JP2014225753A - Marker detection device, marker detection method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子透かしなどを検出するために静止画像や動画像などに埋め込まれたマーカを、静止画像や動画像に対して射影変換が施された場合においても検出するマーカ検出装置、マーカ検出方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a marker detection apparatus and marker detection that detect a marker embedded in a still image or a moving image to detect a digital watermark or the like even when projective transformation is performed on the still image or the moving image. The present invention relates to a method and a program.
画像、映像といったコンテンツの流通において、コンテンツの識別や管理、更にコンテンツの著作権保護及び管理、並びに関連情報提供などの目的のため、人間の目に知覚されないようにコンテンツ内に別の情報を埋め込む電子透かし技術を用いる方法が知られている。特に、画像・映像コンテンツに対する電子透かし技術においては、画素値の微小変更に基づく方法が一般的である。具体的方法としては例えば、電子透かしを埋め込む際に、埋め込み対象成分位置情報に基づいて、複素行列の実数成分と虚数成分を独立に変更するスペクトル拡散を行い、入力画像と独立に透かしパターンを生成し、実際の画像パターンの加算を行うことで埋め込み済み画像を生成し、電子透かしを検出する際には、検出対象成分位置情報に基づいて検出対象系列を生成し、オフセット情報を抽出し、検出対象系列を修正した後にスペクトル逆拡散を行い、切り出した画素ブロック内に埋め込まれている電子透かしを検出するような電子透かし方式がある(例えば、特許文献1)。 In the distribution of content such as images and videos, other information is embedded in the content so that it is not perceived by the human eye for purposes such as content identification and management, content copyright protection and management, and related information provision. A method using a digital watermark technique is known. In particular, in the digital watermark technology for image / video content, a method based on minute change of the pixel value is common. As a specific method, for example, when embedding a digital watermark, based on embedding target component position information, spread spectrum is generated by independently changing the real and imaginary components of the complex matrix, and a watermark pattern is generated independently of the input image. When an embedded image is generated by adding an actual image pattern and a digital watermark is detected, a detection target sequence is generated based on detection target component position information, and offset information is extracted and detected. There is a digital watermarking method that performs spectral despreading after correcting a target sequence and detects a digital watermark embedded in a cut-out pixel block (for example, Patent Document 1).
また、電子透かしにおいては、デジタルコンテンツを表すデジタル信号が、電子透かしの埋め込み後に受けるさまざまな改変に対して耐性を持つこと、すなわちさまざまな改変を受けた上で電子透かしを検出できることが必要である。特に電子透かしが耐性を持つべき重要な改変としては、幾何学的変換を挙げられる。幾何学的変換への耐性は、対象となる画像、映像といったコンテンツをカメラで再撮影して、そのコンテンツに埋め込まれた電子透かしを検出する場合に必須の要件となっている。なぜなら、コンテンツを撮影する距離やアングルの違いに応じて、コンテンツに対して幾何学的変換が生じるからである。 In addition, in digital watermarking, it is necessary that a digital signal representing digital content is resistant to various modifications received after embedding the digital watermark, that is, the digital watermark can be detected after being subjected to various modifications. . An important modification that should be particularly resistant to digital watermarking is geometric transformation. Resistance to geometric transformation is an indispensable requirement when a content such as a target image or video is re-photographed with a camera and a digital watermark embedded in the content is detected. This is because geometric transformation occurs in the content according to the difference in the distance and angle at which the content is shot.
幾何学的変換に対して耐性を持たせる方法としては、電子透かしが埋め込まれている画像の縁を検出し、画像の四隅の位置を特定することで逆射影変換を行って変換前の状態を復元する手法がある(特許文献2)。この方法だと、射影変換による変形を伴った画像からも電子透かしを検出できるが、画像の縁を安定的に検出するためには画像の周囲に黒い枠もしくは白い枠で囲う必要がある。これは人間の目で知覚されるため、コンテンツ自体のデザイン性を大きく損ねてしまう問題がある。 As a method of providing resistance to geometric transformation, the edge of the image in which the digital watermark is embedded is detected, and the positions of the four corners of the image are specified to perform reverse projection transformation, and the state before the transformation is determined. There is a method of restoring (Patent Document 2). With this method, a digital watermark can be detected from an image accompanied by deformation by projective transformation, but in order to stably detect the edge of the image, it is necessary to surround the image with a black frame or a white frame. Since this is perceived by human eyes, there is a problem that the design of the content itself is greatly impaired.
一方、電子透かしを空間的な繰り返しパターンとして埋め込み、検出するときにはそのパターンの自己相関を利用して補正する方法(特許文献3)、画像の周波数空間上に人間に不可視なかたちでマーカを埋め込み、それを使って補正する方法(特許文献4、特許文献5)がある。これらは人間の目で知覚されることなく、幾何学的変換を伴った画像から電子透かしを検出できるが、対応可能なのは回転、スケール変換などに代表されるアフィン変換であり、射影変換には対応できない問題がある。 On the other hand, when a digital watermark is embedded as a spatial repetitive pattern and is detected, a method of correcting using the autocorrelation of the pattern (Patent Document 3), a marker is embedded in a frequency space of an image invisible to humans, There is a method (Patent Document 4 and Patent Document 5) for correction using this. These are not perceived by the human eye, and can detect digital watermarks from images with geometric transformation, but can support affine transformations represented by rotation, scale transformation, etc., and support projection transformation There is a problem that cannot be done.
上述したように、特許文献1〜5に記載されている発明や技術では、コンテンツのデザイン性を損なうことなく、射影変換が施された画像や映像に対して逆射影変換により元の画像や映像に変換することができないという問題がある。
As described above, in the inventions and techniques described in
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、逆射影変換を行うための情報を、コンテンツのデザイン性を損なわずに画像や映像に埋め込まれたマーカから取得するマーカ検出装置、マーカ検出方法、及びプログラムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to detect markers for obtaining information for performing reverse projection transformation from markers embedded in images and videos without impairing the design of the content. An apparatus, a marker detection method, and a program are provided.
本発明の一態様は、一又は複数の連続する画像を入力する画像入力部と、前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出部と、を備え、前記マーカ検出部は、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出部と、前記マーカ位置候補検出部が検出した前記マーカごとに、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタを用いて、該マーカの中心点を起点した前記ラスタスキャンの方向に対し垂直方向にスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出した画素のうち前記中心点に近い4つの画素の位置関係から算出した複比に基づいて、該マーカの検出に対して再判定を行うマーカ位置候補再判定部と、前記第1のボックスフィルタと前記第2のボックスフィルタとを用いて、前記画像の前記色成分をスキャンして得られる各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素に基づいて円検出を行い、得られた円領域に基づいて、前記マーカ位置候補検出部が検出した前記マーカを絞り込むマーカ位置候補限定部とを有することを特徴とするマーカ検出装置である。 According to an aspect of the present invention, an image input unit that inputs one or a plurality of continuous images and four points where a predetermined light and shade pattern exists in a color component that is difficult to perceive are detected and detected 4 When the cross ratio calculated from one point is a predetermined value, it is determined that four common markers having the above-mentioned grayscale pattern are located on a straight line having a concentric striped pattern and passing through the center of the concentric circle. A marker detection unit, wherein the marker detection unit is a first box filter defined in accordance with the shading pattern of the marker and using a plurality of first box filters, A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image, a pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the raster scan is detected among the detected pixels. For each marker detected by the marker position candidate detection unit, a marker position candidate detection unit that determines whether or not the marker is positioned based on a cross-ratio calculated based on a positional relationship between four pixels continuous in the direction of A second box filter that is defined in accordance with the shading pattern of the marker and is different from the first box filter, and has a plurality of second box filters as a starting point. Scanning is performed in a direction perpendicular to the direction of the raster scan, pixels corresponding to the maximum value or minimum value in the vicinity of each pixel are detected, and among the detected pixels, from the positional relationship of four pixels close to the center point Based on the calculated cross ratio, a marker position candidate redetermining unit for redetermining the detection of the marker, the first box filter, and the second box Using a sfilter, circle detection is performed based on a pixel corresponding to the maximum value or minimum value in the vicinity of each pixel obtained by scanning the color component of the image, and based on the obtained circular region, A marker detection device comprising: a marker position candidate limiting unit that narrows down the markers detected by the marker position candidate detection unit.
また、本発明の一態様は、一又は複数の連続する画像を入力する画像入力部と、前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出部とを備え、前記マーカ検出部は、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出部と、前記マーカ位置候補検出部が検出した前記マーカごとに、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタを用いて、該マーカの中心点を起点した前記ラスタスキャンの方向に対し垂直方向にスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出した画素のうち前記中心点に近い4つの画素の位置関係から算出した複比に基づいて、該マーカの検出に対して再判定を行うマーカ位置候補再判定部とを有することを特徴とするマーカ検出装置である。 According to another aspect of the present invention, an image input unit that inputs one or a plurality of continuous images and four points where a predetermined light and shade pattern exists in a color component that is difficult to perceive are detected and detected. When the cross ratio calculated from the four points is a predetermined value, the marker having the concentric striped pattern and the four common shade patterns located on the straight line passing through the center of the concentric circle is located. A marker detection unit for determining, using the first box filter of a plurality of sizes, which is a first box filter defined according to the shading pattern of the marker, A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image, a pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the raster scan is detected among the detected pixels. A marker position candidate detection unit that determines whether or not the marker is positioned based on a multi-ratio calculated based on a positional relationship between four pixels that are continuous in the direction of the scan, and the marker detected by the marker position candidate detection unit A center point of the marker using a second box filter having a plurality of sizes, which is a second box filter different from the first box filter, which is determined according to the shading pattern of the marker. The pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected in a direction perpendicular to the raster scan direction starting from the position, and the positions of four pixels near the center point among the detected pixels A marker position candidate re-determination unit that re-determines the detection of the marker based on the cross ratio calculated from the relationship. That.
また、本発明の一態様は、一又は複数の連続する画像を入力する画像入力部と、前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出部とを備え、前記マーカ検出部は、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出部と、前記第1のボックスフィルタと、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタとを用いて、前記画像の前記色成分をスキャンして得られる各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素に基づいて円検出を行い、得られた円領域に基づいて、前記マーカ位置候補検出部が検出した前記マーカを絞り込むマーカ位置候補限定部とを有することを特徴とするマーカ検出装置である。 According to another aspect of the present invention, an image input unit that inputs one or a plurality of continuous images and four points where a predetermined light and shade pattern exists in a color component that is difficult to perceive are detected and detected. When the cross ratio calculated from the four points is a predetermined value, the marker having the concentric striped pattern and the four common shade patterns located on the straight line passing through the center of the concentric circle is located. A marker detection unit for determining, using the first box filter of a plurality of sizes, which is a first box filter defined according to the shading pattern of the marker, A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image, a pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the raster scan is detected among the detected pixels. A marker position candidate detection unit that determines whether or not the marker is positioned based on a multi-ratio calculated based on a positional relationship between four pixels that are continuous in the direction of the channel, the first box filter, and the marker The color component of the image is scanned using a second box filter that is determined according to the shading pattern and is different from the first box filter and has a plurality of sizes. Marker position candidate limitation that performs circle detection based on the pixel corresponding to the maximum value or minimum value in the vicinity of each obtained pixel, and narrows down the marker detected by the marker position candidate detection unit based on the obtained circular area It is a marker detection apparatus characterized by having a part.
また、本発明の一態様は、前述のマーカ検出装置において、前記画像において検出された複数の前記マーカの位置に基づいて前記画像に対して射影変換を行う射影変換補正部と、前記射影変換補正部により射影変換された画像において、検出された前記マーカにより特定される部分領域から前記画像に関する情報を検出する情報検出部とを更に備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、前述のマーカ検出装置において、前記画像において検出された前記マーカの位置を出力する情報出力部を更に備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、前述のマーカ検出装置において、前記画像の前記色成分における積分画像を算出する積分画像算出部を更に備え、前記マーカ検出部は、前記積分画像に基づいて、前記画像における前記マーカの位置を検出することを特徴とする。
In addition, according to one aspect of the present invention, in the above-described marker detection device, a projective transformation correction unit that performs a projective transformation on the image based on the positions of the plurality of markers detected in the image, and the projective transformation correction And an information detecting unit for detecting information related to the image from the partial area specified by the detected marker in the image subjected to projective transformation by the unit.
One embodiment of the present invention is characterized in that the marker detection apparatus further includes an information output unit that outputs a position of the marker detected in the image.
Further, according to one aspect of the present invention, in the above-described marker detection device, the marker detection device further includes an integrated image calculation unit that calculates an integrated image in the color component of the image, and the marker detection unit is based on the integrated image, The position of the marker in the image is detected.
また、本発明の一態様は、一又は複数の連続する画像を入力する画像入力ステップと、前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出ステップと、を有し、前記マーカ検出ステップは、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出ステップと、前記マーカ位置候補検出ステップにおいて検出した前記マーカごとに、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタを用いて、該マーカの中心点を起点した前記ラスタスキャンの方向に対し垂直方向にスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出した画素のうち前記中心点に近い4つの画素の位置関係から算出した複比に基づいて、該マーカの検出に対して再判定を行うマーカ位置候補再判定ステップと、前記第1のボックスフィルタと前記第2のボックスフィルタとを用いて、前記画像の前記色成分をスキャンして得られる各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素に基づいて円検出を行い、得られた円領域に基づいて、前記マーカ位置候補検出ステップにおいて検出した前記マーカを絞り込むマーカ位置候補限定ステップとを有することを特徴とするマーカ検出方法である。 Further, according to one aspect of the present invention, an image input step of inputting one or a plurality of continuous images and four points where a predetermined light and shade pattern exists in a color component that is difficult to perceive are detected and detected. When the cross ratio calculated from the four points is a predetermined value, the marker having the concentric striped pattern and the four common shade patterns located on the straight line passing through the center of the concentric circle is located. A marker detecting step for determining, wherein the marker detecting step uses a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter determined according to the shading pattern of the marker. Then, raster scanning is sequentially performed on each pixel of the color component of the image to detect a pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel, and the detected image is detected. Among the marker position candidate detection step for determining whether or not the marker is positioned based on the cross ratio calculated based on the positional relationship between the four pixels continuous in the raster scan direction, and the marker position candidate detection step. For each of the markers, a second box filter which is determined according to the shading pattern of the marker and is different from the first box filter and has a plurality of sizes is used. Scanning is performed in a direction perpendicular to the direction of the raster scan starting from the center point, and a pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and among the detected pixels, four pixels close to the center point are detected. Based on the cross ratio calculated from the pixel positional relationship, the marker position candidate redetermination step for redetermining the detection of the marker. And a circle based on a pixel corresponding to a maximum value or a minimum value in the vicinity of each pixel obtained by scanning the color component of the image using the first box filter and the second box filter. And a marker position candidate limiting step for narrowing down the marker detected in the marker position candidate detection step based on the obtained circular region.
また、本発明の一態様は、一又は複数の連続する画像を入力する画像入力ステップと、前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出ステップと、を有し、前記マーカ検出ステップは、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出ステップと、前記マーカ位置候補検出ステップにおいて検出した前記マーカごとに、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタを用いて、該マーカの中心点を起点した前記ラスタスキャンの方向に対し垂直方向にスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出した画素のうち前記中心点に近い4つの画素の位置関係から算出した複比に基づいて、該マーカの検出に対して再判定を行うマーカ位置候補再判定ステップとを有することを特徴とするマーカ検出方法である。 Further, according to one aspect of the present invention, an image input step of inputting one or a plurality of continuous images and four points where a predetermined light and shade pattern exists in a color component that is difficult to perceive are detected and detected. When the cross ratio calculated from the four points is a predetermined value, the marker having the concentric striped pattern and the four common shade patterns located on the straight line passing through the center of the concentric circle is located. A marker detecting step for determining, wherein the marker detecting step uses a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter determined according to the shading pattern of the marker. Then, raster scanning is sequentially performed on each pixel of the color component of the image to detect a pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel, and the detected image is detected. Among the marker position candidate detection step for determining whether or not the marker is positioned based on the cross ratio calculated based on the positional relationship between the four pixels continuous in the raster scan direction, and the marker position candidate detection step. For each of the markers, a second box filter which is determined according to the shading pattern of the marker and is different from the first box filter and has a plurality of sizes is used. Scanning is performed in a direction perpendicular to the direction of the raster scan starting from the center point, and a pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and among the detected pixels, four pixels close to the center point are detected. Based on the cross ratio calculated from the pixel positional relationship, the marker position candidate redetermination step for redetermining the detection of the marker. A marker detecting method characterized by comprising and.
また、本発明の一態様は、一又は複数の連続する画像を入力する画像入力ステップと、前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出ステップと、を有し、前記マーカ検出ステップは、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出ステップと、前記第1のボックスフィルタと、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタとを用いて、前記画像の前記色成分をスキャンして得られる各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素に基づいて円検出を行い、得られた円領域に基づいて、前記マーカ位置候補検出ステップにおいて検出した前記マーカを絞り込むマーカ位置候補限定ステップとを有することを特徴とするマーカ検出方法である。 Further, according to one aspect of the present invention, an image input step of inputting one or a plurality of continuous images and four points where a predetermined light and shade pattern exists in a color component that is difficult to perceive are detected and detected. When the cross ratio calculated from the four points is a predetermined value, the marker having the concentric striped pattern and the four common shade patterns located on the straight line passing through the center of the concentric circle is located. A marker detecting step for determining, wherein the marker detecting step uses a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter determined according to the shading pattern of the marker. Then, raster scanning is sequentially performed on each pixel of the color component of the image to detect a pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel, and the detected image is detected. A marker position candidate detection step for determining whether or not the marker is positioned by a cross ratio calculated based on a positional relationship between four pixels that are continuous in the raster scan direction, and the first box filter, The color component of the image is determined by using a second box filter that is determined according to the shading pattern of the marker and is different from the first box filter and has a plurality of sizes. A marker that performs circle detection based on a pixel corresponding to the maximum value or minimum value in the vicinity of each pixel obtained by scanning, and narrows down the marker detected in the marker position candidate detection step based on the obtained circular region It is a marker detection method characterized by having a position candidate limitation step.
また、本発明の一態様は、前述のマーカ検出方法において、前記画像において検出された複数の前記マーカの位置に基づいて前記画像に対して射影変換を行う射影変換補正ステップと、前記射影変換補正ステップにおいて射影変換された画像において、検出された前記マーカにより特定される部分領域から前記画像に関する情報を検出する情報検出ステップとを更に有することを特徴とする。
また、本発明の一態様は、前述のマーカ検出方法において、前記画像において検出された前記マーカの位置を出力する情報出力ステップを更に有することを特徴とする。
また、本発明の一態様は、前述のマーカ検出方法において、前記画像の前記色成分における積分画像を算出する積分画像算出ステップを更に有し、前記マーカ検出ステップでは、前記積分画像に基づいて、前記画像における前記マーカの位置を検出することを特徴とする。
Further, according to one aspect of the present invention, in the marker detection method described above, a projective transformation correction step for performing a projective transformation on the image based on the positions of the plurality of markers detected in the image, and the projective transformation correction An information detecting step of detecting information related to the image from the partial area specified by the detected marker in the image subjected to projective transformation in the step is further characterized.
One embodiment of the present invention is characterized in that the above-described marker detection method further includes an information output step of outputting a position of the marker detected in the image.
Further, one aspect of the present invention further includes an integrated image calculation step of calculating an integrated image in the color component of the image in the marker detection method described above, and in the marker detection step, based on the integrated image, The position of the marker in the image is detected.
また、本発明の一態様は、前述のマーカ検出方法における各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。 One embodiment of the present invention is a program for causing a computer to execute each step in the marker detection method described above.
本発明によれば、画像の知覚されにくい色成分において、マーカが有する濃淡パターンにより検出される4箇所の点から射影変換の影響を受けない複比を算出することにより、当該マーカの画像における位置を検出することができる。複数のマーカを検出することにより、画像に施された射影変換に対する逆射影変換を行うための情報を取得することが可能となる。 According to the present invention, in a color component that is difficult to perceive in an image, a cross ratio that is not affected by projective transformation is calculated from four points detected by the shading pattern of the marker, whereby the position of the marker in the image is calculated. Can be detected. By detecting a plurality of markers, it is possible to acquire information for performing reverse projection transformation on the projection transformation performed on the image.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるマーカ検出装置、マーカ検出方法、及びプログラムを説明する。 Hereinafter, a marker detection device, a marker detection method, and a program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態におけるマーカ埋め込み装置及びマーカ検出装置は、射影変換が施された画像や映像を元の画像や映像に変換する際に、元の画像や映像に対して施された変換を検出するために図1に示すような同心円状の濃淡パターンを用いる。図1は、本実施形態において用いられるマーカの一例を示す図である。同図に示すように、マーカは同心円状の縞模様で構成されておりマーカの中心の円の色差(又は輝度など)を基準にして、同心円の中心点から外周方向に向かって−1、+2、−2、+2、−1の比に応じた色差を有する等間隔の濃淡パターンである。マーカ埋め込み装置は、画像や映像上の所定の領域の四隅にマーカを重畳する。また、マーカ埋め込み装置は、マーカを画像や映像に埋め込む際に、画像又は映像をRGB色空間からYCbCr(又はYPbPr)色空間へ変換し、視覚特性において人間に最も知覚されにくいCb成分、又はその次に知覚されにくいCr成分にマーカを埋め込む。なお、RGB色空間においては、RGBの各成分のうち人間に知覚されにくいB成分に対してマーカを埋め込むようにしてもよい。また、画像又は映像が他の色空間で表現されている場合には当該色空間の色成分のうち最も人間に知覚されにくい色成分、又はその次に知覚されにくい色成分などに対してマーカを埋め込むようにしてもよい。以下では、Cb成分にマーカを埋め込む場合について説明する。 The marker embedding device and the marker detection device according to the present embodiment detect the conversion performed on the original image or video when converting the image or video on which the projective transformation has been performed into the original image or video. A concentric shading pattern as shown in FIG. 1 is used. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a marker used in the present embodiment. As shown in the figure, the marker is formed of a concentric striped pattern, and −1, +2 from the center point of the concentric circle toward the outer circumference with reference to the color difference (or luminance, etc.) of the circle at the center of the marker. , -2, +2, and -1 are equally spaced shading patterns having color differences according to the ratio. The marker embedding device superimposes markers at four corners of a predetermined area on an image or video. The marker embedding device converts the image or video from the RGB color space to the YCbCr (or YPbPr) color space when embedding the marker in the image or video, or the Cb component that is most difficult to be perceived by humans in terms of visual characteristics, or its Next, a marker is embedded in the Cr component that is difficult to perceive. In the RGB color space, a marker may be embedded in a B component that is difficult for humans to perceive among RGB components. In addition, when an image or video is expressed in another color space, a marker is placed on the color component that is most difficult to be perceived by humans or the color component that is next difficult to be perceived. It may be embedded. Hereinafter, a case where a marker is embedded in the Cb component will be described.
図2は、本実施形態において画像にマーカを埋め込む領域の一例を示す図である。同図において、画像と同じサイズの所定の矩形領域の四隅にマーカを埋め込む例を示している。このように四隅にマーカが埋め込まれた画像は、射影変換されたとしても、各マーカを検出し、各マーカの位置で把握できる領域を所定の領域に変換する逆射影変換を施すことにより、元の画像に戻すことができる。また、図2に示されている例では、画像と同じサイズの所定の領域の四隅にマーカを埋め込んでおり、画像においてマーカが埋め込まれた領域以外の領域が電子透かしを埋め込む領域となる。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a region in which a marker is embedded in an image in the present embodiment. In the figure, an example is shown in which markers are embedded in the four corners of a predetermined rectangular area having the same size as the image. Thus, even if the image in which the markers are embedded in the four corners is subjected to projective transformation, each marker is detected, and by performing reverse projective transformation that transforms the area that can be grasped by the position of each marker into a predetermined area, Can be restored. In the example shown in FIG. 2, markers are embedded in the four corners of a predetermined area having the same size as the image, and areas other than the area where the marker is embedded in the image are areas where the digital watermark is embedded.
電子透かしの検出において、マーカ検出装置は、マーカが埋め込まれた画像をカメラ撮影して得られた撮影画像のCb成分から埋め込まれたマーカ全てを検出する。マーカ検出装置は、撮影画像におけるマーカの位置に基づいて、撮影画像に対して逆射影変換を行うことにより、画像の形状及び大きさに撮影画像を変換する復元を行う。復元により得られた画像から電子透かしを検出する等の処理を行うことにより、射影変換等の幾何学的変換に対する電子透かしの耐性を得ることができる。 In the detection of the digital watermark, the marker detection device detects all the embedded markers from the Cb component of the photographed image obtained by photographing the image in which the marker is embedded with a camera. The marker detection device performs restoration to convert the captured image into the shape and size of the image by performing reverse projection conversion on the captured image based on the position of the marker in the captured image. By performing processing such as detection of a digital watermark from an image obtained by restoration, it is possible to obtain resistance of the digital watermark to geometric transformation such as projective transformation.
以下、本実施形態において用いられるマーカについて説明する。マーカは、射影変換等の幾何学的変換によってマーカの形状が変化していても、マーカ検出装置が安定してマーカを検出できる必要がある。そのため、射影変換不変量である複比(cross ratio)を利用する。具体的には、図1に示されるように、マーカの中心(同心円の中心点)を通る直線L上に4つの点(点A、点B、点C、及び点D)を定義し、この4つの点(点A、点B、点C、及び点D)をBoxフィルタ(ボックスフィルタ)を用いて検出する。ここで、4つの点(点A、点B、点C、及び点D)が、次式(1)を満たすようにマーカ上の各点の位置を定める。 Hereinafter, the marker used in this embodiment will be described. The marker must be able to detect the marker stably even if the shape of the marker is changed by geometric transformation such as projective transformation. Therefore, a cross ratio which is a projective transformation invariant is used. Specifically, as shown in FIG. 1, four points (point A, point B, point C, and point D) are defined on a straight line L passing through the center of the marker (the center point of a concentric circle). Four points (point A, point B, point C, and point D) are detected using a Box filter (box filter). Here, the position of each point on the marker is determined so that the four points (point A, point B, point C, and point D) satisfy the following expression (1).
式(1)において、nは任意の実数である。式(1)を満たすとき、4つの点(点A、点B、点C、及び点D)の位置から算出される複比は次式(2)で表され、この複比は射影変換によらず一定の値となる。例えばn=3の場合、複比は((3×5)/(42)=15/16)になる。 In Formula (1), n is an arbitrary real number. When the expression (1) is satisfied, the cross ratio calculated from the positions of the four points (point A, point B, point C, and point D) is expressed by the following expression (2). Regardless of the value. For example, when n = 3, the cross ratio is ((3 × 5) / (4 2 ) = 15/16).
ここで、図1に示したような縞模様を有するマーカを検出するためのBoxフィルタについて説明する。図3は、本実施形態において横方向のスキャンに用いるBoxフィルタの一例を示す図である。同図において、横方向をX方向とし、縦方向をY方向としている。同図に示されているBoxフィルタは、9画素×9画素のBoxフィルタであり、「0」、「−1」、「+2」は、ハッチングで分けられている各画素(領域)に対する重み係数である。左上の角の画素の座標(x,y)を(0,0)とすると、((x、y);1≦x≦9,1≦y≦3)と((x,y);1≦x≦9,7≦y≦9)との画素においては、Cb成分に対して「0」を乗じる重み付けをする。また、((x,y);1≦x≦3,4≦y≦6)と、((x,y);7≦x≦9,4≦y≦6)との画素においては、Cb成分に対して「−1」を乗じる重み付けをする。また、((x,y);4≦x≦6,4≦y≦6)の画素においてはCb成分に対して「+2」を乗じる重み付けをする。 Here, a Box filter for detecting a marker having a striped pattern as shown in FIG. 1 will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a Box filter used for horizontal scanning in the present embodiment. In the figure, the horizontal direction is the X direction and the vertical direction is the Y direction. The Box filter shown in the figure is a 9 pixel × 9 pixel Box filter, and “0”, “−1”, and “+2” are weighting factors for each pixel (region) divided by hatching. It is. If the coordinates (x, y) of the pixel in the upper left corner are (0, 0), ((x, y); 1 ≦ x ≦ 9, 1 ≦ y ≦ 3) and ((x, y); 1 ≦ For pixels with x ≦ 9, 7 ≦ y ≦ 9), the Cb component is weighted by “0”. In the pixel of ((x, y); 1 ≦ x ≦ 3, 4 ≦ y ≦ 6) and ((x, y); 7 ≦ x ≦ 9, 4 ≦ y ≦ 6), the Cb component Is weighted by “−1”. In the pixel of ((x, y); 4 ≦ x ≦ 6, 4 ≦ y ≦ 6), the Cb component is weighted by “+2”.
このBoxフィルタを用いて画像の各画素に対するラスタスキャンによりマーカを検索した際に、例えば、マーカ上の点Aを含む「+2」の縞が((x,y);4≦x≦6,4≦y≦6)の領域に位置し、マーカ上の点Aを含む縞に接する外周側の「−1」の縞が((x,y);1≦x≦3,4≦y≦6)に位置し、マーカ上の点Aを含む縞に接する内周側の「−2」の縞が((x,y);7≦x≦9,4≦y≦6)に位置したときに、当該Boxフィルタを用いて算出される値は、周囲の画素に比べて大きくなる。マーカを検出する際には、算出される値が周囲に比べて大きくなる点(画素)を検出し、検出した点(画素)のうちラスタスキャンを行った方向に隣接する4点から複比を算出する。
算出した複比が、マーカの複比と一致するか、マーカの複比との差分が所定範囲内である場合に、算出した複比に対応する4点がマーカ上の4つの点(点A、点B、点C、及び点D)であると判定することにより、マーカを検出する。
When a marker is searched by raster scanning for each pixel of the image using this Box filter, for example, a stripe of “+2” including a point A on the marker is ((x, y); 4 ≦ x ≦ 6, 4 ≦ y ≦ 6), and the fringe of “−1” on the outer peripheral side in contact with the stripe including the point A on the marker is ((x, y); 1 ≦ x ≦ 3, 4 ≦ y ≦ 6) Is located at ((x, y); 7 ≦ x ≦ 9, 4 ≦ y ≦ 6). The value calculated using the Box filter is larger than the surrounding pixels. When detecting a marker, a point (pixel) where the calculated value is larger than the surroundings is detected, and a cross ratio is calculated from four points adjacent to the raster scan direction among the detected points (pixels). calculate.
When the calculated cross ratio matches the marker cross ratio or the difference from the marker cross ratio is within a predetermined range, the four points corresponding to the calculated cross ratio are four points (point A on the marker). , Point B, point C, and point D), the marker is detected.
図3に示したようなBoxフィルタを用いて撮影画像をラスタスキャンすることにより順次得られる値であってCb成分に基づいて算出される値の極値(近傍で最も大きい値、又は最も小さい値)を検出する。そして、検出した極値であってスキャン方向に連続する4つの極値に対応する点(画素)を点A’、点B’、点C’、及び点D’とする。そして、検出した極値に対応する4つの点(点A’、点B’、点C’、及び点D’)から次式(3)により複比を算出する。 The extreme value of the value calculated sequentially based on the Cb component (the largest value or the smallest value in the vicinity) that is obtained sequentially by raster scanning the captured image using the Box filter as shown in FIG. ) Is detected. Points (pixels) corresponding to the detected extreme values and four extreme values continuous in the scanning direction are defined as a point A ′, a point B ′, a point C ′, and a point D ′. Then, the cross ratio is calculated by the following equation (3) from four points (point A ′, point B ′, point C ′, and point D ′) corresponding to the detected extreme value.
式(3)を用いて算出した複比が、画像に予め埋め込まれたマーカにおける複比と等しい場合に、4つの点(点A’、点B’、点C’、及び点D’)は、マーカの中心を通っている直線上の点であってマーカが有する特徴的な濃淡パターンに対応する点であることになる。このようにBoxフィルタを用いてマーカ上の4つの特徴点(点A、点B、点C、及び点D)の候補点を撮影画像上から検出し、検出した候補点における複比がマーカにおける複比と等しい場合に、候補点はマーカ上の4つの特徴点(点A、点B、点C、及び点D)であると判定する。このことにより、撮影画像において、元の画像に予め埋め込まれたマーカを検出し、その位置を特定することができる。 When the cross ratio calculated using the equation (3) is equal to the cross ratio in the marker embedded in the image in advance, the four points (point A ′, point B ′, point C ′, and point D ′) are This is a point on a straight line passing through the center of the marker and corresponding to a characteristic shading pattern possessed by the marker. In this way, candidate points of the four feature points (point A, point B, point C, and point D) on the marker are detected from the photographed image using the Box filter, and the cross ratio of the detected candidate points is If it is equal to the cross ratio, the candidate point is determined to be four feature points (point A, point B, point C, and point D) on the marker. This makes it possible to detect a marker embedded in the original image in the captured image and specify its position.
更に、Boxフィルタを用いたラスタスキャンにより検出されたマーカの位置を起点として、図4に示すBoxフィルタを用いてラスタスキャンの方向に直交する方向(垂直方向)、すなわち、縦方向にスキャンを行う。図4は、本実施形態において縦方向のスキャンに用いるBoxフィルタの一例を示す図である。同図においては、図3と同様に、横方向をX方向とし、縦方向をY方向としている。図4に示されているBoxフィルタは、9画素×9画素のBoxフィルタであり、「0」、「−1」、「+2」は、ハッチングで分けられている各画素(領域)に対する重み係数である。同図に示すように、左上の角の画素の座標(x,y)を(0,0)とすると、((x,y);1≦x≦3,1≦y≦9)と((x,y);7≦x≦9,1≦y≦9)との画素においてはCb成分に対して「0」を乗じる重み付けをする。また、((x,y);4≦x≦6,1≦y≦3)と((x,y);4≦x≦6,7≦y≦9)との画素においてはCb成分に対して「−1」を乗じる重み付けをする。また、((x,y);4≦x≦6,4≦y≦6)の画素においてはCb成分に対して「+2」を乗じる重み付けを行う。 Further, starting from the position of the marker detected by the raster scan using the Box filter, scanning is performed in the direction (vertical direction) perpendicular to the direction of the raster scan, that is, the vertical direction, using the Box filter shown in FIG. . FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a Box filter used for vertical scanning in the present embodiment. In the same figure, as in FIG. 3, the horizontal direction is the X direction and the vertical direction is the Y direction. The Box filter shown in FIG. 4 is a 9 × 9 Box filter, and “0”, “−1”, and “+2” are weighting factors for each pixel (region) divided by hatching. It is. As shown in the figure, if the coordinates (x, y) of the pixel at the upper left corner are (0, 0), ((x, y); 1 ≦ x ≦ 3, 1 ≦ y ≦ 9) and (( x, y); 7 ≦ x ≦ 9, 1 ≦ y ≦ 9), the Cb component is weighted by “0”. Further, in the pixels of ((x, y); 4 ≦ x ≦ 6, 1 ≦ y ≦ 3) and ((x, y); 4 ≦ x ≦ 6, 7 ≦ y ≦ 9), the Cb component And multiply by “−1”. In the pixel of ((x, y); 4 ≦ x ≦ 6, 4 ≦ y ≦ 6), the Cb component is weighted by “+2”.
このBoxフィルタを用いて、検出されたマーカの中心点を起点として縦方向の上側に向かって行うスキャンと、縦方向の下側に向かって行うスキャンとを行う。図5は、本実施形態において行う縦方向のスキャンの一例を示す図である。同図に示すように、図3に示したBoxフィルタを用いて検出したマーカの中心点を基点として、撮影画像を上向きと下向きとの縦方向にスキャンすることにより得られる値であってCb成分に基づいて算出される値の極値(近傍で最も大きい値、又は最も小さい値)を検出する。そして、検出した極値に対応する点(画素)を点A’’、点B’’、点C’’、及び点D’’とする。検出した極値に対応する4つの点(点A’’、点B’’、点C’’、及び点D’’)から次式(4)により複比を算出する。 Using this Box filter, a scan that is performed upward from the center of the detected marker and a scan that is performed downward from the vertical direction is performed. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of vertical scanning performed in the present embodiment. As shown in the figure, it is a value obtained by scanning the captured image in the vertical direction of upward and downward with the center point of the marker detected using the Box filter shown in FIG. The extreme value (the largest value or the smallest value in the vicinity) of the value calculated based on the above is detected. Then, points (pixels) corresponding to the detected extreme values are set as a point A ″, a point B ″, a point C ″, and a point D ″. The cross ratio is calculated by the following equation (4) from four points (point A ″, point B ″, point C ″, and point D ″) corresponding to the detected extreme value.
式(4)を用いて算出した複比が、画像に予め埋め込まれたマーカにおける複比と等しい場合に、4つの点(点A’’、点B’’、点C’’、及び点D’’)は、マーカの中心の通っている直線上の点であってマーカが有する特徴的な濃淡パターンに対応する点であると判定することができ、ラスタスキャンにより検出されたマーカの位置(中心点)に対する再判定(検定)を行うことができる。この再判定において、4つの点(点A’’、点B’’、点C’’、及び点D’’)から算出される複比が式(2)で算出される値と一致しない場合、ラスタスキャンにより検出されたマーカの位置は、誤検出されたものとして除外される。また、4つの点(点A’’、点B’’、点C’’、及び点D’’)から算出される中心点が、縦方向のスキャンの基点とした位置(横方向のスキャンで検出された中心点)と一致しない場合も、誤検出されたものとして除外される。 When the cross ratio calculated using the equation (4) is equal to the cross ratio in the marker embedded in the image in advance, four points (point A ″, point B ″, point C ″, and point D) '') Can be determined to be a point on a straight line passing through the center of the marker and corresponding to the characteristic shading pattern of the marker, and the position of the marker detected by the raster scan ( Re-determination (verification) can be performed on the center point. In this re-determination, when the cross ratio calculated from the four points (point A ″, point B ″, point C ″, and point D ″) does not match the value calculated by equation (2) The position of the marker detected by the raster scan is excluded as being erroneously detected. In addition, the center point calculated from the four points (point A ″, point B ″, point C ″, and point D ″) is the position that is the base point of the vertical scan (in the horizontal scan) Even if it does not match the detected center point), it is excluded as a false detection.
更に、Boxフィルタを用いた横方向及び縦方向のスキャンにより検出された極値に対応する画素の位置(座標)に基づいた円検出を行う。このとき、Boxフィルタを用いて検出したマーカが円検出により得られた円からはみ出ている場合、当該マーカは誤検出されたものとして除外される。マーカは画像が射影変換された場合には円形状を維持していない場合があるが、ハフ(Hough)変換などを用いた円検出を行うことにより、マーカを包含した円を検出することが可能である。これを利用して、Boxフィルタを用いたスキャンで検出されたマーカに対してスクリーニング処理を行うことにより、誤検出されるマーカを除外して、マーカの検出精度を向上させることができる。マーカを検出する精度の向上は、電子透かし埋め込み領域の特定及び逆射影変換の精度の向上につながるため、電子透かしの読み出し性能を改善することができる。 Further, circle detection is performed based on pixel positions (coordinates) corresponding to extreme values detected by horizontal and vertical scans using a Box filter. At this time, if the marker detected using the Box filter protrudes from the circle obtained by the circle detection, the marker is excluded as being erroneously detected. The marker may not maintain a circular shape when the image is projectively transformed, but it is possible to detect a circle that includes the marker by performing circle detection using the Hough transform. It is. Utilizing this, by performing a screening process on a marker detected by a scan using a Box filter, it is possible to eliminate the erroneously detected marker and improve the marker detection accuracy. An improvement in the accuracy of detecting a marker leads to an improvement in the accuracy of specifying the digital watermark embedding region and the reverse projection transformation, and thus the digital watermark reading performance can be improved.
図6は、本実施形態で行う円検出の一例を示す概略図である。同図に示すように、Boxフィルタを用いて検出された極値の位置に基づいて円検出を行い、検出したマーカが検出された円の内側の領域内に位置しているか否かを判定することにより、スクリーニング処理を行う。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of circle detection performed in the present embodiment. As shown in the figure, circle detection is performed based on the position of the extreme value detected using the Box filter, and it is determined whether or not the detected marker is located in the area inside the detected circle. Thus, a screening process is performed.
以下、本実施形態におけるマーカ埋め込み装置とマーカ検出装置との具体的な構成例について説明する。
図7は、本実施形態におけるマーカ埋め込み装置1の構成例を示すブロック図である。マーカ埋め込み装置1は、入力される画像コンテンツ(静止画)又は映像コンテンツ(動画像)に対して、画像コンテンツ又は映像コンテンツ上の予め定められた矩形領域の四隅に上述の特徴を有するマーカを埋め込む。更に、マーカ埋め込み装置1は、マーカを四隅に配置した矩形領域内に予め定められた電子透かしを埋め込み出力する。マーカ埋め込み装置1は、同図に示すように、画像入力部11、マーカ重畳部12、電子透かし重畳部13、及び、埋め込み済み画像出力部14を備えている。
Hereinafter, specific configuration examples of the marker embedding device and the marker detection device in the present embodiment will be described.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the
画像入力部11は、予め用意された画像コンテンツ又は映像コンテンツを入力する。なお、映像コンテンツが入力される場合は、映像の時系列に連続する各フレーム画像を一枚ずつ入力する。また、入力される画像コンテンツ又は映像コンテンツは、デジタルデータとして入力される。
The
マーカ重畳部12は、画像入力部11に入力された画像又は映像の各フレーム画像に対して、予め定められた矩形領域の四隅に適当な大きさでマーカを重畳する。重畳するマーカは、図1に示した濃淡パターンを有するマーカである。また、マーカのサイズは、予め定められたサイズであってもよいし、当該矩形領域に重畳する電子透かしのサイズに応じて定めるようにしてもよい。
The
マーカ重畳部12が画像に埋め込むマーカは、同心円状のパターンであること、及び、当該同心円パターンの中心を通る任意の直線上で共通した特徴的な濃淡パターンが4箇所存在することの2つの構成を有している。後者の構成については、例えば、図1に示されているマーカでは、点A、点B、点C、及び点Dの周辺で図8に示されるような濃淡の変化が存在している。
The marker embedded in the image by the
図8は、本実施形態におけるマーカが有する特徴的な濃淡パターンの一例を示す図である。同図において、横軸はマーカの中心を通る直線に対応し縦軸は当該直線上においてマーカの中心を基準としたときの濃淡を示している。図1に示されているマーカには、図8に示されている特徴的な濃淡パターンが4箇所(点A、点B、点C、及び点D)存在している。例えば、点Aでは(−1,+2,−2)、点Bでは(−2,+2,−1)となっており、着目している点(又は領域)に対して正(+)の濃淡が与えられており、着目している点(又は領域)に隣接する点(又は領域)に対して負(−)の濃淡が与えられている。なお、図1に示されているマーカは、一例であって、上述の2つの構成を有する濃淡パターンからなるマーカであれば、図1に示されているマーカと異なる形状であってもよい。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a characteristic shading pattern possessed by the marker in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis corresponds to a straight line passing through the center of the marker, and the vertical axis represents the light and shade when the center of the marker is used as a reference on the straight line. The marker shown in FIG. 1 has four characteristic shade patterns (point A, point B, point C, and point D) shown in FIG. For example, the point A is (−1, +2, −2), the point B is (−2, +2, −1), and the lightness is positive (+) with respect to the point (or region) of interest. Is given, and negative (-) shades are given to points (or regions) adjacent to the point (or region) of interest. The marker shown in FIG. 1 is an example, and may be a different shape from the marker shown in FIG. 1 as long as it is a marker composed of the light and shade pattern having the two configurations described above.
マーカを画像に重畳する重畳方式として、具体的には、マーカ重畳部12は、入力された画像をRGB色空間の信号から、YCbCr色空間の信号に変換する。マーカ重畳部12は、画像上の予め定められた矩形領域の四隅にマーカを重ね合わせ、マーカが重ね合わされた位置(画素)のCb成分にマーカの濃淡値を足し込む。図1に示されているマーカを用いる場合には、同図に示されている数値がCb成分に足し込む値である。ここでは、値が正値(プラス)である場合には加算を行い、値が負値(マイナス)である場合には減算を行う。なお、マーカ重畳による濃淡の強度を強めるために、パラメータとして事前に設定した固定値aを係数としてマーカの濃淡値に対して掛け合わせてから画像のCb成分に足し込んでもよい。すなわち、マーカの濃淡値を固定値a倍した値を画像のCb成分に足し込むようにしてもよい。
Specifically, the
また、画像コンテンツや映像コンテンツに対する幾何学的変換として、±45度以上の回転が加わった場合において、マーカを検出する際に四隅のマーカの対応が正しくとれるようにするために、四つのマーカのうち一つのマーカの正負を反転させて足し込むようにする。以下では、図2に示したマーカ重畳例のように、右下のマーカの濃淡の正負を反転したものを重畳する場合について説明する。 In addition, as a geometric transformation for image content and video content, when rotation of ± 45 degrees or more is applied, in order to ensure that the correspondence of the markers at the four corners can be taken correctly when detecting the markers, Invert the sign of one of the markers and add it. Hereinafter, as in the marker superposition example shown in FIG. 2, a case will be described in which superpositions obtained by reversing the sign of the lower right marker are applied.
電子透かし重畳部13は、マーカ重畳部12によって画像に重畳された四つのマーカが示す矩形領域内に電子透かし情報を重畳する。重畳方式は、重畳する電子透かしの方式に従うこととする。電子透かしの方式には、特許文献1に示されている方式などのさまざまな方式が提案されているが、いずれの方式を採用してもよい。また、電子透かし重畳部13によって重畳される電子透かしは、それ自体が幾何学的変換に対する耐性がなくてもよい。
The digital
埋め込み済み画像出力部14は、マーカ重畳部12と電子透かし重畳部13とにおいて処理が施された画像を、マーカ及び電子透かしが重畳された「埋め込み済み画像」として出力する。画像入力部11に映像コンテンツが入力された場合には、埋め込み済みの画像をフレームとして、一連の映像シーケンスに繋ぎ合わせて一つの映像コンテンツとして出力する。埋め込み済み画像出力部14が出力する先は、例えば、HDDや、DVD−ROMなどの電子記録媒体や、ディスプレイ装置などである。出力先が電子記録媒体の場合には当該電子記録媒体に埋め込み済み画像を記録させ、出力先がディスプレイ装置である場合には当該ディスプレイ装置に埋め込み済み画像を表示させることになる。
The embedded
図9は、本実施形態におけるマーカ埋め込み装置1が行うマーカ埋め込み処理を示すフローチャートである。マーカ埋め込み装置1は、マーカ埋め込み処理を開始すると、マーカを埋め込む対象としての画像が画像入力部11に入力される(ステップS11)。
マーカ重畳部12は、画像入力部11に入力された画像のCb成分に対して、4つのマーカを所定の矩形領域の四隅に重畳し、4つのマーカを重畳した画像を電子透かし重畳部13に出力する(ステップS12)。
FIG. 9 is a flowchart showing marker embedding processing performed by the
The
電子透かし重畳部13は、マーカ重畳部12から入力された画像上の所定の矩形領域内、すなわち四隅にマーカが配置されている矩形領域内に所定の電子透かし情報を重畳し、電子透かし情報を重畳した画像を埋め込み済み画像出力部14に出力する(ステップS13)。
埋め込み済み画像出力部14は、電子透かし重畳部13から入力された画像を外部の装置に出力する(ステップS14)。
The digital
The embedded
埋め込み済み画像出力部14は、全ての画像に対して処理が完了したか否かを判定し(ステップS15)、全ての画像に対して処理が完了している場合(ステップS15:YES)にはマーカ埋め込み処理を終了する。一方、全ての画像に対して処理が完了していない場合(ステップS15:NO)には処理をステップS11に戻し、ステップS11からステップS15の処理を繰り返して行う。
The embedded
上述のように、マーカ埋め込み装置1において、画像入力部11に入力された画像コンテンツ又は映像コンテンツは、マーカ重畳部12、電子透かし重畳部13、及び、埋め込み済み画像出力部14において一連の処理を施されて、画像コンテンツ又は映像コンテンツ内の予め定められた矩形領域の四隅にマーカが重畳され、当該矩形領域内に電子透かしが重畳されて出力される。
As described above, in the
図10は、本実施形態におけるマーカ検出装置2の構成例を示すブロック図である。マーカ検出装置2は、入力される画像コンテンツ又は映像コンテンツに対して、所定のマーカが4つ重畳されているか否かを判定する。マーカ検出装置2は、4つのマーカが検出された場合に当該マーカに基づいて画像コンテンツ又は映像コンテンツに対して重畳されている電子透かしを検出し、検出した電子透かしが示す情報を出力する。マーカ検出装置2は、同図に示すように、画像入力部21、マーカ検出部22、射影変換補正部23、電子透かし検出部24、及び、検出結果出力部25を備えている。マーカ検出部22は、マーカ位置候補検出部221、マーカ位置候補再判定部222、及び、マーカ位置候補限定部223を有している。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the
画像入力部21には、検出対象の電子透かしが埋め込まれた画像コンテンツ又は映像コンテンツをカメラ等で撮影したデジタルデータ、並びに、検出対象の電子透かしが埋め込まれた画像コンテンツ又は映像コンテンツが加工(例えば、射影変換)されたデジタルデータが入力される。なお、埋め込まれている電子透かしが、検出の際に時系列的に連続する複数の画像を必要とする場合には、必要となる枚数の画像がまとめて時系列順に画像入力部21に入力される。
The
マーカ検出部22は、画像入力部21に入力された画像に対して、当該画像上にマーカが重畳されている位置を特定する。画像に埋め込まれているマーカが図1に示されているマーカである場合について説明する。マーカ検出部22では、入力された画像がRGB色空間の信号からYCbCr色空間の信号に変換され、当該画像のCb成分に対してマーカの検出が行われる。
The
マーカ位置候補検出部221は、予め用意された複数の大きさのボックスフィルタごとに、Cb成分の画像に対して水平方向の走査を繰り返して行うことによる左上から右下に向かってのラスタスキャンを、Boxフィルタを用いて行う。ここでは、図11に示すように3つの異なる大きさのBoxフィルタが予め用意されている場合について説明する。
The marker position
図11は、本実施形態におけるマーカ位置候補検出部221が用いるBoxフィルタであって異なる大きさのBoxフィルタの概要を示す図である。Boxフィルタは、例えば、3画素×3画素、5画素×5画素、7画素×7画素、15画素×15画素のBoxフィルタを予め用意する。なお、各Boxフィルタの大きさや、Boxフィルタの個数は、対象とするコンテンツ及びコンテンツに重畳されるマーカのサイズに応じて予め定めるようにしてもよい。マーカ位置候補検出部221は、各Boxフィルタを用いたラスタスキャンにおいて画素ごとに値を算出する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an outline of a Box filter used by the marker position
ここで、スキャン方向と、当該スキャン方向に垂直な方向と、Boxフィルタの大きさ方向とからなる3次元スケールスペース上において、それぞれの方向に隣接する領域を26近傍として定義する。マーカ位置候補検出部221は、現在のスキャン位置(画素)の算出値と26近傍の算出値を比べて、スキャン位置の算出値が最大値となる場合に当該スキャン位置の算出値を極大値として検出する。マーカ位置候補検出部221は、スキャン方向に連続する4つの極大値に対応する点を、点A’、点B’、点C’、及び点D’として式(3)を用いて複比を算出する。マーカ位置候補検出部221は、式(3)を用いて算出した複比と、マーカに対して定められている式(2)で算出される複比とを比較し、等しい場合にマーカが4つの点(点A’、点B’、点C’、及び点D’)で定められる位置に存在すると判定し、マーカの中心点を記憶する。マーカ位置候補検出部221は、Boxフィルタを用いたマーカの中心点を検出する処理を画像全体に対して行う。なお、スキャン方向又はスキャン方向に垂直な方向のいずれかと、Boxフィルタの大きさ方向とからなる2次元スケールスペース上における8近傍の算出値を比べて極大値を検出するようにしてもよい。
Here, on the three-dimensional scale space composed of the scan direction, the direction perpendicular to the scan direction, and the size direction of the Box filter, an area adjacent to each direction is defined as 26 neighborhoods. The marker position
また、マーカ位置候補検出部221は、矩形領域の右下に対応するマーカについて以下のように行う。なお、矩形領域の右下に対応するマーカは、その濃淡パターンが他の3箇所のマーカの濃淡パターンと逆になっているため、上述のBoxフィルタにより算出される値はマーカの特徴点において近傍の画素より小さくなる。マーカ位置候補検出部221は、現在のスキャン位置(画素)の算出値と26近傍の算出値とを比べて、スキャン位置の算出値が最小となる場合に当該スキャン位置の算出値を極小値として検出する。マーカ位置候補検出部221は、スキャン方向に連続する4つの極小値(最小値)に対応する点を、点A’、点B’、点C’、及び点D’として式(3)を用いて複比を算出する。マーカ位置候補検出部221は、式(3)を用いて算出した複比と、マーカに対して定められている式(2)で算出される複比とを比較し、等しい場合にマーカが4つの点(点A’、点B’、点C’、及び点D’)で定められる位置に存在すると判定し、マーカの中心点を記憶する。
In addition, the marker position
なお、マーカ位置候補検出部221は、検出した4つの点(点A’、点B’、点C’、及び点D’)に基づいて算出した複比と、マーカに対して定められている式(2)で算出される複比との差が一致せずとも所定の範囲内であれば、検出した4つの点で定められる位置にマーカが存在すると判定するようにしてもよい。以上の処理により、マーカ位置候補検出部221は、マーカ検出装置2に入力された画像においてマーカが重畳されている位置の候補であるマーカ位置候補を検出する。このとき、マーカ位置候補検出部221は、検出したマーカ位置候補が4点以上存在していてもそのまま候補として記憶し、マーカ位置候補再判定部222に出力する。
The marker position
マーカ位置候補再判定部222は、マーカ位置候補検出部221により検出されたマーカ位置候補が妥当であるか否かを判定する。具体的には、マーカ位置候補再判定部222は、マーカ位置候補が示す点を起点にした縦方向のスキャンを行うことにより、マーカが有する特徴的な濃淡パターンに対応する点(特徴点)の検出を行う。このとき、マーカ位置候補再判定部222は、例えば、図4に示したようなBoxフィルタを用いて縦方向のスキャンを行う。また、マーカ位置候補再判定部222は、マーカ位置候補検出部221と同様に複数のサイズのBoxフィルタを用いて、現在のスキャン位置(画素)の算出値と8近傍における算出値を比べて、スキャン位置の算出値が最大値となる場合に当該スキャン位置の算出値を極大値として検出する。
The marker position
すなわち、マーカ位置候補再判定部222は、図5に示したように、マーカ位置候補が示す点を縦方向のスキャンの起点にして、起点に対して近い2点の極大値に対応する点を上方向と下方向とのそれぞれに対して検出する。図5においては、上方向で起点に対して近い2点は点A’’と点B’’とであり、下方向で起点に対して近い2点は点C’’と点D’’とである。マーカ位置候補再判定部222は、縦方向のスキャンにより検出した4つの点(点A’’、点B’’、点C’’、及び点D’’)から式(4)を用いて複比を算出する。なお、図1に示したマーカを反転したマーカに対応するマーカ位置候補に対しては、マーカ位置候補再判定部222は極小値に対応する点を検出して同様の処理を行う。
That is, as shown in FIG. 5, the marker position
マーカ位置候補再判定部222は、算出した複比がマーカに対して定められている式(2)で算出される複比とを比較する。マーカ位置候補再判定部222は、2つの複比が等しい場合にマーカ位置候補が妥当であると判定する。マーカ位置候補再判定部222は、2つの複比が等しくない場合、マーカ位置候補が誤検出されたものとして除外する。このとき、マーカ位置候補再判定部222は、2つの複比の差が所定の範囲内にある場合にマーカ位置候補が妥当であると判定するようにしてもよい。
The marker position
また、マーカ位置候補再判定部222は、縦方向のスキャンにより検出した4つの点の位置に基づいてマーカの中心点を算出し、算出した中心点とマーカ位置候補とが一致するか否かを判定するようにしてもよい。このとき、マーカ位置候補再判定部222は、2つの点が一致する又は2つの点の距離が所定の範囲内にある場合には、マーカ位置候補が妥当であると判定する。このように、マーカ位置候補再判定部222が縦方向の複比と中心点の位置とを用いた再判定をマーカ位置候補に対して行うことにより、マーカ位置候補検出部221において誤検出されたマーカ位置候補を除外することができる。
The marker position
マーカ位置候補限定部223は、図3に示したような横方向の変化を検出するBoxフィルタと、図4に示したような縦方向の変化を検出するBoxフィルタとのそれぞれを画像のCb成分に対して用いて極大値と極小値との点を検出する。すなわち、マーカ位置候補限定部223は、マーカが有する特徴的な濃淡パターンに対応する特徴点を画像のCb成分から検出する。このとき、マーカ位置候補限定部223は、マーカ位置候補検出部221及びマーカ位置候補再判定部222と同様に複数の大きさのBoxフィルタを用いるマルチスケールで画像のCb成分をスキャンする。
The marker position
マーカ位置候補限定部223は、検出した点の和集合を求め、図6に示したような円検出を行う。このとき、マーカ位置候補限定部223は、マーカ位置候補検出部221及びマーカ位置候補再判定部222と同様に、複数の大きさのBoxフィルタを用いた横方向及び縦方向のスキャンにより極値(近傍における最大値又は最小値)を算出する。円検出については様々な公知の方法があるが、例えば、参考文献1に記載されているハフ(Hough)変換を用いるようにしてもよい。
[参考文献1]:ディジタル画像処理編集委員会監修、「ディジタル画像処理」、財団法人画像情報教育振興協会(CG−ARTS協会)、211頁−214頁、2004年7月
The marker position
[Reference 1]: Supervised by the Digital Image Processing Editorial Committee, “Digital Image Processing”, Association for Promotion of Image Information Education (CG-ARTS Association), pages 211-214, July 2004
マーカ位置候補限定部223は、円検出で得られた円に基づいて、マーカを検出する領域として限定する。具体的には、マーカ位置候補限定部223は、得られた円の内側の領域に位置するマーカ位置候補を残し、得られた円の外側の領域に位置するマーカ位置候補を除外する。これにより、マーカ位置候補限定部223は、マーカ位置候補検出部221が横方向のスキャンにより検出されたマーカ位置候補に対してスクリーニングを行う。あるいは、マーカ位置候補限定部223は、マーカ位置候補再判定部222による再判定の結果残ったマーカ位置候補に対してスクリーニングを行う。このように、マーカ位置候補限定部223が円検出に基づいたマーカ位置候補に対するスクリーニングを行うことにより、マーカ位置候補の検出精度を高くすることができる。
The marker position
マーカ位置候補限定部223は、検出したマーカ位置を、濃淡パターンの反転しているマーカ位置以外の3つのマーカ位置が矩形領域の左上、右上、左下のいずれに対応するかについて、4つのマーカの重心と右下のマーカ(反転しているマーカ)との位置関係から対応付けをする。なお、検出したマーカ位置が5つ以上存在する場合、マーカ位置候補限定部223は、極大値の合計がより大きいマーカ位置から3つを選択し、極小値の合計がより小さいマーカ位置から1つを選択することにより、4つのマーカを特定する。
The marker position
以上の処理により、マーカ検出部22は、電子透かしが埋め込まれた矩形領域の四隅を示すマーカの位置を全て特定することができる。なお、埋め込まれたマーカが、図1に示されている形状以外のものであっても、本実施形態におけるマーカの構成である「共通した特徴的な濃淡パターン」を抽出できるフィルタを用いることによって、同様にマーカの位置を検出することができる。なお、マーカ検出部22は、マーカの位置が3つ以下しか検出できなかった場合、電子透かしが埋め込まれていない、又は、マーカの検出に失敗したと判定してそれ以降の処理を行わない。
Through the above processing, the
射影変換補正部23は、マーカ検出部22が検出した4つのマーカの位置に基づいて、入力された画像に対して逆射影変換を行う。このとき、射影変換補正部23は、4つのマーカの位置が、マーカ埋め込み装置1が4つのマーカを埋め込んだ矩形領域の四隅の位置になるように逆射影変換を行う。このとき、射影変換補正部23は、例えば、特許文献2に記載されている技術と同じ技術を適用することにより、逆射影変換を行う。
The projection
電子透かし検出部24は、射影変換補正部23による逆射影変換によって得られた画像上のマーカが四隅に配置された矩形領域から、マーカ埋め込み装置1の電子透かし重畳部13が画像に重畳した電子透かしを検出する。このとき、埋め込まれている電子透かしが、時系列的に複数の画像を必要とする場合には、マーカ検出部22及び射影変換補正部23が必要な枚数の画像分の処理を繰り返して行い、逆射影変換により補正された必要数の画像を得てから電子透かしを検出する。電子透かし検出部24は、検出した電子透かしが示す情報を検出結果出力部25に出力する。
The digital
検出結果出力部25は、電子透かし検出部24が出力する情報、すなわち電子透かしが示す電子透かし情報をデジタルデータとして外部に出力する。
The detection
図12は、本実施形態におけるマーカ検出装置2が行うマーカ検出処理を示すフローチャートである。マーカ検出装置2において、マーカ検出処理が開始されると、マーカ及び電子透かし情報を検出する対象としての画像(又は映像の各フレーム画像)が画像入力部21に入力される(ステップS21)。
マーカ検出部22は、画像入力部21に入力された画像のCb成分の画像において、Boxフィルタを用いてマーカの中心点を検出するマーカ検出処理を行う(ステップS22)。
FIG. 12 is a flowchart showing marker detection processing performed by the
The
マーカ検出部22は、検出したマーカが3個以下であるか否かを判定し(ステップS23)、検出したマーカが3個以下である場合(ステップS23:YES)、マーカ処理を終了する。
一方、検出したマーカが3個以下でない場合(ステップS23:NO)、射影変換補正部23は、マーカ検出部22が検出した4つのマーカの位置に基づいて、入力された画像に対して、検出されたマーカが示す部分領域を所定の大きさを有する矩形領域に一致させる逆射影変換を行う(ステップS24)。
The
On the other hand, when the detected number of markers is not three or less (step S23: NO), the projective
電子透かし検出部24は、射影変換補正部23による逆射影変換によって得られた画像上のマーカが示す矩形領域において電子透かしを検出する(ステップS25)。
電子透かし検出部24は、検出した電子透かしが示す電子透かし情報が正しいか否かを判定し(ステップS26)、電子透かし情報が正しい場合(ステップS26:YES)、当該電子透かし情報を出力し(ステップS27)、マーカ検出処理を終了する。
一方、電子透かし情報が正しくない場合、電子透かし検出部24は、処理をステップS21に戻して、ステップS21からステップS26までの処理を繰り返して行う。
The digital
The digital
On the other hand, if the digital watermark information is not correct, the digital
図13は、図12に示したマーカ検出処理におけるステップS22のマーカ検出処理を示すフローチャートである。マーカ検出部22においてマーカ検出処理(ステップS22)が開始されると、マーカ位置候補検出部221は、マーカが有する特徴的な濃淡パターンに対応する点を検出するために、複数の大きさのBoxフィルタを用いたラスタスキャンを画像のCb成分に対して行う。マーカ位置候補検出部221は、検出した点から、スキャン方向に連続する4つの点の位置関係から得られる複比が式(2)を満たす組を検出し、当該4つの点から推定されるマーカの中心点をマーカ位置候補とする(ステップS221)。
FIG. 13 is a flowchart showing the marker detection process of step S22 in the marker detection process shown in FIG. When the marker detection process (step S22) is started in the
マーカ位置候補再判定部222は、マーカ位置候補検出部221が検出したマーカ位置候補ごとに、複数の大きさのBoxフィルタを用いた縦方向のスキャンをマーカ位置候補が示す点を起点として上向きと下向きとそれぞれ行う。マーカ位置候補再判定部222は、縦方向のスキャンにより検出した最近傍の4つの特徴点に基づいて、複比及びマーカの中心点を算出する。マーカ位置候補再判定部222は、算出した複比及び中心点に基づいて、当該複比及び中心点に対応するマーカ位置候補に対する再判定を行い、マーカ位置候補の絞り込みを行う(ステップS222)。
For each marker position candidate detected by the marker position
マーカ位置候補限定部223は、マーカの特徴的な濃淡パターンに対応する点を検出する横方向のBoxフィルタ(例えば図3)及び縦方向のBoxフィルタ(例えば図4)を用いて、画像のCb成分をマルチスケールでスキャンして極値に対応する点を検出する。マーカ位置候補限定部223は、検出した点に基づいた円検出を行う。マーカ位置候補限定部223は、検出した円の内側に位置するマーカ位置候補を抽出することにより、マーカ位置候補の絞り込みを行う(ステップS223)。
The marker position
マーカ検出部22において、マーカ位置候補検出部221が検出したマーカ位置候補のうち、マーカ位置候補再判定部222とマーカ位置候補限定部223とにより絞り込まれたマーカ位置候補を中心点とするマーカが、画像から検出されたマーカとして扱われる。これにより、マーカを検出する対象の画像や映像に含まれる濃淡によっては、マーカが埋め込まれていない位置をマーカが埋め込まれている位置として誤検出することがあっても、マーカ位置候補再判定部222とマーカ位置候補限定部223とによるスクリーニングにより、誤検出された位置を除外することができ、マーカ検出の精度を向上させることができる。
Among the marker position candidates detected by the marker position
上述のように、マーカ検出装置2において、画像入力部21に入力された画像コンテンツ又は映像コンテンツは、マーカ検出部22によって検出された4つのマーカに基づいて逆射影変換が施され、逆射影変換された画像から電子透かしが検出される。このように、射影変換に対する耐性を有するマーカに基づいた逆射影変換を行うことにより、射影変換に対して耐性がない電子透かしを重畳した画像コンテンツ又は映像コンテンツに対して射影変換が施された場合においても、電子透かしを検出することができる。
As described above, in the
以上説明した、マーカ埋め込み装置1とマーカ検出装置2とを用いることで、視覚特性において人間に最も知覚されにくいCb成分に、複比が検出可能なマーカを埋め込み、当該マーカをBoxフィルタにより検出することが可能となる。
マーカの中心を通る直線上に4箇所の共通した特徴的な濃淡パターンを定めていることにより、当該特徴的な濃淡パターンをフィルタ処理により検出することができる。また、マーカの中心を通る直線上の4箇所の点で定められる複比は、射影変換によってマーカが変形したとしても、射影変換後のマーカにおける当該4箇所の点から算出される複比と一致する。この複比を用いたマーカの検出を行うことにより、射影変換が施された画像からマーカを検出することができる。
By using the
By defining four common characteristic grayscale patterns on a straight line passing through the center of the marker, the characteristic grayscale patterns can be detected by filtering. Also, the cross ratio determined by the four points on the straight line passing through the center of the marker is the same as the cross ratio calculated from the four points in the marker after the projective transformation, even if the marker is deformed by the projective transformation. To do. By detecting the marker using this cross ratio, it is possible to detect the marker from the image subjected to the projective transformation.
また、フィルタ処理においては、マーカが有する特徴的な濃淡パターンに対応するBoxフィルタを用いたラスタスキャンを行うようにしたので、特徴的な濃淡パターンの領域がBoxフィルタの領域と重なった場合に算出される値が近傍の値に比べて大きくなる。これにより、マーカの位置の特定を容易にすることができる。特定したマーカの位置に基づいて逆射影変換を行うことにより、電子透かし等の情報を埋め込んだ画像コンテンツや映像コンテンツを幾何学的変換前の状態に復元することができる。
その結果、電子透かし等の情報を埋め込んだ画像コンテンツや映像コンテンツをカメラ等で撮影した際に生じる射影変換が施された画像に対し逆射影変換を施して、埋め込まれた電子透かし等の画像に関する情報を取得することができる。
In the filter processing, since the raster scan using the Box filter corresponding to the characteristic gray pattern of the marker is performed, the calculation is performed when the characteristic gray pattern area overlaps with the Box filter area. The value obtained is larger than the neighboring value. Thereby, specification of the position of a marker can be made easy. By performing reverse projection conversion based on the identified marker position, it is possible to restore the image content and video content embedded with information such as digital watermarks to the state before geometric conversion.
As a result, reverse projection conversion is applied to images that have undergone projective transformation that occurs when image content or video content embedded with information such as digital watermarks is captured by a camera, etc. Information can be acquired.
なお、本実施形態では、図2に示されているように、電子透かしを埋め込む対象の画像の四隅にマーカを重畳し、画像のほとんどの領域を電子透かしを重畳する領域にする場合を例として示した。しかし、これに限ることなく、対象の画像において特定の部分領域を電子透かしを重畳する領域とするようにしてもよい。この場合、部分領域の四隅にマーカを重畳するようにしてもよい。例えば、対象の画像に二人の人物が映っているとして、それぞれの人物の顔に対応する部分領域に2種類の異なる電子透かしを埋めるといったことも可能である。このようにすることで、一枚の画像コンテンツからそれぞれの人物に対応した情報を検出することが可能となる。更に、検出した情報に基づいて他のコンテンツ(例えば、Web情報サイト)にユーザを誘導するようにしてもよい。
電子透かし等の情報を複数埋め込む場合、マーカ検出部22は、複数の5つ以上マーカを検出することになるが、この場合、4つのマーカで定まる領域が重複しないマーカの組み合わせを順に選択するなどして、複数の領域を検出するようにしてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, as an example, a marker is superimposed on the four corners of an image to be embedded with a digital watermark, and almost all areas of the image are set as areas on which the digital watermark is superimposed. Indicated. However, the present invention is not limited to this, and a specific partial region in the target image may be used as a region where a digital watermark is superimposed. In this case, markers may be superimposed on the four corners of the partial area. For example, assuming that two persons appear in the target image, it is possible to embed two different types of digital watermarks in partial areas corresponding to the faces of the respective persons. In this way, information corresponding to each person can be detected from a single image content. Furthermore, the user may be guided to other content (for example, a Web information site) based on the detected information.
When embedding a plurality of pieces of information such as a digital watermark, the
また、本実施形態では、マーカ検出装置2が逆射影変換の後に電子透かしを検出する構成について説明したが、電子透かし以外の情報を検出するようにしてもよい。例えば、電子透かしの埋め込み領域を特定する目的以外に、画像認識を利用した同様なアプリケーション(例えば、カメラで撮影したオブジェクトに関連したWeb情報サイトにアクセスするための情報を提供するアプリケーション)においても、画像認識の前処理として利用可能である。この場合、検出したマーカに基づいて特定した部分領域の画像における位置又はマーカの位置を示す情報を出力する情報出力部を、マーカ検出装置2が備えるようにしてもよい。ただし、情報を埋め込む領域を含むオブジェクトは平面的な物体であり、かつ印刷等により時算にマーカを埋め込むことが可能な場合に限られる。もちろん、このような利用を想定する場合、マーカ埋め込み装置1における電子透かし重畳部13や、マーカ検出装置2における射影変換補正部23及び電子透かし検出部24は不要であり、検出結果出力部25は、埋め込み画像上のマーカの位置情報を出力するようにしてもよい。認識モジュールは、出力されたマーカの位置情報に基づいて、オブジェクトの切り出しや幾何学的変換の補正を行うことにより、認識精度を向上させることができる。また、マーカの位置情報に基づいて、オブジェクトとカメラとの相対的な空間位置関係を算出し、認識結果と合わせて利用することにより、認識精度を向上させるようにしてもよい。
In the present embodiment, the configuration in which the
また、4つのマーカにより特定される領域が矩形領域である場合を例にして説明したが、矩形領域以外であってもよく、4つのマーカにより特定できる領域に電子透かし等の情報を重畳するようにしてもよい。この場合、4つのマーカにより特定される領域の形状及び大きさは予め定められ、定められた形状及び大きさに基づいて、マーカ重畳部12及び射影変換補正部23は処理を行うことになる。また、4つのマーカにより領域を特定する場合を例にして説明したが、4つ以上のマーカにより特定できる多角形の領域に電子透かし等の情報を重畳するようにしてもよい。
In addition, the case where the area specified by the four markers is a rectangular area has been described as an example. However, the area may be other than the rectangular area, and information such as a digital watermark may be superimposed on the area specified by the four markers. It may be. In this case, the shape and size of the area specified by the four markers are determined in advance, and the
また、本実施形態では、矩形領域に対応する部分領域を特定する4つのマーカにおける複比が同じ場合について説明したが、4つのマーカそれぞれの複比を異なるようにしてもよい。この場合、±45度以上の回転が加わった場合においても、各マーカの元の位置を把握することができるので、図2に示したように一箇所のマーカの濃淡を反転させずともよい。 In this embodiment, the case where the cross ratios of the four markers that specify the partial areas corresponding to the rectangular areas are the same has been described. However, the cross ratios of the four markers may be different. In this case, even when a rotation of ± 45 degrees or more is applied, the original position of each marker can be grasped, so that it is not necessary to invert the density of one marker as shown in FIG.
また、上記の実施形態において説明したBoxフィルタを用いたラスタスキャンにおいて、当該ラスタスキャンを行う前に対象画像の積分画像(Integral Image)を算出しておくことにより、フィルタリングによる計算量を大幅に削減することができ、処理を高速化することができる(参考文献2:八木康史、斉藤秀雄編「コンピュータビジョン 最先端ガイド2」、アドコムメディア株式会社、46頁、2010年6月)。具体的には、積分画像から各重み係数を乗じる領域ごとのCb成分の合計値を算出する積分画像算出部を画像入力部21とマーカ検出部22との間に設ける。マーカ検出部22は、積分画像から得られる各領域のCb成分の合計値に対して重み係数を乗じた値の和を算出する。これにより、Boxフィルタの大きさに応じて増加する演算量を抑えることができ、マーカ検出の処理に要する演算量を削減することができる。
Also, in the raster scan using the Box filter described in the above embodiment, by calculating an integral image of the target image before performing the raster scan, the amount of calculation by filtering is greatly reduced. (Reference document 2: Yasushi Yagi, Hideo Saito, “Computer
また、上記の実施形態では、マーカ位置候補検出部221が検出したマーカ位置候補を、マーカ位置候補再判定部222とマーカ位置候補限定部223とが絞り込む構成について説明したが、マーカ位置候補再判定部222又はマーカ位置候補限定部223のいずれか一方でマーカ位置候補を絞り込むようにしてもよい。また、マーカ位置候補再判定部222とマーカ位置候補限定部223とによる絞り込みの順序は、図13のフローチャートに示した順序でなくともよい。例えば、マーカ位置候補限定部223における円検出による絞り込みを行った後に、マーカ位置候補再判定部222における縦方向のスキャンによる絞り込みを行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the marker position
また、マーカ位置候補限定部223がBoxフィルタを用いて特徴点を検出する処理において、マーカ位置候補検出部221による横方向のBoxフィルタ処理の結果や、マーカ位置候補再判定部222による縦方向のBoxフィルタ処理の結果を流用するようにしてもよい。これにより、マーカ位置候補限定部223における演算量を削減しつつ、マーカの検出精度を維持することができる。
Further, in the process in which the marker position
上述した実施形態におけるマーカ埋め込み装置1(図7)及びマーカ検出装置2(図10)をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。 You may make it implement | achieve the marker embedding apparatus 1 (FIG. 7) and the marker detection apparatus 2 (FIG. 10) in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized using hardware such as PLD (Programmable Logic Device) or FPGA (Field Programmable Gate Array).
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
本発明は、射影変換を施すことによって得られた画像から元の画像に戻す逆射影変換が必要不可欠な用途にも適用できる。 The present invention can also be applied to a use in which reverse projection transformation for returning an image obtained by performing projection transformation to an original image is indispensable.
1…マーカ埋め込み装置
2…マーカ検出装置
11…画像入力部
12…マーカ重畳部
13…電子透かし重畳部
14…埋め込み済み画像出力部
21…画像入力部
22…マーカ検出部
23…射影変換補正部
24…電子透かし検出部(情報検出部)
25…検出結果出力部
221…マーカ位置候補検出部
222…マーカ位置候補再判定部
223…マーカ位置候補限定部
DESCRIPTION OF
25 ... Detection
Claims (13)
前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出部と、
を備え、
前記マーカ検出部は、
前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出部と、
前記マーカ位置候補検出部が検出した前記マーカごとに、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタを用いて、該マーカの中心点を起点した前記ラスタスキャンの方向に対し垂直方向にスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出した画素のうち前記中心点に近い4つの画素の位置関係から算出した複比に基づいて、該マーカの検出に対して再判定を行うマーカ位置候補再判定部と、
前記第1のボックスフィルタと前記第2のボックスフィルタとを用いて、前記画像の前記色成分をスキャンして得られる各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素に基づいて円検出を行い、得られた円領域に基づいて、前記マーカ位置候補検出部が検出した前記マーカを絞り込むマーカ位置候補限定部と
を有する
ことを特徴とするマーカ検出装置。 An image input unit for inputting one or more continuous images;
When four points where a predetermined light and shade pattern exists in the color component that is difficult to perceive in the image are detected and the cross ratio calculated from the detected four points is a predetermined value, a concentric striped pattern And a marker detection unit that determines that markers having four common shade patterns are located on a straight line passing through the center of the concentric circles,
With
The marker detection unit
A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image using a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter defined according to the shading pattern of the marker. The pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the cross ratio calculated based on the positional relationship of the four pixels consecutive in the raster scan direction among the detected pixels is used. A marker position candidate detection unit for determining whether or not the marker is located;
For each of the markers detected by the marker position candidate detection unit, a second box filter that is determined in accordance with the shading pattern of the marker and is different from the first box filter and has a plurality of sizes. Using a box filter, scan in a direction perpendicular to the raster scan direction starting from the center point of the marker, detect pixels corresponding to the maximum value or minimum value in the vicinity of each pixel, and detect the detected pixel A marker position candidate redetermining unit for redetermining the detection of the marker based on the cross ratio calculated from the positional relationship of the four pixels close to the center point.
Using the first box filter and the second box filter, circle detection is performed based on a pixel corresponding to a maximum value or a minimum value in the vicinity of each pixel obtained by scanning the color component of the image. And a marker position candidate limiting unit that narrows down the markers detected by the marker position candidate detection unit based on the obtained circular region.
前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出部と
を備え、
前記マーカ検出部は、
前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出部と、
前記マーカ位置候補検出部が検出した前記マーカごとに、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタを用いて、該マーカの中心点を起点した前記ラスタスキャンの方向に対し垂直方向にスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出した画素のうち前記中心点に近い4つの画素の位置関係から算出した複比に基づいて、該マーカの検出に対して再判定を行うマーカ位置候補再判定部と
を有する
ことを特徴とするマーカ検出装置。 An image input unit for inputting one or more continuous images;
When four points where a predetermined light and shade pattern exists in the color component that is difficult to perceive in the image are detected and the cross ratio calculated from the detected four points is a predetermined value, a concentric striped pattern A marker detection unit that determines that four markers having the common shading pattern are located on a straight line passing through the center of the concentric circles,
The marker detection unit
A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image using a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter defined according to the shading pattern of the marker. The pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the cross ratio calculated based on the positional relationship of the four pixels consecutive in the raster scan direction among the detected pixels is used. A marker position candidate detection unit for determining whether or not the marker is located;
For each of the markers detected by the marker position candidate detection unit, a second box filter that is determined in accordance with the shading pattern of the marker and is different from the first box filter and has a plurality of sizes. Using a box filter, scan in a direction perpendicular to the raster scan direction starting from the center point of the marker, detect pixels corresponding to the maximum value or minimum value in the vicinity of each pixel, and detect the detected pixel A marker position candidate re-determination unit that re-determines the detection of the marker based on a cross ratio calculated from the positional relationship of four pixels close to the center point.
前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出部と
を備え、
前記マーカ検出部は、
前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出部と、
前記第1のボックスフィルタと、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタとを用いて、前記画像の前記色成分をスキャンして得られる各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素に基づいて円検出を行い、得られた円領域に基づいて、前記マーカ位置候補検出部が検出した前記マーカを絞り込むマーカ位置候補限定部と
を有する
ことを特徴とするマーカ検出装置。 An image input unit for inputting one or more continuous images;
When four points where a predetermined light and shade pattern exists in the color component that is difficult to perceive in the image are detected and the cross ratio calculated from the detected four points is a predetermined value, a concentric striped pattern A marker detection unit that determines that four markers having the common shading pattern are located on a straight line passing through the center of the concentric circles,
The marker detection unit
A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image using a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter defined according to the shading pattern of the marker. The pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the cross ratio calculated based on the positional relationship of the four pixels consecutive in the raster scan direction among the detected pixels is used. A marker position candidate detection unit for determining whether or not the marker is located;
Using the first box filter and a second box filter having a plurality of sizes, which is a second box filter that is determined according to the shading pattern of the marker and is different from the first box filter The circle position is detected based on the pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel obtained by scanning the color component of the image, and the marker position candidate detection unit based on the obtained circle area A marker position candidate limiting unit that narrows down the markers detected by the marker detection device.
前記画像において検出された複数の前記マーカの位置に基づいて前記画像に対して射影変換を行う射影変換補正部と、
前記射影変換補正部により射影変換された画像において、検出された前記マーカにより特定される部分領域から前記画像に関する情報を検出する情報検出部と
を更に備えることを特徴とするマーカ検出装置。 In the marker detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A projective transformation correction unit that performs projective transformation on the image based on the positions of the plurality of markers detected in the image;
A marker detection apparatus, further comprising: an information detection unit that detects information related to the image from a partial region specified by the detected marker in the image subjected to the projection conversion by the projection conversion correction unit.
前記画像において検出された前記マーカの位置を出力する情報出力部
を更に備えることを特徴とするマーカ検出装置。 In the marker detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The marker detection apparatus further comprising: an information output unit that outputs the position of the marker detected in the image.
前記画像の前記色成分における積分画像を算出する積分画像算出部を更に備え、
前記マーカ検出部は、
前記積分画像に基づいて、前記画像における前記マーカの位置を検出する
ことを特徴とするマーカ検出装置。 In the marker detection apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising an integral image calculation unit for calculating an integral image in the color component of the image;
The marker detection unit
A marker detection device that detects a position of the marker in the image based on the integrated image.
前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出ステップと、
を有し、
前記マーカ検出ステップは、
前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出ステップと、
前記マーカ位置候補検出ステップにおいて検出した前記マーカごとに、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタを用いて、該マーカの中心点を起点した前記ラスタスキャンの方向に対し垂直方向にスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出した画素のうち前記中心点に近い4つの画素の位置関係から算出した複比に基づいて、該マーカの検出に対して再判定を行うマーカ位置候補再判定ステップと、
前記第1のボックスフィルタと前記第2のボックスフィルタとを用いて、前記画像の前記色成分をスキャンして得られる各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素に基づいて円検出を行い、得られた円領域に基づいて、前記マーカ位置候補検出ステップにおいて検出した前記マーカを絞り込むマーカ位置候補限定ステップと
を有する
ことを特徴とするマーカ検出方法。 An image input step for inputting one or more continuous images;
When four points where a predetermined light and shade pattern exists in the color component that is difficult to perceive in the image are detected and the cross ratio calculated from the detected four points is a predetermined value, a concentric striped pattern And a marker detection step for determining that markers having four common shade patterns are located on a straight line passing through the center of the concentric circles,
Have
The marker detection step includes
A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image using a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter defined according to the shading pattern of the marker. The pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the cross ratio calculated based on the positional relationship of the four pixels consecutive in the raster scan direction among the detected pixels is used. A marker position candidate detection step for determining whether or not the marker is located; and
For each of the markers detected in the marker position candidate detection step, a second box filter that is determined in accordance with the shading pattern of the marker and is different from the first box filter and has a plurality of sizes. Using a box filter, scan in a direction perpendicular to the raster scan direction starting from the center point of the marker, detect pixels corresponding to the maximum value or minimum value in the vicinity of each pixel, and detect the detected pixel A marker position candidate redetermination step for redetermining the detection of the marker based on the cross ratio calculated from the positional relationship of the four pixels close to the center point,
Using the first box filter and the second box filter, circle detection is performed based on a pixel corresponding to a maximum value or a minimum value in the vicinity of each pixel obtained by scanning the color component of the image. And a marker position candidate limiting step for narrowing down the marker detected in the marker position candidate detection step based on the obtained circular region.
前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出ステップと、
を有し、
前記マーカ検出ステップは、
前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出ステップと、
前記マーカ位置候補検出ステップにおいて検出した前記マーカごとに、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタを用いて、該マーカの中心点を起点した前記ラスタスキャンの方向に対し垂直方向にスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出した画素のうち前記中心点に近い4つの画素の位置関係から算出した複比に基づいて、該マーカの検出に対して再判定を行うマーカ位置候補再判定ステップと
を有する
ことを特徴とするマーカ検出方法。 An image input step for inputting one or more continuous images;
When four points where a predetermined light and shade pattern exists in the color component that is difficult to perceive in the image are detected and the cross ratio calculated from the detected four points is a predetermined value, a concentric striped pattern And a marker detection step for determining that markers having four common shade patterns are located on a straight line passing through the center of the concentric circles,
Have
The marker detection step includes
A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image using a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter defined according to the shading pattern of the marker. The pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the cross ratio calculated based on the positional relationship of the four pixels consecutive in the raster scan direction among the detected pixels is used. A marker position candidate detection step for determining whether or not the marker is located; and
For each of the markers detected in the marker position candidate detection step, a second box filter that is determined in accordance with the shading pattern of the marker and is different from the first box filter and has a plurality of sizes. Using a box filter, scan in a direction perpendicular to the raster scan direction starting from the center point of the marker, detect pixels corresponding to the maximum value or minimum value in the vicinity of each pixel, and detect the detected pixel A marker position candidate re-determination step for re-determining the detection of the marker based on a cross ratio calculated from the positional relationship of four pixels close to the center point.
前記画像の知覚されにくい色成分において予め定められた濃淡パターンが存在する点を4つ検出し、検出した4つの点から算出される複比が所定の値である場合に、同心円状の縞模様を有し該同心円の中心を通る直線上において4箇所の共通した前記濃淡パターンを有するマーカが位置すると判定するマーカ検出ステップと、
を有し、
前記マーカ検出ステップは、
前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められた第1のボックスフィルタであって複数の大きさの第1のボックスフィルタを用いて、前記画像の前記色成分の各画素に対して順にラスタスキャンを行い、各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素を検出し、検出された画素のうち前記ラスタスキャンの方向に連続する4つの画素の位置関係に基づいて算出した複比によって前記マーカが位置するか否かを判定するマーカ位置候補検出ステップと、
前記第1のボックスフィルタと、前記マーカが有する前記濃淡パターンに応じて定められ前記第1のボックスフィルタと異なる第2のボックスフィルタであって複数の大きさの第2のボックスフィルタとを用いて、前記画像の前記色成分をスキャンして得られる各画素の近傍における最大値又は最小値に対応する画素に基づいて円検出を行い、得られた円領域に基づいて、前記マーカ位置候補検出ステップにおいて検出した前記マーカを絞り込むマーカ位置候補限定ステップと
を有する
ことを特徴とするマーカ検出方法。 An image input step for inputting one or more continuous images;
When four points where a predetermined light and shade pattern exists in the color component that is difficult to perceive in the image are detected and the cross ratio calculated from the detected four points is a predetermined value, a concentric striped pattern And a marker detection step for determining that markers having four common shade patterns are located on a straight line passing through the center of the concentric circles,
Have
The marker detection step includes
A raster scan is sequentially performed on each pixel of the color component of the image using a first box filter having a plurality of sizes, which is a first box filter defined according to the shading pattern of the marker. The pixel corresponding to the maximum value or the minimum value in the vicinity of each pixel is detected, and the cross ratio calculated based on the positional relationship of the four pixels consecutive in the raster scan direction among the detected pixels is used. A marker position candidate detection step for determining whether or not the marker is located; and
Using the first box filter and a second box filter having a plurality of sizes, which is a second box filter that is determined according to the shading pattern of the marker and is different from the first box filter Detecting a circle based on a pixel corresponding to a maximum value or a minimum value in the vicinity of each pixel obtained by scanning the color component of the image, and detecting the marker position candidate based on the obtained circle region And a marker position candidate limiting step for narrowing down the marker detected in step 1. A marker detection method comprising:
前記画像において検出された複数の前記マーカの位置に基づいて前記画像に対して射影変換を行う射影変換補正ステップと、
前記射影変換補正ステップにおいて射影変換された画像において、検出された前記マーカにより特定される部分領域から前記画像に関する情報を検出する情報検出ステップと
を更に有することを特徴とするマーカ検出方法。 In the marker detection method according to any one of claims 7 to 9,
A projective transformation correction step for performing a projective transformation on the image based on the positions of the plurality of markers detected in the image;
A marker detection method, further comprising: an information detection step of detecting information related to the image from a partial region specified by the detected marker in the image subjected to the projective transformation in the projective transformation correction step.
前記画像において検出された前記マーカの位置を出力する情報出力ステップ
を更に有することを特徴とするマーカ検出方法。 In the marker detection method according to any one of claims 7 to 9,
A marker detection method, further comprising: an information output step of outputting the position of the marker detected in the image.
前記画像の前記色成分における積分画像を算出する積分画像算出ステップを更に有し、
前記マーカ検出ステップでは、
前記積分画像に基づいて、前記画像における前記マーカの位置を検出する
ことを特徴とするマーカ検出方法。 In the marker detection method according to any one of claims 7 to 11,
An integrated image calculating step of calculating an integrated image in the color component of the image;
In the marker detection step,
A marker detection method, comprising: detecting a position of the marker in the image based on the integrated image.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6085390B1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-02-22 | ヤフー株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program |
JP2017228273A (en) * | 2017-01-27 | 2017-12-28 | ヤフー株式会社 | Image processing device, image processing method, and image processing program |
CN110087098A (en) * | 2018-01-26 | 2019-08-02 | 优酷网络技术(北京)有限公司 | Watermark handling method and device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006252522A (en) * | 2005-02-09 | 2006-09-21 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Tag for image identification, and image identification system |
JP2007060417A (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Osaka Prefecture Univ | Pattern recognition method |
JP2010232886A (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Marker and marker detection method |
-
2013
- 2013-05-15 JP JP2013103254A patent/JP6006675B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006252522A (en) * | 2005-02-09 | 2006-09-21 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Tag for image identification, and image identification system |
JP2007060417A (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Osaka Prefecture Univ | Pattern recognition method |
JP2010232886A (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Marker and marker detection method |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6085390B1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-02-22 | ヤフー株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program |
JP2017227962A (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | ヤフー株式会社 | Image processing device, image processing method, and image processing program |
US10083545B2 (en) | 2016-06-20 | 2018-09-25 | Yahoo Japan Corporation | Image processing device, image processing method, and non-transitory computer-readable recording medium for specifying markers in accepted image data |
JP2017228273A (en) * | 2017-01-27 | 2017-12-28 | ヤフー株式会社 | Image processing device, image processing method, and image processing program |
CN110087098A (en) * | 2018-01-26 | 2019-08-02 | 优酷网络技术(北京)有限公司 | Watermark handling method and device |
US10957004B2 (en) | 2018-01-26 | 2021-03-23 | Alibaba Group Holding Limited | Watermark processing method and device |
CN110087098B (en) * | 2018-01-26 | 2021-12-03 | 阿里巴巴(中国)有限公司 | Watermark processing method and device |
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