JPH11185025A - 顔画像正規化装置 - Google Patents
顔画像正規化装置Info
- Publication number
- JPH11185025A JPH11185025A JP36557797A JP36557797A JPH11185025A JP H11185025 A JPH11185025 A JP H11185025A JP 36557797 A JP36557797 A JP 36557797A JP 36557797 A JP36557797 A JP 36557797A JP H11185025 A JPH11185025 A JP H11185025A
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- JP
- Japan
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- image
- face
- face image
- axis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 照明光に照らされた顔画像を用いて個人の同
定を行う際に照明光の変化に対するロバスト性を向上さ
せることができる顔画像正規化装置を提供する。 【解決手段】 入力される顔画像から対称軸を検出する
対称軸検出手段（画像入力部１００〜対称軸検出部１５
０）と、対称軸に基づいて画像を折り返す折り返し画像
生成手段（傾き補正部１６０〜折り返し画像生成部１９
０）と、折り返す前と後の画像を任意の比率で加算する
加算手段（加算部２００）とを備えて、顔の片側から照
明光に照らされていることにより生じる影の影響を無く
して顔の正面から照明光に照らされている画像に近似さ
せる。
定を行う際に照明光の変化に対するロバスト性を向上さ
せることができる顔画像正規化装置を提供する。 【解決手段】 入力される顔画像から対称軸を検出する
対称軸検出手段（画像入力部１００〜対称軸検出部１５
０）と、対称軸に基づいて画像を折り返す折り返し画像
生成手段（傾き補正部１６０〜折り返し画像生成部１９
０）と、折り返す前と後の画像を任意の比率で加算する
加算手段（加算部２００）とを備えて、顔の片側から照
明光に照らされていることにより生じる影の影響を無く
して顔の正面から照明光に照らされている画像に近似さ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、顔画像を用いて個
人の同定を行う上での前処理として、顔画像を正規化す
るための顔画像正規化装置に関する。
人の同定を行う上での前処理として、顔画像を正規化す
るための顔画像正規化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置として、”ヒューマ
ン フェース ディテクション インビジュアル シー
ン”[Human Face Detection in Visual Scenes]（H. A.
Rowley）, S. Baluja, and T.Kanade CMU-CS-95-158R,
Nov.,1995 ｐ３参照）に示されるものがある。前記文
献に開示されたものでは、両目又は両目と口の位置をあ
らかじめ設定した位置にくるようにされた顔画像に対し
て、顔画像の背景を除去するために、顔画像の周辺領域
をマスクし、次に、明るさのシェーディングを補正する
ために、顔画像と最も相関の高い一次関数を求めて、そ
れを顔画像から差し引き、さらに、ヒストグラムを等し
くするために、顔画像の平均値を求め、その値があらか
じめ設定した値になるようにしている。そして、平均値
と各画素の値との差分の絶対値の総和を求め、その値が
あらかじめ設定した値になるようにしている。
ン フェース ディテクション インビジュアル シー
ン”[Human Face Detection in Visual Scenes]（H. A.
Rowley）, S. Baluja, and T.Kanade CMU-CS-95-158R,
Nov.,1995 ｐ３参照）に示されるものがある。前記文
献に開示されたものでは、両目又は両目と口の位置をあ
らかじめ設定した位置にくるようにされた顔画像に対し
て、顔画像の背景を除去するために、顔画像の周辺領域
をマスクし、次に、明るさのシェーディングを補正する
ために、顔画像と最も相関の高い一次関数を求めて、そ
れを顔画像から差し引き、さらに、ヒストグラムを等し
くするために、顔画像の平均値を求め、その値があらか
じめ設定した値になるようにしている。そして、平均値
と各画素の値との差分の絶対値の総和を求め、その値が
あらかじめ設定した値になるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、方向性を持
つ照明光で顔を斜め横から照らしたとき、顔の鼻などが
影の付き方が左右で異なるが、このような顔画像を、上
述した従来方式で補正しても正面から顔を照らしたとき
の画像に近づけることはできない。すなわち、顔の片側
から照明光に照らされているときに生じた影の影響を除
去することができないという問題点がある。
つ照明光で顔を斜め横から照らしたとき、顔の鼻などが
影の付き方が左右で異なるが、このような顔画像を、上
述した従来方式で補正しても正面から顔を照らしたとき
の画像に近づけることはできない。すなわち、顔の片側
から照明光に照らされているときに生じた影の影響を除
去することができないという問題点がある。
【０００４】そこで、本発明は上述した従来例に係る問
題点に鑑みてなされたもので、照明光に照らされた顔画
像を用いて個人の同定を行う際に照明光の変化に対する
ロバスト性（強靭性）を向上させることができる顔画像
正規化装置を提供することを目的とする。
題点に鑑みてなされたもので、照明光に照らされた顔画
像を用いて個人の同定を行う際に照明光の変化に対する
ロバスト性（強靭性）を向上させることができる顔画像
正規化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る顔画像正規化装置では、入力される顔
画像から対称軸を検出する対称軸検出手段と、対称軸に
基づいて反転画像を生成する反転画像生成手段と、折り
返す前と後の画像を任意の比率で加算する加算手段とを
備えて、顔の片側から照明光に照らされていることによ
り生じる影の影響を無くして顔の正面から照明光に照ら
されている画像に近似した画像を生成するようにしてい
る。
に、本発明に係る顔画像正規化装置では、入力される顔
画像から対称軸を検出する対称軸検出手段と、対称軸に
基づいて反転画像を生成する反転画像生成手段と、折り
返す前と後の画像を任意の比率で加算する加算手段とを
備えて、顔の片側から照明光に照らされていることによ
り生じる影の影響を無くして顔の正面から照明光に照ら
されている画像に近似した画像を生成するようにしてい
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を図面にしたがって説明する。図１は本実施の形態に
係る顔画像正規化装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す顔画像正規化装置としては、入力される顔画
像から対称軸を検出する対称軸検出手段と、対称軸に基
づいて画像を反転する（折り返す）反転（折り返し）画
像生成手段と、反転する（折り返す）前と後の画像を任
意の比率で加算する加算手段とで構成されている。これ
らの各手段は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やＤＳＰ
（デジタルシグナルプロセッサ）とメモリやインタフェ
ースなどを組み合わせて構成することができる。
態を図面にしたがって説明する。図１は本実施の形態に
係る顔画像正規化装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す顔画像正規化装置としては、入力される顔画
像から対称軸を検出する対称軸検出手段と、対称軸に基
づいて画像を反転する（折り返す）反転（折り返し）画
像生成手段と、反転する（折り返す）前と後の画像を任
意の比率で加算する加算手段とで構成されている。これ
らの各手段は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やＤＳＰ
（デジタルシグナルプロセッサ）とメモリやインタフェ
ースなどを組み合わせて構成することができる。
【０００７】ここで、対称軸検出手段は、画像入力部１
００、顔領域抽出部１１０、顔領域重心演算部１２０、
中域周波数成分抽出部１３０、絶対値演算部１４０及び
対称軸検出部１５０を有し、画像入力部１００は、ビデ
オカメラなどから顔画像を入力し、輝度信号（Ｙ）、色
差信号（Ｒ一Ｙ、Ｂ−Ｙ）で表現されるカラー画像デー
タを出力する。顔領域抽出部１１０では、色差信号から
得られる色相データからあらかじめ設定された肌色の色
相の範囲に入る領域を表す２値画像を求めるとともに、
領域の拡大、縮小などの処理を行うことにより孤立点や
領域の抜けを除去して２値画像である顔画像を出力す
る。顔領域重心演算部１２０では、顔領域抽出部１１０
で得られた２値画像である顔画像の顔領域の重心の座標
を演算して重心位置を出力する。
００、顔領域抽出部１１０、顔領域重心演算部１２０、
中域周波数成分抽出部１３０、絶対値演算部１４０及び
対称軸検出部１５０を有し、画像入力部１００は、ビデ
オカメラなどから顔画像を入力し、輝度信号（Ｙ）、色
差信号（Ｒ一Ｙ、Ｂ−Ｙ）で表現されるカラー画像デー
タを出力する。顔領域抽出部１１０では、色差信号から
得られる色相データからあらかじめ設定された肌色の色
相の範囲に入る領域を表す２値画像を求めるとともに、
領域の拡大、縮小などの処理を行うことにより孤立点や
領域の抜けを除去して２値画像である顔画像を出力す
る。顔領域重心演算部１２０では、顔領域抽出部１１０
で得られた２値画像である顔画像の顔領域の重心の座標
を演算して重心位置を出力する。
【０００８】一方、中域周波数成分抽出部１３０は、画
像入力部１００からの輝度信号を図示しないバンドパス
フイルタを通すことにより中域周波数成分を抽出し、絶
対値演算部１４０では、その中域周波数成分の絶対値を
求め絶対値画像を出力する。そして、対称軸検出部１５
０では、顔領域重心演算部１２０からの重心位置に基づ
いて絶対値演算部１４０で得られた絶対値画像の対称軸
を検出する。具体的には次の通りである。まず、図２の
（ａ）に示すように顔領域重心演算部１２０で求めた顔
領域の重心位置Ｏを通る垂直線ＶＬを求める。次に、垂
直線ＶＬ上の複数の点を設定する。図２の（ｂ）は垂直
線ＶＬ上の複数の点として６つの点Ａ１、Ａ２、Ａ３、
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を例として示している。実際は画素単
位などに点を細かく移動させることが好ましい。これら
の各点を通るあらかじめ設定した傾きの範囲内の直線を
対称軸候補とする。図２の（ｃ）は、点Ｂ１を通る３本
の対称軸候補Ｂ１−１、Ｂ１−２、Ｂ１−３を例示して
いる。そして、対称軸侯補の両側にあらかじめ設定した
大きさの領域を設定する。対称軸候補の片側の領域を当
該対称軸候補を基準にして折り返し、もう片方の領域と
の相関を求め、最も相関の高い対称軸候補を対称軸とす
る。図２の（ｄ）はこうして求めた対称軸を示してい
る。すなわち、対称軸検出部１５０は、顔領域の重心を
通る垂直線を求める手段と、垂直線上の複数の点を通
り、垂直線に対してあらかじめ設定した角度範囲内で傾
きが変化する直線を対称候補軸として設定する手段と、
対称候補軸の左右の相関を検出する手段と、左右の相関
が最も良い傾きの対称候補軸を対称軸と決定する手段と
を、有している。
像入力部１００からの輝度信号を図示しないバンドパス
フイルタを通すことにより中域周波数成分を抽出し、絶
対値演算部１４０では、その中域周波数成分の絶対値を
求め絶対値画像を出力する。そして、対称軸検出部１５
０では、顔領域重心演算部１２０からの重心位置に基づ
いて絶対値演算部１４０で得られた絶対値画像の対称軸
を検出する。具体的には次の通りである。まず、図２の
（ａ）に示すように顔領域重心演算部１２０で求めた顔
領域の重心位置Ｏを通る垂直線ＶＬを求める。次に、垂
直線ＶＬ上の複数の点を設定する。図２の（ｂ）は垂直
線ＶＬ上の複数の点として６つの点Ａ１、Ａ２、Ａ３、
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を例として示している。実際は画素単
位などに点を細かく移動させることが好ましい。これら
の各点を通るあらかじめ設定した傾きの範囲内の直線を
対称軸候補とする。図２の（ｃ）は、点Ｂ１を通る３本
の対称軸候補Ｂ１−１、Ｂ１−２、Ｂ１−３を例示して
いる。そして、対称軸侯補の両側にあらかじめ設定した
大きさの領域を設定する。対称軸候補の片側の領域を当
該対称軸候補を基準にして折り返し、もう片方の領域と
の相関を求め、最も相関の高い対称軸候補を対称軸とす
る。図２の（ｄ）はこうして求めた対称軸を示してい
る。すなわち、対称軸検出部１５０は、顔領域の重心を
通る垂直線を求める手段と、垂直線上の複数の点を通
り、垂直線に対してあらかじめ設定した角度範囲内で傾
きが変化する直線を対称候補軸として設定する手段と、
対称候補軸の左右の相関を検出する手段と、左右の相関
が最も良い傾きの対称候補軸を対称軸と決定する手段と
を、有している。
【０００９】また、折り返し画像生成手段は、傾き補正
部１６０、目位置検出部１７０、位置及び大きさ補正部
１８０、及び折り返し画像生成部１９０を有し、傾き補
正部１６０では、対称軸検出部１５０で求めた対称軸が
垂直となるように顔領域重心演算部１２０から出力され
る重心位置を中心として絶対値演算部１４０の出力であ
る絶対値画像と画像入力部１００の出力である輝度画像
をそれぞれ回転し、回転後の対称軸位置と絶対値画像及
び輝度画像を求める。図３は対称軸の傾きを修正して、
垂直線に一致するよう顔画像を回転した様子を示してい
る。目位置検出部１７０では、傾き補正部１６０の出力
である絶対値画像とあらかじめ用意してある典型的な左
右の目のテンプレート画像との相関を求めて最も高い相
関の画像の中心位置をそれぞれの目の位置とする。
部１６０、目位置検出部１７０、位置及び大きさ補正部
１８０、及び折り返し画像生成部１９０を有し、傾き補
正部１６０では、対称軸検出部１５０で求めた対称軸が
垂直となるように顔領域重心演算部１２０から出力され
る重心位置を中心として絶対値演算部１４０の出力であ
る絶対値画像と画像入力部１００の出力である輝度画像
をそれぞれ回転し、回転後の対称軸位置と絶対値画像及
び輝度画像を求める。図３は対称軸の傾きを修正して、
垂直線に一致するよう顔画像を回転した様子を示してい
る。目位置検出部１７０では、傾き補正部１６０の出力
である絶対値画像とあらかじめ用意してある典型的な左
右の目のテンプレート画像との相関を求めて最も高い相
関の画像の中心位置をそれぞれの目の位置とする。
【００１０】そして、位置及び大きさ補正部１８０で
は、目位置検出部１７０で求めた目の位置をあらかじめ
設定した位置に来るように傾き補正部１６０から出力さ
れる輝度画像を変換し、あらかじめ設定した顔の領域以
外をマスクするとともに、変換後の対称軸位置を求め
る。さらに、折り返し画像生成部１９０では、位置及び
大きさ補正部１８０の出力である対称軸で、同じくその
出力である輝度画像の折り返し画像を生成する。
は、目位置検出部１７０で求めた目の位置をあらかじめ
設定した位置に来るように傾き補正部１６０から出力さ
れる輝度画像を変換し、あらかじめ設定した顔の領域以
外をマスクするとともに、変換後の対称軸位置を求め
る。さらに、折り返し画像生成部１９０では、位置及び
大きさ補正部１８０の出力である対称軸で、同じくその
出力である輝度画像の折り返し画像を生成する。
【００１１】また、折り返す前と後の画像を任意の比率
で加算する加算手段は、加算部２００を有し、加算部２
００では、折り返し画像生成部１９０に入力される折り
返し前の画像と折り返し画像生成部１９０から出力され
る折り返し後の画像を０から１まで０．１づつの割合で
加算した画像を作成する。すなわち、図４に示すよう
に、入力画像（オリジナル画像）の対称軸の右半分をＲ
O、左半分をＬOとし、反転画像の右半分をＬF、左半分
をＲFとすると、オリジナル画像と反転画像がいまａ対
ｂ（ａ＋ｂ＝１とする）の割合で合成されるとき、合成
画像の右半分は、ａＲO＋ｂＬFで表わされ、合成画像の
左半分は、ａＬO＋ｂＲFで表わされる。したがって、ａ
＝０．１，ｂ＝０．９から始って、例えば０．１間隔で
変化させ、ａ＝０．９，ｂ＝０．１まで９つの合成画像
を自動的に得るようにすることができる。こうして得ら
れた画像は照明光の影響が比較的残っているものと、か
なり希釈されたものが混在する形となり、人物の同定を
行う際の画像処理や人物の同定を行うための参照画像作
成にとって有効である。
で加算する加算手段は、加算部２００を有し、加算部２
００では、折り返し画像生成部１９０に入力される折り
返し前の画像と折り返し画像生成部１９０から出力され
る折り返し後の画像を０から１まで０．１づつの割合で
加算した画像を作成する。すなわち、図４に示すよう
に、入力画像（オリジナル画像）の対称軸の右半分をＲ
O、左半分をＬOとし、反転画像の右半分をＬF、左半分
をＲFとすると、オリジナル画像と反転画像がいまａ対
ｂ（ａ＋ｂ＝１とする）の割合で合成されるとき、合成
画像の右半分は、ａＲO＋ｂＬFで表わされ、合成画像の
左半分は、ａＬO＋ｂＲFで表わされる。したがって、ａ
＝０．１，ｂ＝０．９から始って、例えば０．１間隔で
変化させ、ａ＝０．９，ｂ＝０．１まで９つの合成画像
を自動的に得るようにすることができる。こうして得ら
れた画像は照明光の影響が比較的残っているものと、か
なり希釈されたものが混在する形となり、人物の同定を
行う際の画像処理や人物の同定を行うための参照画像作
成にとって有効である。
【００１２】
【発明の効果】本発明は上記構成なので、次のような効
果を奏する。顔の片側から照明光があたっているために
生じた影の影響を無くして顔の正面から照明光があたっ
ている画像に近似でき、照明光に照らされた顔画像を用
いて個人の同定を行う際に照明光の変化に対するロバス
ト性を向上させることができる。
果を奏する。顔の片側から照明光があたっているために
生じた影の影響を無くして顔の正面から照明光があたっ
ている画像に近似でき、照明光に照らされた顔画像を用
いて個人の同定を行う際に照明光の変化に対するロバス
ト性を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る顔画像正規化装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明により顔画像の対称軸を生成する手法を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】本発明により顔画像の対称軸を垂直線に一致さ
せるよう顔画像を回転させる様子を示す図である。
せるよう顔画像を回転させる様子を示す図である。
【図４】本発明により、オリジナル画像と反転画像を合
成する手法を示す説明図である。
成する手法を示す説明図である。
１００ 画像入力部 １１０ 顔領域抽出部 １２０ 顔領域重心演算部 １３０ 中域周波数成分抽出部 １４０ 絶対値演算部 １５０ 対称軸検出部 １６０ 傾き補正部 １７０ 目位置検出部 １８０ 位置及び大きさ補正部 １９０ 折り返し画像生成部 ２００ 加算部 Ｂ１−１、Ｂ１−２、Ｂ１−３ 対称軸候補 Ｏ 重心 ＶＬ 垂直線
Claims (5)
- 【請求項１】 入力される顔画像から対称軸を検出する
対称軸検出手段と、 前記対称軸を中心とした左右の画像を入れ替えた反転画
像を生成する手段と、 前記入力される顔画像の信号と、前記左右の画像を入れ
替えた反転画像の信号を任意の比率で加算することによ
り合成画像を生成する加算手段とを、 有する顔画像正規化装置。 - 【請求項２】 前記任意の比率を複数設け、複数の新た
な合成画像を生成するよう構成した請求項１記載の顔画
像正規化装置。 - 【請求項３】 前記対称軸検出手段が前記顔画像から顔
領域を抽出する手段と、 前記顔領域の重心を求める手段と、 前記顔領域の重心を通る垂直線を求める手段と、 前記垂直線上の複数の点を通り、前記垂直線に対してあ
らかじめ設定した角度範囲内で傾きが変化する直線を対
称候補軸として設定する手段と、 前記対称候補軸の左右の相関を検出する手段と、 前記左右の相関が最も良い傾きの前記対称候補軸を前記
対称軸と決定する手段とを、 有する請求項１又は２記載の顔画像正規化装置。 - 【請求項４】 前記対称軸の傾きを補正して垂直とする
傾き補正手段を更に有する請求項１ないし３のいずれか
１つに記載の顔画像正規化装置。 - 【請求項５】 前記対称軸の傾きが補正されて垂直とさ
れた後、目の位置を検出する手段と、 目の高さ位置が所定位置に位置するよう顔画像信号を変
換する手段を更に有する請求項４記載の顔画像正規化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36557797A JPH11185025A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 顔画像正規化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36557797A JPH11185025A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 顔画像正規化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11185025A true JPH11185025A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18484611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36557797A Withdrawn JPH11185025A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 顔画像正規化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11185025A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005084883A (ja) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Matsushita Electric Works Ltd | 画像処理方法並びに画像処理装置 |
| JP2005339389A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 画像処理方法および画像処理装置 |
| US6975763B2 (en) | 2000-07-12 | 2005-12-13 | Minolta Co., Ltd. | Shade component removing apparatus and shade component removing method for removing shade in image |
| JP2009146033A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Nikon Corp | 部分画像抽出方法 |
| JP2009237619A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Seiko Epson Corp | 画像における顔領域および器官領域の検出 |
| KR101016848B1 (ko) | 2004-03-22 | 2011-02-22 | 엘지전자 주식회사 | 지문 대칭축 추출 방법 |
-
1997
- 1997-12-22 JP JP36557797A patent/JPH11185025A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6975763B2 (en) | 2000-07-12 | 2005-12-13 | Minolta Co., Ltd. | Shade component removing apparatus and shade component removing method for removing shade in image |
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| KR101016848B1 (ko) | 2004-03-22 | 2011-02-22 | 엘지전자 주식회사 | 지문 대칭축 추출 방법 |
| JP2005339389A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 画像処理方法および画像処理装置 |
| JP2009146033A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Nikon Corp | 部分画像抽出方法 |
| JP2009237619A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Seiko Epson Corp | 画像における顔領域および器官領域の検出 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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