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IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGE PROCESSING PROGRAM, AND IMAGE PROCESSING METHOD meetings

Patent code P130009312
File No. 2012-019
Posted date Jun 7, 2013
Application number P2012-267475
Publication number P2014-115725A
Patent number P6066282
Date of filing Dec 6, 2012
Date of publication of application Jun 26, 2014
Date of registration Jan 6, 2017
Inventor
  • (In Japanese)鳥生 隆
  • (In Japanese)濱 裕光
  • (In Japanese)ティ ティ ズィン
Applicant
  • (In Japanese)公立大学法人大阪
Title IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGE PROCESSING PROGRAM, AND IMAGE PROCESSING METHOD meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus or the like, configured to identify a point of view of an image, while smoothing the image independently of position of point of view.
SOLUTION: An image processing apparatus comprises: a smoothing unit; and a coefficient calculation unit. The smoothing unit derives a metric tensor specific to an image, while deriving a smoothing image formed by smoothing the image. Smoothing is performed with respect to arbitrary affine transformation, so that a smoothing result after affine transformation coincides with an affine transformation result after smoothing. The coefficient calculation part converts the metric tensor to a conversion coefficient of affine transformation specific to the image.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

被写体を正面からではなく斜めから撮影すると、撮影画像上で被写体は歪んで捉えられる。例えば、正面から撮影すると正方形に写る被写体であっても、斜めから撮影すると長方形や、平行四辺形、台形等に歪んでしまう。画像処理の分野においては、このような視点の移動による幾何学的歪みを評価することは重要な課題の1つであるが、その方法の1つとして、この歪みをアフィン変換による歪みと捉えて処理する方法が提案されている(例えば、特許文献1等)。特許文献1では、アフィン変換の変換係数が算出され、この変換係数に基づいて対象画像が逆変換されることにより、歪みが補正されたアフィン変換前の画像が導出される。

ところで、従来、画像をスムージングする方式としては、ガウス関数型のフィルタを用いて画像をフィルタリングする方式が一般的である。しかしながら、この方式は、アフィン変換に対し共変な性質を有していない。言い換えると、この方式では、アフィン変換後にスムージングした結果と、スムージング後にアフィン変換した結果とが一致しない(図1参照)。このことは、スムージングという処理が被写体を捉える視点の位置に依存していることを意味する。そして、通常、画像認識等の処理は、スムージング後の画像に対して行われるが、スムージングが視点の位置に依存していると、画像認識等の処理も、視点の位置に影響されることになり、好ましくない。例えば、同じ被写体を異なる視点から撮影した2枚の画像が存在する場合において、これらをスムージングした後、両者の視点を一致させるようなアフィン変換を行ったとする。この場合、アフィン変換により視点が一致しているにも関わらず、スムージングの作用により、2枚のスムージング後の画像は異なるものとなる。従って、視点の位置に依存するスムージングの方式では、異なる視点から撮影した2枚の画像の類似性を正確に評価することができず、画像認識等の処理の精度の低下を招くことになる。

ここで、非特許文献1に開示される曲線発展と呼ばれる方式は、アフィン変換に対して不変な性質を有する微分方程式によって時々刻々曲線を変化させながら、曲線をスムージングする方式であり、アフィン変換に対して共変な性質を有している。すなわち、この方式によれば、視点の位置に依存しないスムージングが実現されることになる。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、対象画像をスムージングする画像処理装置、画像処理プログラム及び画像処理方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
任意のアフィン変換に対し、アフィン変換後にスムージングした結果と、スムージング後にアフィン変換を行った結果とが一致するようなスムージング方式で、対象画像をスムージングしたスムージング画像を導出しながら、前記対象画像に固有の計量テンソルを導出するスムージング部と、
前記計量テンソルを前記対象画像に固有のアフィン変換の変換係数に換算する係数算出部と
を備え
前記スムージング部は、前記計量テンソル及び前記スムージング画像を変数として定義される目的関数の最適解を導出し、
前記目的関数は、前記計量テンソルを用いて表される、前記スムージング画像の滑らかさの指標を含むように定義される、
画像処理装置。

【請求項2】
 
前記目的関数は、前記計量テンソルを用いて表される、前記スムージング画像と前記対象画像との差分と、前記計量テンソルを用いて表される、前記スムージング画像の前記滑らかさの指標とを組み合わせて定義される、
請求項1に記載の画像処理装置。

【請求項3】
 
前記スムージング部は、前記目的関数の前記最適解が見つかるまで、前記計量テンソル及び前記スムージング画像を連動させて少しずつ変化させる、
請求項1又は2に記載の画像処理装置。

【請求項4】
 
第1対象画像及び第2対象画像のそれぞれに対して前記スムージング部及び前記係数算出部により算出された前記変換係数に基づいて、前記第1対象画像の視点を前記第2対象画像の視点に一致させる特定のアフィン変換の変換係数を算出し、前記特定のアフィン変換の変換係数に基づいて、前記第1対象画像又前記第1対象画像の前記スムージング画像に前記特定のアフィン変換を施すアフィン変換部
をさらに備える、
請求項1から3のいずれかに記載の画像処理装置。

【請求項5】
 
前記第1対象画像又は前記第1対象画像の前記スムージング画像に対し前記特定のアフィン変換が施された画像と、前記第2対象画像又は前記第2対象画像の前記スムージング画像とを比較し、前記比較の結果に基づいて、画像認識及び/又は画像検索を行う演算部
をさらに備える、
請求項4に記載の画像処理装置。

【請求項6】
 
前記対象画像から前記スムージング画像を導出することには、前記対象画像の輪郭線から前記スムージング画像の輪郭線を導出することが含まれる、
請求項1から5のいずれかに記載の画像処理装置。

【請求項7】
 
任意のアフィン変換に対し、アフィン変換後にスムージングした結果と、スムージング後にアフィン変換を行った結果とが一致するようなスムージング方式で、対象画像をスムージングしたスムージング画像を導出しながら、前記対象画像に固有の計量テンソルを導出するステップと、
前記計量テンソルを前記対象画像に固有のアフィン変換の変換係数に換算するステップと
をコンピュータに実行させ
前記計量テンソルを導出するステップは、前記計量テンソル及び前記スムージング画像を変数として定義される目的関数の最適解を導出するステップを含み、
前記目的関数は、前記計量テンソルを用いて表される、前記スムージング画像の滑らかさの指標を含むように定義される、
画像処理プログラム。

【請求項8】
 
任意のアフィン変換に対し、アフィン変換後にスムージングした結果と、スムージング後にアフィン変換を行った結果とが一致するようなスムージング方式で、対象画像をスムージングしたスムージング画像を導出しながら、前記対象画像に固有の計量テンソルを導出するステップと、
前記計量テンソルを前記対象画像に固有のアフィン変換の変換係数に換算するステップと
を備え
前記計量テンソルを導出するステップは、前記計量テンソル及び前記スムージング画像を変数として定義される目的関数の最適解を導出するステップを含み、
前記目的関数は、前記計量テンソルを用いて表される、前記スムージング画像の滑らかさの指標を含むように定義される、
画像処理方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012267475thum.jpg
State of application right Registered


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