JPH0562797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 球面上に分布する画像データを球面上の同一緯
度毎に等数分割して一列に格納し、各緯度に対応
する画像データを並列的に格納するようにした平
面状メモリを備え、該平面状メモリに格納された
画像データに対して注目画素と近傍画素との濃度
比較を行なつてピーク抽出処理する際に、画像デ
ータに対するピーク値を、球面上の各緯度毎に、
当該緯度における１画素が前記平面状メモリの何
画素に対応するのかを示す値おきに有効とするこ
とにより、処理結果にアンバランスを生じさせな
いようにしたピーク抽出方法。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、球面上に分布する画像データを球面
上の同一緯度毎に等数分割して一列に格納し、各
緯度に対応する画像データを並列的に格納するよ
うにした平面状メモリを備え、該平面状メモリに
格納された画像データに対して注目画素と近傍画
素との濃度比較を行なつてピーク抽出処理を施す
球面写像装置におけるピーク抽出方法に関する。

近年、人間の目と同様の機能を機械によつて実
現するために物体の認識技術が盛んに開発されて
いる。このような物体の認識においては、物体を
画像としてとられ、この画像から物体の特徴等の
情報を抽出して物体を認識する方法が用いられて
いる。このため、一般に物体をテレビカメラ等の
撮像手段によつて撮像して、原画像を取り込み、
この画像をもとに電気的処理を行なつて情報抽出
を行なう必要がある。

一方、このような原画像には雑音が含まれてい
たり、にじみやぼけが存在することが多く、これ
らの雑音成分を取り除き、原画像を構成する構造
線等を抽出することが必要となる。

このような画像の抽出方法といて従来より写像
による情報抽出方法が知られている。この写像を
用いた情報抽出方法として球面写像を利用したも
の（特開昭60−218183号公報等）が知られている
が、これは原画像を球面上に投影（球面投影）し
て、球面上に投影した原画の各点毎にその点を中
心とした大円を描き、この描かれた大円群の相互
関係から情報を抽出するようにしたものである。

このような手順を踏むことによつて、原画の各
点と球面の中心を含む平面の法線ベクトルが得ら
れ、同時に線分が抽出でき、また途切れたり歪ん
だりした線分の再生も可能となる。

さらに、球面上の投影の変化情報を球面上の一
点に写像することにより、直線移動する点状物体
の移動軌跡を抽出する。また、複数の線分の球面
上の投影をそれぞれ球面上の一転に写像して、次
にこれらの写像点を写像することによつてもとの
線分の交点を再生する。

ところで、このような球面上の各点に対応する
大円の写像関数を取り扱うためには、２次元状の
メモリに展開する必要がある。

〔従来の技術〕

第６図は球面上の緯度、経度座標で表されるデ
ータを平面の２次元メモリ上の縦横座標に対応付
けて格納する方法の説明図である。

同図ａに示すように、球面１上の一点２を、赤
道３からの緯度ｒ（Ｍ等分）と基準線４からの角
度θ（Ｎ等分）で表わし、そのメモリ領域５を、
同図ｂに示すように縦軸にｒ、横軸にθを取るよ
うにしたものである。

すなわち、球面上の赤道付近の１画素は、２次
元メモリ上の１画素に対応して格納され、球面上
の北極付近の１画素は、２次元メモリ上の複数画
素に対応付けして格納される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、単純に緯度、経度を等数に分割
して夫々量子化して球面を２次元状メモリに展開
すると、球面の緯度の低い領域と高い領域とでは
同一角度で占める領域の面積が異なるという不具
合が生じる。

特に、北極付近では、分解能が過剰となり、格
子状メモリの上では、ピーク値が極めてブロード
になり、その頂上が２次元メモリ上で複数画素に
渡つて広がるものが頻繁に現れる。

従つて、従来のピーク抽出においては、例えば
３×３マトリクスのウインドウを用いて、中心の
注目画素の濃度値が周囲画素の濃度値より高いも
のは等しいかを判断するため、前述のような頂上
にある複数の画素を全て抽出してしまう。

この場合、このようなブロードなピーク値を有
する２次元メモリ上の画像データに対して球面写
像を行なつた際に、前記頂上の個数分だけ大円が
次段の２次元の写像メモリ上の同一位置に書き加
えられてしまい、一方、分解能が過剰でない部分
は一回しか大円が書き加えられない。

従つて、分解能が過剰である部分とそうでない
部分があると、次の段の写像を行なつた際に、情
報のアンバランスが生じるという問題があつた。

本発明の目的は、前述した従来の問題に鑑み、
緯度、経度を等数に分割して夫々量子化して球面
を２次元状メモリに展開し、各画素が有する球面
上での長さの分解能が緯度毎に異なる場合であつ
ても、次段の写像の際に、情報のアンバランスが
生じることのないようにすることが可能なピーク
抽出方法の提供にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、球面上に分布する画像データ
を球面上の同一緯度毎に等数分解して一列に格納
し、各緯度に対応する画像データを並列的に格納
するようにした平面状メモリを備え、該平面状メ
モリに格納された画像データに対して注目画素と
近傍画素との濃度比較を行なつてピーク抽出処理
を行なう球面写像装置におけるピーク抽出方法に
おいて、球面上の各緯度毎に、当該緯度における
１画素が前記平面状メモリの何画素に対応するの
かを示す値を求め、各緯度における画像データの
ピーク抽出処理に際して、前記画像データに対す
るピーク値を、前記値おきに有効とすることを特
徴とするピーク抽出方法により達成される。

〔実施例〕

以下本発明に係るピーク抽出方法の実施例を図
面を用いて詳細に説明する。

本発明では、球面が第３図のように量子化され
ており、第４図のように、撮像面である球面上の
北極付近の１画素が２次元メモリ上では複数の物
理画素分に相当するので、マトリクスを用いたピ
ーク抽出処理を行なう際に、各緯度毎に、球面上
での１画素が２次元メモリ上での何画素分に相当
するかを求め、求められた画素数おきに画像デー
タを抽出してピーク抽出処理を行なうことによつ
て、次段の写像の際に、情報のアンバランスを生
じることがない。

以下に、球面上での１画素が２次元メモリ上の
何画素に相当するのかを求める手法を説明する。

まず、第５図に示すように球面上での画素の大
きさは、Δβ₀とする。

また、第６図に示すように２次元メモリ上での
量子化幅は、緯度方向を^dΔβ₀とし、経度方向を^d
Δα₉₀とする。

ここで、球面上のある注目画素と経度方向に隣
接する画素との間の距離は、２次元メモリ上にお
いて、 ^rΔθ＝Δβ₀／sinβ 但し、βは北極を、０度とした時の角度であ
る。で求められる。

すなわち、球面の北極地点では、^rΔθ＝∞とな
るので、２次元メモリ上では隣接画素は存在しな
いこととなり、球面の赤道付近では、^rΔθ＝１と
なり、球面上の画素と２次元メモリ上の画素とは
一対一で対応する。

また、球面上での１画素が２次元メモリ上での
何画素分に相当するかを、Δmで表すと、 Δm＝^rΔθ／^dΔα₉₀ で求められる。

従つて、この値Δmを、各緯度毎に求め、例え
ば３×３マトリクスを用いてピーク抽出を行なう
際には、Δm離れた点毎にピーク抽出処理を行な
う、あるいは３×３マトリクスによるピーク抽出
処理を行なつた後、Δm離れた点毎のピーク値の
みを、真のピーク値とすることにより、次段の写
像の際に、情報のアンバランスを生じることがな
い。

第１図は本発明のピーク抽出方法を用いる画像
処理装置の構成を示すブロツク図である。

図において、３０はマイクロプロセツサ（以下
MPUと称する）、３１は球面カメラ、３２は原画
メモリ、３３はマトリクス演算部、３４はΔm値
格納テーブル、３５は画像処理結果格納メモリ、
３６は写像プロセツサである。

MPU３０は球面カメラ３１、原画メモリ３２、
マトリクス演算部３３等を制御するものであり、
球面カメラ３１は対象物を撮像し、輪郭抽出処理
して得られた画像データを極座標（ｒ、θ）形式
で出力するもの、原画メモリ３２は第６図に示す
ように球面カメラ３１より出力された極座標形式
の画像データを格子状に対応付けて格納するもの
であり、経度方向にＮ個、緯度方向にＭ個に分解
された格納領域を有し、赤道近辺は一対一で対応
付けて格納するが、北極付近は一対複数画素で対
応付けして格納するもの、マトリクス演算部３３
は例えば３×３マトリクス演算を行なうもので、
後述するようなピーク抽出処理を行なうもの、
Δm値格納テーブル３４は前述した如く各緯度毎
に求められた値を、各緯度毎に格納するもの、画
像処理結果格納メモリ３５はマトリクス演算部３
３でのピーク抽出処理結果が格納されるもの、写
像プロセツサ３６は原画メモリ３２に格納された
画像データに対して写像関数（大円）を生成し、
内部に設けられた写像メモリ（原画メモリ３２と
同一の格納形式で画像データを格納する）に書込
むものである。

第２図は３×３マトリクスを用いたピーク抽出
処理の方法を説明する図である。

このピーク抽出処理は、注目画素Ｅとこの画素
Ｅを囲繞する４画素Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈとで３×３マ
トリクスを設定し、このマトリクス内の注目画素
Ｅと周囲の各画素Ｂ〜Ｈの値を比較し、注目画素
Ｅの値が周囲画素Ｂ〜Ｈの値より大きいか等しい
場合に、この注目画素Ｅがピーク点として判定す
る処理である。

以上説明した構成において、その動作を説明す
る。

まず、球面カメラ３１はMPU３０の制御の
もとに対象物を撮像し、極座標（ｒ、θ）形式
で輪郭抽出処理された画像データを出力し、
MPU３０は球面カメラ３１からの画像データ
（座標位置と濃度値）を原画メモリ３２の対応
する格納領域に格納する。

そして、１画面分の画像データが原画メモリ
３２に格納されたならば、MPU３０は写像プ
ロセツサ３６に起動指令を発する。

起動指令を受けた写像プロセツサ３６は原画
メモリ３２に格納された画素に対して順次写像
関数（大円情報）を生成して内部の写像メモリ
に値を書き加えて格納する。

そして、原画メモリ３２内の各画素に対応す
る大円情報が写像プロセツサ内の写像メモリに
格納されたならば、MPU３０は写像プロセツ
サ３６内の写像メモリから各画素毎のヒストグ
ラム値を読出し、マトリクス演算部３３を用い
てピーク抽出処理を行なう。

このピーク抽出の処理は、MPU３０の制御
のもとに行なわれ、まず、写像プロセツサ３６
内の写像メモリの座標（r_M、θ₀′）の点の画像
データを、注目画素Ｅの値として取り出し、更
にその上下、左右方向に隣接する座標の画像デ
ータを、周囲画素Ｄ〜Ｈの値として取り出し、
これらの値をマトリクス演算部３３内の３×３
マトリクスにセツトする。

マトリクス演算部３３では、セツトされた値
に基づいて前述した処理を行なうことによりピ
ーク抽出の処理を行ない、処理結果を画像処理
結果格納メモリ３５に格納する。

次に、MPU３０は、写像プロセツサ内の写
像メモリ上の画像データの読出し位置が北極付
近に相当する位置（緯度値＝r_M）であるため、
Δm格納テーブル３４からこの緯度値r_Mに応じ
て予め求められた値Δmを読出す。

そして、前回処理した画像データの座標に対
し、この値Δmを加算した座標（r_M、θ₀＋Δm）
位置の画像データを次の注目画素Ｅの値とすべ
く写像プロセツサ内の写像メモリ上より読出
す。

これ以降は、前記項〜項の操作を順次繰
り返して行なう。

尚、本実施例においては、３×３マトリクスに
よる演算位置を、Δmの値おきとする場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるもので
なく、写像プロセツサ内の写像メモリ上の全ての
画素に対してピーク抽出処理を施した後、Δmお
きのピーク値を抽出するようにしてもよい。

更に、本実施例においては、写像プロセツサが
１つの場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものでなく、抽出する情報の種類に応
じて適宜増やすことが可能である。この場合、各
写像プロセツサによる写像処理結果に対し、本発
明のピーク抽出方法を適用して別の写像処理結果
格納メモリに格納するようにしてもよいことは云
うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、緯度、
経度を等数に分割して夫々量子化して球面を２次
元状メモリに展開し、各画素が有する球面上での
長さの分解能が緯度毎に異なる場合であつても、
ｎ×ｎマトリクスを用いたピーク抽出処理を行な
う際に、各緯度毎に、球面上での１画素が２次元
メモリ上での何画素分に相当するかを求め、求め
られた画素数おきに画像データを抽出してピーク
抽出処理を行なうことによつて、次段の写像の際
に、情報のアンバランスを生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像処理装置の構成ブロツク図、第２
図は３×３マトリクスの説明図、第３図は球面の
量子化方法を示す図、第４図は北極付近における
球面上の画素と物理画素の関係を示す図、第５図
は撮像面の分解能を球面上で表現した状態を示す
図、第６図は２次元メモリへの格納方法の説明図
である。 図において、３０はMPU、３１は球面カメラ、
３２は原画メモリ、３３はマトリクス演算部、３
４はΔm値格納テーブル、３５画像処理結果格納
メモリは、３６は写像プロセツサである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 球面上に分布する画像データを球面上の同一
   緯度毎に等数分割して一列に格納し、各緯度に対
   応する画像データを並列的に格納するようにした
   平面状メモリを備え、該平面状メモリに格納され
   た画像データに対して注目画素と近傍画素との濃
   度比較を行なつてピーク抽出処理を行なう球面写
   像装置におけるピーク抽出方法において、 球面上の各緯度毎に、当該緯度における１画素
   が前記平面状メモリの何画素に対応するのかを示
   す値を求め、各緯度における画像データのピーク
   抽出処理に際して、前記画像データに対するピー
   ク値を、前記値おきに有効とすることを特徴とす
   るピーク抽出方法。