JP5555221B2 - 着目物の適応的な色モデル・パラメータ推定に係る方法および装置 - Google Patents
着目物の適応的な色モデル・パラメータ推定に係る方法および装置 Download PDFInfo
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Description
少なくとも一組の画素ごとに、この方法は、さらに、少なくとも一組の画素内の画素の色成分を統計的モデルでモデル化すること、モデル化した色成分に基づいて着目物の色モデル・パラメータを推定して少なくとも1つの推定した着目物の色モデルを取得すること、および、少なくとも1つの推定した着目物の色モデルを用いて少なくとも一組の画素から着目物の画素を検出することを含む。
肌色モデルが抽出される一組の画素について、本明細書において提案する色範囲法は、先ず、予め選択した範囲ul≦u≦uhおよびvl≦v≦vhにある色成分を有するすべての画素を収集する。閾値ul、uh、vl、およびvhは、実際のアプリケーションにおいて肌色画素の大部分を含むことができるように選択される。係る閾値を理論的に導き出すか、または実証的にトレーニングすることができる。一実施形態では、係る閾値を、画像データベースまたはビデオ・データベース内の所定割合の肌色画素がこの範囲内に含まれるように選択することができる。この範囲に入る画素数をNとする。N=0の場合、色範囲法は、NULLのモデル・パラメータをリターンし、この一組の画素には肌色画素がないという結果を返す。N>0の場合、色範囲法は、統計的推定方法を用いてこれらのN画素の平均および共分散行列を推定する。一実施形態では、以下の方程式を用いて係る平均および共分散行列を推定することができる。
カラー・クラスタリング法は、一組の画素における肌色画素の色成分を正規分布としてモデル化する。カラー・クラスタリング法はまた、一組の画素における肌色でない画素の色成分を正規分布の混合としてモデル化する。したがって、この一組の画素における色成分はM個の正規分布の混合である。カラー・クラスタリング法は先ず、この一組の画素内の画素ごとに色成分値を収集し、次に、統計的推定方法を用いて正規分布ごとに平均および共分散行列を計算する。Mの値は統計的推定方法を用いて推定することができ、または、実証的検討により予め選択することができる。具体的な実施形態として、Mが予め選択され、Nが当該一組における画素の全数を表すと仮定して、係る平均のおよび共分散行列を、以下のEM(Expectation−Maximization)アルゴリズムを用いて推定することができる。
1. 各分布を、任意の組のパラメータ
2. i=1,...,Mについて当該パラメータを、
ここで、添字tはt回の更新の後のインデックスであり、p(i|(uj,vj))は、画素の画素値(uj,vj)を所与として画素が混合正規分布中のi番目の分布に属する確率であり、πiは画素が混合正規分布中のi番目の分布に属する割合である。
3. パラメータが収束するまでステップ2を継続してパラメータを更新するか、または、Kが予め選択されているとして、推定されたパラメータがK回の繰り返し後に収束しない場合に終了する。
一実施形態では、複数の肌色モデル・パラメータ推定方法の結果を組み合わせる方法も提案する。L個の異なる肌色モデル・パラメータ推定方法に対して、i=1,...,Lとしてそれぞれがパラメータ推定結果
(付記1)
着目物に対応する一組の画素を画像から抽出し、前記一組の画素における画素の色成分を統計的モデルでモデル化し、前記モデル化された色成分に基づいてパラメータを推定して、推定された着目物の色モデルを取得するための推定器と、
前記推定された色モデルを用いて前記一組の画素から画素を検出するための検出器と
を備える色検出のための装置。
(付記2)
前記画像はビデオの一部である、付記1に記載の装置。
(付記3)
前記推定器は、前記パラメータを推定して非着目物の色モデルをさらに取得し、
前記非着目物の色モデルは、混合正規モデルとしてモデル化される、付記1に記載の装置。
(付記4)
前記推定された着目物の色モデルは正規分布としてモデル化される、付記1に記載の装置。
(付記5)
正規分布としてモデル化される前記推定された着目物の色モデルに対応する前記パラメータは、予め選択された範囲内にある画素で推定される、付記4に記載の装置。
(付記6)
前記予め選択された範囲は、着目物のデータベースにおける着目物の画素の所定の割合に基づく、付記5に記載の装置。
(付記7)
前記パラメータは、推定されたV色成分と推定されたU色成分との間の最小差に基づいて選択される、付記6に記載の装置。
(付記8)
前記パラメータは、混合正規モデルを用いて推定される、付記1に記載の装置。
(付記9)
前記パラメータは、複数のモデル・パラメータ推定方法を用いて推定される、付記1に記載の装置。
(付記10)
前記複数のモデル・パラメータ推定方法を用いて推定された前記パラメータを共同的に推定して最終的な推定されたパラメータを取得する、付記10に記載の装置。
(付記11)
前記推定器は、演算重みを用いて前記最終的な推定されたパラメータの平均を重み付けする、付記10に記載の装置。
(付記12)
前記推定器は、幾何重みを用いて前記最終的な推定されたパラメータの平均を重み付けする、付記10に記載の装置。
(付記13)
前記装置は、ビデオ・エンコーダで利用される、付記1に記載の装置。
(付記14)
前記ビデオ・エンコーダは、複数の領域を、International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commision Moving Picture Experts Group−4 Part 10 Advanced Video Coding standard/International Telecommunication Union,Telecommunication Sector H.264勧告に準拠するビットストリームにエンコードする、付記13に記載の装置。
(付記15)
前記ビデオ・エンコーダは、複数の領域を、Society of Motion Picture and Television Engineers Video Codec−1 Standardに準拠するビットストリームにエンコードする、付記13に記載の装置。
(付記16)
前記着目物は、肌、草、および空のうち少なくとも1つを含む、付記1に記載の装置。
(付記17)
画像から一組の画素を抽出するステップと、
前記一組の画素の色成分を統計的モデルでモデル化して、モデル化した色成分を生成するステップと、
前記モデル化した色成分に基づいてパラメータを推定して、第1の色モデルを取得するステップと、
前記第1の色モデルを用いて前記一組の画素から画素を検出するステップと
を含む、色検出の方法。
(付記18)
前記推定ステップは、前記パラメータを推定して、混合正規モデルとしてモデル化される第2の色モデルを取得するステップをさらに含む、付記17に記載の方法。
(付記19)
第1の色モデルは、正規分布としてモデル化される、付記17に記載の方法。
(付記20)
パラメータは、予め選択した範囲内の画素で推定される、付記19に記載の方法。
(付記21)
前記予め選択された範囲は、着目物のデータベースにおける着目物の画素の所定の割合に基づく、付記20に記載の方法。
(付記22)
前記パラメータは、推定されたV色成分と推定されたU色成分との間の最小差に基づいて選択される、付記21に記載の方法。
(付記23)
前記着目物の色モデル・パラメータは、混合正規モデルを用いて推定される、付記17に記載の方法。
(付記24)
前記着目物の色モデル・パラメータは、複数のモデル・パラメータ推定方法を用いて推定される、付記17に記載の方法。
(付記25)
前記複数のモデル・パラメータ推定方法を用いて推定される前記着目物の色モデル・パラメータは、最終的な推定されたパラメータを取得するために共同して推定される、付記24に記載の方法。
(付記26)
前記最終的な推定されたパラメータの平均は、演算重みを用いて重み付けされる、付記24に記載の方法。
(付記27)
前記最終的な推定されたパラメータの平均は、幾何重みを用いて重み付けされる、付記24に記載の方法。
(付記28)
前記方法は、ビデオ・エンコーダに利用される、付記17に記載の方法。
(付記29)
前記ビデオ・エンコーダは、複数の領域を、International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commision Moving Picture Experts Group−4 Part 10 Advanced Video Coding standard/International Telecommunication Union,Telecommunication Sector H.264勧告に準拠するビットストリームにエンコードする、付記28に記載の方法。
(付記30)
前記ビデオ・エンコーダは、複数の領域を、Society of Motion Picture and Television Engineers Video Codec−1 Standardに準拠するビットストリームにエンコードする、付記28に記載の方法。
(付記31)
前記画素は、肌、草、および空のうち少なくとも1つを含む、付記17に記載の方法。
Claims (31)
- 着目物に対応する一組の画素を画像から抽出し、前記一組の画素のU色成分及びV色成分を統計的モデルでモデル化してモデル化した色成分を生成し、前記一組の画素の輝度成分を利用して前記一組の画素の照明条件を決定し、前記照明条件に基づいて前記一組の画素の前記色成分を調整し、調整された前記モデル化した色成分に基づいて、平均及び共分散行列に関するパラメータを推定して、第1の色モデルを取得するための推定器と、
前記推定された前記第1の色モデルを用いて前記一組の画素から画素を検出するための検出器と
を備える色検出のための装置。 - 前記画像はビデオの一部であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記推定器は、前記パラメータを推定して非着目物の色モデルをさらに取得し、
前記非着目物の色モデルは、混合正規モデルとしてモデル化されることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記推定された着目物の色モデルは正規分布としてモデル化されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 正規分布としてモデル化される前記推定された着目物の色モデルに対応する前記パラメータは、前記抽出される画素のうちの予め選択された範囲内にある画素で推定されることを特徴とする請求項4に記載の装置。
- 前記予め選択された範囲は、着目物のデータベースにおける着目物の画素の所定の割合に基づくことを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記パラメータは、推定されたV色成分と推定されたU色成分との間の最大差に基づいて選択されることを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 前記パラメータは、混合正規モデルを用いて推定されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記パラメータは、複数のモデル・パラメータ推定方法を用いて推定されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記複数のモデル・パラメータ推定方法を用いて推定された前記パラメータを共同的に推定して最終的な推定されたパラメータを取得することを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 前記推定器は、演算重みを用いて前記最終的な推定されたパラメータの平均を重み付けすることを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記推定器は、幾何重みを用いて前記最終的な推定されたパラメータの平均を重み付けすることを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記装置は、ビデオ・エンコーダで利用されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記ビデオ・エンコーダは、複数の領域を、International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission Moving Picture Experts Group−4 Part 10 Advanced Video Coding standard/International Telecommunication Union,Telecommunication Sector H.264勧告に準拠するビットストリームにエンコードすることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記ビデオ・エンコーダは、複数の領域を、Society of Motion Picture and Television Engineers Video Codec−1 Standardに準拠するビットストリームにエンコードすることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記着目物は、肌、草、および空のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 着目物に対応する一組の画素を画像から抽出するステップと、
前記一組の画素のU色成分及びV色成分を統計的モデルでモデル化して、モデル化した色成分を生成するステップと、
前記一組の画素の輝度成分を利用して前記一組の画素の照明条件を決定するステップと、
前記照明条件に基づいて前記一組の画素の前記色成分を調整するステップと、
調整された前記モデル化した色成分に基づいて、平均及び共分散行列に関するパラメータを推定して、第1の色モデルを取得するステップと、
推定された前記第1の色モデルを用いて前記一組の画素から画素を検出するステップと
を含むことを特徴とする色検出の方法。 - 前記取得するステップは、前記パラメータを推定して、混合正規モデルとしてモデル化される第2の色モデルを取得するステップをさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 第1の色モデルは、正規分布としてモデル化されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- パラメータは、前記抽出される画素のうちの予め選択した範囲内の画素で推定されることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記予め選択された範囲は、着目物のデータベースにおける着目物の画素の所定の割合に基づくことを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記パラメータは、推定されたV色成分と推定されたU色成分との間の最大差に基づいて選択されることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記着目物の色モデル・パラメータは、混合正規モデルを用いて推定されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記着目物の色モデル・パラメータは、複数のモデル・パラメータ推定方法を用いて推定されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記複数のモデル・パラメータ推定方法を用いて推定される前記着目物の色モデル・パラメータは、最終的な推定されたパラメータを取得するために共同して推定されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記最終的な推定されたパラメータの平均は、演算重みを用いて重み付けされることを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記最終的な推定されたパラメータの平均は、幾何重みを用いて重み付けされることを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記方法は、ビデオ・エンコーダに利用されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記ビデオ・エンコーダは、複数の領域を、International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission Moving Picture Experts Group−4 Part 10 Advanced Video Coding standard/International Telecommunication Union,Telecommunication Sector H.264勧告に準拠するビットストリームにエンコードすることを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 前記ビデオ・エンコーダは、複数の領域を、Society of Motion Picture and Television Engineers Video Codec−1 Standardに準拠するビットストリームにエンコードすることを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 前記画素は、肌、草、および空のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項17に記載の方法。
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