JP5090474B2 - 電子カメラおよび画像処理方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態1では、顔検出と色情報を利用した追跡を併用することによって、顔検出だけでは不可能な、後ろを向いた頭部の追跡も可能とする画像処理装置について述べる。すなわち、実施の形態1の画像処理装置(電子カメラ)は、従来の顔検出および顔向き認識を用いて、追尾撮影の対象となる対象物が存在するであろうターゲット領域を特定する。そして、毎フレーム、ターゲット領域が特定される都度、対象物の色の特徴量を抽出して更新する。顔検出ができなくなった場合には、更新された対象物の色特徴を用いてターゲット領域を特定し、色の登録特徴量を更新する。
実施の形態2では、円形状情報のように回転に不変な情報と色情報とを利用した追跡、頭部(正面向きの顔だけでなく顔が見えない後ろ向きの場合も含む)の追跡も可能とする電子カメラについて述べる。すなわち、実施の形態2では、顔向き情報の代わりに円形状の情報を用いて、色特徴を更新するための更新領域の位置を決定する。
101 レンズ
102 シャッター
103 撮像素子
104 AD変換器
105 タイミング発生回路
106 DA変換器
107 メモリ制御回路
108 システム制御回路
109 画像処理回路
110 画像表示メモリ
111 メモリ
112 リサイズ回路
113 フラッシュ
114 測距制御部
115 ズーム制御部
116 バリア制御部
117 保護部
118 メモリ
119 表示部
120 不揮発性メモリ
121 モードダイアル
123 シャッタースイッチ
124 記録部
125 電源制御部
126 電源部
127 コネクタ
128 電源部
129 インタフェース
130 インタフェース
131 コネクタ
132 コネクタ
133 光学ファインダ
134 通信部
135 アンテナ
136 初期特徴量抽出部
137 追跡処理部
138 追跡先頭フレーム指定回路
139 更新領域検知回路
140 更新判定回路
141 終了判定回路
142 位置補正回路
143 登録特徴量更新回路
144 追跡結果描画回路
145 カメラ制御回路
146 顔検出回路
147 顔向き認識回路
148 画像表示部
149 露光制御部
200 フレーム(a)での追尾結果
201 フレーム(b)での追尾結果
202 フレーム(b)での正解位置
301 探索領域
302 追跡ウィンドウ
303 追跡ウィンドウ領域の色ヒストグラム
401 リファレンス画像の色ヒストグラム
402 入力画像の色ヒストグラム
501 顔検出領域
502 リファレンス領域
S601 入力画像ステップ
S602 顔検出ステップ
S603 顔向き認識ステップ
S604 初期登録特徴抽出ステップ
S605 追跡処理ステップ
S606 顔検出ステップ
S607 顔検出判定ステップ
S608 初期登録特徴更新ステップ
S609 追尾枠表示部・カメラ制御ステップ
S610 追跡評価値比較ステップ
S611 追跡終了ステップ
S612 初期登録特徴量更新ステップ
S801 入力画ステップ
S802 顔検出ステップ
S803 初期登録特徴抽出ステップ
S804 追跡処理ステップ
S805 円検出ステップ
S806 追跡終了判定ステップ
S807 特徴量更新判定ステップ
S808 特徴量更新ステップ
S809 追尾枠表示部・カメラ制御ステップ
S810 追跡終了ステップ
900 部分画像切り出し部
901 特徴量評価部1
902 特徴量評価部2
903 特徴量評価部3
1000 部分画像
1001 入力画像
Claims (19)
- 連続して撮影する画像の各フレーム内において追尾の対象となる対象物が写っている対象領域を特定して表示する機能を持つ電子カメラであって、
前記対象物の特徴を定量的に示すあらかじめ登録された第一の特徴量を用いて、フレーム内のあらかじめ定められた範囲内を探索し、前記探索結果として得られた領域内の画像に対して前記対象物の画像との一致度を示す第一の評価値を算出し、算出した前記第一の評価値に基づいて、前記対象物の画像が存在すると推定されるターゲット領域を特定する追跡処理部と、
前記第一の特徴量とは異なる特徴量であり、かつ、前記対象物の特徴を定量的に示す第二の特徴量を用いて、前記フレーム内のあらかじめ定められた範囲内を探索し、前記探索結果として得られた領域内の画像に対して前記対象物の画像との一致度を示す第二の評価値を算出し、算出した前記第二の評価値に基づいて、前記第一の特徴量を更新するための更新領域を前記フレーム内において特定する更新領域算出部と、
前記追跡処理部において算出された前記第一の評価値と、前記更新領域算出部において算出された前記第二の評価値とのうち少なくとも一つが、あらかじめ定められた条件を満足するか否かを調べることにより、前記第一の特徴量を更新するか否かを判定する更新判定部と、
前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新すると判定された場合、前記更新領域内において抽出された新たな第一の特徴量により、前記第一の特徴量を更新する登録特徴量更新部と、
前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新しないと判定された場合、前記追跡処理部において特定された前記ターゲット領域を前記対象領域と特定して前記ターゲット領域に関する情報を描画し、前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新すると判定された場合、前記更新領域算出部において特定された前記更新領域を前記対象領域と特定して前記更新領域に関する情報を描画する追跡結果描画部とを備え、
前記追跡処理部は、あらかじめ登録された前記第一の特徴量が更新された場合、更新後の第一の特徴量を用いて、新たなフレーム内の新たなターゲット領域を特定する
電子カメラ。 - 前記追跡処理部は、前記第一の特徴量として、対象物の色情報を用いて、前記対象物の画像が存在すると推定されるターゲット領域を特定し、
前記更新領域算出部は、前記第二の特徴量として、対象物の形状情報を用いて前記更新領域を特定する
請求項1記載の電子カメラ。 - 前記更新判定部は、前記更新領域算出部において算出された前記第二の評価値が、前記追跡処理部において算出された前記第一の評価値よりも大きいとき、または、前記更新領域算出部において算出された前記第二の評価値があらかじめ定められた第一の閾値より大きいときに前記第一の特徴量を更新すると判定する
請求項1記載の電子カメラ。 - 前記更新判定部は、前記対象物の画像の画素ごとの平均彩度が高いほど前記第一の閾値に大きな値を設定し、前記対象の平均彩度が低いほど前記第一の閾値に小さな値を設定する
請求項3記載の電子カメラ。 - 前記更新判定部は、さらに、前記追跡処理部において特定された前記ターゲット領域と前記更新領域算出部において特定された前記更新領域との距離があらかじめ定められた第二の閾値以上になったときに更新すると判定する
請求項1記載の電子カメラ。 - 前記電子カメラは、さらに、
前記対象物の追跡が継続不可能か否かを判定する終了判定部を備え、
前記終了判定部は、前記第一の評価値と前記第二の評価値との両方が、あらかじめ定められた第三の閾値より小さいときに前記対象の追跡が継続不可能と判定する
請求項1記載の電子カメラ。 - 前記追跡結果描画部は、前記対象の追跡が継続不可能と判定されたときに、ターゲット領域および更新領域の描画を終了する
請求項6記載の電子カメラ。 - 前記追跡結果描画部は、前記対象の追跡が継続不可能と判定されたときに、追跡不能となったことをユーザに提示する画像を描画する
請求項6記載の電子カメラ。 - 前記追跡結果描画部は、前記対象の追跡が継続不可能と判定されたときに、ユーザに対して再度初期位置設定を促す画像を描画する
請求項6記載の電子カメラ。 - 前記追跡結果描画部は、前記対象の追跡が継続不可能と判定されたときに、新たな顔検出により初期位置設定を行う
請求項6記載の電子カメラ。 - 前記電子カメラは、さらに、
各フレーム内の画像内において顔を検出する顔検出回路と、
前記顔検出回路によって検出された顔の向きを認識する顔向き認識回路とを備え、
前記更新領域算出部は、前記顔向き認識回路によって前記対象物である顔が横を向いていると認識されたとき、真横を向いている顔の領域である更新基準領域を前記更新領域算出部において算出した後、顔部分と髪の毛部分とのあらかじめ指定された位置関係に基づき、前記更新基準領域内における前記更新領域を算出する
請求項1記載の電子カメラ。 - 前記電子カメラは、さらに、前記追跡処理部において特定されたターゲット領域、および、前記更新領域算出部において特定された前記更新領域のいずれかに基づいて、前記電子カメラの動作を調整するためのカメラパラメータを変更するカメラ制御部を有する
請求項1記載の電子カメラ。 - 前記カメラ制御部は、前記カメラパラメータに基づいて、前記電子カメラの筐体および雲台の少なくとも一方の動作を制御し、特定された前記対象物の全体、または一部をフレーム内の所定の位置、およびサイズに合わせるように制御を行う
請求項12記載の電子カメラ。 - 前記電子カメラは、さらに、前記ターゲット領域の初期位置を、ユーザからの入力に基づいて、または、あらかじめ定められた方法を用いて決定するターゲット領域初期設定部を有する
請求項1記載の電子カメラ。 - 前記ターゲット領域初期設定部は、人物、もしくは、顔のいずれか一方の検出位置を初期位置と決定する
請求項14記載の電子カメラ。 - 前記ターゲット領域初期設定部は、AF(オートフォーカス)機能により焦点を合わせた場所を初期位置と決定する
請求項14記載の電子カメラ。 - 連続して撮影する画像の各フレーム内において追尾の対象となる対象物が写っている対象領域を特定して表示する機能を持つ電子カメラにおける画像処理方法であって、
追跡処理部が、前記対象物の特徴を定量的に示すあらかじめ登録された第一の特徴量を用いて、フレーム内のあらかじめ定められた範囲内を探索し、前記探索結果として得られた領域内の画像に対して前記対象物の画像との一致度を示す第一の評価値を算出し、算出した前記第一の評価値に基づいて、前記対象物の画像が存在すると推定されるターゲット領域を特定し、
更新領域算出部が、前記第一の特徴量とは異なる特徴量であり、かつ、前記対象物の特徴を定量的に示す第二の特徴量を用いて、前記フレーム内のあらかじめ定められた範囲内を探索し、前記探索結果として得られた領域内の画像に対して前記対象物の画像との一致度を示す第二の評価値を算出し、算出した前記第二の評価値に基づいて、前記第一の特徴量を更新するための更新領域を前記フレーム内において特定し、
更新判定部が、前記追跡処理部において算出された前記第一の評価値と、前記更新領域算出部において算出された前記第二の評価値とのうち少なくとも一つが、あらかじめ定められた条件を満足するか否かを調べることにより、前記第一の特徴量を更新するか否かを判定し、
登録特徴量更新部が、前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新すると判定された場合、前記更新領域内において抽出された新たな第一の特徴量により、前記第一の特徴量を更新し、
追跡結果描画部が、前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新しないと判定された場合、前記追跡処理部において特定された前記ターゲット領域を前記対象領域と特定して前記ターゲット領域に関する情報を描画し、前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新すると判定された場合、前記更新領域算出部において特定された前記更新領域を前記対象領域と特定して前記更新領域に関する情報を描画し、
前記追跡処理部は、あらかじめ登録された前記第一の特徴量が更新された場合、更新後の第一の特徴量を用いて、新たなフレーム内の新たなターゲット領域を特定する
画像処理方法。 - 連続して撮影する画像の各フレーム内において追尾の対象となる対象物が写っている対象領域を特定して表示する機能を持つ集積回路であって、
前記対象物の特徴を定量的に示すあらかじめ登録された第一の特徴量を用いて、フレーム内のあらかじめ定められた範囲内を探索し、前記探索結果として得られた領域内の画像に対して前記対象物の画像との一致度を示す第一の評価値を算出し、算出した前記第一の評価値に基づいて、前記対象物の画像が存在すると推定されるターゲット領域を特定する追跡処理部と、
前記第一の特徴量とは異なる特徴量であり、かつ、前記対象物の特徴を定量的に示す第二の特徴量を用いて、前記フレーム内のあらかじめ定められた範囲内を探索し、前記探索結果として得られた領域内の画像に対して前記対象物の画像との一致度を示す第二の評価値を算出し、算出した前記第二の評価値に基づいて、前記第一の特徴量を更新するための更新領域を前記フレーム内において特定する更新領域算出部と、
前記追跡処理部において算出された前記第一の評価値と、前記更新領域算出部において算出された前記第二の評価値とのうち少なくとも一つが、あらかじめ定められた条件を満足するか否かを調べることにより、前記第一の特徴量を更新するか否かを判定する更新判定部と、
前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新すると判定された場合、前記更新領域内において抽出された新たな第一の特徴量により、前記第一の特徴量を更新する登録特徴量更新部と、
前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新しないと判定された場合、前記追跡処理部において特定された前記ターゲット領域を前記対象領域と特定して前記ターゲット領域に関する情報を描画し、前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新すると判定された場合、前記更新領域算出部において特定された前記更新領域を前記対象領域と特定して前記更新領域に関する情報を描画する追跡結果描画部とを備え、
前記追跡処理部は、あらかじめ登録された前記第一の特徴量が更新された場合、更新後の第一の特徴量を用いて、新たなフレーム内の新たなターゲット領域を特定する
集積回路。 - 連続して撮影する画像の各フレーム内において追尾の対象となる対象物が写っている対象領域を特定して表示する機能を持つ画像処理プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
追跡処理部が、前記対象物の特徴を定量的に示すあらかじめ登録された第一の特徴量を用いて、フレーム内のあらかじめ定められた範囲内を探索し、前記探索結果として得られた領域内の画像に対して前記対象物の画像との一致度を示す第一の評価値を算出し、算出した前記第一の評価値に基づいて、前記対象物の画像が存在すると推定されるターゲット領域を特定し、
更新領域算出部が、前記第一の特徴量とは異なる特徴量であり、かつ、前記対象物の特徴を定量的に示す第二の特徴量を用いて、前記フレーム内のあらかじめ定められた範囲内を探索し、前記探索結果として得られた領域内の画像に対して前記対象物の画像との一致度を示す第二の評価値を算出し、算出した前記第二の評価値に基づいて、前記第一の特徴量を更新するための更新領域を前記フレーム内において特定し、
更新判定部が、前記追跡処理部において算出された前記第一の評価値と、前記更新領域算出部において算出された前記第二の評価値とのうち少なくとも一つが、あらかじめ定められた条件を満足するか否かを調べることにより、前記第一の特徴量を更新するか否かを判定し、
登録特徴量更新部が、前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新すると判定された場合、前記更新領域内において抽出された新たな第一の特徴量により、前記第一の特徴量を更新し、
追跡結果描画部が、前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新しないと判定された場合、前記追跡処理部において特定された前記ターゲット領域を前記対象領域と特定して前記ターゲット領域に関する情報を描画し、前記更新判定部によって前記第一の特徴量を更新すると判定された場合、前記更新領域算出部において特定された前記更新領域を前記対象領域と特定して前記更新領域に関する情報を描画し、
前記追跡処理部は、あらかじめ登録された前記第一の特徴量が更新された場合、更新後の第一の特徴量を用いて、新たなフレーム内の新たなターゲット領域を特定する
プログラムを記録した記録媒体。
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