JP4483334B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
Laurenz Wiskott, Jean-Marc Fellous,Norbert Krouger and Christoph von der Malsburg, "Face Recognition byElastic Bunch Graph Matching", Proc. 7th Intern. Conf. on Computer Analysysof Image and Patterns 1997 Matthew A. Turk and Alex P. Pentland,"Eigenfaces for Recognition", Journal of Cognitive NeuroscienceVol.3, No.1, pp.71-86(1991)
本実施の形態においては、外部インタフェース部13から入力される一つの二次元画像データから三次元推定特徴量を演算する。これにより、被写体はそれぞれが3次元空間に配位する複数の領域の群により表現するように演算を行い、各領域自体に対応する3次元推定特徴量を決めることができる。各領域はそれぞれ関数を用いて表現することも可能であるが、所定の要素分布とパラメータの組合せで記述することで、演算を容易にすることができる。具体的に、制御部11は被写体を構成する各画素について、その位置と画素値に関する量とを組とした多次元量を生成し、画素ごとに生成した多次元量の群について、所定個のパラメータを持つ所定混合分布で記述するときの尤度を最大とする所定混合分布のパラメータを三次元推定特徴量として演算することになる。なお、被写体の位置を画像データ内から見いだす技術としては、特許文献2に開示した技術を用いることができる。
制御部11は、照合の対象となる各被写体の各々について、上述の三次元推定特徴量を生成し、当該生成した三次元推定特徴量と被写体を特定する情報(その顔の人物名など)とを関連付けてストレージ部14に認識データベースとして格納する(図3)。
次に、制御部11による認識処理について説明する。制御部11は、ストレージ部14に格納されている認識データベース内の各テンプレートデータを未選択としてマークして図5に示す処理を開始する。制御部11は、まず外部インタフェース部13を介して入力される画像データを処理対象として、そこから顔部分を特定する(S11)。この特定は、特許文献2に開示された方法等を用いて特定することができる。そしてこの特定した顔部分の部分画像データについて初期化処理を行う(S12)。ここで初期化処理は、認識データベースの生成の際のものと同様であり、顔部分の部分画像データを所定サイズ(例えば64×100ピクセル)に拡大・縮小し、この拡大縮小後の画像データについてガウスフィルタを適用して平滑化し、さらにヒストグラム等分布化変換(Histogram Equalization)を行う。
また制御部11は、この認識処理において、テンプレートデータと、特定された顔部分とに関する情報(顔の向きや位置、大きさ、表情など、テンプレートデータの元となった被写体の撮像状態と、認識処理の対象となった被写体の撮像状態とについての情報)をさらに取得して、これらの情報に基づいてテンプレートデータに含まれる各ガウス分布の中心位置を移動してもよい。例えばテンプレートデータの顔の中心位置に比べて、処理対象として入力された画像データから切出された顔部分の中心位置が、(Δx,Δy)だけずれている場合に、この位置座標のずれだけ各ガウス分布の中心位置を移動する。また、表情などについては、例えば無表情のものと笑顔のものとでは、頬の部分の位置が異なるなどの事情があるので、テンプレートデータのうち頬の部分に位置するガウス分布の中心位置を、予め定めた量だけ移動する。
なお、認識データベースには、同一の被写体特定情報に係るテンプレートデータが複数あってもよい。すなわち、同一の人物の顔について、顔の向きや大きさなどが異なる複数のテンプレートデータを生成して、これら複数のテンプレートデータについてその被写体特定情報を関連付けておく。この場合、被写体の顔の向きや大きさなどの情報をテンプレートデータに関連付けて認識データベースに格納してもよい。
さらにここまでの説明では、対数尤度の計算において、各画素について、すべてのガウス分布からの生起確率(すべてのガウス分布について、当該ガウス分布で記述できるとの確率)を演算しているが、注目画素から所定距離しきい値を越える部分については、確率「0」として演算を行わないよう制御してもよい。なお、距離しきい値は例えば当該ガウス分布の共分散の1.2倍などとすればよい。これにより計算量を低減して、処理負荷を軽減できる。
本実施の形態の画像処理装置の動作について説明する。本実施の形態の画像処理装置では、予め照合の対象となる人物に関する顔の画像について、三次元推定特徴量を演算しておき、各人物を特定する情報に関連付けて認識データベースとしてストレージ部14に格納しておく。
さらに、本実施の形態の画像処理装置は、三次元推定特徴量を用いた処理に加えて、従来用いられていた2次元パターンマッチング処理を並行して用い、両者の処理結果に基づいて最終的な処理結果を得てもよい。この場合、三次元推定特徴量を用いた処理により得られた認識結果と類似度(尤度)との組のリストと、従来の処理により得られた認識結果と類似度との組のリストとを合成する。つまり、各認識結果(被写体特定情報)ごとに、各処理からの類似度の結果に重みをつけて加算して得点を算出し、得点の高い順に、各認識結果(被写体特定情報)を並べ替えて出力することとしてもよい。
Claims (3)
- 所定被写体を撮像して得た2次元画像データを処理対象として、当該画像データ内に撮像されている被写体について、当該被写体の撮像部分に含まれる各画素について、画素の位置座標と、画素値に関する量とを組とした多次元量を生成する手段と、
前記各画素について生成された多次元量の群について、単一のピークを有する確率分布を要素分布とした所定混合分布で記述するときの所定尤度を演算する演算手段であって、混合分布の各要素分布の前記ピークの位置と、画素の位置座標との距離が予め定めた距離しきい値を越える部分については、前記尤度の演算に関係する処理を行わないよう制御する演算手段と、
を有し、
当該所定尤度が被写体の認識処理に供されることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記所定混合分布は、混合ガウス分布であることを特徴とする画像処理装置。 - コンピュータを、
所定被写体を撮像して得た2次元画像データを処理対象として、当該画像データ内に撮像されている被写体について、当該被写体の撮像部分に含まれる各画素について、画素の位置座標と、画素値に関する量とを組とした多次元量を生成する手段と、
前記各画素について生成された多次元量の群について、単一のピークを有する確率分布を要素分布とした所定混合分布で記述するときの所定尤度を演算する演算手段であって、混合分布の各要素分布の前記ピークの位置と、画素の位置座標との距離が予め定めた距離しきい値を越える部分については、前記尤度の演算に関係する処理を行わないよう制御する演算手段と、
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
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