[发明专利]面部检测器和面部检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及面部检测器和面部检测方法。更特别地，本发明涉及能够 从运动图像的帧中高精度地检测人面部的面部检测器和面部检测方法。

背景技术

在如数码摄像机和数码相机这样的成像设备中，从运动图像(motion picture)或静止图像中检测人的面部图像，以便执行各种功能的处理任务， 例如，用于自动将人面部作为对象进行对焦的自动对焦，用于细致地重现 面部图像的曝光调整和白平衡矫正。另外，有一种根据面部的运动改变成 像方向的已知技术，用于监视人物的运动。

模板匹配是作为人面部的面部检测实例的一种方法。窗口或四边形区 域在对象图像中被显示，并以一个常数值的窗口位移(window shift)逐步地 移动。根据每个窗口的位置，通过裁剪图像部分而得到窗口图像。通过计 算获得窗口图像与模板图像的相关性。具有与模板图像高相关性的窗口图 像之一被确定为面部图像。用于检测随机人面部的模板图像的实例是大量 人面部图像的平均图像的信息。

通常地，取决于对象距离和其他因素，人面部图像的尺寸不是一个常 数。面部检测是通过连续地改变对象图像尺寸与窗口尺寸的比例来实现的。 改变该比例的方法的一个实例是使用常数尺寸的窗口的方法，该常数尺寸 是相对于从具有各种缩放比例值的对象图像中得到的扩大或缩小的图像 的。在另一个实例中，使用相对于常数尺寸对象图像的各种尺寸的窗口。

在模板匹配中，通过裁剪获得大量窗口图像，并通过改变对象图像尺 寸与窗口尺寸的比例来评估窗口图像与模板图像的相关性。如果需要高精 度的面部检测，运算操作步骤的数量很可能非常高。那么在短时间内，例 如，在一帧时期内，处理运动图像将是不可能的。在处理运动图像中，运 算操作所需的长时间是个问题。

考虑到这个问题，美国专利NO.2006/028576(对应于JP-A 2006-025238) 公开了一种图像拾取设备中的面部检测，其中，根据由焦点对准位置的信 息和视角信息所表示的对象距离，检测图像中人面部的尺寸，并通过使用 面部尺寸的窗口来检测面部。

在JP-A 2006-228061的面部检测中，在根据先前检测到的局部部分的 位置所确定的搜索区域中，面部的局部部分被追踪。一开始，从最初的输 入图像中检测面部。接着，从该面部中检测单个的局部部分的位置。根据 已检测的局部部分的位置，在输入图像的一部分中确定搜索区域。对于后 续的图像，在该搜索区域中追踪局部部分。

JP-A 2003-271933公开了检测到特定面部的面部检测。在一开始用于从 窗口图像中移除重叠部分的模板匹配中，获取并处理多个窗口图像。否则， 如果在窗口图像之间出现重叠部分，就选择性地指定一个具有高相关性的 窗口图像。模式识别，例如，支持向量机(SVM)分析，可用于检测面部图像 中的特定的一个。

然而，美国专利NO.2006/028576(对应于JP-A 2006-025238)不适于通过 使用景深检测不同距离的多个人的面部。此外，没有焦点对准位置信息和 视角信息的图像无法被检测，因为检测需要这些信息。JP-A 2006-228061 存在一个问题，典型地，当人物运动(motion)很大时，很可能从已确定的搜 索区域中失去面部图像。运算操作步骤的数量不能减少，因为必须对整个 图像进行检测。JP-A 2003-271933不能用于随机的人面部的面部检测。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供可以从运动图像的帧中高 精度地检测人面部的面部检测器和面部检测方法。

为了实现上述和其他目标以及本发明的优点，面部检测器包括用于根 据使用参数的模板匹配，从运动图像帧中检测面部图像的检测处理器。参 数控制器用于：为检测处理器指定一个参数的预定的正常变化范围，以根 据所述正常变化范围来执行所述运动图像的第一帧的面部检测；根据用于 所述第一帧的所述面部检测的所述参数的值和所述第一帧的所述面部图像 的状态中的至少一个，确定小于所述正常变化范围的受限变化范围；以及 为所述检测处理器指定所述受限变化范围，以根据所述受限变化范围，执 行所述运动图像的所述第一帧之后的后续帧的面部检测。

所述受限变化范围是根据所述第一帧的所述面部图像的所述面部检测 的检测历史的基于历史的范围，以便加快对所述后续帧的所述面部检测的 处理。