JP2981383B2 - 位置検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像内に平行な直線群
が存在する場合に、直線群を代表する基準線（たとえ
ば、中心線）の位置を検出する位置検出方法に関するも
のである。
が存在する場合に、直線群を代表する基準線（たとえ
ば、中心線）の位置を検出する位置検出方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、対象物を含む領域をＴＶカメ
ラ等により撮像し、画像処理を施して対象物の位置や形
状を認識する各種手法が提案されている。ところで、対
象物の画像内に平行な直線群が存在する場合には、この
直線群を代表する基準線（中心線など）を求め、この基
準線を用いて対象物の位置を特定すれば、対象物の画像
から求めた個別の線をそのまま用いる場合に比較する
と、情報の処理量が大幅に低減されることになる。たと
えば、略長方形の画像が得られる対象物の位置を代表す
る中心点を求めようとすれば、縦横各方向の中心線の交
点を求めればよいから、このような中心線を基準線とし
て求めればよい。また、対象物の端縁の位置を知る場合
には、中心線に沿って追跡し対象物のエッジとの交点を
求めればよいのである。さらに、基準線の上で物体の特
徴量（濃淡画像での濃度、カラー画像での色、距離画像
での距離など）を調べれば、物体の種類を容易に知るこ
とができることになる。
ラ等により撮像し、画像処理を施して対象物の位置や形
状を認識する各種手法が提案されている。ところで、対
象物の画像内に平行な直線群が存在する場合には、この
直線群を代表する基準線（中心線など）を求め、この基
準線を用いて対象物の位置を特定すれば、対象物の画像
から求めた個別の線をそのまま用いる場合に比較する
と、情報の処理量が大幅に低減されることになる。たと
えば、略長方形の画像が得られる対象物の位置を代表す
る中心点を求めようとすれば、縦横各方向の中心線の交
点を求めればよいから、このような中心線を基準線とし
て求めればよい。また、対象物の端縁の位置を知る場合
には、中心線に沿って追跡し対象物のエッジとの交点を
求めればよいのである。さらに、基準線の上で物体の特
徴量（濃淡画像での濃度、カラー画像での色、距離画像
での距離など）を調べれば、物体の種類を容易に知るこ
とができることになる。
【０００３】ところで、略平行な直線部分を含む対象物
をＴＶカメラ等で撮像し、微分等の方法でエッジを検出
した場合に、それぞれ連続した２本の直線とはならず、
図３０に示すように、本来ならば連続するべき直線が照
明条件などの関係で分断されて略平行な直線群になるこ
とが多い。すなわち、これらのエッジＥ1 〜Ｅ5 は、２
本の平行な直線に帰着されるものであるから、各エッジ
Ｅ1 〜Ｅ5 に対して直線を当てはめることが必要にな
る。このような直線の当てはめには各種の方法が提案さ
れているが、計算コストが小さく雑音に強いという点か
らハフ変換を用いる手法がよく採用されている（たとえ
ば、特開平１−１１９８７６号公報、特開平４−２７６
８７２号公報）。
をＴＶカメラ等で撮像し、微分等の方法でエッジを検出
した場合に、それぞれ連続した２本の直線とはならず、
図３０に示すように、本来ならば連続するべき直線が照
明条件などの関係で分断されて略平行な直線群になるこ
とが多い。すなわち、これらのエッジＥ1 〜Ｅ5 は、２
本の平行な直線に帰着されるものであるから、各エッジ
Ｅ1 〜Ｅ5 に対して直線を当てはめることが必要にな
る。このような直線の当てはめには各種の方法が提案さ
れているが、計算コストが小さく雑音に強いという点か
らハフ変換を用いる手法がよく採用されている（たとえ
ば、特開平１−１１９８７６号公報、特開平４−２７６
８７２号公報）。
【０００４】ここで、図２８に示すように、略一直線上
に並ぶ３個に分断されたエッジＥ1〜Ｅ3 について、ハ
フ変換を用いて１本の基本直線を当てはめる場合を例と
してハフ変換について簡単に説明する。ハフ変換は、エ
ッジＥ1 〜Ｅ3 の上の各点の座標をパラメータ変換する
ことにより、ｘ−ｙ空間（直交座標空間：以後、実空間
という）からθ−ρ空間（極座標空間：以後、パラメー
タ空間という）に写像する手法である。すなわち、実空
間の座標（ｘ1 ，ｙ1 ）の点は、パラメータ空間では、
次式のように表される。 ρ＝ｘ1 cosθ＋ｙ1 sinθ （１） したがって、各エッジＥ1 〜Ｅ3 の上の各点ｐ1 〜ｐ3
についてハフ変換を施せば、実空間の各点ｐ1 〜ｐ3 が
パラメータ空間では図２９のような曲線（以下、ハフ曲
線という）Ｈ1 〜Ｈ3 に写像され、実空間でエッジＥ1
〜Ｅ3 が一直線上に存在しているとすれば、パラメータ
空間でのハフ曲線Ｈ1 〜Ｈ3 は１つの交点を持ち、この
交点が実空間での基本直線に対応する。すなわち、パラ
メータ空間で交点の座標（θ1 ，ρ1 ）を求めれば、次
式によって実空間での基本直線が求められるのである。 ρ1 ＝ｘ cosθ1 ＋ｙ sinθ1 （２） 要するに、パラメータ空間での交点の座標（θ1 ，
ρ1 ）は、図２８に示すように、実空間での原点から求
める直線に下ろした垂線の長さ（ρ1 ）とこの垂線がｘ
軸に対してなす角度（θ1 ）に対応することになる。
に並ぶ３個に分断されたエッジＥ1〜Ｅ3 について、ハ
フ変換を用いて１本の基本直線を当てはめる場合を例と
してハフ変換について簡単に説明する。ハフ変換は、エ
ッジＥ1 〜Ｅ3 の上の各点の座標をパラメータ変換する
ことにより、ｘ−ｙ空間（直交座標空間：以後、実空間
という）からθ−ρ空間（極座標空間：以後、パラメー
タ空間という）に写像する手法である。すなわち、実空
間の座標（ｘ1 ，ｙ1 ）の点は、パラメータ空間では、
次式のように表される。 ρ＝ｘ1 cosθ＋ｙ1 sinθ （１） したがって、各エッジＥ1 〜Ｅ3 の上の各点ｐ1 〜ｐ3
についてハフ変換を施せば、実空間の各点ｐ1 〜ｐ3 が
パラメータ空間では図２９のような曲線（以下、ハフ曲
線という）Ｈ1 〜Ｈ3 に写像され、実空間でエッジＥ1
〜Ｅ3 が一直線上に存在しているとすれば、パラメータ
空間でのハフ曲線Ｈ1 〜Ｈ3 は１つの交点を持ち、この
交点が実空間での基本直線に対応する。すなわち、パラ
メータ空間で交点の座標（θ1 ，ρ1 ）を求めれば、次
式によって実空間での基本直線が求められるのである。 ρ1 ＝ｘ cosθ1 ＋ｙ sinθ1 （２） 要するに、パラメータ空間での交点の座標（θ1 ，
ρ1 ）は、図２８に示すように、実空間での原点から求
める直線に下ろした垂線の長さ（ρ1 ）とこの垂線がｘ
軸に対してなす角度（θ1 ）に対応することになる。
【０００５】上述のような処理をディジタル化するため
に、パラメータ空間はθ軸方向（角度軸方向）とρ軸方
向（距離軸方向）との直線群で仕切った格子状の多数の
セルに分割されている。しかして、エッジＥ1 〜Ｅ3 の
すべての点についてハフ変換により求めたハフ曲線Ｈ1
〜Ｈ3 が各セルに重なる度数を求め、この度数が最大に
なるセルの位置を求めれば、そのセルの座標は理想的に
は曲線の交点の座標に一致する。
に、パラメータ空間はθ軸方向（角度軸方向）とρ軸方
向（距離軸方向）との直線群で仕切った格子状の多数の
セルに分割されている。しかして、エッジＥ1 〜Ｅ3 の
すべての点についてハフ変換により求めたハフ曲線Ｈ1
〜Ｈ3 が各セルに重なる度数を求め、この度数が最大に
なるセルの位置を求めれば、そのセルの座標は理想的に
は曲線の交点の座標に一致する。
【０００６】上記手法を用いれば分割されたエッジＥ1
〜Ｅ3 を通る１本の基本直線を求めることができる。そ
こで、実空間における互いに略平行な複数の直線群の基
準線をハフ変換を用いて求めようとすれば、略一直線上
に存在する直線群ごとにハフ変換によって各１本の基本
直線を決定し、さらに、決定した基本直線間の関係に基
づいて基準線を決定することになる。たとえば、上述し
たような略平行な直線部分を含む対象物の画像から図３
０のようなエッジＥ1 〜Ｅ5 が検出されたとすると、各
エッジＥ1 〜Ｅ5 の上の各点ｐ1 〜ｐ6 について、図３
１のようなハフ曲線Ｈ1 〜Ｈ6 を求め、パラメータ空間
に設定したセルごとの度数に基づいてハフ曲線Ｈ1 〜Ｈ
6 同士の２つの交点の座標（θ1 ，ρ1 ），（θ2 ，ρ
2 ）を求めるのである。パラメータ空間での２個の交点
の座標（θ1 ，ρ1 ），（θ2 ，ρ2 ）が決定されれ
ば、（２）式を用いることで図３２のように実空間での
基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 を決定することができるのである。
すなわち、エッジＥ1 〜Ｅ5を当てはめるべき基本直線
Ｌ1 ，Ｌ2 が決定されるのである。実空間での原点から
各基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 に下ろした垂線とｘ軸とのなす角
度θ1 ，θ2 は、両直線Ｌ1 ，Ｌ2 が互いに平行であれ
ば等しい（θ1 ＝θ2 ）から、両基本直線Ｌ1，Ｌ2 の
間の距離は、｜ρ2 −ρ1 ｜になる。図３３に示すよう
に、パラメータ空間において角度軸に直交し点（θ1 ，
０）を通る断面（θ1 断面）で、各セルにハフ曲線Ｈ1
〜Ｈ6 が重なる度数を求めれば、度数が極大となるセル
の距離値はρ1 ，ρ2 になるから、このヒストグラムに
よって両セルの距離ｄ（＝｜ρ2−ρ1 ｜）を求めるこ
とができるのである。また、２本の基本直線Ｌ1 ，Ｌ2
から等距離になる中心線は、両基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 に平
行であるからパラメータ空間におけるθ1 断面に存在
し、かつ距離軸方向においては（ρ1 ＋ρ2 ）／２の位
置に存在することになる。要するに、図３３のヒストグ
ラムにおいて度数が極大値をとる２つの距離値ρ1 ，ρ
2 の中央の距離値ρｃを求めれば、中心線を決定するこ
とができるのである。
〜Ｅ3 を通る１本の基本直線を求めることができる。そ
こで、実空間における互いに略平行な複数の直線群の基
準線をハフ変換を用いて求めようとすれば、略一直線上
に存在する直線群ごとにハフ変換によって各１本の基本
直線を決定し、さらに、決定した基本直線間の関係に基
づいて基準線を決定することになる。たとえば、上述し
たような略平行な直線部分を含む対象物の画像から図３
０のようなエッジＥ1 〜Ｅ5 が検出されたとすると、各
エッジＥ1 〜Ｅ5 の上の各点ｐ1 〜ｐ6 について、図３
１のようなハフ曲線Ｈ1 〜Ｈ6 を求め、パラメータ空間
に設定したセルごとの度数に基づいてハフ曲線Ｈ1 〜Ｈ
6 同士の２つの交点の座標（θ1 ，ρ1 ），（θ2 ，ρ
2 ）を求めるのである。パラメータ空間での２個の交点
の座標（θ1 ，ρ1 ），（θ2 ，ρ2 ）が決定されれ
ば、（２）式を用いることで図３２のように実空間での
基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 を決定することができるのである。
すなわち、エッジＥ1 〜Ｅ5を当てはめるべき基本直線
Ｌ1 ，Ｌ2 が決定されるのである。実空間での原点から
各基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 に下ろした垂線とｘ軸とのなす角
度θ1 ，θ2 は、両直線Ｌ1 ，Ｌ2 が互いに平行であれ
ば等しい（θ1 ＝θ2 ）から、両基本直線Ｌ1，Ｌ2 の
間の距離は、｜ρ2 −ρ1 ｜になる。図３３に示すよう
に、パラメータ空間において角度軸に直交し点（θ1 ，
０）を通る断面（θ1 断面）で、各セルにハフ曲線Ｈ1
〜Ｈ6 が重なる度数を求めれば、度数が極大となるセル
の距離値はρ1 ，ρ2 になるから、このヒストグラムに
よって両セルの距離ｄ（＝｜ρ2−ρ1 ｜）を求めるこ
とができるのである。また、２本の基本直線Ｌ1 ，Ｌ2
から等距離になる中心線は、両基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 に平
行であるからパラメータ空間におけるθ1 断面に存在
し、かつ距離軸方向においては（ρ1 ＋ρ2 ）／２の位
置に存在することになる。要するに、図３３のヒストグ
ラムにおいて度数が極大値をとる２つの距離値ρ1 ，ρ
2 の中央の距離値ρｃを求めれば、中心線を決定するこ
とができるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ハフ変
換によって２本の基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 に帰着される直線
群（すなわち、エッジＥ1 〜Ｅ5 ）の中心線を求めるに
は、パラメータ空間において各基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 に対
応するセルの座標（θ1 ，ρ1 ），（θ2 ，ρ2）を求
めた後に、求める基準線に応じたセルの位置を決定しな
ければならなず、２個のセルを求める処理と、２個のセ
ルから基準線に対応するセルを決定する処理とが必要に
なり、処理量が比較的多いという問題を有している。
換によって２本の基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 に帰着される直線
群（すなわち、エッジＥ1 〜Ｅ5 ）の中心線を求めるに
は、パラメータ空間において各基本直線Ｌ1 ，Ｌ2 に対
応するセルの座標（θ1 ，ρ1 ），（θ2 ，ρ2）を求
めた後に、求める基準線に応じたセルの位置を決定しな
ければならなず、２個のセルを求める処理と、２個のセ
ルから基準線に対応するセルを決定する処理とが必要に
なり、処理量が比較的多いという問題を有している。
【０００８】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、ハフ変換によって複数の直線群に対する基準
線を決定するにあたり、基準線に関する情報をハフ曲線
に当てはめることによって、度数が最大になる１つのセ
ルを求めるだけで基準線を決定することができるように
し、もって処理量を低減させた位置検出方法を提供しよ
うとするものである。
のであり、ハフ変換によって複数の直線群に対する基準
線を決定するにあたり、基準線に関する情報をハフ曲線
に当てはめることによって、度数が最大になる１つのセ
ルを求めるだけで基準線を決定することができるように
し、もって処理量を低減させた位置検出方法を提供しよ
うとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、対象
物を含むディジタル濃淡画像から対象物の境界線に対応
するエッジを抽出したエッジ画像に基づいて対象物の位
置を求めるようにし、互いに略平行な直線群を含む画像
について各直線上の各点にハフ変換を施してパラメータ
空間内のハフ曲線に変換し、上記直線群に略平行であっ
て上記直線群の位置を代表する１本の基準線に対応した
パラメータ空間内の１点を決定することによって、上記
直線群の位置を基準線の位置として検出する位置検出方
法において、各点に対応した各ハフ曲線に沿うとともに
所定の幅を有した帯状領域を基準線に対応する点を含む
ようにパラメータ空間内で設定し、パラメータ空間を格
子状に分割した各セルについて各ハフ曲線に対応する帯
状領域が重なる度数を求め、度数が最大になる１つのセ
ルの位置を決定し、このセルの位置を基準線に対応した
点の位置とすることを特徴とする。
物を含むディジタル濃淡画像から対象物の境界線に対応
するエッジを抽出したエッジ画像に基づいて対象物の位
置を求めるようにし、互いに略平行な直線群を含む画像
について各直線上の各点にハフ変換を施してパラメータ
空間内のハフ曲線に変換し、上記直線群に略平行であっ
て上記直線群の位置を代表する１本の基準線に対応した
パラメータ空間内の１点を決定することによって、上記
直線群の位置を基準線の位置として検出する位置検出方
法において、各点に対応した各ハフ曲線に沿うとともに
所定の幅を有した帯状領域を基準線に対応する点を含む
ようにパラメータ空間内で設定し、パラメータ空間を格
子状に分割した各セルについて各ハフ曲線に対応する帯
状領域が重なる度数を求め、度数が最大になる１つのセ
ルの位置を決定し、このセルの位置を基準線に対応した
点の位置とすることを特徴とする。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、２本の平行な基本直線に帰着される直線群の各点に
ハフ変換を施し、各ハフ曲線に対してパラメータ空間の
距離軸方向の正負両側に上記２本の基本直線間の距離の
半分以上の一定の領域幅だけ離れた境界線を設定し、両
境界線の間を帯状領域とすることによって両基本直線か
ら等距離となる基準線に対応したセルを求めることを特
徴とする。
て、２本の平行な基本直線に帰着される直線群の各点に
ハフ変換を施し、各ハフ曲線に対してパラメータ空間の
距離軸方向の正負両側に上記２本の基本直線間の距離の
半分以上の一定の領域幅だけ離れた境界線を設定し、両
境界線の間を帯状領域とすることによって両基本直線か
ら等距離となる基準線に対応したセルを求めることを特
徴とする。
【００１１】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、２本の平行な基本直線に帰着される直線群の各点に
ハフ変換を施し、パラメータ空間の距離軸方向について
各ハフ曲線に対して基準線に対応する点を含む側に上記
２本の基本直線間の距離の半分以上の一定の領域幅だけ
離れた境界線を設定し、ハフ曲線と境界線との間を帯状
領域とすることによって両基本直線から等距離となる基
準線に対応したセルを求めることを特徴とする。
て、２本の平行な基本直線に帰着される直線群の各点に
ハフ変換を施し、パラメータ空間の距離軸方向について
各ハフ曲線に対して基準線に対応する点を含む側に上記
２本の基本直線間の距離の半分以上の一定の領域幅だけ
離れた境界線を設定し、ハフ曲線と境界線との間を帯状
領域とすることによって両基本直線から等距離となる基
準線に対応したセルを求めることを特徴とする。
【００１２】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、直線群の各点にハフ変換を施し、パラメータ空間の
距離軸方向において各ハフ曲線を所望のシフト幅だけ移
動させたシフト曲線を設定し、シフト曲線に対してパラ
メータ空間の距離軸方向の正負両側にセル間の間隔の１
個分以上の一定の領域幅だけ離れた境界線を設定し、両
境界線の間を帯状領域とすることによって基準線に対応
したセルを求めることを特徴とする。
て、直線群の各点にハフ変換を施し、パラメータ空間の
距離軸方向において各ハフ曲線を所望のシフト幅だけ移
動させたシフト曲線を設定し、シフト曲線に対してパラ
メータ空間の距離軸方向の正負両側にセル間の間隔の１
個分以上の一定の領域幅だけ離れた境界線を設定し、両
境界線の間を帯状領域とすることによって基準線に対応
したセルを求めることを特徴とする。
【００１３】請求項５の発明は、請求項２ないし請求項
４の発明において、度数が最大になるセルの位置を決定
するにあたって、パラメータ空間の角度軸方向において
度数が最大になるセルの角度値を求め、この角度値を求
めるセルの角度値とし、この角度値についてのパラメー
タ空間の距離軸方向の度数分布を求め、この度数分布に
単鋒形のモデル曲線を当てはめるとともに、モデル曲線
が最大値となる距離値を求めるセルの距離値とすること
を特徴とする。
４の発明において、度数が最大になるセルの位置を決定
するにあたって、パラメータ空間の角度軸方向において
度数が最大になるセルの角度値を求め、この角度値を求
めるセルの角度値とし、この角度値についてのパラメー
タ空間の距離軸方向の度数分布を求め、この度数分布に
単鋒形のモデル曲線を当てはめるとともに、モデル曲線
が最大値となる距離値を求めるセルの距離値とすること
を特徴とする。
【００１４】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、対象物を含む領域の濃淡画像に対してエッジ検出処
理を施して検出したエッジのうち、所定の濃度を有する
画素列を上記直線群とすることを特徴とする。請求項７
の発明は、請求項１の発明において、対象物を含む領域
のカラー画像に対してエッジ検出処理を施して検出した
エッジのうち、所定の色の画素列を上記直線群とするこ
とを特徴とする。
て、対象物を含む領域の濃淡画像に対してエッジ検出処
理を施して検出したエッジのうち、所定の濃度を有する
画素列を上記直線群とすることを特徴とする。請求項７
の発明は、請求項１の発明において、対象物を含む領域
のカラー画像に対してエッジ検出処理を施して検出した
エッジのうち、所定の色の画素列を上記直線群とするこ
とを特徴とする。
【００１５】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、対象物を含む領域について対象物までの距離情報を
含む距離画像に対してエッジ検出処理を施して検出した
エッジのうち、所定の距離を有する画素列を上記直線群
とすることを特徴とする。請求項９の発明は、請求項１
の発明において、２本の平行な基本直線を組にし、互い
に交差する２組の基本直線がエッジとして検出される対
象物について、各組ごとに２本の基本直線を上記直線群
として両基本直線から等距離になる基準線を求め、両基
準線の交点の位置を対象物の位置とすることを特徴とす
る。
て、対象物を含む領域について対象物までの距離情報を
含む距離画像に対してエッジ検出処理を施して検出した
エッジのうち、所定の距離を有する画素列を上記直線群
とすることを特徴とする。請求項９の発明は、請求項１
の発明において、２本の平行な基本直線を組にし、互い
に交差する２組の基本直線がエッジとして検出される対
象物について、各組ごとに２本の基本直線を上記直線群
として両基本直線から等距離になる基準線を求め、両基
準線の交点の位置を対象物の位置とすることを特徴とす
る。
【００１６】請求項１０の発明は、請求項１の発明にお
いて、２本の平行な基本直線を組にし、互いに交差する
２組の基本直線がエッジとして検出される対象物につい
て、各組ごとに２本の基本直線を上記直線群として両基
本直線から等距離になる基準線を求めるとともに両基準
線の交点を求め、各基準線の上でこの交点から両側の基
本直線までの距離が等しく、かつ対象物の別の特徴量が
この交点の特徴量に一致するときに、その交点の位置を
対象物の位置とすることを特徴とする。
いて、２本の平行な基本直線を組にし、互いに交差する
２組の基本直線がエッジとして検出される対象物につい
て、各組ごとに２本の基本直線を上記直線群として両基
本直線から等距離になる基準線を求めるとともに両基準
線の交点を求め、各基準線の上でこの交点から両側の基
本直線までの距離が等しく、かつ対象物の別の特徴量が
この交点の特徴量に一致するときに、その交点の位置を
対象物の位置とすることを特徴とする。
【００１７】請求項１１の発明は、請求項１の発明にお
いて、２本の平行な基本直線がエッジとして検出され、
かつエッジに対して直交する端縁を有する対象物につい
て、両基本直線を上記直線群として両基本直線に平行な
基準線を求め、この基準線の上で対象物と背景とを識別
する特徴量を用いて対象物の端縁の位置を決定すること
を特徴とする。
いて、２本の平行な基本直線がエッジとして検出され、
かつエッジに対して直交する端縁を有する対象物につい
て、両基本直線を上記直線群として両基本直線に平行な
基準線を求め、この基準線の上で対象物と背景とを識別
する特徴量を用いて対象物の端縁の位置を決定すること
を特徴とする。
【００１８】
【作用】請求項１の発明の構成によれば、直線群と基準
線との関係に基づいて、パラメータ空間内で基準線に対
応する点を含むような帯状領域を各ハフ曲線ごとにハフ
曲線に沿って設定しているから、各ハフ曲線に対応する
すべての帯状領域には基準線に対応した点が含まれるこ
とになる。しかるに、基準線に対応する点では他の部位
よりも帯状領域の重なる頻度が高くなるから、各セルご
とに帯状領域が重なる度数を求めることで、基準線に対
応するセルを決定することができるのである。このよう
に、ハフ曲線に対して基準線に関する情報をあかじめ導
入した帯状領域を設定しておくことによって、単に度数
が最大になるセルを決定するだけの処理で基準線に対応
するセルを決定することができるのである。すなわち、
２点を求めてから基準線との関係を導入する場合に比較
して処理量が削減されることになる。
線との関係に基づいて、パラメータ空間内で基準線に対
応する点を含むような帯状領域を各ハフ曲線ごとにハフ
曲線に沿って設定しているから、各ハフ曲線に対応する
すべての帯状領域には基準線に対応した点が含まれるこ
とになる。しかるに、基準線に対応する点では他の部位
よりも帯状領域の重なる頻度が高くなるから、各セルご
とに帯状領域が重なる度数を求めることで、基準線に対
応するセルを決定することができるのである。このよう
に、ハフ曲線に対して基準線に関する情報をあかじめ導
入した帯状領域を設定しておくことによって、単に度数
が最大になるセルを決定するだけの処理で基準線に対応
するセルを決定することができるのである。すなわち、
２点を求めてから基準線との関係を導入する場合に比較
して処理量が削減されることになる。
【００１９】請求項２、請求項３の発明は、帯状領域の
具体的な設定方法であって、２本の直線から等距離とな
る中心線を基準線とする場合においては、各ハフ曲線に
対して帯状領域を簡単に設定することができる。請求項
４の発明は、帯状領域の具体的な設定方法であって、２
本の直線に対して平行かつ距離が異なるような基準線を
設定する場合に、各ハフ曲線に対して距離軸方向に一定
量シフトさせたシフト曲線を設定し、このシフト曲線に
対して帯状領域を設定することによって、帯状領域を簡
単に設定するものである。
具体的な設定方法であって、２本の直線から等距離とな
る中心線を基準線とする場合においては、各ハフ曲線に
対して帯状領域を簡単に設定することができる。請求項
４の発明は、帯状領域の具体的な設定方法であって、２
本の直線に対して平行かつ距離が異なるような基準線を
設定する場合に、各ハフ曲線に対して距離軸方向に一定
量シフトさせたシフト曲線を設定し、このシフト曲線に
対して帯状領域を設定することによって、帯状領域を簡
単に設定するものである。
【００２０】請求項５の発明は、度数分布に対して単鋒
形のモデル曲線を当てはめることによって１つの距離値
を決定するのであって、度数の最大になるセルが複数個
存在する場合でも１つの距離値を決定することができる
のである。請求項６ないし請求項８の発明によれば、濃
淡画像の濃淡、カラー画像の色、距離画像の距離などの
画素の特徴量を用いて目的とする対象物のみを抽出する
のであって、不要な情報を除去して目的とする対象物に
関する基準線を少ない処理量で精度よく決定することが
できる。
形のモデル曲線を当てはめることによって１つの距離値
を決定するのであって、度数の最大になるセルが複数個
存在する場合でも１つの距離値を決定することができる
のである。請求項６ないし請求項８の発明によれば、濃
淡画像の濃淡、カラー画像の色、距離画像の距離などの
画素の特徴量を用いて目的とする対象物のみを抽出する
のであって、不要な情報を除去して目的とする対象物に
関する基準線を少ない処理量で精度よく決定することが
できる。
【００２１】請求項９ないし請求項１１の発明は、対象
物についてどのような情報を対象物の位置として用いる
かを示すものであって、請求項９のように、中心線を対
象物の位置とすれば、対象物の向きを容易に知ることが
でき、請求項１０のように、中心点を対象物の位置とす
れば、対象物の位置の特定が容易になり、また請求項１
１のように、対象物の中心上での対象物のエッジの位置
を求めれば、対象物の寸法を容易に求めることができ
る。
物についてどのような情報を対象物の位置として用いる
かを示すものであって、請求項９のように、中心線を対
象物の位置とすれば、対象物の向きを容易に知ることが
でき、請求項１０のように、中心点を対象物の位置とす
れば、対象物の位置の特定が容易になり、また請求項１
１のように、対象物の中心上での対象物のエッジの位置
を求めれば、対象物の寸法を容易に求めることができ
る。
【００２２】
【実施例】（実施例１） 本実施例では、図２に示すように、１本の棒状の対象物
１についてハフ変換を用いて中心線を決定する方法につ
いて説明する。対象物１を含む領域は画像入力手段とし
てのＴＶカメラ２により撮像され、ＴＶカメラ２の出力
はＡ／Ｄ変換部３でディジタル信号に変換された後、エ
ッジ検出部４においてＡ／Ｄ変換部３から出力された濃
淡画像に対して、１次微分値が極大になる画素を抽出し
たり、２次微分値が零になる画素を抽出するなどの方法
でエッジの検出がなされる。ここで、エッジを検出する
処理はとくに限定されるものではなく、従来周知の手法
を採用すればよい。このような処理によって、エッジ検
出部４からは図３に示すようなエッジ画像Ｉ2 （基準線
Ｌｃは後の処理で求められる）が出力され、対象物１の
境界線に対応した２本の略平行な直線のエッジＥ1 〜Ｅ
5 が検出される。ここに、濃淡画像やエッジ画像Ｉ2 は
図示していないフレームメモリに格納され、各処理はフ
レームメモリに格納されたデータに対して行なわれる。
１についてハフ変換を用いて中心線を決定する方法につ
いて説明する。対象物１を含む領域は画像入力手段とし
てのＴＶカメラ２により撮像され、ＴＶカメラ２の出力
はＡ／Ｄ変換部３でディジタル信号に変換された後、エ
ッジ検出部４においてＡ／Ｄ変換部３から出力された濃
淡画像に対して、１次微分値が極大になる画素を抽出し
たり、２次微分値が零になる画素を抽出するなどの方法
でエッジの検出がなされる。ここで、エッジを検出する
処理はとくに限定されるものではなく、従来周知の手法
を採用すればよい。このような処理によって、エッジ検
出部４からは図３に示すようなエッジ画像Ｉ2 （基準線
Ｌｃは後の処理で求められる）が出力され、対象物１の
境界線に対応した２本の略平行な直線のエッジＥ1 〜Ｅ
5 が検出される。ここに、濃淡画像やエッジ画像Ｉ2 は
図示していないフレームメモリに格納され、各処理はフ
レームメモリに格納されたデータに対して行なわれる。
【００２３】ところで、得られたエッジ画像Ｉ2 の各エ
ッジＥ1 〜Ｅ 5 は、照明条件等によって一部が分断され
ていたり、各エッジＥ1 〜Ｅ 5 が必ずしもそれぞれ一直
線をなしていなかったりすることが多い。そこで、従来
の技術としても説明したように、上記エッジＥ1 〜Ｅ 5
の上の点列についてハフ変換を施し、実空間からパラメ
ータ空間へのパラメータ変換を行なう。パラメータ変換
の処理はパラメータ変換部５で行なわれ、ハフ変換の対
象となるデータは、エッジＥ1 〜Ｅ 5 のすべての点列
（画素列）、もしくは適宜間引いた点列になる。ハフ変
換を施すと、従来の技術として説明したように、エッジ
Ｅ1 〜Ｅ 5 の上の各点がパラメータ空間の上ではハフ曲
線に写像され、エッジＥ1 〜Ｅ 3 とエッジＥ 4 ，Ｅ 5 は
それぞれハフ曲線の交点に写像されることになる。この
交点をディジタル処理によって求めることができるよう
にするために、パラメータ空間は格子状の多数のセルに
分割されており、各セルについてハフ曲線と重なる度数
を求め、この度数が極大値となるセルを求めれば、その
セルがハフ曲線の交点に対応したセルになる。
ッジＥ1 〜Ｅ 5 は、照明条件等によって一部が分断され
ていたり、各エッジＥ1 〜Ｅ 5 が必ずしもそれぞれ一直
線をなしていなかったりすることが多い。そこで、従来
の技術としても説明したように、上記エッジＥ1 〜Ｅ 5
の上の点列についてハフ変換を施し、実空間からパラメ
ータ空間へのパラメータ変換を行なう。パラメータ変換
の処理はパラメータ変換部５で行なわれ、ハフ変換の対
象となるデータは、エッジＥ1 〜Ｅ 5 のすべての点列
（画素列）、もしくは適宜間引いた点列になる。ハフ変
換を施すと、従来の技術として説明したように、エッジ
Ｅ1 〜Ｅ 5 の上の各点がパラメータ空間の上ではハフ曲
線に写像され、エッジＥ1 〜Ｅ 3 とエッジＥ 4 ，Ｅ 5 は
それぞれハフ曲線の交点に写像されることになる。この
交点をディジタル処理によって求めることができるよう
にするために、パラメータ空間は格子状の多数のセルに
分割されており、各セルについてハフ曲線と重なる度数
を求め、この度数が極大値となるセルを求めれば、その
セルがハフ曲線の交点に対応したセルになる。
【００２４】一方、本実施例では対象物１の中心線を求
めるのであって、エッジ画像Ｉ2 では中心線に相当する
基準線Ｌｃは、エッジＥ1 〜Ｅ 5 にほぼ一致した２本の
基本直線から等距離の直線になる。すなわち、エッジＥ
1 〜Ｅ 5 は２本の基本直線に帰着されるから、両基本直
線の距離をｄとすれば、基準線Ｌｃは両基本直線から距
離が略ｄ／２の位置の直線になる。このような基準線Ｌ
ｃに対応するパラメータ空間上での点を決定するに際し
て、本実施例ではパラメータ空間で個々のエッジＥ1 〜
Ｅ 5 の上の点列に対応したハフ曲線の交点を求める処理
を行なわずに、各エッジＥ1 〜Ｅ 5 の点列の情報に基づ
いてただちに基準線Ｌｃを求めることができるようにし
ているのである。すなわち、パラメータ空間内で、各エ
ッジＥ1〜Ｅ 5 に対応して度数が極大値をとる２個のセ
ルを求めた後に両セルの中間位置のセルの座標を求める
のではなく、度数が最大値となるセルの座標を求めるだ
けで基準線Ｌｃに対応するセルの座標を求めることがで
きるようにして処理を簡単にするのである。
めるのであって、エッジ画像Ｉ2 では中心線に相当する
基準線Ｌｃは、エッジＥ1 〜Ｅ 5 にほぼ一致した２本の
基本直線から等距離の直線になる。すなわち、エッジＥ
1 〜Ｅ 5 は２本の基本直線に帰着されるから、両基本直
線の距離をｄとすれば、基準線Ｌｃは両基本直線から距
離が略ｄ／２の位置の直線になる。このような基準線Ｌ
ｃに対応するパラメータ空間上での点を決定するに際し
て、本実施例ではパラメータ空間で個々のエッジＥ1 〜
Ｅ 5 の上の点列に対応したハフ曲線の交点を求める処理
を行なわずに、各エッジＥ1 〜Ｅ 5 の点列の情報に基づ
いてただちに基準線Ｌｃを求めることができるようにし
ているのである。すなわち、パラメータ空間内で、各エ
ッジＥ1〜Ｅ 5 に対応して度数が極大値をとる２個のセ
ルを求めた後に両セルの中間位置のセルの座標を求める
のではなく、度数が最大値となるセルの座標を求めるだ
けで基準線Ｌｃに対応するセルの座標を求めることがで
きるようにして処理を簡単にするのである。
【００２５】以下に、この手法について具体的に説明す
る。まず、２本の基本直線の間の距離がｄであるとし
て、Ｋ≧ｄ／２の範囲で領域幅Ｋを設定し、図４に示す
ように、エッジＥ1 〜Ｅ 5 の上の点列をハフ変換して得
られる各ハフ曲線Ｈｉ（ｉ＝１，２，３，４，５）をそ
れぞれ距離軸方向の正負両側に領域幅Ｋだけシフトさせ
た境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄ（ｉ＝１，２，３，４，５）を
設定する。ここにおいて、距離ｄは対象物１の幅に略等
しいと考えられるから、対象物１の幅の実測値から領域
幅Ｋを設定すればよい。
る。まず、２本の基本直線の間の距離がｄであるとし
て、Ｋ≧ｄ／２の範囲で領域幅Ｋを設定し、図４に示す
ように、エッジＥ1 〜Ｅ 5 の上の点列をハフ変換して得
られる各ハフ曲線Ｈｉ（ｉ＝１，２，３，４，５）をそ
れぞれ距離軸方向の正負両側に領域幅Ｋだけシフトさせ
た境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄ（ｉ＝１，２，３，４，５）を
設定する。ここにおいて、距離ｄは対象物１の幅に略等
しいと考えられるから、対象物１の幅の実測値から領域
幅Ｋを設定すればよい。
【００２６】従来のようにエッジＥ1 〜Ｅ 5 に対応する
セルを決定する際には、各セルについてハフ曲線Ｈｉが
通る度数を求めるのであるが、本実施例では、各セルに
ついてハフ曲線Ｈｉごとに設定した境界線Ｈｉｕ，Ｈｉ
ｄの間に挟まれる度数を求めるようにする。要するに、
パラメータ空間における各ハフ曲線Ｈｉに沿って幅が２
Ｋの帯状領域を設定し、各セルについてこの帯状領域に
重なる度数を求めるのである。帯状領域はハフ曲線Ｈｉ
を中心としてρ方向の正負両側に幅Ｋ（≧ｄ／２）を有
するから、各エッジＥ1 〜Ｅ 5 に対応したハフ曲線Ｈｉ
の交点（θ1 ，ρ1 ）、（θ1 ，ρ2 ）を距離軸方向に
距離Ｋだけシフトさせたことになる。その結果、各エッ
ジＥ1 〜Ｅ 5 についてハフ曲線Ｈｉのみで得られる度数
分布を距離軸方向にシフトさせて重ね合わせたことにな
り、各エッジＥ1 〜Ｅ 5 に対応する交点（θ1 ，
ρ1 ）、（θ1 ，ρ2 ）の度数は略等しいと考えられる
から、パラメータ空間において角度軸に直交するθ1 で
の断面（θ1 断面）の度数分布は、図５に示すように、
両交点（θ1 ，ρ1 ）、（θ1 ，ρ2 ）の中点（θ1 ，
ρｃ）で度数が最大になる分布になる。すなわち、上述
の手順でパラメータ空間の各セルの度数を求めれば、度
数の最大となるセルが、ハフ曲線Ｈｉによって求められ
る２個の交点の中点に相当するセルになり、結果的に度
数が最大値をとるセルの座標を求めるだけで基準線Ｌｃ
に対応したセルの座標（θ1 ，ρｃ）を求めることにな
る。度数が最大となるセルを求める処理はピーク検出部
６で行なわれる。また、度数が最大になるセルの座標
（θ1 ，ρｃ）が求められると、基準線作成部７におい
て（２）式を適用してパラメータ空間の座標（θ1 ，ρ
ｃ）を実空間の直線に変換し、基準線Ｌｃを求めるので
ある。
セルを決定する際には、各セルについてハフ曲線Ｈｉが
通る度数を求めるのであるが、本実施例では、各セルに
ついてハフ曲線Ｈｉごとに設定した境界線Ｈｉｕ，Ｈｉ
ｄの間に挟まれる度数を求めるようにする。要するに、
パラメータ空間における各ハフ曲線Ｈｉに沿って幅が２
Ｋの帯状領域を設定し、各セルについてこの帯状領域に
重なる度数を求めるのである。帯状領域はハフ曲線Ｈｉ
を中心としてρ方向の正負両側に幅Ｋ（≧ｄ／２）を有
するから、各エッジＥ1 〜Ｅ 5 に対応したハフ曲線Ｈｉ
の交点（θ1 ，ρ1 ）、（θ1 ，ρ2 ）を距離軸方向に
距離Ｋだけシフトさせたことになる。その結果、各エッ
ジＥ1 〜Ｅ 5 についてハフ曲線Ｈｉのみで得られる度数
分布を距離軸方向にシフトさせて重ね合わせたことにな
り、各エッジＥ1 〜Ｅ 5 に対応する交点（θ1 ，
ρ1 ）、（θ1 ，ρ2 ）の度数は略等しいと考えられる
から、パラメータ空間において角度軸に直交するθ1 で
の断面（θ1 断面）の度数分布は、図５に示すように、
両交点（θ1 ，ρ1 ）、（θ1 ，ρ2 ）の中点（θ1 ，
ρｃ）で度数が最大になる分布になる。すなわち、上述
の手順でパラメータ空間の各セルの度数を求めれば、度
数の最大となるセルが、ハフ曲線Ｈｉによって求められ
る２個の交点の中点に相当するセルになり、結果的に度
数が最大値をとるセルの座標を求めるだけで基準線Ｌｃ
に対応したセルの座標（θ1 ，ρｃ）を求めることにな
る。度数が最大となるセルを求める処理はピーク検出部
６で行なわれる。また、度数が最大になるセルの座標
（θ1 ，ρｃ）が求められると、基準線作成部７におい
て（２）式を適用してパラメータ空間の座標（θ1 ，ρ
ｃ）を実空間の直線に変換し、基準線Ｌｃを求めるので
ある。
【００２７】上記手順をまとめると、図１のようにな
る。すなわち、対象物１について濃淡画像を得た後（Ｓ
１）、エッジＥ1 〜Ｅ 5 を検出する（Ｓ２）。次に、検
出したエッジＥ1 〜Ｅ 5 の上の点列についてハフ変換を
施してハフ曲線を求め（Ｓ３）、各ハフ曲線の近傍に所
定の領域幅の帯状領域を設定してパラメータ空間の各セ
ルについて帯状領域と重なる度数を求める（Ｓ４）。各
セルの度数が求まれば、度数の最大値となるセルを探索
する（Ｓ５）。度数が最大となるセルが求めるセルであ
って、そのセルの座標値を決定する（Ｓ６）。
る。すなわち、対象物１について濃淡画像を得た後（Ｓ
１）、エッジＥ1 〜Ｅ 5 を検出する（Ｓ２）。次に、検
出したエッジＥ1 〜Ｅ 5 の上の点列についてハフ変換を
施してハフ曲線を求め（Ｓ３）、各ハフ曲線の近傍に所
定の領域幅の帯状領域を設定してパラメータ空間の各セ
ルについて帯状領域と重なる度数を求める（Ｓ４）。各
セルの度数が求まれば、度数の最大値となるセルを探索
する（Ｓ５）。度数が最大となるセルが求めるセルであ
って、そのセルの座標値を決定する（Ｓ６）。
【００２８】（実施例２） 実施例１においては、各ハフ曲線Ｈｉについて距離軸方
向の正負両側に領域幅Ｋだけずらした境界線Ｈｉｕ，Ｈ
ｉｄを設定し、両境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄに挟まれた各セ
ルが各帯状領域と重なる度数を求めるようにしていた
が、２本の基本直線について中央の基準線Ｌｃを求める
のであれば、ハフ曲線Ｈｉに対してその基準線Ｌｃを含
む側の境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄのみを設定すれば目的を達
成することができる。そこで、本実施例では、図６に示
すように、各ハフ曲線Ｈｉに対して求めるセルが存在す
る側にのみ境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄを設定するようにし
て、不要な情報の発生を低減しているのである。ここに
おいて、各ハフ曲線Ｈｉに対して距離軸方向の正負どち
ら側に境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄを設定するかは、実空間の
エッジＥ1 〜Ｅ 5 の上の点列の各座標値などによって決
定すればよい。他の手順は実施例１と同様である。
向の正負両側に領域幅Ｋだけずらした境界線Ｈｉｕ，Ｈ
ｉｄを設定し、両境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄに挟まれた各セ
ルが各帯状領域と重なる度数を求めるようにしていた
が、２本の基本直線について中央の基準線Ｌｃを求める
のであれば、ハフ曲線Ｈｉに対してその基準線Ｌｃを含
む側の境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄのみを設定すれば目的を達
成することができる。そこで、本実施例では、図６に示
すように、各ハフ曲線Ｈｉに対して求めるセルが存在す
る側にのみ境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄを設定するようにし
て、不要な情報の発生を低減しているのである。ここに
おいて、各ハフ曲線Ｈｉに対して距離軸方向の正負どち
ら側に境界線Ｈｉｕ，Ｈｉｄを設定するかは、実空間の
エッジＥ1 〜Ｅ 5 の上の点列の各座標値などによって決
定すればよい。他の手順は実施例１と同様である。
【００２９】（実施例３）上記各実施例では、２本の基
本直線の基準線Ｌｃとして両基本直線から等距離になる
直線（すなわち、中心線）を求めるようにしていたが、
基準線Ｌｃを他の位置に設定したい場合がある。そこ
で、本実施例では、基本直線に対して平行であって、両
基本直線からの距離は等しくないような基準線Ｌｃを設
定することができる方法について説明する。
本直線の基準線Ｌｃとして両基本直線から等距離になる
直線（すなわち、中心線）を求めるようにしていたが、
基準線Ｌｃを他の位置に設定したい場合がある。そこ
で、本実施例では、基本直線に対して平行であって、両
基本直線からの距離は等しくないような基準線Ｌｃを設
定することができる方法について説明する。
【００３０】すなわち、各ハフ曲線Ｈｉについて、図７
に示すように、一定のシフト幅Ｗだけ距離軸方向にシフ
トさせ、シフト後のハフ曲線Ｈｉｓに対して、実施例１
と同様に距離軸方向の正負両側に所定の領域幅Ｋで境界
線Ｈiu，Ｈidを設定するのである。以後の処理は実施例
１と同様になる。このようにハフ曲線Ｈｉをシフトさせ
れば、シフト幅Ｗの設定値に応じて基準線Ｌｃの位置を
適宜変更することができる。たとえば、２本の基本直線
の間の距離がｄであるときに、シフト幅Ｗをｄ／２とし
両基本直線の間の領域に対応するように各ハフ曲線Ｈｉ
をシフトさせたとすると（すなわち、交点（θ1 ，
ρ1 ）付近を通るハフ曲線Ｈｉは上、交点（θ1 ，
ρ2 ）付近を通るハフ曲線Ｈｉは下にシフトさせる
と）、両基本直線から等距離の位置に対応したセルの度
数が最大値となり、対象物１の中心線に対応した基準線
Ｌｃを求めることができる。この場合に、領域幅Ｋはｄ
／２以上とする必要はなく、基準線Ｌｃに対応するセル
を含む範囲でセルの１個分以上の幅に設定すればよい。
に示すように、一定のシフト幅Ｗだけ距離軸方向にシフ
トさせ、シフト後のハフ曲線Ｈｉｓに対して、実施例１
と同様に距離軸方向の正負両側に所定の領域幅Ｋで境界
線Ｈiu，Ｈidを設定するのである。以後の処理は実施例
１と同様になる。このようにハフ曲線Ｈｉをシフトさせ
れば、シフト幅Ｗの設定値に応じて基準線Ｌｃの位置を
適宜変更することができる。たとえば、２本の基本直線
の間の距離がｄであるときに、シフト幅Ｗをｄ／２とし
両基本直線の間の領域に対応するように各ハフ曲線Ｈｉ
をシフトさせたとすると（すなわち、交点（θ1 ，
ρ1 ）付近を通るハフ曲線Ｈｉは上、交点（θ1 ，
ρ2 ）付近を通るハフ曲線Ｈｉは下にシフトさせる
と）、両基本直線から等距離の位置に対応したセルの度
数が最大値となり、対象物１の中心線に対応した基準線
Ｌｃを求めることができる。この場合に、領域幅Ｋはｄ
／２以上とする必要はなく、基準線Ｌｃに対応するセル
を含む範囲でセルの１個分以上の幅に設定すればよい。
【００３１】また、２本の基本直線の距離がｄであると
きに、一方の基本直線に帰着されるエッジＥ1 〜Ｅ3 に
対応したハフ曲線Ｈｉが他方の基本直線に帰着されるエ
ッジＥ 4 ，Ｅ 5 に対応するハフ曲線Ｈｉに近付く向きで
シフト幅Ｗをｄに設定したとすると、度数が最大になる
セルは上記他方の基本直線に略一致し、対象物１の一方
の側縁に対応する基本直線を基準線Ｌｃに設定すること
ができる。
きに、一方の基本直線に帰着されるエッジＥ1 〜Ｅ3 に
対応したハフ曲線Ｈｉが他方の基本直線に帰着されるエ
ッジＥ 4 ，Ｅ 5 に対応するハフ曲線Ｈｉに近付く向きで
シフト幅Ｗをｄに設定したとすると、度数が最大になる
セルは上記他方の基本直線に略一致し、対象物１の一方
の側縁に対応する基本直線を基準線Ｌｃに設定すること
ができる。
【００３２】これらの例でもわかるように、シフト幅Ｗ
を適宜値に設定することによって、基準線Ｌｃが設定さ
れる位置を変更することができるのである。他の点につ
いては実施例１と同様である。 （実施例４）実施例１の方法を実際の対象物１に適用し
た場合に、図９（ｂ）に示すように、度数分布が単鋒的
ではあっても最大度数を１つのセルに決定できない場合
がある。本実施例は、このような場合に対処するもので
あって、図９（ａ）に示すように、度数分布に対して適
当な曲線（以後、モデル曲線という）Ｃを当てはめ、モ
デル曲線Ｃの頂点に対応したパラメータ空間での座標値
を求めることによって、基準線Ｌｃに対応する座標値を
求めるようにしている。
を適宜値に設定することによって、基準線Ｌｃが設定さ
れる位置を変更することができるのである。他の点につ
いては実施例１と同様である。 （実施例４）実施例１の方法を実際の対象物１に適用し
た場合に、図９（ｂ）に示すように、度数分布が単鋒的
ではあっても最大度数を１つのセルに決定できない場合
がある。本実施例は、このような場合に対処するもので
あって、図９（ａ）に示すように、度数分布に対して適
当な曲線（以後、モデル曲線という）Ｃを当てはめ、モ
デル曲線Ｃの頂点に対応したパラメータ空間での座標値
を求めることによって、基準線Ｌｃに対応する座標値を
求めるようにしている。
【００３３】すなわち、図８に示すように、ステップＳ
１１〜Ｓ１５は図１に示した実施例１のステップＳ１〜
Ｓ５と同様であって、次に最大度数が得られるセルの角
度成分（θ1 とする）を求めて、パラメータ空間におい
て角度軸方向に直交するθ1での断面を求める。要する
に、θ1 断面における距離軸方向の度数分布を抽出する
（Ｓ１６）。このとき、両基本直線の間の距離を考慮し
て不要な箇所の度数が含まれないようにする。たとえ
ば、θ1 断面において最大値と最小値とをとる境界線Ｈ
ｉｕ，Ｈｉｄの間の領域でのみ度数分布を抽出するので
ある。
１１〜Ｓ１５は図１に示した実施例１のステップＳ１〜
Ｓ５と同様であって、次に最大度数が得られるセルの角
度成分（θ1 とする）を求めて、パラメータ空間におい
て角度軸方向に直交するθ1での断面を求める。要する
に、θ1 断面における距離軸方向の度数分布を抽出する
（Ｓ１６）。このとき、両基本直線の間の距離を考慮し
て不要な箇所の度数が含まれないようにする。たとえ
ば、θ1 断面において最大値と最小値とをとる境界線Ｈ
ｉｕ，Ｈｉｄの間の領域でのみ度数分布を抽出するので
ある。
【００３４】上述のようにして求めた度数分布に対して
放物線やガウス曲線などを当てはめ（Ｓ１７）、モデル
曲線が最大値となる座標の距離成分（ρｃとする）を求
めて、ρｃをこの度数分布における最頻値（モード）と
みなすのである（Ｓ１８）。以上のような処理によっ
て、度数の最大値をとるセルが複数個存在する場合であ
っても基準線Ｌｃに対応した１個のセルを決定すること
ができる。本実施例の方法は、実施例１ないし実施例３
のいずれにも適用可能である。
放物線やガウス曲線などを当てはめ（Ｓ１７）、モデル
曲線が最大値となる座標の距離成分（ρｃとする）を求
めて、ρｃをこの度数分布における最頻値（モード）と
みなすのである（Ｓ１８）。以上のような処理によっ
て、度数の最大値をとるセルが複数個存在する場合であ
っても基準線Ｌｃに対応した１個のセルを決定すること
ができる。本実施例の方法は、実施例１ないし実施例３
のいずれにも適用可能である。
【００３５】（実施例５）本実施例では、図１１に示す
ように、複数個の棒状の対象物１ａ，１ｂを撮像した場
合であって、図１２に示すように、各対象物１ａ，１ｂ
の濃淡画像Ｉ1 では、各対象物１ａ，１ｂに対応した図
形Ｊａ，Ｊｂに濃度差がある（図１２で斜線のピッチは
濃度を示す）場合について、一方の対象物１ａ，１ｂの
み（ここでは対象物１ｂ）の中心線を抽出する方法を説
明する。
ように、複数個の棒状の対象物１ａ，１ｂを撮像した場
合であって、図１２に示すように、各対象物１ａ，１ｂ
の濃淡画像Ｉ1 では、各対象物１ａ，１ｂに対応した図
形Ｊａ，Ｊｂに濃度差がある（図１２で斜線のピッチは
濃度を示す）場合について、一方の対象物１ａ，１ｂの
み（ここでは対象物１ｂ）の中心線を抽出する方法を説
明する。
【００３６】本実施例では、図１０に示すように、実施
例１のステップＳ１〜Ｓ６と異なるのはステップＳ２２
であって、エッジ検出部４で検出したエッジに対して、
濃度選択部８において濃淡画像Ｉ1 の濃度値を利用して
特定の濃度を有するエッジのみを検出する点が相違す
る。すなわち、実施例１のような処理では、図１４
（ａ）のようにすべての対象物１ａ，１ｂについてのエ
ッジＥａ，Ｅｂが検出されるから、図１４（ｂ）のよう
に２本の基準線Ｌｃａ，Ｌｃｂが検出されることになっ
て不都合である。そこで、上述のように各対象物１ａ，
１ｂの濃淡画像Ｉ1 での濃度差を利用して、図１３
（ａ）のように所望の対象物１ｂに対応する濃度を有し
た図形ＪｂのエッジＥｂのみを検出するのである。その
後は、実施例１と同様の処理によって、図１３（ｂ）の
ように求める対象物１ｂについてのみの基準線Ｌｃｂを
求めることができるのである。このように、各対象物１
ａ，１ｂに濃度差をもたせるには照明条件などを適宜設
定すればよい。他の手順については、実施例１と同様で
あるから説明を省略する。
例１のステップＳ１〜Ｓ６と異なるのはステップＳ２２
であって、エッジ検出部４で検出したエッジに対して、
濃度選択部８において濃淡画像Ｉ1 の濃度値を利用して
特定の濃度を有するエッジのみを検出する点が相違す
る。すなわち、実施例１のような処理では、図１４
（ａ）のようにすべての対象物１ａ，１ｂについてのエ
ッジＥａ，Ｅｂが検出されるから、図１４（ｂ）のよう
に２本の基準線Ｌｃａ，Ｌｃｂが検出されることになっ
て不都合である。そこで、上述のように各対象物１ａ，
１ｂの濃淡画像Ｉ1 での濃度差を利用して、図１３
（ａ）のように所望の対象物１ｂに対応する濃度を有し
た図形ＪｂのエッジＥｂのみを検出するのである。その
後は、実施例１と同様の処理によって、図１３（ｂ）の
ように求める対象物１ｂについてのみの基準線Ｌｃｂを
求めることができるのである。このように、各対象物１
ａ，１ｂに濃度差をもたせるには照明条件などを適宜設
定すればよい。他の手順については、実施例１と同様で
あるから説明を省略する。
【００３７】（実施例６）本実施例では、図１６に示す
ように、複数個の棒状の対象物１ａ，１ｂを撮像した場
合であって、各対象物１ａ，１ｂの色が互いに異なる場
合について、一方の対象物１ａ，１ｂのみの中心線を抽
出する方法を説明する。本実施例の方法では、図１５に
示すように、実施例１とはステップＳ３１，Ｓ３２が相
違するのであって、以後の処理Ｓ３３〜Ｓ３７は実施例
１のステップＳ２〜Ｓ６と同様である。すなわち、実施
例１と同様の構成のエッジ検出部４でエッジを検出する
前処理として対象物１ａ，１ｂの色を識別するのであっ
て（Ｓ３１，Ｓ３２）、ＴＶカメラ２にはカラー画像を
撮像できるものを用いている。ＴＶカメラ２でカラー画
像が獲得されると（Ｓ３１）、色成分（たとえば、Ｒ，
Ｇ，Ｂ）ごとに信号強度が求められ、次式のような線形
演算を行なうことによって各画素の色Ｉを特定すること
ができる。 Ｉ＝αＲ＋βＧ＋γＢ （３） ただし、α，β，γは定数である。すなわち、各画素ご
とに（３）式の演算を行なって、所望の色Ｉを有する画
素のみを特定色抽出部９で抽出するのである。特定色の
画素を抽出した後の処理は実施例１と同様になる。
ように、複数個の棒状の対象物１ａ，１ｂを撮像した場
合であって、各対象物１ａ，１ｂの色が互いに異なる場
合について、一方の対象物１ａ，１ｂのみの中心線を抽
出する方法を説明する。本実施例の方法では、図１５に
示すように、実施例１とはステップＳ３１，Ｓ３２が相
違するのであって、以後の処理Ｓ３３〜Ｓ３７は実施例
１のステップＳ２〜Ｓ６と同様である。すなわち、実施
例１と同様の構成のエッジ検出部４でエッジを検出する
前処理として対象物１ａ，１ｂの色を識別するのであっ
て（Ｓ３１，Ｓ３２）、ＴＶカメラ２にはカラー画像を
撮像できるものを用いている。ＴＶカメラ２でカラー画
像が獲得されると（Ｓ３１）、色成分（たとえば、Ｒ，
Ｇ，Ｂ）ごとに信号強度が求められ、次式のような線形
演算を行なうことによって各画素の色Ｉを特定すること
ができる。 Ｉ＝αＲ＋βＧ＋γＢ （３） ただし、α，β，γは定数である。すなわち、各画素ご
とに（３）式の演算を行なって、所望の色Ｉを有する画
素のみを特定色抽出部９で抽出するのである。特定色の
画素を抽出した後の処理は実施例１と同様になる。
【００３８】（実施例７）本実施例では、図１８に示す
ように、多数の対象物１ａ〜１ｅがＴＶカメラ２の撮像
領域内に存在する場合であって、各対象物１ａ〜１ｅと
ＴＶカメラ２との相対距離が時間とともに変化する場合
について説明する。このような状況は、たとえば、自動
走行する移動体にＴＶカメラ２を搭載し、周囲物体との
衝突を回避させながら移動体を目的値に到達させるよう
な場合に生じる。
ように、多数の対象物１ａ〜１ｅがＴＶカメラ２の撮像
領域内に存在する場合であって、各対象物１ａ〜１ｅと
ＴＶカメラ２との相対距離が時間とともに変化する場合
について説明する。このような状況は、たとえば、自動
走行する移動体にＴＶカメラ２を搭載し、周囲物体との
衝突を回避させながら移動体を目的値に到達させるよう
な場合に生じる。
【００３９】いま、図１９に示すように、ＴＶカメラ２
に対する各対象物１ａ〜１ｅの距離はこの順で大きくな
るものとする。すなわち、対象物１ａがＴＶカメラ２に
もっとも近く、対象物１ｅがＴＶカメラ２からもっとも
遠いものとする。この場合、移動体の障害となるのは近
い位置の対象物１ａ，１ｂであって、遠い位置の対象物
１ｃ〜１ｅについては当面は不要である。そこで、処理
量を低減するためには対象物１ａ，１ｂについてのみ処
理を行なえばよいことになる。すなわち、ＴＶカメラ２
では各画素に距離が対応した図２０（ａ）に示すような
距離画像Ｉ3 が得られており（図１７のＳ４１）、各対
象物１ａ〜１ｅに対応した図形Ｄａ〜Ｄｅについて図２
０（ｂ）に示すようにエッジ検出部４でエッジを検出し
た後に、距離選択部１０において移動体から所定の距離
内に存在する対象物１ａ，１ｂのエッジＥａ，Ｅｂを検
出する処理を行なう（図１７のＳ４２）。ここで、移動
体から対象物１ａ〜１ｅまでの距離画像を得るには、２
台のＴＶカメラの視差を利用したり、照明方向と結像位
置との関係による三角測量法を利用したりするなど周知
の手法を用いればよい。
に対する各対象物１ａ〜１ｅの距離はこの順で大きくな
るものとする。すなわち、対象物１ａがＴＶカメラ２に
もっとも近く、対象物１ｅがＴＶカメラ２からもっとも
遠いものとする。この場合、移動体の障害となるのは近
い位置の対象物１ａ，１ｂであって、遠い位置の対象物
１ｃ〜１ｅについては当面は不要である。そこで、処理
量を低減するためには対象物１ａ，１ｂについてのみ処
理を行なえばよいことになる。すなわち、ＴＶカメラ２
では各画素に距離が対応した図２０（ａ）に示すような
距離画像Ｉ3 が得られており（図１７のＳ４１）、各対
象物１ａ〜１ｅに対応した図形Ｄａ〜Ｄｅについて図２
０（ｂ）に示すようにエッジ検出部４でエッジを検出し
た後に、距離選択部１０において移動体から所定の距離
内に存在する対象物１ａ，１ｂのエッジＥａ，Ｅｂを検
出する処理を行なう（図１７のＳ４２）。ここで、移動
体から対象物１ａ〜１ｅまでの距離画像を得るには、２
台のＴＶカメラの視差を利用したり、照明方向と結像位
置との関係による三角測量法を利用したりするなど周知
の手法を用いればよい。
【００４０】上述のようにして、対象物１ａ〜１ｅまで
の距離情報を用いることによって必要な対象物１ａ，１
ｂについてのみのエッジＥａ，Ｅｂを検出することがで
き、これらのエッジＥａ，Ｅｂについて、実施例１と同
様の手法Ｓ４３〜Ｓ４６（実施例１のＳ３〜Ｓ６と同
じ）を適用することで図２０（ｃ）のように各対象物１
ａ，１ｂの基準線Ｌｃａ，Ｌｃｂを求めることができる
のである。
の距離情報を用いることによって必要な対象物１ａ，１
ｂについてのみのエッジＥａ，Ｅｂを検出することがで
き、これらのエッジＥａ，Ｅｂについて、実施例１と同
様の手法Ｓ４３〜Ｓ４６（実施例１のＳ３〜Ｓ６と同
じ）を適用することで図２０（ｃ）のように各対象物１
ａ，１ｂの基準線Ｌｃａ，Ｌｃｂを求めることができる
のである。
【００４１】（実施例８）本実施例は、図２２（ａ）の
ように、濃淡画像Ｉ1 において対象物の図形Ｊが平行四
辺形（ここでは、長方形）となる場合の例であって、雑
音成分を除去して不要な処理を低減するために、図形Ｊ
を含むようにエッジ画像Ｉ2 （もしくは濃淡画像Ｉ1 ）
について処理領域Ｆを設定し、処理領域Ｆの内側でのみ
基準線を抽出する処理を行なうようにしてある。
ように、濃淡画像Ｉ1 において対象物の図形Ｊが平行四
辺形（ここでは、長方形）となる場合の例であって、雑
音成分を除去して不要な処理を低減するために、図形Ｊ
を含むようにエッジ画像Ｉ2 （もしくは濃淡画像Ｉ1 ）
について処理領域Ｆを設定し、処理領域Ｆの内側でのみ
基準線を抽出する処理を行なうようにしてある。
【００４２】すなわち、図２１に示すように、エッジを
検出した後（Ｓ５１，Ｓ５２）、処理領域Ｆを設定して
いるのであって（Ｓ５３）、その後は、実施例１ないし
実施例４のいずれかの方法によって基準線（中心線）を
求めるのである（Ｓ５４）。ここで、対象物に対応した
図形Ｊは平行四辺形になっているから、２組の平行線が
存在するのであって、各平行線について上記各実施例の
方法を用いて、図２２（ｂ）に示すように、各別に基準
線Ｌｃ1 ，Ｌｃ2 を求める。このようにして求めた基準
線Ｌｃ1 ，Ｌｃ2 の交点ｐｃを求め（Ｓ５５）、この交
点ｐｃを対象物１の基準点とするのである。
検出した後（Ｓ５１，Ｓ５２）、処理領域Ｆを設定して
いるのであって（Ｓ５３）、その後は、実施例１ないし
実施例４のいずれかの方法によって基準線（中心線）を
求めるのである（Ｓ５４）。ここで、対象物に対応した
図形Ｊは平行四辺形になっているから、２組の平行線が
存在するのであって、各平行線について上記各実施例の
方法を用いて、図２２（ｂ）に示すように、各別に基準
線Ｌｃ1 ，Ｌｃ2 を求める。このようにして求めた基準
線Ｌｃ1 ，Ｌｃ2 の交点ｐｃを求め（Ｓ５５）、この交
点ｐｃを対象物１の基準点とするのである。
【００４３】（実施例９）本実施例は、図２４（ａ）の
ように、複数の対象物の図形Ｊａ〜Ｊｃが含まれている
ときに、各対象物に対応した基準点を求める方法につい
て説明する。ここで、各対象物１の図形Ｊａ〜Ｊｃはそ
れぞれ平行四辺形であるものとする。本実施例の方法
は、基本的には、実施例８と同様であって、まず図形Ｊ
ａ〜Ｊｃを含むようにエッジ画像Ｉ2 （もしくは濃淡画
像Ｉ1 ）において処理領域Ｆを設定する（図２３のＳ６
１〜Ｓ６３）。また、図２４（ｂ）に示すように、各図
形Ｊａ〜Ｊｃごとに２組ずつの平行線に対する合計６本
の基準線Ｌc1a ，Ｌc2a ，Ｌc1b ，Ｌc2b ，Ｌc1c ，Ｌ
c2c を求める（Ｓ６４）。次に、上記処理領域Ｆの中で
各一対の基準線Ｌc1a ，Ｌc2a ，Ｌc1b ，Ｌc2b ，Ｌc1
c ，Ｌc2c の交点ｐc1〜ｐc10 をすべて求める（Ｓ６
５）。これらの交点ｐc1〜ｐc10 のうちで実際に基準点
となるのは３個だけであって、他の交点ｐc1〜ｐc10 は
不要である。そこで、基準点となる交点ｐc1〜ｐc10 を
抽出するために、図２３のような処理を行なう。まず、
各交点ｐc1〜ｐc10 について、その交点ｐc1〜ｐc10 を
通る１本の基準線Ｌc1a ，Ｌc2a ，Ｌc1b ，Ｌc2b ，Ｌ
c1c ，Ｌc2c の上で図形Ｊａ〜Ｊｃのエッジまでの距離
を交点ｐc1〜ｐc10 から両方向について求める（Ｓ６
５）。交点ｐc1〜ｐc10 が図形Ｊａ〜Ｊｃの中に存在し
ていて、図形Ｊａ〜Ｊｃの中心点であるとすれば、両方
向の距離は略等しいから、両方向の距離が略等しい交点
ｐc1〜ｐc10 だけを残して候補点とする（Ｓ６７）。こ
のようにして求めた候補点について、濃淡画像Ｉ1 から
濃度を求め、その濃度が対象物１の濃度であるときには
（Ｓ６８）、候補点を基準点とするのである（Ｓ６
９）。このようにしてすべての交点ｐc1〜ｐc10 につい
て基準点か否かの判定が終了すると（Ｓ７０）、図２４
（ｃ）のように、各図形Ｊａ〜Ｊｃごとに基準点を決定
することができる。ここで、濃淡画像Ｉ1 において各図
形Ｊａ〜Ｊｃの濃度を異ならせておけば、各対象物を濃
度の違いによって識別することも可能になって、一層正
確に基準点を求めることが可能になる。すなわち、対象
物の中心点か背景の中の点かを濃度によっても識別で
き、求めた基準点の信頼性が高くなるのである。本実施
例では、濃度を特徴量として対象物を識別しているが、
色の違いや距離の違いを特徴量としてもよい。
ように、複数の対象物の図形Ｊａ〜Ｊｃが含まれている
ときに、各対象物に対応した基準点を求める方法につい
て説明する。ここで、各対象物１の図形Ｊａ〜Ｊｃはそ
れぞれ平行四辺形であるものとする。本実施例の方法
は、基本的には、実施例８と同様であって、まず図形Ｊ
ａ〜Ｊｃを含むようにエッジ画像Ｉ2 （もしくは濃淡画
像Ｉ1 ）において処理領域Ｆを設定する（図２３のＳ６
１〜Ｓ６３）。また、図２４（ｂ）に示すように、各図
形Ｊａ〜Ｊｃごとに２組ずつの平行線に対する合計６本
の基準線Ｌc1a ，Ｌc2a ，Ｌc1b ，Ｌc2b ，Ｌc1c ，Ｌ
c2c を求める（Ｓ６４）。次に、上記処理領域Ｆの中で
各一対の基準線Ｌc1a ，Ｌc2a ，Ｌc1b ，Ｌc2b ，Ｌc1
c ，Ｌc2c の交点ｐc1〜ｐc10 をすべて求める（Ｓ６
５）。これらの交点ｐc1〜ｐc10 のうちで実際に基準点
となるのは３個だけであって、他の交点ｐc1〜ｐc10 は
不要である。そこで、基準点となる交点ｐc1〜ｐc10 を
抽出するために、図２３のような処理を行なう。まず、
各交点ｐc1〜ｐc10 について、その交点ｐc1〜ｐc10 を
通る１本の基準線Ｌc1a ，Ｌc2a ，Ｌc1b ，Ｌc2b ，Ｌ
c1c ，Ｌc2c の上で図形Ｊａ〜Ｊｃのエッジまでの距離
を交点ｐc1〜ｐc10 から両方向について求める（Ｓ６
５）。交点ｐc1〜ｐc10 が図形Ｊａ〜Ｊｃの中に存在し
ていて、図形Ｊａ〜Ｊｃの中心点であるとすれば、両方
向の距離は略等しいから、両方向の距離が略等しい交点
ｐc1〜ｐc10 だけを残して候補点とする（Ｓ６７）。こ
のようにして求めた候補点について、濃淡画像Ｉ1 から
濃度を求め、その濃度が対象物１の濃度であるときには
（Ｓ６８）、候補点を基準点とするのである（Ｓ６
９）。このようにしてすべての交点ｐc1〜ｐc10 につい
て基準点か否かの判定が終了すると（Ｓ７０）、図２４
（ｃ）のように、各図形Ｊａ〜Ｊｃごとに基準点を決定
することができる。ここで、濃淡画像Ｉ1 において各図
形Ｊａ〜Ｊｃの濃度を異ならせておけば、各対象物を濃
度の違いによって識別することも可能になって、一層正
確に基準点を求めることが可能になる。すなわち、対象
物の中心点か背景の中の点かを濃度によっても識別で
き、求めた基準点の信頼性が高くなるのである。本実施
例では、濃度を特徴量として対象物を識別しているが、
色の違いや距離の違いを特徴量としてもよい。
【００４４】（実施例１０）本実施例は、図２６（ａ）
に示すように、対象物１の長手方向の濃淡画像Ｉ1にお
ける濃度が大きく異なる場合であって、対象物１の長手
方向の端を求める例について説明する（図２６（ａ）で
は濃度を斜線のピッチで示してある）。ここでも、実施
例８と同様にして、対象物１を含むように処理領域Ｆを
設定しておく。図２５に示すように、対象物１の濃淡画
像Ｉ1 からエッジ画像Ｉ2 を検出した後に（Ｓ７１，Ｓ
７２）、処理領域Ｆの中で対象物１の長手方向の基準線
Ｌｃを求める処理を行なう（Ｓ７３）。ここで、図２６
（ｂ）のように、基準線Ｌｃとしては中心線を用いてい
る。次に、求めた中心線Ｌｃに沿って濃度分布を求め
（Ｓ７４）、背景との濃度の差に基づいて対象物１の端
の位置を決定する（Ｓ７６）。すなわち、基準線Ｌｃの
上での濃度分布は、図２７に示すようになるから、背景
との濃度の違いによって対象物１の端の位置Ｓ1 ，Ｓ2
を容易に求めることができるのである。
に示すように、対象物１の長手方向の濃淡画像Ｉ1にお
ける濃度が大きく異なる場合であって、対象物１の長手
方向の端を求める例について説明する（図２６（ａ）で
は濃度を斜線のピッチで示してある）。ここでも、実施
例８と同様にして、対象物１を含むように処理領域Ｆを
設定しておく。図２５に示すように、対象物１の濃淡画
像Ｉ1 からエッジ画像Ｉ2 を検出した後に（Ｓ７１，Ｓ
７２）、処理領域Ｆの中で対象物１の長手方向の基準線
Ｌｃを求める処理を行なう（Ｓ７３）。ここで、図２６
（ｂ）のように、基準線Ｌｃとしては中心線を用いてい
る。次に、求めた中心線Ｌｃに沿って濃度分布を求め
（Ｓ７４）、背景との濃度の差に基づいて対象物１の端
の位置を決定する（Ｓ７６）。すなわち、基準線Ｌｃの
上での濃度分布は、図２７に示すようになるから、背景
との濃度の違いによって対象物１の端の位置Ｓ1 ，Ｓ2
を容易に求めることができるのである。
【００４５】
【発明の効果】請求項１の発明は、直線群と基準線との
関係に基づいて、パラメータ空間内で基準線に対応する
点を含むような帯状領域を各ハフ曲線ごとにハフ曲線に
沿って設定しているので、各ハフ曲線に対応するすべて
の帯状領域には基準線に対応した点が含まれるのであっ
て、基準線に対応する点では他の部位よりも帯状領域の
重なる頻度が高くなるから、各セルごとに帯状領域が重
なる度数を求めることで、基準線に対応するセルを決定
することができるのである。このように、ハフ曲線に対
して基準線に関する情報をあかじめ導入した帯状領域を
設定しておくことによって、単に度数が最大になるセル
を決定するだけの処理で基準線に対応するセルを決定す
ることができるという効果がある。すなわち、２点を求
めてから基準線との関係を導入する場合に比較して処理
量が低減されるという利点を有するのである。
関係に基づいて、パラメータ空間内で基準線に対応する
点を含むような帯状領域を各ハフ曲線ごとにハフ曲線に
沿って設定しているので、各ハフ曲線に対応するすべて
の帯状領域には基準線に対応した点が含まれるのであっ
て、基準線に対応する点では他の部位よりも帯状領域の
重なる頻度が高くなるから、各セルごとに帯状領域が重
なる度数を求めることで、基準線に対応するセルを決定
することができるのである。このように、ハフ曲線に対
して基準線に関する情報をあかじめ導入した帯状領域を
設定しておくことによって、単に度数が最大になるセル
を決定するだけの処理で基準線に対応するセルを決定す
ることができるという効果がある。すなわち、２点を求
めてから基準線との関係を導入する場合に比較して処理
量が低減されるという利点を有するのである。
【００４６】請求項２、請求項３の発明では、２本の直
線から等距離となる中心線を基準線とする場合において
は、各ハフ曲線に対して帯状領域を簡単に設定すること
ができるという利点がある。請求項４の発明では、２本
の直線に対して平行かつ距離が異なるような基準線を設
定する場合に、各ハフ曲線に対して距離軸方向に一定量
シフトさせたシフト曲線を設定し、このシフト曲線に対
して帯状領域を設定することによって、帯状領域を簡単
に設定することができるという利点がある。
線から等距離となる中心線を基準線とする場合において
は、各ハフ曲線に対して帯状領域を簡単に設定すること
ができるという利点がある。請求項４の発明では、２本
の直線に対して平行かつ距離が異なるような基準線を設
定する場合に、各ハフ曲線に対して距離軸方向に一定量
シフトさせたシフト曲線を設定し、このシフト曲線に対
して帯状領域を設定することによって、帯状領域を簡単
に設定することができるという利点がある。
【００４７】請求項５の発明は、度数分布に対して単鋒
形のモデル曲線を当てはめることによって１つの距離値
を決定するので、度数の最大になるセルが複数個存在す
る場合でも１つの距離値を決定することができるという
利点がある。請求項６ないし請求項８の発明は、濃淡画
像の濃淡、カラー画像の色、距離画像の距離などの画素
の特徴量を用いて目的とする対象物のみを抽出するの
で、不要な情報を除去して目的とする対象物に関する基
準線を少ない処理量で精度よく決定することができると
いう効果がある。
形のモデル曲線を当てはめることによって１つの距離値
を決定するので、度数の最大になるセルが複数個存在す
る場合でも１つの距離値を決定することができるという
利点がある。請求項６ないし請求項８の発明は、濃淡画
像の濃淡、カラー画像の色、距離画像の距離などの画素
の特徴量を用いて目的とする対象物のみを抽出するの
で、不要な情報を除去して目的とする対象物に関する基
準線を少ない処理量で精度よく決定することができると
いう効果がある。
【００４８】請求項９ないし請求項１１の発明は、対象
物についてどのような情報を対象物の位置として用いる
かを示すものであって、請求項９のように、中心線を対
象物の位置とすれば、対象物の向きを容易に知ることが
でき、請求項１０のように、中心点を対象物の位置とす
れば、対象物の位置の特定が容易になり、また請求項１
１のように、対象物の中心上での対象物のエッジの位置
を求めれば、対象物の寸法を容易に求めることができる
という利点がある。
物についてどのような情報を対象物の位置として用いる
かを示すものであって、請求項９のように、中心線を対
象物の位置とすれば、対象物の向きを容易に知ることが
でき、請求項１０のように、中心点を対象物の位置とす
れば、対象物の位置の特定が容易になり、また請求項１
１のように、対象物の中心上での対象物のエッジの位置
を求めれば、対象物の寸法を容易に求めることができる
という利点がある。
【図１】実施例１の手順を示すフローチャートである。
【図２】実施例１のブロック図である。
【図３】実施例１におけるエッジと中心線との関係を示
す図である。
す図である。
【図４】実施例１におけるハフ曲線と帯状領域との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図５】実施例１における度数分布を示す図である。
【図６】実施例２におけるハフ曲線と帯状領域との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図７】実施例３におけるハフ曲線と帯状領域との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図８】実施例４の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施例４における度数分布を示し、（ａ）はモ
デル曲線を当てはめた状態を示す図、（ｂ）は元の状態
を示す図である。
デル曲線を当てはめた状態を示す図、（ｂ）は元の状態
を示す図である。
【図１０】実施例５の手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１１】実施例５のブロック図である。
【図１２】実施例５での濃淡画像を示す図である。
【図１３】実施例５を示し、（ａ）はエッジ画像を示す
図、（ｂ）は求めた基準線を示す図である。
図、（ｂ）は求めた基準線を示す図である。
【図１４】実施例５に対する比較例を示し、（ａ）はエ
ッジ画像を示す図、（ｂ）は求めた基準線を示す図であ
る。
ッジ画像を示す図、（ｂ）は求めた基準線を示す図であ
る。
【図１５】実施例６の手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１６】実施例６のブロック図である。
【図１７】実施例７の手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１８】実施例７のブロック図である。
【図１９】実施例７での対象物とＴＶカメラとの関係を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２０】実施例７を示し、（ａ）は距離画像を示す
図、（ｂ）はエッジ画像を示す図、（ｃ）は求めた基準
線を示す図である。
図、（ｂ）はエッジ画像を示す図、（ｃ）は求めた基準
線を示す図である。
【図２１】実施例８の手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図２２】実施例８を示し、（ａ）は濃淡画像を示す
図、（ｂ）は求めた基準線を示す図である。
図、（ｂ）は求めた基準線を示す図である。
【図２３】実施例９の手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図２４】実施例９を示し、（ａ）は濃淡画像を示す
図、（ｂ）は求めた基準線を示す図、（ｃ）は中心点を
示す図である。
図、（ｂ）は求めた基準線を示す図、（ｃ）は中心点を
示す図である。
【図２５】実施例１０の手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図２６】実施例１０を示し、（ａ）は濃淡画像を示す
図、（ｂ）は求めた基準線を示す図である。
図、（ｂ）は求めた基準線を示す図である。
【図２７】実施例１０における基準線の上での濃度分布
を示す図である。
を示す図である。
【図２８】従来例におけるエッジを示す図である。
【図２９】図２８に示した従来例におけるハフ曲線を示
す図である。
す図である。
【図３０】従来例での２本の基本直線に帰着されるエッ
ジを示す図である。
ジを示す図である。
【図３１】図３０に示した従来例におけるハフ曲線を示
す図である。
す図である。
【図３２】図３０に示した従来例における基本直線を示
す図である。
す図である。
【図３３】図３０に示した従来例における度数分布を示
す図である。
す図である。
１ 対象物 ２ ＴＶカメラ ３ Ａ／Ｄ変換部 ４ エッジ検出部 ５ パラメータ変換部 ６ ピーク検出部 ７ 基準線作成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 7/00 G06T 7/60
Claims (11)
- 【請求項１】 対象物を含むディジタル濃淡画像から対
象物の境界線に対応するエッジを抽出したエッジ画像に
基づいて対象物の位置を求めるようにし、互いに略平行
な直線群を含む画像について各直線上の各点にハフ変換
を施してパラメータ空間内のハフ曲線に変換し、上記直
線群に略平行であって上記直線群の位置を代表する１本
の基準線に対応したパラメータ空間内の１点を決定する
ことによって、上記直線群の位置を基準線の位置として
検出する位置検出方法において、各点に対応した各ハフ
曲線に沿うとともに所定の幅を有した帯状領域を基準線
に対応する点を含むようにパラメータ空間内で設定し、
パラメータ空間を格子状に分割した各セルについて各ハ
フ曲線に対応する帯状領域が重なる度数を求め、度数が
最大になる１つのセルの位置を決定し、このセルの位置
を基準線に対応した点の位置とすることを特徴とする位
置検出方法。 - 【請求項２】 ２本の平行な基本直線に帰着される直線
群の各点にハフ変換を施し、各ハフ曲線に対してパラメ
ータ空間の距離軸方向の正負両側に上記２本の基本直線
間の距離の半分以上の一定の領域幅だけ離れた境界線を
設定し、両境界線の間を帯状領域とすることによって両
基本直線から等距離となる基準線に対応したセルを求め
ることを特徴とする請求項１記載の位置検出方法。 - 【請求項３】 ２本の平行な基本直線に帰着される直線
群の各点にハフ変換を施し、パラメータ空間の距離軸方
向について各ハフ曲線に対して基準線に対応する点を含
む側に上記２本の基本直線間の距離の半分以上の一定の
領域幅だけ離れた境界線を設定し、ハフ曲線と境界線と
の間を帯状領域とすることによって両基本直線から等距
離となる基準線に対応したセルを求めることを特徴とす
る請求項１記載の位置検出方法。 - 【請求項４】 直線群の各点にハフ変換を施し、パラメ
ータ空間の距離軸方向において各ハフ曲線を所望のシフ
ト幅だけ移動させたシフト曲線を設定し、シフト曲線に
対してパラメータ空間の距離軸方向の正負両側にセル間
の間隔の１個分以上の一定の領域幅だけ離れた境界線を
設定し、両境界線の間を帯状領域とすることによって基
準線に対応したセルを求めることを特徴とする請求項１
記載の位置検出方法。 - 【請求項５】 度数が最大になるセルの位置を決定する
にあたって、パラメータ空間の角度軸方向において度数
が最大になるセルの角度値を求め、この角度値を求める
セルの角度値とし、この角度値についてのパラメータ空
間の距離軸方向の度数分布を求め、この度数分布に単鋒
形のモデル曲線を当てはめるとともに、モデル曲線が最
大値となる距離値を求めるセルの距離値とすることを特
徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の位
置検出方法。 - 【請求項６】 対象物を含む領域の濃淡画像に対してエ
ッジ検出処理を施して検出したエッジのうち、所定の濃
度を有する画素列を上記直線群とすることを特徴とする
請求項１記載の位置検出方法。 - 【請求項７】 対象物を含む領域のカラー画像に対して
エッジ検出処理を施して検出したエッジのうち、所定の
色の画素列を上記直線群とすることを特徴とする請求項
１記載の位置検出方法。 - 【請求項８】 対象物を含む領域について対象物までの
距離情報を含む距離画像に対してエッジ検出処理を施し
て検出したエッジのうち、所定の距離を有する画素列を
上記直線群とすることを特徴とする請求項１記載の位置
検出方法。 - 【請求項９】 ２本の平行な基本直線を組にし、互いに
交差する２組の基本直線がエッジとして検出される対象
物について、各組ごとに２本の基本直線を上記直線群と
して両基本直線から等距離になる基準線を求め、両基準
線の交点の位置を対象物の位置とすることを特徴とする
請求項１記載の位置検出方法。 - 【請求項１０】 ２本の平行な基本直線を組にし、互い
に交差する２組の基本直線がエッジとして検出される対
象物について、各組ごとに２本の基本直線を上記直線群
として両基本直線から等距離になる基準線を求めるとと
もに両基準線の交点を求め、各基準線の上でこの交点か
ら両側の基本直線までの距離が等しく、かつ対象物の別
の特徴量がこの交点の特徴量に一致するときに、その交
点の位置を対象物の位置とすることを特徴とする請求項
１記載の位置検出方法。 - 【請求項１１】 ２本の平行な基本直線がエッジとして
検出され、かつエッジに対して直交する端縁を有する対
象物について、両基本直線を上記直線群として両基本直
線に平行な基準線を求め、この基準線の上で対象物と背
景とを識別する特徴量を用いて対象物の端縁の位置を決
定することを特徴とする請求項１記載の位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5295055A JP2981383B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5295055A JP2981383B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168940A JPH07168940A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2981383B2 true JP2981383B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=17815740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5295055A Expired - Fee Related JP2981383B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2981383B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4703136B2 (ja) * | 2004-06-02 | 2011-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | 線図形化処理装置 |
| JP5109834B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2012-12-26 | 富士通株式会社 | 画像処理装置およびその方法 |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP5295055A patent/JP2981383B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07168940A (ja) | 1995-07-04 |
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