JP2003036439A - Device, method and program for extracting image - Google Patents
Device, method and program for extracting imageInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は画像抽出装置、画
像抽出方法および画像抽出プログラムに関し、特に、効
率よく画像の抽出を行なうことのできる画像抽出装置、
画像抽出方法および画像抽出プログラムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image extracting device, an image extracting method and an image extracting program, and more particularly to an image extracting device capable of efficiently extracting an image
The present invention relates to an image extraction method and an image extraction program.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像抽出の目的の１つとして、人物認証
や作業解析などを行なうため、与えられた画像中に含ま
れる顔を抽出することが考えられる。しかし、画像中に
含まれる顔は、対象の距離の違いや個体差などから、大
きさが未知である。そこで、大きさが未知の顔を、画像
中に含まれる背景などから区別して抽出する技術が必要
となる。2. Description of the Related Art One of the purposes of image extraction is to extract a face included in a given image in order to perform person authentication and work analysis. However, the size of the face included in the image is unknown due to differences in the distance between the objects and individual differences. Therefore, a technique for distinguishing a face of unknown size from the background included in the image and extracting the face is required.
【０００３】従来より行なわれていた画像抽出技術で
は、顔のサンプルである参照画像を用いて、与えられた
画像中の領域を、少しずつスキャンしながら比較し、顔
を抽出する方法が行なわれている。参照画像または与え
られた画像の大きさを変化させた画像ピラミッドを形成
し、画像ピラミッドに沿って、いろいろな大きさの参照
画像で、画像中の全ての領域をスキャンする。In the conventional image extraction technique, a face image is extracted by using a reference image which is a sample of a face and comparing regions in a given image while scanning little by little. ing. An image pyramid is formed by varying the size of the reference image or a given image, and all regions in the image are scanned along the image pyramid with reference images of different sizes.
【０００４】さらに、特開平７−４９９４９号公報にお
いては、解像度の最も低い画像ピラミッドの最上層にお
いて、探索領域（探索点）と参照画像との相関値を求
め、所定の相関値を持った点群を作成し、点群のうち代
表点を画像ピラミッドの次層の探索点として絞込んで、
対象画像を抽出する発明が開示されている。Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-49949, a correlation value between a search area (search point) and a reference image is obtained in the uppermost layer of an image pyramid having the lowest resolution, and a point having a predetermined correlation value is obtained. Create a group, narrow down the representative points of the point cloud as search points in the next layer of the image pyramid,
An invention for extracting a target image is disclosed.
【０００５】また、特開平１０−２１３８９号公報にお
いては、解像度の最も低い画像ピラミッドの最上層にお
いて抽出された候補点での近傍点を下層での検索に用
い、候補点を絞込むことで相関値計算の回数を減らし、
高速で対象画像を抽出する発明が開示されている。Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-21389, the neighboring points at the candidate points extracted in the uppermost layer of the image pyramid having the lowest resolution are used for the search in the lower layer, and the candidate points are narrowed down for correlation. Reduce the number of value calculations,
An invention for extracting a target image at high speed is disclosed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の発
明においては、与えられた画像より任意の大きさの顔の
抽出を行なうことができない。すなわち、特定の大きさ
の顔は、参照画像と比較することで抽出することができ
るが、画像に含まれている、特定されない大きさの顔を
抽出することができない。However, in the above-mentioned invention, it is impossible to extract a face having an arbitrary size from a given image. That is, a face of a specific size can be extracted by comparing it with a reference image, but a face of a non-specified size included in the image cannot be extracted.
【０００７】また従来の画像抽出方法を用いて任意の大
きさの顔を抽出する場合は、多種類の大きさの参照画像
でスキャンする必要があり、大変時間のかかる処理であ
った。Further, when extracting a face of an arbitrary size using the conventional image extraction method, it is necessary to scan with reference images of various sizes, which is a very time-consuming process.
【０００８】そこでこの発明では、与えられた画像に含
まれる任意の大きさの対象画像（例えば顔）を効率よく
抽出することのできる画像抽出装置、画像抽出方法およ
び画像抽出プログラムを提供することを目的とする。Therefore, the present invention provides an image extracting device, an image extracting method and an image extracting program capable of efficiently extracting a target image (for example, a face) of an arbitrary size included in a given image. To aim.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のある局面に従うと、画像抽出装置は、抽出
対象物の画像を記憶する記憶手段と、検索の対象となる
画像を入力する入力手段と、抽出対象物の画像または検
索の対象となる画像のいずれか一方の画像は保持画像と
して保持し、他方の画像を複数の縮尺率で変換すること
で、当該画像を複数の画像からなる画像群に変換する変
換手段と、変換手段で変換された画像群の内の１の画像
と保持画像とを用いて、検索の対象となる画像の探索領
域から、抽出対象物を抽出する第１の抽出手段と、画像
群の中の、次の縮尺率の画像を用いて抽出対象物を抽出
する際に、第１の抽出手段で抽出された抽出対象物の探
索領域中に占める領域を、非探索領域として探索領域を
設定する設定手段とを備える。In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, an image extraction device inputs a storage means for storing an image of an extraction target and an image to be searched. One of the input means and the image of the extraction target image or the image to be searched is held as a holding image, and the other image is converted into a plurality of images by converting the image at a plurality of scale ratios. An extraction target is extracted from the search area of the image to be searched by using a conversion unit that converts the image into a group of images and one image and the held image in the image group converted by the conversion unit. A region occupied in the search region of the extraction target extracted by the first extraction unit when the extraction target is extracted using the first extraction unit and the image of the next scale factor in the image group. A setting means for setting the search area as a non-search area Equipped with a.
【００１０】また画像抽出装置は、画像群の中から、検
索の対象となる画像に対して抽出対象物の画像が占める
割合が最も大きい画像を抽出する第２の抽出手段をさら
に備え、上述の第１の抽出手段は、第２の抽出手段で抽
出された画像と保持画像とを用いて、検索の対象となる
画像の探索領域から抽出対象物を抽出することが望まし
い。The image extracting apparatus further comprises second extracting means for extracting an image from the image group in which the ratio of the image of the extraction target object to the image to be searched is the largest, and It is desirable that the first extracting unit extracts the extraction target from the search area of the image to be searched, using the image extracted by the second extracting unit and the held image.
【００１１】本発明の他の局面に従うと、画像抽出方法
は、検索の対象となる画像を入力する入力ステップと、
予め記憶された抽出対象物の画像または検索の対象とな
る画像のいずれか一方の画像は保持画像として保持し、
他方の画像を複数の縮尺率で変換することで、当該画像
を複数の画像からなる画像群に変換する変換ステップ
と、変換手段で変換された画像群の内の１の画像と保持
画像とを用いて、検索の対象となる画像の探索領域か
ら、抽出対象物を抽出する第１の抽出ステップと、画像
群の中の、次の縮尺率の画像を用いて抽出対象物を抽出
する際に、第１の抽出ステップで抽出された抽出対象物
の探索領域中に占める領域を、非探索領域として探索領
域を設定する設定ステップとを備える。According to another aspect of the present invention, an image extracting method includes an input step of inputting an image to be searched.
Either one of the image of the extraction target image stored in advance or the image to be searched is held as a holding image,
A conversion step of converting the other image at a plurality of scale factors to convert the image into an image group composed of a plurality of images, and one image and a held image in the image group converted by the conversion means are performed. Using the first extraction step of extracting the extraction target from the search area of the image to be searched using, and extracting the extraction target using the image of the next scale factor in the image group. And a setting step of setting the area occupied in the search area of the extraction object extracted in the first extraction step as a non-search area.
【００１２】また画像抽出方法は、画像群の中から、検
索の対象となる画像に対して抽出対象物の画像が占める
割合が最も大きい画像を抽出する第２の抽出ステップを
さらに備え、上述の第１の抽出ステップは、第２の抽出
ステップで抽出された画像と保持画像とを用いて、検索
の対象となる画像の探索領域から、抽出対象物を抽出す
ることが望ましい。The image extraction method further comprises a second extraction step of extracting from the image group an image in which the ratio of the image of the extraction target object to the image to be searched is the largest, and It is desirable that the first extraction step uses the image extracted in the second extraction step and the held image to extract the extraction target from the search region of the image to be searched.
【００１３】また本発明の他の局面に従うと、画像抽出
プログラムは、検索の対象となる画像を入力する入力ス
テップと、予め記憶された抽出対象物の画像または検索
の対象となる画像のいずれか一方の画像は保持画像とし
て保持し、他方の画像を複数の縮尺率で変換すること
で、当該画像を複数の画像からなる画像群に変換する変
換ステップと、変換手段で変換された画像群の内の１の
画像と保持画像とを用いて、検索の対象となる画像の探
索領域から、抽出対象物を抽出する第１の抽出ステップ
と、画像群の中の、次の縮尺率の画像を用いて抽出対象
物を抽出する際に、第１の抽出ステップで抽出された抽
出対象物の探索領域中に占める領域を、非探索領域とし
て探索領域を設定する設定ステップとをコンピュータに
実行させる。According to another aspect of the present invention, the image extraction program has an input step of inputting an image to be searched, and either an image of an extraction object stored in advance or an image to be searched. One of the images is held as a held image, and the other image is converted at a plurality of scale rates to convert the image into an image group including a plurality of images. The first extraction step of extracting the extraction target object from the search area of the image to be searched by using the one image in the image and the held image, and the image of the next scale factor in the image group. When extracting the extraction target by using the computer, the computer is caused to execute a setting step of setting the search area as a non-search area for the area occupied in the search area of the extraction target extracted in the first extraction step.
【００１４】また画像抽出プログラムは、画像群の中か
ら、検索の対象となる画像に対して抽出対象物の画像が
占める割合が最も大きい画像を抽出する第２の抽出ステ
ップをさらに備え、上述の第１の抽出ステップは、第２
の抽出ステップで抽出された画像と保持画像とを用い
て、検索の対象となる画像の探索領域から、抽出対象物
を抽出することが望ましい。Further, the image extraction program further comprises a second extraction step of extracting from the image group an image in which the ratio of the image of the extraction target object to the image to be searched is the largest, and The first extraction step is the second
It is desirable that the extraction target be extracted from the search area of the image to be searched using the image extracted in the extraction step and the held image.
【００１５】また本発明の他の局面に従うと、記録媒体
は、上述の画像抽出プログラムを記録した、コンピュー
タ読取可能な記録媒体である。According to another aspect of the present invention, the recording medium is a computer-readable recording medium recording the above-mentioned image extracting program.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しつつ、本発
明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同
一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。
それらの名称および機能も同じである。したがってそれ
らについての詳細な説明は繰返さない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are designated by the same reference numerals.
Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
【００１７】図１は、本実施の形態における画像抽出装
置の構成を示すブロック図である。本実施の形態におい
ては、図１に示される画像抽出装置を用いて、入力され
た画像から、顔画像を抽出する画像抽出処理を行なうも
のとして以下の説明を行なう。FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of the image extracting apparatus according to this embodiment. In the present embodiment, the following description will be made assuming that the image extraction device shown in FIG. 1 is used to perform image extraction processing for extracting a face image from an input image.
【００１８】図１を参照して、画像抽出装置は、画像入
力部１０１と、参照画像記憶部１０２と、縮小画像生成
部１０３と、画像メモリ１０４と、画像切出し部１０５
と、画像比較処理部１０６と、探索領域設定部１０７
と、探索領域記憶部１０８と、顔位置記憶部１０９と、
顔位置調整出力部１１０とを含む。Referring to FIG. 1, the image extraction apparatus includes an image input unit 101, a reference image storage unit 102, a reduced image generation unit 103, an image memory 104, and an image cutout unit 105.
An image comparison processing unit 106 and a search area setting unit 107
A search area storage unit 108, a face position storage unit 109,
The face position adjustment output unit 110 is included.
【００１９】画像入力部１０１は、画像の外部からの入
力を行なう。参照画像記憶部１０２は、顔であるか否か
を判断するための参照画像を記憶する。参照画像記憶部
１０２で記憶される参照画像は、１枚でもよいし、複数
枚でもよい。The image input unit 101 inputs an image from outside. The reference image storage unit 102 stores a reference image for determining whether or not it is a face. The reference image stored in the reference image storage unit 102 may be one or plural.
【００２０】縮小画像生成部１０３は、画像入力部１０
１より入力された画像を階層化し、画像メモリ１０４に
記憶する処理を行なう。縮小画像生成部１０３において
階層化された縮小画像については、後に詳細な説明を行
なう。The reduced image generation unit 103 includes an image input unit 10
The image input from No. 1 is hierarchized and stored in the image memory 104. A detailed description will be given later of the reduced image layered in the reduced image generation unit 103.
【００２１】画像メモリ１０４は、画像入力部１０１か
ら入力された原画像と、縮小画像生成部１０３で階層化
された縮小画像とを記憶する。The image memory 104 stores the original image input from the image input unit 101 and the reduced image layered by the reduced image generation unit 103.
【００２２】画像切出し部１０５は、画像入力部１０１
から入力された原画像、または縮小画像生成部１０３で
階層化された縮小画像から、画像比較処理部１０６で比
較参照処理を行なうために、部分画像を切出す。The image cutout unit 105 is an image input unit 101.
The partial image is cut out from the original image input from or the reduced image hierarchized by the reduced image generation unit 103 so that the image comparison processing unit 106 performs the comparative reference process.
【００２３】画像比較処理部１０６は、参照画像記憶部
１０２に記憶された参照画像と、画像切出し部１０５で
作成された部分画像とを比較し、画像切出し部１０５で
作成された部分画像が顔であるか否かを判断し、顔を抽
出する。The image comparison processing unit 106 compares the reference image stored in the reference image storage unit 102 with the partial image created by the image cutout unit 105, and the partial image created by the image cutout unit 105 is the face image. Then, the face is extracted.
【００２４】探索領域設定部１０７は、縮小画像生成部
１０３において階層化された縮小画像に対して、画像比
較処理部１０６で顔であるか否かを判断する探索領域を
設定する。The search area setting unit 107 sets a search area in the image comparison processing unit 106 for the reduced image hierarchized in the reduced image generation unit 103 to determine whether or not it is a face.
【００２５】探索領域記憶部１０８は、探索領域設定部
１０７での探索領域の設定を記憶する。The search area storage unit 108 stores the setting of the search area in the search area setting unit 107.
【００２６】顔位置記憶部１０９は、画像比較処理部１
０６で抽出された顔の位置と、当該顔の抽出された階層
の情報とを記憶する。The face position storage unit 109 includes an image comparison processing unit 1.
The position of the face extracted in 06 and information on the extracted layer of the face are stored.
【００２７】顔位置調整出力部１１０は、各階層で抽出
された顔を、当該顔が抽出された階層に基づいて大きさ
を設定し、顔の大きさの設定と、抽出された顔の位置と
を出力する。The face position adjustment output unit 110 sets the size of the face extracted in each layer based on the layer in which the face is extracted, sets the size of the face, and the position of the extracted face. And output.
【００２８】図２に、図１に示される画像抽出装置で行
なう画像抽出処理について、フローチャートを示す。FIG. 2 shows a flow chart of the image extraction processing performed by the image extraction apparatus shown in FIG.
【００２９】図２を参照して、画像入力部１０１より画
像が入力されると（Ｓ１）、縮小画像生成部１０３にお
いて、階層化された縮小画像が作成される（Ｓ２）。ス
テップＳ１で入力された原画像と、ステップＳ２で縮小
画像生成部１０３において作成された縮小画像とは、画
像メモリ１０４に記憶される。以下の処理において、必
要に応じて、画像メモリ１０４より読出される。Referring to FIG. 2, when an image is input from image input unit 101 (S1), reduced image generation unit 103 creates a hierarchical reduced image (S2). The original image input in step S1 and the reduced image created by the reduced image generation unit 103 in step S2 are stored in the image memory 104. In the following processing, it is read from the image memory 104 as needed.
【００３０】画像抽出装置では、ステップＳ２において
作成された階層化された縮小画像のうち、顔の探索がな
されていない最上位の階層の縮小画像があるか否かを判
断する（Ｓ３）。The image extracting apparatus determines whether or not there is a reduced image of the highest hierarchical level in which no face is searched, among the reduced images hierarchically created in step S2 (S3).
【００３１】ステップＳ３において、顔の探索がなされ
ていない、その時点での最上位の階層の縮小画像がある
場合（Ｓ３でＹｅｓ）、その階層の縮小画像に探索領域
が含まれているか否かを判断する（Ｓ４）。In step S3, if there is a reduced image of the highest hierarchy at that time in which no face is searched (Yes in S3), whether or not the reduced image of the hierarchy includes the search area. Is determined (S4).
【００３２】抽出処理の開始時は、最上位の階層にある
縮小画像から顔の探索が開始される。すなわち、最初の
探索の階層である最上位の階層の縮小画像では、全ての
領域が探索領域に設定されている。At the start of the extraction process, the face search is started from the reduced image in the highest layer. That is, in the reduced image of the highest hierarchy which is the hierarchy of the first search, all areas are set as search areas.
【００３３】ステップＳ４において、探索がなされてい
ない最上位の階層の縮小画像に、探索領域が含まれてい
る場合、画像切出し部１０５は、参照画像記憶部１０２
に記憶されている参照画像の大きさにあわせて、縮小画
像から部分画像を切出す（Ｓ５）。In step S4, if the search image is included in the reduced image of the highest layer that has not been searched, the image cutout unit 105 causes the reference image storage unit 102 to perform the search.
A partial image is cut out from the reduced image according to the size of the reference image stored in (S5).
【００３４】ステップＳ５で切出された部分画像は、画
像比較処理部１０６において、参照画像記憶部１０２に
記憶されている参照画像と比較され（Ｓ６）、顔である
か否かが判断される（Ｓ７）。The partial image cut out in step S5 is compared with the reference image stored in the reference image storage unit 102 in the image comparison processing unit 106 (S6) to determine whether or not it is a face. (S7).
【００３５】ステップＳ７において、当該部分画像が顔
領域であると判断された場合（Ｓ７でＹｅｓ）、判断さ
れた顔の位置と、抽出された階層の情報とが、顔位置記
憶部１０９に記憶される（Ｓ８）。If it is determined in step S7 that the partial image is a face area (Yes in S7), the determined face position and the extracted hierarchy information are stored in the face position storage unit 109. (S8).
【００３６】探索を行なった部分画像が、属する縮小画
像の探索領域の最後であるか否かが監視されており（Ｓ
９）、当該階層の縮小画像に探索領域が残されていると
きは（Ｓ９でＹｅｓ）、探索を行なう領域を移動し（Ｓ
１０）、他の部分画像に対してステップＳ４以降の処理
を繰返す。It is monitored whether the searched partial image is the end of the search area of the reduced image to which it belongs (S
9) If the search area is left in the reduced image of the layer (Yes in S9), move the search area (S).
10), the process from step S4 is repeated for other partial images.
【００３７】探索を行なった部分画像が、探索を行なう
当該階層の縮小画像の探索領域の最後の部分画像であ
り、当該階層の縮小画像に探索領域が残されていないと
きは（Ｓ９でＮｏ）、探索領域設定部１０７は、当該階
層での探索結果に基づいて、次層での探索領域を設定す
る（Ｓ１１）。また、ステップＳ１１で設定された探索
領域は、探索領域記憶部１０８に記憶される。When the searched partial image is the last partial image of the search area of the reduced image of the hierarchy to be searched and no search area remains in the reduced image of the hierarchy (No in S9). The search area setting unit 107 sets the search area in the next layer based on the search result in the layer (S11). The search area set in step S11 is stored in the search area storage unit 108.
【００３８】画像抽出装置では、探索を行なう階層を次
階層に移す（Ｓ１２）。次階層では、ステップＳ１１で
設定された探索領域において、ステップＳ３以下に示さ
れる、画像抽出処理が繰返される。In the image extracting device, the layer to be searched is moved to the next layer (S12). In the next layer, in the search area set in step S11, the image extraction process shown in and after step S3 is repeated.
【００３９】以上の画像抽出処理は、縮小画像の最上位
階層から最下位階層まで行なわれる。最下階層まで探索
が行なわれ、探索すべき階層の縮小画像がなくなると、
上述の画像抽出処理は終了される。The above image extraction processing is performed from the highest layer to the lowest layer of the reduced image. When the search is performed up to the lowest layer and there is no reduced image in the layer to be searched,
The above-mentioned image extraction processing is ended.
【００４０】全階層の探索が終了すると（Ｓ３でＮ
ｏ）、顔位置記憶部１０９に記憶された、抽出された顔
の位置と、当該顔が抽出された階層の情報とに基づい
て、顔位置調整出力部１１０では、抽出された顔の位置
と大きさを示して抽出結果を出力する（Ｓ１３）。When the search of all the layers is completed (N in S3)
o), based on the extracted face position stored in the face position storage unit 109 and the information of the hierarchy from which the face is extracted, the face position adjustment output unit 110 determines the extracted face position. The size is indicated and the extraction result is output (S13).
【００４１】さらに以下に具体例を挙げ、より詳細な説
明を行なう。図３に、画像ピラミッドの具体例を示す。
図３に示される画像ピラミッドは、図２のステップＳ２
において、縮小画像生成部１０３で作成され、画像メモ
リ１０４に記憶される。Further detailed description will be given below with specific examples. FIG. 3 shows a specific example of the image pyramid.
The image pyramid shown in FIG. 3 corresponds to step S2 of FIG.
At, the image is created by the reduced image generation unit 103 and stored in the image memory 104.
【００４２】縮小画像生成部１０３では、画像入力部１
０１から入力された原画像に対して、適当な縮小比ｋで
画像の縮小処理を行ない、原画像の階層化を行なう。図
３に示される画像ピラミッドは、階層化された原画像を
段階的に表わす。In the reduced image generation unit 103, the image input unit 1
The original image input from 01 is subjected to image reduction processing at an appropriate reduction ratio k to make the original image hierarchical. The image pyramid shown in FIG. 3 represents the layered original image stepwise.
【００４３】縮小比ｋは、入力画像に対する縮小画像の
縮小度合いを表わし、縮小比ｋが大きくなるに伴ない、
縮小画像はより小さく縮小されるものとする。すなわ
ち、縮小比ｋが大きくなるに伴ない、縮小画像の解像度
は低くなる。The reduction ratio k represents the degree of reduction of the reduced image with respect to the input image, and as the reduction ratio k increases,
The reduced image shall be reduced to a smaller size. That is, the resolution of the reduced image decreases as the reduction ratio k increases.
【００４４】なお、縮小画像生成部１０３では、縮小処
理において、画像のエイリアジング（アナログ信号を標
本化する際の折返しエラー）を除去するために、フィル
タリング処理が行なわれる。In the reduced image generation unit 103, filtering processing is performed in the reduction processing in order to remove aliasing of the image (folding error when sampling an analog signal).
【００４５】また、抽出される顔領域が、画像全体に占
める割合の最小値または最大値が既知の場合には、最上
位階層または最下位階層の縮小率を上述の割合にあわせ
てもよい。すなわち、縮小画像生成部１０３において
は、縮小処理にとらわれず、必要に応じて、入力画像の
拡大処理が行なわれても構わない。したがって、図３に
おいて最下位階層は入力画像である原画像であると示さ
れているが、上述の場合は入力画像でなく、拡大画像で
あっても、縮小画像であってもよい。If the minimum value or the maximum value of the ratio of the extracted face area to the entire image is known, the reduction ratio of the highest hierarchy or the lowest hierarchy may be adjusted to the above-mentioned ratio. That is, the reduced image generation unit 103 may perform the enlargement process of the input image as necessary without being limited to the reduction process. Therefore, in FIG. 3, the lowest layer is shown as the original image which is the input image, but in the above case, it may be the enlarged image or the reduced image instead of the input image.
【００４６】図２のステップＳ６において、画像比較処
理部１０６は、図３に示される各階層の縮小画像から切
出された部分画像を、参照画像記憶部１０２に記憶され
ている参照画像と比較することで、顔領域を探索する。In step S6 of FIG. 2, the image comparison processing unit 106 compares the partial image cut out from the reduced image of each layer shown in FIG. 3 with the reference image stored in the reference image storage unit 102. By doing so, the face area is searched.
【００４７】図４は、探索処理の具体例を示す図であ
る。図４では、入力画像が上段に、入力画像に対して縮
小処理を行なった縮小画像が下段に示されている。ま
た、図４では、（ａ）における縮小比ｋａが（ｂ）の縮
小比ｋｂより大きいことが示されている。すなわち
（ａ）に示される縮小画像の方が、（ｂ）に示される縮
小画像よりも縮小率が大きい。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the search process. In FIG. 4, the input image is shown in the upper stage, and the reduced image obtained by performing the reduction process on the input image is shown in the lower stage. Further, FIG. 4 shows that the reduction ratio ka in (a) is larger than the reduction ratio kb in (b). That is, the reduced image shown in (a) has a larger reduction ratio than the reduced image shown in (b).
【００４８】図２のステップＳ５において画像切出し部
１０５は、縮小画像生成部１０３で縮小された縮小画像
より、参照画像と同じ大きさの部分画像を切出す。部分
画像は、入力画像の縦横にｎ画素ずつずらして、一定間
隔毎に切出される。図４に示されるように、切出される
間隔のｎ画素は、参照画像の大きさと等しいかまたはよ
り小さく設定されることで、縮小画像の領域全体をもれ
なく探索することができる。In step S5 of FIG. 2, the image cutout unit 105 cuts out a partial image having the same size as the reference image from the reduced image reduced by the reduced image generation unit 103. The partial image is vertically and horizontally shifted from the input image by n pixels and is cut out at regular intervals. As shown in FIG. 4, the n pixels of the cutout interval are set equal to or smaller than the size of the reference image, so that the entire area of the reduced image can be searched without exception.
【００４９】図４を参照して、図２のステップＳ６で
は、入力画像の端から探索が開始され、ステップＳ９お
よびＳ１０で、縦横にｎ画素毎ずらして切出された部分
画像に沿って移動して探索が行なわれる。ステップＳ９
およびＳ１０で移動して探索が行なわれることで、領域
全体の探索が行なわれる。With reference to FIG. 4, in step S6 of FIG. 2, the search is started from the edge of the input image, and in steps S9 and S10, the image is moved along the partial image which is vertically and horizontally shifted by n pixels. Then, the search is performed. Step S9
By moving and searching in S10 and searching, the entire area is searched.
【００５０】図２のステップＳ６において行なわれる、
参照画像と、切出された部分画像との比較および判定方
法としては、例えばテンプレートマッチングやニューラ
ルネットを用いた方法、またＳＶＭ（Support Vector M
achine）などの手法が知られている。本発明において
は、顔の比較判定方法について、上述の方法に限らずど
のような方法を用いても構わないため、ここでの、比較
判定方法についての具体的な説明は行なわない。In step S6 of FIG. 2,
As a method of comparing and determining the reference image and the cut out partial image, for example, a method using template matching or a neural network, or SVM (Support Vector M
achine) and other techniques are known. In the present invention, the face comparison determination method is not limited to the above-described method, and any method may be used. Therefore, a specific description of the comparison determination method will not be given here.
【００５１】画像比較処理部１０６においては、参照画
像と、部分画像とが比較されて顔領域であることが判断
されるため、判断されるためには、縮小画像に含まれる
顔の大きさが、参照画像と同じ大きさであることが必要
である。したがって、顔の入力画像に占める面積が大き
い場合には、図４の（ａ）に示されるように大きな縮小
比ｋａにて縮小することで、顔の面積を参照画像と同じ
大きさになるように縮小でき、参照画像との比較が可能
になる。逆に、顔の入力画像に占める面積が小さい場合
には、図４の（ｂ）に示されるように小さな縮小比ｋｂ
にて縮小する、または拡大することで、顔の面積を参照
画像と同じ大きさになるように縮小または拡大でき、参
照画像との比較が可能になる。In the image comparison processing unit 106, the reference image and the partial image are compared and it is determined that they are face areas. Therefore, in order to be determined, the size of the face included in the reduced image is determined. , It is necessary to have the same size as the reference image. Therefore, when the area occupied by the face in the input image is large, the face area is reduced to the same size as the reference image by reducing the face with a large reduction ratio ka as shown in FIG. And can be compared with the reference image. On the contrary, when the area occupied by the face in the input image is small, as shown in FIG.
The area of the face can be reduced or expanded so as to have the same size as the reference image by reducing or enlarging with, and comparison with the reference image becomes possible.
【００５２】次に、図５は、探索領域設定処理の具体例
を示す図である。図５の（ａ），（ｂ）および（ｃ）
は、それぞれ、階層１，２および３の縮小画像を示す。
また、階層１，２および３の縮小画像は、入力画像に対
して、それぞれ縮小比ｋ１，ｋ２およびｋ３（ｋ１＞ｋ
２＞ｋ３）にて縮小されているものとする。Next, FIG. 5 is a diagram showing a specific example of the search area setting process. 5 (a), (b) and (c)
Indicate reduced images of layers 1, 2, and 3, respectively.
Further, the reduced images of layers 1, 2, and 3 are reduced ratios k1, k2, and k3 (k1> k) with respect to the input image, respectively.
2> k3).
【００５３】図２のステップＳ３において、探索領域設
定部１０７は、未探索階層を判断し、最上位階層から探
索を開始するよう設定する。すなわち、当該階層の縮小
画像中に占める参照画像の割合が最も大きい階層から探
索が開始される。つまり、最も小さく縮小された、縮小
比ｋが最も大きい階層の縮小画像から探索が開始され
る。In step S3 of FIG. 2, the search area setting unit 107 determines an unsearched hierarchy and sets the search to start from the highest hierarchy. That is, the search is started from the layer in which the ratio of the reference image in the reduced image of the layer is the largest. That is, the search is started from the reduced image of the layer that has been reduced to the smallest and has the largest reduction ratio k.
【００５４】図５においては、上述の縮小比ｋの最も大
きい階層の縮小画像は、（ａ）に示される階層１の縮小
画像である。In FIG. 5, the reduced image of the layer having the largest reduction ratio k is the reduced image of layer 1 shown in (a).
【００５５】図５（ａ）は、図２のステップＳ７におい
て、参照画像と比較されて、領域１１が顔であると判断
されたことを示している。FIG. 5A shows that it is determined that the area 11 is a face by comparison with the reference image in step S7 of FIG.
【００５６】図２のステップＳ８において、顔位置記憶
部１０９に、顔位置として図５（ａ）の領域１１と、階
層の情報として階層１の縮小比ｋ１とが記憶される。顔
層の情報は、縮小比ｋのみでなく、必要に応じて、その
他の情報が記憶されてもよい。In step S8 of FIG. 2, the face position storage unit 109 stores the area 11 of FIG. 5A as the face position and the reduction ratio k1 of the layer 1 as the layer information. The face layer information is not limited to the reduction ratio k, and other information may be stored as necessary.
【００５７】引続いて図２のステップＳ１１では、探索
領域設定部１０７は、ステップＳ８で記憶された顔位置
と階層１の情報とに基づいて、次探索階層である階層２
における探索領域を、図５（ｂ）に設定する。探索領域
設定部１０７においては、前探索階層である階層１にお
いて顔であると判断された図５（ａ）の領域１１に対応
する、図５（ｂ）の領域１２に対し、もはや顔は含まれ
ないと判断される。したがって、次探索階層である階層
２において、図５（ｂ）に斜線で示される領域１２を非
探索領域として除かれた部分が、探索領域として設定さ
れる。また設定された探索領域は、探索領域記憶部１０
８に記憶される。Subsequently, in step S11 of FIG. 2, the search area setting unit 107, based on the face position and the information of hierarchy 1 stored in step S8, is the hierarchy 2 which is the next search hierarchy.
The search area in is set in FIG. In the search region setting unit 107, the face is no longer included in the region 12 of FIG. 5B corresponding to the region 11 of FIG. 5A determined to be the face in the layer 1 which is the previous search layer. It is judged that it is not possible. Therefore, in the layer 2 which is the next search layer, the part where the shaded area 12 in FIG. 5B is excluded as the non-search area is set as the search area. Further, the set search area is the search area storage unit 10
8 is stored.
【００５８】さらに図２のステップＳ７において、画像
比較処理部１０６で、参照画像と比較されて、図５
（ｂ）の領域１３が顔であると判断される。さらに探索
領域設定部１０７で、階層１での処理と同様に、次階層
の設定が行なわれる。すなわち、探索領域設定部１０７
は、図５（ｃ）に示される、次階層である階層３におい
て、階層１の領域１１に対応する領域１２’および階層
２の領域１３に対応する領域１４が非探索領域として除
かれた部分を、探索領域に設定する。Further, in step S7 of FIG. 2, the image comparison processing unit 106 compares the image with the reference image and
It is determined that the area 13 in (b) is a face. Further, in the search area setting unit 107, the setting of the next layer is performed similarly to the processing in the layer 1. That is, the search area setting unit 107
5C is a portion in which the area 12 ′ corresponding to the area 11 of the hierarchy 1 and the area 14 corresponding to the area 13 of the hierarchy 2 are excluded as non-search areas in the hierarchy 3 which is the next hierarchy shown in FIG. 5C. To the search area.
【００５９】図２のステップＳ６で画像比較処理部１０
６において参照画像と部分画像とを比較する際、部分画
像の領域の全てが、非探索領域である場合は、その部分
画像と参照画像との比較は行なわれない。In step S6 of FIG. 2, the image comparison processing unit 10
When comparing the reference image with the partial image in 6, if the entire area of the partial image is a non-search area, the partial image is not compared with the reference image.
【００６０】上述のように、縮小比ｋの最も大きな最上
位階層から探索処理を行なうことで、探索が次階層に移
行する際に、第ｍ位階層の縮小画像の縮小比ｋｍと、第
ｍ＋１位階層の縮小画像の縮小比ｋ（ｍ＋１）との比に
応じて、非探索領域の大きさが拡大される。図３に示さ
れる画像ピラミッドの最下位階層になるまで、上述の探
索を繰返すことで、下位階層に移行するほど非探索領域
の大きさが拡大し、探索領域の大きさは縮小していく。
したがって、最上位階層から最下位階層に向かって探索
を行なうことで、参照画像との比較処理を実行する回数
が少なくなり、未知の大きさの顔を効率よく抽出するこ
とができる。As described above, by performing the search process from the highest layer having the largest reduction ratio k, when the search shifts to the next layer, the reduction ratio km of the reduced image of the mth layer and the m + 1th layer. The size of the non-search area is enlarged according to the reduction ratio k (m + 1) of the reduced image of the hierarchy. By repeating the above search until reaching the lowest layer of the image pyramid shown in FIG. 3, the size of the non-search region increases and the size of the search region decreases as it moves to the lower layer.
Therefore, by performing the search from the highest hierarchy to the lowest hierarchy, the number of times the comparison process with the reference image is executed is reduced, and a face of unknown size can be efficiently extracted.
【００６１】なお、本実施の形態においては、入力され
た画像の中から、未知の大きさの顔を抽出する抽出方法
について説明を行なったが、抽出対象は、顔に限定され
ず、その他の、未知の大きさの抽出対象を抽出すること
が考えられる。In the present embodiment, the extraction method for extracting a face of unknown size from the input image has been described, but the extraction target is not limited to the face, and other It is possible to extract an extraction target of unknown size.
【００６２】また、本実施の形態においては、入力画像
を縮小または拡大し、図３に示される画像ピラミッドを
作成したが、入力画像の大きさは固定し、参照画像を縮
小または拡大し、画像ピラミッドを作成してもよい。そ
の場合、画像ピラミッドの最下位である、縮小比の小さ
い参照画像（一番大きい参照画像）から比較を行なうこ
とで、上述の効率のよい顔の探索が実現される。Further, in the present embodiment, the input image is reduced or enlarged to form the image pyramid shown in FIG. 3. However, the size of the input image is fixed and the reference image is reduced or enlarged to obtain the image. You may create a pyramid. In that case, the above-described efficient face search is realized by performing comparison from the reference image with the smallest reduction ratio (the largest reference image), which is the bottom of the image pyramid.
【００６３】さらに、上述の画像抽出装置が行なう画像
抽出方法を、プログラムとして提供することもできる。
このようなプログラムは、コンピュータ読取り可能なプ
ログラムである。Further, the image extracting method performed by the above-mentioned image extracting device can be provided as a program.
Such a program is a computer-readable program.
【００６４】プログラムは、コンピュータに付属するフ
レキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭお
よびメモリカードなどの記録媒体にて記録させて、プロ
グラム製品として提供することもできる。あるいは、コ
ンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体に
て記録させて、プログラムを提供することもできる。ま
た、ネットワークを介したダウンロードによって、プロ
グラムを提供することもできる。The program may be recorded as a recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM, a ROM, a RAM and a memory card attached to a computer and provided as a program product. Alternatively, the program may be provided by being recorded in a recording medium such as a hard disk built in the computer. Further, the program can be provided by downloading via the network.
【００６５】提供されるプログラム製品は、ハードディ
スクなどのプログラム格納部にインストールされて実行
される。The provided program product is installed and executed in a program storage unit such as a hard disk.
【００６６】なお、プログラム製品は、プログラム自体
と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。The program product includes the program itself and a recording medium on which the program is recorded.
【００６７】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
【図１】 本実施の形態における画像抽出装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image extraction device according to the present embodiment.
【図２】 図１に示される画像抽出装置で行なう画像抽
出処理を表わすフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an image extraction process performed by the image extraction device shown in FIG.
【図３】 画像ピラミッドの具体例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific example of an image pyramid.
【図４】 探索処理の具体例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a search process.
【図５】 探索領域設定処理の具体例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a specific example of a search area setting process.
１，２，３，ｍ 階層、１１，１２，１２’，１３，１
４ 非探索領域、１０１ 画像入力部、１０２ 参照画
像記憶部、１０３ 縮小画像生成部、１０４画像メモ
リ、１０５ 画像切出し部、１０６ 画像比較処理部、
１０７ 探索領域設定部、１０８ 探索領域記憶部、１
０９ 顔位置記憶部、１１０ 顔位置調整出力部、ｋ，
ｋａ，ｋｂ，ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋｍ，ｋ（ｍ＋１）
縮小比、ｎ 画素数。1,2,3, m layers, 11,12,12 ', 13,1
4 non-search area, 101 image input unit, 102 reference image storage unit, 103 reduced image generation unit, 104 image memory, 105 image cutout unit, 106 image comparison processing unit,
107 search area setting unit, 108 search area storage unit, 1
09 face position storage unit, 110 face position adjustment output unit, k,
ka, kb, k1, k2, k3, km, k (m + 1)
Reduction ratio, n pixels.
Claims (7)
と、 検索の対象となる画像を入力する入力手段と、 前記抽出対象物の画像または前記検索の対象となる画像
のいずれか一方の画像は保持画像として保持し、他方の
画像を複数の縮尺率で変換することで、当該画像を複数
の画像からなる画像群に変換する変換手段と、 前記変換手段で変換された画像群の内の１の画像と前記
保持画像とを用いて、前記検索の対象となる画像の探索
領域から、前記抽出対象物を抽出する第１の抽出手段
と、 前記画像群の中の、次の縮尺率の画像を用いて前記抽出
対象物を抽出する際に、前記第１の抽出手段で抽出され
た前記抽出対象物の前記探索領域中に占める領域を、非
探索領域として前記探索領域を設定する設定手段とを備
える、画像抽出装置。1. A storage unit for storing an image of an extraction target, an input unit for inputting an image as a search target, and an image of one of the image of the extraction target and the image as the search target. Is held as a holding image, and the other image is converted at a plurality of scale rates to convert the image into an image group composed of a plurality of images, and among the image groups converted by the converting means. A first extraction unit that extracts the extraction target object from the search area of the image that is the search target using one image and the held image; Setting means for setting the search area as a non-search area, when the extraction target is extracted using an image, an area occupied in the search area of the extraction target extracted by the first extraction means An image extraction device comprising:
なる画像に対して前記抽出対象物の画像が占める割合が
最も大きい画像を抽出する第２の抽出手段をさらに備
え、 前記第１の抽出手段は、前記第２の抽出手段で抽出され
た画像と前記保持画像とを用いて、前記検索の対象とな
る画像の探索領域から、前記抽出対象物を抽出する、請
求項１に記載の画像抽出装置。2. The apparatus further comprises second extracting means for extracting, from the image group, an image in which the ratio of the image of the extraction target object to the image to be searched is the largest. 2. The extracting means according to claim 1, using the image extracted by the second extracting means and the held image, extracts the extraction target object from a search area of the image to be searched. Image extraction device.
テップと、 予め記憶された抽出対象物の画像または前記検索の対象
となる画像のいずれか一方の画像は保持画像として保持
し、他方の画像を複数の縮尺率で変換することで、当該
画像を複数の画像からなる画像群に変換する変換ステッ
プと、 前記変換手段で変換された画像群の内の１の画像と前記
保持画像とを用いて、前記検索の対象となる画像の探索
領域から、前記抽出対象物を抽出する第１の抽出ステッ
プと、 前記画像群の中の、次の縮尺率の画像を用いて前記抽出
対象物を抽出する際に、前記第１の抽出ステップで抽出
された前記抽出対象物の前記探索領域中に占める領域
を、非探索領域として前記探索領域を設定する設定ステ
ップとを備える、画像抽出方法。3. An input step of inputting an image to be searched, and either one of the image of the extraction target stored in advance or the image to be searched is held as a held image, and the other image is held. A conversion step of converting the image into an image group composed of a plurality of images by converting the image at a plurality of scale ratios, and one image of the image group converted by the conversion means and the held image. Using the first extraction step of extracting the extraction object from the search area of the image to be searched, the extraction object is extracted using the image of the next scale factor in the image group. An image extraction method, comprising a setting step of setting, as a non-search area, an area occupied in the search area of the extraction object extracted in the first extraction step when extracting.
なる画像に対して前記抽出対象物の画像が占める割合が
最も大きい画像を抽出する第２の抽出ステップをさらに
備え、 前記第１の抽出ステップは、前記第２の抽出ステップで
抽出された画像と前記保持画像とを用いて、前記検索の
対象となる画像の探索領域から、前記抽出対象物を抽出
する、請求項３に記載の画像抽出方法。4. The method further comprises a second extraction step of extracting from the image group an image in which the ratio of the image of the extraction target object to the image to be searched is largest. The extraction step of (3) uses the image extracted in the second extraction step and the held image to extract the extraction target object from a search region of an image to be searched. Image extraction method.
テップと、 予め記憶された抽出対象物の画像または前記検索の対象
となる画像のいずれか一方の画像は保持画像として保持
し、他方の画像を複数の縮尺率で変換することで、当該
画像を複数の画像からなる画像群に変換する変換ステッ
プと、 前記変換手段で変換された画像群の内の１の画像と前記
保持画像とを用いて、前記検索の対象となる画像の探索
領域から、前記抽出対象物を抽出する第１の抽出ステッ
プと、 前記画像群の中の、次の縮尺率の画像を用いて前記抽出
対象物を抽出する際に、前記第１の抽出ステップで抽出
された前記抽出対象物の前記探索領域中に占める領域
を、非探索領域として前記探索領域を設定する設定ステ
ップとをコンピュータに実行させるための、画像抽出プ
ログラム。5. An input step of inputting an image to be searched, and either one of the image of the extraction target stored in advance and the image to be searched is held as a held image, and the other image is held. A conversion step of converting the image into an image group composed of a plurality of images by converting the image at a plurality of scale ratios, and one image of the image group converted by the conversion means and the held image. Using the first extraction step of extracting the extraction object from the search area of the image to be searched, the extraction object is extracted using the image of the next scale factor in the image group. In extracting, for causing the computer to execute a setting step of setting the search area as a non-search area, the area occupied in the search area of the extraction target extracted in the first extraction step, Image extraction Outgoing program.
なる画像に対して前記抽出対象物の画像が占める割合が
最も大きい画像を抽出する第２の抽出ステップをさらに
備え、 前記第１の抽出ステップは、前記第２の抽出ステップで
抽出された画像と前記保持画像とを用いて、前記検索の
対象となる画像の探索領域から、前記抽出対象物を抽出
する、請求項５に記載の画像抽出プログラム。6. The method further comprises a second extraction step of extracting from the image group an image in which the ratio of the image of the extraction target object to the image to be searched is largest. 6. The extraction step of, extracting the extraction target object from a search region of an image to be the search target by using the image extracted in the second extraction step and the held image. Image extraction program.
グラムを記録した、コンピュータ読取可能な記録媒体。7. A computer-readable recording medium in which the image extracting program according to claim 5 or 6 is recorded.
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