CN101388070A - 选择最佳时机捕获影像的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种选择最佳时机捕获影像的方法，包括：进行一般对焦；定位被拍摄者的虹膜位置；量测所述虹膜的长度和直径；判断该虹膜长度与虹膜直径之间的比值是否大于等于一个指定数值；若该比值大于等于该指定数值，则判定被拍摄者没有眨眼；及捕获影像。利用本发明可在数码撷取装置拍摄影像时避免撷取到被拍摄者的眨眼影像。

Description

选择最佳时机捕获影像的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种影像捕获系统及方法，尤其涉及一种可选择最佳拍照时机的系统及方法。
背景技术
众所周知，数字影像撷取装置(例如数码相机或数码摄像机)在拍摄影像或影像时的工作原理是：首先，通过镜头接收光线，然后被称为CCD(电耦合元件)的摄影元件(有时也使用CMOS传感器)将所接收的光线转换成电信号，最后将电信号作为数据记录到内置存储器和存储卡中。拍摄者可通过显示装置显示拍照所得的影像，或经打印机打印该影像。
目前，典型的数字影像撷取装置已有脸部对焦(Facing Detection)的功能，虽能精确的进行脸部对焦，但在为被拍摄者(简称“被摄者”)拍摄影像时，由于被摄者的瞬时眨眼、情绪变动，很可能会在被摄者眨眼的瞬间拍下照片，使得拍摄质量很难保证，拍摄者需要删除眨眼影像，重新拍摄。如果拍摄者是在事后发现所拍影像有眨眼情况，且无法进行补拍时，会给拍摄者造成一定的困扰。传统的数码撷取装置不能识别所拍时刻，不能检测到被摄者的眼睛是否眨动，因而给拍照者选择拍照的时机造成了很大的困难。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种选择最佳时机捕获影像的系统，可避免撷取到被摄者眨眼的影像。
鉴于以上内容，有必要提供一种选择最佳时机捕获影像的方法，可避免撷取到被摄者眨眼的影像。
一种选择最佳时机捕获影像的系统，包括摄像头、存储器、控制电路和存储电路，该存储器内存储虹膜量测程序，运行该虹膜量测程序可执行以下步骤：摄像头进行一般对焦时定位被拍摄者眼睛的虹膜位置；量测被拍摄者的虹膜长度和虹膜直径；根据所述虹膜长度和虹膜直径判断被拍摄者是否眨眼；当判断结果为被拍摄者没有眨眼时，通过控制电路控制摄像头提示对焦成功及控制摄像头连续捕获被拍摄者的影像；及确定其中的一张最佳捕获影像存入所述存储电路中。
一种选择最佳时机捕获影像的方法，包括步骤如下：利用数码撷取装置的摄像头对被拍摄者进行一般对焦；定位被拍摄者眼睛中的虹膜位置；量测所述虹膜的长度和直径；判断该虹膜长度与虹膜直径之间的比值是否大于或等于一个指定数值；若所述虹膜长度与虹膜直径之间的比值小于该指定数值，则判定被拍摄者眨眼，返回进行一般对焦的步骤，否则，若所述虹膜长度与虹膜直径之间的比值大于或等于该指定数值，则判定被拍摄者没有眨眼，提示对焦成功；捕获被拍摄者的影像。
相较于现有技术，所述的选择最佳时机捕获影像的系统及方法，利用一个数字影像撷取装置捕获被摄者的影像，通过量测被摄者虹膜的长度和直径以确定对焦时机，及连续捕获被拍摄者的影像，通过比较所捕获的影像中虹膜长度的大小，选择虹膜长度最大的一张与所述虹膜直径进行比较以确定是否为最佳捕获影像，存储该最佳捕获影像，可以避免撷取到被摄者眨眼的影像，提高拍摄质量。
附图说明
图1是本发明选择最佳时机捕获影像的系统较佳实施例的硬件架构图。
图2是本发明虹膜量测程序的结构框图。
图2-1、图2-2、图2-3、图2-4、图2-5是本发明眼睛定位的具体示意图。
图2-6和图2-7是本发明小波转换后所得到的分布图。
图3是本发明虹膜直径量测的示意图。
图4是本发明虹膜长度量测的示意图。
图5是本发明选择最佳时机捕获影像的方法的作业流程图。
图6是本发明虹膜定位的具体作业流程图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明选择最佳时机捕获影像的系统较佳实施例的硬件架构图。该系统运行于一个数码撷取装置中，如数码相机或数码摄像机。该系统包括摄像头1、存储器2、控制电路3和存储电路4。存储器2内存储一个虹膜量测程序20，通过控制电路3控制摄像头1对被摄者(即人)进行对焦及控制摄像头1捕获被摄者的影像。所述摄像头1用于将捕获影像转换为数字信号的影像并传送给虹膜量测程序20，该虹膜量测程序20对所述影像进行处理，得出此时影像中的人是否眨眼，确定是否是最佳捕获影像，如果确定是最佳捕获影像，虹膜量测程序20将该最佳捕获影像存入存储电路4中。
如图2所示，是本发明虹膜量测程序20的结构框图。所述虹膜量测程序20包括多个程序模块：人脸检测模块200、虹膜定位模块202、虹膜量测模块204、眨眼判断模块206和捕获模块208。
当拍摄者将数码撷取装置的摄像头1对准被摄者进行一般对焦时，由于待捕获的影像中可能会有多个人，而其中某些人会眨眼，影响拍摄质量，因此本实施例需要对该多个人分别进行眨眼判断。首先，人脸检测模块200需要对被摄者进行人体肤色识别，如图2-1，确定为人后，人脸检测模块200对被摄者进行椭圆样板对比，具体而言，由于人的脸部形状大多呈直立的椭圆形，如图2-2，长轴Y与短轴X的比值约为1.3~1.4，人脸检测模块200依此比例作为椭圆样板来进行人脸检测。
当人脸检测模块200监测到人脸后，如图2-3所示的人脸，虹膜定位模块202用于建立长方形样板进行被摄者的眼睛定位，该长方形样板与被摄者头顶之间的距离为k，如图2-4，其中，k的范围为y/6~y/4。所述长方形样板如图25所示，其短轴X方向的长度为m，长轴Y方向的长度为n，在本实施例中，m的长度取决于椭圆样板于短轴X方向的长度，n的取值范围约为3厘米至4厘米。虹膜定位模块202检查长方形样板中是否有对称物体，若该长方形样板中有对称物体时，虹膜定位模块202对该对称物体的影像进行小波转换(Wavelet Transform)，使得该对称物体的影像中灰阶值差异较大的两个相邻像素会于小波转换时局部出现波峰、波谷的现象，虹膜定位模块202利用小波转换所得到的分布图就可以判别出被摄者眼睛的虹膜位置，如图2-6和图2-7所示，是本发明小波转换后所得到的分布图。
虹膜量测模块204用于量测虹膜的直径d和长度d0。具体而言，虹膜量测模块204以水平方向量测出虹膜的最大长度作为直径d，如图3所示是本发明虹膜直径量测的示意图。虹膜量测模块204以虹膜直径d的起始点作为起点向远离虹膜的方向移动距离N后，以所找到的点作为垂点得到一条垂线，该垂线的长度为所述虹膜的长度d0，其中，N为0.5~2毫米，如图4所示是本发明虹膜长度量测的示意图。本实施例中的图3和图4仅以被摄者的一只眼睛为例进行虹膜直径d和长度d0量测说明。
眨眼判断模块206通过检测虹膜的长度d0与直径d之间的比值R是否大于一个指定数值NV来判断被摄者是否眨眼，本实施例中该指定数值NV是一个范围值，其范围是1/3~1/2，拍摄者可以根据被摄者眼睛的大小提前于数码撷取装置中设定NV的取值，虹膜量测程序20记录所设定的值，用于拍照时的眨眼判断。本实施例中被摄者的虹膜长度d0与直径d之间的最佳比值为1/2。当R≧NV时，眨眼判断模块206判定该被摄者没有眨眼，并通过所述控制电路3控制摄像头1提示对焦成功；反之，当R<NV时，眨眼判断模块206判定该被摄者眨眼，并通过控制电路3控制摄像头1出现闪烁画面或提示信息，以提醒拍摄者对焦失败，摄像头1在时间t1后会重新进行对焦。本实施例中，该时间t1可以在200毫秒至500毫秒之间，在摄像头1显示对焦失败后，拍摄者也可以自行手动进行重新对焦。
捕获模块208用于摄像头1对焦成功后，通过控制电路3控制摄像头1连续捕获被拍摄者的影像，虹膜量测模块204分别量测所捕获影像中虹膜的长度。捕获模块208比较所捕获影像中虹膜的长度以确定虹膜长度最大的影像为待保留影像，该待保留影像的虹膜长度可以示为d`。捕获模块208还用于检测该待保留影像的虹膜长度d`与所述虹膜直径d的比值是否大于或等于NV。若d`≧NV*d，则捕获模块208确定该待保留影像为最佳捕获影像，并将该最佳捕获影像放入存储电路4中进行保存。其中，捕获模块208在连续捕获影像时，每捕获一张影像都会等待一段时间t2，本实施例中的时间t2为正常人一般眨眼的时间。
如图5所示，是本发明选择最佳时机捕获影像的方法的作业流程图。本较佳实施例以捕获两张影像为例进行说明。
在步骤S500中，当拍摄者欲对被摄者进行拍照时，会将数码撷取装置的摄像头1对准被摄者进行一般对焦，由于被摄者眨眼会影响所捕获影像的质量，因此需要对被摄者进行眨眼判断。
在步骤S502中，人脸检测模块200检测到被摄者的人脸位置后，虹膜定位模块202通过建立长方形样板对被摄者进行眼睛定位，并通过小波转换找到被摄者眼睛的虹膜位置。
在步骤S504中，虹膜量测模块204量测所述虹膜的直径d和长度d0，具体而言，虹膜量测模块204以水平方向量测出虹膜的最大长度作为直径d，并以虹膜直径的起始点作为起点向远离虹膜的方向移动距离N后，以所找到的点作为垂点得到一条垂线，该垂线的长度即为所述虹膜的长度d0，如图3和图4所示。其中，N为0.5~2毫米。
在步骤S506中，眨眼判断模块206通过检测虹膜的长度d0与直径d之间的比值R是否大于所述指定数值NV来判断被摄者是否眨眼，本实施例中该指定数值NV是一个范围值，其范围是1/3~1/2，NV的取值可由拍摄者根据被摄者眼睛的大小提前于数码撷取装置中设定。本实施例中被摄者的虹膜长度d0与直径d之间的最佳比值为1/2。
若R<NV，则于步骤S508中，眨眼判断模块206判定该被摄者眨眼，并通过控制电路3控制摄像头1出现闪烁画面或提示信息，以提醒拍摄者对焦失败，摄像头1在一段时间t1后，返回步骤S500重新进行对焦。本实施例中，该时间t1可以在200毫秒至500毫秒之间。
若R≧NV，则于步骤S510中，眨眼判断模块206判定该被摄者没有眨眼，并向控制电路3输出判定结果，控制电路3接收到的判定结果为最佳对焦时机，摄像头1显示对焦成功。
在步骤S512中，捕获模块208通过控制电路3控制摄像头1捕获影像一，并等待一段时间t2后捕获影像二。本实施例所述的时间t2为正常人一般眨眼的时间。
在步骤S514中，虹膜量测模块204分别量测影像一和影像二中被摄者眼睛的虹膜长度。
在步骤S516中，捕获模块208比较影像一和影像二中被摄者眼睛的虹膜长度，确定虹膜长度较大的影像为待保留影像，该影像的虹膜长度被记为d`，例如，当影像一的虹膜长度大于影像二的虹膜长度时，捕获模块208确定影像一为待保留影像，并将影像一的虹膜长度记为d`。若影像一和影像二的虹膜长度相等，则捕获模块208任取一张影像作为待保留影像。
在步骤S518中，捕获模块208检测d`与步骤S504中的虹膜直径d的比值是否大于或等于NV。
若d`≧NV*d，则于步骤S520中，捕获模块208将步骤S516中所确定的影像示为最佳捕获影像，并将该最佳捕获影像放入存储电路4中进行保存。若d`<NV*d，则返回步骤S500重新进行一般对焦。
如图6所示，是图5中步骤S502的具体作业流程图。首先，人脸检测模块200对被摄者进行人体肤色识别(步骤S600)。
由于人的脸部形状大多呈直立的椭圆形，如图2-2，长轴Y与短轴X的比值约为1.3~1.4，人脸检测模块200依此比例调整被摄者距离远近时的椭圆样板，并根据椭圆样板检测出待拍摄的影像中是否有与椭圆样板相似的物体(步骤S602)。
若人脸检测模块200检测出待拍摄的影像中有与椭圆样板相似的物体，则可以确定该物体为被摄者的人脸，并由此可以确定被摄者的人脸位置，虹膜定位模块202于人脸位置建立长方形样板，该长方形样板与被摄者头顶之间的距离为k，如图2-4所示，其中，k的取值范围为y/6~y/4，如图2-5所示，该长方形样板短轴X方向的长度为m，长轴Y方向的长度为n，在本实施例中，m的长度取决于椭圆样板于短轴X方向的长度，n的取值范围约为3厘米至4厘米(步骤S604)。
虹膜定位模块202检测上述长方形样板中是否有对称物体(步骤S606)。
若所述长方形样板中有对称物体，则虹膜定位模块202通过对该对称物体进行小波转换找到眼睛的虹膜位置，如图2-6和图2-7所示(步骤S608)。
在步骤S602中，若人脸检测模块200没有检测出待拍摄的影像中有与椭圆样板相似的物体，则返回步骤S600重新进行人体肤色识别。
在步骤S606中，若虹膜定位模块202检测出所述长方形样板中没有对称物体，则证明人脸检测模块200所检测出的与椭圆样板相似的物体不是人脸，流程返回到步骤S600中重新进行人体肤色识别。

Claims (11)

  1. 【权利要求1】一种选择最佳时机捕获影像的方法，其特征在于，该方法包括：
    利用数码撷取装置的摄像头对被拍摄者进行一般对焦；
    定位被拍摄者眼睛中的虹膜位置；
    量测所述虹膜的长度和直径；
    判断该虹膜长度与虹膜直径之间的比值是否大于或等于一个指定数值；
    若所述虹膜长度与虹膜直径之间的比值小于该指定数值，则判定被拍摄者眨眼，返回进行一般对焦的步骤，否则，若所述虹膜长度与虹膜直径之间的比值大于或等于该指定数值，则判定被拍摄者没有眨眼，提示对焦成功；及
    捕获被拍摄者的影像。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的选择最佳时机捕获影像的方法，其特征在于，所述步骤捕获被拍摄者的影像是指连续捕获被拍摄者的影像，在该步骤之后包括如下步骤：
    量测每张影像中被拍摄者的虹膜长度，确定虹膜长度最大的影像为待保留影像；
    判断该待保留影像中被拍摄者的虹膜长度与所述虹膜直径的比值是否大于或等于所述指定数值；及
    若该待保留影像中被拍摄者的虹膜长度与所述虹膜直径的比值小于所述指定数值，则返回进行一般对焦的步骤，否则，若该待保留影像中被拍摄者的虹膜长度与所述虹膜直径的比值大于或等于所述指定数值，则确定该影像为最佳捕获影像进行保存。
  3. 【权利要求3】如权利要求2所述的选择最佳时机捕获影像的方法，其特征在于，所述指定数值为1/3~1/2。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的选择最佳时机捕获影像的方法，其特征在于，所述步骤定位被拍摄者眼睛中的虹膜位置包括如下步骤：
    对待拍摄影像中的被拍摄者进行椭圆样板对比，以确定被拍摄者的人脸位置；
    在所述人脸位置建立长方形样板对被拍摄者进行眼睛定位，检测该长方形样板中是否有对称物体；及
    在该长方形样板中有对称物体时对该对称物体的影像进行小波转换，利用小波转换所得到的分布图判别出被拍摄者眼睛的虹膜位置。
  5. 【权利要求5】如权利要求1所述的选择最佳时机捕获影像的方法，其特征在于，所述虹膜直径是以水平方向量测虹膜所得到的最大长度，所述虹膜长度是以虹膜直径的起始点作为起点，向远离虹膜的方向移动距离N后得到一个点，以该点为垂点所得到的垂线的长度，其中，N为0.5~2毫米。
  6. 【权利要求6】一种选择最佳时机捕获影像的系统，该系统包括摄像头、存储器、控制电路和存储电路，其特征在于，该存储器内存储虹膜量测程序，该虹膜量测程序包括:
    人脸检测模块，用于摄像头进行一般对焦时对待拍摄影像中的被拍摄者进行椭圆样板对比，以确定被拍摄者的人脸位置；
    虹膜定位模块，用于在所述人脸位置建立长方形样板对被拍摄者进行眼睛定位，检查该长方形样板中是否有对称物体，及在该长方形样板中有对称物体时对该对称物体的影像进行小波转换，利用小波转换所得到的分布图定位出被拍摄者眼睛的虹膜位置；
    虹膜量测模块，用于量测被拍摄者的虹膜直径和虹膜长度；
    眨眼判断模块，用于检测虹膜长度与虹膜直径之间的比值是否大于或等于一个指定数值以判定被拍摄者是否眨眼，当被拍摄者没有眨眼时通过所述控制电路控制摄像头提示对焦成功，及当被摄者眨眼时，通过该控制电路控制摄像头出现闪烁画面或提示信息，以提示对焦失败；及
    捕获模块，用于摄像头对焦成功后，通过控制电路控制摄像头连续捕获被拍摄者的影像，确定虹膜长度最大的影像为待保留影像，当该待保留影像中被拍摄者的虹膜长度与所述虹膜直径的比值大于或等于所述指定数值时确定该待保留影像为最佳捕获影像，并将该最佳捕获影像存入所述存储电路中。
  7. 【权利要求7】如权利要求6所述的选择最佳时机捕获影像的系统，其特征在于，所述指定数值为1/3~1/2。
  8. 【权利要求8】如权利要求6所述的选择最佳时机捕获影像的系统，其特征在于，所述虹膜直径是指虹膜量测模块以水平方向量测虹膜所得到的最大长度，所述虹膜长度是以虹膜直径的起始点作为起点，向远离虹膜的方向移动距离N后得到一个点，以该点为垂点所得到的垂线的长度，其中，N为0.5~2毫米。
  9. 【权利要求9】如权利要求6所述的选择最佳时机捕获影像的系统，其特征在于，所述椭圆样板的长轴与短轴之间的比值为1.3~1.4。
  10. 【权利要求10】如权利要求9所述的选择最佳时机捕获影像的系统，其特征在于，所述长方形样板与被摄者头顶之间的距离为所述椭圆样板长轴长度的1/6~1/4。
  11. 【权利要求11】一种选择最佳时机捕获影像的系统，该系统包括摄像头、存储器、控制电路和存储电路，其特征在于，该存储器内存储虹膜量测程序，运行该虹膜量测程序可执行以下步骤：摄像头进行一般对焦时定位被拍摄者眼睛的虹膜位置；量测被拍摄者的虹膜长度和虹膜直径；根据所述虹膜长度和虹膜直径判断被拍摄者是否眨眼；当判断结果为被拍摄者没有眨眼时，通过控制电路控制摄像头提示对焦成功及控制摄像头连续捕获被拍摄者的影像；及确定其中的一张最佳捕获影像存入所述存储电路中。
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