特征提取装置、特征提取程序、以及图像处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供特征提取装置，该特征提取装置能够在抑制物体检测精度降低且抑制处理负荷增加的状态下根据更多的像素生成局部二值模式。该特征提取装置包括对关注像素设定多个子区域的子区域设定单元(433)、以及对每个关注像素生成表示与各子区域之间的像素值比较的局部二值模式的二值模式生成单元(434)，子区域设定单元(433)至少将由多个像素构成的区域设定为子区域且该多个像素包含从关注像素离开的像素，二值模式生成单元(434)对每个子区域计算代表值（437），生成表示该代表值相对于关注像素的像素值的差值（438）是否在规定阈值以上的局部二值模式（439）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】特征提取装置、特征提取程序、以及图像处理装置
本专利技术涉及从图像数据提取图像特征的特征提取装置、特征提取程序、以及使用特征提取装置的图像处理装置。
技术介绍
以往，广泛进行从图像数据中提取图像特征以检测或识别在图像中包含的物体(以下称为“物体检测”)的处理。作为物体检测的一种方法，例如非专利文献1中记载了使用局部二值模式(LBP)的技术。局部二值模式是对每个关注像素将与该关注像素的周围附近的各像素之间的像素值差值进行二值化并排列而得到的二值模式。能够根据局部二值模式，提取图像中包含的灰度模式。非专利文献1以及非专利文献2中记载的技术(以下称为“第一以往技术”)中，对于作为识别对象的图像(以下称为“对象图像”)的某个区域所包含的全部或部分像素计算局部二值模式。而且，第一以往技术生成局部二值模式的值的直方图作为图像特征。另外，第一以往技术基于根据包含规定物体的图像和不包含规定物体的图像(以下总称为“学习图像”)同样地生成的直方图，生成识别器并预先存储。并且，第一以往技术使用识别器评价对象图像的直方图，判断对象图像中是否包含规定物体。局部二值模式的直方图与亮度梯度方向直方图(HOG：HistogramsofOrientedGradients)等图像特征相比，能够更高精度地表现纹理的差异和灰度模式，并且能够以较少的处理负荷进行计算。因此，第一以往技术这种使用局部二值模式的物体检测可望应用于各种领域。作为局部二值模式的运算对象的区域一般是以关注像素为中心的3像素×3像素的区域。然而，根据图像种类或作为检测对象的物体的种类不同，更宽地设定作为该运算对象的区域，根据更多的像素生成局部二值模式，从而存在想要使用更宽范围的特征的共现性的要求。因此，例如在专利文献1中记载了如下的技术(以下称为“第二以往技术”，即，将更宽的5像素×5像素的区域或只将该区域的外周部作为运算对象的技术。根据这样的技术，能够更宽地设定作为局部二值模式的运算对象的区域。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-211179号公报非专利文献非专利文献1：TimoOjala，MattiPietikainenandTopiMaenpaa″MultiresolutionGray-ScaleandRotationInvariantTextureClassificationWithLocalBinaryPatterns″IEEE，PatternAnalysisandMachineIntelligencevol.24no.7，pp.971-978，July2002。非专利文献2：XiaoyuWang，TonyX.HanandShuichengYan，″AnHOG-LBPHumanDetectorwithPartialOcclusionHandling，″IEEEInternationalConferenceonComputerVision(ICCV2009)，Kyoto，2009。
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在第二以往技术中，作为运算对象的区域越宽，局部二值模式的比特数越增大。例如，在将上述的3像素×3像素的区域作为运算对象的情况下，该比特数为8比特，相对于此，在将上述的5像素×5像素的区域作为运算对象的情况下，即使只使用其外周部，也成为一倍的16比特。若局部二值模式的比特数增加，则直方图的维数增加，识别器生成和使用识别器的物体检测时的处理负荷增加。另一方面，如果拉开作为运算对象的像素间隔，则能够抑制局部二值模式的比特数，但是，相应地，物体检测的精度降低。即，第二以往技术存在若将更宽的区域作为局部二值模式的运算对象则检测精度降低或处理负荷增加的问题。本专利技术的目的在于，提供能够在抑制物体检测精度降低且抑制处理负荷增加的状态下根据更多的像素生成局部二值模式的特征提取装置、特征提取程序、以及图像处理装置。解决问题的方案本专利技术的特征提取装置包括：子区域设定单元，对利用照相机得到的拍摄图像的全部或部分像素中的每个像素，以该像素为关注像素，设定针对该关注像素的多个子区域，构成所述子区域的多个像素彼此的间隔为与所述照相机的空间频率的最大值的倒数相当的像素数以下；以及二值模式生成单元，对每个所述关注像素，生成利用比特值表示与所设定的所述多个子区域的每个子区域之间的像素值比较的局部二值模式，所述多个子区域中至少包括由多个像素构成的子区域，该多个像素包含从所述关注像素离开一个像素以上的距离的像素。本专利技术的图像处理装置包括：上述特征提取装置，其还具有直方图生成单元，该直方图生成单元生成表示根据所述图像生成的所述局部二值模式的分布的直方图；以及识别单元，其使用用于识别规定物体的识别器，根据由所述特征提取装置生成的所述直方图，判断所述图像是否包含所述规定物体。专利技术效果根据本专利技术，能够在抑制物体检测精度降低且抑制处理负荷增加的状态下使用更多的像素生成局部二值模式。附图说明图1是表示一例本专利技术实施方式1的特征提取装置的结构的方框图。图2是表示一例包含本专利技术实施方式2的特征提取装置的物体检测系统的结构的方框图。图3是表示本专利技术实施方式2的特征提取单元的详细结构的方框图。图4是表示一例本专利技术实施方式2的物体检测装置的动作的流程图。图5是表示一例本专利技术实施方式2中的图像扫描的情形的示意图。图6是表示一例本专利技术实施方式2中的附近区域的移位情形的示意图。图7是表示一例本专利技术实施方式2中的照相机的空间频率特性的曲线图。图8是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第一例的示意图。图9是表示直至本专利技术实施方式2中的局部二值模式反映于直方图为止的处理的一例的概要的示意图。图10是表示一例本专利技术实施方式2中的直方图的归一化情形的图。图11是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第二例的图。图12是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第三例的图。图13是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第四例的图。图14是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第五例的图。图15是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第四例以及第五例的性能评价的实验结果的图。图16是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第六例的图。图17是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第七例的图。图18是表示本专利技术实施方式2中的子区域配置的第六例以及第七例的性能评价的实验结果的图。标号说明10特征提取装置100物体检测系统200识别器学习装置210学习用数据存储单元220特征提取单元240学习单元300识别器存储装置400物体检测装置410照相机420图像输入单元430特征提取单元431特征提取区域获取单元432区域扫描单元433子区域设定单元434二值模式生成单元435附近区域获取单元436子区域设定单元437区域代表值计算单元438子区域差值计算单元439二值模式计算单元440直方图生成单元450识别单元具体实施方式以下参照附图对本专利技术的各实施方式详细进行说明。(实施方式1)本专利技术实施方式1是一例本专利技术的基本形态。图1是表示一例本实施方式的特征提取装置的结构的方框图。在图1中，特征提取装置10具有子区域设定单元433以及二值模式生成单元434。子区域设定单元433对图像的全部或部分像素中的每个像素，以该像素为关注像素，对该关注像素设本文档来自技高网...

【技术保护点】
特征提取装置，包括：子区域设定单元，对图像的全部或部分像素中的每个像素，以该像素为关注像素，对该关注像素设定多个子区域；以及二值模式生成单元，对每个所述关注像素，生成利用比特值表示与所设定的所述多个子区域的每个子区域之间的像素值比较的局部二值模式，所述子区域设定单元至少将由多个像素构成的区域设定为所述子区域，且该多个像素包含从所述关注像素离开的像素，所述二值模式生成单元对每个所述子区域计算代表构成该子区域的一个或多个像素的像素值组的代表值，生成利用比特值表示该代表值相对于所述关注像素的像素值的差值是否在规定阈值以上的比特数据，作为所述局部二值模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.11 JP 2011-1761391.特征提取装置，包括：子区域设定单元，对利用照相机得到的拍摄图像的全部或部分像素中的每个像素，以该像素为关注像素，设定针对该关注像素的多个子区域，构成所述子区域的多个像素彼此的间隔为与所述照相机的空间频率的最大值的倒数相当的像素数以下；以及二值模式生成单元，对每个所述关注像素，生成利用比特值表示与所设定的所述多个子区域的每个子区域之间的像素值比较的局部二值模式，所述多个子区域中至少包括由多个像素构成的子区域，该多个像素包含从所述关注像素离开一个像素以上的距离的像素。2.如权利要求1所述的特征提取装置，所述二值模式生成单元对每个所述子区域计算代表构成该子区域的一个或多个像素的像素值组的代表值，生成利用比特值表示该代表值相对于所述关注像素的像素值的差值是否在规定阈值以上的比特数据，作为所述局部二值模式。3.如权利要求1所述的特征提取装置，所述子区域设定单元设定所述子区域，以使得所述子区域的宽度、长度、与所述关注像素之间的间隔、以及与其他所述子区域之...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹芸芸，西村洋文，S普拉纳塔，ZH牛，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP