JP4449576B2 - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents
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Description
dy(i,j)=d(i,j+1)−d(i,j) …(式4)
このとき、微分の強度(濃度勾配強度と言う)|G(i,j)|および微分の方向(濃度勾配方向と言う)θはそれぞれ下記の(式5)、(式6)で表される。
θ=tan-1(dy/dx) …(式6)
濃度勾配方向画像は上記濃度勾配方向θを画素値に持つ画像であるから、かかる濃度勾配方向画像を用いてテンプレートマッチングを行えば、テンプレート作成時と実際の判定時とで明るさの変化があってもその影響を受け難くなり、より正確な判定が可能となるのである。
また請求項2の発明は、予め判定対象となる対象物を含む濃淡画像を得て該濃淡画像から濃度勾配方向画像を作成し、該濃度勾配方向画像から対象物の特徴を含む領域を抽出して作成したテンプレートを保持しておき、対象物を含むか否かを判定する判定用の入力濃淡画像を得て該入力濃淡画像から判定用の濃度勾配方向画像を作成し、該判定用の濃度勾配方向画像とテンプレートとの差分演算を画素毎に行い、この演算結果から判定用の入力濃淡画像中における対象物の存否を判定するにあたり、判定用の濃度勾配方向画像とテンプレートとの各画素毎の差分値を、差分値の大きさをもとに複数の階級に区分分けして、各階級の度数分布を求めた後に、度数分布をもとに作成したヒストグラムの折れ線グラフを関数で近似したときの定数項を評価値として求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで対象物の存否を判定することを特徴とする。
また請求項8の発明は、予め判定対象となる対象物を含む濃淡画像を得て該濃淡画像から濃度勾配方向画像を作成し、該濃度勾配方向画像から対象物の特徴を含む領域を抽出して作成したテンプレートを保持する保持手段と、対象物を含むか否かを判定する判定用の入力濃淡画像を得て該入力濃淡画像から判定用の濃度勾配方向画像を作成する濃度勾配方向画像作成手段と、判定用の濃度勾配方向画像とテンプレートとの差分演算を画素毎に行い、この演算結果から判定用の入力濃淡画像中における対象物の存否を判定する判定手段とを備え、判定手段は、判定用の濃度勾配方向画像とテンプレートとの各画素毎の差分値を、差分値の大きさをもとに複数の階級に区分分けして、各階級の度数分布を求めるとともに、度数分布をもとに作成したヒストグラムの折れ線グラフを関数で近似したときの定数項を評価値として求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで対象物の存否を判定することを特徴とする。
図1は本発明の画像処理方法を実施するための画像処理装置を、認証された人物のみに入室を許可する入室管理装置に適用した一実施形態を示しており、対象物(例えば、人物H)を含めた画像を撮像するCCDカメラのような撮像手段1と、撮像手段1で撮像されたアナログの画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段2と、デジタル信号に変換されたデジタル濃淡画像(以下、入力濃淡画像と呼ぶ)から判定用の濃度勾配方向画像を作成する濃度勾配方向画像作成手段3と、予め判定対象となる対象物(例えば、入室が許可されている人物)を含む濃度勾配方向画像を得て該濃度勾配方向画像から対象物の特徴を含む領域を抽出して作成したテンプレートを保持する保持手段4と、判定用の濃度勾配方向画像とテンプレートとの差分演算を行い、この演算結果から判定用の入力濃淡画像中における対象物の存否、言い換えれば、撮像された人物Hの顔がテンプレートとして予め登録された人物の顔に一致するか否かを判定する判定手段5とを備えている。なお、少なくとも濃度勾配方向画像作成手段3、保持手段4並びに判定手段5は、例えば汎用のコンピュータに各手段における処理を実行させるためのソフトウェア(プログラム)を搭載して構成される。
dy=(g+2h+i)−(a+2b+c) …(式8)
上述のようにして求めた微分値dx,dyが何れもゼロでなければ、従来技術で説明した(式4)及び(式5)を用いて濃度勾配強度|G|並びに濃度勾配方向θを求める。そして、入力濃淡画像A1に含まれる全ての画素Pに対して上述の処理を繰り返すことで、入力濃淡画像A1の各画素Pの画素値を濃度勾配方向θの値に置き換えた濃度勾配方向画像が得られるのである。
本発明の実施形態2を図12及び図13に基づいて説明する。なお画像処理装置の基本的な構成は実施形態1と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
本発明の実施形態3を図14及び図15に基づいて説明する。なお画像処理装置の基本的な構成は実施形態1と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
例えば図14(a)は、部分画像とテンプレートTPの人物が別人の場合の近似結果を示しており、この場合は定数項Dが(−20)となる。また図15(a)(b)も、それぞれ、部分画像とテンプレートTPの人物が別人の場合の近似結果を示しており、この場合の定数項Dはそれぞれ(−500)、(−400)となっている。一方、図14(b)は部分画像とテンプレートTPの人物が同一人物の場合の近似結果を示し、この場合は定数項Dが(−5)となり、部分画像とテンプレートTPとの一致度が高いほど定数項Dの値が大きくなっている。而して判定手段5では、この評価値(定数項D)のしきい値を例えば(−20)に設定し、定数項Dの値としきい値(−20)との大小を比較することで、度数分布の分布状態から部分画像中における対象物の存否を判定することができる。
ここに、上式の係数Aは階級値xが0の時の度数そのままの値であり、階級値が「0」の場合の度数とは、テンプレートTPと入力画像中の部分画像とで濃度勾配方向が略等しい画素数であって、この値を存否判断の手段として用いることもできる。尚、この場合の定数項Dも、(式11)で近似した場合と同様に存否判断の評価値として用いることができ、この定数項Dと係数Aとは独立の関係にある。
本発明の実施形態4を図16に基づいて説明する。なお画像処理装置の基本的な構成は実施形態1と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
2 A/D変換手段
3 濃度勾配方向画像作成手段
4 保持手段
5 判定手段
Claims (8)
- 予め判定対象となる対象物を含む濃淡画像を得て該濃淡画像から濃度勾配方向画像を作成し、該濃度勾配方向画像から前記対象物の特徴を含む領域を抽出して作成したテンプレートを保持しておき、前記対象物を含むか否かを判定する判定用の入力濃淡画像を得て該入力濃淡画像から判定用の濃度勾配方向画像を作成し、該判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの差分演算を画素毎に行い、この演算結果から判定用の入力濃淡画像中における前記対象物の存否を判定するにあたり、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの各画素毎の差分値を、差分値の大きさをもとに複数の階級に区分分けして、各階級の度数分布を求めた後に、前記複数の階級のうち差分値が予め設定された範囲内となる1乃至複数の階級に属する度数の、前記テンプレートの画素数に占める割合を評価値として求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで前記対象物の存否を判定することを特徴とする画像処理方法。
- 予め判定対象となる対象物を含む濃淡画像を得て該濃淡画像から濃度勾配方向画像を作成し、該濃度勾配方向画像から前記対象物の特徴を含む領域を抽出して作成したテンプレートを保持しておき、前記対象物を含むか否かを判定する判定用の入力濃淡画像を得て該入力濃淡画像から判定用の濃度勾配方向画像を作成し、該判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの差分演算を画素毎に行い、この演算結果から判定用の入力濃淡画像中における前記対象物の存否を判定するにあたり、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの各画素毎の差分値を、差分値の大きさをもとに複数の階級に区分分けして、各階級の度数分布を求めた後に、度数分布をもとに作成したヒストグラムの折れ線グラフを関数で近似したときの定数項を評価値として求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで前記対象物の存否を判定することを特徴とする画像処理方法。
- 少なくとも前記入力濃淡画像から濃度勾配方向画像を作成する過程において、濃淡画像中の任意の注目画素とその周囲の1乃至複数の画素に微分フィルタを適用して直交座標系のx方向およびy方向における微分値をそれぞれ求め、前記x方向および前記y方向の微分値が何れも略ゼロとなる注目画素を特異画素として記憶しておき、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの差分演算の過程で前記特異画素を差分演算の対象から除外することを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載の画像処理方法。
- 少なくとも前記入力濃淡画像から濃度勾配方向画像を作成する過程において、濃淡画像中の任意の注目画素とその周囲の1乃至複数の画素の内、少なくとも1つの画素の濃度値が濃淡画像の撮像手段の出力の最大値付近の値となる注目画素を特異画素として記憶しておき、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの差分演算の過程で前記特異画素を差分演算の対象から除外することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の画像処理方法。
- 前記テンプレートの画像から、前記対象物の存否を判定するのに特徴的な特徴領域を部分的に抽出しておき、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの差分演算を行う際に、先ず前記特徴領域について差分演算を行って度数分布を求めるとともに、この度数分布から前記評価値を求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで前記対象物の存否を判定し、前記対象物が存在するとの判定結果が出た場合は判定処理を終了し、前記対象物が存在しないとの判定結果が出た場合は前記テンプレートの残りの領域についてさらに差分演算を行って、特徴領域と前記残りの領域とを合わせた全体の度数分布を求めるとともに、この度数分布から前記評価値を求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで前記対象物の存否を判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載の画像処理方法。
- 前記テンプレートの画像から、前記対象物の存否を判定するのに特徴的な特徴領域を部分的に抽出しておき、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの差分演算を行う際に、前記特徴領域のみで差分演算を行って度数分布を求めるとともに、この度数分布から前記評価値を求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで前記対象物の存否を判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載の画像処理方法。
- 予め判定対象となる対象物を含む濃淡画像を得て該濃淡画像から濃度勾配方向画像を作成し、該濃度勾配方向画像から前記対象物の特徴を含む領域を抽出して作成したテンプレートを保持する保持手段と、前記対象物を含むか否かを判定する判定用の入力濃淡画像を得て該入力濃淡画像から判定用の濃度勾配方向画像を作成する濃度勾配方向画像作成手段と、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの差分演算を画素毎に行い、この演算結果から前記判定用の入力濃淡画像中における前記対象物の存否を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの各画素毎の差分値を、差分値の大きさをもとに複数の階級に区分分けして、各階級の度数分布を求めるとともに、前記複数の階級のうち差分値が予め設定された範囲内となる1乃至複数の階級に属する度数の、前記テンプレートの画素数に占める割合を評価値として求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで前記対象物の存否を判定することを特徴とする画像処理装置。 - 予め判定対象となる対象物を含む濃淡画像を得て該濃淡画像から濃度勾配方向画像を作成し、該濃度勾配方向画像から前記対象物の特徴を含む領域を抽出して作成したテンプレートを保持する保持手段と、前記対象物を含むか否かを判定する判定用の入力濃淡画像を得て該入力濃淡画像から判定用の濃度勾配方向画像を作成する濃度勾配方向画像作成手段と、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの差分演算を画素毎に行い、この演算結果から前記判定用の入力濃淡画像中における前記対象物の存否を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記判定用の濃度勾配方向画像と前記テンプレートとの各画素毎の差分値を、差分値の大きさをもとに複数の階級に区分分けして、各階級の度数分布を求めるとともに、度数分布をもとに作成したヒストグラムの折れ線グラフを関数で近似したときの定数項を評価値として求め、該評価値と所定のしきい値との大小を比較することで前記対象物の存否を判定することを特徴とする画像処理装置。
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