KR101318323B1 - Method and device for detecting object - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 테스트 이미지와 모델 스케치를 입력받아 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지 내에서 검출할 수 있는 오브젝트 검출방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and an apparatus for detecting an object capable of receiving a test image and a model sketch and detecting an object similar to the model sketch in the test image.
종래, 화상 정보에 의거하여 대조를 행하는 장치로서, 여러가지의 화상 대조 장치가 알려져 있다. 예를 들면 등록 화상과, 비교 대상이 되는 대조 화상을 소정의 위치 관계로 비교하여 상관치를 산출하고, 그 상관치에 의거하여 등록 화상과 대조 화상의 대조를 행하는 화상 대조 장치, 또는 상관치를 생성할 때에는, 화소 단위의 연산에 의해 상관치를 생성하는 화상 대조 장치가 알려져 있다.Background Art Conventionally, various image matching apparatuses are known as apparatuses for performing matching on the basis of image information. For example, a correlation value is calculated by comparing a registered image with a comparison image to be compared in a predetermined positional relationship, and an image matching apparatus or a correlation value for collating the registration image and the matching image based on the correlation value is generated. At this time, an image matching apparatus is known which generates a correlation value by a pixel-by-pixel operation.
이러한 화상 대조를 통한 오브젝트 검출방법 중 대한민국 등록특허 제10-1122944호에 "화상 대조 방법 및 화상 대조 장치, 프로그램"가 소개되어 있다. Among the object detection methods through image matching, Korean Patent Registration No. 10-1122944 discloses an image matching method and an image matching device and a program.
그러나, 상기 화상 대조 방법을 이용하여 원형 물체를 검출할 경우, 원호 추출이 정확하지 않으며, 별도의 보정과정이 없어 부정확한 원형 물체가 검출되는 문제가 있다. However, when detecting a circular object using the image matching method, the circular arc extraction is not accurate, and there is a problem that an incorrect circular object is detected because there is no separate correction process.
또한, 화상 대조를 위한 원호에 기반한 특징벡터를 추출하기 어려운 문제가 있다.
In addition, there is a problem that it is difficult to extract the feature vector based on the arc for image contrast.
따라서, 본 발명의 목적은 이미지(테스트 이미지와 모델 스케치)를 입력받아 분해 및 병합을 통해 특징벡터가 포함된 원호를 추출하고, 추출된 원호들의 유사도를 평가하여 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지에서 검출할 수 있는 오브젝트 검출방법 및 장치를 제공하는 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is to take an image (test image and model sketch), extract an arc containing a feature vector through decomposition and merging, and evaluate the similarity of the extracted arcs to find an object similar to the model sketch in the test image. The present invention provides a method and apparatus for detecting an object.
본 발명의 일 견지에 따른 오브젝트 검출방법은 원호 추출부가 입력된 모델 스케치와 테스트 이미지로부터 특징벡터가 포함된 모델 원호와 테스트 원호를 각각 추출하는 단계, 매칭부가 상기 원호 추출부에서 추출한 모델 원호와 테스트 원호의 유사도를 매칭하여, 모델 원호에 대한 테스트 원호의 유사도가 최대가 되도록 테스트 원호의 끝점을 조정하는 단계 및 오브젝트 검출부가 상기 매칭부에서 조정된 테스트 원호의 유사도 값을 평가하여 상기 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지에서 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, an object detecting method includes extracting a model arc and a test arc including a feature vector from a model sketch and a test image inputted by an arc extracting unit, and a model arc and a test unit extracted from the arc extracting unit by a matching unit. Matching the similarity of the arcs, adjusting the end points of the test arcs to maximize the similarity of the test arcs to the model arcs, and the object detector evaluating the similarity values of the test arcs adjusted by the matching part to obtain the similarity to the model sketch. Detecting the object in the test image.
또한, 원호 추출부의 원호 생성부가 이미지로부터 에지를 검출하여 픽셀 체인을 추출하고, 상기 픽셀 체인을 분할 및 병합하여 원호를 생성하는 단계, 원호 연장부가 원호 생성부를 통해 생성된 원호를 중심으로 이웃한 픽셀들로 원호를 연장하여 손상된 원호를 복원하는 단계, 특징벡터 추출부가 연장한 원호의 특징 벡터를 추출하는 특징벡터 추출부를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The method may further include generating an arc by dividing and merging the pixel chain, and generating an arc by dividing and merging the pixel chain, wherein the arc extension is a pixel adjacent to the arc generated by the arc generator. And recovering the damaged arc by extending the circular arc, and including the feature vector extracting unit extracting the feature vector of the extended arc.
본 발명의 다른 견지에 따른 오브젝트 검출장치는 입력된 모델 스케치와 테스트 이미지로부터 특징벡터가 포함된 모델 원호와 테스트 원호를 각각 추출하는 원호 추출부; 상기 원호 추출부에서 추출한 모델 원호와 테스트 원호의 유사도를 매칭하여, 모델 원호에 대한 테스트 원호의 유사도가 최대가 되도록 테스트 원호의 끝점을 조정하는 매칭부; 및 상기 매칭부에서 조정된 테스트 원호의 유사도 값을 평가하여 상기 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지에서 검출하는 오브젝트 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, an object detecting apparatus includes: an arc extracting unit configured to extract a model arc and a test arc each including a feature vector from an input model sketch and a test image; A matching unit for matching the similarity between the model arc extracted from the circular arc extracting unit and the test arc, and adjusting the end point of the test arc to maximize the similarity of the test arc with respect to the model arc; And an object detector for evaluating a similarity value of the test arc adjusted by the matching unit to detect an object similar to the model sketch in a test image.
이것에 의해, 본 발명에 따른 오브젝트 검출방법 및 장치는 이미지(테스트 이미지와 모델 스케치)를 입력받아 분해 및 병합을 통해 특징벡터가 포함된 원호를 추출하고, 추출된 원호들의 유사도를 평가하여 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지에서 간단하고 빠르게 검출할 수 있는 효과가 있다.
As a result, the object detecting method and apparatus according to the present invention receives an image (test image and model sketch), extracts an arc including a feature vector through decomposition and merging, and evaluates the similarity of the extracted arcs to sketch the model. Similar objects can be detected quickly and easily in the test image.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트 검출장치의 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트 검출방법의 순서도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트 검출방법에서 원호 추출부의 순서도
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트 검출방법을 설명하기 위한 예시도
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트 검출방법에서 원호 연장 및 특징벡터 추출을 설명하기 위한 예시도1 is a block diagram of an object detecting apparatus according to an embodiment of the present invention
2 is a flowchart of an object detection method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of an arc extraction unit in an object detection method according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are exemplary views for explaining an object detection method according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are exemplary diagrams for explaining arc extension and feature vector extraction in the object detection method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트 검출방법을 포함하는 검출장치는 원호 추출부(100), 매칭부(200) 및 오브젝트 검출부(300)를 포함한다.1 and 2, a detection apparatus including an object detecting method according to an exemplary embodiment of the present invention includes an
본 발명의 실시예에 따른 오브젝트 검출장치는 입력된 모델 스케치와 테스트 이미지로부터 특징벡터가 포함된 모델 원호와 테스트 원호를 각각 추출하는 원호 추출부(100)와, 상기 원호 추출부(100)에서 추출한 모델 원호와 테스트 원호의 유사도를 매칭하여, 모델 원호에 대한 테스트 원호의 유사도가 최대가 되도록 테스트 원호의 끝점을 조정하는 매칭부(200) 및 상기 매칭부(200)에서 조정된 테스트 원호의 유사도 값을 평가하여 상기 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지에서 검출하는 오브젝트 검출부(300)를 포함한다. An object detecting apparatus according to an embodiment of the present invention is an
본 발명의 실시예에 따른 오브젝트 검출방법은 상기 원호 추출부(100)가 입력된 모델 스케치와 테스트 이미지로부터 특징벡터가 포함된 모델 원호와 테스트 원호를 각각 추출한다(S100). In the object detection method according to the embodiment of the present invention, the
상기 매칭부(200)가 상기 원호 추출부(100)에서 추출한 모델 원호와 테스트 원호의 유사도를 매칭하여, 모델 원호에 대한 테스트 원호의 유사도가 최대가 되도록 테스트 원호의 끝점을 조정한다(S110). The
상기 오브젝트 검출부(300)가 상기 매칭부(200)에서 조정된 테스트 원호의 유사도 값을 평가하여 상기 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지에서 검출한다(S120). The
상기 원호는 반지름이 무한대 또는 곡률이 '0'인 원호인 직선 또는 그 일부를 모두 포함한다. The circular arc includes a straight line or a portion thereof, the radius of which is infinity or the arc of curvature '0'.
도 4를 참조하면, 이것에 의해, 본 발명에 따른 오브젝트 검출장치는 테스트 이미지(A1~A5, B1~B6, G1~G5, M1~M5, S1~S4)에서 모델 스케치(애플로고, 병, 기린, 컵, 오리)와 유사한 오브젝트를 검출한다. Referring to FIG. 4, by this, the object detecting apparatus according to the present invention is a model sketch (Applogo, Bottle, Similar objects (giraffe, cup, duck).
상기 모델 스케치와 테스트 이미지는 별도의 입력수단(카메라, 스캐너 등)을 통해서 원호 추출부(100)로 입력된다. The model sketch and the test image are input to the
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 원호 추출부(100)는 원호 생성부(110), 원호 연장부(120) 및 특징벡터 추출부(130)를 포함한다.
1 and 3, the
상기 원호 생성부(110)가 이미지(모델 스케치, 테스트 이미지)로부터 에지를 검출하여 픽셀 체인(edge pixel chain)을 추출하고, 상기 픽셀 체인을 분할 및 병합하여 원호를 생성한다(S101). The
상기 원호 연장부(120)가 상기 원호 생성부(110)를 통해 생성된 원호를 중심으로 이웃한 픽셀들로 원호를 연장하여 손상된 원호를 복원한다(S102).The
상기 특징벡터 추출부(130)가 상기 원호 연장부(120)에서 연장한 원호의 특징 벡터를 추출한다(S103). The feature vector extractor 130 extracts a feature vector of an arc extending from the arc extension 120 (S103).
상기 원호생성부(110)는 M Maire, P. Arbelaex, C.Fowlkes, and J.Malik, "Using contours to detect and localize junctions in natural images"에 개시된 에지 추출방법을 통해 이미지 내의 에지를 검출하여 픽셀 체인을 획득할 수 있다. The
상기 S101 단계에서, In step S101,
상기 원호생성부(110)가 픽셀 체인을 픽셀단위로 분할하고, 픽셀 체인에 대한 에러율(E(X;λ): error ratio)을 수학식 1을 통해 산출하고, 상기 에러율을 이용한 병합규칙을 이용하여 픽셀들을 병합(merge)하여 아크 세그먼트를 생성한다. The
X: 픽셀 체인 X: pixel chain
λ: 파라메터 λ: parameter
N: 분할된 픽셀의 개수N: number of divided pixels
: 픽셀 (xi,yi) 와 원 f(x,y;λ)=0 사이의 유클리드(Euclidean) 거리 Euclidean distance between pixel (x i , y i ) and circle f (x, y; λ) = 0
Lx: 픽셀 체인(X)내에 포함된 두 픽셀 사이의 최대거리
Lx: the maximum distance between two pixels in a pixel chain (X)
상기 Nmin, Emax 는 분할된 픽셀의 최소값 및 에러율의 최대값으로써, 사용자에 의해 정의된다. The N min and E max are defined by the user as the minimum value of the divided pixel and the maximum value of the error rate.
상기 에러율 산출을 위해서, 픽셀 체인을 로 정의하고, 상기 픽셀 체인을 원형 방정식 로 표현한다. In order to calculate the error rate, And define the pixel chain as a circular equation .
이때, 상기 λ=(a,b,c,d) 는 파라메터이며, 상기 파라메터는 하기 수학식 2로 정의된다. In this case, λ = (a, b, c, d) is a parameter, and the parameter is defined by
(단,)(only, )
분할된 픽셀의 개수(N)가 사용자에 의해 정해진 Nmin 을 넘지 못할 경우, 사용자에 의해 정의된 최대 에러율(Emax)로 설정하여 병합 오류를 방지한다. If the number N of divided pixels does not exceed N min defined by the user, the merge error is prevented by setting the maximum error rate E max defined by the user.
상기 병합규칙은 픽셀 체인이 M 개로 분할되었다고 가정하면(),The merging rule assumes that the pixel chain is divided into M pieces ( ),
1. 인접한 한 쌍의 아크 세그먼트(Xj, Xj+1)가 Nj+Nj +1 < Nmin 을 만족하면, 한 쌍의 아크 세그먼트를 병합한다. 1. If a pair of adjacent arc segments (X j , X j + 1 ) satisfy N j + N j +1 <N min , merge the pair of arc segments.
2. 인접한 한 쌍의 아크 세그먼트(Xj, Xj+1)가 최소값의 min(Nj , Nj +1) < Nmin 을 만족하면, 한 쌍의 아크 세그먼트를 병합한다. 2. If a pair of adjacent arc segments (X j , X j + 1 ) satisfy the minimum min (N j , N j +1 ) <N min , merge the pair of arc segments.
3. 한 쌍의 아크 세그먼트가 수학식 3을 만족하면 한 쌍의 아크 세그먼트를 병합한다. 3. If the pair of arc segments satisfy Equation 3, merge the pair of arc segments.
Xj ,j+1 = Xj ∪ Xj +1 병합된 아크 세그먼트 Xj 와 Xj+1 이며, 가중평균 에러( Es(Xi,Xj))는 이다. X j , j + 1 = X j J X j +1 The merged arc segments Xj and Xj + 1 and the weighted average error (E s (X i , X j )) is to be.
도 5를 참조하면, 상기 원호 생성부(110)를 통해 이미지의 원호를 추출할 경우, 에지 검출의 부정확성과 다른 선들의 방해로 인하여 정확한 원호를 추출할 수 없다. Referring to FIG. 5, when extracting an arc of an image through the
따라서, 원호 연장부(120)는 상기 원호 생성부(110)에서 생성된 아크 세그먼트와 이웃한 서브 아크 세그먼트를 연장하여 정확한 원호를 생성한다. Accordingly, the
예를 들어, 도 5a 의 아래 위치한 아크 세그먼트들은 원호 생성부(110)를 통해 추출한 원호이며, 원호 연장부(120)를 이용해 위와 같이 정확한 원호를 생성할 수 있다. For example, the arc segments positioned below in FIG. 5A are arcs extracted through the
상기 원호연장부(120)는 연장할 아크 세그먼트와 상기 아크 세그먼트에 이웃한 서브 아크 세그먼트로 분할하고, 갭비율(gap ratio), 코스트 함수(cost function) 및 연장규칙을 이용하여 아크 세그먼트가 서브 아크 세그먼트를 선택적으로 결합하여 원호를 연장 생성한다.The
상기 갭비율은 수학식 4이다. The gap ratio is expressed by Equation 4.
Y: 원호 X 에 이웃한 원호Y: arc adjacent to arc X
: 원호 X와 Y 사이의 최소거리 : Minimum distance between arc X and Y
: 원호 X와 Y 의 곡선의 거리(둘레) Is the distance (circumference) of the curve between arcs X and Y
상기 는 원호 X와 원호 Y 사이의 최소갭이고(도6 c 참조), 상기는 원호 X와 원호 Y 사이의 최대갭이며(도6 d 참조), 상기 갭비율은 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. remind Is the minimum gap between arc X and arc Y (see Fig. 6c), Is the maximum gap between the arc X and the arc Y (see Fig. 6d), and the gap ratio can be expressed as Equation 4.
상기 코스트 함수는 수학식 5이다.The cost function is (5).
: weighting factor weighting factor
상기 는 갭비율의 가중요소(weighting factor)로서 사용자에 의해 임의적으로 설정된다. remind Is arbitrarily set by the user as the weighting factor of the gap ratio.
상기 코스트는 에러비와 갭비율의 가중합이다. The cost is a weighted sum of the error ratio and the gap ratio.
상기 연장규칙은 다음과 같으며, 하기 연장규칙을 만족하면 원호 X를 연장한다. The extension rule is as follows. If the following extension rule is satisfied, arc X is extended.
상기 는 문턱값(thresholds)으로써 사용자에 의해 정의된다( 단, ). remind Is defined by the user as thresholds ( ).
도 6을 다시 참조하면, 원호 X에서 두 포인트(픽셀)간 최대값을 갖는 길이를 , 원호 'X'의 둘레 길이를 로 나타내고(도6 a 참조), 원호 X의 진행방향의 끝점에서 서브 아크 세그먼트를 찾을 수 있도록 Lx/2 반경을 설정한다(도6 b 참조). 각각의 서브 아크 세그먼트 또는 서브 아크 세그먼트에 연결된 그룹은 원호 X에 연장된 영역에 존재한다.Referring again to FIG. 6, the length having the maximum value between two points (pixels) in arc X , The circumference of the arc 'X' (See Fig. 6a), the Lx / 2 radius is set so that the sub-arc segment can be found at the end point of the traveling direction of arc X (see Fig. 6b). Each sub-arc segment or group connected to the sub-arc segment is in the region extending to arc X.
상기 원호 연장부(120)의 원호 연장을 통해 이미지 내의 불확실한 원호들이 정확한 원호로 재생성된다(도 5 b,c 참조).Uncertain arcs in the image are reproduced into the correct arc through the arc extension of the arc extension 120 (see FIGS. 5B, C).
도 7을 참조하면, 원호는 두 개의 끝점과 방향으로 나타낼 수 있다. 도 7(a)와 같이 끝점을 벡터[x,y,θ]를 가진 "e"로 표시한다면, 상기 원호는 벡터[x1,y1,θ1],[x2,y2,θ2]를 가진 "e1,e2"로 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 7, an arc may be represented by two end points and directions. If the end point is represented by "e" with a vector [x, y, θ], as shown in Fig. 7 (a), the arc has a shape of " e1, e2 ".
상기 특징벡터 추출부(130)는 두개의 끝점간의 상대적 위치 및 방향에 대한 끝점 벡터를 수학식 6으로 정의한다. The feature vector extractor 130 defines an end point vector for a relative position and a direction between two end points by Equation 6.
d: 두 끝점의 유클리드(Euclidean) 거리d: Euclidean distance of two endpoints
L: 끝점 e1 에 포함된 원호의 크기(도 5b 참조)
L: Size of the arc contained at the end point e1 (see Fig. 5b)
또한, 상기 특징벡터 추출부(130)는 하나의 원호(ai)와 양 끝점을 이용한 일차 특징벡터(또는 디스크립터(descriptor: ui))를 수학식 7로 정의한다(도 7c 참조).In addition, the feature vector extractor 130 defines a primary feature vector (or descriptor u i ) using one arc ai and both endpoints by Equation 7 (see FIG. 7C).
또한, 상기 특징벡터 추출부(130)는 하나의 원호(ai)와 이웃한 원호의 집합(Ni)은 수학식 8로 정의한다. In addition, the feature vector extractor 130 defines one set of circular arcs (a i ) and a set of neighboring circular arcs (N i ) by Equation (8).
Dij: ai 와 aj 와의 거리 D ij : distance between a i and a j
또한, 상기 특징벡터 추출부(130)는 하나의 원호가 바라본 이웃한 한개의 원호인 이차 특징벡터(bij)를 수학식 9로 정의한다(도 7d 참조). In addition, the feature vector extractor 130 defines a secondary feature vector b ij , which is one neighboring arc viewed by one arc, by Equation 9 (see FIG. 7D).
상기 매칭부(200)는 원호 추출부(100)로부터 모델 원호()와, 테스트 원호()를 전달받으며, 두 원호를 매칭하여 유사도를 측정한다. The
상기 매칭부(200)는 모델 원호의 끝점( )과, 테스트 모델의 끝점()의 유사도를 수학식 10으로 정의한다. The
σuv , σФ: 파라메터σ uv , σ Ф : parameters
상기 매칭부(200)는 두 원호의 일차 특징벡터 (u,u')의 유사도 , 이차 특징벡터 (b, b')의 유사도 , 그리고 두 원호 ai, a'i 에 대해 각각의 일차 특징벡터 및 이웃 원호간의 이차 특징벡터들을 모두 고려한 전체 유사도 S(ai, a'i)를 수학식 11로 정의한다. The
: 두 원호(,)의 일차 특징벡터간의 유사도. : Two arcs ( , Similarity between the primary feature vectors of
: 두 원호(,)의 이차 특징벡터간의 유사도. : Two arcs ( , Similarity between the quadratic feature vectors of
상기 이차 특징벡터와 일차 특징벡터를 이용하여 유사도를 측정함으로써, 테스트 이미지 내의 원호간의 유사도를 스코어(score)로 나타낼 수 있다.
By measuring similarity using the secondary feature vector and the primary feature vector, the similarity between the arcs in the test image may be represented as a score.
상기 식을 이용하여, 상기 매칭부(200)는 모델 원호와 테스트 원호의 유사도가 최대화 되도록 테스트 이미지 원호의 끝점을 조정한다. Using the above equation, the
상기 원호 검출부(300)는 상기 매칭부(200)에서 측정한 원호들의 유사도를 파악하여 테스트 이미지에 포함되어 있는 오브젝트 후보들을 추출한다. The
이때, 상기 오브젝트 후보들은 허프 변환(Hugh transform) 알고리즘을 이용한다. In this case, the object candidates use a Hugh transform algorithm.
또한, 상기 원호 검출부(300)는 A.J. Stoddart, M. Petrou, and J.Kittler, "Onthe foundations of probabilistic relaxation with product support,", J.Math.Imaging Vis.,(1998)에 개시된 그래프 매칭(graph matching) 알고리즘을 이용하여 오브젝트 후보들 중 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 찾고, 상기 오브젝트의 유사도를 파악하여 오브젝트를 검출한다. In addition, the
상기 원호 검출부(300)는 오브젝트 후보들을 추출함으로써, 검출하고자 하는 오브젝트의 대략적 위치와 크기를 구할 수 있고, 상기 그래프 매칭 알고리즘을 통해 상기 오브젝트 후보들 중 정확한 오브젝트를 검출할 수 있다.
The
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.The present invention is not necessarily limited to these embodiments, as all the constituent elements constituting the embodiment of the present invention are described as being combined or operated in one operation. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer-readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 원호 추출부
200: 매칭부
300: 원호 검출부100: arc extraction unit
200: matching unit
300: arc detection unit
Claims (15)
매칭부가 상기 원호 추출부에서 추출한 모델 원호와 테스트 원호의 유사도를 매칭하여, 모델 원호에 대한 테스트 원호의 유사도가 최대가 되도록 테스트 원호의 끝점을 조정하는 단계(S110) 및
오브젝트 검출부가 상기 매칭부에서 조정된 테스트 원호의 유사도 값을 평가하여 상기 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지에서 검출하는 단계(S120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
Extracting a model arc and a test arc including a feature vector from the model sketch and the test image inputted by the arc extracting unit (S100);
Matching unit matching the similarity between the model arc and the test arc extracted from the arc extraction unit, adjusting the end point of the test arc to the maximum similarity of the test arc to the model arc (S110) and
And detecting (S120) an object similar to the model sketch in a test image by evaluating a similarity value of the test arc adjusted by the matching unit.
상기 S100 단계에서, 원호 추출부의 원호 생성부가 이미지(모델 스케치, 테스트 이미지)로부터 에지를 검출하여 픽셀 체인(edge pixel chain)을 추출하고, 상기 픽셀 체인을 분할 및 병합하여 원호를 생성하는 단계(S101);
원호 연장부가 원호 생성부를 통해 생성된 원호를 중심으로 이웃한 픽셀들로 원호를 연장하여 손상된 원호를 복원하는 단계(S102);
특징벡터 추출부가 연장한 원호의 특징 벡터를 추출하는 특징벡터 추출부를 포함하는 단계(S103)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
The method of claim 1,
In step S100, an arc generating unit detects an edge from an image (model sketch, test image) to extract an edge pixel chain, and divides and merges the pixel chain to generate an arc (S101). );
Restoring the damaged circular arc by extending the circular arc to neighboring pixels centering on the circular arc generated by the circular arc generating unit (S102);
And a feature vector extracting unit for extracting a feature vector of an arc extended by the feature vector extracting unit (S103).
상기 원호생성부가 픽셀 체인을 픽셀단위로 분할하고, 픽셀 체인에 대한 에러율(E(X;λ): error ratio)을 하기 수학식을 통해 산출하고, 상기 에러율을 이용한 병합규칙을 이용하여 픽셀들을 병합(merge)하여 아크 세그먼트를 생성하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
X: 픽셀 체인
λ: 파라메터
N: 분할된 픽셀의 개수
: 픽셀 (xi,yi) 와 원 f(x,y;λ)=0 사이의 유클리드(Euclidean) 거리
Lx: 픽셀 체인(X)내에 포함된 두 픽셀 사이의 최대거리
The method of claim 2, wherein in step S101,
The arc generating unit divides the pixel chain in units of pixels, calculates an error ratio (E (X; λ): error ratio) for the pixel chain through the following equation, and merges pixels using a merge rule using the error rate. (merge) to generate an arc segment.
X: pixel chain
λ: parameter
N: number of divided pixels
Euclidean distance between pixel (x i , y i ) and circle f (x, y; λ) = 0
Lx: the maximum distance between two pixels in a pixel chain (X)
상기 병합규칙은 픽셀 체인이 M 개로 분할되고(),
1. 인접한 한 쌍의 아크 세그먼트(Xj, Xj+1)가 Nj+Nj +1 < Nmin 을 만족하면, 한 쌍의 아크 세그먼트를 병합하고, 또는,
2. 인접한 한 쌍의 아크 세그먼트(Xj, Xj+1)가 최소값의 min(Nj , +Nj +1) < Nmin 을 만족하면, 한 쌍의 아크 세그먼트를 병합하고, 또는,
3. 한 쌍의 아크 세그먼트가 하기 수학식을 만족하면 한 쌍의 아크 세그먼트를 병합하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
The method of claim 3, wherein
The merging rule is that the pixel chain is divided into M pieces ( ),
1. If a pair of adjacent arc segments (X j , X j + 1 ) satisfy N j + N j +1 <N min , merge the pair of arc segments, or,
2. If a pair of adjacent arc segments (X j , X j + 1 ) satisfy a minimum of min (N j , + N j +1 ) <N min , merge the pair of arc segments, or;
3. The method of detecting an object, wherein the pair of arc segments are merged when the pair of arc segments satisfy the following equation.
상기 원호연장부가 연장할 아크 세그먼트와 상기 아크 세그먼트에 이웃한 서브 아크 세그먼트로 분할하고, 갭비율(gap ratio), 코스트 함수(cost function) 및 연장규칙을 이용하여 아크 세그먼트가 서브 아크 세그먼트를 선택적으로 결합하여 원호를 연장 생성하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
The method of claim 2, wherein in step S102,
The arc extension is divided into an arc segment to be extended and a sub arc segment adjacent to the arc segment, and the arc segment selectively combines the sub arc segment using a gap ratio, a cost function, and an extension rule. And extending the arc to generate the object.
상기 갭비율은 하기 수학식인 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
Y: 원호 X 에 이웃한 원호
: 원호 X와 Y 사이의 최소거리
: 원호 X와 Y 의 곡선의 길이
The method of claim 5, wherein
The gap ratio is an object detection method characterized in that the following equation.
Y: arc adjacent to arc X
: Minimum distance between arc X and Y
: Length of curve of arc X and Y
상기 코스트 함수는 하기 수학식인 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
: weighting factor
The method of claim 5, wherein
And the cost function is the following equation.
weighting factor
상기 연장규칙은 다음과 같으며, 하기 연장규칙을 만족하면 원호 X를 연장하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
: 문턱값(thresholds), 단,
The method of claim 5, wherein
The extension rule is as follows, and the object detection method characterized in that extending the arc X if the following extension rule is satisfied.
: Thresholds,
상기 특징벡터 추출부가 두개의 끝점간의 상대적 위치 및 방향에 대한 끝점 벡터를 하기 수학식으로 정의하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
d: 두 끝점의 유클리드(Euclidean) 거리
L: 끝점 e1 에 포함된 원호의 크기(도 5b 참조)
The method of claim 2, wherein in step S103,
And the feature vector extracting unit defines an end point vector for a relative position and direction between two end points by the following equation.
d: Euclidean distance of two endpoints
L: Size of the arc contained at the end point e1 (see Fig. 5b)
상기 특징벡터 추출부가 하나의 원호(ai)와 양 끝점을 이용한 일차 특징벡터(ui)를 하기 수학식으로 정의하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
The method of claim 2, wherein in step S103,
An object detecting method, characterized in that for defining the equation for the primary feature vector (u i) Using the positive end the feature vector extracting unit a circular arc (a i).
상기 특징벡터 추출부가 하나의 원호(ai)와 이웃한 원호의 집합(Ni)는 하기 수학식으로 정의하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
Dij: ai 와 aj 와의 거리
The method of claim 2, wherein in step S103,
And the feature vector extracting unit defines one circular arc (a i ) and a set of neighboring arcs (N i ) by the following equation.
D ij : distance between a i and a j
상기 특징벡터 추출부가 하나의 원호가 바라본 이웃한 한개의 원호인 이차 특징벡터(bij)는 하기 수학식으로 정의하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
The method of claim 2, wherein in step S103,
And a second feature vector (b ij ), which is one neighboring arc viewed by one arc, is defined by the following equation.
상기 매칭부가 모델 원호의 끝점( )과, 테스트 모델의 끝점()의 유사도를 하기 수학식으로 정의하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
σuv , σФ: 파라메터
The method of claim 1, wherein in step S110,
The matching part end point of the model arc ( ) And the endpoint of the test model ( ) Similarity is defined by the following equation.
σ uv , σ Ф : parameters
상기 매칭부가 두 원호의 일차 특징벡터 (u,u')의 유사도 , 이차 특징벡터 (b, b')의 유사도 , 그리고 두 원호 (ai, a'i)에 대해 각각의 일차 특징벡터 및 이웃 원호간의 이차 특징벡터들을 모두 고려한 전체 유사도 S(ai, a'i)를 하기 수학식으로 정의하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출방법.
: 두 원호(,)의 일차 특징벡터간의 유사도
: 두 원호(,)의 이차 특징벡터간의 유사도
The method of claim 1, wherein in step S110,
The matching part has a similarity degree between the primary feature vectors (u, u ') of two arcs. , Similarity of quadratic feature vectors (b, b ') , And to the two circular arc (a i, a 'i) the total degree of similarity S (a i, a consideration of all of the second feature vector between each of the primary characteristic vector and the neighboring arc for' i) is characterized in that defined in formula Object detection method to perform.
: Two arcs ( , Similarity between the primary feature vectors of
: Two arcs ( , Similarity between quadratic feature vectors of
상기 원호 추출부에서 추출한 모델 원호와 테스트 원호의 유사도를 매칭하여, 모델 원호에 대한 테스트 원호의 유사도가 최대가 되도록 테스트 원호의 끝점을 조정하는 매칭부; 및
상기 매칭부에서 조정된 테스트 원호의 유사도 값을 평가하여 상기 모델 스케치와 유사한 오브젝트를 테스트 이미지에서 검출하는 오브젝트 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 검출장치.
An arc extraction unit for extracting a model arc and a test arc each including a feature vector from the input model sketch and the test image;
A matching unit for matching the similarity between the model arc extracted from the circular arc extracting unit and the test arc, and adjusting the end point of the test arc to maximize the similarity of the test arc with respect to the model arc; And
And an object detector for evaluating a similarity value of the test arc adjusted by the matching unit to detect an object similar to the model sketch in a test image.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3695442B2 (en) | 2002-12-09 | 2005-09-14 | 株式会社明電舎 | Closed curve extraction method and apparatus |
KR20080022333A (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-11 | 엘지전자 주식회사 | Digital apparatus enabling image recognition, image recognition method thereof and method for providing additional service by the method |
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