JP2001283224A - 顔照合方法と該照合方法を格納した記録媒体と顔照合装置 - Google Patents
顔照合方法と該照合方法を格納した記録媒体と顔照合装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ビデオカメラ等で撮影された問合
せ顔画像をデータベース化された顔画像データと照合す
ることを課題とする。 【解決手段】 データベース化されるデータを、顔表面
の３次元形状データとカラー画像データとし、問合せ顔
画像の撮影条件（姿勢、照明の向き）を与えることによ
り、データベース中の各人の顔の撮影条件に合わせたカ
ラー画像を生成し、問合せ画像と比較することにより、
照合を行なう。
せ顔画像をデータベース化された顔画像データと照合す
ることを課題とする。 【解決手段】 データベース化されるデータを、顔表面
の３次元形状データとカラー画像データとし、問合せ顔
画像の撮影条件（姿勢、照明の向き）を与えることによ
り、データベース中の各人の顔の撮影条件に合わせたカ
ラー画像を生成し、問合せ画像と比較することにより、
照合を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像入力装置から
入力された顔画像と、データベース化された顔形状およ
び顔画像データとを照合する顔照合方法及び該顔照合方
法をプログラムとして格納した記録媒体に関する。
入力された顔画像と、データベース化された顔形状およ
び顔画像データとを照合する顔照合方法及び該顔照合方
法をプログラムとして格納した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、顔画像をデータベース化しておい
て、特定の対象顔画像を検索しようとする場合、単純に
対象顔画像をディスプレイの側に置いて、ディスプレイ
上にデータベースから１枚１枚繰り替え表示し、見比べ
て、同一顔画像を検索するという、人手で検索すること
が行なわれている。
て、特定の対象顔画像を検索しようとする場合、単純に
対象顔画像をディスプレイの側に置いて、ディスプレイ
上にデータベースから１枚１枚繰り替え表示し、見比べ
て、同一顔画像を検索するという、人手で検索すること
が行なわれている。
【０００３】通常、対象となる多人数の顔を複数の向き
から撮影し、その人名・性別・年齢等の特徴分類と共に
データベース化しておく。以降、これをデータベース顔
画像'と呼ぶ。検索・照合の場面では、人名等が不明な
問合せ顔画像が得られると、その性別・年齢等の特徴か
ら対象のデータベースを絞り込み、その写真あるいは画
像データを画面に表示したものと問合せ顔画像とを、人
が見比べて、同一人物かどうかを人が判断する。その
際、問合せ顔画像の特徴点をイメージとして一様把握し
ておいて、そのイメージに近い顔画像がある場合には、
近似データベース顔画像として特定し、極めて近似して
いれば、問合せ顔画像とデータベース顔画像とを入念に
比較して、全く同一顔画像としてはコピーしない限りほ
とんどあり得ないが、顔画像の予測される動きを加味し
て、ほぼ一致すると見なすことにより、同一人物の顔画
像であると判断することがよく行われている。
から撮影し、その人名・性別・年齢等の特徴分類と共に
データベース化しておく。以降、これをデータベース顔
画像'と呼ぶ。検索・照合の場面では、人名等が不明な
問合せ顔画像が得られると、その性別・年齢等の特徴か
ら対象のデータベースを絞り込み、その写真あるいは画
像データを画面に表示したものと問合せ顔画像とを、人
が見比べて、同一人物かどうかを人が判断する。その
際、問合せ顔画像の特徴点をイメージとして一様把握し
ておいて、そのイメージに近い顔画像がある場合には、
近似データベース顔画像として特定し、極めて近似して
いれば、問合せ顔画像とデータベース顔画像とを入念に
比較して、全く同一顔画像としてはコピーしない限りほ
とんどあり得ないが、顔画像の予測される動きを加味し
て、ほぼ一致すると見なすことにより、同一人物の顔画
像であると判断することがよく行われている。
【０００４】近年、これを自動化する試みが行なわれて
おり、上記データベース顔画像と問合せ顔画像とを２次
元の画像データとして、比較し、照合し、あるいは検索
することが行なわれている。手法としては、問合せ顔画
像から顔部分を自動的に背景画像中から切り出し、大き
さおよび明るさ・コントラスト等をデータベース顔画像
と同等になるように正規化し、画像同士を重ね合わせた
り、画像部分を重ね合わせたりすることにより、その一
致度を評価し、一致度の高いものを、同一人物のものと
判断する。この手法は、データベース顔画像と問合せ顔
画像を、ほぼ同等の環境、同等の装置で撮影した場合、
また、その撮影の際、被写体の人物がほぼ同じ表情をす
ることが期待できる場合には、高い精度で実現される。
おり、上記データベース顔画像と問合せ顔画像とを２次
元の画像データとして、比較し、照合し、あるいは検索
することが行なわれている。手法としては、問合せ顔画
像から顔部分を自動的に背景画像中から切り出し、大き
さおよび明るさ・コントラスト等をデータベース顔画像
と同等になるように正規化し、画像同士を重ね合わせた
り、画像部分を重ね合わせたりすることにより、その一
致度を評価し、一致度の高いものを、同一人物のものと
判断する。この手法は、データベース顔画像と問合せ顔
画像を、ほぼ同等の環境、同等の装置で撮影した場合、
また、その撮影の際、被写体の人物がほぼ同じ表情をす
ることが期待できる場合には、高い精度で実現される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した手法は、基本
的に２次元の画像と２次元の画像の濃淡の一致を評価す
るものである。しかしながら、人間の顔は本質的に３次
元の形状をもっており、人物の表情がほぼ同じであって
も、撮影時の顔の向き・照明条件の違いによって撮影さ
れた顔画像の輪郭や濃淡は異なっている。むしろ、向き
・照明条件が異なる同一人物の画像同士より、向き・照
明条件が同じなら、異なる人物の画像同士の方が画像と
しては一致度が高いことが多い。この問題を回避するた
めには、データベースは同一人物についてのすべての向
き・照明条件の組み合わせについて、条件に応じた画像
を持っておくことが考えられるが、データ量が膨大とな
る。３次元の形状を少ないデータ量で表現し、これと、
入念な撮影条件を求められない問合せ画像の２次元画像
とを照合する、現実に鑑みたシステムが求められてい
た。
的に２次元の画像と２次元の画像の濃淡の一致を評価す
るものである。しかしながら、人間の顔は本質的に３次
元の形状をもっており、人物の表情がほぼ同じであって
も、撮影時の顔の向き・照明条件の違いによって撮影さ
れた顔画像の輪郭や濃淡は異なっている。むしろ、向き
・照明条件が異なる同一人物の画像同士より、向き・照
明条件が同じなら、異なる人物の画像同士の方が画像と
しては一致度が高いことが多い。この問題を回避するた
めには、データベースは同一人物についてのすべての向
き・照明条件の組み合わせについて、条件に応じた画像
を持っておくことが考えられるが、データ量が膨大とな
る。３次元の形状を少ないデータ量で表現し、これと、
入念な撮影条件を求められない問合せ画像の２次元画像
とを照合する、現実に鑑みたシステムが求められてい
た。
【０００６】本発明の目的は、従来の２次元画像同士の
比較による照合システムの限界を克服した人物の顔照合
システムや事物の照合システムを提供することにある。
比較による照合システムの限界を克服した人物の顔照合
システムや事物の照合システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、人物の顔の３次元形状及びその表面の画
像を検出し、前記顔の３次元形状及びその表面の画像と
問合せ顔画像データとを照合し、その人物を同定する顔
照合方法において、前記問合せ顔画像データの撮影条件
を推定し、該撮影条件と前記３次元形状及びその表面の
画像によりグラフィクス手段を利用して照合用顔画像デ
ータを生成し、該照合用顔画像データと前記問合せ顔画
像データを比較し、前記問合せ顔画像データが、前記照
合用顔画像データとの差異が小さい場合には前記照合用
顔画像データの人物のものであると同定することを特徴
とする。
決するために、人物の顔の３次元形状及びその表面の画
像を検出し、前記顔の３次元形状及びその表面の画像と
問合せ顔画像データとを照合し、その人物を同定する顔
照合方法において、前記問合せ顔画像データの撮影条件
を推定し、該撮影条件と前記３次元形状及びその表面の
画像によりグラフィクス手段を利用して照合用顔画像デ
ータを生成し、該照合用顔画像データと前記問合せ顔画
像データを比較し、前記問合せ顔画像データが、前記照
合用顔画像データとの差異が小さい場合には前記照合用
顔画像データの人物のものであると同定することを特徴
とする。
【０００８】また、本発明は、人物の顔の３次元形状及
びその表面の画像を格納したデータベースを備えて、前
記データベースに格納した特定人物の顔の３次元形状及
びその表面の画像と問合せ顔画像データとを照合し、そ
の人物を同定する顔照合方法において、前記問合せ顔画
像データの撮影条件を推定し、該撮影条件と前記データ
ベースに格納された３次元形状及びその表面の画像によ
りグラフィクス手段を利用して照合用顔画像データを生
成し、該照合用顔画像データと前記問合せ顔画像データ
を比較し、前記問合せ顔画像データが、前記照合用顔画
像データとの差異が小さい場合には前記照合用顔画像デ
ータの人物のものであると同定することを特徴とする。
びその表面の画像を格納したデータベースを備えて、前
記データベースに格納した特定人物の顔の３次元形状及
びその表面の画像と問合せ顔画像データとを照合し、そ
の人物を同定する顔照合方法において、前記問合せ顔画
像データの撮影条件を推定し、該撮影条件と前記データ
ベースに格納された３次元形状及びその表面の画像によ
りグラフィクス手段を利用して照合用顔画像データを生
成し、該照合用顔画像データと前記問合せ顔画像データ
を比較し、前記問合せ顔画像データが、前記照合用顔画
像データとの差異が小さい場合には前記照合用顔画像デ
ータの人物のものであると同定することを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、事物の３次元形状及びそ
の表面の画像を検出し、前記事物の３次元形状及びその
表面の画像と問合せ画像データとを照合し、その事物を
同定する事物照合方法において、前記問合せ画像データ
の撮影条件を推定し、該撮影条件と前記３次元形状及び
その表面の画像によりグラフィクス手段を利用して照合
用画像データを生成し、該照合用画像データと前記問合
せ画像データを比較し、前記問合せ画像データと前記照
合用画像データとの差異が小さい場合には前記照合用画
像データの事物のものであると同定することを特徴とす
る。また、本発明は、多数の事物の３次元形状及びその
表面の画像を格納したデータベースを備えて、前記デー
タベースに格納した特定事物の３次元形状及びその表面
の画像と問合せ画像データとを照合し、その事物を同定
する照合方法において、前記問合せ画像データの撮影条
件を推定し、該撮影条件と前記データベースに格納され
た３次元形状及びその表面の画像によりグラフィクス手
段を利用して当該事物の照合用画像データを生成し、該
照合用画像データと前記問合せ画像データとを比較し、
前記問合せ画像データと前記照合用画像データとの差異
が小さい場合には前記照合用画像データの事物のもので
あると同定することを特徴とする。
の表面の画像を検出し、前記事物の３次元形状及びその
表面の画像と問合せ画像データとを照合し、その事物を
同定する事物照合方法において、前記問合せ画像データ
の撮影条件を推定し、該撮影条件と前記３次元形状及び
その表面の画像によりグラフィクス手段を利用して照合
用画像データを生成し、該照合用画像データと前記問合
せ画像データを比較し、前記問合せ画像データと前記照
合用画像データとの差異が小さい場合には前記照合用画
像データの事物のものであると同定することを特徴とす
る。また、本発明は、多数の事物の３次元形状及びその
表面の画像を格納したデータベースを備えて、前記デー
タベースに格納した特定事物の３次元形状及びその表面
の画像と問合せ画像データとを照合し、その事物を同定
する照合方法において、前記問合せ画像データの撮影条
件を推定し、該撮影条件と前記データベースに格納され
た３次元形状及びその表面の画像によりグラフィクス手
段を利用して当該事物の照合用画像データを生成し、該
照合用画像データと前記問合せ画像データとを比較し、
前記問合せ画像データと前記照合用画像データとの差異
が小さい場合には前記照合用画像データの事物のもので
あると同定することを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、人物の顔の３次元形状及
びその表面の画像を検出し、前記顔の３次元形状及びそ
の表面の画像と問合せ顔画像データとを照合し、その人
物を同定する顔照合装置において、前記問合せ顔画像デ
ータの撮影条件を特定して前記問合せ顔画像を取得する
画像入力手段と、該撮影条件と前記３次元形状及びその
表面の画像により照合用顔画像データを生成するグラフ
ィクス手段と、該照合用顔画像データと前記問合せ顔画
像データを比較して評価する画像照合手段とを備え、前
記問合せ顔画像データと前記照合用顔画像データとの差
異が小さい場合には前記照合用顔画像データの人物のも
のであると同定することを特徴とする。
びその表面の画像を検出し、前記顔の３次元形状及びそ
の表面の画像と問合せ顔画像データとを照合し、その人
物を同定する顔照合装置において、前記問合せ顔画像デ
ータの撮影条件を特定して前記問合せ顔画像を取得する
画像入力手段と、該撮影条件と前記３次元形状及びその
表面の画像により照合用顔画像データを生成するグラフ
ィクス手段と、該照合用顔画像データと前記問合せ顔画
像データを比較して評価する画像照合手段とを備え、前
記問合せ顔画像データと前記照合用顔画像データとの差
異が小さい場合には前記照合用顔画像データの人物のも
のであると同定することを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、多数の人物の顔の３次元
形状とその表面の画像を格納したデータベースを備え
て、前記データベース格納内容と問合せ顔画像データと
を照合し、その人物を同定する顔照合装置において、前
記問合せ顔画像データの撮影条件を特定して入力する条
件入力手段と、前記顔の３次元形状データと表面の画像
データとを格納する前記データベースと、前記撮影条件
と前記データベースに格納された前記３次元形状データ
と前記表面の画像データとにより照合用顔画像データを
作成するグラフィクス手段と、前記問合せ顔画像データ
を取得する画像入力手段と、前記照合用顔画像データと
前記問合せ顔画像データを比較して照合する画像照合手
段とを備え、前記問合せ顔画像データが、前記照合用顔
画像データとの差異が小さい場合には前記照合用顔画像
データの人物のものであると同定することを特徴とす
る。また、本発明は、多数の事物の３次元形状とその表
面の画像を格納したデータベースを備えて、前記データ
ベース格納内容と問合せ画像データとを照合し、その事
物を同定する照合装置において、前記問合せ画像データ
の撮影条件を特定して入力する条件入力手段と、前記事
物の３次元形状データとその表面の画像データとを格納
する前記データベースと、前記撮影条件と前記データベ
ースに格納された前記３次元形状データと前記その表面
の画像データとにより照合用画像データを作成するグラ
フィクス手段と、前記問合せ画像データを取得する画像
入力手段と、前記照合用画像データと前記問合せ画像デ
ータを比較して照合する画像照合手段とを備え、前記問
合せ画像データが、前記照合用画像データとの差異が小
さい場合には前記照合用画像データの事物のものである
と同定することを特徴とする。
形状とその表面の画像を格納したデータベースを備え
て、前記データベース格納内容と問合せ顔画像データと
を照合し、その人物を同定する顔照合装置において、前
記問合せ顔画像データの撮影条件を特定して入力する条
件入力手段と、前記顔の３次元形状データと表面の画像
データとを格納する前記データベースと、前記撮影条件
と前記データベースに格納された前記３次元形状データ
と前記表面の画像データとにより照合用顔画像データを
作成するグラフィクス手段と、前記問合せ顔画像データ
を取得する画像入力手段と、前記照合用顔画像データと
前記問合せ顔画像データを比較して照合する画像照合手
段とを備え、前記問合せ顔画像データが、前記照合用顔
画像データとの差異が小さい場合には前記照合用顔画像
データの人物のものであると同定することを特徴とす
る。また、本発明は、多数の事物の３次元形状とその表
面の画像を格納したデータベースを備えて、前記データ
ベース格納内容と問合せ画像データとを照合し、その事
物を同定する照合装置において、前記問合せ画像データ
の撮影条件を特定して入力する条件入力手段と、前記事
物の３次元形状データとその表面の画像データとを格納
する前記データベースと、前記撮影条件と前記データベ
ースに格納された前記３次元形状データと前記その表面
の画像データとにより照合用画像データを作成するグラ
フィクス手段と、前記問合せ画像データを取得する画像
入力手段と、前記照合用画像データと前記問合せ画像デ
ータを比較して照合する画像照合手段とを備え、前記問
合せ画像データが、前記照合用画像データとの差異が小
さい場合には前記照合用画像データの事物のものである
と同定することを特徴とする。
【００１２】また、本発明は、多数の人物の顔の３次元
形状とその表面の画像を格納したデータベースを備え
て、前記データベース格納内容と問合せ顔画像データと
を照合し、その人物を同定する顔照合方法をコンピュー
タが動作するプログラムとし、該プログラムを前記コン
ピュータが読み取り可能に格納した記録媒体において、
前記問合せ顔画像データの撮影条件を推定し、該撮影条
件と前記データベースに格納された３次元形状とその表
面の画像によりグラフィクス手段を利用して照合用顔画
像データを生成し、該照合用顔画像データと前記問合せ
顔画像データを比較し、前記問合せ顔画像データが、前
記照合用顔画像データとの差異が小さい場合には前記照
合用顔画像データの人物のものであると同定する顔照合
方法をプログラムとし、前記コンピュータが読み取り可
能に格納した記録媒体である。
形状とその表面の画像を格納したデータベースを備え
て、前記データベース格納内容と問合せ顔画像データと
を照合し、その人物を同定する顔照合方法をコンピュー
タが動作するプログラムとし、該プログラムを前記コン
ピュータが読み取り可能に格納した記録媒体において、
前記問合せ顔画像データの撮影条件を推定し、該撮影条
件と前記データベースに格納された３次元形状とその表
面の画像によりグラフィクス手段を利用して照合用顔画
像データを生成し、該照合用顔画像データと前記問合せ
顔画像データを比較し、前記問合せ顔画像データが、前
記照合用顔画像データとの差異が小さい場合には前記照
合用顔画像データの人物のものであると同定する顔照合
方法をプログラムとし、前記コンピュータが読み取り可
能に格納した記録媒体である。
【００１３】また、本発明は、多数の事物の３次元形状
とその表面の画像を格納したデータベースを備えて、前
記データベース格納内容と問合せ画像データとを照合
し、その事物を同定する照合方法をコンピュータが動作
するプログラムとし、該プログラムを前記コンピュータ
が読み取り可能に格納した記録媒体において、前記問合
せ画像データの撮影条件を特定して入力し、前記データ
ベースに格納していた前記事物の３次元形状データとそ
の表面の画像データとによりグラフィクス手段によって
照合用画像データを作成し、前記問合せ画像データを画
像入力手段により取得し、前記照合用画像データと前記
問合せ画像データを比較して照合し、前記問合せ画像デ
ータが、前記照合用画像データとの差異が小さい場合に
は前記照合用画像データの事物のものであると同定する
ことを特徴とする照合方法をコンピュータが動作するプ
ログラムとし、該プログラムを前記コンピュータが読み
取り可能に格納した記録媒体である。
とその表面の画像を格納したデータベースを備えて、前
記データベース格納内容と問合せ画像データとを照合
し、その事物を同定する照合方法をコンピュータが動作
するプログラムとし、該プログラムを前記コンピュータ
が読み取り可能に格納した記録媒体において、前記問合
せ画像データの撮影条件を特定して入力し、前記データ
ベースに格納していた前記事物の３次元形状データとそ
の表面の画像データとによりグラフィクス手段によって
照合用画像データを作成し、前記問合せ画像データを画
像入力手段により取得し、前記照合用画像データと前記
問合せ画像データを比較して照合し、前記問合せ画像デ
ータが、前記照合用画像データとの差異が小さい場合に
は前記照合用画像データの事物のものであると同定する
ことを特徴とする照合方法をコンピュータが動作するプ
ログラムとし、該プログラムを前記コンピュータが読み
取り可能に格納した記録媒体である。
【００１４】また、本発明は、事物の３次元形状及びそ
の表面の画像を検出し、前記事物の３次元形状及びその
表面の画像と求める問合せ画像データとを照合し、その
事物を同定する照合方法をコンピュータが動作するプロ
グラムとし、該プログラムを前記コンピュータが読み取
り可能に格納した記録媒体において、前記問合せ画像デ
ータの撮影条件を推定し、該撮影条件と前記３次元形状
及びその表面の画像によりグラフィクス手段を利用して
照合用画像データを生成し、該照合用画像データと前記
問合せ画像データを比較して照合し、前記問合せ顔画像
データと前記照合用顔画像データとの差異が小さい場合
には前記照合用画像データの事物のものであると同定す
ることを特徴とする照合方法をコンピュータが動作する
プログラムとし、該プログラムを前記コンピュータが読
み取り可能に格納した記録媒体である。
の表面の画像を検出し、前記事物の３次元形状及びその
表面の画像と求める問合せ画像データとを照合し、その
事物を同定する照合方法をコンピュータが動作するプロ
グラムとし、該プログラムを前記コンピュータが読み取
り可能に格納した記録媒体において、前記問合せ画像デ
ータの撮影条件を推定し、該撮影条件と前記３次元形状
及びその表面の画像によりグラフィクス手段を利用して
照合用画像データを生成し、該照合用画像データと前記
問合せ画像データを比較して照合し、前記問合せ顔画像
データと前記照合用顔画像データとの差異が小さい場合
には前記照合用画像データの事物のものであると同定す
ることを特徴とする照合方法をコンピュータが動作する
プログラムとし、該プログラムを前記コンピュータが読
み取り可能に格納した記録媒体である。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の顔照合
システムの実施形態について説明する。３次元形状計測
手段１を用いて、検索対象となる多数の顔２の３次元形
状とカラー画像が取得され、形状データ３、カラー画像
データ４として、所定の表現形式に従って、データベー
ス手段５に格納される。この場合、カラー画像データ４
の撮影は、周囲からあまねく照明を行ない、得られた画
像の各画素値は、肌の反射率に近似するように行なう。
また、得られたカラー画像から照明の影響を推定し、そ
の影響を取り除くような手法を用いて、反射率の画素値
に変換してもよい。このカラー画像データには、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色要素に応じて、あ
るいは色度、輝度、彩度から示せるカラーのパラメータ
を用い、撮影した顔のカラー画像データとして顔の左右
上下向き毎に、取り込む。また、形状データ３の撮影
は、正面、左右側面、バック等から、輪郭形状、髪、
眼、鼻、口、眉毛などの形状などを顔の左右上下向き毎
に、データベースとして格納しておく。
システムの実施形態について説明する。３次元形状計測
手段１を用いて、検索対象となる多数の顔２の３次元形
状とカラー画像が取得され、形状データ３、カラー画像
データ４として、所定の表現形式に従って、データベー
ス手段５に格納される。この場合、カラー画像データ４
の撮影は、周囲からあまねく照明を行ない、得られた画
像の各画素値は、肌の反射率に近似するように行なう。
また、得られたカラー画像から照明の影響を推定し、そ
の影響を取り除くような手法を用いて、反射率の画素値
に変換してもよい。このカラー画像データには、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色要素に応じて、あ
るいは色度、輝度、彩度から示せるカラーのパラメータ
を用い、撮影した顔のカラー画像データとして顔の左右
上下向き毎に、取り込む。また、形状データ３の撮影
は、正面、左右側面、バック等から、輪郭形状、髪、
眼、鼻、口、眉毛などの形状などを顔の左右上下向き毎
に、データベースとして格納しておく。
【００１６】また、問合せ画像６が画像入力手段７によ
り入力される。画像入力手段７はビデオカメラ等が用い
られ、３００万画素という高精細度のカメラであっても
よいが、それほどの必要はなく、１００万画素程度で顔
画像の特徴点を把握できればよい。
り入力される。画像入力手段７はビデオカメラ等が用い
られ、３００万画素という高精細度のカメラであっても
よいが、それほどの必要はなく、１００万画素程度で顔
画像の特徴点を把握できればよい。
【００１７】また、利用者はその画像の撮影条件（顔の
向き、照明条件）８を条件入力手段９により入力する。
条件入力手段９は、キーボードやマウス、タッチボード
等で指定し、顔の向きを示す正面、右、左の３面程度で
も、正面、左右９０度、左右４５度、上側４５度、下側
４５度などの７面の指定キーと、照明条件も同じく正
面、左右９０度、左右４５度、上側４５度、下側４５度
などの７面の指定キー等で指定する。指定方法は画面上
で特定ポイントをクリックしても良い。
向き、照明条件）８を条件入力手段９により入力する。
条件入力手段９は、キーボードやマウス、タッチボード
等で指定し、顔の向きを示す正面、右、左の３面程度で
も、正面、左右９０度、左右４５度、上側４５度、下側
４５度などの７面の指定キーと、照明条件も同じく正
面、左右９０度、左右４５度、上側４５度、下側４５度
などの７面の指定キー等で指定する。指定方法は画面上
で特定ポイントをクリックしても良い。
【００１８】また、グラフィクス手段１０は、データベ
ース手段５に格納されている各人の３次元形状データ３
とカラー画像データ４とを用い、前記撮影条件８に従っ
て、コンピュータグラフィクス手法を用いて、２次元の
照合用カラー画像１１を発生する。その際、問合せ画像
６が撮影される条件と一致させることが好ましく、当て
ずっぽうに撮影条件を決定するのではなく、撮影状態に
従った撮影条件を指定しておく。
ース手段５に格納されている各人の３次元形状データ３
とカラー画像データ４とを用い、前記撮影条件８に従っ
て、コンピュータグラフィクス手法を用いて、２次元の
照合用カラー画像１１を発生する。その際、問合せ画像
６が撮影される条件と一致させることが好ましく、当て
ずっぽうに撮影条件を決定するのではなく、撮影状態に
従った撮影条件を指定しておく。
【００１９】画像照合手段１２は、問合せ画像６と、各
人の照合用カラー画像１１とを比較し、一致度を計算
し、一致度の高さを比較することで、問合せ画像６がど
の人物の顔である可能性が高いかどうかを判断する。こ
の一致度の計算は、後述する。
人の照合用カラー画像１１とを比較し、一致度を計算
し、一致度の高さを比較することで、問合せ画像６がど
の人物の顔である可能性が高いかどうかを判断する。こ
の一致度の計算は、後述する。
【００２０】以下に、図面を参照して本実施形態の各部
を詳細に説明する。図２および図３は、顔の３次元形状
とカラー画像を取得する３次元形状計測手段１である。
３次元形状計測手段１の例としては、１９９９年６月に
発行された電子情報通信学会パターン認識とメディア理
解研究会の技術報告（ＰＲＭＵ９９−２４）に「顔用レ
ンジファインダ」として、石山、坂本等の著作により、
詳しく説明されているものについて、構成を簡単に説明
する。本技術報告には、３次元形状モデルをレンジファ
インダを用いて求め、３次元形状の測定方法を例示した
もので、長い測定時間が必要なレーザー光によるスポッ
ト光・スリット光走査法や、高速なパターン投射・撮像
装置による空間コード法などから、正弦波格子を利用し
た位相シフト法を選択したものである。本位相シフト法
は、正弦波状の光強度パターンを時系列で位相を変化さ
せながら投射し、観測される時系列光強度パターンの位
相値によって空間をコード化している。この位相シフト
法は、必要な画像が最低３枚でよく、各画素毎の３次元
形状測定が可能であり、撮影画素と枚数を増やすことで
高精細度化が容易で、カラーのテクスチャ画像が同時に
測定できるという特徴を有している。
を詳細に説明する。図２および図３は、顔の３次元形状
とカラー画像を取得する３次元形状計測手段１である。
３次元形状計測手段１の例としては、１９９９年６月に
発行された電子情報通信学会パターン認識とメディア理
解研究会の技術報告（ＰＲＭＵ９９−２４）に「顔用レ
ンジファインダ」として、石山、坂本等の著作により、
詳しく説明されているものについて、構成を簡単に説明
する。本技術報告には、３次元形状モデルをレンジファ
インダを用いて求め、３次元形状の測定方法を例示した
もので、長い測定時間が必要なレーザー光によるスポッ
ト光・スリット光走査法や、高速なパターン投射・撮像
装置による空間コード法などから、正弦波格子を利用し
た位相シフト法を選択したものである。本位相シフト法
は、正弦波状の光強度パターンを時系列で位相を変化さ
せながら投射し、観測される時系列光強度パターンの位
相値によって空間をコード化している。この位相シフト
法は、必要な画像が最低３枚でよく、各画素毎の３次元
形状測定が可能であり、撮影画素と枚数を増やすことで
高精細度化が容易で、カラーのテクスチャ画像が同時に
測定できるという特徴を有している。
【００２１】図２において、顔１０１に対して、光パタ
ーン投射器１０２から位相格子１０３のパターンが投影
される。位相格子１０３は、空間的に図３に示す正弦波
状の透過率を持っており、この位置を変化させながら、
複数枚の画像が入力される。すると顔の上の特定の点で
は、照射される光の強度は、図３に示すように時間的に
変化する。この情景をビデオカメラ１０４で撮影する
と、ｔ枚目の画像上の画素（ｕ，ｖ）では、反射された
光の強度が式（１）のように得られる。
ーン投射器１０２から位相格子１０３のパターンが投影
される。位相格子１０３は、空間的に図３に示す正弦波
状の透過率を持っており、この位置を変化させながら、
複数枚の画像が入力される。すると顔の上の特定の点で
は、照射される光の強度は、図３に示すように時間的に
変化する。この情景をビデオカメラ１０４で撮影する
と、ｔ枚目の画像上の画素（ｕ，ｖ）では、反射された
光の強度が式（１）のように得られる。
【００２２】 I(u,v,t)＝Ｉbias(u,v)＋A(u,v)cos(φ+ｔ) ……（１） ここで、Ｉbias(u,v)は、環境光および投射光パターン
の直流成分の反射光、A(u,v)は、投射光パターンの強度
を示す。
の直流成分の反射光、A(u,v)は、投射光パターンの強度
を示す。
【００２３】また、φは、投影された正弦波パターンの
その位置での最初の画像での初期位相値を示す。図３に
よれば、この初期位相値φは約１２０度として示してい
る。また、各画素における初期位相値φは、下記式
（２）〜式（５）によって、入力された複数枚の画像か
ら、画像処理手段１０５により計算される。
その位置での最初の画像での初期位相値を示す。図３に
よれば、この初期位相値φは約１２０度として示してい
る。また、各画素における初期位相値φは、下記式
（２）〜式（５）によって、入力された複数枚の画像か
ら、画像処理手段１０５により計算される。
【００２４】
【数１】
【００２５】
【数２】
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】 この初期位相値φは、図２に示す投射角αと密接に関係
しているので、各画素におけるφが求められると、投射
角αが定まる。また、ビデオカメラ１０４への入射角β
は画素の位置(u,v)から求められる。正弦波パターンの
投射位置と、カメラの位置関係が定まっており、その２
点と投射角αおよびビデオカメラ１０４への入射角βが
求まるため、三角形が一意に定まり、各画素におけるビ
デオカメラ１０４から対象までの距離が求まる。結局、
適当な位置に原点を置くことによって、顔の表面の３次
元座標(X,Y,Z)が、各画素毎に求まる。得られた３次元
座標を隣接のものと結合することにより、３角形パッチ
を構成することなどにより、公知の技術で顔表面の形状
データ３を作成する。
しているので、各画素におけるφが求められると、投射
角αが定まる。また、ビデオカメラ１０４への入射角β
は画素の位置(u,v)から求められる。正弦波パターンの
投射位置と、カメラの位置関係が定まっており、その２
点と投射角αおよびビデオカメラ１０４への入射角βが
求まるため、三角形が一意に定まり、各画素におけるビ
デオカメラ１０４から対象までの距離が求まる。結局、
適当な位置に原点を置くことによって、顔の表面の３次
元座標(X,Y,Z)が、各画素毎に求まる。得られた３次元
座標を隣接のものと結合することにより、３角形パッチ
を構成することなどにより、公知の技術で顔表面の形状
データ３を作成する。
【００２８】また、対象の顔のカラー画像データ４はで
あり、複数枚の画像から式（６）により求められる。
あり、複数枚の画像から式（６）により求められる。
【００２９】
【数５】 以上のことが、上記技術報告に記載されており、本発明
においても、同様の処理によって、３次元形状取得手段
１において、上述した演算処理により、顔画像の形状デ
ータ３とカラー画像データ４とを確保している。
においても、同様の処理によって、３次元形状取得手段
１において、上述した演算処理により、顔画像の形状デ
ータ３とカラー画像データ４とを確保している。
【００３０】図４を用いて、条件入力手段９と、グラフ
ィクス手段１０との処理例について説明する。表示モニ
タＡ１３は、問合せ画像を表示するモニタであり、図１
に示す顔照合システムに条件入力手段９や本システムの
状態表示のために備えられている。
ィクス手段１０との処理例について説明する。表示モニ
タＡ１３は、問合せ画像を表示するモニタであり、図１
に示す顔照合システムに条件入力手段９や本システムの
状態表示のために備えられている。
【００３１】図４において、問合せ画像６は、通常、顔
の姿勢あるいはカメラや照明の位置を規定できないの
で、データベース手段５に格納されているカラー画像デ
ータのように、全方向からの照明で撮影されているわけ
ではない。そのため、この画像をデータベース手段５に
格納されているデータとそのまま照合することはできな
い。照合を実現するため、問合せ画像が撮影された撮影
条件８を条件入力手段９によりグラフィクス手段１０に
入力し、格納されている形状データ３と、カラー画像デ
ータ４と、から照合用カラー画像１１を発生する。
の姿勢あるいはカメラや照明の位置を規定できないの
で、データベース手段５に格納されているカラー画像デ
ータのように、全方向からの照明で撮影されているわけ
ではない。そのため、この画像をデータベース手段５に
格納されているデータとそのまま照合することはできな
い。照合を実現するため、問合せ画像が撮影された撮影
条件８を条件入力手段９によりグラフィクス手段１０に
入力し、格納されている形状データ３と、カラー画像デ
ータ４と、から照合用カラー画像１１を発生する。
【００３２】撮影条件８は、基本的には顔の姿勢と照明
の方向である。まず、顔の姿勢を決定する。本実施形態
では、顔の姿勢は、問合せ画像６を表示した表示モニタ
Ａ１３と、標準姿勢画像を表示した表示モニタＢ１４を
利用者が比較し、選択することで決定する。図４に、表
示モニタＢ１４上に、顔画像の'正面'、'右向き'、'左
向き'、'下向き'、'上向き'の５種類の画像を表示した
例を模式的に示す。利用者は、問合せ画像６と、この標
準姿勢画像を見比べながら、最も近い姿勢をキー入力に
より選択する。図４の例では、５種類の姿勢から、'左
向き'を選ぶように説明しているが、照合精度を高める
ためには、数十種類の姿勢の画像と比較し、できるだけ
精度の高い姿勢を選択するのが望ましい。また、撮影条
件８は、問合せ画像６の撮影条件を特定できない場合に
は、平均的な撮影条件を推定して、指定することもでき
る。
の方向である。まず、顔の姿勢を決定する。本実施形態
では、顔の姿勢は、問合せ画像６を表示した表示モニタ
Ａ１３と、標準姿勢画像を表示した表示モニタＢ１４を
利用者が比較し、選択することで決定する。図４に、表
示モニタＢ１４上に、顔画像の'正面'、'右向き'、'左
向き'、'下向き'、'上向き'の５種類の画像を表示した
例を模式的に示す。利用者は、問合せ画像６と、この標
準姿勢画像を見比べながら、最も近い姿勢をキー入力に
より選択する。図４の例では、５種類の姿勢から、'左
向き'を選ぶように説明しているが、照合精度を高める
ためには、数十種類の姿勢の画像と比較し、できるだけ
精度の高い姿勢を選択するのが望ましい。また、撮影条
件８は、問合せ画像６の撮影条件を特定できない場合に
は、平均的な撮影条件を推定して、指定することもでき
る。
【００３３】また、データベース手段５に形状データ３
とカラー画像データ４を格納する際、'瞳位置'、'口の
中心'などの特徴点を人手で与え、この位置を合わせて
データベース手段５に格納しておく。同様に、問合せ画
像６についても、上記特徴点を人手で与え、その両者の
特徴点の位置を比較することで、姿勢を決定することも
可能である。
とカラー画像データ４を格納する際、'瞳位置'、'口の
中心'などの特徴点を人手で与え、この位置を合わせて
データベース手段５に格納しておく。同様に、問合せ画
像６についても、上記特徴点を人手で与え、その両者の
特徴点の位置を比較することで、姿勢を決定することも
可能である。
【００３４】次に、照明の方向を決定する。この場合に
も、上記で決定された顔の姿勢に対して標準照明画像を
表示モニタＢ１４上に表示し、これを問合せ画像６と、
使用者が比較して決定する。図５の例では、正面向きの
姿勢の顔について、'正面から'、'右向き'、'左向
き'、'下向き'、'上向き'の５種類の向きの照明をした
標準照明画像を表示している。利用者は、問合せ画像６
とこの標準照明画像を見比べながら、最も近い照明をキ
ー入力により選択する。図５の例では、５種類の姿勢か
ら選ぶように説明しているが、照合精度を高めるために
は、数十種類の標準照明画像と比較し、できるだけ精度
を高く照明方向を選択するのが望ましい。なお、画像か
ら照明の向きを自動的に推定する手法も知られており、
これを応用することも可能である。
も、上記で決定された顔の姿勢に対して標準照明画像を
表示モニタＢ１４上に表示し、これを問合せ画像６と、
使用者が比較して決定する。図５の例では、正面向きの
姿勢の顔について、'正面から'、'右向き'、'左向
き'、'下向き'、'上向き'の５種類の向きの照明をした
標準照明画像を表示している。利用者は、問合せ画像６
とこの標準照明画像を見比べながら、最も近い照明をキ
ー入力により選択する。図５の例では、５種類の姿勢か
ら選ぶように説明しているが、照合精度を高めるために
は、数十種類の標準照明画像と比較し、できるだけ精度
を高く照明方向を選択するのが望ましい。なお、画像か
ら照明の向きを自動的に推定する手法も知られており、
これを応用することも可能である。
【００３５】また、上記５種類の姿勢で照明方向は１方
向の例を示しているが、１方向に限らず、２方向或いは
３方向からの照明もあり得るので、その場合のために、
複数方向からの照明の場合の撮影条件の選択を表示モニ
タの表示で促して、キー入力して選択するようにしても
よい。また、照明方向を選択して指定したとしても、照
明の照度にも強弱の差を設けて、例えば照明強度が大、
中、小のいずれかを選択して指定してもよい。
向の例を示しているが、１方向に限らず、２方向或いは
３方向からの照明もあり得るので、その場合のために、
複数方向からの照明の場合の撮影条件の選択を表示モニ
タの表示で促して、キー入力して選択するようにしても
よい。また、照明方向を選択して指定したとしても、照
明の照度にも強弱の差を設けて、例えば照明強度が大、
中、小のいずれかを選択して指定してもよい。
【００３６】以上の結果として、顔の姿勢と照明の向き
が決定される。この撮像条件６とデータベース手段５に
格納されている形状データ３とカラー画像データ４を利
用して、グラフィクス手段１０により照合用カラー画像
１１が生成される。この照合用カラー画像１１の生成の
手法は、公知の手法を利用することができる。例えば、
形状データ３は、顔の表面形状を、図６に示すように、
例えば目と鼻の周辺の特徴部分だけを、細かい三角形パ
ッチ６１の集合で表現している。上記の処理で得られた
顔の姿勢により、顔表面全体のカメラに対する向きを変
更する。この向きを変更された三角形パッチ６１の情報
から、この面の法線方向ベクトルｎが得られる。また、
図６の三角形パッチの一つを例として示せば、鼻の側面
を三角形の頂点ＡＢＣで囲まれた唯一の平面として対象
領域とすると、上記の処理で得られた照明方向により、
この三角形パッチ６１に対する入射ベクトルｓが得られ
る。カメラの向きが射出ベクトルｖとして与えられたと
き、よく知られたＰｈｏｎｇの反射モデルを用いると、
この三角形パッチ６１の色としてカメラに入射する値
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）tは、式（７）のように表される。
が決定される。この撮像条件６とデータベース手段５に
格納されている形状データ３とカラー画像データ４を利
用して、グラフィクス手段１０により照合用カラー画像
１１が生成される。この照合用カラー画像１１の生成の
手法は、公知の手法を利用することができる。例えば、
形状データ３は、顔の表面形状を、図６に示すように、
例えば目と鼻の周辺の特徴部分だけを、細かい三角形パ
ッチ６１の集合で表現している。上記の処理で得られた
顔の姿勢により、顔表面全体のカメラに対する向きを変
更する。この向きを変更された三角形パッチ６１の情報
から、この面の法線方向ベクトルｎが得られる。また、
図６の三角形パッチの一つを例として示せば、鼻の側面
を三角形の頂点ＡＢＣで囲まれた唯一の平面として対象
領域とすると、上記の処理で得られた照明方向により、
この三角形パッチ６１に対する入射ベクトルｓが得られ
る。カメラの向きが射出ベクトルｖとして与えられたと
き、よく知られたＰｈｏｎｇの反射モデルを用いると、
この三角形パッチ６１の色としてカメラに入射する値
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）tは、式（７）のように表される。
【００３７】
【数６】 ここで、（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ）tは、行列（Ｒｏ，Ｇ
ｏ，Ｂｏ）の縦行列である転置を表し、物体表面の拡散
反射成分の色を示す値であり、データベース手段５に格
納されているカラー画像データ４を利用できる。
ｏ，Ｂｏ）の縦行列である転置を表し、物体表面の拡散
反射成分の色を示す値であり、データベース手段５に格
納されているカラー画像データ４を利用できる。
【００３８】また、（Ｒｗ，Ｇｗ，Ｂｗ）tは、物体表
面の鏡面反射成分の色を示す値、θは法線方向ベクトル
ｎと入射ベクトルｓがなす角度、ψは鏡面反射方向ｐ
と、射出ベクトルｖがなす角度である。また、ｄは表面
の性質で決まる拡散反射成分の光源による部分と、環境
光による部分の比率を示す定数である。
面の鏡面反射成分の色を示す値、θは法線方向ベクトル
ｎと入射ベクトルｓがなす角度、ψは鏡面反射方向ｐ
と、射出ベクトルｖがなす角度である。また、ｄは表面
の性質で決まる拡散反射成分の光源による部分と、環境
光による部分の比率を示す定数である。
【００３９】さて、最終的な問合せ画像６と、照合用カ
ラー画像１１との照合が、画像照合手段１２で実行され
る。画像照合手段１２としては、従来知られている２次
元顔画像同士の照合方法を用いることで、多様な実現形
態をとることができる。図７には、その典型的な実施形
態を示した。問合せ画像６と照合用カラー画像１１のそ
れぞれに位置・大きさ・明度正規化手段１２１および１
２２を作用させ、それぞれの顔画像を正規化する。顔画
像の正規化については、図８に示すように、例えば問合
せ顔画像６について、画像内の両方の瞳位置１１１と１
１２を検出し、その位置が標準顔画像１１３内の標準瞳
位置１１４，１１５に来るように画像の平行移動、回
転、拡大・縮小を行なう。画像における瞳位置の検出
は、利用者が表示手段を観察しながら予め行なってもよ
いが、自動的な画像処理手法も利用可能である。このよ
うに、標準顔画像１１３を基準として、瞳位置を合わせ
て、瞳幅、鼻幅、鼻位置、口幅、口位置、上唇幅、下唇
幅、耳幅、耳位置、耳縦幅などのズレ分を求めて、正規
化する。この正規化手法については、例えば「画像の認
識・理解シンポジウム（ＭＩＲＵ'９８）」II−397-403
ページに記述された「新聞紙面向け顔画像処理」坂本、
田島等の著作物に記載された手法が利用可能である。
ラー画像１１との照合が、画像照合手段１２で実行され
る。画像照合手段１２としては、従来知られている２次
元顔画像同士の照合方法を用いることで、多様な実現形
態をとることができる。図７には、その典型的な実施形
態を示した。問合せ画像６と照合用カラー画像１１のそ
れぞれに位置・大きさ・明度正規化手段１２１および１
２２を作用させ、それぞれの顔画像を正規化する。顔画
像の正規化については、図８に示すように、例えば問合
せ顔画像６について、画像内の両方の瞳位置１１１と１
１２を検出し、その位置が標準顔画像１１３内の標準瞳
位置１１４，１１５に来るように画像の平行移動、回
転、拡大・縮小を行なう。画像における瞳位置の検出
は、利用者が表示手段を観察しながら予め行なってもよ
いが、自動的な画像処理手法も利用可能である。このよ
うに、標準顔画像１１３を基準として、瞳位置を合わせ
て、瞳幅、鼻幅、鼻位置、口幅、口位置、上唇幅、下唇
幅、耳幅、耳位置、耳縦幅などのズレ分を求めて、正規
化する。この正規化手法については、例えば「画像の認
識・理解シンポジウム（ＭＩＲＵ'９８）」II−397-403
ページに記述された「新聞紙面向け顔画像処理」坂本、
田島等の著作物に記載された手法が利用可能である。
【００４０】また、標準顔画像１１３としては、問合せ
顔画像６または照合用カラー画像１１のどちらかを使用
してもよい。
顔画像６または照合用カラー画像１１のどちらかを使用
してもよい。
【００４１】また、明度については、図８に示した上記
の目の位置を基準とした比較領域１１６を定め、問合せ
画像６と照合用カラー画像１１の両者のこの比較領域１
１６中の画素値Ｒ，Ｇ，Ｂの分布を計算する。例えば、
問合せ画像６の比較領域１１６内のＲ値の分布の平均値
Ｒaと標準偏差σrを求める。そして、予め定められた、
顔の比較領域１１６内の標準のＲ値の平均値Ｒa0と標準
偏差σr0に合わせるように、各画素値を式（８）によ
り、Ｒ'に変換する。Ｇ，Ｂ値についても同様である。
の目の位置を基準とした比較領域１１６を定め、問合せ
画像６と照合用カラー画像１１の両者のこの比較領域１
１６中の画素値Ｒ，Ｇ，Ｂの分布を計算する。例えば、
問合せ画像６の比較領域１１６内のＲ値の分布の平均値
Ｒaと標準偏差σrを求める。そして、予め定められた、
顔の比較領域１１６内の標準のＲ値の平均値Ｒa0と標準
偏差σr0に合わせるように、各画素値を式（８）によ
り、Ｒ'に変換する。Ｇ，Ｂ値についても同様である。
【００４２】
【数７】 このようにして得られた、正規化問合せ画像１２３、正
規化照合用カラー画像１２４を画像比較手段１２５で比
較し、差異を例えば、式（９）のように計算し、この差
異Ｄｉ 2が最小となるｉ番目の人物を問合せ画像６と一
致する人物と推定して出力する。
規化照合用カラー画像１２４を画像比較手段１２５で比
較し、差異を例えば、式（９）のように計算し、この差
異Ｄｉ 2が最小となるｉ番目の人物を問合せ画像６と一
致する人物と推定して出力する。
【００４３】
【数８】 式（９）において、R'(x,y),G'(x,y),B'(x,y)は、正規
化問合せ画像１２３の画素値、R'i(x,y),G'i (x,y),B'i
(x,y)は、正規化照合用カラー画像１２４の画素値であ
る。
化問合せ画像１２３の画素値、R'i(x,y),G'i (x,y),B'i
(x,y)は、正規化照合用カラー画像１２４の画素値であ
る。
【００４４】この差異Ｄｉ 2が最小であることは、類似
度が最も大きいこととも言え、類似度は差異Ｄｉ 2の逆
数に比例する。このようにして、問合せ画像とデータベ
ース中の３次元形状とカラー画像データとからのグラフ
ィック処理した照合用カラー画像との類似度を求めるこ
とができる。
度が最も大きいこととも言え、類似度は差異Ｄｉ 2の逆
数に比例する。このようにして、問合せ画像とデータベ
ース中の３次元形状とカラー画像データとからのグラフ
ィック処理した照合用カラー画像との類似度を求めるこ
とができる。
【００４５】なお、上記の実施形態に示したカラー画像
は、モノクロの濃淡画像でも同様に実現できる。
は、モノクロの濃淡画像でも同様に実現できる。
【００４６】以上から、画像照合手段１２によって、一
致した場合にはデータベース化された大量の顔形状・画
像データの照合用カラー画像１１と問合せ顔画像６と
が、同一人物と判定することができる。
致した場合にはデータベース化された大量の顔形状・画
像データの照合用カラー画像１１と問合せ顔画像６と
が、同一人物と判定することができる。
【００４７】また、上記実施形態では、主に顔画像につ
いて説明したが、顔画像以外にも、特徴のある建築物や
名所旧跡、山、川、海の自然物や、動物、植物などの事
物であっても、照合という点では共通に、本発明を適用
できる。
いて説明したが、顔画像以外にも、特徴のある建築物や
名所旧跡、山、川、海の自然物や、動物、植物などの事
物であっても、照合という点では共通に、本発明を適用
できる。
【００４８】また、当該顔照合方法を、コンピュータが
読み取り可能な記録媒体から、プログラムとして読み出
せばそのプログラムに従ってコンピュータが動作するの
で、当該プログラムを拡販することも可能であると共
に、インターネットやイーメール形式の伝送媒体を通し
て伝送することも可能である。また、プログラムの対象
は、照合方法に限らず、データベースをも含めた記録媒
体であってもよく、多数の顔画像の３次元形状とその表
面の画像とを、その記録媒体に積算していけば、極めて
有効な顔照合が可能となる。
読み取り可能な記録媒体から、プログラムとして読み出
せばそのプログラムに従ってコンピュータが動作するの
で、当該プログラムを拡販することも可能であると共
に、インターネットやイーメール形式の伝送媒体を通し
て伝送することも可能である。また、プログラムの対象
は、照合方法に限らず、データベースをも含めた記録媒
体であってもよく、多数の顔画像の３次元形状とその表
面の画像とを、その記録媒体に積算していけば、極めて
有効な顔照合が可能となる。
【００４９】
【発明の効果】以上に説明した本発明により、データベ
ース化された顔形状・画像データから、問合せ顔画像を
高精度に検索・照合するシステムを構成することを可能
とする。
ース化された顔形状・画像データから、問合せ顔画像を
高精度に検索・照合するシステムを構成することを可能
とする。
【００５０】また、上記の構成は、コンピュータ・シス
テムを利用したコンピュータプログラムとしても実現す
ることが可能である。このコンピュータプログラムをパ
ッケージソフト等の記録媒体に格納して、パソコン、ス
パコン等にデータベースと共にインストールすることに
より、上記の効果と同様な効果を備えた顔照合装置を提
供できる。
テムを利用したコンピュータプログラムとしても実現す
ることが可能である。このコンピュータプログラムをパ
ッケージソフト等の記録媒体に格納して、パソコン、ス
パコン等にデータベースと共にインストールすることに
より、上記の効果と同様な効果を備えた顔照合装置を提
供できる。
【図１】本発明の実施形態である顔画像照合システムの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に用いる３次元形状取得手段の説明図で
ある。
ある。
【図３】本発明に用いる３次元形状取得手段により、ビ
デオカメラの各画素に得られる画素値の説明図である。
デオカメラの各画素に得られる画素値の説明図である。
【図４】本発明の条件入力手段により問合せ画像の顔の
姿勢を決定する方法の説明図である。
姿勢を決定する方法の説明図である。
【図５】本発明の条件入力手段により問合せ画像の照明
の向きを決定する方法の説明図である。
の向きを決定する方法の説明図である。
【図６】本発明によるグラフィクス手段により照合用カ
ラー画像を生成するためのＰｈｏｎｇのモデルの説明図
である。
ラー画像を生成するためのＰｈｏｎｇのモデルの説明図
である。
【図７】本発明による画像照合手段の典型的な構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図８】本発明による画像照合手段における画像の照合
方法の説明図である。
方法の説明図である。
１ ３次元形状計測手段 ２ 顔 ３ 形状データ ４ カラー画像データ ５ データベース手段 ６ 問合せ画像 ７ 画像入力手段 ８ 撮影条件 ９ 条件入力手段 １０ グラフィクス手段 １１ 照合用カラー画像 １２ 画像照合手段
Claims (16)
- 【請求項１】 人物の顔の３次元形状及びその表面の画
像を検出し、前記顔の３次元形状及びその表面の画像と
問合せ顔画像データとを照合し、その人物を同定する顔
照合方法において、 前記問合せ顔画像データの撮影条件を推定し、該撮影条
件と前記３次元形状及びその表面の画像によりグラフィ
クス手段を利用して照合用顔画像データを生成し、該照
合用顔画像データと前記問合せ顔画像データを比較し、
前記問合せ顔画像データが、前記照合用顔画像データと
の差異が小さい場合には前記照合用顔画像データの人物
のものであると同定することを特徴とする顔照合方法。 - 【請求項２】 人物の顔の３次元形状及びその表面の画
像を格納したデータベースを備えて、前記データベース
に格納した特定人物の顔の３次元形状及びその表面の画
像と問合せ顔画像データとを照合し、その人物を同定す
る顔照合方法において、 前記問合せ顔画像データの撮影条件を推定し、該撮影条
件と前記データベースに格納された３次元形状及びその
表面の画像によりグラフィクス手段を利用して照合用顔
画像データを生成し、該照合用顔画像データと前記問合
せ顔画像データを比較し、前記問合せ顔画像データが、
前記照合用顔画像データとの差異が小さい場合には前記
照合用顔画像データの人物のものであると同定すること
を特徴とする顔照合方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の顔照合方法にお
いて、前記撮影条件には前記顔画像の向きと照明方向と
があり、前記３次元形状には、形状データとカラー画像
データとで特定することを特徴とする顔照合方法。 - 【請求項４】 請求項１又は２、３に記載の顔照合方法
において、前記照合用顔画像データと前記問合せ顔画像
データを比較する際、両顔画像データの特徴点の位置
と、大きさ、明度とをパラメータとして正規化した後に
比較することを特徴とする顔照合方法。 - 【請求項５】 事物の３次元形状及びその表面の画像を
検出し、前記事物の３次元形状及びその表面の画像と問
合せ画像データとを照合し、その事物を同定する事物照
合方法において、 前記問合せ画像データの撮影条件を推定し、該撮影条件
と前記３次元形状及びその表面の画像によりグラフィク
ス手段を利用して照合用画像データを生成し、該照合用
画像データと前記問合せ画像データを比較し、前記問合
せ画像データと前記照合用画像データとの差異が小さい
場合には前記照合用画像データの事物のものであると同
定することを特徴とする事物照合方法。 - 【請求項６】 多数の事物の３次元形状及びその表面の
画像を格納したデータベースを備えて、前記データベー
スに格納した特定事物の３次元形状及びその表面の画像
と問合せ画像データとを照合し、その事物を同定する照
合方法において、 前記問合せ画像データの撮影条件を推定し、該撮影条件
と前記データベースに格納された３次元形状及びその表
面の画像によりグラフィクス手段を利用して当該事物の
照合用画像データを生成し、該照合用画像データと前記
問合せ画像データとを比較し、前記問合せ画像データと
前記照合用画像データとの差異が小さい場合には前記照
合用画像データの事物のものであると同定することを特
徴とする照合方法。 - 【請求項７】 人物の顔の３次元形状及びその表面の画
像を検出し、前記顔の３次元形状及びその表面の画像と
問合せ顔画像データとを照合し、その人物を同定する顔
照合装置において、 前記問合せ顔画像データの撮影条件を特定して前記問合
せ顔画像を取得する画像入力手段と、該撮影条件と前記
３次元形状及びその表面の画像により照合用顔画像デー
タを生成するグラフィクス手段と、該照合用顔画像デー
タと前記問合せ顔画像データを比較して評価する画像照
合手段とを備え、前記問合せ顔画像データと前記照合用
顔画像データとの差異が小さい場合には前記照合用顔画
像データの人物のものであると同定することを特徴とす
る顔照合装置。 - 【請求項８】 多数の人物の顔の３次元形状とその表面
の画像を格納したデータベースを備えて、前記データベ
ース格納内容と問合せ顔画像データとを照合し、その人
物を同定する顔照合装置において、 前記問合せ顔画像データの撮影条件を特定して入力する
条件入力手段と、前記顔の３次元形状データと表面の画
像データとを格納する前記データベースと、前記撮影条
件と前記データベースに格納された前記３次元形状デー
タと前記表面の画像データとにより照合用顔画像データ
を作成するグラフィクス手段と、前記問合せ顔画像デー
タを取得する画像入力手段と、前記照合用顔画像データ
と前記問合せ顔画像データを比較して照合する画像照合
手段とを備え、前記問合せ顔画像データが、前記照合用
顔画像データとの差異が小さい場合には前記照合用顔画
像データの人物のものであると同定することを特徴とす
る顔照合装置。 - 【請求項９】 前記その表面の画像は、カラー画像であ
ることを特徴とする請求項７又は８に記載の顔照合装
置。 - 【請求項１０】 請求項７又は８，９に記載の顔照合装
置において、前記条件入力手段に入力する前記撮影条件
は前記顔画像の向きと照明方向とであり、前記画像照合
手段は、前記照合用顔画像データと前記問合せ顔画像デ
ータとをそれぞれ標準顔画像を基準として正規化する正
規化手段と、両正規化手段の出力の正規化問合せ画像と
正規化照合用カラー画像とを比較する画像比較手段とを
備えたことを特徴とする顔照合装置。 - 【請求項１１】 多数の事物の３次元形状とその表面の
画像を格納したデータベースを備えて、前記データベー
ス格納内容と問合せ画像データとを照合し、その事物を
同定する照合装置において、 前記問合せ画像データの撮影条件を特定して入力する条
件入力手段と、前記事物の３次元形状データとその表面
の画像データとを格納する前記データベースと、前記撮
影条件と前記データベースに格納された前記３次元形状
データと前記その表面の画像データとにより照合用画像
データを作成するグラフィクス手段と、前記問合せ画像
データを取得する画像入力手段と、前記照合用画像デー
タと前記問合せ画像データを比較して照合する画像照合
手段とを備え、前記問合せ画像データが、前記照合用画
像データとの差異が小さい場合には前記照合用画像デー
タの事物のものであると同定することを特徴とする照合
装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の照合装置におい
て、前記条件入力手段に入力する前記撮影条件は前記事
物の向きと照明方向とであり、前記画像照合手段は、前
記照合用画像データと前記問合せ画像データとをそれぞ
れ標準事物画像を基準として正規化する正規化手段と、
両正規化手段の出力の正規化問合せ画像と正規化照合用
画像とを比較する画像比較手段とを備えたことを特徴と
する照合装置。 - 【請求項１３】 多数の人物の顔の３次元形状とその表
面の画像を格納したデータベースを備えて、前記データ
ベース格納内容と問合せ顔画像データとを照合し、その
人物を同定する顔照合方法をコンピュータが動作するプ
ログラムとし、該プログラムを前記コンピュータが読み
取り可能に格納した記録媒体において、 前記問合せ顔画像データの撮影条件を推定し、該撮影条
件と前記データベースに格納された３次元形状とその表
面の画像によりグラフィクス手段を利用して照合用顔画
像データを生成し、該照合用顔画像データと前記問合せ
顔画像データを比較し、前記問合せ顔画像データが、前
記照合用顔画像データとの差異が小さい場合には前記照
合用顔画像データの人物のものであると同定する顔照合
方法をプログラムとし、前記コンピュータが読み取り可
能に格納した記録媒体。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の記録媒体におい
て、前記撮影条件には前記顔画像の向きと照明方向とが
あり、前記３次元形状には、形状データとカラー画像デ
ータとで特定することをも前記プログラムとして前記コ
ンピュータが読み取り可能に格納した記録媒体。 - 【請求項１５】 多数の事物の３次元形状とその表面の
画像を格納したデータベースを備えて、前記データベー
ス格納内容と問合せ画像データとを照合し、その事物を
同定する照合方法をコンピュータが動作するプログラム
とし、該プログラムを前記コンピュータが読み取り可能
に格納した記録媒体において、 前記問合せ画像データの撮影条件を特定して入力し、前
記データベースに格納していた前記事物の３次元形状デ
ータとその表面の画像データとによりグラフィクス手段
によって照合用画像データを作成し、前記問合せ画像デ
ータを画像入力手段により取得し、前記照合用画像デー
タと前記問合せ画像データを比較して照合し、前記問合
せ画像データが、前記照合用画像データとの差異が小さ
い場合には前記照合用画像データの事物のものであると
同定することを特徴とする照合方法をコンピュータが動
作するプログラムとし、該プログラムを前記コンピュー
タが読み取り可能に格納した記録媒体。 - 【請求項１６】 事物の３次元形状及びその表面の画像
を検出し、前記事物の３次元形状及びその表面の画像と
求める問合せ画像データとを照合し、その事物を同定す
る照合方法をコンピュータが動作するプログラムとし、
該プログラムを前記コンピュータが読み取り可能に格納
した記録媒体において、 前記問合せ画像データの撮影条件を推定し、該撮影条件
と前記３次元形状及びその表面の画像によりグラフィク
ス手段を利用して照合用画像データを生成し、該照合用
画像データと前記問合せ画像データを比較して照合し、
前記問合せ顔画像データと前記照合用顔画像データとの
差異が小さい場合には前記照合用画像データの事物のも
のであると同定することを特徴とする照合方法をコンピ
ュータが動作するプログラムとし、該プログラムを前記
コンピュータが読み取り可能に格納した記録媒体。
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