CN102036008A - 特定人物自动对焦***及方法 - Google Patents

Abstract

一种特定人物自动对焦***，包括一数据库、一人脸侦测部以及一人脸辨识部，该数据库中储存有多数种族群的人脸图像，而同一族群的人脸图像具有接近的特征向量，并于该些族群中设定一优先对焦对象；该人脸侦测部侦测出人脸图像，而该人脸辨识部计算该些侦测到的人脸图像的特征向量且与该优先对焦对象的特征向量作比对，找出与该优先对焦对象的特征向量最接近的人脸图像作优先对焦；本发明另提供特定人物自动对焦方法。由此，提升自动对焦的方便性，进而提高拍摄的成功率。

Description

特定人物自动对焦***及方法

技术领域

本发明涉及一种图像撷取装置的自动对焦***及方法，尤指一种可针对拍摄画面内的特定人物作优先对焦的***及方法。

背景技术

现有的图像撷取设备种类繁多，例如数字相机、摄影机或手机内建摄影机等，而每一种图像撷取设备都采用各自不同的对焦技术，而目前公知的对焦技术中，较为先进的对焦技术为人脸对焦模式。关于人脸对焦模式的技术，简单的说是对于画面中的图像进行全面扫瞄，当画面出现人脸，则会对人脸进行对焦。早期的人脸对焦技术是找出与镜头距离最近的人脸作优先对焦，而后较为进步的人脸对焦技术是采用最远距离人脸与最近距离人脸的平均距离位置作优先对焦位置，所以只要距离优先对焦位置越接近的人脸会被拍摄的越清晰。然而采用目前公知的人脸自动对焦模式作拍摄时，每一次都必须劳动被拍摄者挪动至适当位置，所以实在很不方便，而且被拍摄者如果在拍摄过程中不小心移动了位置而远离优先对焦位置，就无法被拍摄的很清晰，由此可知，目前的人脸对焦模式仍有使用上的麻烦之处以及拍摄失败的风险。

于是，本发明人有感于上述缺陷的可改善，乃潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的为提供一种特定人物自动对焦***及方法，使得对焦作业更加方便，也提升了拍摄的成功率。

为了达到上述的目的，本发明提供一种特定人物自动对焦***，包括：一数据库，该数据库内储存有多数种族群的人脸图像，属于同一族群的人脸图像具有接近的特征向量，属于不同族群的人脸图像具有不同的特征向量，该数据库用以提供使用者挑选其中一该族群作为一优先对焦对象；一人脸侦测部，该人脸侦测部用以侦测出该些人脸图像；一人脸辨识部，该人脸辨识部电性连接于该人脸侦测部以及该数据库，该人脸辨识部用以计算该些人脸图像的特征向量以及找出与该优先对焦对象具有接近特征向量的至少一该人脸图像；以及一对焦执行部，该对焦执行部电性连接于该人脸辨识部，该对焦执行部用以对该人脸辨识部找出的与该优先对焦对象具有接近特征向量的人脸图像以进行优先对焦。

本发明另提供一种特定人物自动对焦方法，其步骤包括：建立一具有多种族群的人脸图像的数据库，属于同一族群的人脸图像具有接近的特征向量，属于不同族群的人脸图像具有不同的特征向量；挑选其中一个族群于拍照过程中做为一优先对焦对象；侦测画面内的人脸图像；计算该些侦测到的人脸图像的特征向量；比对侦测到的人脸图像与优先对焦对象的特征向量而找出与该优先对焦对象具有接近特征向量的人脸图像；以及针对找到的与该优先对焦对象具有接近特征向量的人脸图像作优先对焦。

本发明具有以下有益的效果：当使用者需要拍摄具有主题特征的照片时，主题特征例如美女、帅哥或小孩，只要将数据库中符合主题特征的人脸设定为优先对焦对象，对焦执行部便可自动对画面中符合主题特征的人脸作优先对焦，而不需每一次拍摄时都需劳动被拍摄者挪动至适当位置，即可完成对焦动作，所以操作上更加方便，也可避免主题人物在拍摄时因为移动位置所造成的拍摄失误，进而提高拍摄的成功率。

附图说明

图1为本发明特定人物自动对焦***的方块图；

图2为本发明人脸辨识部的方块图；

图3为本发明特定人物自动对焦方法的流程图；

图4为本发明建立数据库图像数据的方法流程图；

图5为本发明特定人物自动对焦方法的拍摄实施例的示意图(一)；

图6为本发明特定人物自动对焦方法的拍摄实施例的示意图(二)。

【主要元件附图标记说明】

人脸侦测部1

人脸辨识部2

特征向量计算部21

族群分类部22

特征向量比对部23

数据库3

对焦执行部4

拍摄画面5

男人51

女人52

老人53

小孩54

胖子55

对焦框56

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种特定人物自动对焦***，包括一人脸侦测部1、一人脸辨识部2、一数据库3以及一对焦执行部4，其中该人脸侦测部1电性连接于该人脸辨识部2，该人脸辨识部2电耦接于该数据库3以及该对焦执行部4。

该人脸侦测部1可采用已预先学习了多数张人脸图像以及非人脸图像的类神经网络或是采用已预先学习了多数张人脸图像以及非人脸图像的向量支撑机(Vector Support Machine)，该人脸侦测部1负责从多笔输入的图像数据中侦测出人脸部位的图像。

如图2所示，该人脸辨识部2包含一特征向量计算部21、一族群分类部22以及一特征向量比对部23，其中该族群分类部22以及特征向量比对部23分别电性连接于该特征向量计算部21。该特征向量计算部21电性连接于该人脸侦测部1，该特征向量计算部21针对该人脸侦测部1所侦测出的人脸图像去计算出每一人脸图像的特征向量(Eigen Vector)，而特征向量代表人脸的特征，例如大众认为属于美女的脸，都会有一些代表性的特征，例如五官的比例或是脸部的面积等，而这些特征采用向量表示。该族群分类部22则将具有接近特征向量的人脸图像去分类为同一族群，所谓的族群可用性别作区分，例如女生和男生，或者以年龄作区分，例如老人、青年及小孩，或是以胖瘦及美丑来区分，亦或者以家人相似的脸孔作为区分。由于不同族群的脸部特征会有所差异，所以属于不同族群的人脸图像，其特征向量也会不相同，而属于同一族群的人脸图像则具有接近的特征向量。由于该族群分类部22电性连接于该数据库3，所以经过族群分类部22分类好的人脸图像会储存至该数据库3中，使得该数据库3中储存有多数种族群的人脸图像而可提供使用者从数据库3中挑选一个族群作为默认的优先对焦对象。

该特征向量比对部23负责比对人脸图像的特征向量，而该特征向量比对部23电性连接于该数据库3以及该对焦执行部4，所以每一次人脸侦测部1侦测到外界的人脸图像，都可透过特征向量比对部23将数据库3中已储存的人脸图像与人脸侦测部1于外界侦测到新的人脸图像进行特征向量的比对，进而找出与默认的优先对焦对象具有极接近特征向量的人脸图像。当该特征向量比对部23比对多张人脸图像而找出与默认的优先对焦对象具有接近的特征向量的至少一人脸图像后，该特征向量比对部23则会发送信号告知该对焦执行部4，该对焦执行部4接收到信号后则针对该特征向量比对部23找到的与预设的优先对焦对象具有极接近特征向量的人脸图像进行优先对焦。

如图3所示，本发明提供一种特定人物自动对焦方法，其执行步骤包括S101～S106。

S101：使用者自行建立一具有多种族群的人脸图像的数据库3，不同族群的人脸图像的特征向量会不相同，而同一族群的人脸图像具有极接近的特征向量。

S102：使用者于储存有多数种族群的数据库3中挑选其中一个族群于拍照过程中做为一默认的优先对焦对象，所谓优先对焦对象表示画面中符合此次拍照主题特征的人物，主题特征例如美女、帅哥或小孩等。

S103：透过人脸侦测部1侦测拍照画面内的人脸图像，其侦测的方式可采用移动物体侦测及边缘(edge)图像侦测来找出人脸的轮廓，可采用肤色侦测演算法侦测出人脸的位置，可采用轮廓侦测来分类脸部的器官。

S104：透过特征向量计算部21计算出该些经由人脸侦测部1侦测到的人脸图像的特征向量，而特征向量即代表脸部特征。

S105：透过特征向量比对部23比对侦测到的人脸图像与预设的优先对焦对象的特征向量而找出与该优先对焦对象具有极接近特征向量的人脸图像。

S106：该对焦执行部4针对特征向量比对部23找到的与该优先对焦对象具有接近特征向量的人脸图像作优先对焦。

如图4所示，关于使用者如何建立该数据库3的方式包含下列步骤。

S201：使用者可经由各种平面媒体或网络，撷取多笔具有人脸的图像数据，并将该些具有人脸的图像数据输入至人脸侦测部1；

S202：透过人脸侦测部1从该些图像数据中侦测出人脸部位的图像；

S203：透过特征向量计算部21计算出该些侦测到的人脸图像的特征向量；以及

S204：透过族群分类部22将该些侦测到的人脸图像中具有接近特征向量者分类为同一族群，而最后建立出具有多数种族群的人脸图像的数据库3。

如图5所示，为采用本发明特定人物自动对焦方法进行实际拍摄的实施例，拍摄画面5中具有五个脸部具有不同特征的族群，分别为男人51、女人52、老人53、小孩54及胖子55，此实施例预设的优先对焦对象为女人52，所以即使女人52的脸是距离镜头最远的人脸，对焦框56依然可对准女人52而优先对女人52的脸部作自动对焦。

如图6所示，为采用本发明特定人物自动对焦方法进行实际拍摄的另一实施例，拍摄画面5中亦具有五个不同族群，分别为男人51、女人52、老人53、小孩54、胖子55，此实施例默认的优先对焦对象改为男人51，即使男人51的脸是距离镜头最远的人脸，对焦框56依然对准男人51而优先对男人51的脸部作自动对焦。

本发明特定人物自动对焦***及方法，具有下列优点：

1、当使用者需要拍摄具有主题特征的照片时，只要将数据库3中符合主题特征的人脸图像设定为优先对焦对象，对焦执行部4便会自动对画面中符合主题特征的人脸作优先对焦，而不需每一次拍摄时都需劳动被拍摄者挪动位置，所以操作上更加方便。

2、在进行拍摄时，即使主题人物在拍摄时移动位置，也不会改变默认对焦的优先级，相对提高拍摄的成功率。

以上所述，仅为本发明其中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的权利要求保护范围，即凡按照本发明权利要求保护范围所做的均等变化与修改，皆为本发明权利要求范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种特定人物自动对焦***，其特征在于，包括：

一数据库，该数据库内储存有多数种族群的人脸图像，属于同一族群的人脸图像具有接近的特征向量，属于不同族群的人脸图像具有不同的特征向量，该数据库用以提供使用者挑选其中一该族群作为一优先对焦对象；

一人脸侦测部，该人脸侦测部用以侦测出该些人脸图像；

一人脸辨识部，该人脸辨识部电性连接于该人脸侦测部以及该数据库，该人脸辨识部用以计算该些人脸图像的特征向量以及找出与该优先对焦对象具有接近特征向量的至少一该人脸图像；以及

一对焦执行部，该对焦执行部电性连接于该人脸辨识部，该对焦执行部用以对该人脸辨识部找出与该优先对焦对象具有接近特征向量的人脸图像以进行优先对焦。

2.如权利要求1所述的特定人物自动对焦***，其特征在于，该人脸侦测部为预先学习了多数张人脸图像以及非人脸图像的类神经网络。

3.如权利要求1所述的特定人物自动对焦***，其特征在于，该人脸侦测部为预先学习了多数张人脸图像以及非人脸图像的向量支撑机。

4.如权利要求1所述的特定人物自动对焦***，其特征在于，该人脸辨识部包含一特征向量计算部以及一族群分类部，该特征向量计算部用以计算人脸图像的特征向量，该族群分类部与该特征向量计算部以及该数据库作电性连接，该族群分类部用以将具有接近特征向量的人脸图像分类为同一族群。

5.如权利要求4所述的特定人物自动对焦***，其特征在于，该人脸辨识部更包含一特征向量比对部，该特征向量比对部电性连接于该特征向量计算部、该对焦执行部以及该数据库，该特征向量比对部用以比对及找出与该优先对焦对象具有接近特征向量的人脸图像。

6.一种特定人物自动对焦方法，其特征在于，步骤包括：

建立一具有多种族群的人脸图像的数据库，属于同一族群的人脸图像具有接近的特征向量，属于不同族群的人脸图像具有不同的特征向量；

挑选其中一个族群于拍照过程中做为一优先对焦对象；

侦测拍照画面内的人脸图像；

计算该些侦测到的人脸图像的特征向量；

比对侦测到的人脸图像与优先对焦对象的特征向量而找出与该优先对焦对象具有接近特征向量的人脸图像；以及

针对找到的与该优先对焦对象具有接近特征向量的人脸图像作优先对焦。

7.如权利要求6所述的特定人物自动对焦方法，其特征在于，建立该数据库的步骤包含：

输入多笔图像数据；

由该些输入的图像数据中侦测出人脸部位的图像；

计算该些侦测到的人脸图像的特征向量；以及

将该些侦测到的人脸图像中具有接近特征向量者分类为同一族群。

8.如权利要求6所述的特定人物自动对焦方法，其特征在于，该侦测人脸图像的步骤采用移动物体侦测及边缘图像侦测来找出人脸的轮廓。

9.如权利要求6所述的特定人物自动对焦方法，其特征在于，该侦测人脸图像的步骤采用肤色侦测算法来侦测出人脸的位置。

10.如权利要求6所述的特定人物自动对焦方法，其特征在于，该侦测人脸图像的步骤采用轮廓侦测来分类脸部的器官。

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