[发明专利]面部识别设备、方法、Gabor滤波器应用设备和计算机程序

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含与2006年12月18日在日本专利局提交的日本专利申请JP2006-339748相关的主题，在此通过引用并入其全部内容。

技术领域

本发明涉及用于识别诸如相片等的图像中的面部的面部识别设备、面部识别方法、Gabor滤波器应用设备和计算机程序，更具体的，涉及通过使用代表空间特性并且基于代表窗口的高斯函数、代表频率响应的正弦或余弦函数的Gabor滤波器来提取面部图像的特征值，从而识别面部的面部识别设备、面部识别方法、Gabor滤波器应用设备和计算机程序。

本发明还涉及在不固定Gabor滤波器系数的类型或数目的情况下高精度地识别面部图像的面部识别设备、面部识别方法、Gabor滤波器应用设备和计算机程序，更具体的，涉及在无需增加硬件复杂度或增加处理复杂度的情况下进行面部图像的高性能识别的面部识别设备、面部识别方法、Gabor滤波器应用设备和计算机程序。

背景技术

面部识别技术具有广泛的各种应用，例如无需个人进行特定操作就能够验证该个人的个人验证系统、检测个人性别的系统、以及其它许多人机接口。面部识别技术的当前趋势是使用前脸图像，但是过去尝试了使用侧脸图像。

面部识别系统包括：面部提取处理，用于从CCD摄像机等拍摄的图像中提取面部图案；以及面部识别处理，用于基于所提取的面部图案来识别面部。所述用于提取面部图案(或者提取面部图像的特征值)的面部提取处理以及所述面部识别处理可以通过例如使用多个具有方向选择性和不同频率特性的滤波器进行Gabor滤波来完成(例如参见日本未审专利申请公开No.2006-4041)。

已知人体感光细胞包括在特定方向上具有选择性的细胞。所述方向选择性是通过垂直发火(fire vertically)的细胞和水平响应的细胞的组合来实现的。类似的，Gabor滤波器是包括多个具有方向选择性的滤波器的空间滤波器。

Gabor滤波器使用Gabor函数来代表空间特性，所述Gabor函数包括代表窗口的高斯函数以及表示频率响应的正弦或余弦函数。滤波器窗口的尺寸被固定在例如24×24个像素。如果对于五个不同频率f中的每一个和8个不同方向中的每一个准备一个Gabor滤波器，则准备总共40个Gabor滤波器。

Gabor滤波器的操作包括确定待对其应用Gabor滤波器的像素值与Gabor滤波器的系数的卷积。Gabor滤波器的系数可以分为由代表频率响应的余弦函数给出的实分量以及由代表频率响应的余弦函数给出的虚分量。对于所述实分量和所述虚分量单独地计算卷积，并且将所得卷积分量相加以获得表示Gabor滤波的最终结果的一个标量值。如果使用最多40个具有不同频率f和不同角度θ的Gabor滤波器，则获得总共最多40个标量值。所得40个标量值的集合称为Gabor特征向量标记(jet)。在面部识别处理中，Gabor特征向量标记被确定为在给定面部识别数据上沿水平和垂直方向等间隔定位的特征值提取位置中每一个处的局部特征值。应当注意，即使特征值提取位置在特定范围内变化或者即使图像变形到特定程度，Gabor特征向量标记也不变化。