CN117203665A - 图像处理装置 - Google Patents

Abstract

能够容易地设定检测参数的本公开的一个方式的图像处理装置具备：模型存储部，其存储模型图案；特征点提取部，其从摄影图像提取出特征点；原始一致度计算部，其计算模型图案与特征点的配置的一致度；对象物检测部，其通过一致度与检测阈值的比较来检测摄影图像中的对象物；参数设定部，其设定至少包含检测阈值的检测参数；检测信息存储部，其针对对象物检测部所检测出的对象物的特征点，存储至少包含特征点的位置的检测信息；以及简易一致度计算部，其在检测参数已变更的情况下，基于变更后的检测参数以及已存储在检测信息存储部的检测信息来计算一致度。

Description

图像处理装置

技术领域

本发明涉及一种图像处理装置。

背景技术

在例如拾取随机地供给的对象物的系统等中，已广泛地利用以下的图像处理技术：通过解析由拍摄装置(相机)摄影到的图像来确定对象物的位置。在像这样的图像处理技术中，一般而言，会提取出摄影图像中的特征点，并在所提取出的多个特征点的配置图案与事先存储的模型图案的一致度高的情况下，也就是在一致度的数值为阈值以上的情况下，判定为存在对象物。

若一致度的阈值过低，会产生将所期望的对象物以外的物体错误检测为对象物的误检测。反之，若一致度的阈值过高，会产生无法将所期望的对象物检测为对象物的未检测出。因此，用户必须一边确认多个摄影图像中的检测结果一边设定一致度的阈值以使误检测及未检测出变少。

摄影图像的亮度梯度根据周围的明亮度等不同而可能发生变化。因此，已提出有以下方案：以统计方式处理摄影图像的亮度梯度的分布，并基于其平均值或标准偏差来设定用于提取特征点的亮度梯度的阈值(参照例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-91079号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以一致度的阈值以及亮度梯度的阈值的方式来设定多个检测参数的情况下，要将它们优化是非常繁杂的作业。另外，在以统计方式决定用于提取特征点的阈值的情况下，设定作业中的用户的判断较容易，但是在变更了检测参数的情况下，必须在再次进行统计处理并重新提取特征点后来计算一致度，所以在检测参数的设定作业上需要时间。因此，期望一种能够容易地设定图像处理装置的检测参数的技术。

用于解决问题的方案

本公开的一个方式的图像处理装置是检测拍摄装置的摄影图像中的对象物的图像处理装置，具备：模型存储部，其存储模型图案；特征点提取部，其从所述摄影图像提取出特征点；原始一致度计算部，其计算所述模型图案与所述特征点的配置的一致度；对象物检测部，其通过所述一致度与检测阈值的比较来检测所述摄影图像中的所述对象物；参数设定部，其设定至少包含所述检测阈值的检测参数；检测信息存储部，其针对所述对象物检测部所检测出的所述对象物的所述特征点，存储至少包含所述特征点的位置的检测信息；以及简易一致度计算部，其在所述检测参数已变更的情况下，基于变更后的所述检测参数以及已存储在所述检测信息存储部的检测信息来计算所述一致度。

发明的效果

根据本公开，能够提供一种能够容易地设定检测参数的图像处理装置。

附图说明

图1是表示具备本公开的第一实施方式的图像处理装置的图像处理结构的框图。

图2是表示本公开的第二实施方式的图像处理装置的结构的框图。

图3是例示出图2的图像处理装置的用户接口部的显示画面的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本公开的实施方式。图1是表示本公开的第一实施方式的图像处理装置1的结构的框图。

图像处理装置1从拍摄装置C获取摄影图像的数据，并检测摄影图像中的对象物。拍摄装置C获取预定的视野内的被摄体的图像。拍摄装置C可以是获取可见光图像的视觉传感器，也可以是获取红外线图像、距离图像、点云图像等的传感器。

图像处理装置1具备模型存储部11、特征点提取部12、特征点排除部13、原始一致度计算部14、对象物检测部15、参数设定部16、检测信息存储部17、简易一致度计算部18以及参数变更部19。

图像处理装置1能够通过使具有存储器、CPU、以及输入输出接口等的一个或多个计算机装置执行适当的程序来实现。上述的图像处理装置1的各个构成要素是将图像处理装置1的功能分类而成的构成要素，可以不是能够在实体结构以及程序结构中明确地区分的构成要素。

模型存储部11存储将对象物的轮廓数据化所得到的模型图案。作为例子，模型图案可以根据对象物的形状数据以理论的方式来生成，也可以根据在实际上摄影到对象物的图像中确定出的对象物的轮廓数据、特征点的坐标等来生成。

特征点提取部12从摄影图像提取出与相邻的图像区域呈不连续地变化而有可能是对象物的轮廓的点即特征点。具体而言，特征点提取部12可构成为将像素的属性值为设定于参数设定部16的提取阈值以上或提取范围内的点提取作为特征点。作为用于判别特征点的属性值，期望包含特征点的颜色、亮度、亮度梯度的大小及亮度梯度的方向中的至少任一者。此外，亮度梯度是指与相邻的像素或单位区域之间的亮度的差、也就是亮度相对于位置的变化率，亮度梯度的方向是指成为与相邻的像素或单位区域之间的亮度的变化量最大的方向。通过将这样的属性值设为指针，能够在图像内提取出是某些物体或图样的轮廓的可能性较高的点。特别是，亮度梯度大的点是物体的轮廓的可能性较高。

特征点排除部13将与模型图案的距离超过距离阈值的特征点从原始一致度计算部14的计算对象中排除。如此，通过将显然不构成对象物的轮廓的噪声排除，能够提高对象物的检测精度。

原始一致度计算部14计算模型图案与特征点的配置的一致度。作为具体例，以使除了特征点排除部13所排除的特征点以外的全部的特征点到模型图案的距离或距离的平方的合计值最小的方式来配置模型图案，并对特征点与模型图案一致的程度进行数值化。一致度的计算方法能够设为与以往的图像处理装置相同。

对象物检测部15通过原始一致度计算部14所计算出的一致度与设定于参数设定部的检测阈值的比较，来检测摄影图像中的对象物。也就是说，对象物检测部15在一致度为检测阈值以上的情况下判断为特征点为对象物的轮廓点，在一致度小于检测阈值的情况下，判断为没有对象物存在的未检测出。

参数设定部16设定至少包含对象物检测部15所利用的检测阈值的检测参数。也就是说，参数设定部16进行检测参数的初始设定，并存储初始设定的检测参数的值或初始设定后由参数变更部19变更后的检测参数的值。本实施方式的参数设定部16除了距离阈值以外，还设定特征点提取部12所利用的提取阈值、以及对象物检测部15所利用的检测阈值。参数设定部16可以构成为将检测参数的初始值设定为事先规定的值，也可以构成为等待用户输入来将初始值设定为用户所输入的值。

优选的是，参数设定部16所设定的提取阈值的初始值是充分低的值或充分广的范围，也就是设定为使得提取比适当数量更多的数量的特征点的值。由此，使检测信息存储部17存储充分的数量的特征点的检测信息，从而能够通过简易一致度计算部18来较正确地计算检测参数变更后的一致度。另外，参数设定部16也可以使用拍摄图像来使特征点提取部12试行特征点的提取，并探求能提取固定数量的特征点的值，来作为提取阈值的初始值。

检测信息存储部17针对特征点提取部12所提取出的对象物的特征点，存储至少包含特征点的位置的检测信息。为了使简易一致度计算部18能够针对提取阈值的变更再次计算一致度，检测信息存储部17所存储的检测信息优选进一步包含要与提取阈值比较的特征点的属性值。

简易一致度计算部18在已通过参数变更部19变更检测参数的情况下，基于变更后的检测参数以及检测信息存储部17所存储的检测信息来计算一致度。如此，通过具有在检测参数已被变更的情况下再次计算一致度的简易一致度计算部18，能够容易地判断检测参数的变更适当与否。另外，简易一致度计算部18根据检测信息计算一致度，因此不进行运算负荷较高的特征点的提取就能够确认检测参数变更后的一致度，能够在短时间内将检测参数优化。

参数变更部19变更检测参数，以使由简易一致度计算部18基于检测信息所计算出的一致度变大。也就是说，参数变更部19自动地将检测参数优化，以使未检测出变少。

具体而言，参数变更部19可构成为：暂时变更检测参数并使简易一致度计算部18再次计算一致度，在确认出一致度变得充分大的检测参数的值的后，决定检测参数的值。参数变更部19也可以构成为将检测参数变更为事先设定的多个值来确认一致度，最终选择使一致度成为最大的值。另外，参数变更部19也可以构成为基于二分搜索法、登山法等任意的算法，来探求能够使一致度充分地变大的检测参数的值。

如此，在图像处理装置1中，参数变更部19利用使用已存储于检测信息存储部17的检测信息来再次计算一致度的简易一致度计算部18，不重复进行影像运算负荷较大的由特征点提取部12所进行的特征点的提取就将检测参数优化，因此能够将检测参数迅速地设定为最佳的值。

图2是表示本公开的第二实施方式的图像处理装置1A的结构的框图。此外，关于图2的图像处理装置1A，对于与图1的图像处理装置1同样的构成要素，会有附上相同附图标记而省略重复的说明的情况。

图像处理装置1A从拍摄装置C获取摄影图像的数据，并检测摄影图像中的对象物。另外，图像处理装置1A经由输入装置E而受理来自用户的输入，并使用显示装置D来对用户显示信息。本实施方式的图像处理装置1A可以由用户主动地设定检测参数的值。

作为输入装置E，能够使用例如键盘、鼠标等任意的一个或多个装置。作为显示装置D，能够使用具有显示拍摄装置C的摄影图像的能力的例如CRT、液晶面板、有机EL面板等图像显示装置。

图像处理装置1A具备模型存储部11、特征点提取部12、特征点排除部13、原始一致度计算部14、对象物检测部15、参数设定部16A、检测信息存储部17、简易一致度计算部18、参数变更部19A以及用户接口部20。

参数设定部16A依照用户利用用户接口部20所进行的输入来设定检测参数。此外，参数设定部16A也可以构成为基于事先设定的初始设定值或过去的设定值来设定检测参数的初始值。

参数变更部19A依照用户利用用户接口部20所进行的输入来变更检测参数。

用户接口部20根据需要以单独或组合的方式使显示装置D显示拍摄装置C的摄影图像、原始一致度计算部14所计算出的一致度、对象物检测部15的检测结果、已设定于参数设定部16A的检测参数、以及简易一致度计算部18所计算出的一致度等。另外，用户接口部20配合这些显示，使显示装置D显示促使用户经由输入装置E进行检测参数的设定值等的输入的文本框(text box)等图像。

图3是例示出通过用户接口部20所进行的显示装置D的显示画面。此显示画面具有显示摄影图像的区域(左侧上段)、进行用于用户设定检测参数的显示的区域(右侧中段)、以及显示特征点提取部12、原始一致度计算部14及简易一致度计算部18的计算结果的区域(下段)。在此显示画面中，将一致度显示为「评分」，将检测阈值显示为「评分的阈值」，将关于亮度梯度的检测阈值显示为「对比的阈值」。另外，在摄影图像中，对于特征点提取部12所提取出的特征点，以颜色区分已被特征点排除部13所排除的特征点与未被排除的特征点并进行覆盖显示(overlay display)。

在图像处理装置1A中，若用户在画面上修正检测参数，则由于不进行由特征点提取部12所进行的特征点的提取，而是简易一致度计算部18使用已存储于检测信息存储部17的检测信息来再次计算一致度，因此特征点的颜色以及一致度(评分)的值会没有时滞地变化。因此，用户不仅确认一致度的数值，也确认摄影图像与一致度中被采用的特征点的对应关系，能够设定更适当的检测参数。

以上，虽然针对本公开的实施方式进行了说明，但本发明并不受限于所述的实施方式。另外，所述的实施方式所记载的效果只不过是列举了由本发明所产生的最佳的效果，本发明的效果并不限定于所述的实施方式所记载的内容。

作为例子，在本公开的图像处理装置中，参数变更部也可以以可切换的方式来兼具如所述的第一实施方式那样自动地变更检测参数的功能、和如第二实施方式那样依照用户的输入来变更检测参数的功能这两方。

附图标记说明

1、1A：图像处理装置；11：模型存储部；12：特征点提取部；13：特征点排除部；14：原始一致度计算部；15：对象物检测部；16、16A：参数设定部；17：检测信息存储部；18：简易一致度计算部；19、19A：参数变更部；20：用户接口部；C：拍摄装置；D：显示装置；E：输入装置。

Claims (5)

1.一种图像处理装置，检测拍摄装置的摄影图像中的对象物，所述图像处理装置具备：

模型存储部，其存储模型图案；

特征点提取部，其从所述摄影图像提取出特征点；

原始一致度计算部，其计算所述模型图案与所述特征点的配置的一致度；

对象物检测部，其通过所述一致度与检测阈值的比较来检测所述摄影图像中的所述对象物；

参数设定部，其设定至少包含所述检测阈值的检测参数；

检测信息存储部，其针对所述对象物检测部所检测出的所述对象物的所述特征点，存储至少包含所述特征点的位置的检测信息；以及

简易一致度计算部，其在所述检测参数已变更的情况下，基于变更后的所述检测参数以及已存储在所述检测信息存储部的检测信息来计算所述一致度。

2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，

所述特征点提取部将属性值为提取阈值以上的点提取作为所述特征点，

设定于所述参数设定部的所述检测参数包含所述提取阈值，以及

所述检测信息存储部所存储的所述检测信息包含所述属性值。

3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，

所述属性值包含所述特征点的颜色、亮度、亮度梯度的大小以及亮度梯度的方向中的至少任一者。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的图像处理装置，

还具备参数变更部，所述参数变更部变更所述检测参数，以使由所述简易一致度计算部基于所述检测信息所计算的所述一致度变大。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的图像处理装置，

还具备用户接口部，所述用户接口部显示所述简易一致度计算部所计算出的所述一致度。