JPH0624011B2 - 画像処理方法 - 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等の画像処理を施す際に、近傍
画素の比較範囲を、緯度値が小さくなるにつれて大きく
設定することによって処理結果にアンバランスを生じさ
せないようにした球面写像装置における画像処理方法。

〔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等の画像処理を施す
球面写像装置における画像処理方法に関する。

近年、人間の目と同様の機能を機械によって実現するた
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え、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って撮像して、原画像を取り
込み、この画像をもとに電気的処理を行なって情報抽出
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し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って、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て線分の再生も
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、直線移動する点上物体の移動軌跡を抽
出する。また、複の線の球面上の投影をそれぞれ球面上
の一点に写像して、次にこらの写像点を写像することに
よっ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、メモリ領域５を、同図(b)に示すように
縦軸にｒ、横軸θを取るようにしたものである。

〔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。

従って、従来のピーク抽出等の画像処理方法において
は、例えば３×３マトリクスのウインドウを用いて単純
に画素をカウントして処理の対象とする領域（ピーク抽
出の場合は、２次元の比較領域）を定めていたが、球面
を前述したように２次元メモリ上に展開した場合は、同
じ画素数をカウントしても球面上での長さが異なるた
め、経度方向の画像処理が均質でないという問題が生じ
る。

尚、２次元メモリの緯度方向の画素数は、球面上と等し
い数を割付けているので、上記したような問題は生じな
い。

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っても、均質な画像処理を行な
うことが可能な画像処理方法の提供にある。

〔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により画像処
理を施す球面写像装置における画像処理方法において、
前記濃度比較を行う近傍画素の比較範囲を、緯度値が小
さくなるにつれて大きく設定することを特徴とする画像
処理方法により達成される。

〔実施例〕

以下本発明に係る画像処理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、例えば、マトリクスを用いた画像処理を行なう際
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マトリクス演算を行なうことに
よって均質な画像処理を可能としている。

以下に、球面上での１画素が２次元メモリ上の何画素に
相当するかを求める手法を説する。

まず、第５図に示すように球面上での画素の大きさは、
Δβ_０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^ｄΔβ_０とし、経度方向を^ｄΔα_９０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、^ｒ Δθ＝Δβ_０／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／^ｄΔα_９０ で求められる。

従って、この値Δｍを、各緯度毎に求め、例えば３×３
マトリクス演算を行なう際には、ある注目画素に対し
て、Δｍ離れた点の画素のデータを隣接画素のデータと
して２次元メモリ上より読出して処理することにより、
均質な画像処理を行なうことが可能となる。

第１図は本発明の画像処理方法を用いる画像処理装置の
構成を示すブロック図である。

図中、３０はマイクロプロセッサ（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は写像プロセッサである。

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、球面カメラ３１は対
象物を撮影し、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個に分割され
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つけして格納す
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３３で
のピーク抽出処理結果が格納されるもの、写像プロセッ
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（大円情報）を生成して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
タを格納するもの）に書込むものである。

尚、上述の構成において、写像プロセッサ及び写像メモ
リの組は、１組のみ設ける場合について説明したが、こ
の組は、求める情報の種類に応じて増加する写像回数に
応じて設けることが可能であることは云うまでもない。

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
対象物を撮影し、輪郭抽出処理された画像データを極座
標（ｒ，θ）形式で出力し、ＭＰＵ３０は球面カメラ３
１からの画像データを原画メモリ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は写像プロセッサ３６を
起動し、原画メモリ３２内に格納された各画素の画像デ
ータ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させる。

そして、原画メモリ３２内の各画素に対応する大円
情報が写像プロセッサ３６内の写像メモリに格納された
ならば、ＭＰＵ３０は写像プロセッサ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。ところ
で、このピーク抽出処理は、例えば、第２図に示すよう
に、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、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をピーク点と判定する処理である。

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、写像プロセッサ３６内の写像メモリ
の座標（ｒ_Ｍ，θ_０）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
トリクスにセットする。

マトリクス演算部３３で、セッ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
行なう。

ＭＰＵ３０は、写像プロセッサ３６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場合
は、緯度値に応じて予め求められた値Δｍを格納する格
納テーブル３４からこの値Δｍを読出し、注目画素Ｅに
対する隣接画素の値を、この値Δｍだけ離れた写像メモ
リ上の位置の画像データとしてマトリクス演算部３３に
セットする。

そして、マトリクス演算部３３では、セットされた
値に基づいてピーク抽出処理を行なう。

以上のことを行なうことにより、北極付近の画像データ
に対しても均質な画像処理を行なうことが可能となる。

尚、上記実施例においては、マトリクス演算部３３の処
理としてピークの例についてのみ説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく種々の画像処理であって
も適用することが可能である。

〔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
に異なる場合であっても、均質な画像処理を行なうこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像処理装置の構成ブロック図、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，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
像プロセッサである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安川 祐介 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 審査官 森田 信一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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により画像処理を
   施す球面写像装置における画像処理方法において、 前記濃度比較を行う近傍画素の比較範囲を緯度値が小さ
   くなるにつれて大きく設定することを特徴とする画像処
   理方法。