ビデオカメラ
【目的】 オ−トホワイトバランス調整やオ−トフォ−カス調整等の自動機能の性能向上と、特定被写体とその背景と画質制御による映像表現等のための機能の実現とを図かる。
【構成】 撮像素子１の出力信号を信号処理回路２で処理してテレビジョン信号に変換し、外部に出力するとともに、被写体抽出回路３に供給し、特定被写体を表わす特定被写体信号を抽出する。この特定被写体信号をもとに制御回路４が信号処理回路２や電子シャッターの駆動回路５やアイリス６を制御する。これにより、特定被写体部分とその他の部分とが個別に処理され、照度等の条件にかかわらず、ポ−トレ−ト効果や特定被写体の色補正等の機能が簡単に得られると、また、特定被写体に応じた理想的な画質制御ができ、ビデオカメラの自動機能の性能が向上する。
【構成】 撮像素子１の出力信号を信号処理回路２で処理してテレビジョン信号に変換し、外部に出力するとともに、被写体抽出回路３に供給し、特定被写体を表わす特定被写体信号を抽出する。この特定被写体信号をもとに制御回路４が信号処理回路２や電子シャッターの駆動回路５やアイリス６を制御する。これにより、特定被写体部分とその他の部分とが個別に処理され、照度等の条件にかかわらず、ポ−トレ−ト効果や特定被写体の色補正等の機能が簡単に得られると、また、特定被写体に応じた理想的な画質制御ができ、ビデオカメラの自動機能の性能が向上する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特殊撮影機能やオ−トホワイトバランス、自動露光制御等の自動機能を備えたビデオカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラやＶＴＲと一体化されたビデオム−ビ−の急速な普及に伴なってユ−ザ層も多様化し、ビデオソフト作品作りが個人でも行われるようになった。このため、自由な映像表現を行なうための各種の機能も求められるようになってきた。このような機能の例として、テレビジョン学会報告Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１６（１９９０）第１頁〜第６頁に記載されるように、可変電子シャッタを用いたプロフェッショナルＡＥシステムがある。このシステムでは、一眼レフカメラのように被写界深度を選べるので、被写体だけに焦点を合わせて背景をぼかしてポ−トレ−ト的な効果を出したり、深度を深くして近くの被写体から遠くの被写体まで焦点を合わせる等のことが実現できる。
【０００３】一方、一般のユ−ザ層にとっては、操作が簡単で、かつ美しい画像が撮れるような使い勝手の良いビデオカメラが求められるようになった。このため、テレビジョン学会報告Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１６（１９９０）第１３頁〜第１８頁やテレビジョン学会報会年次大会講演予稿集（１９９０）第２１頁〜第２３頁等に記載されるように、オ−トホワイトバランス、オ−トフォ−カスといった各種の自動機能がビデオカメラに搭載されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プロフェッショナルＡＥでは、実現できる機能が背景をぼかす等に限られており、例えば色に関する処理は不可能であった。また、絞り値やシャッタ速度を選択する自由度は被写体周辺の照度に大きく依存し、低照度では、充分に機能を発揮できないという問題があった。
【０００５】また、上記のホワイトバランス等の自動機能については、ある程度の性能が得られているものの、ベテランのユ−ザ−が撮影している被写体や周囲の条件に応じてマニュアルで調整する場合と同程度の性能が得られるようにすることは難しかった。このようなレベルまで自動機能の性能を向上させるためには、人間が撮影を行なうときのように、カメラ自体がある程度被写体が何であるかを理解する必要があるが、従来、カメラにはそのような機能は備わっていない。
【０００６】本発明の第１の目的は、かかる問題を解消し、被写体の背景をぼかすポ−トレ−トや被写体を美しく見せるために被写体の色を補正する等のような映像表現等のための新機能を、照度等の条件にかかわりなく、実現可能としたビデオカメラを提供することにある。
【０００７】本発明の第２の目的は、オ−トホワイトバランス、オ−トフォ−カス等の自動機能の性能向上を図ったビデオカメラを提供することにある。
【０００８】本発明の第３の目的は、被写体が何であるかをある程度理解できるようにしたインテリジェントなビデオカメラを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、本発明は、撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号に変換するに際し、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体部分を抽出する抽出手段と、該信号処理回路（２）での該特定の被写体部分とその他の部分の信号処理パラメ−タを該抽出手段の抽出出力に応じて個別に制御する制御手段とを設ける。
【００１０】上記第２、第３の目的を達成するために、本発明は、撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号に変換するに際し、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体部分を抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出した該特定の被写体部分から被写体を認識する認識手段と、該認識手段の認識結果に基づいて該信号処理回路を制御する制御手段とを設ける。
【００１１】上記第３の目的を達成するために、本発明は、撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号に変換するに際し、該信号処理回路を制御する制御手段と、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体部分を抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出した該特定の被写体部分から被写体を認識する認識手段と、該認識手段の認識結果を出力する出力手段とを設ける。
【００１２】
【作用】信号処理回路から出力される映像信号は抽出手段に供給され、この映像信号から人物等の特定の被写体を表わす信号（以下、特定被写体信号という）が検出される。制御手段は信号処理回路における映像信号の周波数特性や増幅度、色相等のパラメ−タを制御するが、抽出手段の出力に応じて、映像信号での該特定の被写体部分とそれ以外の部分とで異なる周波数特性や増幅度、色相等を与えるように信号処理回路の処理パラメ−タを制御する。これにより、被写体を浮き上がらせるポ−トレ−ト効果や背景の色に影響を与えずに人物の肌色を補正する等の機能を実現できる。
【００１３】また、認識手段は、抽出手段が抽出した特定被写体信号により、この特定の被写体が何であるかを認識し、この認識結果に応じて制御手段は信号処理回路の処理パラメ−タを制御する。これにより、認識された被写体の画質がそれにとって最適なものとなる。
【００１４】さらに、上記出力手段により、認識手段の認識結果を所望の表示手段に供給することができ、これにより、抽出手段が抽出した特定被写体信号による特定の被写体が何であるかを映像や文字、音声等で表示することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明する。図１は本発明によるビデオカメラの一実施例を示す構成図であって、１は撮像素子、２は信号処理回路、３は被写体抽出回路、４は制御回路、５は駆動回路、６はアイリス、７はレンズである。
【００１６】同図において、レンズ７及びアイリス６を通過した光が撮像素子１で光電変換され、これによって撮像素子１から電気信号が出力される。この電気信号は信号処理回路２に供給され、ガンマ処理等の処理が施こされて映像信号が得られる。この映像信号は外部に出力されるとともに、被写体抽出回路３に供給される。この被写体抽出回路３は予め決められた目的の被写体（特定被写体）を抽出するためのものであつて、供給される映像信号からこの特定被写体を表わす部分（特定被写体信号）を抽出し、制御回路４に供給する。
【００１７】この制御回路４は、この特定被写体信号に応じて、信号処理回路２での映像信号の利得や黒レベル、周波数特性、色相等を制御するとともに、駆動回路５とアイリス６を制御するように動作する。かかる制御により、画面上で目的とする被写体以外の部分をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体を強調する機能、同じく目的とする特定被写体の色を変換する機能、同じく目的とする特定被写体の信号レベルを変化させる機能等が、照度等の条件にかかわりなく、得られるし、また、画面上での目的とする特定被写体でホワイトバランスを補正することによりオートホワイトバランス機能の性能が向上し、さらに、目的とする特定被写体に応じて駆動回路５が電子シャッタを制御し、アイリス６が絞りを制御することにより、最適な被写界深度が自動的に設定される。
【００１８】図２は図１における信号処理回路２と制御回路４の一具異例を示すブロック図であって、８は分離回路、９は色信号処理回路、１０は垂直アパーチャ補正回路、１１は水平アパーチャ補正回路、１２は増幅器、１３はエンコーダ回路、１４、１５は加算器、１６はマイコンであり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１９】図２において、信号処理回路２は分離回路８、色信号処理回路９、垂直アパーチャ補正回路１０、水平アパーチャ補正回路１１、増幅器１２及びエンコーダ回路１３からなり、制御回路４は加算器１４、加算器１５及びマイコン１６からなつている。
【００２０】信号処理回路２においては、撮像素子１の出力信号が分離回路８供給されて輝度信号ＹとＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号、Ｂ（青）信号とに分離される。輝度信号Ｙは垂直アパーチャ補正回路１０、水平アパーチャ補正回路１１及び制御回路４の加算器１４に供給され。垂直アパーチャ補正回路１０では、供給された輝度信号Ｙから垂直アパーチャ補正信号が形成され、加算器１４に供給される。また、水平アパーチャ補正回路１１では、供給された輝度信号Ｙから水平アパーチャ補正信号が形成され、加算器１５に供給される。加算器１４では、マイコン１６により、輝度信号Ｙと水平アパーチャ補正信号との加算比が制御され、加算器１５では、同じくマイコン１６により、加算器１４の出力輝度信号Ｙと垂直アパーチャ補正信号との加算比が制御される。このようにして、加算器１５から水平、垂直アパーチャ補正された輝度信号Ｙが出力され、増幅器１２で増幅された後、エンコーダ回路１３に供給される。また、分離回路８から出力されるＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号、Ｂ（青）信号は色信号処理回路９に供給され、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが形成されてエンコーダ回路１３に供給される。エンコーダ回路１３はこれら輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとからカラー映像信号を形成し、外部に出力する。
【００２１】一方、増幅器１２で増幅された輝度信号Ｙと色信号処理回路９から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとは、また、被写体抽出回路３に供給される。この被写体抽出回路３では、輝度信号Ｙのレベルや色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのレベル比等からこれら輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙでの特定被写体を表わす特定被写体信号を抽出し、制御回路４のマイコン１６に送る。このマイコン１６は、この特定被写体信号に応じて、加算器１４、１５夫々の加算比を制御する。
【００２２】このように、特定被写体に応じて部分的に輝度信号Ｙのアパーチャ補正量を変化させることができるので、画面上の目的とする特定被写体以外の部分をぼかす機能や目的とする特定被写体をぼかす機能等を、照度等の条件にかかわりなく、実現できることになる。
【００２３】図３は本発明によるビデオカメラの他の実施例を示す構成図であって、１７〜１９は可変利得増幅器であり、図２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、信号処理回路２は分離回路８、色信号処理回路９及びエンコーダ回路１３からなり、制御回路４はマイコン１６及び可変利得増幅器１７〜１９からなっている。分離回路８から出力される輝度信号Ｙは、可変利得増幅器１７で利得制御された後、エンコーダ回路１３に供給され、色信号処理回路９から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは夫々、可変利得増幅器１８、１９で利得制御された後、エンコーダ回路１３に供給される。
【００２４】一方、分離回路８から出力される輝度信号Ｙと色信号処理回路９から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとは被写体抽出回路３に供給され、図２に示した実施例と同様にして、特定被写体信号が抽出される。この特定被写体信号は制御回路４のマイコン１６に供給され、マイコン１６は、この特定被写体信号に応じて、可変利得増幅器１７〜１９の利得を制御する。
【００２５】これにより、輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの信号量が特定被写体信号に応じて制御され、画面上の目的とする特定被写体の色を変換する機能、同じく目的とする特定被写体の信号レベルを変える機能、同じく目的とする特定被写体以外の部分の信号レベルを変える機能、同じく目的とする特定被写体を強調する機能等を、照度等の条件にかかわりなく、実現できることになる。
【００２６】図４は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、２０は黒レベル設定回路であり、図３に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、信号処理回路２は図３における信号処理回路２と同様の構成をなしているが、制御回路４は図３の制御回路４での可変利得増幅器１７の代りに黒レベル設定回路２０が用いられている。そして、分離回路８から出力される輝度信号Ｙは、この黒レベル設定回路２０で、マイコン１６により、被写体抽出回路３からの特定被写体信号に応じて黒レベルが制御された後、エンコーダ回路１３に供給される。これ以外の構成、動作は図３に示した実施例と同様である。
【００２７】これにより、輝度信号Ｙの黒レベルと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの信号量が特定被写体信号に応じて制御され、図３に示した実施例で得られる効果に加え、さらに、画面上の目的とする特定被写体を白くフェードする機能を、照度等の条件にかかわりなく、実現できることになる。
【００２８】図５は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、２１、２２は遅延回路、２３は帯域分離回路、２４〜３０は乗算器、３１〜３３は加算器であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２９】同図において、信号処理回路２は分離回路８、色信号処理回路９、エンコーダ回路１３及び遅延回路２１、２２からなり、制御回路４はマイコン１６、帯域分離回路２３、乗算器２４〜３０及び加算器３１〜３３からなっている。
【００３０】分離回路８から出力される輝度信号Ｙは制御回路４の帯域分離回路２３に供給され、色信号処理回路９から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは夫々遅延回路２１、２２で遅延されて制御回路４の乗算器２８、３０に供給される。帯域分離回路２３では輝度信号Ｙが低周波輝度信号ＹＬと高周波輝度信号ＹＨとに分離され、夫々乗算器２４、２５に供給される。乗算器２４ではマイコン１６から出力される係数（１−φｙ）が低周波輝度信号ＹＬに乗じられ、乗算器２５ではマイコン１６から出力される係数φｈが高周波輝度信号ＹＨに乗じられる。また、マイコン１６から係数φｙと信号Ｙｓｅｔが出力され、これらが乗算器２６で乗じられる。これら乗算器２４、２５、２６の出力信号は加算器３１で加算され、エンコーダ回路１３に供給される。
【００３１】一方、乗算器２８ではマイコン１６から出力される係数（１−φｒ−ｙ）が色差信号Ｒ−Ｙに乗じられ、乗算器３０ではマイコン１６から出力される係数（１−φｂ−ｙ）が色差信号Ｂ−Ｙに乗じられる。また、マイコン１６から係数φｒ−ｙと信号Ｒ−Ｙｓｅｔが出力されてこれらが乗算器２７で乗じられ、さらに、マイコン１６から係数φｂ−ｙと信号Ｂ−Ｙｓｅｔが出力されてこれらが乗算器２９で乗じられる。乗算器２７、２８の出力信号は加算器３２で加算され、乗算器２９、３０の出力信号は加算器３３で加算されて、夫々エンコーダ回路１３に供給される。
【００３２】このように、低周波輝度信号ＹＬと高周波輝度信号ＹＨとは夫々係数（１−φｙ）、φｈによって信号量が変化し、また、色差信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｂ−Ｙとは夫々係数（１−φｒ−ｙ）、（１−φｂ−ｙ）によって信号量が変化する。マイコン１６は、被写体抽出回路３からの特定被写体信号に応じて、これら係数（１−φｙ）、φｈ、（１−φｒ−ｙ）、（１−φｂ−ｙ）を制御する。従って、これら低周波輝度信号ＹＬ、高周波輝度信号ＹＨ、色差信号Ｒ−Ｙ及び色差信号Ｂ−Ｙの信号量が特定被写体信号に応じて変化することになる。さらに、加算器３１では乗算器２４〜２６の出力信号が加算されるから、低周波輝度信号ＹＬ、高周波輝度信号ＹＨ及び信号Ｙｓｅｔの加算比が特定被写体信号に応じて制御されることになるし、また、加算器３２では乗算器２７、２８の出力信号が加算され、加算器３３では乗算器２９、３０の出力信号が加算されるから、色差信号Ｒ−Ｙと信号Ｒ−Ｙｓｅｔとの加算比、色差信号Ｂ−Ｙと信号Ｂ−Ｙｓｅｔとの加算比が夫々特定被写体信号に応じて制御されることになる。
【００３３】従って、この実施例によると、特定被写体信号に応じて低周波輝度信号ＹＬと高周波輝度信号ＹＨとの加算比を変化させることによって目的とする特定被写体とそれ以外の部分で周波数特性を異ならせることができ、低周波輝度信号ＹＬ、高周波輝度信号ＹＨ及び信号Ｙｓｅｔの加算比を変化させることによって目的とする特定被写体とそれ以外の部分で信号量を異ならせることができるし、色差信号Ｒ−Ｙと信号Ｒ−Ｙｓｅｔとの加算比、色差信号Ｂ−Ｙと信号Ｂ−Ｙｓｅｔとの加算比を夫々変化させることによって目的とする特定被写体とそれ以外の部分での色を異ならせることもできる。この結果、画面上の目的とする特定被写体以外の部分をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体を強調する機能、同じく目的とする特定被写体の色を変えたり、特定被写体以外の部分と色を異ならせたりする機能、同じく目的とする特定被写体の信号レベルを変化させる機能、同じく目的とする特定被写体を白くフェードする機能等を、照度等の条件にかかわりなく、実現できることになる。
【００３４】図６は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、３４はモータであり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、被写体抽出回路３は信号処理回路２からの映像信号から人物等の特定被写体を表わす特定被写体信号を抽出し、その高周波成分を用いて合焦具合いに応じた焦点電圧をフィ−ルド毎に算出する。制御回路４はこの算出された焦点電圧に応じてモータ３４を制御し、この焦点電圧が大きくなる方向にレンズ７を移動させて、焦点電圧が最大となる位置にレンズ７を停止させる。
【００３５】このようにして、この実施例では、抽出した特定被写体部分のみから映像信号の高周波成分を検出して特定被写体への合焦制御が行なわれるので、オ−トフォ−カスの合焦精度がより向上することになる。
【００３６】また、この実施例において、レンズ７をズームレンズとし、モ−タ３４がこのズ−ムレンズを駆動するようにしてもよい。但し、抽出回路３では、人物の顔等の特定被写体が検出され、その位置、大きさ等の情報を制御回路４に供給するようにする。制御回路では、その特定被写体の大きさがほぼ一定になるように、ズ−ム倍率を制御する。これによると、抽出した特定被写体情報により、撮影中にこの特定被写体が近づいたり、遠ざかったりしても、自動的に特定被写体の画面上での大きさほぼ一定になるように制御できるので、安定した撮影ができることになる。
【００３７】図７は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、３５は被写体認識回路であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、抽出回路３は信号処理回路２から供給される輝度信号と色信号から特定被写体の特徴抽出を行なう。抽出する特徴としては、画面上の位置のほか、輝度信号のレベルや色信号から抽出する色相、飽和度、動きベクトル等がある。また、これらの特徴から特定被写体の形状等の特徴も算出する。被写体認識回路３５はこれらの特徴を用いて特定被写体が何であるかを認識する。認識の対象となる特定被写体は、ビデオカメラの被写体として最も一般的な人物のほか、例えば、空、木等がある。被写体認識回路３５で得られるこれら特定被写体や色温度、照度等の条件に応じて、制御回路４はホワイトバランス調整、電子シャッタ、アイリス、ズ−ム倍率等を制御する。
【００３８】抽出回路３は入力画像から特徴ベクトルを検出して被写体認識回路３５に転送する。認識手段３５は、例えば、マイクロコンピュ−タによって構成されており、入力された特徴ベクトルを解析して特定被写体を判定する。画像から抽出された特徴ベクトルを用いて物体を認識する手法に関しては、例えば人工知能ハンドブック、オ−ム社、１９９０年、第３１２頁〜第４００頁等、多くのアルゴリズムが提案されており、それら用いて認識を行なえばよい。
【００３９】この実施例での特定被写体の認識結果に基づくホワイトバランス調整について説明すると、制御回路４は、抽出された被写体に応じた最適の処理を行なうように、信号処理回路２を制御する。ここでは、制御回路４は図３に示す構成をなしており、被写体認識回路３５で例えば特定被写体として人物が認識された場合、肌色が青ざめないように色信号ゲインを設定してホワイトバランス補正を行なう。また、夕暮れのシ−ンでは、ホワイトバランス補正を弱めに設定する。このように特定被写体やシ−ンに応じたホワイトバランス調整のデ−タ、つまりアンプゲインは、被写体抽出回路３の出力に基づいてマイコン１６（図３）から供給される。
【００４０】図８は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、３６は出力回路であり、図７に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、信号処理回路２から出力される映像信号は被写体抽出手段３に供給されるとともに、出力回路３６に供給される。被写体認識回路３５は抽出手段３で抽出された特定被写体の大きさ、形状、位置、動き、色等からこの特定被写体が何であるのかを認識し、その認識結果を出力回路３６に供給する。出力回路３６はこの認識結果を言葉や音声、文字、映像、符号等の形式の信号で信号処理回路２からの映像信号に重畳し、外部に出力する。勿論、出力回路３６は認識結果だけを同様の信号形式として外部に出力するようにすることも可能である。また、外部に出力されたかかる認識結果は、映像信号と共にあるいは単独で記録媒体に記録することも可能であるし、記録された認識結果を記録媒体の編集などを行なうときに検索機能として用いることもできる。
【００４１】図９は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、図８に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、制御回路４は、被写体抽出回路３の抽出結果ばかりでなく、被写体認識回路３５の認識結果にも応じて、信号処理回路２や被写体抽出手段３、被写体認識回路３５、出力回路３６を制御する。すなわち、制御回路４は、被写体抽出回路３の抽出結果と被写体認識回路３５の認識結果とから、抽出した特定被写体が何であるかを認識することにより、それが目的とする特定被写体であるかを判断し、これによって被写体抽出手段３の抽出条件を再設定することが可能となる。従って、目的とする特定被写体の抽出精度を高めることができる。
【００４２】また、この実施例では、目的とする特定被写体が何であるかを認識し、画面上でこの特定被写体以外の部分をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体部分をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体以外の部分とこの特定被写体部分とを夫々任意の強さでぼかす機能、同じく目的とする特定被写体を強調する機能、同じく目的とする特定被写体の色を変化させる機能などを、認識した結果に応じて、制御回路４で自動選択することができし、抽出結果の出力も自動設定することが可能となる。
【００４３】次に、以上説明した各実施例における被写体抽出回路３の一具体例を、図１０及び図１１により、説明する。但し、３ａは白補正回路、３ｂは軸変換回路、３ｃは切替回路、３ｄは乗算器、３ｅは比較手段、３ｆはアンドゲートであり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４４】図１０において、被写体抽出回路３は、白補正回路３ａ、軸変換回路３ｂ、切替回路３ｃ、乗算器３ｄ、比較手段３ｅ及びアンドゲート３ｆから構成されている。信号処理回路２（例えば図２）から供給される輝度信号Ｙは比較手段３ｅに供給され、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは白補正回路３ａに供給される。白補正回路３ａでは、制御回路４のマイコン１６からの白ずれ量で制御されることによって色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを補正し、どの色信号にも最適な白補正を施す。白補正回路３ａから出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは軸変換回路３ｂでマイコン１６からの軸変換量に応じて軸変換される。ここで、白補正回路３ａから出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを夫々Ｃｒ、Ｃｂとし、軸変換回路３ｂから出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを夫々Ｃｘ、Ｃｙとすると、これらＣｘ、Ｃｙは次式で表わされる。
Ｃｘ（θ）＝Ｃｒ・ｓｉｎ（θ）＋Ｃｂ・ｃｏｓ（θ）………（１）
Ｃｙ（θ）＝Ｃｒ・ｃｏｓ（θ）−Ｃｂ・ｓｉｎ（θ）………（２）
かかる式でのθがマイコン１６からの軸変換量に応じて変化する。
【００４５】軸変換回路３ｂから出力される色差信号Ｃｘ、Ｃｙは比較手段３ｅに供給され、色差信号Ｃｘ、Ｃｙと輝度信号Ｙとがマイコン１６からの比較条件と比較される。かかる比較条件は輝度信号Ｙに対してＹ１、色差信号Ｃｘ、Ｃｙに対してＣ１と、あるいは輝度信号Ｙに対してＹ２、色差信号Ｃｘ、Ｃｙに対してＣ２というように特定被写体に応じて自動的に設定することができるし、また、外部から任意に設定することもできる。比較手段３ｅからは輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｘ、Ｃｙが夫々比較条件を満足するとき信号を出力するが、これら出力信号がアンドゲート３ｆに供給されることにより、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｘ、Ｃｙが同時に夫々の比較条件を満足する期間を表わす信号が得られ、これが目的とする特定被写体信号となる。
【００４６】また、軸変換回路３ｂから出力される色差信号Ｃｘ、Ｃｙは切替回路３ｃにも供給される。この切替回路３ｃは目的とする特定被写体が有彩色か無彩色かに応じて被写体抽出回路３での抽出条件を切り替えるものであり、マイコン１６によって制御されて、特定被写体が有彩色であるときには、軸変換回路３ｂから出力される色差信号Ｃｘ、Ｃｙを選択し、特定被写体が無彩色であるときには、一定量１の信号を選択する。切替回路３ｃの出力信号は乗算器３ｄに供給され、マイコン１６によって制御される乗数ｔａｎΔが乗ぜられる。この乗数ｔａｎΔにより、特定被写体が有彩色の場合には、図１１での斜線で示す扇形の部分が抽出領域となり、特定被写体が無彩色の場合には、図１１での中心付近の小さな領域が抽出領域となる。この扇形部分での色相（色合い）の抽出範囲を表わす角度Δと色飽和度（色の濃さ）の抽出範囲が乗算器３ｄでの乗数ｔａｎΔと比較手段３ｅ以上により、有彩色、無彩色両方の特定被写体の抽出に対応できる。
【００４７】図１２は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、３ａは処理・加工用抽出回路、３ｂは認識用抽出回路、３５ａは認識回路、３５ｂは符号化回路であり、図９に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４８】同図において、被写体抽出回路３は特定被写体信号を制御回路４で処理可能に処理・加工する処理・加工用抽出回路３ａと特定被写体信号を被写体認識回路３５で処理可能に処理する認識用抽出回路３ｂとからなり、被写体認識回路３５は被写体を認識する認識回路３５ａと認識した結果を符号化する符号化回路３５ｂとからなる。被写体抽出回路３では処理・加工用抽出回路３ａの出力信号が制御回路４に供給され、認識用抽出回路３ｂの出力信号が被写体認識回路３５に供給される。この実施例も図９に示した実施例と同等の効果が得られる。
【００４９】また、図１３に示す実施例は、図９、図１２に示した実施例において、出力回路３６を被写体認識回路３５からの認識結果を出力する認識結果出力回路３６ａと、認識結果出力回路３６ａからの認識結果と信号処理回路２からの映像信号とを加算する加算器３６ｂとで構成し、認識結果出力回路３６ａからの認識結果も制御回路４に供給するようにしたものである。この実施例も図９、図１２に示した実施例と同等の効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、特定被写体を抽出し、該特定被写体とその他の部分との画質制御を個別に行えるので、照度等の条件にかかわらず、該特定被写体の背景をぼかすポ−トレ−トの他、特定被写体の色を補正する等特定被写体を美しく見せるため等の種々の画質調整機能を簡単に実現することができる。
【００５１】また、該特定被写体を認識し、特定被写体や撮影するシ−ンに応じて理想的な画質制御ができるので、オ−トホワイトバランス調整やオ−トフォ−カス調整等の自動機能の性能を向上させることができ、インテリジェントなビデオカメラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるビデオカメラの一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１における信号処理回路と制御回路の一具体例を示すブロック図である。
【図３】本発明によるビデオカメラの他の実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図５】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図７】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図８】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図９】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図１０】被写体抽出回路の一具体例を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した被写体抽出回路の抽出動作を示す図である。
【図１２】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図１３】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 撮像素子
２ 信号処理回路
３ 抽出回路
４ 制御回路
５ 駆動回路
６ アイリス
７ レンズ
８ 分離回路
９ 色信号処理回路
１３ エンコーダ
１４、１５ 乗算器
１６ マイコン
１７〜１９ 可変利得増幅器
２０ 黒レベル設定回路
２１、２２ 遅延回路
２３ 帯域分離回路
２４〜３０ 乗算器
３１〜３３ 加算器
３４ モータ
３５ 被写体認識回路
３６ 出力回路
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特殊撮影機能やオ−トホワイトバランス、自動露光制御等の自動機能を備えたビデオカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラやＶＴＲと一体化されたビデオム−ビ−の急速な普及に伴なってユ−ザ層も多様化し、ビデオソフト作品作りが個人でも行われるようになった。このため、自由な映像表現を行なうための各種の機能も求められるようになってきた。このような機能の例として、テレビジョン学会報告Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１６（１９９０）第１頁〜第６頁に記載されるように、可変電子シャッタを用いたプロフェッショナルＡＥシステムがある。このシステムでは、一眼レフカメラのように被写界深度を選べるので、被写体だけに焦点を合わせて背景をぼかしてポ−トレ−ト的な効果を出したり、深度を深くして近くの被写体から遠くの被写体まで焦点を合わせる等のことが実現できる。
【０００３】一方、一般のユ−ザ層にとっては、操作が簡単で、かつ美しい画像が撮れるような使い勝手の良いビデオカメラが求められるようになった。このため、テレビジョン学会報告Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１６（１９９０）第１３頁〜第１８頁やテレビジョン学会報会年次大会講演予稿集（１９９０）第２１頁〜第２３頁等に記載されるように、オ−トホワイトバランス、オ−トフォ−カスといった各種の自動機能がビデオカメラに搭載されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プロフェッショナルＡＥでは、実現できる機能が背景をぼかす等に限られており、例えば色に関する処理は不可能であった。また、絞り値やシャッタ速度を選択する自由度は被写体周辺の照度に大きく依存し、低照度では、充分に機能を発揮できないという問題があった。
【０００５】また、上記のホワイトバランス等の自動機能については、ある程度の性能が得られているものの、ベテランのユ−ザ−が撮影している被写体や周囲の条件に応じてマニュアルで調整する場合と同程度の性能が得られるようにすることは難しかった。このようなレベルまで自動機能の性能を向上させるためには、人間が撮影を行なうときのように、カメラ自体がある程度被写体が何であるかを理解する必要があるが、従来、カメラにはそのような機能は備わっていない。
【０００６】本発明の第１の目的は、かかる問題を解消し、被写体の背景をぼかすポ−トレ−トや被写体を美しく見せるために被写体の色を補正する等のような映像表現等のための新機能を、照度等の条件にかかわりなく、実現可能としたビデオカメラを提供することにある。
【０００７】本発明の第２の目的は、オ−トホワイトバランス、オ−トフォ−カス等の自動機能の性能向上を図ったビデオカメラを提供することにある。
【０００８】本発明の第３の目的は、被写体が何であるかをある程度理解できるようにしたインテリジェントなビデオカメラを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、本発明は、撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号に変換するに際し、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体部分を抽出する抽出手段と、該信号処理回路（２）での該特定の被写体部分とその他の部分の信号処理パラメ−タを該抽出手段の抽出出力に応じて個別に制御する制御手段とを設ける。
【００１０】上記第２、第３の目的を達成するために、本発明は、撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号に変換するに際し、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体部分を抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出した該特定の被写体部分から被写体を認識する認識手段と、該認識手段の認識結果に基づいて該信号処理回路を制御する制御手段とを設ける。
【００１１】上記第３の目的を達成するために、本発明は、撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号に変換するに際し、該信号処理回路を制御する制御手段と、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体部分を抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出した該特定の被写体部分から被写体を認識する認識手段と、該認識手段の認識結果を出力する出力手段とを設ける。
【００１２】
【作用】信号処理回路から出力される映像信号は抽出手段に供給され、この映像信号から人物等の特定の被写体を表わす信号（以下、特定被写体信号という）が検出される。制御手段は信号処理回路における映像信号の周波数特性や増幅度、色相等のパラメ−タを制御するが、抽出手段の出力に応じて、映像信号での該特定の被写体部分とそれ以外の部分とで異なる周波数特性や増幅度、色相等を与えるように信号処理回路の処理パラメ−タを制御する。これにより、被写体を浮き上がらせるポ−トレ−ト効果や背景の色に影響を与えずに人物の肌色を補正する等の機能を実現できる。
【００１３】また、認識手段は、抽出手段が抽出した特定被写体信号により、この特定の被写体が何であるかを認識し、この認識結果に応じて制御手段は信号処理回路の処理パラメ−タを制御する。これにより、認識された被写体の画質がそれにとって最適なものとなる。
【００１４】さらに、上記出力手段により、認識手段の認識結果を所望の表示手段に供給することができ、これにより、抽出手段が抽出した特定被写体信号による特定の被写体が何であるかを映像や文字、音声等で表示することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明する。図１は本発明によるビデオカメラの一実施例を示す構成図であって、１は撮像素子、２は信号処理回路、３は被写体抽出回路、４は制御回路、５は駆動回路、６はアイリス、７はレンズである。
【００１６】同図において、レンズ７及びアイリス６を通過した光が撮像素子１で光電変換され、これによって撮像素子１から電気信号が出力される。この電気信号は信号処理回路２に供給され、ガンマ処理等の処理が施こされて映像信号が得られる。この映像信号は外部に出力されるとともに、被写体抽出回路３に供給される。この被写体抽出回路３は予め決められた目的の被写体（特定被写体）を抽出するためのものであつて、供給される映像信号からこの特定被写体を表わす部分（特定被写体信号）を抽出し、制御回路４に供給する。
【００１７】この制御回路４は、この特定被写体信号に応じて、信号処理回路２での映像信号の利得や黒レベル、周波数特性、色相等を制御するとともに、駆動回路５とアイリス６を制御するように動作する。かかる制御により、画面上で目的とする被写体以外の部分をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体を強調する機能、同じく目的とする特定被写体の色を変換する機能、同じく目的とする特定被写体の信号レベルを変化させる機能等が、照度等の条件にかかわりなく、得られるし、また、画面上での目的とする特定被写体でホワイトバランスを補正することによりオートホワイトバランス機能の性能が向上し、さらに、目的とする特定被写体に応じて駆動回路５が電子シャッタを制御し、アイリス６が絞りを制御することにより、最適な被写界深度が自動的に設定される。
【００１８】図２は図１における信号処理回路２と制御回路４の一具異例を示すブロック図であって、８は分離回路、９は色信号処理回路、１０は垂直アパーチャ補正回路、１１は水平アパーチャ補正回路、１２は増幅器、１３はエンコーダ回路、１４、１５は加算器、１６はマイコンであり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１９】図２において、信号処理回路２は分離回路８、色信号処理回路９、垂直アパーチャ補正回路１０、水平アパーチャ補正回路１１、増幅器１２及びエンコーダ回路１３からなり、制御回路４は加算器１４、加算器１５及びマイコン１６からなつている。
【００２０】信号処理回路２においては、撮像素子１の出力信号が分離回路８供給されて輝度信号ＹとＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号、Ｂ（青）信号とに分離される。輝度信号Ｙは垂直アパーチャ補正回路１０、水平アパーチャ補正回路１１及び制御回路４の加算器１４に供給され。垂直アパーチャ補正回路１０では、供給された輝度信号Ｙから垂直アパーチャ補正信号が形成され、加算器１４に供給される。また、水平アパーチャ補正回路１１では、供給された輝度信号Ｙから水平アパーチャ補正信号が形成され、加算器１５に供給される。加算器１４では、マイコン１６により、輝度信号Ｙと水平アパーチャ補正信号との加算比が制御され、加算器１５では、同じくマイコン１６により、加算器１４の出力輝度信号Ｙと垂直アパーチャ補正信号との加算比が制御される。このようにして、加算器１５から水平、垂直アパーチャ補正された輝度信号Ｙが出力され、増幅器１２で増幅された後、エンコーダ回路１３に供給される。また、分離回路８から出力されるＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号、Ｂ（青）信号は色信号処理回路９に供給され、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが形成されてエンコーダ回路１３に供給される。エンコーダ回路１３はこれら輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとからカラー映像信号を形成し、外部に出力する。
【００２１】一方、増幅器１２で増幅された輝度信号Ｙと色信号処理回路９から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとは、また、被写体抽出回路３に供給される。この被写体抽出回路３では、輝度信号Ｙのレベルや色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのレベル比等からこれら輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙでの特定被写体を表わす特定被写体信号を抽出し、制御回路４のマイコン１６に送る。このマイコン１６は、この特定被写体信号に応じて、加算器１４、１５夫々の加算比を制御する。
【００２２】このように、特定被写体に応じて部分的に輝度信号Ｙのアパーチャ補正量を変化させることができるので、画面上の目的とする特定被写体以外の部分をぼかす機能や目的とする特定被写体をぼかす機能等を、照度等の条件にかかわりなく、実現できることになる。
【００２３】図３は本発明によるビデオカメラの他の実施例を示す構成図であって、１７〜１９は可変利得増幅器であり、図２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、信号処理回路２は分離回路８、色信号処理回路９及びエンコーダ回路１３からなり、制御回路４はマイコン１６及び可変利得増幅器１７〜１９からなっている。分離回路８から出力される輝度信号Ｙは、可変利得増幅器１７で利得制御された後、エンコーダ回路１３に供給され、色信号処理回路９から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは夫々、可変利得増幅器１８、１９で利得制御された後、エンコーダ回路１３に供給される。
【００２４】一方、分離回路８から出力される輝度信号Ｙと色信号処理回路９から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとは被写体抽出回路３に供給され、図２に示した実施例と同様にして、特定被写体信号が抽出される。この特定被写体信号は制御回路４のマイコン１６に供給され、マイコン１６は、この特定被写体信号に応じて、可変利得増幅器１７〜１９の利得を制御する。
【００２５】これにより、輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの信号量が特定被写体信号に応じて制御され、画面上の目的とする特定被写体の色を変換する機能、同じく目的とする特定被写体の信号レベルを変える機能、同じく目的とする特定被写体以外の部分の信号レベルを変える機能、同じく目的とする特定被写体を強調する機能等を、照度等の条件にかかわりなく、実現できることになる。
【００２６】図４は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、２０は黒レベル設定回路であり、図３に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、信号処理回路２は図３における信号処理回路２と同様の構成をなしているが、制御回路４は図３の制御回路４での可変利得増幅器１７の代りに黒レベル設定回路２０が用いられている。そして、分離回路８から出力される輝度信号Ｙは、この黒レベル設定回路２０で、マイコン１６により、被写体抽出回路３からの特定被写体信号に応じて黒レベルが制御された後、エンコーダ回路１３に供給される。これ以外の構成、動作は図３に示した実施例と同様である。
【００２７】これにより、輝度信号Ｙの黒レベルと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの信号量が特定被写体信号に応じて制御され、図３に示した実施例で得られる効果に加え、さらに、画面上の目的とする特定被写体を白くフェードする機能を、照度等の条件にかかわりなく、実現できることになる。
【００２８】図５は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、２１、２２は遅延回路、２３は帯域分離回路、２４〜３０は乗算器、３１〜３３は加算器であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２９】同図において、信号処理回路２は分離回路８、色信号処理回路９、エンコーダ回路１３及び遅延回路２１、２２からなり、制御回路４はマイコン１６、帯域分離回路２３、乗算器２４〜３０及び加算器３１〜３３からなっている。
【００３０】分離回路８から出力される輝度信号Ｙは制御回路４の帯域分離回路２３に供給され、色信号処理回路９から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは夫々遅延回路２１、２２で遅延されて制御回路４の乗算器２８、３０に供給される。帯域分離回路２３では輝度信号Ｙが低周波輝度信号ＹＬと高周波輝度信号ＹＨとに分離され、夫々乗算器２４、２５に供給される。乗算器２４ではマイコン１６から出力される係数（１−φｙ）が低周波輝度信号ＹＬに乗じられ、乗算器２５ではマイコン１６から出力される係数φｈが高周波輝度信号ＹＨに乗じられる。また、マイコン１６から係数φｙと信号Ｙｓｅｔが出力され、これらが乗算器２６で乗じられる。これら乗算器２４、２５、２６の出力信号は加算器３１で加算され、エンコーダ回路１３に供給される。
【００３１】一方、乗算器２８ではマイコン１６から出力される係数（１−φｒ−ｙ）が色差信号Ｒ−Ｙに乗じられ、乗算器３０ではマイコン１６から出力される係数（１−φｂ−ｙ）が色差信号Ｂ−Ｙに乗じられる。また、マイコン１６から係数φｒ−ｙと信号Ｒ−Ｙｓｅｔが出力されてこれらが乗算器２７で乗じられ、さらに、マイコン１６から係数φｂ−ｙと信号Ｂ−Ｙｓｅｔが出力されてこれらが乗算器２９で乗じられる。乗算器２７、２８の出力信号は加算器３２で加算され、乗算器２９、３０の出力信号は加算器３３で加算されて、夫々エンコーダ回路１３に供給される。
【００３２】このように、低周波輝度信号ＹＬと高周波輝度信号ＹＨとは夫々係数（１−φｙ）、φｈによって信号量が変化し、また、色差信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｂ−Ｙとは夫々係数（１−φｒ−ｙ）、（１−φｂ−ｙ）によって信号量が変化する。マイコン１６は、被写体抽出回路３からの特定被写体信号に応じて、これら係数（１−φｙ）、φｈ、（１−φｒ−ｙ）、（１−φｂ−ｙ）を制御する。従って、これら低周波輝度信号ＹＬ、高周波輝度信号ＹＨ、色差信号Ｒ−Ｙ及び色差信号Ｂ−Ｙの信号量が特定被写体信号に応じて変化することになる。さらに、加算器３１では乗算器２４〜２６の出力信号が加算されるから、低周波輝度信号ＹＬ、高周波輝度信号ＹＨ及び信号Ｙｓｅｔの加算比が特定被写体信号に応じて制御されることになるし、また、加算器３２では乗算器２７、２８の出力信号が加算され、加算器３３では乗算器２９、３０の出力信号が加算されるから、色差信号Ｒ−Ｙと信号Ｒ−Ｙｓｅｔとの加算比、色差信号Ｂ−Ｙと信号Ｂ−Ｙｓｅｔとの加算比が夫々特定被写体信号に応じて制御されることになる。
【００３３】従って、この実施例によると、特定被写体信号に応じて低周波輝度信号ＹＬと高周波輝度信号ＹＨとの加算比を変化させることによって目的とする特定被写体とそれ以外の部分で周波数特性を異ならせることができ、低周波輝度信号ＹＬ、高周波輝度信号ＹＨ及び信号Ｙｓｅｔの加算比を変化させることによって目的とする特定被写体とそれ以外の部分で信号量を異ならせることができるし、色差信号Ｒ−Ｙと信号Ｒ−Ｙｓｅｔとの加算比、色差信号Ｂ−Ｙと信号Ｂ−Ｙｓｅｔとの加算比を夫々変化させることによって目的とする特定被写体とそれ以外の部分での色を異ならせることもできる。この結果、画面上の目的とする特定被写体以外の部分をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体を強調する機能、同じく目的とする特定被写体の色を変えたり、特定被写体以外の部分と色を異ならせたりする機能、同じく目的とする特定被写体の信号レベルを変化させる機能、同じく目的とする特定被写体を白くフェードする機能等を、照度等の条件にかかわりなく、実現できることになる。
【００３４】図６は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、３４はモータであり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、被写体抽出回路３は信号処理回路２からの映像信号から人物等の特定被写体を表わす特定被写体信号を抽出し、その高周波成分を用いて合焦具合いに応じた焦点電圧をフィ−ルド毎に算出する。制御回路４はこの算出された焦点電圧に応じてモータ３４を制御し、この焦点電圧が大きくなる方向にレンズ７を移動させて、焦点電圧が最大となる位置にレンズ７を停止させる。
【００３５】このようにして、この実施例では、抽出した特定被写体部分のみから映像信号の高周波成分を検出して特定被写体への合焦制御が行なわれるので、オ−トフォ−カスの合焦精度がより向上することになる。
【００３６】また、この実施例において、レンズ７をズームレンズとし、モ−タ３４がこのズ−ムレンズを駆動するようにしてもよい。但し、抽出回路３では、人物の顔等の特定被写体が検出され、その位置、大きさ等の情報を制御回路４に供給するようにする。制御回路では、その特定被写体の大きさがほぼ一定になるように、ズ−ム倍率を制御する。これによると、抽出した特定被写体情報により、撮影中にこの特定被写体が近づいたり、遠ざかったりしても、自動的に特定被写体の画面上での大きさほぼ一定になるように制御できるので、安定した撮影ができることになる。
【００３７】図７は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、３５は被写体認識回路であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、抽出回路３は信号処理回路２から供給される輝度信号と色信号から特定被写体の特徴抽出を行なう。抽出する特徴としては、画面上の位置のほか、輝度信号のレベルや色信号から抽出する色相、飽和度、動きベクトル等がある。また、これらの特徴から特定被写体の形状等の特徴も算出する。被写体認識回路３５はこれらの特徴を用いて特定被写体が何であるかを認識する。認識の対象となる特定被写体は、ビデオカメラの被写体として最も一般的な人物のほか、例えば、空、木等がある。被写体認識回路３５で得られるこれら特定被写体や色温度、照度等の条件に応じて、制御回路４はホワイトバランス調整、電子シャッタ、アイリス、ズ−ム倍率等を制御する。
【００３８】抽出回路３は入力画像から特徴ベクトルを検出して被写体認識回路３５に転送する。認識手段３５は、例えば、マイクロコンピュ−タによって構成されており、入力された特徴ベクトルを解析して特定被写体を判定する。画像から抽出された特徴ベクトルを用いて物体を認識する手法に関しては、例えば人工知能ハンドブック、オ−ム社、１９９０年、第３１２頁〜第４００頁等、多くのアルゴリズムが提案されており、それら用いて認識を行なえばよい。
【００３９】この実施例での特定被写体の認識結果に基づくホワイトバランス調整について説明すると、制御回路４は、抽出された被写体に応じた最適の処理を行なうように、信号処理回路２を制御する。ここでは、制御回路４は図３に示す構成をなしており、被写体認識回路３５で例えば特定被写体として人物が認識された場合、肌色が青ざめないように色信号ゲインを設定してホワイトバランス補正を行なう。また、夕暮れのシ−ンでは、ホワイトバランス補正を弱めに設定する。このように特定被写体やシ−ンに応じたホワイトバランス調整のデ−タ、つまりアンプゲインは、被写体抽出回路３の出力に基づいてマイコン１６（図３）から供給される。
【００４０】図８は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、３６は出力回路であり、図７に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、信号処理回路２から出力される映像信号は被写体抽出手段３に供給されるとともに、出力回路３６に供給される。被写体認識回路３５は抽出手段３で抽出された特定被写体の大きさ、形状、位置、動き、色等からこの特定被写体が何であるのかを認識し、その認識結果を出力回路３６に供給する。出力回路３６はこの認識結果を言葉や音声、文字、映像、符号等の形式の信号で信号処理回路２からの映像信号に重畳し、外部に出力する。勿論、出力回路３６は認識結果だけを同様の信号形式として外部に出力するようにすることも可能である。また、外部に出力されたかかる認識結果は、映像信号と共にあるいは単独で記録媒体に記録することも可能であるし、記録された認識結果を記録媒体の編集などを行なうときに検索機能として用いることもできる。
【００４１】図９は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、図８に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。同図において、制御回路４は、被写体抽出回路３の抽出結果ばかりでなく、被写体認識回路３５の認識結果にも応じて、信号処理回路２や被写体抽出手段３、被写体認識回路３５、出力回路３６を制御する。すなわち、制御回路４は、被写体抽出回路３の抽出結果と被写体認識回路３５の認識結果とから、抽出した特定被写体が何であるかを認識することにより、それが目的とする特定被写体であるかを判断し、これによって被写体抽出手段３の抽出条件を再設定することが可能となる。従って、目的とする特定被写体の抽出精度を高めることができる。
【００４２】また、この実施例では、目的とする特定被写体が何であるかを認識し、画面上でこの特定被写体以外の部分をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体部分をぼかす機能、同じく目的とする特定被写体以外の部分とこの特定被写体部分とを夫々任意の強さでぼかす機能、同じく目的とする特定被写体を強調する機能、同じく目的とする特定被写体の色を変化させる機能などを、認識した結果に応じて、制御回路４で自動選択することができし、抽出結果の出力も自動設定することが可能となる。
【００４３】次に、以上説明した各実施例における被写体抽出回路３の一具体例を、図１０及び図１１により、説明する。但し、３ａは白補正回路、３ｂは軸変換回路、３ｃは切替回路、３ｄは乗算器、３ｅは比較手段、３ｆはアンドゲートであり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４４】図１０において、被写体抽出回路３は、白補正回路３ａ、軸変換回路３ｂ、切替回路３ｃ、乗算器３ｄ、比較手段３ｅ及びアンドゲート３ｆから構成されている。信号処理回路２（例えば図２）から供給される輝度信号Ｙは比較手段３ｅに供給され、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは白補正回路３ａに供給される。白補正回路３ａでは、制御回路４のマイコン１６からの白ずれ量で制御されることによって色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを補正し、どの色信号にも最適な白補正を施す。白補正回路３ａから出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは軸変換回路３ｂでマイコン１６からの軸変換量に応じて軸変換される。ここで、白補正回路３ａから出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを夫々Ｃｒ、Ｃｂとし、軸変換回路３ｂから出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを夫々Ｃｘ、Ｃｙとすると、これらＣｘ、Ｃｙは次式で表わされる。
Ｃｘ（θ）＝Ｃｒ・ｓｉｎ（θ）＋Ｃｂ・ｃｏｓ（θ）………（１）
Ｃｙ（θ）＝Ｃｒ・ｃｏｓ（θ）−Ｃｂ・ｓｉｎ（θ）………（２）
かかる式でのθがマイコン１６からの軸変換量に応じて変化する。
【００４５】軸変換回路３ｂから出力される色差信号Ｃｘ、Ｃｙは比較手段３ｅに供給され、色差信号Ｃｘ、Ｃｙと輝度信号Ｙとがマイコン１６からの比較条件と比較される。かかる比較条件は輝度信号Ｙに対してＹ１、色差信号Ｃｘ、Ｃｙに対してＣ１と、あるいは輝度信号Ｙに対してＹ２、色差信号Ｃｘ、Ｃｙに対してＣ２というように特定被写体に応じて自動的に設定することができるし、また、外部から任意に設定することもできる。比較手段３ｅからは輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｘ、Ｃｙが夫々比較条件を満足するとき信号を出力するが、これら出力信号がアンドゲート３ｆに供給されることにより、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｘ、Ｃｙが同時に夫々の比較条件を満足する期間を表わす信号が得られ、これが目的とする特定被写体信号となる。
【００４６】また、軸変換回路３ｂから出力される色差信号Ｃｘ、Ｃｙは切替回路３ｃにも供給される。この切替回路３ｃは目的とする特定被写体が有彩色か無彩色かに応じて被写体抽出回路３での抽出条件を切り替えるものであり、マイコン１６によって制御されて、特定被写体が有彩色であるときには、軸変換回路３ｂから出力される色差信号Ｃｘ、Ｃｙを選択し、特定被写体が無彩色であるときには、一定量１の信号を選択する。切替回路３ｃの出力信号は乗算器３ｄに供給され、マイコン１６によって制御される乗数ｔａｎΔが乗ぜられる。この乗数ｔａｎΔにより、特定被写体が有彩色の場合には、図１１での斜線で示す扇形の部分が抽出領域となり、特定被写体が無彩色の場合には、図１１での中心付近の小さな領域が抽出領域となる。この扇形部分での色相（色合い）の抽出範囲を表わす角度Δと色飽和度（色の濃さ）の抽出範囲が乗算器３ｄでの乗数ｔａｎΔと比較手段３ｅ以上により、有彩色、無彩色両方の特定被写体の抽出に対応できる。
【００４７】図１２は本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示す構成図であって、３ａは処理・加工用抽出回路、３ｂは認識用抽出回路、３５ａは認識回路、３５ｂは符号化回路であり、図９に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４８】同図において、被写体抽出回路３は特定被写体信号を制御回路４で処理可能に処理・加工する処理・加工用抽出回路３ａと特定被写体信号を被写体認識回路３５で処理可能に処理する認識用抽出回路３ｂとからなり、被写体認識回路３５は被写体を認識する認識回路３５ａと認識した結果を符号化する符号化回路３５ｂとからなる。被写体抽出回路３では処理・加工用抽出回路３ａの出力信号が制御回路４に供給され、認識用抽出回路３ｂの出力信号が被写体認識回路３５に供給される。この実施例も図９に示した実施例と同等の効果が得られる。
【００４９】また、図１３に示す実施例は、図９、図１２に示した実施例において、出力回路３６を被写体認識回路３５からの認識結果を出力する認識結果出力回路３６ａと、認識結果出力回路３６ａからの認識結果と信号処理回路２からの映像信号とを加算する加算器３６ｂとで構成し、認識結果出力回路３６ａからの認識結果も制御回路４に供給するようにしたものである。この実施例も図９、図１２に示した実施例と同等の効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、特定被写体を抽出し、該特定被写体とその他の部分との画質制御を個別に行えるので、照度等の条件にかかわらず、該特定被写体の背景をぼかすポ−トレ−トの他、特定被写体の色を補正する等特定被写体を美しく見せるため等の種々の画質調整機能を簡単に実現することができる。
【００５１】また、該特定被写体を認識し、特定被写体や撮影するシ−ンに応じて理想的な画質制御ができるので、オ−トホワイトバランス調整やオ−トフォ−カス調整等の自動機能の性能を向上させることができ、インテリジェントなビデオカメラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるビデオカメラの一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１における信号処理回路と制御回路の一具体例を示すブロック図である。
【図３】本発明によるビデオカメラの他の実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図５】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図７】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図８】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図９】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図１０】被写体抽出回路の一具体例を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した被写体抽出回路の抽出動作を示す図である。
【図１２】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図１３】本発明によるビデオカメラのさらに他の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 撮像素子
２ 信号処理回路
３ 抽出回路
４ 制御回路
５ 駆動回路
６ アイリス
７ レンズ
８ 分離回路
９ 色信号処理回路
１３ エンコーダ
１４、１５ 乗算器
１６ マイコン
１７〜１９ 可変利得増幅器
２０ 黒レベル設定回路
２１、２２ 遅延回路
２３ 帯域分離回路
２４〜３０ 乗算器
３１〜３３ 加算器
３４ モータ
３５ 被写体認識回路
３６ 出力回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】 撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体を表わす特定被写体信号を抽出する抽出手段と、該抽出手段の抽出出力に応じて該映像信号の該特定の被写体部分とその他の部分での該信号処理回路の信号処理パラメ−タを個別に制御する制御手段とを設けたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項２】 請求項１において、前記制御手段が制御する前記信号処理回路の信号処理パラメ−タは前記映像信号の鮮鋭度あるいは周波数特性であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項３】 請求項１において、前記制御手段が制御する前記信号処理回路の信号処理パラメ−タは前記映像信号の信号レベルであることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項４】 請求項１において、前記制御手段が制御する前記信号処理回路の信号処理パラメ−タは前記映像信号における色信号の飽和度と色相であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項５】 撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体を表わす特定被写体信号を抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出出力によって該特定の被写体部分で合焦するようにする合焦手段とを設けたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項６】 撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体を表わす特定被写体信号を抽出する抽出手段と、該抽出手段によって抽出された該特定被写体信号から該被写体を認識する認識手段と、該認識手段の認識結果に応じて該信号処理回路等を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項７】 請求項６において、前記制御手段が制御する前記信号処理回路の信号処理パラメ−タはホワイトバランス特性であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項８】 請求項６において、前記制御手段は電子シャッタ−のシャッタ−速度を制御することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項９】 請求項６において、前記制御手段は絞り値を制御することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１０】 請求項６において、前記制御手段はアイリス検波特性を制御することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１１】 請求項６において、前記制御手段はズ−ム倍率を制御することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１２】 撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体を表わす特定被写体信号を抽出する抽出手段と、該信号処理回路を制御する制御手段と、該抽出手段によって抽出された特定被写体信号から該特定被写体を認識する認識手段と、該認識手段の認識結果を出力する出力手段とを設けたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１３】 請求項１２において、前記出力手段は前記認識結果を符号化して前記映像信号に重畳して出力することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１４】 請求項１２において、前記出力手段は前記認識結果を音声情報として出力することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１】 撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体を表わす特定被写体信号を抽出する抽出手段と、該抽出手段の抽出出力に応じて該映像信号の該特定の被写体部分とその他の部分での該信号処理回路の信号処理パラメ−タを個別に制御する制御手段とを設けたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項２】 請求項１において、前記制御手段が制御する前記信号処理回路の信号処理パラメ−タは前記映像信号の鮮鋭度あるいは周波数特性であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項３】 請求項１において、前記制御手段が制御する前記信号処理回路の信号処理パラメ−タは前記映像信号の信号レベルであることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項４】 請求項１において、前記制御手段が制御する前記信号処理回路の信号処理パラメ−タは前記映像信号における色信号の飽和度と色相であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項５】 撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体を表わす特定被写体信号を抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出出力によって該特定の被写体部分で合焦するようにする合焦手段とを設けたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項６】 撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体を表わす特定被写体信号を抽出する抽出手段と、該抽出手段によって抽出された該特定被写体信号から該被写体を認識する認識手段と、該認識手段の認識結果に応じて該信号処理回路等を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項７】 請求項６において、前記制御手段が制御する前記信号処理回路の信号処理パラメ−タはホワイトバランス特性であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項８】 請求項６において、前記制御手段は電子シャッタ−のシャッタ−速度を制御することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項９】 請求項６において、前記制御手段は絞り値を制御することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１０】 請求項６において、前記制御手段はアイリス検波特性を制御することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１１】 請求項６において、前記制御手段はズ−ム倍率を制御することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１２】 撮像素子の出力信号を信号処理回路で処理して映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、該信号処理回路の出力映像信号から特定の被写体を表わす特定被写体信号を抽出する抽出手段と、該信号処理回路を制御する制御手段と、該抽出手段によって抽出された特定被写体信号から該特定被写体を認識する認識手段と、該認識手段の認識結果を出力する出力手段とを設けたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１３】 請求項１２において、前記出力手段は前記認識結果を符号化して前記映像信号に重畳して出力することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１４】 請求項１２において、前記出力手段は前記認識結果を音声情報として出力することを特徴とするビデオカメラ。
【図１】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開平５−１１０９３６
【公開日】平成５年（１９９３）４月３０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２４８４８５
【出願日】平成３年（１９９１）９月３日
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【公開日】平成５年（１９９３）４月３０日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）９月３日
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
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