JP2016208098A - 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム - Google Patents
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<撮像装置の外観>
図1は本実施形態に係る撮像装置の外観を示す図であり、図1(a)は撮像装置の前面、図1(b)は背面の外観を示している。撮像装置101は、光学部102、撮像ボタン103、ストロボ104、距離取得部105、表示部106、および操作ボタン107を有している。
図2は本実施形態における撮像装置101の内部構成を示すブロック図である。
図3は本実施形態における画像処理部209の機能構成を示すブロック図である。現像処理部301は、A/D変換部208から取得したRAW画像データに対してホワイトバランス処理、デモザイク処理、ノイズリダクション処理、色変換処理、エッジ強調処理およびガンマ処理等を施し、カラー画像データを生成する。生成したカラー画像データは表示部106へ出力して表示したり、RAM204、PC/メディア213などの記憶装置に記憶することができる。なお、本実施形態では、現像処理部301はガンマ処理を施さずにカラー画像データを生成し、ライティング部305に出力する。
図4は本実施形態の撮像装置における画像処理部209の動作手順を示すフローチャートである。本実施形態において、画像処理部209は、カラー画像データから取得した顔情報と、ユーザ指示に基づき取得した被写体位置P0とを用いて、選択された被写体に対応する補正距離データを距離画像データから生成する。そして、被写体の顔情報と、あらかじめ保持していた顔法線モデルとに基づき、被写体の顔に合わせた法線画像データを生成する。その後、ユーザ操作によって設定された照明パラメータ、補正距離データ及び生成された法線画像データに基づき、カラー画像データに仮想光源を追加するライティング処理を行い補正画像データを生成する。以下、画像処理部209の動作手順の詳細について述べる。
ここでは、ステップS409で距離補正部302が行う補正距離データ生成処理について、図7に示すフローチャートを参照して説明する。ステップS701において、距離補正部302は、顔情報と被写体位置P0と距離画像データとに基づき被写体候補領域の抽出を行う。図8(a)(b)を用いて本ステップの処理を説明する。まず、距離補正部302は、顔情報が示す顔領域の中から被写体位置P0に最も近い顔領域601を選択する。そして、選択された顔領域中の各画素の距離値を距離画像データから取得し、それらの平均値を顔領域の距離値として算出する。その後、距離補正部302は、顔領域の距離値との距離値の差が所定の閾値以下となる画素とそれ以外の画素とに分けた二値画像801を生成する。すなわち、ここで行われる処理は、選択された被写体からの距離が所定の範囲に含まれる被写体とそれ以外の被写体とを判別する処理である。ここで、二値画像801において、顔領域の距離値との距離値の差が閾値以下である画素を被写体候補領域802とする。なお、ここで行われる被写体候補領域の判別は上記の方法に限られず、単に選択された被写体位置からの距離値の差が所定の閾値以内となる領域を被写体候補領域として決定してもよい。
ここでは、ステップS410で法線生成部304が行う補正法線データ生成処理について説明する。本実施形態における補正法線データ生成処理は、ROM203やPC/メディア213に格納された顔法線モデルを、カラー画像データに基づいて補正する処理である。以下、補正法線データ生成処理の詳細について図9に示すフローチャートを参照して述べる。
上記ステップS904からステップS906により、法線画像データの1003中の顔の輪郭を、カラー画像データ中の被写体の輪郭に合わせる事ができる。
ここでは、ステップS411で行われるライティング処理について説明する。本実施形態におけるライティング処理は、補正距離データ、補正法線データに基づき、ユーザ操作によって設定された照明パラメータに応じてカラー画像データに対して仮想光源を加える処理を行って補正画像を生成する処理である。以下、ライティング処理の詳細について図12に示すフローチャートを参照して説明する。
実施形態1では被写体の画素値によらずにカラー画像データの画素値を補正する例について生成した。実施形態2では、被写体の輝度値に基づいて補正量を制御する方法について説明する。被写体の輝度値に基づいて補正量を制御することにより、あらかじめ輝度値の高い領域を補正した場合に発生する白とびや、暗部を補正した際に発生するノイズ増加を抑制することができる。
実施形態1、実施形態2ではシーンに対して仮想光源を付与することにより暗く写っている被写体を明るくするようなライティング処理を行う例について説明した。実施形態3では、ストロボの発光の影響などで平坦に写ってしまった被写体に対して影を付与することにより、被写体の立体感を強調する方法について説明する。
上記の実施形態では、シーンに仮想的な光源を付与するリライティング処理と、画像に影を付与するリライティング処理とについて説明した。実施形態4では、上記の2つの処理を撮影条件に基づいて切り替える方法について説明する。図17は、実施形態4における画像処理部209の動作手順を示すフローチャートである。実施形態1と比較し、新たにステップS1701とステップS1702とが加わっている点が異なる。
本発明の実施形態は上記に示す実施形態に限定されるものではない。例えば、ライティング処理において法線画像データを用いずに、被写体の距離情報を直接用いてライティング処理を行うようにしてもよい。この場合は、上記の式とは異なる計算式を用いる必要があるため処理が煩雑になるが、本発明と同様の効果を得ることができる。また、その際に顔法線モデルの代わりに所定の顔の3Dモデルを保持しておいてもよい。すなわち、本発明の実施において、被写体の3次元形状を示す情報を広く用いることが可能である。また、顔法線モデルの代わりに所定の顔の3Dモデルを保持しておき、変形した3Dモデルに基づいて法線情報を取得するようにしてもよい。
302 距離補正部
303 顔検出部
304 法線補正部
305 ライティング部
Claims (21)
- 被写体を含む画像を表わす画像データを取得する画像取得手段と、
前記被写体を撮像した撮像装置から前記被写体までの距離を、前記画像データの各画素について示す距離情報を取得する距離取得手段と、
前記画像データが示すシーンにおいて、光源の位置を設定する設定手段と、
所定の顔の3次元形状を表わす顔モデルデータを保持する保持手段と、
前記画像データが表わす画像において顔を検出する検出手段と、
前記顔モデルデータを前記検出手段により検出された顔に基づいて変形することで、補正顔データを生成する変形手段と、
前記補正顔データと前記距離情報と前記光源の位置とに基づいて、前記画像データの画素値を補正するライティング処理を行う処理手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記距離情報を補正する補正手段を更に有し、
前記補正手段は、
前記画像データにおいて、ユーザが指示した画素位置を示す情報を取得し、
前記画素位置に基づいて、ユーザに指示された被写体からの距離が所定の範囲に含まれる被写体とユーザに指示された被写体からの距離が所定の範囲に含まれない被写体とを判別し、
前記ユーザに指示された被写体からの距離が所定の範囲に含まれない被写体に対応する距離情報を第一の距離値に補正し、前記ユーザに指示された被写体からの距離が所定の範囲に含まれない被写体に対応する距離情報を前記第一の距離値よりも小さい第二の距離値に補正し、
前記処理手段は、前記補正顔データと、前記補正手段により補正された距離情報と、前記光源の位置とに基づいて前記ライティング処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記補正手段は、前記補正手段により補正された距離情報の、前記第一の距離値に補正された領域に対して、前記画像データの画素値に基づく平滑化処理を更に施すことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記平滑化処理はジョイントバイラテラルフィルタによる処理であることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記距離情報に基づいて、前記被写体の表面における法線方向を前記画像データの各画素について示す法線情報を取得する法線取得手段を更に備え、
前記処理手段は、前記補正顔データと前記法線情報と前記光源の位置とに基づいて前記ライティング処理を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記顔モデルデータは、前記所定の顔を示す画像の各画素において、前記所定の顔表面の法線方向を格納した法線画像データであり、
前記法線取得手段は、前記法線情報の前記検出手段により検出された顔に対応する領域の法線情報を、前記補正顔データに基づいて補正し、
前記処理手段は、前記補正顔データに基づいて補正された前記法線情報と、前記光源の位置とに基づいて前記ライティング処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。 - 前記変形手段は、前記変形された前記顔モデルデータに対して、前記画像データの画素値を基準とするジョイントバイラテラルフィルタを更に作用させることで前記補正顔データを生成することを特徴とする請求項5又は6に記載の画像処理装置。
- 前記顔モデルデータは、前記所定の顔を示す画像の各画素において、前記所定の顔表面の法線方向を、互いに直交する3本の座標軸の方向における成分として有し、
前記変形手段は、前記座標軸の方向それぞれについて前記ジョイントバイラテラルフィルタを作用させることを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記保持手段は、前記顔モデルデータに含まれる少なくとも一つの器官の位置を示す情報を更に保持し、
前記検出手段は、前記画像データにおいて検出した顔に含まれる前記少なくとも一つの器官の位置を取得し、
前記変形手段は、前記顔モデルデータに含まれる前記少なくとも一つの器官の位置と、前記検出手段により取得された前記少なくとも一つの器官の位置とに基づいて前記顔モデルデータを変形することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記変形手段は、前記顔モデルデータにおける前記少なくとも一つの器官の位置を、前記検出手段により取得された前記少なくとも一つの器官の位置に合わせるように、前記顔モデルデータを変形することを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。
- 前記器官は、目を含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の画像処理装置。
- 前記器官は、口を含むことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記器官は、鼻を含むことを特徴とする請求項9乃至12のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記ライティング処理は、前記画像データの各画素に対応する被写体位置と前記設定手段により設定された前記光源の位置との間の距離に応じて前記画像データの画素値を加算する処理であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記ライティング処理は、前記画像データの各画素に対応する被写体位置と前記設定手段により設定された前記光源の位置との間の距離に応じて前記画像データの画素値を減算する処理であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記処理手段は、前記画像データを撮像した際のストロボ発光の有無を示す情報を取得し、
前記画像データを撮像した際にストロボ発光がなされている場合に、前記ライティング処理として、前記画像データの各画素に対応する被写体位置と前記設定手段により設定された前記光源の位置との間の距離に応じて前記画像データの画素値を減算する処理を行い、
前記画像データを撮像した際にストロボ発光がなされていない場合に、前記ライティング処理として、前記画像データの各画素に対応する被写体位置と前記設定手段により設定された前記光源の位置との間の距離に応じて前記画像データの画素値を加算する処理を行うことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記処理手段は、前記画像データの各画素の画素値の補正の度合いを、前記画像データの各画素における輝度値に基づいて決定することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記処理手段は、前記画像データにおいて、輝度値が大きい画素ほど画素値の補正の度合いを小さくすることを特徴とする請求項17に記載の画像処理装置。
- 前記光源の位置は、実際には存在しない仮想的な光源の位置であることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 被写体を含む画像を表わす画像データを取得する画像取得工程と、
前記被写体を撮像した撮像装置から前記被写体までの距離を、前記画像データの各画素について示す距離情報を取得する距離取得工程と、
前記画像データが示すシーンにおいて、光源の位置を設定する設定工程と、
所定の顔の3次元形状を表わす顔モデルデータを保持する保持工程と、
前記画像データが表わす画像において顔を検出する検出工程と、
前記顔モデルデータを前記検出工程により検出された顔に基づいて変形することで、補正顔データを生成する変形工程と、
前記補正顔データと前記距離情報と前記光源の位置とに基づいて、前記画像データの画素値を補正するライティング処理を行う処理工程とを含むことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを請求項1乃至19のいずれか一項に記載の画像処理装置として機能させるプログラム。
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