(57)【要約】【課題】服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響をなくすことができる顔像撮影装置を提供する。【解決手段】照明光の下で被撮影者の顔および服装を含む被写体を撮影して画像取得データを出力する撮影手段と、前記画像取得データを記憶する記憶手段と、取得された前記服装の画像取得データに基づき、前記服装からの反射光による服装以外の前記被写体への色影響を補正する制御手段とを備えたことを特徴とする顔像撮影装置。【選択図】        図５
2004297713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光の下で被撮影者の顔および服装を含む被写体を撮影して画像取得データを出力する撮影手段と、
前記画像取得データを記憶する記憶手段と、
取得された前記服装の画像取得データに基づき、前記服装からの反射光による服装以外の前記被写体への色影響を補正する制御手段と、
を備えたことを特徴とする顔像撮影装置。
【請求項２】
照明光の下で被撮影者の顔および服装を含む被写体を撮影して画像取得データを出力する撮影手段と、
前記画像取得データを記憶する記憶手段と、
取得された前記服装の画像取得データと服装の予め準備された基準値との差値に基づき前記服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正する制御手段と、
を備えたことを特徴とする顔像撮影装置。
【請求項３】
基準の濃度である基準濃度板と、
照明光の下で被撮影者の顔、服装および前記基準濃度板を含む被写体を撮影して画像取得データを出力する撮影手段と、
前記画像取得データを記憶する記憶手段と、
得られた前記基準濃度板の取得データと前記基準濃度板の予め準備された基準値との差値、および、得られた前記服装の画像取得データと服装の予め準備された基準値との差値に基づき前記服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正する制御手段と、
を備えたことを特徴とする顔像撮影装置。
【請求項４】
前記服装以外の被写体は、少なくも顔像のシャドウ部を含むことを特徴とする請求項１、２または３に記載の顔像撮影装置。
【請求項５】
前記基準濃度板は、被撮影者の顔部に近い位置に配設することを特徴とする請求項３に記載の顔像撮影装置。
【請求項６】
前記基準濃度板はグレー色の濃度板であることを特徴とする請求項３、４または５に記載の顔像撮影装置。
【請求項７】
前記服装からの反射光による被写体への色影響の補正は、Ｒ色（赤）、Ｇ色（緑）およびＢ色（青）の画像取得データの輝度から濃度への変換時に行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の顔像撮影装置。
【請求項８】
前記輝度から濃度への変換のためのガンマ変換の曲線は、基準濃度板の取得データと基準濃度板の予め準備された基準値との差値、および、得られた服装の画像取得データと服装の予め準備された基準値との差値に基づく処理値点の間をスプライン処理された曲線であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の顔像撮影装置。
【請求項９】
前記服装の画像取得データを抽出する位置は、顔位置に対する予め決められた位置であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の顔像撮影装置。
【請求項１０】
服装の画像取得データは、顔中心に対し左右対称の位置で測光した画像取得データの平均値であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の顔像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔画像撮装置に関し、特に、被撮影者の顔像の撮影を行って証明用やＩＣカード等に用いられる顔像撮影装置に関する。
【従来の技術】
従来より、例えば、身分証明証、クレジットカード等の証明証やＩＣカード等には当人の顔画像が記録される。顔画像としてはデジタルカメラで撮影し、画像取得データよりインクジェット等を用いてカラー画像を形成する顔像撮影装置が知られている。
また、背景板に設けられた基準濃度板の輝度値を抽出した後に、予め準備された基準値と抽出された基準濃度板の取得データとを比較し、この比較結果により被撮影者の顔像を撮影するようになっている。この構成により、照明光に輝度変動が生じても、顔の明るさを一定に制御できる装置が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】
特開２００１−２０９１１６号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、顔像の取得画像データを画像処理により補正しない場合、プリントされた顔画像は服装の反射により顔の色合いが変化することがあり、例えば、服装色が赤色の場合は赤ら顔に、また服装色が青色の場合は不健康な青ざめた顔になるという問題がある。
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、服装からの反射光による服装以外の特に顔シャドウ部への色影響を補正できる顔像撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
（１）照明光の下で被撮影者の顔および服装を含む被写体を撮影して画像取得データを出力する撮影手段と、前記画像取得データを記憶する記憶手段と、取得された前記服装の画像取得データに基づき、前記服装からの反射光による服装以外の前記被写体への色影響を補正する制御手段と、を備えたことを特徴とする顔像撮影装置。
（２）照明光の下で被撮影者の顔および服装を含む被写体を撮影して画像取得データを出力する撮影手段と、前記画像取得データを記憶する記憶手段と、取得された前記服装の画像取得データと服装の予め準備された基準値との差値に基づき前記服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正する制御手段と、を備えたことを特徴とする顔像撮影装置。
（３）基準の濃度である基準濃度板と、照明光の下で被撮影者の顔、服装および前記基準濃度板を含む被写体を撮影して画像取得データを出力する撮影手段と、前記画像取得データを記憶する記憶手段と、得られた前記基準濃度板の取得データと前記基準濃度板の予め準備された基準値との差値、および、得られた前記服装の画像取得データと服装の予め準備された基準値との差値に基づき前記服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正する制御手段と、を備えたことを特徴とする顔像撮影装置。
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に係わる顔像撮影装置について図面を参照して説明する。図１は実施の形態に係わる顔像撮影装置の構成を示す図、図２はプリント画像領域における服装の画像取得データの取得位置、基準濃度板の取得データの取得位置を示すイメージ図である。
図１に示すように、顔像撮影装置は、撮影手段２０、照明手段３０、記憶手段４０、表示手段５０、プリント手段６０および制御手段７０等で構成されている。撮影手段２０は、照明光の下で被撮影者Ｐの顔Ｆ、服装Ｅ、基準濃度板１２ａ（１２ｂ）、および背景１１を含む被写体を、撮影レンズによってカラーＣＣＤ上に結像して撮影し、画像取得データ（Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色）をそれぞれ出力する。照明手段３０は、所定の照度（例えば１０００ＬＸ）と所定の色温度（例えば３２００°Ｋ）をもって被写体を照明する。記憶手段４０は、撮影手段２０により得られた画像取得データ（Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色）を記憶する。表示手段５０は、撮影される被写体である顔像、服装、基準濃度板の取得画像領域、プリント画像領域等を表示する。また、プリント手段６０は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の画像取得データをＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）のデータに変換して、画像をプリントする。制御手段７０は顔像処理装置の全体を制御し、画像取得データの画像処理等を行う。画像処理は、マスキング、エッジ強調、階調補正の他に、服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正制御、取得画像領域からプリント画像領域を自動的に求める。
次に、顔像撮影装置における服装の画像取得位置、基準濃度板の取得位置について説明する。図２に示すように、取得画像領域の画面における被撮影者の顔位置を求めたプリント画像領域において、基準濃度板の取得データ、服装の画像取得データの抽出を行う。基準濃度板１２ａ、１２ｂは椅子に座った被撮影者Ｐの直ぐ横に配置され、背景板１１に貼られている。図２のＥａ、Ｅｂは服装の画像取得データの抽出位置である。
ここで、基準濃度板の基準値、服装の基準値について説明する。基準濃度板の基準値はグレー色（無色）で、外光の影響や照明光源の変動とを補正するために使用する。また、服装の基準値は灰色の値である。図３は基準濃度板の基準値、服装の基準値とＲＧＢ色立体の関係を示すイメージ図である。図３において、立体空間はＲ色とＢ色とＧ色を３次元の互いに直交する軸にとり、明るさの最大値を１と表すと、全ての色は長さが１の立方体の中の点として表したものである。特に、図示のＫは原点で黒色を表し、Ｗは白色を表している。ＫとＷを結ぶ線は無色を表している。このＫとＷを結ぶ線上に基準濃度板の予め準備された基準値α１があり、服装の予め準備された基準値α２がある。
（基準濃度板のデータ処理）
基準濃度板１２ａ，１２ｂのおかれた所定位置で大きさが９×９エリアの取得データの平均値を求める。さらに、基準濃度板１２ａ、１２ｂの予め準備された値と取得データ値（Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色）の差値を次の式（１），式（２）および式（３）により求める。
Ｒγ１＝Ｒα１−Ｒβ１・・・・・・・・・・・・式（１）
Ｇγ１＝Ｇα１−Ｇβ１・・・・・・・・・・・・式（２）
Ｂγ１＝Ｂα１−Ｂβ１・・・・・・・・・・・・式（３）
但し、Ｒα１：基準濃度板の予め準備されたＲ色の平均値
Ｇα１：基準濃度板の予め準備されたＧ色の平均値
Ｂα１：基準濃度板の予め準備されたＢ色の平均値
Ｒβ１：基準濃度板の取得データのＲ色の平均値
Ｇβ１：基準濃度板の取得データのＧ色の平均値
Ｂβ１：基準濃度板の取得データのＢ色の平均値
Ｒγ１：基準濃度板の基準値と取得データのＲ色平均値との差値
Ｇγ１：基準濃度板の基準値と取得データのＧ色平均値との差値
Ｂγ１：基準濃度板の基準値と取得データのＢ色平均値との差値
これより、Ｒ、Ｇ、Ｂの平均値の下記の処理値Ｒδ１、Ｇδ１、Ｂδ１求める。この実施の形態では、処理値は繰り返し実験等により、前述の差値Ｒγ１、Ｇγ１、Ｂγ１の平方根の値として求めているが、これに限定されるものではない。
Ｒδ１＝（Ｒγ１）１／２
Ｇδ１＝（Ｇγ１）１／２
Ｂδ１＝（Ｂγ１）１／２
（服装のデータ処理）
服装の画像取得データの抽出位置Ｅａ、Ｅｂでの、Ｒ色、Ｇ色およびＢ色の予め準備された基準値、大きさが９×９エリアの画像取得デーらの平均値、さらに、基準値と取得値のＲ色、Ｇ色およびＢ色の差値を式（４），式（５），式（６）により求める。
Ｒγ２＝Ｒα２−Ｒβ２・・・・・・・・・・・・・式（４）
Ｇγ２＝Ｇα２−Ｇβ２・・・・・・・・・・・・・式（５）
Ｂγ２＝Ｂα２−Ｂβ２・・・・・・・・・・・・・式（６）
但し、Ｒα２：予め準備されたＲ色の基準値の平均値
Ｇα２：予め準備されたＧ色の基準値の平均値
Ｂα２：予め準備されたＢ色の基準値の平均値
Ｒβ２：画像取得データ値のＲ色の平均値
Ｇβ２：画像取得データ値のＧ色の平均値
Ｂβ２：画像取得データ値のＢ色の平均値
Ｒγ２：服装の準備された値と画像取得データのＲ色平均値との差値
Ｇγ２：服装の準備された値と画像取得データのＧ色平均値との差値
Ｂγ２：服装の準備された値と画像取得データのＢ色平均値との差値
これより、処理値Ｒδ２、Ｇδ２、Ｂδ２を求める。この実施の形態では、処理値は、繰り返し実験等により前述の差値Ｒγ２、Ｇγ２、Ｂγ２の平方根を３で割った値として求めているが、これに限定されるものではない。
Ｒδ２＝（Ｒγ２）１／２×１／３
Ｇδ２＝（Ｇγ２）１／２×１／３
Ｂδ２＝（Ｂγ２）１／２×１／３
（補正曲線の作成）
ここで、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の画像取得データについての輝度から濃度へ変換の補正曲線を求める。図４はＲ色、Ｇ色およびＢ色の画像取得データの輝度から濃度への変換のイメージ図である。図４（ａ）は、Ｒ色の画像取得データを輝度から濃度へ変換するイメージ図、図４（ｂ）は、Ｇ色の画像取得データを輝度から濃度へ変換するイメージ図、さらに図４（ｃ）は、Ｂ色の画像取得データを輝度から濃度へ変換するイメージ図である。
ここで、先ず、Ｒ色について説明する。図４（ａ）において、ＲｓはＲ色のガンマ補正曲線、ａ点は座標の原点、ｂ点は基準濃度板の処理値Ｒδ１より求まる点、ｃ点は基準濃度板の処理値Ｒδ２より求まる点、ｄ点は輝度と濃度の最大値の点である。ガンマ補正曲線Ｒｓは、点ａ，ｂ，ｃ，ｄを含むスプライン線（Ｂタイプ）である。なお、点線の曲線Ｒｏは、服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響のない場合のガンマ曲線である。
なお、背面に背面板を置いた顔像撮影装置においては、被写体が限定されることにより撮影領域の画像輝度の分布にも傾向が見られ、少なくともＲ、Ｇ、Ｂの１つの輝度範囲から顔のシャドウ部分を特定することができる。従って、この特定した輝度範囲の画像取得データを補正することにより、服装の反射の影響を取り除くことができる。
図４（ａ）のＲ色の輝度濃度図において、Ｕは顔のハイライト部、Ｖは顔のシャドウ部の領域が分布するイメージの範囲を示し、シャドウ部の補正が主に行われる様子を示している。なお、顔のハイライト部は、全体の輝度にしめる服装の反射の色影響を受ける割合が少ないのに対し、顔のシャドウ部は、全体の輝度にしめる服装の反射の色影響を受ける割合が大きいので、シャドウ部の補正割合が多くなるガンマ補正曲線Ｒｓとなっている。
同様にして、図４（ｂ）は、Ｇ色（緑）の画像取得データを輝度から濃度へ変換するイメージ図である。図で、ＧｓはＧ色のガンマ補正曲線である。また、図４（ｃ）は、Ｂ色（青）の画像取得データを輝度から濃度へ変換するイメージ図である。図で、ＢｓはＢ色のガンマ補正曲線である。
なお、色変換は、輝度から輝度、輝度から濃度、濃度から濃度のいずれの変換であってもよい。
（Ｒ色、Ｇ色およびＢ色の画像取得データのＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）データへの変換）
補正したＲ色、Ｇ色およびＢ色の画像取得データからＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）データに変換してプリント手段６０プリントする。
（顔像の撮影処理例の説明）
ここで、顔像撮影装置による処理例について図５を参照して説明する。図５は顔像撮影装置による処理例のフローチャート図である。
ステップＳ０１：撮影室の被撮影者等を照明する。
ステップＳ０２：被撮影者の顔、服装、基準濃度板を含む範囲を撮影して、Ｒ色（赤）、Ｂ色（青）、Ｇ色（緑）ごとの画像取得データを取得する。
ステップＳ０３：記憶手段４０にＲ色（赤）、Ｂ色（青）、Ｇ色（緑）の画像取得データを記憶する。
ステップＳ０４：画像取得データから被撮影者の位置に対するプリント画像領域を画像処理により求める。
ステップＳ０５：基準濃度板の取得データと基準濃度板の基準値との差からＲ色、Ｇ色、Ｂ色ごとの処理値を演算する。
ステップＳ０６：被撮影者の服装の所定位置での取得値と服装の基準値との差からＲ色、Ｇ色およびＢ色ごとの処理値を演算する。
ステップＳ０７：ステップＳ０５、ステップＳ０６で演算した値に基づき、Ｒ色、Ｇ色およびＢ色毎の輝度から濃度の変換のためのガンマ曲線を求める。
ステップＳ０８：画像取得データより求めたガンマ曲線により変換するＲ色、Ｇ色およびＢ色のデータを求める。
ステップＳ０９：Ｒ色、Ｇ色およびＢ色データよりプリントのためＹ色、Ｍ色、Ｃ色のデータに色変換する。
ステップＳ１０：Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）データによりプリントを得る。以上により、服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を精度良くしたプリントを得る。
ここで、基準濃度板の配置の他の例について説明する。図６は顔像撮影装置における基準濃度板の配置例および撮影手段による画像取得例を示すイメージ図である。図６に示すように、基準濃度板１２ｃ、１２ｄは背景板１１の表面であって、椅子に座った被撮影者Ｐの直ぐ横に設けられ、背景板１１に貼られたものである。この基準濃度板１２ｃ、１２ｄは顔画像と共に撮影手段により同時に撮影されるが、プリントされた画像には写らないようになっている。
なお、実施の形態では標準濃度板を設け補正を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、顔像撮影装置内に外光等が入らないようにし、また、照明が、所定の照度（例えば１０００ＬＸ）と所定の色温度（例えば３２００°Ｋ）で管理されている場合などは補正を省略することも可能である。
また、実施の形態では、画像取得データの画像処理方法として、画像取得データをＲ色、Ｇ色およびＢ色色空間で補正の処理を行ったが、これに限定されるものではなく、例えばＲ色、Ｇ色およびＢ色の画像取得データを、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表示系に変換して、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間で補正処理を行い、補正後、逆変換してＲ色、Ｇ色およびＢ色のデータに戻すようにしてもよく、また、ＸＹＺ表示系を用いた同様の補正の処理でも可能である。
また、実施の形態では、ガンマ補正として、服装の灰色の基準濃度値を予め定め、画像取得データとの差値に基づいて補正したが、これに限定されるものではなく、例えば、白色の原点からの差値に基づく補正であってもよい。
また、実施の形態では、服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正を含む輝度から濃度のガンマ曲線、として、Ｂタイプのスプライン処理を行ったが、これに限定されるものではなく、例えば、Ａタイプのスプライン処理であっても可能である。
【発明の効果】
以上のように構成したので下記のような効果を奏する。請求項１に記載の発明によれば、取得された服装の画像取得データに基づき、服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正するので、服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響をなくすことができるようになった。
請求項２に記載の発明によれば、取得された服装の画像取得データと服装の予め準備された基準値データとの差値に基づき服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正するので、服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を精度良く補正することができるようになった。
請求項３に記載の発明によれば、得られた基準濃度板の取得データと基準濃度板の予め準備された基準値との差値、および得られた服装の画像取得データと服装の予め準備された基準値との差値に基づき服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を補正するので、外光や照明光源の色温度の変化等があっても、服装からの反射光による服装以外の被写体への色影響を精度良く補正することができるようになった。
請求項４に記載の発明によれば、色影響を補正する服装以外の被写体は、少なくも顔像のシャドウ部を含むので、顔像のシャドウ部への色影響を精度良く補正することができるようになった。
請求項５に記載の発明によれば、基準濃度板は、被撮影者の顔中心に近い位置に配置するので、顔周辺の補正がより正確に行えるようになった。
請求項６に記載の発明によれば、基準濃度板はグレー色濃度板であるので、簡単な方法により精度よく補正が行われるようになった。
請求項７に記載の発明によれば、服装からの反射光による被写体への色影響の補正は、Ｒ色、Ｇ色およびＢ色の画像取得データの輝度から濃度への変換時に行うので、変換が簡易に行えるようになった。
請求項８に記載の発明によれば、輝度から濃度への変換のためのガンマ変換の曲線は、基準濃度板の取得データと基準濃度板の予め準備された基準値との差値、および、得られた服装の画像取得データと服装の予め準備された基準値との差値に基づく処理値点の間をスプライン処理された曲線であるので、精度良く補正できるようになった。
請求項９に記載の発明によれば、服装の画像取得データを抽出する位置は、顔位置に対する予め決められた位置であるので、服装の画像取得データが精度良く抽出できるようになった。
請求項１０に記載の発明によれば、服装の画像取得データは顔中心に対し左右対称位置で、その平均値とするので、服装の画像取得データが精度良く抽出できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係わる顔像撮影装置の構成を示す図である。
【図２】プリント画像領域における服装の画像取得データの取得位置、基準濃度板の取得データの取得位置を示すイメージ図である。
【図３】基準濃度板の基準値、服装の基準値とＲＧＢ色立体の関係を示すイメージ図である。
【図４】Ｒ色、Ｇ色およびＢ色の画像取得データの輝度から濃度への変換のイメージ図である。
【図５】顔像撮影装置による処理例のフローチャート図である。
【図６】顔像撮影装置における基準濃度板の配置例および撮影手段による画像取得例を示すイメージ図である。
【符号の説明】
１１  背景板
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  基準濃度板
２０  撮影手段
３０  照明手段
６０  プリント手段
Ｐ  被撮影者
Ｆ  顔
Ｆｂ  シャドウ部
Ｅ  服装
Ｅａ、Ｅｂ  抽出位置
Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ  ガンマ補正曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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