JP5121506B2 - 画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
「顔向きに応じた局所領域抽出に基づく顔認識」井尻 善久、他、第13回画像センシングシンポジウム予稿集、Yokohama, Jun, 2007 P. Viola, M. Jones, "Rapid Object Detection using a Boosted Cascade of Simple Features", Proc. IEEE Conf. on Computer Vision and Pattern Recognition, Vol. 1, pp.511-518, December 2001.
判別対象の画像から特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
所定物体の複数の局所領域それぞれについて、特徴点を起点とし、該起点から該局所領域の基準位置まで移動する場合の水平方向及び垂直方向の移動距離を、各方向における、特定の2つの特徴点の位置座標間の差分に対する比率で定義するとともに、該複数の局所領域それぞれの大きさを各起点ごとに定義したテーブルを保持する保持手段と、
前記複数の局所領域それぞれについて、前記テーブルを参照して、前記判別対象の画像から抽出された対応する特徴点を起点として移動した場合の当該局所領域の基準位置と、該基準位置において切り出されるべき局所領域の大きさとを算出する算出手段と、
前記算出された前記基準位置それぞれにおいて、前記算出された大きさの局所領域を切り出す切出手段と、
前記切出手段により切り出された複数の局所領域それぞれから抽出された特徴量を用いて、前記判別対象の画像に類似する画像を判別する判別手段とを備える。
1.顔判別処理装置の構成
図1は、本発明の画像処理装置の第1の実施形態である、顔判別処理装置の構成を示すブロック図である。図1に示す各ブロックは、例えば専用のハードウェア処理回路として実装される。尚、ここでは各ブロックの概要について説明し、後に夫々のブロックの詳細を説明する。
上述のように本実施形態の顔判別処理装置は、登録処理動作モードと判別処理動作モードを備える。以下、各モードにおける処理(登録処理、判別処理)の流れについて説明する。
登録処理動作モードにおける登録処理は、図2に示すフローチャートに従って実行される。以下、図2に基づいて登録処理の流れを説明する。なお、説明にあたっては、処理の具体例を示した図4〜図6を逐次参照するものとする。
続いて判別処理動作モードにおける判別処理の流れについて、図3を用いて説明する。
3.1 顔検出処理(ステップS202、302)の詳細
続いて図2のステップS202および図3のステップS302における顔検出処理について説明する。
output(x,y):座標(x,y)での演算結果
weight(column,row):座標(x+column,y+row)での重み係数
columnSize=11,rowSize=11:フィルタカーネルサイズ(フィルタタップ数)
1004a〜1004cは夫々異なる係数のコンボリューションフィルタカーネルである。また、特徴面によってコンボリューションカーネルのサイズも異なる。
ステップS203、S303の正規化切り出し処理、およびステップS205、S305の再正規化処理は、アフィン変換を利用して行う。ここで、正規化処理における座標の変換を行う場合の、変換前の座標系における回転中心の座標をxγ=(xγ,yγ)、回転角度をθ、x軸方向拡大率をSx、y軸方向拡大率をSyとする。また、変換後の顔画像の中心座標をxC=(xC,yC)とする。この場合、変換前の座標をx=(x、y)、変換後の座標をx’=(x’,y’)とすると、
次にステップS208およびS308の局所領域位置・サイズ計算処理の詳細について、図13、14、15を用いて説明する。
上記第1の実施形態では、顔判別処理装置をハードウェア処理回路で実現することしたが、本発明はこれに限定されず、例えば、汎用的なCPUを用いて構築することも可能である。
上記第1の実施形態の局所領域位置・サイズ計算処理においては、各局所領域で固定サイズを使用することとしたが、本発明はこれに限定されず、切り出す局所領域のサイズを特徴点に基づく可変値として決定するようにしてもよい。
上記各実施形態では、主として顔画像から個人を特定する顔判別処理に適用する場合について説明したが、本発明の画像処理方法の適用はこれに限られるものではない。例えば自動車の車種や、蝶の羽の模様による種の判定等、類似したパターンを判別する多くの画像処理に適用可能であることは言うまでもない。
なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置など)に適用してもよい。
102 顔検出処理部
103 正規化切り出し処理部
104 器官端点(特徴点)抽出処理部
105 再正規化処理部
106 局所領域位置計算処理部
107 特徴ベクトル取得処理部
108 局所類似度判別処理部
109 結果統合・最終判別処理部
110 局所領域設定記憶部
111 特徴ベクトル登録部
Claims (9)
- 判別対象の画像から特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
所定物体の複数の局所領域それぞれについて、特徴点を起点とし、該起点から該局所領域の基準位置まで移動する場合の水平方向及び垂直方向の移動距離を、各方向における、特定の2つの特徴点の位置座標間の差分に対する比率で定義するとともに、該複数の局所領域それぞれの大きさを各起点ごとに定義したテーブルを保持する保持手段と、
前記複数の局所領域それぞれについて、前記テーブルを参照して、前記判別対象の画像から抽出された対応する特徴点を起点として移動した場合の当該局所領域の基準位置と、該基準位置において切り出されるべき局所領域の大きさとを算出する算出手段と、
前記算出された前記基準位置それぞれにおいて、前記算出された大きさの局所領域を切り出す切出手段と、
前記切出手段により切り出された複数の局所領域それぞれから抽出された特徴量を用いて、前記判別対象の画像に類似する画像を判別する判別手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記局所領域の基準位置への移動方向は、前記テーブルにおいて、前記所定物体の特徴点を用いて定義されていることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記移動方向は、第1の特徴点から第2の特徴点までを結ぶ線分の方向、または、前記第1の特徴点から第2の特徴点までを結ぶ線分の水平成分の方向、または、前記第1の特徴点から第2の特徴点までを結ぶ線分の垂直成分の方向のいずれかにより定義されていることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記算出手段は、前記位置座標間の差分に前記比率を積算することで、前記移動距離を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記基準位置において切り出されるべき局所領域の大きさは、前記テーブルにおいて、固定値として定義されていることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記基準位置において切り出されるべき局所領域の大きさは、前記テーブルにおいて、水平方向及び垂直方向における特定の2つの特徴点の位置座標間の差分に対する比率を用いて定義されていることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 判別対象の画像より切り出される局所領域から抽出された特徴量を用いて、該判別対象の画像に類似する画像を判別する画像処理装置における画像処理方法であって、
特徴点抽出手段が、判別対象の画像から特徴点を抽出する特徴点抽出工程と、
保持手段が、所定物体の複数の局所領域それぞれについて、特徴点を起点とし、該起点から該局所領域の基準位置まで移動する場合の水平方向及び垂直方向の移動距離を、各方向における、特定の2つの特徴点の位置座標間の差分に対する比率で定義するとともに、該複数の局所領域それぞれの大きさを各起点ごとに定義したテーブルを保持する保持工程と、
算出手段が、前記複数の局所領域それぞれについて、前記テーブルを参照して、前記判別対象の画像から抽出された対応する特徴点を起点として移動した場合の当該局所領域の基準位置と、該基準位置において切り出されるべき局所領域の大きさとを算出する算出工程と、
切出手段が、前記算出された前記基準位置それぞれにおいて、前記算出された大きさの局所領域を切り出す切出工程と、
判別手段が、前記切出工程において切り出された複数の局所領域それぞれから抽出された特徴量を用いて、前記判別対象の画像に類似する画像を判別する判別工程と
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 判別対象の画像より切り出される局所領域から抽出された特徴量を用いて、該判別対象の画像に類似する画像を判別する画像処理装置のコンピュータに、
判別対象の画像から特徴点を抽出する特徴点抽出工程と、
所定物体の複数の局所領域それぞれについて、特徴点を起点とし、該起点から該局所領域の基準位置まで移動する場合の水平方向及び垂直方向の移動距離を、各方向における、特定の2つの特徴点の位置座標間の差分に対する比率で定義するとともに、該複数の局所領域それぞれの大きさを各起点ごとに定義したテーブルを保持する保持工程と、
前記複数の局所領域それぞれについて、前記テーブルを参照して、前記判別対象の画像から抽出された対応する特徴点を起点として移動した場合の当該局所領域の基準位置と、該基準位置において切り出されるべき局所領域の大きさとを算出する算出工程と、
前記算出された前記基準位置それぞれにおいて、前記算出された大きさの局所領域を切り出す切出工程と、
前記切出工程において切り出された複数の局所領域それぞれから抽出された特徴量を用いて、前記判別対象の画像に類似する画像を判別する判別工程と
を実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体。 - 判別対象の画像より切り出される局所領域から抽出された特徴量を用いて、該判別対象の画像に類似する画像を判別する画像処理装置のコンピュータに、
判別対象の画像から特徴点を抽出する特徴点抽出工程と、
所定物体の複数の局所領域それぞれについて、特徴点を起点とし、該起点から該局所領域の基準位置まで移動する場合の水平方向及び垂直方向の移動距離を、各方向における、特定の2つの特徴点の位置座標間の差分に対する比率で定義するとともに、該複数の局所領域それぞれの大きさを各起点ごとに定義したテーブルを保持する保持工程と、
前記複数の局所領域それぞれについて、前記テーブルを参照して、前記判別対象の画像から抽出された対応する特徴点を起点として移動した場合の当該局所領域の基準位置と、該基準位置において切り出されるべき局所領域の大きさとを算出する算出工程と、
前記算出された前記基準位置それぞれにおいて、前記算出された大きさの局所領域を切り出す切出工程と、
前記切出工程において切り出された複数の局所領域それぞれから抽出された特徴量を用いて、前記判別対象の画像に類似する画像を判別する判別工程と
を実行させるためのプログラム。
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