人脸对照装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了人脸对照装置。本发明专利技术的课题是提供一种可以利用少量图像进行高可靠性的人脸登录的技术。作为解决手段，人脸特征量向量提取部（１４）从新登录者的登录图像中提取特征量，生成人脸特征量向量。虚拟人脸特征量向量生成部（１５）使用进行特征量空间内的坐标变换的特征量变换器，变换人脸特征量向量。并且，登录信息生成部（１６）根据原始的人脸特征量向量和变换后的虚拟人脸特征量向量，生成新登录者的人脸定义信息，登录到登录信息存储部（１９）中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人脸对照装置，特别涉及用于向人脸对照装置登录人脸的技术。
技术介绍
在应用了人脸识别技术的人脸对照装置中，在人脸的登录(训练)和对照中使用图像。因此，在登录和对照中使用的图像的拍摄条件(照明、人脸的朝向、表情、年龄等)的不同将对照精度带来很大影响。为了确保对于这些拍摄条件的差异的鲁棒性，一般期望使用在各种条件下拍摄的多个图像来进行图像的登录。但是，由于各种条件下的拍摄给进行人脸登录的用户带来很大负担，所以不是优选方式，而且多数情况下营造所期望的拍摄条件本身就很困难。另一方面，也有使用少量图像(例如粘贴在执照和护照等上的证明照片)轻松地进行人脸登录的需要。作为鉴于上述课题的现有技术提出了以下方法(参照专利文献1)根据输入人脸图像和平均人脸立体形状模型估计人脸的表面反射率，把该表面反射率用于人脸对照，或者根据表面反射率生成任意照明条件的图像。该方法使用作为不受照明条件影响的参数的表面反射率来消除照明条件的变动。但是，该方法只能应对照明条件的变动，在人脸对照中使用的特征量限定于表面反射率等，所以缺乏通用性。并且，由于使用人脸立体形状模型进行基于图像的变换处理，所以具有存储容量和计算成本很大的缺点。作为其他方法提出了以下方法(参照专利文献2、非专利文献1)在基于局部空间法的人脸图像识别中，对在某个照明条件下得到的登录图像的自相关矩阵R，附加作为照明条件的变动要素模型的照明基准空间协方差矩阵C，虚拟地生成在其他照明条件下得到的图像的自相关矩阵R’。但是，该方法是特定于使用局部空间法的图像识别技术的方法，缺乏通用性。并且，由于固有值问题在维数1(即，一个登录图像)下无法解决，所以需要多个登录图像(例如，在非专利文献1中使用50个图像)。即使照明条件可以是一种，但要是必须拍摄几十张图像，人脸登录的作业负担依旧不能解决，存储容量和计算成本还是很大。专利文献1 日本特开2002-24830号公报专利文献2 日本特开2005-202673号公报非专利文献1松尾贤治等三人，“仮想部分空間による照明变動を抑制した颜画像認識(基于虚拟局部空间的抑制照明变动的人脸图像识别)”，信学技报，社团法人电子信息通信学会，2004年6月18日，vol.104.No.125.p.25-30
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种可以利用少量图像进行高可靠性的人脸登录的技术。并且，本专利技术的其他目的在于，提供一种能够以较少的存储容量和计算成本、利用少量图像进行高可靠性的人脸登录的、通用性良好的技术。为了达到上述目的，本专利技术采用以下构成。本专利技术的人脸对照装置具有存储单元，其可以存储定义登录者的脸的人脸定义信息；对照单元，其将从对照对象者的人脸图像中提取的特征量与所述存储单元内的人脸定义信息进行比较，从而进行所述对照对象者的人脸对照；登录单元，其生成新登录者的人脸定义信息，并登录在所述存储单元中。可以登录在存储单元中的登录者(人脸定义信息)的数量可以是一个，也可以是多个。并且，对照单元的人脸对照可以是确认对照对象者是否是本人的本人认证(一对一的对照)，也可以是识别对照对象者是谁的个人识别(一对多的对照)。在上述人脸对照装置中，所述登录单元具有特征量提取单元，其从新登录者的人脸图像中提取特征量；特征量变换单元，其使用进行特征量空间内的坐标变换的变换器，对由所述提取的特征量构成的向量进行变换；人脸定义信息生成单元，其根据所述提取的特征量和构成变换后的向量的特征量，生成所述新登录者的人脸定义信息。该登录单元除了使用从一个人脸图像直接提取的特征量，还使用由该提取的特征量变换而得的变换后特征量，来生成人脸定义信息，所以与只根据直接提取的特征量生成人脸定义信息时相比，可以提高人脸定义信息的精度。因此，本专利技术(使用多个登录图像时当然不在话下)可以利用一个或几个少量的登录图像进行高可靠性的人脸登录。其中，所说“特征量”指可以从图像中提取的表示人脸特征的参数。选择哪种特征量及使用几个特征量可以任意设定。所说“特征量空间”指以各个特征量的各个维为轴形成的多维空间。从人脸图像中提取的特征量(的组)成为该特征量空间上的点(维)。在本说明书中，为了方便把该特征量的组称为“向量”或“人脸特征量向量”。“变换器”用于进行特征量空间内的坐标变换。坐标变换例如有向量的放大、缩小、旋转、移动，这些坐标变换可以表现为几何变换矩阵。所述变换器可以把由第1条件下拍摄的人脸图像得到的特征量向量变换为由不同于所述第1条件的第2条件下拍摄的同一人物的人脸图像得到的特征量向量。其中，作为“条件”，可以选择给从图像提取的特征量带来影响的各种条件，例如照明(明亮度)、人脸的朝向、表情、年龄、化装方法、有无佩戴物(眼镜、口罩等)、发型、图像的分辨率等。根据这种结构，仅通过在第1条件下拍摄新登录者，即可从该人脸图像获得第1条件下的特征量、以及在第2条件下拍摄时能得到的特征量。即，可以从一个登录图像获得多个拍摄条件下的特征量。从这些多个拍摄条件下的特征量生成人脸定义信息，从而可以提高对于拍摄条件差异的鲁棒性，可以进行高可靠性的人脸对照。并且，在本专利技术中，通过向量的坐标变换这种简单的处理实现拍摄条件的变动。因此，与以往基于图像的变换处理相比，可以大幅削减存储容量和计算成本。而且，向量的坐标变换这种处理不取决于特征量的种类和人脸登录及人脸对照的方法(算法)，所以认为可以通用地应用于使用特征量的所有人脸对照技术。所述变换器在设原始的向量为V1、变换后的向量为V2时，例如由下式表示。只要设定了系数矩阵A、B，即可应对各种坐标变换(也可以称为拍摄条件的变换)。式1V2＝A·V1+BA、B系数矩阵系数矩阵A、B的设定方法没有限定。可以由人输入系数矩阵的各个值，也可以通过计算机仿真计算因条件变化造成的特征量的变化。并且，优选对于多个人实际准备第1条件、第2条件的各个人脸图像，使用统计方法从这些多个人脸图像计算系数矩阵。例如，所述系数矩阵A、B是使用统计方法根据N人的人脸图像计算的，设根据第i人的第1条件下拍摄的人脸图像得到的特征量向量为Vai，根据第i人的第2条件下拍摄的人脸图像得到的特征量向量为Vbi时，可以如下计算式2A＝EB=ΣiNVai-VbiN]]>其中，E单位矩阵N、i满足1≤i≤N的整数。或者，也可以计算如下式3 A=SabSaa]]>B=Vb‾-Va‾]]>其中，N、i满足1≤i≤N的整数。Saa=ΣiN(Vai-Va‾)2]]>Sab=ΣiN(Vai-Va‾)(Vbi-Vb‾)]]>Va‾=ΣiNVaiN]]>Vb‾=ΣiNVbiN]]>所述特征量变换单元把原始的向量变换为多个向量，所述人脸定义信息生成单元根据所述提取的特征量和构成变换后的多个向量的特征量，生成所述新登录者的人脸定义信息。由此，可以更加准确地定义新登录者的脸。本专利技术也可以适用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人脸对照装置，其具有：存储单元，其可以存储定义登录者的脸的人脸定义信息；对照单元，其将从对照对象者的人脸图像中提取的特征量与所述存储单元内的人脸定义信息进行比较，从而进行所述对照对象者的人脸对照；登录单元，其生成 新登录者的人脸定义信息并登录到所述存储单元中，所述登录单元具有：特征量提取单元，其从新登录者的人脸图像中提取特征量；特征量变换单元，其使用进行特征量空间内的坐标变换的变换器，对由所述提取的特征量构成的向量进行变换；　 　人脸定义信息生成单元，其根据所述提取的特征量和构成变换后的向量的特征量，生成所述新登录者的人脸定义信息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柳川由纪子，樱木美春，湊善久，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]