JP2008071143A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CCDカメラ2により得られた撮像対象の動画像におけるフレーム画像を取得し、このフレーム画像間での撮像対象の濃度の動きをベクトルで表現するオプティカルフローを算出する画像処理ECU1において、フレーム画像における撮像対象のエッジを抽出するエッジ抽出部13と、エッジを構成するエッジ画素を含むエッジ周辺画素に仮想濃度値を設定する仮想濃度値設定部14と、設定された仮想濃度値に基づいてオプティカルフローを算出するオプティカルフロー算出部16とを備えると共に、仮想濃度値設定部14は、仮想濃度値テーブル15を参照して、エッジ周辺画素について、隣接する画素間における仮想濃度値が非均一となるようにその値を設定する。
【選択図】図1
Description
前記オプティカルフロー算出部は、少なくとも二種の前記仮想濃度値モデルからオプティカルフロー拘束式を導出すると共に、導出されたこれらの拘束式に基づいてオプティカルフローを算出する点にある。
V(x+δx,y+δy,t+δt)= V(x,y,t) (1)
ここで、V(x,y,t)は画像上の点(x,y)の時刻tにおける(仮想)濃度値であり、微小時間δtに(δx,δy)移動したとしてもこれが不変に保たれることを表している。式(1)の左辺をテイラー展開して2次以上の高次項を無視すると、
∂V/∂x・δx/δt + ∂V/∂y・δy/δt + ∂V/∂t = 0 (2)
が得られ、δt→0とすると、以下のオプティカルフローの拘束式
Vxu + Vyv + Vt = 0 (3)
が得られる。なお、Vx,Vy,Vtは夫々x軸、y軸、時間軸方向への濃度値変化量である∂V/∂x,∂V/∂y,∂V/∂tであり、画像データから得ることができる。また、u,vはx軸、y軸方向への移動変化量であるδx/δt,δy/δtである。このベクトル(u,v)がオプティカルフローであり、フロー算出部16bは、導出された拘束式に基づいて、オプティカルフロー(u,v)を算出する。
(1)円形モデル
基準点を中心に円形の等高線状に値が変化して分布する仮想濃度値が設定される設定パターンである。具体的には、基準点を原点としてxy軸上の各画素毎に原点との距離を半径とする円を考え、半径が大きくなる毎にその円に含まれる仮想濃度値未設定の画素について、設定済の仮想濃度値から所定値だけ相違する仮想濃度値を設定する。
(2)変形十字形モデル
基準点を中心に変形十字形の等高線状に値が変化して分布する仮想濃度値が設定される設定パターンである。具体的には、基準点を原点としたxy軸正負方向に凸部を有する十字形領域を元にして、この十字形領域の周囲を囲む変形十字領域を順次設定し、各領域に含まれる仮想濃度値未設定の画素について、設定済の仮想濃度値から所定値だけ相違する仮想濃度値を設定する。
(3)線形モデル
エッジに沿って値が線形に変化、すなわちエッジに平行して仮想濃度値が一定に変化(仮想濃度勾配値が一定)して分布するように設定される設定パターンである。
上述した実施形態では、エッジの形状に依らずエッジの全ての部分に対して所定のパターンで仮想濃度値を設定するように構成したが、エッジの直線部分を検出して、直線部分を有する場合に所定のパターンで仮想濃度値を設定するように構成しても良い。
上述した実施形態では、オプティカルフロー算出に際して仮想濃度勾配法を用いたが、オプティカルフロー算出部に類似度算出部を備えることにより、マッチング法を用いてオプティカルフローを算出するように構成しても良い。
上述した実施形態では、基準点を中心に等高線状に値が変化して分布する仮想濃度値、エッジに沿って値が線形に変化する仮想濃度値をエッジ周辺画素に設定したが、設定される仮想濃度値の種類は勿論これに限定されるわけではない。例えば、図7に示すように、2値化処理して抽出されたエッジ画素に対して、ランダムに仮想濃度値を設定しても良い。これにより、隣接するエッジ画素夫々に相違する仮想濃度値、すなわち隣接する画素間における特徴値(仮想濃度値)が非均一となるように設定されるので、例えば、マッチング法においても類似度計算のブロックのパターンの識別が可能になる。また、円形モデルなどにおいては、コーナー(特徴点)を基準点として仮想濃度値を設定する場合に限定されるわけではなく、エッジ上の任意の点を基準点として仮想濃度値を設定しても良い。
上述した実施形態では、設定する特徴値として予め備えられている仮想濃度値テーブルを参照して仮想濃度値を設定するよう構成したが、これ以外にも例えば、図8に示すように、エッジ抽出の際に算出された微分値を特徴値として設定するように構成しても良い。すなわち、2値化処理の閾値以下の場合は濃度値を0とし、閾値以上の濃度値を有する画素には、2値化処理するための所定画素値ではなく、その微分値を特徴値として設定する微分値設定部(特徴値設定部の一例)を備える構成にしても良い。すなわち、この場合において、微分値設定部は、隣接する画素間における特徴値(微分値)が非均一となるように、エッジ周辺画素に対して特徴値を設定している。なお、エッジの幅の画素数を特徴値として設定するように構成しても良い。
13 エッジ検出部
13a 直線検出部
13b コーナー検出部
14 仮想濃度値設定部(特徴値設定部)
15 仮想濃度値テーブル(特徴値設定部)
16 オプティカルフロー算出部
Claims (3)
- 撮像手段により撮像して得られた撮像対象の動画像におけるフレーム画像を取得し、取得されたフレーム画像間での前記撮像対象の濃度の動きをベクトルで表現するオプティカルフローを算出する画像処理装置において、
前記フレーム画像における前記撮像対象のエッジを抽出するエッジ抽出部と、
前記エッジを構成するエッジ画素を含むエッジ周辺画素に特徴値を設定する特徴値設定部と、
前記特徴値に基づいてオプティカルフローを算出するオプティカルフロー算出部とを備えると共に、
前記特徴値設定部は、前記エッジ周辺画素について、隣接する画素間における前記特徴値が非均一となるように前記特徴値を設定する画像処理装置。 - 前記エッジから特徴点を検出する特徴点検出部を備え、
前記特徴値設定部は、前記特徴値として、前記特徴点を中心に等高線状に値が変化して分布する仮想濃度値を設定する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記特徴値設定部によって設定される仮想濃度値の設定パターンが夫々相違する二種以上の仮想濃度値モデルが構成され、かつ、
前記オプティカルフロー算出部は、少なくとも二種の前記仮想濃度値モデルからオプティカルフロー拘束式を導出すると共に、導出されたこれらの拘束式に基づいてオプティカルフローを算出する請求項1又は2に記載の画像処理装置。
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JP4791919B2 JP4791919B2 (ja) | 2011-10-12 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010091525A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Juki Corp | 電子部品のパターンマッチング方法 |
JP2011043969A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Juki Corp | 画像特徴点抽出方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04117089A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-17 | Nec Corp | 動画像の動き検出方式 |
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2006
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JP2011043969A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Juki Corp | 画像特徴点抽出方法 |
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