JP6540220B2 - IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD, AND IMAGE PROCESSING PROGRAM - Google Patents

IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD, AND IMAGE PROCESSING PROGRAM Download PDF

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Description

本発明は、画像における規則的パターンを検出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting regular patterns in an image.

規則的パターン(縞模様・渦巻き模様・同心円模様など)を含む映像は、視聴者に光過敏性発作を発症させる可能性がある。光過敏性発作は、視覚に飛び込んだ光刺激に対する異常反応の症状であり、痙攣や意識障害などを伴う癲癇に似た発作である。   Video that includes regular patterns (striped, swirled, concentric, etc.) can cause viewers to develop photosensitive seizures. A photosensitive seizure is a symptom of an abnormal response to a light stimulus that jumps into the eye, and is a seizure resembling a hemorrhoid accompanied by convulsions and impaired consciousness.

このような人体への悪影響を抑制するために、規則的パターンを含む映像コンテンツの配信を抑制する試みが世界的に実施されている。例えば、国際電気通信連合(ITU:International Telecommunication Union)は、映像による光過敏性発作を低減するためのガイドラインを制定している(非特許文献1参照)。非特許文献1において、ITUは、映像配信組織に対して、規則的パターンを始めとした光過敏性発作を誘発するおそれのある映像について、映像コンテンツ制作者に周知するように勧告している。また、日本においては、日本放送協会と日本民間放送連盟が、特にアニメ―ション制作に関してガイドラインを制定している(非特許文献2参照)。非特許文献2では、規則的パターン模様が画面の大分部を占めることを避けるように、注意喚起がなされている。   In order to suppress such an adverse effect on the human body, attempts are being made worldwide to suppress the distribution of video content including regular patterns. For example, the International Telecommunication Union (ITU) has established guidelines for reducing video-induced photosensitive seizures (see Non-Patent Document 1). In Non-Patent Document 1, the ITU recommends video distribution organizations to make video content producers aware of videos that may cause photosensitive seizures, including regular patterns. Furthermore, in Japan, the Japan Broadcasting Association and the Japan Civil Broadcasting Association have established guidelines especially for animation production (see Non-Patent Document 2). In Non-Patent Document 2, a warning is made so as to avoid the regular pattern from occupying a large part of the screen.

しかし、映像コンテンツに意図せず混入した規則的パターンを見つけ出すためには、映像コンテンツ全てを視聴せざるを得ず、非常に時間がかかるという問題がある。また、人手で行うことによる見落としや、作業者の判断基準の違いにより、精度が不安定な点が問題となる。そこで、規則的パターンを、映像に含まれる画像から自動的に検出する技術が求められている。   However, in order to find out a regular pattern unintentionally mixed in video content, it is necessary to watch all the video content, which is very time-consuming. In addition, due to oversight by manual operation and differences in judgment criteria of workers, the point that the accuracy is unstable becomes a problem. Therefore, a technique for automatically detecting a regular pattern from an image included in a video is required.

規則的パターンには、図20に示すように、コントラストの大きいある特定のパターンが複数含まれる。この特性をもとに、コントラストおよび空間周波数に基づいて画像が規則的パターンを含むか否かを判定する関連技術の一例が、特許文献1に記載されている。具体的には、この関連技術は、画像において、コントラストの強さが許容範囲外であり、空間周波数のピーク値があらかじめ定められた周波数帯にある画像領域を検出する。そして、この関連技術は、検出した画像領域と画像全体との面積比率が許容範囲外の場合に、画像が規則的パターンを含むと判定する。   The regular pattern includes a plurality of specific patterns with high contrast as shown in FIG. Patent Document 1 describes an example of a related art that determines whether an image contains a regular pattern based on contrast and spatial frequency based on this characteristic. Specifically, this related art detects an image area in the image where the intensity of the contrast is out of the allowable range and the peak value of the spatial frequency is in a predetermined frequency band. Then, this related art determines that the image contains a regular pattern, when the area ratio of the detected image area to the entire image is out of the allowable range.

"Guidance for the reduction of photosensitive epileptic seizures caused by television", Rec. ITU-R BT.1702, ITU, 2005"Guidance for the reduction of photosensitive epilepsy caused by television", Rec. ITU-R BT.1702, ITU, 2005 "アニメーション等の映像手法に関するガイドライン", 日本放送協会、日本民間放送連盟、1998(2006一部改訂)"Guidelines on video techniques such as animation", Japan Broadcasting Association, Japan Commercial Broadcasting Federation, 1998 (2006 partially revised)

特許第2898269号Patent No. 2898269

しかしながら、特許文献1に記載された関連技術では、検出対象とする規則的パターンについて、その画像特徴として空間周波数のピーク値の取り得る周波数帯を予め指定する必要がある。そのため、この関連技術には、未知の規則的パターンを検出できないという問題がある。   However, in the related art described in Patent Document 1, for the regular pattern to be detected, it is necessary to designate in advance a possible frequency band of the peak value of the spatial frequency as the image feature. Therefore, this related art has a problem that it can not detect unknown regular patterns.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、画像における規則的パターンを、その画像特徴をあらかじめ指定することなく検出する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. That is, an object of the present invention is to provide a technique for detecting a regular pattern in an image without designating the image feature in advance.

本発明の画像処理装置は、入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出する輝度勾配ベクトル算出部と、前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成する局所的統合部と、前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成する大域的統合部と、前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する規則的パターン判定部と、を備える。   The image processing apparatus according to the present invention is not limited to 1 based on the similarity between the brightness gradient vector and a brightness gradient vector calculation unit that calculates a brightness gradient vector representing the feature of the change in brightness for each partial region of the input image. A local integration unit that generates a local integrated region integrating one or more partial regions and a similarity (local integrated region feature) of the local integrated region calculated based on the luminance gradient vector in the local integrated region The integrated area in a regular pattern based on a global integration unit that generates an integrated area integrating the one or more local integrated areas based on the gender and the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area And a regular pattern determination unit that determines whether there is any and outputs the determination result.

また、本発明の画像処理方法は、入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出し、前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成し、前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成し、前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する。   In the image processing method according to the present invention, a luminance gradient vector representing a feature of change in luminance is calculated for each partial region of the input image, and one or more of the above are calculated based on the similarity of the luminance gradient vectors. One or more local integration areas are generated by integrating partial areas, and one or more are generated based on the similarity of the features (local integration area features) of the local integration area calculated based on the luminance gradient vector in the local integration area. An integrated area in which the locally integrated area is integrated is generated, and whether or not the integrated area is a regular pattern is determined based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area, and a determination result is output.

また、本発明の画像処理プログラムは、入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出する輝度勾配ベクトル算出ステップと、前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成する局所的統合ステップと、前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成する大域的統合ステップと、前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する規則的パターン判定ステップと、をコンピュータ装置に実行させる。   In the image processing program according to the present invention, a luminance gradient vector calculating step of calculating a luminance gradient vector representing a characteristic of change in luminance for each partial region of the input image, and similarity of the luminance gradient vector. A locally integrated step of generating a locally integrated region integrating one or more of the partial regions, and a feature (locally integrated region feature) of the locally integrated region calculated based on the luminance gradient vector in the locally integrated region Based on the similarity of one or more of the locally integrated regions to generate an integrated region, and based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated region, the integrated region is regular. It is determined whether or not it is a pattern, and a regular pattern determination step of outputting a determination result is executed by the computer device.

本発明は、画像における規則的パターンを、その画像特徴をあらかじめ指定することなく検出する技術を提供することができる。   The present invention can provide a technique for detecting regular patterns in an image without designating the image features in advance.

本発明の第1の実施の形態としての画像処理装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus as a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態としての画像処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the hardware constitutions of the image processing device as a 1st embodiment of the present invention. 規則的パターンの特徴を説明する図である。It is a figure explaining the feature of a regular pattern. 規則的パターンに類似する特徴を有するが規則的パターンでない画像領域の例を示す図である。FIG. 7 illustrates an example of an image region having features similar to regular patterns but not regular patterns. 本発明の第1の実施の形態としての画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the image processing apparatus as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態としての画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of an image processing device as a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態における輝度勾配ベクトルの算出処理の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of calculation processing of a brightness gradient vector in a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態における輝度勾配ベクトルの類似性の判定処理で用いられる方向IDを説明する図である。It is a figure explaining direction ID used by the determination processing of the similarity of the brightness gradient vector in a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態における輝度勾配ベクトルの類似性の判定処理において用いられる閾値を説明する図である。It is a figure explaining the threshold value used in the determination processing of the similarity of the brightness | luminance gradient vector in the 2nd Embodiment of this invention. 規則的パターンでない画像領域における輝度勾配ベクトルの分布特性の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the distribution characteristic of the brightness gradient vector in the image field which is not a regular pattern. 本発明の第2の実施の形態としての画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the image processing apparatus as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態において入力される画像の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the image input in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態において用いられる部分領域の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the partial area | region used in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態において生成された輝度勾配ベクトルの具体例を示す図である。It is a figure which shows the example of the brightness | luminance gradient vector produced | generated in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における部分領域の統合の具体例について説明する図である。It is a figure explaining the specific example of unification of the partial area in a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態において生成された局所統合領域の具体例を示す図である。It is a figure which shows the example of the local integrated area | region produced | generated in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態において生成された局所統合領域の具体例について、その特徴を表す正規化ヒストグラムの傾向を示す図である。It is a figure which shows the tendency of the normalization histogram showing the characteristic about the specific example of the local integrated area | region produced | generated in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態において生成された統合領域の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the integrated area | region produced | generated in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態において検出された規則的パターンの領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region of the regular pattern detected in 2nd Embodiment of this invention. 様々な規則的パターンを例示する図である。FIG. 6 illustrates various regular patterns.

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態としての画像処理装置1の機能ブロック構成を図1に示す。図1において、画像処理装置1は、輝度勾配ベクトル算出部11と、局所的統合部12と、大域的統合部13と、規則的パターン判定部14とを備える。画像処理装置1は、画像から規則的パターンの領域を検出する装置である。
First Embodiment
A functional block configuration of an image processing apparatus 1 as a first embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, the image processing apparatus 1 includes a brightness gradient vector calculation unit 11, a local integration unit 12, a global integration unit 13, and a regular pattern determination unit 14. The image processing apparatus 1 is an apparatus for detecting an area of a regular pattern from an image.

ここで、画像処理装置1は、図2に示すようなハードウェア要素によって構成可能である。図2において、画像処理装置1は、CPU(Central Processing Unit)1001、メモリ1002、出力装置1003および入力装置1004を含む。メモリ1002は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、補助記憶装置(ハードディスク等)等によって構成される。出力装置1003は、ディスプレイ装置やプリンタ等のように、情報を出力する装置によって構成される。入力装置1004は、キーボードやマウス等のように、ユーザ操作の入力を受け付ける装置によって構成される。この場合、画像処理装置1の各機能ブロックは、メモリ1002に格納されるコンピュータ・プログラムを読み込んで実行するとともに出力装置1003および入力装置1004の各部を制御するCPU1001によって構成される。なお、画像処理装置1およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。   Here, the image processing apparatus 1 can be configured by hardware elements as shown in FIG. In FIG. 2, the image processing apparatus 1 includes a central processing unit (CPU) 1001, a memory 1002, an output device 1003, and an input device 1004. The memory 1002 is configured by a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), an auxiliary storage device (such as a hard disk), and the like. The output device 1003 is configured by a device that outputs information, such as a display device or a printer. The input device 1004 is configured by a device such as a keyboard and a mouse that receives an input of a user operation. In this case, each functional block of the image processing apparatus 1 is configured by the CPU 1001 that reads and executes a computer program stored in the memory 1002 and controls the output device 1003 and each unit of the input device 1004. Note that the hardware configuration of the image processing apparatus 1 and each functional block thereof is not limited to the above-described configuration.

次に、規則的パターンの特徴について説明する。まず、規則的パターンの例として、斜めストライプのパターンおよび渦巻き模様のパターンを図3に示す。これらの規則的パターンでは、コントラストの大きい特定のパターンをもつ部分領域(例えば破線で囲んだ領域)が複数存在する。また、図3の上部には、これらの規則的パターンについて、それぞれ部分的な拡大図を示している。拡大図に示すように、規則的パターンにおける各パターンの輪郭付近では、輪郭に沿って同等の輝度差を持つ画素対が、両矢印の示す方向に並んでいる。また、それぞれの規則的パターンを画像領域全体でみると、局所的な特定のパターンが全体に分散して存在する。   Next, the features of the regular pattern will be described. First, as an example of a regular pattern, a diagonal stripe pattern and a spiral pattern are shown in FIG. In these regular patterns, there are a plurality of partial areas (for example, areas surrounded by broken lines) having a specific pattern with high contrast. Moreover, the upper part of FIG. 3 shows a partially enlarged view of each of these regular patterns. As shown in the enlarged view, in the vicinity of the contour of each pattern in the regular pattern, pixel pairs having the same luminance difference along the contour are arranged in the direction indicated by the double arrow. Also, when each regular pattern is viewed in the entire image area, local specific patterns are dispersed and present throughout.

一方、規則的パターンに類似する特徴を持つが規則的パターンでない画像領域の例を図4に示す。図4において、領域Aは、画像に重畳された文字の領域である。領域Aでは、文字の輪郭付近で同等の輝度差を持つ画素対が存在するが、文字領域全体に特定のパターンが分散して存在することはない。また、領域Bは、規則的パターンに類似する外観の物体が写された領域である。領域Bでは、垂直方向に伸びる直線付近で同等の輝度差を持つ画素対が存在し、垂直方向に伸びる直線を含む特定のパターンが領域全体に複数存在している。しかしながら、領域Bでは、垂直方向に伸びる直線の輪郭の一部に、コントラストが小さい箇所(輝度差が小さい箇所)が存在する。   On the other hand, FIG. 4 shows an example of an image area having features similar to regular patterns but not regular patterns. In FIG. 4, an area A is an area of characters superimposed on the image. In the area A, pixel pairs having the same luminance difference exist near the outline of the character, but no specific pattern is dispersed and present in the entire character area. Further, the area B is an area where an object having an appearance similar to a regular pattern is photographed. In the region B, pixel pairs having the same luminance difference exist in the vicinity of a straight line extending in the vertical direction, and a plurality of specific patterns including straight lines extending in the vertical direction exist in the entire region. However, in the region B, a portion having a small contrast (a portion having a small luminance difference) is present in part of the outline of a straight line extending in the vertical direction.

このような規則的パターンの特徴を利用して規則的パターンを検出するため、画像処理装置1は、画像の各部分領域について輝度勾配ベクトルを算出する。そして、画像処理装置1は、輝度勾配ベクトルを用いて、局所的および大域的な類似性をもとに部分領域を統合する(すなわち、分散して存在する特定パターンを凝集する)。これにより、画像処理装置1は、規則的パターンを検出する。以下、画像処理装置1の機能ブロックの詳細について説明する。   In order to detect a regular pattern using such regular pattern features, the image processing apparatus 1 calculates a brightness gradient vector for each partial region of the image. Then, the image processing device 1 integrates the partial regions based on the local and global similarities using the brightness gradient vector (that is, aggregates specific patterns existing in a dispersed manner). Thereby, the image processing apparatus 1 detects a regular pattern. Hereinafter, details of the functional blocks of the image processing apparatus 1 will be described.

輝度勾配ベクトル算出部11は、入力された画像中の部分領域ごとに、輝度勾配ベクトルを算出する。輝度勾配ベクトルは、その部分領域における輝度の変化の特徴を表す。例えば、輝度勾配ベクトルの算出の前に、輝度勾配ベクトル算出部11は、メモリ1002に記憶された画像のうち、検査対象として入力装置1004を介して指定された画像を入力データとして取得してもよい。また、輝度勾配ベクトル算出部11は、入力された画像を、あらかじめ定められた手法に基づき部分領域に分割する処理を実行すればよい。   The luminance gradient vector calculation unit 11 calculates a luminance gradient vector for each partial region in the input image. The luminance gradient vector is characteristic of the change in luminance in the partial region. For example, even before the calculation of the brightness gradient vector, the brightness gradient vector calculation unit 11 may obtain, as input data, an image designated as an inspection target via the input device 1004 among the images stored in the memory 1002. Good. In addition, the luminance gradient vector calculation unit 11 may execute a process of dividing an input image into partial regions based on a predetermined method.

局所的統合部12は、輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の部分領域を統合した局所統合領域を生成する。また、局所的統合部12は、既に統合した局所統合領域に含まれる少なくともいずれかの部分領域に対して輝度勾配ベクトルが類似性を有する他の部分領域があるか否かを判定する。もし、類似性を有する他の部分領域がある場合、局所的統合部12は、既に統合した局所統合領域に他の部分領域をさらに統合して新たな局所統合領域とする。   The local integration unit 12 generates a locally integrated region in which one or more partial regions are integrated based on the similarity of the luminance gradient vectors. In addition, the local integration unit 12 determines whether there is another partial area in which the luminance gradient vector has similarity to at least one of the partial areas included in the already integrated local integrated area. If there is another partial area having similarity, the local integration unit 12 further integrates the other partial area into the already integrated local integration area to make a new local integration area.

大域的統合部13は、局所統合領域特徴の類似性に基づいて、1つ以上の局所統合領域を統合した統合領域を生成する。局所統合領域特徴は、局所統合領域の特徴を表す情報であり、局所統合領域における輝度勾配ベクトルをもとに算出される。なお、局所統合領域における輝度勾配ベクトルとは、局所統合領域に含まれる各部分領域について算出された輝度勾配ベクトルである。また、大域的統合部13は、既に統合した統合領域に含まれる少なくともいずれかの局所統合領域に対して局所統合領域特徴が類似性を有する他の局所統合領域があるか否かを判定する。もし、類似性を有する他の局所統合領域がある場合、既に統合した統合領域に他の局所統合領域をさらに統合して新たな統合領域とする。   The global integration unit 13 generates an integrated area in which one or more local integrated areas are integrated based on the similarity of the local integrated area features. The locally integrated region feature is information representing the feature of the locally integrated region, and is calculated based on the luminance gradient vector in the locally integrated region. Note that the brightness gradient vector in the locally integrated region is a brightness gradient vector calculated for each partial region included in the locally integrated region. In addition, the global integration unit 13 determines whether or not there is another locally integrated region in which the locally integrated region feature has similarity to at least one locally integrated region included in the already integrated region. If there are other locally integrated regions having similarities, another locally integrated region is further integrated into the already integrated region, to form a new integrated region.

規則的パターン判定部14は、統合領域における輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、統合領域が規則的パターンであるか否かを判定する。なお、統合領域における輝度勾配ベクトルとは、統合領域に含まれる各部分領域について算出された輝度勾配ベクトルである。そして、規則的パターン判定部14は、判定結果を出力する。例えば、規則的パターン判定部14は、入力された画像に、規則的パターンであると判定された領域を示す情報を重畳して、出力装置1003に出力してもよい。   The regular pattern determination unit 14 determines whether the integrated area is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area. The brightness gradient vector in the integrated region is a brightness gradient vector calculated for each partial region included in the integrated region. Then, the regular pattern determination unit 14 outputs the determination result. For example, the regular pattern determination unit 14 may output information indicating an area determined to be a regular pattern on the input image so as to be output to the output device 1003.

以上のように構成された画像処理装置1の動作について、図5を参照して説明する。   The operation of the image processing apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG.

まず、輝度勾配ベクトル算出部11は、入力された画像を、部分領域に分割する(ステップS1)。   First, the brightness gradient vector calculation unit 11 divides the input image into partial regions (step S1).

次に、輝度勾配ベクトル算出部11は、各部分領域について、輝度勾配ベクトルを算出する(ステップS2)。   Next, the luminance gradient vector calculation unit 11 calculates a luminance gradient vector for each partial region (step S2).

次に、局所的統合部12は、輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の部分領域を統合した局所統合領域を生成する(ステップS3)。   Next, the local integration unit 12 generates a locally integrated region in which one or more partial regions are integrated based on the similarity of the luminance gradient vector (step S3).

次に、大域的統合部13は、局所統合領域特徴の類似性に基づいて、1つ以上の局所統合領域を統合した統合領域を生成する(ステップS4)。   Next, the global integration unit 13 generates an integrated area in which one or more local integrated areas are integrated based on the similarity of the local integrated area features (step S4).

次に、規則的パターン判定部14は、統合領域における輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する(ステップS5)。   Next, the regular pattern determination unit 14 determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area, and outputs the determination result (step S5).

以上で、画像処理装置1は動作を終了する。   Thus, the image processing device 1 ends the operation.

次に、本発明の第1の実施の形態の効果について述べる。   Next, the effects of the first embodiment of the present invention will be described.

本発明の第1の実施の形態としての画像処理装置は、画像における規則的パターンを、その画像特徴をあらかじめ指定することなく検出することができる。   The image processing apparatus as the first embodiment of the present invention can detect regular patterns in an image without designating the image features in advance.

その理由について述べる。本実施の形態では、輝度勾配ベクトル算出部が、入力された画像を分割した部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出する。そして、局所的統合部が、輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の部分領域を統合した局所統合領域を生成し、大域的統合部が、局所統合領域特徴の類似性に基づいて、1つ以上の局所統合領域を統合した統合領域を生成する。そして、規則的パターン判定部が、統合領域における輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力するからである。   I will explain the reason. In the present embodiment, the luminance gradient vector calculation unit calculates, for each partial region obtained by dividing the input image, a luminance gradient vector representing the characteristic of the change in luminance. Then, the local integration unit generates a local integration region integrating one or more partial regions based on the similarity of the luminance gradient vectors, and the global integration unit generates a local integration region based on the similarity of the local integration region features. , Generate an integrated area integrating one or more local integrated areas. Then, the regular pattern determination unit determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area, and outputs the determination result.

このように、本実施の形態では、局所的統合部が、「規則的パターンの輪郭上において近接する位置の輝度勾配ベクトルは類似する」という特性を利用して、規則的パターンの輪郭に相当する部分領域を1つに統合して局所統合領域とする。そして、大域的統合部が、「規則的パターンでは同種の局所的なパターンが繰り返し画像上に存在する」という特性を利用して、規則的パターンの輪郭に相当する局所統合領域のうち同種が繰り返されている領域を1つに統合して統合領域とする。これにより、本実施の形態は、局所的なパターンが繰り返されている可能性のある統合領域について、輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、規則的パターンであるか否かを判定可能となる。したがって、本実施の形態は、検出対象の規則的パターンをあらかじめ想定しておく必要がなく、未知の規則的パターンが存在する領域を検出可能となる。   As described above, in the present embodiment, the local integration unit corresponds to the contour of the regular pattern using the characteristic “the luminance gradient vectors at the close positions on the contour of the regular pattern are similar”. Partial areas are integrated into one to be a local integrated area. Then, the global integration unit repeats the same type among the locally integrated regions corresponding to the contour of the regular pattern, utilizing the characteristic that “the same kind of local pattern repeatedly exists on the image in the regular pattern”. Integrate the existing areas into a single integrated area. Thus, according to the present embodiment, it is possible to determine whether or not the pattern is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector for the integrated region in which the local pattern may be repeated. Therefore, in the present embodiment, it is not necessary to presume a regular pattern to be detected in advance, and it becomes possible to detect a region where an unknown regular pattern exists.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第1の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings to which reference is made in the description of the present embodiment, steps having the same configuration and operation as those of the first embodiment of the present invention will be assigned the same reference numerals and detailed description in the present embodiment. I omit explanation.

まず、本発明の第2の実施の形態としての画像処理装置2の構成を図6に示す。図6において、画像処理装置2は、輝度勾配ベクトル算出部21と、局所的統合部22と、大域的統合部23と、規則的パターン判定部24とを備える。画像処理装置2は、画像から規則的パターンの領域を検出する装置である。   First, FIG. 6 shows the configuration of an image processing apparatus 2 as a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the image processing device 2 includes a luminance gradient vector calculation unit 21, a local integration unit 22, a global integration unit 23, and a regular pattern determination unit 24. The image processing device 2 is a device that detects an area of a regular pattern from an image.

<輝度勾配ベクトル算出部の構成>
輝度勾配ベクトル算出部21は、本発明の第1の実施の形態における輝度勾配ベクトル算出部11と略同様に、入力された画像を部分領域に分割し、分割した各部分領域について輝度勾配ベクトルを算出するが、その詳細が異なる。本実施の形態における部分領域の生成処理および輝度勾配ベクトルの算出処理について説明する。
<Configuration of Brightness Gradient Vector Calculation Unit>
The luminance gradient vector calculating unit 21 divides the input image into partial areas, substantially the same as the luminance gradient vector calculating unit 11 according to the first embodiment of the present invention, and generates luminance gradient vectors for each of the divided partial areas. Although it calculates, the details are different. A process of generating a partial area and a process of calculating a luminance gradient vector in the present embodiment will be described.

本実施の形態では、輝度勾配ベクトル算出部21は、画像を格子状の部分領域に分割する。なお、輝度勾配ベクトル算出部21は、画像を8ビットのグレースケール画像に変換した後に、各部分領域の輝度勾配ベクトルを算出してもよい。また、輝度勾配ベクトル算出部21は、画像を他の階調数の画像に変換した後に、各部分領域の輝度勾配ベクトルを算出してもよい。また、輝度勾配ベクトル算出部21は、画像のRGB(Red Green Blue)のいずれかの色成分を選択し、選択した色成分量を輝度値とするグレースケール画像に変換した後に、各部分領域の輝度勾配ベクトルを算出してもよい。   In the present embodiment, the luminance gradient vector calculation unit 21 divides the image into grid-like partial regions. The luminance gradient vector calculation unit 21 may calculate the luminance gradient vector of each partial region after converting the image into an 8-bit grayscale image. Alternatively, the brightness gradient vector calculation unit 21 may calculate the brightness gradient vector of each partial region after converting the image into an image with another number of gradations. Further, the luminance gradient vector calculation unit 21 selects one of the color components of RGB (Red Green Blue) of the image, converts the selected color component amount into a grayscale image having the luminance value, and A luminance gradient vector may be calculated.

詳細には、例えば、輝度勾配ベクトル算出部21は、入力された画像を所定の幅および高さで格子状に分割し、生成された各ブロックを部分領域としてもよい。あるいは、輝度勾配ベクトル算出部21は、入力された画像を所定の画像サイズになるように縮小した上で、縮小画像を所定の幅および高さの格子状に分割することで生成した各ブロックを部分領域としてもよい。所定の画像サイズとは、例えば、QVGA(Quarter Video Graphics Array)画像サイズや、64×64等の正方画像サイズであってもよい。なお、輝度勾配ベクトル算出部21は、格子状の部分領域に限らず、予め定められた特定の形状を単位として画像を分割し、生成された各単位領域を部分領域としてもよい。   In detail, for example, the luminance gradient vector calculating unit 21 may divide the input image into a grid shape with a predetermined width and height, and set each generated block as a partial region. Alternatively, the luminance gradient vector calculation unit 21 reduces each input image into a predetermined image size, and then divides each reduced image into a grid having a predetermined width and height to generate blocks. It may be a partial area. The predetermined image size may be, for example, a QVGA (Quarter Video Graphics Array) image size or a square image size such as 64 × 64. The luminance gradient vector calculation unit 21 may divide the image in units of a predetermined specific shape as well as the grid-like partial regions, and may use the generated unit regions as partial regions.

また、輝度勾配ベクトル算出部21は、輝度勾配ベクトルとして、部分領域内の水平方向および垂直方向の輝度変動量をそれぞれ成分とするベクトルを算出する。   Further, the luminance gradient vector calculation unit 21 calculates, as a luminance gradient vector, a vector having, as components, luminance fluctuation amounts in the horizontal direction and the vertical direction in the partial region.

ここで、輝度勾配ベクトルの算出処理の例を、図7を用いて説明する。この場合、輝度勾配ベクトル算出部21は、部分領域を、所定数(ここでは、2×2個)のサブブロックに分割する。そして、輝度勾配ベクトル算出部21は、各サブブロックを代表する輝度値Y1,Y2,Y3,Y4を求める。そして、輝度勾配ベクトル算出部21は、左上および右下の各サブブロックを代表する輝度値Y1およびY3の差分を第一成分とし、右上と左下の各サブブロックを代表する輝度値Y2およびY4の差分を第二成分とするベクトルを、輝度勾配ベクトルとしてもよい。なお、各サブブロックを代表する輝度値Y1,Y2,Y3,Y4には、サブブロックの輝度値の平均値もしくは最頻値を採用可能である。この場合、規則的パターン領域をノイズに頑健に検出可能とする効果が期待できる。あるいは、各サブブロックを代表する輝度値Y1,Y2,Y3,Y4には、ベクトルの各成分を最大化する輝度値を採用可能である。この場合、規則的パターン領域を輪郭のぼけに対して頑健に検出可能とする効果が期待できる。   Here, an example of the calculation process of the luminance gradient vector will be described with reference to FIG. In this case, the luminance gradient vector calculation unit 21 divides the partial region into a predetermined number (here, 2 × 2) of subblocks. Then, the brightness gradient vector calculation unit 21 obtains brightness values Y1, Y2, Y3, and Y4 representative of each sub block. Then, the luminance gradient vector calculation unit 21 sets the difference between the luminance values Y1 and Y3 representing the upper left and lower right sub blocks as the first component, and sets the luminance values Y2 and Y4 representing the upper right and lower left sub blocks. A vector having the difference as the second component may be used as the luminance gradient vector. As the luminance values Y1, Y2, Y3 and Y4 representing each sub block, it is possible to adopt the average value or the mode value of the luminance values of the sub blocks. In this case, the effect of making the regular pattern area robustly detectable to noise can be expected. Alternatively, as the luminance values Y1, Y2, Y3 and Y4 representing each sub block, it is possible to adopt a luminance value that maximizes each component of the vector. In this case, it is possible to expect the effect of making the regular pattern area robustly detectable against blurring of the contour.

また、輝度勾配ベクトルの算出処理の他の一例について説明する。輝度勾配ベクトル算出部21は、部分領域を構成する各画素について水平および垂直方向の微分をそれぞれとり、各方向での微分値の部分領域内での最大値をx,y成分とするベクトルを、輝度勾配ベクトルとしてもよい。   In addition, another example of the calculation process of the luminance gradient vector will be described. The luminance gradient vector calculation unit 21 takes horizontal and vertical differentials for each pixel constituting the partial region, and sets a vector whose maximum value in the partial region of the differential value in each direction is x and y components, It may be a brightness gradient vector.

また、輝度勾配ベクトルの算出処理のさらに他の一例について説明する。輝度勾配ベクトル算出部21は、部分領域に含まれる小領域のそれぞれについて輝度ベクトルを算出する。この場合、小領域は重なりあっていてもよい。また、小領域における輝度ベクトルの算出処理には、上述した算出処理のいずれかを用いてもよい。そして、輝度勾配ベクトル算出部21は、部分領域に含まれる小領域について算出された輝度ベクトルのうち、大きさや方向が略同一の所定数以上の輝度ベクトルを全て、その部分領域の輝度勾配ベクトルとしてもよい。なお、この算出処理の場合、各部分領域について、1つ以上の輝度勾配ベクトルが算出される。つまり、この算出処理の場合、各部分領域について、複数の輝度勾配ベクトルが算出される可能性がある。   Further, still another example of the calculation process of the luminance gradient vector will be described. The luminance gradient vector calculation unit 21 calculates a luminance vector for each of the small areas included in the partial area. In this case, the small areas may overlap. Further, any one of the above-described calculation processes may be used for the calculation process of the luminance vector in the small area. Then, the luminance gradient vector calculation unit 21 sets all luminance vectors of a predetermined number or more having substantially the same size and direction as the luminance gradient vector of the partial region among the luminance vectors calculated for the small regions included in the partial region. It is also good. In the case of this calculation process, one or more brightness gradient vectors are calculated for each partial region. That is, in the case of this calculation process, a plurality of luminance gradient vectors may be calculated for each partial region.

例えば、部分領域が3×3画素で構成されている場合、この部分領域には、2×2画素の小領域が4つ含まれていると考えることができる。そこで、輝度勾配ベクトル算出部21は、2×2画素の各小領域において、各画素を図7でのサブブロックとみなして、図7の算出処理により輝度勾配ベクトルを算出する。つまり、3×3の部分領域において、4つの輝度勾配ベクトルが算出される。ここで、4つの輝度勾配ベクトルがそれぞれ(1,2)、(1,2)(2,3)、(3,4)であったとする。また、「大きさおよび方向が同一の2本以上の輝度ベクトルを全て選択する」と定められているとする。この場合、この部分領域において、大きさおよび方向が同一の2本以上のベクトルは、(1,2)のみである。したがって、輝度勾配ベクトル算出部21は、この部分領域の輝度勾配ベクトルを(1,2)とする。また、「大きさおよび方向が同一の1本以上の輝度ベクトルを全て選択する」と定められているとする。この場合、輝度勾配ベクトル算出部21は、この部分領域の輝度勾配ベクトルを(1,2)、(2,3)、(3,4)とする。   For example, in the case where the partial area is configured by 3 × 3 pixels, it can be considered that the partial area includes four small areas of 2 × 2 pixels. Therefore, in each small area of 2 × 2 pixels, the brightness gradient vector calculation unit 21 regards each pixel as a sub-block in FIG. 7 and calculates the brightness gradient vector by the calculation process of FIG. 7. That is, four luminance gradient vectors are calculated in the 3 × 3 partial region. Here, it is assumed that four luminance gradient vectors are (1, 2), (1, 2) (2, 3), (3, 4), respectively. Further, it is assumed that “select all two or more luminance vectors having the same size and direction”. In this case, in this partial area, two or more vectors having the same size and direction are only (1, 2). Therefore, the luminance gradient vector calculation unit 21 sets the luminance gradient vector of this partial region as (1, 2). Further, it is assumed that “select all one or more luminance vectors having the same size and direction”. In this case, the luminance gradient vector calculation unit 21 sets the luminance gradient vectors of this partial region as (1, 2), (2, 3), (3, 4).

<局所的統合部の構成>
局所的統合部22は、近接する部分領域間において、輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて統合を行うことにより、局所統合領域を生成する。また、局所的統合部22は、輝度勾配ベクトルの類似性を、輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくとも一方に基づいて判定する。
<Configuration of Local Integration Unit>
The local integration unit 22 generates a locally integrated region by performing integration based on the similarity of luminance gradient vectors between adjacent partial regions. In addition, the local integration unit 22 determines the similarity of the luminance gradient vector based on at least one of the magnitude and the direction of the luminance gradient vector.

具体的には、局所的統合部22は、各部分領域に関する情報(部分領域の位置および輝度勾配ベクトル)を入力として、部分領域間の近接性および輝度勾配ベクトルの類似性をそれぞれ表す情報を算出する。そして、局所的統合部22は、部分領域間の近接性および輝度勾配ベクトルの類似性のそれぞれが所定条件を満たす場合に、それらの部分領域を統合して局所統合領域を生成する。   Specifically, the local integration unit 22 receives information on each partial region (the position of the partial region and the luminance gradient vector) as input, and calculates information indicating the proximity of the partial regions and the similarity of the luminance gradient vector, respectively. Do. The local integration unit 22 integrates the partial regions to generate a local integrated region when each of the proximity between the partial regions and the similarity of the luminance gradient vector satisfies a predetermined condition.

このとき、局所的統合部22は、ベクトルサイズが所定値以上の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域のみを、統合の対象としてもよい。この場合、局所的統合部22は、ベクトルサイズが所定値未満の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域については、所定条件を満たす他の部分領域に結合してもよい。例えば、所定条件とは、ベクトルサイズが所定値未満の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域に対して、空間的距離が規定値未満であり、かつ、輝度勾配ベクトルのベクトルサイズが所定値以上であり、かつ、色情報が類似することであってもよい。この場合、結合により1つとなった部分領域が、局所的統合部22による統合の対象となる。そして、結合により1つとなった部分領域の輝度勾配ベクトルとしては、ベクトルサイズが所定値以上の輝度勾配ベクトルが採用される。   At this time, the local integration unit 22 may set only partial regions having a luminance gradient vector whose vector size is equal to or more than a predetermined value as an integration target. In this case, the local integration unit 22 may couple a partial area having a luminance gradient vector whose vector size is less than a predetermined value to another partial area that satisfies the predetermined condition. For example, the predetermined condition is that the spatial distance is less than a specified value and the vector size of the brightness gradient vector is equal to or more than a predetermined value for a partial region having a brightness gradient vector whose vector size is less than a predetermined value. And, the color information may be similar. In this case, the partial regions that have become one by coupling are targets of integration by the local integration unit 22. Then, a luminance gradient vector having a vector size equal to or larger than a predetermined value is employed as a luminance gradient vector of a partial region which has become one by combining.

このように、局所的統合部22は、局所統合領域の生成を、部分領域間の近接性および部分領域間での輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて行う。   Thus, the local integration unit 22 generates the local integration regions based on the proximity between the partial regions and the similarity of the brightness gradient vectors between the partial regions.

[部分領域間の近接性]
ここで、部分領域間の近接性の判定処理について説明する。局所的統合部12は、2つの部分領域の空間的距離Dをもとに、その2つの部分領域が近接しているか否かを判定する。空間的距離Dは、各部分領域の中心座標の間の距離であってもよい。また、空間的距離Dは、部分領域に含まれる画素のうち互いに最も近接する画素対の間の距離であってもよい。また、空間的距離Dは、部分領域に含まれる画素のうち互いに最も離れた画素対の間の距離であってもよい。そして、局所的統合部12は、部分領域間の距離が近接するか否かを、部分領域間の空間的距離Dと閾値との大小関係によって判定してもよい。例えば、部分領域AおよびBの中心座標が、それぞれ(Xa,Ya)および(Xb,Yb)であり、閾値がThであるとする。この場合、局所的統合部12は、次式(1)を満たす場合に、部分領域AおよびBが近接すると判定してもよい。

[Proximity between partial areas]
Here, the process of determining the proximity between partial areas will be described. The local integration unit 12 determines, based on the spatial distance D of the two partial areas, whether the two partial areas are close to each other. The spatial distance D may be the distance between the center coordinates of each partial area. In addition, the spatial distance D may be a distance between pixel pairs closest to each other among the pixels included in the partial region. Also, the spatial distance D may be a distance between pixel pairs that are most distant from one another among the pixels included in the partial region. Then, the local integration unit 12 may determine whether or not the distances between the partial regions are close based on the magnitude relationship between the spatial distance D between the partial regions and the threshold. For example, it is assumed that the central coordinates of partial areas A and B are (Xa, Ya) and (Xb, Yb), respectively, and the threshold is Th. In this case, the local integration unit 12 may determine that the partial regions A and B are close to each other when the following equation (1) is satisfied.

なお、“||”は、絶対値を表す。 Note that “||” represents an absolute value.

[輝度勾配ベクトルの類似性]
次に、輝度勾配ベクトルの類似性の判定処理について説明する。局所的統合部22は、2つの部分領域の間で、輝度勾配ベクトルの大きさまたは方向のうち少なくとも1つに基づいて、類似性を判定する。
[Similarity of luminance gradient vector]
Next, the process of determining the similarity of the brightness gradient vector will be described. The local integration unit 22 determines similarity between two partial regions based on at least one of the magnitude or the direction of the luminance gradient vector.

例えば、輝度勾配ベクトルを(Ua,Va)としたときに、その大きさは、次式(2)によって算出可能である。

For example, when the luminance gradient vector is (Ua, Va), the magnitude thereof can be calculated by the following equation (2).

この場合、局所的統合部22は、2本の輝度勾配ベクトルの大きさの差分値が閾値THs未満のときに、2本の輝度勾配ベクトルが類似すると判定してもよい。 In this case, the local integration unit 22 may determine that the two luminance gradient vectors are similar when the difference value between the magnitudes of the two luminance gradient vectors is less than the threshold THs.

また、輝度勾配ベクトル(Ua,Va)の方向(単位:ラジアン)は、次式(3)によって算出可能である。

Further, the direction (unit: radian) of the luminance gradient vector (Ua, Va) can be calculated by the following equation (3).

なお、[rad]は、単位がラジアンであることを表している。この場合、局所的統合部22は、2本の輝度勾配ベクトルの方向の差分値が閾値THr未満の場合に、2本の輝度勾配ベクトルを類似すると判定してもよい。 Note that [rad] represents that the unit is radian. In this case, the local integration unit 22 may determine that the two luminance gradient vectors are similar if the difference value in the direction of the two luminance gradient vectors is less than the threshold THr.

あるいは、局所的統合部22は、2本の輝度勾配ベクトルの方向に付与されるIDに基づいて類似性を判断してもよい。例えば、図8に示すように、ベクトルの方向(角度)が、所定数(例えば、12)に量子化されて方向IDが定められているとする。この場合、局所的統合部22は、輝度勾配ベクトルに対して、そのベクトルが属する方向IDを付与する。例えば、図8では、輝度勾配ベクトル(Ua,Va)に対して、方向ID「2」が付与される。このようにして、局所的統合部22は、2本の輝度勾配ベクトルに方向IDを付与する。そして、例えば、局所的統合部22は、2本の輝度勾配ベクトルの方向IDが同一である場合に、2本の輝度勾配ベクトルが類似すると判定してもよい。また、局所的統合部22は、2本の輝度勾配ベクトルの方向IDが隣り合う (例えば「1」と「2」、「3」と「2」、「0」と「11」など)場合に、2本の輝度勾配ベクトルが類似すると判定してもよい。   Alternatively, the local integration unit 22 may determine the similarity based on the ID given in the direction of the two luminance gradient vectors. For example, as shown in FIG. 8, it is assumed that the direction (angle) of the vector is quantized to a predetermined number (for example, 12) and the direction ID is determined. In this case, the local integration unit 22 assigns, to the luminance gradient vector, a direction ID to which the vector belongs. For example, in FIG. 8, the direction ID “2” is assigned to the luminance gradient vector (Ua, Va). Thus, the local integration unit 22 assigns a direction ID to the two luminance gradient vectors. Then, for example, the local integration unit 22 may determine that the two luminance gradient vectors are similar when the direction ID of the two luminance gradient vectors is the same. In addition, the local integration unit 22 may be configured such that the direction IDs of two luminance gradient vectors are adjacent (for example, “1” and “2”, “3” and “2”, “0” and “11”, etc.) The two luminance gradient vectors may be determined to be similar.

また、局所的統合部22は、上述した大きさおよび方向にそれぞれ基づく類似性の判定処理のいずれかにより類似すると判定された場合に、2本の輝度勾配ベクトルが類似すると判定してもよい。あるいは、局所的統合部22は、上述した大きさおよび方向にそれぞれ基づく類似性の判定処理の双方により類似すると判定された場合に、2本の輝度勾配ベクトルが類似すると判定してもよい。   In addition, the local integration unit 22 may determine that the two brightness gradient vectors are similar when it is determined that the two are similar by any of the determination processing of similarity based on the above-described size and direction. Alternatively, the local integration unit 22 may determine that the two brightness gradient vectors are similar when it is determined that the two are similar by both of the determination processing of similarity based on the above-described size and direction.

また、局所的統合部22は、閾値THsおよびTHrを、類似性を判定する2本の輝度勾配ベクトルがそれぞれ属する部分領域間の空間的距離に応じて設定してもよい。例えば、図9に示すように、閾値THsまたはTHrは、部分領域間の空間的距離Dが大きくなるにしたがってより大きい値となるよう設定されてもよい。この場合、図9の例のように、閾値THsまたはTHrには、上限値が設けられていてもよい。なお、THsの最大値は、8ビットのグレースケール画像の場合には255であってもよい。また、THsの最大値は、他の階調のグレースケール画像の場合には階調数に応じた値であってもよい。また、THrの最大値は、πであってもよいし、2πであってもよい。このように、部分領域間の空間的距離Dに応じて閾値THsおよびTHrを設定することにより、例えば渦巻きや同心円などのように、空間的距離Dが離れるに従って輝度勾配ベクトルの方向が徐々に変化する場合にも、それらの部分領域が適切に統合される。また、ノイズ等の影響により、離れた部分領域の間で輝度勾配ベクトルの大きさに差異がある場合にも、それらの部分領域が適切に統合される。   In addition, the local integration unit 22 may set the thresholds THs and THr in accordance with the spatial distance between the partial regions to which two luminance gradient vectors that determine the similarity belong. For example, as shown in FIG. 9, the threshold value THs or THr may be set to be a larger value as the spatial distance D between partial areas becomes larger. In this case, as in the example of FIG. 9, the threshold value THs or THr may have an upper limit value. The maximum value of THs may be 255 in the case of an 8-bit grayscale image. Further, in the case of a grayscale image of another grayscale, the maximum value of THs may be a value corresponding to the number of grayscales. The maximum value of THr may be π or 2π. Thus, by setting threshold values THs and THr according to the spatial distance D between the partial regions, the direction of the brightness gradient vector gradually changes as the spatial distance D increases, such as, for example, a spiral or a concentric circle. Also in those cases, these partial areas are properly integrated. Also, even when there is a difference in magnitude of the brightness gradient vector between distant partial regions due to the influence of noise or the like, those partial regions are properly integrated.

また、1つの部分領域につき複数の輝度勾配ベクトルが算出されている場合について説明する。この場合、局所的統合部22は、2つの部分領域から各1本ずつ選択された輝度勾配ベクトルの組み合わせのうち、大きさおよび方向の少なくとも一方が最も類似する組み合わせに基づいて、2つの部分領域の類似性を判定してもよい。あるいは、局所的統合部22は、2つの部分領域から各1本ずつ選択された輝度勾配ベクトルの全ての組み合わせについて大きさおよび方向の少なくとも一方を算出し、その統計量(例えば、平均値など)に基づいて、2つの部分領域の類似性を判定してもよい。なお、2つの部分領域から各1本ずつ選択された輝度勾配ベクトルの組み合わせについての大きさまたは方向は、例えば、前述の式(2)、式(3)または方向ID等として算出可能である。   A case where a plurality of luminance gradient vectors are calculated for one partial region will be described. In this case, the local integration unit 22 selects two partial regions based on a combination in which at least one of the magnitude and the direction is most similar among the combinations of luminance gradient vectors selected one by one from the two partial regions. The similarity of may be determined. Alternatively, the local integration unit 22 calculates at least one of the magnitude and the direction for all combinations of luminance gradient vectors selected one by one from two partial regions, and the statistical amount (for example, average value, etc.) The similarity between the two partial regions may be determined based on The magnitude or direction of the combination of the luminance gradient vectors selected one by one from the two partial regions can be calculated, for example, as the above-mentioned equation (2), equation (3) or direction ID.

[局所統合領域に対する後処理]
このようにして、局所的統合部22は、任意の2つの部分領域間において近接性および輝度ベクトルの類似性が共に所定条件を満たす場合に、それらの2つの部分領域を統合して局所統合領域を生成する。そして、局所的統合部22は、既に生成した局所統合領域に含まれる部分領域のいずれかと、含まれない他の部分領域との間で近接性および輝度ベクトルの類似性が共に所定条件を満たすか否かを判定する。もし、近接性および類似性の両方が所定の条件を満たすと判定した場合、局所的統合部22は、既に生成した局所統合領域に、他の部分領域を統合して新たな局所統合領域を生成する。
[Post-processing for locally integrated area]
In this manner, the local integration unit 22 integrates two partial regions into a locally integrated region, when the proximity and the similarity of the luminance vector both satisfy predetermined conditions between any two partial regions. Generate Then, the local integration unit 22 determines whether the similarity between the proximity and the luminance vector both satisfy a predetermined condition between any of the partial regions included in the already generated local integrated region and the other partial regions not included. It is determined whether or not. If it is determined that both the proximity and the similarity satisfy the predetermined condition, the local integration unit 22 integrates other partial areas into the already generated local integrated area to generate a new local integrated area. Do.

また、局所的統合部22は、他のいずれの部分領域とも統合されない部分領域については、その部分領域を局所統合領域としてもよい。   In addition, the local integration unit 22 may set the partial region as a local integration region for a partial region not integrated with any other partial region.

また、局所的統合部22は、最終的に生成された局所統合領域を評価し、規定条件を満たさない局所統合領域を誤検出として除去してもよい。規定条件としては、局所統合領域を構成する部分領域の個数に基づく条件や、局所統合領域の面積に基づく条件を採用してもよい。例えば、局所的統合部22は、局所統合領域を構成する部分領域の個数が規定数未満の場合に、その局所統合領域を誤検出として除去してもよい。また、局所的統合部22は、局所統合領域の面積が規定値未満の場合に、その局所統合領域を誤検出として除去してもよい。また、局所的統合部22は、局所統合領域を構成する部分領域の個数および局所統合領域の面積の双方がそれぞれに定められた規定値未満の場合に、その局所統合領域を誤検出として除去してもよい。   In addition, the local integration unit 22 may evaluate the finally generated locally integrated region, and remove the locally integrated region not satisfying the defined condition as a false detection. As the prescribed condition, a condition based on the number of partial regions constituting the locally integrated region or a condition based on the area of the locally integrated region may be adopted. For example, the local integration unit 22 may remove the locally integrated region as a false detection when the number of partial regions constituting the locally integrated region is less than a specified number. In addition, when the area of the locally integrated region is less than the specified value, the locally integrated unit 22 may remove the locally integrated region as a false detection. In addition, the local integration unit 22 removes the locally integrated area as a false detection when both the number of partial areas constituting the locally integrated area and the area of the locally integrated area are smaller than prescribed values respectively determined. May be

<大域的統合部の構成>
大域的統合部23は、本発明の第1の実施の形態における大域的統合部13と略同様に、輝度勾配ベクトルから算出される局所統合領域特徴の類似性に基づいて、局所統合領域を統合した統合領域を生成するが、その詳細が異なる。
<Configuration of Global Integration Unit>
The global integration unit 23 integrates the locally integrated regions based on the similarity of the locally integrated region features calculated from the luminance gradient vector, substantially the same as the global integration unit 13 in the first embodiment of the present invention. Create an integrated area, but the details are different.

[局所統合領域特徴]
まず、大域的統合部23による局所統合領域特徴の算出処理の詳細について説明する。大域的統合部23は、局所統合領域特徴として、輝度勾配ベクトルの大きさまたは方向の少なくとも一方に基づく正規化ヒストグラムを算出する。
[Local integrated area feature]
First, details of the calculation process of the locally integrated region feature by the global integration unit 23 will be described. The global integration unit 23 calculates a normalized histogram based on at least one of the magnitude or the direction of the luminance gradient vector as a local integrated region feature.

(23−1)輝度勾配ベクトルの大きさによる正規化ヒストグラム
ここでは、局所統合領域特徴の算出処理の一例として、輝度勾配ベクトルの大きさに基づく正規化ヒストグラムの算出処理について説明する。この場合、大域的統合部23は、局所統合領域における輝度勾配ベクトルについて、ベクトルサイズについて予め定めたビン数のヒストグラムを生成する。そして、大域的統合部23は、生成したヒストグラムにおいて、ヒストグラム生成に利用した輝度勾配ベクトル数で各ビンの度数を除算(正規化)することにより、正規化ヒストグラムを生成する。なお、大域的統合部23は、局所統合領域における輝度勾配ベクトルのうち、ベクトルサイズが規定値THb(>=0)以上の輝度勾配ベクトルを用いて、大きさによる正規化ヒストグラムを生成してもよい。
(23-1) Normalized Histogram Based on Intensity of Luminance Gradient Vector Here, as an example of calculation processing of the local integrated region feature, calculation processing of a normalized histogram based on the magnitude of the luminance gradient vector will be described. In this case, the global integration unit 23 generates a histogram of the number of bins predetermined for the vector size for the luminance gradient vector in the local integration region. Then, the global integration unit 23 generates a normalized histogram by dividing (normalize) the frequency of each bin by the number of luminance gradient vectors used to generate the histogram in the generated histogram. Note that the global integration unit 23 generates a normalized histogram according to the size using a luminance gradient vector having a vector size equal to or larger than a specified value THb (> = 0) among the luminance gradient vectors in the locally integrated region. Good.

例えば、8ビットのグレースケール画像について、ベクトルサイズが規定値THb以上の輝度勾配ベクトルを用いて、ベクトルサイズに基づく正規化ヒストグラムを生成することを想定する。この場合、大域的統合部23は、ベクトルサイズの値域THb〜225を予め定めたビン数Nb1で分割したビン幅(255−THb)/Nb1のヒストグラムを生成することになる。なお、“/”は、除算を表す。具体的には、大域的統合部23は、局所統合領域iに属するベクトルサイズTHb以上の各輝度勾配ベクトルのサイズが、どのビンに属するかを判定する。これにより、大域的統合部23は、局所統合領域iのヒストグラムH1i[j](0<=j<Nb1、0<=i<Nr、Nrは局所統合領域数)を算出する。そして、大域的統合部23は、H1i[j]を、局所統合領域iに属するベクトルサイズTHb以上の輝度勾配ベクトルの本数Nvで除算することによって、次式(4)に示す正規化ヒストグラムrH1i[j]を生成する。

For example, for an 8-bit grayscale image, it is assumed that a normalized histogram based on the vector size is generated using a luminance gradient vector whose vector size is equal to or larger than a predetermined value THb. In this case, the global integration unit 23 generates a bin width (255−THb) / Nb1 histogram obtained by dividing the vector size range THb to 225 by a predetermined bin number Nb1. Here, "/" represents division. Specifically, the global integration unit 23 determines to which bin the size of each of the luminance gradient vectors having the vector size THb or more belonging to the local integrated region i belongs. Thereby, the global integration unit 23 calculates a histogram H1i [j] (0 <= j <Nb1, 0 <= i <Nr, Nr is the number of locally integrated regions) of the locally integrated region i. Then, the global integration unit 23 divides H1i [j] by the number Nv of luminance gradient vectors having a vector size THb or more belonging to the local integration region i to obtain a normalized histogram rH1i [ j] is generated.

(23−2)輝度勾配ベクトルの方向による正規化ヒストグラム
次に、局所統合領域特徴の算出処理の他の一例として、輝度勾配ベクトルの方向に基づく正規化ヒストグラムの算出処理について説明する。この場合、大域的統合部23は、局所統合領域における輝度勾配ベクトルについて、ベクトルの方向について予め定めたビン数のヒストグラムを生成する。そして、大域的統合部23は、ヒストグラム生成に利用した輝度勾配ベクトル数で各ビンの度数を除算(正規化)することにより、正規化ヒストグラムを生成する。なお、大域的統合部23は、局所統合領域に含まれる輝度勾配ベクトルのうち、ベクトルサイズが規定値THb(>=0)以上の輝度勾配ベクトルを用いて、方向による正規化ヒストグラムを生成してもよい。
(23-2) Normalized Histogram According to Direction of Luminance Gradient Vector Next, as another example of calculation processing of a local integrated region feature, calculation processing of a normalized histogram based on the direction of the luminance gradient vector will be described. In this case, the global integration unit 23 generates a histogram of the number of bins predetermined for the direction of the vector for the luminance gradient vector in the local integration region. Then, the global integration unit 23 generates a normalized histogram by dividing (normalize) the frequency of each bin by the number of luminance gradient vectors used to generate the histogram. Note that the global integration unit 23 generates a normalized histogram according to direction, using a luminance gradient vector having a vector size equal to or larger than a prescribed value THb (> 0) among the luminance gradient vectors included in the locally integrated region. It is also good.

例えば、8ビットのグレースケール画像について、ベクトルサイズが規定値THb以上の輝度勾配ベクトルを用いて方向に基づく正規化ヒストグラムを生成することを想定する。この場合、大域的統合部23は、方向の値域0〜π[rad]を予め定めたビン数Nb2で分割したビン幅π/Nb2[rad]のヒストグラムを生成することになる。具体的には、大域的統合部23は、局所統合領域iに属するベクトルサイズTHb以上の各輝度勾配ベクトルの方向がどのビンに属するかを判定する。これにより、大域的統合部23は、局所統合領域iのヒストグラムH2i[j](0<=j<Nb2、0<=i<Nr、Nrは局所統合領域数)を算出する。そして、大域的統合部23は、H2i[j]を、局所統合領域iに属するベクトルサイズTHb以上の輝度勾配ベクトルの本数Nvで除算することによって、次式(5)に示す正規化ヒストグラムrH2i[j]を生成する。

For example, for an 8-bit grayscale image, it is assumed that a direction-based normalized histogram is generated using a luminance gradient vector whose vector size is equal to or greater than a predetermined value THb. In this case, the global integration unit 23 generates a histogram of a bin width π / Nb2 [rad] obtained by dividing the value range 0 to π [rad] of the direction by a predetermined bin number Nb2. Specifically, the global integration unit 23 determines to which bin the direction of each luminance gradient vector belonging to the local integration region i and not smaller than the vector size THb belongs. Thereby, the global integration unit 23 calculates the histogram H2i [j] (0 <= j <Nb2, 0 <= i <Nr, Nr is the number of locally integrated regions) of the locally integrated region i. Then, the global integration unit 23 divides H2i [j] by the number Nv of luminance gradient vectors having a vector size THb or more belonging to the local integration region i to obtain a normalized histogram rH2i [ j] is generated.

(23−3)輝度勾配ベクトルの方向およびベクトルサイズに基づく正規化ヒストグラム
次に、局所統合領域特徴の算出処理のさらに他の一例として、輝度勾配ベクトルの方向およびベクトルサイズに基づく正規化ヒストグラムの算出処理について説明する。この場合、大域的統合部23は、局所統合領域に含まれる輝度勾配ベクトルについて、ベクトルの方向およびベクトルサイズについて予め定めたビン数のヒストグラムを生成する。そして、大域的統合部23は、ヒストグラム生成に利用した輝度勾配ベクトル数で各ビンの度数を除算(正規化)することにより、正規化ヒストグラムを生成する。なお、大域的統合部23は、局所統合領域に含まれる輝度勾配ベクトルのうち、ベクトルサイズが規定値THb(>=0)以上の輝度勾配ベクトルを用いて、方向および大きさによる正規化ヒストグラムを生成してもよい。
(23-3) Normalized Histogram Based on Direction and Vector Size of Intensity Gradient Vector Next, as another example of calculation processing of a local integrated region feature, calculation of a normalized histogram based on the direction of intensity gradient vector and vector size The process will be described. In this case, the global integration unit 23 generates a histogram of the number of bins predetermined for the vector direction and the vector size of the luminance gradient vector included in the local integration region. Then, the global integration unit 23 generates a normalized histogram by dividing (normalize) the frequency of each bin by the number of luminance gradient vectors used to generate the histogram. Note that the global integration unit 23 uses the luminance gradient vector whose vector size is equal to or larger than the specified value THb (> = 0) among the luminance gradient vectors included in the locally integrated region, to obtain a normalized histogram by the direction and the magnitude. It may be generated.

例えば、8ビットのグレースケール画像について、ベクトルサイズが規定値THb以上の輝度勾配ベクトルを用いて方向およびベクトルサイズに基づく正規化ヒストグラムを生成することを想定する。この場合、大域的統合部23は、ベクトルサイズの値域THb〜225に関する量子化数Nb1と、方向の値域0〜π[rad]に関する量子化数Nb2とから求められるビン数Nb3(=Nb1×Nb2)を用いて、ヒストグラムを生成することになる。具体的には、大域的統合部23は、局所統合領域iに属するベクトルサイズTHb以上の各輝度勾配ベクトルの方向および大きさの組み合わせが、どのビンに属するかを判定する。これにより、大域的統合部23は、局所統合領域iのヒストグラムH3i[j](0<=j<Nb3、0<=i<Nr、Nrは局所統合領域数)を算出する。そして、大域的統合部23は、H3i[j]を、局所統合領域iに属するベクトルサイズTHb以上の輝度勾配ベクトルの本数Nvで除算することによって、次式(6)に示す正規化ヒストグラムrH3i[j]を生成する。

For example, for an 8-bit grayscale image, it is assumed that a normalized histogram based on direction and vector size is generated using a luminance gradient vector whose vector size is equal to or larger than a predetermined value THb. In this case, the global integration unit 23 determines the number of bins Nb3 (= Nb1 × Nb2) determined from the quantization number Nb1 for the vector size range THb to 225 and the quantization number Nb2 for the range 0 to π [rad] of the direction. ) Will be used to generate a histogram. Specifically, the global integration unit 23 determines to which bin the combination of the direction and the size of each of the brightness gradient vectors having the vector size THb or more belonging to the local integration region i belongs. Thereby, the global integration unit 23 calculates a histogram H3i [j] (0 <= j <Nb3, 0 <= i <Nr, Nr is the number of locally integrated regions) of the locally integrated region i. Then, the global integration unit 23 divides H3i [j] by the number Nv of luminance gradient vectors having a vector size THb or more belonging to the local integration region i, to obtain a normalized histogram rH3i [ j] is generated.

以上、局所統合領域特徴の算出処理の例として、(23−1)、(23−2)および(23−3)を示した。なお、1つの部分領域につき複数の輝度勾配ベクトルが算出されている場合であっても、これらの局所統合領域特徴の算出処理は適用可能である。これらの例の他にも、大域的統合部23は、局所統合領域特徴として、色の正規化ヒストグラムなどの他の画像特徴量を、上述した輝度勾配ベクトルに関する正規化ヒストグラムに加えて算出してもよい。また、大域的統合部23は、局所統合領域特徴として、その局所統合領域に含まれる各部分領域の位置における輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくとも一方を用いてもよい。ここで、局所統合領域に含まれる各部分領域の位置における輝度勾配ベクトルとは、その局所統合領域に含まれる各画素の位置においてその画素が含まれる部分領域の輝度勾配ベクトルである。また、大域的統合部23は、局所統合領域特徴として、その局所統合領域に含まれる画素値を併用してもよい。   As described above, (23-1), (23-2), and (23-3) are shown as examples of calculation processing of the locally integrated region feature. In addition, even in the case where a plurality of luminance gradient vectors are calculated for one partial region, the calculation processing of these locally integrated region features is applicable. In addition to these examples, the global integration unit 23 calculates, as a locally integrated region feature, another image feature amount such as a normalized histogram of color and the like by adding it to the normalized histogram regarding the luminance gradient vector described above. It is also good. In addition, the global integration unit 23 may use at least one of the magnitude and the direction of the luminance gradient vector at the position of each partial region included in the local integrated region as the local integrated region feature. Here, the brightness gradient vector at the position of each partial region included in the local integrated region is the brightness gradient vector of the partial region in which the pixel is included at the position of each pixel included in the local integrated region. In addition, the global integration unit 23 may use pixel values included in the locally integrated region as a locally integrated region feature.

[局所統合領域特徴の類似性]
次に、局所統合領域特徴の類似性の判定処理について説明する。ここで、局所統合領域特徴が、例えば、上述した(23−1)、(23−2)または(23−3)によって算出された正規化ヒストグラムであるとする。この場合、大域的統合部23は、任意の2つの局所統合領域について局所統合領域特徴間の類似性を表す情報を、正規化ヒストグラム間の距離に基づき算出し、判定を行ってもよい。例えば、局所統合領域AおよびB間の類似性を表す情報は、それぞれの正規化ヒストグラムrHAおよびrHB(ビン数Nb)を用いて、次式(7)により算出可能である。

[Similarity of locally integrated region features]
Next, determination processing of similarity of locally integrated region features will be described. Here, it is assumed that the locally integrated region feature is, for example, a normalized histogram calculated by (23-1), (23-2), or (23-3) described above. In this case, the global integration unit 23 may perform determination by calculating information representing the similarity between locally integrated region features for any two locally integrated regions based on the distance between normalized histograms. For example, information representing the similarity between the locally integrated regions A and B can be calculated by the following equation (7) using the normalized histograms rHA and rHB (bin number Nb).

式(7)により算出される局所統合領域特徴間の類似性を表す情報は、類似性が高いほど大きな値となる。そこで、大域的統合部23は、2つの局所統合領域について、式(7)により算出される値が閾値を超える場合に、それらの2つの局所統合領域を統合した統合領域を生成してもよい。   The information representing the similarity between locally integrated region features calculated by equation (7) has a larger value as the similarity is higher. Therefore, the global integration unit 23 may generate an integrated area obtained by integrating the two locally integrated areas, when the value calculated by the equation (7) exceeds the threshold value, for the two locally integrated areas. .

また、大域的統合部23は、任意の2つの局所統合領域について局所統合領域特徴間の類似性を表す情報を、テンプレートマッチングにより算出してもよい。この場合、局所統合領域特徴として、局所統合領域に含まれる各部分領域の位置での輝度勾配ベクトルを用いることが可能である。また、局所統合領域特徴として、局所統合領域内の各画素の画素値を併用することも可能である。   In addition, the global integration unit 23 may calculate information representing the similarity between locally integrated region features for any two locally integrated regions by template matching. In this case, it is possible to use a brightness gradient vector at the position of each partial area included in the local integrated area as the local integrated area feature. Moreover, it is also possible to use together the pixel value of each pixel in a local integrated area as a local integrated area feature.

詳細には、大域的統合部23は、局所統合領域AおよびB間の類似性を表す情報を算出するために、局所統合領域AおよびBの一方をテンプレートとして、他方を走査する。例えば、大域的統合部23は、局所統合領域AおよびBのうち面積の小さい方をテンプレートとしてもよい。そして、大域的統合部23は、走査位置ごとに、局所統合領域AおよびBで互いに重なりあう領域の対応する位置において、輝度勾配ベクトルの差分を算出する。輝度勾配ベクトルの差分とは、輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくとも一方の差分であってもよい。そして、大域的統合部23は、走査位置ごとに差分の総和を算出し、そのうちの最小値を、局所統合領域特徴間の類似性を表す情報としてもよい。   Specifically, the global integration unit 23 scans one of the locally integrated regions A and B as a template in order to calculate information representing the similarity between the locally integrated regions A and B. For example, the global integration unit 23 may use the smaller one of the local integration regions A and B as a template. Then, the global integration unit 23 calculates the difference of the luminance gradient vector at the corresponding position of the overlapping regions in the local integration regions A and B for each scanning position. The difference of the brightness gradient vector may be a difference of at least one of the magnitude and the direction of the brightness gradient vector. Then, the global integration unit 23 may calculate the sum of the differences for each scanning position, and the minimum value among them may be information representing the similarity between the local integration area features.

具体的には、大域的統合部23は、ある走査位置において局所統合領域AおよびBが重なり合う領域の各画素について、次の差分値を算出する。各画素について算出する差分値は、局所統合領域Aにおいてその画素を含む部分領域で算出された輝度勾配ベクトルと、局所統合領域Bにおいてその画素を含む部分領域で算出された輝度勾配ベクトルとの差分である。   Specifically, the global integration unit 23 calculates the following difference value for each pixel of the overlapping region of the local integration regions A and B at a certain scanning position. The difference value calculated for each pixel is the difference between the luminance gradient vector calculated in the partial region including the pixel in the local integrated region A and the luminance gradient vector calculated in the partial region including the pixel in the local integrated region B It is.

なお、1つの部分領域につき複数の輝度勾配ベクトルが算出されている場合に、各画素について算出する差分値について説明する。この場合、各画素について算出する差分値は、局所統合領域Aにおいてその画素を含む部分領域と、局所統合領域Bにおいてその画素を含む部分領域とから、それぞれ選択された輝度勾配ベクトルの組み合わせの差分値のうちの最小値であってもよい。また、各画素について算出する差分値は、局所統合領域Aにおいてその画素を含む部分領域と、局所統合領域Bにおいてその画素を含む部分領域とから、それぞれ選択された輝度勾配ベクトルの全組み合わせの差分値の統計値(例えば、平均値等)であってもよい。   Note that when a plurality of luminance gradient vectors are calculated for one partial region, difference values calculated for each pixel will be described. In this case, the difference value calculated for each pixel is the difference of the combination of the luminance gradient vectors respectively selected from the partial area including the pixel in the local integrated area A and the partial area including the pixel in the local integrated area B It may be the minimum of the values. Further, the difference value calculated for each pixel is a difference between all combinations of luminance gradient vectors respectively selected from the partial region including the pixel in the local integrated region A and the partial region including the pixel in the local integrated region B. It may be a statistical value (for example, an average value, etc.) of the values.

そして、大域的統合部23は、走査位置ごとに、局所統合領域AおよびBが重なり合う領域の全画素について、算出した差分値の総和を算出すればよい。また、大域的統合部23は、走査位置ごとに、輝度勾配ベクトルの差分の総和に加えて、重なり合う領域での画素値の差分の総和を算出してもよい。例えば、大域的統合部23は、輝度勾配ベクトルの差分の総和に、画素値の差分の総和を加算してもよい。   Then, the global integration unit 23 may calculate, for each scanning position, the sum of the calculated difference values for all pixels in the area where the local integrated areas A and B overlap. The global integration unit 23 may calculate the sum of pixel value differences in the overlapping area in addition to the sum of differences in luminance gradient vectors for each scanning position. For example, the global integration unit 23 may add the sum of differences of pixel values to the sum of differences of luminance gradient vectors.

そして、大域的統合部23は、以上のようにして算出した各走査位置での差分の総和のうち最小値を、局所統合領域特徴間の類似性を表す情報として採用する。ここで、差分の総和に基づく類似性を表す情報は、類似性が高いほど小さな値となる。そこで、大域的統合部23は、2つの局所統合領域について、差分の総和に基づく類似性を表す情報が閾値未満の場合に、それらの2つの局所統合領域を統合した統合領域を生成してもよい。   Then, the global integration unit 23 adopts the minimum value among the sums of the differences at each scanning position calculated as described above as information representing the similarity between the locally integrated region features. Here, the information indicating the similarity based on the sum of differences has a smaller value as the similarity is higher. Therefore, the global integration unit 23 generates an integrated area obtained by integrating two locally integrated areas, when the information representing the similarity based on the sum of differences is less than the threshold value, for the two locally integrated areas. Good.

[統合領域に対する後処理]
このようにして、大域的統合部23は、任意の2つの局所統合領域間において、局所統合領域特徴の類似性が所定条件を満たす場合に、それらの2つ局所統合領域を統合した統合領域を生成する。そして、大域的統合部23は、既に生成した統合領域に含まれる局所統合領域のいずれかと、含まれない他の局所統合領域との間で、局所統合領域特徴の類似性が所定条件を満たすか否かを判定する。もし、局所統合領域特徴の類似性が所定条件を満たすと判定した場合、大域的統合部23は、既に生成した統合領域に他の局所統合領域を統合して新たな統合領域を生成する。
Post-processing for integrated area
In this manner, the global integration unit 23 integrates an integrated area obtained by integrating two locally integrated areas, when the similarity between locally integrated area features satisfies a predetermined condition between any two locally integrated areas. Generate Then, the global integration unit 23 determines whether the similarity of locally integrated area features satisfies a predetermined condition between any of the locally integrated areas included in the already generated integrated area and any other locally integrated area not included. It is determined whether or not. If it is determined that the similarity of the locally integrated area feature satisfies the predetermined condition, the global integration unit 23 integrates another locally integrated area into the already generated integrated area to generate a new integrated area.

また、大域的統合部23は、他のいずれの局所統合領域とも統合されない局所統合領域については、その局所統合領域を統合領域としてもよい。   The global integration unit 23 may set the locally integrated region as an integrated region for a locally integrated region that is not integrated with any other locally integrated region.

また、大域的統合部23は、最終的に生成された統合領域を評価し、規定条件を満たさない統合領域を誤検出として除去してもよい。規定条件としては、統合領域を構成する部分領域の個数に基づく条件や、統合領域の面積に基づく条件を採用してもよい。例えば、大域的統合部23は、統合領域を構成する部分領域の個数が規定値未満の場合に、その統合領域を誤検出として除去してもよい。また、大域的統合部23は、統合領域の面積が規定値未満の場合に、その統合領域を誤検出として除去してもよい。また、大域的統合部23は、統合領域を構成する部分領域の個数および統合領域の面積の双方がそれぞれに定められた規定値未満の場合に、その統合領域を誤検出として除去してもよい。   In addition, the global integration unit 23 may evaluate the finally generated integrated area and remove an integrated area that does not satisfy the defined condition as a false detection. As the specified condition, a condition based on the number of partial regions constituting the integrated region or a condition based on the area of the integrated region may be adopted. For example, when the number of partial areas constituting the integrated area is less than the specified value, the global integration unit 23 may remove the integrated area as a false detection. In addition, when the area of the integrated area is less than the specified value, the global integration unit 23 may remove the integrated area as a false detection. In addition, the global integration unit 23 may remove the integrated area as a false detection when both the number of partial areas constituting the integrated area and the area of the integrated area are smaller than the predetermined values respectively defined. .

<規則的パターン判定部の構成>
規則的パターン判定部24は、本発明の第1の実施の形態における規則的パターン判定部24と略同様に、統合領域に含まれる輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、その統合領域が規則的パターンであるか否かを判定するが、その詳細が異なる。
<Configuration of Regular Pattern Determination Unit>
Similar to the regular pattern determination unit 24 in the first embodiment of the present invention, the regular pattern determination unit 24 regularly determines the integrated region based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector included in the integrated region. It is determined whether or not it is a pattern, but the details are different.

また、規則的パターン判定部24は、規則的パターンと判定された統合領域をそれぞれ、規則的パターン領域として出力してもよい。あるいは、規則的パターン判定部24は、規則的パターンと判定された統合領域全てを内包する領域を、規則的パターン領域として出力してもよい。内包する領域とは、例えば外接矩形であってもよい。   Further, the regular pattern determination unit 24 may output each of the integrated areas determined as the regular pattern as a regular pattern area. Alternatively, the regular pattern determination unit 24 may output, as a regular pattern area, an area including all of the integrated areas determined to be regular patterns. The included region may be, for example, a circumscribed rectangle.

[分布特性の判定処理]
ここでは、規則的パターン判定部24による分布特性の判定処理の詳細について説明する。分布特性としては、例えば、密度や集中領域、一方向性、点対称性等が挙げられる。
[Determination process of distribution characteristics]
Here, the details of the determination process of the distribution characteristic by the regular pattern determination unit 24 will be described. As the distribution characteristic, for example, density, concentration region, unidirectionality, point symmetry and the like can be mentioned.

(24−1)密度に基づく判定
ここでは、分布特性に基づく規則的パターンの判定処理の一例として、密度に基づく判定処理について説明する。この場合、規則的パターン判定部24は、統合領域における、輝度勾配ベクトルのベクトルサイズが閾値より大きい部分領域の密度に基づいて、統合領域が規則的パターンか否かを判定してもよい。例えば、そのような密度が規定値よりも高い統合領域には、輝度勾配の高いエッジ領域(規則的パターンの輪郭部分)が多く含まれていると考えられる。そこで、規則的パターン判定部24は、輝度勾配ベクトルのベクトルサイズが閾値より大きい部分領域の密度が規定値より高い統合領域を、規則的パターンであると判定してもよい。
(24-1) Determination Based on Density Here, the determination process based on density will be described as an example of the determination process of a regular pattern based on distribution characteristics. In this case, the regular pattern determination unit 24 may determine whether or not the integrated area is a regular pattern based on the density of the partial area in which the vector size of the luminance gradient vector is larger than the threshold in the integrated area. For example, it is considered that the integrated area having such a density higher than the specified value includes many edge areas (outline portions of regular patterns) having high luminance gradients. Therefore, the regular pattern determination unit 24 may determine that the integrated area in which the density of the partial area where the vector size of the luminance gradient vector is larger than the threshold is higher than the specified value is the regular pattern.

ここで、ベクトルサイズが閾値より大きい輝度勾配ベクトルを持つ部分領域の密度は、例えば、次のようにして算出可能である。例えば、そのような密度は、ある統合領域の面積に対して、その統合領域においてベクトルサイズが閾値Tc以上の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域の面積が占める割合であってもよい。あるいは、そのような密度は、ある統合領域を内包する外接矩形の面積に対して、その統合領域においてベクトルサイズが閾値Tc以上の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域の面積が占める割合であってもよい。   Here, the density of the partial region having a luminance gradient vector whose vector size is larger than the threshold can be calculated, for example, as follows. For example, such a density may be a ratio of the area of a partial area having a luminance gradient vector whose vector size is equal to or larger than the threshold Tc in the integrated area with respect to the area of the integrated area. Alternatively, such a density may be a ratio of the area of a partial area having a brightness gradient vector with a vector size equal to or larger than the threshold Tc in the integrated area to the area of the circumscribed rectangle including the integrated area .

あるいは、規則的パターン判定部24は、個々の統合領域について別々に規則的パターンであるか否かを判定する代わりに、全ての統合領域について一括して、密度に基づき規則的パターンであるか否かを判定してもよい。この場合、規則的パターン判定部24は、全ての統合領域を内包する外接矩形の面積に対して、統合領域のいずれかに属する部分領域のうちベクトルサイズが閾値Tc以上の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域の面積の割合を、密度として算出してもよい。そして、この場合、規則的パターン判定部24は、そのような密度が規定値より高い場合に、全ての統合領域を一括して規則的パターンであると判定してもよい。   Alternatively, instead of determining whether or not the regular pattern determination unit 24 separately determines whether the regular pattern is separately for each integrated area, whether or not the regular pattern is based on the density for all the integrated areas collectively. It may be determined. In this case, the regular pattern determination unit 24 sets a portion having a luminance gradient vector having a vector size equal to or larger than the threshold Tc among partial areas belonging to any of the integrated areas with respect to the area of the circumscribed rectangle including all integrated areas. The percentage of the area of the area may be calculated as the density. Then, in this case, if such a density is higher than the specified value, the regular pattern determination unit 24 may collectively determine that all the integrated regions are regular patterns.

(24−2)集中領域に基づく判定
ここでは、分布特性に基づく規則的パターンの判定処理の一例として、集中領域に基づく判定処理について説明する。この場合、規則的パターン判定部24は、統合領域おける、輝度勾配ベクトルのベクトルサイズが閾値より大きい部分領域が集中する領域の位置に基づいて、統合領域が規則的パターンか否かを判定してもよい。例えば、そのような集中領域が、端付近に集中している統合領域は、映像編集に用いられる矩形枠である可能性が高いと考えられる。
(24-2) Determination Based on Concentration Region Here, the determination processing based on a concentration region will be described as an example of determination processing of a regular pattern based on distribution characteristics. In this case, the regular pattern determination unit 24 determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on the position of the area where the partial area where the vector size of the luminance gradient vector is larger than the threshold in the integrated area is concentrated. It is also good. For example, it is considered that the integrated area in which such concentrated area is concentrated near the end is likely to be a rectangular frame used for video editing.

ここで、映像編集に用いられる矩形枠の一例を図10に示す。図10は、PinP(Picture in Picture)と呼ばれ、映像の中に配置される他の映像や静止画を示している。このようなPinPは、図示のような枠で囲まれることが多い。また、映像において、文字領域が、文字を強調するための枠で囲まれることも多い。そこで、規則的パターン判定部24は、輝度勾配ベクトルのベクトルサイズが閾値より大きい部分領域が端付近に集中する統合領域を、規則的パターンではないと判定してもよい。また、規則的パターン判定部24は、輝度勾配ベクトルのベクトルサイズが閾値より大きい部分領域が端付近には集中していない統合領域を、規則的パターンであると判定してもよい。   Here, an example of a rectangular frame used for video editing is shown in FIG. FIG. 10 is called PinP (Picture in Picture), and shows other images and still images arranged in the image. Such PinP is often surrounded by a frame as illustrated. In addition, in a video, a character area is often surrounded by a frame for emphasizing characters. Therefore, the regular pattern determination unit 24 may determine that the integrated area in which the partial area where the vector size of the luminance gradient vector is larger than the threshold is concentrated near the end is not a regular pattern. Further, the regular pattern determination unit 24 may determine that the integrated area in which the partial area where the vector size of the luminance gradient vector is larger than the threshold is not concentrated near the end is a regular pattern.

ここで、輝度勾配ベクトルのベクトルサイズが閾値より大きい部分領域の集中する位置が端付近であるか否かは、次のようにして判定可能である。例えば、規則的パターン判定部24は、統合領域に含まれる部分領域を、統合領域の端側から規定の個数分の部分領域で構成される端領域と、それ以外の部分領域である中央領域とに分割する。そして、規則的パターン判定部24は、その統合領域においてベクトルサイズが規定値Tc以上の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域について、端領域内の個数と中央領域内の個数とを比較する。そして、規則的パターン判定部24は、端領域内の個数の方が中央領域内の個数よりも大差(閾値より大きい差)で多い場合に、そのような部分領域が端付近に集中していると判定してもよい。あるいは、規則的パターン判定部24は、ある統合領域を内包する外接矩形の端から規定範囲内の部分領域を端領域とし、それ以外の外接矩形内の部分領域を中央領域として分割してもよい。そして、規則的パターン判定部24は、その統合領域においてベクトルサイズが規定値Tc以上の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域について、端領域内の個数と中央領域内の個数との比較により、そのような部分領域が端付近に集中しているか否かを判定してもよい。   Here, whether or not the concentrated position of the partial region where the vector size of the luminance gradient vector is larger than the threshold is near the end can be determined as follows. For example, the regular pattern determination unit 24 determines the partial area included in the integrated area as an end area including a predetermined number of partial areas from the end of the integrated area, and a central area that is the other partial area. Divide into Then, the regular pattern determination unit 24 compares the number in the end region with the number in the central region for a partial region having a brightness gradient vector whose vector size is equal to or larger than the specified value Tc in the integrated region. Then, when the number in the end area is larger than the number in the center area by a large difference (difference larger than the threshold), the regular pattern determination unit 24 concentrates such partial areas near the end. It may be determined that Alternatively, the regular pattern determination unit 24 may divide the partial area within the specified range from the end of the circumscribed rectangle that includes a certain integrated area as the end area and divide the partial area within the other circumscribed rectangle as the central area. . The regular pattern determination unit 24 compares the number in the end region with the number in the central region for partial regions having a luminance gradient vector whose vector size is equal to or greater than the specified value Tc in the integrated region. It may be determined whether the partial region is concentrated near the end.

あるいは、規則的パターン判定部24は、個々の統合領域について別々に規則的パターンであるか否かを判定する代わりに、全ての統合領域について一括して、集中領域に基づき規則的パターンであるか否かを判定してもよい。この場合、規則的パターン判定部24は、全ての統合領域を内包する外接矩形において、外接矩形の端から規定範囲内の部分領域を端領域、それ以外の外接矩形内の部分領域を中央領域として分割してもよい。そして、規則的パターン判定部24は、統合領域のいずれかに属する部分領域のうちベクトルサイズが閾値Tc以上の輝度勾配ベクトルを持つ部分領域について、端領域内と中央領域内との個数を比較してもよい。そして、この場合、規則的パターン判定部24は、端領域内の個数の方が中央領域内の個数よりも大差(閾値より大きい差)で多い場合に、そのような部分領域が端領域に集中していると判定し、全ての統合領域を一括して規則的パターンでないと判定してもよい。また、規則的パターン判定部24は、そのような部分領域が端領域に集中していないと判定した場合、全ての統合領域を一括して規則的パターンであると判定してもよい。   Or, instead of the regular pattern determination unit 24 separately determining whether or not each integrated area is a regular pattern, whether all the integrated areas are regular patterns collectively based on the concentration area? It may be determined whether or not. In this case, in the circumscribed rectangle that includes all the integrated regions, the regular pattern determination unit 24 sets a partial region within a prescribed range from the end of the circumscribed rectangle as an end region and a partial region within the other circumscribed rectangles as a central region. It may be divided. Then, the regular pattern determination unit 24 compares, among partial areas belonging to any of the integrated areas, partial areas having a luminance gradient vector whose vector size is equal to or larger than the threshold Tc, the numbers of end areas and central areas. May be And, in this case, when the number in the end area is larger than the number in the central area by a large difference (difference larger than the threshold), the regular pattern determination unit 24 concentrates such partial areas in the end area. It may be determined that all integrated regions are collectively not a regular pattern. In addition, when it is determined that such a partial area is not concentrated on the end area, the regular pattern determination unit 24 may collectively determine that all the integrated areas are regular patterns.

(24−3)一方向性に基づく判定
ここでは、分布特性に基づき規則的パターンの判定処理の一例として、一方向性に基づく判定処理について説明する。この場合、規則的パターン判定部24は、統合領域に含まれる部分領域について算出された輝度勾配ベクトルの一方向性に基づいて、その統合領域が規則的パターンか否かを判定してもよい。例えば、統合領域に含まれる輝度勾配ベクトルの方向が、統合領域内の空間的位置に依らずほぼ同一である場合、その統合領域は斜線や縞模様である可能性が高い。したがって、規則的パターン判定部24は、輝度勾配ベクトルの方向が略同一である統合領域を、規則的パターンであると判定してもよい。
(24-3) Determination Based on Unidirectionality Here, determination processing based on unidirectionality will be described as an example of regular pattern determination processing based on distribution characteristics. In this case, the regular pattern determination unit 24 may determine whether or not the integrated area is a regular pattern, based on the unidirectionality of the luminance gradient vector calculated for the partial area included in the integrated area. For example, if the directions of the luminance gradient vectors included in the integrated area are substantially the same regardless of the spatial position in the integrated area, the integrated area is highly likely to be diagonal lines or stripes. Therefore, the regular pattern determination unit 24 may determine that the integrated area in which the directions of the brightness gradient vectors are substantially the same is a regular pattern.

ここで、輝度勾配ベクトルの一方向性は、例えば、次のようにして判定可能である。例えば、規則的パターン判定部24は、統合領域内で、輝度勾配ベクトルの方向に基づく正規化ヒストグラムを生成する。そのような正規化ヒストグラムは、大域的統合部23について説明した(23−2)の処理例と同様にして算出可能である。そして、規則的パターン判定部24は、方向に基づく正規化ヒストグラムにおいて、規定値以上の度数を持つビンが所定本数(たとえば、2本)以内の場合に、統合領域に含まれる輝度勾配ベクトルの方向が略同一であると判定してもよい。   Here, the unidirectionality of the luminance gradient vector can be determined, for example, as follows. For example, the regular pattern determination unit 24 generates a normalized histogram based on the direction of the luminance gradient vector in the integrated region. Such a normalized histogram can be calculated in the same manner as the processing example of (23-2) described for the global integration unit 23. Then, the regular pattern determination unit 24 determines the direction of the luminance gradient vector included in the integrated region when the number of bins having frequencies equal to or more than the specified value is within the predetermined number (for example, two) in the normalized histogram based on the direction. May be determined to be substantially the same.

あるいは、規則的パターン判定部24は、統合領域内で、輝度勾配ベクトルの方向およびベクトルサイズに基づく正規化ヒストグラムを生成してもよい。そのような正規化ヒストグラムは、大域的統合部23について説明した(23−3)の処理例と同様にして算出可能である。そして、規則的パターン判定部24は、方向および大きさに基づく正規化ヒストグラムにおいて、規定値以上の度数を持つビンが所定本数(例えば、2本)以内の場合に、統合領域に含まれる輝度勾配ベクトルの方向が略同一であると判定してもよい。   Alternatively, the regular pattern determination unit 24 may generate a normalized histogram based on the direction of the luminance gradient vector and the vector size in the integrated region. Such a normalized histogram can be calculated in the same manner as the processing example of (23-3) described for the global integration unit 23. Then, in the normalized histogram based on the direction and the size, the regular pattern determination unit 24 determines the luminance gradient included in the integrated area when the number of bins having frequencies equal to or more than the specified value is within a predetermined number (for example, two). It may be determined that the directions of the vectors are substantially the same.

あるいは、規則的パターン判定部24は、個々の統合領域について別々に規則的パターンであるか否かを判定する代わりに、全ての統合領域について一括して、輝度勾配ベクトルの一方向性に基づき規則的パターンであるか否かを判定してもよい。この場合、規則的パターン判定部24は、全ての統合領域を合せた全体領域について、上述の輝度勾配ベクトルの方向に基づく正規化ヒストグラム、または、輝度勾配ベクトルの方向およびベクトルサイズに基づく正規化ヒストグラムを生成する。そして、規則的パターン判定部24は、生成した正規化ヒストグラムにおいて、規定値以上の度数を持つビンが所定本数(例えば、2本)以内の場合に、全ての統合領域において輝度勾配ベクトルの方向が略同一であると判定してもよい。そして、この場合、規則的パターン判定部24は、全ての統合領域を一括して規則的パターンであると判定してもよい。   Alternatively, instead of determining whether the regular pattern is separately for individual combined regions, the regular pattern determination unit 24 collectively determines the rule based on the unidirectionality of the luminance gradient vector for all the combined regions. It may be determined whether or not it is a target pattern. In this case, the regular pattern determination unit 24 normalizes the above-mentioned normalized histogram based on the direction of the brightness gradient vector or the normalized histogram based on the direction and the vector size of the brightness gradient vector for the entire region including all integrated regions. Generate Then, the regular pattern determination unit 24 determines that the direction of the brightness gradient vector in all integrated regions is within the predetermined number (for example, two) of bins having frequencies greater than or equal to the specified value in the generated normalized histogram. It may be determined that they are substantially the same. Then, in this case, the regular pattern determination unit 24 may collectively determine that all the integrated regions are regular patterns.

(24−4)点対称性に基づく判定
ここでは、分布特性に基づく規則的パターンの判定処理の一例として、点対称性に基づく判定処理について説明する。この場合、規則的パターン判定部24は、統合領域に含まれる輝度勾配ベクトルの点対称性に基づいて、統合領域が規則的パターンか否かを判定してもよい。例えば、統合領域に含まれ互いに点対称の位置にある部分領域対の輝度勾配ベクトルの方向の差が0もしくはπ[rad]の場合、その統合領域は、同心円または渦巻き模様である可能性が高い。そこで、規則的パターン判定部24は、輝度勾配ベクトルに点対称性がある統合領域を、規則的パターンであると判定してもよい。
(24-4) Determination Based on Point Symmetry Here, determination processing based on point symmetry will be described as an example of determination processing of a regular pattern based on distribution characteristics. In this case, the regular pattern determination unit 24 may determine whether the integrated area is a regular pattern based on the point symmetry of the luminance gradient vector included in the integrated area. For example, if the difference in the direction of the brightness gradient vector of a partial region pair included in the integrated region and located at point symmetry with each other is 0 or π [rad], the integrated region is likely to be concentric or spiral pattern . Therefore, the regular pattern determination unit 24 may determine that the integrated region having point symmetry in the luminance gradient vector is a regular pattern.

ここで、輝度勾配ベクトルの点対称性は、次のようにして判定可能である。例えば、規則的パターン判定部24は、統合領域内で注目する部分領域に対して、統合領域の中心座標を原点として点対称の位置にある部分領域を選択する。ここで、選択した部分領域が注目部分領域と同一の統合領域に含まれ、かつ、選択した部分領域と注目部分領域との間で輝度勾配ベクトルのベクトルサイズが略同一で方向の差が0もしくはπ[rad]であるとする。この場合、規則的パターン判定部24は、注目部分領域について点対称性ありと判定する。そして、規則的パターン判定部24は、統合領域の面積に対して、その統合領域内の部分領域のうち点対称性のある部分領域の面積が占める割合が規定値以上の場合に、その統合領域は点対称性があると判定してもよい。   Here, the point symmetry of the luminance gradient vector can be determined as follows. For example, the regular pattern determination unit 24 selects, for a partial region of interest in the integrated region, a partial region located at a point symmetrical position with the central coordinates of the integrated region as the origin. Here, the selected partial region is included in the same integrated region as the target partial region, and the vector size of the luminance gradient vector is substantially the same between the selected partial region and the target partial region and the difference in direction is 0 or It is assumed that it is π [rad]. In this case, the regular pattern determination unit 24 determines that the target partial area has point symmetry. Then, when the ratio of the area of the partial area having point symmetry among the partial areas in the integrated area to the area of the integrated area is equal to or more than the specified value, the regular pattern determination unit 24 determines the integrated area It may be determined that there is point symmetry.

あるいは、規則的パターン判定部24は、個々の統合領域について別々に規則的パターンであるか否かを判定する代わりに、全ての統合領域について一括して、点対称性に基づき規則的パターンであるか否かを判定してもよい。この場合、規則的パターン判定部24は、統合領域のいずれかに属する各部分領域について、全ての統合領域を内包する外接矩形の中心座標を原点とした点対称性を判定してもよい。そして、規則的パターン判定部24は、全ての統合領域を内包する外接矩形の面積に対して、点対称性のある部分領域の面積が占める割合が規定値以上の場合に、全ての統合領域について一括して規則的パターンであると判定してもよい。   Alternatively, instead of the regular pattern determination unit 24 separately determining whether or not each integrated area is a regular pattern, it is an ordered pattern based on point symmetry collectively for all integrated areas. It may be determined whether or not. In this case, the regular pattern determination unit 24 may determine, for each partial area belonging to any one of the integrated areas, point symmetry with the central coordinates of the circumscribed rectangle including all the integrated areas as the origin. Then, the regular pattern determination unit 24 determines all integrated areas when the ratio of the area of the partial area having point symmetry to the area of the circumscribed rectangle including all integrated areas is equal to or more than the specified value. It may be determined collectively as a regular pattern.

<動作の説明>
以上のように構成された画像処理装置2の動作について、図11を参照して説明する。
<Description of operation>
The operation of the image processing apparatus 2 configured as described above will be described with reference to FIG.

図11では、まず、輝度勾配ベクトル算出部21は、入力された画像から生成したグレースケール画像を、格子状の部分領域に分割する(ステップS11)。   In FIG. 11, first, the luminance gradient vector calculation unit 21 divides the grayscale image generated from the input image into grid-like partial regions (step S11).

次に、輝度勾配ベクトル算出部21は、各部分領域について、部分領域内の水平方向および垂直方向の輝度変動量をそれぞれ成分とする輝度勾配ベクトルを算出する(ステップS12)。   Next, the brightness gradient vector calculation unit 21 calculates, for each partial region, a brightness gradient vector having the horizontal and vertical brightness fluctuation amounts in the partial region as components (step S12).

次に、局所的統合部22は、近接する部分領域を、輝度勾配ベクトルの方向およびベクトルサイズの少なくとも一方の類似性をもとに統合することによって、局所統合領域を生成する(ステップS13)。   Next, the local integration unit 22 generates a locally integrated region by integrating the adjacent partial regions based on the similarity of the direction and / or the vector size of the luminance gradient vector (step S13).

前述のように、局所的統合部22は、任意の2つの部分領域間において、その空間的な近接性および輝度勾配ベクトルの類似性がそれぞれ所定条件を満たす場合に、それらの部分領域を統合して局所統合領域とすればよい。そして、局所的統合部22は、局所統合領域に含まれる部分領域のいずれかとの間で上述の近接性および類似性がそれぞれ所定条件を満たす他の部分領域を、その局所統合領域に追加して統合すればよい。   As described above, the local integration unit 22 integrates subregions of any two subregions when the spatial proximity and the similarity of the luminance gradient vector satisfy predetermined conditions respectively. It may be a locally integrated area. Then, the local integration unit 22 adds, to the locally integrated region, another partial region that satisfies the above-described proximity and similarity with each of the predetermined regions between any of the partially integrated regions included in the locally integrated region. It should be integrated.

また、前述のように、局所的統合部22は、最終的に生成された局所統合領域を構成する部分領域の個数や面積が規定値未満の場合には、その局所統合領域を誤検出として除外してもよい。   In addition, as described above, the local integration unit 22 excludes the locally integrated region as a false detection when the number or area of partial regions constituting the finally generated locally integrated region is less than a specified value. You may

次に、大域的統合部23は、局所統合領域を、輝度勾配に基づく局所統合領域特徴の類似性をもとに統合することによって、統合領域を生成する(ステップS14)。   Next, the global integration unit 23 generates an integrated area by integrating the locally integrated area based on the similarity of the locally integrated area features based on the luminance gradient (step S14).

前述のように、大域的統合部23は、任意の2つの局所統合領域間において、局所統合領域特徴が類似する場合に、それらの局所統合領域を統合して統合領域とすればよい。そして、大域的統合部23は、統合領域に含まれる局所統合領域のいずれかとの間で局所統合領域特徴が類似する他の局所統合領域を、その統合領域に追加して統合すればよい。   As described above, when the locally integrated region features are similar between any two locally integrated regions, the global integration unit 23 may integrate the locally integrated regions into an integrated region. Then, the global integration unit 23 may add and integrate another locally integrated region having similar locally integrated region features with any of locally integrated regions included in the integrated region to the integrated region.

また、前述のように、大域的統合部23は、局所統合領域特徴として、輝度勾配ベクトルの方向および大きさの少なくとも一方に基づく正規化ヒストグラムを利用してもよい。   Also, as described above, the global integration unit 23 may use a normalized histogram based on at least one of the direction and the magnitude of the luminance gradient vector as the local integration region feature.

また、大域的統合部23は、大域的統合の結果、統合領域を構成する部分領域の個数や面積が規定数未満の場合には、その統合領域を誤検出として除外してもよい。   In addition, the global integration unit 23 may exclude the integrated area as a false detection when the number or area of partial areas constituting the integrated area is less than a specified number as a result of the global integration.

次に、規則的パターン判定部24は、統合領域における輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、統合領域が規則的パターンか否かを判定する。前述のように、規則的パターン判定部24は、輝度勾配ベクトルの分布特性として、輝度勾配ベクトルの密度、集中領域、一方向性、点対称性、または、これらの組合せ等を用いて、規則的パターンの判定を行えばよい。そして、規則的パターン判定部24は、判定結果を出力する(ステップS15)。例えば、前述のように、規則的パターン判定部24は、規則的パターンであると判定した統合領域を内包する矩形領域を、規則的パターン領域として出力してもよい。   Next, the regular pattern determination unit 24 determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area. As described above, the regular pattern determination unit 24 regularly uses the density of the brightness gradient vector, the concentration region, one-way property, point symmetry, or a combination thereof as the distribution characteristic of the brightness gradient vector. It is sufficient to judge the pattern. Then, the regular pattern determination unit 24 outputs the determination result (step S15). For example, as described above, the regular pattern determination unit 24 may output, as the regular pattern area, a rectangular area including the integrated area determined to be the regular pattern.

以上で、画像処理装置2は、動作を終了する。   Thus, the image processing apparatus 2 ends the operation.

次に、画像処理装置2の動作を具体例で示す。   Next, the operation of the image processing apparatus 2 will be shown as a specific example.

例えば、入力された画像から生成されたグレースケール画像が図12であるとする。この場合、輝度勾配ベクトル算出部21は、図13に示すような格子状の部分領域を生成する(ステップS11)。   For example, it is assumed that a grayscale image generated from an input image is FIG. In this case, the luminance gradient vector calculation unit 21 generates lattice-like partial regions as shown in FIG. 13 (step S11).

次に、輝度勾配ベクトル算出部21は、図13の各部分領域について、輝度勾配ベクトルを算出する(ステップS12)。算出される輝度勾配ベクトルは、例えば、図14に矢印で示す通りとなる。なお、図14は、図13の点線で囲まれた領域の拡大図である。   Next, the brightness gradient vector calculation unit 21 calculates a brightness gradient vector for each partial region of FIG. 13 (step S12). The calculated brightness gradient vector is, for example, as shown by an arrow in FIG. FIG. 14 is an enlarged view of a region surrounded by a dotted line in FIG.

次に、局所的統合部22は、空間的に近接し、かつ、輝度勾配ベクトルが類似する部分領域を統合し、図15に示すような局所統合領域(太線の矩形)を生成する(ステップS13)。また、局所的統合部22は、いずれの部分領域とも統合されなかった部分領域(斜線部)を、局所統合領域から除外する。このように、ステップS13では、「規則的パターンの輪郭上の近接する位置の輝度勾配ベクトルは類似する」という特性に基づき、規則的パターンの輪郭に相当する部分領域のうち、互いに類似した輝度勾配ベクトルをもつ近接した部分領域が1つに統合される。   Next, the local integration unit 22 integrates partial regions which are spatially close to each other and to which the luminance gradient vectors are similar, and generates a local integrated region (thick rectangle) as shown in FIG. 15 (step S13). ). In addition, the local integration unit 22 excludes the partial area (hatched portion) not integrated with any partial area from the local integration area. Thus, in step S13, luminance gradients similar to each other among partial regions corresponding to the contour of the regular pattern are based on the characteristic that "the luminance gradient vectors of the close positions on the contour of the regular pattern are similar". Close subregions having vectors are integrated into one.

ステップS13の結果、例えば、図16に示すように、局所統合領域a1〜a12およびb1〜b12が生成されたとする。   As a result of step S13, for example, as shown in FIG. 16, it is assumed that locally integrated regions a1 to a12 and b1 to b12 are generated.

ここでは、大域的統合部23は、局所統合領域a1〜a12およびb1〜b12について、局所統合領域特徴として、輝度勾配ベクトルの方向に基づく正規化ヒストグラムを生成するものとする。そして、大域的統合部23は、局所統合領域特徴の類似性に基づいて、局所統合領域を統合した統合領域を生成する(ステップS14)。   Here, the global integration unit 23 generates a normalized histogram based on the direction of the luminance gradient vector as the local integration region feature for the local integration regions a1 to a12 and b1 to b12. Then, the global integration unit 23 generates an integrated area in which the locally integrated area is integrated based on the similarity of the locally integrated area feature (step S14).

ここで、図16に示した局所統合領域a1〜a12における輝度勾配ベクトルの方向に基づく正規化ヒストグラムは、それぞれ図17(a)に示すような傾向となる。つまり、局所統合領域a1〜a12の局所統合領域特徴(正規化ヒストグラム)は、式(7)により類似すると判定される。そこで、大域的統合部23は、図18に示すように、局所統合領域a1〜a12を統合して統合領域Aを生成する。   Here, the normalized histograms based on the directions of the luminance gradient vectors in the local integrated regions a1 to a12 shown in FIG. 16 have a tendency as shown in FIG. That is, the locally integrated region features (normalized histograms) of the locally integrated regions a1 to a12 are determined to be similar according to equation (7). Therefore, as shown in FIG. 18, the global integration unit 23 integrates the locally integrated regions a1 to a12 to generate an integrated region A.

また、図16に示した局所統合領域b1〜b12における輝度勾配ベクトルの方向に基づく正規化ヒストグラムは、図17(b)に示すような傾向となる。つまり、局所統合領域b1〜b12の局所統合領域特徴(正規化ヒストグラム)は、式(7)により類似すると判定される。そこで、大域的統合部23は、図18に示すように、局所統合領域b1〜b12を統合して統合領域Bを生成する。   Further, the normalized histogram based on the direction of the brightness gradient vector in the local integrated regions b1 to b12 shown in FIG. 16 has a tendency as shown in FIG. 17 (b). That is, the locally integrated region features (normalized histograms) of the locally integrated regions b1 to b12 are determined to be similar according to equation (7). Therefore, as shown in FIG. 18, the global integration unit 23 integrates the locally integrated regions b1 to b12 to generate an integrated region B.

このように、ステップS14では、「規則的パターンでは同種の局所的なパターンが繰り返し存在する」という特性に基づき、規則的パターンの輪郭に相当する局所統合領域のうち互いに類似した輝度勾配ベクトルの構成を持つ局所統合領域が1つに統合される。なお、輝度勾配ベクトルの構成とは、どのような大きさやどの方向の輝度勾配ベクトルが、どのくらいの割合でその局所統合領域内に存在するかをいう。   Thus, in step S14, based on the characteristic that "the same kind of local pattern repeatedly exists in the regular pattern", the configuration of the luminance gradient vectors similar to each other among the locally integrated regions corresponding to the contour of the regular pattern The locally integrated area having is integrated into one. Note that the configuration of the luminance gradient vector refers to what magnitude and direction of the luminance gradient vector is present in the local integrated region at what rate.

次に、規則的パターン判定部24は、統合領域AおよびBのそれぞれについて、規則的パターンであるか否かを判定する(ステップS15)。ここでは、輝度勾配ベクトルの分布特性として、(24−2)で説明した集中領域を用いた判定処理を行う場合について説明する。この場合、統合領域Aを内包する外接矩形において、端領域よりも中央領域に、ベクトルサイズが閾値より大きい輝度勾配ベクトルが多く存在する。統合領域Bについても同様である。そこで、規則的パターン判定部24は、統合領域AおよびBを、それぞれ規則的パターンであると判定する。   Next, the regular pattern determination unit 24 determines whether each of the integrated regions A and B is a regular pattern (step S15). Here, the case of performing the determination process using the concentration area described in (24-2) as the distribution characteristic of the luminance gradient vector will be described. In this case, in the circumscribed rectangle including the integrated area A, many luminance gradient vectors having vector sizes larger than the threshold exist in the central area rather than the end area. The same applies to the integrated area B. Therefore, the regular pattern determination unit 24 determines that the integrated regions A and B are regular patterns.

そして、規則的パターン判定部24は、図19に示すように、規則的パターンであると判定された統合領域AおよびBを全て内包する矩形領域を、規則的パターン領域として出力する。   Then, as shown in FIG. 19, the regular pattern determination unit 24 outputs, as a regular pattern area, a rectangular area including all of the integrated areas A and B determined to be regular patterns.

以上で、画像処理装置2の具体的な動作の説明を終了する。   This is the end of the description of the specific operation of the image processing apparatus 2.

次に、本発明の第2の実施の形態の効果について述べる。   Next, the effects of the second embodiment of the present invention will be described.

本発明の第2の実施の形態としての画像処理装置は、画像における規則的パターンを、その画像特徴をあらかじめ指定することなく、さらに精度よく検出することができる。   The image processing apparatus as the second embodiment of the present invention can detect regular patterns in an image with higher accuracy without designating the image features in advance.

その理由について述べる。本実施の形態では、輝度勾配ベクトル算出部が、入力された画像を格子状に分割した部分領域ごとに、輝度の水平方向および垂直方向の変化量を表す輝度勾配ベクトルを算出する。そして、局所的統合部が、近接する1つ以上の部分領域を、輝度勾配ベクトルの大きさまたは方向の少なくとも一方の類似性に基づいて統合した局所統合領域を生成する。これにより、画像に規則的パターンがある場合は、その輪郭のうち輝度勾配が類似する部分に相当する局所統合領域が生成される。そして、大域的統合部が、輝度勾配ベクトルに基づく局所統合領域特徴の類似性に基づいて、1つ以上の局所統合領域を統合した統合領域を生成する。これにより、画像に規則的パターンがある場合は、輝度勾配が類似する輪郭が繰り返されている部分に相当する統合領域が生成される。そして、規則的パターン判定部が、統合領域における輝度勾配ベクトルの密度、集中領域、一方向性、点対称性、または、これらの組合せ等に基づいて、その統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力するからである。   I will explain the reason. In the present embodiment, the luminance gradient vector calculation unit calculates a luminance gradient vector representing the amount of change in luminance in the horizontal direction and the vertical direction for each partial region obtained by dividing the input image into a grid. Then, the local integration unit generates a locally integrated region in which one or more adjacent partial regions are integrated based on the similarity of at least one of the magnitude or the direction of the luminance gradient vector. As a result, when there is a regular pattern in the image, a locally integrated region corresponding to a portion of the contour where the brightness gradient is similar is generated. Then, the global integration unit generates an integrated area integrating the one or more local integrated areas based on the similarity of the local integrated area features based on the luminance gradient vector. As a result, when the image has a regular pattern, an integrated area corresponding to a portion where contours having similar luminance gradients are repeated is generated. Then, the regular pattern determination unit determines whether the integrated area is a regular pattern based on the density of the brightness gradient vector in the integrated area, the concentration area, the one-way property, the point symmetry, a combination thereof, or the like. This is because the determination result is output.

このように、本実施の形態では、規則的パターンの輪郭に相当する部分領域を1つに統合した局所統合領域を、さらに精度よく生成する。そして、本実施の形態では、規則的パターンの輪郭に相当する局所統合領域(局所的なパターン)のうち同種が繰り返されている領域を1つに統合した統合領域を、さらに精度よく生成する。その結果、本実施の形態は、局所的なパターンが繰り返されている可能性のある統合領域について、輝度勾配ベクトルの密度、集中領域、一方向性、点対称性等に基づく判定を行うことにより、規則的パターンであるか否かをさらに精度よく判定可能となる。したがって、本実施の形態は、検出対象の規則的パターンをあらかじめ想定しておく必要がなく、未知の規則的パターンが存在する領域を精度よく検出可能となる。   As described above, in this embodiment, a locally integrated region in which partial regions corresponding to the contour of the regular pattern are integrated into one is generated with higher accuracy. Then, in the present embodiment, an integrated area in which areas in which the same kind is repeated among local integrated areas (local patterns) corresponding to the contour of the regular pattern are integrated into one is generated with higher accuracy. As a result, in the present embodiment, the determination based on the density of the brightness gradient vector, the concentration area, the one-way property, the point symmetry or the like is performed on the integrated area where the local pattern may be repeated. It is possible to determine more accurately whether or not the pattern is regular. Therefore, in the present embodiment, it is not necessary to presume a regular pattern to be detected in advance, and a region where an unknown regular pattern exists can be detected with high accuracy.

なお、本実施の形態において、輝度勾配ベクトルの算出処理の一例として、サブブロックを用いる処理、微分を用いる処理、および、小領域の輝度勾配ベクトルから略同一のものが所定数以上存在するものを採用する処理を示したが、これに限らない。輝度勾配ベクトル算出部は、部分領域における輝度の変化の特徴を表す情報であれば、その他の処理により輝度勾配ベクトルを算出してもよい。   In the present embodiment, as an example of luminance gradient vector calculation processing, processing using a sub-block, processing using differentiation, and one having a predetermined number or more of substantially the same luminance gradient vectors in a small area Although the process to employ is shown, it is not restricted to this. The brightness gradient vector calculation unit may calculate the brightness gradient vector by other processing as long as it is information representing the feature of the change in brightness in the partial region.

また、本実施の形態において、輝度勾配ベクトルの類似性の判定処理の一例として、式(2)または式(3)を用いる処理、方向IDを用いる処理を示したが、これに限らない。局所的統合部は、輝度勾配ベクトルの方向および大きさの少なくとも一方に基づく他の処理により類似性を判定してもよい。   Moreover, although the process using Formula (2) or Formula (3) and the process using direction ID were shown as an example of the determination process of the similarity of a brightness | luminance gradient vector in this Embodiment, it does not restrict to this. The local integration unit may determine the similarity by another process based on at least one of the direction and the magnitude of the luminance gradient vector.

また、本実施の形態において、局所統合領域特徴として、輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくとも一方に基づく正規化ヒストグラムである式(4)〜式(6)を用いる例について説明したが、これに限らない。局所統合領域特徴は、局所統合領域における輝度勾配ベクトルの構成の特徴を表す情報であれば、その他の情報であってもよい。   Further, in the present embodiment, an example using Equations (4) to (6) which are normalized histograms based on at least one of the magnitude and the direction of the brightness gradient vector has been described as the locally integrated region feature. Not limited to. The locally integrated region feature may be other information as long as it is information representing the feature of the configuration of the luminance gradient vector in the locally integrated region.

また、本実施の形態において、局所統合領域特徴の類似性の判定処理として、正規化ヒストグラム間の距離である式(7)を用いた処理や、テンプレートマッチングによる処理を示したが、これに限らない。大域的統合部は、局所統合領域間での輝度勾配ベクトルの構成を比較するその他の処理を用いて、局所統合領域特徴の類似性を判定してもよい。   Also, in the present embodiment, processing using equation (7), which is the distance between normalized histograms, and processing by template matching are shown as determination processing of similarity of locally integrated area features, but processing is limited to this. Absent. The global integration unit may determine the similarity of the local integration region features using other processes that compare the composition of the intensity gradient vectors between the local integration regions.

また、本実施の形態において、統合領域の規則的パターンの判定処理として、輝度勾配ベクトルの密度、集中領域、一方向性、点対称性、または、これらの組合せに基づく処理を示したが、これに限らない。規則的パターン判定部は、統合領域における輝度勾配ベクトルの分布特性を表すその他の情報に基づいて、規則的パターンであるか否かを判定してもよい。   Further, in the present embodiment, as the determination process of the regular pattern of the integrated area, the process based on the density of the luminance gradient vector, the concentration area, the one-way property, the point symmetry or the combination thereof is shown. Not limited to. The regular pattern determination unit may determine whether it is a regular pattern based on other information representing the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area.

また、上述した本発明の各実施の形態において、画像処理装置には、検査対象の画像が入力されるものとして説明したが、画像処理装置は、複数のフレーム画像からなる映像を、検査対象として取得してもよい。そして、この場合、画像処理装置は、映像からフレーム画像を抽出し、抽出したフレーム画像について機能するよう構成すればよい。この場合、各実施の形態は、補助記憶装置等に記録されている映像を編集する映像編集システムにおいて、規則的パターンを含む映像を検出する機能として適用することができる。また、各実施の形態は、主記憶装置上に保持されたフレーム画像群に対して機能するよう構成することにより、規則的パターンを検出する機能を有するビデオカメラやディスプレイ端末等として適用することができる。   In each of the above-described embodiments of the present invention, the image processing apparatus has been described as the image to be inspected, but the image processing apparatus considers an image formed of a plurality of frame images as an inspection object. You may get it. Then, in this case, the image processing apparatus may be configured to extract a frame image from the video and function on the extracted frame image. In this case, each embodiment can be applied as a function of detecting a video including a regular pattern in a video editing system for editing a video recorded in an auxiliary storage device or the like. In addition, each embodiment may be applied to a video camera, a display terminal or the like having a function of detecting a regular pattern by being configured to function on a frame image group held on the main storage device. it can.

また、上述した本発明の各実施の形態において、画像処理装置の各機能ブロックが、記憶装置またはROMに記憶されたコンピュータ・プログラムを実行するCPUによって実現される例を中心に説明した。これに限らず、各機能ブロックの一部、全部、または、それらの組み合わせが専用のハードウェアにより実現されていてもよい。   Also, in each of the above-described embodiments of the present invention, the example has been mainly described in which each functional block of the image processing apparatus is realized by a CPU that executes a computer program stored in a storage device or a ROM. The present invention is not limited to this, and some, all, or a combination of each functional block may be realized by dedicated hardware.

また、上述した本発明の各実施の形態において、画像処理装置の機能ブロックは、複数の装置に分散されて実現されてもよい。   Further, in each embodiment of the present invention described above, the functional blocks of the image processing apparatus may be distributed to a plurality of apparatuses and realized.

また、上述した本発明の各実施の形態において、各フローチャートを参照して説明した画像処理装置の動作を、本発明のコンピュータ・プログラムとしてコンピュータ装置の記憶装置(記憶媒体)に格納しておく。そして、係るコンピュータ・プログラムを当該CPUが読み出して実行するようにしてもよい。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムのコードあるいは記憶媒体によって構成される。   Further, in each embodiment of the present invention described above, the operation of the image processing apparatus described with reference to the flowcharts is stored as a computer program of the present invention in a storage device (storage medium) of the computer apparatus. Then, the CPU may read out and execute the computer program. And, in such a case, the present invention is constituted by such computer program code or storage medium.

また、上述した各実施の形態は、適宜組み合わせて実施されることが可能である。   Moreover, each embodiment mentioned above can be implemented combining suitably.

また、本発明は、上述した各実施の形態に限定されず、様々な態様で実施されることが可能である。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various aspects.

また、上述した各実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出する輝度勾配ベクトル算出部と、
前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成する局所的統合部と、
前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成する大域的統合部と、
前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する規則的パターン判定部と、
を備えた画像処理装置。
(付記2)
前記輝度勾配ベクトル算出部は、前記画像を格子状に分割した各ブロックを前記部分領域として、前記部分領域内の水平方向および垂直方向の輝度変動量をそれぞれ成分とするベクトルを、前記輝度勾配ベクトルとして算出することを特徴とする付記1に記載の画像処理装置。
(付記3)
前記局所的統合部は、前記輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくとも一方の類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合して前記局所統合領域を生成することを特徴とする付記1または付記2に記載の画像処理装置。
(付記4)
前記局所的統合部は、空間的に近接する前部分領域を、前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて統合して前記局所統合領域を生成することを特徴とする付記1から付記3のいずれか1つに記載の画像処理装置。
(付記5)
前記大域的統合部は、前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくとも一方に関する正規化ヒストグラムを前記局所統合領域特徴として算出し、前記局所統合領域間で前記正規化ヒストグラムを比較して前記局所統合領域特徴の類似性を判定することにより、前記局所統合領域を統合して前記統合領域を生成することを特徴とする付記1から付記4のいずれか1つに記載の画像処理装置。
(付記6)
前記大域的統合部は、前記局所統合領域に含まれる前記各部分領域の位置における前記輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくともいずれかを前記局所統合領域特徴として用いて、前記局所統合領域間で対応する位置の前記輝度勾配ベクトル間でその大きさおよび方向の少なくともいずれかを比較して前記局所統合領域特徴の類似性を判定することにより、前記局所統合領域を統合して前記統合領域を生成することを特徴とする付記1から付記5のいずれか1つに記載の画像処理装置
(付記7)
前記規則的パターン判定部は、前記統合領域において規定値以上の大きさの輝度勾配ベクトルをもつ部分領域の密度に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定することを特徴とする付記1から付記6のいずれか1つに記載の画像処理装置。
(付記8)
前記規則的パターン判定部は、前記統合領域において規定値以上の大きさの輝度勾配ベクトルが集中する領域に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定することを特徴とする付記1から付記6のいずれか1つに記載の画像処理装置。
(付記9)
前記規則的パターン判定部は、前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの一方向性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定することを特徴とする付記1から付記6のいずれか1つに記載の画像処理装置。
(付記10)
前記規則的パターン判定部は、前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの点対称性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定することを特徴とする付記1から付記6のいずれか1つに記載の画像処理装置。
(付記11)
入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出し、
前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成し、
前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成し、
前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する画像処理方法。
(付記12)
入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出する輝度勾配ベクトル算出ステップと、
前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成する局所的統合ステップと、
前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成する大域的統合ステップと、
前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する規則的パターン判定ステップと、
をコンピュータ装置に実行させる画像処理プログラム。
Moreover, although a part or all of each embodiment mentioned above may be described also as the following additional remarks, it is not restricted to the following.
(Supplementary Note 1)
A brightness gradient vector calculation unit that calculates a brightness gradient vector representing the feature of the change in brightness for each partial region of the input image;
A local integration unit that generates a local integration region integrating one or more of the partial regions based on the similarity of the luminance gradient vectors;
An integrated area integrating one or more of the locally integrated areas is generated based on the similarity of features (locally integrated area features) of the locally integrated area calculated based on the luminance gradient vector in the locally integrated area. A global integration department,
A regular pattern determination unit that determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on distribution characteristics of the luminance gradient vector in the integrated area, and outputs a determination result;
Image processing device equipped with
(Supplementary Note 2)
The luminance gradient vector calculation unit uses the respective blocks obtained by dividing the image in a grid shape as the partial region, and the vectors each having horizontal and vertical luminance fluctuation amounts in the partial region as components. The image processing apparatus according to claim 1, which is calculated as
(Supplementary Note 3)
The local integration unit integrates one or more of the partial regions to generate the local integration region based on the similarity in at least one of the magnitude and the direction of the luminance gradient vector. The image processing apparatus according to 1 or 2.
(Supplementary Note 4)
The local integration unit integrates the spatially adjacent front partial regions based on the similarity of the luminance gradient vectors to generate the local integration region. The image processing device according to one.
(Supplementary Note 5)
The global integration unit calculates a normalized histogram relating to at least one of the magnitude and the direction of the luminance gradient vector in the locally integrated region as the locally integrated region feature, and compares the normalized histograms among the locally integrated regions. The image processing according to any one of appendices 1 to 4, characterized in that the locally integrated area is integrated to generate the integrated area by determining the similarity of the locally integrated area feature. apparatus.
(Supplementary Note 6)
The global integration unit uses, as the local integration region feature, at least one of the magnitude and the direction of the luminance gradient vector at the position of each of the partial regions included in the local integration region, between the local integration regions. The local integrated area is integrated to generate the integrated area by comparing the magnitudes and / or directions of the luminance gradient vectors at corresponding positions to determine the similarity of the local integrated area feature. The image processing apparatus according to any one of appendixes 1 to 5 (claim 7)
The regular pattern determination unit is characterized in that whether or not the integrated area is a regular pattern is determined based on the density of a partial area having a luminance gradient vector having a size equal to or larger than a specified value in the integrated area. The image processing apparatus according to any one of appendices 1 to 6.
(Supplementary Note 8)
The regular pattern determination unit is characterized in that whether or not the integrated area is a regular pattern is determined based on an area where a luminance gradient vector having a size equal to or larger than a specified value is concentrated in the integrated area. The image processing apparatus according to any one of appendices 1 to 6.
(Appendix 9)
The regular pattern determination unit determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on the one-way property of the luminance gradient vector in the integrated area. The image processing apparatus according to any one.
(Supplementary Note 10)
The regular pattern determination unit determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on point symmetry of the luminance gradient vector in the integrated area. The image processing apparatus according to any one.
(Supplementary Note 11)
For each partial region of the input image, a luminance gradient vector representing the characteristic of the change in luminance is calculated
Generating a locally integrated region integrating one or more of the partial regions based on the similarity of the luminance gradient vectors;
An integrated area obtained by integrating one or more of the locally integrated areas is generated based on the similarity of features (locally integrated area features) of the locally integrated area calculated based on the luminance gradient vector in the locally integrated area. ,
An image processing method, which determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area, and outputs a determination result.
(Supplementary Note 12)
A luminance gradient vector calculating step of calculating a luminance gradient vector representing the characteristic of the change in luminance for each partial region of the input image;
A local integration step of generating a local integration region integrating one or more of the partial regions based on the similarity of the luminance gradient vectors;
An integrated area integrating one or more of the locally integrated areas is generated based on the similarity of features (locally integrated area features) of the locally integrated area calculated based on the luminance gradient vector in the locally integrated area. Global integration steps,
A regular pattern determination step of determining whether or not the integrated region is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated region, and outputting a determination result;
An image processing program that causes a computer device to execute

1 画像処理装置
2 画像処理装置
11、21 輝度勾配ベクトル算出部
12、22 局所的統合部
13、23 大域的統合部
14、24 規則的パターン判定部
1001 CPU
1002 メモリ
1003 出力装置
1004 入力装置
Reference Signs List 1 image processing device 2 image processing device 11, 21 luminance gradient vector calculation unit 12, 22 local integration unit 13, 23 global integration unit 14, 24 regular pattern determination unit 1001 CPU
1002 memory 1003 output device 1004 input device

Claims (10)

入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出する輝度勾配ベクトル算出部と、
前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成する局所的統合部と、
前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成する大域的統合部と、
前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する規則的パターン判定部と、
を備えた画像処理装置。
A brightness gradient vector calculation unit that calculates a brightness gradient vector representing the feature of the change in brightness for each partial region of the input image;
A local integration unit that generates a local integration region integrating one or more of the partial regions based on the similarity of the luminance gradient vectors;
An integrated area integrating one or more of the locally integrated areas is generated based on the similarity of features (locally integrated area features) of the locally integrated area calculated based on the luminance gradient vector in the locally integrated area. A global integration department,
A regular pattern determination unit that determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on distribution characteristics of the luminance gradient vector in the integrated area, and outputs a determination result;
Image processing device equipped with
前記輝度勾配ベクトル算出部は、前記画像を格子状に分割した各ブロックを前記部分領域として、前記部分領域内の水平方向および垂直方向の輝度変動量をそれぞれ成分とするベクトルを、前記輝度勾配ベクトルとして算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The luminance gradient vector calculation unit uses the respective blocks obtained by dividing the image in a grid shape as the partial region, and the vectors each having horizontal and vertical luminance fluctuation amounts in the partial region as components. The image processing apparatus according to claim 1, wherein: 前記局所的統合部は、前記輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくとも一方の類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合して前記局所統合領域を生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。   The local integration unit integrates one or more of the partial areas to generate the local integration area based on the similarity of at least one of the magnitude and the direction of the luminance gradient vector. An image processing apparatus according to claim 1 or 2. 前記大域的統合部は、前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルの大きさおよび方向の少なくとも一方に関する正規化ヒストグラムを前記局所統合領域特徴として算出し、前記局所統合領域間で前記正規化ヒストグラムを比較して前記局所統合領域特徴の類似性を判定することにより、前記局所統合領域を統合して前記統合領域を生成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像処理装置。   The global integration unit calculates a normalized histogram relating to at least one of the magnitude and the direction of the luminance gradient vector in the locally integrated region as the locally integrated region feature, and compares the normalized histograms among the locally integrated regions. The local integrated area is integrated to generate the integrated area by determining the similarity of the local integrated area feature, and the integrated area is generated according to any one of claims 1 to 3. Image processing device. 前記規則的パターン判定部は、前記統合領域において規定値以上の大きさの輝度勾配ベクトルをもつ部分領域の密度に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像処理装置。   The regular pattern determination unit is characterized in that whether or not the integrated area is a regular pattern is determined based on the density of a partial area having a luminance gradient vector having a size equal to or larger than a specified value in the integrated area. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記規則的パターン判定部は、前記統合領域において規定値以上の大きさの輝度勾配ベクトルが集中する領域に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像処理装置。   The regular pattern determination unit is characterized in that whether or not the integrated area is a regular pattern is determined based on an area where a luminance gradient vector having a size equal to or larger than a specified value is concentrated in the integrated area. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記規則的パターン判定部は、前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの一方向性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像処理装置。   The said regular pattern determination part determines whether the said integrated area | region is a regular pattern based on the one-way nature of the said brightness | luminance gradient vector in the said integrated area | region, The image processing device according to any one of 4. 前記規則的パターン判定部は、前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの点対称性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像処理装置。   The said regular pattern determination part determines whether the said integrated area | region is a regular pattern based on the point symmetry of the said brightness | luminance gradient vector in the said integrated area | region, It is characterized by the above-mentioned. The image processing device according to any one of 4. 入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出し、
前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成し、
前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成し、
前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する画像処理方法。
For each partial region of the input image, a luminance gradient vector representing the characteristic of the change in luminance is calculated,
Generating a locally integrated region integrating one or more of the partial regions based on the similarity of the luminance gradient vectors;
An integrated area obtained by integrating one or more of the locally integrated areas is generated based on the similarity of features (locally integrated area features) of the locally integrated area calculated based on the luminance gradient vector in the locally integrated area. ,
An image processing method, which determines whether or not the integrated area is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated area, and outputs a determination result.
入力された画像の部分領域ごとに、輝度の変化の特徴を表す輝度勾配ベクトルを算出する輝度勾配ベクトル算出ステップと、
前記輝度勾配ベクトルの類似性に基づいて、1つ以上の前記部分領域を統合した局所統合領域を生成する局所的統合ステップと、
前記局所統合領域における前記輝度勾配ベクトルをもとに算出した前記局所統合領域の特徴(局所統合領域特徴)の類似性に基づいて、1つ以上の前記局所統合領域を統合した統合領域を生成する大域的統合ステップと、
前記統合領域における前記輝度勾配ベクトルの分布特性に基づいて、前記統合領域が規則的パターンであるか否かを判定し、判定結果を出力する規則的パターン判定ステップと、
をコンピュータ装置に実行させる画像処理プログラム。
A luminance gradient vector calculating step of calculating a luminance gradient vector representing the characteristic of the change in luminance for each partial region of the input image;
A local integration step of generating a local integration region integrating one or more of the partial regions based on the similarity of the luminance gradient vectors;
An integrated area integrating one or more of the locally integrated areas is generated based on the similarity of features (locally integrated area features) of the locally integrated area calculated based on the luminance gradient vector in the locally integrated area. Global integration steps,
A regular pattern determination step of determining whether or not the integrated region is a regular pattern based on the distribution characteristic of the luminance gradient vector in the integrated region, and outputting a determination result;
An image processing program that causes a computer device to execute
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