男女識別方法
【課題】人間の意志により変えられない生体的特徴に基づく男女識別方法である。
【解決手段】人物が衣服を着用した場合に露出している髪や髪以外の顔部分の近赤外線光を照射したときの階調値と分布状態を測定してこれらに対して統計処理などを施しその結果の値をもとに男女の判定を行う。また、この方法で識別不能な場合は目の周りのアイシャドウ、アイライン、マスカラ、眉自体とその周辺の眉墨、頬の頬紅、口に塗られた口紅、顔の肌の色、頬からあご及び鼻の下のひげによる黒みがかった肌の色やひげ自体の色と前述の各部の階調値による方法を組み合わせることで男女識別を行う。
【解決手段】人物が衣服を着用した場合に露出している髪や髪以外の顔部分の近赤外線光を照射したときの階調値と分布状態を測定してこれらに対して統計処理などを施しその結果の値をもとに男女の判定を行う。また、この方法で識別不能な場合は目の周りのアイシャドウ、アイライン、マスカラ、眉自体とその周辺の眉墨、頬の頬紅、口に塗られた口紅、顔の肌の色、頬からあご及び鼻の下のひげによる黒みがかった肌の色やひげ自体の色と前述の各部の階調値による方法を組み合わせることで男女識別を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、人間の男女を識別するための方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、種々の分野で人間の男女を識別するための方法が提案されてきている。例えば、特開2001−2・18020号公報には、カメラで撮った写真に写っている人間の外観に基づいて男女識別を行い、その男女識別結果に基づいて被写体人物の見栄えを良くするための画像データ処理を行うようにした画像処理方法が開示されている。
【0003】
また、特開平10−293837号公報には、各種のホールや店頭などのエントランスに男女識別システムを設置しておき、来客の男女別人数を計数してマーケッテイングの資料を取得するためのシステムが開示されている。特開平8−249444号公報では男女の属性を反映する服装の相違を利用することで男女識別を行うことを提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとしている課題】
【0004】
従来の男女識別方法は、人物をテレビカメラ又はデジタルカメラ等によって撮影し、これにより得られた画像データから人物に関する部分のうち、着目した部分、例えば、顔、手、靴、持物等を抽出し、その内容を分析することによって男女識別を行っている。具体的には、髪の毛の量の重心位置、腕組み時間、バックの大きさ、ポケットに手を入れている時間の長さ、顔の化粧状態、口紅の使用の有無等をその判定基準として用いている。
【0005】
また男女の服装によるシルエットと歩き方による足圧の相違を組み合わせることで男女識別が可能なことを示した研究例もある。このように、従来の男女識別方法は、被判別人物の外観やしぐさ等の人間の意志で変えることのできる特徴に基づくものであるために、識別が不確実となる恐れがある。音声データに基づいて男女識別を行う方法も公知であるが、この場合にも声色を使う等の手段により判別が不確実なものとなってしまうほか、音声データを用いるには被判別人物に発声を強要しなければならず、利用範囲が著しく制限を受けるという不具合を有している。
【0006】
本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができる男女識別方法を提供することにある。
【0007】
さらに本発明の他の目的は、人体に備わった生体的特徴を利用した確実な男女識別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、人間の意志で変えることのできない生体的特徴を利用したもので、具体的には人間の頭部の髪に男女差があることを利用したものである。女性は女性ホルモンのエストロゲンが分泌されるので女性の髪は男性より髪の太さが太い傾向があり、その上髪の色が男性よりも茶色よりである。そのため近赤外線光を照射すると髪部からの反射光は男性よりも強い。その結果、近赤外線画像では女性の髪の反射率が大きくなり、画像化すると階調値が男性よりも高くなることを利用して男女識別を行う。
【0009】
本発明は前述したことから女性の髪は近赤外線光を多く反射する(吸光度が小さい。階調値が高いことと等価)ので、近赤外線を照射しグレースケール画像を得ると女性の髪部分の階調値が男性よりも高くなるという傾向を有している、という知見に基づいてなされたものである。この場合衣服に覆われていない露出部分でこの特徴が現れるので、髪の近赤外線画像の状態により男女の識別を行うことは好都合である。
【0010】
本発明者は、この知見を確認すべく先ず近赤外線照射による男性と女性の髪部分の反射状態を定量的に調べた。最初に図1に示すように頭上にカメラを設置してレンズ前面に近赤外線フィルタを貼り付けて髪を撮影してグレースケールで画像化しその相違を測定した。その結果、女性の髪部平均階調値は男性よりも高階調値となっている。
【0011】
また、図1で頭上から撮影した近赤外線画像中の体全体の輪郭画素数は、一般的に図2に示すように男性の方が高身長の傾向を有するので、男性の方が大きくなる。
【0012】
上述した髪部平均階調値と体全体の輪郭画素数を用いて男女各々40人に対して男女識別した結果、高識別率を得ることが可能であることが確認できた。
【0013】
次に同一年齢の男性7人、女性7人の髪を採取し、これらをレーザー顕微鏡で観測した結果の一部を図3に、同様に近赤外線分光器で波長700〜1100nmの範囲の反射率を測定した結果を図4に示す。この両者から女性の反射率(階調値)は男性よりも高い傾向を示すことが確認された。また、女性の髪は女性ホルモンのエストロゲンが髪の成長を促す性質を持つため、男性よりも太くなることが観測された。さらに、キューティクルは女性の方が男性よりも荒いことも観測された。この結果、光が男性よりも多く表面で乱反射されて髪が高階調値(茶系統)となると考えられる。これらの結果をまとめたものを図5に示す。
【0014】
図6に波長1100〜1175nmの近赤外線光を照射して吸光度特性を測定した結果を示す。これらから、男性・女性、黒髪・茶髪にかかわらず特性に差異があることがわかる。これらの一部のデータを二次微分した結果を図7に示す。この図7から、前述した4者の相違が現れていることがわかる。以上のことから髪に近赤外線光を照射してこの分布状態の差異を判別することで男女識別が可能であることが確認できた。
【0015】
さらに、顔全体の階調値を使用しても識別が可能である。髪を含む顔の輪郭全体を切り取り、この部分の階調値を使用することで男女識別ができる。女性は髪の階調値と頬の階調値が男性よりも高い傾向があるので、このことを利用して男女識別が可能である。
【0016】
一つの特徴量を用いるだけであると何らかの理由で識別を誤る可能性がある。そこで、信頼性を強化するために次の1〜6の特徴量を3種組み合わせて数種の組み合わせをつくり、これに統計的な判別(例えばマハラノビス距離)を行い、その中の2種以上の結果が一致した場合を識別結果とすることが好ましい。
1.髪部の階調値
2.頭上から撮影した体の輪郭画素数
3.頭上から撮影した髪部画素数
4.髪部を除く顔部分階調値
5.髪部の階調値/髪部を除く顔部分階調値
6.髪を含む顔全体を長方形に切り取った部分の平均階調値
【0017】
本発明は髪の階調値の男女差という人間の意志により変えることのできない生体的特徴に基づいており、従来方法に比べてより確実な男女識別手法を実現することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、以下に記載される効果を奏する。
人物の意志により変えることのできる服装、髪型、化粧、歩き方、などの外見や、声に無関係に生体的特徴により男女識別ができる。生休的特徴のみを使用した場合は人種に無関係に男女識別ができる。人物に非接触で男女識別できる。周囲階調値に影響されずに男女識別できる。眼鏡使用の有無にかかわず男女識別できる。各特徴の組み合わせによる識別を行うことで信頼性の高い男女識別ができる。生体的特徴で識別を決定できない人物も、顔の各部の色情報を併用することで男女識別できる。
【産業上の利用可能性】
【0019】
以上のように、本発明による男女識別方法は、人物の意志により変えることのできる服装、髪型、化粧、歩き方、などの外見や、声に無関係に生体的特徴により男女識別ができるので、より精度の高い男女識別システムの構築に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。図20には、本発明による男女識別装置の一実施例が示されている。図20に示される男女識別装置1は、図示しない建物の入口に設置され、当該建物に人構する人物Pが男性または女性のいずれであるかを識別し、その識別結果に応じ入構しようとする人物Pに対して表示と入構のためのドア開閉を行う構成となっている。
【0021】
男女識別装置1は、入構しようとする人物Pの顔を少なくとも撮影することができるように入口に設置された近赤外線画像用カメラ2Aと可視画像用カメラ2Bを有している。カメラ2Aからの撮像信号VDAは、画像データ処理装置3に送られここで後述するようにして男女を識別するための処理に付されると共に、モニタ装置4にも送られ、モニタ装置4によって入口の状況を例えば別の場所(警備室)で把握できるようになっている。
【0022】
符号5で示されるのは、人物Pに対して表示を行うための液晶表示装置から成る表示器である。符号6で示されるのは、近赤外線発光および受光装置である。この装置は近赤外線画像用のカメラ2Aを使用した手段以外の男女識別を実現するためのものである。
【0023】
符号7で示されるのは人物が入構することを希望する場合に乗ることを義務付けられた圧力センサからなる人物認識装置7である。入構しようとする人物はここに立ち決められた部分を見つめる必要がある。この決められた部分には前出の近赤外線画像用カメラ2Aと可視画像用カメラ2Bが据付けられている。画像データ処理装置3は、マイクロコンピュータシステムとして構成されており、中央演算処理装置(CPU)3A、メモリ3B及び入出力インターフェイス(I/F)3Cがバス3Dによって接続されて成る公知の構成のものである。中央演算処理装置(CPU)3A内のメモリ3Bには、後述する男女識別機能を有する画像データ処理プログラムが格納されており、カメラ2Aからの映像信号VDAはこの画像データ処理プログラムに従って処理される。
【0024】
図21A及び図21Bは、メモリ3Eに格納されている画像データ処理プログラムを示すフローチャートである。画像データ処理プログラム10は人物認識装置7が人物を認識するごとに実行される。画像データ処理プログラム10の実行が開始されると、ステップ11で入出力インターフェイス(I/F)3Cが撮像信号VDAにより近赤外線人物画像取り込み処理が実行される。次にステップ12において、ステップ11で取り込まれたデータに基づき人物Pの顔画像を抽出するための近赤外線顔画像抽出処理が実行される。
【0025】
次のステップ13では、ステップ12で抽出された近赤外線顔画像に基づいて、メガネを着用していないと判定された場合はステップ13の判別結果はNOとなり、ステップ15に入る。YESの場合のステップ14ではメガネを除去した顔画像を作成する。ステップ15では、人物Pの髪と顔を分離して抽出する。ステップ16、17では、ステップ15で抽出した髪と顔部分のそれぞれの平均階調値を求め、次のステップ18でこれら顔部平均階調値と髪部平均階調値との比(以下顔平均値/髪平均値と記す)を算出する。ステップ19では、ステップ17、18で算出した値を2次元平面上に展開する処理が行われる。
【0026】
次のステップ20では、予め求めてあるマハラノビス距離による判別手段を適用して2種類(すなわち男女)に分類するための曲線を利用して男女を決定して分類結果(a)を得る。ステップ21では顔平均値/髪平均値を予め求めてある男女分類の基準値と比較して男女を決定し分類結果(b)を得る。ステップ22では、ステップ17で算出した髪平均階調値を予め求めてある男女分類基準値と比較して男女分類(c)を行う。
【0027】
入力された被識別対象である人物Pの近赤外線顔画像に対して、この時点までに分類された(a)、(b)、(c)の3つの男女分類結果をステップ23で集め、次のステップ24で3つの分類(a)、(b)、(c)の結果中2つ以上が一致したか否かにより男女識別を行い、ここで一致した結果が男女識別結果としてステップ25で出力される。ステップ24での決定結果が男であると、ステップ25の判別結果はYESとなり、ステップ26に入ってメッセージ「入構できません」を表示器5によって表示する処理が実行されドアを開けるための制御信号CDOがドア制御装置8Aに送られずドア8Bは閉じたままで、画像データ処理プログラム10の実行が終了する。
【0028】
一方、ステップ24での決定結果が女であると、ステップ25の判別結果はNOとなり、ステップ27に入ってメッセージ「入構できます」を表示器5によって表示する処理が実行さて制御信号CDOがドア制御装置8Aに送られドア8Bが開き、画像データ処理プログラム10の実行が終了する。男女識別装置1は以上のように構成されているので、入構しようとする人物Pが人物認識装置上に立つと、男女識別装置1が上述の如く動作し、入構しようとする人物Pが男性か女性かを識別し、その結果によって男性ならばドアを開けず入構出来ない旨を案内し、女性ならば入構を案内しドアを開ける。なお、表示器5に代えて、又はこれに加えて、音声での案内としてもよい。
【0029】
その外近赤外線画像撮影用カメラ2Aとを使用する以外に近赤外線送受光装置6を使用して男女識別を行うこともできる。この場合は、図20の送受光装置6Aに髪部分を近づけるように指示書を提示する、あるいは髪部分に近接するように送受光装置6Aを設置して髪に近赤外線の波長を変えて(例えば700〜2000nm)照射し、各波長に対応した反射光を得てこれを送受光装置6Aで電気信号に変換するか、または光ファイバー6Bにより画像データ処理装置内の送受光制御3Eに送りインターフェイス3Cを介してCPUとメモリに取り込み図22の処理を行うことで男女識別が可能である。
【0030】
図22のステップ31では髪部分に近赤外線光を照射しその反射光を取り込む。この処理が終わるとステップ32で吸光度あるいは階調値を求め、ステップ33で近赤外線光の波長を変えて、ステップ34で波長が2000nmまで変化させたかをチェックし、そうでなければステップス32に戻り2000mまで繰り返す。この場合の波長範囲は設置条件等により変更される場合がある。
【0031】
顔全体の輪郭に沿った長方形内の階調値の持つ画素数比を使用して簡易的に男女識別を行う実施例について説明する。図23に示すステップ41で顔全体の輪郭に沿った長方形で顔部分を抽出して、ステップ42で長方形内の階調値100〜200の画素数を算出する。ステップ43で顔全体の画素数を算出し、ステップ42で算出した階調値範囲100〜200の画素数を顔全体の画素数で割り正規化する。次のステップ44で男女分類の基準値と比較して男女に分類する。この後は図21Aの25に行く。この場合の階調値範囲は設置条件等により変更される場合がある。
【0032】
なお、上記実施例では、男女識別装置1が、男女を識別しその識別結果によって入構の可否の案内とドアの開閉を行う無人案内装置として働くように構成されているが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、ステップ26を「2階へどうぞ」、27を「3階へどうぞ」とすれば、男性を2階に、女性を3階に導くようにするようにすることができる。又は、決定結果が男性の場合にのみ鳴動するブザー9を表示器5の代わりに設け、例えば女性更衣室あるいは公衆トイレの女性用入口扉の開閉に適用すれば、男性の侵入を阻止するための警備装置として働かせることができる。
【0033】
また、この実施例では、人物Pの髪部および顔部の階調値に基づいて男女識別を行う構成としたが、これらに加えて、目の周りのアイシャドウ、アイライン、マスカラ、眉自体とその周辺の眉墨、頬の頬紅、口に塗られた口紅、顔の肌の色、頼からあご及び鼻の下のひげによる黒みがかった肌の色やひげ自体の色等による男女識別方法を組み合わせることで男女識別の精度をより一層高くすることができる。
【0034】
このほかの応用例としては以下のものを挙げることができる。デパート、各種ショッビングセンター、店舗、及びアミューズメント施設の入店・入場者数および商品展示棚の商品を手に取り興味を示した男女別統計を自動的に取る構成とすることにより、この統計結果をもとに販売方法や施設の改善を行うことができる。また、個人認証に本発明の男女識別を併用すれば、セキュリティ・システムをより強固にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は人物を頭上から撮影する概念を示す図である。
【図2】は男女の平均身長の傾向を示す図である。
【図3】は髪をレーザー顕微鏡で拡大した図である。
【図4】は髪に近赤外線光の波長を可変して反射率を測定した図である。
【図5】は男女の髪の生体的相違を示した図である。
【図6】は近赤外線光の波長を可変して吸光度を測定した図である。
【図7】は吸光度を測定した特性を2次微分した図である。
【図20】は本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図21A】は図20図の画像処理装置において実行される画像データ処理プログラムを示す一部フローチャである。
【図21B】は図20の画像処理装置において実行される画像データ処理プログラムを示す一部フローチャである。
【図22】は近赤外線光の波長を変化させる画像データ処理プログラムを示す一部フローチャである。
【図23】は顔全体を長方形で切り取りこの中の平均階調値を利用する画像データ処理プログラムを示す一部フローチャである
【技術分野】
【0001】
本発明は、人間の男女を識別するための方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、種々の分野で人間の男女を識別するための方法が提案されてきている。例えば、特開2001−2・18020号公報には、カメラで撮った写真に写っている人間の外観に基づいて男女識別を行い、その男女識別結果に基づいて被写体人物の見栄えを良くするための画像データ処理を行うようにした画像処理方法が開示されている。
【0003】
また、特開平10−293837号公報には、各種のホールや店頭などのエントランスに男女識別システムを設置しておき、来客の男女別人数を計数してマーケッテイングの資料を取得するためのシステムが開示されている。特開平8−249444号公報では男女の属性を反映する服装の相違を利用することで男女識別を行うことを提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとしている課題】
【0004】
従来の男女識別方法は、人物をテレビカメラ又はデジタルカメラ等によって撮影し、これにより得られた画像データから人物に関する部分のうち、着目した部分、例えば、顔、手、靴、持物等を抽出し、その内容を分析することによって男女識別を行っている。具体的には、髪の毛の量の重心位置、腕組み時間、バックの大きさ、ポケットに手を入れている時間の長さ、顔の化粧状態、口紅の使用の有無等をその判定基準として用いている。
【0005】
また男女の服装によるシルエットと歩き方による足圧の相違を組み合わせることで男女識別が可能なことを示した研究例もある。このように、従来の男女識別方法は、被判別人物の外観やしぐさ等の人間の意志で変えることのできる特徴に基づくものであるために、識別が不確実となる恐れがある。音声データに基づいて男女識別を行う方法も公知であるが、この場合にも声色を使う等の手段により判別が不確実なものとなってしまうほか、音声データを用いるには被判別人物に発声を強要しなければならず、利用範囲が著しく制限を受けるという不具合を有している。
【0006】
本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができる男女識別方法を提供することにある。
【0007】
さらに本発明の他の目的は、人体に備わった生体的特徴を利用した確実な男女識別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、人間の意志で変えることのできない生体的特徴を利用したもので、具体的には人間の頭部の髪に男女差があることを利用したものである。女性は女性ホルモンのエストロゲンが分泌されるので女性の髪は男性より髪の太さが太い傾向があり、その上髪の色が男性よりも茶色よりである。そのため近赤外線光を照射すると髪部からの反射光は男性よりも強い。その結果、近赤外線画像では女性の髪の反射率が大きくなり、画像化すると階調値が男性よりも高くなることを利用して男女識別を行う。
【0009】
本発明は前述したことから女性の髪は近赤外線光を多く反射する(吸光度が小さい。階調値が高いことと等価)ので、近赤外線を照射しグレースケール画像を得ると女性の髪部分の階調値が男性よりも高くなるという傾向を有している、という知見に基づいてなされたものである。この場合衣服に覆われていない露出部分でこの特徴が現れるので、髪の近赤外線画像の状態により男女の識別を行うことは好都合である。
【0010】
本発明者は、この知見を確認すべく先ず近赤外線照射による男性と女性の髪部分の反射状態を定量的に調べた。最初に図1に示すように頭上にカメラを設置してレンズ前面に近赤外線フィルタを貼り付けて髪を撮影してグレースケールで画像化しその相違を測定した。その結果、女性の髪部平均階調値は男性よりも高階調値となっている。
【0011】
また、図1で頭上から撮影した近赤外線画像中の体全体の輪郭画素数は、一般的に図2に示すように男性の方が高身長の傾向を有するので、男性の方が大きくなる。
【0012】
上述した髪部平均階調値と体全体の輪郭画素数を用いて男女各々40人に対して男女識別した結果、高識別率を得ることが可能であることが確認できた。
【0013】
次に同一年齢の男性7人、女性7人の髪を採取し、これらをレーザー顕微鏡で観測した結果の一部を図3に、同様に近赤外線分光器で波長700〜1100nmの範囲の反射率を測定した結果を図4に示す。この両者から女性の反射率(階調値)は男性よりも高い傾向を示すことが確認された。また、女性の髪は女性ホルモンのエストロゲンが髪の成長を促す性質を持つため、男性よりも太くなることが観測された。さらに、キューティクルは女性の方が男性よりも荒いことも観測された。この結果、光が男性よりも多く表面で乱反射されて髪が高階調値(茶系統)となると考えられる。これらの結果をまとめたものを図5に示す。
【0014】
図6に波長1100〜1175nmの近赤外線光を照射して吸光度特性を測定した結果を示す。これらから、男性・女性、黒髪・茶髪にかかわらず特性に差異があることがわかる。これらの一部のデータを二次微分した結果を図7に示す。この図7から、前述した4者の相違が現れていることがわかる。以上のことから髪に近赤外線光を照射してこの分布状態の差異を判別することで男女識別が可能であることが確認できた。
【0015】
さらに、顔全体の階調値を使用しても識別が可能である。髪を含む顔の輪郭全体を切り取り、この部分の階調値を使用することで男女識別ができる。女性は髪の階調値と頬の階調値が男性よりも高い傾向があるので、このことを利用して男女識別が可能である。
【0016】
一つの特徴量を用いるだけであると何らかの理由で識別を誤る可能性がある。そこで、信頼性を強化するために次の1〜6の特徴量を3種組み合わせて数種の組み合わせをつくり、これに統計的な判別(例えばマハラノビス距離)を行い、その中の2種以上の結果が一致した場合を識別結果とすることが好ましい。
1.髪部の階調値
2.頭上から撮影した体の輪郭画素数
3.頭上から撮影した髪部画素数
4.髪部を除く顔部分階調値
5.髪部の階調値/髪部を除く顔部分階調値
6.髪を含む顔全体を長方形に切り取った部分の平均階調値
【0017】
本発明は髪の階調値の男女差という人間の意志により変えることのできない生体的特徴に基づいており、従来方法に比べてより確実な男女識別手法を実現することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、以下に記載される効果を奏する。
人物の意志により変えることのできる服装、髪型、化粧、歩き方、などの外見や、声に無関係に生体的特徴により男女識別ができる。生休的特徴のみを使用した場合は人種に無関係に男女識別ができる。人物に非接触で男女識別できる。周囲階調値に影響されずに男女識別できる。眼鏡使用の有無にかかわず男女識別できる。各特徴の組み合わせによる識別を行うことで信頼性の高い男女識別ができる。生体的特徴で識別を決定できない人物も、顔の各部の色情報を併用することで男女識別できる。
【産業上の利用可能性】
【0019】
以上のように、本発明による男女識別方法は、人物の意志により変えることのできる服装、髪型、化粧、歩き方、などの外見や、声に無関係に生体的特徴により男女識別ができるので、より精度の高い男女識別システムの構築に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。図20には、本発明による男女識別装置の一実施例が示されている。図20に示される男女識別装置1は、図示しない建物の入口に設置され、当該建物に人構する人物Pが男性または女性のいずれであるかを識別し、その識別結果に応じ入構しようとする人物Pに対して表示と入構のためのドア開閉を行う構成となっている。
【0021】
男女識別装置1は、入構しようとする人物Pの顔を少なくとも撮影することができるように入口に設置された近赤外線画像用カメラ2Aと可視画像用カメラ2Bを有している。カメラ2Aからの撮像信号VDAは、画像データ処理装置3に送られここで後述するようにして男女を識別するための処理に付されると共に、モニタ装置4にも送られ、モニタ装置4によって入口の状況を例えば別の場所(警備室)で把握できるようになっている。
【0022】
符号5で示されるのは、人物Pに対して表示を行うための液晶表示装置から成る表示器である。符号6で示されるのは、近赤外線発光および受光装置である。この装置は近赤外線画像用のカメラ2Aを使用した手段以外の男女識別を実現するためのものである。
【0023】
符号7で示されるのは人物が入構することを希望する場合に乗ることを義務付けられた圧力センサからなる人物認識装置7である。入構しようとする人物はここに立ち決められた部分を見つめる必要がある。この決められた部分には前出の近赤外線画像用カメラ2Aと可視画像用カメラ2Bが据付けられている。画像データ処理装置3は、マイクロコンピュータシステムとして構成されており、中央演算処理装置(CPU)3A、メモリ3B及び入出力インターフェイス(I/F)3Cがバス3Dによって接続されて成る公知の構成のものである。中央演算処理装置(CPU)3A内のメモリ3Bには、後述する男女識別機能を有する画像データ処理プログラムが格納されており、カメラ2Aからの映像信号VDAはこの画像データ処理プログラムに従って処理される。
【0024】
図21A及び図21Bは、メモリ3Eに格納されている画像データ処理プログラムを示すフローチャートである。画像データ処理プログラム10は人物認識装置7が人物を認識するごとに実行される。画像データ処理プログラム10の実行が開始されると、ステップ11で入出力インターフェイス(I/F)3Cが撮像信号VDAにより近赤外線人物画像取り込み処理が実行される。次にステップ12において、ステップ11で取り込まれたデータに基づき人物Pの顔画像を抽出するための近赤外線顔画像抽出処理が実行される。
【0025】
次のステップ13では、ステップ12で抽出された近赤外線顔画像に基づいて、メガネを着用していないと判定された場合はステップ13の判別結果はNOとなり、ステップ15に入る。YESの場合のステップ14ではメガネを除去した顔画像を作成する。ステップ15では、人物Pの髪と顔を分離して抽出する。ステップ16、17では、ステップ15で抽出した髪と顔部分のそれぞれの平均階調値を求め、次のステップ18でこれら顔部平均階調値と髪部平均階調値との比(以下顔平均値/髪平均値と記す)を算出する。ステップ19では、ステップ17、18で算出した値を2次元平面上に展開する処理が行われる。
【0026】
次のステップ20では、予め求めてあるマハラノビス距離による判別手段を適用して2種類(すなわち男女)に分類するための曲線を利用して男女を決定して分類結果(a)を得る。ステップ21では顔平均値/髪平均値を予め求めてある男女分類の基準値と比較して男女を決定し分類結果(b)を得る。ステップ22では、ステップ17で算出した髪平均階調値を予め求めてある男女分類基準値と比較して男女分類(c)を行う。
【0027】
入力された被識別対象である人物Pの近赤外線顔画像に対して、この時点までに分類された(a)、(b)、(c)の3つの男女分類結果をステップ23で集め、次のステップ24で3つの分類(a)、(b)、(c)の結果中2つ以上が一致したか否かにより男女識別を行い、ここで一致した結果が男女識別結果としてステップ25で出力される。ステップ24での決定結果が男であると、ステップ25の判別結果はYESとなり、ステップ26に入ってメッセージ「入構できません」を表示器5によって表示する処理が実行されドアを開けるための制御信号CDOがドア制御装置8Aに送られずドア8Bは閉じたままで、画像データ処理プログラム10の実行が終了する。
【0028】
一方、ステップ24での決定結果が女であると、ステップ25の判別結果はNOとなり、ステップ27に入ってメッセージ「入構できます」を表示器5によって表示する処理が実行さて制御信号CDOがドア制御装置8Aに送られドア8Bが開き、画像データ処理プログラム10の実行が終了する。男女識別装置1は以上のように構成されているので、入構しようとする人物Pが人物認識装置上に立つと、男女識別装置1が上述の如く動作し、入構しようとする人物Pが男性か女性かを識別し、その結果によって男性ならばドアを開けず入構出来ない旨を案内し、女性ならば入構を案内しドアを開ける。なお、表示器5に代えて、又はこれに加えて、音声での案内としてもよい。
【0029】
その外近赤外線画像撮影用カメラ2Aとを使用する以外に近赤外線送受光装置6を使用して男女識別を行うこともできる。この場合は、図20の送受光装置6Aに髪部分を近づけるように指示書を提示する、あるいは髪部分に近接するように送受光装置6Aを設置して髪に近赤外線の波長を変えて(例えば700〜2000nm)照射し、各波長に対応した反射光を得てこれを送受光装置6Aで電気信号に変換するか、または光ファイバー6Bにより画像データ処理装置内の送受光制御3Eに送りインターフェイス3Cを介してCPUとメモリに取り込み図22の処理を行うことで男女識別が可能である。
【0030】
図22のステップ31では髪部分に近赤外線光を照射しその反射光を取り込む。この処理が終わるとステップ32で吸光度あるいは階調値を求め、ステップ33で近赤外線光の波長を変えて、ステップ34で波長が2000nmまで変化させたかをチェックし、そうでなければステップス32に戻り2000mまで繰り返す。この場合の波長範囲は設置条件等により変更される場合がある。
【0031】
顔全体の輪郭に沿った長方形内の階調値の持つ画素数比を使用して簡易的に男女識別を行う実施例について説明する。図23に示すステップ41で顔全体の輪郭に沿った長方形で顔部分を抽出して、ステップ42で長方形内の階調値100〜200の画素数を算出する。ステップ43で顔全体の画素数を算出し、ステップ42で算出した階調値範囲100〜200の画素数を顔全体の画素数で割り正規化する。次のステップ44で男女分類の基準値と比較して男女に分類する。この後は図21Aの25に行く。この場合の階調値範囲は設置条件等により変更される場合がある。
【0032】
なお、上記実施例では、男女識別装置1が、男女を識別しその識別結果によって入構の可否の案内とドアの開閉を行う無人案内装置として働くように構成されているが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、ステップ26を「2階へどうぞ」、27を「3階へどうぞ」とすれば、男性を2階に、女性を3階に導くようにするようにすることができる。又は、決定結果が男性の場合にのみ鳴動するブザー9を表示器5の代わりに設け、例えば女性更衣室あるいは公衆トイレの女性用入口扉の開閉に適用すれば、男性の侵入を阻止するための警備装置として働かせることができる。
【0033】
また、この実施例では、人物Pの髪部および顔部の階調値に基づいて男女識別を行う構成としたが、これらに加えて、目の周りのアイシャドウ、アイライン、マスカラ、眉自体とその周辺の眉墨、頬の頬紅、口に塗られた口紅、顔の肌の色、頼からあご及び鼻の下のひげによる黒みがかった肌の色やひげ自体の色等による男女識別方法を組み合わせることで男女識別の精度をより一層高くすることができる。
【0034】
このほかの応用例としては以下のものを挙げることができる。デパート、各種ショッビングセンター、店舗、及びアミューズメント施設の入店・入場者数および商品展示棚の商品を手に取り興味を示した男女別統計を自動的に取る構成とすることにより、この統計結果をもとに販売方法や施設の改善を行うことができる。また、個人認証に本発明の男女識別を併用すれば、セキュリティ・システムをより強固にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は人物を頭上から撮影する概念を示す図である。
【図2】は男女の平均身長の傾向を示す図である。
【図3】は髪をレーザー顕微鏡で拡大した図である。
【図4】は髪に近赤外線光の波長を可変して反射率を測定した図である。
【図5】は男女の髪の生体的相違を示した図である。
【図6】は近赤外線光の波長を可変して吸光度を測定した図である。
【図7】は吸光度を測定した特性を2次微分した図である。
【図20】は本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図21A】は図20図の画像処理装置において実行される画像データ処理プログラムを示す一部フローチャである。
【図21B】は図20の画像処理装置において実行される画像データ処理プログラムを示す一部フローチャである。
【図22】は近赤外線光の波長を変化させる画像データ処理プログラムを示す一部フローチャである。
【図23】は顔全体を長方形で切り取りこの中の平均階調値を利用する画像データ処理プログラムを示す一部フローチャである
【特許請求の範囲】
【請求項1】
近赤外線光を人間の髪に照射しその反射光の強度を利用することを特徴とする男女識別方法。
【請求項2】
人間の顔の一部分の近赤外光線照射に対する反射光の強度に基づいて請求項1の方法と組み合わせて男女識別を行うことを特徴とする男女識別方法。
【請求項3】
頭上から撮影した体全体の輪郭の画素数に基づいて請求項1と請求項2の方法を組み合わせて男女識別を行うことを特徴とする男女識別方法。
【請求項4】
人間の髪を含む顔の各部分に階調値抽出用テンプレートかけて、その抽出部分の反射光に統計処理を施し男女識別を行う請求項1、2記載の男女識別方法。
【請求項5】
請求項1、請求項2、請求項3記載の方法に基づいて3通りの方法を組み合わせ、その中の2通りの方法の結果が一致する場合を男女認識結果とする男女識別方法。
【請求項6】
人間の目の周りのアイシャドウ、アイライン、マスカラ、眉自体とその周辺の眉墨、頻の頬紅、口に塗られた口紅、顔の肌の色、確からあごおよび鼻の下のひげによる黒みがかった肌の色やひげ自体の色と、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4記載の方法を組み合わせて行う男女識別方法。
【請求項7】
顔の輪郭に沿って長方形に切り出しこの長方形内の複数の階調値範囲の画素数比をに基づいて請求項1または請求項3の方法と組み合わせて男女識別を行うことを特徴とする男女識別方法。
【請求項8】
髪部分に近赤外線の波長を可変させてその波長に対応した反射強度を利用して男女識別を行うようにした男女識別方法。
【請求項1】
近赤外線光を人間の髪に照射しその反射光の強度を利用することを特徴とする男女識別方法。
【請求項2】
人間の顔の一部分の近赤外光線照射に対する反射光の強度に基づいて請求項1の方法と組み合わせて男女識別を行うことを特徴とする男女識別方法。
【請求項3】
頭上から撮影した体全体の輪郭の画素数に基づいて請求項1と請求項2の方法を組み合わせて男女識別を行うことを特徴とする男女識別方法。
【請求項4】
人間の髪を含む顔の各部分に階調値抽出用テンプレートかけて、その抽出部分の反射光に統計処理を施し男女識別を行う請求項1、2記載の男女識別方法。
【請求項5】
請求項1、請求項2、請求項3記載の方法に基づいて3通りの方法を組み合わせ、その中の2通りの方法の結果が一致する場合を男女認識結果とする男女識別方法。
【請求項6】
人間の目の周りのアイシャドウ、アイライン、マスカラ、眉自体とその周辺の眉墨、頻の頬紅、口に塗られた口紅、顔の肌の色、確からあごおよび鼻の下のひげによる黒みがかった肌の色やひげ自体の色と、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4記載の方法を組み合わせて行う男女識別方法。
【請求項7】
顔の輪郭に沿って長方形に切り出しこの長方形内の複数の階調値範囲の画素数比をに基づいて請求項1または請求項3の方法と組み合わせて男女識別を行うことを特徴とする男女識別方法。
【請求項8】
髪部分に近赤外線の波長を可変させてその波長に対応した反射強度を利用して男女識別を行うようにした男女識別方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図20】
【図21A】
【図21B】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図20】
【図21A】
【図21B】
【図22】
【図23】
【公開番号】特開2010−69279(P2010−69279A)
【公開日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−271410(P2008−271410)
【出願日】平成20年9月21日(2008.9.21)
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第1項適用申請有り 1. ▲1▼研究集会名 平成20年度 電気学会 全国大会 ▲2▼主催者名 電気学会 ▲3▼公開日 平成20年3月21日 2. ▲1▼研究集会名 情報処理学会 コンピュータビジョンとイメージメディア研究会 ▲2▼主催者名 情報処理学会 ▲3▼公開日 平成20年9月6日 3. ▲1▼研究集会名 情報処理学会 コンピュータビジョンとイメージメディア研究会 ▲2▼主催者名 情報処理学会 ▲3▼公開日 平成20年9月6日 4. ▲1▼研究集会名 平成20年度 電子情報通信学会 ソサエティ大会 ▲2▼主催者名 電子情報通信学会 ▲3▼公開日 平成20年9月16日 5. ▲1▼研究集会名 日本機械学会 関東支部 ブロック合同講演会−2008 おやま− ▲2▼主催者名 日本機械学会 ▲3▼公開日 平成20年9月20日
【出願人】(504066221)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年9月21日(2008.9.21)
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第1項適用申請有り 1. ▲1▼研究集会名 平成20年度 電気学会 全国大会 ▲2▼主催者名 電気学会 ▲3▼公開日 平成20年3月21日 2. ▲1▼研究集会名 情報処理学会 コンピュータビジョンとイメージメディア研究会 ▲2▼主催者名 情報処理学会 ▲3▼公開日 平成20年9月6日 3. ▲1▼研究集会名 情報処理学会 コンピュータビジョンとイメージメディア研究会 ▲2▼主催者名 情報処理学会 ▲3▼公開日 平成20年9月6日 4. ▲1▼研究集会名 平成20年度 電子情報通信学会 ソサエティ大会 ▲2▼主催者名 電子情報通信学会 ▲3▼公開日 平成20年9月16日 5. ▲1▼研究集会名 日本機械学会 関東支部 ブロック合同講演会−2008 おやま− ▲2▼主催者名 日本機械学会 ▲3▼公開日 平成20年9月20日
【出願人】(504066221)
【Fターム(参考)】
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