圖像辨識(shí)裝置以及對(duì)圖像辨識(shí)裝置的特征量數(shù)據(jù)注冊(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像辨識(shí)裝置，特別是涉及用于對(duì)圖像辨識(shí)裝置注冊(cè)特征量數(shù)據(jù)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像辨識(shí)是從圖像提取特征量數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與預(yù)先注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知目標(biāo)(object)的特征量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，從而進(jìn)行圖像中的被攝體的識(shí)別(辨認(rèn))的技術(shù)。圖像辨識(shí)例如被應(yīng)用于使用了面部圖像等生物識(shí)別技術(shù)(B1metrics)圖像的本人認(rèn)證或個(gè)人識(shí)別、檢測(cè)侵入者或可疑物的監(jiān)視系統(tǒng)、生產(chǎn)線等中的工作檢查、交通基礎(chǔ)設(shè)施中的通行人或通行車輛的識(shí)別等多種多樣的領(lǐng)域。
[0003]圖8(a)是說(shuō)明注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征量數(shù)據(jù)和類(class)的概念的圖。通常，從一張圖像提取多個(gè)特征量，特征量數(shù)據(jù)以由多個(gè)特征量構(gòu)成的多維矢量(稱為特征矢量)表現(xiàn)。以特征矢量擴(kuò)展的空間稱為特征空間。圖8(a)是示意性地表示特征空間的圖，點(diǎn)A!?A 4表示目標(biāo)A的特征量數(shù)據(jù)，點(diǎn)B廣B 4表示目標(biāo)B的特征量數(shù)據(jù)，點(diǎn)CfC 4表示目標(biāo)C的特征量數(shù)據(jù)。通常，特征量數(shù)據(jù)按目標(biāo)被分類，作為按目標(biāo)匯集的數(shù)據(jù)集(set)(稱為“類”)而被注冊(cè)和管理。在圖8(a)的例子中定義了與目標(biāo)A?目標(biāo)C對(duì)應(yīng)的三個(gè)類KA?類Kc。
[0004]在此，在被提供了未知的目標(biāo)X的特征量數(shù)據(jù)X時(shí)，目標(biāo)X的識(shí)別(辨認(rèn))能夠理解為判定特征量數(shù)據(jù)X屬于類Ka?類Ke的哪個(gè)(或不屬于任一個(gè))的問(wèn)題。例如，計(jì)算特征量數(shù)據(jù)X和各類的特征量數(shù)據(jù)之間的類似度，將特征量數(shù)據(jù)X歸屬于類似度最高的類。在圖8 (a)的例子中，由于特征量數(shù)據(jù)X最接近于類KB，所以得到目標(biāo)X為目標(biāo)B這樣的識(shí)別結(jié)果。
[0005]然而，由于在圖像辨識(shí)中使用由照相機(jī)拍攝到的圖像，所以不能避免根據(jù)應(yīng)時(shí)的拍攝條件(目標(biāo)的狀態(tài)(在面部的情況下為朝向、表情、有無(wú)裝飾品、化妝、發(fā)型等)或照明狀態(tài)等)而在所提取的特征量中出現(xiàn)偏差的情況。因此，作為用于提高對(duì)于拍攝條件的差異的魯棒性，提高辨識(shí)精度的對(duì)策，一般采取針對(duì)相同的目標(biāo)注冊(cè)從拍攝條件不同的多個(gè)圖像提取到的多個(gè)特征量數(shù)據(jù)這樣的方法。換言之，為了提高圖像辨識(shí)的精度，優(yōu)選提高注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)的特征量數(shù)據(jù)的多樣性(variat1n)。
[0006]但是，在本發(fā)明人們的研究之中，了解到存在特征量數(shù)據(jù)的多樣性降低圖像辨識(shí)的精度的情況。圖8(b)表示其一例。圖8(b)是對(duì)圖8(a)的數(shù)據(jù)庫(kù)新追加了目標(biāo)A的特征量數(shù)據(jù)^的例子。例如，在拍攝到人物的面部時(shí)，存在由于表情、化妝、陰影等而得到與他人較為相似的圖像的情況。在使用了這樣的圖像的情況下，如圖8(b)所示，有可能盡管是目標(biāo)A的特征量數(shù)據(jù)A5,但與其他目標(biāo)B的特征量數(shù)據(jù)B1' B 4接近的特征量數(shù)據(jù)A 5被提取。若將這樣的特征量數(shù)據(jù)^追加到類K A，則在特征空間上類Ka和類K B接近或重復(fù)，兩個(gè)類的識(shí)別性(分離性)降低。例如，設(shè)為輸入與圖8(a)相同的特征量數(shù)據(jù)作為未知目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)X。此時(shí)，如圖8 (c)所示，由于不能明確特征量數(shù)據(jù)X屬于類Ka和類K B的哪個(gè)，所以存在對(duì)未知目標(biāo)輸出是目標(biāo)A這樣的錯(cuò)誤的識(shí)別結(jié)果的可能性。
[0007]另外，作為對(duì)特征量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造下工夫的先行例，例如，可列舉專利文獻(xiàn)1在專利文獻(xiàn)I中，提出了通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像中出現(xiàn)的人物的面部進(jìn)行分類，在構(gòu)筑人物面部數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，將相同人物的面部按面部朝向細(xì)分類為不同類，從而得到更好的聚類結(jié)果的方法。但是，在專利文獻(xiàn)I中關(guān)于不同的目標(biāo)(人物面部)之間的識(shí)別性(分離性)什么都沒有考慮，所以即使應(yīng)用了該方法，也不能解決圖8(c)中說(shuō)明的那樣的誤辨識(shí)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2008 - 77536號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而完成的，其目的在于，提供用于在對(duì)已注冊(cè)的目標(biāo)追加新的特征量數(shù)據(jù)時(shí)，抑制與其他目標(biāo)之間的識(shí)別性的降低的技術(shù)。
[0012]為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明中，采用在追加存在導(dǎo)致與其他目標(biāo)之間的識(shí)別性的降低的可能性的特征量數(shù)據(jù)時(shí)，與已注冊(cè)的數(shù)據(jù)區(qū)分類而注冊(cè)這樣的結(jié)構(gòu)。
[0013]具體而言，本發(fā)明所涉及的圖像辨識(shí)裝置具有:數(shù)據(jù)庫(kù)，多個(gè)目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)按目標(biāo)分類而注冊(cè)；識(shí)別部，通過(guò)對(duì)未知的目標(biāo)評(píng)價(jià)從所述未知的目標(biāo)的圖像得到的特征量數(shù)據(jù)與注冊(cè)到所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的哪個(gè)類的特征量數(shù)據(jù)最類似，從而進(jìn)行所述未知的目標(biāo)的識(shí)別；以及特征量數(shù)據(jù)注冊(cè)部，向所述數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)特征量數(shù)據(jù)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)ο嗤哪繕?biāo)設(shè)定多個(gè)類，所述特征量數(shù)據(jù)注冊(cè)部在針對(duì)已注冊(cè)到所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的第一目標(biāo)追加新的特征量數(shù)據(jù)時(shí)，在與所述新的特征量數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的類似條件的第二目標(biāo)存在于所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的情況下，對(duì)所述第一目標(biāo)設(shè)定與已有的類不同的新的類，將所述新的特征量數(shù)據(jù)注冊(cè)到所述新的類。
[0014]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第一目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)之中的與第二目標(biāo)類似的數(shù)據(jù)和這以外的數(shù)據(jù)被分類為不同的類。由此，與設(shè)定包含第一目標(biāo)的全部特征量數(shù)據(jù)的單一的類相比，難以產(chǎn)生在第一目標(biāo)的類和第二目標(biāo)的類之間的特征空間上的接近或重復(fù)。從而，能夠抑制第一目標(biāo)和第二目標(biāo)之間的識(shí)別性的降低(例如，將第二目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)誤辨識(shí)為第一目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)的可能性)。此外，由于新的特征量數(shù)據(jù)的追加而第一目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)的多樣性增加，所以能夠期待對(duì)于第一目標(biāo)的識(shí)別精度的提高。
[0015]對(duì)“規(guī)定的類似條件”來(lái)說(shuō)能夠設(shè)定各種條件。例如，規(guī)定的類似條件也可以包含“所述新的特征量數(shù)據(jù)和所述第二目標(biāo)的類的特征量數(shù)據(jù)之間的類似度，比所述新的特征量數(shù)據(jù)和所述第一目標(biāo)的所述已有類的特征量數(shù)據(jù)之間的類似度高”這樣的條件。這是因?yàn)槿糇芳优c第一目標(biāo)的已注冊(cè)數(shù)據(jù)相比更接近于第二目標(biāo)的已注冊(cè)數(shù)據(jù)的特征量數(shù)據(jù)，則第一目標(biāo)和第二目標(biāo)之間的識(shí)別性降低的可能性高。也可以對(duì)上述條件組合“所述新的特征量數(shù)據(jù)和所述第二目標(biāo)的類的特征量數(shù)據(jù)之間的類似度比閾值高”這樣的條件。這是因?yàn)樵谂c第一目標(biāo)的已注冊(cè)數(shù)據(jù)和第二目標(biāo)的已注冊(cè)數(shù)據(jù)類似度都低的情況下，即使追加這樣的特征量數(shù)據(jù)，對(duì)第一目標(biāo)和第二目標(biāo)之間的識(shí)別性帶來(lái)的影響也較小。
[0016]或者，也可以不進(jìn)行與第一目標(biāo)的已注冊(cè)數(shù)據(jù)之間的類似度和與第二目標(biāo)的已注冊(cè)數(shù)據(jù)之間的類似度的相對(duì)評(píng)價(jià)，而是單純地僅以是否“所述新的特征量數(shù)據(jù)和所述第二目標(biāo)的類的特征量數(shù)據(jù)之間的類似度比閾值高”這樣的條件來(lái)進(jìn)行判斷。這是因?yàn)樵谂c第二目標(biāo)之間的類似度非常高的情況下，(和與第一目標(biāo)的已注冊(cè)數(shù)據(jù)之間的類似度的大小無(wú)關(guān)地)第一目標(biāo)和第二目標(biāo)之間的識(shí)別性降低的可能性高。
[0017]此外，也可以組合“在將所述新的特征量數(shù)據(jù)追加到所述第一目標(biāo)的所述已有的類的情況下，所述已有的類的方差增加”這樣的條件，或進(jìn)而組合“在將所述新的特征量數(shù)據(jù)追加到所述第一目標(biāo)的所述已有的類的情況下，所述第一目標(biāo)的所述已有的類的類內(nèi)方差增加，且所述第一目標(biāo)的所述已有的類和所述第二目標(biāo)的類之間的類間方差減少”這樣的條件。由于方差能夠評(píng)價(jià)新的特征量數(shù)據(jù)的追加帶給類整體的影響，所以能夠期待得到比類似度更適合的結(jié)果。
[0018]此外，規(guī)定的類似條件也可以是“所述新的特征量數(shù)據(jù)通過(guò)所述識(shí)別部被誤識(shí)別為是所述第二目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)”這樣的條件。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)將識(shí)別部的識(shí)別結(jié)果的正誤設(shè)為條件，能夠準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)第一目標(biāo)和第二目標(biāo)之間的識(shí)別性的降低(也就是說(shuō)，將第二目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)誤辨識(shí)為第一目標(biāo)的特征量數(shù)據(jù)的可能性)。例如，所述特征量數(shù)據(jù)注冊(cè)部通過(guò)向用戶詢問(wèn)所述識(shí)別部的識(shí)別結(jié)果是否是正確答案，從而能夠判斷所述新的特征量數(shù)據(jù)是否滿足所述規(guī)定的類似條件。
[0019]本發(fā)明中，“目標(biāo)”是指圖像辨識(shí)的對(duì)象物。只要能夠進(jìn)行基于圖像特征量的辨識(shí)，則任意的物體都能夠成為本發(fā)明的“目標(biāo)”。舉一例，在人或動(dòng)物的個(gè)體辨識(shí)的情況下，被稱為生物識(shí)別技術(shù)信息的、面部、眼底、瞳孔、指紋、掌紋、耳、上半身、全身等能夠成為目標(biāo)，在一般物體辨識(shí)的情況下，物體或其一部分等能夠成為目標(biāo)。
[0020]另外，本發(fā)明能夠理解為具有上述結(jié)構(gòu)或功能的至少一部分的圖像辨識(shí)裝置、或者對(duì)圖像辨識(shí)裝置進(jìn)行特征量數(shù)據(jù)的注冊(cè)的注冊(cè)裝置、或者具備圖像辨識(shí)裝置的電子設(shè)備。此外，本發(fā)明還能夠理解為包含上述處理的至少一部分的圖像辨識(shí)方法、或者對(duì)于圖像辨識(shí)裝置的特征量數(shù)據(jù)注冊(cè)方法、或者用于使圖像辨識(shí)裝置(計(jì)算機(jī))執(zhí)行該方法的程序、或者非暫時(shí)地記錄了這樣的程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)。上述結(jié)構(gòu)以及處理的各個(gè)只要沒有產(chǎn)生技術(shù)上的矛盾就能夠相互組合而構(gòu)成本發(fā)明。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，能夠在對(duì)已注冊(cè)的目標(biāo)追加新的特征量數(shù)據(jù)時(shí)，抑制與其他目標(biāo)之間的識(shí)別性的降低。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的面部認(rèn)證系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)的圖。
[0023]圖2(a)?圖2(c)是示意性地表示注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征量數(shù)據(jù)的例子的圖。
[0024]圖3是表示面部認(rèn)證處理的流程的流程圖。
[0025]圖4是表示第一實(shí)施方式的數(shù)據(jù)注冊(cè)處理的流程的流程圖。
[0026]圖5是表示第二實(shí)施方式的數(shù)據(jù)注冊(cè)處理