JPH06168317A

JPH06168317A - 個人識別装置

Info

Publication number: JPH06168317A
Application number: JP32023692A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyasu Sumi; 義恭角; Masamichi Nakagawa; 雅通中川; Kazuo Nobori; 一生登
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】左右方向の回転角の生じた顔画像について
も、その回転角を補正し、高い精度で個人識別処理を行
なう。【構成】識別すべき人物の顔画像を入力する画像入力
部１と、入力された顔画像の特徴点を抽出する特徴点抽
出部２と、顔の３次元構造を記述した基準顔モデル部３
を有し、抽出された特徴点と上記３次元構造を基に顔の
左右方向の回転を補正する補正部４と、個人識別の対象
となる人物の顔画像の特徴点を記録した個人データベー
ス部５により、補正された特徴点と個人データベース部
内の特徴点との距離を計算し本人か否かの識別を行なう
判定部６から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入室管理など顔画像に
より本人か否かの個人識別処理を行なったり、入力顔画
像に近い人物をデータファイルから順次検索出力する個
人識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の顔画像による個人識別処理におい
ては、例えば、特開昭63−177273号公報に記載されるも
のがあった。以下にその構成を説明する。

【０００３】図９は従来の顔画像による個人識別装置の
一構成例を示すブロック図である。図中、11は顔画像を
入力する画像入力部、12はＡ／Ｄ変換器，中央処理装
置，メモリ等から構成される特徴点抽出部、13は本人の
顔画像の特徴点をカード等に記録した個人データベース
部、14は、前記特徴点抽出部12並びに前記個人データベ
ース部13からの特徴点情報を用い、その差分を検出し、
得られた差分がある閾値より大きいか否かで本人かどう
かを個人識別処理する判定部である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て個人識別処理を行なう場合には、画像入力部11から入
力された顔画像の特徴点を特徴点抽出部12で抽出し、そ
の特徴点と、個人データベース部13に登録されている顔
画像の特徴点との違いを判定部14により検出し、その差
分の大きさによって本人か否かの個人識別処理を行なっ
ている。その際、両顔画像間で画像の大きさ、撮影角度
の違いがあると、特徴点間の差分が大きくなり、同一人
物であっても別人とみなれされる場合があった。

【０００５】また、このような事態を防ぐためには、画
像入力部と被撮影者との距離を固定にし、正面を向いて
画像を入力してもらう必要があった。しかし、このよう
な入力方法では被撮影者に対しての負担になり、また、
いかに正面を向いていても、わずかに顔が回転したり、
傾いたりするので正確に正面を向いた画像を撮影するの
は難しいという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためのも
ので、左右方向の回転角の生じた顔画像についても、そ
の回転角を補正し、高い精度で個人識別処理を行なうこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、基準顔モデル部と補正部を有し、特徴
点抽出部より得られた特徴点と、基準顔モデル部からの
３次元構造を基に左右方向の回転角を補正し、左右方向
の回転角の生じた顔画像についても個人識別処理を行な
うことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、特徴点抽出部より特徴点の位
置情報が得られる。これらの位置情報並びに基準顔モデ
ル部の奥行き情報を基に、左右方向の回転角を求める。
得られた回転角、基準顔モデル部の奥行き情報から特徴
点の位置情報を補正部により回転角を無くすように補正
をかけ、補正後の特徴点を用いて個人識別処理を行なう
ものである。

【０００９】

【実施例】図１は請求項１記載の発明の一実施例の構成
を示すブロック図である。図中、１は顔画像を入力する
画像入力部、２は顔画像の特徴点を抽出する特徴点抽出
部、３は顔の３次元構造を記述した基準顔モデル部、４
は前記特徴点抽出部でもって抽出された特徴点と前記基
準顔モデル部の３次元構造を基に顔の左右方向の回転を
補正する補正部、５は個人識別処理の対象となる人物の
顔画像の特徴点を記録した個人データベース部、６は前
記補正部４により補正された特徴点と前記個人データベ
ース部５内の特徴点との距離を計算し本人か否かの個人
識別処理を行なう判定部である。

【００１０】前記画像入力部１は具体的にはテレビカメ
ラを用い識別対象者のカラー顔画像を取り込み、特徴点
抽出部２に入力する。この特徴点抽出部２では入力され
た画像をＡ／Ｄ変換しデジタル画像に変換後、輝度情
報，色相情報等を基に輪郭抽出、２値化処理等を行なう
ことにより眉，目，鼻，口などの各特徴点の位置情報を
抽出する。これには、例えば、既に特許出願を行なって
いる(特願平４−9753号）「顔画像特徴点抽出装置」に
記載されている装置を用いる。得られた特徴点の位置情
報は任意の点、例えば鼻の頂点を原点として(ｘ，ｙ)の
２次元座標に変換される。

【００１１】図２に人物の顔画像の特徴点の一例を示
す。本実施例では、特徴点Ｐを30個(数字番号０ないし2
9で示す)としている。前記特徴点抽出部２により抽出さ
れた特徴点の各ｘｙ座標値の組をＰ０〜Ｐ29：Ｐｎ＝(ｘｎ，ｙｎ) とし、基準顔モデル部３に入っている各特徴点の奥行き
情報をＺ０〜Ｚ29 とする。

【００１２】次に補正部４により、顔の左右方向の回転
角θを求める。これには顔の中心線を通る特徴点を用い
る。本実施例では図２に示す特徴点Ｐ24，Ｐ25，Ｐ26，
Ｐ28が顔の中心線30を通っている。ここではＰ24(ｘ2
4，ｙ24)を用いて説明する。まず、顔の中心線30のｘ座
標Ｃｘを求める。これには頭頂点Ｐ０のｘ座標を用い
る、顔輪郭の特徴点の平均を用いるなどの方法ある。そ
うとすると、特徴点Ｐ24における左右方向の回転角θは
数１の式により

【００１３】

【数１】 θ＝Ｓｉｎ~¹((ｘ24−Ｃｘ)／Ｚ24) で求められる。

【００１４】さらに補正部４において全ての頂点Ｐｎ
(ｘｎ，ｙｎ)(０≦ｎ≦29)について、得られた回転角θ
を用いて数２の式により、

【００１５】

【数２】

【００１６】のα，βに関する連立方程式よりβを求
め、特徴点のｘ座標値を新たに数３の式により

【００１７】

【数３】ｘｎ＝β＋Ｃｘとすることにより、顔の左右方向の回転補正を行なう。
以上の模式図を図３に、正面向かって左に回転した顔画
像の例を図７に示す。

【００１８】次に個人データベース部５に入っている、
ある人物の顔画像の特徴点のｘ，ｙ座標値の組をＰdt０〜Ｐdt29 とすると、判定部６により例えばすべての特徴点の距離
の総和Ｓを数４の式により

【００１９】

【数４】

【００２０】で求め、ある人物との距離の総和Ｓがある
閾値Ｔｈ以下なら、入力顔画像はある人物本人であると
判断し、その結果を出力する。また、すべての人物との
距離の総和Ｓを計算し、総和Ｓの小さい順に結果を順次
出力することも可能である。

【００２１】なお、ここでは図３に示す回転角θを一つ
の特徴点Ｐ24から求めたが、複数の特徴点から求めて平
均を取った方が精度がよくなる。さらに、顔の中心線30
の奥行き情報を基準顔モデル部３に持つことにより、例
えば両眉の中心、両目の中心等の点を用いて回転角を求
めることが可能である。

【００２２】また、本発明の請求項２の発明の場合、顔
の３次元形状を円筒であると仮定することにより、基準
顔モデル部３の記憶容量と補正部４の計算量を削減でき
る。

【００２３】図４は請求項３記載の発明の一実施例の構
成を示すブロック図である。図中、７は拡大縮小部であ
り、その他、前記図１と同じ機能のブロックには同じ符
号で示してある。前段の補正部４で得られた特徴点Ｐｎ
に対し、拡大縮小部７では拡大縮小処理を施す。この処
理は具体的には拡大縮小係数ａとｙ座標拡大縮小係数ａ
_yを用い、全ての特徴点Ｐｎ(ｘｎ，ｙｎ)(０≦ｎ≦29)
に対し、数５の式により

【００２４】

【数５】ｘｎ′＝ｘｎ×ａｙｎ′＝ｙｎ×ａ×ａ_y の処理を行なう。拡大縮小係数ａは画像入力部１から被
撮影者までの距離の誤差を吸収するために用い、ｙ座標
圧縮係数ａ_yは個人データベース部５を作成時に用いた
入力装置と、画像入力部１の装置の相違を吸収するため
に用いる。ここでは、例えば(0.80≦ａ≦1.20，0.01ス
テップ：ａ_y＝1.00)と設定し、本例では前記判定部６に
より得られる距離の総和Ｓを拡大縮小係数ａの各ステッ
プ毎に合計41個を求め、その中でＳが最小の値Ｓminを
入力画像と個人データベース部５のデータとの距離と
し、この距離により結果を出力する。

【００２５】図５並びに図６は本発明の請求項４並びに
５記載の発明の各一実施例の構成を示すブロック図であ
る。図中、８はデータ回転部であり、図５はデータ回転
部８を特徴点抽出部２の後段に付加した例、図６はデー
タ回転部８と図４に示す拡大縮小部７を付加した例であ
る。その他、前記図１及び図４と同じ機能ブロックには
同じ符号で示してある。前記データ回転部８は、図８に
例示する顔の正面に対する傾きの生じた顔画像の顔の傾
きを補正するものであり、具体的には傾き角をφとし、
特徴点抽出部２において得られるすべての特徴点Ｐｎ(ｘｎ，ｙｎ)(０≦ｎ≦29)に対し、数６の式により

【００２６】

【数６】

【００２７】を行なうことにより、傾きの補正された特
徴点Ｐｎ′(ｘｎ′，ｙｎ′)(０≦ｎ≦29) を生成する。ここで傾き角φは特徴点抽出部２において
得られる特徴点Ｐｎを用いて生成する。例えば、本発明
の請求項６記載の発明のように、左右の目尻の特徴点Ｐ
17(ｘ17，ｙ17)、Ｐ23(ｘ23，ｙ23)を用いて数７の式に
より

【００２８】

【数７】 φ＝ｔａｎ~¹((ｙ23−ｙ17)／(ｘ23−ｘ17)) 求める。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の個人識別
装置は、入力された顔画像と、個人データベース部に登
録されている顔画像との間の左右方向の回転角が存在す
る場合でも、基準顔モデル部に基準顔モデルを有し、顔
の正面に対する傾きの生じた顔画像の回転角を検出し、
これを補正することにより、顔画像の認識率の低下を防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の発明の一実施例の構成を示
すブロック図である。

【図２】人物の顔画像の特徴点Ｐの一例を示す図であ
る。

【図３】顔の左右方向の回転補正の模式図である。

【図４】本発明の請求項３の発明の一実施例の構成を示
すブロック図である。

【図５】本発明の請求項４の発明の一実施例の構成を示
すブロック図である。

【図６】本発明の請求項５の発明の一実施例の構成を示
すブロック図である。

【図７】正面に向って左に回転した顔画像の例を示す図
である。

【図８】顔の正面に対する傾きの生じた顔画像の例であ
る。

【図９】従来の顔画像による個人識別装置の一構成例を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１…画像入力部、２…特徴点抽出部、３…基準顔モ
デル部、４…補正部、５…個人データベース部、６
…判定部、７…拡大縮小部、８…データ回転部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】識別すべき人物の顔画像を入力する画像
入力部と、前記画像入力部から入力された顔画像の特徴
点を抽出する特徴点抽出部と、顔の３次元構造を記述し
た基準顔モデル部と、前記特徴点抽出部でもって抽出さ
れた特徴点と前記基準顔モデル部の３次元構造を基に顔
の左右方向の回転を補正する補正部と、個人識別の対象
となる人物の顔画像の特徴点を記録した個人データベー
ス部と、前記補正部でもって補正された特徴点と前記個
人データベース部内の特徴点との距離を計算し、本人か
否かの個人識別処理を行なう判定部とを有することを特
徴とする個人識別装置。
【請求項２】前記基準顔モデル部に記述する顔の３次
元構造は、円筒を用いることを特徴とする請求項１記載
の個人識別装置。
【請求項３】前記個人識別処理は、拡大縮小部を有
し、前記補正部によって補正された特徴点データに対
し、判定部により得られる距離が最小になるように前記
拡大縮小部において拡大縮小処理を施すことを特徴とす
る請求項１記載の個人識別装置。
【請求項４】前記個人識別処理は、データ回転部を有
し、前記特徴点抽出部によって得られた特徴点に対し回
転処理を施した後、前記補正部により顔の傾きを補正す
ることを特徴とする請求項１記載の個人識別装置。
【請求項５】前記個人識別処理は、前記拡大縮小部及
び前記データ回転部をともに有することを特徴とする請
求項１記載の個人識別装置。
【請求項６】前記データ回転部に与える角度を目の特
徴点から求めることを特徴とする請求項４または５記載
の個人識別装置。