JP5794427B2 - マーカ生成装置、マーカ生成検出システム、マーカ生成検出装置、マーカ、マーカ生成方法及びそのプログラム - Google Patents
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Description
まず、本発明のマーカ生成装置及びマーカ生成方法の第一実施形態について、図1を参照して説明する。同図は、本実施形態のマーカ生成装置の構成を示すブロック図である。
基底数1の基底にもとづいて写像を行う場合、不変特徴変換部31は、一つの特徴点を基底として定め、この基底が不変量空間上の一つの基準座標のところにくるように移動し、他のすべての特徴点についてもこの移動量で不変量特徴空間に移動する。
基底数2の基底にもとづいて写像を行う場合、不変特徴変換部31は、二つの特徴点を基底として定め、それぞれの基底が不変量空間上の対応する二つの基準座標のところにくるように移動し、これに伴いすべての特徴点を相対的な位置関係を維持しながら不変量特徴空間に移動する。そして、この移動を、すべての特徴点から選択し得る2点の組み合わせからなる各基底について行う。
基底数3の基底にもとづいて写像を行う場合、不変特徴変換部31は、三つの特徴点を基底として定め、それぞれの基底が不変量空間上の対応する三つの基準座標のところにくるように移動し、これに伴いすべての特徴点を相対的な位置関係を維持しながら不変量特徴空間に移動する。そして、この移動を、すべての特徴点から選択し得る3点の組み合わせからなる各基底について行う。
(2)特異特徴の凸包を求め、内部を特定の色で塗り潰す。さらに、凸包に使用されなかった特異特徴を用いて再度凸包を求め、内部を別の色で塗り潰す。このような処理を、すべての特異特徴が使用されるまで反復して生成されるパターン(図20(2))
(3)特異特徴位置を頂点にもつ、水平垂直の辺を有する、塗り潰した矩形の集合からなるパターン(図20(3))
(4)特異特徴点の最近傍点間を線分で結んだパターン(図20(4))
(b)拡大、縮小もしくは回転のいずれか一以上の姿勢変化又はその姿勢変化と平行移動の組み合わせの姿勢変化が計測された場合→基底数:2
(c)せん断変形又はせん断変形と平行移動、拡大、縮小、回転のいずれか一以上の組み合わせの姿勢変化が計測された場合→基底数:3
次に、本発明のマーカ生成装置及びマーカ生成方法の第二実施形態について、図23を参照して説明する。
(イ)u1=a(x1)+b(y1)+c
(ロ)u2=a(x2)+b(y2)+c
(ハ)u3=a(x3)+b(y3)+c
(ニ)v1=d(x1)+e(y1)+f
(ホ)v2=d(x2)+e(y2)+f
(ヘ)v3=d(x3)+e(y3)+f
ここで、(イ)〜(ハ)の数式にもとづく三元連立方程式を解くことによって、a〜cのアフィン変換係数を算出することができる。また、同様にして、(二)〜(ヘ)の数式にもとづきd〜fのアフィン変換係数を算出することができる。
次に、本発明のマーカ生成装置及びマーカ生成方法の第三実施形態について、図28を参照して説明する。図28は、本実施形態のマーカ生成装置1cの詳細な構成を示すブロック図である。
(マーカ検出装置)
次に、マーカ検出装置について、図30、図31を参照して説明する。
次に、本実施形態のマーカ検出方法について、図35を参照して説明する。
(マーカ生成検出装置)
次に、マーカ生成検出装置について、図36を参照して説明する。
次に、本実施形態のマーカ生成検出システムについて、図38を参照して説明する。 同図に示すように、マーカ生成検出システム2000は、マーカ生成装置1と、マーカ検出装置100とを備えている。これらマーカ生成装置1とマーカ検出装置100は、通信ネットワーク又は通信ケーブル300などで接続することができる。
次に、マーカ生成プログラム及びマーカ検出プログラムについて説明する。
前記背景画像から抽出した特徴点を前記姿勢変化に応じた所定の変換処理によって不変量特徴空間に表す不変特徴変換手段と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する特異特徴選択手段と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成するマーカ生成手段と
を有するマーカ生成装置。
入力された前記背景画像から特徴点を抽出する特徴抽出手段と
を有し、
前記計測手段は、入力された前記背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測し、前記姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する基底数設定部を有し、
前記不変特徴変換手段は、前記所定の変換処理として、前記背景画像から抽出された各特徴点を前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表し、
前記特異特徴選択手段は、前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択し、
前記マーカ生成手段は、前記特異特徴を用いてマーカを生成する
付記1に記載のマーカ生成装置。
前記基底数設定部は、前記姿勢変化の種類として、平行移動のみが計測された場合に前記基準点の数を1と決定し、拡大、縮小もしくは回転のいずれか一以上の姿勢変化又はその姿勢変化と平行移動の組み合わせの姿勢変化が計測された場合に前記基準点の数を2と決定し、せん断変形又はせん断変形と平行移動、拡大、縮小、回転のいずれか一以上の組み合わせの姿勢変化が計測された場合に前記基準点の数を3と決定する
付記2に記載のマーカ生成装置。
前記映像入力手段は、異なる時刻の対応する二以上の背景画像を入力し、
前記計測手段は、前記二以上の背景画像から抽出された特徴点の位置の変化にもとづき前記姿勢変化の種類を計測する
付記2又は付記3に記載のマーカ生成装置。
当該計測手段によって計測された姿勢変化の種類に応じて前記基準点の数を算出する基底数算出部と、
前記基底数算出部の処理に応じ、当該算出された第一の基準点数と、先にマーカを生成した際の前記変換処理において用いられた基準に係る第二の基準点数とが一致するか否かを判定する基底数判定部と
を有し、
前記基底数設定部は、前記第一の基準点数と前記第二の基準点数とが一致しないと判定された場合に、前記第一の基準点数を前記変換処理に用いる基準点の数として決定し、
前記不変特徴変換手段は、前記第一の基準点数を用いた写像処理を実行する
付記2から付記4のいずれかに記載のマーカ生成装置。
前記第一の基準点数と前記第二の基準点数とが一致すると判定された場合には、以降にこれらの基準点数の不一致が判定されるまで、前記所定の変換処理の実行を停止する
付記5に記載のマーカ生成装置。
付記2から付記6のいずれかに記載のマーカ生成装置。
前記マーカ生成装置は、
背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化を計測する計測手段と、
前記背景画像から抽出した特徴点を前記姿勢変化に応じた所定の変換処理によって不変量特徴空間に表す不変特徴変換手段と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する特異特徴選択手段と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成するマーカ生成手段と
を有し、
前記マーカ検出装置は、
生成された前記マーカを記憶するマーカ記憶手段と、
前記マーカを検出するための背景画像から抽出した特徴点を前記不変量特徴空間に表した不変量特徴群の配置の中に前記マーカの特異特徴の配置があるか否かを判断する照合手段と
を有する
マーカ生成検出システム。
背景画像を入力する映像入力手段と、
入力した前記背景画像から特徴点を抽出する特徴抽出手段と
を有し、
前記計測手段は、入力された前記背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測するとともに、この姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する基底数設定部を有し、
前記不変特徴変換手段は、前記所定の変換処理として、前記背景画像から抽出された各特徴点を前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表し、
前記特異特徴選択手段は、前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択し、
前記マーカ生成手段は、前記特異特徴を用いてマーカを生成する
付記8に記載のマーカ生成検出システム。
前記背景画像から抽出した特徴点を前記姿勢変化に応じた所定の変換処理によって不変量特徴空間に表す不変特徴変換手段と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する特異特徴選択手段と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成するマーカ生成手段と、
生成された前記マーカを記憶するマーカ記憶手段と、
前記マーカを検出するための背景画像から抽出した特徴点を前記不変量特徴空間に表した不変量特徴群の配置の中に前記マーカの特異特徴の配置があるか否かを判断する照合手段と
を有するマーカ生成検出装置。
入力された前記背景画像から特徴点を抽出する特徴抽出手段と
を有し、
前記計測手段が、入力された前記背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測するとともに、この姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する基底数設定部を有し、
前記不変特徴変換手段は、前記所定の変換処理として、前記背景画像から抽出された各特徴点を前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表し、
前記特異特徴選択手段は、この不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択し、
前記マーカ生成手段は、この特異特徴を用いてマーカを生成する
付記10に記載のマーカ生成検出装置。
前記背景画像から抽出した特徴点を前記姿勢変化に応じた所定の変換処理によって不変量特徴空間に表す工程と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する工程と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成する工程と
を有するマーカ生成方法。
入力された前記背景画像から特徴点を抽出する工程と、
入力された前記背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測するとともに、この姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する工程と、
前記所定の変換処理として、前記背景画像から抽出された各特徴点を前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表す工程と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する工程と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成する工程と
を有する付記14に記載のマーカ生成方法。
背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化を計測する手段、
前記背景画像から抽出した特徴点を前記姿勢変化に応じた所定の変換処理によって不変量特徴空間に表す手段、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する手段、及び、
前記特異特徴を用いてマーカを生成する手段、
として機能させるマーカ生成プログラム。
背景画像を入力する手段、
入力された前記背景画像から特徴点を抽出する手段、
入力された前記背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測するとともに、この姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する手段、
前記所定の変換処理として、前記背景画像から抽出された各特徴点を前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表す手段、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する手段、及び、
前記特異特徴を用いてマーカを生成する手段、
として機能させる付記16に記載のマーカ生成プログラム。
10 映像入力手段
20 特徴抽出手段
30 不変特徴変換手段
40 特異特徴変換手段
50 マーカ生成手段
60 自由度計測手段
61 自由度検出部
62 基底数設定部
63 基底数算出部
64 基底数判定部
100 マーカ検出装置
1000 マーカ生成検出装置
2000 マーカ生成検出システム
Claims (16)
- 背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測する計測手段と、
前記姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する基底数設定手段と、
前記背景画像から抽出した各特徴点を、前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表す不変特徴変換手段と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する特異特徴選択手段と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成するマーカ生成手段と
を有するマーカ生成装置。 - 背景画像を入力する映像入力手段と、
入力された前記背景画像から特徴点を抽出する特徴抽出手段と
を有する請求項1に記載のマーカ生成装置。 - 前記計測手段は、前記姿勢変化の種類として、平行移動、拡大、縮小、回転もしくはせん断変形のいずれか又はこれらの組み合わせを計測し、
前記基底数設定手段は、前記姿勢変化の種類として、平行移動のみが計測された場合に前記基準点の数を1と決定し、拡大、縮小もしくは回転のいずれか一以上の姿勢変化又はその姿勢変化と平行移動の組み合わせの姿勢変化が計測された場合に前記基準点の数を2と決定し、せん断変形又はせん断変形と平行移動、拡大、縮小、回転のいずれか一以上の組み合わせの姿勢変化が計測された場合に前記基準点の数を3と決定する
請求項1に記載のマーカ生成装置。 - 前記特徴抽出手段は、前記特徴点の位置情報を抽出する特徴抽出部を有し、
前記映像入力手段は、異なる時刻の対応する二以上の背景画像を入力し、
前記計測手段は、前記二以上の背景画像から抽出された特徴点の位置の変化にもとづき前記姿勢変化の種類を計測する
請求項2に記載のマーカ生成装置。 - 前記基底数設定手段は、
前記計測手段によって計測された姿勢変化の種類に応じて前記基準点の数を算出する基底数算出部と、
前記基底数算出部の処理に応じ、当該算出された第一の基準点数と、先にマーカを生成した際の前記写像処理において用いられた基準に係る第二の基準点数とが一致するか否かを判定する基底数判定部と
を有し、
前記基底数設定手段は、前記第一の基準点数と前記第二の基準点数とが一致しないと判定された場合に、前記第一の基準点数を前記写像処理に用いる基準点の数として決定し、
前記不変特徴変換手段は、前記第一の基準点数を用いた写像処理を実行する
請求項1から請求項4のいずれかに記載のマーカ生成装置。 - 前記不変特徴変換手段は、
前記第一の基準点数と前記第二の基準点数とが一致すると判定された場合には、以降にこれらの基準点数の不一致が判定されるまで、前記写像処理の実行を停止する
請求項5に記載のマーカ生成装置。 - 前記基底数設定手段は、入力操作に応じ、前記基準点の数を1〜3のいずれかに決定する
請求項1から請求項6のいずれかに記載のマーカ生成装置。 - マーカ生成装置とマーカ検出装置とを有し、
前記マーカ生成装置は、
背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測する計測手段と、
前記姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する基底数設定手段と、
前記背景画像から抽出した各特徴点を、前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表す不変特徴変換手段と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する特異特徴選択手段と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成するマーカ生成手段と
を有し、
前記マーカ検出装置は、
生成された前記マーカを記憶するマーカ記憶手段と、
前記マーカを検出するための背景画像から抽出した特徴点を前記不変量特徴空間に表した不変量特徴群の配置の中に前記マーカの特異特徴の配置があるか否かを判断する照合手段と
を有する
マーカ生成検出システム。 - 前記マーカ生成装置は、
背景画像を入力する映像入力手段と、
入力した前記背景画像から特徴点を抽出する特徴抽出手段と
を有する請求項8に記載のマーカ生成検出システム。 - 背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測する計測手段と、
前記姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する基底数設定手段と、
前記背景画像から抽出した各特徴点を、前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表す不変特徴変換手段と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する特異特徴選択手段と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成するマーカ生成手段と、
生成された前記マーカを記憶するマーカ記憶手段と、
前記マーカを検出するための背景画像から抽出した特徴点を前記不変量特徴空間に表した不変量特徴群の配置の中に前記マーカの特異特徴の配置があるか否かを判断する照合手段と
を有するマーカ生成検出装置。 - 背景画像を入力する映像入力手段と、
入力された前記背景画像から特徴点を抽出する特徴抽出手段と
を有する請求項10に記載のマーカ生成検出装置。 - 背景画像の特徴点を、この画像から計測される姿勢変化の種類に応じて決定される数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表し、この不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を用いて生成されたマーカ。
- 背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測する工程と、
前記姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する工程と、
前記背景画像から抽出した各特徴点を、前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表す工程と、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する工程と、
前記特異特徴を用いてマーカを生成する工程と
を有するマーカ生成方法。 - 背景画像を入力する工程と、
入力された前記背景画像から特徴点を抽出する工程と
を有する請求項13に記載のマーカ生成方法。 - 情報処理装置を、
背景画像にもとづきこの画像中の物体の姿勢変化の種類を計測する手段、
前記姿勢変化の種類に応じ、対応する基準点の数を決定する基底数設定手段、
前記背景画像から抽出した各特徴点を、前記決定した数の基準点を用いた写像処理によって不変量特徴空間に表す手段、
前記不変量特徴空間において前記特徴点が表れていない部分を特異特徴として選択する手段、及び、
前記特異特徴を用いてマーカを生成する手段、
として機能させるマーカ生成プログラム。 - 前記情報処理装置を、
背景画像を入力する手段、及び
入力された前記背景画像から特徴点を抽出する手段、
として機能させる請求項15に記載のマーカ生成プログラム。
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