圖像捕獲方法和圖像捕獲設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種圖像捕獲方法，包括：使用處理器連續(xù)生成一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像，其中，在照明單元關(guān)閉的情況下，捕獲對(duì)象第一次數(shù)；使用該處理器連續(xù)生成打開(kāi)圖像，其中，在該照明單元打開(kāi)的情況下，捕獲該對(duì)象第二次數(shù)；使用該處理器連續(xù)生成一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像，其中在該照明單元關(guān)閉的情況下，捕獲該對(duì)象該第一次數(shù)；使用該處理器計(jì)算所生成的打開(kāi)圖像中的每一個(gè)打開(kāi)圖像與在所生成的關(guān)閉圖像當(dāng)中與該打開(kāi)圖像對(duì)應(yīng)的關(guān)閉圖像之間的差圖像；以及使用該處理器對(duì)所計(jì)算出的差圖像進(jìn)行積分。
【專(zhuān)利說(shuō)明】圖像捕獲方法和圖像捕獲設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所討論的實(shí)施方式涉及一種圖像捕獲方法、一種圖像捕獲設(shè)備及一種圖像捕獲程序。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)知道各種認(rèn)證技術(shù)，如生物認(rèn)證或姿勢(shì)認(rèn)證等。在生物認(rèn)證中，例如有以下情況:因?yàn)楫?dāng)外部光的強(qiáng)度在捕獲已注冊(cè)圖像與捕獲匹配圖像之間不同時(shí)，由于兩個(gè)圖像之間的相似度下降而引起認(rèn)證率下降。作為用于減小外部光的影響的技術(shù)的示例而公開(kāi)的是一種圖像處理方法，其用于獲取照明單元被關(guān)閉(OFF)時(shí)的關(guān)閉狀態(tài)期間的關(guān)閉圖像(OFF圖像)與照明單元被打開(kāi)(ON)時(shí)的打開(kāi)狀態(tài)期間的打開(kāi)圖像(0N圖像)之間的差。該圖像處理方法旨在通過(guò)計(jì)算僅利用外部光捕獲的關(guān)閉圖像與利用外部光和照明光捕獲的打開(kāi)圖像之間的差來(lái)獲取不包括外部光而包括照明光的圖像。
[0003]但是，當(dāng)外部光很強(qiáng)時(shí)，在相機(jī)所捕獲的區(qū)內(nèi)被外部光照射的部分的像素值在上邊界飽和，由此產(chǎn)生所謂的飽和現(xiàn)象(其中該部分完全變白)。因此，當(dāng)關(guān)閉圖像與打開(kāi)圖像之間的差簡(jiǎn)單地被獲取時(shí)，因?yàn)橐簧锏卣J(rèn)證的區(qū)域的特征因上述飽和而丟失，所以認(rèn)證率可能仍然很低。
[0004]作為用于解決飽和的技術(shù)的示例，例如日本公開(kāi)特許公告N0.2008-90412公開(kāi)了一種圖像生成方法，其基于外部光的強(qiáng)度將圖像捕獲處理劃分為多個(gè)子步驟，交替捕獲關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像，并且對(duì)關(guān)閉圖像與打開(kāi)圖像的各個(gè)對(duì)之間的差進(jìn)行積分。該圖像生成方法旨在通過(guò)減小圖像捕獲期間曝光時(shí)間的長(zhǎng)度以減少入射光的量并且通過(guò)對(duì)所捕獲的差圖像進(jìn)行積分來(lái)獲取飽和的影響被減小的圖像。
[0005]但是，這樣的技術(shù)具有以下缺點(diǎn):用于捕獲圖像的時(shí)間如下所述被延長(zhǎng)。
[0006]說(shuō)明，在上述圖像生成方法中，關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像交替地被捕獲。當(dāng)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像被交替地捕獲時(shí)，在每次要捕獲關(guān)閉圖像或打開(kāi)圖像時(shí)切換照明。換言之，每次要捕獲關(guān)閉圖像時(shí)，照明被從打開(kāi)切換至關(guān)閉；并且在每次要捕獲打開(kāi)圖像時(shí)，照明被從關(guān)閉切換至打開(kāi)。因?yàn)榍袚Q照明的處理期間所捕獲的圖像是在照明沒(méi)有完全關(guān)閉或完全打開(kāi)的情況下被捕獲并且這樣的圖像可能是認(rèn)證準(zhǔn)確度減小的原因，所以最好不要在認(rèn)證中使用這些圖像。因?yàn)槊看我东@關(guān)閉圖像或打開(kāi)圖像時(shí)捕獲操作被停止直到照明被關(guān)閉或打開(kāi)，所以圖像捕獲時(shí)間被延長(zhǎng)。
[0007]從而，本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)方面的目的在于:提供一種能夠減少圖像捕獲時(shí)間的圖像捕獲方法及圖像捕獲設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)方面，通過(guò)包括對(duì)對(duì)象進(jìn)行照射的照明單元的圖像捕獲設(shè)備來(lái)執(zhí)行一種圖像捕獲方法。所述圖像捕獲方法包括:使用處理器連續(xù)生成對(duì)象在照明單元被關(guān)閉時(shí)被捕獲的一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像第一次數(shù)；使用所述處理器連續(xù)生成對(duì)象在照明單元被打開(kāi)時(shí)被捕獲的打開(kāi)圖像第二次數(shù)；使用所述處理器連續(xù)生成所述對(duì)象在所述照明單元關(guān)閉時(shí)被捕獲的一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像第一次數(shù)；使用所述處理器計(jì)算所生成的打開(kāi)圖像中的每個(gè)打開(kāi)圖像與所生成的關(guān)閉圖像中與所述打開(kāi)圖像對(duì)應(yīng)關(guān)閉圖像之間的差圖像；以及使用所述處理器對(duì)所計(jì)算的差圖像進(jìn)行積分。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的包括在姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)中的設(shè)備的功能配置的框圖；
[0010]圖2是圖像捕獲順序的不例的不意圖；
[0011]圖3是圖像捕獲順序的另一個(gè)不例的不意圖；
[0012]圖4是圖像捕獲順序的另一個(gè)不例的不意圖；
[0013]圖5是圖像捕獲順序的另一個(gè)不例的不意圖；
[0014]圖6是時(shí)間與變化水平之間的關(guān)系的示例的示意圖；
[0015]圖7是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的認(rèn)證處理的流程圖；
[0016]圖8是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的除數(shù)確定處理的流程圖；
[0017]圖9是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的圖像捕獲處理的流程圖；
[0018]圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的包括在臉部認(rèn)證系統(tǒng)中的設(shè)備的功能配置的框圖；
[0019]圖11是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的注冊(cè)處理的流程圖；
[0020]圖12是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的認(rèn)證處理的流程圖；
[0021]圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的包括在材料確定系統(tǒng)中的設(shè)備的功能配置的框圖；
[0022]圖14是圖像捕獲順序的示例的示意圖；
[0023]圖15是輸出電流與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息的示例的示意圖；
[0024]圖16是示出了不同材料的波長(zhǎng)與反射率之間的關(guān)系的示例的圖形；
[0025]圖17是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的確定處理的流程圖；
[0026]圖18是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的除數(shù)確定處理的流程圖；
[0027]圖19是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的圖像捕獲處理的流程圖；
[0028]圖20是示出了除數(shù)確定處理的示例的流程圖；
[0029]圖21是圖像捕獲順序的不例的不意圖；以及
[0030]圖22是用于說(shuō)明根據(jù)從第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式的用于執(zhí)行圖像捕獲程序的示例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。上述實(shí)施方式無(wú)意以任何方式來(lái)限制根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)。在不造成任何處理矛盾的情況下，還可以以任何方式來(lái)組合這些實(shí)施方式。
[0032][a]第一實(shí)施方式
[0033]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的包括在姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)中的設(shè)備的功能配置的框圖。該姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10通過(guò)使用在照明單元被關(guān)閉的關(guān)閉狀態(tài)期間捕獲的關(guān)閉圖像與照明單元被打開(kāi)的打開(kāi)狀態(tài)期間捕獲的打開(kāi)圖像之間的差圖像來(lái)認(rèn)證如人的身體姿勢(shì)或手勢(shì)等姿勢(shì)。在第一實(shí)施方式中，例如，假設(shè)從認(rèn)證設(shè)備12輸出的姿勢(shì)認(rèn)證結(jié)果用于對(duì)于電視接收器(未示出)的頻道進(jìn)行操作。替代地，姿勢(shì)認(rèn)證結(jié)果可以用作個(gè)人計(jì)算機(jī)的人機(jī)接口等。
[0034]如圖1所示,姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10包括圖像捕獲設(shè)備11和認(rèn)證設(shè)備12。圖1所示出的是對(duì)姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10提供單個(gè)圖像捕獲設(shè)備11的示例。替代地，可以提供多個(gè)圖像捕獲設(shè)備11。
[0035]圖像捕獲設(shè)備11的配置
[0036]首先，將說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施方式的圖像捕獲設(shè)備11的功能配置。如圖1所示，圖像捕獲設(shè)備11包括傳感器單元11a、照明單元lib、圖像傳感器11c、通信單元lid、圖像存儲(chǔ)單元lie和圖像捕獲控制單元Hf。圖像捕獲設(shè)備11除了包括圖1所述的功能單元以夕卜，還可以包括提供給相機(jī)的各種功能單元，如光學(xué)透鏡或光學(xué)過(guò)濾器等。
[0037]在這些功能單元中，傳感器單元Ila是用于檢測(cè)電視接收器的用戶(hù)的裝置?？梢允褂美每梢?jiàn)光、紅外線、超聲波或溫度來(lái)檢測(cè)人的人類(lèi)檢測(cè)傳感器作為傳感器單元Ila的可能實(shí)施。傳感器單元Ila例如監(jiān)視預(yù)定收看區(qū)域，例如，距電視接收器的顯示表面半徑為5米的區(qū)域。當(dāng)傳感器單元Ila在電視接收器的收看區(qū)域中檢測(cè)到用戶(hù)時(shí)，傳感器單元Ila向圖像捕獲控制單元Ilf (后續(xù)將描述)通知該用戶(hù)在收看區(qū)域的位置。
[0038]照明單元Ilb是發(fā)射照明光的光源。可以使用發(fā)射可見(jiàn)光的發(fā)光二極管(LED)以及發(fā)射近紅外或紅外線的光源作為照明單元I Ib的可能實(shí)施。例如，照明單元I Ib被安裝在能夠照射認(rèn)證區(qū)域的位置，如位于由傳感器單元Ila檢測(cè)到的收看區(qū)域中的用戶(hù)的手。當(dāng)照明單元Ilb具有方向性時(shí)，照明單元Ilb還可以設(shè)置有機(jī)械單元，該機(jī)械單元使得能夠根據(jù)用戶(hù)在收看區(qū)域中所處的位置來(lái)調(diào)節(jié)輸出照明光的方向。
[0039]圖像傳感器Ilc是將從透鏡(未示出)入射的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器?？梢允褂秒姾神詈涎b置(CXD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)作為圖像傳感器Ilc的可能實(shí)施。例如，圖像傳感器Ilc被安裝在使得如由傳感器單元Ila檢測(cè)到的收看區(qū)域中的用戶(hù)的手部等認(rèn)證區(qū)域能夠被成像的位置處。圖像傳感器Ilc還可以設(shè)置有機(jī)械單元，該機(jī)械單元用于根據(jù)用戶(hù)在收看區(qū)域中出現(xiàn)的位置來(lái)調(diào)節(jié)圖像捕獲設(shè)備11的角視場(chǎng)以使得用戶(hù)的認(rèn)證區(qū)域可以在圖像傳感器Ilc上成像。圖像傳感器Ilc所捕獲的圖像由隨后要說(shuō)明的圖像捕獲控制單元Ilf存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元Ile中。
[0040]通信單元Ild是向包括認(rèn)證設(shè)備12的其他設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)并且從上述其他設(shè)備接收數(shù)據(jù)的處理單元。作為可能的實(shí)施，通信單元Ild向認(rèn)證設(shè)備12發(fā)送表明用戶(hù)被檢測(cè)到的通知或存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元Ile中的圖像，以及從認(rèn)證設(shè)備12接收?qǐng)D像捕獲指令。通信單元Ild可以通過(guò)如連接器或有線局域網(wǎng)(LAN)有線地或例如通過(guò)藍(lán)牙(注冊(cè)商標(biāo))、紅外線通信或無(wú)線LAN等無(wú)線地連接至在認(rèn)證設(shè)備12中包括的通信單元12a。
[0041]圖像存儲(chǔ)單元lie是存儲(chǔ)有圖像的存儲(chǔ)裝置。例如，圖像存儲(chǔ)單元Ile存儲(chǔ)有圖像捕獲控制單元Ilf捕獲的圖像。例如，在存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元Ile中的圖像被傳輸至認(rèn)證設(shè)備12之前，當(dāng)讀取這樣的圖像時(shí)，訪問(wèn)圖像存儲(chǔ)單元lie。存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元lie中的圖像可以在該圖像被發(fā)送至認(rèn)證設(shè)備12之后被刪除。[0042]圖像捕獲控制單元Ilf是控制照明單元Ilb和圖像傳感器Ilc以使得能夠捕獲對(duì)象的圖像的處理單元。作為可能的實(shí)施，當(dāng)傳感器單元Ila在收看區(qū)域檢測(cè)到用戶(hù)時(shí)，圖像捕獲控制單元Ilf向認(rèn)證設(shè)備12通知用戶(hù)被檢測(cè)到。當(dāng)認(rèn)證設(shè)備12接收用戶(hù)被檢測(cè)到的通知時(shí)，作為對(duì)這樣的通知的響應(yīng)，圖像捕獲控制單元Ilf從認(rèn)證設(shè)備12接收?qǐng)D像捕獲指令。本文中的“圖像捕獲指令”包括圖像捕獲參數(shù)，圖像捕獲參數(shù)與照明關(guān)閉的關(guān)閉狀態(tài)下捕獲的“關(guān)閉圖像”相關(guān)，并且與照明打開(kāi)的打開(kāi)狀態(tài)下捕獲的“打開(kāi)圖像”相關(guān)。圖像捕獲參數(shù)的示例包括:圖像傳感器Ilc暴露給通過(guò)透鏡(未示出)成像的光的曝光時(shí)間E、以及對(duì)曝光時(shí)間E進(jìn)行劃分的除數(shù)N。當(dāng)這樣的圖像捕獲指令被接收時(shí)，圖像捕獲控制單元Ilf通過(guò)將曝光時(shí)間E除以在圖像捕獲指令中包括的除數(shù)N來(lái)計(jì)算表示單個(gè)圖像的曝光時(shí)間的單位曝光時(shí)間E’。在計(jì)算單位曝光時(shí)間E’之后，圖像捕獲控制單元Ilf捕獲N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像。
[0043]圖像捕獲控制單元Ilf通過(guò)在捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像之前和之后關(guān)閉照明單元Ilb來(lái)捕獲關(guān)閉圖像。例如，在關(guān)閉照明單元Ilb并且捕獲N/2個(gè)關(guān)閉圖像之后，圖像捕獲控制單元Ilf打開(kāi)照明單元Ilb并且捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像。圖像捕獲控制單元Ilf然后再次關(guān)閉照明單元11b，并且捕獲N/2個(gè)關(guān)閉圖像。
[0044]圖2是圖像捕獲順序的示意圖。圖2所示的是當(dāng)除數(shù)N為“4”時(shí)的示例中的圖像捕獲順序的示例。如圖2所示，圖像捕獲控制單元Ilf在從時(shí)間TO至?xí)r間T2的時(shí)間段上保持照明單元Ilb關(guān)閉，并且在時(shí)間Tl處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。圖像捕獲控制單元Ilf然后使圖像存儲(chǔ)單元Ile存儲(chǔ)通過(guò)在時(shí)間段“T0至Tl”的曝光而獲取的關(guān)閉圖像al，并且存儲(chǔ)通過(guò)在時(shí)間段“Tl至T2”的曝光而獲取的關(guān)閉圖像a2。圖像捕獲控制單元Ilf然后在時(shí)間T2處將照明單元Ilb從關(guān)閉切換至打開(kāi)。因?yàn)閷⒄彰鲉卧狪lb從關(guān)閉完全切換到打開(kāi)花費(fèi)一定長(zhǎng)度的時(shí)間，所以假設(shè)從關(guān)閉到打開(kāi)的切換花費(fèi)從時(shí)間T2到時(shí)間T3的時(shí)間，則圖像捕獲控制單元Ilf針對(duì)通過(guò)時(shí)間段“T2至T3”的曝光而獲取的圖像對(duì)圖像存儲(chǔ)單元lie進(jìn)行空(NULL)寫(xiě)。因?yàn)樵趶拇蜷_(kāi)或關(guān)閉的切換完成之前獲取的任何圖像沒(méi)有在認(rèn)證中使用，所以進(jìn)行的這樣的空寫(xiě)。
[0045]圖像捕獲控制單元Ilf在從時(shí)間T3到時(shí)間T6的時(shí)間段保持照明單元Ilb打開(kāi)，并且在時(shí)間T4、時(shí)間T5、和時(shí)間T6處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。因此，通過(guò)在時(shí)間段“T3至T4”的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bl、通過(guò)在時(shí)間段“T4至T5”上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像b2、通過(guò)在時(shí)間段“T5至T6”上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像b3、和通過(guò)在時(shí)間段“T6至T7”上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像b4按照本文所列的次序存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元Ile中。圖像捕獲控制單元Ilf然后在時(shí)間T7處將照明單元Ilb從打開(kāi)切換至關(guān)閉。圖像捕獲控制單元Ilf針對(duì)通過(guò)時(shí)間段“T7至T8”上的曝光而獲取的圖像對(duì)圖像存儲(chǔ)單元lie進(jìn)行空寫(xiě)。圖像捕獲控制單元Ilf然后在從時(shí)間T8到時(shí)間TlO的時(shí)間段上保持照明單元Ilb關(guān)閉，并且在時(shí)間T9和時(shí)間TlO處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。以此方式，圖像捕獲控制單元Ilf在將通過(guò)在時(shí)間段“T8至T9”的曝光而獲取的打開(kāi)圖像a3存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元lie之后，將通過(guò)時(shí)間段“T9至T10”的曝光而獲取的打開(kāi)圖像a4存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元lie中。
[0046]存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元Ile中的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像通過(guò)圖像捕獲控制單元Ilf來(lái)順序地讀取并且經(jīng)由通信單元Ild發(fā)送給認(rèn)證設(shè)備12。當(dāng)這些關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像被存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元Ile中時(shí)，或當(dāng)這些圖像被發(fā)送至認(rèn)證設(shè)備12時(shí)，可以使用例如捕獲這些圖像的順序的升序或降序的幀號(hào)等標(biāo)識(shí)信息來(lái)分配這些圖像。
[0047]通過(guò)在N個(gè)打開(kāi)圖像被捕獲之前和之后關(guān)閉照明單元Ilb并且捕獲N/2個(gè)關(guān)閉圖像，可以減少空寫(xiě)的時(shí)間和次數(shù)。圖3是圖像捕獲順序的示例的示意圖。圖3所示的是4個(gè)關(guān)閉圖像和4個(gè)打開(kāi)圖像交替地被捕獲的順序。如圖3所示，當(dāng)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像被交替地捕獲時(shí)，針對(duì)時(shí)間段“Tl至T2”、時(shí)間段“T3至T4”、時(shí)間段“T5至T6”和時(shí)間段“T7至T8”的圖像以及針對(duì)時(shí)間段“T9至T10”、時(shí)間段“T11至T12”、時(shí)間段“T13至T14”和時(shí)間段“T15至T16”的圖像進(jìn)行空寫(xiě)。換言之，當(dāng)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像被交替地捕獲時(shí)，空寫(xiě)總共被進(jìn)行8次。當(dāng)照明單元Ilb在N個(gè)打開(kāi)圖像被捕獲之前和之后被關(guān)閉并且然后N/2個(gè)關(guān)閉圖像被捕獲時(shí)，僅做出2次空寫(xiě)。因?yàn)楦鶕?jù)第一實(shí)施方式的圖像捕獲設(shè)備11可以減少空寫(xiě)的時(shí)間和次數(shù)，所以用于捕獲圖像的空閑時(shí)間可以減少。
[0048]可以使用各種類(lèi)型的集成電路或電子電路作為圖像捕獲控制單元Ilf。集成電路的示例包括專(zhuān)用集成電路(ASIC)。電子電路的示例包括中央處理單元(CPU)和微處理單元(MPU)。
[0049]可以使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或存儲(chǔ)裝置作為圖像存儲(chǔ)單元lie。半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的示例包括視頻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(VRAM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和閃存。存儲(chǔ)裝置的示例包括如硬盤(pán)或光盤(pán)等存儲(chǔ)裝置。
[0050]認(rèn)證設(shè)備12的配置
[0051]將說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施方式的認(rèn)證設(shè)備12的功能配置。如圖1所示，認(rèn)證設(shè)備12包括通信單元12a、存儲(chǔ)單元12b、圖像捕獲指示單元12c、確定單元12d、計(jì)算單元12e、積分單元12f和認(rèn)證單元12g。
[0052]在這些單元中，通信單元12a是向包括圖像捕獲設(shè)備11的其他設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)并且從上述其他設(shè)備接收數(shù)據(jù)的處理單元。作為可能的實(shí)施，通信單元12a從圖像捕獲設(shè)備11接收表明用戶(hù)被檢測(cè)到的通知、關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像，以及發(fā)送圖像捕獲指令。通信單元12a可以通過(guò)例如連接器或有線LAN有線地或例如通過(guò)藍(lán)牙(注冊(cè)商標(biāo))、紅外線通信或無(wú)線LAN等無(wú)線地連接至圖像捕獲設(shè)備11中的通信單元lid。
[0053]存儲(chǔ)單元12b是存儲(chǔ)各種類(lèi)型的信息的存儲(chǔ)裝置。作為可能的實(shí)施，存儲(chǔ)單元12b存儲(chǔ)關(guān)閉圖像、打開(kāi)圖像、表明關(guān)閉圖像與打開(kāi)圖像之間的差的差圖像、差圖像被積分的積分圖像和與積分圖像匹配的姿勢(shì)模式圖像。例如，當(dāng)從圖像捕獲設(shè)備11接收關(guān)閉圖像或打開(kāi)圖像時(shí)，存儲(chǔ)單元12b存儲(chǔ)關(guān)閉圖像或打開(kāi)圖像。再例如，當(dāng)關(guān)閉圖像與打開(kāi)圖像之間的差被計(jì)算時(shí)，存儲(chǔ)單元12b存儲(chǔ)差圖像。又例如，存儲(chǔ)單元12b存儲(chǔ)多個(gè)差圖像被積分的積分圖像。再例如，當(dāng)要執(zhí)行姿勢(shì)認(rèn)證時(shí)，存儲(chǔ)單元12b由認(rèn)證單元12g (隨后將描述)訪問(wèn)，以使得能夠?qū)Ψe分圖像和與積分圖像匹配的姿勢(shì)模式圖像進(jìn)行引用。
[0054]圖像捕獲指示單元12c是將圖像捕獲指令給予圖像捕獲設(shè)備11的處理單元。作為可能的實(shí)施，當(dāng)表明用戶(hù)在收看區(qū)域被檢測(cè)到的通知從圖像捕獲設(shè)備11中的傳感器單元Ila中被接收時(shí)，圖像捕獲指示單元12c使得確定單元12d (隨后將描述)確定要包括在圖像捕獲參數(shù)中的除數(shù)N。圖像捕獲指示單元12c然后將包含圖像捕獲參數(shù)的圖像捕獲指令發(fā)送到圖像捕獲設(shè)備11，其中圖像捕獲參數(shù)包括由確定單元12d確定的除數(shù)N和曝光時(shí)間E。圖像捕獲指示單元12c然后將從圖像捕獲設(shè)備11中接收的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中。當(dāng)N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中時(shí)，圖像捕獲指示單元12c將用于計(jì)算差圖像的指令給予計(jì)算單元12e (隨后將對(duì)這進(jìn)行描述)。
[0055]確定單元12d是基于外部光的強(qiáng)度來(lái)確定除數(shù)N的處理單元。作為可能的實(shí)施，在使得圖像捕獲設(shè)備11捕獲預(yù)定數(shù)目的打開(kāi)圖像之前，確定單元12d將在沒(méi)有外部光的環(huán)境中優(yōu)選地應(yīng)用的初始值NO設(shè)置為除數(shù)N，并且將單位曝光時(shí)間E’設(shè)置為根據(jù)曝光時(shí)間E和除數(shù)N計(jì)算出的E/N。因?yàn)橛蓤D像捕獲設(shè)備11捕獲的打開(kāi)圖像被用于建立除數(shù)N，所以如此捕獲的打開(kāi)圖像的數(shù)目不必是多個(gè)，只要至少一個(gè)打開(kāi)圖像被捕獲即可。此外，因?yàn)楸疚闹幸庥ㄟ^(guò)將初始除數(shù)設(shè)置為很小并且逐漸增加該除數(shù)來(lái)探索最佳除數(shù)，所以本文中假設(shè)例如“ I ”被設(shè)置為初始值NO。但是，還可以通過(guò)初始地將所預(yù)期的除數(shù)設(shè)置為最大并且逐漸減小該除數(shù)來(lái)探索最佳除數(shù)。
[0056]在使得圖像捕獲設(shè)備11捕獲打開(kāi)圖像之后，確定單元12d根據(jù)打開(kāi)圖像來(lái)計(jì)算用作外部光強(qiáng)度的指標(biāo)的外部光評(píng)估值Ex。作為用于計(jì)算外部光評(píng)估值Ex的方法的示例，可以根據(jù)在認(rèn)證中使用的特征等來(lái)使用各種計(jì)算。例如，小區(qū)域C可以設(shè)置在打開(kāi)圖像的中心，并且關(guān)于該小區(qū)域C的像素與飽和度的比率可以被計(jì)算作為外部光評(píng)估值Ex。小區(qū)域C的最佳大小或位置因所假定的對(duì)象或?qū)ο笕绾伪徽丈涠煌＠?，小區(qū)域C是對(duì)應(yīng)于捕獲圖像的環(huán)境而建立，例如，考慮這樣的圖像是在導(dǎo)致在該圖像的中心處的亮度最高的條件下被捕獲，還是導(dǎo)致在該圖像的特定區(qū)域中亮度很高的條件下被捕獲。此外，平均亮度、最大亮度、最小亮度、中間亮度或最常見(jiàn)亮度可以用作指標(biāo)，代替用作指標(biāo)的飽和度像素比率。
[0057]確定單元12d然后確定外部光評(píng)估值Ex是否小于預(yù)定閾值Th。如果外部光評(píng)估值小于該預(yù)定閾值，則可以認(rèn)為當(dāng)圖像基于單位曝光時(shí)間E’而被捕獲時(shí)在打開(kāi)圖像上不太可能產(chǎn)生飽和。在這樣的情況下，確定單元12確定先前使用的除數(shù)N作為除數(shù)N。如果外部光評(píng)估值Ex等于或高于該預(yù)定閾值Th，則可以認(rèn)為當(dāng)利用單位曝光時(shí)間E’捕獲圖像時(shí)在打開(kāi)圖像上有可能產(chǎn)生飽和。在這樣的情況下，確定單元12d將除數(shù)N更新至大于先前值的值，例如，是先前除數(shù)兩倍的值。確定單元12d重復(fù)以下處理:更新除數(shù)；設(shè)置單位曝光時(shí)間E’ ；以及計(jì)算外部光評(píng)估值Ex，直到外部光評(píng)估值Ex達(dá)到小于閾值Th的值。由此所確定的除數(shù)N被輸出至圖像捕獲指示單元12c。
[0058]計(jì)算單元12e是使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像來(lái)計(jì)算差圖像的處理單元。作為可能的實(shí)施，當(dāng)從圖像捕獲指示單元12c接收用于計(jì)算差圖像的指令時(shí)，計(jì)算單元12e對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中的N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像進(jìn)行讀取。計(jì)算單元12e然后根據(jù)從存儲(chǔ)單元12b讀取的關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像來(lái)確定N對(duì)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像。優(yōu)選地，以如下方式來(lái)將這樣的圖像配對(duì)成N對(duì):關(guān)閉圖像被捕獲的時(shí)刻與相應(yīng)的打開(kāi)圖像被捕獲的時(shí)刻之間的差的和變?yōu)樽钚　＠?，?jì)算單元12e將N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖圖像中的每個(gè)都是在最早時(shí)刻捕獲的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像進(jìn)行配對(duì)。計(jì)算單元12e然后計(jì)算這些對(duì)中的每個(gè)對(duì)中關(guān)閉圖像的像素值與打開(kāi)圖像中的相應(yīng)像素值之間的差。以此方式，計(jì)算單元12e計(jì)算N個(gè)差圖像。計(jì)算單元12e然后將N個(gè)差圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b 中。
[0059]為了使用圖2所示的示例來(lái)說(shuō)明，計(jì)算單元12e通過(guò)將關(guān)閉圖像a2與打開(kāi)圖像b2配對(duì)，將關(guān)閉圖像a2與打開(kāi)圖像b2配對(duì)，將關(guān)閉圖像a3與打開(kāi)圖像b3配對(duì)以及將關(guān)閉圖像a4與打開(kāi)圖像b4配對(duì)來(lái)建立4個(gè)對(duì)。計(jì)算單元12e然后通過(guò)計(jì)算關(guān)閉圖像al中的像素與打開(kāi)圖像bl中的像素之間的像素值差來(lái)計(jì)算差圖像abl。以相同的方式，計(jì)算單元12e根據(jù)關(guān)閉圖像a2和打開(kāi)圖像b2計(jì)算差圖像ab2，根據(jù)關(guān)閉圖像a3和打開(kāi)圖像b3計(jì)算差圖像ab3以及根據(jù)關(guān)閉圖像a4和打開(kāi)圖像b4計(jì)算差圖像ab4。通過(guò)以上述方式計(jì)算差圖像abl至ab4，捕獲打開(kāi)圖像時(shí)與捕獲關(guān)閉圖像時(shí)之間的時(shí)間差最大可以保持兩個(gè)單位曝光時(shí)間E’。
[0060]當(dāng)所使用的是在N個(gè)打開(kāi)圖像被捕獲之前和之后關(guān)閉照明單元Ilb并且捕獲N/2個(gè)關(guān)閉圖像的圖像捕獲順序時(shí)，相比當(dāng)使用另一圖像捕獲順序時(shí)，可以減小對(duì)象的位置中的時(shí)變變量或外部光的強(qiáng)度的影響。
[0061]圖4和圖5是圖像捕獲順序的不例的不意圖。圖6是時(shí)間與變化水平之間的關(guān)系的示例的示意圖。圖4所示的是一種圖像捕獲順序，其中打開(kāi)圖像被連續(xù)捕獲4次，然后關(guān)閉圖像被連續(xù)捕獲4次。圖5所示的是與圖2所示的圖像捕獲順序相同的圖像捕獲順序。圖6示意性地示出了對(duì)象的位置或外部光的強(qiáng)度從時(shí)間tl至?xí)r間t8的變化程度(在上述每個(gè)時(shí)間處圖像被捕獲)以及在捕獲了 8個(gè)圖像時(shí)的時(shí)間的中心處定位的參考時(shí)間t。
[0062]因?yàn)閳D4所示的打開(kāi)圖像β?至M分別在和“t4”被捕獲，從參考時(shí)間t開(kāi)始的變化程度如圖6所示變?yōu)椤?4”、“+3”、“+2”和“+I”。因此，打開(kāi)圖像β I至β4的總的變化程度達(dá)到“10”。因?yàn)殛P(guān)閉圖像al至α4分別在“t5”、“t6”、“t7”和“t8”被捕獲，從參考時(shí)間開(kāi)始的變化程度如圖6所示分別變?yōu)椤?4”、“-3”、“-2”和“-1”。因此，關(guān)閉圖像al至α 4的總的變化程度也達(dá)到“10”。因此，當(dāng)差圖像α?至α 4被計(jì)算時(shí)，變化程度結(jié)果為“20”。
[0063]相比之下，圖5所示的關(guān)閉圖像al至a4分別在和“t8”被捕獲，所以從參考時(shí)間t開(kāi)始的變化程度如圖6所示變?yōu)椤?4”、“+3”、“-3”和“_4”。因此，關(guān)閉圖像al至a4的總的變化程度可以被抑制到“O”。因?yàn)榇蜷_(kāi)圖像bl至b4分別在“t3”、“t4”、“ t5 ”和“ t6 ”被捕獲，從參考時(shí)間t開(kāi)始的變化程度如圖6所示分別變?yōu)椤?+2 ”、“+1 ”、“ -2 ”和“-1”。因此，打開(kāi)圖像bl至b4的總的變化程度也可以被抑制到“O”。因此，當(dāng)差圖像α β I至α β 4被計(jì)算時(shí)，變化程度可以被抑制到“O”。
[0064]具體地，當(dāng)使用照明打開(kāi)圖像處于中心位置的圖像捕獲順序時(shí)，可以連續(xù)捕獲照明打開(kāi)圖像。因?yàn)檎彰鞔蜷_(kāi)圖像包括外部光以及來(lái)自照明自身的光，所以這樣的圖像相比照明關(guān)閉圖像具有較高的亮度。因此，相比照明關(guān)閉圖像，照明打開(kāi)圖像更大地受到對(duì)象或外部光的變化的影響。通過(guò)連續(xù)捕獲這樣的照明打開(kāi)圖像，可以進(jìn)一步減小該種變化的影響。
[0065]基于上述原因，可以理解，相比使用圖4所示的圖像捕獲順序，當(dāng)使用圖5所示的圖像捕獲順序時(shí)，對(duì)象的位置或外部光的強(qiáng)度的時(shí)變變化的影響可以減小。
[0066]積分單元12f是對(duì)差圖像進(jìn)行積分的處理單元。作為可能的實(shí)施，當(dāng)N個(gè)差圖像通過(guò)計(jì)算單元12e計(jì)算時(shí)，積分單元12f從存儲(chǔ)單元12b讀取N個(gè)差圖像，并且針對(duì)從存儲(chǔ)單元12b讀取的N個(gè)差圖像的每個(gè)像素獲取像素值的和。以此方式，可以根據(jù)N個(gè)差圖像來(lái)生成單個(gè)積分圖像。因?yàn)槊總€(gè)打開(kāi)圖像與每個(gè)關(guān)閉圖像之間的差已經(jīng)被計(jì)算，所以由此生成的積分圖像會(huì)是外部光的影響被抑制的圖像，其被表示為如同僅使用來(lái)自照明單元Ilb的照明來(lái)捕獲圖像。此外，因?yàn)榛谒鶆澐值钠毓鈺r(shí)間而捕獲的差圖像被積分，所以可以在保持曝光時(shí)間短的同時(shí)捕獲圖像。因此，即使出現(xiàn)強(qiáng)的外部光時(shí)，在作為結(jié)果的積分圖像中飽和仍被抑制。因此，可以獲取以下圖像:位于電視接收器的收看區(qū)域中的用戶(hù)的認(rèn)證區(qū)域被適當(dāng)?shù)夭东@的圖像。
[0067]認(rèn)證單元12g是使用由積分單元12f生成的積分圖形來(lái)認(rèn)證對(duì)象的姿勢(shì)的處理單元。作為可能的實(shí)施，認(rèn)證單元12g通過(guò)對(duì)積分圖像應(yīng)用如邊緣檢測(cè)或膚色檢測(cè)等圖像處理來(lái)從積分圖像提取與手部的形狀類(lèi)似的圖像部分作為要認(rèn)證的圖像。認(rèn)證單元12g然后在經(jīng)由上述圖像處理提取的要認(rèn)證的圖像與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中的模式圖像之間進(jìn)行例如模式匹配等圖像匹配處理。姿勢(shì)模式圖像的示例包括表示抬起與頻道號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)量的手指的手的形狀的模式的圖像。例如，認(rèn)證單元12g計(jì)算每個(gè)姿勢(shì)模式圖像與要認(rèn)證的圖像之間的相似度。認(rèn)證單元12g然后確定是否有任何姿勢(shì)模式圖像與要認(rèn)證的圖像的相似度高于預(yù)定閾值。如果存在任何模式圖像與其相似度高于所述閾值，則認(rèn)證單元12g向電視接收器輸出與模式圖像對(duì)應(yīng)的姿勢(shì)或與姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的命令。以此方式，在上述示例中，使得電視接收器執(zhí)行與姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的命令，即，改變頻道。
[0068]可以使用各種類(lèi)型的集成電路或電子電路作為圖像捕獲指示單元12c、確定單元12d、計(jì)算單元12e、積分單元12f和認(rèn)證單元12g。集成電路的示例包括ASIC。電子電路的示例包括CPU或MPU。
[0069]可以使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或存儲(chǔ)裝置作為存儲(chǔ)單元12b。半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的示例包括VRAM、RAM和閃存。存儲(chǔ)裝置的示例包括如硬盤(pán)或光盤(pán)等存儲(chǔ)裝置。
[0070]處理順序
[0071]現(xiàn)將說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施方式的由姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10進(jìn)行的處理的順序。在該部分，首先將說(shuō)明由姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10進(jìn)行的(I)認(rèn)證處理，然后將詳細(xì)說(shuō)明包括在上述認(rèn)證處理中的(2)除數(shù)確定處理和(3)圖像捕獲處理。
[0072](I)認(rèn)證處理
[0073]圖7是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的認(rèn)證處理的流程圖。當(dāng)傳感器單元Ila在電視接收器的收看區(qū)域中檢測(cè)到用戶(hù)時(shí)，認(rèn)證處理被啟動(dòng)。如圖7所示，當(dāng)傳感器單元Ila在收看區(qū)域中檢測(cè)到用戶(hù)時(shí)(步驟S101)，圖像捕獲控制單元Ilf向認(rèn)證設(shè)備12通知在收看區(qū)域檢測(cè)到用戶(hù)(步驟S102)。
[0074]在響應(yīng)中，認(rèn)證設(shè)備12中的確定單元12d執(zhí)行用于確定被曝光時(shí)間E相除的除數(shù)的“除數(shù)確定處理”(步驟S103)。圖像捕獲指示單元12c然后向認(rèn)證設(shè)備12發(fā)送包括圖像捕獲參數(shù)的圖像捕獲指令，其中圖像捕獲參數(shù)包括由確定單元12d確定的除數(shù)N (S104)。
[0075]接收?qǐng)D像捕獲指令的圖像捕獲控制單元Ilf然后執(zhí)行“圖像捕獲處理”，其中按照N/2個(gè)關(guān)閉圖像、N個(gè)打開(kāi)圖像和N/2個(gè)關(guān)閉圖像的次序來(lái)捕獲N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像(S105)。圖像捕獲控制單元Ilf然后將N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像經(jīng)由通信單元Ild傳輸給認(rèn)證設(shè)備12 (步驟S106)。
[0076]認(rèn)證設(shè)備12中的圖像捕獲指示單元12c然后將N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中(步驟S107)。計(jì)算單元12e然后確定N對(duì)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像，并且根據(jù)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像的各個(gè)配對(duì)來(lái)計(jì)算N個(gè)差圖像(步驟S108)。計(jì)算單元12e然后將在步驟S108中計(jì)算的N個(gè)差圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中(步驟S109)。
[0077]積分單元12f然后通過(guò)獲取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中的N個(gè)差圖像的像素值的和來(lái)根據(jù)N個(gè)差圖像生成單個(gè)積分圖像(步驟S110)。積分單元12f然后將在步驟SllO處生成的積分圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中(步驟Slll)。
[0078]認(rèn)證單元12g然后計(jì)算根據(jù)在步驟Slll中存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中的積分圖像而檢測(cè)的認(rèn)證區(qū)域的圖像與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元12b中的姿勢(shì)模式圖像中的每一個(gè)之間的相似度(步驟SI 12)。
[0079]如果有任何模式圖像具有高于預(yù)定閾值的相似度(步驟S113處的是)，則認(rèn)證單元12g執(zhí)行以下處理。換言之，認(rèn)證單元12g向電視接收器輸出與模式圖像對(duì)應(yīng)的姿勢(shì)或與姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的命令(步驟S114)，并且所述處理結(jié)束。如果沒(méi)有模式圖像具有高于預(yù)定閾值的相似度(步驟SI 13處的否)，則處理在該點(diǎn)處結(jié)束。
[0080](2)除數(shù)確定處理
[0081]圖8是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的除數(shù)確定處理的流程圖。當(dāng)在如圖7所示的認(rèn)證處理中執(zhí)行步驟S102處的處理時(shí)，即，當(dāng)從圖像捕獲設(shè)備11接收用戶(hù)檢測(cè)的通知時(shí)，啟動(dòng)該處理。
[0082]如圖8所示，確定單元12d將在沒(méi)有外部光的環(huán)境中優(yōu)選地應(yīng)用的初始值Ntl設(shè)置為除數(shù)N (步驟S201)。確定單元12d然后將單位曝光時(shí)間E’設(shè)置為根據(jù)曝光時(shí)間E和除數(shù)N而計(jì)算的E/N (步驟S202)。
[0083]確定單元12d然后使得圖像捕獲設(shè)備11基于單位曝光時(shí)間E’捕獲預(yù)定數(shù)目的打開(kāi)圖像(步驟S203)。確定單元12d然后根據(jù)在步驟S203處捕獲的打開(kāi)圖像來(lái)計(jì)算用作外部光強(qiáng)度的指標(biāo)的外部光評(píng)估值Ex(步驟S204)。確定單元12d然后確定外部光評(píng)估值Ex是否小于預(yù)定閾值Th (步驟S205)。
[0084]如果外部光評(píng)估值Ex等于或大于該預(yù)定閾值Th (步驟S205處的否)，則可以認(rèn)為當(dāng)圖像基于單位曝光時(shí)間E’而被捕獲時(shí)在打開(kāi)圖像上很有可能產(chǎn)生飽和。在這樣的情況下，確定單元12d將除數(shù)N更新至大于先前值的值，例如，是先前除數(shù)兩倍的值(步驟S206)。系統(tǒng)控制然后行進(jìn)至步驟S202，并且確定單元12d重復(fù)以下處理:更新除數(shù)；設(shè)置單位曝光時(shí)間E’ ；使得圖像捕獲設(shè)備11捕獲打開(kāi)圖像；以及計(jì)算外部光評(píng)估值Ex，直到外部光評(píng)估值Ex達(dá)到小于閾值Th的值。
[0085]如果外部光評(píng)估值小于該預(yù)定閾值(步驟S205處的是)，則可以認(rèn)為當(dāng)圖像基于單位曝光時(shí)間E’而被捕獲時(shí)在打開(kāi)圖像上不太可能產(chǎn)生飽和。在這樣的情況下，確定單元12d向圖像捕獲指示單元12c輸出在步驟S201或步驟S206使用的除數(shù)N (步驟S207)，并且處理結(jié)束。
[0086](3)圖像捕獲處理
[0087]圖9是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的圖像捕獲處理的流程圖。當(dāng)在如圖7所示的認(rèn)證處理中執(zhí)行步驟S104處的處理時(shí)，即，當(dāng)從認(rèn)證設(shè)備12接收到圖像捕獲指令時(shí)，啟動(dòng)圖像捕獲處理。
[0088]如圖9所示，如果從認(rèn)證設(shè)備12接收到包括曝光時(shí)間E、除數(shù)N等的圖像捕獲指令時(shí)，圖像捕獲控制單元Ilf通過(guò)將曝光時(shí)間E除以除數(shù)N來(lái)計(jì)算表示單個(gè)圖像的曝光時(shí)間的單位曝光時(shí)間E’(步驟S301)。
[0089]圖像捕獲控制單元Ilf然后關(guān)閉照明單元11b，并且捕獲N/2個(gè)關(guān)閉圖像(步驟S302)。圖像捕獲控制單元I If然后打開(kāi)照明單元I Ib，并且捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像(步驟S303)。圖像捕獲控制單元Ilf然后關(guān)閉照明單元11b，并且捕獲N/2個(gè)關(guān)閉圖像(步驟S304)。[0090]最終，圖像捕獲控制單元Ilf將在步驟S302至步驟S304中捕獲的N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元lie中(步驟S305)，并且處理結(jié)束。
[0091]第一實(shí)施方式所實(shí)現(xiàn)的有利效果
[0092]如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式的姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10在N個(gè)打開(kāi)圖像被捕獲之前和之后關(guān)閉照明單元Ilb并且捕獲關(guān)閉圖像。因此，在根據(jù)第一實(shí)施方式的姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10中，因?yàn)檎彰鲝拇蜷_(kāi)切換至關(guān)閉以及從關(guān)閉切換至打開(kāi)的頻率被降低，所以可以減小空寫(xiě)的頻率和時(shí)間。從而，捕獲圖像的空閑時(shí)間可以減少。因此，根據(jù)第一實(shí)施方式的姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10可以減少圖像捕獲時(shí)間。
[0093]此外，在根據(jù)第一實(shí)施方式的姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10中，認(rèn)證設(shè)備12進(jìn)行以下處理:捕獲打開(kāi)圖像并且通過(guò)試錯(cuò)法(trial-and-error)確定除數(shù)；計(jì)算關(guān)閉圖像與打開(kāi)圖像之間的差；對(duì)差圖像進(jìn)行積分等。因此，根據(jù)第一實(shí)施方式的姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10可以簡(jiǎn)化圖像捕獲設(shè)備11的功能配置。通過(guò)簡(jiǎn)化圖像捕獲設(shè)備11，可以實(shí)現(xiàn)更多的有利效果。例如，在執(zhí)行姿勢(shì)認(rèn)證的可能配置中，認(rèn)證設(shè)備12可以構(gòu)建至固定的地方，例如，靠近電視接收器或位于電視接收器中，但是安裝圖像捕獲設(shè)備11的地方可以取決于用戶(hù)如何使用圖像捕獲設(shè)備11而改變。此外，系統(tǒng)的另一可能配置可以包括一個(gè)認(rèn)證設(shè)備12和多個(gè)圖像捕獲設(shè)備11。當(dāng)使用這樣的系統(tǒng)配置時(shí)，整體成本可以在當(dāng)圖像捕獲設(shè)備11的配置被簡(jiǎn)化時(shí)降低。
[0094]此外，在根據(jù)第一實(shí)施方式的姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10中，被劃分成相同大小的組的關(guān)閉圖像在打開(kāi)圖像捕獲之前和之后被捕獲，位于相同次序的打開(kāi)圖像和關(guān)閉圖像在捕獲這些圖像的時(shí)間上位于相同次序，并且對(duì)于這些對(duì)中的每一對(duì)，差圖像被計(jì)算。因此，例如，如位置變化(例如，當(dāng)對(duì)象的手部逐漸向下移動(dòng)時(shí)的變化)、由于阻擋物體而引起的外部光強(qiáng)度的變化等變化的影響可以均勻地分配給差異被計(jì)算的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像。因此，可以穩(wěn)定地計(jì)算較少受到這樣的變化的影響的差圖像。
[0095]此外，因?yàn)榇蜷_(kāi)圖像在圖像捕獲順序的中心處被連續(xù)捕獲，所以外部光和對(duì)象的變換的影響可以減小。這是因?yàn)榇蜷_(kāi)圖像具有較高的亮度，相比關(guān)閉圖像，打開(kāi)圖像更多地受到這樣的變化的影響。因此，通過(guò)在圖像捕獲順序的中心處連續(xù)地捕獲打開(kāi)圖像，可以進(jìn)一步減小這樣的變化的影響。
[0096]此外，在根據(jù)第一實(shí)施方式的姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10中，因?yàn)殛P(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像被捕獲偶數(shù)次，所以未用于計(jì)算差圖像的冗余的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像沒(méi)有被捕獲。因此，圖像捕獲時(shí)間可以減少。
[0097]此外，在根據(jù)第一實(shí)施方式的姿勢(shì)認(rèn)證系統(tǒng)10中，因?yàn)閳D像捕獲時(shí)間減少，所以即使當(dāng)所使用的是低速率并且長(zhǎng)間隔的圖像傳感器捕獲圖像，圖像捕獲時(shí)間的延長(zhǎng)仍能被抑制。因?yàn)榭梢允褂貌话嘿F的圖像傳感器，所以可以減小成本。
[0098][b]第二實(shí)施方式
[0099]在第一實(shí)施方式中說(shuō)明的是其中使得認(rèn)證設(shè)備12生成差圖像和積分圖像的示例。但是，不是必需是認(rèn)證設(shè)備12生成差圖像和積分圖像。此外，在第一實(shí)施方式中說(shuō)明其中使得圖像捕獲設(shè)備11捕獲用于姿勢(shì)認(rèn)證的圖像，但是圖像捕獲設(shè)備11還可以捕獲要用于另一種類(lèi)型的認(rèn)證或確定的圖像。因此，在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式中說(shuō)明的是以下示例:其中，使得圖像捕獲設(shè)備21捕獲作為對(duì)象的人的臉部的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像以生成差圖像和積分圖像，并且使得認(rèn)證設(shè)備22使用積分圖像來(lái)執(zhí)行臉部認(rèn)證。
[0100]臉部認(rèn)證系統(tǒng)的配置
[0101]圖10是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的包括在臉部認(rèn)證系統(tǒng)中的設(shè)備的功能配置的框圖。圖10所示的該臉部認(rèn)證系統(tǒng)20通過(guò)將根據(jù)捕獲有人臉的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像而生成的積分圖像與作為人臉的預(yù)先注冊(cè)的積分圖像的注冊(cè)圖像進(jìn)行匹配，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，基于上述匹配來(lái)確定認(rèn)證成功。在第二實(shí)施方式的以下描述中，假設(shè)臉部認(rèn)證用于控制一些人出入安裝在設(shè)施或房間的邊界或設(shè)施的棚等處的門(mén)。
[0102]如圖10所示，臉部認(rèn)證系統(tǒng)20包括圖像捕獲設(shè)備21和認(rèn)證設(shè)備22。在這些設(shè)備中，例如，圖像捕獲設(shè)備21被安裝在使得能夠以圖像捕獲設(shè)備21的視角捕獲穿過(guò)門(mén)的人的臉部的位置，以使得可以捕獲穿過(guò)門(mén)的人的臉部的圖像。例如，認(rèn)證設(shè)備22可以實(shí)施為被連接至多個(gè)圖 像捕獲設(shè)備21的服務(wù)器。替代地，用于進(jìn)行臉部認(rèn)證的功能可以被結(jié)合到圖像捕獲設(shè)備21中以使得可以單機(jī)進(jìn)行臉部認(rèn)證。
[0103]圖像捕獲設(shè)備21的配置
[0104]首先，將說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施方式的圖像捕獲設(shè)備21的功能配置。相比圖1所示的圖像捕獲設(shè)備11，圖10所示的圖像捕獲設(shè)備21不包括傳感器單元11a、照明單元lib、圖像傳感器11c、通信單元lid、圖像存儲(chǔ)單元lie和圖像捕獲控制單元Ilf而包括以下單元。換言之，圖像捕獲設(shè)備21包括傳感器單元21a、照明單元21b、圖像傳感器21c、通信單元21d、圖像存儲(chǔ)單元21e和圖像捕獲控制單元21f。
[0105]因?yàn)閭鞲衅鲉卧?1a、照明單元21b、圖像傳感器21c、通信單元21d、圖像存儲(chǔ)單元21e、圖像捕獲控制單元21f、確定單元21g、計(jì)算單元21h和積分單元21j與圖1所示的相應(yīng)的功能單元具有相同的功能，所以下文中僅說(shuō)明差別。
[0106]在這些單元中，傳感器單元21a與圖1所示的傳感器單元21a的不同之處在于--傳感器單元21a檢測(cè)接近門(mén)的用戶(hù)。因此，例如，傳感器單元21a監(jiān)視人們穿過(guò)門(mén)的區(qū)域，例如，距門(mén)半徑為I米的區(qū)域。當(dāng)傳感器單元21a檢測(cè)到有用戶(hù)穿過(guò)這樣的通過(guò)區(qū)域時(shí)，傳感器單元21a向圖像捕獲控制單元21f (隨后將描述)通知有用戶(hù)進(jìn)入到門(mén)通過(guò)區(qū)域中。
[0107]照明單元21b與圖1所示的照明單元Ilb的不同之處在于:照明單元21b照射接近門(mén)的用戶(hù)的臉部。因此，照明單元Ilb被安裝在能夠照射由傳感器單元21a檢測(cè)到位于門(mén)的通過(guò)區(qū)域中的用戶(hù)的認(rèn)證區(qū)域(例如，用戶(hù)的臉部)。當(dāng)照明單元21b具有方向性時(shí)，照明單元21b還可以設(shè)置有機(jī)械單元，該機(jī)械單元使得能夠根據(jù)用戶(hù)在門(mén)的通過(guò)區(qū)域中所處的位置來(lái)調(diào)節(jié)輸出照明光的方向。
[0108]圖像傳感器21c與圖1所示的圖像傳感器Ilc的不同之處在于:圖像傳感器21c安裝在使得位于通過(guò)區(qū)域中的用戶(hù)的臉部能夠成像在透鏡(未示出)上的位置處。圖像傳感器21c可以設(shè)置有機(jī)械單元，該機(jī)械單元用于根據(jù)用戶(hù)在門(mén)的通過(guò)區(qū)域中出現(xiàn)的位置來(lái)調(diào)節(jié)圖像捕獲設(shè)備21的角視場(chǎng)以使得用戶(hù)的認(rèn)證區(qū)域可以在圖像傳感器21c上成像。隨后將描述的圖像捕獲控制單元21f將圖像傳感器21c所捕獲的圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元21e中。
[0109]通信單元21d與圖1所示的通信單元Ild的不同之處在于:通信單元21d向包括認(rèn)證設(shè)備22的其他設(shè)備發(fā)送不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)并且從其接收不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。例如，通信單元21d向認(rèn)證設(shè)備22發(fā)送用戶(hù)進(jìn)入門(mén)的通過(guò)區(qū)域的通知或積分圖像。通信單元21d還接收用于結(jié)束捕獲已經(jīng)進(jìn)入到門(mén)的通過(guò)區(qū)域的用戶(hù)的臉部的圖像的圖像捕獲結(jié)束指令，或接收用于生成注冊(cè)圖像的注冊(cè)圖像生成指令。
[0110]圖像存儲(chǔ)單元21d與圖1所示的圖像存儲(chǔ)單元Ile的不同之處在于:圖像存儲(chǔ)單元21e存儲(chǔ)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。如早先提到的，在第二實(shí)施方式中，圖像捕獲設(shè)備21開(kāi)始捕獲關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像，并且執(zhí)行差圖像的計(jì)算和積分圖像的生成。因此，圖像傳感器21除了存儲(chǔ)從圖像傳感器21c接收的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像以外還存儲(chǔ)差圖像和積分圖像。
[0111]圖像捕獲控制單元21f與圖1所示的圖像捕獲控制單元Ilf的不同之處在于:圖像捕獲處理被不同地觸發(fā)。換言之，因?yàn)閳D10所示的認(rèn)證設(shè)備22進(jìn)行臉部認(rèn)證，而不是執(zhí)行在如圖1所示的認(rèn)證設(shè)備12中的姿勢(shì)認(rèn)證，所以圖像捕獲控制單元21f將由如I所示的圖像捕獲控制單元Ilf執(zhí)行的圖像捕獲處理執(zhí)行兩次，一次是在對(duì)允許穿過(guò)門(mén)的人的臉部進(jìn)行注冊(cè)的階段，另一次是在生成進(jìn)入門(mén)的用戶(hù)的臉部的階段。
[0112]此外，如圖10所示的圖像捕獲設(shè)備21還包括確定單元21g、計(jì)算單元21h和積分單元21j,如圖1所示的功能單元。確定單元21g、計(jì)算單元21h和積分單元21 j與圖1所示包括在認(rèn)證設(shè)備12中的確定單元12d、計(jì)算單元12e和積分單元12f的不同之處在于:這些功能單元被提供給捕獲圖像的設(shè)備。此外，確定單元21g、計(jì)算單元21h和積分單元21 j的不同之處在于:以與圖像捕獲控制單元21f進(jìn)行的處理相同的方式在兩個(gè)階段進(jìn)行該處理。
[0113]認(rèn)證設(shè)備22的配置
[0114]將說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施方式的認(rèn)證設(shè)備22的功能配置。圖10所示的認(rèn)證設(shè)備22替代包括提供給圖1所示的認(rèn)證設(shè)備12的通信單元12a和存儲(chǔ)單元12b，而包括通信單元22a和存儲(chǔ)單元22b。
[0115]因?yàn)橥ㄐ艈卧?2a和存儲(chǔ)單元22b具有與圖1所示的相應(yīng)功能單元的功能相同的基本功能，所以在下文中僅說(shuō)明差別。
[0116]通信單元22a與圖1所示的通信單元12a不同之處在于:通信單元22a向包括圖像捕獲設(shè)備21的其他設(shè)備發(fā)送不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)并且從其接收不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。例如，通信單元22a向圖像捕獲設(shè)備21發(fā)送圖像捕獲結(jié)束指令和注冊(cè)圖像生成指令。通信單元22a還從圖像捕獲設(shè)備21接收積分圖像和用戶(hù)進(jìn)入門(mén)的通過(guò)區(qū)域的通知。
[0117]存儲(chǔ)單元22b與圖1所示的存儲(chǔ)單元12b的不同之處在于:存儲(chǔ)單元22b存儲(chǔ)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。換言之，在第二實(shí)施方式中，圖像捕獲設(shè)備21不僅捕獲關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像，而且還進(jìn)行差圖像的計(jì)算與積分圖像的生成，僅積分圖像被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元22b中，而不存儲(chǔ)關(guān)閉圖像、打開(kāi)圖像和差圖像。例如，當(dāng)傳感器單元21a檢測(cè)進(jìn)入到門(mén)的通過(guò)區(qū)域的用戶(hù)，存儲(chǔ)單元22b存儲(chǔ)與由圖像捕獲設(shè)備21生成的用戶(hù)的圖像進(jìn)行比較的注冊(cè)圖像。本文所說(shuō)明的以下示例:作為注冊(cè)圖像而存儲(chǔ)的是被臉部認(rèn)證系統(tǒng)20的管理員允許通過(guò)門(mén)進(jìn)出的被允許人的積分圖像以及從該積分圖像提取的表征量。但是，替代地，被許可人的積分圖像或表征量中的僅僅一個(gè)還可以被存儲(chǔ)。
[0118]此外，圖10所示的設(shè)備22包括如未在圖1中示出的接收單元22g、認(rèn)證單元22h和重試控制單元22j。
[0119]接收單元22g是接收用于生成注冊(cè)圖像的指令的處理單元。作為接收單元22g的可能實(shí)施，可以使用各種類(lèi)型的用戶(hù)接口，如鍵盤(pán)或觸摸面板。例如，接收單元22g用于生成被臉部認(rèn)證系統(tǒng)20的管理員允許進(jìn)出門(mén)的被允許人的注冊(cè)圖像的指令，并且向圖像捕獲設(shè)備21通知用于生成注冊(cè)圖像的指令。以此方式，使得圖像捕獲設(shè)備21:捕獲要生成注冊(cè)圖像的人的臉部的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像、計(jì)算差圖像以及生成積分圖像。接收單元22g還可以在認(rèn)證設(shè)備22的外部獨(dú)立地實(shí)施。
[0120]認(rèn)證單元22h是使用從圖像捕獲設(shè)備21接收的用戶(hù)的積分圖像和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元22b中的被允許人的注冊(cè)圖像來(lái)進(jìn)行對(duì)象的臉部認(rèn)證的處理單元。作為可能的實(shí)施，認(rèn)證單元22h通過(guò)執(zhí)行與積分圖像的模板匹配來(lái)檢測(cè)與臉部對(duì)應(yīng)的部分的圖像。認(rèn)證單元22h從與由模板匹配檢測(cè)的臉部對(duì)應(yīng)的圖像提取幾何特征(如臉的一部分(例如眼睛、鼻子、嘴巴和耳朵等)的形狀或大小等)作為表征量。認(rèn)證單元22h然后計(jì)算存儲(chǔ)在22b中的注冊(cè)圖像中的每一個(gè)與表征量之間的相似度。如有由任何注冊(cè)圖像產(chǎn)生的相似度S高于預(yù)定閾值，則認(rèn)證單元22h確定認(rèn)證成功。在這樣的情況下，不必重試認(rèn)證。因此，例如，認(rèn)證單元22h向圖像捕獲設(shè)備21通知圖像捕獲結(jié)束指令，并且向解鎖門(mén)的裝置輸出成功認(rèn)證通知。從而，已經(jīng)進(jìn)入門(mén)的通過(guò)區(qū)域的用戶(hù)被允許進(jìn)出。相比之下，如果僅有一些注冊(cè)圖像導(dǎo)致相似度S小于預(yù)定閾值，則認(rèn)證單元22h確定認(rèn)證失敗。在這樣的情況下，使得隨后將描述的重試控制單元22j確定認(rèn)證是否已經(jīng)被重試了特定次數(shù)。與相似度S比的閾值可以以任何方式來(lái)指定。例如，當(dāng)優(yōu)選地減小虛假拒絕率時(shí)可以降低該閾值，而當(dāng)優(yōu)選地減小虛假接受率時(shí)可以升高該閾值。
[0121]重試控制單元22j是控制臉部認(rèn)證系統(tǒng)的重試的處理單元。作為可能實(shí)施，當(dāng)進(jìn)入門(mén)的通過(guò)區(qū)域的用戶(hù)被檢測(cè)時(shí)，重試控制單元22j將記錄在內(nèi)存(未示出)中的重試計(jì)數(shù)R初始化為零。重試控制單元22j然后當(dāng)認(rèn)證單元22h確定認(rèn)證失敗時(shí)將重新計(jì)數(shù)R增加1，并且確定重新計(jì)數(shù)R是否等于或高于預(yù)定閾值。如果重新計(jì)數(shù)R低于預(yù)定閾值，則重試控制單元22j允許認(rèn)證重試。當(dāng)認(rèn)證重試以上述方式被允許時(shí)，重試控制單元22j使得認(rèn)證單元22h進(jìn)行以下一系列處理，其包括:從用戶(hù)的積分圖像提取表征量；計(jì)算與注冊(cè)圖像的相似度；以及確定是否有任何注冊(cè)圖像導(dǎo)致相似度等于或高于該閾值。如果重試計(jì)數(shù)等于或高于閾值，則重試控制單元22j不允許任何另外的重試。在這樣的情況下，因?yàn)椴辉傩枰捎脩?hù)的積分圖像，所以重試控制單元22j向圖像捕獲設(shè)備21通知圖像捕獲結(jié)束指令，并且向圖像捕獲設(shè)備21輸出認(rèn)證失敗的通知。與重試計(jì)數(shù)R相比的閾值可以以任何方式來(lái)指定。例如，當(dāng)優(yōu)選地減小虛假拒絕率時(shí)可以提高該閾值，而當(dāng)優(yōu)選地減小虛假接受率時(shí)可以降低該閾值。
[0122]處理順序
[0123]現(xiàn)將說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施方式的由臉部認(rèn)證系統(tǒng)20的處理。下文說(shuō)明的是:(1)用于生成和存儲(chǔ)注冊(cè)圖像的注冊(cè)處理和(2)由臉部認(rèn)證系統(tǒng)20進(jìn)行的認(rèn)證處理。在注冊(cè)處理和認(rèn)證處理中包括的除數(shù)確定處理和圖像捕獲處理與根據(jù)第一實(shí)施方式的相同。因此，在此處省略其說(shuō)明。
[0124](I)注冊(cè)處理
[0125]圖11是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的注冊(cè)處理的流程圖。當(dāng)認(rèn)證設(shè)備22從管理員接收到用于生成注冊(cè)圖像的指令的時(shí)，啟動(dòng)注冊(cè)處理。
[0126]如圖11所示，當(dāng)用于生成注冊(cè)圖像的指令被接收到時(shí)(步驟S401)，接收單元22向圖像捕獲設(shè)備21通知用于生成注冊(cè)圖像的指令(步驟S402)。[0127]在響應(yīng)中，圖像捕獲設(shè)備21中的確定單元21g執(zhí)行用于確定除以曝光時(shí)間E的除數(shù)N的“除數(shù)確定處理”(步驟S403)。在步驟S403處，確定單元21g可以執(zhí)行與在第一實(shí)施方式中說(shuō)明的處理相同的處理(參見(jiàn)圖8)。
[0128]圖像捕獲控制單元21f然后使用包括由確定單元21g確定的除數(shù)N的圖像捕獲參數(shù)來(lái)執(zhí)行以下處理。換言之，圖像捕獲控制單元21f執(zhí)行“圖像捕獲處理”，其中N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像按照N/2個(gè)關(guān)閉圖像、N個(gè)打開(kāi)圖像和N/2個(gè)關(guān)閉圖像的次序來(lái)捕獲(S404)。在步驟S404處，圖像捕獲控制單元21f可以執(zhí)行與在第一實(shí)施方式中說(shuō)明的處理相同的處理(參見(jiàn)圖9)。
[0129]計(jì)算單元21h然后確定N對(duì)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像，并且根據(jù)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像的各個(gè)對(duì)來(lái)計(jì)算N個(gè)差圖像(步驟S405)。計(jì)算單元2 Ih然后將在步驟S405中計(jì)算的N個(gè)差圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元2Ie中(步驟S406)。
[0130]積分單元21j然后通過(guò)獲取在存儲(chǔ)單元21e中存儲(chǔ)的N個(gè)差圖像的像素值的和，來(lái)根據(jù)N個(gè)差圖像生成單個(gè)積分圖像(步驟S407)。積分單元21 j然后將在步驟S407處生成的積分圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元21e中(步驟S408)。圖像捕獲設(shè)備21然后經(jīng)由通信單元21d向認(rèn)證設(shè)備22傳輸積分圖像(步驟S409)。
[0131]認(rèn)證單元22h然后將積分圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元22b中作為注冊(cè)圖像(步驟S410)。認(rèn)證單元22h從在步驟S410處存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元22b中的注冊(cè)圖像提取幾何特征(例如臉的一部分(例如眼睛、鼻子、嘴巴和耳朵等)的形狀或大小等)作為表征量(步驟S411)。認(rèn)證單元22h然后以與在步驟S410處存儲(chǔ)的注冊(cè)圖像相關(guān)聯(lián)的方式來(lái)將在步驟S411中提取的表征量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元22b中，并且處理結(jié)束。
[0132](2)認(rèn)證處理
[0133]圖12是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的認(rèn)證處理的流程圖。當(dāng)傳感器單元21a檢測(cè)到有用戶(hù)進(jìn)入門(mén)的通過(guò)區(qū)域時(shí)，認(rèn)證處理被啟動(dòng)。
[0134]如圖12所示，當(dāng)傳感器單元21a檢測(cè)到有用戶(hù)進(jìn)入到門(mén)的通過(guò)區(qū)域時(shí)(步驟
5601)，圖像捕獲控制單元21f向認(rèn)證設(shè)備22通知檢測(cè)到有用戶(hù)進(jìn)入到門(mén)的通過(guò)區(qū)域(步驟
5602)。在步驟S602處接收通知的重試控制單元22j通過(guò)將重新計(jì)數(shù)R設(shè)置為零來(lái)初始化重新計(jì)數(shù)R (步驟S603)。
[0135]認(rèn)證設(shè)備22中的確定單元21g然后執(zhí)行用于確定除以曝光時(shí)間E的除數(shù)N的“除數(shù)確定處理”(步驟S604)。在步驟S604處，確定單元21g可以執(zhí)行與在第一實(shí)施方式中說(shuō)明的處理相同的處理(參見(jiàn)圖8)。
[0136]圖像捕獲控制單元21f然后使用包括由確定單元21g確定的除數(shù)N的圖像捕獲參數(shù)來(lái)執(zhí)行以下處理。換言之，圖像捕獲控制單元21f執(zhí)行“圖像捕獲處理”，其中N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像按照N/2個(gè)關(guān)閉圖像、N個(gè)打開(kāi)圖像和N/2個(gè)關(guān)閉圖像的次序來(lái)捕獲(S605)。在步驟S605處，圖像捕獲控制單元21f可以執(zhí)行與在第一實(shí)施方式中說(shuō)明的處理相同的處理(參見(jiàn)圖9)。
[0137]計(jì)算單元21h然后確定N對(duì)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像，并且根據(jù)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像的各個(gè)對(duì)來(lái)計(jì)算N個(gè)差圖像(步驟S606)。計(jì)算單元2 Ih然后將在步驟S606中計(jì)算的N個(gè)差圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元2Ie中(步驟S607)。
[0138]積分單元21 j通過(guò)獲取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元21e中的N個(gè)差圖像的像素值的和，來(lái)根據(jù)N個(gè)差圖像生成單個(gè)積分圖像(步驟S608)。積分單元21 j然后將在步驟S608處生成的積分圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元21e中(步驟S609)。圖像捕獲設(shè)備21然后經(jīng)由通信單元21d向認(rèn)證設(shè)備22傳輸積分圖像(步驟S610)。
[0139]從步驟S604至步驟S610的處理被重復(fù)直至從認(rèn)證設(shè)備22中接收到圖像捕獲結(jié)束指令(步驟S611處的否)。當(dāng)圖像捕獲結(jié)束指令被接收時(shí)(在步驟S611處的是)，圖像捕獲設(shè)備21結(jié)束處理。
[0140]同時(shí)，認(rèn)證設(shè)備22將在步驟S610存儲(chǔ)的積分圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元22b中(步驟S612)。認(rèn)證單元22h然后從在步驟S612處存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元22b中的積分圖像提取表征量(步驟 S613)。
[0141]認(rèn)證單元22h然后計(jì)算根據(jù)在步驟S613處用戶(hù)的積分圖像而提取的表征量與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元22b中的每個(gè)注冊(cè)圖像的表征量之間的相似度S (步驟S614)。
[0142]認(rèn)證單元22h然后確定是否有任何注冊(cè)圖像導(dǎo)致像素度S高于預(yù)定閾值(步驟S615)。如果沒(méi)有注冊(cè)圖像導(dǎo)致相似度S等于或高于閾值(在步驟S615處的否)，則重試控制單元22j將重新計(jì)數(shù)R增加I (步驟S616)，并且確定重新計(jì)數(shù)R是否等于或高于預(yù)定閾值(步驟S617)。認(rèn)證設(shè)備22重復(fù)從步驟S612至S616的處理直到重新計(jì)數(shù)R達(dá)到等于或高于預(yù)定閾值的值(在步驟S617處的否)。
[0143]如果有注冊(cè)圖像導(dǎo)致相似度S等于或高于閾值(在步驟S615處為是)，或如果重新計(jì)數(shù)R達(dá)到等于或高于閾值(在步驟S617處的是)，則執(zhí)行以下處理。換言之，認(rèn)證單元22h向圖像捕獲設(shè)備21通知圖像捕獲結(jié)束指令(步驟S618)，向圖像捕獲設(shè)備21和未示出的解鎖裝置輸出成功認(rèn)證或認(rèn)證失敗的認(rèn)證結(jié)果(步驟S619)，并且結(jié)束處理。
[0144]第二實(shí)施方式所實(shí)現(xiàn)的有利效果
[0145]如上所述，以與上述第一實(shí)施方式相同的方式，根據(jù)第二實(shí)施方式的臉部認(rèn)證系統(tǒng)20在N個(gè)打開(kāi)圖像被捕獲之前和之后關(guān)閉照明單元Ilb并且捕獲關(guān)閉圖像。因此，在根據(jù)第二實(shí)施方式的臉部認(rèn)證系統(tǒng)20可以降低照明從打開(kāi)切換至關(guān)閉或從關(guān)閉切換至打開(kāi)的頻率，并且空與的頻率和時(shí)間可以減小。從而，捕獲圖像的空閑時(shí)間可以減少。因此，在根據(jù)第二實(shí)施方式的臉部認(rèn)證系統(tǒng)20中，也可以減小圖像捕獲時(shí)間。
[0146]此外，在根據(jù)第二實(shí)施方式的臉部認(rèn)證系統(tǒng)20中，圖像捕獲設(shè)備21進(jìn)行以下處理:計(jì)算關(guān)閉圖像與打開(kāi)圖像之間差；對(duì)差圖像進(jìn)行積分等。因此，在根據(jù)第二實(shí)施方式的臉部認(rèn)證系統(tǒng)20中，僅一個(gè)積分圖像可以從圖像捕獲設(shè)備21傳輸至認(rèn)證設(shè)備22，而不傳輸N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像。因此，圖像捕獲設(shè)備21與認(rèn)證設(shè)備22之間的通信量可以減小。因此，連接圖像捕獲設(shè)備21和認(rèn)證設(shè)備22的網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)載可以減小。因此，可以實(shí)現(xiàn)高速認(rèn)證處理。
[0147]此外，在根據(jù)第二實(shí)施方式的臉部認(rèn)證系統(tǒng)20中，因?yàn)閳D像捕獲時(shí)間減少，所以即使當(dāng)所使用的是低速率并且長(zhǎng)間隔的圖像傳感器捕獲圖像時(shí)，仍能抑制圖像捕獲時(shí)間的延長(zhǎng)。因此，由于可以使用不昂貴的圖像傳感器，所以可以減小成本。
[0148]此外，因?yàn)榇蜷_(kāi)圖像在圖像捕獲順序的中心處被連續(xù)捕獲，所以外部光和對(duì)象的變換的影響可以減小。這是因?yàn)榇蜷_(kāi)圖像具有較高的亮度，相比關(guān)閉圖像，打開(kāi)圖像更多地受到這樣的變化的影響。通過(guò)在圖像捕獲順序的中心處連續(xù)地捕獲打開(kāi)圖像，可以進(jìn)一步減小這樣的變化的影響。[0149]在第二實(shí)施方式中所說(shuō)明的示例是以下示例:臉部認(rèn)證系統(tǒng)20被用于根據(jù)從認(rèn)證設(shè)備22輸出的認(rèn)證結(jié)果控制用戶(hù)的進(jìn)出以使得用戶(hù)被允許進(jìn)出或不被允許進(jìn)出。替代地，臉部認(rèn)證系統(tǒng)20可以用于其他目的。例如，臉部認(rèn)證系統(tǒng)20還可以用于登錄管理，其中取決于認(rèn)證結(jié)果來(lái)允許登錄或不允許登錄到信息處理設(shè)備，如個(gè)人計(jì)算機(jī)。
[0150][C]第三實(shí)施方式
[0151]在第二實(shí)施方式中說(shuō)明的是以下示例:使得認(rèn)證設(shè)備22使用積分圖像來(lái)執(zhí)行臉部認(rèn)證。但是，積分圖像還可以用于確定對(duì)象的材料，而不限于臉部認(rèn)證。因此，在本發(fā)明的第三實(shí)施方式中所說(shuō)明的是以下示例:使得確定設(shè)備32使用積分圖像來(lái)確定對(duì)象的材料。
[0152]材料確定系統(tǒng)的配置
[0153]圖13是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的包括在材料確定系統(tǒng)中的設(shè)備的功能配置的框圖。圖13所示的材料確定系統(tǒng)30通過(guò)將使用照明單元31bA而生成的對(duì)象的積分圖像與使用照明單元31bB而生成的對(duì)象的積分圖像進(jìn)行比較來(lái)確定對(duì)象的材料。在第三實(shí)施方式中的以下描述中，例如，假設(shè)材料確定用于確定對(duì)象是由材料α還是材料β制成。
[0154]如圖13所示，材料確定系統(tǒng)30包括圖像捕獲設(shè)備31和確定設(shè)備32。在這些設(shè)備中，例如，圖像捕獲設(shè)備31被安裝在以下位置:使得其材料要被確定的對(duì)象能夠放置在圖像捕獲設(shè)備31的視角中以使得能夠捕獲其材料要被確定的對(duì)象。例如，確定設(shè)備32可以實(shí)施為被連接至多個(gè)圖像捕獲設(shè)備31的服務(wù)器。替代地，用于執(zhí)行材料確定的功能可以被合并到圖像捕獲設(shè)備31中以使得可以單機(jī)進(jìn)行材料確定。
[0155]圖像捕獲設(shè)備31的配置
[0156]首先，將說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施方式的圖像捕獲設(shè)備31的功能配置。圖13所示的圖像捕獲設(shè)備31替代包括包含在圖10所示的圖像捕獲設(shè)備21中的傳感器單元21a、照明單元21b、圖像傳感器21c、通信單元21d、圖像存儲(chǔ)單元21e、圖像捕獲控制單元21f、確定單元21g、計(jì)算單元21h和積分單元21 j，而包括以下功能單元。換言之，圖像捕獲設(shè)備31包括傳感器單元31a、照明單元31bA、照明單元31bB、圖像傳感器31c、通信單元31d、圖像存儲(chǔ)單元31e、圖像捕獲控制單元31f、確定單元31g、計(jì)算單元31h和積分單元31 j。
[0157]因?yàn)閭鞲衅鲉卧?1a、照明單元31b、圖像傳感器31c、通信單元31d、圖像存儲(chǔ)單元31e、圖像捕獲控制單元31f、確定單元31g、計(jì)算單元31h和積分單元31 j與圖10所示的相應(yīng)的功能單元具有相同的功能。因此，下文僅說(shuō)明差別。
[0158]在這些單元中，傳感器單元31a與圖10所示的傳感器單元21a的不同之處在于:傳感器31a檢測(cè)其材料要被確定的對(duì)象。因此，傳感器單元31a監(jiān)視安裝了其材料要被確定的對(duì)象的區(qū)域，例如，距圖像捕獲設(shè)備31半徑為I米的區(qū)域。當(dāng)傳感器單元31a在這樣的安裝區(qū)域檢測(cè)到任何對(duì)象時(shí)，傳感器單元31a向圖像捕獲控制單元31f (隨后將描述)通知有對(duì)象安裝在安裝區(qū)域中。
[0159]照明單元3IbA與圖10所示的照明單元21b的不同之處在于:照明單元31bA照射其材料要被確定的對(duì)象。因此，例如，照明單元31bA被安裝在用于照射由傳感器單元31a檢測(cè)到安裝在安裝區(qū)域中的對(duì)象的要確定的區(qū)域的中心部分的位置。當(dāng)照明單元31bA具有方向性時(shí)，照明單元31bA可以設(shè)置有機(jī)械單元，該機(jī)械單元使得能夠根據(jù)對(duì)象在安裝區(qū)域所處的位置來(lái)調(diào)節(jié)輸出照明光的方向。在下文的描述中，假設(shè)照明單元31bA使用具有波長(zhǎng)λ A的照明A作為光源。[0160]照明單元31bB與照明單元31bA的不同之處在于:光源的波長(zhǎng)長(zhǎng)于照明單元31bA的波長(zhǎng)。在下文的描述中，假設(shè)照明單元31bB使用具有比波長(zhǎng)入4長(zhǎng)的波長(zhǎng)λΒ的照明A作為光源。
[0161]圖像傳感器31c與圖10所示的圖像傳感器21c的不同之處在于:圖像傳感器31c安裝在以下位置:使得安裝區(qū)域的對(duì)象能夠通過(guò)透鏡(未示出)在圖像傳感器21c上成像。圖像傳感器31c還可以包括機(jī)械單元，該機(jī)械單元用于根據(jù)對(duì)象在安裝區(qū)域中的位置來(lái)調(diào)節(jié)圖像捕獲設(shè)備31的視場(chǎng)以使得對(duì)象的要確定的區(qū)域可以在圖像傳感器31c上成像。隨后將描述的圖像捕獲控制單元31f將圖像傳感器31c所捕獲的圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元31e中。
[0162]通信單元31d與圖10所示的通信單元21d的不同之處在于:通信單元31d向包括確定設(shè)備32的其他設(shè)備發(fā)送不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)并且從其接收不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。例如，通信單元31d向確定設(shè)備32傳輸對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像，該兩者都是由積分單元31 j (隨后要描述)生成的。
[0163]圖像存儲(chǔ)單元31e所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的類(lèi)型與存儲(chǔ)在如圖10所示的圖像存儲(chǔ)單元21e中的那些數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同。如上所述，在第三實(shí)施方式中，圖像捕獲設(shè)備31使用照明單元31bA和31bB來(lái)捕獲關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像，計(jì)算差圖像并且生成積分圖像。因此，圖像存儲(chǔ)單元31e存儲(chǔ)如從圖像傳感器31c獲取的對(duì)于照明單元31bA和31bB的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像等原始圖像、差圖像和積分圖像。
[0164]圖像捕獲控制單元31f與圖10所示的圖像捕獲控制單元21f的不同之處在于:圖像捕獲控制單元31f不僅捕獲使用照明單元31bA的打開(kāi)圖像，而且還捕獲使用照明單元31bB的打開(kāi)圖像。例如，圖像捕獲控制單元31f在關(guān)閉照明單元31bA、打開(kāi)照明單元31bB并且使用照明單元31bB捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像之前和之后，打開(kāi)照明單元31bA并且關(guān)閉照明單元31bB、并且捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像。此外，圖像捕獲控制單元31f在打開(kāi)照明單元31bA、關(guān)閉照明單元31bB并且使用照明單元31bA捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像之前和之后，關(guān)閉照明單元3IbA和照明單元3IbB、并且捕獲2*N個(gè)關(guān)閉圖像。例如，在關(guān)閉照明單元3IbA和照明單元31bB并且捕獲N個(gè)關(guān)閉圖像之后，圖像捕獲控制單元31f打開(kāi)照明單元31bA并且使用照明單元31bA捕獲N/2個(gè)打開(kāi)圖像。圖像捕獲控制單元31f然后關(guān)閉照明單元31bA并且打開(kāi)照明單元31bB，并且使用照明單元31bB捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像。圖像捕獲控制單元31f然后關(guān)閉照明單元31bB、打開(kāi)照明單元31bA并且使用照明單元31bA捕獲N/2個(gè)打開(kāi)圖像，然后關(guān)閉照明單元31bA和照明單元31bB并且捕獲N個(gè)關(guān)閉圖像。
[0165]圖14是圖像捕獲順序的一個(gè)示例的示意圖。圖14所示的示例是當(dāng)除數(shù)N為“4”時(shí)的圖像捕獲順序。如圖14所示，圖像捕獲控制單元31f在從時(shí)間HO至H4的時(shí)間段上保持照明單元31bA和照明單元31bB關(guān)閉，并且在時(shí)刻H1、時(shí)間H2和時(shí)間H3處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。以此方式，圖像捕獲控制單元31f將通過(guò)在從“HO至H1”的時(shí)間段上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像aAl、通過(guò)在從“H1至H2”的時(shí)間段上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像aA2、通過(guò)在從“H2至H3”的時(shí)間段上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像aBl和通過(guò)在從“H3至H4”的時(shí)間段上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像aB2按照本文所述的次序存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元31e中。圖像捕獲控制單元31f然后在時(shí)間H4處將照明單元31bA從關(guān)閉切換至打開(kāi)。此時(shí)，圖像捕獲控制單元31f針對(duì)在通過(guò)時(shí)間段“H4至H5”上的曝光而獲取的圖像對(duì)圖像存儲(chǔ)單元31e進(jìn)行空寫(xiě)，假設(shè)從關(guān)閉到打開(kāi)的切換花費(fèi)從時(shí)間T2到時(shí)間T3的時(shí)間。
[0166]圖像捕獲控制單元31f在從時(shí)間H5到時(shí)間H7的時(shí)間段上保持照明單元31bA打開(kāi)，并且在時(shí)間H6處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。從而，通過(guò)從“H5至H6”的時(shí)間段上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bAl和通過(guò)從“H6至H7”的時(shí)間段上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bA2按照本文所述次序存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元31e中。圖像捕獲控制單元31f然后在時(shí)間H7處將照明單元31bA從打開(kāi)切換至關(guān)閉，并且將照明單元31bB從關(guān)閉切換打開(kāi)。圖像捕獲控制單元31f然后針對(duì)通過(guò)時(shí)間段“T7至T8”上的曝光而獲取的圖像對(duì)圖像存儲(chǔ)單元31e進(jìn)行空寫(xiě)。圖像捕獲控制單元31f然后在從時(shí)間HS到時(shí)間H12的時(shí)間段上保持照明單元31bB打開(kāi)，并且在時(shí)間H9、時(shí)間H10、和時(shí)間Hll處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。以此方式，圖像捕獲控制單元31f使得圖像存儲(chǔ)單元31e對(duì)通過(guò)在從“HS至H9”的時(shí)間段上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bBl、通過(guò)在從“H9至H10”的時(shí)間段上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bB2、通過(guò)在從“H10至H11”的時(shí)間段上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bB3和通過(guò)在從“H11至H12”的時(shí)間段上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bB4按照本文所述的次序進(jìn)行存儲(chǔ)。圖像捕獲控制單元31f然后在時(shí)間H12處將照明單元31bA從關(guān)閉切換至打開(kāi)，并且將照明單元31bB從打開(kāi)切換至關(guān)閉。圖像捕獲控制單元31f然后針對(duì)通過(guò)時(shí)間段“H12至H13”上的曝光而獲取的圖像對(duì)圖像存儲(chǔ)單元31e進(jìn)行空與。
[0167]圖像捕獲控制單元31f然后在從時(shí)間H13到時(shí)間H15的時(shí)間段上保持照明單元31bA打開(kāi)，并且在時(shí)間H14處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。從而，通過(guò)從“H13至H14”的時(shí)間段上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bA3和通過(guò)從“H14至H15”的時(shí)間段上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像bA4按照本文所述次序存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元31e中。圖像捕獲控制單元31f然后在時(shí)間H15處將照明單元31bA從打開(kāi)切換至關(guān)閉。圖像捕獲控制單元31f然后針對(duì)通過(guò)時(shí)間段“H15至H16”上的曝光而獲取的圖像對(duì)圖像存儲(chǔ)單元31e進(jìn)行空寫(xiě)。圖像捕獲控制單元31f然后在從時(shí)間H16至H20的時(shí)間段上保持照明單元31bA和照明單元31bB關(guān)閉，并且在時(shí)間H17、時(shí)間H18和時(shí)間H19處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。以此方式，圖像捕獲控制單元31f使得圖像存儲(chǔ)單元31e對(duì)通過(guò)在從“H16至H17”的時(shí)間段上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像aB3、通過(guò)在從“H17至H18”的時(shí)間段上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像aB4、通過(guò)在從“H18至H19”的時(shí)間段上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像aA3和通過(guò)在從“H19至H20”的時(shí)間段上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像aA4按照本文所述的次序進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0168]確定單元31g與圖10所示的確定單元21g的不同之處在于:確定單元31g使用其中外部光的強(qiáng)度與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息來(lái)確定該除數(shù)。作為可能的實(shí)施，確定單元31g使用其中輸出電流與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息來(lái)確定除數(shù)N。該信息用作外部光強(qiáng)度的指標(biāo)，并且被存儲(chǔ)在隨后要描述的信息存儲(chǔ)單元31m中。圖15是其中輸出電流與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息的示例的示意圖。例如，當(dāng)使用隨后要描述的測(cè)量單元31k測(cè)量的輸出電流是35毫安培(mA)時(shí)，確定單元31g確定“4”作為除數(shù)N。在確定除數(shù)N時(shí)，為了抑制飽和，確定單元31g使用最佳曝光時(shí)間最長(zhǎng)的照明來(lái)確定除數(shù)N。例如，當(dāng)相比照明單元31bA來(lái)自照明單元31bB的光的最佳曝光時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，確定單元31g使測(cè)量單元31k使用照明單元31bB的光來(lái)測(cè)量輸出電流并且確定除數(shù)N。包括由此確定的除數(shù)N和曝光時(shí)間E的圖像捕獲指令然后被輸出至圖像捕獲控制單元Hf。
[0169]計(jì)算單元31h與圖10所示的計(jì)算單元21h的不同之處在于:計(jì)算單元31h計(jì)算對(duì)于照明單元31bA和照明單元31bB中的每個(gè)的差圖像。因此，在圖14所示的示例中，計(jì)算單元31h通過(guò)將關(guān)閉圖像aAl與打開(kāi)圖像bAl配對(duì)，將關(guān)閉圖像aA2與打開(kāi)圖像bA2配對(duì)，將關(guān)閉圖像aA3與打開(kāi)圖像bA3配對(duì)以及將關(guān)閉圖像aA4與打開(kāi)圖像bA4配對(duì)，來(lái)建立4個(gè)對(duì)。計(jì)算單元31h通過(guò)計(jì)算關(guān)閉圖像aAl的像素與打開(kāi)圖像bAl的像素之間的像素值差來(lái)計(jì)算對(duì)于照明單元31bA的差圖像Al。以相同的方式，計(jì)算單元31h根據(jù)關(guān)閉圖像aA2和打開(kāi)圖像bA2計(jì)算差圖像A2，根據(jù)關(guān)閉圖像aA3和打開(kāi)圖像bA3計(jì)算差圖像A3以及根據(jù)關(guān)閉圖像aA4和打開(kāi)圖像bA4計(jì)算差圖像A4。
[0170]計(jì)算單元31h通過(guò)將關(guān)閉圖像aBl與打開(kāi)圖像bBl配對(duì)，將關(guān)閉圖像aB2與打開(kāi)圖像bB2配對(duì)，將關(guān)閉圖像aB3與打開(kāi)圖像bB3配對(duì)以及將關(guān)閉圖像aB4與打開(kāi)圖像bB4配對(duì)來(lái)建立4個(gè)對(duì)。計(jì)算單元31h通過(guò)計(jì)算關(guān)閉圖像aBl的像素與打開(kāi)圖像bBl的像素之間的像素值差來(lái)計(jì)算對(duì)于照明單元31bB的差圖像BI。以相同的方式，計(jì)算單元31h根據(jù)關(guān)閉圖像aB2和打開(kāi)圖像bB2計(jì)算差圖像B2，根據(jù)關(guān)閉圖像aB3和打開(kāi)圖像bB3計(jì)算差圖像B3以及根據(jù)關(guān)閉圖像aB4和打開(kāi)圖像bB4計(jì)算差圖像B4。以此方式，計(jì)算單元31h計(jì)算對(duì)于照明單元3IbA的N個(gè)差圖像和對(duì)于照明單元3IbB的N個(gè)差圖像。計(jì)算單元3Ih然后將對(duì)于照明單元31bA的N個(gè)差圖像和對(duì)于照明單元31bB的N個(gè)差圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元31e 中。
[0171]積分單元31 j與圖10所示的積分單元31 j的不同之處在于:積分單元31 j針對(duì)照明單元31bA和照明單元31bB中的每一個(gè)生成積分圖像。
[0172]此外，圖像捕獲設(shè)備31還包括測(cè)量單元31k和信息存儲(chǔ)單元31m。在這些單元中，測(cè)量單元31k是測(cè)量外部光的強(qiáng)度的處理單元。作為可能的實(shí)施，測(cè)量單元31k測(cè)量通過(guò)電動(dòng)勢(shì)的生成而獲取的輸出電流作為外部光強(qiáng)度的指標(biāo)，該電動(dòng)勢(shì)的生成是由當(dāng)使用來(lái)自照明的光照射測(cè)量單元31k時(shí)所述實(shí)現(xiàn)的光電效應(yīng)而導(dǎo)致的。最佳曝光時(shí)間根據(jù)照明而不同，因?yàn)檎彰鞯墓鈴?qiáng)度和圖像傳感器的敏感度根據(jù)照明的波長(zhǎng)而不同。此外，相比使用短的最佳曝光時(shí)間的照明，使用長(zhǎng)的最佳曝光時(shí)間的照明時(shí)很可能出現(xiàn)飽和。因此，為了抑制飽和，測(cè)量單元31k將要測(cè)量的光的波長(zhǎng)設(shè)置為最佳曝光時(shí)間最長(zhǎng)的光的波長(zhǎng)。測(cè)量單元31k的可能實(shí)施的示例包括檢測(cè)器，如光電二極管或光電晶體管。
[0173]信息存儲(chǔ)單元31m是存儲(chǔ)其中外部光的強(qiáng)度與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息的存儲(chǔ)裝置。例如，信息存儲(chǔ)單元31m預(yù)先存儲(chǔ)其中使用測(cè)量單元31k測(cè)量的輸出電流與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息。例如，將通過(guò)試驗(yàn)等獲取的值預(yù)先設(shè)置給其中外部光的強(qiáng)度與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息。在圖15所示的示例中，該信息是具有以下表格式的信息:與輸出電流范圍對(duì)應(yīng)的除數(shù)與輸出電流范圍被設(shè)置在同一行。例如，當(dāng)使用測(cè)量單元31k測(cè)量輸出電流時(shí)，訪問(wèn)信息存儲(chǔ)單元31m以讀取與由此測(cè)量的輸出電流對(duì)應(yīng)的除數(shù)信息。
[0174]確定設(shè)備32的配置
[0175]將說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施方式的確定設(shè)備32的功能配置。圖13所示的確定設(shè)備32替代包括在圖10所示的通信單元22a和存儲(chǔ)單元22b,而包括通信單元32a和存儲(chǔ)單元32b。
[0176]因?yàn)橥ㄐ艈卧?2a和存儲(chǔ)單元32b具有與圖10所示的相應(yīng)功能單元的功能相同的基本功能，所以在下文中僅說(shuō)明差別。
[0177]在這些單元中，相比通過(guò)圖10所示的通信單元22a發(fā)送并且接收的那些數(shù)據(jù)，通信單元32a向包括圖像捕獲設(shè)備31的其他設(shè)備發(fā)送或從其接收不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。例如，通信單元32a從圖像捕獲設(shè)備31接收對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像。
[0178]存儲(chǔ)單元32b所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的類(lèi)型與存儲(chǔ)在如圖10所示的存儲(chǔ)單元22b中的那些數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同。如早先所描述的，在第三實(shí)施方式中，圖像捕獲設(shè)備31向確定設(shè)備32傳輸對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像。因此，例如，當(dāng)從圖像捕獲設(shè)備31接收對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像時(shí)，存儲(chǔ)單元32b存儲(chǔ)對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像。例如，當(dāng)進(jìn)行材料確定時(shí)，通過(guò)隨后將描述的確定單元32c來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)單元32b，從而做出對(duì)對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像的引用。
[0179]確定設(shè)備32還包括確定單元32c。確定單元32c是使用圖像捕獲設(shè)備31所生成的積分圖像來(lái)確定對(duì)象的材料的處理單元。作為可能的實(shí)施，確定單元32c通過(guò)計(jì)算作為對(duì)于照明單元31bA的積分圖像的圖像A與作為對(duì)于照明單元31bB的積分圖像的圖像B之間的亮度比率來(lái)確定對(duì)象的材料。圖16是示出了不同材料的波長(zhǎng)與反射率之間的關(guān)系的示例的圖形。如圖16所示，材料的反射率取決于照明光的波長(zhǎng)而不同。因此，對(duì)象的材料可以通過(guò)將當(dāng)使用來(lái)自照明單元31bA的波長(zhǎng)λ A的光照射對(duì)象時(shí)捕獲的圖像的亮度與當(dāng)使用來(lái)自照明單元31bB的波長(zhǎng)λ B的光照射對(duì)象時(shí)捕獲的另一個(gè)圖像進(jìn)行比較來(lái)確定。例如，確定單元32c將所確定的區(qū)域D設(shè)置為圖像捕獲設(shè)備31所生成的積分圖像。確定單元32c然后計(jì)算R(x, y)=IA(x, y)/IB(x, y),其是針對(duì)所確定的區(qū)域D中的每個(gè)點(diǎn)P(x, y)的圖像A中坐標(biāo)(X，y)處的亮度IA(X，y)與圖像B中坐標(biāo)(x, y)處的亮度IB(x, y)之間的比率。確定單元32c然后確定由此計(jì)算的圖像A與圖像B之間的比率R(x，y)是否小于預(yù)定閾值。如果R(x，y)小于預(yù)定閾值，則確定單元32c確定對(duì)象是由材料α制成。如果R(x，y)等于或大于預(yù)定閾值，則確定單元32c確定對(duì)象是由材料β制成。
[0180]處理順序
[0181]現(xiàn)將說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施方式的由材料確定系統(tǒng)30進(jìn)行的處理的順序。在該部分，首先將說(shuō)明由材料確定系統(tǒng)30進(jìn)行的(I)確定處理，然后將詳細(xì)說(shuō)明包括在上述確定處理中的(2)除數(shù)確定處理和(3)圖像捕獲處理。
[0182](I)確定處理
[0183]圖17是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的確定處理的流程圖。當(dāng)傳感器單元31a在安裝區(qū)域檢測(cè)到對(duì)象時(shí)啟動(dòng)確定處理。如圖17所示，當(dāng)傳感器單元31a在安裝區(qū)域檢測(cè)到對(duì)象(步驟S801)時(shí)，確定單元31g執(zhí)行用于確定除以曝光時(shí)間E的除數(shù)N的“除數(shù)確定處理”(步驟 S802)。
[0184]圖像捕獲控制單元31f基于包括包含有確定單元31g所確定的除數(shù)N的圖像捕獲參數(shù)的圖像捕獲指令、按照本文所述次序捕獲N個(gè)關(guān)閉圖像、使用照明單元31bA捕獲N/2個(gè)打開(kāi)圖像并且使用照明單元31bB捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像。圖像捕獲控制單元31f然后按照本文所述次序使用照明單元31bA捕獲N/2個(gè)打開(kāi)圖像并且捕獲N個(gè)關(guān)閉圖像。以此方式，圖像捕獲控制單元31f進(jìn)行“圖像捕獲處理”，其中捕獲2*N個(gè)關(guān)閉圖像、使用照明單元31bA時(shí)的N個(gè)打開(kāi)圖像和使用照明單元31bB時(shí)的N個(gè)打開(kāi)圖像(步驟S803)。
[0185]計(jì)算單元31h然后確定使用照明單元31bA時(shí)的N對(duì)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像、和使用照明單元31bB時(shí)的N對(duì)關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像。計(jì)算單元31h然后根據(jù)對(duì)于照明單元31bA和照明單元31bB中的每一個(gè)的相應(yīng)的關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像的配對(duì)來(lái)計(jì)算N個(gè)差圖像(步驟S804)。計(jì)算單元3Ih將在步驟S804處計(jì)算的對(duì)于照明單元3IbA和照明單元3IbB中的每一個(gè)的N個(gè)差圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元3Ie中(步驟S805)。
[0186]積分單元31j然后獲取存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元31e中的針對(duì)照明單元31bA和照明單元31bB中的每一個(gè)的N個(gè)差圖像的像素值的和。以此方式，積分單元31j根據(jù)對(duì)于照明單元31bA的N個(gè)差圖像和對(duì)于照明單元31bB的N個(gè)差圖像生成對(duì)于照明單元31bA的單個(gè)積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的單個(gè)積分圖像(步驟S806)。積分單元31j然后將在步驟S806處生成的積分圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元3Ie中(步驟S807)。圖像捕獲設(shè)備31通過(guò)通信單元31d向確定設(shè)備32傳輸對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像(步驟S808)。
[0187]圖像捕獲設(shè)備32將對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元32b中(步驟S809)。圖像捕獲設(shè)備32然后根據(jù)在步驟S809中存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元32b中的對(duì)于照明單元31bA的積分圖像和對(duì)于照明單元31bB的積分圖像來(lái)計(jì)算亮度比率R (步驟S810)。
[0188]如果亮度比率R等于或高于預(yù)定閾值(在步驟S811處為是)，則確定單元32c確定對(duì)象是由材料β制成(步驟S812)，并且結(jié)束處理。如果亮度比率R低于預(yù)定閾值(在步驟S811處為否)，則確定單元32c確定對(duì)象是由材料α制成(步驟S813)，并且結(jié)束處理。
[0189](2)除數(shù)確定處理
[0190]圖18是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的除數(shù)確定處理的流程圖。當(dāng)步驟S801處的處理在如圖17所示的確定處理中被執(zhí)行時(shí)，換言之，當(dāng)傳感器單元31a檢測(cè)到對(duì)象時(shí)，啟動(dòng)該處理。
[0191]如圖18所示,測(cè)量單元31k測(cè)量輸出電流(步驟S901)。確定單元31g然后通過(guò)參考作為其中輸出電流與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息的關(guān)聯(lián)信息根據(jù)使用測(cè)量單元測(cè)量的輸出電流來(lái)確定除數(shù)N (步驟S902)。確定單元31然后向圖像捕獲控制單元31f輸出包括由此確定的除數(shù)N的圖像捕獲指令(步驟S903 )，并且結(jié)束處理。
[0192](3)圖像捕獲處理
[0193]圖19是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的圖像捕獲處理的流程圖。當(dāng)從確定單元31g接收到圖像捕獲指令時(shí)，啟動(dòng)該圖像捕獲處理。
[0194]如圖19所示，圖像捕獲控制單元31f通過(guò)將曝光時(shí)間E除以除數(shù)N來(lái)計(jì)算表示單個(gè)圖像的曝光時(shí)間的單位曝光時(shí)間E’(步驟S1001 )。
[0195]圖像捕獲控制單元31f然后關(guān)閉照明單元31bA和照明單元31bB，并且捕獲N個(gè)關(guān)閉圖像(步驟S1002)。圖像捕獲控制單元31f然后打開(kāi)照明單元31bA，保持照明單元31bB關(guān)閉，并且使用照明單元31bA捕獲N/2個(gè)打開(kāi)圖像(步驟S1003)。圖像捕獲控制單元31f然后關(guān)閉照明單元31bA，打開(kāi)照明單元31bB，并且使用照明單元31bB捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像(步驟S1004)。圖像捕獲控制單元31f然后打開(kāi)照明單元31bA，關(guān)閉照明單元31bB，并且使用照明單元31bA捕獲N/2個(gè)打開(kāi)圖像(步驟S1005)。圖像捕獲控制單元31f然后關(guān)閉照明單元3IbA和照明單元31bB，并且捕獲N個(gè)關(guān)閉圖像(步驟S1006)。
[0196]最終，圖像捕獲控制單元31f將通過(guò)步驟S1002至步驟S1006的處理而獲取的N個(gè)關(guān)閉圖像、使用照明單元31bA時(shí)的N個(gè)打開(kāi)圖像和使用照明單元31bB時(shí)的N個(gè)打開(kāi)圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元31e中(步驟S1007)，并且結(jié)束處理。
[0197]第三實(shí)施方式所實(shí)現(xiàn)的有利效果
[0198]如上所述，根據(jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30在捕獲打開(kāi)圖像之前和之后捕獲關(guān)閉圖像。因?yàn)楦鶕?jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30可以降低照明從打開(kāi)切換至關(guān)閉或從關(guān)閉切換至打開(kāi)的頻率，并且空與的頻率和時(shí)間可以被減小。從而，捕獲圖像的空閑時(shí)間可以減少。因此，根據(jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30可以減少圖像捕獲時(shí)間。
[0199]此外，根據(jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30使用用于測(cè)量輸出電流的設(shè)備和其中輸出電流與除數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息來(lái)確定除數(shù)。因此，使用根據(jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30，由于用于確定除數(shù)的處理可以被簡(jiǎn)化，所以可以減少圖像捕獲時(shí)間。例如，因?yàn)橛糜诖_定除數(shù)的打開(kāi)圖像的捕獲和外部光評(píng)估值的計(jì)算可以被省略，所以圖像捕獲時(shí)間可以減小。再例如，因?yàn)楫?dāng)外部光低于預(yù)定閾值時(shí)，計(jì)算差圖像的處理和生成積分圖像的處理可以通過(guò)將除數(shù)設(shè)置為零而被省略，所以圖像捕獲時(shí)間可以減少。
[0200]此外，在根據(jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30中，因?yàn)閳D像捕獲時(shí)間減少，所以即使當(dāng)所使用的是低速率并且長(zhǎng)間隔的圖像傳感器捕獲圖像，圖像捕獲時(shí)間的延長(zhǎng)仍能被抑制。因?yàn)椴话嘿F的圖像傳感器可以使用，所以可以減小成本。
[0201]此外，因?yàn)榇蜷_(kāi)圖像在圖像捕獲順序的中心處被連續(xù)捕獲，所以外部光和對(duì)象的變化的影響可以減小。這是因?yàn)榇蜷_(kāi)圖像具有較高的亮度，相比關(guān)閉圖像，打開(kāi)圖像更多地受到這樣的變化的影響。通過(guò)在圖像捕獲順序的中心處連續(xù)地捕獲打開(kāi)圖像，可以進(jìn)一步減小這樣的變化的影響。
[0202]此外，因?yàn)楦鶕?jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30基于最佳曝光時(shí)間最長(zhǎng)的照明來(lái)確定除數(shù)，所以飽和可以被抑制。因此，可以提高確定準(zhǔn)確度。
[0203]此外，在根據(jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30中，使用最佳曝光時(shí)間最長(zhǎng)的照明對(duì)圖像的捕獲被置于圖像捕獲順序的中心。在根據(jù)第三實(shí)施方式的材料確定系統(tǒng)30中，因?yàn)槭褂米畲罅啃畔?duì)圖像的捕獲被置于圖像捕獲順序的中心，所以如對(duì)象的位置變化或外部光強(qiáng)度的變化等變動(dòng)的影響可以減小。
[0204][d]第四實(shí)施方式
[0205]目前為止，描述了與本發(fā)明的設(shè)備有關(guān)的一些實(shí)施方式，但是本發(fā)明還可以以除了在上述實(shí)施方式所公開(kāi)的方式以外的各種方式來(lái)實(shí)施?，F(xiàn)將說(shuō)明包括在本發(fā)明中的其他實(shí)施方式。
[0206]要認(rèn)證的對(duì)象類(lèi)型
[0207]第二實(shí)施方式中所說(shuō)明的是以下示例:臉部認(rèn)證被作為生物認(rèn)證來(lái)進(jìn)行。但是，認(rèn)證區(qū)域不限于臉部，并且其他生物信息(如指紋或掌靜脈)也可以被使用。例如，掌靜脈認(rèn)證中，手掌是使用相對(duì)于人體具有高透光率的照明來(lái)輻射的對(duì)象，并且圖像捕獲設(shè)備被使得捕獲反射光。然后使用由圖像捕獲設(shè)備捕獲的皮下靜脈圖案作為要認(rèn)證的特征來(lái)對(duì)人進(jìn)行認(rèn)證。因?yàn)檎旗o脈認(rèn)證在認(rèn)證中使用對(duì)于人眼不可見(jiàn)的靜脈圖案，所以要認(rèn)證的特征的泄露風(fēng)險(xiǎn)很低。因此，這樣的掌靜脈認(rèn)證可以被用作主要在高安全領(lǐng)域(如銀行自動(dòng)柜員機(jī)(ATM))中的個(gè)人認(rèn)證技術(shù)。此外，因?yàn)檎旗o脈認(rèn)證是非接觸式認(rèn)證，其不允許對(duì)象觸摸傳感器，所以在當(dāng)圖像捕獲時(shí)間被延長(zhǎng)時(shí)，用戶(hù)被強(qiáng)迫將他/她的手保持于傳感器上方較長(zhǎng)時(shí)間。因此，通過(guò)減小圖像捕獲時(shí)間可以改善方便性。[0208]圖像生成的并行處理
[0209]在第二實(shí)施方式和第三實(shí)施方式中說(shuō)明的示例中所使用的是以下方法:關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像、差圖像和積分圖像被順序地生成。但是，還可以使用以下方法:這些圖像被并行生成。例如，當(dāng)單個(gè)關(guān)閉圖像和單個(gè)打開(kāi)圖像被生成時(shí)，生成差圖像的處理可以啟動(dòng)，并且當(dāng)每當(dāng)兩個(gè)差圖像被生成時(shí)，對(duì)用于生成積分圖像的差圖像進(jìn)行積分的處理順序地被啟動(dòng)。以此方式，關(guān)閉圖像和打開(kāi)圖像的生成、差圖像的生成和積分圖像的生成可以并行進(jìn)行，而無(wú)需等待這些圖像生成處理中的每個(gè)處理完成。以此方式，圖像捕獲時(shí)間可以被減少。
[0210]除數(shù)確定處理的示例性替代
[0211]在第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式中說(shuō)明的示例中使用的是以下方法:除了用于計(jì)算差圖像的打開(kāi)圖像以外，還通過(guò)捕獲用于確定除數(shù)的打開(kāi)圖像來(lái)確定除數(shù)。但是，用于計(jì)算差圖像的打開(kāi)圖像還可以用于確定除數(shù)。例如，在N/2個(gè)關(guān)閉圖像被捕獲之后捕獲的N個(gè)打開(kāi)圖像可以被用作用于確定除數(shù)的打開(kāi)圖像。
[0212]圖20是示出了該種除數(shù)確定處理的示例的流程圖。下文所描述的是使用以下方法應(yīng)用第二實(shí)施方式的示例:使用用于計(jì)算差圖像的打開(kāi)圖像來(lái)確定除數(shù)。如圖12所示，當(dāng)在門(mén)的通過(guò)區(qū)域檢測(cè)到用戶(hù)時(shí)，啟動(dòng)圖20所示的除數(shù)確定處理。如圖20所示，確定單元21g將初始值NO設(shè)置為除數(shù)N (步驟S701)。確定單元21g然后將單位曝光時(shí)間E’設(shè)置為根據(jù)曝光時(shí)間E和除數(shù)N而計(jì)算的E/N (步驟S702)。
[0213]確定單元21g然后使得圖像捕獲控制單元21f基于單位曝光時(shí)間E’捕獲N/2個(gè)關(guān)閉圖像(步驟S703)。確定單元21g然后使得圖像捕獲控制單元21f捕獲N個(gè)打開(kāi)圖像(步驟S704)。確定單元21g根據(jù)在步驟S704處捕獲的打開(kāi)圖像來(lái)計(jì)算外部光評(píng)估值Ex (步驟S705)。確定單元21g確定外部光評(píng)估值Ex是否小于預(yù)定閾值Th (步驟S706)。
[0214]如果外部光評(píng)估值Ex等于或高于預(yù)定閾值Th (在步驟S706處為否)，則確定單元21g將除數(shù)N更新至大于先前值的值，例如，兩倍于先前除數(shù)的值(步驟S707)。系統(tǒng)控制然后行進(jìn)至步驟S702，并且確定單元12d重復(fù)以下處理:更新除數(shù)；設(shè)置單位曝光時(shí)間E’ ；捕獲關(guān)閉圖像；捕獲打開(kāi)圖像；以及計(jì)算外部光評(píng)估值Ex，直到外部光評(píng)估值Ex達(dá)到小于閾值Th的值。如果外部光評(píng)估值Ex小于預(yù)定閾值Th (步驟S706處為是)，則確定單元21g向圖像捕獲控制單元21f輸出在步驟S701或步驟S707使用的除數(shù)N (步驟S708)，并且結(jié)束處理。當(dāng)除數(shù)確定處理完成時(shí)，圖像捕獲設(shè)備21進(jìn)行圖12所示的步驟S605及以后的處理。
[0215]此時(shí)，因?yàn)槌龜?shù)是使用由圖像捕獲控制單元21f捕獲的用于計(jì)算差圖像的N個(gè)關(guān)閉圖像來(lái)確定的，所以不需要捕獲用于確定除數(shù)的打開(kāi)圖像(該圖像是不用于計(jì)算差圖像的圖像)。因此，打開(kāi)圖像的捕獲次數(shù)可以被減少。因此，圖像捕獲時(shí)間可以被減少。
[0216]下面所描述的是使用以下方法應(yīng)用第二實(shí)施方式的示例:使用用于計(jì)算差圖像的打開(kāi)圖像來(lái)確定除數(shù)。但是，這樣的方法也可以應(yīng)用于第一實(shí)施方式或第三實(shí)施方式，而不限于第二實(shí)施方式。
[0217]連續(xù)捕獲
[0218]在第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式中說(shuō)明的示例中所使用的是以下方法:N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像被捕獲。但是，N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像可以被連續(xù)捕獲。圖21是圖像捕獲順序的示例的示意圖。圖21所示的是以下圖像順序的示例:當(dāng)除數(shù)N為“4”時(shí)，反復(fù)捕獲圖像。下文所說(shuō)明的是以下示例:連續(xù)捕獲被應(yīng)用于第二實(shí)施方式。如圖21所示，圖像捕獲控制單元Ilf在從時(shí)間MO至?xí)r間M2的時(shí)間段上保持照明單元21b關(guān)閉，并且在時(shí)間Ml處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。圖像捕獲控制單元21f然后使圖像存儲(chǔ)單元21e存儲(chǔ)通過(guò)在時(shí)間段“MO至Ml”上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像Cl，并且使圖像存儲(chǔ)單元21e存儲(chǔ)通過(guò)在時(shí)間段“Ml至M2”上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像c2。圖像捕獲控制單元21f然后在時(shí)間M2處將照明單元21b從關(guān)閉切換至打開(kāi)。此時(shí)，花費(fèi)一定的時(shí)間來(lái)完成從關(guān)閉至打開(kāi)的切換。因此，假設(shè)從關(guān)閉至打開(kāi)的切換花費(fèi)從時(shí)間M2至?xí)r間M3的時(shí)間，圖像捕獲控制單元21f針對(duì)通過(guò)在時(shí)間段“M2至M3”上的曝光而獲取的圖像來(lái)對(duì)圖像存儲(chǔ)單元21e進(jìn)行空寫(xiě)。因?yàn)樵谥链蜷_(kāi)或關(guān)閉的切換完成之前獲取的任何圖像不在認(rèn)證中使用，所以存儲(chǔ)這樣的空值。
[0219]圖像捕獲控制單元21f然后在從時(shí)間M3到時(shí)間M7的時(shí)間段上保持照明打開(kāi)，并且在時(shí)間M4、時(shí)間M5、和時(shí)間M6處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。因此,通過(guò)時(shí)間段“M3至M4”上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像dl、通過(guò)時(shí)間段“M4至M5”上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像d2、通過(guò)時(shí)間段“M5至M6”上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像d3、和通過(guò)時(shí)間段“M6至M7”上的曝光而獲取的打開(kāi)圖像d4按照本文所列的次序存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元21e中。圖像捕獲控制單元21f然后在時(shí)間M7處將照明單元21b從打開(kāi)切換至關(guān)閉。圖像捕獲控制單元21f針對(duì)通過(guò)時(shí)間段“M7至M8”上的曝光而獲取的圖像對(duì)圖像存儲(chǔ)單元21e進(jìn)行空寫(xiě)。圖像捕獲控制單元21f然后在從時(shí)間M8到時(shí)間MlO的時(shí)間段上保持照明單元21b關(guān)閉，并且在時(shí)間M9和時(shí)間MlO處臨時(shí)關(guān)閉快門(mén)。在使圖像存儲(chǔ)單元21e讀取通過(guò)在時(shí)間段“M8至M9”上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像c3之后，圖像捕獲控制單元21f使圖像存儲(chǔ)單元21e存儲(chǔ)通過(guò)在時(shí)間段“M9至M10”上的曝光而獲取的關(guān)閉圖像c4。該處理被重復(fù)直到圖像捕獲結(jié)束指令被接收。當(dāng)N個(gè)關(guān)閉圖像和N個(gè)打開(kāi)圖像被存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元21e中時(shí)，圖像捕獲控制單元21f指示計(jì)算單元21h (隨后將要描述)計(jì)算差圖像。
[0220]在上面所說(shuō)明的示例中，連續(xù)捕獲被應(yīng)用于第二實(shí)施方式。但是，連續(xù)捕獲也可以應(yīng)用于第一實(shí)施方式或第三實(shí)施方式，而不限于第二實(shí)施方式。
[0221]在本示例中，如果確定用于計(jì)算先前差圖像或要用于計(jì)算后續(xù)差圖像的關(guān)閉圖像是在與要用于計(jì)算當(dāng)前差圖像的關(guān)閉圖像被捕獲的條件相比更加類(lèi)似于要用于計(jì)算當(dāng)前差圖像的打開(kāi)圖像被捕獲的條件的條件下被捕獲，則計(jì)算單元可以使用用于計(jì)算先前差圖像或要用于計(jì)算后續(xù)差圖像的關(guān)閉圖像來(lái)計(jì)算當(dāng)前圖像。
[0222]例如，使用圖21所示的示例來(lái)說(shuō)明，當(dāng)要使用打開(kāi)圖像d5至d8來(lái)計(jì)算差圖像時(shí)，計(jì)算單元可以通過(guò)將這些打開(kāi)圖像與關(guān)閉圖像c3至c6(圖21中的備選I)、關(guān)閉圖像c4至c7 (圖21中的備選2)、關(guān)閉圖像c5至c8 (圖21中的備選3)或關(guān)閉圖像c6至c9 (圖21中的備選4)進(jìn)行配對(duì)來(lái)計(jì)算差圖像。具體地，例如，對(duì)于圖21所示的備選2，計(jì)算單元通過(guò)將關(guān)閉圖像c4與打開(kāi)圖像d5配對(duì)，將關(guān)閉圖像c5與打開(kāi)圖像d6配對(duì)，將關(guān)閉圖像c6與打開(kāi)圖像d7配對(duì)以及將關(guān)閉圖像c7與打開(kāi)圖像d8配對(duì)來(lái)建立4個(gè)配對(duì)。計(jì)算單元然后通過(guò)計(jì)算關(guān)閉圖像c4中的像素與打開(kāi)圖像d5中的像素之間的像素值差來(lái)計(jì)算差圖像cdl。以相同的方式，計(jì)算單元根據(jù)關(guān)閉圖像c5和打開(kāi)圖像d6計(jì)算差圖像cd2，根據(jù)關(guān)閉圖像c6和打開(kāi)圖像d7計(jì)算差圖像cd3以及根據(jù)關(guān)閉圖像c7和打開(kāi)圖像d8計(jì)算差圖像cd4。以此方式，通過(guò)將打開(kāi)圖像與用于計(jì)算先前差圖像的關(guān)閉圖像或用于計(jì)算后續(xù)差圖像的關(guān)閉圖像進(jìn)行配對(duì)，打開(kāi)圖像可以與在與打開(kāi)圖像被捕獲的情況類(lèi)似的情況下捕獲的關(guān)閉圖像進(jìn)行配對(duì)。以此方式，對(duì)象的位置變化或外部光強(qiáng)度的變化的影響可以減小。
[0223]使用具有不同分布輪廓的照明的材料確定
[0224]在第三實(shí)施方式中所說(shuō)明的是以下示例:使用不同波長(zhǎng)的照明。替代地，可以使用具有不同分布輪廓的照明。例如，設(shè)置有透鏡的照明可以被使用以使得使用通過(guò)透鏡會(huì)聚的聚光來(lái)照射對(duì)象。使用用于照射對(duì)象的聚光(spot light)使得距對(duì)象的距離能夠被測(cè)量。因此，可以提高確定準(zhǔn)確度。
[0225]圖像捕獲程序
[0226]在上述實(shí)施方式中說(shuō)明的各種處理可以通過(guò)使得如個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站等計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行預(yù)先準(zhǔn)備好的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)參考圖22說(shuō)明的是以下示例:執(zhí)行圖像捕獲程序的計(jì)算機(jī)具有與上述實(shí)施方式中描述的功能相同的功能。
[0227]圖22是用于說(shuō)明根據(jù)從第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式的用于執(zhí)行圖像捕獲程序的示例的示意圖。如圖22所示的，該計(jì)算機(jī)100包括運(yùn)算單元110a、揚(yáng)聲器110b、攝相機(jī)110c、顯示器120和通信單元130。計(jì)算機(jī)100還包括CPU150、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 160、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD) 170和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 180。這些單元通過(guò)總線140來(lái)連接。
[0228]實(shí)現(xiàn)與在第一實(shí)施方式中描述的圖像捕獲控制單元Ilf、確定單元12d、計(jì)算單元12e、積分單元12f和認(rèn)證單元12g的功能相同的功能的圖像捕獲程序170a被預(yù)先存儲(chǔ)在如圖22所示的HDD170中。圖像捕獲程序170a所實(shí)現(xiàn)的功能可以適當(dāng)?shù)匾耘c圖1所示的圖像捕獲控制單元Ilf、確定單元12d、計(jì)算單元12e、積分單元12f和認(rèn)證單元12g中的每一個(gè)相同的方式集成或分離。此外，圖像捕獲程序170a所實(shí)現(xiàn)的功能可以適當(dāng)?shù)匾耘c圖10所示的圖像捕獲控制單元21f、確定單元21g、計(jì)算單元21h、積分單元21j和認(rèn)證單元22h中的每一個(gè)相同的方式集成或分離。此外，圖像捕獲程序170a所實(shí)現(xiàn)的功能可以適當(dāng)?shù)匾耘c圖13所示的圖像捕獲控制單元31f、確定單元31g、計(jì)算單元31h、積分單元31 j和確定單元32c中的每一個(gè)相同的方式集成或分離。換言之，要存儲(chǔ)在HDD170中的所有數(shù)據(jù)不總是需要存儲(chǔ)在HDD170中，并且僅用于處理的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在HDD170中。
[0229]CPU150然后從HDD170讀取圖像捕獲程序170a，并且將該程序加載至RAM180上。以此方式，圖像捕獲程序170a用作如圖22所示的圖像捕獲處理180a。圖像捕獲處理180a將從HDD170讀取的各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)加載至分配給RAM180上的圖像捕獲處理180a的區(qū)域上，并且基于由此加載的這樣的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行各種處理。圖像捕獲處理180a包括由圖1所示的圖像捕獲控制單元Ilf、確定單元12d、計(jì)算單元12e、積分單元12f和認(rèn)證單元12g來(lái)執(zhí)行的處理，例如圖7所示的處理。圖像捕獲處理180a還包括由圖10所示的圖像捕獲控制單元21f、確定單元21g、計(jì)算單元21h、積分單元21 j和認(rèn)證單元22h來(lái)執(zhí)行的處理，例如，圖12所示的處理。圖像捕獲處理180a還包括由圖13所示的圖像捕獲控制單元31f、確定單元31g、計(jì)算單元31h、積分單元31 j和確定單元32c來(lái)執(zhí)行的處理，例如，圖17所示的處理。不是所有的基于CPU150虛擬實(shí)現(xiàn)的處理單元總是需要在CPU150上運(yùn)算，并且僅用于處理的處理單元可以虛擬在CPU150上實(shí)現(xiàn)。
[0230]圖像捕獲程序170a不必預(yù)先存儲(chǔ)在HDD170或R0M160中。例如，這些計(jì)算機(jī)程序中的每一個(gè)可以存儲(chǔ)在插入到計(jì)算機(jī)100中的“便攜式物理介質(zhì)”如軟盤(pán)(FD)、致密光盤(pán)只讀存儲(chǔ)器(⑶-ROM)、數(shù)字多功能盤(pán)(DVD)、磁光盤(pán)或集成電路(IC)卡等，并且計(jì)算機(jī)100然后可以從上述便攜式介質(zhì)中獲取每個(gè)計(jì)算機(jī)程序并且執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序。替代地，每個(gè)計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)在通過(guò)公共電路、互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)等連接至計(jì)算機(jī)100的另一個(gè)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器中，并且計(jì)算機(jī)100可以從該計(jì)算機(jī)或服務(wù)器獲取每個(gè)計(jì)算機(jī)程序并且執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序。
[0231]本發(fā)明的實(shí)施方式可以減少圖像捕獲時(shí)間。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像捕獲方法，所述圖像捕獲方法由包括對(duì)對(duì)象進(jìn)行照射的照明單元的圖像捕獲設(shè)備執(zhí)行，所述圖像捕獲方法包括: 連續(xù)生成一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像，其中，在所述照明單元關(guān)閉的情況下，捕獲所述對(duì)象第一次數(shù)； 連續(xù)生成打開(kāi)圖像，其中，在所述照明單元打開(kāi)的情況下，捕獲所述對(duì)象第二次數(shù)；連續(xù)生成一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像，其中，在所述照明單元關(guān)閉的情況下，捕獲所述對(duì)象所述第一次數(shù)； 計(jì)算所生成的打開(kāi)圖像中的每個(gè)打開(kāi)圖像與在所生成的關(guān)閉圖像當(dāng)中和所述打開(kāi)圖像對(duì)應(yīng)的關(guān)閉圖像之間的差圖像；以及對(duì)計(jì)算出的差圖像進(jìn)行積分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕獲方法，其中，所述第二次數(shù)包括所述第一次數(shù)的兩倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕獲方法，其中，計(jì)算所述差圖像包括: 按照生成所述打開(kāi)圖像和所述關(guān)閉圖像的時(shí)間順序來(lái)確定多對(duì)打開(kāi)圖像與關(guān)閉圖像，以及 對(duì)于多對(duì)打開(kāi)圖像與關(guān)閉圖像中的每一對(duì)計(jì)算所述差圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕獲方法，還包括: 根據(jù)所述打開(kāi)圖像，計(jì)算表示所述打開(kāi)圖像中的外部光的強(qiáng)度的外部光評(píng)估值；以及 基于所述外部光評(píng)估值確定所述第一次數(shù)和所述第二次數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕獲方法，其中 計(jì)算所述差圖像包括:當(dāng)確定用于計(jì)算先前差圖像的關(guān)閉圖像或要用于計(jì)算后續(xù)差圖像的關(guān)閉圖像是在與要用于計(jì)算當(dāng)前差圖像的關(guān)閉圖像相比所述關(guān)閉圖像更加類(lèi)似于要用于計(jì)算所述當(dāng)前差圖像的打開(kāi)圖像的條件下被捕獲時(shí)，使用用于計(jì)算所述先前差圖像的關(guān)閉圖像或要用于計(jì)算所述后續(xù)差圖像的關(guān)閉圖像來(lái)計(jì)算所述當(dāng)前差圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕獲方法，還包括:當(dāng)在不同的捕獲條件下捕獲圖像時(shí)，基于在使用最長(zhǎng)曝光時(shí)間的條件下所捕獲的圖像來(lái)確定所述第一次數(shù)和所述第二次數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像捕獲方法，其中，確定所述第一次數(shù)和所述第二次數(shù)包括:當(dāng)所述捕獲條件包括與所述照明單元的波長(zhǎng)或所述照明單元的分布輪廓有關(guān)的條件時(shí)，基于在使用所述最長(zhǎng)曝光時(shí)間的條件下所捕獲的圖像來(lái)確定所述第一次數(shù)和所述第二次數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕獲方法，其中，生成所述打開(kāi)圖像包括:當(dāng)在不同捕獲條件下捕獲圖像時(shí)，在使用最長(zhǎng)曝光時(shí)間的條件下生成打開(kāi)圖像之前和之后，在使用較短曝光時(shí)間的條件下生成打開(kāi)圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像捕獲方法，其中，生成所述打開(kāi)圖像包括:當(dāng)所述捕獲條件包括與所述照明單元的波長(zhǎng)或所述照明單元的分布輪廓有關(guān)的條件時(shí)，在使用所述最長(zhǎng)曝光時(shí)間的條件下生成所述打開(kāi)圖像之前和之后，在使用所述較短曝光時(shí)間的條件下生成打開(kāi)圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕獲方法，還包括:基于通過(guò)對(duì)外部光的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量單元所測(cè)量的外部光的強(qiáng)度來(lái)確定所述第一次數(shù)和所述第二次數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像捕獲方法，其中，確定所述第一次數(shù)和所述第二次數(shù)包括:根據(jù)外部光的強(qiáng)度與所述第一次數(shù)和所述第二次數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息，采用與通過(guò)所述測(cè)量單元所測(cè)量的所述外部光的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的第一次數(shù)和第二次數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕獲方法，其中，生成所述打開(kāi)圖像、生成所述關(guān)閉圖像、計(jì)算所述差圖像以及對(duì)所述差圖像進(jìn)行積分是獨(dú)立執(zhí)行的。
13.一種圖像捕獲設(shè)備，包括: 照明單元，其對(duì)對(duì)象進(jìn)行照射； 圖像捕獲控制單元，其被配置成:連續(xù)捕獲一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像，其中，在所述照明單元關(guān)閉的情況下，捕獲所述對(duì)象第一次數(shù)；在捕獲了所述一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像之后，連續(xù)捕獲多個(gè)打開(kāi)圖像，其中，在所述照明單元打開(kāi)的情況下，捕獲所述對(duì)象第二次數(shù)；在捕獲了所述打開(kāi)圖像之后，連續(xù)捕獲一個(gè)或更多個(gè)關(guān)閉圖像，其中，在所述照明單元關(guān)閉的情況下，捕獲所述對(duì)象所述第一次數(shù)； 計(jì)算單元，其被配置成:計(jì)算所捕獲的打開(kāi)圖像中的每個(gè)打開(kāi)圖像與在所捕獲的關(guān)閉圖像當(dāng)中與所述打開(kāi)圖像對(duì)應(yīng)的關(guān)閉圖像之間的差圖像；以及 積分單元，其被配置成對(duì)所述差圖像進(jìn)行積分。
【文檔編號(hào)】H04N5/235GK103973964SQ201310738143
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】青木隆浩 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社