(57)【要約】【課題】簡単な演算で被写体の所定の部位を検出することができる部位検出装置及びプログラムを提供する。【解決手段】部位検出装置の一例である視点検出装置１は、撮像部２０が撮像したフレーム画像に基づいて、フレーム画像に写った被写体像における視点の位置を検出する。視点検出装置１が備える制御装置５０のＣＰＵ５１は、被写体像が写ったフレーム画像を取得し、取得したフレーム画像における被写体像の領域を検知し、検知した領域の重心の位置を算出し、算出した重心の位置を予め定められた移動方向及び移動量だけ移動させた部分を視点の位置として検出する。【選択図】図１
2013015896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置が撮像した撮像画像に基づいて、前記撮像画像に写った被写体像における所定部位の位置を検出する部位検出装置であって、
前記被写体像が写った前記撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、
前記撮像画像取得手段が取得した前記撮像画像における前記被写体像の領域を検知する被写体領域検知手段と、
前記被写体領域検知手段が検知した前記領域の重心の位置を算出する重心位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した前記重心の位置を予め定められた移動方向及び移動量だけ移動させた部分を前記所定部位の位置として検出する部位検出手段と、を備える、
ことを特徴とする部位検出装置。
【請求項２】
前記撮像画像に前記部位検出手段が検出した部位の位置を所定の指標で示した検出結果画像を表示装置に表示させる表示制御手段と、
前記表示装置に表示された前記検出結果画像を見て前記部位検出手段が検出した前記所定部位の位置を補正する操作をユーザから受け付ける補正操作受付手段と、
前記補正操作受付手段が受け付けた前記操作に基づいて、前記予め定められた移動方向及び移動量を更新する移動量更新手段と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の部位検出装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、乗り物に搭載され、
前記部位検出手段は、前記乗り物の運転手である被写体の顔中の所定部位の位置を検出する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の部位検出装置。
【請求項４】
コンピュータに、
撮像装置が撮像した被写体像が写った撮像画像を取得する処理と、
取得した前記撮像画像における前記被写体像の領域を検知する処理と、
検知した前記領域の重心の位置を算出する処理と、
算出した前記重心の位置を予め定められた移動方向及び移動量だけ移動させた部分を前記撮像画像に写った被写体像における所定部位の位置として検出する処理と、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部位検出装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置が撮像した被写体の画像から、被写体の所定の部位を検出する技術が知られている。このような技術は、例えば被写体が人物である場合、人物の視点等を検出するといった用途に用いられる。
【０００３】
特許文献１には、撮像装置で撮像した画像に対して、標準テンプレートと相関演算を行うことで、被写体であるユーザの目の領域を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２５５３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術では、所定の部位としての目の領域を検出するためのテンプレートマッチングの相関演算に必要とされる処理量が多いため、演算装置にかかる演算負荷が高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、簡単な演算で被写体の所定の部位を検出することができる部位検出装置及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】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る部位検出装置は、
撮像装置が撮像した撮像画像に基づいて、前記撮像画像に写った被写体像における所定部位の位置を検出する部位検出装置であって、
前記被写体像が写った前記撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、
前記撮像画像取得手段が取得した前記撮像画像における前記被写体像の領域を検知する被写体領域検知手段と、
前記被写体領域検知手段が検知した前記領域の重心の位置を算出する重心位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した前記重心の位置を予め定められた移動方向及び移動量だけ移動させた部分を前記所定部位の位置として検出する部位検出手段と、を備える。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るプログラムは、
コンピュータに、
撮像装置が撮像した被写体像が写った撮像画像を取得する処理と、
取得した前記撮像画像における前記被写体像の領域を検知する処理と、
検知した前記領域の重心の位置を算出する処理と、
算出した前記重心の位置を予め定められた移動方向及び移動量だけ移動させた部分を前記撮像画像に写った被写体像における所定部位の位置として検出する処理と、
を実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単な演算で被写体の所定の部位を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る視点検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】制御装置の機能を説明するためのブロック図である。
【図３】被写体の像がフレーム画像として結像される過程を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、光源制御処理における光源制御信号の送信タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図５】光源制御処理のフローチャートである。
【図６】視点検出処理のフローチャートである。
【図７】視点検出処理において制御装置が取得するフレーム画像の一例を示した図である。
【図８】（ａ）は、奇数フィールド画像の一例を示した図であり、（ｂ）は、偶数フィールド画像の一例を示した図である。
【図９】（ａ）は、補間奇数フレーム画像の一例を示した図であり、（ｂ）は、補間偶数フレーム画像の一例を示した図である。
【図１０】被写体検出画像の一例を示した図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、ある人物を被写体として、視点検出処理を実行した場合に、どのような被写体検出画像が得られるかを説明するための図である。
【図１２】（ａ）は、重心検出処理を説明するための図であり、（ｂ）は、座標変換処理を説明するための図である。
【図１３】表示装置に表示される視点検出結果画像の一例を示した図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る指標補正処理のフローチャートである。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、指標補正処理を説明するための図である。
【図１６】指標補正処理において参照される移動方向テーブルの構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１６を参照して説明する。
【００１２】
１．第１実施形態
第１実施形態に係る部位検出装置は、図１に示す視点検出装置１である。
視点検出装置１は、図示するように、光源１０と、撮像部２０と、表示装置３０と、入力装置４０と、制御装置５０と、を備える。
【００１３】
視点検出装置１では、制御装置５０が、撮像部２０に被写体２（図２参照）を撮像させると共に、予め設定された点灯時間で光源１０を点灯させる。そして、後述の視点検出処理を実行することで、撮像画像における被写体２が写っている領域（以下、「被写体領域」と言う。）を検出し、被写体２の視点を検出する。
【００１４】
光源１０は、被写体２に光を照射するものである。光源１０は、例えば、赤外線光源であり、制御装置５０から出力される光源制御信号に基づいて点灯・消灯する。
【００１５】
撮像部２０は、被写体２を撮像するものである。撮像部２０は、例えば、複数のレンズと、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、シャッター等の周知の固体撮像素子とを含むビデオカメラである。撮像部２０は、例えば車両等の乗り物に搭載され、前記乗り物の運転手と略正対した位置に配設され、運転手を被写体２として撮像する。
撮像部２０は、シャッターが開いているときにレンズを用いて固体撮像素子の受光面に被写体２の像を結像させ、結像させた像の光の強弱を電気信号に変換し、その電気信号に基づいた映像信号を含むビデオ信号を、制御装置５０に出力する。
【００１６】
ここで、撮像部２０の固体撮像素子の受光面に、被写体２の像が、図３に示すような例えば２Ｍ行Ｎ列の画素から成るフレーム画像Ａとして結像される過程を説明する。
この場合、固体撮像素子を構成するマトリックス状に配置されたフォトダイオード（前記の各画素に１対１で対応するように配置されている。）は、シャッターが開いているときに受光した光量に応じた電荷を生成する。そして、撮像部２０は、シャッターが閉じた後に、同期信号発生回路（図示せず）により出力される垂直同期信号及び水平同期信号に同期して、各ラインのフォトダイオードの電荷を電気信号として読み取る。
【００１７】
ここで、ラインを上から順に数えたときの番号をライン番号と言う（つまり、２Ｍ行Ｎ列のフレーム画像において、ライン番号１は１行目を示し、ライン番号２Ｍは２Ｍ行目を示す）。
そして、奇数番号のラインから構成されるライン群を「奇数フィールド」といい、偶数番号のラインから構成されるライン群を「偶数フィールド」と言う。また、あるフレーム画像において、奇数フィールドに対応する画像を「奇数フィールド画像」といい、偶数フィールドに対応する画像を「偶数フィールド画像」と言う。
つまり、フレーム画像は、奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とで構成されており、フレーム画像において、奇数フィールド画像に係るラインと偶数フィールド画像に係るラインとは各々隣り合う。
【００１８】
撮像部２０は、１つのフレーム画像Ａの撮像において、奇数フィールドの撮像と偶数フィールドの撮像とを行う。撮像部２０は、各撮像において、シャッターを開閉し、受光素子に電荷を蓄積する。
撮像部２０は、フォトダイオードの電荷を読み取る際に、奇数フィールド画像の撮像では、奇数フィールドの各電荷を読み取り、偶数フィールド画像の撮像では、偶数フィールドの各電荷を読み取る。撮像部２０は、このような読み取りを、水平同期信号に同期して行う。
【００１９】
具体的には、撮像部２０は、以下の手順で電荷の読み取りを行う。
１）垂直同期信号に同期して、フレーム画像Ａにおけるライン番号が奇数のラインの電荷の読み取りを開始し、全ての奇数ラインの電荷を読み取る。すなわち、撮像部２０は、ライン番号１，３，…，２Ｍ−１の順で水平同期信号に同期して各ラインの電荷を読み取る。このようにして、撮像部２０は、奇数フィールドの電荷を読み取ることになる。
２）次の垂直同期信号に同期して、フレーム画像Ａにおけるライン番号が偶数のラインの電荷の読み取りを開始し、全ての偶数ラインの電荷を読み取る。すなわち、撮像部２０は、ライン番号２，４，…，２Ｍの順で水平同期信号に同期して各ラインの電荷を読み取る。このようにして、撮像部２０は、偶数フィールドの電荷を読み取ることになる。
つまり、撮像部２０は、被写体２の撮像を偶数フィールドと奇数フィールドの撮像に分けて行う。
【００２０】
このような１つのフレームを構成する奇数フィールドと偶数フィールドを表す電荷の読み取りは、それぞれ、例えば１／６０秒の間隔で行われる。つまり、１つのフレーム当たりの電荷の読み取りは、１／３０秒間隔で行われる。よって、撮像部２０は、１秒当たり３０フレームの画像を撮影することになる。
そして、撮像部２０は、読み取った電荷が表す電気信号である映像信号と、垂直同期信号と、水平同期信号とを重畳した信号を、ビデオ信号として制御装置５０に出力する。
【００２１】
図１に戻って、表示装置３０は、制御装置５０が出力する被写体検出画像（被写体検出画像については後述する）を表示するものであり、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）から構成される。
【００２２】
入力装置４０は、ユーザの所定の入力操作を受け付けるものであり、例えばユーザの数値入力や上下左右の方向指示を受け付けるキーボード、マウス、タッチパネル等から構成される。入力装置４０が受け付けた入力操作を示すデータは、制御装置５０に出力される。
【００２３】
制御装置５０は、例えばマイクロコンピュータから構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ＲＯＭ（Read-Only Memory)５２と、汎用メモリ５３と、ビデオメモリ５４と、同期分離回路５５と、フィールド識別回路５６と、外部デバイスインターフェイス（Ｉ／Ｆ）５７と、を備える。
【００２４】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２内に予め記憶された、後述する光源制御処理、視点検出処理等を実行するための所定プログラムを読み出し、実行する。そして、ＣＰＵ５１は、撮像部２０から取得したビデオ信号、処理後の演算結果、画像データ等を汎用メモリ５３に一時的に記憶させる。
また、ＣＰＵ５１は、汎用メモリ５３に記憶された出力画像データをビデオメモリ５４に転送し、転送した出力画像データに基づいて表示装置３０に出力画像データが表す画像を出力する。
また、ＣＰＵ５１は、計時可能なタイマ（図示せず）を内蔵し、適宜、計時を行う。
【００２５】
ＲＯＭ５２には、前記所定プログラムの他、光源制御処理において参照される光源１０の点灯時間を規定するためのＴＯＦＦ、ＴＯＮ（図４（ｃ）参照）の初期値が記憶されている。また、汎用メモリ５３には、被写体である人物の視点を検出するための所定の移動量及び移動方向を示す特定量（Δｉ，Δｊ）がデータとして予め格納されている。ＴＯＦＦ、ＴＯＮと特定量（Δｉ，Δｊ）については後述する。
【００２６】
同期分離回路５５は、撮像部２０からのビデオ信号を、映像信号と垂直同期信号（図４（ａ）参照）と水平信号とに分離する回路である。
【００２７】
フィールド識別回路５６は、同期分離回路５５により分離された、垂直同期信号及び水平同期信号から、ビデオ信号に含まれる映像信号が奇数フィールド画像と偶数フィールド画像の何れであるかを示すフィールド識別信号を生成する。
フィールド識別信号は、一例として、図４（ｂ）に示すように構成され、このようなフィールド識別信号に基づいて、ＣＰＵ５１は、撮像部２０から取得した映像信号が、奇数フィールド画像を示すものであるか、偶数フィールド画像を示すものであるかを判別することができる。
【００２８】
外部デバイスＩ／Ｆ５７は、光源１０、撮像部２０、表示装置３０、入力装置４０の各々と、制御装置５０の各部とを接続する。
【００２９】
次に、所望のタイミングで予め設定された点灯時間の間、光源１０を点灯させるための光源制御処理を、図４等を参照して説明する。
光源制御処理は、制御装置５０のＣＰＵ５１により実行され、例えば制御装置５０の起動を条件に開始される。
【００３０】
（光源制御処理）
ＣＰＵ５１は、光源制御処理を開始すると、まず、ステップＳ１０１で、垂直同期信号の立ち下がり（図４（ａ）参照）を検出した否かを判別する。この垂直同期信号は、前述のように、撮像部２０からのビデオ信号を、映像信号と垂直同期信号と水平信号とに分離する同期分離回路５５から出力される。
【００３１】
ＣＰＵ５１は、垂直同期信号の立ち下がりを検出していないと判別した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、ステップＳ１０４に処理を進める。
一方、ＣＰＵ５１は、垂直同期信号の立ち下がりを検出したと判別した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に処理を進める。
【００３２】
ステップＳ１０２で、ＣＰＵ５１は、フィールド識別回路５６から取得したフィールド識別信号（図４（ｂ）参照）が、奇数フィールド画像を示しているか否かを判別する。具体的には、ＣＰＵ５１は、フィールド識別信号の立ち上がりを検出した場合に、フィールド識別信号が奇数フィールド画像を示していると判別する。
【００３３】
フィールド識別信号が奇数フィールド画像を示していない（つまり、偶数フィールド画像を示している）と判別した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１０１に処理を戻す。一方、フィールド識別信号が奇数フィールド画像を示していると判別した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１０３に処理を進める。
【００３４】
ステップＳ１０３で、ＣＰＵ５１は、タイマの時刻ｔをｔ＝０に設定し、計時を開始する。
【００３５】
続いて、ステップＳ１０４で、ＣＰＵ５１は、タイマの時刻ｔがＴＯＮ≦ｔ≦ＴＯＦＦを満たすか否かを判別する。
ここで、ＴＯＮ及びＴＯＦＦは、撮像部２０の固体撮像素子を構成するフォトダイオードのうち、奇数フィールドのフォトダイオードが受光している光量に応じた電荷の蓄積開始時刻及び終了時刻に対応する。なお、ＴＯＮとＴＯＦＦは、予めＲＯＭ５２にデフォルト値として記憶されているか、ユーザにより入力装置４０を介して設定され記憶される。
【００３６】
タイマの時刻ｔがＴＯＮ≦ｔ≦ＴＯＦＦを満たすと判別した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１は、点灯を示す光源制御信号（図４（ｃ）参照）を光源１０に出力する（ステップＳ１０５）。そして、処理をステップＳ１０１に戻す。
一方、時刻ｔがＴＯＮ≦ｔ≦ＴＯＦＦを満たさないと判別した場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ＣＰＵ５１は、消灯を示す光源制御信号を光源１０に出力する（ステップＳ１０６）。そして、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００３７】
以上の処理からなる光源制御処理を、ＣＰＵ５１は、例えば、制御装置５０の電源がオフされるまで繰り返す。本処理により、撮像部２０が奇数フィールド画像を撮像しているタイミングで光源１０を点灯させ、偶数フィールド画像を撮像しているタイミングで光源１０を消灯させることができる。
【００３８】
次に、制御装置５０のＣＰＵ５１が実行する視点検出処理を、図６等を参照して説明する。この処理は、例えば制御装置５０の起動を条件に開始される。
【００３９】
（視点検出処理）
ＣＰＵ５１は、視点検出処理を開始すると、まず、ステップＳ２０１で、撮像部２０が出力するビデオ信号から、垂直同期信号に基づいて１フレーム分の画像データ（１つのフレーム画像を表すデータ）を取得する。
具体的には、ＣＰＵ５１は、垂直同期信号に同期して、撮像部２０から出力されたビデオ信号から、１つの奇数フィールド画像を示す映像信号と１つの偶数フィールド画像を示す映像信号とにより構成される１フレーム分の映像信号を取得する。
【００４０】
例えば、撮像部２０が、被写体２（図２参照）を撮像した場合、ＣＰＵ５１が取得するフレーム画像は、図７に示すようなフレーム画像Ｂである。
フレーム画像Ｂでは、奇数フィールド画像における被写体２の像は明るく、偶数フィールド画像における被写体２の像は暗く撮像される。これは、撮像部２０の撮像中において、ＣＰＵ５１が前述の光源制御処理を実行することで、撮像部２０が奇数フィールド画像を撮像しているタイミングで光源１０を点灯させ、偶数フィールド画像を撮像しているタイミングで光源１０を消灯させているためである。
一方、背景３（図２参照）は、光源１０から十分離れており、光源１０の影響をほとんど受けないため、フレーム画像Ｂにおける背景３の像の明るさは、奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とで、光源１０の照光に起因しては変化しない。
【００４１】
続いて、ステップＳ２０２で、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２０１で取得したフレーム画像を奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とに分け、各々を取得する。
具体的には、例えばフレーム画像Ｂ（図７参照）を取得した場合、ＣＰＵ５１は、図８（ａ）に示す奇数フィールド画像Ｃ１と、図８（ｂ）に示す偶数フィールド画像Ｃ２と、を取得する。なお、奇数フィールド画像Ｃ１と偶数フィールド画像Ｃ２の各々を構成するライン数は、フレーム画像Ｂを構成するライン数の半分となっている。
【００４２】
続いて、ステップＳ２０３で、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２０２で取得した奇数フィールド画像と偶数フィールド画像から、補間奇数フレーム画像と補間偶数フレーム画像を生成し、取得する（ステップＳ２０３）。
【００４３】
ここで、補間奇数フレーム画像とは、奇数フィールド画像を構成する各ラインの間に新たにラインを補間したフレーム画像であり、補間偶数フレーム画像とは、偶数フィールド画像を構成する各ラインの間に新たにラインを補間したフレーム画像である。
具体的には、ＣＰＵ５１は、奇数フィールド画像Ｃ１と偶数フィールド画像Ｃ２について各々がフレーム画像Ｂと同じライン数となるように各ラインの間に新たにラインを補間することで、奇数フィールド画像Ｃ１からは図９（ａ）に示すような補間奇数フレーム画像Ｄ１を生成し、偶数フィールド画像Ｃ２からは図９（ｂ）に示すような補間偶数フレーム画像Ｄ２を生成し、各々を取得する。
【００４４】
一例として、補間奇数フレーム画像Ｄ１は、奇数フィールド画像Ｃ１の各ラインの間に、輝度値として上下の画素の輝度値の平均値を有するラインを補間することで生成される。同様に、補間偶数フレーム画像Ｄ２は、偶数フィールド画像Ｃ２の各ラインの間に、輝度値として上下の画素の輝度値の平均値を有するラインを補間することで生成される。
例えば、フレーム画像Ｂが、２Ｍ行Ｎ列の画像数を有し、ｉ行ｊ列目の画素の輝度値がＩｉ，ｊで表される場合、フレーム画像Ｂを取得した制御装置５０は、以下の（式１）に示す輝度値ＩＯｉ，ｊを有する補間奇数フレーム画像Ｄ１と、以下の（式２）に示す輝度値ＩＥｉ，ｊを有する補間フレーム画像Ｄ２と、を生成し、取得する。なお、Ｉｍｉｎは、フレーム画像Ｂの輝度値Ｉの最小値を表す。
【００４５】
【数１】
2013015896.tif 000003
【００４６】
図６に戻って、補間奇数フレーム画像と補間偶数フレーム画像とを取得すると、ステップＳ２０４で、ＣＰＵ５１は、補間奇数フレーム画像と補間偶数フレーム画像との比較に基づいて、被写体領域を示す被写体検出画像を取得する。
【００４７】
例えば、ＣＰＵ５１は、補間奇数フレーム画像Ｄ１（図９（ａ）参照）と、補間偶数フレーム画像Ｄ２（図９（ｂ）参照）とについて、対応する位置にある画素の輝度値を比較し、その画素の輝度値の差が所定値θよりも大きい場合に、その位置にある画素は被写体領域内の画素であると判別する。
そして、ＣＰＵ５１は、この判別処理を補間奇数フレーム画像Ｄ１及び補間偶数フレーム画像Ｄ２の全域に対して行い、被写体領域内の画素であると判別した画素についてはフレーム画像Ｂの輝度値の最小値Ｉｍｉｎを輝度値とし、それ以外の画素についてはフレーム画像Ｂの輝度値の最大値Ｉｍａｘを輝度値として有する被写体検出画像Ｅ（図１０参照）を取得する。
このような被写体検出画像Ｅの輝度値ＩＤｉ，ｊは以下の（式３）のように表すことができる。
【００４８】
【数２】
2013015896.tif 000004
【００４９】
ここで、本処理において取得できる被写体検出画像のより具体的な例を示せば、図１１（ａ）に示すような車両に乗車した人物を撮像部２０で撮像した場合、ＣＰＵ５１が取得する被写体検出画像は、図１１（ｂ）に示すような被写体検出画像Ｅ１となる。このように、本処理によれば、撮像対象（被写体）である人物の領域（被写体領域の一例）を表す被写体検出画像を取得することができる。
【００５０】
図６に戻って、続くステップＳ２０５で、ＣＰＵ５１は、重心検出処理を実行し、ステップＳ２０４で取得した被写体検出画像上における被写体領域内の重心位置を検出する。
具体的には、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２０４で被写体領域内と判別された全画素の座標の平均をとり、重心座標（ｉＧ，ｊＧ）を算出する。例えば、重心座標（ｉＧ，ｊＧ）は、以下の（式４）により算出される。
【数３】
2013015896.tif 000005
【００５１】
例えば、図１１（ｂ）に示す被写体検出画像Ｅ１における被写体領域に対して、ＣＰＵ５１が（式４）を用いて算出する重心座標は、図１２（ａ）に示す点Ｇの座標（ｉＧ，ｊＧ）となる。
このように、ステップＳ２０５における重心検出処理によれば、撮像部２０で撮影したフレーム画像中の被写体領域を代表する位置座標としての重心座標を取得できる。
【００５２】
続いて、ステップＳ２０６で、ＣＰＵ５１は座標変換処理を実行し、被写体の視点の位置を示す視点座標を算出することで、人物である被写体の視点を検出する。
具体的には、汎用メモリ５３には、予め定められた移動量及び移動方向を示す特定量（Δｉ，Δｊ）がデータとして記憶されており、ＣＰＵ５１は、重心検出処理で取得した重心座標（ｉＧ，ｊＧ）から、特定量（Δｉ，Δｊ）だけ移動させた座標を算出し、このように算出された座標を視点座標として取得する。この特定量（Δｉ，Δｊ）は、例えば、ある人物が被写体となったときの被写体領域の重心位置から視点位置までの特定量を、複数サンプルし、それらを平均化することで得られるものである。
座標変換処理によって取得できる視点座標（ｉＥ，ｊＥ）は、例えば、以下の（式５）で与えられる。
【００５３】
【数４】
2013015896.tif 000006
【００５４】
例えば、図１２（ａ）に示す被写体領域中の点Ｇに示す重心座標（ｉＧ，ｊＧ）に対し、図１２（ｂ）に点線矢印で示す特定量（Δｉ，Δｊ）だけ移動させることで取得できる視点座標は、図示する点Ｐの座標（ｉＥ，ｊＥ）となる。
このように、ステップＳ２０６における座標変換処理によれば、ステップＳ２０５で取得した被写体領域の重心座標に基づいて、視点座標を取得できる。
【００５５】
続いて、ステップＳ２０７で、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２０１で撮像部２０から取得したフレーム画像に、図１３に示すように、取得した視点座標（つまり、ＣＰＵ５１が検出した視点の位置）を示す指標Ｉｎを描画した視点検出結果画像Ｆを表示装置３０に表示させる。
なお、取得した視点座標を示す指標Ｉｎは、図示する十字印の指標に限られない。ユーザが視点の位置を認識できるものであれば、指標Ｉｎの形状は任意であり、点や丸印等であってもよい。また、図１３に示す例では、被写体の人物の両目の中心を視点としているが、これに限られず、左右一方の目の位置を視点としてもよいし、左右双方の位置を各々求めて、その各々を視点としてもよい。視点をどのようにするかは、目的に応じて適宜変更できる。
【００５６】
以上の処理からなる視点検出処理を、ＣＰＵ５１は、例えば制御装置５０の電源がオフされるまで繰り返し実行する。
【００５７】
以上のように、第１実施形態に係る視点検出装置１は、撮像部２０が撮像したフレーム画像に基づいて、フレーム画像に写った被写体２の像における視点の位置を検出する。
視点検出装置１の制御装置５０のＣＰＵ５１は、被写体２の像が写ったフレーム画像を取得し、取得したフレーム画像における被写体２の像の領域（被写体領域）を検知し（ステップＳ２０４参照）、重心座標算出処理（ステップＳ２０５参照）によって検知した被写体領域の重心座標を算出し、座標変換処理（ステップＳ２０６参照）によって算出した重心座標を予め定められた移動方向及び移動量を示す特定量（Δｉ，Δｊ）だけ移動させた部分の視点座標を視点の位置として検出する。
このように、視点検出装置１によれば、主に、重心座標算出処理と座標変換処理という簡単な演算によって視点の位置（所定の部位の一例）を検出することができる。
【００５８】
２．第２実施形態
第２実施形態に係る部位検出装置は、第１実施形態と同様の構成からなる視点検出装置１（図１参照）である。第２実施形態に係る視点検出装置１の制御装置５０は、前述の光源制御処理を実行するとともに、本実施形態に特有の指標補正処理を実行する。
この指標補正処理は、前述の視点検出処理を内包し、第１実施形態と同様にユーザの視点の位置を示す結果表示画像Ｆを表示装置３０に表示させるが、結果表示画像Ｆにおける指標Ｉｎが被写体であるユーザの実際の視点と異なる位置を示した場合に、ユーザが容易に指標Ｉｎの位置を補正することができるように構成されている。
【００５９】
以下、指標補正処理を、図１４等を参照して説明する。
ＲＯＭ５２には、指標補正処理を実行するための動作プログラムが予め記憶されており、ＣＰＵ５１がこの動作プログラムを読み出し、指標補正処理を実行する。この処理は、例えば、入力装置４０がユーザの所定の入力操作を受け付けた結果、入力操作を示すデータをＣＰＵ５１が受信すると開始される。
【００６０】
（指標補正処理）
ＣＰＵ５１は、指標補正処理を開始すると、まず、ステップＳ３０１で、前述した視点検出処理（図６参照）を実行する。
そして、ＣＰＵ５１は、被写体が撮像されたフレーム画像に視点の位置を示した指標Ｉｎが描画された、図１５に示すような視点検出結果画像Ｆ１を表示装置３０に表示させると、ステップＳ３０２に処理を進める。
【００６１】
ステップＳ３０２で、ＣＰＵ５１は、所定時間の間、入力装置４０から入力値を示すデータを取得する。
例えば、入力装置４０がタッチパネル、マウス等から構成され、タッチ操作やマウス操作で、ユーザが指標Ｉｎを任意に移動させることができるような場合、操作によって移動する指標Ｉｎの移動方向を、上方向、下方向、左方向、右方向の各々に対応する移動量を示す移動方向情報として取得する。取得した移動方向情報は、一時的に、汎用メモリ５３に記憶される。
【００６２】
続いて、ステップＳ３０３で、ＣＰＵ５１は移動方向情報が入力されているか否かを判別する。
移動方向情報が入力されていると判断した場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、つまり、汎用メモリ５３に移動方向情報が記憶されている場合には、ステップＳ３０４に処理を進める。一方，移動方向情報が入力されていないと判別した場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、つまり、ステップＳ３０２において入力操作がなされず、汎用メモリ５３に移動方向情報が記憶されていない場合には、指標補正処理を終了する。
【００６３】
ステップＳ３０４で、ＣＰＵ５１は、ステップＳ３０２で取得した移動方向情報を基に、汎用メモリ５３に予め記憶されている特定量（Δｉ，Δｊ）を更新する。
まず、ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に予め記憶されている移動方向テーブルＴＡを参照し、移動量と移動方向を示す更新量（Δｉ’，Δｊ’）を取得する。ここで、移動方向テーブルＴＡは、図１６に示すように、上方向への移動量１ぶんの移動が、（ｉ，ｊ）＝（−１，０）と、下方向への移動量１ぶんの移動が、（ｉ，ｊ）＝（＋１，０）と、左方向への移動量１ぶんの移動が、（ｉ，ｊ）＝（０，−１）と、右方向への移動量１ぶんの移動が、（ｉ，ｊ）＝（０，＋１）と、各々対応付けられて構成されている。このような移動方向テーブルＴＡを参照して、ステップＳ３０２で取得した１又は複数の移動方向情報の各々を（ｉ，ｊ）として取得し、（Σｉ，Σｊ）＝（Δｉ’，Δｊ’）として、更新量（Δｉ’，Δｊ’）を取得する。
そして、ＣＰＵ５１は、取得した更新量（Δｉ’，Δｊ’）に基づいて、以下の（式６）のように新たな特定量（ΔｉＮＥＷ，ΔｊＮＥＷ）を求め、これを更新後の特定量として、汎用メモリ５３に記憶させる。
【００６４】
【数５】
2013015896.tif 000007
【００６５】
ステップＳ３０４の処理を終了すると、ＣＰＵ５１は、ステップＳ３０１の視点検出処理を実行する。そして、視点検出処理で表示される結果表示画像Ｆにおける指標Ｉｎの位置は、被写体領域の重心Ｇの座標から、特定量（ΔｉＮＥＷ，ΔｊＮＥＷ）だけ移動させた新たな視点座標の位置となる。
【００６６】
以上の指標補正処理を、ＣＰＵ５１は、例えば、入力装置４０から終了指示を示すデータを受け付けるまで繰り返し実行する。
この指標補正処理によれば、図１５（ａ）に示すように、実際の視点の位置（ここでは、被写体である人物の両目の中心の位置）とは、ずれた位置を示す視点座標が得られている場合、特定量（Δｉ，Δｊ）を更新することにより、実際の視点の位置と合致する視点座標を取得し、図１５（ｂ）に示すように、新たに取得した視点座標の位置を指標ＩｎＮＥＷとして表示することができる。
【００６７】
以上のように、第２実施形態に係る視点検出装置１は、制御装置５０のＣＰＵ５１により、フレーム画像に、検出した視点の位置を指標Ｉｎで示した視点検出結果画像Ｆを表示装置３０に表示させ、表示された視点検出結果画像Ｆを見て検出した視点の位置を補正する操作をユーザから受け付け、受け付けた操作に基づいて、予め定められた移動方向及び移動量を示す特定量（Δｉ，Δｊ）を更新する。
このように、第２実施形態に係る視点検出装置１によれば、ユーザは、簡単な操作で視点（所定の部位の一例）の位置を補正することができる。そのため、万が一、視点の位置を示す指標Ｉｎが実際の視点の位置と異なる位置を示した場合でも、簡単に実際の視点の位置に合致するように、検出した視点の位置を簡潔に補正することができるため、次回からは良好な精度で、同じユーザの視点を検出することができるようになる。
【００６８】
３．変形例
なお、本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。以下にその一例を示す。
【００６９】
前記指標補正処理のステップＳ３０２では、ＣＰＵ５１は、入力装置４０からユーザ操作による移動方向情報を取得したが、これに限られない。
ユーザが入力装置４０から視点座標（ｉＰ，ｊＰ）を示す情報を入力することで、ＣＰＵ５１は、視点座標（ｉＰ，ｊＰ）を取得してもよい。この場合、更新された特定量（ΔｉＮＥＷ，ΔｊＮＥＷ）は、被写体領域の重心座標（ｉＧ，ｊＧ）を参照して、次の式で与えられる。
【００７０】
【数６】
2013015896.tif 000008
【００７１】
以上の実施形態及び変形例では、部位検出装置の一実施例を視点検出装置１とし、被写体の一例を人物として、その人物の視点を検出するものとしたがこれに限られない。部位検出装置は、被写体である人物の鼻、口、耳等を部位として検出してもよい。また、人物でない被写体の特定の部位を検出してもよい。撮像対象（被写体）の種類が一定であり、フレーム画像における被写体領域の重心位置から所定の移動方向に所定の移動量移動させることで、特定の部位を検出できるものであれば、被写体、特定の部位、共に上記に限られず、様々な応用が可能である。
【００７２】
また、部位検出装置は、車両に搭載されてもよいし、車両に限られず、航空機、船舶に搭載されてもよい。このように部位検出装置が乗り物に搭載され、被写体が人物、特に、乗り物の運転手（運転席に座っている運転手）である場合、運転手と乗り物の操舵装置とはほぼ一定の位置関係にある場合が多いため、特に、運転手の特定の部位（例えば、目、鼻、口）の位置を良好な精度で検出しやすい。
【００７３】
例えば、被写体２が車両の運転手であるときであれば（図１１（ａ）参照）、運転手の運転席に座った姿勢は、個体差に大きくは左右されず、ほぼ一様であるため、フレーム画像から取得できる被写体領域を示す被写体検出画像の検出態様が推定できる。また、運転席に座った運転手の視点の位置も、被写体検出画像が推定できれば、運転手の特性（免許取得可能な年齢や、座ったときの顔の位置等）を鑑みて定められた特定量（Δｉ，Δｊ）により、良好に推定できる。
よって、視点検出装置１のうち、特に撮像部２０が、乗り物に搭載され、運転手を一定の間隔で安定して撮像できる位置（例えば、運転手と正対する位置）に配設されている場合（つまり、撮像部２０で撮像されたフレーム画像中における被写体の像（被写体領域）の形状や大きさが、ある程度決まってくる場合）、制御装置５０が、その乗り物の運転手である被写体の顔中の視点の位置を検出すれば、良好な精度で被写体である運転手の視点の位置を検出できる。これは、部位検出装置に運転手の口や鼻の位置を検出させる場合も同様である。
【００７４】
また、被写体が運転席に座った運転手である場合、第２実施形態に係る指標補正処理によって指標Ｉｎの位置を実際の視点の位置に合致するように補正する際にも有効である。というのは、補正を行う対象が運転席に座った運転手であれば、視点検出処理が実行された際の運転手の姿勢と、補正を行う際の運転手の姿勢に大きな差が生じる事態を避けることができ、指標Ｉｎの位置を補正した後、再度の視点位置の検出結果による指標Ｉｎの位置は、良好な精度で運転者の視点の位置を捉えることができる可能性が高いからである。
【００７５】
また、上記の実施形態では、制御装置５０（ＣＰＵ５１）が、垂直同期信号の立ち下がりを検出し、かつフィールド識別信号が奇数フィールド画像を示すときに、時刻ｔ＝０としてタイマを設定している。しかし、制御装置５０は、垂直同期信号の立ち上りを検出し且つフィールド識別信号が奇数フィールド画像を示すときに、時刻ｔ＝０としてタイマを設定してもよい。この場合も、制御装置５０は、上記の実施形態と同様に、光源１０を制御することができる。
【００７６】
また、上記の実施形態に係る制御装置５０は、撮像部２０が奇数フィールド画像を撮像しているときに光源１０を点灯させ、撮像部２０が偶数フィールドを撮像しているときに光源１０を消灯させたがこれに限られない。撮像部２０が偶数フィールド画像を撮像しているときに光源１０を点灯させ、撮像部２０が奇数フィールドを撮像しているときに光源１０を消灯させてもよい。
【００７７】
また、光源制御処理、視点検出処理、指標補正処理を制御装置５０が実行するためのプログラムは、ＲＯＭ５２に予め記憶されているものとして説明したが、このような動作プラグラム及び各種データは、視点検出装置１に含まれるコンピュータに対して、着脱自在の記録媒体により配布・提供されてもよい。さらに、動作プログラム及び各種データは、電気通信ネットワーク等を介して接続された他の機器からダウンロードすることによって配布されるようにしてもよい。
【００７８】
そして、各処理の実行形態も、着脱自在の記録媒体を装着することにより実行するものだけではなく、電気通信ネットワーク等を介してダウンロードした動作プログラム及び各種データを内蔵の記憶装置に一旦格納することにより実行可能としてもよいし、電気通信ネットワーク等を介して接続された他の機器側のハードウェア資源を用いて直接実行してもよい。さらには、他の機器と電気通信ネットワーク等を介して各種データの交換を行うことにより各処理を実行してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１        視点検出装置
１０      光源
２０      撮像部
３０      表示装置
４０      入力装置
５０      制御装置
５１      ＣＰＵ
５２      ＲＯＭ
５３      汎用メモリ
５４      ビデオメモリ
５５      同期分離回路
５６      フィールド識別回路
５７      外部デバイスＩ／Ｆ
２        被写体
３        背景
Ａ、Ｂ    フレーム画像
Ｃ１      奇数フィールド画像
Ｃ２      偶数フィールド画像
Ｄ１      補間奇数フレーム画像
Ｄ２      補間偶数フレーム画像
Ｅ、Ｅ１  被写体検出画像
Ｆ        視点検出結果画像
Ｇ        重心座標を示す点
Ｐ        視点座標を示す点
Ｉｎ      指標
ＴＡ      移動方向テーブル
【図１】
2013015896.tif 000009
【図２】
2013015896.tif 000010
【図３】
2013015896.tif 000011
【図４】
2013015896.tif 000012
【図５】
2013015896.tif 000013
【図６】
2013015896.tif 000014
【図７】
2013015896.tif 000015
【図８】
2013015896.tif 000016
【図９】
2013015896.tif 000017
【図１０】
2013015896.tif 000018
【図１１】
2013015896.tif 000019
【図１２】
2013015896.tif 000020
【図１３】
2013015896.tif 000021
【図１４】
2013015896.tif 000022
【図１５】
2013015896.tif 000023
【図１６】
2013015896.tif 000024