器控制电路114。
图像处理电路108对来自A/D转换器106的图像数据或来自 存储器控制电路114的图像数据执行预定的像素插值处理或颜 色转换处理。图像处理电路108基于图像数据执行预定计算处 理。此外，图像处理电路108基于所获得的计算结果，执行利用 通过镜头(TTL)系统的自动白平衡(AWB)处理。
系统控制电路110控制整个摄像设备。如后面所述，系统 控制电路110控制快门控制单元12 6以及拍摄镜头单元18 0中的焦点控制单元192和光圈控制单元194的自动调焦(AF)处理和自 动曝光(AE)处理。基于图像处理电路108的计算结果进行该控 制。系统控制电路110是区域判断单元和大小判断单元的 一 个例子。
面部检测单元112检测包括在图像数据中的目标图像。在 本典型实施例中，面部;险测单元112可以将人的面部作为目标图 像进行检测。面部检测单元112是目标图像#r测单元的 一 个例 子。面部检测单元112可以对来自图像处理电路108的图像数据 或来自存储器控制电路114的图像数据执行预定面部检测。
存储器控制电路114控制A/D转换器106、图像处理电路 108、图像显示存储器116、数字到模拟(D/A)转换器118、存储 器120和压缩/解压缩电路122。存储器控制电路114将由图像处 理电路10 8处理后的图像数据或由A / D转换器10 6转换得到的图 像数据写入图像显示存储器116或存储器120。
摄像设备机体100包括图像显示单元124、存储器120和压 缩/解压缩电路122。图像显示单元124可以是例如液晶监视器， 并且可以通过D/A转换器118接收写入图像显示存储器116中的 要显示的图像数据，并显示该数据。在使用图像显示单元124 连续显示所拍摄的图像数据时，可以实现用于以实时运动图像 显示被摄体的电子取景器功能。在图像显示单元124中，可以响 应于系统控制电路110的指令，任意控制该显示为打开/关闭。
存储器120是用于存储所拍摄的静止图像或运动图像的存 储单元。存储器120可以具有足以存储预定数量的静止图像和/ 或预定时间的运动图像的存储量。因此，存储器控制电路114 在顺序拍摄多个静止图像的连续拍摄或全景拍摄中，可以高速 将大量图像数据写入存储器120。可以使用存储器120作为系统 控制电^各110的工作区。压缩/解压缩电路122利用自适应离散余弦变换执行用于压 缩/解压缩图像数据的处理。压缩/解压缩电路122读取存储在存 储器120中的图像数据，压缩和解压缩所读取的数据，并且将处 理后的图像数据写入存储器120。
摄像设备机体100包括快门控制单元126、自动调焦(AF)单 元128和测光单元130。快门控制单元126与光圈控制单元194协 作来控制快门102,其中，光圈控制单元194可以基于来自测光 单元130的测光信息，控制拍摄镜头单元180中的光圈186。
AF单元128执行自动调焦控制。AF单元128通过照相机座 154、镜152和AF用辅助镜(未示出)，将通过拍摄镜头单元180 透射来的光束引导至AF单元128。 AF单元128测量拍摄镜头单元 180在图像传感器104上的聚焦状态。系统控制电路110还可以基 于图像处理电路108对图像传感器104的图像数据的计算结果， 对拍摄镜头单元180的焦点控制单元192执行AF控制。还可以使 用AF单元128的测量结果和由图像处理电路108计算出的图像 传感器104的图像数据的计算结果，实现AF控制。
测光单元130执行自动曝光(AE)处理。测光单元130通过照 相机座154、镜152和测光用透镜(未示出)，将通过拍摄镜头单 元180透射来的光束引导至测光单元130。测光单元130测量图像 的曝光状态。类似于AF单元128，系统控制电路110可以基于图 像传感器104的图像数据的计算结果，对快门控制单元126和拍 摄镜头单元180的光圈控制单元194执行AE控制。
摄像设备机体100包括接口 132、连接器134、存储器136和 非易失性存储器138。接口 132电连接摄像设备机体100和拍摄镜 头单元180。
连接器134具有在摄像设备机体100和拍摄镜头单元180之 间发送/接收控制信号、状态信号和数据信号的功能以及提供各种电压或电流的功能。可以将连接器134配置成进行电通信、光 通信和语音通信。
存储器136存储系统控制电路110的操作用的常量、变量和 程序等。
非易失性存储器138是电可擦写可记录存储器，并且可以 使用例如电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)构成。
摄像设备才几体100包括快门开关(SW1)140、快门开关 (SW2)142、图像显示打开/关闭开关144、快速回放打开/关闭开 关和操作单元146。这些单元设置用于使用户向系统控制电路 IIO输入各种操作指令，并且可以由例如开关、拨盘、触摸屏、 通过视线检测操作的指示装置和语音识别单元中的 一 个或它们 的组合构成。
当半按下快门按钮时，接通快门开关(SW1)140,并且发出 用于开始例如AF处理、AE处理、自动白平纟紆(AWB)处理和预闪 光(EF)处理的指令。
当全按下快门按钮时，接通快门开关(SW2)142,并且发出 用于开始 一 系列拍摄处理的指令。这 一 系列拍摄处理可以包括 曝光处理、显影处理和记录处理。在曝光处理中，摄像设备机 体100通过A/D转换器106和存储器控制电路114,将从图像传感 器104读取的信号作为图像数据写入存储器120。在显影处理中， 使用图像处理电路108或存储器控制电路114中的计算，进行显 影。在记录处理中，从存储器120读取图像数据，并且通过压缩 /解压缩电路122对该图像数据进行压缩。然后，记录单元148 将该图像数据写在存储卡或硬盘等记录介质上。
图像显示打开/关闭开关144可以设置打开或关闭图像显示 单元124。例如，当用户使用光学取景器150拍摄被摄体时，用 户可以设置断开图像显示打开/关闭开关144。在这种情况下，中断向包括液晶监视器的图像显示单元124的电源供应，因此实 现节能效果。
操作单元146包括各种按钮和触摸屏。这些各种按钮可以 包括菜单按钮、选择/移动按钮和曝光校正按钮。此外，操作单 元146可以包括用于在用户选择的方向上向最近距离侧或无限 距离侧移动调焦透镜位置的焦,泉位置移动按钮。
摄像设备机体100包括记录单元148、光学取景器150、镜 152和照相机座154。
记录单元148将所拍摄的图像数据记录在存储卡和硬盘等 记录介质上。
光学取景器150通过镜152引导通过拍摄镜头单元180透射 来的光束。结果，用户可以可视地识别光学图像。因此，用户 可以仅使用光学取景器150拍摄被摄体，而无需使用图像显示单 元124的电子取景器功能。
镜152包括半透过部分。在半透过部分将通过拍摄镜头单 元180透射来的光束反射至光学取景器150上的同时，镜152使得 光束的中心的一部分透过该镜，以通过AF用辅助镜将该光束引 导至AF单元128。镜152可以是例如快速回位4竟或不具有运动机 构的半透半反镜。
照相机座15 4机械地结合拍摄镜头单元18 0和摄像设备机 体IOO。照相机座154和拍摄镜头单元180的镜头座182相互连接， 从而可以将拍揭j竟头单元180装配至才聂像设备4几体100。
现在将参考图l说明拍摄镜头单元180。拍摄镜头单元180 是可更换镜头型的单元，并且被装配至摄像设备机体IOO。拍摄 镜头单元180包括镜头座182、透镜184、光圏186、连接器188 和接口 190。镜头座182将拍摄镜头单元180与摄像设备机体100 机械连接。镜头座182和摄像设备机体1 OO的照相机座154相互连接，从而将拍摄镜头单元180装配至摄像设备机体100。 透镜184包括对被摄体进行焦点调节的调焦透镜。 接口 190电连接拍摄镜头单元180和摄像设备机体100。 连接器188具有在摄像设备机体100和拍摄镜头单元180之 间发送和接收控制信号、状态信号和数据信号的功能，并且还 具有提供和接收各种电压或电流的功能。可以将连接器188配置 成能够进4亍电通信、光通信和语音通信。
拍摄镜头单元180包括焦点控制单元192 、光圏控制单元 194和镜头系统控制器196 。焦点控制单元192控制透镜184的调 焦透镜操作。焦点控制单元19 2是焦,泉控制单元的 一 个例子。
光圈控制单元194基于来自测光单元130的测光信息，与用 于控制快门102的快门控制单元126协作，控制光圏186 。
镜头系统控制器196控制整个拍摄镜头单元180。镜头系统 控制器196包括用于存储拍摄镜头单元的操作用的常量、变量和 程序的存储器功能。另外，镜头系统控制器196包括非易失性存 储器功能，该功能用于存储拍摄镜头单元的唯一编号等识别信 息，管理信息，全光圏值、最小光圈值和焦距等功能信息，以 及当前或过去的设置值。镜头系统控制器196可以包括如后面所 述用于计算移动位置信息的功能。
至此说明了根据本典型实施例的摄像设备的结构。 现在将说明摄像设备的操作。
现在将参考图2的流程图说明用于检测目标图像的操作的 例子。图2中的流程图示出使用图像显示单元124作为电子取景 器的情况下(以下称为"实时取景时间")的#:作。在该实时取景 时间，镜152可以利用快速回位机构从通过拍摄镜头单元180透 射来的光束的路径缩回。在用于在该摄像设备中自动设置功能 的自动拍摄模式下，可以进行下面的操作。此外，除拍摄模式的设置以外，还可以判断是否执行面部检测。
在步骤S201，系统控制电路110判断用户是否半按下了快 门按钮，即是否接通了SW1。当没有接通SW1时(步骤S201为 "否")，系统控制电路110等待，直到接通SW1为止。当接通了 SW1时(步骤S201为"是")，处理进入步骤S202。
在步骤S 2 02 ，系统控制电路110判断是否选择了面部检测 的设置(以下称为"面部检测模式")。当选择了面部检测模式时 (步骤S202为"是")，处理进入步骤S203。当没有选择面部检测 模式时(步骤S2(^为"否")，处理进入步骤S207。
在步骤S203,系统控制电路110读取关于所装配的拍摄镜 头单元180的各种信息(例如，镜头信息)。当从拍摄镜头单元180 获取镜头信息时，系统控制电路110通过接口 132与拍摄镜头单 元180通信。镜头信息包括镜头特有信息、焦距、光圈值和调焦 透镜位置。
在步骤S204,系统控制电路110基于所装配的拍摄镜头单 元18 0的各种信息，计算用于面部检测的景深和调焦透镜的驱动 位置。如后面具体所述，调焦透镜的驱动位置对应于在从最近 距离侧到无限距离侧的范围中划分成面部检测的适当阶段的多 个位置。
现在将说明景深的计算。用于面部检测的景深d基本上为 前景深df和后景深db的相加结果。前景深df是从镜头侧看时被摄 体前方的景深。后景深db是从镜头侧看时被摄体后方的景深。 可以通过下面的公式(l)、 (2)和(3)计算景深。
df = 5xFxx2/(f2+5xFxx) (1)
db = 5xFxx2/(f2-SxFxx) (2)
d = kx(df+db) (3)
其中，5为容许弥散圆，F为光圈值，x为被摄体距离，f为焦距，k为面部检测用系数。容许弥散圆依赖于图像传感器104
的单元间距，并且基于图像传感器104的大小和像素数计算容许 弥散圓。预先将容许弥散圆的值存储在非易失性存储器138中， 并且将计算出的景深和调焦透镜的驱动位置也存储在非易失性 存储器138中。焦距和光圈值依赖于所装配的拍摄镜头单元180 的类型。因此，系统控制电路110根据拍摄镜头单元180的类型， 计算景深和调焦透镜的驱动位置。
在步骤S205,面部检测单元112从图像传感器104获取图像 数据，以从所获取的图像数据中检测目标图像。在本典型实施 例中，对作为目标图像检测被摄体的面部的情况进行说明。面 部^r测单元112首先在当前调焦透^:位置4全测面部，而不管在步 骤S204计算出的结果如何。在这种情况下，可以采用众所周知 的面部检测操作等面部检测操作。可选地，根据面部检测操作 的一个例子，基于模式匹配方法，将被摄体的形状与预先存储 的预定形状进^f亍比^^。例如，面部4企测单元112在该图4象上的多 个不同位置中剪切部分图像，并且判断所剪切的部分图像是否 满足面部的形状，从而4企测该图像上的面部区域。可以根据才莫 板匹配方法或基于神经网络学习方法获取面部的特征的识别 器，进行部分图像是否对应于面部区域的判断。
在步骤S206，系统控制电路110基于在步骤S205执行的面 部检测的结果进行判断。也就是说，系统控制电路110判断面部 检测结果是否满足判断为成功检测到面部的标准。更具体地， 当面部岸全测成功时，满足该标准。当面部4企测没有成功时，不 满足该标准。
当面部检测成功时(步骤S206为"是")，处理进入步骤S207。 当判断为面部#r测没有成功时(步骤S 2 0 6为"否")，面部检测单 元112判断为在当前调焦透镜位置的景深中没有人的面部，并且处理进入步骤S208。在步骤S208,面部4全测单元112判断是否 是第 一 次执行面部检测。如果判断为第 一 次执行面部检测(步骤 S208为"是")，则流程进入步骤S209。在步骤S209，面部4全测单 元112将调焦透镜移动至默认位置，并且再次开始进行面部检测 处理，即处理返回到步骤S205。
在步骤S207,系统控制电路110通过AF单元128和测光单元 130，控制预定区域中的AF处理和AE处理。当在步骤S202判断 为没有选择面部检测模式时，该预定区域对应于在图像帧中预 先固定的多个测距区域。相反，当在步骤S206判断为面部冲全测 成功时，该预定区域对应于所才全测到的面部区^^。因此， 一旦 面部检测成功，立即结束面部检测操作，因此减少了面部才全测 的时间。
图像处理电路108基于最终获取的图像数据，执行TTL系统 的AWB处理。为了才喿作AF单元128和测光单元130,系统控制电 路110暂时停止实时取景，并且操作快速回位机构。系统控制电 路11 O仅在AF处理和AE处理的时间内将镜152移动至拍摄光束 的预定位置。在该处理之后，系统控制电路110立即缩回镜152。
如上所述，系统控制电路110可以基于图像传感器104的图 像数据的计算结果，对拍摄镜头单元180的焦点控制单元192和 光圈控制单元194执行AF控制和AE控制。通过图像处理电路 108计算该图像数据。在这种情况下，系统控制电路110可以保 持使镜152缩回在拍摄光束外部。省略对AF处理、AE处理和 AWB处理的i兌明。
在步骤S208,系统控制电路110判断是否是在接通SWl之后 第一次执行面部检测处理。当第一次执行面部检测处理时(步骤 S208为"是")，处理进入步骤S209。当第二次或更多次执行面部 检测处理时(步骤S208为"否")，处理进入步骤S210。在步骤S 209 ，由于面部检测在初始焦点位置的景深中没有 成功，因而系统控制电路110指示焦点控制单元192将拍摄镜头 单元180的调焦透镜位置移动至默认位置。在本典型实施例中， 将默认位置设置在最近距离侧，并且在步骤S204由系统控制电 路110预先获取该默认位置。
在第二次或更多次的面部;险测中，如果面部才佥测在相应的 调焦透镜位置的景深中没有成功，则面部检测单元112进入步骤 S210。在步骤S210,系统控制电路110指示焦点控制单元192将 调焦透镜位置向无限距离侧移动预定量。在步骤S204由系统控 制电路110预先计算该预定量。
在步骤S211 ，系统控制电路110判断与预定值相比调焦透 镜位置是否在最近距离侧。当调焦透镜位置在最近距离侧时(步 骤S211为"是")，处理返回到步骤S205。当调焦透镜位置不在最 近距离侧(步骤S211为"否")，系统控制电路110结束面部检测操 作。当进行步骤S211的处理时，即使在从最近距离侧到无限距 离侧的范围中，面部检测没有成功，也可以避免无限进行面部 检测。因此，当与预先设置的预定值相比，调焦透镜位置不在 最近距离侧时，作为从最近距离侧到无限距离侧的搜索结果， 没有成功4全测到^皮:摄体的面部。因此，系统控制电赠dlO结束面 部检测操作。此时，系统控制电路110在图像显示单元124上显 示警告，以通知用户面部4企测没有成功。
因此，在根据本典型实施例的面部检测中，当在初始调焦 透镜位置中面部检测没有成功时，系统控制电路11 O使用焦点控 制单元19 2将调焦透镜位置驱动至最近距离侧的默认位置，并且 面部检测单元112执行面部检测。
此后，在焦点控制单元192将调焦透镜位置向无限距离侧 移动预定量的同时，面部纟全测单元112顺序执行面部检测以搜索面部，直到无限距离侧的预先设置的预定值为止。当面部检测 单元112顺序一企测面部时，如果面部纟全测成功，则立即结束面部 检测，并且执行下一处理。因此，该摄像设备可以快速且可靠 地执行面部4企测。
在步骤S212，系统控制电^各110在图^f象显示单元124上显示 在步骤S206进行了 AF处理、AE处理和AWB处理的图像数据。 系统控制电路110显示例如叠加在步骤S205所;险测到的主^皮才聂 体的面部部分上的红色方框，从而向用户通知主纟皮:摄体的面部 部分。
在步骤S213,系统控制电路110判断用户是否在预定时间 内全按下了快门按钮，即是否接通了SW2。如果接通了SW2(步 骤S213为"是")，则处理进入步骤S214以执行拍摄处理。如果在 预定时间内没有接通SW2(步骤S213为"否")，则处理返回到步 骤S201以重复面部4全测。
为了清楚理解图2所示的流程图，现在将参考图3说明被摄 体距离、与面部冲全测有关的景深和面部4企测定时之间的关系的 例子。如图2所示的流程图所述，在实际操作中，通过控制拍摄 镜头单元180的焦点，执行面部检测。为了清楚理解图3，将调 焦透镜位置转换成被摄体侧的距离。
图3所示的照相机301包括图1所示的摄像设备机体IOO和 拍摄镜头单元180。作为主被摄体的人302位于照相机301前方距 离L处。在图3中，附图标记303a和303b表示拍摄视角。这里， 人302位于拍才聂视角内。
在图3中，P付图才示i己304a、 304b、 304c牙口304d表示^皮才聂体3巨 离位置，其中，当在图3的状态下，根据图2的流程图执行面部 检测时，通过计算拍摄镜头单元18 0的调焦透镜位置并将其转换 成被摄体侧的距离，获得被摄体距离位置。箭头305a、 305b、305c和305d表示与各被摄体距离位置相对应的景深。
假定附图标记304a表示与开始面部纟佥测操作前的当前调焦 透镜位置相对应的祐j聂体距离。此时，景深305a对应于当前调 焦透镜位置。因此，如图2所示的流程图的步骤S205中所述， 面部检测单元112在该调焦透镜位置执行第 一 次面部检测。也就 是说，景深305a对应于用于进行第一次面部检测的被摄体距离 范围。
然而，如图3所示，该范围不包括人302的面部。因此，如 步骤S209中所述，焦点控制单元192将调焦透镜位置移动至与 该附图中的被摄体距离304b相对应的、最近距离侧的默认位置。 此时，景深305b对应于最近距离侧的默认位置。在步骤S204计 算调焦透镜位置，以使得将景深305b的最近距离侧的被摄体距 离307设置为利用拍摄镜头单元180拍摄人时的估计最近距离。 面部#r测单元112在景深3 0 5 b执行第二次面部检测。
如图3所示，该范围不包括人302的面部。因此，如步骤S210 中所述，焦点控制单元192将调焦透镜位置向无限距离侧移动预 定量，从而对应于该附图中的被摄体距离304c。此时，景深305c 对应于被才聂体距离304c。在这种情况下，上一景深305b和此次 景深305c在景深305b的无限距离侧和景深305c的最近距离侧几 乎一致。在步骤S204,系统控制电路110计算相邻景深的边界 几乎一致的调焦透镜位置。面部^r测单元112在景深305c执行第 三次面4fM全测。
在本典型实施例中，设置调焦透镜位置，以使得景深305b 的无限距离侧与景深305c的最近距离侧几乎一致。然而，可以 设置调焦透镜位置，以使得景深305b的无限距离侧和景深305c 的最近距离侧可以一定程度地相互重叠。结果，可以可靠地检 测人的面部。然而，如图3所示，该范围不包括人302的面部。因此，如 步骤S210中所述，焦点控制单元192将调焦透镜位置向无限距 离侧移动预定量，从而对应于该附图中的被摄体距离304d。此 时，景深305d对应于被摄体距离304d。类似于上一情况，焦点 控制单元192将调焦透镜位置移动至设置了最适合景深的调焦 透镜位置。面部检测单元112在景深305d执行第四次面部检测。
如图3所示，面部;险测单元112在该范围可以对人302^丸行 面部检测。因此，系统控制电路110结束面部4企测才喿作，并且执 行图2所示的流程图的步骤S207之后的处理。
无限距离侧的被摄体距离308示出面部检测搜索范围的距 离限制。如步骤S211中所述，面部检测单元112判断与该限制位 置相比被摄体是否在最近距离侧。当被摄体不在最近距离侧时， 不执行面部检测。也就是说，照相机301的面部检测搜索范围是 从被摄体距离307到被摄体距离308。因此，在从最近距离侧到 无限距离侧的范围中，实现快速且可靠的面部;险测。
在上述说明中，当接通SW1时，系统控制电^各110获取关于 拍摄镜头单元180的信息。然而，本发明不局限于该情况。例如， 当将拍摄镜头单元18 0装配至摄像设备机体10 0时，系统控制电 路110可以立即通过接口 132进行通信来获取4竟头信息。
由于拍 摄镜头单元的F值可能影响景深，因而在面部检测 期间，F值是固定的。也就是说，基于使用面部检测中的F值的 景深计算移动调焦透镜位置的预定量。当允许F值改变时，每 当执行面部检测时，可能需要通过与拍摄镜头单元180的通信来 获取镜头信息。这同样适用于拍摄镜头单元的变焦操作，即焦 距改变。
在上述说明中，当在预定时间内没有全按下快门按钮，并 且没有接通SW2时，面部检测单元112再次执行面部检测。然而，本发明不局限于该情况。例如，在半按下快门按钮并且接通S Wl
时，可以不再扭J于面部^r测。
在上述说明中，当选择了面部检测模式时，面部检测单元 112仅在半按下快门按钮并且接通SW1时才执行面部检测。然 而，本发明不局限于该情况。例如，在实时取景时间，面部检 测单元112可以不局限于仅在接通S W1时才执行面部纟企测。可以 以预定时间间隔自动执行面部4企测。当移动调焦透镜以进行面 部检测时，还在实时取景的图像中移动焦点，并且所显示的图 像不清晰。因此，在实时取景时间期间，可以在不移动调焦透 镜位置的情况下，执行面部检测。
在上述说明中，设置自动拍摄模式。然而，本发明不局限 于该情况，并且可以采用任何其它拍摄模式，例如，只要有效 执行面部检测。在微距拍摄模式和风景拍摄模式等不涉及面部 检测的拍摄模式中，可以设置即使在选择了面部检测模式时， 也不才丸4于面部纟企测。
对于可更换多个拍摄镜头单元的可更换镜头系统进行了 以上说明。然而，本发明不仅限于此。例如，本发明可应用于 摄像设备机体100和拍摄镜头单元180—体化的摄像设备。
在上述说明中，面部4企测单元112具有用于4企测人的面部 的功能。然而，本发明不局限于该情况，并且面部检测单元112 还可以具有用于识别个人或他们的面部表情的功能。更具体地， 步骤S206中的面部检测结果的判断标准可以是是否检测到了 特定个体的面部，或者是否检测到了具有特定面部表情，例如 微笑面部的个体的面部。
根据本典型实施例，在无需执行预定次数的面部检测的情 况下，根据拍摄镜头单元的景深，从最近距离侧到无限距离侧 搜索面部。当面部检测没有成功时，移动调焦透镜位置以执行面部检测^乘作。当面部纟企测成功时，立即结束面部4企测、操作。
这防止对面部的不完全才企测，并且减少面部;险测的时间。因此，
本发明的方面提供一种摄像设备，其中，即使在浅景深下，该 摄像设备也可以在从最近距离侧到无限距离侧的可以进行调焦 的整个距离范围内，检测被摄体的面部，并且可以减少面部检 测的时间。
第一典型实施例使用采用所谓的最近优先模式的算法。在 该模式下，从最近距离侧开始搜索面部，并且在4全测到面部之 后立即结束面部检测。在第二典型实施例中，添加了用于在多
个人中估计主被摄体的处理。该摄像设备中的主操作类似于图2 所示的流程图。在本典型实施例中，在用于对于图2所示的流程 图的步骤S206的面部检测结果进行判断的处理中，该摄像设备 作为预定目标图像检测作为主被摄体的人的面部。
图4是图2所示的流程图的步骤S206中用于估计主被摄体 的例子的流程图。
在步骤S 4 01,系统控制电^各110判断面部;险测是否成功。 当面部检测成功时(步骤S401为"是")，系统控制电路110进入步 骤S402。当面部检测没有成功时(步骤S401为"否")，该电路进 入步骤S408。在第一典型实施例中，仅基于与步骤S401相对应 的处理判断面部检测结果。然而，根据本典型实施例的摄像设 备通过步骤S402 S406估计主被摄体。
在步骤S 402,系统控制电路110判断由面部检测单元112检 测到的面部的位置是否在图像帧中的第 一 区域内。更具体地， 系统控制电路HO判断所检测到的面部是否在照片图像中的预 定区域内。参考图5说明图像帧内的区域。图5示出图像帧范围 501 。图像帧范围501包括中心周围的第 一 区域502和大小大于第 一区域502的第二区域503。在步骤S402,系统控制电路110判断在图像帧501中检测到的面部的位置是否在第 一 区域502中。 当该位置在第一区域502中时(步骤S402为"是")，处理进入步骤 S403。当该位置不在第一区域502中时(步骤S402为"否")，处理 进入步骤S404。面部的位置可以基于所检测到的面部的范围的 重心，或者可以基于眼睛的位置。
在步骤S403 ,系统控制电路110判断所冲企测到的面部的大 小是否大于预先存储在非易失性存储器138中的第 一模板。系统 控制电路110判断所检测到的面部是否大于预定大小。参考图 6A ~ 6C说明要与所检测到的面部进行比较的模板。
图6A 6C均示出作为图像帧501的基准大小的模板。在这 种情况下，"模板"是指面部的大小。图6A示出第一模板601。 图6B示出第二模板602。图6C示出第三模板603。将这些模板预 先存储在非易失性存储器138中。
作为图像帧501的基准大小，第一模板601小于第三模板 603。更具体地，在这些模板之间存在下面的关系第一模板 601<第二模板602<第三模板603。在各模板601、 602和603中， 通过虚线表示与面部的大小相关的身体部分。
在步骤S 40 3 ，系统控制电3各110判断由面部才全测单元112所 检测到的面部的大小是否大于第 一模板601 。当所检测到的面部 大于第一模板时(步骤S403为"是")，处理进入步骤S407。当所 检测到的面部不大于第 一 模板时(步骤S 4 03为"否")，处理进入 步骤S404。
在步骤S404,系统控制电路110判断面部;险测单元112在该 图像帧中所检测到的面部的位置是否在第二区域503中。当该面 部的位置在第二区域503中时(步骤S404为"是")，处理进入步骤 S405 。当该面部的位置不在第二区域503中时(步骤S404为 "否")，处理进入步骤S406。在步骤S 4 0 5,系统控制电路110判断由面部;险测单元112所 检测到的面部的大小是否大于第二模板602。当所检测到的面部 的大小大于第二模板602时(步骤S405为"是")，处理进入步骤 S407。当所检测到的面部的大小不大于第二沖莫寿反602时(步骤 S405为"否")，处理进入步骤S406。
在步骤S406，系统控制电路110判断由面部#全测单元112所 检测到的面部的大小是否大于第三模板603。当所检测到的面部 的大小大于第三模板603时(步骤S406为"是")，处理进入步骤 S407。当所检测到的面部的大小不大于第三模板603时(步骤 S406为"否")，处理进入步骤S408。
最后，在步骤S407，系统控制电路110判断为在步骤S402 S406作为目标所检测到的面部为主被摄体，并且发送"是"。在 步骤S408,系统控制电路110判断为面部^r测没有成功、或者 所检测到的面部不是主被摄体，并且发送"否"。
基于该判断处理，在本典型实施例中，即使在帧中存在多 个面部时，也可以相当快速且可靠地找到主净皮才聂体。在上述说 明中，以下面的两个步骤，认为已找到了作为主^皮l聂体的人的 面部判断所检测到的面部是否在照片图像的预定区域中；以 及判断所检测到的面部是否大于预定大小。然而，本发明不局 限于该情况。可以以判断步骤中的任一步骤，认为找到了作为 主被摄体的人的面部。
现在将参考图7和图8对当在图像帧501中存在多个人时的 上述判断进行说明。图7是示出显示在图像显示单元124上的实 时取景图像的例子的图。图8是示出图7所示的人的被摄体距离、 景深和面部检测定时之间的关系的例子的图。现在将参考这些 示例图说明图4所示的流程图中的操作。
在图7所示的图像帧501中，出现了四个人701、 702、 703和704。此时，主被摄体为与汽车一起拍照的人702。在该图像 中示出最近距离侧的人701以及无限距离侧的人703和704。然 而，作为本典型实施例的面部检测的结果，精确地检测到了主 被摄体，例如人702。更具体地，拍摄镜头单元180将焦点对准 人702 。在所#r测到的人7 02的面部上示出框线7 0 5 。
图8按照相对照相机301的被摄体距离的顺序示出图7所示 的人701、 702、 703和704。现在将参考图8"i兌明用于4全测作为图 7所示的主被摄体的人702的面部的操作处理。为了清楚地理解， 将调焦透镜位置转换成图7中的被摄体距离。
在图8中，附图标记804a、 804b、 804c和804d表示被摄体距 离位置，其中，当将图4的流程图的面部检测应用于图7的图像 帧时，通过计算拍摄镜头单元180的调焦透镜位置并将其转换成 被摄体侧的距离，获得被摄体距离位置。镜头805a、 805b、 805c 和805d表示与各被摄体距离位置相对应的景深。
附图标记8 04a表示与开始面部检测操作前的当前调焦透镜 位置相对应的净皮:摄体距离。此时，景深805a对应于该调焦透镜 位置。
如图2所示，在该调焦透镜位置执行第一次面部检测。因 此，景深805a对应于用于执行第一次面部检测的被摄体距离范 围。
如图8所示，在该范围内没有人的面部。因此，焦点控制 单元192将调焦透镜位置移动至最近距离侧的默认位置，以将调 焦透镜位置设置为该附图中的被摄体距离804b。此时，景深805b 对应于该默认位置。面部检测单元112在景深805b执行第二次面
部检测。
如图8所示，面部检测单元112在该范围内检测到人701的 面部。因此，系统控制电路110执行图4所示的流程图中从步骤S402开始以后的处理。
在步骤S402,系统控制电路110判断为人701的面部不在第 一区域502中(步骤S402为"否")，并且因此处理进入步骤S404。 在步骤S 4 04,系统控制电路110还判断为人7 01的面部不在第二 区域503中(步骤S404为"否")，并且因此处理进入步骤S406。
在步骤S406,系统控制电路110判断为所检测到的人701的 面部的大小不大于第三模板603(步骤S406为"否")，并且因此处 理进入步骤S408。在步骤S408，作为面部一企测的结果，系统控 制电^ 各110判断为"否"。
因此，焦点控制单元192将调焦透镜位置向无限距离侧移 动预定量，以将调焦透镜位置设置为图8所示的被摄体距离 804c。此时，景深805c对应于被摄体距离804c。面部才t测单元 112在景深8 0 5 c l丸行第三次面部检测。
然而，如图8所示，由于该范围不包括人的面部，因而焦 点控制单元19 2将调焦透镜位置向无限距离侧移动预定量，以将 调焦透镜位置设置为该附图中的被摄体距离804d。此时，景深 805d对应于被摄体距离804d。面部检测单元112在景深805d执行 第四次面部;险测。
如图8所示，面部测单元112可以在该范围内才全测到人 702的面部。因此，系统控制电路110^丸行图4所示的流程图中从 步骤S402开始以后的处理。
在步骤S402,系统控制电路110判断为人702的面部不在第 一区域502中，并且因此处理进入步骤S404。在步骤S404,系 统控制电路1 IO判断为人702的面部在第二区域503中，并且因此 处理进入步骤S405。
在步骤S 4 0 5,系统控制电路110判断为所检测到的人702的 面部大于第二模板602,并且因此处理进入步骤S407。在步骤S407,作为面部检测的结果，系统控制电路110判断为"是"。
系统控制电路110结束面部检测操作，选择人702作为主被 摄体，并且进入图2所示的流程图中从步骤S207开始以后的处理。
通过执行上述处理，系统控制电^各110可以显示图7所示的 实时取景图像。更具体地，在图7中，系统控制电路110可以将 人702精确地4企测为主被摄体。因此，拍揚^竟头单元180将焦点 对准人702,并且获得适当曝光。系统控制电路110在检测到了 面部的部分中显示框线705。除人702以外，人701、 703和704 可能散焦。
在第 一 典型实施例和第二典型实施例中，面部检测单元 112检测目标图^f象。然而，系统控制电路110也可以4企测目标图像。
在上述说明中，系统控制电路110判断面部检测的结果， 判断所检测到的面部是否在照片图像的预定区域中，并且判断 所检测到的面部是否大于预定大小。然而，本发明不局限于这 些情况。例如，面部4全测单元112也可以进行这些判断。
根据本典型实施例，根据拍摄镜头单元的景深，通过从最 近距离侧到无限距离侧进行搜索，寻找主被摄体。另外，当面
部才企测成功时，立即结束面部冲企测:燥作。因此，可以快速且可
靠地执行面部4企测。
在本典型实施例的上述说明中，使用面部的位置和大小等 参数，寻找主被摄体。然而，本发明不局限于该情况。例如， 该摄像设备还可以预先存储被摄体的面部的特征以识别主被才聂 体。
第一典型实施例和第二典型实施例使用下面的算法在检 测到面部时结束面部;险测，并且当未能才企测到面部时，在移动调焦透镜位置的同时保持面部检测。在第三典型实施例中，在 移动调焦透镜位置时，添加了用户可以指示透镜位置的方向的 处理。
在本典型实施例中，参考图9的流程图说明用于检测目标
图像的操作的例子。图2中的步骤S201 ~ S207的处理类似于图9 中的步骤S901 ~ S907的处理，并且图2中的步骤S212 S214的 处理类似于图9中的步骤S908 ~ S910的处理。图9中的步骤 S911 ~ S914的处理是本典型实施例的特征，因此主要对其进行 说明。
在步骤S905,面部检测单元112从图像传感器104获取图像 数据，并且从获取的图像数据中检测目标图像。在步骤S906,
当面部检测成功时(步骤S906为"是")，处理进入步骤S907。当 面部检测不成功时(步骤S906为"否")，处理进入步骤S911。
在步骤S911,图像显示单元124显示表示未能找到面部的 图标或警告。系统控制电路110判断在从该信息的显示开始的 预定时间内，用户是否操作了包括在操作单元146中的焦点位置 移动按钮。利用该焦点位置移动按钮，用户可以提供用于向最 近距离侧或无限距离侧移动调焦透镜位置的指令。当在预定时 间内操作了焦点位置移动按钮时(步骤S911为"是")，处理进入 步骤S912。当在预定时间内没有操作焦点位置移动按钮时(步骤 S911为"否")，处理进入步骤S913。
在步骤S912 ,系统控制电路1 IO判断是否可以在于步骤 S911由用户所指示的方向上移动调焦透镜。更具体地，当用户 提供用于向最近距离侧移动调焦透镜位置的指令时，系统控制 电路110判断该调焦透镜是否位于最近距离侧的端部。然而，当 用户提供用于向无限距离侧移动调焦透镜位置的指令时，系统控制电路110判断该调焦透镜是否位于无限距离侧的端部。当系 统控制电路1 10判断为调焦透镜位置位于端部，并且因而不能再
移动该位置时(步骤S912为"是")，处理进入步骤S913。当判断 为可以移动调焦透镜位置时(步骤S912为"否")，处理进入步骤 S914。
在步骤S913，系统控制电路110通过例如图4象显示单元124 显示用于向用户通知检测没有成功的警告。然后，处理退出该 流程图。
在步骤S914,系统控制电路110指示焦点控制单元192将调 焦透镜位置在于步骤S911由用户所指示的方向上移动预定量。 可以在步骤S904由系统控制电路110预先计算该预定量，并且 将其存储在非易失性存储器138中。此后，处理返回到S905， 并且再次扭J于面部;险测。
根据本典型实施例，当在特定焦点位置的景深，面部检测 没有成功时，在用户所指示的方向上移动调焦透镜位置，并且 再次执行面部检测。用户观察显示在图像显示单元124上的图 像，从而使得用户可以判断与此时处于聚焦状态的被摄体相 比，面部检测的目标人物是在最近距离侧还是在无限距离侧。 结果，即使当使用具有浅景深的镜头执行面部检测时，也可以 无需在不必要的方向上移动调焦透镜位置。
此外，用户可以指示焦点位置的移动方向。这可以防止对 于非目标人物的面部纟佥测和意外选4奪该面部作为主祐j聂体。而 且，在才企测到面部时，可以结束面部才企测。因此，与传统系统 相比，可以减少面部4企测的时间。
一旦在步骤S911判断为对焦点位置移动按钮进行了操作， 则处理可以进入步骤S912,而无需再次进行该判断，直到检测 到面部或者调焦透镜到达端部为止。根据该结构，用户不必在每次做出没有检测到面部的判断时都操作焦点位置移动按钮， 直到检测到面部为止。
为了清楚理解图9所示的流程图，参考图IO说明被摄体距
离、面部检测的景深和面部检测定时之间的关系的例子。如图9 所示的流程图所述，在实际操作中，通过进行拍摄镜头单元180 的焦点控制，执行面部检测。为了清楚理解图IO,将调焦透镜 位置转换成被摄体侧的距离。
图10所示的照相机301包括图1所示的摄像设备机体100和 拍摄镜头单元180。作为主被摄体的人1102位于照相机301前方 距离L处。在图10中，附图标记303a和303b表示拍摄视角。这 里，人1102位于拍4聂一见角内。
图10所示的附图标记1104a、 1104b、 1104c、 1104d和1104e 表示被摄体距离位置，其中，通过计算拍摄镜头单元180的调焦 透镜位置并将其转换成被摄体侧的距离，获得被摄体距离位置。 在这种情况下，在处于图10的状态下时，根据图9的流程图执行 面部检测。箭头1105a、 1105b和1105c表示与各^皮4聂体距离位置 相对应的景深。最近距离侧的被摄体距离307和无限距离侧的被 摄体距离308示出面部检测搜索范围的距离限制。
3皮:摄体距离1104a对应于开始面部4企测才喿作前的当前调焦 透镜位置。此时，景深1105a对应于该调焦透镜位置。如图9的 流程图的步骤S905中所述，面部^r测单元112在该调焦透^;位 置执行第一次面部检测。景深1105a对应于用于执行第一次面部 检测的被摄体距离范围。
如图10所示，该范围不包括人1102的面部。因此，如步骤 S911中所述，系统控制电路1 IO显示表示未能检测到面部的图标 或警告。系统控制电路110判断在预定时间内是否操作了焦点位 置移动按钮。当用户操作焦点位置移动按钮以向无限距离侧移动调焦 透镜位置时，由于此时调焦透镜位置未在无限距离端，因而允
许移动调焦透镜位置。焦点控制单元19 2将调焦透镜位置向无限 距离侧移动预定量，从而对应于该附图中的^皮摄体距离1104d。 此时，景深1105b对应于纟皮:慑体距离1104b。这里，上一景深1105a 和此次景深1105b在景深1105a的无限距离侧和此次景深1105b 的最近距离侧几乎一致。在步骤S904,系统控制电路110计算 相邻景深的边界几乎 一 致的调焦透4竟位置。面部检测单元112 在景深110 5 b执行第二次面部检测。
在本典型实施例中，以下面的方式设置调焦透镜位置景 深1105a的无限距离侧和景深1105b的最近距离侧几乎 一致。然 而，在上述情况下，可以设置调焦透镜位置，以使得景深1105a 的无限距离侧和景深1105b的最近距离侧可以 一定程度地相互 重叠。结果，可以可靠地检测人的面部。
然而，如图10所示，在该范围中没有人1102的面部。因此， 焦点控制单元19 2将调焦透镜位置向无限距离侧移动预定量，从 而对应于该附图中的被摄体距离1104c。此时，景深1105c对应 于被摄体距离1104c。上一景深1105b和此次景深1105c在景深 1105b的无限距离侧和景深1105c的最近距离侧几乎 一致。面部 检测单元112在景深1105c执行第三次面部;险测。
如图IO所示，面部4企测单元112在该范围中可以检测到人 1102的面部。因此，系统控制电路110结束面部检测^操作，并且 执行图9所示的流程图中从步骤S907开始以后的处理。
根据本典型实施例，在无需执行预定次数的面部检测的情 况下，根据拍摄镜头单元的景深，从最近距离侧到无限距离侧 搜索面部。当面部检测没有成功时，移动调焦透镜位置以执行 面部纟全测操作。当面部检测成功时，立即结束面部#企测#:作。企测的时间。此夕卜， 用户可以指定移动调焦透镜位置的方向，从而使得可以在存在 面部的方向上移动调焦透镜位置。
第四典型实施例使用用于在检测到面部时完成面部纟企测 的算法。因此，当存在多个人时，如果首先检测到非目标人物 的面部，则可能结束面部检测。因此，在本典型实施例中，添
加下面的处理即4吏在才全测到面部时，也响应于用户指令而继 续面部检测并且移动调焦透镜位置。
在本典型实施例中，参考图ll的流程图说明用于检测目标 图像的操作的例子。图9中的步骤S901 ~ S908的处理类似于图 11中的步骤SllOl ~ S1108的处理，而图9中的步骤S909 ~ S914 的处理类似于图11的步骤SlllO ~ S115的处理。图11的步骤 S1109的处理代表本典型实施例的特征，因此这里主要对其进 行说明。
在步骤S1108,系统控制电路110在图像显示单元124上显 示进行了步骤S1107的AF处理、AE处理和AWB处理的图像数 据。系统控制电路110通过显示叠加在于步骤S1105检测到的主 被摄体的面部部分上的红色方框，向用户通知主被摄体的面部 部分。
在步骤S1109,系统控制电路110判断在从该信息的显示开 始的预定时间内用户是否操作了包括在操作单元146中的焦点 位置移动按钮。当系统控制电路110判断为在预定时间内没有操 作焦点位置移动按钮时(步骤S1109为"否")，系统控制电路IIO 结束面部才企测，并且处理进入步骤SlllO。
在步骤S1110,系统控制电路110判断用户是否全按下了快 门按钮，即是否接通了SW2。当接通了 SW2时(步骤S1110为 "是")，处理进入步骤S11U,并且该电路进行拍摄处理。当没有接通SW2时(步骤S1110为"否")，处理返回到步骤SllOl。
在步骤S1109,如果系统控制电路110判断为在预定时间内 操作了焦点位置移动按钮(步骤S1109为"是")，则处理进入步骤 S1113。当检测到了非目标面部时，用户操作焦点位置移动按钮， 从而控制该摄像设备移动调焦透镜位置并再次执行面部检测。
在步骤S1113，系统控制电路110判断是否可以在用户于步 骤Sl 109所指定的方向上移动调焦透镜。如果判断为可以移动 调焦透镜位置(步骤S1113为"否")，则在步骤S1115,焦点控制 单元192将调焦透镜位置向用户指定的方向移动预定量。然后， 处理返回到步骤S1105，在步骤S1105,面部纟企测单元112再次执 行面部检测。如果判断为不能移动调焦透镜位置(步骤S1113为 "是")，则处理进入步骤S1114,在步骤S1114，显示警告，然后 结束处理。
才艮据本典型实施例，即使在4企测到面部时，也可以响应于 用户指令而移动调焦透镜位置并且再次4丸行面部;险测。因此，
即使当存在多个面部，并且检测到了非目标人物的面部时，也 可以继续面部4全测直到4企测到目标人物的面部为止。
图12所示的照相机301与图IO所示的照相机类似，并且包 括图1所示的摄像设备机体100和拍摄镜头单元180。附图标记 303a和303b表示照相机301的拍摄视角。在图12中，多个人1201、 1202、 1203和1204位于拍摄视角内，并且人1204为用户关注的 主被摄体。
被摄体距离1304a对应于开始面部检测操作前的当前调焦 透镜位置。此时，景深1305a对应于当前调焦透镜位置。如在图 9所示的流程图的步骤S905中所述，面部;险测单元112在该调焦 透镜位置执行第一次面部检测。更具体地，景深1305a对应于用 于进行第一次面部检测的被摄体距离范围。如图12所示，面部检测单元112在该被摄体距离范围中检测到人1201的面部，而图 像显示单元124显示叠加在人1201的面部上的红色方框。
用户看见该显示，识别出已检测到与人1204相比位于最近 距离侧的人1201的面部，并且操作焦点位置移动4要钮以向无限 距离侧移动调焦透镜位置。因此，焦点控制单元192将调焦透镜 位置向无限距离侧移动预定量，从而对应于该附图中的被摄体 距离1304b。面部检测单元112在与被摄体距离1304b相对应的景 深1305b执行第二次面部检测。如图12所示，面部纟企测单元112 在该被摄体距离范围中检测到人1202和1203的面部，而图像显 示单元124显示叠加在人1202和1203的面部上的红色方框。
用户看见该显示，识别出已检测到与人1204相比位于最近 距离侧的人1202和1203的面部，并且才喿作焦点位置移动按4丑以 向无限距离侧移动调焦透镜位置。因此，焦点控制单元192将调 焦透镜位置向无限距离侧移动预定量，从而对应于该附图中的 被摄体距离1304c。面部检测单元112在与被摄体距离1304c相对 应的景深1305c执行第三次面部4全测。如图12所示，面部检测单 元112在该被摄体距离范围中检测到人1204的面部，而图像显示 单元124显示叠加在人1204的面部上的红色方框。
用户看见该显示，并且识别出已检测到预先选择的人1204 的面部。因此，用户不操作焦点位置移动按钮。系统控制电路 IIO结束面部检测处理，并且进入用于判断是否接通了 SW2的处 理。
类似于第三典型实施例，根据本典型实施例，在无需执行 预定次数的面部检测的情况下，可以根据拍摄镜头单元的景深， 从最近距离侧到无限距离侧搜索面部。当检测到非目标人物的 面部时，响应于用户操作，控制该摄像设备移动调焦透镜位置， 以再次执行面部检测操作。当面部检测成功时，可以立即结束面部检测才喿作。换句话说，当检测到面部时，该掘^象"i殳备自动
结束面部检测操作，而不继续该操作，除非用户操作焦点位置 移动4姿钮。这防止对面部的不完全4全测，并且减少面部4企测的 时间。
在第三典型实施例和第四典型实施例中，用户发出用于指 定调焦透镜的移动方向的指令。然而，根据本典型实施例，用 户仅发出移动或不移动调焦透镜的指令，并且该摄像设备设置 调焦透镜的移动方向。
在本典型实施例中，参考图13的流程图说明用于检测目标 图像的操作的例子。图9中的步骤S901 ~ S908的处理类似于图 13中的步骤S1301 ~ S1308的处理，而图9中的步骤S909、 S910 和S913的处理类似于图13中的步骤S1310、 S1311和S1313的处 理。图13的步骤S1309、 S1312和S1314的处理代表本典型实施 例的特征，因此在此主要对其进行说明。
在步骤S1308，系统控制电路110在图像显示单元124上显 示由系统控制电路110在步骤S1307进行了 AF处理、AE处理和 AWB处理的图像数据。系统控制电路110通过例如在步骤S1305 检测到的面部部分上显示红色方框，向用户通知主纟皮4聂体的面 部部分。
在S1309，系统控制电路110判断在从进行该显示开始的预 定时间内用户是否操作了包括在操作单元146中的焦点位置移 动按钮。如果判断为在预定时间内没有操作焦点位置移动按钮 (步骤S1309为"否")，则系统控制电路110结束面部^r测，并且 处理进入步骤S1310。
在步骤S1310，系统控制电路判断在预定时间内用户是否 全按下了快门按钮，即是否接通了SW2。如果接通了SW2(步骤 S1310为"是")，则系统控制电路110进入步骤S1311的处理，以执行拍摄处理。如果没有接通SW2(步骤S1310为"否")，则处理 返回到步骤S1301。
在步骤S1309,如果系统控制电路110判断为在预定时间内 操作了焦点位置移动按钮(步骤S1309为"是")，则处理进入步骤 是S1312。如果^r测到了非目标面部，则用户操作焦点位置移 动按钮，从而控制该摄像设备移动调焦透镜位置，以再次执行 面4p4企测。
在步骤S1312，系统控制电路110判断是否已将调焦透镜移 动至在步骤S1304计算出的所有驱动位置。每一次执行下面所 述的步骤S1314的处理时，都将调焦透镜的移动位置存储在例 如非易失性存储器138中。
如果系统控制电路110判断为已将调焦透镜移动至在步骤 S1304计算出的所有驱动位置(步骤S1312为"是")，则处理进入 步骤S1313。在步骤S1313，系统控制电路110通过图像显示单 元124显示用以向用户通知面部;险测没有成功的警告，并且处理 退出该流程图。
然而，如果系统控制电路110判断为还未将调焦透镜移动 至一些驱动位置(步骤S1312为"否")，则处理进入步骤S1314。 在步骤S1314,系统控制电路110向焦点控制单元192发出用于 将调焦透镜移动至还未将该透镜移动至的驱动位置的指令。由 系统控制电路110在步骤S 9 04预先计算出该驱动位置，并且系 统控制电路110存储已将调焦透镜移动至的调焦透镜位置。然 后，处理返回到步骤S1305。
根据本典型实施例，即使在已4企测到了面部时，也响应于 来自用户的指令，移动调焦透镜位置，并且再次执行面部检测。 此时，用户仅发出移动或不移动调焦透镜的指令，而该摄像设 备确定调焦透镜的移动方向。因此，与第四典型实施例相比，可以减少才喿作中的用户时间和劳动。
图14所示的照相才几301与图IO所示的照相才几类似，并且包 括图1所示的摄像设备机体100和拍摄镜头单元180。附图标记 303a和303b表示照相机301的拍摄视角。在图14中，多个人1401、 1402和1403位于该拍才聂:枧角内，并且人1403是用户关注的主4皮摄体。
被摄体距离1504a对应于开始面部检测操作前的当前调焦 透镜位置。此时，景深1505a对应于该位置。因此，面部4企测单 元112在该调焦透镜位置执行第 一 次面部抬，观'J 。
用户看见该显示，识别出^r测到了人1401和1402的面部1旦 没有4佥测到人1403的面部，并且纟喿作焦点位置移动按钮。焦点 控制单元19 2向下面的被摄体距离中的 一 个移动调焦透镜位置 与在步骤S1304计算出的调焦透镜的驱动位置相对应的被摄体 距离中尚未包括在景深中的被摄体距离1504b、 1504c、 1504d 和1504e。在这种情况下，摄像设备将调焦透镜移动至下面的位 置该位置在此时的被摄体距离1504a附近，并且对应于尚未将 调焦透镜移动至的位置1504b或1504d。在这种情况下，可以向 被摄体距离1504b和1504d两者移动调焦透镜。然而，在本典型 实施例中，焦点控制单元192向无限距离侧的被摄体距离1504b 移动调焦透镜位置。
面部才全测单元112在与被摄体距离1504b相对应的景深 1505b执行第二次面部检测。然而，如图14所示，该范围不包括 任何人的面部。因此，将调焦透镜位置移动至与被摄体距离 1504c相对应的位置，其中，被4聂体距离1504c是未包括在该景 深中的4皮摄体距离1504c、 1504d和1504e中距离#^聂体距离 1504b最近的。面部检测单元112在与被摄体距离1504c相对应的 景深1505c执行第三次面部检测。如图14所示，面部检测单元112在该被摄体距离范围中检测到人1403的面部，而图像显示单元 124显示叠加在人1403的面部上的红色方框。
用户看见该显示，并且识别出已4全测到了人1403的面部。 因此，系统控制电路110结束面部检测处理，并且进入用于判断 是否接通了 S W 2的处理，而无需用户操作焦点位置移动按钮。
类似于第三典型实施例，同样，根据本典型实施例，在无 需执行预定次数的面部检测的情况下，根据拍摄镜头单元的景 深，从最近距离侧到无限距离侧搜索面部。此外，当检测到了 非目标面部时，控制该摄像设备移动调焦透镜位置并再次执行 面部4企测纟喿作。当目标面部的4企测成功时，立即结束面部检测 操作。这防止对面部的不完全检测，并且减少面部检测的时间。
通过运行存储在计算机的随机存取存储器(R A M)或只读存 储器(ROM)等计算机可读介质中的程序，至少可以部分实现根 据本发明典型实施例的摄像设备所包括的单元或摄像方法的步 骤的功能。
可以向系统或设备直接或远程提供具有能够实现根据本 发明的方面的功能的软件程序的计算机可读介质。然后，该系 统或设备读取并执行所提供的程序代码和/或计算机可执行指 令，以实现根据本发明的方面的功能。
尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发 明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合 最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。
权利要求
1.一种摄像设备，包括摄像单元，用于接收通过镜头单元透射来的光学图像，并将所述光学图像转换成图像数据；目标图像检测单元，用于从由所述摄像单元转换得到的图像数据中检测满足预定形状的目标图像；以及焦点控制单元，用于根据所述目标图像检测单元对所述目标图像的检测结果，将所述镜头单元的焦点位置移动预定量，其中，当所述焦点控制单元根据所述目标图像的检测结果将所述镜头单元的焦点位置移动了所述预定量时，所述目标图像检测单元在移动后的焦点位置从由所述摄像单元转换得到的图像数据中检测所述目标图像。
2. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于， 当所述目标图像检测单元成功检测到所述目标图像时，所述焦点控制单元不移动所述镜头单元的焦点位置，并且所述目 标图像检测单元结束对所述目标图像的检测。
3. 根据权利要求2所述的摄像设备，其特征在于， 当所述目标图像检测单元没有成功检测到所述目标图像时，所述焦点控制单元将所述镜头单元的焦点位置移动所述预 定量，并且所述目标图像检测单元在移动后的焦点位置从由所 述摄像单元转换得到的图像数据中检测所述目标图像。
4. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于，还包括 大小判断单元，用于判断由所述目标图像检测单元检测到的所述目标图像是否大于预定大小，其中，当所述大小判断单元判断为由所述目标图像检测单 元检测到的所述目标图像不大于所述预定大小时，所述焦,*控 制单元将所述镜头单元的焦点位置移动所述预定量。
5. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于，还包括区域判断单元，用于判断由所述目标图像检测单元检测到的所述目标图像是否在所拍摄的图像的预定区域内；以及大小判断单元，用于判断由所述目标图像检测单元检测到 的所述目标图像是否大于预定大小，其中，当所述区域判断单元判断为由所述目标图像检测单 元检测到的所述目标图像不在所述预定区域内、或者所述大小 判断单元判断为由所述目标图像检测单元检测到的所述目标图 像不大于所述预定大小时，所述焦点控制单元将所述镜头单元 的焦点位置移动所述预定量。
6. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于， 所述预定量是基于所述镜头单元的景深而确定的。
7. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于， 所述目标图像是人的面部。
8. —种摄像设备，包括摄像单元，用于接收通过镜头单元透射来的光学图像，并 且将所述光学图像转换成图像数据；目标图像检测单元，用于从由所述摄像单元转换得到的图 像数据中检测满足预定形状的目标图像；操作单元；以及焦点控制单元，用于根据所述操作单元的操作，将所述镜 头单元的焦点位置移动预定量，其中，当所述焦点控制单元根据所述操作单元的操作将所 述镜头单元的焦点位置移动了所述预定量时，所述目标图像检 测单元在移动后的焦点位置从由所述摄像单元转换得到的图像 数据中检测所述目标图像。
9. 根据权利要求8所述的摄像设备，其特征在于，还包括 显示单元，用于显示所述目标图像检测单元对所述目标图像的检测结果，其中，当在所述显示单元显示所述检测结果之后的预定时 间内没有操作所述操作单元时，所述焦点控制单元不移动所述 镜头单元的焦点位置，并且所述目标图像检测单元结束对所述 目标图像的检测。
10. 根据权利要求9所述的摄像设备，其特征在于，当在所述显示单元显示所述检测结果之后的所述预定时间 内操作了所述操作单元时，所述焦点控制单元将所述镜头单元 的焦点位置移动所述预定量，并且所述目标图像检测单元在移 动后的焦点位置从由所述摄像单元转换得到的图像数据中检测 所述目标图像。
11. 根据权利要求8所述的摄像设备，其特征在于， 所述焦点控制单元根据所述操作单元的操作，确定是向最近距离侧还是向无限距离侧移动所述镜头单元的焦点位置。
12. 根据权利要求8所述的摄像设备，其特征在于， 在所述目标图像检测单元未能检测到所述目标图像的情况下，所述焦点控制单元将所述镜头单元的焦点位置自动移动所 述预定量，并且所述目标图像检测单元在移动后的焦点位置从 由所述摄像单元转换得到的图像数据中再次检测所述目标图 像；以及在所述目标图像检测单元检测到了所述目标图像的情况 下，在操作所述操作单元时，所述焦点控制单元将所述镜头单 元的焦点位置移动所述预定量，并且所述目标图像检测单元在 移动后的焦点位置从由所述摄像单元转换得到的图像数据中再 次检测所述目标图像。
13. 根据权利要求8所述的摄像设备，其特征在于， 所述预定量是基于所述镜头单元的景深而确定的。
14. 根据权利要求8所述的摄像设备，其特征在于， 所述目标图^象是人的面部。
15. —种摄像方法，包括从由摄像单元转换得到的图像数据中检测满足预定形状的 目标图像，其中，所述摄像单元用于接收通过镜头单元透射来的光学图像，并且将所述光学图像转换成图像数据；根据所述目标图像的检测结果，将所述镜头单元的焦点位置移动预定量；以及当根据所述目标图像的检测结果将所述镜头单元的焦,泉位置移动了所述预定量时，在移动后的焦点位置，从由所述摄像单元转换得至'j的图像数据中检观'j所述目标图像。
16. —种才聂像方法，包括从由摄像单元转换得到的图像数据中检测满足预定形状的 目标图像，其中，所述摄像单元用于接收通过镜头单元透射来 的光学图像，并且将所述光学图像转换成图像数据；根据操作单元的操作，将所述镜头单元的焦点位置移动预 定量；以及当根据所述操作单元的操作将所述镜头单元的焦点位置移 动了所述预定量时，在移动后的焦点位置，从由所述摄像单元 转换得到的图像数据中检测所述目标图像。
全文摘要
本发明提供了一种摄像设备和摄像方法，该摄像设备包括摄像单元，用于接收通过镜头单元透射来的光学图像，并将所述光学图像转换成图像数据；目标图像检测单元，用于从由所述摄像单元转换得到的图像数据中检测满足预定形状的目标图像；以及焦点控制单元，用于根据所述目标图像检测单元对所述目标图像的检测结果，将所述镜头单元的焦点位置移动预定量。当所述焦点控制单元根据所述目标图像的检测结果将所述镜头单元的焦点位置移动了所述预定量时，所述目标图像检测单元在移动后的焦点位置从由所述摄像单元转换得到的图像数据中检测所述目标图像。
文档编号H04N5/232GK101616257SQ200910142238
公开日2009年12月30日 申请日期2009年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者山崎亮 申请人:佳能株式会社