JP2010061588A - Feature vector computing device, feature vector computing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は特徴ベクトル算出装置、特徴ベクトル算出方法及びプログラムに関し、画像などのデータの特徴ベクトルの算出に関する。 The present invention relates to a feature vector calculation apparatus, a feature vector calculation method, and a program, and more particularly to calculation of a feature vector of data such as an image.
2次元画像を複数のピクセルにより構成するとともに、各ピクセルに1又は複数の色成分値を付与することで該2次元画像の内容を記述する手法が広く用いられている。3次元画像についても同様に、複数のボクセルにより構成するとともに、各ボクセルに1又は複数の色成分値を付与することで該3次元画像の内容を記述する手法が広く用いられている。ここで、色成分値は、ピクセル,ボクセルといった画像の構成要素の色がある特定の色成分を有している程度(例えば明るい赤〜暗い赤)を示す値である。 A technique is widely used in which a two-dimensional image is composed of a plurality of pixels and one or a plurality of color component values are given to each pixel to describe the contents of the two-dimensional image. Similarly, a method of describing the contents of a three-dimensional image by configuring a three-dimensional image with a plurality of voxels and adding one or a plurality of color component values to each voxel is widely used. Here, the color component value is a value indicating a degree (for example, bright red to dark red) that a color of a component of an image such as a pixel or a voxel has a specific color component.
ところで、こうした手法により記述された画像データそのものはデータ量が大きく、画像マッチング処理には必ずしも適さないことから、各種の特徴ベクトルの生成手法が提案されているところである。例えば高次自己相関特徴(下記特許文献1乃至3参照)は、1)画像中に表れている物体の位置が変わっても特徴ベクトルに変化がないという位置不変性を有し、また、2)ある画像の特徴ベクトルと他の画像の特徴ベクトルを加算すると、それらの画像を合成してなる画像の特徴ベクトルに等しいという加法性を有するという、有利な特性を有していることから、各種応用が試みられている。
上記高次自己相関特徴を始めとして、一般的には、画像の特徴ベクトルの各成分は、画像の一部又は全部のピクセル/ボクセルの色の各色成分値の増加関数として与えられる。つまり、画像の構成要素であるピクセル/ボクセルに付与された色の各色成分値が大きければ大きいほど、特徴ベクトルの各成分の値は大きくなり、従って特徴ベクトルのノルム(大きさ)も大きくなる。逆に、各色成分値が小さければ小さいほど、特徴ベクトルの各成分の値は小さくなり、従って特徴ベクトルのノルムも小さくなる。したがって、色成分値が小さいピクセル/ボクセルは、色成分値が大きいピクセル/ボクセルよりも画像の特徴ベクトルに与える影響が小さく、従来手法によると色成分値が小さな色が適切に特徴ベクトルに反映されないという問題があった。 In general, each component of the image feature vector is given as an increasing function of each color component value of a part or all of the pixels / voxels of the image, including the higher-order autocorrelation features. That is, the larger the value of each color component assigned to the pixel / voxel that is a component of the image, the larger the value of each component of the feature vector, and thus the larger the norm (size) of the feature vector. Conversely, the smaller each color component value, the smaller the value of each component of the feature vector, and hence the smaller the norm of the feature vector. Therefore, a pixel / voxel having a small color component value has less influence on the image feature vector than a pixel / voxel having a large color component value, and according to the conventional method, a color having a small color component value is not appropriately reflected in the feature vector. There was a problem.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、色成分値が小さな色を適切に特徴ベクトルに反映させることができる特徴ベクトル算出装置、特徴ベクトル算出方法及びプログラムを提供することにある。また、他の目的は、複数要素から構成されるデータの特徴ベクトルに対して、小さな値を有する要素の影響を適切に及ぼすことができる特徴ベクトル算出装置、特徴ベクトル算出方法及びプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a feature vector calculation device, a feature vector calculation method, and a program capable of appropriately reflecting a color having a small color component value in a feature vector. There is. Another object of the present invention is to provide a feature vector calculation device, a feature vector calculation method, and a program capable of appropriately exerting an influence of an element having a small value on a feature vector of data composed of a plurality of elements. It is in.
上記課題を解決するために、本発明に係る特徴ベクトル算出装置は、画像を構成する複数の要素のそれぞれについて、1又は複数の色成分のそれぞれを該要素の色が有している程度を示す色成分値を取得する色成分値取得手段と、前記画像の特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出手段と、を含み、前記特徴ベクトル算出手段は、前記特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出手段と、前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出手段と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the feature vector calculation apparatus according to the present invention indicates the degree to which each of a plurality of elements constituting an image has one or more color components. A color component value acquisition unit that acquires a color component value; and a feature vector calculation unit that calculates a feature vector of the image. The feature vector calculation unit includes the plurality of feature vectors as at least one component of the feature vector. Principal component calculating means for calculating a value of a predetermined increase function relating to color component values of at least some of the elements, and color component values of the at least some of the elements as at least one other component of the feature vector And auxiliary component calculating means for calculating a value of a predetermined decreasing function for.
また、本発明に係る特徴ベクトル算出方法は、画像を構成する複数の要素のそれぞれについて、1又は複数の色成分のそれぞれを該要素の色が有している程度を示す色成分値を取得する色成分値取得ステップと、前記画像の特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出ステップと、を含み、前記特徴ベクトル算出ステップは、前記特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出ステップと、前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出ステップと、を含むことを特徴とする。 In addition, the feature vector calculation method according to the present invention obtains a color component value indicating the degree to which the color of the element has one or more color components for each of the plurality of elements constituting the image. A color component value acquisition step; and a feature vector calculation step of calculating a feature vector of the image. The feature vector calculation step includes at least a part of the plurality of elements as at least one component of the feature vector. A principal component calculating step for calculating a value of a predetermined increase function relating to the color component value of the element, and a predetermined decrease function relating to the color component value of the at least some element as at least one other component of the feature vector. And an auxiliary component calculating step for calculating a value.
また、本発明に係るプログラムは、画像を構成する複数の要素のそれぞれについて、1又は複数の色成分のそれぞれを該要素の色が有している程度を示す色成分値を取得する色成分値取得手段、前記画像の特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出手段、及び前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。プログラムは、CD−ROMやDVD−ROMなどのコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。 Also, the program according to the present invention obtains a color component value for obtaining a color component value indicating the degree to which the color of the element has one or a plurality of color components for each of the plurality of elements constituting the image. Acquisition means; principal component calculation means for calculating a value of a predetermined increase function relating to color component values of at least some of the plurality of elements as at least one component of the feature vector of the image; and This is a program for causing a computer to function as auxiliary component calculating means for calculating a value of a predetermined decreasing function relating to the color component values of at least some of the elements as at least one other component. The program may be stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM or DVD-ROM.
本発明によると、特徴ベクトルの少なくとも1つの成分(主成分)として、色成分値に関する所定の増加関数の値が用いられるとともに、他の少なくとも1つの成分(補助成分)として、同色成分値に関する所定の減少関数の値が用いられる。このため、色成分値が小さく、それ故に特徴ベクトルの主成分が小さな値となっても、代わりに補助成分が大きな値となる。こうして、本発明によると、色成分値が小さな色を適切に特徴ベクトルに反映させることができるようになる。 According to the present invention, a predetermined increase function value related to a color component value is used as at least one component (principal component) of a feature vector, and a predetermined value related to the same color component value is used as at least one other component (auxiliary component). The value of the decreasing function is used. For this reason, even if the color component value is small and therefore the main component of the feature vector is small, the auxiliary component is large instead. Thus, according to the present invention, a color having a small color component value can be appropriately reflected in the feature vector.
なお、本発明の一態様では、前記所定の減少関数は、前記所定の増加関数と等しい値域を有する。こうすれば、通常成分と補助成分とで特徴ベクトルに与える影響を同等にすることができる。 In one aspect of the invention, the predetermined decreasing function has a value range equal to the predetermined increasing function. In this way, the influence on the feature vector can be made equal between the normal component and the auxiliary component.
また、本発明の一態様では、前記補助成分算出手段は、前記少なくとも一部の要素の色成分値に関する、所定の補助色成分値用の減少関数の値である補助色成分値を算出するとともに、該補助色成分値を前記所定の増加関数に代入して前記特徴ベクトルの前記他の少なくとも1つの成分を算出する。このとき、前記所定の補助色成分値用の減少関数は、前記補助色成分値の取り得る範囲と前記色成分値が取り得る範囲とが一致するようにして定められてよい。さらに、前記色成分値は零以上所定値以下の値をとってよく、前記所定の補助色成分値用の減少関数は、前記所定値から前記色成分値を減算するものであってよい。 In the aspect of the invention, the auxiliary component calculating unit calculates an auxiliary color component value that is a value of a decrease function for a predetermined auxiliary color component value related to the color component values of the at least some elements. Then, the auxiliary color component value is substituted into the predetermined increase function to calculate the at least one other component of the feature vector. At this time, the reduction function for the predetermined auxiliary color component value may be determined so that a range that the auxiliary color component value can take and a range that the color component value can take. Further, the color component value may take a value between zero and a predetermined value, and the decreasing function for the predetermined auxiliary color component value may subtract the color component value from the predetermined value.
また、前記補助成分算出手段は、前記画像の前記要素に物体が表されていない場合には当該要素の前記各色成分値及びそれらの前記補助色成分値として零を付与してよい。こうすれば、画像の要素に物体が表されていない場合と、物体の要素に全ての色成分値が零である色が付与されている場合と、で異なる特徴ベクトルを生成することができ、両場合を特徴ベクトルにより区別することができる。 Further, the auxiliary component calculation means may give zero as each color component value of the element and the auxiliary color component value when an object is not represented in the element of the image. By doing this, it is possible to generate different feature vectors when the object is not represented in the image element and when the object element is given a color with all color component values being zero, Both cases can be distinguished by feature vectors.
また、本発明の一態様では、前記特徴ベクトル算出手段は、前記複数の要素のうち一部の範囲の要素と所定の要素パターンとの相関値を前記一部の範囲をずらしながら算出するとともに、算出される相関値を積算することにより、前記特徴ベクトルの前記少なくとも1つの成分及び前記他の少なくとも1つの成分を算出する。こうすれば、高次局所自己相関特徴と同様、特徴ベクトルの位置不変性及び加法性を実現することができる。 In one aspect of the present invention, the feature vector calculation unit calculates a correlation value between a part of the plurality of elements and a predetermined element pattern while shifting the part of the range, The at least one component and the at least one other component of the feature vector are calculated by integrating the calculated correlation values. In this way, position invariance and additivity of feature vectors can be realized as in the case of higher-order local autocorrelation features.
また、本発明の一態様では、所与のベクトルと前記特徴ベクトルとの距離を算出する距離算出手段をさらに含む。こうすれば、本発明により算出される特徴ベクトルと所与のベクトルとの類似度を得ることができるようになる。 Further, according to an aspect of the present invention, distance calculation means for calculating a distance between a given vector and the feature vector is further included. In this way, the similarity between the feature vector calculated by the present invention and a given vector can be obtained.
また、本発明に係る特徴ベクトル算出装置は、データを構成する複数の要素のそれぞれの値を取得する値取得手段と、前記データの特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出手段と、を含み、前記特徴ベクトル算出手段は、前記特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出手段と、前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出手段と、を含む、ことを特徴とする。 The feature vector calculation apparatus according to the present invention includes a value acquisition unit that acquires each value of a plurality of elements constituting data, and a feature vector calculation unit that calculates a feature vector of the data, and the feature Vector calculation means includes, as at least one component of the feature vector, principal component calculation means for calculating a value of a predetermined increase function related to the values of at least some of the plurality of elements; And auxiliary component calculating means for calculating a value of a predetermined decreasing function related to the values of at least some of the elements as at least one component.
また、本発明に係る特徴ベクトル算出方法は、データを構成する複数の要素のそれぞれの値を取得する値取得ステップと、前記データの特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出ステップと、を含み、前記特徴ベクトル算出ステップは、前記特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出ステップと、前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出ステップと、を含む、ことを特徴とする。 Further, the feature vector calculation method according to the present invention includes a value acquisition step of acquiring each value of a plurality of elements constituting the data, and a feature vector calculation step of calculating a feature vector of the data, The vector calculation step includes, as at least one component of the feature vector, a principal component calculation step of calculating a value of a predetermined increase function related to the values of at least some of the plurality of elements; And an auxiliary component calculating step of calculating a value of a predetermined decreasing function related to the values of at least some of the elements as at least one component.
また、本発明に係るプログラムは、データを構成する複数の要素のそれぞれの値を取得する値取得手段、前記データの特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出手段、及び前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。 Further, the program according to the present invention includes a value acquisition means for acquiring values of a plurality of elements constituting data, and at least a part of the plurality of elements as at least one component of the feature vector of the data A principal component calculating means for calculating a value of a predetermined increase function relating to the value of the auxiliary component, and an auxiliary component for calculating a value of a predetermined decreasing function relating to the value of at least some of the elements as at least one other component of the feature vector A program for causing a computer to function as calculation means.
本発明によると、特徴ベクトルの少なくとも1つの成分(主成分)として、データの構成要素の値に関する所定の増加関数の値が用いられるとともに、他の少なくとも1つの成分(補助成分)として、同値に関する所定の減少関数の値が用いられる。このため、ある要素の値が小さく、それ故に特徴ベクトルの通常成分が小さな値となっても、代わりに補助成分が大きな値となる。こうして、本発明によると、複数要素から構成されるデータの特徴ベクトルに対して、小さな値を有する要素の影響を適切に及ぼすことができるようになる。 According to the present invention, as at least one component (principal component) of a feature vector, a value of a predetermined increase function relating to the value of a component of data is used, and as at least one other component (auxiliary component), it relates to the same value. A value of a predetermined decreasing function is used. For this reason, even if the value of a certain element is small and therefore the normal component of the feature vector is small, the auxiliary component is large instead. Thus, according to the present invention, the influence of an element having a small value can be appropriately exerted on the feature vector of data composed of a plurality of elements.
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る特徴ベクトル算出装置の機能ブロック図である。同図に示される特徴ベクトル算出装置10は、初期画像データ記憶部12、ボクセル値拡張部14、拡張画像データ記憶部16、特徴ベクトル算出部18、特徴ベクトル記憶部20及び距離算出部22を含んでいる。これらの機能ブロックは、例えば各種のコンピュータにおいてプログラムを実行することにより実現される。或いは、各機能ブロックをハードウェアにより実装してもよい。プログラムはCD−ROMやDVD−ROMなどのコンピュータ可読媒体によりコンピュータに読み込まれてもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介してコンピュータにダウンロードされてもよい。
FIG. 1 is a functional block diagram of a feature vector calculation apparatus according to an embodiment of the present invention. A feature
初期画像データ記憶部12は、特徴ベクトルを算出する対象となる画像データを記憶するものであり、例えばハードディスク記憶装置やメモリなどにより構成される。ここでは、図2に示される3次元画像データを特徴ベクトルの算出対象とする。同図に示される3次元画像34は、M1×M2×M3個のボクセル34aから構成されている。ボクセル34aは、小さな立方体状の画像要素である。3次元画像34の中央には植木鉢32が表されており、その周囲には空間30が表されている。なお、3次元画像34の内容はどのようなものであってもよく、例えば動画像を構成する各フレームの画像を時間方向に並べてなる3次元画像であってもよい。こうすれば、動画像の特徴を抽出することができる。各ボクセルには色情報が付与されており、該色情報は、当該ボクセルに表された色が、赤、緑及び青の各色成分を有する程度を示す色成分値R,G,Bを含んでいる。ここでは、位置rのボクセルの色を示す3次元の色ベクトルf(r)を、次式(1)のように表記する。なお、式(1)において、rはボクセルの位置を特定する3次元ベクトルであり、IR(r)は位置rのボクセルの色が赤成分を有する程度を示す値(赤成分値)であり、IG(r)は位置rのボクセルの色が緑成分を有する程度を示す値(緑成分値)であり、IB(r)は位置rのボクセルの色が青成分を有する程度を示す値(青成分値)である。IR(r)、IG(r)及びIB(r)の値は、いずれも0以上1以下の値をとる。初期画像データ記憶部12は、画像34における全ての位置rについて色ベクトルf(r)を記憶している。なお、ここでは各ボクセルに表された色を表現するのに、赤、緑及び青の3成分を採用したが、本発明はこれに限らず、コンピュータグラフィックスに用いられるHSVやテレビシグナルに用いられるYIQなど、他の色成分により各ボクセルに表された色を表現してよい。また、初期画像データ記憶部12は、各ボクセルに物体が表されているか否かを示すフラグを記憶してもよい。
The initial image
ボクセル値拡張部14は、初期画像データ記憶部12に記憶される色ベクトルf(r)を、次式(2)に示されるように6次元の拡張色ベクトルF(r)に拡張し、それをハードディスク記憶装置やメモリから構成される拡張画像データ記憶部16に記憶させる。
The voxel
拡張色ベクトルF(r)の第1、第3及び第5の成分は、元の色ベクトルf(r)に含まれている成分と同じ、IR(r)、IG(r)及びIB(r)である。一方、第2、第4及び第6の成分は、IR(r)、IG(r)及びIB(r)の最大値である1からそれぞれの値を引いたものとなっており、それらは元のIR(r)、IG(r)及びIB(r)に対する補助色成分値となる。補助色成分値も0以上1以下の値をとる。具体的には、ボクセル値拡張部14は、初期画像データ記憶部12に記憶される色ベクトルf(r)の各成分の値を読み出し、それらを1から減算した値を算出して、それぞれ拡張色ベクトルF(r)の第2、第4及び第6の成分として拡張画像データ記憶部16に格納している。また、読み出した色ベクトルf(r)の各成分も、拡張色ベクトルF(r)の第1、第3及び第5の成分として拡張画像データ記憶部16に格納している。なお、拡張色ベクトルF(r)の第2の成分は、位置rのボクセルの色が赤成分を有しない程度を示しており、第4の成分は、緑成分を有しない程度を示しており、第6成分は、青成分を有しない程度を示している。ここでは、1から色ベクトルf(r)の各成分を減算した値を補助色成分値としているが、(1−IR(r)2)1/2、(1−IG(r)2)1/2、(1−IB(r)2)1/2など、各色成分値の他の減少関数の値を補助色成分値としてもよい。この場合も補助色成分値の値域は元の色成分値の値域と一致することが望ましい。
The first, third and fifth components of the extended color vector F (r) are the same as the components contained in the original color vector f (r), I R (r), I G (r) and I B (r). On the other hand, the second, fourth and sixth components are obtained by subtracting each value from 1 which is the maximum value of I R (r), I G (r) and I B (r), They become auxiliary color component values for the original I R (r), I G (r), and I B (r). The auxiliary color component value also takes a value between 0 and 1. Specifically, the voxel
なお、ボクセル値拡張部14は、3次元画像34における植木鉢32の内部に位置するボクセルや、空間30に位置するボクセルなど、物体が表されていないボクセルについては、全ての色成分値及び補助色成分値を零にする。各ボクセルに物体が表されているか否かを示すフラグが初期画像データ記憶部12に記憶されている場合には、それらフラグを参照することにより、各ボクセルに物体が表されているか否かを容易に判断することができる。このように物体が表されていないボクセルについて、拡張色ベクトルF(r)の全ての成分値を零とすることで、物体が表されていないボクセルが特徴ベクトルに影響を及ぼすことを防止できる。
The voxel
特徴ベクトル算出部18は、拡張画像データ記憶部16に記憶される拡張色ベクトルF(r)から、3次元且つ有色の画像の特徴を記述できるよう拡張された高次局所自己相関特徴を算出するものである。具体的には、図3及び図4に例示される3×3×3のボクセルからなる小領域の各画像パターンと、3次元画像34の局所的領域と、の相関値を算出するとともに、該局所的領域を3次元画像34内においてずらしながら全ての局所的領域について相関値を順次算出する。そして、それら相関値を積算することにより、特徴ベクトルの各成分を得る。例えば、図3(a)には、中心(注目ピクセル)に赤成分値が1であるボクセルが配置されており、周囲に任意の色のボクセルが配置されている画像パターンが示されており、同図(b)には、注目ピクセルに赤の補助成分値が1(=赤成分値が0)であるボクセルが配置されており、周囲に任意の色のボクセル画配置されている画像パターンが示されている。同図(c)及び(d)は、同様にして緑成分について作成された画像パターンであり、同図(e)及び(f)も、同様にして青成分について作成された画像パターンである。これら、注目ピクセルのみ色の指定のされた画像パターンを0次パターンと呼ぶ。0次パターンは、拡張色ベクトルF(r)の次元数と同じ6個存在する。
The feature
また、図4には1次パターンの一部が示されている。同図(a)乃至(f)には、注目ピクセルに赤成分値が1であるボクセルがいずれも配置されており、左奥に赤成分値、赤の補助成分値、緑成分値、緑の補助成分値、青成分値、青の補助成分値が1であるボクセルがそれぞれ配置されており、周囲に任意の色のボクセルが配置されている画像パターンが示されている。これら注目ピクセルに加えて、その周囲の1つにも色の指定がされた画像パターンを1次パターンと呼ぶ。1次パターンは、拡張色ベクトルF(r)の次元数(=6)及び色の指定がされるボクセルの位置のバリエーション(=13)に応じて468(=6×6×13)個存在する。 FIG. 4 shows a part of the primary pattern. In FIGS. 4A to 4F, a voxel having a red component value of 1 is arranged at the target pixel, and a red component value, a red auxiliary component value, a green component value, A voxel having an auxiliary component value, a blue component value, and a blue auxiliary component value of 1 is arranged, and an image pattern in which voxels of an arbitrary color are arranged around is shown. In addition to these pixels of interest, an image pattern in which one of the surrounding colors is designated is called a primary pattern. There are 468 (= 6 × 6 × 13) primary patterns depending on the number of dimensions of the extended color vector F (r) (= 6) and the variation in the position of the voxel for which the color is designated (= 13). .
各N次パターンと3次元画像34との間の局所的相関の積算値、すなわちN次の高次局所自己相関特徴は次式(3)で示される。
The integrated value of the local correlation between each Nth-order pattern and the three-
ここで、ai(i=1〜N)は、N次パターンにおいて注目ピクセル以外において色の指定がされたボクセルの位置を示す3次元ベクトルである。また、丸で囲まれた×はテンソル積を示している。なお、コンピュータによる実装では、積分は3次元画像34内の一部又は全部のボクセルの位置rについての和に代替される。例えば図2に示される3次元画像34では、(M1−2)×(M2−2)×(M3−2)個のボクセルの位置rについての和が計算されてもよい。なお、上記式(3)ではテンソルにより特徴が示されることになるが、その要素が画像の特徴ベクトルの成分として用いられる。
Here, a i (i = 1 to N) is a three-dimensional vector indicating the position of the voxel for which the color is designated in the Nth-order pattern other than the pixel of interest. Moreover, x surrounded by a circle indicates a tensor product. In the computer implementation, the integration is replaced with the sum of the positions r of some or all of the voxels in the three-
本実施形態では0次パターン及び1次パターンについてのみ、3次元画像34との間の局所的相関の積算値を求め、それらを特徴ベクトルの成分として用いることとする。0次パターンと3次元画像34との間の局所的相関の積算値を具体的に書くと次式(4)のようになる。式(4)の左辺x0は6次元ベクトルであり、その各成分が特徴ベクトルの第1〜第6の成分として用いられる。
In the present embodiment, only for the 0th-order pattern and the primary pattern, the integrated value of the local correlation with the three-
また、1次パターンと3次元画像34との間の局所的相関の積算値を具体的に書くと次式(5)のようになる。ここで、ai(i=1〜13)は各1次パターンにおける注目ピクセル以外に色の指定がされたボクセルの位置を示す3次元ベクトルである。式(5)の左辺x1(ai)は6×6の行列であり、i=1〜13のすべてについて左辺x1(ai)を演算すると、合計で468個の行列要素が得られる。これらが3次元画像34の特徴ベクトルの第7〜第474の成分として用いられる。
When the integrated value of the local correlation between the primary pattern and the three-
本実施形態ではさらに、注目ピクセルの色における、異なる色成分間の相関も特徴として抽出することにする。次式(6)に示されるx1’は、かかる特徴を示している。左辺x1’は6×6の行列であるが、同じ値を示す15個の行列要素を除き、残りの21個の行列要素をさらに3次元画像34の特徴ベクトルの第475〜第495の成分として用いることにする。
In the present embodiment, the correlation between different color components in the color of the pixel of interest is further extracted as a feature. X 1 ′ shown in the following equation (6) indicates such a feature. The left side x 1 ′ is a 6 × 6 matrix, except for 15 matrix elements having the same value, and the remaining 21 matrix elements are further replaced with the 475th to 495th components of the feature vector of the three-
特徴ベクトル算出部18により算出される特徴ベクトルは、ハードディスク記憶装置やメモリにより構成される特徴ベクトル記憶部20に格納される。そして、比較対照となる3次元画像の特徴ベクトルが外部から距離算出部22に入力されると、入力される特徴ベクトルと特徴ベクトル記憶部20に記憶される特徴ベクトルとの距離が算出される。距離は、ユークリッド距離やコサイン距離など、様々な種類の距離であってよい。そして、算出される距離が所定閾値よりも大きければ非類似として判定結果が出力され、所定閾値以下であれば類似として判定結果が出力される。
The feature vector calculated by the feature
本実施形態において算出される3次元画像34の特徴ベクトルを具体的に書くと次式(7)の通りとなる。
When the feature vector of the three-
式(7)から分かるとおり、特徴ベクトルの1つの成分(主成分)であるΣIR(r)は赤成分値IR(r)についての増加関数で与えられている。また、他の成分(補助成分)であるΣ(1−IR(r))は赤成分値IR(r)についての減少関数で与えられている。同様に、特徴ベクトルの別の成分(主成分)であるΣIR(r)IR(r+a1)は赤成分値IR(r)についての増加関数で与えられている。また、他の成分(補助成分)であるΣ((1−IR(r)IR(r+a1))は赤成分値IR(r)についての減少関数で与えられている。このようにある色成分値の増加関数で特徴ベクトルの1つの成分(主成分)が算出されるとき、常に減少関数で別の成分(補助成分)が算出される。具体的には、同じ増加関数に対して、ある色の色成分値を代入して得られる値(主成分)とともに、その色の補助色成分値を代入して得られる値(補助成分)が、特徴ベクトルの成分として用いられる。このため、それら二つの成分の取り得る値の範囲は等しくなる。 As can be seen from equation (7), ΣI R (r), which is one component (principal component) of the feature vector, is given by an increasing function for the red component value I R (r). Further, Σ (1-I R (r)) which is another component (auxiliary component) is given by a decreasing function with respect to the red component value I R (r). Similarly, ΣI R (r) I R (r + a 1 ), which is another component (principal component) of the feature vector, is given by an increasing function for the red component value I R (r). Further, Σ ((1-I R (r) I R (r + a 1 )), which is another component (auxiliary component), is given by a decreasing function with respect to the red component value I R (r). When one component (principal component) of a feature vector is calculated with an increasing function of a certain color component value, another component (auxiliary component) is always calculated with a decreasing function. In addition, a value (auxiliary component) obtained by substituting the auxiliary color component value of the color together with a value (main component) obtained by substituting the color component value of a certain color is used as a component of the feature vector. Therefore, the range of possible values of these two components is equal.
本実施形態によると、IR(r)、IG(r)又はIB(r)の増加関数の値に加えて、その減少関数の値も特徴ベクトルの成分としている。このため、IR(r)、IG(r)又はIB(r)が小さく、それ故に特徴ベクトルのある成分が小さくなったとしても、代わりに他の成分、すなわち減少関数により算出される成分の値が大きくなる。このため、特徴ベクトルのノルムは過度に小さくならず、従って色成分値が小さな色を適切に特徴ベクトルに反映させることができるようになる。 According to this embodiment, in addition to the value of the increasing function of I R (r), I G (r), or I B (r), the value of the decreasing function is also a component of the feature vector. Therefore, I R (r), I G (r) or I B (r) is small, therefore even if certain components of the feature vector becomes small, is calculated by the other ingredients, namely decreasing function instead The component value increases. For this reason, the norm of the feature vector is not excessively small, and accordingly, a color having a small color component value can be appropriately reflected in the feature vector.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では高次局所自己相関特徴に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、本発明は他の形式の特徴にも同様にして適用できるのはもちろんである。また、本発明は3次元画像のみならず2次元画像にも同様に適用でき、またカラー画像のみならず白黒画像やグレースケール画像にも同様に適用できる。さらに、ここでは画像の特徴ベクトルを算出する方法を一例として説明したが、複数要素から構成されるデータ、例えば各要素が0以上所定値以下の値をとるデータの特徴ベクトルも、上記と同様にして算出することができるのはもちろんである。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to higher-order local autocorrelation features has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to other types of features in the same manner. In addition, the present invention can be similarly applied not only to a three-dimensional image but also to a two-dimensional image, and also to a monochrome image and a grayscale image as well as a color image. Furthermore, although the method for calculating the feature vector of an image has been described as an example here, the feature vector of data composed of a plurality of elements, for example, data in which each element takes a value not less than 0 and not more than a predetermined value, is the same as described above. Of course, it can be calculated.
10 特徴ベクトル算出装置、12 初期画像データ記憶部、14 ボクセル値拡張部、16 拡張画像データ記憶部、18 特徴ベクトル算出部、20 特徴ベクトル記憶部、22 距離算出部、30 空間、32 植木鉢、34 3次元画像、34a ボクセル。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記画像の特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出手段と、を含み、
前記特徴ベクトル算出手段は、
前記特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出手段と、
前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出手段と、を含む、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 Color component value acquisition means for acquiring a color component value indicating the degree to which the color of the element has one or more color components for each of a plurality of elements constituting the image;
Feature vector calculation means for calculating a feature vector of the image,
The feature vector calculation means includes:
Principal component calculating means for calculating a value of a predetermined increase function related to color component values of at least some of the plurality of elements as at least one component of the feature vector;
An auxiliary component calculating means for calculating a value of a predetermined decreasing function related to color component values of the at least some elements as at least one other component of the feature vector;
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
前記所定の減少関数は、前記所定の増加関数と等しい値域を有する、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 In the feature vector calculation device according to claim 1,
The predetermined decreasing function has a range equal to the predetermined increasing function;
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
前記補助成分算出手段は、前記少なくとも一部の要素の色成分値に関する、所定の補助色成分値用の減少関数の値である補助色成分値を算出するとともに、該補助色成分値を前記所定の増加関数に代入して前記特徴ベクトルの前記他の少なくとも1つの成分を算出する、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 In the feature vector calculation device according to claim 1 or 2,
The auxiliary component calculation means calculates an auxiliary color component value that is a value of a decrease function for a predetermined auxiliary color component value related to the color component values of the at least some elements, and calculates the auxiliary color component value as the predetermined color value. Substituting in an increasing function of the at least one other component of the feature vector;
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
前記所定の補助色成分値用の減少関数は、前記補助色成分値の取り得る範囲と前記色成分値が取り得る範囲とが一致するようにして定められる、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 In the feature vector calculation device according to claim 3,
The decreasing function for the predetermined auxiliary color component value is determined such that a range that the auxiliary color component value can take and a range that the color component value can take.
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
前記色成分値は零以上所定値以下の値をとり、
前記所定の補助色成分値用の減少関数は、前記所定値から前記色成分値を減算する、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 In the feature vector calculation device according to claim 4,
The color component value takes a value between zero and a predetermined value,
The decreasing function for the predetermined auxiliary color component value subtracts the color component value from the predetermined value;
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
前記補助成分算出手段は、前記画像の前記要素に物体が表されていない場合には当該要素の前記各色成分値及びそれらの前記補助色成分値として零を付与する、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 In the feature vector calculation device according to any one of claims 3 to 5,
The auxiliary component calculation means, when an object is not represented in the element of the image, to give zero as each color component value of the element and their auxiliary color component value,
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
前記特徴ベクトル算出手段は、前記複数の要素のうち一部の範囲の要素と所定の要素パターンとの相関値を前記一部の範囲をずらしながら算出するとともに、算出される相関値を積算することにより、前記特徴ベクトルの前記少なくとも1つの成分及び前記他の少なくとも1つの成分を算出する、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 In the feature vector calculation device according to any one of claims 1 to 6,
The feature vector calculation means calculates a correlation value between a part of the plurality of elements and a predetermined element pattern while shifting the part of the range, and integrates the calculated correlation values. Calculating the at least one component and the at least one other component of the feature vector,
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
所与のベクトルと前記特徴ベクトルとの距離を算出する距離算出手段をさらに含む、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 In the feature vector calculation device according to any one of claims 1 to 7,
A distance calculating means for calculating a distance between a given vector and the feature vector;
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
前記画像の特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出ステップと、を含み、
前記特徴ベクトル算出ステップは、
前記特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出ステップと、
前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出ステップと、を含む、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出方法。 A color component value acquisition step for acquiring a color component value indicating the degree to which the color of the element has one or more color components for each of the plurality of elements constituting the image;
A feature vector calculation step of calculating a feature vector of the image,
The feature vector calculation step includes:
A principal component calculating step of calculating a value of a predetermined increase function related to color component values of at least some of the plurality of elements as at least one component of the feature vector;
An auxiliary component calculating step of calculating a value of a predetermined decreasing function related to color component values of the at least some elements as at least one other component of the feature vector,
A feature vector calculation method characterized by the above.
前記画像の特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出手段、及び
前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の色成分値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 Color component value acquisition means for acquiring a color component value indicating the degree to which the color of the element has one or more color components for each of a plurality of elements constituting the image;
As at least one component of the feature vector of the image, principal component calculating means for calculating a value of a predetermined increase function relating to color component values of at least some of the plurality of elements, and at least another of the feature vectors A program for causing a computer to function as auxiliary component calculation means for calculating a value of a predetermined decreasing function relating to the color component values of at least some of the elements as one component.
前記データの特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出手段と、を含み、
前記特徴ベクトル算出手段は、
前記特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出手段と、
前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出手段と、を含む、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出装置。 Value acquisition means for acquiring values of each of a plurality of elements constituting the data;
Feature vector calculation means for calculating a feature vector of the data,
The feature vector calculation means includes:
Principal component calculating means for calculating a value of a predetermined increase function related to the values of at least some of the plurality of elements as at least one component of the feature vector;
Auxiliary component calculating means for calculating a value of a predetermined decreasing function related to the values of at least some of the elements as at least one other component of the feature vector;
A feature vector calculation apparatus characterized by the above.
前記データの特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出ステップと、を含み、
前記特徴ベクトル算出ステップは、
前記特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出ステップと、
前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出ステップと、を含む、
ことを特徴とする特徴ベクトル算出方法。 A value acquisition step of acquiring each value of a plurality of elements constituting the data;
A feature vector calculation step of calculating a feature vector of the data,
The feature vector calculation step includes:
A principal component calculating step of calculating a value of a predetermined increase function related to values of at least some of the plurality of elements as at least one component of the feature vector;
An auxiliary component calculating step of calculating a value of a predetermined decreasing function related to the values of at least some of the elements as at least one other component of the feature vector;
A feature vector calculation method characterized by the above.
前記データの特徴ベクトルの少なくとも1つの成分として、前記複数の要素のうち少なくとも一部の要素の値に関する所定の増加関数の値を算出する主成分算出手段、及び
前記特徴ベクトルの他の少なくとも1つの成分として、前記少なくとも一部の要素の値に関する所定の減少関数の値を算出する補助成分算出手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 Value acquisition means for acquiring each value of a plurality of elements constituting the data;
Principal component calculation means for calculating a value of a predetermined increase function related to the values of at least some of the plurality of elements as at least one component of the feature vector of the data; and at least one other of the feature vector A program for causing a computer to function as auxiliary component calculation means for calculating a value of a predetermined decrease function relating to the values of at least some of the elements as components.
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|---|---|---|---|---|
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| JP4061377B2 (en) * | 2003-09-12 | 2008-03-19 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Feature extraction device from 3D data |
| JP3970877B2 (en) * | 2004-12-02 | 2007-09-05 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Tracking device and tracking method |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019078292A1 (en) * | 2017-10-19 | 2020-11-05 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America | 3D data coding method, 3D data decoding method, 3D data coding device, and 3D data decoding device |
| US11587262B2 (en) | 2017-10-19 | 2023-02-21 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Three-dimensional data encoding method, three-dimensional data decoding method, three-dimensional data encoding device, and three-dimensional data decoding device |
| JP7237007B2 (en) | 2017-10-19 | 2023-03-10 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ | Three-dimensional data encoding method, three-dimensional data decoding method, three-dimensional data encoding device, and three-dimensional data decoding device |
| JP2023065563A (en) * | 2017-10-19 | 2023-05-12 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ | Three-dimensional data encoding method, three-dimensional data decoding method, three-dimensional data encoding device, and three-dimensional data decoding device |
| US11790561B2 (en) | 2017-10-19 | 2023-10-17 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Three-dimensional data encoding method, three-dimensional data decoding method, three-dimensional data encoding device, and three-dimensional data decoding device |
| JP7490844B2 (en) | 2017-10-19 | 2024-05-27 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ | Three-dimensional data encoding method, three-dimensional data decoding method, three-dimensional data encoding device, and three-dimensional data decoding device |
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