JP2007502473A5

JP2007502473A5 -

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Publication number: JP2007502473A5
Application number: JP2006523525A
Authority: JP
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2024-08-13

Claims

三次元対象物の分類および／またはローカライゼーションのような認識方法であり、前記一つまたは二つ以上の対象物は、前記対象物の二次元デジタル画像である認識画像を提供するように画像化され、前記方法は、複数のトレーニング画像におけるフィーチャの数値記述子が格納されたデータベースを利用し、各フィーチャは画像における輪郭から決定されるプリミティブのセットであり、フィーチャの数値記述子は、
画像における前記フィーチャの基準点座標のような位置および方向ベクトルのような向きを備える、前記フィーチャの非本質的特性のための数値記述子と、
射影変換後の前記フィーチャの距離および角度のような数値量を備える、前記対象画像の前記位置および前記向きにより変化しない本質的特性のための数値記述子、の二種類であり、
前記方法は、
前記認識画像におけるプリミティブの予め定義されたセットであるフィーチャを特定し、
前記認識画像における前記フィーチャの前記本質的および非本質的特性のための数値記述子を抽出し、
前記抽出した数値記述子を前記データベースに格納された数値記述子と整合し、整合物が見つかれば、前記データベース内で整合した数値記述子に対応する前記対象物を、認識すべき前記対象物の前記対象物に類似していると割り当てる認識方法。
認識画像を、前記データベースに格納されたトレーニング画像と整合し、整合付けは各トレーニング画像に対して、
前記トレーニング画像の前記フィーチャと同一の前記認識画像の前記フィーチャをもたらす変換のロール、チルト、およびパンの値を決定し、
前記変換により決定されたロール、チルト、およびパンの値により定義される前記パラメータ空間におけるクラスタを特定し、および
予め定義された強度を有するクラスタを、対象物のタイプおよびローカライゼーションに対応するものとして特定する、
ステップを含む請求項１に記載の方法。
前記データベースは各画像に対して、それぞれがその本質的特性およびその非本質的特性を有するフィーチャを表わす一つまたは二つ以上のレコードを備える請求項１または２に記載の方法。
前記整合付けは、
ロール、チルト、およびパンパラメータ空間をリセットし、
前記認識画像における各フィーチャに対して、前記認識画像の特性を前記データベースに格納されている特性と整合付け、
整合する場合、前記データベースから、および前記認識画像からの前記非本質的特性に基づいてロール、チルト、およびパンを決定し、
パラメータ空間を更新し、および
クラスタリングをテストし、前記トレーニング画像のインデックスを有する十分に高い密度／母集団のクラスタの座標を格納するステップを含み、
前記ステップを前記認識画像中のすべてのフィーチャの整合付けが終了するまで繰り返す、
ことを含む請求項３に記載の方法。
前記ロール、チルト、およびパンの決定は、前記データベース内の前記本質的特性と比較して類似のまたは同一の本質的特性を有するフィーチャに対してのみ行われる請求項４に記載の方法。
前記整合付けは、前記認識画像の前記本質的記述子と、前記データベースに格納されている前記本質的記述子と比較し、それにより整合するフィーチャを選択することを含む請求項４に記載の方法。
前記データベースの生成は、デジタル画像における輪郭、好ましくはグレイトーンレベル輪郭と、プリミティブの決定を備え、前記決定は、
前記デジタル画像の勾配を生成し、
前記絶対勾配の一つまたは二つ以上の極大値を求め、
前記一つまたは二つ以上の極大値を、輪郭を生成するためのシードとして使用し、ここにおいて各シードに対する前記輪郭の生成は、前記デジタル画像内にあり、輪郭に属する場所を表現する点の順序リストを決定することを含み、
前記すべての場所に対して、前記輪郭の、好ましくはｄθ／ｄｓ、好ましくは画素単位で決定される曲率を決定し、
前記決定された曲率から、プリミティブを前記輪郭のセグメント上の、または前記輪郭で囲まれた領域上の特徴点として決定するステップを含む請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
既に定義された輪郭近傍で特定される潜在シード点を削除するステップを更に含む請求項７に記載の方法。
前記輪郭の生成は、各点が前記シードの値と共通に割り当てられる値を有する、前記デジタル画像内の場所を表現する点のリストを割り当てることを含む請求項７または８に記載の方法。
前記輪郭の生成は、各点において、輪郭方向に直交すると検出された最大または最小勾配の方向に続く点のリストを割り当てることを含む請求項７または８に記載の方法。
前記輪郭の生成は、前記シードの値を超える、またはそれ未満の値を有する点のリスト、および前記シードの値未満の、またはその値を超える値を有する一つまたは二つ以上の隣接する画素を割り当てることを含む請求項７または８に記載の方法。
前記画素リストは、所定の方法で前記デジタル画像内を移動することにより確立される請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
前記輪郭は、前記画素リストに基づく内挿法により決定される請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
前記リストは、画素の順序リストである請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
前記勾配は、隣接画素に割り当てられた数値間の差を計算することにより決定される請求項７から請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
前記勾配は、各要素が第１画像内の特別な場所に対応し、前記特別な場所における前記第１画像の色調の勾配値を表わす数値であるアレイに格納される請求項７から請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
前記曲率は、θを輪郭上の１点における接線方向とし、ｓを基準点から測定された弧の長さとしたときに、κ＝ｄθ／ｄｓとして確立される請求項７から請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
前記プリミティブは、前記輪郭のセグメント上の、または前記輪郭で囲まれた領域上の下記の特徴点、
直線のセグメント、
相対的に大きな半径の円のセグメント、
変曲点、
前記曲率の最大数値の、好ましくは角部として割り当てられた点、
前記曲率の非常に小さな、および非常に大きな数値の部分を分離する点、および
輪郭により囲まれた小さな領域のエンティティ、
を一つまたは二つ以上備える請求項７から請求項１７のいずれか１項に記載の方法。
各輪郭に対して、下記のプリミティブ、
所定のレベルより高い曲率の絶対値の値を有する輪郭の領域またはその上の点である変曲点、
曲率の正のピークを有する前記輪郭の領域またはその上の点である凹状角部、
曲率の負のピークを有する前記輪郭の領域またはその上の点である凸状角部、
０の曲率を有する前記輪郭のセグメントである直線セグメント、および／または
一定曲率を有する前記輪郭のセグメントである円形セグメント、
の一つまたは二つ以上を検索する請求項７から請求項１８のいずれかに記載の方法。
三次元対象物の位置決めおよび／または分類に関連して有効なデータベースの生成方法であり、前記対象物は、前記対象物の二次元デジタル画像を提供するように画像化され、前記対象物の前記二次元デジタル画像のプリミティブの決定は、
前記デジタル画像の勾配を生成し、
前記絶対勾配の一つまたは二つ以上の極大値を求め、
前記一つまたは二つ以上の極大値を、輪郭を生成するためのシードとして使用し、ここにおいて各シードに対する前記輪郭の生成は、前記デジタル画像内にあり、輪郭に属する場所を表現する点の順序リストを決定することを含み、
前記すべての場所に対して、前記輪郭の、好ましくはｄθ／ｄｓ、好ましくは画素単位で決定される曲率を決定し、
前記決定された曲率から、プリミティブを前記輪郭のセグメント上の、または前記輪郭で囲まれた領域上の特徴点上の特徴点として決定するステップを含み、
当該方法は、
一つまたは二つ以上の対象物の多数のデジタル画像において、プリミティブの予め定義されたセットであるフィーチャを特定し、前記画像は、前記一つまたは二つ以上の対象物の異なるローカライゼーションを表わし、
前記フィーチャの数値記述子を、前記データベースから抽出して格納し、前記数値記述子は、
画像における前記フィーチャの基準点座標のような位置および方向ベクトルのような向きを備える、前記フィーチャの非本質的特性のための数値記述子と、
射影変換後の前記フィーチャの距離および角度のような数値量を備える、前記対象画像の前記位置および前記向きにより変化しない本質的特性のための数値記述子、の二種類である、
ことをさらに含む方法。
既に定義された輪郭近傍で特定される潜在シード点を削除するステップを更に含む請求項２０に記載の方法。
前記輪郭の生成は、各点が前記シードの値と共通に割り当てられる値を有する、前記デジタル画像内の場所を表現する点のリストを割り当てることを含む請求項２０または２１に記載の方法。
前記輪郭の生成は、各点において、輪郭方向に直交すると検出された最大または最小勾配の方向に続く点のリストを割り当てることを含む請求項２０または２１に記載の方法。
前記輪郭の生成は、前記シードの値を超える、またはそれ未満の値を有する点のリスト、および前記シードの値未満の、またはその値を超える値を有する一つまたは二つ以上の隣接する画素を割り当てることを含む請求項２０または２１に記載の方法。
前記画素リストは、所定の方法で前記デジタル画像内を移動することにより確立される請求項２０から請求項２４のいずれか１項に記載の方法。
前記輪郭は、前記画素リストに基づく内挿法により決定される請求項２１から請求項２５のいずれか１項に記載の方法。
前記リストは、画素の順序リストである請求項２１から請求項２６のいずれか１項に記載の方法。
前記勾配は、隣接画素に割り当てられた数値間の差を計算することにより決定される請求項２０から請求項２７のいずれか１項に記載の方法。
前記勾配は、各要素が第１画像内の特別な場所に対応し、前記特別な場所における前記第１画像の色調の勾配値を表わす数値であるアレイに格納される請求項２０から請求項２８のいずれか１項に記載の方法。
前記曲率は、θを輪郭上の１点における接線方向とし、ｓを基準点から測定された弧の長さとしたときに、κ＝ｄθ／ｄｓとして確立される請求項２０から請求項２９のいずれか１項に記載の方法。
前記プリミティブは、前記輪郭のセグメント上の、または前記輪郭で囲まれた領域上の下記の特徴点、
直線のセグメント、
相対的に大きな半径の円のセグメント、
変曲点、
前記曲率の最大数値の、好ましくは角部として割り当てられた点、
前記曲率の非常に小さな、および非常に大きな数値の部分を分離する点、および
輪郭により囲まれた小さな領域のエンティティ、
を一つまたは二つ以上備える請求項２０から請求項３０のいずれか１項に記載の方法。
各輪郭に対して、下記のプリミティブ、
所定のレベルより高い曲率の絶対値の値を有する輪郭の領域またはその上の点である変曲点、
曲率の正のピークを有する前記輪郭の領域またはその上の点である凹状角部、
曲率の負のピークを有する前記輪郭の領域またはその上の点である凸状角部、
０の曲率を有する前記輪郭のセグメントである直線セグメント、および／または
一定曲率を有する前記輪郭のセグメントである円形セグメント、
の一つまたは二つ以上を検索する請求項２０から請求項３１のいずれかに記載の方法。
前記非本質的特性は、基準点と基準方向を備える請求項１から請求項３２のいずれかに記載の方法。
前記本質的特性は、フィーチャの数値量を備える請求項１から請求項３３のいずれかに記載の方法。
前記対象物は少なくとも二台の撮像装置で画像化され、それにより前記対象物の少なくとも二つの認識画像を生成し、請求項１から請求項３４のいずれかに記載の方法が各認識画像に適用され、各認識画像に対して見出された前記整合物が比較される請求項１から請求項３４のいずれか１項に記載の方法。
前記方法は、
各撮像装置に対して、前記対象物の前記三次元基準点に対する推定値を提供し、
各撮像装置に対して、前記撮像装置のピンホールから前記推定された基準点までの直線を計算し、
少なくとも二つまたは三つ以上の直線が提供された場合は、
前記二つまたは三つ以上の直線が三次元で実質的に交差しない場合は、前記推定値を破棄し、
前記二つまたは三つ以上の直線が実質的に交差する場合は、
各撮像装置から得られた前記直線の間の擬似交点に基づいて、前記基準点のグローバルポジションを推定する請求項３５に記載の方法。