JP2011210280A - 顔向き判別装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カメラ10でドライバーの顔を撮影して得られた顔画像を画像メモリ22に記憶する。CPU24は、画像メモリ22に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の両側位置と上下位置を判別し、さらに、顔向き角度を判別する。CPU24は、求めた顔向きについて、その信頼度を示す信頼度を求め、顔向きと出力する。CPU24は、信頼度として、従前に判別された顔の位置と今回検出された位置とのずれの量に基づく信頼度、ソーベルフィルタ処理後の顔画像の各画素の画素値を所定方向に投影して得たヒストグラムに基づいた信頼度、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の重心を求め、求めた重心位置に基づいた信頼度、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の輝度を求め、求めた輝度に基づく信頼度等を求める。
【選択図】図2
Description
これらの情報の検出に誤りが生ずると、横向き角度の判定など、以後の判定にずれが生じてしまう。
このような場合に、環境や条件による検出位置の精度に指標が与えられれば有効であり、以後の、処理に活用可能である。
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段と、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段と、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段と、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段と、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段と、
を備え、
前記顔位置判別手段は、前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像のエッジ抽出処理を行い、エッジ抽出処理により得られた画像の各画素の画素値を所定方向に投影してヒストグラムを得るヒストグラム取得処理を実行し、
前記信頼度判別手段は、得られたヒストグラムに基づいて顔の両端点の複数の候補を抽出し、抽出した候補のうちから顔の両端点を特定し、特定した顔の両端点のヒストグラムの値の他の候補のヒストグラムの値に対する相対的な大きさに基づいて、顔向きの信頼度を求める、ことを特徴とする。
この場合、前記信頼度判別手段は、例えば、得られたヒストグラムに基づいて、顔の両端点に対応するヒストグラムのピーク値の他のピーク値に対する大きさに基づいて、顔向きの信頼度を求める。
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段と、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段と、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段と、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段と、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段と、
を備え、
前記信頼度判別手段は、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の輝度を求め、求めた輝度に基づいて、顔向きの信頼度を求める、ことを特徴とする。
コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記顔位置判別手段として、前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像のエッジ抽出処理を行い、エッジ抽出処理により得られた画像の各画素の画素値を所定方向に投影してヒストグラムを得るヒストグラム取得処理を実行させ、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、得られたヒストグラムに基づいて顔の両端点の複数の候補を抽出し、抽出した候補のうちから顔の両端点を特定し、特定した顔の両端点のヒストグラムの値の他の候補のヒストグラムの値に対する相対的な大きさに基づいて、顔向きの信頼度を求める処理を実行させる。
コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の輝度を求め、求めた輝度に基づいて、顔向きの信頼度を求める処理を実行させる。
コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、従前に判別された顔の位置と今回検出された顔の位置とのずれの大きさに基づいて、顔向きの信頼度を求める処理を実行させる。
コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の重心を求め、求めた重心位置に基づいて、顔向きの信頼度を求める処理を実行させる。
コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の輝度を求め、求めた輝度に基づいて、顔位置の信頼度を求める処理を実行させる。
本実施形態の顔向き判別装置は、図1に示すように、ドライバーの顔を撮影して顔画像を生成するカメラ10と、ドライバーの顔を照明する照明光源12と、ドライバーの顔中心位置を検出するコンピュータ14と、コンピュータ14に接続された表示装置16とを備える。
画像メモリ22は、カメラ10により生成され、A/D変換器21でディジタル化された画像データを記憶する。
表示制御装置27は、CPU24の制御下に、表示装置16を制御する。
光源制御装置28は、照明光源12の点灯・消灯を制御する。
また、ROM23は、図3(f)に示すように、サングラスを検出するために、サングラスの縦横のサイズを格納する。
また、ROM23は、図3(g)に示すように、標準的な目の画像を格納する。
電源が投入されると、コンピュータ14内のCPU24は、図4に示す処理を繰り返して実行する。
顔上下位置算出処理(ステップS0233)は、選択した候補から、顔の上下端位置(例えば、目・眉の位置)を検出する処理である。なお、顔上端位置は、例えば、眉の上、下端位置は口と顎の間などに設定される。
この白黒白画像生成処理において、CPU24は、まず、二値画像のうち、目の存在が予定されている領域を定義する領域指定データ(図3(e)に示すy1,y2)をROM23から読み出し、二値化画像の目領域を図18(b)に示すように切り出す。
ここで、白黒白エッジとは、単に白と黒の境界となるエッジではなく、白から黒へ、さらに黒から白へと変化し、所定の幅を有するエッジのことである。このうち、白黒白横エッジとは、横方向にのびる境界の意味であり、このうち、白黒白縦エッジとは、縦方向にのびる境界の意味である。
顔の中心のx座標=Σxi/n xi:i番目の黒画素のx座標の値
顔の中心のy座標=Σyi/n yi:i番目の黒画素のy座標の値
i:1〜n nは黒画素の総数
その後、処理は図4の後処理(ステップS13、S23,...,Sn3)に進む。
後処理(ステップS13、S23,...,Sn3)は、直前の基本処理(ステップS12、S22,...,Sn2)で求めた両端位置と顔の中心位置に基づいて、顔の向きをとその信頼度を求める処理である。
信頼度計算処理(ステップS132)は、図13に示すように、顔両端位置ずれ信頼度計算処理(ステップS1321)と、ヒストグラム信頼度計算処理(ステップS1322)と、重心バランス信頼度計算処理(ステップS1323)と、輝度バランス信頼度計算処理(ステップS1324)とを備える。
図示するように、CPU24は、信頼度={ t1−|R1−R2|)+(t1−|L1−L2|)+(t1−|W1−W2|)}/3 を計算する(ステップS13211)。
なお、 (t1−|R1−R2|)、(t1−|L1−L2|)、(t1−|W1−W2|)}の最小値を、それぞれ、0とする。
R1は、今回求められた顔の右端の位置、R2は顔の右端の基準値(初期値は初期処理の顔位置判別処理(ステップS02)で求められた値)、
L1は、今回求められた顔の左端の位置、L2は顔の左端の基準値(初期値は初期処理の顔位置判別処理(ステップS02)で求められた値)、
W1は、今回求められた顔の幅=|R1−L1|、W2は、顔の幅の基準値(初期値は初期処理の顔位置判別処理(ステップS02)で求められた右端と左端の距離値)、である。
今回得られた顔画像の両端位置(R1,L1)及び幅(W1)が基準となる顔画像(通常は、1つ前の処理で得られた顔画像)の両端位置(R2,L2)や幅(W2)と相対的に近い値ならば、高い評価を、相対的に遠い値ならば、低い評価を与えるものである。繰り返し処理の実行間隔が短いことから、これらの値に通常大きな変化は無いことを前提とする評価値である。
図示するように、CPU24は、信頼度={ P1/|P1+P2+P3+...Pm)}・t2 を計算する(ステップ13221)。
P1〜Pmは、ヒストグラム値のうちの閾値以上のものであり、P1をトップとする降順である。mは4〜7程度が望ましい。なお、ヒストグラム値の上位m個(この場合、mは固定数)を選択するようにしてもよい。
まず、CPU24は、図21に模式的に示すように、重心検出領域を顔上端(FU)と顔中央(FC)からなる上部領域と、顔中央(FC)と顔下端(FD)からなる下部領域に分割する(ステップS13231)。
なお、計算結果が0以下はすべて0とする。
ここで、
t3:係数,t4:係数
人間の顔は、図21(a)に示すように、左右対称であり、通常、基本処理で求めた中心検出領域の重心位置(GL)と、上部領域の画像の重心位置(UG)と、下部領域の画像の重心位置(DG)とは、x軸方向に関しては一致する。
まず、CPU24は、図22(a)に模式的に示すように、顔の中心検出領域を顔左上端(UL)と、顔右上端(UR)と、顔左下端(DL)と、顔右下端(DR)に分割する(ステップS13241)。
輝度バランス信頼度
={t5−(|IUL−IUR|+|IUL−IDL|
+|IUL−IDR|+|IUR−IDL|
+|IUR−IDR|+|IDL−IDR|}×t6
t5:係数,t6:係数
計算結果が0以下はすべて0とする。
一般的に、人間の顔は、図22(a)に示すように、左右対称であり、左右対称に照明される。しかし、顔の向きや光源の位置によっては、図22(b)や22(c)に示すように、偏って照明され、顔上に位部分と明るい部分とが発生してしまう。
この分割処理(ステップS14〜Sn4)は、全体としては、図9に示すように、画像キャプチャ処理(ステップS141))、座標変換処理(ステップS142)、ソーベルフィルタ処理(ステップS143)、顔上下位置検出処理(ステップS144)、とから構成される。画像キャプチャ処理(ステップS141)、座標変換処理(ステップS142)、ソーベルフィルタ処理(ステップS143)は前述の前処理(ステップS01)における処理(ステップS011〜S013)と同一である。ただし、ここでの、ソーベルフィルタ処理は、横エッジ検出用のソーベルフィルタ処理のみで十分である。
例えば、所定回数以上にサングラスの画像が得られたときに、サングラス対応処理を行うようにしてもよい。
22 画像メモリ (顔画像記憶手段)
23 ROM (顔位置判別手段、顔向き判別手段、信頼度判別手段、出力手段)
24 CPU (顔位置判別手段、顔向き判別手段、信頼度判別手段、出力手段)
Claims (9)
- 顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段と、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段と、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段と、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段と、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段と、
を備え、
前記顔位置判別手段は、前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像のエッジ抽出処理を行い、エッジ抽出処理により得られた画像の各画素の画素値を所定方向に投影してヒストグラムを得るヒストグラム取得処理を実行し、
前記信頼度判別手段は、得られたヒストグラムに基づいて顔の両端点の複数の候補を抽出し、抽出した候補のうちから顔の両端点を特定し、特定した顔の両端点のヒストグラムの値の他の候補のヒストグラムの値に対する相対的な大きさに基づいて、顔向きの信頼度を求める、ことを特徴とする顔向き判別装置。 - 前記信頼度判別手段は、得られたヒストグラムに基づいて、顔の両端点に対応するヒストグラムのピーク値の他のピーク値に対する大きさに基づいて、顔向きの信頼度を求める、ことを特徴とする請求項1に記載の顔向き判別装置。
- 顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段と、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段と、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段と、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段と、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段と、
を備え、
前記信頼度判別手段は、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の輝度を求め、求めた輝度に基づいて、顔向きの信頼度を求める、ことを特徴とする顔向き判別装置。 - 前記顔位置判別手段と前記顔向き判別手段と前記信頼度判別手段とは、前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の水平方向の位置と向きを判別する処理と、判別した水平方向の向きの信頼度を求める1単位の処理を繰り返して実行し、
顔の垂直方向の位置を判別する処理を複数の処理ステップに区分して、各1単位の処理内でいずれかの区分ステップを実行し、前記区分ステップの実行を複数回繰り返すことにより、顔の垂直方向の位置を求める、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の顔向き判別装置。 - コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記顔位置判別手段として、前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像のエッジ抽出処理を行い、エッジ抽出処理により得られた画像の各画素の画素値を所定方向に投影してヒストグラムを得るヒストグラム取得処理を実行させ、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、得られたヒストグラムに基づいて顔の両端点の複数の候補を抽出し、抽出した候補のうちから顔の両端点を特定し、特定した顔の両端点のヒストグラムの値の他の候補のヒストグラムの値に対する相対的な大きさに基づいて、顔向きの信頼度を求める処理を実行させるコンピュータプログラム。 - コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の輝度を求め、求めた輝度に基づいて、顔向きの信頼度を求める処理を実行させるコンピュータプログラム。 - コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、従前に判別された顔の位置と今回検出された顔の位置とのずれの大きさに基づいて、顔向きの信頼度を求める処理を実行させるコンピュータプログラム。 - コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の重心を求め、求めた重心位置に基づいて、顔向きの信頼度を求める処理を実行させるコンピュータプログラム。 - コンピュータを、
顔を撮影して得られた顔画像を記憶する顔画像記憶手段、
前記顔画像記憶手段に記憶された前記顔画像に基づいて、顔の位置と顔の中心の位置とを判別する顔位置判別手段、
前記顔位置判別手段により求められた顔の位置と顔の中心の位置とに基づいて顔の向きを出力する顔向き判別手段、
前記顔向き判別手段により判別された顔向きについて、その確からしさを示す信頼度を求める信頼度判別手段、
前記顔向き判別手段で判別された顔の向きと、前記信頼度判別手段により判別されたその信頼度とを出力する出力手段、
として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、前記信頼度判別手段として、顔画像を複数の領域に分割し、各領域の輝度を求め、求めた輝度に基づいて、顔位置の信頼度を求める処理を実行させるコンピュータプログラム。
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