JP2006228218A - コンボリューションカーネルを利用したラインパターンの処理方法、ラインパターンの処理装置及びラインパターンの処理方法を実行するためのプログラムを記録した媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の位置に形成された単純ラインパターンを用いてイメージの縦区間別にカーネル状及び最適のスレショルド値を決定するカーネル学習部260と、決定されたカーネル状及び最適のスレショルド値を用いて、捕捉された実際テストイメージにコンボリューションを適用するコンボリューション適用部270と、コンボリューションが適用されたイメージに含まれたピクセルカラムを縦方向にスキャンしてピクセル値が0でない複数のピクセル群が存在する場合、これらのうち、選択された1つのピクセル群以外のピクセル群のピクセル値を0に設定する領域選択部280と、を含むラインパターン処理装置200である。
【選択図】図4
Description
本発明によれば、特に、ミラー効果により反射されたラインパターンノイズを効果的に除去することが可能である。
図4に示すように、ラインパターン処理装置200は、制御部210、メモリ220、カメラ/光源制御部230、カメラモジュール240、光源モジュール250、カーネル学習部260、コンボリューション適用部270、及び領域選択部280を備える。もちろん、ラインパターン処理装置200がラインパターン処理されたイメージを用いて距離情報を計算するためには、距離情報計算部290をさらに備えていてもよい。
なお、図7において、ラインパターン処理装置200に対向する壁は、図7の下側に向かってラインパターン処理装置200に近づく壁である。
図8は、図7で捕捉したイメージを示したものであるが、ラインレーザーパターン30をなすピクセル31、32、33は互いに属する区間が異なることがある。したがって、各ピクセル31、32、33には、属する区間によって相異なるカーネル状及び最適のスレショルド値が適用される。
まず、カーネル学習部260は、所定の位置に形成されたラインレーザーパターンを含む入力イメージを用いて入力イメージの縦区間別にカーネル状及び最適のスレショルド値を決定する、カーネル学習過程を行う(S100)。カーネル学習過程は、後述する図13の説明でさらに詳細に説明する。このようなカーネル学習が完了すれば、イメージの縦区間別に最適のカーネル状及び最適のスレショルド値が決定されてメモリ220に保存される。そして、以後には、実際テストイメージを入力され、これらを用いて入力した実際テストイメージに含まれたラインパターンを処理する過程を行える。
まず、光源モジュール250は、所定距離にラインレーザーを照射し(S105)、カメラモジュール240は、レーザーが照射されたイメージを捕捉する(S110)。
ここで、ピクセル値の差の和とは、二進化したイメージとコンボリューション適用イメージに対応したピクセル値(pixcl value)の違いを全体イメージ内で合わせた結果を意味する。
そして、min_Chは、許容されるDiffの臨界値を意味するが、min_Chは、ユーザによって適切な他の値に選択される可能性がある。ただし、min_Chが過度に大きければ、最適のスレショルド値を得難く、min_Chが過度に小さければ、図13のループ(S170、S190、S160につながる過程)を多数回繰り返す短所がある。min_Chは、約255×5程度の値(8ビットイメージの場合)を選択する可能性がある。もちろん、本実施形態とは違ってmin_Chを使用せずとも、abs(Diff)が最小となるスレショルド値を反復的に探し出すことが可能である。
以下、図19Aないし図19E、及び図20Aないし図20Cは、実施例及び比較例を示す図面である。
210 制御部
220 メモリ
230 カメラ/光源制御部
240 カメラモジュール
250 光源モジュール
260 カーネル学習部
270 コンボリューション適用部
280 領域選択部
290 距離情報計算部
Claims (18)
- 所定の光源を照射する光源モジュールと、
前記光源が照射されたイメージを捕捉するカメラモジュールと、
所定の位置に形成された学習用レーザーパターンを用いて前記イメージの縦区間別にカーネル状及び最適のスレショルド値を決定するカーネル学習部と、
前記決定されたカーネル状及び最適のスレショルド値を用いて、前記イメージにコンボリューションを適用するコンボリューション適用部と、
前記コンボリューションが適用されたイメージに含まれるピクセルカラムを縦方向にスキャンしてピクセル値が0でない複数のピクセル群が存在する場合、前記複数のピクセル群のうち選択された1つのピクセル群以外のピクセル群のピクセル値を0に設定する領域選択部と、
を備えることを特徴とするラインパターン処理装置。 - 前記光源は、ラインレーザーであることを特徴とする請求項1に記載のラインパターン処理装置。
- 前記カメラモジュールは、前記光源の周波数に近接した信号だけを入力するための帯域通過フィルターを備えることを特徴とする請求項1に記載のラインパターン処理装置。
- 前記カーネル状は、最小カーネルサイズがmであり、最大カーネルサイズがnである場合に、順次に−mと、(n−m)/2個の0と、m個の1と、(n−m)/2個の0と、−mで構成されることを特徴とする請求項1に記載のラインパターン処理装置。
- 前記カーネル状は、最小カーネルサイズがmであり、最大カーネルサイズがnである場合に、順次に2個の−m/2と、(n−m)/2個の0と、m個の1と、(n−m)/2個の0と、2個の−m/2で構成されることを特徴とする請求項1に記載のラインパターン処理装置。
- 前記最適のスレショルド値は、前記最小サイズmを用いて決定されることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のラインパターン処理装置。
- 前記領域選択部に処理されたイメージに対して三角図法を適用し、障害物との距離を計算する距離情報計算部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のラインパターン処理装置。
- 前記コンボリューション適用部は、前記決定されたカーネル状によるコンボリューションカーネルを前記イメージに含まれるピクセルカラムに沿って移動しつつ、適用して、前記最適のスレショルド値を超えるピクセルだけを通過させることを特徴とする請求項1に記載のラインパターン処理装置。
- 所定の光源が照射したイメージを捕捉し、前記捕捉されたイメージに含まれるラインパターンを処理する方法において、
(a)所定の位置に形成された学習用ラインレーザーパターンを用いて前記イメージの縦区間別にカーネル状及び最適のスレショルド値を決定するステップと、
(b)前記決定したカーネル状及び最適のスレショルド値を用いて、前記イメージにコンボリューションを適用するステップと、
(c)前記コンボリューションが適用されたイメージに含まれたピクセルカラムを縦方向にスキャンしてピクセル値が0でない複数のピクセル群が存在する場合、前記複数のピクセル群のうち選択された1つのピクセル群以外のピクセル群のピクセル値を0に設定するステップと、
を含むことを特徴とするラインパターンの処理方法。 - 前記カーネル状は、最小カーネルサイズがmであり、最大カーネルサイズがnである場合に、順次に−mと、(n−m)/2個の0と、m個の1と、(n−m)/2個の0と、−mで構成されることを特徴とする請求項9に記載のラインパターンの処理方法。
- 前記カーネル状は、最小カーネルサイズがmであり、最大カーネルサイズがnである場合に、順次に2個の−m/2と、(n−m)/2個の0と、m個の1と、(n−m)/2個の0と、2個の−m/2で構成されることを特徴とする請求項9に記載のラインパターンの処理方法。
- 前記最適のスレショルド値は、前記最小サイズmを用いて決定されることを特徴とする請求項10または請求項11に記載のラインパターンの処理方法。
- 前記ステップ(c)後に、出力されるイメージに対して三角図法を適用して障害物との距離を計算するステップをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のラインパターンの処理方法。
- 前記ステップ(b)は、前記決定されたカーネル状によるコンボリューションカーネルを前記イメージに含まれたピクセルカラムに沿って移動させつつ、適用し、前記最適のスレショルド値を超えるピクセルだけを通過させるステップを含むことを特徴とする請求項9に記載のラインパターンの処理方法。
- 前記ステップ(a)は、
(a1)前記学習用ラインレーザーパターンからなるイメージを2進化するステップと、
(a2)前記2進化されたイメージのラインパターンの縦方向厚さによって最小カーネルサイズ及び最大カーネルサイズを決定し、これにより、カーネル状を選定するステップと、
(a3)前記最小カーネルサイズを用いてスレショルド値区間を設定するステップと、
(a4)前記選定されたカーネル状及び前記スレショルド値区間に属する臨時スレショルド値を用いて、前記学習用ラインレーザーパターンからなるイメージに対してコンボリューションカーネルを適用するステップと、
(a5)前記2進化されたイメージ及び前記コンボリューションカーネルが適用されたイメージ間の誤差が減少する方向に前記臨時スレショルド値を変更するステップと、
を含むことを特徴とする請求項9に記載のラインパターンの処理方法。 - 前記ステップ(a2)、前記ステップ(a4)、及び前記ステップ(a5)は、前記誤差が所定の臨界値より小さくなるまで繰り返して行われることを特徴とする請求項15に記載のラインパターンの処理方法。
- 前記ステップ(c)は、
(c1)前記テストイメージのあるピクセルカラムに対して縦方向にピクセル値が0でないピクセル群をスキャンするステップと、
(c2)現在ピクセル群のピクセル厚さが既に保存されているピクセル群のピクセル厚さより厚いか否かを判断するステップと、
(c3)現在ピクセル群のピクセル厚さが既に保存されているピクセル群のピクセル厚さより厚い場合には、既に保存されているピクセル群のピクセル値をいずれも0に置き換えるステップと、
(c4)現在ピクセル群のピクセル厚さが既に保存されているピクセル群のピクセル厚さより厚くない場合には、前記現在ピクセル群のピクセル値をいずれも0に置き換えるステップと、
を含むことを特徴とする請求項9に記載のラインパターンの処理方法。 - 所定の光源が照射したイメージを捕捉し、前記捕捉されたイメージに含まれたラインパターンを処理するラインパターンの処理方法を実行するためのプログラムを記録した記録媒体において、
前記ラインパターンの処理方法は、
(a)所定の位置に形成された学習用ラインレーザーパターンを用いて前記イメージの縦区間別にカーネル状及び最適のスレショルド値を決定するステップと、
(b)前記決定されたカーネル状及び最適のスレショルド値を用いて、前記イメージにコンボリューションを適用するステップと、
(c)前記コンボリューションが適用されたイメージに含まれたピクセルカラムを縦方向にスキャンしてピクセル値が0でない複数のピクセル群が存在する場合、前記複数のピクセル群のうち選択された1つのピクセル群以外のピクセル群のピクセル値を0に設定するステップと、
を含むラインパターンの処理方法を実行するためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
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