(57)【要約】【課題】外光光源による影響を低減して、精度良く肌領域を検出する。【解決手段】LED２１a1及びLED２１a2は、第１の波長の光を被写体に照射し、LED２１b1及びLED２１b2は、第２の波長の光を被写体に照射し、カメラ６２は、第１の波長の光が被写体に照射されているときに入射される被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、第２の波長の光が被写体に照射されているときに入射される被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、第１及び第２の波長の光が被写体にいずれも照射されていないときに入射される被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成し、情報処理装置６３は、第１の画像の画素値、第２の画像の画素値、及び外光画像の画素値に基づいて、被写体の肌部分を示す肌領域を検出する。本発明は、例えば、画像から被写体の肌領域を検出する検出装置に適用できる。【選択図】図１
2012068762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の肌部分を表す肌領域を検出する検出装置において、
第１の波長の光を前記被写体に照射する第１の照射手段と、
前記第１の波長よりも長波長である第２の波長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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成する撮像生成手段と、
前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、
若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値
の一方に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段と
を含む検出装置。
【請求項２】
前記撮像生成手段は、前記外光画像上の前記肌領域の画素値の最大値が所定の値未満となるように予め決められた露光時間において、入射される前記被写体からの反射光を受光する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記撮像生成手段は、前記外光画像上の前記肌領域の画素値の最大値が、前記画素値としてとり得る最大値から、前記第１及び第２の波長の光による光量に基づき予め決められた値を差し引いて得られる前記所定の値未満となるように予め決められた前記露光時間において、入射される前記被写体からの反射光を受光する
請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記撮像生成手段により生成される前記外光画像上の領域であって、前記検出手段により検出された前記肌領域の画素値の最大値が、前記所定の値未満であるか否かを判定する判定手段と、
前記最大の画素値が前記所定の値未満ではないと判定された場合、前記撮像生成手段における前記露光時間をより短い露光時間に設定する設定手段と
をさらに含む請求項２に記載の検出装置。
【請求項５】
前記第１の照射手段は、前記肌領域の検出に最低限必要な積算光量として予め決められている最低積算光量以上となる積算光量で、前記第１の波長の光を照射し、
前記第２の照射手段は、前記最低積算光量以上となる光量で、前記第２の波長の光を照射する
請求項２に記載の検出装置。
【請求項６】
前記照射時間に対応する定格電流を、前記第１及び第２の照射手段に流すようにして、前記第１及び第２の照射手段を動作させる照射制御手段をさらに含む
請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記撮像生成手段に対する可視光の入射を制限する制限手段をさらに含み、
前記第１の照射手段は、近赤外領域の波長である前記第１の波長の光を照射し、
前記第２の照射手段は、近赤外領域の波長である前記第２の波長の光を照射し、
前記撮像生成手段は、前記制限手段を介して入射される前記被写体からの反射光を受光する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項８】
前記第１の照射手段は、前記露光時間と同一の照射時間で前記第１の波長の光を照射し、
前記第２の照射手段は、前記露光時間と同一の照射時間で前記第２の波長の光を照射する
請求項２に記載の検出装置。
【請求項９】
第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、
前記第１の波長よりも長波長である第２の波長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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成する撮像生成手段と
を含み、前記被写体の肌部分を表す肌領域を検出する検出装置の検出方法において、
前記検出装置による、
前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、
若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値
の一方に基づいて、前記肌領域を検出する検出ステップを含む
検出方法。
【請求項１０】
第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、
前記第１の波長よりも長波長である第２の波長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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成する撮像生成手段と
を含み、前記被写体の肌部分を表す肌領域を検出する検出装置を制御するコンピュータを、
前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、
若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値
の一方に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段と
して機能させるためのプログラム。
【請求項１１】
被写体の肌部分を表す肌領域を検出する検出装置を内蔵する電子機器において、
前記検出装置は、
第１の波長の光を前記被写体に照射する第１の照射手段と、
前記第１の波長よりも長波長である第２の波長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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成する撮像生成手段と、
前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、
若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値
の一方に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段と
を有する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、検出方法、プログラム、及び電子機器に関し、特に、例えば、画像上から人間の手の形状等を検出する場合に用いて好適な検出装置、検出方法、プログラム、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
人物を撮像して得られる画像上から、顔や手などのように肌が露出している領域（以下、肌領域という）を検出する肌検出技術が存在する（例えば、非特許文献１を参照）。
【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の画像との画素値（各画素の輝度値又は２５６諧調化した輝度値）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、人間の肌の反射特性に依存して決定される。すなわち、波長λ１，λ２は、人の肌に照射したときの反射率が異なり、かつ、人の肌以外（例えば、衣服など）に照射したときの反射率がほぼ等しいものに決定されている。具体的には、例えば、波長λ１は870nm、波長λ２は950nmとされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】鈴木康弘等著,電学論Ｃ（近赤外マルチバンドによる肌検出手法の提案）,日本,２００７年,１２７巻４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、被写体には、波長λ１及びλ２の光がLEDから照射される他、太陽や蛍光灯等の外光光源からの光が照射される。
【０００７】
そして例えば強い太陽光が被写体を照射している場合のように、外光光源からの光の光量がLEDからの光の光量に対して比較的多い場合、外光光源からの光に起因して、画素値が白飛びを起こし、被写体における波長λ１と波長λ２の反射率の差に対応した第１の画像と第２の画像との画素値の差分が小さい値（ほぼ０）となってしまい、肌領域を精度良く検出できなくなってしまうことが生じ得る。
【０００８】
したがって、肌領域を精度良く検出するためには、外光光源からの光による影響を低減（除去）した上で、肌領域を精度良く検出することが望ましい。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、外光光源による影響を低減して、精度良く肌領域を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】
【００１０】
本発明の一側面の検出装置は、被写体の肌部分を表す肌領域を検出する検出装置であって、第１の波長の光を前記被写体に照射する第１の照射手段と、前記第１の波長よりも長波長である第２の波長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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成する撮像生成手段と、前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値の一方に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段とを含む検出装置である。
【００１１】
前記撮像生成手段には、前記外光画像上の前記肌領域の画素値の最大値が所定の値未満となるように予め決められた露光時間において、入射される前記被写体からの反射光を受光させることができる。
【００１２】
前記撮像生成手段には、前記外光画像上の前記肌領域の画素値の最大値が、前記画素値としてとり得る最大値から、前記第１及び第２の波長の光による光量に基づき予め決められた値を差し引いて得られる前記所定の値未満となるように予め決められた前記露光時間において、入射される前記被写体からの反射光を受光させることができる。
【００１３】
前記撮像生成手段により生成される前記外光画像上の領域であって、前記検出手段により検出された前記肌領域の画素値の最大値が、前記所定の値未満であるか否かを判定する判定手段と、前記最大の画素値が前記所定の値未満ではないと判定された場合、前記撮像生成手段における前記露光時間をより短い露光時間に設定する設定手段とをさらに設けることができる。
【００１４】
前記第１の照射手段には、前記肌領域の検出に最低限必要な積算光量として予め決められている最低積算光量以上となる積算光量で、前記第１の波長の光を照射させ、前記第２の照射手段には、前記最低積算光量以上となる光量で、前記第２の波長の光を照射させることができる。
【００１５】
前記照射時間に対応する定格電流を、前記第１及び第２の照射手段に流すようにして、前記第１及び第２の照射手段を動作させる照射制御手段をさらに設けることができる。
【００１６】
前記撮像生成手段に対する可視光の入射を制限する制限手段をさらに設けることができ、前記第１の照射手段には、近赤外領域の波長である前記第１の波長の光を照射させ、前記第２の照射手段には、近赤外領域の波長である前記第２の波長の光を照射させ、前記撮像生成手段には、前記制限手段を介して入射される前記被写体からの反射光を受光させることができる。
【００１７】
前記第１の照射手段には、前記露光時間と同一の照射時間で前記第１の波長の光を照射させ、前記第２の照射手段には、前記露光時間と同一の照射時間で前記第２の波長の光を照射させることができる。
【００１８】
本発明の一側面の検出方法は、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、前記第１の波長よりも長波長である第２の波長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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成する撮像生成手段とを含み、前記被写体の肌部分を表す肌領域を検出する検出装置の検出方法であって、前記検出装置による、前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値の一方に基づいて、前記肌領域を検出する検出ステップを含む検出方法である。
【００１９】
本発明の一側面のプログラムは、第１の波長の光を被写体に照射する第１の照射手段と、前記第１の波長よりも長波長である第２の波長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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成する撮像生成手段とを含み、前記被写体の肌部分を表す肌領域を検出する検出装置を制御するコンピュータを、前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値の一方に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段として機能させるためのプログラムである。
【００２０】
本発明の一側面の電子機器は、被写体の肌部分を表す肌領域を検出する検出装置を内蔵する電子機器であって、前記検出装置は、第１の波長の光を前記被写体に照射する第１の照射手段と、前記第１の波長よりも長波長である第２の波長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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像を生成し、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像を生成し、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像を生成する撮像生成手段と、前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値の一方に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段とを有する電子機器である。
【００２１】
本発明によれば、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第１の画像が生成され、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に入射される前記被写体からの反射光に基づいて第２の画像が生成され、前記第１及び第２の波長の光が前記被写体にいずれも照射されていないときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて外光画像が生成され、前記第１の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分、及び前記第２の画像の画素値と前記外光画像の画素値との差分それぞれの比を表す第１の値、若しくは、前記第１の画像の画素値と前記第２の画像の画素値との差分を、前記第１の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分又は前記第２の画像の画素値から前記外光画像の画素値を差し引いて得られる差分の少なくとも一方に基づく値で正規化して得られる第２の値の一方に基づいて、前記肌領域が検出される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、外光光源による影響を低減して、精度良く肌領域を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した情報処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】人間の肌に対する分光反射特性の一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態において情報処理装置が行なう処理の概要の一例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態における情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】情報処理システムが行う肌検出処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態における情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】制御部が行う制御の一例を示す図である。
【図８】外光成分に起因して肌検出精度が低下する場合の一例を示す図である。
【図９】カメラの絞りを調整して外光成分により蓄積される電荷を抑制する場合の一例を示す図である。
【図１０】カメラのシャッタスピードのみを調整して外光成分により蓄積される電荷を抑制する場合の一例を示す図である。
【図１１】発光パルス幅と許容順方向電流の関係の一例を示す図である。
【図１２】発光パルス幅の一例を示す図である。
【図１３】露光時間の決定方法の一例を説明するための図である。
【図１４】第２の実施の形態において情報処理システムが行う動的変更処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】コンピュータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（外光光源による外光成分を除去した上で肌検出を行なう例）
２．第２の実施の形態（カメラの露光時間等を調整することにより外光成分を低減する例）
３．変形例
【００２５】
＜１．第１の実施の形態＞
[情報処理システム４１の構成例]
図１は、本発明を適用した情報処理システム４１の構成例を示している。
【００２６】
この情報処理システム４１は、発光装置６１、カメラ６２、及び情報処理装置６３により構成される。
【００２７】
なお、この情報処理システム４１は、外光光源からの光による影響を低減するようにして、外光光源からの光に拘らず、精度よく肌領域を検出するものである。
【００２８】
発光装置６１は、LED２１a（LED２１a1，LED２１a2）及びLED２１b（LED２１b1，LED２１b2）により構成されており、LED２１a及びLED２１bを交互に発光させる。
【００２９】
LED２１aは波長λ１の光（例えば、近赤外領域の波長λ１の光）を被写体に照射し、LED２１bは、波長λ１よりも長波長である波長λ２の光（例えば、近赤外領域の波長λ２の光）を被写体に照射する。なお、LED２１ａ及びLED２１ｂを構成するLEDの数量は２個に限定されず、被写体に必要な光量が極力むらなく照射されるように適宜決定される。また、詳細は図２を参照して後述するが、波長λ１の値は640nmから1000nm、波長λ１よりも長波長側の波長λ２の値は900nmから1100nmの範囲で選択すれば肌検出は可能である。ただし、情報処理システム４１の操作者である被写体にLEDの照射による眩しさを感じさせないためには、波長λ１の範囲は可視光領域を除く近赤外領域の700nmから1000nmとすることがより望ましい。
【００３０】
また、LED２１aとLED２１bの出力は、それぞれ、波長λ１及びλ２に対する反射率が同一である被写体に対して、波長λ１又はλ２のいずれの光を照射した場合にも、カメラ６２の撮像により得られる画像の、対応する画素どうしの画素値（例えば、各画素の輝度値又は２５６諧調化した輝度値等）が同一となるように予め調整される。
【００３１】
また、LED２１a及び２１bの前面には、LED２１a及び２１bにより発光される光を均一に拡散させる拡散板６１aを設けることが望ましい。これにより、被写体には、波長λ１の波長の光、及び波長λ２の波長の光がむらなく照射される。
【００３２】
カメラ６２は、ユーザ等の被写体の撮像に用いるレンズを有しており、そのレンズの前面は、例えば、波長λ１よりも波長の短い可視光を遮断する可視光カットフィルタ６２aにより覆われている。
【００３３】
このため、カメラ６２には、可視光は入射されず、波長λ１及びλ２の光等である不可視光のみが入射される。なお、一般的なカメラは、不可視光と比較して、可視光に対する受光感度が高くなっている。したがって、カメラ６２のレンズの前面に、可視光カットフィルタ６２aを設けるようにして、外光光源からの可視光により、白とび等が生じることを抑止するようにしている。また、可視光カットフィルタ６２aを設けるようにして、外光光源による影響を低減するようにしたので、例えば、可視光カットフィルタ６２aを設けない場合と比較して、LED２１a及びLED２１bの光出力を小さく設定することができる。
【００３４】
カメラ６２は、LED２１aが発光している場合、波長λ１の照射光成分及び外光成分を受光することにより、λ１画像を生成し、情報処理装置６３に供給する。
【００３５】
なお、波長λ１の照射光成分とは、LED２１aによって被写体に照射される波長λ１の光の反射光をいう。また、外光成分とは、外光光源から直接に入射される光、及び外光光源によって被写体に照射される光の反射光をいう。λ１画像を構成する各画素値は、波長λ１の照射光成分のみに対応する画素値Iλ1と外光成分のみに対応する画素値Ioffとの和（Iλ1+Ioff）により表される。
【００３６】
また、例えば、カメラ６２は、LED２１bが発光している場合、波長λ２の照射光成分及び外光成分を受光することにより、λ２画像を生成し、情報処理装置６３に供給する。
【００３７】
なお、波長λ２の照射光成分とは、LED２１bによって被写体に照射される波長λ２の光の反射光をいう。λ２画像を構成する各画素値は、波長λ２の照射光成分のみに対応する画素値Iλ2と外光成分のみに対応する画素値Ioffとの和（Iλ2+Ioff）により表される。
【００３８】
さらに、例えば、カメラ６２は、LED２１a及びLED２１bのいずれも消灯している場合に、外光成分のみを受光することにより、外光画像を生成し、情報処理装置６３に供給する。外光画像を構成する各画素値は、外光成分のみに対応する画素値Ioffにより表される。
【００３９】
情報処理装置６３は、カメラ６２により生成された外光画像に基づいて、λ１画像及びλ２画像それぞれから、外光成分に対応する画素値Ioffを除去する。そして、情報処理装置６３は、画素値Ioffを除去後のλ１画像の画素値Iλ1と、画素値Ioffを除去後のλ２画像の画素値Iλ2との比Iλ1/Iλ2に基づいて、肌領域を検出する。
【００４０】
次に、図２を参照して、LED２１aが照射する光の波長λ１、及びLED２１bが照射する光の波長λ２について説明する。図２は、人の肌領域に対して想定されている反射特性を示している。
【００４１】
図２に示されるように、人の肌領域は波長960nm付近に極小値が存在することが知られている。
【００４２】
波長λ１と波長λ２の反射率が肌領域と肌領域以外の領域で、ある程度以上異なる値となるという観点から、波長λ１の値は640nmから1000nm、波長λ１よりも長波長側の波長λ２の値は900nmから1100nmとすれば、肌検出は可能である。しかし、例えば人間の髪の毛の反射率は波長が大きくなるほど大きくなることが知られており、肌と髪の毛をより正確に区別するためには、波長λ１における反射率を、波長λ２における反射率で除算して得られる比が、肌領域以外のものと比較して、比較的大きくなるように、波長λ１の値は900nm以下、波長λ１よりも長波長側の波長λ２の値は930nm以上とするとよい。
【００４３】
なお、以下において、λ１=870nm,λ２=950nmであるものとする。この場合、図２に示されるように、波長λ１のときの反射率は約６３%となり、波長λ２のときの反射率は約５０%となる。よって、肌領域における比Iλ1/Iλ2は、波長λ１及びλ２の反射率における比に対応して約1.26（=63/50）となる。
【００４４】
また、このとき可視光カットフィルタ６２ａとして、例えば800nm以下の波長の可視光と低波長側の近赤外光の一部を遮断するものを選択すれば、波長λ１及びλ２のLED２１a及び２１bからの照射光の受光に影響を与えずに、より外光光源による影響を低減することができる。
【００４５】
これに対して、肌領域以外の領域（衣服等の一般的な非肌領域）については、波長λ１及びλ２のいずれにおいても、反射率は殆ど変わらないものとなっている。よって、非肌領域における比Iλ1/Iλ2は約１となる。また、髪の毛等の特殊な肌以外の領域では比Iλ1/Iλ2は１以下（典型的には０．８以下）となる。
【００４６】
このため、情報処理装置６３は、例えば、比Iλ2/Iλ1が、予め決められた閾値（例えば、1.1）以上であるか否かに基づいて、肌領域を検出することができる。
【００４７】
[情報処理装置６３が行う処理の概要]
次に、図３は、情報処理装置６３が、比Iλ2/Iλ1の大小に基づいて、肌領域を検出する処理の概要を示している。
【００４８】
情報処理装置６３は、カメラ６２等を制御して、カメラ６２にλ１画像を撮像させ、情報処理装置６３に供給させる。
【００４９】
また、情報処理装置６３は、カメラ６２等を制御して、カメラ６２にλ２画像を撮像させ、情報処理装置６３に供給させる。
【００５０】
さらに、情報処理装置６３は、カメラ６２等を制御して、カメラ６２に外光画像を撮像させ、情報処理装置６３に供給させる。
【００５１】
情報処理装置６３には、カメラ６２から、肌領域８１a及び非肌領域８１b(肌領域８１a以外の領域)により構成されるλ１画像８１、肌領域８２a及び非肌領域８２b(肌領域８２a以外の領域)により構成されるλ２画像８２、並びに肌領域８３a及び非肌領域８３b(肌領域８３a以外の領域)により構成される外光画像８３が供給される。
【００５２】
情報処理装置６３は、カメラ６２から供給されるλ１画像８１、λ２画像８２、及び外光画像８３に対して、LPF(low pass filter)を用いた平滑化を行う。情報処理装置６３は、平滑化後のλ１画像８１の画素値(Iλ1+Ioff)、及び平滑化後の外光画像８３の画素値Ioffに基づいて、波長λ１の照射光成分のみに対応する画素値Iλ1（=(Iλ1+Ioff)-Ioff）を算出する。また、情報処理装置６３は、平滑化後のλ２画像８２の画素値(Iλ2+Ioff)、及び平滑化後の外光画像８３の画素値Ioffに基づいて、波長λ２の照射光成分のみに対応する画素値Iλ2（=(Iλ2+Ioff)-Ioff）を算出する。
【００５３】
そして、情報処理装置６３は、算出した画素値Iλ1及びIλ2の比Iλ1/Iλ2を画素値とする比画像８４を生成する。なお、比画像８４において、肌領域８４aを構成する各画素の画素値は、肌領域８１a乃至８３aそれぞれの画素値に対応する比Iλ1/Iλ2となり、非肌領域８４bを構成する各画素は、非肌領域８１b乃至８３bそれぞれの画素値に対応する比Iλ1/Iλ2となる。
【００５４】
また、平滑化のタイミングはこれに限られず、画素値Iλ1及び画素値Iλ2の算出後でもよい（例えば、比画像８４に対して平滑化を行う）し、複数個所で行なってもよい。
【００５５】
情報処理装置６３は、生成した比画像８４に対して、比画像８４を構成する画素値のうち、予め決められた閾値（例えば、1.1）以上の画素値を１とし、閾値未満の画素値を０とする２値化を行う。
【００５６】
そして、情報処理装置６３は、その２値化により得られる２値化画像８５を構成する画素のうち、画素値が１となる画素により構成される肌領域８５aを、肌領域として検出する。なお、２値化画像８５の非肌領域８５bは、画素値が０となる画素により構成される。
【００５７】
ところで、λ１画像とλ２画像の差分を見ることで肌領域の検出を行うことができるが、この方法では外光成分が照射光成分に対し無視できない程度に比較的大きい場合、正確な検出はできなかった。
【００５８】
これはλ１画像８１の画素値(Iλ1+Ioff)とλ２画像８２の画素値(Iλ2+Ioff)の差分をとると(Iλ1+Ioff)- (Iλ2+Ioff)= (Iλ1- Iλ2)となるが、LED２１aとLED２１bの照射光成分の差分(Iλ1- Iλ2)は分かっても、照射光成分の絶対値が分からないためである。
【００５９】
例えば(Iλ1+Ioff)が同じ値でも、外光成分に対応する画素値Ioffの大小により、画素値Iλ1の値は変わってくるので、それに対応する肌領域の画素値Iλ2の値も変わってしまうので、差分(Iλ1- Iλ2)から肌領域を正確に検出することはできない。
【００６０】
すなわち、例えば、外光成分に対応する画素値Ioffが大きい場合には、相対的に、λ１画像８１の画素値(Iλ1+Ioff)のうちの画素値Iλ1は小さな値となり、λ２画像８２の画素値(Iλ2+Ioff)のうちの画素値Iλ2も比較的小さな値となる。
【００６１】
この場合、例えば、肌領域における差分(Iλ1-Iλ2)は、比較的小さな値（例えば、Iλ1が大きな値１００であり、Iλ2が大きな値８０である場合、比較的大きな差分は２０となるが、Iλ1が小さな値１０であり、Iλ2が小さな値８である場合、比較的小さな差分は２となってしまう）となってしまい、肌領域における差分と、非肌領域における差分（比較的小さな差分となる）とを、固定値である閾値を用いて区別することができなくなってしまう。その結果、固定値である閾値と差分(Iλ1-Iλ2)との比較結果に基づいて、肌領域を正確に検出できなくなってしまう。
【００６２】
また外光光源が太陽光のような場合、画素値Ioffは、発光装置６１からの距離ｚには依存しないが、照射光成分の画素値Iλ1及びIλ2は、発光装置６１からの距離ｚが遠くなるほど小さくなる。従ってこの理由からも照射光成分の差分と、固定値である閾値とを比較して得られる比較結果から、肌領域を正確に検出することはできない。
【００６３】
これに対して、情報処理装置６３では、外光成分の大きさや、発光装置６１から被写体までの距離ｚに拘らず、２値化を行う際に用いる閾値として固定値（例えば、1.1）を用いることができる。したがって、例えば、肌検出を行なう際に距離ｚを算出し、算出した距離ｚに応じて閾値を変更しなければならない場合と比較して、より簡易な処理で、より正確に肌領域を検出することができる。
【００６４】
これは、λ１画像の画素値(Iλ1+Ioff)及びλ２画像の画素値(Iλ2+Ioff)のそれぞれから、外光成分に対応する画素値Ioffの影響を除去して得られる画素値Iλ1及びIλ2を求めるようにすると、発光装置６１から被写体までの距離ｚや外光成分等に比例して、肌領域における輝度値、又は例えば２５６諧調化した輝度値等で表わされる画素値Iλ1及びIλ2の大きさは変化するものとなるが、比Iλ1/Iλ2は、距離ｚや外光成分等の変化に拘らず、殆ど同一の値となることによる。
【００６５】
すなわち、例えば、距離ｚや外光成分等の変化に比例して、画素値の組合せ（Iλ1,Iλ2）が、(25,20)，(50,40)，(100,80)又は(200,160)等に変化したとしても、比Iλ1/Iλ2はいずれも5/4となる。
【００６６】
したがって、肌領域の検出時に、比Iλ1/Iλ2を用いることにより、距離ｚや外光成分等に拘らず、固定値である閾値を用いることが可能となる。
【００６７】
なお、ここで、λ１画像の画素値(Iλ1+Ioff)及びλ２画像の画素値(Iλ2+Ioff)のそれぞれから、外光成分に対応する画素値Ioffの影響を除去して得られる画素値Iλ1及びIλ2から差分(Iλ1- Iλ2)を求め、画素値Iλ1又は画素値Iλ2の大きさによって変化する閾値に基づき、肌領域を検出するようにしてもよい。
【００６８】
すなわち例えば画素値Iλ1が大きいときは差分(Iλ1- Iλ2)に基づいて肌領域を検出する閾値を大きく、画素値Iλ1が小さいときは閾値を小さく設定するようにしてもよい。この方法も実質的には、画素値Iλ1と画素値Iλ2の比Iλ1/Iλ2に基づいて肌領域を検出していることと同等になる。
【００６９】
[情報処理装置６３の構成例]
次に、図４は、情報処理装置６３の構成例を示している。
【００７０】
この情報処理装置６３は、制御部１０１、比画像生成部１０２、及び２値化部１０３により構成される。
【００７１】
制御部１０１は、発光装置６１及びカメラ６２を制御し、LED２１aのみを発光させた状態で、カメラ６２により被写体の撮像を行なわせ、その結果得られるλ１画像を、比画像生成部１０２に供給させる。
【００７２】
また、例えば、制御部１０１は、発光装置６１及びカメラ６２を制御し、LED２１bのみを発光させた状態で、カメラ６２により被写体の撮像を行なわせ、その結果得られるλ２画像を、比画像生成部１０２に供給させる。
【００７３】
さらに、例えば、制御部１０１は、発光装置６１及びカメラ６２を制御し、LED２１a及びLED２１bをいずれも消灯させた状態で、カメラ６２により被写体の撮像を行なわせ、その結果得られる外光画像を、比画像生成部１０２に供給させる。
【００７４】
また、例えば、制御部１０１は、２値化部１０３からの、肌領域の検出結果に応じて、対応する処理を行なう。具体的には、例えば、制御部１０１は、検出した肌領域に基づき、図示せぬ音声出力装置等の音量を変更させるためのジェスチャ操作を認識した場合、図示せぬ音声出力装置等の音量を変更させるための操作信号を、音声出力装置に出力して音量を変更させる。
【００７５】
比画像生成部１０２は、カメラ６２からのλ１画像、λ２画像、及び外光画像に対して、LPFを用いた平滑化を行う。また、比画像生成部１０２は、平滑化後のλ１画像の画素値（Iλ1+Ioff）から、外光画像の画素値をIoffを減算して、外光成分による影響が除去された画素値Iλ1を算出する。さらに、比画像生成部１０２は、平滑化後のλ２画像の画素値（Iλ1+Ioff）から、外光画像の画素値Ioffを減算して、外光成分による影響が除去された画素値Iλ2を算出する。
【００７６】
そして、比画像生成部１０２は、画素値Iλ1及びIλ2の比Iλ1/Iλ2を算出し、その比Iλ1/Iλ2を画素値とする画素により構成される比画像を、２値化部１０３に供給する。
【００７７】
２値化部１０３は、比画像生成部１０２からの比画像を２値化し、その結果得られる２値化画像に基づいて、肌領域の検出を試み、その検出結果を制御部１０１に出力する。
【００７８】
[動作説明]
次に、図５のフローチャートを参照して、情報処理システム４１が行なう肌検出処理について説明する。
【００７９】
この肌検出処理は、例えば、情報処理システム４１の電源がオンされたときに開始される。
【００８０】
ステップＳ１において、LED２１aは、制御部１０１からの制御にしたがって、波長λ１の光を被写体に照射する。この場合、被写体には、波長λ１の光、及び外光光源からの光が照射される。
【００８１】
ステップＳ２において、カメラ６２は、制御部１０１からの制御にしたがって、波長λ１の光及び外光光源からの光が照射された被写体からの反射光を受光してλ１画像を生成し、比画像生成部１０２に供給する。その後、LED２１aは、制御部１０１からの制御にしたがって消灯する。
【００８２】
ステップＳ３において、LED２１bは、制御部１０１からの制御にしたがって、波長λ２の光を被写体に照射する。この場合、被写体には、波長λ２の光、及び外光光源からの光が照射される。
【００８３】
ステップＳ４において、カメラ６２は、制御部１０１からの制御にしたがって、波長λ２の光及び外光光源からの光が照射された被写体からの反射光を受光してλ２画像を生成し、比画像生成部１０２に供給する。その後、LED２１bは、制御部１０１からの制御にしたがって消灯する。
【００８４】
ステップＳ５において、カメラ６２は、制御部１０１からの制御にしたがって、LED２１ａ及びLED２１ｂを共に消灯させた状態で、外光光源のみからの光が照射された被写体からの反射光を受光して外光画像を生成し、比画像生成部１０２に供給する。
【００８５】
ステップＳ６において、比画像生成部１０２及び２値化部１０３は、肌領域を検出する。すなわち、例えば、比画像生成部１０２は、カメラ６２からのλ１画像、λ２画像、及び外光画像に対して、LPFを用いた平滑化を行う。また、比画像生成部１０２は、平滑化後のλ１画像の画素値（Iλ1+Ioff）から、外光画像の画素値Ioffを減算して、外光成分による影響が除去された画素値Iλ1を算出する。さらに、比画像生成部１０２は、平滑化後のλ２画像の画素値（Iλ1+Ioff）から、外光画像の画素値Ioffを減算して、外光成分による影響が除去された画素値Iλ2を算出する。
【００８６】
そして、比画像生成部１０２は、画素値Iλ1及びIλ2の比Iλ1/Iλ2を算出し、その比Iλ1/Iλ2を画素値とする画素により構成される比画像を、２値化部１０３に供給する。
【００８７】
２値化部１０３は、比画像生成部１０２からの比画像を２値化し、その結果得られる２値化画像に基づいて、肌領域の検出を試み、その検出結果を、制御部１０１に出力する。
【００８８】
ステップＳ７において、制御部１０１は、２値化部１０３からの検出結果に対応する処理、例えば検出した肌領域に対応するジェスチャ操作を指示する操作信号の出力を実行して、処理をステップＳ１に戻し、それ以降同様の処理が繰り返される。なお、この肌検出処理は、例えば情報処理システム４１の電源がオフされたときに終了される。
【００８９】
以上説明したように、肌検出処理におけるステップＳ６によれば、λ１画像の画素値（Iλ1+Ioff）及びλ２画像の画素値（Iλ2+Ioff）それぞれから、外光成分に対応する画素値Ioffを除去して得られる画素値Iλ1及びIλ2に基づいて、肌領域を検出するようにした。
【００９０】
このため、肌検出処理によれば、外光光源からの光（外光成分）に応じて、肌領域を精度良く検出できなくなってしまう事態を防止できる。
【００９１】
また、例えば、肌検出処理によれば、肌領域を検出する際に、距離ｚや外光成分に拘らず、殆ど同一の値となる比Iλ1/Iλ2を用いるようにした。このため、比Iλ1/Iλ2の大小を判定する際に比較される閾値を、距離ｚや外光成分に拘らず、固定の値とすることができるので、λ１画像の画素値とλ２画像の画素値の差分に基づいて肌検出する方法と比較して、より簡易な処理で、より正確に肌領域を検出することが可能となる。
【００９２】
第１の実施の形態では、λ１画像の画素値（Iλ1+Ioff）及びλ２画像の画素値（Iλ2+Ioff）それぞれに含まれる画素値Ioffを除去するようにして、肌領域を検出する際の外光光源による影響を除去するようにしたが、その他、さらに、例えば、カメラ６２に入射される成分として、波長λ１の照射光成分及び波長λ２の照射光成分を維持しつつ、外光成分を抑制するようにして、外光光源による影響を低減するようにしてもよい。
【００９３】
＜２．第２の実施の形態＞
[情報処理装置６３の他の構成例]
次に、図６は、波長λ１の照射光成分及び波長λ２の照射光成分を維持しつつ、外光成分を抑制するようにして、外光光源による影響を低減する情報処理装置６３の構成例を示している。
【００９４】
外光成分がある程度大きい場合にも情報処理装置６３を使えるようにする場合、外光成分によってカメラ６２の輝度値が最大許容値を超えて白飛びするのを防ぐために、カメラ６２の絞りや感度、露光時間（シャッタースピード）などを変更して外光成分の輝度を小さくしなくてはならないが、このことによってLED２１a及びLED２１bの照射光成分の輝度も小さくなってしまう。
【００９５】
LED２１a及びLED２１bの照射光成分は、太陽光の外光成分等とは異なり、発光装置６１からの距離が大きくなると小さくなるため、ある程度以上発光装置６１から距離が離れると、LED２１a及びLED２１bの照射光成分はカメラ６２のノイズ成分に埋もれてしまい、検出できなくなる。
【００９６】
これを防ぐには、LED２１a及びLED２１bの照射光量を増やす必要があるが、LED２１a及びLED２１bの数量を多くするのは装置の大きさやコストの面で問題があり、またLED２１a及びLED２１bの電流を大きくするのも消費電力が大きくなるという問題がある他、そもそもLED２１a及びLED２１bの定格電流の制約で電流を単純に大きくすることも難しい。
【００９７】
このように一般的には外光の影響が大きい場合に、情報処理装置６３で肌領域を検出できる距離範囲が小さくなってしまうが、以下の説明では外光の影響を低減して、肌検出できる距離範囲が小さくなることを防止できる情報処理装置６３について説明する。
【００９８】
なお、図６の情報処理装置６３は、制御部１０１に代えて、制御部１１１が設けられている他は、図４の情報処理装置６３と同様に構成されているため、比画像生成部１０２及び２値化部１０３の説明は以下適宜省略する。
【００９９】
制御部１１１は、制御部１０１と同様の処理を行う。その他、例えば、制御部１１１は、肌検出処理が行なわれる前に、肌検出処理におけるカメラ６２の露光時間、LED２１a及びLED２１bの照射時間、並びに照射時間においてLED２１a及びLED２１bそれぞれが照射する光の積算光量（総光量）等のパラメータを予め決定する。
【０１００】
上記パラメータの決定においては、まず情報処理装置６３の外光（外光光源からの光）の最大許容値を決定し、そして例えば、実際に人間の手等をカメラ６２の前面にかざした状態で、最大許容値に相当する外光を手等に照射する。以下の手順を含むパラメータは、情報処理装置６３の仕様として、決定後に情報処理装置６３の制御部１１１（に設けられている図示せぬメモリ）に記憶しておくものとする。しかし情報処理装置６３を製造する際に、装置ごとにパラメータを決定して制御部１１１に記憶しておいてもよい。
【０１０１】
また例えば、ユーザが強い外光を受けた状態で情報処理装置６３を使用したい場合に、初期の設定では情報処理装置６３が正常に動作しない場合に、制御部１１１は、カメラ６２の撮像により、肌領域のみが表示された外光画像を得るために、ユーザに自身の手等をカメラ６２の前面にかざす旨の指示を、図示せぬモニタやスピーカを用いて行なってもよい。
【０１０２】
そして、制御部１１１は、カメラ６２を制御して、被写体の撮像を行わせ、人間の手（肌領域）が所定の範囲に確実に表示された外光画像を生成させて、制御部１１１に供給させる。
【０１０３】
制御部１１１は、カメラ６２からの外光画像に基づいて、カメラ６２の露光時間を決定する。なお、制御部１１１が行う露光時間の決定方法は、図１３を参照して後述する。
【０１０４】
また、制御部１１１は、決定した露光時間に基づいて、LED２１a及びLED２１bの照射時間と、照射時間における積算光量を決定する。
【０１０５】
そして、制御部１１１は、決定したカメラ６２の露光時間、LED２１a及びLED２１bの照射時間と、照射時間における積算光量で、肌検出処理が行われるように、LED２１a,LED２１b及びカメラ６２等を制御する。
【０１０６】
次に、図７は、肌検出処理を行う場合において、制御部１１１が、発光装置６１及びカメラ６２を制御する様子の一例を示している。
【０１０７】
制御部１１１は、例えば、６０fpsの場合、図７Aに示されるように、１フレームの撮像を行う周期に合わせて立ち上がりエッジを発生させるVD信号（垂直同期信号）として、16.7ms（＝1/60s）毎のタイミングt1,t2,t3,t4,t5,t6,…で立ち上がりエッジを発生させるVD信号を生成する。そして、制御部１１１は、予め決定した露光時間で、カメラ６２の露光を行うとともに、予め決定した照射時間でLED２１a及びLED２１bそれぞれの照射（発光）を行うように制御する。
【０１０８】
すなわち、制御部１１１は、例えば図７Bに示されるように、生成したVD信号に生じる複数の立ち上がりエッジのうち、立ち上がりエッジが生じるタイミングt1,t4,…から8.35ms（＝1/120s）だけ遅延させたタイミングでLED２１aの発光を開始し、発光の開始から8.35ms後に発光を終了させる。
【０１０９】
なお、図７Bにおいて、LED２１aは、照射時間に拘らず、発光装置６１から所定の距離における肌検出に必要な積算光量以上の積算光量を、照射時間内に照射するように、制御部１１１により制御される。
【０１１０】
すなわち、例えば、LED２１aは、8.35msだけ発光する場合の積算光量（図７Bにおいて実線で示す矩形）が、16.7ms（＝1/60s）だけ発光する場合の積算光量（図７Bにおいて点線で示す矩形）に対して極力小さくならず、可能な範囲で殆ど同一となるように、制御部１１１により制御される。
【０１１１】
これにより、例えば、LED２１aの照射時間が短く設定された場合でも、発光装置６１から所定の距離における肌検出に必要な積算光量以上の積算光量を出力することができる。このことは、図７Cについても同様である。
【０１１２】
なお、LED２１a及びLED２１bの積算光量を制御する方法については、図１１及び図１２を参照して後述する。
【０１１３】
また、制御部１１１は、例えば図７Cに示されるように、生成したVD信号に生じる複数の立ち上がりエッジのうち、立ち上がりエッジが生じるタイミングt2,t5,…から8.35msだけ遅延させたタイミングでLED２１bの発光を開始し、発光の開始から8.35ms後に発光を終了させる。
【０１１４】
さらに、制御部１１１は、例えば図７Dに示されるように、生成したVD信号に生じる複数の立ち上がりエッジそれぞれが生じるタイミングt1,t2,t3,t4,t5,t6,…から8.35msだけ遅延させたタイミングで、カメラ６２の露光を開始し、露光の開始から8.35ms後に露光を終了させる。
【０１１５】
なお、図７B及び図７Cに示されるように、LED２１a及びLED２１bは、照射時間に拘らず、発光装置６１から所定の距離における肌検出に必要な積算光量以上の積算光量を出力するようにしている。したがって、カメラ６２において、図７Eに示されるように、肌領域に相当する画素において、波長λ１及びλ２の照射光成分により蓄積される電荷の電荷量は、LED２１a及びLED２１bそれぞれの照射時間に拘らず、肌検出に必要な電荷量α及びβに維持される。
【０１１６】
また、カメラ６２において、8.35msの露光時間で露光を行うため、図７Fに示されるように、外光成分により蓄積される電荷の電荷量は、電荷量γ/2に抑制される。なお、電荷量γは、露光時間を16.7msとした場合に、外光成分により蓄積される電荷量を表す。
【０１１７】
このため、図７Gに示されるように、LED２１aが発光している場合に得られる総電荷量は、蓄積することが可能な最大電荷量max未満の電荷量α+（γ/2）となる。カメラ６２は、電荷量α+（γ/2）に対応する画素値（Iλ1+Ioff）により構成されるλ１画像を生成して、比画像生成部１０２に供給する。
【０１１８】
また、LED２１bが発光している場合に得られる総電荷量は、最大電荷量max未満の電荷量β+（γ/2）となる。カメラ６２は、電荷量β+（γ/2）に対応する画素値（Iλ2+Ioff）により構成されるλ２画像を生成して、比画像生成部１０２に供給する。
【０１１９】
さらに、LED２１a及びLED２１bがいずれも消灯している場合に得られる総電荷量は、外光成分により蓄積される電荷量γ/2となる。カメラ６２は、電荷量γ/2に対応する画素値Ioffにより構成される外光画像を生成して、比画像生成部１０２に供給する。
【０１２０】
第２の実施の形態では、図７に示されるように、カメラ６２において、外光成分により蓄積される電荷の電荷量γを、電荷量γ/2に抑制するようにしたので、図８（特に、図８G）に示されるような白とびを防止することが可能となる。
【０１２１】
なお、白とびを防止する方法としては、その他、例えば、図９に示されるように、カメラ６２の絞り又は感度を調整して、外光成分により得られる電荷量γを、例えばγ/2に抑制することが考えられる。また、例えば、図１０に示されるように、カメラ６２のシャッタスピードのみを、露光時間が例えば1/2となるように調整して、外光成分により得られる電荷量γを、γ/2に抑制することが考えられる。
【０１２２】
図９に示されるようにカメラ６２の絞りや感度を調整する方法、図１０に示されるようにカメラ６２のシャッタスピードのみを調整する方法によれば、白とびの原因（肌領域を検出する肌検出精度の低下の原因）となる電荷量γを、それぞれ十分に抑制することができる。
【０１２３】
しかしながら、これらの場合、肌領域を検出するために必要な電荷量α及びβも、それぞれ大幅に抑制されてしまう。
【０１２４】
そこで、第２の実施の形態では、図７を参照して説明したように、波長λ１及び波長λ２の照射光成分により蓄積される電荷量（図７でいうα及びβ）を極力維持しつつ、外光成分により蓄積される電荷量（図７でいうγ）を十分に抑制して、画像上の肌領域を検出する肌検出精度を向上させるようにしている。
【０１２５】
次に、図１１及び図１２を参照して、制御部１１１が、LED２１aの照射時間に応じて、LED２１aに流す順方向電流を制御することにより、照射時間に拘らず、肌検出に必要な積算光量以上の積算光量で光を照射させることを説明する。なお、LED２１bは、LED２１bと同様に制御され、肌検出に必要な積算光量以上の積算光量で光を照射することとなるので、図１１及び図１２では、制御部１１１が、LED２１aを制御する場合についてのみ説明する。
【０１２６】
[積算光量の制御について]
次に、図１１は、LEDの発光パルス幅と、許容順方向電流の関係を示している。
【０１２７】
図１１において、横軸は、連続して発光させる期間を示す発光パルス幅（ms）を表しており、縦軸は許容順方向電流（mA）を表している。なお、図１１には、左から順に、10kHzで発光するLED２１a、1kHzで発光するLED２１a、100Hzで発光するLED２１a、20Hzで発光するLED２１a、10Hzで発光するLED２１a、1Hzで発光するLED２１aそれぞれにおける発光パルス幅と許容順方向電流の関係が示されている。ここで、Hzとは、１秒間にLED２１aが発光する回数を表す。
【０１２８】
制御部１１１は、図１２に示されるように、発光パルス幅w1の期間だけ発光させ、それ以外の期間は消灯させるようにLED２１aを制御する場合、発光パルス幅w1よりも長い発光パルス幅w2の期間だけ発光させる場合と比較して、順方向電流の定格電流が大きくなる分、LED２１ａに流す順方向電流を大きくできる。なお、定格電流とは、LED２１aの製造業者により予め決められるものであり、発光パルス幅の期間においてLED２１aに流したとしても、LED２１aが正常に発光することが保証された順方向電流の許容限界値を表す。
【０１２９】
よって、制御部１１１は、照射時間が短くなる程、より大きな順方向電流をLED２１aに流すことができるので、短い照射時間でLED２１aが照射する光の積算光量を大きくすることができる。
【０１３０】
具体的には、例えば、LED２１aが10Hzで発光する場合、発光パルス幅を100msとすれば、順方向電流の許容定格電流が300mAとなり、発光パルス幅を10msとすれば、順方向電流の許容定格電流が800mAとなる。
【０１３１】
したがって、制御部１１１は、例えば発光パルス幅を100msとした場合、順方向電流の許容定格電流300mAをLED２１aに流し、発光パルス幅を10msとした場合、順方向電流の許容定格電流800mAをLED２１aに流すように制御する。このように、例えば、照射時間が短いほど、照射時間に対応する定格電流が大きくなることを利用して、例えば定格電流をLED２１aに流すことにより、照射時間が短くなったにも拘らず、積算光量はそれほど小さくならないので、発光装置６１から所定の距離における肌検出に必要な積算光量以上の積算光量を得ることが可能となる。
【０１３２】
したがって、LED２１aは、制御部１１１からの制御により、照射時間に拘らず、ほぼ同一の消費電力で、ほぼ同一の積算光量を照射することが可能となる。このため、外光成分の大きい環境下においても、消費電力を増やしたり、肌領域を検出可能な距離を短くすることなく、肌領域の検出を行なうことが可能となる。
【０１３３】
[露光時間の決定方法の一例]
次に、図１３を参照して、制御部１１１が行う、カメラ６２からの外光画像に基づいて露光時間を決定する決定方法の一例について説明する。
【０１３４】
図１３Aには、16.7msの露光時間で外光成分のみを受光して得られる外光画像１２１が示されている。なお、図１３Aに示される外光画像１２１は、肌領域１２１aのみにより構成されているものとし、その肌領域１２１aを構成する画素の画素値（例えば、輝度値）の最大値は、画素値２００であるものとする。なお、図１３Aに示される外光画像１２１には、図面の都合上、肌領域１２１aの他、肌領域１２１a以外の部分についても記載するようにしている。このことは、図１３Bについても同様である。
【０１３５】
図１３Bには、8.35msの露光時間で外光成分のみを受光して得られる外光画像１２１が示されている。図１３Bに示される外光画像１２１は、肌領域１２１aのみにより構成されているものとし、その肌領域１２１aを構成する画素の画素値の最大値は、画素値１００であるものとする。
【０１３６】
なお、第２の実施の形態において、画素値の諧調はNビットとし、最大の画素値は２N−１であるものとする。
【０１３７】
この場合、白とびを防止するために、肌領域において、蓄積される電荷の電荷量は次の条件式（１）を満たす必要がある。
【０１３８】
γ＜max−α                ・・・（１）
【０１３９】
なお、電荷量αは、波長λ１の照射光成分により蓄積された電荷量を表しており、電荷量γは、外光成分により蓄積された電荷量を表している。また、最大電荷量maxは、電荷を蓄積することが可能な最大量を表している。
【０１４０】
条件式（１）を、画素値についての条件式に変換すると、次の条件式（１'）となる。
【０１４１】
Ioff＜（２N−１）−Iλ1      ・・・（１'）
【０１４２】
なお、最大画素値（２N−１）は、最大電荷量maxに対応する画素値を表している。
【０１４３】
ところで、肌領域の検出のために必要な画素値Iλ1の最低画素値は、使用するカメラ６２のカメラノイズから決定され、これをLum_minとする。ここで、仕様で規定する最長使用距離をd1、最短使用距離をd2とすれば、画素値Iλ1の最大値xは、x = (d1/d2)2×Lum_minとなる。
【０１４４】
肌領域における画素の白飛びを考えたとき、λ2画像の画素値は、λ1画像の画素値より小さいことがわかっているので、λ1画像のみ考慮すれば良いが、条件式（１'）において、画素値Iλ1の最大値は、画素値ｘとなる。
【０１４５】
このため、λ１画像（画素値Iλ1+Ioffを有する）において、画素値Ioffによる白とびを防止するためには次の条件式（２）を満たす必要がある。
【０１４６】
Ioff＜（２N−１）−ｘ      ・・・（２）
【０１４７】
したがって、制御部１１１は、カメラ６２からの外光画像に基づいて、条件式（２）を満たす露光時間を決定する。
【０１４８】
すなわち、例えば、制御部１１１は、LED２１a及びLED２１bを消灯させた状態で、カメラ６２に、16.7msの露光時間で外光成分を受光させ、図１３Aに示されたような外光画像１２１を取得する。
【０１４９】
そして、制御部１１１は、取得した外光画像１２１上の肌領域を構成する画素の画素値のうち、最大の画素値Ioffを検出し、検出した最大の画素値Ioffが、条件式（２）を満たすものとなるように露光時間を決定する。
【０１５０】
具体的には、例えば、N=8，ｘ＝100である場合、最大の画素値Ioffは、155(=255-100)未満である必要がある。この場合、制御部１１１は、図１３Aに示されるように、16.7msの露光時間で撮像した外光画像１２１上の肌領域１２１aを構成する画素の画素値のうち、最大の画素値Ioffが画素値200であるときには、図１３Bに示されるように、その画素値Ioff＝200が155未満の例えば画素値100となる8.35msの露光時間に決定する。
【０１５１】
以上の説明のように、露光時間を垂直同期期間よりも短く設定することで、外光の影響を軽減しつつ、LED２１a及びLED２１bの照射時間を前記露光時間に合わせ、その照射時間における定格電流で駆動することで、消費電力を大きくすることなく、肌検出可能な距離範囲を広げることができる。露光時間は垂直同期期間の80％以下とすることが望ましい。またLED２１a及びLED２１bに流す電流も、垂直同期期間に合わせて照射する場合の定格電流よりも大きく設定することが望ましい。
【０１５２】
なお、図１３を参照して説明した露光時間を決定する処理は、例えば、前述のように情報処理装置６１の仕様として製品出荷前に行われるか、肌検出処理を行なう前に行われる。また、制御部１１１は、LED２１a及びLED２１bの照射時間を、決定した露光時間と同一の時間となるように決定するとともに、照射時間においてLED２１a及びLED２１bに流す順方向電流を決定する。そして、制御部１１１は、図７に示されたようなタイミングで、それぞれ、決定済みの露光時間で、カメラ６２の撮像を行わせ、決定済みの露光時間と同一の照射時間で、LED２１a及びLED２１bを発光させる。これにより、図５に示されたような肌検出処理が行なわれる。
【０１５３】
この場合、波長λ１及びλ２の照射光成分により蓄積される電荷の電荷量が維持され、外光成分により蓄積される電荷の電荷量が十分に抑制されるため、例えば従来の肌認識システム１と比較して、画像上の肌領域を検出する肌検出精度を向上させることが可能となる。
【０１５４】
なお、図６乃至図１３を参照して行なった説明では、肌検出処理におけるカメラ６２の露光時間等を予め決定しておくようにしたが、肌検出処理を繰り返し行なうにしたがって、距離ｚや外光光源からの光量が変化すること等に応じて、予め決定した露光時間を変更する必要が生じ得る。
【０１５５】
したがって、肌検出処理において、距離ｚや外光光源からの光量等が変化したとき等には、動的に露光時間を変更することが望ましい。
【０１５６】
[動的変更処理の動作説明]
次に、図１４のフローチャートを参照して、肌検出処理において、距離ｚや外光光源からの光量等が変化したとき等に、動的に露光時間を変更する動的変更処理について説明する。
【０１５７】
なお、この動的変更処理では、例えば、動的変更処理を開始する際に、カメラ６２の露光時間等を、例えば、図１３で説明したようにして予め決定する。そして、外光光源からの光量等が変化したこと等に対応して、動的に露光時間を変更する。
【０１５８】
すなわち、ステップＳ２１乃至ステップＳ２６において、それぞれ、図５のステップＳ１乃至ステップＳ６と同様の処理が行なわれる。
【０１５９】
ステップＳ２７において、制御部１１１は、カメラ６２からの外光画像上の肌領域を構成する画素の画素値のうちの最大の画素値Ioffが、条件式（２）を満たすか否か、すなわち、最大の画素値が所定の閾値（例えば、閾値155）未満であるか否かを判定する。なお、外光画像上の肌領域は、直前のステップＳ２６の処理で検出済みの肌領域に基づき特定される。
【０１６０】
そして、ステップＳ２７において、制御部１１１は、カメラ６２からの外光画像の肌領域を構成する画素の画素値のうちの最大の画素値Ioffが、所定の閾値未満でないと判定した場合、処理をステップＳ２９に進める。
【０１６１】
ステップＳ２９において、制御部１１１は、カメラ６２の露光時間をより短い露光時間に決定（変更）する。また、制御部１１１は、決定した露光時間に応じて、LED２１a及びLED２１bの照射時間及び積算光量を調整する。そして、制御部１１１は、処理をステップＳ１に戻し、それ以降、同様の処理を行う。
【０１６２】
また、ステップＳ２７において、制御部１１１は、カメラ６２からの外光画像を構成する画素の画素値のうちの最大の画素値Ioffが、所定の閾値未満であると判定した場合、処理をステップＳ２８に進める。
【０１６３】
ステップＳ２８において、制御部１１１は、２値化部１０３からの検出結果に応じたジェスチャ操作を行わせる指示を、後段に出力して、処理をステップＳ１に戻し、それ以降、同様の処理が行なわれる。
【０１６４】
なお、この動的変更処理は、例えば、ユーザにより情報処理システム４１の電源がオフにされたときに終了される。
【０１６５】
以上説明したように、動的変更処理では、外光成分のみを受光して得られる外光画像に基づいて、適宜、カメラ６２の露光時間等を、肌領域を精度良く検出可能なものとなるように変更（修正）するようにした。
【０１６６】
これにより、動的変更処理では、肌検出処理において、距離ｚや外光光源からの光量等が変化したこと等に応じて、動的に露光時間を変更することになるので、距離ｚや外光光源からの光量等が変化したとしても、肌領域を精度良く検出することが可能となる。
【０１６７】
なお、第２の実施の形態では、外光画像に応じて露光時間が変化したとしても、その露光時間と同一の照射時間において、照射時間の長短に拘らず、ほぼ同一の積算光量となるように、ほぼ同一の消費電力でLED２１a及びLED２１bを動作させるようにした。
【０１６８】
また、第２の実施の形態では、波長λ１及びλ２それぞれの照射光成分を維持しつつ、外光成分を抑制するようにした。
【０１６９】
このため、例えば、外光成分の大きい環境下においても、消費電力を増やしたり、肌領域を検出可能な距離を短くすることなく、肌領域を精度良く検出することが可能となる。
【０１７０】
＜３．変形例＞
第１の実施の形態では、比Iλ1/Iλ2の大小に基づいて、肌領域を検出するようにしたが、その他、例えば、差分（Iλ１-Iλ２）を、λ１画像の画素値（Iλ1+Ioff）から、外光画像の画素値Ioffを減算して得られる、外光成分による影響が除去された画素値Iλ1で正規化（除算）し、その結果得られる比（Iλ1-Iλ2）/Iλ1の大小に基づいて、肌領域を検出するようにしてもよい。この場合、比Iλ1/Iλ2を用いる場合と同様に、固定値である閾値を用いることができるようになる。
【０１７１】
なお、正規化する際に用いる値は、画素値Iλ1に限定されず、画素値Iλ1又はIλ2の少なくとも一方に基づく値であればどのような値でもよく、例えば、画素値Iλ２や画素値(Iλ1+Iλ２/2)等で正規化するようにしてもよい。これらの正規化も意味合いとしては、比Iλ1/Iλ2を用いる場合と実質的に同等の処理である。
【０１７２】
第２の実施の形態では、LED２１a及びLED２１bによる発光のタイミングを、カメラ６２による露光のタイミングと一致させるようにしたが、発光のタイミングは、これに限定されない。
【０１７３】
すなわち、発光のタイミングは、露光時間内にLED２１a及びLED２１bそれぞれから照射される光の積算光量が、肌検出に必要な一定量以上の光量となるような発光のタイミングであれば、どのようなタイミングで発光させるようにしてもよい。
【０１７４】
具体的には、例えば、LED２１a及びLED２１bによる発光のタイミングを、カメラ６２による露光のタイミングとずらして、LED２１a及びLED２１bを、露光時間内に、露光時間よりも短い照射時間で発光させるようにしてもよいし、露光時間の一部分又はすべてを含む、露光時間よりも長い照射時間で発光させるようにしてもよい。
【０１７５】
また、第１及び第２の実施の形態では、肌領域を検出する情報処理システム４１について説明したが、この情報処理システム４１を、テレビジョン受像機等の電子機器に内蔵することが可能である。
【０１７６】
この場合、例えば、情報処理システム４１が内蔵されたテレビジョン受像機では、情報処理システム４１により検出された肌領域の検出結果に応じて、チャンネルの変更等が行われる。
【０１７７】
ところで、上述した一連の処理は、専用のハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、いわゆる組み込み型のコンピュータ、又は、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に、記録媒体からインストールされる。
【０１７８】
[コンピュータの構成例]
次に、図１５は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するパーソナルコンピュータの構成例を示している。
【０１７９】
CPU（central processing unit）２０１は、ROM（read only memory）２０２、又は記憶部２０８に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM（random access memory）２０３には、CPU２０１が実行するプログラムやデータ等が適宜記憶される。これらのCPU２０１、ROM２０２、及びRAM２０３は、バス２０４により相互に接続されている。
【０１８０】
CPU２０１にはまた、バス２０４を介して入出力インタフェース２０５が接続されている。入出力インタフェース２０５には、キーボード、マウス、マイクロホン等よりなる入力部２０６、ディスプレイ、スピーカ等よりなる出力部２０７が接続されている。CPU２０１は、入力部２０６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU２０１は、処理の結果を出力部２０７に出力する。
【０１８１】
入出力インタフェース２０５に接続されている記憶部２０８は、例えばハードディスクからなり、CPU２０１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部２０９は、インターネットやローカルエリアネットワーク等のネットワークを介して外部の装置と通信する。
【０１８２】
また、通信部２０９を介してプログラムを取得し、記憶部２０８に記憶してもよい。
【０１８３】
入出力インタフェース２０５に接続されているドライブ２１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等のリムーバブルメディア２１１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータ等を取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記憶部２０８に転送され、記憶される。
【０１８４】
コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを記録（記憶）する記録媒体は、図１５に示すように、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(compact disc-read only memory),DVD(digital versatile disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（mini-disc）を含む）、もしくは半導体メモリ等よりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア２１１、又は、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるROM２０２や、記憶部２０８を構成するハードディスク等により構成される。記録媒体へのプログラムの記録は、必要に応じてルータ、モデム等のインタフェースである通信部２０９を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線又は無線の通信媒体を利用して行われる。
【０１８５】
なお、本明細書において、上述した一連の処理を記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１８６】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０１８７】
なお、本発明の実施の形態は、上述した第１及び第２の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】
【０１８８】
２１a，２１b  LED，  ４１  情報処理システム，  ６１  発光装置，  ６１a  拡散板  ，  ６２  カメラ，  ６２a  可視光カットフィルタ，  ６３  情報処理装置，  １０１  制御部，  １０２  比画像生成部，  １０３  ２値化部，  １１１  制御部
【図１】
2012068762.tif 000003
【図２】
2012068762.tif 000004
【図３】
2012068762.tif 000005
【図４】
2012068762.tif 000006
【図５】
2012068762.tif 000007
【図６】
2012068762.tif 000008
【図７】
2012068762.tif 000009
【図８】
2012068762.tif 000010
【図９】
2012068762.tif 000011
【図１０】
2012068762.tif 000012
【図１１】
2012068762.tif 000013
【図１２】
2012068762.tif 000014
【図１３】
2012068762.tif 000015
【図１４】
2012068762.tif 000016
【図１５】
2012068762.tif 000017