法线信息估计装置、注册图像群制作装置、图像对照装置以及法线信息估计方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种由被拍摄对象的图像估计被拍摄对象的法线信息的法线信息估计装置，包括：照明方向估计部，其用于根据图像的亮度值而估计图像中被拍摄对象的照明方向；法线信息估计部，其用于基于照明方向而估计图像中的被拍摄对象的法线信息；以及镜面反射成分估计部，其用于根据被拍摄对象的法线信息以及对被拍摄对象的照明方向而估计出图像的镜面反射成分。法线信息估计部，根据镜面反射成分除去部中已除去镜面反射成分的图像而再次估计出法线信息，输出根据已除去镜面反射成分的图像而估计出的法线信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将被输入的二维图像与预先记录的二维图像进行比较对照的图像对照装置，特别涉及，图像对照中使用的。
技术介绍
当前，将被输入的二维图像与已记录的二维图像进行比较对照的图像对照装置已被实用，特别是，为了实现作为使用生物特征识别(biometrics)的认证方法的一种的脸部认证方法，提出了各种各样的图像对照装置方案。为了实现脸部认证方法的图像对照装置中，可能被认证的多人(以下记为已注册人员)的面部图像被注册到数据库，作为预先注册的面部图像。被认证者(以下记为被认证者)的面部图像与注册面部图像进行比较对照。结果，在被判定为被认证者的面部图像与特定的已注册人员的注册面部图像相互一致或者类似的情况下，被认证者被认证为该特定已注册人员。这样的图像对照装置中，有这样的问题由于被认证者的面部图像与注册面部图像的拍摄条件不同，认证率低下。例如，被认证者的面部图像中，照明照射到被认证者的方向(以下记为照明方向)与注册面部图像中被拍摄对象的照明方向不同的情况下，即使是被拍摄对象相同的图像，进行比较对照的结果也有可能判定为不是相互一致。为了解决这样的问题，提出了各种技术。例如，提出了这样的技术对于每个已注册人员，从一张注册面部图像估计出拍摄时的照明方向以及脸部形状(法线矢量)等，使用这些条件，制作多个不同照明方向下的多个图像(以下记为注册面部图像群)，注册到数据库，在认证时，通过将被拍摄对象的面部图像与数据库中注册的全部注册面部图像群进行比较对照，由此提高认证率(例如，T.Sim，T.Kanade，“Combining Models andExemplars for Face RecognitionAn Il1umination Example，”Proc.CVPR Workshop on Models versus Exemplars In ComputerVision，2001を参照)。然而，前述现有技术中，在估计图像中的照明方向的时候，假定脸上的反射全部是漫反射，从而估计照明方向，但是，现实中脸上的反射并不全是漫反射，因此，存在不能正确估计脸部法线矢量的方向的情况。因此，存在这样的问题被制作的注册面部图像群不一定与在规定的照明方向真实拍摄的图像相一致，之后进行认证处理的情况下，认证率也没有被提高。
技术实现思路
考虑到前述问题，得到本专利技术。提供了能够制作与实现一致的注册面部图像群、认证率高的图像对照装置。为解决这样的问题，本专利技术法线信息估计装置，是根据被拍摄对象的图像而估计被拍摄对象的法线信息的法线信息估计装置，包括照明方向估计部，其用于根据图像的亮度值而估计图像中的对被拍摄对象的照明方向；法线信息估计部，其用于基于照明方向而估计图像中的被拍摄对象的法线信息；镜面反射成分估计部，其用于根据被拍摄对象的法线信息以及对被拍摄对象的照明方向而估计出图像的镜面反射成分；以及镜面反射成分除去部，其从图像中除去镜面反射成分，其中，法线信息估计部，根据在镜面反射成分除去部中已被除去镜面反射成分的图像而再次估计出法线信息。这里，法线信息的估计是指，估计法线方向或包含法线方向的信息(例如反射率等的信息)。利用这样的结构，由于是从除去了光源的反射等的影响引起的镜面反射成分的图像而进行法线估计，通过利用此法线信息估计装置，除去了脸部反光等引起的光源反射等负面影响，能够进行用于制作与现实相一致的注册图像群的法线信息的估计，用此，能够提供认证率高的图像对照装置。而且，法线信息估计装置可以进一步包括收敛判断部，其比较除去镜面反射成分之前的、在法线信息估计部估计出来的法线信息的值，与，已除去镜面反射成分之后的、在法线信息估计部估计出来的法线信息的值，判断法线信息的值是否收敛，将收敛判断部判定为收敛的法线信息的值输出。利用这样的结构，因为进一步输出由收敛判断部判断为收敛的法线信息的值，能够进行更正确的法线信息的计算。而且，还可以有以下的结构照明方向估计部，根据镜面反射成分除去部中已除去镜面反射成分的图像，再次估计被拍摄对象的照明方向；法线信息估计部，利用在照明方向估计部再次被估计的照明方向，根据已除去镜面反射成分的图像，再次估计法线信息。利用这样的结构，进一步，从已除去镜面反射成分的图像再次估计照明方向，使用由此得到的照明方向再次估计法线信息，因此，更有可能估计出与现实相符的法线信息。进一步，本专利技术注册图像群制作装置，包括本专利技术法线信息估计装置；注册图像输入部，其向法线信息估计装置输入应注册的注册图像；照明方向输入部，其被输入相互不同的多个照明方向；镜面反射成分计算部，其基于从法线信息估计装置输出的注册图像相对应的法线信息，计算出相互不同的多个照明方向下被拍摄对象的镜面反射成分；漫反射成分计算部，其基于由法线信息估计装置输出的注册图像相对应的法线信息，计算出相互不同的多个照明方向下被拍摄对象的漫反射成分；以及图像合成部，其将镜面反射成分和漫反射成分相加，制作相互不同的多个照明方向下的注册图像群。利用这样的结构，由于根据已除去镜面反射成分的图像进行法线估计，能够除去反射等负面影响，制作与现实相符的注册图像群，因此，用此，能够提供认证率高的图像对照装置。接下来，本专利技术图像对照装置包括本专利技术注册图像群制作装置；注册图像群存储部，其存储在注册图像群制作装置制作的注册图像群；比较图像输入部，其输入应比较的比较图像；以及比较对照部，其比较对照由比较图像输入部输入的比较图像，以及，存储在注册图像群存储部的注册图像群。利用这样的结构，由于根据已除去镜面反射成分的图像进行法线估计，能够除去反射等负面影响，制作与现实相符的注册图像群，因此，能够提供认证率高的图像对照装置。更进一步，还可以有以下的结构比较图像照明方向估计部，其估计比较图像输入部输入的比较图像中的照明方向；以及，图像检索部，其从注册图像群存储部检索比较图像照明方向估计部中估计的照明方向的注册图像，比较对照部，其将在图像检索部检索到的注册图像与比较图像进行对照。利用这样的结构，进一步能够，由比较图像估计其照明方向，能够从存储在注册图像群存储部的注册图像群检索出与被估计的照明方向相对应的注册图像，而进行比较对照，能够减少进行比较对照处理的次数，实现了可减轻CPU等运算负荷的小型装置。进一步，可以有以下的结构第一特征量计算部，其计算出注册图像群制作装置制作的注册图像群的特征量；以及第二特征量计算部，其计算出比较图像输入部输入的比较图像的特征量，注册图像群存储部存储注册图像群的特征量；比较对照部，利用该特征量而比较对照注册图像群与比较图像。利用这样的结构，进一步，由特征量计算部计算出的特征量的数据被存储在注册图像群存储部中，因此，与存储注册图像群的图像信息本身的结构相比较，所需存储容量较少即可的同时，由于比较对照部使用从注册图像群存储部和特征量计算部分别输出的特征量而进行比较对照，所以与进行图像整体的匹配的结构相比较，在此比较对照部的运算处理只是小规模的，能够实现适用于可减轻CPU等的运算负荷的小型的装置的结构。接下来，本专利技术法线信息估计方法，是根据被拍摄对象的图像估计被拍摄对象的法线信息的法线信息估计方法，其包括第一步骤，根据图像的亮度值而估计出图像中的对被拍摄对象的照明方向；第二步骤，基于照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种法线信息估计装置，是根据被拍摄对象的图像而估计所述被拍摄对象的法线信息的法线信息估计装置，包括：照明方向估计部，其用于根据所述图像的亮度值而估计所述图像中的对所述被拍摄对象的照明方向；法线信息估计部，其用于基于所述照明方 向而估计所述图像中的所述被拍摄对象的法线信息；镜面反射成分估计部，其用于根据所述被拍摄对象的法线信息以及对所述被拍摄对象的照明方向而估计出所述图像的镜面反射成分；以及镜面反射成分除去部，其从所述图像中除去所述镜面反射成分，其 中，所述法线信息估计部，根据已在所述镜面反射成分除去部中被除去所述镜面反射成分的图像而再次估计出法线信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛野美保子，长尾健司死亡，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]