JP2008520039A - 人間の画像における虹彩及び瞳孔の検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ベクトル:D=D1−D0
点:B1=D0+b0D
点:B2=D0+b1D
点:B3=D0+b2Dperp
点:B4=D0−b2Dperp
ここで、D0は第1の欠陥の(x,y)位置、D2は第2の欠陥の(x,y)位置、DはD0からD1のベクトル、DperpはD0を通過するベクトルであり、Dと同じ長さであるが、Dに垂直である。b0は係数、好ましくは0.35であり、b1は係数、好ましくは−0.51である、b2は係数、好ましくは0.2である。
著、Multiple View Geometry, 2000, pp. 101-107)フィッティングルーティンが用いられている。本質的には、近隣部から複数(2つ)の画素が選択される。これら2点における局所的なエッジ方向が知られているので、最も可能性の高い円(最尤円)を決定できる。そして、エッジ画像を調べて、円形境界から小距離の範囲にあるエッジ画素の数にもとづき、最尤円に対するスコアを決定する。この処理を何度も(あるいは、エッジ画素の全ペアに対して)繰り返し、最も関連性の高い形状を有する円が、検出された虹彩366として出力される。
1.2つの平均値(mean values)を演算する。第1の平均値(「瞳孔カラー平均」)は、検出された虹彩円の中心までrpupil以下(<=rpupil)である画素すべてに対して算出される。第2の平均値(「虹彩カラー平均」)は、検出された虹彩円の中心までriris以下であるその他の画素に対して算出される。検出された虹彩円の内側の画素のうち、その値がT3(このましくは97%)より大きい画素をすべて排除することにより、いわゆるグリント画素(glint pixels)は無視される。また、円の中心と画素を通過する直線がエッジ画素、あるいはその付近(例えば、1.5画素以内)を通過しない場合には、画素を無視する。
2.すべての(排除されない)画素に対し、画素値と適切な平均値との差を求めることにより誤差を計算する。第1の平均値は、虹彩円の中心からrpupil以内(<=rpupil)の画素に対して用いられ、第2の平均値は、虹彩円の中心からriris以内の(<=riris)(ただし、rpupilより遠くに位置する)画素に対して用いられる。
3.e(rpupil)の値は、上記ステップ2で求められた誤差の標準偏差である。
F3= min(s0,s1)
P(A|F1,F2,F3)=(P(F1)*P(F2)*P(F3))k
特定の実施形態においては、kの値は1/3である。
(P(A|F1,F2,F3)>T4)
各場合に、好ましい結果が得られる。誤検出欠陥408は、完全に限定円の外側に位置するため、修正された欠陥においては完全に取り除かれている。したがって、目の端が望ましくなく暗くなることもない。
(T4>P(A|F1,F2,F3)>T5)
欠陥408及び412に対応する修正された欠陥は改善されているが、全体としての改善は、2番目の列より劣る。
pR(x,y)=pB(x,y)
pG(x,y)=pB(x,y)
ここで、青の色成分は修正する必要はなく、目のグリントは赤目画素と同じ補正技術で処理できるので、この補正方法は非常に高速であるという利点がある。
Claims (64)
- 複数の画素を有するデジタル画像に使用される目の検出方法であって、
画像内に複数の候補目を探すステップと、
所定の特徴及び前記目のそれぞれに対する所定の関連を有する、前記デジタル画像の画素を求め、注目画素を提供するステップと、
前記目のそれぞれに関連する前記注目画素を複数の異なるグループにグループ化するステップと、
前記グループのそれぞれについてパラメトリック境界を当てはめて複数の検出された目の特性を定めるステップであって、前記境界は、所定の均一形状と、前記各グループに合うサイズを有し、
前記境界のそれぞれと、前記目のそれぞれに関連する注目画素との幾何学的関係について、前記検出された目の特性のそれぞれにスコアを付け、各目の特性スコアを提供するステップと、
を含む、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記グループは均一の大きさである、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記グループのそれぞれは、前記パラメトリック境界を定めるのに最低限十分な画素数を有する、方法。 - 請求項3に記載の方法において、
前記境界のそれぞれは多項式により定められる、方法。 - 請求項3に記載の方法において、
前記境界は円である、方法。 - 請求項5に記載の方法において、
前記グループのそれぞれは3つの画素から構成される、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記境界のそれぞれは多項式により定められる、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記境界は円である、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記画素を求めるステップは、前記候補目のそれぞれに対して局所的近隣部を識別するステップをさらに含む、方法。 - 請求項9に記載の方法において、
前記複数の候補目を探すステップは、複数対の候補目を検出するステップをさらに含み、前記局所的近隣部の大きさは、前記各ペアの候補目の要素を隔たりの関数である、方法。 - 請求項10に記載の方法において、
前記候補目のそれぞれは赤目欠陥を有し、
前記複数の候補目を探すステップは、さらに、前記赤目欠陥のそれぞれを求めるステップを含む、方法。 - 請求項9に記載の方法において、
前記画素を求めるステップは、前記局所的近隣部のそれぞれに対して所定のプロパティの値のマップを生成するステップと、前記各マップにおいて、前記プロパティの前記値が所定の範囲にある位置を識別するステップと、をさらに含む、方法。 - 請求項12に記載の方法において、
前記マップは、エッジ値と、色値と、色近接値の少なくとも1つを含む、方法。 - 請求項9に記載の方法において、
前記画素を求めるステップは、前記局所的近隣部のそれぞれのエッジマップを生成し、前記各エッジマップ上の、所定の閾値より大きいエッジ強度を有する位置を識別し、前記注目画素を定める、方法。 - 請求項9に記載の方法において、
前記検出された目の特性にスコアをつけるステップは、前記境界のそれぞれからの前記注目画素の隔たりを確かめるステップをさらに含む、方法。 - 請求項15に記載の方法において、
前記検出された目の特性にスコアをつけるステップは、前記境界のそれぞれの所定の距離内にある注目画素の数をカウントするステップをさらに含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記距離は0.7画素である、方法。 - 複数の画素を有するデジタル画像に使用される目の検出方法であって、
画像内に1つ以上の候補目を探すステップと、
1つ以上の局所的近隣部を識別するステップであって、前記局所的近隣部のそれぞれは、前記候補目の各1つを含むとともに、該各1つの候補目より大きく、
前記局所的近隣部のそれぞれにおいて、注目画素の複数の異なるグループを決定するステップと、
前記グループのそれぞれに所定のパラメトリック境界を当てはめ、複数の検出された目の特性を定めるステップと、
局所的近隣部における注目画素と前記境界のそれぞれとの幾何学的関係について、前記検出された各目の特性にスコアを付け、各目の特性スコアを提供するステップと、
を含む、方法。 - 請求項18に記載の方法であって、
前記局所的近隣部のそれぞれにおいて、前記目の特性スコアのうち最も順位の高いスコアを有する前記検出された特性のうちのひとつを選択し、選択された目の特性を提供するステップをさらに含む、方法。 - 請求項19に記載の方法において、
前記候補目を探すステップは、赤目欠陥を検出するステップをさらに含み、前記方法は、前記選択された目の特性にもとづき前記赤目欠陥を修正するステップをさらに含む、方法。 - 請求項20に記載の方法において、
前記修正するステップは、前記選択された目の特性のそれぞれにしたがって前記赤目欠陥のそれぞれを訂正するステップをさらに含む、方法。 - 請求項18に記載の方法において、
前記検出された目の特性にスコアをつけるステップは、前記各境界から短距離内にある注目画素の数を確かめるステップをさらに含む、方法。 - 請求項18に記載の方法において、
前記各境界は多項式により定められる、方法。 - 請求項23に記載の方法において、
前記注目画素の各グループは、前記多項式のそれぞれを定めるために最小限必要な数の画素を有する、方法。 - 請求項18に記載の方法において、
前記境界は円である、方法。 - 請求項18に記載の方法において、
前記注目画素の各グループは、前記パラメトリック境界のそれぞれを定めるために最小限必要な数の画素を有する、方法。 - 請求項26に記載の方法において、
前記パラメトリック境界は円であり、前記各グループは3つの画素から構成される、方法。 - 請求項18に記載の方法において、
前記候補目を探すステップは、1つ以上の赤目欠陥ペアを検出するステップをさらに含む、方法。 - 請求項28に記載の方法において、
前記局所的近隣部の大きさは、赤目欠陥ペアの各要素の隔たりの関数である、方法。 - 請求項28に記載の方法において、
前記各局所的近隣部は、点B1,B2,B3,B4のうちx及びy座標がそれぞれ最小の画素座標を有する左上の角部を有し、かつ、点B1,B2,B3,B4のうちx及びy座標がそれぞれ最大である画素座標を有する右下の角部を有し、ここで、
点B1=D0+b0D
点B2=D0+b1D
点B3=D0+b2Dperp
点B4=D0−b2Dperp
であり、上式において、
D0は前記各欠陥ペアの第1の欠陥の(x,y)位置、
D1は前記各欠陥ペアの第2の欠陥の(x,y)位置、
DはD=D1−D0となるような、D0からD1のベクトルであり、
DperpはD0を通過してDに対して垂直に延び、Dと同じ長さを有するベクトルであり、b0、b1、b2は係数である、方法。 - 請求項30に記載の方法において、
b0=0.35、b1=−0.51、b2=0.2である、方法。 - 請求項30に記載の方法であって、
さらに、前記各赤目欠陥ペアに関連して年齢の分類を決定し、該関連する年齢分類にもとづきb0、b1、b2の1つ以上を調整する、方法。 - 請求項30に記載の方法であって、
さらに、前記各赤目欠陥ペアに関連して面外回転の程度を決定し、該関連する面外回転の程度にもとづきb0、b1、b2の1つ以上を調整する、方法。 - 請求項30に記載の方法において、
前記境界は円であり、前記当てはめるステップは、前記グループのうち、下式により与えられる最大及び最小半径の範囲を超える半径を有する円に当てはまるグループを考慮から外すステップをさらに含み、
rmax=Rx‖D‖+B
rmin=Rn‖D‖+B
ここで、rmaxは最大半径であり、
rminは最小半径であり、
‖D‖はベクトルDの長さであり、
Bは撮像システムのぶれであり、
RnおよびRxは乗数である、方法。 - 請求項34に記載の方法において、
Bは2画素であり、Rnは0.06、Rxは0.14である、方法。 - 請求項34に記載の方法において、
前記各赤目欠陥ペアに関連して、大人または子供の年齢分類を決定するステップをさらに含み、各年齢分類が大人である場合、Rn=0.06、Rx=0.12であり、各年齢分類が子供である場合、Rn=0.09、Rx=0.14である、方法。 - 請求項18に記載の方法において、
前記複数のグループを決定するステップは、前記各局所的近隣部のエッジマップを生成するステップをさらに含む、方法。 - 請求項37に記載の方法において、
前記決定するステップは、前記各エッジマップにおける、所定の閾値より大きいエッジ強度を有する位置を識別し、前記注目画素を定めるステップをさらに含む、方法。 - 請求項38の方法において、
前記閾値は、前記局所的近隣部の所定の割合の画素が注目画素になるように、動的に選択された値として予め定められる、方法。 - 請求項39に記載の方法において、
前記所定の割合は、局所的近隣部の画素の少なくとも2パーセントである、方法。 - 請求項38に記載の方法において、
前記境界は円である、方法。 - 請求項41に記載の方法において、
前記グループはそれぞれ2つの画素を含み、前記当てはめるステップは、前記2つの画素における局所的エッジ方向を、前記エッジマップから確かめるステップをさらに含む、方法。 - 請求項42に記載の方法において、
前記検出された目の特性のそれぞれにスコアをつけるステップは、前記各境界のから所定の距離内にある注目画素の数を確かめるステップをさらに含む、方法。 - 請求項43に記載の方法において、
前記スコアをつけるステップは、前記グループの前記画素の1つまたは両方において接線からπ/24ラジアン以上の局所的エッジ方向を有する検出された目の特性を考慮から外すステップをさらに含む、方法。 - 請求項41に記載の方法において、
前記グループはそれぞれ3つの画素を含む、方法。 - 請求項41に記載の方法において、
前記決定して当てはめるステップは、さらに、ハフ変換の1つ以上の段階を、前記各局所的近隣部の内部の前記注目画素に適用するステップを含む、方法。 - 請求項18に記載の方法において、
前記当てはめるステップは、前記各境界から所定の距離を超える位置にある、前記グループの画素を考慮から外すステップをさらに含む、方法。 - 請求項47に記載の方法において、
前記距離は0.7画素である、方法。 - 請求項47に記載の方法において、
前記スコアをつけるステップは、前記考慮から外すステップの後に、前記グループの外されなかった画素を、横方向画素と縦方向画素とに分類し、前記横方向画素と前記縦方向画素とに異なる重み付けをするステップをさらに含む、方法。 - 請求項18に記載の方法において、
前記候補目を探すステップは、複数対の候補目を検出するステップをさらに含み、
前記局所的近隣部の大きさは、前記候補目の各対の要素どうしの隔たりの関数であり、
前記境界は円であり、
前記検出された目の特性のそれぞれにスコアをつけるステップは、前記各境界の所定距離内にある前記注目画素の数をカウントするステップと、前記各境界から前記所定距離内にある注目画素のそれぞれに重みを割り当てるステップとをさらに含み、前記重みは各注目画素と各境界の中心とを結ぶ直線と候補目の各対の要素どうしを結ぶ直線とにより形成される角度にもとづいている、方法。 - 複数の画素を有するデジタル画像に使用される目の検出方法であって、
デジタル画像において1つ以上の赤目欠陥ペアを探すステップと、
前記赤目欠陥ペアのそれぞれの各要素に対して局所的近隣部を識別するステップと、
前記局所的近隣部のそれぞれにおいて、注目画素の複数の異なるグループを決定するステップと、
前記各局所的近隣部内において注目画素を確かめるステップであって、前記注目画素はそれぞれ所定の特性を有し、
前記各局所的近隣部において、前記注目画素に最適に当てはまる円を決定するステップと、
を含む、方法。 - 請求項51に記載の方法であって、
前記円のそれぞれを使用して前記各赤目欠陥ペアを補正するステップをさらに含む、方法。 - 請求項52に記載の方法において、
前記各円は検出された虹彩を定め、前記各円を使用するステップは、前記各円内部の赤目のみを取り除くステップをさらに含む、方法。 - 請求項52に記載の方法において、
前記各円は検出された瞳孔を定め、前記各円を使用するステップは、前記各円内部の赤目のみを取り除くステップをさらに含む、方法。 - 請求項51に記載の方法において、
前記所定の特性は、エッジ強度及びエッジ方向である、方法。 - 請求項51に記載の方法において、
前記最適に当てはまる円を決定するステップは、前記各局所的近隣部のエッジマップを作成するステップと、所定の閾値より大きいエッジ強度を有する、前記各エッジマップ上の位置を識別し、前記注目画素を定めるステップと、をさらに含む、方法。 - 請求項51に記載の方法において、
前記局所的近隣部の大きさは、前記各赤目欠陥ペアの要素どうしの隔たりの関数である、方法。 - 請求項51に記載の方法において、
前記最適に当てはまる円を決定するステップは、前記各局所的近隣部内の前記注目画素の異なるグループについて複数の円を当てはめるステップと、前記局所的近隣部内における注目画素の相対位置にもとづき前記円にスコアをつけるステップとをさらに含む、方法。 - 複数の画素と1つ以上の赤目欠陥とを有するデジタル画像において人間の虹彩を検出する方法であって、
前記デジタル画像において、1つ以上の赤目欠陥ペアを探すステップと、
前記赤目欠陥ペアのそれぞれの各要素に対して局所的近隣部を識別するステップであって、前記局所的近隣部は前記各赤目欠陥ペアの各要素の隔たりの関数である大きさを有するステップと、
前記各局所的近隣部のエッジマップを生成するステップと、
所定の閾値より大きいエッジ強度を有する、前記各エッジマップ上の位置を識別し、注目画素を定めるステップと、
前記各赤目欠陥に関連する前記注目画素を、複数の異なるグループに分類するステップであって、各グループが2つの画素を有するステップと、
前記各グループに円を当てはめるステップであって、エッジ方向は、前記各グループの前記各画素において前記各円に対する接線であり、これにより複数の検出された目の特性を定めるステップと、
前記各円の所定距離内にある前記注目画素の数をカウントするステップと、
前記各円の前記所定距離内にある前記注目画素のそれぞれに重みを割り当てるステップと、
を含む、方法。 - 人間である被写体の画素を有する画像において赤目欠陥を補正する方法であって、
右目及び左目を表す1対の赤目欠陥を探すステップであって、前記欠陥はそれぞれ1つ以上の画素を有するステップと、
前記各目に関連して局所的近隣部を識別するステップと、
前記局所的近隣部のそれぞれを検索し、円形の形状を有する候補目特性を検出し、1対の検出された目の特性を提供するステップと、
前記検出された目の特性と、関連する前記赤目欠陥とを用いて前記画像を補正するステップと、
を含む、方法。 - 請求項60に記載の方法において、
前記各円は検出された虹彩を定め、前記赤目欠陥を用いて補正するステップは、前記各円の内部のみ赤目を取り除くステップをさらに含む、方法。 - 請求項60に記載の方法において、
前記各円は検出された瞳孔を定め、前記赤目欠陥を用いて補正するステップは、前記各円の内部のみ赤目を取り除くステップをさらに含む、方法。 - 複数の画素を有するデジタル画像とともに用いられるコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータプログラム製品はコンピュータプログラムを記憶した、コンピュータ読取可能な記憶媒体を含み、
画像内に複数の候補目を探すステップと、
所定の特徴及び前記目のそれぞれに対する所定の関連を有する、前記デジタル画像の画素を求め、注目画素を提供するステップと、
前記目のそれぞれに関連する前記注目画素を複数の異なるグループにグループ化するステップと、
前記グループのそれぞれについてパラメトリック境界を当てはめて複数の検出された目の特性を定めるステップであって、前記境界は、所定の均一形状及び前記各グループに合うサイズを有するステップと、
前記各境界と、前記目のそれぞれに関連する注目画素との幾何学的関係について、前記検出された目の特性のそれぞれにスコアを付け、各目の特性スコアを提供するステップと、
を実行するコンピュータプログラム製品。 - 複数の画素を有するデジタル画像とともに使用される目検出装置であって、
画像内に複数の候補目を探す手段と、
所定の特徴及び前記目のそれぞれに対する所定の関連を有する、前記デジタル画像の画素を求め、注目画素を提供する手段と、
前記目のそれぞれに関連する前記注目画素を複数の異なるグループにグループ化する手段と、
前記グループのそれぞれについてパラメトリック境界を当てはめて複数の検出された目の特性を定める手段であって、前記境界は、所定の均一形状及び前記グループのそれぞれに合うサイズを有する手段と、
前記各境界と、前記目のそれぞれに関連する注目画素との幾何学的関係について、前記検出された目の特性のそれぞれにスコアを付け、各目の特性スコアを提供する手段と、
を備える、装置。
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