JP2016136402A - 領域抽出装置、撮像装置、及び領域抽出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる領域抽出装置、撮像装置、及び領域抽出プログラムを提供する。
【解決手段】領域抽出装置は、色情報により画像から第１領域を抽出する第１抽出部と、輝度情報により画像から第２領域を抽出する第２抽出部と、第１領域の画像信号が閾値未満である場合、第２領域を特定領域として設定する設定部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像から領域を抽出する領域抽出装置、撮像装置、及び領域抽出プログラムに関する。

画像特徴量のヒストグラムに基づいて、撮像された画像から領域を抽出し、抽出した領域を識別する画像処理装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開平４−１００７９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された画像処理装置は、撮像された画像から人が注目する領域を抽出すること、すなわち、主要被写体の領域を適切に抽出することができないという問題がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる領域抽出装置、撮像装置、及び領域抽出プログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、色情報により画像から第１領域を抽出する第１抽出部と、輝度情報により前記画像から第２領域を抽出する第２抽出部と、前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２領域を特定領域として設定する設定部と、を備える領域抽出装置である。

また、本発明は、色情報により画像から領域を抽出する第１抽出部と、輝度情報により前記画像から領域を抽出する第２抽出部と、前記第１抽出部により抽出された領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２抽出部により抽出された領域を特定領域として設定する設定部と、を備える領域抽出装置である。

また、本発明は、色情報により画像から第１領域を抽出するとともに、輝度情報により前記画像から第２領域を抽出する抽出部と、前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２領域を特定領域として設定する設定部と、を備える領域抽出装置である。

また、本発明は、光学系から射出された光を撮像する撮像素子と、上述の領域抽出装置と、前記特定領域からの信号を用いて前記光学系を制御する制御部と、を備える撮像装置である。

また、本発明は、コンピュータに、色情報により画像から第１領域を抽出する手順と、輝度情報により前記画像から第２領域を抽出する手順と、前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２領域を特定領域として設定する手順と、を実行させるための領域抽出プログラムである。

また、本発明は、コンピュータに、色情報により画像から領域を抽出する第１抽出手順と、輝度情報により前記画像から領域を抽出する第２抽出手順と、前記第１抽出手順により抽出された領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２抽出手順により抽出された領域を特定領域として設定する設定手順と、を実行させるための領域抽出プログラムである。

また、本発明は、コンピュータに、色情報により画像から第１領域を抽出するとともに、輝度情報により前記画像から第２領域を抽出する手順と、前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２領域を特定領域として設定する手順と、を実行させるための領域抽出プログラムである。

本発明によれば、領域抽出装置は、入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

本発明の一実施形態における、レンズ鏡筒と、領域抽出装置を備える撮像装置と、記憶媒体との構成を表すブロック図である。 本発明の一実施形態における、逆光画像の輝度のヒストグラムを表す図である。 本発明の一実施形態における、輝度のヒストグラムを表す図である。 本発明の一実施形態における、輝度に基づいて画像から抽出された領域の例を表す図である。 本発明の一実施形態における、色成分量に基づいて画像から抽出された領域の例を表す図である。 本発明の一実施形態における、領域に合焦させるまでの処理の手順を表すフローチャートである。 本発明の一実施形態における、無彩色画像に含まれる領域に合焦させるまでの処理の手順を表すフローチャート（前半）である。 本発明の一実施形態における、無彩色画像に含まれる領域に合焦させるまでの処理の手順を表すフローチャート（後半）である。

本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１には、レンズ鏡筒１１１と、撮像装置１００と、記憶媒体２００との構成が、ブロック図により表されている。撮像装置１００は、レンズ鏡筒１１１から入射される光学像を撮像し、得られた画像を静止画形式又は動画形式により記憶媒体２００に記憶させる。

まず、レンズ鏡筒１１１の構成を説明する。
レンズ鏡筒１１１は、焦点調整レンズ（以下、「ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）レンズ」という）１１２と、レンズ駆動部１１６と、ＡＦエンコーダ１１７と、鏡筒制御部１１８とを備える。なお、レンズ鏡筒１１１は、撮像装置１００に着脱可能に接続されてもよいし、撮像装置１００と一体であってもよい。

ＡＦレンズ１１２は、レンズ駆動部１１６により駆動され、後述する撮像部１１０の撮像素子１１９の受光面（光電変換面）に光学像を導く。

ＡＦエンコーダ１１７は、ＡＦレンズ１１２の移動を検出し、ＡＦレンズ１１２の移動量に応じた信号を、鏡筒制御部１１８に出力する。ここで、ＡＦレンズ１１２の移動量に応じた信号とは、例えば、ＡＦレンズ１１２の移動量に応じて位相が変化するサイン（ｓｉｎ）波信号である。

鏡筒制御部１１８は、撮像装置１００のＣＰＵ１９０から入力される駆動制御信号に応じて、レンズ駆動部１１６を制御する。ここで、駆動制御信号とは、ＡＦレンズ１１２を光軸方向に駆動させるための制御信号である。鏡筒制御部１１８は、駆動制御信号に基づいて、例えば、レンズ駆動部１１６に出力するパルス電圧のステップ数を変更する。

また、鏡筒制御部１１８は、ＡＦレンズ１１２の移動量に応じた信号に基づいて、レンズ鏡筒１１１におけるＡＦレンズ１１２の位置（フォーカスポジション）を、ＣＰＵ１９０に出力する。ここで、鏡筒制御部１１８は、例えば、ＡＦレンズ１１２の移動量に応じた信号を、ＡＦレンズ１１２の移動方向毎に積算することにより、レンズ鏡筒１１１におけるＡＦレンズ１１２の移動量（位置）を算出してもよい。

レンズ駆動部１１６は、鏡筒制御部１１８による制御に応じてＡＦレンズ１１２を駆動し、ＡＦレンズ１１２をレンズ鏡筒１１１内で光軸方向に移動させる。

次に、撮像装置１００の構成を説明する。
撮像装置１００は、撮像部１１０と、領域抽出装置１４０と、表示部１５０と、バッファメモリ部１３０と、操作部１８０と、記憶部１６０と、ＣＰＵ１９０と、通信部１７０とを備える。

撮像部１１０は、撮像素子１１９と、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１２０とを備える。撮像部１１０は、設定された撮像条件（例えば、絞り値、露出値）に従って、ＣＰＵ１９０により制御される。

撮像素子１１９は、光電変換面を備え、レンズ鏡筒１１１（光学系）により光電変換面に結像された光学像を電気信号に変換して、変換した電気信号をＡ／Ｄ変換部１２０に出力する。撮像素子１１９は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）により構成されてもよい。また、撮像素子１１９は、光電変換面の一部の領域についてのみ、光学像を電気信号に変換するようにしてもよい（画像の切り出し処理）。

また、撮像素子１１９は、操作部１８０を介してユーザからの撮影指示を受け付けた際に得られた光学像に応じた電気信号に基づく画像データとして、Ａ／Ｄ変換部１２０を介して記憶媒体２００に記憶させる。一方、撮像素子１１９は、操作部１８０を介してユーザからの撮影指示を受け付けていない状態において、連続的に得られた光学像に応じた電気信号に基づくスルー画像として、Ａ／Ｄ変換部１２０を介してバッファメモリ部１３０及び表示部１５０に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１２０は、撮像素子１１９によって変換された電気信号をデジタル化し、デジタル化された画像をバッファメモリ部１３０に出力する。

操作部１８０は、例えば、電源スイッチ、シャッタボタン、マルチセレクタ（十字キー）、又はその他の操作キーを備える。操作部１８０は、ユーザによって操作されることでユーザの操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じた信号（以下、「操作信号」という）をＣＰＵ１９０に出力する。操作信号には、画像特徴量が予め定められた量以上画像に含まれているか否かを示す操作信号が含まれていてもよい。例えば、ホワイトバランス調整されたことにより彩色画像が無彩色画像に調整された場合、操作信号には、色成分量が予め定められた量以上画像に含まれていないことを示す情報が含まれる。

領域抽出装置１４０は、記憶部１６０に記憶されている画像処理条件に基づいて、バッファメモリ部１３０に記憶されている画像に対して画像処理を実行する。画像処理された画像は、通信部１７０を介して記憶媒体２００に記憶される。

また、領域抽出装置１４０は、画像特徴量に基づいて、バッファメモリ部１３０に記憶されている画像から領域を抽出し、抽出した領域に優先度を定める。また、領域抽出装置１４０は、抽出した領域を示す情報を、記憶部１６０に記憶させる。ここで、領域を示す情報とは、例えば、領域の分布を表す情報、領域の画像特徴量を表す情報、及び領域に定められた優先度を表す情報である。

ここで、領域抽出装置１４０は、画像に含まれる第１の画像特徴量（例えば、色成分量）及び第２の画像特徴量（例えば、光量（輝度、明度））を、画素毎に算出する。また、領域抽出装置１４０は、各画像特徴量が、予め定められた閾値未満であるか否かを判定する。

また、領域抽出装置１４０は、第１の画像特徴量が閾値以上である場合、第１の画像特徴量に基づいて、画像から領域を抽出する。一方、領域抽出装置１４０は、第１の画像特徴量が閾値未満である場合、第２の画像特徴量に基づいて、画像から領域を抽出する。

また、領域抽出装置１４０は、第１の画像特徴量が予め定められた量以上画像に含まれていないことを操作信号が示している場合、第２の画像特徴量に基づいて画像から領域を抽出する。一方、領域抽出装置１４０は、第１の画像特徴量が予め定められた量以上画像に含まれていることを操作信号が示している場合、第１の画像特徴量及び第２の画像特徴量に基づいて、画像から領域を抽出する。

また、領域抽出装置１４０は、第１の画像特徴量が閾値未満である場合、第１の画像特徴量及び第２の画像特徴量を算出するための分解能を調節する。また、領域抽出装置１４０は、画像が逆光状態で撮像された画像である場合、画像に予め定められた位置（例えば、９箇所）に在るＡＦ評価領域から得られた評価値に基づいて、画像から領域を抽出する。ここで、ＡＦ評価領域とは、コントラストスキャンを実行する対象の領域である。また、領域抽出装置１４０は、画像が逆光状態で撮像された画像でない場合、画像特徴量に基づいて定まる領域を画像から抽出する。

また、領域抽出装置１４０は、画像特徴量（例えば、色成分量）が閾値未満である場合、画像に予め定められた位置（例えば、９箇所）に在るＡＦ評価領域から得られた評価値に基づいて、画像から領域を抽出する。また、領域抽出装置１４０は、画像特徴量（例えば、色成分量）が閾値以上である場合、画像特徴量に基づいて定まる領域を画像から抽出する。

バッファメモリ部１３０は、撮像部１１０によって撮像された画像を記憶する。
表示部１５０は、撮像部１１０によって得られた画像、及び操作画面等を表示する。表示部１５０は、例えば、液晶ディスプレイである。

記憶部１６０は、シーン判定の際にＣＰＵ１９０によって参照される判定条件と、シーン判定によって判断されたシーン毎に対応付けられた撮像条件と、領域を示す情報等とを記憶する。

ＣＰＵ１９０は、設定された撮像条件（例えば、絞り値、露出値）に従って、撮像部１１０を制御する。また、ＣＰＵ１９０は、領域を示す情報を、領域抽出装置１４０から取得する。また、ＣＰＵ１９０は、画像から抽出された領域のうち、領域抽出装置１４０が設定した優先度が高い領域に合焦させるよう、領域を示す情報に基づいて、レンズ鏡筒１１１の鏡筒制御部１１８に駆動制御信号を出力することにより焦点を調節する。

また、ＣＰＵ１９０は、領域を示す情報に基づいて、画像処理のプレ処理又はポスト処理として、焦点調整（ＡＦ）の設定、露出調整（ＡＥ）の設定、ホワイトバランス調整（ＡＷＢ）の設定、被写体像（オブジェクト）の追尾の設定、夜景か否かの判定の設定、色補正処理の設定、被写体像の拡大表示の設定、パンニング表示の設定、ズーム倍率に連動した明るさの最適化の設定、などを制御する。

また、ＣＰＵ１９０は、領域を示す情報に基づいて、トーンカーブ（階調カーブ）の設定、静止画及び動画の同時撮影を実行するか否かの設定などを制御する。

また、ＣＰＵ１９０は、領域を示す情報に基づいて、プレ処理又はポスト処理として、連写するか否かの設定、及び、連写において、合焦させる被写体像の切り替えの設定、焦点距離の連続変更の設定、撮像装置１００の発光部（不図示）が発する閃光の発光量の変更の設定、露光量の変更の設定、又はシャッタスピードの変更を実行するか否かの設定などを制御する。

また、ＣＰＵ１９０は、操作部１８０から入力された操作信号に基づいて、静止画形式又は動画形式の画像を、領域抽出装置１４０に画像処理させる。

通信部１７０は、取り外しが可能な記憶媒体２００（カードメモリ等）と接続され、この記憶媒体２００への情報（画像データ、領域を示す情報など）の書込み、読み出し、及び消去を実行する。

記憶媒体２００は、撮像装置１００に対して着脱可能に接続される記憶部であり、各種の情報（例えば、画像データ、領域を示す情報）を記憶する。なお、記憶媒体２００は、着脱可能でなく撮像装置１００と一体でもよい。

次に、領域抽出装置１４０の詳細について説明する。
領域抽出装置１４０は、特徴量算出部１４１と、判定部１４２と、受信部１４３と、領域抽出部１４４と、優先度設定部１４５とを備える。

特徴量算出部１４１は、撮像部１１０が撮像した画像を、バッファメモリ部１３０を介して取得する。また、特徴量算出部１４１は、バッファメモリ部１３０を介して取得した画像に含まれる複数の特徴（例えば、色成分量、光量（輝度、明度））毎に、その画像特徴量を算出し、算出した画像特徴量を領域抽出部１４４に出力する。

判定部１４２は、第１の画像特徴量及び第２の画像特徴量のヒストグラムを生成し、各画像特徴量が閾値未満であるか否かを、それぞれ判定する。ここで、判定部１４２は、各画像特徴量のヒストグラム波形の標準偏差σに基づいて、画像特徴量が閾値未満であるか否かを判定する。例えば、色成分量のヒストグラム波形における標準偏差σが、予め定められた色成分量以下、すなわち、色差信号Ｃｂの標準偏差σ≦予め定められた色成分量、且つ、色差信号Ｃｒの標準偏差σ≦予め定められた色成分量、である場合、判定部１４２は、撮像された画像が無彩色画像であると判定する。

以下では、一例として、第１の画像特徴量は色成分量であるものとし、第２の画像特徴量は光量（輝度、明度）であるものとして説明を続ける。

判定部１４２は、撮像された画像が逆光状態で撮像された画像（以下、「逆光画像」という）であるか否かを判定する。図２には、逆光画像の輝度のヒストグラムが表されている。横軸は、輝度Ｙを表す。また、縦軸は、頻度Ｎを表す。ヒストグラムの波形ピークから、他の波形ピークまでの輝度差が、予め定められた輝度差以上である場合、判定部１４２は、撮像された画像が逆光画像であると判定する。

図１に戻り、領域抽出装置１４０の構成の説明を続ける。受信部１４３は、操作部１８０から操作信号を受信し、受信した操作信号を領域抽出部１４４に転送する。

領域抽出部１４４は、撮像された画像が逆光画像であると判定部１４２により判定された場合、画像に予め定められた位置（例えば、９箇所）に在るＡＦ評価領域から得られた評価値に基づいて、画像から領域を抽出する。ここで、ＡＦ評価領域に基づいて画像から領域を抽出するのは、優先度が定められた適切な領域が、画像に少ない又は無い可能性があるためである。また、領域抽出装置１４０は、撮像された画像が逆光画像でないと判定部１４２により判定された場合、特徴量算出部１４１により算出された画像特徴量に基づいて定まる領域を、画像から抽出する。

領域抽出部１４４は、撮像された画像に含まれる画像特徴量（例えば、色成分量）が閾値未満であると判定部１４２により判定された場合、画像に予め定められた位置（例えば、９箇所）に在るＡＦ評価領域から得られた評価値に基づいて、画像から領域を抽出する。また、領域抽出装置１４０は、撮像された画像に含まれる画像特徴量が閾値未満でないと判定部１４２により判定された場合、特徴量算出部１４１により算出された画像特徴量に基づいて定まる領域を、画像から抽出する。

領域抽出部１４４は、受信部１４３から操作信号を取得する。また、領域抽出部１４４は、特徴量算出部１４１が算出した画像特徴量を取得する。また、領域抽出部１４４は、撮像部１１０が撮像した画像を、バッファメモリ部１３０から取得する。領域抽出部１４４は、撮像部１１０により撮像された画像から、画像特徴量に基づいて領域を抽出する。

また、領域抽出部１４４は、画像特徴量の一定範囲（区分）と、その範囲外とに２値化された画像（以下、「２値画像」という）から領域を抽出し、抽出した領域にラベルを割り当てる（ラベリング）。ここで、画像特徴量の一定範囲（区分）を定める閾値は、画像特徴量のヒストグラム波形の平均値及び標準偏差に基づいて、例えば、「閾値＝平均値＋係数×標準偏差」のように定められる。

領域抽出部１４４は、画像特徴量が閾値未満である場合、画像特徴量を算出するための分解能を調節する。図３には、輝度のヒストグラムが表されている。横軸は、輝度Ｙを表す。また、縦軸は、頻度Ｎを表す。図３（Ａ）には、画面に撮像された被写体領域の輝度のヒストグラムが表されている。

領域抽出部１４４は、ヒストグラムの平均値Ａｖｅ及び標準偏差σに基づいて、画像特徴量の分解能を定める。例えば、図３（Ｃ）と比較して低い分解能によるヒストグラムが、図３（Ｂ）に表されている。図３（Ｂ）では、図３（Ｃ）と比較して輝度の分解能が低いので、ヒストグラム波形の頻度変化がはっきりと検出されないため、被写体領域を検出し難い。一方、図３（Ｃ）では、図３（Ｂ）と比較して分解能が高いので、ヒストグラム波形の頻度変化がはっきりと検出されるため、被写体領域を検出し易い。このように、領域抽出部１４４は、ヒストグラムの平均値及び標準偏差に基づいて画像特徴量の分解能を調節することで、被写体領域を検出し易くすることができる。

なお、領域抽出部１４４は、小さすぎる被写体領域が検出されないよう、画像特徴量の分解能に上限を設けてもよい。これにより、領域抽出部１４４は、被写体領域とノイズとを区別し易くすることができる。

図４には、輝度に基づいて画像から抽出された領域の例が表されている。領域抽出部１４４は、撮像部１１０が撮像した画像から、輝度に基づく画像（以下、「Ｙ画像」という）を抽出する。領域抽出部１４４は、撮像部１１０が撮像した画像の輝度（入力値）を補正（例えば、ガンマ補正）し、補正した輝度Ｙ（出力値）を算出する。

領域抽出部１４４は、補正した輝度Ｙ（出力値）を、複数の一定範囲に区分する。図４では、一例として、補正した輝度Ｙ（出力値）は、区分１〜４に区分されたとする。ここで、例えば、区分１の２値画像に高輝度領域が含まれるよう、区分１の範囲上限が「平均値＋Ｋ１×標準偏差」と、区分１の範囲下限が「平均値＋Ｋ２×標準偏差」と定められたとする。領域抽出部１４４は、区分（階調）毎に２値画像を生成する。

領域抽出部１４４は、区分１の２値画像に含まれている高輝度領域の分布を探索することにより、探索結果を表す領域画像に高輝度領域３００を抽出する。同様に、領域抽出部１４４は、区分２の２値画像に含まれている中輝度領域を探索することにより、探索結果を表す領域画像に中輝度領域３１０を抽出する。また、領域抽出部１４４は、区分４の２値画像に含まれている低輝度領域を探索することにより、探索結果を表す領域画像に低輝度領域３２０を抽出する。

図４では、画像特徴量の分解能が領域抽出部１４４によって調節されたことにより、補正した輝度Ｙ（出力値）は、一例として、区分５〜７に区分されたとする。例えば、区分５は、区分１よりも分解能が高くなるよう変更されたとする。領域抽出部１４４は、分解能が高い区分５の２値画像に含まれている高輝度領域の分布を探索することにより、探索結果を表す領域画像に高輝度領域３０１を抽出する。

また、例えば、区分７は、区分４よりも分解能が低くなるよう変更されたとする。領域抽出部１４４は、分解能が低い区分７の２値画像に含まれている低輝度領域の分布を探索することにより、探索結果を表す領域画像に低輝度領域３２１を抽出する。このように、領域抽出部１４４は、画像特徴量の分解能を調節することで、被写体領域を検出し易くすることができる。

図５には、色成分量に基づいて画像から抽出された領域の例が表されている。領域抽出部１４４は、撮像部１１０が撮像した画像から、色成分量（Ｃｒ）に基づく画像（以下、「Ｃｒ画像」という）を抽出する。領域抽出部１４４は、撮像部１１０が撮像した画像の色成分量（入力値）を補正（例えば、ガンマ補正）し、補正した色成分量Ｃｒ（出力値）を算出する。

撮像された画像に所定閾値以上の色成分量が在る（無彩色画像でない）場合、領域抽出部１４４は、補正した色成分量（Ｃｒ）を、複数の一定範囲に区分する。図５では、一例として、補正した色成分量Ｃｒ（出力値）は、区分８〜１１に区分されたとする。ここで、例えば、区分８の２値画像に赤色系領域が含まれるよう、区分８の範囲上限が「平均値＋Ｋ３×標準偏差」と、区分８の範囲下限が「平均値＋Ｋ４×標準偏差」と定められたとする。領域抽出部１４４は、区分（階調）毎に２値画像を生成する。

領域抽出部１４４は、区分８の２値画像に含まれる赤色系領域の分布を探索することにより、探索結果を表す領域画像に赤色系領域４１０を抽出する。同様に、領域抽出部１４４は、区分９の２値画像に含まれる桃色系領域を探索することにより、探索結果を表す領域画像に桃色系領域４３０を抽出する。また、領域抽出部１４４は、区分１１の２値画像に含まれる緑色系領域を探索することにより、探索結果を表す領域画像に緑色系領域４５０を抽出する。

図５では、画像特徴量の分解能が領域抽出部１４４によって調節されたことにより、補正した色成分量Ｃｒ（出力値）は、一例として、区分１２〜１６に区分されたとする。ここで、例えば、区分１２は、区分８よりも分解能が高くなるよう変更されたとする。領域抽出部１４４は、分解能が高い区分１２の２値画像に含まれている赤色系領域の分布を探索することにより、探索結果を表す領域画像に赤色系領域４１０を抽出する。

また、例えば、区分１６は、区分１１よりも分解能が高くなるよう変更されたとする。
領域抽出部１４４は、分解能が高い区分１６の２値画像に含まれている緑色系領域の分布を探索することにより、探索結果を表す領域画像に緑色系領域４５１を抽出する。このように、領域抽出部１４４は、画像特徴量の分解能を調節することで、被写体領域を検出し易くすることができる。

図１に戻り、領域抽出装置１４０の構成の説明を続ける。優先度設定部１４５は、領域抽出部１４４により抽出された領域に、人がより注目しているであろう領域を示す優先度を定める。優先度設定部１４５は、領域毎に算出される評価値に応じて、領域に優先度を定める。

例えば、優先度設定部１４５は、画角中心から領域の重心までの距離に応じて、領域毎に評価値を定める。ここで、優先度設定部１４５は、画角中心の近くに分布する領域ほど、その領域に高い評価値を定める。また、例えば、優先度設定部１４５は、領域の慣性モーメントに応じて、その領域に評価値を定める。優先度設定部１４５は、慣性モーメントが小さい（重心に集中している）領域には、高い評価値を定める。また、例えば、優先度設定部１４５は、領域の面積（画素数）に応じて、領域に評価値を定める。優先度設定部１４５は、予め定められた面積に近い領域ほど、その領域に高い評価値を定める。

優先度設定部１４５は、領域毎に定めた優先度を、領域を示す情報として記憶部１６０に記憶させる。

次に、領域抽出装置の処理の手順を説明する。
図６は、領域に合焦させるまでの処理の手順を表すフローチャートである。特徴量算出部１４１は、撮像された画像（スルー画像、又はスルー画像列）を、バッファメモリ部１３０を介して読み込む（ステップＳ１）。特徴量算出部１４１は、読み込んだ画像に対して、基本的な画像処理（例えば、デモザイク、ノイズ低減、ホワイトバランス調整、画素欠補正）を実行する（ステップＳ２）。

領域抽出部１４４は、撮像された画像がリサイズされた画像を、バッファメモリ部１３０を介して画像特徴量（例えば、ＹＣｒＣｂ）毎に読み込む（ステップＳ３）。判定部１４２は、読み込んだ画像に所定閾値以上の色成分量が在るか（無彩色画像でないか）否かを判定する。領域抽出部１４４は、読み込んだ画像が無彩色画像である場合、輝度の分解能を調節する（ステップＳ４）。

領域抽出部１４４は、読み込んだ画像に所定閾値以上の色成分量が無い（無彩色画像である）場合、輝度に基づいて２値画像を生成する。また、領域抽出部１４４は、読み込んだ画像に所定閾値以上の色成分量が在る（無彩色画像でない）場合、領域抽出部１４４は、輝度及び色成分量に基づいて２値画像を生成する（ステップＳ５）。また、領域抽出部１４４は、２値画像から領域を抽出し（領域画像）、抽出した領域にラベルを割り当てる（ラベリング）（ステップＳ６）。

領域抽出部１４４は、ノイズと推定される領域が画像にある場合、それらの領域を画像から除去する。また、領域抽出部１４４は、背景と推定される領域が画像にある場合、その領域を画像から除去する（ステップＳ７）。優先度設定部１４５は、領域抽出部１４４により抽出された領域に、優先度を定める（ステップＳ８）。

領域抽出部１４４は、優先度設定部１４５が優先度を定めた領域を、ＡＦ評価領域に合うよう矩形に整形する（ステップＳ９）。また、領域抽出部１４４は、画像に予め定められた位置に、ＡＦ評価領域を定める（ステップＳ１０）。

ＣＰＵ１９０は、ＡＦ評価領域のコントラスト値に基づいて、コントラストスキャンを実行する（ステップＳ１１）。また、ＣＰＵ１９０は、コントラストスキャンの結果に基づいて、至近に在る被写体が撮像されている領域を優先し、その領域にＡＦレンズ１１２により合焦させる（合焦駆動）（ステップＳ１２）。

図７は、無彩色画像に含まれる領域に合焦させるまでの処理の手順を表すフローチャート（前半）である。また、図８は、無彩色画像に含まれる領域に合焦させるまでの処理の手順を表すフローチャート（後半）である。

ＣＰＵ１９０は、露出調整（ＡＥ）処理、ホワイトバランス調整（ＡＷＢ）処理に用いられる変数を、予め定められた基準値に設定する（ステップＳａ１）。撮像部１１０は、スルー画像を連続的に撮影（露光）し、撮影したスルー画像を、バッファメモリ部１３０及び表示部１５０に出力する（ステップＳａ２）。

特徴量算出部１４１は、読み込んだ画像に、基本的な画像処理（例えば、デモザイク、ノイズ低減、ホワイトバランス調整、画素欠補正）を施す（ステップＳａ３）。さらに、特徴量算出部１４１は、基本的な画像処理を施した画像に、ＹＣｒＣｂ(ＹＵＶ)変換を施す（ステップＳａ４）。

判定部１４２は、撮像モード及び画像再生モードのうち、ホワイトバランス調整が撮像モードにて実行されたか否かを判定する（ステップＳａ５）。ホワイトバランス調整が撮像モードにて実行されていない場合（ステップＳａ５−Ｎｏ）、判定部１４２は、撮像された画像に所定閾値以上の色成分量が在るか（無彩色画像でないか）否かを判定する。すなわち、判定部１４２は、撮像された画像の無彩色の度合いが閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳａ６）。

撮像された画像に所定閾値以上の色成分量が在る（無彩色画像でない）場合（ステップＳａ６−Ｎｏ）、判定部１４２は、撮像された画像がホワイトバランス調整により無彩色画像となっているか否かを判定する。さらに、判定部１４２は、撮像された画像が元から（ホワイトバランス調整によらず）無彩色画像であるか否かを判定する（ステップＳａ７）。

撮像された画像がホワイトバランス調整により無彩色画像となっている、又は、撮像された画像が元から無彩色画像である場合（ステップＳａ７−Ｙｅｓ）、判定部１４２は、撮像された画像が逆光画像であるか否かを判定する（ステップＳａ８）。

撮像された画像が逆光画像でない場合（ステップＳａ８−Ｎｏ）、領域抽出部１４４は、輝度の分解能を調節する。ここで、領域抽出部１４４は、雪景色などの無彩色画像から多くの輝度領域が領域画像に抽出されるよう、輝度の分解能を調節する（ステップＳａ９）。

領域抽出部１４４は、２値画像に含まれている領域の探索結果を表す領域画像に、輝度領域（図４を参照）を抽出する。また、領域抽出部１４４は、色成分量の分解能を調節した場合には、２値画像に含まれている領域の探索結果を表す領域画像に、色系領域（図５を参照）を抽出する。優先度設定部１４５は、領域抽出部１４４により抽出された輝度領域に、優先度を定める（ステップＳａ１０）。領域抽出部１４４は、優先度設定部１４５が優先度を定めた領域を、ＡＦ評価領域に合うよう矩形に整形する（ステップＳａ１１）。

ＣＰＵ１９０は、ＡＦ評価領域のコントラスト値に基づいて、コントラストスキャンを実行する（ステップＳａ１２）。また、ＣＰＵ１９０は、コントラストスキャンの結果に基づいて、至近に在る被写体が撮像されている領域を優先し、その領域にＡＦレンズ１１２により合焦させる（合焦駆動）（ステップＳａ１３）。

一方、ステップＳａ５において、ホワイトバランス調整が撮像モードにて実行されている場合（ステップＳａ５−Ｙｅｓ）、判定部１４２は、無彩色の度合い（例えば、色成分量）を記憶部１６０に記憶させる（ステップＳａ１４）。また、ステップＳａ６において、撮像された画像に所定閾値以上の色成分量がない（無彩色画像である）場合（ステップＳａ６−Ｎｏ）、判定部１４２は、無彩色の度合いを記憶部１６０に記憶させる（ステップＳａ１５）。

また、ステップＳａ７において、撮像された画像がホワイトバランス調整により無彩色画像となっていない、且つ、撮像された画像が元から無彩色画像でない場合（ステップＳａ７−Ｎｏ）、判定部１４２は、撮像された画像の色成分量が所定閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳａ１６）。また、領域抽出部１４４は、色成分量の分解能と、輝度の分解能とを調節する（ステップＳａ１７）。そして、判定部１４２及び領域抽出部１４４は、ステップＳａ１０に処理を進める。

また、ステップＳａ８において、撮像された画像が逆光画像である場合（ステップＳａ８−Ｙｅｓ）、領域抽出部１４４は、画像に予め定められた位置にＡＦ評価領域を定める（ステップＳａ１８）。

以上のように、領域抽出装置１４０は、入力された画像に含まれる第１の画像特徴量（例えば、色成分量）及び第２の画像特徴量（例えば、輝度）を算出する特徴量算出部１４１と、前記第１の画像特徴量が閾値未満であるか否かを判定する判定部１４２と、前記第１の画像特徴量が閾値未満である場合、前記第２の画像特徴量に基づいて定まる領域（例えば、高輝度領域３００）を２値画像から抽出し、前記第１の画像特徴量が閾値以上である場合、前記第１の画像特徴量に基づいて定まる領域（例えば、赤色系領域４１０）を２値画像から抽出する領域抽出部１４４と、を備える。
この構成により、領域抽出部１４４は、前記第１の画像特徴量が閾値未満である場合、前記第２の画像特徴量に基づいて定まる領域を画像から抽出する。これにより、領域抽出装置は、入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

また、判定部１４２は、前記第１の画像特徴量である色成分量が前記閾値未満であるか否かを判定し、領域抽出部１４４は、前記色成分量が前記閾値未満である場合、前記第２の画像特徴量である輝度に基づいて定まる領域を前記画像から抽出し、前記色成分量が前記閾値以上である場合、前記色成分量に基づいて定まる領域を前記画像から抽出する。
この構成により、領域抽出部１４４は、前記色成分量が閾値未満である場合、輝度に基づいて定まる領域を画像から抽出する。これにより、領域抽出装置は、入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

また、領域抽出部１４４は、前記第１の画像特徴量（例えば、色成分量）が前記閾値未満である場合、前記第１の画像特徴量及び前記第２の画像特徴量（例えば、輝度）を算出するための分解能を調節（例えば、高く）する（図３〜図５を参照）。
この構成により、領域抽出部１４４は、前記第１の画像特徴量及び前記第２の画像特徴量を算出するための分解能を調節する。これにより、領域抽出装置は、入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

また、領域抽出装置１４０は、前記第１の画像特徴量（例えば、色成分量）が予め定められた量以上前記画像に含まれているか否かを示す操作信号を受信する受信部１４３を備え、領域抽出部１４４は、前記第１の画像特徴量が予め定められた量以上前記画像に含まれていないことを前記操作信号が示している場合（例えば、ホワイトバランス調整されたことにより彩色画像が無彩色画像に調整された場合）、前記第２の画像特徴量（例えば、輝度）に基づいて定まる領域（例えば、高輝度領域３００）を前記画像から抽出し、前記第１の画像特徴量が予め定められた量以上前記画像に含まれていることを前記操作信号が示している場合、前記第１の画像特徴量に基づいて定まる領域（例えば、赤色系領域４１０）を前記画像から抽出する。
この構成により、領域抽出部１４４は、前記第１の画像特徴量が予め定められた量以上前記画像に含まれていないことを前記操作信号が示している場合、前記第２の画像特徴量に基づいて定まる領域を前記画像から抽出する。これにより、領域抽出装置は、入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

また、判定部１４２は、前記画像が逆光状態で撮像された画像であるか否かを判定し、領域抽出部１４４は、前記画像が逆光状態で撮像された画像である場合、予め定められた領域を前記画像から抽出する。
この構成により、領域抽出部１４４は、前記画像が逆光状態で撮像された画像である場合、前記画像が逆光状態で撮像された画像である場合、予め定められた領域を前記画像から抽出する。これにより、領域抽出装置は、入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

また、領域抽出装置１４０は、入力された画像に含まれる第１の画像特徴量（例えば、色成分量）及び第２の画像特徴量（例えば、輝度）を算出する特徴量算出部１４１と、前記第１の画像特徴量が予め定められた量以上前記画像に含まれているか否かを示す操作信号を受信する受信部１４３と、前記第１の画像特徴量が予め定められた量以上前記画像に含まれていないことを前記操作信号が示している場合（例えば、ホワイトバランス調整されたことにより彩色画像が無彩色画像に調整された場合）、前記第２の画像特徴量に基づいて定まる領域（例えば、高輝度領域３００）を前記画像から抽出し、前記第１の画像特徴量が予め定められた量以上前記画像に含まれていることを前記操作信号が示している場合、前記第１の画像特徴量に基づいて定まる領域（例えば、赤色系領域４１０）を前記画像から抽出する領域抽出部１４４と、を備える。
この構成により、領域抽出部１４４は、前記第１の画像特徴量が予め定められた量以上前記画像に含まれていないことを前記操作信号が示している場合、前記第２の画像特徴量に基づいて定まる領域を前記画像から抽出する。これにより、領域抽出装置は、撮像された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

また、領域抽出装置１４０は、入力された画像に含まれる画像特徴量（例えば、色成分量）を算出する特徴量算出部１４１と、前記画像が逆光状態で撮像された画像であるか否かを判定する判定部１４２と、前記画像が逆光状態で撮像された画像である場合、ＡＦ評価領域に基づいて定まる領域を前記画像から抽出し、前記画像が逆光状態で撮像された画像でない場合、前記特徴量算出部により算出された画像特徴量に基づいて定まる領域を前記画像から抽出する領域抽出部１４４と、を備える。
この構成により、領域抽出部１４４は、前記画像が逆光状態で撮像された画像である場合、ＡＦ評価領域に基づいて定まる領域を前記画像から抽出し、前記画像が逆光状態で撮像された画像でない場合、前記特徴量算出部により算出された画像特徴量に基づいて定まる領域を前記画像から抽出する。これにより、領域抽出装置は、撮像された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

また、領域抽出装置１４０は、入力された画像に含まれる画像特徴量（例えば、色成分量）を算出する特徴量算出部１４１と、前記画像特徴量が閾値未満であるか否かを判定する判定部１４２と、前記画像特徴量が閾値未満である場合、ＡＦ評価領域に基づいて定まる領域を前記画像から抽出し、前記画像特徴量が閾値以上である場合、特徴量算出部１４１により算出された画像特徴量に基づいて定まる領域を前記画像から抽出する領域抽出部１４４と、を備える。
この構成により、領域抽出部１４４は、前記画像特徴量が閾値未満である場合、ＡＦ評価領域に基づいて定まる領域を前記画像から抽出し、前記画像特徴量が閾値以上である場合、特徴量算出部１４１により算出された画像特徴量に基づいて定まる領域を前記画像から抽出する。これにより、領域抽出装置は、入力された画像から主要被写体の領域を適切に抽出することができる。

また、特徴量算出部１４１は、前記画像特徴量である色成分量を算出する。
これにより、領域抽出装置は、入力された画像から主要被写体の領域を、色成分量に基づいて適切に抽出することができる。

また、撮像装置１００は、領域抽出装置１４０と、領域抽出装置１４０が抽出した領域に合焦させるようＡＦレンズ１１２により焦点を調節するＣＰＵ１９０と、前記領域を含む画像を撮像する撮像部１１０と、を備える。
この構成により、領域抽出装置１４０は、撮像された画像から主要被写体の領域を適切に抽出する。これにより、撮像装置１００は、主要被写体の領域を撮像することができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

例えば、色成分は、色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ）により表現されてもよいし、ＲＧＢ信号により表現されてもよい。

また、上記に説明した領域抽出装置、撮像装置を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、実行処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１００…撮像装置、１１０…撮像部、１１１…レンズ鏡筒、１４０…領域抽出装置、１４１…特徴量算出部、１４２…判定部、１４３…受信部、１４４…領域抽出部、１４５…優先度設定部

Claims (31)

1. 色情報により画像から第１領域を抽出する第１抽出部と、
   輝度情報により前記画像から第２領域を抽出する第２抽出部と、
   前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２領域を特定領域として設定する設定部と、
   を備える領域抽出装置。
2. 前記第２抽出部は、輝度情報により前記画像から前記第２領域とは異なる第３領域を抽出し、
   前記設定部は、前記第２領域及び前記第３領域のうち、前記画像の中心位置に近い領域を前記特定領域として設定する請求項１に記載の領域抽出装置。
3. 前記設定部は、前記第２領域の重心位置から前記画像の中心位置までの距離と、前記第３領域の重心位置から前記画像の中心位置までの距離と、のうち、距離が短い領域を前記特定領域として設定する請求項２に記載の領域抽出装置。
4. 前記第２抽出部は、輝度情報により前記画像から前記第２領域とは異なる第３領域を抽出し、
   前記設定部は、前記第２領域及び前記第３領域のうち、慣性モーメントが小さい領域を前記特定領域として設定する請求項１に記載の領域抽出装置。
5. 前記第２抽出部は、輝度情報により前記画像から前記第２領域とは異なる第３領域を抽出し、
   前記設定部は、前記第２領域及び前記第３領域のうち、所定の面積に近い領域を前記特定領域として設定する請求項１に記載の領域抽出装置。
6. 前記設定部は、前記第１領域の画像信号が閾値未満でない場合、前記第１領域を前記特定領域として設定する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
7. 前記設定部は、前記第１領域の画像信号から色成分量を算出し、前記色成分量が閾値未満であるか否かを判定する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
8. 前記設定部は、前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２抽出部の分解能を調節する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
9. 前記設定部は、逆光状態で撮像された場合、画像に含まれる予め定められた複数の領域から前記特定領域を設定する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
10. 色情報により画像から領域を抽出する第１抽出部と、
    輝度情報により前記画像から領域を抽出する第２抽出部と、
    前記第１抽出部により抽出された領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２抽出部により抽出された領域を特定領域として設定する設定部と、
    を備える領域抽出装置。
11. 前記第２抽出部は、輝度情報により前記画像から複数の領域を抽出し、
    前記設定部は、前記複数の領域のうち、前記画像の中心位置に近い領域を前記特定領域として設定する請求項１０に記載の領域抽出装置。
12. 前記設定部は、前記複数の領域のうち、前記領域の重心位置から前記画像の中心位置までの距離が短い領域を前記特定領域として設定する請求項１１に記載の領域抽出装置。
13. 前記第２抽出部は、輝度情報により前記画像から複数の領域を抽出し、
    前記設定部は、前記複数の領域のうち、慣性モーメントが小さい領域を前記特定領域として設定する請求項１０に記載の領域抽出装置。
14. 前記第２抽出部は、輝度情報により前記画像から複数の領域を抽出し、
    前記設定部は、前記複数の領域のうち、所定の面積に近い領域を前記特定領域として設定する請求項１０に記載の領域抽出装置。
15. 前記設定部は、前記第１抽出部により抽出された領域の画像信号が閾値未満でない場合、前記第１抽出部により抽出された領域を特定領域として設定する請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
16. 前記設定部は、前記第１抽出部により抽出された領域の画像信号から色成分量を算出し、前記色成分量が閾値未満であるか否かを判定する請求項１０から請求項１５のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
17. 前記設定部は、前記第１抽出部により抽出された領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２抽出部の分解能を調節する請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
18. 前記設定部は、逆光状態で撮像された場合、画像に含まれる予め定められた複数の領域から前記特定領域を設定する請求項１０から請求項１７のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
19. 色情報により画像から第１領域を抽出するとともに、輝度情報により前記画像から第２領域を抽出する抽出部と、
    前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２領域を特定領域として設定する設定部と、
    を備える領域抽出装置。
20. 前記抽出部は、輝度情報により前記画像から前記第２領域とは異なる第３領域を抽出し、
    前記設定部は、前記第２領域及び前記第３領域のうち、前記画像の中心位置に近い領域を前記特定領域として設定する請求項１９に記載の領域抽出装置。
21. 前記設定部は、前記第２領域の重心位置から前記画像の中心位置までの距離と前記第３領域の重心位置から前記画像の中心位置までの距離とのうち、距離が短い領域を前記特定領域として設定する請求項２０に記載の領域抽出装置。
22. 前記抽出部は、輝度情報により前記画像から前記第２領域とは異なる第３領域を抽出し、
    前記設定部は、前記第２領域及び前記第３領域のうち、慣性モーメントが小さい領域を前記特定領域として設定する請求項１９に記載の領域抽出装置。
23. 前記抽出部は、輝度情報により前記画像から前記第２領域とは異なる第３領域を抽出し、
    前記設定部は、前記第２領域及び前記第３領域のうち、所定の面積に近い領域を前記特定領域として設定する請求項１９に記載の領域抽出装置。
24. 前記設定部は、前記第１領域の画像信号が閾値未満でない場合、前記第１領域を特定領域として設定する請求項１９から請求項２３のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
25. 前記設定部は、前記第１領域の画像信号から色成分量を算出し、前記色成分量が閾値未満であるか否かを判定する請求項１９から請求項２４のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
26. 前記設定部は、前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記抽出部の分解能を調節して前記第２領域を抽出する請求項１９から請求項２５のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
27. 前記設定部は、逆光状態で撮像された場合、画像に含まれる予め定められた複数の領域から前記特定領域を設定する請求項１９から請求項２６のいずれか一項に記載の領域抽出装置。
28. 光学系から射出された光を撮像する撮像素子と、
    請求項１から請求項２７のいずれか一項に記載の領域抽出装置と、
    前記特定領域からの信号を用いて前記光学系を制御する制御部と、
    を備える撮像装置。
29. コンピュータに、
    色情報により画像から第１領域を抽出する手順と、
    輝度情報により前記画像から第２領域を抽出する手順と、
    前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２領域を特定領域として設定する手順と、
    を実行させるための領域抽出プログラム。
30. コンピュータに、
    色情報により画像から領域を抽出する第１抽出手順と、
    輝度情報により前記画像から領域を抽出する第２抽出手順と、
    前記第１抽出手順により抽出された領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２抽出手順により抽出された領域を特定領域として設定する設定手順と、
    を実行させるための領域抽出プログラム。
31. コンピュータに、
    色情報により画像から第１領域を抽出するとともに、輝度情報により前記画像から第２領域を抽出する手順と、
    前記第１領域の画像信号が閾値未満である場合、前記第２領域を特定領域として設定する手順と、
    を実行させるための領域抽出プログラム。

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