(57)【要約】【課題】画像の明るさの変化や画像センサノイズの影響を低減し、連続したフレーム間で同一のコーナー点を安定して検出することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】画像処理装置は、画像情報を取得し、当該画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算する勾配方向計算部１１と、各画素の輝度の勾配方向を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域毎に、勾配方向の所定の角度毎の数をビン値としたヒストグラムを作成する勾配方向ヒストグラム作成部１２と、ヒストグラムを取得し、当該ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいてコーナーらしさを示すコーナー度を算出するコーナー度算出部１３とを備える。【選択図】図７
2015082287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を取得し、当該画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算する勾配方向計算部と、
前記各画素の輝度の勾配方向を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域毎に、前記勾配方向の所定の角度毎の数をビン値としたヒストグラムを作成する勾配方向ヒストグラム作成部と、
前記ヒストグラムを取得し、当該ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいてコーナーらしさを示すコーナー度を算出するコーナー度算出部とを備えた
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
コーナー度算出部は、
少なくとも２つの極大値における勾配方向のなす角に基づいてコーナー度を算出する
請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
コーナー度算出部は、
極大値の数に基づいてコーナー度を算出する
請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
コーナー度を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域における前記コーナー度が最大となる画素の座標値をコーナー座標として出力する局所最大値選択部を備えた
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
コーナー度算出部は、
各ビン値の差を考慮してコーナー度を算出する
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
画像情報を取得し、当該画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算し、
前記各画素の輝度の勾配方向を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域毎に、前記勾配方向の所定の角度毎の数をビン値としたヒストグラムを作成し、
前記ヒストグラムを取得し、当該ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいてコーナーらしさを示すコーナー度を算出する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
コンピュータに、
画像情報を取得し、当該画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算する勾配方向計算処理と、
前記各画素の輝度の勾配方向を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域毎に、前記勾配方向の所定の角度毎の数をビン値としたヒストグラムを作成する勾配方向ヒストグラム作成処理と、
前記ヒストグラムを取得し、当該ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいてコーナーらしさを示すコーナー度を算出するコーナー度算出処理とを
実行させるための画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像から特徴的な点を検出する画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関し、特に画像の明るさの変化や画像センサノイズに頑健な画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の画像から同一のコーナー点（画像上で２つ以上のエッジが交差する点）を安定に検出することは、画像処理における最も基本的な工程の１つである。安定に検出するとは、被写体の向きや局所的な明るさが画像ごとに異なったり、画像センサのノイズが大きくなったりしても、同一のコーナー点が検出されることである。例えば、蛍光管からの光の元で動画を撮影すると、連続フレームであっても蛍光管の明滅により被写体や画像全体の輝度が変化する。また、例えば、安価な画像センサで暗所を撮影すると、センサノイズが大きくちらつき、しかもフレームごとに異なるノイズが画素に加わる。
【０００３】
コーナー点の算出について、例えば、画像を画素座標値と輝度値からなる２次曲面とみなし、画像の二階微分を解析して曲率が最大になる点をコーナー点として検出する方法が行われている。また、非特許文献１には、二階微分によるノイズの増幅を抑えるため、画像の一階微分とガウシアンフィルタを組み合わせる方法が記載されている。特許文献１と非特許文献２には、注目画素と注目画素を中心とする円周上の画素との輝度値差分を計算し、差分が閾値以上の画素数が一定以上の場合にコーナー点とする方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】英国特許出願公開第２２７２２８５号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】C. Harris and M. Stephens. “A combined corner and edge detector,” In Proceedings of the 4th Alvey Vision Conference, pp. 147-151, 1988.
【非特許文献２】E. Rosten and T. Drummond, “Machine learning for high-speed corner detection,” In Proceedings of the 9th European Conference on Computer Vision, pp. 430-443, 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、非特許文献１および非特許文献２等に記載された一般的な装置または方法は、画像の明るさの変化や画像センサノイズに敏感で、連続したフレーム間で同一のコーナー点を安定して検出できないという問題点がある。つまり、あるフレームで検出された点が、以降のフレームで連続的に検出できない場合がある。その理由は、注目画素と周辺画素の輝度値差分に基づくコーナー度をフレームごとに独立に順位づけされ、各フレーム内で相対的にコーナー度が高い点を選択されるためである。つまり、絶対的なコーナー度（コーナーらしさ）が定義されていない。
【０００７】
コーナー度の差分が大きいほどコーナー点として選択されやすいため、例えば画像の一部の明るさが変化すると、相対的に明るくなったエッジの交差点がコーナー点となり、相対的に暗くなったエッジの優先度が低くなる。また、例えば、センサノイズが大きいカメラや暗所のようなノイズが出やすい環境の場合も、ノイズがフレームごとに大きく変化するため、相対的なコーナー度が変化する。このように、上記一般的な技術では連続したフレーム間で同一のコーナー点を安定して検出できない。
【０００８】
そこで、本発明は、画像の明るさの変化や画像センサノイズの影響を低減し、連続したフレーム間で同一のコーナー点を安定して検出することができる画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による画像処理装置は、画像情報を取得し、当該画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算する勾配方向計算部と、各画素の輝度の勾配方向を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域毎に、勾配方向の所定の角度毎の数をビン値としたヒストグラムを作成する勾配方向ヒストグラム作成部と、ヒストグラムを取得し、当該ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいてコーナーらしさを示すコーナー度を算出するコーナー度算出部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明による画像処理方法は、画像情報を取得し、当該画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算し、各画素の輝度の勾配方向を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域毎に、勾配方向の所定の角度毎の数をビン値としたヒストグラムを作成し、ヒストグラムを取得し、当該ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいてコーナーらしさを示すコーナー度を算出することを特徴とする。
【００１１】
本発明による画像処理プログラムは、コンピュータに、画像情報を取得し、当該画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算する勾配方向計算処理と、各画素の輝度の勾配方向を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域毎に、勾配方向の所定の角度毎の数をビン値としたヒストグラムを作成する勾配方向ヒストグラム作成処理と、ヒストグラムを取得し、当該ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいてコーナーらしさを示すコーナー度を算出するコーナー度算出処理とを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像の明るさの変化や画像センサノイズの影響を低減し、連続したフレーム間で同一のコーナー点を安定して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による画像処理装置の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明による画像処理装置の実施形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】実施例における局所領域を示す説明図である。
【図４】実施例における局所領域の勾配方向を示す説明図である。
【図５】実施例におけるヒストグラムを示す説明図である。
【図６】本発明による画像処理装置が実装される情報処理システムの例を示すブロック図である。
【図７】本発明による画像処理装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による画像処理装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態の画像処理装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の画像処理装置は、勾配方向計算部１１と、勾配方向ヒストグラム作成部１２と、コーナー度算出部１３と、局所最大値選択部１４とを備える。
【００１６】
勾配方向計算部１１は、１枚の画像情報を取得し、画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算して勾配方向ヒストグラム作成部１２に出力する。
【００１７】
勾配方向ヒストグラム作成部１２は、勾配方向計算部１１によって計算された勾配方向を取得する。また、勾配方向ヒストグラム作成部１２は、取得した勾配方向を用いて、各画素を中心とする所定の広さの局所領域における勾配方向のヒストグラムを作成し、コーナー度算出部１３に出力する。勾配方向ヒストグラム作成部１２は、具体的には、局所領域ごとに、各勾配方向の所定の角度毎の数をビン値として勾配方向ヒストグラムを作成する。
【００１８】
コーナー度算出部１３は、勾配方向ヒストグラム作成部１２によって作成された勾配方向ヒストグラムを取得し、ヒストグラムの形状に基づき各画素のコーナーらしさを示すコーナー度を算出し、局所最大値選択部１４に出力する。コーナー度算出部１３は、具体的には、ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいて各画素のコーナーらしさを示すコーナー度を算出する。
【００１９】
局所最大値選択部１４は、コーナー度算出部１３によって計算された各画素のコーナー度を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域において中心画素のコーナー度が最大となる画素の座標値をコーナー座標として出力する。
【００２０】
次に、本実施形態の画像処理装置の動作を説明する。図２は、本実施形態の画像処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【００２１】
まず、勾配方向計算部１１は、１枚の画像が入力されると、各画素の輝度の勾配方向を計算して勾配方向ヒストグラム作成部１２に出力する（ステップＳ１１）。
【００２２】
本実施形態の画像処理装置は、入力画像として、グレースケール画像のような１チャンネル形式を対象とする。入力画像がカラー画像のような複数チャンネル形式の場合、画像処理装置は、各形式から１チャンネルを選択するか、グレースケール変換により１チャンネル化を行えばよい。例えば、入力画像がＲＧＢ形式である場合は、画像処理装置は、Ｇチャンネルを入力としてもよいし、０．２９９＊Ｒ＋０．５８７＊Ｇ＋０．１１４＊Ｂというグレースケール変換式に従ってもよい。また、画像処理装置は、ＹＣｂＣｒ形式やＹＵＶ形式の場合、Ｙチャンネルを入力としてもよい。
【００２３】
勾配方向計算部１１は、輝度の勾配方向を計算する方法として、例えば、異なる２方向以上のエッジ抽出フィルタの応答値を利用する方法を用いる。勾配方向計算部１１は、エッジ抽出フィルタとして、例えば、微分フィルタ、プリューウィットフィルタ、ソーベルフィルタ、ガボールフィルタなどを利用する。座標（ｉ，ｊ）の画素における横方向のフィルタ応答値をＩｘ（ｉ，ｊ）、縦方向のフィルタ応答値をＩｙ（ｉ，ｊ）とすると、その勾配方向は逆三角関数を用いて計算することができる。例えば、逆正接関数を用いると、勾配方向は、式（１）のように表される。勾配方向計算部１１は、入力画像の全画素について勾配方向θ（ｉ，ｊ）を計算し、これらを勾配方向ヒストグラム作成部１２に出力する。
【００２４】
【数１】
2015082287.tif 000003
【００２５】
次に、勾配方向ヒストグラム作成部１２は、勾配方向計算部１１によって計算された勾配方向が入力されると、各画素を中心とする所定の広さの局所領域における勾配方向のヒストグラムを作成し、コーナー度算出部１３に出力する（ステップＳ１２）。
【００２６】
コーナー度算出部１３は、勾配方向ヒストグラム作成部１２によって作成された勾配方向ヒストグラムが入力されると、ヒストグラムの形状に基づき各画素のコーナー度を算出し、局所最大値選択部１４に出力する（ステップＳ１３）。
【００２７】
局所最大値選択部１４は、コーナー度算出部１３によって計算された各画素のコーナー度が入力されると、各画素を中心とする所定の広さの局所領域において中心画素のコーナー度が最大となる画素の座標値をコーナー点の座標として出力する（ステップＳ１４）。
【００２８】
画像処理装置は、コーナー点が１つも得られない場合、コーナー点数がゼロであることを示すフラグを出力して動作を終了する。フラグは、例えば、真偽値であってもよいし、事前に決定したコーナー点数を表す座標値であってもよい。
【００２９】
また、浮動小数点で表される高精度なコーナー座標を求めるために、局所最大値選択部１４は、サブピクセル位置を推定してもよい。局所最大値選択部１４は、サブピクセル位置を推定する方法として、例えば、局所領域内のコーナー度に複数の平面や直線を当てはめてその交点を計算する方法、２次曲面を当てはめて最小二乗法によりその極値を計算する方法、２次曲面を当てはめて２次のテイラー展開によりその極値を求める方法を用いる。
【００３０】
［実施例１］
以下、具体的な例を用いて本実施形態の動作を説明する。なお、コーナー点は複数のエッジの交差点であるが、本実施例では、簡単のために、入力を白黒の２値画像とし、２つのエッジが垂直に交わる場合について説明する。
【００３１】
図３は、本実施例における局所領域を示す説明図である。図３は、入力画像中のうちのある５×５の局所領域を示している。本実施例では、画像処理装置は、その中心座標がコーナーであるかを判定する。
【００３２】
図４は、本実施例における局所領域の勾配方向を示す説明図である。ステップＳ１１において、勾配方向計算部１１は、例えば微分フィルタにより図４に示すような勾配方向を計算する。図４では、説明のために、横方向の矢印は勾配方向０度、斜め方向の矢印は勾配方向４５度、縦方向の矢印は勾配方向９０度を示している。勾配方向は度数ではなくラジアンで表現してもよい。勾配方向の値域は任意に設定可能であり、例えば、０度から３６０度としてもよいし、勾配ベクトルの符号を無視して０度から１８０度としてもよい。
【００３３】
図５は、実施例におけるヒストグラムを示す説明図である。ステップＳ１２において、勾配方向ヒストグラム作成部１２は、図５に示すような、各勾配方向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）に関して所定の角度毎の数をビン値（ｃｏｕｎｔ）とした勾配方向ヒストグラムを局所領域ごとに作成する。本実施例では、勾配ベクトルの符号を無視して０度から１８０度を４５度刻みに分割し、ヒストグラムのビン数を４としている。勾配方向ヒストグラム作成部１２は、ビン数を決定する方法として、検出したいコーナーの角度（交差するエッジがなす角度）に応じて適当な任意の数を用いる方法を用いてもよいし、ステージェスの公式やスコットの選択と呼ばれる方法を用いてもよい。また、勾配方向ヒストグラム作成部１２は、ヒストグラムを、離散的なヒストグラムではなく、適当なカーネル関数によるカーネル密度推定法を用いて、連続的な確率分布として表現してもよい。
【００３４】
また、勾配方向ヒストグラム作成部１２は、各画素の勾配方向からビン値を計算する際に、中心画素からの各画素への距離に応じた重み付けを行ってもよいし、中心画素の勾配方向と周辺画素の勾配方向のなす角に応じた重み付けを行なってもよい。
【００３５】
ステップＳ１３において、コーナー度算出部１３は、ヒストグラムの形状に基づき各画素のコーナー度を算出する。コーナー度算出部１３は、例えば、少なくとも２つの極大値における勾配方向のなす角に基づいてコーナー度を算出する。コーナー度算出部１３は、図３のような垂直に交わるエッジの交点をコーナーとして検出したい場合、例えばヒストグラムは少なくとも２つの極大値を持つことを前提に、さらに、それらの勾配方向が互いに垂直に近いほど、大きいコーナー度を算出する関数を用いればよい。コーナー度算出部１３は、コーナー度（ｃｏｒｎｅｒｎｅｓｓ）を示す関数として、例えば、式（２）〜式（４）を用いる。
【００３６】
【数２】
2015082287.tif 000004
【００３７】
【数３】
2015082287.tif 000005
【００３８】
【数４】
2015082287.tif 000006
【００３９】
ここで、ｈはヒストグラムの各ビンにおける値、ｍａｘ（ｈ）はｈの中の最大値、ｈ’はｈからｍａｘ（ｈ）を除いた残りの各ビンの値、αは０以上１未満の適当な閾値を表す。また、δは勾配方向が互いに垂直に近ければ大きい値を持つような重み付け関数であり、例えば、δ（ｏｉ，ｏｊ）＝１−｜ｃｏｓ（ｏｉ−ｏｊ）｜、とする。ｏｉ、ｏｊは、該当するビンの勾配方向とする。αは、ｍａｘ（ｈ）に対する閾値である。例えば、α＝０．５のように利用者が事前に閾値を決定してもよいし、コーナー点数が適切になるように適宜変更してもよい。
【００４０】
式（４）において、ｎは用いたエッジ抽出フィルタの数を表し、Ｉｏｉ，Ｉｏｊはｏｉ，ｏｊ方向に対するエッジ抽出フィルタの応答値を表す。ステップＳ１２においてカーネル密度推定法のような連続分布を用いた場合は、ｈの代わりに極大値を各ビンの値とすればよい。コーナー度を算出する関数は、式（２）、式（３）、式（４）に限らない。例えば、３つのエッジがＹ字型に交差する点をコーナーとして検出したい場合、３つの極大値の勾配方向のなす角が１２０度に近いほど大きいコーナー度を算出する関数を定義すればよい。
【００４１】
また、コーナー度算出部１３は、交差するエッジの数を未知として、極大値の数に基づいてコーナー度を算出してもよい。コーナー度算出部１３は、例えば、極大値の数そのものをコーナー度としてもいいし、単に極大値の数が２または３以上の場合にコーナーと決定してもいいし、ビン数と極大値の数の比に応じてコーナー度を算出してもよい。
【００４２】
また、コーナー度算出部１３は、式（２）、式（３）、式（４）のような勾配方向のなす角に基づく方法と、極大値の数に基づく方法を組み合わせることもできる。
【００４３】
コーナー度算出部１３は、平坦に近いヒストグラムを除去してコーナーの誤検出を減らすために、ヒストグラムに対して閾値処理を施してもよい。コーナー度算出部１３は、例えば、最大ビン値のある割合以下のビン値はすべてゼロとしたり、最大ビン値と最小ビン値の差がある閾値以上の場合のみ処理を行ったり、２つの極大値とそれらに挟まれた極小値の差がある閾値以下の場合に極大値として数えないとしたりしてもよい。つまり、コーナー度算出部１３は、各ビン値の差を考慮してコーナー度を算出する。
【００４４】
算出されるコーナー度は必ずしも正の値である必要はなく、コーナーらしい場合に絶対値最小となってもよいし、負の値となってもよい。
【００４５】
本実施例では、局所領域は５×５として説明したが、各部において異なる大きさの局所領域を設定してもよい。例えば、局所領域の大きさは、勾配方向計算部１１では３×３、勾配方向ヒストグラム作成部１２では５×５、コーナー度算出部１３では７×７、局所最大値選択部１４では９×９などのように、利用者が自由に設定してもよい。また、局所領域は、必ずしも正方領域である必要はなく、任意の幅と高さの四角形領域、任意半径の円形領域など、任意形状の領域を利用者が自由に設定してもよい。
【００４６】
また、画像処理装置は、上記実施例における処理に加えて、画像ノイズを低減するために、各部において平滑化処理を行ってもよい。画像処理装置は、平滑化のために、例えば、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタ、幾何平均フィルタ、中央値フィルタなどを用いることができる。
【００４７】
また、画像処理装置は、上記実施例における処理に加えて、処理速度を向上させるために、各部においてマスク情報を受け付け、マスク内のみの画素について処理を行ってもよい。マスク情報は、入力画像における各画素がコーナー点を検出するための処理対象であることを示す情報である。各画素が処理対象であることを示すには、例えば真偽値を使用してもよいし、事前に決定した数値や記号であってもよい。例えば、マスク情報を、処理対象画素の画素値を１、非処理対象画素の画素値を０とする入力画像と同じ大きさの画像とする場合、各部は、マスク情報が１である画素のみ処理を行う。
【００４８】
また、マスク情報は、画像である必要はなく、矩形を表す４つの頂点座標や、円を表す中心座標と半径などのパラメータでもよいし、陰関数で表されるグラフや、処理対象領域を囲む輪郭情報や、処理対象の座標値を並べた行列でもよい。
【００４９】
画像処理装置は、入力画像からマスク情報を生成する場合、例えば、入力画像の輝度値や勾配強度が一定以上である画素を処理対象として選択したり、背景情報を除去して前景情報を処理対象として選択したり、前フレームで検出したコーナー点を含む矩形領域を生成したりするなど、必要に応じて画像処理を施せばよい。入力画像を用いない場合、ユーザが画像処理装置にマスク情報を入力してもよい。
【００５０】
図６は、本実施形態の画像処理装置が実装される情報処理システムの例を示すブロック図である。なお、本実施形態の画像処理装置は、例えば、各部に対応したハードウェア等により実現可能であり、情報処理システムによっても実現可能である。図６に示す情報処理システムは、プロセッサ２１と、プログラムメモリ２２と、記憶媒体２３とを備える一般的な情報処理システムである。
【００５１】
記憶媒体２３は、別個の記憶媒体からなる記憶領域であってもよいし、同一の記憶媒体からなる記憶領域であってもよい。記憶媒体２３は、例えば、ハードディスク等の非一時的な磁気記憶媒体であって、画像処理装置における勾配方向計算部１１、勾配方向ヒストグラム作成部１２、コーナー度算出部１３、および局所最大値選択部１４の各部の処理を、プロセッサ２１に実行させるためのプログラムを記憶する。
【００５２】
プログラムメモリ２２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の一時記憶媒体である。プログラムメモリ２２は、上述したプログラムが実行される際に、当該プログラムを格納する。
【００５３】
プロセッサ２１は、例えば、ＣＰＵ等のプログラムに従って動作するプロセッサであればよい。プロセッサ２１は、プログラムメモリ２２に格納されたプログラムに従って動作する。このように、本実施形態の画像処理装置は、コンピュータプログラムにより実現可能である。なお、プログラムによる動作が可能なユニットのすべてをプログラムで動作させる必要はなく、一部をハードウェアで構成してもよい。また、それぞれ別々のユニットとして実現されていてもよい。
【００５４】
次に、本実施形態の画像処理装置の効果を説明する。本実施形態の画像処理装置は、勾配方向ヒストグラムを画素毎に作成し、勾配方向ヒストグラムの形状に基づきコーナー度を算出するように構成されており、さらに、画像内で相対的にコーナー度の順位付けせず、画素毎に独立に行う。そのため、画像処理装置は、画像の明るさの変化や画像センサノイズの影響を受けにくく、連続フレームで安定して同一のコーナー点を検出することができる。
【００５５】
画像の明るさの変化や画像センサノイズの影響を受けにくく、連続したフレーム間で同一のコーナー点を安定して検出できることの理由を説明する。まず、各画素を中心とする所定の広さの局所領域における勾配方向ヒストグラムを計算し、次に、勾配方向ヒストグラムの形状に基づきコーナー度を算出するためである。コーナー点は複数の異なる方向のエッジの交差点であるため、コーナー点を中心とする局所領域の勾配方向ヒストグラムは多峰性となる。
【００５６】
一方、コーナー点でないエッジ上の点の勾配方向ヒストグラムは単峰性となり、グラデーション領域のような濃淡変化の少ない点の勾配方向ヒストグラムは平坦となる。画像ノイズの勾配方向はヒストグラムにおいて外れ値となるが、外れ値は偏らずにランダムに分布するため、極大値は外れ値の影響を受けにくい。また、画像処理装置は、連続フレームで画像の明るさの変化が生じても、コーナー点におけるヒストグラム分布は多峰性を保つため、明るさ変化を受けにくい。また、画像処理装置は、コーナー判定において画像内でコーナー度の順位付けせず、画素毎に独立に行うため、連続フレームで安定してコーナー点を検出することができる。
【００５７】
図７は、本発明による画像処理装置の主要部の構成を示すブロック図である。図７に示すように、画像処理装置は、主要な構成として、画像情報を取得し、当該画像情報における各画素の輝度の勾配方向を計算する勾配方向計算部１１と、各画素の輝度の勾配方向を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域毎に、勾配方向の所定の角度毎の数をビン値としたヒストグラムを作成する勾配方向ヒストグラム作成部１２と、ヒストグラムを取得し、当該ヒストグラムにおける少なくとも２つの極大値に基づいてコーナーらしさを示すコーナー度を算出するコーナー度算出部１３とを備える。
【００５８】
また、上記の実施形態には、以下の（１）〜（４）に示す画像処理装置も開示されている。
【００５９】
（１）コーナー度算出部（例えば、コーナー度算出部１３）が、少なくとも２つの極大値における勾配方向のなす角に基づいてコーナー度を算出する画像処理装置。
【００６０】
（２）画像処理装置は、コーナー度算出部が、極大値の数に基づいてコーナー度を算出するように構成されていてもよい。
【００６１】
（３）画像処理装置は、コーナー度を取得し、各画素を中心とする所定の広さの局所領域におけるコーナー度が最大となる画素の座標値をコーナー座標として出力する局所最大値選択部（例えば、局所最大値選択部１４）を備えたように構成されていてもよい。
【００６２】
（４）画像処理装置は、コーナー度算出部が、各ビン値の差を考慮してコーナー度を算出するように構成されていてもよい。このような画像処理装置によれば、平坦に近いヒストグラムを除去してコーナーの誤検出を減らすことができる。
【００６３】
以上、実施形態および実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、連続フレーム間における物体追跡や、コーナー点周囲の情報に基づく被写体同定のための前処理といった用途に適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１１  勾配方向計算部
１２  勾配方向ヒストグラム作成部
１３  コーナー度算出部
１４  局所最大値選択部
２１  プロセッサ
２２  プログラムメモリ
２３  記憶媒体
【図１】
2015082287.tif 000007
【図２】
2015082287.tif 000008
【図３】
2015082287.tif 000009
【図４】
2015082287.tif 000010
【図５】
2015082287.tif 000011
【図６】
2015082287.tif 000012
【図７】
2015082287.tif 000013