圖像識(shí)別裝置及面向圖像識(shí)別裝置的數(shù)據(jù)登錄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像識(shí)別裝置，特別是涉及用于向圖像識(shí)別裝置登錄作為識(shí)別對(duì)象的特征量數(shù)據(jù)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像識(shí)別是指，從圖像中提取特征量數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)與在數(shù)據(jù)庫(kù)中事先登錄的已知對(duì)象的特征量數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)，由此來(lái)識(shí)別(認(rèn)定)圖像中的被拍攝體的技術(shù)。圖像識(shí)別被應(yīng)用于如下的多種多樣的領(lǐng)域，例如，基于生物特征識(shí)別(b1metrics)圖像的本人驗(yàn)證、個(gè)人識(shí)別，檢測(cè)闖入者、可疑物的監(jiān)視系統(tǒng)，生產(chǎn)線等上的工件檢查，交通基礎(chǔ)建設(shè)中的過(guò)往行人、過(guò)往車(chē)輛的識(shí)別等。
[0003]在圖像識(shí)別中，由于使用通過(guò)照相機(jī)(攝像頭)拍攝而得到的圖像，所以因拍攝各圖像時(shí)的拍攝條件(對(duì)象的狀態(tài)(在為臉的情況下，朝向、表情、有無(wú)裝飾品、妝容、發(fā)型等)、照明狀態(tài)等)不同，所提取的特征量會(huì)出現(xiàn)偏差，這是不可避免的。于是，作為用于提高應(yīng)對(duì)不同拍攝條件的穩(wěn)健性、提高識(shí)別精度的方策，通常，采用針對(duì)相同的對(duì)象登錄從不同圖像提取出的多個(gè)特征量數(shù)據(jù)的方法。換言之，為了提高圖像識(shí)別的精度，優(yōu)選提高登錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征量數(shù)據(jù)的多樣性(偏差)。
[0004]雖然如此，但并不是只要單純?cè)黾拥卿浀奶卣髁繑?shù)據(jù)的個(gè)數(shù)就可以。這是因?yàn)?，因?yàn)槭艿綌?shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)容量或程序的限制，能夠向數(shù)據(jù)庫(kù)(或者，對(duì)各個(gè)對(duì)象)登錄的特征量數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)有限。即，為了能夠獲得更高精度的圖像識(shí)別，實(shí)際上，重要的是在有限的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)中對(duì)所登錄的特征量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。
[0005]作為與登錄或更新特征量數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)，例舉有專利文獻(xiàn)1、2。在專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了如下的想法:對(duì)作為登錄候補(bǔ)的數(shù)據(jù)和已經(jīng)登錄的數(shù)據(jù)循環(huán)地進(jìn)行比較，將優(yōu)先順序高的數(shù)據(jù)作為新的登錄數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如下的想法:對(duì)登錄候補(bǔ)的數(shù)據(jù)和已經(jīng)登錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，僅將相對(duì)于已經(jīng)登錄的數(shù)據(jù)的類似度不太高也不太低的登錄候補(bǔ)的圖像提示給用戶，由此，來(lái)簡(jiǎn)化用戶對(duì)登錄候補(bǔ)的取舍選擇。然而，在專利文獻(xiàn)I中，沒(méi)有具體公開(kāi)優(yōu)先順序的決定方法，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)該登錄的特征量數(shù)據(jù)的選定以及如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新也不明了。另外，專利文獻(xiàn)2的方法的目的在于支援用戶的操作或判斷，而沒(méi)有提出自動(dòng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)的具體的方法。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-259980號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2012-242891號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而提出的，其目的在于，提供用于自動(dòng)優(yōu)化在數(shù)據(jù)庫(kù)中登錄的特征量數(shù)據(jù)的技術(shù)，以便于獲得良好的識(shí)別精度。
[0009]為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明中，采用自動(dòng)地判斷特征量數(shù)據(jù)的登錄、廢棄、替換等的結(jié)構(gòu)，以便于對(duì)同一個(gè)登錄對(duì)象登錄的特征量數(shù)據(jù)的多樣性(偏差)盡可能地變大。
[0010]具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的圖像識(shí)別裝置具有:提取部，其從圖像中提取被拍攝體的特征量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)，其能夠針對(duì)一個(gè)登錄對(duì)象來(lái)登錄從不同的圖像中提取出的多個(gè)特征量數(shù)據(jù)；核對(duì)部，其通過(guò)對(duì)由所述提取部提取出的特征量數(shù)據(jù)和在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中登錄的所述登錄對(duì)象的特征量數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)，來(lái)識(shí)別所述被拍攝體是否為所述登錄對(duì)象。還具有登錄部，所述登錄部利用新的登錄用圖像，按照規(guī)定條件，向所述數(shù)據(jù)庫(kù)追加所述登錄對(duì)象的特征量數(shù)據(jù)。所述規(guī)定條件包括第一條件，該第一條件的內(nèi)容為:在新建數(shù)據(jù)與已登錄數(shù)據(jù)類似的情況下，不追加所述新建數(shù)據(jù)，其中，所述新建數(shù)據(jù)是指，從所述登錄用圖像中提取出的特征量數(shù)據(jù)，所述已登錄數(shù)據(jù)是指，已經(jīng)登錄在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的所述登錄對(duì)象的特征量數(shù)據(jù)。
[0011 ] 在本發(fā)明中，在獲取了登錄用圖像時(shí)，并不是無(wú)條件地將新建數(shù)據(jù)追加至數(shù)據(jù)庫(kù)，而使按照第一條件，評(píng)價(jià)新建數(shù)據(jù)是否與已登錄數(shù)據(jù)類似，若新建數(shù)據(jù)與已登錄數(shù)據(jù)類似，則不追加該新建數(shù)據(jù)。因此，能夠自動(dòng)抑制將相同的特征量數(shù)據(jù)(對(duì)提高識(shí)別精度基本沒(méi)有貢獻(xiàn)的數(shù)據(jù))登錄至數(shù)據(jù)庫(kù)。由此，由于抑制累積沒(méi)用的數(shù)據(jù)，所以能夠有效地利用有限的數(shù)據(jù)庫(kù)容量。另外，即使用戶(登錄數(shù)據(jù)的人)不特別注意，特征量數(shù)據(jù)的多樣性也會(huì)增加，能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)建獲得良好的識(shí)別精度的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0012]可以采用完全不追加與已登錄數(shù)據(jù)類似的新建數(shù)據(jù)，但也可以設(shè)置一定的例外。例如，所述規(guī)定條件還包括第二條件，該第二條件的內(nèi)容為:在所述登錄對(duì)象的已登錄數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)沒(méi)有達(dá)到能夠向所述數(shù)據(jù)庫(kù)登錄的上限的情況下，將所述新建數(shù)據(jù)追加至所述數(shù)據(jù)庫(kù)，所述第二條件可以優(yōu)先于所述第一條件。通過(guò)設(shè)定上述例外(第二條件)，即使在新建數(shù)據(jù)與已登錄數(shù)據(jù)類似的情況下，也能夠?qū)⑿陆〝?shù)據(jù)登錄至數(shù)據(jù)庫(kù)。與特征量數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)少相比，個(gè)數(shù)越多越能夠期待提高識(shí)別精度，因此，在登錄個(gè)數(shù)少的階段，相對(duì)特征量數(shù)據(jù)的多樣性，更優(yōu)先增加登錄的個(gè)數(shù)。通過(guò)這種控制能夠?qū)崿F(xiàn)在初始階段提高識(shí)別精度。
[0013]在所述登錄對(duì)象的已登錄數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)達(dá)到能夠向所述數(shù)據(jù)庫(kù)登錄的上限的情況下，并且在將所述新建數(shù)據(jù)追加至所述數(shù)據(jù)庫(kù)的情況下，所述登錄部可以將所述登錄對(duì)象的多個(gè)已登錄數(shù)據(jù)中的某一個(gè)替換為所述新建數(shù)據(jù)。像這樣，通過(guò)加入不與已登錄數(shù)據(jù)類似的最新的特征量數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以進(jìn)一步提高識(shí)別精度。
[0014]能夠通過(guò)以下的方式?jīng)Q定用新建數(shù)據(jù)替換哪個(gè)已登錄數(shù)據(jù)。例如，所述登錄部可以針對(duì)多個(gè)所述已登錄數(shù)據(jù)分別求出多個(gè)所述已登錄數(shù)據(jù)與所述新建數(shù)據(jù)之間的類似度，并將與所述新建數(shù)據(jù)之間的類似度最高的已登錄數(shù)據(jù)替換為所述新建數(shù)據(jù)。或者，所述登錄部可以針對(duì)從多個(gè)所述已登錄數(shù)據(jù)中選出的兩個(gè)已登錄數(shù)據(jù)的全部組合求出兩個(gè)已登錄數(shù)據(jù)之間的類似度，將類似度最高的兩個(gè)已登錄數(shù)據(jù)中的某一方替換為所述新建數(shù)據(jù)。通過(guò)像這樣進(jìn)行數(shù)據(jù)的替換，能夠更新數(shù)據(jù)庫(kù)，以保持或者增加特征量數(shù)據(jù)的多樣性。
[0015]而且，優(yōu)選地，所述登錄部將所述類似度最高的兩個(gè)已登錄數(shù)據(jù)中舊的一方替換為所述新建數(shù)據(jù)。通過(guò)廢棄舊數(shù)據(jù)，替換成新數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)一步提高識(shí)別精度。
[0016]優(yōu)選地，在所述新建數(shù)據(jù)與任一個(gè)已登錄數(shù)據(jù)之間，都沒(méi)有類似到能夠?qū)⑺鲂陆〝?shù)據(jù)評(píng)價(jià)為是與所述登錄對(duì)象不同的對(duì)象的特征量數(shù)據(jù)的程度的情況下，所述登錄部不追加所述新建數(shù)據(jù)。由此，能夠防止錯(cuò)誤地登錄不是登錄對(duì)象的對(duì)象的特征量數(shù)據(jù)，從而能夠抑制識(shí)別精度下降。
[0017]在此，可以采用任何算法來(lái)評(píng)價(jià)新建數(shù)據(jù)與已登錄數(shù)據(jù)之間的類似度。例如，所述登錄部可以根據(jù)所述新建數(shù)據(jù)與所述已登錄數(shù)據(jù)之間在特征量空間上的距離的遠(yuǎn)近，來(lái)評(píng)價(jià)所述新建數(shù)據(jù)與所述已登錄數(shù)據(jù)之間的類似度。該方法由于通過(guò)直接比較兩個(gè)特征量數(shù)據(jù)來(lái)判斷類似度，所以具有能夠降低計(jì)算成本的優(yōu)點(diǎn)。在已登錄數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)很多的情況下，這種方法很適合。
[0018]或者，在存在多個(gè)已登錄數(shù)據(jù)的情況下，所述登錄部可以根據(jù)某一個(gè)已登錄數(shù)據(jù)與其它已登錄數(shù)據(jù)之間在特征量空間上的距離以及所述新建數(shù)據(jù)與所述其它已登錄數(shù)據(jù)之間在特征量空間上的距離的相關(guān)性的強(qiáng)弱，來(lái)評(píng)價(jià)所述新建數(shù)據(jù)與所述某一個(gè)已登錄數(shù)據(jù)之間的類似度。此外，在存在多個(gè)“其它已登錄數(shù)據(jù)”的情況下，可以考慮與各個(gè)已登錄數(shù)據(jù)之間的距離。在此，“該已登錄數(shù)據(jù)與其它已登錄數(shù)據(jù)之間在特征量空間上的距離”相當(dāng)于當(dāng)前登錄的特征量數(shù)據(jù)組的多樣性(偏差)，“所述新建數(shù)據(jù)與所述其它已登錄數(shù)據(jù)之間在特征量空間上的距離”相當(dāng)于在將一個(gè)已登錄數(shù)據(jù)替換為新建數(shù)據(jù)的情況下的特征量數(shù)據(jù)組的多樣性(偏差)。因此，從在替換了已登錄數(shù)據(jù)的情況下是否會(huì)給特征量數(shù)據(jù)組的多樣性帶來(lái)變化這一觀點(diǎn)來(lái)看，通過(guò)評(píng)價(jià)兩者之間的相關(guān)性的強(qiáng)弱，能夠判斷已登錄數(shù)據(jù)與新建數(shù)據(jù)之間的類似度。該方法相對(duì)于上述的直接比較的方法雖然會(huì)增加計(jì)算成本，但具有能夠更準(zhǔn)確地判斷是否需要追加新建數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)。
[0019]在本發(fā)明中，“對(duì)象”是指，圖像識(shí)別的對(duì)象物。只要能夠利用圖像特征量進(jìn)行識(shí)另O，都可以成為本發(fā)明的“對(duì)象”。舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，在識(shí)別人或動(dòng)物的個(gè)體的情況下，被稱作生物特征識(shí)別信息的臉部、眼底、瞳孔、指紋、掌紋、耳、上半身、全身等都可以成為對(duì)象，在進(jìn)行一般物體識(shí)別的情況下，物體或其一部分等可以成為對(duì)象?！暗卿泴?duì)象”是指，在數(shù)據(jù)庫(kù)中登錄有特征量數(shù)據(jù)的對(duì)象(也就是，該裝置能夠識(shí)別的對(duì)象)。能夠向數(shù)據(jù)庫(kù)登錄的登錄對(duì)象的個(gè)數(shù)可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)。
[0020]此外，本發(fā)明能夠?yàn)榫哂猩鲜鼋Y(jié)構(gòu)以及功能的至少一部分的圖像識(shí)別裝置，或者，向圖像識(shí)別裝置登錄特征量數(shù)據(jù)的登錄裝置或