JP6136130B2 - 画像領域分割装置、方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
このような場合に、従来は、主要オブジェクトとなる花が矩形枠内に適度に収まるように領域分割処理を修正する手法がなく、最終的に得られる領域分割の精度が低下してしまうという問題点を有していた。
なお、本実施形態による画像領域分割装置101は、携帯情報端末上ではなく、上記サーバコンピュータ上などに実現されてもよい。
本実施形態における画像領域分割装置101は、画像内で、例えばユーザにより矩形枠指定された画像範囲内の花などの主要オブジェクトとその主要オブジェクト以外の背景を領域分割する装置として実現される。
・繰り返し回数が一定以上になった
・前回主要オブジェクトとされた領域面積と今回主要オブジェクトとされた領域面積の差が一定以下
いま、
図8は、上述した数6式、数7式で定義されるt−linkと数8式で定義されるn−linkを有するグラフと、領域ラベルベクトルXおよびグラフカットとの関係を、模式的に示した図である。図8では、理解の容易化のために、画素vは一次元的に示されている。
(付記1)
画像内で指定された画像範囲内の主要オブジェクトと該主要オブジェクト以外の背景を領域分割する装置であって、
前記画像範囲内の各画素に付与する前記主要オブジェクトまたは前記背景を示す領域ラベルを更新しながら、該領域ラベルと前記各画素の画素値に基づき、前記主要オブジェクトらしさまたは背景らしさを示すデータ項と、隣接画素間の前記領域ラベルの滑らかさを示す平滑化項と、前記データ項または前記平滑化項の少なくともいずれかに前回の領域分割の結果に応じて算出され前記各画素の位置に応じた画素位置重み値を付加する画素位置重み関数とを含むエネルギー関数の最小化処理により、前記画像内で前記主要オブジェクトと前記背景を領域分割する領域分割手段と、
前記領域分割手段により前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記画素位置重み値が減少する関数を算出し、該関数を前記領域分割手段における次回の領域分割のための前記画素位置重み関数として更新する画素位置重み関数更新手段と、
を備え、
前記領域分割手段および前記画素位置重み関数更新手段による処理を繰り返し実行する、
ことを特徴とする画像領域分割装置。
(付記2)
前記画素位置重み関数は、前記領域分割手段により前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど減少する特性を有する分散値を有し、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記分散値に従ってガウス関数的に前記画素位置重み値が減少する関数である、
ことを特徴とする付記1に記載の画像領域分割装置。
(付記3)
前記画素位置重み関数更新手段は、前記分散値として、前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲の境界部分に接する割合が増加するほど減少する特性を有する分散値を算出する、
ことを特徴とする付記2に記載の画像領域分割装置。
(付記4)
前記画素位置重み関数更新手段は、
前記分散値として、前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲の垂直方向の境界部分に接する割合が増加するほど減少する特性を有する第1の分散値と、前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲の水平方向の境界部分に接する割合が増加するほど減少する特性を有する第2の分散値を算出し、
前記画像範囲の中央から前記画像範囲の水平方向の境界部分に向かって前記第1の分散値に従ってガウス関数的に前記画素位置重み値が減少し、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の垂直方向の境界部分に向かって前記第2の分散値に従ってガウス関数的に前記画素位置重み値が減少する関数として前記画素位置重み関数を更新する、
ことを特徴とする付記3に記載の画像領域分割装置。
(付記5)
前記画素位置重み関数更新手段は、前記分散値として、前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める面積の割合が増加するほど減少する特性を有する分散値を算出する、
ことを特徴とする付記2に記載の画像領域分割装置。
(付記6)
前記領域分割手段は、Graph Cuts法により前記エネルギー関数の最小化処理を実行する、
ことを特徴とする付記1ないし5のいずれかに記載の画像領域分割装置。
(付記7)
画像内で指定された画像範囲内の主要オブジェクトと該主要オブジェクト以外の背景を領域分割する方法であって、
前記画像範囲内の各画素に付与する前記主要オブジェクトまたは前記背景を示す領域ラベルを更新しながら、該領域ラベルと前記各画素の画素値に基づき、前記主要オブジェクトらしさまたは背景らしさを示すデータ項と、隣接画素間の前記領域ラベルの滑らかさを示す平滑化項と、前記データ項または前記平滑化項の少なくともいずれかに前回の領域分割の結果に応じて算出され前記各画素の位置に応じた画素位置重み値を付加する画素位置重み関数とを含むエネルギー関数の最小化処理により、前記画像内で前記主要オブジェクトと前記背景を領域分割する領域分割ステップと、
前記領域分割ステップにより前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記画素位置重み値が減少する関数を算出し、該関数を前記領域分割ステップにおける次回の領域分割のための前記画素位置重み関数として更新する画素位置重み関数更新ステップと、
を繰り返し実行することを特徴とする画像領域分割方法。
(付記8)
画像内で指定された画像範囲内の主要オブジェクトと該主要オブジェクト以外の背景を領域分割する処理を実行するコンピュータに、
前記画像範囲内の各画素に付与する前記主要オブジェクトまたは前記背景を示す領域ラベルを更新しながら、該領域ラベルと前記各画素の画素値に基づき、前記主要オブジェクトらしさまたは背景らしさを示すデータ項と、隣接画素間の前記領域ラベルの滑らかさを示す平滑化項と、前記データ項または前記平滑化項の少なくともいずれかに前回の領域分割の結果に応じて算出され前記各画素の位置に応じた画素位置重み値を付加する画素位置重み関数とを含むエネルギー関数の最小化処理により、前記画像内で前記主要オブジェクトと前記背景を領域分割する領域分割ステップと、
前記領域分割ステップにより前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記画素位置重み値が減少する関数を算出し、該関数を前記領域分割ステップにおける次回の領域分割のための前記画素位置重み関数として更新する画素位置重み関数更新ステップと、
を繰り返し実行させるためのプログラム。
102 CPU
103 ROM
104 RAM
105 外部記憶装置
106 通信インタフェース
107 入力装置
108 表示装置
109 可搬記録媒体駆動装置
110 可搬記録媒体
111 バス
112 撮像装置
201 領域分割手段
202 画素位置重み関数更新手段
203 データ項
204 平滑化項
205 画素位置重み関数
Claims (9)
- 画像内で指定された画像範囲内の主要オブジェクトと該主要オブジェクト以外の背景を領域分割する装置であって、
前記画像範囲内の各画素に付与する前記主要オブジェクトまたは前記背景を示す領域ラベルを更新しながら、該領域ラベルと前記各画素の画素値に基づき、前記主要オブジェクトらしさまたは背景らしさを示すデータ項と、隣接画素間の前記領域ラベルの滑らかさを示す平滑化項と、前記データ項または前記平滑化項の少なくともいずれかに前回の領域分割の結果に応じて算出され前記各画素の位置に応じた画素位置重み値を付加する画素位置重み関数とを含むエネルギー関数の最小化処理により、前記画像内で前記主要オブジェクトと前記背景を領域分割する領域分割手段と、
前記領域分割手段により前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記画素位置重み値が減少する関数を算出し、該関数を前記領域分割手段における次回の領域分割のための前記画素位置重み関数として更新する画素位置重み関数更新手段と、
を備え、
前記画素位置重み関数は、前記領域分割手段により前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど減少する特性を有する分散値を有し、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記分散値に従ってガウス関数的に前記画素位置重み値が減少する関数であり、
前記領域分割手段および前記画素位置重み関数更新手段による処理を繰り返し実行する、
ことを特徴とする画像領域分割装置。 - 画像内で指定された画像範囲内の主要オブジェクトと該主要オブジェクト以外の背景を領域分割する装置であって、
前記画像範囲内の各画素に付与する前記主要オブジェクトまたは前記背景を示す領域ラベルを更新しながら、該領域ラベルと前記各画素の画素値に基づき、前記主要オブジェクトらしさまたは背景らしさを示すデータ項と、隣接画素間の前記領域ラベルの滑らかさを示す平滑化項と、前記データ項または前記平滑化項の少なくともいずれかに前回の領域分割の結果に応じて算出され前記各画素の位置に応じた画素位置重み値を付加する画素位置重み関数とを含むエネルギー関数の最小化処理により、前記画像内で前記主要オブジェクトと前記背景を領域分割する領域分割手段と、
前記領域分割手段により前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記画素位置重み値が減少する関数を算出し、前記領域分割手段における次回の領域分割のための前記画素位置重み関数として更新する画素位置重み関数更新手段と、
を備え、
前記画素位置重み関数は、前記領域分割手段により前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど減少する特性を有し、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記画素位置重み値が減少する関数であり、
前記領域分割手段および前記画素位置重み関数更新手段による処理を繰り返し実行する、
ことを特徴とする画像領域分割装置。 - 前記画素位置重み関数更新手段は、前記分散値として、前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲の境界部分に接する割合が増加するほど減少する特性を有する分散値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像領域分割装置。 - 前記画素位置重み関数更新手段は、
前記分散値として、前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲の垂直方向の境界部分に接する割合が増加するほど減少する特性を有する第1の分散値と、前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲の水平方向の境界部分に接する割合が増加するほど減少する特性を有する第2の分散値を算出し、
前記画像範囲の中央から前記画像範囲の水平方向の境界部分に向かって前記第1の分散値に従ってガウス関数的に前記画素位置重み値が減少し、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の垂直方向の境界部分に向かって前記第2の分散値に従ってガウス関数的に前記画素位置重み値が減少する関数として前記画素位置重み関数を更新する、
ことを特徴とする請求項3に記載の画像領域分割装置。 - 前記画素位置重み関数更新手段は、前記分散値として、前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める面積の割合が増加するほど減少する特性を有する分散値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像領域分割装置。 - 前記領域分割手段は、Graph Cuts法により前記エネルギー関数の最小化処理を実行する、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の画像領域分割装置。 - 画像内で指定された画像範囲内の主要オブジェクトと該主要オブジェクト以外の背景を領域分割する方法であって、
前記画像範囲内の各画素に付与する前記主要オブジェクトまたは前記背景を示す領域ラベルを更新しながら、該領域ラベルと前記各画素の画素値に基づき、前記主要オブジェクトらしさまたは背景らしさを示すデータ項と、隣接画素間の前記領域ラベルの滑らかさを示す平滑化項と、前記データ項または前記平滑化項の少なくともいずれかに前回の領域分割の結果に応じて算出され前記各画素の位置に応じた画素位置重み値を付加する画素位置重み関数とを含むエネルギー関数の最小化処理により、前記画像内で前記主要オブジェクトと前記背景を領域分割する領域分割ステップと、
前記領域分割ステップにより前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記画素位置重み値が減少する関数を算出し、該関数を前記領域分割ステップにおける次回の領域分割のための前記画素位置重み関数として更新する画素位置重み関数更新ステップと、
を繰り返し実行し、
前記画素位置重み関数は、前記領域分割ステップにより前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど減少する特性を有する分散値を有し、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記分散値に従ってガウス関数的に前記画素位置重み値が減少する関数である
ことを特徴とする画像領域分割方法。 - 画像内で指定された画像範囲内の主要オブジェクトと該主要オブジェクト以外の背景を領域分割する処理を実行するコンピュータに、
前記画像範囲内の各画素に付与する前記主要オブジェクトまたは前記背景を示す領域ラベルを更新しながら、該領域ラベルと前記各画素の画素値に基づき、前記主要オブジェクトらしさまたは背景らしさを示すデータ項と、隣接画素間の前記領域ラベルの滑らかさを示す平滑化項と、前記データ項または前記平滑化項の少なくともいずれかに前回の領域分割の結果に応じて算出され前記各画素の位置に応じた画素位置重み値を付加する画素位置重み関数とを含むエネルギー関数の最小化処理により、前記画像内で前記主要オブジェクトと前記背景を領域分割する領域分割ステップと、
前記領域分割ステップにより前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記画素位置重み値が減少する関数を算出し、該関数を前記領域分割ステップにおける次回の領域分割のための前記画素位置重み関数として更新する画素位置重み関数更新ステップと、
を繰り返し実行させ、
前記画素位置重み関数は、前記領域分割ステップにより前回領域分割された前記主要オブジェクトの領域が前記画像範囲内で占める割合が増加するほど減少する特性を有する分散値を有し、前記画像範囲の中央から前記画像範囲の境界部分に向かって前記分散値に従ってガウス関数的に前記画素位置重み値が減少する関数である
ことを特徴とするプログラム。 - 画像内で指定された画像範囲内の主要オブジェクトと該主要オブジェクト以外の背景をコスト関数最適化により領域分割する方法であって、
前記画像内で、前記指定された画像範囲内の前記主要オブジェクトの領域を設定する第1ステップと、
コスト関数最適化の繰り返しにより、前記の主要オブジェクトの領域を切り抜く際に、直前の切り抜き結果と前記主要オブジェクトの領域の位置関係に応じて、次回のコスト関数最適化のデータ項・平滑化項への重み付けを適応的に変化させる第2ステップと
を繰り返し実行し、
前記第1ステップにおける前記主要オブジェクトの領域は矩形枠で表され、
前記第2ステップは、前記直前の切り抜き結果と前記主要オブジェクトの領域の前記矩形枠の接触状態に応じて、次回のコスト関数最適化のデータ項・平滑化項への重み付けを適応的に変化させることを特徴とする画像領域分割方法。
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JP2012147509A JP6136130B2 (ja) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | 画像領域分割装置、方法、およびプログラム |
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JP5505164B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2014-05-28 | ソニー株式会社 | 画像処理装置および方法、並びにプログラム |
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2012
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