JPH08221547A - 顔画像類型検索処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対象物から顔領域の特徴を効率良く記述した
データとして高精度で高速に抽出できる簡便な顔画像類
型検索処理方法を提供する。 【構成】 顔領域モザイク特徴抽出部４０によるステッ
プにおいて、顔領域を含む濃淡画像をモザイク化し、こ
のモザイクパタンが顔領域の内部と外部とで異なること
を利用して顔領域を顔領域モザイク特徴データとして抽
出する。次に、顔画像類型検索部６０によるステップに
おいて、その顔領域モザイク特徴データを用いて類型分
類のクラス名の検索を行う。以上により、顔領域の抽出
に当たって、対象物のエッジ部分に着目するのではな
く、対象物領域の濃度パタンに着目することにより、高
精度で高速な顔領域の抽出・検索やさらには検索のため
の類型分類のクラス分けを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、実物顔のカメラ入力あ
るいは顔写真のスキャナ入力等により得られる多数の顔
画像データを予め類型分類しておくともに、新たに入力
された顔画像データを既分類のどの顔画像クラスに近い
かを知るための顔画像類型検索処理方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】顔画像（濃淡画像）を類型分類し検索す
るには先ず画像上の顔領域を検出する必要があるが、従
来の類型検索処理方法においては、画像を微分操作等に
よりエッジ検出し、得られたエッジ領域を細線化または
尾根線追跡により線図形として抽出するとともに、該線
図形の幾何学構造を解析することにより類型分類し検索
するのが一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像の類型検索処理方法においては、画像に傾斜の
緩やかな濃度変化領域や影領域が含まれることが多いた
め、正確にエッジ部分を検出するのはほとんど不可能に
近い。しかも、微分などの処理が含まれるため、コンピ
ュータ処理の要する時間は無視できないものである。

【０００４】したがって、実用レベルでの顔画像類型検
索処理方法は、今まで発表されていないのが現状であ
る。

【０００５】本発明で解決を図る課題は、エッジ部分の
検出・解析に基づいて対象物（顔領域等）を抽出・判定
しようとする従来技術の難点を解決するとともに、さら
にこれに基づいて簡便な顔画像類型検索処理方法を提案
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、人物顔領域を含む濃淡画像をモザイク化し、顔部分
を顔領域モザイク特徴データとして抽出する顔領域モザ
イク特徴抽出ステップと、前記顔領域モザイク特徴デー
タに関し、予め与えられたモザイク特徴クラス集合の中
で最も近い特徴クラスデータを探索し、そのクラス名を
検索結果として出力する顔画像類型検索ステップとを有
する構成の顔画像類型検索処理方法を手段とする。

【０００７】上記の顔画像類型検索処理方法において
は、予め指定された複数の人物顔画像に関し、それぞれ
の顔領域モザイク特徴データとして抽出するステップ
と、前記抽出された複数の人物顔画像の顔領域モザイク
特徴データの集合全体を類似度に基づいてクラス分けし
モザイク特徴クラス集合とするステップとにより、予め
モザイク特徴クラス集合を与える構成とするのが、好適
である。

【０００８】また、上記の顔画像類型検索処理方法にお
いて、顔領域モザイク特徴抽出ステップは、粗くモザイ
ク化された人物顔画像データを予め与えられた頭部粗探
索モザイク辞書を用いて頭部の大まかな位置を探索し頭
部中心付近位置情報を得る頭部粗探索ステップと、前記
頭部中心付近位置情報に基づいて前記人物顔画像データ
上の特定部分を細かくモザイク化し、得られた特定領域
モザイク特徴データを予め与えられた特定部分詳細探索
モザイク辞書を用いて前記特定部分の詳細位置を探索し
顔中心詳細位置情報を得る特定部分詳細探索ステップ
と、前記顔中心詳細位置情報に基づいて前記顔画像デー
タ上の顔領域の位置を正確に求め、得られた顔領域位置
情報を用いて前記顔画像データ上の顔領域をモザイク化
し顔領域モザイク特徴データとして出力する顔領域モザ
イク化ステップとを有する構成とするのが、好適であ
り、さらに上記の顔画像データ上の特定部分が目部であ
る構成とするのが、好適である。

【０００９】

【作用】本発明の顔画像類型検索処理方法では、顔領域
を含む濃淡画像をモザイク化し、このモザイクパタンが
顔領域の内部と外部とで異なることを利用して顔領域を
モザイク特徴データとして抽出し、これを用いて類型分
類のクラス分けや検索を行う。このように、その顔領域
の抽出に当たって、対象物のエッジ部分に着目するので
はなく、対象物領域の濃度パタンに着目することによ
り、高精度で高速な顔領域の抽出・クラス分け・検索を
可能にする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面により詳
細に説明する。

【００１１】図１は本発明の顔画像類型検索処理方法に
関する部分の実施例を、図２は図１におけるモザイク特
徴クラスデータ集合の算出・獲得方法に関する部分の実
施例を示す図である。

【００１２】図１および図２において、１０は画像入力
の対象となる実物顔または顔写真である。

【００１３】２０は実物顔または顔写真をカメラやスキ
ャナ等により入力し、得られた画像データを画像データ
バッファ３０に格納するステップを担う画像データ入力
部である。

【００１４】４０は、画像データ入力部２０により取り
込まれて画像データバッファ３０に格納されている画像
データをモザイク化し、そのモザイクデータ上を走査す
ることにより予め与えられた代表的顔領域に対するモザ
イクパタンとある範囲内で一致するような領域を検出
し、その部分のモザイクデータを入力画像に対する顔領
域モザイク特徴データ５０として出力するステップを担
うものである。

【００１５】図１の顔画像類型検索部６０は、顔領域モ
ザイク特徴抽出部４０で得られた顔領域モザイク特徴デ
ータ（モザイクパタン）５０に関し、モザイク特徴クラ
スデータ集合７０上のそれぞれのモザイク特徴クラスと
の一致度を調べ最もよく一致するクラスを検索し、その
クラス名を検索結果８０として出力するステップを担う
ものである。

【００１６】図２のモザイク特徴データ収集部９０は、
図２の画像データ入力部２０および顔領域モザイク特徴
抽出部４０を繰り返し適用することにより、それぞれ異
なる顔画像データに対する顔領域モザイク特徴データ５
０を順次収集し、これらを集めてモザイク特徴データ集
合１００を得るステップを担うものである。

【００１７】顔画像クラスタリング部１１０はモザイク
特徴データ集合１００を例えば多次元尺度法等によりク
ラス分けし、それぞれのクラスに属するモザイク特徴デ
ータの代表（例えば平均）の集合をモザイク特徴クラス
７０として出力するステップを担うものである。なお、
このモザイク特徴クラス７０は、データベース化するの
が好適である。

【００１８】図３は図１および図２の顔領域モザイク特
徴抽出部４０の実施例を示す構成図である。同図に関し
以下その内容を説明する。

【００１９】全領域モザイク化部４０１は画像データバ
ッファ３０上の画像データを全領域にわたってある粗い
ブロックサイズでモザイク化し全領域をモザイク特徴デ
ータ４０２として出力するステップを担うものである。

【００２０】頭部粗探索部４０３は、代表的な一般形状
の頭部（首より上の部分）についてのモザイク特徴（例
えば４（横）×５（縦）ブロック）を頭部粗探索モザイ
ク辞書４０４として用いることにより、画像データバッ
ファ３０を粗く走査し、画像上の頭部領域を検出すると
ともに、おおよその両目位置の中間点を頭部中心付近位
置情報４０５として出力するステップを担うものであ
る。

【００２１】目部モザイク化部４０６は、画像データバ
ッファ３０の画像データに関し頭部中心付近位置情報４
０５で与えられる両目を含むような近傍領域をより細か
いブロックサイズでモザイク化し、目部モザイク特徴デ
ータ４０７として出力するステップを担うものである。

【００２２】目部詳細探索部４０８は、代表的な一般形
状の両目を含む領域についての例えば８（横）×３
（縦）ブロックモザイク特徴を目部詳細探索モザイク辞
書４０９（ブロックサイズは頭部粗探索モザイク辞書４
０４のそれよりかなり小さく取る（例えば１／５程
度））として用いることにより目領域モザイク特徴デー
タ４０７をより詳細に走査し目部領域をより詳細に検出
するとともに、得られた両目の中間点を顔中心詳細位置
情報４１０として出力するステップを担うものである。

【００２３】顔中心・顔領域位置決定部４１１は、画像
データバッファ３０上で顔中心詳細位置情報４１０で与
えられる位置の近傍において濃度変化やヒストグラム等
の画素値情報を用いて両目領域の位置を正確に決定する
とともに、同じようにして口部を決定し、両者の位置情
報により顔領域（顔幅および額・顎間で決定される領
域）を決定することなどによって、顔領域位置情報４１
２として出力するステップを担うものである。

【００２４】顔領域モザイク化部４１３は、画像データ
バッファ３０に関し顔領域位置情報４１２で与えられる
領域をモザイク化し、例えば横×縦が１６×１６および
１０×３（顎の部分に対応）のモザイク特徴（ブロック
サイズは一般には目領域モザイク特徴データ４０７のそ
れよりやや小さい程度）を得、これを顔領域モザイク特
徴データ５０として出力するステップを担うものであ
る。

【００２５】なお、画像データ入力部２０から入力され
る顔画像の大きさが一定していない場合には、モザイク
のサイズを変化させてモザイク辞書の探索を行うのが好
適である。

【００２６】以上の実施例による各部のステップで構成
される顔画像類型検索処理方法では、顔領域モザイク特
徴抽出部４０によるステップにおいて、顔領域を含む濃
淡画像をモザイク化し、このモザイクパタンが顔領域の
内部と外部とで異なることを利用して顔領域を顔領域モ
ザイク特徴データとして抽出し、顔画像類型検索部６０
によるステップにおいて、その顔領域モザイク特徴デー
タを用いて類型分類のクラス名の検索を行ったり、モザ
イク特徴データ収集部９０によるステップにおいて、多
数の顔画像についての上記のモザイク特徴データを収集
し、顔画像クラスタリング部１１０によるステップにお
いて類型分類のクラス分けを行ったりすることにより、
すなわち、顔領域の抽出に当たって、対象物のエッジ部
分に着目するのではなく、対象物領域の濃度パタンに着
目することにより、高精度で高速な顔領域の抽出・クラ
ス分け・検索を可能にし、領域のエッジ検出・形状解析
を主体とする従来技術の難点の解決を図る。また、顔領
域のモザイク特徴データを用いることにより、入力顔画
像の特徴記述を効率よく行うことが可能となる。

【００２７】上記実施例の顔画像類型検索処理方法にお
ける、図３に示した各部のステップによる顔領域モザイ
ク特徴抽出ステップでは、顔領域モザイク特徴データを
抽出するに当たり、頭部粗探索部４０３によるステップ
と目部詳細探索部４０８によるステップにおいて、各種
サイズのモザイク特徴を段階的（全領域モザイク特徴、
目領域モザイク特徴）に用いているので、画像上の顔領
域の位置を容易に探索・決定できるようになり、より一
層抽出精度が向上し、処理時間の短縮できる。

【００２８】なお、上記の顔中心位置詳細情報を求める
ための詳細探索においては、目部以外の顔画像上の特定
部分をモザイク化して探索することも可能であるが、最
も濃度パタンが特徴的に現れる目部をモザイク化して探
索することにより、顔領域の探索・決定をさらに容易に
し、抽出精度をさらに一層向上させることができる。

【００２９】また、本発明の実施においては、コンピュ
ータに要求される処理時間やメモリ容量が少ないため、
パソコン等による簡便な顔画像類型検索方法を構成する
ことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の顔画像類
型検索処理方法によれば、顔画像を含む濃淡画像をモザ
イク化し、このモザイクパタンが顔領域の内部と外部と
で異なることを利用することにより顔領域をモザイク特
徴データとして抽出し、これを用いて類型分類のクラス
分けや検索を行うようにしたので、高精度で高速な顔領
域の抽出・クラス分け・検索が可能となり、領域のエッ
ジ検出・形状解析を主体とする従来技術の難点の解決を
図ることができ、また、顔領域のモザイク特徴を用いる
ことにより、入力顔画像の特徴記述を効率よく行うこと
が可能となる。

【００３１】また、上記において、顔領域位置情報を得
て顔領域モザイク特徴データを抽出するに当たり、各種
サイズのモザイク特徴を段階的に用いて、まず顔領域を
粗探索し、次に顔領域の特定部分を詳細探索するように
した場合には、抽出精度をより一層向上させることがで
きるとともに、処理時間をより一層短縮できる。

【００３２】また、上記の詳細探索における顔領域の特
定部分として目部を採用した場合には、探索がさらに容
易になり、抽出精度をさらに向上させることができる。

【００３３】さらに、本発明の実施においては、コンピ
ュータに要求される処理時間やメモリ容量が少ないた
め、パソコン等による簡便な顔画像類型検索方法を構成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の顔画像類型検索処理方法に関する部分
の実施例を示す構成図

【図２】図１におけるモザイク特徴クラスデータ集合の
獲得方法に関する部分の実施例を示す構成図

【図３】図１または図２における顔領域モザイク特徴抽
出ステップを受け持つ部分の実施例を示す構成図

【符号の説明】

１０…実物類または顔写真 ２０…画像データ入力部 ３０…画像データバッファ ４０…顔領域モザイク特徴抽出部 ６０…顔画像類型検索部 ７０…モザイク特徴クラスデータ集合 １１０…顔画像クラスタリング部 ４０１…全領域モザイク化部 ４０３…頭部粗探索部 ４０４…頭部粗探索モザイク辞書 ４０６…目部モザイク化部 ４０８…目部詳細探索部 ４０９…目部詳細探索モザイク辞書 ４１１…顔中心・顔領域位置決定部 ４１３…顔領域モザイク化部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若山 忠雄 東京都武蔵野市御殿山１丁目１番３号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 (72)発明者 小杉 信 東京都世田谷区玉堤１−28−１ 武蔵工業 大学工学部電気電子工学科内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人物顔領域を含む濃淡画像をモザイク化
   し、顔部分を顔領域モザイク特徴データとして抽出する
   顔領域モザイク特徴抽出ステップと、 前記顔領域モザイク特徴データに関し、予め与えられた
   モザイク特徴クラス集合の中で最も近い特徴クラスデー
   タを探索し、そのクラス名を検索結果として出力する顔
   画像類型検索ステップとを有することを特徴とする顔画
   像類型検索処理方法。
2. 【請求項２】 予め指定された複数の人物顔画像に関
   し、それぞれの顔領域モザイク特徴データとして抽出す
   るステップと、 前記抽出された複数の人物顔画像の顔領域モザイク特徴
   データの集合を類似度に基づいてクラス分けしモザイク
   特徴クラス集合とするステップとにより、 予めモザイク特徴クラス集合を与えることを特徴とする
   請求項１記載の顔画像類型検索処理方法。
3. 【請求項３】 顔領域モザイク特徴抽出ステップは、 粗くモザイク化された人物顔画像データを予め与えられ
   た頭部粗探索モザイク辞書を用いて頭部の大まかな位置
   を探索し頭部中心付近位置情報を得る頭部粗探索ステッ
   プと、 前記頭部中心付近位置情報に基づいて前記人物顔画像デ
   ータ上の特定部分を細かくモザイク化し、得られた特定
   領域モザイク特徴データを予め与えられた特定部分詳細
   探索モザイク辞書を用いて前記特定部分の詳細位置を探
   索し顔中心詳細位置情報を得る特定部分詳細探索ステッ
   プと、 前記顔中心詳細位置情報に基づいて前記顔画像データ上
   の顔領域の位置を正確に求め、得られた顔領域位置情報
   を用いて前記顔画像データ上の顔領域をモザイク化し顔
   領域モザイク特徴データとして出力する顔領域モザイク
   化ステップとを有することを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の顔画像類型検索処理方法。
4. 【請求項４】 顔画像データ上の特定部分が目部である
   ことを特徴とする請求項３記載の顔画像類型検索処理方
   法。