JP3251279B2 - 色分布抽出方法 - Google Patents
色分布抽出方法Info
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- JP3251279B2 JP3251279B2 JP11982790A JP11982790A JP3251279B2 JP 3251279 B2 JP3251279 B2 JP 3251279B2 JP 11982790 A JP11982790 A JP 11982790A JP 11982790 A JP11982790 A JP 11982790A JP 3251279 B2 JP3251279 B2 JP 3251279B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三次元特徴量空間において、三次元ベクト
ルを求める方法に係わり、特徴量の分布が線形であると
きに、その分布を表現する三次元ベクトルを求める方法
に関する。特にカラー画像中の物体領域を三原色空間に
プロットしたものから、該物体領域の色変更に用いられ
ている色ベクトル、すなわち、物体の鏡面反射成分，拡
散反射成分，アンビェント（ambient）成分等の色ベク
トルを抽出するのに好適な三次元ベクトル抽出方法に関
する。
ルを求める方法に係わり、特徴量の分布が線形であると
きに、その分布を表現する三次元ベクトルを求める方法
に関する。特にカラー画像中の物体領域を三原色空間に
プロットしたものから、該物体領域の色変更に用いられ
ている色ベクトル、すなわち、物体の鏡面反射成分，拡
散反射成分，アンビェント（ambient）成分等の色ベク
トルを抽出するのに好適な三次元ベクトル抽出方法に関
する。
本願に最も近い公知例として、ジー．ジェイ．クリン
カーら：インターナショナル ジャーナル オブ コン
ピュータ ビジョン:No.1 Vol.2,第７頁〜32頁（1988
年６月）（G.J.Klinker:Internatinal Journal of Comp
uter Vision:No.1 Vol.2,pp7〜32（1988.6））がある。
（以下、引例という） 従来より、特徴量空間において特徴量の分布を表す方
法としては統計的手法や、主成分分析、クラスタリング
といった解析手法を用いたものが行われているが、特徴
量の成分間に相関がある場合には主成分分析を用いて主
成分軸を求めるのが一般的である。
カーら：インターナショナル ジャーナル オブ コン
ピュータ ビジョン:No.1 Vol.2,第７頁〜32頁（1988
年６月）（G.J.Klinker:Internatinal Journal of Comp
uter Vision:No.1 Vol.2,pp7〜32（1988.6））がある。
（以下、引例という） 従来より、特徴量空間において特徴量の分布を表す方
法としては統計的手法や、主成分分析、クラスタリング
といった解析手法を用いたものが行われているが、特徴
量の成分間に相関がある場合には主成分分析を用いて主
成分軸を求めるのが一般的である。
主成分分析は、特徴量空間において複数の特徴量の相
関グループがある場合、あらかじめ特徴量をグループ分
けしておくことが必要である。
関グループがある場合、あらかじめ特徴量をグループ分
けしておくことが必要である。
上記引例では、主成分分析を用いて、三次元特徴量空
間から相関のある特徴量の線形の密集状態を表すベクト
ルを求める。ここで、三原色空間にプロットされたカラ
ー画像中の物体領域の画素値から、複数のベクトルを抽
出している。このとき、抽出ベクトルは、始終点付近を
結んで線形にリンクし、さらにリンクするベクトルの向
きは同一でなくベクトルの各成分値はすべて正の値を持
つと仮定する。プロット点はこれらのベクトルの付近に
密集して存在する。上記引例では、以下のようにして、
ベクトルの抽出を行う。
間から相関のある特徴量の線形の密集状態を表すベクト
ルを求める。ここで、三原色空間にプロットされたカラ
ー画像中の物体領域の画素値から、複数のベクトルを抽
出している。このとき、抽出ベクトルは、始終点付近を
結んで線形にリンクし、さらにリンクするベクトルの向
きは同一でなくベクトルの各成分値はすべて正の値を持
つと仮定する。プロット点はこれらのベクトルの付近に
密集して存在する。上記引例では、以下のようにして、
ベクトルの抽出を行う。
まず、プロット点の分類を行うために、第６図に示す
ように物体領域の画素値分布60から大まかなベクトルの
抽出を行う。原点に一番近い点61と違い点62を抽出し、
該２点を結ぶ線分63を考え、各点と線分との距離64が最
大である点65を見つける。距離64がしきい値以上であれ
ば線分63を分割して点65を新たな線分66,67の始終点と
する。線分66,67について、線分63と同様の処理を行
う。以上の線分の分割を分割できるまで反復的に行い線
分、すなわちベクトルを求める。
ように物体領域の画素値分布60から大まかなベクトルの
抽出を行う。原点に一番近い点61と違い点62を抽出し、
該２点を結ぶ線分63を考え、各点と線分との距離64が最
大である点65を見つける。距離64がしきい値以上であれ
ば線分63を分割して点65を新たな線分66,67の始終点と
する。線分66,67について、線分63と同様の処理を行
う。以上の線分の分割を分割できるまで反復的に行い線
分、すなわちベクトルを求める。
プロット点の分類は、各点と各線分の距離を求め、各
点を一番近い線分のグループに属することにある。
点を一番近い線分のグループに属することにある。
分類が終ったところで、各グループについて主成分分
析を行い主成分軸をベクトルとすることにより精密な三
次元ベクトルを求める。
析を行い主成分軸をベクトルとすることにより精密な三
次元ベクトルを求める。
上記引例の主成分分析は次元数を選ばす、雑音を除く
等の前処理を行えば特徴量分布を反映した信頼のおける
ベクトルを得られるという点で非常に優れたものであ
る。しかし、次のような点で応用しずらい点があった。
等の前処理を行えば特徴量分布を反映した信頼のおける
ベクトルを得られるという点で非常に優れたものであ
る。しかし、次のような点で応用しずらい点があった。
第１に、特徴量空間に複数の相関グループがあると
き、主成分分析を行う前に特徴量空間内のプロット点を
分類する前処理が必要である。上記引例における前処理
は、特徴量の分布に対して、引用で示した仮定が成り立
つ場合にだけ、適用できる。このように、前処理は扱う
対象特徴量の分布によって異なるので、対象に応じて、
処理の方法を別個に考える必要がある。
き、主成分分析を行う前に特徴量空間内のプロット点を
分類する前処理が必要である。上記引例における前処理
は、特徴量の分布に対して、引用で示した仮定が成り立
つ場合にだけ、適用できる。このように、前処理は扱う
対象特徴量の分布によって異なるので、対象に応じて、
処理の方法を別個に考える必要がある。
第２に、取り扱うのは数値データの集合であり、それ
に対する前処理の結果と、ベクトルまたは直線の抽出結
果も原則として数値データとして得られるので、結果の
検証が必要である。したがって、この前処理及び抽出ベ
クトル或いは抽出直線の妥当性を検証する方法を考える
ことが必要であり、同時に、検証を行う処理が必要とな
る。
に対する前処理の結果と、ベクトルまたは直線の抽出結
果も原則として数値データとして得られるので、結果の
検証が必要である。したがって、この前処理及び抽出ベ
クトル或いは抽出直線の妥当性を検証する方法を考える
ことが必要であり、同時に、検証を行う処理が必要とな
る。
第３に、主成分分析を用いるには多大な計算処理を必
要とする。
要とする。
したがって、本発明は、３次元特徴量空間において、
相関がある分布から、三次元ベクトルを抽出する処理を
対象にして以下の目的を持つ。
相関がある分布から、三次元ベクトルを抽出する処理を
対象にして以下の目的を持つ。
第一の目的は、対象とする特徴量の分布によって処理
を変える必要がなく、さらに、特徴空間内のプロット点
を分類する前処理が不要である三次元ベクトルの抽出方
法を提供することである。
を変える必要がなく、さらに、特徴空間内のプロット点
を分類する前処理が不要である三次元ベクトルの抽出方
法を提供することである。
第二の目的は、抽出結果に対する検証が基本的に不要
である三次元ベクトルの抽出方法を提供することであ
る。
である三次元ベクトルの抽出方法を提供することであ
る。
第三の目的は、多大の計算処理を必要とせずに、簡単
な処理で三次元ベクトルを得ることのできる方法を提供
することである。
な処理で三次元ベクトルを得ることのできる方法を提供
することである。
第一，第二および第三の目的を達成するために、三次
元空間を二次元平面に投影する処理と、二次元平面をデ
ィスプレイ面に表示する処理と、入力装置によってディ
スプレイ上に線分を指定する操作を、三次元空間と平面
の成す投影角を変えて少なくとも二度繰り返す。
元空間を二次元平面に投影する処理と、二次元平面をデ
ィスプレイ面に表示する処理と、入力装置によってディ
スプレイ上に線分を指定する操作を、三次元空間と平面
の成す投影角を変えて少なくとも二度繰り返す。
第一，第二および第三の目的を達成するために、前記
線分を指定するときに、二次元平面における特徴量プロ
ット点の密集している地点を見つける。
線分を指定するときに、二次元平面における特徴量プロ
ット点の密集している地点を見つける。
第一，第二および第三の目的を達成するために、前記
二次元平面上の指定した２線分から、それぞれ線分を含
む三次元空間内の平面を算出し、２平面の交線を求め
る。
二次元平面上の指定した２線分から、それぞれ線分を含
む三次元空間内の平面を算出し、２平面の交線を求め
る。
第一，第二および第三の目的を達成するために、二次
元平面上の指定した２線分のいずれかの始点が三次元空
間内でなす上記二次元平面に直交する直線と、上記２平
面の交線との交点をベクトルの始点とし、指定した２線
分のいずれかの終点が三次元空間内でなす上記二次元平
面に直交する直線と交線との交点をベクトルの終点とす
る。
元平面上の指定した２線分のいずれかの始点が三次元空
間内でなす上記二次元平面に直交する直線と、上記２平
面の交線との交点をベクトルの始点とし、指定した２線
分のいずれかの終点が三次元空間内でなす上記二次元平
面に直交する直線と交線との交点をベクトルの終点とす
る。
第一，第二および第三の目的を達成するために、上記
３次元空間を投影するときに、三次元空間内の一点と投
影二次元平面の位置関係を固定し、三次元空間の一点を
中心とする回転を考え、回転の回転角を投影角とする。
３次元空間を投影するときに、三次元空間内の一点と投
影二次元平面の位置関係を固定し、三次元空間の一点を
中心とする回転を考え、回転の回転角を投影角とする。
第一，第二および第三の目的を達成するために、上記
回転の中心は、有限体三次元空間の重心とする。
回転の中心は、有限体三次元空間の重心とする。
第一，第二および第三の目的を達成するために、投影
角を変えて３次元空間を投影するときは、ディスプレイ
に表示された二次元投影平面を基準とした水平方向と鉛
直方向の投影角の角度が依存するパラメータを入力装置
により与える。
角を変えて３次元空間を投影するときは、ディスプレイ
に表示された二次元投影平面を基準とした水平方向と鉛
直方向の投影角の角度が依存するパラメータを入力装置
により与える。
第一，第二および第三の目的を達成するために、パラ
メータを与えるときに、四角の中に十字のある図形をデ
ィスプレイ上に表示し、図形を十字の交点を原点とする
二次元座標系とみなし、二次元座標の水平方向を水平方
向角度のパラメータとし、鉛直方向を鉛直方向角度のパ
ラメータとして、図形中の一点を指定する。
メータを与えるときに、四角の中に十字のある図形をデ
ィスプレイ上に表示し、図形を十字の交点を原点とする
二次元座標系とみなし、二次元座標の水平方向を水平方
向角度のパラメータとし、鉛直方向を鉛直方向角度のパ
ラメータとして、図形中の一点を指定する。
第一，第二および第三の目的を達成するために、投影
角を変えるときに、投影角が依存するパラメータβをあ
る時点での投影角αに対し次の投影角α′をα′＝α＋
ｆ（β）となるように入力装置より指定する。
角を変えるときに、投影角が依存するパラメータβをあ
る時点での投影角αに対し次の投影角α′をα′＝α＋
ｆ（β）となるように入力装置より指定する。
第一，第二および第三の目的を達成するために、回転
の回転行列を用いる。
の回転行列を用いる。
第二の目的を達成するために、抽出されたベクトルあ
るいは直線を二次元平面に投影表示する。
るいは直線を二次元平面に投影表示する。
本発明の作用を第５図に参照しながら説明する。
三次元空間内の直線と、２平面の交線で表すことがで
きる。また、三次元空間を三次元空間内の平面に直交す
る投影平面に投影したとき、上記平面は投影平面におい
て直線で表される。
きる。また、三次元空間を三次元空間内の平面に直交す
る投影平面に投影したとき、上記平面は投影平面におい
て直線で表される。
また、三次元空間を投影平面に投影したとき、この投
影平面に直交する直線は、投影平面において点で表され
る。
影平面に直交する直線は、投影平面において点で表され
る。
したがって、以下に示す処理で、分布が相関を持つ三
次元特徴量空間において、その分布の相関を表す三次元
ベクトルを求めることができる。
次元特徴量空間において、その分布の相関を表す三次元
ベクトルを求めることができる。
第５図（ａ）に示すように、まず、三次元特徴量空間
の投影平面をディスプレイ513に表示し、投影平面上
で、特徴量プロット点が線形に密集している領域50上に
線分53を指定すれば、第５図（ｃ）に示すように、三次
元特徴量空間において抽出したいベクトル51を含む平面
54が決まる。第５図（ｂ）に示すように、投影角を変え
て三次元特徴量空間を投影後、同様に投影平面におい
て、プロット点が線形に密集している領域上に線分59を
指定すれば、第５図（ｃ）に示すように、別の１平面51
0が決まる。三次元特徴量空間内のこの２平面54,510の
交線52を求めれば、交線52はRGB成分の相関を表す直線
である。さらに交線52は抽出したい三次元ベクトル51を
含む。投影平面において指定した上記線分53の端点55,5
6は三次元特徴量空間において、平面54上の直線57,58で
あり、三次元特徴量空間においてこの直線57,58と上記
交線52の交点がベクトル51の始終点となる。
の投影平面をディスプレイ513に表示し、投影平面上
で、特徴量プロット点が線形に密集している領域50上に
線分53を指定すれば、第５図（ｃ）に示すように、三次
元特徴量空間において抽出したいベクトル51を含む平面
54が決まる。第５図（ｂ）に示すように、投影角を変え
て三次元特徴量空間を投影後、同様に投影平面におい
て、プロット点が線形に密集している領域上に線分59を
指定すれば、第５図（ｃ）に示すように、別の１平面51
0が決まる。三次元特徴量空間内のこの２平面54,510の
交線52を求めれば、交線52はRGB成分の相関を表す直線
である。さらに交線52は抽出したい三次元ベクトル51を
含む。投影平面において指定した上記線分53の端点55,5
6は三次元特徴量空間において、平面54上の直線57,58で
あり、三次元特徴量空間においてこの直線57,58と上記
交線52の交点がベクトル51の始終点となる。
投影角を自由に変えることができるようにする。３次
元特徴量空間における上記ベクトル51,直線52、また
は、２次元投影平面における上記線分53,59を決定後、
それらを即時にディスプレイ513上の投影平面に表示す
ることにより決定されたベクトル51,直線52,線分53,59
の妥当性をリアルタイムに確認することができる。
元特徴量空間における上記ベクトル51,直線52、また
は、２次元投影平面における上記線分53,59を決定後、
それらを即時にディスプレイ513上の投影平面に表示す
ることにより決定されたベクトル51,直線52,線分53,59
の妥当性をリアルタイムに確認することができる。
本発明は元来数値処理により行っていたベクトル抽出
を、対話処理によって行うものであり、ベクトルまたは
直線を抽出する過程で、抽出されたベクトル、直線の妥
当性の検証を視覚的に容易にリアルタイムに行うことが
できる。したがって、信頼性の高いベクトルまたは直線
を得ることができる。
を、対話処理によって行うものであり、ベクトルまたは
直線を抽出する過程で、抽出されたベクトル、直線の妥
当性の検証を視覚的に容易にリアルタイムに行うことが
できる。したがって、信頼性の高いベクトルまたは直線
を得ることができる。
また、三次元ベクトルまたは直線を抽出するときに、
同時に、自然に視覚によって特徴量プロット点の分類を
行う。したがって、複数の相関があるときも、分類の前
処理が不要である。
同時に、自然に視覚によって特徴量プロット点の分類を
行う。したがって、複数の相関があるときも、分類の前
処理が不要である。
また、本発明を主成分分析の前処理である特徴量プロ
ット点の分類の簡易で汎用的な手法として適用すること
も可能である。このとき、本方法によりベクトル抽出
後、各特徴量プロット点を最も近いベクトルに属するよ
うに分類する。
ット点の分類の簡易で汎用的な手法として適用すること
も可能である。このとき、本方法によりベクトル抽出
後、各特徴量プロット点を最も近いベクトルに属するよ
うに分類する。
以上より、本発明による三次元ベクトルまたは直線抽
出を本発明に基づくマンマシンインタフェースシステム
によって実現することにより、分布の特徴を表す信頼性
の高い三次元ベクトルまたは直線を簡単に早く抽出する
ことができる。
出を本発明に基づくマンマシンインタフェースシステム
によって実現することにより、分布の特徴を表す信頼性
の高い三次元ベクトルまたは直線を簡単に早く抽出する
ことができる。
以下、本発明の１実施例である、カラー画像の物体領
域の画素値Ｃ（R,G,B）（０≦R,G,B≦255,R,G,B∈整
数）をプロットしたRGB三次元三原色特徴量空間から、
第２図に示す拡散反射成分ベクトルVdと鏡面反射成分ベ
クトルVsとアンビェント（ambient）成分をベクトルVa
の３ベクトルを抽出する例を、第１図から第４図に基づ
いて説明する。
域の画素値Ｃ（R,G,B）（０≦R,G,B≦255,R,G,B∈整
数）をプロットしたRGB三次元三原色特徴量空間から、
第２図に示す拡散反射成分ベクトルVdと鏡面反射成分ベ
クトルVsとアンビェント（ambient）成分をベクトルVa
の３ベクトルを抽出する例を、第１図から第４図に基づ
いて説明する。
第１図は本発明の実施例を示すフローチャート、第２
図は本実施例で用いられているCRT画面説明図、第３図
は三次元空間の回転説明図、第４図は本実施例で用いら
れる計算機システムのブロック構成図である。尚、第１
図は、１ベクトルを抽出するまでのフローチャートであ
る。複数のベクトルを抽出するときは、繰り返し第１図
に示す処理を行う。
図は本実施例で用いられているCRT画面説明図、第３図
は三次元空間の回転説明図、第４図は本実施例で用いら
れる計算機システムのブロック構成図である。尚、第１
図は、１ベクトルを抽出するまでのフローチャートであ
る。複数のベクトルを抽出するときは、繰り返し第１図
に示す処理を行う。
まず、第２図のベクトルVdを第１図に従って抽出す
る。その後、ベクトルVs,Vaは全く同様に抽出するの
で、ベクトルVdの抽出を詳しく述べることにする。
る。その後、ベクトルVs,Vaは全く同様に抽出するの
で、ベクトルVdの抽出を詳しく述べることにする。
以下、第４図に基づき、第１図のフローチャートの各
ステップを説明する。
ステップを説明する。
（１）ステップ11:第４図のメモリ41に格納された三次
元特徴量、すなわち三原色画素値を第２図画面21に示す
ように第４図のCRT43に投影表示する。投影初期状態
は、第３図（ａ）（ｂ）に示すように、投影平面31が、
三原色空間の成す立方体32のＲ−Ｇ平面に平行で、か
つ、Ｂ軸に対して直交するように投影する。ここで、二
次元投影平面31と三次元三原色空間の成す立方体32の重
心33との位置関係を固定したとき、立方体32の重心33を
回転の中心とする回転と、回転行列Ｍを考える。重心33
を中心とした回転を考えるから、第３図（ｄ）に示すよ
うに三原色空間の成す立方体32の重心33を原点とし、三
原色空間の成す立方体32の投影初期状態におけるそれぞ
れRGB軸の向きをそれぞれx,y,z軸の向きとする三次元座
標系xyz（−122.5≦x,y,z≦122.5,x,y,z∈実数）をと
り、回転に関してこの座標系で考えることとする。投影
初期状態のとき、 x0＝R0＋ｋ y0＝G0＋ｋ …（１） z0B0＋ｋ とする。
元特徴量、すなわち三原色画素値を第２図画面21に示す
ように第４図のCRT43に投影表示する。投影初期状態
は、第３図（ａ）（ｂ）に示すように、投影平面31が、
三原色空間の成す立方体32のＲ−Ｇ平面に平行で、か
つ、Ｂ軸に対して直交するように投影する。ここで、二
次元投影平面31と三次元三原色空間の成す立方体32の重
心33との位置関係を固定したとき、立方体32の重心33を
回転の中心とする回転と、回転行列Ｍを考える。重心33
を中心とした回転を考えるから、第３図（ｄ）に示すよ
うに三原色空間の成す立方体32の重心33を原点とし、三
原色空間の成す立方体32の投影初期状態におけるそれぞ
れRGB軸の向きをそれぞれx,y,z軸の向きとする三次元座
標系xyz（−122.5≦x,y,z≦122.5,x,y,z∈実数）をと
り、回転に関してこの座標系で考えることとする。投影
初期状態のとき、 x0＝R0＋ｋ y0＝G0＋ｋ …（１） z0B0＋ｋ とする。
ただし、x0,y0,z0,R0,G0,B0はそれぞれxyz三次元座標
系とRGB三原色座標系の原点であり、ここでｋ＝122.5と
してよい。
系とRGB三原色座標系の原点であり、ここでｋ＝122.5と
してよい。
また、投影平面においては、三次元座標系を投影した
二次元座標系XYを考える。
二次元座標系XYを考える。
回転行列Ｍは第４図のメモリ41に格納する。回転行列
Ｍの初期値は単位行列Ｉである。
Ｍの初期値は単位行列Ｉである。
（２）ステップ12:第３図の３次元空間の重心33を中心
とする回転の回転角を決めるパラメータを第４図のマウ
ス44で入力する。第２図に示すようにCRT画面21上に中
心を原点とする２次元座標系の矩形領域22を表示し、以
後これを回転インジケーターと呼ぶ。第３図（ｃ）の回
転インジケーター34のそれぞれ水平ｈ軸方向成分と鉛直
ｖ軸方向成分を、第３図（ｄ）の三原色空間の成す立方
体32のそれぞれｙ軸を中心にした回転および、ｘ軸を中
心にした回転の回転角増加分hd,vdに対応するパラメー
タh,vとして、第４図マウス44によって第３図の回転イ
ンジケータ34内の１点（h,v）35を指し出す。
とする回転の回転角を決めるパラメータを第４図のマウ
ス44で入力する。第２図に示すようにCRT画面21上に中
心を原点とする２次元座標系の矩形領域22を表示し、以
後これを回転インジケーターと呼ぶ。第３図（ｃ）の回
転インジケーター34のそれぞれ水平ｈ軸方向成分と鉛直
ｖ軸方向成分を、第３図（ｄ）の三原色空間の成す立方
体32のそれぞれｙ軸を中心にした回転および、ｘ軸を中
心にした回転の回転角増加分hd,vdに対応するパラメー
タh,vとして、第４図マウス44によって第３図の回転イ
ンジケータ34内の１点（h,v）35を指し出す。
（３）ステップ13:パラメータh,vによって、 ｆ（０）＝０゜， ｆ（hmax＝vmax）＝90゜,f（hmin＝vmin）＝−90゜ なる単調増加関数ｆにより、水平ｈ方向と鉛直ｖ方向の
回転増分hd,vdを求め、回転各増分hd,vdから、それぞ
れ、回転増分行列Dh,Dvを求める。
回転増分hd,vdを求め、回転各増分hd,vdから、それぞ
れ、回転増分行列Dh,Dvを求める。
ｙ軸に対する回転Dhを先に行うとすると、回転増分行
列Ｄは Ｄ＝DvDh …（５） となる。
列Ｄは Ｄ＝DvDh …（５） となる。
さらに、回転増分行列Ｄと第４図のメモリ41に格納さ
れている前回転行列Ｍから、新たな、初期状態からの回
転を表す回転行列を求める。
れている前回転行列Ｍから、新たな、初期状態からの回
転を表す回転行列を求める。
Ｍ′＝Ｄ・Ｍ …（６） Ｍ＝Ｉであったから、Ｍ＝Ｄとなる。Ｍはふたたび第
４図のメモリ41に格納する。
４図のメモリ41に格納する。
また、現回転角からの回転増分を指定するだけでな
く、第２図のCRT画面21上のボタン23によって、初期投
影からの回転角を一意に指定できる。第２図23におい
て、“Ｒ−G"“Ｇ−B"“Ｂ−R"“I"は、それぞれ、投影
平面に対して、“Ｒ−Ｇ平面が平行”、“Ｇ−Ｂ平面が
平行”、“Ｂ−Ｒ平面が平行”、“Ｒ＝Ｇ＝Ｂなる直線
が直交する”に対応する。ボタン領域を第４図のマウス
44で指し出すことによって、回転を指定する。
く、第２図のCRT画面21上のボタン23によって、初期投
影からの回転角を一意に指定できる。第２図23におい
て、“Ｒ−G"“Ｇ−B"“Ｂ−R"“I"は、それぞれ、投影
平面に対して、“Ｒ−Ｇ平面が平行”、“Ｇ−Ｂ平面が
平行”、“Ｂ−Ｒ平面が平行”、“Ｒ＝Ｇ＝Ｂなる直線
が直交する”に対応する。ボタン領域を第４図のマウス
44で指し出すことによって、回転を指定する。
（４）ステップ14:上記回転行列Ｍによって、第２図のC
RT画面21に示すように第４図CRT43に三原色空間を投影
表示する。
RT画面21に示すように第４図CRT43に三原色空間を投影
表示する。
（５）ステップ15:投影平面上の分布を見て、投影分布
が十分に線形で分散していると判断したら、“（６）ス
テップ16"以降を行う。そうでない場合は、“（２）ス
テップ12"〜“（５）ステップ15"を再び行う。
が十分に線形で分散していると判断したら、“（６）ス
テップ16"以降を行う。そうでない場合は、“（２）ス
テップ12"〜“（５）ステップ15"を再び行う。
（６）ステップ16:第４図のCRT43上でマウス44により第
２図のCRT画面21に示すように分布の密集している領域2
4上に第２図に示す線分Pa1Pa2を指定する。指定線分Pa1
Pa2を表示する。
２図のCRT画面21に示すように分布の密集している領域2
4上に第２図に示す線分Pa1Pa2を指定する。指定線分Pa1
Pa2を表示する。
（７）ステップ17:上記線分が分布の特徴を適当に表現
していると判断したとき、“（８）ステップ18"以降を
行う。そうでないとき、“（６）ステップ16"を繰り返
す。
していると判断したとき、“（８）ステップ18"以降を
行う。そうでないとき、“（６）ステップ16"を繰り返
す。
（８）ステップ18:XY二次元投影平面上の線分Pa1Pa2か
ら、xyz三次元空間での平面を算出し、さらに、そのと
きの回転行列Ｍから、RGB三次元三原色座標系における
平面の方程式を求める。平面の方程式は第４図のメモリ
41に格納される。
ら、xyz三次元空間での平面を算出し、さらに、そのと
きの回転行列Ｍから、RGB三次元三原色座標系における
平面の方程式を求める。平面の方程式は第４図のメモリ
41に格納される。
まず、xyz三次元空間での平面を算出する。xy二次元
投影平面上において Pa1＝（h1,v1） …（７） Pa2＝（h2,v2） …（８） （−122.5≦h1,h2,v1,v2≦122.5）とすると、平面の方
程式は、平面の法線をｕ＝（a,b,c）とすると、 ax＋by＋cz＋ｄ＝０ …（９） ここで、 となる。
投影平面上において Pa1＝（h1,v1） …（７） Pa2＝（h2,v2） …（８） （−122.5≦h1,h2,v1,v2≦122.5）とすると、平面の方
程式は、平面の法線をｕ＝（a,b,c）とすると、 ax＋by＋cz＋ｄ＝０ …（９） ここで、 となる。
次に、算出された平面をRGB座標系に変換する。ま
ず、RGB三原色空間は、回転行列Ｍだけ初期状態より回
転しているのであるから、式（９），（10）で表される
平面をＭの逆行列M-1で変換することにより、逆に回転
させる。
ず、RGB三原色空間は、回転行列Ｍだけ初期状態より回
転しているのであるから、式（９），（10）で表される
平面をＭの逆行列M-1で変換することにより、逆に回転
させる。
まず、法線ベクトルｕについて、 u0＝M-1u＝（a0,b0,c0） …（11） 同様に、平面上の一点Ｐ（h1,v1,0）についても、 Ｐ′＝M-1P＝（ｘ′,y′,z′） …（12） 式（１）よりＰ′（ｘ′,y′,z′）はRGB座標系におい
て、 r0＝ｘ′＋k,g0＝ｙ′＋k,b0＝ｚ′＋ｋ …（13） なるP0（r0,g0,b0）となる。
て、 r0＝ｘ′＋k,g0＝ｙ′＋k,b0＝ｚ′＋ｋ …（13） なるP0（r0,g0,b0）となる。
このとき、式（９），（10）の平面はRGB座標系で
は、 a0R＋b0G＋c0B−a0r0−b0g0−c0b0＝０ …（14） で、与えられる。
は、 a0R＋b0G＋c0B−a0r0−b0g0−c0b0＝０ …（14） で、与えられる。
（９）１平面が決まったら、回転角を変え、線分を指定
することにより、同様にRGB座標系での別の１平面を決
める。（ステップ19〜115） （10）ステップ116:XY二次元投影平面上の指定線分のど
ちらか一方の線分の始終点それぞれが三次元三原色空間
のRGB座標系で成す２直線の方程式を求める。式
（７），（８）より、xyz三次元座標系において、求め
る直線上の適当な２点を決めることができる。線分Pa1P
a2の始点Pa1について （ただし、−122.5≦ｃ≦122.5） とするならば、平面を算出したのと同様に、回転行列Ｍ
の逆行列M-1により、逆に回転して、 RGB座標系では式（１）よりPa11,Pa12は、 となる。RGB座標系において、式（17）の２点を通る直
線が、二次元投影平面上で指定した線分の端点Pa11が三
次元三原色空間のRGB座標系で成す直線となる。
することにより、同様にRGB座標系での別の１平面を決
める。（ステップ19〜115） （10）ステップ116:XY二次元投影平面上の指定線分のど
ちらか一方の線分の始終点それぞれが三次元三原色空間
のRGB座標系で成す２直線の方程式を求める。式
（７），（８）より、xyz三次元座標系において、求め
る直線上の適当な２点を決めることができる。線分Pa1P
a2の始点Pa1について （ただし、−122.5≦ｃ≦122.5） とするならば、平面を算出したのと同様に、回転行列Ｍ
の逆行列M-1により、逆に回転して、 RGB座標系では式（１）よりPa11,Pa12は、 となる。RGB座標系において、式（17）の２点を通る直
線が、二次元投影平面上で指定した線分の端点Pa11が三
次元三原色空間のRGB座標系で成す直線となる。
同様に終点Pa22についても三次元三原色空間のRGB座
標系で成す直線を求める。
標系で成す直線を求める。
（11）ステップ117:式（14）で表される２平面の交線を
求める。
求める。
（12）ステップ118:上記端点Pa11の成す直線と上記端点
Pa12の成す直線の２直線と上記交線の交点を求める。交
点がベクトルの始終点となる。交点は計算誤差により必
ずしも一致するとは限らないので、直線に最も近い交線
上の点とする。ベクトルVdを含む交線までを算出しベク
トルVdは算出しない場合はこのステップは不要である。
Pa12の成す直線の２直線と上記交線の交点を求める。交
点がベクトルの始終点となる。交点は計算誤差により必
ずしも一致するとは限らないので、直線に最も近い交線
上の点とする。ベクトルVdを含む交線までを算出しベク
トルVdは算出しない場合はこのステップは不要である。
（13）ステップ119:第４図のCRT43上にベクトルまたは
直線を投影表示して、（直線のときは三原色空間内にク
リッピングする。）抽出結果の確認を行う。ベクトルを
RGB座標系から、xyz座標系に変換した後、第４図41にメ
モリに格納されている回転行列Ｍで回転させて投影す
る。
直線を投影表示して、（直線のときは三原色空間内にク
リッピングする。）抽出結果の確認を行う。ベクトルを
RGB座標系から、xyz座標系に変換した後、第４図41にメ
モリに格納されている回転行列Ｍで回転させて投影す
る。
（14）ステップ120:表示ベクトルが分布を適当に表して
いると判断したら、ベクトルの抽出を終了して、“（1
5）ステップ121"を行う。そうでないならば、“（１）
ステップ11"に戻り、再びベクトルVdについて抽出を行
う。
いると判断したら、ベクトルの抽出を終了して、“（1
5）ステップ121"を行う。そうでないならば、“（１）
ステップ11"に戻り、再びベクトルVdについて抽出を行
う。
（15）ステップ121:抽出ベクトルVdを第４図メモリ41に
格納する。
格納する。
以上でベクトルVdあるいはベクトルVdを含む直線が求
められた。この後、第２図のベクトルVs,Vaを、ベクト
ルVdを抽出したのと同様に、“（１）ステップ11"〜
“（15）ステップ121"の処理を行うことにより抽出す
る。
められた。この後、第２図のベクトルVs,Vaを、ベクト
ルVdを抽出したのと同様に、“（１）ステップ11"〜
“（15）ステップ121"の処理を行うことにより抽出す
る。
このように、三次元特徴量内に複数の相関がある場合
も、以上の処理を順次繰り返し行うことによりベクトル
抽出を行うことができる。
も、以上の処理を順次繰り返し行うことによりベクトル
抽出を行うことができる。
以上述べた方法及び装置により、相関のある三次元特
徴量空間から、短時間、かつ、簡単に、確実に、特徴量
により処理を選ばずに、信頼性の高い三次元ベクトル及
び直線を抽出することができる。
徴量空間から、短時間、かつ、簡単に、確実に、特徴量
により処理を選ばずに、信頼性の高い三次元ベクトル及
び直線を抽出することができる。
第１図は本発明の実施例を示すフローチャート、第２図
は本実施例のCRT画面説明図、第３図は三次元空間の回
転説明図、第４図は本実施例の計算機システムブロック
構成図、第５図は本発明の原理説明図、第６図は、従来
技術の説明図である。
は本実施例のCRT画面説明図、第３図は三次元空間の回
転説明図、第４図は本実施例の計算機システムブロック
構成図、第５図は本発明の原理説明図、第６図は、従来
技術の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 誠 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社日立製作所システム開発研究所 内 (72)発明者 能見 誠 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社日立製作所システム開発研究所 内 (56)参考文献 特開 昭52−56829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−263431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−60173（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 3/00 - 3/52 G06F 15/60 - 15/70 G01B 11/00 - 11/26 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】処理装置を用いた色分布抽出方法におい
て、 RGB三原色空間である三次元空間中のデータの分布から
なる集合を第１の二次元平面に投影してディスプレイ画
面に表示し、 入力装置によって、前記第１の二次元平面上に前記集合
の分布を表わす第１の線分を指定し、 前記集合を、前記第１の二次元平面とは投影方向が異な
る第２の二次元平面に投影してディスプレイ画面に表示
し、 前記入力装置によって、前記第２の二次元平面上に前記
集合の分布を表わす第２の線分を指定し、 前記第１の線分を含み、前記第１の二次元平面に垂直な
第１の平面と、前記第２の線分を含み、前記第２の二次
元平面に垂直な第２の平面との交線から、前記集合の分
布の特徴を表わす、物体の鏡面反射成分ベクトル、拡散
反射成分ベクトル、原点と拡散反射成分ベクトルの始点
を結ぶアンビェント成分ベクトルの少なくとも一つを抽
出し、 前記抽出したベクトルを部分線分とする少なくとも４点
で指定する折線で前記集合の分布を表示することを特徴
とする色分布抽出方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11982790A JP3251279B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 色分布抽出方法 |
| US07/698,122 US5625762A (en) | 1990-05-11 | 1991-05-10 | Method for extracting three-dimensional color vector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11982790A JP3251279B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 色分布抽出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0416725A JPH0416725A (ja) | 1992-01-21 |
| JP3251279B2 true JP3251279B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=14771245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11982790A Expired - Fee Related JP3251279B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 色分布抽出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5625762A (ja) |
| JP (1) | JP3251279B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0134701B1 (ko) * | 1994-12-23 | 1998-05-15 | 양승택 | 화상처리를 이용한 점묘화풍 화상 생성장치 및 그 방법 |
| US5808621A (en) * | 1996-04-30 | 1998-09-15 | 3Dfx Interactive, Incorporated | System and method for selecting a color space using a neural network |
| US5920322A (en) * | 1996-05-22 | 1999-07-06 | Digital Equipment Corporation | Method and apparatus for providing 32-bit YUV to RGB color conversion |
| JP4077148B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2008-04-16 | 富士フイルム株式会社 | 色再現特性表示装置および色再現特性表示プログラム記憶媒体 |
| US6999080B1 (en) | 2000-11-30 | 2006-02-14 | Microsoft Corporation | System, method, and computer program product for general environment mapping |
| DE10140713B4 (de) * | 2001-08-24 | 2004-03-04 | Ps Miro Holdings Inc. & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung von Pixeln eines Bildes |
| DE102005007571A1 (de) * | 2005-02-18 | 2006-11-09 | Siemens Ag | Verfahren zur Visualisierung dreidimensionaler, seitens einer Datenverarbeitungseinrichtung vorliegender und/oder empfangener vektorieller Größen mit farbcodierter Richtungsinformation sowie zugehörige Vorrichtung |
| GB0811942D0 (en) * | 2008-07-01 | 2008-07-30 | Airbus Uk Ltd | Method of designing a structure |
| JP5851160B2 (ja) * | 2011-08-31 | 2016-02-03 | オリンパス株式会社 | 画像処理装置、画像処理装置の作動方法、及び画像処理プログラム |
| IL226120A (en) * | 2012-05-02 | 2017-01-31 | Advanced Vision Tech (Avt) Ltd | METHOD AND SYSTEM FOR REGISTERING PRINTING PRINTERS |
| US10315412B2 (en) | 2012-05-02 | 2019-06-11 | Advanced Vision Technology (Avt) Ltd. | Method and system for registering printing stations of a printing press |
| IL254078A0 (en) | 2017-08-21 | 2017-09-28 | Advanced Vision Tech A V T Ltd | Method and system for creating images for testing |
| CN111445385B (zh) * | 2020-03-28 | 2023-06-09 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于rgb色彩模式的三维物体平面化方法 |
| EP3933776A1 (en) * | 2020-06-29 | 2022-01-05 | Axis AB | Method and image-processing device for anonymizing a digital colour image |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4611292A (en) * | 1982-10-06 | 1986-09-09 | Hitachi, Ltd. | Robot vision system |
| DE3662319D1 (en) * | 1986-06-07 | 1989-04-13 | Hewlett Packard Gmbh | Method for generating representations of 3-dimensional objects and system performing this method |
| JP2603947B2 (ja) * | 1986-09-26 | 1997-04-23 | オリンパス光学工業株式会社 | 原色画像間の対応領域検出装置 |
| US4998286A (en) * | 1987-02-13 | 1991-03-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Correlation operational apparatus for multi-dimensional images |
| US5058040A (en) * | 1987-03-25 | 1991-10-15 | Nec Corporation | Simulation of a change in three-component color values by using two-component color values |
| FR2636451A1 (fr) * | 1988-09-13 | 1990-03-16 | Gen Electric Cgr | Procede de reconstruction d'arborescence a trois dimensions par etiquetage |
| US5179598A (en) * | 1990-05-31 | 1993-01-12 | Western Atlas International, Inc. | Method for identifying and displaying particular features of an object |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP11982790A patent/JP3251279B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-10 US US07/698,122 patent/US5625762A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5625762A (en) | 1997-04-29 |
| JPH0416725A (ja) | 1992-01-21 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |