攝像裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及具有變焦功能的攝像裝置以及該攝像裝置的控制方法。
【背景技術】
[0002]通常，具有通過驅動變焦透鏡來光學實現可變倍率(光學變焦)的功能以及通過放大拍攝圖像的部分來電實現可變倍率(電子變焦)的功能的攝像裝置已被廣泛使用。尤其是，可能在攝遠狀態下進行圖像拍攝時發生被攝體的出框，因此，日本特開第2012-60595號公報公開了一種攝像裝置，其具有構圖輔助變焦功能(FA變焦功能)作為當被攝體出框時快速捕獲被攝體的功能。根據日本特開第2012-60595號公報中公開的結構，進行控制，使得當指示開始FA變焦時沿廣角方向進行變焦位置的縮小(zoom-out)以及當指示終止FA變焦功能時進行至開始FA變焦時獲得的變焦位置的放大(zoom-1n)。
[0003]另外，具有根據被攝體檢測信息自動改變變焦位置的自動變焦功能的攝像裝置已被廣泛使用。日本特開第2013-9435號公報公開了一種具有當確定檢測到的被攝體不在攝像范圍內時進行縮小以獲得包括該被攝體的攝像范圍的自動變焦功能的照相機的結構。
[0004]在日本特開第2012-60595號公報中公開的FA變焦功能中，響應于攝影者的操作進行縮小和放大。這里，為了增強攝影者的可用性，假設即使在FA變焦功能中也能夠根據被攝體的狀態自動進行變焦操作。
[0005]然而，利用日本特開第2013-9435號公報中公開的結構，出現當檢測不到被攝體時不許可操作自動變焦功能的問題。例如，在基于關于被攝體面部的信息進行自動變焦的情況下，當被攝體移動、同時面部側向或后向時，可能檢測不到被攝體，因此，無法操作自動變焦功能。因此，如果被攝體不見了，則需要通過以通常方式操作變焦桿等再次捕獲被攝體，因此，可能失去快門釋放機會。
【發明內容】
[0006]本發明使得即使在被攝體不見時也能夠通過檢測被攝體并且自動控制視角的操作來在視角內快速再次捕獲被攝體。
[0007]根據本發明的實施例，提供一種攝像裝置，該攝像裝置包括:移動檢測單元，用于檢測所述攝像裝置的移動；被攝體檢測單元，用于檢測圖像中的被攝體；設置單元，用于設置是否單獨使第一模式和第二模式作為用于控制變焦操作的模式有效；以及控制單元，用于根據由所述設置單元設置的有效模式來控制所述變焦操作。在所述第一模式下，所述控制單元根據由所述被攝體檢測單元檢測到的所述被攝體的位置和大小中的至少一者來控制所述變焦操作，并且在所述第二模式下，所述控制單元在所述攝像裝置的移動量對應于大于預定量的第一量的情況下進行用于將變焦倍率改變至廣角側的第一變焦操作，并且在執行所述第一變焦操作后檢測到的所述攝像裝置的移動量對應于小于所述預定量的第二量的情況下進行用于將所述變焦倍率改變至攝遠側的第二變焦操作。
[0008]根據本發明的另一實施例，提供一種攝像裝置，該攝像裝置包括:移動檢測單元，用于檢測所述攝像裝置的移動；控制單元，用于控制變焦操作。在所述攝像裝置的移動量對應于大于預定量的第一量的情況下所述控制單元設置第一變焦倍率并且進行將變焦倍率相比于所述第一變焦倍率改變至廣角側的第一變焦操作，以及在執行所述第一變焦操作后檢測到的所述攝像裝置的移動量對應于小于所述預定量的第二量的情況下，所述控制單元進行將所述變焦倍率改變至設置的所述第一變焦倍率的第二變焦操作。所述控制單元根據從進行所述第二變焦操作時起到進行下一所述第一變焦操作時的時間段來改變下一所述第一變焦操作中的所述第一變焦倍率。
[0009]根據以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0010]圖1是例示根據本發明的實施例的數字靜態照相機的結構的框圖。
[0011]圖2是例示焦距與針對距被攝體的各距離的聚焦透鏡的位置之間的關系的圖。
[0012]圖3A至圖3D是例示在被攝體搜索狀態下的視角以及在攝像準備狀態下的視角的圖。
[0013]圖4A和圖4B是例示避免被攝體(物體)出畫面的處理的圖。
[0014]圖5A至圖5C是例示避免被攝體(人物)出畫面的處理的圖。
[0015]圖6A至圖6F是例示避免畫面中的被攝體(人物)的大小變化的處理的圖。
[0016]圖7A和圖7B是例示FA變焦功能的處理的流程圖。
[0017]圖8是與圖7A和圖7B —起例示FA變焦功能的處理的流程圖。
[0018]圖9是與圖7A和圖7B —起例示FA變焦功能的處理的流程圖。
[0019]圖1OA至圖1OC是例示被攝體指定處理的流程圖。
[0020]圖1lA和圖1lB是分別例示FA縮小操作和FA放大操作的流程圖。
[0021]圖12是例示變焦停止確定的流程圖。
[0022]圖13是例示照相機移動確定處理的流程圖。
[0023]圖14是例示在自動搜索模式下的變焦返回倍率存儲處理的流程圖。
[0024]圖15A至圖15D是例示菜單設置的圖。
【具體實施方式】
[0025]在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的實施例。注意，通過本實施例來實現用于輔助用戶執行的構圖的構圖輔助變焦功能，并且為了簡單起見，將該功能稱為“構圖輔助變焦功能”(下文中簡稱為“FA變焦功能”)。
[0026]圖1是作為本實施例的攝像裝置的示例的數字靜態照相機100的結構的框圖。數字靜態照相機100能夠執行FA變焦功能。
[0027]鏡筒101包括透鏡組。變焦透鏡102通過沿光軸方向移動來控制焦距從而光學改變視角(改變變焦倍率)。聚焦透鏡103通過沿光軸方向移動來控制焦點。圖像穩定透鏡104用于校正由照相機抖動引起的圖像模糊。光圈快門105能夠控制光量并用于曝光控制。雖然數字靜態照相機100包括在本實施例中被一體化構造的鏡筒101和照相機主體，但是本發明并不限于此。本實施例還適用于包括照相機主體以及從照相機主體可拆裝的可交換鏡頭的攝像系統。
[0028]通過鏡筒101傳輸的光被包括CXD (電荷耦合器件)或CMOS (補金屬氧化物半導體)的攝像元件106接收。攝像元件106通過將被攝體圖像光電轉換為電信號來生成攝像信號。該攝像信號被提供給圖像處理電路107。圖像處理電路107對輸入的攝像信號進行包括像素插值處理和色彩轉換處理的各種處理，并將最終圖像數據(各種處理后獲得的圖像數據)輸出到圖像存儲器108。圖像存儲器108是包括DRAM(動態隨機存取存儲器)或SRAM(靜態隨機存取存儲器)的存儲單元。
[0029]顯示單元109包括TFT IXD(薄膜晶體管驅動液晶顯示器)等并顯示拍攝的圖像(圖像數據)。另外，顯示單元109顯示特定信息(包括例如以下描述的攝影信息以及FA變焦框)以及拍攝的圖像。實現電子取景器(EVF)功能以用于通過諸如實時取景等的信息顯示來調節攝影者的視角。
[0030]光圈快門驅動單元110根據通過由圖像處理電路107進行的圖像處理獲得的亮度信息來計算曝光控制值(光圈值以及快門速度)，并根據計算結果來驅動光圈快門105。由此，進行AE(自動曝光)控制。圖像穩定透鏡驅動單元111根據關于諸如陀螺儀傳感器等的角速度傳感器的信息來計算對數字靜態照相機100施加的抖動量，并且驅動圖像穩定透鏡104以使得該抖動量被消除(減少)。
[0031]聚焦透鏡驅動單元112驅動聚焦透鏡103。在該實施例中，數字靜態照相機100通過對比度檢測方法來進行AF(自動聚焦)控制。因此，聚焦透鏡驅動單元112根據通過由圖像處理電路107進行的圖像處理獲得的攝像光學系統的聚焦控制信息(對比度評價值)，來驅動聚焦透鏡103以使得被攝體被聚焦。然而，本實施例并不限于此，可以進行采用除對比度檢測方法以外的其他方法(諸如相差AF方法)的AF控制，或者采用諸如對比度檢測方法與其他方法的組合等的多種方法的AF控制。
[0032]變焦透鏡驅動單元113根據變焦操作指令來驅動變焦透鏡102。操作單元117包括用作被攝影者用來指示數字靜態照相機100進行變焦的變焦操作部件的變焦桿、變焦按鈕等。系統控制器114根據用于變焦指示操作的變焦操作部件的操作量以及操作方向來計算變焦驅動速度和驅動方向。根據計算結果，沿光軸移動變焦透鏡102。
[0033]通過攝影操作生成的圖像數據通過接口單元(下文中簡稱為“I/F單元”)115被提供給記錄單元116并存儲在其中。圖像數據被存儲在附裝到數字靜態照相機100的外部記錄介質(諸如存儲卡)以及數字靜態照相機100中包括的非易失性存儲器118中的至少一者中。
[0034]操作單元117除了包括變焦操作部件之外，還包括用于指示攝影開始的釋放開關、用于指示FA變焦功能的開始和結束的FA變焦操作開關。從操作單元117輸出的信號被提供給下文中將描述的系統控制器114。存儲器118除了存儲程序數據和圖像數據之外，還存儲關于數字靜態照相機100的設定的信息、關于下文中將描述的FA變焦功能的放大倍率的信息等。這里，放大倍率(zoom-1n magnificat1n)用作當FA變焦終止時進行的放大的目標的變焦返回倍率，在下文中將詳細進行描述。
[0035]包括諸如CPU(中央處理單元)的計算設備的系統控制器114通過根據攝影者的操作向各種單元發送控制指令來控制整個數字靜態照相機100。系統控制器114執行存儲器118中存儲的各種控制程序，諸如用于攝像元件106的控制、AE/AF控制以及變焦控制(包括FA變焦處理)的程序。
[0036]接下來，將描述與系統控制器114中的FA變焦功能相關聯的控制。如圖1中所示，系統控制器114包括CZ控制器119、電子變焦控制器120、FA變焦框控制器121、FA變焦控制器122以及被攝體檢測單元123。
[0037]為了在通過光學變焦改變視角時維持聚焦狀態，在后焦點型鏡筒(諸如鏡筒101)的情況下，需要根據變焦透鏡102的位置，將聚焦透鏡103移動到適當的焦點位置。該控制稱為“計算機變焦(CZ)控制”。圖2是例示變焦透鏡102的焦距與依賴于被攝體距離的焦點位置之間的關系的圖。在圖2中，變焦透鏡102的焦距與確保聚焦的焦點位置之間的關系在圖形上被表現為針對距被攝體的不同距離的數據表。在本實施例中，該表被稱為“聚焦凸輪表”。在圖2中，橫軸表示對應于變焦位置的焦距，縱軸表示焦點位置。數字靜態照相機100與被攝體之間的距離(被攝體距離)被表示在各條圖線的旁邊。
[0038]當進行AF控制時，系統控制器114指示聚焦透鏡驅動單元112在預定范圍內移動聚焦透鏡103，從而進行掃描操作。利用在該操作期間獲得的對比度評價值等，通過通常方法檢測作為焦點的焦點位置。可以參照聚焦凸輪表，利用檢測時的變焦位置以及焦點位置來測量被攝體距離。
[0039]數字靜態照相機100具有光學變焦功能和電子變焦功能。CZ控制器119和變焦透鏡驅動單元113進行光學變焦。當進行變焦操作時CZ控制器119按照預定控制周期來檢測變焦透鏡102的變焦位置。然后CZ控制器119驅動聚焦透鏡103，以使得遵照在對應于變焦位置的、通過AF控制測量的被攝體距離中的聚焦凸輪表。由此，可以在維持聚焦狀態的同時進行光學變焦操作。
[0040]電子變焦控制器120和圖像存儲器108進行電子變焦。電子變焦控制器120通過從傳送到圖像存儲器108的圖像數據中提取目標區域來實現電子變焦功能。另外，電子變焦控制器120在逐漸增加提供給攝像元件106的圖像的按照幀速率周期提取的范圍的同時，在顯示單元109中顯示該范圍以使得實現平滑電子變焦顯示。根據光學變焦和/或電子變焦，顯示的圖像的視角被改變。
[0041]被攝體檢測單元123從圖像存儲器108中存儲的圖像數據中檢測期望的被攝體區域。在本實施例中，將描述用于根據圖像數據中包括的面部信息或色彩信息來檢測被攝體(面部或物體)的被攝體檢測方法(面部檢測處理或色彩檢測處理)。
[0042]在面部檢測處理中，根據通常的算法來檢測圖像數據中包括的面部區域。例如，被攝體檢測單元123從圖像數據中的正方形的部分區域中提取特征值，并將該特征值與預先提供的面部的特征值相比較。當特征值之間的相關度超出預定閾值時，被攝體檢測單元123確定該部分區域是面部區域。在該部分區域的大小、布置位置以及布置角度的組合被改變時反復進行該確定，以使得圖像數據中包括的不同面部區域被檢測到。
[0043]在色彩檢測處理中，關于由以下描述的被攝體指定方法指定的被攝體區域的色彩的信息被存儲作為特征色彩。當要檢測的被攝體是物體(人物以外的“物體”)時執行色彩檢測處理。色彩信息的示例包括從圖像處理電路107輸出的RGB信號、亮度Y以及色差R-Y、B-Y等。在被攝體檢測時，被攝體檢測單元123將圖像數據劃分為多個部分區域并且計算各個部分區域中的亮度的平均值和色差的平均值。另外，被攝體檢測單元123將預先存儲的特征色彩信息與被攝體檢測時的區域的色彩信息比較，并且確定亮度的差分和色差的差分小于等于預定量的部分區域作為被攝體區域的候選。作為被攝體區域候選的相互相鄰的部分區域的集合被確定為相同顏色區域，并且具有預定范圍內大小的相同顏色區域的區域被確定為最終被攝體區域。
[0044]被攝體檢測單元123可以通過利用除了面部信息和色彩信息以外的、關于由CZ控制器119測量的被攝體距離的信息以及關于變焦透鏡102的焦距的信息來估計圖像數據上的被攝體區域的大小。
[0045]姿勢檢測單元124根據關于加速度傳感器的信