JP2010086482A - 画像認識装置および画像認識方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定のオブジェクトとこれに関連するオブジェクト及びこれらオブジェクトの間に接続されるオブジェクトからなるオブジェクト列におけるオブジェクトの順番を示す認識順番の情報に従って、順次に前記画像からオブジェクトを認識する。今回の認識順番で認識されたオブジェクトについて、前回の認識順番における抽出されたオブジェクトと接続関係を有するか否かを判定し、接続関係を有すると判定されたオブジェクトを抽出されたオブジェクトとして取得する。以上の認識、接続関係判定、取得の処理を上記の認識順番に従って繰り返すことにより抽出されたオブジェクトに基づいて、特定のオブジェクトに関連するオブジェクトが対応付けられる。
【選択図】図1
Description
また、本発明の他の目的は、対象物が画像認識装置にとって未知であったり、入力画像が認識処理にとって条件が悪いような場合であったりしても、より正確に対象物を推定可能にすることにある。
画像の中の特定のオブジェクトに関連するオブジェクトを認識する画像認識装置であって、
前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクト及びこれらオブジェクトの間に接続されるオブジェクトからなるオブジェクト列におけるオブジェクトの順番を示す認識順番の情報に従って、順次に前記画像からオブジェクトを認識する認識手段と、
前記認識手段により今回の認識順番で認識されたオブジェクトについて、前回の認識順番における抽出されたオブジェクトと接続関係を有するか否かを判定する接続関係判定手段と、
前記接続関係判定手段で接続関係を有すると判定されたオブジェクトを抽出されたオブジェクトとして取得する取得手段と、
前記認識手段、前記接続関係判定手段、前記取得手段を前記認識順番に従って繰り返すことにより抽出されたオブジェクトに基づいて、前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクトとを対応付ける対応付け手段とを備える。
画像の中から特定のオブジェクトを認識する画像認識装置であって、
認識対象となるオブジェクトとこれに関連する周辺のオブジェクトとを対応付ける関連付け情報を保持する保持手段と、
前記関連付け情報に基づいて、前記特定のオブジェクトに関連する周辺のオブジェクトを前記画像から認識する周辺物認識手段と、
前記周辺物認識手段により認識された周辺のオブジェクトに対して所定の位置関係を有するオブジェクトを抽出することにより、前記特定のオブジェクトが存在する領域の推定を行う推定手段とを備える。
画像の中の特定のオブジェクトに関連するオブジェクトを認識する画像認識方法であって、
前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクト及びこれらオブジェクトの間に接続されるオブジェクトからなるオブジェクト列におけるオブジェクトの順番を示す認識順番の情報に従って、順次に前記画像からオブジェクトを認識する認識工程と、
前記認識工程により今回の認識順番で認識されたオブジェクトについて、前回の認識順番における抽出されたオブジェクトと接続関係を有するか否かを判定する接続関係判定工程と、
前記接続関係判定工程で接続関係を有すると判定されたオブジェクトを抽出されたオブジェクトとして取得する取得工程と、
前記認識工程、前記接続関係判定工程、前記取得工程を前記認識順番に従って繰り返すことにより抽出されたオブジェクトに基づいて、前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクトとを対応付ける対応付け工程とを有する。
画像の中から特定のオブジェクトを認識する画像認識方法であって、
認識対象となるオブジェクトとこれに関連する周辺のオブジェクトとを対応付ける関連付け情報を保持する保持工程と、
前記関連付け情報に基づいて、前記特定のオブジェクトに関連する周辺のオブジェクトを前記画像から認識する周辺物認識工程と、
前記周辺物認識工程により認識された周辺のオブジェクトに対して所定の位置関係を有するオブジェクトを抽出することにより、前記特定のオブジェクトが存在する領域の推定を行う推定工程とを有する。
また、本発明によれば、画像認識装置にとって未知の認識対象物であっても、或いは、入力画像の条件が悪い場合であっても、より正確に認識対象物の推定を行うことができる。
図1は第1実施形態による画像認識装置の構成例を示すブロック図である。
V0 = { v00, v01, v02, v03 }
V1 = { v10, v11, v12, v13 }
D = (Σ(v1j - v0j)2)(1/2) …(式1)
D ≦ Thr
図5は第2実施形態による画像認識装置の構成例を示すブロック図である。第1実施形態で示した画像認識装置の例(図1)に対して、認識条件入力部108と、認識順番生成部106と、接続関係保存部107が追加されている。
<第3実施形態>
図11は第3実施形態による画像認識装置1100におけるシステム構成の一例を示すブロック図である。
Xi=tanh(Ui) …(式2)
ここで、Uiはニューロンiの内部状態、Wijはニューロンi、j間の結合荷重値、Xjはニューロンjの出力を表す。
ΔWij=-η∂E/∂Wij
E=1/2(Σ(Xi-Xdi)2) …(式3)
ここで、ηは学習係数、Eは誤差関数、Xdiはニューロンiに対する教師信号を表す。
・ニューラルネットワークの入力としてモノクロ変換した入力画像の各ピクセルの画素値を−1から1に正規化したものを与え、
・認識対象物が含まれるピクセルに相当するニューロンのみが1を出力し、他のニューロンが−1を出力するように学習を行う場合、
を考える。
[参考文献1] 特開平10-63855号公報
[参考文献2] M. Kass, A. Witkin, andD.Terzopoulos, “Snakes:Active Contour Models” Int. J. Computer Vision,pp.321-331, 1988
[参考文献3] 松澤悠樹,阿部亨,“複数の動的輪郭モデルの競合による領域抽出”電子情報通信学会論文誌(D-II),Vol.J83-D-II,No.4,pp.1100-1109,2000
[参考文献4] 玉木徹, 山村毅, 大西昇, “対象物体に依存しない領域間の情報に基づいた領域併合による物体抽出手法” 映像情報メディア学会誌,Vol.55,No.4, pp.571-582, 2001
第3実施形態において、入力される画像は静止画像でなく動画像でもよい。動画像を入力した場合は、対象物領域推定部1116で参考文献5にある動画像からの領域抽出方法を用いることができる。このアルゴリズムでは同じ動きベクトルのオブジェクトを抽出し背景と対象物の切り分けを行う。認識対象周辺物から認識対象物の推定を行う際には認識対象周辺物と同じ動きベクトルでかつ、認識対象周辺物に接続されているオブジェクトを認識対象物の範囲と推定することができる。なお、動画像からの領域抽出アルゴリズムは他にも様々なものが考案されているが、本発明は領域抽出アルゴリズムに縛られるものではなく、他のアルゴリズムを用いて領域抽出を行うことも可能である。また、動画像からの対象物領域推定処理に関しても静止画像の場合と同様に接続関係を見ることによって誤認識を防ぐことができると考えられる。
[参考文献5] 特開2001-109891号公報
第3実施形態において複数の認識対象周辺物が認識された場合には、認識された全ての認識対象周辺物に対して、認識対象物の領域推定処理を行う。
第3実施形態において対象物認識部1103と周辺物認識部1113を共通の認識部を用いて構成することも可能である。このような構成にすることでリソースの節約を図ることができる。この場合、認識対象物を認識するか、認識対象周辺物を認識するのかは認識パラメータを変更することで実現できる。具体的には、認識対象物を認識する際には認識対象物に関する認識パラメータを用いて処理を行い、認識対象周辺物を認識する際には認識対象周辺物に関する認識パラメータを用いて認識を行う。
第3及び第5及び第6実施形態において、対象物認識部1103の処理結果、認識対象物が認識された場合、認識できた認識対象物の領域を除いて周辺物認識部1113の処理を行うようにしてもよい。また、逆に、対象物領域推定部1116により認識対象物の領域が推定された場合に、認識対象物の領域を除いて対象物認識部1103の処理を行うようにしてもよい。これにより処理領域を削減でき処理時間の短縮を図ることができる。
Claims (18)
- 画像の中の特定のオブジェクトに関連するオブジェクトを認識する画像認識装置であって、
前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクト及びこれらオブジェクトの間に接続されるオブジェクトからなるオブジェクト列におけるオブジェクトの順番を示す認識順番の情報に従って、順次に前記画像からオブジェクトを認識する認識手段と、
前記認識手段により今回の認識順番で認識されたオブジェクトについて、前回の認識順番における抽出されたオブジェクトと接続関係を有するか否かを判定する接続関係判定手段と、
前記接続関係判定手段で接続関係を有すると判定されたオブジェクトを抽出されたオブジェクトとして取得する取得手段と、
前記認識手段、前記接続関係判定手段、前記取得手段を前記認識順番に従って繰り返すことにより抽出されたオブジェクトに基づいて、前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクトとを対応付ける対応付け手段とを備えることを特徴とする画像認識装置。 - 前記認識順番を、前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクトに応じて決定する決定手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の画像認識装置。
- オブジェクト間の接続関係を示す接続関係情報を保持する保持手段を更に備え、
前記決定手段は、前記接続関係情報を用いて前記認識順番を決定することを特徴とする請求項2に記載の画像認識装置。 - 前記決定手段は、前記接続関係情報を用いて得られる複数の認識順番の候補のうち、認識処理に関連する評価値に基づいて前記認識手段で使用する認識順番を決定することを特徴とする請求項3に記載の画像認識装置。
- 前記評価値は、認識順番が示すオブジェクト列に存在するオブジェクトの数であり、
前記決定手段は、前記評価値が最小となる認識順番を前記認識手段で使用する認識順番に決定することを特徴とする請求項4に記載の画像認識装置。 - 前記評価値は、認識順番が示すオブジェクト列に存在するオブジェクトの誤認識率の総和であり、
前記決定手段は、前記評価値が最小となる認識順番を前記認識手段で使用する認識順番に決定することを特徴とする請求項4に記載の画像認識装置。 - 画像の中から特定のオブジェクトを認識する画像認識装置であって、
認識対象となるオブジェクトとこれに関連する周辺のオブジェクトとを対応付ける関連付け情報を保持する保持手段と、
前記関連付け情報に基づいて、前記特定のオブジェクトに関連する周辺のオブジェクトを前記画像から認識する周辺物認識手段と、
前記周辺物認識手段により認識された周辺のオブジェクトに対して所定の位置関係を有するオブジェクトを抽出することにより、前記特定のオブジェクトが存在する領域の推定を行う推定手段とを備えることを特徴とする画像認識装置。 - 前記保持手段に保持されている前記関連付け情報を編集する編集手段を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の画像認識装置。
- 前記保持手段は、更にオブジェクトごとの認識パラメータを保持し、
前記周辺物認識手段は、認識すべきオブジェクトに応じて前記認識パラメータを切り換えて認識を行なうことを特徴とする請求項7に記載の画像認識装置。 - 前記保持手段は、更に認識対象となるオブジェクトとこれに関連する周辺のオブジェクトの組み合わせ毎に、認識すべきオブジェクトとその接続関係を規定した領域推定パラメータを保持し、
前記推定手段は、前記周辺物認識手段により認識された周辺のオブジェクトに対して、前記領域推定パラメータによって示されるオブジェクトを探索することにより、前記特定のオブジェクトの領域推定を行うことを特徴とする請求項7に記載の画像認識装置。 - 前記保持手段は、更に認識対象となるオブジェクトとこれに関連する周辺のオブジェクトの組み合わせ毎に、領域推定範囲を規定した領域推定範囲パラメータを保持し、
前記推定手段は、前記探索を前記領域推定範囲パラメータによって示される範囲で実行することを特徴とする請求項10に記載の画像認識装置。 - 前記推定手段による領域推定の結果、前記特定のオブジェクトの前記画像における位置、領域、個数の少なくともいずれかを表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の画像認識装置。
- 更に、前記特定のオブジェクトを前記画像より認識する対象物認識手段を更に備え、
前記周辺物認識手段は、前記対象物認識手段が前記特定のオブジェクトの認識に成功した場合は、当該特定のオブジェクトの存在する領域を除く領域で、前記周辺のオブジェクトを認識することを特徴とする請求項7に記載の画像認識装置。 - 前記推定手段により推定された前記特定のオブジェクトの領域を除く領域で、前記特定のオブジェクトの認識を行う対象物認識手段を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の画像認識装置。
- 画像の中の特定のオブジェクトに関連するオブジェクトを認識する画像認識方法であって、
前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクト及びこれらオブジェクトの間に接続されるオブジェクトからなるオブジェクト列におけるオブジェクトの順番を示す認識順番の情報に従って、順次に前記画像からオブジェクトを認識する認識工程と、
前記認識工程により今回の認識順番で認識されたオブジェクトについて、前回の認識順番における抽出されたオブジェクトと接続関係を有するか否かを判定する接続関係判定工程と、
前記接続関係判定工程で接続関係を有すると判定されたオブジェクトを抽出されたオブジェクトとして取得する取得工程と、
前記認識工程、前記接続関係判定工程、前記取得工程を前記認識順番に従って繰り返すことにより抽出されたオブジェクトに基づいて、前記特定のオブジェクトと前記関連するオブジェクトとを対応付ける対応付け工程とを有することを特徴とする画像認識方法。 - 画像の中から特定のオブジェクトを認識する画像認識方法であって、
認識対象となるオブジェクトとこれに関連する周辺のオブジェクトとを対応付ける関連付け情報を保持する保持工程と、
前記関連付け情報に基づいて、前記特定のオブジェクトに関連する周辺のオブジェクトを前記画像から認識する周辺物認識工程と、
前記周辺物認識工程により認識された周辺のオブジェクトに対して所定の位置関係を有するオブジェクトを抽出することにより、前記特定のオブジェクトが存在する領域の推定を行う推定工程とを備えることを特徴とする画像認識方法。 - 請求項15または16に記載の画像認識方法をコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項15または16に記載の画像認識方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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