JP4755202B2 - 顔特徴の検出方法 - Google Patents
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Description
1.顔特徴テンプレートの設計及び簡略化。このテンプレートは、顔特徴の全体的な外観のみを、暗い領域及び明るい領域の集合として表す。各顔特徴は一組の異なるテンプレートを有し得る。
2.低レベル画像処理段階:
●次のテンプレートマッチングに必要な時間がテンプレートサイズに関係なくなるように積分画像への画像変換。
●ピクセル毎のテンプレートマッチングにより、顔特徴毎に複数の信頼度マップを得る。
●信頼度マップの結合、及び信頼度レベルの高い顔特徴領域の抽出。
3.顔特徴の解析及び選択段階:
●複数組の「左目」、「両目間」、「右目」の候補の領域配置の解析及び抽出。
●高信頼度レベルと、テクスチャ特徴と、他の顔特徴領域の存在とに基づく最良の顔特徴候補の選択。
4.顔特徴検出の階層的戦略
●画像及びテンプレートをダウンサンプリングしたバージョンへのステップ1、2の適用
●検出された顔特徴を含む関心領域(ROI)の抽出
●テンプレートの元のバージョン及びROI内の画像へのステップ1、2の適用により顔特徴を正確に位置特定する。
●様々な解像度からの結果を結合する。本方法がそれらの解像度のうちの1つで失敗したら他の解像度での結果を用いる。
1.統一した枠組みの中で各顔特徴に任意数のテンプレートを用いる。
2.図2に示す4つの特定のテンプレート(「両目間領域」、「水平方向の顔特徴」及び「開いた目」)を用いる。
3.統計データ解析及び信号対雑音比の計算に基づくテンプレートマッチング方法。
4.安定した3つ一組の領域〈左目、両目間、右目〉を顔領域の主な特徴として用いる。
5.高信頼度レベルと、テクスチャ特徴と、他の顔特徴領域の存在とに基づく最良の顔特徴候補の選択方法。
1)積分画像の計算(S21)。テンプレートは異なるサイズの矩形の集合として表されるため、これらの矩形内の統計特徴(平均及び分散)の高速計算のために特別な画像前処理が必要である。画像の積分表現への変換はそのような特徴の高速計算を4回のピクセル参照(すなわち矩形の角)のみにより提供する。積分画像の計算は既知の従来技術の技法である。簡単に言えば、この計算は、以下のように定義される積分画像Sum(x,y)及びSumQ(x,y)を含む。
2)テンプレート毎に行われるテンプレートマッチング(S22)。この手順は、各ピクセル近傍の統計的仮説試験に基づく。このステップの結果は一組の信頼度マップである。2つのマップが「両目間」領域が存在する尤度を示し、もう2つのマップが考えられる目領域を示す。信頼度マップの各ピクセルは仮説試験の結果を含み、画像領域とテンプレートとの間の類似度として考えることができる。
3)信頼度マップの結合(S23)。この実施態様では信頼度マップのピクセル毎の乗算を用いるが、加算又は最大値選択等の他の結合方法も適用可能である。ピクセル毎の乗算結果の範囲は信頼度マップの数値フォーマットに依存する。固定小数点表現の場合、さらなる除算又はビットシフトが必要となる。
4)信頼度マップの分割(S24)。各信頼度マップは、高信頼度の領域を低信頼度の背景と分離するために分割される。類似度は信号対雑音比(SNR)としても解釈することができ、信頼度マップを閾値処理する可能性を開く。本実施態様では、信号レベルが雑音レベルのすぐ上であることを示すSNR〜1.1の閾値を用いる。モルフォロジー演算(morphological operations)又は小/大領域の除去等のより洗練された分割方法もこの段階で適用可能である。
●b(x,y)は「両目間」信頼度マップであり、
●B={B1,...,Bn}は、b(x,y)から抽出された一組の連結領域である。
●e(x,y)は「目」信頼度マップであり、
●E={E1,...,Em}は、e(x,y)から抽出された一組の連結領域である。なお、E組は両目及び口の候補領域を含む。
●インデックスi、j、kはそれぞれ、現在の左目領域、右目領域及び両目間領域を指定する。
●B組の領域毎に最大値の位置及びその値bmax(xmax,ymax)が事前に計算されており、bmaxは領域組の合計スコアを計算するために用いられ(図9)、(xmax,ymax)は考えられる各両目間領域の中心を示す。
●E組の各領域は以下の事前に計算された特徴を有する。
○emax(xmax,ymax)−最大値の位置及びその値。emaxは、領域組の合計スコアを計算するために用いられ(図9)、(xmax,ymax)は目の中心を示す。
○GE、GM−領域P内で以下のように計算されるテクスチャ測定値。
Claims (23)
- 画像中の物体の検出方法であって、前記物体は顔特徴群を備え、前記顔特徴群は両目を含み、
前記方法は、
前記物体の1つの目の特徴である第1の特徴と、前記物体の両目間の特徴である第2の特徴について、それぞれの単純化された外観を定義する第1および第2のテンプレートを用いることと、
前記第1および第2のテンプレートにマッチする各特徴を識別するために、前記第1および第2のテンプレートを用いて同時にテンプレートマッチングを行うことと、
3つ一組の特徴を有する領域を少なくとも1つを検出するために、前記第1および第2のテンプレートのそれぞれについて前記テンプレートマッチングの結果を処理することであって、前記3つ一組の特徴のうち2つの特徴は前記第1のテンプレートにマッチし1つの特徴は前記第2のテンプレートにマッチする、前記テンプレートマッチングの結果を処理することと
を含む、画像中の物体の検出方法。 - 前記第1のテンプレートは、左目の特徴および右目の特徴のためのものであり、前記第2のテンプレートは、両目間の特徴のためのものである、請求項1に記載の方法。
- 左目、右目および両目間の3つ一組の特徴を有する、前記検出された少なくとも1つの
領域を、口領域の存在によって検証することを含む、請求項2に記載の方法。 - 閉じた目用のテンプレートおよび開いた目用のテンプレートの双方を用いることを含む、請求項1に記載の方法。
- 1つの物体に関する前記少なくとも2つの異なるテンプレートの各々の前記テンプレートマッチングの結果を結合することを含む、請求項1に記載の方法。
- 同一の物体に対する前記テンプレートマッチングの結果にそれぞれ関連する、複数の信頼度マップを導出することを含む、請求項1に記載の方法。
- 最初に元画像をダウンサンプリングすることと、
関心物体を含む可能性がある領域を少なくとも1つ検出する前記ステップの後に、前記検出された領域に関して前記元画像の前記テンプレートマッチングを行うことと
を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 異なる解像度についての前記テンプレートマッチングの結果を結合することを含む、請求項7に記載の方法。
- 複数の解像度でテンプレートマッチングを行うことと、
異なる解像度に関して複数の信頼度マップを導出することと
を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1および第2のテンプレートについて前記テンプレートマッチングの結果を処理する前記ステップは、前記信頼度マップを結合することを含む、請求項6又は9に記載の方法。
- 前記結合することは、ピクセル毎の乗算、加算、又は最大値選択を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記結合することの後に閾値処理及びモルフォロジー後処理が続く、請求項11に記載の方法。
- 連結性解析を、請求項11に記載の方法から得られる2値画像に対して、行うことを含む、請求項1〜12に記載の方法。
- 領域配置解析を行うことを含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記領域配置解析は対称性の検査を含む、請求項14に記載の方法。
- テンプレートマッチングの結果を、
テクスチャ情報、及び、前記画像中の他の物体に関する情報のうちの、1つ又は複数と結合することを含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。 - 請求項1に記載の方法を用いる、画像中の顔領域候補の選択方法であって、
左目、右目及び両目間の3つ一組の領域を考慮することと、
口領域を用いて前記3つ一組の領域を検証することと
を含む、画像中の顔領域候補の選択方法。 - 請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法を実行する装置。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法を実行するようにプログラムされる制御装置。
- 請求項19に記載の制御装置と、画像を記憶する記憶手段とを備える装置。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法を実行するコンピュータシステム。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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