JP2004341844A

JP2004341844A - エッジ抽出装置、エッジ抽出プログラム及びエッジ抽出方法

Info

Publication number: JP2004341844A
Application number: JP2003137911A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Sakaguchi; 嘉之坂口; Masashi Tanaka; 昌司田中
Original assignee: Digital Fashion Ltd
Current assignee: Digital Fashion Ltd
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】所定の物体を含む画像からこの物体の輪郭を高精度に抽出する。
【解決手段】注目画素Ａの近傍のエッジの方向を推定する方向推定部１０３と、方向推定部が推定が推定した方向のエッジ強度を評価するエッジ強度評価フィルタを選択するフィルタ選択部１０６と、フィルタ選択部が選択したエッジフィルタを用いて、注目画素Ａに畳込処理を施す畳込処理部１０７と、注目画素Ａを含む所定の領域をエッジ強調領域ＥＡとして設定する領域設定部１０４と、エッジ強調領域ＥＡに対し、エッジ先鋭化処理を施すエッジ先鋭化部１０５とを備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像中に含まれる物体のエッジを抽出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像処理の分野では、物体の輪郭を抽出する手法として、エッジ強度評価フィルタを用いるものが知られている。エッジ強度評価フィルタには、縦、横、斜め等、所定の方向のエッジを抽出する複数種類のエッジ強度評価フィルタが存在する。例えば、縦方向のエッジ強度評価フィルタを用いて畳込処理を行えば、主に縦方向のエッジが抽出され、横方向のエッジ強度評価フィルタを用いて畳込処理を行えば、主に横方向のエッジが抽出される。そして、従来のエッジ抽出処理においては、エッジの抽出対象となる物体の形状から、その形状に適した種類のエッジ強度評価フィルタを予め選択しておき（例えば、主に横方向のエッジから構成される形状に対しては横方向のエッジ強度評価フィルタを予め選択しておく）、選択した１種類のエッジ強度評価フィルタのみを用いた畳込処理が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の手法では、エッジの形状が複雑である物体に対しては、エッジ強度評価フィルタが抽出するエッジの方向と物体の輪郭の方向とが一致しない領域が多く存在してしまい、エッジを正確に抽出することができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、より正確にエッジを抽出することができるエッジ抽出装置、エッジ抽出プログラム及びエッジ抽出方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエッジ抽出装置は、所定の物体を含む画像に対して、エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すことにより、前記画像から前記物体のエッジを抽出するエッジ抽出装置であって、前記物体を含む画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段が取得した画像から注目画素を特定する特定手段と、前記特定手段が過去に特定した注目画素と現在特定している注目画素との位置関係に基づいて、現在特定している注目画素の周辺に位置するエッジの方向を推定する方向推定手段と、前記特定手段が現在特定している注目画素に対して、前記方向推定手段が推定した方向のエッジを抽出するエッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施す畳込手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、現在特定されている注目画素と過去に特定された注目画素との位置関係から、現在の注目画素近傍のエッジの方向が推定され、推定された方向のエッジの強度を評価するためのエッジ強度評価フィルタを用いて現在の注目画素にフィルタ処理が施されるため、注目画素の周辺に位置するエッジの方向に適したエッジ強度評価フィルタが適宜選択されて、エッジの抽出処理が行われることとなる。その結果、物体のエッジをより正確に抽出することができる。
【０００７】
また、前記特定手段が現在特定している注目画素の周辺の領域をエッジ強調領域として設定する領域設定手段と、前記領域設定手段が設定したエッジ強調領域に対し、輝度がなだらかに変化する領域を減少する処理を施すことにより、前記方向推定手段が推定した方向と同一方向のエッジを先鋭化するエッジ先鋭化手段とをさらに備えることが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、注目画素近傍の領域において、エッジ強調領域が設定され、この領域内の画像に対して、現在選定されているエッジ強度評価フィルタが抽出するエッジの方向と同一方向のエッジを先鋭化する処理が施されるため、この領域内のエッジがより大きく抽出され、エッジの抽出精度をさらに高めることができる。
【０００９】
また、前記エッジ強調領域は、複数の領域からなり、前記エッジ先鋭化手段が処理したエッジ強調領域内において、最もエッジ強度が大きい画素を最大エッジ画素として抽出する画素抽出手段を更に備え、前記特定手段は、前記画素抽出手段が抽出した画素が、前記複数の領域のうちのいずれの領域に属するかによって、次の注目画素の位置を決定することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、不連続エッジが存在する場合であっても、エッジが存在すると推定される画素が注目画素として特定され、特定された注目画素にフィルタ処理が施されるため、不連続エッジが補間されることとなる。
【００１１】
また、前記特定手段は、前記最大エッジ画素のエッジ強度が所定の値よりも小さい場合、現在設定されている注目画素をエッジの端部として特定することが好ましい。
【００１２】
注目画素がエッジの端部に位置する場合、エッジ強調領域内にエッジが存在する割合が低くなるため、この領域内における最大エッジ画素のエッジ強度は、エッジが存在する割合が高いエッジ強調領域内における最大エッジ画素のエッジ強度に比べて小さくなる。したがって、最大エッジ画素の強度に基づいて、エッジの端部を特定することができる。
【００１３】
また、前記物体は人体の眼であり、前記エッジは、前記眼の輪郭であり、前記端部は、目頭であることが好ましい。この構成によれば、複雑な形状を有する眼の輪郭を正確に抽出することができるとともに、正確に抽出された眼の輪郭を基に目頭を特定しているため、目頭の位置を正確に特定することができる。
【００１４】
また、前記画像取得手段は、動画像を取得するカメラであることが好ましい。この構成によれば、動画像中に含まれる物体のエッジを高精度に抽出することができる。
【００１５】
本発明に係るエッジ抽出装置は、所定の物体を含む画像から前記物体のエッジを抽出するエッジ抽出装置であって、前記物体を含む画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段が取得した画像から注目画素を特定する特定手段と、前記特定手段が過去に特定した注目画素と現在特定している注目画素との位置関係に基づいて、現在特定している注目画素の周辺に位置するエッジの方向を推定する方向推定手段と、前記特定手段が現在特定している注目画素の周辺の領域をエッジ強調領域として設定する領域設定手段と、前記領域設定手段が設定したエッジ強調領域に対し、輝度がなだらかに変化する領域を減少する処理を施すことにより前記方向推定手段が推定した方向と同一方向のエッジを先鋭化するエッジ先鋭化手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、注目画素近傍の領域において、エッジ強調領域が設定され、この領域内に含まれるエッジの方向が推定され、推定された方向のエッジが先鋭化されることによりエッジが抽出される。
【００１７】
本発明に係るエッジ抽出プログラムは、所定の物体を含む画像に対して、エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すことにより、前記画像から前記物体のエッジを抽出するエッジ抽出プログラムであって、前記物体を含む画像を取得する画像取得手段、前記画像取得手段が取得した画像から注目画素を特定する特定手段、前記特定手段が過去に特定した注目画素と現在特定している注目画素との位置関係に基づいて、現在特定している注目画素の周辺に位置するエッジの方向を推定する方向推定手段、前記決定手段が現在特定している注目画素に対して、前記方向推定手段が推定した方向のエッジを抽出するするエッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施す畳込手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係るエッジ抽出方法は、所定の物体を含む画像に対して、エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すことにより、前記画像から前記物体のエッジを抽出するエッジ抽出方法であって、コンピュータが、前記所定の物体を含む画像から注目画素を特定するステップと、コンピュータが、前記特定手段によって過去に特定された注目画素と現在特定されている注目画素との位置関係に基づいて、現在特定されている注目画素近傍に位置するエッジの方向を推定するステップと、コンピュータが、前記決定手段によって現在特定されている注目画素に対して、前記方向推定手段が推定した方向のエッジを抽出するエッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すステップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態による輪郭抽出装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態による輪郭抽出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、動画像から人間の眼の上側の輪郭及び目頭を抽出する処理を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１に示す輪郭抽出装置は、通常のコンピュータ等から構成され、入力装置１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４、外部記憶装置５、表示装置６及び記録媒体駆動装置７を備える。各ブロックは内部のバスに接続され、このバスを介して種々のデータ等が入出力され、ＣＰＵ３の制御の下、種々の処理が実行される。
【００２１】
入力装置１は、キーボード、マウス等から構成され、操作者が種々のデータ及び操作指令等を入力するために使用される。
【００２２】
ＲＯＭ２には、ＢＩＯＳ（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔ／ＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）等のシステムプログラム等が記憶される。外部記憶装置５は、ハードディスクドライブ等から構成され、所定のＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）及び後述する輪郭抽出プログラム等が記憶する。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ３の作業領域等として用いられる。
【００２３】
記録媒体駆動装置７は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フロッピィーディスクドライブ等から構成される。なお、輪郭抽出プログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィーディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８に記録し、記録媒体駆動装置７により記録媒体８から輪郭抽出プログラムを読み出して外部記憶装置５にインストールして実行するようにしてもよい。また、図１に示す輪郭抽出装置が通信装置等を備え、輪郭抽出プログラムが所定のネットワークを介して図１に示す輪郭抽出装置に接続された他のコンピュータ等に記憶されている場合、当該コンピュータからネットワークを介して輪郭抽出プログラムをダウンロードして実行するようにしてもよい。
【００２４】
カメラ１０は、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）９を介してバスラインに接続され、ＣＣＤエリアセンサにより、人間の顔を含む画像（顔画像）を所定のフレームレートで取得する。
【００２５】
表示装置６は、液晶表示装置、ＣＲＴ（陰極線管）等から構成され、ＣＰＵ３の制御の基、カメラ１０が撮影した人間の顔画像を表示する。
【００２６】
図２は、本輪郭抽出装置の機能を説明するためのブロック図を示している。図２に示すように、本輪郭抽出装置は、プログラム実行部１００及び記憶部２００を備えている。プログラム実行部１００は、ＣＰＵ３が輪郭抽出プログラムを実行することにより実現され、瞳中心特定部１０１、輪郭頂点特定部１０２、方向推定部１０３、領域設定部１０４、エッジ先鋭化部１０５、フィルタ選択部１０６、畳込処理部１０７、最大画素抽出部１０８、注目画素特定部１０９及び画像合成部１１０を備えている。記憶部２００は、ＣＰＵ３が輪郭抽出プログラムを実行することにより実現され、画像メモリ２０１、フィルタ記憶部２０２及び位置記憶部２０３を備えている。
【００２７】
瞳中心特定部１０１は、先に本出願人が出願した特願２００２−１８２６９０号に記載されている技術を用いて、瞳の中心位置（瞳中心部）を特定する。この技術は、過去のフレームにおいて瞳抽出フィルタを用いて特定された瞳中心から、テーラー展開を用いて現フレームの瞳の中心部を特定するものである。
【００２８】
輪郭頂点特定部１０２は、瞳中心特定部１０１が特定した瞳中心部から、瞳中心部の上側に位置する探索終点までの直線上の領域に対して、横エッジフィルタを用いた畳込処理を施し、横エッジ強度が最も大きい画素を眼の上側の輪郭線の頂点（輪郭頂点）として特定する。
【００２９】
方向推定部１０３は、注目画素特定部１０９が、過去に特定した注目画素の位置と現在特定している注目画素の位置とを結ぶベクトル（移動ベクトル）の水平方向に対する傾きθを算出し、算出した傾きθを現在特定している注目画素の周辺に位置するエッジの方向として推定する。
【００３０】
領域設定部１０４は、注目画素特定部１０９が現在特定している注目画素を含む所定行所定列の領域を、エッジ先鋭化部１０５が後述するエッジ先鋭化処理を施すための領域であるエッジ強調領域として設定する。
【００３１】
エッジ先鋭化部１０５は、フィルタ選択部１０６が横エッジ強度評価フィルタを選択している場合は、エッジ強調領域に対し所定の演算を施すことにより、横方向のエッジを先鋭化する処理を行い、フィルタ選択部１０６が斜エッジ強度評価フィルタを選択している場合は、エッジ強調領域に対し所定の演算を施すことにより、当フィルタが抽出する斜め方向のエッジを先鋭化する処理を行い、フィルタ選択部１０６が縦エッジ強度評価フィルタを選択している場合は、エッジ強調領域に対し所定の演算を施すことにより、縦方向のエッジを先鋭化する処理を行う（エッジ先鋭化処理）。なお、所定の演算については、図１０に示すフローチャートで説明する。
【００３２】
フィルタ選択部１０６は、方向推定部１０３が算出した傾きθを閾値θ１、θ２と比較し、フィルタ記憶部２０２に記憶されている複数のエッジ強度評価フィルタの中から、現在の注目画素に適用するエッジ強度評価フィルタを選択する。
【００３３】
畳込処理部１０７は、注目画素特定部１０９が現在特定している注目画素に対し、フィルタ選択部１０６によって選択された縦、横及び斜めのうちのいずれか１つのエッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施す。
【００３４】
注目画素特定部１０９は、最大エッジ画素が、エッジ強調領域において予め設定された３つの領域（横方向領域、斜め方向領域、縦方向領域）のうちのいずれの領域に属するかによって、次に特定する注目画素を特定する。
【００３５】
本輪郭測定装置は、輪郭頂点を特定し、特定した輪郭頂点から眼の輪郭線上に注目画素をずらしながら、最終的に目頭を抽出するものであるため、注目画素特定部１０９は、左眼の輪郭を抽出している場合は、現在特定している注目画素に対し、左側、左斜め下側及び下側に隣接する画素のうちのいずれか１つの画素を次の注目画素として特定し、右眼の輪郭を抽出している場合は、現在特定している注目画素に対し、右側、右斜め下側及び下側に隣接する画素のうちのいずれか１つの画素を次の注目画素として特定する。
【００３６】
詳細には、右眼の輪郭を抽出している場合であり、かつ、最大エッジ画素が横方向領域に位置する場合、現在特定している注目画素に対し、右側に隣接する画素を次の注目画素として特定し、左眼の輪郭を抽出している場合であり、かつ、最大エッジ画素が横方向領域に位置する場合、現在特定している注目画素に対し、左側に隣接する画素を次の注目画素として特定する。また、右眼の輪郭を抽出している場合であり、かつ、最大エッジ画素が斜め方向領域に属する場合、現在特定している注目画素に対し、右斜め下側に隣接する画素を次の注目画素として特定し、左眼の輪郭を抽出している場合であり、かつ、最大エッジ画素が斜め方向領域に属する場合、現在特定している注目画素に対し、左斜め下側に隣接する画素を次の注目画素として特定する。さらに、最大エッジ画素が縦方向領域に属する場合、現在特定している注目画素に対し、下側に隣接する画素を次の注目画素として特定する。
【００３７】
なお、隣接する画素を次の注目画素として特定する代わりに、所定画素離間した画素を次の注目画素として特定してもよい。この場合、一定の間隔毎に注目画素を特定してもよいし、最大エッジ画素が属する領域に応じて、間隔を変えて次の注目画素を特定してもよい。
【００３８】
さらに、注目画素特定部１０９は、最大画素抽出部１０８が抽出した最大エッジ画素のエッジ強度を所定の閾値と比較し、この閾値よりも小さい場合、その画素を目頭の位置として抽出する。
【００３９】
画像合成部１１０は、抽出された眼の輪郭及び目頭を示す太線を顔画像上に合成し表示装置６に表示させる。
【００４０】
画像メモリ２０１は、ＲＡＭ４から構成され、カメラ１０が撮影した顔画像を記憶する。フィルタ記憶部２０２は、ＲＡＭ４から構成され、縦方向のエッジを抽出する縦エッジ強度評価フィルタと、斜め方向のエッジを抽出する斜めエッジ強度評価フィルタと、横方向のエッジを抽出する横エッジ強度評価フィルタとを記憶している。
【００４１】
位置記憶部２０３は、ＲＡＭ４から構成され、瞳中心特定部１０１が特定した瞳中心の座標、輪郭頂点特定部１０２が特定した輪郭頂点の座標、最大画素抽出部１０８が抽出した最大エッジ画素の座標を記憶する。さらに、位置記憶部２０３は、注目画素特定部１０９が現在特定している画素の座標及び過去に特定した画素の座標を記憶する。
【００４２】
次に、本輪郭抽出装置が１枚のフレーム画像に対して行う処理を説明する。図３は、本輪郭抽出装置が１枚のフレーム画像に対して行う処理のメインルーチンを示したフローチャートである。また、図４は、図３に示すフローチャートを説明するための図である。まず、ステップＳ１において、瞳中心特定部１０１は、顔画像に対して、特願２００２−１８２６９０号に記載されている技術を用いて瞳の中心位置を特定する。この場合、図４に示すように、顔画像から瞳中心ＣＥが特定される。
【００４３】
ステップＳ２において、輪郭頂点特定部１０２は、顔画像に対し、瞳中心ＣＥから探索終点ＥＰまで横エッジ強度評価フィルタ（図７参照）を用いた畳込処理を施すことにより、輪郭頂点ＵＰを特定する。
【００４４】
ステップＳ３において、ＧＣ≧Ｎ１の場合（ステップＳ３でＮＯ）、すなわち、注目画素カウンタＧＣがＮ１に達している場合、注目画素特定部１０９は、注目画素カウンタＧＣに０を代入し、注目画素カウンタＧＣを初期化する（ステップＳ４）。
【００４５】
ステップＳ５において、方向推定部１０３は、現在特定されている注目画素Ａの近傍に位置するエッジの方向を推定する処理を実行する（方向推定処理）。
【００４６】
ステップＳ６において、領域設定部１０４は、エッジ強調領域を設定し、エッジ先鋭化部１０５は、設定されたエッジ強調領域に対し、ステップＳ５で推定されたエッジの方向と同一方向のエッジを先鋭化する処理を実行する。
【００４７】
ステップＳ７において、フィルタ選択部１０６は、ステップＳ５で推定された方向のエッジを抽出するためのエッジ評価フィルタを選択する。
【００４８】
図５は、ステップＳ７で選択されるエッジ強度評価フィルタを示した図であり、（ａ）は横エッジ強度評価フィルタを示し、（ｂ）は斜めエッジ強度評価フィルタを示し、（ｃ）は縦エッジ強度評価フィルタを示している。（ａ）に示すように横エッジ強度評価フィルタは、１行目に「１，１，１」、２行目に「０，０，０」、３行目に「−１，−１，−１」の値を有する３行３列の行列であり、２行２列目が注目画素Ａに対応する。（ｂ）に示すように斜めエッジ強度評価フィルタは、１行目に「１，１，０」、２行目に「１，０，−１」、３行目に「０，−１，−１」の値を有する３行３列の行列であり、２行２列目が注目画素Ａに対応する。（ｃ）に示すように縦エッジ強度評価フィルタは、１行目に「１，０，−１」、２行目に「１，０，−１」、３行目に「１，０，−１」の値が設定された３行３列の行列であり、２行２列目が注目画素Ａに対応する。
【００４９】
ステップＳ８において、畳込処理部１０７は、ステップＳ７で選択されたエッジ評価フィルタを用いて注目画素Ａに対して畳込処理を施す。ここで、図４に示すように、眼の輪郭ＥＬは、輪郭頂点ＵＰから目頭ＨＰに向かうにつれて、水平方向に対する傾きが大きくなっているため、畳込処理部１０７は、注目画素Ａが▲１▼に示す領域に存在する場合は、横エッジ強度評価フィルタを用い、注目画素Ａが▲２▼に示す領域に存在する場合は、斜めエッジ強度評価フィルタを用い、注目画素Ａが▲３▼に示す領域に存在する場合は、縦エッジ強度評価フィルタを用いて畳込処理を施すこととなる。
【００５０】
一方、ステップＳ３において、ＧＣ＜Ｎ１の場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、方向推定部１０３は、ステップＳ５と同様にして方向推定処理を実行する（ステップＳ９）。ステップＳ１０において、領域設定部１０４は、ステップＳ６と同様にしてエッジ強調領域を設定し、エッジ先鋭化部１０５は、ステップＳ６と同様にしてエッジ先鋭化処理を実行する。ステップＳ１１において、畳込処理部１０７は、注目画素Ａに対し、直前の注目画素Ａに適用したエッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施す。
【００５１】
ステップＳ４〜Ｓ８及びステップＳ９〜Ｓ１１の処理を繰り返し実行していくことにより、図４に示すように、輪郭頂点ＵＰから目頭ＨＰに向けて輪郭ＥＬが抽出されていく。
【００５２】
ここで、ステップＳ４〜Ｓ８の処理は、Ｎ１回毎に実行され、それ以外は、ステップＳ９〜Ｓ１１が実行されている。これによりエッジ強度評価フィルタの選択処理は、Ｎ１回毎に実行されることとなり、処理の高速化が図られている。なお、本実施形態ではＮ１＝５が設定されている。
【００５３】
ステップＳ１４において、最大画素抽出部１０８は、ステップＳ６においてエッジ先鋭化処理が施されたエッジ強調領域から最大エッジ画素を抽出し、注目画素特定部１０９は、抽出した最大エッジ画素が目頭ＨＰに該当するかを判定するとともに、抽出した最大エッジ画素が目頭ＨＰに該当しない場合、次の注目画素Ａを特定する処理を実行する。
【００５４】
注目画素特定部１０９が目頭ＨＰを抽出していない場合（ステップＳ１５でＮＯ）、注目画素特定部１０９は、注目画素カウンタＧＣに１加算し、注目画素カウンタＧＣを更新する（ステップＳ１３）。そして、新たな注目画素Ａに対してステップＳ４又はステップＳ９以降の処理が施されていく。
【００５５】
一方、注目画素特定部１０９が目頭ＨＰを抽出した場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、画像合成部１１０は、抽出した目頭ＨＰ及び輪郭ＥＬを顔画像に重畳合成し、表示装置６に表示させ（ステップＳ１６）、処理を終了する。
【００５６】
本輪郭抽出装置は、上記処理を各フレーム画像に対して施すことにより、顔の動画像から輪郭及び目頭を動的に抽出していく。
【００５７】
次に輪郭頂点の探索処理について説明する。図６は、図３に示すステップＳ２のサブルーチンを示したフローチャートである。まず、ステップＳ２１において、輪郭頂点特定部１０２は、瞳中心ＣＥを注目画素Ｂとして特定する。注目画素Ｂは、注目画素特定部１０９が特定する注目画素Ａと区別するためにＢの符号を付している。ステップＳ２２において、輪郭頂点特定部１０２は、エッジ強度が最も大きい画素の座標及びエッジ強度を記憶するための変数Ｚを初期化する。
【００５８】
ステップＳ２３において、輪郭頂点特定部１０２は、ステップＳ２１において特定された注目画素Ｂに対し、横エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施し、エッジ強度を算出する。図７は、輪郭頂点特定部１０２が用いる横エッジ強度評価フィルタを示している。図７に示す横エッジ強度評価フィルタは、１行目に「１，１，１」、２行目に「０，０，０」、３及び４行目に「−１，−１，−１」が設定された４行３列の行列であり、２行２列目が注目画素Ｂに対応する。
【００５９】
ステップＳ２４において、輪郭頂点特定部１０２は、現在特定している注目画素Ｂのエッジ強度と、前回畳込処理を施した注目画素Ｂのエッジ強度とを比較し、現在特定している注目画素Ｂのエッジ強度が大きい場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、現在の注目画素Ｂのエッジ強度及び座標を変数Ｚに格納し、変数Ｚを更新する（ステップＳ２５）。
【００６０】
一方、ステップＳ２４において、現在特定している注目画素Ｂのエッジ強度が、前回畳込処理を施した注目画素Ｂのエッジ強度よりも小さい場合（ステップＳ２４でＮＯ）、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６において、輪郭頂点特定部１０２は、注目画素Ｂが探索終点ＥＰに到達したか否かを判断し、探索終点ＥＰに到達していない場合（ステップＳ２６でＮＯ）、注目画素Ｂを探索終点ＥＰ側に移動させ（ステップＳ２８）、新たな注目画素Ｂを特定し、特定した注目画素Ｂに対し、横エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施す（ステップＳ２３）。ここで、探索終点ＥＰは、瞳中心ＣＥに対して上側に位置する点であり、本実施形態では、瞳中心ＣＥ及び探索終点ＥＰ間の距離は、２０ピクセルが設定されている。新たな注目画素Ｂは、瞳中心ＣＥ及び探索終点ＥＰとを結ぶ線分ＬＸ上の全ての点を注目画素Ｂとしてもよいし、一定の画素間隔で注目画素Ｂを特定してもよい。
【００６１】
一方、ステップＳ２７において、注目画素Ｂが探索終点ＥＰに到達している場合、輪郭頂点特定部１０２は、変数Ｚに記憶されている画素を輪郭頂点ＵＰとして特定する。
【００６２】
次に、エッジの方向を推定する処理について説明する。図８は、図３に示すステップＳ５及びＳ９のサブルーチンを示したフローチャートである。まず、ステップＳ４１において、方向推定部１０３は、移動ベクトルＭＶの水平方向に対する角度θを算出する。図９は、ステップＳ４１の処理を説明するための図である。図９において、１つのマス目は１画素を示し、ＰＰ（ＸＰ，ＹＰ）はＮ１回前に特定した注目画素Ａを示し、ＮＰ（ＸＮ，ＹＮ）は現在特定している注目画素Ａを示している。破線ＬＹは水平方向を示している。そして、方向推定部１０３は、移動ベクトルＭＶと破線ＬＹとの角度θを、例えば式（１）に示す演算を行うことにより算出する。
θ＝ｔａｎ^−１（｜ＹＰ−ＹＮ｜／｜ＸＰ−ＸＮ｜）・・・式（１）
ステップＳ４２において、方向推定部１０３は、角度θを閾値θ１，θ２と比較し、θ＜θ１の場合、注目画素Ａ近傍のエッジの方向は横方向であると推定し（ステップＳ４３）、θ１＜θ＜θ２の場合、注目画素Ａ近傍のエッジの方向は斜め方向であると推定し（ステップＳ４４）、θ＞θ２の場合、注目画素Ａ近傍のエッジの方向は縦方向であると推定する（ステップＳ４５）。なお、本実施形態では、θ１＝２２．５°、θ２＝６７．５°を採用している。
【００６３】
次に、エッジ先鋭化処理の詳細について説明する。図１０は、図３に示すステップＳ６及びＳ１０のサブルーチンを示したフローチャートである。また、図１１（ａ）はエッジ強調領域ＥＡを説明するための図であり、（ｂ）はエッジ先鋭化処理を説明するための図である。（ａ）、（ｂ）とも、１つのマス目は１画素を示している。まず、ステップＳ５１において、領域設定部１０４は、注目画素Ａを含む６行６列の領域をエッジ強調領域ＥＡとして設定する。
【００６４】
詳細には、左眼の処理を行う場合、領域設定部１０４は、注目画素Ａを右上の頂点とする４行４列の領域をアイライン探索領域ＥＢとして設定し、設定したアイライン探索領域ＥＢを含む６行６列の領域をエッジ強調領域ＥＡとして設定する。なお、アイライン探索領域ＥＢは、次の注目画素Ａを特定するために用いられる領域である。
【００６５】
また、右眼の処理を行う場合、領域設定部１０４は、注目画素Ａを左上の頂点とする４行４列の領域をアイライン探索領域ＥＢとして設定し、設定したアイライン探索領域ＥＢを含む６行６列の領域をエッジ強調領域ＥＡとして設定する。
【００６６】
図１１は、左眼に対する処理を示しているため、注目画素Ａを右上の頂点とする４行４列の領域がアイライン探索領域ＥＢとして設定されている。したがって、エッジ強調領域ＥＡは、注目画素Ａに対し、左斜め下側の領域に設定されている。
【００６７】
また、図１１は、左眼に対する処理を示しているため、新たに特定される注目画素ＡはＰ１〜Ｐ３のうちのいずれか１つである（隣接画素を新たな注目画素とする場合）。また、図５に示すようにＰ１〜Ｐ３に適用されるエッジ強度評価フィルタは、３行３列である。したがって、Ｐ１又はＰ３を注目画素Ａとして特定した場合、注目画素Ａに対し、それぞれ上側の１行の一部又は右側の１行の一部の画素の輝度も畳込処理の演算に用いられる。そこで、領域設定部１０４は、アイライン探索領域ＥＢよりも１周り大きい６行６列の領域をエッジ強調領域ＥＡとして設定している。
【００６８】
ステップＳ５２において、領域設定部１０４は、エッジ強調領域ＥＡを構成するラインのうち、何番目のラインを処理しているかをカウントするためのラインカウンタＬに０を代入し、ラインカウンタＬを初期化する。
【００６９】
ステップＳ５３において、領域設定部１０４は、ラインカウンタＬを定数Ｎ２と比較し、Ｌ＜Ｎ２の場合、すなわち、ラインカウンタＬがＮ２に達していない場合（ステップＳ５３でＮＯ）、ステップＳ５４に進む。なお、本実施形態では、エッジ強調領域ＥＡのサイズは６行６列であるため、Ｎ２＝６が設定されている。
【００７０】
ステップＳ５４において、エッジ先鋭化部１０５は、エッジ強調領域ＥＡから１ライン分の画素を取り出し、取り出した画素の輝度を配列Ｂｏｒｇに代入する。ここで、エッジ先鋭化部１０５は、フィルタ選択部１０６が横エッジ強度評価フィルタを選択している場合は、縦方向の１ラインに含まれる６個の画素に加えて、上側３個、下側３個の画素の輝度を配列Ｂｏｒｇ［０］〜Ｂｏｒｇ［１１］に格納する。例えば、図１１（ｂ）に示すように、ラインＬ１に対してエッジ先鋭化処理を施す場合、エッジ強調領域ＥＡの外側の画素Ｐ１１がＢｏｒｇ［０］、Ｐ１６がＢｏｒｇ［１１］に格納されるように、ラインＬ１及びその上側３個の画素Ｐ１１〜Ｐ１３、下側３個の画素Ｐ１４〜Ｐ１６の輝度を配列Ｂｏｒｇに順番に格納する。
【００７１】
また、エッジ先鋭化部１０５は、フィルタ選択部１０６が縦エッジ強度評価フィルタを選択している場合、横方向の１ラインに含まれる６個の画素に加えて、左側３個、右側３個の画素の輝度を配列Ｂｏｒｇに格納する。例えば、図１１（ｂ）に示すように、ラインＬ２に対してエッジ先鋭化処理を施す場合、エッジ強調領域ＥＡの外側の画素Ｐ２１がＢｏｒｇ［０］、Ｐ２６がＢｏｒｇ［１１］に格納されるように、ラインＬ２に含まれる６個の画素に加えて、左側３個の画素Ｐ２１〜Ｐ２３、右側３個の画素Ｐ２４〜Ｐ２６の輝度を配列Ｂｏｒｇ［０］〜Ｂｏｒｇ［１１］に順番に格納する。
【００７２】
さらに、エッジ先鋭化部１０５は、フィルタ選択部１０６が斜めエッジ強度評価フィルタを選択している場合、斜めエッジ強度評価フィルタが抽出するエッジ方向Ｖ３と直交するラインＬ３に含まれる４個の画素に加えて、エッジ強調領域ＥＡの外側であって、ラインＬ３と同一方向の上側に隣接する３個の画素Ｐ３１〜Ｐ３３、下側に隣接する３個の画素Ｐ３４〜Ｐ３６の輝度を、Ｂｏｒｇ［０］〜Ｂｏｒｇ［９］に順番に格納する。
【００７３】
ステップＳ５５において、エッジ先鋭化部１０５は、エッジ強調領域ＥＡから取り出した１ラインに含まれる画素の位置を示す変数ｉに３を代入し、変数ｉを初期化する。
【００７４】
ステップＳ５６において、エッジ先鋭化部１０５は、ステップＳ５４で取り出した行列Ｂｏｒｇに対して式（２）及び式（３）で示す演算を施す。
Ａ１＝｜Ｂｏｒｇ［ｉ−１］−Ｂｏｒｇ［ｉ―３］｜・・・式（２）
Ａ２＝｜Ｂｏｒｇ［ｉ＋１］−Ｂｏｒｇ［ｉ＋３］｜・・・式（３）
ステップＳ５７において、エッジ先鋭化部１０５は、Ａ１−Ａ２の演算を行い、注目画素に対する周辺画素の輝度の均一度を評価し、Ａ１＜Ａ２の場合、ステップＳ５８に進み、式（４）に示す演算を行う。一方、Ａ１＞Ａ２の場合、ステップＳ５９に進み、式（５）に示す演算を行う。
Ｂｎｅｗ［ｉ］＝（Ｂｏｒｇ［ｉ］＋Ｂｏｒｇ［ｉ−１］）／２・・・式（４）
Ｂｎｅｗ［ｉ］＝（Ｂｏｒｇ［ｉ］＋Ｂｏｒｇ［ｉ＋１］）／２・・・式（５）
Ｂｏｒｇはエッジ先鋭化処理前の輝度を示し、Ｂｎｅｗはエッジ先鋭化処理後の輝度を示す。エッジ先鋭化部１０５は、式（４）又は式（５）に示す演算を、エッジ強調領域ＥＡから取り出した１ラインの先頭の画素から最終の画素までの各画素に対して順番に実行する。
【００７５】
図１２は、エッジ先鋭化処理の効果を説明するための図であり、（ａ）はエッジ先鋭化処理前の各画素の輝度を示し、（ｂ）はエッジ先鋭化処理後の各画素の輝度を示している。（ａ）、（ｂ）とも、縦軸は輝度を示し、横軸は画素を示している。
【００７６】
ｋ番目の画素が注目画素Ｃ（上記注目画素Ａ，Ｂと区別するためＣの符号を付している）として特定されている場合、エッジ先鋭化部１０５は、ｋ−１及びｋ−３番目の画素の輝度の差分の絶対値と、ｋ＋１及び画素ｋ＋３番目の画素の輝度の差分の絶対値とを比較し、差分の絶対値が小さい側（図１２（ａ）の例では右側）に隣接する画素（図１２（ａ）の例では、ｋ＋１）と注目画素Ｃとの輝度の平均値を算出し、算出した平均値を注目画素Ｃの輝度とする。そして、エッジ先鋭化部１０５は、このような処理を各画素に対して順番に施していく。これにより、注目画素Ｃは、より均一な方向の画素と輝度が平均される。その結果、図１２（ｂ）に示すように、注目画素Ｃは周辺に存在するより輝度が均一な領域へと統合され、各画素の輝度は２値的に分布することとなり（輝度がなだらかに変化する領域が減少し）、エッジが先鋭化されることとなる。これにより、畳込処理の前にエッジを先鋭化する処理を行っているため、エッジ強度評価フィルタは、より正確にエッジを抽出することが可能となる。
【００７７】
ステップＳ６０において、エッジ先鋭化部１０５は、変数ｉを定数Ｎ３と比較し、ｉ＜Ｎ３の場合（ステップＳ６０でＮＯ）、変数ｉに１を加算し（ステップＳ６１）、ステップＳ５６に戻る。これにより、隣接する画素に対して、式（１）〜（４）の処理が施されることとなる。一方、ステップＳ６０において、ｉ≧Ｎ３の場合（ステップＳ６０でＹＥＳ）、すなわち、エッジ強調領域ＥＡから取り出した１ライン分に対するエッジ先鋭化処理が終了した場合、エッジ先鋭化部１０５は、エッジ強調領域ＥＡの対応する画素をＢｎｅｗで更新する（ステップＳ６２）。なお、本実施形態では、エッジ強調領域は６行６列であるため、Ｎ３＝３＋６（＝９）が設定されている。
【００７８】
ステップＳ６３において、エッジ先鋭化部１０５は、ラインカウンタＬに１を加算してラインカウンタＬを更新し、ステップＳ５３に戻る。そして、Ｌ＜Ｎ２の場合（ステップＳ５３でＮＯ）、すなわち、エッジ強調領域ＥＡの全てのラインに対するエッジ先鋭化処理が終了していない場合、エッジ強調領域ＥＡから次の１ラインを取り出し、配列Ｂｏｒｇに格納する（ステップＳ５４）。ここで、エッジ先鋭化部１０５は、図１１（ｂ）に示すＶ１方向のエッジを先鋭化する場合は、ラインＬ１をＶ１方向にずらしていく。また、Ｖ２方向のエッジを先鋭化する場合は、ラインＬ２をＶ２方向にずらしていく。また、Ｖ３方向のエッジを先鋭化する場合は、ラインＬ３をＶ３方向にずらしていく。なお、Ｖ３方向のエッジ先鋭化処理を行う場合、ラインＬ３は、その位置に応じて、含まれる画素数が異なるため、その位置に応じて定数Ｎ３の値を変化させる。例えば、ラインＬ３が図１１（ｂ）に示す位置に位置する場合、Ｎ３＝４＋３（＝７）が設定され、ラインＬ３が図１１（ｂ）に示す位置に対して右斜め上側に位置する場合は、Ｎ３＝５＋３（＝８）が設定される。
【００７９】
次に、注目画素Ａの特定処理の詳細について説明する。図１３は、図３に示すステップＳ１４のサブルーチンを示したフローチャートである。まず、ステップＳ１４０１において、最大画素抽出部１０８は、アイライン探索領域ＥＢ内において、エッジ強度が最大の画素（最大エッジ画素）のエッジ強度及び位置を格納するための変数ＭＡＸに０を格納し、変数ＭＡＸを初期化する。ステップＳ１４０２において、最大画素抽出部１０８は、ＭＡＸのエッジ強度と注目画素Ｄ（アイライン探索領域ＥＢ内で特定される注目画素であり、注目画素Ａ〜Ｃと異なる）のエッジ強度とを比較することにより注目画素Ｄのエッジ強度を評価し、ＭＡＸ＜注目画素Ｄのエッジ強度の場合（ステップＳ１４０２でＹＥＳ）、ＭＡＸに注目画素Ｄのエッジ強度及び位置を格納し、ＭＡＸを更新する（ステップＳ１４０３）。
【００８０】
一方、ステップＳ１４０２において、最大画素抽出部１０８は、ＭＡＸ≧注目画素Ｄのエッジ強度の場合（ステップＳ１４０２でＮＯ）、ステップＳ１４０４に進み、アイライン探索領域ＥＢの全ての画素に対するエッジ強度の評価が終了しているか否かを判断し、全ての画素に対するエッジ強度の評価が終了していない場合（ステップＳ１４０４でＮＯ）、アイライン探索領域ＥＢから、次の注目画素Ｄを特定し（ステップＳ１４０５）、特定した注目画素Ｄに対して、エッジ強度の評価を行う（ステップＳ１４０２）。一方、ステップＳ１４０４において、アイライン探索領域ＥＢの全ての画素に対する評価が終了している場合（ステップＳ１４０４でＹＥＳ）、ステップＳ１４０６に進む。このとき、ＭＡＸに格納されている画素が、アイライン探索領域ＥＢ内の最大エッジ画素となる。
【００８１】
ステップＳ１４０６において、注目画素特定部１０９は、最大エッジ画素のエッジ強度を目頭ＨＰを特定するための閾値Ｔと比較し、ＭＡＸ≧Ｔの場合（ステップＳ１４０６においてＮＯ）、最大エッジ画素がアイライン探索領域ＥＢのいずれの領域に属するかを判断する。図１４は、注目画素Ａの特定処理を説明するための図であり、ＥＢはアイライン探索領域を示し、図１１に示すアイライン探索領域ＥＢと対応している。図１４に示すように、アイライン探索領域ＥＢは、注目画素Ａに対し、左斜め下側に隣接する画素から構成される斜め方向領域ＥＢ１と、斜め方向領域ＥＢ１に対して上側に位置する横方向領域ＥＢ２と、斜め方向領域ＥＢ１に対して下側に位置する縦方向領域ＥＢ３との３つの領域から構成される。
【００８２】
ステップＳ１４０７において、注目画素特定部１０９は、最大エッジ画素が、アイライン探索領域ＥＢ内の３つの領域のうちいずれの領域に属するかを判断し、最大エッジ画素が、横方向領域ＥＢ２に存在する場合、注目画素Ａに対し、横方向に隣接する画素Ｐ１を次の注目画素Ａとして特定する（ステップＳ１４０８）。また、最大エッジ画素が、斜め方向領域ＥＢ１に存在する場合、注目画素Ａに対し、右斜め下側に隣接する画素Ｐ２を次の注目画素Ａとして特定する（ステップＳ１４０９）。さらに、最大エッジ画素が、縦方向領域ＥＢ３に存在する場合、注目画素Ａに対し、下側に隣接する画素Ｐ３を注目画素Ａとして特定する（ステップＳ１４１０）。
【００８３】
図１５は、不連続エッジを示した図である。黒い画素は、エッジを構成する画素を示す。ＹＰ１及びＹＰ２はエッジが途切れた箇所に位置する画素であるため、この場合、ＶＰ１及びＶＰ２がエッジの途切れた箇所に位置する画素として推定することができる。注目画素ＡがＹＰ１である場合、注目画素特定部１０９は、アイライン探索領域ＥＢを探索することにより、ＹＰ２を最大エッジ画素として抽出する。そして、ＹＰ２は横方向領域ＥＢ２に存在するため（図略）、ＶＰ１を次の注目画素Ａとして特定する。したがって、不連続エッジが存在する場合であっても、エッジが存在すると推定される画素が注目画素Ａとして特定され、特定された注目画素Ａにエッジ強度評価フィルタによる畳込処理が施される結果、その画素が輪郭を構成する画素として補間されることとなる。そのため、眼の輪郭線を途切れなく抽出することができる。
【００８４】
なお、上記説明では、アイライン探索領域ＥＢを４行４列としたが、本発明は、これに限定されず、４行４列よりも大きいサイズに設定してもよい。より大きな不連続エッジが存在する場合であっても、この不連続エッジを補間することが可能となる。
【００８５】
一方、ステップＳ１４０６において、最大エッジ画素のエッジ強度が閾値Ｔよりも小さい場合（ステップＳ１４０６でＹＥＳ）、注目画素特定部１０９は、その最大エッジ画素を目頭ＨＰとして特定する（ステップＳ１４１１）。注目画素Ａが目頭ＨＰに位置する場合、アイライン探索領域ＥＢの最大エッジ画素のエッジ強度は、その領域に眼の輪郭が存在しないため、同領域に眼の輪郭が存在する場合と比べて著しく小さくなる。そこで、注目画素特定部１０９は、エッジ強度が閾値Ｔよりも小さな最大エッジ画素を目頭ＨＰとして特定している。
【００８６】
以上説明したように、本エッジ抽出装置によれば、水平方向に対する移動ベクトルＭＶの角度θの大きさに応じて、注目画素Ａ近傍に位置するエッジの方向を推定し、推定した方向のエッジを抽出する強度評価フィルタを用いて畳込処理を行うため、眼の輪郭ＥＬ及び目頭ＨＰを正確に抽出することができる。
【００８７】
また、注目画素Ａの近傍にエッジ強調領域ＥＡを設定し、この領域にエッジ先鋭化処理を施すため、エッジ先鋭化処理後のエッジ強調領域ＥＡに対し、エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すと、エッジ強度が大きく表れることとなり、眼の輪郭をより正確に抽出することができる。
【００８８】
さらに、アイライン探索領域ＥＢから最大エッジ画素を抽出することにより、次の注目画素Ａを特定しているため、不連続エッジが存在する場合であっても、正確に眼の輪郭を抽出することができる。
【００８９】
なお、本発明は以下の態様を採ることができる。
【００９０】
（１）上記実施形態では、眼の輪郭を抽出する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、他の物体の輪郭を抽出してもよい。
【００９１】
（２）上記実施形態では、動画像に対する処理を示したが、これに限定されず、静止画像に対する輪郭の抽出処理に適用してもよい。
【００９２】
（３）上記実施形態では、エッジ強度評価フィルタとして、図６及び図１１に示すものを採用したが、これに限定されず、同じ機能を有するものであれば、他のエッジ強度評価フィルタを採用してもよい。
【００９３】
（４）上記実施形態では、水平方向に対する移動ベクトルＭＶの角度θを、３段階に分けて、各段階に対応するエッジ強度評価フィルタを選択する態様を示したが、これに限定されず、４段階以上に分け、各段階に適したエッジ強度評価フィルタを選択してもよい。これにより、エッジの抽出精度を高めることができる。また、２段階に分けてもよい。これにより、処理の高速化を図ることができる。
【００９４】
（５）上記実施形態では、エッジ評価フィルタにより畳込処理を行っているが、これに限定されず、畳込処理を省略してもよい。この場合、エッジ先鋭化処理により、エッジが抽出される。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エッジ強度評価フィルタを輪郭の方向に応じて適宜変更しながら、輪郭を抽出していくため、輪郭をより正確に抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による輪郭抽出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】本輪郭抽出装置の機能を説明するためのブロック図である。
【図３】本輪郭抽出装置が１枚のフレーム画像に対して行う処理のメインルーチンを示したフローチャートである。
【図４】図３に示すフローチャートを説明するための図である。
【図５】ステップＳ４３〜Ｓ４５で選択されるエッジ強度評価フィルタを示した図であり、（ａ）は横エッジ強度評価フィルタを示し、（ｂ）は斜めエッジ強度評価フィルタを示し、（ｃ）は縦エッジ強度評価フィルタを示している。
【図６】図３に示すステップＳ２のサブルーチンを示したフローチャートである。
【図７】輪郭頂点特定部が用いる横エッジ強度評価フィルタを示した図である。
【図８】図３に示すステップＳ５及びＳ９のサブルーチンを示したフローチャートである。
【図９】ステップＳ４１の処理を説明するための図である。
【図１０】図３に示すステップＳ６及びＳ１０に示すエッジ先鋭化処理のサブルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】（ａ）はエッジ強調領域を説明するための図であり、（ｂ）はエッジ先鋭化処理を説明するための図である。
【図１２】エッジ先鋭化処理の効果を説明するための図であり、（ａ）はエッジ先鋭化処理前の各画素の輝度を示し、（ｂ）はエッジ先鋭化処理後の各画素の輝度を示している。
【図１３】図３に示すステップＳ１４のサブルーチンを示したフローチャートである。
【図１４】注目画素Ａの特定処理を説明するための図である。
【図１５】不連続エッジを示した図である。
【符号の説明】
１００プログラム実行部
１０１瞳中心特定部
１０２輪郭頂点特定部
１０３方向推定部
１０４領域設定部
１０５エッジ先鋭化部
１０６フィルタ選択部
１０７畳込処理部
１０８最大画素抽出部
１０９注目画素特定部
１１０画像合成部
２００記憶部
２０１画像メモリ
２０２フィルタ記憶部
２０３位置記憶部

Claims

所定の物体を含む画像に対して、エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すことにより、前記画像から前記物体のエッジを抽出するエッジ抽出装置であって、
前記物体を含む画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像から注目画素を特定する特定手段と、
前記特定手段が過去に特定した注目画素と現在特定している注目画素との位置関係に基づいて、現在特定している注目画素の周辺に位置するエッジの方向を推定する方向推定手段と、
前記特定手段が現在特定している注目画素に対して、前記方向推定手段が推定した方向のエッジを抽出するエッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施す畳込手段とを備えることを特徴とするエッジ抽出装置。
前記特定手段が現在特定している注目画素の周辺の領域をエッジ強調領域として設定する領域設定手段と、
前記領域設定手段が設定したエッジ強調領域に対し、輝度がなだらかに変化する領域を減少する処理を施すことにより、前記方向推定手段が推定した方向と同一方向のエッジを先鋭化させるエッジ先鋭化手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のエッジ抽出装置。
前記エッジ強調領域は、複数の領域からなり、
前記エッジ先鋭化手段によって処理されたエッジ強調領域内において、最もエッジ強度が大きい画素を最大エッジ画素として抽出する画素抽出手段を更に備え、
前記特定手段は、前記最大エッジ画素が、前記複数の領域のうちのいずれの領域に属するかによって、次に特定する注目画素の位置を決定することを特徴とする請求項２記載のエッジ抽出装置。
前記特定手段は、前記最大エッジ画素のエッジ強度が所定の値よりも小さい場合、現在特定している注目画素をエッジの端部とすることを特徴とする請求項３記載のエッジ抽出装置。
前記物体は人体の眼であり、
前記エッジは、前記眼の輪郭であり、
前記端部は、目頭であることを特徴とする請求項４記載のエッジ抽出装置。
前記画像取得手段は、動画像を取得するカメラであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエッジ抽出装置。
所定の物体を含む画像から前記物体のエッジを抽出するエッジ抽出装置であって、
前記物体を含む画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像から注目画素を特定する特定手段と、
前記特定手段が過去に特定した注目画素と現在特定している注目画素との位置関係に基づいて、現在特定している注目画素の周辺に位置するエッジの方向を推定する方向推定手段と、
前記特定手段が現在特定している注目画素の周辺の領域をエッジ強調領域として設定する領域設定手段と、
前記領域設定手段が設定したエッジ強調領域に対し、輝度がなだらかに変化する領域を減少させる処理を施すことにより、前記方向推定手段が推定した方向と同一方向のエッジを先鋭化させるエッジ先鋭化手段とを備えることを特徴とするエッジ抽出装置。
所定の物体を含む画像に対して、エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すことにより、前記画像から前記物体のエッジを抽出するエッジ抽出プログラムであって、
前記物体を含む画像を取得する画像取得手段、
前記画像取得手段が取得した画像から注目画素を特定する特定手段、
前記特定手段が過去に特定した注目画素と現在特定している注目画素との位置関係に基づいて、現在特定している注目画素の周辺に位置するエッジの方向を推定する方向推定手段、
前記決定手段が現在特定している注目画素に対して、前記方向推定手段が推定した方向のエッジを抽出するエッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施す畳込手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするエッジ抽出プログラム。
所定の物体を含む画像に対して、エッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すことにより、前記画像から前記物体のエッジを抽出するエッジ抽出方法であって、
コンピュータが、前記所定の物体を含む画像から注目画素を特定するステップと、
コンピュータが、前記特定手段によって過去に特定された注目画素と現在特定されている注目画素との位置関係に基づいて、現在特定されている注目画素近傍に位置するエッジの方向を推定するステップと、
コンピュータが、前記決定手段によって現在特定されている注目画素に対して、前記方向推定手段が推定した方向のエッジを抽出するエッジ強度評価フィルタを用いた畳込処理を施すステップとを備えることを特徴とするエッジ抽出方法。