TWI226020B - Device and method to determine exposure setting for image of scene with human-face area - Google Patents

Description

1226020 五、發明說明（1) 一、發明所屬之技術領域 本發明係關於一種決定影像之曝光設定的裝置及方 法，特別是關於呈現人臉區域之景象的影像之^光設定 的裝置及方法。 a 先前技 數位影 就必須 設定係 矩陣測 式之一 劃分成 陣中多 分析結 〇 雖然數 景象獲 有人臉 臉所在 為主體 上滿意 的曝光 辨， 曝光 定。 光模 影象 光矩 依據 矩陣 取的 中具 曰 I 疋人 經常 主觀 位置 光0 術 像擷取裝置在擷取影像時，欲使影像、生 ^ 要有正確的曝光設定。數位影像擷取 依據測光模式（me t e r i ng m〇de)的結果而、 光（matrix metering)則是最常被& 。矩陣測光係將數位影像擷取裝置 元：形成一測光矩陣，然後分^

果，進行測光權…配，€得…則光U Ρ ΐ ί = T袭置藉由測光模式可以使得所押 付正確曝光的影傻。彳曰县 ^ ^ m 的在/ AiL AK 一疋，右欲掘取的景象 位置ί會因為場景明暗對比過大，或 置的測先％值分配較低， 1 的人臉曝光不正譃，而益、+^成張〜像中 的影像照片。因 有；;^獲得一張令人們 權值做一適當=整有；，針對景象中人臉 〇 吏人臉得到正確的曝

1226020 五、發明說明（2) 三、發明内容 本發明之主要目的係提供一種用於數位影像擷取裝 置内之曝光設定的裝置及方法’對於呈現人臉區域 (human face area)之景象的影像’動態調整該數位影像 擷取裝置之曝光設定，使人臉得到正確曝光以改善習知 技術之缺點。 根據本發明一種使用於一影像形成裝置（Image forming apparatus)内之曝光設定裝置，該曝光設定裝 置係用以決定一將被掘取的第一影像之曝光設定。該將 被擷取的第一影像係關於一呈現人臉區域之景象 (Scene)。該裝置包含，一儲存模組、一影像擷取模組、 一曝光控制模組、一第一處理模組、一第一分析模組、 一第二處理模組以及一第二分析模組。 該儲存模組係預存多個似人臉輪廓圖案（Human-face-contour-like pattern)。該影像擷取模組係用以 擷取該呈現人臉區域之景象，進而產生一第二影像。該 曝光控制模組係基於該擷取的第二影像產生一相應於該 擷取的第二影像之曝光測光矩陣（Exposure metering m a t r i x )。該第—處理模組係用以根據該擷取的第二影像 產生至少一個縮小採樣（Down-samp 1 ed)的第二影像，並 且分別從該擷取的第二影像以及該至少一個縮小採樣的 第二影像中取出一第/資訊。該第一分析模組係基於該 多個似人臉輪靡圖案，分別分析該擷取的第一影像以及 該至少一個縮小採樣的第二影像之第一資訊’進而判斷

第6頁 1226020 ^---------------- 五、發明說明（3) 出該擷取的第二影像中可能指向該景象之人臉區域的第 ~區域。該第二處理模組係從該擷取的第二影像之第一 區域取出至少一個第二資訊。該第二分析模組係基於至 少一個準則，分析該至少一個第二資訊，進而從該擷取 的第二影像之第一區域中判斷出第二區域。該第二區域 係大致上指向該景象之人臉區域。該第二分析模組並且 根據該擷取的第二影像之第二區域，決定該曝光測光矩 陣中指向該景象之人臉區域的特定單元。 該曝光控制模組加重該特定單元之權值，進而調整 該曝光測光矩陣，該曝光控制模組並且根據該調整的曝 光測光矩陣’以決定該將被擷取的第一影像之曝光設 定，I且控制該影像擷取模組依據該曝光設定擷取該第 一影像。 因此本發明之曝光設定裝置及方法，可使數位影像 擷取裝置對於呈現人臉區域（human face area)之景象的 影像’動態調整該數位影像擷取裝置之曝光設定，使景 象中人臉位置得到正確的曝光。 關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述 及所附圖式得到進一步的瞭解。 四、實施方式 請參閱圖一及圖二，圖一為本發明使用於一影像形 成裝置（image forming apparatus)之曝光設定裝置10之 功能方塊圖。圖二為圖一中儲存模組1 2預存之多個似人

第7頁 1226020 發明說明（4) 臉輪廓圖案 26 (Human - face-contour-1 i h ^ 。二if:月ίί設定裝置10係用以決定-將被操取 曝光控制 模組2 0、一第 定，㈣被擁取的第-影像13係 關於呈現人臉區域之景象1 1 (Scene)。暖# _ ¥ 1〇包含一儲存模組12、一影像操取模組14曝^^又疋#置 模組1 6、一第一處理模組J 8、一第一分析 二處理模組2 2以及一第二分析模組2 4。 儲存，組12係預存多個似人臉輪廓圖案26 (H_n_ 之儲在m〇r"-llke pattern)，其中似人臉輪廓圖案26 之:圖Λ 二進位的二維矩陣，Γι」代表人臉輪廓 #日腺一/不之黑線部分），「0」則代表非人臉輪廓。 並且將似人臉輪廓圖案2 6輸入第一分析模組2 〇。於圖二 所示之實例中，則預存四個似人臉輪廓圖案2 6 a、2 6 b、 2 2 6d°影像擷取模組14係用以擷取該呈現人臉區域 f景象1卜進而產生一第二影像28。曝光控制模組丨6係 土於，取的第二影像2 8產生一相應於擷取的第二影像2 8 之曝光測光矩陣 3〇(Exp0sure metering matrix)。 ”第一處理模組丨8係用以根據擷取的第二影像2 8產生 至〉、個縮小採樣（D 〇 w η - s a m p 1 e d )的第二影像3 2，並且 分別從搁取的第二影像2 8以及至少一個縮小採樣的第二 影像3 2中取出一第一資訊3 4。 第一分析模組2 0係基於多個似人臉輪廓圖案2 6 a、 2 2 6/、26d，分別分析擷取的第二影像28以及至少一 個縮小採樣的第二影像3 2之第一資訊3 4，進而判斷出擷

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五、發明說明（5) 取的第二影像28中可能指向景象11中人臉區威的第一區 域3 6 〇 第二處理模組2 2係從擷取的第二影像2 8之第一區域 3 6取出至少一個第二資訊3 8。 第二分析模組2 4基於至少一個準則，分析炱少一個 第二資訊3 8，進而從擷取的第二影像2 8之第〆區域3 6中 判斷出第二區域4 0，第二區域4 0係大致上指向景象1 1中 人，區域，第二分析模組2 4並且根據擷取的第二影像2 8 之第二區域40，決定曝光測光矩陣30中指向景象1 1中人 臉區域的特定單元。 曝光控制模組丨6加重該特定單元之權值，進而調整 曝光測光矩陣3 0。曝光控制模組1 6並且根據調整的曝光 j光矩陣4 2，以決定將被擷取的第一影像1 3之曝光設 定。並且曝光控制模組1 6輸出一控制訊號4 4以控制影像 擷取模組1 4依據此曝光設定擷取該第一影像1 3。 請參閱圖三，圖三為圖一中第一處理模組18所產生之兩 個縮小採樣（Down-sampled)的第二影像32a、32b之示意 圖。於圖三所示之實例中，第二影像2 8經第一處理模組 1 8運算後，產生兩個縮小採樣（j)〇wn_sampie(j)的第二影 像 32a、 32b。 請參閱圖三，第一處理模組1 8從第二影像2 8以及兩 個縮小採樣（Down-samp led)的第二影像32a、32 b取出Y (π度）資料，並且經過高頻濾波器（High-pass Filter) 掏取影像輪廓資料並二元化處理後，會產生如圖三所示

第9頁 1226020 五、發明說明（6) 之「0」與「1」分佈的第一 代表影像中物體輪廓所在， 在。 如圖二及圖三所示，第 臉輪廓圖案26a、26b、26c 資訊 34a、 34b、 34c， 「 1 〇」則代表非物體輪廓所 •分析模組2 0根據多個似人 2 6 d，分別分析擷取的第二 影像28以及兩個縮小採樣的第二影像32a、3 2b之第一資 訊34a、34b、34c。由於物體與背景之邊界區域亮度對比 較為強烈之緣故，因此物體與背景之邊界區域於第一資 訊34a、34b、34c中會產生如圖三所示之「〇」與「1」 的交界區域，根據此交界區域之形狀與由儲存模組1 2輸 入之多個似人臉輪廓圖案26a、26b、26c、26 d作比較， 而判斷出擷取的第二影像2 8中可能指向景象1 1中人臉區 域的第一區域 36a、36b、36c、36d。 此外，第二處理模組2 2則從擷取的第二影像2 8之第 一區域36a、36b、36c、36d中取出Cb(藍色差）及Cr(紅色 差）的資料，而產生第二資訊38。 請參閱圖四，圖四為圖三中第二影像28之第二區域 4 0示意圖。當第二資訊3 8產生後，第二分析模組2 4基於 該準則，分析第二資訊3 8，進而從擷取的第二影像2 8之 第一區域36a、36b、36c、36 d中判斷出第二區域40a、 40b。該準則係在於判定第二影像28中之第一區域36a、 36b、36c、36 d的顏色是否接近於人臉的膚色。該準則定 義如下： -33$ Cb$ -13;

第10頁 1226020 五、發明說明（7) 19^ Cr^ 39 圖三及圖四之實施例中，關於呈現人臉區域之景象 ll(Scene)包含二個人臉區域及二個氣球區域。第二分析 模組2 4基於上述準則，從擷取的第二影像2 8之第一區域 36a、36b、36c、36 d中判斷出第二區域 40a、40b。第二 區域40a、40 b係大致上指向景象11中人臉區域。而圖四 中左側之兩個大致上指向景象1 1之氣球的第一區域3 6c、 3 6 d，由於其不符合判定的準則，因此不會被判定為第二 區域4 0。第二分析模組2 4並且根據擷取的第二影像2 8之 第二區域40a、40b，決定曝光測光矩陣30中指向景象11 中人臉區域的特定單元。 因此，曝光控制模組1 6藉由加重由第二分析模組2 4 所決定之曝光測光矩陣3 0中指向景象1 1中人臉區域的特 定單元之權值，進而調整曝光測光矩陣3 0。曝光控制模 組1 6並且根據調整的曝光測光矩陣4 2，以決定該將被擷 取的第一影像1 3之曝光設定，並且輸出控制訊號4 4以控 制影像擷取模組1 4依據曝光控制模組1 6輸出之曝光設定 擷取第一影像1 3。 請參閱圖五，圖五為本發明決定景象1 1中關於呈現 人臉區域的影像之曝光設定方法之流程圖。以下將詳述 應用於圖一之本發明曝光設定裝置1 〇之設定方法。本發 明曝光設定方法包含下列步驟： S50:基於一預定邏輯，決定該將被擷取的第一影像 13之曝光測光矩陣 30(Exp〇sure metering matrix)。

1226020 五、發明說明（8) S52:擷取關於景象11之一第二影像28，並且基於擷 取的第二影像28產生至少一個縮小採樣的（Down-sampled)第 二影像 32。 S 5 4 ··分別從擷取的第二影像2 8以及至少一個縮小採 樣的第二影像32中取出Y(亮度）資料，並且經過高頻濾波 器（High-pass Filter)擷取影像輪廓資料及二元化處理 後產生一第一資訊34。 ❿ S 5 6 :基於多個似人臉輪廓圖案2 6，分別分析擷取的 第二影像2 8以及至少一個縮小採樣的第二影像3 2之第一 資訊3 4，進而判斷出擷取的第二影像2 8中可能指向景象 11中人臉區域的第一區域36。 S58 :從擷取的第二影像28之第一區域36取出Cb(藍 色差）及Cr (紅色差）的資料，而產生一第二資訊38。 S 6 0 :基於下列方程式所示之準則，分析擷取的第二 影像2 8之至少一個第二資訊3 8，進而從擷取的第二影像 2 8之第一區域3 6中判斷出第二區域4 0，第二區域4 0係大 致上指向景象1 1中人臉區域。有關該準則之方程式如 下： -33$ Cb$ -13; 19$ CrS 39 S62 :根據擷取的第二影像28之第二區域40，決定曝 光測光矩陣3 0中指向景象1 1中人臉區域的特定單元。 S 6 4 :加重該特定單元之權值，進而調整曝光測光矩 陣30。

第12頁 1226020 五、發明說明（9) ' " - ' S 6 6 ·根據調整的曝光測光矩陣4 2，決定該將被擷取 的第一影像1 3之曝光設定。 #因此’本發明之曝光設定裝置1 0及方法，數位影像 指頁取If即可對於呈現人臉區域（human face area)之景 f 1 1的影像’動態調整該數位影像擷取裝置之曝光設 定景象1 1中人臉位置得到正確的曝光。 楚描佳具體實施例之詳述，係希望能更加清 佳具體實施^ =特徵與精神，而並非以上述所揭露的較 目的是希望二來對本發明之範疇加以限制。相反地，其 所欲申嗜 =/函蓋各種改變及具相等性的安排於本發明 <專利範圍的範疇内。

第13頁 1226020 圖式簡單說明 五、 圖示簡單說明 圖一為本發明使用於一影像形成裝置（image forming apparatus)之曝光設定裝置之功能方塊 圖。 圖二為圖一中儲存模組預存之多個似人臉輪廓圖案 (Human-face-contour-1 ike pat terη)之示意圖。 圖三為圖一中第一處理模組所產生之兩個縮小採樣 (Down-sampled)的第二影像之示意圖。 圖四為圖三中第二影像之第二區域示意圖。 圖五為本發明決定景象中關於呈現人臉區域的影像 之曝光設定方法之流程圖。 六、 圖示標號說明

第14頁 10 曝光設定裝 置 11 景象 12 儲存模組 13 第一影像 14 影像擷取模 組 16 曝光控制 模 組 18 第一 > 處理模 組 20 第一分析 模 組 22 第二> 處理模 組 24 第二分析 模 組 26, 、2 6 a、 26b、 26c 、2 6 d :似 人臉輪廓圖案 28 ： :第二: 衫像 30 ： :曝光測光 矩 陣 32, 、32a、 32b： 縮小 採樣的第 二影像 34, • 3 4 a、 34b、 34c ••第一資訊 36, 、3 6 a、 36b、 36c 、36d：第 一區域 38 ： :第二 資訊 40、 40a、 40b: 第二區域 1226020

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Claims (1)

1226020 六、申請專利範圍 1、 一種使用於一影像形成裝置（image forming apparatus)内之曝光設定裝置，該曝光設定裝置係 用以決定一將被擷取的第一影像之曝光設定，該第 一影像係關於一呈現人臉區域之景象（Scene)，該曝 光設定裝置包含： 一儲存模組，係預存多個似人臉輪廓圖案（Human- face - contour-1 ike pattern); 一影像擷取模組，係用以擷取該呈現人臉區域之景 象，進而產生一第二影像； 一曝光控制模組，係基於該擷取的第二影像產生一 相應於該擷取的第二影像之曝光測光矩陣 (Exposure metering matrix); 一第一處理模組，係用以根據該擷取的第二影像產 生至少一個縮小採樣（Down-samp 1 ed)的第二影， 並且分別從該擷取的第二影像以及該至少一個縮J 採樣的第二影像中取出一第一資訊； 一第一分析模組，係基於該多個似人臉輪廓圖―案】、’採 分別分析該擷取的第二影像以及該至少個^的第 樣的第二影像之第一資訊，進而判斷出該撷J域； 二影像中可能指向該景象之人臉區域的第/ 區 一第二處理模組，係從該擷取的第一影像之 ° 域取出至少一個第二資訊；以及 兮$ 一第二分析模組，係基於至少一個準則，分析〇第〆 少一個第二資訊，進而從該擷取的第二影像之

1226020 六、申請專利範圍 區域中判斷出第二區域，該第二區域係大致上指向 該景象之人臉區域，該第二分析模組並且根據該擷 取的第二影像之第二區域，決定該曝光測光矩陣中 指向該景象之人臉區域的特定早元^ 其中，該曝光控制模組加重該特定單元之權值，進 而調整該曝光測光矩陣，該曝光控制模組並且根據 該調整的曝光測光矩陣，以決定該將被擷取的第一 影像之曝光設定，並且控制該影像擷取模組依據該 曝光設定擷取該第一影像。 2、 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該擷取的第 二影像以及該至少一個縮小採樣的第二影像之第一 資訊係從中取出的γ (亮度）資料並且經過高頻濾波器 (High-pass Filter)擷取影像輪廓資料及二元化處 理。 3、 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該擷取的第 二影像之至少一個第二資訊包含從中取出的Cb (藍色 差）資料。 4、 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中該至少一個 準則包含一準則定義如下： -33$ CbS -13。

第17頁 1226020 六、申請專利範圍 5、 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該擷取的第 二影像之至少一個第二資訊包含從中取出的Cr (紅色 差）資料。 6、 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中該至少一個 準則包含一準則定義如下： 19$ CrS 39〇 7、 一種用以決定一將被擷取的第一影像之曝光設定的 方法，該將被擷取的第一影像係關於一呈現人臉區 域之景象（Scene)，該方法包含下列步驟： 提供多個似人臉輪摩圖案（Human-face-contour -like pattern)； 基於一預定邏輯，決定該將被擷取的第一影像之一 曝光湏丨J 光矩陣(Exposure metering matrix); 擷取關於該景象之一第二影像，並且基於該擷取的 第二影像產生至少一個縮小採樣的（Down-sampled)第二影像； 分別從該擷取的第二影像以及該至少一個縮小採樣 的第二影像中取出一第一資訊； 基於該多個似人臉輪廓圖案，分別分析該擷取的第 二影像以及該至少一個縮小採樣的第二影像之第 一資訊，進而判斷出該擷取的第二影像中可能指 向該景象之人臉區域的第一區域；

第18頁 1226020 六、申請專利範圍 從該擷取的第二影像之第一區域取出至少一個第二 資訊； 基於至少一個準則，分析該擷取的第二影像之至少 一個第二資訊，進而從該擷取的第二影像之第一 區域中判斷出第二區域，該第二區域係大致上指 向該景象之人臉區域； 根據該擷取的第二影像之第二區域，決定該曝光測 光矩陣中指向該景象之人臉區域的特定早元， 加重該特定單元之權值，進而調整該曝光測光矩 陣；以及 根據該經調整過的曝光測光矩陣，決定該將被擷取 的第一影像之曝光設定。 8、 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該擷取的第 二影像以及該至少一個縮小採樣的第二影像之第一 資訊係從中取出的Y (亮度）資料並且經過高頻濾波器 (High-pass Filter)擷取影像輪廓資料及二元化處 理。 9、 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該擷取的第 二影像之至少一個第二資訊包含從中取出的Cb (藍色 差）資料。 1 0、如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該至少一個 準則包含一準則定義如下：

第19頁 1226020 六、申請專利範圍 -33$ Cb$ -13〇 1 1、如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該擷取的第 二影像之至少一個第二資訊包含從中取出的C r (紅色 差）資料。 1 2、如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中該至少一 . 個準則包含一準則定義如下： 19$ CrS 39〇 Φ

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