JP2007257466A - Similarity discrimination device, method and program - Google Patents

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俊一郎 野中
Shino Ogasawara
詩乃 小笠原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively execute similarity discrimination whether two images are similar or not. <P>SOLUTION: A low frequency image generating part 30 generates a low frequency image showing a low frequency component of two images of which similarity is discriminated. A color histogram calculation part 32 calculates a color histogram of the two low frequency images. A feature amount calculation part 34 divides the two color histograms to a prescribed number of color regions, and a feature amount showing correlation of the two color histograms is calculated for each of the divided color regions. A discrimination part 36 executes similarity discrimination of the two images based on the feature amount. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、2つの画像が類似するか否かを判別する類似判別装置および方法、並びに類似判別方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。   The present invention relates to a similarity determination apparatus and method for determining whether two images are similar, and a program for causing a computer to execute the similarity determination method.

従来より、複数の画像を、各画像に付与された撮影時刻や撮影場所の情報に基づいて、複数のグループに分類することが行われている(特許文献1参照)。また、複数の画像のそれぞれについて、色、明るさ、周波数情報およびエッジ情報等の特徴量を算出し、この特徴量を重みづけして総合的な特徴量を算出し、これを画像間において比較して複数の画像を互いに類似する複数の画像からなるグループに分類する手法が提案されている(特許文献1,2参照)。さらに、あらかじめ類似する画像を学習パターンとして用いて学習を行い、この学習結果を用いて与えられた2つの画像が類似するか否かを判別する手法も提案されている(特許文献3参照)。また、類似判別の対象となる2つの画像の直交変換係数を求め、直交変換係数に含まれる色毎の出現頻度を表す色ヒストグラムを求め、色ヒストグラムを比較することにより類似判別を行う手法も提案されている(特許文献4参照)。ここで、色ヒストグラムは画像に含まれる被写体の位置や変形に影響されにくいため、色ヒストグラムを用いて類似判別を行うことにより、被写体の移動や変形に強い類似判別を行うことができる。
特開2000−112997号公報 特開2000−48181号公報 特開2000−90113号公報 特開2002−82985号公報
Conventionally, a plurality of images have been classified into a plurality of groups based on information on shooting time and shooting location given to each image (see Patent Document 1). Also, for each of a plurality of images, a feature amount such as color, brightness, frequency information, and edge information is calculated, and this feature amount is weighted to calculate a comprehensive feature amount, which is compared between images. Thus, a method for classifying a plurality of images into a group composed of a plurality of similar images has been proposed (see Patent Documents 1 and 2). Further, a method has been proposed in which learning is performed using a similar image as a learning pattern in advance, and whether or not two given images are similar using the learning result is determined (see Patent Document 3). Also proposed is a method of determining the orthogonal transformation coefficient of two images that are the target of similarity determination, obtaining a color histogram representing the appearance frequency for each color included in the orthogonal transformation coefficient, and comparing the color histograms to perform similarity determination. (See Patent Document 4). Here, since the color histogram is hardly affected by the position and deformation of the subject included in the image, similarity determination that is strong against movement and deformation of the subject can be performed by performing similarity determination using the color histogram.
JP 2000-112997 A JP 2000-48181 A JP 2000-90113 A JP 2002-82985 A

しかしながら、上記特許文献4に記載された色ヒストグラムを用いて類似判別を行う手法においては、2つの画像の色ヒストグラムの比較を、各画像に含まれるすべての色について行っているため、類似判別の処理に非常に長時間を有するものとなっている。   However, in the method of performing similarity determination using the color histogram described in Patent Document 4, the comparison of the color histograms of two images is performed for all the colors included in each image. The process has a very long time.

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、類似判別の処理を効率よく行うことを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to efficiently perform a similarity determination process.

本発明による類似判別装置は、2つの画像が類似するか否かを判別する類似判別装置において、
前記2つの画像のそれぞれの低周波成分を表す低周波画像を作成する低周波画像作成手段と、
前記2つの低周波画像の色ヒストグラムを算出する色ヒストグラム算出手段と、
前記2つの色ヒストグラムを所定数の色領域に分割し、分割した色領域毎に前記2つの色ヒストグラムの相関を表す特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記各色領域の特徴量に基づいて前記2つの画像の類似判別を行う判別手段とを備えたことを特徴とするものである。
The similarity determination apparatus according to the present invention is a similarity determination apparatus that determines whether two images are similar,
Low-frequency image creation means for creating a low-frequency image representing each low-frequency component of the two images;
Color histogram calculating means for calculating a color histogram of the two low-frequency images;
A feature amount calculating means for dividing the two color histograms into a predetermined number of color regions and calculating a feature amount representing a correlation between the two color histograms for each of the divided color regions;
And a discriminating means for discriminating the similarity between the two images based on the feature amount of each color region.

なお、本発明による類似判別装置においては、前記特徴量算出手段を、人間の視覚特性に応じて前記2つの色ヒストグラムを分割する手段としてもよい。   In the similarity determination apparatus according to the present invention, the feature amount calculation means may be means for dividing the two color histograms according to human visual characteristics.

また、本発明による類似判別装置においては、前記判別手段を、前記各色領域の特徴量を所定の重み係数により重みづけ加算することにより2つの総合特徴量を算出し、該2つの総合特徴量の差に基づいて前記類似判別を行う手段としてもよい。   In the similarity determination apparatus according to the present invention, the determination unit calculates two total feature amounts by weighting and adding the feature amounts of the respective color regions with a predetermined weighting coefficient, and the two total feature amounts are calculated. Means for performing the similarity determination based on the difference may be used.

また、本発明による類似判別装置においては、前記所定の重み係数を、類似することが分かっている2つのサンプル画像からなる多数の正解データから得た前記特徴量と、類似しないことが分かっている2つのサンプル画像からなる多数の不正解データから得た前記特徴量とをあらかじめ学習することにより得られた、前記特徴量を重みづけする重み係数としてもよい。   Further, in the similarity determination apparatus according to the present invention, it is known that the predetermined weight coefficient is not similar to the feature amount obtained from a plurality of correct answer data composed of two sample images that are known to be similar. A weighting factor for weighting the feature amount obtained by learning in advance the feature amount obtained from a large number of incorrect answer data composed of two sample images may be used.

学習としては、例えばマシンラーニング(machine learning)の手法を用いることができる。マシンラーニングの手法としては、例えば、ニューラルネットワーク、ブースティング等の既知の手法を用いることができる。   As the learning, for example, a machine learning technique can be used. As a machine learning method, for example, a known method such as a neural network or boosting can be used.

本発明による類似判別方法は、2つの画像が類似するか否かを判別する類似判別方法において、
前記2つの画像のそれぞれの低周波成分を表す低周波画像を作成し、
前記2つの低周波画像の色ヒストグラムを算出し、
前記2つの色ヒストグラムを所定数の色領域に分割し、
該分割した色領域毎に前記2つの色ヒストグラムの相関を表す特徴量を算出し、
前記各色領域の特徴量に基づいて前記2つの画像の類似判別を行うことを特徴とするものである。
The similarity determination method according to the present invention is a similarity determination method for determining whether or not two images are similar.
Creating a low frequency image representing the low frequency component of each of the two images;
Calculating a color histogram of the two low frequency images;
Dividing the two color histograms into a predetermined number of color regions;
Calculating a feature amount representing a correlation between the two color histograms for each of the divided color regions;
The similarity determination of the two images is performed based on the feature amount of each color region.

なお、本発明による類似判別方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。   In addition, you may provide as a program for making a computer perform the similarity determination method by this invention.

本発明によれば、2つの画像のそれぞれの低周波成分を表す低周波画像が作成され、作成された2つの低周波画像の色ヒストグラムが算出される。次いで、2つの色ヒストグラムが所定数の色領域に分割され、分割された色領域毎に2つの色ヒストグラムの相関を表す特徴量が算出される。そして、算出された各色領域の特徴量に基づいて2つの画像の類似判別が行われる。このように本発明においては色ヒストグラムを所定数の色領域に分割し、分割した色領域毎に相関を表す特徴量を算出するようにしたため、画像に含まれるすべての色について色ヒストグラムを比較する場合と比較して、類似判別のための演算時間を短縮することができる。また、画像の低周波成分を表す低周波画像を用いて類似判別を行っているため、画像そのものを用いる場合と比較して、類似判別のための演算時間を短縮することができる。また、色領域毎に相関を求めているため、画像にノイズが含まれている場合であっても、そのノイズを色領域において吸収することができ、これにより、ノイズに影響されない精度のよい類似判別を行うことができる。   According to the present invention, a low frequency image representing each low frequency component of two images is created, and a color histogram of the two created low frequency images is calculated. Next, the two color histograms are divided into a predetermined number of color regions, and a feature amount representing the correlation between the two color histograms is calculated for each divided color region. Then, similarity determination between the two images is performed based on the calculated feature amount of each color region. As described above, according to the present invention, the color histogram is divided into a predetermined number of color regions, and the feature amount representing the correlation is calculated for each of the divided color regions. Therefore, the color histograms are compared for all the colors included in the image. Compared to the case, the calculation time for similarity determination can be shortened. In addition, since similarity determination is performed using a low-frequency image representing a low-frequency component of the image, the calculation time for similarity determination can be shortened compared to the case where the image itself is used. In addition, since the correlation is obtained for each color area, even if the image contains noise, the noise can be absorbed in the color area, and thus the accuracy is not affected by the noise. A determination can be made.

また、人間の視覚特性に応じて前記2つの色ヒストグラムを分割することにより、人間の視覚特性を反映させて類似判別を行うことができる。   Further, by dividing the two color histograms according to the human visual characteristics, it is possible to perform similarity determination reflecting the human visual characteristics.

また、色領域毎の特徴量を所定の重み係数により重みづけ加算することにより2つの総合特徴量を算出し、2つの総合特徴量の差に基づいて類似判別を行う際に、あらかじめ学習することにより得られた重み係数を用いることにより、実在する画像に適した重み係数を用いて類似判別を行うことができる。したがって、画像の類似判別をより効果的に行うことができる。   Also, learning is performed in advance when calculating the two total feature amounts by weighting and adding the feature amounts for each color region with a predetermined weighting coefficient, and performing similarity determination based on the difference between the two total feature amounts. By using the weighting coefficient obtained by the above, similarity determination can be performed using a weighting coefficient suitable for an existing image. Therefore, it is possible to more effectively determine the similarity between images.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の実施形態による類似判別装置の構成を示す概略ブロック図である。図1に示すように本実施形態による類似判別装置1は、画像データの記録制御および表示制御等の各種制御を行うとともに、装置1を構成する各部の制御を行うCPU12と、CPU12を動作させるプログラム、画像を閲覧するためのビューアソフトおよび各種定数が記録されているROMおよびCPU12が処理を実行する際の作業領域となるRAMにより構成されるシステムメモリ14と、種々の指示を装置1に対して行うためのキーボードおよびマウス等からなる入力部16と、各種表示を行う液晶モニタ等からなる表示部18とを備える。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a similarity determination apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the similarity determination apparatus 1 according to the present embodiment performs various controls such as recording control and display control of image data, and also controls each part of the apparatus 1 and a program for operating the CPU 12. A system memory 14 including a viewer software for browsing images, a ROM in which various constants are recorded, and a RAM serving as a work area when the CPU 12 executes processing, and various instructions to the apparatus 1 An input unit 16 including a keyboard and a mouse for performing the display and a display unit 18 including a liquid crystal monitor for performing various displays are provided.

また、類似判別装置1は、画像データを記録したメモリカード2から画像データを読み出したり、メモリカード2に画像データを記録したりするためのカードスロット20と、画像データをJPEGに代表される手法で圧縮したり、圧縮した画像データを解凍する圧縮解凍部22と、画像データやCPU12が実行する各種プログラム等を記録するハードディスク24と、システムメモリ14、カードスロット20およびハードディスク24を制御するメモリ制御部26と、表示部18の表示を制御する表示制御部28とを備える。   In addition, the similarity determination apparatus 1 includes a card slot 20 for reading image data from the memory card 2 on which image data is recorded, and recording image data on the memory card 2, and a technique represented by JPEG for the image data. A compression / decompression unit 22 that compresses or decompresses compressed image data; a hard disk 24 that records image data and various programs executed by the CPU 12; and a memory control that controls the system memory 14, the card slot 20, and the hard disk 24 Unit 26 and a display control unit 28 for controlling the display of the display unit 18.

また、類似判別装置1は、低周波画像作成部30、色ヒストグラム算出部32、特徴量算出部34および判別部36を備える。   The similarity determination device 1 includes a low-frequency image creation unit 30, a color histogram calculation unit 32, a feature amount calculation unit 34, and a determination unit 36.

次いで、低周波画像作成部30、色ヒストグラム算出部32、特徴量算出部34および判別部36が行う処理について説明する。図2は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、類似判別を行う2つの画像はメモリカード2から読み出されてハードディスク24に保存されているものとする。ユーザが類似判別の指示を入力部16から行うことによりCPU12が処理を開始し、低周波画像作成部30が、類似判別を行う2つの画像のそれぞれについて、低周波成分を表す低周波画像を作成する(ステップST1)。   Next, processing performed by the low-frequency image creation unit 30, the color histogram calculation unit 32, the feature amount calculation unit 34, and the determination unit 36 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing processing performed in the present embodiment. It is assumed that the two images that are subjected to similarity determination are read from the memory card 2 and stored in the hard disk 24. When the user issues an instruction for similarity determination from the input unit 16, the CPU 12 starts processing, and the low-frequency image creation unit 30 creates a low-frequency image representing a low-frequency component for each of the two images for which similarity determination is performed. (Step ST1).

具体的には、低周波画像作成部30は、画像に対してウェーブレット変換を施したり、画像を構成する画素を間引いて縮小したりすることにより、処理前の画像よりも低い所定の解像度を有する低周波画像を作成する。ここで、ウェーブレット変換を用いた場合には、ウェーブレット変換により得られるLL成分を低周波画像として用いる。なお、画像を縮小する場合には、単純に線形変換により縮小するよりも、Cubicスプライン等の高次の補間演算式を用いて縮小することにより、画像の高周波成分を効果的に除去できるため、類似判別におけるノイズの影響を除去できる。また、低周波画像作成部30は、2つの画像の解像度が異なる場合には、2つの画像の解像度が一致するように低周波画像を作成する。また、後の処理を容易に行うために、画像を正方形となるように変形してもよい。   Specifically, the low-frequency image creation unit 30 has a predetermined resolution lower than that of the image before processing by performing wavelet transformation on the image or by reducing the size of pixels constituting the image. Create a low-frequency image. Here, when the wavelet transform is used, the LL component obtained by the wavelet transform is used as the low frequency image. When reducing the image, it is possible to effectively remove high-frequency components of the image by reducing it using a higher-order interpolation equation such as Cubic spline rather than simply reducing it by linear transformation. The influence of noise in similarity determination can be removed. Further, when the resolutions of the two images are different, the low-frequency image creation unit 30 creates a low-frequency image so that the resolutions of the two images match. Further, in order to easily perform subsequent processing, the image may be deformed so as to be a square.

次いで、色ヒストグラム算出部32が、画像を構成する各画素における色ベクトルを算出する(ステップST2)。ここで、画像がRGBの各色により構成されている場合には、R,G,B各色の画素値を色ベクトルとして算出する。また、画像がYCCの各成分により構成されている場合は、Y,Cb,Crの各成分の値を色ベクトルとして算出する。さらに、画像がHSVの各成分により構成されている場合には、H,S,Vの各成分の値を色ベクトルとして算出する。   Next, the color histogram calculation unit 32 calculates a color vector in each pixel constituting the image (step ST2). Here, when the image is composed of RGB colors, pixel values of R, G, and B colors are calculated as color vectors. If the image is composed of YCC components, the values of Y, Cb, and Cr components are calculated as color vectors. Further, when the image is composed of HSV components, the values of the H, S, and V components are calculated as color vectors.

本実施形態においては、画像がRGBの各色により構成されているものとし、R,G,B各色の画素値を色ベクトルとして用いるものとする。ここで、2つの画像が8ビットの色数を有する場合、R,G,B各色について0〜255の値をとることから、色ベクトルは2563個算出されることとなる。 In the present embodiment, it is assumed that an image is composed of RGB colors, and pixel values of R, G, and B colors are used as color vectors. Here, when two images have 8-bit color numbers, values of 0 to 255 are obtained for each of the R, G, and B colors, so that 256 3 color vectors are calculated.

さらに、色ヒストグラム算出部32は、2つの画像のそれぞれについて、算出したすべての色ベクトルに対して出現する画素の数を色空間上にプロットすることにより色ヒストグラムを算出する(ステップST3)。図3は色ヒストグラムを示す図である。ここで、色ヒストグラムはR,G,Bの3つの成分からなる3次元の色ベクトルについての出現数をプロットするものであるため、RGBの3次元空間に出現数をプロットすることにより得られるものであるが、図3においては便宜的に色ヒストグラムを2次元に表した状態を示す。   Further, the color histogram calculation unit 32 calculates a color histogram by plotting on the color space the number of pixels that appear for all the calculated color vectors for each of the two images (step ST3). FIG. 3 is a diagram showing a color histogram. Here, since the color histogram plots the number of appearances for a three-dimensional color vector composed of three components R, G, and B, it is obtained by plotting the number of appearances in the RGB three-dimensional space. However, FIG. 3 shows a state in which the color histogram is represented two-dimensionally for convenience.

図3に示す色ヒストグラムは、横軸に色ベクトルの値を、縦軸に各色ベクトルの出現数をプロットすることにより得られるものである。なお、横軸については(R,G,B)=(0,0,0)〜(255,255,255)までの2563通りの値をとるため、説明を簡略化するために、図3においては一部の色ヒストグラムのみを示している。 The color histogram shown in FIG. 3 is obtained by plotting the value of the color vector on the horizontal axis and the number of appearances of each color vector on the vertical axis. Since the horizontal axis takes 256 3 values from (R, G, B) = (0, 0, 0) to (255, 255, 255), in order to simplify the explanation, FIG. Only a part of the color histogram is shown.

次いで、特徴量算出部34が、色ヒストグラム算出部32が算出した2つの画像についての色ヒストグラムをそれぞれ所定数の色領域に分割する(ステップST4)。   Next, the feature amount calculation unit 34 divides the color histograms for the two images calculated by the color histogram calculation unit 32 into a predetermined number of color regions, respectively (step ST4).

図4は色ヒストグラムにおける色領域の分割を説明するための図である。図4に示すように、特徴量算出部34は、色ヒストグラムを所定数の色領域(ここでは8個)に分割する。なお、分割数は8分割に限定されるものではなく、4分割、16分割、32分割等、適宜設定すればよい。なお、実際には色ヒストグラムはRGBの3次元空間に存在するものであるため、3次元空間において各色成分を所定数の色領域に分割するものである。例えば、各色成分の分割数が4である場合には、図5に示すように43個の色領域に分割する。 FIG. 4 is a diagram for explaining division of color regions in the color histogram. As shown in FIG. 4, the feature amount calculation unit 34 divides the color histogram into a predetermined number of color regions (eight in this case). The number of divisions is not limited to 8 divisions, and may be set as appropriate, such as 4 divisions, 16 divisions, 32 divisions, or the like. In practice, since the color histogram exists in the RGB three-dimensional space, each color component is divided into a predetermined number of color regions in the three-dimensional space. For example, when the division number of each color component is 4, divided into 4 three color regions as shown in FIG.

さらに、特徴量算出部34は、分割した色領域毎に2つの色ヒストグラムの相関を表す特徴量を算出する(ステップST5)。具体的には、2つの色ヒストグラムについて、分割により得られた複数の色領域Ci(i=1〜n、nは分割数)毎に頻度の総和を求め、これを領域内の色ベクトル数にて除算することにより、分割した色領域Ci毎に頻度の平均値を統計値として算出する。なお、平均値に代えて頻度の総和、中央値、最大値または最小値等を統計値として用いてもよい。そして、2つの色ヒストグラムについて、対応する色領域Ci間において統計値の差の絶対値の逆数を特徴量Tiとして算出する。ここで、特徴量Tiは、2つの色ヒストグラムの色領域Ci間の相関を表すものであり、値が大きいほど色領域Ci同士が類似する度合いが高いことを表すものとなる。   Further, the feature amount calculation unit 34 calculates a feature amount representing the correlation between the two color histograms for each divided color region (step ST5). Specifically, for two color histograms, the sum of frequencies is obtained for each of a plurality of color regions Ci (i = 1 to n, n is the number of divisions) obtained by division, and this is used as the number of color vectors in the region. The frequency average value is calculated as a statistical value for each divided color area Ci. Instead of the average value, the total frequency, median value, maximum value, minimum value, or the like may be used as the statistical value. Then, with respect to the two color histograms, the reciprocal of the absolute value of the difference between the statistical values between the corresponding color regions Ci is calculated as the feature amount Ti. Here, the feature amount Ti represents the correlation between the color regions Ci of the two color histograms, and the greater the value, the higher the degree of similarity between the color regions Ci.

続いて、判別部36が、2つの画像について算出した複数の特徴量Tiを、下記の式(1)により重みづけ加算して総合類似度を算出する(ステップST6)。   Subsequently, the determination unit 36 calculates the total similarity by weighting and adding the plurality of feature amounts Ti calculated for the two images according to the following equation (1) (step ST6).

総合類似度Sm=ΣαiTi (1)
ここで、αiは特徴量Tiを重みづける重み係数である。重み係数は、類似することが分かっている2つのサンプル画像からなる多数の正解データから得た特徴量と、類似しないことが分かっている2つのサンプル画像からなる多数の不正解データから得た特徴量とを、例えばマシンラーニングの手法を用いて、あらかじめ学習することにより求められるものである。
Total similarity Sm = ΣαiTi (1)
Here, αi is a weighting coefficient for weighting the feature amount Ti. The weighting factor is a feature amount obtained from a large number of correct answer data composed of two sample images known to be similar to a feature amount obtained from a large number of incorrect answer data composed of two sample images known to be dissimilar. The quantity is obtained by learning in advance using, for example, a machine learning method.

なお、学習の際に、色ヒストグラムの分割数を8分割、16分割および32分割等の種々の分割数に設定しておくことにより、色領域の分割数に応じた重み係数αiを求めておくことができる。また、サンプル画像として、風景画像、人物画像、テンプレート画像等の各種タイプの画像を用いて学習を行うことにより、画像のタイプに応じた重み係数αiを求めておくことができる。これにより、類似判別を行う画像のタイプをあらかじめ設定しておけば、画像のタイプに応じた最適な重み係数αiを用いて総合類似度Smを算出することができる。   At the time of learning, the weight coefficient αi corresponding to the number of divisions of the color area is obtained by setting the number of divisions of the color histogram to various division numbers such as 8, 16 and 32 divisions. be able to. Further, by performing learning using various types of images such as landscape images, person images, and template images as sample images, the weighting coefficient αi corresponding to the image type can be obtained. As a result, if the type of an image to be subjected to similarity determination is set in advance, the total similarity Sm can be calculated using the optimum weighting coefficient αi corresponding to the type of image.

また、ユーザ毎に学習を行うことにより、類似判別を行う画像を取得したユーザに最適な重み係数αiを求めておくことができるため、ユーザの撮影傾向に応じた重み係数αiを用いて総合類似度Smを算出することができる。   In addition, by performing learning for each user, it is possible to obtain the optimum weighting factor αi for the user who has acquired the image for which similarity determination is performed. The degree Sm can be calculated.

そして、判別部36は総合類似度Smが所定のしきい値Th1以上であるか否かを判定し(ステップST7)、ステップST7が肯定されると2つの画像は類似すると判定し(ステップST8)、処理を終了する。ステップST7が否定されると2つの画像は類似しないと判定し(ステップST9)、処理を終了する。   Then, the determination unit 36 determines whether or not the total similarity Sm is equal to or greater than a predetermined threshold value Th1 (step ST7). If step ST7 is affirmed, it is determined that the two images are similar (step ST8). The process is terminated. If step ST7 is negative, it is determined that the two images are not similar (step ST9), and the process ends.

このように本実施形態においては、色ヒストグラムを所定数の色領域に分割し、分割した色領域毎に相関を表す特徴量を算出するようにしたため、画像に含まれるすべての色について色ヒストグラムを比較する場合と比較して、類似判別のための演算時間を短縮することができる。また、色領域毎に相関を求めているため、ノイズが含まれている場合であっても、そのノイズを色領域において吸収することができ、これにより、ノイズに影響されない精度のよい類似判別を行うことができる。   As described above, in the present embodiment, the color histogram is divided into a predetermined number of color areas, and the feature amount representing the correlation is calculated for each divided color area. Therefore, the color histograms are calculated for all the colors included in the image. Compared with the case of comparison, the calculation time for similarity determination can be shortened. In addition, since the correlation is obtained for each color area, even if noise is included, the noise can be absorbed in the color area, and thereby, it is possible to perform similarity determination with high accuracy without being affected by noise. It can be carried out.

また、画像の低周波成分を表す低周波画像を用いて類似判別を行っているため、画像そのものを用いる場合と比較して、類似判別のための演算時間を短縮することができる。   In addition, since similarity determination is performed using a low-frequency image representing a low-frequency component of the image, the calculation time for similarity determination can be shortened compared to the case where the image itself is used.

また、2つの画像にウェーブレット変換を施すことにより低周波画像を作成することにより、簡易に低周波画像を得ることができる。また、ウェーブレット変換により高周波成分を除去することができるため、ノイズに強い類似判別を行うことができる。   Moreover, a low frequency image can be easily obtained by creating a low frequency image by performing wavelet transform on two images. In addition, since high-frequency components can be removed by wavelet transform, similarity determination that is strong against noise can be performed.

また、特徴量を重みづける重み係数αiをあらかじめ学習しておくことにより、実在する画像に適した重み係数を用いて類似判別を行うことができるため、画像の類似判別をより効果的に行うことができる。   Also, by learning the weighting coefficient αi for weighting the feature amount in advance, the similarity determination can be performed using the weighting coefficient suitable for the existing image, so that the image similarity determination is performed more effectively. Can do.

なお、上記実施形態においては、色ヒストグラムをあらかじめ定められた所定数の色領域Ciに分割しているが、RGB各色成分毎に、人間の視覚特性を考慮した分割数により分割してもよい。ここで、人間の視覚特性は、G,R,Bの順で感度が高くなることから、例えば図6に示すように、G成分を8分割、R成分を4分割、B成分を2分割というように、分割数がG>R>Bとなるように色領域を分割すればよい。   In the above-described embodiment, the color histogram is divided into a predetermined number of color regions Ci. However, the color histogram may be divided for each RGB color component according to the number of divisions considering human visual characteristics. Here, since human visual characteristics have higher sensitivity in the order of G, R, and B, for example, as shown in FIG. 6, the G component is divided into 8 parts, the R component is divided into 4 parts, and the B component is divided into 2 parts. Thus, the color region may be divided so that the number of divisions satisfies G> R> B.

また、上記実施形態においては、重み係数αiを学習により求めているが、あらかじめ人為的に設定した重み係数αiを用いてもよい。   In the above embodiment, the weighting factor αi is obtained by learning. However, a weighting factor αi that is artificially set in advance may be used.

また、上記実施形態においては、色ヒストグラムの各色領域の平均値の差の絶対値から特徴量Tiを算出する際に、色領域Ciの平均値(Miとする)を隣接する2つの領域Ci-1,Ci+1の平均値(Mi-1,Mi+1とする)と重みづけ加算することにより、領域Ci毎の平均値Miを平坦化して平坦化平均値を算出し、平坦化平均値の差の絶対値から特徴量Tiを算出してもよい。ここで、平坦化平均値を(Mi′とする)は下記の式(2)により算出することができる。   Further, in the above embodiment, when the feature amount Ti is calculated from the absolute value of the difference between the average values of the color regions of the color histogram, the average value (Mi) of the color region Ci is set to two adjacent regions Ci−. The average value Mi for each region Ci is flattened by weighting and adding the average value of 1, Ci + 1 (referred to as Mi-1, Mi + 1), and the flattened average value is calculated. The feature amount Ti may be calculated from the absolute value of the difference. Here, the flattened average value (Mi ′) can be calculated by the following equation (2).

Mi′=a・Mi-1+b・Mi+c・Mi+1 (2)
但し、a,b,cは重み係数であり、a+b+c=1となるように例えば、a=c=0.25、b=0.5の値を用いる。
Mi '= a.Mi-1 + b.Mi + c.Mi + 1 (2)
However, a, b, and c are weighting factors, and for example, values of a = c = 0.25 and b = 0.5 are used so that a + b + c = 1.

これにより、色ヒストグラムの相関を見れば類似しないと判別されるような、わずかに色が異なる2つの画像についても類似すると判別することができ、これにより画像の変化に強い類似判別を行うことができる。   As a result, it is possible to determine that two images having slightly different colors that are similar are determined to be similar if the correlation between the color histograms is seen, and thus it is possible to perform similarity determination that is strong against changes in the image. it can.

以上、本発明の実施形態に係る装置について説明したが、コンピュータを、低周波画像作成部30、色ヒストグラム算出部32、特徴量算出部34および判別部36に対応する手段として機能させ、図2に示すような処理を行わせるプログラムも、本発明の実施形態の1つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も本発明の実施形態の1つである。また、このようなプログラムを、画像を閲覧するためのビューアソフトに組み込むようにしてもよい。   Although the apparatus according to the embodiment of the present invention has been described above, the computer is caused to function as means corresponding to the low-frequency image creation unit 30, the color histogram calculation unit 32, the feature amount calculation unit 34, and the determination unit 36, and FIG. A program that performs the processing shown in FIG. 6 is also one embodiment of the present invention. A computer-readable recording medium that records such a program is also one embodiment of the present invention. Further, such a program may be incorporated in viewer software for browsing images.

本発明の実施形態による類似判別装置の構成を示す概略ブロック図1 is a schematic block diagram showing the configuration of a similarity determination device according to an embodiment of the present invention. 本実施形態において行われる処理を示すフローチャートA flowchart showing processing performed in the present embodiment 算出した色ヒストグラムを2次元に表した図Figure showing the calculated color histogram in two dimensions 色ヒストグラムの分割を説明するための図Diagram for explaining division of color histogram 色ヒストグラムの分割を説明するための図Diagram for explaining division of color histogram 人間の視覚特性を考慮した色ヒストグラムの分割を説明するための図Illustration for explaining color histogram division considering human visual characteristics

符号の説明Explanation of symbols

1 類似判別装置
2 メモリカード
12 CPU
14 システムメモリ
16 入力部
18 表示部
20 カードスロット
22 圧縮解凍部
24 ハードディスク
26 メモリ制御部
28 表示制御部
30 低周波画像作成部
32 色ヒストグラム算出部
34 特徴量算出部
36 判別部
1 Similarity Discriminator 2 Memory Card 12 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 System memory 16 Input part 18 Display part 20 Card slot 22 Compression / decompression part 24 Hard disk 26 Memory control part 28 Display control part 30 Low frequency image creation part 32 Color histogram calculation part 34 Feature-value calculation part 36 Discrimination part

Claims (6)

2つの画像が類似するか否かを判別する類似判別装置において、
前記2つの画像のそれぞれの低周波成分を表す低周波画像を作成する低周波画像作成手段と、
前記2つの低周波画像の色ヒストグラムを算出する色ヒストグラム算出手段と、
前記2つの色ヒストグラムを所定数の色領域に分割し、分割した色領域毎に前記2つの色ヒストグラムの相関を表す特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記各色領域の特徴量に基づいて前記2つの画像の類似判別を行う判別手段とを備えたことを特徴とする類似判別装置。
In a similarity determination device that determines whether two images are similar,
Low-frequency image creation means for creating a low-frequency image representing each low-frequency component of the two images;
Color histogram calculating means for calculating a color histogram of the two low-frequency images;
A feature amount calculating means for dividing the two color histograms into a predetermined number of color regions and calculating a feature amount representing a correlation between the two color histograms for each of the divided color regions;
A similarity determination apparatus comprising: a determination unit configured to determine similarity between the two images based on a feature amount of each color region.
前記特徴量算出手段は、人間の視覚特性に応じて前記2つの色ヒストグラムを分割する手段であることを特徴とする請求項1記載の類似判別装置。   The similarity determination apparatus according to claim 1, wherein the feature amount calculation unit is a unit that divides the two color histograms according to human visual characteristics. 前記判別手段は、前記各色領域の特徴量を所定の重み係数により重みづけ加算することにより2つの総合特徴量を算出し、該2つの総合特徴量の差に基づいて前記類似判別を行う手段であることを特徴とする請求項1または2記載の類似判別装置。   The discrimination means is a means for calculating two total feature quantities by weighting and adding the feature quantities of the respective color regions with a predetermined weighting factor, and performing the similarity discrimination based on a difference between the two total feature quantities. The similarity determination apparatus according to claim 1, wherein the similarity determination apparatus is provided. 前記所定の重み係数は、類似することが分かっている2つのサンプル画像からなる多数の正解データから得た前記特徴量と、類似しないことが分かっている2つのサンプル画像からなる多数の不正解データから得た前記特徴量とをあらかじめ学習することにより得られた、前記特徴量を重みづけする重み係数であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の類似判別装置。   The predetermined weighting factor is a plurality of incorrect answer data consisting of two sample images known to be similar to the feature quantity obtained from a large number of correct answer data consisting of two sample images known to be similar. 4. The similarity determination apparatus according to claim 1, wherein the similarity determination device is a weighting coefficient for weighting the feature amount, which is obtained by learning in advance the feature amount obtained from. 2つの画像が類似するか否かを判別する類似判別方法において、
前記2つの画像のそれぞれの低周波成分を表す低周波画像を作成し、
前記2つの低周波画像の色ヒストグラムを算出し、
前記2つの色ヒストグラムを所定数の色領域に分割し、
該分割した色領域毎に前記2つの色ヒストグラムの相関を表す特徴量を算出し、
前記各色領域の特徴量に基づいて前記2つの画像の類似判別を行うことを特徴とする類似判別方法。
In a similarity determination method for determining whether or not two images are similar,
Creating a low frequency image representing the low frequency component of each of the two images;
Calculating a color histogram of the two low frequency images;
Dividing the two color histograms into a predetermined number of color regions;
Calculating a feature amount representing a correlation between the two color histograms for each of the divided color regions;
A similarity determination method, wherein similarity determination of the two images is performed based on a feature amount of each color region.
2つの画像が類似するか否かを判別する類似判別方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
前記2つの画像のそれぞれの低周波成分を表す低周波画像を作成する手順と、
前記2つの低周波画像の色ヒストグラムを算出する手順と、
前記2つの色ヒストグラムを所定数の色領域に分割する手順と、
該分割した色領域毎に前記2つの色ヒストグラムの相関を表す特徴量を算出する手順と、
前記各色領域の特徴量に基づいて前記2つの画像の類似判別を行う手順とを有することを特徴とするプログラム。
In a program for causing a computer to execute a similarity determination method for determining whether two images are similar to each other,
Creating a low frequency image representing the low frequency component of each of the two images;
Calculating a color histogram of the two low frequency images;
Dividing the two color histograms into a predetermined number of color regions;
A procedure for calculating a feature value representing a correlation between the two color histograms for each of the divided color regions;
And a procedure for determining similarity between the two images based on the feature amount of each color region.
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