JPH11312243A - 顔領域検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像中から顔を検出するのに、顔以外の領域
を顔と誤認識することがなく的確に検出することができ
る顔領域検出装置を提供する。 【解決手段】 入力画像をモザイク化するモザイク化部
２、入力画像の高周波成分の絶対値を求めるフィルタ部
３を介した画像をモザイク化するモザイク化部４、標準
顔画像の低・高周波成分のテンプレートＴ１，Ｔ２をあ
らかじめ記憶する標準顔画像データベース５、モザイク
化部２と４からの画像を所定の大きさに分割したあらか
じめ定められた領域毎に順次走査して標準顔画像の低・
高周波成分のテンプレートＴ１，Ｔ２との相関を求める
相関演算部６，７、相関演算部６、７から出力される対
応する相関値同士を重み係数を掛けて加算する相関値加
算部８、相関値から最も大きい相関値とその領域を求め
る最大相関検出部９、最大相関値があらかじめ定めた閾
値より大きい場合に顔の領域として判断する相関判断部
１０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顔画像を用いて個
人の同定を行う装置の前処理に係るもので、画像中から
顔画像を検出する顔領域検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータと人間とのより自然なイン
ターフェイスを構築するために、コンピュータによる人
間の識別や表情の認識の研究が行われている。人間の識
別や表情の認識をするためには、顔画像を画像中から検
出することが必要である。

【０００３】図２は従来の顔画像検出装置を示すシステ
ム構成図である。図２に示すように、従来の顔画像検出
装置は、画像入力部１１を介して入力される画像をモザ
イク化してモザイク画像Ｐ０を出力するモザイク化部１
２と、標準顔画像のテンプレートＴ０をあらかじめ記憶
してなる標準顔画像データベース１３と、モザイク画像
Ｐ０のあらかじめ設定された大きさの領域を順次走査し
て、その領域と標準顔画像データベース１３に蓄えられ
た顔画像のテンプレートＴ０との相関を求める相関演算
部１４と、相関が最も高い領域を画像中から検出する最
大相関領域検出部１５と、最も高い相関値があらかじめ
設定された閾値より大きい場合に顔領域として判断する
相関判断部１６とを備えている。

【０００４】すなわち、従来の顔画像検出装置において
は、図３に示すごとく、まず、画像入力部１１を介して
入力される原画像の入力画像を、モザイク化部１２によ
り、ｍ×ｎ画素（Ｎ１＜ｎ＜Ｎ２，Ｍ１＜ｍ＜Ｍ２で、
ｎ，ｍは整数）の領域の信号の平均値を１画素とするモ
ザイク処理をして、解像度を落としたモザイク画像Ｐ０
を生成する。そして、図４に示すごとく、モザイク画像
のＭ３×Ｎ３画素のあらかじめ設定した大きさの領域を
順次走査して、相関演算部１４により、その領域と標準
顔画像データベース１３に蓄えられているあらかじめ記
憶された図５に示すごとく標準顔画像のテンプレートＴ
０との相関を求めて、最大相関領域検出部１５により相
関が最も高い領域を画像中から検出する。相関が高いほ
ど相関値が大きくなると仮定すると、最も高い相関値が
あらかじめ設定した閾値より大きかったら、相関判断部
１６によりその領域を顔領域として出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の顔画像検出装置においては、モザイク処理で高
い周波数成分が失われるため、顔以外の領域を顔と誤認
識しやすいという問題があった。

【０００６】本発明は上述した従来例に係る問題点を解
消するためになされたもので、画像中から顔を検出する
のに、顔以外の領域を顔と誤認識することがなく的確に
検出することができる顔領域検出装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る顔領域検出装置は、少なくとも顔画像
を含んだ入力画像をモザイク化する第１のモザイク手段
と、前記入力画像の高周波成分の絶対値を求めるフィル
タ手段と、前記フィルタ手段を介した画像をモザイク化
する第２のモザイク手段と、標準顔画像の低周波成分と
高周波成分のテンプレートをあらかじめ記憶する標準顔
画像データベースと、前記第１のモザイク手段によりモ
ザイク化された画像を所定の大きさに分割したあらかじ
め定められた領域毎に順次走査して前記標準顔画像デー
タベースに記憶された標準顔画像の低周波成分のテンプ
レートとの相関を求める第１の相関演算手段と、前記第
２のモザイク手段によりモザイク化された画像を所定の
大きさに分割したあらかじめ定められた領域毎に順次走
査して前記標準顔画像データベースに記憶された標準顔
画像の高周波成分のテンプレートとの相関を求める第２
の相関演算手段と、前記第１と第２の相関演算手段から
出力される対応する相関値同士を所定の重み係数を掛け
て加算する相関値加算手段と、前記相関値加算手段から
出力される相関値から最も大きい相関値とその領域を求
める最大相関検出手段と、前記最大相関検出手段で求め
た最大相関値があらかじめ定めた閾値より大きい場合に
顔の領域として判断する相関判断手段とを備えたもので
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
顔画像検出装置を示すシステム構成図である。図１に示
すように、本実施の形態に係る顔画像検出装置は、画像
入力部１を介して入力される輝度信号でなる入力画像Ｙ
０をモザイク化する第１のモザイク化部２と、入力画像
Ｙ０の高周波成分の絶対値を求めるフィルタ部３と、フ
ィルタ部３を介した画像をモザイク化する第２のモザイ
ク化部４と、標準顔画像の低周波成分と高周波成分のテ
ンプレートをあらかじめ記憶する標準顔画像データベー
ス５と、第１のモザイク化部２によりモザイク化された
画像を所定の大きさに分割したあらかじめ定められた領
域毎に順次走査して標準顔画像データベース５に記憶さ
れた標準顔画像の低周波成分のテンプレートとの相関を
求める第１の相関演算部６と、第２のモザイク化部４に
よりモザイク化された画像を所定の大きさに分割したあ
らかじめ定められた領域毎に順次走査して標準顔画像デ
ータベース５に記憶された標準顔画像の高周波成分のテ
ンプレートとの相関を求める第２の相関演算部７と、第
１と第２の相関演算部６と７から出力される対応する相
関値同士を所定の重み係数を掛けて加算する相関値加算
部８と、相関値加算部８から出力される相関値から最も
大きい相関値とその領域を求める最大相関検出部９と、
最大相関検出部９で求めた最大相関値があらかじめ定め
た閾値より大きい場合に顔の領域として判断する相関判
断部１０とを備えている。

【０００９】すなわち、図１に示す顔画像検出装置にお
いては、画像入力部１から輝度信号からなる画像Ｙ０が
出力され、モザイク化部２では、図３に示すごとくｍ×
ｎ画素の領域の信号の平均値を新たに１画素の値とする
モザイク画像Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，・・・を作成する。こ
こで、ｍ，ｎはＭ１＜ｍ＜Ｍ２，Ｎ１＜ｎ＜Ｎ２の範囲
の値をすべて取る整数で、いろいろな解像度のモザイク
画像Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，・・・を作成する。これによ
り、顔の大きさの変化に対応できる。

【００１０】相関演算部６では、Ｍ３×Ｎ３画素のあら
かじめ設定した大きさの領域モザイク画像Ｐ０，Ｐ１，
Ｐ２，・・・を順次走査して、その領域と標準顔画像デ
ータベース５に蓄えられているあらかじめ記憶した図５
に示すごとくＭ３×Ｎ３画素の大きさの標準顔画像の低
周波成分のテンプレートＴ１との相関を求める。ここ
で、例えば、画像Ｐ０の領域の左上の座標が図４の
（ａ）に示す（ｘｎ，ｙｎ）である領域に対応する図４
の（ｂ）に示す相関値をｒｎ（ｘｎ，ｙｎ）と表現す
る。

【００１１】一方、フィルタ部３では、画像入力部１か
らの入力画像Ｙ０を、例えば下式で示される特性を有す
る帯域制限フィルタを通した後、信号の絶対値を取る。
なお、下式において、ｒは原点からの距離、ｐは周波数
帯域に関するパラメータ、Ｇ（ｒ）はガウシァン分布の
関数であり、フィルタの通過帯域に関係するパラメータ
ｐはモザイク領域の大きさｍ，ｎの関数とする。

【００１２】

【数１】

【００１３】したがって、フィルタ部３からはモザイク
の解像度の種類と同じ数の画像Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，・・
・を出力する。モザイク化部４は、モザイク化部２と同
様の処理を入力画像Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，・・・に対して
行う。この時、フィルタ部３の特性に対応した領域の大
きさでモザイク化処理を行い、モザイク画像Ｑ０，Ｑ
１，Ｑ２，・・・を出力する。

【００１４】相関演算部７では、図４に示すごとく、相
関演算部６と同様にモザイク画像Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２，・
・・のＭ３×Ｎ３画素のあらかじめ設定した大きさの領
域を順次画像中を走査して、その領域と標準顔画像デー
タベース５に蓄えられているあらかじめ記憶した図５に
示すごとく標準顔画像の高周波成分のテンプレートＴ２
との相関を求める。ここで、例えば、図４の（ａ）に示
す画像Ｑｎの領域の左上の座標が（ｘｎ，ｙｎ）である
領域に対応する図４の（ｂ）に示す相関値をｓｎ（ｘ
ｎ，ｙｎ）と表現する。

【００１５】相関値加算部８では、同じ解像度のモザイ
ク画像Ｐｎ，Ｑｎにおいて同じ位置の領域に対する相関
値同士（ｒｎ（ｘｎ，ｙｎ）とｓｎ（ｘｎ，ｙｎ））を
ある重み係数を掛けて足しあわせる。最大相関検出部９
は、相関が高いほど相関値が大きくなると仮定すると、
相関値加算部８の出力である相関値から最も大きい相関
値とそれに対応する領域を求める。相関判断部１０で
は、最大相関検出部９で求めた最大相関値があらかじめ
設定された閾値より大きい場合その領域を顔の領域と
し、小さい場合は顔領域は画像中に存在しないとする。

【００１６】したがって、本実施の形態によれば、次の
効果を奏する。 （１）低い周波数成分だけでなくフィルタ部３を介した
高い周波数成分も用いているため、顔以外を顔と誤認識
する確率が小さい。 （２）高い周波数成分からなる画像をモザイク化して用
いているので、顔の個人差の影響をあまり受けることが
ないため、顔を顔以外と誤認識することが少ない。

【００１７】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、顔画
像を用いて個人の同定などを行うための前処理として、
画像中から顔領域を検出する装置に関し、画像を低周波
成分と高周波成分とに分けて、それぞれの画像をモザイ
ク化して、標準顔画像のテンプレートと相関を求め、そ
れらを適当な重みを掛けて加算して、それを用いて顔領
域の検出を行うことにより、顔以外の領域を顔と誤認識
することがなく、ロバスト性の高い検出を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る顔領域検出装置を示
すシステム構成図である。

【図２】従来例に係る顔領域検出装置を示すシステム構
成図である。

【図３】モザイク化処理の説明図である。

【図４】相関を求める領域の走査と対応する相関値との
説明図である。

【図５】標準顔画像データベース５、１３に蓄えられて
いる顔画像のテンプレートの例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 画像入力部 ２ モザイク化部（第１のモザイク手段） ３ フィルタ部（フィルタ手段） ４ モザイク化部（第２のモザイク手段） ５ 標準顔画像データベース ６ 相関演算部（第１の相関演算手段） ７ 相関演算部（第２の相関演算手段） ８ 相関値加算部（相関値加算手段） ９ 最大相関検出部（最大相関検出手段） １０ 相関判断部（相関判断手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも顔画像を含んだ入力画像をモ
   ザイク化する第１のモザイク手段と、 前記入力画像の高周波成分の絶対値を求めるフィルタ手
   段と、 前記フィルタ手段を介した画像をモザイク化する第２の
   モザイク手段と、 標準顔画像の低周波成分と高周波成分のテンプレートを
   あらかじめ記憶する標準顔画像データベースと、 前記第１のモザイク手段によりモザイク化された画像を
   所定の大きさに分割したあらかじめ定められた領域毎に
   順次走査して前記標準顔画像データベースに記憶された
   標準顔画像の低周波成分のテンプレートとの相関を求め
   る第１の相関演算手段と、 前記第２のモザイク手段によりモザイク化された画像を
   所定の大きさに分割したあらかじめ定められた領域毎に
   順次走査して前記標準顔画像データベースに記憶された
   標準顔画像の高周波成分のテンプレートとの相関を求め
   る第２の相関演算手段と、 前記第１と第２の相関演算手段から出力される対応する
   相関値同士を所定の重み係数を掛けて加算する相関値加
   算手段と、 前記相関値加算手段から出力される相関値から最も大き
   い相関値とその領域を求める最大相関検出手段と、 前記最大相関検出手段で求めた最大相関値があらかじめ
   定めた閾値より大きい場合に顔の領域として判断する相
   関判断手段とを、 備えた顔領域検出装置。