シーン照合のための照明変化に対して堅牢な画像照合方法
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[[FrontPage]]
*シーン照合のための照明変化に対して堅牢な画像照合方法 [#x...
#contents
*はじめに [#e2858542]
~近年様々な分野でロボットの需要が高まっているが、その中に...
//画像の挿入
#ref(自律走行ロボット.jpg,center)
CENTER:図1. 自律走行ロボット
自律走行ロボットは特定の経路をロボット自身が考えながら走...
しかし、時間や天候の変化によって画像の照明条件が変わり、...
**研究目的 [#l50e4e9d]
~ そのような問題がある場合でも画像照合を行う対象を適切に...
~ そこで本研究では照合方法をテンプレートマッチングに焦点...
*評価手法について [#b7ef03e1]
**実験構成 [#m43d8702]
実験では検出対象が写ってる画像群(画像群1)と検出対象が写っ...
これを解決するためには画像群1では常に高い類似度となり、画...
//画像の挿入
#ref(類似度分布例4.jpg,center)
CENTER:図2. 類似度分布のイメージ
この評価値が高いテンプレートというのは上図のような類似度...
**画像照合方法 [#tca8dcad]
***テンプレートマッチング [#c6315ae9]
今回画像照合にしようした手法はテンプレートマッチングと呼...
テンプレートマッチングとは、入力画像と呼ばれる未知画像と...
//画像の挿入
***マッチングアルゴリズム [#gcaf814e]
本研究では古典的なマッチングアルゴリズムであるNCC(正規化...
//式画像の挿入
#ref(NCC-1.png,center);&br;
#ref(NCC-2.png,center);&br;
NCCは画素の明るさを正規化した量であるため、明るさが変わっ...
**評価指標 [#k2113d63]
本研究では照明変化があるシーンにおいて安定してテンプレー...
+ テンプレート画像のエッジ強度の平均値
+ テンプレート画像の閾値以上のエッジ強度を持つ画素の割合
+ テンプレート画像のHOGのエントロピー
最初の2つの指標ではエッジ検出を用いている。エッジは画像中...
HOGのエントロピーは画像中の人工物の検出を行う際に使用され...
**評価値 [#m031f704]
今回使用した指標の評価のために評価値S5を定義して使用した...
使用する画像群は1つはテンプレートと同じシーンで照明条件に...
そして下位5パーセント点と上位5パーセント点の類似度の差を...
#ref(S5.png,center)&br;
この評価値S5が高いテンプレートと言うのは図2の様な類似度の...
**実験及び評価手法 [#eea9f65b]
今回行った実験は画像を256枚に分割した画像をテンプレートと...
3つの指標の値を求め、ソートし、それぞれを上位から4つのグ...
*実験 [#he208d5d]
**使用画像 [#f139db4b]
-入力画像&br;
使用した入力画像は定点から複数日にわたって撮影した照明条...
#ref(画像群1雨.jpg,center)
#ref(画像群1昼.jpg,center)
#ref(画像群1夜.jpg,center)
CENTER:図3. 画像群1の画像例
#ref(画像群2-1.JPG,center)
#ref(画像群2-2.JPG,center)
#ref(画像群2-3.JPG,center)
CENTER:図4. 画像群2の画像例
-テンプレート画像&br;
使用したテンプレート画像は入力画像群の定点から撮影した画...
#ref(テンプレート全体画像.jpg,center)
CENTER:図5. テンプレート全体画像
#ref(使用テンプレート画像例.jpg,center)
CENTER:図6. 使用テンプレート画像例
**実験結果 [#je61ef8f]
最初に、指標毎に4つのグループに分類した時のS5の分布を示す...
#ref(S5分布-Es.jpg,center)
CENTER:図7. 指標1のS5の分布
#ref(S5分布-Eth.jpg,center)
CENTER:図8. 指標2のS5の分布
#ref(S5分布-Ehog.jpg,center)
CENTER:図9. 指標3のS5の分布
指標1、指標2ではグループ間でS5の分布に差が出ているが、指...
次に3つの指標とS5について散布図と相関係数をいかに示す。散...
#ref(散布図Es3.jpg,center)
CENTER:図10. 指標1とS5の散布図
#ref(散布図Eth3.jpg,center)
CENTER:図11. 指標2とS5の散布図
#ref(散布図Ehog3.jpg,center)
CENTER:図12. 指標3とS5の散布図
CENTER:表1：各指標とS5についての相関係数
#ref(相関係数.png,center)
散布図から指標1と指標2は指標の値が高くなるにつれてS5の値...
以上の結果からエッジ強度を指標とすると、照明変化に対して...
*考察 [#e817a91d]
今回の結果を踏まえたシーンマッチングの構成について考察を...
画像中のエッジ強度の平均値が高い箇所をテンプレートとして...
#ref(テンプレート抽出例2.png,center)
CENTER:図13. 使用するテンプレートを限定した例
このようにマッチング箇所を限定することで、照明変化に対し...
今後はこの手法を用いてシーンマッチングを行い、その性能を...
*結び [#z1ba6e5f]
本研究では自律走行ロボットがテンプレートマッチングを用い...
*参考文献 [#m3d433e7]
[1] Jiang Gao，“What Entropy Tells About Man-Made Structu...
[2] 國光智，淺間一，川端邦明，三島健稔，“値エッジ画像のテ...
[3] 山崎俊彦，“画像の特徴抽出：Histogram of Oriented Grad...
[4] 画像処理ソリューション，“http://imagingsolution.blog1...
[5] リモートセンシング画像処理＞エッジ・フィルタ，“http:/...
[6] 田村秀行，“コンピュータ画像処理”，オーム社，2002．
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*シーン照合のための照明変化に対して堅牢な画像照合方法 [#x...
#contents
*はじめに [#e2858542]
~近年様々な分野でロボットの需要が高まっているが、その中に...
//画像の挿入
#ref(自律走行ロボット.jpg,center)
CENTER:図1. 自律走行ロボット
自律走行ロボットは特定の経路をロボット自身が考えながら走...
しかし、時間や天候の変化によって画像の照明条件が変わり、...
**研究目的 [#l50e4e9d]
~ そのような問題がある場合でも画像照合を行う対象を適切に...
~ そこで本研究では照合方法をテンプレートマッチングに焦点...
*評価手法について [#b7ef03e1]
**実験構成 [#m43d8702]
実験では検出対象が写ってる画像群(画像群1)と検出対象が写っ...
これを解決するためには画像群1では常に高い類似度となり、画...
//画像の挿入
#ref(類似度分布例4.jpg,center)
CENTER:図2. 類似度分布のイメージ
この評価値が高いテンプレートというのは上図のような類似度...
**画像照合方法 [#tca8dcad]
***テンプレートマッチング [#c6315ae9]
今回画像照合にしようした手法はテンプレートマッチングと呼...
テンプレートマッチングとは、入力画像と呼ばれる未知画像と...
//画像の挿入
***マッチングアルゴリズム [#gcaf814e]
本研究では古典的なマッチングアルゴリズムであるNCC(正規化...
//式画像の挿入
#ref(NCC-1.png,center);&br;
#ref(NCC-2.png,center);&br;
NCCは画素の明るさを正規化した量であるため、明るさが変わっ...
**評価指標 [#k2113d63]
本研究では照明変化があるシーンにおいて安定してテンプレー...
+ テンプレート画像のエッジ強度の平均値
+ テンプレート画像の閾値以上のエッジ強度を持つ画素の割合
+ テンプレート画像のHOGのエントロピー
最初の2つの指標ではエッジ検出を用いている。エッジは画像中...
HOGのエントロピーは画像中の人工物の検出を行う際に使用され...
**評価値 [#m031f704]
今回使用した指標の評価のために評価値S5を定義して使用した...
使用する画像群は1つはテンプレートと同じシーンで照明条件に...
そして下位5パーセント点と上位5パーセント点の類似度の差を...
#ref(S5.png,center)&br;
この評価値S5が高いテンプレートと言うのは図2の様な類似度の...
**実験及び評価手法 [#eea9f65b]
今回行った実験は画像を256枚に分割した画像をテンプレートと...
3つの指標の値を求め、ソートし、それぞれを上位から4つのグ...
*実験 [#he208d5d]
**使用画像 [#f139db4b]
-入力画像&br;
使用した入力画像は定点から複数日にわたって撮影した照明条...
#ref(画像群1雨.jpg,center)
#ref(画像群1昼.jpg,center)
#ref(画像群1夜.jpg,center)
CENTER:図3. 画像群1の画像例
#ref(画像群2-1.JPG,center)
#ref(画像群2-2.JPG,center)
#ref(画像群2-3.JPG,center)
CENTER:図4. 画像群2の画像例
-テンプレート画像&br;
使用したテンプレート画像は入力画像群の定点から撮影した画...
#ref(テンプレート全体画像.jpg,center)
CENTER:図5. テンプレート全体画像
#ref(使用テンプレート画像例.jpg,center)
CENTER:図6. 使用テンプレート画像例
**実験結果 [#je61ef8f]
最初に、指標毎に4つのグループに分類した時のS5の分布を示す...
#ref(S5分布-Es.jpg,center)
CENTER:図7. 指標1のS5の分布
#ref(S5分布-Eth.jpg,center)
CENTER:図8. 指標2のS5の分布
#ref(S5分布-Ehog.jpg,center)
CENTER:図9. 指標3のS5の分布
指標1、指標2ではグループ間でS5の分布に差が出ているが、指...
次に3つの指標とS5について散布図と相関係数をいかに示す。散...
#ref(散布図Es3.jpg,center)
CENTER:図10. 指標1とS5の散布図
#ref(散布図Eth3.jpg,center)
CENTER:図11. 指標2とS5の散布図
#ref(散布図Ehog3.jpg,center)
CENTER:図12. 指標3とS5の散布図
CENTER:表1：各指標とS5についての相関係数
#ref(相関係数.png,center)
散布図から指標1と指標2は指標の値が高くなるにつれてS5の値...
以上の結果からエッジ強度を指標とすると、照明変化に対して...
*考察 [#e817a91d]
今回の結果を踏まえたシーンマッチングの構成について考察を...
画像中のエッジ強度の平均値が高い箇所をテンプレートとして...
#ref(テンプレート抽出例2.png,center)
CENTER:図13. 使用するテンプレートを限定した例
このようにマッチング箇所を限定することで、照明変化に対し...
今後はこの手法を用いてシーンマッチングを行い、その性能を...
*結び [#z1ba6e5f]
本研究では自律走行ロボットがテンプレートマッチングを用い...
*参考文献 [#m3d433e7]
[1] Jiang Gao，“What Entropy Tells About Man-Made Structu...
[2] 國光智，淺間一，川端邦明，三島健稔，“値エッジ画像のテ...
[3] 山崎俊彦，“画像の特徴抽出：Histogram of Oriented Grad...
[4] 画像処理ソリューション，“http://imagingsolution.blog1...
[5] リモートセンシング画像処理＞エッジ・フィルタ，“http:/...
[6] 田村秀行，“コンピュータ画像処理”，オーム社，2002．
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