JP2019023785A - 人物識別装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
[2]時系列上互いに先後する複数の画像のうち前記人物を含む人物領域を時系列の順番に連結した連結画像を生成する生成手段をさらに備え、前記抽出手段は、前記連結画像から前記人物領域に応じた複数の前記第1の特徴量及び複数の前記第2の特徴量を抽出し、前記識別手段は、抽出された前記複数の第1の特徴量及び前記複数の第2の徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した複数の前記第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する、前記[1]に記載の人物識別装置。
[3]前記識別手段は、前記複数の画像ごとに設定された重み付けを付与して算出した複数の前記第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する、前記[2]に記載の人物識別装置。
[4]前記識別手段は、連結される前記複数の人物領域の時系列上の時間差に応じて設定された重み付けを付与して算出した前記第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する、前記[2]又は[3]に記載の人物識別装置。
[5]人物を識別する識別情報に関連付けて前記第1及び第2の特徴量を記憶する記憶手段と、前記抽出手段により抽出された前記第1の特徴量と前記記憶手段に記憶されている前記第1の特徴量に基づいて前記人物を含む画像に前記識別情報を有する特定の人物の顔が含まれる確率を示す第1の評価値を出力するとともに、前記抽出手段により抽出された前記第2の特徴量と前記記憶手段に記憶されている前記第2の特徴量に基づいて前記人物を含む画像に前記特定の人物の体が含まれる確率を示す第2の評価値を出力する出力手段と、をさらに備え、前記識別手段は、前記出力手段により出力された前記第1の評価値及び前記第2の評価値にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の評価値に基づいて前記人物を識別する、前記[1]から[4]のいずれか1つに記載の人物識別装置。
[6]前記識別手段は、前記第1の評価値及び前記第2の評価値に基づいて設定された重み付けを付与して算出した前記第3の評価値に基づいて前記人物を識別する、前記[5]に記載の人物識別装置。
[7]人物を識別する識別情報に関連付けて、前記人物を含む画像と前記第3の特徴量とを記憶する記憶手段と、前記識別手段により算出された前記第3の特徴量に基づいて前記人物を含む画像に前記識別情報を有する特定の人物が含まれる確率を示す評価値を出力する出力手段と、をさらに備え、前記識別手段は、前記第1の特徴量及び第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の特徴量に基づいて前記出力手段により出力された前記評価値に基づいて前記人物を識別する、前記[1]から[4]のいずれか1つに記載の人物識別装置。
[8]前記画像は、複数の人物を含み、前記抽出手段は、前記画像のうち前記複数の人物のうち一の人物の顔に関する前記第1の特徴量及び前記特定の人物の体に関する第2の特徴量を抽出し、前記識別手段は、前記第1の特徴量及び前記第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の特徴量に基づいて前記一の人物を識別する、前記[1]から[7]のいずれか1つに記載の人物識別装置。
[9]コンピュータを、人物を含む画像のうち人物の顔に関する第1の特徴量及び体に関する第2の特徴量を抽出する抽出手段と、抽出された前記第1の特徴量及び前記第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する識別手段と、として機能させるためのプログラム。
請求項2に係る発明によれば、時系列上互いに先後する複数の画像を用いて、顔の特徴量及び人体の特徴量を単に組み合わせて人物の識別をすることと比較して、精度の高い識別をすることができる。
請求項3に係る発明によれば、時系列上互いに先後する複数の画像において重み付けを動的に変えて設定することができる。
請求項4に係る発明によれば、時系列上の時間差のある画像においても、顔の特徴量及び人体の特徴量を単に組み合わせて人物の識別をすることと比較して、精度の高い識別をすることができる。
請求項6に係る発明によれば、顔画像及び体画像から得られる評価値に基づいて重み付けを設定することができる。
請求項8に係る発明によれば、複数の人物を含む画像において、顔の特徴量及び人体の特徴量を単に組み合わせて人物の識別をすることと比較して、精度の良くそれぞれの人物を識別することができる。
本実施の形態に係る人物識別装置は、人物を含む画像のうち人物の顔に関する第1の特徴量及び体に関する第2の特徴量を抽出する抽出手段と、抽出された第1の特徴量及び第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の特徴量に基づいて人物を識別する識別手段と、を備える。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る人物識別装置の制御系の一例を示すブロック図である。この人物識別装置1は、人物識別装置1の各部を制御する制御部10と、各種のデータを記憶する記憶部11と、人物を撮影し画像を生成する撮像部12と、を備える。記憶部11は、記憶手段の一例である。
受付手段100は、撮像部12が生成した画像20を受け付ける。画像20には、少なくとも1人以上の人物が含まれる。
人物領域検出手段101は、受付手段100が受け付けた画像20から人物200を含む領域201(以下、「人物領域201」ともいう。)を検出する。具体的には、人物領域検出手段101は、例えば、深層学習(Deep Leaning)等の機械学習により事前に学習させた人物の画像に基づいて、人物領域201を検出する。本実施の形態では、矩形状の人物領域201を例に説明するが、人物領域201は、矩形に囲まれた領域に限られるものではなく、例えば、円、楕円、多角形に囲まれる領域、人物の輪郭で囲まれる領域、人物の輪郭に外接する領域でもよい。また、人物領域201は、人物領域検出手段101による自動検出に限定されるものではなく、例えば、ユーザが目視で人物領域201を検出し、人物領域検出手段101がユーザにより検出された人物領域201の位置情報を受け付けるようにしてもよい。
顔領域情報抽出手段102は、人物領域検出手段101が検出した人物領域201から、人物200の顔を含む領域202(以下、「顔領域202」ともいう。)を抽出する。具体的には、顔領域情報抽出手段102は、例えば、深層学習(Deep Leaning)等の機械学習により事前に学習させた人の顔に関する画像に基づいて顔領域202を抽出する。本実施の形態では、矩形状の顔領域202を例に説明するが、顔領域202は、矩形に囲まれた領域に限られるものではなく、例えば、円、楕円、多角形に囲まれる領域、顔の輪郭で囲まれる領域、顔の輪郭に外接する領域でもよい。また、顔領域202は、必ずしも人物の顔全体が含まれるものに限られず、人物の顔の一部(例えば、顔全体の面積のうち予め定められた割合以上の面積)のみが含まれるものでもよい。なお、顔領域202の抽出は上述した方法に限られるものではなく、例えば、ユーザによる目視で抽出してもよく、人物領域201において予め定められた範囲(例えば、上から1/nの範囲)を一律に顔領域202として抽出してもよい。
体領域情報抽出手段103は、人物領域検出手段101が検出した人物領域201から、人物200の顔以外の体を含む領域203(以下、「体領域203」ともいう。)を抽出する。具体的には、体領域情報抽出手段103は、人物領域201から顔領域202を除いた領域を体領域203として抽出する。体領域203は、少なくとも体の一部を含む領域をいい、顔以外の上半身のみを含む領域でもよい。
情報統合手段104は、顔領域情報抽出手段102が算出した第1の確率及び体領域情報抽出手段103が算出した第2の確率をそれぞれ重み付けを付与して統合した統合情報を算出する。
F=w1xP1+w2xP2
但し、w1+w2=1
(1−1)面積の比率
例えば、情報統合手段104が体領域203の面積に対する顔領域202の面積の比率が予め定められた比率以上と判断した場合、情報統合手段104は、顔に係る係数w1を体に係る係数w2以上の値に設定する(例えば、w1が0.5以上)。
また、例えば、情報統合手段104が人物200間の服装が類似していると判断した場合、情報統合手段104は、顔に係る係数w1を体に係る係数w2以上の値に設定する(例えば、w1が0.5以上)。人物200間の服装が類似していると、体領域203から得られる情報のみでは人物200の識別がしにくい場合がある。このような画像については、人物の識別にとって、顔領域202から得られる情報量の方が体領域203から得られる情報量よりも多いものとして顔に係る係数w1を体に係る係数w2以上の値に設定する。
また、例えば、情報統合手段104が画像20が生成された時間が顔情報111又は体情報112が記憶部11に記憶された時間から予め定められた時間(例えば、1日)経過しているものと判断した場合、情報統合手段104は、顔に係る係数w1を体に係る係数w2以上の値に設定する(例えば、w1が0.5以上)。画像20が生成された時間が顔情報111又は体情報112が記憶部11に記憶された時間から予め定められた時間(例えば、1日)経過していると、画像情報20の生成時の人物の服装と体情報112が記憶部11に記憶された時の人物の服装との間の違いが大きいことが見込まれる。このような画像では、体領域203から得られる情報のみでは人物200の識別がしにくい場合があるため、人物の識別にとって、顔領域202から得られる情報量の方が体領域203から得られる情報量よりも多いものとして顔に係る係数w1を体に係る係数w2以上の値に設定する。
(2−1)面積の比率
例えば、情報統合手段104が体領域203の面積に対する顔領域202の面積の比率が予め定められた比率よりも小さいと判断した場合、情報統合手段104は、顔に係る係数w1を体に係る係数w2未満の値に設定する(例えば、w1が0.5未満)。
また、例えば、情報統合手段104が画像20が生成された時間が体情報112が記憶部11に記憶された時間から予め定められた時間経過してないものと判断とした場合、情報統合手段104は、顔に係る係数w1を体に係る係数w2未満の値に設定する(例えば、w1が0.5未満)。画像20が生成された時間が顔情報111又は体情報112が記憶部11に記憶された時間から予め定められた時間経過してないと、画像情報20の生成時の人物の服装と体情報112が記憶部11に記憶された時の人物の服装との間の違いが小さいことが見込まれる。このような画像については、人物の識別にとって、体領域203から得られる情報量の方が顔領域202から得られる情報量よりも以上であるものとして体に係る係数w2を顔に係る係数w1以上の値(換言すれば、例えば、w1が0.5未満)に設定する。
また、情報統合手段104は、例えば、顔領域情報抽出手段102が算出した第1の確率P1又は体領域情報抽出手段103が算出した第2の確率P2に基づいて顔に係る係数w1及び体に係る係数w2を設定してもよい。情報統合手段104は、例えば、第1の確率P1が第2の確率P2以上の場合に、顔に係る係数w1を体に係る係数w2以上の値(例えば、0.5以上)にしてもよく、第1の確率P1が第2の確率P2よりも小さい場合に、顔に係る係数w1を体に係る係数w2小さい値(例えば、0.5未満)にしてもよい。
FK=w1KxP1K+w2KxP2K、(K=1、2、・・・N)
に従って、顔情報111又は体情報112に関連付けられた人物IDごとに統合情報FK(K=1、2、・・・N)を算出してもよい。
人物同定手段105は、情報統合手段104により算出された統合情報FKに基づいて人物200を同定する。具体的には、人物同定手段105は、情報統合手段104により算出された統合情報FK(K=1、2、・・・N)のうちの最大値FM(M=1、2、・・・、N)が予め定められたしきい値以上の場合に、当該人物領域に含まれる人物200が、人物IDがKの人物であると同定する。
更新手段106は、人物同定手段105により人物200の同定が行われた人物領域の特徴量、すなわち顔領域202及び体領域203の特徴量に基づいて、記憶部11の顔情報111及び体情報112を更新する。この「更新」には、人物同定手段105が同定した人物200が記憶部11に記憶されている人物である場合に、当該人物に関連付けられた顔画像及び体画像を別の顔画像及び体画像に変更すること、すなわちデータ更新の他に、人物同定手段105が同定した人物200が記憶部11に記憶されていない新たな人物である場合に、当該新たな人物を含む顔領域202及び体領域203の特徴量に基づいて、新たな人物に関連付けられた顔画像及び体画像並びにこれらの特徴量を顔情報111及び体情報112として追加して記憶部11に記憶することが含まれる。
次に、人物識別装置1の動作の一例について図2、図3を参照して説明する。図3は、図1に示す人物識別装置1の動作の一例を示すフローチャートである。撮像部12は、人物を撮像し画像20を生成する(S1)。撮像部12は、生成した画像20を受付手段100に渡す。
上述の第1の実施の形態では、情報統合手段104は、顔領域情報抽出手段102が算出した第1の確率P1及び体領域情報抽出手段103が算出した第2の確率P2を統合して統合情報Fを算出したが、これに限定されるものではない。
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る人物識別装置1の制御系の一例を示すブロック図である。第1の実施の形態では、撮像部12は、静止画像を取得する機能を有するものであるが、第2の実施の形態では、撮像部12は、動画像を取得する機能を有するものである。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
FijK=w1ijKxP1ijK+w2ijKxP2ijK
FiK=(Fi1K+Fi2K+・・・FiJK)/J
i=1、2、・・・I
K=1、2、・・・N
次に、人物識別装置1の動作の一例について図8を参照して説明する。図8は、図4に示す人物識別装置1の動作の一例を示すフローチャートである。撮像部12は、人物を撮像し動画像2を生成する(S20)。撮像部12は、生成した動画像2を受付手段100に渡す。
図7に示すような、人物セグメント3内の人物領域201の数が4つ(J=4)、記憶部11に記憶された顔情報111又は体情報112に関連付けられた人物の数が3つ(N=3)の例において、図7(a)に示す1つの人物セグメント3Aを例に結果の一例を説明する。なお、説明の便宜上、当該人物セグメント3AのID(i)を1とする。また、当該人物セグメント3Aに含まれる4つの人物領域201Aについて、左から順に人物領域のID(j)を1、2、3、4とする。
F11K={0.1、0.7、0.2}
F12K={0.1、0.2、0.3}
F13K={0.2、0.3、0.1}K=1、2、3
F14K={0.1、0.8、0.1}
F1K={(0.1+0.1+0.2+0.4)/4、(0.7+0.2+0.3+0.8)/4、(0.2+0.3+0.1+0.1)/4}
={0.125、0.5、0.175}
となる。
情報統合手段104は、顔領域情報抽出手段102が抽出した複数の第1の特徴量及び体領域情報抽出手段103が抽出した複数の第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出して複数の第3の特徴量を抽出してもよい。例えば、情報統合手段104は、各人物セグメント3間での特徴量の類似度や、特徴量の要素同士の差の二乗の合計値(すなわち、「距離」)に応じて、第1の特徴量及び体領域情報抽出手段103が抽出した第2の特徴量を統合して第3の特徴量を抽出してもよい。人物同定手段105は、情報統合手段104により抽出された複数の第3の特徴量に基づいて人物を同定してもよい。
Claims (9)
- 人物を含む画像のうち人物の顔に関する第1の特徴量及び体に関する第2の特徴量を抽出する抽出手段と、
抽出された前記第1の特徴量及び前記第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する識別手段と、
を備えた人物識別装置。 - 時系列上互いに先後する複数の画像のうち前記人物を含む人物領域を時系列の順番に連結した連結画像を生成する生成手段をさらに備え、
前記抽出手段は、前記連結画像から前記人物領域に応じた複数の前記第1の特徴量及び複数の前記第2の特徴量を抽出し、
前記識別手段は、抽出された前記複数の第1の特徴量及び前記複数の第2の徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した複数の前記第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する、
請求項1に記載の人物識別装置。 - 前記識別手段は、前記複数の画像ごとに設定された重み付けを付与して算出した複数の前記第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する、
請求項2に記載の人物識別装置。 - 前記識別手段は、連結される前記複数の人物領域の時系列上の時間差に応じて設定された重み付けを付与して算出した前記第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する、
請求項2又は3に記載の人物識別装置。 - 人物を識別する識別情報に関連付けて前記第1及び第2の特徴量を記憶する記憶手段と、
前記抽出手段により抽出された前記第1の特徴量と前記記憶手段に記憶されている前記第1の特徴量に基づいて前記人物を含む画像に前記識別情報を有する特定の人物の顔が含まれる確率を示す第1の評価値を出力するとともに、前記抽出手段により抽出された前記第2の特徴量と前記記憶手段に記憶されている前記第2の特徴量に基づいて前記人物を含む画像に前記特定の人物の体が含まれる確率を示す第2の評価値を出力する出力手段と、をさらに備え、
前記識別手段は、前記出力手段により出力された前記第1の評価値及び前記第2の評価値にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の評価値に基づいて前記人物を識別する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の人物識別装置。 - 前記識別手段は、前記第1の評価値及び前記第2の評価値に基づいて設定された重み付けを付与して算出した前記第3の評価値に基づいて前記人物を識別する、
請求項5に記載の人物識別装置。 - 人物を識別する識別情報に関連付けて、前記人物を含む画像と前記第3の特徴量とを記憶する記憶手段と、
前記識別手段により算出された前記第3の特徴量に基づいて前記人物を含む画像に前記識別情報を有する特定の人物が含まれる確率を示す評価値を出力する出力手段と、をさらに備え、
前記識別手段は、前記第1の特徴量及び第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の特徴量に基づいて前記出力手段により出力された前記評価値に基づいて前記人物を識別する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の人物識別装置。 - 前記画像は、複数の人物を含み、
前記抽出手段は、前記画像のうち前記複数の人物のうち一の人物の顔に関する前記第1の特徴量及び前記特定の人物の体に関する第2の特徴量を抽出し、
前記識別手段は、前記第1の特徴量及び前記第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の特徴量に基づいて前記一の人物を識別する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の人物識別装置。 - コンピュータを、
人物を含む画像のうち人物の顔に関する第1の特徴量及び体に関する第2の特徴量を抽出する抽出手段と、抽出された前記第1の特徴量及び前記第2の特徴量にそれぞれ重み付けを付与して算出した第3の特徴量に基づいて前記人物を識別する識別手段と、として機能させるためのプログラム。
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