專利名稱：攝像裝置及攝像裝置的光量調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝了臉部檢測功能的攝像裝置。
背景技術(shù)：
在近來的攝像裝置中，具有安裝了臉部檢測功能的攝像裝置。在臉部檢測功能中， 從以預(yù)定周期獲得的整體圖像數(shù)據(jù)提取被認(rèn)作被攝體的臉部的區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)該 圖像數(shù)據(jù)獲得臉部的位置和大小的信息。此外，根據(jù)通過這些信息獲得的臉部的亮度進(jìn)行 曝光控制。由此，臉部的位置處于被攝體的何處這樣的信息和臉部的大小為多大這樣的信 息成為用于利用攝像裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠毓獾挠行У男畔?例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
但是，對于臉部的亮度，具有被稱作白皮膚的反射率較高的皮膚、和稱作(曬黑 等)黑皮膚的反射率較低的皮膚，該反射率的個人差異非常大。在反射率極端高的臉部和 反射率極端低的臉部的情況下，如上所述，當(dāng)根據(jù)臉部的亮度決定曝光時，對被攝體的曝光 有可能過度或不足。 因此，考慮根據(jù)反射率的個人差異較小的被攝體的白眼珠的亮度來進(jìn)行曝光控制 (例如，參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1日本特開2007-188126號公報 [OOOS]專利文獻(xiàn)2日本特開2008-139973號公報 但是，白眼珠的亮度根據(jù)照射到被攝體的光量而變化，因此與根據(jù)臉部的亮度進(jìn) 行曝光控制的情況同樣，對被攝體的曝光根據(jù)照射到被攝體的光量的變化而變得過度或不 足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在根據(jù)臉部檢測處理的結(jié)果進(jìn)行曝光的情況下，能夠 與被攝體的臉部的反射率和照射到被攝體的光量無關(guān)地針對被攝體進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠毓獾臄z 像裝置。 為了解決上述問題，在本發(fā)明中采用了如下的結(jié)構(gòu)。 S卩，本發(fā)明的攝像裝置具有以下單元攝像單元，其用受光部接受通過攝影透鏡入 射的光，并轉(zhuǎn)換為電信號；光量調(diào)節(jié)單元，其對在所述受光部中接受的光量進(jìn)行調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)換 單元，其將通過所述攝像單元轉(zhuǎn)換的電信號轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)；臉部檢測單元，其根據(jù)通過所 述轉(zhuǎn)換單元所轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)從所述被攝體中檢測臉部；臉部亮度計算單元，其計算通過 所述臉部檢測單元檢測到的臉部的亮度值；白色部分亮度計算單元，其計算通過所述臉部 檢測單元檢測到的臉部中的白色部分的亮度值；比較單元，其對所述臉部的亮度值和所述 白色部分的亮度值進(jìn)行比較；校正單元，其根據(jù)由所述比較單元計算出的表示亮度的差異 的值，對所述臉部的亮度值進(jìn)行校正；以及控制信號輸出單元，其輸出與通過所述校正單元 所校正的所述臉部的亮度值對應(yīng)的所述控制信號。 例如，所述校正單元使用函數(shù)，求取與表示所述亮度的差異的值對應(yīng)的所述校正值，在所述函數(shù)中隨著正值的表示所述亮度的差異的值變大，與表示該亮度的差異的值對 應(yīng)的負(fù)值的校正值變大；隨著負(fù)值的表示所述亮度的差異的值變大，與表示該亮度的差異 的值對應(yīng)的正值的校正值變大；所述校正值在表示所述亮度的差異的值為0時變?yōu)?。并 且，將校正前的所述臉部的亮度值和所述校正值相加的結(jié)果設(shè)為校正后的所述臉部的亮度 值。此外，例如，所述控制信號輸出單元在所述校正后的臉部的亮度值變大時，輸出所述控 制信號以使入射到所述攝像單元的光量變少，在所述校正后的臉部的亮度值變小時，輸出 所述控制信號以使入射到所述攝像單元的光量變多。 根據(jù)本發(fā)明，能夠與被攝體的臉部的反射率和照射到被攝體的光量無關(guān)地，針對 被攝體用適當(dāng)?shù)钠毓膺M(jìn)行攝影。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的攝像裝置的圖。 圖2是表示臉部檢測處理時的掃描動作的圖。 圖3A是表示小圖像的一個例子的圖。 圖3B是表示小圖像的一個例子的圖。 圖3C是表示小圖像的一個例子的圖。 圖4是表示相似性彼此不同的各調(diào)查區(qū)域的圖。 圖5A是表示測光區(qū)域的一個例子的圖。 圖5B是表示針對圖5A的各測光區(qū)域的測光結(jié)果的一個例子的圖。 圖6是用于說明本實施方式的攝像裝置中的從"LV動作"到"攝影動作"的一系列
動作的流程圖。 圖7是表示顯示在液晶監(jiān)視器上的圖像數(shù)據(jù)的一個例子的圖。 圖8是表示顯示在液晶監(jiān)視器上的圖像數(shù)據(jù)的一個例子的圖。 圖9是用于說明STEP1-50或STEP1-130中的"LVAE"的流程圖。 圖10是表示提取眼睛部分的圖像數(shù)據(jù)時的掃描動作的圖。 圖11是表示小圖像的一個例子的圖。 圖12是表示眼睛部分的圖像數(shù)據(jù)的一個例子的圖。 圖13A是表示眼睛亮度運算區(qū)域的一個例子的圖。 圖13B是表示小圖像的一個例子的圖。 圖13C是表示示出了眼睛亮度運算區(qū)域號和Y值之間的關(guān)系的曲線圖的一個例子 的圖。 圖14是表示眼睛亮度校正直線的一個例子的圖。 圖15A是表示眼睛亮度校正曲線的一個例子的圖。 圖15B是表示切換使用眼睛亮度校正曲線時的多個臉部亮度校正曲線的一個例 子的圖。 符號說明 100 :主體單元；101 :主體控制用微型計算機；102 :圖像處理IC ;103 :臉部檢測 IC ;104 :SDRAM ;110 :攝像元件驅(qū)動IC ;111 :攝像元件；120 :快門；121 :快門驅(qū)動控制電 路；130 :通信連接器；131 :記錄介質(zhì)；140 :液晶監(jiān)視器；150 :相機操作開關(guān)；160 :通信連
5接器；180 :閃光燈單元；181 :閃光發(fā)光部；182 :發(fā)光控制電路；183 :閃光燈控制用微型計 算機；185 :閃光燈用通信連接器；200 :鏡頭單元；202 :光圈驅(qū)動機構(gòu)；203 :光圈；204 :透
鏡驅(qū)動機構(gòu)；210a :攝影透鏡；210b :攝影透鏡。
具體實施例方式以下，使用附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。 圖1是表示本發(fā)明的實施方式的攝像裝置的圖。此外，圖1所示的攝像裝置為單 反相機，但是也能夠適用于小型相機。 圖1所示的攝像裝置構(gòu)成為具有主體單元100、可更換的鏡頭單元200、閃光燈單 元180以及記錄所拍攝的圖像數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)131。此外，記錄介質(zhì)131是各種半導(dǎo)體存儲 卡或外接的硬盤驅(qū)動器(HDD)等外部記錄介質(zhì)，記錄介質(zhì)131能夠經(jīng)由通信連接器130與 主體單元100進(jìn)行通信，并且可更換地進(jìn)行安裝。 鏡頭單元200構(gòu)成為具有攝影透鏡210a、210b，光圈203，透鏡驅(qū)動機構(gòu)204，光圈 驅(qū)動機構(gòu)202和鏡頭控制用微型計算機(以下稱作Lii com)201。此外，鏡頭單元200經(jīng)由 設(shè)置在主體單元100的前面的未圖示的鏡頭支架而裝卸自如，該鏡頭單元200在單反相機 中構(gòu)成為能夠更換。 攝像透鏡210a、210b分別通過設(shè)置在透鏡驅(qū)動機構(gòu)204內(nèi)的未圖示的致動器(例 如，DC電動機)在光軸方向上被驅(qū)動。 光圈203通過設(shè)置在光圈驅(qū)動機構(gòu)202內(nèi)的未圖示的步進(jìn)電動機驅(qū)動。
L ii com 201對透鏡驅(qū)動機構(gòu)204和光圈驅(qū)動機構(gòu)202等的驅(qū)動進(jìn)行控制。
主體單元100構(gòu)成為具有主體控制用微型計算機(以下，稱作By com) 101、圖像 處理IC 102、臉部檢測IC 103、 SDRAM(SynchronousDynamic Random Access Memory :同步 動態(tài)隨機存取存儲器)104、攝像元件驅(qū)動IC 110、攝像元件111、焦面式快門120、快門驅(qū)動 控制電路121、通信連接器130、液晶監(jiān)視器140、相機操作開關(guān)150以及通信連接器160。此 外，攝像元件111、攝像元件驅(qū)動IC 110、 SDRAM 104、液晶監(jiān)視器140以及經(jīng)由通信連接器 130的記錄介質(zhì)131連接到圖像處理IC 102，該主體單元100實現(xiàn)了電子攝像功能和電子 記錄顯示功能。此外，將未圖示的電源電壓更換為各電路所需要的電壓來進(jìn)行供給。
經(jīng)由鏡頭單元200內(nèi)的攝影透鏡210a、210b和光圈203入射的來自未圖示的被攝 體的光束利用快門120成像在攝像元件111的受光部上。攝像元件111通過攝像元件驅(qū)動 IC IIO控制其動作，將所入射的光(被攝體像)光電轉(zhuǎn)換為模擬電信號。該模擬電信號通 過攝像元件驅(qū)動IC IIO轉(zhuǎn)換為用于由圖像處理IC 102進(jìn)行處理的數(shù)字電信號。該數(shù)字電 信號通過圖像處理IC 102轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)。 圖像處理IC 102與進(jìn)行后述的臉部檢測處理的臉部檢測IC 103和Biicom 101連接。 B ii com 101具有用于計測連拍時的攝影間隔的計時器，并且具有進(jìn)行攝像裝置整 體的動作控制的控制單元、計數(shù)單元、模式設(shè)定單元、檢測單元、判定單元和運算單元等的 功能。此夕卜，By com 101連接到通信連接器160、快門驅(qū)動控制電路121、液晶監(jiān)視器140、 相機操作SW 150以及未圖示的電源。此外，通過將鏡頭單元200安裝到主體單元100上， Biicom 101和Liicom 201經(jīng)由通信連接器160彼此可通信地進(jìn)行電連接。此外，Liicom201根據(jù)來自By com 101的控制信號而進(jìn)行動作，本實施方式的攝像裝置作為單反相機的 數(shù)字相機而進(jìn)行工作。 快門驅(qū)動控制電路121對快門120中的未圖示的前簾和后簾的動作進(jìn)行控制，并 且快門驅(qū)動控制電路121與By com 101之間進(jìn)行快門的開閉動作的控制信號和前簾的移 動完成時的信號的收發(fā)。 液晶監(jiān)視器140用于通過顯示輸出向用戶(攝影者)通知本實施方式的攝像裝置 的動作狀態(tài)。 相機操作開關(guān)150由用戶對本實施方式的攝像裝置進(jìn)行操作所需要的多個操作 單元構(gòu)成，即用于指示攝影動作的執(zhí)行的釋放按鈕，用于將攝影模式切換為連拍模式或通 常攝影模式等的模式變更開關(guān)，AELAFL按鈕，以及用于切換電源的接通、斷開的電源開關(guān) 等。并且，相機操作開關(guān)150由能夠以兩階段的深度按壓釋放按鈕的開關(guān)構(gòu)成，該釋放按鈕 是開始進(jìn)行靜止圖像攝影動作的操作按鈕。相機操作開關(guān)150為如下的結(jié)構(gòu)將釋放按鈕 的半按壓狀態(tài)(釋放按鈕被按壓到深度中的一半左右時的狀態(tài)，該深度為從沒有按壓釋放 按鈕時的釋放按鈕的高度到釋放按鈕被按壓到最深時的釋放按鈕的高度為止的深度)稱 作lst釋放，將釋放按鈕的全按壓狀態(tài)(按壓釋放按鈕到最深為止時的狀態(tài))稱作2nd釋 放，在lst釋放中進(jìn)行攝影準(zhǔn)備，在2nd釋放中進(jìn)行攝影動作。所謂攝影準(zhǔn)備，是指自動聚 焦動作(以下，稱作AF)，和判斷被攝體的亮度來決定自動曝光時的攝影透鏡的光圈值與攝 像元件的曝光時間(快門秒時)及感光度的動作(以下，稱作AE參數(shù)決定)。所謂攝影動 作是指攝影裝置獲得記錄用的圖像數(shù)據(jù)的動作，是通過攝影透鏡將成像在攝像元件上的像 轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)并記錄在記錄介質(zhì)中的動作。例如，也可以構(gòu)成為能夠選擇設(shè)定模式1、 模式2和模式3中的任意一個；所述模式1在1st釋放中確定利用AF的焦點狀態(tài)(以下， 稱作焦點)和利用AE參數(shù)決定的AE參數(shù)(上述光圈值、曝光時間和感光度等)；所述模式 2在lst釋放中確定焦點，在2nd釋放中確定AE參數(shù)；模式3在1st釋放中什么都不確定， 在2nd釋放中確定焦點和AE參數(shù)。由此，通過設(shè)定1st釋放和2nd釋放各自的功能，能夠 與各種攝影狀況的攝影對應(yīng)。例如，在被攝體的狀態(tài)變化、和照射到被攝體的光的變化都不 顯著的情況下，通過設(shè)定為模式l，能夠確認(rèn)lst釋放時顯示在液晶監(jiān)視器140上的焦點的 狀態(tài)和AE參數(shù)的狀態(tài)。并且，在2nd釋放中進(jìn)行攝影動作。 閃光燈單元180構(gòu)成為具有閃光燈控制用微型計算機183、閃光發(fā)光部1S1、發(fā)光 控制電路182、未圖示的電池以及閃光燈用通信連接器185，該閃光燈單元180經(jīng)由閃光燈 用通信連接器185可通信地安裝在主體單元100上。
接著，對本實施方式的攝像裝置的"攝影動作"進(jìn)行說明。 首先，通過來自B ii com 101的控制信號對圖像處理IC 102的動作進(jìn)行控制，來自 攝像元件驅(qū)動IC IIO的數(shù)字電信號輸入到圖像處理IC 102。 圖像處理IC 102將數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)并記錄在臨時記錄用存儲器即 SDRAM 104中。此外，SDRAM 104還用作圖像處理IC 102的圖像處理用的工作區(qū)域。
接著，快門驅(qū)動控制電路121在從Bii com 101接收到控制信號后，對快門120的 開閉動作進(jìn)行控制。并且，在預(yù)定的定時，從Biicom 101經(jīng)由閃光燈用通信連接器185向 閃光燈控制用微型計算機183和發(fā)光控制電路182輸出用于使閃光燈發(fā)光的發(fā)光信號。此 時，從攝像元件lll輸出的模擬電信號在轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號后，轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)。
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然后，對該圖像數(shù)據(jù)實施預(yù)定的圖像處理，并且轉(zhuǎn)換為JPEG數(shù)據(jù)并記錄在記錄介 質(zhì)131中。 接著，對本實施方式的攝像裝置的實時取景(以下，稱作LV)動作進(jìn)行說明。此外， 例如以每秒30張左右的比例連續(xù)進(jìn)行曝光。 從攝像元件驅(qū)動IC 110依次輸出的數(shù)字電信號通過圖像處理IC 102轉(zhuǎn)換為圖像 數(shù)據(jù)并輸出到液晶監(jiān)視器140。由此，被攝體的運動圖像顯示到液晶監(jiān)視器140上。將這種 顯示動作稱"LV動作"。 此外，也可以構(gòu)成為在從"攝影動作"切換為"LV動作"的情況下，用戶操作例如 相機操作開關(guān)150的LV按鈕。 此外，在"LV動作"時，來自攝影透鏡210a、210b的光束始終導(dǎo)向攝像元件111，因 此能夠根據(jù)數(shù)字電信號使圖像處理IC 102進(jìn)行相對于被攝體的AF和AE參數(shù)決定。以下， 將"LV動作"時的AF稱作"LVAF"，將"LV動作"時的AE參數(shù)決定稱作"LVAE"。
接著，對本實施方式的攝像裝置的臉部檢測處理進(jìn)行說明。 首先，"LV動作"時所獲得的圖像數(shù)據(jù)通過圖像處理IC 102轉(zhuǎn)換為臉部檢測處理 所需要的圖像數(shù)據(jù)并依次記錄到SDRAM 104中。 接著，如圖2所示，對于記錄到SDRAM 104中的圖像數(shù)據(jù)，通過臉部檢測IC 103 在光柵掃描方向上掃描預(yù)定范圍的調(diào)查區(qū)域，尋找圖3A 圖3C所示那樣的與預(yù)先準(zhǔn)備的 小圖像相似性高的調(diào)查區(qū)域。例如，如圖4所示，與人物的臉部圖像數(shù)據(jù)重疊的調(diào)查區(qū)域A 的相似性為99%，與戴面具(mask)的人物的臉部圖像數(shù)據(jù)重疊的調(diào)查區(qū)域B的相似性為 40%，與窗戶框的圖像數(shù)據(jù)重疊的調(diào)查區(qū)域(:的相似性為5%。 此夕卜，當(dāng)具有與小圖像的相似性較高的調(diào)查區(qū)域、例如上述調(diào)查區(qū)域A時，將表示 該調(diào)查區(qū)域的位置、大小以及相似性等的臉部檢測數(shù)據(jù)發(fā)送到By com 101。
該臉部檢測處理在"LV動作"中重復(fù)進(jìn)行，根據(jù)發(fā)送到B ii com 101的臉部檢測數(shù) 據(jù)進(jìn)行"LVAF，，禾口 " LVAE ，，。 接著，對本實施方式的攝像裝置中的基于臉部檢測數(shù)據(jù)的"LVAF"進(jìn)行說明。
首先，Bii com 101在與臉部檢測數(shù)據(jù)的位置對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)中尋找對比度為最大 的位置。 接著，Bii com 101將控制信號發(fā)送到L ii com 102以使攝影透鏡210a、210b該對
比度最大的位置上對焦。 此外，在沒有臉部檢測數(shù)據(jù)的情況下，針對預(yù)先決定的多個區(qū)域，尋找對比度為最 大的攝影透鏡位置，在這些攝影透鏡位置中，使攝影透鏡位置與被攝體離透鏡成像面(攝 像元件lll的受光面)的距離最近的被攝體對應(yīng)。 接著，針對本實施方式的攝像裝置中的基于臉部檢測數(shù)據(jù)的"LVAE"進(jìn)行說明。
首先，如圖5所示，Bii com 101針對攝影后的圖像數(shù)據(jù)設(shè)定5列7行的測光區(qū)域， 并針對各測光區(qū)域進(jìn)行測光。圖5B示出針對圖5A的各測光區(qū)域的測光結(jié)果的一個例子。 在圖5B中，用APEX(Additive Systemof Photographic Exposure :照相曙光量力口法系統(tǒng)) 值中的BV(BrightnessValue :亮度值)值表示測光結(jié)果。在圖5B的例子中，與背景重疊的 測光區(qū)域的BV值為5，與人物的臉部重疊的測光區(qū)域的BV值為4。 S卩，與人物的臉部重疊 的測光區(qū)域比與背景重疊的測光區(qū)域暗一級(1EV， EV為E鄧osure Value :曝光值)。
接著，Biicom 101根據(jù)與人物的臉部重疊的測光區(qū)域的BV值，或者，根據(jù)與人物 的臉部重疊的測光區(qū)域的BV值和與背景重疊的測光區(qū)域的BV值的加權(quán)平均進(jìn)行曝光控 制。例如，Biicom 101根據(jù)BV+SV(攝像元件感光度)=AV(攝影透鏡的光圈值)+TV(快 門速度)，進(jìn)行以反射率18%灰色為基準(zhǔn)的適當(dāng)?shù)钠毓饪刂啤?接著，針對本實施方式的攝像裝置中的從"LV動作"到"攝影動作"的一系列的動 作進(jìn)行說明。 圖6是用于說明本實施方式的攝像裝置中的從"LV動作"到"攝影動作"的一系列 的動作的流程圖。此外，作為lst釋放和2nd釋放各自的功能，設(shè)定了上述模式1。
首先，當(dāng)由用戶操作相機操作開關(guān)150來開始"LV動作"時，Biicoml01將控制信號 發(fā)送到快門驅(qū)動控制電路121來打開快門120 (STEP 1-10)，將1st確定標(biāo)志設(shè)定為O(STEP 1-20)。 接著，By com 101根據(jù)從相機操作開關(guān)150發(fā)送來的表示釋放按鈕的狀態(tài)的信 號，判斷是否是"lst釋放"(STEP 1-30)。 在判斷為不是"1st釋放"的情況下(STEP 1-30為否)，B ii com 101進(jìn)行 "LVAF"(STEP 1-40)禾P"LVAE" (STEP 1-50)。此外，此時，如果具有在后述的STEP 1-70中 進(jìn)行的臉部檢測處理的結(jié)果，則根據(jù)該結(jié)果即臉部檢測數(shù)據(jù)來進(jìn)行"LVAF"和"LVAE"。此 外，在使用了小型相機作為攝像裝置的情況下，也可以省略STEP 1-40。
接著，Bii com 101根據(jù)STEP 1-40和STEP 1-50的結(jié)果，對光圈203和快門120 進(jìn)行控制并對入射到攝像元件111的光的量進(jìn)行控制，在SDRAM 104中記錄在圖像處理IC 102中取得的圖像數(shù)據(jù)(STEP 1-60)。 接著，Bii com 101通過臉部檢測IC 103針對記錄在SDRAM 104中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行臉部檢測處理(STEP 1-70)。 接著，By com 101將反映出臉部檢測處理的結(jié)果的圖像數(shù)據(jù)顯示到液晶監(jiān)視器 140上(STEP 1-80)。例如，在液晶監(jiān)視器140上顯示圖7所示那樣的圖像數(shù)據(jù)。圖7所示 的圖像數(shù)據(jù)是拍攝了處于房間中的人物的圖像數(shù)據(jù)，房間的墻壁、書架和窗戶等為背景。此 外，在圖7的例子中，顯示了基于在STEP 1-70的臉部檢測處理中所取得的臉部檢測數(shù)據(jù)的 大小和位置的框A。 接著，Biicom 101將1st確定標(biāo)志設(shè)定為0 (STEP 1-90)，判斷是否是"2nd釋放且 1st確定標(biāo)志為1" (STEP 1-100)。此外，根據(jù)從相機操作開關(guān)150發(fā)送來的表示釋放按鈕 的狀態(tài)的信號判斷是否為2nd釋放。 在判斷為不是"2nd釋放且1st確定標(biāo)志為1"的情況下(STEP l-100為否)， Biicom 101返回STEP 1-30。通過該循環(huán)動作，在STEP 1-30中，重復(fù)進(jìn)行STEP 1-40 STEP 1-90直到判斷為是"lst釋放"為止。即，在"LV動作"中，反復(fù)進(jìn)行AF、AE參數(shù)決定 以及臉部檢測處理。 在判斷為是"lst釋放"(STEP 1-30為是)的情況下，Biicom lOl判斷是否為"lst 確定標(biāo)志為0" (STEP 1-110)。 在判斷為"lst確定標(biāo)志為0"的情況下(STEP 1-110為是)，Bii comlOl進(jìn)行 LVAF(STEP 1-120)和LVAE(STEP 1-130)，并將1st確定標(biāo)志設(shè)定為1 (STEP 1-140)。在 變?yōu)?st釋放之后立即根據(jù)在STEP 1-70中進(jìn)行的臉部檢測處理的結(jié)果進(jìn)行STEP 1-120和STEP 1-130，之后根據(jù)在STEP 1-150中進(jìn)行的臉部檢測處理的結(jié)果進(jìn)行STEP 1-120和 STEP 1-130。 另一方面，在判斷為不是"lst確定標(biāo)志為0"的情況下(STEP l-110為否)， Biicom 101不進(jìn)行STEP H20、STEP 1-130和STEP 1-140，而進(jìn)入到STEP 1-150。即，在 變?yōu)?1st釋放"時，通過STEP 1-120的"LVAF"確定焦點，并且通過STEP 1-130的"LVAE" 確定AE參數(shù)，不變更該焦點和AE參數(shù)直到解除"1st釋放"為止。 接著，Biicom 101根據(jù)STEP 1-120和STEP 1-130的結(jié)果，對光圈203和快門120 進(jìn)行控制并對入射到攝像元件111的光的量進(jìn)行控制，在SDRAM 104中記錄在圖像處理IC 102中取得的圖像數(shù)據(jù)(STEP 1-150)。此外，在STEP 1-110中判斷為否后的STEP 1-150 中，根據(jù)在STEP 1-110中判斷為否之前進(jìn)行的STEP 1-120和STEP 1-130的結(jié)果，控制光 接著，Biicom 101將記錄在SDRAM 104中的圖像數(shù)據(jù)顯示到液晶監(jiān)視器140上 (STEP 1-160)，并進(jìn)入到STEP 1-100。此時，例如，在液晶監(jiān)視器140上顯示圖8所示那樣 的圖像數(shù)據(jù)。圖8所示的框B內(nèi)的區(qū)域是在STEP 1-120的"LVAF"中進(jìn)行了對焦的區(qū)域。
接著，在判斷為是"2nd釋放且lst確定標(biāo)志為l"的情況下(STEPl-lOO為是)， Biicom IOI關(guān)閉快門120并將前簾和后簾設(shè)為移動準(zhǔn)備待機狀態(tài)(STEP 1-170)。
接著，Biicom 101根據(jù)在STEP 1-130中獲得的BV值，求取用于使適當(dāng)?shù)墓饬康?光束入射到攝像元件111的光圈值和快門120的打開狀態(tài)時間(STEP 1-180)，并且進(jìn)行攝 像元件111的感光度設(shè)定(STEP 1-190)。 接著，Bii com 101將快門120打開在STEP 1-180中求取的打開狀態(tài)時間(STEP 1-200)，并進(jìn)行主曝光(STEP 1-210)。 接著，Bii com 101針對在STEP 1-210中獲得圖像數(shù)據(jù)在圖像處理IC 102中進(jìn)行 圖像處理(STEP 1-220)。并且，將該圖像數(shù)據(jù)記錄到記錄介質(zhì)131中(STEP 1-230)。
接著，對本實施方式的攝像裝置中的"LVAE "進(jìn)行說明。 圖9是用于說明圖5所示的STEP 1_50或STEP1-130中的"LVAE"的流程圖。
首先，如上所述，Bii com 101按照每個測光區(qū)域分割攝影后的圖像數(shù)據(jù)，針對各測 光區(qū)域進(jìn)行測光，獲得各測光區(qū)域的各個測光值(STEP 3-10)。 接著，By com 101對整個被攝范圍的平均亮度值進(jìn)行計算(STEP 3-20)。將該平 均亮度值設(shè)為在STEP 3-10中獲得的各測光區(qū)域的合計除以在STEP 3-10中分割攝影后 的圖像數(shù)據(jù)時的分割數(shù)量所得的值。 接著，Biicom 101判讀當(dāng)前是否檢測到了被攝體的臉部(STEP 3-30)。即，Biicom 101對是否具有在圖6的STEP 1-70中進(jìn)行的檢測臉部的臉部檢測處理的結(jié)果進(jìn)行判斷。
在判斷為未檢測到被攝體的臉部的情況下(STEP 3-30為否)，By com 101結(jié)束 "LVAE"。此時，Biicom 101將例如在STEP 3-20中所計算出的平均亮度值設(shè)為STEP 1-50 或STEP 1-130中的"LVAE"的結(jié)果即最終測光值。 另一方面，在判斷為檢測到了被攝體的臉部的情況下(STEP 3-30為是)，By com 101獲得被攝體的臉部的測光值(STEP 3-50)。將該被攝體的臉部的測光值設(shè)為與在圖6的 STEP 1-70中獲得的臉部檢測數(shù)據(jù)所表示的被攝體的臉部的位置和大小對應(yīng)的各測光區(qū)域 的測光值的平均值，以下稱作臉部亮度BV。在圖5A和圖5B的例子中，計算(4X6)/6 = 4，
104為被攝體的臉部的測光值。 接著，By com 101從被攝體的臉部的圖像數(shù)據(jù)提取眼睛部分的圖像數(shù)據(jù)(STEP 3-60)。例如，如圖lO所示，Biicom 101在光柵掃描方向上掃描預(yù)定范圍的調(diào)查區(qū)域，尋找 圖ll所示那樣的與預(yù)先準(zhǔn)備的小圖像相似性較高的調(diào)查區(qū)域。此外，如圖12所示，Biicom 101將與相似性較高的調(diào)查區(qū)域?qū)?yīng)的調(diào)查區(qū)域D和調(diào)查區(qū)域E提取為眼睛部分的圖像數(shù) 據(jù)。 接著，Biicom 101從眼睛部分的圖像數(shù)據(jù)提取白眼珠部分的圖像數(shù)據(jù)(STEP 3-70)。例如，首先，如圖13A所示，Bii com 101針對在STEP3-60中所提取的眼睛部分的調(diào) 查區(qū)域D設(shè)定縱橫比為80X的白眼珠亮度運算區(qū)域，在橫向上將白眼珠亮度運算區(qū)域分割 為8部分。接著，Biicoml01針對白眼珠亮度運算區(qū)域在光柵掃描方向上掃描預(yù)定范圍的調(diào) 查區(qū)域，尋找圖13B所示那樣的與預(yù)先準(zhǔn)備的小圖像相似性較高的調(diào)查區(qū)域。接著，Bii com 101提取相似性較高的調(diào)查區(qū)域作為瞳孔部分的圖像數(shù)據(jù)。并且，Biicom 101將與所提取 的瞳孔部分的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的分割區(qū)域以外的各分割區(qū)域設(shè)為白眼珠部分的圖像數(shù)據(jù)。
接著，Biicom 101對白眼珠部分的Y值進(jìn)行計算(STEP 3-80)。例如，Biicom 101 分別通過Y值=系數(shù)AX R (Red) +系數(shù)B X G (Green) +系數(shù)CX B (Blue)來計算白眼珠部分的 各分割區(qū)域的Y值。此外，針對白眼珠部分的亮度運算區(qū)域的各分割區(qū)域，從左方開始依次 分配眼睛部分的亮度運算區(qū)域號，使各分割區(qū)域各自的Y值和眼睛亮度運算區(qū)域號對應(yīng)的 曲線圖為例如圖13所示那樣的曲線圖。此外，在STEP 3-60中，在提取出了多個眼睛部分 的圖像數(shù)據(jù)的情況下，分別計算與各眼睛對應(yīng)的Y值，將這些Y值的平均值設(shè)為STEP 3-80 的計算結(jié)果。 接著，By com 101對白眼珠部分的亮度值(以下，稱作白眼珠亮度BV)進(jìn)行計算 (STEP 3-90)。例如，Biicom 101求取白眼珠部分的各分割區(qū)域的Y值的平均值(以下， 稱作白眼珠Y值平均)，通過白眼珠亮度BV = Log2 (白眼珠Y值平均/目標(biāo)值)+AV (光圈 203的光圈值)+TV(快門120的快門速度)-SV(攝像元件111的感光度)來計算白眼珠亮 度BV。此外，上述目標(biāo)值是指能夠針對反射率18%灰色時的被攝體獲得適當(dāng)?shù)钠毓鈺r的Y 值。 接著，B com 101從臉部亮度BV減去白眼珠亮度BV，計算皮膚反射率判定用亮度 差(STEP 3-100)。該皮膚反射率判定用亮度差為正值時表示被攝體的臉部反射率較高，被 攝體的臉部的反射率越高則該皮膚反射率判定用亮度差的值越大。此外，皮膚反射率判定 用亮度差為負(fù)值時表示被攝體的臉部反射率較低，被攝體的臉部的反射率越低則皮膚反射 率判定用亮度差的值越大。 接著，B com 101使用預(yù)定的函數(shù)，求取與皮膚反射率判定用亮度差對應(yīng)的臉部 亮度校正值，通過對校正后的臉部亮度BV =校正前的臉部亮度BV+臉部亮度校正值進(jìn)行計 算來校正臉部亮度BV，通過對最終測光值二 y X校正后的臉部亮度BV+(1-y) X平均亮 度值進(jìn)行計算來求取最終測光值(STEP 3-110)。此外，在以被攝體的臉部的圖像數(shù)據(jù)相對 于背景的圖像數(shù)據(jù)變大的方式進(jìn)行肖像攝影等攝影時，也可以增大上述y (例如，將y從 "0.6"設(shè)為"0. 7")。 例如，如圖14所示，Bii com 101使用表示皮膚反射率判定用亮度差和臉部亮度校 正值為l : 1的關(guān)系的臉部亮度校正直線來作為上述預(yù)定函數(shù)，求取與皮膚反射率判定用
11亮度差對應(yīng)的臉部亮度校正值。此外，圖14的橫軸表示皮膚反射率判定用亮度差(EV)，縱 軸表示臉部亮度校正值(EV)。此外，在圖14所示的臉部亮度校正直線中，將皮膚反射率判 定用亮度差的下限設(shè)為_3￡￥，將上限設(shè)為+3EV。此外，將根據(jù)上述函數(shù)求取的臉部亮度校 正值設(shè)定為使校正后的臉部亮度BV成為反射率18%灰色時的臉部亮度BV。
由此，作為被攝體的臉部的反射率為18%灰色時的測光值而求取最終測光值。這 樣，能夠與被攝體的臉部的反射率無關(guān)地用適當(dāng)?shù)钠毓膺M(jìn)行攝影。因此，能夠使針對臉部的 反射率較低的被攝體的曝光不會過度，并且能夠使針對臉部的反射率較高的被攝體的曝光 不會不足。 由此，在本實施方式的攝像裝置中，在根據(jù)臉部檢測處理的結(jié)果進(jìn)行"LVAE"時，能 夠針對臉部的反射率較低的被攝體用適當(dāng)?shù)钠毓膺M(jìn)行攝影，并且不會使攝影后的圖像數(shù)據(jù) 的被攝體的臉部變白。此外，還能夠針對臉部的反射率較高的被攝體用適當(dāng)?shù)钠毓膺M(jìn)行攝 影，并且不會使攝影后的圖像數(shù)據(jù)的被攝體的臉部變黑。 此外，在本實施方式的攝像裝置中，在根據(jù)臉部檢測處理的結(jié)果進(jìn)行"LVAE"時，根 據(jù)從臉部亮度BV減去了白眼珠亮度BV后的皮膚反射率判定用亮度差，決定能夠進(jìn)行適當(dāng) 曝光的臉部亮度校正值。因此，能夠根據(jù)消除了照射到被攝體的光量的影響后的臉部亮度 BV進(jìn)行曝光，并能夠?qū)Ρ粩z體進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠毓狻?此外，在上述實施方式中構(gòu)成為，在求取與皮膚反射率判定用亮度差對應(yīng)的臉部 亮度校正值時，使用臉部亮度校正直線作為預(yù)定的函數(shù)。但是，不限于此，也可以使用例如 圖15A所示那樣的臉部亮度校正曲線來作為預(yù)定函數(shù)。圖15A所示的臉部亮度校正曲線考 慮了如下情況在用數(shù)字相機獲得的圖像數(shù)據(jù)中曝光過度比曝光不足更容易失??；以及被 攝體的白眼珠的反射率和被攝體的臉部的反射率的差。此時，負(fù)值的皮膚反射率判定用亮 度差變大時的正值的臉部亮度校正值的變化量比正值的皮膚反射率判定用亮度差變大時 的負(fù)值的臉部亮度校正值的變化量大。例如，按照如下設(shè)定臉部亮度校正曲線針對臉部的 反射率為35%的被攝體，能夠求取大約+1級的臉部亮度校正值，針對臉部的反射率為5% 的被攝體，能夠求取大約_2級的臉部亮度校正值。 此外，上述實施方式是使用一個臉部亮度校正直線(或一個臉部亮度校正曲線) 的結(jié)構(gòu)。作為其他的例子，也可以在Biicom 101中預(yù)先存儲彼此不同的多個臉部亮度校正 直線(或如圖15B所示，彼此不同的多個臉部亮度校正曲線)，根據(jù)在STEP 3-20中計算的 平均亮度值、在STEP3-50中計算的臉部亮度BV、或在STEP 3_10中取得的各測光值中的與 被攝體的臉部對應(yīng)的測光值以外的背景的測光值，從多個臉部亮度校正直線(或多個臉部 亮度校正曲線)中切換待使用的臉部亮度校正直線(或臉部亮度校正曲線)。在如此構(gòu)成 的情況下，考慮在Biicom 101中預(yù)先存儲平均亮度值、臉部亮度BV、或背景的測光值與臉 部亮度校正直線(或臉部亮度校正曲線)相對應(yīng)的圖。例如，Biicom 101切換為臉部亮度 校正值的變化量隨著平均亮度值、臉部亮度BV、或背景的測光值變大而變大那樣的臉部亮 度校正直線(臉部亮度校正曲線)。通過這樣構(gòu)成，在照射到某些被攝體的光量變多從而被 攝體的臉部的對比度變大時，能夠用更大值的臉部亮度校正值來校正臉部亮度BV。由此，能 夠進(jìn)行更適當(dāng)?shù)钠毓狻?此外，上述實施方式是通過基于從攝像元件111輸出的模擬電信號的圖像數(shù)據(jù)來 求取臉部亮度BV和白眼珠亮度BV的結(jié)構(gòu)。作為其他的例子，也可以構(gòu)成為，攝像裝置還具有入射與入射到攝像元件111的光大致相同的光的測光用攝像元件，根據(jù)從該測光用攝像 元件輸出的模擬電信號求取臉部亮度BV和白眼珠亮度BV。此外，使用了測光用攝像元件的 臉部亮度BV和白眼珠亮度BV的求取方法也可以與上述的求取方法相同。此外，測光用攝 像元件用于測光，因此像素數(shù)也可以比攝像元件111少。 此外，上述實施方式是根據(jù)從臉部亮度BV減去了白眼珠亮度BV后的皮膚反射率 判定用亮度差來求取臉部亮度校正值的結(jié)構(gòu)。作為其他的例子也可以構(gòu)成為，根據(jù)從臉部 亮度BV減去了被攝體的臉部的白色部分(牙齒等)的亮度值后的皮膚反射率判定用亮度 差來求取臉部亮度校正值。
權(quán)利要求
一種攝像裝置，其具有對成為攝影對象的被攝體的亮度進(jìn)行測定的測光功能，其特征在于，該攝像裝置具有攝像單元，其用受光部接受經(jīng)由攝影透鏡入射的光，并轉(zhuǎn)換為電信號；光量調(diào)節(jié)單元，其調(diào)節(jié)由所述受光部接受的光量；轉(zhuǎn)換單元，其將通過所述攝像單元所轉(zhuǎn)換的電信號轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)；臉部檢測單元，其根據(jù)通過所述轉(zhuǎn)換單元所轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)，從所述被攝體中檢測臉部；臉部亮度計算單元，其對通過所述臉部檢測單元檢測到的臉部的亮度值進(jìn)行計算；白色部分亮度計算單元，其對通過所述臉部檢測單元檢測到的臉部中的白色部分的亮度值進(jìn)行計算；比較單元，其對所述臉部的亮度值和所述白色部分的亮度值進(jìn)行比較；校正單元，其根據(jù)由所述比較單元計算出的表示亮度的差異的值，對所述臉部的亮度值進(jìn)行校正；以及控制信號輸出單元，其輸出與通過所述校正單元所校正的所述臉部的亮度值對應(yīng)的控制信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像裝置，其特征在于，所述校正單元使用函數(shù)求取與表示所述亮度的差異的值對應(yīng)的所述校正值，并且將校 正前的所述臉部的亮度值和所求取的所述校正值相加的結(jié)果校正為校正后的所述臉部的 亮度值，其中，在所述函數(shù)中隨著表示所述亮度的差異的值向正側(cè)變大，與表示所述亮度 的差異的值對應(yīng)的校正值向負(fù)側(cè)變大；隨著表示所述亮度的差異的值向負(fù)側(cè)變大，與表示 所述亮度的差異的值對應(yīng)的所述校正值向正側(cè)變大；并且，所述校正值在表示所述亮度的 差異的值為0時變?yōu)?，所述控制信號輸出單元在所述校正后的臉部的亮度值變大時，輸出所述控制信號以使 所述受光部接受的光量變少，在所述校正后的臉部的亮度值變小時，輸出所述控制信號以 使所述受光部接受的光量變多。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于，在所述函數(shù)中，表示所述亮度的差異的值向負(fù)側(cè)變大時的校正值的變化量大于表示所 述亮度的差異的值向正側(cè)變大時的校正值的變化量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于，所述校正單元與表示所述亮度的差異的值在正側(cè)包含在3EV的范圍內(nèi)、且表示所述亮 度的差異的值在負(fù)側(cè)包含在3EV的范圍內(nèi)的范圍對應(yīng)地求取所述校正值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像裝置，其特征在于，所述校正單元從預(yù)先存儲的多個函數(shù)中選擇基于通過所述臉部亮度計算單元計算出 的臉部的亮度值的函數(shù)，并使用所選擇的該函數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像裝置，其特征在于，所述攝像裝置還具有測光用攝像單元，該測光用攝像單元接受經(jīng)由所述攝影透鏡入射 的光并轉(zhuǎn)換為電信號，所述白色部分亮度計算單元根據(jù)通過所述測光用攝像單元所轉(zhuǎn)換的電信號，對通過所 述臉部檢測單元檢測到的臉部的白色部分的亮度值進(jìn)行計算。
7. —種攝像裝置的光量調(diào)節(jié)方法，所述攝像裝置具有攝像單元，該攝像單元根據(jù)通過 攝影透鏡入射的光量轉(zhuǎn)換為電信號；以及轉(zhuǎn)換單元，其將轉(zhuǎn)換的所述電信號轉(zhuǎn)換為圖像數(shù) 據(jù)，該攝像裝置的光量調(diào)節(jié)方法的特征在于，從所述圖像數(shù)據(jù)中檢測臉部，分別計算檢測到的所述臉部的亮度值和檢測到的臉部中的所述白色部分的亮度值，對所述臉部的亮度值和所述白色部分的亮度值進(jìn)行比較，根據(jù)所述比較的結(jié)果求取表示所述臉部和白色部分的亮度的差異的值，根據(jù)表示所求取的所述亮度的差異的值對所述臉部的亮度值進(jìn)行校正，根據(jù)所述校正后的臉部的亮度值對入射到所述攝像單元的光量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種在根據(jù)臉部檢測處理結(jié)果曝光時能與被攝體臉部的反射率和照射到被攝體的光量無關(guān)地進(jìn)行適當(dāng)曝光的攝像裝置。攝像裝置具有攝像單元，用受光部接受通過攝影透鏡入射的光并轉(zhuǎn)換為電信號；光量調(diào)節(jié)單元，調(diào)節(jié)受光部接受的光量；轉(zhuǎn)換單元，將攝像單元轉(zhuǎn)換的電信號轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)；臉部檢測單元，根據(jù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)從被攝體中檢測臉部；臉部亮度計算單元，計算所檢測的臉部的亮度值；白色部分亮度計算單元，計算所檢測的臉部中白色部分的亮度值；比較單元，比較臉部的亮度值和白色部分的亮度值；校正單元，根據(jù)比較單元計算的表示亮度之差的值校正臉部的亮度值；控制信號輸出單元，輸出與校正單元校正的臉部的亮度值對應(yīng)的控制信號。
文檔編號H04N5/235GK101742124SQ200910225100
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者工藤泰則 申請人:奧林巴斯映像株式會社