(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置により取得された画像内のエッジを検出するエッジ検出装置であって、
前記画像の第１の画素ブロックを含む第１の局所領域、の複数の画素の画素値に対し周波数解析を適用し、得られた周波数成分のうち前記画像の取得の際の前記撮像装置の移動により生じた周波数成分を、前記撮像装置の移動情報から求め、前記撮像装置の移動により生じた周波数成分以外の周波数成分をもとに前記第１の画素ブロックにおける画素値の変動方向を求める第１の処理部と、
前記第１の画素ブロックと異なる第２の画素ブロックを含む第２の局所領域、の複数の画素の画素値に対し周波数解析を適用し、得られた周波数成分のうち前記画像の取得の際の前記撮像装置の移動により生じた周波数成分を、前記撮像装置の移動状況の情報から求め、前記撮像装置の移動により生じた周波数成分以外の周波数成分をもとに前記第２の画素ブロックにおける画素値の変動方向を求める第２の処理部と、
前記第１の処理部で求められた前記第１の画素ブロックにおける画素値の変動方向と、前記第２の処理部で求められた前記第２の画素ブロックにおける画素値の変動方向と、の差が基準値以上の前記第１の画素ブロックをエッジとする第３の処理部と、
を備えたエッジ検出装置。
【請求項２】
前記第１の処理部、前記第２の処理部および前記第３の処理部における処理と異なる処理方式により前記画像内のエッジを検出する第４の処理部をさらに備え、
前記第３の処理部により検出されたエッジを第１のエッジ候補、前記第４の処理部により検出されたエッジを第２のエッジ候補、として前記第１のエッジ候補および前記第２のエッジ候補からエッジを求める、
請求項１に記載のエッジ検出装置。
【請求項３】
前記第１の画素ブロックおよび前記第２の画素ブロックの各々は複数の画素を含み、
各画素ブロック内の全ての画素について、各画素ブロックにおける画素値の変動方向を同一の方向とする、
請求項１または請求項２に記載のエッジ検出装置。
【請求項４】
撮像装置により取得された画像内のエッジを検出するエッジ検出方法であって、
第１の処理部において、前記画像の第１の画素ブロックを含む第１の局所領域、の複数の画素の画素値に対し周波数解析を適用し、得られた周波数成分のうち前記画像の取得の際の前記撮像装置の移動により生じた周波数成分を、前記撮像装置の移動情報から求め、前記撮像装置の移動により生じた周波数成分以外の周波数成分をもとに前記第１の画素ブロックにおける画素値の変動方向を求め、
第２の処理部において、前記第１の画素ブロックと異なる第２の画素ブロックを含む第２の局所領域、の複数の画素の画素値に対し周波数解析を適用し、得られた周波数成分のうち前記画像の取得の際の前記撮像装置の移動により生じた周波数成分を、前記撮像装置の移動状況の情報から求め、前記撮像装置の移動により生じた周波数成分以外の周波数成分をもとに前記第２の画素ブロックにおける画素値の変動方向を求め、
第３の処理部において、前記第１の処理部で求められた前記第１の画素ブロックにおける画素値の変動方向と、前記第２の処理部で求められた前記第２の画素ブロックにおける画素値の変動方向と、の差が基準値以上の前記第１の画素ブロックをエッジとする、
エッジ検出方法。
【請求項５】
撮像装置により取得された画像内のエッジを検出するために、コンピュータを、
前記画像の第１の画素ブロックを含む第１の局所領域、の複数の画素の画素値に対し周波数解析を適用し、得られた周波数成分のうち前記画像の取得の際の前記撮像装置の移動により生じた周波数成分を、前記撮像装置の移動情報から求め、前記撮像装置の移動により生じた周波数成分以外の周波数成分をもとに前記第１の画素ブロックにおける画素値の変動方向を求める第１の処理部と、
前記第１の画素ブロックと異なる第２の画素ブロックを含む第２の局所領域、の複数の画素の画素値に対し周波数解析を適用し、得られた周波数成分のうち前記画像の取得の際の前記撮像装置の移動により生じた周波数成分を、前記撮像装置の移動状況の情報から求め、前記撮像装置の移動により生じた周波数成分以外の周波数成分をもとに前記第２の画素ブロックにおける画素値の変動方向を求める第２の処理部と、
前記第１の処理部で求められた前記第１の画素ブロックにおける画素値の変動方向と、前記第２の処理部で求められた前記第２の画素ブロックにおける画素値の変動方向と、の差が基準値以上の前記第１の画素ブロックをエッジとする第３の処理部と、
を備えるエッジ検出装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、画像処理技術に関し、特には、画像に対するエッジ検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラなどの撮像装置から取得された２次元画像に対し、エッジ検出を行い、検出されたエッジの情報を応用して、画像中の特定の対象（以下、対象物と記載。例えば実写画像に写っている建造物。）を検出する各種技術が知られている。【０００３】
例えば、検出されたエッジの情報をもとに画像中の対象物（構造物）の領域を求め、更に、３次元地図と各画像の領域とに対してパターンマッチングを行うことで、各対象物（構造物）を特定し、構造物の属性情報を表示するという拡張現実(ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）技術が開示されている。（特許文献１）【０００４】
また、画像に対しエッジ検出を行い、対象物（建物）のエッジと、エッジの消失点と、を検出することで、対象物（建物）の３次元モデルを生成する方法が開示されている。（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０５７２０６号公報
【特許文献２】特許第４９６４８０１号公報
【０００６】
上記のような、エッジ検出を用いた応用技術においては、対象物のエッジを適切に検出することが重要である。【０００７】
従来のエッジ検出方法としては、例えばキャニー（Ｃａｎｎｙ）法、ラプラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）法が知られている。【０００８】
これらエッジ検出手法では、画像（画像情報）に対し微分（差分）処理を行うことでエッジを検出する。具体的には、画像情報に対し微分（差分）処理を行うことで勾配を求め、得られた勾配の値からエッジを検出する。【０００９】
図１は、従来手法であるキャニー法によるエッジ検出処理フローの概要を示す図である。【００１０】
図において、１１はノイズ除去処理、１２は勾配決定処理、１３は２値化処理を示す。また、図の上端は処理フローの開始を、下端は処理フローの終了を示す。【００１１】
キャニー法においては、まず、画像中のノイズを除去するために、ノイズ除去処理を行う。(ステップ１１)
ノイズ除去の方法としては各種の方法が適用可能であり、例えば、ガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタを用いた、いわゆるぼかし処理を適用することで、ノイズを除去できる。【００１２】
次に、画像中の注目する画素（以下、注目画素と記載。）について、注目画素の輝度値と、注目画素の周辺に位置する画素（以下、周辺画素と記載。）の輝度値と、を用いて、注目画素について輝度値の勾配を求める。（ステップ１２）【００１３】
勾配は、ゾーベル・オペレータ（Ｓｏｂｅｌ  Ｏｐｅｒａｔｏｒ）と呼ばれる３×３の係数行列のオペレータを用いて、注目画素を含む領域（以下、局所領域と記載。ここでは３画素×３画素の領域。）に対する積和演算を行なうことにより求める。【００１４】
次に、勾配を求めた各画素について、勾配の値と判定用閾値とを比較してその注目画素をエッジとするかどうかを判定し、エッジかどうかを表す２値化を行う。（ステップ１３）
例えばエッジと判定された場合には１を、非エッジと判定された場合には０を用いて２値化することで、もとの画像に対応して、エッジを表す画像が得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような従来のエッジ検出は、注目画素を含む局所領域において、輝度値の勾配が大きい場合に有効であるが、輝度値の差が少ない場合には、エッジの検出が難しくなる。【００１６】
ここでエッジ検出の例として、地面と建造物と青空のみが撮影された画像に対してエッジを検出する場合を想定する。【００１７】
図２は、理想的なエッジ検出結果のエッジ画像の１例を示す図である。【００１８】
図において、２０が画像、２１が青空、２２が建造物、２３が地面、２４が建造物と空の境界（に対応するエッジ）、２５が建造物の凸部分に対応するエッジ、２６および２７は建造物の表面を示す。【００１９】
なお、分かりやすくするため、図においては、建造物２２は直方体のような単純な形状であり、表面２６および２７が画像上に現れている場合の例となっている。【００２０】
図においては、対象物である建造物２２と非対象物である青空２１とを隔てているエッジ２４が検出できているとともに、建造物２２自体の凸部分のエッジ２５も検出できている。【００２１】
図２のような場合、対象物（建造物）２２と青空２１の輝度値は大きく異なることが多い。その場合、対象物と青空との境界に対応するエッジ２４の検出は、比較的容易である場合が多い。【００２２】
青空２１の場合に限らず、対象物（建造物）２２の周囲の輝度値が大きく異なる場合には、対象物と周囲との境界に対するエッジの検出は比較的容易である。【００２３】
一方、対象物自身の凹凸に対するエッジの検出は、上記の建造物２２と空の境界のような場合と比較すると難しい場合が少なくない。【００２４】
図２には、対象物（建造物）２２の表面２６および表面２７が見えているが、例えば表面２６および２７を構成する物質、あるいは表面の着色、が同じ場合、表面２６と表面２７との輝度値の差は少なくなることが多い。これは、ビルや家屋を始めとする建造物は、その表面によって物質や着色等が異なることが少ないためである。【００２５】
そのため、従来のエッジ検出方法では、表面２６と表面２７との間の境界であるエッジ２５のような、対象物２２自身の各部の境界をエッジと判断することが難しいという課題があった。【００２６】
図３は、不十分なエッジ検出結果のエッジ画像の１例を示す図である。図３の見方は、図２と同様である。【００２７】
図においては、対象物（建造物）２２の表面２６と表面２７との間の境界に対応するエッジ２５が検出されていないことがわかる。この場合、表面２６と表面２７とが１つの面として検出されてしまうという課題がある。【００２８】
したがって、エッジ検出を用いた各種応用技術、たとえば（１）上記特許文献１に記載の３次元モデルとエッジ画像との比較による対象物の特定、（２）特許文献２に記載の３次元モデルの作成、も十分な精度で行うことはできないという課題があった。【００２９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、画像情報、たとえば輝度値、が画像内で変動が少ない場合にも、エッジ検出の検出率を向上可能なエッジ検出装置、エッジ検出方法およびプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明に係るエッジ検出装置は、画像の第１の画素ブロックを含む第１の局所領域、の複数の画素の画素値を用いて、前記第１の画素ブロックにおける、画素値の変動方向を求める第１の処理部と、
前記第１の画素ブロックと異なる第２の画素ブロック、を含む第２の局所領域の画素の画素値を用いて、前記第２の画素ブロックの画素における、画素値の変動方向を求める第２の処理部と、
前記第１の処理部で求められた前記第１の画素ブロックの画素における画素値の変動方向と、前記第２の処理部で求められた前記第２の画素ブロックの画素における画素値の変動方向と、の差が基準値以上の前記第１の画素ブロックをエッジとする第３の処理部と、を備えるようにしている。【００３１】
本発明に係るエッジ検出方法は、画像の第１の画素ブロックを含む前記画像の第１の局所領域、の複数の画素の画素値を用いて前記第１の画素ブロックにおける画素値の変動方向を求め、
前記第１の画素ブロックと異なる第２の画素ブロック、を含む第２の局所領域の複数の画素の画素値を用いて前記第２の画素ブロックの画素における画素値の変動方向を求め、
前記第１の処理部で求められた前記第１の画素ブロックの画素における画素値の変動方向と、前記第２の処理部で求められた前記第２の画素ブロックの画素における画素値の変動方向と、の差が基準値以上の前記第１の画素をエッジとする。【００３２】
本発明に係るプログラムは、画像内のエッジを検出するために、
コンピュータを、
前記画像の第１の画素ブロックを含む前記画像の第１の局所領域、の複数の画素の画素値を用いて前記第１の画素ブロックにおける画素値の変動方向を求める第１の処理部と、
前記第１の画素ブロックと異なる第２の画素ブロック、を含む第２の局所領域の複数の画素の画素値を用いて前記第２の画素ブロックの画素における画素値の変動方向を求める第２の処理部と、
前記第１の処理部で求められた前記第１の画素ブロックの画素における画素値の変動方向と、前記第２の処理部で求められた前記第２の画素ブロックの画素における画素値の変動方向と、の差が基準値以上の前記第１の画素をエッジとする第３の処理部と、
を備えるエッジ検出装置として機能させる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のエッジ検出装置によれば、画像情報の画像内での変動の少ない画像に対しても、エッジの検出率を向上可能な、エッジ検出装置、エッジ検出方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来手法であるキャニー法によるエッジ検出方法の処理フローの概要を示す図である。
【図２】理想的なエッジ検出結果のエッジ画像の１例を示す図である。
【図３】不十分なエッジ検出結果のエッジ画像の１例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における、エッジ検出装置の内部構成の概要を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における、エッジ検出装置の処理のフローの概要を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における、局所領域の輝度値の分布の１例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１における、画素値の周波数スペクトルと、変動方向との対応関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１における、１つの画像における輝度値の変動方向の分布の１例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１における、対象物の凹凸の方向の１例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における、エッジ検出装置の内部構成の概要を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における、エッジ検出装置の処理のフローの概要を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における、エッジ検出装置の処理のフローの概要を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４における、エッジ検出装置の内部構成の概要を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４における、エッジ検出装置の処理のフローの概要を示す図である
【図１５】本発明の実施の形態４における、移動中の撮像装置で撮影された画像の１例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態４における、周波数スペクトルの１例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態５における、エッジ検出装置の内部構成の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明の各実施の形態について図を用いて説明する。
【００３６】
なお、以下の各実施の形態の図においては、同一または同様なものについては、同一または同様の番号を付け、各実施の形態の説明においてその説明を一部省略する場合がある。
【００３７】
また、図の各要素は、本発明を説明するために便宜的に分割したものであり、その実装形態は図の構成、分割、名称等に限定されない。また、分割の仕方自体も図に示した分割に限定されない。
【００３８】
また、以下の説明において、「・・・部」は、「・・手段」、「・・デバイス」、「・・処理装置」、「・・機能単位」などと置き換えてもよい。
【００３９】
実施の形態１.
【００４０】
以下に、本発明の各実施の形態１について図４ないし図９を用いて説明する。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、一般性を失わずに説明をわかりやすくするため、（１）画像とは、「幅×高さ」で規定される複数の画素から構成された２次元の画像を示し、（２）１つの画像についてエッジ検出処理をする場合、を例に説明する。
【００４２】
図４は、本発明の実施の形態１における、エッジ検出装置の内部構成の概要を示す図である。
【００４３】
図において、４０はエッジ検出装置、４１は画像取得部、４２は角度取得部（第１および第２の処理部）、４３はエッジ取得部（第３の処理部）を示す。
【００４４】
画像取得部４１は、エッジ検出処理の対象となる画像の、画像情報を取得する。
【００４５】
画像情報としては、各画素における画像の濃淡などを表す情報（以下、画素値と記載。）のほかに、その画像に関する各種情報を含んでいてもよい。画素値としては、例えば（１）輝度、（２）色、を表す値を用いることができる。
【００４６】
画素値の表現は、各種表現方法が使用可能であり、例えば（１）ＲＢＧ表現、（２）ＹＣｂＣｒ表現、が使用可能である。
【００４７】
画像情報の取得方法は、各種方法が適用可能であり、例えば（１）カメラ等の撮像装置から実写画像の画像情報を取得する方法、（２）記憶媒体に保存された画像の画像情報を読み取ることで取得する方法、が適用可能である。
【００４８】
また、画像取得部４１の実装としては、各種実装形態が可能であり、例えば、（１）カメラ等の撮像装置を有する形態、（２）エッジ検出装置の外部から画像情報を取得するための入力インターフェースを有する形態、（３）エッジ検出装置に内蔵された、または内蔵可能な、記憶手段から、画像情報を取得するための入力インターフェースを有する形態、が適用可能である。
【００４９】
角度取得部（第１および第２の処理部）４２は、画像取得部４１で取得した画像情報をもとに、画素ブロック単位で、画素値の変動方向を求める。
【００５０】
ここで、画素ブロックは、少なくとも１つの画素を含むものとする。また、局所領域は、対応する画素ブロックの周辺画素を含んでいてもよい。
【００５１】
詳しくは、角度取得部４２は、第１の画素ブロックを含む第１の局所領域、の複数の画素の画素値を用いて、第１の画素ブロックについて画素値の変動方向を求める。（第１の処理部）
【００５２】
また、角度取得部４２は、上記第１の画素ブロックと異なる第２の画素ブロック、を含む第２の局所領域の画素の画素値を用いて、第２の画素ブロックの画素について画素値の変動方向を求める。（第２の処理部）
【００５３】
なお、画素ブロックおよび局所領域の画素の数の設定（決定）方法としては、各種方法が適用可能であり、例えば（１）予め装置に設定する方法、（２）装置外部から設定する方法、（３）装置内部で決定する、（４）上記（１）ないし（３）の一部ないしは全部の組合せ、が適用可能である。
【００５４】
画素値の変動方向の求め方の例については、後述する処理フローの概要において説明する。
【００５５】
エッジ取得部（第３の処理部）４３は、角度取得部（第１および第２の処理部）４２で得られた画素値の変動方向の情報から、エッジを求める。
【００５６】
詳しくは、角度取得部（第１および第２の処理部）４２で得られた、第１の画素ブロックの画素における画素値の変動方向と、第２の画素ブロックの画素における画素値の変動方向と、の差が基準値以上の第１の画素ブロックをエッジとする。
【００５７】
次に、エッジ検出の処理フローの概要を説明する。
【００５８】
なお、一般性を失わずに説明をわかりやすくするため、以下の説明においては、（１）各画素に対応する画素値として画像の輝度値を用い、（２）画素単位で輝度値の変動方向を求める、即ち１つの画素ブロック中の画素の数は１とする、場合を例に説明する。
【００５９】
図５は、発明の実施の形態１における、エッジ検出装置の処理フローの概要を示す図である。
【００６０】
図において、５１は画像取得処理、５２は周波数解析処理、５３は角度取得処理、５４はエッジ取得処理を示す。また、図の上端は処理フローの開始を、下端は処理フローの終了を示す。
【００６１】
まず、画像取得部４１は、エッジ検出処理の対象となる画像の、画像情報を取得する。（ステップ５１）
次に、角度取得部４２は、画像取得部４１で取得した画像情報をもとに、局所領域に含まれる複数の画素の輝度値を用いて、周波数解析、いわゆる空間周波数解析、を行い周波数スペクトルを求める。（ステップ５２）
詳しくは、まず、本説明では１つの画素ブロック中の画素の数は１としているので、注目するある１つの画素（注目画素）について周波数解析をする場合に、その注目画素を含む局所領域の画素の輝度値を用いて、周波数解析を行なう。そして、注目画素を順次変更して、他の画素についても、同様に周波数解析を行なう。
【００６２】
周波数解析の詳細および解析の例については、変動方向の求め方と合せて後述する。
【００６３】
輝度値の求め方としては、各種方法が適用可能であり、例えば、（１）画像取得部４１が画像情報そのものの一部として取得し、角度取得部４２はそれを画像取得部４１から取得する方法、（２）画像取得部４１が取得した画像情報から画像取得部４１において輝度値を求め、角度取得部４２はそれを画像取得部４１から取得する方法、（３）画像取得部４１から取得した画像情報を角度取得部４２が取得し、角度取得部４２が求める方法、が適用可能である。
【００６４】
次に、角度取得部４２は、ステップ５２の周波数解析で得られた周波数スペクトルをもとに、画素単位で、輝度値の変動方向を求める。（ステップ５３）
変動方向の求め方の詳細および例については後述する。
【００６５】
変動方向の値は、例えば、（１）度数法、（２）弧度法、によって表される。
【００６６】
次に、エッジ取得部４３は、ステップ５３で得られた輝度値の変動方向の分布を元に、ある画素をエッジとするかどうかを決定する。（ステップ５４）
詳しくは、注目画素（第１の画素）についての輝度値の変動方向と、注目画素と異なる画素（第２の画素）についての輝度値の変動方向と、を比較し、基準値（閾値）以上に方向差がある場合その注目画素をエッジとする。
【００６７】
変動方向の比較方法およびその実装方法については、各種方法が適用可能であり、例えば、（１）方向差の絶対値により比較する方法、（２）方向および大きさにより比較する方法、が適用可能である。
【００６８】
本実施の形態では、注目画素と異なる画素（第２の画素）は、注目画素（第１の画素）と隣接している画素を比較に用いる場合を例に説明する。
【００６９】
そして、注目画素を順次変更して、他の画素についても、同様にして比較を行なう。
【００７０】
なお、「比較」には、（１）輝度値の変動方向を直接比較する、（２）輝度値の変動方向の差を求めて差の正／負をみる、などを含む概念として用いており、実質的な比較動作になっていれば実装方法は限定されない。
【００７１】
また、エッジであるかどうかを表す情報の実装形態については、各種実装方法が適用可能であり、例えば、（１）方向差が基準値よりも大きい場合にエッジとする、（２）方向差が基準値よりも小さい場合にエッジではないとする、（３）エッジかどうかで異なる数値（例えば０と１）を用いる、などが適用可能である。
【００７２】
ここで、エッジ検出の基準値は、エッジ検出処理（ステップ５４）の際に定まっている必要がある。
【００７３】
この基準値は、本実施の形態における、エッジ検出の感度となる。
【００７４】
基準値として小さい角度、例えば１５度（度数法表示）、とすることにより、より多くのエッジが検出されるが、ノイズの影響により、エッジではない画素もエッジと判断されやすくなる。
【００７５】
一方、基準値として大きい角度、例えば６０度、とすると、ノイズの影響を抑えることができるが、エッジとすべき画素がエッジではないと判断されてしまうことが多くなる。
【００７６】
この対策として、例えば、検出対象の画像の種類などに応じて、本発明のエッジ検出を行なった結果に基づき基準値を調整し、（１）再度エッジ検出処理をやり直す、（２）検出処理全体を繰り返す、処理フローを適用してもよい。これにより、より最適な基準値を用いることができる。
【００７７】
ここで、周波数解析、輝度値の変動方向の分布、およびエッジ検出の１例について、図を用いて説明する。
【００７８】
図６は、本発明の実施の形態１における、ある局所領域内の輝度値の分布の１例を示す図である。
【００７９】
輝度値の分布なので、画像の明るさに関する濃淡分布に対応する。
【００８０】
図において、格子は局所領域内の各画素、格子中の数字は輝度値、ＸおよびＹは２次元画像での画素の位置を表す便宜的な座標、を示す。
【００８１】
図６は、局所領域の大きさ、すなわち局所領域内の画素数、が８×８の大きさの場合の例を示しており、また、図中の数字の１が一番明るく、数字の３が一番暗いものとする。
【００８２】
図からわかるように、この局所領域においては、左下から右上の方向に（または、右上から左下の方向に）向かって、主要な変動が存在している様子がわかる。
【００８３】
また、Ｘ方向における変動の周期に比べて、Ｙ方向における変動の周期が短いことがわかる。したがって、周波数解析を行なうことにより、主要な変動成分に対応する周波数スペクトル成分の周波数は、Ｙ方向における変動の主要な周波数スペクトル成分の周波数に比べて小さくなる。
【００８４】
図７は、本発明の実施の形態１における、画素値（輝度値）の周波数スペクトルと、変動方向との対応関係を示す図である。図７は、図６に例示した局所領域、すなわちある注目画素に対し規定される局所領域、の画素値（輝度値）の分布から求まる周波数スペクトルと、その注目画素における変動方向と、の関係を示す図となっている。
【００８５】
なお、周波数解析を行なった場合、周波数スペクトル成分が１つの場合は少なく複数の周波数スペクトル成分が得られることが多いが、ここでは、説明を分かりやすくするために、周波数スペクトルとしては、ピークに対応する周波数成分７１のみを示している。
【００８６】
図において、縦軸は横方向（Ｘ方向）の周波数、縦軸は縦方向（Ｙ方向）の周波数、７１は周波数解析の結果として得られる周波数スペクトルのうち、振幅がピークとなる周波数スペクトルの位置、θは、振幅がピークとなる周波数スペクトル７１の方向を示す。
【００８７】
図７において、周波数スペクトルのピークの位置は、ｆＸ方向にａ、ｆＹ方向にｂの位置である。このａとｂとからピークの角度θを求め、この角度θを輝度値の変動方向とする。
【００８８】
以上のようにして、図６に例示されるような輝度値の分布の主要な変動に対応して、輝度値の変動方向θが求まる。
【００８９】
なお、周波数スペクトルのピークが複数存在する場合においては、変動方向θを求める周波数スペクトルの選び方は各種方法が適用可能であり、例えば、（１）ノイズの少ない画像に対しては、最大のピークを使用する。（２）ノイズが多い画像の場合、各ピークの中間の位置をピークとして使用する、方法が適用可能である。
【００９０】
上記（１）の場合には、精度の良いエッジ検出結果が得られる。（２）の場合には、最大のピークを使用するとノイズに影響される可能性が考えられるが、各ピークの中間の位置をピークとして使用するように変形した処理フローを適用することでノイズの影響を低減することができる。
【００９１】
角度取得部４２で得られた画素単位の輝度値の変動方向θは、もとの画像の画素と対応させることができ、輝度値の変動方向の分布を示す画像（以下、角度画像と記載。）と看做すことができる。
【００９２】
角度画像の各画素の画素値は、入力画像と対応する画素の位置における画素値の変動方向θであり、その値は、例えば度数法や弧度法によって表現される。
【００９３】
図８は、本発明の実施の形態１における、輝度値の変動方向θの分布（角度画像）の１例を示す図である。すなわち、エッジ処理の対象となる画像の各画素について得られた輝度値の変動方向θの分布を示す角度画像を示す図である。なお、分かりやすくするため、変動方向θを矢印で示している。
【００９４】
図において、格子は画像の各画素、格子中の矢印は輝度値の変動方向、８１は注目画素、８２は注目画素と隣接する画素（以下、隣接画素と記載。）を示す。
【００９５】
また、図では、８×８（＝６４個）の画素を有する画像について輝度値の変動方向θを求めた場合の例となっている。
【００９６】
所定の基準値を例えば３０度（度数法）とする。
【００９７】
図を見ると、図中の注目画素８１と、隣接画素８２と、の間の変動方向の差が、３０度以上あるのがわかる。そこで、エッジ取得部４３は、画素８１をエッジと判断する。
【００９８】
同様にして注目画素を順次変更することで、図の画素８１および画素８２の上方に位置する複数の画素がエッジと判断される。
【００９９】
なお、注目画素（図中では画素８１。）と比較する画素としては、各種画素が使用可能であり、例えば、（１）上下左右で隣接する４画素の各々と比較する、（２）斜め方向で隣接する画素も含めた８画素の各々と比較してもよい。（１）の場合、画素８１と画素８２の両方の画素がエッジとなる。
【０１００】
エッジ取得部４３で得られエッジかどうかを表す情報は、もとの画像の画素と対応させることができ、エッジの分布を示す画像（以下、エッジ画像と記載。）と看做すことができる。エッジ画像は、画素毎にエッジか非エッジかを表す２値画像となる。
【０１０１】
実際の画像の場合、例えば対象物が人工物の場合、は一般的に、画像中の対象物の表面には、画素値の直線的な特徴が存在する場合が多い。
【０１０２】
例えば建造物であれば、規則的に配置された柱、部材の繋ぎ目、梁、階の境界ごとに描かれた装飾、窓、ベランダ、が存在する（以下、これら対象物の表面に存在するものを表面特徴と記載。)。
【０１０３】
これら表面特徴は、対象物のある面において、配置規則が大きく変化することは少ないという傾向がある。
【０１０４】
例えば、建造物の窓やベランダ等は一般的に水平方向に配置されるが、この水平角度が、ある面内で途中から変化することは少ない。
【０１０５】
また、建造物において、表面特徴の配置規則は、建造物の複数の面において統一されている場合も多い。
【０１０６】
このように、表面特徴の配置は、直線的な特徴を有することが多いため、画像の輝度値を読み取ることで、表面特徴の直線の方向、すなわち角度を求めることが可能である。したがって、表面特徴に対応して画像に表れる輝度値の変動の、方向を求めることが可能である。
【０１０７】
図９は、本発明の実施の形態１における、対象物の凹凸の変動方向の１例を示す図である。
【０１０８】
図９は図２と同様の画像であり、図の見方も図２と同様である。
【０１０９】
図において、９１（一点差線の矢印）は建造物の表面特徴の方向、を示す。
【０１１０】
図９を見て分かる通り、面２６と面２７の境界であるエッジ２５付近では、表面特徴の方向が大きく変化していることがわかる。
【０１１１】
面２６と面２７の境界部分についても上述のように周波数解析、画素単位の輝度値の変動方向θの算出、およびエッジの検出を行うことで、表面２６と表面２７との間の輝度値の差が大きくないような場合にも、表面２６と表面２７の境界に対応するエッジ２５が検出されやすくなる。
【０１１２】
以上のように、本実施の形態のエッジ検出装置およびエッジ検出方法によれば、画像情報の画像内での変動の少ない画像に対してもエッジの検出率を向上可能なエッジ検出装置、エッジ検出方法およびプログラムを提供することができる。
【０１１３】
また、画像からの３次元モデルの作成、３次元モデルとエッジ画像との比較による対象物の特定、を精度良く行うことができる。
【０１１４】
なお、本実施の形態においては、局所領域の大きさを８×８として周波数解析を行った場合（図６参照）について説明したが、局所領域の大きさとしては各種の大きさが適用可能であり、例えば、（１）１６×１６、（２）３２×３２、を適用してもよい。また、局所領域の大きさは、固定値であっても、変動可能な値であってもよい。
【０１１５】
局所領域のサイズがより大きい場合、より大きな範囲にわたる画素値の変動を抽出することができ、また、ノイズの影響も低減することができる。
【０１１６】
なお、本実施の形態おいては、検出したエッジの幅として２画素分の幅となる場合（図８の画素８１および画素８２を参照。）となっているが、エッジ検出結果を使用するアプリケーションは多くの場合、検出したエッジの幅としては１画素分を想定する場合が多い。
【０１１７】
その場合に、角度取得部４２において画素値の変動方向θを求めたのちに、例えば、（１）注目画素に対して左と上の画素に制限して比較を行なう、（２）ステップ５４の後に、エッジの細線化処理を行う、ように装置を構成してもよく、上記装置および処理フローの図に限定されない。
【０１１８】
なお、細線化処理としては、従来および新規な各種方法が適用可能である。
【０１１９】
また、本実施の形態においては、画素単位で周波数解析を行って画素単位で方向を求めているが、画素ブロックとして複数の画素を含むようにして、画素ブロック単位で周波数解析を行って画素ブロック単位で画素値の変動方向を求めるようにしてもよい。
【０１２０】
この場合、画素ブロックを局所領域と同じ大きさ、すなわち局所領域に周辺画素を含まない、ようにしてもよい。
【０１２１】
また、この場合、画素ブロックに対して得られた変動方向θを、画素ブロック内の全ての画素の変動方向としてもよい。
【０１２２】
このように複数の画素を含む範囲を単位として解析する場合、エッジ検出結果の精度は低下するが、処理に必要な演算量を低減することができる。
【０１２３】
また、画素ブロック毎に周波数解析をした場合、角度画像をもとの画像の大きさと合わせる必要がある場合には、角度を求めた後に、得られた角度画像に対し補間処理を行なうようにしてもよい。
【０１２４】
補間方法としては、従来および新規な補間方法が適用可能であり、例えば従来の方法である（１）最近傍補間、（２）線形補間、（３）双三次補間、が適用可能である。
【０１２５】
上記（１）ないし（３）においては、最近傍補間は、補間精度は相対的に高くないが高速な処理が可能である。線形補間または双三次補間は、演算量は多くなり処理速度は相対的に遅くなるが高精度な補間が可能となる。
【０１２６】
なお、本実施の形態では、画像内の全ての画素に関し変動方向を求めることを想定しているが、必ずしも画像内の全ての画素について変動方向を求める必要はなく、画面内の一部の画素について求めてもよい。
【０１２７】
また、画像の端部の画素、画素ブロック、局所領域の大きさについては、端部以外のものと異なっていてもよい。
【０１２８】
また、本実施の形態の図５の説明においては、ステップ５２の周波数解析において、周波数解析が必要な全ての画素について周波数解析を行って、その後のステップ５２において角度を求めるようにしているが、ステップ５４の結果が同じであれば上記説明の限定されるものではなく、例えば、（１）ある画素についてステップ５２および５３を行なって、次に他の画素について同様にステップ５２および５３を行なう、（２）エッジかどうかの判断に必要な１組の画素についてステップ５２ないし５４を行い、その後他の組の画素についてステップ５２ないし５４を行う、（３）複数の領域に分割し並列処置を行なう、ようにしてもよい。
【０１２９】
実施の形態２．
【０１３０】
以下に、本発明の各実施の形態２について図１０および図１１を用いて説明する。
【０１３１】
なお、上記実施の形態１のエッジ検出装置の内部構成および動作と同様の構成要素および動作については、その説明を省略する場合がある。
【０１３２】
図１０は、本発明の実施の形態２の変形における、エッジ検出装置の内部構成の概要を示す図である。
【０１３３】
図において、４０はエッジ検出装置、４１は画像取得部、４２は角度取得部（第１および第２の処理部）、４３は第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）、１０１は第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）、１０２はエッジ統合部を示す。
【０１３４】
上記実施の形態の図４と主に異なる点は、エッジ取得部（第３の処理部）４３が第１のエッジ候補取得部に置き換わり、第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１およびエッジ統合部１０２が追加されている点である。
【０１３５】
第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）４３は、上記実施の形態１のエッジ取得部（第３の処理部）４３と同様の処理を行なう。
【０１３６】
但し、検出結果はエッジ候補（第１のエッジ候補）と看做す。
【０１３７】
第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１は、上記実施の形態１のエッジ取得部（第３の処理部）４３が取得する画像と同じ画像の画像情報を、画像取得部４１から取得する。
【０１３８】
なお、各々の処理内容に応じて、使用される画像情報の一部が異なっていてもよい。
【０１３９】
また、第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１は、画像取得部４１が取得した画像情報をもとに、上記実施の形態１のエッジ処理と異なるエッジ検出方法によりエッジ検出処理を行なう。
【０１４０】
第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１の検出結果は、第２のエッジ候補と看做す。
【０１４１】
第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１におけるエッジ候補の検出方法としては、従来および新規な各種検出方法が適用可能であり、例えば、画素値の勾配の大きさに基づく検出方法を適用することができる。
【０１４２】
画素値の勾配の大きさに基づく検出方法としては、例えば、（１）キャニー法、（２）ラプラシアン法、を適用することができる。
【０１４３】
エッジ統合部１０２は、第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）４３で得られたエッジ候補（第１のエッジ候補）と、第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１で得られたエッジ候補（第２のエッジ候補）と、をもとにエッジを求める。
【０１４４】
次に、エッジ検出の処理フローの概要を説明する。
【０１４５】
図１１は、本発明の実施の形態２の変形における、エッジ検出装置の処理フローの概要を示す図である。
【０１４６】
図において、５１は画像取得処理、５２は周波数解析処理、５３は角度取得処理、５４は第１のエッジ候補取得処理、１１１は第２のエッジ候補取得処理、１１２はエッジ統合処理を示す。また、図の上端は処理フローの開始を、下端は処理フローの終了を示す。
【０１４７】
第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）４３は、画像取得部４１が取得した画像情報をもとに、上記実施の形態１のエッジ取得部（第３の処理部）４３と同様の処理を行なう。検出結果は第１のエッジ候補と看做す。
【０１４８】
第１のエッジ候補の分布は、第１のエッジ候補画像とみなすことができる。
【０１４９】
第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１は、画像取得部４１が取得した画像情報と同じ画像情報をもとに、第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）４３と異なるエッジ検出方法によるエッジ検出処理を行なう。検出結果は第２のエッジ候補と看做す。
【０１５０】
次に、エッジ検出の処理フローの概要のうち上記実施の形態１と異なる点を主に説明する。画素値としては、上記実施の形態と同じ輝度値を用いる場合とする。
【０１５１】
第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１は、画像取得部４１から取得した画像情報に対し、上記実施の形態１のエッジ処理（ステップ５２乃至ステップ５４）と異なるエッジ検出方法を適用し、第２のエッジ候補を求める。(ステップ１１１)
第２のエッジ候補の分布は、第２のエッジ候補画像とみなすことができる。
【０１５２】
エッジ統合部１０２は、第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）４３で得られたエッジ候補（第１のエッジ候補）と、第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１２１で得られたエッジ候補（第２のエッジ候補）と、をもとにエッジ（エッジ画像）を求める。（ステップ１１２）
【０１５３】
なお、第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）４３で得られる第１のエッジ候補と、第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１２１で得られる第２のエッジ候補とは、エッジ候補に関する属性、例えば（１）エッジ画像の大きさ、（２）エッジの幅、が完全に一致している必要はない。
【０１５４】
エッジ統合部１０２は、例えば、２つのエッジ候補画像が画素単位でエッジかどうかを表している場合、もとの画像内で位置が対応する２つの画素を比較する。
【０１５５】
エッジを求める際に、どちらかの画素、もしくは、両方の画素がエッジ候補である場合、その位置の画素をエッジとする。すなわち、両方の画素が非エッジである場合のみ、非エッジとなる。この場合、エッジであるかどうかを表す値の論理和（ＯＲ）により容易に求めることができる。
【０１５６】
または、例えば、エッジ統合部１０２は、対応する２つのエッジ画素の両方がエッジ候補である場合のみエッジとしても良い。この場合、エッジであるかどうかを表す値の論理積（ＡＮＤ）により容易に求めることができる。
【０１５７】
以上のように、本実施の形態のエッジ検出装置およびエッジ検出方法によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【０１５８】
また、上記実施の形態と異なる処理方式のエッジ検出処理と組合せることで、異なるエッジ画像を得ることができ、エッジ検出の検出効率をさらに向上させることができる。
【０１５９】
なお、上記実施の形態１と同様な処理において、局所領域の大きさとして、各種の大きさが適用可能である。また、局所領域の大きさは、固定値であっても変動可能な値であってもよい。
【０１６０】
また、上記実施の形態１と同様な処理において、エッジ候補の細線化処理を行うようにエッジ検出装置を構成してもよい。
【０１６１】
また、上記実施の形態１と同様な処理において、画素ブロックとして複数の画素を含むようにして、画素ブロック単位で周波数解析を行って画素ブロック単位で画素値の変動方向を求めるようにしてもよい。その際に、上記実施の形態１と同様に、得られた角度画像に対し補間処理を行なうようにしてもよい。
【０１６２】
また、上記実施の形態１と同様な処理において、必ずしも画像内の全ての画素について変動方向を求める必要はなく、画面内の一部の画素について求めてもよい。
【０１６３】
また、上記実施の形態１と同様な処理において、画像の端部の画素、画素ブロック、局所領域の大きさについては、端部以外のものと異なっていてもよい。
【０１６４】
また、上記実施の形態１と同様な処理において、上記実施の形態１と同様に、処理フローの各種変形が可能である。
【０１６５】
さらに、本実施の形態の図１０および図１１においては、第１および第２のエッジ候補を並列に求めるフローとなっているが、最終的にエッジを求める際（ステップ１１２）に第１および第２のエッジ候補が求まっていればよく、図のフローの処理順に限定されない。
【０１６６】
実施の形態３.
【０１６７】
以下に、本発明の各実施の形態３について図１２を用いて説明する。
【０１６８】
なお、上記各実施の形態１の構成要素と同一または同様な構成要素およびその動作については、その説明を省略する場合がある。
【０１６９】
図１２は、本発明の実施の形態３における、エッジ検出装置の処理のフローの概要を示す図である。
【０１７０】
図において、５１は画像取得処理、５３は角度取得処理、５４は第１のエッジ候補取得処理、１１１は第２のエッジ候補取得処理、１１２はエッジ統合処理、１２１は勾配オペレータ処理を示す。また、図の上端は処理フローの開始を、下端は処理フローの終了を示す。
【０１７１】
エッジ検出装置の内部構成の概要は、上記実施の形態２の図１０と同様である。
【０１７２】
実施の形態２の図１１の処理フローと異なる点は、周波数解析処理５２の代わりに勾配オペレータ処理１２１が記載されている点である。
【０１７３】
角度取得部（第１および第２の処理部）４２は、画像取得部４１で取得した画像情報をもとに、画素ブロック単位で、画素値の変動方向θを求める。（ステップ１２１乃至ステップ５３）
【０１７４】
詳しくは、まず、画素値の勾配を求めるオペレータを適用する。（ステップ１２１）
【０１７５】
画素値の勾配を求めるためのオペレータとしては、従来および新規なオペレータが適用可能であり、例えば、（１）ゾーベルオペレータ(Ｓｏｂｅｌ  ｏｐｅｒａｔｏｒ)、（２）プレビィットオペレータ(Ｐｒｅｗｉｔｔ  ｏｐｅｒａｔｏｒ)、が適用可能である。
【０１７６】
ゾーベルオペレータおよびレビィットオペレータを用いる場合は、注目画素を中心とする３×３の大きさの局所領域に対して、オペレータを適用する。
【０１７７】
次に、角度取得部（第１および第２の処理部）４２は、上記勾配オペレータの適用によりえられた各方向における勾配量をもとに、画素単位で輝度値の変動方向を求める。（ステップ５３）
【０１７８】
変動方向の求め方としては、水平方向および垂直方向の勾配の大きさをもとに、逆三角関数により求めることができる。詳しくは、例えば、水平方向用の勾配オペレータにより水平方向の勾配を求め、垂直方向用の勾配オペレータにより垂直方向の勾配を求める。求められた各方向の勾配を用いて、逆三角関数により求めることができる
【０１７９】
以上のように、本実施の形態のエッジ検出装置およびエッジ検出方法によれば、上記実施の形態２と同様な効果を奏する。
【０１８０】
また、上記実施の形態２と比べ、画素値の変動方向を高速に求めることができる。
【０１８１】
これは、実施の形態２では、周波数解析、例えばフーリエ変換、を用いるため装置の実装において浮動小数点演算が多用されるが、オペレータを適用する場合は、整数の積和演算で実現可能であるため、回路規模の低減と処理の高速化ができるためである。
【０１８２】
なお、上記実施の形態２と同様な構成および動作については、上記実施の形態２と同様に、各種変形が可能である。
【０１８３】
実施の形態４.
【０１８４】
以下に、本発明の各実施の形態４について図１３ないし図１６を用いて説明する。
【０１８５】
なお、上記各実施の形態の構成要素と同一または同様な構成要素については、その説明を省略する場合がある。
【０１８６】
図１３は、本発明の実施の形態４における、エッジ検出装置の内部構成の概要を示す図である。
【０１８７】
図において、４０はエッジ検出装置、４１は画像取得部、４２は角度取得部（第１および第２の処理部）、４３は第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）、１０１は第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）、１０２はエッジ統合部、１３１は移動情報取得部、１３２は移動分析部を示す。
【０１８８】
実施の形態２の図１０と主に異なる点は、移動情報取得部１３１および移動分析部１３２が追加されている点である。
【０１８９】
また、本実施の形態においては、画像取得部４１は、カメラなどの撮影装置（図示しない）の移動状況（静止状態を含む）を把握できる場合を想定する。
【０１９０】
移動情報取得部１３１は、撮影装置の移動状況を把握し、撮影装置の移動に関する情報（以下、移動情報と記載。）を求める。
【０１９１】
移動情報としては、撮影装置の移動状況を把握できる情報であれば各種情報を適用可能であり、例えば、（１）撮像装置の加速度、（２）撮像装置の速度、（３）撮像装置の位置、を適用可能である。
【０１９２】
移動状況の把握方法は、各種実装方法が適用可能であり、例えば加速度を把握に用いる場合は、画像取得部４１に加速度センサを内蔵（または一体化）して、（１）加速度信号を出力し、移動情報取得部１３１で加速度信号を取得して把握する、（２）画像取得部４１内で加速度信号を移動情報に変換し、移動情報取得部１３１がその移動情報を取得して把握する、方法が適用可能である。
【０１９３】
なお、移動情報取得部１３１の定義として、移動情報の取得に用いるセンサを含めてもよい。
【０１９４】
移動分析部１３２は、移動情報取得部１３１で得られた撮像装置の移動情報をもとに、撮像装置の移動に起因して撮像画像上に生ずる画素値の変化のうちで、変動方向θを求める際に問題となる成分を分析する。
【０１９５】
本実施の形態における上記成分については、後述する処理フローにおいて説明する。
【０１９６】
角度取得部４２は、移動分析部１３２の分析結果をもとに、移動に起因する成分を除外して、または移動による影響のない成分をもとに、画素値の変動方向θを求める。
【０１９７】
次に、エッジ検出の処理フローの１例の概要を説明する。
【０１９８】
以下の説明では、移動情報として、撮像装置が移動する際の加速度の情報を取得する場合を例に説明する。
【０１９９】
また、本実施の形態は、移動分析部１３２は、移動に起因する成分として、移動に起因して生ずる残像に対応する、周波数スペクトル成分を求める。
【０２００】
残像に起因する周波数スペクトルの求め方は後述する。
【０２０１】
図１４は、本発明の実施の形態４における、エッジ検出装置の処理フローの概要を示す図である
【０２０２】
図において、５１は画像取得処理、５２は周波数解析処理、５３は角度取得処理、５４は第１のエッジ候補取得処理、１１１は第２のエッジ候補取得処理、１１２はエッジ統合処理、１４１は移動情報取得処理、１４２は移動分析処理、を示す。また、図の上端は処理フローの開始を、下端は処理フローの終了を示す。
【０２０３】
実施の形態２の図１１と異なる点は、移動情報取得処理１４１および移動分析処理１４２が、周波数解析処理５２と角度取得処理５３の間に追加されている点である。
【０２０４】
まず、角度取得部４２は、画像取得部４１で取得した画像情報をもとに、局所領域に含まれる複数の画素の輝度値を用いて周波数解析を行い、周波数スペクトルを求める。（ステップ５２）
【０２０５】
次に、移動情報取得部１３１は、撮影装置の移動状況を把握し、移動情報を求める。（ステップ１４１）
【０２０６】
次に、移動分析部１３２は、角度取得部４２で得られた周波数スペクトルと、移動情報取得部１３１で得られた移動情報と、をもとに、撮像装置の移動に起因して画像上に生じた残像のパターンと対応する、周波数スペクトル成分を求める。（ステップ１４２）
【０２０７】
なお、移動情報、および移動分析部１３２による残像に起因する周波数スペクトル成分、は画素値の変動方向を求める際に求まっていればよく、処理の順番およびタイミングは図に限定されない。
【０２０８】
ここで、角度取得部４２は、ステップ５２の周波数解析で得られた周波数スペクトルのうちで、残像のパターンと対応する周波数スペクトル成分を特定する。
なお、残像に対応する周波数スペクトル成分は、特定されたものであっても、推定されたものであってもよい。また、求める際に、残像により発生する可能性を考慮してもよい。
【０２０９】
角度取得部４２は、また、残像に対応する周波数スペクトル成分を除外して、または移動による影響のない成分をもとに、画素値の変動方向θを求める。
なお、例えば撮像対象によって画像に対する残像の影響に違いがでる可能性があるので、変動方向を求める際に、残像により周波数スペクトル成分のピークが発生する可能性を考慮してもよい。
【０２１０】
また、必ずしも残像に対応する周波数スペクトル成分の全てを考慮する必要はなく、主要な成分を適宜選択してもよい。
【０２１１】
ここで、移動に起因する周波数スペクトル成分の除外の例を説明する。
【０２１２】
通常、撮像装置が移動している場合、撮像装置のシャッター時間が十分に短いか、もしくは、手ぶれ補正等の補正処理が施されていない限り、撮像結果の画像に残像が生ずる。
【０２１３】
この残像は、移動方向の消失点と同じ方向に発生するため、角度算出部４２において変動方向をもとめる際に、残像の方向が影響を及ぼす可能性がある。
【０２１４】
図１５は、本発明の実施の形態４における、移動中の撮像装置で撮影された画像の１例を示す図である。
【０２１５】
図において、２１は青空、２２は建造物、２３は地面、１５１は道路、１５２は消失点、１５３はある画素ブロック（または局所領域）の範囲、を示す。
【０２１６】
また、撮像装置は、道路１５１上を消失点に向かって移動しているものとする。
【０２１７】
注目する画素ブロック（または局所領域）の範囲１５３を考えると、撮像装置が消失点に向かって移動しているため、消失点１５２に向かう方向に沿った残像が発生する可能性がある。
【０２１８】
図１６は、ある画素ブロック（または局所領域）の範囲１５３に対応する、周波数スペクトルの１例を示す図である。図の見方は、図７と同様である。
【０２１９】
図において、１６１が、対象物自体の周波数スペクトル成分のピーク、１６２が残像により生じた周波数スペクトル成分のピーク、１６３がピーク１６２を中心とした近傍の範囲を示す。
【０２２０】
図のような場合、残像の影響が大きい場合、例えばピーク１６２の大きさがピーク１６１の大きさより大きい場合、に対象物のエッジを検出する精度が低下する可能性がある。
【０２２１】
このような場合に、角度取得部４２は、ピーク１６２を除外してから変動方向θを求める。
【０２２２】
以上のように、実施の形態２と同様な効果を奏する。
【０２２３】
また、画像を取得する際に撮像装置が移動している場合、例えば撮像装置を携帯機器や自動車に取り付けて撮像する場合、にエッジの誤検出の増加を抑制できる。
【０２２４】
なお、上記各実施の形態と同様な構成および動作については、上記各実施の形態と同様に、各種変形が可能である。
【０２２５】
また、本実施の形態においては、撮像装置の移動に起因して生ずる、あるいは生ずる可能性のある、周波数スペクトルのピークの成分１６２を除外するようにしているが、実際の画像においてはピーク１６２の近傍に複数の周波数スペクトル成分が生ずることが多いので、近傍範囲１６３内の周波数スペクトル成分も除外するようにしてもよい。
【０２２６】
実施の形態５．
【０２２７】
以下に、本発明の各実施の形態５について図１７を用いて説明する。
【０２２８】
なお、上記実施の形態１の構成と同一または同様な要素および機能については、その説明を省略する場合がある。
【０２２９】
図１７は、本発明の実施の形態５における、エッジ検出装置の内部構成の概要を示す図である。
【０２３０】
図において、１７１はカメラ（Ｃａｍｅｒａ）、１７２は入力インターフェース（Ｉｎｐｕｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、１７３はバス（Ｂｕｓ）、１７４はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、１７５はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、１７６はＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、１７７は出力インターフェース（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、１７８は制御用インターフェース（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を示す。
【０２３１】
なお、例えばカメラ１７１を含まない、狭義のエッジ検出装置を定義することが可能である。または、図示しないその他の構成要素、例えば（１）電源、（２）表示装置、を含む広義のエッジ検出装置を定義することも可能である。
【０２３２】
カメラ１７１は、画像情報を生成する。
【０２３３】
入力インターフェース１７２は、カメラ１７１から画像情報を取得する。
【０２３４】
なお、カメラ１７１を含まないエッジ検出装置４０を想定する場合は、エッジ検出装置４０外部から画像情報を入力する。その場合、入力インターフェース１７２の実装は、例えば、いわゆるコネクタであってもよい。
【０２３５】
バス１７３は、構成要素間を接続する。
【０２３６】
ＣＰＵ１７４は、各種処理、例えば（１）演算処理、（２）制御処理、を行なう。
【０２３７】
ＲＡＭ１７５およびＲＯＭ１７６は、各種情報を記憶する。
【０２３８】
出力インターフェース１７７は、エッジ検出装置４０の外部へ各種情報を出力する。
【０２３９】
制御用インターフェース１７８は、エッジ検出装置４０の外部と制御情報をやり取りする。
【０２４０】
本実施の形態においては、図１７に示した構成要素と上記各実施の形態のいずれかまたは全部の構成要素とを対応させる。
【０２４１】
例えば、主にカメラ１７１および入力インターフェース１７２が画像取得部４１、移動情報取得部１３１、またはその両方、に対応させることができる。
【０２４２】
また、例えば、主にＣＰＵ１７４が、角度取得部（第１および第２処理部）４２、エッジ取得部（第３の処理部）４３、第１のエッジ候補取得部（第３の処理部）４３、第２のエッジ候補取得部（第４の処理部）１０１、エッジ統合部１０２、および移動分析部１３２、の一部又は全部に対応させることができる。
【０２４３】
エッジ検出装置の動作の概要については、上記各実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２４４】
以上のように、本実施の形態のエッジ検出装置およびエッジ検出方法によれば、上記各実施の形態に対応して、上記各実施の形態と同様な効果を奏する。
【０２４５】
なお、本実施の形態の図１７のＣＰＵ１７４は、図の説明では単にＣＰＵとしているが、演算等に代表される処理機能を実現可能であればよく、例えば、（１）マイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、（２）ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、（３）ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、（４）ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であってもよい。
【０２４６】
また、処理は、（１）アナログ処理、（２）デジタル処理、（３）両者の混在処理、のいずれであってもよい。さらに、（１）ハードウェアによる実装、（２）ソフトウェア（プログラム）による実装、（３）両者の混在による実装、などが可能である。
【０２４７】
また、本実施の形態のＲＡＭ１７５は、図の説明では単にＲＡＭとしているが、データを揮発的に記憶保持可能なものであればよく、例えば、（１）ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  ＲＡＭ）、（２）ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＲＡＭ）、（３）ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ＤＲＡＭ）、（４）ＤＤＲ−ＳＤＲＡＭ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ  ＳＤＲＡＭ）であってもよい。
【０２４８】
また、（１）ハードウェアによる実装、（２）ソフトウェアによる実装、（３）両者の混在による実装、などが可能である。
【０２４９】
また、本実施の形態のＲＯＭ１７６は、図の説明では単にＲＯＭと記載しているが、データを記憶保持可能なものであればよく、例えば、（１）ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、（２）ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、であってもよい。また、ハードウェアによる実装、ソフトウェアによる実装、両者の混在による実装、などが可能である。
【０２５０】
なお、上記各実施の形態においては、画素値として輝度値を用いる場合について説明したが、輝度値に限定されない。
【０２５１】
例えば、カラー画像においては、（１）ＲＧＢ、ＨＳＶ、ＹＣｂＣｒ等の色空間を構成する成分の一つを画素値として用いて本発明を適用する、（２）各成分毎に本発明を適用する、ようにしてもよい。
【０２５２】
また、上記実施の形態２以降においては、画素値の変動方向にもとづく第１のエッジ候補の検出と、それとは異なる方式にもとづく第２のエッジ候補の検出とを、１種類ずつ組合せているが、複数種類の検出方式を用いるよう構成してもよく、上記実施の形態に限定されない。
【０２５３】
また、上記各実施の形態で示した図は、わかりやすく説明するため、詳細な機能、内部構造等を省略した図となっている。従って、本発明の処理装置の構成および実装においては、図に示した機能または構成要素のほかの機能または構成要素、例えば表示手段（機能）、通信手段（機能）、を含んでもよい。
【０２５４】
また、上記各実施の形態における装置の構成、機能および処理の分割のしかたは一例であり、装置の実装においては、等価な機能を実現できればよく各本実施の形態に限定されない。
【０２５５】
また、図の各部の間を結ぶ矢印によって運ばれる信号および情報の内容は、分割の仕方によって変わることがあり、その場合、矢印または線によって運ばれる信号および情報が、（１）明示的に実装されるか否か、また（２）明示的に規定される情報か否か、といった情報の属性が異なってもよい。
【０２５６】
また、上記各実施の形態における各種処理または動作は、（１）実質的に等価（または相当する）処理（または動作）に変形して実装する、（２）実質的に等価な複数の処理に分割して実装する、（３）複数のブロックに共通する処理はそれらを含むブロックの処理として実装する、（４）あるブロックがまとめて実装する、など本発明の課題及び効果の範囲で各種変形が可能である。
【符号の説明】
【０２５７】
１１  画像取得処理、１２  勾配取得処理、１３  ２値化処理、２０  画像、２１  空、２２  建造物、２３  地面、２４および２５  エッジ、２５および２６  建造物の表面、４０  エッジ権出装置、４１  画像取得部、４２  角度取得部（第１および第２の処理部）、４３  エッジ取得部（第３の処理部）または第１のエッジ候補取得部、５１  画像取得処理、  ５２  周波数領域解析処理、５３  角度取得処理、５４  エッジ取得処理、７１  周波数スペクトルのピーク、８１および８２  画素、９１  表面特徴、１０１  第２のエッジ候補取得部、１０２  エッジ統合部、１１１  従来方式処理、１１３  エッジ統合処理、１２１  勾配オペレータ処理、１３１  移動情報取得部、１３２  移動分析部、１４１  移動情報取得処理、１４２  移動分析処理、１５１  道路、１５２  消失点、１５３  ある画素ブロック（または局所領域）の範囲、１６１および１６２  周波数スペクトルのピーク、１６３  ピーク１６２の周辺、１７１  カメラ、１７２  入力インターフェース、１７３  バス（Ｂｕｓ）、１７４  ＣＰＵ、１７５  ＲＡＭ、１７６  ＲＯＭ、１７７  出力インターフェース、１７８  制御用インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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