KR101117851B1 - 촬상 장치 및 피사체 검출 방법 - Google Patents

촬상 장치 및 피사체 검출 방법 Download PDF

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Abstract

촬상 장치는, 화상을 연속적으로 촬상하는 촬상부에 의해 촬상되는 화상에서 하나 이상의 피사체를 검출하는 제 1 검출부; 검출된 하나 이상의 피사체를 추적하는 제 2 검출부; 및 화상의 일부를 한정 영역으로 설정하는 설정부를 포함하며, 제 1 검출부가 촬상된 화상에서 하나 이상의 피사체를 검출한 이후에, 제 2 검출부로 하여금 촬상된 화상에 후속하여 촬상되는 화상에서 피사체를 추적 및 검출하게 하고, 제 1 검출부로 하여금 한정 영역에서 피사체를 검출하게 하는 시스템 제어부를 포함한다.
디지털 스틸 카메라 장치

Description

촬상 장치 및 피사체 검출 방법{IMAGING DEVICE AND SUBJECT DETECTION METHOD}
본 출원은 2006년 9월 13일자로 출원된 일본 특허 출원 제2006-247574호 및 2007년 7월 30일자로 출원된 일본 특허 출원 제2007-197730호에 기초하며, 이들로부터 우선일을 주장하고, 이들의 개시는 그 전체가 여기서 참고로 통합된다.
본 발명은 피사체를 검출하여 추적(follow)하는 촬상 장치 뿐만 아니라 그 피사체 검출 방법에 관한 것이다.
화상 인식에 의해 주요 피사체 특히 인물의 얼굴을 검출하여 그 검출 결과를 이용하여 초점 거리 등을 조정하는 공지된 촬상 장치가 존재한다. 또한, 예들 들어 이러한 촬상 장치에 대하여, 일본 공개 특허 공보 제2003-107335호는, 얼굴 검출을 수행하고, 검출된 영역을 초점 조절 영역으로서 설정하는 공지된 종래의 제 1 촬상 장치를 개시하고 있다. 또한, 일본 공개 특허 공보 제2006-60329호는, 얼굴의 피부 색깔을 검출하여 주요 피사체를 결정하고 예를 들어 패턴 매칭을 이용하여 주요 피사체를 추적하는 공지된 종래의 제 2 촬상 장치를 개시한다. 이러한 촬상 장치들은, 인물 사진을 찍기에 적합하므로, 카메라의 조작에 미숙한 초보 사용자들에 대하여 특히 유용하다.
또한, 일본 공개 특허 공보 제2003-92699호는, 촬상된 화상에 있어서 단일의 주요 피사체 뿐만 아니라 복수의 피사체를 검출하고 모든 피사체들이 초점이 맞도록 제어하는 공지된 종래의 제 3 촬상 장치를 개시하고 있다. 이러한 촬상 장치는 기념 사진과 같이 복수의 사람을 피사체로서 촬영하는데 적합하다.
또한, 검출 처리에 대하여, 일본 공개 특허 공보 제2006-60329호에 기술된 것과 같이 패턴 정합을 이용하여 결정되는 주요 피사체를 추적하는 동작은, 전회의 검출 결과를 이용하여 주요 피사체를 추적함으로써 수행되며, 이에 의해 전체 화상에서 새롭게 피사체를 검출하는 것 보다 고속으로 검출을 수행할 수 있고 인물의 움직임이나 또는 시야각의 변화에 따라 피사체를 빠르게 추적할 수 있다.
처리 속도의 차이를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.
도 3a에서, 도면 부호 100은 연속적인 촬상에 의해 획득되는 화상 데이터를 나타내며, 촬영 대기 기간 동안에 화상의 프레이밍(framing)을 결정하기 위하여 LCD와 같은 표시부에 표시된다. 도면 부호 101은 얼굴 검출 처리에 사용되는 화상 데이터를 나타내고, 화상 데이터(101) 사이의 화살표들은 검출 처리를 수행하고 있는 기간을 나타낸다. 이 얼굴 검출 처리는, 검출 처리 시간에 소요되는 시간을 단축하기 위하여, 촬상된 화상 데이터로부터 데이터를 간헐적으로 선택함으로서 수행된다.
이와 반대로, 도 3b는 일단 얼굴을 검출한 후, 얼굴을 추적하는 처리를 나타낸다.
도면 부호 102는 얼굴 추적 처리에 사용되는 화상 데이터를 나타내며, 화상 데이터(101) 사이의 화살표들은, 얼굴 추적 처리를 수행하고 있는 기간을 나타낸다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 얼굴 추적 처리에서는, 얼굴을 새롭게 검출하는 경우보다 고속으로 얼굴 검출을 수행할 수 있고, 검출 결과를 보다 짧은 간격에서 획득할 수 있다.
그러나, 종래의 제 2 화상 장치에 따른 얼굴 추적 처리는, 종래의 제 3 화상 장치에서와 같이 복수의 얼굴을 검출하여 처리하는 것을 다룰 수 없다는 문제점을 가진다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 3명을 촬영할 때, 3명의 얼굴에 대한 추적 처리 도중에, 도면에 도시된 바와 같이 3명 중 한명이 얼굴을 돌리기 때문에 얼굴 검출이 불가능하게 되는 경우, 그 후에 그 얼굴을 돌린 사람이 다시 그의 얼굴을 정면으로 돌리게 되면, 3명에 대한 얼굴 검출은 다시 시작될 수 없게 된다. 또 다른 문제점은, 짧은 시간 기간에 촬영을 하는 동안에 화상에 나타나는 새로운 피사체를 검출하기가 어렵다는 것이다.
본 출원은 위에서 식별된 문제점들을 해결하려 하고, 인식된 피사체의 상태 변화에 대처할 수 있는 촬상 장치 및 피사체 검출 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 촬상 장치는, 화상을 연속적으로 촬상하는 촬상부; 상기 촬상부에 의해 촬상되는 화상에서 하나 이상의 피사체를 검출하는 제 1 검출부; 상기 검출되는 하나 이상의 피사체를 추적하여 검출하는 제 2 검출부; 및 화상의 일부를 한정 영역으로서 설정하는 설정부를 포함하며, 상기 제 1 검출부가 상기 촬상된 화상에서 하나 이상의 피사체를 검출한 후, 상기 촬상된 화상에 후속하여 촬상되는 화상에서 상기 제 2 검출부로 하여금 피사체를 추적 및 검출하게 하고, 상기 제 1 검출부로 하여금 상기 한정 영역에서 피사체를 검출하게 하는 제어부를 포함하도록 구성된다.
상기 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 피사체 검출 방법은, 촬상되는 화상에서 하나 이상의 피사체를 검출하는 제 1 검출 단계; 상기 검출되는 하나 이상의 피사체를 추적 및 검출하며, 상기 제 1 검출 단계보다 고속으로 처리될 수 있는 제 2 검출 단계; 연속적으로 촬상되는 화상에서 상기 제 1 검출 단계에 의해 상기 하나 이상의 피사체를 검출한 이후에, 상기 제 2 검출 단계에 의해, 상기 촬상된 화상에 후속하여 촬상되는 화상에서 피사체를 추적 및 검출하고, 상기 제 1 검출 단계에 의해, 상기 화상의 일부에 설정된 한정 영역에서 피사체를 검출하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)의 구성을 나타낸다.
도 2는 제 1 실시형태에 따른 피사체 검출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3a는 제 1 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)에 의해 연속적으로 촬상되는 화상 데이터(100)와 피사체 검출용 화상 데이터(101) 사이의 관계를 나타낸다.
도 3b는 제 1 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)에 의해 연속적으로 촬상되는 화상 데이터(100)와 피사체 추적용 화상 데이터(102) 사이의 관계를 나타낸다.
도 4a는 화상 데이터(200)의 일례로서, 제 1 실시형태에 따른, 검출된 얼굴의 크기, 전체 화상 및 한정 영역 사이의 관계를 나타낸다.
도 4b는 도 4a의 화상 데이터(200)의 한정 영역(201)의 천이예로서, 제 1 실시형태에 따른, 검출된 얼굴의 크기, 전체 화상 및 한정 영역 사이의 관계를 나타낸다.
도 5a는 화상 데이터(200)의 일례로서, 제 1 실시형태에 따른, 검출된 얼굴의 크기, 전체 화상 및 한정 영역 사이의 관계를 나타낸다.
도 5b는 도 5a의 화상 데이터(200)의 한정 영역(201)의 천이예로서, 제 1 실시형태에 따른, 검출된 얼굴의 크기, 전체 화상 및 한정 영역 사이의 관계를 나타낸다.
도 6은 제 1 및 제 2 실시형태에 따른 동작에 대한 설명도이다.
도 7은 제 2 실시형태에 따른 피사체 검출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 8a는 제 3 실시형태에 따른, 한정 영역(201)이 화상 데이터(200)의 중앙에 설정되는 빈도가 1/9 회인 경우의 한정 영역(201)의 천이 상태를 나타낸다.
도 8b는 제 3 실시형태에 따른, 한정 영역(201)이 화상 데이터(200)의 중앙 에 설정되는 빈도가 1/5회인 경우의 한정 영역(201)의 천이 상태를 나타낸다.
도 8c는 제 3 실시형태에 따른, 한정 영역(201)이 화상 데이터(200)의 중앙에 설정되는 빈도가 1/3회인 경우의 한정 영역(201)의 천이 상태를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시형태들을 도면들을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시형태)
제 1 실시형태에 따른 촬상 장치로서 기능하는 디지털 스틸 카메라 장치(1)를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 1은 디지털 스틸 카메라 장치(1) 및 접속 기기(11)에 대한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디지털 스틸 카메라 장치(1)는 촬상부(3), 제 1 검출부 및 제 2 검출부를 가지는 화상 처리부(4), 및 설정부를 포함한 시스템 제어부(2)와 같은 제어부를 포함한다. 상기 제 1 검출부는 촬상부에 의해 촬상된 화상에서 하나 이상의 피사체들을 검출한다. 제 2 검출부는, 검출된 하나 이상의 피사체들을 추적 및 검출한다. 설정부는 화상의 일부를 한정 영역으로 설정한다. 디지털 스틸 카메라 장치(1)는, 표시 제어부(5), LCD[6 : 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display); 액정 모니터(liquid crystal monitor)], 기록 매체 인터페이스부(7), 기록 매체(8), 하드키 인터페이스부(9), 통신 인터페이스부(10)를 더 포함한다.
상기 시스템 제어부(2)는 디지털 스틸 카메라 장치(1)의 전체 제어를 수행하기 위하여 제공되며, 도시되어 있지 않은 메인 CPU, NDNA 플래시 메모리, SDRAM, 타이머 등을 포함한다.
촬상부(3)는 촬상을 행하고, 도시되어 있지 않은 광학 구성요소(렌즈 및 렌즈 구동 모터), CCD, CCD 구동 회로, A/D 변환기 등을 갖추고 있다.
화상 처리부(4)는 촬상부(3)에 의해 획득된 화상 신호들에 여러 가지의 화상 처리를 수행하고, 촬상부(3)의 CCD 구동 시간 및 렌즈 구동 모터를 제어하여, 주밍(zooming), 포커싱(focusing), 노출 조정 등을 수행하고, 화상의 압축/신장을 수행하기 위하여 제공되며, 도시되지 않는 화상 처리용 DSP(digital signal processor), RAM 등을 포함한다.
표시 제어부(5)는, 화상 처리부(4)에 의해 처리되는 화상 신호들에 신호 처리를 수행하여 LCD(6)에 표시하고, 사용자 인터페이스를 위한 여러 가지 그래픽 화상들을 생성하여 LCD(6)에 표시하기 위하여 제공되며, 도시되지 않은 D/A 변환기, OSD 제어기 등을 포함한다.
LCD(6)는, 화상을 표시하고, 사용자 인터페이스를 위한 그래픽을 표시하기 위하여 제공된다.
기록 매체 인터페이스부(7)는 기록 매체(8)와의 인터페이스를 위하여 제공되며, 도시되지 않은 메모리 카드 제어기 등을 포함한다.
기록 매체(8)는 플래시 메모리 등에 압축된 화상 신호 및 화상에 관련된 여러 가지 정보를 기억하기 위하여 제공되며, 상기 디지털 스틸 카메라 장치(1)에 착탈가능하게 부착된다.
하드키 인터페이스부(9)는 도시되지 않은 서브 CPU 등으로 이루어지고, 도시 되지 않은 키 및 다이얼과 같은 사용자 인터페이스의 상태를 결정하고 시스템 제어부(2)의 메인 CPU의 메인 스위치를 제어하기 위하여 제공된다.
통신 인터페이스부(10)는 통신 제어기로 이루어지며, 도시되지 않은 USB를 접속하여 데이터 통신을 하기 위하여 제공된다.
접속 기기(11)는 퍼스널 컴퓨터 등으로 이루어지며, 도시되지 않은 USB를 통하여 디지털 스틸 카메라 장치(1)와 접속되어 디지털 스틸 카메라 장치(1)로부터의 화상을 전송하여 재생하고 디지털 스틸 카메라 장치(1)에 대한 다양한 설정을 행한다.
먼저, 디지털 스틸 카메라 장치(1)의 기동동작(initiation)를 설명한다.
사용자가 도시되지 않은 스위치 버튼을 누른다면, 하드키 인터페이스부(9)는 시스템 제어부(2)의 메인 CPU를 온(on) 시킨다.
시스템 제어부(2)의 메인 CPU는, 먼저 NAND 플래시 메모리의 부트부로의 액세싱(프로그램의 실행)을 시작하고, 부트 프로그램에 의해 프로그램 데이터를 외부의 SDRAM(동기식 동적 랜덤 액세스 메모리; Synchronous Dynamic Random Access Memory)에 전송한다.
SDRAM으로 데이터 전송을 완료한 경우에, 프로그램의 실행 포인터(프로그램 카운터)를 SDRAM 상의 프로그램으로 전송한 후, SDRAM 상의 프로그램에 따라 부트 처리를 개시한다.
기동 처리는, OS(오퍼레이팅 시스템)의 초기화, 경통(鏡筒)의 확장 조작 및 기억 매체(8)의 초기화를 포함한다.
경통의 확장 조작은 화상 처리부(4)를 통하여 촬상부(3)의 렌즈 구동 모터에 미리 결정된 간격(예를 들어, 2ms)으로 펄스 신호를 공급함으로써 수행된다.
또한, 기록 매체(8)의 초기화는, 기록 매체 인터페이스부(7)를 통하여 기록 매체(8)에 전력과 클록을 공급한 후, 기록 매체(8)에 초기화 명령을 발행함으로써 수행된다. 실제 초기화는 기록 매체(8) 내에서 수행되고, 시스템 제어부(2)는, 상기 초기화의 완료를 검출하기 위하여 기록 매체(8)의 상태를 예를 들어, 10㎳의 간격으로 폴링한다.
다음으로, 촬영시의 동작을 설명한다.
촬영 이전에, 사용자는 도시되지 않은 여러 가지 키 및 다이얼을 조작하여 촬영 모드(고화질 모드, 저화질 모드 등)를 결정한다. 사용자의 조작은 하드키 인터페이스부(9)를 통하여 시스템 제어부(2)에 의해 결정된다. 시스템 제어부(2)는 표시 제어부(5)로 하여금 그래픽 가이던스를 생성 및 표시하게 하여 사용자가 다음 동작으로 진행할 것을 재촉한다.
시스템 제어부(2)는 결정된 촬영 모드에 따라 처리 파라미터를 화상 처리부(4)에 설정한다. 대안적으로, 사용자는 도시되지 않은 줌 레버를 조작하여 시야각(화면 구도: picture composition)을 결정한다.
줌 레버에 대한 사용자의 조작은, 하드키 인터페이스부(9)를 통하여 시스템 제어부(2)에 의해 결정된다. 상기 시스템 제어부(2)는 상기 조작에 따라 촬상부(3)를 제어하여 렌즈를 구동시킨다.
촬상부(3)는 화상 처리부(4)의 제어하에서 촬상을 개시한다. 화상 처리부(4) 는 촬상부(3)에 의해 검출되는 화상 데이터에 대하여 얼굴 검출 처리를 기동한다.
또한, 촬상된 데이터는 연속적으로 화상 처리부(4)로 송신되고, 그 화상 처리부(4)에서, 색 공간 변환, 감마 보정, 화이트 밸런스 조정 등의 처리를 받은 후, 표시 제어부(5)로 송신된다.
또한, 동시에, 화상 처리부(4)는 얼굴 검출 결과를 이용하여 포커싱 및 노출 검출을 수행하고 촬상부(3)를 제어하여 조정을 수행한다. 표시 제어부(5)는 화상 데이터를 신호 처리하여 LCD(6)에 표시하고, 사용자에게 촬상상태를 보여준다.
여기서, 사용자가 도시되지 않은 릴리스 버튼을 누른다면, 그 조작은 하드키 인터페이스부(9)를 통하여 시스템 제어부(2)에 의해 결정된다.
촬상부(3)는 화상 처리부(4)의 제어 하에서 미리 결정된 화상을 수용하고, 이를 화상 처리부(4)로 송신한다. 상기 화상 처리부(4)는 그 화상에 촬영 모드에 따라 화상 처리 및 압축 처리를 행한다.
시스템 제어부(2)는 압축된 화상 데이터를 판독하고 이것에 헤더 정보를 부가한 후, 이를 기록 매체 인터페이스부(7)를 통하여 기록 매체(8)에 기록한다.
이는 일련의 촬영 동작을 완료시킨다.
다음으로, 화상에서 얼굴을 검출하여 추적하고, 화상의 중앙으로부터 화상의 주변을 향하여 검출 영역을 천이시키는 상태로 검출 영역을 설정하는 일례에 대하여 설명한다.
이 동작 흐름을 도 2에 도시한다. 도 2에서의 흐름은 얼굴 검출에 관련되는 동작만을 나타냄을 주목한다. 상술된 포커싱, 노출 조정 및 화상 표시의 처리는 도 2의 동작 흐름과 병행하여 별도로 수행되므로, 그것에 대한 설명을 생략한다는 점을 이해해야 한다.
화상 처리부(4)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 촬상부(3)에 의해 연속적으로 촬상된 화상 데이터(100)로부터 얼굴 검출에 사용되는 화상 데이터(101)를 획득하고(단계 S2), 상기 획득된 화상 데이터(101)의 전체 영역에 대하여 검출 처리를 수행한다(단계 S3). 단계 S3의 얼굴 검출 처리는 제 1 검출부에 의한 피사체 검출에 대응한다. 얼굴 검출은, 예를 들어 일본 공개 특허 공보 제2003-107335호에 기술된 기술을 이용하여 수행될 수 있음에 주목해야 한다.
상기 획득된 화상에서 얼굴이 검출되지 않는 경우에, 상술된 처리를, 얼굴 검출 모드가 종료될 때 까지 반복한다(단계 S5 → 단계 S1).
이와 반대로, 단계 S4에서 검출된 얼굴수 n이 1 이상인 경우에, 화상 처리부(4)는 단계 S6 및 그 이후의 처리들로 진행하여, 도 3b에 도시된 바와 같이 추적 처리에 사용되는 화상 데이터(102)를 획득하고(단계 S7), 검출된 n 개의 얼굴에 대한 추척 처리를 수행한다(단계 S8). 단계 S8에서의 추적 처리는 제 2 검출부에 의한 피사체의 추적에 대응한다. 이 추적 처리는, 예를 들어 일본 공개 특허 공보 제2006-60329호에 설명된 기술을 이용함으로써 수행될 수 있다.
시스템 제어부(2)는 상술된 일련의 제어 동작을 제어한다. 또한, 검출 및 추적에 의해 얼굴들을 검출한 영역들의 좌표값들은 시스템 제어부(2)에 별도로 기억되고, 필요에 따라 포커싱, 노출 조정이나 화상 표시 처리시에 참조된다.
다음으로, 화상 처리부(4)는 한정 영역(201)에서 얼굴 검출을 수행한다(단계 S10).
여기에서 상기 한정 영역을 설명한다.
도 4a, 4b, 5a 및 5b는, 한정 영역(201)이 어떻게 설정되는지의 일례들을 나타낸다. 도면들에서, 도면 부호 200은 도 3a 및 도 3b의 추출 화상(101, 102)에 대응하는 화상 데이터를 나타내며, 한정 영역(201)은 설정부에 의해 화상 데이터(200)의 일부에 설정된다. 한정 영역(201)은 화상 데이터(200)의 일부에 설정되므로, 단계 S3의 전체 화상 데이터(200)에서의 얼굴 검출과 비교하여, 단계 S10에서 보다 짧은 시간 기간에서 얼굴 검출을 수행할 수 있다.
한정 영역(201)은 단계 S10의 처리가 수행될 때 마다 설정된다. 먼저, 화상 데이터(200)의 중앙에, 화상 데이터(200)의 일부에 대응하는 크기의 영역을 설정한다. 그 후, 화살표들에 의해 표시되는 순서로 단계 S10에서의 매 처리시 마다, 영역의 위치를 변경하면서 얼굴 검출을 수행한다.
영역의 위치는 화상 데이터의 상부 좌측단을 포함하는 위치로부터 상기 화상 데이터의 하부 우측단을 포함하는 위치로 천이된다. 도 4b에 도시된 예에서는, 상기 영역은, 화상 데이터(200)의 상부 좌단부로부터 화상 데이터(200)의 상부 우단부로 3 단계로 천이된 후, 수직 방향의 화상 데이터(200)의 중간부는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 천이되고, 화상 데이터(200)의 하부는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 천이된다. 여기서, 한정 영역(201)은 수직 방향 및 수평 방향으로의 다음 설정된 한정 영역과 중첩하는 크기를 가지도록 설정된다.
또한, 제 1 실시형태에 따르면, 한정 영역(201)의 크기는, 검출되는 얼굴의 크기에 따라 설정된다. 즉, 도 4a의 얼굴의 경우에, 한정 영역(201)의 크기는 화상 데이터(200)의 전체 영역에서 9단계에 의해 천이될 수 있는 크기로 설정된다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 검출된 얼굴의 크기가 도 4a에서 검출된 얼굴의 크기 보다 큰 경우에, 한정 영역의 크기는 도 4a에서의 한정 영역의 크기 보다 크게 되도록 설정되며, 화상 데이터(200)의 전체 영역에서 5 단계로 천이될 수 있다.
상술된 바와 같이, 검출된 얼굴의 크기에 따라서 한정 영역(201)의 크기를 설정하는 것은, 한정 영역(201)의 불필요하게 큰 크기로 인해 처리에 필요한 시간이 길어지는 것을 방지함으로써 효율적인 처리를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 화상 데이터(200) 내에서 검출된 새로운 피사체에 대해 효율적인 처리를 수행할 수 있게 한다.
시스템 제어부(2)는, 검출된 얼굴수 n을 새롭게 검출된 얼굴수와 성공적으로 추적된 얼굴수 m의 합계인 수 n으로 업데이트한다(단계 S11). 검출된 하나 이상의 얼굴에 대하여, 단계 S6 및 그 이후의 추적 처리를 검출된 n개의 얼굴에 대하여 지속한다. 검출된 얼굴이 없는 경우에 대하여, 단계 S1 및 그 이후의 검출 처리를 전체 영역에 대하여 다시 시작한다(단계 S12).
여기서, 성공적으로 추적된 얼굴수 m 및 새롭게 검출된 얼굴수를 도 6을 참조하여 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이 3 명의 인물을 촬상하기 위하여, 예를 들어, 단계 S1 내지 S4의 처리를 통하여 도 3a의 화상 데이터(101)의 전체 영역에서 얼굴 검출을 수행한 경우에 검출된 얼굴수 n은 3이다. 그러나, 화상 데이터(102)의 추적 처 리에서, 성공적으로 추적된 얼굴수 m이 도 6의 프레임부(framed portion)(300a, 300b)에 의해 표시되는 바와 같이 2이고, 이 포인트에서 한정 영역(201)으로부터 새로운 얼굴이 검출되지 않으면, 단계 S11에서 얼굴수 n이 2이므로 처리는 단계 S6으로 되돌아간다. 그 후, 화상 데이터(102)에 대한 추적 처리 및 한정 영역(201)에서의 검출 처리를 반복적으로 수행한다.
상기 처리의 반복 동안에, 추적 처리에 성공하지 않은 프레임부(301)에서 얼굴이 검출된 경우, 성공적으로 추적된 전회의 얼굴수 m에 새롭게 검출된 얼굴수 1이 부가된다. 따라서, 다음 처리에서, 얼굴수 n은 3이 되므로, 3 개의 얼굴이 추적된다.
따라서, 얼굴 추적의 도중에 얼굴 검출이 중단되는 경우에도, 성공적으로 추적된 얼굴들은, 연속적으로 추적되고, 새롭게 검출된 얼굴도 또한 추적된다.
또한, 화상 내에 새로운 사람이 나타나고, 한정 영역(201)에서 검출되는 경우에도, 새롭게 검출된 피사체의 얼굴이, 검출된 얼굴수 n에 추가되어, 추가된 얼굴의 추적을 가능하게 한다.
상술된 바와 같이, 제 1 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)는 추적 처리 및 한정 영역(201)에서의 얼굴 검출을 행하도록 구성되므로, 검출 결과의 업데이트 사이클이 전체 화상에서의 얼굴 검출과는 달리 크게 연장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 추적에 실패한 얼굴들을 이후에 재차 검출하거나 또는 시야각에 나타나는 새로운 얼굴을 검출하고 이러한 얼굴들을 추적할 수 있다.
(다른 실시형태들)
이후, 다른 실시형태들을 설명한다. 여기서는 제 1 실시형태의 구성요소들과 동일하거나 또는 유사한 구성요소들에는 동일한 코드 및 숫자들이 주어지므로, 이들에 대한 설명을 생략한다는 점에 주목한다.
(제 2 실시형태)
제 2 실시형태에 따른 촬상 장치(1)로서 기능하는 디지털 스틸 카메라 장치(1)를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.
제 2 실시형태에서, 얼굴 추적 처리에 실패한 영역은 미리 결정된 시간 동안 검출 영역으로서 설정된다.
제 2 실시형태의 동작을 도 7의 흐름도에 따라서 설명한다. 단계 S1 내지 단계 S9의 처리는 제 1 실시형태의 처리와 동일하므로, 이것에 대한 설명을 생략한다.
추적 이후에, 모든 얼굴들 중에서 추적에 실패한 얼굴이 존재하는 경우(단계 S21), 시스템 제어부(2)는, 추적에 실패한 얼굴을 포함하는 영역을 기억하고(단계 S22), 카운터 값 R을 설정한다(단계 S23). 카운터 값 R은 기억 영역(한정 영역)에서 수행되는 검출 처리의 반복 횟수를 지정하기 위한 것이다. 여기서, 카운터 값 R은 20회로 설정된다.
카운터 값 R이 0이 아니면(단계 S24), 단계 S22에서의 추적에 실패한 얼굴을 포함하는 기억 영역에서 검출을 수행한다(단계 S25). 이 기억 영역에서 얼굴이 검출되면, 카운터 값 R을 클리어시킨다(단계 S26→S28). 이 기억 영역에서 얼굴이 검출되지 않으면, 카운터 값 R을 1만큼 감산하고(단계 S27), 다음 동작때 까지 유 지한다.
또한, 카운터 값 R이 0이면, 단계 S10에서의 처리는 제 1 실시형태에서와 같이 수행된다.
또한, 카운터 값 R은 표시 처리에서 참조된다는 점에 주목한다. 카운터 값 R이 0이 아니면, 도 6에 도시된 바와 같은 화상을 표시한다. 즉, 도 6에서, 실선의 프레임부(300a, 300b)가 상기 프레임들에 성공적으로 추적된 얼굴들을 나타내는 반면에 점선의 프레임부(301)는 추적에 실패한 얼굴을 포함하며 단계 S24의 검출 처리(검출을 다시 수행함)하에 있는 프레임 영역을 나타낸다.
추적에 실패한 얼굴을 검출하고 있음을 나타내는 표시는, 단계 S21 내지 S28에서의 처리 즉, 추적에 실패한 얼굴을 포함하는 기억 영역에서의 얼굴 검출이 수행되는 동안에 행해진다.
추적에 성공한 얼굴의 프레임부(300a, 300b) 및 추적에 실패한 얼굴의 프레임부(301)는, 실선 및 점선에 더하여 다른 색 또는 다른 형상(예를 들어, 성공하면 원 프레임, 실패하면 정사각형 프레임), 다른 표시 주기(블링크 표시) 또는 이들의 조합에 의해 구별될 수 있음에 주목한다.
제 2 실시형태에 따른 다른 동작들은 제 1 실시형태의 동작들과 동일하므로, 이것에 대한 설명을 생략한다.
상술된 처리를 통하여, 피사체가 회전하는 것 등으로 인해, 일시적으로 얼굴을 추적할 수 없는 경우에도 효율적으로 재검출을 수행할 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이 다른 형상들의 프레임들에 성공적으로 추적된 얼굴 및 추적에 실패한 얼굴을 표시하면, 사용자가 카메라의 검출 상태를 적절하게 이해할 수 있다. 따라서, 사용자는 피사체에 대하여 적절한 동작 명령을 제공할 수 있다.
(제 3 실시형태)
이제, 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 제 3 실시형태를 설명한다.
제 3 실시형태는, 제 1 실시형태의 단계 S10에서의 한정 영역 검출 처리에서, 한정 영역(201)이 초점 거리에 따라서 변하는 빈도에 따라 화상 데이터(200)의 중앙에 설정되도록 구성된다. 제 3 실시형태에서, 한정 영역(201)은 도 4b의 일례에 도시된 바와 같이 화상 데이터(200)에서 9단계로 천이되기에 충분한 어떤 크기를 가지도록 설정된다.
특히, 제 3 실시형태에 따르면, 한정 영역(201)을 화상 데이터(200)의 중앙에 설정하는 빈도는 초점 거리 F에 따라 1/9회, 1/5회, 1/3회가 된다. 즉, 빈도 1/9회는 초점 거리 F < 50㎜인 경우에 설정된다. 초점 거리는 35㎜ 필름을 이용한 카메라의 광학계에 대하여 환산된 값임을 주목한다. 또한, 빈도 1/5회는 50㎜≤ 초점 거리 F < 100㎜인 경우에 설정된다. 빈도 1/3회는 초점 거리 F≥100㎜인 경우에 설정된다.
도 8a는 초점 거리 F가 50㎜ 미만이고 빈도가 1/9회인 경우를 나타낸다. 한정 영역(201)이 전체 화상 데이터(200)에서 천이되는 동안에, 한정 영역(201)은 제 1 단계에서 한번만 화상 데이터(200)의 중앙에 설정된다.
다음으로, 도 8b는 초점 거리 F가 100㎜ 미만이고 빈도가 1/5회인 경우를 나 타낸다. 한정 영역(201)이 전체 화상 데이터(200)에서 천이되는 동안에, 한정 영역(201)은 제 1 및 제 6 단계에서 2 번 화상 데이터(200)의 중앙에 설정된다.
그 후, 도 8c는 초점 거리 F가 100㎜ 이상이고 빈도가 1/3 회인 경우를 나타낸다. 한정 영역(201)이 전체 화상 데이터(200)에서 천이되는 동안에, 한정 영역(201)은 제 1 단계, 제 4 단계, 제 7 단계 및 제 10 단계에서 4번 화상 데이터(200)의 중앙에 설정된다.
따라서, 여러 가지 촬영 상황에서 화상 데이터의 중앙 부근에 피사체가 설정될 수 있다. 초점 거리가 더 길어질수록, 피사체는 화상 데이터의 중앙에 설정되는 경향이 있다.
따라서, 한정 영역(210)을 화상 데이터(200)의 중앙에 설정하는 빈도를 증가시키면, 피사체 및 새로운 피사체도 더 짧은 시간 기간에 검출 할 수 있다.
상술된 바와 같이, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)는, 검출된 피사체를 추적하므로, 전체 화상(화상 데이터(200))에서 피사체를 검출하는 것 보다 고속으로 피사체를 검출할 수 있다는 이러한 유리한 효과를 가진다. 또한, 디지털 스틸 카메라 장치(1)는 전체 화상에서가 아니라 한정 영역(201)에서 화상의 일부로서 피사체를 검출하므로, 검출 결과에 대한 업데이트 사이클이 크게 길어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 추적에 실패한 피사체 및 피사체의 추적 동안에 시야각으로 촬상된 새로운 피사체들도 검출할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)는, 설정된 한정 영역(201)이 화상의 중앙으로부터 화상의 주변을 향하여 천 이되도록 구성되어 있으므로, 추적 처리로 이행한 직후에 주요 피사체를 실패없이 효율적으로 검출할 수 있다는 이러한 유리한 효과를 가진다.
또한, 제 1 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)는, 한정 영역(201)이 다음 설정된 한정 영역과 중첩되도록 천이되므로 한정 영역(201)에서 실패없이 피사체를 검출할 수 있다는 이러한 유리한 효과를 가진다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)는, 잃어버린 피사체를 포함하는 한정 영역(201)을 우선적인 검출 영역으로서 설정함으로써, 피사체의 이동으로 인해 잃어버린 피사체(추적에 실패한 피사체)를 신속하게 검출할 수 있다는 이러한 유리한 효과를 가진다.
또한, 한정 영역(201)이 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)에서 피사체의 크기에 따라 설정되는 경우, 한정 영역(201)을 불필요하게 크게함으로 인해 처리에 필요한 시간이 크게 길어지는 것을 방지하고, 효율적인 처리를 가능하게 할 뿐만 아니라 화상내에서 검출된 새로운 피사체에 대해서도 효율적인 처리를 달성할 수 있다.
또한, 제 1 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)에서 한정 영역(201)을 촬영 배율에 따라서 설정하는 경우, 피사체의 크기를 가정하고, 한정 영역(201)을 불필요하게 크게함으로 인해 처리에 필요한 시간이 크게 길어지는 것을 방지하고, 효율적인 처리를 가능하게 할 뿐만 아니라 화상내에서 검출된 새로운 피사체에 대해서도 효율적인 처리를 달성할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장 치(1)는, 화상의 중앙을 포함하는 영역을 한정 영역(201)으로서 설정하는 빈도를 더 높게 하도록 구성된다. 이는 피사체를 한정 영역에서 높은 확률로 촬상할 수 있게 하고 효율적인 처리를 가능하게 하며 상기 화상에서 촬상되는 새로운 피사체를 더 짧은 시간 기간에 검출할 수 있게 한다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)는, 화상의 중앙을 포함하는 영역을 한정 영역(201)으로서 설정하는 빈도를 초점 길이에 따라 결정하도록 구성된다. 이는 여러 가지 촬영 상황에서 피사체를 짧은 시간 기간에 촬상할 수 있게 하고, 새롭게 촬상된 피사체를 짧은 시간 기간에 검출할 수 있게 한다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)는, 추적에 실패한 피사체를 포함하는 영역을 표시하도록 구성되므로, 사용자는 촬상 장치의 검출 상태를 적절하게 알 수 있다. 또한, 사용자는 적절한 동작 명령을 피사체에게 제공할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 따른 디지털 스틸 카메라 장치(1)는, 추적에 실패한 피사체를 포함하는 영역이 재검출하에 있는 재검출 기간을 표시하도록 구성되므로, 사용자는 촬상 장치의 검출 상태를 적절히 알 수 있다. 또한, 사용자는 적절한 동작 명령을 피사체에게 제공할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태들을 도면들을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 특정 구성은 이것으로 한정되지 않는다. 설계의 변경은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 통합된다는 것을 이해해야 한다.
예를 들어, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태는 피사체로서 얼굴을 검출하는 일례들을 설명하였지만, 피사체는 얼굴로 한정되지 않는다. 여러 가지 의도된 목적들을 위하여 적절히 설정될 수 있다.
또한, 전체 화상 데이터(100)에서 피사체를 검출하기 위한 화상 데이터(101)와 추적 및 검출용 화상 데이터(102)를 연속적으로 촬상 화상 데이터(101)로부터 추출하는 비율은, 처리 속도에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 따라서, 상기 비율은 도 3a 및 도 3b에 도시된 일례들로 한정되지 않는다.
또한, 제 1 실시형태는, 한정 영역(201)이 화상의 중앙으로부터 화상의 주변으로, 위에서부터 아래로, 그리고 왼쪽에서 오른쪽으로의 순서로 천이되도록 설정되는 일례에 대하여 설명하였다. 그러나, 상기 한정 영역(201)의 설정은 이것으로 한정되지 않고, 사전 설정된 순서에서 랜덤하게 행해질 수 있다. 이 경우에, 화상의 중앙부는 촬상 피사체를 포함하는 경향이 있고, 다른 부분들은 대체로 균등한 가능성으로 피사체를 포함한다. 따라서, 랜덤한 검출의 검출 비율은 상기와 같이 위에서부터 그리고 왼쪽으로부터 순차적으로 검출한 검출 비율과 동등하게 될 수 있다.
또한, 제 1 실시형태는, 한정 영역(201)을 검출된 얼굴의 크기에 따라서 결정하지만 상기 검출 영역을 촬영 배율에 따라 결정할 수 있는 일례에 대하여 설명하였다. 이 경우에, 촬영 배율이 상대적으로 더 클수록, 도 5a에 도시된 바와 같이, 한정 영역은 상대적으로 더 크게 설정되고, 촬영 배율이 상대적으로 더 작을수록, 도 4a에 도시된 바와 같이, 한정 영역은 상대적으로 더 작게 설정되도록 구성 될 수 있다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태는, 본 발명을 디지털 스틸 카메라 장치에 적용한 일례들을 설명하지만 그 적용은 이것으로 한정되지 않는다. 또한, 본 발명은 광학 카메라, 비디오 카메라 또는 휴대 전화기와 같은, 디지털 스틸 카메라 이외의 촬영 기능을 가진 장치들에 적용될 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시형태들에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 이하의 청구항들에 의해 규정되는 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 설명되는 실시형태들에서 변경이 행해질 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (22)

  1. 화상을 연속적으로 촬상하는 촬상부;
    상기 촬상부에 의해 촬상되는 화상에서 하나 이상의 피사체를 검출하는 제 1 검출부;
    상기 검출된 하나 이상의 피사체를 추적하여 검출하는 제 2 검출부; 및
    상기 화상의 일부를 한정 영역으로서 설정하는 설정부를 포함하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 촬상된 화상에서 상기 제 1 검출부에 의해 하나 이상의 피사체가 검출된 후, 이에 후속하여 촬상되는 화상에 대해서, 상기 제 2 검출부가 피사체의 추적 및 검출을 실행하게 하고, 상기 설정부에 의해 설정된 상기 한정 영역에 대해, 상기 제 1 검출부가 피사체의 검출을 실행하게 하고,
    상기 제어부는, 상기 제 2 검출부에 의해 검출에 성공한 피사체의 수와, 상기 한정 영역에 대해 상기 제 1 검출부에 의해 새롭게 검출한 피사체의 수를 합산한 수를, 추적 대상 피사체의 수로서 설정하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정부는, 먼저 상기 한정 영역을 상기 화상의 중앙을 포함하는 영역에 설정하고, 상기 한정 영역을 상기 화상의 주변을 향하여 순차적으로 천이시키는 것인 촬상 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정부는 전회(前回)에 설정된 한정 영역이 새롭게 설정된 한정 영역과 중첩되도록 상기 한정 영역을 순차적으로 설정하는 것인 촬상 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정부는 상기 한정 영역을 검출된 피사체의 크기에 따라서 설정하는 것인 촬상 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정부는 상기 한정 영역을 촬영 배율에 따라서 설정하는 것인 촬상 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정부는 상기 화상의 중앙을 포함하는 영역을 상기 화상의 중앙을 포함하지 않는 영역보다 더 높은 빈도로 상기 한정 영역으로서 설정하는 것인 촬상 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 설정부는, 초점 거리에 따라서, 상기 화상의 중앙을 포함하는 영역을 상기 한정 영역으로서 설정하는 빈도를 결정하는 것인 촬상 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 촬상중인 화상을 표시하는 표시 장치를 더 구비하며,
    상기 제어부는 상기 제 2 검출부에 의한 추적 및 검출의 결과를 상기 표시 장치로 하여금 표시하게 하는 것인 촬상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 설정부는 상기 한정 영역을 상기 제 2 검출부에 의한 추적 및 검출의 결과에 따라서 설정하기 위한 것이며,
    상기 제어부는, 상기 설정부가 상기 제 2 검출부에 의한 추적 및 검출의 결과에 따라서 상기 한정 영역을 설정하는 동안에 상기 표시 장치로 하여금 상기 결과를 표시하게 하는 것인 촬상 장치.
  11. 촬상되는 화상에서 하나 이상의 피사체를 검출하는 제 1 검출 단계와,
    상기 검출된 하나 이상의 피사체를 추적 및 검출하며, 상기 제 1 검출 단계보다 고속으로 처리 가능한 제 2 검출 단계를 포함하는 피사체 검출 방법으로서,
    연속적으로 촬상되는 화상에서 상기 제 1 검출 단계에 의해 하나 이상의 피사체를 검출한 후, 이에 후속하여 촬상된 화상에 대해서, 상기 제 2 검출 단계에 의해 피사체의 추적 및 검출을 실행하고, 상기 화상의 일부에 한정된 한정 영역에 대해, 상기 제 1 검출 단계에 의해 피사체의 검출을 실행하며,
    상기 제 2 검출 단계에 의해 검출에 성공한 피사체의 수와, 상기 한정 영역에 대해 상기 제 1 검출 단계에 의해 새롭게 검출한 피사체의 수를 합산한 수가, 추적 대상 피사체의 수로서 설정되는 것을 특징으로 하는 피사체 검출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 먼저 상기 한정 영역을 상기 화상의 중앙을 포함하는 영역에 설정하고, 상기 한정 영역을 상기 화상의 주변을 향하여 순차적으로 천이시키는 단계를 더 포함하는 피사체 검출 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 전회에 설정된 한정 영역이 새롭게 설정된 한정 영역과 중첩되도록 상기 한정 영역을 순차적으로 설정하는 단계를 더 포함하는 피사체 검출 방법.
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 한정 영역을 검출된 피사체의 크기에 따라서 설정하는 단계를 더 포함하는 피사체 검출 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 한정 영역을 촬영 배율에 따라서 설정하는 단계를 더 포함하는 피사체 검출 방법.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 화상의 중앙을 포함하는 영역을 상기 화상의 중앙을 포함하지 않는 영역보다 더 높은 빈도로 상기 한정 영역으로서 설정하는 단계를 더 포함하는 피사체 검출 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 화상의 중앙을 포함하는 영역을 상기 한정 영역으로서 설정하는 빈도를 초점 거리에 따라서 결정하는 단계를 더 포함하는 피사체 검출 방법.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 검출 단계에 의한 추적 및 검출의 결과를 표시하는 단계를 더 포함하는 피사체 검출 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 2 검출 단계에 의한 추적 및 검출의 결과에 따라서 상기 한정 영역을 설정하는 동안에 상기 결과를 표시하는 단계를 더 포함하는 피사체 검출 방법.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제 2 검출부에 의해 피사체의 추적에 실패한 경우, 추적에 실패한 영역을 기억하고, 카운터를 설정하며,
    상기 카운터의 값이 0보다 큰 경우에, 상기 추적에 실패한 영역에 대해서, 상기 제 1 검출부에 의해 피사체 검출을 재차 실행하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  22. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 검출 단계에 의해 피사체의 추적에 실패한 경우, 추적에 실패한 영역을 기억하고, 카운터를 설정하며,
    상기 카운터의 값이 0보다 큰 경우에, 상기 추적에 실패한 영역에 대해서, 상기 제 1 검출 단계에 의해 피사체 검출을 재차 실행하는 것을 특징으로 하는 피사체 검출 방법.
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