图像处理设备、图像处理方法和电子装置的制作方法

专利名称：图像处理设备、图像处理方法和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理设备、图像处理方法和电子装置。更具体地，本发明涉及可以 通过简单的配置来抑制具有不同波长的光源的照度分布(illuminance distribution)之 间的不一致的图像处理设备、图像处理方法和电子装置。
背景技术：
在相关技术中，存在这样的检测设备，其从对对象成像获得的图像中来检测对象 (例如人)的某些特性。例如，这样的检测设备被用在数码相机中。因此，这样的数码相机从用于构图的贯 穿图像(through image)中检测人的脸部，并且例如当检测到的脸部为笑脸时则使能快门 操作。此外，一些数码相机从例如通过对人成像获得的图像中检测人的脸部，并且基于 检测结果来校正检测到的脸部区域中出现的模糊等。此外，一些包括有相机的电视接收机从例如通过对人成像获得的图像中检测人的 身体运动或手的运动，并且切换要接收的广播频道。另外，存在这样的分析器当对象被各自具有不同波长的照射光线照射时， 分析器例如基于由对象反射的光线来分析照射光线所照射的该对象(例如，参见 JP-A-2006-47067、JP-A-06-123700 和 JP-A-05-329163 (专利文献 1 至 3))。现在将根据相关技术的图像处理设备1描述为这样的分析器的示例。当对象被具 有不同波长的各种照射光线照射时，图像处理设备1基于通过接收从对象反射的光线而成 像的包括皮肤区域的图像来检测表示人的皮肤的皮肤区域。图IA和IB示出了根据相关技术的图像处理设备1的示例性配置。图IA是从Z轴上的点看的图像处理设备1的平面图，并且图IB是图像处理设备 1的透视图。图像处理设备1包括作为主要元件的相机21、一光源22、另一光源23以及图像处 理部件24。相机21对对象成像并且将由此获得的图像提供给图像处理部件24。光源22可 以是LED (发光二极管)，并且其辐射(发射)出具有波长λ 的光(例如，具有870nm波 长的近红外线)。光源23可以是LED，并且其辐射出具有与波长λ 1不同的波长λ 2的光 (例如，具有950nm波长的近红外线)。图像处理部件24在由相机21成像的图像上检测皮 肤区域，并且基于检测结果执行处理。在根据相关技术的图像处理设备1中，光源22和23被切换为交替地发光，并且相 机21在对象被具有波长λ 1的照射光照射时通过对该对象成像来获取第一图像，并且在对 象被具有波长λ2的照射光照射时通过对该对象成像来获取第二图像。图像处理部件24计算由相机21成像的第一和第二图像之间的相对应像素的亮度 值之间的绝对差值，并且基于计算出的绝对差值来检测第一图像(或第二图像)中的皮肤区域。一般地，波长λ 1的照射光在人皮肤上的反射的反射率低于波长λ 2的照射光在 人皮肤上的反射的反射率。因此，形成第一和第二图像中的皮肤区域的像素的亮度值之间 的绝对差值具有相对大的值。波长λ 1的照射光在除人皮肤以外的对象上的反射的反射率与波长λ 2的照射光 在除人皮肤以外的对象上的反射的反射率基本上相同。因此，形成第一和第二图像中的皮 肤区域以外的区域的像素的亮度值之间的绝对差值具有相对小的值。图像处理设备1的图像处理部件24例如在如此描述的绝对差值具有相对大的值 时，可以检测到作为皮肤区域的感兴趣区域。为了使得图像处理设备1能够准确地检测第一图像中的皮肤区域，通过具有波长 λ 1的照射光获得的对象上的照度分布必须与通过具有波长λ2的照射光获得的对象上的 照度分布一致。假设图像处理设备1的光源22和23在方向性(directivity)方面彼此一致(在 方向性上不存在变差)。则，即使通过具有波长λ 1和λ 2的光线获得的照度分布彼此不一 致，也可以利用诸如将第一和第二图像的每个乘以统一的亮度校正因子之类的简单方法来 减轻照度分布之间的不一致。因此，当图像处理设备1的光源22和23在方向性方面彼此一致时，能够防止由于 照度分布之间的不一致而使得上述绝对差值被计算为相对大的值。作为同一生产批次制造出的光源在方向性方面(基本上)彼此一致(生产批次是 在同一地点和时间利用同一方法制造出的同一类型的光源的单位)。然而，光源22和23是不同类型的光源。因此，光源22和23不能在同一生产批次 中被制造出。因此，为了将在方向性上彼此一致的光源22和23用在图像处理设备1中，必须检 查光源22和23的每个的方向性，并且必须执行筛选以获得在方向性方面彼此一致的每对 光源22和23作为将用在图像处理设备1中的光源。尽管由于图像处理设备1采用了在方向性上彼此一致的光源22和23因此能够以 相对高的准确度来检测第一图像中的皮肤区域，但是其需要筛选光源以获得将用在图像处 理设备中的在方向性方面彼此一致的光源22和23对。假设图像处理设备1的光源22和23在方向性上不同(存在方向性变差)。则，当 具有波长λ 和λ 2的光线的照度分布彼此不一致时，则没有简单的方法用于防止由于照 度分布之间的不一致而使得像素值之间的绝对差值被计算为相对大的值。因此，当光源22和23在方向性上不同时，不能辨识出造成绝对差值的原因，S卩，差 值是归因于分别与波长λ 和λ2相关联的反射率特性还是归因于照度分布之间的不一 致。结果，例如尽管是由于照度分布之间的不一致而使得绝对差值被计算为相对大的 值，第一图像中与具有相对大的值的绝对差值相关联的区域也可能错误地被检测为皮肤区 域。因此，为了即使在光源22和23在方向性方面彼此不一致时也允许图像处理设备 1准确地检测第一图像上的皮肤区域，必须使具有波长λ 1的光的照度分布与具有波长λ 2的光的照度分布彼此一致。同时，存在用于使照射诸如用户的手之类的将被成像的对象的照射光的照度分布 均衡化(equalize)的均衡化技术，这样的均衡化技术包括第一均衡化技术，根据该第一均衡化技术，例如，辐射出具 有相同波长的照射光线的多个光源被布置为围绕着诸如用户的手之类的将被成像的对象， 如图2所示。因此，对象被来自多个光源的具有相同波长的照射光线照射。存在第二均衡化技术，根据该第二均衡化技术，例如，辐射出具有波长λ 1的照射 光的光源与辐射出具有波长λ2的照射光的光源被交替地布置为面向将被成像的对象，如 图3所示。因此，对象被具有波长λ 1的照射光和具有波长λ 2的照射光分别照射。

发明内容
根据依据图2所示的相关技术的第一均衡化技术，由于多个光源被布置为围绕着 将被成像的对象，因此，将被成像的对象上的阴影的生成得到抑制，并且将被成像的对象上 的照度分布可在一定程度上被均衡化。然而，该方法未反映出与具有多个波长的光源的使 用有关的考虑，并且不能抑制分别具有波长λ 1和λ 2的光线的照度分布之间的不一致。根据依据图3所示的相关技术的第二均衡化技术，由于辐射出具有波长λ 1的照 射光的光源和辐射出具有波长λ 2的照射光的光源被交替地布置，因此，从各组光源辐射 出的照射光线的强度可被均衡化(平均)以消除强度的变差。但是，不能根据光源与将被 成像的对象之间的距离来抑制具有波长λ 和λ2的光线的照度分布之间的不一致。因此，希望利用简单的配置来抑制具有不同波长的光线的照度分布之间的不一 致。根据本发明的一个实施例，提供了一种从通过对对象成像获得的图像中检测表示 人的皮肤的皮肤区域的图像处理设备。该设备包括成像装置，用于对对象成像；第一照射 装置，用于从基于成像装置的位置确定的第一位置和第二位置辐射出具有第一波长的光； 第二照射装置，用于从基于成像装置的位置确定的第三位置和第四位置辐射出具有与第一 波长不同的第二波长的光；以及检测装置，用于检测第一图像或第二图像上的皮肤区域，第 一图像是通过利用具有第一波长的光照射对象而执行的对对像的成像获得的，第二图像是 通过利用具有第二波长的光照射对象而执行的对对象的成像获得的。第一照射装置可以包括第一输出装置，用于在第一位置中辐射出具有第一波长 的光，以及第二输出装置，用于在第二位置中辐射出具有第一波长的光。第一输出装置和第 二输出装置中的每个可以朝成像装置的基准轴倾斜。第一输出装置和第二输出装置可以按照这些输出装置关于成像装置的基准轴对 称的位置关系，以倾斜布置分别被设置在第一位置和第二位置中。第一输出装置和第二输出装置中的每个可以以预定倾斜角朝成像装置的基准轴 倾斜。第一输出装置和第二输出装置中的任一输出装置可以以倾斜布置被设置在第一 位置中；并且另一输出装置可以以倾斜布置被设置在第二位置中，第二位置与第一位置相 隔取决于预定倾斜角的距离。第二照射装置可以包括第三输出装置，用于在第三位置中辐射出具有第二波长的光，以及第四输出装置，用于在第四位置中辐射出具有第二波长的光。第三输出装置和第 四输出装置中的每个可以朝成像装置的基准轴倾斜。第一输出装置和第三输出装置可以以倾斜布置被设置在彼此接近的位置中，并且 第二输出装置和第四输出装置可以以倾斜布置被设置在彼此接近的位置中。第一照射装置和第二照射装置可以辐射出被设置为如下值的第一波长和第二波 长的光，这些值使得通过利用具有第一波长的光照射人的皮肤获得的反射光的反射率与通 过利用具有第二波长的光照射人的皮肤获得的反射光的反射率之间的绝对差值等于或大 于预定阈值。第一照射装置和第二照射装置可以辐射出具有不同波长的各自的红外线。第一照射装置和第二照射装置中的任一个可以照射装置可以辐射出具有930nm 或更大的波长的光，并且另一个照射装置可以辐射出具有小于930nm波长的光。根据本发明另一实施例，提供了一种图像处理设备的图像处理方法，图像处理设 备用于从通过对对象成像获得的图像中检测表示人的皮肤的皮肤区域，并且包括成像装 置、第一照射装置、第二照射装置和检测装置。该方法包括以下步骤从基于成像装置的位 置确定的第一位置和第二位置中的第一照射装置辐射出具有第一波长的光；从基于成像装 置的位置确定的第三位置和第四位置中的第二照射装置辐射出具有与第一波长不同的第 二波长的光；通过利用具有第一波长的光和具有第二波长的光照射对象，来利用成像装置 对对象成像；并且检测第一图像或第二图像上的皮肤区域，第一图像是通过利用具有第一 波长的光照射对象而执行的对对像的成像获得的，第二图像是通过利用具有第二波长的光 照射对象而执行的对对象的成像获得的。根据本发明的实施例，在通过对对象成像获得的第一图像或第二图像上检测皮肤 区域。第一图像是通过从基于成像装置的位置确定的第一和第二位置、利用具有第一波长 的光来照射对象从而对对象成像获得的。第二图像是通过从基于成像装置的位置确定的第 三和第四位置、利用具有与第一波长不同的第二波长的光来照射对象从而对对象成像获得 的。根据本发明又一实施例，提供了一种用于从通过对对象成像获得的图像中检测表 示人的皮肤的皮肤区域的电子装置。该装置包括成像装置，用于对对象成像；第一照射装 置，用于从基于成像装置的位置确定的第一位置和第二位置辐射出具有第一波长的光；第 二照射装置，用于从基于成像装置的位置确定的第三位置和第四位置辐射出具有与第一波 长不同的第二波长的光；检测装置，用于检测第一图像或第二图像上的皮肤区域，第一图像 是通过利用具有第一波长的光照射对象而执行的对对像的成像获得的，第二图像是通过利 用具有第二波长的光照射对象而执行的对对象的成像获得的；以及处理装置，用于执行与 检测到的皮肤区域相关联的处理。根据本发明的该实施例，在通过对对象成像获得的第一图像或第二图像上检测皮 肤区域，并且执行与检测到的皮肤区域相关联的处理。第一图像是通过从基于成像装置的 位置确定的第一和第二位置、利用具有第一波长的光来照射对象从而对对象成像获得的。 第二图像是通过从基于成像装置的位置确定的第三和第四位置、利用具有与第一波长不同 的第二波长的光来照射对象从而对对象成像获得的。根据本发明的实施例，可以利用简单的配置来抑制利用具有不同波长的光源获得的照度分布之间的不一致性。结果，能够提高从通过对对象成像获得的图像中检测该对象 (例如，诸如人的脸部或手之类的皮肤区域或者人的预定动作)的准确度。


图IA和IB是示出根据相关技术的图像处理设备的示例性配置的说明图；图2是用于说明第一均衡化技术的说明图；图3是用于说明第二均衡化技术的说明图；图4是示出作为本发明实施例的图像处理设备的示例性配置的框图；图5是用于说明光源组的布置的第一说明图；图6是用于说明光源组的布置的第二说明图；图7是与照度比变差指数(illuminance ratio variation index)相关联的曲线 图；图8是与光量指数(luminous quantity index)相关联的曲线图；图9是用于说明光源组的布置的第三说明图；以及图10是用于说明光源组的布置的第四说明图。
具体实施例方式现在将按下面的顺序来描述用于实现本发明的模式(下面称为实施例)。1.实施例(以倾斜布置来设置光源的示例)2.修改<1.实施例 >[图像处理设备41的配置]图4示出了根据本发明实施例的图像处理设备41的示例性配置。图像处理设备41包括相机61、光源组62、光源控制部件63、控制器64、相机控制 部件65以及图像处理部件66。相机61对对象(将被成像的对象)成像，并且将通过对对象成像获得的图像提供 给相机控制部件65。光源组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 且该光源辐射出具有波长λ 1的照射光(例如，具有870nm波长的近红外光)。例如，光源 82是LED，并且该光源辐射出具有与波长λ 1不同的波长λ 2的照射光(例如，具有950nm 波长的近红外光)。支持基座83支持光源81和82，以使得将被成像的对象被光源81和82 辐射出的照射光照射。图像处理设备41包括多个光源组62。所布置的光源组62的数目以及光源组的位 置将在后面参考后面将描述的图5、图6和图10来描述。光源控制部件63控制光源81以使得其辐射出具有波长λ 1的照射光。光源控制 部件63还控制光源82以使得其辐射出具有波长λ 2的照射光。控制器64控制光源控制 部件63和相机控制部件65。响应于控制器64的控制，相机控制部件65控制相机61进行 的成像。相机控制部件65将由相机61成像的图像提供给图像处理部件66。图像处理部件66例如检测包括在从相机控制部件65提供来的图像中的皮肤区
9域。图像处理部件66执行与检测到的皮肤区域相关联的处理。[两个光源组62的布置]将参考图5和图6描述光源组62的布置示例。图5是从Z轴上的点看的图像处理设备41的平面图，并且图6是图像处理设备41 的透视图。为了避免使图示说明复杂化，图5和图6仅示出了相机61以及(光源组62的) 光源81和82，而光源控制部件63、控制器64、相机控制部件65、图像处理部件66和支持基 座83在该图示说明中被省略。参考图5和图6，两个光源组62A和62B被用作光源组62。相机61被布置在XYZ坐标系统的原点上以使得相机61的基准轴与Y轴一致。基 准轴是在相机61的透镜面的法线方向(相机61的成像方向)上延伸并且延伸经过透镜面 的中心的假想线(所谓的透镜的光轴)。光源组62A由辐射出具有波长λ 1的照射光的光源81Α以及辐射出具有波长λ 2 的照射光的光源82Α构成。光源组62Β由辐射出具有波长λ 1的照射光的光源81Β以及辐 射出具有波长λ 2的照射光的光源82Β构成。光源组62Α和62Β被布置在由X轴和Z轴定义的XZ平面上使得光源组关于相机 61的基准轴(Y轴)对称的位置中。在此上下文中的术语“对称”用来表示如下情形光源组62Α和62Β关于作为对称 轴的相机61的基准轴呈点对称地被布置(即，关于相机61的基准轴与XZ平面彼此相交的 XYZ坐标系统的原点呈点对称地被布置)的情形或者光源组62Α和62Β关于与相机61的基 准轴(Y轴)正交的并且还与X轴正交的直线，即用作对称轴的直线(即，Z轴)呈线对称 地被布置的情形。此外，光源组62Α的光源8IA被布置在使得光源8IA的机械轴A延伸穿过将被成 像的对象的位置中。机械轴A是这样的轴，其基本上从光源81Α的中心延伸穿过光源81Α 并且与获得最大照度分布的方向平行地延伸。类似地，光源82Α被布置在使得光源82Α的机械轴延伸穿过将被成像的对象的位置中。此外，光源组62Β的光源8IB被布置在使得光源8IB的机械轴B延伸穿过将被成 像的对象的位置中。机械轴B是这样的轴，其基本上从光源81Β的中心延伸穿过光源81Β 并且与获得最大照度分布的方向平行地延伸。类似地，光源82Β被布置在使得光源82Β的机械轴延伸穿过将被成像的对象的位置中。参考图5和图6，倾斜角θ (度)是机械轴A朝Y轴倾斜的角度(由与Y轴平行 的线段101和机械轴A定义的角度)、光源82Α的机械轴朝Y轴倾斜的角度、机械轴B朝Y 轴倾斜的角度(由与Y轴平行的线段102和机械轴B定义的角度)或者光源82Β的机械轴 朝Y轴倾斜的角度。光源组62Α和62Β被布置为使得光源81Α、81Β、82Α和82Β的机械轴以相同的倾斜 角θ朝Y轴倾斜(倾斜布置)。图5和图6中的距离L [m]是光源组62A和62B之间的距离。
倾斜角θ被设置在大约3度至大约45度的范围内。距离L是根据所设定的倾斜 角θ来设置的，以使得每个机械轴以该角度延伸穿过将被成像的对象。采用这样的配置是因为由发明人进行的实验揭示出设置在大约3度至大约45度 的范围内的倾斜角θ提供了相对好的结果。[实验概况]现在将简要描述由发明人进行的实验。发明人对具有光源组62Α和62Β的图像处理设备41进行了实验。具体地，针对光 源组62Α和62Β被布置以使得各个机械轴将延伸穿过要被成像的对象的倾斜角θ和距离 L的每种组合(θ，L)，计算照度比变差指数α和光量指数β。照度比变差指数α是指示具有波长λ 1和λ 2的光线的照度分布之间的一致程 度的指数。光量指数β是与照射将被成像的对象的照射光的光量成比例的指数。照度比 变差指数α和光量指数β将在后面详细描述。在此实验中，在X轴方向(水平方向)上具有29. 6度的视场角(field angle)并 且在Z轴方向(垂直方向)上具有22. 4度的视场角的相机被用作相机61。此外，以16度 的发射角发射出(辐射出)照射光的LED被用作光源81A和81B，并且具有21度的发射角 的LED被用作光源82A和82B。现在将参考图7和图8详细描述由发明人进行的实验的结果。[倾斜角θ与照度比变差指数α之间的关系]图7示出了倾斜角θ与照度比变差指数α之间的关系。在图7中，水平轴表示从相机61到将被成像的对象的距离，垂直轴表示照度比变 差指数α。照度比变差指数α是多个商的绝对值I (11-12)/ave中的最大值max (11-12)/ ave|，其中，(11-12)表示形成了通过对对象成像获得的第一图像的像素的像素值Il与形 成了通过对对象成像获得的第二图像的并且与第一图像的像素相对应的像素的像素值12 之间的差值(11-12)，并且其中，“ave”表示形成第一和第二图像的像素的亮度值的平均值。感兴趣的照度分布之间的不一致程度越高，在幅度上差异越大、发散度越高的大 大小小的绝对值I (11-12)/ave|被计算出。照度分布之间的一致程度越高，被计算作为绝 对值I (11-12)/ave|的值越小。因此，最大值max (11-12)/讚越小(越接近0)，照度分布之间的一致性越高。图7中用细线(细实线)表示的曲线是当组合(Θ，L)为(0，0)时获得的图示。 用虚线表示的曲线是当组合(θ，L)为(9，0. 5)时获得的图示。用更细微的虚线表示的曲线(由更大数目的点形成的虚线)是当组合(θ，L)为 (18，1)时获得的图示。用点划线表示的曲线是当组合(Θ，L)为(34，2)时获得的图示。用双点划线表示的曲线是当组合(θ，L)为(45，3)时获得的图示。用粗线(粗实 线)表示的曲线是当组合(Θ，L)为(53，4)时获得的图示。如图7所示，倾斜角θ越大，照度比变差指数α越接近于0。即，倾斜角θ越大， 照度分布之间的一致程度越高。由于下述原因，照度分布之间的一致程度随着倾斜角θ增加。图像处理设备41的光源组62Α和62Β与将被成像的对象之间的距离随着倾斜角
11θ增大。光源与对象之间的距离越大，在与机械轴A平行的方向上从光源81Α辐射出的照 射光以越均勻的光强照射将被成像的对象。类似地，光源与对象之间的距离越大，在与光源 82Α的机械轴平行的方向上从光源82Α辐射出的照射光以越均勻的光强照射将被成像的对象。光源组62Α和62Β与对象之间的距离越大，在与机械轴B平行的方向上从光源8IB 辐射出的照射光以越均勻的光强照射将被成像的对象。类似地，光源组62Α和62Β与对象 之间的距离越大，在与光源82Β的机械轴平行的方向上从光源82Β辐射出的照射光以越均 勻的光强照射将被成像的对象。S卩，光源组62Α和62Β与将被成像的对象之间的距离越大，则在某个定时处从光源 81Α和81Β辐射出的具有波长λ 1的照射光具有越均勻的光强。光源组62Α和62Β与将被 成像的对象之间的距离越大，则在另一定时处从光源82Α和82Β辐射出的具有波长λ2的 照射光具有越均勻的光强。在此情况中，在第一定时处，具有均勻光强的波长为λ 1的照射光被辐射出，以通 过具有波长λ 1的光获得均勻的照度分布。在另一或第二定时处，具有均勻光强的波长为 λ 2的照射光被辐射出，以通过具有波长λ 2的光获得均勻的照度分布。因此，光源组62Α和62Β与将被成像的对象之间的距离越大(倾斜角θ越大)，则 具有波长λ 1的光的照度分布和具有波长λ 2的光的照度分布越均勻。因此，该距离越大， 具有波长λ 1和λ 2的光线的照度分布之间的不一致性可以更有效地得到抑制(照度分布 之间可以获得的一致程度越高)。[倾斜角θ与光量指数β之间的关系]图8示出了倾斜角θ与光量指数β之间的关系。在图8中，水平轴表示从相机61到将被成像的对象的距离。该图的垂直轴表示光 量指数β。光量指数β是与总光量成比例的指数，该总光量是通过累计辐射到相机61的成 像范围(包括将被成像的对象的范围)中的光的量而获得的。图8示出了以与图7相同的方式通过倾斜角θ与距离L的各种组合(θ，L)获得 的曲线。如图8所示，随着倾斜角θ增大，距离L以及将被成像的对象和光源组62Α及光 源组62Β中的每组之间的距离增大。因此，光量指数β随着倾斜角θ的增大而减小。艮口， 随着倾斜角θ的增大，照射将被成像的对象(成像范围)的照射光的光量减小。参考图7，当从相机61到将被成像的对象的距离(由该图中的水平轴表示)为大 约1. 5m时，不管使用的组合(θ，L)如何，照度比变差指数α都具有相对小的值。参考图8，当从相机61到将被成像的对象的距离在从大约1. 5m到大约1. 8m的范 围中时，不管使用的组合(Θ，L)如何，光量指数β都具有相对大的值。在从相机61到将被成像的对象的距离设置为1. 5m的情况下进行了实验，以找到 这样的倾斜角θ，以该倾斜角θ，照射对象的具有波长λ 1和λ 2的照射光线的照度分布 具有高的一致程度，并且照射光线具有大的光量以允许从通过对对象成像获得的第一图像 中准确地检测到皮肤区域。作为在从相机61到将被成像的对象的距离设置为1. 5m的情况下进行的实验的结果，大部分的皮肤区域(例如手或手臂)可在倾斜角θ被设为3度时被准确地检测到，这 是因为在该角度处光量指数β具有足够大的值，尽管照度比变差指数α有点大。作为在从相机61到将被成像的对象的距离设置为1. 5m的情况下进行的实验的结 果，当倾斜角θ被设为46度或更大时，照度比变差指数α具有小的值并且照度分布之间 的不一致性充分低。然而，光量指数β也具有小的值，因此，照射将被成像的对象的照射光 的光量不足。因此，在一些场合中，不能准确地检测到诸如手或手臂之类的对象。因此，在本实施例中，倾斜角θ被设置在从大约3度到大约45度的范围内。距离 L根据倾斜角θ的设定而被唯一地设定(确定)。因此，图像处理设备41可以准确地检测诸如手或手臂之类的皮肤区域。现在讨论在可被设为倾斜角θ的从3度到45度范围中的角度中，使得可以最准 确地检测到诸如手或手臂之类的皮肤区域的倾斜角θ的最优值。例如，当倾斜角θ为45 度时，每当从相机61到将被成像的对象的距离改变10cm，照射将被成像的对象的照射光的 强度就降低大约5%。已在要被成像的对象位于离相机611. 5m位置处的假设下进行了描述。但是，实际 上，要被成像的对象不一定仅位于离相机611. 5m位置处。因此，为了即使在对象例如位于1. 5m距离之外大约IOcm处时仍然从通过对对象 成像获得的第一图像中检测将被成像的对象的皮肤区域，需要维持照射光的强度(照射光 的光量)以使得具有波长λ 1和λ 2的光线的反射率之间的大约5%到10%的差异可被检 测到。如上所述，当倾斜角θ为45度时，每当从相机61到将被成像的对象的距离改变 大约10cm，照射将被成像的对象的照射光的强度就降低大约5%。在要被成像的对象位于该1. 5m距离之外大约IOcm处的情况中，在一些场合中，可 能难以维持使得具有波长λ 1和λ 2的光线的反射率之间的大约5%到10%的差异可被检 测到的照射光的强度。例如，当倾斜角为34度时，每当从相机61到将被成像的对象的距离改变大约IOcm 时，照射将被成像的对象的照射光的强度将经历仅为当倾斜角θ为45度时出现的降低的 约一半的降低。因此，当倾斜角为34度时，即使在照射位于1. 5m距离之外大约IOcm处的要被成 像的对象时，也可使照射光的强度保持在这样的水平，该水平使得具有波长λ 1和λ 2的光 线的反射率之间的大约5%到10%的差异可被检测到。因此，当从相机61到将被成像的对象的距离为1. 5m时，最优倾斜角为34度。如上所述，本实施例的光源组62 (例如，光源组62A和62B)被布置为使得光源 81(例如，光源81A和81B)和光源82(例如，光源82A和82B)的机械轴以相同的倾斜角θ 朝基准轴倾斜。因此，能够抑制具有波长λ 和λ2的光线的照度分布之间的不一致性。因此，即使光源81和光源82在方向性上彼此不同，也可以通过倾斜光源组62来 抑制具有波长λ 和λ 2的光线的照度分布之间的不一致性。结果，可以通过适当地组合 光源81和光源82来以各种配置形成图像处理设备41的光源组62，而无需关注光源81和 82之间在方向性方面的差异。在本实施例中，由于光源组62是以倾斜布置来设置的，因此，与利用例如图3所示那样布置的光源进行照射时相比，要被成像的对象可被照射以使得对象的较少部分未被照 射到或形成阴影。因此，图像处理设备41可以获取用于更准确地检测皮肤区域的第一和第
二图像。由于光源组62的倾斜布置使得能够照射要被照射的对象的更大区域，因此，可使 光源81和82的每种的数目保持为最少两个(例如，光源81可由两个光源，即光源81A和 81B构成)。因此，图像处理设备41可以以低制造成本来制造。<2.修改〉在本实施例中，两个光源组62A和62B被设置在倾斜的布置中作为光源组62。光 源组62的数目和布置不限于上面的描述。例如，图像处理设备41可被提供有四个光源组62。[四个光源组62的布置]现在将参考图9和图10描述四个光源组62的布置示例。图9与图5之间以及图10与图6之间在配置上类似的元件用相似的标号来指示， 并且下面不对这些元件进行描述。除设置了另外的光源组62C和62D以外，图9和图10示出了与图5和图6所示的
配置类似的配置。如图9和图10所示，光源组62C和62D被布置在Z轴上的位置中，并且在这些位 置中，这些光源关于相机61的基准轴对称。光源组62C和62D以与光源组62A和62B相同的方式被设置在倾斜布置中。当光源组62的数目如上所述这样被增加时，在要被成像的对象上生成的阴影的 数目可被减少。在上述实施例中，要被成像的对象被来自光源组62A和62B的照射光照射。替代 地，分别辐射出具有波长λ 和λ 2的光线的辅助光源可被布置在与光源组62Α和62Β的 位置不同的位置中。因此，要被成像的对象上阴影的生成可得到抑制。例如，辅助光源可被布置在基准轴附近。但是，辅助光源离基准轴越近，照度分布 之间的一致程度就越容易受辅助光源的方向性变差的影响。因此，希望将辅助光源布置在 远离基准轴的位置中。在上述实施例中，光源81辐射出具有870nm的波长λ 1的光，光源82辐射出具有 950nm的波长λ 2的光。然而，本发明不限于这样的波长组合。任何组合的波长可被采用，只要在用户皮肤处获得的具有波长λ 1的光的反射率 与具有波长λ2的光的反射率之间的绝对差值充分大于其它对象处的反射率之间的绝对
差值即可。具体地，光源81和82可以被配置为分别辐射出具有930nm或更小的波长λ 1的照 射光和930nm或更大的波长λ 2的照射光，以便使用如下的波长组合例如，800nm和950nm 组合、870nm和1000nm组合、800nm和1000nm组合，来取代870nm和950nm组合。本发明的实施例可以在作为计算机的电子装置中使用，该计算机基于通过对被具 有不同波长的照射光线照射的对象成像而获得的图像的皮肤区域的检测结果来执行处理。本申请包含与2009年8月12日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2009-187047中公开的主题有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当明白，可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、 子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。
权利要求
1.一种用于从通过对对象成像获得的图像中检测表示人的皮肤的皮肤区域的图像处 理设备，该设备包括成像装置，用于对所述对象成像；第一照射装置，用于从基于所述成像装置的位置确定的第一位置和第二位置辐射出具 有第一波长的光；第二照射装置，用于从基于所述成像装置的位置确定的第三位置和第四位置辐射出具 有与所述第一波长不同的第二波长的光；以及检测装置，用于基于第一图像和第二图像来检测所述第一图像或所述第二图像上的皮 肤区域，所述第一图像是通过利用具有所述第一波长的光照射所述对象而执行的对所述对 像的成像获得的，所述第二图像是通过利用具有所述第二波长的光照射所述对象而执行的 对所述对象的成像获得的。
2.根据权利要求1所述的图像处理设备，其中 所述第一照射装置包括第一输出装置，用于在所述第一位置中辐射出具有所述第一波长的光，以及 第二输出装置，用于在所述第二位置中辐射出具有所述第一波长的光；并且 所述第一输出装置和所述第二输出装置中的每个朝所述成像装置的基准轴倾斜。
3.根据权利要求2所述的图像处理设备，其中，所述第一输出装置和所述第二输出装 置按照这些输出装置关于所述成像装置的基准轴对称的位置关系，以倾斜布置分别被设置 在所述第一位置和所述第二位置中。
4.根据权利要求3所述的图像处理设备，其中，所述第一输出装置和所述第二输出装 置中的每个以预定倾斜角朝所述成像装置的基准轴倾斜。
5.根据权利要求4所述的图像处理设备，其中所述第一输出装置和所述第二输出装置中的任一输出装置以倾斜布置被设置在所述 第一位置中；并且所述第一输出装置和所述第二输出装置中的另一输出装置以倾斜布置被设置在所述 第二位置中，所述第二位置与所述第一位置相隔取决于所述预定倾斜角的距离。
6.根据权利要求2所述的图像处理设备，其中 所述第二照射装置包括第三输出装置，用于在所述第三位置中辐射出具有所述第二波长的光，以及 第四输出装置，用于在所述第四位置中辐射出具有所述第二波长的光；并且 所述第三输出装置和所述第四输出装置中的每个朝所述成像装置的基准轴倾斜。
7.根据权利要求6所述的图像处理设备，其中所述第一输出装置和所述第三输出装置以倾斜布置被设置在彼此接近的位置中；并且 所述第二输出装置和所述第四输出装置以倾斜布置被设置在彼此接近的位置中。
8.根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，所述第一照射装置和所述第二照射装 置辐射出被设置为如下值的第一波长和第二波长的光，所述值使得通过利用具有所述第一 波长的光照射人的皮肤获得的反射光的反射率与通过利用具有所述第二波长的光照射所 述人的皮肤获得的反射光的反射率之间的绝对差值等于或大于预定阈值。
9.根据权利要求8所述的图像处理设备，其中，所述第一照射装置和所述第二照射装置辐射出具有不同波长的各自的红外线。
10.根据权利要求9所述的图像处理设备，其中，所述第一照射装置和所述第二照射装 置中的任一个照射装置辐射出具有930nm或更大的波长的光，并且另一个照射装置辐射出 具有小于930nm波长的光。
11.一种图像处理设备的图像处理方法，所述图像处理设备用于从通过对对象成像获 得的图像中检测表示人的皮肤的皮肤区域，并且包括成像装置、第一照射装置、第二照射装 置和检测装置，所述方法包括以下步骤从基于所述成像装置的位置确定的第一位置和第二位置中的所述第一照射装置辐射 出具有第一波长的光；从基于所述成像装置的位置确定的第三位置和第四位置中的所述第二照射装置辐射 出具有与所述第一波长不同的第二波长的光；通过利用具有所述第一波长的光和具有所述第二波长的光照射所述对象，来利用所述 成像装置对所述对象成像；以及基于第一图像和第二图像来检测所述第一图像或所述第二图像上的皮肤区域，所述第 一图像是通过利用具有所述第一波长的光照射所述对象而执行的对所述对像的成像获得 的，所述第二图像是通过利用具有所述第二波长的光照射所述对象而执行的对所述对象的 成像获得的。
12.一种用于从通过对对象成像获得的图像中检测表示人的皮肤的皮肤区域的电子装 置，该电子装置包括成像装置，用于对所述对象成像；第一照射装置，用于从基于所述成像装置的位置确定的第一位置和第二位置辐射出具 有第一波长的光；第二照射装置，用于从基于所述成像装置的位置确定的第三位置和第四位置辐射出具 有与所述第一波长不同的第二波长的光；检测装置，用于基于第一图像和第二图像来检测所述第一图像或所述第二图像上的皮 肤区域，所述第一图像是通过利用具有所述第一波长的光照射所述对象而执行的对所述对 像的成像获得的，所述第二图像是通过利用具有所述第二波长的光照射所述对象而执行的 对所述对象的成像获得的；以及处理装置，用于执行与检测到的皮肤区域相关联的处理。
13.—种从通过对对象成像获得的图像中检测表示人的皮肤的皮肤区域的图像处理设 备，该设备包括成像单元，被配置为对所述对象成像；第一照射单元，被配置为从基于所述成像单元的位置确定的第一位置和第二位置辐射 出具有第一波长的光；第二照射单元，被配置为从基于所述成像单元的位置确定的第三位置和第四位置辐射 出具有与所述第一波长不同的第二波长的光；以及检测单元，被配置为基于第一图像和第二图像来检测所述第一图像或所述第二图像上 的皮肤区域，所述第一图像是通过利用具有所述第一波长的光照射所述对象而执行的对所 述对像的成像获得的，所述第二图像是通过利用具有所述第二波长的光照射所述对象而执行的对所述对象的成像获得的。
14. 一种从通过对对象成像获得的图像中检测表示人的皮肤的皮肤区域的电子装置， 该电子装置包括成像单元，被配置为对所述对象成像；第一照射单元，被配置为从基于所述成像单元的位置确定的第一位置和第二位置辐射 出具有第一波长的光；第二照射单元，被配置为从基于所述成像单元的位置确定的第三位置和第四位置辐射 出具有与所述第一波长不同的第二波长的光；检测单元，被配置为基于第一图像和第二图像来检测所述第一图像或所述第二图像上 的皮肤区域，所述第一图像是通过利用具有所述第一波长的光照射所述对象而执行的对所 述对像的成像获得的，所述第二图像是通过利用具有所述第二波长的光照射所述对象而执 行的对所述对象的成像获得的；以及处理单元，被配置为执行与检测到的皮肤区域相关联的处理。
全文摘要
本发明公开了图像处理设备、图像处理方法和电子装置。一种用于从通过对对象成像获得的图像中检测表示人的皮肤的皮肤区域的图像处理设备，该设备包括成像装置，用于对对象成像；第一照射装置，用于从基于成像装置的位置确定的第一位置和第二位置辐射出具有第一波长的光；第二照射装置，用于从基于成像装置的位置确定的第三位置和第四位置辐射出具有与第一波长不同的第二波长的光；以及检测装置，用于检测第一图像或第二图像上的皮肤区域，第一图像是通过利用具有第一波长的光照射对象而执行的对对像的成像获得的，第二图像是通过利用具有第二波长的光照射对象而执行的对对象的成像获得的。
文档编号G03B15/03GK101995735SQ20101025051
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月5日 优先权日2009年8月12日
发明者关根武俊, 福山宗克, 西条信广 申请人:索尼公司