TW202244779A - 圖像處理裝置 - Google Patents

Abstract

可以容易地設定檢測參數之本揭示的一態樣的圖像處理裝置具備：模型記憶部，記憶模型型樣；特徵點提取部，從攝影圖像提取出特徵點；原始一致度計算部，計算模型型樣與特徵點的配置間的一致度；對象物檢測部，藉由一致度與檢測閾值的比較來檢測攝影圖像中的對象物；參數設定部，設定至少包含檢測閾值之檢測參數；檢測資訊記憶部，針對對象物檢測部所檢測出之對象物的特徵點，記憶至少包含特徵點的位置之檢測資訊；及簡易一致度計算部，在檢測參數已變更的情況下，依據變更後的檢測參數以及已記憶在檢測資訊記憶部之檢測資訊來計算一致度。

Description

圖像處理裝置

本發明是有關於一種圖像處理裝置。

在例如拾取隨機地被供給之對象物的系統等中，已廣泛地利用以下之圖像處理技術：藉由解析以拍攝裝置(相機)所攝影到之圖像來特定對象物的位置。在像這樣的圖像處理技術中，一般而言，會提取出攝影圖像中的特徵點，並在所提取出之複數個特徵點的配置型樣與事先記憶之模型型樣之一致度高的情況下，亦即一致度的數值為閾值以上的情況下，判定為存在有對象物。

若一致度的閾值過低，會產生將所欲之對象物以外的物體弄錯而檢測為對象物之誤檢測。反之，若一致度的閾值過高，會產生無法將所欲之對象物檢測為對象物之未檢測出。因此，使用者必須一邊確認複數個攝影圖像中的檢測結果，一邊設定一致度的閾值以使誤檢測及未檢測出變少。

攝影圖像的亮度梯度可能會因周圍的明亮度等而變化。因此，已提出有以下方案：以統計方式處理攝影圖像的亮度梯度之分布，並依據其平均值或標準偏差來設定提取特徵點的亮度梯度之閾值(參照例如專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開2017-91079號公報

發明欲解決之課題

在以一致度之閾值以及亮度梯度之閾值的方式來設定複數個檢測參數的情況下，要將其等最佳化是非常繁雜的作業。又，雖然在以統計方式決定特徵點的提取之閾值的情況下，設定作業中的使用者的判斷會變得較容易，但是在變更了檢測參數的情況下，必須再次進行統計處理並重新提取特徵點後才來計算一致度，所以在檢測參數的設定作業上會需要時間。因此，所期望的是可以容易地設定圖像處理裝置的檢測參數之技術。 用以解決課題之手段

本揭示之一態樣的圖像處理裝置，是檢測拍攝裝置的攝影圖像中的對象物之圖像處理裝置，並具備：模型記憶部，記憶模型型樣；特徵點提取部，從前述攝影圖像提取出特徵點；原始一致度計算部，計算前述模型型樣與前述特徵點的配置的一致度；對象物檢測部，藉由前述一致度與檢測閾值的比較來檢測前述攝影圖像中的前述對象物；參數設定部，設定至少包含前述檢測閾值之檢測參數；檢測資訊記憶部，針對前述對象物檢測部所檢測出之前述對象物的前述特徵點，記憶至少包含前述特徵點的位置之檢測資訊；及簡易一致度計算部，在前述檢測參數已變更的情況下，依據變更後的前述檢測參數以及已記憶在前述檢測資訊記憶部之檢測資訊來計算前述一致度。 發明效果

根據本揭示，可以提供一種可以容易地設定檢測參數之圖像處理裝置。

用以實施發明之形態

以下，參照圖式來說明本揭示的實施形態。圖1是顯示本揭示之第1實施形態的圖像處理裝置1的構成的方塊圖。

圖像處理裝置1會從拍攝裝置C取得攝影圖像的資料，並檢測攝影圖像中的對象物。拍攝裝置C會取得預定的視野內的被攝體的圖像。拍攝裝置C亦可為取得可見光圖像之視覺感測器，亦可為取得紅外線圖像、距離圖像、點雲圖像等之感測器。

圖像處理裝置1具備模型記憶部11、特徵點提取部12、特徵點排除部13、原始一致度計算部14、對象物檢測部15、參數設定部16、檢測資訊記憶部17、簡易一致度計算部18與參數變更部19。

圖像處理裝置1可以藉由使具有記憶體、CPU、及輸入輸出介面等的1個或複數個電腦裝置執行適當的程式來實現。上述之圖像處理裝置1的各個構成要素，是將圖像處理裝置1的功能分類而成之構成要素，不是可以在實體構成以及程式構成中明確地區分之構成要素亦可。

模型記憶部11會記憶已將對象物的輪廓資料化之模型型樣。作為例子，模型型樣亦可從對象物的形狀資料中以理論的方式來生成，亦可從實際上攝影到對象物之圖像中所特定出之對象物的輪廓資料、特徵點的座標等來生成。

特徵點提取部12是從攝影圖像提取出從相鄰之圖像區域呈不連續地變化，而為具有對象物的輪廓之可能性的點即特徵點。具體而言，特徵點提取部12可構成為將像素的屬性值為設定於參數設定部16之提取閾值以上或提取範圍內之點提取作為特徵點。作為判別特徵點之屬性值，宜包含特徵點的顏色、亮度、亮度梯度的大小及亮度梯度的方向之至少任一者。再者，亮度梯度意指和相鄰之像素或單位區域的亮度之差亦即亮度相對於位置的變化率，亮度梯度的方向意指成為和相鄰之像素或單位區域的亮度的變化量最大之方向。藉由將這樣的屬性值設為指標，可以提取出在圖像內為某些物體或圖樣之輪廓的可能性較高之點。特別是，亮度梯度大的點是物體的輪廓的可能性會較高。

特徵點排除部13是從原始一致度計算部14中的計算對象中將和模型型樣之距離超過距離閾值之特徵點排除在外。如此，可以藉由將顯然並非構成對象物的輪廓之雜訊排除在外，而提升對象物的檢測精度。

原始一致度計算部14會計算模型型樣與特徵點的配置之一致度。作為具體例，以除了特徵點排除部13所排除之特徵點以外之全部的特徵點到模型型樣的距離或距離的平方之合計值變得最小的方式來配置模型型樣，並對特徵點和模型型樣一致的程度進行數值化。一致度的計算方法可以設為和以往的圖像處理裝置同樣。

對象物檢測部15是藉由原始一致度計算部14所計算出之一致度與於參數設定部設定之檢測閾值的比較，來檢測攝影圖像中的對象物。也就是說，對象物檢測部15在一致度為檢測閾值以上的情況下會判斷為特徵點為對象物的輪廓點，在一致度為小於檢測閾值的情況下，則判斷為沒有對象物存在之未檢測出。

參數設定部16會設定至少包含對象物檢測部15所利用之檢測閾值的檢測參數。也就是說，參數設定部16會進行檢測參數的初始設定，並記憶經初始設定之檢測參數之值或初始設定後經參數變更部19變更後之檢測參數之值。本實施形態之參數設定部16除了距離閾值以外，也會設定特徵點提取部12所利用之提取閾值、以及對象物檢測部15所利用之檢測閾值。參數設定部16亦可構成為將檢測參數的初始值設定為事先規定之值，亦可構成為等待使用者輸入來將初始值設定為使用者所輸入之值。

較佳的是，參數設定部16所設定之提取閾值的初始值是設定為充分低之值或充分廣的範圍，也就是將特徵點提取得比適當的數量更多之值。藉此，使檢測資訊記憶部17記憶充分的數量之特徵點的檢測資訊，而可以藉由簡易一致度計算部18來相對較正確地計算檢測參數變更後的一致度。又，參數設定部16亦可使用拍攝圖像來讓特徵點提取部12試行特徵點的提取，並且探求被提取之一定數量的特徵點之值，來作為提取閾值的初始值。

檢測資訊記憶部17會針對特徵點提取部12所提取出之對象物的特徵點，來記憶至少包含特徵點的位置之檢測資訊。為了使簡易一致度計算部18可對提取閾值的變更再次計算一致度，檢測資訊記憶部17所記憶之檢測資訊宜進一步包含要與提取閾值比較之特徵點的屬性值。

簡易一致度計算部18在已藉由參數變更部19變更檢測參數的情況下，會依據變更後的檢測參數以及檢測資訊記憶部17所記憶之檢測資訊來計算一致度。如此，藉由具有在檢測參數已被變更的情況下再次計算一致度之簡易一致度計算部18，可以容易地判斷檢測參數的變更之適當與否。又，由於藉由簡易一致度計算部18從檢測資訊計算一致度，可以在不進行運算負荷較高之特徵點的提取的情形下，確認檢測參數的變更後之一致度，因此可以在短時間內將檢測參數最佳化。

參數變更部19會變更檢測參數，以使藉由簡易一致度計算部18依據檢測資訊所計算出之一致度變大。也就是說，參數變更部19會自動地將檢測參數最佳化，以使未檢測出變少。

具體而言，參數變更部19可構成為：將檢測參數暫時地變更並使簡易一致度計算部18再次計算一致度，且在確認一致度變得充分大的檢測參數之值之後，決定檢測參數之值。參數變更部19亦可構成為將檢測參數變更為事先設定之複數個值來確認一致度，而最終選擇一致度成為最大之值。又，參數變更部19亦可構成為依據二分搜尋法、登山法等任意之演算法，來探求可以使一致度充分地變大之檢測參數之值。

如此，在圖像處理裝置1中，由於參數變更部19會利用簡易一致度計算部18，而在不重複進行影像運算負荷較大之由特徵點提取部12所進行之特徵點的提取的情形下將檢測參數最佳化，因此可以將檢測參數迅速地設定為最佳之值，其中前述簡易一致度計算部18是使用已記憶於檢測資訊記憶部17之檢測資訊來再次計算一致度。

圖2是顯示本揭示之第2實施形態的圖像處理裝置1A之構成的方塊圖。再者，關於圖2的圖像處理裝置1A，對於和圖1的圖像處理裝置1同樣的構成要素會有附上相同符號而省略重複的說明的情況。

圖像處理裝置1A是從拍攝裝置C取得攝影圖像的資料，並檢測攝影圖像中的對象物。又，圖像處理裝置1A會透過輸入裝置E而受理來自使用者的輸入，且使用顯示裝置D來對使用者顯示資訊。本實施形態的圖像處理裝置1A可以由使用者主動地設定檢測參數之值。

作為輸入裝置E，可以使用例如鍵盤、滑鼠等之任意的1個或複數個裝置。作為顯示裝置D，可以使用具有顯示拍攝裝置C之攝影圖像的能力之例如CRT、液晶面板、有機EL面板等之圖像顯示裝置。

圖像處理裝置1A具備模型記憶部11、特徵點提取部12、特徵點排除部13、原始一致度計算部14、對象物檢測部15、參數設定部16A、檢測資訊記憶部17、簡易一致度計算部18、參數變更部19A與使用者介面部20。

參數設定部16A會依照利用使用者介面部20所進行之使用者的輸入來設定檢測參數。再者，參數設定部16A亦可構成為針對檢測參數的初始值，依據事先設定之初始設定值或過去的設定值來設定。

參數變更部19A會依照利用使用者介面部20所進行之使用者的輸入來變更檢測參數。

使用者介面部20會因應於需要而以單獨或組合的方式使以下項目顯示於顯示裝置D：拍攝裝置C的攝影圖像、原始一致度計算部14所計算出之一致度、利用對象物檢測部15所得之檢測結果、已設定於參數設定部16A之檢測參數、及簡易一致度計算部18所計算出之一致度等。又，使用者介面部20會配合這些的顯示，使對使用者催促透過輸入裝置E進行檢測參數的設定值等之輸入的文字框(text box)等之圖像顯示於顯示裝置D。

圖3是例示藉由使用者介面部20所進行之顯示裝置D的顯示畫面。此顯示畫面具有顯示攝影圖像之區域(左側上段)、進行用於讓使用者進行檢測參數的設定之顯示的區域(右側中段)、及顯示特徵點提取部12、原始一致度計算部14以及簡易一致度計算部18的計算結果之區域(下段)。在此顯示畫面中，將一致度顯示為「評分」，將檢測閾值顯示為「評分的閾值」，並將關於亮度梯度之檢測閾值顯示為「對比的閾值」。又，於攝影圖像中，是將特徵點提取部12所提取出之特徵點以顏色區分已被特徵點排除部13所排除之特徵點與未被排除之特徵點並進行覆蓋顯示(overlay display)。

在圖像處理裝置1A中，若使用者在畫面上修正檢測參數，由於不進行由特徵點提取部12所進行之特徵點的提取，而是簡易一致度計算部18使用已記憶於檢測資訊記憶部17之檢測資訊來再計算一致度，所以特徵點的顏色以及一致度(評分)之值會變化而沒有時滯。因此，可以讓使用者不僅確認一致度的數值，也確認攝影圖像與採用為一致度之特徵點的對應關係，而設定更適當的檢測參數。

以上，雖然針對本揭示之實施形態進行了說明，但本發明並不受限於前述之實施形態。又，前述之實施形態所記載的效果，只不過是列舉了由本發明所產生之最佳的效果，本發明的效果，並不限定於前述之實施形態所記載的內容。

作為例子，在本揭示之圖像處理裝置中，參數變更部亦可藉可切換的方式來兼具有以下功能之雙方：如前述之第1實施形態地自動地變更檢測參數之功能、及如第2實施形態地依照使用者的輸入來變更檢測參數之功能。

1,1A:圖像處理裝置 11:模型記憶部 12:特徵點提取部 13:特徵點排除部 14:原始一致度計算部 15:對象物檢測部 16,16A:參數設定部 17:檢測資訊記憶部 18:簡易一致度計算部 19,19A:參數變更部 20:使用者介面部 C:拍攝裝置 D:顯示裝置 E:輸入裝置

圖1是顯示具備本揭示之第1實施形態的圖像處理裝置的圖像處理之構成的方塊圖。 圖2是顯示本揭示之第2實施形態的圖像處理裝置之構成的方塊圖。 圖3是例示圖2之圖像處理裝置的使用者介面部的顯示畫面的圖。

1:圖像處理裝置

11:模型記憶部

12:特徵點提取部

13:特徵點排除部

14:原始一致度計算部

15:對象物檢測部

16:參數設定部

17:檢測資訊記憶部

18:簡易一致度計算部

19:參數變更部

C:拍攝裝置

Claims (5)

1. 一種圖像處理裝置，檢測拍攝裝置的攝影圖像中的對象物，前述圖像處理裝置具備： 模型記憶部，記憶模型型樣； 特徵點提取部，從前述攝影圖像提取出特徵點； 原始一致度計算部，計算前述模型型樣與前述特徵點的配置的一致度； 對象物檢測部，藉由前述一致度與檢測閾值的比較來檢測前述攝影圖像中的前述對象物； 參數設定部，設定至少包含前述檢測閾值之檢測參數； 檢測資訊記憶部，針對前述對象物檢測部所檢測出之前述對象物的前述特徵點，記憶至少包含前述特徵點的位置之檢測資訊；及 簡易一致度計算部，在前述檢測參數已變更的情況下，依據變更後的前述檢測參數以及已記憶在前述檢測資訊記憶部之檢測資訊來計算前述一致度。
2. 如請求項1之圖像處理裝置，其中前述特徵點提取部將屬性值為提取閾值以上之點提取作為前述特徵點， 設定於前述參數設定部之前述檢測參數包含前述提取閾值， 且前述檢測資訊記憶部所記憶之前述檢測資訊包含前述屬性值。
3. 如請求項2之圖像處理裝置，其中前述屬性值包含前述特徵點的顏色、亮度、亮度梯度的大小以及亮度梯度的方向之至少任一者。
4. 如請求項1至3中任一項之圖像處理裝置，其更具備參數變更部，前述參數變更部將前述檢測參數變更，以使藉由前述簡易一致度計算部依據前述檢測資訊所計算之前述一致度變大。
5. 如請求項1之圖像處理裝置，其更具備使用者介面部，前述使用者介面部顯示前述簡易一致度計算部所計算出之前述一致度。

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