JP2013101431A - 類似画像検索システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検索キーの候補である複数の画像の特徴量に基づいて、検索キーとする画像の特徴量を決定する複数検索キー選択部113と、複数検索キー選択部113により検索キーに決定された画像の特徴量に類似する特徴量を有する画像を検索する類似人物検索部218と、を備えた構成において、複数検索キー選択部113が、検索キーの候補である複数の画像の特徴量をクラスタリングし、クラスタ毎にそのクラスタを代表する画像の特徴量を検索キーとして決定し、類似人物検索部218が、検索キー決定手段により決定されたクラスタ毎の検索キーをそれぞれ用いて検索を行うように構成した。
【選択図】図1
Description
記録媒体の大容量化は、記録できる映像の量を飛躍的に増大させ、より多地点や長時間の記録を可能にしつつある反面、記録画像を目視でチェックする負担の増加が問題として顕在化しつつある。
人物検索機能とは、映像中への人物の登場を自動検知の対象として、リアルタイムに記録し、事後に記録画像中から人物登場画像を探し出せる機能である。
1つ目は、登場イベント検索機能である。登場イベント検索機能は、映像中への人物の登場(イベント)の有無を、単純に探し出す機能である。検索結果にはイベントの有無に加え、イベント有と判定された場合には、そのイベント数と各イベントの発生時刻やイベントを撮影した撮像装置番号、撮影した画像(人物登場画像)等を提示する。なお、この検索のクエリ(Query)には、イベント発生時刻や撮像装置番号等の検索対象範囲を絞込むための情報として与える場合が多い。以下では、この検索対象範囲を絞込むための情報を、「絞込みパラメータ」ということにする。
特定人物の指定は、探したい人物が映った画像(以降、検索キー画像)をユーザが1ケ指定することで実施される。検索キー画像は、記録画像や外部装置からの任意の画像から指定される。検索は、この検索キー画像中の人物の画像特徴量を画像認識技術により抽出し、記録画像中の人物の画像特徴量と照合し、その類似性(類似度)を求め、同一人物判定を実施することにより実現される。同一人物判定では、一例として、比較する2つの画像の人物について画像特徴量の類似度を求め、その結果(類似度)が所定の基準値以上である場合に、これらの人物は同一人物であると判定する。なお、記録画像中の人物の画像特徴量の抽出と記録は、映像録画時等の別タイミングにて予め実施しておく。この検索のクエリにおいても、絞込みパラメータを与えることが可能である場合が多い。
特許文献1には、このように検索キー画像を指定して、検索結果の画像から選択して、別の表示領域に表示して、それを次の検索キー画像にするなどしてユーザの利便性を高めるようにした画像検索装置が開示されている。
また、特許文献2には、ユーザの利便性をさらに高める類似画像検索システムが開示されている。この特許文献2では、ユーザは、類似画像検索の結果に対して、人名や特徴などのキーワードを付与する。画像検索には、二種類の検索方法が用意されており、キーワードを付与された画像を検索の対象から除く類似画像検索と、キーワードを付与された画像のみを検索の対象とする登場イベント検索がある。ユーザは、類似画像検索を複数回行い、充分多くの画像にキーワードを付与した判断した後に、登場イベント検索を行う。
また、特許文献3には、類似画像検索システムを画像認識における識別器として使う場合において、単一の画像を格子状に分割して類似した画像を集約し検索回数を減らす類似画像検索システムが開示されている。
また、類似人物検索において、動画像から検索キー画像を選択して用いる場合において、検索キー画像の前後の画像(検索キー画像と同一の人物が写った画像)を用いて検索すると従来見つからなかった画像が見つかる場合がある。
また、類似人物検索において、検索キー画像に画像処理(例えばマスク有無・サングラス有無・向き・明暗を変えるような画像処理)を加えて、新たに検索キー画像となる画像を仮想的に作成し、その画像を検索キーとして検索すると従来見つからなかった画像を見つけることができる場合がある。
上記の3つの例は組み合わせることもできる。
すなわち、検索キーとなる画像の特徴量に類似する特徴量を有する画像を検索する類似画像検索システムにおいて、検索キーの候補である複数の画像の特徴量に基づいて、検索キーとする画像の特徴量を決定する検索キー決定手段と、前記検索キー決定手段により検索キーに決定された画像の特徴量に類似する特徴量を有する画像を検索する検索手段と、を備えた。
図1には、本発明の一実施形態に係る類似画像検索システムのシステム構成を例示してある。
類似画像検索システムは、図1に示すように、ネットワーク200に、撮像装置201、録画装置102、端末装置103が接続され、互いに通信可能な状態で構成される。
録画装置102は、機能構成として、画像送受信部210、画像記録部211、再生制御部212、人物領域検出部213、人物特徴量抽出部214、人物特徴量記録部215、属性情報記録部216、要求受信部217、類似人物検索部218、登場イベント検索部219、検索結果送信部220、キーワード記録部110、キーワード検索部111の各処理部を有する。
画像記録部211は、入力画像データの記録媒体へ書込みや出力画像データの記録媒体からの読出しを行う。書込みの際には、画像データに加え、画像データを読出す際の情報となる画像ID(画像の識別情報)も併せて記録する。
再生制御部212は、端末装置103への映像再生を制御する。
人物特徴量抽出部214は、人物領域検出部213で検出した領域に対して画像認識技術を用いて特徴量算出を行う。ここで算出する人物特徴量とは、例えば、人物の輪郭の形状や方向、皮膚の色、歩容(どの脚をどのようにどんなタイミングで動かすかといった脚の捌き方)、或いは、人物を特定する代表的な部位である顔の輪郭の形状や方向、目や鼻、口といった主要構成要素の大きさ、形状、配置関係等が挙げられるが、本実施形態においては、使用する特徴量の種類や数はいずれであってもよい。
人物特徴量記録部215は、人物特徴量抽出部214で算出した特徴量の記録媒体への書込みと読出しを行う。画像記録部211における画像データの記録媒体と本処理部における人物特徴量の記録媒体とは同一であっても別個であってもよい。
属性情報記録部216は、画像データに関連する属性情報の記録媒体への書込みと読出しを行う。属性情報とは、例えば、画像の撮影時刻や撮像装置番号等である。
類似人物検索部218は、要求受信部217にて受信した要求が類似人物検索要求であった場合に、類似画像検索を行う。
登場イベント検索部219は、要求受信部にて受信した要求が登場イベント検索要求であった場合に、登場イベント検索を行う。
検索結果送信部220は、類似人物検索部218や登場イベント検索部219から得た類似人物検索結果や登場イベント検索結果の端末装置103への送信を行う。
キーワード記録部110は、要求受信部217にて受信したキーワード付与要求に基づくキーワードの記録媒体への書込みと読出しを行う。
キーワード検索部111は、要求受信部217にて受信した検索要求データ中にキーワードが含まれていた場合に、キーワード検索を行う。
端末装置103は、機能構成として、検索要求送信部221、検索結果受信部222、検索結果表示部223、再生画像表示部224、画面操作検知部225、キーワード付与要求送信部112、複数検索キー選択部113の各処理部を有する。また、本装置には、本発明の方式を実現するための人物検索機能も搭載してある。
検索結果受信部222は、検索結果の録画装置102からの受信を行う。検索結果として受信するデータには、録画装置102において、類似人物検索、或いは、登場イベント検索を実施して得られた画像の集合が含まれる。集合を構成する個々の画像は、録画装置102に記録された映像から画像サイズ縮小処理等を施して生成される。以下、この個々の画像を「検索結果画像」、検索結果として送受信するデータを「検索結果データ」という。
検索結果表示部223は、検索結果受信部222にて受信した検索結果の画面表示を行う。表示される画面例については後述する。
再生画像表示部224は、録画装置102から入力された画像データの画面への連続動画表示を行う。
画面操作検知部225は、ユーザによる操作内容の検知及び取得を行う。
キーワード付与要求送信部112は、キーワード付与要求の録画装置102への送信を行う。
複数検索キー選択部113は、検索キー画像の候補が複数選択されたときに、より少ない数の検索キー画像を適切に選択する処理を行う。複数検索キー選択部113は録画装置102内に設けても良い。
撮像装置201のハードウェア構成は、図2に示すように、撮像部241、主記憶部242、符号化部243、ネットワークインタフェース(I/F)245が、バス240で結合された形態である。
録画装置102のハードウェア構成は、図3に示すように、CPU(Central Processing Unit)251、主記憶部252、補助記憶部253、ネットワークI/F254が、バス250で結合された形態である。
端末装置103のハードウェア構成は、図4に示すように、CPU261、主記憶部262、補助記憶部263、表示I/F264、入出力I/F265、ネットワークI/F266が、バス260で結合された形態である。また、表示I/F264は、表示装置270と接続され、入出力I/F265は、キーボード280やマウス282などの入出力装置と接続される。
図6には、第1実施例において、類似人物検索を実施する手順を例示してある。また、 図5A〜図5Gには、第1実施例において、類似人物検索を実施する手順に沿って、検索キー画像の候補となった画像の特徴量を例示してある。
ここで、図5Eの例では、最初の検索キー画像に関連する画像(処理6001〜6006により得られた画像)は29枚あるため、従来であれば、これらの画像の特徴量を新たな検索キーとした検索を29回繰り返していたところ、本実施例においては、クラスタリング処理6007によって得られた各クラスタを代表する3つの画像の特徴量を用いて類似画像検索を行うことで、特徴量のバランスをとりつつ3回の検索で済むようにしている。ここでは、クラスタの数を3としたが、これは設定によって変えることができる。
検索画面は、再生画像表示領域3001、画像再生操作領域3003、検索キー画像指定領域3004、検索絞込パラメータ指定領域3008、検索実行領域3017、検索結果表示領域3020を有する。
画像再生操作領域3003は、録画装置102に記録された画像を再生操作する領域である。本領域3003を構成する各ボタンには、それぞれ固有の再生種類が割当てられている。本図においては、巻戻し、逆再生、再生停止、順再生、早送りの再生種類が左から順に割当てられている例を示している。ユーザが各ボタンをマウス282で適宜押下することにより、動画3002がボタンに割当てられた再生種類に切り替る。
検索キー画像3005は、類似検索のための最初の検索キー画像とする画像である。初期状態においては、検索キー画像は、未指定であるので、画像表示はされていない状態となる。なお、未指定の場合に、別途用意した未指定状態を示す画像を表示する等、未指定である旨の表記をするようにしてもよい。
ファイル指定ボタン3007は、録画装置102に記録されている画像以外の画像、例えば、デジタルスチルカメラで撮影した画像やスキャナで取込んだ画像等を、検索キー画像3005として指定するボタンである。このボタン3007を押下すると、それらの画像をファイル指定するダイアログボックスが表示され、ユーザはそこで所望の画像を指定することができる。
初期状態においては、全ての撮像装置201(カメラ1〜4)を検索対象とするため、撮像装置指定チェックボックス3009,3010,3011,3012は全て選択状態となる。
同様に時刻指定チェックボックス3014を選択状態にした場合には時刻範囲に末尾時刻を与える。非選択状態にした場合には、時刻範囲に末尾時刻を与えない、すなわち、録画装置102に記録された最も新しい時刻の画像までを検索対象範囲とすることを意味する。
時刻指定欄3015,3016は、上述の先頭時刻と末尾時刻の値を指定する入力欄である。
初期状態においては、全時間帯を検索対象とするため、時刻指定チェックボックス3013,3014は全て非選択状態、時刻指定欄3015,3016は空欄とする。
登場イベント検索ボタン3019は、登場イベント検索の実行を指示するボタンである。検索絞込パラメータ指定領域3008にてパラメータが指定されている場合には、指定されたパラメータに従って登場イベント検索の実行を指示する。
これにより、図9に示すように、検索キー画像3005には、動画3002に表示された人物「Aさん」の画像が検索キー画像として指定され、また、検索対象としたい撮像装置201として「カメラ1」、「カメラ2」、「カメラ4」の3つが指定され、検索対象としたい時刻範囲として「2009/6/26 15:30:20から2009/7/13 12:30:20まで」が指定される。
検索結果画像3031〜3141は、例えば、最上段左から右へ、次に2段目左から右へと検索キー画像3005に対する類似度順に表示する。この表示例においては、検索結果画像3031が検索キー画像3005に対し最も類似度が高く、検索結果画像3141が最も類似度が低いということを示している。
検索結果画像3031の周辺には、頭出し再生ボタン3032、検索キー画像指定ボタン3033、検索対象チェックボックス3301を備える。他の検索結果画像3041〜3141も同様である。
検索キー画像指定ボタン3033は、検索結果画像3031を新たな検索キー画像に指定するボタンである。例えば、検索キー画像指定ボタン3033を押下すると、検索結果画像3031が検索キー画像3005に表示される。これにより、検索結果画像3031を使って再検索を実施することができる。
マスクチェックボックス3202は、検索結果表示領域3020の表示の中からユーザに選択された画像を対象にしてマスクを付加する画像処理6004を実行し、その結果の画像(対象の画像中の人物にマスクを付加した画像或いは当該人物からマスクを外した画像)を新たな検索キー画像の候補に追加することを指定するチェックボックスである。
サングラスチェックボックス3203は、検索結果表示領域3020の表示の中からユーザに選択された画像を対象にしてサングラスや眼鏡を付加する画像処理6005を実行し、その結果の画像(対象の画像中の人物にサングラス等を付加した画像或いは当該人物からサングラス等を外した画像)を新たな検索キー画像の候補に追加することを指定するチェックボックスである。
異なる角度チェックボックス3204は、検索結果表示領域3020の表示の中からユーザに選択された画像を対象にして人物の向きを変更する画像処理6006を実行し、その結果の画像(対象の画像中の人物の向きを変更した画像)を新たな検索キー画像の候補に追加することを指定するチェックボックスである。
なお、本例では、端末装置103の複数検索キー選択部113の機能により検索キー決定手段を実現し、録画装置102の類似人物検索部218の機能により検索手段を実現しているが、他の態様により検索キー決定手段及び検索手段を実現しても構わない。
図7には、第2実施例において、類似人物検索を実施する手順を例示してある。
図7の処理6001〜6006は、図6の処理6001〜6006と同一であるので説明を省略する。
遠距離点算出処理7002では、新たな検索キー画像の候補のうち、第1の検索キー画像から特徴量が最も遠い画像を第2の検索キー画像に指定し、その画像の特徴量が新たな第2の検索キーとする。更に、新たな検索キー画像の候補のうち、第1の検索キーと第2の検索キーの両方から特徴量が最も遠い画像を第3の検索キー画像に指定し、その画像の特徴量を新たな第3の検索キーとする。また、同様にして、これまでに指定された全ての新たな検索キーから最も遠い画像を第4以降の新たな検索キー画像に指定し、その画像の特徴量を第4以降の新たな検索キーとすることを繰り返しても良い。
ここで、図5Fの例では、最初の検索キー画像に関連する画像(処理6001〜6006により得られた画像)は29枚あるため、従来であれば、これらの画像の特徴量を新たな検索キーとした検索を29回繰り返していたところ、本実施例においては、全体平均算出処理7001及び遠距離点算出処理7002によって得られた3つの画像の特徴量を用いて類似画像検索を行うことで、特徴量のバランスをとりつつ3回の検索で済むようにしている。
なお、本例では、端末装置103の複数検索キー選択部113の機能により検索キー決定手段を実現し、録画装置102の類似人物検索部218の機能により検索手段を実現しているが、他の態様により検索キー決定手段及び検索手段を実現しても構わない。
図8には、第3実施例において、類似人物検索を実施する手順を例示してある。
図8の処理6001〜6006は、図6の処理6001〜6006と同一であるので説明を省略する。
ここで、図5Gの例では、最初の検索キー画像に関連する画像(処理6001〜6006により得られた画像)は9枚あるため、従来であれば、これらの画像の特徴量を新たな検索キーとした検索を9回繰り返していたところ、本実施例においては、クラスタ番号取得処理8001及びクラスタ番号を考慮した検索キー選択処理8002によって得られた3つの画像の特徴量を用いて類似画像検索を行うことで、特徴量のバランスをとりつつ3回の検索で済むようにしている。
なお、本例では、端末装置103の複数検索キー選択部113の機能により検索キー決定手段を実現し、録画装置102の類似人物検索部218の機能により検索手段を実現しているが、他の態様により検索キー決定手段及び検索手段を実現しても構わない。
また、本例においては、人物検索を対象に示したが、本発明は人物だけでなく一般的な画像検索にも適用することができる。
また、撮像装置201、録画装置102、端末装置103の各装置は1台に限られず、それぞれ複数台を用いる構成としてもよい。
すなわち、第1の発明例として、撮像した画像の画像データを記憶し、前記画像の特徴量を抽出して、画像間の類似度を評価し、検索キーの画像を指定して、その画像との類似度が高い画像を複数検索する類似画像検索システムであって、同一の対象(例えば人物)を指す複数の画像を検索キーとして複数回検索を行う類似画像検索システムにおいて、同一の対象を指す複数の画像のうち画像の類似性が高い複数の画像の特徴をまとめた1つの検索キーを得ることで、検索回数を減らすことを特徴とする。
例えば、直前に実施された検索により得られた検索結果の画像が用いられる。
例えば、検索キーの画像が複数枚の画像で成り立つ動画における1枚の画像である場合において、検索キーの画像が含まれる動画における検索キーの画像より時間的に前又は後の複数枚の画像が用いられる。
例えば、検索キーの画像を画像処理した結果の画像が用いられる。
また、これらの画像例の2つの組み合わせを適用して得られる画像や、全て(3つ)の組み合わせを適用して得られる画像を用いてもよい。
また、検索回数を減らす度合いや、同一の対象を指す複数の画像として上述した3つの画像例のどれ(或いはどの組み合わせ)を使用するかは、検索の都度任意に変更可能にしてもよい。
例えば、検索キーの画像が人物を映した画像である場合において、画像中の人物が鼻や口を覆うマスクをしていない場合にマスクを付加する画像処理、或いは、画像中の人物が鼻や口を覆うマスクをしている場合にマスクを除去する画像処理を行う。
例えば、検索キーの画像が人物を映した画像である場合において、画像中の人物が眼鏡やサングラスをかけていない場合に眼鏡やサングラスを付加する画像処理、或いは、画像中の人物が眼鏡やサングラスをかけている場合に眼鏡やサングラスを除去する画像処理を行う。
例えば、検索キーの画像の角度を変える画像処理を行う。一例として、検索キーの画像が人物を映した画像である場合において、画像中の人物の向きを変える画像処理を行う。
例えば、検索キーの画像の明暗を変える画像処理を行う。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウェア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウェア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
Claims (3)
- 検索キーとなる画像の特徴量に類似する特徴量を有する画像を検索する類似画像検索システムにおいて、
検索キーの候補である複数の画像の特徴量に基づいて、検索キーとする画像の特徴量を決定する検索キー決定手段と、
前記検索キー決定手段により検索キーに決定された画像の特徴量に類似する特徴量を有する画像を検索する検索手段と、を備え、
前記検索キー決定手段は、検索キーの候補である複数の画像の特徴量をクラスタリングし、クラスタ毎にそのクラスタを代表する画像の特徴量を検索キーとして決定し、
前記検索手段は、前記検索キー決定手段により決定されたクラスタ毎の検索キーをそれぞれ用いて検索を行う、
ことを特徴とする類似画像検索システム。 - 検索キーとなる画像の特徴量に類似する特徴量を有する画像を検索する類似画像検索システムにおいて、
検索キーの候補である複数の画像の特徴量に基づいて、検索キーとする画像の特徴量を決定する検索キー決定手段と、
前記検索キー決定手段により検索キーに決定された画像の特徴量に類似する特徴量を有する画像を検索する検索手段と、を備え、
前記検索キー決定手段は、検索キーの候補である複数の画像の特徴量の平均に最も近い画像の特徴量又は平均そのものを第1の検索キーに決定し、検索キーの候補である複数の画像の特徴量の中で第1の検索キーから最も遠い画像の特徴量を第2の検索キーに決定し、更に、検索キーの候補である複数の画像の特徴量の中でこれまでに検索キーに決定された画像の特徴量の全てから最も遠い画像の特徴量を更なる検索キーに決定することを行い、
前記検索手段は、前記検索キー決定手段により決定された複数の検索キーをそれぞれ用いて検索を行う、
ことを特徴とする類似画像検索システム。 - 請求項1又は請求項2に記載の類似画像検索システムにおいて、
前記検索手段は、ユーザにより1回目の検索キーに指定された画像の特徴量を用いて1回目の検索を行い、
前記検索キー決定手段は、前記検索手段による1回目の検索結果の画像、当該検索結果の画像を含む動画における当該検索結果の画像の前後の画像、当該検索結果の画像を画像処理した結果の画像を含む複数の画像の特徴量を2回目以降の検索に用いる検索キーの候補として、2回目以降の検索に用いる複数の検索キーを決定する処理を行い、
前記検索手段は、前記検索キー決定手段により決定された複数の検索キーをそれぞれ用いて2回目以降の検索を行う、
ことを特徴とする類似画像検索システム。
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