专利名称：摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摄像装置。
背景技术：
作为本技术领域的背景技术，有特开2007-180892号公报(专利文献1)。该公报 中记载了 “照相机具备脸部检测电路、伽玛修正控制部、图像信号处理电路。脸部检测电路 由输入的图像信号检测脸部，算出包含检测到的脸部的脸部区域的亮度变化评价值。伽玛 修正控制部根据脸部检测电路计算出的亮度变化评价值，决定灰阶特性。图像信号处理电 路根据伽玛修正控制部决定的灰阶特性，进行输入的图像信号的伽玛修正。”专利文献1 日本特开2007-180892号公报
发明内容
静止图像、动画摄影用的数码照相机得以普及，任何人都能够简单得到良好的图 像。由于图像中最频繁地被摄像的被拍摄体是人物，因此搭载了自动识别人物的脸、优化照 相机设定的所谓脸部识别、优化功能的照相机增加了。如上所述搭载在照相机上的脸部识别功能为预先将存放在照相机内的存储器中 的图案和输入图像进行比对，检测出画面内脸部的存在区域(以下称为脸部区域)。作为在 检测到的脸部区域中的信息，存在区域的位置、测光量、色彩等，根据这些信息，在摄像检测 到的脸部区域时自动进行适当的处理。在此作为适当的处理能够列举以下作为示例。如进 行使脸部区域为适当的亮度的处理，对脸部区域优先合焦，调整白平衡使脸部区域为适当 的色彩，改变色彩信号的设定使肤色的发色改善等。在此，适当的处理中第一项列举的对脸部区域自动修正为适当的亮度的技术，对 于用户而言非常必要。摄像人物时，逆光状态等背景和人物的亮度差增大的状态偶尔发生， 在这样的情况下受到背景亮度的影响较大，存在无法使人物的亮度合适的状况。此外，虽然 可以考虑手动修正使其为适当的亮度，但是手动修正较为繁杂，一般对用户而言难以修正。对此，作为将脸部区域自动修正为适当的亮度的技术，存在与根据脸部区域的测 光结果算出的目标曝光量相应，使曝光控制(光圈、快门、AGC电路(自动增益控制电路)的 适当的控制)变化的方法。但是由于曝光控制值为使摄像图像整体的亮度一概变化的值， 存在虽然脸部区域的亮度合适，但背景的亮度不合适，发生高光溢出和暗影溢出的情况。作为将脸部区域自动修正为适当的亮度，并且防止背景的高光溢出和暗影溢出的 技术，存在与根据脸部区域的测光量算出的目标曝光量相应地使曝光控制变化的方法。作为与通过识别功能检测到的脸部区域的信息进行曝光控制的方法，例如作为根 据伽玛修正控制使灰阶特性变化的技术存在专利文献1。伽玛修正控制是使摄像图像的灰 阶特性变化的技术，通过适当地控制能够兼顾脸部区域的亮度和背景的色阶。专利文献1是算出脸部区域内的亮度差，通过运用与此相应的灰阶特性，即使在 脸部区域内存在亮度差的情况下也能够使其为适当的亮度的技术。但是在该方法中，对于脸部朝向上下左右的情况下检测框不在脸部中心的情况、脸部不移动的情况等脸部检测框 与脸部的位置偏离的情况等、通高光溢出光修正进行包含脸部以外的背景的修正不是最佳 曝光的情况等没有记载。如上所述，在人物摄像中，不仅是正面脸部，朝向上下左右方向和朝向斜向的情况 下也需要最佳地控制曝光修正，设定与摄像图像相应的曝光控制。此外不只是脸朝向上下左右方向和朝向斜向的情况，也没有记述头发等与脸部区 域的肤色的亮度不同的被拍摄体叠加在脸部上的情况等的曝光修正。本发明的目的在于提供一种高画质的摄像装置。例如，在脸部不朝向正面而是朝 向斜向和上下方向的情况以及头发叠加在脸部上对脸部区域的亮度造成影响的情况下也 能够将脸部区域修正为适当的亮度的摄像装置。本发明例如通过以下的实施方式解决上述课题，但不限于该实施方式。根据本发明的一个实施方式，其为一种摄像装置，其具备用于输入与被拍摄体相 应的图像数据的摄像部、由输入的图像检测脸部的脸部检测部、将上述脸部检测部检测到 的人物的脸部作为测光区域测光的测光部、根据由上述测光部得到的人物的脸部的测光结 果算出目标曝光量并根据算出的目标曝光量算出曝光控制值的曝光控制部，使用将比上述 脸部检测部检测到的脸部的范围小的范围作为测光区域，使用上述曝光控制部决定的曝光 控制值，对于输入的图像进行曝光修正的摄像装置。根据本发明，能够提供高画质的摄像装置。例如，通过适当地设定曝光控制值，在 对脸部区域的亮度适当地修正的同时，即使在脸部朝向左右和上下方向的情况下也能够将 脸部区域修正为最佳的亮度，能够提供根据摄像画面保持最佳的灰阶特性的照相机。上述以外的课题、结构和效果通过以下的实施方式的说明可以明了。
图1是表示本发明的照相机的第一实施方式的结构框图。图2是表示本发明的第一实施方式的脸部区域和以往测光区域的关系的图。图3是表示本发明的第一实施方式的脸部区域和测光区域的关系的图。图4是表示本发明的第一实施方式的朝向侧向的脸部区域和以往测光区域的关系的图。
图5是表示本发明的第一实施方式的朝向侧向的脸部区域和测光区域的关系的图。图6是表示本发明的第二实施方式的朝向上方的脸部区域和以往测光区域的关系的图。图7是表示本发明的第二实施方式的朝向上方的脸部区域和测光区域的关系的图。图8是表示本发明的第三实施方式的朝向斜向的脸部区域和测光区域的关系的图。图9是表示本发明的第四实施方式的倾斜的脸部区域和以往测光区域的关系的图。图10是表示本发明的第四实施方式的倾斜的脸部区域和测光区域的关系的图。
符号说明1……照相机镜头；2……光圈；3……摄像元件；4……AGC电路(自动增益控制电 路)；5……A/D变换电路；6……图像处理电路；7……编码器；8……D/A变换电路；9……脸 部检测部；10……曝光控制部；11……测光部；12……存储器；13……AGC控制部；14……光 圈控制部；15……镜头控制部；16······'决门控制部；17……'决门
具体实施例方式
以下根据
本发明的实施方式。[实施例1]图1是表示本发明的照相机的第一实施方式的结构图，1为照相机镜头，2为光圈， 3为摄像元件，4为AGC电路(自动增益控制电路)，5为A/D变换电路，6为图像处理电路， 7为编码器，8为D/A变换电路，9为脸部检测部，10为曝光控制部，11为测光部，12为存储 器，13为AGC控制部，14为光圈控制部，15为镜头控制部，16为快门控制部，17为快门。图1中，快门控制部16在照相机的快门键被按下时控制快门17。照相机镜头1由 聚焦镜头和变焦镜头组成，由镜头控制部15控制。光圈2由光圈控制部14控制，调节来自 照相机镜头1的入射光量。摄像元件3为CMOS摄像元件等，对通过照相机镜头1在摄像面 成像的被拍摄体像光电变换并输出模拟形式的摄像信号(模拟摄像信号)。AGC电路4被 AGC控制部13控制，将该模拟摄像信号放大为规定的信号电平。A/D变换电路5将AGC电 路4放大的模拟摄像信号变换为数字形式的摄像信号(数字摄像信号)。图像处理电路6 由A/D变换电路5输出的数字摄像信号生成数字亮度信号和数字色彩信号，进行伽玛修正 处理、边缘锐化处理、降噪处理、白平衡等各种信号处理。编码器7由图像处理电路6输出 的数字亮度信号和数字色彩信号，生成符合NTSC方式等标准电视方式的数字视频信号。利 用未图示的记录再现电路，将数字视频信号存储在例如光盘(例如BD(Blu-ray Disc 蓝光 光盘)、DVD)和硬盘(HDD)以及半导体存储器(内置式/插拔式)等存储介质中，或对其进 行再现。D/A变换电路8将该数字视频信号变换为模拟形式的标准视频信号。脸部检测部9按照以下的顺序检测包含在摄像元件3输出的图像信号中的脸部检 测区域。首先，脸部检测部9从输入到图像处理电路6的图像信号中根据亮度信息，对眼、 口、眉、鼻等位置的配置中各部分是否存在进行确认。存在眼、口、眉、鼻等的情况下，检测围 绕该区域的矩形区域而作为脸部区域。测光部11对于由脸部检测部9检测到的脸部区域的图像信号进行测光，曝光控制 部12根据由测光部11对脸部区域的图像信号进行测光的测光结果计算目标曝光量，决定 与目标曝光量相应的曝光控制值后，使输入到图像处理电路6的数字摄像信号成为相当于 该曝光控制值的数值而对AGC控制部13、光圈控制部14和快门控制部16进行控制。接着对本发明的实施例的动作进行说明。图1的照相机镜头1将被拍摄体像成像 在摄像元件3上。而后，摄像元件3将与该被拍摄体像的亮度相应的光信号通过光电变换 为电信号，由此作为模拟摄像信号而输出。利用AGC电路4将该模拟摄像信号放大为规定 的信号电平后，由A/D变换电路变换为数字摄像信号供给至图像处理电路6。 此时对于输入到图像处理电路6的数字摄像信号，当脸部检测部10检测到脸部区 域时，进行曝光控制以使该脸部区域为适当的亮度。对于对此时的脸部区域的测光区域的设定方法在以下进行说明。图2至图5是表示关于脸部检测框与曝光控制的测光区域的关系的第一实施例的图。图2的1表示照相机等的摄像范围，2为脸部检测框，3为测光区域，4为被拍摄体的脸部，5为测光区域的水平方向的中心线。此外图2中图示了测光区域、脸部的中心线，上 述除了脸部检测框以外通常不对用户公开。在图3中与图2相同，1表示照相机等的摄像范围，2为测光区域，3为被拍摄体的 脸部，4为被拍摄体的脸部的中心线。图2所示的脸部检测框在图3中省略。在图4中与图2相同，1表示照相机等的摄像范围，2为测光区域，3为使脸朝向水 平方向的被拍摄体的脸部，4为测光区域的水平方向的中心线，5为测光区域中包含的脸部 以外的背景部分。在图5中与图2相同，1表示照相机等的摄像范围，2为在水平方向上缩小尺寸后 的测光区域，3为使脸朝向水平方向的被拍摄体的脸部，4为测光区域的水平方向的中心 线，5为测光区域中包含的脸部以外的背景部分等。在以往的控制中，如图2所示测光区域作为与脸部同等大小进行控制，在本第一 实施例中，特征在于，如图3所示测光区域设定为比脸部检测框小，图3所示的测光区域对 于脸部检测框缩小水平方向的尺寸。像这样在水平方向减小测光区域的尺寸，使测光区域 的大部分与被拍摄体的脸部区域重合，在下述的场景与以往处理相比能够进行最佳曝光控 制。在本实施例中作为能够最佳曝光的场景，例如被拍摄体的脸部在水平方向改变朝 向的情况下，如图4所示保持通常的测光区域，由于测光区域中心位置对于实际的脸部的 位置偏离，在测光区域中还包含脸部以外的背景，无法对被拍摄体的脸部进行最佳的曝光 控制。因此如图5所示通过使测光区域为对于脸部检测框在水平方向缩小尺寸的测光 区域，即使脸部在水平方向改变朝向的情况下也能够使脸部区域的亮度为最佳的状态。此外，即使在脸部朝向正面的情况下，也存在例如头发较长的被拍摄体等，在通常 的测光区域下，除了希望最佳曝光的皮肤之外，亮度等级较低的头发也包含在测光区域的 情况下，比最佳曝光更亮地进行控制的状况。但是，如上所述，通过在水平方向缩小测光区 域，能够实现适合脸部的肤色部分的最佳曝光。[实施例2]作为第2实施例对于将测光区域对于脸部检测框在垂直方向缩小尺寸的测光区 域进行叙述。接着以下表示与以往的测光区域的区别。图6的1表示照相机等的摄像范围，2为以往的测光区域，3为朝向上方的被拍摄 体的脸部，4为测光区域的垂直方向的中心线，5为测光区域中包含的脸部以外的背景部分等。图7的1表示照相机等的摄像范围，2为在垂直方向缩小尺寸的测光区域，3为被 拍摄体的脸部，4为测光区域的垂直方向的中心线。如图6所示，被拍摄体的脸部朝向上方的情况下，由于以往的测光区域对于脸部 的位置向上偏离，在以往的测光区域内，与希望最佳曝光的脸部的肤色的部分相比，包含较多的背景和头发等，无法进行最佳曝光控制。从而通过图7所示对于脸部检测框将测光区 域在垂直方向缩小尺寸，即使在被拍摄体的脸部朝向上方的状态下，由于不需要的背景和 头发等不包含在测光区域中，能够实现适合脸部的最佳曝光。被拍摄体的脸部朝向下方的 状态下同样能够实现最佳曝光。[实施例3]作为第3实施例对于脸部朝向侧向并朝向上下的情况进行叙述。图8的1表示照 相机等的摄像范围，2为在垂直和水平方向缩小尺寸的测光区域，4为测光区域的垂直方向 的中心线，5为测光区域的水平方向的中心线。本实施例的情况下，通过将之前叙述的脸部向水平方向倾斜朝向侧向的情况和在 垂直方向倾斜向上下方向倾斜的情况组合，将测光区域与以往尺寸相比在垂直方向和水平 方向缩小，如图8所示能够除去不属于脸部的肤色的区域的背景和头发的区域，被拍摄体 的脸部朝向侧向且朝向上下方向的情况下也能够实现适合脸部区域的亮度的曝光控制。[实施例4]作为第4实施例，脸部的方向朝向正面的情况下，与以往的测光区域为相同的尺 寸，由脸部朝向正面变为脸部朝向上下左右方向的情况下，检测该脸部的角度，与该角度相 应地使测光区域的尺寸能够改变。像这样，通过控制测光区域的尺寸，被拍摄体的脸部朝向 正面的情况下，使其为通常的测光区域尺寸，使用脸部整体进行最佳曝光控制，被拍摄体的 脸部朝向上下左右的情况下，通过使测光区域尺寸根据脸部的角度可变，能够除去背景和 头发等脸部以外的要素进行最佳曝光控制。[实施例5]作为第5实施例对于倾斜的被拍摄体的脸部，将测光区域同样倾斜的示例进行叙 述。图9的1表示照相机等的摄像范围，2为以往的测光区域，3为倾斜的被拍摄体的脸部， 4为测光区域中包含的脸部以外的背景部分等。图10的1表示照相机等的摄像范围，2为 配合脸部倾斜的测光区域，3为倾斜的被拍摄体的脸部。如图9所示脸部的朝向为倾斜的情况下，通常的测光区域的情况下，由于脸部是 倾斜的，存在脸部和测光区域不重合，测光区域内包含背景导致无法适当地控制曝光的情 况。此外，头发较长的被拍摄体，存在测光区域中黑色的被拍摄体较多，同样无法适当地控 制曝光的情况。从而如图10所示通过检测被拍摄体的脸部的角度，将测光区域根据其脸部 的角度旋转，能够使测光区域中不包含被拍摄体的脸部的背景，或者减少头发等的影响，能 够实现适当曝光控制。此外，上述实施例中对使测光区域可变而进行曝光修正控制的情况进行了阐述， 测光区域也可以为以自动对焦为目的的测光区域，进而上述实施例为检测出脸部，通过与 上述实施例相同的结构和动作，对于脸部以外的特定的被拍摄体也能够适用。在此情况下， 能够使用检测各种特定被拍摄体的技术，省略其详细说明。此外，本发明不限定于上述实施例，还包含各种变形例。例如，上述的实施例是为 了易懂地说明本发明而详细说明的，但不限定于具备说明的所有结构。此外，对于实施例的 结构的一部分，能够进行其他的代替结构的追加、削除、置换。此外，上述的各结构，其一部分或者全部可以由硬件构成，也可以构成为通过由处 理器实行程序而实现。此外，控制线和信息线是说明上需要的，产品并不需要显示所有的控制线和信息线。 可以认为实际上所有结构都是相互连接的。
权利要求
一种摄像装置，具有对被输入的图像进行曝光修正的曝光控制部，其特征在于，包括用于输入与被拍摄体相应的图像数据的摄像部；从输入的所述图像数据检测出人物的脸部的脸部检测部；将由所述脸部检测部检测到的人物的脸部作为测光区域测光的测光部；和根据由所述测光部得到的人物的脸部的测光结果计算目标曝光量，根据计算出的目标曝光量来计算曝光控制值的所述曝光控制部，所述曝光控制部将比所述脸部检测部检测到的脸部的范围小的范围作为测光区域，使用所述曝光控制部决定的曝光控制值对输入的图像进行曝光修正。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于将脸部的测光区域取为，相对于由所述脸部检测部检测到的脸部的范围，水平方向的 尺寸比检测到的脸部的范围尺寸小的测光区域。
3.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于将脸部的测光区域取为，相对于由所述脸部检测部检测到的脸部的范围，垂直方向的 尺寸比检测到的脸部的范围尺寸小的测光区域。
4.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于将脸部的测光区域取为，相对于由所述脸部检测部检测到的脸部的范围，水平方向和 垂直方向的尺寸比检测到的脸部的范围尺寸小的测光区域。
5.如权利要求4所述的摄像装置，其特征在于通过判定检测到的脸部的朝向，对于脸部的水平方向的倾斜使测光区域的水平方向尺 寸变化，根据脸部的垂直方向的倾斜改变测光区域的垂直方向的尺寸，而使测光区域的尺 寸为可变。
6.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于通过判定检测到的脸部的倾斜，根据该脸部的倾斜程度使测光区域倾斜，而使测光区 域的形状为可变。
全文摘要
本发明提供了一种在脸部不朝向正面而是朝向倾斜和上下方向的情况、头发等叠加在脸部上影响脸部区域的亮度的情况下也能够将脸部区域修正为适当的亮度的摄像装置。其特征在于，具备用于输入与被拍摄体相应的图像数据的摄像部，由输入的图像检测出脸部的脸部检测部，将上述脸部检测部检测到的人物的脸部作为测光区域测光的测光部，基于上述测光部的人物的脸部的测光结果算出目标曝光量、基于该算出的目标曝光量算出曝光控制值的曝光控制部，与目标曝光量相应地决定曝光的曝光修正控制部，上述曝光修正部将比所述脸部检测部检测到的脸部的范围小的范围作为测光区域，使用上述曝光修正控制部决定的曝光目标，对于输入的图像进行曝光修正。
文档编号H04N5/232GK101820504SQ20091020775
公开日2010年9月1日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年2月26日
发明者宫尾晴彦, 樋口晴彦, 薄井勉 申请人:日立民用电子株式会社