JP2005339288A - 画像処理装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像が入力する画像入力部12と、前記入力した画像中から前記対象物の複数の特徴点を検出する特徴点検出部14と、前記検出し複数の特徴点から顔向き表す回転角を推定する顔向き推定部16と、前記検出した複数の特徴点から前記目や唇の輪郭を検出するための初期パラメータを推定し、前記推定した初期パラメータを前記推定された回転角によって修正する初期パラメータ修正部22と、前記修正した初期パラメータを用いて前記対象物の輪郭を初期輪郭を生成する初期輪郭部24と、この初期輪郭部から最終的な輪郭を生成する輪郭生成部26とを有する。
【選択図】 図1
Description
本発明に関わる第1の実施形態について述べる。本実施形態は人物の顔を含む画像から目の輪郭を抽出する画像処理装置10である。
図1は本実施形態の画像処理装置10の構成を表わす図である。
画像入力部12においては、ビデオカメラから顔が撮影された動画像を入力する。この入力された顔画像は逐次、特徴点検出部14に送られる。
特徴点検出部14では、特許文献1に示された方法で特徴点を検出する。ここで検出する特徴点は図2で示す両目、鼻孔、口端の6点である。ここでは6点の場合について説明するが、本実施形態では少なくとも両目2点とそれ以外に2点以上が必要である。
顔向き推定部16においては、特徴点検出部14で検出された特徴点から幾何学に顔向きを推定する。
基準点推定部18では特徴点検出部14で推定された目尻、目頭点の候補位置を仮の基準点(以下、推定基準点という)とする。本実施形態は目の輪郭を抽出するため、図4の401の×で表わされる点である。このような基準点を求めるのは、輪郭抽出に必要な初期パラメータだからである。
輪郭モデルデータ20について述べる。このデータはコンピュータのハードディスクなどに記憶されている。
まず、このサンプル主成分ベクトルの計算方法について、左目(向かって右)の場合について説明する。目頭及び目尻点の候補点をサンプル基準点A0(ax,ay),B0(bx,by)とする。サンプル主成分ベクトルの次元をNとするとき、j番目の主成分ベクトルpj=(pj 1,・・・pj N)を求めることになる。
初期パラメータ修正部22では、顔向き推定の結果を用いて、基準点推定部18で推定した推定基準点A、Bと、輪郭モデルデータ20に記憶されたデータ(ここではサンプル主成分ベクトルから計算した正規化輪郭ベクトルqを用いる)を初期パラメータとして、この初期パラメータを顔向きに応じて修正して、修正した初期パラメータ(修正基準点A’、B’と正規化輪郭ベクトルq’)を求める。
修正正規化輪郭ベクトルq’の計算方法について説明する。
推定基準点A’、B’の計算方法について説明する。
初期輪郭生成部24では、初期パラメータ修正部22で修正された修正基準点A’、B’と修正正規化輪郭ベクトルq’を用いて初期輪郭を生成する。
輪郭抽出部26では修正された初期輪郭の初期パラメータを用いて正確な輪郭を抽出する。
次に、画像処理装置10の第2の実施形態について説明する。本実施形態では唇を検出する。
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
第1及び第2の実施形態では輪郭を検出する例について述べたが、検出するものは輪郭ではなく、複数個の特徴点の組でもよい。
第1及び第2の実施形態で、輪郭モデルは主成分輪郭を用いたが、これに限らず、任意のパラメトリックなモデルを使うことができる。例えばスプライン曲線を用いてもよい。
回転角から求められる行列Fとしてここでは対角行列を用いたが、これに限るものではない。
回転角から変形する際に、正面からの回転角を用いたが、これに限らず、動画であることを利用して、前フレームからの回転量を基に変換してもよい。こうすることでより正確な初期パラメータ設定が可能となる。
サンプル輪郭から輪郭モデルを作成する際に、距離Dでのみ正規化を行なったが、数2で示した変換の逆変換を加えることで、サンプル収集時の顔向きによるデータのばらつきを抑えると、より効果的である。
上記実施形態では、顔向きに関して説明したが、他の対象物の場合には、その姿勢に基づいて初期パラメータを修正すればよい。
14 特徴点検出部
16 顔向き推定部
18 基準点推定部
20 輪郭モデルデータ
22 初期パラメータ修正部
24 初期輪郭生成部
26 輪郭抽出部
Claims (8)
- 対象物が撮影された画像から前記対象物の輪郭を抽出する画像処理装置において、
前記画像が入力する画像入力手段と、
前記入力した画像中から前記対象物の複数の特徴点を検出する特徴点検出手段と、
前記検出し複数の特徴点から前記対象物の姿勢を表す回転角を推定する姿勢推定手段と、
前記検出した複数の特徴点から前記対象物の輪郭を検出するための初期パラメータを推定する初期パラメータ推定手段と、
前記推定した初期パラメータを、前記推定された回転角によって修正する初期パラメータ修正手段と、
前記修正した初期パラメータを用いて前記対象物の輪郭を生成する輪郭生成手段と、
を有する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像入力手段には、前記対象物が撮影された動画像が入力し、
前記特徴点検出手段は、前記入力した動画像の各フレーム毎に前記対象物の複数の特徴点を求め、
前記姿勢推定手段は、
前記求めた各フレーム毎の複数の特徴点から因数分解法に基づいて前記各特徴点の三次元座標を求め、
前記求めた各特徴点の三次元座標を要素に持つ形状行列を求め、
前記入力した動画像の中で輪郭を求めたい対象物が撮影された画像から検出した複数の特徴点の二次元座標を要素にもつ計測行列を求め、
前記求めた計測行列と前記求めた形状行列から前記対象物の姿勢を表す運動行列を求め、
前記運動行列から前記対象物の回転角を求める
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記初期パラメータ推定手段は、
前記検出した複数の特徴点から輪郭を抽出するのに必要な基準点を推定し、この推定した基準点を初期パラメータとする
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記初期パラメータ修正手段は、
予め記憶されたサンプル主成分ベクトルから正規化輪郭ベクトルを計算し、
前記計算した正規化輪郭ベクトルと前記推定した基準点を、前記推定した対象物の回転角に基づいて修正して、修正基準点と修正正規化輪郭ベクトルを計算する
ことを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。 - 前記輪郭生成手段は、
前記修正した初期パラメータから初期輪郭を求め、
前記求めた初期輪郭から最終的な輪郭を求める
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記求めたい対象物の輪郭が、人物の目の輪郭、または、唇の輪郭であって、前記姿勢は前記人物の顔向きである
ことを特徴とする請求項1から5のうち少なくとも一項に記載の画像処理装置。 - 対象物が撮影された画像から前記対象物の輪郭を抽出する画像処理方法において、
前記画像が入力する画像入力ステップと、
前記入力した画像中から前記対象物の複数の特徴点を検出する特徴点検出ステップと、
前記検出し複数の特徴点から前記対象物の姿勢を表す回転角を推定する姿勢推定ステップと、
前記検出した複数の特徴点から前記対象物の輪郭を検出するための初期パラメータを推定する初期パラメータ推定ステップと、
前記推定した初期パラメータを、前記推定された回転角によって修正する初期パラメータ修正ステップと、
前記修正した初期パラメータを用いて前記対象物の輪郭を生成する輪郭生成ステップと、
を有する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 対象物が撮影された画像から前記対象物の輪郭を抽出する画像処理方法をコンピュータによって実現するプログラムにおいて、
前記画像が入力する画像入力機能と、
前記入力した画像中から前記対象物の複数の特徴点を検出する特徴点検出機能と、
前記検出し複数の特徴点から前記対象物の姿勢を表す回転角を推定する姿勢推定機能と、
前記検出した複数の特徴点から前記対象物の輪郭を検出するための初期パラメータを推定する初期パラメータ推定機能と、
前記推定した初期パラメータを、前記推定された回転角によって修正する初期パラメータ修正機能と、
前記修正した初期パラメータを用いて前記対象物の輪郭を生成する輪郭生成機能と、
を実現する
ことを特徴とする画像処理方法のプログラム。
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