JP4661957B2 - 画像マッチング装置、およびカメラ - Google Patents
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Description
本発明による画像マッチング装置はまた、各画素が輝度成分と色差成分とを有する入力画像内に設定した探索枠内のターゲット画像と、各画素が輝度成分と色差成分とを有するテンプレート画像とをそれぞれ複数の分割領域に分割する分割手段と、分割領域ごとに輝度成分の値の加算値と色差成分の値の加算値とを算出し、いずれか1つの分割領域における輝度成分の値の加算値を基準値として算出する加算値算出手段と、テンプレート画像およびターゲット画像のそれぞれについて、各画素の色差成分の値に基づいて係数を算出する係数算出手段と、各分割領域の輝度成分の加算値から基準値に係数を掛けた値を減算して、各分割領域の輝度成分の値の加算値を正規化する正規化手段と、テンプレート画像における各分割領域の正規化後の輝度成分の値の加算値と各分割領域の色差成分の値の加算値、およびターゲット画像における各分割領域の正規化後の輝度成分の値の加算値と各分割領域の色差成分の値の加算値に基づいて、テンプレート画像とターゲット画像の類似度を算出する類似度算出手段と、類似度算出手段による類似度の算出結果に基づいて、入力画像内におけるテンプレート画像Aとの類似度が最も高いターゲット画像の位置を特定することによりテンプレートマッチング処理を実行するマッチング手段とを備えることを特徴とする。
本発明では、係数は、0から1の範囲の値であることが好ましい。
係数は、微分可能であり、かつ入力値に対する出力値が0から1の範囲の値を連続的にとり、かつ出力値が一意に決まる関数により出力される値であるようにしてもよい。
関数は、シグモイド関数であってもよい。
本発明によるカメラでは、被写体像を撮像して画像を取得する撮像手段と、上記画像マッチング装置とを備えることを特徴とする。
r=|−30−(−27)|+|21−22|+|−10−(−17)|+|−17−(−29)|+|0−0|+|−4−(−27)|+|−10−4|+|−9−(−3)|+|1−11|=76 ・・・(3)
r=|76−121|+|127−170|+|96−131|+|89−119|+|106−148|+|102−121|+|96−152|+|97−145|+|107−159|=370 ・・・(4)
(1)制御装置104は、テンプレート画像Aとターゲット画像Bのそれぞれを複数のブロック(分割領域)に分割し、各ブロックごとにY成分の値の平均値とCb成分の値の平均値と、Cr成分の値の平均値を算出し、いずれか1つのブロックにおけるY成分の値の平均値を基準値とする。そして、制御装置104は、テンプレート画像Aおよびターゲット画像Bのそれぞれについて、各画素のCb成分、Cr成分の各値に基づいて、シグモイド関数の出力値βを係数として算出し、各ブロックのY成分の平均値から上記基準値に該係数を掛けた値を減算して、各ブロックのY成分の値の平均値を正規化する。制御装置104は、テンプレート画像Aにおける各ブロックの正規化後のY成分の値の平均値と各ブロックのCb成分の値の平均値とCr成分の値の平均値、およびターゲット画像Bにおける各ブロックの正規化後のY成分の値の平均値と各ブロックのCb成分の値の平均値とCr成分の値の平均値に基づいて、テンプレート画像Aとターゲット画像Bの類似度を算出するようにした。そして、制御装置104は、算出した類似度に基づいて、入力画像内におけるテンプレート画像Aとの類似度が最も高いターゲット画像Bの位置を特定することによりテンプレートマッチング処理を実行するようにした。これによって、テンプレート画像A、およびターゲット画像Bが有彩色である場合、無彩色である場合のいずれの場合にも、画像の明るさの変化による影響を排除して、精度の高いテンプレートマッチングが可能となる。さらに、テンプレート画像Aとターゲット画像Bとがいずれも無彩色に近い場合であっても、テンプレートマッチングの精度が低下するのを防ぐことができる。
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
(1)上述した実施の形態では、制御装置104は、テンプレート画像Aとターゲット画像Bをそれぞれ9つのブロックに分割し、各ブロックごとにY成分、Cb成分、およびCr成分の値の平均値を算出するようにした。そして、算出したY成分の値の平均値を正規化した後、正規化後のY成分の値の平均値、Cb成分の値の平均値、およびCr成分の値の平均値に基づいて、テンプレート画像Aとターゲット画像Bとの類似度を算出する例について説明した。しかしながら、制御装置104は、各ブロックごとに、各成分の値の平均値ではなく各成分の値の加算値(合計値)を算出し、算出した加算値を用いて、Y成分の値の加算値の正規化、およびテンプレート画像Aとターゲット画像Bとの類似度の算出を行うようにしてもよい。これにより、上述した実施の形態と同様に、テンプレート画像A、およびターゲット画像Bが有彩色である場合、無彩色である場合のいずれの場合にも、画像の明るさの変化による影響を排除して、精度の高いテンプレートマッチングが可能となる。
Claims (6)
- 各画素が輝度成分と色差成分とを有する入力画像内に設定した探索枠内のターゲット画像と、各画素が輝度成分と色差成分とを有するテンプレート画像とをそれぞれ複数の分割領域に分割する分割手段と、
前記分割領域ごとに輝度成分の値の平均値と色差成分の値の平均値とを算出し、いずれか1つの分割領域における輝度成分の値の平均値を基準値として算出する平均値算出手段と、
前記テンプレート画像および前記ターゲット画像のそれぞれについて、各画素の色差成分の値に基づいて係数を算出する係数算出手段と、
各分割領域の輝度成分の平均値から前記基準値に前記係数を掛けた値を減算して、各分割領域の輝度成分の値の平均値を正規化する正規化手段と、
前記テンプレート画像における各分割領域の正規化後の輝度成分の値の平均値と各分割領域の色差成分の値の平均値、および前記ターゲット画像における各分割領域の正規化後の輝度成分の値の平均値と各分割領域の色差成分の値の平均値に基づいて、前記テンプレート画像と前記ターゲット画像の類似度を算出する類似度算出手段と、
前記類似度算出手段による前記類似度の算出結果に基づいて、前記入力画像内における前記テンプレート画像との類似度が最も高い前記ターゲット画像の位置を特定することによりテンプレートマッチング処理を実行するマッチング手段とを備えることを特徴とする画像マッチング装置。 - 各画素が輝度成分と色差成分とを有する入力画像内に設定した探索枠内のターゲット画像と、各画素が輝度成分と色差成分とを有するテンプレート画像とをそれぞれ複数の分割領域に分割する分割手段と、
前記分割領域ごとに輝度成分の値の加算値と色差成分の値の加算値とを算出し、いずれか1つの分割領域における輝度成分の値の加算値を基準値として算出する加算値算出手段と、
前記テンプレート画像および前記ターゲット画像のそれぞれについて、各画素の色差成分の値に基づいて係数を算出する係数算出手段と、
各分割領域の輝度成分の加算値から前記基準値に前記係数を掛けた値を減算して、各分割領域の輝度成分の値の加算値を正規化する正規化手段と、
前記テンプレート画像における各分割領域の正規化後の輝度成分の値の加算値と各分割領域の色差成分の値の加算値、および前記ターゲット画像における各分割領域の正規化後の輝度成分の値の加算値と各分割領域の色差成分の値の加算値に基づいて、前記テンプレート画像と前記ターゲット画像の類似度を算出する類似度算出手段と、
前記類似度算出手段による前記類似度の算出結果に基づいて、前記入力画像内における前記テンプレート画像Aとの類似度が最も高い前記ターゲット画像の位置を特定することによりテンプレートマッチング処理を実行するマッチング手段とを備えることを特徴とする画像マッチング装置。 - 請求項1または2に記載の画像マッチング装置において、
前記係数は、0から1の範囲の値であることを特徴とする画像マッチング装置。 - 請求項3に記載の画像マッチング装置において、
前記係数は、微分可能であり、かつ入力値に対する出力値が0から1の範囲の値を連続的にとり、かつ出力値が一意に決まる関数により出力される値であることを特徴とする画像マッチング装置。 - 請求項4に記載の画像マッチング装置において、
前記関数は、シグモイド関数であることを特徴とする画像マッチング装置。 - 被写体像を撮像して画像を取得する撮像手段と、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像マッチング装置とを備えることを特徴とするカメラ。
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