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公開番号2025129620
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026370
出願日2024-02-26
発明の名称マッチング方法、コンピュータプログラム及び情報処理装置
出願人学校法人梅村学園
代理人個人,個人,個人
主分類G06T 7/00 20170101AFI20250829BHJP(計算;計数)
要約【課題】ビュー変化にロバストなマッチング方法、コンピュータプログラム及び情報処理装置提供する。
【解決手段】情報処理装置によるマッチング方法は、記憶装置にアクセス可能な演算回路によって実行され、立体物である所定の対象を含む画像から、対象をマッチングする。記憶装置は、対象を含む基準画像から対象の特徴を表す画素として予め選択された比較用の画素群を記憶する。マッチング方法はまた、演算回路によって、対象を含む新たな画像を受け付け、比較用の画素群と新たな画像とを比較し、新たな画像から対象を特定する。比較用の画素群には、対象を含む基準画像から任意で選択された複数の画素群と、対象をそれぞれ異なるビュー変化で示す複数の画像を含むビュー変化画像群からそれぞれ抽出された画素群とを比較し、基準画像から選択された複数の画素群のうち、ビュー変化画像群に含まれる複数の画像との類似性が高い画素群が利用される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
記憶装置にアクセス可能な演算回路によって実行され、立体物である所定の対象を含む画像から、前記対象をマッチングするマッチング方法であって、
前記記憶装置は、
前記対象を含む基準画像から前記対象の特徴を表す画素として予め選択された比較用の画素群を記憶し、
前記マッチング方法は、
前記演算回路によって、
前記対象を含む新たな画像を受け付け、
前記比較用の画素群と前記新たな画像とを比較し、
前記新たな画像から前記対象を特定する
マッチング方法であって、
前記比較用の画素群には、前記対象を含む基準画像から任意で選択された複数の画素群と、前記対象をそれぞれ異なるビュー変化で示す複数の画像を含むビュー変化画像群からそれぞれ抽出された前記画素群とを比較し、前記基準画像から選択された複数の画素群のうち、前記ビュー変化画像群に含まれる複数の画像との類似性が高い画素群が利用される
マッチング方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記基準画像から任意で選択された複数の画素群と、前記ビュー変化画像群に含まれる複数の画像からそれぞれ抽出された前記画素群の比較では、前記基準画像の画素群と前記ビュー変化画像群に含まれる複数の画像の画素群との二乗誤差の総和が比較され、前記基準画像から選択された画素群のうち、前記ビュー変化画像群に含まれる複数の画像の画像群との二乗誤差の総和の小さい画素群が利用される
請求項１に記載のマッチング方法。
【請求項３】
前記基準画像から任意で選択された複数の画素群からの、類似性が高い任意の画素群の選択には、組み合わせ最適化法が利用される、
請求項１に記載のマッチング方法。
【請求項４】
前記組み合わせ最適化法は、遺伝的アルゴリズムである
請求項３に記載のマッチング方法。
【請求項５】
前記ビュー変化は、パン角、チルト角、ロール角、スケールのうち１つ以上の変化を含む
請求項１に記載のマッチング方法。
【請求項６】
前記比較用の画素群は、前記基準画像から決定された複数の基準領域から選択された画素群を含む
請求項１に記載のマッチング方法。
【請求項７】
情報処理装置に、請求項１から６のいずれか１に記載のマッチング方法を実行させるコンピュータプログラム。
【請求項８】
記憶装置にアクセス可能な演算回路を有し、立体物である所定の対象を含む画像から、前記対象をマッチングする情報処理装置であって、
前記記憶装置は、
前記対象を含む前記画像から前記対象の特徴を表す画素として予め選択された比較用の画素群を記憶し、
前記演算回路によって、
前記対象を含む新たな画像を受け付け、
前記比較用の画素群と前記新たな画像を比較し、
前記新たな画像から前記対象を特定する
情報処理装置であって、
前記比較用の画素群には、前記対象を含む基準画像から任意で選択された複数の画素群と、前記対象をそれぞれ異なるビュー変化で示す複数の画像を含むビュー変化画像群からそれぞれ抽出された前記画素群とを比較し、前記基準画像から選択された複数の画素群のうち、前記ビュー変化画像群に含まれる複数の画像との類似性が高い画素群が利用される
情報処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、立体物を含む画像から、立体物の位置姿勢に影響を受けずにマッチングを実現するマッチング方法、コンピュータプログラム及び情報処理装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、画像処理分野では、テンプレートマッチングが利用されている（例えば、特許文献１参照）。テンプレートマッチングでは、入力画像の中から、特徴パターンであるテンプレートと同一または類似するパターンがどこにあるかを探索する。平面的な物体のテンプレートマッチングは、近年、高精度に行われるようになっている。しかしながら、立体的な物体のテンプレートマッチングは未だ容易ではない。例えば、立体物は、方向により見え方が異なる。したがって、立体物のテンプレート画像を予め用意することが困難である。また、異なる方向からのテンプレート画像を使用して、高精度にマッチングすることも困難である。
【０００３】
立体物のテンプレートマッチングの応用で、ロボット分野への適用がある。ロボットが立体的な対象を把持する場合、対象の位置姿勢を把握することが重要である。現在、立体的な対象の位置姿勢の把握に、３Ｄカメラの画像が利用されることが一般的である。３Ｄカメラでは、対象物に光を照射し、当該対象物から反射した光を利用する方法が採用されている。しかしながら、対象物の性質等により光が反射されないことがあるため、３Ｄカメラでは、対象の画像を正確に取得できないことがある。また、３Ｄカメラは通常の２Ｄカメラと比較すると、一般に大型である。したがって、ロボットの手元に３Ｄカメラを取り付けると、ロボットの操作性を阻害する。これに対し、２Ｄカメラは、小型化が進んでおり、ロボットの手元に取り付けたとしても、ロボットの操作性を阻害しにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平７－２３５３５７号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、上述したように、立体物は方向により見え方が異なる。したがって、２Ｄカメラで撮影した画像を用いたテンプレートマッチングでは、立体物を高精度かつ高速にマッチングすることが困難であった。したがって、立体物の位置姿勢に影響を受けずに、高精度でマッチングをすることが望まれていた。
【０００６】
そこで、本開示は、立体物の位置姿勢に影響を受けずにマッチングを実現するマッチング方法、コンピュータプログラム及び情報処理装置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】
【０００７】
本開示に係るマッチング方法は、記憶装置にアクセス可能な演算回路によって実行され、立体物である所定の対象を含む画像から、対象をマッチングする。記憶装置は、対象を含む基準画像から対象の特徴を表す画素として予め選択された比較用の画素群を記憶する。マッチング方法は、演算回路によって、対象を含む新たな画像を受け付け、比較用の画素群と新たな画像とを比較し、新たな画像から対象を特定する。比較用の画素群には、対象を含む基準画像から任意で選択された複数の画素群と、対象をそれぞれ異なるビュー変化で示す複数の画像を含むビュー変化画像群からそれぞれ抽出された画素群とを比較し、基準画像から選択された複数の画素群のうち、ビュー変化画像群に含まれる複数の画像との類似性が高い画素群が利用される。
【０００８】
このような概括的かつ特定の態様は、システム、方法、及びコンピュータプログラム、並びに、それらの組み合わせにより、実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に係るマッチング方法、コンピュータプログラム及び情報処理装置は、ビュー変化にロバストなマッチング技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る情報処理装置を示すブロック図である。
マッチングの対象の正面方向を含む画像の一例である。
－４５度回転されたマッチングの対象を含む画像の一例である。
＋４５度回転されたマッチングの対象を含む画像の一例である。
情報処理装置で実行される比較用画素群の決定処理を説明するフローチャートである。
図２Ａの画像を複数の基準領域に分割する一例である。
分割された複数の基準領域から任意の基準領域を抽出する一例である。
比較用画素群の決定で実行される画素群の選択処理を説明するフローチャートである。
比較用画素群の候補の生成処理を説明する概念図である。
遺伝的アルゴリズムにおける交叉を説明する概略図である。
マッチング処理を説明するフローチャートである。
適応度の算出に利用されるグラフである。
異なる画素群の認識率を比較するグラフである。
変形例に係る情報処理装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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