CN101621619A - 对多张脸部同时对焦的拍摄方法及其数字取像装置 - Google Patents

Abstract

一种对多张脸部同时对焦的拍摄方法及其数字取像装置，应用于一数字取像装置拍摄具有多张人脸的数字图像。数字取像装置用以执行下述步骤：将物距设定于无穷远处，用以拍摄背景图像，并从中撷取多个人脸区域；取得人脸区域的相应人脸物距；根据每一人脸物距，拍摄暂存图像；从每一暂存图像中撷取相应人脸物距的人脸区域的暂存脸部图像；最后，将暂存脸部图像重绘至背景图像中人脸区域的脸部图像。本发明的拍摄方法及其数字取像装置可以在团体照中拍摄出具有每一个清晰的人脸图像的数字图像。

Description

对多张脸部同时对焦的拍摄方法及其数字取像装置

技术领域

本发明涉及一种数字图像的拍摄方法，特别涉及一种同时拍摄具有多张人脸的拍摄方法及其数字取像装置。

背景技术

随着数码相机的发展，使得摄影不再是昂贵的消费。使用者可以随意地拍摄所要的图像，用以记录值得纪念的一刻或景象。一般而言，进行拍摄时为能凸显主体，都会聚焦于主体上。换句话说，就是将拍摄焦距对准被摄物体上。所以在大部分的相机中都具备了自动对焦的功能。

随着技术的演进，已经有愈来愈多的数码相机有人脸检测的功能。根据人脸的位置判断最佳的曝光条件与对焦距离，使得拍摄人像的画面质量更好。而数字相机的脸部自动对焦的方法，是根据人脸检测的结果，包含脸部大小及位置，定义人脸的区域为对焦视窗。请参考图1a与图1b所示，人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)示意图。图1a与图1b中虚线框指的是人脸视窗110，实线框指的是对焦视窗120。自动对焦程序计算对焦视窗120内(也即人脸区域)的高频信号，利用公知的爬山理论或是曲线逼近(Curve fitting)的技术找到人脸的最佳对焦位置。

但以上方式仅只能对单一人像进行拍摄，而在许多场合时都会拍摄两个人以上的团体照。若是仅以单一人像作为拍摄的物距且其他被摄的人员不在同一物距时，就会出现只有部分人脸清晰的情况。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种对多张脸部同时对焦的拍摄方法，应用于一数字取像装置拍摄具有多张人脸的数字图像。

为了达到上述目的，本发明所公开的一种对多张脸部同时对焦的拍摄方法，应用于一数字取像装置拍摄具有多张人脸的数字图像，包括以下步骤：将物距设定于无穷远处用以拍摄背景图像，并撷取多个人脸区域；拍摄一图像，该图像含一背景图像及多个重叠于该背景图像上的人脸区域；取得人脸区域的相应人脸物距；根据每一人脸物距，拍摄暂存图像；从每一暂存图像中撷取相应人脸物距的人脸区域的暂存脸部图像；将暂存脸部图像重绘至背景图像中人脸区域的脸部图像。

本发明的目的还提供一种对多张脸部对焦的数字取像装置，应用于拍摄具有多张人脸的数字图像。

为了达到上述目的，本发明所公开的一种具有对多张脸部对焦的数字取像装置，应用于拍摄一背景图像，于该背景图像中包括有多张人脸的数字图像，该数字取像装置包括有：感光元件、存储单元与微处理器。感光元件用以记录被摄物件的亮度并将其转换成电气信号；存储单元用以存储多张数字图像；微处理器电性连接于感光元件，微处理器用以执行图像叠加程序与自动对焦程序，该自动对焦程序根据该背景图像中的每一该人脸区域分别进行自动对焦以及拍摄一暂存图像，该微处理器再执行该图像叠加程序对所述人脸区域与该背景图像进行合成，将所述暂存脸部图像重绘至该背景图像中该人脸区域的脸部图像，图像叠加程序包括以下步骤：将物距设定于无穷远处用以拍摄背景图像，并撷取多个人脸区域；取得人脸区域的相应人脸物距；根据每一人脸物距，拍摄暂存图像；从每一暂存图像中撷取相应人脸物距的人脸区域的暂存脸部图像；将暂存脸部图像重绘至背景图像中人脸区域的脸部图像。

与现有技术相比，本发明应用于拍摄具有多个人脸的数字图像，其是撷取背景图像中所包含的人脸区域。接着，根据这些人脸区域的物距进行拍摄多张暂存图像。再将这些暂存图像中的人脸图像重绘至背景图像中的各人脸区域。这样一来，就可以拍摄出具有每一个清晰的人脸图像的数字图像。

有关本发明的特征与实施，兹配合附图作优选实施例详细说明如下。

附图说明

图1a为现有技术的人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)的示意图。

图1b为现有技术的人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)的示意图。

图2为本发明的系统架构示意图。

图3为本发明的操作流程示意图。

图4为取得人脸物距的操作流程示意图。

图5为本发明另一实施例的操作流程示意图。

图6a为具有多个脸部图像的背景图像示意图。

图6b为对人脸区域所相应的待测人脸物距区间示意图。

图6c为判断是否位于拍摄距离区段中的示意图。

图6d为进行重绘人脸区域至背景图像的示意图。

其中，附图标记说明如下：

110        人脸视窗

120        对焦视窗

200        数字取像装置

210        自动对焦镜头

220        感光元件

230        微处理器

240        存储单元

241        图像叠加程序

242        自动对焦程序

600        背景图像

611        人脸区域A

621        人脸区域B

631        人脸区域C

641        人脸区域D

612        人脸区域A`

622        人脸区域B`

632        人脸区域C`

642        人脸区域D`

651        第一图像

652        第二图像

653        第三图像

具体实施方式

请参考图2所示，其为本发明的系统架构示意图。对多张脸部对焦的数字取像装置200包括有：自动对焦镜头210、感光元件220、微处理器230与存储单元240。自动对焦镜头210电性连接于感光元件220，感光元件220用以记录被摄物件的亮度并将其转换成电气信号。存储单元240用以存储多张数字图像。微处理器230电性连接于感光元件220，微处理器230用以执行图像叠加程序241与自动对焦程序242。

a.第一实施例：

请参考图3所示，其为本发明的操作流程示意图。图像叠加程序包括以下步骤：拍摄背景图像，并从中撷取出多个人脸区域，见步骤S310所示。取得人脸区域的相应人脸物距，见步骤S320所示。

根据每一人脸物距，拍摄相应的暂存图像，见步骤S330所示。判断当前人脸物距与前一人脸物距大于阈值距离时，见步骤S340所示，则不拍摄此一人脸物距的暂存图像，见步骤S341所示。若当前人脸物距与前一人脸物距小于阈值距离时，从每一暂存图像中撷取相应人脸物距的人脸区域的暂存脸部图像，见步骤S342所示。将暂存脸部图像粘合至背景图像中人脸区域的脸部图像，见步骤S350所示。

在步骤S320中所述取得人脸区域的相应人脸物距中又包括以下步骤。请另外配合图4所示，其为取得人脸物距的操作流程示意图。根据人脸区域设定为待测人脸物距区间，见步骤S321所示。计算这些待测人脸物距区间中，在每一位置所撷取到的人脸区域的高频信号，见步骤S322所示。在待测人脸物距区间中可以拍摄多张数字图像，借以作为图像比较之用。接着，从这些人脸区域的高频信号中选择最大的高频信号的相应的位置，将其设定为人脸物距，见步骤S323所示。其中，高频信号的计算可以是但不限定为高通滤波器(High-pass filter)、带通滤波器(Band-pass filter)、傅利叶转换(Fourier transform)、离散余弦转换(Discrete Cosine Transform)或离散小波转换(Discrete Wavelet Transformation)所得到。

b.第二实施例：

请参考图5所示，其为本发明另一实施例的操作流程示意图。图像叠加程序包括以下步骤：拍摄背景图像，并从中撷取出多个人脸区域，见步骤S510所示。取得人脸区域的相应人脸物距，见步骤S520所示。设定拍摄距离区段，见步骤S530所示。对在拍摄距离区段中的人脸物距进行拍摄相应的暂存图像，见步骤S540所示。

根据每一人脸物距，拍摄暂存图像，见步骤S550所示。判断当前人脸物距位于拍摄距离区段中，则不拍摄此一人脸物距的暂存图像，见步骤S561所示。若当前人脸物距不位于拍摄距离区段中，从每一暂存图像中撷取相应人脸物距的人脸区域的暂存脸部图像，见步骤S562所示。将暂存脸部图像粘合至背景图像中人脸区域的脸部图像，见步骤S570所示。

第二实施例与第一实施例的差异在于：第一实施例是根据前后两个人脸物距差异决定是否撷取当前的人脸区域的图像；而第二实施例是对某一特定物距区段中的人脸图像进行撷取。其中，对于高频信号的计算与第一实施例中相同，故在此不多加以赘述。

为了能清楚说明本发明的操作精神，在此以第一实施例作为说明。但实施例中所述的参数并不局限于此。请参考图6a所示，其为具有多个脸部图像的背景图像示意图。首先，利用数字取像装置200对远处拍摄一张具有多个人脸的背景图像600。在图6a中是以四个人脸(分别为人脸区域A611、人脸区域B621、人脸区域C631与人脸区域D641)为例作为说明。请参考图6b所示，其为对人脸区域所相应的待测人脸物距区间示意图。

图6b以人脸区域A611做说明，数字取像装置200在拍摄待测人脸物距区间最远处拍摄第一图像651、在待测人脸物距区间的最近处拍摄第二图像652、或在待测人脸物距区间的中间处拍摄第三图像653，再根据这三张数字图像进行高频信号的比对，从中选择高频信号最大的图像。根据具有最大高频信号值的图像，找出其所相应的物距，将其视为人脸区域A611的代表物距。同理，对于人脸区域B621、人脸区域C631与人脸区域D641分别进行人脸物距的计算。

接着，判断人脸区域A611、人脸区域B621、人脸区域C631与人脸区域D641的人脸物距是否在设定的拍摄距离区段内。为方便说明以图6c作为解释，在图6c中的横轴为物距。在图6c的横轴上的各图像分别是不同的人脸区域，其中虚线框为所设定的拍摄距离区段。其中，人脸区域A611、人脸区域B621与人脸区域C631在拍摄距离区段中，而人脸区域D641在拍摄距离区段外。所以数字取像装置200会对人脸区域A611所相应的物距进行拍摄暂存图像，并取得暂存图像中的人脸区域A`612的图像。同理，取得人脸区域B`622的图像与人脸区域C`632的图像。

最后，将人脸区域A`612的图像、人脸区域B`622的图像与人脸区域C`632的图像分别取代背景图像600中人脸区域A611的图像、人脸区域B621的图像与人脸区域C631的图像。请参考图6d所示，其为进行重绘人脸区域至背景图像的示意图。

本发明应用于拍摄具有多个人脸的数字图像，其撷取背景图像中所包含的人脸区域。接着，根据这些人脸区域的物距进行拍摄多张暂存图像。再将这些暂存图像中的人脸图像重绘至背景图像中的各人脸区域。这样一来，就可以拍摄出具有每一个清晰的人脸图像的数字图像。

Claims (8)

1.一种对多张脸部同时对焦的拍摄方法，应用于一数字取像装置拍摄具有多张人脸的数字图像，该拍摄方法包括以下步骤：

拍摄一图像，该图像含一背景图像及多个重叠于该背景图像上的人脸区域；

取得每一该人脸区域的相应一人脸物距；

根据每一该人脸物距，拍摄至少一暂存图像；

从所述暂存图像中撷取与每一该人脸物距的该人脸区域相对应的多个暂存脸部图像；以及

将每一所述暂存脸部图像重绘至该背景图像中每一该人脸区域的相对位置。

2.如权利要求1所述的对多张脸部同时对焦的拍摄方法，其中取得每一该人脸物距又包括以下步骤：

根据每一该人脸区域设定一待测人脸物距区间；

计算每一该人脸区域在每一该相对应待测人脸物距区间中多个位置的高频信号；以及

选择最大高频信号的相应的位置，将其设定为该人脸物距。

3.如权利要求2所述的对多张脸部同时对焦的拍摄方法，其中高频信号的计算利用高通滤波器、带通滤波器、傅利叶转换、离散余弦转换或离散小波转换

4.如权利要求1所述的对多张脸部同时对焦的拍摄方法，其中取得所述人脸物距前还包括以下步骤：

设定一拍摄距离区段；以及

对在该拍摄距离中的所述人脸物距进行拍摄相应的所述暂存图像。

5.如权利要求1所述的对多张脸部同时对焦的拍摄方法，其中取得所述人脸物距后还包括以下步骤：

若当前该人脸物距与前一该人脸物距小于一阈值距离时，则拍摄当前该人脸物距的该暂存图像。

6.一种具有对多张脸部对焦的数字取像装置，应用于拍摄一背景图像，于该背景图像中包括有多张人脸的数字图像，该数字取像装置包括有：

一感光元件，用以记录被摄物件的亮度并将其转换成电气信号；

一存储单元，用以存储多张数字图像；以及

一微处理器，电性连接于该感光元件，该微处理器用以执行一图像叠加程序与一自动对焦程序，该自动对焦程序根据该背景图像中的每一该人脸区域分别进行自动对焦以及拍摄一暂存图像，该微处理器再执行该图像叠加程序对所述人脸区域与该背景图像进行合成，将所述暂存脸部图像重绘至该背景图像中该人脸区域的脸部图像。

7.如权利要求6所述的具有对多张脸部对焦的数字取像装置，其中该人脸物距是根据该人脸区域的高频信号所决定。

8.如权利要求6所述的具有对多张脸部对焦的数字取像装置，其中该自动对焦程序包括以下步骤：

根据该人脸区域设定一待测人脸物距区间；

计算该待测人脸物距区间中每一位置的该人脸区域的高频信号；以及

从所述人脸区域的高频信号中选择最大的高频信号的相应的位置，将其设定为该人脸物距。

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