JP2009070284A - 設定方法、識別方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本設定方法は、識別対象が、あるクラスに属するか否かを識別する識別処理の設定方法であって、前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとを抽出する抽出ステップと、抽出された複数の前記サンプルを表示部に並べて表示すると共に、前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとの間にマークを表示し、ユーザの指示に応じて前記マークの位置を移動することによって、別の前記サンプルと前記サンプルとの間に前記マークを表示する表示ステップと、前記ユーザの決定した前記マークの位置に応じて、前記識別処理の設定を変更する設定変更ステップとを備えることを特徴とする。
【選択図】図19
Description
本発明は、ユーザの好みに合わせた設定変更が容易なインターフェースを提供することを目的とする。
前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとを抽出する抽出ステップと、
抽出された複数の前記サンプルを表示部に並べて表示すると共に、前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとの間にマークを表示し、ユーザの指示に応じて前記マークの位置を移動することによって、別の前記サンプルと前記サンプルとの間に前記マークを表示する表示ステップと、
前記ユーザの決定した前記マークの位置に応じて、前記識別処理の設定を変更する設定変更ステップと
を備えることを特徴とする設定方法が、明らかとなる。
この設定方法によれば、ユーザの好みに合わせた設定変更が容易なインターフェースを提供することができる。
前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとを抽出する抽出ステップと、
抽出された複数の前記サンプルを表示部に並べて表示すると共に、前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとの間にマークを表示し、ユーザの指示に応じて前記マークの位置を移動することによって、別の前記サンプルと前記サンプルとの間に前記マークを表示する表示ステップと、
前記ユーザの決定した前記マークの位置に応じて、前記識別処理の設定を変更する設定変更ステップと、
設定の変更された前記識別処理によって、前記識別対象が前記クラスに属するか否かを識別する識別ステップと
を備えることを特徴とする識別方法も、明らかになる。
この識別方法によれば、ユーザの好みに合わせた設定変更が容易なインターフェースを提供することができる。
前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとを抽出させ、
抽出された複数の前記サンプルを表示部に並べて表示させる共に、前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとの間にマークを表示させ、ユーザの指示に応じて前記マークの位置を移動することによって、別の前記サンプルと前記サンプルとの間に前記マークを表示させ、
前記ユーザの決定した前記マークの位置に応じて、前記識別処理の設定を変更させる
ことを特徴とするプログラムも、明らかになる。
このプログラムによれば、ユーザの好みに合わせた設定変更が容易なインターフェースを識別装置に実現させることができる。
まず、識別処理の基本的な構成及び処理について説明する。この説明の後、本実施形態について詳しく説明する。
図1は、画像処理システムの説明図である。この画像処理システムは、デジタルスチルカメラ2と、プリンタ4とを備える。
「人物」の写真を印刷するときには、肌色をきれいにしたいという要求がある。また、「風景」の写真を印刷するときには、空の青色を強調し、木や草の緑色を強調したいという要求がある。そこで、プリンタ4は、画像ファイルを分析して自動的に適した補正処理を行う自動補正機能を備えている。
画像補正部34は、CPU22と、メモリ23に記憶された画像補正プログラムとによって実現される。画像補正部34は、記憶部31の結果記憶部31B(後述)に記憶されている識別結果(顔識別部32やシーン識別部33の識別結果)に基づいて、画像記憶部31Aの画像データを補正する。例えば、シーン識別部33の識別結果が「風景」である場合には、青色を強調し、緑色を強調するような補正が行われる。なお、画像補正部34は、シーンの識別結果だけでなく、画像ファイルの撮影データの内容も反映して、画像データを補正しても良い。例えば、露出補正がマイナスの場合、暗い雰囲気の画像を明るくしないように画像データを補正しても良い。
図5は、シーン識別部33によるシーン識別処理のフロー図である。図6は、シーン識別部33の機能の説明図である。図中のシーン識別部33の各要素は、ソフトウェアとハードウェアによって実現される。シーン識別部33は、図6に示す特徴量取得部40と、全体識別器50と、部分識別器60と、統合識別器70とを備えている。
ブロックごとに色平均と分散が算出されるので、特徴量取得部40は、画像記憶部31Aには画像データの全てを展開せずに、ブロック分の画像データをブロック順に展開する。このため、画像記憶部31Aは、必ずしも画像ファイルの全てを展開できるだけの容量を備えていなくても良い。
図7は、全体識別処理のフロー図である。ここでは図6も参照しながら全体識別処理について説明する。
一方、肯定閾値を大きくするほど、Recallは小さくなる。この結果、例えば、風景画像を風景識別器51Lで識別した場合であっても、風景のシーンに属すると正しく識別しにくくなる。ところで、識別対象画像が風景のシーンに属すると識別できれば(S204でYES)、残りの別のシーン(夕景など)の識別を行わないようにして全体識別処理の速度を速めている。このため、肯定閾値を大きくするほど、全体識別処理の速度は低下することになる。また、全体識別処理によってシーンが識別できれば部分識別処理を行わないようにしてシーン識別処理の速度を速めているため(S104)、肯定閾値を大きくするほど、シーン識別処理の速度は低下することになる。
つまり、肯定閾値が小さすぎると誤識別の確率が高くなり、大きすぎると処理速度が低下することになる。ここでは、正答率(Precision)を97.5%に設定するため、風景の肯定閾値は1.27に設定されている。
一方、第1否定閾値を小さくするほど、True Negative Recallも小さくなる。この結果、風景画像以外の画像を風景画像ではないと識別しにくくなる。その一方、識別対象画像が特定シーンでないことを識別できれば、部分識別処理の際に、その特定シーンのサブ部分識別器61による処理を省略してシーン識別処理速度を速めている(後述、図14のS302)。このため、第1否定閾値を小さくするほど、シーン識別処理速度は低下する。
つまり、第1否定閾値が大きすぎると誤識別の確率が高くなり、小さすぎると処理速度が低下することになる。ここでは、False Negative Recallを2.5%に設定するため、第1否定閾値は−1.10に設定されている。
全体識別処理によってシーンの識別ができた場合(S104でYES)、部分識別処理や統合識別処理が省略される。これにより、シーン識別処理の速度が速くなる。
図14は、部分識別処理のフロー図である。部分識別処理は、全体識別処理によってシーンの識別ができなかった場合(図5のS104でNO)に行われる。以下に説明するように、部分識別処理は、分割された部分画像のシーンをそれぞれ識別することによって、画像全体のシーンを識別する処理である。ここでは図6も参照しながら部分識別処理について説明する。
図15は、夕景部分識別器61Sが選択する部分画像の順番の説明図である。部分画像から画像全体のシーンを識別するような場合、識別に用いられる部分画像は、被写体が存在する部分であることが望ましい。そこで、数千枚のサンプルの夕景画像を用意し、各夕景画像を8×8の64ブロックに分割し、夕景部分画像(夕景の太陽と空の部分画像)を含むブロックを抽出し、抽出されたブロックの位置に基づいて各ブロックにおける夕景部分画像の存在確率を算出した。そして、存在確率の高いブロックから順番に、部分画像が選択される。なお、図に示す選択順序の情報は、プログラムの一部としてメモリ23に格納されている。
また、部分識別処理では、夕景部分画像の存在確率の高い上位10番目の部分画像を用いて夕景画像の識別を行っている。このため、存在確率を無視して抽出された10個の部分画像を用いて夕景画像の識別を行うよりも、Recall及びPrecisionをともに高く設定することが可能になる。
また、部分識別処理では、夕景部分画像の存在確率の高い順に部分画像を選択している。この結果、早い段階でS305の判断がYESになりやすくなる。このため、本実施形態では、存在確率の高低を無視した順で部分画像を選択したときよりも、部分識別処理の速度を速めることができる。
部分識別処理によってシーンの識別ができた場合(S106でYES)、統合識別処理が省略される。これにより、シーン識別処理の速度が速くなる。
統合識別処理について説明する前に、全体識別処理のサブ識別器51や部分識別処理のサブ部分識別器61において用いられているサポートベクタマシン(SVM)について説明する。
学習用サンプルを用いた学習によって、2次元空間を2つに分ける境界が定義される。境界は、<w・x>+b=0で定義される(なお、x=(x1,x2)であり、wは重みベクトルであり、<w・x>はwとxの内積である)。但し、境界は、マージンが最大になるように、学習用サンプルを用いた学習によって定義される。つまり、図の場合、境界は、太点線ではなく、太実線のようになる。
判別は、判別式f(x)=<w・x>+bを用いて行われる。ある入力x(この入力xは学習用サンプルとは別である)について、f(x)>0であればクラスAに属すると判別され、f(x)<0であればクラスBに属すると判別される。
前述の全体識別処理や部分識別処理では、サブ識別器51やサブ部分識別器61における肯定閾値を比較的高めに設定し、Precision(正解率)を高めに設定している。なぜならば、例えば全体識別器の風景識別器51Lの正解率が低く設定されると、風景識別器51Lが紅葉画像を風景画像であると誤識別してしまい、紅葉識別器51Rによる識別を行う前に全体識別処理を終えてしまう事態が発生してしまうからである。ここではPrecision(正解率)が高めに設定されることにより、特定のシーンに属する画像が特定のシーンのサブ識別器51(又はサブ部分識別器61)に識別されるようになる。(例えば紅葉画像が紅葉識別器51R(又は紅葉部分識別器61R)によって識別されるようになる)
但し、全体識別処理や部分識別処理のPrecision(正解率)を高めに設定すると、全体識別処理や部分識別処理ではシーンの識別ができなくなる可能性が高くなる。そこで、全体識別処理及び部分識別処理によってシーンの識別ができなかった場合、以下に説明する統合識別処理が行われる。
判別式の値が正のシーンが存在する場合(S402でYES)、最大値のシーンの欄に肯定フラグを立てて(S403)、統合識別処理を終了する。これにより、最大値のシーンに識別対象画像が属すると判断される。
一方、判別式の値が正であるシーンが存在しない場合(S402でNO)、肯定フラグを立てずに、統合識別処理を終了する。これにより、図8の識別対象テーブルの肯定欄において、1のシーンが無いままの状態になる。つまり、識別対象画像が、どのシーンに属するか識別できなかったことになる。
ユーザの好みには個人差があるため、ある画像が「風景」に識別されることを好む人もいれば、「風景」に識別されないことを好む人もいる。そこで、本実施形態では、ユーザの好みを識別処理に反映させることを可能にしている。
<メモリに格納されている学習用サンプルのデータ>
まず、プリンタ4のメモリ23に記憶されているデータについて説明する。以下に説明するように、メモリ23には、図20Aに示すデータ群と、図20Bの白ドットで示す学習用サンプルの画像データが記憶されている。
次に、プリンタ側コントローラ20が、図19のような設定画面161をどのように表示するのかについて説明する。
図中において、代表サンプルの2次元空間上の位置が白ドットで示されており、境界(f(x)=0)が太線で示されている。なお、この境界は、設定変更前のデフォルトの境界である。
次に、図19に示すように、ユーザが境界設定バー161Aを一つ左に移動して画像L2と画像L3との間に設定した後の処理について説明する。
前述の第1実施形態では、ユーザが図19の境界設定バー161Aの位置を変更したときに、サポートベクタマシンの再学習を行っていた。このような形態では、プリンタ側コントローラ20が、学習処理を行うためのプログラムを実行する必要があり、また、再学習の処理時間も必要となる。そこで、第2実施形態では、予め複数の判別式が用意されており、境界設定バー161Aの位置に応じて判別式が選択されることによって、プリンタ側コントローラ20が再学習を行わなくても済むようにしている。なお、判別式は、識別対象画像を評価するための評価関数に相当する。
前述の第1実施形態及び第2実施形態では、ユーザの設定に応じて、判別式の内容を変更していた。第3実施形態では、肯定閾値を変更することによって、判別式の内容は変更せずに、ユーザの好みを反映した識別処理を行う。
第4実施形態では、判別式も変更するし、肯定閾値も変更する。ここでも、ユーザが境界設定バー161Aを一つ左に移動して画像L2と画像L3との間に設定した後の処理について説明する。
一実施形態としてのプリンタ等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の実施形態ではプリンタ4がシーン識別処理をしていたが、デジタルスチルカメラ2がシーン識別処理をしても良い。また、上記のシーン識別処理を行う画像識別装置は、プリンタ4やデジタルスチルカメラ2に限られるものではない。例えば、大量の画像ファイルを保存するフォトストレージのような画像識別装置が、上記のシーン識別処理を行っても良い。もちろん、パーソナルコンピュータやインターネット上に設置されたサーバーが、上記のシーン識別処理を行っても良い。
なお、シーン識別装置に上記のシーン識別処理を実行させるプログラムも、本発明の範疇である。
前述のサブ識別器51やサブ部分識別器61には、サポートベクタマシン(SVM)による識別手法が用いられている。しかし、識別対象画像が特定シーンに属するか否かの識別手法は、サポートベクタマシンを用いるものに限られるものではない。例えば、ニューラルネットワーク等のパターン認識を採用しても良い。
前述の実施形態では、サブ識別器51やサブ部分識別器61は、画像データの示す画像が特定のシーンに属するか否かを識別している。しかし、シーンの識別に限られず、何らかのクラスに属するか否かを識別するもので良い。例えば、画像データの示す画像が特定のパターン形状か否かを識別しても良い。
4 プリンタ、6 メモリカード、
10 印刷機構、11 ヘッド、12 ヘッド制御部、13 モータ、
14 センサ、15 パネル部、16 表示部、17 入力部、
20 プリンタ側コントローラ、21 スロット、22 CPU、23 メモリ、
24 制御ユニット、25 駆動信号生成部、
31 記憶部、31A 画像記憶部、31B 結果記憶部、32 顔識別部、
33 シーン識別部、34 画像補正部、35 プリンタ制御部、
40 特徴量取得部、50 全体識別器、51 サブ識別器、
51L 風景識別器、51S 夕景識別器、51N 夜景識別器、
51F 花識別器、51R 紅葉識別器、
60 部分識別器、61 サブ部分識別器、61S 夕景部分識別器、
61F 花部分識別器、61R 紅葉部分識別器、
70 統合識別器、161 設定画面、161A 境界設定バー
Claims (9)
- あるクラスに識別対象が属するか否かを識別する識別処理の設定方法であって、
前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとを抽出する抽出ステップと、
抽出された複数の前記サンプルを表示部に並べて表示すると共に、前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとの間にマークを表示し、ユーザの指示に応じて前記マークの位置を移動することによって、別の前記サンプルと前記サンプルとの間に前記マークを表示する表示ステップと、
前記ユーザの決定した前記マークの位置に応じて、前記識別処理の設定を変更する設定変更ステップと
を備えることを特徴とする設定方法。 - 請求項1に記載の設定方法であって、
前記設定変更ステップでは、
前記マークと前記クラスに属しないサンプルとの間に前記クラスに属するサンプルが位置する状態で、前記マークの位置が決定された場合、前記マークと前記クラスに属しないサンプルとの間の前記クラスに属するサンプルが、前記クラスに属さないものと属性情報が変更され、
前記マークと前記クラスに属するサンプルとの間に前記クラスに属しないサンプルが位置する状態で、前記マークの位置が決定された場合、前記マークと前記クラスに属するサンプルとの間の前記クラスに属しないサンプルが、前記クラスに属するものと属性情報が変更され、
変更後の前記属性情報に基づいて再学習が行われ、再学習の結果に応じて前記識別処理の設定が変更される
ことを特徴とする設定方法。 - 請求項2に記載の設定方法であって、
前記抽出ステップでは、クラスタリングされた各クラスタの中から代表となるサンプルを抽出しており、
前記設定変更ステップでは、代表となるサンプルの前記属性情報を変更するとき、そのサンプルと同じクラスタに属するサンプルの前記属性情報も変更する
ことを特徴とする設定方法。 - 請求項1に記載の設定方法であって、
予め複数の識別処理が用意されており、
前記設定変更ステップでは、複数の識別処理の中から、前記ユーザの決定した前記マークの位置に応じた識別処理が選択される
ことを特徴とする設定方法。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の設定方法であって、
前記識別処理は、空間を分離する超平面に基づいて前記識別対象が前記クラスに属するか否かを識別するものであり、
前記抽出ステップにおいて、前記超平面の法線に前記サンプルを投影し、前記法線上に投影された前記サンプルの位置に基づいて、抽出すべきサンプルを決定する
ことを特徴とする設定方法。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の設定方法であって、
前記識別処理は、前記識別対象を評価する評価関数の値と、所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記識別対象が前記クラスに属するか否かを識別するものであり、
前記設定変更ステップでは、前記評価関数を変更する
ことを特徴とする設定方法。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の設定方法であって、
前記識別処理は、前記識別対象を評価する評価関数の値と、所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記識別対象が前記クラスに属するか否かを識別するものであり、
前記設定変更ステップでは、前記閾値を変更する
ことを特徴とする設定方法。 - あるクラスに識別対象が属するか否かを識別する識別処理を行う識別方法であって、
前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとを抽出する抽出ステップと、
抽出された複数の前記サンプルを表示部に並べて表示すると共に、前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとの間にマークを表示し、ユーザの指示に応じて前記マークの位置を移動することによって、別の前記サンプルと前記サンプルとの間に前記マークを表示する表示ステップと、
前記ユーザの決定した前記マークの位置に応じて、前記識別処理の設定を変更する設定変更ステップと、
設定の変更された前記識別処理によって、前記識別対象が前記クラスに属するか否かを識別する識別ステップと
を備えることを特徴とする識別方法。 - あるクラスに識別対象が属するか否かを識別する識別処理を行う識別装置に、
前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとを抽出させ、
抽出された複数の前記サンプルを表示部に並べて表示させる共に、前記クラスに属するサンプルと、前記クラスに属しないサンプルとの間にマークを表示させ、ユーザの指示に応じて前記マークの位置を移動することによって、別の前記サンプルと前記サンプルとの間に前記マークを表示させ、
前記ユーザの決定した前記マークの位置に応じて、前記識別処理の設定を変更させる
ことを特徴とするプログラム。
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