JP4645433B2 - 図形中心検出方法、楕円検出方法、画像認識装置、制御装置 - Google Patents
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このように輪郭の一部から図形を復元する方法としては、一般化ハフ変換が知られている(特許文献1)。
さらに、重心位置検出過程において、対象図形の輪郭に内接する互いに異なった複数の平行四辺形のそれぞれについて、平行四辺形の重心位置を検出する。
このような本発明の図形中心検出方法によれば、一般化ハフ変換を用いた中心位置の検出とは異なり、対象図形の輪郭点の座標変換を行うことなく、対象図形の中心位置を検出することができる。このため、画像の入力から対象図形の中心位置の検出までの画像処理における処理量を大幅に削減できる。
さらに、重心位置検出過程において、対象図形の輪郭に内接する互いに異なった複数の平行四辺形のそれぞれについて、平行四辺形の重心位置を検出する。
そこで、請求項3に記載の楕円検出方法は、適合率算出過程において、楕円パラメータ算出過程により算出された楕円パラメータから生成される楕円と、対象図形の輪郭との一致度合いを表す適合率を算出し、楕円外図形除去過程において、適合率算出過程により算出された適合率が、予め設定された閾値より小さい場合に、対象図形が楕円以外の形状を有する図形であるものとして除去する。
そして、請求項5及び請求項6に記載の画像認識装置によれば、請求項2及び請求項3に記載の楕円検出方法により得られる効果と同様の効果を得ることができる。
また、請求項8に記載の画像認識装置のように、入力画像は、赤外線撮影された画像であってもよい。
特に、赤外線撮影された画像の中でも、入力画像として人間の顔面を含む画像を用いれば、虹彩または瞳孔は、浮き上がったように撮像されるため、画像内のその他の部位との識別が容易である。
図1は、自動車などの車両に搭載され、運転者の挙動を検出し運転者に対する警報などを発生させる車載制御装置1の概略を示すブロック図である。
そして、制御部14には、警報音を発するスピーカー15と、警告を文字や図形で表示するモニター16とが接続されている。なお、スピーカー15及びモニター16は、車載制御装置1専用のものでもよいし、予め車両に搭載されているものや他の車載装置に付属されたものでもよい。
但し、制御部14のRAM上には、各要素が画像データの各画素位置と対応づけられたマップ(以下、中心点候補マップ)が用意されているものとする。
続くS120では、S110において取得された画像データを二値化し、画像データ中の図形の輪郭を明確にするためのエッジ処理を行う。即ち、二値化処理により、画像データ内における図形の形状が明確となり、図6(c)、図6(d)に示すような検出対象である運転者の瞳孔が画像内の他の部位と大きく異なる画像を得ることができる。
同様に、S150では、B点から水平に延びる第二水平線と対象図形の輪郭画素との交点(以下、D点とする)を検出し、B点とD点との間の第二距離を算出する。
つまり、図3(b)に示すように、A1点とC1点との間の第一距離(L11)と、B1点とD1点との間の第二距離(L12)とが一致するか否かを判定する。なお、図3(b)におけるA1点、B1点、C1点、D1点とは、ある検査位置におけるA点、B点、C点、D点である。
続く、S180では、中心点候補マップのうち、S170で検出された平行四辺形の重心の位置に対応した位置(要素)のカウントを増加させる。
また、S230における判定の結果、適合率が閾値を超えていた場合には、S240へと進み、S130にて選択した対象図形は楕円(即ち、運転者の瞳孔)であるものとして抽出する。
なお、本実施形態では、A点、B点を楕円の上下方向(座標Yの増減方向)に移動させ、第一水平線及び第二水平線の長さを(即ち、平行四辺形の大きさ)変化させることで、複数の平行四辺形の重心を設定したが、A点、B点は、それぞれ楕円の左右両端から楕円の左右方向に移動させることで、複数の平行四辺形の重心を設定してもよい。なお、A点、B点を楕円の左右方向に移動させる場合、第一水平線及び第二水平線の代わりに、それぞれA点、B点から垂直方向に延びる第一垂直線及び第二垂直線を用いてもよい。
また、入力画像は、近赤外領域において撮影された画像に限られない。つまり、一般的な可視光領域において撮影されたものでも、赤外線領域において撮影されたものでもよい。
Claims (9)
- 入力画像からその入力画像中に示された図形の輪郭を抽出する輪郭抽出過程と、
前記輪郭抽出過程により輪郭が抽出された図形を対象図形とし、当該対象図形の輪郭点を表す画素(以下、輪郭画素という)上の一端側に位置する二点間の直線の距離である第一距離と、当該第一距離を構成する直線と平行で、かつ、当該第一距離を構成する二点と異なる前記輪郭画素上の他端側に位置する二点間の直線の距離である第二距離とが一致するか否かを判定し、一致しないと判定した場合は、前記輪郭画素上で前記第二距離を構成する一点を前記第一距離を構成する直線に近づく方向に一または数画素移動させて前記一致判定を繰り返す一方、前記第一距離と前記第二距離が一致すると判定した場合は、前記第一距離および前記第二距離を構成する前記輪郭画素上の各四点を前記対象図形に内接する平行四辺形の頂点とした平行四辺形を抽出する過程であって、該平行四辺形を抽出後、前記輪郭画素上で前記第一距離を構成する二点を前記第二距離を構成する二点に近づく方向に一または数画素移動させた上で前記第一距離と前記第二距離との前記一致判定を実施し、これら平行四辺形の抽出、前記第一距離を構成する二点の前記輪郭画素上での移動、前記第一距離と前記第二距離との前記一致判定を、前記輪郭画素上において前記第一距離を構成する一点と前記第二距離を構成する一点とが一致するまで繰り返すことによって、前記対象図形の輪郭に内接する互いに異なる複数の平行四辺形を抽出する平行四辺形抽出過程と、
前記対象図形の輪郭に内接する互いに異なった複数の平行四辺形のそれぞれについて、前記平行四辺形の重心位置を検出する重心位置検出過程と、
前記重心位置検出過程によって検出された重心位置の中で、出現頻度が最も高い重心位置を、前記対象図形の中心位置とする中心位置決定過程と、
を有することを特徴とする図形中心検出方法。 - 入力画像からその入力画像中に示された図形の輪郭を抽出する輪郭抽出過程と、
前記輪郭抽出過程により輪郭が抽出された図形を対象図形とし、当該対象図形の輪郭点を表す画素(以下、輪郭画素という)上の一端側に位置する二点間の直線の距離である第一距離と、当該第一距離を構成する直線と平行で、かつ、当該第一距離を構成する二点と異なる前記輪郭画素上の他端側に位置する二点間の直線の距離である第二距離とが一致するか否かを判定し、一致しないと判定した場合は、前記輪郭画素上で前記第二距離を構成する一点を前記第一距離を構成する直線に近づく方向に一または数画素移動させて前記一致判定を繰り返す一方、前記第一距離と前記第二距離が一致すると判定した場合は、前記第一距離および前記第二距離を構成する前記輪郭画素上の各四点を前記対象図形に内接する平行四辺形の頂点とした平行四辺形を抽出する過程であって、該平行四辺形を抽出後、前記輪郭画素上で前記第一距離を構成する二点を前記第二距離を構成する二点に近づく方向に一または数画素移動させた上で前記第一距離と前記第二距離との前記一致判定を実施し、これら平行四辺形の抽出、前記第一距離を構成する二点の前記輪郭画素上での移動、前記第一距離と前記第二距離との前記一致判定を、前記輪郭画素上において前記第一距離を構成する一点と前記第二距離を構成する一点とが一致するまで繰り返すことによって、前記対象図形の輪郭に内接する互いに異なる複数の平行四辺形を抽出する平行四辺形抽出過程と、
前記対象図形の輪郭に内接する互いに異なった複数の平行四辺形のそれぞれについて、前記平行四辺形の重心位置を検出する重心位置検出過程と、
前記重心位置検出過程によって検出された重心位置の中で、出現頻度が最も高い重心位置を、前記対象図形の中心位置とする中心位置決定過程と、
前記中心位置決定過程で前記対象図形の中心位置を決定する際に用いられた前記複数の平行四辺形の頂点位置から、前記対象図形の輪郭を近似した楕円を表す楕円パラメータを算出する楕円パラメータ算出過程と、
を有することを特徴とする楕円検出方法。 - 前記楕円パラメータ算出過程により算出された前記楕円パラメータから生成される楕円と、前記対象図形の輪郭との一致度合いを表す適合率を算出する適合率算出過程と、
前記適合率算出過程により算出された適合率が、予め設定された閾値より小さい場合に、前記対象図形が楕円以外の形状を有する図形であるものとして除去する楕円外図形除去過程と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の楕円検出方法。 - 入力画像からその入力画像中に示された図形の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
前記輪郭抽出手段により輪郭が抽出された図形を対象図形とし、当該対象図形の輪郭点を表す画素(以下、輪郭画素という)上の一端側に位置する二点間の直線の距離である第一距離と、当該第一距離を構成する直線と平行で、かつ、当該第一距離を構成する二点と異なる前記輪郭画素上の他端側に位置する二点間の直線の距離である第二距離とが一致するか否かを判定し、一致しないと判定した場合は、前記輪郭画素上で前記第二距離を構成する一点を前記第一距離を構成する直線に近づく方向に一または数画素移動させて前記一致判定を繰り返す一方、前記第一距離と前記第二距離が一致すると判定した場合は、前記第一距離および前記第二距離を構成する前記輪郭画素上の各四点を前記対象図形に内接する平行四辺形の頂点とした平行四辺形を抽出する手段であって、該平行四辺形を抽出後、前記輪郭画素上で前記第一距離を構成する二点を前記第二距離を構成する二点に近づく方向に一または数画素移動させた上で前記第一距離と前記第二距離との前記一致判定を実施し、これら平行四辺形の抽出、前記第一距離を構成する二点の前記輪郭画素上での移動、前記第一距離と前記第二距離との前記一致判定を、前記輪郭画素上において前記第一距離を構成する一点と前記第二距離を構成する一点とが一致するまで繰り返すことによって、前記対象図形の輪郭に内接する互いに異なる複数の平行四辺形を抽出する平行四辺形抽出手段と、
前記対象図形の輪郭に内接する互いに異なった複数の平行四辺形のそれぞれについて、前記平行四辺形の重心位置を検出する重心位置検出手段と、
前記重心位置検出手段によって検出された重心位置の中で、出現頻度が最も高い重心位置を、前記対象図形の中心位置とする中心位置決定手段と、
を備えることを特徴とする画像認識装置。 - 前記中心位置決定手段で前記対象図形の中心位置を決定する際に用いられた複数の前記平行四辺形の頂点位置から、前記対象図形の輪郭を近似した楕円を表す楕円パラメータを算出する楕円パラメータ算出手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の画像認識装置。
- 前記楕円パラメータ算出手段により算出された前記楕円パラメータから生成される楕円と、前記対象図形の輪郭との一致度合いを表す適合率を算出する適合率算出手段と、
前記適合率算出手段により算出された適合率が、予め設定された閾値より小さい場合に、前記対象図形が楕円以外の形状を有する図形であるものとして除去する楕円外図形除去手段と、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の画像認識装置。 - 前記入力画像は、少なくとも人間の顔面を含む画像であり、前記対象図形は、画像中の人間の虹彩または瞳孔であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の画像認識装置。
- 前記入力画像は、赤外線撮影された画像であることを特徴とする請求項4ないし請求項7のいずれかに記載の画像認識装置。
- 請求項7に記載の画像認識装置と、
前記楕円パラメータ算出手段により算出された楕円パラメータから生成される楕円の動きを、前記入力画像中の人間の虹彩または瞳孔の動きとして検出する瞳孔検出手段と、
前記瞳孔検出手段により検出された虹彩または瞳孔の動きから、前記入力画像中の人間の挙動を推定し、その推定結果に適合した制御を実行する制御実行手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
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