JP2008287439A - 画像処理装置及び画像検索方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力された画像に類似する画像を検索する画像処理装置において、画像の局所的な特徴点を抽出し、抽出された特徴点における特徴量の揺らぎ分布を求め、分布された特徴量間の距離に基づき、画像の類似度を算出する。そして、入力された画像と登録された登録画像との類似度に従って登録画像を検索する。
【選択図】図2
Description
図1は、第1の実施形態における画像登録装置の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、画像登録装置100は、画像入力部102、縮小画像生成部103、局所特徴点抽出部104、局所特徴量算出部105、特徴量登録部106から構成される。
まず、画像を登録する際に行う各部の動作について説明する。図3は、画像の登録処理の手順を表すフローチャートである。ステップS301で、図1に示す画像入力部102が登録画像101を読み込み、ステップS302で、当該登録画像101から輝度成分を抽出する。そして、抽出した輝度成分に基づき輝度成分画像を生成し、生成した輝度成分画像を縮小画像生成部103に渡す。また、登録画像101を後段の特徴量登録部106に渡す。
具体的には、Harris作用素を作用させて得られた出力画像H上の画素について、当該画素及び当該画素の8近傍にある画素(合計9画素)の画素値を調べる。そして、当該画素が局所極大になる(当該9画素の中で当該画素の画素値が最大になる)点を局所特徴点として抽出する。ここで、当該画素が局所極大になったときでも、当該画素の値がしきい値以下の場合には局所特徴点として抽出しないようにする。画素値とは、各画素がどれぐらい局所としてふさわしいかを示す値である。
具体的には、以下の式(1)により局所特徴量を算出する。
次に、画像を検索する際に行う各部の動作について説明する。図5は、画像の検索処理の手順を表すフローチャートである。ステップS501で、図2に示す画像入力部202がクエリ画像201を読み込み、ステップS502で、当該クエリ画像201から輝度成分を抽出する。そして、抽出した輝度成分に基づき輝度成分画像を生成し、生成した輝度成分画像を縮小画像生成部203に渡す。
この式の作用は、図10、図11に示す概念図で感覚的に説明できる。しかし、分布が同一になるように、各特徴点の特徴量分布に対するマハラノビス距離により多次元正規分布を行う。即ち、分散共分散行列の逆行列を掛けることにより、図10及び図11に示す分布となり、ユークリッド距離では点XはG2の方が近いが、分布を考慮した正規化距離ではG1の方の距離が近いことがわかる。
次に、類似度算出方法を説明する。ここで、局所特徴量検定部206から渡された回転不変の性質を持つ特徴量をVs、回転不変の性質を持つ特徴量に関連付けされている座標をS(x,y)とする。また、画像特徴データベース107に登録されている画像R上に存在する回転不変の性質を持つ特徴量をVq、回転不変の性質を持つ特徴量に関連付けされている座標をQ(x’,y’)とする。
次に、図面を参照しながら本発明に係る第2の実施形態を詳細に説明する。第2の実施形態では、画像間の類似距離を算出する処理に関して、マハラノビスの距離を用いたもので、その他の部分は第1の実施形態と同様である。第2の実施形態における装置構成は、第1の実施形態と同様であり、その説明は省略する。
101 登録画像
102 画像入力部
103 縮小画像生成部
104 局所特徴点抽出部
105 局所特徴量算出部
106 特徴量登録部
107 画像特徴データベース
200 画像検索装置
201 クエリ画像
202 画像入力部
203 縮小画像生成部
204 局所特徴点抽出部
205 局所特徴量算出部
206 特徴量分布検定部
207 画像間類似度算出部
208 検索結果
Claims (10)
- 入力された画像に類似する画像を検索する画像処理装置であって、
画像の局所的な特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
前記抽出された特徴点における特徴量の揺らぎ分布を求め、分布された特徴量間の距離に基づき、前記画像の類似度を算出する類似度算出手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記特徴点抽出手段は、回転不変の性質を持つ特徴点を抽出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記類似度算出手段は、前記特徴量間の距離を正規化し、正規化された距離に基づき、前記画像の類似度を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記類似度算出手段は、前記特徴量間の距離を分散で割るか、又はマハラノビスの距離を用いて正規化することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記類似度算出手段は、正規化された距離の線形和、或いは重み付け線形和に基づき、前記画像の類似度を算出することを特徴とする請求項3又は4に記載の画像処理装置。
- 前記重み付け線形和の重みは、分散の小さい特徴点に大きい重みを付けることを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記類似度算出手段は、入力された画像と登録された登録画像との類似度に従って前記登録画像を検索結果として出力することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 入力された画像に類似する画像を検索する画像処理装置にて実行される画像検索方法であって、
画像の局所的な特徴点を抽出する特徴点抽出工程と、
前記抽出された特徴点における特徴量の揺らぎ分布を求め、分布された特徴量間の距離に基づき、前記画像の類似度を算出する類似度算出工程と、
入力された画像と登録された登録画像との類似度に従って前記登録画像を検索する工程とを有することを特徴とする画像検索方法。 - 請求項8に記載の画像検索方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項9に記載のプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
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