JP2001145613A - 距離計測機能付きカメラ装置 - Google Patents

距離計測機能付きカメラ装置

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JP2001145613A
JP2001145613A JP33113099A JP33113099A JP2001145613A JP 2001145613 A JP2001145613 A JP 2001145613A JP 33113099 A JP33113099 A JP 33113099A JP 33113099 A JP33113099 A JP 33113099A JP 2001145613 A JP2001145613 A JP 2001145613A
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max
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camera
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JP33113099A
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English (en)
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Akihiro Fujii
明宏 藤井
Akitoshi Tsukamoto
明利 塚本
Takahiro Watanabe
孝弘 渡辺
Yasuhiro Chiyou
康宏 頂
晃二 ▲高▼木
Koji Takagi
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １台のカメラ部による撮影画像に基づいてカ
メラ部から虹彩までの距離を計測することができる距離
計測機能付きカメラ装置を提供する。 【解決手段】 人間の顔を撮影するためのＡＦカメラ部
１と、このＡＦカメラ部１から出力された画像信号に基
づく顔画像情報を一時記憶する画像記憶部２と、上記顔
画像情報に基づいて顔画像中における眼の位置を検出
し、眼位置情報を出力する眼位置検出部３と、上記眼位
置情報及び上記顔画像情報に基づいて眼の虹彩径を計測
する虹彩径計測部４と、計測された虹彩径と実空間上に
おけるカメラ部から虹彩までの距離との対応関係情報を
持つ記憶部６と、上記虹彩径及び上記対応関係情報に基
づいて実空間上におけるＡＦカメラ部１から虹彩までの
距離を計測するカメラ距離出力部５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、虹彩によ
る個人識別装置において人間の顔を撮影し、カメラ部か
ら虹彩までの距離を計測するために使用される距離計測
機能付きカメラ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カメラ部（撮像素子）により撮影した人
間の顔の画像に基づいてカメラ部から被写体までの距離
を計測する装置としては、例えば、特開昭６０−１６８
３０３号公報及び特開昭６０−１６８３０４号公報に開
示されたものがある。これらの公報に開示された装置に
おいては、２台のカメラ部から得られた眼や鼻などの特
徴点の位置の差を利用してカメラ部から被写体までの距
離を計測していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の方法においては、距離計測のために２台
のカメラ部を必要としたので、装置の価格が高くなると
いう問題があった。
【０００４】そこで、本発明は上記したような従来技術
の課題を解決するためになされたものであり、その目的
とするところは、１台のカメラ部による撮影画像に基づ
いてカメラ部から虹彩までの距離を計測することができ
る距離計測機能付きカメラ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る距離計測機
能付きカメラ装置は、人間の顔を撮影するためのカメラ
部と、上記カメラ部から出力された画像信号に基づく顔
画像情報を一時記憶する画像記憶部と、上記顔画像情報
に基づいて顔画像中における眼の位置を検出し、眼位置
情報を出力する眼位置検出部と、上記眼位置情報及び上
記顔画像情報に基づいて眼の虹彩径を計測する虹彩径計
測部と、上記虹彩径計測部により計測された虹彩径と実
空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離との対応関
係情報を持ち、上記虹彩径及び上記対応関係情報に基づ
いて実空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離を計
測する距離計測部とを有することを特徴としている。
【０００６】また、本発明に係る距離計測機能付きカメ
ラ装置は、個人識別情報を入力する入力部を有し、上記
距離計測部が、予め登録された複数の人間について虹彩
径と実空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離との
対応関係情報を持ち、上記距離計測部が、上記入力部か
ら入力された個人識別情報に応じて選択された上記対応
関係情報に基づいて実空間上におけるカメラ部から虹彩
までの距離を計測するように構成することもできる。ま
た、上記距離計測部に上記入力部から入力された個人識
別情報に応じて選択されるべき上記対応関係情報が存在
しない場合には、予め記憶された既定の対応関係情報に
基づいて実空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離
を計測するように構成してもよい。
【０００７】また、上記虹彩径計測部における虹彩径の
計測を、上記眼位置検出部が出力する眼位置座標
（ｘ0，ｙ0）を中心とする半径ｒの第一の円の円周上の
画素の平均輝度値Ｃａ（ｒ）と半径ｒ＋αの第二の円
（ここで、αは正の定数である。）の円周上の画素の平
均輝度値Ｃｂ（ｒ）を求める処理を、ＭＩＮ_ｒ≦ｒ≦
ＭＡＸ_ｒ（ここで、ＭＩＮ_ｒは、虹彩径計測処理にお
けるｒの下限値であり、ＭＡＸ_ｒは、虹彩径計測処理
におけるｒの上限値である。）を満たす複数の値の半径
ｒについて実行し、Ｃｂ（ｒ）−Ｃａ（ｒ）が最大値に
なるときのｒの値を虹彩径として出力することによって
行わせてもよい。
【０００８】また、上記虹彩径計測部における虹彩径の
計測を、上記眼位置検出部が出力する眼位置座標
（ｘ0，ｙ0）を中心とする半径ｒの第一の円の円周上の
画素の平均輝度値Ｃａ（ｒ）と半径ｒ＋αの第二の円
（ここで、αは正の定数である。）の円周上の画素の平
均輝度値Ｃｂ（ｒ）を求める処理を、ＭＩＮ_ｒ≦ｒ≦
ＭＡＸ_ｒ（ここで、ＭＩＮ_ｒは、虹彩径計測処理にお
けるｒの下限値であり、ＭＡＸ_ｒは、虹彩径計測処理
におけるｒの上限値である。）を満たし、ＭＩＮ_Ｐi≦
Ｐ i≦ＭＡＸ_Ｐi（ここで、Ｐiは、第一の円の内側の所
定の領域における平均輝度値であり、ＭＩＮ_Ｐiは、虹
彩の輝度の下限値に相当するＰiの下限値であり、ＭＡ
Ｘ_Ｐiは、虹彩の輝度の上限値に相当するＰiの上限値
である。）及びＭＩＮ_Ｐo≦Ｐo≦ＭＡＸ_Ｐo（ここ
で、Ｐoは、第一の円の外側の所定の領域における平均
輝度値であり、ＭＩＮ_Ｐoは、Ｐoの下限値であり、Ｍ
ＡＸ_Ｐoは、Ｐoの上限値である。）を満たす複数の値
の半径ｒについて実行し、Ｃｂ（ｒ）−Ｃａ（ｒ）が最
大値になるときのｒの値を虹彩径として出力することに
よって行わせてもよい。
【０００９】また、上記眼位置検出部が出力する眼位置
座標が（ｘ0，ｙ0）であり、ｘが、ｘ0−ＭＡＸ_Ｘ≦ｘ
≦ｘ0＋ＭＡＸ_Ｘ（ここで、ＭＡＸ_Ｘは、正の定数で
ある。）を満たす複数の値であり、ｙが、ｙ0−ＭＡＸ_
Ｙ≦ｙ≦ｙ0＋ＭＡＸ_Ｙ（ここで、ＭＡＸ_Ｙは、正の
定数である。）を満たす複数の値であるときに、上記虹
彩径計測部における虹彩径の計測が、座標（ｘ，ｙ）を
中心とする半径ｒの第一の円の円周上の画素の平均輝度
値Ｃａ（ｘ，ｙ，ｒ）と半径ｒ＋αの第二の円（ここ
で、αは正の定数である。）の円周上の画素の平均輝度
値Ｃｂ（ｘ，ｙ，ｒ）を求める処理を、ＭＩＮ_ｒ≦ｒ
≦ＭＡＸ_ｒ（ここで、ＭＩＮ_ｒは、虹彩径計測処理に
おけるｒの下限値であり、ＭＡＸ_ｒは、虹彩径計測処
理におけるｒの上限値である。）を満たす複数の値の半
径ｒについて実行し、Ｃｂ（ｘ，ｙ，ｒ）−Ｃａ（ｘ，
ｙ，ｒ）が最大値になるときのｒの値を虹彩径として出
力することによって行わせてもよい。
【００１０】また、上記眼位置検出部が出力する眼位置
座標が（ｘ0，ｙ0）であり、ｘが、ｘ0−ＭＡＸ_Ｘ≦ｘ
≦ｘ0＋ＭＡＸ_Ｘ（ここで、ＭＡＸ_Ｘは、正の定数で
ある。）を満たす複数の値であり、ｙが、ｙ0−ＭＡＸ_
Ｙ≦ｙ≦ｙ0＋ＭＡＸ_Ｙ（ここで、ＭＡＸ_Ｙは、正の
定数である。）を満たす複数の値であるときに、上記虹
彩径計測部における虹彩径の計測を、座標（ｘ，ｙ）を
中心とする半径ｒの第一の円の円周上の画素の平均輝度
値Ｃａ（ｘ，ｙ，ｒ）と半径ｒ＋αの第二の円（ここ
で、αは正の定数である。）の円周上の画素の平均輝度
値Ｃｂ（ｘ，ｙ，ｒ）を求める処理を、ＭＩＮ_ｒ≦ｒ
≦ＭＡＸ_ｒ（ここで、ＭＩＮ_ｒは、虹彩径計測処理に
おけるｒの下限値であり、ＭＡＸ_ｒは、虹彩径計測処
理におけるｒの上限値である。）を満たし、ＭＩＮ_Ｐi
≦Ｐi≦ＭＡＸ_Ｐi（ここで、Ｐiは、第一の円の内側の
所定の領域における平均輝度値であり、ＭＩＮ_Ｐiは、
虹彩の輝度の下限値に相当するＰiの下限値であり、Ｍ
ＡＸ_Ｐiは、虹彩の輝度の上限値に相当するＰiの上限
値である。）及びＭＩＮ_Ｐo≦Ｐo≦ＭＡＸ_Ｐo（ここ
で、Ｐoは、第一の円の外側の所定の領域における平均
輝度値であり、ＭＩＮ_Ｐ oは、Ｐoの下限値であり、Ｍ
ＡＸ_Ｐoは、Ｐoの上限値である。）を満たす複数の値
の半径ｒについて実行し、Ｃｂ（ｘ，ｙ，ｒ）−Ｃａ
（ｘ，ｙ，ｒ）が最大値になるときのｒの値を虹彩径と
して出力することによって行わせてもよい。
【００１１】また、上記カメラ部は、オートフォーカス
式の電子カメラ（例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメ
ラ等）であることが望ましい。
【００１２】また、上記距離計測部が、上記虹彩径計測
部により計測された虹彩の径と実空間上におけるカメラ
部から虹彩までの距離との対応関係を予め実測した結果
に基づく対応表を記憶する記憶部を持ち、この対応表を
用いて実空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離を
計測してもよい。
【００１３】また、上記距離計測部が、上記虹彩径計測
部により計測された虹彩の径と実空間上におけるカメラ
部から虹彩までの距離との対応関係を予め実測した結果
に基づく関係式による演算部を持ち、この関係式を用い
て実空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離を計測
してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】第一の実施形態 図１は、本発明の第一の実施形態に係る距離計測機能付
きカメラ装置１０の構成を示すブロック図である。図２
は、図１のカメラ装置１０により人間２０の顔２１を撮
影している状況の見取り図である。図３は、人間の眼２
２の眼球の瞳孔２３と虹彩２４と強膜２５を示す拡大図
である。図４は、図１のカメラ部１により撮影され画像
記憶部２に記憶された１フレームの顔画像の一例を示す
図である。
【００１５】距離計測機能付きカメラ装置１０は、例え
ば、虹彩による個人識別装置において虹彩までの距離を
計測するために使用される。距離計測機能付きカメラ装
置１０で得られた距離情報は、例えば、虹彩認識用の画
像を得る狭角カメラ装置（広角の距離計測機能付きカメ
ラ装置１０とは別のカメラ装置（図示せず））に提供さ
れ、狭角カメラ装置におけるフォーカス調整（粗調整）
に使用される。この場合、狭角カメラ装置におけるフォ
ーカスの微調整は、粗調整の後に、狭角カメラ装置に備
えられたオートフォーカス機構（図示せず）によって実
行される。
【００１６】図１に示されるように、距離計測機能付き
カメラ装置１０は、人間の顔を撮影するためのオートフ
ォーカス機能付きカメラ部（ＡＦカメラ部）１と、この
ＡＦカメラ部１から出力された画像信号Ｓ1に基づく顔
画像情報（例えば、図４に示されるような１フレーム分
の顔画像情報）を一時記憶する画像記憶部２とを有す
る。また、距離計測機能付きカメラ装置１０は、顔画像
情報に基づいて顔画像中における眼の位置を検出し、眼
位置情報を出力する眼位置検出部３と、眼位置情報及び
顔画像情報に基づいて顔画像における眼の虹彩の半径
（虹彩径）（図４における顔画像における虹彩径ｒ）を
計測する虹彩径計測部４と、この虹彩径計測部４により
計測された虹彩径ｒと実空間上におけるＡＦカメラ部１
から虹彩までの距離（図２における距離Ｄ）との対応関
係表を持つ虹彩径・カメラ距離対応表記憶部６と、上記
虹彩径及び対応関係表に基づいて実空間上におけるＡＦ
カメラ部１から虹彩までの距離を出力するカメラ距離出
力部５とを有する。尚、図１において、符号７は、人が
近づくのを検知する近接センサーを示す。
【００１７】ＡＦカメラ部１は、例えば、人間の顔の撮
影を目的としたオートフォーカス機能を備えたＣＣＤカ
メラである。被写体としての顔に焦点が合うとＡＦカメ
ラ部１からはデジタル化された画像信号Ｓ1が順次出力
され画像記憶部２に入力される。
【００１８】画像記憶部２は、入力された画像信号Ｓ1
に対応する顔画像情報の１フレーム分を一時記憶する記
憶素子である。画像記憶部２に１フレーム分の画像信号
が入力されると、画像記憶部２から１フレーム分の顔画
像情報に基づく画像信号Ｓ2が、眼位置検出部３、虹彩
径計測部４、及び外部に出力される。
【００１９】眼位置検出部３は、入力された画像信号Ｓ
2から顔の存在の有無の判定、及び、顔が存在すると判
定された場合には、画像中の眼の位置を検出する処理部
である。眼位置検出部３の処理は、公知であり、例え
ば、画像データの中の肌色情報を用いて顔領域を特定
し、画像データにエッジ検出フィルタによるフィルタ処
理を施し、更に適当なしきい値で２値化して２値化エッ
ジ画像を生成し、その画像の各画素をｘ軸方向及びｙ軸
方向のそれぞれに投影し、得られた投影ヒストグラムに
基づいて顔の各部品の位置を定めている。ここでの処理
では処理負荷を軽減するため顔画像の解像度を１／２や
１／４などに落として縮小した画像を用いてもよい。そ
の場合は、眼位置の座標を元に戻す必要がある。また、
検出する眼位置情報は、左右両方の眼の情報でも片方の
眼の情報でもよく、用途や要求精度などの各種要因に基
づいて決定すればよい。また、眼位置検出部３による眼
位置検出方法は、眼の位置座標が検出される方法であれ
ば他の方法であってもよい。
【００２０】虹彩径計測部４は、眼位置検出部３から出
力された眼位置信号Ｓ3に基づいて顔画像における虹彩
径ｒを求める。この虹彩径ｒは、虹彩径情報を示す信号
Ｓ4としてカメラ距離出力部６に出力される。
【００２１】虹彩径・カメラ距離対応表記憶部６は、図
４に示される画像上の虹彩径ｒと図２に示されるカメラ
距離Ｄとの関係を記憶したメモリである。この対応表を
作成する方法としては、実空間上における虹彩径がＲで
あるモデルを色々なカメラ距離Ｄで撮影し、撮影された
画像内における虹彩径ｒとカメラ距離Ｄとの関係を求め
ることによって対応表を作成する。言い換えれば、第一
の実施形態においては、人間の眼の実空間における虹彩
径の個人差が比較的小さいことに着目して、実空間にお
ける虹彩径を一定値Ｒとみなし、実空間上における虹彩
径がＲであるモデルを撮影したときの、画像上における
虹彩径ｒとカメラ距離Ｄとの関係を示す対応表をメモリ
に記憶させておく。カメラ距離出力部５は、入力された
画像における虹彩径ｒに関する信号Ｓ4に基づいて、虹
彩径・カメラ距離対応表記憶部６に記憶されている対応
表からカメラ距離Ｄの値を呼び出し、カメラ距離情報信
号Ｓ5を出力する。尚、虹彩径・カメラ距離対応表記憶
部６に代えて、虹彩径計測部４により計測された虹彩径
ｒと実空間上におけるカメラ部１から虹彩までの距離Ｄ
との対応関係を予め実測した結果に基づく関係式による
演算部を備え、この関係式を用いて、計測された虹彩径
ｒに基づく実空間上におけるカメラ部１から虹彩までの
距離を計算するように構成してもよい。
【００２２】図５は、距離計測機能付きカメラ装置１０
の動作を示すフローチャートである。図５に示されるよ
うに、距離計測機能付きカメラ装置１０における処理が
開始されると（Ｐ１０１）、近接センサー７が作動状態
になる（Ｐ１０２）。次に、近接センサー７により人が
検知されたならば（Ｐ１０３）、ＡＦカメラ部１は顔に
焦点を合わせるようにレンズ焦点を自動調整して顔を撮
影する（Ｐ１０４）。撮影された画像は、画像記憶部２
に顔画像情報として一時記憶され、眼位置検出部３によ
る処理が行なわれる（Ｐ１０５）。ここでは、画像記憶
部２に記憶されている顔画像情報から、画像内における
顔の存在の有無及び眼位置の検出が行われる。もし顔が
存在しないと判定された場合又は眼位置が検出できなか
った場合には、近接センサー７による人の検知処理（Ｐ
１０３）に戻る。
【００２３】次に、虹彩径計測部４による処理が行われ
る（Ｐ１０６）。ここでは先の眼位置検出部３で得られ
た眼位置情報に関する信号Ｓ3を元に画像記憶部２に記
憶されている顔画像の虹彩径ｒを算出する。もし虹彩が
見つからないなどの理由で虹彩径ｒを計測できなかった
場合には、近接センサー７による人の検知処理（Ｐ１０
３）に戻る。
【００２４】次に、カメラ距離出力部６における処理が
行なわれる（Ｐ１０７）。ここでは、先の虹彩径計測部
４における処理で得られた虹彩径情報Ｓ4を元にカメラ
距離Ｄの値を虹彩径・カメラ距離対応表記億部６から呼
び出す処理である。
【００２５】最後に、ＡＦカメラ部１から虹彩までの距
離に対応するカメラ距離信号Ｓ5と画像記憶部２に記憶
されている顔画像情報に基づく信号Ｓ2を外部に出力し
（Ｐ１０８）、一連の処理を終える（Ｐ１０９）。尚、
上記の処理は左右いずれかの虹彩に対してだけ行っても
よいが、左右の両方の虹彩に対して行い、左右の虹彩径
の平均値を用いて、カメラ距離を得てもよい。
【００２６】図６は、虹彩径計測部４の動作を詳細に示
すフローチャートである。虹彩径計測部４は、眼位置検
出部３で得られた眼位置を元に、円（以下「虹彩円」と
いう。）の当てはめによって虹彩の中心と半径（虹彩
径）を決定する。また、図７は、虹彩径の計測に使用さ
れる虹彩円Ａ及びＢを示す図であり、図８は、虹彩径の
計測に使用される虹彩円Ａの内側領域Ｉと外側領域Ｏを
示す図である。
【００２７】図６においては、虹彩円の中心座標（ｘ，
ｙ）を、眼位置検出部３で得られた眼位置座標（ｘ0，
ｙ0）を中心に、ｘ方向では−ＭＡＸ_Ｘから＋ＭＡＸ_
Ｘまでの範囲（ここで、ＭＡＸ_Ｘは、正の定数であ
る。）、即ち、ｘ0−ＭＡＸ_Ｘ≦ｘ≦ｘ0＋ＭＡＸ_Ｘの
範囲で微小値ｄｘ（ｄｘは正の定数）ずつ変化させ、ｙ
方向では−ＭＡＸ_Ｙから＋ＭＡＸ_Ｙまでの範囲（ここ
で、ＭＡＸ_Ｙは、正の定数である。）、即ち、ｙ0−Ｍ
ＡＸ_Ｙ≦ｙ≦ｙ0＋ＭＡＸ_Ｙの範囲で微小値ｄｙ（ｄ
ｙは正の定数）ずつ変化させる。また、図６において
は、虹彩円Ａの半径（最終的には、虹彩円Ａの半径が、
虹彩径となる。）ｒをＭＩＮ_ｒからＭＡＸ_ｒまでの範
囲（ここで、ＭＩＮ_ｒ及びＭＡＸ_ｒは、正の定数であ
る。）、即ち、ＭＩＮ_ｒ≦ｒ≦ＭＡＸ_ｒの範囲で微小
値ｄｒずつ変化させる場合を説明する。
【００２８】図６に示されるように、虹彩径計測部４の
処理が開始されると（Ｐ２０１）、虹彩円の評価値ｍａ
ｘ_ｄＣを０に初期化する（Ｐ２０２）。後の処理にお
いて、評価値ｍａｘ_ｄＣには、図７に示される半径ｒ
＋αの円Ｂ（ここで、αは正の定数である。）の円周上
の画素の平均輝度値Ｃｂと半径ｒの虹彩円Ａの円周上の
画素の平均輝度値Ｃａとの差分値のうち最大のものが入
力される。尚、平均輝度値Ｃａは、虹彩円Ａの中心座標
（ｘ，ｙ）及び半径ｒの関数であるので、Ｃａ（ｘ，
ｙ，ｒ）とも記載し、平均輝度値Ｃｂは、円Ｂの中心座
標（ｘ，ｙ）及び半径ｒ＋αの関数であるので、Ｃｂ
（ｘ，ｙ，ｒ）とも記載する。
【００２９】次に、虹彩円Ａの半径を表す変数ｒを最小
値ＭＩＮ_ｒに設定する（Ｐ２０３）。次に、虹彩円Ａ
の中心のｙ座標を意味する変数ｙにｙ0−ＭＡＸ_Ｙを代
入する（Ｐ２０４）。次に、虹彩円中心のｘ座標を意味
する変数ｘにｘ0−ＭＡＸ_Ｘを代入する（Ｐ２０５）。
【００３０】次に、座標（ｘ，ｙ）を中心とする図７に
示される虹彩円Ａ及び円Ｂ（円Ａの半径はｒ、円Ｂの半
径はｒ＋α）の円周上の画素の平均輝度値Ｃａ及びＣｂ
を求める（Ｐ２０６）。ここで、αは正の定数である。
【００３１】次に、以下の数式１ Ｃｂ−Ｃａ＞ｍａｘ_ｄＣ 数式１ が成り立つかどうかを判定する（Ｐ２０７）。数式１が
成り立つ場合には、図８に示されるように、虹彩円Ａの
内側の左右一部の領域Ｉの平均輝度値Ｐiと虹彩円Ａの
外側の左右一部の領域Ｏの平均輝度値Ｐoを求める（Ｐ
２０８）。この領域Ｉは、例えば、図８に示されるよう
に、虹彩円Ａの内側の円ＡＩ（半径ｒ×（１−ｄi））
（ここで、ｄiは正の定数）と、虹彩円Ａの外側の円Ａ
Ｏ（半径ｒ×（１＋ｄo））（ここで、ｄoは正の定数）
と、円の中心の角度２θ（ここで、θは０°より大きく
９０°より小さい定数）の直線で囲われた領域である。
【００３２】次に、平均輝度値Ｐi及び平均輝度値Ｐ
oが、以下の数式２及び３ ＭＩＮ_Ｐi＜Ｐi（ｘ，ｙ，ｒ）＜ＭＡＸ_Ｐi 数式２ ＭＩＮ_Ｐo＜Ｐo（ｘ，ｙ，ｒ）＜ＭＡＸ_Ｐo 数式３ の両方を満たすかどうか判定する（Ｐ２０９）。ここ
で、ＭＩＮ_Ｐiは、虹彩の輝度範囲の最小値、ＭＡＸ_
Ｐiは、虹彩の輝度範囲の最大値、ＭＩＮ_Ｐoは、強膜
の輝度範囲の最小値、ＭＡＸ_Ｐoは、強膜の輝度範囲の
最大値を示す。
【００３３】数式２及び３の両方を満たす場合には、ｍ
ａｘ_ｄＣにＣｂ−Ｃａを代入し、ＰＸにｘを代入し、
ＰＹにｙを代入し、ＰＲにｒを代入する（Ｐ２１０）。
【００３４】次に、以下の数式４ ｘ＜ｘ0＋ＭＡＸ_Ｘ×２ 数式４ を満足するか否かを判定する（Ｐ２１１）。尚、上記処
理Ｐ２０７又はＰ２０９において、判断がＮＯの場合に
も、処理Ｐ２１１に進む。ここで、数式４を満足する場
合には、ｘにｘ＋ｄｘを代入し（ここで、ｄｘはｘ座標
の探索ステップ値を意味する定数である。）（Ｐ２１
２）、処理Ｐ２０６に進む。一方、数式４を満足しない
場合には、処理Ｐ２１３に進む。
【００３５】処理２１３に進んだ場合には、以下の数式
５ ｙ＜ｙ0＋ＭＡＸ_Ｙ×２ 数式５ を満足するか否かを判定する（Ｐ２１３）。ここで、数
式５を満足する場合には、ｙにｙ＋ｄｙを代入し（ここ
で、ｄｙはｙ座標の探索ステップ値を意味する定数であ
る）（Ｐ２１４）、処理Ｐ２０５に進む。一方、数式５
を満足しない場合には、処理Ｐ２１５に進む。
【００３６】処理２１５に進んだ場合には、以下の数式
６、 ｒ＜ＭＡＸ_ｒ 数式６ を満足するか否かを判定する（Ｐ２１５）。ここで、数
式６を満足する場合には、ｒにｒ＋ｄｒを代入し（ここ
で、ｄｒはｒの探索ステップ値を意味する定数である）
（Ｐ２１６）、処理Ｐ２０４に進む。一方、数式６を満
足しない場合には、処理Ｐ２１７に進む。
【００３７】処理２１７に進んだ場合には、ｍａｘ_ｄ
Ｃが０であるかどうかを判定し、０である場合には検出
エラー信号を出力し（Ｐ２１９）、０でない場合には、
中心座標（ＰＸ，ＰＹ）及び虹彩径ＰＲを出力し（Ｐ２
１８）、処理を終了する（Ｐ２２０）。
【００３８】尚、図６の処理においては、虹彩円Ａの中
心位置を座標（ｘ0，ｙ0）を中心とする所定範囲で変化
させた場合について説明したが、処理の簡素化のため
に、虹彩円の中心位置を座標（ｘ0，ｙ0）に固定しても
よい。この場合には、図６における処理Ｐ２０４が、ｙ
＝ｙ0となり、処理Ｐ２０５がｘ＝ｘ0となり、処理Ｐ２
１１，Ｐ２１２，Ｐ２１３，Ｐ２１４が省略される。
【００３９】また、図６の処理において、処理Ｐ２０８
及びＰ２０９は、虹彩円の認識精度を高めるための処理
であり、省略可能である。
【００４０】以上説明したように、第一の実施形態によ
れば、１台のＡＦカメラ部１よってＡＦカメラ部１から
虹彩までの距離を計測することができる。また、ＡＦカ
メラ部１は既存のＡＦ機能付カメラでよいので、カメラ
装置１０の製品コストを軽減できる。また、実空間上に
おける虹彩径Ｒは、極めて個人差が少ないので、撮影画
像上における虹彩径ｒを基準にカメラ距離を求めること
によって、測定距離の精度を比較的の高くすることがで
きる。
【００４１】第二の実施形態 図９は、本発明の第二の実施形態に係る距離計測機能付
きカメラ装置１１の構成を示すブロック図である。ま
た、図１０は、第二の実施形態に係る距離計測機能付き
カメラ装置１１の動作を示すフローチャートである。
【００４２】第二の実施形態に係る距離計測機能付きカ
メラ装置１１は、ユーザーがＩＤ番号などの個人識別情
報を入力する個人ＩＤ入力部８を有する点、及び、虹彩
径・カメラ距離対応表記憶部９が予め登録された複数の
人間について虹彩径と実空間上におけるカメラ部から虹
彩までの距離との対応関係情報を持ち、カメラ距離出力
部５が、入力部８から入力された個人識別情報に応じて
選択された対応関係情報に基づいて実空間上におけるカ
メラ部から虹彩までの距離を計測する点のみが、上記第
一の実施形態に係る距離計測機能付きカメラ装置１０と
相違する。尚、個人ＩＤ入力部８は、カードリーダやボ
タン、或いはタッチパネルからなる。このように、虹彩
径・カメラ距離対応表をユーザー毎に設け、作動前にユ
ーザーから識別情報を入力して使用する場合の例であ
る。個人毎に対応表を設けることによって、より一層正
確なカメラ距離を得ることができる。
【００４３】次に、距離計測機能付きカメラ装置１１の
動作を説明する。図１０に示されるように、距離計測機
能付きカメラ装置１１における処理が開始されると（Ｐ
３０１）、個人ＩＤ入力部８から個人ＩＤの入力をし
（Ｐ３０２）、近接センサー７が作動状態になる（Ｐ３
０３）。次に、近接センサー７により人が検知されたな
らば（Ｐ３０４）、ＡＦカメラ部１は顔に焦点を合わせ
るようにレンズ焦点を自動調整して顔を撮影する（Ｐ３
０５）。撮影された画像は、画像記憶部２に顔画像情報
として一時記憶され、眼位置検出部３による処理が行な
われる（Ｐ３０６）。ここでは、画像記憶部２に記憶さ
れている顔画像情報から、顔画像内における顔の存在の
有無及び眼位置の検出が行われる。もし顔が存在しない
と判定された場合又は眼位置が検出できなかった場合に
は、近接センサー７による人の検知処理（Ｐ３０４）に
戻る。
【００４４】次に、虹彩径計測部４による処理が行われ
る（Ｐ３０７）。ここでは先の眼位置検出部３で得られ
た眼位置情報に関する信号Ｓ3を元に画像記憶部２に記
憶されている顔画像の虹彩径ｒを算出する。もし虹彩が
見つからないなどの理由で虹彩径ｒを計測できなかった
場合は、近接センサー７による人の検知処理（Ｐ３０
４）に戻る。
【００４５】次に、カメラ距離出力部６における処理が
行なわれる（Ｐ３０８）。ここでは、先の虹彩径計測部
４における処理で得られた虹彩径情報Ｓ4を元にカメラ
距離Ｄの値を虹彩径・カメラ距離対応表記億部６から引
き出す処理である。
【００４６】最後に、ＡＦカメラ部１から虹彩までの距
離に対応するカメラ距離信号Ｓ5と画像記憶部２に記憶
されている顔画像情報に基づく信号Ｓ2を外部に出力し
（Ｐ３０９）、一連の処理を終える（Ｐ３１０）。尚、
上記の処理は左右いずれかの虹彩に対してだけ行っても
よいが、左右の両方の虹彩に対して行い、左右の虹彩径
の平均値を用いて、カメラ距離を得てもよい。
【００４７】第二の実施形態においては、個人別に虹彩
径・カメラ距離のカメラ距離対応表を持っているのでよ
り正確なカメラ距離を得ることができる。第二の実施の
形態において、もしユーザーＩＤが入力されなかった場
合は第一の実施形態と同様の虹彩径・カメラ距離対応表
を用いればよい。尚、第二の実施形態において、上記以
外の点は、上記第一の実施形態と同一である。
【００４８】尚、上記した第一及び第二の実施形態にお
いて、顔画像信号の出力が不要な場合には、距離計測機
能付きカメラ装置１０又は１１からカメラ距離信号のみ
を出力して、距離計測装置として使用してもよい。ま
た、計測された虹彩径情報が必要な場合には、虹彩径を
示す信号を出力することによって、虹彩径計測装置とし
て用いてもよい。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１台のカメラ部よってカメラ部から虹彩までの距離を計
測することができる。また、カメラ部は既存のＡＦ機能
付カメラでよいので、カメラ装置の製品コストを軽減で
きる。また、実空間上における虹彩径は、極めて個人差
が少ないので、撮影画像上における虹彩径を基準にカメ
ラ距離を求めることによって、測定距離の精度を比較的
の高くすることができる。
【００５０】また、個人別に虹彩径・カメラ距離のカメ
ラ距離対応表を持たせた場合には、カメラ距離を得るこ
とができる。第二の実施の形態において、もしユーザー
ＩＤが入力されなかった場合はより正確なカメラ距離を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施形態に係る距離計測機能
付きカメラ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１のカメラ装置により人間の顔を撮影して
いる状況の見取り図である。
【図３】 人間の眼の眼球の瞳孔と虹彩と強膜を示す拡
大図である。
【図４】 図１のカメラ部により撮影され画像記憶部に
記憶された１フレームの顔画像の一例を示す図である。
【図５】 第一の実施形態に係る距離計測機能付きカメ
ラ装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】 図１の虹彩径計測部の動作を示すフローチャ
ートである。
【図７】 虹彩径の計測に使用される虹彩円Ａ及びＢを
示す図である。
【図８】 虹彩径の計測に使用される虹彩円Ａの内側領
域Ｉと外側領域Ｏを示す図である。
【図９】 本発明の第二の実施形態に係る距離計測機能
付きカメラ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 第二の実施形態に係る距離計測機能付きカ
メラ装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＡＦカメラ部、 ２ 画像記憶部、 ３ 眼位置検
出部、 ４ 虹彩径計測部、 ５ カメラ距離出力部、
６，９ 虹彩径・カメラ距離対応表記憶部、７ 近接
スイッチ、 ８ 個人ＩＤ入力部、 １０，１１ 距離
計測機能付きカメラ装置。
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 孝弘 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 頂 康宏 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 ▲高▼木 晃二 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4C038 VA07 VB04 VC05 5B047 AA27 CB22 DC07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人間の顔を撮影するためのカメラ部と、 上記カメラ部から出力された画像信号に基づく顔画像情
    報を一時記憶する画像記憶部と、 上記顔画像情報に基づいて顔画像中における眼の位置を
    検出し、眼位置情報を出力する眼位置検出部と、 上記眼位置情報及び上記顔画像情報に基づいて眼の虹彩
    径を計測する虹彩径計測部と、 上記虹彩径計測部により計測された虹彩径と実空間上に
    おけるカメラ部から虹彩までの距離との対応関係情報を
    持ち、上記虹彩径及び上記対応関係情報に基づいて実空
    間上におけるカメラ部から虹彩までの距離を計測する距
    離計測部と、 を有することを特徴とする距離計測機能付きカメラ装
    置。
  2. 【請求項２】 個人識別情報を入力する入力部を有し、 上記距離計測部が、予め登録された複数の人間について
    虹彩径と実空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離
    との対応関係情報を持ち、 上記距離計測部が、上記入力部から入力された個人識別
    情報に応じて選択された上記対応関係情報に基づいて実
    空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離を計測する
    ことを特徴とする請求項１記載の距離計測機能付きカメ
    ラ装置。
  3. 【請求項３】 上記距離計測部に上記入力部から入力さ
    れた個人識別情報に応じて選択されるべき上記対応関係
    情報が存在しない場合には、予め記憶された既定の対応
    関係情報に基づいて実空間上におけるカメラ部から虹彩
    までの距離を計測することを特徴とする請求項２記載の
    距離計測機能付きカメラ装置。
  4. 【請求項４】 上記虹彩径計測部における虹彩径の計測
    が、上記眼位置検出部が出力する眼位置座標（ｘ0，
    ｙ0）を中心とする半径ｒの第一の円の円周上の画素の
    平均輝度値Ｃａ（ｒ）と半径ｒ＋αの第二の円（ここ
    で、αは正の定数である。）の円周上の画素の平均輝度
    値Ｃｂ（ｒ）を求める処理を、ＭＩＮ_ｒ≦ｒ≦ＭＡＸ_
    ｒ（ここで、ＭＩＮ_ｒは、虹彩径計測処理におけるｒ
    の下限値であり、ＭＡＸ_ｒは、虹彩径計測処理におけ
    るｒの上限値である。）を満たす複数の値の半径ｒにつ
    いて実行し、Ｃｂ（ｒ）−Ｃａ（ｒ）が最大値になると
    きのｒの値を虹彩径として出力することによって行われ
    ることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つ
    に記載の距離計測機能付きカメラ装置。
  5. 【請求項５】 上記虹彩径計測部における虹彩径の計測
    が、上記眼位置検出部が出力する眼位置座標（ｘ0，
    ｙ0）を中心とする半径ｒの第一の円の円周上の画素の
    平均輝度値Ｃａ（ｒ）と半径ｒ＋αの第二の円（ここ
    で、αは正の定数である。）の円周上の画素の平均輝度
    値Ｃｂ（ｒ）を求める処理を、ＭＩＮ_ｒ≦ｒ≦ＭＡＸ_
    ｒ（ここで、ＭＩＮ_ｒは、虹彩径計測処理におけるｒ
    の下限値であり、ＭＡＸ_ｒは、虹彩径計測処理におけ
    るｒの上限値である。）を満たし、ＭＩＮ_Ｐi≦Ｐi≦
    ＭＡＸ_Ｐi（ここで、Ｐiは、第一の円の内側の所定の
    領域における平均輝度値であり、ＭＩＮ_Ｐiは、虹彩の
    輝度の下限値に相当するＰiの下限値であり、ＭＡＸ_Ｐ
    iは、虹彩の輝度の上限値に相当するＰiの上限値であ
    る。）及びＭＩＮ_Ｐo≦Ｐo≦ＭＡＸ_Ｐo（ここで、Ｐo
    は、第一の円の外側の所定の領域における平均輝度値で
    あり、ＭＩＮ_Ｐoは、Ｐoの下限値であり、ＭＡＸ_Ｐo
    は、Ｐoの上限値である。）を満たす複数の値の半径ｒ
    について実行し、Ｃｂ（ｒ）−Ｃａ（ｒ）が最大値にな
    るときのｒの値を虹彩径として出力することによって行
    われることを特徴とする請求項１から３までのいずれか
    一つに記載の距離計測機能付きカメラ装置。
  6. 【請求項６】 上記眼位置検出部が出力する眼位置座標
    が（ｘ0，ｙ0）であり、ｘが、ｘ0−ＭＡＸ_Ｘ≦ｘ≦ｘ
    0＋ＭＡＸ_Ｘ（ここで、ＭＡＸ_Ｘは、正の定数であ
    る。）を満たす複数の値であり、ｙが、ｙ0−ＭＡＸ_Ｙ
    ≦ｙ≦ｙ0＋ＭＡＸ_Ｙ（ここで、ＭＡＸ_Ｙは、正の定
    数である。）を満たす複数の値であるときに、 上記虹彩径計測部における虹彩径の計測が、座標（ｘ，
    ｙ）を中心とする半径ｒの第一の円の円周上の画素の平
    均輝度値Ｃａ（ｘ，ｙ，ｒ）と半径ｒ＋αの第二の円
    （ここで、αは正の定数である。）の円周上の画素の平
    均輝度値Ｃｂ（ｘ，ｙ，ｒ）を求める処理を、ＭＩＮ_
    ｒ≦ｒ≦ＭＡＸ_ｒ（ここで、ＭＩＮ_ｒは、虹彩径計測
    処理におけるｒの下限値であり、ＭＡＸ_ｒは、虹彩径
    計測処理におけるｒの上限値である。）を満たす複数の
    値の半径ｒについて実行し、Ｃｂ（ｘ，ｙ，ｒ）−Ｃａ
    （ｘ，ｙ，ｒ）が最大値になるときのｒの値を虹彩径と
    して出力することによって行われることを特徴とする請
    求項１から３までのいずれか一つに記載の距離計測機能
    付きカメラ装置。
  7. 【請求項７】 上記眼位置検出部が出力する眼位置座標
    が（ｘ0，ｙ0）であり、ｘが、ｘ0−ＭＡＸ_Ｘ≦ｘ≦ｘ
    0＋ＭＡＸ_Ｘ（ここで、ＭＡＸ_Ｘは、正の定数であ
    る。）を満たす複数の値であり、ｙが、ｙ0−ＭＡＸ_Ｙ
    ≦ｙ≦ｙ0＋ＭＡＸ_Ｙ（ここで、ＭＡＸ_Ｙは、正の定
    数である。）を満たす複数の値であるときに、 上記虹彩径計測部における虹彩径の計測が、座標（ｘ，
    ｙ）を中心とする半径ｒの第一の円の円周上の画素の平
    均輝度値Ｃａ（ｘ，ｙ，ｒ）と半径ｒ＋αの第二の円
    （ここで、αは正の定数である。）の円周上の画素の平
    均輝度値Ｃｂ（ｘ，ｙ，ｒ）を求める処理を、ＭＩＮ_
    ｒ≦ｒ≦ＭＡＸ_ｒ（ここで、ＭＩＮ_ｒは、虹彩径計測
    処理におけるｒの下限値であり、ＭＡＸ_ｒは、虹彩径
    計測処理におけるｒの上限値である。）を満たし、ＭＩ
    Ｎ_Ｐi≦Ｐi≦ＭＡＸ_Ｐi（ここで、Ｐiは、第一の円の
    内側の所定の領域における平均輝度値であり、ＭＩＮ_
    Ｐiは、虹彩の輝度の下限値に相当するＰiの下限値であ
    り、ＭＡＸ_Ｐiは、虹彩の輝度の上限値に相当するＰi
    の上限値である。）及びＭＩＮ_Ｐo≦Ｐo≦ＭＡＸ_Ｐo
    （ここで、Ｐoは、第一の円の外側の所定の領域におけ
    る平均輝度値であり、ＭＩＮ_Ｐoは、Ｐoの下限値であ
    り、ＭＡＸ_Ｐoは、Ｐoの上限値である。）を満たす複
    数の値の半径ｒについて実行し、Ｃｂ（ｘ，ｙ，ｒ）−
    Ｃａ（ｘ，ｙ，ｒ）が最大値になるときのｒの値を虹彩
    径として出力することによって行われることを特徴とす
    る請求項１から３までのいずれか一つに記載の距離計測
    機能付きカメラ装置。
  8. 【請求項８】 上記カメラ部が、オートフォーカス式の
    ＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１から７ま
    でのいずれか一つに記載の距離計測機能付きカメラ装
    置。
  9. 【請求項９】 上記距離計測部が、上記虹彩径計測部に
    より計測された虹彩の径と実空間上におけるカメラ部か
    ら虹彩までの距離との対応関係を予め実測した結果に基
    づく対応表を記憶する記憶部を持ち、この対応表を用い
    て実空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離を計測
    することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一
    つに記載の距離計測機能付きカメラ装置。
  10. 【請求項１０】 上記距離計測部が、上記虹彩径計測部
    により計測された虹彩の径と実空間上におけるカメラ部
    から虹彩までの距離との対応関係を予め実測した結果に
    基づく関係式による演算部を持ち、この関係式を用いて
    実空間上におけるカメラ部から虹彩までの距離を計測す
    ることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つ
    に記載の距離計測機能付きカメラ装置。
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