JP2004309647A

JP2004309647A - 顔画像撮影装置および顔画像撮影方法

Info

Publication number: JP2004309647A
Application number: JP2003100509A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Misumi; 佳範三角
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】被撮影者の身長などの特徴により顔位置が上下に変動しても、常に被撮影者の顔部位の照明条件を一定にし、品質の安定した顔画像の撮影が可能となる顔画像撮影装置を提供する。
【解決手段】身分証明書や各種免許証などに貼付する証明用写真を作成することを目的に、被撮影者の顔画像を撮影する顔画像撮影装置において、被撮影者１の顔位置に応じてカメラ３の向き（位置）を変更させるとともに、カメラ３の向きに応じて照明機２の向き（照明位置）をも変更させることにより、カメラ３を被撮影者１の顔の位置に合わせる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、身分証明書や各種免許証などに貼付する証明用写真を作成することを目的に、被撮影者の顔画像を撮影する顔画像撮影装置および顔画像撮影方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の顔画像撮影装置にあっては、被撮影者を撮影する際、撮影手段（カメラ）の向きを上下方向に変更させることにより、被撮影者の顔の高さに合わせている。
このように、従来は、顔画像を撮影する際、自動的にカメラの向きを被撮影者の顔位置にあわせることはしても、被撮影者の顔部分を照明する照明機の向き（照明位置）は固定である（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２９２８３４号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−２５８８３２号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開２０００−２５０１１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術の場合、被撮影者の身長などの特徴により顔位置が上下に変動した際、被写体面上での照度分布の不均一さにより、被撮影者ごとに顔の明るさに差異が生じ、その結果、撮影した顔画像の品質が著しく悪化する。
【０００７】
また、被写体面の照度分布の不均一さを取り除くために、照明機の発光面を広くする場合もあるが、その場合は、撮影装置本体の照明機が大型になり、コストも高い。また、照明方向→被撮影者→カメラの角度は、被撮影者の眼鏡への写りこみを極力防ぐ角度にする必要があるが、照明機の発光面を広くすると眼鏡への写りこみを防ぐことができなくなる。
【０００８】
そこで、本発明は、撮影手段の向きに応じて照明手段の照明位置も自動的に調整することにより、被撮影者の身長などの特徴により顔位置が上下に変動しても、常に被撮影者の顔部位の照明条件を一定にし、品質の安定した顔画像の撮影が可能となる顔画像撮影装置および顔画像撮影方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の顔画像撮影装置は、被撮影者の少なくとも顔画像を撮影する撮影手段と、この撮影手段の向きを変更させる向き変更手段と、前記撮影手段による撮影時、前記被撮影者の少なくとも顔部分を照明する照明手段と、この照明手段の照明位置を変更させる照明位置変更手段と、前記被撮影者の顔の位置の検出結果に基づき前記向き変更手段および前記照明位置変更手段をそれぞれ駆動制御することにより、前記撮影手段の向きおよび前記照明手段の照明位置を前記被撮影者の顔の位置に合わせるべくそれぞれ変更させる制御手段と、前記撮影手段により撮影された顔画像を静止画として出力する出力手段とを具備している。
【００１０】
また、本発明の顔画像撮影方法は、被撮影者に対する向きを変更可能に構成され、前記被撮影者の少なくとも顔画像を撮影する撮影手段、および、前記被撮影者に対する照明位置を変更可能に構成され、前記被撮影者の少なくとも顔部分を照明する照明手段を有し、前記撮影手段により撮影された前記被撮影者の画像に基づき当該前記被撮影者の顔位置を検出する顔位置検出ステップと、この顔位置検出ステップの検出結果に基づき前記撮影手段の向きおよび前記照明手段の照明位置を前記被撮影者の顔の位置に合わせるべくそれぞれ変更させる制御ステップと、前記撮影手段により撮影された顔画像を静止画として出力する出力ステップとを具備している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る顔画像撮影装置の外観構成を概略的に示すものである。この顔画像撮影装置は、被撮影者１顔部分を照明する照明手段としての照明機２、被撮影者１の少なくとも顔画像をその背景画像とともに撮影する撮影手段としてのＣＣＤ形のビデオカメラ３、撮影状態や撮影者（操作者）４の操作情報などを表示する表示器（モニタディスプレイ）５、撮影者４による操作指示により、カメラ３からの入カ画像を加工したり、カメラ３および照明機２を制御したり、表示器５や内蔵する記憶部などに対して出力を行なう制御手段としての制御台（以後、制御部ともいう）６、および、撮影の際に被撮影者１の背景となる背景板７から構成されている。なお、図１の例は、被撮影者１が立位状態にて撮影する場合を示している。
【００１２】
カメラ３は、制御台６上に立設された支持部材８に、被撮影者１の身長方向（上下方向）に平行移動自在に支持されていて、後述するような移動手段により上下方向に平行移動されるようになっている。
照明機２は、カメラ３の近傍に立設された支持部材９に、被撮影者１の身長方向（上下方向）に平行移動自在に支持されていて、後述するような移動手段により上下方向に平行移動されるようになっている。
背景板７の色は、証明用写真の背景として好適な色（たとえば、青色）に設定されている。
【００１３】
図２は、図１に示した顔画像撮影装置の全体的な構成を示すブロック図である。すなわち、カメラ３からのアナログ信号（入力画像）をリアルタイムにデジタル信号に変換し、ビデオメモリやメインメモリなどに転送するビデオキャプチャ部１１、ビデオキャプチャ部１１の画像データ、および、その他の描画処理を行ない、表示器５への表示制御を行なうビデオアクセラレート部１２、被撮影者１に対し音声案内などを行なうスピーカ１３を制御するサウンドコントロール部１４、画像データおよびその他への各種の演算処理や各種制御などを行なうＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）、画像データや演算結果などを一時保存するメインメモリ、各種周辺機器とのインターフェイスを備えたＣＰＵ部１５、各種周辺機器を接続する外部バス（たとえば、ＳＣＳＩなど）を制御する外部バス制御部１６、カメラ３を上下移動するための移動手段（向き変更手段）としての駆動用モータや各種センサなどからなるカメラ移動部１７、照明機２を上下移動するための移動手段（照明位置変更手段）としての駆動用モータや各種センサなどからなる照明機移動部１８、カメラ移動部１７および照明機移動部１８と制御部６とのインターフェイスを行なうＩ／Ｏ制御部１９、各種ＯＳやアプリケーション、制御用データなどを保存するハードディスクなどの大容量記憶媒体２０、制御部６の出力データなどを保存する可搬性のある記憶媒体（たとえば、光磁気ディスクなど）２１、記憶媒体２１に対してデータの読み書きを行なうリーダライタ部２２、図示しない他の機器との接続を行なうネットワーク２３と制御部６とのインターフェイスとなるネットワークアダプタ２４、操作者（撮影者）４が操作する入力装置としてのキーボード２５、および、マウス２６などによって構成されている。
【００１４】
次に、このような構成において図３に示すフローチャートを参照して動作を説明する。なお、以下に説明する処理は、主にＣＰＵ部１５内のＣＰＵの制御によって実行される。
【００１５】
まず、ステップＳ１にて、Ｉ／Ｏ制御部１９によりカメラ移動部１７および照明機移動部１８をそれぞれ制御することにより、カメラ３および照明機２をそれぞれ最上位位置まで移動する。ここに、このステップＳ１の処理が本発明における第１の制御手段に対応している。なお、最上位位置とは、どんなに背が高い被撮影者１が本装置の前に正対しても、必ずカメラ３により撮影した範囲内の少なくとも上方部に背景板７が含まれる高さである。
【００１６】
次に、操作者４は、キーボード２５またはマウス２６により撮影ボタンを押下する（ステップＳ２）。撮影ボタンが押下されると、このときカメラ３から得られる入力画像を現在の静止画（最上位位置の静止画）としてビデオキャプチャ部１１を介して取込み、ＣＰＵ部１５内のメインメモリに一時格納する（ステップＳ３）。ここに、このステップＳ３の処理が本発明における第１の静止画取込手段に対応している。
【００１７】
次に、メインメモリ内の静止画から、背景板７の色データを抽出する（ステップＳ４）。カメラ３は、このとき最上位位置にあり、取込まれた静止画中の少なくとも上側部分は、背景板７が撮影されている。この背景板７の色データ値は、後述する顔検出の際のリファレンス値となる。ここに、このステップＳ４の処理が本発明におけるデータ抽出手段に対応している。
【００１８】
次に、Ｉ／Ｏ制御部１９によりカメラ移動部１７および照明機移動部１８をそれぞれ制御することにより、カメラ３および照明機２をそれぞれ下方に移動開始する（ステップＳ５，Ｓ６）。照明機２の移動は、カメラ３の移動に伴い移動を行なう。具体的には、移動しているカメラ３の視野範囲と、照明機２による被写体面上での照度分布が最もよく、かつ、被撮影者１の眼鏡写りこみを極力なくす角度となるべく移動を行なう。ここに、このステップＳ５，Ｓ６の処理が本発明における第２の制御手段に対応している。
【００１９】
次に、カメラ３の下方移動中に、このときカメラ３から得られる入力画像を現在の静止画としてビデオキャプチャ部１１を介して取込み、ＣＰＵ部１５内のメインメモリに一時格納する（ステップＳ７）。ここに、このステップＳ７の処理が本発明における第２の静止画取込手段に対応している。
【００２０】
次に、メインメモリ内の静止画中に、前述の顔検出のリファレンス値（背景板７の色データ値）±規定値Ａに入らない画素の分布（すなわち、被撮影者１の写っている領域）を調べ、その分布の上先端部（すなわち、頭頂部）が、静止画の上先端部から一定量下がった領域Ｌ±規定値Ｂに入っているかどうかを判定する（ステップＳ８）。ここに、このステップＳ８の処理が本発明における判定手段に対応している。
【００２１】
ステップＳ８において、被撮影者１の顔領域が見つからなかった場合、あるいは、規定の位置になかった場合は、再度ステップＳ７に戻り、検出動作を続ける。
【００２２】
ステップＳ８において、被撮影者１の顔領域が見つかり、その位置が領域Ｌ±許容範囲Ｂに入っていれば、カメラ３の下方移動および照明機２の下方移動をそれぞれ停止する（ステップＳ９，Ｓ１０）。ここに、このステップＳ９，Ｓ１０の処理が本発明における第３の制御手段に対応している。
【００２３】
すなわち、ステップＳ７，Ｓ８では、後述するステップＳ１２の出力画像生成処理用のカメラ位置を決定するために、照明機２およびカメラ３を下方に移動させながら被撮影者１の顔位置を検出し、カメラ３の視野内の適正な位置に被撮影者１の顔が存在することを確認した時点で、カメラ３および照明機２の下方への移動を停止させるという動作を行なうものである。
また、適正な位置Ｌとは、被撮影者１の頭頂部から入力画像の上端までの高さであり、この高さは、最終的な静止画を出力する際に、被撮影者１の頭頂部から上に一定幅の背景板７を入れる必要があるために設定している。
【００２４】
次に、移動を停止されたカメラ３から得られる入力画像を現在の静止画としてビデオキャプチャ部１１を介して取込み、ＣＰＵ部１５内のメインメモリに一時格納する（ステップＳ１１）。ここに、このステップＳ１１の処理が本発明における第３の静止画取込手段に対応している。
【００２５】
なお、ステップＳ１１の処理を行なう理由は、ステップＳ７での取込画像はカメラ３の視野としては充分であるが、後述するステップ１２の出力画像生成処理用の画像としては不適切であるため、ここで再度、画像の取込みを行なう。なぜならば、ステップＳ７での取込画像は、カメラ３が移動中に行なわれているため、その際の振動や移動の方向の残像奇跡が画像内に記録された品質の悪い画像となっている可能性があるためである。
【００２６】
次に、メインメモリ内の静止画に対して、出力サイズへのトリミング、圧縮、ファイル生成処理などにより、出力画像生成処理を行ない、最終的な静止画（顔画像）として出力する（ステップＳ１２）。ここに、このステップＳ１２の処理が本発明における出力手段に対応している。
【００２７】
以上述べたように、たとえば、証明写真用途などに顔画像を撮影する際、被撮影者の顔位置に応じてカメラの向きを変更させるとともに、カメラの向きに応じて照明機の向き（照明位置）をも変更させることにより、被撮影者の身長などの特徴により被撮影者の顔位置が上下に変動しても、常に安定した照明環境にて、品質の安定した顔画像の撮影が可能となる。
【００２８】
また、照明機の発光面を広くする必要がないため、照明→被撮影者の顔部位→カメラの反射角度変更を最小限に抑えることができ、被撮影者の眼鏡への照明写りこみを防ぐことができる。
【００２９】
なお、前記実施の形態では、カメラ３および照明機２を、被撮影者１の顔の位置に合わせるべく、被撮影者１の身長方向（上下方向）に移動させることにより、カメラ３の向きおよび照明機２の照明位置をそれぞれ変更させるようにした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、図４に示すように、カメラ３および照明機２をぞれぞれ支持部材８，９に固定しておき、この状態で、被撮影者１の顔の位置に合わせるべく、被撮影者１の身長方向（上下方向）に角度を変えることにより、カメラ３の向きおよび照明機２の照明位置をそれぞれ変更させるようにしてもよい。
なお、図４の例は、被撮影者１が椅子１０に着座して撮影する場合を示している。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、撮影手段の向きに応じて照明手段の照明位置も自動的に調整することにより、被撮影者の身長などの特徴により顔位置が上下に変動しても、常に被撮影者の顔部位の照明条件を一定にし、品質の安定した顔画像の撮影が可能となる顔画像撮影装置および顔画像撮影方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る顔画像撮影装置の外観構成を概略的に示す構成図。
【図２】図１に示した顔画像撮影装置の全体的な構成を示すブロック図。
【図３】動作を説明するフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態に係る顔画像撮影装置の変形例を示す外観構成図。
【符号の説明】
１…被撮影者、２…照明機（照明手段）、３…ビデオカメラ（撮影手段）、４…撮影者（操作者）、５…表示器、６…制御台（制御部、制御手段）、７…背景板、８，９…支持部材、１１…ビデオキャプチャ部、１２…ビデオアクセラレート部、１５…ＣＰＵ部（制御手段）、１７…カメラ移動部（移動手段、向き変更手段）、１８…照明機移動部（移動手段、照明位置変更手段）、１４…Ｉ／Ｏ制御部。

Claims

被撮影者の少なくとも顔画像を撮影する撮影手段と、
この撮影手段の向きを変更させる向き変更手段と、
前記撮影手段による撮影時、前記被撮影者の少なくとも顔部分を照明する照明手段と、
この照明手段の照明位置を変更させる照明位置変更手段と、
前記被撮影者の顔の位置の検出結果に基づき前記向き変更手段および前記照明位置変更手段をそれぞれ駆動制御することにより、前記撮影手段の向きおよび前記照明手段の照明位置を前記被撮影者の顔の位置に合わせるべくそれぞれ変更させる制御手段と、
前記撮影手段により撮影された顔画像を静止画として出力する出力手段と、
を具備したことを特徴とする顔画像撮影装置。
前記向き変更手段は、前記撮影手段の位置を前記被撮影者の身長方向に平行移動させることを特徴とし、
前記照明位置変更手段は、前記照明手段の位置を前記被撮影者の身長方向に平行移動させることを特徴とする請求項１記載の顔画像撮影装置。
前記向き変更手段は、前記撮影手段の位置は所定の位置に固定しておき、この状態で前記撮影手段の向きを前記被撮影者の身長方向に変更させることを特徴とし、
前記照明位置変更手段は、前記照明手段の位置は所定の位置に固定しておき、この状態で前記照明手段の向きを前記被撮影者の身長方向に変更させることを特徴とする請求項１記載の顔画像撮影装置。
顔位置検出手段は、前記撮影手段により撮影された前記被撮影者の画像に基づき当該被撮影者の顔位置を検出することを特徴とする請求項１記載の顔画像撮影装置。
被撮影者の少なくとも顔画像をその背景画像とともに撮影する撮影手段と、
この撮影手段を前記被撮影者の身長方向に平行移動させる第１の移動手段と、
前記撮影手段による撮影時、前記被撮影者の少なくとも顔部分を照明する照明手段と、
この照明手段を前記被撮影者の身長方向に平行移動させる第２の移動手段と、
前記第１および第２の移動手段をそれぞれ駆動制御することにより、前記撮影手段および前記照明手段を前記被撮影者の身長方向の最上位位置までそれぞれ移動させる第１の制御手段と、
この第１の制御手段により前記最上位位置に移動された前記撮影手段から得られる画像を静止画として取込む第１の静止画取込手段と、
この第１の静止画取込手段で取込まれた静止画から前記被撮影者の背景画像データを抽出するデータ抽出手段と、
前記第１および第２の移動手段をそれぞれ駆動制御することにより、前記最上位位置にある前記撮影手段および前記照明手段を前記被撮影者の身長方向の下方へそれぞれ移動させる第２の制御手段と、
この第２の制御手段により移動中の前記撮影手段から得られる画像を静止画として取込む第２の静止画取込手段と、
前記データ抽出手段で抽出された背景画像データに基づき、前記第２の静止画取込手段で取込まれた静止画中に前記被撮影者の顔が適正な位置に入っているか否かを判定する判定手段と、
この判定手段により前記被撮影者の顔が適正な位置に入っていないと判定された場合、前記第２の静止画取込手段による静止画の取込みを再度行なわせ、前記判定手段により前記被撮影者の顔が適正な位置に入っていると判定された場合、前記下方へ移動中の前記撮影手段および前記照明手段の移動をそれぞれ停止させる第３の制御手段と、
この第３の制御手段により移動を停止された前記撮影手段から得られる画像を静止画として取込む第３の静止画取込手段と、
この第３の静止画取込手段で取込まれた静止画を出力する出力手段と、
を具備したことを特徴とする顔画像撮影装置。
被撮影者に対する向きを変更可能に構成され、前記被撮影者の少なくとも顔画像を撮影する撮影手段、および、前記被撮影者に対する照明位置を変更可能に構成され、前記被撮影者の少なくとも顔部分を照明する照明手段を有し、
前記撮影手段により撮影された前記被撮影者の画像に基づき当該前記被撮影者の顔位置を検出する顔位置検出ステップと、
この顔位置検出ステップの検出結果に基づき前記撮影手段の向きおよび前記照明手段の照明位置を前記被撮影者の顔の位置に合わせるべくそれぞれ変更させる制御ステップと、
前記撮影手段により撮影された顔画像を静止画として出力する出力ステップと、
を具備したことを特徴とする顔画像撮影方法。
被撮影者の少なくとも顔画像をその背景画像とともに撮影する撮影手段、および、前記被撮影者の少なくとも顔部分を照明する照明手段をそれぞれ前記被撮影者の身長方向に平行移動させることにより、前記撮影手段および前記照明手段を前記被撮影者の身長方向の最上位位置までそれぞれ移動させる第１の制御ステップと、
この第１の制御ステップにより前記最上位位置に移動された前記撮影手段から得られる画像を静止画として取込む第１の静止画取込ステップと、
この第１の静止画取込ステップで取込まれた静止画から前記被撮影者の背景画像データを抽出するデータ抽出ステップと、
前記最上位位置にある前記撮影手段および前記照明手段を前記被撮影者の身長方向の下方へそれぞれ移動させる第２の制御ステップと、
この第２の制御ステップにより移動中の前記撮影手段から得られる画像を静止画として取込む第２の静止画取込ステップと、
前記データ抽出ステップで抽出された背景画像データに基づき、前記第２の静止画取込ステップで取込まれた静止画中に前記被撮影者の顔が適正な位置に入っているか否かを判定する判定ステップと、
この判定ステップにより前記被撮影者の顔が適正な位置に入っていないと判定された場合、前記第２の静止画取込ステップによる静止画の取込みを再度行なわせ、前記判定ステップにより前記被撮影者の顔が適正な位置に入っていると判定された場合、前記下方へ移動中の前記撮影手段および前記照明手段の移動をそれぞれ停止させる第３の制御手段ステップと、
この第３の制御ステップにより移動を停止された前記撮影手段から得られる画像を静止画として取込む第３の静止画取込ステップと、
この第３の静止画取込ステップで取込まれた静止画を出力する出力ステップと、
を具備したことを特徴とする顔画像撮影方法。