CN1992815A - 具有用于消除红眼的面部检测功能的数码相机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有用于消除红眼的面部检测功能的数码相机。提供在拍照期间补偿红眼现象的数码相机。数码相机包括电荷耦合器件(CCD)、面部检测电路、闪光灯模式控制器以及闪光灯。当闪光灯预备发光时，面部检测电路从CCD捕获的图像，检测人的眼睛颜色。在执行主拍照操作之前，闪光灯模式控制器预备地使闪光灯闪光，以及根据CCD的拍照结果，可以随后启动用于主闪光操作的闪光灯，当由面部检测电路检测的眼睛颜色在预定范围内时，在闪光灯预备发光后，在经过预定消除红眼等待时间的同时，保持主闪光备用。

Description

具有用于消除红眼的面部检测功能的数码相机

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年12月27日在日本专利局提交的日本专利申请No.2005-373701的优先权，其全部内容在此引入以供参考。

技术领域

本发明通常涉及数码相机，以及更具体地说，涉及包括闪光灯和用于消除红眼现象的面部检测功能的数码相机。

背景技术

当人们处于黑暗地方预定时间时，他们的瞳孔处于扩张状态。此时，闪光灯拍照由于闪光从视网膜反射离开而引起红眼现象。为避免红眼现象，传统的相机镜头和闪光单元彼此分离以便不拍照从视网膜反射离开的光。然而，由于小型相机的镜头和闪光单元由于小型相机的尺寸彼此不分离，许多相机预先发光以便使对象的瞳孔收缩。在其他实例中，相机可以通过从瞳孔周围的颜色中估计眼睛的颜色，或通过使用从另一图像提取的眼睛的颜色，来补偿红眼现象。

然而，为通过相机预先发出光降低红眼现象，用户必须设置闪光/不闪光/自动闪光的操作，以及指定消除红眼/无消除红眼的操作，其可能是复杂的操作。同时，当以小尺寸拍照人物时，可能用不同颜色错误地校正所拍照的图像。

发明内容

根据本发明的方面，提供一种相机，包括：捕获对象的图像的拍照装置；朝对象发光的闪光组件；闪光控制组件，在执行主拍照之前，控制闪光组件的预备闪光操作，以及基于在预备闪光操作期间，拍照装置的预备拍照结果，控制闪光组件的主闪光操作；检测组件，当闪光组件执行预备闪光操作时，从由拍照组件捕获的初步图像，检测具有面部的对象的眼睛颜色。

在操作中，当由检测组件检测的眼睛颜色在预定范围内时，闪光控制组件保持主闪光就绪，同时在闪光组件执行预备闪光操作后，经过预定消除红眼等待时间。闪光控制组件可以根据拍照环境，改变消除红眼等待时间。当由检测组件检测的眼睛颜色在颜色和亮度的预定范围内时，闪光控制组件保持主闪光就绪。

相机可以进一步包括：估计组件，估计由拍照装置捕获的图像的亮度，其中，当估计组件的亮度估计值小于预先定义的阈值时，增加颜色和亮度的范围，而当亮度估计值大于预先定义的阈值时，减少颜色和亮度的范围。

闪光控制组件可以在消除红眼等待时间期间，使闪光组件闪光以便当由检测组件检测的眼睛颜色为暗红时，引起瞳孔收缩。

相机可以进一步包括：告知组件，通知该人相机处于消除红眼等待时间。告知组件可以通过使闪光组件间歇地闪光，告知该人相机处于消除红眼等待时间。该告知组件可以通过发出声音，告知该人相机处于消除红眼等待时间。告知组件可以包括发光装置，通过发出不同于闪光组件的指示光，告知该人相机处于消除红眼等待时间。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的数码相机的示例性框图；

图2是根据本发明的实施例的闪光灯模式控制器的示例性操作的流程图；以及

图3A和3B示例说明根据本发明的实施例的数码相机的主闪光操作和预备闪光操作之间的时间关系。

具体实施方式

现在，将参考附图更全面地描述本发明。

图1是根据本发明的实施例的示例性数码相机的框图。参考图1，数码相机包括变焦镜头1、光圈2、对焦镜头3、电荷耦合器件(CCD)4、变焦马达5、光圈马达6、对焦马达7、定时发生器8、相关二重取样放大器(CDSAMP)电路9，以及闪光灯28。镜头1、光圈2、对焦镜头3和CCD4均是用于拍照对象的拍照部件的组件。

光圈马达6包括改变光圈2的开口的光圈变化单元。定时发生器8包括改变快门速度的快门速度变化单元。

CDSAMP电路9形成改变CCD4的输出的振幅的增益变化单元。光圈马达6、定时发生器8、CDSAMP电路9和闪光灯28均是改变拍照部件的曝光的曝光变化部件的组件。

变焦马达5移动变焦镜头1。光圈马达6控制光圈2的开度。对焦镜头3受对焦马达7控制。经变焦镜头1、光圈2和对焦镜头3，接收对象光(即从拍照对象反射的光)，以便在CCD4的光接收面上形成对象的聚焦图像。

CCD4光电转换在光接收面上形成的对象光。CCD4可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。滤色器可以排列在CCD4的前表面上。滤色器可以使用三种原色，红R、绿G和蓝B或使用三种补色，青色Cy，洋红色Mg和黄色Ye。CCD4可以由定时发生器8产生的定时信号操作。

闪光灯28根据从CPU19接收的定时和辐射强度信号而发光。辐射强度划分成主闪光操作和预备闪光操作。预备闪光操作可以在比主闪光操作更短的时间中执行。预备闪光操作可以是比主闪光操作更低强度的辐射(即不一样亮)，以便在执行预备闪光操作后，迅速执行主闪光操作。

当前实施例的数码相机包括A/D转换器10、图像输入控制器11、图像信号处理电路12、图像压缩/解压缩电路13、视频编码器14、图像显示部分15、马达驱动器16，17和18、CPU19、自动对焦(AF)检测电路20、自动曝光(AE)和自动白平衡(AWB)检测电路21、存储器22、视频RAM(VRAM)23、介质控制器24、记录介质25，以及面部检测电路26。当前实施例的数码相机进一步包括快门开关SW1、记录/再现开关SW2、变焦开关SW3、闪光灯模式开关SW4，以及拍照模式选择开关SW5。

A/D转换器10数字化由CCD4输出并通过CDSAMP电路9接收的图像信号。图像输入控制器11为CPU19提供由A/D转换器10输出的图像信号。

图像信号处理电路12对所接收的图像信号执行图像处理，诸如γ校正、边缘锐化、白平衡等等。CPU19设置由图像信号处理电路12使用的参数以便执行图像处理。

图像压缩/解压缩电路13压缩和编码图像数据。图像数据，不一定限定于此，可以根据联合图像专家组(JPEG)，即基于离散余弦变换(DCT)的图像压缩标准而被压缩。

VRAM23是用于存储在图像显示部分15上显示的图像的数据的存储器。

视频编码器14读取在VRAM23中存储的图像数据，基于相应的图像数据形成组成色视频信号，以及将该组成色视频信号输出到图像显示部分15。图像显示部分15是诸如液晶显示器(LCD)的显示器，基于从视频编码器14接收的组成色视频信号，显示彩色图像。

AF检测电路20基于CCD4的输出，控制拍照图像的自动对焦。AF检测电路20检测图像信号的高频分量电平以用于执行AF。详细地说，通过焦点的和，增加图像信号的高频分量电平。

因此，如果AF检测电路20检测图像信号的高频分量电平，那么能确定焦点和的状态。将所检测的图像信号的高频分量电平合并在预定焦点区中以便计算AF估计值。所计算的AF估计值提供给CPU19。

面部检测电路26从由CCD4输出的图像信号检测人的面部，以及提取所检测的面部的眼睛的颜色。面部检测电路26从图像信号提取皮肤颜色区，基于所提取的皮肤颜色区的亮度的变化提取面部的轮廓，以及校验面部区是否包括两只眼睛和嘴。如果校验面部区包括两只眼睛和嘴，将该区域确定为人的面部。此外，面部检测电路26提取两只眼睛的虹膜的颜色，以及将所提取的虹膜的颜色传送到CPU19用于颜色确定处理。

AE和AWB检测电路21基于由CCD4输出的图像信号，如下所述顺序地形成曝光控制信号和白平衡控制信号，以便控制曝光和处理白平衡，以及将曝光控制信号和白平衡控制信号传送到CPU19。

曝光控制信号称为表示图像的亮度的亮度估计值。亮度估计值是根据所接收的图像信号，由AE和AWB检测电路21计算的整个图像的平均亮度值。亮度估计值能通过向由面部检测电路26检测的面部区提供加权来计算。

白平衡控制信号称为B增益和R增益。B增益是白平衡控制的每一像素的蓝色分量的放大率，R增益是白平衡控制的每一像素的红色分量的放大率。白平衡控制是通过不改变每一像素的三种原色的绿色分量(第一放大率)，但将蓝和红分量分别乘以B增益和R增益的三种原色的平衡控制。AE和AWB检测电路21计算整个图像的红、蓝和绿分量的平均值，这样通过将绿色分量的平均值除以蓝色分量的平均值获得的值是B增益，以及将绿色分量的平均值除以红色分量的平均值获得的值是R增益。

在当前实施例中，为用于控制数码相机的计算组件的CPU19进一步包括闪光灯模式控制器27。该闪光灯模式控制器27将参考使用闪光灯28的数码相机的操作详细地描述。CPU19经快门开关SW1、记录/再现开关SW2、变焦开关SW3、闪光灯模式开关SW4和拍照模式选择开关SW5，接收输入信号。同时，CPU19输出用于移动变焦镜头1的变焦驱动信号、用于移动对焦镜头3的对焦驱动信号、用于控制光圈2的光圈驱动信号，以及用于控制CDSAMP电路9的增益的增益控制信号。

存储器22包括只读存储器(ROM)，其可以是存储用于由CPU19执行的程序的非易失存储器，以及随机存取存储器(RAM)，其可以是当操作CPU19时用作操作存储器的易失性存储器。

快门开关SW1是用于当在记录模式中被按压时，拍照图像的开关。

记录/再现开关SW2是将数码相机设置成拍照图像的记录模式，以及设置成在图像显示部分15上显示拍照图像的再现模式的开关。

变焦开关SW3是用于当数码相机处于记录模式中时，移动变焦镜头1的开关。

闪光灯模式开关SW4是设置均为闪光灯28的闪光模式的自动闪光/强制闪光/不闪光的开关。

拍照模式选择开关SW5是用于根据拍照状态，从自拍定时模式、连拍模式、单拍模式和支架模式中选择一个拍照模式的开关。

介质控制器24从记录介质25读取/写入数据。

记录介质25将压缩和编码图像信号记录为图像文件，以及可以是例如使用闪速存储器的卡型可拆卸存储器。记录介质25可以是非易失存储器、磁带、磁盘、光盘等等。

现在，描述数码相机的操作。经电源开关(未示出)的操作，接通/断开数码相机的主电源。当接通数码相机时，数码相机初始化存储器22。

当将记录/再现开关SW2设置成记录模式时，即使当不拍照正观看的图像时，在类似取景器、拍照准备状态中，CCD4连续地存储和更新图像。CPU19通过CDSAMP电路9、A/D转换器10和图像输入控制器11，接收图像信号。CPU19将数字图像信号传送到图像信号处理电路12。

图像信号处理电路12对所接收的图像信号执行图像处理，诸如γ校正、边缘锐化、白平衡等等，以及输出所处理的图像信号。由CPU19将该图像信号作为图像数据存储在VRAM23中。视频编码器14基于在VRAM23中存储的图像数据，形成组成色视频信号，以及将组成色视频信号传送到图像显示部分15。由于图像显示部分15显示组成色视频信号，其显示正被拍照的对象的监视图像。

CPU19将在图像信号处理电路12中输入的图像信号输入到AE和AWB检测电路21，以及获得曝光控制信号和白平衡控制信号。CPU19基于曝光控制信号，输出光圈驱动信号和增益设置信号。通过马达驱动器17将光圈驱动信号提供给光圈马达16，以及以预定信号电平控制光圈的开口。将增益设置信号提供给CDSAMP电路9，以及以预定信号电平控制CDSAMP电路9的增益。CPU19基于白平衡控制信号，设置图像信号处理电路12的B增益和R增益。如上所述，曝光和白平衡总是保持在最佳状态，以便在任何时间拍照图像。

在该阶段，当操作变焦开关SW3时，CPU19输出变焦驱动信号。变焦驱动信号由马达驱动器16提供给移动变焦镜头1的变焦马达5。

现在，将描述当拍照对象时，数码相机的操作。图2是根据本发明的实施例的闪光灯模式控制器27的操作的流程图。参考图2，在单拍模式中，设置拍照模式选择开关SW1。如果按压快门开关SW1，CPU19的闪光灯模式控制器27检测按压快门开关SW1，以及读取闪光灯模式开关SW4的设置(操作S1)。如果将闪光灯模式开关SW4设置成强制闪光(操作S2)，满足操作S2的条件以及执行操作S3。在操作S3中，闪光灯模式控制器27将预备闪光发送到闪光灯28以及将快门信号发送到定时发生器8以便将当执行预备闪光操作时拍照的图像存储在CCD4中。以当将记录/再现开关SW2设置成记录模式相同的方式，在图像显示部分15上显示图像，以及在操作S3中，将所述图像用来控制曝光和白平衡。

闪光灯模式控制器27接收在CCD4中存储的图像作为图像信号，以及将该图像信号输出到面部检测电路26。面部检测电路26从图像信号中检测人的眼睛的颜色，以及将该颜色传送到CPU19(操作S4)。闪光灯模式控制器27接收传送到CPU19的人的眼睛的颜色，以及确定该颜色是否在预先定义的红眼颜色和亮度的范围内(操作S5)。如果确定该颜色在红眼范围内，在操作S6中闪光灯模式控制器27等待预先定义的消除红眼等待时间T2(图3)，以及发送指令以便对闪光灯28执行主闪光操作，以及将快门信号发送到定时发生器8，用于拍照图像(操作S7)。如果在操作S5中确定颜色在红眼范围外，则闪光灯模式控制器27发送指令以便对闪光灯28执行主闪光操作(即绕过操作S6)，以及在操作S7中，将快门信号发送到定时发生器8以便拍照图像。

因此，当执行主闪光操作时拍照的图像存储在CCD4中，与颜色是否在范围内无关。CCD4将图像输出为模拟图像信号。模拟图像信号由CDSAMP电路9增益控制并由A/D转换器10转换成数字图像信号。数字图像信号通过图像输入控制器11输入到CPU19。此后，图像信号处理电路12根据输入数字图像信号执行图像处理，诸如γ校正、边缘锐化、白平衡、YC转换等等。图像压缩/解压缩电路13压缩输入数字图像信号的数据，以及经介质控制器24，将输入数字图像信号的压缩数据作为图像文件记录在记录介质25中。

当未检测到红眼时，使预备闪光操作F1和主闪光操作F2之间的光控制时间T1尽可以短，如图3所示，时间线(a)。当检测到红眼时，要求预备闪光操作F3和主闪光操作F4之间的消除红眼等待时间T2留出用于收缩作为对象的人的瞳孔的时间。

如果未将闪光灯模式开关SW4设置成强制闪光，即，不闪光，在操作S2中，执行操作S8。在检测块/操作S8，如果未将闪光灯模式开关SW4设置成自动闪光，则闪光灯模式控制器27将快门信号发送到定时发生器8(操作S12)，以便将当闪光灯28不执行任何闪光时拍照的图像存储在CCD4中。以与当将记录/再现开关SW2设置成记录模式相同的方式，在图像显示部分15上显示图像，以及在操作12中，将所述图像用来控制曝光和白平衡。此后，闪光灯模式控制器27将快门信号发送到定时发生器8以便拍照图像(操作S13)，以及将所拍照的图像作为图像文件记录到记录介质25。

如果在判定块/操作S8，将闪光灯模式开关SW4设置成自动闪光，执行操作S9。在操作S9中，闪光灯模式控制器27将快门信号发送到定时发生器8以便将图像存储在CCD4中。以与当将记录/再现开关SW2设置成记录模式相同的方式，将图像输入到AE和AWB检测电路21。AE和AWB检测电路21计算该图像的亮度估计值，以及将所计算的亮度估计值传送到CPU9，作为曝光控制信号。闪光灯模式控制器27获得亮度估计值(操作S9)，以及将亮度估计值与先前定义的阈值进行比较(操作S10)。如果亮度估计值小于阈值，闪光灯28必须发光，因此，执行操作S3。在操作S3后，闪光灯模式控制器27以与先前所述，当将闪光灯模式开关SW4设置成强制闪光相同的方式操作。然而，在判定块/操作S10，如果亮度估计值大于阈值，以与当将记录/再现开关SW2设置成记录模式相同的方式，在图像显示部分15上显示在操作S9中存储在CCD4中的图像，以及将该图像用来控制曝光和白平衡(操作S11)。此后，闪光灯模式控制器27将快门信号发送到定时发生器8以便拍照图像(操作S13)，以及将所拍照的图像记录到记录介质25作为图像文件。

在当前实施例中，在操作S5中预先定义用于红眼现象的颜色和亮度的范围。能根据由AE和AWB检测电路21所计算的亮度估计值(例如有关操作S9和S10)，变更、改变或调整该范围。如果进行拍照的地方暗以及亮度估计值小于预先定义的阈值，那么确定红眼现象易于发生，以便可以增加用于红眼现象的颜色和亮度的范围。相反，如果进行拍照的地方暗以及亮度估计值大于预先定义的阈值，确定红眼现象不易于出现，因此可以减小用于红眼现象的颜色和亮度的范围。因此，可以避免检测何时出现红眼现象的失败或即使当其未出现时，红眼现象判断的错误。

同时，在当前实施例中，预先定义消除红眼等待时间T2。能根据由AE和AWB检测电路21所计算的亮度估计值(例如与操作S9和S10有关)，变更、改变或调整消除红眼等待时间T2。如果进行拍照的地方暗以及亮度估计值大于预先定义的阈值，确定红眼现象易于出现，因此，可以增加消除红眼等待时间T2。相反，如果进行拍照的地方暗及亮度估计值小于预先定义的阈值，确定红眼现象不易于出现，因此，可以减小消除红眼等待时间T2。

闪光灯模式控制器27确定由面部检测电路26检测的眼睛的颜色何时为红色。如果颜色为暗红，闪光灯28在消除红眼等待时间T2期间发光，由此消除红眼现象。

闪光灯模式控制器27可以通过间歇地控制来自闪光灯28的发光，接通或断开发光二极管(LED)(未示出)，或听觉上发蜂鸣声，在消除红眼等待时间期间，告知对象红眼现象，以便能告知作为对象的人该人处于消除红眼等待时间T2的事实，以便该人避免由于误解拍照结束而移动。

现在，将描述当将拍照模式选择开关SW5设置成连拍模式时的数码相机的操作。在连拍模式中，当按压快门开关SW1时，数码相机连续地拍照所定义的多个屏幕。在CPU19将快门信号发送到定时发生器8后，在连拍模式中，拍照每一屏的操作与单拍模式相同。

如果将记录/再现开关SW2设置成再现模式，CPU19通过使用介质控制器24，打开记录介质25的图像文件，以及读取图像数据。CPU19将从记录介质25读取的图像数据提供给图像压缩/解压缩电路13。图像压缩/解压缩电路13通过扩展图像数据进行处理，以及将解压缩的图像数据存储在VRAM23中。视频解码器14基于VRAM23的图像数据，生成组成色视频信号，以及将组成色视频信号提供给图像显示部分15。因此，在图像显示部分15上显示在记录介质25中存储的再现图像。

当在闪光组件预备发光后，从所拍照的图像，由检测组件检测的眼睛颜色在预定范围内时，在经过消除红眼等待时间后，本发明的相机使用闪光组件发光，以及捕获图像。因此，即使当出现红眼现象时，用户能在不将相机设置成消除红眼模式的情况下，拍照消除红眼的图像，从而易于获得适当的拍照图像。

由于能根据拍照环境改变消除红眼等待时间，可以在易于出现红眼现象的黑暗地方，增加消除红眼等待时间，以便用户能拍照消除红眼的图像，从而易于获得适当的拍照图像。

同时，告知组件可以告知用户该用户处于消除红眼等待时间，防止作为对象的人由于误解拍照结束而移动，从而易于获得适当的拍照图像。

尽管参考其示例性实施例，具体地示出和描述了本发明，本领域的普通技术人员将理解到在不背离如由下述权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节方面做出各种改变。

Claims (19)

1.一种数码相机，包括：

拍照对象的拍照组件；

闪光组件，基于对在预备闪光操作期间由所述拍照组件捕获的图像的分析，在所述闪光组件的预备闪光操作或主闪光操作期间，朝所述对象发光；以及

检测组件，配置成通过预备闪光操作从由所述拍照组件捕获的图像，检测人类对象的眼睛颜色，

其中，当由所述检测组件检测的眼睛颜色在预定红眼范围内时，所述闪光控制组件确定消除红眼时间，以及在经过消除红眼等待时间后，启动所述闪光组件的主闪光操作。

2.如权利要求1所述的数码相机，其中，所述闪光控制组件根据紧邻人类对象的拍照环境，改变消除红眼等待时间。

3.如权利要求1所述的数码相机，进一步包括：估计组件，配置成估计由所述拍照组件捕获的图像的亮度，所述估计组件和所述闪光控制组件协作来改变消除红眼等待时间。

4.如权利要求1所述的数码相机，其中，所述闪光控制组件进一步配置成当由所述检测组件检测的眼睛颜色为暗红时，在消除红眼等待时间期间使所述闪光组件闪光。

5.如权利要求1所述的数码相机，进一步包括告知所述相机的用户或人对象眼睛颜色为红色的告知组件。

6.如权利要求1所述的数码相机，进一步包括告知人对象正在经过消除红眼等待时间的告知组件。

7.如权利要求6所述的数码相机，其中，所述告知组件包括灯。

8.如权利要求7所述的数码相机，其中，所述灯包括闪光组件。

9.如权利要求6所述的数码相机，其中，所述告知组件包括发声装置。

10.一种数码相机，包括：

用于照射对象的闪光灯装置；

用于捕获对象的照片图像的装置；

用于确定该对象是否包括具有眼睛的面部的装置；

用于确定该对象的眼睛颜色的装置；以及

用于根据用于确定眼睛颜色的装置的输出，控制所述闪光灯装置的操作的眼睛颜色调整装置。

11.如权利要求10所述的数码相机，进一步包括与用于确定眼睛颜色的装置连通的通知装置，所述通知装置告知所述相机的用户或对象眼睛颜色为红色。

12.如权利要求10所述的数码相机，其中，所述眼睛颜色调整装置调整所述闪光灯装置的闪光时间。

13.如权利要求10所述的数码相机，其中，所述眼睛颜色调整装置启动所述闪光灯装置在分析照片图像以用于识别红眼颜色的预备拍照操作期间，朝该对象发射短时间光，以及在存储该对象的后续照片图像的主拍照操作期间，朝该对象发射长时间光。

14.如权利要求13所述的数码相机，进一步包括消除红眼定时装置，用于根据来自预备拍照操作的图像的亮度和紧邻该对象的拍照环境中的至少一个，使主拍照操作从预备拍照操作延迟可变时间。

15.一种用于在使用数码相机拍照对象期间补偿红眼现象的方法，该方法包括：

使用第一闪光拍照该对象的第一图像；

确定该对象的第一图像是否包括具有眼睛的面部；

如果该对象的第一图像包括具有眼睛的面部，则确定眼睛的颜色；

如果眼睛具有红色，则确定消除红眼定时周期；以及

在消除红眼定时周期后，使用第二闪光拍照该对象的第二图像。

16.如权利要求15所述的方法，其中，在比第二闪光更短的时间中，执行所述第一闪光。

17.如权利要求15所述的方法，进一步包括步骤：基本上与延迟步骤期间同步并持续地通知该对象正在经过消除红眼定时周期。

18.如权利要求17所述的方法，其中，通知步骤包括间歇地启动所述数码相机的闪光灯。

19.如权利要求15所述的方法，进一步包括根据第一图像的亮度和紧邻该对象的第一图像的环境中的至少一个，调整消除红眼定时周期的步骤。

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