(57)【要約】【課題】被写体上における照度分布が一致するための２種類の光源の配置を提案し、肌領域を高い精度で検出する。【解決手段】図６は、第１光源と第２光源の配置に関する第３の配置例を示している。第３の配置例においては、第１光源は２つのLED群１ｉ，１ｊから構成され、LED群１ｉ，１ｊは、それぞれ２個のLEDから構成される。同様に、第２光源は２つのLED群２ｉ，２ｊから構成され、LED群２ｉ，２ｊは、それぞれ２個のLEDから構成される。この場合、ΔＬ(i,j)＝｜Ｌ１−Ｌ２｜＝０となる。第３の配置例は、LED群１ｉを平行移動するとLED群１ｊにその形状が一致し、LED群２ｉを平行移動するとLED群２ｊにその形状が一致し、鏡面対称性を有していないことが特徴である。本発明は、例えば、人の手の動きを検出する検出装置に適用できる。【選択図】図６
2011158986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、
離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、
前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、
前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段と
を備え、
前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは、前記第１および第２の照射手段の位置の重心と前記肌領域を検出可能な前記被写体との最短距離Ｒminに対して、
０＜ΔＬ＜（Ｒmin／１０）
を満たす
画像処理装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記第１の画像と第２の画像の対応する画素どうしの画素値の差分を算出し、算出した差分と閾値との比較結果に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記最短距離Ｒminは５mm以上、１００mm未満である
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１の波長は９３０nm未満であり、前記第２の波長は９３０nm以上である
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、
離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、
前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、
前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段と
を備える画像処理装置の画像処理方法において、
前記画像処理装置による、
前記第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射ステップと、
前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて前記第１の画像を生成する第１の生成ステップと、
前記第２の照射手段により、前記第２の波長の光を被写体に照射する第２の照射ステップと、
前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて前記第２の画像を生成する第２の生成ステップと、
前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出ステップと
を含み、
前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは、前記第１および第２の照射手段の位置の重心と前記肌領域を検出可能な前記被写体との最短距離Ｒminに対して、
０＜ΔＬ＜（Ｒmin／１０）
を満たす
画像処理方法。
【請求項６】
離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、
離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、
前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、
前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段と、
検出された肌領域の変化に応じて所定の処理を実行する動作制御手段と
を備え、
前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは、前記第１および第２の照射手段の位置の重心と前記肌領域を検出可能な前記被写体との最短距離Ｒminに対して、
０＜ΔＬ＜（Ｒmin／１０）
を満たす
電子装置。
【請求項７】
離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、
離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、
前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、
前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段と
を備え、
前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは０であり、
前記第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有し、
前記第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有している
画像処理装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記第１の画像と第２の画像の対応する画素どうしの画素値の差分を算出し、算出した差分と閾値との比較結果に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する
請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は鏡面対象性を有さずに点対称性を有し、
前記第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は鏡面対象性を有さずに点対称性を有している
請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記最短距離Ｒminは５mm以上、１００mm未満である
請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記第１の波長は９３０nm未満であり、前記第２の波長は９３０nm以上である
請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、
離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、
前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、
前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段と
を備える画像処理装置の画像処理方法において、
前記画像処理装置による、
前記第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射ステップと、
前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて前記第１の画像を生成する第１の生成ステップと、
前記第２の照射手段により、前記第２の波長の光を被写体に照射する第２の照射ステップと、
前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて前記第２の画像を生成する第２の生成ステップと、
前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出ステップと
を含み、
前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは０であり、
前記第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有し、
前記第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有している
画像処理方法。
【請求項１３】
離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、
離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、
前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、
前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段と、
検出された肌領域の変化に応じて所定の処理を実行する動作制御手段と
を備え、
前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは０であり、
前記第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有し、
前記第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有している
電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、および電子装置に関し、特に、撮影した画像に基づいて、例えば人の手等の肌が露出している部分を検出できるようにした画像処理装置、画像処理方法、および電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人物を撮像して得られる撮像画像上から、顔や手などのように肌が露出している領域（以下、肌領域と称する）を検出する肌検出技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この肌検出技術では、波長λ１の光を出力するLED(light emitting diode)によって照射された状態の被写体（人物）を撮像した第１の画像と、波長λ１とは異なる波長λ２の光を出力するLEDによって照射された状態の被写体を撮像した第２の画像とを取得する。そして、第１の画像と第２の画像との輝度の差分が所定の閾値よりも大きな領域を肌領域として検出する。
【０００４】
なお、波長λ１，λ２は、人の肌の反射特性を利用して決定される。
【０００５】
図１２は、人の肌に対する反射特性を示している。なお、この反射特性は、人の肌の色の違い（人種の違い）や状態（日焼け等）等に拘らず、一般性があるものである。同図において、横軸は、人の肌に照射される照射光の波長を示しており、縦軸は、人の肌に照射された照射光の反射率を示している。
【０００６】
人の肌に照射された照射光の反射率は、800nm付近をピークとして、900nm付近から急激に減少し、1000nm付近を極小値として再び上昇することが知られている。具体的には、例えば、人の肌に対して、870nmの光を照射して得られる反射光の反射率は63％であり、950nmの光を照射して得られる反射光の反射率は50％である。
【０００７】
これは、人の肌について特有のものであり、人の肌以外の物体（例えば、頭髪や衣服等）では、800乃至1000[nm]付近において、反射率の変化は緩やかとなっていることが多い。
【０００８】
このような反射特性を利用して、例えば、波長λ１は800乃至900nmの値、波長λ２は900乃至1000nmの値とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−４７０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の肌検出技術では、波長の異なる２種類の照射光の人の肌における反射率に差があることを利用しているが、この前提として、被写体に照射された波長の異なる２種類の照射光の被写体上における照度分布が一致している必要がある。
【００１１】
この要件が満たされないと、第１の画像と第２の画像の輝度の差分があったとしても、それが肌の分光反射率の差によるものであるのか、または照度分布が一致していないことによるものであるのかが区別できなくなり、正確に肌領域を検出することができない。
【００１２】
被写体に照射された波長の異なる２種類の照射光の被写体上における照度分布を一致させるためには、２種類の光源の位置と放射照度を完全に一致させればよいが、光源の位置を完全に一致させることは物理的に不可能である。
【００１３】
よって、上記した要件が満たされるように２種類の光源を配置すべきであるが、従来、その最適な配置方法について具体的な提案がなされていなかった。
【００１４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、被写体上における照度分布が一致するための２種類の光源の配置を提案するとともに、これにより肌領域を高い精度で検出できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の側面である画像処理装置は、離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段とを備え、前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは、前記第１および第２の照射手段の位置の重心と前記肌領域を検出可能な前記被写体との最短距離Ｒminに対して、０＜ΔＬ＜（Ｒmin／１０）を満たす。
【００１６】
前記検出手段は、前記第１の画像と第２の画像の対応する画素どうしの画素値の差分を算出し、算出した差分と閾値との比較結果に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出するようにすることができる。
【００１７】
前記最短距離Ｒminは５mm以上、１００mm未満であるようにすることができる。
【００１８】
前記第１の波長は９３０nm未満であり、前記第２の波長は９３０nm以上であるようにすることができる。
【００１９】
本発明の第１の側面である画像処理方法は、離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段とを備える画像処理装置の画像処理方法において、前記画像処理装置による、前記第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射ステップと、前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて前記第１の画像を生成する第１の生成ステップと、前記第２の照射手段により、前記第２の波長の光を被写体に照射する第２の照射ステップと、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて前記第２の画像を生成する第２の生成ステップと、前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出ステップとを含み、前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは、前記第１および第２の照射手段の位置の重心と前記肌領域を検出可能な前記被写体との最短距離Ｒminに対して、０＜ΔＬ＜（Ｒmin／１０）を満たす。
【００２０】
本発明の第１の側面においては、第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは、第１および第２の照射手段の位置の重心と肌領域を検出可能な被写体との最短距離Ｒminに対して、０＜ΔＬ＜（Ｒmin／１０）が満たされている。
【００２１】
本発明の第２の側面である電子装置は、離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段と、検出された肌領域の変化に応じて所定の処理を実行する動作制御手段とを備え、前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは、前記第１および第２の照射手段の位置の重心と前記肌領域を検出可能な前記被写体との最短距離Ｒminに対して、０＜ΔＬ＜（Ｒmin／１０）を満たす。
【００２２】
本発明の第２の側面においては、第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは、第１および第２の照射手段の位置の重心と肌領域を検出可能な被写体との最短距離Ｒminに対して、０＜ΔＬ＜（Ｒmin／１０）が満たされている。
【００２３】
本発明の第３の側面である画像処理装置は、離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段とを備え、前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは０であり、前記第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有し、前記第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有している。
【００２４】
前記検出手段は、前記第１の画像と第２の画像の対応する画素どうしの画素値の差分を算出し、算出した差分と閾値との比較結果に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出するようにすることができる。
【００２５】
前記第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は鏡面対象性を有さずに点対称性を有し、前記第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は鏡面対象性を有さずに点対称性を有しているようにすることができる。
【００２６】
前記最短距離Ｒminは５mm以上、１００mm未満であるようにすることができる。
【００２７】
前記第１の波長は９３０nm未満であり、前記第２の波長は９３０nm以上であるようにすることができる。
【００２８】
本発明の第３の側面である画像処理方法は、離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段とを備える画像処理装置の画像処理方法において、前記画像処理装置による、前記第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射ステップと、前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて前記第１の画像を生成する第１の生成ステップと、前記第２の照射手段により、前記第２の波長の光を被写体に照射する第２の照射ステップと、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて前記第２の画像を生成する第２の生成ステップと、前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出ステップとを含み、前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは０であり、前記第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有し、前記第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有している。
【００２９】
本発明の第３の側面においては、第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは０であり、第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有し、第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有している。
【００３０】
本発明の第４の側面である電子装置は、離間して配置された複数の光源群から成り、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、離間して配置された複数の光源群から成り、前記第１の波長よりも長波長の第２の光を前記被写体に照射する第２の照射手段と、前記第１の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成するとともに、前記第２の波長の光が前記被写体に照射されているときの前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成する生成手段と、前記第１の画像と第２の画像の差分に基づいて、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する検出手段と、検出された肌領域の変化に応じて所定の処理を実行する動作制御手段とを備え、前記第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、前記第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは０であり、前記第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有し、前記第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有している。
【００３１】
本発明の第４の側面においては、第１の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ１と、第２の照射手段を構成する各光源群の位置の重心間距離Ｌ２との差ΔＬは０であり、第１の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有し、第２の照射手段を構成する各光源群どうしの形状は点対称性を有している。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、被写体上における照度分布が一致するための２種類の光源の配置を提案することができる。また、本発明によれば、肌領域を高い精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を適用した検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】肌領域検出処理を説明するフローチャートである。
【図３】第１光源と第２の光源の第１の配置例を示す図である。
【図４】第１光源と第２の光源の第２の配置例を示す図である。
【図５】第１および第２の配置例に対応する、被写体までの距離と２波長間照度差を示す図である。
【図６】第１光源と第２の光源の第３の配置例を示す図である。
【図７】第１光源と第２の光源の第４の配置例を示す図である。
【図８】第３および第４の配置例に対応する、被写体までの距離と２波長間照度差を示す図である。
【図９】第１光源と第２の光源の第５の配置例を示す図である。
【図１０】第１光源と第２の光源の第６の配置例を示す図である。
【図１１】第５および第６の配置例に対応する、被写体までの距離と２波長間照度差を示す図である。
【図１２】人の肌の反射特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
＜１．実施の形態＞
［検出装置の構成例］
図１は、本発明の一実施の形態である検出装置の構成例を示している。この検出装置１０は、被写体を撮像した画像から検出対称物２０となる人の肌領域（例えば、顔、手など）を検出するものである。以下、検出装置１０が備える光源全体の重心と、肌領域を検出可能な被写体との距離の範囲を動作距離範囲と称し、動作距離範囲の最小値を最低動作距離Ｒminと称する。最低動作距離Ｒmin としては、５mm以上、１００mm未満程度を想定する。
【００３６】
検出装置１０は、制御部１１、LED制御部１２、第１光源１３−１、第２光源１３−２、撮像部１４、撮像制御部１５、および画像処理部１６から構成される。
【００３７】
なお、図１においては、図示の都合により第１光源１３−１と第２光源１３−２が撮像部１４を挟むように配置されているが、第１光源１３−１および第２光源１３−２と、撮像部１４との位置関係は任意である。また、図示の都合により第１光源１３−１と第２光源１３−２とが完全に離間されているが、本願発明の特徴となる第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置はこれと異なる。第１光源１３−１と第２光源１３−２の具体的な配置については、図３、図５、および図７を参照して後述する。
【００３８】
制御部１１は、検出装置１０の各部の動作を統括して制御する。LED制御部１２は、制御部１１からの制御に従い、第１光源１３−１および第２光源１３−２の点灯タイミング、消灯タイミングを制御する。
【００３９】
第１光源１３−１は、１個以上のLEDから構成される複数のLED群から構成される。第１光源１３−１に属する各LEDは、ランバート則に従う指向性を有しており、LED制御部１２の制御に従って、発光スペクトルのピーク波長がλ１である光（以下、波長λ１の光と称する）を発光する。以下、第１光源１３−１を構成する複数のLED群をLED群１ｘ（ｘ＝１，・・・，ｎ）と称する。
【００４０】
第２光源１３−２は、１個以上のLEDから構成される複数のLED群から構成される。第２光源１３−２に属する各LEDは、ランバート則に従う指向性を有しており、LED制御部１２の制御に従って、発光スペクトルのピーク波長がλ２（＞λ１）である光（以下、波長λ２の光と称する）を発光する。以下、第２光源１３−２を構成する複数のLED群をLED群２ｘ（ｘ＝１，・・・，ｎ）と称する。
【００４１】
なお、波長λ１の値は680nmから930nm、波長λ１よりも長波長側の波長λ２の値は930nmから1100nmであり、より好ましくは波長λ１の値は780nmから930nm、波長λ２の値は930nmから1020nmとすればよい。
【００４２】
撮像部１４は、集光レンズと、CCD、CMOSなどの撮像素子とを内蔵している。この撮像素子には、例えば水平画角７５度、垂直画角５６度の性能を有するものを用いる。撮像部１４は、撮像制御部１５からの制御に従い、被写体からの反射光を受光して画像を生成する。第１光源１３−１が発光しているときに生成される画像を第１の画像とし、光源群１３−２が発光しているときに生成される画像を第２の画像とする。
【００４３】
撮像制御部１５は、制御部１１からの制御に従い、撮像部１４の撮像タイミング、輝度増幅のゲインなどを制御する。また、撮像制御部１５は、撮像部１４により生成された第１および第２の画像を画像処理部１６に出力する。
【００４４】
画像処理部１６は、第１の画像と第２の画像との対応する画素の輝度Ｙ１，Ｙ２の差分である反射率差検出信号Ｓ＝Ｙ１−Ｙ２を算出し、反射率差検出信号Ｓを所定の閾値と比較することにより２値化し、２値の一方の領域を肌領域として検出する。
【００４５】
［検出装置による肌領域検出処理］
次に、検出装置１０による肌領域検出処理について説明する。図２は、肌領域検出処理を説明するフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ１において、LED制御部１２は、第１光源１３−１を制御して波長λ１の光を被写体に照射させる。ステップＳ２において、撮像部１４は、撮像制御部１５からの制御に従い、入射される被写体からの反射光を光電変換することにより第１の画像を生成する。この後、第１光源１３−１は消灯される。
【００４７】
ステップＳ３において、LED制御部１２は、光源群１３−２を制御して波長λ２の光を被写体に照射させる。ステップＳ４において、撮像部１４は、撮像制御部１５からの制御に従い、入射される被写体からの反射光を光電変換することにより第２の画像を生成する。この後、光源群１３−２は消灯される。
【００４８】
ステップＳ５において、画像処理部１６は、第１の画像と第２の画像との対応する画素の輝度Ｙ１，Ｙ２の差分である反射率差検出信号Ｓ＝Ｙ１−Ｙ２を算出し、ステップＳ６において、反射率差検出信号Ｓを所定の閾値と比較することにより２値化する。ステップＳ７において、画像処理部１６は、２値化された値を画素値とする２値化画像を生成し、２値の一方の領域を肌領域として検出する。以上で、肌領域検出処理は終了される。
【００４９】
以上説明した肌領域検出処理により、画像上の肌領域を検出することができる。
【００５０】
［第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置］
次に、第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置について説明する。
【００５１】
上述したように、第１光源１３−１は、複数のLED群１ｘから構成され、第２光源１３−２は、複数のLED群２ｘから構成される。
【００５２】
ここで、第１光源１３−１に属する２つのLED群１ｉ，１ｊに注目し、LED群１ｉを構成する１個以上のLEDの位置の重心と、LED群１ｊを構成する１個以上のLEDの位置の重心との距離をＬ１(i,j)とする。
【００５３】
同様に、第２光源１３−２に属する２つのLED群２ｉ，２ｊに注目し、LED群２ｉを構成する１個以上のLEDの位置の重心と、LED群２ｊを構成する１個以上のLEDの位置の重心との距離をＬ２(i,j)とする。ただし、ｉ，ｊは１≦ｉ，ｊ≦ｎ、ｉ≠ｊを満たす任意の整数とする。
【００５４】
このとき、距離Ｌ１(i,j)と距離Ｌ２(i,j)の差分ΔＬ(i,j)が次式（１）の関係を満たすように、第１光源１３−１と第２光源１３−２を配置するようにする。
ΔＬ(i,j)＝｜Ｌ１(i,j)−Ｌ２(i,j)｜
ΔＬ(i,j)＜（最低動作距離Ｒmin／１０）
・・・（１）
【００５５】
さらに、式（１）を満たした上で、さらに評価指標として、２波長間の照度比（十分に遠方で、２種類の波長に対する画像の輝度が一致する照度の比を１００％とする)の１００％からのずれの絶対値を「２波長間の照度差」と称して用いることにする。人の肌の近赤外域における反射率変化の最大値は１０％程度であるため、２波長間の照度差には、概ね３乃至５％程度の許容値が設定される。この要件を満たすことで、最低動作距離Ｒminよりも遠方に位置する検出対称物２０を検出することができる。
【００５６】
［第１光源１３−１と第２光源１３−２の具体的な配置］
図３は、式（１）の関係を満たす第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置に関する第１の配置例を示している。なお、同図において、白丸○は波長λ１の光を発光する１個のLEDを示し、黒丸●は波長λ２の光を発光する１個のLEDを示する。以降の図においても同様とする。
【００５７】
図４は、式（１）の関係を満たす第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置に関する第２の配置例を示している。
【００５８】
第１および第２の配置例においては、第１光源１３−１は２つのLED群１ｉ，１ｊから構成され、LED群１ｉ，１ｊは、それぞれ１個のLEDから構成される。同様に、第２光源１３−２は２つのLED群２ｉ，２ｊから構成され、LED群２ｉ，２ｊは、それぞれ１個のLEDから構成される。
【００５９】
図３の第１の配置例の場合、LED群１ｉの位置の重心とLED群１ｊの位置の重心との距離Ｌ１(i,j)＝30mmと、LED群２ｉの位置の重心とLED群２ｊの位置の重心との距離Ｌ２(i,j)＝30mmとが等しいので、ΔＬ(i,j)＝０となる。
【００６０】
図４の第２の配置例の場合、LED群１ｉの位置の重心とLED群１ｊの位置の重心との距離Ｌ１(i,j)と、LED群２ｉの位置の重心とLED群２ｊの位置の重心との距離Ｌ２(i,j)とは異なり、ΔＬ(i,j)＞０となる。
【００６１】
最低動作距離Ｒmin＝50mmを確保するためには式（１）より、ΔＬ(i,j)＜５mmが要件となる。したがって、第１の配置例はこの要件を満たすが、第２の配置例の場合には、ΔＬ(i,j)＜５mmを満たすように、LED群１ｉの位置の重心とLED群２ｉの位置の重心との距離、およびLED群１ｊの位置の重心とLED群２ｊの位置の重心との距離を設定する必要がある。
【００６２】
図５は、第１および第２の配置例に対応する、被写体までの距離（横軸）と２波長間照射度差（縦軸）との関係を示している。同図に丸●で示す線分１は、第１の配置例ΔＬ(i,j)＝０に対応している。同図に四角■で示す線分２は、第２の配置例ΔＬ(i,j)＝2.3mmに対応している。同図に三角△で示す線分３は、第２の配置例ΔＬ(i,j)＝5.6mmに対応している。
【００６３】
図５からも明らかなように、被写体までの距離が50mmのときに２波長間照射度差が許容範囲の５％以下であるのは線分１と線分２であり、線分３は被写体までの距離が50mmのときに２波長間照射度差が許容範囲を超える６％に近い値であることから、式（１）の妥当性が証明される。
【００６４】
図６は、式（１）の関係を満たす第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置に関する第３の配置例を示している。図７Ａは、式（１）の関係を満たす第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置に関する第４の配置例を示している。図７Ｂは、式（１）の関係を満たす第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置に関する第５の配置例を示している。
【００６５】
第３および第４の配置例においては、第１光源１３−１は２つのLED群１ｉ，１ｊから構成され、LED群１ｉ，１ｊは、それぞれ２個のLEDから構成される。同様に、第２光源１３−２は２つのLED群２ｉ，２ｊから構成され、LED群２ｉ，２ｊは、それぞれ２個のLEDから構成される。また、第３および第４の配置例ともに、LED群１ｉの位置の重心とLED群１ｊの位置の重心との距離Ｌ１(i,j)＝30mmと、LED群２ｉの位置の重心とLED群２ｊの位置の重心との距離Ｌ２(i,j)＝30mmとが等しいので、ΔＬ(i,j)＝０となる。
【００６６】
なお、第３の配置例は、LED群１ｉを平行移動するとLED群１ｊにその形状が一致し、LED群２ｉを平行移動するとLED群２ｊにその形状が一致する特徴、すなわち、点対称性を有している。一方、第４の配置例は、λ１のLEDとλ２のLEDとだけを区別すれば、光源全体として鏡面対称性を有している。これらが両者の相違点である。
【００６７】
図８は、第３および第４の配置例に対応する、被写体までの距離（横軸）と２波長間照射度差（縦軸）との関係を示している。同図に菱形◆で示す線分１は、第３の配置例ΔＬ(i,j)＝０に対応している。同図に四角■で示す線分２は、第４の配置例ΔＬ(i,j)＝０に対応している。
【００６８】
図８から明らかなように、線分１は被写体までの距離が60mm以上であるときに２波長間照射度差が許容範囲の５％以下となるので、第３の配置例（Ｌ１＝Ｌ２＝30mm）に対応する最低動作距離Ｒminは60mmとすることができる。同様に、線分２は被写体までの距離が80mm以上であるときに２波長間照射度差が許容範囲の５％以下となるので、第４の配置例（Ｌ１＝Ｌ２＝30mm）に対応する最低動作距離Ｒminは80mmとすることができる。
【００６９】
したがって、点対称性がある第３の配置例は、従来から多く用いられている線対称性がある第４の配置例に比較して、より短い最低動作距離Ｒminを確保することができるといえる。これにより、対称性が高い配置にとらわれることなく、複数の離間した空間領域への光源の分割等の自由度の高い配置が可能となる。
【００７０】
図９は、式（１）の関係を満たす第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置に関する第６の配置例を示している。図１０Ａは、式（１）の関係を満たす第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置に関する第７の配置例を示している。図１０Ｂは、式（１）の関係を満たす第１光源１３−１と第２光源１３−２の配置に関する第８の配置例を示している。
【００７１】
第６および第７の配置例においては、第１光源１３−１は２つのLED群１ｉ，１ｊから構成され、LED群１ｉ，１ｊは、それぞれ８個のLEDから構成される。同様に、第２光源１３−２は２つのLED群２ｉ，２ｊから構成され、LED群２ｉ，２ｊは、それぞれ８個のLEDから構成される。また、第６および第７の配置例ともに、LED群１ｉの位置の重心とLED群１ｊの位置の重心との距離Ｌ１(i,j)＝30mmと、LED群２ｉの位置の重心とLED群２ｊの位置の重心との距離Ｌ２(i,j)＝30mmとが等しいので、ΔＬ(i,j)＝０となる。
【００７２】
なお、第６の配置例は、LED群１ｉを平行移動するとLED群１ｊにその形状が一致し、LED群２ｉを平行移動するとLED群２ｊにその形状が一致する、すなわち、点対称性を有していることが特徴である。一方、第６の配置例は、λ１のLEDとλ２のLEDとだけを区別すれば、光源全体として鏡面対称性を有している。これらが両者の相違点である。
【００７３】
図１１は、第６および第７の配置例に対応する、被写体までの距離（横軸）と２波長間照射度差（縦軸）との関係を示している。同図に菱形◆で示す線分１は、図７Ａの第６の配置例ΔＬ(i,j)＝０に対応している。同図に四角■で示す線分２は、図７Ｂの第７の配置例ΔＬ(i,j)＝０に対応している。
【００７４】
図１１から明らかなように、線分１は被写体までの距離が50mm以上であるときに２波長間照射度差が許容範囲の５％以下となるので、第６の配置例（Ｌ１＝Ｌ２＝30mm）に対応する最低動作距離Ｒminは50mmとすることができる。同様に、線分２は被写体までの距離が70mm以上であるときに２波長間照射度差が許容範囲の５％以下となるので、第７の配置例（Ｌ１＝Ｌ２＝30mm）に対応する最低動作距離Ｒminは70mmとすることができる。
【００７５】
したがって、点対称性がある第６の配置例は、従来から多く用いられている線対称性がある第７の配置例に比較して、より短い最低動作距離Ｒminを確保することができるといえる。これにより、対称性が高い配置にとらわれることなく、複数の離間した空間領域への光源の分割等の自由度の高い配置が可能となる。
【００７６】
なお、本発明を適用した検出装置は、例えば、テレビジョン受像機などの任意の電子装置に内蔵させることができる。当該電子装置においては、検出された被写体の手などの動きに応じ、所定の処理を実行するようにすることができる。
【００７７】
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  検出装置，１１  制御部，  １２  LED制御部，  １３−１  第１光源，  １３−２  第２光源，  １４  撮像部，  １５  撮像制御部，  １６  画像処理部
【図１】
2011158986.tif 000003
【図２】
2011158986.tif 000004
【図３】
2011158986.tif 000005
【図４】
2011158986.tif 000006
【図５】
2011158986.tif 000007
【図６】
2011158986.tif 000008
【図７】
2011158986.tif 000009
【図８】
2011158986.tif 000010
【図９】
2011158986.tif 000011
【図１０】
2011158986.tif 000012
【図１１】
2011158986.tif 000013
【図１２】
2011158986.tif 000014