JP2008541509A - 赤目補正において虹彩色を組み込む方法及び装置 - Google Patents

赤目補正において虹彩色を組み込む方法及び装置 Download PDF

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Abstract

デジタル画像(310)を取り込む際のストロボ(120)の使用が差し迫っていると確定されると、虹彩色情報を導出することができるプリキャプチャ画像(205)を保存することができる。プリキャプチャ画像(310)から導出される虹彩色情報を使用して、取り込まれたデジタル画像(310)の赤目補正を向上させることができる。

Description

本発明は、包括的にはデジタル写真に関し、特に、ストロボを使用して取り込まれるデジタル画像における赤目効果を補正する技法に関する。
フラッシュ写真において広く浸透している問題は、カメラ搭載フラッシュが被写体の眼の奥に反射することにより、被写体の眼が赤く見えるようになる、いわゆる「赤目効果」である。問題は、多くのデジタル写真編集アプリケーションが自動又は手動の赤目補正機能を含むほど一般的である。デジタルカメラによっては、カメラ内蔵自動赤目補正を実行することも可能である。
自動赤目補正は、赤目効果が現れる画像の部分の位置を特定すること、及び影響を受けた各々の眼の虹彩の赤色画素を所定の色(たとえば黒)の画素に置き換えることを含む。結果は、元の「赤目」は改善されるが、見る人には依然として自然に見えない場合もあり、それは、補正プロセスにおいて、補正された各々の眼の真の虹彩色が考慮されないためである。
このため、当該技術分野において、デジタル画像の赤目補正に虹彩色を組み込む、改良された方法及び装置が必要とされていることが明らかである。
赤目補正は、基本デジタル画像を取り込む際のストロボの使用が差し迫っていることを検出し、基本デジタル画像が取り込まれる前にストロボなしに(又は低輝度ストロボで)プリキャプチャ画像を取り込んで保存し、そのプリキャプチャ画像から導出される虹彩色情報を後の基本デジタル画像の赤目補正に組み込むことによって改善することができる。任意に、基本デジタル画像を取り込むデジタル撮像装置のライブプレビューモード中に、シーンにおいて少なくとも一人の人間の顔が検出される場合にのみ、プリキャプチャ画像を取り込み保存してもよい。
プリキャプチャ画像(又は別法として、プリキャプチャ画像から導出される虹彩色及び関連する位置指標)を、単一のデジタル画像ファイルに基本デジタル画像と共に格納することができる。別法として、プリキャプチャ画像を基本デジタル画像と別個に格納してもよい。プリキャプチャ画像から導出される虹彩色情報を組み込む赤目補正を、基本デジタル画像を取り込んだデジタル撮像装置が行ってもよく、又はデジタル画像ファイルが転送された別個の装置(たとえばパーソナルコンピュータ)が行ってもよい。任意に、虹彩色の輝度を、プリキャプチャ画像と基本デジタル画像との間の平均輝度の比較に従って調整してもよい。
図1Aは、本発明の例示的な実施形態によるデジタル撮像装置100の機能ブロック図である。デジタル撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルカムコーダ、若しくはデジタルカメラ機能を内蔵した携帯情報端末(PDA)又は無線電話等、デジタル画像を取り込んで格納することができる任意の装置であってもよい。図1Aにおいて、コントローラ105は、データバス110を介して撮像モジュール115、ストロボ120、ディスプレイ125、シャッタボタン130及びメモリ135と通信する。光学系140は、撮像モジュール115によってデジタル画像に変換される光学画像を生成する。コントローラ105は、たとえばマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを含んでもよい。撮像モジュール115は、電荷結合素子(CCD)、CMOS又は他の撮像センサ技術に基づくフォトセンサのアレイと、アナログ・デジタル変換器(A/D)と、利得制御と、デジタル信号プロセッサ(DSP)(図1Aには図示せず)とを備えてもよい。ディスプレイ125は、たとえば液晶ディスプレイ(LCD)を含んでもよい。シャッタボタン130は、3つの別個の位置を有してもよく、すなわち、「S0」(押下されない)、「S1」(画像を取り込むためにデジタル撮像装置100を準備する中間位置まで押下)及び「S2」(画像取込みを開始する完全押下位置)である。デジタル撮像装置100は、図1Aには示さないナビゲーションボタン及びメニュー/「OK」ボタン等の他の入力コントロールを有してもよい。
図1Bは、本発明の例示的な実施形態によるデジタルカメラ100のメモリ135の高レベル図である。概して、メモリ135は、ランダムアクセスメモリ(RAM)145と不揮発性メモリ150とを共に含んでもよく、それらは、取外し可能な種類のものであってもよい(たとえば、セキュアデジタル又はマルチメディアメモリカード)。メモリ135は、制御ロジック155及び赤目補正ロジック160をさらに有してもよい。
制御ロジック155は、ストロボの使用が差し迫っており且つシャッタボタン130がS2まで押下される時、画像取込み、特にプリキャプチャ画像の取込み及び格納を制御してもよい。任意に、制御ロジック155を、デジタル撮像装置100のライブプレビューモード中にシーンにおける1つ又は複数の人間の顔の存在を検出し、少なくとも一人の人間の顔が検出される場合にのみプリキャプチャ画像を取り込んで保存するように構成してもよい。ライブプレビューモード中にリアルタイム顔検出をいかに実行し得るかの一例は、係属中の米国特許出願第09/992,795号に記載されており、それは、コンパック・コンピュータ・コーポレーション(現在はヒューレット・パッカードカンパニーと合併)に譲渡されており、その開示内容は参照により本明細書に援用される。
赤目補正ロジック160は、デジタル画像における1つ又は複数の赤目領域を識別し、それら赤目領域に対し自動赤目補正を実行することにより補正されたデジタル画像を生成する。自動赤目検出及び除去技法は、デジタル画像処理技術において既知である。例には、米国特許第6,278,491号及び係属中の米国特許出願第10/653,019号があり、それらは共にヒューレット・パッカードカンパニーに譲渡されており、それらの開示内容は参照により本明細書に援用される。本質的に、赤目除去には、デジタル画像に赤目効果が発生した場合に赤色画素をより適当な色の画素に置き換えることが含まれる。赤目補正ロジック160を、プリキャプチャ画像から導出される虹彩色情報を組み込むように構成してもよい。
制御ロジック155及び赤目補正ロジック160を、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はそれらの任意の組合せとして実装してもよい。1つの例示的な実施形態では、制御ロジック155及び赤目補正ロジック160は、コントローラ105によって実行されるファームウェアに存在する格納されているプログラム命令を含む。
図2は、本発明の例示的な実施形態によるプリキャプチャ画像205を示す図である。プリキャプチャ画像205は、たとえば、デジタル撮像装置100のライブプレビューモードからのプレビューフレームであってもよい。プレビューフレームを、プリキャプチャ画像205における赤目効果の発生を回避するために、ストロボ120を使用せずに取り込んでもよい。一実施形態では、プリキャプチャ画像205は、シャッタボタン130がS2位置まで押下されることに応じてデジタル画像が取り込まれる(ストロボ120を使用して)前にライブプレビューモード中に取り込まれた最後のプレビューフレームであってもよい。プレビューフレームは、通常、最終的に取り込まれるデジタル画像より解像度が低く、それは、それらは通常、ユーザが写真の構図を決める際にディスプレイ125にビデオレートで表示されるためである。赤目補正ロジック160が取り込まれたデジタル画像に赤目効果を含む1つ又は複数の領域(「赤目領域」)を識別した場合、プリキャプチャ画像205内の探索により、プリキャプチャ画像205内に赤目効果がない対応する領域を明らかにすることができる。それらの領域(「虹彩色領域」210)は、便宜上、図2では境界を示すボックスで示す。プレビューフレームと取り込まれるデジタル画像との間にわずかな動きがある可能性もあるが、プリキャプチャ画像205の虹彩色領域210の位置を、プリキャプチャ画像205内の局所的な探索を通して達成してもよい。各虹彩色領域210内において、赤目補正ロジック160によって赤目補正のために使用するために、虹彩色215を取得してもよい。
異なる実施形態では、プリキャプチャ画像205は、プレビューフレームではなくプリフラッシュ画像であってもよい。プリフラッシュ画像は、基本デジタル画像が取り込まれる直前に低輝度ストロボを使用して取り込まれる画像であり、基本デジタル画像を取り込む際にストロボ120を使用するためにより正確に露出を設定するために使用され得る。低輝度ストロボが使用されるため、このような画像は通常赤目効果がなく、虹彩色215を取得するために使用してもよい。プレビューフレームと同様に、制御ロジック155を、プリフラッシュ画像をメモリ135に(たとえば基本デジタル画像と同じデジタル画像ファイルに)保存するように構成してもよい。プリキャプチャ画像205としてプレビューフレームの代わりにプリフラッシュ画像を使用することにより、プリフラッシュ画像は過度に暗い可能性がより低く、赤目補正ロジック160がプリキャプチャ画像205から使用可能な虹彩色215を取得することができる可能性が向上するという利点があり得る。
図3Aは、本発明の例示的な実施形態によるデジタル画像ファイル305の図である。図3A及び図3Bの矩形は、メモリ135等の記憶装置におけるメモリのブロックを表す。図3Aの実施形態では、デジタル画像ファイル305は、基本デジタル画像310及び関連するプリキャプチャ画像205を含む。実施形態によっては、プリキャプチャ画像205の一部のみが基本デジタル画像310と共に格納される(すなわち、基本デジタル画像310における赤目領域に対応するプリキャプチャ画像205のそれらの部分)。他の実施形態では、制御ロジック155は、プリキャプチャ画像205(又はその1つ若しくは複数の関連部分)を基本デジタル画像310とは別個に格納してもよいが、基本デジタル画像310及びプリキャプチャ画像205は依然として互いに何らかの方法でリンクされるか又は関連付けられ得る。図3Aに示す形式では、デジタル画像ファイル305をデジタル撮像装置100から、パーソナルコンピュータ(PC)又はPDA等の別の電子装置に転送してもよい。虹彩色215を組み込む赤目補正を、この詳細な説明において後により完全に説明するように、デジタル撮像装置100以外の他の電子装置で実行してもよい。
図3Bは、本発明の別の例示的な実施形態によるデジタル画像ファイル305の図である。図3Bに示す実施形態では、デジタル画像ファイル305は、基本デジタル画像310、虹彩色215及び位置指標315を含む。簡単のために、図3Bでは1つの虹彩色215及び位置指標315のみを示すが、基本デジタル画像310に複数の赤目領域がある場合、基本デジタル画像310と共に虹彩色215及び位置指標315の複数のセットを格納してもよい。位置指標315は、所与の虹彩色215(プリキャプチャ画像205における対応する虹彩色領域210から取得される)が関連する、基本デジタル画像内の赤目領域の位置を特定する。たとえば、位置指標315は、基本デジタル画像310内の所定の原点に対する座標のセットを含んでもよい。図3Bに示す実施形態では、制御ロジック155は、プリキャプチャ画像205をメモリ135に保存することができる。赤目補正ロジック160(又は実行によっては制御ロジック155)は、後に(1)基本デジタル画像310における赤目領域を識別し、(2)プリキャプチャ画像205における対応する虹彩色領域210の位置を特定し、(3)各虹彩色領域210から虹彩色215を取得し、(4)虹彩色情報を組み込む赤目補正を、デジタル画像ファイル305が異なる装置に転送された後まで遅らせて、虹彩色215及び対応する位置指標315を基本デジタル画像310と共に単一のデジタル画像ファイル305に保存してもよい。
図4Aは、本発明の例示的な実施形態による赤目効果を補正する方法のフローチャートである。405において、制御ロジック155は、シャッタボタン130がS2位置まで押下される時に、基本デジタル画像310を取り込む際のストロボ120の使用が差し迫っているか否かを確定してもよい。差し迫っている場合、制御ロジック155は、上述したように410において任意の人間の顔の検出を実行することができる。410において少なくとも一人の人間の顔が検出された場合、415において、制御ロジック155は、少なくともプリキャプチャ画像205の関連部分を自動的に保存することができる。420において、デジタル撮像装置100は、基本デジタル画像310を取り込むことができる。425において、赤目補正ロジック160は、基本デジタル画像310に対し、プリキャプチャ画像205から導出される虹彩色情報を組み込んで、赤目補正を実行することができる。プロセスは430で終了することができる。
虹彩色情報をプリキャプチャ画像205から導出し赤目補正に組み込むことができる種々の方法がある。図4B〜4Dは、3個の例示的な実施形態を示す。
図4Bは、本発明の例示的な実施形態による、基本デジタル画像310の赤目補正にプリキャプチャ画像205から導出される虹彩色情報を組み込む方法のフローチャートである。435において、赤目補正ロジック160は、基本デジタル画像310における1つ又は複数の赤目領域を識別することができる。440において、赤目補正ロジック160は、プリキャプチャ画像205における対応する虹彩色領域210の位置を特定することができる。445において、赤目補正ロジック160は、各虹彩色領域210から、基本デジタル画像310における対応する赤目領域の虹彩色を補正する際に用いる虹彩色215を取得することができる。450において、赤目補正ロジック160は、虹彩色215を使用して、基本デジタル画像310における1つ又は複数の赤目領域の赤目効果を補正することができる。455において、プロセスは終了することができる。
図4Cは、本発明の別の例示的な実施形態による、基本デジタル画像310の赤目補正にプリキャプチャ画像205から導出される虹彩色情報を組み込む方法のフローチャートである。図4Cに示す実施形態は、基本デジタル画像310の赤目補正に、プリキャプチャ画像205から導出される虹彩色情報を組み込む異なる手法を用いる。435において、赤目補正160は、図4Bに関連して説明したように、基本デジタル画像310内の赤目領域を識別することができる。460において、赤目補正ロジック160は、プリキャプチャ画像205及び基本デジタル画像310の平均輝度を(たとえば線形又は対数のヒストグラムを構成することにより)計算することができる。そして、赤目補正ロジックは、平均輝度を比較することによって比を確定することができる。465において、所定の虹彩色215(たとえば、黒又は選択される色調の暗いグレー)の輝度を、460における輝度比較に従って調整することができる。すなわち、基本デジタル画像310におけるストロボ120の寄与をプリキャプチャ画像205との比較によって確定することができ、それに従って、所定の(一般的な)虹彩色215の輝度をより自然に見えるように調整することができる。470において、輝度調整された所定の虹彩色215を使用して、基本デジタル画像310の1つ又は複数の赤目領域における赤目効果を補正することができる。プロセスは475で終了することができる。
図4Dは、本発明のさらに別の例示的な実施形態による、基本デジタル画像310の赤目補正にプリキャプチャ画像205から導出される虹彩色情報を組み込む方法のフローチャートである。この実施形態では、図4B及び図4Cに示す技法を結合し、すなわち、プリキャプチャ画像205の虹彩色領域210から取得される自然な虹彩色215の輝度を、480におけるプリキャプチャ画像205と基本デジタル画像310との間の平均輝度の比較に従って調整することができる。この方法で自然な虹彩色215の輝度を調整することにより、より自然に見える赤目補正をもたらすことができる。それは、基本デジタル画像310におけるストロボ120の寄与を考慮するためである。485において、プロセスは終了することができる。
図5Aは、本発明の例示的な実施形態によるコンピューティング装置500のブロック図である。コンピューティング装置500は、デスクトップPC、ノートブックコンピュータ、ラップトップコンピュータ、PDA、ワークステーション又は他のこのような装置等の多種多様の装置の任意のものであってもよい。図5Aにおいて、コントローラ505は、データバス510を介して、ディスプレイ515、入力コントロール520及びメモリ525と通信する。入力コントロール520は、たとえばキーボード、マウス、トラックボール、ボタンの(物理的な又は仮想的な)セット、若しくはコンピューティング装置500の動作を制御する他の入力デバイスを含んでもよい。
図5Bは、メモリ525の高レベル図である。メモリ525は、RAM530、不揮発性メモリ535(たとえばハードディスクドライブ及び光記憶媒体)及び赤目補正ロジック540を含んでもよい。赤目補正ロジック540を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組合せで実施してもよい。一実施形態では、赤目補正ロジック540は、コントローラ505によって実行されるファームウェア命令を含む。赤目補正ロジック540は、図3A及び図3Bにおいて説明したもののようなデジタル画像ファイル305に対して、プリキャプチャ画像データから導出される虹彩色情報を組み込むように赤目補正を実行するように動作してもよい。なお、コンピューティング装置500は画像取込機能(デジタル撮像装置100の光学系140及び撮像モジュール115等)を含まなくてもよいということに留意されたい。
図6は、本発明の例示的な実施形態による図5Aに示すコンピューティング装置500の動作の方法のフローチャートである。605において、コンピューティング装置500は、デジタル撮像装置100等(図6における「第1の装置」)によって取り込まれる基本デジタル画像310を取得することができる。基本デジタル画像310は、図3A及び図3Bに関連して説明したように、恐らくは基本デジタル画像310と共に単一のデジタル画像ファイル305に格納される、付随するプリキャプチャ画像データを有してもよい。付随するプリキャプチャ画像データは、たとえば、プリキャプチャ画像205(又はその関連部分)を含んでもよい。別法として、プリキャプチャ画像データは、図3Bに関連して説明したように、1つ又は複数の虹彩色215及び関連する位置指標315を含んでもよい。610において、コンピューティング装置500(図6における「第2の装置」)の赤目補正ロジック540は、基本デジタル画像310の赤目補正において、付随するプリキャプチャ画像データから導出される虹彩色情報を組み込むことができる。615において、プロセスは終了することができる。付随するプリキャプチャ画像データから導出される虹彩色情報の赤目補正への組込みを、図4B〜図4Dに示すもののような方法によって達成してもよい。
本発明の上述した説明は、例示及び説明の目的で提示した。それは、網羅的であるようにも、発明を開示した厳密な形態に限定するようにも意図されておらず、上記教示と照らし合わせて他の変更及び変形が可能であり得る。本発明の原理とその実際的な適用を最もよく例示することにより、当業者が、意図される特定の使用に適するよう、本発明をさまざまな実施形態及びさまざまな変更態様で最もよく利用することができるように、実施形態を選択し説明した。添付の特許請求の範囲は、従来技術によって限定されることを除き本発明の他の代替的な実施形態を含むように解釈されるように意図されている。
本発明の例示的な実施形態によるデジタル撮像装置の機能ブロック図である。 本発明の例示的な実施形態による図1Aに示すデジタル撮像装置のメモリの機能図である。 本発明の例示的な実施形態による、虹彩色領域が識別され且つ虹彩色が取得されたプリキャプチャ画像を示す図である。 本発明の例示的な実施形態によるプリキャプチャ画像を含むデジタル画像ファイルの図である。 本発明の別の例示的な実施形態による虹彩色及び位置指標を含むデジタル画像ファイルの図である。 本発明の例示的な実施形態による赤目効果を補正する方法のフローチャートである。 本発明の例示的な実施形態による、基本デジタル画像の赤目補正に、プリキャプチャ画像から導出される虹彩色情報を組み込む方法のフローチャートである。 本発明の別の例示的な実施形態による、基本デジタル画像の赤目補正に、プリキャプチャ画像から導出される虹彩色情報を組み込む方法のフローチャートである。 本発明のさらに別の例示的な実施形態による、基本デジタル画像の赤目補正に、プリキャプチャ画像から導出される虹彩色情報を組み込む方法のフローチャートである。 本発明の例示的な実施形態によるコンピューティング装置のブロック図である。 本発明の例示的な実施形態による図5Aに示すコンピューティング装置のメモリの図である。 本発明の例示的な実施形態による図5Aに示すコンピューティング装置の動作の方法のフローチャートである。

Claims (8)

  1. シーンのデジタル画像(310)の赤目効果を補正する方法であって、
    前記デジタル画像(310)を取り込む際のストロボ(120)の使用が差し迫っていると確定することと、
    前記シーンのプリキャプチャ画像(205)を自動で保存することであって、前記プリキャプチャ画像(205)は前記デジタル画像(310)の前に取り込まれる、保存することと、
    前記デジタル画像(310)の赤目補正に、前記プリキャプチャ画像(205)から導出される虹彩色情報を組み込むこととを含むことを特徴とする方法。
  2. 前記シーンの前記プリキャプチャ画像(205)を自動的に保存することは、前記デジタル画像(310)が取り込まれる前に、前記シーンにおいて少なくとも一つの人間の顔が検出されることを条件とすることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記デジタル画像(310)の赤目補正に、前記プリキャプチャ画像(205)から導出される虹彩色情報を組み込むことは、前記プリキャプチャ画像(205)から虹彩色(215)を取得することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記虹彩色(215)の輝度は、前記プリキャプチャ画像(205)と前記デジタル画像(310)との間の平均輝度の比較に従って調整されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記デジタル画像(310)の赤目補正に、前記プリキャプチャ画像(205)から導出される虹彩色情報を組み込むことは、前記プリキャプチャ画像(205)と前記デジタル画像(310)との間の平均輝度の比較に従って所定の虹彩色(215)の輝度を調整することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. シーンのデジタル画像(310)の赤目効果を補正する方法であって、
    第1の装置(100)によって取り込まれるデジタル画像(310)を取得することであって、前記デジタル画像(310)は付随するプリキャプチャ画像データを有し、前記付随するプリキャプチャ画像データは、前記デジタル画像(310)を取り込む前に、前記デジタル画像(310)を取り込む際に前記第1の装置(100)によるストロボ(120)の使用が差し迫っていることに応じて前記第1の装置(100)によって自動的に保存されている、デジタル画像(310)を取得することと、
    第2の装置(500)による前記デジタル画像(310)の赤目補正に、前記付随するプリキャプチャ画像データから導出される虹彩色情報を組み込むこととを含むことを特徴とする方法。
  7. デジタル撮像装置(100)であって、
    光学画像を生成する光学系(140)と、
    シャッタボタン(130)と、
    前記シャッタボタン(130)が起動されると、前記光学画像をデジタル画像(310)に変換する撮像モジュール(115)と、
    ストロボ(120)と、
    前記シャッタボタン(130)が起動されていると共に前記ストロボ(120)の使用が差し迫っている時、プリキャプチャ画像(205)を自動的に保存するように構成される制御ロジック(155)と、
    前記デジタル画像(310)の赤目補正に、前記プリキャプチャ画像(205)から導出される虹彩色情報を組み込むように構成される赤目補正ロジック(160)とを具備することを特徴とするデジタル撮像装置。
  8. 電子装置(500)であって、
    デジタル撮像装置(100)によって取り込まれるデジタル画像(310)を格納するメモリ(525)であって、前記デジタル画像(310)は付随するプリキャプチャ画像データを有し、前記付随するプリキャプチャ画像データは、前記デジタル画像(310)を取り込む前に、前記デジタル画像(310)を取り込む際に前記デジタル撮像装置(100)によるストロボ(120)の使用が差し迫っていることに応じて前記デジタル撮像装置(100)によって自動的に保存されている、メモリと、
    前記デジタル画像(310)の赤目補正に、前記付随するプリキャプチャ画像データから導出される虹彩色情報を組込むように構成される赤目補正ロジック(540)とを具備することを特徴とする電子装置。
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