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JP2009124565A - 撮像装置及びプログラム - Google Patents

撮像装置及びプログラム Download PDF

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JP2009124565A JP2007298088A JP2007298088A JP2009124565A JP 2009124565 A JP2009124565 A JP 2009124565A JP 2007298088 A JP2007298088 A JP 2007298088A JP 2007298088 A JP2007298088 A JP 2007298088A JP 2009124565 A JP2009124565 A JP 2009124565A
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Abstract

【課題】被写体を見失う時間を減少させて、被写体の撮像を適正に行う。
【解決手段】被写体を連続して撮像して、主要被写体を含む複数の画像フレームを生成する撮像部1を備える撮像装置100であって、撮像部1により生成された複数の画像フレームのうちの隣合う画像フレーム間で、主要被写体を追跡する処理と、主要被写体を追跡する追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定する処理と、追跡モードの設定指示が入力されたと判定された場合に、追跡モードに設定する処理と、追跡モードに設定された後、追跡される主要被写体に基づいて、撮像部1による被写体の撮像を制御する処理を実行するCPU71を備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、被写体を撮像する撮像装置及びプログラムに関する。
一般的なディジタル・スチル・カメラにおいては、平均測光、中央重点測光などにより測光値が得られ、得られた測光値を用いて自動露出制御が行われる。自動露出制御が終わると、自動合焦制御が行われる。
しかしながら,人物などの所望の被写体が撮影範囲の中央などに存在しない場合には正確な自動露出制御、自動合焦制御が行われないことがある。このために顔などの対象物を検出して自動露出制御を行うもの(例えば、特許文献1参照)、自動合焦制御を行うもの(例えば、特許文献2参照)、自動露出制御および自動合焦制御の両方を行うもの(例えば、特許文献3参照)などがある。さらには顔の検出を確実にするために露出量を変えながら複数回の撮影を行って顔を検出するものもある(例えば、特許文献4参照)。
特開2003−107555号公報 特開2003−107335号公報 特開2003−344891号公報 特開2007−5966号公報
しかしながら、上記特許文献1乃至4等の場合、被写体である人物の「正面の顔」から「横顔」にかけて一定の角度までしか検出性能が保証されていない。即ち、例えば、人物が完全に横を向いてしまった場合には、顔を検出できずに被写体を見失った状態(「ロスト」の状態)となる。また、例えば、被写体がカメラを意識せずに自然に動いていると、被写体は下を向いたり、上を向いたり、或いは目深に目を伏せてしまう場合があるが、かかる場合にも、顔の検出に失敗してしまう。
なお、最近の顔検出技術の向上によって、顔の上下左右のアングルの保証値は年々向上しているため、顔がかなり横を向いていても顔の検出に成功するようになっている。しかしながら、顔が完全に横を向いてしまったり下を向いてしまった場合には、顔検出を適正に行うことができないのが現状である。
このように顔の検出に失敗した場合には所望の被写体を見失い、被写体の撮像を適正に行うことができないといった問題がある。
そこで、本発明の課題は、被写体を見失う時間を減少させることができ、被写体の撮像を適正に行うことができる撮像装置及びプログラムを提供することである。
請求項1に記載の発明の撮像装置は、
被写体を連続して撮像して、主要被写体を含む複数の画像フレームを生成する撮像手段と、
前記撮像手段により生成された前記複数の画像フレームのうちの隣合う画像フレーム間で、前記主要被写体を追跡する主要被写体追跡手段と、
前記主要被写体追跡手段により前記主要被写体を追跡する追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定する設定指示判定手段と、
前記設定指示判定手段により前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定された場合に、前記追跡モードに設定する追跡モード設定手段と、
前記追跡モード設定手段により前記追跡モードに設定された後、前記主要被写体追跡手段により追跡される前記主要被写体に基づいて、前記撮像手段による前記被写体の撮像を制御する撮像制御手段と、
を備えることを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、
前記撮像手段により生成された前記複数の画像フレームから前記被写体中の顔を検出する顔検出手段と、
前記顔検出手段により顔を検出する顔検出モードに設定する顔検出モード設定手段と、を備え、
前記追跡モード設定手段は、
前記顔検出モード設定手段により前記顔検出モードに設定された状態で、前記設定指示判定手段により前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定されると、前記顔検出モードから前記追跡モードに切換えるモード切換手段を備えることを特徴としている。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の撮像装置において、
前記顔検出手段による前記顔検出の結果に応じて顔の検出状態であるか非検出状態であるかを判定する顔検出判定手段を備え、
前記主要被写体追跡手段は、前記顔検出判定手段により顔の検出状態であると判定された場合に、当該顔に対応する顔対応部を前記主要被写体として追跡することを特徴としている。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の撮像装置において、
前記顔検出手段による前記顔検出の結果に応じて顔の検出状態であるか非検出状態であるかを判定する顔検出判定手段と、
前記撮像手段に備わる撮像レンズの合焦位置を調整する自動合焦処理の合焦処理モードを設定する合焦処理モード設定手段と、を備え、
前記主要被写体追跡手段は、
前記顔検出判定手段により顔の非検出状態であると判定された場合に、前記合焦処理モード設定手段により設定されている前記合焦処理モードに応じた合焦箇所内の撮像対象を前記主要被写体として追跡することを特徴としている。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の撮像装置において、
半押し操作及び全押し操作を実行可能なシャッターボタンを備え、
前記設定指示判定手段は、前記シャッターボタンの前記半押し操作に基づいて、前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定することを特徴としている。
請求項6に記載の発明は、請求項2〜4の何れか一項に記載の撮像装置において、
顔画像を登録する顔画像登録手段と、
前記顔検出手段により検出された顔と前記顔画像登録手段に登録されている前記顔画像が一致するか否かを判定する顔登録判定手段と、を備え、
前記設定指示判定手段は、前記顔登録判定手段により一致すると判定された場合に、前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定することを特徴としている。
請求項7に記載の発明のプログラムは、
被写体を連続して撮像して、主要被写体を含む複数の画像フレームを生成する撮像手段を備える撮像装置に、
前記撮像手段により生成された前記複数の画像フレームのうちの隣合う画像フレーム間で、前記主要被写体を追跡する機能と、
前記主要被写体を追跡する追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定する機能と、
前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定された場合に、前記追跡モードに設定する機能と、
前記追跡モードに設定された後、追跡される前記主要被写体に基づいて、前記撮像手段による前記被写体の撮像を制御する機能と、
を実現させることを特徴としている。
本発明によれば、主要被写体をより長い時間追いかけて当該主要被写体を見失う時間を減少させることができ、この結果、画像の撮像制御を適正に行って被写体の撮像を適正に行うことができる。
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
[実施形態1]
図1は、本発明を適用した実施形態1の撮像装置100の概略構成を示すブロック図である。
実施形態1の撮像装置100は、所定動作により被写体中の主要被写体を追跡する追跡モードの設定指示が入力されると、撮影モードを追跡モードに設定して主要被写体を動体解析により追跡し、動体解析により追跡された主要被写体に基づいて、被写体画像の撮像制御を行う。
具体的には、撮像装置100は、例えば、図1に示すように、撮像部1と、撮像補助部2と、表示部3、操作部4と、記録媒体5と、USB端子6と、制御部7等を備えて構成されている。
撮像部1は、撮像手段として、被写体を連続して撮像して複数の画像フレームG、…(図2等参照)を生成する。具体的には、撮像部1は、撮像レンズ群11と、電子撮像部12と、映像信号処理部13と、画像メモリ14と、撮影制御部15等を備えている。
撮像レンズ群11は、複数の撮像レンズから構成されている。
電子撮像部12は、撮像レンズ群11を通過した被写体像を二次元の画像信号に変換するCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-oxide Semiconductor)等から構成されている。
映像信号処理部13は、電子撮像部12から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施すものである。
画像メモリ14は、画像処理後の画像信号を一時的に記憶する。
撮影制御部15は、CPU71の制御下にて、電子撮像部12及び映像信号処理部13を制御する。具体的には、撮影制御部15は、電子撮像部12に所定の露出時間で被写体を撮像させ、当該電子撮像部12の撮像領域から画像信号(画像フレームG)を所定のフレームレートで読み出す処理の実行を制御する。
撮像補助部2は、撮像部1による被写体の撮像の際に駆動するものであり、例えば、フォーカス駆動部21と、ズーム駆動部22、ストロボ発光部23と、ストロボ駆動部24等を備えている。
フォーカス駆動部21は、撮像レンズ群11に接続されたフォーカス機構部(図示略)を駆動させる。
ズーム駆動部22は、撮像レンズ群11に接続されたズーム機構部(図示略)を駆動させる。
ストロボ駆動部24は、ストロボ発光部23を発光させる。
なお、フォーカス駆動部21、ズーム駆動部22及びストロボ駆動部24は、撮影制御部15に接続され、撮影制御部15の制御下にて駆動する。
表示部3は、撮像部1により撮像された画像を表示するものであり、例えば、表示制御部31と、画像表示部32等を備えている。
表示制御部31は、CPU71から適宜出力される表示データを一時的に保存するビデオメモリ(図示略)を備えている。
画像表示部32は、表示制御部31からの出力信号に基づいて撮像部1により撮像された画像(図2等参照)等の所定画像を表示する液晶モニタ等を備えている。
また、画像表示部32は、顔検出処理(後述)にて検出された顔画像に重畳させて顔検出枠A1(図2等参照)を表示する。具体的には、例えば、シャボン玉をしている人物Hを撮像する場合、画像表示部32は、図2〜図6に示すように、人物Hがシャボン玉作成器具を所定方向に動かしている状態に係る複数の画像フレームGを逐次表示する。このとき、顔検出処理にて顔Fが検出されるか(図2及び図3参照)、或いは主要被写体追跡処理(後述)にて顔対応部Cを見失った後に顔Fが再検出されると(図6参照)、画像表示部32は、当該顔Fに重畳させて略矩形状の顔検出枠A1を表示する。
さらに、画像表示部32は、主要被写体追跡処理にて追跡される主要被写体に重畳させて追跡枠A2(図4参照)を表示する。具体的には、顔検出処理にて顔Fの検出中に、シャッターボタン41aの半押し操作に基づいて主要被写体追跡処理の実行が指示されると、画像表示部32は、主要被写体追跡処理にて追跡する主要被写体としての顔対応部Cに重畳させて略矩形状の追跡枠A2を表示する。
また、主要被写体追跡処理にて顔対応部Cの追跡中に、顔対応部Cを見失った場合には、画像表示部32は、撮像画像に対する追跡枠A2の重畳表示を停止する(図5参照)。
また、画像表示部32は、撮像部1により撮像された画像に重畳させてAFエリアA4(図7参照)を表示する。
なお、顔検出枠A1及び追跡枠A2として、略矩形状に形成されたものを例示したが、枠形状はこれに限られるものではなく、顔Fや主要被写体と対応付けられるものであれば如何なる形状であっても良い。また、顔検出枠A1及び追跡枠A2は、線種を変えて区別するのではなく、色を変えて区別するようにしても良い。
操作部4は、当該撮像装置100の所定操作を行うためのものであり、例えば、シャッターボタン41a、顔検出モード設定ボタン41b、AFモード設定ボタン41c等を備える操作入力部41と、入力回路42等を備えている。
シャッターボタン41aは、撮像部1による被写体の撮像を指示する。また、シャッターボタン41aは、例えば、半押し操作及び全押し操作の2段階の押圧操作が可能に構成され、各操作段階に応じた所定の操作信号を出力する。具体的には、シャッターボタン41aは、ユーザにより半押し操作された場合に、主要被写体追跡処理にて顔Fを追跡する追跡モードの設定指示を出力し、ユーザにより全押し操作された場合に、制御部7の制御下における自動合焦処理(AF)、自動露出処理(AE)、撮像部1による本画像(記録画像)の撮像の実行指示を出力する。
顔検出モード設定ボタン41bは、撮影モードを顔検出処理にて顔Fを検出する顔検出モードに設定するためのものである。具体的には、ユーザにより顔検出モード設定ボタン41bが所定操作されると、顔検出モードの設定指示を入力回路42を介してCPU71に出力する。CPU71は、設定指示が入力されると、各部を制御して撮影モードを顔検出モードに設定する。
ここで、顔検出モード設定ボタン41bとCPU71は、顔検出モード設定手段として機能する。
AFモード設定ボタン41cは、自動合焦処理の合焦処理モードを設定するためのものである。具体的には、ユーザによりAFモード設定ボタン41cが所定操作されて、例えば、画角の略中央にAFする「スポット」(図7参照)や、複数のAFエリアの中から適当なAFエリアを自動検出してAFする「マルチ」等のAFモードが選択されると、当該モードの設定指示を入力回路42を介してCPU71に出力する。CPU71は、設定指示が入力されると、各部を制御して所定のAFモードに設定する。
ここで、AFモード設定ボタン41cとCPU71は、合焦処理モード設定手段として機能する。
入力回路42は、操作入力部41から入力された操作信号をCPU71に入力するためのものである。
記録媒体5は、例えば、カード型の不揮発性メモリ(フラッシュメモリ)やハードディスク等により構成され、撮像部1により撮像された画像の画像ファイルGを複数記憶する。
USB端子6は、外部機器との接続用の端子であり、USBケーブル(図示略)等を介してデータの送受信を行う。
制御部7は、撮像装置100の各部を制御するものであり、例えば、CPU71と、プログラムメモリ72と、データメモリ73等を備えている。
CPU71は、プログラムメモリ72に記憶された撮像装置100用の各種処理プログラムに従って各種の制御動作を行うものである。
データメモリ73は、例えば、フラッシュメモリ等により構成され、CPU71によって処理されるデータ等を一時記憶する。
具体的には、データメモリ73は、第一の座標取得処理(後述)にて取得された顔Fの座標(顔座標)や第二の座標取得処理(後述)にて取得された被写体の座標(主要被写体座標)を記憶する。
プログラムメモリ72は、CPU71の動作に必要な各種プログラムやデータを記憶するものである。具体的には、プログラムメモリ72は、顔検出プログラム72a、第一の座標取得プログラム72b、設定指示判定プログラム72c、追跡モード設定プログラム72d、顔検出判定プログラム72e、主要被写体追跡プログラム72f、第二の座標取得プログラム72g、合焦制御プログラム72h、露出条件調整プログラム72i、撮像制御プログラム72j等を記憶している。
顔検出プログラム72aは、CPU71を顔検出手段として機能させるものである。即ち、顔検出プログラム72aは、撮像部1により生成された複数の画像フレームG、…の各々から被写体の顔Fを逐次検出する顔検出処理の実行に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU71による顔検出プログラム72aの実行に基づいて、複数の画像フレームG、…のうちの、一の画像フレームG(例えば、画像フレームGn−1)について顔画像探索範囲R1を画像全体として顔画像探索枠A3(図8参照)を所定方向に走査して、目、鼻、ロなどに相当する特徴部分(顔パーツ)を特定して、各顔パーツの位置関係から顔Fであるか否かを判定し、顔Fであると判定されると当該探索枠領域を顔Fとみなす。また、所定の画像フレームGにて顔Fが検出されると、図9に示すように、次の画像フレームG(例えば、画像フレームG)にて、検出された顔Fの近傍の所定領域を顔画像探索範囲R1として、顔検出する。
そして、顔Fが検出されると、画像表示部32は、当該顔Fに重畳させて顔検出枠A1を表示する(図2参照)。
また、主要被写体追跡処理(後述)にて主要被写体を見失った場合に、顔検出モードに設定されていると、CPU71による顔検出プログラム72aの実行に基づいて、第二の座標取得処理(後述)により取得された主要被写体の座標に基づいて、顔検出する(図6参照)。
即ち、主要被写体追跡処理にて主要被写体を見失うと、CPU71は、データメモリ73に記憶されている主要被写体座標に基づいて、画像フレームGにおける当該主要被写体座標近傍の所定領域を顔画像探索範囲R1として、顔Fの再検出を行う。
第一の座標取得プログラム72bは、CPU71を第一の座標取得手段として機能させるものである。即ち、第一の座標取得プログラム72bは、顔検出処理にて検出された顔Fの座標(顔座標)を取得する第一の座標取得処理に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU71は第一の座標取得プログラム72bを実行することで、顔検出処理にて検出された顔Fに重畳して画像表示部32に表示される顔検出枠A1の各角部の座標(x,y)、(x,y)、(x,y)、(x,y)を取得する(図10参照)。
設定指示判定プログラム72cは、CPU71を設定指示判定手段として機能させるものである。即ち、設定指示判定プログラム72cは、主要被写体追跡処理にて主要被写体を追跡する追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定する処理に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU71は設定指示判定プログラム72cを実行することで、ユーザによりシャッターボタン41aが半押し操作されて追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定する(設定指示判定処理)。
追跡モード設定プログラム72dは、CPU71を追跡モード設定手段として機能させるものである。即ち、追跡モード設定プログラム72dは、設定指示判定処理にて追跡モードの設定指示が入力されたと判定された場合に、追跡モードに設定する処理に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU71は、追跡モード設定プログラム72dを実行して、顔検出モード設定ボタン41bの所定操作に従って顔検出モードに設定された状態で、ユーザによるシャッターボタン41aの半押し操作に基づいて設定指示判定処理にて追跡モードの設定指示が入力されたと判定されると、顔検出モードから追跡モードに切換える処理を行う。ここで、CPU71は、顔検出モードから追跡モードに切換えるモード切換手段として機能する。
顔検出判定プログラム72eは、CPU71を顔検出判定手段として機能させるものである。即ち、CPU71は顔検出判定プログラム72eを実行することで、顔検出処理の結果に応じて顔Fの検出状態であるか非検出状態であるかを判定する(顔検出判定処理)。
主要被写体追跡プログラム72fは、CPU71を主要被写体追跡手段として機能させるものである。即ち、主要被写体追跡プログラム72fは、撮像部1により生成された複数の画像フレームG、…のうちの隣合う画像フレーム間(例えば、画像フレームGn+m−1(図示略)と画像フレームGn+m)で、主要被写体を動体解析により追跡する処理に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU71は主要被写体追跡プログラム72fを実行することで、顔検出判定処理にて顔Fの検出状態であると判定された場合には、当該顔Fに対応する顔対応部Cを主要被写体として、一方、顔Fの非検出状態であると判定された場合に、AFモードに応じたAFエリア(合焦箇所)内の撮像対象(例えば、スポットAFモードの場合には、画角の略中央のAFエリアA4内の撮像対象、また、マルチAFの場合には、複数のAFエリアのうち、より中央に近いAFエリア内の撮像対象)を主要被写体として追跡する。
第二の座標取得プログラム72gは、CPU71を第二の座標取得手段として機能させるものである。即ち、CPU71は第二の座標取得プログラム72gを実行することで、主要被写体追跡処理にて追跡された主要被写体の座標を取得する。
ここで、動体解析について詳細に説明する。
先ず、追跡モードに設定されると、CPU71は、顔検出判定プログラム72eを実行することで、顔検出判定処理にて顔Fの検出状態であるか非検出状態であるかを判定する。顔Fの検出状態であると判定された場合には、CPU71は、主要被写体追跡プログラム72fを実行して、データメモリ73に記憶されている顔座標を取得して、当該顔座標で囲まれた領域内の撮像対象(顔対応部C)を主要被写体として特定する。一方、顔Fの非検出状態であると判定された場合には、AFモードに応じたAFエリア(合焦箇所)内の撮像対象を主要被写体として特定する。
その後、主要被写体の輝度情報や色情報等の画像情報をテンプレートとして、次の画像フレームG(例えば、画像フレームGn+m)にて顔座標近傍の所定の動体探索範囲R2内を所定方向に走査してマッチングを行い、最も近似性の高い部分を主要被写体とする(図11参照)。
そして、最も近似性が高いと判定された主要被写体の縁部を追跡枠A2とし、CPU71による第二の座標取得プログラム72gの実行に基づいて、追跡枠A2の各角部の座標(主要被写体座標)を取得した後、当該主要被写体座標によりデータメモリ73に記憶されている顔座標を更新する(第二の座標取得処理)。さらに追跡枠A2内の主要被写体の輝度情報や色情報等の画像情報をテンプレートとして更新する。
上記の処理を撮像部1により生成される連続した画像フレームG、…の各々に対して逐次実行することにより、マッチングに用いるテンプレートが更新されていく。そのため被写体が経時的に変化しても主要被写体(顔対応部C等)を動体として追跡することができる。
合焦制御プログラム72hは、撮像部1の撮像レンズ群11の合焦位置を調整する自動合焦処理に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU71は合焦制御プログラム72hを実行することで、ユーザによるシャッターボタン41aの半押し操作に基づいて、顔検出枠A1や追跡枠A2をAFエリアとして撮像レンズ群11の合焦位置をフォーカス駆動部21により当該撮像レンズ群11を光軸方向に移動させて調整する。
なお、電子撮像部12のCCDやCMOSを光軸方向に移動させて撮像レンズ群11の合焦位置を調整するようにしても良い。
露出条件調整プログラム72iは、ユーザによるシャッターボタン41aの全押し操作に基づいて、顔検出枠A1や追跡枠A2をAEエリアとして撮像部1による撮像の際の露出条件(例えば、シャッター速度や絞り等)を調整する自動露出(AE)処理に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。
撮像制御プログラム72jは、CPU71を撮像制御手段として機能させるものである。即ち、撮像制御プログラム72jは、撮像部1による被写体の撮像の際に、ユーザによりシャッターボタン41aが全押し操作されると、主要被写体追跡処理により追跡される主要被写体に基づいて、撮像部1による被写体の撮像制御処理に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。
次に、撮像処理について図12を参照して説明する。
図12は、撮像処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
なお、以下の撮像処理にあっては、画角に被写体として一人の人物Hを捉えて撮像するものとする。また、予め、ユーザによるAFモード設定ボタン41cの所定操作に基づいて所定のAFモードが選択されて設定されているものとする。
図12に示すように、撮像部1による被写体の撮像が開始されると、先ず、CPU71は、図示しない所定の判定プログラムを実行して、ユーザによる顔検出モード設定ボタン41bの所定操作に基づいて、撮影モードが顔検出モードに設定されているか否かを判定する(ステップS1)。
ここで、顔検出モードに設定されていると判定されると(ステップS1;YES)、CPU71は、プログラムメモリ72内の顔検出プログラム72aを実行して、撮像部1により生成された複数の画像フレームG、…のうちの一の画像フレームG(例えば、画像フレームGn−1;図8参照)について顔画像探索範囲R1を画像全体として顔画像探索枠A3を走査して顔Fを検出する動作(顔検出動作)を行う(ステップS2)。そして、顔Fが検出されると、CPU71は、プログラムメモリ72内の第一の座標取得プログラム72bを実行して、顔検出処理にて検出された顔Fの座標(顔座標)を取得してデータメモリ73に記録させる。また、CPU71は、画像表示部32を制御して、顔Fに重畳させて顔検出枠A1を表示させる。
そして、顔検出動作が終了するか、ステップS1にて顔検出モードに設定されていないと判定されると(ステップS1;NO)、CPU71は、プログラムメモリ72内の設定指示判定プログラム72cを実行して、ユーザによりシャッターボタン41aが半押し操作されているか否かを判定する(ステップS3)。
ここで、シャッターボタン41aが半押し操作されていると判定されると(ステップS3;YES)、CPU71は、追跡モードの設定指示が入力されたと判断して、プログラムメモリ72内の追跡モード設定プログラム72dを実行して、撮影モードを追跡モードに設定した後(ステップS4)、プログラムメモリ72内の顔検出判定プログラム72eを実行して、顔Fが検出されているか否かを判定する(ステップS5)。
なお、ステップS3にて、シャッターボタン41aが半押し操作されていないと判定されると(ステップS3;NO)、ステップS1の処理に戻る。
ステップS5にて、顔Fが検出されている(検出状態)と判定されると(ステップS5;YES)、CPU71は、プログラムメモリ72内の主要被写体追跡プログラム72fを実行して、顔Fに対応する顔対応部Cを主要被写体として動体解析により追跡する処理を行う(ステップS6)。具体的には、先ず、CPU71は、データメモリ73に記憶されている顔座標を取得して、当該顔座標で囲まれた領域内の撮像対象(顔対応部C)を主要被写体として特定する。続けて、CPU71は、顔対応部Cの輝度情報や色情報等の画像情報をテンプレートとして、次の画像フレームGにて顔座標近傍の所定の動体探索範囲R2内を所定方向に走査してマッチングを行い、最も近似性の高い部分を顔対応部Cとする。そして、CPU71は、画像表示部32を制御して、当該顔対応部Cの縁部に重畳させて追跡枠A2を表示させる。その後、CPU71は、プログラムメモリ72内の第二の座標取得プログラム72gを実行して、追跡枠A2の各角部の座標(主要被写体座標)を取得した後、当該主要被写体座標によりデータメモリ73に記憶されている顔座標を更新する。さらに追跡枠A2内の顔対応部Cの輝度情報や色情報等の画像情報をテンプレートとして更新する。
上記の動体解析は、撮像部1により生成される連続した画像フレームG、…の各々に対して逐次行われることにより、顔対応部C(主要被写体)を動体として追跡する。
一方、ステップS5にて、顔Fが検出されていない(非検出状態)と判定されると(ステップS5;NO)、CPU71は、プログラムメモリ72内の主要被写体追跡プログラム72fを実行して、AFエリア内の撮像対象(例えば、スポットAFモードの場合には、画角の略中央のAFエリアA4内の撮像対象)を主要被写体として特定して動体解析により追跡する処理を行う(ステップS7)。なお、AFエリア内の撮像対象の動体解析による追跡処理は、上記した顔対応部Cのものとほぼ同様であり、その詳細な説明は省略する。
次に、CPU71は、図示しない所定の判定プログラムを実行して、主要被写体(顔対応部C等)を追跡し続けているか否かを判定する(ステップS8)。ここで、主要被写体を追跡し続けていると判定されると(ステップS8;YES)、CPU71は、図示しない所定の判定プログラムを実行して、ユーザによりシャッターボタン41aが全押し操作されているか否かを判定する(ステップS9)。
ステップS9にて、シャッターボタン41aが全押し操作されていると判定されると(ステップS9;YES)、CPU71は、プログラムメモリ72内の合焦制御プログラム72hを実行して、追跡枠A2をAFエリアとして自動合焦処理を行うとともに、プログラムメモリ72内の露出条件調整プログラム72iを実行して、追跡枠A2をAEエリアとして自動露出処理を行う(ステップS10)。
続けて、CPU71は、プログラムメモリ72内の撮像制御プログラム72jを実行して、撮像部1により本画像(記録画像)を撮像させる撮像処理の実行を制御する(ステップS11)。
一方、ステップS9にて、シャッターボタン41aが全押し操作されていないと判定されると(ステップS9;NO)、CPU71は、図示しない所定の判定プログラムを実行して、ユーザによるシャッターボタン41aの半押し操作が解除されているか否かを判定する(ステップS12)。
ここで、半押し操作が解除されていると判定されると(ステップS12;YES)、ステップS8の処理に戻り、一方、半押し操作が解除されていないと判定されると(ステップS12;NO)、ステップS1の処理に戻る。
また、ステップS8にて、主要被写体を追跡し続けていないと判定されると(ステップS8;NO)、ステップS1の処理に戻る。
以上のように、実施形態1の撮像装置100によれば、被写体中の主要被写体を追跡する追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定して、追跡モードの設定指示が入力されたと判定された場合に、撮影モードを追跡モードに設定することができる。
ここで、撮影モードが顔検出モードに設定されている場合であっても、追跡モードの設定指示が入力されると、撮影モードを顔検出モードから追跡モードに切換えるので、追跡モードの設定を確実に行うことができる。また、シャッターボタン41aの半押し操作の有無に基づいて追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定するので、ユーザはシャッターボタン41aの半押し操作だけで追跡モードの設定を容易に行うことができる。特に、撮影モードが顔検出モードに設定されている場合には、シャッターボタン41aが半押し操作されるだけで、撮影モードを顔検出モードから追跡モードに切り換えて容易に設定することができる。
これにより、ユーザは顔検出処理によって検出された顔を主要被写体として設定し、これを動体解析によって追いかけさせることで、主要被写体が横や下を向いて顔が隠れたとしても、より長い時間追いかけて当該主要被写体を見失う時間を減少させることができ、この結果、主要被写体が追跡されている限り如何なるタイミングで撮像しても、当該主要被写体に基づいて自動合焦処理や自動露出処理といった画像の撮像制御を適正に行って被写体の撮像を適正に行うことができる。具体的には、シャッターの半押し時に顔Fの検出状態である場合には、当該顔Fに対応する顔対応部Cを主要被写体として追跡することができるので、当該顔対応部Cに基づいて被写体の撮像を適正に行うことができる。一方、シャッターの半押し時に顔Fの非検出状態である場合には、AFモードに応じたAFエリア内の撮像対象を主要被写体として追跡することができるので、メインの撮像対象であるAFエリア内の撮像対象に被写体の撮像を適正に行うことができる。
なお、実施形態1にあっては、ユーザによるシャッターボタン41aの半押し操作の有無だけで追跡モードに切り換えるか否かの判定を行うようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、撮影モードが顔検出モードに設定されている状態では、ユーザによるシャッターボタン41aの半押し操作後に、顔Fの検出状態であると判断された場合にのみ(ステップS5;YES)、追跡モードに切り換えて顔対応部Cを主要被写体として追跡するようにしても良い。即ち、例えば、図7のような風景写真を撮影する場合には、撮影対象が画角内を大きく外れるように動くことはないため、顔Fの非検出状態では必ずしも追跡モードに切り換える必要はない。
さらに、上記実施形態1にあっては、シャッターボタン41aの半押し後は追跡モードに設定されるため、それ以後はステップS1でNOとなり顔検出は行われないのだが、半押しをしたまさにその瞬間に主要被写体である顔Fが障害物の後側に隠れたり、暗所に移動することにより、一時的に顔Fを見失った可能性もあるため、主要被写体追跡と並行して顔検出処理を行って、当該顔検出処理にて顔Fが検出された場合には、主要被写体を顔対応部Cに切り換えるようにしても良い。これにより、顔対応部Cを追跡対象とする可能性をより高いものとすることができる。
[実施形態2]
以下に、実施形態2の撮像装置200について、図13〜図15を参照して説明する。
ここで、図13は、本発明を適用した実施形態2の撮像装置200の概略構成を示すブロック図である。また、図14は、顔画像登録テーブルTの一例を示す図である。
なお、実施形態2の撮像装置200は、追跡モードの設定指示の入力判定に係る構成以外の点では上記実施形態1と略同様であるので、同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
図13及び図14に示すように、実施形態2の撮像装置200は、顔検出処理にて検出された顔Fと顔画像登録テーブルT(図14参照)に登録されている顔画像が一致するか否かを判定する顔登録判定処理を行い、当該判定の結果、検出された顔Fが顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像と一致すると判定された場合に、追跡モードの設定指示が入力されたと判定する設定指示判定処理を行う。
即ち、プログラムメモリ72には、顔検出プログラム72a、第一の座標取得プログラム72b、設定指示判定プログラム72c、追跡モード設定プログラム72d、顔検出判定プログラム72e、主要被写体追跡プログラム72f、第二の座標取得プログラム72g、合焦制御プログラム72h、露出条件調整プログラム72i、撮像制御プログラム72jに加えて、顔登録判定プログラム72k及び顔画像登録テーブルT(図14参照)が記憶されている。
顔登録判定プログラム72kは、CPU71を顔登録判定手段として機能させるものである。即ち、顔登録判定プログラム72kは、顔画像登録テーブルTを参照して当該顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像と顔検出処理にて検出された顔Fとを照合して一致するか否かを判定する顔登録判定処理に係る機能をCPU71に実現させるためのプログラムである。当該判定の結果、一致すると判定されると、CPU71は、顔検出処理にて検出された顔Fの人物を認識する。
ここで、顔画像登録テーブルTは、顔画像登録手段として、顔画像を登録するものである。具体的には、顔画像登録テーブルTは、図14に示すように、グループ名と、登録名と、優先度と、顔画像データを対応付けて順に登録するものである。例えば、登録番号1を例示して説明すると、グループ名「家族」と、登録名「お母さん」と、動体解析による追跡の優先度「1」と、顔画像データ「N0001.JPG」が対応付けられている。同様に、登録番号2は、グループ名「家族」と、登録名「Aちゃん」と、優先度「1」と、顔画像データ「N0002.JPG」が対応付けられ、また、登録番号3は、グループ名「家族」と、登録名「お父さん」と、優先度「3」と、顔画像データ「N0003.JPG」が対応付けられ、また、登録番号4は、グループ名「友人」と、登録名「Bさん」と、優先度「2」と、顔画像データ「N0004.JPG」が対応付けられ、また、登録番号5は、グループ名「友人」と、登録名「Cさん」と、優先度「1」と、顔画像データ「N0005.JPG」が対応付けられ、また、登録番号6は、グループ名「友人」と、登録名「Dさん」と、優先度「2」と、顔画像データ「N0006.JPG」が対応付けられている。
なお、図14に例示した顔画像登録テーブルTは、一例であってこれに限られるものではなく、グループ名と、登録名と、優先度と、顔画像データ等の内容は適宜任意に変更することができる。
そして、CPU71は、追跡モードの設定指示が入力されたか否かの判定において、設定指示判定プログラム72cを実行することで、顔検出処理にて検出された顔Fが顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像と一致していると判定されると、即ち、顔検出処理にて検出された顔Fの人物が認識されると、追跡モードの設定指示が入力されたと判断する処理を行う。
次に、撮像処理について図15を参照して説明する
ここで、図15は、撮像処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
図15に示すように、撮像部1による被写体の撮像が開始されると、実施形態1の撮像処理と同様に、CPU71は、撮影モードが顔検出モードに設定されているか否かを判定し(ステップS1)、顔検出モードに設定されていると判定されると(ステップS1;YES)、CPU71は、プログラムメモリ72内の顔検出プログラム72aを実行して、顔Fを検出する動作(顔検出動作)を行う(ステップS2)。そして、顔Fが検出されると、CPU71は、プログラムメモリ72内の第一の座標取得プログラム72bを実行して、顔検出処理にて検出された顔Fの座標(顔座標)を取得してデータメモリ73に記録させ、また、画像表示部32を制御して、顔Fに重畳させて顔検出枠A1を表示させる。
そして、顔検出動作が終了するか、ステップS1にて顔検出モードに設定されていないと判定されると(ステップS1;NO)、CPU71は、プログラムメモリ72内の顔登録判定プログラム72kを実行して、顔検出処理にて検出された顔Fが顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像と一致しているか否かを判定して、顔画像登録テーブルTに登録されている人物が検出されたか否かを判定する(ステップS23)。
ここで、顔検出処理にて検出された顔Fが顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像と一致している、即ち、顔画像登録テーブルTに登録されている人物が検出されたと判定されると(ステップS23;YES)、CPU71は、追跡モードの設定指示が入力されたと判断して、プログラムメモリ72内の追跡モード設定プログラム72dを実行して、撮影モードを追跡モードに設定する(ステップS4)。
なお、ステップS23にて、顔画像登録テーブルTに登録されている人物が検出されていないと判定されると(ステップS23;NO)、ステップS1の処理に戻る。
続けて、CPU71は、プログラムメモリ72内の主要被写体追跡プログラム72fを実行して、検出された顔Fに対応する顔対応部Cを主要被写体として動体解析により追跡する処理を行う(ステップS6)。ここで、ステップS1における顔検出処理にて複数の顔Fが検出され、ステップS23にて、複数の人物(例えば、「Aちゃん」と「お父さん」)が顔画像登録テーブルTに登録されていると判定された場合には、顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像のうち、優先度が最も高いもの(例えば、「Aちゃん」の顔)を動体解析による追跡対象(主要被写体)とするようにしても良い。
その後、実施形態1の撮像処理と同様に、CPU71は、主要被写体を追跡し続けているか否かの判定(ステップS8)、シャッターボタン41aが全押し操作されているか否かの判定(ステップS9)、追跡枠A2をAFエリアとした自動合焦処理及び追跡枠A2をAEエリアとした自動露出処理(ステップS10)、本画像の撮像処理(ステップS11)の実行を制御する。
なお、ステップS9にて、シャッターボタン41aが全押し操作されていないと判定されると(ステップS9;NO)、ステップS6の処理に戻る。
以上のように、実施形態2の撮像装置200によれば、顔検出処理により検出された顔Fが顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像と一致しているか否かを判定する顔登録判定処理を行い、顔登録判定処理にて検出された顔Fが顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像と一致していると判定された場合に、追跡モードの設定指示が入力されたと判定するので、ユーザによるシャッターボタン41aの半押し操作といった特別な操作を必要とすることなく、追跡モードの設定を容易に行うことができる。
なお、実施形態2にあっては、顔対応部Cが追跡されている状態で、ユーザによりシャッターボタン41aが全押し操作されることに基づいて、自動合焦処理、自動露出処理及び本画像の撮像処理を行うようにしたが、これに限られるものではなく、シャッターボタン41aの半押し操作で自動合焦処理及び自動露出処理を行い、その後の全押し操作で本画像の撮像処理を行うようにしても良い。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態1及び2にあっては、撮影モードが顔検出モードに設定された状態から追跡モードに切り換えるようにしたが、追跡モードに切り換えられる前の撮影モードは顔検出モードに限られるものではない。即ち、何れかの撮影モードに設定された状態であっても、追跡モードの設定指示の入力に基づいて少なくとも追跡モードが設定されるように構成されていれば良く、必ずしも顔検出モードを備える必要はない。
また、追跡モードの設定指示の入力の有無の判定を、実施形態1にあっては、シャッターボタン41aの半押し操作の有無に基づいて、実施形態2にあっては、顔検出処理にて検出された顔と顔画像登録テーブルTに登録されている顔画像が一致するか否かに基づいて行うようにしたが、追跡モードの設定指示の入力の有無の判定方法は、如何なる方法であっても良く、これに限られるものではない。
さらに、撮像装置100、200の構成は、上記実施形態に例示したものは一例であり、これに限られるものではない。
加えて、上記実施形態では、主要被写体追跡手段、設定指示判定手段、追跡モード設定手段、撮像制御手段、顔検出手段、顔検出モード設定手段、モード切換手段、顔検出判定手段、合焦処理モード設定手段、顔登録判定手段としての機能を、CPU71によって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、各種機能を実現するためのロジック回路等から構成しても良い。
本発明を適用した実施形態1の撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 図1の撮像装置の表示部に表示される画像の一例を模式的に示す図である。 図1の撮像装置の表示部に表示される画像の一例を模式的に示す図である。 図1の撮像装置の表示部に表示される画像の一例を模式的に示す図である。 図1の撮像装置の表示部に表示される画像の一例を模式的に示す図である。 図1の撮像装置の表示部に表示される画像の一例を模式的に示す図である。 図1の撮像装置の表示部に表示される画像の一例を模式的に示す図である。 図1の撮像装置による顔検出処理を説明するための図である。 図1の撮像装置による顔検出処理を説明するための図である。 図1の撮像装置による第一の座標取得処理を説明するための図である。 図1の撮像装置による主要被写体追跡処理を説明するための図である。 図1の撮像装置による撮像処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。 本発明を適用した実施形態2の撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 図13の撮像装置に記録されている顔画像登録テーブルの一例を示す図である。 図13の撮像装置による撮像処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
符号の説明
100 撮像装置
1 撮像部(撮像手段)
3 表示部
41a シャッターボタン(顔検出モード設定手段、合焦処理モード設定手段)
71 CPU(主要被写体追跡手段、設定指示判定手段、追跡モード設定手段、撮像制御手段、顔検出手段、顔検出モード設定手段、モード切換手段、顔検出判定手段、合焦処理モード設定手段、顔登録判定手段)
A1 顔検出枠
A2 追跡枠
C 顔対応部
F 顔
T 顔画像登録テーブル(顔画像登録手段)

Claims (7)

  1. 被写体を連続して撮像して、主要被写体を含む複数の画像フレームを生成する撮像手段と、
    前記撮像手段により生成された前記複数の画像フレームのうちの隣合う画像フレーム間で、前記主要被写体を追跡する主要被写体追跡手段と、
    前記主要被写体追跡手段により前記主要被写体を追跡する追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定する設定指示判定手段と、
    前記設定指示判定手段により前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定された場合に、前記追跡モードに設定する追跡モード設定手段と、
    前記追跡モード設定手段により前記追跡モードに設定された後、前記主要被写体追跡手段により追跡される前記主要被写体に基づいて、前記撮像手段による前記被写体の撮像を制御する撮像制御手段と、
    を備えることを特徴とする撮像装置。
  2. 前記撮像手段により生成された前記複数の画像フレームから前記被写体中の顔を検出する顔検出手段と、
    前記顔検出手段により顔を検出する顔検出モードに設定する顔検出モード設定手段と、を備え、
    前記追跡モード設定手段は、
    前記顔検出モード設定手段により前記顔検出モードに設定された状態で、前記設定指示判定手段により前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定されると、前記顔検出モードから前記追跡モードに切換えるモード切換手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記顔検出手段による前記顔検出の結果に応じて顔の検出状態であるか非検出状態であるかを判定する顔検出判定手段を備え、
    前記主要被写体追跡手段は、前記顔検出判定手段により顔の検出状態であると判定された場合に、当該顔に対応する顔対応部を前記主要被写体として追跡することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記顔検出手段による前記顔検出の結果に応じて顔の検出状態であるか非検出状態であるかを判定する顔検出判定手段と、
    前記撮像手段に備わる撮像レンズの合焦位置を調整する自動合焦処理の合焦処理モードを設定する合焦処理モード設定手段と、を備え、
    前記主要被写体追跡手段は、
    前記顔検出判定手段により顔の非検出状態であると判定された場合に、前記合焦処理モード設定手段により設定されている前記合焦処理モードに応じた合焦箇所内の撮像対象を前記主要被写体として追跡することを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。
  5. 半押し操作及び全押し操作を実行可能なシャッターボタンを備え、
    前記設定指示判定手段は、前記シャッターボタンの前記半押し操作に基づいて、前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の撮像装置。
  6. 顔画像を登録する顔画像登録手段と、
    前記顔検出手段により検出された顔と前記顔画像登録手段に登録されている前記顔画像が一致するか否かを判定する顔登録判定手段と、を備え、
    前記設定指示判定手段は、前記顔登録判定手段により一致すると判定された場合に、前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定することを特徴とする請求項2〜4の何れか一項に記載の撮像装置。
  7. 被写体を連続して撮像して、主要被写体を含む複数の画像フレームを生成する撮像手段を備える撮像装置に、
    前記撮像手段により生成された前記複数の画像フレームのうちの隣合う画像フレーム間で、前記主要被写体を追跡する機能と、
    前記主要被写体を追跡する追跡モードの設定指示が入力されたか否かを判定する機能と、
    前記追跡モードの設定指示が入力されたと判定された場合に、前記追跡モードに設定する機能と、
    前記追跡モードに設定された後、追跡される前記主要被写体に基づいて、前記撮像手段による前記被写体の撮像を制御する機能と、
    を実現させることを特徴とするプログラム。
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