CN101210995A - 摄影设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于识别图像中的物体例如面部的摄影设备和方法。该摄影设备包括：光学系统，其包括聚焦透镜；光电转换元件，其将光信息转换为电信号；图像信号处理器，其输出电信号作为图像信号；第一距离测量器，其由所述图像信号检测与面部相对应的面部区域数据，将所述面部区域数据与标准面部数据进行比较，并且获得从所述摄影设备到所述面部的第一物距；第二距离测量器，其检测所述面部的焦点位置，并且获得从所述摄影设备到所述面部的第二物距；以及面部识别器，其将所述第一物距和所述第二物距进行比较，并且识别所述面部区域数据包括与所述面部相对应的数据。

Description

摄影设备和方法

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2006年12月28日向日本知识产权局提交的日本专利申请No.2006-356163的优先权，该专利申请的内容以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及摄影设备和方法，更具体地涉及用于当摄影人时在显示人的面部的区域中精确地识别面部图像并减少将没有显示人的面部的区域识别为面部的可能性。

背景技术

通常，当使用摄影设备进行摄影时，使用相差检测类型距离测量设备，确定到目标的距离，然后，基于该距离，相对于目标进行聚焦操作。在很多情况下，目标是人。为了摄影人的高质量图像，摄影设备应该具有基于要摄影人的距离或者其他性质自动执行聚焦操作和曝光操作的功能。

通常，诸如数字静态相机之类的摄影设备使用通过对面部执行聚焦操作来摄影人的面部的高质量图像的技术。此外，摄影设备可以使用根据面部亮度进行曝光操作的技术。

例如，日本专利公开Gazette No.2003-75717披露了用于检测到物体的距离和使用所检测的距离来执行摄影设备的聚焦操作的技术。在该专利公开的披露中，摄影设备存储关于人的面部的标准尺寸的信息，将面部的尺寸与在摄影设备所摄影的图像区域中所得到的面部的尺寸进行比较以检测到面部的距离，并且在聚焦过程中使用该距离。

然而，当使用上述技术检测面部时，具有与人的面部相似的数据图案的物体(例如，树)常常被误认为人的面部。在这种情况下，相对于物体而不是人的面部进行聚焦操作，或者，聚焦操作花费很长时间。

数字摄影设备的其他特征也可以取决于精确地识别图像中的面部。例如，如果检测到面部，则可以将相机的工作模式设置为肖像模式。这样，很多相机设置和功能可以基于精确地识别图像中的面部。因此，将图像中的物体误认为面部很可能降低了通过取决于面部检测技术的相机所摄影的图像的质量。

因此，需要精确地检测图像中的物体例如面部的技术。

发明内容

本发明提供用于精确地识别所摄影的图像中的人的面部的摄影设备和方法。

本发明也提供用于减少将不含面部的区域识别为含面部的区域的可能性的摄影设备和方法。

本发明还提供这样一种摄影设备和方法，该摄影设备和方法改进了当摄影人时对人聚焦的功能，获得了对人的面部的最佳曝光，获得了对人的面部的最佳色平衡，并且优化了其他相机功能和设置以得到一定质量的图像。

本发明提供这样一种摄影设备和方法，该摄影设备和方法通过比较第一物距和第二物距来识别物体的面部，所述第一物距是通过将面部区域数据和标准面部数据进行比较而得到的，所述第二物距是基于聚焦透镜在焦点位置上的位置来得到的。

根据本发明的一个方面，提供一种摄影设备，该摄影设备包括：光学系统，其形成图像并包括聚焦透镜；光电转换元件，其将光信息转换为电信号；图像信号处理器，其输出电信号作为图像信号；第一距离测量器，其由所述图像信号检测与人的面部相对应的面部区域数据，将所述面部区域数据与通过存储单元预先存储的标准面部数据进行比较，并且获得从所述摄影设备距离到所述面部区域数据的物体的第一物距；第二距离测量器，其检测所述面部区域数据的物体的焦点位置，并且获得从所述摄影设备距离到所述面部区域数据的物体的第二物距；以及面部识别器，其将所述第一物距和所述第二物距进行比较，并且将所述面部区域数据的物体识别为所述面部。

根据该实施例，所述面部区域可以将分别由所述第一测量器和所述第二测量器得到的所述第一物距和所述第二物距进行比较，以识别所述面部区域数据的物体是否是所述面部。因此，所述面部识别器在摄影过程中可以将与人的面部相对应的面部区域数据的物体精确地识别为所述面部并减少将不显示人的面部的区域识别为面部的错误。结果，可以减少摄影由于面部识别错误所引起的差质量图像的可能性。

所述第一距离测量器可以包括：面部检测器，其检测所述面部区域数据的物体的区域数据；以及数据库(DB)，其存储所述光学系统的焦距、所述面部的标准区域数据以及到所述面部的标准距离之间的关系，其中所述第一距离测量基于所述焦距和从所述DB读出的物体的区域数据来获得所述第一物距。

根据该实施例，通过将与所述焦距相对应的面部的标准区域数据和所述物体的检测到的区域数据进行比较，所述第一物距可以由所述摄影设备到所述面部的标准距离得到。

所述第二测量器可以包括：焦点位置检测器，其检测所述面部区域数据的物体的焦点位置，其中，所述第二测量器基于所述光学系统的聚焦透镜在所述焦点位置上的位置和所述焦距来得到所述第二物距。

根据该实施例，所述第二物距可以基于聚焦透镜的位置来得到，当检测物体的焦点位置时，该聚焦透镜的位置改变。

所述摄影设备还可以包括可靠性值计算器，该可靠性值计算器将所述第一物距和所述第二物距进行比较，以计算所述面部区域数据的可靠性值，其中，所述面部识别器基于该可靠性值来将所述面部区域数据的物体识别为所述面部。

根据该实施例，可以基于通过所述第一物距和所述第二物距之间的比较而计算得到的可靠性值来确定被所述面部检测器所检测到的面部区域数据的物体是否是所述面部。

所述摄影设备还可以包括调节器，该调节器调节被所述面部识别器识别为所述面部的物体的焦点、曝光和色平衡中的至少一个。

根据该实施例，所述面部区域数据的物体可以被精确地识别为所述面部。因此，当摄影人时，可以改善人的聚焦性能。此外，可以获得对人的面部的最佳曝光。另外，当摄影人时，可以改善人的面部的色平衡性能。

所述摄影设备还可以包括面部显示器，该面部显示器显示在所摄影的图像的区域中被所述面部识别器识别为所述面部的物体。

根据该实施例，可以只显示在所摄影的图像的区域中被识别为所述面部的物体。

根据本发明的另一方面，提供一种摄影方法，该摄影方法包括：将通过形成图像的光学系统聚焦到光束转换成电信号，并且将所述电信号作为图像信号输出；由所述图像信号检测与人的面部相对应的面部区域数据，将所述面部区域数据与预先存储的标准面部数据进行比较，并且获得从摄影设备到所述面部区域数据的物体的第一物距；检测所述面部区域数据的物体的焦点位置，并且获得从所述摄影设备到所述面部区域数据的物体的第二物距；以及将所述第一物距和所述第二物距进行比较并将所述面部区域数据的物体识别为所述面部。

根据该实施例，可以将由所述第一距离测量器得到的第一物距和由所述第二距离测量器得到的第二物距进行比较，以识别所述面部区域数据的物体是否为所述面部。因此，在摄影的过程中，与人的面部相对应的所述面部区域数据的物体可以精确地被识别为所述面部，可以减少将没有显示人的面部的区域识别为所述面部的错误。

对所述面部区域数据的检测可以包括：检测所述面部区域数据的物体的区域数据；以及基于焦距和从预先存储所述光学系统的焦距、所述面部的标准区域数据和到所述面部的标准距离之间的关系的DB读出的物体的区域数据，获得所述第一物距。

对所述面部区域数据的物体的焦点位置的检测可以包括：检测所述面部区域数据的物体的焦点位置；以及基于所述光学系统的聚焦透镜在所述焦点位置中的位置和所述焦距来获得所述第二物距。

根据该实施例，可以基于所述聚焦透镜的位置来获得所述第二物距，当检测所述物体的焦点位置时，该聚焦透镜的位置改变。

对所述第一物距和所述第二物距的比较以及将所述面部区域数据的物体作为所述面部的识别可以包括：比较所述第一物距和所述第二物距，以计算所述面部区域数据的可靠性值；以及基于所述可靠性值，将所述面部区域数据的物体识别为所述面部。

根据该实施例，基于通过所述第一物距和所述第二物距之间的比较来计算得到的可靠性值，可以确定由所述面部检测器所检测到的所述面部区域数据的物体是否为所述面部。

所述摄影方法还可以包括调节识别为所述面部的物体的焦点、曝光和色平衡中的至少一个。

根据该实施例，所述面部区域数据的物体可以精确地识别为所述面部。因此，当摄影人时，可以改善人的聚焦性能。而且，可以获得对人的面部的最佳曝光。另外，当摄影人时，可以改善人的面部的色平衡性能。

所述摄影方法还可以包括在所摄影的图像的区域中显示被所述面部识别器识别为所述面部的物体。

根据该实施例，可以只显示在所摄影的图像的区域中被识别为所述面部的物体。

附图说明

通过参照附图详细地描述本发明的范例实施例，本发明的上述和其他的特征及优点将显而易见，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的摄影设备的框图；

图2是图1的摄影设备的工作流程图；

图3示出计算从物体到图1的摄影设备的距离的操作；

图4是检测图1的摄影设备中的焦点位置的操作的流程图；

图5是示出图4的操作的概念的曲线图；

图6示出图1的摄影设备的一状态，在该状态中，显示聚焦区域和面部显示框；

图7示出图1的摄影设备的一状态，在该状态中，在所摄影的图像上显示面部显示框；以及

图8是示出根据本发明的实施例的摄影设备中的可靠性值和相关值之间的关系的曲线图。

具体实施方式

下文将参照附图详细地描述根据本发明的实施例的摄影设备和方法。在附图中相同的参考标号表示相同的元件，因此省略重复的描述。

现在将描述根据本发明的实施例的摄影设备的结构。图1是根据本发明的实施例的摄影设备100的框图。参照图1，根据本发明的摄影设备100包括用于形成图像的光学系统102、电机驱动器104、电荷耦合器件(CCD)106、定时生成器108、中央处理单元(CPU)110、相关双采样(CDS)/放大器(AMP)124、模拟数字转换器(ADC)126、图像输入控制器128、压缩器电路130、图像信号处理器电路132、存储器134、介质控制器136、记录介质138、视频随机存取存储器(VRAM)140、视频编码器142、图像显示装置144、面部检测器电路150、面部距离操作电路152、自动聚焦(AF)检测器电路154以及物距操作电路156。

光学系统102在CCD 106上形成外部光学信息作为图像。光学系统102包括透镜单元(未图示)、可变焦单元(未图示)、具有聚焦透镜103的聚焦单元(未图示)、孔径单元(未图示)以及透镜安装在其上的管状筒，该孔径单元改变孔径的尺寸以限定光束的方向或范围。在一个实施例中，光学系统102可以是短焦距透镜或可变焦透镜。在另一实施例中，电机驱动器104驱动光学系统102的可变焦单元、聚焦单元和孔径单元。

CCD 106包括将通过光学系统102入射的光学信息转换为电信号的装置，并且使用由该装置接收到的光来生成电信号。在本实施例中，CCD 106用作光电转换元件，但是，本发明不局限于此。例如，光电转换元件可以是互补性金属氧化物半导体(COMS)等。

机械快门(未图示)可以用来控制CCD 106的曝光时间，以便在不进行摄影时阻止光，从而，只有在进行摄影的过程中才入射光。本发明不局限于机械快门，因此可以使用电子快门(未图示)。机械快门或电子快门的操作可以通过开关与CPU 110连接的快门按钮122来执行。

定时生成器108输入定时信号到CCD 106，控制构成CCD 106的像素中的每一个的曝光周期，并且控制电荷的读数。

下文描述图像处理单元，该图像处理单元包括CDS/AMP 124、ADC 126、图像输入控制器128、压缩器电路130、以及图像信号处理器电路132。

CDS/AMP 124从由CCD 106输出的电信号除去低频率噪声，并且放大电信号直到预定的电平。

ADC 126将模拟电信号转换成数字信号。图像输入控制器128处理数字信号，以处理图像和语音信号。

压缩器电路130将数字信号的输入图像数据转换成使用压缩格式“JPEG”、“LZW”等压缩的数据。

图像信号处理器电路132合成图像并输出所合成的图像到存储器134。

存储器134可以是半导体存储装置(例如，同步动态随机存取存储器(SDRAM)等)，并且临时存储时分摄影图像。存储器134还存储CPU 110的操作程序。

介质控制器136控制将图像数据写入到记录介质138以及从记录介质138读出图像数据或设置信息。

记录介质138可以是光学记录介质、磁光盘、磁盘、半导体存储介质或用来记录信息的任何其它装置。所摄影的图像数据记录在记录介质138上。记录介质138可以连接摄影设备100和/或与摄影设备100分隔开。

VRAM 140是图像显示存储器，即，包括多个通道的存储器，以同时执行显示图像的存储并将显示图像显示在图像显示装置144上。

视频编码器142压缩动态图像并输出压缩帧给图像显示装置144。例如，图像显示装置144可以是液晶显示器等，并且显示从VRAM 140读出的图像。

摄影设备100包括面部检测器150，作为面部检测器的一个例子。面部检测器电路150从由摄影设备100所获得的摄影图像的图像信号中检测与人的面部相对应的面部区域数据。例如，面部区域数据包括如下属性，摄影图像的物体的相对位置、物体尺寸等。面部检测器电路150也检测面部区域数据的物体的区域数据。

面部距离操作电路152基于诸如下面表1中的那些数值之类的数值获得与摄影设备100到物体的距离相对应的第一物距D1，在表1中记录由面部检测器电路150所检测到的面部区域数据的物体尺寸、光学系统102的焦距和面部的标准区域数据。

面部检测器电路150和面部距离操作电路152是第一距离检测器的例子。此外，在图1中独立地示出面部检测器电路150和面部距离操作电路152，但是本发明不局限于此。因此，面部检测器电路150可以包括在面部距离操作电路152中。另一可选方式是，面部检测器电路150和面部距离操作电路152可以包括在CPU 110中。

AF检测器电路154检测由面部检测器电路150检测的面部区域数据的物体的焦点位置。AF检测器电路154是焦点位置检测器的例子。可以驱动聚焦透镜103，以获得AF估值，从而实现焦点位置的检测。

现在范例性地描述检测焦点位置的过程。移动聚焦透镜103，以提取图像信号的高频分量，并且将从要聚焦的摄影图像区域的预定区域提取的信号积分，以计算焦点位置。预定区域的AF估值形成具有最大值的曲线，其中AF估值为最大值的聚焦透镜130的位置被视为正确聚焦的位置。

物距操作电路156基于聚焦透镜103在焦点位置上的相对位置和光学系统102的焦距来获得从摄影设备100到物体的第二物距D2。

AF检测器电路154和物距操作电路156是第二物距测量器的例子。在图1中独立地示出AF检测器电路154和物距操作电路156，但是本发明不局限于此。因此，AF检测器电路154可以包括在物距操作电路156中。另一可选的方式是，AF检测器电路154和物距操作电路156可以包括在CPU 110中。

CPU 110发射信号到摄影设备100的部件，并且/或者从摄影设备100的部件接收信号。CPU 110包括可靠性计算器112、面部识别器114、调节器116和面部显示器118。

CPU 110读取数值，例如在下面表1中的那些值。表1包括光学系统102的焦距、面部的标准区域数据和从摄影设备100到面部的标准距离之间的关系。表1是数据库的例子。本发明不局限于存储与表1中所示的数据相同的数据，也不局限于表1的数据结构。

如果光学系统102是短焦距透镜，则光学系统102的焦距是固定的。如果光学系统102是可变焦透镜，则光学系统102的焦距变化。已经描述了CPU 110读取表1。另一可选方式是，面部距离操作电路152可以存储表1。

可靠性计算器112将第一物距D1和第二物距D2进行比较，以计算面部区域数据的可靠性值。面部识别器114基于由可靠性计算器112所计算的可靠性值将面部区域数据的物体识别为面部。

调节器116调节被面部识别器114识别为面部的物体的摄影条件。详细地说，为了调节物体的焦点，调节器116输出信号给电机驱动器104以驱动聚焦透镜103。为了调节物体的曝光，调节器116也输出信号给电机驱动器104，以驱动孔径单元。调节器116输出信号给CPU 110，以调节摄影图像的物体的色平衡。

当在图像显示装置144的屏幕上显示摄影图像时，面部显示器118在摄影图像的区域上显示物体，该物体被面部识别器114识别为面部。例如，面部显示器118显示矩形框，作为物体周围的面部显示框。

现在描述摄影设备100的操作。

图2是图1的摄影设备100的操作的流程图。

当使用摄影设备100进行摄影时，通过处于准备好的摄影状态的CCD 106将从光学系统102入射到CCD 106上的光学信息转换为电信号。此外，通过CDS/AMP 124除去电信号的低频噪声，然后将电信号放大到预定电平。

电信号通过ADC 126被转换成数字信号，通过图像输入控制器128、压缩器电路130、图像信号处理器电路132和视频编码器142压缩成数据，并且输出给图像显示装置144。

在处于准备好的摄影状态的图像显示装置144上显示动态图像。这里，摄影设备100显示动态图像，并且同时等待快门按钮122的操作。VRAM 140包括两个区域，即用于显示图像的区域“A”和用于扫描图像的区域“B”。在操作S102中，将两个区域重复地转换成帧，以在摄影设备100上显示动态图像。

如果按下快门按钮122，在操作S104中，面部检测器150从摄影图像的图像信号检测与人的面部相对应的面部区域数据，该摄影图像在紧接按下快门按钮122之前显示，并且从面部区域数据检测物体的尺寸。

在操作S106中，面部距离操作电路152将由面部检测器电路150所检测到的面部区域数据的物体的尺寸与表1中所示标准尺寸进行比较，以计算从摄影设备100到物体的第一物距D1，即，面部距离。

在操作S108中，AF检测器电路154检测由面部检测器电路150所获得的面部区域数据的物体的焦点位置和摄影图像的中心区域的焦点位置。在操作S110中，物距操作电路156基于光学系统102的聚焦透镜103在焦点位置上的相对位置和焦距来获得从摄影设备100到物体的第二物距(AF距离)D2。

在操作S112中，可靠性计算器112将第一物距D1和第二物距D2进行比较，以计算面部区域数据的可靠性值。在操作S114中，面部识别器114基于由可靠性计算器112所计算的可靠性值将面部区域数据的物体识别为面部。

在操作S116中，面部识别器114确定面部区域数据的物体是否是面部。如果在操作S116中面部识别器114确定面部区域数据的物体是面部，则在操作S118中面部显示器118在摄影图像的区域中显示被识别为面部的物体周围的面部显示框。在操作S120中，CPU 110确定被识别为面部的物体作为聚焦区域。

如果面部识别器114在操作S116中确定面部区域数据的物体不是面部，则面部显示器118不显示物体的面部显示框。如果在所述物体周围显示面部显示框，则面部显示器118在操作S122中擦除所述面部显示框。如果在操作S124中确定摄影图像不包括要被识别为面部的区域，则CPU 110确定摄影图像的中心区域作为聚焦区域。

调节器116调节面部区域数据的物体的聚焦区域或摄影图像的中心区域的焦点。换句话说，在操作S126中，CPU 110驱动电机驱动器104并移动聚焦透镜103，以调节聚焦区域的焦点。

如果通过上述操作为物体确定聚焦透镜103的焦点位置，则将光入射到CCD 106上。CCD 106将入射光的信息转换成电信号，并且输出该电信号。使用YC转换或联合图像专家组(JPEG)方法压缩输出的电信号，并且在记录介质138上记录图像数据。

现在更加详细地描述根据本发明的摄影设备100的操作。

参照图3描述检测人的面部的操作以及使用摄影设备100计算第一物距D1的操作。

图3所示的情景表示在同一焦距处的摄影图像。在图3的第二图片中示出表示标准面部在相应焦距中的尺寸的标准面部区域160。标准面部区域160的面积是面部在相应焦距中的标准面积A，并且以像素为单位存储在表1中。当摄影图像中的面部的大体尺寸等于标准面积A时，所获得的从面部到摄影设备100的距离存储为表1中的标准距离P。

[表1]

焦距：f(mm)	面部标准面积：A(像素)	标准距离：P(m)
			8	17500	1.5
10	18230	1.8
			12	15750	2.5
14	16400	2.7
			16	17500	3.0

图3的第一图片示出在摄影图像中摄影到人170的状态。因为人170的面部172存在于所摄影的图像，所以面部检测器电路150比较数据图案，以检测面部172的面部区域162。面部检测器电路150还从面部区域162检测面部172的面积。

现在描述计算第一物距D1的操作。

面部距离操作电路152将由面部检测器电路150所检测的面部区域162的面积与表1进行比较，以计算从摄影设备100到物体的第一物距D1。详细地说，面部距离操作电路152在摄影过程中确定焦距f，并且从上述表1中获得与焦距相对应的标准面积A和标准距离P。

然后，面部距离操作电路152使用公式1计算从摄影设备到物体的第一物距D1：

$D1=\sqrt{\frac{A}{B}}\×P\×K---\left(1\right)$

其中，D1表示第一物距，A表示标准面积(像素)，B表示由面部检测器电路150所检测的面部区域162的区域，P表示标准距离(m)，K表示取决于摄影设备100的特性等的调节系数。

在本实施例中，面部区域的面积小于标准面部区域160。因此，根据公式1，第一物距D1大于标准距离P，因此，从摄影设备100到面部172的距离设置得比标准距离P远。

图3的第三图片示出在摄影图像中所拍摄的人170。因为人170的面部172设置在摄影图像中，所以面部检测器电路150比较数据图案，以检测面部172的面部区域164。面部检测器电路150还从面部区域164检测面部172的区域。如上所述，面部距离操作电路152将由面部检测器电路150所检测的面部区域164的面积与表1相比较，以计算从摄影设备到物体的第一物距D1。

在本实施例中，面部区域164的面积大于标准的面部区域160。因此，根据上述公式1，第一物距D1比标准距离P短，从摄影设备100到面部172的距离比标准距离P更近。

现在描述使用AF检测器电路154检测在面部区域162中的物体的焦点位置的操作。

图4是根据本发明的实施例的摄影方法中的检测焦点位置的操作的流程图，图5是示出操作图5的构思的曲线图，图6示出在图1的摄影设备上显示的聚焦区域和面部显示框。

参照图4，在操作S202中，驱动聚焦透镜103。在操作S204中，获得AF估值。在操作S206中，确定是否已经完全地检测到了焦点位置。换句话说，逐渐驱动聚焦透镜103，直到完全地检测焦点位置以获得AF估值为止。

详细地说，在0(μm)和m(μm)之间的焦平面的相对位置中，在光学系统102中驱动聚焦透镜103。当焦平面的相对位置是0μm时，景深是无限圆。当焦平面的相对位置是mμm时，景深是M(m)。

聚焦透镜103被电机驱动器104逐渐地驱动，其中AF检测器电路154获得面部区域数据的AF估值和由面部检测器电路150所检测的图像中心区域。

参照图6，在摄影图像中的从人170的面部172所检测的面部区域中显示第一面部显示框166。此外，在从树190所检测的面部区域中显示第二面部显示框168。这里，AF检测器电路154从第一聚焦区域182、第二聚焦区域184和第三聚焦区域180获得AG估值，所述第一聚焦区域182、第二聚焦区域184和第三聚焦区域180分别对应于从人170的面部172所检测的面部区域、从树190所检测的区域和屏幕的中心区域。

参照图5，获得第一聚焦区域182、第二聚焦区域184和第三聚焦区域180中的AF估值有助于确定聚焦透镜103正确地聚焦在哪一个位置上。当聚焦透镜103逐渐地移动时，将AF估值存储在存储器中。因此，当AF估值是最大值时，AF检测器电路154可以确定聚焦透镜103定位在最正确的聚焦位置上，并且可以获得聚焦透镜103的相对位置。

现在描述使用物距操作电路156基于聚焦透镜103的相对位置和焦距来获得从摄影设备到物体的第二物距D2的操作。

物距操作电路156使用公式2计算从摄影设备100到物体的第二物距D2：

$D2=\frac{f^2}{x}\×{10}^2---\left(2\right)$

其中，D2表示第二物距(m)，f表示焦距(mm)，x表示聚焦透镜103在焦点位置上的位置。

根据公式2，物距操作电路156由光学系统102的焦距和聚焦透镜103在焦点位置上的位置计算第二物距D2。

现在描述使用可靠性计算器112通过比较第一物距D1和第二物距D2来计算面部区域数据的可靠性值的操作。

可靠性计算器112将从摄影设备100到物体的第一物距D1和第二物距D2进行比较，以计算公式3所示的面部区域数据的相关值(％)：

$S=\frac{D1}{D2}\×100---\left(3\right)$

其中，S表示相关值(％)。

相关值接近100％表示第一物距D1和第二物距D2相互接近。不同于100％的相关值表示第一物距D1和第二物距D2相互远离。

图8是示出根据本发明的摄影方法中的可靠性值和相关值之间的关系的曲线图。

可靠性计算器112由图8的关系计算可靠性值。参照图8，当相关值是约100％时，可靠性值是“1”。当相关值超过100％时，可靠性值变小。与“1”的可靠性值相对应的相关值可以随着摄影设备100的调节变化。

现在描述使用面部识别器114基于由可靠性计算器112所计算得到的可靠性值将面部区域数据的物体识别为面部的操作。图7示出在由图1的摄影设备100所摄影的图像中显示面部显示框。

面部识别器114预设值可靠性值的阈值。如果可靠性值大于或等于阈值，则面部识别器114将由面部识别器电路150所检测的面部区域数据的物体确定为面部。如果可靠性值小于阈值，则面部识别器114确定面部区域数据的物体不是面部。

通过上述操作，将由面部距离操作电路152所获得的第一物距D1和第二物距D2进行比较。如果第一物距D1和第二物距D2相互接近，则将由面部检测器电路150所检测的面部区域数据的物体确定为面部。如果面部识别器114将面部区域数据的物体识别为面部，则面部显示器118在图7所示的摄影图像的区域中显示被识别为面部的物体周围的第一面部显示框166。

如果面部识别器114确定该物体不是面部，则擦除在图6所述的物体周围所显示的第二面部显示框168。结果，在摄影图像中只显示第一面部显示框166。

如上所述，在根据本发明的摄影设备和方法中，可以精确地识别摄影图像区域中的人的面部。而且，可以减少将没有显示人的面部的区域识别为面部的错误。

另外，当使用摄影设备执行摄影时，可以提高将显示人的面部的区域精确地识别为面部的可能性。可以减少将没有显示人的面部的区域识别为包括面部的区域的可能性。结果，可以减少摄影由于面部识别错误所引起的差质量的图像的可能性。

而且，因为精确地识别面部，所以当摄影人时，可以提高摄影设备的聚焦性能。此外，可以改善摄影设备对面部获得光学曝光的性能以及摄影设备的色平衡性能。由于摄影设备的其它设置例如工作模式的改变，本发明的实施例也可以改善图像的质量。例如，在一个实施例中，如果检测到面部，则摄影设备的工作模式可以自动地切换到肖像模式。在另一可选的方式中，如果没有检测到面部，摄影设备可以切换到风景模式。

本发明的实施例并不局限于检测面部。还有使用所公开的技术来检测其它物体。例如，可以使用本发明的实施例来精确地检测用安全检查的行李箱或盒子内的物体。在另一实施例中，摄影设备可以被放置于收费站，以精确地检测和拍摄经过的汽车的牌照。

虽然就本发明的范例实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由下述权利要求所限定的本发明的实质和服务的情况下，可以就本发明的形式和细节进行各种改变。

Claims (20)

1.一种摄影设备，包括：

光学系统，其包括聚焦透镜；

光电转换元件，其将光信息转换为电信号；

图像信号处理器，其输出电信号作为图像信号；

第一距离测量器，其从所述图像信号检测与面部相对应的面部区域数据，将所述面部区域数据与标准面部数据进行比较，并且获得从所述摄影设备到所述面部的第一物距；

第二距离测量器，其检测所述面部的焦点位置，并且获得从所述摄影设备到所述面部的第二物距；以及

面部识别器，其将所述第一物距和所述第二物距进行比较，并且识别出所述面部区域数据包括与所述面部相对应的数据。

2.根据权利要求1所述的摄影设备，其中所述第一距离测量器包括：

面部检测器，其确定所检测到的面部区域数据所覆盖的区域的尺寸；以及

存储器，其包括在预定距离处的至少一个标准面部区域的尺寸，

其中所述第一距离测量器部分地基于所述标准面部区域的尺寸和所检测到的面部区域数据所覆盖的区域的尺寸来获得所述第一物距。

3.根据权利要求2所述的摄影设备，其中所述第二距离测量器包括：

焦点位置检测器，该焦点位置检测器检测当所述面部聚焦时所述聚焦透镜的焦点位置，

其中所述第二距离测量器部分地基于所述聚焦透镜的所述焦点位置来获得所述第二物距。

4.根据权利要求1所述的摄影设备，还包括：

可靠性值计算器，其将所述第一物距和所述第二物距进行比较，以计算所述面部区域数据的可靠性值，

其中所述面部识别器部分地基于所述可靠性值来识别所述面部区域数据包括与所述面部相对应的数据。

5.根据权利要求4所述的摄影设备，还包括：

调节器，其对所述面部调节焦点、曝光和色平衡中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的摄影设备，还包括：

显示器，显示来自所述图像信号的图像和指示所述图像中的所述面部的指示符。

7.一种摄影方法，包括：

将聚焦在形成图像的光学系统上的光束转换成电信号，并且将所述电信号作为图像信号输出；

从所述图像信号检测与面部相对应的面部区域数据，将所述面部区域数据与预先存储的标准面部数据进行比较，并且获得从摄影设备到所述面部的第一物距；

检测所述面部的焦点位置，并且获得从所述摄影设备到所述面部的第二物距；以及

将所述第一物距和所述第二物距进行比较并识别所述面部区域数据包括与所述面部相对应的数据。

8.根据权利要求7所述的摄影方法，其中检测所述面部区域数据的步骤包括：

确定所检测到的面部区域数据所覆盖的区域的尺寸；以及

部分地通过将预先存储的标准面部区域的尺寸和所检测到的面部区域数据所覆盖的区域的尺寸进行比较，获得所述第一物距。

9.根据权利要求8所述的摄影方法，其中检测所述面部区域数据的物体的焦点位置的步骤包括：

检测当所述面部聚焦时聚焦透镜的焦点位置，

部分地基于所述聚焦透镜的所述焦点位置获得所述第二物距。

10.根据权利要求7所述的摄影方法，其中，比较所述第一物距和所述第二物距以及识别所述面部区域数据包括与所述面部相对应的数据的步骤包括：

将所述第一物距和所述第二物距进行比较，以计算所述面部区域数据的可靠性值，

部分地基于所述可靠性值，识别所述面部区域数据包括与所述面部相对应的数据。

11.根据权利要求7所述的摄影方法，还包括：

对所述面部调节焦点、曝光和色平衡中的至少一个。

12.根据权利要求7所述的摄影方法，还包括：

显示所述图像和指示所述图像中的所述面部的指示符。

13.根据权利要求7所述的摄影方法，还包括：

在识别所述面部区域数据包括与所述面部相对应的数据之后，改变所述摄影设备的至少一个设置。

14.一种在由摄影设备所拍摄的图像中找到物体的方法，包括：

基于通常在所述物体中所找到的图案，选择与所述图像的区域相对应的数据；

基于与所述物体相对应的预先存储的标准数据，计算与从所述摄影设备到所述物体的距离相对应的第一值；

基于聚焦透镜的位置，计算与从所述摄影设备到所述物体的距离相对应的第二值；以及

基于所述第一值和所述第二值之间的相关性，确定所述区域是否包括所述物体。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

显示所述图像；以及

显示指示符，其指示所述图像的区域包括所述物体。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括：

修改包括所述物体的所述区域的焦点、曝光、亮度、对比度、饱和度和色平衡之一。

17.根据权利要求14所述的方法，其中部分地通过将所选择的区域的尺寸和预先存储的所述物体在预定距离处的标准尺寸进行比较，计算所述第一值。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述聚焦透镜被定位以使得包括所述物体的所述区域基本上被聚焦。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述物体是面部。

20.根据权利要求14所述的方法，还包括：

在确定所述区域包括所述物体之后，改变所述摄影设备的至少一个设置。

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