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線画像の原画検索方法 新技術説明会

国内特許コード P110002133
整理番号 S2009-0313-N0
掲載日 2011年4月5日
出願番号 特願2009-029015
公開番号 特開2010-186263
登録番号 特許第5239921号
出願日 平成21年2月10日(2009.2.10)
公開日 平成22年8月26日(2010.8.26)
登録日 平成25年4月12日(2013.4.12)
発明者
  • 黄瀬 浩一
  • 孫 維瀚
出願人
  • 公立大学法人大阪府立大学
発明の名称 線画像の原画検索方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】手書きなどの大幅な変換に対しても有効となる線画の複製検出手法を提供する。
【解決手段】検索質問の線画からその局所的な特徴を表す複数の局所領域を決定する領域決定工程、決定された各局所領域の特徴に応じた特徴ベクトル(クエリ特徴ベクトル)を抽出する特徴抽出工程、各検索質問特徴ベクトルを原画データーベースに登録された特徴ベクトル(原画特徴ベクトル)と照合し、各クエリ特徴ベクトルにつき近傍の原画特徴ベクトルをそれぞれ決定する照合工程、前記検索質問に近い特徴を持つ線画が前記原画データーベースに登録されているか否かを決定し、その線画を特定する工程を備え、前記領域決定工程は画像の明暗変化および濃淡変化に対する耐性を有し、かつ所定量の線成分を内包するような各局所領域を対象の線画からそれぞれ抽出し、前記特徴抽出工程は線画が幾何的変換を受けた場合に耐性を有するような各特徴ベクトルをそれぞれ抽出する。
【選択図】図3

従来技術、競合技術の概要


近年、インターネットの普及に伴い、音声、画像、動画などの大容量のデータが大量に流通し、パソコンの高機能化により誰でも個人規模でデジタルコンテンツ を扱えるようになっている。しかし、技術の発展は便利な反面、新たな問題を生んでいる。その中でもコンテンツの不正コピーによる著作権の侵害が社会的な問題となっている。この問題を解決するため、不正コピーを自動的に検出する技術が求められている。



著作権を保護すべきコンテンツとしては様々なものが考えられるが、その中でも図面や漫画などの線画は重要なものの一つである。線画は、濃淡のない直線又は曲線だけで描く図形であり、単色が基本となる。線画の不正利用者は、オリジナルをそのまま使うことは希であり、オリジナルの一部分(部分的複製)を、自分の線画の一部として使うことが多い。また、漫画などで部分的複製を作成する場合には、オリジナルの切り抜きをそのまま使うのではなく、手書きで複製するなどの改変を伴う場合が考えられる。それ故に、印刷の複製だけではなく、手書きの複製も考えなければならない。
このような問題に対処するため、コンテンツの著作権保護の技術として、これまでにいくつかの技術が提案されている。



その一つは電子透かしという技術である。電子透かしは、対象とするコンテンツに著作権の情報を埋め込む技術である。カラー画像のような冗長性の高いコンテンツについては、人間に知覚できないように著作権情報を埋め込むことができる。この中には、幾何学的な変換に対する耐性を持つ手法もある。例えば、Basらは、画像の特徴点をマーカとして利用し、幾何学的な変換に対する不変な電子透かしを提案している(例えば、非特許文献1参照)。しかし、電子透かしの手法を線画に適用することは困難である。これは、画像に比べて線画は冗長性の少ないコンテンツであり、人間に知覚できないような埋め込みが困難なためである。



もう一つの技術は画像検索に基づく複製検出である。この技術では、著作権保護の対象となるコンテンツをデーターベースに保持しておき、疑わしい画像を検索質問(クエリ)として検索することにより、複製を検出する。特に画像については、各種変換や部分的複製に対して安定である局所特徴量と呼ばれるものがよく用いられる。この中で、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)は最も良く知られた局所特徴量であり、多くの研究者により画像検索への有効性が示されている(例えば、非特許文献2参照)。また、Keらは、SIFTを改良したPCA-SIFT(Principal Component Analysis SIFT)を用い、ある程度改変された画像を手がかりに、そのオリジナルが検出できることを示している(例えば、非特許文献3,4参照)。しかしながら、これらの方法が線画、特に手書きなどの変換を伴うものに対しても有効かどうかは検証されていない。

産業上の利用分野


この発明は、線画像の原画検索方法に関し、より詳細には、局所特徴量の照合により線画の部分的複製を検出する手法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
検索質問の線画に近い特徴を持つ線画が、複製から保護されるべき原画が登録されてなる原画データーベース中に登録されているか否かを決定すべく、前記検索質問の線画からその局所的な特徴を表す複数の局所領域を決定する領域決定工程と、
各局所領域の輝度勾配の強度と方向に応じた特徴ベクトル(クエリ特徴ベクトル)をそれぞれ抽出する特徴抽出工程と、
クエリ特徴ベクトルを、前記原画データーベースに登録された各原画について予め抽出された複数の特徴ベクトル(原画特徴ベクトル)とそれぞれ照合し、各クエリ特徴ベクトルにつき近傍の原画特徴ベクトルをそれぞれ決定する照合工程と、
近傍の各原画特徴ベクトルに基づいて、前記検索質問に近い特徴を持つ線画が前記原画データーベースに登録されているか否かを決定しかつ登録されている場合はその線画を特定する工程とを備え、
前記領域決定工程は、領域内の全ての画素が周りの画素よりも明るいかまたは暗い極値領域を求め、求めた極値領域を拡げて各局所領域を決定し
前記特徴抽出工程は、各局所領域を予め定められた数のブロックであって隣同士が重なり面積が互いに等しい複数のブロックに分割し、各ブロックの輝度勾配の強度と方向に係る特徴を組み合わせて各特徴ベクトルを抽出し、
各工程をコンピュータが実行することを特徴とする線画像の原画検索方法。

【請求項2】
前記領域決定工程は、MSER(エムエスイーアール、Maximally Stable Extremal Regions)の手法を用いて各局所領域を決定する請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記特徴抽出工程は、HOG(ホグ、Histogram of Oriented Gradients)の手法を用いて各特徴ベクトルを抽出する請求項1または2に記載の方法。

【請求項4】
前記照合工程は、近似最近傍探索の手法を用いて各クエリ特徴ベクトルにつき近傍の原画特徴ベクトルをそれぞれ決定し、
各原画特徴ベクトルは、各原画が前記原画データーベースに登録される際にその原画に対し前記領域決定工程および前記特徴抽出工程と同様の処理を行って各原画から複数個抽出され、
前記原画データーベースは、各原画とそれから抽出された原画特徴ベクトルとが対応付けられて登録されてなる請求項1~3のいずれか一つに記載の方法。
産業区分
  • 計算機応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009029015thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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