コードブック空間情報処理による人物顔認識システムの研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555090
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小谷 光司 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20250699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大見 忠弘 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20016463)
• Keywords: 顔画像認識 / コードブック / ベクトル量子化 / コードブックスペクトル / 話者認識

Research Abstract

コードブックスペクトル空間解析を用いた人物顔認識アルゴリズムにより、入力された人間の顔の画像を処理し,その人物が誰であるかを認識する実験システムをソフトウエア上で構築した。基本的な画像のフィルタリング処理、マクロブロック分割処理,ベクトル量子化処理を実装した標準的なシステムであり、これをベースに各種解析処理手法の検証を行った。
まず、撮影時の状況(照度,コントラスト等)による影響を除外する為、ガウシアンフィルタリング処理により低周波信号成分を抽出し、マクロブロックに分割した後、さらにブロック内の輝度平均を差し引いた差分信号を認識に用いることにした。差分信号は、顔の表面の微細な形状を良く表現すると考えられ、顔を特徴付ける一つの特徴量と考えられる。また、コードブックスペクトル空間情報処理において鍵を握るコードブックに関して、顔の特徴をうまく表現する顔認識に適したコードブックの研究を行った。差分信号用に正負のダイナミックレンジをもつコードブックを我々が開発した簡単な数学的手法で作成した。これらを用いて顔認識を行ったところ、画像全体に対する顔の位置のずれや撮影環境の差異による認識率の低下を効果的に防止できることが分かった。
さらに、将来的に極めて正確な人物認識、認証を実現する為に、顔認識と同様にコードブック情報処理を用いた話者認識の研究を行った。これは、話者の音声の特徴を抽出し、あらかじめ登録された個人の特徴量コ-ドブックと照合して認識する手法であり、基礎的な実験により、90%以上の認識率が安定して得られることが明らかになった。認識の心臓部であるマッチング演算に関しては、顔認識と同じベクトル量子化アルゴリズムを用いている為,将来的にこれらを組み合わせることにより、シンプルな構成で非常に高精度な人物認識システムを構築できる見とおしが立った。顔認識と合わせて研究を進める予定である。

Research Products

• [Publications] Z.B.Pan: "Extracting person's speech individually from original records of meeting by speaker identification technique"Technical Report of IEICE. DSP99-79SP99-77. 9-13 (1999)
• [Publications] Z.B.Pan: "A system for generating speech index based on speaker identincation technique through VQ"The 3rd workshop on system LSI, Biwako. 235-238 (1999)
• [Publications] Z.B.Pan: "A nonlinear cepstral compensation method for noisy speech processing"The 1st symposium on speech and language processing. (1999)
• [Publications] Z.B.Pan: "A speech indexing system for recorded audio source based on speaker recognition technique"International conference on advances in intelligent systems. 63-64 (2000)