JP7142420B2 - 画像処理装置、学習方法、学習済モデル、画像処理方法 - Google Patents
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Description
画像のクラス識別を行う識別器の学習を、画像特徴に基づいて行う学習手段と、
前記画像から得られる像倍率とボケ量の少なくとも何れかに予め対応づいたクラスの粒度に基づいて、前記識別器が前記画像のクラス識別において識別するクラスの粒度を決定する決定手段と
を有し、
前記学習手段は、前記決定手段により決定された粒度でのクラス識別の結果を出力するように前記識別器の学習を行うことを特徴とする。
本実施形態に係る画像処理装置は、画像中の画像領域のクラスの識別(分類)に用いる領域識別器の学習を行う機能(学習機能)と、該領域識別器を用いて画像中の画像領域のクラスの識別(クラス分類)を行う機能(識別機能)と、を有する。本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を図1(a)に示す。
先ず、図1(a)に示した構成のうち、学習機能に係る構成について説明する。記憶部5100には、予め作成された学習データが格納されている。学習データには、複数の学習画像と、該学習画像の各画素のクラスのラベル(インデックス)を保持する領域クラスラベルデータと、該学習画像に係る各種の情報である撮影情報と、が含まれている。
以下に説明するステップS2500における処理は着目クラスであるクラスcについての処理であり、実際には、全てのクラスについて同様の処理を行う。先ず設定部2500は、像倍率S、ボケ量B、クラスcに関する尤度fc、によって構成される空間を複数のビンに区切る。この空間における各ビンは(S,B,fc)と表すことができる。
次に、図1(a)に示した構成のうち、識別機能に係る構成について説明する。本実施形態に係る識別機能によるクラス識別は、未知の入力画像に対して意味的領域分割を行うことである。
第1の実施形態では、一つの領域識別器を用いて識別結果を計算し、異なるクラステーブルを利用することで、最終出力クラスの粒度を制御した。本実施形態では、複数の領域識別器を学習し、撮影情報によって領域識別器を切り替える。本実施形態を含め、以下の各実施形態では、第1の実施形態との差分について説明し、以下で特に触れない限りは第1の実施形態と同様であるものとする。
第1,2の実施形態では、領域識別器へ入力する画像特徴量として常に同じ画像特徴量を利用する例を示した。本実施形態では、撮影情報によって抽出する画像特徴量を変化させる。
第1の実施形態では、撮影情報として、画像上の各画素位置における像倍率及びボケ量といった、画像上の画素位置に応じて得られる情報であるものとした。しかし、撮影情報はこれに限らず、画像上の画素位置に関係なく、各画像1枚につき1つの値が得られる撮影情報を用いても良い。例えば、撮像装置の状態を表す、重力センサ値、温度情報、GPSによる位置情報、時間情報、撮影時の条件を表す絞り値、露出時間、ゲイン、撮影された画像におけるBv値、合焦距離、などを撮影情報として使用しても良い。
図1(a)、(b)に示した各機能部はハードウェアで実装しても良いし、記憶部5100,5200,5300,5400以外の機能部をソフトウェア(コンピュータプログラム)で実装しても良い。前者の場合、ハードウェアで実装した図1(a)、(b)に示した各機能部は、ディジタルカメラなどの撮像装置に組み込み回路として搭載することができる。後者の場合、記憶部5100,5200,5300,5400として機能する1以上のメモリを有し、且つこのソフトウェアを実行可能なコンピュータ装置は、画像処理装置に適用可能である。なお、記憶部5100,5200,5300,5400は画像処理装置に対して着脱可能なメモリであっても良い。画像処理装置に適用可能なコンピュータ装置のハードウェア構成例について、図11(b)のブロック図を用いて説明する。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (16)
- 画像処理装置であって、
画像のクラス識別を行う識別器の学習を、画像特徴に基づいて行う学習手段と、
前記画像から得られる像倍率とボケ量の少なくとも何れかに予め対応づいたクラスの粒度に基づいて、前記識別器が前記画像のクラス識別において識別するクラスの粒度を決定する決定手段と
を有し、
前記学習手段は、前記決定手段により決定された粒度でのクラス識別の結果を出力するように前記識別器の学習を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 前記学習手段は、前記決定手段により決定された粒度でのクラス識別を行うように、前記像倍率と前記ボケ量に対応する識別器の学習を新たに行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、クラスが既知で前記像倍率と前記ボケ量を有する画像に対して前記識別器を用いた第1の粒度でのクラス識別の正解率が閾値未満となる場合、前記第1の粒度よりも荒い第2の粒度を、前記識別器がクラス識別において識別するクラスの粒度として決定し、
前記学習手段は、前記第2の粒度でのクラス識別を行うように、前記識別器の学習を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記学習手段は、前記第2の粒度でのクラス識別を行うように、前記識別器の再学習を行うことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、第1の画像群を用いて前記第1の粒度でのクラス識別を行うために学習された前記識別器による、前記第1の画像群と異なる第2の画像群のクラス識別の正解率が前記閾値未満となる場合には、前記第2の粒度を、前記識別器がクラス識別において識別するクラスの粒度として決定することを特徴とする請求項3または4に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、前記第2の画像群のクラス識別の正解率が前記閾値未満でない場合には、前記第1の粒度を、前記識別器がクラス識別において識別するクラスの粒度として決定することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記学習手段は、前記第2の画像群のうち前記正解率が閾値未満となるような何れかの画像の撮影情報と、前記第2の粒度と、を対応づけることを特徴とする請求項5または6に記載の画像処理装置。
- 前記識別器は、画像の領域のクラス識別を行う識別器であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 更に、画像の画像特徴を抽出する特徴抽出器の学習を行う手段を有することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 更に、
入力画像を取得する手段と、
前記入力画像の画像特徴を前記学習手段による学習済みの識別器に入力することで得られるクラスを、該入力画像の像倍率とボケ量に対応づけられた粒度のクラスで識別する識別手段と
を有することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の画像処理装置。 - 前記識別手段は、前記入力画像の画像特徴を前記学習手段による学習済みの識別器に入力することで得られるクラスを、像倍率が大きいほどより細かい粒度のクラスで識別し、像倍率が小さいほどより荒い粒度のクラスで識別することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記識別手段は、前記入力画像の画像特徴を前記学習手段による学習済みの識別器に入力することで得られるクラスを、ボケ量が大きいほどより荒い粒度のクラスで識別し、ボケ量が小さいほどより細かい粒度のクラスで識別することを特徴とする請求項10または11に記載の画像処理装置。
- 入力画像から得られる像倍率とボケ量の少なくとも何れかを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された像倍率とボケ量の少なくとも何れかに予め対応づいたクラスの粒度に基づいて、前記入力画像を識別するクラスの粒度を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された粒度でのクラス識別の結果を出力するように学習された識別器を用いて、前記入力画像のクラス識別を行う識別手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 学習方法であって、
画像のクラス識別を行う識別器の学習を、画像特徴に基づいて行う学習工程と、
前記画像から得られる像倍率とボケ量の少なくとも何れかに予め対応づいたクラスの粒度に基づいて、前記識別器が前記画像のクラス識別において識別するクラスの粒度を決定する決定工程と
を有し、
前記学習工程では、前記決定工程において決定された粒度でのクラス識別の結果を出力するように前記識別器の学習を行うことを特徴とする学習方法。 - 入力画像から得られる像倍率とボケ量の少なくとも何れかを取得する取得工程と、
前記取得工程で取得された像倍率とボケ量の少なくとも何れかに予め対応づいたクラスの粒度に基づいて、前記入力画像を識別するクラスの粒度を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された粒度でのクラス識別の結果を出力するように学習された識別器を用いて、前記入力画像のクラス識別を行う識別工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至13の何れか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
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