專利名稱：調(diào)焦設(shè)備、方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)焦設(shè)備和在例如數(shù)碼相機(jī)之類的拍攝裝置中 執(zhí)行調(diào)焦的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，在其 上記錄有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述調(diào)焦方法的程序。
背景技術(shù)：
當(dāng)進(jìn)行肖像拍攝之類的人物拍攝時(shí)，如果未對(duì)眼睛聚焦，則即 使在鼻子或臉頰的輪廓上聚焦，該拍攝也只能給出一個(gè)模糊成像效 果。為此，當(dāng)拍攝人物時(shí)，對(duì)眼睛進(jìn)行聚焦是基本做法。為了對(duì)眼睛
進(jìn)行聚焦，例如在日本未經(jīng)審查的專利公開第2001-215403號(hào)、第 2002-6203號(hào)鄰第2003-107335號(hào)中描述的那樣，提出了一種拍攝裝 置，其具有從要被拍攝的圖像中檢測出人物的面部和眼睛、并對(duì)眼睛 進(jìn)行聚焦的功能。近來，還提出了一種拍攝裝置，其能夠從要被拍攝 的圖像中檢測出面部并能正確地拍攝被檢測出的面部。而且，例如在 日本未經(jīng)審查專利公開第2005-128156號(hào)中描述的那樣，在具有面部 檢測能力的拍攝裝置中，提出了一種方法，其用于從該檢測出的面部 中進(jìn)一步檢測出眼睛并對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚焦的方法。
但是，日本未經(jīng)審査專利公開第2001-215403號(hào)、第2002-6203 號(hào)、第2003-107335號(hào)和第2005-128156號(hào)中描述的拍攝裝置具有的 問題是它們都需要相當(dāng)多的時(shí)間和大的功耗用于調(diào)焦，這是因?yàn)樗鼈?在檢測出面部之后總是要檢測出眼睛。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)開發(fā)的本發(fā)明考慮到了上述情況，并且本發(fā)明的一個(gè)目的 是實(shí)現(xiàn)有效調(diào)焦，尤其在拍攝人物時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明一種調(diào)焦設(shè)備包括面部檢測裝置，其用于檢測包括在由拍攝獲得的圖像中的人物 的面部；
眼睛檢測裝置，用于檢測包括在圖像中的人物的眼睛； 估計(jì)值計(jì)算裝置，用于計(jì)算出表示在被檢測出的面部的位置的
景深的估計(jì)值；和
調(diào)焦裝置，用于基于該估計(jì)值而有選擇地執(zhí)行下列步驟(a)執(zhí)
行調(diào)焦，以至少對(duì)被檢測出的面部進(jìn)行聚焦，或(b)使得眼睛檢測裝
置檢測出該人物的眼睛，并且執(zhí)行調(diào)焦，來對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚焦。
在此，"至少"一詞的含義包括一種情況，其中不僅面部或眼睛 被聚焦，而且還有除了面部或眼睛之外的該人物的其它部分(例如頭 部、鼻子等等)，也與面部或眼睛一起被聚焦。
本發(fā)明的調(diào)焦設(shè)備可以進(jìn)一步包括一個(gè)面部方向確定裝置，用 于確定面部的方向，并且當(dāng)使得眼睛檢測裝置來檢測人物的眼睛時(shí)， 該調(diào)焦裝置可以用于根據(jù)該面部的方向來確定將被聚焦的那只眼睛。
而且，本發(fā)明的調(diào)焦設(shè)備可以進(jìn)一步包括一個(gè)面部方向確定裝 置，用于確定面部的方向，并且當(dāng)檢測人物的眼睛時(shí)，眼睛檢測裝置 可以是用于設(shè)置檢測眼睛的區(qū)域并且檢測出在確定的區(qū)域內(nèi)的眼睛 的裝置。
更進(jìn)一步，在本發(fā)明的調(diào)焦設(shè)備中，估計(jì)值計(jì)算裝置可以是用 于根據(jù)焦距、光圈值、與構(gòu)成拍攝裝置的透鏡的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的距離 和面部大小中的至少一個(gè)的信息來計(jì)算出該估計(jì)值的裝置。
而且，在本發(fā)明的調(diào)焦設(shè)備中，當(dāng)檢測出多個(gè)面部時(shí)，面部檢 測裝置可以是用于確定要被聚焦的面部中的一個(gè)面部的裝置。 根據(jù)本發(fā)明的一種調(diào)焦方法包括以下步驟 檢測包括在由拍攝獲得的圖像中的人物的面部； 計(jì)算出表示在被檢測出的面部的位置的景深的估計(jì)值；以及 根據(jù)該估計(jì)值而有選擇地執(zhí)行下列步驟(a)執(zhí)行調(diào)焦，以至少 使得被檢測出的面部聚焦，或(b)檢測出該人物的眼睛，并且執(zhí)行調(diào) 焦，以便對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚焦。而且，本發(fā)明的調(diào)焦方法可以被記錄在一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介 質(zhì)上的程序的形式來提供，用于使得計(jì)算機(jī)來執(zhí)行該方法。
在景深為淺的場合，如果不對(duì)眼睛聚焦，則圖像將給出模糊的 效果。相反，在景深為深的場合，即使不對(duì)眼睛聚焦而僅對(duì)面部聚焦， 圖像將不會(huì)給出模糊的效果。
根據(jù)本發(fā)明，計(jì)算出表示在被檢測出的面部的位置的景深的估 計(jì)值，并且根據(jù)該估計(jì)值有選擇地執(zhí)行下列操作執(zhí)行調(diào)焦，以便至 少對(duì)檢測出的面部進(jìn)行聚焦，或檢測出該人物的眼睛并執(zhí)行調(diào)焦，以 便對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚焦。因此，不同于在上述專利公開中描述 的總是執(zhí)行面部檢測和眼睛檢測的方法，本發(fā)明的技術(shù)方案是僅當(dāng)景 深為淺時(shí)才執(zhí)行眼睛檢測和調(diào)焦，來對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚焦。因 此，在景深為深的情況下，不執(zhí)行眼睛檢測，從而可以降低用于調(diào)焦 所需的處理時(shí)間和功耗。
而且，通過確定被檢測出的面部的方向、并確定要被聚焦的眼 睛，可以對(duì)更適當(dāng)?shù)难劬M(jìn)行聚焦，尤其在面部稍微朝向側(cè)面并且對(duì) 兩個(gè)眼睛進(jìn)行檢測的情況下，從而可以獲得不給出模糊效果的圖像。
更進(jìn)一步，通過確定被檢測出的面部的方向、以及根據(jù)確定的 面部方向來設(shè)置眼睛檢測區(qū)域，可以有效執(zhí)行該睛檢測，尤其在面部 稍微朝向側(cè)面的情況下，從而可以進(jìn)一步降低用于調(diào)焦的處理時(shí)間。


圖1是數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)造示意框圖，該數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用了根據(jù)本發(fā) 明第一實(shí)施例的調(diào)焦設(shè)備。
圖2是在第一實(shí)施例中執(zhí)行的AF處理的流程圖。 圖3圖示了如何檢測面部區(qū)域。 圖4圖示了如何檢測眼睛。
圖5是數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)造示意框圖，該數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用了根據(jù)本發(fā) 明第二實(shí)施例的調(diào)焦設(shè)備。
圖6是在第二實(shí)施例中執(zhí)行的AF處理的流程圖(部分1)。 圖7是在第二實(shí)施例中執(zhí)行的AF處理的流程圖(部分2)。圖8圖示了用于確定面部方向的模板。
圖9是在第三實(shí)施例中執(zhí)行的AF處理的流程圖(部分1)。
圖10是在第三實(shí)施例中執(zhí)行的AF處理的流程圖(部分2)。 圖11圖示了如何設(shè)置眼睛檢測區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
隨后，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例。圖1是 數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)造示意框圖，該數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例 的調(diào)焦設(shè)備。如圖1所示，根據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)1包括操作系 統(tǒng)2和操作系統(tǒng)控制部分3，其中操作系統(tǒng)2具有操作模式開關(guān)、變焦 桿、上下和左右按鈕、釋放按鈕、電源開關(guān)等，操作系統(tǒng)控制部分3 是用于把操作系統(tǒng)2的操作內(nèi)容傳輸?shù)紺UP 40的接口部分。
成像系統(tǒng)6包括構(gòu)成攝像鏡頭10的聚焦透鏡10a和變焦透鏡10b。 聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)部分11和變焦透鏡驅(qū)動(dòng)器部分12分別使聚焦透鏡10a 和變焦透鏡10b在光軸方向上移動(dòng)，聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)部分11和變焦透鏡 驅(qū)動(dòng)器部分12均包括電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)部分11根據(jù) 從AF處理部分30輸出的聚焦驅(qū)動(dòng)量數(shù)據(jù)來控制聚焦透鏡10a的移動(dòng)。 變焦透鏡驅(qū)動(dòng)器部分12根據(jù)變焦桿的操作量的數(shù)據(jù)來控制變焦透鏡 10b的移動(dòng)。
孔徑光闌14是由包括電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的孔徑光闌驅(qū)動(dòng)部分15 驅(qū)動(dòng)的。孔徑光闌驅(qū)動(dòng)部分15根據(jù)由AE/AWB處理部分31輸出的孔 徑值數(shù)據(jù)來控制該孔徑光闌的孔徑直徑。
快門16是機(jī)械快門，其由包括電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的快門驅(qū)動(dòng)部分 17所驅(qū)動(dòng)。快門驅(qū)動(dòng)部分17根據(jù)由釋放按鈕的下壓產(chǎn)生的信號(hào)和從 AE/AWB處理部分31輸出的快門速度數(shù)據(jù)來執(zhí)行快門16的開/關(guān)控 制。
在光學(xué)系統(tǒng)的后側(cè)提供了作為圖像傳感器的CCD 18。 CCD 18具 有包括大量二維布置的光接收單元的光電性表面，并且表示通過該光 學(xué)系統(tǒng)來傳輸?shù)谋粩z圖像的光被聚焦在該光電性表面上并對(duì)其進(jìn)行光 電轉(zhuǎn)換。在該光電性表面的前方布置有用于把光引導(dǎo)到各個(gè)像素的微透鏡陣列以及包括規(guī)則排列的R、 G、 B濾光器的濾色器陣列。與由 CCD控制部分19提供的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘信號(hào)和水平轉(zhuǎn)移時(shí)鐘信號(hào)同步， CCD 18逐行地輸出存儲(chǔ)在各個(gè)像素中的電荷，作為串行模擬圖像信 號(hào)。由從CCD控制部分19提供的電子快門驅(qū)動(dòng)信號(hào)來確定每一像素 的電荷存儲(chǔ)時(shí)間，即曝光時(shí)間。由CCD控制部分19對(duì)CCD 18進(jìn)行增 益調(diào)節(jié)，以便獲取具有預(yù)定電平的模擬圖像信號(hào)。
從CCD 18輸出的模擬圖像信號(hào)被輸入到模擬信號(hào)處理部分20。 該模擬信號(hào)處理部分20包括相關(guān)雙取樣電路(CDS),用于從模擬信 號(hào)中除去噪聲；自動(dòng)增益控制器(AGC)，用于控制模擬信號(hào)的增益；以 及A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。以下，由模 擬信號(hào)處理部分20執(zhí)行的處理被稱為"模擬信號(hào)處理"。被轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)是CCD-RAW數(shù)據(jù)，其中每一像素均具有RGB密度值。
定時(shí)發(fā)生器21是用于產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)的發(fā)生器，該定時(shí)信號(hào)被輸入 到快門驅(qū)動(dòng)部分17、 CCD控制部分19和模擬信號(hào)處理部分20，從而 使釋放按鈕的操作、快門16的開/關(guān)、CCD 18的電荷采集、以及模 擬信號(hào)處理部分20的處理同步。
閃光控制部分23使得閃光燈24在拍攝時(shí)發(fā)光。
圖像輸入控制器25把從模擬信號(hào)處理部分20輸入的CCD-RAW 數(shù)據(jù)寫入到幀存儲(chǔ)器26中。
幀存儲(chǔ)器26是當(dāng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行稍后將被描述的各種類型的圖 像處理(信號(hào)處理)時(shí)所使用的工作存儲(chǔ)器，并且由例如與具有固定頻率 的總線時(shí)鐘信號(hào)同步地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送的SDRAM (同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器)構(gòu) 成。
顯示控制部分27用于使得液晶監(jiān)視器28顯示作為直通圖像 (through images)而存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器26中的圖像數(shù)據(jù)，或在重放模式 時(shí)顯示存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)35中的圖像數(shù)據(jù)。直通圖像是在成像模式被選 定時(shí)由CCD 18以預(yù)定的時(shí)間間隔連續(xù)地獲得的
AF處理部分30和AE/AWB處理部分31根據(jù)預(yù)圖像來確定成像 條件。預(yù)圖像是基于作為由CCD 18執(zhí)行預(yù)成像的結(jié)果而存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ) 器26中的圖像數(shù)據(jù)的圖像，該預(yù)圖像是由CPU 40已經(jīng)檢測出的在釋放按鈕被按下一半時(shí)產(chǎn)生的按下一半信號(hào)。
AF處理部分30根據(jù)預(yù)圖像來執(zhí)行AF處理。更具體地說，根據(jù)
從直通圖像檢測出的面部或眼睛的位置和大小，在預(yù)圖像上設(shè)置一個(gè) 聚焦框，并計(jì)算出聚焦信號(hào)，該聚焦信號(hào)是在從鄰近到無窮逐漸移動(dòng)
聚焦透鏡10a的同時(shí)，相對(duì)于該聚焦框所獲得的高頻信號(hào)的相加總和。 隨后，把給出聚焦信號(hào)的聚焦透鏡的步進(jìn)位置確定為聚焦位置。在設(shè) 置多個(gè)聚焦框的情況下，相對(duì)于每個(gè)聚焦框，可獲得最大聚焦信號(hào)值， 并且把給出該最大聚焦信號(hào)值的聚焦透鏡的步進(jìn)位置確定為每聚焦框 的聚焦位置。隨后，輸出用于移動(dòng)聚焦透鏡10a的聚焦驅(qū)動(dòng)量數(shù)據(jù)， 以便在聚焦位置上得到聚焦。以下，在本實(shí)施例中，把設(shè)置聚焦框之 后的處理稱為調(diào)焦。
AE/AWB處理部分31根據(jù)預(yù)圖像來測量被攝物亮度，確定ISO 敏感度、光圈值、快門速度等，并且把ISO敏感度數(shù)據(jù)、光圈值數(shù)據(jù)、 以及快門速度數(shù)據(jù)確定為曝光設(shè)定值(AE處理)，以及自動(dòng)調(diào)節(jié)拍攝時(shí) 的白平衡(AWB處理)。
圖像處理部分32對(duì)于最終圖像的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像質(zhì)量校正，例 如灰度校正、清晰度校正、色彩校正等。此外其執(zhí)行YC處理，其中把 CCD-RAW數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為亮度信號(hào)數(shù)據(jù)的Y數(shù)據(jù)和YC數(shù)據(jù)，YC數(shù)據(jù) 包括為藍(lán)色差信號(hào)的Cb數(shù)據(jù)和為紅色差信號(hào)的Cr數(shù)據(jù)。在此使用的 術(shù)語"最終圖像"是指基于圖像數(shù)據(jù)的圖像，該圖像數(shù)據(jù)是通過在釋放按 鈕被完全按下而執(zhí)行主拍攝時(shí)由CCD 18拾取，并經(jīng)模擬信號(hào)處理部分 20和圖像輸入控制器25而被存儲(chǔ)在該幀存儲(chǔ)器16中的圖像數(shù)據(jù)。
在圖像處理部分32執(zhí)行了圖像質(zhì)量校正和轉(zhuǎn)換之后，通過對(duì)圖像 數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮，壓縮/擴(kuò)展處理部分33產(chǎn)生例如JPEG格式的圖像文件。 包括輔助信息的標(biāo)簽被附加到該圖像文件，輔助信息包括基于例如Exif 格式等存儲(chǔ)的拍攝的日期和時(shí)間等。
介質(zhì)控制部分34獲得對(duì)記錄介質(zhì)35的訪問，以控制圖像文件的 讀/寫操作。內(nèi)部存儲(chǔ)器36存儲(chǔ)將被設(shè)置在數(shù)碼相機(jī)1中的各種常數(shù)、 將要由CPU 40執(zhí)行的程序等。
面部檢測部分37從一個(gè)直通圖像中檢測人物的面部。此外，其還按需從預(yù)圖像或最終圖像中檢測出人的面部。
眼睛檢測部分38從面部檢測部分37檢測出的面部來檢測眼睛。
估計(jì)值計(jì)算部分39計(jì)算出相對(duì)于景深的估計(jì)值。
隨后，將描述在AF處理時(shí)的面部檢測部分37、眼睛檢測部分38、 以及估計(jì)計(jì)算部分39的操作。
CPU 40響應(yīng)于來自包括操作系統(tǒng)2、 AF處理部分30等各種部分 的信號(hào)來控制數(shù)碼相機(jī)1的主體的每一部分。此外，CPU40控制面部 檢測部分37，以從直通圖像檢測出面部區(qū)域。而且，CPU40控制面部 檢測部分37、眼睛檢測部分38、估計(jì)計(jì)算部分39、以及AF處理部分 30，以執(zhí)行AF處理。
現(xiàn)將描述在第一實(shí)施例中執(zhí)行的控制過程。圖2是在第一實(shí)施例 中執(zhí)行的AF處理的流程圖。當(dāng)給數(shù)碼相機(jī)l供電時(shí)，并獲得直通圖像 時(shí)，由CPU 40開始該處理過程，并且面部檢測部分37從該直通圖像 檢測出面部(步驟ST1)。面部檢測結(jié)果包括被檢測出的面部的大小和位 置信息。在沒有檢測出面部的情況下，檢測結(jié)果將提供指示不存在面 部的信息。面部檢測部分37檢測包括在直通圖像內(nèi)的全部面部。
其中，作為在此使用的面部檢測方法是，在圖像上逐位移動(dòng)具有 確定尺寸的檢測框，以從在每一移動(dòng)位置的檢測框中的圖像來計(jì)算出 特征量，然后，計(jì)算出具有預(yù)定面部特征量的匹配水平，并且把其中 該匹配水平變?yōu)榇笥诨虻扔陂撝礣hO的檢測框的位置檢測為面部。在 這里，檢測框的尺寸變化可實(shí)現(xiàn)不同尺寸面部的檢測。
這可從圖3所示的直通圖像中檢測出由矩形檢測框包圍的面部區(qū) 域F1至F3。應(yīng)該注意的是，當(dāng)使用預(yù)圖像執(zhí)行調(diào)焦處理時(shí)，檢測框可 用作聚焦框。
應(yīng)該理解，面部檢測方法并不局限于此，而是可以使用任何面部 檢測方法，例如把被檢測出的具有膚色并圍繞面部輪廓形狀的圖像的 矩形區(qū)域作為面部的方法、把被檢測出的具有面部輪廓形狀的圖像的 區(qū)域作為面部的方法，或類似的方法等。
隨后，CPU40確定釋放按鈕是否被按下一半(步驟ST2)，如果步 驟ST2是否定的，則該過程返回步驟ST1。這將導(dǎo)致重復(fù)地從直通圖像中檢測面部。如果步驟ST2是肯定的，則確定是否檢測出面部(步驟
ST3)，并且如果步驟ST3是否定的，則AF處理部分30在視角的中心 設(shè)置聚焦框并且執(zhí)行調(diào)焦，以便使用通過釋放按鈕的按下一半獲得的 預(yù)圖像來對(duì)視角的中心進(jìn)行聚焦(步驟ST4)。如果步驟ST3是肯定的， 則確定是否檢測出了多個(gè)面部(步驟ST5)。
如果步驟ST5是肯定的，則選擇檢測出的面部之一用于調(diào)焦(步驟 ST6)。更具體地說，把具有最大尺寸或最接近圖像中心定位的面部選 擇作為用于調(diào)焦的面部。這將產(chǎn)生圖2所示的要被選擇的面部F2。作 為選擇，可以選擇在面部檢測時(shí)具有最高匹配水平的面部。接下來， AF處理部分30根據(jù)選擇的面部與視角的比例來計(jì)算出數(shù)碼相機(jī)1和 被選擇的面部之間的距離L(步驟ST7)。應(yīng)該注意的是，當(dāng)步驟ST5是 否定時(shí)，.該處理過程進(jìn)行到步驟ST7。
人面部的大小不會(huì)因人不同而變化很大，面部與視角比例基本上 以恒速隨著與從數(shù)碼相機(jī)1的距離變化，而不取決于個(gè)人。因此，根 據(jù)被檢測出的面部與整個(gè)圖像的比例，可以計(jì)算出到被攝物的距離L。 在數(shù)碼相機(jī)1被預(yù)置來先于面部檢測而執(zhí)行初步AF處理的情況下，可 以根據(jù)在那時(shí)計(jì)算出的透鏡移動(dòng)量數(shù)據(jù)來計(jì)算數(shù)碼相機(jī)1到被攝物的 距離L。
隨后，估計(jì)值計(jì)算部分39根據(jù)下面公式(l)計(jì)算出估計(jì)值，該估 計(jì)值表示在由面部檢測部分37檢測出的面部所在位置的景深(步驟 ST8)。
DOF = 5FL2/(f2 - 5FL) - SFL2/(f2 + SFL) (1)
其中，DOF是景深、F是光圈值、f是透鏡的焦距、5是可允許模 糊圈的半徑。其中光圈值、透鏡焦距和允許模糊圈的半徑對(duì)于數(shù)碼相 機(jī)1來說是唯一值，因此可將它們存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器36中并在計(jì)算估 計(jì)值時(shí)使用。
在這里，應(yīng)該注意，其中的景深DOF本身被用作表示景深的估計(jì) 值。但其并不局限于此，而是可以使用任何值，只要使用的值能夠表示景深DOF即可。隨后，AF處理部分30確定表示景深的估計(jì)值是否小于或等于預(yù) 定的閾值Thl(步驟ST9)。例如，閾值Thl可以是3cm。如果步驟ST9 是否定的，則AF處理部分30執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)在步驟ST5中選擇的 面部進(jìn)行聚焦(步驟STIO)。更具體地說，使用圖3所示的面部區(qū)域F2 作為聚焦框來執(zhí)行調(diào)焦。同時(shí)，如果步驟ST9是肯定的，則眼睛檢測部分38檢測包括在 步驟ST6中檢測出的面部中的眼睛(步驟STll)。更具體地說，在目標(biāo) 面部區(qū)域中的圖像上逐位移動(dòng)矩形眼圖案，以計(jì)算出在每一移動(dòng)位置 的匹配水平，并將其中匹配水平變?yōu)榇笥诨虻扔陬A(yù)定閾值Th2的眼圖 案位置的坐標(biāo)檢測為眼睛。這將導(dǎo)致在面部區(qū)域F2內(nèi)的眼區(qū)E1和E2 被檢測出，如圖4所示。隨后，AF處理部分30執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚 焦(步驟ST12)。更具體地說，使用在面部區(qū)域F2中的被檢測出的眼區(qū) E1和E2作為聚焦框來執(zhí)行調(diào)焦，如圖4所示。步驟ST4、步驟STIO、或步驟ST12之后，CPU40確定釋放按鈕 是否被完全按下(步驟ST13)。如果步驟ST13為否定的，則過程返回到 步驟ST1。而如果步驟ST13是肯定的，則執(zhí)行主拍攝(步驟ST14)，并 結(jié)束該過程。圖像處理部分32對(duì)由主拍攝獲得的CCD-RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 隨后，壓縮/擴(kuò)展處理部分33以JPEG壓縮格式等來對(duì)處理過的 CCD-RAW數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮，以產(chǎn)生圖像文件。由介質(zhì)控制部分34把產(chǎn) 生的圖像文件記錄在記錄介質(zhì)35上。在景深為淺的場合，如果不對(duì)眼睛聚焦，則圖像將給出模糊的效 果。相反，在景深為深的場合，即使不對(duì)眼睛聚焦而僅對(duì)面部聚焦， 圖像將不會(huì)給出模糊的效果。根據(jù)第一實(shí)施例，計(jì)算出表示在被檢測出的面部的位置的景深的估計(jì)值，并且根據(jù)該估計(jì)值有選擇地執(zhí)行下列操作執(zhí)行調(diào)焦以對(duì)被 檢測出的面部進(jìn)行聚焦，或眼睛檢測部分38進(jìn)一步執(zhí)行眼睛檢測以對(duì) 被檢測的眼睛進(jìn)行聚焦。因此，不同于在上述專利公開中描述的總是執(zhí)行面部檢測和眼睛檢測的方法，本發(fā)明的技術(shù)方案是僅當(dāng)景深為淺 時(shí)才執(zhí)行眼睛檢測和調(diào)焦以對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚焦。因此，在景 深為深的情況下，不執(zhí)行眼睛檢測，從而可以降低AF處理所需的處理 時(shí)間和功耗。接下來，將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖5是數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)造示 意框圖，該數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的調(diào)焦設(shè)備。在第 二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例完全相同的部件被給出相同的標(biāo)號(hào)，并將不在此另作詳細(xì)說明。根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)1A與根據(jù)第一實(shí)施 例的數(shù)碼相機(jī)1的不同在于面部檢測部分37還包括面部方向確定部分 45，其用于確定被檢測出的面部的方向?，F(xiàn)將描述在第二實(shí)施例中執(zhí)行的控制過程。圖6和圖7圖示了在 第二實(shí)施例中執(zhí)行的AF處理的流程圖。當(dāng)給數(shù)碼相機(jī)1A供電并獲得 直通圖像時(shí)，由CPU 40來開始處理過程，并且面部檢測部分37從該 直通圖像中檢測出面部(步驟ST21)。隨后，面部方向確定部分45通過面部檢測部分37確定被檢測出 的面部的方向(步驟ST22)。更具體地說，將圖8所示的朝左面部檢測 模板TL和朝右面部檢測模板TR與被檢測出的面部執(zhí)行模板匹配，并 且將對(duì)應(yīng)于具有較大匹配水平的模板的面部方向確定為被檢測出的面 部的方向。模板TL和TR分別根據(jù)朝左面部和朝右面部的特征量具有 信號(hào)值，這些信號(hào)值是預(yù)先通過大量的面部的學(xué)習(xí)過程而計(jì)算出來的， 并被存儲(chǔ)在內(nèi)存儲(chǔ)器36中。隨后，CPU40確定釋放按鈕是否被按下一半(步驟ST23)，如果步 驟ST23是否定的，則該過程返回步驟ST21。這將導(dǎo)致重復(fù)地從直通 圖像檢測面部。如果步驟ST23是肯定的，則確定是否檢測出面部(步 驟ST24),如果步驟ST24是否定的，則AF處理部分30執(zhí)行調(diào)焦，以 便對(duì)視角的中心進(jìn)行聚焦(步驟ST25)。如果步驟ST24是肯定的，則確 定是否檢測出了多個(gè)面部(步驟ST26)。如果步驟ST26是肯定的，則選擇被檢測出的面部之一用于調(diào)焦 (步驟ST27)。隨后，AF處理部分30根據(jù)被選擇的面部與該視角的比 例來計(jì)算出數(shù)碼相機(jī)1A和被選擇的面部之間的距離L(步驟ST28)。如果步驟ST26為否定的，則該過程進(jìn)行到步驟ST28。隨后，估計(jì)值計(jì)算部分39根據(jù)上述公式(l)計(jì)算出估計(jì)值，該估 計(jì)值表示在由面部檢測部分37檢測出的面部所在位置的景深(步驟 ST29)。隨后，AF處理部分30確定表示該景深的估計(jì)值是否小于或等于 預(yù)定的閾值Thl(步驟ST30)。如果步驟ST30是否定的，則AF處理部 分30執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)在步驟ST27中選擇的面部進(jìn)行聚焦(步驟 ST31)。同時(shí)，如果步驟ST30是肯定的，則眼睛檢測部分38檢測包括在 步驟ST27中檢測出的面部中的眼睛(步驟ST32)。隨后，AF處理部分 30確定面部的方向是否為左(步驟ST33)。如果步驟ST33是肯定的， 則執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)左眼進(jìn)行聚焦(步驟ST34)。同時(shí)，如果步驟ST33 是否定的，則執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)右眼進(jìn)行聚焦(步驟ST35)。步驟ST25、步驟ST31、步驟ST34或步驟ST35之后，CPU 40 確定釋放按鈕是否被完全按下(步驟ST36)。如果步驟ST36為否定的， 則該過程返回到步驟ST21。而如果步驟ST36是肯定的，則執(zhí)行主拍 凝(步驟ST37)，并結(jié)束該處理過程。以此方式，在第二實(shí)施例中，確定被檢測出的面部的方向，并根 據(jù)該面部方向來確定將被進(jìn)行聚焦的眼睛。這將使得更適當(dāng)?shù)难劬Ρ?進(jìn)行聚焦，尤其在面部稍微朝向側(cè)面并兩個(gè)眼睛都被檢測出的情況下， 從而能獲得不給出模糊效果的圖像。接下來，將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)碼相 機(jī)具有與根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)1A完全相同的結(jié)構(gòu)，僅是所執(zhí)行的控制過程不同，因此將不再詳細(xì)地說明該構(gòu)造?，F(xiàn)將描述在第三實(shí)施例中執(zhí)行的控制過程。圖9和圖10圖示了在 第三實(shí)施例中執(zhí)行的AF處理的流程圖。當(dāng)給數(shù)碼相機(jī)供電并獲得直通 圖像時(shí)，由CPU 40開始該處理過程，并且面部檢測部分37從該直通 圖像檢測出面部(步驟ST41)。隨后，面部方向確定部分45確定由面部檢測部分37檢測出的面 部的方向(步驟ST42)。隨后，CPU40確定釋放按鈕是否被按下一半(步驟ST43)，如果步驟ST23是否定的，則該過程返回步驟ST41 。這將導(dǎo) 致重復(fù)地從直通圖像中檢測面部。如果步驟ST43是肯定的，則確定是 否檢測出面部(步驟ST44)，如果步驟ST44是否定的，則AF處理部分 30執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)視角的中心進(jìn)行聚焦(步驟ST45)。如果步驟ST24 是肯定的，則確定是否檢測出了多個(gè)面部(步驟ST46)。如果步驟ST46是肯定的，則選擇被檢測出的面部之一用于調(diào)焦 (步驟ST47)。隨后，AF處理部分30根據(jù)被選擇的面部與該視角的比 例來計(jì)算出該數(shù)碼相機(jī)1和被選擇的面部之間的距離L(步驟ST48)。 如果步驟ST46為否定的，則該處理過程進(jìn)行到步驟ST48。隨后，估計(jì)值計(jì)算部分39根據(jù)上述公式(l)計(jì)算出估計(jì)值，該估 計(jì)值表示由面部檢測部分37檢測出的面部所在位置的景深(步驟 ST49)。隨后，該AF處理部分30確定表示景深的估計(jì)值是否小于或等于 預(yù)定的閾值Thl(步驟ST50)。如果步驟ST50是否定的，則AF處理部 分30執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)在步驟ST47中選擇的面部進(jìn)行聚焦(步驟 ST51)。同時(shí)，如果步驟ST50是肯定的，則眼睛檢測部分38將相對(duì)于在 步驟ST47中檢測出的面部而設(shè)置一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域用于執(zhí)行依賴面部 方向的眼睛檢觀IU步驟ST52)。圖11圖示了如何設(shè)置眼睛檢測區(qū)域。如 圖11所示，如果面部被確定為朝左，則在面部檢測框中的區(qū)域Al被 設(shè)置為眼睛檢測區(qū)域，而如果面部被確定為朝右，則在面部檢測框中 的區(qū)域A2被設(shè)置為眼睛檢測區(qū)域。隨后，在被確定的眼睛檢測區(qū)中執(zhí) 行眼睛檢測(步驟ST53)，并執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚 焦(步驟ST54)。步驟ST45、步驟ST51、或步驟ST54之后，CPU40確定釋放按 鈕是否被完全按下(步驟ST55)。如果步驟ST55為否定的，則該程序返 回到步驟ST41。而如果步驟ST55是肯定的，則執(zhí)行主拍攝(步驟ST56)， 并結(jié)束該處理過程。以此方式，在第三實(shí)施例中，確定被檢測出的面部的方向，并根 據(jù)被確定的面部方向來確定眼睛檢測區(qū)。這將實(shí)現(xiàn)更有效的眼睛檢測，尤其在面部稍微朝向側(cè)面的情況下，從而能進(jìn)一步降低用于調(diào)焦所需 的時(shí)間。在第一到第三實(shí)施例中，當(dāng)檢測出多個(gè)面部時(shí)，選擇這些面部之 一用于調(diào)焦。然而在諸如肖像拍攝之類的某些情況中，僅拍攝單個(gè)人 物。在此情況下，可以在不執(zhí)行關(guān)于是否檢測出多個(gè)面部的確定的情 況下，立即計(jì)算出距離L。至此，已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)。本發(fā)明的另一 實(shí)施例是一種程序，該程序使得計(jì)算機(jī)起到對(duì)應(yīng)于AF處理部分30、面部檢測部分37、眼睛檢測部分38、估計(jì)值計(jì)算部分39、以及面部方 向確定部分45的裝置的作用，從而使得該計(jì)算機(jī)能執(zhí)行在圖2、圖6、 圖7、圖9和圖10中圖示的那些處理過程。而且，本發(fā)明的另一實(shí)施 例是一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，在其上記錄有這種程序。
權(quán)利要求
1. 一種調(diào)焦設(shè)備，包括面部檢測裝置，其用于檢測包括在由拍攝獲得的圖像中的人物的面部；眼睛檢測裝置，其用于檢測包括在圖像中的人物的眼睛；估計(jì)值計(jì)算裝置，其用于計(jì)算出表示在被檢測出的面部的位置的景深的估計(jì)值；以及調(diào)焦裝置，用于基于所述估計(jì)值而有選擇地執(zhí)行下列操作(a)執(zhí)行調(diào)焦，以便至少對(duì)被檢測出的面部進(jìn)行聚焦，或(b)使得所述眼睛檢測裝置來檢測出該人物的眼睛，并且執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚焦。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的調(diào)焦設(shè)備，其中所述設(shè)備還包括面部方向確定裝置，其用于確定面部的方向；以及當(dāng)使得所述眼睛檢測裝置來檢測人物的眼睛時(shí)，所述調(diào)焦裝置 用于根據(jù)所述面部的方向來確定將被進(jìn)行聚焦的眼睛。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的調(diào)焦設(shè)備，其中所述設(shè)備還包括面部方向確定裝置，其用于確定面部的方向；以及當(dāng)檢測人物的眼睛時(shí)，所述眼睛檢測裝置設(shè)置用來檢測眼睛的 區(qū)域，并且檢測出在確定的區(qū)域中的眼睛。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)焦設(shè)備，其中所述估計(jì)值計(jì)算裝置 用于根據(jù)焦距、光圈值、與構(gòu)成拍攝裝置的透鏡的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的距 離、和面部大小中的至少一個(gè)的信息來計(jì)算出估計(jì)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)焦設(shè)備，其中，當(dāng)檢測出多個(gè)面部時(shí)，所述面部檢測裝置用于確定將被進(jìn)行聚焦的一個(gè)面部。
6. —種調(diào)焦方法，其包括以下步驟 檢測包括在由拍攝獲得的圖像中的人物的面部； 計(jì)算出表示在被檢測出的面部的位置的景深的估計(jì)值；以及 基于所述估計(jì)值而有選擇地執(zhí)行下列操作(a)執(zhí)行調(diào)焦，以便 至少對(duì)被檢測出的面部進(jìn)行聚焦，或(b)檢測出人物的眼睛，并且執(zhí)
全文摘要
一種聚焦調(diào)節(jié)裝置、方法和程序用于實(shí)現(xiàn)有效調(diào)焦，尤其當(dāng)拍攝人物時(shí)。面部檢測部分37檢測包括在由拍攝獲得的圖像中的人物的面部；估計(jì)值計(jì)算部分39計(jì)算出表示在被檢測出的面部的位置的景深的估計(jì)值；AF處理部分40根據(jù)該估計(jì)值而有選擇地執(zhí)行以下操作(a)執(zhí)行調(diào)焦，以便至少對(duì)被檢測出的面部進(jìn)行聚焦，或(b)使得眼睛檢測裝置38來檢測人物的眼睛并執(zhí)行調(diào)焦，以便對(duì)被檢測出的眼睛進(jìn)行聚焦。
文檔編號(hào)H04N5/232GK101304487SQ20081009617
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者井澤克俊 申請人:富士膠片株式會(huì)社