テンプレートマッチング法のパターンの変形に対する耐性の実験的評価
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*テンプレートマッチング法のパターンの変形に対する耐性の実...
#contents
*研究目的 [#p484ef62]
画像の中から特定の文字や模様といったパターンを検出する手...
**テンプレートマッチング法とは [#mea7188a]
テンプレートマッチング法[3]とは、入力画像の中からテンプレ...
#ref(templateMatching.jpg,center,50%)
CENTER:図1：テンプレートマッチング法のイメージ図
**本研究の課題 [#v589f260]
テンプレートマッチング法を用いる際には、探す画像パターン...
*評価を行った5つの手法 [#u30ca3c8]
評価を行った手法は以下のものである。
-古典的な手法
--SAD(Sum of Absolute Difference)
---画素値の差の絶対値の和で評価値を求める
--SSD(Sum of Squared Difference)
---画素値の差の2乗の和で評価値を求める
--NCC(Normalized Cross Correlation)
---正規化相互相関
---明るさやコントラストに影響されない
-最近提案された手法
--ISC(Increment Sign Correlation)[4]
---増分符号相関
---部分的に起こる大きなノイズや遮蔽に強い
--SRF(Statistical Reach Feature)[5]
---統計的リーチ特徴法
---照明変動、遮蔽、撮影時のノイズに強い
*評価実験 [#r16690a7]
**評価実験の全体の流れ [#j4ec6f9f]
まず、背景画像（テンプレート画像と無関係な画像）とテンプ...
#ref(exp-all.jpg,center,50%)
CENTER:図2：評価の全体の流れ図
**背景画像とテンプレート画像のマッチング（しきい値の計算...
***背景画像とテンプレート画像のマッチングで得た評価値がし...
背景画像とテンプレート画像でテンプレートマッチングを行う...
#ref(threshold-and-evalValue.jpg,center,70%)
CENTER:図3：評価値の変化としきい値の関係(横軸はテンプレー...
***背景画像とテンプレート画像のマッチング方法 [#d0da5fc2]
背景画像とテンプレート画像でのテンプレートマッチングは図4...
#ref(exp-background.jpg,center,50%)
CENTER:図4：背景画像とテンプレート画像のマッチング
***検出誤りを許容した場合のしきい値の計算 [#mac70ea8]
先ほど求めたしきい値は検出誤りを許容しない場合のしきい値...
**テンプレート画像と変形テンプレート画像のマッチング（許...
テンプレート画像と変形テンプレート画像のテンプレートマッ...
#ref(exp-template.jpg,center,50%)
CENTER:図5：テンプレート画像と変形テンプレート画像のマッ...
*評価実験で使用した画像 [#x999470b]
**テンプレート画像 [#m52f33c4]
検出すべき対象物となるテンプレート画像は図6、7のようなも...
#ref(templateImages-cs.jpg,center,50%)
CENTER:図6：テンプレート画像（文字・標識）
#ref(templateImages-ti.jpg,center,50%)
CENTER:図7：テンプレート画像（模様・プリント基板）
**背景画像 [#p31b0ece]
背景画像は図8のような200枚の画像を用意した。これらの背景...
#ref(backgroundImages.jpg,center,50%)
CENTER:図8：背景画像
**変形テンプレート画像 [#y00d7563]
許容範囲を求める際に使う変形テンプレート画像は、図9、10、...
#ref(scale.jpg,center,50%)
CENTER:図9：倍率の変化
#ref(rotate.jpg,center,50%)
CENTER:図10：回転
#ref(trapezoid.jpg,center,50%)
CENTER:図11：台形変形
変形テンプレート画像にはさらに平均0標準偏差2のガウスノイ...
*評価実験の結果・考察 [#g1a01d18]
**「文字・標識」テンプレート画像での結果 [#x57a43a1]
「文字・標識」テンプレート画像で評価実験を行った結果は、...
これらのグラフを見ると、各画像変形においてSAD、NCCが耐性...
#ref(result-expansion-cs.jpg,center,80%)
CENTER:図12：倍率（拡大）
#ref(result-reduction-cs.jpg,center,80%)
CENTER:図13：倍率（縮小）
#ref(result-rotate-cs.jpg,center,80%)
CENTER:図14：回転
#ref(result-trapezoid-cs.jpg,center,80%)
CENTER:図15：台形変形
**「模様・プリント基板」テンプレート画像での結果 [#e7eae0...
「模様・プリント基板」テンプレート画像での実験結果は図16...
#ref(result-expansion-ti.jpg,center,80%)
CENTER:図16：倍率（拡大）
#ref(result-reduction-ti.jpg,center,80%)
CENTER:図17：倍率（縮小）
#ref(result-rotate-ti.jpg,center,80%)
CENTER:図18：回転
#ref(result-trapezoid-ti.jpg,center,80%)
CENTER:図19：台形変形
以上の結果から、SAD、NCCが画像変形に対して耐性があること...
*まとめ [#h8ae238d]
本研究では、テンプレートマッチング法の各手法の画像変形に...
今後の課題としては、
-マルチテンプレートを実際に行い、本研究で得られた画像変形...
-[2]のように画像のモデル化を行い、解析を行うことによって...
などが挙げられる。
*修士論文発表会で指摘された点 [#w7dd2b2a]
-この実験方法で得られた許容範囲がそのままマルチテンプレー...
→今回は、しきい値を求める際にテンプレート画像とは無関係な...
-テンプレート画像と変形テンプレート画像でマッチングを行う...
→本研究は、実際にテンプレートマッチングを用いる状況を想定...
*参考文献 [#xfe9eba1]
[1]Herbart Bay, Andreas Ess, Tinne Tuytelaars, Luc Van Go...
[2]山田貢己, "変形した画像に対する相関マッチングのモデル...
[3]コンピュータ画像処理, 田村秀行(編著), オーム社, 2001.~
[4]村瀬一朗, 金子俊一, 五十嵐悟, "増分符号相関によるロバ...
[5]尾崎竜史, 佐藤雄隆, 岩田健司, 坂上勝彦, "統計的リサー...
[6]朝岡峻一朗, "タンパク質の共焦点レーザー顕微鏡画像と電...
[[【解説ページへのリンク】>2種類の顕微鏡画像によるレジス...
*学部4年次の研究ページへのリンク [#v801d820]
[[テンプレートマッチング法のパターンの変形に対する耐性の...
*更新履歴 [#y70b484b]
2012/03/01 平野君からのアドバイスをもとに一部修正。~
2012/02/29 本ページ完成。今後は間違いを見つけ次第、修正す...
2012/02/28 一通り記述完了。明日中に見直しして完成版とする...
2012/02/21 本ページ立ち上げ。
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*テンプレートマッチング法のパターンの変形に対する耐性の実...
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*研究目的 [#p484ef62]
画像の中から特定の文字や模様といったパターンを検出する手...
**テンプレートマッチング法とは [#mea7188a]
テンプレートマッチング法[3]とは、入力画像の中からテンプレ...
#ref(templateMatching.jpg,center,50%)
CENTER:図1：テンプレートマッチング法のイメージ図
**本研究の課題 [#v589f260]
テンプレートマッチング法を用いる際には、探す画像パターン...
*評価を行った5つの手法 [#u30ca3c8]
評価を行った手法は以下のものである。
-古典的な手法
--SAD(Sum of Absolute Difference)
---画素値の差の絶対値の和で評価値を求める
--SSD(Sum of Squared Difference)
---画素値の差の2乗の和で評価値を求める
--NCC(Normalized Cross Correlation)
---正規化相互相関
---明るさやコントラストに影響されない
-最近提案された手法
--ISC(Increment Sign Correlation)[4]
---増分符号相関
---部分的に起こる大きなノイズや遮蔽に強い
--SRF(Statistical Reach Feature)[5]
---統計的リーチ特徴法
---照明変動、遮蔽、撮影時のノイズに強い
*評価実験 [#r16690a7]
**評価実験の全体の流れ [#j4ec6f9f]
まず、背景画像（テンプレート画像と無関係な画像）とテンプ...
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CENTER:図2：評価の全体の流れ図
**背景画像とテンプレート画像のマッチング（しきい値の計算...
***背景画像とテンプレート画像のマッチングで得た評価値がし...
背景画像とテンプレート画像でテンプレートマッチングを行う...
#ref(threshold-and-evalValue.jpg,center,70%)
CENTER:図3：評価値の変化としきい値の関係(横軸はテンプレー...
***背景画像とテンプレート画像のマッチング方法 [#d0da5fc2]
背景画像とテンプレート画像でのテンプレートマッチングは図4...
#ref(exp-background.jpg,center,50%)
CENTER:図4：背景画像とテンプレート画像のマッチング
***検出誤りを許容した場合のしきい値の計算 [#mac70ea8]
先ほど求めたしきい値は検出誤りを許容しない場合のしきい値...
**テンプレート画像と変形テンプレート画像のマッチング（許...
テンプレート画像と変形テンプレート画像のテンプレートマッ...
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CENTER:図5：テンプレート画像と変形テンプレート画像のマッ...
*評価実験で使用した画像 [#x999470b]
**テンプレート画像 [#m52f33c4]
検出すべき対象物となるテンプレート画像は図6、7のようなも...
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CENTER:図6：テンプレート画像（文字・標識）
#ref(templateImages-ti.jpg,center,50%)
CENTER:図7：テンプレート画像（模様・プリント基板）
**背景画像 [#p31b0ece]
背景画像は図8のような200枚の画像を用意した。これらの背景...
#ref(backgroundImages.jpg,center,50%)
CENTER:図8：背景画像
**変形テンプレート画像 [#y00d7563]
許容範囲を求める際に使う変形テンプレート画像は、図9、10、...
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CENTER:図9：倍率の変化
#ref(rotate.jpg,center,50%)
CENTER:図10：回転
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CENTER:図11：台形変形
変形テンプレート画像にはさらに平均0標準偏差2のガウスノイ...
*評価実験の結果・考察 [#g1a01d18]
**「文字・標識」テンプレート画像での結果 [#x57a43a1]
「文字・標識」テンプレート画像で評価実験を行った結果は、...
これらのグラフを見ると、各画像変形においてSAD、NCCが耐性...
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CENTER:図12：倍率（拡大）
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CENTER:図13：倍率（縮小）
#ref(result-rotate-cs.jpg,center,80%)
CENTER:図14：回転
#ref(result-trapezoid-cs.jpg,center,80%)
CENTER:図15：台形変形
**「模様・プリント基板」テンプレート画像での結果 [#e7eae0...
「模様・プリント基板」テンプレート画像での実験結果は図16...
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CENTER:図16：倍率（拡大）
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CENTER:図17：倍率（縮小）
#ref(result-rotate-ti.jpg,center,80%)
CENTER:図18：回転
#ref(result-trapezoid-ti.jpg,center,80%)
CENTER:図19：台形変形
以上の結果から、SAD、NCCが画像変形に対して耐性があること...
*まとめ [#h8ae238d]
本研究では、テンプレートマッチング法の各手法の画像変形に...
今後の課題としては、
-マルチテンプレートを実際に行い、本研究で得られた画像変形...
-[2]のように画像のモデル化を行い、解析を行うことによって...
などが挙げられる。
*修士論文発表会で指摘された点 [#w7dd2b2a]
-この実験方法で得られた許容範囲がそのままマルチテンプレー...
→今回は、しきい値を求める際にテンプレート画像とは無関係な...
-テンプレート画像と変形テンプレート画像でマッチングを行う...
→本研究は、実際にテンプレートマッチングを用いる状況を想定...
*参考文献 [#xfe9eba1]
[1]Herbart Bay, Andreas Ess, Tinne Tuytelaars, Luc Van Go...
[2]山田貢己, "変形した画像に対する相関マッチングのモデル...
[3]コンピュータ画像処理, 田村秀行(編著), オーム社, 2001.~
[4]村瀬一朗, 金子俊一, 五十嵐悟, "増分符号相関によるロバ...
[5]尾崎竜史, 佐藤雄隆, 岩田健司, 坂上勝彦, "統計的リサー...
[6]朝岡峻一朗, "タンパク質の共焦点レーザー顕微鏡画像と電...
[[【解説ページへのリンク】>2種類の顕微鏡画像によるレジス...
*学部4年次の研究ページへのリンク [#v801d820]
[[テンプレートマッチング法のパターンの変形に対する耐性の...
*更新履歴 [#y70b484b]
2012/03/01 平野君からのアドバイスをもとに一部修正。~
2012/02/29 本ページ完成。今後は間違いを見つけ次第、修正す...
2012/02/28 一通り記述完了。明日中に見直しして完成版とする...
2012/02/21 本ページ立ち上げ。
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