(57)【要約】【課題】  撮影される顔の位置および大きさを制御可能な撮影装置を提供する。【解決手段】  撮影装置１０は、フレーム内の画像を取り込むカメラ１２と、カメラ１２を据え付けた移動機構を備える。また、カメラ１２により撮影される画像から顔の特徴部分を検出する手段と、特徴部分が画像を表示するフレーム内においてあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつフレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように移動機構に指示を与えて、カメラ１２の位置および姿勢を制御する制御装置４０とを備える。【選択図】図１
2005117316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム内の画像を取り込む撮影手段と、
前記撮影手段により取り込まれる画像から顔の特徴部分を検出する手段と、
前記特徴部分が前記フレーム内においてあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつ前記フレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように前記撮影手段の少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御する手段と、
少なくとも位置および姿勢のいずれかが制御された前記撮影手段により取り込まれた画像を出力する手段と、
を備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記特徴部分を検出する手段は、前記取り込まれる画像から２つの特徴部分を検出し、
前記制御する手段は、２つの前記特徴部分のそれぞれが前記フレーム内においてあらかじめ定められた２つの基準領域のそれぞれに位置するように前記撮影手段の少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記特徴部分を検出する手段は、前記特徴部分として右目と左目の画像を検出することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記制御する手段は、前記撮影手段を移動する手段で位置を制御し、前記撮影手段を回転する手段で姿勢を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記制御する手段は、前記撮影手段のズーム率を変更する手段で、前記フレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面の前記基準領域に対応する部分の感度が、前記受光面の残りの部分の感度より大きいことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面の前記基準領域に対応する部分に補色フィルタが取り付けられ、前記受光面の残りの部分に原色フィルタが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面のうち前記基準領域に対応する部分を除いた部分にフィルタが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項９】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面の前記基準領域に対応する部分に赤い光の透過を低減するフィルタが取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
【請求項１０】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面の前記基準領域に対応する部分に、前記受光面の残りの部分より高密度に受光素子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項１１】
顔の画像を撮影するための撮影方法であって、
カメラによりフレーム内の画像を取り込むステップと、
前記取り込むステップにおいて取り込まれた画像から顔の特徴部分を検出するステップと、
前記特徴部分が前記フレーム内においてあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつ前記フレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように前記カメラの少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御するステップと、
少なくとも位置および姿勢のいずれかが制御されたカメラにより取り込まれた画像を出力するステップと、
を備えることを特徴とする撮影方法。
【請求項１２】
顔の画像を撮影するプログラムであって、カメラを有するコンピュータに、
前記カメラによりフレーム内の画像を取り込むステップと、
前記取り込むステップにおいて取り込まれた画像から顔の特徴部分を検出するステップと、
前記特徴部分が前記フレーム内においてあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつ前記フレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように前記カメラの少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御するステップと、
前記制御を受けて顔の画像を出力するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔の画像を撮影するための撮影装置、撮影方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セキュリティシステム等において、個人の顔の特徴を用いて認証を行う方法が知られている。顔の特徴を用いる認証方法は、例えば指紋による認証と異なり、非接触でしかも離れた場所からカメラで撮影して認証可能という利点があり、今後普及することが期待される。
【０００３】
顔の特徴を用いて認証を行う際には、あらかじめ記憶された認証用の顔画像と、撮影した顔画像とを照合する際の認識率を高めるため、認証用画像と撮影画像における顔画像の大きさ、および顔画像の位置を合わせる必要がある。従って、認証に用いられる画像では、フレーム内で顔画像が入る領域があらかじめ定められる。そこで、顔画像を撮影する撮影装置では、あらかじめ定められた領域に顔画像がほぼ一致するように撮影できることが望まれる。
【０００４】
顔画像を撮影する技術が特許文献１、特許文献２に記載されている。特許文献１には、出力画像の顔の大きさが常に均一になるように、自動的にズーミング処理を行う顔画像撮影装置が開示されている。この文献には、顔画像から顔の横幅を測定し、この測定値と目標の顔横幅値とに基づいてカメラのズーム比率を設定することが記載されている。また、特許文献２には、顔画像を認識、判別して、自動的にサイズと傾きを補正した顔画像を切り出し、別の画像ファイルとして保存する撮像装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２９２８５２号
【特許文献２】特開２００３−９２７２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した特許文献１に記載された顔画像撮影装置では、顔の大きさを均一にする機能を有するのみで、画像中の顔の位置を制御することはできない。また特許文献２に記載された撮像装置では、いったん撮像した画像から顔画像を切り出す。この顔画像を認証に用いる際に、切り出した顔画像を認証用の顔画像の大きさに拡大しなければならない場合、画像の品質が低下し、認証における認識率の低下を招くという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題を解決し、撮影される顔の位置および大きさを制御可能な撮影装置、撮影方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮影装置は、フレーム内の画像を取り込む撮影手段と、前記撮影手段により取り込まれる画像から顔の特徴部分を検出する手段と、前記特徴部分が前記フレーム内においてあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつ前記フレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように前記撮影手段の少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御する手段と、少なくとも位置および姿勢のいずれかが制御された前記撮影手段により取り込まれた画像を出力する手段とを備える。
【０００８】
フレーム内にあらかじめ基準領域を定めておき、その基準領域に顔の特徴部分が位置するように、撮影手段の少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御することよって、フレーム内における顔画像の位置を決めることができる。また、制御手段は、顔の大きさについてもあらかじめ定められた大きさになるように制御するので、撮影画像における顔の位置および大きさを制御できる。従って、この撮影装置により出力される顔画像を認証用の顔画像の大きさおよび位置に合わせれば、顔の認証を行う際の認識率を高めることができる。また、撮影手段の位置および姿勢を制御し、顔の位置および大きさをあらかじめ定められた位置および大きさに調整して被写体を撮影するので、出力された画像を認証用の画像としてそのまま使用できる。従って、画像処理による画質低下という問題がない。さらに、撮影手段の視野の中心付近に光がよくあたる照明を用いて撮影を行う場合には、フレームの中心に基準領域を定めることにより、照明の効果を向上することができる。すなわち、撮影手段は、フレームの中心にある基準領域に特徴部分が位置するように少なくとも位置または姿勢が制御されるので、照明が特徴部分によくあたり、特徴部分について明るい画像が得られる。
【０００９】
上記撮影装置において、前記特徴部分を検出する手段は、前記取り込まれる画像から２つの特徴部分を検出し、前記制御する手段は、２つの前記特徴部分のそれぞれが前記フレーム内においてあらかじめ定められた２つの基準領域のそれぞれに位置するように前記撮影手段の少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御してもよい。
【００１０】
検出された２つの特徴部分のそれぞれが２つの基準領域のそれぞれに位置するように制御することにより、フレーム内における顔の位置と共に顔の大きさを制御できる。すなわち、目、耳、鼻などの人間の顔の特徴部分は、多少の個人差はあるもののほぼ同じ場所に位置している。従って、２つの特徴部分のそれぞれが基準領域のそれぞれに位置するように制御すれば、顔画像の特徴部分があらかじめ定められた２つの基準領域の間隔に合うように撮影手段のズーム率が変更され、顔の大きさが自動的に制御される。
【００１１】
前記特徴部分を検出する手段は、前記特徴部分として右目と左目の画像を検出してもよい。
【００１２】
目は顔の他の部分とは、色や明るさが大きく異なるので、この構成により特徴部分を精度良く検出できる。また、右目と左目を精度良く検出することにより、顔の対称性から顔の中心線を容易に求めることができ、顔の輪郭や大きさ等を把握するのに役立つ。さらに、認証を行う装置が、認証用画像として右目か左目のいずれかの画像を有する場合にも、検出した右目か左目のいずれかの画像を用いて認証を行える。
【００１３】
前記制御する手段は、前記撮影手段を移動する手段で位置を制御し、前記撮影手段を回転する手段で姿勢を制御してもよい。
【００１４】
この構成により、撮影手段の位置および姿勢を制御することができる。
【００１５】
前記制御する手段は、前記撮影手段のズーム率を変更する手段で、前記フレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように制御してもよい。
【００１６】
この構成により、フレーム内の顔の大きさを容易に変更できる。
【００１７】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面の前記基準領域に対応する部分の感度が、前記受光面の残りの部分の感度より大きい構成としてもよい。
【００１８】
この構成により、基準領域に位置する特徴部分の画像の画質を高めることができる。この撮影装置により出力された顔画像は、顔の認証において重要な役割を果たす特徴部分の画質が高いので、顔の認証における認識率を向上させることができる。なお、受光面の基準領域に対応する部分とは、基準領域内に位置する被写体の部分からの光を受光する部分である。
【００１９】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面の前記基準領域に対応する部分に補色フィルタが取り付けられ、前記受光面の残りの部分に原色フィルタが取り付けられていてもよい。
【００２０】
補色フィルタは原色フィルタより光の透過率が高いので、この構成により受光面の基準領域に対応する部分の感度が、受光面の残りの部分より高くなる。また、基準領域の画像が残りの部分の画像より明るくなるので、基準領域内における明暗の差が残りの部分より大きくなり、基準領域内の画像におけるエッジの検出精度を高めることができる。例えば、この撮影装置により出力された画像を用いれば、顔の認証において重要な役割を果たす特徴部分のエッジ検出の精度を高め、顔画像による認証の認識率を向上可能である。
【００２１】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面のうち前記基準領域に対応する部分を除いた部分にフィルタが取り付けられていてもよい。
【００２２】
この構成により、受光面の基準領域に対応する部分の感度が、受光面の残りの部分より高くなる。この構成は、特徴部分の画像が白黒画像でよい場合に有効である。
【００２３】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面の前記基準領域に対応する部分に赤い光の透過を低減するフィルタが取り付けられていてもよい。
【００２４】
この構成により、特徴部分として目を検出して基準領域に位置させる制御をする場合に、暗い場所で撮影しても目が赤く表示されることを低減し、例えば顔画像による認証の際の誤認識率を低減できる。
【００２５】
前記撮影手段は、被写体からの光を検知する受光面の前記基準領域に対応する部分に、前記受光面の残りの部分より高密度に受光素子が設けられていてもよい。
【００２６】
この構成により、受光面の基準領域に対応する部分の感度が、受光面の残りの部分より高くなる。これにより、例えば、顔の認証における認識率を向上可能である。
【００２７】
本発明の撮影方法は、顔の画像を撮影するための撮影方法であって、カメラによりフレーム内の画像を取り込むステップと、前記取り込むステップにおいて取り込まれた画像から顔の特徴部分を検出するステップと、前記特徴部分が前記フレーム内においてあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつ前記フレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように前記カメラの少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御するステップと、少なくとも位置および姿勢のいずれかが制御されたカメラにより取り込まれた画像を出力するステップとを備える。
【００２８】
この方法によれば、上記した本発明の撮影装置と同様に、出力される画像における顔の位置および大きさを制御できるという効果がある。
【００２９】
本発明のプログラムは、顔の画像を撮影するプログラムであって、カメラを有するコンピュータに、前記カメラによりフレーム内の画像を取り込むステップと、前記取り込むステップにおいて取り込まれた画像から顔の特徴部分を検出するステップと、前記特徴部分が前記フレーム内においてあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつ前記フレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように前記カメラの少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御するステップと、前記制御を受けて顔の画像を出力するステップとを実行させる。
【００３０】
このプログラムによれば、上記した本発明の撮影装置と同様に、出力される画像における顔の位置および大きさを制御できるという効果がある。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、画像から検出される特徴部分がフレーム内にあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつフレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように撮影手段の少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御することにより、撮影される画像における顔の位置および大きさを制御できるというすぐれた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態に係る撮影装置について説明する。
【００３３】
図１は、第１の実施の形態に係る撮影装置１０を示す模式図である。図１に示すように、撮影装置１０は、撮影手段であるカメラ１２がカメラ１２の位置および姿勢を制御するための移動機構に取り付けられている。また、撮影装置１０は、移動機構およびカメラ１２を制御する制御装置４０を備えている。
【００３４】
カメラ１２は、デジタル画像を撮像可能なＣＣＤカメラである。カメラ１２は、ズーム機能、オートフォーカス機能を有する。ズーム機能は、ＣＣＤの受光面とレンズの間の焦点距離を変化させることによってズームアップまたはズームダウンする機能である。カメラ１２は、制御装置４０に接続され、ズーム率は制御装置４０によって制御される。また、カメラ１２により撮影された画像は、制御装置４０に送られる。
【００３５】
カメラ１２の受光面には図２に示すカラーフィルタ３０が取り付けられている。図２において、Ｒは赤い光を透過するフィルタ、Ｇは緑の光を透過するフィルタ、Ｂは青い光を透過するフィルタである。受光面にカラーフィルタ３０が取り付けられていることにより、カメラ１２はカラーの画像を撮影することができる。
【００３６】
カメラ１２の移動機構は、次のように構成されている。図１に示すように、カメラ１２は、チルト台１４に据え付けられている。チルト台１４は、チルト軸１８を介して取り付けられたチルトモータ１６の駆動により回転し、これによりカメラ１２の向きを上下方向に動かすことができる。また、カメラ１２は、回転軸２２を介して取り付けられた回転モータ２０の駆動により軸２２を中心として回転可能である。さらに、カメラ１２およびチルト台１４を覆うようにして、チルト軸１８を支持するパン台２４が設けられている。パン台２４は、パン軸２８を介して取り付けられたパンモータ２６の駆動により回転し、これによりカメラ１２の向きを左右方向に動かすことができる。パン台２４が回転すると、カメラ１２およびチルト台１４と共にチルトモータ１６や回転モータ２０も一体となって回転する。図１に示すようにチルトモータ１６、回転モータ２０およびパンモータ２６は、制御装置４０に接続され、制御装置４０によって制御される。なお、本実施形態では、チルトモータ１６およびパンモータ２６により、カメラ１２の向きを上下左右に変える構成を採用しているが、カメラ１２を上下左右にスライドして移動させる構成とすることも可能である。
【００３７】
図３は、第１の実施の形態の撮影装置１０の機能を示す図である。図３に示すように、撮影装置１０は、カメラ１２と制御装置４０とを備える。なお、図３において、カメラ１２には図１に示す移動機構の機能が含まれている。
【００３８】
制御装置４０は、カメラ１２により撮影された画像から顔の特徴部分として目を検出する目検出部４２と、撮影された画像中の顔画像の位置に基づいて画像を出力するか否かを判定する出力判定部４４と、カメラ１２のズームおよびカメラ１２の移動機構を制御する制御部４６と、を備える。制御装置４０は、ＣＰＵ、メモリ等を有するコンピュータにより、ソフトウェアプログラムを用いて実現可能である。
【００３９】
目検出部４２は、カメラ１２によって撮影された画像から、顔を検出すると共に特徴部分として右目および左目を検出する機能を有する。目検出部４２は、公知の技術を用いて、撮影画像から顔と目を検出可能である。例えば、撮影画像から顔のエッジ情報を検出し、顔のエッジ情報から求められる顔の中心線に基づいて顔の領域を決める。そして、顔領域を右目領域、左目領域、鼻領域に分割し、それぞれの領域の画像とエッジ情報とから目の位置を検出することができる。
【００４０】
出力判定部４４は、目検出部４２により検出された目が、フレーム内であらかじめ定められた基準領域に位置しているか否かを判定する機能を有する。ここでは、右目と左目のそれぞれの画像が、２つの基準領域のそれぞれに位置しているか判定する。その判定の結果、目の画像が基準領域に位置している場合には画像を出力可能と判定し、撮影画像を出力する。判定の結果、目の画像が基準領域に位置していない場合には、出力判定部４４は、取り込んだ画像における目の位置に関する情報を制御部４６に送る。
【００４１】
制御部４６は、目の位置に関する情報に基づいて、カメラ１２を制御する機能を有する。図４は、図３の制御部４６の機能を詳細に示す図である。図４に示すように、制御部４６は、ズーム率、回転角、チルト角およびパン角を算出するそれぞれの算出部４８、５０、５２、５４と、算出された値に基づいて、カメラ１２のズーム、回転モータ２０、チルトモータ１６およびパンモータ２６を制御するそれぞれの制御部５６、５８、６０、６２を備えている。
【００４２】
以下、それぞれの算出部４８、５０、５２、５４の機能について図５から図９を参照しながら説明する。
【００４３】
図５は、最終的に撮影されるべきフレーム７０内の画像を示す図である。図５に示す画像は、カメラ１２の受光面に映る被写体の像である。ここでは、一般性を失うことなく、フレーム７０の中心点Ｃをカメラ１２の光軸が垂直に通るとする。中心点Ｃを原点、横軸をＸ、縦軸をＹとする座標系で以下の説明を行う。最終的な出力画像では、右目の座標が（ｘｒ，ｙｒ）、左目の座標が（ｘｌ，ｙｌ）であるとする。すなわち、制御部４６は、右目の座標が（ｘｒ，ｙｒ）、左目の座標が（ｘｌ，ｙｌ）となるように、カメラ１２の位置および姿勢を制御することを目標とする。ここで、ｘｒ＝−ｘｌ＝Ｗ，ｙｒ＝ｙｌ＝Ｈとする。なお、本実施形態では、右目および左目のそれぞれの中心が上記の座標に位置するようにカメラ１２を制御する例を説明するが、基準領域は上記座標を含む領域でもよく、その場合には基準領域に目が入るように制御する。また、目の中心は、目の周りの線により作られる楕円の中心でもよいし、黒目の中心でもよい。
【００４４】
図６は、カメラ１２によって取り込まれた画像である。ズーム率算出部４８は、図６に示す顔画像を図５に示す画像と同じ大きさの顔を撮影するためのズーム率を算出する機能を有する。具体的には、次のような算式でズーム率を算出する。図６において、目検出部４２により検出された左目の座標を（ｘｌ０，ｙｌ０）、右目の座標を（ｘｒ０，ｙｒ０）とする。ズーム率ｚは、
【数１】
2005117316.tif 000003
である。
【００４５】
図７は、求められたズーム率に基づいて図６に示す撮影画像をズームアップしたときに得られる画像を示す図である。図７における左目の座標（ｘｌ１，ｙｌ１）、右目の座標（ｘｒ１，ｙｒ１）は、ズーム率ｚを掛けて、ｘｒ１＝ｘｒ０×ｚ、ｙｒ１＝ｙｒ０×ｚ、ｘｌ１＝ｘｌ０×ｚ、ｙｌ１＝ｙｌ０×ｚと求められる。
【００４６】
回転角算出部５０は、顔画像が図５に示す顔画像と同じ向きになるようにカメラ１２を回転する回転角を算出する機能を有する。回転角αは、
【数２】
2005117316.tif 000004
である。
【００４７】
図８は、回転後に得られる画像を示す図である。カメラ１２の光軸は原点Ｃを通るので、図８は、原点Ｃを中心に回転されている。新しい座標系は、原点Ｃ、横軸Ｘ１、縦軸Ｙ１とする座標系である。この座標系における左目の座標を（ｘｌ２，ｙｌ２）、右目の座標を（ｘｒ２，ｙｒ２）とすると、
(xr2,yr2)=(cosα×xr1＋sinα×yr1,−sinα×xr1＋cosα×yr1)
(xl2,yl2)=(cosα×xl1＋sinα×yl1,−sinα×xl1＋cosα×yl1)
と求められる。
【００４８】
チルト角算出部５２およびパン角算出部５４は、図８に示す顔画像を図５に示す位置に移動するためのカメラ１２の移動量を求め、移動量に基づいてチルト角およびパン角を算出する機能を有する。
【００４９】
図９は、移動後に得られる画像の新しい座標系を示す図である。新しい座標系は、原点Ｃ１、横軸Ｘ２、縦軸Ｙ２とする座標系であり、原点Ｃ１がチルトおよびパンの移動後のカメラ１２の光軸に対応する。この座標系Ｘ２−Ｙ２における左目の座標は（ｘｌ，ｙｌ）、右目の座標は（ｘｒ，ｙｒ）である。原点Ｃの座標系における点Ｃ１の座標（ｘｃ１，ｙｃ１）は、
(xc1,yc1)=(xr-xr2,yr-yr2)=(W-xr2,H-yr2)
で求められる。なお、ｙｃ１はチルト量で、チルト角はｔａｎ-1（ｙｃ１／ｆ）である。同様に、ｘｃ１はパン量で、パン角はｔａｎ-1（ｘｃ１／ｆ）である。ただし、ｆはカメラ１２の焦点距離である。
【００５０】
続いて、それぞれの制御部５６、５８、６０、６２の機能について説明する。
【００５１】
ズーム制御部５６は、ズーム率算出部４８によって算出されたズーム率に基づいてカメラ１２のズームを制御する機能を有する。
【００５２】
回転制御部５８は、回転角算出部５０によって算出された回転角に基づいて、回転モータ２０を制御する機能を有する。
【００５３】
チルト制御部６０は、チルト角算出部５２によって算出されたチルト角に基づいて、チルトモータ１６を制御する機能を有する。
【００５４】
パン制御部６２は、パン角算出部５４によって算出されたパン角に基づいて、パンモータ２６を制御する機能を有する。
【００５５】
本発明の第１の実施の形態に係る撮影装置１０は、フレーム７０内の所定の座標（ｘｌ，ｙｌ）に左目の画像が位置し、座標（ｘｒ，ｙｒ）に右目の画像が位置するように、制御部４６によってカメラ１２のズームおよび移動機構を制御する。これによって、撮影装置１０は、あらかじめ定められた大きさの顔画像がフレーム７０内のあらかじめ定められた場所に位置する画像を撮影できる。この撮影装置１０により出力される顔画像を認証用の顔画像の大きさおよび位置に合わせれば、顔の認証を行う際の認識率を高めることができる。
【００５６】
また、カメラ１２の位置および姿勢を制御することで、フレーム内の顔の位置および大きさを調整して被写体を撮影し、撮影された画像を認証用の画像としてそのまま使用できるので、画像処理によって顔画像を取り出して拡大する場合と比較して画質が低下しない。従って、顔の認証に用いるのに適した画像を撮影できる。
【００５７】
さらに、顔の位置および大きさが制御された画像を撮影できる撮影装置１０は、認証用の顔画像を撮影する装置として特に効果がある。すなわち、近年では、認証用の顔画像がＩＣカードなどに記録されることがあるが、認証用の顔画像をＩＣカードから読み出して認証装置において認証する場合には、認証用画像の不正コピー等のセキュリティ上の問題がある。従って、認証用の顔画像を記録媒体から読み出さないで記録媒体の中で認証する方式が注目されている。このとき、演算処理能力の低い記録媒体で認証処理を行うために、撮影した顔画像が認証用の顔画像と同じ位置に同じ大きさであることが望まれている。既に述べたように、撮影装置１０によれば、顔の位置および大きさを制御できるので、認証に用いるための顔画像を撮影する装置として好適である。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撮影装置１０について説明する。第２の実施の形態に係る撮影装置１０は、第１の実施の形態に係る撮影装置１０と基本的な構成は同じであるが、カメラ１２の受光面に取り付けられたカラーフィルタ３０の構成が異なる。
【００５９】
図１０は、第２の実施の形態の撮影装置１０のカメラ１２に用いられるカラーフィルタ３０を示す図である。図１０に示すように、受光面のうち、基準領域に対応する部分３２に取り付けられるフィルタは補色フィルタによって構成されている。基準領域は、検出された特徴部分を位置させるように、フレーム内においてあらかじめ定められた領域である。受光面の残りの部分は、原色フィルタによって構成されている。
【００６０】
この構成により、特徴部分からの光の透過率が、残りの部分の光の透過率よりも高くなるので、特徴部分が他の部分より明るい画像を得ることができる。
【００６１】
また、この撮影装置１０により撮影された画像を用いて顔の認証を行えば、以下の理由により、特徴部分の画像からのエッジの検出精度が高くなる。エッジは、隣接する画素の明るさの差が所定の閾値を越えたときに検出される。顔の認証装置が撮影装置１０とは異なる装置の場合、認証装置にとっては画像中のどこに特徴部分があるか不明であるので、画像全体に共通の閾値を用いてエッジの検出を行う。このとき、基準領域内に位置する特徴部分の画像は、残りの部分より明るく、明暗の差が大きいので、特徴部分のエッジ検出の精度が高くなる。従って、この撮影装置によって撮影された画像を用いて顔の認証を行うことにより、認識率を向上させることができる。
【００６２】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る撮影装置１０について説明する。第３の実施の形態に係る撮影装置１０は、第１の実施の形態に係る撮影装置１０と基本的な構成は同じであるが、カメラ１２の受光面に取り付けられたカラーフィルタ３０の構成が異なる。
【００６３】
図１１は、第３の実施の形態の撮影装置１０のカメラ１２に用いられるカラーフィルタ３０を示す図である。図１１に示すように、受光面には第１の実施の形態と同様の原色フィルタが取り付けられているが、基準領域に対応する部分３２にはフィルタが取り付けられていない。
【００６４】
この構成により、特徴部分からの光がフィルタ３０によって吸収されないので、特徴部分が他の部分より明るい画像を得ることができる。この構成によると、特徴部分の画像は白黒画像となるので、特徴部分の画像が白黒画像でよい場合に有効である。例えば、特徴部分として目を検出して行う認証において、アジア系の人を認証する際には、特徴部分である目を白黒画像で識別可能なので、この構成が有効である。
【００６５】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る撮影装置１０について説明する。第４の実施の形態に係る撮影装置１０は、第１の実施の形態に係る撮影装置１０と基本的な構成は同じであるが、カメラ１２の受光面に取り付けられたカラーフィルタ３０の構成が異なる。
【００６６】
図１２は、第４の実施の形態の撮影装置１０のカメラ１２に用いられるカラーフィルタ３０を示す図である。図１２に示すように、受光面のうち、基準領域に対応する部分３２に取り付けられるフィルタは、青い光を透過するフィルタ、緑の光を透過するフィルタ、青と緑の光を透過するフィルタにより構成されている。受光面の残りの部分は、第１の実施の形態と同様の原色フィルタが取り付けられている。
【００６７】
この構成により、特徴部分として右目および左目を検出し、基準領域に位置させるように制御する場合には、基準領域に対応する部分には赤い光が透過しないので、暗い場所で撮影を行った場合でも目が赤く映ることがないという効果がある。
【００６８】
次に、本発明の実施の形態に係るプログラムについて説明する。実施の形態に係るプログラムは、撮影手段であるカメラとカメラの位置および姿勢を変える移動機構を備えたコンピュータにより実行されるプログラムである。
【００６９】
図１３は、プログラム８０の構成を示す図である。プログラム８０は、撮影モジュール８２と、目検出モジュール８４と、出力判定モジュール８６と、制御モジュール８８とを備えている。
【００７０】
撮影モジュール８２は、プログラム８０をコンピュータで実行することにより、コンピュータに、カメラで画像を取り込ませる機能を有する。
【００７１】
目検出モジュール８４は、プログラム８０をコンピュータで実行することにより、コンピュータに、取り込まれた画像から目を検出させる機能を有する。目検出モジュール８４により、上記した実施の形態の目検出部４２を実現可能である。
【００７２】
出力判定モジュール８６は、プログラム８０をコンピュータで実行することにより、コンピュータに、検出された目の位置に基づいて出力可否を判定させる機能を有する。出力判定モジュール８６により、上記した実施の形態の出力判定部４４を実現可能である。
【００７３】
制御モジュール８８は、プログラム８０をコンピュータで実行することにより、コンピュータに、カメラのズームと位置および姿勢を制御させる機能を有する。制御モジュール８８により、上記した実施の形態の制御部４６を実現可能である。
【００７４】
このプログラム８０をコンピュータで実行することにより、上記した実施の形態の撮影装置１０を実現でき、顔の位置および大きさを制御した画像を撮影することができる。
【００７５】
以上、実施の形態を挙げて、本発明の撮影装置１０について説明したが、本発明の撮影装置１０は上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００７６】
例えば、受光面のうち、特徴部分が位置する基準領域に対応する部分は、受光面の残りの部分より、高い密度で受光素子を配置してもよい。これにより、基準領域内の特徴部分については高画質の画像を得ることができる。また、受光面の残りの部分は、基準領域の対応部分ほど受光素子の密度を高めないので、製品のコストを抑制可能である。
【００７７】
また、受光面のうち、特徴部分が位置する基準領域に対応する部分は、受光面の残りの部分より、高感度の撮像を実現可能な材料で構成してもよい。これにより、基準領域内の特徴部分については高画質の画像を得ることができる。また、受光面の残りの部分は、通常に用いられる安価な材料を用いることで、製品のコストを抑制可能である。
【００７８】
また、上記の実施の形態では、右目および左目を特徴部分として検出し、右目および左目のそれぞれがフレーム内の基準の領域に位置するように制御することにより、顔の大きさを調整したが、顔画像の１箇所を特徴部分として検出してもよい。例えば、特徴部分として鼻または口を検出し、鼻または口が基準領域に位置するように制御することにより顔の位置を制御してもよい。この場合、フレーム内での顔の大きさをあらかじめ決めておく。そして、例えば顔の輪郭を検出して、フレーム内の顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるようにカメラを制御する。
【００７９】
また、本発明の撮影装置は、撮影した画像をそのまま写真として利用することもできる。顔画像の位置および大きさが制御されるので撮影ミスを低減できる。さらに、基準領域に対応する受光面の感度を高めることにより、例えば、特徴部分としての目を美しく撮影することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明は、画像から検出される特徴部分がフレーム内にあらかじめ定められた基準領域に位置し、かつフレーム内における顔の大きさがあらかじめ定められた大きさになるように撮影手段の少なくとも位置および姿勢のいずれかを制御することにより、撮影される画像における顔の位置および大きさを制御できるというすぐれた効果を有し、例えば、顔の認証を行うための顔画像を撮影する撮影装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施の形態に係る撮影装置の構成を示す模式図
【図２】カメラに取り付けられるカラーフィルタを示す図
【図３】第１の実施の形態に係る撮影装置の機能を示す図
【図４】第１の実施の形態における制御部の詳細な機能を示す図
【図５】最終的に撮影される画像を示す図
【図６】カメラに取り込まれた画像を示す図
【図７】ズーム率算出部の機能について説明する図
【図８】回転角算出部の機能について説明する図
【図９】チルト角算出部およびパン角算出部の機能について説明する図
【図１０】第２の実施の形態におけるカラーフィルタを示す図
【図１１】第３の実施の形態におけるカラーフィルタを示す図
【図１２】第４の実施の形態におけるカラーフィルタを示す図
【図１３】実施の形態に係るプログラムの構成を示す図
【符号の説明】
【００８２】
１０  撮影装置
１２  カメラ
１４  チルト台
１６  チルトモータ
１８  チルト軸
２０  回転モータ
２２  回転軸
２４  パン台
２６  パンモータ
２８  パン軸
３０  カラーフィルタ
３２  基準領域
４０  制御装置
４２  目検出部
４４  出力判定部
４６  制御部
４８  ズーム率算出部
５０  回転角算出部
５２  チルト角算出部
５４  パン角算出部
５６  ズーム制御部
５８  回転制御部
６０  チルト制御部
６２  パン制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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