JP2006172248A - Spot image detecting method and spot image detecting program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の物体が位置する空間を撮像して得られ、当該複数の物体のいずれかをそれぞれ表す複数のスポット画像を含む解像度が低い撮像画像から、所望の検出対象物のスポット画像を検出するのに好適な、スポット画像検出方法及びスポット画像検出プログラムに関し、特に路上にある複数の自動車を撮像して得られた解像度が低い衛星画像から、所望の車輛サイズと所望の屋根存在範囲を有する自動車に対するスポット画像を検出するのに好適なスポット画像検出方法及びスポット画像検出プログラムに係る。 The present invention obtains a spot image of a desired detection target from a low-resolution captured image including a plurality of spot images each representing one of the plurality of objects, which is obtained by imaging a space where the plurality of objects are located. The present invention relates to a spot image detection method and a spot image detection program suitable for detection, and in particular, from a satellite image having a low resolution obtained by imaging a plurality of automobiles on a road, a desired vehicle size and a desired roof presence range are obtained. The present invention relates to a spot image detection method and a spot image detection program suitable for detecting a spot image for a car having the same.
道路上の交通量を自動的に計測する方法としては、道路に沿ってテレビカメラ、ループ式検知器、超音波式検知器、光学式検知器などのセンサーを設置して、道路を走行中の自動車を検知する方法が使用されている。しかし、この方法では、計測に必要な設備のコストが非常に大きくなる。このため、最近は、航空写真や衛星画像などのリモートセンシング画像を利用して、道路を走行中の自動車の数と位置を自動的に検出する方法が研究されている。その方法の利点は、第一に、リモートセンシング画像の視野は数十km四方の大きさを持つので、同じ画像から広範囲の地域の自動車の位置と数を観測できると期待されることである。第二に、リモートセンシング画像を用いる交通量観測システムは主に画像データ受信施設とコンピュータで構成され、従来のセンサーを用いるシステムに比較してはるかに小規模の設備で済むので、コストが低く済むことである。第三に、リモートセンシング画像の容量はせいぜい数十メガバイトであり、現在のコンピュータで高速に処理できることである。 As a method of automatically measuring traffic on the road, sensors such as TV cameras, loop detectors, ultrasonic detectors, and optical detectors are installed along the road, A method of detecting a car is used. However, with this method, the cost of equipment necessary for measurement becomes very large. For this reason, recently, a method for automatically detecting the number and positions of automobiles traveling on a road using remote sensing images such as aerial photographs and satellite images has been studied. The advantage of this method is that the field of view of remote sensing images is several tens of kilometers square, and it is expected that the position and number of automobiles in a wide area can be observed from the same image. Secondly, the traffic observation system using remote sensing images is mainly composed of image data receiving facilities and computers, and requires much smaller facilities than conventional systems using sensors, so the cost is low. That is. Third, the capacity of remote sensing images is at most several tens of megabytes, and can be processed at high speed by current computers.
例えば、特許文献1では、道路を撮影した濃淡画像に画像強調の処理を適用した後、ある閾値で閾値処理をして、自動車を表す複数の表すスポット画像を検出している。ここで、スポット画像とは、検出対象物の存在位置にあるが、検出対象物の外形を鮮明には表してはいない、画素数が少なく解像度の低い画像を言う。非特許文献1では、まず、複数の道路の濃淡画像から自動車のスポット画像を除去した背景画像を生成し、つぎに、自動車のスポット画像を含む濃淡画像と背景画像の引き算をして主に自動車のスポット画像を含む濃淡画像を獲得し、この濃淡画像に対して、ある閾値で閾値処理をして自動車のスポット画像を検出している。 For example, in Patent Document 1, after applying image enhancement processing to a grayscale image obtained by shooting a road, threshold processing is performed with a certain threshold to detect a plurality of spot images representing an automobile. Here, the spot image refers to an image with a small number of pixels and a low resolution that is present at the position where the detection target exists but does not clearly represent the outer shape of the detection target. In Non-Patent Document 1, first, a background image is generated by removing a spot image of a car from a plurality of road gray images, and then a gray image including a car spot image and a background image are subtracted to mainly perform a car. A grayscale image including the spot image is acquired, and the grayscale image is subjected to threshold processing with a certain threshold to detect a spot image of a car.
特許文献1あるいは非特許文献1は画像の濃度の閾値を用いているが、非特許文献2では、画像の濃度の閾値を使用しないで、概略次のようにして、自動車を表すスポット像から自動車の位置を検出している。以下では画素pをその画素の2次元座標(i,j)を用いて画素(i,j)と表す。ある画素pに対して、半径dの正方形の枠m(d)を以下の式で定義する。
m(d)= {(i+x,j+y) | max(|x|, |y|)=d}
枠m(d)上の画素の濃度の最大値をfmax(m(d))として、半径dが1からその最大値Dの範囲でのfmax(m(d))の最小値をFとする。すなわち、
F = min{fmax(m(d))|1≦d≦D}
Patent Document 1 or Non-Patent Document 1 uses an image density threshold, but Non-Patent Document 2 does not use an image density threshold and uses a spot image representing an automobile as follows. The position of is detected. Hereinafter, the pixel p is represented as a pixel (i, j) using the two-dimensional coordinates (i, j) of the pixel. For a certain pixel p, a square frame m (d) having a radius d is defined by the following equation.
m (d) = {(i + x, j + y) | max (| x |, | y |) = d}
The maximum value of the density of the pixels on the frame m (d) is defined as fmax (m (d)), and the minimum value of fmax (m (d)) in the range of the radius d from 1 to the maximum value D is defined as F. . That is,
F = min {fmax (m (d)) | 1 ≦ d ≦ D}
もし画素pの濃度が最小値Fよりはるかに大きいという条件を満たせば、画素pの位置に明るいスポット画像が存在するとし、その画素pの濃度として、画素pの濃度と上記最小値Fとの濃度差を設定している。画素pの濃度が最小値Fよりはるかに大きいという条件が満たされないときには、画素pの濃度値として0を設定している。このような処理を全ての画素に対して実行した後に、スポット画像ありと判断された複数の画素を記号推論システムによりグループ化して、各自動車に対してX字状に交差された概ね枝状の二つの画素列からなる画像を、一つの自動車を代表する画像として生成している。それらの二つの画素列の交差位置と方向が自動車の位置、方向等を表している。この自動車検出法では赤外線画像を用い、赤外線の強さに依存して、移動している車と停止している車を識別可能にしている。
特許文献1又は非特許文献1のような自動車検出方法では、濃度の閾値をあらかじめ定め、自動車が走行する領域を撮像して得られた撮像画像中のある部分の濃度がこの閾値以上であるか否かによりその部分が自動車を表すか否かを判定している。このような方法では閾値をいくらにするかにより検出結果が異なる。すなわち、撮像画像内の自動車の濃度は、背景の濃度とは異なるのが普通であり、自動車の濃度は背景の濃度より高い(白い)かあるいはその逆である。しかし、自動車の濃度が背景より白い(濃度が高い)場合でも、それらの濃度は、自動車によりいろいろ異なる。すなわち、撮像画像中の自動車の濃度は、自動車の表面の色及び反射率により異なるし、自動車に照射される太陽光の強さ及び照射方向によっても異なる。更に、撮像画像中の背景となる道路の濃度は、路面の色と反射率によっても異なる。 In a vehicle detection method such as Patent Document 1 or Non-Patent Document 1, a threshold value of density is determined in advance, and whether the density of a certain part in a captured image obtained by imaging a region where the vehicle travels is equal to or greater than this threshold value. It is determined whether or not the part represents a car depending on whether or not. In such a method, the detection result differs depending on how much the threshold is set. That is, the density of the automobile in the captured image is usually different from the density of the background, and the density of the automobile is higher (white) than the density of the background or vice versa. However, even if the density of the automobile is whiter than the background (the density is higher), the density varies depending on the automobile. That is, the density of the automobile in the captured image varies depending on the color and reflectance of the surface of the automobile, and also varies depending on the intensity of sunlight and the irradiation direction irradiated on the automobile. Furthermore, the density of the road serving as the background in the captured image varies depending on the color of the road surface and the reflectance.
したがって、撮像画像から上記のように閾値を用いて自動車を表す部分を検出する方法には、その閾値を適切に決定するのが難しいという問題がある。すなわち、閾値を明るい値にすると、暗い濃度の自動車を検出できず、逆に閾値を暗い値にすると、自動車と無関係な背景にある物体も検出してしまう。 Therefore, there is a problem that it is difficult to appropriately determine the threshold value in the method for detecting a part representing an automobile from the captured image using the threshold value as described above. That is, if the threshold value is set to a bright value, a dark car cannot be detected. Conversely, if the threshold value is set to a dark value, an object in the background unrelated to the car is also detected.
一方、非特許文献2のように、自動車の存在位置の検出に画像の濃度の閾値を用いない方法にはこのような問題はない。しかし、非特許文献2に示された方法は、スポット画像に含まれる複数の画素の候補を検出した後に、それらの画素の濃度と位置を利用して記号推論システムを用いてスポット画像の位置等を表す概略X字状に交差したほぼ直線状の二つの画素列からなる画像を、一つの自動車を代表する画像として生成しているので、自動車代表画像を生成する処理が複雑である。 On the other hand, as in Non-Patent Document 2, there is no such problem in a method that does not use an image density threshold for detecting the position of an automobile. However, in the method disclosed in Non-Patent Document 2, after detecting a plurality of pixel candidates included in a spot image, the position and the like of the spot image using the symbol inference system using the density and position of those pixels is used. Since an image composed of two substantially linear pixel rows intersecting in an approximate X-shape representing the vehicle is generated as an image representative of one automobile, the process of generating the automobile representative image is complicated.
衛星画像あるいは航空写真のような画像では、画像の解像度が低く、自動車の位置、形状自体は、それ程正確に表現されていない場合が普通である。人工衛星から地上を実際に撮影して得られた地理画像の解像度は、例えば50〜60cm程度であり、一つの自動車を表す画像は鮮明ではなく、この種の地理画像では一つの自動車は非常に小さい白いスポット画像で表されている。 In an image such as a satellite image or an aerial photograph, the resolution of the image is low, and the position and shape of the car itself are usually not expressed so accurately. The resolution of a geographical image obtained by actually photographing the ground from an artificial satellite is, for example, about 50 to 60 cm, and an image representing one car is not clear. It is represented by a small white spot image.
このような解像度が低い画像を用いて、道路上の自動車のような専有面積の小さな部分の位置又は存在領域を検出するとしても、それらの位置又は存在領域の検出精度を高くすることは難しい。しかし、道路上の自動車の位置と数を検出して道路の混雑状態を検出するという応用のためには、自動車の位置と存在領域の検出精度を格別高くすることは必ずしも必要でなく、自動車の位置及び存在領域を検出する処理は高速に実行できる簡単な処理であることが望ましい。 Even if such a low-resolution image is used to detect the position or existence area of a small area such as a car on a road, it is difficult to increase the detection accuracy of those positions or existence areas. However, it is not always necessary to increase the detection accuracy of the position and the existence area of the vehicle for the application of detecting the congestion state of the road by detecting the position and number of the cars on the road. The process for detecting the position and the existing area is preferably a simple process that can be executed at high speed.
ところで、路面を撮影して得られた画像には、自動車以外のものを表すスポット画像が存在する。例えば路面の反射率が高いところでは、比較的濃度が明るい広い部分が検出され、そのような部分はサイズの大きなスポット像あるいは広く分布する明るい画像部分として検出されることがある。更に、路上に自動車以外の反射率が高い異物があると、その異物がサイズが小さいスポット像として検出される可能性がある。更には、路面には道路標識が描画されており、それらの一部がサイズの小さなスポット像として検出される可能性もある。したがって、自動車を表すスポット像を検出する目的から見ると、このような自動車以外の物を表すスポット像又はそれに近い濃度分布を有する明るい画像部分は背景ノイズとも言うべきものであり、自動車を表すスポット画像をこのような背景ノイズから区別して検出する必要がある。 By the way, the image obtained by photographing the road surface includes a spot image representing something other than the automobile. For example, where the road surface has a high reflectance, a wide part having a relatively high density is detected, and such a part may be detected as a spot image having a large size or a bright image part widely distributed. Furthermore, if there is a foreign object having a high reflectance other than an automobile on the road, the foreign object may be detected as a spot image having a small size. Furthermore, road signs are drawn on the road surface, and some of them may be detected as small spot images. Therefore, from the viewpoint of detecting a spot image representing an automobile, such a spot image representing an object other than an automobile or a bright image portion having a density distribution close thereto is also referred to as background noise. It is necessary to detect the image separately from such background noise.
自動車のような検出対象物は、サイズがいろいろであるので、スポット像の広がりも自動車毎に異なる。例えば、小型の乗用車ではスポット画像の画素数は例えば3×6画素程度と少なく、大型バスでは6×20画素程度となる。更に、自動車のうち、スポット像が生成されるのは、屋根のように、撮像されたときに濃度が検出対象物上の他の部分と異なる濃度となる可能性がある特定部分に対してである。なお、特定部分(例えば、屋根)は、通常は照射光を受けて撮像されたときの濃度が大きくなるが、その周辺部は、その表面の方向によっては撮像されたときの濃度は大きくはならないことがある。そのため。自動車を撮像したときでも屋根の存在範囲に対応する、濃度が大きい画像部分の広がりは、屋根の存在範囲より小さいのが普通である。 Since detection objects such as automobiles vary in size, the spread of the spot image varies from automobile to automobile. For example, a small passenger car has a small number of pixels of a spot image, for example, about 3 × 6 pixels, and a large bus has about 6 × 20 pixels. Furthermore, spot images are generated in certain parts of automobiles, such as roofs, where the density may be different from other parts on the detection target when imaged. is there. In addition, although the density | concentration when a specific part (for example, roof) is normally imaged by receiving irradiation light becomes large, the density when it image | photographs the peripheral part according to the direction of the surface does not become large. Sometimes. for that reason. Even when an automobile is imaged, the spread of the image portion having a high density corresponding to the existing range of the roof is usually smaller than the existing range of the roof.
屋根のような特定部分のサイズは、自動車のサイズが異なれば異なり、更に、自動車のサイズが同じでも、自動車の構造によって特定部分のサイズと位置が異なる場合がある。例えば、トラックの場合、運転席の部分のみに屋根が存在し、残りには屋根がなく荷台がある。このトラックに対しては、運転席を覆う屋根に対しては、車輛の前方部分に位置するスポット画像が生成されるが、車輛の後方の荷台の部分に対しては濃度が大きな部分が生成されないことがある。一方、バスの場合、運転席とそれ以外の部分に対して共通の屋根が存在する。このようなバスに対しては、自動車のほぼ全体を覆うようなスポット画像が生成される。更に、保冷庫付きのトラックのように、運転席の部分と保冷庫の部分にそれぞれ屋根を有する自動車もある。このようなトラックに対しては、運転席の屋根上と、保冷庫の屋根上に異なるスポット画像が分離して生成されることがある。したがって、路上の自動車の存在位置を検出するに当たっては、自動車の占有面積、屋根の占有面積を考慮しないで、いろいろな自動車のスポット画像をまとめて一度に検出することは容易ではない。 The size of a specific part such as a roof is different if the size of the automobile is different. Furthermore, even if the size of the automobile is the same, the size and position of the specific part may differ depending on the structure of the automobile. For example, in the case of a truck, a roof exists only in the driver's seat, and the rest has no roof and a cargo bed. For this truck, a spot image located in the front part of the vehicle is generated for the roof covering the driver's seat, but a high-density part is not generated for the part of the loading platform behind the vehicle. Sometimes. On the other hand, in the case of a bus, there is a common roof for the driver's seat and other parts. For such a bus, a spot image that covers almost the entire automobile is generated. In addition, there are cars that have roofs on the driver's seat and the cooler, respectively, such as trucks with a cooler. For such a truck, different spot images may be generated separately on the roof of the driver's seat and the roof of the cold storage. Therefore, when detecting the position of the automobile on the road, it is not easy to detect spot images of various automobiles at once without considering the occupation area of the automobile and the occupation area of the roof.
したがって、本発明の目的は、自動車のような複数の物体が位置する空間を撮像して得られ、当該複数の物体のいずれかをそれぞれ表す複数のスポット画像を含む解像度が低い撮像画像から、所望の車輛占有範囲と、屋根のような特定部分の所望の存在範囲とを有する自動車のような、所望の検出対象物を表すスポット画像を簡単な処理で検出するのに好適なスポット画像検出方法及びスポット画像検出プログラムを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to obtain a desired image from a low-resolution captured image including a plurality of spot images each representing one of the plurality of objects, which is obtained by imaging a space where a plurality of objects such as an automobile are located. A spot image detection method suitable for detecting spot images representing a desired detection object, such as an automobile, having a vehicle occupation range and a desired existence range of a specific part such as a roof, and a simple process A spot image detection program is provided.
上記目的を達成するための本発明に係るスポット画像検出方法の原理の概略をまず説明する。撮像画像内の検出対象物(例えば自動車)を表すスポット画像の濃度は背景の濃度とは異なる。つまり、背景の濃度より濃度が大きい(すなわち、高いあるいは白い)か又はその逆である。自動車等の濃度の分布は複雑であり、かつ、自動車の表面の向き又は日射光の照射方向により変化する。背景の濃度も背景である路面の色と反射率によっても変化する。その結果、背景より濃度が大きい自動車のスポット画像の濃度と背景の濃度の差は、自動車により又は日射光の強さなどにより変化する。したがって、閾値を用いて背景と自動車等の検出対象物のスポット画像とを区別することは一般には容易でない。 An outline of the principle of the spot image detection method according to the present invention for achieving the above object will be described first. The density of the spot image representing the detection target (for example, an automobile) in the captured image is different from the density of the background. That is, the density is greater than the background density (ie, higher or white) or vice versa. The concentration distribution of an automobile or the like is complicated and changes depending on the direction of the surface of the automobile or the irradiation direction of sunlight. The background density also changes depending on the color of the road surface and the reflectance. As a result, the difference between the density of the spot image of the automobile having a higher density than the background and the density of the background changes depending on the automobile or the intensity of sunlight. Therefore, it is generally not easy to distinguish a background from a spot image of a detection object such as an automobile using a threshold value.
しかしながら、本発明者は、自動車のスポット画像の濃度が背景より大きい場合には、自動車のスポット画像の中には、自動車に依らない濃度分布部分として、ある画素(極大点画素)の濃度が極大値であり、その画素の周囲に濃度が単調に減少する複数の画素(単調減少画素群)が存在することに気が付いた。極大点画素と単調減少画素群が存在する領域を極大領域と呼ぶことがある。この事実を利用して背景より濃度が大きい濃度を有する自動車を示すスポット画像を検出するには、極大点画素とその周辺の単調減少画素群が存在する極大領域を検出すればよいことが分かった。同様に、自動車の濃度が背景より黒い(濃度が低い)場合には、自動車の画像の中には、自動車に依らない濃度分布部分として、ある画素(極小点画素)の濃度が極小値を有し、その周囲に濃度が単調増大する複数の画素(単調増大画素群)が存在することに気が付いた。以下では、極小点画素と単調増大画素群が存在する領域を極小領域と呼ぶことがある。この事実を利用して背景より黒い(濃度が低い)濃度を有する自動車を示すスポット画像を検出するには、極小点画素とその周辺の単調増大画素群が存在する極小領域を検出すればよい。 However, when the density of the spot image of the automobile is larger than the background, the present inventor shows that the density of a certain pixel (maximum point pixel) is a maximum in the spot image of the automobile as a density distribution portion that does not depend on the automobile. I noticed that there are multiple pixels (monotonously decreasing pixel group) whose density is monotonously decreasing around the pixel. An area where the maximal point pixel and the monotonously decreasing pixel group exist may be referred to as a maximal area. Using this fact, in order to detect a spot image showing a car with a density higher than that of the background, it has been found that it is only necessary to detect a local maximum area where the local maximum pixel and the surrounding monotonically decreasing pixel group exist. . Similarly, when the density of a car is darker than the background (the density is lower), the density of a certain pixel (minimum point pixel) has a minimum value in the car image as a density distribution part that does not depend on the car. Then, he noticed that there are a plurality of pixels (monotonically increasing pixel group) whose density increases monotonously around them. Hereinafter, a region where the minimum point pixel and the monotonically increasing pixel group exist may be referred to as a minimum region. In order to detect a spot image indicating a car having a darker (darker) density than the background using this fact, it is only necessary to detect a minimum area where a minimum point pixel and a surrounding monotonically increasing pixel group exist.
以下では、極大点画素を含む極大領域の検出について主に述べる。しかし、背景より小さい濃度の自動車を表すスポット画像を検出する場合には、極小点画素とその周りの単調増大画素群を含む極小領域を検出すればよく、その場合にも以下の説明は、極大値と極小値の相違と単調減少画素群と単調増大画素群の相違を考慮して読み替えれば同様に適用することができる。また、以下では、上記極大値と極小値を区別せずに極値と呼ぶことがあり、極大点画素と極小点画素を区別せずに極値点画素と呼ぶことがあり、単調減少画素群と単調増大画素群を区別せずに単調変化画素群と呼ぶことがあり、極大領域と極小領域を区別せずに極値領域と呼ぶことがある。 In the following, detection of the maximum area including the maximum point pixel will be mainly described. However, when detecting a spot image representing an automobile having a density lower than that of the background, it is only necessary to detect a minimum area including a minimum point pixel and a surrounding monotonically increasing pixel group. It can be similarly applied if it is read in consideration of the difference between the value and the minimum value and the difference between the monotonically decreasing pixel group and the monotonically increasing pixel group. Further, in the following, the maximum value and the minimum value are sometimes referred to as extreme values without being distinguished, and the maximum point pixel and the minimum point pixel are sometimes referred to as extreme value pixels without being distinguished, and the monotonously decreasing pixel group And the monotonically increasing pixel group may be referred to as a monotonically changing pixel group without distinction, and the maximum region and the minimum region may be referred to as extreme value regions without distinction.
既に説明したように、自動車のような検出対象物を撮像したときに得られるスポット画像の存在範囲と位置は、屋根のような特定部分の広がりと位置に依存し、屋根のような特定部分の存在範囲と位置は、車輛のサイズと構造により異なる。したがって、道路を撮影して得られる衛星画像のような低解像度の画像から道路上の自動車を表すスポット画像を検出するためには、車輛サイズと屋根のサイズと位置が異なる全ての車種に対する多数のスポット画像を一度に検出するよりも、自動車のサイズを指定し、屋根のような特定部分の広がりと位置を指定して、そのような指定された自動車サイズと、指定された存在範囲と位置に屋根のような特定部分を有する自動車に対するスポット画像を検出し、そのような検出を、車輛サイズの指定と、屋根のような特定部分の存在範囲と位置の指定とを変えて対応するスポット画像を検出することを繰り返し、その繰り返しにより多数の自動車に対する多数のスポット画像を検出するほうがより簡便であると期待される。 As already described, the existence range and position of a spot image obtained when a detection object such as an automobile is imaged depend on the spread and position of a specific part such as a roof, and The existence range and position vary depending on the size and structure of the vehicle. Therefore, in order to detect a spot image representing a car on a road from a low-resolution image such as a satellite image obtained by photographing a road, a large number of vehicles for all vehicle types having different vehicle sizes and roof sizes and positions are used. Rather than detecting spot images at once, specify the size of the car, specify the extent and position of a specific part such as a roof, and to such a specified car size, specified range and position A spot image for a car having a specific part such as a roof is detected, and such detection is performed by changing the specification of the vehicle size and the specification of the range and position of the specific part such as the roof. It is expected that it is simpler to detect a large number of spot images for a large number of automobiles by repeating the detection.
そこで、本発明では、所望の車輛サイズを有し、屋根のような特定部分の存在範囲と位置が所望のものであるというような条件を満たす所望の自動車に対するスポット画像を検出することを可能にするために、所望の検出対象物のスポット画像に対して以下のような4つの条件値を指定する。
(1)検出対象物を表すべきスポット画像の中央部分が最小限占有すべき範囲として当該検出対象物に対してあらかじめ指定された中央最小占有範囲
(2)当該検出対象物を表すスポット画像が最大限占有し得る前記撮像画像上の範囲として、当該検出対象物に対してあらかじめ指定された最大占有範囲(当該最大占有範囲は、例えば上記中央最小占有範囲の中心位置から見たときの範囲として指定される)
(3)当該スポット画像の中心の画素の濃度と当該スポット画像の上記中央最小占有範囲内の複数の画素の濃度との濃度差に関する許容最大濃度差
(4)当該スポット画像の中心の画素の濃度と当該スポット画像の上記最大占有範囲内の周辺部の画素の濃度との濃度差に関する許容最小濃度差
Therefore, the present invention makes it possible to detect a spot image for a desired vehicle having a desired vehicle size and satisfying the condition that the range and position of a specific part such as a roof are desired. In order to do so, the following four condition values are designated for the spot image of the desired detection object.
(1) The central minimum occupation range designated in advance for the detection target object as the minimum occupation range of the central portion of the spot image that should represent the detection target object (2) The spot image representing the detection target object is the maximum The maximum occupied range specified in advance for the detection target as the range on the captured image that can be limitedly occupied (the maximum occupied range is specified as a range when viewed from the center position of the central minimum occupied range, for example) )
(3) Allowable maximum density difference regarding density difference between density of pixel at center of spot image and density of plural pixels within the central minimum occupation range of spot image (4) Density of pixel at center of spot image And the minimum allowable density difference related to the density difference between the spot image and the density of the surrounding pixels within the maximum occupied range of the spot image
ここでスポット画像の中心は、濃度が最大の点であるとする。この中心は、同時にスポット画像の分布範囲の幾何学的な中心と略同一であると仮定する。後者が前者とずれていてもそのずれを無視しても本発明に関しては問題はないと考えられる。検出対象物に対するスポット画像の中央部分は、スポット画像の中心画素の濃度に近い濃度を有する画素からなる、濃度が大きい(すなわち、明るい)領域である。検出対象物に対応するスポット画像の中央部分が存在する範囲も、検出対象物に応じて変化する。例えば、自動車の屋根が広くなると、スポット画像の中央の明るい部分が占める範囲も広くなる。したがって、検出対象物に対応するスポット画像を検出するためには、検出対象物のスポット画像の中央部分が最小限占有すべき範囲として中央最小占有範囲を指定することが望ましい。検出対象物が自動車の場合には、スポット画像の中央領域は、自動車の屋根のような特定部分の中央の部分である。したがって、検出すべき対象物に対するスポット画像の中央最小占有範囲として、当該自動車の屋根のような特定部分の存在範囲より狭い、当該特定部分の中央部分の存在範囲を指定するのが望ましい。 Here, it is assumed that the center of the spot image is a point having the highest density. This center is assumed to be substantially the same as the geometric center of the distribution range of the spot image at the same time. Even if the latter is deviated from the former, it is considered that there is no problem with the present invention even if the deviation is ignored. The central portion of the spot image with respect to the detection target is a region having a high density (that is, a bright area) composed of pixels having a density close to the density of the center pixel of the spot image. The range in which the central portion of the spot image corresponding to the detection target object also varies depending on the detection target object. For example, when the roof of an automobile becomes wider, the range occupied by the bright portion at the center of the spot image becomes wider. Therefore, in order to detect the spot image corresponding to the detection target object, it is desirable to designate the central minimum occupation range as the range that the central portion of the spot image of the detection target object should be occupied at the minimum. When the detection target is an automobile, the central region of the spot image is a central portion of a specific portion such as the roof of the automobile. Therefore, it is desirable to designate the existence range of the central portion of the specific portion, which is narrower than the existence range of the specific portion such as the roof of the car, as the central minimum occupation range of the spot image for the object to be detected.
検出対象物に対応するスポット画像が占有し得る範囲として指定される最大占有範囲は、その検出対象物全体とその影の一部を含む領域である。この最大占有範囲は、当該検出対象物の占有範囲の広さに応じて増大するので、検出対象物に対するスポット画像を検出するためには、上記スポット画像が占有し得る最大占有範囲として、当該検出対象物の占有範囲の広さと位置に対応した広さと位置を有する範囲を指定することが望ましい。具体的には、最大占有範囲の広さは、例えば、上記検出対象物が路上の自動車の場合、当該車輛の存在範囲と同じかそれより少し広くなるように、最大占有範囲を指定すればよい。そうすることにより、自動車が現に存在する範囲内の画素のうち、極大点画素に対する単調減少画素群に属する画素の検出漏れがないようにすることができる。 The maximum occupation range designated as a range that can be occupied by the spot image corresponding to the detection object is an area including the entire detection object and a part of its shadow. This maximum occupation range increases with the size of the occupation range of the detection target. Therefore, in order to detect a spot image for the detection target, the detection is performed as the maximum occupation range that the spot image can occupy. It is desirable to specify a range having a width and position corresponding to the width and position of the occupation range of the object. Specifically, the maximum occupation range may be specified such that, for example, when the detection target is an automobile on the road, the maximum occupation range is the same as or slightly wider than the existence range of the vehicle. . By doing so, it is possible to prevent detection omission of pixels belonging to the monotonically decreasing pixel group with respect to the maximum point pixel among the pixels within the range where the automobile is actually present.
更に、最大占有範囲は、上記中央最小占有範囲の中心位置から見た位置に位置する範囲として指定する。例えば、当該最大占有範囲の中心と上記中央最小占有範囲の中心とが一致するときには、当該中央最小占有範囲の中心に当該最大占有範囲の中心が位置する状態での当該最大占有範囲を指定すればよい。しかし、当該最大占有範囲の中心と上記中央最小占有範囲の中心とが一致しないときには、当該中央最小占有範囲の中心からずれた位置に当該最大占有範囲の中心が位置する状態での当該最大占有範囲の存在範囲を指定すればよい。このように、中央最小占有範囲の中心から見たときの最大占有範囲を指定することにより、両者の中心が一致しない場合にも、本発明を適用することが可能になる。 Furthermore, the maximum occupation range is designated as a range located at a position viewed from the center position of the central minimum occupation range. For example, when the center of the maximum occupation range coincides with the center of the central minimum occupation range, the maximum occupation range in the state where the center of the maximum occupation range is located at the center of the central minimum occupation range is specified. Good. However, when the center of the maximum occupancy range does not match the center of the central minimum occupancy range, the maximum occupancy range in a state where the center of the maximum occupancy range is located at a position shifted from the center of the central minimum occupancy range. Specify the existence range of. Thus, by designating the maximum occupation range as viewed from the center of the central minimum occupation range, the present invention can be applied even when the centers of the two do not coincide.
自動車等に対するスポット画像は、既に述べたように、極大点画素とその周辺の単調減少領域からなる極大領域に少なくとも分布する。スポット画像上の濃度分布に基づいてスポット画像の広がりの範囲を規定する方法はいくつか考えられるが、本発明では、自動車に対する極大領域は、スポット画像の存在範囲の少なくとも主要部を示すと考える。画像上でスポット画像が広がっていると見える範囲と極大領域とは必ずしも直接関係はなくてもよいと考える。すなわち、画像上でスポット画像に属すると見えるような大きな濃度を有する部分が、単調減少画素でないために極大領域に属さないことが生じることがある。逆に、画像上でスポット画像に属するとは明確には見えないような濃度の低い部分が、単調減少関係を満たす画素であるために極大領域に属することもある。 As already described, a spot image for an automobile or the like is distributed at least in a maximum region composed of a maximum point pixel and a surrounding monotonously decreasing region. There are several methods for defining the extent of the spread of the spot image based on the density distribution on the spot image. In the present invention, the maximum region for the automobile is considered to indicate at least the main part of the existing range of the spot image. It is considered that there is not necessarily a direct relationship between the range where the spot image is spread on the image and the maximum region. That is, a portion having a large density that can be seen as belonging to the spot image on the image may not belong to the maximum region because it is not a monotonously decreasing pixel. Conversely, a low-density portion that cannot be clearly seen as belonging to the spot image on the image is a pixel that satisfies the monotonous decrease relationship and may belong to the maximum region.
検出対象物に対するスポット画像の中心と、当該検出対象物の最大占有範囲の中心とは一致しない場合もある。当該スポット画像は、当該検出対象物内の屋根のような特定部分の存在範囲に位置する。典型的には、スポット画像の中心は、自動車の屋根の中心に位置する。自動車の存在範囲の全体にわたって屋根が存在する場合には、自動車の存在範囲と屋根の存在範囲が一致し、スポット画像の中心と自動車の存在範囲(最大占有範囲)の中心とはほぼ一致する。しかし、これらの中心が一致しない場合がある。例えば、自動車の屋根が、自動車の一部、例えば前方部に位置するときには、自動車の存在範囲の中心と、屋根の中心とは一致しない。したがって、このような自動車では、自動車に対するスポット画像の中心と、自動車の存在範囲(最大占有範囲)の中心とはずれることになる。上に説明した中央最小占有範囲の中心は、対応するスポット画像の中心と考えられるので、中央最小占有範囲の中心から見た状態での最大占有範囲を指定すれば、上記のように車輛の存在範囲の中心がスポット画像の中心からずれている場合でも、検出された極値点画素に対して単調変化関係にある画素群を、最大占有範囲から検出することが可能になる。 The center of the spot image with respect to the detection target object may not coincide with the center of the maximum occupation range of the detection target object. The spot image is located in the existence range of a specific part such as a roof in the detection target. Typically, the center of the spot image is located at the center of the automobile roof. When the roof exists over the entire range of the automobile, the range of the automobile and the range of the roof match, and the center of the spot image and the center of the range of the automobile (maximum occupied range) substantially match. However, these centers may not match. For example, when the roof of an automobile is located in a part of the automobile, for example, in the front part, the center of the range where the automobile exists is not coincident with the center of the roof. Therefore, in such a vehicle, the center of the spot image for the vehicle is deviated from the center of the range (maximum occupied range) of the vehicle. Since the center of the central minimum occupation range described above is considered to be the center of the corresponding spot image, if the maximum occupation range as seen from the center of the central minimum occupation range is specified, the presence of the vehicle as described above Even when the center of the range is deviated from the center of the spot image, it is possible to detect a pixel group having a monotonous change relationship with respect to the detected extreme point pixel from the maximum occupied range.
上に説明した中央最小占有範囲は、その範囲内の画素の濃度と、スポット画像の中心画素の濃度との濃度差が、ある上限以下であるような、スポット画像の中心付近の範囲と考えることもできる。この上限は、検出対象物に応じて変化するので、検出対象物に応じて、上記中央最小占有範囲を指定するときには、この濃度差の上限を上記許容最大濃度差として指定するすることが望ましい。同様に、検出対象物に対するスポット画像の周辺部の濃度は、スポット画像の中心画素の濃度と比べると、十分濃度が変化しているべきであると考えられる。スポット画像の中心画素の濃度と当該スポット画像の周辺部の複数の画素の濃度との濃度差として許される濃度差の下限は、検出対象物に応じて異なるので、検出対象物に応じて、この下限を上記許容最小濃度差として指定することが望ましい。 The central minimum occupancy range described above should be considered as a range near the center of the spot image where the density difference between the pixel density within that range and the density of the center pixel of the spot image is below a certain upper limit. You can also. Since this upper limit changes depending on the detection object, it is desirable to specify the upper limit of the density difference as the allowable maximum density difference when specifying the central minimum occupation range according to the detection object. Similarly, it is considered that the density of the peripheral portion of the spot image with respect to the detection target should be sufficiently changed compared to the density of the center pixel of the spot image. Since the lower limit of the density difference allowed as the density difference between the density of the center pixel of the spot image and the density of the plurality of pixels in the peripheral portion of the spot image differs depending on the detection object, It is desirable to designate the lower limit as the above-mentioned allowable minimum density difference.
以上の4つの条件値の定義から明らかなように、撮像画像から検出されたスポット画像の濃度分布が、所望の検出対象物に関連して指定されたこれら4つの条件値に関連するあらかじめ定められた条件を満たすときには、当該スポット画像は当該検出対象物に対するものであると判断することができるはずである。本発明は、このような考えに基づいて、上記4つの条件値を用いて検出対象物に対するスポット画像を撮像画像から検出するものである。 As is clear from the definition of the above four condition values, the density distribution of the spot image detected from the captured image is determined in advance related to these four condition values specified in relation to the desired detection target. If the condition is satisfied, it should be possible to determine that the spot image is for the detection object. Based on such an idea, the present invention detects a spot image for a detection target object from a captured image using the above four condition values.
より具体的には、請求項1に記載のスポット画像検出方法は、極値点画素検出ステップと、単調変化画素群検出ステップと、極値領域判定ステップと、を含むものである。極値点画素検出ステップでは、検出対象物を含む複数の物体が位置する空間を撮像して得られ、当該複数の物体のいずれかをそれぞれ表す複数のスポット画像を含む撮像画像から、その濃度が周辺の画素の濃度に対して極大値又は極小値のうちのあらかじめ定められた一方の極値である濃度を有する少なくとも一つの極値点画素を検出する。単調変化画素群検出ステップでは、当該検出対象物を表すスポット画像が占有し得る前記撮像画像上の範囲として、当該検出対象物に対してあらかじめ指定された最大占有範囲内の画素から、前記検出された極値点画素の濃度に対して濃度が単調変化関係にある一群の単調変化画素を検出する。極値領域判定ステップでは、前記検出された極値点画素と当該極値点画素に対して検出された前記単調変化画素群とを含む極値領域が所定の条件を満たすか否かに応じて、当該極値領域が前記検出対象物に対するスポット画像を表す領域であるか否かを判定する。 More specifically, the spot image detection method according to claim 1 includes an extreme point pixel detection step, a monotonous change pixel group detection step, and an extreme value region determination step. In the extreme point pixel detection step, the density is obtained from a captured image including a plurality of spot images each representing one of the plurality of objects, which is obtained by imaging a space where the plurality of objects including the detection target are located. At least one extreme point pixel having a density that is a predetermined extreme value of a maximum value or a minimum value with respect to the density of surrounding pixels is detected. In the monotonically changing pixel group detection step, the range on the captured image that can be occupied by the spot image representing the detection target is detected from pixels within the maximum occupation range designated in advance for the detection target. A group of monotonically changing pixels whose density has a monotonic change relationship with respect to the density of the extreme point pixel is detected. In the extreme value region determination step, depending on whether or not an extreme value region including the detected extreme value pixel and the monotonically changing pixel group detected for the extreme value pixel satisfies a predetermined condition Then, it is determined whether or not the extreme value region is a region representing a spot image with respect to the detection target.
前記所定の条件は、(a)前記検出された単調変化画素群のうち、前記検出対象物のスポット画像の中央部分が最小限占有すべき範囲として当該検出対象物に対してあらかじめ指定された中央最小占有範囲内に位置する複数の画素が全て前記単調変化画素群に属し、かつ、(b)当該検出された極値点画素の濃度と当該中央最小占有範囲内の前記複数の画素の濃度との濃度差が、いずれの画素についても、当該検出対象物に対する当該中央最小占有範囲に対してあらかじめ指定された許容最大濃度差以下であり、かつ、(c)前記検出された極値点画素の濃度と、前記検出された単調変化画素群のうちの周辺部に位置する複数の画素の濃度との濃度差が、いずれの画素についても当該検出対象物の当該最大占有範囲に対してあらかじめ指定された許容最小濃度差以上であることである。 The predetermined condition is: (a) a center specified in advance for the detection target as a range that should be occupied by a central portion of the spot image of the detection target in the detected monotonically changing pixel group; A plurality of pixels located within the minimum occupation range all belong to the monotonically changing pixel group, and (b) a density of the detected extreme point pixel and a density of the plurality of pixels within the central minimum occupation range Is equal to or smaller than an allowable maximum density difference specified in advance with respect to the central minimum occupation range with respect to the detection target for any pixel, and (c) the detected extreme point pixel The density difference between the density and the density of a plurality of pixels located in the peripheral portion of the detected monotonically changing pixel group is designated in advance for the maximum occupied range of the detection target for any pixel. Was is that tolerance is the minimum density difference or more.
ここで、上記極値点画素検出ステップでは、極値点画素はスポット画像の中心の画素の候補として検出される。上記極値点画素検出ステップで極値点画素として極大点画素を検出する場合、撮像画像から選択された画素pの濃度が極大点であるということは、その選択画素pの濃度が、その画素を取り囲む8近傍画素の濃度の値のいずれよりも小さくないことである。この定義では、選択画素pの濃度が、その8近傍画素の濃度のいずれかと同じ濃度を有していても、8近傍画素内の他の画素のいずれの濃度も選択画素pの濃度と同じか小さければ、選択画素pの濃度は極大値であると見なす。極端には、選択画素pの濃度と8近傍画素の濃度が全て同じでも、極大点画素を検出しているときには、選択画素pは極大点画素と見なす。しかし、選択画素pの濃度が8近傍画素の濃度のいずれか一つより低い濃度であるときには、選択画素pの濃度は極大値ではない。なお、選択画素pの濃度とその選択画素pの8近傍画素より遠方の画素の濃度とは比較しない。極小点画素も同様に定義することができる。 Here, in the extreme point pixel detection step, the extreme point pixel is detected as a pixel candidate at the center of the spot image. When detecting the maximum point pixel as the extreme point pixel in the extreme point pixel detection step, the density of the pixel p selected from the captured image is the maximum point. Is not smaller than any of the density values of the eight neighboring pixels surrounding the pixel. In this definition, even if the density of the selected pixel p has the same density as any of the density of the eight neighboring pixels, is the density of any of the other pixels in the eight neighboring pixels the same as the density of the selected pixel p? If it is smaller, the density of the selected pixel p is regarded as a maximum value. Extremely, even if the density of the selected pixel p and the density of all the 8 neighboring pixels are the same, when the local maximum pixel is detected, the selected pixel p is regarded as the local maximum pixel. However, when the density of the selected pixel p is lower than any one of the densities of the eight neighboring pixels, the density of the selected pixel p is not a maximum value. It should be noted that the density of the selected pixel p is not compared with the density of a pixel farther than eight neighboring pixels of the selected pixel p. The minimum point pixel can be similarly defined.
単調変化画素群検出ステップで検出される、極値点画素の濃度に対して単調変化関係にある他の画素とは、極値点画素が極大点画素であるとすると、極大点画素から当該他の画素に至る経路として、画素の濃度が単調減少するという条件を満たしている経路が存在することである。濃度が単調減少するとは、濃度が小さくなるか等しい場合である。単調変化画素群を検出する範囲が前記指定された最大占有範囲である。したがって、その最大占有範囲から極大領域を検出することになる。その結果、ある極大点画素に対して単調変化関係にある画素が上記最大占有範囲を越えた位置に存在していても、その画素は単調変化画素としては検出されない。このように、当該極大点画素を含む極大領域は、その最大占有範囲から検出される。一方、ある極大点画素の周辺の単調変化画素群が上記最大占有範囲の一部にしか存在しない場合には、それらの単調変化画素群は全て検出される。また、極値領域判定ステップで濃度が判定される、前記検出された単調変化画素群のうちの周辺部に位置する複数の画素とは、当該単調変化画素群のうち、当該単調変化画素群に属さない画素に隣接して位置する複数の画素を指す。以上のように、極値点画素検出ステップと単調変化画素群検出ステップにより、スポット画像の中心の候補として極値点画素が検出され、当該極値点画素と当該極値点画素に対して検出された前記単調変化画素群とを含む極値領域が、検出対象物に対して指定された最大占有範囲から検出されたことになる。 The other pixels that are detected in the monotonic change pixel group detection step and have a monotonic change relationship with respect to the density of the extreme point pixel are assumed to be the maximum point pixel from the maximum point pixel. As a path to the pixel, there is a path that satisfies the condition that the density of the pixel monotonously decreases. A monotonically decreasing density is when the density is smaller or equal. The range in which the monotonically changing pixel group is detected is the designated maximum occupation range. Therefore, the maximum area is detected from the maximum occupied range. As a result, even if a pixel that is in a monotonous change relationship with respect to a certain maximal point pixel exists at a position that exceeds the maximum occupied range, the pixel is not detected as a monotonous change pixel. Thus, the local maximum region including the local maximum pixel is detected from the maximum occupied range. On the other hand, when a monotonically changing pixel group around a certain maximal point pixel exists only in a part of the maximum occupied range, these monotonically changing pixel groups are all detected. In addition, the plurality of pixels located in the periphery of the detected monotonically changing pixel group whose density is determined in the extreme value region determining step are the monotonic changing pixel group in the monotonic changing pixel group. It refers to a plurality of pixels located adjacent to pixels that do not belong. As described above, the extreme point pixel is detected as a candidate for the center of the spot image by the extreme point pixel detection step and the monotonically changing pixel group detection step, and is detected for the extreme point pixel and the extreme point pixel. The extreme value region including the monotonically changing pixel group thus detected is detected from the maximum occupation range designated for the detection target.
更に、極値領域判定ステップでは、前記検出対象物に対して指定された、スポット画像の中央領域を表す中央最小占有範囲に関する第1の条件、検出された極値点画素の濃度と当該中央最小占有範囲内の前記複数の画素の濃度との濃度差に関する第2の条件、検出された極値点画素の濃度と、前記検出された単調変化画素群のうちの周辺部に位置する複数の画素の濃度との濃度差に関する第3の条件のいずれもが満たされるときに、検出された極値領域を、検出対象物に対するスポット画像として判定することになる。 Further, in the extreme value region determination step, the first condition relating to the central minimum occupation range indicating the central region of the spot image designated for the detection object, the density of the detected extreme point pixel and the central minimum The second condition relating to the density difference with the density of the plurality of pixels within the occupied range, the density of the detected extreme point pixel, and the plurality of pixels located in the peripheral part of the detected monotonically changing pixel group When any of the third conditions relating to the density difference from the above-described density is satisfied, the detected extreme value region is determined as a spot image for the detection target.
請求項2に記載のスポット画像検出方法では、前記検出対象物は、路上にある複数の自動車のうち、撮像されたときに他の部分より濃度が異なる特定部分の存在範囲が所望の存在範囲であり、車輛占有範囲が、前記特定部分の中心に対して所望の位置にあり、かつ、所望の広さを有する自動車であり、前記最大占有範囲は、当該検出対象自動車の当該所望の車輛占有範囲より広い範囲に指定され、前記中央最小占有範囲は、当該車両の当該特定部分の存在範囲より狭い値に指定されている。 In the spot image detection method according to claim 2, the detection target is a desired existence range in which a specific part having a density different from that of another part among a plurality of automobiles on the road when imaged is a desired existence range. Yes, the vehicle occupation range is a vehicle having a desired area and a desired position with respect to the center of the specific portion, and the maximum occupation range is the desired vehicle occupation range of the detection target vehicle. The central minimum occupation range is specified to be a value narrower than the existence range of the specific portion of the vehicle.
本発明によるスポット画像検出方法及びスポット画像検出プログラムによれば、自動車のような複数の物体が位置する空間を撮像して得られた解像度の低い撮像画像から、検出対象物を表すべきスポット画像の中央部分が最小限占有すべき中央最小占有範囲と、当該スポット像が占有し得る最大占有範囲と、当該スポット画像の中心の画素の濃度と当該中央領域内の複数の画素の濃度との濃度差に関する許容最大濃度差と、当該スポット画像の中心の画素の濃度と当該スポット画像の周辺部の画素の濃度との濃度差に関する許容最小濃度差とを指定して、これらの指定されたデータに関してあらかじめ定められた条件を満たすスポット画像を検出対象物に対するスポット画像として検出することが可能になる。 According to the spot image detection method and the spot image detection program according to the present invention, a spot image that should represent a detection target from a low-resolution captured image obtained by imaging a space where a plurality of objects such as an automobile are located. The central minimum occupation range that the central portion should occupy at least, the maximum occupation range that the spot image can occupy, and the density difference between the density of the center pixel of the spot image and the density of a plurality of pixels in the central area And an allowable minimum density difference relating to a density difference between a density of a pixel at the center of the spot image and a density of a pixel at a peripheral portion of the spot image. It is possible to detect a spot image that satisfies the defined condition as a spot image for the detection target.
以下、本発明に係るスポット画像検出方法及びスポット画像検出プログラムの実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明に係るスポット画像検出装置の一つの実施形態の概略ブロック図である。符号1は、上記装置の一つの実施の形態の全体を指す。本装置1は、例えばパソコン又はワークステーションにより実現される処理装置10と、メインメモリとして使用されるRAM(ランダムアクセスメモリ)(図示せず)及び磁気ディスク記憶装置のような補助記憶装置(図示せず)とを含む記憶装置20と、入出力装置30とを備えている。入出力装置30は、キーボード及びマウス等のポインティングデバイスを含む入力装置31、CRTディスプレイ装置等の表示装置32又はプリンタ33などの出力装置を備えている。入力装置31はパラメータの入力やコマンドの起動などに使われる。表示装置32又はプリンタ33は、複数の検出対象物を撮像して得られる撮像画像あるいは本装置1により生成されるスポット画像マーカ付き画像等の画像あるいは本装置1により生成されるデータの表示又は印刷に使われる。記憶装置20内にデータが記憶されるときに、当該データが図示しないRAMと図示しない補助記憶装置のいずれに記憶されるかは、あらかじめ当該データ毎に決められている。処理装置10には、複数の検出対象物を含む領域を撮像して得られた撮像画像からそれぞれの検出対象物を検出するためのスポット画像検出プログラム40が組み込まれている。
Embodiments of a spot image detection method and a spot image detection program according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram of one embodiment of a spot image detection apparatus according to the present invention. Reference numeral 1 denotes the whole of one embodiment of the apparatus. The apparatus 1 includes, for example, a processing device 10 realized by a personal computer or a workstation, and a RAM (Random Access Memory) (not shown) used as a main memory and an auxiliary storage device (not shown) such as a magnetic disk storage device. And the input / output device 30. The input / output device 30 includes an input device 31 including a keyboard and a pointing device such as a mouse, a display device 32 such as a CRT display device, or an output device such as a printer 33. The input device 31 is used for inputting parameters and starting commands. The display device 32 or the printer 33 displays or prints an image such as a captured image obtained by imaging a plurality of detection objects, an image with a spot image marker generated by the device 1, or data generated by the device 1. Used for. When data is stored in the storage device 20, it is determined in advance for each piece of data whether the data is stored in a RAM (not shown) or an auxiliary storage device (not shown). The processing device 10 incorporates a spot image detection program 40 for detecting each detection target from a captured image obtained by imaging a region including a plurality of detection targets.
本発明に係るスポット画像検出方法及びスポット画像検出プログラムの実施の形態を更に説明する前に、本実施の態様で実行する処理の原理を説明する。以下では、極大点画素を検出する場合を説明するが、極小値画素を検出する場合も同様である。また、撮像画像は、地表を人工衛星又は航空機から撮影して得られる地理画像であり、検出対象物は道路を走行するか道路上に停止している自動車であるとする。 Before further describing the embodiment of the spot image detection method and spot image detection program according to the present invention, the principle of the processing executed in this embodiment will be described. In the following, the case of detecting a maximum point pixel will be described, but the same applies to the case of detecting a minimum value pixel. The captured image is a geographic image obtained by photographing the ground surface from an artificial satellite or an aircraft, and the detection target is an automobile traveling on the road or stopping on the road.
図2は、本発明によるスポット画像の検出時に指定される探索条件データを説明するための図である。同図(a)は、一つの自動車に対する概略的な平面図である。図において、S1は、自動車の車輛の占有範囲を示し、図では車輛占有範囲S1は矩形であると仮定している。点C1は、当該車輛占有範囲S1の中心を示す。S2は、当該自動車に設けられた屋根の存在範囲を示す。屋根存在範囲S2は、撮像されたときに他の部分より濃度が異なる特定部分の例であり、スポット画像は、この屋根存在範囲において濃度が大きくなる。同図(a)の例では、屋根存在範囲S2は自動車のほぼ全体に広がって設けられている。しかし、図では、分かりやすさのために、屋根存在範囲S2は、自動車の車輛占有範囲S1より小さく記載してある。同図(a)の例では屋根存在範囲S2の中心C2は、車輛占有範囲S1の中心C1と一致すると仮定する。 FIG. 2 is a diagram for explaining search condition data specified when spot images are detected according to the present invention. FIG. 1A is a schematic plan view for one automobile. In the figure, S1 indicates the occupation range of the vehicle of the automobile, and the vehicle occupation range S1 is assumed to be rectangular in the figure. Point C1 indicates the center of the vehicle occupation range S1. S2 shows the existence range of the roof provided in the said motor vehicle. The roof presence range S2 is an example of a specific portion having a density different from that of other portions when imaged, and the spot image has a higher density in the roof presence range. In the example of FIG. 5A, the roof presence range S2 is provided so as to extend over almost the entire automobile. However, in the figure, the roof existence range S2 is shown smaller than the vehicle occupation range S1 for the sake of clarity. In the example of FIG. 5A, it is assumed that the center C2 of the roof existence range S2 coincides with the center C1 of the vehicle occupation range S1.
本発明では、検出対象物に対するスポット画像を検出するときに、スポット画像が占有し得る最大占有範囲を指定する。同図(a)の自動車に対しては、スポット画像の最大占有範囲R1として、車輛占有範囲S1と同じか少し大きくなるようにスポット画像の最大占有範囲R1を指定する。同図(a)の例では、最大占有範囲R1は、車輛占有範囲S1と同じく矩形とし、その中心も車輛占有範囲S1の中心C1と一致するとする。最大占有範囲R1の縦横の辺は、それぞれ車輛占有範囲S1の縦横の辺より例えば10〜20%大きく設定すればよい。更に、本発明では、検出対象物に対するスポット画像の中央部分が最小限占有すべき中央最小占有範囲R2も指定する。スポット画像のうち濃度が大きな部分の存在範囲は、屋根存在範囲S2の中央部分であり、屋根存在範囲S2より小さい。したがって、同図(a)の例では、中央最小占有範囲R2として、屋根存在範囲S2より少し狭い領域を指定する。中央最小占有範囲R2の縦横の辺の長さは、それぞれ屋根存在範囲S2の縦横の辺の長さより、例えば10〜20%小さく設定すればよい。 In the present invention, when a spot image for a detection target is detected, a maximum occupation range that can be occupied by the spot image is designated. For the automobile in FIG. 5A, the maximum occupation range R1 of the spot image is designated as the maximum occupation area R1 of the spot image so as to be the same as or slightly larger than the vehicle occupation area S1. In the example of FIG. 6A, the maximum occupation range R1 is rectangular, as is the vehicle occupation range S1, and the center thereof also coincides with the center C1 of the vehicle occupation range S1. The vertical and horizontal sides of the maximum occupation range R1 may be set to be, for example, 10 to 20% larger than the vertical and horizontal sides of the vehicle occupation range S1. Furthermore, in the present invention, a central minimum occupation range R2 that should be minimally occupied by the central portion of the spot image with respect to the detection target is also designated. The existence range of the portion having a high density in the spot image is a central portion of the roof existence range S2, and is smaller than the roof existence range S2. Therefore, in the example of FIG. 5A, an area slightly narrower than the roof existence range S2 is designated as the central minimum occupation range R2. The lengths of the vertical and horizontal sides of the central minimum occupation range R2 may be set to be, for example, 10 to 20% smaller than the lengths of the vertical and horizontal sides of the roof existence range S2.
同図(a)の場合には、最大占有範囲R1の中心C1は、中央最小占有範囲R2の中心C2からずれていない。しかし、本実施の形態では、これらの中心がずれていてもよい。最大占有範囲R1の中心C1が中央最小占有範囲R2の中心C2からずれているときには、最大占有範囲R1は、中央最小占有範囲R2の中心C2から見たときに見える範囲として指定される。例えば、それらの中心の間のずれ量と、最大占有範囲R1の中心C1から見たときの最大占有範囲R1の4つの頂点の座標が指定される。あるいは、中央最小占有範囲R2の中心C2から見たときの最大占有範囲R1の4つの頂点の座標が指定されてもよい。 In the case of FIG. 9A, the center C1 of the maximum occupation range R1 is not shifted from the center C2 of the center minimum occupation range R2. However, in the present embodiment, these centers may be shifted. When the center C1 of the maximum occupation range R1 is deviated from the center C2 of the central minimum occupation range R2, the maximum occupation range R1 is designated as a range that can be seen when viewed from the center C2 of the central minimum occupation range R2. For example, the amount of shift between these centers and the coordinates of the four vertices of the maximum occupied range R1 when viewed from the center C1 of the maximum occupied range R1 are designated. Alternatively, the coordinates of the four vertices of the maximum occupation range R1 when viewed from the center C2 of the central minimum occupation range R2 may be designated.
本発明では、最大占有範囲R1内の周辺部の画素と、検出対象物に対するスポット画像の中心の画素の濃度との差に関して許容最小濃度差T1が指定される。すなわち、スポット画像の周辺部の画素は、スポット画像の中心に対して十分濃度が変化していることが要求される。更に、本発明では、中央最小占有範囲R2内の画素と、検出対象物に対するスポット画像の中心の画素の濃度との差に関して許容最大濃度差T2が指定される。すなわち、スポット画像の中央最小占有範囲R2内の画素の濃度は、スポット画像の中心の画素の濃度に対してあまり変化していないことが要求される。許容最小濃度差T1と許容最大濃度差T2は、検出する自動車の車輛の占有範囲、屋根部分の存在範囲によらないで、あらかじめ定めた値を使用してもよい In the present invention, the allowable minimum density difference T1 is designated with respect to the difference between the peripheral pixels in the maximum occupation range R1 and the density of the center pixel of the spot image with respect to the detection target. That is, it is required that the density of the pixels in the peripheral part of the spot image is sufficiently changed with respect to the center of the spot image. Furthermore, in the present invention, the allowable maximum density difference T2 is specified with respect to the difference between the pixel in the central minimum occupation range R2 and the density of the pixel at the center of the spot image with respect to the detection target. That is, it is required that the density of the pixel within the center minimum occupation range R2 of the spot image does not change much with respect to the density of the pixel at the center of the spot image. The allowable minimum density difference T1 and the allowable maximum density difference T2 may use predetermined values irrespective of the occupation range of the vehicle to be detected and the existence range of the roof portion.
図2(b)は、以上で説明した探索条件データを示す図である。探索条件データ25は、図に示すようにスポット画像の最大占有範囲データ251、スポット画像の中央最小占有範囲データ252、許容最小濃度差(T1)253、許容最大濃度差(T2)254とを含んでいる。なお、スポット画像の最大占有範囲データ251は、既に説明したように、中央最小占有範囲R2の中心C2からみたときの最大占有範囲R1を指定するデータである。中央最小占有範囲データ252も、その中心C2からみたときの中央最小占有範囲を指定するデータであり、例えば、その範囲の4つの頂点の座標を含んでいる。 FIG. 2B is a diagram showing the search condition data described above. The search condition data 25 includes spot image maximum occupation range data 251, spot image central minimum occupation range data 252, allowable minimum density difference (T 1) 253, and allowable maximum density difference (T 2) 254 as shown in the figure. It is out. Note that the maximum occupation range data 251 of the spot image is data specifying the maximum occupation range R1 when viewed from the center C2 of the central minimum occupation range R2, as already described. The central minimum occupation range data 252 is also data that specifies the central minimum occupation range when viewed from the center C2, and includes, for example, the coordinates of four vertices of the range.
図2(c)は、スポット画像の濃度分布の例と上に説明した探索条件データとの関係を示す図である。同図において、曲線f(p)はスポット画像の中心を通る直線、具体的には図2(a)の水平方向の直線上での濃度分布を模式的に示す例であり、ここでは、極大点pが、スポット画像の中心であると仮定する。スポット画像の最大占有範囲R1、中央最小占有範囲R2が、図に示すように、極大点pを中心に含んでいる。極大領域Pは、後に説明するように、本発明にしたがって、極大点pの周りに位置する極大点pに対して単調減少関係を有する単調変化画素群からなる。図の例では、画素Aが極大点pの極大領域P内の左側の周辺部の最小濃度の画素、画素Bが極大点pの極大領域P内の右側の周辺部の最小濃度の画素であるとする。図では、極大領域Pの周辺部の画素のうち画素Bが濃度最大の画素であるとする。画素A、極大点p、画素Bを含むスポット画像が検出対象物の画素であるためには、極大点pの濃度f(p) とスポット画像の最大占有範囲R1内の周辺部の最大濃度(今の仮定では画素Bの濃度)との濃度差が許容最小濃度差(T1)以上であるという条件が満たされる必要がある。更に、中央最小占有範囲R2内の全画素が極大領域P内に位置し、かつ、極大点pの濃度と中央最小占有範囲R2内の画素との濃度差がいずれの画素についても、許容最小濃度差(T2)以下であるという条件が満たされる必要がある。 FIG. 2C is a diagram showing a relationship between an example of the density distribution of the spot image and the search condition data described above. In the figure, a curve f (p) is an example schematically showing a density distribution on a straight line passing through the center of the spot image, specifically, a horizontal straight line in FIG. 2 (a). Assume that the point p is the center of the spot image. As shown in the drawing, the maximum occupied range R1 and the central minimum occupied range R2 of the spot image include the local maximum point p as the center. As will be described later, the maximum region P is composed of a group of monotonically changing pixels having a monotonously decreasing relationship with respect to the maximum point p located around the maximum point p according to the present invention. In the example shown in the figure, the pixel A is the pixel with the minimum density on the left side in the maximum region P at the maximum point p, and the pixel B is the pixel with the minimum density on the right side in the maximum region P at the maximum point p. And In the drawing, it is assumed that the pixel B is the pixel having the maximum density among the pixels in the peripheral portion of the maximum region P. In order for a spot image including the pixel A, the maximum point p, and the pixel B to be a pixel of the detection target, the density f (p) of the maximum point p and the maximum density of the peripheral portion within the maximum occupied range R1 of the spot image ( Under the present assumption, it is necessary to satisfy the condition that the density difference with respect to the density of the pixel B is equal to or larger than the allowable minimum density difference (T1). Furthermore, all the pixels in the central minimum occupation range R2 are located in the maximum area P, and the allowable minimum density is obtained for any pixel in which the density difference between the density of the maximum point p and the pixel in the central minimum occupation range R2 is any. The condition that the difference is equal to or smaller than (T2) needs to be satisfied.
図2(d)は、屋根存在範囲S2と中央最小占有範囲R2の他の例を示す図である。同図(a)と異なり、屋根存在範囲S2は、車輛占有範囲S1の左側に偏って存在している。このような屋根存在範囲S2は、運転席の部分を覆うように屋根が設けられ、残りの部分には屋根なしの荷台が設けられているトラックの場合に存在する。車輛占有範囲S1の中心C1と屋根存在範囲S2の中心C2とは図に示すように位置がずれている。このような自動車を撮影した画像では、この自動車に対するスポット画像は、屋根存在範囲S2の中心C2に中心を有することになる。この自動車の場合には、最大占有範囲R1の中心C1は、中央最小占有範囲R2の中心C2と比べて、図に示すようにずれていることになる。本発明は、このように屋根存在範囲が車輛占有範囲のごく一部である自動車を検出対象物とする場合にも適用可能である。このような自動車を検出対象物とするには、スポット画像の最大占有範囲には、同図(a)の場合と同じく車輛占有範囲S1より少し大きな最大占有範囲R1を指定し、スポット画像の中央最小占有範囲には、屋根存在範囲S2より少し小さな中央最小占有範囲R2を指定すればよい。以下では、図2(a)の自動車の場合について本発明の一つの実施の形態での処理を説明するが、同図(d)の自動車の場合についても以下の処理を適用できる。 FIG. 2D is a diagram illustrating another example of the roof presence range S2 and the central minimum occupation range R2. Unlike the figure (a), the roof presence range S2 is biased to the left of the vehicle occupation range S1. Such a roof presence range S2 exists in the case of a truck in which a roof is provided so as to cover the driver's seat part and a loadless platform without a roof is provided in the remaining part. The center C1 of the vehicle occupation range S1 and the center C2 of the roof presence range S2 are displaced as shown in the figure. In an image obtained by photographing such a car, the spot image for the car has a center at the center C2 of the roof existence range S2. In the case of this automobile, the center C1 of the maximum occupation range R1 is shifted as shown in the figure as compared with the center C2 of the central minimum occupation range R2. The present invention can also be applied to a case in which a detection object is an automobile in which the roof existence range is a small part of the vehicle occupation range. In order to make such a car an object to be detected, the maximum occupancy range R1 slightly larger than the vehicle occupancy range S1 is designated as the maximum occupancy range of the spot image, as in FIG. As the minimum occupation range, a central minimum occupation range R2 slightly smaller than the roof existence range S2 may be specified. In the following, the processing in one embodiment of the present invention will be described for the case of the automobile in FIG. 2A, but the following processing can also be applied to the case of the automobile in FIG.
本実施の形態で使用する極大領域は、例えば以下の方法により検出できる。撮像画像中から極大点画素pを検出し、検出された極大点画素pに対する極大領域M(p)は、以下のようにして帰納的に求めることができる。M0(p)を極大点画素pからなる第0次極大領域とする。極大点画素pの第0次極大領域M0(p)から始めて、第n次極大領域Mn(p)に対して第(n+1)次増分領域Bn+1(p)だけの領域成長を繰り返して決定し、第(n+1)次極大領域Mn+1(p)を次式1により求める。
Mn+1(p) = Mn(p) ∪ Bn+1(p) (1)
The maximum region used in the present embodiment can be detected by the following method, for example. The maximum point pixel p is detected from the captured image, and the maximum region M (p) with respect to the detected maximum point pixel p can be obtained inductively as follows. Let M0 (p) be the 0th-order maximum region composed of the maximum point pixels p. Starting from the 0th order maximum region M0 (p) of the local maximum pixel p, the region growth of only the (n + 1) th order increment region Bn + 1 (p) is repeatedly determined for the nth order maximum region Mn (p). Then, the (n + 1) th order maximum region Mn + 1 (p) is obtained by the following equation 1.
Mn + 1 (p) = Mn (p) ∪Bn + 1 (p) (1)
ここで、第(n+1)次増分領域Bn+1(p)は、画素qが第n次極大領域Mn(p)に隣接するという条件と画素qの濃度が第n次極大領域Mn(p)の当該画素qが隣接する少なくとも一つの画素の濃度より大きくない(単調減少関係にある)という条件を満たす画素qが含まれる領域である。第(m+1)次増分領域Bm+1(p)が空集合である最小のmについて次式2が成立する。
M(p) = Mm(p) (2)
したがって、第(m+1)増分領域Bm+1(p)が最初に空集合となったときに、それまでに得られた第m次極大領域Mm(p)が極大領域M(p)となる。
Here, the (n + 1) th order increment region Bn + 1 (p) has a condition that the pixel q is adjacent to the nth order maximum region Mn (p) and the density of the pixel q is the nth order maximum region Mn (p). Is a region including a pixel q that satisfies the condition that the pixel q is not larger than the density of at least one adjacent pixel (has a monotonous decrease relationship). The following equation 2 is established for the smallest m in which the (m + 1) th order increment region Bm + 1 (p) is an empty set.
M (p) = Mm (p) (2)
Therefore, when the (m + 1) th increment region Bm + 1 (p) first becomes an empty set, the mth order maximum region Mm (p) obtained so far becomes the maximum region M (p).
以上の繰り返し処理を詳しく説明すると、極大点画素pのみからなる第0次極大領域M0(p)に対して第1次増分領域B1(p)を求める。すなわち、画素qが画素pに隣接するという条件と画素qの濃度が画素pの濃度より大きくない(単調減少関係)という条件を満たす画素qを全て含む第1次増分領域B1(p)を求める。この段階では極大点画素pから第1次増分領域B1(p)の任意の画素qに至る経路上の画素は、これら二つの画素p、qのみであり、これらの画素間では濃度が単調減少するという条件が成立している。更に、式1により、元の画素pと新たに求めた第1次増分領域B1(p)との論理和により第1次極大領域M1(p)を決定する。 The above repeated process will be described in detail. The first-order incremental region B1 (p) is obtained for the 0th-order maximum region M0 (p) consisting only of the maximum point pixel p. That is, the first increment region B1 (p) including all the pixels q that satisfy the condition that the pixel q is adjacent to the pixel p and the density of the pixel q is not higher than the density of the pixel p (monotonic decrease relationship) is obtained. . At this stage, the only pixels on the path from the maximal point pixel p to the arbitrary pixel q in the first incremental region B1 (p) are these two pixels p and q, and the density monotonously decreases between these pixels. The condition to do is satisfied. Furthermore, the primary maximum region M1 (p) is determined by the logical sum of the original pixel p and the newly obtained primary incremental region B1 (p) according to Equation 1.
その後第2次増分領域B2(p)を求める。すなわち、画素qが第1次極大領域M1(p)のいずれかの画素に隣接するという条件と、画素qの濃度が、第1次極大領域M1(p)の、画素qに隣接する少なくとも一つの画素の濃度より大きくない(単調減少関係)という条件を満たす全ての画素qの領域を第2次増分領域B2(p)として決定する。更に式1により、第1次極大領域M1(p)と新たに求めた第2次増分領域B2(p)との論理和により第2次極大領域M2(p)を決定する。この段階では極大点画素pから第2次増分領域B2(p)の任意の画素qに至る経路上の画素は、画素pと、増分第1次増分領域B1(p)内のいずれかの第1の画素と、その第1の画素に隣接する第2次増分領域B2(p)内の第2の画素とであり、画素pからこれらの第1の画素、第2の画素間で濃度が単調減少するという条件が成立している。 Thereafter, a second incremental region B2 (p) is obtained. That is, the condition that the pixel q is adjacent to any pixel in the first maximum region M1 (p) and the density of the pixel q is at least one adjacent to the pixel q in the first maximum region M1 (p). The region of all the pixels q that satisfy the condition that the density is not larger than the density of one pixel (monotonic decrease relationship) is determined as the second incremental region B2 (p). Further, the second maximum region M2 (p) is determined by the logical sum of the first maximum region M1 (p) and the newly obtained second increment region B2 (p) according to Equation 1. At this stage, the pixel on the path from the maximum point pixel p to any pixel q in the second increment region B2 (p) is the pixel p and any of the first increment regions B1 (p) in the increment first increment region B1 (p). 1 pixel and the second pixel in the second incremental region B2 (p) adjacent to the first pixel, and the density between the first pixel and the second pixel is increased from the pixel p. The condition of monotonically decreasing is established.
以下、同様に、以上の処理を繰り返すことにより、極大領域Mn(p)(n=1、2、…)を求めることができる。そして、いずれかの整数mに対して、第(m+1)次増分領域Bm+1(p)に属する画素が最初に検出できなくなると、処理を打ちきり、式2にしたがって、そのときまでに求めた第m次極大領域Mm(p)を極大領域M(p)として使用すればよいことになる。 Similarly, the maximum region Mn (p) (n = 1, 2,...) Can be obtained by repeating the above processing. When any pixel belonging to the (m + 1) th increment region Bm + 1 (p) cannot be detected for the first time for any integer m, the processing is terminated, and the calculation is performed up to that time according to Equation 2. The m-th maximum region Mm (p) may be used as the maximum region M (p).
なお、上記極大領域M(p)の大きさを、画素pを中心に含む最大占有範囲内の画素のみから検出するには、例えば、いずれかの増分領域(第(n+1)次増分領域Bn+1(p))の決定を、画素pを中心に含む上記最大占有範囲内にある全画素を順次選択して実行し、次の増分領域を決定するときにも同じ範囲内の全画素を順次選択するように、同じ範囲内の全画素を順次選択することを繰り返せばよい。このように増分領域を順次求めて極大領域M(p)を求めると、極大領域M(p)に属する任意の画素qは、画素pから画素qに至る経路として、経路上の画素の濃度が単調減少する経路が存在するという条件が満たされることになる。このことは証明することができる。このようにして単調変化画素群が検出され、その結果として極大点と単調変化画素群を含む極大領域が検出される。 In order to detect the size of the maximum region M (p) only from the pixels within the maximum occupation range including the pixel p as a center, for example, any one of the increment regions ((n + 1) th increment region Bn + 1 (p)) is determined by sequentially selecting all the pixels within the maximum occupation range including the pixel p as a center, and sequentially determining all the pixels within the same range when determining the next increment region. It is only necessary to repeat selecting all the pixels within the same range sequentially so as to select them. When the incremental regions are sequentially obtained in this way to obtain the maximum region M (p), an arbitrary pixel q belonging to the maximum region M (p) has a pixel density on the route as a route from the pixel p to the pixel q. The condition that there is a monotonically decreasing path is satisfied. This can be proved. In this way, a monotonically changing pixel group is detected, and as a result, a maximum region including the maximum point and the monotonically changing pixel group is detected.
こうして極大領域M(p)を求めた後、検出対象物に対して指定された、スポット画像の中央領域を表す中央最小占有範囲に関する第1の条件、検出された極値点画素の濃度と当該中央最小占有範囲内の前記複数の画素の濃度との濃度差に関する第2の条件、検出された極値点画素の濃度と、前記検出された単調変化画素群のうちの周辺部に位置する複数の画素の濃度との濃度差に関する第3の条件のいずれもが満たされるときに、検出された極値領域を検出対象物に対するスポット画像として判定することになる。 After obtaining the maximum region M (p) in this way, the first condition regarding the central minimum occupation range indicating the central region of the spot image designated for the detection object, the detected extreme value pixel density and The second condition regarding the density difference with the density of the plurality of pixels within the central minimum occupation range, the density of the detected extreme point pixel, and the plurality of pixels located in the peripheral part of the detected monotonically changing pixel group When any of the third conditions relating to the density difference from the pixel density of the pixel is satisfied, the detected extreme value region is determined as a spot image for the detection target.
以下、本発明に係るスポット画像検出方法及びスポット画像検出プログラムの実施の形態の詳細を更に説明する。
図1に戻り、スポット画像検出プログラム40は、記憶装置20に記憶され処理装置10により実行されるが、図では分かりやすさのために、スポット画像検出プログラム40とそれを構成する複数のモジュールを処理装置10を示すブロックの内部に記載している。スポット画像検出プログラム40は、初期値設定部100と、極値点画素探索部200と、極値領域成長部300と、極値領域判定部400と、スポット画像関連データ生成部500というモジュールを含む。更に、スポット画像検出プログラム40には、極値点画素の探索成否判定ステップ250と極値領域合否判定ステップ450とが含まれている。極値点画素の探索成否判定ステップ250は極値点画素探索部200の実行後に実行され、極値点画素探索部200において極値点画素の探索が成功したか否かを判定する。極値領域合否判定ステップ450は極値領域判定部400の実行後に実行され、検出された極値領域に対する極値領域判定部400での判定結果が合格か否かを判定する。
Hereinafter, the details of the embodiments of the spot image detection method and the spot image detection program according to the present invention will be further described.
Returning to FIG. 1, the spot image detection program 40 is stored in the storage device 20 and executed by the processing device 10. However, for the sake of clarity, the spot image detection program 40 and a plurality of modules constituting the spot image detection program 40 are illustrated in FIG. It is described inside a block showing the processing apparatus 10. The spot image detection program 40 includes modules of an initial value setting unit 100, an extreme point pixel search unit 200, an extreme value region growth unit 300, an extreme value region determination unit 400, and a spot image related data generation unit 500. . Furthermore, the spot image detection program 40 includes an extreme point pixel search success / failure determination step 250 and an extreme value region pass / fail determination step 450. The extreme point pixel search success / failure determination step 250 is executed after execution of the extreme point pixel search unit 200, and determines whether or not the extreme point pixel search unit 200 has successfully searched for the extreme point pixel. The extreme value region acceptance / rejection determination step 450 is executed after the execution of the extreme value region determination unit 400 and determines whether or not the determination result of the extreme value region determination unit 400 for the detected extreme value region is acceptable.
上記複数のモジュール100、200、300、400、500はこれらの順に順次実行される。スポット画像関連データ生成部500の実行後に処理は初期値設定部100に移り、この処理以降の処理が繰り返される。ただし、極値領域成長部300は、極値点画素の探索成否判定ステップ250で極値点画素の探索が成功したと判定されたときに実行され、スポット画像関連データ生成部500は、検出された極値領域が合格であると極値領域合否判定ステップ450で判定されたときに実行される。極値領域合否判定ステップ450で検出された極値領域が不合格であると判定されたときには、処理は初期値設定部100に移動する。極値点画素の探索成否判定ステップ250で極値点画素の探索が不成功と判定されたときは、スポット画像検出プログラム40の処理は終了する。 The plurality of modules 100, 200, 300, 400, and 500 are sequentially executed in this order. After the execution of the spot image related data generation unit 500, the processing moves to the initial value setting unit 100, and the processing after this processing is repeated. However, the extreme value region growing unit 300 is executed when the extreme value pixel search is determined to be successful in the extreme value pixel search success / failure determination step 250, and the spot image related data generation unit 500 is detected. It is executed when it is determined in the extreme value region pass / fail determination step 450 that the extreme value region is acceptable. When it is determined that the extreme value region detected in the extreme value region acceptance / rejection determination step 450 is unacceptable, the processing moves to the initial value setting unit 100. If it is determined in the extreme point pixel search success / failure determination step 250 that the extreme point pixel search is unsuccessful, the processing of the spot image detection program 40 ends.
処理装置10は、スポット画像検出プログラム40内の初期値設定部100、極値点画素探索部200、極値領域成長部300、極値領域判定部400、スポット画像関連データ生成部500が実行されたときに、それぞれ初期値を設定する機能ブロック、極値点画素を探索する機能ブロック、探索された極値点を起点にして極値領域を成長させる機能ブロック、領域成長により得られた極値領域が検出対象物のスポット画像に属する極値領域であるか否かを判定する機能ブロック、その極値領域が当該検出対象物を表すスポット画像に属すると判定されたときに、そのスポット画像に関連するスポット画像関連データを生成する機能ブロックという複数の機能ブロックとして動作する。したがって、処理装置10と、記憶装置20と、入出力装置30と、スポット画像検出プログラム40のこれらのモジュールにより、それぞれのモジュールに対応する複数の機能ブロックが実現されることになる。したがって、処理装置10と、記憶装置20と、入出力装置30と、スポット画像検出プログラム40は、本発明に係るスポット画像検出装置の一つの実施の形態を実現することになる。 In the processing apparatus 10, the initial value setting unit 100, the extreme point pixel search unit 200, the extreme value region growing unit 300, the extreme value region determining unit 400, and the spot image related data generating unit 500 in the spot image detection program 40 are executed. Function block for setting initial values, function block for searching for extreme point pixels, function block for growing an extreme region starting from the searched extreme point, and extreme value obtained by region growth A functional block for determining whether or not an area is an extremum area belonging to a spot image of a detection object, and when it is determined that the extremum area belongs to a spot image representing the detection object, the spot image It operates as a plurality of functional blocks called functional blocks for generating related spot image related data. Therefore, a plurality of functional blocks corresponding to each module is realized by these modules of the processing device 10, the storage device 20, the input / output device 30, and the spot image detection program 40. Therefore, the processing device 10, the storage device 20, the input / output device 30, and the spot image detection program 40 realize one embodiment of the spot image detection device according to the present invention.
スポット画像検出プログラム40は、本発明に係るスポット画像検出プログラムの一つの実施の形態を実現するものであり、図示しない記録媒体に記録されてあるいは図示しないネットワークを介して記憶装置20に記憶され、処理装置10で実行される。スポット画像検出プログラム40は、図示しない記録媒体に記録されて又は図示しないネットワークを介して販売可能である。処理装置10がスポット画像検出プログラム40を実行して撮像画像から対象物を検出する手順は本発明に係るスポット画像検出方法の一つの実施の形態を実現する。 The spot image detection program 40 implements one embodiment of the spot image detection program according to the present invention, and is recorded on a recording medium (not shown) or stored in the storage device 20 via a network (not shown). It is executed by the processing device 10. The spot image detection program 40 is recorded on a recording medium (not shown) or can be sold via a network (not shown). The procedure in which the processing apparatus 10 executes the spot image detection program 40 to detect the object from the captured image realizes one embodiment of the spot image detection method according to the present invention.
記憶装置20には、撮像画像データ21がスポット画像検出プログラム40の実行前にあらかじめ記憶される。撮像画像データ21は、検出対象物を含む領域を撮像して得られた画像を表すデータである。領域属性データ22は、後に説明する最大占有範囲内の画素のそれぞれが撮像画像データ21中から検出された極値点画素を含む極値領域に属するか否かに関連する領域属性値を保持するデータであり、スポット画像検出プログラム40の実行開始時に初期値に設定され、スポット画像検出プログラム40に実行途中に更新される。 The storage device 20 stores the captured image data 21 in advance before the spot image detection program 40 is executed. The captured image data 21 is data representing an image obtained by capturing an area including the detection target. The region attribute data 22 holds region attribute values related to whether or not each pixel within the maximum occupation range described later belongs to an extreme value region including an extreme point pixel detected from the captured image data 21. It is data, is set to an initial value when the execution of the spot image detection program 40 is started, and is updated to the spot image detection program 40 during the execution.
極値領域データ23とスポット画像マーカ付き画像データ24は、スポット画像検出プログラム40の実行の結果生成されるデータである。極値領域データ23は、スポット画像検出プログラム40で検出され、検出対象物を表すスポット画像に含まれると判定された複数の極値領域のそれぞれに関するデータを含む。スポット画像マーカ付き画像データ24は、撮像画像データ21内のそれらの検出された極値領域が含まれるスポット画像に、検出対象物のスポット画像であることを示す所定のスポット画像マーカを重畳させた画像を表すデータである。探索条件データ25は、図2(b)にその内容例を既に示したデータである。探索条件データ25は、スポット画像検出プログラム40の実行前に、検索対象物を特定するために利用者が指定するデータである。この探索条件データ25に含まれる複数のデータは、まとまって一つのデータとして記憶装置20に記憶されていてもよいが、利用者により検索前に指定されてスポット画像検出プログラム40内に組み込まれていてもよい。なお、探索条件データ25に含まれる最大占有範囲R1に関するデータ及び中央最小占有範囲R2に関するデータを利用者が指定する代わりに、それぞれのデータを決定する元となる車両占有範囲S1、屋根存在範囲S2のデータを指定し、スポット画像検出プログラム40により、最大占有範囲R1に関するデータ及び中央最小占有範囲R2に関するデータを、車両占有範囲S1、屋根存在範囲S2の値に一定比率を掛けるかそれらの値を一定比率で割るなどの方法を用いて決定するようにしてもよい。この場合も、本発明に関する限り、最大占有範囲R1及び中央最小占有範囲R2を利用者が指定したと見なす。また、以下では、画像データが生成される処理又は記憶装置20に記憶される処理に言及するときに、簡単化のために単に画像が生成される又は画像が記憶装置20に記憶されるということがある。 The extreme value region data 23 and the image data 24 with the spot image marker are data generated as a result of execution of the spot image detection program 40. The extreme value region data 23 includes data related to each of a plurality of extreme value regions that are detected by the spot image detection program 40 and are determined to be included in the spot image representing the detection target. The image data 24 with the spot image marker is obtained by superimposing a predetermined spot image marker indicating a spot image of the detection target on the spot image including the detected extreme value region in the captured image data 21. Data representing an image. The search condition data 25 is data that has already been shown in FIG. The search condition data 25 is data specified by the user in order to specify the search object before the spot image detection program 40 is executed. A plurality of data included in the search condition data 25 may be collectively stored in the storage device 20 as one data, but is specified by the user before the search and incorporated in the spot image detection program 40. May be. Instead of the user specifying the data related to the maximum occupied range R1 and the data related to the central minimum occupied range R2 included in the search condition data 25, the vehicle occupied range S1 and the roof existing range S2 from which the respective data are determined are determined. The spot image detection program 40 uses the spot image detection program 40 to multiply the data related to the maximum occupied range R1 and the data related to the central minimum occupied range R2 by multiplying the values of the vehicle occupied range S1 and the roof existing range S2 by a certain ratio. You may make it determine using methods, such as dividing by a fixed ratio. Also in this case, as far as the present invention is concerned, it is considered that the user has designated the maximum occupation range R1 and the central minimum occupation range R2. Also, in the following, when referring to a process in which image data is generated or a process stored in the storage device 20, an image is simply generated or stored in the storage device 20 for simplicity. There is.
図3(a)は、撮像画像データ21を模式的に示す図である。撮像画像データ21は、図に示すように、この撮像画像は矩形(正方形又は長方形)であり、撮像画像の左上隅に原点Oが定められ、図の垂直下方向及び水平右方向にx軸、y軸が定められているものとする。撮像画像データ21は、白黒濃淡画像を表す画像データであると仮定する。更に撮像画像データ21は、自動車が存在する領域では濃度が高くなる(白くなる)画像を表すと仮定する。 FIG. 3A is a diagram schematically showing the captured image data 21. As shown in the figure, the captured image data 21 is rectangular (square or rectangular), the origin O is defined at the upper left corner of the captured image, the x axis in the vertical downward direction and the horizontal right direction in the figure, Assume that the y-axis is defined. The captured image data 21 is assumed to be image data representing a black and white grayscale image. Further, it is assumed that the captured image data 21 represents an image in which the density becomes higher (whiter) in the area where the automobile is present.
図において、符号210は、地上の一つの道路を模式的に示す。220は、道路210上を走行している複数の自動車の一つを表すスポット画像を模式的に示す。同図(b)は、人工衛星から地上を実際に撮影して得られた実際の地理画像の例を示す。313×145画素の大きさで、濃度は0から255の値である。この種の地理画像の解像度は一般には低く、例えば50〜60cm程度であり、図に示すように、自動車は非常に小さい白い島状のスポット画像で表され、自動車の外形も鮮明ではない。自動車を表すスポット画像を構成する画素の数は、例えば3×6画素から6×20画素となる。 In the figure, reference numeral 210 schematically represents one road on the ground. Reference numeral 220 schematically shows a spot image representing one of a plurality of automobiles traveling on the road 210. FIG. 2B shows an example of an actual geographic image obtained by actually photographing the ground from an artificial satellite. The size is 313 × 145 pixels, and the density is a value from 0 to 255. The resolution of this type of geographic image is generally low, for example, about 50 to 60 cm. As shown in the figure, the automobile is represented by a very small white island-like spot image, and the outline of the automobile is not clear. The number of pixels constituting a spot image representing an automobile is, for example, 3 × 6 pixels to 6 × 20 pixels.
なお、自動車のように矩形の検出対象物に対するスポット画像の検出に本発明を適用する場合、適用前に自動車の方向を揃えておくと、都合が良い。例えば、道路の方向を図3に示したように、撮像画像の水平方向にしておくとする。このためには、撮像画像からエッジを抽出し、エッジの方向についてヒストグラムを生成し、ヒストグラムのピークから道路の方向を決め、それが水平方向になるように撮像画像を回転させる方法が有効である。この方法を実施するための具体的な処理は、例えば、以下の文献参照。T. Zhao and R. Nevatia,"Car Detection in Low Resolution Aerial Image," [online]、[平成16年9月1日検索]、インターネット<URL:http://iris.usc.edu/~taozhao/papers/ICCV01/ICCV01_ZhaoNevatia_CarDetection.pdf>参照。以下では、撮像画像は既に回転させられていて、道路の方向、したがって、自動車の方向は水平を向いているとする。 In addition, when applying this invention to the detection of the spot image with respect to a rectangular detection target like a motor vehicle, it is convenient to align the direction of a motor vehicle before application. For example, it is assumed that the road direction is the horizontal direction of the captured image as shown in FIG. For this purpose, it is effective to extract an edge from the captured image, generate a histogram for the direction of the edge, determine the direction of the road from the peak of the histogram, and rotate the captured image so that it is in the horizontal direction. . See, for example, the following literature for specific processing for implementing this method. T. Zhao and R. Nevatia, “Car Detection in Low Resolution Aerial Image,” [online], [searched September 1, 2004], Internet <URL: http://iris.usc.edu/~taozhao/ See papers / ICCV01 / ICCV01_ZhaoNevatia_CarDetection.pdf>. In the following, it is assumed that the captured image has already been rotated and the direction of the road, and thus the direction of the automobile, is directed horizontally.
図4は、撮像画像データ21に対応する領域属性データ22を模式的に示す。本実施の形態では、領域属性データ22は、撮像画像データ21の全画素に対応して、領域属性値を保持するフィールドを有する。領域属性データ22は、撮像画像データ21の各画素に対応した当該画素の領域属性を含むので、領域属性データ22も、撮像画像データ21と同じく、領域属性の値を画像値とする画像を表す画像データであると考えることができるので、図4に示すように、領域属性データ22を矩形の領域を有する画像データであると考え、撮像画像データ21と同じく、図の左上隅に原点0が定められ、図の垂直下方向及び水平右方向にx軸、y軸が定められているものとする。後に説明するように、領域属性データ22に含まれる各画素に対する領域属性値は、当該画素が極値領域に属さないことを示す値(例えば「0」)、当該画素が極値領域に属する候補であることを示す値(例えば「0.5」)、当該画素が極値領域に属することを示す値(例えば「1)のいずれかを有する。 FIG. 4 schematically shows region attribute data 22 corresponding to the captured image data 21. In the present embodiment, the region attribute data 22 has a field that stores region attribute values corresponding to all the pixels of the captured image data 21. Since the region attribute data 22 includes the region attribute of the pixel corresponding to each pixel of the captured image data 21, the region attribute data 22 also represents an image having the value of the region attribute as an image value, like the captured image data 21. Since it can be considered as image data, as shown in FIG. 4, the region attribute data 22 is considered as image data having a rectangular region, and the origin 0 is located at the upper left corner of the figure as with the captured image data 21. Assume that the x-axis and the y-axis are defined in the vertical downward direction and the horizontal right direction in the figure. As will be described later, the region attribute value for each pixel included in the region attribute data 22 is a value indicating that the pixel does not belong to the extreme value region (eg, “0”), and the candidate that the pixel belongs to the extreme value region Or a value (for example, “1”) indicating that the pixel belongs to the extreme value region.
なお、領域属性データ22は、本実施の形態のように撮像画像データ21の全画素に対する領域属性値を保持するフィールドを有する場合でも、実際には撮像画像データ21内のいずれかの道路領域210(図3(a))に属する複数の画素のそれぞれに対する領域属性値を保持するフィールドを有すればよいが、ここでは、撮像画像データ21内のいずれの画素が道路領域に属するかは、撮像画像21が表す地域により異なるので、領域属性データ22は、撮像画像データ21の全画素のそれぞれに対応して領域属性値を保持するフィールドを有するとする。 Even if the region attribute data 22 has a field that holds region attribute values for all the pixels of the captured image data 21 as in the present embodiment, in practice, any one of the road regions 210 in the captured image data 21 is present. It suffices to have a field for holding a region attribute value for each of a plurality of pixels belonging to (FIG. 3A), but here, which pixel in the captured image data 21 belongs to the road region Since the region attribute data 22 varies depending on the region represented by the image 21, it is assumed that the region attribute data 22 has a field that holds a region attribute value corresponding to each of all the pixels of the captured image data 21.
図1に戻り、スポット画像検出プログラム40が実行されると、まず初期値設定部100が実行される。初期値設定部100は、撮像画像データ21の全画素のそれぞれに対する領域属性データ22(図4)の領域属性を初期値に設定する。ここでは、初期値は、対応する画素が極値領域に属さないことを示す値「0」である。 Returning to FIG. 1, when the spot image detection program 40 is executed, the initial value setting unit 100 is first executed. The initial value setting unit 100 sets the region attribute of the region attribute data 22 (FIG. 4) for each of all the pixels of the captured image data 21 to an initial value. Here, the initial value is a value “0” indicating that the corresponding pixel does not belong to the extreme value region.
スポット画像検出プログラム40は、初期値設定部100の実行後に、極値点画素探索部200を実行する。図5は、極値点画素探索部200の処理の一例の概略フローチャートである。極値点画素探索部200は、撮像画像21の画素を一定の順に順次選択し、選択された画素が、濃度が極値である画素(極値点画素と呼ぶ)であるかを判定する。極値点画素は、撮像画像21内の検出対象物を表すスポット画像に属する可能性がある画素として検出される。今の仮定のように、背景より白い(濃度が大きい)自動車のスポット画像を検出するときには、極値点画素として、濃度が極大値である極大点画素が検出される。逆に、背景より黒い(濃度が小さい)自動車のスポット画像を検出する場合には、極値点画素として、濃度が極小値である極小点画素が検出される。極値点画素、例えば極大点画素は、その画素を取り囲む8近傍画素の濃度の値に比べて当該極大点画素の濃度が極大点であるということである。このため、ある画素が極値点画素か否かを判別するには、当該注目画素の濃度とその画素の8近傍画素の濃度とが比較される。 The spot image detection program 40 executes the extreme point pixel search unit 200 after the execution of the initial value setting unit 100. FIG. 5 is a schematic flowchart of an example of processing of the extreme point pixel search unit 200. The extreme point pixel search unit 200 sequentially selects pixels of the captured image 21 in a certain order, and determines whether the selected pixel is a pixel having an extreme value in density (referred to as an extreme point pixel). The extreme point pixel is detected as a pixel that may belong to the spot image representing the detection target in the captured image 21. As in the current assumption, when detecting a spot image of an automobile that is whiter (higher density) than the background, a maximum point pixel having a maximum density is detected as an extreme point pixel. Conversely, when detecting a spot image of a car that is blacker than the background (smaller in density), a minimum point pixel having a minimum value is detected as an extreme point pixel. An extreme point pixel, for example, a maximum point pixel, means that the density of the maximum point pixel is a maximum point compared to the density value of eight neighboring pixels surrounding the pixel. Therefore, in order to determine whether a certain pixel is an extreme point pixel, the density of the target pixel is compared with the density of eight neighboring pixels of the pixel.
具体的には、極値点画素探索部200は、以下のようにして実行される。まず、撮像画像21からの画素の選択が終了したか否かを判定する(ステップS201)。画素の選択が終了していないときには、次に処理すべき画素を選択する(ステップS202)。スポット画像検出プログラム40は、検索対象物である自動車を表すスポット画像の検出のためには、撮像画像21の全画素を処理する必要はなく、撮像画像21中の道路が存在する道路領域に属する複数の画素のみを処理すればよい。したがって、ステップS202では、道路領域に属する複数の画素を一定の順序で順次選択すればよく、道路領域に属さない画素は選択しないようにすればよい。撮像画像21中の道路領域に属する複数の画素を選択するには、記憶装置20にあらかじめ記憶された図示しない、道路領域を示すデータに基づいて行うことができる。 Specifically, the extreme point pixel search unit 200 is executed as follows. First, it is determined whether or not the selection of pixels from the captured image 21 is completed (step S201). If the pixel selection is not completed, the pixel to be processed next is selected (step S202). The spot image detection program 40 does not need to process all the pixels of the captured image 21 in order to detect a spot image representing a car that is a search target, and belongs to a road region in which the road in the captured image 21 exists. Only a plurality of pixels need be processed. Therefore, in step S202, a plurality of pixels belonging to the road region may be sequentially selected in a certain order, and pixels that do not belong to the road region may not be selected. Selection of a plurality of pixels belonging to a road area in the captured image 21 can be performed based on data indicating a road area (not shown) stored in advance in the storage device 20.
より具体的には、極値点画素探索部200では、極値点画素の探索を行うために、ステップS202で選択した画素の濃度と、その画素の隣接画素の濃度とを比較して、選択画素が極値点画素であるか否かをステップS203で判断する。ここで、選択画素の隣接画素とは、選択画素を取り囲む8個の隣接画素(8近傍画素)である。したがって、選択画素が極値点画素か否かを判断するには、その画素の周囲の画素の濃度も必要であるので、極値点画素探索部200では、道路領域の周辺の1画素の幅の領域を除いた内部領域に属する画素について、極値点画素であるか否かを判定する。したがって、ステップS202では、撮像画像21内の道路領域の1画素分内側の領域の全画素を一定の順序で順次選択すればよい。選択の順序は、例えばx座標順、y座標順でよい。すなわち、同じy座標の複数の画素はx座標の昇順に選択し、異なるy座標の複数の画素はy座標の昇順に選択すればよい。 More specifically, the extreme point pixel search unit 200 compares the density of the pixel selected in step S202 with the density of adjacent pixels of the pixel in order to search for extreme point pixels. In step S203, it is determined whether the pixel is an extreme point pixel. Here, the adjacent pixels of the selected pixel are eight adjacent pixels (eight neighboring pixels) surrounding the selected pixel. Therefore, in order to determine whether or not the selected pixel is an extreme point pixel, the density of pixels around that pixel is also necessary. Therefore, in the extreme point pixel search unit 200, the width of one pixel around the road region is determined. It is determined whether or not the pixels belonging to the internal area excluding the area are extreme point pixels. Therefore, in step S202, all the pixels in the region one pixel inside the road region in the captured image 21 may be sequentially selected in a certain order. The order of selection may be, for example, the x coordinate order and the y coordinate order. That is, a plurality of pixels having the same y coordinate may be selected in ascending order of the x coordinate, and a plurality of pixels having different y coordinates may be selected in the ascending order of the y coordinate.
以下、ステップS202で選択された画素を画素pと呼ぶことにする。画素pの選択後に、当該選択画素pが極値点画素か否かが判断される(ステップS203)。今の例では、極値点画素とは極大点画素のことである。ここで選択画素pが濃度が極大点である極大点画素であるのは、選択画素pの濃度が、その画素を取り囲む8近傍画素の濃度の値のいずれよりも小さくないときであるとする。この定義では選択画素pの濃度がその8近傍画素の濃度のいずれかと同じ濃度を有していて、8近傍画素内の他の画素のいずれの濃度も選択画素pの濃度と同じかそれより小さければ、選択画素pの濃度は極大値であると見なす。極端には、選択画素pの濃度と8近傍画素の濃度が全て同じときでも、極大点画素を探索しているときには、選択画素pは極大点画素と見なされる。しかし、選択画素pの濃度が8近傍画素の濃度のいずれか一つより低い濃度であるときには、選択画素pの濃度は極大値ではない。なお、選択画素pの濃度と、その選択画素pの8近傍画素より遠方の画素の濃度とは比較しない。 Hereinafter, the pixel selected in step S202 is referred to as a pixel p. After the pixel p is selected, it is determined whether or not the selected pixel p is an extreme point pixel (step S203). In the present example, the extreme point pixel is a maximum point pixel. Here, it is assumed that the selected pixel p is a maximal point pixel having a maximal density when the density of the selected pixel p is not smaller than any of the density values of the eight neighboring pixels surrounding the pixel. In this definition, the density of the selected pixel p has the same density as any of the density of the eight neighboring pixels, and any density of the other pixels in the eight neighboring pixels is equal to or smaller than the density of the selected pixel p. For example, the density of the selected pixel p is regarded as a maximum value. Extremely, even when the density of the selected pixel p and the density of all the 8 neighboring pixels are the same, the selected pixel p is regarded as the maximum point pixel when searching for the maximum point pixel. However, when the density of the selected pixel p is lower than any one of the densities of the eight neighboring pixels, the density of the selected pixel p is not a maximum value. It should be noted that the density of the selected pixel p is not compared with the density of pixels farther than the eight neighboring pixels of the selected pixel p.
ステップS203で選択画素pが極値点画素(極大点画素)ではないと判断された場合には、処理はステップS201に戻り、画素の選択が終了しているかが判断される。すなわち、極値点画素か否かの判断がされていない画素が道路領域の1画素分内側の領域にあるか否かが判断される。未選択の画素がまだある場合には、ステップS202でその新たな画素が選択され、その新たな選択画素pがステップS203により極値点画素であるかが判断される。このような、画素の選択の終了判断ステップS201と、画素選択ステップS202と極値点画素判別ステップS203とが極値点画素が検出されるまで繰り返される。 If it is determined in step S203 that the selected pixel p is not an extreme point pixel (maximum point pixel), the process returns to step S201, and it is determined whether the pixel selection is completed. That is, it is determined whether or not a pixel that has not been determined whether or not it is an extreme point pixel is in an area one pixel inside the road area. If there is still an unselected pixel, the new pixel is selected in step S202, and it is determined whether the new selected pixel p is an extreme point pixel in step S203. Such pixel selection end determination step S201, pixel selection step S202, and extreme point pixel determination step S203 are repeated until an extreme point pixel is detected.
以上の繰り返しの結果、いずれかの選択画素pが極値点画素であると判定されたときには、当該画素pに関する、領域属性データ22内の領域属性値を、極値領域に所属することを表す属性値「1」に変更する(ステップS204)。極値点画素が選択されたときには、極値点画素探索部200は、処理を終了し、戻り値を「成功」としてスポット画像検出プログラム40のメインルーチンに戻る。 As a result of the above repetition, when it is determined that any selected pixel p is an extreme point pixel, it represents that the region attribute value in the region attribute data 22 relating to the pixel p belongs to the extreme value region. The attribute value is changed to “1” (step S204). When the extreme point pixel is selected, the extreme point pixel search unit 200 ends the process, returns to “success”, and returns to the main routine of the spot image detection program 40.
図1に戻り、スポット画像検出プログラム40では、極値点画素探索部200の実行後に、極値点画素の探索成否判定ステップ250により、極値点画素探索部200での極値点画素の探索が成功したか否かを極値点画素探索部200からの戻り値により判定する。今仮定しているように、極値点画素探索部200からの戻り値が「成功」である場合、極値領域成長部300が実行される。極値領域成長部300は、検出された極値点を出発点として、当該極値点を含む極値領域を検出する。ここで、極値領域は、当該極値点画素(今の例では極大点画素)と、その画素に対して単調変化関係にある周辺の一つ又は複数の画素からなる領域である。ここで極値点画素に対して単調変化関係にある画素とは、今仮定のように、当該極値点画素が極大点画素の場合には単調減少関係を指し、当該極値点画素が極小点画素の場合には単調増大関係を指す。 Returning to FIG. 1, in the spot image detection program 40, after the extreme point pixel search unit 200 is executed, an extreme point pixel search in the extreme point pixel search unit 200 is performed by an extreme point pixel search success / failure determination step 250. Is determined based on a return value from the extreme point pixel search unit 200. As assumed now, when the return value from the extreme point pixel search unit 200 is “success”, the extreme value region growing unit 300 is executed. The extreme value region growing unit 300 detects an extreme value region including the extreme value point using the detected extreme value point as a starting point. Here, the extreme value region is a region made up of the extreme point pixel (maximum point pixel in the present example) and one or a plurality of peripheral pixels that are in a monotonous change relationship with the pixel. Here, a pixel that is in a monotonic change relationship with an extreme point pixel indicates a monotone decreasing relationship when the extreme point pixel is a maximum point pixel, as assumed now, and the extreme point pixel is a minimum. In the case of a point pixel, it indicates a monotonically increasing relationship.
極値点画素に対して単調変化関係にある周辺の画素とは、当該極値点画素から濃度が単調変化している画素を経由して当該周辺の画素までに至る経路があるということである。極値点画素が極大点画素であるときには、その極大点画素に対して単調減少関係にある周辺の画素とは、当該極大点画素から濃度が単調減少している画素を経由して当該周辺の画素に至る経路があるということである。ここで、単調減少とは、小さくなっているか等しいことである。同様に、極値点画素が極小点画素であるときには、その極小点画素に対して単調増大関係にある周辺の画素とは、当該極小点画素から濃度が単調増大している画素を経由して当該周辺の画素までに至る経路があるということである。ここで、単調増大とは、大きくなっているか等しいことである。 A peripheral pixel having a monotonic change relationship with an extreme point pixel means that there is a path from the extreme point pixel to the surrounding pixel via a pixel whose density is monotonously changing. . When the extreme point pixel is a local maximum pixel, the surrounding pixels that are monotonically decreasing with respect to the local maximum pixel are referred to as the peripheral pixels via the pixels whose density is monotonously decreasing from the local maximum pixel. This means that there is a path to the pixel. Here, the monotonic decrease means that it is smaller or equal. Similarly, when the extreme point pixel is a minimum point pixel, the surrounding pixels that are in a monotonically increasing relationship with the minimum point pixel are connected via a pixel whose density is monotonically increasing from the minimum point pixel. This means that there is a route to the surrounding pixels. Here, the monotonous increase means that it is larger or equal.
ここで、極大点画素に対して上記経路があるということは、例えば、極大点画素(第1の画素)、それに隣接する第2の画素、当該第2の画素に隣接する第3の画素がある場合、第2の画素の濃度は、極大点画素の定義から当該極大点画素の濃度以下であり、第2の画素の濃度は必然的に極大点画素の濃度より単調減少の関係にある。第2の画素の濃度が、極大点画素の濃度と同じ場合でも、第2の画素の濃度は極大点画素の濃度に対して単調減少の関係にあると見なすことには変わりはない。更に、第3の画素の濃度が、上記第2の画素の濃度以下であるときには、第3の画素の濃度は、第2の画素の濃度に対して単調減少の関係にある。第3の画素の濃度が、上記第2の画素の濃度と同じであるときにも、第3の画素の濃度は、第2の画素の濃度に対して単調減少の関係にあると見なすことには変わりはない。結局、極大点画素から第2の画素を経由して第3の画素に至る経路上の画素の濃度は、極大点画素の濃度、第2の画素の濃度、第3の画素の濃度の順に変化するが、これらの3つの画素の濃度は単調減少していることになる。 Here, the above-described path with respect to the maximal point pixel means that, for example, the maximal point pixel (first pixel), the second pixel adjacent thereto, and the third pixel adjacent to the second pixel are included. In some cases, the density of the second pixel is equal to or less than the density of the maximum point pixel from the definition of the maximum point pixel, and the density of the second pixel inevitably has a monotonically decreasing relationship with the density of the maximum point pixel. Even when the density of the second pixel is the same as the density of the maximum point pixel, it is still considered that the density of the second pixel is monotonously decreased with respect to the density of the maximum point pixel. Furthermore, when the density of the third pixel is equal to or lower than the density of the second pixel, the density of the third pixel is in a monotonically decreasing relationship with the density of the second pixel. Even when the density of the third pixel is the same as the density of the second pixel, it is assumed that the density of the third pixel is in a monotonically decreasing relationship with the density of the second pixel. Is no different. After all, the density of the pixel on the path from the maximum point pixel through the second pixel to the third pixel changes in the order of the maximum point pixel density, the second pixel density, and the third pixel density. However, the density of these three pixels is monotonously decreasing.
あるいは第2、第3の画素の両方に隣接する第4の画素があり、当該第4の画素の濃度が第2の画素の濃度以下であり、当該第3の画素の濃度が当該第4の画素の濃度以下であれば、第3の画素の濃度は、第4の画素の濃度に対して単調減少の関係にあり、第4の画素の濃度は、第2の画素の濃度に対して単調減少の関係にある。結局、極大点画素から第2、第4の画素を経由して第3の画素に至る経路上では、画素の濃度は、極大点画素の濃度、第2の画素の濃度、第4の画素の濃度、第3の画素の濃度の順に変化し、これらの4つの画素の濃度は単調減少していることになる。 Alternatively, there is a fourth pixel adjacent to both the second and third pixels, the density of the fourth pixel is equal to or lower than the density of the second pixel, and the density of the third pixel is the fourth pixel. If the pixel density is equal to or lower than the pixel density, the density of the third pixel is monotonically decreased with respect to the density of the fourth pixel, and the density of the fourth pixel is monotonous with respect to the density of the second pixel. It is in a decreasing relationship. In the end, on the path from the maximum point pixel to the third pixel via the second and fourth pixels, the pixel density is the maximum pixel density, the second pixel density, and the fourth pixel density. The density changes in the order of the density of the third pixel, and the density of these four pixels decreases monotonously.
図6は、極値領域成長部300の処理の一例の概略フローチャートである。極値領域成長部300は、検出された極値点画素(今の仮定では極大点画素)に対して単調変化関係(今の例では単調減少関係)にある画素群を、探索条件データ25(図2(b))にて指定された最大占有範囲内の画素から検出する。以下に述べるように、極値領域成長部300は、検出された極値点画素に対して単調変化関係にある画素を上記最大占有範囲内で順次検出していくので、その処理を領域成長と呼び、処理部300を領域成長部と呼んでおり、上記最大占有範囲を領域成長範囲と呼ぶことがある。 FIG. 6 is a schematic flowchart of an example of processing of the extreme value region growing unit 300. The extreme value region growing unit 300 uses the search condition data 25 (the search condition data 25 ( Detection is performed from pixels within the maximum occupation range specified in FIG. As described below, the extreme value region growing unit 300 sequentially detects pixels in a monotonous change relationship with respect to the detected extreme value point pixel within the maximum occupation range, and the process is referred to as region growth. The processing unit 300 is referred to as a region growth unit, and the maximum occupation range is sometimes referred to as a region growth range.
本実施の形態では、図2(a)に例示したように、スポット画像の最大占有範囲R1として車輛占有範囲S1より少し大きな矩形の領域を想定している。この例では、最大占有範囲R1の中心は屋根存在範囲S2の中心と一致しているので、両者の中心の位置ずれはない。したがって、領域成長を行う最大占有範囲R1は、検出された極値点画素pをその中心に含む矩形の領域である。ここで、検出対象物の自動車に対して指定された最大占有範囲R1は、原点に中心があり、幅と高さがそれぞれ2Si+1、2Sj+1である矩形領域と仮定する。この場合、最大占有範囲R1は、検出された極値点画素pをその中心に含み、幅と高さがそれぞれ2Si+1、2Sj+1の矩形領域となる。 In the present embodiment, as illustrated in FIG. 2A, a rectangular area that is slightly larger than the vehicle occupation range S1 is assumed as the maximum occupation range R1 of the spot image. In this example, since the center of the maximum occupation range R1 coincides with the center of the roof existence range S2, there is no positional shift between the centers. Therefore, the maximum occupied range R1 for performing the region growth is a rectangular region including the detected extreme point pixel p at the center thereof. Here, it is assumed that the maximum occupation range R1 designated for the automobile of the detection target is a rectangular area having the center at the origin and the width and height of 2Si + 1 and 2Sj + 1, respectively. In this case, the maximum occupied range R1 is a rectangular region including the detected extreme point pixel p at the center and having a width and a height of 2Si + 1, 2Sj + 1, respectively.
図7(a)は、本実施の形態で使用する上記最大占有範囲を例示する図である。符号26は、図2(a)に例示した検出された極値点画素の座標がp(x,y)であるときの最大占有範囲R1の例を示す。最大占有範囲26の頂点の画素Q、R、S、Tの座標はそれぞれ(x−Si,y−Sj)、(x+Si,y−Sj)、(x+Si,y+Sj)、(x−Si,y+Sj)であり、最大占有範囲26のサイズは、(2Si+1)×(2Sj+1)である。 FIG. 7A is a diagram illustrating the maximum occupation range used in the present embodiment. Reference numeral 26 shows an example of the maximum occupation range R1 when the coordinates of the detected extreme point pixel exemplified in FIG. 2A are p (x, y). The coordinates of the pixels Q, R, S, and T at the vertex of the maximum occupied range 26 are (x-Si, y-Sj), (x + Si, y-Sj), (x + Si, y + Sj), and (x-Si, y + Sj), respectively. And the size of the maximum occupation range 26 is (2Si + 1) × (2Sj + 1).
図7(b)は、同図(a)内の最大占有範囲26内の画素と極値点画素p(x,y)のx座標、y座標からの座標変化量i、jとの関係を示す図である。この図においては、各四角内に示すqm(m=1から8、21から36又は41から50)は説明のために使用する画素の番号である。以下の説明では、図7(a)の代わりに図7(b)を主に使用する。図7(c)は、最大占有範囲26内の画素の濃度の例を示す図である。ここに示す濃度値は説明のための数値であって、実際の画像の濃度を表すものではない。 FIG. 7B shows the relationship between the pixels in the maximum occupied range 26 in FIG. 7A and the coordinate change amounts i and j from the x coordinate and y coordinate of the extreme point pixel p (x, y). FIG. In this figure, qm (m = 1 to 8, 21 to 36, or 41 to 50) shown in each square is a pixel number used for explanation. In the following description, FIG. 7B is mainly used instead of FIG. 7A. FIG. 7C is a diagram illustrating an example of the density of pixels within the maximum occupation range 26. The density values shown here are numerical values for explanation, and do not represent the actual image density.
図6に戻り、極値領域成長部300は、まず、ステップS301で、領域成長成功フラグflagを初期値NOに設定する。この値NOは領域成長不成功を表す。つぎに極値領域用隣接画素探索部350を実行する。極値領域用隣接画素探索部350は、極値領域成長部300により起動される毎に、検出された極値点画素pに隣接する未処理の画素又は当該極値点画素pに隣接し極値領域内に存在すると判定された画素が既に検出されているときには、当該極値領域内にあると判定された当該画素に隣接し当該最大占有範囲内にある未処理の画素を検出する。 Returning to FIG. 6, the extreme value region growing unit 300 first sets the region growth success flag flag to the initial value NO in step S <b> 301. This value NO represents unsuccessful region growth. Next, the extreme value region adjacent pixel search unit 350 is executed. Each time the extremum area neighboring pixel search unit 350 is activated by the extremum area growing unit 300, an unprocessed pixel adjacent to the detected extremum point pixel p or an adjacent extremum point pixel p. When a pixel determined to be present in the value region has already been detected, an unprocessed pixel that is adjacent to the pixel determined to be in the extreme value region and is within the maximum occupation range is detected.
本実施の形態では、極値領域用隣接画素探索部350は、最初に起動されたときには、図7(b)の左上隅の画素q41から始めて、最大占有範囲26内の画素を左から右へ、上から下へ順次探索する。つまり、探索する画素の座標を(x+i,y+j)とすると、j=−Sjの状態で、iを−Siから+Siまで変化させ、その後jを1だけ増加し、iを同じ範囲で変化させる。以下同様にjがSjを越えるまで繰り返す。 In the present embodiment, the extreme value region adjacent pixel search unit 350 starts from the pixel q41 in the upper left corner of FIG. 7B and starts to change the pixels in the maximum occupied range 26 from left to right when activated for the first time. Search sequentially from top to bottom. That is, if the coordinates of the pixel to be searched are (x + i, y + j), i is changed from -Si to + Si in the state of j = -Sj, j is then increased by 1, and i is increased within the same range. Change with. The same is repeated until j exceeds Sj.
図8は、極値領域用隣接画素探索部350の処理の一例の概略フローチャートである。具体的には、極値領域用隣接画素探索部350は、起動されると、ステップS351において、領域成長成功フラグflagの値がYESか否かを判断する。極値領域用隣接画素探索部350が極値領域成長部300により最初に起動されたときには、図6のステップS301により領域成長成功フラグflagの値がNOに設定されている。この場合には領域成長成功フラグflagの値がYESでないので、ステップS352において、探索画素を初期設定する。本実施の形態では、図7(b)に示した最大占有範囲26の左上隅の画素q41を探索画素の初期値に設定する。つぎにステップS353において、その探索画素の領域属性値を領域属性データ22から読み出し、その領域属性値が「0」であるか否かを判別する。 FIG. 8 is a schematic flowchart of an example of processing performed by the extreme value region adjacent pixel search unit 350. Specifically, when activated, the extreme value region neighboring pixel search unit 350 determines whether or not the value of the region growth success flag flag is YES in step S351. When the extreme value region adjacent pixel search unit 350 is first activated by the extreme value region growth unit 300, the value of the region growth success flag flag is set to NO in step S301 of FIG. In this case, since the value of the region growth success flag flag is not YES, the search pixel is initially set in step S352. In the present embodiment, the pixel q41 at the upper left corner of the maximum occupation range 26 shown in FIG. 7B is set as the initial value of the search pixel. In step S353, the region attribute value of the search pixel is read from the region attribute data 22, and it is determined whether or not the region attribute value is “0”.
図9は、最大占有範囲26内の画素に対する領域属性データ22の変化例を示す図である。図では、領域属性データ22の座標として、対応する画素の座標(x,y)に代えて、図7(b)と同じく、極値点画素p(x,y)のx座標、y座標からの座標変化量(i,j)を示している。同図(a)は、初期値設定部100(図1)により撮像画像21の全ての画素に対する領域属性データ22の初期値として、極値領域非所属を示す値「0」が設定された状態を示す。同図(b)は、極値点画素探索部200により極値点画素pが検出されたときにステップS204(図5)により、当該極値点画素pに対して領域属性値として、極値領域所属を示す値「1」が設定された状態を示す図である。極値点画素pの領域が式1にいう第0次極大領域M0(p)である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a change example of the region attribute data 22 for the pixels in the maximum occupation range 26. In the figure, instead of the coordinates (x, y) of the corresponding pixel, the coordinates of the region attribute data 22 are derived from the x and y coordinates of the extreme point pixel p (x, y) as in FIG. 7B. The coordinate change amount (i, j) is shown. FIG. 11A shows a state in which the initial value setting unit 100 (FIG. 1) sets a value “0” indicating that the extreme region does not belong as the initial value of the region attribute data 22 for all the pixels of the captured image 21. Indicates. In FIG. 5B, when the extreme point pixel p is detected by the extreme point pixel search unit 200, the extreme value is set as the region attribute value for the extreme point pixel p in step S204 (FIG. 5). It is a figure which shows the state in which the value "1" which shows area | region affiliation was set. The region of the extreme point pixel p is the 0th-order maximum region M0 (p) referred to in Equation 1.
今仮定のように極値領域用隣接画素探索部350が、最初に起動され、画素q41(図7(b))が探索画素であるときには、その画素の領域属性は「0」である。図8に戻り、探索画素の領域属性が「0」であるとステップS353で判定されたときには、ステップS354において、当該探索画素に隣接する(すなわち8近傍画素のいずれかである)領域属性値「1」の画素があるか否かを判別する。今仮定のように極値領域用隣接画素探索部350が最初に起動されたときには、領域属性値が「1」の画素は、検出された極値点画素pのみである。したがって、探索画素q41は、極値点画素pに隣接する画素でないので、ステップS354では隣接する領域属性値「1」の画素はないと判定される。 As now assumed, when the extreme value region adjacent pixel search unit 350 is first activated and the pixel q41 (FIG. 7B) is a search pixel, the region attribute of the pixel is “0”. Returning to FIG. 8, when it is determined in step S353 that the region attribute of the search pixel is “0”, in step S354, the region attribute value “adjacent to the search pixel (that is, one of 8 neighboring pixels)” It is determined whether or not there is a pixel “1”. When the extreme region neighboring pixel search unit 350 is first activated as assumed, the pixel having the region attribute value “1” is only the detected extreme point pixel p. Therefore, since the search pixel q41 is not a pixel adjacent to the extreme point pixel p, it is determined in step S354 that there is no adjacent pixel having the region attribute value “1”.
この場合、ステップS355において、次の画素、すなわち右隣の画素q21を探索画素とする。その後ステップS356において、新たな探索画素q21のy座標の増加分jが限界値Sjを越えたか否かが判定されるが、越えていない場合には、ステップS353以降の処理が繰り返される。その結果、図7(b)の場合には、画素q1が探索画素になったときに、初めて画素pが隣接する領域属性値が「1」の画素となる。したがって、ステップS353、S354のいずれにおいても判定はYesとなる。その場合には、極値領域用隣接画素探索部350は、隣接画素の探索に成功し、ステップS357において、戻り値を「成功」として極値領域成長部300に戻る。 In this case, in step S355, the next pixel, that is, the right adjacent pixel q21 is set as a search pixel. Thereafter, in step S356, it is determined whether or not the increment j of the y coordinate of the new search pixel q21 has exceeded the limit value Sj. If not, the processes in and after step S353 are repeated. As a result, in the case of FIG. 7B, when the pixel q1 becomes the search pixel, the region attribute value that is adjacent to the pixel p becomes the pixel having “1” for the first time. Therefore, the determination is Yes in both steps S353 and S354. In that case, the extreme value region adjacent pixel search unit 350 succeeds in searching for an adjacent pixel, and returns to the extreme value region growth unit 300 with a return value of “success” in step S357.
図6に戻り、極値領域成長部300では、ステップS302において、隣接画素の探索が成功したか否かが判断され、今の場合のように成功の場合、ステップS303において、探索が成功した画素に隣接する(すなわち8近傍画素であり)、領域属性値「1」の全ての画素(極値領域所属画素)rの濃度を求める。今の仮定では、画素q1が探索成功画素である場合、ステップS303で検出される隣接する極値領域所属画素は極値点画素pのみである。ステップS304において、求めた全ての極値領域所属画素rの濃度の中に、探索画素q1の濃度以上の画素が少なくとも一つあるという条件を満たすか否かを判定する。この条件が満たされる場合、探索成功画素q1は、それが隣接する極値領域所属画素に対して単調減少関係にあることになる。 Returning to FIG. 6, in the extreme value region growing unit 300, in step S <b> 302, it is determined whether or not the search for the adjacent pixel is successful. The density of all the pixels (extreme region belonging pixels) r having the region attribute value “1” adjacent to (that is, 8 neighboring pixels) is obtained. In the present assumption, when the pixel q1 is a search success pixel, the adjacent extreme value region belonging pixel detected in step S303 is only the extreme value point pixel p. In step S304, it is determined whether or not the condition that at least one pixel equal to or higher than the density of the search pixel q1 is present among the obtained densities of all the extreme value region belonging pixels r is satisfied. When this condition is satisfied, the search success pixel q1 has a monotonously decreasing relationship with the adjacent extreme value region belonging pixel.
上に述べたように、今の仮定では画素q1に隣接する極値領域所属画素は極値点画素pのみであり、極値点画素pの定義から見て、その濃度は、画素q1の濃度より低くない。したがって、ステップS304では画素q1は単調変化関係を満たすと判断される。探索画素が単調変化関係を満たすとき、ステップS305において、その画素の領域属性値を極値領域所属候補を表す値「0.5」に変更する。更にステップS306において、領域成長成功フラグflagをYESに設定し、処理は極値領域用隣接画素探索部350に戻る。 As described above, in the present assumption, the extreme value region belonging pixel adjacent to the pixel q1 is only the extreme value pixel p, and the density thereof is the density of the pixel q1 in view of the definition of the extreme value pixel p. Not lower. Accordingly, in step S304, it is determined that the pixel q1 satisfies the monotonous change relationship. When the search pixel satisfies the monotonous change relationship, in step S305, the region attribute value of the pixel is changed to a value “0.5” representing the extreme region belonging candidate. In step S306, the region growth success flag flag is set to YES, and the process returns to the extreme value region adjacent pixel search unit 350.
図8を参照すると、極値領域用隣接画素探索部350は、今の仮定の場合には、ステップS351において、領域成長成功フラグflagがYESであると判定される。この場合には、処理はステップS355に移り、直前の探索画素(今の仮定では図7(b)のq1)の次の画素q2を探索画素とする。その後ステップS356では、新たな探索画素q2のy座標と極値点画素pのy座標との差は距離の限界値Sjより大きくないと判断され、探索画素q2に関してステップS353以降の処理が実行される。探索画素q2も、極値領域非所属で、極値点画素pに隣接する画素であるので、極値領域用隣接画素探索部350は隣接画素の探索に成功して、極値領域成長部300に戻る。 Referring to FIG. 8, in the case of the current assumption, the extreme value region adjacent pixel search unit 350 determines that the region growth success flag flag is YES in step S <b> 351. In this case, the process proceeds to step S355, and the next pixel q2 of the immediately preceding search pixel (q1 in FIG. 7B under the current assumption) is set as the search pixel. Thereafter, in step S356, it is determined that the difference between the y coordinate of the new search pixel q2 and the y coordinate of the extreme point pixel p is not larger than the limit value Sj of the distance, and the processing after step S353 is executed for the search pixel q2. The Since the search pixel q2 is also a pixel that does not belong to the extreme value region and is adjacent to the extreme value point pixel p, the extreme value region adjacent pixel search unit 350 succeeds in searching for an adjacent pixel, and the extreme value region growth unit 300 Return to.
極値領域成長部300(図6)は、この画素q2に対しても先に画素q1に対する処理と同じように処理S303以降の処理を実行する。この画素q2に対する隣接領域所属画素は極値点画素pのみであり、画素q2は画素pに対して単調変化関係にあることは画素q1と同じである。したがって、画素q1の場合と同じく、ステップS305において、探索された隣接画素q2の領域属性値が「0.5」に変更され、ステップS306において、それまで領域成長成功フラグflagが再度YESに設定される。なお、領域成長成功フラグflagは、仮定では既にYESになっているので、ステップS306の2回目以降の実行を省略してもよいことは言うまでもない。 The extreme value region growing unit 300 (FIG. 6) executes the processing subsequent to step S303 in the same manner as the processing for the pixel q1 for the pixel q2. The pixel belonging to the adjacent region with respect to the pixel q2 is only the extreme point pixel p, and the pixel q2 is in a monotonous change relationship with the pixel p, which is the same as the pixel q1. Therefore, as in the case of the pixel q1, in step S305, the area attribute value of the searched adjacent pixel q2 is changed to “0.5”, and in step S306, the area growth success flag flag is set to YES again. Since the region growth success flag flag has already been set to YES, it is needless to say that the second and subsequent executions of step S306 may be omitted.
極値領域成長部300は、その後再度極値領域用隣接画素探索部350を実行する。350では、図7(b)の画素q3からq8の各々を同様にして探索画素とする。極値領域成長部300は、それらの画素q3からq8の各々に対して、ステップS303以降の処理を同様に実行する。ステップS304ではこれらの画素は、画素q1について述べたのと同じ理由によりそれぞれ単調変化関係にある画素であると判断されるので、その画素の領域属性は、画素q1、q2と同じく「0.5」に変更される。図9(c)は、この段階での最大占有範囲26内の画素に対する領域属性データの例を示す。こうして、極大点画素pに隣接し単調減少関係にある画素q1からq8が検出されたことになる。これらの画素q1からq8が占める領域は、式1で説明した第1次増分領域B1(p)である。 The extreme value region growing unit 300 then executes the extreme value region adjacent pixel searching unit 350 again. In 350, each of the pixels q3 to q8 in FIG. The extreme value region growing unit 300 similarly performs the processing from step S303 onward for each of the pixels q3 to q8. In step S304, it is determined that these pixels are monotonically changing pixels for the same reason as described for the pixel q1, and therefore, the area attribute of the pixel is set to “0.5” as in the pixels q1 and q2. Be changed. FIG. 9C shows an example of region attribute data for pixels in the maximum occupation range 26 at this stage. In this way, the pixels q1 to q8 adjacent to the maximum point pixel p and in a monotonically decreasing relationship are detected. The region occupied by these pixels q1 to q8 is the first-order incremental region B1 (p) described in Equation 1.
図6に戻り、以上のようにして画素q8が処理された後は、処理は再度極値領域用隣接画素探索部350に戻る。極値領域用隣接画素探索部350では、図8において、ステップS355以降を繰り返すが、今の場合、図7(b)から分かるように、ステップS354において、検出された極値点画素pに隣接する他の画素はもはや存在しないと判断される。したがって、ステップS355で他の画素が順次探索画素として判断され、最終的に探索範囲外の画素(図7(a)の画素(x−Si,y+Sj+1))が探索画素に設定されたときに、ステップS356において探索画素のy座標の増加分jが距離の限界値Sjより大きくなったと判断されるので、隣接画素の探索が不成功となり、極値領域用隣接画素探索部350は戻り値を「不成功」として極値領域成長部300に戻る。 Returning to FIG. 6, after the pixel q8 is processed as described above, the processing returns to the extreme value region adjacent pixel search unit 350 again. In FIG. 8, the extreme value area adjacent pixel search unit 350 repeats the process from step S355 onward. In this case, as can be seen from FIG. 7B, in step S354, the adjacent extreme point pixel p is detected. It is determined that no other pixel exists. Therefore, when other pixels are sequentially determined as search pixels in step S355, and finally a pixel outside the search range (pixel (x−Si, y + Sj + 1) in FIG. 7A) is set as the search pixel, In step S356, it is determined that the increment j of the y coordinate of the search pixel has become larger than the limit value Sj of the distance. The process returns to the extreme value region growth unit 300 as “unsuccessful”.
図8に戻り、極値領域成長部300では、ステップS302において隣接画素の探索不成功と判断したときには、ステップS307において、領域成長成功フラグflagがYESか否かを判定し、今の仮定の場合のように、そうである場合には、ステップS308において、領域属性値「0.5」の画素、今の例では画素q1からq8の全部の領域属性値を極値領域所属を表す値「1」に変更する。図9(d)は、この段階での最大占有範囲26内の画素に対する領域属性値の例を示す。こうして、この段階では、極大点画素pとそれに隣接し単調減少関係にある画素q1からq8とを含む領域が極値領域(今の例では極大領域)として検出されたことになる。これらの画素p、q1からq8が占める領域は、式1で説明した第1次極大領域M1(p)である。 Returning to FIG. 8, when the extreme value region growing unit 300 determines that the search for the adjacent pixel is unsuccessful in step S <b> 302, in step S <b> 307, it is determined whether or not the region growth success flag flag is YES. If so, in step S308, the pixel having the region attribute value “0.5”, in this example, all the region attribute values of the pixels q1 to q8 are changed to the value “1” representing the extreme region belonging. change. FIG. 9D shows an example of region attribute values for pixels in the maximum occupation range 26 at this stage. Thus, at this stage, the region including the maximum point pixel p and the adjacent pixels q1 to q8 that are monotonously decreasing is detected as the extreme value region (maximum region in this example). The region occupied by these pixels p, q1 to q8 is the first maximum region M1 (p) described in Expression 1.
図6に戻り、極値領域成長部300は、その後、処理をステップS301以降から繰り返す。すなわち、ステップS301では領域成長成功フラグflagを再度NOに変更して、極値領域用隣接画素探索部350を起動する。図9を参照するに、極値領域用隣接画素探索部350は、極値領域成長部300から呼び出されたとき、ステップS351において領域成長成功フラグflagの値がNOであると判定すると、既に説明したのと同じように、最大占有範囲26内の全画素に対して隣接画素を探索する。ただし、今の場合には、図9(d)に示すように、最大占有範囲26内の画素に対する領域属性データは、極値点画素pとそれを取り巻く8個の画素q1からq8に対して値「1」となっている。その結果、領域属性値が「1」であるこれらの8個の画素に隣接する画素について隣接画素の探索が成功する。すなわち、図7(b)の例では、画素q21からq36までの画素のそれぞれについて隣接画素の探索が成功する。 Returning to FIG. 6, the extreme value region growing unit 300 thereafter repeats the processing from step S301 onward. That is, in step S301, the region growth success flag flag is changed to NO again, and the extreme value region adjacent pixel search unit 350 is activated. Referring to FIG. 9, when the extreme value region neighboring pixel search unit 350 is called from the extreme value region growth unit 300 and determines that the value of the region growth success flag flag is NO in step S <b> 351, it has already been described. In the same manner as described above, adjacent pixels are searched for all the pixels within the maximum occupation range 26. However, in this case, as shown in FIG. 9D, the region attribute data for the pixels in the maximum occupied range 26 is the extreme point pixel p and the eight pixels q1 to q8 surrounding it. The value is “1”. As a result, the search for adjacent pixels succeeds for the pixels adjacent to these eight pixels having the region attribute value “1”. That is, in the example of FIG. 7B, the search for adjacent pixels succeeds for each of the pixels q21 to q36.
図6に戻り、極値領域成長部300は各探索画素に対してステップS303以降の処理を、画素q2からq8の各々について隣接画素の探索が成功したときと同様に実行する。ただし、図9(d)に示したように、画素q21からq36の各々が探索画素であるとき、それに隣接する画素は、極値点画素pではなく、画素q2からq8までの画素のうちの一つ又は二つ又は三つである点で、画素q2からq8の場合と異なる。したがって、ステップS303とS304による、探索画素が単調変化関係にあるか否かの判定結果は、画素q21からq36のそれぞれにより異なる。例えば、画素q21が隣接画素となった場合には、画素q1のみが、その画素に隣接し領域属性値が「1」である画素となる。図7(c)の例では、画素q1、q21の濃度はともに1であるので、画素q21は画素q1に対して単調減少関係にあることが分かり、ステップS304の判定結果はYESとなり、ステップS305において、画素q21に対する領域属性値は、極値領域所属候補を示す値「0.5」に設定される。その後、ステップS306で領域成長成功フラグflagがYESに設定され、処理は極値領域用隣接画素探索部350に戻り、極値領域用隣接画素探索部350が実行される。 Returning to FIG. 6, the extreme value region growing unit 300 performs the processing from step S <b> 303 on and after each search pixel in the same manner as when the adjacent pixel search is successful for each of the pixels q <b> 2 to q <b> 8. However, as shown in FIG. 9D, when each of the pixels q21 to q36 is a search pixel, the adjacent pixel is not the extreme point pixel p but the pixels q2 to q8. It differs from the case of pixels q2 to q8 in that it is one, two or three. Accordingly, the determination result of whether or not the search pixel is in a monotonous change relationship in steps S303 and S304 differs depending on each of the pixels q21 to q36. For example, when the pixel q21 is an adjacent pixel, only the pixel q1 is a pixel adjacent to the pixel and having a region attribute value “1”. In the example of FIG. 7C, since the densities of the pixels q1 and q21 are both 1, it can be seen that the pixel q21 is in a monotonically decreasing relationship with respect to the pixel q1, and the determination result in step S304 is YES, step S305 The region attribute value for the pixel q21 is set to a value “0.5” indicating the extreme region affiliation candidate. Thereafter, the region growth success flag flag is set to YES in step S306, the process returns to the extreme value region adjacent pixel search unit 350, and the extreme value region adjacent pixel search unit 350 is executed.
図8を参照するに、極値領域用隣接画素探索部350は、領域成長成功フラグflagがYESに設定されているので、最後に処理された画素q21の後続の画素q22に対して実行される。画素q22の後続の画素も同様に処理される。ただし、極値領域用隣接画素探索部350により隣接画素として探索された画素について、極値領域成長部300中のステップS304での判定の結果、単調減少関係を満たさないと判断された場合、その画素に対応する領域属性データは何も変更されないで、処理は再度極値領域用隣接画素探索部350に移る。例えば、画素q25が極値領域用隣接画素探索部350により探索画素とされた場合、極値領域成長部300では、この画素q25に隣接する極値領域所属画素は、画素q3のみであり、図7(c)の例では、画素q25の濃度は画素q3の濃度より高いので、画素q25は単調減少関係にないと判断される。したがって、画素q25に対応する領域属性値は「0」のままである。なお、画素q25のように最大占有範囲26の境界に位置する画素については、当該画素が単調減少あるいは単調増大しているかに関して濃度を比較する他の隣接する画素には、最大占有範囲26内の画素(上の例ではq3のみ)のみが使用される。 Referring to FIG. 8, the extreme region neighboring pixel search unit 350 is executed for the pixel q22 subsequent to the pixel q21 processed last because the region growth success flag flag is set to YES. . The pixel subsequent to the pixel q22 is processed in the same manner. However, if it is determined in step S304 in the extreme value region growing unit 300 that the pixel searched for as an adjacent pixel by the extreme value region adjacent pixel search unit 350 is determined not to satisfy the monotonic decrease relationship, Nothing is changed in the region attribute data corresponding to the pixel, and the process moves again to the extreme value region adjacent pixel search unit 350. For example, when the pixel q25 is determined as a search pixel by the extreme value region adjacent pixel search unit 350, in the extreme value region growth unit 300, the pixel belonging to the extreme value region adjacent to the pixel q25 is only the pixel q3. In the example of 7 (c), since the density of the pixel q25 is higher than the density of the pixel q3, it is determined that the pixel q25 is not in a monotonously decreasing relationship. Therefore, the region attribute value corresponding to the pixel q25 remains “0”. For pixels located at the boundary of the maximum occupation range 26, such as the pixel q25, other adjacent pixels whose density is compared with respect to whether the pixel is monotonously decreasing or monotonically increasing are included in the maximum occupation range 26. Only pixels (q3 only in the above example) are used.
一方、図7(c)の濃度の例では、画素q25以外の画素は全て単調減少関係にある。したがって。画素q21からq36の各々が隣接画素として探索され、当該画素に対してステップS304からS306が実行された後では、画素q21からq36に対する領域属性値は、画素q25の領域属性値以外が「0.5」に変更される。図9(e)は、この段階での領域属性データを示す。すなわち、画素q21からq24とq26からq36に対する領域属性値が「0.5」に変更されている。これらの画素が占める領域は、式1で説明した第2次増分領域B2(p)である。 On the other hand, in the density example of FIG. 7C, all the pixels other than the pixel q25 are in a monotonously decreasing relationship. Therefore. After each of the pixels q21 to q36 is searched as an adjacent pixel and steps S304 to S306 are performed on the pixel, the region attribute values for the pixels q21 to q36 are “0.5” except for the region attribute value of the pixel q25. Changed to FIG. 9E shows region attribute data at this stage. That is, the region attribute values for the pixels q21 to q24 and q26 to q36 are changed to “0.5”. The area occupied by these pixels is the second incremental area B2 (p) described in Equation 1.
極値領域成長部300では画素q36に対してステップS305、S306を実行した後は、極値領域用隣接画素探索部350が再度実行される。図8を参照するに、極値領域用隣接画素探索部350では、画素q36を処理した後では、画素q36より後方には領域属性値が「1」である画素に隣接する画素は最大占有範囲26内にはないので、ステップS356で探索画素のy座標の増加分jが距離の限界値Sjより大きいと判断されるようになり、極値領域用隣接画素探索部350は、隣接画素の探索が不成功となり、戻り値を「不成功」として極値領域成長部300に戻る。この状態では領域成長成功フラグflagはYESであるので、既に述べたようにステップS308で画素q21からq24、q26からq38に対する領域属性値「0.5」が値「1」に変更される。図9(f)は、この段階での領域属性データ22の値を示す。最大占有範囲26内では画素q25以外の画素に対して領域属性値が1となっている。これらの属性値「1」の画素が占める領域は、式1でいう第2次極大領域M2(p)の例である。 In the extreme value region growing unit 300, after executing steps S305 and S306 for the pixel q36, the extreme value region adjacent pixel searching unit 350 is executed again. Referring to FIG. 8, in the extreme value region adjacent pixel search unit 350, after processing the pixel q <b> 36, the pixel adjacent to the pixel whose region attribute value is “1” is behind the pixel q <b> 36. 26, it is determined in step S356 that the increase j in the y coordinate of the search pixel is larger than the distance limit value Sj, and the extreme value region adjacent pixel search unit 350 searches for the adjacent pixel. Is unsuccessful, the return value is set to “unsuccessful”, and the process returns to the extreme value region growing unit 300. Since the region growth success flag flag is YES in this state, the region attribute value “0.5” for the pixels q21 to q24 and q26 to q38 is changed to the value “1” in step S308 as already described. FIG. 9F shows the value of the region attribute data 22 at this stage. Within the maximum occupied range 26, the region attribute value is 1 for pixels other than the pixel q25. The area occupied by the pixel having the attribute value “1” is an example of the second maximum area M2 (p) in Expression 1.
その後、極値領域成長部300では、ステップS301で領域成長成功フラグflagがNOに設定されて再度極値領域用隣接画素探索部350が実行される。画素q21に関する上記処理と同じく、画素q41、q42、q43、q44、q45、q46、q47、q48、q49、q50のそれぞれについても領域属性が「1」である隣接画素の探索が成功し、かつ、これらの画素は、その画素に隣接する画素に対して単調減少しているので、それぞれの画素に対する領域属性値は、ステップS305により「0.5」に変更され、領域成長成功フラグflagはYESとされる。図9(g)は、この段階での領域属性データ22の値を示す。これらの画素が占める領域は式1で説明した第3次増分領域B3(p)である。 Thereafter, in the extreme value region growing unit 300, the region growth success flag flag is set to NO in step S301, and the extreme value region adjacent pixel searching unit 350 is executed again. Similarly to the above-described processing related to the pixel q21, the search for the neighboring pixels having the region attribute “1” for each of the pixels q41, q42, q43, q44, q45, q46, q47, q48, q49, and q50 has succeeded, and Since these pixels are monotonously decreasing with respect to the pixels adjacent to the pixels, the region attribute value for each pixel is changed to “0.5” in step S305, and the region growth success flag flag is set to YES. . FIG. 9G shows the value of the region attribute data 22 at this stage. The area occupied by these pixels is the third-order incremental area B3 (p) described in Equation 1.
以上の画素の処理の後に、再度極値領域用隣接画素探索部350が実行されるが、隣接画素の探索は不成功となり、戻り値を「不成功」として処理は極値領域成長部300に戻る。この状態では領域成長成功フラグflagはYESであるので、既に述べたようにステップS308で、画素q41からq50に対する領域属性値「0.5」が値「1」に変更される。図9(h)は、この段階での領域属性データ22の値を示す。最大占有範囲26内では画素q25以外の画素に対して領域属性値が1となっている。これらの属性値「1」の画素が占める領域は、式1でいう第3次極大領域M3(p)の例である。 After the above pixel processing, the extreme value region adjacent pixel search unit 350 is executed again, but the adjacent pixel search is unsuccessful and the return value is “unsuccessful”, and the processing is performed by the extreme value region growth unit 300. Return. Since the region growth success flag flag is YES in this state, the region attribute value “0.5” for the pixels q41 to q50 is changed to the value “1” in step S308 as described above. FIG. 9H shows the value of the region attribute data 22 at this stage. Within the maximum occupied range 26, the region attribute value is 1 for pixels other than the pixel q25. The area occupied by the pixels having the attribute value “1” is an example of the third maximum area M3 (p) in Expression 1.
その後、再度極値領域用隣接画素探索部350が実行されるが、最大占有範囲26内の全ての画素に対する処理が終了しているので、ステップS356(図8)では探索画素のy座標の増分が限界値Sjを越えたと判断し、ステップS358において、戻り値を「不成功」として極値領域成長部300に戻る。このことは、式1でいう、第4次増分領域B4(p)は空領域となったことを意味する。したがって、式2に示されたように、図9(f)で示す値「1」の画素の領域(M3(p))が、最終的な極大領域M(p)となることを意味する。極値領域成長部300では、隣接画素の探索が不成功であるとステップS302で判断され、ステップS307で領域成長成功フラグflagがYESでないと判断すると、領域成長は終了であるとして、スポット画像検出プログラム40に戻る。こうして、検出された極値点画素pに対する極値領域成長部300の処理が終了する。 Thereafter, the extreme value region adjacent pixel search unit 350 is executed again, but since the processing for all the pixels within the maximum occupied range 26 has been completed, in step S356 (FIG. 8), the y coordinate of the search pixel is incremented. In step S358, the return value is set to “unsuccessful” and the process returns to the extreme value region growing unit 300. This means that the fourth-order incremental region B4 (p) in Equation 1 is an empty region. Therefore, as shown in Expression 2, it means that the pixel region (M3 (p)) of the value “1” shown in FIG. 9F becomes the final maximum region M (p). In the extreme value region growing unit 300, it is determined in step S302 that the search for adjacent pixels is unsuccessful, and if it is determined in step S307 that the region growth success flag flag is not YES, it is determined that the region growth has ended and spot image detection is performed. Return to program 40. Thus, the processing of the extreme value region growing unit 300 for the detected extreme value point pixel p is completed.
図10(a)は、撮像画像データ21の他の例を模式的に示す図である。同図(b)は、その撮像画像に対する領域属性データの例を示す図である。これらの図を用いて、極値領域成長部300での領域成長処理の実行の様子を更に具体的に説明する。同図(a)では、中央にある極大値「5」の極大点画素(2重丸で数値を囲った画素)に対する最大占有範囲26内の画素を示し、同図(b)では最大占有範囲26内の画素に対する属性値を示している。 FIG. 10A is a diagram schematically illustrating another example of the captured image data 21. FIG. 4B is a diagram showing an example of region attribute data for the captured image. The state of execution of region growth processing in the extreme value region growth unit 300 will be described more specifically with reference to these drawings. FIG. 6A shows the pixels in the maximum occupied range 26 with respect to the maximum point pixel (pixel surrounded by a double circle) having the maximum value “5” in the center, and FIG. The attribute values for the pixels in H.26 are shown.
同図(a)の撮像画像において、画素値「5」の画素が複数並んでいる。以下では、画素をそれの座標(i,j)で指定することにする。極大点画素は画素(0,0)であり、極値点画素探索部200のステップS203(図5)によりこの画素が極大点画素であると判定され、その画素の領域属性値は、図9(b)と同じく、極値点画素探索部200のステップS204(図5)により値「1」に設定されているとする。この画素に対して極値領域成長部300(図6)を実行すると、最大占有範囲26内の領域属性値が「0」である画素が左上隅の画素(-2,-3)から順次選択され、領域属性値が「1」である画素(この段階では画素(0,0)のみ)に隣接し、かつ、濃度が単調減少関係にあるかが判断され、その結果、この画素(0,0)の周辺の8画素のそれぞれが、極大点画素(0,0)について単調変化関係にあると判定され、それぞれの画素の領域属性は、図9(c)と同じく、極値領域所属候補を表す領域属性値「0.5」に変更されて、その後、図9(d)と同じく領域属性値「0.5」が値「1」に変更される。この段階では画素(0,1)にある値「5」の画素に対する領域属性値も「1」となる。 In the captured image of FIG. 9A, a plurality of pixels having a pixel value “5” are arranged. In the following, a pixel is designated by its coordinates (i, j). The local maximum pixel is the pixel (0, 0), and it is determined in step S203 (FIG. 5) of the local extreme point pixel search unit 200 that this pixel is the local maximum pixel. As in (b), it is assumed that the value “1” is set in step S204 (FIG. 5) of the extreme point pixel search unit 200. When the extreme value region growing unit 300 (FIG. 6) is executed for this pixel, pixels having the region attribute value “0” in the maximum occupied range 26 are sequentially selected from the pixels (−2, −3) in the upper left corner. It is determined whether the pixel is adjacent to the pixel having the region attribute value “1” (only the pixel (0, 0) at this stage) and the density is monotonously decreasing. As a result, the pixel (0, Each of the 8 pixels around 0) is determined to have a monotonic change relationship with respect to the maximum point pixel (0, 0), and the region attribute of each pixel is the extreme region affiliation candidate as in FIG. 9C. Is changed to the area attribute value “0.5”, and thereafter, the area attribute value “0.5” is changed to the value “1” as in FIG. 9D. At this stage, the region attribute value for the pixel having the value “5” in the pixel (0, 1) is also “1”.
その後、再度、極値領域成長部300の処理が繰り返されると、最大占有範囲26内の領域属性値が「0」である画素が左上隅の画素(-2,-3)から順次選択され、領域属性値が「1」である画素(この段階では極大点画素(0,0)とその周囲の8画素)に隣接し、かつ、単調減少関係にあるかが判断される。今の段階では、上記8画素の周りの16画素の各々について、上記判断がなされ、その結果、画素(-2,-2)から(-2,2)、(-1,-2)、(-1,2)、(0,-2)、(0,2)、(1,-2)、(1,2)、(2,-2)が極値領域所属候補と判断され、その領域属性値が「0.5」に変更される。例えば、濃度値が5である画素(0,2),(1,2)は、いずれも領域属性値が「1」である画素(0,1)に隣接し、かつ、濃度が、その画素の濃度に対して単調減少関係にあると判断される。画素(0,2),(1,2)の濃度値は画素(1,2)の濃度値「5」と同じであるからである。 After that, when the processing of the extreme value region growing unit 300 is repeated again, pixels whose region attribute value within the maximum occupied range 26 is “0” are sequentially selected from the pixels (−2, −3) in the upper left corner, It is determined whether or not the pixel having the region attribute value “1” (at this stage, the maximum point pixel (0, 0) and the surrounding eight pixels) is monotonously decreasing. At this stage, the above determination is made for each of the 16 pixels around the 8 pixels, and as a result, the pixels (−2, −2) to (−2, 2), (−1, −2), ( -1, 2), (0, -2), (0, 2), (1, -2), (1, 2), (2, -2) are determined as extreme value region affiliation candidates, and the region The attribute value is changed to “0.5”. For example, the pixels (0, 2), (1, 2) having a density value of 5 are both adjacent to the pixel (0, 1) having a region attribute value “1”, and the density is the pixel. It is judged that there is a monotonically decreasing relationship with the concentration of. This is because the density values of the pixels (0, 2) and (1, 2) are the same as the density value “5” of the pixel (1, 2).
一方、四角で囲まれた値5の4つの画素のうちの一番左側の画素(2,-1)は、隣接する領域属性値が「1」である画素に対して単調減少関係にないと判断される。その右側の二つの画素(2,0)、(2,1)も同様である。画素(2,2)も、単調減少関係にあるとは判断されない。この画素の濃度は、領域属性値が「1」である内側の隣接する画素のいずれ画素の濃度よりも大きいからである。注意すべきは、この画素(2,2)は、それより一つ上の画素(1,2)に隣接し、濃度はその濃度と等しいが、この時点では画素(1,2)の領域属性値は「0.5」であり、画素(2,2)と隣接していても、極値領域成長部300では、画素(2,2)との濃度を比較する対象にはされない。このように、画素(1,2)が、極値領域所属候補であり、その領域属性値が「0.5」にされていても、画素(2,2)が極値領域に属するか否かを判断するときには、その画素の濃度との単純減少関係の有無は判断されない。 On the other hand, the leftmost pixel (2, -1) among the four pixels having the value 5 surrounded by a square is not in a monotonously decreasing relationship with the adjacent pixel having the region attribute value "1". To be judged. The same applies to the two pixels (2, 0) and (2, 1) on the right side. Pixel (2, 2) is also not determined to be in a monotonous decreasing relationship. This is because the density of this pixel is higher than the density of any of the adjacent inner pixels whose area attribute value is “1”. It should be noted that this pixel (2, 2) is adjacent to the pixel (1, 2) one level above it, and the density is equal to the density, but at this time, the region attribute of the pixel (1, 2) The value is “0.5”, and even if it is adjacent to the pixel (2, 2), the extreme value region growing unit 300 does not make it a target for comparing the density with the pixel (2, 2). Thus, whether or not the pixel (1, 2) belongs to the extreme value region even if the pixel (1, 2) is an extreme value region affiliation candidate and the region attribute value is set to “0.5”. When determining, it is not determined whether or not there is a simple decrease relationship with the density of the pixel.
このように、極値領域成長部300による極大点画素の周辺の画素が極値領域に属するか否かを判断するときには、領域属性値が「0.5」である隣接している画素との濃度の単調変化関係の有無を判断しないのは、判断しないことにより、領域属性値が「0.5」である画素に隣接しているが、極大点pからの経路として経路上の画素の濃度が単調変化関係にある経路が存在しない画素を誤って極値領域内の画素とすることを確実に防ぐことができるからである。したがって、本実施の形態では、領域属性値が「1」である画素(例えば画素(0,1))に隣接し、その画素に対して濃度が単調変化関係にある画素(例えば(1,2)が検出された場合、検出された画素(1,2)の領域属性値を一時的に「0.5」とし、領域成長成功として(ステップS306(図6))、極値領域用隣接画素探索部350の処理を繰り返し、極値領域用の隣接画素の探索が終了した時点で、領域属性値が「0.5」である画素(1,2)等の画素の領域属性値を「1」に変更して(ステップS308(図6))、その後再度極値領域成長部300の処理を繰り返すようにしている。 As described above, when the extreme value region growing unit 300 determines whether or not the pixels around the maximum point pixel belong to the extreme value region, the density of the adjacent pixel whose region attribute value is “0.5” is determined. Whether or not there is a monotonic change relationship is determined by not determining whether the region attribute value is adjacent to a pixel having a value of “0.5”, but the pixel density on the path is a monotonous change relationship as a path from the maximum point p. This is because it can be surely prevented that a pixel having no path exists in the extreme value region by mistake. Therefore, in the present embodiment, a pixel (for example, (1,2,1) whose density is monotonously changed with respect to the pixel adjacent to the pixel (for example, the pixel (0,1)) whose region attribute value is “1”. ) Is detected, the region attribute value of the detected pixel (1, 2) is temporarily set to “0.5”, and the region growth is successful (step S306 (FIG. 6)). When the process of 350 is repeated and the search for adjacent pixels for the extreme value region is completed, the region attribute value of the pixel (1, 2) or the like whose region attribute value is “0.5” is changed to “1”. (Step S308 (FIG. 6)), and then the process of the extreme value region growing unit 300 is repeated again.
今の例では、この段階では、四角で囲まれた値5の4つの画素(2,-1)から(2,2)と画素(-2,-3)〜(2,-3)及び(-2,3)〜(2,3)の領域属性値が「0」であり、他の全ての画素に対する領域属性値は「1」となっている。この状態では、極値領域成長部300の処理が繰り返されると、画素(-2,-3)〜(2,-3)及び(-2,3)〜(2,3)の領域属性値が「0.5」に変更され、上記4つの画素のうち、一番右側の画素(2,2)は、それより直ぐ上の、領域属性値が「1」とされた画素(1,2)に隣接し、かつ、これらの二つの画素の濃度はともに5と等しいので、画素(2,2)の濃度は画素(1,2)の濃度に対して単調減少関係にあると判断され、極値領域用画素として検出され、画素(2,2)の領域属性値は、極値領域所属候補を示す値「0.5」にされる。他の3つの画素(2,-1)、(2,0)、(2,1)の領域属性値は「0」のままである。その後、極値領域成長部300の処理が繰り返され、領域属性値が「0.5」である(-2,-3)〜(2,-3)及び(-2,3)〜(2,3)及び画素(2,2)の領域属性値が「1」とされる。 In this example, at this stage, four pixels (2, -1) to (2, 2) to (2, 2) to pixels (-2, -3) to (2, -3) and ( The area attribute values of -2, 3) to (2, 3) are "0", and the area attribute values for all other pixels are "1". In this state, when the processing of the extreme value region growing unit 300 is repeated, the region attribute values of the pixels (−2, −3) to (2, −3) and (−2, 3) to (2, 3) are changed. The rightmost pixel (2, 2) of the above four pixels is adjacent to the pixel (1, 2) whose area attribute value is “1” immediately above it. In addition, since the densities of these two pixels are both equal to 5, it is determined that the density of the pixel (2, 2) is monotonically decreasing with respect to the density of the pixel (1, 2). The region attribute value of the pixel (2, 2) is set to a value “0.5” indicating the extreme region belonging candidate. The region attribute values of the other three pixels (2, −1), (2, 0), and (2, 1) remain “0”. Thereafter, the process of the extreme value region growing unit 300 is repeated, and the region attribute values are “−0.5” (−2, −3) to (2, −3) and (−2, 3) to (2, 3). The region attribute value of the pixel (2, 2) is set to “1”.
その後極値領域成長部300の処理が繰り返され、今度は画素(2,1)が、領域属性値が「1」とされた画素(2,2)に隣接し、濃度が単調減少関係にあると判断され、画素(2,1)の領域属性値は「0.5」にされる。他の2つの画素(2,-1)、(2,0)の領域属性値は「0」のままである。その後、極値領域成長部300では領域属性値が「0.5」である画素(2,1)の領域属性値が「1」とされる。その後、極値領域成長部300の処理が繰り返され、その結果、今度は画素(2,0)が、領域属性値が「1」とされた画素(2,1)に隣接し、濃度が単調減少関係にあると判断され、画素(2,0)の領域属性値は「0.5」にされる。他の画素(2,-1)の領域属性値は「0」のままである。 Thereafter, the processing of the extreme value region growing unit 300 is repeated, and this time, the pixel (2, 1) is adjacent to the pixel (2, 2) having the region attribute value “1”, and the density is monotonously decreasing. And the region attribute value of the pixel (2, 1) is set to “0.5”. The region attribute values of the other two pixels (2, −1) and (2, 0) remain “0”. Thereafter, in the extreme value region growing unit 300, the region attribute value of the pixel (2, 1) having the region attribute value “0.5” is set to “1”. Thereafter, the processing of the extreme value region growing unit 300 is repeated. As a result, the pixel (2, 0) is now adjacent to the pixel (2, 1) having the region attribute value “1”, and the density is monotonous. It is determined that there is a decreasing relationship, and the region attribute value of the pixel (2, 0) is set to “0.5”. The area attribute values of the other pixels (2, −1) remain “0”.
その後、極値領域成長部300の処理が繰り返され、領域属性値が「0.5」である画素(2,0)の領域属性値が「1」とされ、極値領域成長部300の処理が繰り返される。その後、同様にして画素(2,-1)の領域属性値が「1」とされ、その後、極値領域成長部300の処理が終了する。この結果、図10(a)に示す撮像画像に対しては、領域属性は同図(b)に示すように、最大占有範囲26内の全ての画素に対して「1」になる。以上の処理から分かるように、極値領域成長部300の処理が繰り返される毎に、極値領域成長部300では、最大占有範囲26内の初期値画素から再度画素の探索を最大占有範囲26全体の中の領域属性値「0」の画素に対して繰り返している。このように画素の探索を最大占有範囲26全体の中の領域属性値「0」の画素に対して繰り返し実行することにより、特殊な位置にある画素の領域属性値が「1」になった後でも、その画素に隣接する領域属性値「0」の画素が探索対象とされなくなることを防止することができる。 Thereafter, the processing of the extreme value region growing unit 300 is repeated, the region attribute value of the pixel (2, 0) having the region attribute value “0.5” is set to “1”, and the processing of the extreme value region growing unit 300 is repeated. It is. Thereafter, similarly, the region attribute value of the pixel (2, −1) is set to “1”, and then the processing of the extreme value region growing unit 300 is finished. As a result, for the captured image shown in FIG. 10A, the region attribute is “1” for all pixels in the maximum occupation range 26 as shown in FIG. As can be seen from the above processing, every time the processing of the extreme value region growing unit 300 is repeated, the extreme value region growing unit 300 searches for the pixel again from the initial value pixel in the maximum occupied range 26 to the entire maximum occupied range 26. It repeats with respect to the pixel of area | region attribute value "0" in. Thus, after the pixel search is repeatedly performed on the pixels having the region attribute value “0” in the entire maximum occupied range 26, the region attribute value of the pixel at the special position becomes “1”. However, it is possible to prevent a pixel having a region attribute value “0” adjacent to the pixel from being a search target.
以上のようにして、極値領域成長部300の処理が終了すると、処理は、スポット画像検出プログラム40のメインルーチンに戻る。図1を参照すると、スポット画像検出プログラム40では、極値領域判定部400が実行される。図11は、極値領域判定部400の処理の一例の概略フローチャートである。ここでは、検出された極値領域が、検出対象物である自動車を表すスポット画像に含まれる領域であるか否かが判定される。まず、
ステップS401で、指定された中央最小占有範囲R2の全ての画素が、検出された極値領域に含まれているか否かが判定される。この判定により、指定された中央最小占有範囲R2のいずれかの画素が検出された極値領域に含まれていないと判断された場合には、検出された極値領域は、検出対象物に対するスポット画像を表すものでないと判断して、ステップS407において、戻り値を「不合格」としてスポット画像検出プログラム40のメインルーチンに戻る。ステップS401での判定により、指定された中央最小占有範囲R2の全ての画素が、検出された極値領域に含まれていると判定された場合には、ステップS402において、検出された極値領域が極大領域である場合には、その極大領域内の周辺部の画素の濃度の最大値Mを求めればよい。ここで、極大領域内の周辺部の画素とは、極大領域内の画素のうち極大領域でない画素に隣接する画素である。言い換えれば、極大領域内の画素のうち最外周に位置する画素である。図7(c)の濃度分布の場合、極値領域は、図9(h)に示されるように、最大占有範囲26内の画素のうち画素(-2,2)以外の画素からなる。したがって、極大領域内の周辺部の画素のうちの濃度の最大値Mは画素(-2,-1)、(-1,1)及び(-1,2)の濃度「2」である。
As described above, when the processing of the extreme value region growing unit 300 ends, the processing returns to the main routine of the spot image detection program 40. Referring to FIG. 1, in the spot image detection program 40, an extreme value area determination unit 400 is executed. FIG. 11 is a schematic flowchart of an example of processing of the extreme value region determination unit 400. Here, it is determined whether or not the detected extreme value region is a region included in the spot image representing the automobile that is the detection target. First,
In step S401, it is determined whether or not all the pixels in the designated center minimum occupation range R2 are included in the detected extreme value region. If it is determined by this determination that any pixel in the designated center minimum occupation range R2 is not included in the detected extreme value region, the detected extreme value region is a spot for the detection target. It is determined that it does not represent an image, and in step S407, the return value is set to “fail” and the process returns to the main routine of the spot image detection program 40. If it is determined in step S401 that all the pixels in the specified center minimum occupation range R2 are included in the detected extreme value region, the detected extreme value region is determined in step S402. Is a maximum region, the maximum density M of the pixels in the peripheral portion in the maximum region may be obtained. Here, the peripheral pixels in the maximum region are pixels adjacent to pixels that are not the maximum region among the pixels in the maximum region. In other words, it is a pixel located at the outermost periphery among the pixels in the maximum region. In the case of the density distribution in FIG. 7C, the extreme value region is composed of pixels other than the pixel (−2, 2) among the pixels in the maximum occupied range 26, as shown in FIG. 9H. Therefore, the maximum density value M of the peripheral pixels in the maximum region is the density “2” of the pixels (−2, −1), (−1, 1), and (−1, 2).
ステップS403で、極値点画素pの濃度と検出された濃度最大値Mとの差の絶対値が探索条件データ25で指定された許容最小濃度差T1以上であるか否かを判定する。ステップS403での判定の結果がYESであるときには、ステップS404において、極大領域の中央最小占有範囲R2内の濃度の最小値mが検出される。つぎにステップS405において、極大点画素の濃度とこの最小値mとの差が探索条件データ25で指定された許容最大濃度差T2以下であるか否かが判定される。なお、極値領域が極小領域であるときには、極小領域の中央最小占有範囲R2内の濃度の最大値と、検出された極小点の濃度との差が許容最大濃度差T2以下であるか否かを判定すればよい。ステップS405での判定の結果がYESであるときには、検出された極値領域が、検出対象物を表すスポット画像を表す領域であると判断され、ステップS406において、極値領域判定部400は、戻り値を「合格」としてスポット画像検出プログラム40のメインルーチンに戻る。 In step S403, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the density of the extreme point pixel p and the detected maximum density value M is equal to or greater than the allowable minimum density difference T1 specified in the search condition data 25. When the result of the determination in step S403 is YES, in step S404, the minimum value m of the density within the central minimum occupation range R2 of the maximum area is detected. In step S405, it is determined whether or not the difference between the maximum pixel density and the minimum value m is equal to or smaller than the allowable maximum density difference T2 specified in the search condition data 25. When the extreme value region is the minimal region, whether or not the difference between the maximum value of the concentration within the central minimum occupation range R2 of the minimal region and the detected concentration of the minimal point is equal to or smaller than the allowable maximum concentration difference T2. Can be determined. When the determination result in step S405 is YES, it is determined that the detected extreme value region is a region representing a spot image representing the detection target, and in step S406, the extreme value region determination unit 400 returns. Return to the main routine of the spot image detection program 40 with the value “pass”.
ステップS403又はS405のいずれかの判定の結果がNOであるときには、検出された極値領域は、検出対象物を表すスポット画像を表す領域でないと判定され、ステップS407において、極値領域判定部400は、戻り値を「不合格」としてスポット画像検出プログラム40のメインルーチンに戻る。 When the result of determination in either step S403 or S405 is NO, it is determined that the detected extreme value region is not a region representing a spot image representing the detection target, and in step S407, the extreme value region determination unit 400 is determined. Returns to the main routine of the spot image detection program 40 with the return value as “fail”.
図1に戻り、スポット画像検出プログラム40では、極値領域判定部400の実行後、そこからの戻り値に基づいて、極値領域合否判定ステップ450で、検出された極値領域が検出対象物用のスポット画像を表す極値領域として合格したか否かが判定される。合格の場合には、スポット画像関連データ生成部500が実行される。スポット画像関連データ生成部500では、合格と判断された極値領域に関して、スポット画像関連データを生成して記憶装置20に記憶する。スポット画像関連データ生成部500により生成されるスポット画像関連データは、極値領域データ23とスポット画像マーカ付き画像データ24を含む。 Returning to FIG. 1, in the spot image detection program 40, after the execution of the extreme value region determination unit 400, the detected extreme value region is detected in the extreme value region pass / fail determination step 450 based on the return value therefrom. It is determined whether or not it has passed as an extreme value region representing a spot image for use. If it is acceptable, the spot image related data generation unit 500 is executed. The spot image related data generation unit 500 generates spot image related data for the extreme value area determined to be acceptable and stores it in the storage device 20. The spot image related data generated by the spot image related data generation unit 500 includes extreme value region data 23 and image data 24 with a spot image marker.
図12(a)は、極値領域データ23の例を示す図である。後に説明するように合格と判定された極値領域に対して、極値領域の識別情報が決定され、当該極値領域が表すスポット画像の存在領域として、検出された極値領域のうちで、領域属性データが「1」である全ての画素を囲む最小の矩形領域ABCDをスポット画像存在領域矩形として決定し、極値領域データ23には決定された極値領域識別情報231と、極値点画素pの座標(x,y)(232)と矩形ABCDの頂点A、B、C、Dの座標(x,y)(233)とが記憶される。 FIG. 12A is a diagram illustrating an example of the extreme value region data 23. As will be described later, for the extreme value region determined to be acceptable, the identification information of the extreme value region is determined, and among the detected extreme value regions, as the presence region of the spot image represented by the extreme value region, The minimum rectangular area ABCD surrounding all the pixels whose area attribute data is “1” is determined as a spot image existence area rectangle, and the determined extreme value area identification information 231 and the extreme value point are included in the extreme value area data 23. The coordinates (x, y) (232) of the pixel p and the coordinates (x, y) (233) of the vertices A, B, C, and D of the rectangle ABCD are stored.
同図(b)は、スポット画像マーカ付き画像データ24を模式的に示す図である。図7(c)の場合に対して得られる領域属性データの例は、図9(f)に示したように図7(b)に示す画素q25以外の画素に対して値「1」を有し、画素q25に対して値「0」を有するが、スポット画像存在領域矩形ABCDは、符号242で示されるように、画素q25も含むように決定される。マーカ図形243は、合格した極値領域が検出対象物を表すスポット画像を表す領域であることを示すために、撮像画像21のコピー画像上の合格した極値領域241の外周に追加して描画される図形である。図12(b)の例では、上記極値領域241を包含する上記スポット画像存在領域矩形ABCD(242)を示す1画素幅の白い帯状の図形243が、マーカ図形として使用されている。 FIG. 6B schematically shows the image data 24 with spot image markers. The example of region attribute data obtained for the case of FIG. 7C has a value “1” for pixels other than the pixel q25 shown in FIG. 7B as shown in FIG. However, the spot image existence area rectangle ABCD is determined so as to include the pixel q25 as indicated by the reference numeral 242, although it has the value “0” for the pixel q25. The marker graphic 243 is drawn in addition to the outer periphery of the passed extreme value region 241 on the copy image of the captured image 21 to indicate that the passed extreme value region is a region representing the spot image representing the detection target. It is a figure to be made. In the example of FIG. 12B, a white band-like figure 243 having a one-pixel width indicating the spot image existence area rectangle ABCD (242) including the extreme value area 241 is used as a marker figure.
図12(c)は、図3(b)の撮像画像21から検出されたスポット画像に対するスポット画像マーカ付き画像データ24の例を示す。白い楕円で囲まれたスポット画像が検出されたスポット画像を示し、図では4台の大型車輌のスポット画像が検出されたことが分かる。この検出結果は、最大占有範囲R1を25×17画素、中央最小占有範囲R2を13×3画素と指定したときの検出結果である。また、許容最小濃度差T1は130であり、許容最大濃度差T2は90である。この探索では、最大占有範囲R1と中央最小占有範囲R2との間には差がかなりある。その結果、特定の車輛占有範囲と屋根占有範囲を有する自動車を検出するというよりも、最大占有範囲が25×17画素より小さく、屋根の中央最小占有範囲が13×3画素より大きいという条件を満たす複数種類の自動車が検出対象物として検出されている。 FIG. 12C shows an example of the image data 24 with spot image markers for the spot image detected from the captured image 21 of FIG. A spot image surrounded by a white ellipse is shown. The figure shows that spot images of four large vehicles have been detected. This detection result is a detection result when the maximum occupation range R1 is designated as 25 × 17 pixels and the central minimum occupation range R2 is designated as 13 × 3 pixels. The allowable minimum density difference T1 is 130, and the allowable maximum density difference T2 is 90. In this search, there is a significant difference between the maximum occupation range R1 and the central minimum occupation range R2. As a result, the condition that the maximum occupation range is smaller than 25 × 17 pixels and the central minimum occupation range of the roof is larger than 13 × 3 pixels, rather than detecting a vehicle having a specific vehicle occupation range and a roof occupation range. Multiple types of automobiles are detected as detection objects.
図13は、スポット画像関連データ生成部500の処理の一例の概略フローチャートである。まず、既に説明したように、合格した極値領域を包含するスポット画像存在領域矩形ABCDが、ステップS501で決定される。本実施の形態では、同じ車輌に対して異なる位置に極大領域が検出される場合が起こり得る。そのような重複した極値領域が検出された場合には本実施の形態ではその一方を無効にするようになっている。このため、ステップS502で、新たに決定された矩形と、既に検出された他の極値領域のデータが極値領域データ23に記憶されているときには、当該他の極値領域に対して既に決定された矩形とが重複するか否かが判定される。なお、本実施の形態では、合格と判断された極値領域の重複を判定するに当たり、合格と判断された極値領域を包含する最小の矩形が重複するか否かを判断するので、極値領域の重複を正確に判断するより簡単である。もちろん、このよいうに極値領域包含矩形の重複を判断しないで、極値領域の重複を直接判断するようにしてもよいことはいうまでもない。以下では、極値領域包含矩形が重複する場合も、単に極値領域の重複と呼ぶことがある。 FIG. 13 is a schematic flowchart of an example of processing of the spot image related data generation unit 500. First, as already described, the spot image existence area rectangle ABCD including the passed extreme value area is determined in step S501. In the present embodiment, a maximum region may be detected at a different position with respect to the same vehicle. In the present embodiment, when such overlapping extreme value areas are detected, one of them is invalidated. For this reason, when the newly determined rectangle and the data of the other extremum area already detected are stored in the extremum area data 23 in step S502, the already determined extremum area is already determined. It is determined whether or not the rectangles overlapped. In the present embodiment, in determining the overlap of the extreme value areas determined to be acceptable, it is determined whether or not the minimum rectangle including the extreme value area determined to be acceptable overlaps. It is easier than accurately determining overlapping areas. Of course, it goes without saying that the overlap of the extreme value areas may be directly determined without determining the overlap of the extreme value area inclusion rectangles. Hereinafter, even when the extreme value region inclusion rectangles overlap, they may be simply referred to as extreme value region overlaps.
矩形の重複が検出されなかった場合、ステップS503で、合格と判定された極値領域に対して識別情報が決定され、図12(a)に示した極値領域データ23のフィールド231に記憶され、ステップS504で、検出された極値点画素pのx、y座標がその極値領域データ23のフィールド232に記憶される。ステップS505では、新規に決定された矩形の頂点A、B、C、Dのx、y座標をその極値領域データ23のフィールド233に記憶される。ステップS506で、検出された極値領域用のマーカ図形の位置と大きさを決定し、スポット画像マーカ付き画像データ24上に重畳して描画する。このようにスポット画像関連データ生成部500を、検出され合格と判定された複数の極値領域のそれぞれに対して実行することにより、図12(c)に例示したようなスポット画像マーカ付き画像データ24が生成される。 If no rectangular overlap is detected, identification information is determined for the extreme value area determined to be acceptable in step S503 and stored in the field 231 of the extreme value area data 23 shown in FIG. In step S504, the x and y coordinates of the detected extreme point pixel p are stored in the field 232 of the extreme value region data 23. In step S 505, the x and y coordinates of the newly determined rectangular vertices A, B, C, and D are stored in the field 233 of the extreme value region data 23. In step S506, the position and size of the detected marker pattern for the extreme value region are determined, and the resultant is superimposed and drawn on the image data 24 with the spot image marker. By executing the spot image-related data generation unit 500 in this manner for each of the plurality of extreme value regions detected and determined to be acceptable, the image data with spot image markers as illustrated in FIG. 24 is generated.
しかし、ステップS502での判定の結果、新たに検出された合格した極値領域が既に登録された他の極値領域に重畳すると判定された場合は、ステップS507で、重複する二つの矩形のうち、スポット画像を表す領域としてより望ましいほうの矩形をあらかじめ定めた基準で選択する。例えば、二つの重複する極値領域のうちの極大点の濃度が異なるときには、濃度の高い方を含む矩形を選ぶことができる。あるいは、二つの極値領域のうちそれぞれに含まれる画素数が多い方を含む矩形を選ぶことができる。あるいは、極大点画素の濃度と極値領域内の周辺部の画素の濃度の最大値との差が大きい方を選ぶこともできる。更には、以上にいくつかの選択基準を組み合わせて、極値領域包含矩形が重複する二つの極値領域を選択する基準を決めてもよい。例えば、二つの極値領域の極大点の濃度が異なるときには、濃度の高い方の極値領域を含む矩形を選び、極大点の濃度が同じときには、内部に含まれる画素数が多い極値領域を含む矩形を選んでもよい。 However, as a result of the determination in step S502, if it is determined that the newly detected passed extreme value region is to be superimposed on another extreme value region that has already been registered, in step S507, of the two overlapping rectangles Then, a more desirable rectangle is selected as a region representing the spot image based on a predetermined criterion. For example, when the densities of the maximum points in two overlapping extreme value regions are different, a rectangle including the higher density can be selected. Alternatively, a rectangle including the larger number of pixels included in each of the two extreme value regions can be selected. Alternatively, it is possible to select the one having the larger difference between the density of the maximum point pixel and the maximum value of the density of the peripheral pixels in the extreme value region. Furthermore, by combining several selection criteria as described above, a criterion for selecting two extreme value regions where the extreme value region inclusion rectangles overlap may be determined. For example, when the densities of the extreme points in the two extreme value regions are different, a rectangle including the extreme value region with the higher density is selected. You may choose a rectangle to contain.
先に生成された他の矩形が選択されたか否かがステップS508で判定され、判定結果がNoであるときには、ステップS509で、スポット画像マーカ付き画像24から、当該他の極値領域に付されたマーカ図形を構成する画素の値を元の撮像画像21内の対応する画素の値に書き戻す。こうして、他の極値領域に付されたマーカ図形が削除される。ステップS510で、極値領域データ23から当該他の極値領域に関連するデータを削除する。 It is determined in step S508 whether another previously generated rectangle has been selected. If the determination result is No, in step S509, the image is attached to the other extreme value region from the spot image marker-added image 24. The value of the pixel constituting the marker graphic is rewritten to the value of the corresponding pixel in the original captured image 21. Thus, the marker graphic attached to the other extreme value area is deleted. In step S510, data related to the other extreme value region is deleted from the extreme value region data 23.
これらの処理により、先に検出された当該他の極値領域は、無効にされ、検出されなかったものと見なされることになる。その後、処理はステップS503に移り、既に説明したように、新規に決定された矩形に関連する極値領域に関してステップS503からS506を実行して、スポット画像検出プログラム40のメインルーチンに戻る。 By these processes, the other extreme value areas detected earlier are invalidated and are regarded as not detected. Thereafter, the process proceeds to step S503, and as described above, steps S503 to S506 are executed for the extreme value region related to the newly determined rectangle, and the process returns to the main routine of the spot image detection program 40.
ステップS507で他の極値領域が選択され、その結果、ステップS508での判定結果がYesとなったときには、処理はスポット画像検出プログラム40のメインルーチンに戻る。これにより、今回検出された合格した極値領域は検出されなかったものと見なされることになる。こうして、スポット画像関連データ生成部500の処理が終了する。図1に戻るに、スポット画像検出プログラム40では、処理は初期値設定部100に移る。初期値設定部100は、2度目以降に繰り返されるときには、最初に実行されたときと異なり、撮像画像データ21内の極値領域成長部300により処理された、極値点画素を中心とする最大占有範囲内の全画素に対する、領域属性データ22内の領域属性値のみを初期値0にする。既に説明したように、極値領域成長部300が先に実行されたときに、最大占有範囲内の全画素に対する領域属性値が変更されている可能性があるからである。その後、極値点画素探索部200により新たな極値画素の探索を続ける。新たな極値画素が見つかると、既に説明したように、極値領域判定部400以降の処理が実行される。以上のような処理を繰り返した結果、探索成否判定ステップ250で、新たな極値画素が検出されなかったと判定されたときには、スポット画像検出プログラム40は処理を終える。以上のようにして、図12(c)に例示したように、検出対象物を表す複数のスポット画像にマーカ図形が付加されたスポット画像マーカ付き画像データ24が生成される。 When another extreme value region is selected in step S507, and as a result, the determination result in step S508 is Yes, the process returns to the main routine of the spot image detection program 40. As a result, the passed extreme value region detected this time is regarded as not detected. Thus, the process of the spot image related data generation unit 500 is completed. Returning to FIG. 1, in the spot image detection program 40, the process proceeds to the initial value setting unit 100. When the initial value setting unit 100 is repeated after the second time, the maximum value centered on the extreme point pixel processed by the extreme value region growing unit 300 in the captured image data 21 is different from the first execution. Only the region attribute value in the region attribute data 22 is set to the initial value 0 for all pixels in the occupied range. This is because, as already described, when the extreme value region growing unit 300 is executed first, the region attribute values for all the pixels within the maximum occupied range may be changed. Thereafter, the search for new extreme pixels is continued by the extreme point pixel search unit 200. When a new extreme value pixel is found, the processing after the extreme value region determination unit 400 is executed as described above. As a result of repeating the above processing, when it is determined in the search success / failure determination step 250 that a new extreme pixel has not been detected, the spot image detection program 40 ends the processing. As described above, as illustrated in FIG. 12C, spot image marker-added image data 24 in which a marker graphic is added to a plurality of spot images representing a detection target is generated.
以上から明らかなように、本実施の形態では、自動車のような検出対象物のスポット画像に含まれると考えられる、極大点画素を含む極値領域を簡単に検出することができ、しかも、検出対象物として検出したい自動車の車輛占有面積を反映したスポット画像の最大占有範囲と、当該自動車の屋根存在範囲を反映した、スポット像の中央最小占有範囲とを指定して、当該検出対象物に相当する自動車を検出することが可能になる。 As is clear from the above, in this embodiment, an extreme value region including a maximum point pixel, which is considered to be included in a spot image of a detection object such as an automobile, can be easily detected. Specify the maximum occupation range of the spot image that reflects the vehicle occupation area of the automobile you want to detect as an object and the center minimum occupation area of the spot image that reflects the roof presence area of the automobile and corresponds to the detection object It is possible to detect a car that performs.
なお、本発明は以降の実施の形態に限定されるものではないことは言うまでもない。例えば、以上の実施の形態では、領域属性データ22として、撮像画像データの全画素に対応して領域属性値を保持するフィールドを有する例を示したが、最大占有範囲に属する複数の画素のそれぞれに対して領域属性値を保持するフィールドを有するものでもよい。この場合、領域属性データ22は、全ての極値点画素の最大占有範囲に対して共通に使用される。したがって、そのような態様の領域属性データをのほうがデータ量が少なくて済む。なお、背景より黒い濃度の自動車も検出するためには、以上で説明した極大領域を検出するのと同様に、極小領域を検出すればよい。また、撮像画像がカラー画像の場合には、カラー画像から生成される明度データを濃度データとして使用すればよい。 Needless to say, the present invention is not limited to the following embodiments. For example, in the above embodiment, the example in which the field attribute data 22 has a field that stores the area attribute value corresponding to all the pixels of the captured image data has been described. May have a field for holding a region attribute value. In this case, the region attribute data 22 is used in common for the maximum occupation range of all extreme point pixels. Therefore, the area attribute data having such an aspect requires less data. In order to detect a car having a darker density than the background, the minimum area may be detected in the same manner as the maximum area described above. Further, when the captured image is a color image, lightness data generated from the color image may be used as the density data.
P…極大領域、p…極大点、f(p) …濃度分布、R1…スポット画像の最大占有範囲、R2…スポット画像の中央最小占有範囲、S1…自動車の車両占有範囲、S2…自動車の屋根存在範囲、C1…自動車の車両占有範囲の中心、C2…自動車の屋根存在範囲の中心、T1…許容最小濃度差、T2…許容最大濃度差、241…極値領域、242…スポット画像存在領域矩形、243…スポット画像マーカ図形。 P: Maximum region, p: Maximum point, f (p): Concentration distribution, R1: Maximum occupied area of spot image, R2: Minimum occupied area of spot image, S1: Vehicle occupied area of vehicle, S2: Roof of vehicle Existence range, C1... Center of vehicle occupation range of car, C2. Center of automobile roof existence range, T1... Allowable minimum density difference, T2... Allowable maximum density difference, 241. 243 ... Spot image marker graphics.
Claims (4)
当該検出対象物を表すスポット画像が占有し得る前記撮像画像上の範囲として、当該検出対象物に対してあらかじめ指定された最大占有範囲内の画素から、前記検出された極値点画素の濃度に対して濃度が単調変化関係にある一群の単調変化画素を検出する単調変化画素群検出ステップと、
前記検出された極値点画素と当該極値点画素に対して検出された前記単調変化画素群とを含む極値領域が所定の条件を満たすか否かに応じて、当該極値領域が前記検出対象物に対するスポット画像を表す領域であるか否かを判定する極値領域判定ステップと、
を含み、
前記所定の条件は、(a)前記検出された単調変化画素群のうち、前記検出対象物のスポット画像の中央部分が最小限占有すべき範囲として当該検出対象物に対してあらかじめ指定された中央最小占有範囲内に位置する複数の画素が全て前記単調変化画素群に属し、かつ、(b)当該検出された極値点画素の濃度と当該中央最小占有範囲内の前記複数の画素の濃度との濃度差が、いずれの画素についても、当該検出対象物に対する当該中央最小占有範囲に対してあらかじめ指定された許容最大濃度差以下であり、かつ、(c)前記検出された極値点画素の濃度と、前記検出された単調変化画素群のうちの周辺部に位置する複数の画素の濃度との濃度差が、いずれの画素についても当該検出対象物の当該最大占有範囲に対してあらかじめ指定された許容最小濃度差以上であることである、
ことを特徴とするスポット画像検出方法。 It is obtained by imaging a space where a plurality of objects including the detection target are located, and from a captured image including a plurality of spot images each representing one of the plurality of objects, the density is relative to the density of surrounding pixels. An extreme point pixel detection step of detecting at least one extreme point pixel having a density that is a predetermined extreme value of a maximum value or a minimum value;
As a range on the captured image that can be occupied by the spot image representing the detection target object, from the pixel within the maximum occupation range specified in advance for the detection target object, to the density of the detected extreme point pixel On the other hand, a monotonous change pixel group detection step for detecting a group of monotone change pixels whose density is in a monotone change relationship;
Depending on whether or not an extreme value region including the detected extreme value pixel and the monotonically changing pixel group detected for the extreme value pixel satisfies a predetermined condition, the extreme value region is An extreme value region determination step for determining whether or not the region represents a spot image for the detection target;
Including
The predetermined condition is: (a) a center specified in advance for the detection target as a range that should be occupied by a central portion of a spot image of the detection target in the detected monotonically changing pixel group; A plurality of pixels located within the minimum occupation range all belong to the monotonically changing pixel group, and (b) a density of the detected extreme point pixel and a density of the plurality of pixels within the central minimum occupation range Is equal to or smaller than an allowable maximum density difference specified in advance for the central minimum occupation range with respect to the detection target for any pixel, and (c) the detected extreme point pixel The density difference between the density and the density of a plurality of pixels located in the peripheral part of the detected monotonically changing pixel group is designated in advance for the maximum occupied range of the detection target for any pixel. Was is that tolerance is the minimum density difference or more,
The spot image detection method characterized by the above-mentioned.
前記最大占有範囲は、当該検出対象自動車の当該所望の車輛占有範囲より広い範囲に指定され、前記中央最小占有範囲は、当該車両の当該特定部分の存在範囲より狭い値に指定されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のスポット画像検出方法。 The object to be detected is a desired range of a specific part having a density different from that of other parts when picked up among a plurality of cars on the road, and the vehicle occupation range is the center of the specific part. A vehicle having a desired area and a desired area,
The maximum occupation range is designated as a range wider than the desired vehicle occupation range of the detection target vehicle, and the central minimum occupation range is designated as a value narrower than the existence range of the specific portion of the vehicle.
The spot image detection method according to claim 1.
当該検出対象物を表すスポット画像が占有し得る前記撮像画像上の範囲として、当該検出対象物に対してあらかじめ指定された最大占有範囲内の画素から、前記検出された極値点画素の濃度に対して濃度が単調変化関係にある一群の単調変化画素を検出する単調変化画素群検出手段と、
前記検出された極値点画素と当該極値点画素に対して検出された前記単調変化画素群とを含む極値領域が所定の条件を満たすか否かに応じて、当該極値領域が前記検出対象物に対するスポット画像を表す領域であるか否かを判定する極値領域判定手段、
としてコンピュータを機能させ、
前記所定の条件は、(a)前記検出された単調変化画素群のうち、前記検出対象物のスポット画像の中央部分が最小限占有すべき範囲として当該検出対象物に対してあらかじめ指定された中央最小占有範囲内に位置する複数の画素が全て前記単調変化画素群に属し、かつ、(b)当該検出された極値点画素の濃度と当該中央最小占有範囲内の前記複数の画素の濃度との濃度差が、いずれの画素についても、当該検出対象物に対する当該中央最小占有範囲に対してあらかじめ指定された許容最大濃度差以下であり、かつ、(c)前記検出された極値点画素の濃度と、前記検出された単調変化画素群のうちの周辺部に位置する複数の画素の濃度との濃度差が、いずれの画素についても当該検出対象物の当該最大占有範囲に対してあらかじめ指定された許容最小濃度差以上である、ことである、
ことを特徴とするスポット画像検出プログラム。 It is obtained by imaging a space where a plurality of objects including the detection target are located, and from a captured image including a plurality of spot images each representing one of the plurality of objects, the density is relative to the density of surrounding pixels. Extreme point pixel detection means for detecting at least one extreme point pixel having a density which is a predetermined one of the maximum value or the minimum value;
As a range on the captured image that can be occupied by the spot image representing the detection target object, from the pixel within the maximum occupation range specified in advance for the detection target object, to the density of the detected extreme point pixel A monotonous change pixel group detecting means for detecting a group of monotone change pixels having a monotonous change in density;
Depending on whether or not an extreme value region including the detected extreme value pixel and the monotonically changing pixel group detected for the extreme value pixel satisfies a predetermined condition, the extreme value region is Extreme value region determination means for determining whether or not the region represents a spot image with respect to the detection object;
Function as a computer
The predetermined condition is: (a) a center specified in advance for the detection target as a range that should be occupied by a central portion of a spot image of the detection target in the detected monotonically changing pixel group; A plurality of pixels located within the minimum occupation range all belong to the monotonically changing pixel group, and (b) a density of the detected extreme point pixel and a density of the plurality of pixels within the central minimum occupation range Is equal to or smaller than an allowable maximum density difference specified in advance for the central minimum occupation range with respect to the detection target for any pixel, and (c) the detected extreme point pixel The density difference between the density and the density of a plurality of pixels located in the peripheral part of the detected monotonically changing pixel group is designated in advance for the maximum occupied range of the detection target for any pixel. And is the minimum allowable density difference above is that,
A spot image detection program characterized by that.
前記最大占有範囲は、当該検出対象自動車の当該所望の車輛占有範囲より広い範囲に指定され、前記中央最小占有範囲は、当該車両の当該特定部分の存在範囲より狭い値に指定されている、
ことを特徴とする請求項3に記載のスポット画像検出プログラム。 The object to be detected is a desired range of a specific part having a density different from that of other parts when picked up among a plurality of cars on the road, and the vehicle occupation range is the center of the specific part. A vehicle having a desired area and a desired area,
The maximum occupation range is designated as a range wider than the desired vehicle occupation range of the detection target automobile, and the central minimum occupation range is designated as a value narrower than the existence range of the specific portion of the vehicle.
The spot image detection program according to claim 3.
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