JP2014155033A - Exposure setting device, light emission intensity setting device, control method, program, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像に基づき被撮影物を検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting an object to be photographed based on an image.
従来から、カメラに発光部を設け、発光がある場合とない場合のそれぞれの場合に撮影した画像の各画素値の差をとった差分画像に基づき、被写体(被撮影物)を検出する方法が知られている。例えば、特許文献1には、上述の差分画像の輝度値に基づき、カメラに近接した被写体を検出する技術が開示されている。また、特許文献2には、発光の有無のそれぞれで撮影した画像又はこれらの差分画像の少なくとも1つに基づき、被写体を検出するのに好適な適正露出に露出を調整する技術が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a method of detecting a subject (object to be photographed) based on a difference image obtained by providing a camera with a light emitting unit and taking a difference between pixel values of images taken in each case where light is emitted. Are known. For example,
カメラに発光部を設け、発光がある場合とない場合のそれぞれの場合に撮影した画像に基づき、被撮影物を検出する場合、被撮影物の表示部分での発光の有無に基づく輝度差が大きくなることが好ましい。従って、カメラの露出を調整する場合には、被撮影物の表示部分での発光の有無に基づく輝度差が大きくなるように露出を調整する必要がある。 When the camera is equipped with a light-emitting unit and the object to be detected is detected based on the images taken with and without the light emission, the brightness difference based on the presence or absence of light emission at the display part of the object is large. It is preferable to become. Therefore, when adjusting the exposure of the camera, it is necessary to adjust the exposure so that the luminance difference based on the presence or absence of light emission at the display portion of the object to be photographed becomes large.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被撮影物の検出精度を高めるように撮影部の露出又は/及び発光部の発光強度を調整することが可能な露出設定装置及び発光強度設定装置を提供することを主な目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of adjusting the exposure of the photographing unit and / or the emission intensity of the light emitting unit so as to improve the detection accuracy of the object to be photographed. A main object is to provide a setting device and a light emission intensity setting device.
請求項1に記載の発明は、被撮影物を撮影する撮影部の露出を設定する露出設定装置であって、発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出手段と、前記検出手段により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出の設定を変更する露出設定手段と、を備えることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項9に記載の発明は、撮影部により撮影される被撮影物を照射する発光部の発光強度を設定する発光強度設定装置であって、発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、前記撮影部の露出が適正である場合の前記被撮影物での前記照射画像と前記非照射画像との輝度差を増加させるように、前記発光部の発光強度を設定する発光強度設定手段と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is a light emission intensity setting device for setting a light emission intensity of a light emitting unit that irradiates an object to be photographed by a photographing unit, wherein the object to be photographed is irradiated with light from the light emitting unit. An image acquisition means for acquiring an irradiation image of an object and a non-irradiation image of the object not irradiated with light from the light emitting unit from the imaging unit, and the exposure when the exposure of the imaging unit is appropriate And a light emission intensity setting means for setting a light emission intensity of the light emitting unit so as to increase a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image on the object to be photographed.
また、請求項10に記載の発明は、被撮影物を撮影する撮影部の露出を設定する露出設定装置が実行する制御方法であって、発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得工程と、前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出工程と、前記検出工程により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出の設定を変更する露出設定工程と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 10 is a control method executed by an exposure setting device that sets an exposure of a photographing unit that photographs a subject, and irradiates the subject with light emitted from a light emitting unit. Based on an image acquisition step of acquiring an image and a non-irradiated image of the object not irradiated with light from the light emitting unit from the imaging unit, and a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image A detection step of detecting the object to be photographed, and a setting of exposure of the photographing unit based on a luminance of a display area in the irradiated image or / and the non-irradiated image of the object to be photographed detected in the detection step. And an exposure setting step to be changed.
また、請求項11に記載の発明は、被撮影物を撮影する撮影部の露出を設定する露出設定装置が実行するプログラムであって、発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出手段と、前記検出手段により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出の設定を変更する露出設定手段として前記露出設定装置を機能させることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a program executed by an exposure setting device for setting an exposure of a photographing unit that photographs a subject, and an irradiation image of the subject irradiated with light from a light emitting unit. And based on the brightness difference between the image acquisition means for acquiring the non-irradiated image of the object to be imaged that is not irradiated by the light emitting unit from the imaging unit, the irradiated image, and the non-irradiated image, Based on the detection means for detecting the object to be photographed and the brightness of the display area in the irradiated image and / or the non-irradiated image of the object to be photographed detected by the detecting means, the exposure setting of the photographing part is changed. The exposure setting device is caused to function as an exposure setting means.
本発明の1つの好適な実施形態では、被撮影物を撮影する撮影部の露出を設定する露出設定装置であって、発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出手段と、前記検出手段により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出の設定を変更する露出設定手段と、を備える。 In one preferred embodiment of the present invention, there is provided an exposure setting device for setting an exposure of an imaging unit that images an object to be imaged, the irradiation image of the object being irradiated by a light emitting unit, and the light emission The object to be imaged is acquired based on a luminance difference between the image acquisition unit that acquires the non-irradiated image of the object not irradiated with light from the image capturing unit from the image capturing unit, and the irradiated image and the non-irradiated image. Detecting means for detecting the exposure, and exposure setting means for changing the exposure setting of the imaging unit based on the luminance of the display area in the irradiated image and / or the non-irradiated image of the object detected by the detecting means And comprising.
上記の露出設定装置は、画像取得手段と、検出手段と、露出設定手段とを備える。画像取得手段は、発光部により光が照射された被撮影物の照射画像と、発光部により光が照射されていない被撮影物の非照射画像とを、撮影部から取得する。検出手段は、照射画像と、非照射画像との輝度差に基づき、被撮影物を検出する。露出設定手段は、検出手段により検出した被撮影物の照射画像又は/及び非照射画像での表示領域の輝度に基づき、撮影部の露出の設定を変更する。このようにすることで、露出設定装置は、検出した被撮影物の表示領域の輝度に応じて、撮影部の露出を好適に変更することができる。従って、露出設定装置は、被撮影物を検出しやすい露出に撮影部の露出を好適に変更することができる。 The exposure setting apparatus includes an image acquisition unit, a detection unit, and an exposure setting unit. The image acquisition unit acquires, from the imaging unit, an irradiation image of the object irradiated with light from the light emitting unit and a non-irradiated image of the object not irradiated with light from the light emitting unit. The detection means detects the object to be photographed based on the luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image. The exposure setting unit changes the exposure setting of the photographing unit based on the luminance of the display area in the irradiated image and / or the non-irradiated image of the object detected by the detecting unit. By doing in this way, the exposure setting apparatus can suitably change the exposure of the photographing unit according to the detected luminance of the display area of the subject. Therefore, the exposure setting device can suitably change the exposure of the imaging unit to an exposure that makes it easy to detect the subject.
上記露出設定装置の一態様では、前記検出手段は、前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差によって、差分画像を生成し、当該差分画像に基づいて前記被撮影物を検出する。この態様により、露出設定装置は、被撮影物を好適に検出することができる。 In one aspect of the exposure setting apparatus, the detection unit generates a difference image based on a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image, and detects the object to be photographed based on the difference image. According to this aspect, the exposure setting device can suitably detect the object to be photographed.
上記露出設定装置の他の一態様では、前記露出設定手段は、前記検出手段により検出した前記被撮影物の前記表示領域の各画素の輝度の度数分布に基づき、前記撮影部の露出が適正露出、露出不足、又は露出過多のいずれであるかを判定する。この態様により、露出設定装置は、撮影部の露出が適正露出、露出不足、又は露出過多のいずれであるか好適に判定することができる。 In another aspect of the exposure setting apparatus, the exposure setting unit is configured such that the exposure of the imaging unit is an appropriate exposure based on a frequency distribution of luminance of each pixel in the display area of the object to be detected detected by the detection unit. Whether underexposed or overexposed. According to this aspect, the exposure setting device can preferably determine whether the exposure of the photographing unit is appropriate exposure, underexposure, or overexposure.
上記露出設定装置の他の一態様では、露出設定装置は、前記撮影部の露出が適正露出である場合の前記被撮影物の前記照射画像での表示領域の輝度と前記被撮影物の前記非照射画像での表示領域の輝度との輝度差を増加させるように、前記発光部の発光強度を設定する発光強度設定手段をさらに備える。この態様により、露出設定装置は、非照射画像の輝度が過度に低くならない範囲において、被撮影物の照射画像での表示領域の輝度と非照射画像での表示領域の輝度との輝度差を大きくし、被撮影物の検出精度を向上させることができる。 In another aspect of the exposure setting device, the exposure setting device is configured such that the brightness of the display area in the irradiated image of the object to be imaged and the non-existence of the object to be imaged when the exposure of the imaging unit is appropriate exposure. The apparatus further includes emission intensity setting means for setting the emission intensity of the light emitting unit so as to increase the luminance difference with the luminance of the display area in the irradiated image. According to this aspect, the exposure setting device increases the luminance difference between the luminance of the display area in the irradiated image of the object to be photographed and the luminance of the display area in the non-irradiated image within a range where the luminance of the non-irradiated image does not become excessively low. In addition, the detection accuracy of the object to be photographed can be improved.
上記露出設定装置の他の一態様では、前記発光強度設定手段は、前記被撮影物の前記非照射画像での表示領域の輝度が閾値より大きい場合に、前記発光部の発光強度を強くし、前記被撮影物の前記非照射画像での表示領域の輝度が前記閾値以下の場合に、前記発光部の発光強度を弱める。この態様により、露出設定装置は、適正露出での被撮影物の照射画像での表示領域の輝度と非照射画像での表示領域の輝度との輝度差を大きくするように、発光部の発光強度を好適に変更することができる。 In another aspect of the exposure setting device, the light emission intensity setting means increases the light emission intensity of the light emitting unit when the luminance of the display area in the non-irradiated image of the object to be photographed is greater than a threshold value. When the luminance of the display area in the non-irradiated image of the object to be photographed is less than or equal to the threshold value, the light emission intensity of the light emitting unit is reduced. According to this aspect, the exposure setting device causes the light emission intensity of the light emitting unit to increase the luminance difference between the luminance of the display area in the irradiation image of the object to be photographed at the appropriate exposure and the luminance of the display area in the non-irradiation image. Can be suitably changed.
上記露出設定装置の他の一態様では、前記発光強度設定手段は、前記被撮影部の露出が露出過多の場合には、前記被撮影物の前記非照射画像での表示領域の輝度が前記閾値より大きい場合であっても、前記発光部の発光強度の設定を変更しない。これにより、露出設定装置は、撮影部の露出が適正露出から乖離するのを抑制することができる。 In another aspect of the exposure setting device, the light emission intensity setting means may be configured such that the brightness of the display area in the non-irradiated image of the object is the threshold value when the exposure of the object to be imaged is overexposed. Even if larger, the setting of the light emission intensity of the light emitting unit is not changed. Thereby, the exposure setting device can suppress the deviation of the exposure of the photographing unit from the appropriate exposure.
上記露出設定装置の他の一態様では、前記発光強度設定手段は、前記被撮影部の露出が露出不足の場合には、前記被撮影物の前記非照射画像での表示領域の輝度が前記閾値以下の場合であっても、前記発光部の発光強度の設定を変更しない。これにより、露出設定装置は、撮影部の露出が適正露出から乖離するのを抑制することができる。 In another aspect of the exposure setting device, the light emission intensity setting means is configured such that the brightness of the display area in the non-irradiated image of the subject is the threshold when the exposure of the subject is underexposed. Even in the following cases, the setting of the light emission intensity of the light emitting unit is not changed. Thereby, the exposure setting device can suppress the deviation of the exposure of the photographing unit from the appropriate exposure.
上記露出設定装置の他の一態様では、前記検出手段は、前記被撮影物の前記照射画像又は前記非照射画像での表示領域の面積の変化に基づき、前記被撮影物の接近又は遠ざかりをさらに検出する。この場合であっても、露出設定装置は、被撮影物の接近又は遠ざかりの検出に適した露出に撮影部の露出を好適に変更することができる。 In another aspect of the exposure setting apparatus, the detection unit may further approach or move away the object based on a change in the area of the display area in the irradiated image or the non-irradiated image of the object. To detect. Even in this case, the exposure setting device can suitably change the exposure of the imaging unit to an exposure suitable for detecting the approach or distance of the subject.
本発明の他の好適な実施形態では、撮影部により撮影される被撮影物を照射する発光部の発光強度を設定する発光強度設定装置であって、発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、前記撮影部の露出が適正である場合の前記被撮影物での前記照射画像と前記非照射画像との輝度差を増加させるように、前記発光部の発光強度を設定する発光強度設定手段と、を備える。この態様により、発光強度設定装置は、適正露出での被撮影物の照射画像での表示領域の輝度と非照射画像での表示領域の輝度との輝度差を大きくするように、発光部の発光強度を好適に変更し、被撮影物の検出精度を向上させることができる。 In another preferred embodiment of the present invention, there is provided a light emission intensity setting device for setting a light emission intensity of a light emitting unit that irradiates an object to be imaged by an imaging unit, wherein the object to be imaged is irradiated with light by the light emitting unit. An image acquisition means for acquiring an irradiation image of an object and a non-irradiation image of the object not irradiated with light from the light emitting unit from the imaging unit, and the exposure when the exposure of the imaging unit is appropriate A light emission intensity setting unit configured to set a light emission intensity of the light emitting unit so as to increase a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image on the subject. According to this aspect, the light emission intensity setting device emits light from the light emitting unit so as to increase the luminance difference between the luminance of the display area in the irradiation image of the object to be photographed with appropriate exposure and the luminance of the display area in the non-irradiation image. The intensity can be suitably changed, and the detection accuracy of the object to be photographed can be improved.
本発明の他の好適な実施形態では、被撮影物を撮影する撮影部の露出を設定する露出設定装置が実行する制御方法であって、発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得工程と、前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出工程と、前記検出工程により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出の設定を変更する露出設定工程と、を有する。露出設定装置は、この制御方法を実行することで、被撮影物の検出精度を向上させるように、撮影部の露出を好適に変更することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, there is provided a control method executed by an exposure setting device for setting an exposure of an imaging unit that images an object to be shot, the irradiation of the object being irradiated with light by a light emitting unit. Based on an image acquisition step of acquiring an image and a non-irradiated image of the object not irradiated with light from the light emitting unit from the imaging unit, and a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image A detection step of detecting the object to be photographed, and a setting of exposure of the photographing unit based on a luminance of a display area in the irradiated image or / and the non-irradiated image of the object to be photographed detected in the detection step. And an exposure setting process to be changed. By executing this control method, the exposure setting device can suitably change the exposure of the photographing unit so as to improve the detection accuracy of the object to be photographed.
本発明の他の好適な実施形態では、被撮影物を撮影する撮影部の露出を設定する露出設定装置が実行するプログラムであって、発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出手段と、前記検出手段により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出の設定を変更する露出設定手段として前記露出設定装置を機能させる。露出設定装置は、このプログラムを実行することで、被撮影物の検出精度を向上させるように、撮影部の露出を好適に変更することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。 In another preferred embodiment of the present invention, there is provided a program executed by an exposure setting device that sets an exposure of a photographing unit that photographs a subject, and an irradiation image of the subject that is irradiated with light by a light emitting unit. And based on the brightness difference between the image acquisition means for acquiring the non-irradiated image of the object to be imaged that is not irradiated by the light emitting unit from the imaging unit, the irradiated image, and the non-irradiated image, Based on the detection means for detecting the object to be photographed and the brightness of the display area in the irradiated image and / or the non-irradiated image of the object to be photographed detected by the detecting means, the exposure setting of the photographing part is changed. The exposure setting device functions as an exposure setting means. By executing this program, the exposure setting device can suitably change the exposure of the photographing unit so as to improve the detection accuracy of the object to be photographed. Preferably, the program is stored in a storage medium.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[撮像装置の構成]
図1は、本実施例に係る撮像装置1の概略構成図である。撮像装置1は、発光部11と連動する撮影部12により撮影した画像から被写体5の所定部分(ここでは指先とする)を検出し、その検出結果を外部の装置へ出力する。また、撮像装置1は、上述の検出結果に応じて撮影部12の露出及び発光部11の発光強度を調整する。撮像装置1は、発光部11と、撮影部12と、画像保持部13と、差分算出部14と、被写体検出部15と、露出判定部16と、露出・発光強度設定部17とを備える。
[Configuration of imaging device]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
発光部11は、撮影部12の制御に基づき被写体5に向けて発光する。発光部11は、撮影部12により指示された発光強度により発光する。後述するように、発光部11の発光強度は、露出・発光強度設定部17が撮影部12に送信する発光強度調整信号「S2」により初期値から適宜変更される。
The
撮影部12は、設定された露出により、静止画を連続撮影し、撮影した画像(撮影画像)を画像保持部13に供給する。後述するように、撮影部12の露出は、露出・発光強度設定部17から送信される露出調整信号「S1」により初期値から適宜変更される。以後では、露出は、撮影画像の明るさを決定するための各要素(パラメータ)を指し、シャッター速度及び絞りの要素に加え、センサ感度などの要素も含むものとする。
The photographing
また、撮影部12は、発光部11の発光の有無を制御し、発光部11が発光している状態で撮影した画像(「照射画像Im1」とも呼ぶ。)と、発光部11が発光していない状態で撮影した画像(「非照射画像Im2」とも呼ぶ。)とを生成する。本実施例では、撮影部12は、照射画像Im1と、非照射画像Im2とを交互に生成する。
In addition, the photographing
好適には、発光部11は、赤外線を照射し、撮影部12は、赤外線を透過し、かつ、可視光をカットするフィルタを有する。これにより、発光部11の発光により撮像装置1の使用者の視覚に影響を与えるのを抑制しつつ、外光の影響を排除することができる。
Suitably, the
画像保持部13は、撮影部12から交互に供給される照射画像Im1及び非照射画像Im2を記憶する。このとき、画像保持部13は、連続して供給された照射画像Im1及び非照射画像Im2を1組の画像として記憶する。
The
差分算出部14は、画像保持部13に記憶された1組の照射画像Im1及び非照射画像Im2の差分処理を行うことで、発光部11の発光により増加した輝度値を示す差分画像(「差分画像Imd」とも呼ぶ。)を生成する。具体的には、この場合、差分算出部14は、照射画像Im1の各画素の輝度値から、非照射画像Im2の各画素の輝度値を引いた差分画像Imdを算出する。これにより、差分算出部14は、照射画像Im1及び非照射画像Im2に共通して存在する環境光を除去し、発光部11の発光により増加した輝度値を示す差分画像Imdを生成する。なお、ここでは、撮影部12による撮影間隔は十分に短いものとし、発光部11による発光以外による照射画像Im1及び非照射画像Im2の違いは無視できるものとする。そして、差分算出部14は、算出した差分画像Imdを被写体検出部15に供給する。
The
被写体検出部15は、差分算出部14が算出した差分画像Imdから、撮影部12に向けられた被写体5の指先を示す画素領域を検出する。この場合、被写体検出部15は、差分画像Imdから、周囲よりも輝度が高い突起形状をなす画素領域を、撮影部12に向けられた被写体5の指先を示す画素領域として検出する。
The
ここで、突起形状をなす画素領域を抽出する具体例を2つ挙げて説明する。第1の例では、被写体検出部15は、想定する被写体5の指先の形状を示す画像をテンプレート画像として予め記憶しておき、差分画像Imdの所定輝度以上の領域のうち、当該テンプレート画像が示す領域と一致する部分を、指先部分の画素領域として認識する。この場合、テンプレート画像の生成時と、被写体5の指先の検出時とで、手のポーズや手の位置をおよそ一致させておく。第2の例では、被写体検出部15は、差分画像Imdを種々の閾値により2値化画像を生成し、各2値化画像で境界線が突起形状になっている部分を検出する。そして、被写体検出部15は、所定数以上の2値化画像において、同一位置の突起形状の部分を検出した場合、当該部分を、被写体5の指先の形状を示す画素領域であると認識する。
Here, two specific examples of extracting a pixel region having a protrusion shape will be described. In the first example, the
そして、被写体検出部15は、撮影部12に向けられた被写体5の指先を示す画素領域を検出した場合、各指先の位置、範囲、太さなどの検出結果の情報(「検出結果情報Ir」とも呼ぶ。)を、露出判定部16及び撮像装置1と接続する外部機器に供給する。そして、外部機器は、例えば、検出結果情報Irに基づき使用者の操作を認識し、当該操作に応じた機能を実行する処理などを行う。
When the
露出判定部16は、画像保持部13が保持する1組の照射画像Im1及び非照射画像Im2と、差分算出部14が算出した差分画像Imdと、検出結果情報Irとに基づき、撮影部12の露出が、被写体5の指先を検出するのに適した露出(「適正露出」とも呼ぶ。)、露出過多、又は、露出不足のいずれであるかを判定する。ここで、適正露出とは、1組の照射画像Im1及び非照射画像Im2の各輝度値の差が最大付近になる露出を指す。この判定方法については、[露出判定方法]のセクションで詳しく説明する。そして、露出判定部16は、上述の判定の結果を示す露出の情報(「露出情報Iex」とも呼ぶ。)を露出・発光強度設定部17に供給する。
The
露出・発光強度設定部17は、露出判定部16から受信した露出情報Iexに基づき、露出の補正を指示する露出調整信号S1及び発光部11の発光強度の補正を指示する発光強度調整信号S2を、撮影部12に送信する。
Based on the exposure information Iex received from the
なお、図1において、撮像装置1は、本発明における「露出設定装置」及び「発光強度設定装置」の一例であり、被写体5の指先は、本発明における「被撮影物」の一例である。また、画像保持部13は、本発明における「画像取得手段」の一例であり、差分算出部14及び被写体検出部15は、本発明における「検出手段」の一例である。さらに、露出判定部16及び露出・発光強度設定部17は、本発明における「露出設定手段」及び「発光強度設定手段」の一例である。
In FIG. 1, an
[露出判定処理]
まず、露出判定部16が行う露出判定処理について説明する。概略的には、露出判定部16は、差分画像Imdで検出された指先部分に対応する照射画像Im1の画素領域(「露出判定領域T1」とも呼ぶ。)内での各輝度値の度数分布に基づき、撮影部12の露出が適正露出、露出過多、露出不足のいずれであるかを判定する。これについて具体的に説明する。
[Exposure judgment processing]
First, the exposure determination process performed by the
図2(A)は、差分画像Imdで特定した露出判定領域T1に対応する露出判定領域T1を点線により明示した照射画像Im1の表示例を示す。図2(A)に示すように、露出判定領域T1は、被写体5の表示領域50のうち、各指の先端から第1関節を含む範囲に設定されている。なお、図2(A)では、表示の便宜上、露出判定領域T1を示す点線は、指の輪郭と重ならないように表示されている。
FIG. 2A shows a display example of an irradiation image Im1 in which an exposure determination region T1 corresponding to the exposure determination region T1 specified by the difference image Imd is clearly indicated by a dotted line. As shown in FIG. 2A, the exposure determination area T1 is set in a range including the first joint from the tip of each finger in the
そして、露出判定部16は、露出判定領域T1の内の画素輝度値の度数分布をグラフ化したヒストグラム(「輝度ヒストグラム」とも呼ぶ。)を生成する。図2(B)は、露出判定領域T1での輝度ヒストグラムの一例を示す。露出判定部16は、最小値から最大値(飽和値)までの各輝度について、当該輝度に該当する露出判定領域T1内の画素の数を集計することで、図2(B)に示す輝度ヒストグラムを生成する。なお、図2(B)等では、便宜上、輝度ヒストグラムを平滑化した曲線により表示している。
Then, the
そして、露出判定部16は、図2(B)の輝度ヒストグラムが示す輝度値の度数分布に基づき、撮影部12の露出が露出過多、露出不足のいずれかに該当するか否か判定し、露出過多又は露出不足のいずれでもないと判断した場合には、適正露出であると判断する。
Then, the
ここで、まず、撮影部12の露出が露出過多であるか否かの判定方法について説明する。露出判定部16は、輝度が最大値となる露出判定領域T1内の画素数(「飽和画素数」とも呼ぶ。)を算出し、飽和画素数が所定の閾値以上又は露出判定領域T1内の総画素数に対する飽和画素数の割合(「飽和画素数割合」とも呼ぶ。)が所定の閾値以上である場合、露出過多であると判定する。上述の閾値は、例えば、実験等に基づき予め設定される。
Here, first, a method for determining whether or not the exposure of the photographing
図3(A)は、露出判定部16が露出過多であると判定した場合の露出判定領域T1の内の輝度ヒストグラムを示す。図3(A)では、輝度値の最大値に属する画素が多く存在する。これらの画素は、発光部11の発光により白飛びが発生した部分であり、発光部11の非発光時に対する発光による増加分が飽和により反映されていない部分に該当する。従って、露出判定部16は、このように飽和画素数が多い場合には、露出過多であると判定する。
FIG. 3A shows a luminance histogram in the exposure determination region T1 when the
次に、撮影部12の露出が露出不足であるか否かの判定方法について説明する。露出判定部16は、露出判定領域T1内の画素の輝度値の平均値が所定の閾値以下である場合、露出不足であると判定する。上述の閾値は、例えば、実験等に基づき予め設定される。図3(B)は、露出判定部16が露出不足であると判定した場合の露出判定領域T1内の輝度ヒストグラムを示す。この場合、露出判定領域T1内の画素は、全体的に輝度値が低い。一般に、輝度値は露出を多くすることにより上昇するため、撮影部12の露出が不足しているときには、露出判定領域T1内の輝度値が全体的に低くなり、かつ、発光部11の発光時と非発光時とでの輝度差が小さくなる。従って、露出判定部16は、露出判定領域T1内の輝度値が全体的に低い場合には、露出不足であると判定する。
Next, a method for determining whether or not the exposure of the photographing
そして、露出判定部16は、露出が過多でなく不足もしていないと判断した場合には、撮影部12の露出が適正露出であると判断する。このように、露出判定部16は、露出判定領域T1内での各輝度値の度数分布に基づき、撮影部12の露出が適正露出、露出過多、露出不足のいずれであるかを判定することができる。
When the
[露出設定処理]
次に、露出・発光強度設定部17が実行する露出設定処理について説明する。露出・発光強度設定部17は、露出判定部16から受信した露出情報Iexに基づき、露出の補正量を示す露出調整信号S1を撮影部12に送信する。
[Exposure setting processing]
Next, an exposure setting process executed by the exposure / light emission
具体的には、露出・発光強度設定部17は、露出情報Iexが露出過多である旨を示す場合、露出を所定値又は所定率だけ減少させる旨の露出調整信号S1を撮影部12に送信する。ここで、露出・発光強度設定部17は、上述の所定値及び所定率を、予め定められた値に設定してもよく、飽和画素数又は飽和画素数割合と、これらの閾値との差に応じて大きい値に設定してもよい。
Specifically, when the exposure information Iex indicates that the exposure information Iex is overexposed, the exposure / light emission
また、露出・発光強度設定部17は、露出情報Iexが露出不足である旨を示す場合、露出を所定値又は所定率だけ増加させる旨の露出調整信号S1を撮影部12に送信する。ここで、露出・発光強度設定部17は、上述の所定値及び所定率を、予め定められた値に設定してもよく、露出判定領域T1内の画素の輝度値の平均値と、これの閾値との差に応じて大きい値に設定してもよい。
Further, when the exposure information Iex indicates that the exposure information Iex is underexposed, the exposure / light emission
一方、露出・発光強度設定部17は、露出情報Iexが適正露出である旨を示す場合、露出調整信号S1を撮影部12に送信しないか、露出調整が必要ない旨を示す露出調整信号S1を撮影部12に送信する。
On the other hand, when the exposure information Iex indicates that the exposure is appropriate exposure, the exposure / light emission
[発光強度調整処理]
次に、露出・発光強度設定部17が実行する発光強度調整処理について説明する。概略的には、露出・発光強度設定部17は、非照射画像Im2の輝度値が0にならない範囲において、適正露出の場合での照射画像Im1と非照射画像Im2との被写体5の表示領域での輝度差が大きくなるように、発光部11の発光強度を調整する。これにより、被写体検出部15の検出精度を向上させる。
[Light emission intensity adjustment processing]
Next, the light emission intensity adjustment process executed by the exposure / light emission
まず、露出・発光強度設定部17は、非照射画像Im2における被写体5又は被写体5の指先の表示領域(「被写体領域T2」とも呼ぶ。)を認識する。例えば、露出・発光強度設定部17は、露出判定部16から供給される検出結果情報Irに基づき、被写体検出部15が検出した被写体5又は被写体5の指の位置及び範囲に対応する非照射画像Im2内の画素を、被写体領域T2として認識する。
First, the exposure / light emission
そして、露出・発光強度設定部17は、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が0又はその近傍値である閾値(「閾値TH0」とも呼ぶ。)以下である場合と、Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値TH0より大きい場合とに分けて処理を行う。これについて、以下、場合分けをして詳しく説明する。
Then, the exposure / light emission
以下の説明において、「被写体領域T2の輝度値」とは、被写体領域T2の各画素の輝度値の平均値、最大値、中央値などの代表値を指すものとする。また、照射画像Im1と非照射画像Im2との被写体領域T2での輝度値の差を「輝度差Dlit」とも呼ぶ。 In the following description, “the luminance value of the subject region T2” refers to a representative value such as an average value, a maximum value, or a median value of the luminance values of each pixel in the subject region T2. Further, the difference in luminance value in the subject area T2 between the irradiated image Im1 and the non-irradiated image Im2 is also referred to as “luminance difference Dlit”.
(1)非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値TH0以下の場合
この場合、露出・発光強度設定部17は、適正露出又は露出過多の場合には、露出が最大でなく、かつ発光強度が最低でない限り発光部11の発光強度を弱める。これにより、露出・発光強度設定部17は、適正露出の場合の非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値を0よりも大きくする。これについて、図4及び図5を参照して説明する。
(1) When the luminance value of the subject region T2 of the non-irradiated image Im2 is equal to or less than the threshold value TH0 In this case, the exposure / light emission
(1−1)適正露出の場合
図4(A)は、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値THO以下であって適正露出である場合の撮影部12の露出と照射画像Im1及び非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値との関係を示す。以後では、グラフ「G1」は照射画像Im1の被写体領域T2の輝度値を示し、グラフ「G2」は非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値を示す。
(1-1) Case of Appropriate Exposure FIG. 4A shows the exposure of the photographing
図4(A)では、照射画像Im1及び非照射画像Im2の撮影時での撮影部12の露出である露出現在値「Exp」は、照射画像Im1の被写体領域T2の輝度値が飽和値にならない範囲で輝度差Dlitが最大となる適正露出に設定されている。そして、露出現在値Expは、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が0以上となる露出よりも大幅に下回っている。この場合、非照射画像Im2には輝度が0の黒領域が多く存在し、被写体検出部15は、被写体5の指先部分の領域を適切に検出することができない。
In FIG. 4A, the exposure current value “Exp”, which is the exposure of the
以上を勘案し、この場合には、露出・発光強度設定部17は、発光部11の発光強度を下げることで適正露出を上げて、適正露出の場合の非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値を上げる。図4(B)は、図4(A)の例で発光部11の発光強度を上げた場合のグラフG1、G2を示す。図4(B)に示すように、発光部11の発光強度が下がったことで、照射画像Im1の被写体領域T2の輝度値が下がる。即ち、この場合、露出の上昇に対するグラフG1が示す発光時の輝度値の上昇の割合が小さくなる。その結果、図4(B)の場合の適正露出は、露出現在値Expから露出値「Ex1」に遷移し(矢印40参照)、この場合の被写体領域T2の輝度値は、0より大きくなる。このように、露出・発光強度設定部17は、適正露出の場合の非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値を上げることができる。なお、露出現在値Expは、発光強度を低下させた後に再度実行する露出判定処理及び露出設定処理により、適正露出である露出値Ex1に近づく。
In consideration of the above, in this case, the exposure / light emission
(1−2)露出過多の場合
図5(A)は、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値THO以下であって、露出過多である場合の撮影部12の露出と照射画像Im1及び非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値との関係を示す。
(1-2) Overexposure FIG. 5A shows the exposure of the photographing
図5(A)では、照射画像Im1の被写体領域T2の輝度値が飽和値に達しており、露出現在値Expが適正露出である露出値「Ex2」に対して過多状態となっている。この場合、照射画像Im1の被写体領域T2では、白飛び状態が多く発生しているため、被写体検出部15は、被写体5の指先部分を適切に検出することができない。一方、露出現在値Expを下げて適正露出である露出値Ex2に近づけた場合には、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値がさらに低下し、当該領域が完全に黒領域となる。
In FIG. 5A, the luminance value of the subject area T2 of the irradiation image Im1 has reached a saturation value, and the current exposure value Exp is excessive with respect to the exposure value “Ex2” that is a proper exposure. In this case, in the subject region T2 of the irradiation image Im1, many whiteout states occur, and thus the
以上を勘案し、この場合には、露出・発光強度設定部17は、発光部11の発光強度を下げることで、適正露出を上げて、適正露出を現在露出値Expに近づける。図5(B)は、図5(A)の例で発光部11の発光強度を下げた場合のグラフG1、G2を示す。図5(B)の例では、発光部11の発光強度が下がったことで、適正露出が現在露出値Expの近傍まで上昇する。このように、露出・発光強度設定部17は、この場合、適正露出を現在露出値Expに近づけることができる。
Considering the above, in this case, the exposure / light emission
なお、図5(B)の例では、引き続き非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値TH0以下となっている。従って、この場合、撮像装置1は、次の発光強度調整処理において、「(1−1)適正露出の場合」のセクションで説明した処理を実行する。これにより、撮像装置1は、発光部11の発光強度を再び下げて適正露出の場合の非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値を0より大きくする。
In the example of FIG. 5B, the luminance value of the subject area T2 of the non-irradiated image Im2 continues to be equal to or lower than the threshold value TH0. Accordingly, in this case, the
(2)非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値TH0より大きい場合
この場合、露出・発光強度設定部17は、適正露出又は露出不足の場合には、露出が最小でなく、かつ発光強度が最大でない限り発光部11の発光強度を強める。これにより、露出・発光強度設定部17は、適正露出の場合での照射画像Im1と非照射画像Im2との輝度差Dlitを大きくする。これについて、図6及び図7を参照して説明する。
(2) When the luminance value of the subject region T2 of the non-irradiated image Im2 is larger than the threshold value TH0 In this case, the exposure / light emission
(2−1)適正露出の場合
図6(A)は、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値THOより大きく、かつ、適正露出である場合の撮影部12の露出と照射画像Im1及び非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値との関係を示す。図6(A)では、露出現在値Expは、照射画像Im1の被写体領域T2の輝度値が飽和値にならない範囲で輝度差Dlit(矢印45参照)が最大となる適正露出に設定されている。
(2-1) Case of Appropriate Exposure FIG. 6A shows the exposure of the photographing
図6(B)は、図6(A)の例で発光部11の発光強度を上げた場合のグラフG1、G2を示す。この場合、露出の上昇に対するグラフG1が示す発光時の輝度値の上昇の割合が大きくなる。その結果、図6(B)の場合の適正露出は、露出現在値Expから露出値「Ex3」に遷移する。そして、この場合、適正露出である露出値Ex3での輝度差Dlit(矢印46参照)は、図6(A)の場合の輝度差Dlit(矢印45参照)と比較して増大する。このように、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値THOより大きく、かつ、適正露出である場合に発光部11の発光強度を高めることで、露出・発光強度設定部17は、好適に、適正露出での照射画像Im1と非照射画像Im2との輝度値の差を増大させることができる。なお、この場合、露出現在値Expは、発光強度を増大させた後に再度実行する露出判定処理及び露出設定処理により、適正露出である露出値Ex3に近づく。
FIG. 6B shows graphs G1 and G2 when the emission intensity of the
(2−2)露出不足の場合
図7(A)は、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値THOより大きく、かつ、露出不足である場合の撮影部12の露出と照射画像Im1及び非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値との関係を示す。この場合での輝度差Dlit(矢印47参照)は、適正露出である露出値「Ex4」の場合の輝度差Dlit(矢印48参照)によりも小さい。
(2-2) Underexposure FIG. 7A shows the exposure of the photographing
図7(B)は、図7(A)の例で発光部11の発光強度を上げた場合のグラフG1、G2を示す。この場合、グラフG1が示すように、発光時の輝度値の露出に対する上昇の割合が大きくなる。従って、この場合、適正露出が低下し、適正露出が露出現在値Expに近似される。また、グラフG1の傾きの上昇に伴い、図7(B)での適正露出に近い露出現在値Expでの輝度差Dlit(矢印49参照)は、図7(A)の場合の適正露出での輝度差Dlit(矢印48参照)と比較して大きい。このように、露出・発光強度設定部17は、現在露出値Expを適正露出に近似させると共に、適正露出での輝度差Dlitを大きくすることができる。
FIG. 7B shows graphs G1 and G2 when the emission intensity of the
[処理フロー]
次に、撮像装置1が実行する処理手順について、図8〜図10を参照して説明する。
[Processing flow]
Next, a processing procedure executed by the
(1)処理概要
図8は、撮像装置1が実行する処理の概要を示すフローチャートである。撮像装置1は、図8に示す処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
(1) Processing Overview FIG. 8 is a flowchart illustrating an overview of processing executed by the
まず、撮像装置1の露出・発光強度設定部17は、撮影部12の露出及び発光部11の発光強度の初期値を設定する(ステップS101)。例えば、露出・発光強度設定部17は、被写体5の指先部分が発光部11及び撮影部12から適当な距離まで接近した時に想定される反射の強度と、その時の環境光の強度とを勘案して予め定められた露出及び発光強度を、これらの初期値として設定する。
First, the exposure / light emission
次に、撮影部12は、発光部11を発光させて照射画像Im1を生成する(ステップS102)。次に、撮影部12は、発光部11を発光させない状態で非照射画像Im2を生成する(ステップS103)。そして、撮影部12は、照射画像Im1及び非照射画像Im2を、画像保持部13に記憶させる。次に、差分算出部14は、画像保持部13に記憶された照射画像Im1及び非照射画像Im2に基づき、差分画像Imdを生成する(ステップS104)。
Next, the
次に、被写体検出部15は、差分画像Imdに基づき、被写体5の指先部分を検出する(ステップS105)。そして、被写体検出部15は、検出した被写体5及び被写体5の指先部分の位置や範囲等を示す検出結果情報Irを外部装置へ出力すると共に、当該検出結果情報Irを露出判定部16に供給する。
Next, the
次に、露出判定部16は、検出結果情報Ir及び照射画像Im1等に基づき、露出判定処理を実行する(ステップS106)。露出判定処理については、図9のフローチャートを用いて詳細に説明する。そして、露出判定部16は、撮影部12の露出の状態を示す露出情報Iexを露出・発光強度設定部17に供給する。そして、露出・発光強度設定部17は、露出情報Iexに基づき露出を調整する(ステップS107)。具体的には、露出・発光強度設定部17は、露出情報Iexが露出不足である旨を示す場合には、露出を所定値又は所定率だけ上げる旨の露出調整信号S1を撮影部12に送信する。また、露出・発光強度設定部17は、露出情報Iexが露出過多である旨を示す場合には、露出を所定値又は所定率だけ下げる旨の露出調整信号S1を撮影部12に送信する。
Next, the
次に、露出・発光強度設定部17は、露出情報Iex及び非照射画像Im2に基づき、発光強度調整処理を実行する(ステップS108)。発光強度調整処理については、図10のフローチャートを用いて詳細に説明する。そして、撮像装置1は、処理を終了すべきか否か判定する(ステップS109)。そして、撮像装置1は、例えば、処理を実行すべき所定時間が経過した、又は処理を終了すべき旨の指示信号を受信した場合、処理を終了すべきと判断し(ステップS109;Yes)、フローチャートの処理を終了する。他の例では、撮像装置1は、ステップS106において撮影部12の露出が適正露出であると判断し、かつ、ステップS108で発光強度を変更しなかった場合には、フローチャートの処理を終了する。一方、撮像装置1は、処理を終了すべきでないと判断した場合(ステップS109;No)、ステップS102へ処理を戻す。
Next, the exposure / light emission
(2)露出判定処理
図9は、図8のステップS106で露出判定部16が実行する処理手順を示すフローチャートである。
(2) Exposure Determination Processing FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure executed by the
まず、露出判定部16は、照射画像Im1内の露出判定領域T1を決定する(ステップS201)。例えば、露出判定部16は、被写体検出部15から受信した検出結果情報Irに基づき、被写体検出部15が検出した被写体の指先の表示領域に対応する照射画像Im1内の領域を、露出判定領域T1として認識する。
First, the
次に、露出判定部16は、照射画像Im1内の露出判定領域T1の各画素を対象に、輝度ヒストグラムを生成する(ステップS202)。そして、露出判定部16は、輝度ヒストグラムに基づき、飽和画素数が所定の閾値以上であるか否か判定する(ステップS203)。なお、露出判定部16は、ステップS203において、飽和画素数に代えて、飽和画素数割合が所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。そして、飽和画素数が所定の閾値以上である場合(ステップS203;Yes)、露出判定部16は、撮影部12の露出が過多状態であると判定する(ステップS204)。
Next, the
一方、飽和画素数が所定の閾値未満である場合(ステップS203;No)、露出判定部16は、照射画像Im1内の露出判定領域T1の輝度値の平均が所定の閾値以下であるか否か判定する(ステップS205)。そして、照射画像Im1内の露出判定領域T1の輝度値の平均が所定の閾値以下である場合(ステップS205;Yes)、露出判定部16は、撮影部12の露出が不足していると判定する(ステップS206)。一方、照射画像Im1内の露出判定領域T1の輝度値の平均が所定の閾値より大きい場合(ステップS205;No)、露出判定部16は、撮影部12の露出が適正であると判定する(ステップS207)。
On the other hand, when the number of saturated pixels is less than the predetermined threshold (step S203; No), the
(3)発光強度調整処理
図10は、図8のステップS108で露出・発光強度設定部17が実行する処理手順を示すフローチャートである。
(3) Luminous Intensity Adjustment Processing FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure executed by the exposure / light emission
まず、露出・発光強度設定部17は、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値THO以下であるか否か判定する(ステップS301)。例えば、露出・発光強度設定部17は、非照射画像Im2の被写体領域T2内の画素の輝度値の平均値などの代表値が閾値THO以下であるか否か判定する。
First, the exposure / light emission
そして、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値THO以下である場合(ステップS301;Yes)、露出・発光強度設定部17は、露出判定部16から受信した露出情報Iexが適正露出又は露出過多のいずれかを示していたか否か判定する(ステップS302)。そして、適正露出又は露出過多に該当する場合(ステップS302;Yes)、露出・発光強度設定部17は、ステップS303の処理を実行する。一方、適正露出及び露出過多に該当しない場合(ステップS302;No)、即ち露出不足の場合、露出・発光強度設定部17は、発光部11の発光強度を下げることなく、フローチャートの処理を終了する。即ち、この場合、露出・発光強度設定部17は、発光部11の発光強度を下げると、露出の不足度がさらに増加すると判断し、発光部11の発光強度を調整しない。
When the luminance value of the subject region T2 of the non-irradiated image Im2 is equal to or less than the threshold value THO (step S301; Yes), the exposure / light emission
次に、ステップS303では、露出・発光強度設定部17は、現在の撮影部12の露出が最高でなく、かつ、発光強度が最低でないか否か判定する(ステップS303)。そして、現在の撮影部12の露出が最高でなく、かつ、発光強度が最低でない場合(ステップS303;Yes)、発光部11の発光強度を所定値又は所定率だけ下げる旨の発光強度調整信号S2を撮影部12に送信する(ステップS304)。これにより、露出・発光強度設定部17は、適正露出の場合の非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値を0よりも大きくすることができる。一方、現在の撮影部12の露出が最高、または、発光部11の発光強度が最低の場合(ステップS303;No)、撮像装置1は、フローチャートの処理を終了する。なお、発光部11の発光強度が最低の場合、露出・発光強度設定部17は、ステップS304で発光強度を下げることができないと判断する。また、露出が最高の場合、露出・発光強度設定部17は、ステップS304での発光強度の低下に起因して上昇する適正露出に、撮影部12の露出を調整することができなくなると判断する。
Next, in step S303, the exposure / light emission
一方、非照射画像Im2の被写体領域T2の輝度値が閾値THOより大きい場合(ステップS301;No)、露出・発光強度設定部17は、露出判定部16から受信した露出情報Iexが適正露出又は露出過多のいずれかを示していたか否か判定する(ステップS305)。そして、適正露出又は露出不足に該当する場合(ステップS305;Yes)、ステップS306へ処理を進める。一方、適正露出及び露出不足に該当しない場合(ステップS305;No)、即ち、露出過多の場合、露出・発光強度設定部17は、フローチャートの処理を終了する。即ち、この場合、露出・発光強度設定部17は、発光部11の発光強度を上げると、撮影部12の露出が適正露出からさらに乖離すると判断し、発光部11の発光強度を調整しない。
On the other hand, when the luminance value of the subject region T2 of the non-irradiated image Im2 is larger than the threshold value THO (step S301; No), the exposure / light emission
次に、ステップS306では、露出・発光強度設定部17は、現在の撮影部12の露出が最低でなく、かつ、発光強度が最高でないか否か判定する(ステップS306)。そして、現在の撮影部12の露出が最低でなく、かつ、発光強度が最高でない場合(ステップS306;Yes)、発光部11の発光強度を所定値又は所定率だけ上げる旨の発光強度調整信号S2を撮影部12に送信する(ステップS307)。これにより、露出・発光強度設定部17は、適正露出での輝度差Dlitを好適に広げることができる。一方、現在の撮影部12の露出が最低、または、発光部11の発光強度が最高の場合(ステップS306;No)、撮像装置1は、フローチャートの処理を終了する。なお、発光部11の発光強度が最高の場合、露出・発光強度設定部17は、ステップS307で発光強度を上げることができないと判断する。また、露出が最低の場合、露出・発光強度設定部17は、ステップS307で発光強度を上げることに起因して下がる適正露出に露出を調整することができなくなると判断する。
Next, in step S306, the exposure / light emission
<変形例>
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
<Modification>
Hereinafter, modified examples suitable for the above-described embodiments will be described. The following modifications may be applied in any combination to the above-described embodiments.
(変形例1)
被写体検出部15は、実施例の処理に加え、被写体5の指の先端部分及び付け根部分の輝度差に基づき、撮影部12に対する指の向きを認識する処理を行ってもよい。
(Modification 1)
In addition to the processing of the embodiment, the
図11(A)は、被写体5が表示された照射画像Im1の表示例を示す。まず、被写体検出部15は、当該照射画像Im1から生成した差分画像Imdを対象に周知の画像処理を行うことで、被写体5の各指の先端部分及び付け根部分を認識する。図11(A)の領域55Aは、差分画像Imdに基づき認識した各指の先端部分の照射画像Im1での領域を示し、図11(A)の領域55Bは、差分画像Imdに基づき認識した各指の付け根部分の照射画像Im1での領域を示す。そして、被写体検出部15は、指ごとに領域55A及び領域55Bの輝度差を算出し、所定のマップ又は式を参照することで、当該輝度差から撮影部12に対する各指の指先及び付け根の相対的な距離関係を認識する。上述のマップ等は、例えば実験等に基づき予め作成されて撮像装置1のメモリに記憶される。これにより、被写体検出部15は、好適に、撮影部12に対する指の向きを認識することができる。そして、被写体検出部15は、撮影部12に対する指の向きを示す情報を、検出結果情報Irに含めて外部装置等に送信する。
FIG. 11A shows a display example of the irradiation image Im1 on which the subject 5 is displayed. First, the
(変形例2)
被写体検出部15は、実施例の処理に加え、被写体5の撮影部12に対する接近や遠ざかりを認識する処理を行ってもよい。
(Modification 2)
In addition to the processing of the embodiment, the
この場合、まず、被写体検出部15は、差分画像Imdにおいて、被写体5の全体を示す領域の面積(即ち画素数)を算出する。そして、被写体検出部15は、算出した面積の時間変化に基づき、被写体5が撮影部12に接近したか否かを判定する。例えば、被写体検出部15は、検出した被写体5の面積が増加した場合、当該増加した面積分に比例した距離だけ被写体5が撮影部12に近づいたと判断する。同様に、被写体検出部15は、検出した被写体5の面積が減少した場合、当該減少した面積分に比例した距離だけ被写体5が撮影部12から遠ざかったと判断する。そして、被写体検出部15は、上述の比例の関係を示す比例定数を予め記憶しておき、当該比例定数に基づき、被写体5が撮影部12に対して接近した又は遠ざかった距離を算出する。そして、被写体検出部15は、被写体5の撮影部12に対して接近した距離や遠ざかった距離などの情報を、検出結果情報Irに含めて外部装置等に送信する。
In this case, first, the
(変形例3)
図2(A)の説明では、露出判定部16は、露出判定領域T1を、被写体検出部15が検出した被写体5の指先部分の表示領域に設定した。これに代えて、露出判定部16は、被写体5の指全体の表示領域を、露出判定領域T1に設定してもよい。
(Modification 3)
In the description of FIG. 2A, the
図11(B)は、本変形例における露出判定領域T1を点線により明示した照射画像Im1の表示例を示す。図11(B)に示すように、この例では、露出判定部16は、露出判定領域T1を、各指の先から付け根部分までを含む領域に設定している。
FIG. 11B shows a display example of the irradiation image Im1 in which the exposure determination region T1 in the present modification is clearly indicated by a dotted line. As shown in FIG. 11B, in this example, the
好適には、変形例1に従い各指の向きを検出する場合に、露出判定部16は、図11(B)に示すように露出判定領域T1を設定する。これにより、各指の先から付け根部分までを含む領域の輝度を対象にして露出を調整することができ、被写体検出部15による検出精度を向上させることができる。
Preferably, when the orientation of each finger is detected according to the first modification, the
さらに、この場合、好適には、露出判定部16は、適正露出であるか否かの基準を、輝度ヒストグラムにおける輝度値の広がり度合い(即ち均等に分布している度合い)に基づき判定するとよい。この場合、露出判定部16は、輝度ヒストグラムに基づき、輝度値の広がりを示す指標を算出し、当該指標が所定範囲内にある場合には、適正露出であると判断する。そして、露出・発光強度設定部17は、露出判定部16が適正露出でないと判断した場合、撮影部12の露出を変更する。
Further, in this case, preferably, the
(変形例4)
差分算出部14は、撮影部12により交互に生成された照射画像Im1及び非照射画像Im2に基づき、差分画像Imdを生成した。しかし、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。
(Modification 4)
The
これに代えて、撮像装置1は、赤外線を照射する赤外線照射部を有し、被写体5に赤外線を照射させた状態で撮影部12が生成した撮影画像に基づき、差分画像Imdを生成してもよい。この場合、撮影部12は、赤外線をカットするフィルタが設けられたイメージセンサ(「フィルタ付きイメージセンサ」とも呼ぶ。)と、当該フィルタが設けられていないイメージセンサ(「フィルタなしイメージセンサ」とも呼ぶ。)とを内蔵し、レンズを通った光を分光して各イメージセンサに入射させる構造を有する。そして、撮影部12は、フィルタ付きイメージセンサでは、照射された赤外線を含まない画像(即ち、非照射画像Im2)を生成し、フィルタなしイメージセンサでは、照射された赤外線を含む画像(即ち、照射画像Im1)を生成する。従って、この構成によっても、差分算出部14は、撮影部12が同時に生成した2つ画像に基づき、差分画像Imdを好適に生成することができる。なお、撮影部12は、上述のフィルタ付きイメージセンサに代えて、可視光に反応するイメージセンサを備え、上述のフィルタなしイメージセンサに代えて、赤外線に反応するイメージセンサを備えてもよい。
Instead, the
(変形例5)
露出・発光強度設定部17は、発光部11の発光強度の調整と、撮影部12の露出調整との両方を実行した。しかし、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。これに代えて、露出・発光強度設定部17は、発光部11の発光強度の調整と、撮影部12の露出調整とのいずれか一方を実行してもよい。これによっても、好適に、被写体検出部15での検出精度が向上させることができる。
(Modification 5)
The exposure / light emission
(変形例6)
露出判定部16は、照射画像Im1における露出判定領域T1の輝度の度数分布に基づき、撮影部12の露出の判定を行った。これに代えて、露出判定部16は、被写体5の指先の領域に相当する非照射画像Im2又は差分画像Imdの領域を露出判定領域T1とし、当該露出判定領域T1内での輝度の度数分布に基づき、撮影部12の露出の判定を行ってもよい。非照射画像Im2から露出判定を行う場合、非照射画像Im2の(被写体領域T2の)輝度値が高ければ、それは環境光が強い状況であり、環境光の影響を減らすため、露出をより少なく、かつ、発光強度をより強くすることができる。差分画像Imdから露出判定を行う場合、差分画像Imdの(被写体領域T2の)値が低ければ、環境光が強い。つまり、環境光に対して自発光が弱い状態であり、環境光の影響を軽減するため、すなわち自発光が弱いことを補うため、露出をより少なく、かつ、発光強度をより強くすることができる。
(Modification 6)
The
1 撮像装置
5 被写体
11 発光部
12 撮影部
13 画像保持部
14 差分算出部
15 被写体検出部
16 露出判定部
17 露出・発光強度設定部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、
前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出設定を変更する露出設定手段と、
を備えることを特徴とする露出設定装置。 An exposure setting device for setting an exposure of a photographing unit for photographing an object,
An image acquisition means for acquiring, from the imaging unit, an irradiation image of the object irradiated with light by the light emitting unit and a non-irradiated image of the object not irradiated with light by the light emitting unit;
Detecting means for detecting the object based on a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image;
Exposure setting means for changing the exposure setting of the photographing unit based on the luminance of the display area in the irradiated image or / and the non-irradiated image of the object detected by the detecting means;
An exposure setting device comprising:
前記被撮影物の前記非照射画像での表示領域の輝度が前記閾値以下の場合に、前記発光部の発光強度を弱めることを特徴とする請求項4に記載の露出設定装置。 The light emission intensity setting means increases the light emission intensity of the light emitting unit when the luminance of the display area in the non-irradiated image of the object to be photographed is greater than a threshold value,
The exposure setting apparatus according to claim 4, wherein when the luminance of the display area of the non-irradiated image of the object to be photographed is equal to or less than the threshold value, the light emission intensity of the light emitting unit is reduced.
発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、
前記撮影部の露出が適正である場合の前記被撮影物での前記照射画像と前記非照射画像との輝度差を増加させるように、前記発光部の発光強度を設定する発光強度設定手段と、
を備えることを特徴とする発光強度設定装置。 A light emission intensity setting device for setting a light emission intensity of a light emitting unit that irradiates an object to be photographed by a photographing unit,
An image acquisition means for acquiring, from the imaging unit, an irradiation image of the object irradiated with light by the light emitting unit and a non-irradiated image of the object not irradiated with light by the light emitting unit;
A light emission intensity setting means for setting a light emission intensity of the light emitting unit so as to increase a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image on the subject when the exposure of the photographing unit is appropriate;
A light emission intensity setting device comprising:
発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得工程と、
前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出の設定を変更する露出設定工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 A control method executed by an exposure setting device that sets the exposure of a photographing unit that photographs a subject,
An image acquisition step of acquiring, from the imaging unit, an irradiation image of the object irradiated with light by the light emitting unit and a non-irradiated image of the object not irradiated with light by the light emitting unit;
A detection step of detecting the object to be photographed based on a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image;
An exposure setting step of changing the exposure setting of the imaging unit based on the brightness of the display area in the irradiated image or / and the non-irradiated image of the object detected by the detection step;
A control method characterized by comprising:
発光部により光が照射された前記被撮影物の照射画像と、前記発光部により光が照射されていない前記被撮影物の非照射画像とを、前記撮影部から取得する画像取得手段と、
前記照射画像と、前記非照射画像との輝度差に基づき、前記被撮影物を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した前記被撮影物の前記照射画像又は/及び前記非照射画像での表示領域の輝度に基づき、前記撮影部の露出の設定を変更する露出設定手段
として前記露出設定装置を機能させることを特徴とするプログラム。 A program executed by an exposure setting device for setting an exposure of a photographing unit for photographing an object,
An image acquisition means for acquiring, from the imaging unit, an irradiation image of the object irradiated with light by the light emitting unit and a non-irradiated image of the object not irradiated with light by the light emitting unit;
Detecting means for detecting the object based on a luminance difference between the irradiated image and the non-irradiated image;
The exposure setting device functions as an exposure setting unit that changes the exposure setting of the imaging unit based on the luminance of the display area of the irradiated image or / and the non-irradiated image of the object detected by the detection unit. A program characterized by letting
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