JPS63113779A - ピ−ク抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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っ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で割る除算を行なうことに
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ってピーク抽
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、−ａ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６０−２１
８１８３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
面上の一点に写像して、次にこれ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＋ａｌに示すように、球面ｌ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ｆｂｌ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。

そして、このようにして２次元メモリ上に格納された画
像データに対してｎｘｎマトリクスを用いた周知のピー
ク抽出処理を施す。その後、ピーク値を有する画素毎に
写像プロセッサにより大円情ｆｌｌを生成して次段の写
像メモリ　（格子状のメモリ）に書込む処理を行なう。

更に、この写像メモリ内の画像データに対してピーク抽
出処理を施して、更に次段の球面写像処理を行なう。

（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て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、写像メモリ上で複数画素に渡って広
がるものが頻繁に現れる。

従って、従来のピーク抽出においては、例えば３×３マ
トリクスのウィンドウを用いて、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しくは等しいかを判断
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った際
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
。

従って、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った際に、情報のアンバラン
スが生じるという問題があった。

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っても、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ってピ
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
値で割る除算を行なう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、求められた画素数値で画像
データの濃度値を割る除算を行なうことによって、書き
加えられる大円情報の濃度値を抑えているので、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、
Δβ。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４Δβ。とじ、経度方向を４Δα、。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、 「Δθ＝Δβ。／ｓｉｎβ 但し、βは北極を、０度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、「Δθ−ω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＝’Δθ／ｄΔα
、。

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
マトリクスを用いてピーク抽出を行なう際に、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、求められた画素数値で画像データの
濃度値を割る除算を行なうことによって、書き加えられ
る大円情報の濃度値を抑えているので、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等を制御するものであり、球面カメラ３
１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、北極近辺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）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。

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、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〜Ｉ（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ＭＰＬ１３０の制御′Ｂの
もとに対象物を撮像し、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Ｉ７３２
に格納されたならば、ＭＰＵ３０は写像プロセッサ３６
に起動指令を発する。

■　起動指令を受けた写像プロセッサ３６は原画メモリ
３２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続出し、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、写像プロセッサ３６内の写像メモリ
の座４ｍ　（ｒｓ　、　　θ。）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では、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。

■　ここで、ＭＰＵ３０は、座標（ｒｘ＋　　θ。）の
点の画像データがピーク値である場合は、Δｍ値格納テ
ーブル３４から画像データの読出し位置（１！１度値＝
ｒＨ）に応じて予め求められた値Δｍを読出し、この画
像データ（濃度値）÷Δｍの除算を行ない、求められた
濃度値とピーク値であることを示すフラグと共に、画像
処理結果格納メモリ３５に格納する。

一方、ピーク値でない場合は、上述の処理は行なわれず
、画像処理結果格納メモリ３５には、ピーク値でないこ
とを示す情報が対応する格納位置に書込まれる。

■　そして、このピーク抽出処理が行なわれた写像プロ
セッサ３６内の写像メモリの座標（ｒＨ。

θ、）の次の座標（ｒ、４＋　　θＩ）の画像データを
注目画素Ｅの値として取り出す。

■　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、写像プロセッサ３６内の写像
メモリに格納された画像データに対して濃度抑制の処理
を行なう場合のみについて説明したが、例えば、画像処
理結果格納メモリ３５の画像データに対して次段の写像
プロセッサにより生成された大円情報が格納される写像
メモリ内の画像データに対して行なってもよいことは云
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っても、ｎｘｎ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、求められた画素数値で画像データを割る除算
を行なうことによって、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図は逼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。 特許出願人　工業技術院長　飯塚　幸三ψ）刊東契り里
装債ｔ２）ｔｔｋポ乞承すブロツ７図箇１図 ３ｘ３　　マトリクスの衣に明日 第２図 球面。ｔ、＋イｈ方法？示ス図　　　　　　　　共ス西
付欧Ｉ：おｔする球面りめ画素と物理画素の関係１！示
す図 第３図　　　　　　　　第４図 １１象面の分解飛［畦面上て一表理しｒ；状博、？示す
日英４Ｙ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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っ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、前記値で割る除算を
   行なうことを特徴とするピーク抽出方法。