参照画素選択によるテンプレートマッチングの 道路標識への適用
をテンプレートにして作成
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[[太田研 公開用Wiki]]
*参照画素選択によるテンプレートマッチングの道路標識への適...
#contents
*概要 [#la11b7e7]
自動車が自律走行を行う上で周辺環境の把握は欠かせないもの...
*手法 [#y846aa09]
**2画素ペアの濃度共起ヒストグラム [#w811512b]
出現頻度が低く重要度の高い参照画素の候補を選ぶための濃度...
図1のようなテンプレート画像中の 2 つの画素からなる画素対...
#ref(kyouki.png,center,40%)
CENTER:図1: 画素値ペア
濃度値が p である点 P , 濃度値が q である点 Q としたとき ...
をそれぞれ v p = (i p , j p ), v q = (i q , j q ) とする ...
d = (k, l) とすると , この 2 画素からなる画素ペアの濃度共...
は以下のように定義される .
#ref(histogram.png,center,70%)
求めた濃度共起情報を正規化し出現頻度の低いものから順に並...
#ref(zncc.png,center,70%)
CENTER:式1: 正規化相互相関
この正規化相互相関によって算出されたスコアが高いほど類似...
このスコアが閾値を超えたものを道路標識であると判断してい...
**赤色抽出・ラベリング [#r6932710]
探索窓の座標を求め , さらに参照点を探索窓の大きさで正規化...
気や日陰などの影響による自然光の強さを考慮する必要がある ...
画像を RGB 表色系から HSV 表色系へと変換した . (H: 色相 S...
被参照画像中に白や黒に近いような色があった場合 , 少しの色...
色 ( 色相の角度 ) となってしまうことがあるためパラメータ...
135 度以下 ,S( 彩度 ) を 25 以上とした .V( 明度 ) は実環...
定はしていない .
非探索画像のすべての赤色を抽出するとノイズが含まれてしま...
処理を行い領域横幅が 15 以下のものを除去した . ここで , ...
ると大きい赤色領域にも色の欠損が起こってしまうので膨張処...
てクロージングを行った . これらの処理前と処理後の画像を図...
#ref(091.png,center,40%)
CENTER:図2: 非探索画像
#ref(red.png,center,40%)
CENTER:図3: 非探索画像の処理後
**参照点の移動 [#ua7b0e62]
ここまでで参照画素の選択と正規化相互相関によるマッチング...
大きさと座標が求まったが , このままマッチングを行うと参照...
乗ってしまうことがあるためを非探索画像と照らし合わせる際...
対象物が少し傾いている , または探索窓とのズレがあるなどで...
きと判断されてしまうことがある . よって , 参照点を上下左...
セルだけ移動させる処理を加える .
今回 , 道路標識のテンプレート画像の一番外の枠が参照されな...
半径 80 %の距離の参照点を計算し全体の 41652 画素から濃度...
画素を自動的に選び緑色の丸で囲った ( 図 13). 図 13 の参照...
クセルずらしたものが 図 14 となる .
CENTER:&ref(key_result.png,center,60%); &ref(key_result_s...
CENTER:図4: 処理前 / 図5: 処理後
*評価実験 [#a195a0a7]
**実験方法 [#k38df5d4]
実際に桐生市内の公共の道路を走行中の車載カメラから得た連...
5 万フレームに対して物体が連続した画像内に写ってから物体...
るまでに認識するか調べた . 本研究の最終目的は道路標識の種...
だが , アルゴリズム上道路標識の外側と内側の 2 段階に分け...
め今回は道路標識の外側のマッチングを行い , 速度標識などの...
白色の道路標識に対してのマッチングを行った .
また , テンプレート画像の全画素を使用するマッチング , 参...
ぞれをずらす処理を加えない手法と参照画素を選択してランダ...
らしガウシアンフィルタをかける手法の 3 つの実行速度を比較...
から算出される参照画素は一度計算してしまえば座標が変わる...
際にプログラムを使用する際は一度だけテンプレート画像から...
ておき , その後の処理を被参照画像の入力があるたびに行う ....
定方法は被参照画像の赤色抽出からマッチング終了までの区間...
**実験結果 [#e451b2d1]
下に示された図6 のように一定の大きさを超える赤い物体と認...
たものは赤い四角で囲まれ , 内側が白で外枠が赤のような対象...
まれた結果が理想結果となる .
#ref(detected.jpeg,center,40%)
CENTER:図6: 結果画像
検出数の結果を表 1 に示す .
#ref(resultgraph.png,center,70%)
CENTER:表1: 実験結果
全域マッチングはテンプレート画像の指定された領域の全画素...
ことなく比較したものの結果である . 本手法ずらしなしは濃度...
択された参照画素を座標をずらすことなく比較したもので , 本...
度共起情報によって選択したものをランダムに 8 ピクセルずら...
ある . また , fps は 1 秒間あたりの実行回数を意味する .
**誤検出例 [#r50e9f7d]
表 1 の実験結果にもあるように , 本手法で参照点をずらして...
た . 多くが図7 の右端にあるような外側が赤色で内側が白色の...
本論文の研究では外側と内側の一部の色情報のみのマッチング...
図7のような誤検出は当然と考えられる . これを解決するため...
心までをマッチングすることで内側に青色で速度制限を表す数...
識の候補から外すことができると考えられる .
#ref(misdetection.jpeg,center,40%)
CENTER:図7: 誤検出例
*結論 [#t78b5c2c]
本研究では , 自動運転車が自動的に周辺環境を認識しつつ自律...
高速な処理が可能な濃度共起情報を用いたテンプレートマッチ...
標識を認識する手法を提案した .
テンプレートマッチングの高速化のために類似度を比較する際...
に減らした . 参照画素の選択方法はテンプレート画像内全体で...
度の濃度値ペアの出現確率の低い座標から順にランダムに任意...
選択する . マッチングを行う際の探索窓の位置と大きさを取得...
像内で赤色抽出 , ラベリングを行った .
今回は道路標識の外側のマッチングを行い対象の標識であるか...
行えるかの実験を行った . 表 1 の実験結果から従来のテンプ...
マッチングに比べると本手法の参照点ずらしなし及び本手法で...
結果は検出精度は落ちるが実行速度は約 20 倍まで向上させる...
手法の参照点ずらしなしと本手法で参照点をずらした結果を比...
らしたほうが大幅に制度が向上し , 従来のテンプレート画像全...
べてもあまり精度が落ちることはなかった .
今後としては , 本研究で検出された道路標識に対して内側のマ...
路標識の種類まで認識していく必要がある . また , 赤色抽出...
善などが考えられる .
終了行:
[[太田研 公開用Wiki]]
*参照画素選択によるテンプレートマッチングの道路標識への適...
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*概要 [#la11b7e7]
自動車が自律走行を行う上で周辺環境の把握は欠かせないもの...
*手法 [#y846aa09]
**2画素ペアの濃度共起ヒストグラム [#w811512b]
出現頻度が低く重要度の高い参照画素の候補を選ぶための濃度...
図1のようなテンプレート画像中の 2 つの画素からなる画素対...
#ref(kyouki.png,center,40%)
CENTER:図1: 画素値ペア
濃度値が p である点 P , 濃度値が q である点 Q としたとき ...
をそれぞれ v p = (i p , j p ), v q = (i q , j q ) とする ...
d = (k, l) とすると , この 2 画素からなる画素ペアの濃度共...
は以下のように定義される .
#ref(histogram.png,center,70%)
求めた濃度共起情報を正規化し出現頻度の低いものから順に並...
#ref(zncc.png,center,70%)
CENTER:式1: 正規化相互相関
この正規化相互相関によって算出されたスコアが高いほど類似...
このスコアが閾値を超えたものを道路標識であると判断してい...
**赤色抽出・ラベリング [#r6932710]
探索窓の座標を求め , さらに参照点を探索窓の大きさで正規化...
気や日陰などの影響による自然光の強さを考慮する必要がある ...
画像を RGB 表色系から HSV 表色系へと変換した . (H: 色相 S...
被参照画像中に白や黒に近いような色があった場合 , 少しの色...
色 ( 色相の角度 ) となってしまうことがあるためパラメータ...
135 度以下 ,S( 彩度 ) を 25 以上とした .V( 明度 ) は実環...
定はしていない .
非探索画像のすべての赤色を抽出するとノイズが含まれてしま...
処理を行い領域横幅が 15 以下のものを除去した . ここで , ...
ると大きい赤色領域にも色の欠損が起こってしまうので膨張処...
てクロージングを行った . これらの処理前と処理後の画像を図...
#ref(091.png,center,40%)
CENTER:図2: 非探索画像
#ref(red.png,center,40%)
CENTER:図3: 非探索画像の処理後
**参照点の移動 [#ua7b0e62]
ここまでで参照画素の選択と正規化相互相関によるマッチング...
大きさと座標が求まったが , このままマッチングを行うと参照...
乗ってしまうことがあるためを非探索画像と照らし合わせる際...
対象物が少し傾いている , または探索窓とのズレがあるなどで...
きと判断されてしまうことがある . よって , 参照点を上下左...
セルだけ移動させる処理を加える .
今回 , 道路標識のテンプレート画像の一番外の枠が参照されな...
半径 80 %の距離の参照点を計算し全体の 41652 画素から濃度...
画素を自動的に選び緑色の丸で囲った ( 図 13). 図 13 の参照...
クセルずらしたものが 図 14 となる .
CENTER:&ref(key_result.png,center,60%); &ref(key_result_s...
CENTER:図4: 処理前 / 図5: 処理後
*評価実験 [#a195a0a7]
**実験方法 [#k38df5d4]
実際に桐生市内の公共の道路を走行中の車載カメラから得た連...
5 万フレームに対して物体が連続した画像内に写ってから物体...
るまでに認識するか調べた . 本研究の最終目的は道路標識の種...
だが , アルゴリズム上道路標識の外側と内側の 2 段階に分け...
め今回は道路標識の外側のマッチングを行い , 速度標識などの...
白色の道路標識に対してのマッチングを行った .
また , テンプレート画像の全画素を使用するマッチング , 参...
ぞれをずらす処理を加えない手法と参照画素を選択してランダ...
らしガウシアンフィルタをかける手法の 3 つの実行速度を比較...
から算出される参照画素は一度計算してしまえば座標が変わる...
際にプログラムを使用する際は一度だけテンプレート画像から...
ておき , その後の処理を被参照画像の入力があるたびに行う ....
定方法は被参照画像の赤色抽出からマッチング終了までの区間...
**実験結果 [#e451b2d1]
下に示された図6 のように一定の大きさを超える赤い物体と認...
たものは赤い四角で囲まれ , 内側が白で外枠が赤のような対象...
まれた結果が理想結果となる .
#ref(detected.jpeg,center,40%)
CENTER:図6: 結果画像
検出数の結果を表 1 に示す .
#ref(resultgraph.png,center,70%)
CENTER:表1: 実験結果
全域マッチングはテンプレート画像の指定された領域の全画素...
ことなく比較したものの結果である . 本手法ずらしなしは濃度...
択された参照画素を座標をずらすことなく比較したもので , 本...
度共起情報によって選択したものをランダムに 8 ピクセルずら...
ある . また , fps は 1 秒間あたりの実行回数を意味する .
**誤検出例 [#r50e9f7d]
表 1 の実験結果にもあるように , 本手法で参照点をずらして...
た . 多くが図7 の右端にあるような外側が赤色で内側が白色の...
本論文の研究では外側と内側の一部の色情報のみのマッチング...
図7のような誤検出は当然と考えられる . これを解決するため...
心までをマッチングすることで内側に青色で速度制限を表す数...
識の候補から外すことができると考えられる .
#ref(misdetection.jpeg,center,40%)
CENTER:図7: 誤検出例
*結論 [#t78b5c2c]
本研究では , 自動運転車が自動的に周辺環境を認識しつつ自律...
高速な処理が可能な濃度共起情報を用いたテンプレートマッチ...
標識を認識する手法を提案した .
テンプレートマッチングの高速化のために類似度を比較する際...
に減らした . 参照画素の選択方法はテンプレート画像内全体で...
度の濃度値ペアの出現確率の低い座標から順にランダムに任意...
選択する . マッチングを行う際の探索窓の位置と大きさを取得...
像内で赤色抽出 , ラベリングを行った .
今回は道路標識の外側のマッチングを行い対象の標識であるか...
行えるかの実験を行った . 表 1 の実験結果から従来のテンプ...
マッチングに比べると本手法の参照点ずらしなし及び本手法で...
結果は検出精度は落ちるが実行速度は約 20 倍まで向上させる...
手法の参照点ずらしなしと本手法で参照点をずらした結果を比...
らしたほうが大幅に制度が向上し , 従来のテンプレート画像全...
べてもあまり精度が落ちることはなかった .
今後としては , 本研究で検出された道路標識に対して内側のマ...
路標識の種類まで認識していく必要がある . また , 赤色抽出...
善などが考えられる .
ページ名:
![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
