信息处理装置、方法和程序制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种将输入图像与模型图像相比较以利用模型图像的被拍摄体来识别输入图像的被拍摄体的信息处理装置。该装置包括特征值提取装置和匹配装置，特征值提取装置用于设置特征点，每个特征点在模型图像的边缘上并且提供用于提取出作为模型图像的特征值的模型图像特征值，并且特征值提取装置还用于从每个特征点附近的多个特征值提取区域中的每一个提取出模型图像特征值，匹配装置用于检查在输入图像的边缘上并且与特征点相对应的点处的作为输入图像的特征值的输入图像特征值是否与特征点处的多个模型图像特征值中的任何一个相匹配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息处理装置、方法和程序，具体而言涉及用于识别图像中的对象(object)的信息处理装置、方法和程序。技术背景对于存在于图像(例如，由照相机捕获)中的对象的识别已经研究了 很长时间。这些研究主要关于如何以透视法描述对象，即，如何通过准备 整个对象的纹路模板并将该模板应用于整个对象以检查该对象是否与模板 相匹配来识别对象。但是，例如当对象的一部分是隐藏的或者图像包括复 杂背景时这些方法在识别所捕获的图像中的对象时有困难。为了解决这样的问题，近年来提出了 一种对于捕获的图像中的对象的 部分隐藏部分、复杂背景等非常健壮的方法，该方法利用局部特征值来描 述对象并且执行局部特征值之间的匹配(例如，见D. G. Lowe， "Object Recognition from local scale-invariant features", ICCV, 1999， 下文中称为非 专利文献O 。已提出了大量的用于利用对象的轮廓(contour)形状(例如边缘)来 识别纹路较少的对象的方法。基于边缘的识别方法的主体也使用透视描 述，从而它们在提取典型图像中的整个对象的轮廓时有明显的困难。另 外，如上所述，当对象的一部分是隐藏的或者背景复杂时，使用透视描述 的方法在识别这样的对象时有困难。为了解决这些问题，近年来提出了用于局部描述边缘的方法，该方法 是基于上述用于利用局部特征值描述纹路的方法的(例如，见S. Belongie, J. Malik禾口 J. Puzicha, "Shape Matching and Object Recognition Using Shape Contexts", PAMI， 2002以及F. Jurie和C. Schmid, "Scale-invariant shape features for recognition of object categories", CVPR， 2004，下文中称为非专利文献2和3)。
技术实现思路
尽管在非专利文献1中描述的方法对于纹路充分的对象来说是非常有 效的，但是难以将该方法应用于纹路较少的对象。另一方面，当前可以认为，在非专利文献2和3中描述的方法对于包括部分隐藏的部分和复杂背 景的典型图像来说是够健壮的。考虑到这样的情形，希望更可靠地识别部分包括部分隐藏的部分和复 杂背景的典型图像中的对象。根据本专利技术实施例的信息处理装置将输入图像与模型图像相比较以利 用模型图像的被拍摄体(subject)来识别输入图像的被拍摄体。该信息处 理装置包括特征值提取装置和匹配装置，特征值提取装置用于设置特征 点，每个特征点在模型图像的边缘上并且提供用于提取出作为模型图像的 特征值的模型图像特征值，并且特征值提取装置还用于从每个特征点附近 的多个特征值提取区域中的每一个提取出模型图像特征值，匹配装置用于 检查在输入图像的边缘上并且与特征点相对应的点处的作为输入图像的特 征值的输入图像特征值是否与特征点处的多个模型图像特征值中的任何一 个相匹配。特征值提取装置可以从多个特征值提取区域中的每一个提取出多种类 型的模型图像特征值，并且匹配装置可以针对多种类型中的每一种执行匹 酉己^j乍。特征值提取装置可以被配置为从多个特征值提取区域中的每一个提取 出模型图像特征值，模型图像特征值对于模型图像的边缘附近的每个像素 具有连续值。特征值提取装置可以被配置为从多个特征值提取区域中的每一个提取 出边缘强度，边缘强度是在模型图像的边缘附近获得的。特征值提取装置可以被配置为从特征点附近的多个特征值提取区域中 的每一个提取出作为模型图像的特征值的模型图像特征值，特征点被定义 为参考圆与模型图像的边缘相交的点，参考圆是以下述方式确定的，该方式使得其中包含相对较大部分的模型图像的边缘。特征值提取装置可以被配置为从通过对每个特征值提取区域进行径向 分割而获得的每个小区域提取出特征值，特征值提取区域由具有不同半径 的多个同心圆形成，并且被最外层同心圆包围，每个分割区域具有预定角 度，所提取出的特征值由距同心圆的中心的距离和角度的两维柱状图表 示。该信息处理装置还可以包括识别装置，用于当匹配对的数目大于预定 值时利用模型图像的被拍摄体来识别输入图像的被拍摄体，匹配对是用于 检査输入图像特征值是否与多个模型图像特征值中的任何一个相匹配的操 作的结果。根据本专利技术另一个实施例的信息处理方法被用在将输入图像与模型图 像相比较以利用模型图像的被拍摄体来识别输入图像的被拍摄体的信息处 理装置中。该信息处理方法包括以下步骤设置特征点，每个特征点在模 型图像的边缘上并且提供用于提取出作为模型图像的特征值的模型图像特 征值，并且从每个特征点附近的多个特征值提取区域中的每一个提取出模 型图像特征值；以及检查在输入图像的边缘上并且与特征点相对应的点处的作为输入图像的特征值的输入图像特征值是否与特征点处的多个模型图 像特征值中的任何一个相匹配。根据本专利技术另一个实施例的程序是一种使得计算机执行用于将输入图 像与模型图像相比较以利用模型图像的被拍摄体来识别输入图像的被拍摄体的过程的程序。该过程包括以下步骤设置特征点，每个特征点在模型 图像的边缘上并且提供用于提取出作为模型图像的特征值的模型图像特征 值，并且从每个特征点附近的多个特征值提取区域中的每一个提取出模型 图像特征值；以及检査在输入图像的边缘上并且与特征点相对应的点处的作为输入图像的特征值的输入图像特征值是否与特征点处的多个模型图像 特征值中的任何一个相匹配。在本专利技术的实施例中，在设置了特征点(每个特征点在模型图像的边 缘上并且提供用于提取出作为模型图像的特征值的模型图像特征值)之 后，从每个特征点附近的多个特征值提取区域中的每一个提取出模型图像特征值，并且执行检查以查看在输入图像的边缘上并且与特征点相对应的 点处的作为输入图像的特征值的输入图像特征值是否与特征点处的多个模 型图像特征值中的任何一个相匹配。如上所述，根据本专利技术的实施例，可以识别图像中的对象。具体而 言，根据本专利技术的实施例，可以更可靠地识别包括部分隐藏的部分和复杂 背景的典型图像中的对象。附图说明图1是示出作为本专利技术实施例的对象识别装置的功能组件的配置的框图；图2说明了由模型特征值提取器确定的基点和支撑点；图3说明了基点和每个支撑点之间的几何位置关系；图4是用于说明用于注册模型图像的特征值的过程的流程图；图5是用于说明用于生成边缘强度图像的过程细节的流程图； 图6示出了用在用于生成边缘强度图像的过程中的差分滤波器 (differential filter);图7是用于说明用于生成边缘图像的过程细节的流程图； 图8A和8B是说明参考圆中的几何约束的视图； 图9说明了边缘点跨参考圆散布多宽的评估； 图IO是用于说明用于确定参考圆的过程的流程图； 图ll示出了熵图； 图12说明了如何对采样点采样； 图13A和13B示出了支撑点相对于基点的位置； 图14说明了如何设置特征值提取区域； 图15说明了如何提取特征值提取区域中的特征值； 图16说明了如何划分特征值提取区域131; 图17说明了划分的特征值提取区域中的边缘强度； 图18是用于说明用于获取目标图像和模型图像之间的匹配对的过程 的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将输入图像与模型图像相比较，以利用所述模型图像的被拍摄体来识别所述输入图像的被拍摄体的信息处理装置，所述装置包括：　　　　特征值提取装置，用于设置特征点，每个特征点在所述模型图像的边缘上并且提供用于提取出作为所述模型图像的特征值的模型图像特征值，并且还用于从每个特征点附近的多个特征值提取区域中的每一个提取出所述模型图像特征值；以及　　　　匹配装置，用于检查在所述输入图像的边缘上并且与所述特征点相对应的点处的作为所述输入图像的特征值的输入图像特征值是否与所述特征点处的多个模型图像特征值中的任何一个相匹配。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩井嘉昭，芦原隆之，中村章，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]