JP4218712B2 - 顔検出装置、撮像装置および顔検出方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の要部構成を示すブロック図である。なお、この図1では、画像データの経路を実線の矢印で、制御データの経路を点線の矢印で、それらの制御データのうち顔の検出結果を示すデータの経路を破線の矢印で、それぞれ示している。
まず、図2は、顔検出回路の内部構成例を示すブロック図である。
〔ステップS11〕CPU21は、顔検出回路14のコントローラ44に対して、顔検出パラメータを設定する。コントローラ44は、この顔検出パラメータの設定に応じて、次のステップS12以降の動作を制御する。
ここで、上記のステップS11の顔検出パラメータの設定について補足説明する。
動画像の撮像時には、記録した動画像が一般のテレビジョンモニタで表示されることから、撮像装置は常に一定の向きで使用され、撮像された画像は図4(A)に示すように、走査基準点Px0が左上となるような横長画角の画像となる。これに対して、静止画像の撮像時には撮像装置が様々に傾けられて使用されるので、図4(A)の画角以外に、図4(B)のように走査基準点Px0が右上となるように撮像装置が右向きに傾けられた縦長画角や、図4(C)に示すように撮像装置が左向きに傾けられた縦長画角などが想定される。このように、画像の傾きが異なると、その中の顔の向きも異なってしまうため、顔検出の際にどの方向に対して顔を探索すべきかを制御する必要が生じる。このために、顔検出回路14のコントローラ44は、CPU21からの顔検出パラメータに応じて、顔検出コア43に対して顔の探索角度を設定できるようになっている。
顔検出コア43に対して設定される顔の探索角度としては、例として図5に示すように、0°、+90°、−90°、180°の4種類が設定可能となっている。この定義では、図4(A)に示す画角での顔の探索角度が基準である0°となっており、−90°、+90°がそれぞれ図4(B)、(C)に示す画角での探索角度に対応する。
プログラマブル信号処理回路15は、RAM51、DSP52および53、コントローラ54を具備している。RAM51には、画像RAM19から読み出された画像データや、コントローラ54から供給されるプログラムなどが一時的に記憶される。DSP52および53は、RAM51に記憶されたプログラムを実行することで顔検出処理などを実行する信号処理モジュールであり、本実施の形態では例として2つ設けられている。コントローラ54は、CPU21からの制御情報に応じて、DSP52および53の動作を制御し、RAM51の書き込み・読み出しアドレスを指定する。
[第1の顔検出処理]
図7は、第1の顔検出処理の概要を説明するための図である。
〔ステップS111〕CPU21は、顔検出回路14に対して顔検出パラメータを設定する。
〔ステップS114〕CPU21は、顔検出回路14から供給された検出結果を基に、プログラマブル信号処理回路15に対する顔検出パラメータを設定する。ここでは例えば、顔検出回路14によって検出された顔領域とその周囲のみを顔の探索範囲とするように、プログラマブル信号処理回路15に対して顔検出パラメータにより指示する。なお、プログラマブル信号処理回路15のRAM51に対しては、例えばステップS111の実行前にあらかじめ必要な顔検出プログラムがCPU21からあらかじめロードされる。
〔ステップS117〕CPU21は、プログラマブル信号処理回路15からの顔の検出結果を基に最終的な顔の検出結果を生成する。
〔ステップS118〕CPU21は、顔検出処理を終了するか否かを判断し、終了しない場合はステップS119の処理を実行する。
図9は、第2の顔検出処理の概要を説明するための図である。
図9に示す第2の顔検出処理では、顔検出回路14は、入力画像P2の全体から顔を検出し、その顔の全体が含まれる領域の情報を出力する(ステップS201)。また、プログラマブル信号処理回路15は、入力画像P2から、目、口、口唇、鼻、眉、メガネ、マスクなど、顔の内部および周囲のパーツ(以下、単に「顔のパーツ」と呼ぶ。)の位置や状態(パーツの向き、傾き、形状など)を検出する(ステップS202)。このとき、プログラマブル信号処理回路15は、入力画像P2のうち、顔検出回路14によって検出された顔領域のみ、またはその周囲を含む領域のみを、顔のパーツの探索領域とすることで、パーツ検出に要する時間を短縮する。
〔ステップS211〕CPU21は、顔検出回路14に対して顔検出パラメータを設定する。
なお、ステップS214〜S216の処理を、顔検出回路14によって顔が検出された場合のみ実行してもよい。
図11は、第3の顔検出処理の概要を説明するための図である。
図11に示す第3の顔検出処理では、顔検出回路14は、入力画像P3のデータのうち輝度情報のみから顔を検出する(ステップS301)。一方、プログラマブル信号処理回路15は、入力画像P3の中の肌色領域を示す情報を基に顔を検出する(ステップS302)。例えば、肌色の色相の領域を検出し、その領域またはその周囲を含む領域から、顔検出回路14とは異なる検出アルゴリズムにより顔を検出する。あるいは、検出した肌色領域自体を顔領域として検出してもよい。
〔ステップS311〕CPU21は、顔検出回路14に対して顔検出パラメータを設定する。
〔ステップS314〕一方、CPU21は、ステップS311の処理と並行して、プログラマブル信号処理回路15に対して顔検出パラメータを設定する。
〔ステップS317〕CPU21は、顔検出回路14およびプログラマブル信号処理回路15からの各検出結果を基に、最終的な検出結果を生成する。
〔ステップS319〕CPU21は、顔検出回路14およびプログラマブル信号処理回路15からの各検出結果を基に、それぞれのブロックに対する顔検出パラメータを再計算する。この後、ステップS311およびS314に戻って、算出した顔検出パラメータを各ブロックに設定し、次の画像からの顔検出処理を開始させる。
図13は、第4の顔検出処理の概要を説明するための図である。
第4の顔検出処理は、入力画像から特定の人物、あるいは特定の性質を持つ人物の顔を検出するものである。図13に示すように、顔検出回路14は、入力画像P4の全体から特に人物や性質などを特定せずに一般的な顔検出を行い、顔領域の座標やサイズ、顔の向き、傾きなどを出力する(ステップS401)。プログラマブル信号処理回路15は、入力画像P4から、特定の人物や特定の性質を持つ人物の顔を検出する(ステップS402)。このとき、プログラマブル信号処理回路15は、入力画像P4のうち、顔検出回路14によって検出された顔領域、またはその周囲を含む領域のみを顔の探索領域とすることで、顔検出に要する時間が短縮される。
この図14の処理では、特定の性質を持つ顔を検出する場合の例として、女性の顔、乳幼児の顔、東洋人の顔のいずれかを、ユーザの選択操作に応じて検出できるようになっている。
〔ステップS412〕顔検出回路14のコントローラ44は、CPU21からの顔検出パラメータに応じて拡大・縮小回路41、画像メモリ42および顔検出コア43を制御し、画像RAM19から順次読み込んだ1フレーム分の画像データを基に、一般的な顔を検出する処理を実行させる。
〔ステップS418〜S420〕これらのステップの処理は、それぞれステップS415〜S417の処理とほぼ同じである。異なる点は、ステップS418において、CPU21が、乳幼児の顔検出用データベースを顔検出パラメータによりプログラマブル信号処理回路15に設定し、ステップS419において、プログラマブル信号処理回路15がこのデータベースを用いて顔検出を行う点である。
なお、ステップS414〜S424の処理を、顔検出回路14によって顔が検出された場合のみ実行してもよい。
〔ステップS426〕CPU21は、プログラマブル信号処理回路15からの顔の検出結果を基に、顔検出回路14に対する顔検出パラメータを再計算する。この後、ステップS411に進んで、算出した顔検出パラメータを顔検出回路14に設定し、次の画像からの顔検出処理を開始させる。また、その後のステップS415,S418,S421のいずれかの処理では、ステップS426で算出した顔検出パラメータをプログラマブル信号処理回路15に対して設定する。
図15は、本発明の他の実施の形態に係る画像記録再生装置の構成を示すブロック図である。なお、この図15では、図1に対応するブロックには同じ符号を付して示している。
Claims (11)
- 入力された画像から人物の顔を検出する顔検出装置において、
入力画像からの顔検出に特化したハードウェア回路からなる顔検出回路と、
入力画像から顔を検出するための顔検出プログラムを含む書き換え可能なプログラムに従って、入力画像信号を基に信号処理を実行する信号処理回路と、
前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれに、同じフレームの画像または連続したうちの近傍のフレームの画像からの顔検出処理を並列に実行させ、前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれによる顔の検出結果を基に最終的な顔の検出結果を出力する制御部と、
を有し、
前記顔検出回路および前記信号処理回路は、それぞれ入力画像に基づく異なる情報を基に顔検出処理を実行し、
前記制御部は、前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれによる顔の検出結果を互いに補完して、最終的な顔の検出結果を出力することを特徴とする顔検出装置。 - 前記顔検出回路は、入力画像信号の輝度成分を基に顔検出処理を実行し、
前記信号処理回路は、入力画像内の肌色領域を示す情報を基に顔検出処理を実行する、
ことを特徴とする請求項1記載の顔検出装置。 - 前記信号処理回路は、入力画像から前記肌色領域を検出し、当該肌色領域を顔の領域と判別することを特徴とする請求項2記載の顔検出装置。
- 前記信号処理回路は、入力画像の中の前記肌色領域を含む所定領域から、前記顔検出回路とは異なる検出アルゴリズムを用いて顔を検出することを特徴とする請求項2記載の顔検出装置。
- 前記顔検出回路および前記信号処理回路は、入力画像信号のうちの互いに異なる信号成分を基に顔検出処理を実行することを特徴とする請求項1記載の顔検出装置。
- 前記制御部は、前記信号処理回路が1つの入力画像に対する顔検出処理を実行している間に、前記顔検出回路に連続した複数の入力画像に対する顔検出処理を実行させ、前記顔検出回路から顔が検出されるたびに、その検出結果と、前記信号処理回路からの最新の顔の検出結果とを基に最終的な検出結果を出力することを特徴とする請求項1記載の顔検出装置。
- 前記制御部は、前記顔検出回路または前記信号処理回路の少なくとも一方からの顔の検出結果を基に、前記顔検出回路または前記信号処理回路の少なくとも一方による次の入力画像からの顔検出動作を制御するためのパラメータを再設定することを特徴とする請求項1記載の顔検出装置。
- 前記制御部は、前記顔検出回路による顔の検出結果と、前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれによる顔の検出結果に基づく情報のいずれかを、最終的な顔の検出結果として必要に応じて選択して出力し、前記顔検出回路による顔の検出結果を最終的な顔の検出結果として出力する場合には、前記信号処理回路による顔検出処理を停止させることを特徴とする請求項1記載の顔検出装置。
- 固体撮像素子を用いて画像を撮像する撮像装置において、
入力画像からの顔検出に特化したハードウェア回路からなる顔検出回路と、
入力画像から顔を検出するための顔検出プログラムを含む書き換え可能なプログラムに従って、入力画像信号を基に信号処理を実行する信号処理回路と、
前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれに、撮像によって連続的に得られた画像のうちの同じフレームの画像または近傍のフレームの画像からの顔検出処理を並列に実行させ、前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれによる顔の検出結果を基に最終的な顔の検出結果を出力する制御部と、
を有し、
前記顔検出回路および前記信号処理回路は、それぞれ入力画像に基づく異なる情報を基に顔検出処理を実行し、
前記制御部は、前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれによる顔の検出結果を互いに補完して、最終的な顔の検出結果を出力することを特徴とする撮像装置。 - 前記制御部は、前記顔検出回路による顔の検出結果と、前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれによる顔の検出結果に基づく情報のいずれかを、最終的な顔の検出結果として撮像動作の状態に応じて選択して出力し、前記顔検出回路による顔の検出結果を最終的な顔の検出結果として出力する場合には、前記信号処理回路による顔検出処理を停止させることを特徴とする請求項9記載の撮像装置。
- 入力された画像から人物の顔を検出するための顔検出方法において、
顔検出に特化したハードウェア回路からなる顔検出回路が、入力画像から顔を検出し、
顔を検出するための顔検出プログラムを含む書き換え可能なプログラムに従って入力画像信号を基に信号処理を実行する信号処理回路が、前記顔検出プログラムを実行することで、前記顔検出回路への入力と同じフレームの画像または連続したうちの近傍のフレームの画像からの顔検出処理を前記顔検出回路の処理と並行して実行し、
制御部が、前記顔検出回路および前記信号処理回路のそれぞれによる顔の検出結果を基に、当該各検出結果を互いに補完して最終的な顔の検出結果を出力する、
処理を含み、
前記顔検出回路による顔検出処理および前記信号処理回路による顔検出処理は、それぞれ入力画像に基づく異なる情報を基に実行されることを特徴とする顔検出方法。
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