JP5963566B2 - パターン識別装置 - Google Patents
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Description
C(x0,y0;x1,y1)=C(x0-1,y0-1)-C(x0-1,y1)-C(x1,y0-1)+C(x1,y1) ...(2)
これにより、画像上の任意の矩形領域内の値の総和を高速に求めることが可能となった。なお、式(2)ではCの第一引数が-1となる場合があるが、この場合C(-1,*)は0を返す。また、Cの第二引数も同様に-1となる場合があるが、この場合C(*,-1)は0を返す。「*」はdon't careでどのような数値であっても構わない。特許文献1に累積情報の実装方法の1つが記載されている。
複数の処理対象領域が所定の次元の入力データの各次元方向毎に定められた間隔で配置され、各処理対象領域から所定のパターンを識別するパターン識別装置において、
所定の次元のデータの入力手段と、
前記入力手段によって得られた入力データを保持するため次元毎に割り当てられた個数の積で構成される複数の記憶手段と、
前記入力データを前記複数の記憶手段に所定の規則に従って書き込む書き込み手段と、
前記処理対象領域に基準点を設け、複数の前記処理対象領域においてそれぞれの基準点に対して相対的に同じ位置のデータを並列に読み出す並列読み出し手段と、
前記並列読み出し手段によって読み出された複数のデータを用いて特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量算出手段によって算出された前記特徴量を用いて所定のパターンを識別する識別手段を備え
前記各次元方向について定められた間隔と対応する前記記憶手段の個数との組の内、少なくとも1組が互いに素の関係にあることを特徴とする。
本実施形態ではまずパターン識別装置の構成について説明する。その後、累積画像情報をメモリへ分配する方法と並列読み出しについて説明する。
C(i)←C(i)+ΣXk
(ただし、Σはkについての合算を示し、k=0,1,2,…、iである)
上式を簡単に説明すると、次の通りである。
Mp2p1[address] = C(x,y) ...(3)
ここで、座標(x,y)の画素値を格納するメモリ番号p1、p2は次式で表される。
p1 = x % P1 ...(4)
p2 = y % P2 ...(5)
(注:算術記号「%」は剰余(modulo arithmetic)を表す。)
そして、メモリMp2p1上の座標(x’,y’)は次式で表わされる。
x’ = x / P1 ...(6)
y’ = y / P2 ...(7)
(注:x’,y’ は小数点以下切り捨て)
m_width = width / P1 ...(8)
(注: m_widthは整数に切り上げ)
格納先のメモリMp2p1のaddressは次式で表される。
address = m_width * y’ + x’ ...(9)
実施形態2では累積画像情報のx方向を複数個のメモリにインタリーブし、y方向はその位置に応じてx方向のインタリーブ順序の位相を変化させる方法を説明する。そして、これによって特殊な処理ウィンドウの配置においても並列化できることを説明する。
計算式は実施形態1で示した式(3)から式(9)とほぼ同じで、違うのはメモリ番号を決める式(4)と式(5)である。ここでは差分のみ説明する。
p1 = ( x + y * phase1 ) % P1 ...(10)
p2 = ( x * phase2 + y ) % P2 ...(11)
(注: % は剰余(modulo arithmetic)を表す)
式(10)は式(4)に位相を加味した計算式で、式(11)は式(5)に位相を加味した計算式である。
上記の実施形態1、2では累積画像情報と呼ぶ2次元配列の情報での例を説明したが、本実施形態3では1次元配列の情報に適用する方法を説明する。実施形態3では1次元配列のデータを入力とし、その入力データを一次元入力情報と呼ぶ。
Mp1[address] = f(x) ...(12)
座標(x)の値を格納するメモリ番号p1は次式で表される。
p1 = x % P1 ...(13)
(注: % は剰余を表す。)
そして、格納先のメモリMp1上のaddressは次式で表される。
address = x / P1 ...(14)
(注: 除算は小数点以下切り捨て)
実施形態4では、3次元の情報に適用した例で説明する。実施形態4では3次元配列のデータを入力とし、その入力データを三次元入力情報と呼ぶ。三次元入力情報とは例えば動画情報であって、二次元画像に時間軸の一次元が加わり三次元入力情報となる。実施形態4での三次元配列を図13に示す。三次元配列1300は原点Oを開始点として、画像の水平方向をx軸、垂直方向をy軸、時間をt軸で表される。
そして、f(x,y,t)の格納先は以下のように表す。
Mp3p2p1[address] = f(x,y,t) ...(15)
座標(x,y,t)の画素値を格納するメモリ番号p1,p2,p3は次式で表される。
p1 = x % P1 ...(16)
p2 = y % P2 ...(17)
p3 = t % P3 ...(18)
(注: % は剰余を表す。)
address = ((width/P1)*(height/P2))*(t/P3)
+(width/P1)*(y/P2)
+(x/P1) ...(19)
(注:width/P1、height/P2の除算は整数に切り上げであり、t/P3、y/P2、x/P1の除算は小数点以下切り捨てである)
実施形態1で説明したパターン識別処理ではステップS306の結果判定で検出対象が写っていないことが確定(False確定)した場合、その処理ウィンドウでの識別処理を打ち切る動作をする。図21(a)、(b)はウィンドウグループ内の処理ウィンドウが打ち切られた状態を示す図である。図21(a)は初期のウィンドウグループの状態で、ウィンドウグループ2100は処理ウィンドウ2101から2105がS1画素の間隔で5個配置されている。図21 (b)は処理が進み処理ウィンドウ2101、2105の中には検出対象が写っていないことが確定(False確定)し処理が打ち切られた状態を示す。
複数の処理対象領域がN次元の入力データの各次元方向毎に間隔S1、S2、…、SNで所定の間隔に配置され、各処理対象領域から所定のパターンを識別する装置において
N次元データの入力部と、
前記入力部によって得られた入力データを保持するため次元毎にP1、P2、…、PN個が割り当てられた計P1×P2×…×PN個で構成さてる複数の記憶部と、
前記入力データを前記複数の記憶部に所定の規則に従って書き込む書き込み部と、
前記処理対象領域に基準点を設け、複数の前記処理対象領域においてそれぞれの基準点に対して相対的に同じ位置のデータを並列に読み出す並列読み出し部と、
前記並列読み出し部によって読み出された複数のデータを用いて特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部によって算出された前記特徴量を用いて所定のパターンを識別する識別部を備え
前記各次元方向の間隔S1、S2、…、SNと対応する前記P1、P2、…、PN個の記憶部の内、少なくとも1組が互いに素の関係にあることを特徴とする。
Claims (13)
- 複数の処理対象領域が所定の次元の入力データの各次元方向毎に定められた間隔で配置され、各処理対象領域から所定のパターンを識別するパターン識別装置において、
所定の次元のデータの入力手段と、
前記入力手段によって得られた入力データを保持するため次元毎に割り当てられた個数の積で構成される複数の記憶手段と、
前記入力データを前記複数の記憶手段に所定の規則に従って書き込む書き込み手段と、
前記処理対象領域に基準点を設け、複数の前記処理対象領域においてそれぞれの基準点に対して相対的に同じ位置のデータを並列に読み出す並列読み出し手段と、
前記並列読み出し手段によって読み出された複数のデータを用いて特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量算出手段によって算出された前記特徴量を用いて所定のパターンを識別する識別手段を備え
前記各次元方向について定められた間隔と対応する前記記憶手段の個数との組の内、少なくとも1組が互いに素の関係にあることを特徴とするパターン識別装置。 - 前記入力データは累積情報であることを特徴とする請求項1に記載のパターン識別装置。
- 前記書き込み手段は前記入力データを前記複数の記憶手段に書き込む順序が各次元方向の位置に応じて位相を変えることを特徴とする請求項1又は2に記載のパターン識別装置。
- 前記所定の次元はN次元であり、前記処理対象領域は各次元方向に間隔S1、S2、…、SNで格子状に所定の間隔に配置されていることを特徴とする請求項1乃3のいずれか1項に記載のパターン識別装置。
- 前記所定の次元はN次元であり、前記処理対象領域は各次元方向に間隔S1、S2、…、SNで千鳥状にずらして所定の間隔に配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のパターン識別装置。
- n番目の次元方向に対して、前記複数の記憶手段の個数はPnであり、前記並列読み出し手段によって読み出す前記処理対象領域は1以上Pn以下の連続する前記処理対象領域であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のパターン識別装置。
- 前記所定の次元はN次元であって、
前記複数の記憶手段の個数は、n番目の次元方向に対してPnであり、
1つの前記記憶手段から同時に読み出せるデータの数をqi(1≦i≦P1×P2×…×PN)、全ての前記記憶手段で同時に読み出せるデータの数をqiの総和Qとすると、前記並列読み出し手段によって並列に読み出す前記処理対象領域の数は2以上Q以下で、前記処理対象領域の位置関係は前記書き込み手段の前記書き込み規則から決定されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のパターン識別装置。 - 複数の処理対象領域がN次元の入力データに配置され、各処理対象領域から所定のパターンを識別するパターン識別装置において
N次元データの入力手段と、
前記入力手段によって得られた入力データを保持するため次元毎にP1、P2、…、PN個が割り当てられた計P1×P2×…×PN個で構成される複数の記憶手段と、
前記入力データを前記複数の記憶手段に所定の規則に従って書き込む書き込み手段と、
前記処理対象領域に基準点を設け、複数の前記処理対象領域においてそれぞれの基準点に対して相対的に同じ位置のデータを並列に読み出す並列読み出し手段と、
前記並列読み出し手段によって読み出された複数のデータを用いて特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量算出手段によって算出された前記特徴量を用いて所定のパターンを識別する識別手段を備え、
前記書き込み手段は前記入力データを前記複数の記憶手段に書き込む順序が各次元方向の位置に応じて位相を変えられ、
前記並列読み出し手段によって並列に読み出す対象となる前記処理対象領域の数は、2以上で、且つ、P1×P2×…×PN以下であって、前記複数の処理対象領域からデータを並列に読み出せるように前記位相が調整されていることを特徴とするパターン識別装置。 - 前記入力データは累積情報であることを特徴とする請求項8に記載のパターン識別装置。
- 前記並列読み出し手段においてデータを並列に読み出す第一の読み出し処理モードと第二の読み出し処理モードを備え、第一の読み出し処理モードと第二の読み出しモードとを切り替える処理モード切り替え手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のパターン識別装置。
- 前記第一の読み出し処理モードは前記複数の処理対象領域においてそれぞれの基準点に対して相対的に同じ位置のデータを並列に読み出す処理モードとし、前記第二の読み出し処理モードは1つの処理対象領域の中のデータを並列に読み出す処理モードであることを特徴とする請求項10に記載のパターン識別装置。
- 前記処理モード切り替え手段はパターンを識別する処理が予め決められた条件で切り替えることを特徴とする請求項10又は11に記載のパターン識別装置。
- 前記並列読み出し手段が読み出す対象とする前記複数の処理対象領域の数をカウントするカウント手段をさらに備え、
前記処理モード切り替え手段は前記カウント手段がカウントする数値が予め決められた閾値に達した条件で切り替えることを特徴とする請求項10又は11に記載のパターン識別装置。
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