專利名稱：確定具有人臉區(qū)域的影像的曝光設(shè)定的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定影像的曝光設(shè)定的裝置及方法，特別是關(guān)于呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象的影像的曝光設(shè)定的裝置及方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字影像提取裝置在提取影像時，要使影像清晰可辨，就必須要有正確的曝光設(shè)定。數(shù)字影像提取裝置的曝光設(shè)定依據(jù)測光模式(metering mode)的結(jié)果而定。矩陣測光(matrix metering)則是最常被使用的測光模式之一。矩陣測光是將數(shù)字影像提取裝置所提取的影象劃分成多個單元而形成一測光矩陣，然后分析測光矩陣中多個不同單元的光線強弱。數(shù)字影像提取裝置依據(jù)分析結(jié)果，進行測光權(quán)值的分配，獲得一測光權(quán)值矩陣。
雖然數(shù)字影像提取裝置通過測光模式可以使得所提取的景象獲得正確曝光的影像。但是，如果要提取的景象中具有人臉的存在，仍然會因為場景明暗對比過大，或是人臉所在位置的測光權(quán)值分配較低，造成一張影像中經(jīng)常為主體的人臉曝光不正確，而無法獲得一張令人們主觀上滿意的影像照片。因此，有必要針對景象中人臉位置的曝光權(quán)值做一適當?shù)恼{(diào)整，使人臉得到正確的曝光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種用于數(shù)字影像提取裝置內(nèi)的曝光設(shè)定的裝置及方法，對于呈現(xiàn)人臉區(qū)域(human face area)的景象的影像，動態(tài)調(diào)整該數(shù)字影像提取裝置的曝光設(shè)定，使人臉得到正確曝光以改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
根據(jù)本發(fā)明一種使用于一影像形成裝置(Image forming apparatus)內(nèi)的曝光設(shè)定裝置，該曝光設(shè)定裝置用以確定一將被提取的第一影像的曝光設(shè)定。該將被提取的第一影像關(guān)于一呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象(Scene)。該裝置包含，儲存模塊、影像提取模塊、曝光控制模塊、第一處理模塊、第一分析模塊、第二處理模塊以及第二分析模塊。
該儲存模塊預(yù)存多個似人臉輪廓圖案(Human-face-contour-likepattern)。該影像提取模塊用以提取該呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象，進而產(chǎn)生一第二影像。該曝光控制模塊基于該提取的第二影像產(chǎn)生一相應(yīng)于該提取的第二影像的曝光測光矩陣(Exposure metering matrix)。該第一處理模塊用以根據(jù)該提取的第二影像產(chǎn)生至少一個縮小采樣(Down-sampled)的第二影像，并且分別從該提取的第二影像以及該至少一個縮小采樣的第二影像中取出一第一信息。該第一分析模塊基于該多個似人臉輪廓圖案，分別分析該提取的第二影像以及該至少一個縮小采樣的第二影像的第一信息，進而判斷出該提取的第二影像中可能指向該景象的人臉區(qū)域的第一區(qū)域。該第二處理模塊從該提取的第二影像的第一區(qū)域取出至少一個第二信息。該第二分析模塊基于至少一個準則，分析該至少一個第二信息，進而從該提取的第二影像的第一區(qū)域中判斷出第二區(qū)域。該第二區(qū)域大致上指向該景象的人臉區(qū)域。該第二分析模塊并且根據(jù)該提取的第二影像的第二區(qū)域，確定該曝光測光矩陣中指向該景象的人臉區(qū)域的特定單元。
該曝光控制模塊加重該特定單元的權(quán)值，進而調(diào)整該曝光測光矩陣，該曝光控制模塊并且根據(jù)該調(diào)整的曝光測光矩陣，以確定該將被提取的第一影像的曝光設(shè)定，并且控制該影像提取模塊依據(jù)該曝光設(shè)定提取該第一影像。
因此本發(fā)明的曝光設(shè)定裝置及方法，可使數(shù)字影像提取裝置對于呈現(xiàn)人臉區(qū)域(human face area)的景象的影像，動態(tài)調(diào)整該數(shù)字影像提取裝置的曝光設(shè)定，使景象中人臉位置得到正確的曝光。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附附圖得到進一步的了解。


圖1為本發(fā)明使用于一影像形成裝置的曝光設(shè)定裝置的功能方塊圖。
圖2為圖1中儲存模塊預(yù)存的多個似人臉輪廓圖案的示意圖。
圖3為圖1中第一處理模塊所產(chǎn)生的兩個縮小采樣的第二影像的示意圖。
圖4為圖3中第二影像的第二區(qū)域示意圖。
圖5為本發(fā)明確定景象中關(guān)于呈現(xiàn)人臉區(qū)域的影像的曝光設(shè)定方法的流程圖。
具體實施例方式
首先對本發(fā)明中的圖示標號進行說明，其中，10曝光設(shè)定裝置；11景象；12儲存模塊；13第一影像；14影像提取模塊；16曝光控制模塊；18第一處理模塊；20第一分析模塊；22第二處理模塊；24第二分析模塊；26、26a、26b、26c、26d似人臉輪廓圖案；28第二影像；30曝光測光矩陣；32、32a、32b縮小采樣的第二影像；34、34a、34b、34c第一信息；36、36a、36b、36c、36d第一區(qū)域；38第二信息；40、40a、40b第二區(qū)域；42調(diào)整的曝光測光矩陣；44控制信號。
請參閱圖1及圖2，圖1為本發(fā)明使用于一影像形成裝置的曝光設(shè)定裝置10的功能方塊圖。圖2為圖1中儲存模塊12預(yù)存的多個似人臉輪廓圖案26的示意圖。本發(fā)明的曝光設(shè)定裝置10用以確定一將被提取的第一影像13的曝光設(shè)定，該將被提取的第一影像13關(guān)于一呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象11(Scene)。曝光設(shè)定裝置10包含一儲存模塊12、一影像提取模塊14、一曝光控制模塊16、一第一處理模塊18、一第一分析模塊20、一第二處理模塊22以及一第二分析模塊24。
儲存模塊12預(yù)存多個似人臉輪廓圖案26，其中似人臉輪廓圖案26的儲存格式為二進制的二維矩陣，「1」代表人臉輪廓(即圖二中所示的黑線部分)，「0」則代表非人臉輪廓。并且將似人臉輪廓圖案26輸入第一分析模塊20。在圖2所示的實例中，則預(yù)存四個似人臉輪廓圖案26a、26b、26c、26d。影像提取模塊14用以提取該呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象11，進而產(chǎn)生一第二影像28。曝光控制模塊16基于提取的第二影像28產(chǎn)生一相應(yīng)于提取的第二影像28的曝光測光矩陣30(Exposure metering matrix)。
第一處理模塊18用以根據(jù)提取的第二影像28產(chǎn)生至少一個縮小采樣的第二影像32，并且分別從提取的第二影像28以及至少一個縮小采樣的第二影像32中取出一第一信息34。
第一分析模塊20基于多個似人臉輪廓圖案26a、26b、26c、26d，分別分析提取的第二影像28以及至少一個縮小采樣的第二影像32的第一信息34，進而判斷出提取的第二影像28中可能指向景象11中人臉區(qū)域的第一區(qū)域36。
第二處理模塊22從提取的第二影像28的第一區(qū)域36取出至少一個第二信息38。
第二分析模塊24基于至少一個準則，分析至少一個第二信息38，進而從提取的第二影像28的第一區(qū)域36中判斷出第二區(qū)域40，第二區(qū)域40大致上指向景象11中人臉區(qū)域，第二分析模塊24并且根據(jù)提取的第二影像28的第二區(qū)域40，確定曝光測光矩陣30中指向景象11中人臉區(qū)域的特定單元。
曝光控制模塊16加重該特定單元的權(quán)值，進而調(diào)整曝光測光矩陣30。曝光控制模塊16并且根據(jù)調(diào)整的曝光測光矩陣42，以確定將被提取的第一影像13的曝光設(shè)定。并且曝光控制模塊16輸出一控制信號44以控制影像提取模塊14依據(jù)此曝光設(shè)定提取該第一影像13。
請參閱圖3，圖3為圖1中第一處理模塊18所產(chǎn)生的兩個縮小采樣的第二影像32a、32b的示意圖。在圖3所示的實例中，第二影像28經(jīng)第一處理模塊18運算后，產(chǎn)生兩個縮小采樣的第二影像32a、32b。
請參閱圖3，第一處理模塊18從第二影像28以及兩個縮小采樣的第二影像32a、32b取出Y(亮度)數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過高頻濾波器(High-pass Filter)提取影像輪廓數(shù)據(jù)并二元化處理后，會產(chǎn)生如圖3所示的「0」與「1」分布的第一信息34a、34b、34c，「1」代表影像中物體輪廓的位置，「0」則代表非物體輪廓的位置。
如圖2及圖3所示，第一分析模塊20根據(jù)多個似人臉輪廓圖案26a、26b、26c、26d，分別分析提取的第二影像28以及兩個縮小采樣的第二影像32a、32b的第一信息34a、34b、34c。由于物體與背景的邊界區(qū)域亮度對比較為強烈的緣故，因此物體與背景的邊界區(qū)域在第一信息34a、34b、34c中會產(chǎn)生如圖3所示的「0」與「1」的交界區(qū)域，根據(jù)此交界區(qū)域的形狀與由儲存模塊12輸入的多個似人臉輪廓圖案26a、26b、26c、26d作比較，而判斷出提取的第二影像28中可能指向景象11中人臉區(qū)域的第一區(qū)域36a、36b、36c、36d。
此外，第二處理模塊22則從提取的第二影像28的第一區(qū)域36a、36b、36c、36d中取出Cb(藍色差)及Cr(紅色差)的數(shù)據(jù)，而產(chǎn)生第二信息38。
請參閱圖4，圖4為圖3中第二影像28的第二區(qū)域40示意圖。當?shù)诙畔?8產(chǎn)生后，第二分析模塊24基于該準則，分析第二信息38，進而從提取的第二影像28的第一區(qū)域36a、36b、36c、36d中判斷出第二區(qū)域40a、40b。該準則在于判定第二影像28中的第一區(qū)域36a、36b、36c、36d的顏色是否接近于人臉的膚色。該準則定義如下-33≤Cb≤-13；19≤Cr≤39圖3及圖4的實施例中，關(guān)于呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象11(Scene)包含二個人臉區(qū)域及二個氣球區(qū)域。第二分析模塊24基于上述準則，從提取的第二影像28的第一區(qū)域36a、36b、36c、36d中判斷出第二區(qū)域40a、40b。第二區(qū)域40a、40b大致上指向景象11中人臉區(qū)域。而圖4中左側(cè)的兩個大致上指向景象11的氣球的第一區(qū)域36c、36d，由于其不符合判定的準則，因此不會被判定為第二區(qū)域40。第二分析模塊24并且根據(jù)提取的第二影像28的第二區(qū)域40a、40b，確定曝光測光矩陣30中指向景象11中人臉區(qū)域的特定單元。
因此，曝光控制模塊16通過加重由第二分析模塊24所確定的曝光測光矩陣30中指向景象11中人臉區(qū)域的特定單元的權(quán)值，進而調(diào)整曝光測光矩陣30。曝光控制模塊16并且根據(jù)調(diào)整的曝光測光矩陣42，以確定該將被提取的第一影像13的曝光設(shè)定，并且輸出控制信號44以控制影像提取模塊14依據(jù)曝光控制模塊16輸出的曝光設(shè)定提取第一影像13。
請參閱圖5，圖5為本發(fā)明確定景象11中關(guān)于呈現(xiàn)人臉區(qū)域的影像的曝光設(shè)定方法的流程圖。以下將詳述應(yīng)用于圖1的本發(fā)明曝光設(shè)定裝置10的設(shè)定方法。本發(fā)明曝光設(shè)定方法包含下列步驟S50基于一預(yù)定邏輯，確定該將被提取的第一影像13的曝光測光矩陣30。
S52提取關(guān)于景象11的一第二影像28，并且基于提取的第二影像28產(chǎn)生至少一個縮小采樣的第二影像32。
S54分別從提取的第二影像28以及至少一個縮小采樣的第二影像32中取出Y(亮度)數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過高頻濾波器提取影像輪廓數(shù)據(jù)及二元化處理后產(chǎn)生一第一信息34。
S56基于多個似人臉輪廓圖案26，分別分析提取的第二影像28以及至少一個縮小采樣的第二影像32的第一信息34，進而判斷出提取的第二影像28中可能指向景象11中人臉區(qū)域的第一區(qū)域36。
S58從提取的第二影像28的第一區(qū)域36取出Cb(藍色差)及Cr(紅色差)的數(shù)據(jù)，而產(chǎn)生一第二信息38。
S60基于下列方程式所示的準則，分析提取的第二影像28的至少一個第二信息38，進而從提取的第二影像28的第一區(qū)域36中判斷出第二區(qū)域40，第二區(qū)域40系大致上指向景象11中人臉區(qū)域。有關(guān)該準則的方程式如下-33≤Cb≤-13；19≤Cr≤39S62根據(jù)提取的第二影像28的第二區(qū)域40，確定曝光測光矩陣30中指向景象11中人臉區(qū)域的特定單元。
S64加重該特定單元的權(quán)值，進而調(diào)整曝光測光矩陣30。
S66根據(jù)調(diào)整的曝光測光矩陣42，確定該將被提取的第一影像13的曝光設(shè)定。
因此，根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)定裝置10及方法，數(shù)字影像提取裝置即可對于呈現(xiàn)人臉區(qū)域(human face area)的景象11的影像，動態(tài)調(diào)整該數(shù)字影像提取裝置的曝光設(shè)定，使景象11中人臉位置得到正確的曝光。
通過以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所公開的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排在本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用于影像形成裝置內(nèi)的曝光設(shè)定裝置，該曝光設(shè)定裝置用以確定將被提取的第一影像的曝光設(shè)定，該第一影像關(guān)于一呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象，該曝光設(shè)定裝置包含一儲存模塊，預(yù)存多個似人臉輪廓圖案；一影像提取模塊，用以提取該呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象，進而產(chǎn)生一第二影像；一曝光控制模塊，基于該提取的第二影像產(chǎn)生一相應(yīng)于該提取的第二影像的曝光測光矩陣；一第一處理模塊，用以根據(jù)該提取的第二影像產(chǎn)生至少一個縮小采樣的第二影像，并且分別從該提取的第二影像以及該至少一個縮小采樣的第二影像中取出一第一信息；一第一分析模塊，基于該多個似人臉輪廓圖案，分別分析該提取的第二影像以及該至少一個縮小采樣的第二影像的第一信息，進而判斷出該提取的第二影像中可能指向該景象的人臉區(qū)域的第一區(qū)域；一第二處理模塊，從該提取的第二影像的第一區(qū)域取出至少一個第二信息；以及一第二分析模塊，基于至少一個準則，分析該至少一個第二信息，進而從該提取的第二影像的第一區(qū)域中判斷出第二區(qū)域，該第二區(qū)域大致上指向該景象的人臉區(qū)域，該第二分析模塊并且根據(jù)該提取的第二影像的第二區(qū)域，確定該曝光測光矩陣中指向該景象的人臉區(qū)域的特定單元，其中，該曝光控制模塊加重該特定單元的權(quán)值，進而調(diào)整該曝光測光矩陣，該曝光控制模塊并且根據(jù)該調(diào)整的曝光測光矩陣，以確定該將被提取的第一影像的曝光設(shè)定，并且控制該影像提取模塊依據(jù)該曝光設(shè)定提取該第一影像。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該提取的第二影像以及該至少一個縮小采樣的第二影像的第一信息是從中取出的Y(亮度)數(shù)據(jù)并且經(jīng)過高頻濾波器提取影像輪廓數(shù)據(jù)及二元化處理。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中該提取的第二影像的至少一個第二信息包含從中取出的Cb(藍色差)數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中該至少一個準則包含一準則，其定義如下-33≤Cb≤-13。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中該提取的第二影像的至少一個第二信息包含從中取出的Cr(紅色差)數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中該至少一個準則包含一準則，其定義如下19≤Cr≤39。
7.一種用以確定將被提取的第一影像的曝光設(shè)定的方法，該將被提取的第一影像關(guān)于一呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象，該方法包含下列步驟提供多個似人臉輪廓圖案；基于一預(yù)定邏輯，確定該將被提取的第一影像的一曝光測光矩陣；提取關(guān)于該景象的一第二影像，并且基于該提取的第二影像產(chǎn)生至少一個縮小采樣的第二影像；分別從該提取的第二影像以及該至少一個縮小采樣的第二影像中取出一第一信息；基于該多個似人臉輪廓圖案，分別分析該提取的第二影像以及該至少一個縮小采樣的第二影像的第一信息，進而判斷出該提取的第二影像中可能指向該景象的人臉區(qū)域的第一區(qū)域；從該提取的第二影像的第一區(qū)域取出至少一個第二信息；基于至少一個準則，分析該提取的第二影像的至少一個第二信息，進而從該提取的第二影像的第一區(qū)域中判斷出第二區(qū)域，該第二區(qū)域大致上指向該景象的人臉區(qū)域；根據(jù)該提取的第二影像的第二區(qū)域，確定該曝光測光矩陣中指向該景象的人臉區(qū)域的特定單元；加重該特定單元的權(quán)值，進而調(diào)整該曝光測光矩陣；以及根據(jù)該經(jīng)調(diào)整過的曝光測光矩陣，確定該將被提取的第一影像的曝光設(shè)定。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該提取的第二影像以及該至少一個縮小采樣的第二影像的第一信息是從中取出的Y(亮度)數(shù)據(jù)并且經(jīng)過高頻濾波器提取影像輪廓數(shù)據(jù)及二元化處理。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該提取的第二影像的至少一個第二信息包含從中取出的Cb(藍色差)數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該至少一個準則包含一準則，其定義如下-33≤Cb≤-13。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該提取的第二影像的至少一個第二信息包含從中取出的Cr(紅色差)數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該至少一個準則包含一準則，定義如下19≤Cr≤39。
全文摘要
本發(fā)明提供一種確定將被提取的影像的曝光設(shè)定，該影像關(guān)于一呈現(xiàn)人臉區(qū)域的景象。多個似人臉輪廓圖案事先提供?；谝粶蕜t判斷出大致上指向該景象的人臉區(qū)域。判斷關(guān)于該影像的一曝光測光矩陣中指向該景象的人臉區(qū)域的特定單元，并且加重該特定單元的權(quán)值，進而調(diào)整該曝光測光矩陣。根據(jù)該經(jīng)調(diào)整過的曝光測光矩陣，確定該影像的曝光設(shè)定。
文檔編號G06T7/60GK1567373SQ03148910
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者吳木杏, 蔡朝鏈, 蔡宏奇 申請人:明基電通股份有限公司