摄像装置及摄像装置的光量调节方法

专利名称：摄像装置及摄像装置的光量调节方法
技术领域：
本发明涉及安装了脸部检测功能的摄像装置。
背景技术：
在近来的摄像装置中，具有安装了脸部检测功能的摄像装置。在脸部检测功能中， 从以预定周期获得的整体图像数据提取被认作被摄体的脸部的区域的图像数据，并根据该 图像数据获得脸部的位置和大小的信息。此外，根据通过这些信息获得的脸部的亮度进行 曝光控制。由此，脸部的位置处于被摄体的何处这样的信息和脸部的大小为多大这样的信 息成为用于利用摄像装置进行适当的曝光的有效的信息(例如，参照专利文献1)。
但是，对于脸部的亮度，具有被称作白皮肤的反射率较高的皮肤、和称作(晒黑 等)黑皮肤的反射率较低的皮肤，该反射率的个人差异非常大。在反射率极端高的脸部和 反射率极端低的脸部的情况下，如上所述，当根据脸部的亮度决定曝光时，对被摄体的曝光 有可能过度或不足。 因此，考虑根据反射率的个人差异较小的被摄体的白眼珠的亮度来进行曝光控制 (例如，参照专利文献2)。专利文献1日本特开2007-188126号公报 [OOOS]专利文献2日本特开2008-139973号公报 但是，白眼珠的亮度根据照射到被摄体的光量而变化，因此与根据脸部的亮度进 行曝光控制的情况同样，对被摄体的曝光根据照射到被摄体的光量的变化而变得过度或不 足。

发明内容
本发明的目的在于提供一种在根据脸部检测处理的结果进行曝光的情况下，能够 与被摄体的脸部的反射率和照射到被摄体的光量无关地针对被摄体进行适当的曝光的摄 像装置。 为了解决上述问题，在本发明中采用了如下的结构。 S卩，本发明的摄像装置具有以下单元摄像单元，其用受光部接受通过摄影透镜入 射的光，并转换为电信号；光量调节单元，其对在所述受光部中接受的光量进行调节；转换 单元，其将通过所述摄像单元转换的电信号转换为图像数据；脸部检测单元，其根据通过所 述转换单元所转换的图像数据从所述被摄体中检测脸部；脸部亮度计算单元，其计算通过 所述脸部检测单元检测到的脸部的亮度值；白色部分亮度计算单元，其计算通过所述脸部 检测单元检测到的脸部中的白色部分的亮度值；比较单元，其对所述脸部的亮度值和所述 白色部分的亮度值进行比较；校正单元，其根据由所述比较单元计算出的表示亮度的差异 的值，对所述脸部的亮度值进行校正；以及控制信号输出单元，其输出与通过所述校正单元 所校正的所述脸部的亮度值对应的所述控制信号。 例如，所述校正单元使用函数，求取与表示所述亮度的差异的值对应的所述校正值，在所述函数中随着正值的表示所述亮度的差异的值变大，与表示该亮度的差异的值对 应的负值的校正值变大；随着负值的表示所述亮度的差异的值变大，与表示该亮度的差异 的值对应的正值的校正值变大；所述校正值在表示所述亮度的差异的值为0时变为0。并 且，将校正前的所述脸部的亮度值和所述校正值相加的结果设为校正后的所述脸部的亮度 值。此外，例如，所述控制信号输出单元在所述校正后的脸部的亮度值变大时，输出所述控 制信号以使入射到所述摄像单元的光量变少，在所述校正后的脸部的亮度值变小时，输出 所述控制信号以使入射到所述摄像单元的光量变多。 根据本发明，能够与被摄体的脸部的反射率和照射到被摄体的光量无关地，针对 被摄体用适当的曝光进行摄影。


图1是表示本发明的实施方式的摄像装置的图。 图2是表示脸部检测处理时的扫描动作的图。 图3A是表示小图像的一个例子的图。 图3B是表示小图像的一个例子的图。 图3C是表示小图像的一个例子的图。 图4是表示相似性彼此不同的各调查区域的图。 图5A是表示测光区域的一个例子的图。 图5B是表示针对图5A的各测光区域的测光结果的一个例子的图。 图6是用于说明本实施方式的摄像装置中的从"LV动作"到"摄影动作"的一系列
动作的流程图。 图7是表示显示在液晶监视器上的图像数据的一个例子的图。 图8是表示显示在液晶监视器上的图像数据的一个例子的图。 图9是用于说明STEP1-50或STEP1-130中的"LVAE"的流程图。 图10是表示提取眼睛部分的图像数据时的扫描动作的图。 图11是表示小图像的一个例子的图。 图12是表示眼睛部分的图像数据的一个例子的图。 图13A是表示眼睛亮度运算区域的一个例子的图。 图13B是表示小图像的一个例子的图。 图13C是表示示出了眼睛亮度运算区域号和Y值之间的关系的曲线图的一个例子 的图。 图14是表示眼睛亮度校正直线的一个例子的图。 图15A是表示眼睛亮度校正曲线的一个例子的图。 图15B是表示切换使用眼睛亮度校正曲线时的多个脸部亮度校正曲线的一个例 子的图。 符号说明 100 :主体单元；101 :主体控制用微型计算机；102 :图像处理IC ;103 :脸部检测 IC ;104 :SDRAM ;110 :摄像元件驱动IC ;111 :摄像元件；120 :快门；121 :快门驱动控制电 路；130 :通信连接器；131 :记录介质；140 :液晶监视器；150 :相机操作开关；160 :通信连
5接器；180 :闪光灯单元；181 :闪光发光部；182 :发光控制电路；183 :闪光灯控制用微型计 算机；185 :闪光灯用通信连接器；200 :镜头单元；202 :光圈驱动机构；203 :光圈；204 :透
镜驱动机构；210a :摄影透镜；210b :摄影透镜。
具体实施例方式以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。 图1是表示本发明的实施方式的摄像装置的图。此外，图1所示的摄像装置为单 反相机，但是也能够适用于小型相机。 图1所示的摄像装置构成为具有主体单元100、可更换的镜头单元200、闪光灯单 元180以及记录所拍摄的图像数据的记录介质131。此外，记录介质131是各种半导体存储 卡或外接的硬盘驱动器(HDD)等外部记录介质，记录介质131能够经由通信连接器130与 主体单元100进行通信，并且可更换地进行安装。 镜头单元200构成为具有摄影透镜210a、210b，光圈203，透镜驱动机构204，光圈 驱动机构202和镜头控制用微型计算机(以下称作Lii com)201。此外，镜头单元200经由 设置在主体单元100的前面的未图示的镜头支架而装卸自如，该镜头单元200在单反相机 中构成为能够更换。 摄像透镜210a、210b分别通过设置在透镜驱动机构204内的未图示的致动器(例 如，DC电动机)在光轴方向上被驱动。 光圈203通过设置在光圈驱动机构202内的未图示的步进电动机驱动。
L ii com 201对透镜驱动机构204和光圈驱动机构202等的驱动进行控制。
主体单元100构成为具有主体控制用微型计算机(以下，称作By com) 101、图像 处理IC 102、脸部检测IC 103、 SDRAM(SynchronousDynamic Random Access Memory :同步 动态随机存取存储器)104、摄像元件驱动IC 110、摄像元件111、焦面式快门120、快门驱动 控制电路121、通信连接器130、液晶监视器140、相机操作开关150以及通信连接器160。此 外，摄像元件111、摄像元件驱动IC 110、 SDRAM 104、液晶监视器140以及经由通信连接器 130的记录介质131连接到图像处理IC 102，该主体单元100实现了电子摄像功能和电子 记录显示功能。此外，将未图示的电源电压更换为各电路所需要的电压来进行供给。
经由镜头单元200内的摄影透镜210a、210b和光圈203入射的来自未图示的被摄 体的光束利用快门120成像在摄像元件111的受光部上。摄像元件111通过摄像元件驱动 IC IIO控制其动作，将所入射的光(被摄体像)光电转换为模拟电信号。该模拟电信号通 过摄像元件驱动IC IIO转换为用于由图像处理IC 102进行处理的数字电信号。该数字电 信号通过图像处理IC 102转换为图像数据。 图像处理IC 102与进行后述的脸部检测处理的脸部检测IC 103和Biicom 101连接。 B ii com 101具有用于计测连拍时的摄影间隔的计时器，并且具有进行摄像装置整 体的动作控制的控制单元、计数单元、模式设定单元、检测单元、判定单元和运算单元等的 功能。此夕卜，By com 101连接到通信连接器160、快门驱动控制电路121、液晶监视器140、 相机操作SW 150以及未图示的电源。此外，通过将镜头单元200安装到主体单元100上， Biicom 101和Liicom 201经由通信连接器160彼此可通信地进行电连接。此外，Liicom201根据来自By com 101的控制信号而进行动作，本实施方式的摄像装置作为单反相机的 数字相机而进行工作。 快门驱动控制电路121对快门120中的未图示的前帘和后帘的动作进行控制，并 且快门驱动控制电路121与By com 101之间进行快门的开闭动作的控制信号和前帘的移 动完成时的信号的收发。 液晶监视器140用于通过显示输出向用户(摄影者)通知本实施方式的摄像装置 的动作状态。 相机操作开关150由用户对本实施方式的摄像装置进行操作所需要的多个操作 单元构成，即用于指示摄影动作的执行的释放按钮，用于将摄影模式切换为连拍模式或通 常摄影模式等的模式变更开关，AELAFL按钮，以及用于切换电源的接通、断开的电源开关 等。并且，相机操作开关150由能够以两阶段的深度按压释放按钮的开关构成，该释放按钮 是开始进行静止图像摄影动作的操作按钮。相机操作开关150为如下的结构将释放按钮 的半按压状态(释放按钮被按压到深度中的一半左右时的状态，该深度为从没有按压释放 按钮时的释放按钮的高度到释放按钮被按压到最深时的释放按钮的高度为止的深度)称 作lst释放，将释放按钮的全按压状态(按压释放按钮到最深为止时的状态)称作2nd释 放，在lst释放中进行摄影准备，在2nd释放中进行摄影动作。所谓摄影准备，是指自动聚 焦动作(以下，称作AF)，和判断被摄体的亮度来决定自动曝光时的摄影透镜的光圈值与摄 像元件的曝光时间(快门秒时)及感光度的动作(以下，称作AE参数决定)。所谓摄影动 作是指摄影装置获得记录用的图像数据的动作，是通过摄影透镜将成像在摄像元件上的像 转换为图像数据并记录在记录介质中的动作。例如，也可以构成为能够选择设定模式1、 模式2和模式3中的任意一个；所述模式1在1st释放中确定利用AF的焦点状态(以下， 称作焦点)和利用AE参数决定的AE参数(上述光圈值、曝光时间和感光度等)；所述模式 2在lst释放中确定焦点，在2nd释放中确定AE参数；模式3在1st释放中什么都不确定， 在2nd释放中确定焦点和AE参数。由此，通过设定1st释放和2nd释放各自的功能，能够 与各种摄影状况的摄影对应。例如，在被摄体的状态变化、和照射到被摄体的光的变化都不 显著的情况下，通过设定为模式l，能够确认lst释放时显示在液晶监视器140上的焦点的 状态和AE参数的状态。并且，在2nd释放中进行摄影动作。 闪光灯单元180构成为具有闪光灯控制用微型计算机183、闪光发光部1S1、发光 控制电路182、未图示的电池以及闪光灯用通信连接器185，该闪光灯单元180经由闪光灯 用通信连接器185可通信地安装在主体单元100上。
接着，对本实施方式的摄像装置的"摄影动作"进行说明。 首先，通过来自B ii com 101的控制信号对图像处理IC 102的动作进行控制，来自 摄像元件驱动IC IIO的数字电信号输入到图像处理IC 102。 图像处理IC 102将数字电信号转换为图像数据并记录在临时记录用存储器即 SDRAM 104中。此外，SDRAM 104还用作图像处理IC 102的图像处理用的工作区域。
接着，快门驱动控制电路121在从Bii com 101接收到控制信号后，对快门120的 开闭动作进行控制。并且，在预定的定时，从Biicom 101经由闪光灯用通信连接器185向 闪光灯控制用微型计算机183和发光控制电路182输出用于使闪光灯发光的发光信号。此 时，从摄像元件lll输出的模拟电信号在转换为数字电信号后，转换为图像数据。
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然后，对该图像数据实施预定的图像处理，并且转换为JPEG数据并记录在记录介 质131中。 接着，对本实施方式的摄像装置的实时取景(以下，称作LV)动作进行说明。此外， 例如以每秒30张左右的比例连续进行曝光。 从摄像元件驱动IC 110依次输出的数字电信号通过图像处理IC 102转换为图像 数据并输出到液晶监视器140。由此，被摄体的运动图像显示到液晶监视器140上。将这种 显示动作称"LV动作"。 此外，也可以构成为在从"摄影动作"切换为"LV动作"的情况下，用户操作例如 相机操作开关150的LV按钮。 此外，在"LV动作"时，来自摄影透镜210a、210b的光束始终导向摄像元件111，因 此能够根据数字电信号使图像处理IC 102进行相对于被摄体的AF和AE参数决定。以下， 将"LV动作"时的AF称作"LVAF"，将"LV动作"时的AE参数决定称作"LVAE"。
接着，对本实施方式的摄像装置的脸部检测处理进行说明。 首先，"LV动作"时所获得的图像数据通过图像处理IC 102转换为脸部检测处理 所需要的图像数据并依次记录到SDRAM 104中。 接着，如图2所示，对于记录到SDRAM 104中的图像数据，通过脸部检测IC 103 在光栅扫描方向上扫描预定范围的调查区域，寻找图3A 图3C所示那样的与预先准备的 小图像相似性高的调查区域。例如，如图4所示，与人物的脸部图像数据重叠的调查区域A 的相似性为99%，与戴面具(mask)的人物的脸部图像数据重叠的调查区域B的相似性为 40%，与窗户框的图像数据重叠的调查区域(:的相似性为5%。 此夕卜，当具有与小图像的相似性较高的调查区域、例如上述调查区域A时，将表示 该调查区域的位置、大小以及相似性等的脸部检测数据发送到By com 101。
该脸部检测处理在"LV动作"中重复进行，根据发送到B ii com 101的脸部检测数 据进行"LVAF，，禾口 " LVAE ，，。 接着，对本实施方式的摄像装置中的基于脸部检测数据的"LVAF"进行说明。
首先，Bii com 101在与脸部检测数据的位置对应的图像数据中寻找对比度为最大 的位置。 接着，Bii com 101将控制信号发送到L ii com 102以使摄影透镜210a、210b该对
比度最大的位置上对焦。 此外，在没有脸部检测数据的情况下，针对预先决定的多个区域，寻找对比度为最 大的摄影透镜位置，在这些摄影透镜位置中，使摄影透镜位置与被摄体离透镜成像面(摄 像元件lll的受光面)的距离最近的被摄体对应。 接着，针对本实施方式的摄像装置中的基于脸部检测数据的"LVAE"进行说明。
首先，如图5所示，Bii com 101针对摄影后的图像数据设定5列7行的测光区域， 并针对各测光区域进行测光。图5B示出针对图5A的各测光区域的测光结果的一个例子。 在图5B中，用APEX(Additive Systemof Photographic Exposure :照相曙光量力口法系统) 值中的BV(BrightnessValue :亮度值)值表示测光结果。在图5B的例子中，与背景重叠的 测光区域的BV值为5，与人物的脸部重叠的测光区域的BV值为4。 S卩，与人物的脸部重叠 的测光区域比与背景重叠的测光区域暗一级(1EV， EV为E邓osure Value :曝光值)。
接着，Biicom 101根据与人物的脸部重叠的测光区域的BV值，或者，根据与人物 的脸部重叠的测光区域的BV值和与背景重叠的测光区域的BV值的加权平均进行曝光控 制。例如，Biicom 101根据BV+SV(摄像元件感光度)=AV(摄影透镜的光圈值)+TV(快 门速度)，进行以反射率18%灰色为基准的适当的曝光控制。 接着，针对本实施方式的摄像装置中的从"LV动作"到"摄影动作"的一系列的动 作进行说明。 图6是用于说明本实施方式的摄像装置中的从"LV动作"到"摄影动作"的一系列 的动作的流程图。此外，作为lst释放和2nd释放各自的功能，设定了上述模式1。
首先，当由用户操作相机操作开关150来开始"LV动作"时，Biicoml01将控制信号 发送到快门驱动控制电路121来打开快门120 (STEP 1-10)，将1st确定标志设定为O(STEP 1-20)。 接着，By com 101根据从相机操作开关150发送来的表示释放按钮的状态的信 号，判断是否是"lst释放"(STEP 1-30)。 在判断为不是"1st释放"的情况下(STEP 1-30为否)，B ii com 101进行 "LVAF"(STEP 1-40)禾P"LVAE" (STEP 1-50)。此外，此时，如果具有在后述的STEP 1-70中 进行的脸部检测处理的结果，则根据该结果即脸部检测数据来进行"LVAF"和"LVAE"。此 外，在使用了小型相机作为摄像装置的情况下，也可以省略STEP 1-40。
接着，Bii com 101根据STEP 1-40和STEP 1-50的结果，对光圈203和快门120 进行控制并对入射到摄像元件111的光的量进行控制，在SDRAM 104中记录在图像处理IC 102中取得的图像数据(STEP 1-60)。 接着，Bii com 101通过脸部检测IC 103针对记录在SDRAM 104中的图像数据进 行脸部检测处理(STEP 1-70)。 接着，By com 101将反映出脸部检测处理的结果的图像数据显示到液晶监视器 140上(STEP 1-80)。例如，在液晶监视器140上显示图7所示那样的图像数据。图7所示 的图像数据是拍摄了处于房间中的人物的图像数据，房间的墙壁、书架和窗户等为背景。此 外，在图7的例子中，显示了基于在STEP 1-70的脸部检测处理中所取得的脸部检测数据的 大小和位置的框A。 接着，Biicom 101将1st确定标志设定为0 (STEP 1-90)，判断是否是"2nd释放且 1st确定标志为1" (STEP 1-100)。此外，根据从相机操作开关150发送来的表示释放按钮 的状态的信号判断是否为2nd释放。 在判断为不是"2nd释放且1st确定标志为1"的情况下(STEP l-100为否)， Biicom 101返回STEP 1-30。通过该循环动作，在STEP 1-30中，重复进行STEP 1-40 STEP 1-90直到判断为是"lst释放"为止。即，在"LV动作"中，反复进行AF、AE参数决定 以及脸部检测处理。 在判断为是"lst释放"(STEP 1-30为是)的情况下，Biicom lOl判断是否为"lst 确定标志为0" (STEP 1-110)。 在判断为"lst确定标志为0"的情况下(STEP 1-110为是)，Bii comlOl进行 LVAF(STEP 1-120)和LVAE(STEP 1-130)，并将1st确定标志设定为1 (STEP 1-140)。在 变为1st释放之后立即根据在STEP 1-70中进行的脸部检测处理的结果进行STEP 1-120和STEP 1-130，之后根据在STEP 1-150中进行的脸部检测处理的结果进行STEP 1-120和 STEP 1-130。 另一方面，在判断为不是"lst确定标志为0"的情况下(STEP l-110为否)， Biicom 101不进行STEP H20、STEP 1-130和STEP 1-140，而进入到STEP 1-150。即，在 变为"1st释放"时，通过STEP 1-120的"LVAF"确定焦点，并且通过STEP 1-130的"LVAE" 确定AE参数，不变更该焦点和AE参数直到解除"1st释放"为止。 接着，Biicom 101根据STEP 1-120和STEP 1-130的结果，对光圈203和快门120 进行控制并对入射到摄像元件111的光的量进行控制，在SDRAM 104中记录在图像处理IC 102中取得的图像数据(STEP 1-150)。此外，在STEP 1-110中判断为否后的STEP 1-150 中，根据在STEP 1-110中判断为否之前进行的STEP 1-120和STEP 1-130的结果，控制光 接着，Biicom 101将记录在SDRAM 104中的图像数据显示到液晶监视器140上 (STEP 1-160)，并进入到STEP 1-100。此时，例如，在液晶监视器140上显示图8所示那样 的图像数据。图8所示的框B内的区域是在STEP 1-120的"LVAF"中进行了对焦的区域。
接着，在判断为是"2nd释放且lst确定标志为l"的情况下(STEPl-lOO为是)， Biicom IOI关闭快门120并将前帘和后帘设为移动准备待机状态(STEP 1-170)。
接着，Biicom 101根据在STEP 1-130中获得的BV值，求取用于使适当的光量的 光束入射到摄像元件111的光圈值和快门120的打开状态时间(STEP 1-180)，并且进行摄 像元件111的感光度设定(STEP 1-190)。 接着，Bii com 101将快门120打开在STEP 1-180中求取的打开状态时间(STEP 1-200)，并进行主曝光(STEP 1-210)。 接着，Bii com 101针对在STEP 1-210中获得图像数据在图像处理IC 102中进行 图像处理(STEP 1-220)。并且，将该图像数据记录到记录介质131中(STEP 1-230)。
接着，对本实施方式的摄像装置中的"LVAE "进行说明。 图9是用于说明图5所示的STEP 1_50或STEP1-130中的"LVAE"的流程图。
首先，如上所述，Bii com 101按照每个测光区域分割摄影后的图像数据，针对各测 光区域进行测光，获得各测光区域的各个测光值(STEP 3-10)。 接着，By com 101对整个被摄范围的平均亮度值进行计算(STEP 3-20)。将该平 均亮度值设为在STEP 3-10中获得的各测光区域的合计除以在STEP 3-10中分割摄影后 的图像数据时的分割数量所得的值。 接着，Biicom 101判读当前是否检测到了被摄体的脸部(STEP 3-30)。即，Biicom 101对是否具有在图6的STEP 1-70中进行的检测脸部的脸部检测处理的结果进行判断。
在判断为未检测到被摄体的脸部的情况下(STEP 3-30为否)，By com 101结束 "LVAE"。此时，Biicom 101将例如在STEP 3-20中所计算出的平均亮度值设为STEP 1-50 或STEP 1-130中的"LVAE"的结果即最终测光值。 另一方面，在判断为检测到了被摄体的脸部的情况下(STEP 3-30为是)，By com 101获得被摄体的脸部的测光值(STEP 3-50)。将该被摄体的脸部的测光值设为与在图6的 STEP 1-70中获得的脸部检测数据所表示的被摄体的脸部的位置和大小对应的各测光区域 的测光值的平均值，以下称作脸部亮度BV。在图5A和图5B的例子中，计算(4X6)/6 = 4，
104为被摄体的脸部的测光值。 接着，By com 101从被摄体的脸部的图像数据提取眼睛部分的图像数据(STEP 3-60)。例如，如图lO所示，Biicom 101在光栅扫描方向上扫描预定范围的调查区域，寻找 图ll所示那样的与预先准备的小图像相似性较高的调查区域。此外，如图12所示，Biicom 101将与相似性较高的调查区域对应的调查区域D和调查区域E提取为眼睛部分的图像数 据。 接着，Biicom 101从眼睛部分的图像数据提取白眼珠部分的图像数据(STEP 3-70)。例如，首先，如图13A所示，Bii com 101针对在STEP3-60中所提取的眼睛部分的调 查区域D设定纵横比为80X的白眼珠亮度运算区域，在横向上将白眼珠亮度运算区域分割 为8部分。接着，Biicoml01针对白眼珠亮度运算区域在光栅扫描方向上扫描预定范围的调 查区域，寻找图13B所示那样的与预先准备的小图像相似性较高的调查区域。接着，Bii com 101提取相似性较高的调查区域作为瞳孔部分的图像数据。并且，Biicom 101将与所提取 的瞳孔部分的图像数据对应的分割区域以外的各分割区域设为白眼珠部分的图像数据。
接着，Biicom 101对白眼珠部分的Y值进行计算(STEP 3-80)。例如，Biicom 101 分别通过Y值=系数AX R (Red) +系数B X G (Green) +系数CX B (Blue)来计算白眼珠部分的 各分割区域的Y值。此外，针对白眼珠部分的亮度运算区域的各分割区域，从左方开始依次 分配眼睛部分的亮度运算区域号，使各分割区域各自的Y值和眼睛亮度运算区域号对应的 曲线图为例如图13所示那样的曲线图。此外，在STEP 3-60中，在提取出了多个眼睛部分 的图像数据的情况下，分别计算与各眼睛对应的Y值，将这些Y值的平均值设为STEP 3-80 的计算结果。 接着，By com 101对白眼珠部分的亮度值(以下，称作白眼珠亮度BV)进行计算 (STEP 3-90)。例如，Biicom 101求取白眼珠部分的各分割区域的Y值的平均值(以下， 称作白眼珠Y值平均)，通过白眼珠亮度BV = Log2 (白眼珠Y值平均/目标值)+AV (光圈 203的光圈值)+TV(快门120的快门速度)-SV(摄像元件111的感光度)来计算白眼珠亮 度BV。此外，上述目标值是指能够针对反射率18%灰色时的被摄体获得适当的曝光时的Y 值。 接着，B com 101从脸部亮度BV减去白眼珠亮度BV，计算皮肤反射率判定用亮度 差(STEP 3-100)。该皮肤反射率判定用亮度差为正值时表示被摄体的脸部反射率较高，被 摄体的脸部的反射率越高则该皮肤反射率判定用亮度差的值越大。此外，皮肤反射率判定 用亮度差为负值时表示被摄体的脸部反射率较低，被摄体的脸部的反射率越低则皮肤反射 率判定用亮度差的值越大。 接着，B com 101使用预定的函数，求取与皮肤反射率判定用亮度差对应的脸部 亮度校正值，通过对校正后的脸部亮度BV =校正前的脸部亮度BV+脸部亮度校正值进行计 算来校正脸部亮度BV，通过对最终测光值二 y X校正后的脸部亮度BV+(1-y) X平均亮 度值进行计算来求取最终测光值(STEP 3-110)。此外，在以被摄体的脸部的图像数据相对 于背景的图像数据变大的方式进行肖像摄影等摄影时，也可以增大上述y (例如，将y从 "0.6"设为"0. 7")。 例如，如图14所示，Bii com 101使用表示皮肤反射率判定用亮度差和脸部亮度校 正值为l : 1的关系的脸部亮度校正直线来作为上述预定函数，求取与皮肤反射率判定用
11亮度差对应的脸部亮度校正值。此外，图14的横轴表示皮肤反射率判定用亮度差(EV)，纵 轴表示脸部亮度校正值(EV)。此外，在图14所示的脸部亮度校正直线中，将皮肤反射率判 定用亮度差的下限设为_3￡￥，将上限设为+3EV。此外，将根据上述函数求取的脸部亮度校 正值设定为使校正后的脸部亮度BV成为反射率18%灰色时的脸部亮度BV。
由此，作为被摄体的脸部的反射率为18%灰色时的测光值而求取最终测光值。这 样，能够与被摄体的脸部的反射率无关地用适当的曝光进行摄影。因此，能够使针对脸部的 反射率较低的被摄体的曝光不会过度，并且能够使针对脸部的反射率较高的被摄体的曝光 不会不足。 由此，在本实施方式的摄像装置中，在根据脸部检测处理的结果进行"LVAE"时，能 够针对脸部的反射率较低的被摄体用适当的曝光进行摄影，并且不会使摄影后的图像数据 的被摄体的脸部变白。此外，还能够针对脸部的反射率较高的被摄体用适当的曝光进行摄 影，并且不会使摄影后的图像数据的被摄体的脸部变黑。 此外，在本实施方式的摄像装置中，在根据脸部检测处理的结果进行"LVAE"时，根 据从脸部亮度BV减去了白眼珠亮度BV后的皮肤反射率判定用亮度差，决定能够进行适当 曝光的脸部亮度校正值。因此，能够根据消除了照射到被摄体的光量的影响后的脸部亮度 BV进行曝光，并能够对被摄体进行适当的曝光。 此外，在上述实施方式中构成为，在求取与皮肤反射率判定用亮度差对应的脸部 亮度校正值时，使用脸部亮度校正直线作为预定的函数。但是，不限于此，也可以使用例如 图15A所示那样的脸部亮度校正曲线来作为预定函数。图15A所示的脸部亮度校正曲线考 虑了如下情况在用数字相机获得的图像数据中曝光过度比曝光不足更容易失败；以及被 摄体的白眼珠的反射率和被摄体的脸部的反射率的差。此时，负值的皮肤反射率判定用亮 度差变大时的正值的脸部亮度校正值的变化量比正值的皮肤反射率判定用亮度差变大时 的负值的脸部亮度校正值的变化量大。例如，按照如下设定脸部亮度校正曲线针对脸部的 反射率为35%的被摄体，能够求取大约+1级的脸部亮度校正值，针对脸部的反射率为5% 的被摄体，能够求取大约_2级的脸部亮度校正值。 此外，上述实施方式是使用一个脸部亮度校正直线(或一个脸部亮度校正曲线) 的结构。作为其他的例子，也可以在Biicom 101中预先存储彼此不同的多个脸部亮度校正 直线(或如图15B所示，彼此不同的多个脸部亮度校正曲线)，根据在STEP 3-20中计算的 平均亮度值、在STEP3-50中计算的脸部亮度BV、或在STEP 3_10中取得的各测光值中的与 被摄体的脸部对应的测光值以外的背景的测光值，从多个脸部亮度校正直线(或多个脸部 亮度校正曲线)中切换待使用的脸部亮度校正直线(或脸部亮度校正曲线)。在如此构成 的情况下，考虑在Biicom 101中预先存储平均亮度值、脸部亮度BV、或背景的测光值与脸 部亮度校正直线(或脸部亮度校正曲线)相对应的图。例如，Biicom 101切换为脸部亮度 校正值的变化量随着平均亮度值、脸部亮度BV、或背景的测光值变大而变大那样的脸部亮 度校正直线(脸部亮度校正曲线)。通过这样构成，在照射到某些被摄体的光量变多从而被 摄体的脸部的对比度变大时，能够用更大值的脸部亮度校正值来校正脸部亮度BV。由此，能 够进行更适当的曝光。 此外，上述实施方式是通过基于从摄像元件111输出的模拟电信号的图像数据来 求取脸部亮度BV和白眼珠亮度BV的结构。作为其他的例子，也可以构成为，摄像装置还具有入射与入射到摄像元件111的光大致相同的光的测光用摄像元件，根据从该测光用摄像 元件输出的模拟电信号求取脸部亮度BV和白眼珠亮度BV。此外，使用了测光用摄像元件的 脸部亮度BV和白眼珠亮度BV的求取方法也可以与上述的求取方法相同。此外，测光用摄 像元件用于测光，因此像素数也可以比摄像元件111少。 此外，上述实施方式是根据从脸部亮度BV减去了白眼珠亮度BV后的皮肤反射率 判定用亮度差来求取脸部亮度校正值的结构。作为其他的例子也可以构成为，根据从脸部 亮度BV减去了被摄体的脸部的白色部分(牙齿等)的亮度值后的皮肤反射率判定用亮度 差来求取脸部亮度校正值。
权利要求
一种摄像装置，其具有对成为摄影对象的被摄体的亮度进行测定的测光功能，其特征在于，该摄像装置具有摄像单元，其用受光部接受经由摄影透镜入射的光，并转换为电信号；光量调节单元，其调节由所述受光部接受的光量；转换单元，其将通过所述摄像单元所转换的电信号转换为图像数据；脸部检测单元，其根据通过所述转换单元所转换的图像数据，从所述被摄体中检测脸部；脸部亮度计算单元，其对通过所述脸部检测单元检测到的脸部的亮度值进行计算；白色部分亮度计算单元，其对通过所述脸部检测单元检测到的脸部中的白色部分的亮度值进行计算；比较单元，其对所述脸部的亮度值和所述白色部分的亮度值进行比较；校正单元，其根据由所述比较单元计算出的表示亮度的差异的值，对所述脸部的亮度值进行校正；以及控制信号输出单元，其输出与通过所述校正单元所校正的所述脸部的亮度值对应的控制信号。
2. 根据权利要求l所述的摄像装置，其特征在于，所述校正单元使用函数求取与表示所述亮度的差异的值对应的所述校正值，并且将校 正前的所述脸部的亮度值和所求取的所述校正值相加的结果校正为校正后的所述脸部的 亮度值，其中，在所述函数中随着表示所述亮度的差异的值向正侧变大，与表示所述亮度 的差异的值对应的校正值向负侧变大；随着表示所述亮度的差异的值向负侧变大，与表示 所述亮度的差异的值对应的所述校正值向正侧变大；并且，所述校正值在表示所述亮度的 差异的值为0时变为0，所述控制信号输出单元在所述校正后的脸部的亮度值变大时，输出所述控制信号以使 所述受光部接受的光量变少，在所述校正后的脸部的亮度值变小时，输出所述控制信号以 使所述受光部接受的光量变多。
3. 根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，在所述函数中，表示所述亮度的差异的值向负侧变大时的校正值的变化量大于表示所 述亮度的差异的值向正侧变大时的校正值的变化量。
4. 根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述校正单元与表示所述亮度的差异的值在正侧包含在3EV的范围内、且表示所述亮 度的差异的值在负侧包含在3EV的范围内的范围对应地求取所述校正值。
5. 根据权利要求l所述的摄像装置，其特征在于，所述校正单元从预先存储的多个函数中选择基于通过所述脸部亮度计算单元计算出 的脸部的亮度值的函数，并使用所选择的该函数。
6. 根据权利要求l所述的摄像装置，其特征在于，所述摄像装置还具有测光用摄像单元，该测光用摄像单元接受经由所述摄影透镜入射 的光并转换为电信号，所述白色部分亮度计算单元根据通过所述测光用摄像单元所转换的电信号，对通过所 述脸部检测单元检测到的脸部的白色部分的亮度值进行计算。
7. —种摄像装置的光量调节方法，所述摄像装置具有摄像单元，该摄像单元根据通过 摄影透镜入射的光量转换为电信号；以及转换单元，其将转换的所述电信号转换为图像数 据，该摄像装置的光量调节方法的特征在于，从所述图像数据中检测脸部，分别计算检测到的所述脸部的亮度值和检测到的脸部中的所述白色部分的亮度值，对所述脸部的亮度值和所述白色部分的亮度值进行比较，根据所述比较的结果求取表示所述脸部和白色部分的亮度的差异的值，根据表示所求取的所述亮度的差异的值对所述脸部的亮度值进行校正，根据所述校正后的脸部的亮度值对入射到所述摄像单元的光量进行调节。
全文摘要
一种在根据脸部检测处理结果曝光时能与被摄体脸部的反射率和照射到被摄体的光量无关地进行适当曝光的摄像装置。摄像装置具有摄像单元，用受光部接受通过摄影透镜入射的光并转换为电信号；光量调节单元，调节受光部接受的光量；转换单元，将摄像单元转换的电信号转换为图像数据；脸部检测单元，根据转换单元转换的图像数据从被摄体中检测脸部；脸部亮度计算单元，计算所检测的脸部的亮度值；白色部分亮度计算单元，计算所检测的脸部中白色部分的亮度值；比较单元，比较脸部的亮度值和白色部分的亮度值；校正单元，根据比较单元计算的表示亮度之差的值校正脸部的亮度值；控制信号输出单元，输出与校正单元校正的脸部的亮度值对应的控制信号。
文档编号H04N5/235GK101742124SQ200910225100
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月26日 优先权日2008年11月26日
发明者工藤泰则 申请人:奥林巴斯映像株式会社