本発明は、顔画像が印画された印画物を作製する印画物作製装置及び印画物作製方法に関する。

従来、免許証、パスポート、履歴書等に貼付するための証明写真等を撮影するためのボックス型の写真撮影装置が知られている。 写真撮影装置は、人物を撮影し、用途に応じた様々なサイズの写真をプリントして出力する。

また、クロマキー合成を用いた処理により、人物画像に背景用画像を合成してプリント出力する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。 クロマキー合成では、撮影した画像内の背景色（壁紙の色）を判別し、被写体部分（人物画像）を切り抜き、人物画像と背景用画像とを重ね合わせる。

しかし、従来の写真撮影装置のクロマキー処理では、被写体の顔、毛髪、衣服等と背景壁紙との境界（被写体の輪郭）の検出精度が低く、人物画像と背景用画像との合成画像が不自然になるという問題があった。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、クロマキー処理精度が高く、人物画像と背景画像とが自然な状態で合成された合成画像を印画物に印画する印画物作製装置及び印画物作製方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様による印画物作製装置は、被撮影者を撮影し、撮影画像を生成する撮影装置と、前記撮影画像における人物位置に関する人物位置情報を受け付ける受付部と、前記撮影画像における背景色部分と人物部分とを判別して前記撮影画像から人物画像を切り抜き、前記人物画像と背景画像とを合成して合成画像を作成するクロマキー処理部と、前記撮影画像をリサイズしてプレビュー用画像を生成し、前記合成画像をリサイズしてプリント用画像を生成するリサイズ部と、前記プレビュー用画像を表示する表示部と、前記プリント用画像を印画物にプリントして出力するプリンタと、を備え、前記クロマキー処理部は、前記人物位置情報に基づいて、前記撮影画像を人物に対応する第１領域、背景に対応する第２領域、及び人物の輪郭に対応する第３領域に分類し、前記第３領域において背景色部分と判定する色範囲を、前記第２領域において背景色部分と判定する色範囲よりも狭めるものである。

本発明の一態様による印画物作製装置においては、前記人物位置情報は、被撮影者の頭頂、顎、肩、目、口、耳、鼻の少なくともいずれか１つの位置についての情報を含むことが好ましい。

本発明の一態様による印画物作製装置においては、前記受付部及び前記表示部はタッチパネルからなり、前記タッチパネルに表示されたプレビュー用画像を用いて前記人物位置情報を受け付けることが好ましい。

本発明の一態様による印画物作製装置においては、複数の背景画像を記憶する記憶部をさらに備え、前記表示部は複数の背景画像を表示し、前記受付部は、背景画像の選択指示を受け付け、前記クロマキー処理部は、前記受付部を介して選択指示された背景画像と、前記人物画像とを合成して合成画像を作成することが好ましい。

本発明の一態様による印画物作製装置においては、前記リサイズ部は、前記撮影画像の縮小化処理を行い、前記クロマキー処理部は、縮小化された撮影画像から人物画像を切り抜くことが好ましい。

本発明の一態様による印画物作製装置においては、前記クロマキー処理部は、前記人物画像の明度を高くする色変換処理を行い、色変換後の人物画像と前記背景画像とを合成することが好ましい。

本発明の一態様による印画物作製装置においては、前記人物画像に対して美肌処理を施す美肌処理部をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様による印画物作製装置においては、前記撮影装置が被撮影者を撮影する際に被撮影者に光を照射する複数の光照射部をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様による印画物作製方法は、被撮影者を撮影し、撮影画像を生成する工程と、前記撮影画像をリサイズしてプレビュー用画像を生成する工程と、前記プレビュー用画像を表示する工程と、表示されたプレビュー用画像を用いて、人物位置に関する人物位置情報を受け付ける工程と、前記撮影画像における背景色部分と人物部分とを判別して前記撮影画像から人物画像を切り抜く工程と、前記人物画像と背景画像とを合成して合成画像を作成する工程と、前記合成画像をリサイズしてプリント用画像を生成する工程と、前記プリント用画像を印画物にプリントして出力する工程と、を備え、前記人物画像を切り抜く工程では、前記人物位置情報に基づいて、前記撮影画像を人物に対応する第１領域、背景に対応する第２領域、及び人物の輪郭に対応する第３領域に分類し、前記第３領域において背景色部分と判定する色範囲を、前記第２領域において背景色部分と判定する色範囲よりも狭めるものである。

本発明によれば、クロマキー処理精度を向上させ、人物画像と背景画像とが自然な状態で合成された合成画像を印画物に印画することができる。

本発明の実施形態に係る印画物作製装置の概略構成図である。

人物位置情報の入力例を示す図である。

同実施形態に係る演算制御装置の概略構成図である。

同実施形態に係る画像処理プログラムを実行することで実現される機能ブロック図である。

領域分類の一例を示す図である。

同実施形態に係る印画物作製方法を説明するフローチャートである。

表示画面の一例を示す図である。

色変換処理前後の人物画像の明度分布の例を示すグラフである。

色空間を示す図である。

ストロボの配置例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に本実施形態に係る印画物作製装置の概略構成を示す。 印画物作製装置は、被撮影者Ｐを撮影し、撮影画像データを生成する撮影装置２と、この撮影画像データに対して画像処理を施す演算制御装置１と、印画物（写真）をプリントするプリンタ５と、撮影装置２が被撮影者Ｐを撮影する際に被撮影者Ｐに光を照射するストロボ６と、を備える。 この印画物作製装置は、人物画像と背景画像を合成した合成画像を印画物にプリントして出力するものである。 また、印画物作製装置における被撮影者Ｐの背中側の壁紙は、クロマキー合成に適した色、例えば青色や黄緑色になっている。

撮影装置２は、例えばデジタルカメラであり、レンズ、シャッタ、ＣＭＯＳセンサ、Ａ／Ｄ変換器等を有する。 撮影装置２が被撮影者Ｐを撮影する場合には、ＣＭＯＳセンサが、レンズにより収束された撮影光を、シャッタを介して受光すると共に、受光面に結像された光学像を光電変換し、画像信号として出力する。 そして、Ａ／Ｄ変換器が、ＣＭＯＳセンサから出力された画像信号をＡ／Ｄ変換し、撮影画像データを生成する。 撮影装置２は、撮影画像データを演算制御装置１へ出力する。

また、印画物作製装置は、被撮影者Ｐから各種指示を受け付けると共に、プレビュー画像を表示するタッチパネル（指示受付部及び表示部）３を備えている。

タッチパネル３は、操作ボタンを表示し、操作ボタンが押されると、その操作ボタンに対応した操作指示を受け付ける。 例えば、タッチパネル３は、ユーザ（被撮影者Ｐ）から、印画物の用途の指示を受け付ける。 印画物の用途は、プリンタ５が印画物にプリントする画像サイズ（写真サイズ）に対応しており、例えば、運転免許証、パスポート、履歴書等である。 また、タッチパネル３は、少なくとも１つの背景画像候補を表示するとともに、ユーザから背景画像の選択指示を受け付けることができる。 また、タッチパネル３は、ユーザからプリンタ５のプリント開始指示を受け付けることができる。

また、タッチパネル３は、撮影装置２により撮影された画像を表示し、この表示画面において被撮影者の頭頂、顎、肩、目、口、耳、鼻などの位置の指示を受け付けることができる。 言い換えれば、印画物作製装置は、タッチパネル３を介して、頭頂、顎、肩、目、口、耳、鼻などの人物位置に関する情報（人物位置情報）の入力を受け付けることができる。

例えば、図２に示すように、タッチパネル３の画面中に頭頂位置を指示するための横線Ｌが表示され、ユーザがこの横線Ｌの位置を頭頂に合わせて決定ボタンＢを押すことで、頭頂位置についての人物位置情報が入力される。 ユーザは、撮影装置２の正面に座ることで、自身の位置を横方向中心に合わせることができる。 また、タッチパネル３が画面中に顔の中心を指示するための縦線を表示し、ユーザがこの縦線に顔の中心を合わせるようにしてもよい。

さらに、印画物作製装置には、被撮影者Ｐが印画物の代金として支払う貨幣を受け入れたり、釣銭を払い出したりする課金部（図示せず）が設けられている。

演算制御装置１は、撮影装置２、タッチパネル３、プリンタ５、ストロボ６、及び課金部に接続されており、各部の制御やデータの受け渡しを行う。

図３に、演算制御装置１のハードウェア構成を示す。 演算制御装置１は、ＣＰＵ（中央演算処理部）１１、メインメモリ１２、ディスク装置１３、及び入出力部１４を有する。 演算制御装置１の各部はバス１５を介して接続されている。

ディスク装置１３は、ＣＰＵ１１により実行される画像処理プログラム１６及び人物画像に合成される背景画像のデータベース１７を格納する。 データベース１７には、色や模様の異なる複数の背景画像データが記録されている。

ディスク装置１３は例えばハードディスクドライブである。 なお、画像処理プログラム１６は、ディスク装置１３でなく、ＲＯＭや磁気テープ（共に図示せず）に格納されていてもよい。

ＣＰＵ１１は、ディスク装置１３内の画像処理プログラム１６をメインメモリ１２にロードして、画像処理プログラム１６を実行する。

画像処理プログラム１６の実行に伴い、メインメモリ１２上には、撮影画像データ、人物画像データ、背景画像データ、及び合成画像データを格納する領域が確保される。

図４に、ＣＰＵ１１が画像処理プログラム１６を実行することで実現される機能ブロック図を示す。 画像処理プログラム１６の実行により、選択部２１、クロマキー処理部２２、及びリサイズ部２３が実現される。

選択部２１は、複数の背景画像についてのデータをディスク装置１３のデータベース１７から取り出し、背景画像候補データとしてタッチパネル３へ出力する。 また、選択部２１は、タッチパネル３を介してユーザから背景画像の選択指示を受け付けると、ユーザにより選択された背景画像データをクロマキー処理部２２に渡す。

クロマキー処理部２２は、撮影装置２により生成された撮影画像データを受け取ると、タッチパネル３を介して受け付けた人物位置情報に基づいて、撮影画像から人物画像を切り抜く。

具体的には、まず、クロマキー処理部２２は、人物位置情報を用いて、撮影画像を、人物に対応する人物対応領域と、背景壁紙に対応する背景対応領域と、人物対応領域と背景対応領域との間の人物の輪郭に対応する輪郭対応領域とに分類する。 例えば、クロマキー処理部２２は、人物位置情報として入力された頭頂や顎の位置から肩などの位置を算出し、人物の輪郭を推定する。

図５に各領域の分類の一例を示す。 タッチパネル３を介して利用者から人物位置情報が与えられているため、クロマキー処理部２２は、人物対応領域Ａ１、背景対応領域Ａ２、輪郭対応領域Ａ３の分類を精度良く行うことができる。 図５では、輪郭対応領域Ａ３を斜線領域で示している。

次に、クロマキー処理部２２は、背景対応領域Ａ２及び輪郭対応領域Ａ３に対して、背景色部分を透明化する処理を行う。 背景色は、ストロボ６から照射された光の当たり具合の違いなどによって完全な単色とはならないため、色範囲を広げ、背景色に類似する色も背景とみなす。 背景対応領域Ａ２は、人物が含まれている可能性が低いため、色範囲を広げて、背景色部分の透明化処理が行われる。 一方、輪郭対応領域Ａ３は、人物の輪郭に対応する領域であり、背景と人物との判別を詳細に行う必要があるため、背景対応領域Ａ２よりも色範囲を狭く設定して、撮影画像内の人物と背景色との色差を判別し、背景色部分の透明化処理が行われる。 ここで判別される色差とは、色相差、彩度差、又は色相差及び彩度差の組み合わせである。

人物対応領域Ａ１は、背景色部分が含まれないと考えられるため、上述のような処理を行わなくてもよい。 人物対応領域Ａ１に対して上述のような処理を行う場合は、輪郭対応領域Ａ３と同等又は輪郭対応領域Ａ３よりも色範囲を狭く設定する。

このような処理により、撮影画像中の背景色部分を透明化して、人物画像を切り抜くことができる。

クロマキー処理部２２は、撮影画像から切り抜いた人物画像と、選択部２１から受け取った背景画像とを合成して、合成画像を作成する。 人物画像の背景部分は透明化されており、この透明部分に選択部２１から受け取った背景画像を重ね合わせることで、画像合成が行われる。

リサイズ部２３は、撮影装置２により生成された撮影画像又はクロマキー処理部２２により作成された合成画像をタッチパネル３でのプレビュー表示に対応したサイズに縮小し、プレビュー用画像を生成する。 また、リサイズ部２３は、クロマキー処理部２２により作成された合成画像を、プリンタ５でプリントする写真サイズに対応したサイズに縮小し、プリント用画像を生成する。 例えば、縦、横の画素を均等に間引くことで画像を縮小することができる。 プリンタ５でプリントされる写真サイズは、タッチパネル３を介して指示された用途に対応している。

タッチパネル３を介して、ユーザからプリンタ５のプリント開始指示を受け付けると、プリント用画像のデータが、演算制御装置１からプリンタ５へ出力される。

プリンタ５は、演算制御装置１から受け取ったプリント用画像を用紙に印画して出力する。 プリンタ５のプリント方式は特に限定されず、インクジェット方式、昇華型熱転写方式、溶融型熱転写方式等を用いることができる。

次に、このような印画物作製装置を用いた印画物作製方法を図６に示すフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ１０１）タッチパネル３が、印画する写真の用途の指示を受け付ける。

（ステップＳ１０２）被撮影者Ｐが、入金処理を行う。

（ステップＳ１０３）撮影装置２が、被撮影者Ｐを撮影し、撮影画像データを生成する。 撮影装置２が撮影を行う際に、ストロボ６が被撮影者Ｐに光を照射する。

（ステップＳ１０４）リサイズ部２３が、ステップＳ１０３で生成された撮影画像データをリサイズしてプレビュー用画像データを生成する。 そして、タッチパネル３が、プレビュー用画像を表示する。 被撮影者Ｐは、タッチパネル３に表示された画像を承諾する場合は、タッチパネル３上の決定ボタンを押す。 これにより、ステップＳ１０５に進む。

一方、被撮影者Ｐは、再撮影を希望する場合、タッチパネル３上の再撮影ボタンを押す。 これにより、ステップＳ１０３に戻る。

なお、ステップＳ１０３において複数回撮影を行い、タッチパネル３に複数のプレビュー用画像を表示し、被撮影者Ｐが最も気に入った画像を選択するようにしてもよい。

（ステップＳ１０５）被撮影者Ｐが、タッチパネル３に表示されている撮影画像中の頭頂や顎などの位置を指示し、人物位置情報を入力する。

（ステップＳ１０６）クロマキー処理部２２が、ステップＳ１０５で入力された人物位置情報を用いて、撮影画像を人物対応領域、背景対応領域、輪郭対応領域に分類する。

（ステップＳ１０７）クロマキー処理部２２が、撮影画像から人物画像を切り抜く。 例えば、背景対応領域に対して、背景色に類似する色の範囲を広げて背景色部分を透明化する。 また、輪郭対応領域に対して、背景色に類似する色の範囲を狭めて背景色部分を透明化する。 また、人物対応領域はそのまま人物画像に含める。

（ステップＳ１０８）選択部２１が、複数の背景画像についてのデータをディスク装置１３のデータベース１７から取り出し、背景画像候補としてタッチパネル３に表示させる。

（ステップＳ１０９）クロマキー処理部２２が、撮影画像から切り抜いた人物画像と、背景画像とを合成して合成画像を作成する。 さらに、リサイズ部２３が、合成画像を縮小してプレビュー用画像を作成する。 ここで、合成画像に用いられる背景画像は、背景画像候補としてタッチパネル３に表示されている背景画像のうちの任意の１つである。

そして、タッチパネル３が、合成画像を表示する。 例えば、図７に示すように、合成画像３１及び背景画像候補３２がタッチパネル３に表示される。

（ステップＳ１１０）被撮影者Ｐは、タッチパネル３に表示されている合成画像を承諾する場合は、タッチパネル３上の決定ボタンを押す。 これにより、ステップＳ１１３に進む。 背景画像を変更する場合はステップＳ１１１へ進む。

（ステップＳ１１１）タッチパネル３に表示されている背景画像候補の中から背景画像を選択する。

（ステップＳ１１２）リサイズ部２３が、ステップＳ１０７で生成された人物画像と、ステップＳ１１１で選択された背景画像とを合成して合成画像を作成する。 そして、新たに作成された合成画像がタッチパネル３に表示される。

（ステップＳ１１３）クロマキー処理部２２が、合成画像データからプリント用画像データを作成する。 そして、プリンタ５が、演算制御装置１からプリント用画像データを受け取り、合成画像を用紙に印画して出力する。

このように、本実施形態によれば、利用者から指示された人物位置情報を用いて、撮影画像を人物対応領域、背景対応領域、輪郭対応領域に分類し、背景色部分と人物部分とを分離する際に、背景色とみなす色範囲を領域毎に変えることで、人物画像を高精度に切り抜き、クロマキー処理精度を向上させられる。 また、このように切り抜かれた人物画像を用いることで、背景画像が自然な状態で合成された合成画像を印画物に印画することができる。

上記実施形態において、輪郭対応領域では、人物の肌や頭髪との境界部に位置する背景色部分を透明化でなく半透明化するようにしてもよい。 このような半透明化処理により、人物画像と、利用者が選択した背景画像とをより自然な状態で合成することができる。

また、上記実施形態において、クロマキー処理部２２は、撮影画像から切り抜いた人物画像に対して、証明写真に適した明るさとなるような色変換処理を施してもよい。 例えば、クロマキー処理部２２は、人物画像の明度分布が図８（ａ）に示すような人物画像に対して、色変換処理としての明度変換を行い、図８（ｂ）に示すような明度分布の色変換人物画像を生成する。 ここで、図８（ａ）、（ｂ）のグラフにおいて、縦軸は画素数（データ量）、横軸は明度を示している。 一般に、証明写真では、明度の高い画像が好まれる。 しかし、図９に示す色空間からも分かるように、明度が高くなるに伴い、色差が小さくなる。 クロマキー合成による人物画像の切り抜きは、人物と背景色との色差を判別することで行われるため、撮影画像の明度が高いと、人物画像の切り抜きが困難になる。 そのため、図８（ａ）、図９に示すように、色差を大きくとれる明度のデータ量が多くなるように撮影装置２で撮影を行い、その後、切り抜かれた人物画像の明度変換を行い、図８（ｂ）に示すように、明度の高い画像を得ることが好ましい。

また、人物画像に対して、顔（肌）の細かい凹凸やブツブツ感を軽減し、すべすべした質感に加工する美肌処理を行ってもよい。 美肌処理では、例えば、顔の輪郭や、髪の毛、目、鼻、口等の輪郭部分のシャープネスを保持しつつ、顔の肌部分において、シミ、シワ等を除去・軽減したり、凹凸感を軽減してなめらかに見せたりするスムージング処理が行われる。 例えば、画像処理プログラム１６の実行により、上述のような美肌処理を行う美肌処理部が実現される。 美肌処理部は、クロマキー処理部２２による色変換処理の前又は後に、人物画像に対して美肌処理を施す。 色変換処理と美肌処理を同時に行うことができる場合は、同時に行ってもよい。

クロマキー処理部２２は、人物画像に対してこのような色変換処理や美肌処理が施された後に、人物画像と背景画像との合成を行う。 背景画像との合成前に色変換処理等を行うことで、背景画像の色が変化することを防止できる。

上記実施形態において、ストロボ６は複数設けることが好ましい。 例えば、図１０に示すように、被撮影者Ｐの正面だけでなく、左斜め前方、右斜め前方にもストロボ６を設けることが好ましい。 このようにストロボ６を配置することで、被撮影者Ｐに光を照射した際に被撮影者Ｐの影を消すことができる。 また、ストロボ６を正面のみに配置した場合、被撮影者Ｐの頬などに、被撮影者Ｐの背中側の壁紙の色が反射して写りこむ場合がある。 壁紙の色は、人物画像の切り抜き時に透明化される部分となるため、壁紙の色が反射して被撮影者Ｐに重なると、人物画像を正確に切り抜くことが困難にある。 しかし、図１０に示すように、ストロボ６を複数設けることで、壁紙の色が反射して被撮影者Ｐに重なることを防止することができる。

被撮影者Ｐの左斜め前方、右斜め前方のストロボ６は、例えば被撮影者Ｐの正面を９０°とした場合、３０°〜６０°、１２０°〜１５０°の範囲に設置される。 また、被撮影者Ｐにストロボ６からの光を直接照射するのではなく、印画物作製装置の装置内壁や入口カーテンからの反射照明を照射してもよい。

また、上記実施形態において、撮影画像のリサイズ処理（縮小化処理）を行ってから、クロマキー処理部２２が縮小された撮影画像を人物対応領域、背景対応領域、輪郭対応領域に分類し、人物画像の切り抜きを行ってもよい。 撮影装置２が高画素数の撮影画像を生成する場合、この撮影画像に対する画像処理には時間がかかる。 撮影画像を縮小することで、画像処理を高速化することができる。 このリサイズ処理は、リサイズ部２３で行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。 また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。 例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 演算制御装置２ 撮影装置３ タッチパネル５ プリンタ６ ストロボ１１ ＣＰＵ
１２ メインメモリ１３ ディスク装置１４ 入出力部１５ バス１６ 画像処理プログラム１７ データベース２１ 選択部２２ クロマキー処理部２３ リサイズ部