專利名稱：圖像處理設(shè)備、圖像處理方法和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理設(shè)備、圖像處理方法和電子裝置。更具體地，本發(fā)明涉及可以 通過簡單的配置來抑制具有不同波長的光源的照度分布(illuminance distribution)之 間的不一致的圖像處理設(shè)備、圖像處理方法和電子裝置。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，存在這樣的檢測設(shè)備，其從對對象成像獲得的圖像中來檢測對象 (例如人)的某些特性。例如，這樣的檢測設(shè)備被用在數(shù)碼相機中。因此，這樣的數(shù)碼相機從用于構(gòu)圖的貫 穿圖像(through image)中檢測人的臉部，并且例如當檢測到的臉部為笑臉時則使能快門 操作。此外，一些數(shù)碼相機從例如通過對人成像獲得的圖像中檢測人的臉部，并且基于 檢測結(jié)果來校正檢測到的臉部區(qū)域中出現(xiàn)的模糊等。此外，一些包括有相機的電視接收機從例如通過對人成像獲得的圖像中檢測人的 身體運動或手的運動，并且切換要接收的廣播頻道。另外，存在這樣的分析器當對象被各自具有不同波長的照射光線照射時， 分析器例如基于由對象反射的光線來分析照射光線所照射的該對象(例如，參見 JP-A-2006-47067、JP-A-06-123700 和 JP-A-05-329163 (專利文獻 1 至 3))?，F(xiàn)在將根據(jù)相關(guān)技術(shù)的圖像處理設(shè)備1描述為這樣的分析器的示例。當對象被具 有不同波長的各種照射光線照射時，圖像處理設(shè)備1基于通過接收從對象反射的光線而成 像的包括皮膚區(qū)域的圖像來檢測表示人的皮膚的皮膚區(qū)域。圖IA和IB示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的圖像處理設(shè)備1的示例性配置。圖IA是從Z軸上的點看的圖像處理設(shè)備1的平面圖，并且圖IB是圖像處理設(shè)備 1的透視圖。圖像處理設(shè)備1包括作為主要元件的相機21、一光源22、另一光源23以及圖像處 理部件24。相機21對對象成像并且將由此獲得的圖像提供給圖像處理部件24。光源22可 以是LED (發(fā)光二極管)，并且其輻射(發(fā)射)出具有波長λ 的光(例如，具有870nm波 長的近紅外線)。光源23可以是LED，并且其輻射出具有與波長λ 1不同的波長λ 2的光 (例如，具有950nm波長的近紅外線)。圖像處理部件24在由相機21成像的圖像上檢測皮 膚區(qū)域，并且基于檢測結(jié)果執(zhí)行處理。在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的圖像處理設(shè)備1中，光源22和23被切換為交替地發(fā)光，并且相 機21在對象被具有波長λ 1的照射光照射時通過對該對象成像來獲取第一圖像，并且在對 象被具有波長λ2的照射光照射時通過對該對象成像來獲取第二圖像。圖像處理部件24計算由相機21成像的第一和第二圖像之間的相對應(yīng)像素的亮度 值之間的絕對差值，并且基于計算出的絕對差值來檢測第一圖像(或第二圖像)中的皮膚區(qū)域。一般地，波長λ 1的照射光在人皮膚上的反射的反射率低于波長λ 2的照射光在 人皮膚上的反射的反射率。因此，形成第一和第二圖像中的皮膚區(qū)域的像素的亮度值之間 的絕對差值具有相對大的值。波長λ 1的照射光在除人皮膚以外的對象上的反射的反射率與波長λ 2的照射光 在除人皮膚以外的對象上的反射的反射率基本上相同。因此，形成第一和第二圖像中的皮 膚區(qū)域以外的區(qū)域的像素的亮度值之間的絕對差值具有相對小的值。圖像處理設(shè)備1的圖像處理部件24例如在如此描述的絕對差值具有相對大的值 時，可以檢測到作為皮膚區(qū)域的感興趣區(qū)域。為了使得圖像處理設(shè)備1能夠準確地檢測第一圖像中的皮膚區(qū)域，通過具有波長 λ 1的照射光獲得的對象上的照度分布必須與通過具有波長λ2的照射光獲得的對象上的 照度分布一致。假設(shè)圖像處理設(shè)備1的光源22和23在方向性(directivity)方面彼此一致(在 方向性上不存在變差)。則，即使通過具有波長λ 1和λ 2的光線獲得的照度分布彼此不一 致，也可以利用諸如將第一和第二圖像的每個乘以統(tǒng)一的亮度校正因子之類的簡單方法來 減輕照度分布之間的不一致。因此，當圖像處理設(shè)備1的光源22和23在方向性方面彼此一致時，能夠防止由于 照度分布之間的不一致而使得上述絕對差值被計算為相對大的值。作為同一生產(chǎn)批次制造出的光源在方向性方面(基本上)彼此一致(生產(chǎn)批次是 在同一地點和時間利用同一方法制造出的同一類型的光源的單位)。然而，光源22和23是不同類型的光源。因此，光源22和23不能在同一生產(chǎn)批次 中被制造出。因此，為了將在方向性上彼此一致的光源22和23用在圖像處理設(shè)備1中，必須檢 查光源22和23的每個的方向性，并且必須執(zhí)行篩選以獲得在方向性方面彼此一致的每對 光源22和23作為將用在圖像處理設(shè)備1中的光源。盡管由于圖像處理設(shè)備1采用了在方向性上彼此一致的光源22和23因此能夠以 相對高的準確度來檢測第一圖像中的皮膚區(qū)域，但是其需要篩選光源以獲得將用在圖像處 理設(shè)備中的在方向性方面彼此一致的光源22和23對。假設(shè)圖像處理設(shè)備1的光源22和23在方向性上不同(存在方向性變差)。則，當 具有波長λ 和λ 2的光線的照度分布彼此不一致時，則沒有簡單的方法用于防止由于照 度分布之間的不一致而使得像素值之間的絕對差值被計算為相對大的值。因此，當光源22和23在方向性上不同時，不能辨識出造成絕對差值的原因，S卩，差 值是歸因于分別與波長λ 和λ2相關(guān)聯(lián)的反射率特性還是歸因于照度分布之間的不一 致。結(jié)果，例如盡管是由于照度分布之間的不一致而使得絕對差值被計算為相對大的 值，第一圖像中與具有相對大的值的絕對差值相關(guān)聯(lián)的區(qū)域也可能錯誤地被檢測為皮膚區(qū) 域。因此，為了即使在光源22和23在方向性方面彼此不一致時也允許圖像處理設(shè)備 1準確地檢測第一圖像上的皮膚區(qū)域，必須使具有波長λ 1的光的照度分布與具有波長λ 2的光的照度分布彼此一致。同時，存在用于使照射諸如用戶的手之類的將被成像的對象的照射光的照度分布 均衡化(equalize)的均衡化技術(shù)，這樣的均衡化技術(shù)包括第一均衡化技術(shù)，根據(jù)該第一均衡化技術(shù)，例如，輻射出具 有相同波長的照射光線的多個光源被布置為圍繞著諸如用戶的手之類的將被成像的對象， 如圖2所示。因此，對象被來自多個光源的具有相同波長的照射光線照射。存在第二均衡化技術(shù)，根據(jù)該第二均衡化技術(shù)，例如，輻射出具有波長λ 1的照射 光的光源與輻射出具有波長λ2的照射光的光源被交替地布置為面向?qū)⒈怀上竦膶ο?，?圖3所示。因此，對象被具有波長λ 1的照射光和具有波長λ 2的照射光分別照射。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)依據(jù)圖2所示的相關(guān)技術(shù)的第一均衡化技術(shù)，由于多個光源被布置為圍繞著 將被成像的對象，因此，將被成像的對象上的陰影的生成得到抑制，并且將被成像的對象上 的照度分布可在一定程度上被均衡化。然而，該方法未反映出與具有多個波長的光源的使 用有關(guān)的考慮，并且不能抑制分別具有波長λ 1和λ 2的光線的照度分布之間的不一致。根據(jù)依據(jù)圖3所示的相關(guān)技術(shù)的第二均衡化技術(shù)，由于輻射出具有波長λ 1的照 射光的光源和輻射出具有波長λ 2的照射光的光源被交替地布置，因此，從各組光源輻射 出的照射光線的強度可被均衡化(平均)以消除強度的變差。但是，不能根據(jù)光源與將被 成像的對象之間的距離來抑制具有波長λ 和λ2的光線的照度分布之間的不一致。因此，希望利用簡單的配置來抑制具有不同波長的光線的照度分布之間的不一 致。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種從通過對對象成像獲得的圖像中檢測表示 人的皮膚的皮膚區(qū)域的圖像處理設(shè)備。該設(shè)備包括成像裝置，用于對對象成像；第一照射 裝置，用于從基于成像裝置的位置確定的第一位置和第二位置輻射出具有第一波長的光； 第二照射裝置，用于從基于成像裝置的位置確定的第三位置和第四位置輻射出具有與第一 波長不同的第二波長的光；以及檢測裝置，用于檢測第一圖像或第二圖像上的皮膚區(qū)域，第 一圖像是通過利用具有第一波長的光照射對象而執(zhí)行的對對像的成像獲得的，第二圖像是 通過利用具有第二波長的光照射對象而執(zhí)行的對對象的成像獲得的。第一照射裝置可以包括第一輸出裝置，用于在第一位置中輻射出具有第一波長 的光，以及第二輸出裝置，用于在第二位置中輻射出具有第一波長的光。第一輸出裝置和第 二輸出裝置中的每個可以朝成像裝置的基準軸傾斜。第一輸出裝置和第二輸出裝置可以按照這些輸出裝置關(guān)于成像裝置的基準軸對 稱的位置關(guān)系，以傾斜布置分別被設(shè)置在第一位置和第二位置中。第一輸出裝置和第二輸出裝置中的每個可以以預(yù)定傾斜角朝成像裝置的基準軸 傾斜。第一輸出裝置和第二輸出裝置中的任一輸出裝置可以以傾斜布置被設(shè)置在第一 位置中；并且另一輸出裝置可以以傾斜布置被設(shè)置在第二位置中，第二位置與第一位置相 隔取決于預(yù)定傾斜角的距離。第二照射裝置可以包括第三輸出裝置，用于在第三位置中輻射出具有第二波長的光，以及第四輸出裝置，用于在第四位置中輻射出具有第二波長的光。第三輸出裝置和第 四輸出裝置中的每個可以朝成像裝置的基準軸傾斜。第一輸出裝置和第三輸出裝置可以以傾斜布置被設(shè)置在彼此接近的位置中，并且 第二輸出裝置和第四輸出裝置可以以傾斜布置被設(shè)置在彼此接近的位置中。第一照射裝置和第二照射裝置可以輻射出被設(shè)置為如下值的第一波長和第二波 長的光，這些值使得通過利用具有第一波長的光照射人的皮膚獲得的反射光的反射率與通 過利用具有第二波長的光照射人的皮膚獲得的反射光的反射率之間的絕對差值等于或大 于預(yù)定閾值。第一照射裝置和第二照射裝置可以輻射出具有不同波長的各自的紅外線。第一照射裝置和第二照射裝置中的任一個可以照射裝置可以輻射出具有930nm 或更大的波長的光，并且另一個照射裝置可以輻射出具有小于930nm波長的光。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，提供了一種圖像處理設(shè)備的圖像處理方法，圖像處理設(shè) 備用于從通過對對象成像獲得的圖像中檢測表示人的皮膚的皮膚區(qū)域，并且包括成像裝 置、第一照射裝置、第二照射裝置和檢測裝置。該方法包括以下步驟從基于成像裝置的位 置確定的第一位置和第二位置中的第一照射裝置輻射出具有第一波長的光；從基于成像裝 置的位置確定的第三位置和第四位置中的第二照射裝置輻射出具有與第一波長不同的第 二波長的光；通過利用具有第一波長的光和具有第二波長的光照射對象，來利用成像裝置 對對象成像；并且檢測第一圖像或第二圖像上的皮膚區(qū)域，第一圖像是通過利用具有第一 波長的光照射對象而執(zhí)行的對對像的成像獲得的，第二圖像是通過利用具有第二波長的光 照射對象而執(zhí)行的對對象的成像獲得的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在通過對對象成像獲得的第一圖像或第二圖像上檢測皮膚 區(qū)域。第一圖像是通過從基于成像裝置的位置確定的第一和第二位置、利用具有第一波長 的光來照射對象從而對對象成像獲得的。第二圖像是通過從基于成像裝置的位置確定的第 三和第四位置、利用具有與第一波長不同的第二波長的光來照射對象從而對對象成像獲得 的。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了一種用于從通過對對象成像獲得的圖像中檢測表 示人的皮膚的皮膚區(qū)域的電子裝置。該裝置包括成像裝置，用于對對象成像；第一照射裝 置，用于從基于成像裝置的位置確定的第一位置和第二位置輻射出具有第一波長的光；第 二照射裝置，用于從基于成像裝置的位置確定的第三位置和第四位置輻射出具有與第一波 長不同的第二波長的光；檢測裝置，用于檢測第一圖像或第二圖像上的皮膚區(qū)域，第一圖像 是通過利用具有第一波長的光照射對象而執(zhí)行的對對像的成像獲得的，第二圖像是通過利 用具有第二波長的光照射對象而執(zhí)行的對對象的成像獲得的；以及處理裝置，用于執(zhí)行與 檢測到的皮膚區(qū)域相關(guān)聯(lián)的處理。根據(jù)本發(fā)明的該實施例，在通過對對象成像獲得的第一圖像或第二圖像上檢測皮 膚區(qū)域，并且執(zhí)行與檢測到的皮膚區(qū)域相關(guān)聯(lián)的處理。第一圖像是通過從基于成像裝置的 位置確定的第一和第二位置、利用具有第一波長的光來照射對象從而對對象成像獲得的。 第二圖像是通過從基于成像裝置的位置確定的第三和第四位置、利用具有與第一波長不同 的第二波長的光來照射對象從而對對象成像獲得的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以利用簡單的配置來抑制利用具有不同波長的光源獲得的照度分布之間的不一致性。結(jié)果，能夠提高從通過對對象成像獲得的圖像中檢測該對象 (例如，諸如人的臉部或手之類的皮膚區(qū)域或者人的預(yù)定動作)的準確度。


圖IA和IB是示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的圖像處理設(shè)備的示例性配置的說明圖；圖2是用于說明第一均衡化技術(shù)的說明圖；圖3是用于說明第二均衡化技術(shù)的說明圖；圖4是示出作為本發(fā)明實施例的圖像處理設(shè)備的示例性配置的框圖；圖5是用于說明光源組的布置的第一說明圖；圖6是用于說明光源組的布置的第二說明圖；圖7是與照度比變差指數(shù)(illuminance ratio variation index)相關(guān)聯(lián)的曲線 圖；圖8是與光量指數(shù)(luminous quantity index)相關(guān)聯(lián)的曲線圖；圖9是用于說明光源組的布置的第三說明圖；以及圖10是用于說明光源組的布置的第四說明圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將按下面的順序來描述用于實現(xiàn)本發(fā)明的模式(下面稱為實施例)。1.實施例(以傾斜布置來設(shè)置光源的示例)2.修改<1.實施例 >[圖像處理設(shè)備41的配置]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像處理設(shè)備41的示例性配置。圖像處理設(shè)備41包括相機61、光源組62、光源控制部件63、控制器64、相機控制 部件65以及圖像處理部件66。相機61對對象(將被成像的對象)成像，并且將通過對對象成像獲得的圖像提供 給相機控制部件65。光源組62包括一光源81、另一光源82、以及支持基座83。例如，光源81是LED，并 且該光源輻射出具有波長λ 1的照射光(例如，具有870nm波長的近紅外光)。例如，光源 82是LED，并且該光源輻射出具有與波長λ 1不同的波長λ 2的照射光(例如，具有950nm 波長的近紅外光)。支持基座83支持光源81和82，以使得將被成像的對象被光源81和82 輻射出的照射光照射。圖像處理設(shè)備41包括多個光源組62。所布置的光源組62的數(shù)目以及光源組的位 置將在后面參考后面將描述的圖5、圖6和圖10來描述。光源控制部件63控制光源81以使得其輻射出具有波長λ 1的照射光。光源控制 部件63還控制光源82以使得其輻射出具有波長λ 2的照射光?？刂破?4控制光源控制 部件63和相機控制部件65。響應(yīng)于控制器64的控制，相機控制部件65控制相機61進行 的成像。相機控制部件65將由相機61成像的圖像提供給圖像處理部件66。圖像處理部件66例如檢測包括在從相機控制部件65提供來的圖像中的皮膚區(qū)
9域。圖像處理部件66執(zhí)行與檢測到的皮膚區(qū)域相關(guān)聯(lián)的處理。[兩個光源組62的布置]將參考圖5和圖6描述光源組62的布置示例。圖5是從Z軸上的點看的圖像處理設(shè)備41的平面圖，并且圖6是圖像處理設(shè)備41 的透視圖。為了避免使圖示說明復雜化，圖5和圖6僅示出了相機61以及(光源組62的) 光源81和82，而光源控制部件63、控制器64、相機控制部件65、圖像處理部件66和支持基 座83在該圖示說明中被省略。參考圖5和圖6，兩個光源組62A和62B被用作光源組62。相機61被布置在XYZ坐標系統(tǒng)的原點上以使得相機61的基準軸與Y軸一致。基 準軸是在相機61的透鏡面的法線方向(相機61的成像方向)上延伸并且延伸經(jīng)過透鏡面 的中心的假想線(所謂的透鏡的光軸)。光源組62A由輻射出具有波長λ 1的照射光的光源81Α以及輻射出具有波長λ 2 的照射光的光源82Α構(gòu)成。光源組62Β由輻射出具有波長λ 1的照射光的光源81Β以及輻 射出具有波長λ 2的照射光的光源82Β構(gòu)成。光源組62Α和62Β被布置在由X軸和Z軸定義的XZ平面上使得光源組關(guān)于相機 61的基準軸(Y軸)對稱的位置中。在此上下文中的術(shù)語“對稱”用來表示如下情形光源組62Α和62Β關(guān)于作為對稱 軸的相機61的基準軸呈點對稱地被布置(即，關(guān)于相機61的基準軸與XZ平面彼此相交的 XYZ坐標系統(tǒng)的原點呈點對稱地被布置)的情形或者光源組62Α和62Β關(guān)于與相機61的基 準軸(Y軸)正交的并且還與X軸正交的直線，即用作對稱軸的直線(即，Z軸)呈線對稱 地被布置的情形。此外，光源組62Α的光源8IA被布置在使得光源8IA的機械軸A延伸穿過將被成 像的對象的位置中。機械軸A是這樣的軸，其基本上從光源81Α的中心延伸穿過光源81Α 并且與獲得最大照度分布的方向平行地延伸。類似地，光源82Α被布置在使得光源82Α的機械軸延伸穿過將被成像的對象的位置中。此外，光源組62Β的光源8IB被布置在使得光源8IB的機械軸B延伸穿過將被成 像的對象的位置中。機械軸B是這樣的軸，其基本上從光源81Β的中心延伸穿過光源81Β 并且與獲得最大照度分布的方向平行地延伸。類似地，光源82Β被布置在使得光源82Β的機械軸延伸穿過將被成像的對象的位置中。參考圖5和圖6，傾斜角θ (度)是機械軸A朝Y軸傾斜的角度(由與Y軸平行 的線段101和機械軸A定義的角度)、光源82Α的機械軸朝Y軸傾斜的角度、機械軸B朝Y 軸傾斜的角度(由與Y軸平行的線段102和機械軸B定義的角度)或者光源82Β的機械軸 朝Y軸傾斜的角度。光源組62Α和62Β被布置為使得光源81Α、81Β、82Α和82Β的機械軸以相同的傾斜 角θ朝Y軸傾斜(傾斜布置)。圖5和圖6中的距離L [m]是光源組62A和62B之間的距離。
傾斜角θ被設(shè)置在大約3度至大約45度的范圍內(nèi)。距離L是根據(jù)所設(shè)定的傾斜 角θ來設(shè)置的，以使得每個機械軸以該角度延伸穿過將被成像的對象。采用這樣的配置是因為由發(fā)明人進行的實驗揭示出設(shè)置在大約3度至大約45度 的范圍內(nèi)的傾斜角θ提供了相對好的結(jié)果。[實驗概況]現(xiàn)在將簡要描述由發(fā)明人進行的實驗。發(fā)明人對具有光源組62Α和62Β的圖像處理設(shè)備41進行了實驗。具體地，針對光 源組62Α和62Β被布置以使得各個機械軸將延伸穿過要被成像的對象的傾斜角θ和距離 L的每種組合(θ，L)，計算照度比變差指數(shù)α和光量指數(shù)β。照度比變差指數(shù)α是指示具有波長λ 1和λ 2的光線的照度分布之間的一致程 度的指數(shù)。光量指數(shù)β是與照射將被成像的對象的照射光的光量成比例的指數(shù)。照度比 變差指數(shù)α和光量指數(shù)β將在后面詳細描述。在此實驗中，在X軸方向(水平方向)上具有29. 6度的視場角(field angle)并 且在Z軸方向(垂直方向)上具有22. 4度的視場角的相機被用作相機61。此外，以16度 的發(fā)射角發(fā)射出(輻射出)照射光的LED被用作光源81A和81B，并且具有21度的發(fā)射角 的LED被用作光源82A和82B。現(xiàn)在將參考圖7和圖8詳細描述由發(fā)明人進行的實驗的結(jié)果。[傾斜角θ與照度比變差指數(shù)α之間的關(guān)系]圖7示出了傾斜角θ與照度比變差指數(shù)α之間的關(guān)系。在圖7中，水平軸表示從相機61到將被成像的對象的距離，垂直軸表示照度比變 差指數(shù)α。照度比變差指數(shù)α是多個商的絕對值I (11-12)/ave中的最大值max (11-12)/ ave|，其中，(11-12)表示形成了通過對對象成像獲得的第一圖像的像素的像素值Il與形 成了通過對對象成像獲得的第二圖像的并且與第一圖像的像素相對應(yīng)的像素的像素值12 之間的差值(11-12)，并且其中，“ave”表示形成第一和第二圖像的像素的亮度值的平均值。感興趣的照度分布之間的不一致程度越高，在幅度上差異越大、發(fā)散度越高的大 大小小的絕對值I (11-12)/ave|被計算出。照度分布之間的一致程度越高，被計算作為絕 對值I (11-12)/ave|的值越小。因此，最大值max (11-12)/讚越小(越接近0)，照度分布之間的一致性越高。圖7中用細線(細實線)表示的曲線是當組合(Θ，L)為(0，0)時獲得的圖示。 用虛線表示的曲線是當組合(θ，L)為(9，0. 5)時獲得的圖示。用更細微的虛線表示的曲線(由更大數(shù)目的點形成的虛線)是當組合(θ，L)為 (18，1)時獲得的圖示。用點劃線表示的曲線是當組合(Θ，L)為(34，2)時獲得的圖示。用雙點劃線表示的曲線是當組合(θ，L)為(45，3)時獲得的圖示。用粗線(粗實 線)表示的曲線是當組合(Θ，L)為(53，4)時獲得的圖示。如圖7所示，傾斜角θ越大，照度比變差指數(shù)α越接近于0。即，傾斜角θ越大， 照度分布之間的一致程度越高。由于下述原因，照度分布之間的一致程度隨著傾斜角θ增加。圖像處理設(shè)備41的光源組62Α和62Β與將被成像的對象之間的距離隨著傾斜角
11θ增大。光源與對象之間的距離越大，在與機械軸A平行的方向上從光源81Α輻射出的照 射光以越均勻的光強照射將被成像的對象。類似地，光源與對象之間的距離越大，在與光源 82Α的機械軸平行的方向上從光源82Α輻射出的照射光以越均勻的光強照射將被成像的對象。光源組62Α和62Β與對象之間的距離越大，在與機械軸B平行的方向上從光源8IB 輻射出的照射光以越均勻的光強照射將被成像的對象。類似地，光源組62Α和62Β與對象 之間的距離越大，在與光源82Β的機械軸平行的方向上從光源82Β輻射出的照射光以越均 勻的光強照射將被成像的對象。S卩，光源組62Α和62Β與將被成像的對象之間的距離越大，則在某個定時處從光源 81Α和81Β輻射出的具有波長λ 1的照射光具有越均勻的光強。光源組62Α和62Β與將被 成像的對象之間的距離越大，則在另一定時處從光源82Α和82Β輻射出的具有波長λ2的 照射光具有越均勻的光強。在此情況中，在第一定時處，具有均勻光強的波長為λ 1的照射光被輻射出，以通 過具有波長λ 1的光獲得均勻的照度分布。在另一或第二定時處，具有均勻光強的波長為 λ 2的照射光被輻射出，以通過具有波長λ 2的光獲得均勻的照度分布。因此，光源組62Α和62Β與將被成像的對象之間的距離越大(傾斜角θ越大)，則 具有波長λ 1的光的照度分布和具有波長λ 2的光的照度分布越均勻。因此，該距離越大， 具有波長λ 1和λ 2的光線的照度分布之間的不一致性可以更有效地得到抑制(照度分布 之間可以獲得的一致程度越高)。[傾斜角θ與光量指數(shù)β之間的關(guān)系]圖8示出了傾斜角θ與光量指數(shù)β之間的關(guān)系。在圖8中，水平軸表示從相機61到將被成像的對象的距離。該圖的垂直軸表示光 量指數(shù)β。光量指數(shù)β是與總光量成比例的指數(shù)，該總光量是通過累計輻射到相機61的成 像范圍(包括將被成像的對象的范圍)中的光的量而獲得的。圖8示出了以與圖7相同的方式通過傾斜角θ與距離L的各種組合(θ，L)獲得 的曲線。如圖8所示，隨著傾斜角θ增大，距離L以及將被成像的對象和光源組62Α及光 源組62Β中的每組之間的距離增大。因此，光量指數(shù)β隨著傾斜角θ的增大而減小。艮口， 隨著傾斜角θ的增大，照射將被成像的對象(成像范圍)的照射光的光量減小。參考圖7，當從相機61到將被成像的對象的距離(由該圖中的水平軸表示)為大 約1. 5m時，不管使用的組合(θ，L)如何，照度比變差指數(shù)α都具有相對小的值。參考圖8，當從相機61到將被成像的對象的距離在從大約1. 5m到大約1. 8m的范 圍中時，不管使用的組合(Θ，L)如何，光量指數(shù)β都具有相對大的值。在從相機61到將被成像的對象的距離設(shè)置為1. 5m的情況下進行了實驗，以找到 這樣的傾斜角θ，以該傾斜角θ，照射對象的具有波長λ 1和λ 2的照射光線的照度分布 具有高的一致程度，并且照射光線具有大的光量以允許從通過對對象成像獲得的第一圖像 中準確地檢測到皮膚區(qū)域。作為在從相機61到將被成像的對象的距離設(shè)置為1. 5m的情況下進行的實驗的結(jié)果，大部分的皮膚區(qū)域(例如手或手臂)可在傾斜角θ被設(shè)為3度時被準確地檢測到，這 是因為在該角度處光量指數(shù)β具有足夠大的值，盡管照度比變差指數(shù)α有點大。作為在從相機61到將被成像的對象的距離設(shè)置為1. 5m的情況下進行的實驗的結(jié) 果，當傾斜角θ被設(shè)為46度或更大時，照度比變差指數(shù)α具有小的值并且照度分布之間 的不一致性充分低。然而，光量指數(shù)β也具有小的值，因此，照射將被成像的對象的照射光 的光量不足。因此，在一些場合中，不能準確地檢測到諸如手或手臂之類的對象。因此，在本實施例中，傾斜角θ被設(shè)置在從大約3度到大約45度的范圍內(nèi)。距離 L根據(jù)傾斜角θ的設(shè)定而被唯一地設(shè)定(確定)。因此，圖像處理設(shè)備41可以準確地檢測諸如手或手臂之類的皮膚區(qū)域?，F(xiàn)在討論在可被設(shè)為傾斜角θ的從3度到45度范圍中的角度中，使得可以最準 確地檢測到諸如手或手臂之類的皮膚區(qū)域的傾斜角θ的最優(yōu)值。例如，當傾斜角θ為45 度時，每當從相機61到將被成像的對象的距離改變10cm，照射將被成像的對象的照射光的 強度就降低大約5%。已在要被成像的對象位于離相機611. 5m位置處的假設(shè)下進行了描述。但是，實際 上，要被成像的對象不一定僅位于離相機611. 5m位置處。因此，為了即使在對象例如位于1. 5m距離之外大約IOcm處時仍然從通過對對象 成像獲得的第一圖像中檢測將被成像的對象的皮膚區(qū)域，需要維持照射光的強度(照射光 的光量)以使得具有波長λ 1和λ 2的光線的反射率之間的大約5%到10%的差異可被檢 測到。如上所述，當傾斜角θ為45度時，每當從相機61到將被成像的對象的距離改變 大約10cm，照射將被成像的對象的照射光的強度就降低大約5%。在要被成像的對象位于該1. 5m距離之外大約IOcm處的情況中，在一些場合中，可 能難以維持使得具有波長λ 1和λ 2的光線的反射率之間的大約5%到10%的差異可被檢 測到的照射光的強度。例如，當傾斜角為34度時，每當從相機61到將被成像的對象的距離改變大約IOcm 時，照射將被成像的對象的照射光的強度將經(jīng)歷僅為當傾斜角θ為45度時出現(xiàn)的降低的 約一半的降低。因此，當傾斜角為34度時，即使在照射位于1. 5m距離之外大約IOcm處的要被成 像的對象時，也可使照射光的強度保持在這樣的水平，該水平使得具有波長λ 1和λ 2的光 線的反射率之間的大約5%到10%的差異可被檢測到。因此，當從相機61到將被成像的對象的距離為1. 5m時，最優(yōu)傾斜角為34度。如上所述，本實施例的光源組62 (例如，光源組62A和62B)被布置為使得光源 81(例如，光源81A和81B)和光源82(例如，光源82A和82B)的機械軸以相同的傾斜角θ 朝基準軸傾斜。因此，能夠抑制具有波長λ 和λ2的光線的照度分布之間的不一致性。因此，即使光源81和光源82在方向性上彼此不同，也可以通過傾斜光源組62來 抑制具有波長λ 和λ 2的光線的照度分布之間的不一致性。結(jié)果，可以通過適當?shù)亟M合 光源81和光源82來以各種配置形成圖像處理設(shè)備41的光源組62，而無需關(guān)注光源81和 82之間在方向性方面的差異。在本實施例中，由于光源組62是以傾斜布置來設(shè)置的，因此，與利用例如圖3所示那樣布置的光源進行照射時相比，要被成像的對象可被照射以使得對象的較少部分未被照 射到或形成陰影。因此，圖像處理設(shè)備41可以獲取用于更準確地檢測皮膚區(qū)域的第一和第
二圖像。由于光源組62的傾斜布置使得能夠照射要被照射的對象的更大區(qū)域，因此，可使 光源81和82的每種的數(shù)目保持為最少兩個(例如，光源81可由兩個光源，即光源81A和 81B構(gòu)成)。因此，圖像處理設(shè)備41可以以低制造成本來制造。<2.修改〉在本實施例中，兩個光源組62A和62B被設(shè)置在傾斜的布置中作為光源組62。光 源組62的數(shù)目和布置不限于上面的描述。例如，圖像處理設(shè)備41可被提供有四個光源組62。[四個光源組62的布置]現(xiàn)在將參考圖9和圖10描述四個光源組62的布置示例。圖9與圖5之間以及圖10與圖6之間在配置上類似的元件用相似的標號來指示， 并且下面不對這些元件進行描述。除設(shè)置了另外的光源組62C和62D以外，圖9和圖10示出了與圖5和圖6所示的
配置類似的配置。如圖9和圖10所示，光源組62C和62D被布置在Z軸上的位置中，并且在這些位 置中，這些光源關(guān)于相機61的基準軸對稱。光源組62C和62D以與光源組62A和62B相同的方式被設(shè)置在傾斜布置中。當光源組62的數(shù)目如上所述這樣被增加時，在要被成像的對象上生成的陰影的 數(shù)目可被減少。在上述實施例中，要被成像的對象被來自光源組62A和62B的照射光照射。替代 地，分別輻射出具有波長λ 和λ 2的光線的輔助光源可被布置在與光源組62Α和62Β的 位置不同的位置中。因此，要被成像的對象上陰影的生成可得到抑制。例如，輔助光源可被布置在基準軸附近。但是，輔助光源離基準軸越近，照度分布 之間的一致程度就越容易受輔助光源的方向性變差的影響。因此，希望將輔助光源布置在 遠離基準軸的位置中。在上述實施例中，光源81輻射出具有870nm的波長λ 1的光，光源82輻射出具有 950nm的波長λ 2的光。然而，本發(fā)明不限于這樣的波長組合。任何組合的波長可被采用，只要在用戶皮膚處獲得的具有波長λ 1的光的反射率 與具有波長λ2的光的反射率之間的絕對差值充分大于其它對象處的反射率之間的絕對
差值即可。具體地，光源81和82可以被配置為分別輻射出具有930nm或更小的波長λ 1的照 射光和930nm或更大的波長λ 2的照射光，以便使用如下的波長組合例如，800nm和950nm 組合、870nm和1000nm組合、800nm和1000nm組合，來取代870nm和950nm組合。本發(fā)明的實施例可以在作為計算機的電子裝置中使用，該計算機基于通過對被具 有不同波長的照射光線照射的對象成像而獲得的圖像的皮膚區(qū)域的檢測結(jié)果來執(zhí)行處理。本申請包含與2009年8月12日向日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請JP 2009-187047中公開的主題有關(guān)的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當明白，可以根據(jù)設(shè)計要求和其它因素進行各種修改、組合、 子組合和變更，只要它們在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于從通過對對象成像獲得的圖像中檢測表示人的皮膚的皮膚區(qū)域的圖像處 理設(shè)備，該設(shè)備包括成像裝置，用于對所述對象成像；第一照射裝置，用于從基于所述成像裝置的位置確定的第一位置和第二位置輻射出具 有第一波長的光；第二照射裝置，用于從基于所述成像裝置的位置確定的第三位置和第四位置輻射出具 有與所述第一波長不同的第二波長的光；以及檢測裝置，用于基于第一圖像和第二圖像來檢測所述第一圖像或所述第二圖像上的皮 膚區(qū)域，所述第一圖像是通過利用具有所述第一波長的光照射所述對象而執(zhí)行的對所述對 像的成像獲得的，所述第二圖像是通過利用具有所述第二波長的光照射所述對象而執(zhí)行的 對所述對象的成像獲得的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中 所述第一照射裝置包括第一輸出裝置，用于在所述第一位置中輻射出具有所述第一波長的光，以及 第二輸出裝置，用于在所述第二位置中輻射出具有所述第一波長的光；并且 所述第一輸出裝置和所述第二輸出裝置中的每個朝所述成像裝置的基準軸傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一輸出裝置和所述第二輸出裝 置按照這些輸出裝置關(guān)于所述成像裝置的基準軸對稱的位置關(guān)系，以傾斜布置分別被設(shè)置 在所述第一位置和所述第二位置中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一輸出裝置和所述第二輸出裝 置中的每個以預(yù)定傾斜角朝所述成像裝置的基準軸傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理設(shè)備，其中所述第一輸出裝置和所述第二輸出裝置中的任一輸出裝置以傾斜布置被設(shè)置在所述 第一位置中；并且所述第一輸出裝置和所述第二輸出裝置中的另一輸出裝置以傾斜布置被設(shè)置在所述 第二位置中，所述第二位置與所述第一位置相隔取決于所述預(yù)定傾斜角的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中 所述第二照射裝置包括第三輸出裝置，用于在所述第三位置中輻射出具有所述第二波長的光，以及 第四輸出裝置，用于在所述第四位置中輻射出具有所述第二波長的光；并且 所述第三輸出裝置和所述第四輸出裝置中的每個朝所述成像裝置的基準軸傾斜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理設(shè)備，其中所述第一輸出裝置和所述第三輸出裝置以傾斜布置被設(shè)置在彼此接近的位置中；并且 所述第二輸出裝置和所述第四輸出裝置以傾斜布置被設(shè)置在彼此接近的位置中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一照射裝置和所述第二照射裝 置輻射出被設(shè)置為如下值的第一波長和第二波長的光，所述值使得通過利用具有所述第一 波長的光照射人的皮膚獲得的反射光的反射率與通過利用具有所述第二波長的光照射所 述人的皮膚獲得的反射光的反射率之間的絕對差值等于或大于預(yù)定閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一照射裝置和所述第二照射裝置輻射出具有不同波長的各自的紅外線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一照射裝置和所述第二照射裝 置中的任一個照射裝置輻射出具有930nm或更大的波長的光，并且另一個照射裝置輻射出 具有小于930nm波長的光。
11.一種圖像處理設(shè)備的圖像處理方法，所述圖像處理設(shè)備用于從通過對對象成像獲 得的圖像中檢測表示人的皮膚的皮膚區(qū)域，并且包括成像裝置、第一照射裝置、第二照射裝 置和檢測裝置，所述方法包括以下步驟從基于所述成像裝置的位置確定的第一位置和第二位置中的所述第一照射裝置輻射 出具有第一波長的光；從基于所述成像裝置的位置確定的第三位置和第四位置中的所述第二照射裝置輻射 出具有與所述第一波長不同的第二波長的光；通過利用具有所述第一波長的光和具有所述第二波長的光照射所述對象，來利用所述 成像裝置對所述對象成像；以及基于第一圖像和第二圖像來檢測所述第一圖像或所述第二圖像上的皮膚區(qū)域，所述第 一圖像是通過利用具有所述第一波長的光照射所述對象而執(zhí)行的對所述對像的成像獲得 的，所述第二圖像是通過利用具有所述第二波長的光照射所述對象而執(zhí)行的對所述對象的 成像獲得的。
12.一種用于從通過對對象成像獲得的圖像中檢測表示人的皮膚的皮膚區(qū)域的電子裝 置，該電子裝置包括成像裝置，用于對所述對象成像；第一照射裝置，用于從基于所述成像裝置的位置確定的第一位置和第二位置輻射出具 有第一波長的光；第二照射裝置，用于從基于所述成像裝置的位置確定的第三位置和第四位置輻射出具 有與所述第一波長不同的第二波長的光；檢測裝置，用于基于第一圖像和第二圖像來檢測所述第一圖像或所述第二圖像上的皮 膚區(qū)域，所述第一圖像是通過利用具有所述第一波長的光照射所述對象而執(zhí)行的對所述對 像的成像獲得的，所述第二圖像是通過利用具有所述第二波長的光照射所述對象而執(zhí)行的 對所述對象的成像獲得的；以及處理裝置，用于執(zhí)行與檢測到的皮膚區(qū)域相關(guān)聯(lián)的處理。
13.—種從通過對對象成像獲得的圖像中檢測表示人的皮膚的皮膚區(qū)域的圖像處理設(shè) 備，該設(shè)備包括成像單元，被配置為對所述對象成像；第一照射單元，被配置為從基于所述成像單元的位置確定的第一位置和第二位置輻射 出具有第一波長的光；第二照射單元，被配置為從基于所述成像單元的位置確定的第三位置和第四位置輻射 出具有與所述第一波長不同的第二波長的光；以及檢測單元，被配置為基于第一圖像和第二圖像來檢測所述第一圖像或所述第二圖像上 的皮膚區(qū)域，所述第一圖像是通過利用具有所述第一波長的光照射所述對象而執(zhí)行的對所 述對像的成像獲得的，所述第二圖像是通過利用具有所述第二波長的光照射所述對象而執(zhí)行的對所述對象的成像獲得的。
14. 一種從通過對對象成像獲得的圖像中檢測表示人的皮膚的皮膚區(qū)域的電子裝置， 該電子裝置包括成像單元，被配置為對所述對象成像；第一照射單元，被配置為從基于所述成像單元的位置確定的第一位置和第二位置輻射 出具有第一波長的光；第二照射單元，被配置為從基于所述成像單元的位置確定的第三位置和第四位置輻射 出具有與所述第一波長不同的第二波長的光；檢測單元，被配置為基于第一圖像和第二圖像來檢測所述第一圖像或所述第二圖像上 的皮膚區(qū)域，所述第一圖像是通過利用具有所述第一波長的光照射所述對象而執(zhí)行的對所 述對像的成像獲得的，所述第二圖像是通過利用具有所述第二波長的光照射所述對象而執(zhí) 行的對所述對象的成像獲得的；以及處理單元，被配置為執(zhí)行與檢測到的皮膚區(qū)域相關(guān)聯(lián)的處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了圖像處理設(shè)備、圖像處理方法和電子裝置。一種用于從通過對對象成像獲得的圖像中檢測表示人的皮膚的皮膚區(qū)域的圖像處理設(shè)備，該設(shè)備包括成像裝置，用于對對象成像；第一照射裝置，用于從基于成像裝置的位置確定的第一位置和第二位置輻射出具有第一波長的光；第二照射裝置，用于從基于成像裝置的位置確定的第三位置和第四位置輻射出具有與第一波長不同的第二波長的光；以及檢測裝置，用于檢測第一圖像或第二圖像上的皮膚區(qū)域，第一圖像是通過利用具有第一波長的光照射對象而執(zhí)行的對對像的成像獲得的，第二圖像是通過利用具有第二波長的光照射對象而執(zhí)行的對對象的成像獲得的。
文檔編號G03B15/03GK101995735SQ20101025051
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者關(guān)根武俊, 福山宗克, 西條信廣 申請人:索尼公司