JP2012123805A - エッジ方向検出装置またはその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
差分総計値演算手段5は、指定された矩形領域について、前記組み合わせ画素記憶手段における組み合わせ画素の差分の絶対値を、各エッジ方向について総計した差分総計値をエッジ方向毎に演算する。中央近傍画素差分値演算手段11は、前記各エッジ方向について、中央近傍画素値と前記代表画素値との差分を、中央近傍画素差分値として演算する。エッジ検出信頼度演算手段13は、前記各エッジ方向について、前記中央近傍画素差分値および前記差分総計値に基づいて、エッジ検出信頼度を演算する。決定手段15は前記エッジ検出信頼度が高いエッジ方向が前記矩形領域におけるエッジ方向であると決定する。
【選択図】 図5
Description
(1.1 機能ブロック)
図5に、本発明の1実施形態にかかるエッジ方向検出装置1の機能ブロック図を示す。
図6にエッジ検出装置1のハードウェア構成の一例を示す。エッジ検出装置1は、CPU23、フレームメモリ27、RAM25、フラッシュメモリ26を備えている。フラッシュメモリ26には、エッジ方向検出プログラム26pが記憶されている。エッジ方向検出プログラム26pには、12のエッジ方向について、演算に用いる画素の組み合わせおよびその演算手法が記憶されている。詳細は後述する。
図7にフラッシュメモリ25に記憶されたプログラムのフローチャートを示す。CPU23は、演算対象のウインドウが決定されると、当該ウインドウについての値PXを演算する(図7ステップS1)。本実施形態においては4*4画素のウインドウにLPF フィルタを用いて、妥当性検証用の画素の値PXを算出した。具体的には値PXを式(4)で求めた。式(4)のようなフィルタを用いて算出された画素は、平均的な注目位置の画素値を示す。値PXを利用することで、各エッジに沿って生成した仮の補間画素との差によって検出されたエッジの信頼性が判別できる。
ここで、行列Aは平行化行列であり、行列ATは行列Aの転置行列である
つぎに、CPU23は、12のエッジ方向についてエッジ検出信頼性基準値SDIF(t)(以下、値SDIF(t)という)を演算する(図7ステップS3)。
以下、値SDIF(t)を演算するにあたって必要なエッジ方向について説明する。本実施形態においては、図8A、Bに示すように12のエッジ方向を採用した。
以下に、上記エッジ種類1〜4における値SDIF(t)の計算方法について詳述する。
図11Aに示すように、エッジ方向1の値SDIF(1)を計算する場合には、画素(1,2)、(2,2)、(3,2)、(4,2)、(1,3)、(2,3)、(3,3)、(4,3)を用いる。
エッジ方向7の場合は、エッジ方向1の場合と比べて、使用する画素位置がちょうど90度回転した状態であり、図8Bに示すように、エッジ方向7の値SDIF(7)を計算する場合には、画素(2,1)、(2,2)、(2,3)、(2,4)、(3,1)、(3,2)、(3,3)、(3,4)を用いて、同様に演算すればよい。
図12Aに示すように、エッジ方向2の値SDIF(2)を計算する場合には、画素(1,1)、(4,2)、(1,2)、(4,3)、(1,3)、(4,4)を用いる。
エッジ方向6、エッジ方向8、エッジ方向12の場合は、図12B〜Dに示すように、エッジ方向2の場合と比べて、使用する画素位置がちょうど90度ずつ回転した状態であり、同様にして算出値SDIFを求めることができる。
エッジ方向4の値SDIF(4)を計算する場合には、水平方向および垂直方向のそれぞれが考えられる。したがって、エッジ連続判定のロバスト性を考慮して、図13Aに示すように、画素(2,1)、(3,2)、(2,2)、(3,3)、(2,3)、(3,4)と、図13Bに示ように、画素(1,2)、(2,3)、(2,2)、(3,3)、(3,2)、(4,3)を用いる。
エッジ方向10の場合は、エッジ方向4の場合と比べて、使用する画素位置がちょうど90度回転した状態であり、図13Cに示すように、画素(3,1)、(2,2)、(3,2)、(2,3)、(3,3)、(2,4)と、図13Dに示すように、画素(2,2)、(1,3)、(3,2)、(2,3)、(4,2)、(3,3)を用いて同様に演算すればよい。
図14Aに示すように、エッジ方向3の値SDIF(3)を計算する場合には、画素(2,1)、(4,2)、(1,1)、(3,2)、(2,2)、(4,3)、(1,2)、(3,3)(2,3)、(4,4)、(1,3)、(3,4)を用いる。
なお、エッジ方向5,9,11の場合は、エッジ方向3の場合と比べて、使用する画素位置がちょうど90度回転した状態であり、図14B〜Dに示すように、値SDIFを計算することができる。
図7ステップS5における判定値HOR、値VERを用いた正グループPG,負グループNGの決定手法について説明する。まず、判定値HOR、値VERの演算手法について説明する。水平方向の値HDIF(y)を式(13−1)から求める。
図7ステップS7におけるエッジグループの決定処理について説明する。
図7ステップS9におけるエッジ方向決定処理について説明する。具体的には、値GRPが正である場合には、正グループで最小値を有するエッジ方向が選択される。値GRPが負である場合には、負グループで最小値を有するエッジ方向が選択される。
以下、具体的に4*4画素の値を用いて、図7のフローチャートに基づき説明する。例えば、図19に示す矩形データが与えられた場合、CPU23は、値PXを演算する(図7ステップS1)。この場合、PX=74となる。
本実施形態においては、総和SDIF1に、平均値SDIF2を考慮して値SDIFを決定している。かかる意義について説明する。
SDIF1(4)=122;SDIF1(5)=39;SDIF1(3)=289;SDIF1(6)=44;SDIF1(2)=392;
SDIF2(4)=9;SDIF2(5)=20;SDIF2(3)=10;SDIF2(6)=9;SDIF2(2)=8;
SDIF(4)=131;SDIF(5)=59;SDIF(3)=299;SDIF(6)=53;SDIF(2)=400;
かかる状況で、もし、値SDIF1だけで、選択すると、値SDIF1(5)が最小値となり、エッジ方向5が選択されてしまう。しかし、この場合、エッジ方向5は誤りであり、正しいのはエッジ方向6である。
本実施形態においては、既に説明したように、値HOR、値VERを用いて、これらが「1」でない場合には、水平及び垂直方向ではないと判断する。かかる意義について説明する。
正負グループの判定の意義について説明する。かりに値SDIFだけで、エッジ方向を特定した場合には、当該ウインドウにおけるエッジの幅が小さい場合、エッジの両側の画素値はほぼ同じであるので、誤判定するおそれがある。
上記実施形態においては、矩形ウインドウとして4*4である場合について説明したが、これ以外のM*N画素のウインドウについて適用可能である。この場合、構成するウインドウの画素構成に応じて、エッジ方向の候補を適宜採用すればよい。M*N画素のウインドウについては(2(M-1)+2(N-1))個のエッジ方向を定義することが可能である。ただし、全て採用する必要はない。
本件明細書に開示した装置または方法の一部を、下記に述べる装置または方法として把握することもできる。
所定領域を構成する画素について、複数のエッジ方向候補を記憶しておき、このエッジ方向に位置する画素値に基づいてエッジ方向を検出するエッジ方向検出装置において、
前記エッジ方向は、前記所定領域における実在画素を結ぶ線分に平行で且つ、矩形の中央画素を通過する方向であること、
を特徴とするエッジ方向検出装置。
所定領域を構成する画素について、複数のエッジ方向候補を記憶しておき、このエッジ方向に位置する画素値に基づいてエッジ方向を検出するエッジ方向検出装置において、
前記所定領域における水平方向の差分と垂直方向の差分をそれぞれ求めて、
水平方向の最小値が閾値よりも小さい場合には垂直方向でないと、
垂直方向の最小値が閾値よりも大きい場合には水平方向でないと、
判断すること、
を特徴とするエッジ方向検出装置。
所定領域を構成する画素について、複数のエッジ方向候補を記憶しておき、このエッジ方向に位置する画素値に基づいてエッジ方向を検出するエッジ方向検出装置において、
前記所定領域における第1象限と第3象限を結ぶ正方向、または第2象限と第4象限を結ぶ負方向に隣接する画素の組み合わせについて、差分の総計を正方向および負方向について求め、総計の大きな方向に属するエッジ方向ではないと判断すること、
を特徴とするエッジ方向検出装置。
Claims (10)
- M画素*N画素の矩形領域における所定のエッジ方向候補についてエッジ検出信頼度を演算し、前記エッジ検出信頼度に基づいて前記矩形領域におけるエッジ方向を検出するエッジ方向検出装置であって、
一方の画素が前記矩形領域の中央画素に隣接する隣接画素であり、他方の画素が前記隣接画素と線分を結んだ場合に当該エッジ方向と当該線分が平行関係となる組み合わせを、前記各エッジ方向について少なくともそれぞれ複数記憶する組み合わせ画素記憶手段、
指定された矩形領域について、前記組み合わせ画素記憶手段における組み合わせ画素の差分の絶対値を、各エッジ方向について総計した差分総計値をエッジ方向毎に演算する差分総計値演算手段、
前記組み合わせ画素のうち、前記矩形領域の中央画素に隣接する隣接画素の画素値に基づいて、前記各エッジ方向における代表画素値を演算する中央近傍画素値演算手段、
前記指定された矩形領域を構成する各画素の値から当該矩形領域における代表画素値を演算する代表画素値演算手段、
前記各エッジ方向について、中央近傍画素値と前記代表画素値との差分を、中央近傍画素差分値として演算する中央近傍画素差分値演算手段、
前記各エッジ方向について、前記中央近傍画素差分値および前記差分総計値に基づいて、エッジ検出信頼度を演算するエッジ検出信頼度演算手段、
前記エッジ検出信頼度が高いエッジ方向が前記矩形領域におけるエッジ方向であると決定する決定手段、
を備えたエッジ方向検出装置。 - 請求項1のエッジ方向検出装置において、
前記組み合わせ画素記憶手段に記憶されるエッジ方向は、前記矩形領域における実在画素を結ぶ線分に平行で且つ、矩形の中央画素を通過する方向であること、
を特徴とするエッジ方向検出装置。 - 請求項1または請求項2のエッジ方向検出装置において、
各エッジ方向における画素の組み合わせは、少なくとも3であり、その中央の重み付け係数を高くしたこと、
を特徴とするエッジ方向検出装置。 - M画素*N画素の矩形領域における所定のエッジ方向候補についてエッジ検出信頼度を演算し、前記エッジ検出信頼度に基づいて前記矩形領域におけるエッジ方向を検出するエッジ方向検出装置であって、
一方の画素が前記矩形領域の中央画素に隣接する隣接画素であり、他方の画素が前記隣接画素と線分を結んだ場合に当該エッジ方向と当該線分が平行関係となる組み合わせを、前記各エッジ方向について少なくともそれぞれ複数記憶する組み合わせ画素記憶手段、
指定された矩形領域について、前記組み合わせ画素記憶手段における組み合わせ画素の差分の絶対値を、各エッジ方向について総計した差分総計値をエッジ方向毎に演算する差分総計値演算手段、
前記各エッジ方向について、前記差分総計値に基づいて、エッジ検出信頼度を演算するエッジ検出信頼度演算手段、
前記エッジ検出信頼度が高いエッジ方向が前記矩形領域におけるエッジ方向であると決定する決定手段、
を備え、
前記組み合わせ画素記憶手段に記憶された各エッジ方向における画素の組み合わせは、少なくとも3であり、総計する際に、その中央の重み付け係数を高くしたこと、
を特徴とするエッジ方向検出装置。 - 請求項1〜請求項4のエッジ方向検出装置において、
前記矩形領域における水平方向の差分と垂直方向の差分をそれぞれ求めて、
水平方向の最小値が閾値よりも小さい場合には垂直方向でないと、
垂直方向の最小値が閾値よりも大きい場合には水平方向でないと、
判断すること、
を特徴とするエッジ方向検出装置。 - 請求項1〜請求項5のエッジ方向検出装置において、
前記矩形領域における第1象限と第3象限を結ぶ正方向、または第2象限と第4象限を結ぶ負方向に隣接する画素の組み合わせについて、差分の総計を正方向および負方向について求め、総計の大きな方向に属するエッジ方向ではないと判断すること、
を特徴とするエッジ方向検出装置。 - 請求項1〜請求項6のエッジ方向検出装置において、
前記矩形領域は正方形であり、
前記組み合わせ画素記憶手段は、前記エッジ方向が、前記正方形の対角線と平行である場合には、前記正方形の縦辺側に位置する組み合わせ、および横辺に位置する組み合わせの双方向を前記組み合わせとして記憶しており、
前記差分総計値演算手段は、前記縦辺側に位置する組み合わせ、および横辺に位置する組み合わせの双方の総和を前記差分総計値として演算すること、
を特徴とするエッジ方向検出装置。 - M画素*N画素の矩形領域における所定のエッジ方向候補についてエッジ検出信頼度を演算し、前記エッジ検出信頼度に基づいて前記矩形領域におけるエッジ方向を検出するエッジ方向検出方法であって、
一方の画素が前記矩形領域の中央画素に隣接する隣接画素であり、他方の画素が前記隣接画素と線分を結んだ場合に当該エッジ方向と当該線分が平行関係となる組み合わせを、前記各エッジ方向について少なくともそれぞれ複数記憶しておき、
指定された矩形領域について、前記記憶した組み合わせ画素の差分の絶対値を、各エッジ方向について総計した差分総計値をエッジ方向毎に演算し、
前記組み合わせ画素のうち、前記矩形領域の中央画素に隣接する隣接画素の画素値に基づいて、前記各エッジ方向における代表画素値と、前記指定された矩形領域を構成する各画素の値から当該矩形領域における代表画素値との差分を代表画素差分として、各エッジ方向について演算し、
各エッジ方向について、前記代表画素差分および前記差分総計値に基づいて、エッジ検出信頼度を演算すること、
を備えたエッジ検出信頼度演算方法。 - 1画面の所定領域における所定のエッジ方向候補についてエッジ検出信頼度を演算し、前記エッジ検出信頼度に基づいて前記所定領域におけるエッジ方向を判定するエッジ方向判定方法であって、
一方の画素が前記矩形領域の中央画素に隣接する隣接画素であり、他方の画素が前記隣接画素と線分を結んだ場合に当該エッジ方向と当該線分が平行関係となる組み合わせを、前記各エッジ方向について少なくともそれぞれ複数記憶しておき、
指定された所定領域について、前記記憶した組み合わせ画素の差分の絶対値を、各エッジ方向について総計した差分総計値をエッジ方向毎に演算し、
前記組み合わせ画素のうち、前記所定領域の中央画素に隣接する隣接画素の画素値に基づいて、前記各エッジ方向における代表画素値と、前記指定された所定領域を構成する各画素の値から当該所定領域における代表画素値との差分を代表画素差分として、各エッジ方向について演算し、
各エッジ方向について、前記代表画素差分および前記差分総計値に基づいて、エッジ方向を判定すること、
を備えたエッジ方向判定方法。 - コンピュータを、下記手段として機能させるためのエッジ方向判定プログラム。
一方の画素がM画素*N画素の矩形領域の中央画素に隣接する隣接画素であり、他方の画素が前記隣接画素と線分を結んだ場合に当該エッジ方向と当該線分が平行関係となる組み合わせを、前記各エッジ方向について少なくともそれぞれ複数記憶する手段、
指定された矩形領域について、前記記憶した組み合わせ画素の差分の絶対値を、各エッジ方向について総計した差分総計値をエッジ方向毎に演算する手段、
前記組み合わせ画素のうち、前記矩形領域の中央画素に隣接する隣接画素の画素値に基づいて、前記各エッジ方向における代表画素値と、前記指定された矩形領域を構成する各画素の値から当該矩形領域における代表画素値との差分を代表画素差分として、各エッジ方向について演算する手段、
各エッジ方向について、前記代表画素差分および前記差分総計値に基づいて、エッジ方向を判定する手段。
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