JP5496509B2 - 色分類および皮膚色検出のための画像処理のためのシステム、方法、および装置 - Google Patents
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Description
センサを特性化する方法は、色空間(color space)内の第1の複数の点を得ることを含む。第1の複数の点の各々は、対応する目標のセンサによる観測に基づく。本方法は、色空間内の第2の複数の点を得ることも含む。第2の複数の点の各々は、複数の表面の対応する1つの部分に対応する。第2の複数の点の各々は、(1)表面の部分の反射率スペクトル(reflectance spectrum)、および(2)複数の反射率スペクトルにも基づく。ここで、複数の反射率スペクトルの各々は観測された目標の1つに対応する。そのような方法のいくつかの用途において、複数の表面のすべては共通の色特性を有するクラス、例えば人間の皮膚の表面のクラスのようなクラスに属する。
ここに説明される実施例は、皮膚色スペクトルと一組の試験用目標(例えば、マクベスカラーチェッカ)のスペクトルとの相関に基づいて、皮膚色の統計量が特定の電子センサに対して確立される手順を含む。つぎに、皮膚の色調(skin-tone)の領域がこのセンサで取得された画像からセンサの色統計量に基づいて検出されるかもしれない。皮膚領域が検出された後に、好ましい色が得られるように色を増強させることなどによる、皮膚の色調を改良するための複数の方法が適用されるかもしれない。検出された皮膚色は、このセンサを用いるカメラの3Aプロセス(自動焦点、自動ホワイトバランス、自動露出)を向上させるためにも用いられるかもしれない。
ホワイトバランス操作は、場面照明の色温度による強い色かぶりを補正するかもしれない。また色空間内でより近い異なる照明下の同じ表面に対するセンサ応答を動かすかもしれない。しかし、特定のセンサのスペクトル応答における特有の性質により、色の非理想特性が画像に残るかもしれない。また、異なる照明の下の類似の試験用表面の同じセットに対する応答群は、ホワイトバランス操作が適用された後でも色空間内で互いに関してシフトされるかもしれない。さらに異なる光源に応じてセンサ依存性の差をさらに補償するために色補正操作を実行することが望ましいかもしれない。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
第1の色空間内において1組の位置を得ることと、なお該1組の位置の各々は複数の目標の1つに対応するセンサによる応答に基づいており、前記複数の目標の各々は異なる反射率スペクトルを有しており、
表面の反射率スペクトルを複数目標の反射率スペクトルの組合せへ分解することに基づいて1組のパラメータを得ることと、
1組の位置およびパラメータに基づいて、表面に対するセンサの予測応答を得ることを含む、
センサを特性化する方法。
[2]
前記1組のパラメータは係数ベクトルであって、係数ベクトルの各要素は複数の目標の異なる1つの反射率スペクトルに対応する、[1]に記載のセンサを特性化する方法。
[3]
前記方法は、複数の人間の皮膚表面の各々に対するセンサの予測応答を得ることを含む、[1]に記載のセンサを特性化する方法。
[4]
前記方法はセンサの複数の予測応答を得ることを含む方法であって、複数の予測応答の各々が、所望のセグメンテーションクラスに属する複数の表面の対応する1つに対するセンサの予測応答である、[1]に記載のセンサを特性化する方法。
[5]
第1の色空間内の1組の位置の各々が、第1の照明下の複数の目標の対応する1つに対するセンサの応答に基づいており、
センサの複数の予測応答を前記得ることが、
位置の第2の組の各々が、第1の照明とは異なるスペクトルパワー分布を有する第2の照明下の複数の目標の対応する1つに対するセンサによる応答に基づいている、第1の色空間内の前記位置の第2の組を得ることと、
位置の第2の組に基づいて複数の表面の各々に対するセンサの予測応答を得ることとを含む、
[4]に記載のセンサを特性化する方法。
[6]
前記方法はパラメータの複数の組を得ることを含み、パラメータの複数の組の各々は、複数の目標の反射率スペクトルの組合わせへの、複数の表面の1つに対応する反射率スペクトルの分解に基づいており、
所望のセグメンテーションクラスに属する複数の表面の各々に対するセンサの予測応答を前記得ることは、複数の表面の各々について、前記表面に対するセンサの予測応答を位置の組およびパラメータの対応する組に基づいて得ることを含む、
[4]に記載のセンサを特性化する方法。
[7]
センサの複数の予測応答に基づいて第2の色空間のセグメンテーションを計算することを含む、[4]に記載のセンサを特性化する方法。
[8]
第2の色空間のセグメンテーションの前記計算が、センサの複数の予測応答に基づいて、第2の色空間の複数のセグメンテーションを計算することを含み、各セグメンテーションは輝度値の範囲の異なる部分に対応する、[7]に記載のセンサを特性化する方法。
[9]
第1の色空間が原色空間であり、第2の色空間が輝度−色差色空間である、[7]に記載のセンサを特性化する方法。
[10]
前記複数の予測応答が、目標の対応する1つに対するセンサの模擬応答に基づく予測応答を含む、[4]に記載のセンサを特性化する方法。
[11]
センサの模擬応答がセンサの決定された雑音特性に基づいている、[10]に記載のセンサを特性化する方法。
[12]
センサによって取得された画像の複数の画素の各々をセグメンテーションに従って分類することを含む、[4]に記載のセンサを特性化する方法。
[13]
前記方法が複数の画素の各々を人間の皮膚の色調として分類する、[12]に記載のセンサを特性化する方法。
[14]
[1]に記載のセンサを特性化する方法を記述する命令を有するデータ格納媒体。
[15]
センサによって取得された生の画像に基づく画像を受け取ることと、
画像の複数の画素の各々に対して、色空間の予め定めたセグメンテーションに従って画素を分類することとを含み、
予め定めたセグメンテーションがセンサの複数の予測応答に基づいており、かつ
複数の予測応答の各々が複数の目標に対する応答の同じセットに基づいており、応答のセットの各々が複数の目標の対応する1つに対するセンサの応答である、
画像処理方法。
[16]
予め定めたセグメンテーションが[A]複数の表面の対応する1つの反射率スペクトルと[B]各々が複数の目標の対応する1つの反射率スペクトルである反射率スペクトルの組との間の関係に基づく、[15]に記載の画像処理方法。
[17]
予め定めたセグメンテーションが、色空間内の予測応答の分布に基づく、[15]に記載の画像処理方法。
[18]
画像の場面光源を決定することと、
決定された場面光源に従って、複数のセグメンテーションの中から予め定めたセグメンテーションを選択することとを含む、
[15]に記載の画像処理方法。
[19]
画像の場面光源を決定することと、
複数の画素の各々を前記分類することに先立ち、決定された場面光源および参照光源に従って画像に色順応変換を実行することと、
参照光源に従って複数のセグメンテーションの中から予め定めたセグメンテーションを選択することとを含む、
[15]に記載の画像処理方法。
[20]
複数の画素の各々を前記分類することが、画素の輝度値に従って複数のセグメンテーションの中から予め定めたセグメンテーションを選択することを含む、[15]に記載の画像処理方法。
[21]
複数の画素の各々を前記分類することが、画素の色値が人間の皮膚の色調の予め定めた範囲内にあるかを決定することを含む、[15]に記載の画像処理方法。
[22]
センサによって時間に沿って取得された画像のシーケンスにおいて、人間の皮膚の色調の予め定めた範囲内の色値を有する領域を追跡することを含む、[15]に記載の画像処理方法。
[23]
センサを含む携帯デバイスのディスプレイ上に画像を表示することを含む、[15]に記載の画像処理方法。
[24]
画像を圧縮すること含み、前記圧縮が、1画素当たりビットの第1の比でセグメント内の画像の部分を符号化することと、1画素当たりビットの第1の比より小さい第2の比でセグメントの外の画像の部分を符号化することとを含む、[15]に記載の画像処理方法。
[25]
画像にガンマ補正を適用することを含み、前記ガンマ補正がセンサの観測された応答に基づく、[15]に記載の画像処理方法。
[26]
[15]に記載のセンサを特性化する方法を記述する命令を有するデータ格納媒体。
[27]
画像センサと、
色空間のセグメンテーションを格納するように構成された記憶素子のアレイと、
セグメンテーションに従って、センサによって取得された画像の複数の画素の各々を分類するように構成された画素分類器とを含み、
セグメンテーションがセンサの複数の予測応答に基づき、かつ
複数の予測応答の各々が、複数の目標に対する応答の同じ組に基づいており、応答の組の各々は、複数の目標の対応する1つに対するセンサの応答である、
画像処理装置。
[28]
セグメンテーションが、[A]複数の表面の対応する1つの反射率スペクトルと[B]各々が複数の目標の対応する1つの反射率スペクトルである反射率スペクトルの組との間の関係に基づく、[27]に記載の画像処理装置。
[29]
前記画素分類器が、画像の場面光源を決定するように、および決定された場面光源に従って、複数のセグメンテーションの中から前記セグメンテーションを選択するように構成された、[27]に記載の画像処理装置
[30]
前記画素分類器が、画素の輝度値に従って、複数のセグメンテーションの中から前記セグメンテーションを選択するように構成された、[27]に記載の画像処理装置。
[31]
前記画素分類器が、画素の色値が人間の皮膚の色調の予め定めた範囲内にあるかを決定するように構成された、[27]に記載の画像処理装置。
[32]
前記画素分類器が、センサによって時間に沿って取得された画像のシーケンスにおいて、人間の皮膚の色調の予め定めた範囲内の色値を有する領域を追跡するように構成された、[27]に記載の画像処理装置。
[33]
画像を表示するように構成されたディスプレイを含む、[27]に記載の画像処理装置。
[34]
前記画素分類器が、1画素当たりビットの第1の比でセグメント内の画像の部分を符号することと、1画素当たりビットの第1の比より小さい第2の比でセグメントの外の画像の部分を符号化することとによって画像を圧縮するように構成された、[27]に記載の画像処理装置。
Claims (20)
- 第1の色空間内において1組の位置を得ることと、なお該1組の位置の各々は複数の目標の対応する1つに対するセンサの応答に基づいており、前記複数の目標の各々は異なる反射率スペクトルを有しており、
対象物の少なくとも1つの表面の第1の反射率スペクトルを前記複数の目標の前記異なる反射率スペクトルの組合せへ分解することに基づいて1組のパラメータを得ることと、
前記センサの複数の予測応答を得ることと、なお前記複数の予測応答の各々は、所望のセグメンテーションクラスに属する複数の表面のうちの1つに対応し、前記複数の表面の各々は、前記複数の目標の前記異なる反射率スペクトルの組合わせとして表される第2の反射率スペクトルを有しており、前記複数の予測応答は、前記1組の位置およびパラメータに基づいていることを含む、
前記センサを特性化する方法。 - 前記1組のパラメータは係数ベクトルであって、前記係数ベクトルの各要素は前記複数の目標の異なる1つの前記反射率スペクトルに対応する、請求項1に記載のセンサを特性化する方法。
- 複数の人間の皮膚表面の各々に対する前記センサの予測応答を得ることを含む、請求項1に記載のセンサを特性化する方法。
- 前記第1の色空間内の前記1組の位置の各々が、第1の照明下の前記複数の目標の対応する1つに対する前記センサの応答に基づいており、
前記センサの前記複数の予測応答を前記得ることが、
位置の第2の組の各々が、前記第1の照明とは異なるスペクトルパワー分布を有する第2の照明下の前記複数の目標の対応する1つに対する前記センサによる応答に基づいている、前記第1の色空間内の前記位置の第2の組を得ることと、
前記位置の第2の組に基づいて前記対象物の前記複数の表面の各々に対する前記センサの予測応答を得ることとを含む、請求項1に記載のセンサを特性化する方法。 - 少なくとも1つの表面の前記第1の反射率スペクトルの分解に基づいて1組のパラメータを得ることは、
パラメータの複数の組を得ることをさらに含み、前記パラメータの複数の組の各々は、前記複数の目標の前記異なる反射率スペクトルの組合わせへの、前記対象物の前記複数の表面の対応する1つの第3の反射率スペクトルの分解に基づいており、
前記センサの前記複数の予測応答を前記得ることは、パラメータの前記複数の組に基づいている、請求項1に記載のセンサを特性化する方法。 - 前記センサの前記複数の予測応答に基づいて第2の色空間のセグメンテーションを計算することを含む、請求項1に記載のセンサを特性化する方法。
- 前記第2の色空間の前記セグメンテーションの前記計算が、前記センサの前記複数の予測応答に基づいて、前記第2の色空間の複数のセグメンテーションを計算することを含み、各セグメンテーションは輝度値の範囲の異なる部分に対応する、請求項6に記載のセンサを特性化する方法。
- 前記第1の色空間が原色空間であり、前記第2の色空間が輝度−色差色空間である、請求項6に記載のセンサを特性化する方法。
- 前記複数の予測応答が、前記目標の対応する1つに対する前記センサの模擬応答に基づく予測応答を含む、請求項1に記載のセンサを特性化する方法。
- 前記センサの前記模擬応答が前記センサの決定された雑音特性に基づいている、請求項9に記載のセンサを特性化する方法。
- 前記センサによって取得された画像の複数の画素の各々を前記セグメンテーションに従って分類することを含む、請求項1に記載のセンサを特性化する方法。
- 前記複数の画素の各々を人間の皮膚の色調として分類することを含む、請求項11に記載のセンサを特性化する方法。
- 請求項1に記載のセンサを特性化する前記方法を記述する命令を有するデータ格納媒体。
- 前記データ格納媒体は、RAM、ROM、フラッシュRAM、磁気ディスク、および光ディスクのうちの少なくとも1つを含む、請求項13に記載の格納媒体。
- 前記少なくとも1つの表面の前記第1の反射率スペクトルを前記複数の目標の各々の前記異なる反射率スペクトルの組合せへ分解することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 複数の試験用目標に対応する色空間内において1組の位置を得ることと、なお前記複数の試験用目標の各々は、異なる反射率スペクトルを有しており、
複数の皮膚の色調の表面の各々の反射率スペクトルを前記複数の目標の各々の前記異なる反射率スペクトルの組合わせへ分解することに基づいて1組のパラメータを得ることと、
前記分解に基づいて前記センサに関する皮膚色の統計量を決定することと、なお前記皮膚色の統計量は、前記複数の皮膚の色調の表面の各々に対する前記センサの予測応答を含む、
前記センサの前記予測応答に基づいて前記色空間のセグメンテーションを実行することと、
前記色空間の前記セグメンテーションおよび画素値にしたがって前記センサによって取得された画像の画素を分類することとを含む、
前記センサに関する皮膚色の統計量を決定する方法。 - 前記センサにより画像を取得することと、
前記センサの前記皮膚色の統計量に基づいて前記センサによって取得された前記画像の皮膚の色調の領域を検出することとをさらに含む、請求項16に記載の方法。 - 前記皮膚色の統計量は、複数の光源の各々に応答する1組の予測センサを含む、請求項16に記載の方法。
- 複数の試験用目標に対応する色空間内において1組の位置を得ることと、なお前記複数の試験用目標の各々は、異なる反射率スペクトルを有している、
複数の皮膚の色調の表面の各々の反射率スペクトルを前記複数の目標の各々の前記異なる反射率スペクトルの組合わせへ分解することに基づいて1組のパラメータを得ることと、
前記分解に基づいて前記センサに関する皮膚色の統計量を決定することと、なお前記皮膚色の統計量は、複数の光源の各々に応答する1組の予測センサを含む、
前記センサに関する前記皮膚色の統計量に基づいて前記複数の光源の各々に関する前記色空間の複数のセグメンテーションを実行することと、
前記センサによって取得された画像の場面光源に基づいて前記色空間の前記複数のセグメンテーションのうちの1つを選択することと、
前記色空間の前記選択されたセグメンテーションに基づいて前記センサによって取得された前記画像の画素を分類することとを含む、
前記センサに関する皮膚色の統計量を決定する方法。 - 前記センサにより画像を取得することと、
前記センサの前記皮膚色の統計量に基づいて前記センサによって取得された前記画像の皮膚の色調の領域を検出することとをさらに含む、請求項19に記載の方法。
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