Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3217052B2 - Camera focus detection device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3217052B2 - Camera focus detection device - Google Patents

Camera focus detection device

Info

Publication number
JP3217052B2
JP3217052B2 JP30732389A JP30732389A JP3217052B2 JP 3217052 B2 JP3217052 B2 JP 3217052B2 JP 30732389 A JP30732389 A JP 30732389A JP 30732389 A JP30732389 A JP 30732389A JP 3217052 B2 JP3217052 B2 JP 3217052B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
distance data
neural network
main subject
connection strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30732389A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03167536A (en
Inventor
隆史 吉原
利昭 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP30732389A priority Critical patent/JP3217052B2/en
Publication of JPH03167536A publication Critical patent/JPH03167536A/en
Priority to US07/916,792 priority patent/US5227830A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3217052B2 publication Critical patent/JP3217052B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はカメラの焦点検出装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a camera focus detection device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の自動焦点カメラは、画面の中央部に測距のため
のフォーカスフレームが位置し、そこに主被写体が位置
するように構図を決定していた。そして、主被写体が中
央にない場合や、自由な構図で撮影を行ないたい場合に
は、フォーカスロックで対処していた。
In a conventional autofocus camera, the composition is determined such that a focus frame for distance measurement is located at the center of the screen, and the main subject is located there. When the main subject is not at the center or when the user wants to take a picture with a free composition, the focus lock is used.

また、1点のみでなく画面中の多くの点で測距を行
い、その中の所定の距離、例えば最短距離の点に焦点を
合わせる従来例もある。
There is also a conventional example in which distance measurement is performed not only at one point but also at many points on the screen and a predetermined distance among them, for example, a point at the shortest distance is focused.

さらに、多数の写真のパターン解析を行なって、メン
バシップ関数を定義し、3点の距離データ間の関係から
ファジィ理論による近似推論を行い主被写体の位置を決
定するカメラの自動焦点制御方式も発表されている。
In addition, an automatic focus control method for cameras that determines the position of the main subject by performing pattern analysis of a large number of photographs, defining membership functions, and performing approximate inference by fuzzy theory from the relationship between the three distance data is also announced. Have been.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、フォーカスフレームが1つしかない従
来例では人物等が左右に並んでいる場合は、いわゆる中
抜け現象が避けられない。また、フォーカスロック操作
は面倒であり、迅速な撮影には不向きである。多くの点
の距離データから所定の距離の被写体に焦点を合わせる
場合は、必ずしも撮影者の意図した写真が撮影できると
は限らない。さらに、ファジィ理論を応用したものは、
メンバシップ関数の定義が難しく、その定義の仕方次第
で出来不出来が左右されるという欠点と、近似推論であ
るので、処理すべき距離データが多くなると処理時間が
急増するという欠点がある。
However, in the conventional example having only one focus frame, when people and the like are arranged side by side, a so-called hollow phenomenon is inevitable. Further, the focus lock operation is troublesome, and is not suitable for quick shooting. When focusing on a subject at a predetermined distance based on distance data of many points, it is not always possible to take a photograph intended by the photographer. Furthermore, the one that applied fuzzy theory is
It is difficult to define a membership function, and its performance depends on how it is defined. Further, since it is an approximate inference, there is a drawback that the processing time increases sharply as the distance data to be processed increases.

この発明は上述した事情に対処すべきなされたもの
で、その目的は、どのような状況の下でも短時間で主被
写体を決定でき、主被写体の焦点を高速で検出すること
ができる簡単な構成のカメラの焦点検出装置を提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object a simple configuration capable of determining a main subject in a short time under any circumstances and detecting a focus of the main subject at high speed. To provide a camera focus detection device.

〔課題を解決するための手段および作用〕[Means and actions for solving the problem]

この発明によるカメラの焦点検出装置は、撮影時に撮
影レンズを介して入射された被写体像の複数の領域毎の
距離に対応した各距離データの集合である距離データベ
クトルを得るための距離測定手段と、入力された距離デ
ータベクトルの各距離データに対して各々のシナプス結
合強度を介してそれぞれ結合される複数のニューロン・
ユニットを単一層のネットワークで構成するとともに、
モデルパターンに対応する距離データベクトルを入力し
た時に選択的に反応する最適合ニューロン・ユニットが
得られるよう、各シナプス結合強度が学習されており、
上記複数のニューロン・ユニットを有する単一層のネッ
トワークにより当該撮影時の距離データベクトルに対し
て得られた最適合ニューロン・ユニットに対応づけられ
ている主被写体の位置に係る値を得るニューラルネット
ワークと、前記ニューラルネットワークにより生成され
た主被写体の位置に係る値に応じてカメラの焦点調節を
行なう手段とを具備することを特徴とするものである。
A focus detection device for a camera according to the present invention includes a distance measurement unit for obtaining a distance data vector that is a set of distance data corresponding to a distance of each of a plurality of regions of a subject image incident via a photographing lens during photographing. , A plurality of neurons connected to each distance data of the input distance data vector via respective synaptic connection strengths.
Units consist of a single layer network,
Each synaptic connection strength has been learned so that the optimal combined neuron unit that responds selectively when the distance data vector corresponding to the model pattern is input,
A neural network for obtaining a value related to the position of the main subject associated with the optimal combined neuron unit obtained for the distance data vector at the time of the imaging by the single-layer network having the plurality of neuron units; Means for adjusting the focus of the camera according to the value of the position of the main subject generated by the neural network.

また、モデルパターンの距離データベクトルに選択的
反応をするようにシナプス結合強度を修正することによ
り前記シナプス結合強度を獲得した後に、前記モデルパ
ターンの距離データベクトルを前記ニューラル・ネット
ワークに再度入力したときの前記ニューラル・ネットワ
ークの出力と前記モデルパターンの主被写体位置とを対
応づける学習手段をさらに具備することも特徴とする。
Further, after the synaptic connection strength is obtained by modifying the synaptic connection strength so as to selectively react to the distance data vector of the model pattern, when the distance data vector of the model pattern is input again to the neural network. And a learning means for associating the output of the neural network with the position of the main subject of the model pattern.

第1図にこの発明によるニューラル・ネットワークを
使った主被写体の決定手段の概略を示す。左側に示す入
力画面はファインダに写る撮影画面であり、2次元マト
リクス状に配列された領域Pi(i=1〜n(nは正整
数、第1図では9))に分割され、各領域Pi毎に距離デ
ータLiが得られる。実際には、領域の中心点の距離が測
定される。右側に示すニューラル・ネットワークは入力
画面の各領域毎の距離データベクトルLiを入力し、主被
写体が位置する領域Pxを決定するものである。この発明
で用いられるニューラル・ネットワークは所定のシナプ
ス結合強度を介して距離データベクトルが入力される複
数個(ここでは25個)のニューロン・ユニットからなる
単一層のネットワークであり、升目として示される各ニ
ューロン・ユニットに全距離データベクトルが入力され
る。
FIG. 1 schematically shows a means for determining a main subject using a neural network according to the present invention. The input screen shown on the left is a photographing screen shown in the viewfinder, and is divided into regions Pi (i = 1 to n (n is a positive integer, 9 in FIG. 1)) arranged in a two-dimensional matrix, and each region Pi Distance data Li is obtained every time. In practice, the distance of the center point of the region is measured. The neural network shown on the right side inputs the distance data vector Li for each region of the input screen and determines the region Px where the main subject is located. The neural network used in the present invention is a single-layer network composed of a plurality (here, 25) of neuron units to which distance data vectors are input via a predetermined synaptic connection strength. A full distance data vector is input to the neuron unit.

ニューラル・ネットワークの学習は次の2つのステッ
プからなる。先ず、多数のモデルパターンにおける距離
データベクトルをニューラル・ネットワークに入力し、
教師なし学習により所定のシナプス結合強度を獲得して
おく。教師なし学習とは、教師データがなくても与えら
れた特定の入力ベクトルに選択的に反応するように各ニ
ューロン・ユニットのシナプス結合強度を修正すること
であり、これにより、距離データベクトルがネットワー
ク上で自動的に分類される。そして、次に、モデルパタ
ーンの距離データベクトルをニューラル・ネットワーク
に再度入力したときのニューラル・ネットワークの出力
ニューロン・ユニットと、そのモデルパターンにおける
主被写体の位置する領域とを対応づけておく。すなわ
ち、第1図の各ニューロン・ユニットに記されている領
域が主被写体の位置する領域である。
Learning a neural network consists of the following two steps. First, distance data vectors in a number of model patterns are input to a neural network,
A predetermined synapse connection strength is obtained by unsupervised learning. Unsupervised learning is the modification of the synaptic connection strength of each neuron unit to selectively respond to a given input vector even without supervised data. Automatically categorized above. Then, the output neuron unit of the neural network when the distance data vector of the model pattern is input again to the neural network is associated with the region where the main subject is located in the model pattern. That is, the area described for each neuron unit in FIG. 1 is the area where the main subject is located.

撮影の際には、第1図に示すように撮影したい画面中
の各領域Pi毎の距離データベクトルLiをこのように学習
されたニューラル・ネットワークに入力すると、いずれ
か1つのニューロン・ユニットが最も強く発火し、その
ニューロン・ユニットに対応する測距領域Px(第1図で
はP7)が主被写体と判断でき、そこに焦点を合わせる
と、常に主被写体が合焦状態となる写真が撮影できる。
At the time of photographing, as shown in FIG. 1, when a distance data vector Li for each region Pi in the screen to be photographed is input to the neural network trained in this way, one of the neuron units becomes the most important. A strong firing occurs, and the ranging area Px (P7 in FIG. 1) corresponding to the neuron unit can be determined to be the main subject, and by focusing on it, a photograph can be taken in which the main subject is always in focus.

第2図〜第4図を参照してこの発明で用いられるニュ
ーラル・ネットワークを説明する。このニューラル・ネ
ットワークのモデルはヘルシンキ工科大(フィンラン
ド)とコホーネン(Kohonen)が提唱したものであり、
自己組織化ネットワークと呼ばれる。その学習手法は自
己組織化特徴マッピングとして知られている。
The neural network used in the present invention will be described with reference to FIGS. This neural network model was proposed by Helsinki University of Technology (Finland) and Kohonen,
Called a self-organizing network. The learning method is known as self-organizing feature mapping.

第2図に各ニューロン・ユニットのモデルを示す。ニ
ューロン・ユニットは入力ベクトルの各入力値とシナプ
ス結合を介して接続され、その入力値と各シナプス結合
強度を比較して両者のマッチング度に応じた出力を発生
する。
FIG. 2 shows a model of each neuron unit. The neuron unit is connected to each input value of the input vector via a synapse connection, compares the input value with each synapse connection strength, and generates an output according to the degree of matching between the two.

第i番目のニューロン・ユニットの出力yiは次式で示
される。
The output yi of the ith neuron unit is given by

ここで、f()はニューロン・ユニットの出力関数
(通常、シグモイド形の単調増加関数)、 wijは第i番目のニューロン・ユニットの第j番目の
入力xkjに対するシナプス結合強度、 xkjは第k番目の入力ベクトルの第j番目の入力値、 nは入力ベクトルの次元数である。
Where f () is the output function of the neuron unit (usually a sigmoidal monotonically increasing function), wij is the synaptic connection strength for the jth input xkj of the ith neuron unit, and xkj is the kth J is the j-th input value of the input vector, and n is the number of dimensions of the input vector.

ニューラル・ネットワークは各ニューロン・ユニット
を2次元的に配置して構成されるが、ここでは、説明の
簡単化のため1次元的にモデル化したものを第3図に示
す。
The neural network is configured by arranging each neuron unit two-dimensionally. Here, FIG. 3 shows a one-dimensionally modeled one for simplicity of explanation.

第3図に示すように、このニューラル・ネットワーク
はニューロン・ユニットの出力から入力への信号のフィ
ードバック結合の効果を導入した自己組織化特徴マッピ
ングが行なわれる。ここで、wikは第k番目のニューロ
ン・ユニットから第i番目のニューロン・ユニットに向
かうフィードバック結合強度である。
As shown in FIG. 3, the neural network performs a self-organizing feature mapping that introduces the effect of feedback coupling of the signal from the output to the input of the neuron unit. Here, wik is the feedback coupling strength from the k-th neuron unit to the i-th neuron unit.

第4図はこのようなフィードバック結合のシナプス結
合強度への影響の度合を示す。すなわち、フィードバッ
ク結合の効果によりシナプス結合強度はメキシカンハッ
トタイプの形状の特性変化を示し、ある特定のニューロ
ン・ユニットの出力値が上昇すると、それに距離的に近
い位置関係にあるニューロン・ユニットもそれにひきづ
られて出力値が上昇するが、さらにその外側にあるニュ
ーロン・ユニットは逆に出力値が下がる。
FIG. 4 shows the degree of the influence of such feedback coupling on the synaptic coupling strength. In other words, the synaptic connection strength shows a change in the characteristics of the Mexican hat type shape due to the effect of the feedback connection, and when the output value of a specific neuron unit increases, the neuron units in a positional relationship close to the distance also draw to it. Therefore, the output value of the neuron unit outside the output value decreases.

このフィードバック結合の効果を考慮したシナプス結
合強度の学習が最適のマッチングをしたニューロン・ユ
ニットの近傍でのみ行なわれるように簡略化すると、こ
のニューラル・ネットワークの学習処理(自己組織化特
徴マッピング)は以下の手順で行なうことができる。
Simplifying the learning of the synapse connection strength taking into account the effect of this feedback connection so that it is performed only near the optimally matched neuron unit, the learning process (self-organizing feature mapping) of this neural network is as follows. The procedure can be performed as follows.

#1:Wi(0)を乱数で初期化し、学習回数t=0とす
る。ここで、Wi(t)=(wi1(t),wi2(t),…w
in(t))である。
# 1: Wi (0) is initialized with a random number, and the number of times of learning t = 0. Here, Wi (t) = (wi1 (t), wi2 (t),... W
in (t)).

以下、各入力ベクトルXkに対してステップ#2,#3の
処理を繰り返す。
Hereinafter, the processing of steps # 2 and # 3 is repeated for each input vector Xk.

#2:t=t+1とし、次式を満足する最適合ニューロ
ン・ユニットcを求める。
# 2: Assuming that t = t + 1, an optimal combined neuron unit c satisfying the following equation is obtained.

‖Xk−wc(t)‖=min{‖Xk−Wi(t)‖} …(2) ここで、Xk=(xki,xk2,…xkn)、wc(t)は最
適合ニューロン・ユニットのcのシナプス結合強度であ
る。
{Xk−wc (t)} = min {Xk−Wi (t)} (2) where Xk = (xki, xk2,..., Xkn), and wc (t) is c of the optimal combined neuron unit. Is the synaptic connection strength of

#3:i∈Nc(t)の場合はWi(t+1)=Wi(t)+
α(t)×(Xk−Wi(t))とし、i∈Nc(t)以外の
場合はWi(t+1)=Wi(t)とする。
# 3: If i∈Nc (t), Wi (t + 1) = Wi (t) +
α (t) × (Xk−Wi (t)), and if i∈Nc (t), Wi (t + 1) = Wi (t).

ここで、α(t)は学習係数、Nc(t)は最適合ニュ
ーロン・ユニットcの近傍にあるニューロン・ユニット
の集合であり、通常、α(t),Nc(t)ともに、単調
減少関数である。
Here, α (t) is a learning coefficient, and Nc (t) is a set of neuron units near the optimal combined neuron unit c. Normally, both α (t) and Nc (t) are monotonically decreasing functions. It is.

このような自己組織化特徴マッピングを行なうことに
より、近傍にあるニューロン・ユニットのシナプス結合
強度は類似したものとなる。また、モデルパターン間の
類似度、相関性等の統計的性質を反映したシナプス結合
強度が獲得されるので、各モデルパターンのベクトル量
子化がなされ、モデルパターンの分類が可能となる。ま
た、任意の撮影画面の主被写体の位置の決定処理は最適
合ニューロン・ユニットcの決定処理と考えることがで
きるが、これはステップ#2から推察されるように、演
算量が少なく高速な決定処理が可能である。
By performing such self-organizing feature mapping, the synaptic connection strengths of neuron units in the vicinity are similar. In addition, since synapse connection strength reflecting statistical properties such as similarity and correlation between model patterns is obtained, vector quantization of each model pattern is performed, and classification of the model patterns becomes possible. Also, the process of determining the position of the main subject on an arbitrary photographing screen can be considered as the process of determining the optimal combined neuron unit c. Processing is possible.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第5図〜第7図を参照してこの発明によりカメ
ラの焦点検出装置の実施例を説明する。第5図は実施例
としての自動焦点カメラのブロック図である。1撮影画
面の複数の領域にある物体毎までの距離を検出する複数
の測距センサ2i(i=1〜n)が設けられ、これらによ
り得られた各領域毎の距離データLiが主被写体決定回路
4に供給されるとともに、正規化演算回路3に供給され
る。正規化演算回路3は距離データLiをニューラル・ネ
ットワーク5に入力できるように0から1までの実数値
に正規化し、上述した入力データベクトルxkjを得る。
正規化演算回路3の出力は既に学習により獲得されたシ
ナプス結合強度を持ち、複数のニューロン・ユニットか
らなる単一層のニューラル・ネットワーク5に入力され
る。ここで、距離データとしては、被写体までの距離そ
のもの、または距離情報を含んだデータ、例えば三角測
量法での変位量や位相差法の横ずれ量などを用いること
ができる。
Hereinafter, an embodiment of a focus detection device for a camera according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG. 5 is a block diagram of an automatic focusing camera as an embodiment. A plurality of distance measurement sensors 2i (i = 1 to n) for detecting distances to objects in a plurality of regions of one shooting screen are provided, and distance data Li obtained for each region by each region is used to determine a main subject. The signal is supplied to the circuit 4 and to the normalization operation circuit 3. The normalization operation circuit 3 normalizes the distance data Li to a real value from 0 to 1 so that it can be input to the neural network 5, and obtains the input data vector xkj described above.
The output of the normalization operation circuit 3 has the synapse connection strength already acquired by learning and is input to a single-layer neural network 5 composed of a plurality of neuron units. Here, as the distance data, the distance to the subject itself or data including distance information, for example, a displacement amount by a triangulation method or a lateral displacement amount by a phase difference method can be used.

ニューラル・ネットワーク5は、距離データxkjが入
力され、各ニューロン・ユニットのシナプス結合強度w
ij(t)とのベクトル間距離 を計算し、そのベクトル間距離の最小値Dc=min{Ni}
の検索を行ない、その最小値を与えるニューロン・ユニ
ットに対応する主被写体の位置情報Pxを出力する。な
お、一般に、ニューラル・ネットワーク5は測距領域総
数の5〜20倍程度のニューロン・ユニットからなる。こ
の主被写体の位置情報は主被写体決定回路4に入力さ
れ、その主被写体に対応する測距センサ2からの距離デ
ータLxを焦点検出のための演算を行なう焦点検出用演算
回路6に供給する。焦点検出用演算回路6の出力はドラ
イバ7に供給され、ドライバ7はこの情報に基づいてレ
ンズ駆動系8を動作させ、レンズ1を光軸方向に移動し
焦点調節を行なう。
The neural network 5 receives the distance data xkj, and receives the synaptic connection strength w of each neuron unit.
distance between ij (t) and vector , And the minimum value of the distance between the vectors Dc = min {Ni}
And outputs the position information Px of the main subject corresponding to the neuron unit giving the minimum value. In general, the neural network 5 is composed of about 5 to 20 times as many neuron units as the total number of ranging areas. The position information of the main subject is input to the main subject determination circuit 4 and supplies the distance data Lx from the distance measurement sensor 2 corresponding to the main subject to a focus detection arithmetic circuit 6 that performs arithmetic for focus detection. The output of the focus detection arithmetic circuit 6 is supplied to a driver 7, which operates a lens drive system 8 based on this information to move the lens 1 in the optical axis direction to adjust the focus.

第6図にニューラル・ネットワーク5の具体的な回路
構成を示す。ニューラル・ネットワーク5は種々のデー
タ格納用のメモリ9,10,11,12と、各種の演算回路13,14
からなる。メモリとしては、正規化演算回路3から出力
された正規化距離データxkjを格納するメモリ9、学習
により獲得されたシナプス結合強度wij(t)を格納す
るメモリ10、正規化距離データxkjとシナプス結合強度
wij(t)とのベクトル間距離Niを格納するメモリ11、
学習済みのニューラル・ネットワーク上のニューロン・
ユニットと撮影画面の主被写体位置との対応関係を示す
主被写体位置情報を格納するメモリ12が設けられる。演
算回路としては、正規化距離データxkjとシナプス結合
強度wij(t)とからベクトル間距離Niを演算する回路
13と、そのベクトル間距離Niの最小値を検出する回路14
が設けられる。
FIG. 6 shows a specific circuit configuration of the neural network 5. The neural network 5 includes memories 9, 10, 11, and 12 for storing various data and various arithmetic circuits 13 and 14.
Consists of The memory 9 stores the normalized distance data xkj output from the normalization operation circuit 3, the memory 10 stores the synapse coupling strength wij (t) obtained by learning, and the synapse coupling with the normalized distance data xkj. A memory 11 for storing a distance Ni between vectors with the intensity wij (t),
Neurons on the trained neural network
A memory 12 is provided for storing main subject position information indicating the correspondence between the unit and the main subject position on the shooting screen. As an arithmetic circuit, a circuit that calculates the inter-vector distance Ni from the normalized distance data xkj and the synaptic connection strength wij (t)
13 and a circuit 14 for detecting the minimum value of the vector distance Ni
Is provided.

正規化演算回路3から出力された正規化距離データx
kjはニューラル・ネットワーク5内のメモリ9に格納さ
れる。学習により獲得されたシナプス結合強度wij
(t)は予めメモリ10に格納されている。メモリ9、10
のデータはベクトル間距離演算回路13に供給され、そこ
でベクトル間距離 の演算が行なれ、演算結果がメモリ11に格納される。こ
のベクトル間距離の演算はニューロン・ユニット毎に独
立しているので、並列演算が可能である。そのため、ベ
クトル間距離演算回路13はそれぞれニューロン・ユニッ
ト毎の処理を行なう複数のプロセッサで構成され、高速
処理が可能である。また、ニューラル・ネットワーク専
用演算素子、つまりニューロチップではこの演算処理を
各ニューロン・ユニットが受け持つ。
Normalized distance data x output from the normalization operation circuit 3
kj is stored in the memory 9 in the neural network 5. Synapse connection strength wij obtained by learning
(T) is stored in the memory 10 in advance. Memory 9, 10
Is supplied to the inter-vector distance calculation circuit 13, where the inter-vector distance is calculated. Can be performed, and the calculation result is stored in the memory 11. Since the calculation of the distance between vectors is independent for each neuron unit, parallel calculation is possible. Therefore, the inter-vector distance calculation circuit 13 is composed of a plurality of processors that perform processing for each neuron unit, and can perform high-speed processing. Further, in the arithmetic element dedicated to the neural network, that is, in the neurochip, each arithmetic processing is performed by each neuron unit.

最小値検出回路14は得られたベクトル間距離Niからそ
の最小値をもつ最適合ニューロン・ユニットcを検出す
る。主被写体位置決定回路4はメモリ12に格納されてい
る対応関係からこの最適合ニューロン・ユニットに対応
する主被写体位置情報Pxを読出し、全測距センサからの
データLiのうち、主被写体の距離データLxのみを焦点検
出用演算回路6に供給する。
The minimum value detection circuit 14 detects an optimal combined neuron unit c having the minimum value from the obtained vector distance Ni. The main subject position determination circuit 4 reads main subject position information Px corresponding to the optimal combined neuron unit from the correspondence stored in the memory 12 and, among data Li from all the distance measurement sensors, distance data of the main subject. Only Lx is supplied to the calculation circuit 6 for focus detection.

以上により、入力画面内の多数の被写体の中の主被写
体のみへの自動焦点制御が可能になる。
As described above, automatic focus control can be performed only on the main subject among a large number of subjects in the input screen.

なお、学習した結果のみを応用する場合のニューラル
・ネットワークは上述した構成だけで可能であるが、初
期学習、及びカメラ操作者にニューラル・ネットワーク
を適応させる場合の追加学習等を行なうには、次に説明
する学習回路構成が必要である。
The neural network in the case where only the learned result is applied can be constituted only by the above-described configuration. However, in order to perform the initial learning and the additional learning when the neural network is adapted to the camera operator, the following is required. The learning circuit configuration described in (1) is required.

第7図にニューラル・ネットワークの学習のための回
路構成を説明する。この構成は第6図に示した回路にシ
ナプス結合強度演算回路16と主被写体位置情報設定回路
18とを付加するだけで実現される。
FIG. 7 illustrates a circuit configuration for learning a neural network. In this configuration, a synapse connection strength calculation circuit 16 and a main subject position information setting circuit are added to the circuit shown in FIG.
It can be realized simply by adding 18.

その動作において、先ず、ニューラル・ネットワーク
の各ニューロン・ユニットのシナプス結合強度wijを小
さい乱数で初期化しておく。多数の学習用のモデルパタ
ーンについての各領域毎の距離データベクトルをメモリ
15に、主被写体の位置する領域に関するデータPxをメモ
リ17に格納しておく。メモリ15の距離データを使用して
第6図の場合と同様にベクトル間距離の最小値の検出に
より最適合ニューロン・ユニットを決定した後、シナプ
ス結合強度演算回路16はその最適合ニューロン・ユニッ
ト中心とした近傍ニューロン・ユニット群のシナプス結
合強度Wiを次式により修正学習する。ただし、i∈Nc
(t)である。
In the operation, first, the synapse connection strength wij of each neuron unit of the neural network is initialized with a small random number. Stores distance data vectors for each area for a large number of learning model patterns.
In step 15, data Px relating to the area where the main subject is located is stored in the memory 17. After determining the optimal matching neuron unit by detecting the minimum value of the inter-vector distance using the distance data in the memory 15 as in the case of FIG. 6, the synapse connection strength calculation circuit 16 determines the optimal matching neuron unit center. The synapse connection strength Wi of the neighboring neuron unit group is corrected and learned by the following equation. Where i∈Nc
(T).

Wi(t+1) =Wi(t)+α(t)×(Xk−Wi(t)) …(3) ここで、α(t)は学習係数で0〜1の実数値をと
り、Nc(t)は最適合ニューロン・ユニットcの近傍に
あるニューロン・ユニットの集合で、その初期値はニュ
ーラル・ネットワークの大きさに比べてそれほど小さく
ないものとし、α(t),Nc(t)ともに単調減少関数
である。tは学習回数で、最大学習回数tmaxまで繰り
返し学習する。
Wi (t + 1) = Wi (t) + α (t) × (Xk−Wi (t)) (3) where α (t) is a learning coefficient and takes a real value of 0 to 1, and Nc (t) Is a set of neuron units near the optimal combined neuron unit c, the initial value of which is not so small as compared with the size of the neural network, and both α (t) and Nc (t) are monotonically decreasing functions. It is. t is the number of times of learning, and the learning is repeated until the maximum number of times of learning tmax.

全てのモデルパターンについての学習を終了した後、
主被写体位置情報設定回路18はメモリ17に格納されてい
る各モデル撮影画面の主被写体位置がニューラル・ネッ
トワークのどのニューロン・ユニットと対応付けられる
かを次の関係により調べ、その結果をメモリ12内に主被
写体位置情報として設定する。
After completing the learning for all model patterns,
The main subject position information setting circuit 18 checks which main subject position of each model photographing screen stored in the memory 17 is associated with which neuron unit of the neural network according to the following relationship, and stores the result in the memory 12 Is set as main subject position information.

(第k番目の入力パターンにおける閾値)の場合、ニュ
ーロン・ユニットiに第k番目のモデルパターンの主被
写体位置を対応させる。
In the case of (threshold value in the kth input pattern), the main subject position of the kth model pattern is made to correspond to the neuron unit i.

学習済みニューラル・ネットワークにおいて、カメラ
操作者に適応させるためさらに追加学習を行なう場合で
は、ある任意の入力パターンが与えられたとき、ベクト
ル間距離の最小値検出により最適合ニューロン・ユニッ
トを決定した後、そのニューロン・ユニットの近傍にあ
り、かつ対応する主被写体位置が共通であるニューロン
・ユニット群Nc′のシナプス結合強度Wiを次式によりシ
ナプス結合強度演算回路16で修正学習する。
In the case of performing additional learning to adapt to the camera operator in the trained neural network, when an arbitrary input pattern is given, the optimal matching neuron unit is determined by detecting the minimum value of the distance between vectors. The synapse connection strength calculation circuit 16 corrects and learns the synapse connection strength Wi of the neuron unit group Nc 'which is near the neuron unit and has a common corresponding main object position by the following equation.

Wi=Wi+αo×(Xk−Wi) …(4) ただし、i∈Nc′で、αoは学習係数である。 Wi = Wi + αo × (Xk−Wi) (4) where i∈Nc ′ and αo is a learning coefficient.

この発明は上述した実施例に限定されずに、種々変形
可能である。説明した学習方法は教師なし学習である
が、入力パターンを与えた時にニューラル・ネットワー
クの出力と教師データ(入力パターンの主被写体)とを
比較し、このニューラル・ネットワークが正しく発火し
ていればシナプス結合強度を入力パターンに近づけ、ま
た誤って発火していればシナプス結合強度を入力パター
ンから遠ざけるような教師付き学習も可能である。ま
た、入力値として教師データをも含めて学習することも
できる。なお、追加学習前の初期学習状態にいつでも復
帰可能にしておくためには、初期学習状態におけるシナ
プス結合強度をメモリに格納しておく必要がある。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified. The learning method described is unsupervised learning. When an input pattern is given, the output of the neural network is compared with the teacher data (the main subject of the input pattern). If the neural network fires correctly, the synapse is learned. It is also possible to perform supervised learning in which the connection strength is made closer to the input pattern, and if the firing is mistaken, the synapse connection strength is moved away from the input pattern. Also, learning can be performed including teacher data as input values. In order to be able to return to the initial learning state before additional learning at any time, it is necessary to store the synapse connection strength in the initial learning state in a memory.

さらに、実施例としては自動焦点カメラを説明した
が、この発明は決定された主被写体に関する焦点情報を
補助的にファインダ内等に表示するだけのマニュアル焦
点調節カメラに適応してもよい。
Further, although the automatic focus camera has been described as an embodiment, the present invention may be applied to a manual focus adjustment camera which merely displays the determined focus information on the main subject in a viewfinder or the like.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したようにこの発明によれば、主被写体の特
定のような従来は定式化、プログラム化の困難であった
処理において、ニューラル・ネットワークに多数のモデ
ルパターンにおける距離データベクトルを学習させてお
くだけで、多様な画面中の主被写体の焦点を高速に検出
することができるカメラの焦点検出装置を提供すること
ができる。そして、ニューラル・ネットワークの並列処
理を利用すれば、さらに高速化が可能である。また、カ
メラ操作者の好みの構図や、構図の癖をニューラル・ネ
ットワークに学習させ、ニューラル・ネットワークをカ
メラ操作者に適応させることにより、主被写体の決定を
より高精度に行なわせることができる。
As described above, according to the present invention, a neural network is made to learn distance data vectors in a large number of model patterns in a process such as identification of a main subject, which was conventionally difficult to formulate and program. Only with this, it is possible to provide a camera focus detection device that can quickly detect the focus of a main subject in various screens. If the parallel processing of the neural network is used, the speed can be further increased. In addition, the neural network learns the desired composition and composition habit of the camera operator, and the neural network is adapted to the camera operator, so that the main subject can be determined with higher accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明によるカメラの焦点検出の概略を示す
図、第2図はニューロン・ユニットのモデルを示す図、
第3図はニューラル・ネットワークのモデルを示す図、
第4図はフィードバック結合によるシナプス結合強度の
変化を示す図、第5図はこの発明の実施例である自動焦
点カメラのブロック図、第6図はニューラル・ネットワ
ークの回路構成を示す図、第7図はニューラル・ネット
ワークを学習させるための回路構成を示す図である。 1……レンズ、2……測距センサ、3……正規化演算回
路、4……主被写体決定回路、5……ニューラル・ネッ
トワーク、6……焦点検出用演算回路、7……ドライ
バ、8……レンズ駆動系。
FIG. 1 is a diagram schematically showing focus detection of a camera according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a model of a neuron unit,
FIG. 3 is a diagram showing a model of a neural network,
FIG. 4 is a diagram showing a change in synaptic connection strength due to feedback connection, FIG. 5 is a block diagram of an autofocus camera according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a neural network, FIG. The figure shows a circuit configuration for learning a neural network. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens 2 ... Distance measuring sensor 3 ... Normalization arithmetic circuit 4 ... Main subject determination circuit 5 ... Neural network 6 ... Focus detection arithmetic circuit 7 ... Driver 8 …… Lens drive system.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】撮影時に撮影レンズを介して入射された被
写体像の複数の領域毎の距離に対応した各距離データの
集合である距離データベクトルを得るための距離測定手
段と、 入力された距離データベクトルの各距離データに対して
各々のシナプス結合強度を介してそれぞれ結合される複
数のニューロン・ユニットを単一層のネットワークで構
成するとともに、モデルパターンに対応する距離データ
ベクトルを入力した時に選択的に反応する最適合ニュー
ロン・ユニットが得られるよう、各シナプス結合強度が
学習されており、上記複数のニューロン・ユニットを有
する単一層のネットワークにより当該撮影時の距離デー
タベクトルに対して得られた最適合ニューロン・ユニッ
トに対応づけられている主被写体の位置に係る値を得る
ニューラルネットワークと、 前記ニューラルネットワークにより生成された主被写体
の位置に係る値に応じてカメラの焦点調節を行なう手段
と、 を具備することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
1. A distance measuring means for obtaining a distance data vector which is a set of distance data corresponding to a distance of each of a plurality of regions of a subject image incident via a photographing lens at the time of photographing; A plurality of neuron units connected to each distance data of the data vector via each synaptic connection strength are configured as a single layer network, and are selectively selected when the distance data vector corresponding to the model pattern is input. Each synaptic connection strength is learned so as to obtain the optimal combined neuron unit responding to the distance, and the maximum obtained by the single layer network having the plurality of neuron units with respect to the distance data vector at the time of the imaging is obtained. A neural that obtains a value related to the position of the main subject associated with the matching neuron unit A camera focus detection apparatus, comprising: a network; and a unit configured to adjust a focus of the camera according to a value related to a position of a main subject generated by the neural network.
【請求項2】モデルパターンの距離データベクトルに選
択的反応をするようにシナプス結合強度を修正すること
により前記シナプス結合強度を獲得した後に、前記モデ
ルパターンの距離データベクトルを前記ニューラル・ネ
ットワークに再度入力したときの前記ニューラル・ネッ
トワークの出力と前記モデルパターンの主被写体位置と
を対応づける学習手段をさらに具備することを特徴とす
る請求項1に記載のカメラの焦点検出装置。
2. After acquiring the synaptic connection strength by modifying the synaptic connection strength so as to make a selective response to the distance data vector of the model pattern, the distance data vector of the model pattern is returned to the neural network. 2. The camera focus detection apparatus according to claim 1, further comprising a learning unit for associating the output of the neural network when input with the main subject position of the model pattern.
JP30732389A 1989-11-27 1989-11-27 Camera focus detection device Expired - Fee Related JP3217052B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30732389A JP3217052B2 (en) 1989-11-27 1989-11-27 Camera focus detection device
US07/916,792 US5227830A (en) 1989-11-27 1992-07-17 Automatic camera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30732389A JP3217052B2 (en) 1989-11-27 1989-11-27 Camera focus detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03167536A JPH03167536A (en) 1991-07-19
JP3217052B2 true JP3217052B2 (en) 2001-10-09

Family

ID=17967760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30732389A Expired - Fee Related JP3217052B2 (en) 1989-11-27 1989-11-27 Camera focus detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3217052B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4096209B1 (en) * 2020-01-24 2024-09-18 Sony Group Corporation Information processing device, information processing method, and information processing program
JP2024118274A (en) 2023-02-20 2024-08-30 キヤノン株式会社 Inference device, imaging device, learning device, inference method, learning method, and program

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03167536A (en) 1991-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2761391B2 (en) Focus detection device
JP7723808B2 (en) Image processing device and image processing method
US7676441B2 (en) Information processing apparatus, information processing method, pattern recognition apparatus, and pattern recognition method
JP6812387B2 (en) Image processing equipment and image processing methods, programs, storage media
US9571724B2 (en) Apparatus, medium, and method for photographing based on face detection
US7991719B2 (en) Information processing method and apparatus, and image pickup device
US5227830A (en) Automatic camera
JP2001116985A (en) Camera having subject recognition function and subject recognition method
JPH1125263A (en) Object feature point detection device, focus adjustment device, exposure control device, and camera
EP4518337A1 (en) Autofocus adjustment method and camera device using same
JP2001194576A (en) Range-finding device and camera equipped therewith
CN114092679B (en) Target identification method and equipment
JP3217052B2 (en) Camera focus detection device
JP2022125743A (en) ELECTRONIC DEVICE, CONTROL METHOD AND PROGRAM FOR ELECTRONIC DEVICE
JP7744777B2 (en) Discrimination model generation device, discrimination device, and their control method and program
JP7337865B2 (en) IMAGE PROCESSING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF, IMAGING DEVICE, AND PROGRAM
JP2909111B2 (en) Camera exposure calculation device
JP7542973B2 (en) Imaging device and control method thereof
JP2022048077A (en) Image processing apparatus and control method for the same
JP2793816B2 (en) Camera with learning function
JP7738428B2 (en) Personal authentication device, control method, and program
JP2023158365A (en) Object identification device, electronic device, object identification method, and computer program
EP0505205A1 (en) Exposure calculating apparatus for camera
JP7780553B2 (en) Authentication device, imaging device, control method thereof, program, and storage medium
JP2793815B2 (en) Exposure control device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees