JP5014307B2 - 画像認識システムおよび空気調和機 - Google Patents
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Description
また、従来の顔情報を抽出して個人を認識するシステムでは、輪郭と目と鼻の全情報が必要にもかかわらず、カメラと人体の位置関係によっては、顔の抽出に必要な目、鼻の情報を検出できない状況が発生し、顔情報を抽出できない問題があった。
また、顔の方向を考慮せずに、人体の位置に応じて比較するデータを切替える方法では、ある位置において顔が右を向いた場合と左を向いた場合で同一のデータを使用するため、正しく画像認識できない問題があった。
さらに、位置に応じて予め記録しておいたデータを使用するため、ヒゲやメガネの装着など風貌が変化した場合に、正しく画像認識できない問題もあった。
従って、家電機器に備えたカメラなどを利用して人物を画像認識する場合、機器の設置環境や機器使用者の撮影条件によっては、人物を正確に特定できない問題もあった。
また、人体検知により検出された顔の方向に応じて、比較対象である人体情報記録部に記録された人体要素画像を切替えることで、人体の位置や向きによらず正しく画像認識することが可能となる。
さらに、ヒゲやメガネの装着など風貌が変化した場合には、検出された人体要素の画像情報を人体情報記録部に追加記録しておくことで、経時変化した場合でも正しく画像認識することが可能となっている。
図1はこの発明の実施の形態1における人物の画像認識システムのブロック構成図である。図2は人体要素の例として顔の要素に応じた重要度の係数を説明する図である。図3はこの発明の実施の形態1における画像認識処理フローを示す表である。
なお、人体検出部1、人体情報記録部2、比較判定部3、係数乗算部4、一致度集計部5および人体判定部6は、予めその動作がプログラムされたマイコンなどから構成されている。
以上の算出方法を数式化すると、ある時刻nにおいて一致度集計部5が算出する人体の一致度K1(n)は、式(1)で表現できる。
一致度集計部5の出力結果K1を回数nで積算するため、累計算出部6が出力する一致度K1'は、式(3)で表現できる。
人体に関する移動では、顔や頭など上部部位より手足などの下部部位の変化ベクトルが大きい。ここで変化ベクトルとは移動部の変化の方向および大きさである。変化ベクトルが小さい箇所は頭部あるいは胴体であると人体部位を限定することで、さらに処理を高速化できる。そして、大人と子供の識別には身長を比較する例を紹介したが、大人は子供より手足の歩幅が大きいことから変化ベクトルが大きく、かつ変化周期が小さい人体は大人である可能性が大きく、これらを人体識別に利用することもできる。
そして、1枚の画像だけで画像認識できない場合でも、間隔をおいて取得した複数枚の画像情報の判定結果を累計することで、多種多様な環境や被認識者に撮影状態を意識させることなく、環境誤差因子の影響を軽減した画像認識システムを簡素で安価に実現することができる。
さらに、画像の中から動体を抽出することで人体検出ならびに画像認識システムの処理を高速化することもできる。
実施の形態1では、人体要素を利用した画像認識システムについて説明したが、実施の形態2では、人体情報記録部2への記録方法を、従来技術との差異とともに説明する。
人体情報記録部2に記録する情報は、画像認識システムに搭載されているカメラなど撮影部1Aが撮影する画像データや、他の機器で撮影した画像データを記録媒体により画像認識システムに移動したデータであっても良い。なお、認識精度を高めるために、同一人体に対して複数の角度からの形態や複数の部位の画像データを記録しておくことが望ましい。
また、片目しか検出できない場合、片耳しか検出できない場合など、左右対称部位のどちらが検出できるかで顔の向きを判定することや、図10のようにDRとDLの比率を比較することで、人体がどちらを向いているか判断することができるようにしている。
実施の形態1、2では、画像認識システムについて説明したが、実施の形態3ではその画像認識システムを備えた機器システムについて説明する。
ここでは、人体情報記録部2は人体要素の画像情報だけでなく、その人体に関連付けされた空気調和装置、照明器具、テレビなどの電気機器毎の設定情報を記録しておく。これにより、人体検出部1が検出した人体情報が、人体情報記録部2に記録された人体と一致すると認識された場合、その人体に関連付けされた機器の設定情報に応じて、各機器の動作状態や設定を変更するようにしたものである。
また、画像認識システムを備えたテレビの場合は、人体検出部1が検出した人体に対応する個人に応じて、好みのチャンネルや音量などを自由に自動で設定を変更できる。
Claims (8)
- 人体を撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された画像から予め定めた人体要素を検出する人体検出部と、
前記人体要素に関する個人の人体画像情報を記録しておく人体情報記録部と、
前記人体検出部が検出した人体要素と人体情報記録部に記録された人体画像情報を比較してそれらの一致度を判定する比較判定部と、
前記比較判定部が判定した一致度に、前記人体要素毎に予め定めた重みを乗ずる係数乗算部と、
前記係数乗算部が重みを乗じた人体要素毎の一致度を検出された全ての人体要素について加算する一致度集計部と、
前記一致度集計部が算出した値の時間変化の累計を算出する累計算出部と、
前記累計算出部が算出した値と予め定めた閾値とを比較して、前記撮影された画像の人体が前記人体情報記録部に記録されている人体画像情報の人体と一致しているか否かを判定する人体判定部と、を備え、
前記予め定めた人体要素が、顔部分の要素である目、鼻、口、耳、及び輪郭のうちの一部であることを特徴とする画像認識システム。 - 前記比較判定部は、前記比較により該当人体とは別であると判定した場合は、前記一致度を負の値で出力し、
前記累計算出部の算出値は、該当人体と一致するときは積算され、該当人体と不一致のときは減算されることを特徴とする請求項1に記載の画像認識システム。 - 前記人体検出部は、前記撮影部で撮影された画像の時間的変化から前記人体検出部が検出した人体の移動変化を識別する移動識別部を備え、
前記移動識別部は、移動した人体位置による変化量と変化方向に基づいて、人体要素の部位を判別し、
前記比較判定部は、その判別した部位の人体要素に基づいて前記判定を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の画像認識システム。 - 前記人体検出部は、前記移動識別部が識別する人体の顔部分を優先して検出することを特徴とする請求項3に記載の画像認識システム。
- 前記顔部分の検出は、肌色部分、縦長形状の上部、または、横長形状の端部を検出して行うことを特徴とする請求項4に記載の画像認識システム。
- 前記人体検出部が検出した顔を構成する要素の位置や配置比率に応じて、前記比較判定部は前記判定に使用する前記人体情報記録部の顔情報を切替えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像認識システム。
- 前記人体検出部が検出した人体要素と、前記人体情報記録部が記録している人体画像情報の人物とが一致していると識別したとき、検出した人体要素画像が前記人体情報記録部に記録している人体画像情報と相違する部分がある場合に、前記検出した人体要素画像を前記人体情報記録部に追加で記録することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像認識システム。
- 所定の動作を行う空気調和機に請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像認識システムを備え、
前記人体情報記録部には個人ごとに関連付けされた前記空気調和機の設定情報を含み、前記人体検出部が検出した人体情報が前記人体情報記録部に記録された人体であると識別された場合には、前記設定情報に基づいて、該空気調和機を識別された人体と関連付けされている動作状態に調整することを特徴とする空気調和機。
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