JP2005215750A - 顔検知装置および顔検知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 デジタルカメラ101等で撮影された画像から被写体の顔領域を抽出する顔検知手段106として、画像データと撮影条件等の画像データに関連する付属情報とから、画像領域内の合焦領域情報を取得する手段107と、前記合焦領域情報に基づいて該画像領域内で顔検知領域を決定する手段110と、画像領域全体ではなく、部分的に顔検知処理を実行する手段111とを備える。
【選択図】 図1
Description
高画質化処理においては、例えば画像に対して顔検知処理を実行し、人の顔がある場合にはその人の顔を基準として補正量を決定する方法が広く知られている。
しかしながら、高画質化処理に要する処理時間のうち顔検知処理の処理時間が大半を占めており、その処理時間の短縮が求められていた。
例えば下記特許文献1では、撮影装置において、撮影モードや被写体倍率に基づいて画像全体に渡る画素間引き処理を行ったり、検知のためのブロック分割数を切り替える手法を提案している。これにより顔検知精度を撮影画像毎に変更し、処理効率を向上させている。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、より効率的に顔検知処理を行うことによって、検知精度を保持しつつ、処理時間の短縮を図ることを目的とするものである。
[実施態様1]
画像から被写体の顔領域を抽出する顔検知手段において、
画像データおよび前記画像データに関連する付属情報とから、画像領域内の合焦領域情報を取得する手段と、
前記合焦領域情報に基づいて該画像領域内での顔検知領域を決定する手段と、
顔検知処理を実行する手段と、
を備えることを特徴とする顔検知装置。
[実施態様2]
前記合焦領域情報に対応する被写体距離情報を取得する手段と、
前記被写体距離情報に基づいて、前記合焦領域情報に優先度を決定する手段と、
前記優先度に基づいて顔検知領域を決定する手段と、
を備えることを特徴とする実施態様1記載の顔検知装置。
[実施態様3]
画像から被写体の顔領域を抽出する顔検知装置において、
画像データおよび前記画像データに関連する付属情報とから、撮影時のアシストモード情報を取得する手段と、
前記アシストモード情報に基づいて顔検知領域を決定し、顔検知処理を実行する手段と、
を備えることを特徴とする顔検知装置。
実施態様1〜3に記載の顔検知装置を含む画像処理装置と、デジタルスチルカメラと、表示部とからなる画像処理システム。
[実施態様5]
前記顔検知領域を決定する手段は、前記合焦領域情報である「測距枠数」および「使用した測距枠」に基づき、前記顔検知領域の座標値を算出する手段であることを特徴とする実施態様1〜2のいずれかに記載の顔検知装置。
[実施態様6]
前記顔検知領域を決定する手段は、前記合焦領域情報である「座標値」に基づき、前記顔検知領域の座標値を算出する手段であることを特徴とする実施態様1〜2のいずれかに記載の顔検知装置。
前記優先度を決定する手段は、前記被写体距離情報のうち被写体距離の近距離に位置するものほど優先度を高く決定することを特徴とする実施態様2に記載の顔検知装置。
[実施態様8]
前記アシストモード情報は、撮影条件を示す文字列情報であって、前記文字列情報に基づき前記顔検知領域を決定する手段を具備し、前記顔検知領域を決定する手段は、前記アシストモードで表示されたガイド表示中、人物撮影を指定する領域を前記顔検知領域とする手段であることを特徴とする実施態様3に記載の顔検知装置。
[実施態様9]
画像から被写体の顔領域を抽出する顔検知方法において、
画像データおよび前記画像データに関連する付属情報とから、画像領域内の合焦領域情報を取得するステップと、
前記合焦領域情報に基づいて該画像領域内での顔検知領域を決定するステップと、
該顔検知領域において顔検知処理を実行するステップと、
を有することを特徴とする顔検知方法。
[実施例1]
本発明の顔検知手段は、例えば図1に示すような画像処理システムに適用される。
図1の画像処理システム100は、デジタルスチルカメラ(以下、DSCと記す)101、画像処理装置104、表示部115を含む構成からなる。
撮影条件設定部102は、撮影動作に必要な各種の撮影条件の設定を行う。ユーザーはDSC101に設けられたボタンを操作することにより撮影シーン、ホワイトバランスモード、フラッシュ発光/非発光などの各種条件を設定可能である。
記録部103は、撮影画像データに加えて撮影時の条件を付属情報として含む画像データを作成して記録保持する。
なお、記録媒体はDSC101に内蔵されているメモリでも良いし、着脱可能な外部メディアのようなものでも良い。
TagNo.=0は、撮影シーンタイプに関する情報である。DSCにおいて「風景」モードで撮影した場合、TagNo.=0には「風景モード」であることを示す値が格納される。ここで、撮影シーンタイプは上記に限定されるものでなく、「標準」、「人物」、「夜景」といった別の指定も可能である。
TagNo.=1は、ホワイトバランスに関する情報である。DSCにおいて「ホワイトバランス自動」で撮影した場合、TagNo.=1にはホワイトバランスを自動設定したことを示す値が格納される。ホワイトバランスがマニュアル設定の場合には、マニュアル設定であることを示す値が格納される。
TagNo.=2は、露出モードに関する情報である。DSCにおいて「露出自動」で撮影した場合、TagNo.=2にはパラメータ露出を自動制御設定にしたことを示す値が格納される。「露出マニュアル」や「オートブラケット」といった設定の場合には、それらを示す値が格納される。
TagNo.=3は、フラッシュに関する情報である。DSCにおいて「フラッシュ発光」で撮影した場合、TagNo.=3にはフラッシュを発光したことを示す値が格納される。その他、フラッシュ発光の「自動発光モード」や「赤目軽減モード」等、詳細な情報を示す値が格納されることもある。
撮影時の合焦制御については、本発明の主旨ではないため詳細な説明は省略するが、例えば予め設けられた合焦評価領域について撮影画像のぼけ量を算出し、該ぼけ量が最小となるようにレンズ位置を制御する。このような合焦制御については、例えば上記特許文献1に記載されている。
また、図3に示すようにユーザー操作により合焦評価位置301を自在に移動し、該合焦評価位置に基づいて合焦評価領域を決定し、合焦制御する方法も知られている。
前記合焦評価領域の決定には、人物またはそれに近いものを主要被写体とすることが多く、特にユーザー操作により合焦評価領域を決定する場合は、ユーザーは人物に合焦するように合焦評価領域を決定する傾向がある。
図4はDSCの背面に配置された液晶モニタ401の表示画面例である。DSCが予め備える測距枠は、例えば図に示すような枠402により示され、実際の合焦制御に使用された測距枠は強調された枠403により示される。
TagNo.=6は、DSCの型名を示す情報であり、型名を示す文字列情報が格納される。
データ解析部106は、画像データに付加された付属情報を取得する付属情報取得部107と、画像データからヒストグラムを作成して画像の特徴を解析するヒストグラム解析部108と、本発明の特徴である顔検知処理部109とから構成される。
ヒストグラム解析部108は、画像データに対してヒストグラムを作成し、統計的手法を用いて画像の特徴量を算出する。特徴量とは、例えば、画像の平均輝度、輝度分散、および平均彩度を示す。
顔検知処理部109は、画像データに対して、顔検知処理を実行するための領域を決定する決定部110と、該決定部の結果に基づいて顔検知処理を実行する実行部111とから構成される。
決定部110は、前記付属情報に含まれる合焦領域情報に基づいて該画像領域内での顔検知領域を決定し、後述する実行部111で実行可能なように設定する。詳細な説明については後述する。
実行部111は前記設定された領域について顔検知処理を実行する。顔検知処理については様々な方法が提案されているが、例えば一方の眼を検出し、該一方の眼に基づいて両眼対候補を生成して顔パターンを認識する構成により顔検知する。
出力部114は、前記補正処理実行部113により補正処理された画像データを表示部に表示可能な形態へと変換し、表示部115へと出力する。
表示部115は、前記出力部114より入力された画像を所望の形態で出力表示する。
ステップ501では、DSC101が接続されると画像処理装置104は画像データの読み込みを開始する。
ステップ502では、ステップ501で読み込んだ画像データに対してヒストグラムを作成し、特徴量を算出する。特徴量とは、前述の通り平均輝度や輝度分散等を示す。
ステップ503では、ステップ501で読み込んだ画像データから撮影時の条件を示す付属情報を取得する。
前記付属情報は撮影後にアプリケーション等を用いて書き込むことも可能である。
ステップ506では、ステップ505で人物「あり」と判定されたか、もしくは画像全体の顔検知処理が終了した場合にステップ507へ進む。それに対して、人物「なし」で、画像全体に対して顔検知処理を実行していない場合は、ステップ504へ進み、再度顔検知領域を設定する。
補正処理内容選択では、付属情報に含まれる撮影シーンタイプ、ホワイトバランス、露出モード、フラッシュ等の組み合わせに基づいて、階調補正処理、コントラスト補正処理、カラーバランス処理、彩度補正処理、輪郭強調処理等のどの処理を行うかを選択する。
また、撮影シーンタイプの内容に関わらず、顔検知の結果、人物「あり」と判定された場合には常に人物用の補正処理を適用するような構成にしても構わない。
前記補正目標値は、付属情報の組み合わせによって決まるそれぞれの処理内容毎に予め定めておくもので、好ましくは、画像処理装置内にテーブルとして保持しておく。もしくは、特徴量から数式で算出するようにしても良い。
前記補正実行時のパラメータは、補正目標値から算出するもので、例えば階調補正におけるガンマ値の算出は以下の数式から算出可能である。該数式は図6から導くことができる。
ステップ508では、ステップ507により決定した補正処理内容とパラメータに従って、画像補正処理を実行する。
ステップ701では、ステップ503(図5参照)で取得した付属情報のうち合焦領域情報を取得する。本実施例において、合焦領域情報とは、「測距枠数」および「使用した測距枠」である。
ステップ702では、取得した合焦領域情報の「測距枠数」から測距枠位置を求め、「使用した測距枠」により実際に合焦制御に使用した領域を顔検知領域と定め、各座標値を算出する。
例えば「測距枠数=3」から図8に示すような3つの測距枠位置を求め、「使用した測距枠=中央」により図8に示す強調された枠801の領域を顔検知領域とする。
もしくは「測距枠数」から画像データを分割して測距枠位置を概算し、「使用した測距枠」から顔検知領域を決定する。例えば、図9に示すように「測距枠数=9」、「使用した測距枠=中央」では、測距枠数に基づいて画像データの領域を分割し(破線901)、「使用した測距枠」から顔検知領域(斜線部)902を決定することが可能である。
また、図10に示すように、顔検知領域が予め表示装置内104で定めているサイズとなるように測距枠サイズ1001の上下左右方向にオフセット値1002をプラス、もしくはマイナスしてサイズ変更することも可能である。
なお、前記顔検知領域は撮影画像データの解像度に対する比率を用いて決定することで、撮影時の画像サイズに対して柔軟に対応することが可能である。
以上の処理により顔検知領域と定められた位置に対して、顔検知の開始位置802、横幅803、高さ804のそれぞれを算出する。
ステップ703では、ステップ702で算出した顔検知領域を顔検知処理で実行可能なように設定する。
さらに、顔検知の効率化により画像補正処理全体の処理時間短縮が可能となる。
すなわち、本実施例によれば、画像データおよび前記画像データに関連する付属情報とから、画像領域内の合焦領域情報を取得する手段と、前記合焦領域情報に基づいて該画像領域内での顔検知領域を決定する手段と、顔検知処理を実行する手段により顔検知を行う。
実施例2は、実施例1で説明した顔検知領域の設定に際して、合焦領域情報のうち「使用した測距枠」が複数ある場合の顔検知領域の設定方法に係るものである。
実施例2のシステム構成を図11に示す。図11において、実施例1で説明したものと共通のものについては同じ付番で示し、異なるものについてのみ説明する。
実施例2の画像処理システム1100は、DSC101、画像処理装置1101、表示部115を含む構成からなる。
顔検知処理部1103のうち、顔検知領域を決定する決定部1104は、実施例1で示した「測距枠数」、「使用した測距枠」に加え、「測距枠ごとの被写体距離」情報に基づいて顔検知領域を決定することにより、「使用した測距枠」が複数ある場合でも対応可能となっている。
ステップ1201では、ステップ503(図5参照)で取得した付属情報のうち合焦領域に関する情報を取得する。合焦領域に関する情報とは、「測距枠数」、「使用した測距枠」、および「測距枠ごとの被写体距離」である。
ステップ1202では、取得した合焦領域情報の「測距枠数」から測距枠位置を求め、「使用した測距枠」により実際に合焦制御に使用した領域を顔検知候補領域と定める。さらに、本実施例2の特徴として「測距枠ごとの被写体距離」に基づいて前記顔検知候補領域に優先度をつける。
すなわち、上記例によれば、まず最初に、被写体距離が最小である右上の測距枠位置を顔検知領域として指定して次のステップに進み、ステップ506(図5参照)で解析終了(人物「あり」の判定、もしくは画像全体の解析終了)でなければ、次は測距枠位置の右を顔検知領域として次のステップに進む。もし、ステップ506で再び解析終了でなければ、左、中央の順で同様に処理を実行する。
ステップ1203では、ステップ1202で算出された顔検知領域情報を顔検知処理で使用可能なように設定する。
すなわち、本実施例2によれば、画像データおよび前記画像データに関連する付属情報とから、画像の合焦領域情報を取得する手段と、前記合焦領域情報に対応する被写体距離情報を取得する手段と、前記被写体距離情報に基づいて、前記合焦領域情報に優先度を決定する手段と、前記優先度に基づいて顔検知領域を決定し、顔検知処理を実行する手段により顔検知を行う。
本実施例3は、合焦領域情報以外の撮影条件データに基づいて顔検知領域を設定する方法に係るものである。
本実施例3のシステム構成を図14に示す。実施例1で説明したものと共通のものについては同じ付番で示し、異なるものについてのみ説明する。
本実施例3のDSC1401において、撮影条件設定部1402は、実施例1のDSC101で可能な撮影シーンタイプの設定に加えて、さらに詳細なアシストモードを設定できる構成になっている。
本実施例3でのガイド表示1502は、画面右に人物の型、左背景に建物等を撮影する際の水平位置確認のための補助線表示を示している。
図16は実際の撮影時のイメージ図である。ユーザーは前記ガイド表示1502に従って撮影している様子が分かる。
撮影された画像データは実施例1と同様のフォーマットで記録されるが、タグ領域201(図2参照)にはアシストモードを使用したことと、アシストモードの種類を含めてアシストモード情報として記録される。
例えば、図15、16のアシストモードであれば「左背景」を示す文字列が記録される。
顔検知処理部1406は、実施例1とは異なる決定部1407を備え、該決定部1407により前記付属情報に含まれるアシストモード情報に基づいて該画像領域内での顔検知領域を決定する。
ステップ1701では、DSC1401が接続されると画像処理装置1403は画像データの読み込みを開始する。
ステップ1702では、ステップ1701で読み込んだ画像データに対してヒストグラムを作成し、特徴量を算出する。
ステップ1703では、ステップ1701で読み込んだ画像データから撮影時、もしくは撮影後に付加された付属情報を取得する。ここで、本実施例3では実施例1および実施例2で取得した合焦領域情報の代わりに、アシストモード情報を取得する。
ステップ1704では、ステップ1703で取得した付属情報のうち、アシストモード情報に基づいて顔検知領域を設定する。後述のステップ1705〜1706で顔検知できずに再度該ステップに戻った場合は、既に設定した顔検知領域以外の領域を顔検知領域として再設定する。
ステップ1706では、ステップ1705で人物「あり」と判定されたか、もしくは画像全体の顔検知処理が終了した場合にはステップ1707へ進む。
人物「なし」で、画像全体に対して顔検知を実行していない場合は、ステップ1704へ進み、再度顔検知領域を設定する。
ステップ1707では、ステップ1702〜1706により取得した撮影時の付属情報に基づいて補正処理内容を選択し、画像特徴量、および顔検知結果に基づいて補正処理量を決定する。
補正処理内容が決定すると、次に付属情報、および画像特徴量から補正目標値を決定し、補正実行時のパラメータを算出する。
ステップ1708では、ステップ1707により決定した補正処理内容とパラメータに従って、画像補正処理を実行する。
ステップ1801では、ステップ1703(図17参照)で取得した付属情報のうちアシストモードに関する情報を取得する。
ステップ1802では、取得したアシストモード情報から人物の顔のある可能性の高い領域を顔検知領域と定め、各座標値を算出する。
例えば「アシストモード=左背景」から図19に示すような顔検知領域(斜線部)1901を定める。
ここで、前記顔検知領域は前述したタグ領域201(図2参照)に含まれるメーカ名、型名から算出可能で、好ましくは、DSCのメーカ毎のアシストモード情報とアシストモードに対する顔検知領域を補正処理装置内に保持しておく。
なお、本実施例3では大まかな位置(斜線部1901)を顔検知領域として指定したが、より厳密に例えばアシスト表示内の人物型の顔領域を最初の顔検知領域と設定する構成にしても構わない。
ステップ1803では、ステップ1802で算出された顔検知領域情報を顔検知処理で使用可能なように設定する。
実施例4は、実施例1で説明した合焦領域に関する情報が「座標値」により示される場合に係るものである。
実施例4におけるシステム構成を図20に示し、実施例1で説明したものと共通のものについては同じ付番で示し、異なるものについてのみ説明する。
本実施例4において、DSCは撮影時の条件の1つである合焦領域に関する情報を「座標値」により示す。
すなわち、実施例1で示した付属情報であるTagNo.=4には合焦制御に使用した領域の中央に相当する座標値(X,Y)が格納される。
顔検知処理部2002うち、顔検知領域を決定する決定部2003は、前記「座標値」に基づき顔検知領域を決定する。
画像処理装置はDSCにより格納された付属情報から前記合焦制御に使用した領域の座標値を取得する。
次に、取得した座標値を中心とする正方領域を算出し、該正方領域を顔検知領域として決定する。
前記正方領域は、表示装置内で予め定めているサイズとなるように算出され、撮影画像データの解像度に対する比率に比例して決定することで、撮影時の画像サイズに対して柔軟に対応することが可能である。
なお、前記正方領域に代えて、取得した座標値を中心とした半径Rの円、または図8〜10に符号801、902、1001で示すような長方形の領域などの領域を用いてもよい。
以上の処理により顔検知領域を設定し、顔検知処理を実行する。
上記の通り本実施例4によれば、付属情報である合焦制御に使用した領域の座標値から顔検知領域を決定することで顔検知処理を効率良く実行できる。
104 画像処理装置
109 顔検知処理部
402 測距枠
403 実際に合焦制御に使用した測距領域
Claims (11)
- 画像データおよび該画像データに関連する付属情報に基づいて該画像から被写体の顔領域を抽出する顔検知装置において、
前記付属情報に基づいて前記画像の画像領域内での顔検知領域を決定する手段と、
決定された顔検知領域内で顔検知処理を実行する手段と、
を備えることを特徴とする顔検知装置。 - 前記顔検知領域を決定する手段は、前記付属情報から合焦領域情報を取得する手段を備え、該合焦領域情報に基づいて前記顔検知領域を決定することを特徴とする請求項1に記載の顔検知装置。
- 前記該合焦領域情報が「測距枠数」および「使用した測距枠」を含むことを特徴とする請求項2に記載の顔検知装置。
- 前記該合焦領域情報が合焦領域に関する「座標値」を含み、前記顔検知領域を決定する手段は、該「座標値」に基づいて、前記顔検知領域の座標値を算出することを特徴とする請求項2または3に記載の顔検知装置。
- 前記合焦領域情報が被写体距離情報を含み、前記顔検知領域を決定する手段は、前記顔検知領域を複数の領域候補の中から選択する場合の優先度を前記被写体距離情報に基づいて決定することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の顔検知装置。
- 前記顔検知領域を決定する手段は、前記被写体距離が短いほど優先度を高く決定することを特徴とする請求項5に記載の顔検知装置。
- 前記顔検知領域を決定する手段は、前記付属情報から撮影時のアシストモード情報を取得する手段を備え、該アシストモード情報に基づいて前記顔検知領域を決定することを特徴とする請求項1に記載の顔検知装置。
- 前記アシストモード情報は、撮影条件を示す文字列情報であり、前記顔検知領域を決定する手段は、前記文字列情報に基づき前記アシストモードで表示されたガイド表示中、人物撮影を指定する領域を前記顔検知領域に決定することを特徴とする請求項7に記載の顔検知装置。
- 請求項1〜8のいずれか1つに記載の顔検知装置を含む画像処理装置と、デジタルスチルカメラと、表示部とからなることを特徴とする画像処理システム。
- 画像データおよび該画像データに関連する付属情報に基づいて該画像から被写体の顔領域を抽出する顔検知方法において、
前記付属情報の少なくとも一部を取得する第1ステップと、
第1ステップで取得された情報に基づいて前記画像の画像領域内での顔検知領域を決定する第2ステップと、
該顔検知領域において顔検知処理を実行する第3ステップと、
を有することを特徴とする顔検知方法。 - 前記付属情報は、前記第1ステップで取得される情報として、前記画像領域内の合焦領域情報および撮影時のアシストモード情報の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項10に記載の顔検知方法。
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