JP7200965B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法及びプログラムに関する。

デジタルカメラ等で使用されている顔検出機能では、高画素の撮像素子を有するカメラであっても、特許文献１のようにＱＶＧＡ（Ｑｕａｒｔｅｒ Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ、３２０×２４０ｐｉｘｅｌ）、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ、６４０×４８０ｐｉｘｅｌ）程度の低解像度の画像を使用して顔検出を行うのが一般的である。

また、個人の特定を行う顔認証などであっても、ＶＧＡ程度の低解像度の画像を使用している。このように、低解像度の画像を使用することで検出や認識を行うことにより、処理速度の低下を抑制することができる。

特開２０１９－１２４２６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、低解像度の画像を使用するので、小さい顔画像を検出するのが困難である。

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、処理負荷の増加を抑制しつつ、小さい顔画像を検出することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の画像処理装置は、
所定の場所に設置された撮像装置によって撮像される人物の画像を含んだ画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得される画像に、前記人物の画像の顔画像を検出対象とした第１の検出枠を設定し、前記画像全体にわたり前記第１の検出枠を用いて前記検出対象を検出する対象物検出部と、
前記対象物検出部による前記第１の検出枠における前記検出対象の大きさに基づいて、前記第１の検出枠より小さい複数の第２の検出枠を設定して前記画像から検出対象を検出するよう制御する制御部と、
を備え、
前記複数の第２の検出枠のうちの一つには、前記第１の検出枠において検出された前記検出対象のうち最も小さい前記検出対象の大きさに基づいて設定される、前記複数の第２の検出枠のうちの他の一つの検出枠と部分的に重複する範囲が含まれる、
ことを特徴とする。

本発明によれば、処理負荷の増加を抑制しつつ、小さい顔画像を検出することができる。

本発明の実施形態に係る顔認証システムを示す図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る顔認証システムの撮像装置と撮像範囲との位置関係を示す側面図であり、（ｂ）は、顔認証システムの撮像装置が撮像した画像の一例である。 本発明の実施形態に係る顔認証システムの画像処理フローの概略を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像処理装置のブロック図である。 本発明の実施形態に係る最小顔画像を説明する図である。 本発明の実施形態に係る検出枠を説明する図である。 顔画像検知の除外範囲を説明する図である。 本発明の実施形態に係る対象物検出処理のフローチャートである。 対象物検出処理を実行する状況を経時的に説明する図である。 対象物検出処理を実行する頻度をエリア毎に設定した状態を説明する図である。

本発明の実施形態に係る画像処理装置について、以下、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る画像処理装置は、例えば、オフィスやイベントのセキュリティ等に使用するために、顔認証システムの顔認証装置に顔認証を行わせるための画像データを生成する。なお、画像に写る人物の数は、顔画像があまりに小さくなりすぎない限り特に制限はないが、以下の説明においては、説明を容易にするため、画像に写る人物は３人とする。

［顔認証システムの構成］
図１に示すように、顔認証システム１は、画像処理装置１０および顔認証装置８０を有する。画像処理装置１０は、顔認証システム１の撮像範囲Ｌに存在する認証対象領域である人物１００（１０１，１０２，１０３）の画像を撮像し、後述する対象物検出処理を行って顔認証に適した画像データを顔認証装置８０に送信する。図２（ａ）に示すように、人物１０１，１０２，１０３は、画像処理装置１０の撮像部４０からそれぞれ異なる距離で移動または静止している。人物１０１が撮像部４０の一番近くに、人物１０２が次に近くに、人物１０３が一番遠くにいる。また、撮像部４０は、本実施形態では、ビルのエントランスの天井に設けられている。従って、撮像部４０が撮像した画像には、図２（ｂ）に示すように、人物１０１が一番大きく、人物１０２が次に大きく、人物１０３が一番小さく映っている。画像Ｖに異なる大きさで映っている人物１０１，１０２，１０３のそれぞれの顔画像を記憶部３０に記憶された顔画像と認証する。そこで、顔認証装置８０が近くにいる人物１０１から一番遠くにいる人物１０３までの顔認証を行うことができるように、画像処理装置１０によって、対象物検出処理等を行って顔認証に適した画像データを提供する。

顔認証システム１で行われる画像処理の概略を図３に示して説明する。撮像装置に撮像された画像は１２ビットのベイヤー画像であり、この画像を現像、階調補正して、８ビットに圧縮したＹＵＶ画像を生成する。生成された画像の顔検出は、画像処理装置１０において行い、顔照合は、顔認証装置８０において行う。

（画像処理装置の構成）
図４に示すように、画像処理装置１０は、制御部２０、記憶部３０、撮像部４０、通信部５０、表示部６０、入力部７０、を備える。

制御部２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等で構成され、記憶部３０に記憶されたプログラム等を実行することにより、後述する各部（画像取得部２１、対象物検出部２２、検出枠設定部２３、検出枠判断部２４、判別部２５、補正部２６、画像加工部２７、画像送信部２８、操作部２９）の機能を実現する。また、制御部２０は、時計（図示せず）を有し、現在日時の取得や経過時間のカウント等をすることができる。

記憶部３０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ
Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、ＲＯＭの一部又は全部は電気的に書き換え可能なメモリ（フラッシュメモリ等）で構成されている。記憶部３０は、機能的に、対象物記憶部３１と、検出枠記憶部３２と、除外範囲記憶部３３と、検出条件記憶部３４と、を有する。ＲＯＭには制御部２０のＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムを実行する上で予め必要なデータが記憶されている。ＲＡＭには、プログラム実行中に作成されたり変更されたりするデータが記憶される。

対象物記憶部３１には、本実施形態では、撮像部４０に撮像された画像から検出された対象物である顔画像が記憶される。また、対象物記憶部３１には、設定された検出枠２０５（後述する）における検出可能な顔のサイズである最小検出顔Ｆ_ｍｉｎ（図５参照）が記憶されている。なお、最小検出顔Ｆ_ｍｉｎには、検出可能な顔のサイズよりわずかに大きな顔のサイズが設定されている。

検出枠記憶部３２には、検出枠設定部２３が設定した後述する検出枠２０５が記憶される。また、ユーザが任意に設定するユーザ設定検出枠２０６も記憶される。また、基準検出枠２００が予め記憶されている。画像Ｖを基準検出枠２００で分割するので、画像Ｖの幅および高さが基準検出枠２００の幅および高さの整数倍となるのが好ましい。基準検出枠２００は、１回目の分割時の基準検出枠２００_１、２回目の基準検出枠２００_２、…、ｎ回目の基準検出枠２００_ｎを有する。基準検出枠２００_１の幅および高さは、画像Ｖの幅および高さと等しい。また、基準検出枠２００の幅および高さは、基準検出枠２００_１＞基準検出枠２００_２＞…＞基準検出枠２００_ｎ－１＞基準検出枠２００_ｎ＝最小検出顔Ｆ_ｍｉｎである。なお、処理負荷の増加を抑制するために、基準検出枠２００_ｎ＝最小検出顔Ｆ_ｍｉｎとせずに、基準検出枠２００_ｎを最小検出顔Ｆ_ｍｉｎよりも大きい任意のサイズと設定することもできる。また、基準検出枠２００_ｎのｎの値を小さくすることで処理負荷の増加を抑制することができる。なお、基準検出枠２００_ｎ（および検出枠２０５_ｎ）が小さくなるにつれて、元の画像の解像度に近くなっていく。

除外範囲記憶部３３には、判別部２５が判別し、設定した後述する除外範囲２１０が記憶される（図７参照）。また、ユーザが任意に設定するユーザ設定除外範囲２１１も記憶される。例えば、撮像範囲Ｌ内で人が通行しないエリア（家具や機器等が設置されたエリア等）をユーザ設定除外範囲２１１にするとよい。

検出条件記憶部３４には、検出条件Ｚが記憶される。検出条件Ｚには、撮像エリア毎に検出頻度を異ならせる検出条件Ｚ１、所定の照度以上または以下の範囲を検出対象としない検出条件Ｚ２等が記憶される。

撮像部４０は、撮像装置４１、駆動装置４２を有する。

撮像装置４１は、本実施形態では、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラを備える。撮像装置４１は、撮像範囲Ｌをフレームレート３０ｆｐｓで撮像し画像Ｖを生成する。画像Ｖは、ベイヤー画像であり、１２ビットの分解能で出力される。

駆動装置４２は、後述する操作部２９の指示に従って、撮像装置４１の位置を移動させて撮像範囲Ｌを調整する。

通信部５０は、顔認証装置８０や外部機器等と通信するためのモジュールである通信装置５１を有する。通信装置５１は、外部機器と通信する場合にはアンテナを含む無線モジュールである。例えば、通信装置５１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に基づく近距離無線通信を行うための無線モジュールである。通信部５０を用いることにより、画像処理装置１０は、顔認証装置８０や外部機器と画像データ等の受け渡し等を行うことができる。

表示部６０は、液晶表示パネル（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）から構成された表示装置６１を備える。

表示装置６１としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、液晶、有機ＥＬなどを採用できる。表示装置６１には、画像Ｖ、後述する検出枠２０５等が表示される。

入力部７０は、表示部６０と近接して、または表示部６０と一体に設けられた抵抗膜方式のタッチパネル（入力装置７１）である。タッチパネルは、赤外線操作方式や投影型静電容量方式等であってもよいし、入力部はタッチパネルで無くキーボードおよびマウス等であってもよい。ユーザは、入力部７０を介したマニュアル操作にて、表示部６０を使用してユーザ設定検出枠２０６、ユーザ設定除外範囲２１１等を設定することができる。

次に、画像処理装置１０の制御部２０の機能的構成について説明する。制御部２０は、画像取得部２１、対象物検出部２２、検出枠設定部２３、検出枠判断部２４、判別部２５，補正部２６、画像加工部２７、画像送信部２８、操作部２９、の機能を実現し、後述する対象物検出処理等を行う。

画像取得部２１は、予め画像処理装置１０に設定された、またはユーザが設定した露出条件で撮像範囲Ｌを撮像部４０に撮像させ、約３３ｍｓｅｃで全画素で撮像された画像Ｖを取得する。画像Ｖの解像度は、ＱＶＧＡである。画像取得部２１は、取得した画像Ｖを対象物検出部２２に送信する。

対象物検出部２２は、画像取得部２１から送信された画像Ｖの中から、本実施形態では、対象物である顔画像を検出する。検出枠設定部２３で設定された後述する検出枠２０５を使用して、画像Ｖの中から顔画像を約１１ｍｓｅｃで検出する。また、ユーザ設定検出枠２０６が設定されている場合、ユーザ設定検出枠２０６を使用して、画像Ｖの中から顔画像を検出する。対象物検出部２２は、検出枠２０５を使用して画像Ｖから顔画像が検出されたか否かを判別する。対象物検出部２２は、検出した顔画像を対象物記憶部３１に記憶する。

検出枠設定部２３は、対象物記憶部３１に記憶された画像Ｖ中の顔画像を読み込み、読み込んだ顔画像のうちの一番小さな顔画像の幅および高さを図６に斜線のハッチングで示す基準検出枠２００の枠重複エリアの幅ＤＦ_{ｍｉｎ＿ｗ}および高さＤＦ_{ｍｉｎ＿ｈ}に設定する。検出枠設定部２３は、予め設定された基準検出枠２００の幅および高さに、枠重複エリアの幅および高さを加えて検出枠記憶部３２に検出枠２０５（またはユーザ設定検出枠２０６）の幅ｄｅｔｅｃｔ＿ｗおよび高さｄｅｔｅｃｔ＿ｈを設定し、検出枠記憶部３２に記憶する。画像処理装置１０が画像Ｖを取得した後、検出枠設定部２３は、検出枠２０５を検出枠記憶部３２から読み込み、画像Ｖを枠重複エリアを設けて検出枠２０５で分割する。

検出枠判断部２４は、検出枠２０５で画像Ｖの全体にわたる顔画像の検出作業が完了するごとに、検出枠２０５_ｎを小さくするか否かを判断する。検出枠判断部２４は、検出作業時に検出された顔のうち一番小さな顔と最小検出顔Ｆ_ｍｉｎとを比較し、一番小さな顔のほうが大きい場合、検出枠２０５を小さくすると判断する。検出枠判断部２４が検出枠２０５を小さくすると判断した場合、検出枠設定部２３は、一番小さい顔の幅及び高さを基準検出枠２００_ｎ＋１の枠重複エリアの幅ＤＦ_{ｍｉｎ＿ｗ}および高さＤＦ_{ｍｉｎ＿ｈ}に設定して、検出枠２０５_ｎ＋１を設定する。一番小さな顔が最小検出顔Ｆ_ｍｉｎの大きさと等しい場合、検出枠２０５を小さくすると判断しない（検出枠設定部２３は、検出枠２０５を小さくする作業を終了する）。

判別部２５は、図７に示すように、検出枠２０５またはユーザ設定検出枠２０６がすでに対象物検出部２２に検出された検出済顔画像２２０内に位置する場合、その検出枠２０５またはユーザ設定検出枠２０６を除外範囲２１０またはユーザ設定除外範囲２１１として判別し、除外範囲記憶部３３に記憶する。また、判別部２５は、検出された顔画像の大きさ（幅および高さ）と設定された最小検出顔Ｆ_ｍｉｎの大きさ（最小の顔検出幅Ｆ_{ｍｉｎ＿ｗ}および高さＦ_{ｍｉｎ＿ｈ}、図５参照）とを比較する。

補正部２６は、画像Ｖにおける各領域の顔画像検出頻度の設定に応じて顔画像検出頻度の補正を行う。補正方法は、後述する。

画像加工部２７は、対象物記憶部３１に記憶された顔画像の加工を行う。後述する対象物検出処理が終了した後、対象物記憶部３１に記憶された顔画像を、顔認証装置８０が顔認識できる画像ＭＡＰ上に画像Ｖにおける座標に応じて配置する。あるいは、顔画像に画像Ｖ上の座標データを紐付ける。

画像送信部２８は、取得された画像Ｖや画像ＭＡＰ等を顔認証装置８０に送信する。

操作部２９は、撮像部４０の撮像範囲Ｌを移動させるための指示を、駆動装置４２に送信する。

以上、制御部２０の機能的構成について説明した。以下、撮像された画像から取得された顔画像が、図２（ｂ）である場合を例として、画像処理装置１０で行われる対象物検出処理について具体的に説明する。

人物１０２の顔画像より小さく、人物１０３の顔画像より大きな最小検出顔Ｆ_ｍｉｎ（図５参照）が予め対象物記憶部３１に設定されている。対象物検出部２２は、画像Ｖ全体を一度に検出を行う場合、最小検出顔Ｆ_ｍｉｎより小さな顔画像を検出できない。画像取得部２１は、撮像範囲Ｌを撮像部４０に撮像させ、撮像された画像Ｖを取得する。対象物検出部２２は、画像取得部２１から送信された画像Ｖ全体の中から、人物１０１，１０２の顔画像を検出する。対象物検出部２２は、検出した人物１０１，１０２の顔画像を対象物記憶部３１に記憶する。なお、人物１０３は、今回は最小検出顔Ｆ_ｍｉｎよりも小さいので検出されない。

検出枠設定部２３は、対象物記憶部３１に記憶された人物１０１，１０２の顔画像を読み込み、読み込んだ内の一番小さな顔画像である人物１０２の顔画像の幅および高さを基準検出枠２００（図６の斜線ハッチング範囲）の枠重複エリアの幅および高さに設定する。検出枠設定部２３は、基準検出枠２００の幅および高さに、枠重複エリアの幅および高さを加えて検出枠記憶部３２に検出枠２０５（またはユーザ設定検出枠２０６）として記憶する。

対象物検出部２２は、図６に示すように、画像Ｖを検出枠２０５（またはユーザ設定検出枠２０６）で枠重複エリアの幅および高さを重複させて分割した後、分割されたそれぞれの領域で顔画像の検出を行う。分割された領域内では、人物１０３の顔画像は最小検出顔Ｆ_ｍｉｎよりも大きい。対象物検出部２２は、人物１０３の顔画像を検出し、検出した人物１０３の顔画像を対象物記憶部３１に記憶する。対象物検出部２２は、分割された全ての領域で検出作業を行い、画像Ｖの全体にわたる検出作業を完了させる。

検出枠判断部２４は、検出作業時に検出された顔のうち一番小さな顔と最小検出顔Ｆ_ｍｉｎとを比較する。分割された領域から検出されたのは人物１０３の顔画像であるので、検出枠判断部２４は、人物１０３の顔画像と最小検出顔Ｆ_ｍｉｎとを比較し、人物１０３の顔画像が最小検出顔Ｆ_ｍｉｎよりも大きいと判断し、検出枠２０５を小さくすると判断する。検出枠設定部２３は、一番小さな顔画像である人物１０３の顔画像の幅および高さを算出する。検出枠設定部２３は、基準検出枠２００の幅および高さに、枠重複エリアの幅および高さを加えて検出枠記憶部３２に検出枠２０５（またはユーザ設定検出枠２０６）として記憶する。

対象物検出部２２は、画像Ｖを検出枠２０５（またはユーザ設定検出枠２０６）で枠重複エリアの幅および高さを重複させて分割した後、分割されたそれぞれの領域で顔画像の検出を行う。

その後、枠重複エリアの幅および高さが最小検出顔の幅および高さまで小さくなるまで、画像Ｖの分割と顔画像の検出を繰り返して検出を終了し、図６に示すような画像Ｖ全体での顔画像ＭＡＰを生成する。

（顔認証装置）
顔認証装置８０は、例えば、主成分分析を使った固有顔を顔認識のアルゴリズムとする装置である。顔認証装置８０は、画像処理装置１０から送信される画像データを用いて顔認証（２次元顔認証）を行う。

［画像処理装置で行われる処理］
次に、画像処理装置１０で行われる対象物検出処理についてフローチャートを用いて説明する。

（対象物検出処理）
図８を参照して、画像処理装置１０で行われる対象物検出処理のフローを説明する。対象物検出処理によって、画像内の小さな顔の検出を、画像処理装置１０への負荷を低減しつつ実行することができる。これにより、最小顔画像Ｆ_ｍｉｎよりも小さい顔画像の人物１０３についても、顔認証装置８０が顔認証を行うことができる。

まず、画像処理装置１０に最小顔画像Ｆ_ｍｉｎが設定される（ステップＳ１）。ユーザが入力部７０から任意に設定することもできる。また、撮像範囲Ｌも設定される。

次に、ｎ＝１回目の対象物検出処理で使用する検出枠２０５_１が設定される。１回目は画像Ｖ全体を１度に顔画像検出を行うので、検出枠２０５_１は画像Ｖと同一サイズである。検出枠設定部２３は、画像Ｖと同一サイズの検出枠２０５_１を設定し、検出枠記憶部３２に記憶させる（ステップＳ２）。

画像取得部２１は、撮像部４０に撮像範囲Ｌを撮像させ、撮像した画像Ｖを取得し、取得した画像Ｖを対象物検出部２２に送信する（ステップＳ３）。

画像処理装置１０が画像Ｖを取得した後、検出枠設定部２３は、検出枠２０５_１を検出枠記憶部３２から読み込み、画像Ｖを検出枠２０５_１で分割する。１回目の分割は、画像Ｖ全体を画像Ｖと同一サイズの検出枠２０５_１で分割する（ステップＳ４）。

判別部２５は、前回の分割時に検出された顔画像内に位置する検出枠２０５_１またはユーザ設定検出枠２０６_１が有るか否かを判別する（ステップＳ５）。前回の分割において検出された顔画像内に位置する検出枠２０５_１またはユーザ設定検出枠２０６_１を除外範囲２１０またはユーザ設定除外範囲２１１として判別し、除外範囲記憶部３３に記憶する。なお、今回は、１回目の分割であるので前回の分割において検出された顔画像は存在せず（ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ７へ進む。対象物検出部２２は、検出枠設定部２３で設定された検出枠２０５_１を使用して、画像Ｖの中から顔画像を検出する（ステップＳ７）。その後、ステップＳ８に進む。

２回目以降の分割では、前回の分割時に検出された顔画像が有り、その顔画像の内部に位置する検出枠２０５がある場合、その検出枠２０５を除外範囲２１０またはユーザ設定除外範囲２１１として判別し、除外範囲記憶部３３に記憶する（ステップＳ５；Ｙｅｓ）。ステップＳ６に進み、対象物検出部２２は、除外範囲２１０の検出枠２０５_１を除外して、検出枠設定部２３で設定された検出枠２０５_１を使用して、画像Ｖの中から顔画像を検出する。その後、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、対象物検出部２２は、直前のステップＳ６またはステップＳ７の検出枠２０５_１で、顔画像が検出されたか否かを判別する。

顔画像が検出されなかった場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、検出枠判断部２４は、最小検出顔が枠重複エリアの幅および高さに設定されているか否かを判別する（ステップＳ９）。最小検出顔が枠重複エリアの幅および高さに設定されていない場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、ｎ＝ｎ＋１＝２とし、検出枠設定部２３は、基準検出枠２００_２に最小検出顔Ｆ_ｍｉｎを枠重複エリアの幅および高さとして加算して、検出枠２０５_２より小さな検出枠２０５_２を設定する（ステップＳ１０）。その後、ステップＳ４に戻り、画像Ｖに対して２回目の分割を行う。最小検出顔が枠重複エリアの幅および高さに設定されている場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ステップＳ１５へ進む。

対象物検出部２２は、直前のステップＳ６またはステップＳ７の検出枠２０５_１で、顔画像が検出された場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１では、対象物検出部２２は、検出した顔画像を対象物記憶部３１に記憶し、ステップＳ１２へ進む。

検出枠判断部２４は、検出された顔画像のうちで一番小さいものである人物１０２の顔画像の大きさと設定された最小検出顔Ｆ_ｍｉｎの大きさとを比較する（ステップＳ１２）。人物１０２の顔画像の大きさが設定された最小検出顔の大きさより大きい場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、検出枠判断部２４は検出枠２０５を小さくすると判断する。ｎ＝ｎ＋１＝２とし（ステップＳ１３）、ステップＳ１４へ進む。

検出枠設定部２３は、対象物記憶部３１に記憶された画像Ｖ中の顔画像を読み込み、読み込んだ内の一番小さな顔画像である人物１０２の顔画像の幅および高さ（図５参照）を基準検出枠２００の枠重複エリアの幅および高さに設定する。検出枠設定部２３は、予め設定された基準検出枠２００_２の幅および高さに、枠重複エリアの幅および高さを加えて検出枠記憶部３２にｎ＝２回目用の検出枠２０５_２を設定し、検出枠記憶部３２に記憶する（ステップＳ１４）。その後、ステップＳ４に戻り、画像Ｖに対してｎ＝２回目の分割を行う。

人物１０２の顔画像の大きさが設定された最小検出顔の大きさと等しい場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、検出枠判断部２４は検出枠２０５を小さくしないと判断し、ステップＳ１５へ進む。処理を終了する場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、終了し、終了しない場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。

以上、対象物検出処理によって、画像処理装置１０は、画像Ｖ全体で顔検出を行った後、画像Ｖを分割しさらに分割した検出枠２０５毎に顔画像を検索するので、最小検出顔Ｆ_ｍｉｎより小さい顔画像を検出することができる。また、画像Ｖ全体で顔検出した後に、画像Ｖを分割する際には、検出された顔画像の内で、一番小さい顔画像の幅および高さを枠重複エリアとして画像Ｖを分割するので、画像Ｖに写った顔画像がうまく検出されない事態（まだ検出されていない顔画像が隣り合う検出枠２０５，２０５のそれぞれに顔画像の一部だけが映り、顔画像の全体がいずれの検出枠２０５にも納まらないために検出されない事態）を防ぐことができる。そして、ＱＶＧＡで検出枠毎に顔検出を行うので、処理負荷の増加を抑制しつつ、小さい顔画像を検出することができる。

（変形例）
上記実施形態において、対象物検出部２２の検出対象である対象物は顔画像であったが、対象物は人物検出や物体検知（車両等）のための、人物や物体等であってもよい。

上記実施形態において、図９に示すように、撮像装置４１はフレームレート３０ｆｐｓで撮像し、画像取得部２１は約３３ｍｓｅｃで全画素で画像を取り込む。分割された領域毎に対象物検出部２２がＱＶＧＡの顔画像の検出を約１１ｍｓｅｃで行う。従って、１００ｍｓｅｃに１回画像Ｖを取り込む場合、検出作業を行うことができる検出枠２０５の数は９、６６ｍｓｅｃに１回画像Ｖを取り込む場合には、検出作業を行うことができる検出枠２０５の数は６となる。従って、上記除外範囲２１０等の設定以外にも検出作業を行う検出枠の数を減らす手法を取るとよい。例えば、図１０に示すように、画像Ｖにおける上部の領域Ｉでは１５ｆｐｓ、中間の領域ＩＩでは３０ｆｐｓ、下部の領域ＩＩＩでは６０ｆｐｓのフレームレートとするとよい。撮像装置４１（撮像部４０）は、天井に設置されているので、画像Ｖの上部の領域Ｉは撮像装置４１から遠い範囲を映しており、対象物の移動量（変化量）は小さく、フレームレートを低く抑えても問題は少ない。一方、下部の領域ＩＩＩは撮像装置４１から近い範囲を映しているので、対象物の移動量（変化量）は大きく、フレームレートは高く保つことが好ましい。補正部２６は、このように補正した検出条件Ｚを検出条件記憶部３４に記憶する。ＱＶＧＡではなく、ＶＧＡや４Ｋの場合だとさらに処理時間を要するので、検出方法を工夫することは有用である。

また、図１０の領域ＩＩＩは、撮像装置４１から近いので、小さい顔画像の検出は行わず、撮像装置４１から遠い領域Ｉのみで小さい顔画像の検出を行う検出条件を設定してもよい。

上記実施形態において、図８の対象物検出処理のステップＳ９およびＳ１０では、最小検出顔Ｆ_ｍｉｎを枠重複エリアの幅および高さとしたが、ユーザが任意に設定した、あるいは検出枠記憶部３２等にあらかじめ設定した数値や数式等により枠重複エリアの幅および高さを決定してもよい。

また、上記実施形態において、画像処理装置１０は撮像部４０を備えていたが、画像処理装置は撮像部を備えておらず、通信部５０を介して制御可能な外部の撮像装置に接続されていてもよい。

上記実施形態において、画像処理装置１０は、２次元顔認証を行う顔認証装置８０のための画像を生成したが、３次元顔認証を行う顔認証装置のための画像を生成してもよい。

この発明の画像処理装置１０の各機能は、通常のＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のコンピュータによっても実施することができる。具体的には、上記実施形態では、画像処理装置１０が行う露出補正処理および画像処理のプログラムが、記憶部３０のＲＯＭに予め記憶されているものとして説明した。しかし、プログラムを、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）及びＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをコンピュータに読み込んでインストールすることにより、上述の各機能を実現することができるコンピュータを構成してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

（付記）
（付記１）
撮像された画像を取得する画像取得部と、
前記画像から検出対象を検出する対象物検出部と、
前記対象物検出部が前記画像内で前記検出対象を検出する範囲である検出枠を設定する検出枠設定部と、
前記対象物検出部が前記画像の全体にわたる前記検出対象の検出作業が完了するごとに、前記検出枠を小さくするか否かを判断する検出枠判断部と、を備え、
前記対象物検出部は、前記検出枠設定部が前記検出枠を新たに設定した場合、新たに設定された検出枠に基づいて前記検出対象を検出し、
前記検出枠設定部は、前記検出枠判断部が前記検出枠を小さくすると判断した場合、前記検出作業のときの検出枠より小さい検出枠を設定する、
画像処理装置。

（付記２）
前記検出枠は、小さくなった時に、隣接する検出枠と重複する範囲を有し、
前記重複する範囲は、前記検出対象の大きさに基づいて設定される、
付記１に記載の画像処理装置。

（付記３）
前記検出枠設定部は、前記画像の前記検出作業を開始する時において、前記検出枠の大きさを前記画像の大きさと等しく設定する、
付記１または２に記載の画像処理装置。

（付記４）
前記検出枠が最も小さくなった時に、検出可能な最小の前記検出対象の幅および高さは、前記重複する範囲の幅および高さと等しい、
付記２に記載の画像処理装置。

（付記５）
前記検出枠判断部が、前記検出枠の大きさが検出可能な最小の前記検出対象の大きさと等しいと判断した場合、前記検出枠設定部は、前記検出作業のときの検出枠より小さい検出枠を設定することを終了する、
付記１から４のいずれか１つに記載の画像処理装置。

（付記６）
前記対象物検出部は、前記検出対象の内部に位置する前記検出枠を前記検出対象を検出する範囲から除外する、
付記１から５のいずれか１つに記載の画像処理装置。

（付記７）
前記画像の所定の領域において、前記検出作業の頻度を他の領域よりも高くする、または低くする、
付記１から６のいずれか１つに記載の画像処理装置。

（付記８）
撮像された画像を取得し、
前記画像内で検出対象を検出する範囲である検出枠を設定し、
前記画像の全体にわたる前記検出対象の検出作業が完了するごとに、前記検出枠を小さくするか否かを判断し、
前記検出枠が新たに設定された場合、新たに設定された検出枠に基づいて前記検出対象を検出し、
前記検出枠を小さくすると判断した場合、前記検出作業のときの検出枠より小さい検出枠を設定する、
画像処理方法。

（付記９）
コンピュータに、
撮像された画像を取得し、
前記画像内で検出対象を検出する範囲である検出枠を設定し、
前記画像の全体にわたる前記検出対象の検出作業が完了するごとに、前記検出枠を小さくするか否かを判断し、
前記検出枠が新たに設定された場合、新たに設定された検出枠に基づいて前記検出対象を検出し、
前記検出枠を小さくすると判断した場合、前記検出作業のときの検出枠より小さい検出枠を設定する、
ように機能させるためのプログラム。

１…顔認証システム、１０…画像処理装置、２０…制御部、２１…画像取得部、２２…対象物検出部、２３…検出枠設定部、２４…検出枠判断部、２５…判別部、２６…補正部、２７…画像加工部、２８…画像送信部、２９…操作部、３０…記憶部、３１…対象物記憶部、３２…検出枠記憶部、３３…除外範囲記憶部、３４…検出条件記憶部、４０…撮像部、４１…撮像装置、４２…駆動装置、５０…通信部、５１…通信装置、６０…表示部、６１…表示装置、７０…入力部、７１…入力装置、８０…顔認証装置、１００，１０１，１０２，１０３…人物、２００…基準検出枠、２０１…ユーザ設定検出枠、２０５…検出枠、２０６…ユーザ設定検出枠、２１０…除外範囲、２１１…ユーザ設定除外範囲、２２０…検出済顔画像

Claims (6)

1. 所定の場所に設置された撮像装置によって撮像される人物の画像を含んだ画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部によって取得される画像に、前記人物の画像の顔画像を検出対象とした第１の検出枠を設定し、前記画像全体にわたり前記第１の検出枠を用いて前記検出対象を検出する対象物検出部と、
   前記対象物検出部による前記第１の検出枠における前記検出対象の大きさに基づいて、前記第１の検出枠より小さい複数の第２の検出枠を設定して前記画像から検出対象を検出するよう制御する制御部と、
   を備え、
   前記複数の第２の検出枠のうちの一つには、前記第１の検出枠において検出された前記検出対象のうち最も小さい前記検出対象の大きさに基づいて設定される、前記複数の第２の検出枠のうちの他の一つの検出枠と部分的に重複する範囲が含まれる、
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記対象物検出部は、最初に前記検出対象を検出する場合、前記第１の検出枠の大きさを前記画像の大きさと等しく設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記検出対象は前記画像に複数含まれ、
   前記制御部は、前記画像における前記対象物検出部により前記検出対象が検出された範囲を除外して前記複数の第２の検出枠を設定して前記画像から検出対象を検出するよう制御する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記画像の所定の領域において、前記対象物検出部による前記検出対象の検出作業の頻度を他の領域よりも高くする、または低くする、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 所定の場所に設置された撮像装置によって撮像される人物の画像を含んだ画像を取得する画像取得ステップと、
   前記画像取得ステップにて取得される画像に、前記人物の画像の顔画像を検出対象とした第１の検出枠を設定し、前記画像全体にわたり前記第１の検出枠を用いて前記検出対象を検出する対象物検出ステップと、
   前記対象物検出ステップでの前記第１の検出枠における前記検出対象の大きさに基づいて、前記第１の検出枠より小さい複数の第２の検出枠を設定して前記画像から検出対象を検出するよう制御する制御ステップと、
   を含み、
   前記複数の第２の検出枠のうち一つには、前記第１の検出枠において検出された前記検出対象のうち最も小さい前記検出対象の大きさに基づいて設定される、前記複数の第２の検出枠のうちの他の一つの検出枠と重複する範囲が含まれる、
   ことを特徴とする画像処理方法。
6. コンピュータを、
   所定の場所に設置された撮像装置によって撮像される人物の画像を含んだ画像を取得する画像取得手段、
   前記画像取得手段によって取得される画像に、前記人物の画像の顔画像を検出対象とした第１の検出枠を設定し、前記画像全体にわたり前記第１の検出枠を用いて前記検出対象を検出する対象物検出手段、
   前記対象物検出手段による前記第１の検出枠における前記検出対象の大きさに基づいて、前記第１の検出枠より小さい複数の第２の検出枠を設定して前記画像から検出対象を検出するよう制御する制御手段、として機能させ、
   前記複数の第２の検出枠のうち一つには、前記第１の検出枠において検出された前記検出対象のうち最も小さい前記検出対象の大きさに基づいて設定される、前記複数の第２の検出枠のうちの他の一つの検出枠と重複する範囲が含まれる、
   プログラム。

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