JPH09171560A - Device for detecting face inclination - Google Patents

Device for detecting face inclination

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Publication number
JPH09171560A
JPH09171560A JP7349152A JP34915295A JPH09171560A JP H09171560 A JPH09171560 A JP H09171560A JP 7349152 A JP7349152 A JP 7349152A JP 34915295 A JP34915295 A JP 34915295A JP H09171560 A JPH09171560 A JP H09171560A
Authority
JP
Japan
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image
face
rotation
angle
center line
Prior art date
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Pending
Application number
JP7349152A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Okano
健治 岡野
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP7349152A priority Critical patent/JPH09171560A/en
Publication of JPH09171560A publication Critical patent/JPH09171560A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a device whereby face inclination is corrected even when eyes are closed. SOLUTION: A picture rotating means 4 rotates picture data of the face by angle which is designated by a rotation angle designating means. A rotation picture storage means 5 stores picture data of the face, which is rotated by the picture rotating means 4. A center line calculating means 6 calcualtes a center line based on face symmetry from the rotation picture which is stored in the rotation picture storage means 5. A inclination deciding means 7 monitors a similar degree of the center line which is outputted from the center line calculating means 6 as against the respective kinds of angles which are decided by the rotation angle designating means, detects angle with the angle of the highest similar degree of the center line and decides face inclination.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、顔の画像認識を行
って顔の傾きを検出する顔の傾き検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a face inclination detecting device for detecting a face inclination by performing face image recognition.

【0002】[0002]

【従来の技術】顔をビデオカメラ等で撮影し、撮影した
顔画像を用いて個人識別を行ったり、唇の動きを抽出し
て機械読唇を行うなどの試みがなされている。
2. Description of the Related Art Attempts have been made such that a face is photographed by a video camera and the like, and the photographed face image is used for personal identification, or the movement of the lips is extracted to perform machine lip reading.

【0003】例えば顔の正面画像を用いて個人識別を行
う場合、先ず、識別したい人物の顔の画像と、その人物
名を予め辞書に登録しておく。認識を行う場合は、入力
された画像から顔の領域を見つけて顔画像を作成し、こ
の顔画像が辞書の中に存在するかをマッチングにより見
つける。もし存在した場合は辞書の人物名を結果として
出力する。
For example, when personal identification is performed using a front image of a face, first, an image of the face of a person to be identified and the person's name are registered in advance in a dictionary. In the case of recognition, a face area is found from the input image to create a face image, and it is found by matching whether this face image exists in the dictionary. If it exists, the person name in the dictionary is output as a result.

【0004】しかしながら、顔画像を撮影する時に被写
体となる人に何の条件も与えない場合には、人によって
は顔が傾いてしまう場合がある。このように顔が傾いて
しまった場合、マッチング処理等において識別を失敗し
てしまう場合があった。この問題を解決するために、例
えば、「横顔と正面顔画像の統合による人物の同定」信
学技報、IE93-76(1993-11)に記載されているように、マ
ッチング処理の前処理において、両目の中心を求めてそ
れぞれの位置が水平になるように画像を回転している。
However, when no condition is given to the person who is the subject when the face image is taken, the face may be tilted depending on the person. When the face is tilted in this way, identification may fail in matching processing or the like. In order to solve this problem, for example, as described in "Person Identification by Integration of Side Profile Image and Front Face Image", IEICE Technical Report, IE93-76 (1993-11), the pre-processing of the matching process is performed. , The image is rotated so that the centers of both eyes are obtained and the respective positions are horizontal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、まばたき等により目が閉じている場合
や、サングラスをかけている場合は目の中心を検出する
ことができず、従って、画像の回転処理が行えない場合
があった。
However, in the above-mentioned conventional technique, the center of the eyes cannot be detected when the eyes are closed due to blinking or the like, and the center of the eyes cannot be detected. In some cases, rotation processing could not be performed.

【0006】このような点から、目を閉じている場合
や、サングラス等をかけて両目が隠れている場合でも顔
の傾きを補正することが可能な顔の傾き検出装置を実現
することが望まれていた。
From this point of view, it is desired to realize a face inclination detecting device capable of correcting the inclination of the face even when the eyes are closed or both eyes are covered with sunglasses or the like. It was rare.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するため次の構成を採用する。 〈請求項1の構成〉顔画像の画像データを出力する画像
入力装置と、画像入力装置で出力された顔の画像データ
を記憶する画像記憶手段と、予め決められた範囲で角度
を変化させてその値を出力する回転角度指定手段と、回
転角度指定手段が出力した角度に基づいて、画像記憶手
段に記憶された画像データを回転する画像回転手段と、
画像回転手段が出力した画像を記憶する回転画像記憶手
段と、回転画像記憶手段に記憶された回転画像より顔の
中心線を決定し、その時の中心線らしさの度合を出力す
る中心線算出手段と、回転角度指定手段が指定したそれ
ぞれの角度に対して、中心線算出手段が出力した中心線
らしさの度合を監視し、最も中心線らしさの度合の高い
角度を検出することにより顔の傾きを決定する傾き決定
手段を設けたことを特徴とするものである。
The present invention employs the following structure to solve the above-mentioned problems. <Structure of Claim 1> An image input device for outputting image data of a face image, an image storage means for storing image data of the face output by the image input device, and an angle changing within a predetermined range. Rotation angle designating means for outputting the value, image rotation means for rotating the image data stored in the image storage means based on the angle output by the rotation angle designating means,
Rotation image storage means for storing the image output by the image rotation means, and centerline calculation means for determining the centerline of the face from the rotation image stored in the rotation image storage means and outputting the degree of centerline likelihood at that time. For each angle designated by the rotation angle designating means, the degree of centerline-likeness output by the centerline calculating means is monitored, and the inclination of the face is determined by detecting the angle having the highest degree of centerline-likeness. It is characterized in that it is provided with a tilt determining means.

【0008】〈請求項2の構成〉請求項1の発明におけ
る中心線算出手段が、顔の左右の対称性に基づいて中心
線を決定することを特徴とするものである。
<Structure of Claim 2> The centerline calculating means in the invention of Claim 1 determines the centerline based on the left-right symmetry of the face.

【0009】〈請求項1、2の説明〉請求項1、2の発
明は、入力された顔画像をある角度の範囲で回転させ
て、それぞれの画像について顔の中心線を求め、最も中
心線である可能性が高い場合の角度を顔の傾きとして決
定するようにしたことを特徴としている。
<Explanation of Claims 1 and 2> In the inventions of Claims 1 and 2, the input face image is rotated within a certain angle range, the center line of the face is obtained for each image, and the most center line is obtained. It is characterized in that the angle when there is a high possibility that is is determined as the inclination of the face.

【0010】このような処理を行うため、先ず、顔の画
像データを画像記憶手段で記憶し、この画像データを画
像回転手段で回転する。この時、回転角度は、回転角度
指定手段で指定される。そして、画像回転手段で回転し
た回転画像は回転画像記憶手段で記憶しておく。中心線
算出手段は、回転画像記憶手段に記憶された回転画像か
ら顔の中心線を決定し、その時の中心線らしさの度合を
出力する。傾き決定手段は、回転角度指定手段が指定し
たそれぞれの角度に対して、中心線算出手段が出力した
中心線らしさの度合を監視し、最も中心線らしさの度合
の高い角度を検出する。即ち、最も中心線の可能性の高
い角度を求める。そして、その角度を顔の傾きとして決
定する。
In order to perform such processing, first, the image data of the face is stored in the image storage means, and this image data is rotated by the image rotation means. At this time, the rotation angle is designated by the rotation angle designating means. The rotated image rotated by the image rotating means is stored in the rotated image storage means. The centerline calculation means determines the centerline of the face from the rotation image stored in the rotation image storage means, and outputs the degree of the centerline likelihood at that time. The inclination determining means monitors the degree of centerline-likeness output by the centerline calculating means for each angle designated by the rotation angle designating means, and detects the angle having the highest degree of centerline-likeness. That is, the most probable angle of the center line is obtained. Then, the angle is determined as the inclination of the face.

【0011】また、請求項2の発明における顔の中心線
の算出方法として、例えば、顔の画像データに対してX
=aという直線を設定し、この直線に対して線対称な画
素同士の画素値の距離を求め、その距離の総和(dist)
をX=aにおける対称性の目安とする。そして、このよ
うな処理をある領域で行ってdistの最小値distmin を求
め、この時のXを中心線として出力する。また、distの
最小値distmin を中心線らしさの度合として出力する。
As a method of calculating the center line of the face in the second aspect of the present invention, for example, X is applied to face image data.
= A line is set, the distance between pixel values of pixels that are line-symmetric with respect to this line is calculated, and the sum of the distances (dist)
Is a measure of symmetry at X = a. Then, such processing is performed in a certain area to find the minimum value distmin of dist, and X at this time is output as the center line. Also, the minimum value distmin of dist is output as the degree of centerline likelihood.

【0012】従って、顔画像のマッチング処理等を行っ
て顔の傾きを検出するのに比較して、目が閉じている場
合やサングラスをかけている場合であっても顔の傾きを
検出することができる。
Therefore, as compared with the case where face image matching is performed to detect the face inclination, the face inclination can be detected even when the eyes are closed or sunglasses are worn. You can

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の顔の傾き検出装置は、入
力された顔画像をある角度の範囲で回転させて、それぞ
れの画像について顔の中心線を求め、最も中心線である
可能性が高い場合の角度を顔の傾きとして決定するよう
にしたことを特徴としている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The face inclination detecting apparatus of the present invention rotates an input face image within a certain angle range, obtains the center line of the face for each image, and the face center line may be the most center line. It is characterized in that the angle in the case of high is determined as the inclination of the face.

【0014】以下、本発明の実施の形態を図面を用いて
詳細に説明する。図1は本発明の顔の傾き検出装置の具
体例を示す構成図である。図示のように、具体例の装置
は、画像入力装置1、画像記憶手段2、回転角度指定手
段3、画像回転手段4、回転画像記憶手段5、中心線算
出手段6、傾き決定手段7、出力端子8から構成され
る。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a specific example of the face inclination detection device of the present invention. As shown in the figure, the device of the specific example includes an image input device 1, an image storage unit 2, a rotation angle designation unit 3, an image rotation unit 4, a rotated image storage unit 5, a center line calculation unit 6, an inclination determination unit 7, and an output. It is composed of terminals 8.

【0015】以下、上記各構成要素の機能および動作を
順を追って詳細に説明する。尚、本具体例では処理の対
象をカラー画像として説明する。
The functions and operations of each of the above components will be described in detail below in order. In this specific example, the processing target is a color image.

【0016】画像入力装置1は、顔画像を入力し、A/
D変換を行ってディジタル画像データを出力する機能を
有し、顔の画像を入力するために使用する。この装置は
ビデオカメラやVTR等とA/D変換器より構成され
る。尚、通信回線等を介して顔の画像データを入力する
構成であってもよい。画像入力装置1は、ある一定の周
期で入力画像信号をA/D変換する。ここで、入力画像
の幅と高さをW、Hとする。画像入力装置1は、入力さ
れた画像の(X,Y)の位置のアナログ値を(ただし、
画像の左上を(0,0)、右下を(W,H)とする)A
/D変換し、赤、緑、青、3つのデジタル値を出力す
る。この出力値をそれぞれ、R(X,Y)、G(X,
Y)、B(X,Y)とする。ただし、R、G、Bは0以
上255以下の値をとる。そして、これらの出力値は画
像記憶手段2に出力される。
The image input device 1 inputs a face image and A /
It has a function of performing D conversion and outputting digital image data, and is used for inputting a face image. This device is composed of a video camera, a VTR and the like and an A / D converter. The image data of the face may be input via a communication line or the like. The image input device 1 performs A / D conversion on an input image signal at a certain fixed cycle. Here, the width and height of the input image are W and H. The image input device 1 calculates the analog value at the (X, Y) position of the input image (however,
The upper left of the image is (0, 0) and the lower right is (W, H)) A
/ D conversion is performed and three digital values of red, green and blue are output. These output values are R (X, Y) and G (X,
Y) and B (X, Y). However, R, G, and B take a value of 0 or more and 255 or less. Then, these output values are output to the image storage means 2.

【0017】画像記憶手段2は、画像入力装置1が出力
した赤、緑、青の値、R(X,Y)、G(X,Y)、B
(X,Y)を記憶する機能を有している。画像記憶手段
2は半導体メモリやディスク等の補助記憶装置などから
構成される。
The image storage means 2 stores the red, green, and blue values output by the image input device 1, R (X, Y), G (X, Y), and B.
It has a function of storing (X, Y). The image storage means 2 is composed of a semiconductor memory and an auxiliary storage device such as a disk.

【0018】画像記憶手段2に記憶されたR、G、Bの
値は座標(X,Y)を指定することで呼び出すことがで
きる。画像記憶手段2で記憶されたR、G、Bの値は、
画像回転手段4で使用される。回転角度指定手段3は、
画像記憶手段2に画像が入力されると、角度をある範囲
で変化させて、その角度をその都度、画像回転手段4お
よび傾き決定手段7に出力する機能を有している。ここ
で、角度変化の幅をSHとすると、出力される角度Sを
以下の範囲で変化させる。 −SH≦S≦SH
The values of R, G and B stored in the image storage means 2 can be called by designating the coordinates (X, Y). The values of R, G, B stored in the image storage means 2 are
Used by the image rotation means 4. The rotation angle designating means 3 is
When an image is input to the image storage means 2, it has a function of changing the angle within a certain range and outputting the angle to the image rotating means 4 and the inclination determining means 7 each time. Here, assuming that the width of the angle change is SH, the output angle S is changed within the following range. -SH≤S≤SH

【0019】実際の処理の手順を以下に示す。ただし、
STは出力する角度の刻み幅である。 1.S=−SH 2.Sを出力する。 3.S=S+ST 4.もし、S>SHならば処理を終了し、条件を満たさ
ない場合は2.へ戻る。 尚、上記の角度変化の幅SH、および刻み幅STは被写
体や撮影条件などにより適宜決定する。
The procedure of actual processing is shown below. However,
ST is the step size of the output angle. 1. S = -SH 2. Output S. 3. S = S + ST 4. If S> SH, the process is terminated, and if the condition is not satisfied, 2. Return to The width SH of the angle change and the step size ST are appropriately determined according to the subject, the shooting conditions, and the like.

【0020】画像回転手段4は、回転角度指定手段3で
指定された角度Sに従って画像記憶手段2に記憶されて
いる入力画像を回転する機能を有している。
The image rotation means 4 has a function of rotating the input image stored in the image storage means 2 in accordance with the angle S designated by the rotation angle designation means 3.

【0021】図2は、画像回転手段4の回転動作の説明
図である。図中、幅W、高さHで表される矩形が入力画
像であり、この入力画像を角度Sだけ時計回りに回転さ
せた矩形が、入力画像を角度Sだけ回転させた画像であ
る。また、図中、黒塗りで表した部分が、回転させたこ
とにより入力画像から消滅する領域である。
FIG. 2 is an explanatory view of the rotating operation of the image rotating means 4. In the figure, a rectangle represented by a width W and a height H is an input image, and a rectangle obtained by rotating the input image clockwise by an angle S is an image obtained by rotating the input image by the angle S. In addition, in the figure, the portion shown in black is an area that disappears from the input image when rotated.

【0022】図3に、画像回転手段4の動作フローチャ
ートを示す。先ず、、ステップ101において、画像を
回転する時の中心座標(X0,Y0)を計算する。即
ち、X0=(W÷2)、Y0=(H÷2)(ただし、小
数点以下は切り捨てる)である。
FIG. 3 shows an operation flowchart of the image rotating means 4. First, in step 101, the center coordinates (X0, Y0) when the image is rotated are calculated. That is, X0 = (W / 2) and Y0 = (H / 2) (however, the part after the decimal point is discarded).

【0023】以下のステップ102〜112までの処理
は、Yを0からHまで変化させ、それぞれのYについ
て、Xを0からWまで変化させて処理を行う。ここで、
座標(X,Y)は回転後の画像における座標値である。
In the following steps 102 to 112, Y is changed from 0 to H, and X is changed from 0 to W for each Y. here,
Coordinates (X, Y) are coordinate values in the rotated image.

【0024】ステップ102において、Y座標を初期化
(Y=0)し、ステップ103において、X座標を初期
化(X=0)する。次のステップ104では、座標
(X,Y)が、回転前の画像においてどの座標に位置し
ていたかを求める。回転前の座標(DX,DY)は、ス
テップ104の式に示すように、座標(X0,Y0)を
中心に角度(−SH)だけ、座標(X,Y)を回転処理
することにより求めることができる。
In step 102, the Y coordinate is initialized (Y = 0), and in step 103, the X coordinate is initialized (X = 0). In the next step 104, it is determined at which coordinate the coordinate (X, Y) was located in the image before rotation. The coordinates (DX, DY) before rotation are obtained by rotating the coordinates (X, Y) by an angle (-SH) around the coordinates (X0, Y0) as shown in the equation of step 104. You can

【0025】次に、上記ステップ104の式により求ま
った座標(DX,DY)が入力画像からはみ出す場合が
あるので、ステップ105、106によりはみ出してい
るかどうかを判定する。即ち、ステップ105において
X座標、ステップ106においてY座標をチェックす
る。
Next, since the coordinates (DX, DY) obtained by the equation of step 104 may be projected from the input image, it is determined in steps 105 and 106 whether or not they are projected. That is, the X coordinate is checked in step 105, and the Y coordinate is checked in step 106.

【0026】次に、上記ステップ105、106におい
て、範囲内にあると判定された場合には、ステップ10
7により、入力画像中の座標(DX,DY)の赤、緑、
青成分の値(R、G、B)を、回転画像中の座標(D
X,DY)の赤、緑、青成分の値(DR、DG、DB)
に代入する。ここで、回転後の画像の赤、緑、青成分の
値は、DR(X,Y)、DG(X,Y)、DB(X,
Y)という配列に代入される。一方、ステップ105、
106において、範囲外だと判定された場合には、ステ
ップ108に移行し、DR、DG、DBには0を代入す
る。即ち、この場合は、図2における回転することによ
り消滅した領域であり、この領域は、黒色(赤、緑、青
成分の値が3つとも0)にする。
Next, when it is determined in the above steps 105 and 106 that the value is within the range, step 10
By 7, the red, green, and coordinates of the coordinates (DX, DY) in the input image,
The values of the blue component (R, G, B) are converted to the coordinates (D
X, DY) red, green, and blue component values (DR, DG, DB)
Substitute for Here, the values of the red, green, and blue components of the rotated image are DR (X, Y), DG (X, Y), DB (X,
Y) is assigned to the array. On the other hand, step 105,
If it is determined in 106 that the value is out of the range, the process proceeds to step 108, and 0 is assigned to DR, DG, and DB. That is, in this case, the region disappears due to rotation in FIG. 2, and this region is black (all three values of red, green, and blue components are 0).

【0027】ステップ109では、Xが幅Wになったか
を判定し、もしXがW未満の場合にはステップ110に
進んで、Xに1を加算し、ステップ104に戻って上記
の処理を繰り返す。そして、XがWになった場合は次の
ステップ111に処理を移す。
In step 109, it is determined whether X has become the width W. If X is less than W, the process proceeds to step 110, 1 is added to X, and the process returns to step 104 to repeat the above process. . When X becomes W, the process is moved to the next step 111.

【0028】ステップ111では、Yが高さHになった
かを判定する。もし、YがH未満の場合にはステップ1
12に進んで、Yに1を加算し、ステップ103に戻
る。そして、YがHになった場合には、本処理を終了す
る。
In step 111, it is determined whether Y has reached the height H. If Y is less than H, step 1
In step 12, Y is incremented by 1, and the process returns to step 103. Then, when Y becomes H, this processing is ended.

【0029】このように、画像回転手段4で回転された
画像の座標の赤、緑、青の値はDR(X,Y)、DG
(X,Y)、DB(X,Y)に代入される。そして、画
像回転手段4で出力されたDR、DG、DBは回転画像
記憶手段5に出力される。
Thus, the red, green, and blue values of the coordinates of the image rotated by the image rotating means 4 are DR (X, Y), DG.
(X, Y) and DB (X, Y) are substituted. Then, the DR, DG, and DB output from the image rotation means 4 are output to the rotated image storage means 5.

【0030】回転画像記憶手段5は、画像回転手段4が
出力した赤、緑、青の値、DR(X,Y)、DG(X,
Y)、DB(X,Y)を記憶する。画像回転手段4は半
導体メモリやディスク等の補助記憶装置などから構成さ
れる。
The rotated image storage means 5 stores the red, green, and blue values output by the image rotation means 4, DR (X, Y), and DG (X,
Y) and DB (X, Y) are stored. The image rotation means 4 is composed of a semiconductor memory, an auxiliary storage device such as a disk, or the like.

【0031】これらのDR、DG、DBの値は、座標
(X,Y)を指定することで呼び出される。画像回転手
段4で記憶されたDR、DG、DBの値は、中心線算出
手段6で使用される。
These DR, DG and DB values are called by designating the coordinates (X, Y). The values of DR, DG, and DB stored in the image rotation means 4 are used in the centerline calculation means 6.

【0032】次に、中心線算出手段6について説明す
る。中心線算出手段6は、回転画像記憶手段5に記憶さ
れた画像データに基づいて、顔の中心線を算出する機能
を有している。中心線算出処理では、回転画像記憶手段
5に記憶された画像データの中で最も左右の対称性が高
いX座標を求める。また、その時の対称性を表す値(dis
t)も結果として出力する。
Next, the center line calculating means 6 will be described. The center line calculation means 6 has a function of calculating the center line of the face based on the image data stored in the rotated image storage means 5. In the center line calculation process, the X coordinate having the highest left-right symmetry among the image data stored in the rotated image storage means 5 is obtained. In addition, the value (dis
t) is also output as a result.

【0033】図4に中心線算出手段6の動作フローチャ
ートを示す。先ず、本処理では画像の回転処理により影
響を受けない領域を使用するため、ステップ201にお
いて、その画像の範囲を決定する。
FIG. 4 shows an operation flowchart of the center line calculating means 6. First, in this processing, since an area that is not affected by the image rotation processing is used, the range of the image is determined in step 201.

【0034】図5は、中心線算出手段6で使用する領域
の説明図である。ステップ201において、中心線算出
処理で使用する画像の範囲を決定する。先ず、(X0,
Y0)は画像を回転するための中心座標で、それぞれ幅
W、高さHの2分の1にする。また、座標(X1,Y
1)、(X2,Y2)は中心線算出処理で使用する領域
の左上の座標および右下の座標である。ここで、これら
の座標は次のような値である。即ち、X1は、座標
(0,0)を座標(X0,Y0)を中心に角度(SH)
だけ回転して得られた座標のx座標の値である。また、
Y1は、座標(0,0)を座標(X0,Y0)を中心に
角度(−SH)だけ回転して得られた座標のy座標の値
である。更に、X2は、座標(W,H)を座標(X0,
Y0)を中心に角度(SH)だけ回転して得られた座標
のx座標の値、Y2は座標(W,H)を座標(X0,Y
0)を中心に角度(−SH)だけ回転して得られた座標
のy座標の値である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a region used by the center line calculating means 6. In step 201, the range of the image used in the centerline calculation process is determined. First, (X0,
Y0) is the center coordinate for rotating the image and is set to half of the width W and the height H, respectively. In addition, coordinates (X1, Y
1) and (X2, Y2) are the upper left coordinates and the lower right coordinates of the area used in the center line calculation process. Here, these coordinates have the following values. That is, X1 is an angle (SH) centered on the coordinate (0, 0) and the coordinate (X0, Y0).
It is the value of the x-coordinate of the coordinate obtained by rotating only. Also,
Y1 is the value of the y coordinate of the coordinate obtained by rotating the coordinate (0, 0) about the coordinate (X0, Y0) by the angle (-SH). Further, X2 is the coordinate (W, H) with the coordinate (X0,
The value of the x coordinate of the coordinate obtained by rotating the Y0) about the angle (SH), and Y2 is the coordinate (W, H) of the coordinate (X0, Y).
It is the value of the y coordinate of the coordinate obtained by rotating the image around 0) by an angle (-SH).

【0035】このように、中心線算出処理で使用する画
像の範囲は、(X1,Y1)、(X2,Y2)を対角線
にもつ矩形領域である。そして、以下で説明する処理で
も、この矩形領域のみを処理の対称とする。
As described above, the range of the image used in the center line calculation processing is a rectangular area having (X1, Y1) and (X2, Y2) as diagonal lines. Then, also in the processing described below, only this rectangular area is symmetrical to the processing.

【0036】図6に、中心線算出処理の説明図を示す。
図6の太線で示すように、中心線算出処理とは、入力画
像に対して、X=a という直線を設定し、この直線を中
心にして幅(CH×2)の矩形を考える。この矩形内
で、X=aに対して線対称な画素同士の画素値の距離を
求め、その距離の総和(dist)をX=aにおける対称性
の目安とする。このような処理を、Xの値を(X1+C
H)から(X2−CH)まで変化させ、distの最小値(d
istmin) を求め、この時のXを中心線とする。また、領
域の幅を示すCHの値は(X2−X1)÷2よりも小さ
な値を設定する。ただし、この値は、入力画像に写って
いる顔の大きさや位置により適宜決定する。以下、これ
らの動作を、図4のフローチャートに沿って更に詳細に
説明する。
FIG. 6 shows an explanatory diagram of the center line calculation processing.
As shown by the thick line in FIG. 6, in the center line calculation processing, a straight line X = a is set for the input image, and a rectangle of width (CH × 2) is considered centering on this straight line. Within this rectangle, the distance between pixel values of pixels that are line-symmetric with respect to X = a is obtained, and the sum (dist) of the distances is used as a measure of symmetry at X = a. Such processing is performed by changing the value of X to (X1 + C
H) to (X2-CH), and the minimum value of dist (d
istmin), and let X at this time be the center line. The value of CH indicating the width of the area is set to a value smaller than (X2-X1) / 2. However, this value is appropriately determined according to the size and position of the face shown in the input image. Hereinafter, these operations will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.

【0037】先ず、ステップ202において、X=(X
1+CH)を代入する(Xの初期化)。また、左右対称
性を計算するための変数distの最小値distmin には無限
大を代入する。次に、ステップ203において、y座標
の初期化を行う(Y=Y1)。また、dist=0とする。
更に、ステップ204で、iに1を代入してiを初期化
する。尚、iは中心線からの距離(x方向)を示す値で
ある。そして、ステップ205では、中心線(x=X)
に対して線対称な座標x(ただし中心線との距離をiと
する)を求める。求めた座標値をそれぞれX0、X1と
する。
First, in step 202, X = (X
1 + CH) is substituted (initialization of X). Moreover, infinity is substituted for the minimum value distmin of the variable dist for calculating the left-right symmetry. Next, in step 203, the y coordinate is initialized (Y = Y1). Also, dist = 0.
Further, in step 204, i is initialized by substituting 1 for i. Note that i is a value indicating the distance (x direction) from the center line. Then, in step 205, the center line (x = X)
A coordinate x is obtained which is line-symmetrical with respect to (where the distance from the center line is i). Let the obtained coordinate values be X0 and X1, respectively.

【0038】その後、ステップ206で、座標(X0,
Y)と座標(X1,Y)がどれぐらい似通っているかを
距離計算により求める。即ち、このステップでは、それ
ぞれの座標における赤、緑、青成分の値の差分の2乗を
加算し、平方根をとっている。ここで求めた距離はdist
に加算する。次のステップ207ではiがCHであるか
を判定する。もし、iがCH未満である場合はステップ
208においてiに1を加算し、ステップ205に戻
る。また、iがCHである場合は、ステップ209に処
理を移す。
Then, in step 206, the coordinates (X0,
How similar the Y) and the coordinates (X1, Y) are to each other is calculated by distance calculation. That is, in this step, the square of the difference between the red, green, and blue component values at each coordinate is added to obtain the square root. The distance obtained here is dist
Is added to. In the next step 207, it is determined whether i is CH. If i is less than CH, 1 is added to i in step 208, and the process returns to step 205. If i is CH, the process moves to step 209.

【0039】ステップ209では、YがY2であるかを
判定する。もし、YがY2未満である場合には、ステッ
プ210においてYに1を加算し、ステップ204に戻
る。また、YがY2である場合はステップ211に処理
を移す。このように、上記のステップ203〜210の
一連の処理により、中心線を(x=X)と仮定した場合
の左右対称性distを求めることができる。
In step 209, it is determined whether Y is Y2. If Y is less than Y2, 1 is added to Y in step 210 and the process returns to step 204. If Y is Y2, the process proceeds to step 211. In this way, the series of processing in steps 203 to 210 described above makes it possible to obtain the left-right symmetry dist when the center line is assumed to be (x = X).

【0040】次に、ステップ211では、求めたdistが
それまでのdistの最小値distmin よりも小さいかを判定
する。もし、最小値よりも小さかった場合にはステップ
212において、現在のXとdistを記憶する(KX=
X、distmin =dist)。また、最小値以上であった場合
は、ステップ213に進む。
Next, at step 211, it is judged whether the obtained dist is smaller than the minimum value distmin of dist up to that point. If it is smaller than the minimum value, the current X and dist are stored in step 212 (KX =
X, distmin = dist). If it is greater than or equal to the minimum value, the process proceeds to step 213.

【0041】ステップ213では、Xが(X2−CH)
であるかを判定する。この条件を満たさない場合にはス
テップ214においてXに1を加算し、ステップ203
に戻る。もし、条件を満たした場合には、ステップ21
5に処理を移す。
In step 213, X is (X2-CH)
Is determined. If this condition is not satisfied, 1 is added to X in step 214, and step 203
Return to If the conditions are met, step 21
Processing is transferred to 5.

【0042】ステップ215では、distの最小値distmi
n および、その時のx座標KXを出力し、処理を終了す
る。ここでx=KXが上記の処理で算出された中心線
で、distmin はそのときの中心線らしさの度合となる。
そして、本処理で求めた距離の最小値distmin および中
心線の値(KX)は傾き決定手段7に出力される。
At step 215, the minimum value distmi of dist
n and the x-coordinate KX at that time are output, and the process ends. Here, x = KX is the center line calculated by the above processing, and distmin is the degree of the center line likelihood at that time.
Then, the minimum value distmin of the distance and the value (KX) of the center line obtained by this processing are output to the inclination determining means 7.

【0043】次に、傾き決定手段7について説明する。
傾き決定手段7の処理は、回転角度指定手段3が指定し
た角度に対して中心線算出手段6が出力したdistmin の
中で、最小の値を見つけて、その時の角度を顔の傾きと
判断し、その角度を出力するものである。
Next, the inclination determining means 7 will be described.
The processing of the inclination determining means 7 finds the minimum value in the distmin output by the centerline calculating means 6 with respect to the angle designated by the rotation angle designating means 3, and judges the angle at that time as the inclination of the face. , That angle is output.

【0044】図7に、中心線算出手段6が出力した結果
の一例を示す。ただし、回転角度指定手段3において、
SH=4、ST=1と設定した場合の結果である。この
例では、角度S=2の時に、distmin が最小値77をと
るので、S=2を結果として出力する。また、必要であ
ればその時の中心線の値も出力する。
FIG. 7 shows an example of the result output by the center line calculating means 6. However, in the rotation angle designating means 3,
This is the result when SH = 4 and ST = 1 are set. In this example, when the angle S = 2, distmin takes the minimum value 77, so S = 2 is output as a result. If necessary, the value of the center line at that time is also output.

【0045】以上、具体例の説明をしたが以下の様な変
形が可能である。 入力画像としてカラー画像を用いたが濃淡(白黒)画
像を利用する。 回転角度指定手段3で直前のフレームの回転角度付近
のみを出力することにより処理量を軽減できる。 中心線算出手段6で、直前のフレームの中心線の近辺
のみを探索することにより処理量を軽減できる。 本具体例では、顔の傾きを補正した画像の出力は行っ
ていないが、傾き決定手段7で決定した角度を画像回転
手段4に出力することにより傾きを補正した画像を得る
ことが可能である。
The specific example has been described above, but the following modifications are possible. Although a color image was used as the input image, a grayscale (black and white) image is used. The processing amount can be reduced by outputting only the vicinity of the rotation angle of the immediately preceding frame by the rotation angle designating means 3. The processing amount can be reduced by searching only the vicinity of the center line of the immediately preceding frame with the center line calculation means 6. In this specific example, the image in which the inclination of the face is corrected is not output, but by outputting the angle determined by the inclination determining unit 7 to the image rotating unit 4, it is possible to obtain the image in which the inclination is corrected. .

【0046】〈効果〉上記具体例により顔の傾きを算出
でき、算出結果に基づいて顔画像の傾きを補正する事が
可能になり、顔画像を用いた処理(個人識別や機械読唇
など)の性能向上が期待できる。また、顔画像を撮影す
る時の顔の傾きに関する制約を緩和することができる。
<Effect> The inclination of the face can be calculated by the above specific example, the inclination of the face image can be corrected based on the calculation result, and the processing using the face image (personal identification, machine reading, etc.) can be performed. Performance improvement can be expected. Further, it is possible to relax the constraint on the inclination of the face when the face image is captured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の顔の傾き検出装置の具体例の構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a specific example of a face inclination detection device of the present invention.

【図2】本発明の顔の傾き検出装置における画像回転手
段の回転動作の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a rotating operation of an image rotating means in the face inclination detecting device of the present invention.

【図3】本発明の顔の傾き検出装置における画像回転手
段の動作フローチャートである。
FIG. 3 is an operation flowchart of the image rotation means in the face inclination detection device of the present invention.

【図4】本発明の顔の傾き検出装置における中心線算出
手段の動作フローチャートである。
FIG. 4 is an operation flowchart of a centerline calculation means in the face inclination detection device of the present invention.

【図5】本発明の顔の傾き検出装置における中心線算出
手段で使用する領域の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a region used by a centerline calculating unit in the face inclination detection device of the present invention.

【図6】本発明の顔の傾き検出装置における中心線算出
手段の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a centerline calculation unit in the face inclination detection device of the present invention.

【図7】本発明の顔の傾き検出装置における中心線算出
手段の出力結果の一例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the output result of the centerline calculation means in the face inclination detection device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像入力装置 2 画像記憶手段 3 回転角度指定手段 4 画像回転手段 5 回転画像記憶手段 6 中心線算出手段 7 傾き決定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 image input device 2 image storage means 3 rotation angle designation means 4 image rotation means 5 rotation image storage means 6 centerline calculation means 7 tilt determination means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 顔画像の画像データを出力する画像入力
装置と、 前記画像入力装置で出力された顔の画像データを記憶す
る画像記憶手段と、 予め決められた範囲で角度を変化させてその値を出力す
る回転角度指定手段と、 前記回転角度指定手段が出力した角度に基づいて、前記
画像記憶手段に記憶された画像データを回転する画像回
転手段と、 前記画像回転手段が出力した画像を記憶する回転画像記
憶手段と、 前記回転画像記憶手段に記憶された回転画像より顔の中
心線を決定し、その時の中心線らしさの度合を出力する
中心線算出手段と、 前記回転角度指定手段が指定したそれぞれの角度に対し
て、前記中心線算出手段が出力した中心線らしさの度合
を監視し、最も中心線らしさの度合の高い角度を検出す
ることにより顔の傾きを決定する傾き決定手段を設けた
ことを特徴とする顔の傾き検出装置。
1. An image input device for outputting image data of a face image; an image storage means for storing image data of the face output by the image input device; and an angle varying within a predetermined range. A rotation angle designating unit that outputs a value, an image rotation unit that rotates the image data stored in the image storage unit based on the angle output by the rotation angle designating unit, and an image output by the image rotation unit. A rotation image storage unit for storing, a center line calculation unit for determining the center line of the face from the rotation image stored in the rotation image storage unit, and outputting the degree of center line likeness at that time, and the rotation angle designating unit. For each designated angle, the degree of centerline-likeness output by the centerline calculating means is monitored, and the inclination of the face is determined by detecting the angle with the highest degree of centerline-likeness. An apparatus for detecting the inclination of a face, characterized by comprising inclination determining means.
【請求項2】 中心線算出手段は顔の左右の対称性に基
づいて中心線を決定することを特徴とする請求項1記載
の顔の傾き検出装置。
2. The face inclination detecting apparatus according to claim 1, wherein the centerline calculating means determines the centerline based on the left-right symmetry of the face.
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