JP5773739B2 - 照合装置 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の一実施の形態を示す照合装置のブロック構成図である。同図において、10は第1のCCDカメラ、11は第2のCCDカメラ、12は液晶表示装置(LCD)、20は処理部であり、処理部20は、CPUを有する制御部20−1と、ROM20−2と、RAM20−3と、ハードディスク(HD)20−4と、フレームメモリ(FM)20−5と、外部接続部(I/F)20−6と、フーリエ変換部(FFT)20−7とを備えており、ROM20−2には登録プログラムと照合プログラムが格納されている。また、CCDカメラ10,11は、所定の距離Lを隔てて設置されている。すなわち、CCDカメラ10,11は、そのレンズ10−1,11−1間の距離をLとして、横方向に並んで配置されている。図では分かり易いように、照合装置は上方向から見た図とし、対象物(人間の顔)は横方向から見た図としている。
この照合装置において、対象物を人間の顔M1とした場合、この対象物(登録対象物)M1の登録は次のようにして行われる。運用する前に、利用者は、CCDカメラ10,11に顔M1を向け、登録スタートスイッチ(図示せず)を押す。
制御部20−1は、登録スタートスイッチが押されると(図2:ステップS101のYES)、フレームメモリ20−5を介して、CCDカメラ10からの登録対象物M1を捉えた画像を左カメラの画像として取り込み、CCDカメラ11からの登録対象物M1を捉えた画像を右カメラの画像として取り込む(ステップS102)。
そして、制御部20−1は、取り込んだ左カメラの画像および右カメラの画像から画像処理によって顔領域を検出する(ステップS103)。なお、この際、顔領域の輝度が一定範囲でなければ、ゲインコントロールし、左カメラの画像および右カメラの画像の取り込みを再度行う。また、この例では、左右の顔領域を検出するようにしたが、左か右の何れか一方の顔領域を検出するようにしてもよい。
そして、制御部20−1は、検出した左右の顔領域の画像(左右の顔画像)から画像処理によって瞳領域を検出し(ステップS104)、3D計測によってカメラから登録対象物M1までの距離Rを算出し(ステップS105)、この算出した距離Rに基づいて右の顔画像のサイズを正規化する(ステップS106)。
そして、制御部20−1は、ステップS106で正規化した顔画像を登録画像の原画像として、その原画像(128×128の画素の画像)を最上層(第0層)の高解像度画像とし、この高解像度画像の下層(第1層)に64×64の画素の画像(第1の低解像度画像)を作成し、この第1の低解像度画像の下層(第2層)に32×32の画素の画像(第2の低解像度画像)を作成する(ステップS107)。
この照合装置において、照合対象物を人間の顔M1とした場合、この顔M1の照合は次のようにして行われる。図3に制御部20−1がROM20−2に格納されている照合プログラムに従って実行する照合処理1(照合処理の第1例)のフローチャートを示す。
利用者は、CCDカメラ10,11の前に立つ。すると、制御部20−1は、CCDカメラ10,11の撮像領域に顔M1が入ったことを認識し、フレームメモリ20−5を介して、CCDカメラ10からの顔M1を捉えた画像を左カメラの画像として取り込み、CCDカメラ11からの顔M1を捉えた画像を右カメラの画像として取り込む(ステップS201)。
そして、制御部20−1は、取り込んだ左カメラの画像および右カメラの画像から画像処理によって顔領域を検出する(ステップS202)。なお、この際、顔領域の輝度が一定範囲でなければ、ゲインコントロールし、左カメラの画像および右カメラの画像の取り込みを再度行う。また、この例では、左右の顔領域を検出するようにしたが、左か右の何れか一方の顔領域を検出するようにしてもよい。
そして、制御部20−1は、検出した左右の顔領域の画像(左右の顔画像)から画像処理によって瞳領域を検出し(ステップS203)、3D計測によってカメラから照合対象物M1までの距離Rを算出し(ステップS204)、この算出した距離Rに基づいて右の顔画像のサイズを正規化する(ステップS205)。
そして、制御部20−1は、ステップS205で正規化した顔画像を参照画像の原画像とし、この参照画像の階層画像を作成する。この場合、制御部20−1は、ステップS205で得た参照画像の原画像(128×128の画素の画像)を最上層(第0層)の高解像度画像とし、この高解像度画像の下層(第1層)に64×64の画素の画像(第1の低解像度画像)を作成し、この第1の低解像度画像の下層(第2層)に32×32の画素の画像(第2の低解像度画像)を作成する。
上述した照合処理1では、予め定められた任意の低解像度の階層のみの階層画像の類似度を算出して照合を行うようにしたが、解像度が低い順に登録画像の階層画像と参照画像の階層画像との類似度を算出し、算出された類似度とその階層の基準値THとを比較することによって、登録画像と参照画像との照合を行うようにしてもよい。この場合の照合処理を照合処理2(照合処理の第2例)とし、そのフローチャートを図5に示す。
上述した照合処理1,2では、HD20−4に記憶されている登録画像を全て読み出したにも拘わらず、登録画像と参照画像とが一致するという結果が得られなかった場合(ステップS213のNO、ステップS315のNO)、参照画像と登録画像との照合結果を不一致として処理を終了するようにした。
上述した照合処理3では、HD20−4に記憶されている登録画像を再照合登録画像として全て再読み出したにも拘わらず、再照合登録画像と参照画像とが一致するという結果が得られなかった場合(ステップS411のNO)、参照画像と登録画像との照合結果を不一致として処理を終了するようにした。
照合処理4では、HD20−4に記憶されている登録画像を全て読み出したにも拘わらず、登録画像と参照画像とが一致するという結果が得られなかった場合(ステップS411のNO)、図12に示したフローチャートのステップS413に進むようにしたが、照合処理5(照合処理の第5例)では、図13に示したフローチャートのステップS416へ進むものとする。
案1.対応点毎の相関値の平均値を類似度にする。
案2.閾値Tより高い対応点の数を類似度にする。
⇒ 特定エリアの外乱(着用物など)に影響をうけにくくなる。
案3.上下左右全体などエリア毎に閾値 "T_high" より高い対応点の数を類似度にする。閾値 "T_high" はエリア毎に変えても良い。
⇒ サングラス、メガネ、ひげの発生、傷、眼帯などの影響を受けにくい照合が実現できる。
案4.上下左右全体などエリア毎に閾値 "T_high" より高い対応点の数を類似度にする。このとき、いずれかのエリア毎に閾値 "T_low" より低い対応点の数が多い場合、後段の類似度判定処理でNGとする。閾値 "T_high"、"T_low" はエリア毎に変えても良い。
⇒ 同一の着用物による他人誤認を防ぐことができる。例えば、フレームの太い眼鏡による誤認がなくなる。
Claims (4)
- 参照画像と登録画像とを照合する照合装置において、
前記参照画像について、その原画像を最も解像度の高い高解像度画像とし、この高解像度画像を最上層として、この高解像度画像と同一の画像領域で解像度のみを低くした解像度が異なる複数の低解像度の階層画像を作成する階層画像作成手段と、
前記参照画像と同一解像度の複数の登録画像を記憶する登録画像記憶手段と、
前記登録画像記憶手段に記憶されている登録画像を1つずつ読み出す登録画像読出手段と、
前記階層画像作成手段によって作成された参照画像の低解像度の階層画像と前記登録画像読出手段によって読み出された登録画像の前記参照画像の階層画像に対応する階層画像のうち同一の低解像度の階層画像との類似度の算出を任意の低解像度の階層画像から行い、この算出された類似度に基づいて、前記登録画像読出手段によって読み出された登録画像と前記参照画像との照合を行う照合手段と
を備えることを特徴とする照合装置。 - 請求項1に記載された照合装置において、
前記照合手段は、
前記算出された類似度が所定の基準値を満たす場合に、前記登録画像読出手段によって読み出された登録画像と前記参照画像とが一致すると判断する
ことを特徴とする照合装置。 - 請求項2に記載された照合装置において、
前記照合手段は、
前記階層画像の階層毎に、前記基準値として、その階層の解像度に応じて定められた閾値を用いる
ことを特徴とする照合装置。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載された照合装置において、
前記照合手段は、
前記登録画像読出手段が前記登録画像記憶手段に記憶されている登録画像を全て読み出したにも拘わらず、登録画像と参照画像とが一致するという結果が得られなかった場合、前記登録画像読出手段に対して前記登録画像の再読出しを指示するとともに、これによって読み出される登録画像を再照合登録画像とし、前記階層画像作成手段によって作成された参照画像の階層画像および前記登録画像読出手段によって読み出された再照合登録画像の前記参照画像の階層画像に対応する階層画像の何れか一方に対して予め定められた特徴領域を設定し、特徴領域が設定された一方の階層画像の当該特徴領域に対応する対応領域を他方の階層画像から探索し、一方の階層画像に設定された特徴領域と他方の階層画像から探索された対応領域との類似度に基づいて、前記再照合登録画像と前記参照画像との照合を行う
ことを特徴とする照合装置。
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JP2012238060A JP2012238060A (ja) | 2012-12-06 |
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