JP2014115900A - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

撮像装置及び撮像装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】撮影時のライブビュー画像を用いて顔画像を個人認証する際の個人認証の処理時間が増加するのを防止できるようにする。
【解決手段】撮影時のライブビュー画像で個人認証を行う際に、撮影時に選択する辞書データを、画像加工処理手段による顔に対する加工に応じて変更することにより、辞書データを顔加工ごとに選択できるようにする。これにより、撮影時の登録枚数を減らすことを可能として、個人認証の処理時間の増加を防ぐことができるようにする。
【選択図】図3

Description

本発明は撮像装置及び撮像装置の制御方法に関し、特に、撮影時のライブビュー画像で個人認証行うために用いて好適な技術に関するものである。
個人認証すべき複数の人物の顔、声、指紋などの認証要素データを予め辞書データとして記憶しておく。そして、取り込まれた個人認証対象となる個人の認証要素データと、辞書データとして記憶されている認証要素データとを比較することにより、取り込まれた個人の認証要素データが誰の認証要素データであるかを識別する個人認証手法が知られている。例えば、デジタルカメラでは被写体が映っている領域を特定し、予め登録された顔画像と比較し、一致しているか否かを判定する。この判定結果を用いてフォーカス等の制御に用いる。
また、個人認証とは別に、顔画像をよりきれいに見せるため、顔の器官(目、鼻、口)や肌を補正する技術が知られている。例えば、特許文献1では目を補正(修正)する画像処理方法が開示されている。
特開2007−157176号公報
ところで、顔画像を用いた個人認証手法において、前述のように顔画像に補正を行う場合、補正による特徴の変化が個人認証に大きな影響を与える。この問題に対し、個人認証を行う際に、比較対象となる被写体と同様の補正を予め登録された顔画像に行い、補正後の顔画像を追加で登録することで、補正による認証精度の低下を防ぐことができる。
しかしながら、複数の被写体が各々の補正を行った場合、追加で登録を行う補正後の顔画像のバリエーションが増加してしまう。これにより、辞書データの枚数が増加し、個人認証の処理時間が増加してしまう問題点があった。
また、撮影時は一定の周期でライブビュー画像が更新されるため、ライブビュー画像にて個人認証を行う場合、処理時間の増加は大きな問題となっていた。
本発明は前述の問題点に鑑み、撮影時のライブビュー画像を用いて顔画像を個人認証する際の個人認証の処理時間が増加するのを防止できるようにすることを目的とする。
本発明の撮像装置は、顔画像に補正を行う撮像装置であって、被写体を撮影して画像データを生成して出力する撮像手段と、前記画像データに基づいて顔を検出するとともに、前記検出した顔から器官の位置情報を検出する顔検出手段と、前記顔に対して加工を行う画像加工処理手段と、前記顔から特徴情報を抽出する特徴情報抽出手段と、前記特徴情報抽出手段で抽出された特徴情報を登録人物の辞書データとして登録する辞書データ記録手段と、前記辞書データ記録手段から個人認証で使用する辞書データを選択する辞書データ選択手段と、前記辞書データ選択手段によって選択された辞書データに基づいて、前記画像データの顔が登録人物であるか否かを判定する認証判定手段とを備え、前記辞書データ選択手段は、撮影時に選択する辞書データを、前記画像加工処理手段による前記顔に対する加工に応じて変更することを特徴とする。
本発明によれば、撮影時のライブビュー画像を用いた個人認証の処理時間の増加を防ぐことができる。
本実施形態におけるデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。 本実施形態における個人認証辞書データに補正画像を追加登録する方法を説明するフローチャートである。 本実施形態における撮影時の補正処理を施していない辞書データを選択する場合の処理手順を説明するフローチャートである。 本実施形態における撮影時の補正処理を途中まで、若しくは全て行った辞書データを選択する場合の処理手順を説明するフローチャートである。
[第1の実施形態]
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本実施形態によるデジタルカメラ100の構成例を示すブロック図である。本実施形態のデジタルカメラ100は、顔画像に補正を行う機能を備えている。
図1において、103はフォーカスレンズを含む撮影レンズ、101は絞り機能を備えるシャッター、122は光学像を電気信号に変換するCCDやCMOS素子等で構成され、画像データを生成して出力する撮像部である。
123はA/D変換器であり、アナログ信号をデジタル信号に変換する。A/D変換器123は、撮像部122から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる。102はバリアであり、デジタルカメラ100の、撮影レンズ103を含む撮像部を覆うことにより、撮影レンズ103、シャッター101、撮像部122を含む撮像系の汚れや破損を防止するために設けられている。
124は画像処理部であり、A/D変換器123からのデータ、または、メモリ制御部115からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部124では、撮像した画像データを用いて所定の演算処理が行われ、得られた演算結果に基づいてシステム制御部150が露光制御、測距制御を行う。
これにより、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、EF(フラッシュプリ発光)処理が行われる。画像処理部124では更に、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてTTL方式のAWB(オートホワイトバランス)処理も行っている。
A/D変換器123からの出力データは、画像処理部124及びメモリ制御部115を介して、或いは、メモリ制御部115を介してメモリ132に直接書き込まれる。メモリ132は、撮像部122によって得られA/D変換器123によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部128に表示するための画像データを格納する。メモリ132は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。
また、メモリ132は、画像表示用のメモリ(ビデオメモリ)を兼ねている。113はD/A変換器であり、メモリ132に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部128に供給する。こうして、メモリ132に書き込まれた表示用の画像データはD/A変換器113を介して表示部128により表示される。表示部128は、LCD等の表示器を有し、D/A変換器113から供給されるアナログ信号に応じた表示を表示器上に行う。
不揮発性メモリ156は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばEEPROM等が用いられる。不揮発性メモリ156には、システム制御部150の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。
システム制御部150は、デジタルカメラ100の全体動作を制御する。本実施形態においては、前述した不揮発性メモリ156に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。152はシステムメモリであり、RAMが用いられる。システムメモリ152には、システム制御部150の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ156から読み出したプログラム等を展開する。また、システム制御部150はメモリ132、D/A変換器113、表示部128等を制御することにより表示制御も行う。
モード切り替スイッチ160、シャッターボタン161、第1シャッタースイッチ162、第2シャッタースイッチ163、操作部170はシステム制御部150に各種の動作指示を入力するための操作手段である。
モード切り替スイッチ160は、システム制御部150の動作モードを静止画記録モード、動画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。
第1シャッタースイッチ162は、デジタルカメラ100に設けられたシャッターボタン161の操作途中、いわゆる半押し(撮影準備指示)でONとなり、第1シャッタースイッチ信号SW1を発生する。シャッタースイッチ信号SW1により、AF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、AWB(オートホワイトバランス)処理、EF(フラッシュプリ発光)処理等の動作を開始する。
第2シャッタースイッチ163は、シャッターボタン161の操作完了、いわゆる全押し(撮影指示)でONとなり、第2シャッタースイッチ信号SW2を発生する。システム制御部150は、第2シャッタースイッチ信号SW2により、撮像部122からの信号読み出しから記録媒体104に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を開始する。
操作部170の各操作部材は、表示部128に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部128に表示される。利用者は、表示部128に表示されたメニュー画面と、4方向ボタンやSETボタンとを用いて各種設定を直感的に行うことができる。
180は電源制御部であり、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部180は、その検出結果及びシステム制御部150の指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体104を含む各部へ供給する。
130は電源部であり、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiCd電池やNiMH電池、Li電池等の二次電池、ACアダプター等からなる。118はメモリカードやハードディスク等の記録媒体104とのインターフェースである。記録媒体104は、メモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。172は電源スイッチであり、電源オン、電源オフを切り替える。
前述したデジタルカメラ100では、中央1点AFや顔AFを用いた撮影が可能である。中央1点AFとは、撮影画面内の中央位置1点に対してAFを行うことである。顔AFとは、顔検出機能によって検出された撮影画面内の顔に対してAFを行うことである。
190は顔検出部である。顔検出部190においては、画像データに含まれる被写体から、目、口等のエッジを検出して人物の顔の特徴部分を検出する。すなわち、顔が占める画像データの領域(顔位置と顔の大きさ)、顔の確からしさ(顔信頼度)から、その画像領域から顔領域を検出する顔検出処理や識別処理を実行する。また、検出された顔領域から、顔の器官(目、鼻、口等)の位置情報を検出する。
191は画像加工処理部であり、顔検出部190で検出された器官の位置情報に基づいて、画像データの顔領域に対し、目の拡大処理、美肌処理等の顔領域を加工する画像処理(以下、「補正処理」と呼ぶ)を、複数の種類にわたって行う。
192は特徴情報抽出部であり、顔検出部190で検出された顔領域及び、画像加工処理部191で補正処理を行った顔領域から、個人認証の際に用いる特徴情報を抽出する。
193は辞書データ記録部であり、照合時に用いるデータを登録人物の辞書データとして記憶している。ここで、辞書データとは、特徴情報抽出部192で抽出された特徴情報である。辞書データ記録部193は不揮発性メモリ156で代用することも可能である。
194は辞書データ選択部であり、個人認証の際に用いる辞書データを辞書データ記録部193から選択する。
195は認証判定部である。認証判定部195は辞書データ選択部194により選択された辞書データと、顔検出部190で検出された顔領域から特徴情報抽出部192にて抽出された特徴情報をパターンマッチングで比較する。そして、パターンマッチングで算出した類似度と予め設定した閾値とを比較する。類似度が閾値以上のときに顔検出部190で検出された顔領域が辞書データ記録部193に記憶された人物であると識別する。すなわち、個人認証成功との判定を行う。
なお、図1に示して説明した撮像装置の構成は一例であり、以下に説明する動作を実行できるのであれば、本発明に係る撮像装置の構成は、図1に示した構成に限定されるものではない。
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置による個人認証辞書データに補正画像を追加登録する方法について、図2のフローチャートを参照して以下詳細に説明する。
処理の開始後のS201において、ユーザにより静止画記録モードが選択されたか、若しくは再生モードが選択されたかを判定する。
静止画記録モードが選択された場合、S202に進み、撮像部122より画像データを取得する。一方、再生モードが選択された場合、S203に進み、記録媒体104に記憶された画像データから補正処理を行う画像データを選択する。
次にS204に進み、顔検出部190により、S202若しくはS203で取得した画像データに含まれる顔に関して顔検出処理が実行される。
次にS205に進み、顔領域が検出されたか否かの判定を行う。顔領域が検出されなかった場合、S201に戻り、再度、撮像部122より画像データを取得する、若しくは記録媒体104より画像データを選択する。顔領域が検出された場合、顔領域の位置、サイズ及び、顔の器官(目、鼻、口)の位置情報を検出された顔数の分だけ取得する。また、顔検出に成功した結果として、例えば、表示部128において顔検出に成功していることを示す顔枠を表示する。
次にS206に進み、検出された顔領域から画像加工処理部191で補正処理を行う顔がユーザ操作に応じて選択される。
次にS207に進み、画像加工処理部191により選択された顔に行う少なくとも1つ以上の補正処理がユーザ操作に応じて選択される。
次にS208では、S207で選択された補正処理を、S206で選択された顔領域に対して実行する。
S209では、S207で選択された補正処理を辞書データ記録部193に登録された辞書データに対して実行する。この際、辞書データに対して実行される補正処理はS207で選択された全ての補正処理ではなく、個人認証に影響を与える補正処理のみ実行してもよい。個人認証に影響を与える補正処理とは、補正処理を施すことにより認証精度が低下する処理、若しくは個人認証で利用する情報(輝度、色度情報等)に基づいて決定することが可能である。
次にS210に進み、辞書データ記録部193に補正処理を施した辞書データを追加で記録して追加登録を行う。
次にS211に進み、画像データにS206で選択した顔以外に補正処理を行いたい顔があるか否かがユーザ操作に応じて判定される。選択した顔以外に補正処理を行いたい顔がある場合は、S206に戻り、再度、検出された顔領域から補正処理を行いたい顔を選択する。補正処理を行いたい顔がない場合は処理を終了する。
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置による撮影時の個人認証処理と補正処理について、図3のフローチャートを参照して詳細に説明する。
ユーザにより撮影モードが選択されたのち、処理を開始する。まず、処理開始後、S301において、撮像部122より画像データを取得する。
次にS302に進み、顔検出部190により、S301で取得した画像データに含まれる顔に関して顔検出処理が実行される。
次にS303に進み、顔領域が検出されたか否かの判定を行う。顔領域が検出されなかった場合、S304に進み、表示部128にライブビュー画像を表示する。その後、S301に戻り、次の画像データを撮像部122より取得する。
少なくとも1つ以上の顔領域が検出された場合、顔領域の位置、サイズ及び、顔の器官(目、鼻、口)の位置情報を検出された顔数の分だけ取得し、その後S305に進む。
S305においては、検出された顔領域に施す補正処理が設定されているか否かを判定する。設定されていない場合、S306に進み、画像データから検出された顔領域のうち少なくとも1つ以上の顔領域に対して行う補正処理をユーザ操作に応じて選択される。この際、顔領域ごとに設定する補正処理を変更することも可能である。その後、S307に進む。設定されていた場合には、S305からS307に進む。
S307においては、辞書データ選択部194が辞書データ記録部193から個人認証に使用する辞書データを選択する。撮影時の場合、辞書データ選択部194は補正処理を施す前の辞書データを辞書データ記録部193から選択する。
S307で辞書データを選択後、S308に進み、認証判定部195で、S307で選択した辞書データを用いて、S302で検出した顔領域に対して個人認証を行う。ここで、個人認証の利用方法としては、個人認証の判定結果をAF(オートフォーカス)処理等の制御に用いることが可能である。
次にS309に進み、S302で検出された顔領域にS306で設定された補正処理を実行する。次にS310において、全ての顔領域に補正処理を実行したか否かを判定し、画像データ中の全ての顔領域に補正処理が実行されるまでS309を繰り返し実行する。
次にS311に進み、S309で顔領域に対して補正処理を施した画像データをライブビュー画像として表示部128に表示する。その後、S312に進み、ライブビュー画面の表示が終了か否かを判定する。そして、ライブビュー画面の表示が終了するまで、最初のS301の撮像部122より画像データを取得からの処理を繰り返し行う。
[第2の実施形態]
前述した第1の実施形態では、補正処理を施していない辞書データを選択する場合の実施形態を記載したが、第2の実施形態では補正処理を途中まで、若しくは全て行った辞書データを選択する場合の処理の流れを記載する。
以下に、本発明の実施形態に係る撮像装置による撮影時の個人認証処理と補正処理について、図4のフローチャートを参照して以下詳細に説明する。尚、説明内容は第1の実施形態との差分に絞る。
S401からS406までの処理は、第1の実施形態において、図3のフローチャートで説明したS301からS306までの処理と同様である。
S401からS406において、顔領域ごとに補正処理を設定した後、S407に進み、S406で設定した補正処理の中から、画像データ中の全ての顔領域において共通の補正処理を少なくとも1つ選択する。共通の補正処理を選択後、画像データ中の全ての顔領域に選択した共通の補正処理を実行する。
次にS408に進み、辞書データ選択部194はS407で選択した共通の補正処理を施した辞書データを選択する。すなわち、個人認証を行う画像データに行った加工と同様の加工を行った辞書データを選択する。
次にS409に進み、認証判定部195で、S408で選択した辞書データを用いて、S402で検出した顔領域に対して個人認証を行う。
次にS410に進み、S402で検出された顔領域にS406で設定された補正処理の中から、S407で選択した共通の補正処理以外の補正処理を実行する。次に、S411において、全ての顔領域に補正処理を実行したか否かを判定し、画像データ中の全ての顔領域に補正処理が実行されるまでS410の処理を繰り返し実行する。
次にS412に進み、S410で顔領域に対して補正処理を施した画像データをライブビュー画像として表示部128に表示する。その後、S413に進み、ライブビュー画面の表示が終了か否かを判定する。そして、ライブビュー画面の表示が終了するまで、最初のS401の撮像部122より画像データを取得からの処理を繰り返し行う。
前述した実施形態によれば、撮影時のライブビュー画像で個人認証を行う際に、加工処理の種類によって辞書データを選択して登録枚数を減らすことで、個人認証の処理時間の増加を防ぐことができる。
(その他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(コンピュータプログラム)を、ネットワークまたは各種のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
100 デジタルカメラ
101 シャッター
102 バリア
103 撮像レンズ
104 記録媒体
115 メモリ制御部
113 D/A変換器
118 I/F
122 撮像部
123 A/D変換器
124 画像処理部
128 表示部
130 電源部
132 メモリ
150 システム制御部
152 システムメモリ
156 不揮発性メモリ
160 モード切り替スイッチ
161 シャッターボタン
162 第1シャッタースイッチ
163 第2シャッタースイッチ
170 操作部
172 電源スイッチ
180 電源制御部
190 顔検出部
191 画像加工処理部
192 特徴情報抽出部
193 辞書データ記録部
194 辞書データ選択部
195 認証判定部

Claims (10)

  1. 顔画像に補正を行う撮像装置であって、
    被写体を撮影して画像データを生成して出力する撮像手段と、
    前記画像データに基づいて顔を検出するとともに、前記検出した顔から器官の位置情報を検出する顔検出手段と、
    前記顔に対して加工を行う画像加工処理手段と、
    前記顔から特徴情報を抽出する特徴情報抽出手段と、
    前記特徴情報抽出手段で抽出された特徴情報を登録人物の辞書データとして登録する辞書データ記録手段と、
    前記辞書データ記録手段から個人認証で使用する辞書データを選択する辞書データ選択手段と、
    前記辞書データ選択手段によって選択された辞書データに基づいて、前記画像データの顔が登録人物であるか否かを判定する認証判定手段とを備え、
    前記辞書データ選択手段は、撮影時に選択する辞書データを、前記画像加工処理手段による前記顔に対する加工に応じて変更することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記辞書データ選択手段は、
    前記画像加工処理手段の加工処理の種類によって辞書データを選択することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記辞書データ選択手段は、
    前記画像データに前記画像加工処理手段で行った加工と同様の加工を行った辞書データを選択することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記認証判定手段は、前記辞書データ選択手段により選択された辞書データと、前記顔検出手段で検出された顔領域から、前記特徴情報抽出手段にて抽出された特徴情報とをパターンマッチングで比較して前記画像データの顔が登録人物であるか否かを判定することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の撮像装置。
  5. 顔画像に補正を行う撮像装置の制御方法であって、
    被写体を撮影して画像データを生成して出力する撮像工程と、
    前記画像データに基づいて顔を検出するとともに、前記検出した顔から器官の位置情報を検出する顔検出工程と、
    前記顔に対して加工を行う画像加工処理工程と、
    前記顔から特徴情報を抽出する特徴情報抽出工程と、
    前記特徴情報抽出工程で抽出された特徴情報を登録人物の辞書データとして登録する辞書データ記録工程と、
    前記辞書データ記録工程から個人認証で使用する辞書データを選択する辞書データ選択工程と、
    前記辞書データ選択工程において選択された辞書データに基づいて、前記画像データの顔が登録人物であるか否かを判定する認証判定工程とを備え、
    前記辞書データ選択工程は、撮影時に選択する辞書データを、前記画像加工処理工程における前記顔に対する加工に応じて変更することを特徴とする撮像装置の制御方法。
  6. 前記辞書データ選択工程は、
    前記画像加工処理工程の加工処理の種類によって辞書データを選択することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置の制御方法。
  7. 前記辞書データ選択工程は、
    前記画像データに前記画像加工処理工程で行った加工と同様の加工を行った辞書データを選択することを特徴とする請求項6に記載の撮像装置の制御方法。
  8. 前記認証判定工程は、前記辞書データ選択工程において選択された辞書データと、前記顔検出工程で検出された顔領域から、前記特徴情報抽出工程において抽出された特徴情報とをパターンマッチングで比較して前記画像データの顔が登録人物であるか否かを判定することを特徴とする請求項5〜7の何れか1項に記載の撮像装置の制御方法。
  9. 顔画像に補正を行う撮像装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    被写体を撮影して画像データを生成して出力する撮像工程と、
    前記画像データに基づいて顔を検出するとともに、前記検出した顔から器官の位置情報を検出する顔検出工程と、
    前記顔に対して加工を行う画像加工処理工程と、
    前記顔から特徴情報を抽出する特徴情報抽出工程と、
    前記特徴情報抽出工程で抽出された特徴情報を登録人物の辞書データとして登録する辞書データ記録工程と、
    前記辞書データ記録工程から個人認証で使用する辞書データを選択する辞書データ選択工程と、
    前記辞書データ選択工程において選択された辞書データに基づいて、前記画像データの顔が登録人物であるか否かを判定する認証判定工程とをコンピュータに実行させ、
    前記辞書データ選択工程においては、撮影時に選択する辞書データを、前記画像加工処理工程における前記顔に対する加工に応じて変更するようコンピュータを制御することを特徴とするプログラム。
  10. 請求項9に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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