JP6362050B2 - 撮影装置、照明制御装置および照明制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、顔に対する照明を制御する撮影装置、照明制御装置および照明制御方法に関する。

対象物をカメラのレンズ等の所定の視点から見たとき、対象物の表面に、不必要な光沢や影が生じることがある。このような光沢や影を低減する技術が、例えば、特許文献１および特許文献２に記載されている。

特許文献１および特許文献２に記載の技術は、対象物である顔を小さい箱の内側に配置し、箱の内部で光源からの光を拡散および反射させて、顔に対して複数の方向から光を照射する。更に、特許文献１に記載の技術は、顔の近傍に配置された照度測定手段の測定結果に基づいて、光源の光度を調整する。

これらの従来技術によれば、顔のように凹凸を有する対象物であっても、各部に対してより均一に光が照射されるため、不必要な光沢や影を低減することができる。すなわち、従来技術によれば、所定の視点から見たときに対象物に生じる、光沢あるいは影の分布や度合い（以下「光沢状態」という）を、一様な分布という所望の状態に調整することができる。

特開２００８−１６１５０８号公報 国際公開第２００５／０９９５７５号

しかしながら、従来技術は、対象物よりも一回り大きい箱を用意し、更に、箱の開口部に対象物を嵌め込む必要があり、手間が掛かる。したがって、対象物の光沢状態を、より簡単に調整することができる技術が求められる。

本発明の目的は、対象物の光沢状態をより簡単に調整することができる照明制御装置および照明制御方法を提供することである。

本開示の照明制御装置は、対象物を所定の視点から見たときの、前記対象物の既定点の輝度計測値を取得する輝度取得部と、前記輝度計測値に基づき、前記対象物を異なる方向から照射する複数の光源を個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記対象物に対する照明を調整する照明調整部と、を有する。

本開示の照明制御方法は、対象物を所定の視点から見たときの、前記対象物の既定点の輝度計測値を取得するステップと、前記輝度計測値に基づき、前記対象物を異なる方向から照射する複数の光源を個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記対象物に対する照明を調整するステップと、を有する。

本開示によれば、対象物の光沢状態をより簡単に調整することができる。

本発明の実施の形態１に係る照明制御装置の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る照明撮影装置の外観の一例を示す図 本実施の形態２に係る照明撮影装置の使用状態の一例を示す図 本実施の形態２に係る照明制御装置の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態２における既定点の例を示す図 本実施の形態２における位置情報の内容の一例を示す図 本実施の形態２に係る照明制御装置の動作の一例を示すフローチャート 本発明の実施の形態３に係る照明制御装置の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態３における参考情報の内容の一例を示す図 本実施の形態３に係る照明制御装置の動作の一例を示すフローチャート

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１は、本発明の基本的態様の一例である。

図１は、本実施の形態に係る照明制御装置５００の構成の一例を示すブロック図である。

図１において、照明制御装置５００は、輝度取得部５３０および照明調整部５４０を有する。

輝度取得部５３０は、対象物を所定の視点から見たときの、対象物の既定点の輝度計測値を取得する。

照明調整部５４０は、輝度計測値に基づき、対象物を異なる方向から照射する複数の光源を個別に制御して、上述の既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、対象物に対する照明を調整する。

なお、照明制御装置５００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、およびＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリを有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。

このような照明制御装置５００は、対象物の光沢状態をより簡単に調整することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、顔の光沢状態を調整して当該顔を撮影する照明撮影装置に本発明を適用した場合の、具体的態様の一例である。

＜装置の概要＞
まず、本実施の形態に係る照明制御装置を含む、照明撮影装置の概要について説明する。

図２は、本実施の形態に係る照明撮影装置の外観の一例を示す図である。また、図３は、本実施の形態に係る照明撮影装置の使用状態の一例を示す図である。

図２に示すように、照明撮影装置１００は、照明撮影装置１００の板状の筐体１１０の主面１１１に、照明部２００、撮影部（撮影装置）３００、および表示部（表示装置）４００を配置している。

なお、図２および図３では図示していないが、照明撮影装置１００は、筐体１１０の内部に、本発明に係る照明制御装置５００を格納している。照明制御装置５００の詳細については後述する。

筐体１１０の主面１１１は、人の頭部よりも一回り大きい大きさの矩形平面である。ユーザは、例えば、主面１１１から数十センチメートル程度離隔した、主面１１１の中央付近に顔６００の中心が対向する位置（以下「定位置」という）に、顔６００を配置する。

照明部２００は、主面１１１の外周部に配置された、第１から第Ｌ（本実施の形態において、Ｌは、２以上の整数）の光源２１０_１〜２１０_Ｌ（図４参照）を有する。各光源２１０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の、制御信号により調光が可能な発光素子を光源とし、主面１１１側の外部に向けて光を放射するように構成されている。すなわち、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌは、顔６００を、異なる方向から照射する。

撮影部３００は、例えばレンズおよび撮像素子を含むカメラであり、主面１１１の上部に配置されている。撮影部３００は、例えば、顔６００が定位置にあるとき、顔６００をほぼ正面の方向から撮影する。

表示部４００は、例えばタッチパネル付き液晶ディスプレイであり、ユーザ操作の受け付け、および、画像の表示を行う。表示部４００は、例えば、撮影部３００で撮影されたユーザの顔６００を含む画像を左右反転させた画像を表示する。

なお、少なくとも、撮影部３００と第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌとの位置関係は、固定されていることが望ましい。

また、照明部２００、撮影部３００、および表示部４００の動作は、後述の照明制御装置５００により制御される。照明制御装置５００は、顔６００を撮影部３００で撮影して、撮影画像における顔６００の既定点の輝度を取得し、取得された輝度に基づき、光源２１０_１〜２１０_Ｌを個別に制御して、顔６００に対する照明（ライティング）を調整する。

凹凸のある対象物を、複数の光源で異なる方向から照射する場合、各光源の光度のパターンに応じて、対象物の光沢状態（光沢あるいは影の分布や度合い）は変化する。したがって、照明撮影装置１００は、顔６００の光沢状態を変化させることができる。また、照明撮影装置１００は、顔６００の既定点の輝度に基づいて照明を調整するため、顔６００の光沢状態を、所望の状態に近付くように調整することができる。

＜装置の構成＞
以下、照明制御装置５００の詳細について説明する。まず、照明制御装置５００の構成について説明する。

図４は、照明制御装置５００の構成の一例を示すブロック図である。なお、参考として、照明撮影装置１００の他の各部についても図示している。

図４において、照明制御装置５００は、情報格納部５１０、画像取得部５２０、輝度取得部５３０、照明調整部５４０、および画像出力部５５０を有する。

情報格納部５１０は、鼻や目等の顔部品のそれぞれの画像特徴を示す顔部品情報と、顔部品の位置と顔の既定点との位置関係を示す既定点情報とを、予め格納している。顔の既定点とは、顔部品の位置を基準として予め定められた点または領域である。

図５は、既定点の例を示す図である。

図５に示すように、既定点７１１は、例えば、人の顔７１２の鼻や目等の顔部品の位置を基準として定められた領域である。

既定点７１１は、例えば、人の顔の凹凸の特性から、鼻の頭、眉間、左右の小鼻の脇、および顎先等の光沢の度合いが強くなり易い部分や、左右の眼の下、左右の目尻の横、および左右鼻筋の脇等の影の度合いが強くなり易い部分に対して、設定されている。光沢の度合いが強くなり易い部分に設定された既定点７１１は、例えば、図中の破線で囲まれた領域である。影の度合いが強くなり易い部分に設定された既定点７１１は、例えば、図中の実線で囲まれた領域である。

本実施の形態において、既定点７１１は、Ｎ個（本実施の形態において、Ｎは２以上Ｌ以下の整数）設定されているものとする。

また、情報格納部５１０は、顔の既定点の位置と、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌの位置と、の間の対応関係を示す位置情報を、予め格納している。

図６は、位置情報の内容の一例を示す図である。

図６に示すように、位置情報７２０は、既定点の識別情報７２１に対応付けて、かかる識別情報７２１が示す既定点に対応する光源２１０の識別情報７２２を記述している。

ここで、既定点に対応する光源２１０とは、光度を変化させたときに、撮影部３００から見たときの既定点の輝度を大きく変化させる光源２１０であり、例えば、他の光源２１０に比べて相対的に既定点までの距離が近い光源２１０である。具体的には、例えば、顎に位置する既定点の場合、照明撮影装置１００の下の方に配置された光源２１０である。

図４の画像取得部５２０は、撮影部３００の撮影動作を制御し、撮影部３００により撮影された画像（以下「撮影画像」という）を取得する。かかる撮影画像の取得は、例えば、照明調整部５４０からの指示に基づいて行われる。そして、画像取得部５２０は、取得した画像を、輝度取得部５３０および画像出力部５５０へ出力する。

輝度取得部５３０は、顔部品情報に基づいて、入力された撮影画像から、パターンマッチング等の公知の画像解析技術により顔部品を検出し、既定点情報および検出された顔部品の位置に基づいて、各既定点の位置を取得する。輝度取得部５３０は、既定点毎に、撮影画像における既定点の位置の輝度値を、輝度計測値として取得する。そして、輝度取得部５３０は、取得された各既定点の輝度計測値を、照明調整部５４０へ出力する。

なお、既定点が複数画素から成る領域である場合、輝度取得部５３０は、例えば、これら複数画素の輝度値の平均値を、既定点の輝度計測値として取得する。

照明調整部５４０は、入力された輝度計測値に基づき、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌを個別に制御して、ユーザの顔に対する照明を調整する。そして、照明調整部５４０は、所望の光沢状態が得られている等の所定の条件が満たされると、画像出力部５５０に対して、撮影画像の出力を指示する。

本実施の形態において、照明調整部５４０は、情報格納部５１０に格納された位置情報および各既定点の輝度計測値に基づいて、所定の減光処理および所定の増光処理とのうち少なくとも１つを含む、調光処理を行う。所定の減光処理とは、既定点の輝度計測値が所定の設定値よりも高いとき、当該既定点に対応する光源２１０の光度を低減させる処理である。また、所定の増光処理とは、既定点の輝度計測値が所定の設定値よりも低いとき、当該既定点に対応する光源２１０の光度を増加させる処理である。

各光源２１０の光度は、例えば、供給する電源電流のパルス幅（デューティ比）を変調することにより、調整可能である。この場合、各光源２１０の光度を制御するための値（以下「光度制御値」という）としては、光源２１０への電源電流のデューティ比を採用することができる。照明調整部５４０は、かかる光度制御値を調整することにより、上記調光処理を行う。

なお、輝度の設定値は、各既定点の撮影画像における輝度の目標値である。かかる設定値は、撮影画像の使用目的に応じて予め決定された値が採用される。設定値は、１つの値であってもよいし、複数の値を含む数値範囲であってもよい。

また、設定値は、全ての既定点について同一であってもよいし、既定点毎に異なっていてもよい。例えば、鼻の頭等の光沢の度合いが強くなり易い部分の既定点の設定値は、眼の下等の影の度合いが強くなり易い部分の既定点の設定値に比べて、高い事が望ましい。また、設定値は、顔全体の輝度の平均値を基準とした値等、画像の内容に応じて変化する値であってもよい。

画像出力部５５０は、照明調整部５４０からの指示に従って、入力された撮影画像を、表示部４００へ出力して表示させる。かかる撮影画像には、照明調整部５４０により調整された照明において撮影された画像が含まれる。

なお、照明制御装置５００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ等の記憶媒体、およびＲＡＭ等の作業用メモリを有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。

このような構成を有する照明制御装置５００は、ユーザの顔の各既定点の輝度がそれぞれの設定値に近付くように、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌを個別に制御して、既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、顔に対する照明を調整することができる。

＜装置の動作＞
次に、照明制御装置５００の動作について説明する。

図７は、照明制御装置５００の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１０において、照明調整部５４０は、デフォルトの光度制御値で、照明部２００の照明を点灯させる（基本照明）。デフォルトの光度制御値は、例えば、光源２１０の最大出力の５０％に対応する光度制御値である。なお、周囲光のみでは照明が不足していることが明らかであるような場合、デフォルトの光度制御値は、ゼロ、つまり、消灯に対応する光度制御値であってもよい。

ステップＳ１０２０において、画像取得部５２０は、撮影部３００を用いて、ユーザの顔の画像を撮影する。

ステップＳ１０３０において、輝度取得部５３０は、既定点を１つ選択し、撮影画像のうち、選択された既定点の位置の輝度を、輝度計測値として取得する。

なお、第１〜第Ｎの既定点の選択順序は、予め定められていてもよいし、ランダムであってもよい。より均一な光沢状態を得ようとする場合、照射場所がより離れている（例えば、対角方向に配置された）光源２１０を優先的に交互に選択していくような選択順序が望ましい。

また、輝度取得部５３０は、全ての既定点の位置を特定するのに必要な全ての顔部品を検出し、全ての既定点の位置を取得してから、既定点を１つ選択してもよい。あるいは、輝度取得部５３０は、取得の対象となる既定点を１つ選択してから、当該既定点を取得するのに必要な顔部品のみを検出して、当該既定点の位置を取得してもよい。

ステップＳ１０４０において、照明調整部５４０は、取得された輝度計測値から、設定値情報が示す設定値を差し引いた値である、輝度値差分Ｌを算出する。輝度値差分Ｌは、既定点に対する照明の明るさの調整の方向および程度を示す。

ステップＳ１０５０において、照明調整部５４０は、算出された輝度値差分Ｌの絶対値が、所定の閾値以下であるか否かを判断する。かかる閾値は、輝度値差分Ｌの許容範囲を示す。

なお、閾値は、設定値と同様に、撮影画像の使用目的に応じて予め決定された値が採用される。

例えば、撮影画像に対して皺検出処理を行う場合、設定値から閾値を減算した値（輝度の目標値の下限）から、設定値に閾値を加算した値（輝度の目標値の上限）までの範囲が、所望の精度で皺を検出できる輝度範囲に含まれるような、設定値および閾値が採用される。なお、設定値と同様に、閾値も、全ての既定点について同一であってもよいし、既定点毎に異なっていてもよい。

照明調整部５４０は、輝度値差分Ｌの絶対値が閾値以下である場合（Ｓ１０５０：ＹＥＳ）、処理を後述のステップＳ１１００へ進める。また、照明調整部５４０は、輝度値差分Ｌの絶対値が閾値よりも大きい場合（Ｓ１０５０：ＮＯ）、処理をステップＳ１０６０へ進める。

ステップＳ１０６０において、照明調整部５４０は、輝度値差分Ｌが０以上であるか否かを判断する。

照明調整部５４０は、輝度値差分Ｌが０以上（正の値）である場合（Ｓ１０６０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０７０へ進める。また、照明調整部５４０は、輝度値差分Ｌが０未満（負の値）である場合（Ｓ１０６０：ＮＯ）、処理を後述のステップＳ１０８０へ進める。

ステップＳ１０７０において、照明調整部５４０は、位置情報（図６参照）に基づき、選択中の既定点に対応する光源２１０の光度がより暗くなるように、当該光源２１０の光度制御値を変更する（減光処理）。例えば、照明調整部５４０は、パルス幅変調における光度制御値であるデューティ比を半減させる。なお、当該光源２１０の光度制御値を変更する処理は、光源２１０の消灯する処理を含み得る。

一方、ステップＳ１０８０において、照明調整部５４０は、位置情報（図６参照）に基づき、選択中の既定点に対応する光源２１０の光度がより明るくなるように、当該光源２１０の光度制御値を変更する（増光処理）。例えば、照明調整部５４０は、パルス幅変調における光度制御値であるデューティ比を１.５倍にする。なお、照明調整部５４０は、対応する光源２１０が消灯している場合、例えば、当該光源２１０の最大出力の２５％に対応する光度制御値を決定する。

ステップＳ１０９０において、照明調整部５４０は、変更された光度制御値で照明部２００の照明を点灯させる。すなわち、照明調整部５４０は、選択中の既定点に対応する光源２１０に対して、変更された光度制御値を与える。なお、変更された光度制御値は、少なくとも、更なる変更が行われるか、後述のステップＳ１１１０の処理が行われるまで、維持される。

ステップＳ１１００において、照明調整部５４０は、所定の終了条件が満たされているか否かを判断する。所定の終了条件とは、例えば、第１〜第Ｎの既定点の全ての輝度計測値が所定の範囲に収まっているという条件、ステップＳ１０２０〜Ｓ１１００の処理が所定回数以上繰り返されたという条件、あるいは、ユーザ操作により処理の終了を指示されたという条件である。

照明調整部５４０は、終了条件が満たされていない場合（Ｓ１１００：ＮＯ）、処理をステップＳ１０２０へ戻す。すなわち、照明調整部５４０は、画像取得部５２０に対して新たな撮影を指示する。また、照明調整部５４０は、終了条件が満たされている場合（Ｓ１１００：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１１１０へ進める。

ステップＳ１１１０において、画像出力部５５０は、画像出力部５５０に対して、撮影画像の出力を指示する。かかる画像は、ユーザの顔の光沢状態が所望の状態により近付いた画像である。すなわち、画像出力部５５０は、表示部４００を用いて、ユーザの顔の光沢状態が調整された撮影画像を表示する。

このような動作により、照明制御装置５００は、各既定点の輝度が設定値に近付くように、あるいは、全ての既定点の輝度が所定の範囲に収まるように、ユーザの顔の光沢状態を調整することができる。

＜本実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態に係る照明制御装置５００は、ユーザの顔の撮影画像から、各既定点の輝度計測値を取得する。そして、本実施の形態に係る照明制御装置５００は、取得された各既定点の輝度計測値に基づき、複数の光源２１０を個別に制御して、既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、顔に対する照明を調整する。

これにより、本実施の形態に係る照明制御装置５００は、ユーザの顔の光沢状態を、従来技術のように顔を嵌め込む特殊な箱を用いることなく、より簡単に所望の状態に調整することができる。更に、従来技術とは異なり、本実施の形態に係る照明制御装置５００は、各部で輝度が異なるような光沢分布をも、実現することができる。

例えば、撮影画像を解析して肌の皺の検出を行う場合、肌の光沢が強すぎたり、肌の影が濃すぎたりすると、誤検出や検出漏れが生じる可能性が高くなる。したがって、照明制御装置５００を用いることにより、高精度な皺検出処理を行うことが可能となる。

また、本実施の形態に係る照明制御装置５００は、所定の条件が満たされるまで、注目する既定点を切り替えながら、輝度計測値の取得および光源２１０の出力調整を繰り返す。

これにより、本実施の形態に係る照明制御装置５００は、照明部２００の能力上可能な範囲において、顔の光沢状態を、所定の状態にできるだけ近付けることができる。

なお、周囲光によっては、例えば、顔の左半分が明るく、顔の右半分が暗いというように、無照明状態での輝度の分布が大きくなり得る。

このような大きい輝度差に対応するためには、照明部２００も、顔の各部に対して大きい照度差を実現できることが望ましい。この場合、例えば、光源２１０の数を多くしたり、光源２１０の照射方向を大きく異ならせたり、各光源２１０の指向性を高くして複数の光源２１０の間で照射領域が異なるようにすればよい。また、照明部２００あるいは各光源２１０の、撮影部３００に対する位置あるいは向きは、可動であってもよい。

但し、条件によっては、光源２１０が１つであっても、顔の光沢状態を、所定の状態に近付けることは可能である。したがって、照明撮影装置１００は、光源２１０を１つのみ備え、照明制御装置５００は、輝度計測値に基づき、かかる１つのみの光源２１０を制御して、顔に対する照明を調整してもよい。

しかしながら、顔のように対象物が凹凸を有し、かつ、周囲光の状態が不特定である場合、異なる方向から対象物を照射する複数の光源２１０を用いた方が、光沢状態を、より確実に所定の状態に近付けることが可能である。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、実施の形態２に係る照明制御装置を、必要な光源の出力調整を一度に行うように改変した例である。

＜装置の構成＞
まず、本実施の形態に係る照明制御装置の構成について説明する。

図８は、本実施の形態に係る照明制御装置の構成の一例を示すブロック図であり、実施の形態２の図４に対応するものである。図４と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。なお、本実施の形態に係る照明制御装置は、図示しないが、例えば、実施の形態２に係る照明制御装置と同様のハードウェア構成を有する。

なお、撮影部３００と第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌとの位置関係は、少なくとも後述のキャリブレーション時以降は、固定されている必要がある。

図８において、照明撮影装置１００ａの一部である照明制御装置５００ａは、図４の情報格納部５１０および照明調整部５４０に代えて、情報格納部５１０ａおよび照明調整部５４０ａを有する。

情報格納部５１０ａは、参照情報を予め格納する。参照情報とは、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌの光度制御値と、既定点の輝度と、の間の対応関係を示す情報である。より具体的には、参照情報とは、所定の光度制御値で第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌを動作させた状態における、撮影部３００（所定の視点）から見たときの参照点の輝度計測値に基づいて、生成された情報である。

ここで、参照点とは、撮影部３００に対する方向が既定点と一致し、各光源２１０との距離が既知である点である。本実施の形態において、参照点とは、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌの出力のキャリブレーションの際に用意される白紙における点である。参照情報の詳細については、後述する。

なお、既定点がユーザの顔部品の位置を基準として定まる場合、既定点の撮影部３００（所定の視点）に対する方向は不特定である。したがって、参照点は、例えば、グリッド状に多数の位置に設定されており、ユーザの顔に対する照明を調整する際に、既定点と方向が近似するもののみが最終的な参照点として採用されてもよい。以下、結果的に既定点と方向が一致する参照点のみを、説明の対象とする。

照明調整部５４０ａは、参照情報に基づいて、既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、光度制御値を調整する。なお、照明調整部５４０ａは、参照情報と、１回の撮影画像とに基づいて、必要な１つまたは複数の光度制御値の修正を、一度に行う。照明調整部５４０ａによる光度制御値の調整手法の詳細については、後述する。

なお、本実施の形態において、光度制御値の修正前の撮影画像が得られた直後に、光度制御値の修正後の撮影画像が得られる。したがって、撮影画像の出力については、画像取得部５２０が画像出力部５５０に対して指示を行ってもよいし、画像出力部５５０自身が判断してもよい。

このような構成を有する照明制御装置５００ａは、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌの光度制御値と第１〜第Ｎの既定点の輝度との対応関係を示す参照情報を用いて、照明部２００を調整することができる。

＜参照情報および光度制御値の調整手法＞
ここで、参照情報の詳細、および、光度制御値の調整手法の詳細について説明する。

各光源２１０の光度は、上述の通り、供給する電源電流のパルス幅（デューティ比）を変調することによって加減することにより、調整することができる。一方で、同一の光度制御値に対する光源２１０の光度は、経年変化により低下し、更に、その低下の度合いには光源２１０毎のばらつきがある。

そこで、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌに対し、定期的に、あるいは、照明撮影装置１００ａの工場出荷時に、理想的な照明を実現するためのキャリブレーションが行われる。

ここで、理想的な照明とは、顔の定位置付近に主面１１１に平行に配置された白紙を、撮影部３００で撮影したときに、白紙における参照点の輝度が、所定の理想値となるような照明である。

なお、参照点とは、上述の通り、撮影部３００に対する方向が既定点と一致する点である。但し、顔の既定点は、上述の通り、厳密には不特定である。したがって、既定点と参照点との間の方向の一致とは、方向の差が所定の範囲内であることを含む概念とする。

キャリブレーションは、以下のようにして行われる。

まず、全ての光源２１０を最大出力で動作させ、上述の白紙を撮影部３００で撮影した画像から、当該撮影画像における各参照点の輝度測定値を取得する。

照明調整部５４０ａ、あるいは、別途用意されたキャリブレーション部（図示せず）は、以下の式（１）を用いて、第１〜第Ｎの参照点の輝度測定値が、それぞれの理想値に一致するような、光度調整行列Ｖを求める。光度調整行列Ｖは、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌの光度制御値に対して与える調整値ｖ_１１，ｖ_２２，・・・，ｖ_ＬＬを対角要素とする対角行列（以下「光度調整行列」という）である。各調整値ｖは、対応する光源２１０の出力の最大出力に対する割合に相当し、例えば、パルス幅変調におけるデューティ比である。

ここで、Ｒは、第１〜第Ｎの参照点の輝度測定値ｒ_１，ｒ_２，・・・，ｒ_Ｎを要素とする行列（以下「参照点輝度行列」という）である。

Ｄは、第１〜第Ｎの参照点についての、第ｎの参照点と第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌのそれぞれとの距離の２乗に反比例する量であるｄ_ｎ１，ｄ_ｎ２，・・・，ｄ_ｎＬを要素とする行列（以下「空間行列」という）である。

Ｐは、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌの光度ｐ_１，ｐ_２，・・・，ｐ_Ｌを要素とする行列（以下「光源光度行列」という）である。

すなわち、式（１）は、以下の式（２）のように表される。

まず、光源光度行列Ｐを変数として、式（２）から、最大出力における光源光度行列Ｐ^０を求める。

光源２１０を最大出力で駆動させた状態で、各参照点の輝度を計測する。得られた輝度計測値を、参照点輝度行列Ｒに代入する。空間行列Ｄは、照明部２００と白紙との位置関係により定まるため、既知の定数である。また、各光源２１０が最大出力で駆動しているため、光度調整行列Ｖの対角要素ｖ_１１，ｖ_２２，・・・，ｖ_ＬＬのそれぞれに、１.０を代入する。これにより、式（２）から、各光源２１０の実際の光度最大値を示す、光源光度行列Ｐ^０が得られる。

具体的には、光源光度行列Ｐ^０は、例えば、以下の式（３）で表される。

次に、光度調整行列Ｖを変数として、式（２）から、第１〜第Ｎの参照点の輝度測定値ｒ_１，ｒ_２，・・・，ｒ_Ｎを、それぞれの理想値ｒ^ｃ _１，ｒ^ｃ _２，・・・，ｒ^ｃ _Ｎに一致させるような、光度調整行列Ｖ^０を求める。なお、理想値ｒ^ｃ _１，ｒ^ｃ _２，・・・，ｒ^ｃ _Ｎは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

すなわち、参照点輝度行列Ｒに理想値ｒ^ｃ _１，ｒ^ｃ _２，・・・，ｒ^ｃ _Ｎを代入した、参照点輝度行列Ｒ^ｃを用いて、以下の式（４）を解く。なお、ｄ_ｊｋ ^−１は、空間行列の逆行列Ｄ^−１の（ｊ，ｋ）要素である。ｐ^０ _ｊは、光源光度行列Ｐ^０のｊ要素である。ｖ^０ _ｊｊは、光度調整行列Ｖ^０の（ｊ,ｊ）要素である。

このようにして、第１〜第Ｎの参照点の輝度測定値をそれぞれの理想値に一致させるような、光度調整行列Ｖ^０が求められる。情報格納部５１０ａは、このようにして求められた光度調整行列Ｖ^０と、かかる光度調整行列Ｖ^０の算出の基準となった光源光度行列Ｐ^０とを、参照情報として格納する。

図９は、参考情報の内容の一例を示す図である。

図９に示すように、参考情報７３０ａは、光度調整行列Ｖ^０の要素ｖ^０ _１１，ｖ^０ _２２，・・・，ｖ^０ _ＬＬと、光源光度行列Ｐ^０の要素ｐ^０ _１，ｐ^０ _２，・・・，ｐ^０ _Ｌとを含む。

ユーザの顔は凹凸があり、凹凸の度合いには個人差がある。したがって、各既定点と各光源２１０との間の距離は、キャリブレーション時に用いられた各既定点と各光源２１０との距離とは異なる。したがって、光度調整行列Ｖ^０をそのまま用いても、既定点の輝度は、理想値ｒ^ｃ _１，ｒ^ｃ _２，・・・，ｒ^ｃ _Ｎに一致しない。

一方で、光源からの光の照度は、光度に比例し、光源と観測位置との距離の二乗に反比例する。また、ある位置における輝度は、その位置に対する光の照度に比例する。したがって、光源２１０の光度を調整することにより、顔の既定点の輝度を任意の値に近付けることが可能である。また、外光、肌の状態、および肌の向きの影響が少ない場合、白紙の参照点の輝度と顔の既定点の輝度との差異から、各既定点と各光源２１０との間の距離をある程度の精度で推定することができる。

そして、各既定点と各光源２１０との間の距離が推定されれば、キャリブレーション時における各参照点と同様に、各既定点の輝度を、理想値ｒ^ｃ _１，ｒ^ｃ _２，・・・，ｒ^ｃ _Ｎに近付けることが可能である。

そこで、照明制御装置５００ａは、まず、各既定点の輝度を計測する。そして、照明制御装置５００ａは、照明調整部５４０ａにおいて、得られた第１〜第Ｎの既定点の輝度測定値ｒ^ｕ _１，ｒ^ｕ _２，・・・，ｒ^ｕ _Ｎと、参考情報である光度調整行列Ｖ^０および光源光度行列Ｐ^０とから、ユーザの顔についての空間行列Ｄ^ｕを求める。照明調整部５４０ａは、例えば、以下の式（５）を用いて、空間行列Ｄ^ｕを算出する。なお、Ｒ^ｕは、第１〜第Ｎの既定点の輝度測定値ｒ^ｕ _１，ｒ^ｕ _２，・・・，ｒ^ｕ _Ｎを要素とする、既定点輝度行列である。

照明制御装置５００ａは、照明調整部５４０ａにおいて、上述の式（４）と同様の以下の式（６）を用いて、ユーザの顔に用いられる新たな光度調整行列Ｖ^ｕを算出する。なお、ｄ^ｕ _ｊｋ ^−１は、ユーザの顔についての空間行列の逆行列Ｄ^ｕ−１の（ｊ，ｋ）要素である。ｖ^ｕ _ｊｊは、ユーザの顔についての光度調整行列Ｖ^ｕの（ｊ,ｊ）要素である。

そして、照明制御装置５００ａは、照明調整部５４０ａにおいて、算出された光度調整行列Ｖ^ｕに基づいて、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌの光度制御値を調整する。すなわち、第ｌの光源２１０_ｌを、算出された光度調整行列Ｖ^ｕの対応する成分ｖ^ｕ _ｌｌのデューティ比で駆動する。これにより、第１〜第Ｎの既定点の輝度を、理想値ｒ^ｃ _１，ｒ^ｃ _２，・・・，ｒ^ｃ _Ｎにそれぞれ近付けることができる。

このように、各光源２１０の光度制御値と各既定点の輝度との対応関係を、各光源２１０の光度制御値と各参照点の輝度との対応関係により示す参照情報を用意することにより、各既定点の輝度を、それぞれの理想値に近付けることが可能となる。

＜装置の動作＞
次に、照明制御装置５００ａの動作について説明する。

図１０は、照明制御装置５００ａの動作の一例を示すフローチャートであり、実施の形態２の図７に対応するものである。図７と同一部分には同一ステップ番号を付し、これについての詳細な説明を省略する。

ステップＳ１０１０ａにおいて、照明調整部５４０ａは、参考情報の光度制御値で、照明部２００の照明を点灯させる。すなわち、照明調整部５４０ａは、光度調整行列Ｖ^０に基づいて、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌを点灯させる。

ステップＳ１０２０において、画像取得部５２０は、撮影部３００を用いて、ユーザの顔の画像を撮影する。

ステップＳ１０３０ａにおいて、輝度取得部５３０は、撮影画像から、第１〜第Ｎの既定点の輝度計測値を取得する。すなわち、輝度取得部５３０は、上述の既定点輝度行列Ｒ^ｕを取得する。

ステップＳ１０５０ａにおいて、照明調整部５４０ａは、参考情報に基づいて、各既定点の輝度を設定近付けるような光度制御値を算出する。すなわち、照明調整部５４０ａは、まず、既定点輝度行列Ｒ^ｕ、光度調整行列Ｖ^０、および光源光度行列Ｐ^０に基づいて、上述の式（６）を用いて、ユーザの顔についての光度調整行列Ｖ^ｕを算出する。

ステップＳ１０９０ａにおいて、照明調整部５４０ａは、算出された光度制御値で照明部２００の照明を点灯させる。すなわち、照明調整部５４０ａは、算出された光度調整行列Ｖ^ｕに基づいて、第１〜第Ｌの光源２１０_１〜２１０_Ｌの光度を調整する。そして、処理はステップＳ１１１０へと進み、顔の撮影および撮影画像の出力が行われる。

このような動作により、照明制御装置５００ａは、参照情報を用いて、照明部２００に対する一度の調整により、全ての既定点の輝度を所定の設定値に近付けることができる。

＜本実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態に係る照明制御装置５００ａは、各光源２１０の光度制御値と、各既定点の輝度と、の間の対応関係を示す参照情報を、予め格納している。そして、照明制御装置５００ａは、かかる参照情報に基づいて、既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、各光源２１０の光度制御値を調整する。

これにより、照明制御装置５００ａを備えた照明撮影装置１００ａは、実施の形態２に比べてより短時間で、各既定点の輝度が設定値に近付くように、ユーザの顔の光沢状態を調整して、撮影を行うことができる。

なお、外光、肌の状態、および肌の向き等の影響が大きい場合、実際には各既定点の輝度が各既定点の輝度が設定値に近付かない、あるいは、全ての既定点の輝度が所定の範囲に収まらないといった事態が発生し得る。したがって、照明制御装置５００ａは、調整後の撮影画像から、各既定点の輝度計測値を取得し、取得結果に応じて、実施の形態２で説明した処理（図７のステップＳ１０２０〜Ｓ１１００）を行ってもよい。

また、キャリブレーションは、定期的に実施されることが望ましい。この場合、照明撮影装置は、最後のキャリブレーションにより得られた光度調整行列Ｖ^０および光源光度行列Ｐ^０を、参照情報として使用する。

しかしながら、ユーザの手でキャリブレーションの環境を整えることは困難である。したがって、例えば、照明調整部５４０は、照明の調整において式（５）、（６）により光度調整行列Ｖ^ｕが算出される毎に、算出された光度調整行列Ｖ^ｕに対する参照情報の光度調整行列Ｖ^０の比を記憶しておく。そして、照明調整部５４０は、記憶された比の時間重み付き平均値の逆数を、初期の光度調整行列Ｖ^０に乗じて得られた値を、新たな光度調整行列Ｖ^０として用いてもよい。

（各実施の形態の変形例）
なお、以上説明した各実施の形態では、対象物の輝度計測値を取得して照明を調整したが、照度計測値を取得して、輝度計測値の場合と同様に、照明を調整してもよい。

また、光源の種別、個数、および配置、撮影部の種別および位置、表示部の種別および位置は、上述の例に限定されない。

また、照明撮影装置は、必ずしも、表示部を有さなくてもよい。この場合、画像出力部は、例えば、撮影画像のデータを、サーバやプリンタ等の外部装置へ送信したり、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の着脱可能な記録媒体、あるいは、ハードディスク等の外部読み出し可能な記録媒体に記録する。

また、照明部、撮影部、表示部、および照明制御装置は、互いに、着脱可能に構成されていてもよい。

例えば、撮影部および表示部を備えたタブレット型端末に、照明制御装置の機能をインストールする態様が有り得る。この場合、照明部は、かかるタブレット型端末を内側に嵌め込んで固定する固定部と、タブレット型端末の制御信号出力端子と接続する接続部とを有する、額縁型の照明器具とすればよい。

また、照明制御装置の構成の一部は、ネットワーク上のサーバ等の外部装置に配置される等して、他の部分と離隔していてもよい。この場合、照明制御装置は、かかる外部装置と通信を行うための通信部を備える必要がある。

また、なお、本発明に係る照明制御装置および照明制御方法の用途は、肌の診断に限定されない。例えば、本発明は、メイクアップを支援する装置等、顔を照明する各種の装置および方法に適用可能である。更に、光沢状態の調整の対象となる対象物は、人の顔に限定されない。対象物は、例えば、工業製品や商品であってもよい。すなわち、本発明は、工業製品のキズ・ひび割れの確認や、商品の広告撮影の用に、供することができる。

（本開示のまとめ）
本開示の照明制御装置は、対象物を所定の視点から見たときの、前記対象物の既定点の輝度計測値を取得する輝度取得部と、前記輝度計測値に基づき、前記対象物を異なる方向から照射する複数の光源を個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記対象物に対する照明を調整する照明調整部と、を有する。

なお、上記照明制御装置は、複数の前記既定点の位置と、前記複数の光源の位置と、の間の対応関係を示す、位置情報を格納する情報格納部、を有し、前記照明調整部は、前記位置情報に基づいて、前記既定点の前記輝度計測値が、前記所定の設定値よりも高いとき、当該既定点に対応する前記光源の光度を低減させる減光処理と、前記既定点の前記輝度計測値が、前記所定の設定値よりも低いとき、当該既定点に対応する前記光源の光度を増加させる増光処理と、のうち少なくとも１つを含む調光処理を行ってもよい。

また、上記照明制御装置において、前記照明調整部は、所定の条件が満たされるまで、前記複数の既定点のそれぞれに対し、前記調光処理を順次行ってもよい。

また、上記照明制御装置において、前記所定の条件は、複数の前記既定点の前記輝度計測値が所定の範囲に収まっているという条件を含んでもよい。

また、上記照明制御装置において、前記光源の光度制御値と、前記既定点の輝度と、の間の対応関係を示す、参照情報を格納する情報格納部、を有し、前記照明調整部は、前記参照情報に基づいて、前記既定点の輝度が前記所定の設定値に近付くように、前記光度制御値を調整してもよい。

また、上記照明制御装置において、前記参照情報は、所定の光度制御値で前記複数の光源を動作させた状態における、前記光源との距離が既知である参照点の前記所定の視点から見たときの輝度計測値に基づいて、生成された情報であってもよい。

また、上記照明制御装置は、前記所定の視点から前記対象物を撮影する撮影装置により撮影された画像を取得する画像取得部、を有し、前記輝度取得部は、前記既定点の前記画像における輝度値を、前記輝度計測値として取得してもよい。

また、上記照明制御装置において、前記対象物は、顔であり、前記輝度取得部は、前記画像から顔部品を検出し、検出された前記顔部品の位置に基づいて前記既定点の位置を取得してもよい。

また、上記照明制御装置は、前記照明調整部により調整された前記照明において、前記撮影装置により撮影された画像を出力する、画像出力部、を有してもよい。

本開示の照明制御方法は、対象物を所定の視点から見たときの、前記対象物の既定点の輝度計測値を取得するステップと、前記輝度計測値に基づき、前記対象物を異なる方向から照射する複数の光源を個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記対象物に対する照明を調整するステップと、を有する。

本発明は、対象物の光沢状態をより簡単に調整することができる照明制御装置および照明制御方法として有用である。

１００、１００ａ 照明撮影装置
１１０ 筐体
１１１ 主面
２００ 照明部
２１０ 光源
３００ 撮影部
４００ 表示部
５００、５００ａ 照明制御装置
５１０、５１０ａ 情報格納部
５２０ 画像取得部
５３０ 輝度取得部
５４０、５４０ａ 照明調整部
５５０ 画像出力部

Claims (10)

1. 撮影画像を解析し顔の皺を検出する撮影装置であって、
   板状の筐体と、
   前記筐体の主面に設けられ、それぞれが、前記顔に異なる方向から光を照射する複数の光源と、
   前記筐体の主面に設けられ、前記顔を撮影する撮影部と、
   前記撮影部により撮影される、前記顔の既定点の輝度計測値を取得する輝度取得部と、
   前記輝度計測値に基づき、前記複数の光源を個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記顔に対する照明を調整する照明調整部と、を有する、
   撮影装置。
2. 顔を所定の視点から見たときの、前記顔の既定点の輝度計測値を取得する輝度取得部と、
   前記輝度計測値に基づき、前記顔を異なる方向から照射する複数の光源を個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記顔に対する照明を調整する照明調整部と、
   複数の前記既定点の位置と、前記複数の光源の位置と、の間の対応関係を示す、位置情報を格納する情報格納部と、を有し、
   前記照明調整部は、
   前記位置情報に基づいて、前記既定点の前記輝度計測値が、前記所定の設定値よりも高いとき、当該既定点に対応する前記光源の光度を低減させる減光処理と、前記既定点の前記輝度計測値が、前記所定の設定値よりも低いとき、当該既定点に対応する前記光源の光度を増加させる増光処理と、のうち少なくとも１つを含む調光処理を行う、
   照明制御装置。
3. 対象物を所定の視点から見たときの、前記対象物の既定点の輝度計測値を取得する輝度取得部と、
   前記輝度計測値に基づき、前記対象物を異なる方向から照射する複数の光源を個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記対象物に対する照明を調整する照明調整部と、
   複数の前記既定点の位置と、前記複数の光源の位置と、の間の対応関係を示す、位置情報を格納する情報格納部と、を有し、
   前記照明調整部は、
   前記位置情報に基づいて、前記既定点の前記輝度計測値が、前記所定の設定値よりも高いとき、当該既定点に対応する前記光源の光度を低減させる減光処理と、前記既定点の前記輝度計測値が、前記所定の設定値よりも低いとき、当該既定点に対応する前記光源の光度を増加させる増光処理と、のうち少なくとも１つを含む調光処理を行い、
   所定の条件が満たされるまで、前記複数の既定点のそれぞれに対し、前記調光処理を順次行う、
   照明制御装置。
4. 対象物を所定の視点から見たときの、前記対象物の既定点の輝度計測値を取得する輝度取得部と、
   前記輝度計測値に基づき、前記対象物を異なる方向から照射する複数の光源を個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記対象物に対する照明を調整する照明調整部と、
   複数の前記既定点の位置と、前記複数の光源の位置と、の間の対応関係を示す、位置情報を格納する情報格納部と、を有し、
   前記照明調整部は、
   前記位置情報に基づいて、前記既定点の前記輝度計測値が、前記所定の設定値よりも高いとき、当該既定点に対応する前記光源の光度を低減させる減光処理と、前記既定点の前記輝度計測値が、前記所定の設定値よりも低いとき、当該既定点に対応する前記光源の光度を増加させる増光処理と、のうち少なくとも１つを含む調光処理を行い、
   所定の条件が満たされるまで、前記複数の既定点のそれぞれに対し、前記調光処理を順次行い、
   前記所定の条件は、複数の前記既定点の前記輝度計測値が所定の範囲に収まっているという条件を含む、
   照明制御装置。
5. 前記光源の光度制御値と、前記既定点の輝度と、の間の対応関係を示す、参照情報を格納する情報格納部、を有し、
   前記照明調整部は、
   前記参照情報に基づいて、前記既定点の輝度が前記所定の設定値に近付くように、前記光度制御値を調整する、
   請求項３または４に記載の照明制御装置。
6. 前記参照情報は、
   所定の光度制御値で前記複数の光源を動作させた状態における、前記光源との距離が既知である参照点の前記所定の視点から見たときの輝度計測値に基づいて、生成された情報である、
   請求項５に記載の照明制御装置。
7. 前記所定の視点から前記対象物を撮影する撮影装置により撮影された画像を取得する画像取得部、を有し、
   前記輝度取得部は、
   前記既定点の前記画像における輝度値を、前記輝度計測値として取得する、
   請求項３または４に記載の照明制御装置。
8. 前記対象物は、顔であり、
   前記輝度取得部は、
   前記画像から顔部品を検出し、検出された前記顔部品の位置に基づいて前記既定点の位置を取得する、
   請求項７に記載の照明制御装置。
9. 前記照明調整部により調整された前記照明において、前記撮影装置により撮影された画像を出力する、画像出力部、を有する、
   請求項７に記載の照明制御装置。
10. 撮影画像を解析し顔の皺を検出する撮影装置の照明制御方法であって、
    板状の筐体の主面に設けられ、前記顔を撮影する撮影部により撮影される前記顔の既定点の輝度計測値を取得するステップと、
    前記筐体の主面に設けられ、それぞれが、前記顔に異なる方向から光を照射する複数の光源を、前記輝度計測値に基づき個別に制御して、前記既定点の輝度が所定の設定値に近付くように、前記顔に対する照明を調整するステップと、を有する、
    照明制御方法。