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モノスペクトル・マーカならびにその検出方法および装置 新技術説明会

国内特許コード P120006746
整理番号 SHINGI20111213
掲載日 2012年2月28日
出願番号 特願2011-156599
公開番号 特開2013-024586
登録番号 特許第5961938号
出願日 平成23年7月15日(2011.7.15)
公開日 平成25年2月4日(2013.2.4)
登録日 平成28年7月8日(2016.7.8)
発明者
  • 豊浦 正広
  • 有賀 治人
  • 茅 暁陽
出願人
  • 国立大学法人山梨大学
発明の名称 モノスペクトル・マーカならびにその検出方法および装置 新技術説明会
発明の概要 【目的】動きぶれや焦点ぼけがある画像からでも抽出することができるモノスペクトル・マーカを提供する。
【構成】HSV色空間により表現される。モノスペクトル・マーカでは位置セグメントSp1,Sp2,Sp3,Sp4とIDセグメントSd1,Sd2,Sd3,Sd4,Sd5が黒の境界領域BD内に配置される。位置セグメントのVの値はその中心でピークを示し,中心を通るすべての方向において単一周波数で変化する。位置セグメントとIDセグメントのHの値は特定の色相を表わす。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


マーカはその配置位置やそれが取付けられた(または,それが表わされた)物体の位置の同定,それらの位置または物体の識別等のために古くから用いられてきた。最近では撮像装置により撮像された画像上におけるマーカを画像処理することにより,観測物体や撮像装置の位置,姿勢を推定する技術が検討されている。特に,仮想空間と現実空間の位置合わせのためのマーカとして,ARToolKit のマーカが一般に用いられる(非特許文献1)。ARToolKit のマーカは黒の矩形枠の内部に任意のパターンを描き加えて構成される。観測画像中で矩形枠の四隅の頂点を検出し,カメラに対するマーカの位置,姿勢を検出する。内部のパターンは,位置,姿勢を検出した後に既知パターンとの照合を行い,どのマーカが観測されているのかを識別するために使われる。

産業上の利用分野


この発明は,同定,識別等のために用いられるモノスペクトル・マーカならびにその検出方法および装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
明るさに関連する値を表わす第1の要素と,色相に関連する値を表わす第2の要素を含む色空間を用いて,二次元表面を持つ媒体に表わされるマーカであり,
上記マーカは上記第1の要素の値が基礎値である境界を持つマーカ領域を有し,少なくとも2つの独立した位置セグメントが上記マーカ領域内の所定位置に配置され,
上記位置セグメントは中心位置を有し,この中心位置を通るすべての方向において,上記第1の要素の値が,上記中心位置でピークを示しかつこのピークの値と基礎値との間で単一周波数で変化するものであり,
上記位置セグメントの上記第2の要素が特定の色相を表わす値を持つ,
ことを特徴とするモノスペクトル・マーカを含むシーンを撮像して得られる画像データを上記色空間の画像データに変換して,画素ごとに,少なくとも上記第1の要素の値と上記第2の要素の値とを取得し,
上記第1の要素の値に対して,上記単一周波数に相当する周波数を含む通過帯域を持つバンド・パス・フィルタでフィルタリングしてこのバンド・パス・フィルタを通過する画素を特定し,
上記第1の要素の値について上記マーカ領域を抽出し,
上記第2の要素の値が上記特定の色相を表わす範囲内の値であるかどうかを判定し,
上記第1の要素の値が上記バンド・パス・フィルタを通過し,かつ上記第2の要素の値が上記特定の色相を表わす範囲内にある画素の中で,上記第1の要素の値がピークを示す画素を特定して上記位置セグメントの中心位置候補を決定し,
上記決定した中心位置候補のうち上記抽出したマーカ領域内に存在する中心位置候補の数があらかじめ定められた数と一致することによりモノスペクトル・マーカであると同定する,
ことを特徴とするモノスペクトル・マーカの検出方法。

【請求項2】
上記モノスペクトル・マーカの上記マーカ領域内にさらに上記位置セグメントから離れてIDセグメントが配置され,上記IDセグメントの上記第2の要素は上記位置セグメントの第2の要素の値とは異なる値を持つものであり,
上記抽出されたマーカ領域内に存在する中心位置候補の数があらかじめ定められた数と一致する場合に,その中心位置候補を上記位置セグメントの中心位置としてこの中心位置に基づいて上記IDセグメントの少なくとも中心位置を求め,求めた中心位置の上記第2の要素の値が所定の範囲内にあるかどうかにより,特定のモノスペクトル・マーカかどうかを判定する,
ことを特徴とする請求項に記載のモノスペクトル・マーカの検出方法。

【請求項3】
撮像装置からモノスペクトル・マーカまでの距離に応じて異なる通過帯域を持つ複数のバンド・パス・フィルタを用いて上記第1の要素の値をそれぞれフィルタリングしていずれかのバンド・パス・フィルタを通過する画素を特定する,請求項またはに記載のモノスペクトル・マーカの検出方法。

【請求項4】
明るさに関連する値を表わす第1の要素と,色相に関連する値を表わす第2の要素を含む色空間を用いて,二次元表面を持つ媒体に表わされるマーカであり,
上記マーカは上記第1の要素の値が基礎値である境界を持つマーカ領域を有し,少なくとも2つの独立した位置セグメントが上記マーカ領域内の所定位置に配置され,
上記位置セグメントは中心位置を有し,この中心位置を通るすべての方向において,上記第1の要素の値が,上記中心位置でピークを示しかつこのピークの値と基礎値との間で単一周波数で変化するものであり,
上記位置セグメントの上記第2の要素が特定の色相を表わす値を持つ,
ことを特徴とするモノスペクトル・マーカを含むシーンを撮像して得られる画像データを上記色空間の画像データに変換して,画素ごとに,少なくとも上記第1の要素の値と上記第2の要素の値とを取得する画像変換手段,
上記単一周波数に相当する周波数を含む通過帯域を持つバンド・パス・フィルタを備え,このバンド・パス・フィルタで上記第1の要素の値をフィルタリングして該バンド・パス・フィルタを通過する画素を特定するフィルタリング手段,
上記第1の要素の値について上記マーカ領域を抽出するマーカ領域抽出手段,
上記第2の要素の値が上記特定の色相を表わす範囲内の値であるかどうかを判定する第2要素判定手段,
上記フィルタリング手段により特定された画素であって,かつ上記第2要素判定手段により上記第2の要素の値が上記特定の色相を表わす範囲内にある画素の中で,上記第1の要素の値がピークを示す画素を特定して上記位置セグメントの中心位置候補を決定する中心位置候補決定手段,および
上記中心位置候補決定手段により決定された中心位置候補のうち上記マーカ領域抽出手段により抽出されたマーカ領域内に存在する中心位置候補の数があらかじめ定められた数と一致することによりモノスペクトル・マーカであると同定するマーカ同定手段,
を備えるモノスペクトル・マーカの検出装置。

【請求項5】
上記モノスペクトル・マーカの上記マーカ領域内にさらに上記位置セグメントから離れてIDセグメントが配置され,上記IDセグメントの上記第2の要素は上記位置セグメントの第2の要素の値とは異なる値を持つものであり,
上記マーカ領域抽出手段により抽出されたマーカ領域内に存在する中心位置候補の数があらかじめ定められた数と一致する場合に,その中心位置候補を上記位置セグメントの中心位置としてこの中心位置に基づいて上記IDセグメントの少なくとも中心位置を求め,求めた中心位置の上記第2の要素の値が所定の範囲内にあるかどうかにより,特定のモノスペクトル・マーカかどうかを判定するマーカ識別手段,
をさらに備える請求項に記載のモノスペクトル・マーカの検出装置。

【請求項6】
上記フィルタリング手段は,撮像装置からモノスペクトル・マーカまでの距離に応じて異なる通過帯域を持つ複数のバンド・パス・フィルタを備え,上記第1の要素の値を上記複数のバンド・パス・フィルタによりそれぞれフィルタリングしていずれかのバンド・パス・フィルタを通過する画素を特定するものである,請求項またはに記載のモノスペクトル・マーカの検出装置。

【請求項7】
上記シーンを撮像する撮像装置をさらに備える請求項からのいずれか一項に記載のモノスペクトル・マーカの検出装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011156599thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) 2011年12月13日(火) 山梨大学 新技術説明会
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