JP5538909B2 - 検出装置およびその方法 - Google Patents
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Description
(構成)
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態1について説明していく。
図2は、実施形態1の頭部楕円の検出に関するフローチャートである。次に、このフローチャートを用いて処理の流れを説明する。ステップS101において、ノイズエッジ削除部120の動作・非動作を決定する作動フラグ設定部110の出力を設定する。作動フラグは、外部入力(不図示)により設定される。作動フラグが「H」の場合、ノイズエッジ削除部120の全体を動作させ、作動フラグが「L」の場合、ノイズエッジ削除部120を非動作にし、顔検出部103の出力は直接、頭部領域検出部109へ送られる。
ステップS104において、肌色領域検出部106は、ステップS103で検出した顔領域のRGB画像Iを、式(1)を用いてYUV画像に変換する。
図3は、実施形態1における肌色ヒストグラムの取得例を示す図である。
図8の(a)は、実施形態1における肌色領域のための第1の膨張マスクの例を示す。ステップS109において、肌色とエッジ削除部108は、前記ステップS108で求めた肌色領域について、図8の(a)に示す膨張マスクを利用してその肌色領域を膨張する。このようにして、膨張させた肌色領域内にあるエッジ画像におけるエッジ画素を削除する。
ここで、nは肌色の画素数であり、4は縮退ビン数である。
(構成)
図13は実施形態2における画像処理装置の構成例を示すブロック図である。実施形態1と異なるのは、髪色領域検出部207が追加されている点にある。
図14は、実施形態2における人物頭部領域の検出のための処理の流れを示すフロー図である。この図を用いて処理の流れ説明する。
図16の(a)は、髪サンプル検出領域の例を示す図である。
ステップS2093において、髪色領域検出部207は、髪サンプル候補領域に、肌色領域画像とステップS206で作成したエッジ画像のOR画像を作成し、画素値が0と1を反転した画像を作成する。最後に、各画素列において、肌色画素が出現した位置より下の画素を全部0にする。
ステップS2094において、髪色領域検出部207は、ステップS2093に作成した反転画像に、各列において、上から下へ最後の0から1へ変化する位置を探索し、上から該位置までの画素は全部0とする。残りの画素は髪サンプル画素とする。
ステップS210において、髪色領域検出部207は、前記求めた髪サンプル画素のYUVヒストグラムを求め、非ゼロ頻度画素値の最小と最大値、Yhmin, Yhmax, Uhmin, Uhmax, Vhmin, Vhmaxを求め、髪色の範囲とする。
ステップS212において、エッジ削除部108は、前記ステップS208で求めた肌色領域とステップS211で求めた髪色領域が両方とも検出された頭部領域内に存在するか否かを判断する。両方とも存在する場合、図8の(b)と(c)に示す膨張マスクIまたは膨張マスクIIを利用して肌色と髪色領域を膨張し、重複する領域を求め、重複領域内のエッジ画素を削除する。また同時に、前記ステップS208で求めた肌色領域内のエッジ画素も削除してもよい。ここで、実施形態1における膨張マスク(図8の(a))は、縦1列の形状だったのに対し、膨張マスクIは矩形に膨張させるものであり、膨張マスクIIは矩形の四隅を丸めた図形に膨張させるものである。
本実施形態において、処理の実行速度を早くすることが望まれる場合、ステップS212における処理は、膨張処理を利用しない方法がある。すなわち、図19に示すように、単に髪サンプル領域の幅内に各列について、髪色画素の最大行と肌色画素の最小行との間のエッジ画素を削除してもよい。この場合、髪色や肌色画素の誤検出を避けるために、髪色画素の最大行と肌色画素の最小行との間の距離に所定範囲を設定し、その所定範囲内であれば、その間のエッジ画素を削除するようにしてもよい。
(構成)
図20は、実施形態3における画像処理装置の構成例を示すブロック図である。実施形態3が実施形態1と比べて、作動フラグ設定部110の代わりに、エッジ削除妥当性判定部310を設けられている点が異なる。エッジ削除妥当性判定部310以外の部分は、実施形態1と同じである。
図21は、実施形態3におけるフロー図である。以下、本実施形態をこのフローチャートを用いて詳細に説明する。
(1)候補頭部領域と顔領域またはその一部との重なりによる判断:
図22(a)は、候補頭部領域と顔領域またはその一部との重なりに対する基準の例を示す図である。図22(a)の(1)に示すように、候補楕円が顔領域と重なる場合、この候補楕円は妥当と判断される。例えば、図25(a)の(2)に示すように、最初のフレームにおいて、人物の正面の顔でなく横顔などを検出すると、顔領域と頭部領域が同時に検出されるものの、候補頭部領域が顔領域との重なりが十分でない場合がある。この場合は、誤検出した候補領域であると判断し、この候補楕円は妥当でないと判断する。また顔領域全体の代わりに、その一部を使って候補頭部領域との重なりで妥当性を判断してもよい。
(2)候補楕円の楕円境界上のエッジ画素数が所定閾値以上であるかどうかによる判断:
例えば、図9(b)の候補頭部楕円の円周上のエッジ画素数、nCntが所定の閾値以上ない場合に、妥当でないと判断する。
(3)候補楕円の楕円境界上のエッジ画素が、エッジ画素左辺最低点から右辺最低点までの楕円円弧長を被う比率は所定閾値以上であるかどうかによる判断:
図22の(b)は、楕円円周上のエッジ画素の左辺最低点から右辺最低点までの左右最低点間の楕円円弧(上部の黒太線部)を示す。図のように、候補頭部楕円上左辺のエッジ最低点から右のエッジ最低点までの円弧を、下側にも一周走査した、エッジ画素数、nCntと、楕円円弧の画素数、nCurをそれぞれカウントする。そして式(5)で表わされるその比率、R1が所定閾値より少ない場合、この候補頭部楕円は妥当でないと判断する。
(4)候補楕円の楕円境界上のエッジ画素が、該頭部領域の楕円円周に被さる比率は所定閾値以上であるかどうかを判断:
図22(b)の候補頭部楕円上のエッジ画素数、nCntと、左右最低点間の楕円円弧長との率、R2が所定閾値より少ない場合、候補楕円は妥当でないと判断する。この場合、楕円円弧長は近似的に縦軸と横軸の和に比例するので、例えば、この基準は式(6)で計算できる。
(5)候補楕円の縦横比が所定の範囲内にあるかどうかによる判断:
例えば図22(b)の候補楕円において、式(7)で示す候補楕円の縦軸bと横軸aの比、R3が所定範囲を超える場合、すなわち、R2<th1または R2>th2の場合、候補頭部領域が妥当でないと判断する。
(6)候補楕円における肌色領域の割合が所定閾値以上であるかどうかによる判断:
図22(c)は、候補頭部領域に対する肌色領域を示す図である。図のように、候補頭部楕円または候補頭部楕円の外接矩形に、式(2)と同様に肌色画素を検出する。検出した肌色画素数対候補頭部領域の比率が所定閾値以下の場合、候補頭部領域が妥当でないと判断する。このように、(i)〜(vi)の条件を用いて、候補楕円が妥当であるかの判断を行うことで、候補頭部領域が妥当か否かの判定が行われる。
(構成)
図23は、実施形態4における画像処理装置の構成例を示すブロック図である。実施形態4は、実施形態2における作動フラグ設定部210の代わりに、エッジ削除妥当性判定部310を設けている点が異なる。
図24は、実施形態4におけるフロー図である。
以上のべた実施形態の機能を実現するために、コンピュータプログラムのコードを利用しても良い。すなわち、ソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体(または記憶媒体)をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムのコンピュータが記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することにより実施形態の機能を実現できる。この場合、そのプログラムコードを記録した記録媒体は、本発明を構成することになる。
Claims (12)
- 画像から人物の顔領域を検出する顔検出手段と、
前記検出された人物の顔領域に基づいて頭部検出領域を設定する頭部検出領域設定手段と、
前記設定された頭部検出領域のエッジを検出してエッジ画像を生成するエッジ検出手段と、
前記顔領域の色に基づいて前記頭部検出領域から肌色領域を検出する肌色領域検出手段と、
検出された前記肌色領域と所定の位置関係を有する領域の色分布に基づいて、前記頭部検出領域から髪色領域を検出する髪色領域検出手段と、
前記エッジ画像において、前記肌色領域と前記髪色領域との間のエッジ画素を削除するエッジ削除手段と、
前記エッジ削除手段によりエッジ画素が削除されたエッジ画像から頭部領域に対応した候補楕円を検出する楕円検出手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記楕円検出手段は、前記エッジ画素が削除されたエッジ画像についてハフ変換を行うことで得られた複数の候補楕円の中から所定の基準により1つの候補楕円を選択し頭部領域とすることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記肌色領域検出手段は、
前記顔検出手段により検出された顔領域内の画素の色分布を求める手段と、
前記色分布から予め定められた部分を削除して肌色分布とする手段と、
前記肌色分布を用いて前記頭部検出領域の画像から肌色領域を求める手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記髪色領域検出手段は、
前記肌色領域検出手段により検出された前記肌色領域と所定の位置関係を有する髪サンプル候補領域から髪色サンプル画素を検出する髪色サンプル画素の検出手段と、
該髪色サンプル画素の色分布を求める手段と、
前記髪色サンプル画素の色分布の範囲を用いて前記頭部検出領域から髪色領域を検出する手段とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記髪色サンプル画素の検出手段は、
前記肌色領域と所定の位置関係を有する前記髪サンプル候補領域を設定する手段と、
前記髪サンプル候補領域において、前記肌色領域に含まれず前記エッジ画素でもない画素から肌色画素の出現位置より下の画素を除外して髪サンプル候補画素を生成する手段と、
前記髪サンプル候補画素のうち、上隣の画素が髪サンプル候補画素ではない上から下に向かって最後の髪サンプル候補画素の位置より上の画素を除外した残りの画素を髪サンプル画素に設定する手段とを備えることを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記エッジ削除手段は、
前記髪色領域を膨張する手段と、
前記膨張させた肌色領域と前記膨張させた髪色領域との重複領域内のエッジ画素を除去する手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記エッジ削除手段は、前記肌色領域の左右の所定の各画素列について、前記髪色領域の最小画素行と前記肌色領域の最大画素行との距離が所定範囲内の場合に、前記肌色領域と前記髪色領域との間のエッジ画素を削除することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ削除手段を動作させるか否かは、マニュアルにより制御されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ画素が削除されたエッジ画像から前記楕円検出手段が検出した候補楕円に対応する頭部領域が妥当か否かを所定の判定基準により判定する妥当性判定手段を更に備え、
前記候補楕円は妥当であると前記妥当性判定手段が判断した場合に、前記エッジ削除手段を動作させることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記妥当性判定手段は、
前記候補楕円が顔領域または該顔領域の一部と重複するかどうかを判断する手段と、
前記候補楕円の楕円境界上のエッジ画素数が所定閾値以上であるかどうかを判断する手段と、
前記候補楕円の楕円境界上のエッジ画素が、エッジ画素左辺最低点から右辺最低点までの楕円円弧長に被さる比率が所定閾値以上であるかどうかを判断する手段と、
前記候補楕円の楕円境界上のエッジ画素が、該頭部領域の楕円円周に被さる比率が所定閾値以上であるかどうかを判断する手段と、
前記候補楕円の縦横比が所定の範囲内にあるかどうかを判断する手段と、
前記候補楕円における肌色領域の割合が所定閾値以上であるかどうかを判断する手段とのうちの、少なくとも一つの手段を備えることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 顔検出手段が、画像から人物の顔領域を検出する顔検出工程と、
頭部検出領域設定手段が、前記検出された人物の顔領域に基づいて頭部検出領域を設定する頭部検出領域設定工程と、
エッジ検出手段が、前記設定された頭部検出領域のエッジを検出してエッジ画像を生成するエッジ検出工程と、
肌色領域検出手段が、前記顔領域の色に基づいて前記頭部検出領域から肌色領域を検出する肌色領域検出工程と、
髪色領域検出手段が、検出された前記肌色領域と所定の位置関係を有する領域の色分布に基づいて、前記頭部検出領域から髪色領域を検出する髪色領域検出工程と、
前記エッジ画像において、エッジ削除手段が、前記肌色領域と前記髪色領域との間のエッジ画素を削除するエッジ削除工程と、
頭部領域検出手段が、前記エッジ削除工程によりエッジ画素が削除されたエッジ画像から頭部領域に対応した候補楕円を検出する頭部領域検出工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項11に記載された各工程をコンピュータシステムに実行させるコンピュータプログラム。
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