(57)【要約】【課題】本発明は、人の顔を撮影した画像から、その人がマスクを着用しているか否かを判定することを目的とする。【解決手段】カメラで撮影した人の顔の最上部（頭頂部）と最下部（顎部）との中心線を上下中心とし、その上下中心を挟む上部の所定領域と下部の所定領域との画像情報を比較して、被撮影者がマスクを着用しているか否かを判定する。人がマスクを着用している場合には、マスクの部分と肌の部分とで輝度や色、輝度が変化するエッジ部の量が異なるため、画像情報としてこれらを用いることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の顔を撮影して撮影画像を取得する撮像手段と、
前記撮影画像において、人の顔の上下中心を検出する上下中心検出部と、
前記上下中心の上部と下部とにおける所定領域の画像情報を比較することによって、人がマスクを着用しているか否かを判定するマスク着用判定部とを有することを特徴とするマスク着用判定装置。
【請求項２】
前記マスク着用判定部は、前記上下中心の上部と下部とにおける所定領域の画像情報を比較する際に、前記撮影画像における輝度、色、エッジ部の量のうち、少なくとも１つを利用することを特徴とする請求項１に記載のマスク着用判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個人認証や人の状態検知のために人の顔の画像を処理する装置において、人がマスクをしているか否かを判定するマスク着用判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人の頭部の位置や姿勢を検出する装置として、被験者を２台のカメラで撮影して特徴点を抽出・追跡し、それらの３次元位置を求める計測装置が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献２には対象となるユーザの顔の向きを検出して、その顔の向きに応じた顔認識を実行して個人認証を行う認証装置が開示されている。ここではユーザを事前に各種角度から撮影して照合用画像データベースを作成し、そのデータベースと比較することによって個人認証を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−６３９２７号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２８８６７０号公報（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術は人の顔が全て見えていることを前提に処理されるため、人がマスクを着用している場合には正確な認証や検出をすることができない。
【０００７】
本願発明は、撮影した画像から人がマスクを着用しているか否かを容易に且つ正確に判定することを目的とする。人がマスクを着用しているという判定が可能になると、個人認証や人の状態検知のために人の顔の画像を処理する装置において、マスク着用を前提とした画像処理が可能となり、認証や検出の精度を向上させることが可能となる。さらに、自動車の運転者においては、マスクを着用していることが風邪をひいていることの明示的な現れであるので、そのマスク着用を検出することによって運転者の体調をも考慮した自動車の制御が可能となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願発明は、人の顔を撮影して撮影画像を取得する撮像手段と、前記撮影画像において、人の顔の上下中心を検出する上下中心検出部と、前記上下中心の上部と下部とにおける所定領域の画像情報を比較することによって、人がマスクを着用しているか否かを判定するマスク着用判定部とを有することを特徴とするマスク着用判定装置である。
【０００９】
また、本願発明において、前記マスク着用判定部は、前記上下中心の上部と下部とにおける所定領域の画像情報を比較する際に、前記撮影画像における輝度、色、エッジ部の量のうち、少なくとも１つを利用することが好ましい。
【００１０】
【作用】
本願発明によると、人の顔において、上下中心の上部と下部とにおける所定領域の画像情報を比較することによって、人がマスクを着用しているか否かを判定することが可能となる。この判定を用いることによって、人がマスクをしていることを前提とした画像処理が可能となり、個人認証や人の状態検出を高精度に実施することが可能となる。
【００１１】
また、人の顔の上部と下部との画像情報を比較する際に、当該画像情報として撮影画像の輝度、色、エッジ部の量のうち、少なくとも１つを利用するため、より精度良く容易にマスク着用の有無を判定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
【００１３】
以下に、本願発明の実施の形態を説明する。図１は本願発明のマスク着用判定装置の処理フローを示す図である。撮像手段１１０では人の顔を含む撮影画像を取得する。ここではＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどを利用することが可能である。次に上下中心検出部１２０において、撮影画像内の顔の上下中心を検出する。上下中心とは、撮影画像における顔の上下方向の中心位置であり、具体的には図２に示す横線２１２が上下中心となる。図２においては、顔２２０の上半分にはマスクは無く、下半分にはマスク２５０を見ることができる。この上下中心の検出においては、画像の輝度の微分値より顔の輪郭を検出し、最上部２１１と最下部２１３を特定したうえで、これら２つの線（２１１，２１３）の中心を上下中心２１２とすることが可能である。
【００１４】
ただし、上下中心は必ずしも顔の最上部２１１と最下部２１３との中心にある必要はなく、着用しているマスクがほぼ上下中心より下側に位置し、マスクのない顔がほぼ上下中心より上側に検出することができる範囲で任意に設定することが可能である。
【００１５】
上下中心が検出されると、次にマスク着用判定部１３０においてマスクが着用されているか否かが判定される。その際、上下中心２１２の上部の所定領域２３０と、同下部の所定領域２４０との画像情報を比較することによって、マスク着用の有無を判定する。マスクを着用している人の顔においては、上下中心２１２の上部の所定領域２３０と、同下部の所定領域２４０とでは、輝度や色、エッジ部の量が異なるため、これらの画像情報を分析することによって、マスク着用の有無を判定することができるのである。
【００１６】
このような手段で上部の所定領域２３０と下部の所定領域２４０とを比較すると、人がマスクを着用している場合には、下部の所定領域２４０の輝度が高くなる。また、同様にマスク着用時には下部の所定領域２４０の色は、より白色に近い色を示す。一般的には、マスクは白色のためである。したがって、輝度処理部１３１や色処理部１３２において、２つの所定領域２３０と２４０とを比較し、人がマスクを着用しているか否かを判定することが可能となる。
【００１７】
さらに、上部の所定領域２３０と下部の所定領域２４０とにおいて画像の輝度を微分処理し、輝度の値が変化するエッジ部を検出することができる。マスクを着用している場合には、下部の所定領域２４０においてはこのエッジ部はほとんど検出されない。マスクにはエッジ部がないためである。一方、上部の所定領域２３０には目や眉毛などに起因するエッジ部が多数検出される。したがって、２つの所定領域２３０と２４０に含まれるエッジ部の量を比較することによって、人がマスクを着用しているか否かを判定することができる。この処理はエッジ処理部１３３で行われる。
【００１８】
図１においては、マスク着用判定部１３０には、輝度処理部１３１と色処理部１３２、エッジ処理部１３３が記載されているが、実際にはこれらのうちの少なくとも１つを用いればよい。また、複数用いてより精度を向上させることも可能である。
【００１９】
以上説明した手段でマスク着用の有無を判定し、最後にその判定結果を出力する（１４０）。この判定は個人認証や人の状態検出には不可欠のものであり、マスク着用の有無を明確にすることによって個人認証の精度が向上し、また人の状態も正確に検知することができるので、自動車の運転制御支援等にも利用することが可能である。
【００２０】
以下に、輝度を用いたマスク着用の判定処理をより詳しく説明する。図３はこの処理のフローを示す図である。まず撮像手段１１０で撮影した撮影画像を取り込む（３０１）。次に、その撮影画像の顔における上下中心２１２を検出し（３０２）、上下中心の上部及び下部の所定領域２３０および２４０を切り出す（３０３）。そして、これらの所定領域における輝度の平均値を計算し（３０４）、両者を比較する（３０５）。ここでの比較においては、上下中心２１２より下部の所定領域２４０における輝度平均値から同上部の所定領域２３０における輝度平均値を差引き、当該差分が所定値より大きい場合には、マスク着用と判断され（３０６）、小さい（すなわちほぼ同じ輝度）場合にはマスクを着用していないと判断される（３０７）。
【００２１】
ここでの輝度平均値を算出する上下の所定領域２３０および２４０の位置は、マスクが着用されていない箇所と、着用されている箇所を正確に処理できるよう設定すると良い。ただし、少なくとも両者は上下中心２１２を挟む位置に設定される。言い換えれば、上下中心２１２は、マスクがある下部とマスクがない上部とを分割する位置に設定されるべきである。実際には顔の最上部２１１と最下部２１３との中心が適当である。
【００２２】
また、マスク着用の判定を行う判定部３０５における所定値とは、人の顔とマスクとの差に起因する輝度の差を目安に任意に設定することができる。
【００２３】
以上の説明と同様に、上部と下部の所定領域における色の差やエッジ部の量の差を検出し、マスク着用の有無を判定することが可能である。
【発明の効果】
本願発明によると、撮影した画像のみを用いて被撮影者がマスクを着用しているか否かを判定することが可能となる。これには複雑な処理を要しないため、自動車や携帯用の端末のように処理能力が制限されている場合であっても、容易にマスク着用の有無を判定できる。この判定結果を用いると、マスク着用を前提とした画像処理が可能となり、個人認証の精度が向上し、また人の状態も正確に検知することができるので、自動車の運転制御支援等にも利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明のマスク着用判定装置の処理フローを示す図である。
【図２】撮影画像の処理の一例を示した図である。
【図３】輝度を用いたマスク着用判定のフローを示した図である。
【符号の説明】
１１０  撮像手段
１２０  上下中心検出部
１３０  マスク着用判定部
１３１  輝度処理部
１３２  色処理部
１３３  エッジ処理部
２１１  顔の最上部
２１２  顔の上下中心
２１３  顔の最下部
２３０，２４０  画像情報が比較される上部と下部の所定領域
２５０  着用しているマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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