JP5505410B2 - データ処理装置、画像照合方法、プログラムおよび画像照合システム - Google Patents
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Description
画像内の画素のそれぞれに注目し、注目画素の画素値と、該注目画素の近傍の所定の相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求める差分値算出手段と、
前記画像内の画素毎に、照明による陰影への影響が互いに類似する画素を含む画素群を抽出し、該画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を算出する代表値算出手段と、
前記画像内の画素毎に、該画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の代表値との比較に基づいて、該画素の特徴値を算出する特徴値算出手段と、
前記特徴値算出手段により抽出された各画素の特徴値に基づいて、前記画像と所定の画像との類似性を判定する類似判断手段を有する。
画像内の画素のそれぞれに注目し、注目画素の画素値と、該注目画素の近傍の所定の相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求め、
前記画像内の画素毎に、照明による陰影への影響が互いに類似する画素を含む画素群を抽出し、該画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を算出し、
前記画像内の画素毎に、該画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の代表値との比較に基づいて、該画素の特徴値を算出し、
各画素の特徴値に基づいて、前記画像と所定の画像との類似性を判定する。
画像内の画素のそれぞれに注目し、注目画素の画素値と、該注目画素の近傍の所定の相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求めさせ、
前記画像内の画素毎に、照明による陰影への影響が互いに類似する画素を含む画素群を抽出させ、該画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を算出させ、
前記画像内の画素毎に、該画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の代表値との比較に基づいて、該画素の特徴値を算出させ、
各画素の特徴値に基づいて、前記画像と所定の画像との類似性を判定させる処理をコンピュータに実行させる。
所定の対象物を撮影し、撮影画像を出力する撮影装置と、
前記対象物について予め撮影された参照画像を記憶する記憶装置と、
前記撮影画像と前記参照画像のそれぞれについて、画像内の画素のそれぞれに注目し、注目画素の画素値と、該注目画素の近傍の所定の相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求め、前記撮影画像と前記参照画像のそれぞれについて、前記画像内の画素毎に、照明による陰影への影響が互いに類似する画素を含む画素群を抽出し、該画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を算出し、前記撮影画像と前記参照画像のそれぞれについて、前記画像内の画素毎に、該画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の代表値との比較に基づいて、該画素の特徴値を算出し、各画素の特徴値に基づいて、前記撮影画像と前記参照画像との類似性を判定する、データ処理装置を有する。
本発明のデータ処理装置は、照明の変化に対して頑強な画像照合を行うために、注目する画素の輝度値とその画素から所定の相対位置にある画素の輝度値の差分値を用いて画像を照合する。しかし、このような画像照合では、対象となる物体に対する照明の変動があると、その物体の形状による陰影の影響を受けやすいという問題がある。一方、物体に対して照明があてられた場合、物体のある部分に着目すると、その部分の周辺では、照明の変動による陰影の影響は同程度である可能性が高い。
第1の実施の形態では、1つの注目画素に対して、1つの比較対象画素を定めて、画像の類似性を判断する例を示した。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、1つの注目画素に対して、複数の比較対象画素を定めて、画像の類似性を判断してもよい。第2の実施の形態では、1つの注目画素に対して、複数の比較対象画素を定めて、画像の類似性を判断する例を示す。
第1の実施の形態では、注目画素の差分値と、その注目画素における代表値との比較に基づいて、特徴値を算出した。このとき、差分値が代表値より大きい場合と差分値と代表値が同じ場合に特徴値を1とするように規定し、差分値が代表値より小さい場合に特徴値を0とするように規定した。そのため、差分値が代表値より大きい場合と差分値と代表値が同じ場合が判別されず、照合の精度が荒くなる。特に、本発明では、代表値は差分値の統計量から求められるため、物体の輪郭などのように特徴を表す部分以外では差分値と代表値とが同じ値になりやすい傾向にある。
第3の実施の形態では、特徴値を三値で表し、画像の類似性を判断する例を示した。しかし、二値の場合、特徴値は1bitで表されるのに対し、三値の場合、特徴値は2bitで表される。このため、特徴値を記憶するための記憶容量が2倍になるし、対象画像の特徴値と参照画像の特徴値とから対象画像と参照画像の相関値を算出する処理時間が増加する。
第1の実施の形態から第4の実施の形態では、1つの差分値に対して、1つの代表値を定めて、画像の類似性を判断する例を示した。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、1つの差分値に対して、複数の代表値を定めて、画像の類似性を判断してもよい。第5の実施の形態では、1つの差分値に対して、複数の代表値を定めて、画像の類似性を判断することにより、画像照合の精度を向上させる例を示す。
200 記憶装置
300 データ処理装置
301 類似判断部
400、410 特徴抽出部
401、411 照合対象抽出部
402、412 差分値算出部
403、413 代表値算出部
404、414 特徴値算出部
501、511 特徴値出力部
502、512 乱数出力部
Claims (22)
- 画像内の画素のそれぞれに注目し、注目画素の画素値と、該注目画素の近傍の所定の相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求める差分値算出手段と、
前記画像内の画素毎に、照明による陰影への影響が互いに類似する画素を含む画素群を抽出し、該画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を算出する代表値算出手段と、
前記画像内の画素毎に、該画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の代表値との比較に基づいて、該画素の特徴値を算出する特徴値算出手段と、
前記特徴値算出手段により抽出された各画素の特徴値に基づいて、前記画像と所定の画像との類似性を判定する類似判断手段と、
を有するデータ処理装置。 - 前記差分値算出手段は、変化しうる照明のもとで撮影された撮影画像を処理する第1の差分値算出部を少なくとも有し、
前記代表値算出手段は、前記撮影画像を処理する第1の代表値算出部を少なくとも有し、
前記特徴値算出手段は、前記撮影画像を処理する第1の特徴値算出部を少なくとも有し、
前記類似判断手段は、前記特徴値算出手段により抽出された前記撮影画像の各画素の特徴値に基づいて、該撮影画像と、該撮影画像と対比するための参照画像との類似性を判定する、請求項1に記載のデータ処理装置。 - 前記差分値算出手段は、前記撮影画像と対比するための参照画像を処理する第2の差分値算出部をさらに有し、
前記代表値算出手段は、前記参照画像を処理する第2の代表値算出部をさらに有し、
前記特徴値算出手段は、前記参照画像を処理する第2の特徴値算出部をさらに有し、
前記類似判断手段は、前記第1の特徴値算出部により抽出された前記撮影画像の各画素の特徴値と、前記第2の特徴値算出部により抽出された前記参照画像の各画素の特徴値との比較に基づいて、該撮影画像と該参照画像との類似性を判定する、請求項2に記載のデータ処理装置。 - 前記画素に対応する画素群は、該画素から相対的に所定の位置範囲にある画素の集合である、請求項1から3のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
- 前記画素に対応する画素群は、該画素と差分値の差が所定値以下である画素の集合である、請求項1から3のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
- 前記代表値は、前記画素群に含まれる画素数が所定数未満の場合、該画素群が抽出される基となった画像に含まれる全画素の前記差分値から統計的手法により算出される、請求項1から5のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
- 前記代表値は、前記画素群に含まれる画素数が所定数未満の場合、予め定められた所定値とする、請求項1から5のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
- 前記特徴値は、二値で示される、請求項1から7のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
- 前記特徴値は、三値で示される、請求項1から7のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
- 前記特徴値は、前記差分値と前記代表値が所定の条件を満たす場合、ランダムに二値のいずれかの値とする、請求項8に記載のデータ処理装置。
- 前記所定の条件は、前記差分値と前記代表値が同一であることである、請求項10に記載のデータ処理装置。
- 前記所定の条件は、前記差分値と前記代表値の差分が所定の閾値未満であることである、請求項10に記載のデータ処理装置。
- 前記代表値算出手段は、前記画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を複数算出し、
前記特徴値算出手段は、各画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の複数の代表値のそれぞれとの比較に基づいて、二値で示される、該画素の暫定特徴値を複数算出し、該複数の暫定特徴値から二値の発生確率を定めてランダムに該画素の特徴値を生成する、請求項1から5のいずれか1項に記載のデータ処理装置。 - 前記代表値として算出される複数の値は、前記画素群に含まれる各画素の前記差分値から度数の多い順に選択された値である、請求項13に記載のデータ処理装置。
- 前記代表値として算出される複数の値は、前記画素群に含まれる各画素の前記差分値の分布を混合正規分布とし、該混合正規分布に含まれる複数の正規分布のそれぞれの平均値である、請求項13に記載のデータ処理装置。
- 前記代表値として算出される複数の値は、前記画素群に含まれる全ての画素のそれぞれの差分値である、請求項13に記載のデータ処理装置。
- 前記差分値算出手段は、前記所定の相対位置を複数定め、該相対位置毎に、前記注目画素の画素値と、該相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求め、
前記代表値算出手段は、前記画像内の各画素の前記相対位置毎に、前記画素群を抽出し、該画素群の差分値の代表値を算出し、
前記特徴値算出手段は、前記画像内の各画素の前記相対位置毎に、前記特徴値を算出し、
前記類似判断手段は、互いに対応する各画素の前記相対位置毎の特徴値の比較に基づいて前記画像と所定の画像との類似性を判定する、請求項1から16のいずれか1項に記載のデータ処理装置。 - 前記画像は変化しうる照明のもとで撮影された生体画像であり、
前記類似判断手段は、前記生体画像と、該生体画像と対比するために予め撮影されていた画像との類似性を判定することにより生体認証を行う、請求項1から17のいずれか1項に記載のデータ処理装置。 - 前記生体画像は、顔画像である、請求項18に記載のデータ処理装置。
- 画像内の画素のそれぞれに注目し、注目画素の画素値と、該注目画素の近傍の所定の相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求め、
前記画像内の画素毎に、照明による陰影への影響が互いに類似する画素を含む画素群を抽出し、該画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を算出し、
前記画像内の画素毎に、該画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の代表値との比較に基づいて、該画素の特徴値を算出し、
各画素の特徴値に基づいて、前記画像と所定の画像との類似性を判定する、画像照合方法。 - 画像を照合するデータ処理装置のプログラムであって、
画像内の画素のそれぞれに注目し、注目画素の画素値と、該注目画素の近傍の所定の相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求めさせ、
前記画像内の画素毎に、照明による陰影への影響が互いに類似する画素を含む画素群を抽出させ、該画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を算出させ、
前記画像内の画素毎に、該画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の代表値との比較に基づいて、該画素の特徴値を算出させ、
各画素の特徴値に基づいて、前記画像と所定の画像との類似性を判定させる処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 所定の対象物を撮影し、撮影画像を出力する撮影装置と、
前記対象物について予め撮影された参照画像を記憶する記憶装置と、
前記撮影画像と前記参照画像のそれぞれについて、画像内の画素のそれぞれに注目し、注目画素の画素値と、該注目画素の近傍の所定の相対位置にある比較対象画素の画素値との差分値を求め、前記撮影画像と前記参照画像のそれぞれについて、前記画像内の画素毎に、照明による陰影への影響が互いに類似する画素を含む画素群を抽出し、該画素群に含まれる各画素の前記差分値から統計的手法により、該画素群の差分値の代表値を算出し、前記撮影画像と前記参照画像のそれぞれについて、前記画像内の画素毎に、該画素の差分値と、該画素に対応する画素群の差分値の代表値との比較に基づいて、該画素の特徴値を算出し、各画素の特徴値に基づいて、前記撮影画像と前記参照画像との類似性を判定する、データ処理装置と、を有する画像処理システム。
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