JP2010033141A - Spectacles detection apparatus - Google Patents

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Yasuhiro Ono
泰弘 小野
Kiyosumi Shirodono
清澄 城殿
Yoshiki Ninomiya
芳樹 二宮
Sukeyuki Usami
祐之 宇佐美
Seiki Moriizumi
清貴 森泉
Tamiko Nishina
多美子 仁科
Kiyoyuki Uchida
清之 内田
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectacles detection device for highly precisely and inexpensively detecting reflection points from spectacles from a face image, and identifying the presence of spectacles. <P>SOLUTION: This spectacles detection device is provided with: an image pickup part 51 for imaging an object; a face region detection part 52 for detecting a face image from the image captured by the image pickup part 51; a high luminance value detection part 54 for detecting a luminance value higher than a threshold in a face region detected by the face region detection part 52; and a spectacles determination part 55 for determining that the spectacles exist when the luminance value higher than the threshold is detected, and for determining that the spectacles does not exist when the luminance value higher than the threshold is not detected by the high luminance value detection part 54. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、人の顔画像上の反射点に基づいて、被写体が眼鏡を装着しているか否かを検出する眼鏡検出装置に関する。   The present invention relates to a spectacle detection device that detects whether or not a subject wears spectacles based on a reflection point on a human face image.

眼鏡などを装着している人に照明を照射した際の顔画像において、眼鏡からの反射点を顔面上の特徴点として抽出する画像処理装置(例えば、特許文献1参照。)が知られている。   An image processing apparatus (see, for example, Patent Document 1) that extracts a reflection point from a spectacle as a feature point on the face in a face image when a person wearing spectacles or the like is illuminated is known. .

この画像処理装置は、人に照明を照射した際に得られる画像(以下「オン画像」と呼ぶ。)と、照明を照射しない際に得られる画像(以下「オフ画像」と呼ぶ。)との差分画像において、閾値処理により眼鏡からの反射点および瞳孔からの反射点を検出する。そして、オン画像において閾値処理を行うことにより、先に検出した眼鏡からの反射点と瞳孔からの反射点とを分離・識別する。   This image processing apparatus includes an image obtained when a person is illuminated (hereinafter referred to as “on image”) and an image obtained when no illumination is illuminated (hereinafter referred to as “off image”). In the difference image, the reflection point from the glasses and the reflection point from the pupil are detected by threshold processing. Then, by performing threshold processing on the ON image, the previously detected reflection point from the glasses and the reflection point from the pupil are separated and identified.

図10(A)はオン画像を、図10(B)はオン画像の輝度値を示す図である。図10(A)が示すように、瞳孔からの反射点11および眼鏡からの反射点12が観測される。また、図10(B)が示すように、瞳孔からの反射点11の輝度値Y1および眼鏡からの反射点12の輝度値Y2は、それらの反射点を除いた領域(背景)の輝度値Y0より高い。また、一般的には、眼鏡からの反射点12の輝度値Y2の方が、瞳孔からの反射点11の輝度値Y1より高い。   FIG. 10A shows the on-image, and FIG. 10B shows the brightness value of the on-image. As shown in FIG. 10A, a reflection point 11 from the pupil and a reflection point 12 from the glasses are observed. As shown in FIG. 10B, the luminance value Y1 of the reflection point 11 from the pupil and the luminance value Y2 of the reflection point 12 from the glasses are the luminance value Y0 of the region (background) excluding those reflection points. taller than. In general, the luminance value Y2 of the reflection point 12 from the glasses is higher than the luminance value Y1 of the reflection point 11 from the pupil.

図11(A)および図12(A)は、図11(B)のオン画像の輝度値と図11(C)のオフ画像の輝度値との差分を示す図である。図11(A)および図12(A)において、輝度値Y5は図11(B)の瞳孔からの反射点11の輝度値Y1と図11(C)の瞳孔からの反射点11の輝度値Y1の差であり、輝度値Y6は図11(B)の眼鏡からの反射点12の輝度値Y2と図11(C)の眼鏡からの反射点12の輝度値Y2との差である。図11(A)および図12(A)に示す差分画像において、図12(A)に示す第1の閾値Th5を用いて2値化処理を行うことにより、図12(B)のように瞳孔からの反射点11および眼鏡からの反射点12を検出することができる。   FIGS. 11A and 12A are diagrams illustrating the difference between the brightness value of the on-image in FIG. 11B and the brightness value of the off-image in FIG. 11C. 11A and 12A, the luminance value Y5 is the luminance value Y1 of the reflection point 11 from the pupil of FIG. 11B and the luminance value Y1 of the reflection point 11 from the pupil of FIG. The brightness value Y6 is the difference between the brightness value Y2 of the reflection point 12 from the glasses in FIG. 11B and the brightness value Y2 of the reflection point 12 from the glasses in FIG. In the difference images shown in FIGS. 11A and 12A, by performing binarization processing using the first threshold Th5 shown in FIG. 12A, the pupil as shown in FIG. The reflection point 11 from the eyeglasses and the reflection point 12 from the eyeglasses can be detected.

また、図13(A)は、オン画像の輝度値を示す図であり、図13(A)に瞳孔からの反射点11の輝度値Y1より高く、かつ、眼鏡からの反射点12の輝度値Y2より低い第2の閾値Th4を用いて計算した2値化画像を利用して眼鏡からの反射点12を検出することができる。   FIG. 13A is a diagram showing the brightness value of the on-image. FIG. 13A shows the brightness value of the reflection point 12 from the glasses that is higher than the brightness value Y1 of the reflection point 11 from the pupil. The reflection point 12 from the glasses can be detected using the binarized image calculated using the second threshold Th4 lower than Y2.

差分画像(図11)を用いて先に検出した瞳孔からの反射点11および眼鏡からの反射点12の集合から、オン画像(図13)を用いて検出した眼鏡からの反射点12の集合を除くことにより、瞳孔からの反射点11と眼鏡からの反射点12とを分離・識別することができる。
特開平8−185503号公報
A set of reflection points 12 from the glasses detected using the on-image (FIG. 13) from a set of reflection points 11 from the pupils and the reflection points 12 detected from the glasses previously detected using the difference image (FIG. 11). By removing, the reflection point 11 from the pupil and the reflection point 12 from the glasses can be separated and identified.
JP-A-8-185503

しかしながら、特許文献1の画像処理装置では、下記の2つの課題がある。第1の課題を説明する。差分画像(図11(A))において、外乱光、照明条件によって眼鏡からの反射点による差分輝度値(図11(A)のY6)が小さい場合がある。このことから、差分画像の閾値処理によって、眼鏡からの反射点を検出することが困難であり、これが第1の課題である。   However, the image processing apparatus disclosed in Patent Document 1 has the following two problems. The first problem will be described. In the difference image (FIG. 11A), the difference luminance value (Y6 in FIG. 11A) due to the reflection point from the glasses may be small depending on disturbance light and illumination conditions. For this reason, it is difficult to detect the reflection point from the glasses by threshold processing of the difference image, and this is the first problem.

第2の課題を説明する。オン画像(図11(B))において、外乱光、照明条件によっては瞳孔からの反射点の輝度値(図11(B)のY1)と眼鏡からの反射点の輝度値(図11(B)のY2)との差が瞳孔からの反射点の輝度値に比べて小さい場合がある。このため、オン画像において閾値処理を行うことにより瞳孔からの反射点と眼鏡からの反射点とを分離することが困難であり、これが第2の課題である。   The second problem will be described. In the on-image (FIG. 11B), depending on the ambient light and illumination conditions, the luminance value of the reflection point from the pupil (Y1 in FIG. 11B) and the luminance value of the reflection point from the glasses (FIG. 11B) There are cases where the difference from Y2) is smaller than the luminance value of the reflection point from the pupil. For this reason, it is difficult to separate the reflection point from the pupil and the reflection point from the glasses by performing threshold processing in the on-image, which is a second problem.

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、顔画像から眼鏡からの反射点を精度よく、かつ、低コストで検出し、眼鏡の有無を識別する眼鏡検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a spectacle detection device that accurately detects a reflection point from spectacles from a face image at low cost and identifies the presence or absence of spectacles. For the purpose.

上記目的を達成するために、請求項1記載の眼鏡検出装置は、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像から顔領域を検出する顔領域検出手段と、前記顔領域検出手段により検出された顔領域内で閾値より高い輝度値検出する高輝度値検出手段と、前記高輝度値検出手段により閾値より高い輝度値が検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、前記閾値より高い輝度値が検出されない場合には眼鏡が存在しないと判定する眼鏡判定手段と、を備えている。   In order to achieve the above object, the eyeglass detection device according to claim 1 includes an imaging unit that captures an image of a subject, a face region detection unit that detects a face region from an image captured by the imaging unit, and the face region detection. A high luminance value detecting means for detecting a luminance value higher than a threshold value in the face area detected by the means, and when a luminance value higher than the threshold value is detected by the high luminance value detecting means, it is determined that glasses are present, Glasses determining means for determining that glasses are not present when a luminance value higher than the threshold value is not detected.

請求項1記載の発明によれば、瞳孔からの反射がないオフ画像のみの単純な閾値処理により眼鏡からの反射点と瞳孔からの反射点とを識別し、眼鏡の有無を判定することができると共に、照明装置が不要であるのでコストを削減することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to identify the reflection point from the eyeglasses and the reflection point from the pupils by simple threshold processing of only the off-image without reflection from the pupil, and determine the presence or absence of the eyeglasses. At the same time, since the lighting device is unnecessary, the cost can be reduced.

請求項2記載の眼鏡検出装置は、瞳孔からの反射が起こる照射条件で被写体に光を照射する照射手段と、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記照射手段により光を照射した状態で前記撮像手段により撮像されたオン画像、または、前記照射手段により光を照射しない状態で前記撮像手段により撮像されたオフ画像に基づいて顔領域を検出する顔領域検出手段と、前記オン画像と、前記オフ画像との対応する各画素値の和によって構成される和画像を生成する和画像生成手段と、前記和画像生成手段により生成された和画像の顔領域内で閾値より高い輝度値を検出する高輝度値検出手段と、前記高輝度値検出手段により前記閾値より高い輝度値が検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、前記閾値より高い輝度値が検出されない場合には眼鏡が存在しないと判定する眼鏡判定手段と、を備えている。   The eyeglass detection device according to claim 2, wherein the irradiating means for irradiating the subject with light under an irradiation condition in which reflection from the pupil occurs, the imaging means for imaging the subject, and the imaging in a state where the irradiating means irradiates light. A face area detecting means for detecting a face area based on an on-image captured by the means, or an off-image captured by the imaging means in a state where no light is emitted by the irradiating means, the on-image, and the off-image A sum image generating means for generating a sum image composed of the sum of corresponding pixel values with the image, and a high value for detecting a luminance value higher than a threshold in the face area of the sum image generated by the sum image generating means. When a luminance value higher than the threshold is detected by the luminance value detection means and the high luminance value detection means, it is determined that glasses are present, and when a luminance value higher than the threshold is not detected And a, and glasses determining means determines that the mirror is not present.

請求項2記載の発明によれば、オン画像とオフ画像の和画像の単純な閾値処理により眼鏡からの反射点と瞳孔からの反射点とを識別し、眼鏡の有無を判定することができる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to identify the reflection point from the glasses and the reflection point from the pupil by simple threshold processing of the sum image of the on image and the off image, and determine the presence or absence of the glasses.

請求項3記載の眼鏡検出装置は、瞳孔からの反射が起こる照射条件で被写体に光を照射する照射手段と、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記照射手段により光を照射した状態で前記撮像手段により撮像された画像から顔領域を検出する顔領域検出手段と、前記顔領域検出手段により検出された顔領域内で閾値より高い輝度値を検出する高輝度値検出手段と、前記高輝度値検出手段により前記閾値より高い輝度値が3箇所以上検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、前記閾値より高い輝度値が検出されない場合又は2箇所以下検出された場合には眼鏡が存在しないと判定する眼鏡判定手段と、を備えている。   The eyeglass detection apparatus according to claim 3, wherein the imaging unit is configured to irradiate a subject with light under an irradiation condition in which reflection from a pupil occurs, an imaging unit that images the subject, and the imaging in a state where the irradiation unit irradiates light. A face area detecting means for detecting a face area from an image captured by the means, a high brightness value detecting means for detecting a brightness value higher than a threshold in the face area detected by the face area detecting means, and the high brightness value. When three or more luminance values higher than the threshold are detected by the detection means, it is determined that glasses are present, and when no luminance values higher than the threshold are detected or when two or less luminance values are detected, no glasses are present. Eyeglass determination means for determining

請求項3記載の発明によれば、眼鏡からの反射点と瞳孔からの反射点とを識別することなく、眼鏡の有無を判定することができる。   According to the third aspect of the present invention, it is possible to determine the presence or absence of glasses without identifying the reflection point from the glasses and the reflection point from the pupil.

以上説明したように、本発明によれば、顔画像から眼鏡からの反射点を精度よく、かつ、低コストで検出し、眼鏡の有無を簡単に識別することができるという効果が得られる。   As described above, according to the present invention, it is possible to detect a reflection point from spectacles from a face image with high accuracy and low cost, and to easily identify the presence or absence of spectacles.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る眼鏡検出装置の主要構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態に係る眼鏡検出装置は、撮像部51と、顔領域検出部52と、高輝度値検出部54と、眼鏡判定部55と、を備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of the eyeglass detection device according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the eyeglass detection device according to the present embodiment includes an imaging unit 51, a face area detection unit 52, a high luminance value detection unit 54, and a glasses determination unit 55.

撮像部51は、CCDカメラ等からなり、被写体である対象者をほぼ正面から撮像できるように設置され、対象者の顔を含む領域を撮像する。   The imaging unit 51 is composed of a CCD camera or the like, and is installed so that the subject who is the subject can be imaged from almost the front, and images an area including the face of the subject.

顔領域検出部52は、撮像部51により撮像された画像データから対象者の顔領域を検出する。画像データから顔領域を検出する方法は、ヒストグラム処理など公知の如何なる 方法でもよく、本実施の形態ではその方法は問わない。   The face area detection unit 52 detects the face area of the subject from the image data captured by the imaging unit 51. The method for detecting the face area from the image data may be any known method such as histogram processing, and this method does not matter in the present embodiment.

高輝度値検出部54は、顔領域検出部52により求められた顔領域内において、ある閾値より高い輝度値の点を検出する。   The high brightness value detection unit 54 detects a point having a brightness value higher than a certain threshold in the face area obtained by the face area detection unit 52.

眼鏡判定部55は、高輝度値検出部54の検出結果に基づいて、対象者の顔領域内に眼鏡が存在するか否かを判定する。   The glasses determination unit 55 determines whether glasses are present in the face area of the subject based on the detection result of the high luminance value detection unit 54.

次に、本実施の形態における眼鏡検出装置の作用の流れについて、図2に示すフローチャートに沿って説明する。   Next, the flow of operation of the eyeglass detection device in the present embodiment will be described along the flowchart shown in FIG.

まず、ステップ100では、撮像部51が、対象者の顔を含む領域を撮像する。照明条件としては外乱光のみが存在する条件を想定しているので、照明装置を用いない画像(オフ画像)が生成される。この場合、図3(A)に示すように、外乱光によって眼鏡からの反射点12が観測されるのに対して、瞳孔からの反射点11は観測されない。   First, in step 100, the imaging unit 51 images a region including the subject's face. Since it is assumed that only ambient light exists as the illumination condition, an image (off-image) that does not use the illumination device is generated. In this case, as shown in FIG. 3A, the reflection point 12 from the spectacles is observed by disturbance light, whereas the reflection point 11 from the pupil is not observed.

ステップ110では、顔領域検出部52が、撮像部51により撮像されたオフ画像から対象者の顔領域を検出する。   In step 110, the face area detection unit 52 detects the face area of the subject from the off-image captured by the imaging unit 51.

ステップ120では、高輝度値検出部54が、顔領域検出部52により検出された顔領域の画像から、図3(B)に示す閾値Th1を用いて2値化処理を行い、閾値Th1より高い輝度値を検出する。閾値Th1としては、背景の輝度値Y0より高く、眼鏡からの反射点12の輝度値Y2より低い値を設定する。このような閾値処理により、閾値Th1より高い輝度値Y2を示す眼鏡からの反射点12が検出される。   In step 120, the high brightness value detection unit 54 performs binarization processing using the threshold value Th1 shown in FIG. 3B from the face region image detected by the face region detection unit 52, and is higher than the threshold value Th1. Detect the luminance value. As the threshold Th1, a value higher than the luminance value Y0 of the background and lower than the luminance value Y2 of the reflection point 12 from the glasses is set. By such threshold processing, the reflection point 12 from the glasses showing the luminance value Y2 higher than the threshold Th1 is detected.

ステップ130では、眼鏡判定部55が、高輝度値検出部54により閾値Th1より高い輝度値が1箇所以上検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、閾値Th1より高い輝度値が検出されない場合には眼鏡が存在しないと判定する。   In step 130, the glasses determination unit 55 determines that glasses are present when one or more luminance values higher than the threshold Th1 are detected by the high luminance value detection unit 54, and a luminance value higher than the threshold Th1 is not detected. Is determined to have no glasses.

以上のように、本実施の形態では、瞳孔からの反射点11が存在しないため、閾値処理が容易となる。従って、容易に、かつ、精度よく眼鏡が存在するか否かを判定することができる。また、照明装置を利用しないので、コストを削減できるという利点もある。   As described above, in the present embodiment, since there is no reflection point 11 from the pupil, threshold processing is facilitated. Therefore, it can be determined easily and accurately whether glasses are present. Further, since no lighting device is used, there is an advantage that the cost can be reduced.

〔第2の実施の形態〕
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る眼鏡検出装置の主要構成を示すブロック図である。第2の実施の形態の構成に、更に和画像生成部53を備えている。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing the main configuration of the eyeglass detection device according to the second embodiment of the present invention. A sum image generation unit 53 is further provided in the configuration of the second embodiment.

和画像生成部53は、撮像部51により撮像された2つの画像(オフ画像と後述のオン画像)の対応する各画素値の和によって構成される和画像を生成する。   The sum image generation unit 53 generates a sum image constituted by the sum of corresponding pixel values of two images (an off image and an on image described later) captured by the image capturing unit 51.

次に、本実施の形態における眼鏡検出装置の作用の流れについて、図5に示すフローチャートに沿って説明する。   Next, the flow of operation of the eyeglass detection device in the present embodiment will be described along the flowchart shown in FIG.

まず、ステップ104では、撮像部51が、照明部50により照明を照射した状態で、対象者の顔を含む領域を撮像する。照明条件として、対象者の眼鏡からの反射だけでなく、瞳孔からの反射も起こるようにするために、カメラの光軸の近傍(同軸)に光源を設置して近赤外光を照明する。ここで、公知の手法として、カメラの光軸に対して同軸に光源を設置した場合、近赤外光を眼鏡および目に照明すると、眼鏡からの反射だけでなく瞳孔からの反射が観測されることが知られている(例えば、Y.Ebisawa, S.Satoh, Effectiveness of pupil area detection technique using two light sources and image difference method, in: A.Szeto, R.Rangayan(Eds.), Proc. of the 15th Annual Internet. Conf. of the IEEE Eng. in Medicine and Biology Society, San Diego, CA, 1993, pp.1268-1269.)。これにより、オン画像が生成される。この場合、図10(A)に示すように、照明光によって眼鏡からの反射点12および瞳孔からの反射点11が観測される。また、本実施の形態では、撮像部51は、照明部50による照明を行わず、外乱光のみが存在する状態で撮像を行い、オフ画像も同時に生成する。   First, in Step 104, the imaging unit 51 captures an image of a region including the subject's face in a state where the illumination unit 50 irradiates illumination. As an illumination condition, in order to cause not only reflection from the eyeglasses of the subject but also reflection from the pupil, a near-infrared light is illuminated by installing a light source in the vicinity (coaxial) of the optical axis of the camera. Here, as a well-known method, when a light source is installed coaxially with the optical axis of the camera, when near-infrared light is illuminated to the glasses and eyes, not only the reflection from the glasses but also the reflection from the pupil is observed. (E.g., Y. Ebisawa, S. Satoh, Effectiveness of pupil area detection technique using two light sources and image difference method, in: A. Szeto, R. Rangayan (Eds.), Proc. Of the 15th Annual Internet. Conf. Of the IEEE Eng. In Medicine and Biology Society, San Diego, CA, 1993, pp. 1268-1269.). Thereby, an on-image is generated. In this case, as shown in FIG. 10A, the reflection point 12 from the glasses and the reflection point 11 from the pupil are observed by the illumination light. Moreover, in this Embodiment, the imaging part 51 does not perform illumination by the illumination part 50, but it images in the state where only disturbance light exists, and also produces | generates an off image simultaneously.

ステップ110では、顔領域検出部52が、撮像部51により撮像されたオン画像またはオフ画像から対象者の顔領域を検出する。   In step 110, the face area detection unit 52 detects the face area of the subject from the on-image or off-image captured by the imaging unit 51.

ステップ115では、和画像生成部53が、撮像部51により撮像されたオン画像とオフ画像との和画像を生成する。図6(A)は、生成された和画像の輝度値を示す図であり、各画素の輝度値は、同図(C)のオン画像の輝度値と同図(D)のオフ画像の輝度値の和により構成される。図6(A)において、輝度値Y3は同図(C)における瞳孔からの反射点の輝度値Y1と同図(D)における瞳孔からの反射点の輝度値Y1との和であり、輝度値Y4は同図(C)における眼鏡からの反射点の輝度値Y2と同図(D)における眼鏡からの反射点の輝度値Y2との和である。   In step 115, the sum image generation unit 53 generates a sum image of the on image and the off image captured by the image capturing unit 51. FIG. 6A is a diagram showing the brightness value of the generated sum image. The brightness value of each pixel is the brightness value of the on-image in FIG. 6C and the brightness of the off-image in FIG. Consists of the sum of values. In FIG. 6A, the luminance value Y3 is the sum of the luminance value Y1 of the reflection point from the pupil in FIG. 6C and the luminance value Y1 of the reflection point from the pupil in FIG. Y4 is the sum of the luminance value Y2 of the reflection point from the glasses in FIG. 5C and the luminance value Y2 of the reflection point from the glasses in FIG.

ステップ120では、高輝度値検出部54が、和画像生成部53により生成された和画像内で、顔領域検出部52により検出された顔領域の画像から、図6(A)に示す閾値Th2を用いて2値化処理を行い、閾値Th2より高い輝度値を検出する。閾値Th2としては、輝度値Y3より高く、輝度値Y4より低い値を設定する。このような閾値処理により、閾値Th2より高い輝度値Y4を示す眼鏡からの反射点12が検出される。   In step 120, the high luminance value detection unit 54 detects the threshold value Th2 shown in FIG. 6A from the face area image detected by the face area detection unit 52 in the sum image generated by the sum image generation unit 53. Is used to perform a binarization process, and a luminance value higher than the threshold Th2 is detected. As the threshold Th2, a value higher than the luminance value Y3 and lower than the luminance value Y4 is set. By such threshold processing, the reflection point 12 from the glasses showing the luminance value Y4 higher than the threshold Th2 is detected.

ステップ130では、眼鏡判定部55が、高輝度値検出部54により閾値Th2より高い輝度値が1箇所以上検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、閾値Th2より高い輝度値が検出されない場合には眼鏡が存在しないと判定する。   In step 130, the glasses determination unit 55 determines that glasses are present when one or more luminance values higher than the threshold Th2 are detected by the high luminance value detection unit 54, and a luminance value higher than the threshold Th2 is not detected. Is determined to have no glasses.

以上のように、本実施の形態では、オン画像とオフ画像との和画像に基づいて眼鏡からの反射点を検出する。   As described above, in the present embodiment, the reflection point from the glasses is detected based on the sum image of the on image and the off image.

差分画像(図6(B))では、外乱光の影響や照明による高輝度のカメラ出力の飽和の発生などにより、オン画像の眼鏡からの反射点の輝度値(図6(C)のY2)とオフ画像の眼鏡からの反射点の輝度値(図6(D)のY2)との差分(図6(B)のY6)が小さくなる場合がある。これに対して和画像(図6(A))を用いると、眼鏡からの反射点の輝度値(図6(A)のY4)と背景の輝度値との差は、差分画像(図6(B))を用いた場合の眼鏡からの反射点の輝度値(図6(B)のY6)と背景の輝度値との差より一般的に大きい。このことから、和画像に対して閾値処理を行う方が、差分画像に対して閾値処理を行うより、容易に眼鏡からの反射点を検出することができる。   In the difference image (FIG. 6B), the luminance value of the reflection point from the glasses of the on-image (Y2 in FIG. 6C) due to the influence of disturbance light or the saturation of the high-brightness camera output due to illumination. And the difference (Y6 in FIG. 6B) between the brightness value of the reflection point from the off-image glasses (Y2 in FIG. 6D) may be small. On the other hand, when the sum image (FIG. 6A) is used, the difference between the luminance value of the reflection point from the glasses (Y4 in FIG. 6A) and the luminance value of the background is the difference image (FIG. In general, the difference between the luminance value of the reflection point from the glasses when using B)) (Y6 in FIG. 6B) and the luminance value of the background is larger. From this, it is possible to detect the reflection point from the glasses more easily when the threshold processing is performed on the sum image than when the threshold processing is performed on the difference image.

また、オン画像(図6(C))のみを用いる場合は、外乱光、照明条件によっては瞳孔からの反射点の輝度値(図6(C)のY1)と眼鏡からの反射点の輝度値(図6(C)のY2)との差が瞳孔からの反射点の輝度値に比べて小さい場合があるため、閾値処理によって瞳孔からの反射点と眼鏡からの反射点とを分離することが困難である。これに対して和画像を用いると、眼鏡からの反射点からの輝度値(図6(A)のY4)と瞳孔からの反射点の輝度値(図6(A)のY3)との差は、オン画像(図6(C))を用いた場合の眼鏡からの反射点の輝度値(図6(C)のY2)と瞳孔からの反射点の輝度値(図6(C)のY1)との差より一般的に大きい。このことから、和画像に対して閾値処理を行う方が、オン画像に対して閾値処理を行うより、外乱光、照明条件などの変動要因からの影響を受けることが少なく、容易に眼鏡を検出することが可能となる。
〔第3の実施の形態〕
図7は、本発明の第3の実施の形態に係る眼鏡検出装置の主要構成を示すブロック図である。
When only the ON image (FIG. 6C) is used, depending on the ambient light and illumination conditions, the luminance value of the reflection point from the pupil (Y1 in FIG. 6C) and the luminance value of the reflection point from the glasses Since the difference from (Y2 in FIG. 6C) may be smaller than the luminance value of the reflection point from the pupil, the reflection point from the pupil and the reflection point from the glasses may be separated by threshold processing. Have difficulty. On the other hand, when the sum image is used, the difference between the luminance value from the reflection point from the glasses (Y4 in FIG. 6A) and the luminance value from the reflection point from the pupil (Y3 in FIG. 6A) is The luminance value of the reflection point from the glasses when using the on-image (FIG. 6C) (Y2 in FIG. 6C) and the luminance value of the reflection point from the pupil (Y1 in FIG. 6C) Generally greater than the difference. Therefore, it is easier to detect glasses when threshold processing is performed on a sum image than when threshold processing is performed on an on-image, because it is less affected by fluctuation factors such as ambient light and lighting conditions. It becomes possible to do.
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing the main configuration of the eyeglass detection device according to the third embodiment of the present invention.

次に、本実施の形態における眼鏡検出装置の作用の流れについて、図8に示すフローチャートに沿って説明する。   Next, the flow of operation of the eyeglass detection device in the present embodiment will be described along the flowchart shown in FIG.

まず、ステップ106では、撮像部51が、照明部50により照明を照射した状態で、対象者の顔を含む領域を撮像するため、オン画像を得ることができる。ここで、照明条件は、眼鏡からの反射だけでなく、瞳孔からの反射も起こる照明条件とする。この場合、図10(A)に示すように、照明光によって眼鏡からの反射点12および瞳孔からの反射点11が観測される。   First, in step 106, since the imaging unit 51 captures an area including the face of the subject in a state where the illumination unit 50 irradiates illumination, an on-image can be obtained. Here, the illumination condition is an illumination condition in which not only the reflection from the glasses but also the reflection from the pupil occurs. In this case, as shown in FIG. 10A, the reflection point 12 from the glasses and the reflection point 11 from the pupil are observed by the illumination light.

ステップ110では、顔領域検出部52が、撮像部51により撮像されたオン画像から対象者の顔領域を検出する。   In step 110, the face area detection unit 52 detects the face area of the subject from the ON image captured by the imaging unit 51.

ステップ120では、高輝度値検出部54が、顔領域検出部52により検出された顔領域の画像から、図9(A)に示す第1の閾値Th3を用いて2値化処理を行い、第1の閾値より高い輝度値を検出する。第1の閾値Th3としては、背景の輝度値Y0より高く、瞳孔からの反射点11の輝度値Y1より低い値を設定する。このような閾値処理により、第1の閾値Th3より高い輝度値Y1を示す瞳孔からの反射点11および輝度値Y2を示す眼鏡からの反射点12が検出される。   In step 120, the high luminance value detection unit 54 performs binarization processing from the image of the face area detected by the face area detection unit 52 using the first threshold Th3 shown in FIG. A luminance value higher than a threshold value of 1 is detected. As the first threshold Th3, a value that is higher than the luminance value Y0 of the background and lower than the luminance value Y1 of the reflection point 11 from the pupil is set. By such threshold processing, the reflection point 11 from the pupil showing the luminance value Y1 higher than the first threshold Th3 and the reflection point 12 from the glasses showing the luminance value Y2 are detected.

ステップ130では、眼鏡判定部55が、高輝度値検出部54により第1の閾値Th3より高い輝度値が3箇所以上検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、第1の閾値Th3より高い輝度値が2箇所以下検出された場合には眼鏡が存在しないと判定する。これは、1つの顔領域内に存在する瞳孔からの反射点は2個であるため、前述の閾値処理により検出した高輝度値が3箇所以上であるときは眼鏡からの反射点が検出されたと判定することができることに基づく。   In step 130, the glasses determination unit 55 determines that glasses are present when the high luminance value detection unit 54 detects three or more luminance values higher than the first threshold Th3, and is higher than the first threshold Th3. When two or less luminance values are detected, it is determined that no glasses are present. This is because there are two reflection points from the pupil existing in one face area, and when the high luminance value detected by the threshold processing described above is three or more, the reflection point from the glasses is detected. Based on what can be determined.

以上のように、本実施の形態では、瞳孔からの反射点11と眼鏡からの反射点12とを識別する必要がないため、容易に眼鏡が存在するか否かを判定することができる。   As described above, in the present embodiment, since it is not necessary to distinguish between the reflection point 11 from the pupil and the reflection point 12 from the glasses, it can be easily determined whether or not the glasses are present.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用できる。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can apply also to what changed the design within the range described in the claim.

第1の実施の形態に係る眼鏡検出装置の主要構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main structures of the spectacles detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る眼鏡検出装置の作用の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an effect | action of the spectacles detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. (A)はオフ画像、(B)はオフ画像の輝度値を示す図である。ある。(A) is an off image, (B) is a figure which shows the luminance value of an off image. is there. 第2の実施の形態に係る眼鏡検出装置の主要構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main structures of the spectacles detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る眼鏡検出装置の作用の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an effect | action of the spectacles detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. (A)はオン画像とオフ画像の和画像の輝度値、(B)はオン画像とオフ画像の差分画像の輝度値、(C)はオン画像の輝度値、(D)はオフ画像の輝度値を示す図である。(A) is the luminance value of the sum image of the on image and the off image, (B) is the luminance value of the difference image between the on image and the off image, (C) is the luminance value of the on image, and (D) is the luminance value of the off image. It is a figure which shows a value. 第3の実施の形態に係る眼鏡検出装置の主要構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main structures of the spectacles detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る眼鏡検出装置の作用の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an effect | action of the spectacles detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. (A)はオン画像の第1の閾値、(B)は第1の閾値による2値化後の画像である。(A) is a first threshold value of an on-image, and (B) is an image after binarization by the first threshold value. (A)はオン画像、(B)はオン画像の輝度値を示す図である。(A) is an ON image, (B) is a figure which shows the luminance value of an ON image. (A)はオン画像とオフ画像の差分画像の輝度値、(B)はオン画像の輝度値、(C)はオフ画像の輝度値を示す図である。(A) is a luminance value of a difference image between an on image and an off image, (B) is a luminance value of the on image, and (C) is a diagram illustrating a luminance value of the off image. (A)はオン画像とオフ画像の差分画像の第1の閾値、(B)は第1の閾値による2値化の画像である。(A) is a first threshold value of a difference image between an on image and an off image, and (B) is a binarized image based on the first threshold value. (A)はオン画像の第2の閾値、(B)は第2の閾値による2値化後の画像である。(A) is the second threshold value of the on-image, and (B) is an image after binarization by the second threshold value.

符号の説明Explanation of symbols

50 照明部
51 撮像部
52 顔領域検出部
53 和画像生成部
54 高輝度値検出部
55 眼鏡判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Illumination part 51 Imaging part 52 Face area detection part 53 Sum image generation part 54 High-intensity value detection part 55 Eyeglass determination part

Claims (3)

被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から顔領域を検出する顔領域検出手段と、
前記顔領域検出手段により検出された顔領域内で閾値より高い輝度値検出する高輝度値検出手段と、
前記高輝度値検出手段により閾値より高い輝度値が検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、前記閾値より高い輝度値が検出されない場合には眼鏡が存在しないと判定する眼鏡判定手段と、
を備えた眼鏡検出装置。
Imaging means for imaging a subject;
Face area detection means for detecting a face area from an image captured by the imaging means;
High brightness value detection means for detecting a brightness value higher than a threshold in the face area detected by the face area detection means;
Glasses determining means for determining that glasses are present when a luminance value higher than a threshold is detected by the high luminance value detecting means; and for determining that no glasses are present if a luminance value higher than the threshold is not detected;
An eyeglass detection device comprising:
瞳孔からの反射が起こる照射条件で被写体に光を照射する照射手段と、
前記被写体を撮像する撮像手段と、
前記照射手段により光を照射した状態で前記撮像手段により撮像されたオン画像、または、前記照射手段により光を照射しない状態で前記撮像手段により撮像されたオフ画像に基づいて顔領域を検出する顔領域検出手段と、
前記オン画像と、前記オフ画像との対応する各画素値の和によって構成される和画像を生成する和画像生成手段と、
前記和画像生成手段により生成された和画像の顔領域内で閾値より高い輝度値を検出する高輝度値検出手段と、
前記高輝度値検出手段により前記閾値より高い輝度値が検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、前記閾値より高い輝度値が検出されない場合には眼鏡が存在しないと判定する眼鏡判定手段と、
を備えた眼鏡検出装置。
Irradiating means for irradiating the subject with light under irradiation conditions in which reflection from the pupil occurs;
Imaging means for imaging the subject;
A face for detecting a face area based on an on-image captured by the imaging unit in a state where light is irradiated by the irradiation unit or an off-image captured by the imaging unit in a state where light is not irradiated by the irradiation unit Area detection means;
Sum image generation means for generating a sum image constituted by a sum of corresponding pixel values of the on image and the off image;
A high luminance value detecting means for detecting a luminance value higher than a threshold in the face area of the sum image generated by the sum image generating means;
Glasses determining means for determining that glasses are present when a brightness value higher than the threshold is detected by the high brightness value detecting means, and determining that glasses are not present when a brightness value higher than the threshold is not detected; ,
An eyeglass detection device comprising:
瞳孔からの反射が起こる照射条件で被写体に光を照射する照射手段と、
前記被写体を撮像する撮像手段と、
前記照射手段により光を照射した状態で前記撮像手段により撮像された画像から顔領域を検出する顔領域検出手段と、
前記顔領域検出手段により検出された顔領域内で閾値より高い輝度値を検出する高輝度値検出手段と、
前記高輝度値検出手段により前記閾値より高い輝度値が3箇所以上検出された場合には眼鏡が存在すると判定し、前記閾値より高い輝度値が検出されない場合又は2箇所以下検出された場合には眼鏡が存在しないと判定する眼鏡判定手段と、
を備えた眼鏡検出装置。
Irradiating means for irradiating the subject with light under irradiation conditions in which reflection from the pupil occurs;
Imaging means for imaging the subject;
A face area detecting means for detecting a face area from an image imaged by the imaging means in a state where light is emitted by the illuminating means;
High brightness value detection means for detecting a brightness value higher than a threshold value in the face area detected by the face area detection means;
When three or more luminance values higher than the threshold are detected by the high luminance value detection means, it is determined that glasses are present, and when a luminance value higher than the threshold is not detected or two or less locations are detected Glasses determining means for determining that glasses are not present;
An eyeglass detection device comprising:
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