JP7044677B2 - 判定装置、判定方法および判定プログラム - Google Patents
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Description
まず、図1を用いて、判定装置の一例である情報提供装置が実行する検索処理の一例について説明する。図1は、実施形態に係る情報提供装置が実行する検索処理の一例を示す図である。
ここで、クエリコンテンツと類似するコンテンツを検索する手法として、各コンテンツが有する局所的な特徴量である局所特徴量の比較結果に基づいて、類似するコンテンツを検索する技術が知られている。より具体的な例を挙げると、クエリ画像から複数の局所特徴量を抽出し、抽出した局所特徴量と対象画像から予め抽出された局所特徴量との比較結果に基づいて、クエリ画像と類似する対象画像を検索する技術が知られている。
まず、情報提供装置10は、複数の対象画像について、対象画像ごとに局所特徴量の算出を行う。例えば、情報提供装置10は、対象画像の中から自動的に選択された特徴的な点及び範囲(半径)及び方向に基づいて、その範囲における局所特徴量を算出する。このような処理において、各特徴点は、不規則な位置となり、局所特徴量が算出される範囲(半径)も様々な大きさのものが採用される。なお、局所特徴量が算出される範囲は、円形に限定されるものではなく、楕円や矩形等、任意の形状が採用可能である。続いて、情報提供装置10は、クエリ画像についても同様に、自動的に選択された特徴的な点及び範囲(半径)及び方向に基づいて、その範囲における特徴量を算出する。
ここで、候補画像をそのまま検索結果として出力する手法も考えられるが、情報提供装置10は、さらに精度を高めるため、局所特徴量を算出した特徴点の位置の比較に基づいて、クエリ画像と類似する対象画像を検索する。より具体的には、情報提供装置10は、以下に説明する判定処理を実行することで、クエリ画像と類似する対象画像の絞り込みを行う。
次に、図1を用いて、情報提供装置10が実行する判定処理の具体的な流れの一例について説明する。例えば、情報提供装置10は、検索対象となる対象画像の局所特徴量をあらかじめ抽出する(ステップS1)。例えば、情報提供装置10は、対象画像T1の中から自動的に選択された複数の特徴点P1、P2・・・ごとに、特徴点からそれぞれ自動的に決定された方向の、自動的に決定された範囲内(例えば、半径が数十ピクセルの範囲内)に含まれる画素の特徴量を局所特徴量FP1、FP2・・・として取得する。このように、各画像から特徴点を自動的に抽出した場合、同一物体を撮影した2画像から物体上の同じ位置が特徴点として抽出されるので、座標照合が可能となる。
ここで、上述した説明では、情報提供装置10は、クエリ画像の局所特徴量の特徴点の位置を変換情報により変換した位置から所定の範囲内に、対象画像に含まれるいずれかの局所特徴量の特徴点が含まれるか否かを判定し、判定結果に基づいて、クエリ画像と対象画像とが類似するか否かを判定した。しかしながら、情報提供装置10が実行する判定処理は、これに限定されるものではない。例えば、情報提供装置10は、判定精度を向上させるため、位置以外の情報を考慮してもよい。
例えば、情報提供装置10は、第1特徴量と第2特徴量との比較結果に基づいて、第1情報と第2情報とが類似するか否かを判定してもよい。例えば、情報提供装置10は、クエリ画像の局所特徴量から処理対象となる局所特徴量を1つ選択し、選択した局所特徴量の特徴点の位置を変換情報により変換する。なお、以下の説明では、変換後の位置を変換位置と記載する。続いて、情報提供装置10は、対象画像の局所特徴量のうち、特徴点が変換位置から所定の範囲内に含まれる局所特徴量を特定する。そして、情報提供装置10は、特定した対象画像の局所特徴量と、処理対象として選択したクエリ画像の局所特徴量とを比較し、同一若しくは類似する局所特徴量が存在するか否かを判定する。
ここで、クエリ画像と対象画像とに同じ撮像対象が含まれる場合、撮像対象うち類似する位置が特徴点として選択され、撮像対象のうち類似する範囲から局所特徴量が算出されることが知られている。このため、同じ撮像対象を含むクエリ画像と対象画像とにおいては、クエリ画像の局所特徴量を算出した際の範囲を変換情報により変換すると、対象画像の局所特徴量を算出した範囲と同一または類似する範囲を得られると考えられる。
ここで、情報提供装置10は、対象所在特徴量の数が所定の条件を満たすか否かに応じて、クエリ画像と対象画像とが類似するか否かを判定してもよい。すなわち、情報提供装置10は、変換位置が第2特徴量の特徴点の位置と類似する第1特徴量の数が所定の条件を満たす場合は、第1情報と第2情報とが類似すると判定してもよい。例えば、情報提供装置10は、対象所在特徴量の数が所定の閾値を超える場合は、クエリ画像と対象画像とが類似すると判定してもよい。また、情報提供装置10は、対象所在特徴量の数が多い方から順に所定の数の対象画像をクエリ画像に類似する画像として抽出してもよく、対象所在特徴量の割合が多い方から順に所定の数の対象画像をクエリ画像に類似する画像として抽出してもよい。
上述した例では、情報提供装置10は、クエリ画像の局所特徴量のうち、対象所在特徴量の数や割合を対象画像ごとに算出し、算出した数や割合に基づいて、クエリ画像と各対象画像とが類似するか否かを判定した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。
なお、情報提供装置10は、クエリ画像の局所特徴量の数と、対象画像の局所特徴量の数とが同程度であるか否かを考慮してもよい。例えば、情報提供装置10は、クエリ画像の局所特徴量の数と、対象画像の局所特徴量の数とが同程度であり、かつ、第1割合や第2割合が所定の閾値を超える場合は、クエリ画像と対象画像とが類似すると判定してもよい。また、情報提供装置10は、クエリ画像の局所特徴量のうちクエリ対応特徴量を含む範囲内の局所特徴量の数と、対象画像の局所特徴量のうち画像対応特徴量を含む範囲内の局所特徴量の数とが同程度であり、かつ、第1割合や第2割合が所定の閾値を超える場合は、クエリ画像と対象画像とが類似すると判定してもよい。
上述した処理では、情報提供装置10は、対応特徴量の数が所定の閾値を超える対象画像のみを候補画像とし、候補画像の中からクエリ画像と類似する画像を検索した。また、上述した処理では、情報提供装置10は、候補画像のうち、変換情報の確度が所定の条件を満たす対象画像についてのみ、クエリ画像と類似するか否かを判定した。すなわち、情報提供装置10は、変換情報と、変換情報が正しい確度とを第2情報ごとに推定し、複数の第2情報のうち、確度が所定の条件を満たす第2情報を特定し、特定した第2情報ごとに、変換位置と、第2情報に含まれる第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、第1情報と第2情報とが類似するか否かを判定した。
ここで、情報提供装置10は、クエリ画像の局所特徴量ごとに、変換位置と対象画像の局所特徴量の特徴点の位置とを比較し、比較するごとに第1割合や第2割合の算出を行い、算出した第1割合や第2割合の値が所定の閾値を下回り続けた場合は、比較対象としていない局所特徴量が存在していても、クエリ画像と対象画像とが類似しないと判定してもよい。すなわち、情報提供装置10は、第1情報が有する第1特徴量ごとに、第1特徴量の特徴点の位置を変換情報により変換した変換位置と第2特徴量の特徴点の位置とが類似するか否かを判定する。そして、情報提供装置10は、第1情報が有する第1特徴量のうち変換位置が第2特徴量の特徴点の位置に類似すると判定された第1特徴量の割合が所定の閾値を下回った場合は、変換位置を第2特徴量の特徴点の位置と比較していない第1特徴量が存在していても、第1情報と第2情報とが類似しないと判定してもよい。
上述した説明では、情報提供装置10は、クエリ対応特徴量の特徴点の位置を画像対応特徴量の特徴点の位置へとアフィン変換するパラメータを算出した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、情報提供装置10は、画像から各特徴点における奥行方向の情報を取得することができるのであれば、このような奥行を考慮してもよい。例えば、情報提供装置10は、クエリ対応特徴量の特徴点における奥行の情報を、画像対応特徴量の特徴点における奥行の情報へと変換する変換情報を算出してもよい。また、情報提供装置10は、クエリ対応特徴量の特徴点の位置や特徴量そのものを画像対応特徴量の特徴点の位置や特徴量そのものへと変換する線形変換するための変換情報を算出してもよい。
ここで、上述した例では、情報提供装置10は、クエリ画像と類似する対象画像の検索を行った。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、情報提供装置10は、文章や音楽等、任意のコンテンツについて、上述した検索処理や判定処理を適用可能である。
以下、上記した検索処理を実現する情報提供装置10が有する機能構成の一例について説明する。なお、以下の説明では、クエリ画像の局所特徴量の特徴点の位置を変換情報により変換した変換位置と、対象画像の局所特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、クエリ画像と対象画像とが類似するか否かを判定する処理の一例について説明するが、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、以下の機能構成においては、クエリ画像を対象画像と読み替え、対象画像をクエリ画像と読み替えてもよい。すなわち、情報提供装置10は、対象画像の局所特徴量の特徴点の位置を変換情報により変換した変換位置と、クエリ画像の局所特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、クエリ画像と対象画像とが類似するか否かを判定してもよい。
続いて、図5を用いて、情報提供装置10が実行する処理の流れの一例を説明する。図5は、実施形態に係る情報提供装置が実行する表示処理の流れの一例を示すフローチャートである。
上記では、情報提供装置10による処理の一例について説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。以下、検索処理や判定処理のバリエーションについて説明する。
上述した例では、情報提供装置10は、クエリ画像の局所特徴量と、対象画像のクエリ特徴量とを比較した。ここで、情報提供装置10は、任意の情報が有する特徴量を局所特徴量としてもよい。例えば、情報提供装置10は、検索対象が画像である場合、特徴点の周囲の画素の彩度や明度の平均値等を特徴量としてもよく、検索対象が音声である場合、特徴点の周囲数秒の周囲の周波数特性を特徴量としてもよい。また、上述した処理以外にも、情報提供装置10は、任意の特徴量比較技術を併用してもよい。
また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、逆に、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
また、上述した実施形態に係る情報提供装置10および端末装置100は、例えば図6に示すような構成のコンピュータ1000によって実現される。図6は、ハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ1000は、出力装置1010、入力装置1020と接続され、演算装置1030、一次記憶装置1040、二次記憶装置1050、出力IF(Interface)1060、入力IF1070、ネットワークIF1080がバス1090により接続された形態を有する。
上述したように、情報提供装置10は、第1情報(例えば、クエリ情報)が有する複数の第1特徴量(例えば、クエリ情報の局所特徴量)のうち第2情報(例えば、対象画像)が有する複数の第2特徴量(例えば、対象画像の局所特徴量)のいずれかに類似する第1類似特徴量(例えば、クエリ対応特徴量)の特徴点の位置を、第2特徴量のうち第1類似特徴量に類似する第2類似特徴量(例えば、画像対応特徴量)の特徴点の位置へと変換する変換情報を推定する。そして、情報提供装置10は、第1特徴量の特徴点の位置を変換情報により変換した変換位置と、第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、第1情報と第2情報とが類似するか否かを判定する。このような処理を実行する結果、情報提供装置10は、処理負荷の上昇を抑えつつ、類似検索の精度を向上させることができる。
20 通信部
30 記憶部
31 検索対象データベース
40 制御部
41 特定部
42 推定部
43 抽出部
44 判定部
45 提供部
100 端末装置
Claims (15)
- 第1情報が有する複数の第1特徴量のうち第2情報が有する複数の第2特徴量のいずれかに類似する第1類似特徴量の特徴点の位置を、前記第2特徴量のうち前記第1類似特徴量に類似する第2類似特徴量の特徴点の位置へと変換する変換情報を、第2情報ごとに推定する推定部と、
前記第1特徴量の特徴点の位置を前記変換情報により変換した変換位置と、前記第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを判定する判定部と
を有し、
前記推定部は、前記変換情報と、当該変換情報が正しい確度とを第2情報ごとに推定し
前記判定部は、複数の第2情報のうち、前記確度が所定の条件を満たす第2情報を特定し、特定した第2情報ごとに、前記変換位置と、当該第2情報に含まれる第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と当該第2情報とが類似するか否かを判定する
ことを特徴とする判定装置。 - 前記判定部は、前記変換位置が前記第2特徴量の特徴点の位置と類似する第1特徴量の数が所定の条件を満たす場合は、前記第1情報と前記第2情報とが類似すると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の判定装置。 - 前記判定部は、前記変換位置から所定の範囲内にいずれかの前記第2特徴量が含まれる第1特徴量の数が所定の条件を満たす場合は、前記第1情報と前記第2情報とが類似すると判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の判定装置。 - 前記判定部は、前記変換位置が前記第2特徴量の特徴点の位置と類似する第1特徴量の数が所定の閾値を超える場合は、前記第1情報と前記第2情報とが類似すると判定する
ことを特徴とする請求項1~3のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 前記判定部は、前記第1特徴量のうち前記変換位置が前記第2特徴量の特徴点の位置と類似する第1特徴量の割合が所定の閾値を超える場合は、前記第1情報と前記第2情報とが類似すると判定する
ことを特徴とする請求項1~4のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 前記判定部は、前記第2特徴量のうち特徴点の位置が前記第1特徴量の変換位置と類似する第2特徴量の割合が所定の閾値を超える場合は、前記第1情報と前記第2情報とが類似すると判定する
ことを特徴とする請求項1~5のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 前記判定部は、前記第1特徴量のうち前記変換位置が前記第2特徴量の特徴点の位置と類似する第1特徴量の割合と、前記第2特徴量のうち特徴点の位置が前記第1特徴量の変換位置と類似する第2特徴量の割合との比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1~6のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 前記判定部は、前記第1情報が有する複数の第1特徴量のうち一部の第1特徴量の特徴点の位置の変換位置と、前記第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1~7のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 複数の第2情報が有する第2特徴量のうち、前記第1情報が有する第1特徴量と最も類似する特徴量を、当該第1特徴量と対応する第2類似特徴量として特定する特定部
を有し、
前記推定部は、前記第1情報が有する第1特徴量のうち、第2情報ごとに計数された第2類似特徴量の数に基づいて選択された、処理対象となる第2情報に含まれる第2類似特徴量と対応する第1特徴量である第1類似特徴量の特徴点の位置を、当該処理対象となる第2情報に含まれる第2類似特徴量の特徴点の位置へと変換する変換情報を、前記第2情報ごとに推定し、
前記判定部は、前記第1類似特徴量を含む領域内に含まれる第1特徴量の特徴点の位置を前記変換情報で変換した変換位置と、前記第2類似特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを、前記第2情報ごとに判定する
ことを特徴とする請求項1~8のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 前記判定部は、前記第1情報から前記第1類似特徴量を含む領域を特定し、特定した領域内に含まれる第1特徴量の特徴点の位置を前記変換情報で変換した変換位置と、前記第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを、前記第2情報ごとに判定する
ことを特徴とする請求項9に記載の判定装置。 - 前記判定部は、さらに、前記第1情報のうち前記第1特徴量の算出に用いられた範囲を前記変換情報で変換した範囲の広さと、前記第2情報のうち前記第2特徴量の算出に用いられた範囲の広さとの比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1~10のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 前記判定部は、前記第1特徴量と前記第2特徴量との比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1~11のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 前記推定部は、前記第1類似特徴量の特徴点の位置を前記第2類似特徴量の特徴点の位置へと変換するアフィン変換のパラメータを前記変換情報として推定する
ことを特徴とする請求項1~12のうちいずれか1つに記載の判定装置。 - 判定装置が実行する判定方法であって、
第1情報が有する複数の第1特徴量のうち第2情報が有する複数の第2特徴量のいずれかに類似する第1類似特徴量の特徴点の位置を、前記第2特徴量のうち前記第1類似特徴量に類似する第2類似特徴量の特徴点の位置へと変換する変換情報を、第2情報ごとに推定する推定工程と、
前記第1特徴量の特徴点の位置を前記変換情報により変換した変換位置と、前記第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを判定する判定工程と
を含み、
前記推定工程は、前記変換情報と、当該変換情報が正しい確度とを第2情報ごとに推定し
前記判定工程は、複数の第2情報のうち、前記確度が所定の条件を満たす第2情報を特定し、特定した第2情報ごとに、前記変換位置と、当該第2情報に含まれる第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と当該第2情報とが類似するか否かを判定する
ことを特徴とする判定方法。 - 第1情報が有する複数の第1特徴量のうち第2情報が有する複数の第2特徴量のいずれかに類似する第1類似特徴量の特徴点の位置を、前記第2特徴量のうち前記第1類似特徴量に類似する第2類似特徴量の特徴点の位置へと変換する変換情報を、第2情報ごとに推定する推定手順と、
前記第1特徴量の特徴点の位置を前記変換情報により変換した変換位置と、前記第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と前記第2情報とが類似するか否かを判定する判定手順と
をコンピュータに実行させ、
前記推定手順は、前記変換情報と、当該変換情報が正しい確度とを第2情報ごとに推定し
前記判定手順は、複数の第2情報のうち、前記確度が所定の条件を満たす第2情報を特定し、特定した第2情報ごとに、前記変換位置と、当該第2情報に含まれる第2特徴量の特徴点の位置との比較結果に基づいて、前記第1情報と当該第2情報とが類似するか否かを判定する
ことを特徴とする判定プログラム。
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