JP2008299784A - 被写体判定装置及びそのプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】 被写体の判定精度を向上した被写体判定装置及びそのプログラムを実現する。
【解決手段】 直近に撮像された画像データを取得すると(S1)、該画像データに基づいて、何の被写体が撮像されたかを認識する顔認識処理を行い(S2)、画像認識処理により認識された被写体の種類及び、撮像された被写体と該認識された被写体の種類との一致度をバッファメモリに記憶させる(S3)。このような動作(S1〜S3)を所定回数行なうと、画像認識処理の認識結果を集計し最も多く認識された種類の被写体を選択する(S5)。そして、該選択した種類の被写体と認識された時の一致度の平均値を算出し(S6)、該一致度の平均値が所定以上であれば該選択した種類の被写体を被写体判定結果として出力する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、被写体判定装置及びそのプログラムに係り、詳しくは、被写体の種類を判定する被写体判定装置及びそのプログラムに関する。
近年、被写体判定装置、例えば、撮像装置においては、画像認識を行なうことにより画像データに移っている被写体が何であるかを判定する技術は開発された
(特許文献1)。
公開特許公報 特開2007−068149
しかしながら、類似する被写体を認識させるような場合では、画像認識を行なっても、本当に該認識された被写体が写っているとは限らない。また、刻々と動いている被写体を撮像している時は、撮像したときの被写体の位置、角度によって、認識される被写体が変わる場合もあり、なおさらである。
そこで本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、被写体の判定精度を向上した被写体判定装置及びそのプログラムを提供することを目的とする。
上記目的達成のため、請求項1記載の発明による被写体判定装置は、画像データを順次取得する取得手段と、
前記取得手段により順次取得された画像データに対して画像認識を行っていくことにより、各画像データ内に存在する被写体の種類を認識していく画像認識手段と、
前記画像認識手段による認識結果に基づいて、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類を判定する被写体判定手段と、
を備えたことを特徴とする。
また、例えば、請求項2に記載されているように、前記画像認識手段は、
前記取得手段により取得される画像データのうち、所定枚数毎に画像認識を行うようにしてもよい。
また、例えば、請求項3に記載されているように、前記取得手段により順次取得される画像データに基づいて、前記画像認識手段により認識された画像データ内に存在する被写体に対して被写体追従を行なう被写体追従手段を備え、
前記画像認識手段は、
前記被写体追従手段により被写体追従が行なわれていない場合は、画像データの全範囲に対して画像認識を行い、前記被写体追従手段により被写体追従が行なわれている場合は、該被写体追従されている被写体がいる領域の画像データに対してのみ画像認識を行なうことにより、該被写体の種類を認識するようにしてもよい。
また、例えば、請求項4に記載されているように、前記取得手段により順次取得される画像データの変化量を検出する変化量検出手段を備え、
前記画像認識手段は、
前記変化量検出手段により検出された変化量が所定量以上である場合は、画像データの全範囲に対して画像認識を行うようにしてもよい。
また、例えば、請求項5に記載されているように、前記被写体判定手段は、
前記画像認識手段により最も多く認識された種類の被写体を選択する選択手段を含み、該選択手段により選択した被写体の種類を前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類と判定するようにしてもよい。
また、例えば、請求項6に記載されているように、前記被写体判定手段は、
前記画像認識手段により所定回数、連続して同一の種類の被写体が認識された場合は、該連続して所定回数認識された種類の被写体を選択する選択手段を含み、該選択手段により選択された被写体の種類を、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類と判定するようにしてもよい。
また、例えば、請求項7に記載されているように、前記画像認識手段は、
画像データ内に存在する被写体の種類を認識すると共に、画像データ内に存在する被写体が、該認識した被写体の種類である確率も認識し、
前記被写体判定手段は、
前記画像認識手段により前記選択手段により選択された被写体の種類と認識されたときの確率の平均が所定値以上である場合は、該選択手段により選択された被写体の種類を、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類と判定するようにしてもよい。
また、例えば、請求項8に記載されているように、前記被写体判定手段は、
前記画像認識手段により前記選択手段により選択された被写体の種類と認識されたときの確率の平均が所定値以上でない場合は、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類が不明であると判定するようにしてもよい。
また、例えば、請求項9に記載されているように、前記画像認識手段は、
前記取得手段により順次取得される画像データのうち、所定枚数の画像データに対して、画像認識処理を行っていくようにしてもよい。
また、例えば、請求項10に記載されているように、前記画像認識手段は、
前記被写体判定手段により、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類が判定されるまで、前記取得手段により順次取得された画像データに対して画像認識を行っていき、
前記被写体判定手段は、
前記画像認識手段により前記選択手段により選択された被写体の種類と認識されたときの確率の平均が所定値以上でない場合は、判定を行なわないようにしてもよい。
また、例えば、請求項11に記載されているように、前記被写体判定手段は、
前記画像認識手段により前記選択手段により選択された被写体の種類と認識されたときの確率の平均が所定値以上でない場合で、且つ、前記画像認識手段により一定枚数の画像データに対して画像認識を行なった場合は、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類が不明であると判定するようにしてもよい。
また、例えば、請求項12に記載されているように、前記被写体判定手段は、
前記画像認識手段により所定回数、同一の種類の被写体が認識された場合は、該所定回数認識された種類の被写体を選択する選択手段を含み、該選択手段により選択された被写体の種類を、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類と判定するようにしてもよい。
また、例えば、請求項13に記載されているように、被写体の種類毎にその特徴情報を記録した特徴情報記録手段を備え、
前記画像認識手段は、
画像認識により画像データ内に存在する被写体の特徴情報を算出し、該算出した特徴情報と最も一致する前記特徴情報記録手段に記録されている特徴情報に対応する被写体の種類を、該画像データ内に存在する被写体の種類と認識するようにしてもよい。
また、例えば、請求項14に記載されているように、前記特徴情報記録手段は、
各種類の被写体毎に、複数の向きに対応する特徴情報をそれぞれ記録しているようにしてもよい。
また、例えば、請求項15に記載されているように、画像認識により算出された画像データ内に存在する被写体の特徴情報と、該被写体の特徴情報と最も一致する前記特徴情報記録手段に記録されている特徴情報との一致の度合いを認識し、該認識した一致度合いが、画像データ内に存在する被写体が該認識した被写体の種類である確率であるようにしてもよい。
また、例えば、請求項16に記載されているように、前記画像認識手段による画像認識は、
被写体が誰の顔であるかを認識する顔認識であるようにしてもよい。
上記目的達成のため、請求項17記載の発明によるプログラムは、画像データを順次取得する取得処理と、
前記取得処理により順次取得された画像データに対して画像認識を行っていくことにより、各画像データ内に存在する被写体の種類を認識していく画像認識処理と、
前記画像認識処理による認識結果に基づいて、前記取得処理により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類を判定する被写体判定処理と、
を含み、上記各処理をコンピュータで実行させることを特徴とする。
本発明によれば、撮像された被写体が何であるかの判定の精度を向上させることができる。
以下、本実施の形態について、本発明の被写体判定装置をデジタルカメラに適用した一例として図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
A.デジタルカメラの構成
図1は、本発明の被写体判定装置を実現するデジタルカメラ1の電気的な概略構成を示すブロック図である。
デジタルカメラ1は、撮影レンズ2、レンズ駆動ブロック3、絞り兼用シャッタ4、CCD5、垂直ドライバ6、TG(timing generator)7、ユニット回路8、DMAコントローラ(以下、DMAという)9、CPU10、キー入力部11、メモリ12、DRAM13、DMA14、動きベクトル検出部15、DMA16、画像生成部17、DMA18、DMA19、表示部20、DMA21、圧縮伸張部22、DMA23、フラッシュメモリ24、バス25を備えている。
撮影レンズ2は、図示しない複数のレンズ群から構成されるフォーカスレンズ、ズームレンズを含む。そして、撮影レンズ2には、レンズ駆動ブロック3が接続されている。レンズ駆動ブロック3は、フォーカスレンズ、ズームレンズをそれぞれ光軸方向に駆動させるフォーカスモータ、ズームモータ(図示略)と、CPU10から送られてくる制御信号にしたがって、フォーカスレンズ、ズームレンズを光軸方向に駆動させるフォーカスモータドライバ、ズームモータドライバ(図示略)とから構成されている。
絞り兼用シャッタ4は、図示しない駆動回路を含み、駆動回路はCPU10から送られてくる制御信号にしたがって絞り兼用シャッタ4を動作させる。この絞り兼用シャッタ4は、絞り、シャッタとして機能する。
絞りとは、CCD5に入射される光の量を制御する機構のことをいい、シャッタとは、CCD5に光を当てる時間を制御する機構のことをいい、CCD5に光を当てる時間(露光時間)は、シャッタ速度によって変わってくる。
露出量は、この絞り値(絞りの度合い)とシャッタ速度によって定められる。
CCD5は、垂直ドライバ6によって走査駆動され、一定周期毎に被写体像のRGB値の各色の光の強さを光電変換して撮像信号としてユニット回路8に出力する。この垂直ドライバ6、ユニット回路8の動作タイミングはTG7を介してCPU10によって制御される。
ユニット回路8には、TG7が接続されており、CCD5から出力される撮像信号を相関二重サンプリングして保持するCDS(Correlated Double Sampling)回路、そのサンプリング後の撮像信号の自動利得調整を行なうAGC(Automatic Gain Control)回路、その自動利得調整後のアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器から構成されており、CCD5によって得られた撮像信号はユニット回路8を経た後、DMA9によってベイヤーデータの状態でバッファメモリ(DRAM13)に記憶される。
CPU10は、AE処理、AF処理などを行う機能を有すると共に、デジタルカメラ1の各部を制御するワンチップマイコンである。
特に、CPU10は、画像認識処理を行う画像認識部101、画像認識処理の認識結果に基づいて被写体の種類を判定する被写体判定部102を含む。
キー入力部11は、半押し操作全押し操作可能なシャッタボタン、モード切替キー、十字キー、SETキー等の複数の操作キーを含み、ユーザのキー操作に応じた操作信号をCPU10に出力する。
メモリ12には、CPU10がデジタルカメラ1の各部を制御するのに必要な制御プログラム(画像認識処理、被写体の判定に必要なプログラム等)、及び必要なデータ(各種類の被写体の特徴データ)が記録されており、CPU10は、該プログラムに従い動作する。
DRAM13は、CCD5によって撮像された画像データを一時記憶するバッファメモリとして使用されるとともに、CPU10のワーキングメモリとしても使用される。
DMA14は、バッファメモリに記憶されているベイヤーデータ若しくは輝度色差信号の画像データを読み出して、動きベクトル検出部15に出力するものである。
動きベクトル検出部15は、画像データ内のある領域の動きベクトルを検出するものであり、代表点マッチング法や、ブロックマッチング法などを用いて該ある領域の動きベクトルを検出する。また、この動きベクトルを検出するには、ある領域の画像データと、その後に撮像された画像データとに基づいて該ある領域が次ぎに撮像された画像データのどこにあるかを検出することにより動きベクトルを検出するので、撮像された画像データを一定時間保持する記憶回路も含む。この検出された動きベクトルは、DMA14を介してCPU10に送られる。
この動きベクトル検出部15により被写体追従が行なわれる。
DMA16は、バッファメモリに記憶されたベイヤーデータの画像データを読み出して画像生成部17に出力するものである。
画像生成部17は、DMA16から送られてきた画像データに対して、画素補間処理、γ補正処理、ホワイトバランス処理などの処理を施すとともに、輝度色差信号(YUVデータ)の生成も行なう。つまり、画像処理を施す部分である。
DMA18は、画像生成部17で画像処理が施された輝度色差信号の画像データ(YUVデータ)をバッファメモリに記憶させるものである。
DMA19は、バッファメモリに記憶されているYUVデータの画像データを表示部20に出力するものである。
表示部20は、カラーLCDとその駆動回路を含み、DMA19から出力された画像データの画像を表示させる。
DMA21は、バッファメモリに記憶されているYUVデータの画像データや圧縮された画像データを圧縮伸張部22に出力したり、圧縮伸張部22により圧縮された画像データや、伸張された画像データをバッファメモリに記憶させたりするものである。
圧縮伸張部22は、画像データの圧縮・伸張(例えば、JPEGやMPEG形式の圧縮・伸張)を行なう部分である。
DMA23は、バッファッメモリに記憶されている圧縮画像データを読み出してフラッシュメモリ24に記録させたり、フラッシュメモリ24に記録された圧縮画像データをバッファメモリに記憶させるものである。
B.デジタルカメラ1の動作
第1の実施の形態におけるデジタルカメラ1の動作を図2のフローチャートにしたがって説明する。
被写体判定処理を開始すると、ステップS1で、CPU10は、CCD5により直近に撮像されバッファメモリ(DRAM13)に記憶されている画像データ(ベイヤーデータ若しくは輝度色差信号の画像データ)を取得する。このとき、CCD5によって所定のフレームレートで順次撮像されているものとし、順次撮像された輝度色差信号の画像データは、表示部20に順次表示されていく。
ここでは、デジタルカメラ1は、動いている楕円形の被写体31を動画撮像しているものとし、図3(a)はそのときの様子を示すものである。このとき、撮像された被写体31の画像データは表示部20に表示されている。なお、撮影レンズ2、CCD5等の光学系は、表示部20とは反対側の面に備えられている。
次いで、ステップS2で、CPU10の画像認識部101は、該取得した画像データに基づいて、何の被写体が撮像されたかを認識する画像認識処理を行う。
ここで、この画像認識は、撮像された画像データに基づいて撮像された被写体の特徴データ(被写体の輪郭や特徴点の認識、及び、それらの位置関係等も認識して、それらを数値化した数値データ)を算出し、予め登録されている各種類の被写体の特徴データと比較照合することにより、該撮像された被写体が「何であるか?」を具体的に認識する。このときは、登録されている各種類の被写体の特徴データのうち、撮像された被写体の特徴データと最も一致度の高い特徴データに対応する種類の被写体を撮像された被写体と認識することになる。
つまり、取得された画像データに対して画像認識処理を行なうことにより、登録されている各種類の被写体の特徴データのうち、最も一致する特徴データはどれであるかを認識することになり、該認識した特徴データに対応する種類の被写体が、撮像された被写体と認識することになる。これにより、被写体の種類を精度よく認識することができる。
また、ユーザは、登録モード等において、各種類の被写体を登録することができる。この登録モード等においては、ユーザが登録したい種類の被写体の画像を指定すると、CPU10は、該被写体の画像から画像認識により算出された特徴データを登録する。この登録された特徴データはメモリ12に記録される。なお、予め所定の各種類の被写体の特徴データを記録しておくようにしてもよい。
ここでは、便宜上、登録された被写体の種類を、円、楕円、菱形として説明するが、登録される被写体の種類はこれに限られず、猫、犬、車、飛行機、電車、文字、人物等なんでもよい。
次いで、ステップS3で、CPU10は、画像認識処理の認識結果、つまり、画像認識処理により認識された被写体の種類及びその一致度をバッファメモリに記憶させる。即ち、最も一致度が高いと認識された種類の被写体と、該一致度を記憶させる。
次いで、ステップS4で、CPU10は、画像認識処理を所定回数(ここでは、6回とする)実行したか否かを判断する。つまり、所定枚数(ここでは、6枚)の画像データに対して画像認識処理が行なわれることになる。
ステップS4で、画像認識処理を所定回数実行していないと判断すると、ステップS1に戻り、上記した動作を繰り返す。これにより、所定回数分の画像データに対して被写体が「何であるか?」を具体的に認識する処理を行うことができる。
図3(b)は、撮像された画像データ、及び、該撮像された画像データの画像認識処理による認識結果に基づいて、記憶される被写体の種類及び一致度の様子の一例を示す図である。
図3(b)を見ると、1枚目の画像データ(1回目の画像認識処理が行なわれる画像データ)の画像認識結果、2枚目の画像データの画像認識結果、3枚目の画像認識結果、・・というように、6枚目の画像データまでの画像認識結果が記憶されているのが分かる。
1枚目の画像データの画像認識処理により、認識された被写体の種類(最も一致度が高いと認識された被写体の種類)は「楕円」であり、その一致度は「0.7」であるのがわかる。この一致度は「1.0」が最も高く、撮像された被写体の特徴データと、登録された被写体の特徴データとが完全に一致するときが「1.0」となり、その両者の特徴データがズレていくと共に一致度が下がる。つまり、一致度が高ければ高いほど、画像データ内に存在する被写体が該認識した被写体の種類である確率が高いということになる。これにより、精度よく認識した被写体の種類である確率を認識することができる。
また、2枚目の画像データの画像認識処理により認識された被写体の種類は「円」であり、その一致度は「0.5」であるのがわかり、3枚目の画像データの画像認識処理により認識された被写体の種類は「楕円」であり、その一致度は「0.4」であるのがわかる。このように、各回の画像認識処理による認識結果がバッファメモリに記憶されていく
一方、ステップS4で、画像認識処理を所定回数実行したと判断すると、ステップS5に進み、CPU10の被写体判定部102は、認識結果を集計し、最も多く認識された被写体の種類を選択する。図3(b)を見ると分かるように、ここでは、最も多く認識された被写体の種類は「楕円」であるので、被写体の種類として楕円を選択する。
次いで、ステップS6で、CPU10の被写体判定部102は、該選択した種類の被写体と認識されたときの一致度の平均値を算出する。ここでは、選択した被写体の種類は「楕円」であるので、楕円と認識されたときの一致度の平均値を算出する。つまり、「楕円」と認識されたときの一致度は、それぞれ、「0.7」、「0.4」、「0.5」、「0.8」であるので、算出される平均値は「0.6」となる。
次いで、ステップS7で、CPU10の被写体判定部102は、該算出した平均値が所定値以上であるか否かを判断する。
ステップS7で、該算出した平均値が所定値以上であると判断すると、ステップS8に進み、CPU10の被写体判定部102は、ステップS5で選択した種類の被写体を被写体判定の結果として出力する。つまり、撮像されている被写体はステップS5で選択した種類の被写体と判定することになる。
一方、ステップS7で、該算出した平均値が所定値以上でないと判断すると、ステップS9に進み、CPU10の被写体判定部102は、被写体判定の結果として被写体の判定が不可である旨を出力する。つまり、被写体の種類が不明であると判定することになる。
以上のように、第1の実施の形態においては、動画撮像により得られた複数の画像データに対して画像認識処理を行い、該認識結果に基づいて被写体の種類を判定するので、撮像されている被写体が何であるかの判定の精度を向上させることができ、確実に撮像されている被写体が何であるかを判定することができる。
また、画像認識処理の認識結果に基づいて、最も多く認識された種類の被写体との一致度の平均値が所定値以上である場合に、該最も多く認識された種類の被写体が撮像されていると判定するので、判定精度を向上させることができ、確実に撮像されている被写体が何であるかを判定することができる。
また、所定回数しか画像認識を行なわないので、必要以上に被写体判定の処理時間が長くなることがなく、迅速に被写体判定を行なうことができる。
[第2の実施の形態]
次に第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態も、図1に示したものと同様の構成を有するデジタルカメラ1を用いることにより本発明の被写体判定装置を実現する。なお、ここでは画像認識部101は画像認識処理の一態様でもある顔認識処理を行うものとする。この顔認識により撮像されている被写体である人物が誰なのか(被写体の種類)を認識することができる。つまり、上記第1の実施の形態においては、被写体の種類として、犬、猫、車、人等、被写体の種類を大まかに認識するようにしたが、第2の実施の形態においては、人が具体的に誰なのかを細かく具体的に認識することになる。
C.デジタルカメラ1の動作
以下、第2の実施の形態のデジタルカメラ1の動作を図4のフローチャートにしたがって説明する。
被写体処理判定処理を開始すると、ステップS31で、CPU10は、CCD5により直近に撮像されバッファメモリに記憶されている(ベイヤーデータ若しくは輝度色差信号の画像データ)を取得する。このときも、CCD5によって所定のフレームレートで順次撮像されているものとし、順次撮像された輝度色差信号の画像データは、表示部20に順次表示されていく。
次いで、ステップS32で、CPU10は、所定周期が到来したか否かを判断する。この所定周期とは、画像認識処理を行った時点から所定時間が経過した周期(但し、CCDの撮像周期より長い周期)のことである。このとき、画像認識処理を1回も行っていない場合は所定周期が到来したと判断する。なお、この所定周期は、画像認識処理を行った画像データから所定枚数分の画像データが撮像される周期であってもよい。
ステップS32で所定周期が到来していないと判断するとステップS31に戻り、ステップS32で所定周期が到来したと判断すると、ステップS33に進み、CPU10は、撮像されている顔に対して被写体追従を行なっているか否かを判断する。つまり、動きベクトル検出部15によって、撮像されている顔(被写体)の動きベクトルの検出が行なわれているか否かを判断する。
ステップS33で、撮像されている顔に対して被写体追従を行なっていないと判断すると、ステップS34に進み、CPU10の画像認識部101は、該ステップS31で直近に取得した画像データの全範囲に基づいて、誰が撮像されたか認識する顔認識処理を行って、ステップS36に進む。これにより、撮像された人物が誰なのか(被写体の種類)を認識することができる。
ここで、この顔認識処理は、上記第1の実施の形態で説明したような方法により行なう。具体的には、取得した画像データに基づいて、目の位置、口の位置、鼻の位置等の認識、及びそれらの位置関係なども認識し、それらを数値化して顔の数値データ(特徴データ)を算出し、登録されている人物の顔の特徴データと比較照合することにより、撮像された人物は「誰であるか?」を認識する。このとき、登録されている各種類の人物の顔の特徴データのうち、撮像された人物の顔の特徴データと最も一致度の高い特徴データに対応する種類の顔を撮像された人物と認識することになる。つまり、取得された画像データに対して画像認識処理を行なうことにより、登録されている人物の顔の特徴データのうち、最も一致する特徴データはどれであるかを認識することになり、該認識した特徴データに対応する人物が、撮像された人物と認識することになる。これにより、精度よく人物の種類を認識することができる。
また、この顔認識処理により、認識された顔の画像データ上の位置、大きさも分かり、この顔の位置、大きさに基づいて顔領域が定まる。
また、ユーザは、顔登録モード等において、人物の顔を登録することができる。この顔登録モード等においては、ユーザが登録したい人物の顔画像を指定すると、CPU10は、該人物の顔画像から顔認識により算出された数値データ(特徴データ)を登録する。この登録された顔の特徴データはメモリ12に記録される。
一方、ステップS33で、撮像されている顔に対して被写体追従を行なっていると判断すると、ステップS35に進み、CPU10は、ステップS31で直近に取得した画像データのうち、追従している顔が存在する顔領域の画像データに基づいて、誰が撮像されたかを認識する顔認識処理を行って、ステップS36に進む。この追従している顔が存在する顔領域は、動きベクトル検出部15から送られてくる動きベクトル若しくは顔領域の情報によって特定される。
このように、被写体追従を行なっている場合は、該追従している顔が存在する顔領域の画像データのみに対して顔認識処理を行うので、顔認識処理の負担を軽減することができる。
ステップS36に進むと、CPU10は、顔認識処理の認識結果、つまり、画顔認識処理により認識された人物の種類及びその一致度をバッファメモリに記憶させる。即ち、最も一致度が高いと認識された種類の人物と、該一致度を記憶させる。
次いで、ステップS37で、CPU10は、該認識した顔に対して被写体追従を行なっているか否かを判断する。
ステップS37で、被写体追従を行っていないと判断すると、ステップS38に進み、CPU10は、動き検出ブロック15に該認識した顔に対して被写体追従をする処理を開始させて、ステップS39に進む。被写体追従を開始すると、CPU10は、該認識した顔領域の画像データを動きベクトル検出部15に送ると共に、以後ステップS31で取得された画像データも動きベクトル検出部15に送り、動きベクトル検出部15はブロックマッチング法により該認識された顔が画像データのどこにあるかを検出することにより動きベクトルを検出する処理を開始する。この検出された動きベクトルは順次CPU10に送られる。なお、検出された顔が画像データのどの範囲にあるかを示す情報(顔領域の情報)をCPU10に順次送るようにしてもよい。
このように、動きベクトル検出部15は、順次動きベクトル、若しくは顔領域の情報をCPU10に送るので、CPU10は、順次撮像された画像データのどこに該認識された顔が存在するかを特定することができる。
この動きベクトル検出部15の動作を簡単に説明すると、ブロックマッチング法等により次に撮像された画像データ内のどこに該認識された顔領域の画像データがあるかを検出することにより該認識された顔の動きベクトルを検出する。そして、更に、次の画像データが取得されると、その1つ前の画像データの該検出された顔領域の画像データが該取得した次の画像データのどこにあるのかを検出することにより動きベクトルを検出する。
なお、CPU10は、動きベクトル検出部15により検出された動きベクトル(若しくは顔領域の情報)に基づいて、画像データに重ねて追従枠を表示させるようにしてもよい。これにより、該顔認識された顔に追従枠が追従して表示されることになる。
一方、ステップS37で、被写体追従を行っていると判断すると、そのままステップS39に進む。
ステップS39に進むと、CPU10の被写体判定部102は、認識結果を集計し、最も多く認識された人物の種類を選択する。
次いで、ステップS40で、CPU10の被写体判定部102は、該選択した種類の人物と認識されたときの一致度の平均値を算出する。
次いで、ステップS41で、CPU10の被写体判定部102は、該算出した平均値が所定値以上であるか否かを判断する。
ステップS41で、該算出した平均値が所定値以上でないと判断すると、ステップS31に戻り、上記した動作を繰り返す。つまり、算出した平均値が所定値以上にならないと被写体の判定を行なわないことになる。
一方、ステップS41で、該算出した平均値が所定値以上であると判断すると、ステップS42に進み、CPU10の被写体判定部102は、ステップS39で直近に選択した種類の人物を、被写体判定の結果として出力する。つまり、直近に選択した種類の人物を撮像されている被写体と判定することになる。
このように、第2の実施の形態においては、顔認識処理により認識された顔に対して被写体追従が行なわれていないときは、全画像データに対して顔認識処理を行い、顔認識処理が行なわれると、該顔認識された顔に対して被写体追従を開始させると共に、所定周期で追従されている顔の顔領域の画像データに対してのみ顔認識処理を行うことになる。
また、顔認識処理による認識結果のうち最も多く認識された種類の人物と認識されたときの一致度の平均値が所定値以上になるまで、顔認識処理を行うので、つまり、被写体を判定しないので、精度良く撮像されている人物の種類を判定することができる。この場合は、画像認識処理の回数に関係なく、単に最も多く認識された種類の人物と認識されたときの一致度の平均値が所定値以上か否かで被写体を判定するので、例えば、1回の画像認識処理により認識された種類の人物との一致度が所定値以上の場合は、該認識された種類の人物を被写体と判定することになる。
図5は、被写体追従により追従されている被写体の移動遷移の様子、顔認識処理に対象となった顔領域、及び顔認識処理による認識結果に基づいて記憶される人物の種類及び一致度の様子の一例を示す図である。
図5を見ると、被写体追従により追従された人物の移動の様子が分かる。そして、顔の位置に重ねて表示されている四角は、顔認識処理の対象となった顔領域を示している。つまり、顔認識処理は、撮像される度に被写体追従されている顔に対して行なうのではなく、所定間隔で行なわれているのがわかる。
そして、顔認識処理により認識された人物の種類及びその一致度が記憶されているのが分かる。
1回目の顔認識処理により認識された人物の種類(最も一致度が高いと認識された人物の種類)は「人物A」であり、その一致度は「0.6」であるのがわかる。また、2回目の顔認識処理により認識された人物の種類は「人物B」であり、その一致度は「0.4」であるのが分かる。このように、顔認識処理が行なわれる度に、顔認識処理による認識結果がバッファメモリに記憶させていく。
ここで、例えば、所定値を「0.7」とすると、1回目の顔認識処理により認識された人物Aの一致度は「0.6」なので被写体の判定は行なわれず、2回目の顔認識処理により認識された人物Bの一致度は「0.4」のなで被写体の判定は行なわれず、3回目の顔認識処理により認識された人物は人物Aであり一致度は「0.7」であるが、最も多く認識された人物Aの一致度の平均値は「0.65」なので、被写体の判定は未だ行なわれない。
そして、4回目、5回目と画像認識処理を行い、6回目にして初めて最も多く認識された人物Aの一致度の平均値が「0.7」となるので、該人物Aを被写体の判定結果として出力することになる。
以上のように、第2の実施の形態においては、動画撮像により得られた複数の画像データに対してそれぞれ顔認識処理を行い、該認識結果に基づいて撮像された人物が誰であるのかを判定するので、撮像されている人物が誰であるのかの判定の精度を向上させることができ、確実に撮像されている人物が誰であるのかを判定することができる。
また、顔認識処理は、最初は画像データの全範囲に対して行い、それ以降に撮像される画像データに対しては、該画像データのうち、該認識した顔がある領域(顔領域)の画像データに対してのみ顔認識処理を行うので、顔認識処理による処理負担を軽減させることができる。
また、顔認識処理により認識された顔の動きベクトルを検出することにより該顔に対して被写体追従を行なうので、それ以後に撮像された画像データのどこの領域に認識された顔があるかを精度よく特定することができる。
また、顔認識処理により最も多く認識された種類の人物との一致度の平均値が所定値以上になるまで顔認識処理を行い、一致度の平均値が所定値以上になると、該最も多く認識された種類の人物を撮像されている人物と判定するので、判定精度を向上させると共に、確実に撮像されている人物が誰であるかを判定することができる。
[変形例]
D.上記実施の形態は、以下のような変形例も可能である。
(01)また、上記第1の実施の形態においては、単に撮像された画像データの全範囲に対して、画像認識を行なうようにしていったが、上記第2の実施の形態と同様に、初めは、画像データの全範囲に対して画像認識処理を行うようにし、以後は、該認識された被写体がいる領域の画像データに対して画像認識処理を行うようにしてもよい。このとき、該認識された被写体がいる領域は、被写体追従を行なうことにより特定することができる。
(02)また、上記第1の実施の形態においては、ステップS7で、算出した平均値が所定値以上であるか否かを判断し、所定値以上である場合はステップS5で選択した被写体の種類を被写体の判定結果として出力するようにしたが、単に一番多く認識された種類の被写体を被写体の判定結果として出力するようにしてもよい。この場合は、ステップS5で最も多く認識された被写体の種類を選択すると、そのままステップS8に進むようにする。これによっても、撮像されている人物が誰であるのかの判定の精度を向上させることができる。
(03)また、上記第1の実施の形態においては、画像認識処理を所定回数行なうようにしたが、上記第2の実施の形態と同様に、最も多く認識した種類の被写体との一致度の平均値が所定値以上になるまで、画像認識処理を行うようにしてもよい。
この場合は、ステップS3の動作が終わるとステップS5に進み、ステップS7で、平均値が所定値以上でないと判断するとステップS1に戻り、平均値が所定値以上であると判断するとステップS8に進むようにする。
この場合において、ステップS7で、平均値が所定値以上でないと判断した場合、そのままステップS1に戻るのではなく、画像認識処理を行った回数が一定回数より小さい場合のみステップS1に戻るようにし、画像認識処理を行った回数が一定回数より小さくない場合は、被写体の判定が不可である旨を出力するようにする。つまり、何回も画像認識処理を行っても最も認識した種類の被写体の一致度の平均値が所定値以上でない場合も有り得るので、画像認識処理を一定回数行なった場合は被写体の判定が不可と判定することになる。これにより、必要以上に被写体判定の処理時間が長くなることがなく、迅速に被写体判定を行なうことができる。
(04)また、上記第1の実施の形態においては、撮像された画像データ毎に画像認識処理を行なうようにしたが、所定周期(所定枚数毎)で画像認識処理を行うようにしてもよい。
(05)また、上記第2の実施の形態において、初めは、撮像された画像データの全範囲に対して顔認識処理を行い、以後は、該認識された顔がある顔領域の画像データに対して顔認識処理を行うようにしたが、所定の間隔で、画像データの全範囲に対して顔認識処理を行うようにしてもよい。
初めの顔認識処理が行なわれた画像データにはない被写体がその後の撮像される可能性があり、また、撮像された被写体が一度画角からはみ出してしまい、再び撮像されるという可能性もあり、このような場合、新たに撮像された被写体、再び撮像された被写体の種類は判定することはできないので、再度、画像データの全範囲に対して顔認識処理を行うことにより、新たに撮像された被写体の種類も判定することができる。
また、撮像された画像が大きく変化した場合は、画像データの全範囲に対して顔認識処理を行うようにしてもよい。画像が大きく変化した場合は、被写体追従の対象となっている人物を見失った可能性が高く、再度、画像データの全範囲に対して顔認識処理を行うことにより、精度よく被写体追従を行なうことができ、被写体判定の精度を向上させることができる。
この撮像された画像の変化が大きい場合として、被写体追従により追従されている被写体の動きベクトルが所定量より大きい場合や、被写体追従とは別個に動きベクトル検出部15に複数の領域の動きベクトルを検出させていき、該検出された複数の領域の動きベクトルが何れかが、若しくは平均が所定量より大きい場合等がある。
(06)また、上記第2の実施の形態においては、ステップS41で最も多く認識された種類の人物の一致度の平均値が所定値以上でないと判断するとそのままステップS31に戻るようにしたが、一致度の平均値が所定値以上でないと判断すると、顔認識処理の回数が一定回数より小さいか否かを判断し、顔認識処理の回数が一定回数より小さい場合にステップS31に戻るようにし、顔認識処理の回数が一定回数より小さくない場合は被写体の判定が不可である旨を出力するようにしてもよい。つまり、何回も顔認識処理を行っても最も認識した種類の被写体の一致度の平均値が所定値以上でない場合も有り得るので、顔認識処理を一定回数行なった場合は被写体の判定が不可と判定することになる。これにより、必要以上に被写体判定の処理時間が長くなることがなく、迅速に被写体判定を行なうことができる。
(07)また、上記第2の実施の形態においては、顔認識処理により最も多く認識した種類の人物との一致度の平均値が所定値以上である場合は、該最も多く認識した種類の人物を被写体判定の結果として出力するようにしたが、顔認識処理により直近に認識された種類の人物との一致度が所定値以上であれば、該直近に認識された種類の人物を、被写体判定結果として出力するようにしてもよい。つまり、顔認識処理により認識された種類の人物との一致度が所定値以上である場合は、直ちに、該認識された種類の人物を被写体判定の結果として出力することになる。
例えば、所定値が「0.7」の場合であって、図5に示すように、3回目の顔認識処理により最も一致度が高いと認識された種類の人物は「人物A」であり、その一致度は「0.7」であるので、3回目の顔認識処理が行なわれた時点で、人物Aが被写体判定の結果として出力されることになる。
(08)また、上記第2の実施の形態においては、ステップS39で最も多く認識された顔の人物を選択し、ステップS41で該選択した種類の人物の一致度の平均値が所定値以上であれば、ステップS42で該選択した種類の人物を判定結果として出力するようにしたが、画像認識により所定回数、同一の種類の人物が認識されるまで画像認識処理を行い、所定回数、同一の種類の人物が認識されると、該所定回数認識された種類の人物を判定結果として出力するようにしてもよい。これにより、撮像されている人物が誰であるのかの判定の精度を向上させることができ、確実に撮像されている人物が誰であるのかを判定することができる。
また、この場合においては、所定回数、同一の種類の人物が認識されると、該認識された人物との一致度の平均値が所定値以上であれば、該所定回数認識された種類の人物を判定結果として出力し、一致度の平均値が所定値以上でなければ、判定結果として被写体の判定が不可である旨を出力するようにしてもよい。これにより、撮像されている人物が誰であるのかの判定の精度を向上させることができ、確実に撮像されている人物が誰であるのかを判定することができる。
また、連続して所定回数、同一の種類の人物が認識されると、該連続して所定回数認識された種類の人物を判定結果として出力するようにしてもよい。この場合において、連続して所定回数認識された人物との一致度の平均値が所定値以上でなければ判定結果として被写体の判定が不可で旨を出力するようにしてもよいし、一致度の平均値が所定値以上になるまで画像認識を行なうようにしてもよい。これにより、撮像されている人物が誰であるのかの判定の精度を向上させることができ、確実に撮像されている人物が誰であるのかを判定することができる。
(09)また、上記第2の実施の形態においては、顔認識を行なうようにしたが、上記第1の実施の形態で説明したような画像認識を行なうようにしてもよい。
また、所定周期(所定枚数毎)に顔認識を行なうようにしたが、取得した全ての画像データに対して(画像データ毎に)顔認識を行なうようにしてもよい。
また、顔認識ではなく、他の認識(車認識、鳥認識、動物認識等)であってもよい。例えば、バードウオッチチングをする人等は、予め複数種類の鳥の特徴データを登録しておくことにより、撮像している鳥が「何の鳥であるか?」を認識することができる。
(10)また、上記各実施の形態においては、撮像される被写体が単数の場合について説明したが、もちろん複数の場合であってもよい。このとき、撮像される被写体が複数の場合は、認識された各被写体に対して被写体追従を行い、該追従されている被写体の領域に対して画像認識処理を行うことにより、単に画像認識処理を行うより、どの被写体がどの種類の被写体として認識されたかを区別することができる。
(11)また、上記各実施の形態においては、登録する被写体(人物の顔も含む)の特徴データとして、多方向(複数の方向)から見た被写体の特徴データをそれぞれ記録することで、より更に画像認識(顔認識)処理の精度を高めることができる。
例えば、正面から見たときの顔の特徴データしか登録していない場合は、該顔がデジタルカメラ1から見えて横方向に向いたり、斜め方向に向いた時は(正面を向いていないときは)、該登録されている人物の顔が撮像されているにもかかわらず、登録されている該人物の顔と認識されない可能性が高くなってしまい、該人物が動いている場合はなおさらである。
したがって、登録する1つの被写体に対して、四方八方(正面、斜め右、横、斜め左、左等)から見た特徴データをそれぞれ記録させることにより、被写体追従の精度を向上することができる。
(12)また、上記各実施の形態において、図2のステップS2の画像認識、図4のステップS34の顔認識は、画像データの全範囲に対して行なうようにしたが、画像データの全範囲のうち、所定の領域(例えば、画角の中央領域)に対して、画像認識、顔認識を行なうようにしてもよい。これにより、画像認識、顔認識の処理負担を軽減させることができる。特に、画角の中央領域に対して画像認識、顔認識を行なう場合は、処理負担を軽減させることができるとともに、効果的にメイン被写体の種類を認識、判定することができる。ユーザは、真に撮影したい被写体(メイン被写体)が、画角の中央領域となるように撮像するのが通常だからである。
また、所定の領域に対して画像認識、顔認識を行う場合を、ステップS2、ステップS34に限定して説明したが、要は、被写体追従されている被写体が存在する領域の画像データに対して画像認識、顔認識を行なう場合以外であればよい。
(13)また、上記各実施の形態においては、動画撮像により撮像された画像データを取得するようにしたが、連続して静止画撮影された画像データを取得するようにしてもよい。
(14)また、上記各実施の形態においては、現在CCD5により撮像されている画像データを取得するようにしたが、過去に撮像された画像データ(例えば、記録されている動画データのフレーム画像)を取得するようにしてもよい。
(15)また、上記各実施の形態及び上記各変形例を任意に組み合わせた態様であってもよい。
(16)また、本発明の上記各実施形態及び各変形例は、何れも最良の実施形態としての単なる例に過ぎず、本発明の原理や構造等をより良く理解することができるようにするために述べられたものであって、添付の特許請求の範囲を限定する趣旨のものでない。
したがって、本発明の上記実施形態に対してなされ得る多種多様な変形ないし修正はすべて本発明の範囲内に含まれるものであり、添付の特許請求の範囲によって保護されるものと解さなければならない。
最後に、上記各実施の形態においては、本発明の被写体判定装置をデジタルカメラ1に適用した場合について説明したが、上記の実施の形態に限定されるものではなく、要は、被写体が何であるかを判定することができる機器であれば適用可能である。
本発明の実施の形態のデジタルカメラ1のブロック図である。 第1の実施の形態のデジタルカメラ1の動作を示すフローチャートである。 動いている楕円形の被写体31を動画撮像しているときの様子、及び、撮像された画像データ及び該撮像された画像データの画像認識処理による認識結果に基づいて記憶される被写体の種類及び一致度の様子を示す図である。 第2の実施の形態のデジタルカメラ1の動作を示すフローチャートである。 被写体追従により追従されている被写体の移動遷移の様子、顔認識処理に対象となった顔領域、及び顔認識処理による認識結果に基づいて記憶される人物の種類及び一致度の様子を示す図である。
符号の説明
1 デジタルカメラ
2 撮影レンズ
3 レンズ駆動ブロック
4 絞り兼用シャッタ
5 CCD
6 垂直ドライバ
7 TG
8 ユニット回路
9 DMA
10 CPU
11 キー入力部
12 メモリ
13 DRAM
14 DMA
15 動きベクトル検出部
16 DMA
17 画像生成部
18 DMA
19 DMA
20 表示部
21 DMA
22 圧縮伸張部
23 DMA
24 フラッシュメモリ
25 バス

Claims (17)

  1. 画像データを順次取得する取得手段と、
    前記取得手段により順次取得された画像データに対して画像認識を行っていくことにより、各画像データ内に存在する被写体の種類を認識していく画像認識手段と、
    前記画像認識手段による認識結果に基づいて、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類を判定する被写体判定手段と、
    を備えたことを特徴とする被写体判定装置。
  2. 前記画像認識手段は、
    前記取得手段により取得される画像データのうち、所定枚数毎に画像認識を行うことを特徴とする請求項1記載の被写体判定装置。
  3. 前記取得手段により順次取得される画像データに基づいて、前記画像認識手段により認識された画像データ内に存在する被写体に対して被写体追従を行なう被写体追従手段を備え、
    前記画像認識手段は、
    前記被写体追従手段により被写体追従が行なわれていない場合は、画像データの全範囲に対して画像認識を行い、前記被写体追従手段により被写体追従が行なわれている場合は、該被写体追従されている被写体がいる領域の画像データに対してのみ画像認識を行なうことにより、該被写体の種類を認識することを特徴とする請求項1又は2記載の被写体判定装置。
  4. 前記取得手段により順次取得される画像データの変化量を検出する変化量検出手段を備え、
    前記画像認識手段は、
    前記変化量検出手段により検出された変化量が所定量以上である場合は、画像データの全範囲に対して画像認識を行うことを特徴とする請求項3記載の被写体判定装置。
  5. 前記被写体判定手段は、
    前記画像認識手段により最も多く認識された種類の被写体を選択する選択手段を含み、該選択手段により選択した被写体の種類を前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類と判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の被写体判定装置。
  6. 前記被写体判定手段は、
    前記画像認識手段により所定回数、連続して同一の種類の被写体が認識された場合は、該連続して所定回数認識された種類の被写体を選択する選択手段を含み、該選択手段により選択された被写体の種類を、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類と判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の被写体判定装置。
  7. 前記画像認識手段は、
    画像データ内に存在する被写体の種類を認識すると共に、画像データ内に存在する被写体が、該認識した被写体の種類である確率も認識し、
    前記被写体判定手段は、
    前記画像認識手段により前記選択手段により選択された被写体の種類と認識されたときの確率の平均が所定値以上である場合は、該選択手段により選択された被写体の種類を、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類と判定することを特徴とする請求項5又は6記載の被写体判定装置。
  8. 前記被写体判定手段は、
    前記画像認識手段により前記選択手段により選択された被写体の種類と認識されたときの確率の平均が所定値以上でない場合は、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類が不明であると判定することを特徴とする請求項7記載の被写体判定装置。
  9. 前記画像認識手段は、
    前記取得手段により順次取得される画像データのうち、所定枚数の画像データに対して、画像認識処理を行っていくことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の被写体判定装置。
  10. 前記画像認識手段は、
    前記被写体判定手段により、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類が判定されるまで、前記取得手段により順次取得された画像データに対して画像認識を行っていき、
    前記被写体判定手段は、
    前記画像認識手段により前記選択手段により選択された被写体の種類と認識されたときの確率の平均が所定値以上でない場合は、判定を行なわないことを特徴とする請求項7記載の被写体判定装置。
  11. 前記被写体判定手段は、
    前記画像認識手段により前記選択手段により選択された被写体の種類と認識されたときの確率の平均が所定値以上でない場合で、且つ、前記画像認識手段により一定枚数の画像データに対して画像認識を行なった場合は、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類が不明であると判定することを特徴とする請求項10記載の被写体判定装置。
  12. 前記被写体判定手段は、
    前記画像認識手段により所定回数、同一の種類の被写体が認識された場合は、該所定回数認識された種類の被写体を選択する選択手段を含み、該選択手段により選択された被写体の種類を、前記取得手段により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類と判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の被写体判定装置。
  13. 被写体の種類毎にその特徴情報を記録した特徴情報記録手段を備え、
    前記画像認識手段は、
    画像認識により画像データ内に存在する被写体の特徴情報を算出し、該算出した特徴情報と最も一致する前記特徴情報記録手段に記録されている特徴情報に対応する被写体の種類を、該画像データ内に存在する被写体の種類と認識することを特徴とする請求項1乃至12の何れかに記載の被写体判定装置。
  14. 前記特徴情報記録手段は、
    各種類の被写体毎に、複数の向きに対応する特徴情報をそれぞれ記録していることを特徴とする請求項13記載の被写体判定装置。
  15. 画像認識により算出された画像データ内に存在する被写体の特徴情報と、該被写体の特徴情報と最も一致する前記特徴情報記録手段に記録されている特徴情報との一致の度合いを認識し、該認識した一致度合いが、画像データ内に存在する被写体が、該認識した被写体の種類である確率であることを特徴とする請求項13又は14記載の被写体判定装置。
  16. 前記画像認識手段による画像認識は、
    被写体が誰の顔であるかを認識する顔認識であることを特徴とする請求項1乃至15の何れかに記載の被写体判定装置。
  17. 画像データを順次取得する取得処理と、
    前記取得処理により順次取得された画像データに対して画像認識を行っていくことにより、各画像データ内に存在する被写体の種類を認識していく画像認識処理と、
    前記画像認識処理による認識結果に基づいて、前記取得処理により順次取得される画像データに共通して存在する被写体の種類を判定する被写体判定処理と、
    を含み、上記各処理をコンピュータで実行させることを特徴とするプログラム。
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