JP2006330347A - 撮影方法及び撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】眼鏡を装着した被写体を撮影する際に、照明による反射光の影響を少なくする。
【解決手段】撮影された画像において眼鏡に照明からの光が反射した部分の照明反射サイズを検出し、照明反射サイズが予め定められた閾値よりも大きい場合には、ピント位置を被写体から眼鏡方向にずらして再度撮影する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、顔や眼を照明により照射して撮影する撮影方法及び撮影装置に関し、特に眼鏡による照明の反射光の影響を少なくする撮影方法及び撮影装置に関する。

虹彩により個人を識別する虹彩認証システムでは、認証対象者の虹彩のパターンを予め取得して記憶しておき、認証時に再び虹彩のパターンを取得し、その取得された虹彩のパターンと予め記憶されている虹彩のパターンとが一致するか否かを判断することにより、個人を識別している。

この虹彩認証システムは、虹彩を撮影する撮影装置と、撮影装置で得られた虹彩の画像データに基づいて認証処理を行う処理装置とから構成される。一般的な撮影装置の構成を図５に示す。この撮影装置１０は、撮影対象である被写体１に光２１を照射する照明部２０と、被写体１からの反射光２２を撮影する画像撮影部３０、撮影された画像のピント確認を行う画像処理部４０、オートフォーカスやズームなどの機能を制御する制御部５０などから構成されている。

次に、撮影装置１０を用いた従来の撮影時の処理の流れを図６に示す。撮影が開始されると、照明部２０により被写体１に光２１を照射し（Ｓ３０１）、撮影を行う（Ｓ３０２）。撮影された画像のピント確認を行い（Ｓ３０３）、ピントが十分に合っていれば、照明照射を停止し（Ｓ３０５）、虹彩認証処理を行う（Ｓ３０６）。Ｓ１０３でピントが十分に合っていない場合は、オートフォーカス・ズーム制御を行い（Ｓ３０４）、再度撮影を行う（Ｓ３０２）。

このような撮影装置１０を用いて虹彩を撮影する場合、撮影時に認証対象者が眼鏡を装着していると、照明部２０により照射された光２１は、虹彩だけでなく、眼鏡表面においても反射する。この様子を図７に示す。図７は、認証対象者が眼鏡を装着していた場合の眼鏡表面における照明反射の例を示す図である。認証対象者が装着している眼鏡３のレンズ表面において、照明反射３ａが生じている。この照明反射３ａが大きくなると、虹彩２の画像上でも、眼鏡３による反射光の領域が大きくなり、所望の虹彩パターンが得られず、
認証処理がうまく行えない場合がある。

上記のような眼鏡による照明反射の問題を解決する方法のひとつとして、複数の照明を異なる位置に配置し、照明反射が大きい場合には他の照明に切り替えて再撮影する方法がある。この場合、一般的に、照明とレンズとの光軸間の角度が小さいときに照明反射が起こりやすくなるため、これらの光軸間の角度が大きくなる位置に照明を配置すると良い。

しかしながら、照明とレンズとの光軸間の角度が大きくなる配置では、装置サイズが大きくなるという問題がある。また、照明を切り替えても再び照明反射が起きる場合もあり、課題の解決には至らない。

そこで、本発明は、顔や眼を被写体として照明による光を照射して撮影する撮影方法及び撮影装置に関し、被写体が眼鏡を装着している場合にも、照明による反射光の影響を少なくして良好な撮影を行える撮影方法及び撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。

本発明の請求項１に係る撮影方法は、人物の眼鏡の装着された顔の少なくとも眼を被写体として、被写体に照明により光を照射し、被写体にピントを合わせて撮影する撮影方法において、撮影された画像において眼鏡に照明からの光が反射した部分の照明反射サイズを検出し、照明反射サイズが予め定められた閾値よりも大きい場合には、ピント位置を被写体から眼鏡方向にずらして再度撮影することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る撮影装置は、人物の眼鏡の装着された顔の少なくとも眼を被写体として、被写体に光を照射する照明手段と、照明手段により光を照射された被写体を撮影する撮影手段と、撮影手段の被写体に対するピント位置を変化させるフォーカス作動手段と、撮影手段により撮影された画像における眼鏡に照明手段からの光が反射した部分の照明反射サイズを検出する照明反射サイズ検出手段と、照明反射サイズ検出手段により検出された照明反射サイズと予め定められた閾値とを比較して画像の良否を判別する照明反射状態判別手段と、画像が不良と判別されるとピント位置を被写体から眼鏡方向へずらすべくフォーカス作動手段を制御するフォーカス制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る撮影装置は、請求項１の撮影装置において、撮影手段により撮影された画像のピント状態の評価値を検出するピント評価値検出手段と、ピント評価値検出手段により検出されたピント評価値と予め定められた閾値とを比較して画像のピント状態を判別するピント状態判別手段とを備えることを特徴とする。

本発明の撮影方法及び撮影装置によれば、撮影された画像の照明反射サイズを検出し、画像の照明反射サイズが予め定められた閾値よりも大きい場合には、ピント位置を被写体から眼鏡方向にずらして再度撮影することにより、眼鏡による照明反射光の影響の少ない良好な画像を得ることが可能となるとともに、撮影の高速化が実現できる。

以下、本発明の実施形態を図を用いて詳細に説明する。ここでは、虹彩認証システムにおける撮影装置を例として、眼鏡の装着された顔の虹彩を被写体としての撮影方法と共に説明する。

図２は、本発明の実施例１に係る撮影装置の構成を示すブロック図である。撮影装置１０は、照明部２０、画像撮影部３０、画像処理部４０、制御部５０から構成されている。

照明部２０は、制御部５０からの指示により、撮影対象である被写体１に光２１を照射する。光２１を照射された被写体１からの反射光２２は、画像撮影部３０に入射する。

画像撮影部３０は、レンズ３１とＣＣＤ３２とを備え、被写体１の画像を撮影する。レンズ３１は、複数のレンズ群により構成されており、被写体像を結像させるほか、図示されないモータにより光軸方向に駆動されることにより、被写体像のピント状態を変化させるとともに、被写体像の拡大・縮小を行う。ＣＣＤ３２は撮像素子であり、レンズ３１から入射結像される被写体像を電気信号からなる画像データに変換して、画像処理部４０に出力する。

画像処理部４０は、ピント確認部４１及び照明反射サイズ確認部４２を有し、画像撮影部３０で撮影された画像の良否を判断し、判断結果を制御部５０に通知する。ピント確認部４１は、ピント状態の評価値を画像の鮮明度に基づいて検出するピント評価値検出機能と、検出されたピント評価値を予め定められた閾値と比較することによりピントが合っているか否かを判断するピント状態判別機能とを有する。照明反射サイズ確認部４２は、画像の照明反射サイズを検出する照明反射サイズ検出機能と、検出された照明反射サイズを予め定められた閾値と比較して画像の良否を判断する照明反射状態判別機能とを有する。ここで、照明反射サイズとは、撮影された画像内における眼鏡による反射光の領域の大きさ、又は、撮影された画像内の被写体部分（本実施例では虹彩）上における眼鏡による反射光の領域の大きさのいずれかを意味する。

制御部５０は、撮影装置１０全体を制御する。また、画像処理部４０により通知された画像の良否の判断結果に基づき、画像撮影部３０のモータによりレンズ３１を駆動させ、被写体像のピント調整及び拡大・縮小を制御するフォーカス・ズーム制御機能を有する。

次に、撮影装置１０の動作を説明する。図１は、撮影装置１０を用いた撮影時の処理の流れを示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って説明する。

まず、照明部２０により被写体１に光２１を照射し（Ｓ１０１）、画像撮影部３０が撮影を行う（Ｓ１０２）。撮影された画像は画像処理部４０に送信され、ピント確認部４１がピント確認１を行う（Ｓ１０３）。

ここで、ピント確認１では、ピント確認部４１が、撮影された画像のピント評価値を検出し、このピント評価値と閾値Ａとを比較することにより、画像のピント状態の良否を判別する。ピント評価値には、例えば、画像内における隣り合う画素間の輝度差の平均値を用いる。画像が鮮明であるほど輝度差は高くなり、画像がぼやけていれば輝度差は低くなる。このため、検出されたピント評価値が閾値Ａ以上である場合、ピント確認部４１は画像のピントが合っていると判断し、ピント評価値が閾値Ａ未満である場合は、ピントが合っていないと判断する。

ピント確認１（Ｓ１０３）でピントが合っていないと判断された場合、ピント確認部４１はこの判断結果を制御部５０に通知する。この通知を受けて、制御部５０はオートフォーカス・ズーム制御１を実施する（Ｓ１０４）。ここで、オートフォーカス・ズーム制御１とは、図６で示した従来の撮影方法で実施されるオートフォーカス・ズーム制御（Ｓ３０６）と同一の制御であり、レンズ３１を光軸方向に沿って移動させることにより、被写体像のピント調整及び拡大・縮小を行うものである。オートフォーカス・ズーム制御１を実施後、画像撮影部３０は再度画像を撮影し（Ｓ１０２）、ピント確認部４１が再度ピント確認１を実施する（Ｓ１０３）。

ピント確認１（Ｓ１０３）でピントが合っていると判断された場合、次に照明反射サイズ確認部４２が画像の照明反射サイズ確認を行う（Ｓ１０５）。

照明反射サイズ確認では、照明反射サイズ確認部４２が、撮影された画像の照明反射サイズを検出し、この照明反射サイズと閾値Ｂとを比較することにより、画像の良否を判別する。ここで照明反射サイズとは、非常に輝度が高い連続する領域の面積と定義することができる。例えば、０から２５５までの輝度をもったモノクロ画像の場合、照明反射は輝度２４０から２５５までの値をとるとすると、輝度が２４０以上の連続する領域の面積（画素数）がすなわち照明反射サイズとして検出される。検出された照明反射サイズが閾値Ｂより大きい場合、虹彩認証への影響が大きいため、照明反射サイズ確認部４２は画像が不良な状態であると判断し、照明反射サイズが閾値Ｂ以下である場合、画像が良好な状態であると判断する。ここで、画像が良好な状態であるとは、照明反射部分が重ならない領域から得られた虹彩パターンにより重なり部分の虹彩パターンが類推（補正）できる程度に画像内の照明反射部分が小さいことを意味する。具体的には、例えば、撮影された画像から検出された虹彩の面積に対して照明反射サイズが１０％以下であれば、虹彩認証への影響が少ないと考えられる。

照明反射サイズ確認（Ｓ１０５）で画像が不良な状態であると判断された場合、照明反射サイズ確認部４２はこの判断結果を制御部５０に通知する。この通知を受けて、制御部５０はオートフォーカス・ズーム制御２を実施する（Ｓ１０６）。ここで、オートフォーカス・ズーム制御２とは、オートフォーカス・ズーム制御１（Ｓ１０４）とは異なり、レンズ３１を光軸方向に沿って微小に移動させることにより、被写体像のピントの微調整及び拡大・縮小を行うものである。このオートフォーカス・ズーム制御２については、後で更に詳しく説明する。

オートフォーカス・ズーム制御２（Ｓ１０６）を実施後、画像撮影部３０は再度画像を撮影し（Ｓ１０７）、ピント確認部４１がピント確認２を実施する（Ｓ１０８）。

ピント確認２では、ピント状態の良否の判別に、ピント確認１で用いた閾値Ａ、及び、新たに閾値Ｃを使用する。ここで閾値Ｃは閾値Ａよりも小さい値である。ピント確認部４１により検出された画像のピント評価値が閾値Ａ以上であった場合、ピント確認部４１はピント確認１（Ｓ１０３）の場合と同様に、画像のピントが合っていると判断する。検出されたピント評価値が閾値Ｃ以上閾値Ａ未満であった場合は、ピント確認部４１は画像のピントが微小にずれた状態であると判断し、ピント評価値が閾値Ｃ未満であれば、ピントが大幅に合っていない状態であると判断する。

ピント確認２（Ｓ１０８）でピントが大幅に合っていない状態であると判断された場合、ピント確認部４１はこの判断結果を制御部５０に通知する。この通知を受けて、制御部５０はオートフォーカス・ズーム制御１（Ｓ１０４）に戻り、はじめからピント調整をやり直す。

ピント確認２（Ｓ１０８）でピントが微小にずれた状態であると判断された場合、ピント確認部４１はこの判断結果を制御部５０に通知する。この通知を受けて、制御部５０は再度オートフォーカス・ズーム制御２によりピントの微調整を実施し（Ｓ１０６）、画像撮影部３０が再度画像を撮影する（Ｓ１０７）。撮影された画像はピント確認部４１により再度ピント確認２を実施される（Ｓ１０８）。ピント確認２（Ｓ１０８）でピントが微小にずれた状態（ピント評価値が閾値Ｃ以上閾値Ａ未満）が予め定められた回数（本実施例ではＮ回）まで繰り返された場合、制御部５０はピントが大幅に合っていない場合と同様に、オートフォーカス・ズーム制御１（Ｓ１０４）に戻り、はじめからピント調整をやり直す。

ピント確認２（Ｓ１０８）でピントが合っていると判断された場合、照明反射サイズ確認部４２が画像の照明反射サイズ確認を行う（Ｓ１０５）。

このように、オートフォーカス・ズーム制御、ピント確認、及び照明反射サイズ確認を繰り返して、ピント評価値が閾値Ａ以上、照明反射サイズが閾値Ｂ以下の良好な画像が得られたら、制御部５０の指示により、照明部２０は照明照射を停止し（Ｓ１０９）、虹彩認証システムは、撮影装置１０で撮影された画像を用いた虹彩認証処理に移行する（Ｓ１１０）。

次に、オートフォーカス・ズーム制御２（Ｓ１０６）について詳しく説明する。図３は、オートフォーカス・ズーム制御２の処理の流れを示すフローチャートである。オートフォーカス・ズーム制御２は、図１のピント確認１（Ｓ１０３）又はピント確認２（Ｓ１０８）において閾値Ａ以上のピントが得られ、照明反射サイズ確認（Ｓ１０５）で照明反射サイズが閾値Ｂより大きかった場合、及び、ピント確認２（Ｓ１０８）で閾値Ｃ以上閾値Ａ未満のピントが得られた場合、つまり、ピントは合っているが照明反射サイズが大きかった場合、及び、ピントが微小にずれていた場合に実施される。

そこでまず、画像のピント評価値を確認する（Ｓ１１１）。ピント評価値が閾値Ａ以上、つまり被写体１にピントが合っている場合、制御部５０は前回オートフォーカス制御を実施した時と同一方向にレンズ３１を移動させる（Ｓ１１２）。ピント評価値が閾値Ａ未満であった場合、前回オートフォーカス制御を実施した時と同一方向にレンズ３１を移動させるとさらにピントがずれると考えられるため、制御部５０は前回とは逆方向にレンズ３１を移動させる（Ｓ１１３）。オートフォーカス制御を実施後、制御部５０はズーム制御を実施し、画角が最適な状態になるよう、レンズ３１を駆動して被写体像の拡大・縮小を行う（Ｓ１１４）。

上記処理の原理的な説明は以下の通りである。被写体である虹彩部分にピントが最も合っている場合、つまりピント評価値が最大となる場合、必然的に眼鏡表面のピントは虹彩部分のピントよりも低下する。この場合、眼鏡表面における照明反射部分は、画像上においてピントが合わない分ぼやけた像となり、これが照明反射サイズの増大に結びつく場合がある。これに対して、眼鏡表面のピント評価値が最大である場合、照明反射の像は鮮明に撮影されるため、照明反射サイズは小さくなることが期待できる。この場合、虹彩部分のピントは低下するが、眼鏡と虹彩とは比較的近い距離にあるため、撮影装置と眼鏡及び虹彩とが十分に離れている場合には、虹彩部分についても虹彩認証に十分なピント（本実施例ではピント評価値Ａ以上）の画像を得ることが可能である。

以上のように、実施例１の撮影方法及び撮影装置によれば、撮影された画像の照明反射サイズ確認手段を設け、画像の照明反射サイズ及びピント評価値が規定範囲内になるようにオートフォーカス・ズーム制御を行うことにより、撮影対象が装着している眼鏡による照明反射光の影響の少ない良好な画像を得ることができる。

実施例２では、撮影装置の構成は実施例１と同一であり、撮影方法においてオートフォーカス・ズーム制御２の処理が簡略化されている点が、実施例１とは異なる

図４は、実施例２におけるオートフォーカス・ズーム制御２の処理の流れを示すフローチャートである。まず、画像のピント評価値を確認する（Ｓ２０１）。ピント評価値が閾値Ａ以上、つまり被写体１にピントが合っている場合、制御部５０はレンズ３１を光軸方向に微小に移動させることにより、ピントの微調整を行う（Ｓ２０２）。この際、制御部５０はピント位置が被写体１から眼鏡に接近する方向にずれるようにレンズ３１を微小に移動させる。これは、実施例１でも説明したように、眼鏡表面によりピントを合わせることにより、照明反射サイズを小さくするためである。次に制御部５０はズーム制御を実施し、画角が最適な状態になるよう、レンズ３１を駆動して被写体像の拡大・縮小を行う（Ｓ２０３）。

Ｓ２０１でピント評価値が閾値Ａ未満であった場合、つまりピントが微小にずれた状態である場合、本実施例ではオートフォーカス・ズーム制御は行わず、そのまま処理を終了する。これにより、ピント確認２（図１のＳ１０８）でピント評価値が閾値Ｃ以上閾値Ａ未満の状態がＮ回続くことになるので、ピントの微調整は行わず、再度オートフォーカス・ズーム制御１（Ｓ２０４）に戻って、ピント合わせをやり直すことになる。

以上のように、実施例２の撮影方法によれば、レンズのオートフォーカス制御において効率的なモータ駆動が可能になり、撮影の高速化が実現できる。

本発明の撮影方法を示すフローチャート。 本発明に係る撮影装置の構成を示すブロック図。 実施例１のオートフォーカス・ズーム制御２の処理の流れを示すフローチャート。 実施例２のオートフォーカス・ズーム制御２の処理の流れを示すフローチャート。 従来の撮影装置の構成を示すブロック図。 従来の撮影方法を示すフローチャート。 眼鏡表面における照明反射の例を示す図。

符号の説明

１ 被写体
２ 虹彩
３ 眼鏡
３ａ 照明反射
１０ 撮影装置
２０ 照明部
２１ 光
２２ 反射光
３０ 画像撮影部
３１ レンズ
３２ ＣＣＤ
４０ 画像処理部
４１ ピント確認部
４２ 照明反射サイズ確認部
５０ 制御部

Claims (3)

1. 人物の眼鏡の装着された顔の少なくとも眼を被写体として、前記被写体に照明により光を照射し、前記被写体にピントを合わせて撮影する撮影方法において、
   撮影された画像において前記眼鏡に照明からの光が反射した部分の照明反射サイズを検出し、前記照明反射サイズが予め定められた閾値よりも大きい場合には、ピント位置を被写体から眼鏡方向にずらして再度撮影することを特徴とする撮影方法。
2. 人物の眼鏡の装着された顔の少なくとも眼を被写体として、前記被写体に光を照射する照明手段と、前記照明手段により光を照射された被写体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の被写体に対するピント位置を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮影手段により撮影された画像における前記眼鏡に前記照明手段からの光が反射した部分の照明反射サイズを検出する照明反射サイズ検出手段と、前記照明反射サイズ検出手段により検出された照明反射サイズと予め定められた閾値とを比較して画像の良否を判別する照明反射状態判別手段と、前記画像が不良と判別されるとピント位置を被写体から眼鏡方向へずらすべく前記フォーカス作動手段を制御するフォーカス制御手段とを備えることを特徴とする撮影装置。
3. 前記撮影手段により撮影された画像のピント状態の評価値を検出するピント評価値検出手段と、前記ピント評価値検出手段により検出されたピント評価値と予め定められた閾値とを比較して画像のピント状態を判別するピント状態判別手段とを備えることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
   

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