[发明专利]图像拍摄设备、操作员监视设备、测量到面部的距离的方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及具有测量到拍摄的图像中包括的面部的距离的功能的成像设备。

背景技术

传统的，立体摄像机已经被用作具有测量到对象的距离的功能(距离测量功能)的成像设备。立体摄像机具有多个光学系统，并且所述光学系统的光轴是不同的。当立体摄像机拍摄同一对象的图像时，在分别由光学系统拍摄的图像之间产生视差，并且得到视差以确定到对象的距离。例如，由多个光学系统之一拍摄的图像是标准图像，由剩余光学系统拍摄的图像是参考图像。得到参考图像之间的相似性，以通过利用标准图像的一部分作为模板执行块匹配来确定视差，并根据视差计算到对象的距离。

为了正确地确定视差，通过拍摄对象而获得的图像的亮度必须是适当的。作为不适当的亮度例子，曝光时间比适当的时间长，从而可能发生饱和。在这一情形中，每个对象不具有与明度对应的适当的亮度，并且不能正确地得到视差。结果，不能正确地测量到对象的距离。作为不适当的亮度的另一个例子，曝光时间可能比适当的时间短，从而亮度可能为低。在这一情况中，亮度与随机噪声的比(信噪(S/N)比)为低，从而视差精度降低。结果，距离测量精度降低。

传统的，已经讨论了使面部的亮度适当的成像设备(例如参见专利文献1)。传统成像设备从拍摄的图像设定多个剪切(cutout)区域(例如，三个面部检测区域帧)，并检测是否每个剪切区域都包括面部。执行自动曝光，以使得包括面部的剪切区域的亮度变得适当。如果检测到面部的区域仅仅是一个面部检测区域帧，则例如确定光圈和快门速度以使得面部检测区域帧中的亮度变得适当。如果在两个面部检测区域帧中分别检测到面部，则确定光圈和快门速度以使得面部检测区域帧中的相应平均亮度变得适当。此外，如果在全部三个面部检测区域帧中分别检测到面部，则确定光圈和快门速度以使得全部面部检测区域帧中的相应平均亮度变得适当。如果在任何面部检测区域帧中都没有检测到面部，则确定光圈和快门速度以使得三个面部检测区域帧中的平均亮度变得适当。

然而，在传统成像设备中，剪切区域是预先设定的。如果剪切区域除了包括原始对象(面部)之外，还包括高亮度对象(例如，灯)，则执行控制以使得曝光时间缩短与高亮度对象对应的量。结果，面部的亮度降低，并且S/N比降低。因此，视差精度降低，并且距离测量精度降低。

现有技术文献列表

专利文献

专利文献1

日本专利国内公表公报特表No.2007-81732

发明内容

技术问题

已经在上述背景下做出了本发明。本发明关注于能够执行曝光控制以使得面部的亮度适当并且能够精确测量到面部的距离的成像设备。

解决问题的技术方案

根据本发明的一个方面，一种成像设备包括：照相机单元，其使用至少两个光学系统分别拍摄同一对象的至少两个图像；面部器官(face part)检测单元，其从由照相机单元拍摄的至少两个图像中的每一个检测组成图像中包括的面部的多个面部器官；面部器官亮度计算单元，其计算所检测的多个面部器官的亮度；曝光控制值确定单元，其基于所述多个面部器官的亮度确定照相机单元的曝光控制值；和距离测量单元，其基于由照相机单元使用经校正的曝光控制值而拍摄的至少两个图像，测量到所述多个面部器官的距离。

根据本发明的一个方面，一种驾驶员监视设备包括：照相机单元，其通过使用至少两个光学系统分别拍摄作为拍照对象的驾驶员的至少两个图像；面部器官检测单元，其从由照相机单元拍摄的至少两个图像中的每一个检测组成驾驶员的面部的多个面部器官；面部器官亮度计算单元，其计算所检测的多个面部器官的亮度；曝光控制值确定单元，其基于所述多个面部器官的亮度确定照相机单元的曝光控制值；距离测量单元，其基于由照相机单元使用曝光控制值拍摄的至少两个图像，测量到所述驾驶员的多个面部器官的距离；面部模型产生单元，其基于所述多个面部器官的距离测量结果，产生驾驶员的面部模型；和面部跟踪处理单元，其基于所产生的面部模型，执行用于跟踪驾驶员的面部的方向的处理。

根据本发明的另一个方面，一种用于测量到面部的距离的方法包括：通过使用至少两个光学系统分别拍摄同一对象的至少两个图像；检测组成在至少两个拍摄图像中的每一个中包括的面部的多个面部器官；计算所检测的多个面部器官的亮度；基于多个面部器官的亮度确定用于图像拍摄的曝光控制值；和基于使用曝光控制值而拍摄的至少两个图像，测量到面部的距离。