JP7808918B2 - Facial recognition device and its program - Google Patents
Facial recognition device and its programInfo
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Description
本発明は、顔認識装置およびそのプログラムに関する。 The present invention relates to a face recognition device and a program therefor.
近年、画像や映像中の人物の顔を認識して人物を特定する技術は、AI技術の進展により高精度化し、セキュリティ分野において実用化の域に達している。また、映像へのキーワード等のメタデータ付与を顔認識技術で行う取り組みが放送局を中心に広がりを見せている。
これらの顔認識技術は、学習用の顔画像を収集して、機械学習処理で人物間の違いを認識できる顔特徴量を計算し、その顔特徴量の類似度で顔認識を行う仕組みを基本としている(特許文献1参照)。
この顔認識処理の性能に大きく影響を与えるのは、学習処理に用いる学習データの量と質である。この学習データを生成する手法は、通常、多くの人手を介して顔画像を収集して生成する手法が一般的である。
In recent years, advances in AI technology have made it possible to identify people by recognizing their faces in images and videos, and this has led to practical applications in the security field. Furthermore, efforts to use facial recognition technology to add metadata such as keywords to videos are becoming more widespread, particularly among broadcasting stations.
These facial recognition technologies are based on a mechanism in which face images for learning are collected, facial features that can recognize differences between people are calculated through machine learning processing, and faces are recognized based on the similarity of those facial features (see Patent Document 1).
The performance of this facial recognition process is greatly affected by the quantity and quality of the training data used in the training process. The method of generating this training data is usually to manually collect and generate facial images.
一方で、顔画像を収集する手法として、収集済の2次元顔画像から3次元顔画像のCGモデルを生成し、CGパラメータを操作することで、より多くの顔画像を生成する技術が開示されている(特許文献2参照)。しかし、この手法は、適切な顔画像のCGモデルを生成するために、CGパラメータの精密なチューニング処理が必要となる。
また、現実的によく用いられる手法としては、Webスクレイピング技術によって、顔画像を収集する手法がある。
On the other hand, as a method for collecting face images, a technology has been disclosed in which a CG model of a 3D face image is generated from collected 2D face images and CG parameters are manipulated to generate a larger number of face images (see Patent Document 2). However, this method requires precise tuning of the CG parameters in order to generate a CG model of an appropriate face image.
In addition, a commonly used method in practice is to collect facial images using web scraping technology.
前記したように、顔画像を収集する手法は、その多くが人手を介するもので、手間がかかるという問題がある。たとえ、特許文献2に記載の発明のように、顔画像を生成する手法を用いても、その生成手法は、CGパラメータを精密にチューニングしなければならず、手間がかかるという問題は残ったままである。
また、従来の手法は、顔画像を収集する手法であって、収集した顔画像を顔認識用の学習データとするためには、人物名等のメタデータを付与する必要がある。
As mentioned above, most of the methods for collecting face images involve manual labor, which is a problem. Even if a method for generating face images is used, such as the invention described in Patent Document 2, the generation method requires precise tuning of CG parameters, which still leaves the problem of being time-consuming.
Furthermore, conventional methods are methods for collecting face images, and in order to use the collected face images as learning data for face recognition, it is necessary to add metadata such as person names to the collected face images.
しかし、従来の手法は、このようなメタデータの付与については、顔画像を収集した後、人手を介して行う必要があり、手間がかかり非効率であるという問題がある。
さらに、顔認識技術において、顔認識結果を多角的に利用するためには、顔画像にその人物が属するカテゴリ情報が関連付けられていることが望ましい。
However, conventional methods have the problem that adding such metadata must be done manually after collecting face images, which is time-consuming and inefficient.
Furthermore, in face recognition technology, in order to utilize face recognition results from multiple angles, it is desirable that face images be associated with category information to which the person belongs.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、人の手間をかけずに、顔画像を収集して、メタデータを付与した顔認識用の学習データから、映像内に映った人物の顔を認識する顔認識装置およびそのプログラムを提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a face recognition device and a program therefor that can recognize the faces of people captured in video footage by collecting face images and using face recognition training data with metadata attached, without any manual effort.
前記課題を解決するため、本発明に係る顔認識装置は、キーワードと階層化されたカテゴリとを対応付けたデータセットから人物名のキーワードを抽出する人物キーワード抽出手段と、前記データセットから人物を特定するキーワードに対応する階層化された前記カテゴリをカテゴリ情報として抽出するカテゴリ情報抽出手段と、前記人物を特定するキーワードに関連する文書を収集する収集手段と、前記文書に含まれる画像から顔認識により顔画像を抽出する顔画像抽出手段と、前記顔画像から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、前記特徴量を抽出した顔画像を含む前記文書に基づいて、前記特徴量と前記キーワードで特定された人物との関連度を前記特徴量に対応付けて設定する関連度設定手段と、前記顔画像の特徴量をクラスタリングするクラスタリング手段と、クラスタリングされた各クラスに属する特徴量に設定された前記関連度に基づいて、前記各クラスが前記特定された人物に対応するクラスか否かを判定する判定手段と、前記人物を特定するキーワードごとに、前記特定された人物に対応すると判定されたクラスに属する特徴量と、前記カテゴリ情報とを統合して顔認識用学習データを生成するデータ統合手段と、前記顔認識用学習データを記憶する顔認識用学習データ記憶手段と、映像に映る顔を検出し、顔画像を抽出する顔検出手段と、前記顔検出手段で抽出された顔画像から特徴量を抽出する第2特徴量抽出手段と、前記顔認識用学習データにおいて、指定されたカテゴリ情報に対応する顔画像の特徴量と、前記第2特徴量抽出手段で抽出された特徴量との類似度を算出する類似度算出手段と、前記類似度が予め定めた閾値よりも大きい特徴量に対応する人物名を認識結果とする人物特定手段と、を備える構成とした。 In order to solve the above problems, the face recognition device of the present invention includes a person keyword extraction means for extracting keywords of person names from a data set in which keywords are associated with hierarchical categories, a category information extraction means for extracting the hierarchical categories corresponding to the keywords that identify people from the data set as category information, a collection means for collecting documents related to the keywords that identify the people, a face image extraction means for extracting face images from images included in the documents by face recognition, a feature extraction means for extracting features from the face images, a relevance setting means for setting a relevance between the features and the people identified by the keywords in association with the features based on the documents including the face images from which the features have been extracted, a clustering means for clustering the features of the face images, and a relevance setting means for setting a relevance between the features and the people identified by the keywords in association with the features. a data integration means for integrating, for each keyword that identifies the person, features belonging to the class determined to correspond to the identified person with the category information to generate face recognition learning data; a face recognition learning data storage means for storing the face recognition learning data; a face detection means for detecting faces shown in a video and extracting face images; a second feature extraction means for extracting features from the face images extracted by the face detection means ; a similarity calculation means for calculating a similarity between a feature of a face image corresponding to specified category information in the face recognition learning data and the feature extracted by the second feature extraction means; and a person identification means for recognizing, as a recognition result, a person name corresponding to a feature whose similarity is greater than a predetermined threshold .
顔認識装置は、コンピュータを、前記した各手段として機能させるための顔認識プログラムで動作させることができる。 The face recognition device can be operated by a face recognition program that causes a computer to function as each of the above-mentioned means.
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
本発明の顔認識装置によれば、カテゴリを指定して顔認識を行うことができるため、精度の高い顔認識を行うことができる。
The present invention provides the following excellent effects.
According to the face recognition device of the present invention, face recognition can be performed by specifying a category, so that highly accurate face recognition can be performed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[顔認識用学習データ生成装置の構成]
最初に、図1を参照して、本発明の実施形態に係る顔認識用学習データ生成装置1の構成について説明する。
顔認識用学習データ生成装置1は、顔認識用学習データを生成するものである。
図1に示すように、顔認識用学習データ生成装置1は、データ解析手段10と、顔画像収集手段11と、人物KW対応判定手段12と、データ統合手段13と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of the face recognition learning data generation device]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of a face recognition learning data generating device 1 according to an embodiment of the present invention will be described.
The face recognition learning data generating device 1 generates face recognition learning data.
As shown in FIG. 1, the face recognition learning data generating device 1 includes a data analysis means 10, a face image collection means 11, a person-KW correspondence determination means 12, and a data integration means 13.
データ解析手段10は、データセットを解析し、人物名を含んだキーワードの中から、人物名のキーワード(以下、人物KW)と、人物が属するカテゴリ(属性)のキーワード(以下、カテゴリKW)とを抽出するものである。 The data analysis means 10 analyzes the dataset and extracts person name keywords (hereinafter referred to as person KWs) and keywords for categories (attributes) to which the person belongs (hereinafter referred to as category KWs) from keywords containing person names.
データセットは、人物名を含むキーワードと階層化されたカテゴリとを対応付けた大規模データである。なお、データ構造が既知であれば、どのようなデータセットを用いてもよいが、ここでは、一例としてウィキペディアのデータを用いて説明する。
まず、図2~図4を参照して、データセットのデータ構造の例について説明する。
The dataset is a large-scale data set that associates keywords, including people's names, with hierarchical categories. Note that any dataset can be used as long as the data structure is known, but here we will use Wikipedia data as an example.
First, an example of the data structure of a data set will be described with reference to FIGS.
図2は、データセットのデータ構造のうち、ID(識別子)とキーワードとの対応関係の例を示すキーワードテーブルTkのデータ構造図である。IDは、キーワードに個別に付された数字等の識別子である。キーワードは、人物名を含む種々の見出し語の文字列であって、ウィキペディアのページ見出し語である。図2の例では、キーワード「日本の政治家」にID「id1」、キーワード「〇〇太郎」にID「id6」等が対応付けられている。
これによって、人物名を含む種々のキーワードは、IDによって一意に特定されることになる。
FIG. 2 is a data structure diagram of a keyword table Tk showing an example of the correspondence between IDs (identifiers) and keywords in the data structure of a data set. An ID is an identifier such as a number assigned individually to a keyword. A keyword is a string of various headwords including people's names, and is a Wikipedia page headword. In the example of FIG. 2, the keyword "Japanese politician" is associated with ID "id 1 ", the keyword "Taro X ", and so on.
As a result, various keywords including people's names are uniquely identified by the ID.
図3は、データセットのデータ構造のうち、ID(識別子)とカテゴリIDとの対応関係の例を示すカテゴリテーブルTcのデータ構造図である。カテゴリIDは、キーワードが属するカテゴリのIDを羅列したものである。図3の例では、ID「id6」に、カテゴリIDとして、ID「id1,id2,id3,id4,…,id8,…」が対応付けられている。これは、ID「id6」に対応するキーワード「〇〇太郎」が、ID「id1」に対応するキーワード(カテゴリKW)「日本の政治家」、ID「id2」に対応するキーワード(カテゴリKW)「各都道府県の政治家」等に属することを意味している。
これによって、キーワードが、どのカテゴリに属するかが特定されることになる。
FIG. 3 is a data structure diagram of a category table Tc showing an example of the correspondence between IDs (identifiers) and category IDs in the data structure of a data set. The category IDs are a list of IDs of categories to which keywords belong. In the example of FIG. 3, the category IDs "id 1 , id 2 , id 3 , id 4 , ..., id 8 , ..." are associated with the ID "id 6. " This means that the keyword "Taro X" corresponding to the ID "id 6 " belongs to the keyword (category KW) "Japanese politicians" corresponding to the ID "id 1 ," the keyword (category KW) "politicians of each prefecture" corresponding to the ID "id 2 ," etc.
This identifies which category the keyword belongs to.
図4は、データセットのデータ構造のうち、カテゴリKWのID(識別子)と上位階層IDとの対応関係の例を示す階層テーブルTuのデータ構造図である。上位階層IDは、あるIDに対して階層構造として上位の階層のIDを羅列したものである。図4の例では、ID「id4」に、上位階層IDとして、ID「id1,id2,id3」が対応付けられている。これは、ID「id4」に対応するカテゴリKW「東京都選出の国会議員」に対して、ID「id1」に対応するキーワード「日本の政治家」、ID「id2」に対応するキーワード「各都道府県の政治家」、ID「id3」に対応するキーワード「東京都の政治家」がカテゴリとして上位階層であることを意味している。
これによって、キーワードを階層化することができる。
なお、データセットをウィキペディアのデータとした場合、IDに、キーワードを説明する説明文が対応付けられたテーブル等がさらに存在するが、ここでは図示を省略する。
FIG. 4 is a data structure diagram of a hierarchical table Tu showing an example of the correspondence between IDs (identifiers) of category keywords and upper-level IDs in the data structure of a dataset. Upper-level IDs are a hierarchical list of IDs in the upper level for a certain ID. In the example of FIG. 4, IDs "id 1 , id 2 , id 3 " are associated with ID "id 4 " as upper-level IDs. This means that for the category keyword "Diet members elected from Tokyo" corresponding to ID "id 4 ," the keyword "Japanese politicians" corresponding to ID "id 1 ," the keyword "politicians from each prefecture" corresponding to ID "id 2 ," and the keyword "Tokyo politicians" corresponding to ID "id 3 " are in the upper level as categories.
This allows the keywords to be organized into a hierarchy.
If the dataset is Wikipedia data, there will be a table in which IDs are associated with explanatory text that explains the keywords, but this will not be shown here.
図1に戻って、顔認識用学習データ生成装置1の構成について説明を続ける。
データ解析手段10は、カテゴリ階層化手段100と、人物KW抽出手段101と、カテゴリ情報抽出手段102と、を備える。
Returning to FIG. 1, the configuration of the face recognition learning data generation device 1 will be further described.
The data analysis means 10 includes a category hierarchy means 100, a person KW extraction means 101, and a category information extraction means 102.
カテゴリ階層化手段100は、データセットから、カテゴリIDと、カテゴリを階層化した位置情報とを対応付けて、カテゴリ階層情報を生成するものである。
具体的には、カテゴリ階層化手段100は、図4の階層テーブルTuを参照して、ID(識別子)ごとに、順次、再帰的に上位階層IDを対応付けることで、図5に示すような木構造グラフを生成する。ここでは、カテゴリKW「日本の政治家」を最上位の階層とした木構造の例で説明する。
なお、ウィキペディアにおいて、カテゴリの上位下位関係は、有向非巡回型の構成となっており、再帰処理において、同じカテゴリKWが出現する可能性があるため、予め最大再帰回数を定めて処理を中止させることとする。
The category hierarchy means 100 generates category hierarchy information by associating category IDs with position information representing hierarchical categories from the data set.
Specifically, the category layering means 100 refers to the layer table Tu in Fig. 4 and sequentially associates each ID (identifier) with a higher layer ID in a recursive manner, thereby generating a tree structure graph as shown in Fig. 5. Here, an example of a tree structure in which the category keyword "Japanese politicians" is at the top layer will be described.
In addition, in Wikipedia, the hierarchy of categories is a directed acyclic structure, and since there is a possibility that the same category keyword will appear in the recursive process, the maximum number of recursions is set in advance and the process is stopped.
そして、カテゴリ階層化手段100は、カテゴリKWのIDと、木構造グラフで構成された各カテゴリKWの位置情報とを対応付けてカテゴリ階層情報を生成する。この位置情報は、木構造グラフにおけるノード(カテゴリKWに対応)の位置を示す情報であって、例えば、タプル形式で表現することができる。タプル形式の位置情報は、数値列の順に各数値が、木構造グラフの階層ごとに辿るノードの位置を表している。 The category hierarchy means 100 then generates category hierarchy information by associating the IDs of category keywords with the position information of each category keyword configured in a tree-structured graph. This position information indicates the position of a node (corresponding to a category keyword) in the tree-structured graph, and can be expressed, for example, in tuple format. In tuple-format position information, each number in the order of the numeric sequence represents the position of a node traversed at each level in the tree-structured graph.
例えば、あるノードの位置情報が(0,2,25,11,2)とする。各数値は、最上位の層から順に、親ノードにおいて左から何番目の子ノードであるかを示す。なお、位置情報の1番左の値は、最上位(第1階層)のノード(ルートノード)を示すため‘0’とする。位置情報の2番目の数値‘2’は、ルートノードの1つ下の階層(第2階層)で親ノードの左から2個目の子ノードを示す。
例えば、図5において、id1のカテゴリKW「日本の政治家」の位置情報は(0)、id3のカテゴリKW「東京都の政治家」の位置情報は(0,1,1)となる。
カテゴリ階層化手段100は、生成したカテゴリ階層情報(IDおよび位置情報)をカテゴリ情報抽出手段102に出力する。
For example, suppose the position information of a certain node is (0, 2, 25, 11, 2). Each value indicates the position of the child node from the left of the parent node, starting from the top layer. The leftmost value in the position information is '0' to indicate the topmost (first layer) node (root node). The second value in the position information, '2', indicates the second child node from the left of the parent node in the layer (second layer) below the root node.
For example, in FIG. 5, the location information of the category keyword "Japanese politicians" of id 1 is (0), and the location information of the category keyword "Tokyo politicians" of id 3 is (0, 1, 1).
The category hierarchy unit 100 outputs the generated category hierarchy information (ID and location information) to the category information extraction unit 102 .
人物KW抽出手段(人物キーワード抽出手段)101は、データセットから人物名のキーワード(人物KW)を抽出するものである。ここでは、人物KW抽出手段101は、データセットから、人物を同定する予め定めた文字列を含むカテゴリに対応するキーワードを、人物KWとして抽出する。
具体的には、人物KW抽出手段101は、予め定めた「年生」、「年没」、「存命人物」といった人物と同定可能な語句が含まれているキーワードを探索し、そのキーワードに対応するIDをカテゴリIDとして含むキーワードを、人物KWとして抽出する。
The person KW extraction means (person keyword extraction means) 101 extracts person name keywords (person KWs) from the dataset. Here, the person KW extraction means 101 extracts keywords corresponding to categories including predetermined character strings that identify people from the dataset as person KWs.
Specifically, the person KW extraction means 101 searches for keywords containing predetermined words that can be used to identify a person, such as "year of birth,""year of death," and "living person," and extracts keywords that contain the ID corresponding to the keyword as a category ID as person KW.
例えば、人物KW抽出手段101は、図2のキーワードテーブルTkにおいて、キーワードで語句「年生」等を含んだIDを探索する。そして、人物KW抽出手段101は、図3のカテゴリテーブルTcにおいて、探索したID(ここでは、id8)をカテゴリIDとして含むIDをさらに探索する。そして、人物KW抽出手段101は、図2のキーワードテーブルTkにおいて、探索したID(ここでは、id6)に対応する「〇〇太郎」を、人物KWとして抽出する。
なお、ウィキペディアにおいて、「年生」、「年没」、「存命人物」のいずれかの語句をカテゴリに含むキーワードが人物KWであると同定する処理は、実験的に100%の精度であることが確認されている。
For example, the person KW extraction means 101 searches for IDs containing the keyword phrase "grade" in the keyword table Tk of Fig. 2. Then, the person KW extraction means 101 further searches for IDs containing the searched ID (id 8 in this case) as a category ID in the category table Tc of Fig. 3. Then, the person KW extraction means 101 extracts "XXXX Taro" corresponding to the searched ID (id 6 in this case) as a person KW in the keyword table Tk of Fig. 2.
In addition, in Wikipedia, the process of identifying keywords that include in the category any of the phrases "year of birth,""year of death," and "living person" as person KWs has been experimentally confirmed to be 100% accurate.
もちろん、データセットの人物のキーワードとして、人物名に人物を特定する語句そのものを含んだキーワードを用いてもよい。例えば、「〇〇太郎(人物)」のように、予め定めた語句「人物」を含ませたキーワードとする。この場合、人物KW抽出手段101は、キーワードテーブルTkにおいて、語句「人物」を含んだキーワードを人物KWとして抽出すればよい。
人物KW抽出手段101は、抽出した人物KWを、カテゴリ情報抽出手段102と、顔画像収集手段11とに出力する。
Of course, keywords for people in a data set may also be keywords that include a phrase that identifies the person in the person's name. For example, a keyword that includes the predetermined phrase "person" such as "Taro X (person)" may be used. In this case, the person KW extraction means 101 may extract keywords that include the phrase "person" from the keyword table Tk as person KWs.
The person KW extraction means 101 outputs the extracted person KW to the category information extraction means 102 and the face image collection means 11 .
カテゴリ情報抽出手段102は、カテゴリ階層化手段100で階層化されたカテゴリ階層情報に基づいて、データセットから人物名のキーワードに対応する階層化されたカテゴリをカテゴリ情報として抽出するものである。
このカテゴリ情報抽出手段102は、カテゴリ階層情報から、人物KW抽出手段101で抽出された人物KWに対応するカテゴリIDを基準として、木構造の上位のIDを遡って抽出する。そして、カテゴリ情報抽出手段102は、基準のカテゴリIDおよび上位のカテゴリIDに対応するキーワードを、カテゴリ情報として生成する。
The category information extraction means 102 extracts, as category information, hierarchical categories corresponding to keywords of person names from the data set based on the category hierarchical information hierarchized by the category hierarchization means 100 .
The category information extraction means 102 extracts higher-level IDs in the tree structure from the category hierarchy information, based on the category ID corresponding to the person KW extracted by the person KW extraction means 101. Then, the category information extraction means 102 generates keywords corresponding to the reference category ID and the higher-level category ID as category information.
例えば、カテゴリテーブルTc(図3)において、ある人物KW「△△花子」にカテゴリIDとして「id5」しか設定されていなかった場合でも、カテゴリ情報抽出手段102は、図6に示すように、ID「id5」と、カテゴリ階層情報で上位に階層化されているID「id1,id2,id3,id4」とに対応するキーワードを、カテゴリ情報として生成する。
これによって、カテゴリ情報抽出手段102は、人物KWに対して直接対応するカテゴリKW以外に、階層構造の上位のカテゴリKWも、人物KWに対応付けることができる。
カテゴリ情報抽出手段102は、人物KWとカテゴリ情報とを対応付けて、データ統合手段13に出力する。
For example, even if only "id 5 " is set as the category ID for a certain person KW "△△Hanako" in the category table Tc (Figure 3), the category information extraction means 102 generates, as category information, keywords corresponding to the ID "id 5 " and the IDs "id 1 , id 2 , id 3 , id 4 " that are hierarchically ranked higher in the category hierarchy information, as shown in Figure 6.
This allows the category information extraction means 102 to associate not only category keywords directly corresponding to person keywords but also category keywords higher in the hierarchical structure with person keywords.
The category information extraction means 102 associates the person KW with the category information and outputs it to the data integration means 13 .
なお、カテゴリ情報の各キーワードには、木構造の位置情報を付加してもよい。これによって、生成する顔認識用学習データにおいて、学習データを階層化してデータベースを構築することが可能になる。 Note that tree-structured location information may be added to each keyword in the category information. This makes it possible to create a hierarchical database of face recognition training data.
顔画像収集手段11は、人物KWに対応する顔画像を収集するものである。
顔画像収集手段11は、Web検索手段110と、顔画像抽出手段111と、を備える。
The face image collecting means 11 collects face images corresponding to person KW.
The facial image collecting means 11 includes a web search means 110 and a facial image extracting means 111 .
Web検索手段110は、ネットワーク(インターネット)N上で文書を公開、閲覧するシステムであるWeb上で、人物名のキーワードに関連する文書(Web文書)を検索して収集するものである。
Web検索手段110は、ネットワークNを介して、一般的な検索エンジンによって、WebサーバSから、データ解析手段10の人物KW抽出手段101で抽出された人物KWに関連するWeb文書を検索し、収集する。なお、検索エンジンによる人物KWの検索は、一般的なWebスクレイピング(Web scraping)の技術を用いればよい。
このWeb検索手段110によって収集されるWeb文書には、人物KWの顔を含んだ画像、顔以外の画像、テキストデータ等が含まれている。
Web検索手段110は、収集したWeb文書を顔画像抽出手段111に出力する。
The Web search means 110 searches for and collects documents (Web documents) related to keywords of people's names on the Web, which is a system for publishing and viewing documents on a network (Internet) N.
The web search means 110 uses a general search engine via the network N to search and collect web documents related to the person keywords extracted by the person keyword extraction means 101 of the data analysis means 10 from the web server S. Note that the search for person keywords using a search engine can be performed using general web scraping technology.
The web documents collected by the web search means 110 include images including the face of the person KW, images other than the face, text data, and the like.
The web search means 110 outputs the collected web documents to the face image extraction means 111 .
顔画像抽出手段111は、Web検索手段110で収集されたWeb文書に含まれる画像から、顔認識により顔画像を抽出するものである。
顔画像抽出手段111は、一般的な顔認識処理によって、Web文書に含まれる画像において顔を検出し、一人の顔が写っている画像のみを抽出する。
顔画像抽出手段111は、人物KWとともに、抽出した顔画像と顔画像を抽出したWeb文書とを人物KW対応判定手段12に出力する。
The facial image extraction means 111 extracts facial images from images contained in the web documents collected by the web search means 110 by facial recognition.
The face image extraction means 111 detects faces in images contained in a Web document by using a general face recognition process, and extracts only images that show one face.
The facial image extraction means 111 outputs the extracted facial image and the Web document from which the facial image was extracted, together with the person KW, to the person KW correspondence determination means 12 .
人物KW対応判定手段(人物キーワード対応判定手段)12は、顔画像収集手段11で収集した顔画像が、人物KWの人物の顔画像であるか否かを判定するものである。
人物KW対応判定手段12は、特徴量抽出手段120と、クラスタリング手段121と、関連度設定手段122と、判定手段123と、を備える。
The person keyword correspondence determination means (person keyword correspondence determination means) 12 determines whether or not the face image collected by the face image collection means 11 is a face image of a person of the person keyword.
The person KW correspondence determination means 12 includes a feature extraction means 120 , a clustering means 121 , a relevance setting means 122 , and a determination means 123 .
特徴量抽出手段120は、顔画像収集手段11で収集された顔画像から特徴量(顔特徴量)を抽出するものである。
例えば、特徴量抽出手段120は、図7に示すような複数の畳み込み層CL(CL1,CL2,…)を備えた、予め学習した畳み込みニューラルネットワークNNを用いて、顔画像Iに対して複数の畳み込み演算を行うことで、顔特徴量Fを抽出する。この顔特徴量Fは、例えば500程度の次元数である。
この畳み込みニューラルネットワークNNは、例えば、VGG(Visual Geometry Group)19等の一般的な物体認識ネットワークの特徴抽出部分のネットワークを用いることができる。
特徴量抽出手段120は、人物KWに対応する複数の顔画像から抽出した顔特徴量{f1,f2,…,fn}(nは顔画像の数)を、人物KWごとにクラスタリング手段121に出力する。
The feature extraction means 120 extracts features (face feature amounts) from the face images collected by the face image collection means 11 .
For example, the feature extraction means 120 extracts facial feature values F by performing multiple convolution operations on a facial image I using a pre-trained convolutional neural network NN equipped with multiple convolution layers CL (CL 1 , CL 2 , ...) as shown in Fig. 7. This facial feature value F has a dimensionality of, for example, about 500.
This convolutional neural network NN can use, for example, a network for extracting features from a general object recognition network such as VGG (Visual Geometry Group) 19.
The feature extraction means 120 outputs facial feature amounts {f 1 , f 2 , . . . , f n } (n is the number of facial images) extracted from a plurality of facial images corresponding to a person keyword to the clustering means 121 for each person keyword.
クラスタリング手段121は、特徴量抽出手段120で抽出された顔特徴量をクラスタリングするものである。
このクラスタリング手段121におけるクラスタリングの手法は、一般的な手法を用いればよい。例えば、クラスタリング手段121は、クラス数も同時に求めることができるDBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)法を用いて、顔画像の数の顔特徴量{f1,f2,…,fn}をクラスタリングする。
The clustering means 121 clusters the facial feature amounts extracted by the feature amount extraction means 120 .
A general method may be used as the clustering method in the clustering means 121. For example, the clustering means 121 uses the DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) method, which can also determine the number of classes, to cluster the facial feature amounts {f 1 , f 2 , ..., f n } of the number of face images.
図8に、クラスタリング手段121によって、クラスタリングされた顔特徴量の概念を示す。図8は、顔特徴量{f1,f2,…,f9}が、3つのクラス(C1,C2,C3)に分類され、クラスC1に顔特徴量{f1,f4,f5,f9}、クラスC2に顔特徴量{f6,f8}、クラスC3に顔特徴量{f2,f3,f7}が分類された状態を示している。
これによって、クラスタリング手段121は、複数の顔特徴量を、人物KWに対応する人物のグループやそれ以外のグループ、あるいは、同じ人物KWに対応する人物であっても、正面を向いた顔、横を向いた顔等、複数のグループに分けることができる。
クラスタリング手段121は、クラスタリング結果を判定手段123に出力する。
Fig. 8 shows the concept of facial features clustered by the clustering means 121. Fig. 8 shows a state in which facial features { f1 , f2 , ..., f9 } are classified into three classes ( C1 , C2 , C3 ), with facial features { f1 , f4 , f5 , f9 } classified into class C1 , facial features { f6 , f8 } classified into class C2 , and facial features { f2 , f3 , f7 } classified into class C3 .
This allows the clustering means 121 to divide multiple facial features into multiple groups, such as a group of people corresponding to the person KW and other groups, or even if the people correspond to the same person KW, groups of faces facing forward and faces facing sideways, etc.
The clustering means 121 outputs the clustering result to the determining means 123 .
関連度設定手段122は、顔特徴量を抽出した顔画像を含むWeb文書に基づいて、顔特徴量と人物名との関連の度合いを示す関連度を顔特徴量に対応付けて設定するものである。
この関連度設定手段122は、予め定めた判定基準に基づいて、関連度を設定する。ここでは、関連度設定手段122は、判定基準に基づいて、予め定めた初期値(例えば、“0”)の関連度に対して、関連度を増加させる。
The relevance setting means 122 sets a relevance indicating the degree of relevance between the facial feature and a person's name in association with the facial feature, based on a Web document including a face image from which the facial feature has been extracted.
The relevance setting unit 122 sets the relevance based on a predetermined criterion. Here, the relevance setting unit 122 increases the relevance based on the criterion from a predetermined initial value (e.g., "0").
例えば、関連度設定手段122は、顔画像を抽出したWeb文書が人物KWを見出し語とするウィキペディア文書である場合、関連度に予め定めた数を加算する。
また、例えば、関連度設定手段122は、Web文書内の画像を示すタグに人物KWの記述がある場合、関連度に予め定めた数を加算する。
また、例えば、関連度設定手段122は、Web文書と、データセットに含まれている人物KWを説明する説明文とが類似する場合、関連度に予め定めた数を加算する。この類似は、例えば、Web文書と説明文とで共通する単語の数が予め定めた数よりも多い場合、Web文書および説明文の全単語数に対する共通する単語の数の割合が予め定めた割合よりも多い場合等で判定することができる。
また、Web文書がウィキペディアのように予めカテゴライズされている場合、人物KWのカテゴリ情報との重なり具合を求めて関連度に加算することで関連度を更新することも可能である。
以上の関連度計算では、関連度を計算する要素である文章中の単語や画像特徴量をWORD2VEC、PCA(Principal Component Analysis)等で共通の次元空間にベクトル変換してコサイン類似度等の類似度計算処理を施して求めることも可能である。
関連度設定手段122は、人物KWに対応する複数の顔特徴量に設定した関連度W{w1,w2,…,wn}(nは顔画像の数)を、人物KWごとに判定手段123に出力する。
For example, if the web document from which the face image has been extracted is a Wikipedia document that uses a person keyword as an entry word, the relevance setting unit 122 adds a predetermined number to the relevance.
Furthermore, for example, when a tag indicating an image in a Web document contains a description of a person keyword, the relevance setting unit 122 adds a predetermined number to the relevance.
Furthermore, for example, when a web document and a description that explains a person keyword included in the data set are similar, the relevance setting unit 122 adds a predetermined number to the relevance. This similarity can be determined, for example, when the number of words common to the web document and the description is greater than a predetermined number, or when the ratio of the number of common words to the total number of words in the web document and the description is greater than a predetermined ratio.
Furthermore, when web documents are categorized in advance, such as in Wikipedia, it is possible to update the relevance by calculating the degree of overlap with the category information of the person keyword and adding it to the relevance.
In the above relevance calculation, it is also possible to obtain the relevance by vector converting the words and image features in the text, which are the elements for calculating the relevance, into a common dimensional space using WORD2VEC, PCA (Principal Component Analysis), etc., and then performing a similarity calculation process such as cosine similarity.
The relevance setting means 122 outputs the relevance W{w 1 , w 2 , . . . , w n } (n is the number of face images) set for a plurality of facial feature amounts corresponding to the person KW to the determination means 123 for each person KW.
判定手段123は、クラスタリング手段121でクラスタリングされた各クラスに属する顔特徴量に設定された関連度に基づいて、各クラスが人物名に対応するクラスか否かを判定するものである。
この判定手段123は、クラスタリングされたクラスごとに、当該クラスに属する顔特徴量に対して、関連度設定手段122で設定された関連度の総和を算出し、その総和が予め定めた基準を満たすクラスを、人物KWに対応するクラスであると判定する。
The determining means 123 determines whether each class corresponds to a person's name based on the relevance set for the facial feature amounts belonging to each class clustered by the clustering means 121 .
This determination means 123 calculates the sum of the relevance set by the relevance setting means 122 for the facial features belonging to each clustered class, and determines that the class whose sum satisfies a predetermined criterion is the class corresponding to the person KW.
例えば、ある人物KWにおけるクラスタリング結果が、図8に示した状態であったとする。また、顔特徴量{f1,f2,…,f9}に設定された人物KWの関連度が{w1,w2,…,w9}であったとする。この場合、判定手段123は、クラスC1の関連度の総和W1をw1+w4+w5+w9とし、クラスC2の関連度の総和W2をw6+w8とし、クラスC3の関連度の総和W3をw2+w3+w7として算出する。 For example, suppose the clustering result for a certain person KW is as shown in Fig. 8. Also, suppose the relevance of the person KW set to the facial feature amount { f1 , f2 , ..., f9 } is { w1 , w2 , ..., w9 }. In this case, the determination means 123 calculates the sum W1 of the relevance of class C1 as w1 + w4 + w5 + w9 , the sum W2 of the relevance of class C2 as w6 + w8 , and the sum W3 of the relevance of class C3 as w2 + w3 + w7 .
また、判定手段123は、判定基準として、例えば、クラスごとの関連度の総和が、予め定めた閾値を超えたか否か、あるいは、クラスごとの関連度の総和が他のクラスの総和よりも予め定めた閾値よりも差が大きいか否か等によって、各クラスが人物KWに対応するクラスであるか否かを判定する。
判定手段123は、人物KWと、人物KWのクラスと判定された顔特徴量とを対応付けて、データ統合手段13に出力する。
In addition, the determination means 123 determines whether each class corresponds to a person KW based on, for example, whether the sum of the relevance degrees for each class exceeds a predetermined threshold, or whether the difference between the sum of the relevance degrees for each class and the sums of the other classes is greater than a predetermined threshold.
The determination means 123 associates the person KW with the face feature determined to be the class of the person KW, and outputs the result to the data integration means 13 .
データ統合手段13は、データ解析手段10で生成された人物KWに対応するカテゴリ情報と、人物KW対応判定手段12で人物KWに対応すると判定された顔特徴量とを統合して、顔認識用学習データを生成するものである。
このデータ統合手段13は、図9に示すように、人物KWごとに、顔特徴量Fとカテゴリ情報CIとを連結することで、顔認識用学習データを生成する。なお、カテゴリ情報CIの各キーワードには、木構造の位置情報を付加してもよい。
また、データ統合手段13は、顔特徴量に代えて、あるいは、顔特徴量とともに、顔特徴量を抽出した顔画像を顔認識用学習データに付加することとしてもよい。
The data integration means 13 integrates category information corresponding to the person KW generated by the data analysis means 10 with facial features determined to correspond to the person KW by the person KW correspondence determination means 12, to generate learning data for face recognition.
9, the data integration means 13 generates face recognition learning data by linking the facial feature amount F and the category information CI for each person KW. Note that tree-structured position information may be added to each keyword in the category information CI.
Furthermore, the data integration means 13 may add a face image from which facial features have been extracted to the face recognition learning data in place of or together with the facial features.
以上説明したように構成することで、顔認識用学習データ生成装置1は、人の手間をかけずに、顔画像を収集して、人物KWやカテゴリ情報を付加した顔認識用の学習データを生成することができる。
また、顔認識用学習データ生成装置1は、多岐にわたるカテゴリの顔画像を収集するとともに、階層化されたカテゴリの顔画像を収集することができる。これによって、顔認識用学習データ生成装置1は、網羅的かつ組織的に体系付けられた学習データを生成することができる。
なお、顔認識用学習データ生成装置1は、コンピュータを前記した各手段として機能させるためのプログラム(顔認識用学習データ生成プログラム)で動作させることができる。
By configuring as described above, the face recognition learning data generation device 1 can collect face images without any human effort and generate learning data for face recognition with person KW and category information added.
Furthermore, the face recognition training data generation device 1 can collect face images in a wide variety of categories, as well as in hierarchical categories, thereby enabling the face recognition training data generation device 1 to generate comprehensive and systematically organized training data.
The face recognition learning data generation device 1 can be operated by a program (face recognition learning data generation program) that causes a computer to function as each of the above-mentioned means.
[顔認識用学習データ生成装置の動作]
次に、図10を参照(構成については、適宜図1参照)して、本発明の実施形態に係る顔認識用学習データ生成装置1の動作について説明する。
ステップS1において、データ解析手段10のカテゴリ階層化手段100は、データセットを解析し、カテゴリを階層化する。ここでは、カテゴリ階層化手段100は、階層テーブルTu(図4)を参照して、ID(識別子)ごとに、順次、再帰的に上位階層IDを対応付けることで、カテゴリを階層化し、IDおよび位置情報を木構造グラフのノードに対応付けたカテゴリ階層情報(図5)を生成する。
[Operation of the face recognition learning data generation device]
Next, with reference to FIG. 10 (for the configuration, refer to FIG. 1 as appropriate), the operation of the face recognition learning data generation device 1 according to an embodiment of the present invention will be described.
In step S1, the category layering means 100 of the data analysis means 10 analyzes the data set and layers the categories. Here, the category layering means 100 refers to a hierarchy table Tu (FIG. 4) and sequentially and recursively associates upper-level hierarchical IDs with each ID (identifier), thereby layering the categories and generating category hierarchy information (FIG. 5) in which IDs and position information are associated with nodes in a tree-structure graph.
ステップS2において、データ解析手段10の人物KW抽出手段101は、データセットを解析し、データセットのキーワードから、人物KWを抽出する。ここでは、人物KW抽出手段101は、キーワードテーブルTk(図2)において、「年生」、「年没」、「存命人物」のいずれかの語句を含んだIDがカテゴリテーブルTc(図3)に含まれているキーワードを、人物KWとして抽出する。 In step S2, the person KW extraction means 101 of the data analysis means 10 analyzes the dataset and extracts person KWs from the keywords in the dataset. Here, the person KW extraction means 101 extracts, as person KWs, keywords in the keyword table Tk (Figure 2) whose category table Tc (Figure 3) contains an ID that includes any of the phrases "year of birth," "year of death," or "living person."
ステップS3において、データ解析手段10のカテゴリ情報抽出手段102は、ステップS1で生成されたカテゴリ階層情報に基づいて、データセットから、ステップS2で抽出された人物KWに対応するカテゴリKWを抽出し、人物KWのカテゴリ情報(図6)を生成する。 In step S3, the category information extraction means 102 of the data analysis means 10 extracts category keywords corresponding to the person keywords extracted in step S2 from the dataset based on the category hierarchy information generated in step S1, and generates category information for the person keywords (Figure 6).
ステップS4において、顔画像収集手段11のWeb検索手段110は、ネットワークNを介して、WebサーバSから、ステップS2で抽出された人物KWに対応するWeb文書を収集する。ここでは、Web検索手段110は、人物KWによりWebスクレイピングによって、Web文書を収集する。 In step S4, the web search means 110 of the face image collection means 11 collects web documents corresponding to the person keywords extracted in step S2 from the web server S via the network N. Here, the web search means 110 collects web documents by web scraping using the person keywords.
ステップS5において、顔画像収集手段11の顔画像抽出手段111は、ステップS4で収集されたWeb文書に含まれる画像から、顔画像を抽出する。ここでは、顔画像抽出手段111は、顔認識によりWeb文書から顔を検出し、一人の顔が写っている画像のみを抽出する。 In step S5, the facial image extraction means 111 of the facial image collection means 11 extracts facial images from the images contained in the web documents collected in step S4. Here, the facial image extraction means 111 detects faces from the web documents using facial recognition and extracts only images that show one face.
ステップS6において、人物KW対応判定手段12の特徴量抽出手段120は、ステップS5で抽出された顔画像から、特徴量(顔特徴量)を抽出する。ここでは、特徴量抽出手段120は、予め学習した畳み込みニューラルネットワークを用いて、顔画像から顔特徴量を抽出する。
ステップS7において、人物KW対応判定手段12のクラスタリング手段121は、ステップS6で抽出された顔特徴量をクラスタリングする。
In step S6, the feature extraction means 120 of the person KW correspondence determination means 12 extracts features (facial feature amounts) from the facial image extracted in step S5. Here, the feature extraction means 120 extracts facial feature amounts from the facial image using a pre-trained convolutional neural network.
In step S7, the clustering means 121 of the person KW correspondence determination means 12 clusters the facial feature amounts extracted in step S6.
ステップS8において、人物KW対応判定手段12の関連度設定手段122は、ステップS6で抽出された顔特徴量と、人物KWとの関連度を設定する。例えば、関連度設定手段122は、Web文書が人物KWを見出し語とするウィキペディア文書である場合等、Web文書と人物KWとの関連が大きいほど、関連度の値を大きく設定する。 In step S8, the relevance setting means 122 of the person KW correspondence determination means 12 sets the relevance between the facial feature extracted in step S6 and the person KW. For example, if the web document is a Wikipedia document that uses the person KW as a headword, the relevance setting means 122 sets a higher relevance value the stronger the relevance between the web document and the person KW.
ステップS9において、人物KW対応判定手段12の判定手段123は、ステップS7でクラスタリングされたクラスごとに、ステップS8で設定された関連度に基づいて、当該クラスが人物KWに対応するクラスか否かを判定する。ここでは、判定手段123は、当該クラスに含まれる顔特徴量に対する関連度の総和を算出し、その関連度の総和が予め定めた閾値よりも大きいクラスを人物KWに対応するクラスと判定する。 In step S9, the determination means 123 of the person KW correspondence determination means 12 determines, for each class clustered in step S7, whether the class corresponds to a person KW based on the relevance set in step S8. Here, the determination means 123 calculates the sum of the relevance degrees for the facial features included in the class, and determines that a class whose sum of the relevance degrees is greater than a predetermined threshold is a class corresponding to a person KW.
ステップS10において、データ統合手段13は、人物KWごとに、ステップS3で人物KWに対応して生成されたカテゴリ情報と、ステップS9で人物KWのクラスと判定されたクラスに属する顔特徴量とを統合し、顔認識用学習データ(図9)を生成する。
以上の動作によって、顔認識用学習データ生成装置1は、人物KWに対応する顔画像を自動収集して、顔認識用学習データを生成することができる。
In step S10, the data integration means 13 integrates, for each person KW, the category information generated in step S3 corresponding to the person KW and the facial features belonging to the class determined in step S9 to be the class of the person KW, to generate learning data for face recognition (FIG. 9).
Through the above operations, the face recognition learning data generation device 1 can automatically collect face images corresponding to person KWs and generate face recognition learning data.
[顔認識装置の構成]
次に、図11を参照して、本発明の実施形態に係る顔認識装置2の構成について説明する。
顔認識装置2は、映像内に映った人物の顔を認識するものである。
図11に示すように、顔認識装置2は、顔認識用学習データ記憶手段20と、顔検出手段21と、特徴量抽出手段22と、類似度算出手段23と、人物特定手段24と、を備える。
[Configuration of face recognition device]
Next, the configuration of the face recognition device 2 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The face recognition device 2 recognizes the faces of people appearing in the video.
As shown in FIG. 11, the face recognition device 2 includes a face recognition learning data storage unit 20, a face detection unit 21, a feature extraction unit 22, a similarity calculation unit 23, and a person identification unit 24.
顔認識用学習データ記憶手段20は、顔認識用学習データを記憶するものであって、ハードディスク等の一般的な記憶媒体で構成することができる。
この顔認識用学習データ記憶手段20には、図1で説明した顔認識用学習データ生成装置1で生成された顔認識用学習データを予め記憶しておく。
顔認識用学習データは、図9に示したように、人物KWに顔特徴量Fとカテゴリ情報CIとを対応付けたデータベースである。
The face recognition learning data storage means 20 stores face recognition learning data, and can be configured as a general storage medium such as a hard disk.
The face recognition learning data storage means 20 stores in advance the face recognition learning data generated by the face recognition learning data generation device 1 described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9, the face recognition learning data is a database in which person KW is associated with face feature amounts F and category information CI.
顔検出手段21は、入力された映像に映る顔を検出するものである。この顔検出手段21は、一般的な顔認識処理によって、映像内の顔を認識する。
顔検出手段21は、検出した顔の領域(顔画像)を映像からフレームごとに抽出し、特徴量抽出手段22に出力する。
The face detection means 21 detects faces appearing in the input video image. The face detection means 21 recognizes faces in the video image by using a general face recognition process.
The face detection means 21 extracts the detected face area (face image) from the video for each frame and outputs it to the feature extraction means 22 .
特徴量抽出手段22は、顔検出手段21で検出された顔画像から顔特徴量を抽出するものである。この特徴量抽出手段22は、図1で説明した顔認識用学習データ生成装置1の特徴量抽出手段120と同じ手法で顔特徴量を抽出することとする。
特徴量抽出手段22は、抽出した1つまたは複数の顔特徴量を類似度算出手段23に出力する。
The feature extraction means 22 extracts facial features from the face image detected by the face detection means 21. The feature extraction means 22 extracts facial features using the same method as the feature extraction means 120 of the face recognition training data generation device 1 described in FIG.
The feature extraction means 22 outputs the extracted facial feature or features to the similarity calculation means 23 .
類似度算出手段23は、特徴量抽出手段22で抽出された顔特徴量と、顔認識用学習データ記憶手段20に記憶されている顔特徴量との類似の度合い(類似度)を算出するものである。
ここでは、類似度算出手段23は、顔認識用学習データ記憶手段20に記憶されている顔特徴量のうちで、外部から指定されたカテゴリ情報(キーワード)に該当する顔特徴量について類似度を算出する。
例えば、カテゴリ情報として、キーワード「東京都の政治家」が指定された場合、類似度算出手段23は、顔認識用学習データ記憶手段20に記憶されている顔認識用学習データのうちで、カテゴリ情報に「東京都の政治家」のキーワードを含む学習データの顔特徴量のみを類似度の算出対象とする。
The similarity calculation means 23 calculates the degree of similarity (similarity) between the facial features extracted by the feature extraction means 22 and the facial features stored in the face recognition learning data storage means 20.
Here, the similarity calculation means 23 calculates the similarity for facial features stored in the face recognition learning data storage means 20 that correspond to category information (keywords) specified from outside.
For example, if the keyword "politicians in Tokyo" is specified as category information, the similarity calculation means 23 will calculate the similarity only for the facial features of the learning data for face recognition stored in the face recognition learning data storage means 20, whose category information includes the keyword "politicians in Tokyo."
なお、類似度算出手段23における類似度の算出手法は、一般的な手法を用いればよく、例えば、特徴量抽出手段22で抽出された顔特徴量のベクトルと、顔認識用学習データ記憶手段20に記憶されている顔特徴量のベクトルとのコサイン類似度によって算出することができる。
類似度算出手段23は、算出した類似度と、類似度の算出に用いた顔認識用学習データの人物KWを人物特定手段24に出力する。
The similarity calculation method used by the similarity calculation means 23 may be a general method, and for example, the similarity may be calculated using the cosine similarity between the vector of facial features extracted by the feature extraction means 22 and the vector of facial features stored in the face recognition learning data storage means 20.
The similarity calculation means 23 outputs the calculated similarity and the person KW of the face recognition learning data used to calculate the similarity to the person identification means 24 .
人物特定手段24は、類似度算出手段23で算出された類似度に基づいて、人物を特定するものである。
この人物特定手段24は、類似度算出手段23で算出された類似度が予め定めた閾値よりも大きいものを抽出する。そして、人物特定手段24は、抽出した類似度をソートし、類似度が高い方から順に、類似度の算出に用いた顔認識用学習データの人物KWを認識結果として出力する。もちろん、簡易的に、最も類似度の高い人物KWのみを出力することとしてもよい。
The person identification means 24 identifies a person based on the similarity calculated by the similarity calculation means 23 .
The person identification means 24 extracts those whose similarities calculated by the similarity calculation means 23 are greater than a predetermined threshold. The person identification means 24 then sorts the extracted similarities and outputs, in descending order of similarity, the person KWs of the face recognition learning data used to calculate the similarities as recognition results. Of course, for simplicity, it is also possible to output only the person KW with the highest similarity.
なお、人物特定手段24は、人物KWに関連付けて、指定されたカテゴリ情報のキーワード、あるいは、顔認識用学習データ記憶手段20に記憶されている人物KWに対応付けられているすべてのカテゴリ情報のキーワードを出力することとしてもよい。
これによって、顔認識装置2で認識された人物KWに対して、カテゴリ情報に基づくメタデータを付加させることが可能になる。
また、顔認識用学習データ記憶手段20に記憶されている顔認識用学習データのカテゴリ情報に、木構造の位置情報が付加されている場合、人物特定手段24は、カテゴリ情報に加えて、位置情報を人物KWに関連付けて出力することとしてもよい。
In addition, the person identification means 24 may output keywords of the specified category information in association with the person KW, or keywords of all category information associated with the person KW stored in the face recognition learning data storage means 20.
This makes it possible to add metadata based on category information to a person KW recognized by the face recognition device 2.
In addition, if tree-structured location information is added to the category information of the face recognition learning data stored in the face recognition learning data storage means 20, the person identification means 24 may output the location information in addition to the category information in association with the person KW.
以上説明したように構成することで、顔認識装置2は、カテゴリ情報を指定して顔認識を行うことができ、顔認識の精度を高めることができる。
なお、顔認識装置2は、コンピュータを前記した各手段として機能させるためのプログラム(顔認識プログラム)で動作させることができる。
With the configuration described above, the face recognition device 2 can perform face recognition by specifying category information, thereby improving the accuracy of face recognition.
The face recognition device 2 can be operated by a program (face recognition program) that causes a computer to function as each of the above-mentioned means.
[顔認識装置の動作]
次に、図12を参照(構成については、適宜図11参照)して、本発明の実施形態に係る顔認識装置2の動作について説明する。なお、顔認識用学習データ記憶手段20には、顔認識用学習データ生成装置1(図1)で生成された顔認識用学習データが予め記憶されているものとする。
[Facial Recognition Device Operation]
Next, the operation of the face recognition device 2 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 12 (for the configuration, see Fig. 11 as appropriate). It is assumed that the face recognition learning data storage means 20 has previously stored therein face recognition learning data generated by the face recognition learning data generation device 1 (Fig. 1).
ステップS20において、顔検出手段21は、入力された映像に映る顔を検出する。このとき、顔検出手段21は、検出した顔の領域を顔画像として抽出する。
ステップS21において、特徴量抽出手段22は、ステップS20で検出した顔の領域(顔画像)から特徴量(顔特徴量)を抽出する。
In step S20, the face detection means 21 detects a face appearing in the input video, and extracts the area of the detected face as a face image.
In step S21, the feature extraction means 22 extracts features (face feature amounts) from the face area (face image) detected in step S20.
ステップS22において、類似度算出手段23は、ステップS21で抽出された顔特徴量と、顔認識用学習データ記憶手段20に記憶され、外部から指定されたカテゴリ情報(キーワード)に該当する顔特徴量との類似の度合い(類似度)を算出する。
ステップS23において、人物特定手段24は、ステップS22で算出された類似度に基づいて、人物を特定する。このとき、人物特定手段24は、類似度が予め定めた閾値よりも大きいものを抽出しソートを行い、類似度が高い人物KWから順に認識結果として出力する。
以上の動作によって、顔認識装置2は、カテゴリを限定して、映像から顔を認識することができる。
In step S22, the similarity calculation means 23 calculates the degree of similarity (similarity) between the facial features extracted in step S21 and the facial features stored in the face recognition learning data storage means 20 and corresponding to externally specified category information (keywords).
In step S23, the person identification means 24 identifies a person based on the similarity calculated in step S22. At this time, the person identification means 24 extracts and sorts person keywords whose similarity is greater than a predetermined threshold, and outputs the keyword keywords as recognition results in descending order of similarity.
Through the above operations, the face recognition device 2 can recognize faces from video by limiting the categories.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。
この実施形態では、データセットには人物名を含むキーワードがあり、人物名のキーワードを用いて対象人物を特定するものとして説明した。しかし、対象人物を特定できるものであれば、キーワードは人物名でなくてもかまわない。例えば、キーワードは人物を表す番号であってもよい。例えば、人物を特定できるマイナンバー等の指標である。また、データセットの文章自体が、個人を特定できないように人物名が別の指標に置き換えられていてもかまわない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment.
In this embodiment, the dataset contains keywords including person names, and the target person is identified using the person name keyword. However, the keyword does not have to be a person's name as long as it can identify the target person. For example, the keyword may be a number representing a person. For example, it may be an index such as a My Number that can identify a person. Furthermore, the text of the dataset itself may have person names replaced with other indexes so that individuals cannot be identified.
また、この実施形態では、顔画像を含む文書を、Web上で検索して収集するものとして説明した。しかし、顔画像を含む文書は、Web上で検索して収集するものに限らず、顔画像とその顔に関連する文書データが含まれていれば何でもかまわない。例えば、顔画像を含む文書は、予め蓄積媒体に保存された文書でもかまわないし、外部から文書を読み込む形態であってもかまわない。したがって、Web検索手段110は、Web上の検索に限定されず、収集手段として構成することができる。なお、ここでの文書は、テキスト、画像、音声を含むマルチメディア文書である。 Furthermore, in this embodiment, documents containing facial images are described as being searched and collected on the web. However, documents containing facial images are not limited to those searched and collected on the web, and can be anything that contains a facial image and document data related to that face. For example, documents containing facial images can be documents that have been saved in advance on a storage medium, or they can be documents that are read from an external source. Therefore, the web search means 110 is not limited to searches on the web, and can also be configured as a collection means. Note that the documents in this case are multimedia documents that include text, images, and audio.
また、この実施形態では、判定手段123は、クラスタリングされたクラスごとの関連度の総和を算出し、その算出された値で判定するものとして説明した。しかし、判定に用いる指標は、クラスごとの関連度の総和には限定されない。判定に用いる指標は、人物KWに対応すると判定できる指標であればかまわない。例えば、その指標は、クラスの関連度の平均値、クラスに属する顔特徴量の最大値等であってもよい。 Furthermore, in this embodiment, the determination means 123 is described as calculating the sum of the relevance for each clustered class and making a determination based on this calculated value. However, the index used for the determination is not limited to the sum of the relevance for each class. The index used for the determination may be any index that can be determined to correspond to a person keyword. For example, the index may be the average relevance of the class, the maximum value of the facial feature values belonging to the class, etc.
1 顔認識用学習データ生成装置
10 データ解析手段
100 カテゴリ階層化手段
101 人物KW抽出手段
102 カテゴリ情報抽出手段
11 顔画像収集手段
110 Web検索手段(収集手段)
111 顔画像抽出手段
12 人物KW対応判定手段
120 特徴量抽出手段
121 クラスタリング手段
122 関連度設定手段
123 判定手段
13 データ統合手段
2 顔認識装置
20 顔認識用学習データ記憶手段
21 顔検出手段
22 特徴量抽出手段(第2特徴量抽出手段)
23 類似度算出手段
24 人物特定手段
REFERENCE SIGNS LIST 1 Face recognition learning data generation device 10 Data analysis means 100 Category hierarchy means 101 Person keyword extraction means 102 Category information extraction means 11 Face image collection means 110 Web search means (collection means)
111 Facial image extraction means 12 Person-KW correspondence determination means 120 Feature extraction means 121 Clustering means 122 Association degree setting means 123 Determination means 13 Data integration means 2 Face recognition device 20 Face recognition learning data storage means 21 Face detection means 22 Feature extraction means (second feature extraction means)
23 Similarity calculation means 24 Person identification means
Claims (2)
前記人物を特定するキーワードに関連する文書を収集する収集手段と、前記文書に含まれる画像から顔認識により顔画像を抽出する顔画像抽出手段と、
前記顔画像から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記特徴量を抽出した顔画像を含む前記文書に基づいて、前記特徴量と前記キーワードで特定された人物との関連度を前記特徴量に対応付けて設定する関連度設定手段と、
前記顔画像の特徴量をクラスタリングするクラスタリング手段と、
クラスタリングされた各クラスに属する特徴量に設定された前記関連度に基づいて、前記各クラスが前記特定された人物に対応するクラスか否かを判定する判定手段と、
前記人物を特定するキーワードごとに、前記特定された人物に対応すると判定されたクラスに属する特徴量と、前記カテゴリ情報とを統合して顔認識用学習データを生成するデータ統合手段と、
前記顔認識用学習データを記憶する顔認識用学習データ記憶手段と、
映像に映る顔を検出し、顔画像を抽出する顔検出手段と、
前記顔検出手段で抽出された顔画像から特徴量を抽出する第2特徴量抽出手段と、
前記顔認識用学習データにおいて、指定されたカテゴリ情報に対応する顔画像の特徴量と、前記第2特徴量抽出手段で抽出された特徴量との類似度を算出する類似度算出手段と、
前記類似度が予め定めた閾値よりも大きい特徴量に対応する人物名を認識結果とする人物特定手段と、
を備えることを特徴とする顔認識装置。 a person keyword extraction means for extracting keywords of person names from a data set in which keywords are associated with hierarchical categories; and a category information extraction means for extracting, as category information, the hierarchical categories corresponding to the keywords that identify people from the data set;
a collection means for collecting documents related to a keyword that identifies the person; and a face image extraction means for extracting a face image from an image included in the document by face recognition;
a feature extraction means for extracting features from the face image;
a relevance setting means for setting a relevance between the feature amount and the person specified by the keyword in association with the feature amount based on the document including the face image from which the feature amount has been extracted;
clustering means for clustering the feature quantities of the face image;
a determination means for determining whether each of the clustered classes corresponds to the specified person based on the relevance set for the feature amounts belonging to each of the clustered classes;
a data integration means for integrating, for each keyword that identifies the person, features belonging to a class determined to correspond to the identified person with the category information to generate face recognition learning data;
a face recognition learning data storage means for storing the face recognition learning data;
a face detection means for detecting a face in the video and extracting a face image;
a second feature extraction means for extracting features from the face image extracted by the face detection means;
a similarity calculation means for calculating a similarity between a feature of a face image corresponding to designated category information in the face recognition learning data and the feature extracted by the second feature extraction means;
a person identification means for identifying a person name corresponding to a feature value having a similarity greater than a predetermined threshold value as a recognition result;
A face recognition device comprising:
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