JP5565869B2 - Identification device and identification program - Google Patents

Identification device and identification program Download PDF

Info

Publication number
JP5565869B2
JP5565869B2 JP2011168300A JP2011168300A JP5565869B2 JP 5565869 B2 JP5565869 B2 JP 5565869B2 JP 2011168300 A JP2011168300 A JP 2011168300A JP 2011168300 A JP2011168300 A JP 2011168300A JP 5565869 B2 JP5565869 B2 JP 5565869B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weak
weak classifier
detection target
classifier
identification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011168300A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013033331A (en
Inventor
徹 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universal Entertainment Corp
Original Assignee
Universal Entertainment Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universal Entertainment Corp filed Critical Universal Entertainment Corp
Priority to JP2011168300A priority Critical patent/JP5565869B2/en
Publication of JP2013033331A publication Critical patent/JP2013033331A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5565869B2 publication Critical patent/JP5565869B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、画像データに検出対象が含まれるか否かを識別する識別装置及び識別プログラムに関する。   The present invention relates to an identification device and an identification program for identifying whether or not a detection target is included in image data.

画像からの物体検出において、デジタルカメラにおける顔検出や、自動車の運転支援における歩行者検出など、オンライン処理が必要とされる分野では、検出の正確さとともに識別処理の高速性も要求される。しかしながら、一般的に識別性能が高い識別装置ほど計算量が多い傾向があるため、この2つの要求を同時に満たすことは困難である。   In fields where online processing is required, such as face detection in digital cameras and pedestrian detection in driving support for automobiles, object detection from images requires high-speed identification processing as well as detection accuracy. However, in general, an identification device with higher identification performance tends to have a larger amount of calculation, so it is difficult to satisfy these two requirements at the same time.

パターン認識を用いて画像から検出対象を高速に検出する方法に関して、識別性能の低い複数の弱識別器を組み合わせることにより識別性能の高い強識別器を構成する技術が提案されている。   As a method for detecting a detection target from an image at high speed using pattern recognition, a technique for configuring a strong classifier with high discrimination performance by combining a plurality of weak classifiers with low discrimination performance has been proposed.

非特許文献1においては、複数の弱識別器を直列に並べることにより構成された強識別器が開示されている。この強識別器は、弱識別器毎にその出力と閾値との大小比較により顔と非顔とを識別し、いずれかの弱識別器で非顔と識別された領域の入力データについては、それより後段の弱識別器の処理を省略する。これにより、画像のほとんどの領域が非顔領域であるため、このようなカスケード構造の識別器を用いることで、検出処理を高速化することが可能になっている。また、特許文献1には、弱識別器の類似度の中で最も低い類似度を弱識別器の閾値に設定することによって、検出処理を高速化する構成が開示されている。   Non-Patent Document 1 discloses a strong classifier configured by arranging a plurality of weak classifiers in series. This strong classifier discriminates a face and a non-face for each weak classifier by comparing the output with a threshold value, and the input data of an area identified as a non-face by any weak classifier Processing of the later weak classifier is omitted. As a result, since most of the region of the image is a non-face region, it is possible to speed up the detection process by using such a cascade structure classifier. Patent Document 1 discloses a configuration that speeds up detection processing by setting the lowest similarity among the weak classifiers as the threshold value of the weak classifier.

Paul Viola and Michael Jones, “Rapid Object Detection using a Boosted Cascade of Simple Features,”Proc. of CVPR2001, vol.1, pp. 511-518, 2001.Paul Viola and Michael Jones, “Rapid Object Detection using a Boosted Cascade of Simple Features,” Proc. Of CVPR2001, vol.1, pp. 511-518, 2001. 特開2009−251962号公報JP 2009-251962 A

ところで、複数の弱識別器を組み合わせて強識別器により画像を識別する技術分野においては、検出処理の高速化が極めて重要である。従って、上記従来の構成よりも検出処理を高速化できる識別装置が望まれている。   By the way, in the technical field in which a plurality of weak classifiers are combined and an image is identified by a strong classifier, it is extremely important to speed up the detection process. Therefore, there is a demand for an identification device that can speed up the detection process compared to the conventional configuration.

本発明は、検出処理を高速化できる識別装置及び識別プログラムを提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an identification device and an identification program that can speed up detection processing.

本発明は、識別装置であって、入力データの特徴量を生成する特徴量生成部と、前記特徴量が第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲内に存在するか否かを判定する判定部と、検出対象と非検出対象との識別性能が高いほど重みが大きくなるように設定された重み設定部とを備えた弱識別器と、前記弱識別器を複数備え、前記各弱識別器における特徴量の判定結果と重みとの積算値の線形和に基づいて、前記入力データが検出対象であるか否かを識別する強識別器とを有する。   The present invention is an identification device, wherein a feature value generation unit that generates a feature value of input data, and whether or not the feature value exists within a predetermined range sandwiched between a first threshold value and a second threshold value. A weak discriminator including a determination unit, a weight setting unit set so that the weight increases as the discrimination performance between the detection target and the non-detection target increases, and each of the weak discriminators, A strong discriminator for discriminating whether or not the input data is a detection target based on a linear sum of the integrated value of the feature value determination result and the weight in the weak discriminator.

上記の構成によれば、検出対象の特徴量の確率分布と非検出対象の特徴量の確率分布とを比較した場合、非検出対象の特徴量の両側確率が検出対象の特徴量の両側確率よりも大きいという関係が一般的である。従って、第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲を基準にして特徴量の存在の有無を判定すると、所定範囲内において検出対象の入力データが多く含まれる一方、所定範囲外、即ち、第1閾値未満の下側領域と第2閾値を超えた上側領域とにおいて非検出対象の入力データが多く含まれることになる。この結果、従来のように、一つの閾値で区切られた一方側の領域と他方側の領域とを用いて入力データが検出対象であるか否かを判定する場合よりも、識別を有効に行える領域を多く確保できることから、各弱識別器の識別性能をそれぞれ高めることができる。これにより、少ない数量の弱識別器で高い性能を持った強識別器を得ることができ、ひいては検出処理を高速化することができる。   According to the above configuration, when comparing the probability distribution of the feature quantity of the detection target and the probability distribution of the feature quantity of the non-detection target, the two-sided probability of the feature quantity of the non-detection target is more than the two-sided probability of the feature quantity of the detection target. Is generally large. Therefore, when the presence / absence of the feature amount is determined based on a predetermined range sandwiched between the first threshold value and the second threshold value, a large amount of input data to be detected is included within the predetermined range, Thus, a large amount of non-detection target input data is included in the lower region below the first threshold and the upper region exceeding the second threshold. As a result, the identification can be performed more effectively than the conventional case where it is determined whether or not the input data is a detection target using the one side region and the other side region separated by one threshold value. Since a large area can be secured, the discrimination performance of each weak discriminator can be improved. As a result, a strong classifier having high performance can be obtained with a small number of weak classifiers, and thus the detection process can be speeded up.

また、本発明における前記強識別器は、前記弱識別器の弱識別器集合部を複数段で直列配置し、前段の弱識別器集合部において検出対象であると識別した入力データだけを、後段の弱識別器集合部における検出対象の識別に用いてもよい。   Further, the strong classifier in the present invention, the weak classifier set of the weak classifier is arranged in series in a plurality of stages, only the input data identified as the detection target in the weak classifier set of the previous stage, It may be used for identifying the detection target in the weak classifier set part.

上記の構成によれば、識別性能が高められた弱識別器を各段の弱識別器集合部に備えているため、特に検出対象の識別を開始した初期において、検出対象でない非検出対象の入力データを多く排除することができるため、入力データが検出対象であるか否かの識別である識別処理を短時間で完了することができる。   According to the above configuration, since the weak classifiers with improved discrimination performance are provided in the weak classifier aggregation units at each stage, the input of non-detection targets that are not detection targets, particularly in the early stage of identification of detection targets Since a large amount of data can be eliminated, the identification process for identifying whether the input data is a detection target can be completed in a short time.

また、本発明における前記弱識別器における前記重み設定部は、前記検出対象である複数のポジティブ学習データと、非検出対象である複数のネガティブ学習データとを前記入力データとしたアダブースト(Adaboost)の学習アルゴリズムによって、前記重みが設定されていてもよい。   Further, the weight setting unit in the weak classifier according to the present invention is an Adaboost using a plurality of positive learning data to be detected and a plurality of negative learning data to be non-detected as input data. The weight may be set by a learning algorithm.

上記の構成によれば、各弱識別器における重みを容易且つ短時間で設定することができる。   According to said structure, the weight in each weak discriminator can be set easily and in a short time.

また、本発明における前記弱識別器における前記判定部は、非検出対象の特徴量の下側確率が前記検出対象の特徴量の下側確率よりも大きくなる交点を前記第1閾値とし、前記非検出対象の特徴量の上側確率が前記検出対象の特徴量の上側確率よりも大きくなる交点を前記第2閾値としていてもよい。   In addition, the determination unit in the weak classifier according to the present invention uses, as the first threshold, an intersection at which a lower probability of a feature amount of a non-detection target is greater than a lower probability of the feature amount of the detection target, An intersection at which the upper probability of the feature quantity of the detection target is larger than the upper probability of the feature quantity of the detection target may be set as the second threshold value.

上記の構成によれば、第1閾値及び第2閾値を容易に設定することができる。   According to said structure, a 1st threshold value and a 2nd threshold value can be set easily.

また、本発明は、識別プログラムであって、入力データが入力される入力部、記憶部及び出力部を備えたコンピュータを、前記入力データの特徴量を生成する特徴量生成手段、前記特徴量が第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲内に存在するか否かを判定する判定手段、及び検出対象と非検出対象との識別性能が高いほど重みが大きくなるように設定される重み設定手段を備えた複数の弱識別手段、 前記各弱識別手段における前記特徴量の判定結果と重みとの積算値の線形和に基づいて、前記入力データが前記検出対象であるか否かを識別する強識別手段として機能させる。   Further, the present invention is an identification program, comprising: a computer having an input unit to which input data is input, a storage unit, and an output unit; a feature amount generating unit that generates a feature amount of the input data; A determination means for determining whether or not a predetermined range sandwiched between the first threshold value and the second threshold value is set, and the weight is set to be larger as the discrimination performance between the detection target and the non-detection target is higher. A plurality of weak discriminating means comprising weight setting means; based on a linear sum of integrated values of the determination result of the feature quantity and the weight in each of the weak discriminating means, whether or not the input data is the detection target It functions as a strong identification means for identifying.

上記の構成によれば、コンピュータを備えた情報処理装置に対して識別プログラムをインストールするという簡単な作業により識別装置を構築することができる。   According to said structure, an identification apparatus can be constructed | assembled by the simple operation | work of installing an identification program with respect to information processing apparatus provided with the computer.

本発明は、検出処理を高速化できる。   The present invention can speed up the detection process.

識別装置における学習モード及び識別モードを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the learning mode and identification mode in an identification device. 矩形ペアの説明図であり、(A)は第1矩形が第2矩形に含まれた状態、(B)は第1矩形と第2矩形との一部同士が重複した状態、(C)は第1矩形と第2矩形とが完全に離反した状態である。It is explanatory drawing of a rectangle pair, (A) is the state in which the 1st rectangle was included in the 2nd rectangle, (B) is the state in which the 1st rectangle and the 2nd rectangle partly overlapped, (C) is The first rectangle and the second rectangle are completely separated from each other. 弱識別器として選択された矩形ペアの説明図である。It is explanatory drawing of the rectangular pair selected as a weak discriminator. 第1閾値及び第2閾値を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a 1st threshold value and a 2nd threshold value. 超平面と弱識別器との関係示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a hyperplane and a weak discriminator. カスケード構造のブロック図である。It is a block diagram of a cascade structure. ウインドウ内の画像と弱識別器との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the image in a window, and a weak classifier. 顔画像領域の模式図である。It is a schematic diagram of a face image area. 顔画像領域の模式図である。It is a schematic diagram of a face image area. 学習モード処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a learning mode process routine. 弱識別器候補準備処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a weak classifier candidate preparation processing routine. 近傍探索処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a neighborhood search processing routine. 強識別器構築処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a strong discriminator construction processing routine. 強識別処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a strong identification process routine. 遊技媒体貸出装置(サンド)を併設したパチンコ機を示す正面図である。It is a front view which shows the pachinko machine which added the game media rental apparatus (sand).

(識別装置10)
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る識別装置10は、図1に示すように、複数の弱識別器2を学習データにより学習させて強識別器1を生成する学習モードと、強識別器1により入力データを識別する識別モードとに切り替え可能にされている。識別装置10は、強識別器1と、強識別器1を構成する複数の弱識別器2とを備えている。各弱識別器2は、入力データの特徴量を生成する特徴量生成部3と、特徴量が第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲内に存在するか否かを判定する判定部4と、検出対象と非検出対象との識別性能が高いほど重みが大きくなるように設定された重み設定部5とを備えている。そして、強識別器1は、各弱識別器2における特徴量の判定結果と重みとの積算値の線形和に基づいて、入力データが検出対象であるか否かを識別するようになっている。
(Identification device 10)
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the identification device 10 according to the present embodiment identifies a learning mode in which a plurality of weak classifiers 2 are learned from learning data to generate a strong classifier 1, and input data is identified by the strong classifier 1. It is possible to switch to the identification mode. The identification device 10 includes a strong classifier 1 and a plurality of weak classifiers 2 that constitute the strong classifier 1. Each weak discriminator 2 determines whether or not the feature amount exists in a predetermined range sandwiched between the first threshold value and the second threshold value, and the feature amount generation unit 3 that generates the feature amount of the input data 4 and a weight setting unit 5 set so that the weight increases as the discrimination performance between the detection target and the non-detection target increases. The strong classifier 1 identifies whether or not the input data is a detection target based on the linear sum of the integrated value of the determination result of the feature amount and the weight in each weak classifier 2. .

ここで、『学習データ』は、検出対象である複数のポジティブ学習データと、非検出対象である複数のネガティブ学習データとが予め準備されたサンプルデータである。例えば、検出対象が人物の顔であれば、人物の顔の画像データがポジティブ学習データとなり、人物の全身や腕、他の動物、建物等の人物の顔以外の画像データがネガティブ学習データとなる。   Here, “learning data” is sample data in which a plurality of positive learning data to be detected and a plurality of negative learning data to be non-detected are prepared in advance. For example, if the detection target is a person's face, the image data of the person's face becomes positive learning data, and image data other than the person's face such as the whole body, arms, other animals, buildings, etc. becomes negative learning data. .

(学習アルゴリズム)
『学習』は、ポジティブ学習データ及びネガティブ学習データを用いて弱識別器2に重みを付ける処理である。重み付けのための学習アルゴリズムとしては、特に限定されるものではないが、Adaboostアルゴリズムが例示される。Adaboostアルゴリズムの概要を説明すると、先ず、弱識別器候補(学習前の弱識別器2)が作成される。この後、学習データ(特徴量とクラス)への重みがサンプル数Nで初期化1/Nされることによって、全学習データが同一の重み付けに設定される。各学習データにおいて、学習データのクラスと弱識別器候補の出力クラスが一致しない学習データの重みが積算されることによって、各弱識別器候補の誤り率が求められる。誤り率が小さいほど信頼度が大きくなるように、学習データの重みが更新される。即ち、学習データの重みは、弱識別器候補が正しく識別できた学習データについては重みが小さくなるように更新される一方、弱識別器候補が間違って識別した学習データについては重みが大きくなるように更新される。この後、学習データの重みの和が1になるように正規化されることによって、1個の弱識別器候補が作成される。このような弱識別器候補の作成が繰り返して行われた後、全数や所定個数の弱識別器候補が弱識別器2として選択される。
(Learning algorithm)
“Learning” is a process of weighting the weak classifier 2 using positive learning data and negative learning data. The learning algorithm for weighting is not particularly limited, but the Adaboost algorithm is exemplified. The outline of the Adaboost algorithm will be described. First, a weak classifier candidate (weak classifier 2 before learning) is created. Thereafter, the learning data (features and classes) is initialized with 1 / N of the number of samples N, so that all the learning data is set to the same weight. In each learning data, the error rate of each weak classifier candidate is obtained by integrating the weights of the learning data in which the class of the learning data and the output class of the weak classifier candidate do not match. The weight of the learning data is updated so that the reliability increases as the error rate decreases. That is, the weight of the learning data is updated so that the weight is reduced for the learning data in which the weak classifier candidate is correctly identified, while the weight is increased for the learning data that the weak classifier candidate has incorrectly identified. Updated to Thereafter, normalization is performed so that the sum of the weights of the learning data becomes 1, so that one weak classifier candidate is created. After such weak classifier candidates are repeatedly created, all or a predetermined number of weak classifier candidates are selected as the weak classifiers 2.

(特徴量)
『特徴量』は、画像データを数値化したものであり、他の特徴量と比較することより類似度を求めることができるものであれば、特に限定されない。例えば、Haar−like特徴の場合、検出対象か非検出対象かを判定するために、白矩形領域における平均輝度値と黒矩形領域における平均輝度値との差を用いた特徴量となる。この場合には、Integral Image の利用により高速演算が可能になる。
(Feature value)
The “feature amount” is obtained by digitizing image data, and is not particularly limited as long as the similarity can be obtained by comparing with other feature amounts. For example, in the case of a Haar-like feature, in order to determine whether it is a detection target or a non-detection target, the feature amount uses the difference between the average luminance value in the white rectangular region and the average luminance value in the black rectangular region. In this case, high-speed computation is possible by using Integral Image.

(弱識別器2・弱識別器候補)
弱識別器2と弱識別器候補とは、学習前の弱識別器2が弱識別器候補である関係であり、重みの状態を除いて同一である。弱識別器2及び弱識別器候補は、Violaらが提案した構成と同様に、2矩形からなる特徴、3矩形からなる特徴、4矩形からなる特徴であってもよいし、画素高次元空間内での自由度を最大限に取りながら、且つ判定を高速化するため、2矩形領域の明度差のみを取り扱う構成であってもよい。
(Weak classifier 2, weak classifier candidate)
The weak classifier 2 and the weak classifier candidate are a relationship in which the weak classifier 2 before learning is a weak classifier candidate, and are the same except for the state of weight. Similar to the configuration proposed by Viola et al., The weak classifier 2 and the weak classifier candidate may be a feature consisting of two rectangles, a feature consisting of three rectangles, a feature consisting of four rectangles, or in a pixel high-dimensional space. In order to maximize the degree of freedom and to speed up the determination, it may be configured to handle only the lightness difference between the two rectangular regions.

例えば、所定画素数のウインドウを設定し、このウインドウの中に顔画像が入っているかどうかという課題が与えられた場合において、それぞれの画素の輝度値を独立変数とする高次元空間を考えたとき、Haar−like弱識別器で定義される半空間を区切る超平面集合は、全超平面集合のごく一部に過ぎないことがわかる。尚、超平面集合等についての説明は後述する。従って、高次元空間内の有限領域を占めていると予想されるポジティブ領域に対して、より効果的にネガティブ領域と区切る境界を設定するためのHaar−like弱識別器の制約は、探索空間が膨大にならない手法が別に用意できれば必要いことが予想される。   For example, when a window with a predetermined number of pixels is set and a task is given whether a face image is contained in this window, when considering a high-dimensional space in which the luminance value of each pixel is an independent variable It can be seen that the hyperplane set that delimits the half-space defined by the Haar-like weak classifier is only a small part of the total hyperplane set. The hyperplane set will be described later. Therefore, the restriction of the Haar-like weak classifier for setting the boundary that more effectively separates the negative region from the positive region expected to occupy a finite region in the high-dimensional space is that the search space is It is expected to be necessary if a method that does not become enormous can be prepared separately.

Violaらは、2矩形からなる特徴、3矩形からなる特徴、4矩形からなる特徴を使用したが、上記予想からHaar−likeである必然性は不要であると認識される。従って、以下の条件のみが2矩形領域の組み合わせに課されたものでもよい。2つの矩形領域がそれぞれ、(1)検出ウインドウ内部に含まれること、(2)互いに完全に重ならないことの2条件を満たす全ての矩形の組み合わせを弱識別器候補とすることができる。考えられる矩形ペアの例を図2(A)〜(C)に示す。図2(A)は第1矩形31が第2矩形32に含まれた状態である。図2(B)は第1矩形31と第2矩形32との一部同士が重複した状態である。図2(C)は第1矩形31と第2矩形32とが完全に離反した状態である。   Viola et al. Used a feature consisting of two rectangles, a feature consisting of three rectangles, and a feature consisting of four rectangles. From the above prediction, it is recognized that the necessity of Haar-like is unnecessary. Accordingly, only the following conditions may be imposed on the combination of two rectangular areas. Each of the two rectangular regions can be used as a weak classifier candidate by combining all the rectangles satisfying two conditions of (1) being included in the detection window and (2) not completely overlapping each other. Examples of possible rectangular pairs are shown in FIGS. FIG. 2A shows a state in which the first rectangle 31 is included in the second rectangle 32. FIG. 2B shows a state where the first rectangle 31 and the second rectangle 32 partially overlap each other. FIG. 2C shows a state where the first rectangle 31 and the second rectangle 32 are completely separated from each other.

上記の手法を使って正面顔画像をポジティブサンプルとして学習し、最も識別力が高い弱識別器として選択された矩形ペアの例を図3に示す。外側の矩形は両目と口を含むため相対的に暗く、内側の矩形は両目と口を含まないため相対的に明るくなる。両目も口も、ほとんどの光源環境で陰になる部分が発生するため、常に周囲より暗い。一方、矩形領域内のどこかしらが明るくなるため、完全に暗くなることもない。従って、2つの矩形の明度差は、或る値以上から或る値以下の範囲に収まることになり、2つの閾値で判定する事で精度を上げることができる。   FIG. 3 shows an example of a rectangular pair in which a front face image is learned as a positive sample using the above method and selected as a weak classifier having the highest discriminating power. The outer rectangle is relatively dark because it includes both eyes and mouth, and the inner rectangle is relatively bright because it does not include both eyes and mouth. Both eyes and mouth are always darker than the surroundings because shadows occur in most light source environments. On the other hand, since somewhere in the rectangular area becomes bright, it does not become completely dark. Therefore, the brightness difference between the two rectangles falls within a range from a certain value to a certain value, and the accuracy can be improved by making a determination with two threshold values.

Viola−Jonesの方法では、24×24画素で識別器を構成すると弱識別器候補数は18万を越えるが、さらに制限を緩めた2矩形領域の組み合わせ方法では、弱識別器候補数はさらに増大する。例えば、24×24画素で39億個以上になる。そこで、計算時間の短縮のため発見的方法を適用してもよい。具体的には、弱識別器候補の矩形サイズや位置の変化量を1画素毎ではなく、例えば3画素毎にする。これにより24×24画素で36万個にまで弱識別器候補数が減ることになる。この大幅な省略によって識別力の高い矩形ペアが候補の中から漏れる可能性が出てくるが、近傍探索で、より識別力の高い矩形ペアを発見すればよい。   In the Viola-Jones method, the number of weak classifier candidates exceeds 180,000 if the classifier is configured with 24 × 24 pixels, but the number of weak classifier candidates further increases in the combination method of two rectangular areas that are further relaxed. To do. For example, 24 × 24 pixels is 3.9 billion or more. Therefore, a heuristic method may be applied to shorten the calculation time. Specifically, the amount of change in the rectangular size and position of the weak classifier candidate is not set for each pixel, but for example, every three pixels. As a result, the number of weak classifier candidates is reduced to 360,000 with 24 × 24 pixels. This significant omission may cause a rectangular pair with high discriminating power to leak out of the candidates, but a rectangular pair with higher discriminating power may be found by a neighborhood search.

最初に用意した弱識別器候補の中からブースティングアルゴリズムに従って最もよいものを選択した後、その候補の矩形幅、矩形位置などのパラメータをわずかに変更した弱識別器候補群を生成し、なんらかの局所探索手法(例えば山登り法)により、最もよいものを発見し、選び直すことで最適に近い性能の弱識別器候補を発見する。   After selecting the best candidate weak classifiers according to the boosting algorithm from the first prepared weak classifier candidates, a weak classifier candidate group is generated by slightly changing parameters such as the rectangle width and rectangle position of the candidate, and some local classifiers are generated. A weak classifier candidate with a performance close to optimum is found by finding the best one by a search method (for example, a hill-climbing method) and selecting it again.

矩形の中の画素全体の輝度値平均を取るという操作のため、矩形の大きさがある程度大きければ、わずかに係数を変化させただけの矩形間の輝度値は大きく違わない事が期待できると共に、識別器性能も比較的滑らかに変化することが期待できるため、この近傍探索はうまく働くと予想される。   For the operation of taking the luminance value average of all the pixels in the rectangle, if the size of the rectangle is large to some extent, it can be expected that the luminance value between the rectangles with a slight change in the coefficient will not be significantly different, Since the classifier performance can also be expected to change relatively smoothly, this neighborhood search is expected to work well.

局所探索の際に変更可能なパラメータは以下のものがある
1. 2つの閾値d1・d2
2. 白矩形X,Y座標
3. 白矩形横幅Xw、縦幅Yw
4. 黒矩形座標
5. 黒矩形横幅、縦幅
ここで、「白矩形」及び「黒矩形」は便宜的な呼称であり、例えば、基準座標が左にあるものを「白矩形」、右にあるものを「黒矩形」と呼ぶ(X座標が同一の場合は、上にあるものを「白矩形」、下にあるものを「黒矩形」と呼ぶ)。どちらの矩形の明度が高いかは呼称と無関係に実際のポジティブサンプルの分布で決定され、閾値d1・d2の値に反映される。
The following parameters can be changed during local search. Two threshold values d1 and d2
2. 2. White rectangle X, Y coordinates White rectangle width Xw, length Yw
4). 4. Black rectangular coordinates Black rectangle horizontal width, vertical width Here, “white rectangle” and “black rectangle” are convenient names. For example, a reference coordinate on the left is “white rectangle”, and a right is “black rectangle”. (When the X coordinates are the same, the upper one is called “white rectangle” and the lower one is called “black rectangle”). Which rectangle has the higher brightness is determined by the distribution of the actual positive samples regardless of the designation, and is reflected in the values of the threshold values d1 and d2.

(第1閾値、第2閾値)
『第1閾値、第2閾値』は、図4に示すように、2つの矩形領域のそれぞれの明度総和の差の分布である正規分布の一方側(下側領域)と他方側(上側領域)とに設けた閾値である。第1閾値は、非検出対象の特徴量の下側確率が検出対象の特徴量の下側確率よりも大きくなる交点であり、第2閾値は、前記非検出対象の特徴量の上側確率が前記検出対象の特徴量の上側確率よりも大きくなる交点であってもよい。この場合には、第1閾値及び第2閾値を容易に設定することができる。尚、弱識別器2の出力h(x)は、第1識別値θ1から第2閾値θ2の範囲に特徴量xが存在すれば、“1”となり、存在しなければ“0”となる。
(First threshold, second threshold)
As shown in FIG. 4, the “first threshold value and second threshold value” are one side (lower region) and the other side (upper region) of the normal distribution, which is the distribution of the difference in brightness sum of the two rectangular regions. And a threshold value provided for each. The first threshold is an intersection where the lower probability of the feature quantity of the non-detection target is larger than the lower probability of the feature quantity of the detection target, and the second threshold is the upper probability of the feature quantity of the non-detection target The intersection may be larger than the upper probability of the feature quantity to be detected. In this case, the first threshold value and the second threshold value can be easily set. The output h (x) of the weak classifier 2 is “1” if the feature quantity x exists in the range from the first discrimination value θ1 to the second threshold value θ2, and “0” if it does not exist.

第1閾値及び第2閾値は、下記の方法により求められてもよい。尚、以後の説明では、弱識別器2を直列配置したカスケード構造を採用した場合の閾値の決定方法を説明するが、カスケード構造以外の構造においても、カスケード初段及びカスケード2段目以降の決定方法を調整前の初期値の決定方法として採用してもよい。カスケード構造の詳細については後述する。   The first threshold value and the second threshold value may be obtained by the following method. In the following description, a threshold value determination method when a cascade structure in which the weak classifiers 2 are arranged in series is described. However, even in a structure other than the cascade structure, a determination method for the cascade first stage and the cascade second and subsequent stages is also described. May be adopted as a method for determining an initial value before adjustment. Details of the cascade structure will be described later.

カスケード初段の場合、弱識別器のポジティブ入力画像のほとんど(3σ以内=99.73%)がポジティブ判定される位置(ベルカーブの両側)に閾値を設定する。平均と分散を求めた後、正規分布を仮定して設定する。具体的には、ポジティブ学習画像における矩形ペアの明度差分布の算術平均μ、分散σとするとき、第1閾値dp1及び第2閾値dp2は、下記の関係式で示される。 In the first stage of the cascade, threshold values are set at positions (both sides of the bell curve) where most of the positive input images (within 3σ = 99.73%) of the weak classifier are positively determined. After obtaining the mean and variance, it is set assuming a normal distribution. Specifically, the first threshold value d p1 and the second threshold value d p2 are expressed by the following relational expressions when the arithmetic mean μ p and variance σ p of the brightness difference distribution of the rectangular pairs in the positive learning image are used.

p1 = μ− 3σ
p2 = μ+ 3σ
d p1 = μ p −3σ p
d p2 = μ p + 3σ p

また、カスケード2段目以降は、ネガティブ学習画像の明度差分布と、ポジティブ学習画像の明度差分布とをそれぞれ正規分布と仮定して、正規分布曲線同士の交点を、第1閾値dp1及び第2閾値dp2の初期値に設定する。ただし、その値がそのまま使われることはなく、その後、adaBoost学習ループ中で、山登り法によりadaBoostの重み付き損失が小さくなる閾値に変更する事で閾値を調整する。尚、ポジティブ学習画像における矩形ペアの明度差分布の算術平均μ、分散σとし、ネガティブ学習画像における矩形ペアの明度差分布の算術平均μ、分散σとすると、2つの正規分布曲線の交点は下式で求めることができる。 In the second and subsequent stages of the cascade, assuming that the lightness difference distribution of the negative learning image and the lightness difference distribution of the positive learning image are normal distributions, the intersection of the normal distribution curves is set to the first threshold value d p1 and the first threshold value d p1 . 2 Set to the initial value of the threshold value dp2 . However, the value is not used as it is, and thereafter, the threshold is adjusted by changing to a threshold that reduces the weighted loss of adaBoost by the hill-climbing method in the adaBoost learning loop. If the arithmetic mean μ p and variance σ p of the lightness difference distribution of the rectangular pair in the positive learning image and the arithmetic mean μ n and variance σ n of the lightness difference distribution of the rectangular pair in the negative learning image are two normal distribution curves. The intersection of can be obtained by the following equation.

とおいて、xについて展開すると下式のように二次方程式になるので、これを解く。 When x is expanded, it becomes a quadratic equation as shown below, which is solved.

第1閾値及び第2閾値は、カスケード構造の後段を含むすべての弱識別器2に適用されている。これにより、斜め顔識別を有効に行うことが可能になっている。この理由は、矩形検出ウインドウ内の画素を要素とする高次元ベクトル空間を考えた時、Vioraらの制約を持つ矩形弱識別器では顔画像領域を両側から挟みこむことで、効率的にネガティブ画像を排除できる超平面の組み合わせが尽きたのではないかと推測される。即ち、図5に示すように、許される超平面のペアがa領域であるとすると、制約を緩めることで、1閾値弱識別器より識別力がある2閾値弱識別器が後段でも見つかるようになったということではないかと推測される(図5のb領域)。   The first threshold value and the second threshold value are applied to all weak classifiers 2 including the latter stage of the cascade structure. Thereby, oblique face identification can be performed effectively. The reason for this is that when considering a high-dimensional vector space having pixels in the rectangular detection window as elements, a rectangular weak classifier having the constraints of Viora et al. It is presumed that the combination of hyperplanes that can eliminate this is exhausted. That is, as shown in FIG. 5, if the allowed hyperplane pair is a region, a two-threshold weak discriminator having a discriminating power more than a one-threshold weak discriminator can be found at a later stage by relaxing the constraint. It is presumed that it has become (region b in FIG. 5).

具体的に説明すると、制約を緩めたイメージを図5の模式図で示した場合において、このイメージの検出ウインドウ内の全ての画素の輝度値を独立変数とする高次元空間を考える。このとき、傾き45°の倍数の境界面しか設定できないという制約があった場合は見つからなかったが、それ以外の角度も許すことで新たなb領域の2閾値弱識別器が見つかるというものである。尚、Lienhartらの論文では白矩形領域と黒矩形領域の明度差を求める際に各矩形領域の明度合計を面積比で補正するため、高次元空間での境界面の傾きは面積比で固定される(図中のa境界ペア)。一方、本実施形態においては、山登り法で白矩形領域と黒矩形領域の補正係数を変更しているため、図中のb境界ペアも2閾値弱識別器として採用されるようになっている。   More specifically, in the case where an image with relaxed constraints is shown in the schematic diagram of FIG. 5, a high-dimensional space is considered in which the luminance values of all the pixels in the detection window of this image are independent variables. At this time, it was not found when there was a restriction that only a boundary surface with a multiple of 45 ° inclination could be set, but a new 2-threshold weak discriminator for the b region was found by allowing other angles. . In the Lienhart et al. Paper, when calculating the brightness difference between the white rectangular area and the black rectangular area, the total brightness of each rectangular area is corrected by the area ratio, so the inclination of the boundary surface in the high-dimensional space is fixed by the area ratio. (A boundary pair in the figure). On the other hand, in this embodiment, since the correction coefficient of the white rectangular area and the black rectangular area is changed by the hill-climbing method, the b boundary pair in the figure is also adopted as a two-threshold weak discriminator.

以上のように、識別装置10は、特徴量が第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲内に存在するか否かを判定する弱識別器2を備えている。検出対象の特徴量の確率分布と非検出対象の特徴量の確率分布とを比較した場合、非検出対象の特徴量の両側確率が検出対象の特徴量の両側確率よりも大きいという関係が一般的である。従って、第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲を基準にして特徴量の存在の有無を判定すると、所定範囲内において検出対象の入力データが多く含まれる一方、所定範囲外、即ち、第1閾値未満の下側領域と第2閾値を超えた上側領域とにおいて非検出対象の入力データが多く含まれることになる。この結果、従来のように、一つの閾値で区切られた一方側の領域と他方側の領域とを用いて入力データが検出対象であるか否かを判定する場合よりも、識別を有効に行える領域を多く確保できることから、各弱識別器2の識別性能をそれぞれ高めることができる。これにより、少ない数量の弱識別器2で高い性能を持った強識別器1を得ることができ、ひいては検出対象の検出処理を高速化することができる。   As described above, the identification device 10 includes the weak classifier 2 that determines whether or not the feature amount is within a predetermined range sandwiched between the first threshold value and the second threshold value. When comparing the probability distribution of the feature quantity of the detection target and the probability distribution of the feature quantity of the non-detection target, a general relationship is that the two-sided probability of the feature quantity of the non-detection target is larger than the two-sided probability of the feature quantity of the detection target It is. Therefore, when the presence / absence of the feature amount is determined based on a predetermined range sandwiched between the first threshold value and the second threshold value, a large amount of input data to be detected is included within the predetermined range, Thus, a large amount of non-detection target input data is included in the lower region below the first threshold and the upper region exceeding the second threshold. As a result, the identification can be performed more effectively than the conventional case where it is determined whether or not the input data is a detection target using the one side region and the other side region separated by one threshold value. Since a large area can be secured, the discrimination performance of each weak discriminator 2 can be enhanced. As a result, the strong classifier 1 having high performance can be obtained with a small number of weak classifiers 2, and the detection processing of the detection target can be speeded up.

(カスケード構造)
また、図6に示すように、識別装置10における強識別器1は、カスケード構造にされている。具体的には、強識別器1は、弱識別器2の1以上の弱識別器集合部21を複数段で直列配置し、前段の弱識別器集合部21において検出対象であると識別した入力データだけを、後段の弱識別器集合部21における検出対象の識別に用いる構成にされている。尚、識別装置1は、カスケード構造以外の構成にされていてもよい。
(Cascade structure)
Moreover, as shown in FIG. 6, the strong discriminator 1 in the discriminating apparatus 10 has a cascade structure. Specifically, the strong classifier 1 includes one or more weak classifier aggregation units 21 of the weak classifier 2 arranged in series in a plurality of stages, and an input identified as a detection target in the weak classifier aggregation unit 21 in the previous stage. Only the data is configured to be used for identifying the detection target in the weak classifier set 21 in the subsequent stage. Note that the identification device 1 may have a configuration other than the cascade structure.

これにより、強識別器1は、第1閾値及び第2閾値により識別性能が高められた弱識別器2を各段の弱識別器集合部21に備えているため、特に検出対象の識別を開始した初期(初段側)において、検出対象でない非検出対象の入力データを多く排除することができるため、入力データが検出対象であるか否かの識別を短時間で完了することができる。   As a result, the strong classifier 1 includes the weak classifier 2 whose discrimination performance is enhanced by the first threshold value and the second threshold value in the weak classifier set unit 21 at each stage, and thus particularly starts identifying the detection target. In the initial stage (first stage side), it is possible to eliminate a large amount of non-detection target input data that is not a detection target, so that identification of whether or not the input data is a detection target can be completed in a short time.

(高次元空間による2閾値を備えた弱識別器2の説明)
Haar−like弱識別器2の役割は、各画素を直行成分とする高次元のベクトル空間を超平面で仕切ることに等しい。
n画素で構成されるポジティブ画像
Pk=(Pk, Pk, Pk,・・・Pk
n画素で構成されるネガティブ画像
Nk=(Nk, Nk, Nk,・・・Nk
ポジティブ画像集合は、この高次元空間内で連結された有限領域を占めることが予想される。ポジティブ画像集合が有限な連結領域で囲まれるなら、Haar−like弱識別器2に2つの平行な超平面で挟み込むことができる。従って、Haar−like弱識別器2に2つの閾値を設定することが合理的である。Haar−like弱識別器2を複数組み合わせることで、ポジティブ画像連結領域を凸包で囲むことになる。
(Explanation of weak classifier 2 with two thresholds in high-dimensional space)
The role of the Haar-like weak classifier 2 is equivalent to partitioning a high-dimensional vector space having each pixel as a direct component with a hyperplane.
Positive image Pk = (Pk 1 , Pk 2 , Pk 3 ,... Pk n ) composed of n pixels
It consists of n pixels negative image Nk = (Nk 1, Nk 2 , Nk 3, ··· Nk n)
A positive image set is expected to occupy a finite region connected in this high-dimensional space. If the positive image set is surrounded by a finite connection region, the Haar-like weak classifier 2 can be sandwiched between two parallel hyperplanes. Therefore, it is reasonable to set two threshold values for the Haar-like weak classifier 2. By combining a plurality of Haar-like weak classifiers 2, the positive image connection area is surrounded by a convex hull.

尚、カスケード後段になると、ポジティブ画像連結領域を囲む凸包の内側に入り込んだネガティブ画像が多くなってくるため、2つの平行な超平面で囲むことは困難になってくる。そのため、弱識別器2の識別能力が或る程度以下に悪化したら、2つの閾値から1つの閾値へ切り替えてもよい。   In the latter stage of the cascade, the negative images that enter the convex hull surrounding the positive image connection region increase, and it becomes difficult to enclose the two parallel hyperplanes. Therefore, when the discrimination capability of the weak discriminator 2 deteriorates to a certain level or less, the threshold value may be switched from two threshold values.

ここで、『2つの平行な超平面で挟み込むことができる』とは、例えば図7に示すように、横16画素×縦16画素=256画素のウインドウを設定し、このウインドウの中に顔画像が入っているかどうかという課題の場合において、このウインドウに顔が入っていれば右目のあたりになるX69、X70、X71の3画素で作られた□■□型のHaar−like弱識別器2の判定式は以下のようになる。 Here, “can be sandwiched between two parallel hyperplanes” means that, for example, as shown in FIG. 7, a window of 16 horizontal pixels × 16 vertical pixels = 256 pixels is set, and a face image is set in this window. □ ■ □ type Haar-like weak discriminator made of 3 pixels of X 69 , X 70 , and X 71 that will be around the right eye if there is a face in this window The determination formula of 2 is as follows.

(X69+X71)−2X70 > d (1)
ここで、256画素それぞれの輝度値を独立変数とする256次元空間を考える。
V=(X, X, ... X256
この空間Vを超平面で二つに分けたときの半空間の一般式は、下式のようになる。
(X 69 + X 71) -2X 70> d (1)
Here, consider a 256-dimensional space in which the luminance value of each of the 256 pixels is an independent variable.
V = (X 1 , X 2 ,... X 256 )
The general formula of the half space when this space V is divided into two by the hyperplane is as follows.

+A+…A256256 ≧ d (2)
(1)式は(2)式の特殊な形である。(A= A=…A68=0, A69=1, A70=−2, A71=1, A72=A73=... A256=0, d=d)
つまり、画素の輝度値を独立変数とする256次元空間Vを考えた場合、Haar−like弱識別器2はVを超平面で仕切る半空間として与えられることになる。
このときの超平面は下式で示される。
A 1 X 1 + A 2 X 2 +... A 256 X 256 ≧ d (2)
Equation (1) is a special form of Equation (2). (A 1 = A 2 = ... A 68 = 0, A 69 = 1, A 70 = -2, A 71 = 1, A 72 = A 73 = ... A 256 = 0, d = d)
That is, when considering a 256-dimensional space V in which the luminance value of a pixel is an independent variable, the Haar-like weak classifier 2 is given as a half space that partitions V by a hyperplane.
The hyperplane at this time is shown by the following equation.

+A+…A256256=d (3)
この超平面に平行な超平面は下式で示される。
+A+…A256256=d´ (d´≠d) (4)
2閾値を備えた弱識別器2は、例えば(1)式で与えられるHaar−like弱識別器2を下式のように拡張したものである。
A 1 X 1 + A 2 X 2 +... A 256 X 256 = d (3)
A hyperplane parallel to this hyperplane is given by
A 1 X 1 + A 2 X 2 +... A 256 X 256 = d ′ (d ′ ≠ d) (4)
The weak classifier 2 having two thresholds is obtained by extending the Haar-like weak classifier 2 given by, for example, the expression (1) as the following expression.

≧(X69+X71)−2X70 ≧d (5)
(5)式は互いに平行な二枚の超平面で区切られた内側の領域を示す。図8に部分空間(X69,X70,X71)における顔画像領域の模式図を示す。雲状に示した黒い領域が真の顔画像と想定される領域、ストライプで示した二枚の平面が(5)式で定義される弱識別器2が判定する顔画像領域の境界面になる。
d 1 ≧ (X 69 + X 71 ) −2X 70 ≧ d 2 (5)
Equation (5) represents an inner region separated by two hyperplanes parallel to each other. FIG. 8 shows a schematic diagram of a face image area in a partial space (X 69 , X 70 , X 71 ). The black area shown in a cloud shape is an area that is assumed to be a true face image, and the two planes shown by stripes are the boundary faces of the face image area determined by the weak classifier 2 defined by equation (5). .

図8を256次元空間全体に拡張して考えると、X69、X70、X71以外の座標軸に対しては係数がゼロであるため、X69、X70、X71以外の各軸に平行な超平面が(5)式で定義される弱識別器2の境界面になる。アンサンブル識別器を構成する他の弱識別器2は、他の画素すなわち他の座標軸に係数を持つ不等式になるため、それらの座標軸で傾きを持つ超平面を定義することになる。 Given extend the 8 across 256-dimensional space, X 69, since the coefficient for the coordinate axes other than X 70, X 71 is zero, parallel to the axes other than the X 69, X 70, X 71 The hyperplane becomes the boundary surface of the weak classifier 2 defined by the equation (5). Since the other weak classifiers 2 constituting the ensemble classifier are inequalities having coefficients in other pixels, that is, other coordinate axes, hyperplanes having inclinations in those coordinate axes are defined.

n次元ユークリッド空間で考えた場合、上記条件だけでは有限領域であることは言えないが、実際には輝度値自体が有限(例えば0〜255)であるため、上記の輝度値空間も有限となり、その部分集合であるポジティブ画像集合が有限となる。   When considered in the n-dimensional Euclidean space, it cannot be said that the above condition alone is a finite region, but since the luminance value itself is actually finite (for example, 0 to 255), the luminance value space is also finite, The subset of positive images, which is a subset, is finite.

ポジティブ画像集合が高次元空間内で連結された有限領域を占めることが予想されることが妥当な場合は、図9に示すように一連の2閾値を備えた弱識別器2により顔領域が囲まれることになる。一方、連結領域でない場合は、カテゴリ分けの工夫とブースティングとで2閾値を備えた弱識別器2により顔領域が囲まれることになる。   When it is reasonable that the positive image set is expected to occupy a finite region connected in a high-dimensional space, the face region is surrounded by a weak classifier 2 having a series of two thresholds as shown in FIG. Will be. On the other hand, if the region is not a connected region, the face region is surrounded by the weak classifier 2 having two threshold values for categorization and boosting.

(識別プログラム)
以上の説明においては、識別装置10がハードウエア的に構成された場合について説明したが、これに限定されるものではなく、コンピュータに識別プログラムをインストールして識別装置10としてもよい。
(Identification program)
In the above description, the case where the identification device 10 is configured by hardware has been described. However, the present invention is not limited to this, and the identification device 10 may be installed by installing an identification program in a computer.

識別プログラムは、学習データや検出データ等の入力データが入力される入力部、記憶部、出力部を備えたコンピュータを、入力データの特徴量を生成する特徴量生成手段、特徴量が第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲内に存在するか否かを判定する判定手段、及び検出対象と非検出対象との識別性能が高いほど重みが大きくなるように設定される重み設定手段を備えた複数の弱識別手段と、各弱識別手段における特徴量の判定結果と重みとの積算値の線形和に基づいて、入力データが検出対象であるか否かを識別する強識別手段として機能させるものである。また、識別プログラムは、弱識別手段をカスケード構造にする手段としてコンピュータを機能させるようになっていてもよい。   The identification program includes a computer having an input unit, a storage unit, and an output unit to which input data such as learning data and detection data is input, a feature amount generation unit that generates a feature amount of the input data, and the feature amount is a first threshold value Determining means for determining whether or not the object exists within a predetermined range sandwiched between the second threshold and a weight setting means for setting the weight to be larger as the discrimination performance between the detection target and the non-detection target is higher As a strong identification means for identifying whether or not the input data is a detection target based on a linear sum of the integrated value of the determination result of the feature amount and the weight in each weak identification means It is to function. Further, the identification program may cause the computer to function as means for making the weak identification means a cascade structure.

尚、識別プログラムは、インターネット等の双方向にデータ通信可能な通信システムや、テレビ放送やラジオ放送等の一方向にデータ送信可能な送信システムを通じて送信することによって、目的とするコンピュータを含む情報処理装置にインストールされるようになっている。尚、識別プログラムは、コンパクトディスクやメモリスティック等の記録媒体に記録しておき、この記録媒体を用いて情報処理装置にインストールされてもよい。   The identification program includes information processing including a target computer by transmitting it through a communication system capable of bidirectional data communication such as the Internet or a transmission system capable of transmitting data in one direction such as television broadcasting and radio broadcasting. Installed on the device. The identification program may be recorded on a recording medium such as a compact disk or a memory stick, and installed in the information processing apparatus using the recording medium.

(識別装置10の動作)
上記の構成において、ソフトハウスや販売店から識別プログラムが情報処理装置に送信され、情報処理装置の記憶装置にダウンロードされる。そして、情報処理装置において識別プログラムがインストールされることによって、図1に示すように、未学習の識別装置10が構築される。即ち、弱識別器2(情報処理装置)は、入力データの特徴量を生成する特徴量生成手段と、特徴量が第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲内に存在するか否かを判定する判定手段と、検出対象と非検出対象との識別性能が高いほど重みが大きくなるように設定される重み設定手段とを備えた複数の弱識別手段と、各弱識別手段における特徴量の判定結果と重みとの積算値の線形和に基づいて、入力データが検出対象であるか否かを識別する強識別手段としてコンピュータを機能させるように構築される。さらに、弱識別器2(情報処理装置)は、弱識別手段をカスケード構造にする手段としてコンピュータを機能させるように構築される。
(Operation of the identification device 10)
In the above configuration, the identification program is transmitted from the software house or the store to the information processing device and downloaded to the storage device of the information processing device. Then, by installing the identification program in the information processing apparatus, an unlearned identification apparatus 10 is constructed as shown in FIG. That is, the weak classifier 2 (information processing apparatus) determines whether or not the feature quantity generation means for generating the feature quantity of the input data and the feature quantity are within a predetermined range sandwiched between the first threshold value and the second threshold value. A plurality of weak discriminating means comprising: a judging means for determining whether or not a weight setting means is set such that the weight increases as the discrimination performance between the detection target and the non-detection target increases. Based on the linear sum of the integrated value of the determination result of the quantity and the weight, the computer is constructed to function as strong identification means for identifying whether or not the input data is a detection target. Furthermore, the weak discriminator 2 (information processing apparatus) is constructed so that the computer functions as a means for making the weak discriminating means a cascade structure.

(学習モード処理)
次に、識別装置10が図1の学習モードに設定される。具体的には、図10に示すように、学習モード処理ルーチンが実行される。本ルーチンが実行されると、弱識別器候補準備処理が実行される(S1)。これにより、図11に示すように、検出ウインドウ内の全ての2矩形領域からなる弱識別器候補が形成される(S21)。そして、全ての弱識別器候補の中から所定画素毎の第1弱識別器候補に絞り込まれ (S22)、個数を減少された第1弱識別器候補が図示しない記憶装置に割り当てられた第1記憶部に格納される(S23)。
(Learning mode processing)
Next, the identification device 10 is set to the learning mode of FIG. Specifically, as shown in FIG. 10, a learning mode processing routine is executed. When this routine is executed, a weak classifier candidate preparation process is executed (S1). Thereby, as shown in FIG. 11, weak classifier candidates consisting of all the two rectangular regions in the detection window are formed (S21). Then, the first weak classifier candidates are narrowed down to the first weak classifier candidates for each predetermined pixel from all the weak classifier candidates (S22), and the first weak classifier candidates whose number is reduced are assigned to the storage device (not shown). It is stored in the storage unit (S23).

上記のようにして第1弱識別器候補が準備されると、図10に示すように、全ての第1弱識別器候補の重みDが初期化される(S2)。この後、一つの第1弱識別器候補が取り込まれる(S3)。そして、一つの学習データが取り込まれ(S4)、この学習データに対応したクラスd(1、−1)が設定される。例えば、学習データがポジティブ学習データであれば“1”のクラスdが設定され、ネガティブ学習データであれば“−1”のクラスdが設定される。そして、学習データと第1弱識別器候補とを用いた特徴量xが算出される(S6)。   When the first weak classifier candidates are prepared as described above, the weights D of all the first weak classifier candidates are initialized as shown in FIG. 10 (S2). Thereafter, one first weak classifier candidate is fetched (S3). Then, one piece of learning data is captured (S4), and a class d (1, -1) corresponding to this learning data is set. For example, a class d of “1” is set if the learning data is positive learning data, and a class d of “−1” is set if the learning data is negative learning data. Then, a feature amount x using the learning data and the first weak classifier candidate is calculated (S6).

次に、クラスdに第1閾値θ1を乗算した値dθ1が、クラスdに特徴量xを乗算した値dxよりも小さいか否かが判定される(S7)。値dθ1が値dxよりも小さくない場合、即ち、dθ1<dxが成立しない場合には(S7:NO)、出力h(x)が“0”に設定された後(S9)、S12の処理が実行される。一方、小さい場合、即ち、dθ1<dxが成立する場合には(S7:YES)、続いて、クラスdに第2閾値θ2を乗算した値dθ2が、クラスdに特徴量xを乗算した値dxよりも大きいか否かが判定される(S8)。   Next, it is determined whether or not a value dθ1 obtained by multiplying the class d by the first threshold θ1 is smaller than a value dx obtained by multiplying the class d by the feature amount x (S7). When the value dθ1 is not smaller than the value dx, that is, when dθ1 <dx is not satisfied (S7: NO), the output h (x) is set to “0” (S9), and the processing of S12 is performed. Executed. On the other hand, if dθ1 <dx is satisfied (S7: YES), the value dθ2 obtained by multiplying the class d by the second threshold θ2 is the value dx obtained by multiplying the class d by the feature amount x. It is determined whether it is larger than (S8).

値dθ2が値dxよりも大きくない場合、即ち、dx<dθ2が成立しない場合には(S8:NO)、出力h(x)が“0”に設定された後(S9) 、S12の処理が実行される。一方、大きい場合、即ち、dx<dθ2が成立する場合には(S8:YES)、出力h(x)が“1”に設定される(S10)。そして、出力h(x)が“1”に設定された第1弱識別器候補に所定の重みが加算された後(S11)、S12の処理が実行される。   When the value dθ2 is not larger than the value dx, that is, when dx <dθ2 is not satisfied (S8: NO), after the output h (x) is set to “0” (S9), the processing of S12 is performed. Executed. On the other hand, if dx <dθ2 is satisfied (S8: YES), the output h (x) is set to “1” (S10). Then, after a predetermined weight is added to the first weak classifier candidate whose output h (x) is set to “1” (S11), the process of S12 is executed.

上記のようにして出力h(x)の設定や重みの加算が行われると、続いて、全ての学習データの取り込みを完了したか否かが判定される(S12)。取り込みが完了していない場合には(S12:NO)、S4から再実行され、次の学習データに対する出力h(x)の設定や重みの加算が行われる。一方、全学習データの取り込みが完了した場合には(S12:YES)、全ての学習データの重みの和が1になるように正規化されることによって、1個の学習済みの第1弱識別器候補が作成及び格納される(S13)。この後、全ての第1弱識別器候補の学習が完了したか否かが判定される(S14)。完了していなければ(S14:NO)、S3から再実行され、次の未学習の第1弱識別器候補に対する学習が繰り返される。そして、全ての第1弱識別器候補の学習が完了したときに (S14:YES)、本ルーチンが終了される。   When the setting of the output h (x) and the addition of the weight are performed as described above, it is subsequently determined whether or not the acquisition of all the learning data has been completed (S12). When the capturing is not completed (S12: NO), the process is re-executed from S4, and the setting of the output h (x) and the addition of the weight are performed for the next learning data. On the other hand, when the acquisition of all the learning data is completed (S12: YES), normalization is performed such that the sum of the weights of all the learning data becomes 1, thereby learning one learned first weak identification. A container candidate is created and stored (S13). Thereafter, it is determined whether learning of all the first weak classifier candidates is completed (S14). If not completed (S14: NO), the process is re-executed from S3, and the learning for the next unlearned first weak classifier candidate is repeated. Then, when learning of all the first weak classifier candidates is completed (S14: YES), this routine ends.

(学習モード処理:近傍探索処理)
上記のようにして全ての第1弱識別器候補の学習が完了すると、図12の近傍探索処理ルーチンが実行される。先ず、学習済みの第1弱識別器候補が重み順に並び替えられる(S31)。大きな重みから順番に1個の第1弱識別器候補が選択される(S32)。選択された第1弱識別器候補の周辺に存在する全ての第2弱識別器候補が取得される。尚、第1弱識別器候補の周辺は、弱識別器パラメータの変更により行われる(S33)。
(Learning mode processing: Neighborhood search processing)
When learning of all the first weak classifier candidates is completed as described above, the neighborhood search processing routine of FIG. 12 is executed. First, the learned first weak classifier candidates are rearranged in order of weight (S31). One first weak classifier candidate is selected in order from the largest weight (S32). All the second weak classifier candidates existing around the selected first weak classifier candidate are acquired. The vicinity of the first weak classifier candidate is performed by changing the weak classifier parameter (S33).

この後、全ての第2弱識別器候補が学習データを用いて学習される。学習方法は、図10の学習モード処理と同じ方法が採用される(S34)。選択された第1弱識別器候補及び全ての第2弱識別器候補の中から最大重みの弱識別器候補が弱識別器2として登録される(S35)。全ての第1弱識別器候補の選択が完了したか否かが判定され(S36)、完了していなければ(S36:NO)、S32から再実行される。そして、完了したときに(S36:YES)、本ルーチンが終了される。尚、本実施形態においては、全ての第1弱識別器候補について近傍探索処理を実施しているが、強識別器1に備えられる弱識別器2の搭載数の範囲で、識別性能が高いと予想される第1弱識別器候補についてだけ近傍探索処理を実施してもよい。   Thereafter, all the second weak classifier candidates are learned using the learning data. As the learning method, the same method as the learning mode process of FIG. 10 is adopted (S34). Among the selected first weak classifier candidates and all the second weak classifier candidates, the weakest classifier candidate with the maximum weight is registered as the weak classifier 2 (S35). It is determined whether or not selection of all the first weak classifier candidates is completed (S36), and if not completed (S36: NO), the process is re-executed from S32. Then, when completed (S36: YES), this routine is ended. In the present embodiment, neighborhood search processing is performed for all the first weak classifier candidates. However, if the classification performance is high within the range of the number of weak classifiers 2 included in the strong classifier 1, The neighborhood search process may be performed only for the expected first weak classifier candidate.

(強識別器構築処理)
上記のようにして、第1弱識別器候補及び第2弱識別器候補に基づいて弱識別器2が獲得されると、次に、強識別器構築処理が実行される。具体的には、図13に示すように、複数の弱識別器集合部21が所定の記憶領域に作成される(S41)。この後、学習済みの弱識別器2が重み順に並べ替えられる(S42)。大きな重み順から順番に所定個数単位で弱識別器2が抽出される(S43)。抽出された弱識別器2が未登録の弱識別器集合部21に登録される(S44)。
(Strong classifier construction process)
As described above, when the weak classifier 2 is acquired based on the first weak classifier candidate and the second weak classifier candidate, a strong classifier construction process is then executed. Specifically, as shown in FIG. 13, a plurality of weak classifier aggregation units 21 are created in a predetermined storage area (S41). Thereafter, the learned weak classifiers 2 are rearranged in order of weight (S42). The weak classifiers 2 are extracted in units of a predetermined number in order from the largest weight order (S43). The extracted weak classifier 2 is registered in the unregistered weak classifier set unit 21 (S44).

全ての弱識別器集合部21への登録が完了したか否かが判定され(S45)、完了していなければ(S45:NO)、S43から再実行される。そして、全ての弱識別器集合部21への登録が完了したときに(S45:YES)、本ルーチンが終了される。これにより、図6に示すように、複数の弱識別器集合部21が直列接続されたカスケード構造の強識別器1が形成されることになる。尚、識別性能が高い弱識別器2をカスケード構造の前段側の弱識別器集合部21に配置することが、識別の初期に多くの非検出対象を排除できる点で好ましい。   It is determined whether or not the registration to all weak classifier sets 21 has been completed (S45), and if not completed (S45: NO), the process is re-executed from S43. Then, when the registration to all weak classifier assembly units 21 is completed (S45: YES), this routine ends. As a result, as shown in FIG. 6, a strong classifier 1 having a cascade structure in which a plurality of weak classifier aggregates 21 are connected in series is formed. In addition, it is preferable to arrange the weak classifiers 2 having high discrimination performance in the weak classifier assembly unit 21 on the front stage side of the cascade structure in that many non-detection targets can be eliminated at the initial stage of discrimination.

(強識別処理)
上記のようにして強識別器1が構築されると、図1の識別モードに設定される。具体的には、図14に示すように、強識別処理ルーチンが実行される。先ず、通路やドア、各種装置に設置された撮像装置から動画や静止画が検査データ(入力データ)として取り込まれ、この検査データが1段目の弱識別器集合部21に入力される(S51)。
(Strong identification processing)
When the strong discriminator 1 is constructed as described above, the discrimination mode shown in FIG. 1 is set. Specifically, as shown in FIG. 14, a strong identification processing routine is executed. First, moving images and still images are taken in as inspection data (input data) from imaging devices installed in passages, doors, and various devices, and this inspection data is input to the first-stage weak classifier aggregation unit 21 (S51). ).

弱識別器集合部21においては、検査データと一つの弱識別器2とを用いた特徴量xが算出される。そして、第1閾値θ1<特徴量x<第2閾値θ2の条件を満足するか否かが判定される(S53)。条件を満足しない場合には(S54:NO)、出力h(x)=0とされる(S55)。一方、条件を満足する場合には(S54:YES)、出力h(x)=1とされる(S54)。この後、総出力値に出力h(x)が加算されることによって、総出力値が更新される(S56)。   In the weak classifier set unit 21, the feature amount x using the inspection data and one weak classifier 2 is calculated. Then, it is determined whether or not the condition of first threshold θ1 <feature value x <second threshold θ2 is satisfied (S53). If the condition is not satisfied (S54: NO), the output h (x) = 0 is set (S55). On the other hand, if the condition is satisfied (S54: YES), the output h (x) = 1 is set (S54). Thereafter, the total output value is updated by adding the output h (x) to the total output value (S56).

全ての弱識別器2の識別が完了したか否かが判定される(S57)。識別が完了していなければ(S57:NO)、S52から再実行される。一方、全ての識別が完了した場合には(S57:YES)、続いて、総出力値が所定値よりも大きな値であるか否かが判定される(S58)。総出力値が所定値よりも大きな値でない場合には(S58:NO)、検査データ(入力データ)が非検出対象のデータ、即ち、ネガティブデータであるとして、後段の弱識別器集合部21において識別処理が行われることなく廃棄され、次の検査データの有無が判定される(S62)。   It is determined whether or not all weak classifiers 2 have been identified (S57). If the identification is not completed (S57: NO), the process is re-executed from S52. On the other hand, when all the identifications are completed (S57: YES), it is subsequently determined whether or not the total output value is larger than a predetermined value (S58). If the total output value is not larger than the predetermined value (S58: NO), the weak discriminator set 21 in the subsequent stage assumes that the inspection data (input data) is non-detection target data, that is, negative data. Discarded without performing the identification process, and the presence or absence of the next inspection data is determined (S62).

一方、総出力値が所定値よりも大きな値であれば(S58:YES)、検査データ(入力データ)が検出対象のデータ、即ち、ポジティブデータであるとして、後段の弱識別器集合部21において識別処理が行われることになる。具体的には、最終段の弱識別器集合部21であるか否かが判定される(S59)。最終段の弱識別器集合部21でなければ(S59:NO)、検査データが次段の弱識別器集合部21に入力される(S61)。そして、S52から再実行されることによって、この弱識別器集合部21において、検査データが検出対象であるか否かの識別が行われる。   On the other hand, if the total output value is larger than the predetermined value (S58: YES), the weak discriminator gathering unit 21 in the subsequent stage assumes that the inspection data (input data) is detection target data, that is, positive data. Identification processing is performed. Specifically, it is determined whether or not it is the last weak classifier set unit 21 (S59). If it is not the last weak classifier set unit 21 (S59: NO), the test data is input to the next weak classifier set unit 21 (S61). Then, by re-execution from S52, the weak classifier aggregation unit 21 identifies whether or not the inspection data is a detection target.

最終段の弱識別器集合部21である場合には(S59:YES)、検査データが検出対象として登録される(S60)。そして、次の検査データの有無が判定され(S62)、次の検査データが存在すれば(S62:YES)、S51から再実行される。一方、次の検査データが存在しなければ(S62:NO)、本ルーチンが終了される。   If it is the last weak classifier assembly unit 21 (S59: YES), the inspection data is registered as a detection target (S60). Then, the presence or absence of the next inspection data is determined (S62), and if the next inspection data exists (S62: YES), the process is re-executed from S51. On the other hand, if there is no next inspection data (S62: NO), this routine is terminated.

(遊技媒体貸出装置)
識別装置10を備えた遊技媒体貸出装置について説明する。尚、以後の説明においては、遊技媒体貸出装置を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、画像データから顔等の検出対象を識別する用途に用いられる全ての種類の装置に搭載することができる。例えば、識別装置10は、パチンコやパチスロ等の遊技機に搭載されていてもよいし、携帯型のデジタルカメラ、監視カメラ、ドアホン、インターホン等の撮像装置に搭載されていてもよい。搭載形態としては、搭載対象である装置の制御部とは別個に識別装置10を備えた構成であってもよいし、搭載対象である装置の制御部において、識別装置10の処理を実行させるように、プログラムやデータが組み込まれた構成にされていてもよい。
(Game media lending device)
A game medium lending device provided with the identification device 10 will be described. In the following description, the game medium lending device will be described, but the present invention is not limited to this, and is mounted on all types of devices used for identifying a detection target such as a face from image data. can do. For example, the identification device 10 may be mounted on a gaming machine such as a pachinko or pachislot machine, or may be mounted on an imaging device such as a portable digital camera, a monitoring camera, a door phone, or an interphone. As a mounting form, the configuration may be such that the identification device 10 is provided separately from the control unit of the device to be mounted, or the control unit of the device to be mounted causes the processing of the identification device 10 to be executed. In addition, a program or data may be incorporated.

遊技媒体貸出装置を具体的に説明すると、図15に示すように、遊技媒体貸出装置であるサンドM20は、パチンコ機M10に併設されている。各サンドM20は、隣接するパチンコ機M10に対応して設置されており、対応するパチンコ機M10との間で通信可能に接続されている。また各サンドM20は、ホール全体のサンドM20のシステム管理や売り上げ管理を行うホールコンピュータに対して通信可能に接続されている。尚、本実施の形態においては、ホールコンピュータに対して通信可能に接続されたサンドM20について説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、ホールコンピュータと通信を行わないサンドであってもよい。   The game medium lending device will be specifically described. As shown in FIG. 15, a sand M20 that is a game medium lending device is provided in the pachinko machine M10. Each sand M20 is installed corresponding to the adjacent pachinko machine M10, and is connected to be communicable with the corresponding pachinko machine M10. Each sand M20 is communicably connected to a hall computer that performs system management and sales management of the sand M20 for the entire hall. In the present embodiment, the sand M20 that is communicably connected to the hall computer will be described. However, the present invention is not limited to this, and even a sand that does not communicate with the hall computer may be used. Good.

各サンドM20の前面部21には、LED(light-emitting diode)部M31、カード挿入口M32、紙幣を挿入可能な紙幣挿入口M33、タッチパネルLCD(liquid crystal display)により構成された操作ユニットM34、カメラ部M35、非接触ICカードリーダライタM36、端数用払出口M40、計数用投入口M39等が設けられている。カード挿入口M32は、例えばホールのカード発行機によって発行された情報カードを受け付け可能な挿入口である。LED部M31は、フルカラーLEDによって構成されている。   On the front portion 21 of each sand M20, an LED (light-emitting diode) M31, a card insertion slot M32, a bill insertion slot M33 into which a bill can be inserted, an operation unit M34 constituted by a touch panel LCD (liquid crystal display), A camera unit M35, a non-contact IC card reader / writer M36, a fraction outlet M40, a counting inlet M39, and the like are provided. The card insertion slot M32 is an insertion slot that can accept an information card issued by a card issuing machine in a hall, for example. The LED unit M31 is configured by a full color LED.

上記のカメラ部M35は、被写体(遊技者)を撮像するものであれば如何なる撮像方式のカメラが用いられていてもよい。この理由は、識別装置10の強識別器による識別処理が行われるため、背景が変化し易い環境下であっても、遊技者の有無を高精度に判定できるからである。   As the camera unit M35, any imaging system camera may be used as long as it captures an image of a subject (player). This is because the identification process by the strong classifier of the identification device 10 is performed, so that the presence / absence of the player can be determined with high accuracy even in an environment where the background easily changes.

カメラ部M35のカメラは、撮像信号を制御基板に送出する。制御基板は、識別装置10の機能を備えるようにプログラム及びデータが組み込まれることによって、撮像信号に基づいて強識別器による識別処理を行うようになっている。即ち、制御基板は、サンドM20の前方を撮影した撮像信号(画像データ)中に検出対象である顔画像が存在するか否かを判定する識別処理と、この識別処理の結果に基づいて遊技者が存在するか否かを判定する遊技者判定処理とを実行するようになっている。   The camera of the camera unit M35 sends an imaging signal to the control board. The control board incorporates a program and data so as to have the function of the identification device 10, thereby performing identification processing by the strong classifier based on the imaging signal. That is, the control board determines whether or not a face image to be detected exists in the imaging signal (image data) taken in front of the sand M20, and the player based on the result of this identification process. And a player determination process for determining whether or not there exists.

上記の構成において、サンドM20及びパチンコ機M10の動作について説明する。遊技者がパチンコ機M10の前方に着席すると、このパチンコ機M10の側面に配置されたサンドM20のカメラ部M35により遊技者が撮影される。そして、カメラ部M35の撮像信号を用いて識別処理及び遊技者判定処理が実行されることによって、遊技者の存在が検知される。遊技者の存在を条件としてサンドM20の動作処理が許可状態にされ、例えば、情報カード等の受け付けが可能にされる。   In the above configuration, operations of the sand M20 and the pachinko machine M10 will be described. When the player sits in front of the pachinko machine M10, the player is photographed by the camera unit M35 of the sand M20 arranged on the side surface of the pachinko machine M10. Then, the presence of the player is detected by executing the identification process and the player determination process using the imaging signal of the camera unit M35. On the condition that the player is present, the operation process of the sand M20 is permitted, and for example, an information card or the like can be received.

遊技者は、情報カード又は所定金額の紙幣を、カード挿入口M32又は紙幣挿入口M33に投入することで、遊技に必要な遊技媒体としてのパチンコ球の貸し出しを受けることができる。また、遊技者は、非接触ICカードを、非接触ICカードリーダライタM36にかざすことで、遊技に必要なパチンコ球の貸し出しを受けることができる。   The player can receive a pachinko ball as a game medium necessary for the game by inserting an information card or a predetermined amount of banknotes into the card insertion slot M32 or the banknote insertion slot M33. Also, the player can receive a pachinko ball required for the game by holding the non-contact IC card over the non-contact IC card reader / writer M36.

サンドM20は、情報カード、紙幣及び非接触ICカードといった価値媒体の投入を受けると、投入された価値媒体の金額に応じた数のパチンコ球を払い出す旨のコマンドを併設するパチンコ機M10に送信することにより、パチンコ機M10からパチンコ球を払い出す。遊技者は、パチンコ機M10においてその上皿M12に払い出されたパチンコ球によってパチンコ遊技を行うことができる。   When the sand M20 receives an input of a value medium such as an information card, a bill, and a non-contact IC card, the sand M20 transmits a command to pay out a number of pachinko balls corresponding to the amount of the inserted value medium to the pachinko machine M10 provided with the command. By doing so, the pachinko ball is paid out from the pachinko machine M10. The player can play a pachinko game with the pachinko balls paid out to the upper plate M12 in the pachinko machine M10.

また、パチンコ機M10においては、遊技の結果に応じて、上皿M12にパチンコ球を払い出す。遊技者は、所定の操作を行うことにより、上皿M12のパチンコ球を下皿M13に落とすと、当該パチンコ球は、下皿M13の下方に装着された案内皿M14に落下する。案内皿M14は、下皿M13から落下したパチンコ球を、サンドM20に設けられた計数用投入口M39へ案内する。計数用投入口M39に導入されたパチンコ球は、サンドM20の内部に設けられた計数部によって計数される。   In the pachinko machine M10, the pachinko balls are paid out to the upper plate M12 according to the game result. When the player drops a pachinko ball on the upper plate M12 onto the lower plate M13 by performing a predetermined operation, the pachinko ball falls onto a guide plate M14 mounted below the lower plate M13. The guide tray M14 guides the pachinko balls dropped from the lower tray M13 to the counting slot M39 provided in the sand M20. The pachinko balls introduced into the counting inlet M39 are counted by a counter provided inside the sand M20.

計数された結果は、カード挿入口M32に挿入されたカードに記録され、又は、ホールコンピュータに設けられた記憶部に記憶される。計数部において計数されたパチンコ球は、サンドM20の背面部に設けられた排出口から排出され、回収される。計数用投入口M39から投入されたパチンコ球の計数経路とは別に、サンドM20の背面側に端数用供給部が設けられており、外部から端数用のパチンコ球を受け入れるようになっている。この供給部により、端数用のパチンコ球は、常に一定量(例えば24球)が貯留された状態となっており、必要に応じて、端数用払出口M40から、案内皿M14(具体的には、案内皿M14の下方に設けられた専用の払出皿)へ払い出される。   The counted results are recorded on a card inserted into the card insertion slot M32 or stored in a storage unit provided in the hall computer. The pachinko balls counted in the counting unit are discharged from a discharge port provided on the back surface of the sand M20 and collected. In addition to the pachinko ball counting path inserted from the counting inlet M39, a fraction supply unit is provided on the back side of the sand M20 to receive the fraction pachinko ball from the outside. By this supply unit, a certain amount (for example, 24 balls) of pachinko balls for fractions is always stored, and if necessary, from the fraction outlet M40, a guide plate M14 (specifically, , And is paid out to a dedicated payout tray provided below the guide plate M14.

上記のようにして遊技が行われているときに、遊技者が離席した場合、カメラ部M35からの撮像信号を用いた識別処理及び遊技者判定処理により遊技者の不在が検知される。遊技者が存在する検知状態から不在の検知状態に変化すると、情報カード又は現金(金額データ)が残っているか否かが判断される。金額データが残っている場合には、警告音や警告音声が発生される。これにより、残高が残っているにも関わらず遊技者が離席した場合には、遊技者に注意を促すことができる。   When the player is away from the game while the game is being performed as described above, the absence of the player is detected by the identification process and the player determination process using the imaging signal from the camera unit M35. When the detection state in which the player is present is changed to the absence detection state, it is determined whether or not an information card or cash (amount data) remains. When the monetary amount data remains, a warning sound or warning sound is generated. Thus, when the player leaves the seat even though the balance remains, the player can be alerted.

上述した詳細な説明では、本発明をより容易に理解できるように、特徴的部分を中心に説明した。本発明は、上述した詳細な説明に記載する実施形態に限定されず、その他の実施形態にも適用することができ、その適用範囲は多様である。また、本明細書において用いた用語及び語法は、本発明を的確に説明するために用いたものであり、本発明の解釈を制限するために用いたものではない。また、当業者であれば、本明細書に記載された発明の概念から、本発明の概念に含まれる他の構成、システム、方法等を推考することは容易であると思われる。従って、請求の範囲の記載は、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で均等な構成を含むものであるとみなされなければならない。また、要約書の目的は、特許庁及び一般的公共機関や、特許、法律用語又は専門用語に精通していない本技術分野に属する技術者等が本出願の技術的な内容及びその本質を簡易な調査で速やかに判定し得るようにするものである。従って、要約書は、請求の範囲の記載により評価されるべき発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、本発明の目的及び本発明の特有の効果を十分に理解するために、すでに開示されている文献等を充分に参酌して解釈されることが望まれる。   In the detailed description above, the characteristic portions have been mainly described so that the present invention can be understood more easily. The present invention is not limited to the embodiments described in the detailed description above, but can be applied to other embodiments, and the scope of application is various. The terms and terminology used in the present specification are used to accurately describe the present invention, and are not used to limit the interpretation of the present invention. Moreover, it would be easy for those skilled in the art to infer other configurations, systems, methods, and the like included in the concept of the present invention from the concept of the invention described in this specification. Accordingly, the description of the claims should be regarded as including an equivalent configuration without departing from the scope of the technical idea of the present invention. The purpose of the abstract is to simplify the technical contents and essence of this application by patent offices and general public institutions, and engineers belonging to this technical field who are not familiar with patents, legal terms or technical terms. It is intended to be able to make a quick determination through a simple survey. Accordingly, the abstract is not intended to limit the scope of the invention to be evaluated by the claims. Moreover, in order to fully understand the object of the present invention and the specific effects of the present invention, it is desired that the interpretation should be made with sufficient consideration of the literatures already disclosed.

1 強識別器
2 弱識別器
3 特徴量生成部
4 判定部
5 重み設定部
10 識別装置
21 弱識別器集合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Strong discriminator 2 Weak discriminator 3 Feature-value production | generation part 4 Determination part 5 Weight setting part 10 Discriminating device 21 Weak discriminator collection part

Claims (6)

入力データの白矩形領域における画素の平均輝度値と黒矩形領域における画素の平均輝度値との差を用いた特徴量を生成する特徴量生成部と、
前記特徴量が第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲内に存在するか否かを判定する判定部と、
検出対象と非検出対象との識別性能が高いほど重みが大きくなるように設定された重み設定部とを備え、
前記白矩形領域及び前記黒矩形領域の矩形幅の変化量又は矩形位置の変化量を複数画素毎として検出ウインドウ内の全ての弱識別器候補から絞り込まれた複数の第1弱識別器候補から選択された弱識別器と、
前記弱識別器を複数備え、前記各弱識別器における特徴量の判定結果と重みとの積算値の線形和に基づいて、前記入力データが検出対象であるか否かを識別する強識別器とを有することを特徴とする識別装置。
A feature amount generation unit that generates a feature amount using a difference between an average luminance value of pixels in the white rectangular area of the input data and an average luminance value of pixels in the black rectangular area;
A determination unit for determining whether or not the feature amount is within a predetermined range sandwiched between a first threshold value and a second threshold value;
A weight setting unit that is set so that the weight increases as the discrimination performance between the detection target and the non-detection target increases.
From the white-block region and all of the plurality narrowed from the weak classifier candidate first weak classifier candidate in the detection by the variation of the amount of change or rectangular position of the rectangle width and a plurality of pixels each window of the black rectangular area A selected weak classifier,
A plurality of the weak classifiers, and a strong classifier for identifying whether or not the input data is a detection target based on a linear sum of an integrated value of a determination result of a feature amount and a weight in each weak classifier; An identification device comprising:
前記強識別器は、
前記弱識別器の集合体を複数段で直列配置し、前段の集合体において検出対象であると識別した入力データだけを、後段の集合体における検出対象の識別に用いることを特徴とする請求項1に記載の識別装置。
The strong classifier is
The assembly of the weak classifiers is arranged in series in a plurality of stages, and only input data that is identified as a detection target in the preceding assembly is used for identification of the detection target in the subsequent assembly. 2. The identification device according to 1.
前記弱識別器における前記重み設定部は、
前記検出対象である複数のポジティブ学習データと、非検出対象である複数のネガティブ学習データとを前記入力データとしたアダブースト(Adaboost)の学習アルゴリズムによって、前記重みが設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の識別装置。
The weight setting unit in the weak classifier is:
The weight is set by an Adaboost learning algorithm using the plurality of positive learning data to be detected and the plurality of negative learning data to be non-detected as the input data. The identification device according to claim 1 or 2.
前記弱識別器における前記判定部は、
非検出対象の特徴量の下側確率が前記検出対象の特徴量の下側確率よりも大きくなる交点を前記第1閾値とし、
前記非検出対象の特徴量の上側確率が前記検出対象の特徴量の上側確率よりも大きくなる交点を前記第2閾値としていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の識別装置。
The determination unit in the weak classifier is:
The intersection at which the lower probability of the non-detection target feature amount is larger than the lower probability of the detection target feature amount is defined as the first threshold value.
The intersection point at which the upper probability of the feature quantity of the non-detection target is larger than the upper probability of the feature quantity of the detection target is set as the second threshold value. Identification device.
前記弱識別器の夫々は、前記複数の第1弱識別器候補から選択された後、当該第1弱識別器候補の矩形幅又は矩形位置が変更された複数の第2弱識別器候補群が生成され、局所探索手法により当該複数の第2弱識別器候補群からさらに選択されたものであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の識別装置。 Each of the weak classifiers is selected from the plurality of first weak classifier candidates, and then a plurality of second weak classifier candidate groups in which the rectangular width or the rectangular position of the first weak classifier candidates are changed. 5. The identification device according to claim 1, wherein the identification device is generated and further selected from the plurality of second weak classifier candidate groups by a local search method. 6. 入力データが入力される入力部、記憶部及び出力部を備えたコンピュータを、
前記入力データの白矩形領域における画素の平均輝度値と黒矩形領域における画素の平均輝度値との差を用いた特徴量を生成する特徴量生成手段、前記特徴量が第1閾値と第2閾値とで挟まれた所定範囲内に存在するか否かを判定する判定手段、及び検出対象と非検出対象との識別性能が高いほど重みが大きくなるように設定される重み設定手段を備え、前記白矩形領域及び前記黒矩形領域の矩形幅の変化量又は矩形位置の変化量を複数画素毎として検出ウインドウ内の全ての弱識別器候補から絞り込まれた複数の第1弱識別器候補から選択された複数の弱識別手段、
前記各弱識別手段における前記特徴量の判定結果と重みとの積算値の線形和に基づいて、前記入力データが前記検出対象であるか否かを識別する強識別手段
として機能させることを特徴とする識別プログラム。
A computer including an input unit to which input data is input, a storage unit, and an output unit,
Feature amount generation means for generating a feature amount using a difference between an average luminance value of pixels in the white rectangular area and an average luminance value of pixels in the black rectangular area of the input data, the feature amount being a first threshold value and a second threshold value Determination means for determining whether or not a predetermined range sandwiched between, and a weight setting means set so that the weight increases as the discrimination performance between the detection target and the non-detection target increases, selected from white rectangular regions and all of the plurality narrowed from the weak classifier candidate first weak classifier candidate in the detection by the variation of the amount of change or rectangular position of the rectangle width and a plurality of pixels each window of the black rectangular area A plurality of weak identification means,
Based on the linear sum of the integrated value of the feature value determination result and the weight in each of the weak discriminating units, the weak discriminating unit functions as a strong discriminating unit that discriminates whether or not the input data is the detection target. Identification program.
JP2011168300A 2011-08-01 2011-08-01 Identification device and identification program Active JP5565869B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011168300A JP5565869B2 (en) 2011-08-01 2011-08-01 Identification device and identification program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011168300A JP5565869B2 (en) 2011-08-01 2011-08-01 Identification device and identification program

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014121406A Division JP5856235B2 (en) 2014-06-12 2014-06-12 Game equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013033331A JP2013033331A (en) 2013-02-14
JP5565869B2 true JP5565869B2 (en) 2014-08-06

Family

ID=47789180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011168300A Active JP5565869B2 (en) 2011-08-01 2011-08-01 Identification device and identification program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5565869B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101476799B1 (en) * 2013-07-10 2014-12-26 숭실대학교산학협력단 System and method for detecting object using depth information
US10380456B2 (en) 2014-03-28 2019-08-13 Nec Corporation Classification dictionary learning system, classification dictionary learning method and recording medium
JP6481263B2 (en) 2014-06-05 2019-03-13 株式会社サタケ Preparation method of quality discrimination standard in granular material appearance quality discrimination device
JP6225844B2 (en) * 2014-06-30 2017-11-08 株式会社デンソー Object detection device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005044330A (en) * 2003-07-24 2005-02-17 Univ Of California San Diego Weak hypothesis generation device and method, learning device and method, detection device and method, expression learning device and method, expression recognition device and method, and robot device
JP4818997B2 (en) * 2007-06-29 2011-11-16 オリンパス株式会社 Face detection device and face detection program
JP4553044B2 (en) * 2008-09-26 2010-09-29 ソニー株式会社 Group learning apparatus and method
JP5235691B2 (en) * 2009-01-13 2013-07-10 キヤノン株式会社 Information processing apparatus and information processing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013033331A (en) 2013-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Face liveness detection by rppg features and contextual patch-based cnn
US7508961B2 (en) Method and system for face detection in digital images
US11222222B2 (en) Methods and apparatuses for liveness detection, electronic devices, and computer readable storage media
CN102667810B (en) Face recognition in digital images
US11106947B2 (en) System and method of classifying an action or event
JP5287333B2 (en) Age estimation device
CN101558431A (en) Face authentication device
CN111368811B (en) Living body detection method, living body detection device, living body detection equipment and storage medium
Almeida et al. Detecting face presentation attacks in mobile devices with a patch-based CNN and a sensor-aware loss function
US20060291001A1 (en) Apparatus and method for detecting occluded face and apparatus and method for discriminating illegal user using the same
KR20080033486A (en) Automatic biometric identification based on face recognition and support vector machines
JP5565869B2 (en) Identification device and identification program
de Souza et al. On the learning of deep local features for robust face spoofing detection
US20080175447A1 (en) Face view determining apparatus and method, and face detection apparatus and method employing the same
CN110414299B (en) Monkey face affinity analysis method based on computer vision
CN104063709B (en) Sight line detector and method, image capture apparatus and its control method
CN110610575B (en) Coin identification method and device and cash register
Gualdi et al. Contextual information and covariance descriptors for people surveillance: an application for safety of construction workers
CN102216958A (en) Object detection device and object detection method
CN106471440A (en) Eye tracking based on efficient forest sensing
WO2004042539A9 (en) Video-based face recognition using probabilistic appearance manifolds
JP6031181B2 (en) IDENTIFICATION DEVICE AND GAME DEVICE
JP5856235B2 (en) Game equipment
JP5389723B2 (en) Object detection device and learning device thereof
KR101988339B1 (en) Device and method for banknote recognition based on genetic algorithm

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130830

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140520

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140612

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5565869

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250