JP2008146132A - Image detection device, program, and image detection method - Google Patents

Image detection device, program, and image detection method Download PDF

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博 冨長
Koji Ono
浩二 小野
Yoshiharu Kakinuma
義治 柿沼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image detection technique for accurately detecting the shape of a symmetrical object such as a human. <P>SOLUTION: From an image taken by an imaging device 1, an image detection device detects a candidate for detection through template matching at a detection candidate detection means 3. A symmetrical image creation means 4 divides an image of the candidate for detection into two images at the central vertical line of the image and inverts one of the images. A symmetry detection means 6 compares the inverted image with the other of the images, calculates the similarity between the symmetric images, compares the similarity with a threshold value, and detects an image that has symmetry. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮影した画像の入力に応答して所定の処理を行う画像検出技術に関するものである。   The present invention relates to an image detection technique for performing predetermined processing in response to input of a captured image.

従来、撮影した画像において、左右対称性形状を有する領域を検出する装置として、テンプレートマッチング処理を用いた画像処理装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, an image processing apparatus using a template matching process has been proposed as an apparatus for detecting a region having a symmetrical shape in a captured image (see, for example, Patent Document 1).

前記画像処理装置では、撮影した画像と検出対象のテンプレートを重ね合わせることにより類似度を算出し、撮影した画像からテンプレートと同じパターンを探し出す手法がとられている。
特開平11−284997号公報
The image processing apparatus employs a technique of calculating a similarity by superimposing a captured image and a template to be detected, and searching for the same pattern as the template from the captured image.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-284997

以上に述べた従来のテンプレートマッチング処理は、単純にテンプレートと類似した画像を検索するため、誤検出が多くなる問題がある。例えば、人物を真上から撮影し、丸い形のテンプレートでマッチングを試みると、頭以外に、肩の部分も検出されてしまう。   Since the conventional template matching process described above simply searches for an image similar to a template, there is a problem that false detection increases. For example, if a person is photographed from directly above and matching is attempted with a round template, the shoulder portion is also detected in addition to the head.

本発明は、かかる従来技術の問題点を鑑みてなされたもので、人物などの左右対称性のある物体形状を正確に検出する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a technique for accurately detecting a symmetrical object shape such as a person.

上記目的を達成するために、請求項1に記載した発明は、画像を撮影し、前記画像の入力に応答して所定の処理を行う画像検出装置であって、撮影装置と、前記撮影装置で撮影した画像からテンプレートマッチングにより検出対象候補を検出する検出対象候補検出手段と、前記検出対象候補の画像を画像の中心縦線で2分割して切り出し、一方の画像を左右対称に反転させた画像を生成する対称画像生成手段と、前記切り出しにより作成した他方の画像と前記反転させた画像の類似度を算出する対称性検出手段とを備えることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is an image detection apparatus that captures an image and performs a predetermined process in response to the input of the image. Detection target candidate detection means for detecting a detection target candidate from a captured image by template matching, and an image obtained by dividing the image of the detection target candidate into two by a central vertical line of the image and inverting one image symmetrically And a symmetry detecting means for calculating the degree of similarity between the other image created by the cutout and the inverted image.

請求項2に記載した発明は、撮影した画像を入力するように構成されたコンピュータを実行させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、前記画像からテンプレートマッチングにより検出対象候補を検出する検出対象候補検出手段と、前記検出対象候補の画像を画像の中央縦線で2分割して切り出し、一方の画像の反転画像を生成する対称画像生成手段と、前記2分割により作成した他方の画像と前記反転画像との類似度を算出する対称性検出手段として機能させることを特徴とするものである。   The invention described in claim 2 is a program for causing a computer configured to input a captured image to detect the detection target candidate from the image by template matching. A detection means; a symmetrical image generation means for generating a reverse image of one of the images by dividing the image of the detection target candidate into two by a central vertical line of the image; and the reverse of the other image created by the two division It is characterized by functioning as a symmetry detecting means for calculating the degree of similarity with an image.

請求項3に記載した発明は、画像の入力に応答して所定の処理を行う画像検出方法であって、前記画像に対して、検出すべき画像としてのテンプレート画像とマッチングするステップと、前記マッチングで検出された画像を2分割して切り出しするステップと、前記切り出しにより作成した一方の画像を左右対称に反転させた画像を生成するステップと、前記切り出しにより作成した他方の画像と前記反転させた画像の類似度を算出するステップと、前記類似度が閾値以上の場合に、左右対称性を有する領域であると判定するステップを備えることを特徴とするものである。   The invention described in claim 3 is an image detection method for performing predetermined processing in response to input of an image, the step of matching the image with a template image as an image to be detected, and the matching A step of dividing the image detected in step 2 into two parts, a step of generating an image obtained by inverting one image created by the cut-out symmetrically, and a step of inverting the other image created by the cut-out The method includes a step of calculating the similarity of images, and a step of determining that the region has left-right symmetry when the similarity is equal to or greater than a threshold value.

請求項1〜3に記載の発明によれば、検出する対象に左右対称性があれば全てを正確に検出することができる。例えば、人物の正面顔、人物の上方からの頭部、人物正面全体像、自動車上方からの像、自動車正面像、動物の正面顔などのように対称性がある全てを誤検出なく正確に検出できる。   According to the first to third aspects of the invention, if the object to be detected has left-right symmetry, all can be detected accurately. For example, it accurately detects all the symmetry such as the front face of a person, the head from above the person, the whole image of the front of the person, the image from above the car, the front image of the car, and the front face of the animal without false detection. it can.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、画像検出装置の構成を示す図である。当該装置は、撮影装置1と、テンプレート画像を保管するテンプレート画像データベース2と、検出対象候補検出手段3と、左右対称の画像を生成してメモリ5に保管する対称画像生成手段4と、メモリ5の画像の類似度を算出して、閾値と比較する対称性検出手段6、及び検出対象領域の表示モニタ7で構成される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image detection apparatus. The apparatus includes a photographing apparatus 1, a template image database 2 that stores template images, a detection target candidate detection unit 3, a symmetric image generation unit 4 that generates a bilaterally symmetric image and stores it in a memory 5, and a memory 5. It comprises a symmetry detecting means 6 for calculating the similarity of the images and comparing it with a threshold value, and a display monitor 7 for the detection target area.

撮影装置1は、カラーで撮影できるカメラでも白黒で撮影できるカメラでもよい。テンプレート画像データベース2は、検出すべき画像である左右対称性を有する画像が保管されている。検出対象候補検出手段3は、撮影装置1で撮影された画像とテンプレート画像データベース2に保管されたテンプレート画像とをマッチング処理することにより、検出対象候補の画像を検出する。一般的に、検出対象候補の画像には検出対象でない画像も含まれている。対称画像生成手段4は、検出対象候補の画像を画像の中央縦線で2分割し、一方の画像を反転させ、メモリ5に保管する。対称性検出手段6は、メモリ5に保管された2つの画像、すなわち右側画像と左側画像の類似度を算出し、対称性があるものを検出対象領域として出力する。検出対象領域の表示モニタ7は、例えば、撮影装置で撮影した画像の中から検出対象領域を強調して表示するのに用いる。   The photographing apparatus 1 may be a camera capable of photographing in color or a camera capable of photographing in black and white. The template image database 2 stores images having left-right symmetry that are images to be detected. The detection target candidate detection means 3 detects the image of the detection target candidate by performing a matching process between the image captured by the imaging apparatus 1 and the template image stored in the template image database 2. In general, detection target candidate images include images that are not detection targets. The symmetrical image generation means 4 divides the detection target candidate image into two by the central vertical line of the image, inverts one image, and stores it in the memory 5. The symmetry detection means 6 calculates the similarity between the two images stored in the memory 5, that is, the right image and the left image, and outputs an object having symmetry as a detection target region. The detection target area display monitor 7 is used, for example, to highlight and display the detection target area from the image captured by the photographing apparatus.

以下、動作の詳細について説明する。図2は画像検出のフローチャートである。なお、このフローチャートは、コンピュータによって実行されるプログラムに規定された処理手順の一例である。   Details of the operation will be described below. FIG. 2 is a flowchart of image detection. This flowchart is an example of a processing procedure defined in a program executed by a computer.

まず、撮影装置1で得た画像に対し、後に説明するテンプレートマッチングをし易くするために、ノイズを除去するための処理(ステップS1)として、例えばエッジの強調処理を実施する。画像にノイズが含まれていなければこの処理を省いてもよい。   First, in order to facilitate template matching described later on the image obtained by the photographing apparatus 1, for example, edge enhancement processing is performed as processing for removing noise (step S1). If the image does not contain noise, this process may be omitted.

次に、ノイズを除去した画像に対して、テンプレート画像データベース2に保管された画像を用いてマッチング処理(ステップS2)を実施する。この処理によりテンプレート画像に類似する画像が全て検出される。一般的に、検出された画像には検出対象外の画像も含まれる。   Next, matching processing (step S2) is performed on the image from which noise has been removed using the image stored in the template image database 2. By this processing, all images similar to the template image are detected. In general, detected images include images that are not detected.

次に、テンプレートマッチングによって検出された画像に対して、中央縦線を軸として2つに分割してから切り出しする処理(ステップS3)を実施する。   Next, the image detected by the template matching is divided into two with the central vertical line as an axis and then cut out (step S3).

次に、2つに分割して切り出した画像の一方の画像を、メモリ5の右側画像に保管するとともに、他方の画像を左右対称に反転させた画像を、メモリ5の左側画像に保管する処理(ステップS4)を実施する。なお、前記左右対称に反転させた画像をメモリ5の右側画像に保管し、前記切り出した画像の一方の画像をメモリ5の左側画像に保管しても良い。   Next, a process of storing one image of the images divided and divided into two in the right side image of the memory 5 and storing an image obtained by inverting the other image symmetrically in the left side image in the memory 5 (Step S4) is performed. Note that the image reversed in the left-right symmetry may be stored in the right image of the memory 5, and one of the cut out images may be stored in the left image of the memory 5.

次に、メモリ5の右側画像と左側画像の類似度を算出する処理(ステップS5)を実施する。例えば、類似度はメモリ5の右側画像と左側画像の差を算出すればよい。   Next, a process of calculating the similarity between the right image and the left image in the memory 5 (step S5) is performed. For example, the similarity may be calculated by calculating the difference between the right image and the left image in the memory 5.

次に、算出された類似度と閾値とを比較する処理(ステップS6)を実施する。閾値は適切な値を前もって設定しておけばよい。   Next, a process of comparing the calculated similarity with a threshold value (step S6) is performed. An appropriate value may be set in advance as the threshold value.

次に、閾値と類似度を比較した結果から、類似度が閾値より高い場合には、左右対称性のある領域と判定(ステップS7)され、類似度が閾値より低い場合には、左右対称性のない領域と判定(ステップS8)される。   Next, if the similarity is higher than the threshold, it is determined that the region has left-right symmetry (step S7). If the similarity is lower than the threshold, the left-right symmetry is obtained. It is determined that there is no area (step S8).

次に、本発明を人物の頭部の追跡に適用した場合について示す。この画像検出装置は、店舗内に設置し、人間の行動を追跡することにより、顧客の購買行動を調査することを目的とする。撮影装置は、白黒画像で撮影できるCCDカメラを利用する。カメラは店舗内の天井に設置し、撮影方向を垂直下方向とする。撮影された画像から対称性を検出するためにコンピュータを利用する。コンピュータは、例えば動画像を取り込むためのビデオキャプチャー回路を備えたものであってもよい。   Next, a case where the present invention is applied to tracking of a person's head will be described. This image detection apparatus is installed in a store and aims at investigating a customer's purchasing behavior by tracking human behavior. The imaging device uses a CCD camera that can capture black and white images. The camera is installed on the ceiling in the store, and the shooting direction is the vertical downward direction. A computer is used to detect symmetry from the captured image. The computer may be provided with a video capture circuit for capturing a moving image, for example.

画像検出装置における人物の頭部を検出する方法について、図3をもとに説明する。天井に設置したカメラで垂直下方向に向けて人間を撮影し、エッジ強調処理をすると、画像(a)となる。画像(a)には1人の頭と肩の部分が表示されている。   A method for detecting the head of a person in the image detection apparatus will be described with reference to FIG. When a person is photographed vertically downward with a camera installed on the ceiling and subjected to edge enhancement processing, an image (a) is obtained. In the image (a), the head and shoulder portions of one person are displayed.

画像(a)に対してテンプレート画像(b)を用いてマッチング処理をする。マッチング処理の結果、画像(c)〜(e)の3つの領域が検出される。なお、頭以外に肩の部分もテンプレートの形に類似しているため検出されてしまう。   A matching process is performed on the image (a) using the template image (b). As a result of the matching process, three regions of the images (c) to (e) are detected. In addition to the head, the shoulder portion is also detected because it resembles the shape of the template.

検出されたそれぞれの領域を中央縦線で2分割し、左側画像(c1)(d1)(e1)と、右側画像を左右対称に反転させて、生成した画像(c2)(d2)(e2)を作成する。次いで、画像(c1)と(c2)、画像(d1)と(d2)、画像(e1)と(e2)を比較して、それぞれ類似度を計算して算出する。画像(d1)(d2)の類似度が高いため左右対称性がある領域とし、人間の頭がある位置と判断する。このような処理によって頭の位置を追跡し、人物の購買行動を把握することができる。また同様の処理で人数のカウントも可能である。   Each detected area is divided into two by a central vertical line, and the left image (c1) (d1) (e1) and the right image are reversed symmetrically to generate a generated image (c2) (d2) (e2) Create Next, the images (c1) and (c2), the images (d1) and (d2), the images (e1) and (e2) are compared, and the similarity is calculated and calculated. Since the similarity between the images (d1) and (d2) is high, it is determined that the region has left-right symmetry and the human head is located. By such processing, the position of the head can be tracked and the purchase behavior of the person can be grasped. The number of people can also be counted by the same processing.

本実施例では撮影する対象画像が斜めになっていないが、撮影画像中の対象画像が斜めになっている場合など左右対称でない状態の場合は、テンプレート画像を適当な角度で回転させることでマッチングを行い、その後同様に処理すれば角度によらない左右対称性を有する画像が検出可能である。   In this embodiment, the target image to be photographed is not slanted. However, when the target image in the photographed image is slanted, such as when the target image is not symmetrical, matching is performed by rotating the template image at an appropriate angle. If the same processing is performed thereafter, an image having left-right symmetry independent of the angle can be detected.

また本実施例では人物を対象としたが、左右対称であるならば、例えば、人物の正面顔、人物の上方からの頭部、人物正面全体像、自動車上方からの像、自動車正面像、動物の正面顔などの人や物や動物など全てを正確に検出できる。   Further, in this embodiment, a person is targeted, but if it is symmetrical, for example, the front face of the person, the head from above the person, the whole image of the front of the person, the image from above the car, the front image of the car, the animal It is possible to accurately detect all people, objects and animals such as the front face.

画像検出装置のブロック図である。It is a block diagram of an image detection apparatus. 画像検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of an image detection process. 人物の頭部を検出する方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of detecting a person's head.

符号の説明Explanation of symbols

1 撮影装置
2 テンプレート画像データベース
3 検出対象候補検出手段
4 対称画像生成手段
5 メモリ
6 対称性検出手段
7 検出対象領域の表示モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image pick-up device 2 Template image database 3 Detection target candidate detection means 4 Symmetric image generation means 5 Memory 6 Symmetry detection means 7 Display monitor of detection target area

Claims (3)

撮影した画像の入力に応答して所定の処理を行う画像検出装置であって、
前記画像からテンプレートマッチングにより検出対象候補を検出する検出対象候補検出手段と、
前記検出対象候補を中央縦線で2分割し、一方の画像の反転画像を生成する対称画像生成手段と、
前記2分割により生成した他方の画像と前記反転画像との類似度を算出する対称性検出手段とを備えることを特徴とする画像検出装置。
An image detection apparatus that performs predetermined processing in response to input of a captured image,
Detection target candidate detection means for detecting a detection target candidate from the image by template matching;
A symmetric image generating means for dividing the detection target candidate into two at a central vertical line and generating a reverse image of one image;
An image detection apparatus comprising: symmetry detection means for calculating a similarity between the other image generated by the two divisions and the inverted image.
撮影した画像を入力するように構成されたコンピュータにおいて、
前記コンピュータを、
前記画像からテンプレートマッチングにより検出対象候補を検出する検出対象候補検出手段と、
前記検出対象候補を中央縦線で2分割し、一方の画像の反転画像を生成する対称画像生成手段と、
前記2分割により生成した他方の画像と前記反転画像との類似度を算出する対称性検出手段として機能させることを特徴とするプログラム。
In a computer configured to input captured images,
The computer,
Detection target candidate detection means for detecting a detection target candidate from the image by template matching;
A symmetric image generating means for dividing the detection target candidate into two at a central vertical line and generating a reverse image of one image;
A program that functions as a symmetry detection unit that calculates the degree of similarity between the other image generated by the two divisions and the inverted image.
撮影した画像の入力に応答して所定の処理を行う画像検出方法であって、
前記画像に対して、テンプレートとマッチングするステップと、
前記マッチングで検出された画像を2分割するステップと、
前記2分割により作成した一方の画像の反転画像を生成するステップと、
前記2分割により作成した他方の画像と前記反転画像の類似度を算出するステップと、
前記類似度と閾値を比較して左右対称性を有する領域を判定するステップとを備えることを特徴とする画像検出方法。
An image detection method for performing predetermined processing in response to input of a captured image,
Matching the image with a template;
Dividing the image detected by the matching into two;
Generating a reverse image of one of the images created by the two divisions;
Calculating the similarity between the other image created by the two divisions and the inverted image;
And comparing the similarity with a threshold to determine a region having left-right symmetry.
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