EP0635151B1

Method of determining the interior points of an object in a background

Abstract

The present invention relates to an image analysis method for determining the interior points of an object in a background when the contour, or perimeter points, of the object are known. By accessing the interior points of an object, textural and color information can be derived, thereby allowing for object recognition. Further, the ability to determine interior points of an object allows for complete identification of all objects in an image. By determining the interior points, one may "blacken out", or effectively remove previously identified objects from an image, creating a remainder image for further searching.

EP0635151B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 54

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Expired 24 March 2013, 13.5 years ago.

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22 claims: 22 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method for determining the interior points of an object in a background, comprising the steps of:(a) generating an image of the object and the background;(b) searching the image for the object using at least one automatically calculated threshold;(c) determining the perimeter points of the object;(d) creating a perimeter buffer, the perimeter buffer comprising the perimeter points, each perimeter point having a row position coordinate value, a column position coordinate value and a direction code vector, the direction code vector comprising a first and a second direction code value for each perimeter point, the first direction code value describing the relationship of each respective perimeter point to the next perimeter point and the second direction code value describing the relationship of each respective perimeter point to the previous perimeter point;(e) sorting the perimeter points in the perimeter buffer in a predetermined order to create a sorted perimeter buffer;(f) assigning to each perimeter point in the sorted perimeter buffer a status variable having one of a first and a second value, the value of the status variable being determined by the first and second direction code values;and(g) designating as the interior points of the object each point on the same line segment as the perimeter point being examined and lying between the examined perimeter point and the next perimeter point in the sorted perimeter buffer, the examined perimeter point being assigned the first value of the status variable. Procédé de détermination des points internes d'un objet sur un arrière-plan, comprenant les étapes consistant : (a) à générer une image de l'objet et l'arrière-fond ;(b) à rechercher l'image pour l'objet, en utilisant au moins une valeur de seuil calculée automatiquement ;(c) à déterminer les points de périmètre de l'objet ;(d) à créer un tampon de périmètre, le tampon de périmètre comprenant les points du périmètre, chaque point de périmètre présentant une valeur de coordonnées de position dans la rangée, une valeur de coordonnées de position dans la colonne, ainsi qu'un vecteur de code de direction, le vecteur de code de direction comprenant une première valeur de code de direction et une deuxième valeur de code de direction pour chaque point de périmètre, la première valeur de code de direction décrivant la relation de chaque point de périmètre respectif avec le point de périmètre suivant, et la deuxième valeur de code de direction décrivant la relation de chaque point de périmètre respectif avec le point de périmètre précédent ;(e) à trier les points de périmètre dans le tampon de périmètre selon un ordre prédéterminé afin de créer un tampon de périmètre trié ;(f) à affecter à chaque point de périmètre dans le tampon de périmètre trié, une variable d'état présentant une parmi une première et une deuxième valeurs, la valeur de la variable d'état étant déterminée par la première et la deuxième valeurs de code de direction ;et(g) à désigner en tant que point interne de l'objet, chaque point sur le même segment de ligne que le point de périmètre en cours d'examen, et se trouvant situé entre le point de périmètre examiné et le point de périmètre suivant à l'intérieur du tampon de périmètre trié, en affectant au point de périmètre examiné la première valeur de la variable d'état. Verfahren zum Bestimmen der inneren Punkte eines Objekts in einem Hintergrund, umfassend die folgenden Schritte: (a) Erzeugen eines Bild des Objekts und des Hintergrunds;(b) Durchsuchen des Bilds nach dem Objekt unter Verwendung von wenigstens einem automatisch berechneten Schwellwert;(c) Bestimmen der Umfangspunkte des Objekts;(d) Erzeugen eines Umfangspuffers, wobei der Umfangspuffer die Umfangspunkte umfasst, wobei jeder Umfangspunkt einen Zeilenpositions-Koordinatenwert, einen Spaltenpositions-Koordinatenwert und einen Richtungscodevektor aufweist, wobei der Richtungscodevektor einen ersten und einen zweiten Richtungscodewert für jeden Umfangspunkt umfasst, wobei der erste Richtungscodewert die Beziehung jedes jeweiligen Umfangspunkt zu dem nächsten Umfangspunkt beschreibt und der zweite Richtungscodewert die Beziehung von jedem jeweiligen Umfangspunkt zu dem vorangehenden Umfangspunkt beschreibt;(e) Sortieren der Umfangspunkte in dem Umfangspuffer in einer vorgegebenen Reihenfolge, um einen sortierten Umfangspuffer zu erzeugen;(f) Zuweisen einer Statusvariablen, die einen eines ersten und eines zweiten Werts aufweist, wobei der Wert der Statusvariablen durch die ersten und zweiten Richtungscodewerte bestimmt werden, zu jedem Umfangspunkt in dem sortierten Umfangspuffer;und(g) Bestimmen als die inneren Punkte des Objekts jeden Punkt auf dem gleichen Liniensegment wie der Umfangspunkt, der gerade untersucht wird und zwischen dem untersuchten Umfangspunkt und dem nächsten Umfangspunkt in dem sortierten Umfangspuffer liegt, wobei dem untersuchten Umfangspunkt der erste Werte der Statusvariablen zugewiesen wird.
  2. 2
    Le procédé selon la revendication 1, comprenant en outre les étapes consistant :(h) à déterminer la valeur de niveau de gris pour chaque point interne ;et(i) à caractériser l'objet en utilisant les valeurs de niveau de gris des points internes. The method of Claim 1, further including the 'steps of: (h) determining the gray level value of each interior point, and(i) characterizing the object by using the gray level values of the interior points. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend die folgenden Schritte: (h) Bestimmen des Graupegelwerts jedes inneren Punkts, und(i) Charakterisieren des Objekts durch Verwenden der Graupegelwerte der inneren Punkte.
  3. 3
    Le procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape caractérisante comprend la détermination de la texture de l'objet. The method of Claim 2, wherein the characterizing step comprises determining the texture of the object. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Charakterisierungsschritt das Bestimmen der Textur des Objekts umfasst.
  4. 4
    Le procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape caractérisante comprend la détermination de la couleur de l'objet. The method of Claim 2, wherein the characterizing step comprises determining the color of the object. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Charakterisierungsschritt das Bestimmen der Farbe des Objekts umfasst.
  5. 5
    Le procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape caractérisante comprend la détermination de motifs à l'intérieur de l'objet. The method of Claim 2, wherein the characterizing step comprises determining the patterns in the object. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Charakterisierungsschritt das Bestimmen der Muster in dem Objekt umfasst.
  6. 6
    Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre l'étape consistant à étiqueter l'objet en affectant une valeur de niveau de gris prédéterminée à chaque point interne désigné à l'étape (g). The method of any preceding claim, further comprising the step of labeling the object by assigning a predetermined gray level value to each interior point designated in step (g). Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, ferner umfassend den Schritt zum Kennzeichnen des Objekts durch Zuweisen eines vorgegebenen Graupegelwerts zu jedem inneren Punkt, der im Schritt (g) bestimmt wird.
  7. 7
    Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre l'étape consistant à effectuer une vérification pour chaque point de périmètre redondant. The method of any preceding claim, further comprising the step of checking for each redundant perimeter point. Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, ferner umfassend den Schritt zum Überprüfen für jeden redundanten Umfangspunkt.
  8. 8
    Le procédé selon la revendication 7, comprenant en outre l'étape consistant à désigner tous les points situés entre chaque point de périmètre redondant et le point de périmètre suivant sur le segment de ligne en tant que points internes uniquement dans le cas où la première valeur de variable d'état est affectée à toutes les instances de chaque point de paramètre redondant. The method of Claim 7, further comprising the step of designating all points lying between each redundant perimeter point and the next perimeter point on the line segment as the interior points of the object only when all instances of each redundant perimeter point are assigned the first value of the status variable. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend den Schritt zum Bestimmen sämtlicher Punkte, die zwischen jedem redundanten Umfangspunkt und dem nächsten Umfangspunkt auf dem Liniensegment liegen, als die inneren Punkte des Objekts nur dann, wenn sämtlichen Instanzen jedes redundanten Umfangspunkts der erste Wert der Statusvariablen zugewiesen wird.
  9. 9
    Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de recherche sur l'image comprend les sous-étapes consistant :(i) à générer un histogramme du niveau de gris de l'image, l'histogramme du niveau de gris présentant une fonction d'entropie ;(ii) à sélectionner par entropie une valeur de seuil de niveau de gris de sorte que la fonction d'entropie de l'histogramme soit maximisée ;(iii) à balayer l'image pour au moins un objet en utilisant la valeur de seuil de niveau de gris choisie par entropie ;et(iv) à tracer l'objet candidat avec des valeurs de niveau de gris déterminées par la valeur seuil de niveau de gris sélectionnée par entropie. The method of any preceding claim, wherein the step of searching the image includes the sub-steps of: (i) generating a gray level histogram of the image, the gray level histogram having an entropy function,(ii) entropically selecting a threshold gray level value such that the entropy function of the histogram is maximized,(iii) scanning the image for at least one object using the entropically selected threshold gray level value, and(iv) tracing the candidate object having boundary gray level values determined by the entropically selected threshold gray level value. Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei der Schritt zum Durchsuchen des Bilds die folgenden Unterschritte umfasst: (i) Erzeugen eines Graupegelhistogramms des Bilds, wobei das Graupegelhistogramm eine Entropiefunktion aufweist,(ii) entropisches Wählen eines Schwellengraupegelwerts, so dass die Entropiefunktion des Histrogramms maximiert wird;(iii) Scannen des Bilds nach wenigstens einem Objekt unter Verwendung des entropisch gewählten Schwellengraupegelwerts;und(iv) Verfolgen des Kandidatenobjekts, welches Grenzgraupegelwerte aufweist, die durch den entropisch gewählten Schwellengraupegelwert bestimmt werden.
  10. 10
    Le procédé selon la revendication 1, comprenant en outre les étapes consistant (h) à caractériser l'objet candidat au moyen de la valeur d'attribut de l'objet candidat ; et(i) à valider l'objet candidat qui présente la valeur d'attribut prédéterminée pour un objet valable ; de façon à identifier au moins un objet valable présentant au moins une valeur d'attribut prédéterminée dans un arrière plan. The method of Claim 1, further comprising the steps of:(h) characterizing the candidate object by the candidate object attribute value;and(i) validating the candidate object having the valid object predetermined attribute value;thereby identifying at least one valid object having at least one predetermined attribute value in a background. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend die folgenden Schritte: (h) Charakterisieren des Kandidatenobjekts durch den Kandidatenobjektattributwert;und(i) Validieren des Kandidatenobjekts, das den vorgegebenen Attributwert eines gültigen Objekts aufweist;wodurch wenigstens ein gültiges Objekt mit wenigstens einem vorgegebenen Attributwert in einem Hintergrund identifiziert wird.
  11. 11
    Le procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape de recherche sur l'image comprend une recherche pratiquée uniquement sur une partie de l'objet. The method of Claim 10, wherein the step of searching the image comprises searching only a portion of the object. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt zum Durchsuchen des Bilds ein Durchsuchen nur eines Abschnitts des Objekts umfasst.
  12. 12
    Le procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape de recherche sur l'image comprend les sous-étapes consistant :(i) à générer un histogramme du niveau de gris de l'image, l'histogramme du niveau de gris présentant une fonction d'entropie ;(ii) à sélectionner par entropie une valeur de seuil de niveau de gris de sorte que la fonction d'entropie de l'histogramme soit maximisée ;(iii) à balayer l'image pour au moins un objet en utilisant la valeur de seuil de niveau de gris choisie par entropie ;et(iv) à tracer l'objet candidat avec des valeurs de niveau de gris déterminées par la valeur seuil de niveau de gris sélectionnée par entropie. The method of Claim 10, wherein the step of searching the image includes the sub-steps of: (i) generating a gray level histogram of the image, the gray level histogram having an entropy function,(ii) entropically selecting a threshold gray level value such that the entropy function of the histogram is maximized,(iii) scanning the image for at least one object using the entropically selected threshold gray level value, and(iv) tracing the candidate object having boundary gray levels determined by the entropically selected threshold gray level value. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt zum Durchsuchen des Bilds die folgenden Unterschritte umfasst: (i) Erzeugen eines Graupegelhistogramms des Bilds, wobei das Graupegelhistogramm eine Entropiefunktion aufweist;(ii) Entropisches Wählen eines Schwellengraupegelwerts, so dass die Entropiefunktion des Histogramms maximiert wird;(iii) Scannen des Bilds nach wenigstens einem Objekt unter Verwendung des entropisch gewählten Schwellengraupegelwerts;und(iv) Verfolgen des Kandidatenobjekts, welches Grenzgraupegel aufweist, die durch den entropisch gewählten Schwellengraupegelwert bestimmt sind.
  13. 13
    Le procédé selon la revendication 12, comprenant en outre les étapes consistant :(j) à sous-diviser l'histogramme du niveau de gris en un histogramme supérieur et en un histogramme inférieur, en utilisant la valeur de seuil des niveaux de gris déterminés par entropie comme défini par l'étape (b) (ii) en tant qu'une valeur limite supérieure et une valeur limite inférieure ;et(k) à répéter de façon récursive les étapes (b) (ii) et (b) (iii) ainsi que l'étape (b) (i) pour chacun des histogrammes supérieur et inférieur, dans lequel la répétition de l'étape (b) (ii) effectue le choix d'une valeur seuil de niveau de gris déterminée par entropie successive suivante de façon à utiliser de façon récursive l'histogramme de niveau de gris jusqu'au moment ou un nombre minimal prédéterminé de nouveaux objets valables est identifié. The method of Claim 12, further comprising the steps of: (j) subdividing the gray level histogram into an upper histogram and a lower histogram using the entropic threshold gray level value as defined by step (b)(ii) as an upper delimiter and a lower delimiter, and(k) recursively repeating steps (b) (ii) and (b) (iii) and step (b)(i) for each of the upper and lower histograms, wherein the repetition of step (b) (ii) selects a next successive entropic threshold gray level value, thereby recursively partitioning the gray level histogram until a predetermined minimum number of new valid objects is identified. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend die folgenden Schritte: (j) Unterteilen des Graupegelhistrogramms in ein oberes Histogramm und ein unteres Histogramm unter Verwendung des entropischen Schwellengraupegelwerts wie mit dem Schritt (b) (ii) definiert als einen oberen Abgrenzer und einem unteren Abgrenzer, und(k) Rekursives Wiederholen der Schritte (b) (ii) und (b) (iii) und des Schritts (b) (i) für jedes der oberen und unteren Histogramme, wobei die Wiederholung des Schritts (b) (ii) einen nächsten sukzessiven entropischen Schwellengraupegelwert wählt, wodurch rekursiv das Graupegelhistogramm aufgeteilt wird, bis eine vorgegebene minimale Anzahl von neuen gültigen Objekten identifiziert wird.
  14. 14
    Le procédé selon la revendication 13, comprenant en outre les étapes consistant :(l) à déterminer la valeur de niveau de gris pour chaque point interne ;et(m) à caractériser l'objet en utilisant les valeurs de niveau de gris des points internes, après l'étape de désignation (g). The method of Claim 13, further including the steps of: (l) determining the gray level value of each interior point, and(m) characterizing the object by using the gray level values of the interior points after designating step (g). Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend die folgenden Schritte: (l) Bestimmen des Graupegelwerts von jedem inneren Punkt, und(m) Charakterisieren des Objekts durch Verwenden der Graupegelwerte der inneren Punkte nach dem Bestimmungsschritt (g).
  15. 15
    Le procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étape de caractérisation comprend la détermination de la texture de l'objet. The method of Claim 14, wherein the characterizing step comprises determining the texture of the object. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Charakterisierungsschritt das Bestimmen der Textur des Objekts umfasst.
  16. 16
    Le procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étape de caractérisation comprend la détermination de la couleur de l'objet. The method of Claim 14, wherein the characterizing step comprises determining the color of the object. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Charakterisierungsschritt das Bestimmen der Farbe des Objekts umfasst.
  17. 17
    Le procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étape de caractérisation comprend la détermination des motifs à l'intérieur de l'objet. The method of Claim 14, wherein the characterizing step comprises determining the patterns in the object. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Charakterisierungsschritt das Bestimmen der Muster in dem Objekt umfasst.
  18. 18
    Le procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, comprenant en outre l'étape consistant à étiqueter l'objet en affectant une valeur de niveaux de gris prédéterminée à chaque point interne désigné à l'étape (g). The method of any one of claims 14 to 17, further comprising the step of labeling the object by assigning a predetermined gray level value to each interior point designated in step (g). Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 17, ferner umfassend den Schritt zum Kennzeichnen des Objekts durch Zuweisen eines vorgegebenen Graupegelwerts zu jedem inneren Punkt, der im Schritt (g) bestimmt wird.
  19. 19
    Le procédé selon la revendication 10, comprenant en outre les étapes consistant :(j) à sélectionner une valeur de niveaux de gris prédéterminée ;(k) à balayer l'image pour déterminer tous les points présentant cette valeur de niveaux de gris prédéterminée ;(l) à re-affecter une nouvelle valeur de niveaux de gris prédéterminée à chaque point présentant la valeur de niveaux de gris prédéterminée ;(m) à affecter la valeur de niveaux de gris prédéterminée à tous les points internes de tous les objets valables ;(n) à générer un histogramme des niveaux de gris pour une image restante, l'image restante comprenant tous les points présentant une valeur de niveaux de gris autre que la valeur de niveaux de gris prédéterminée ;(o) à sélectionner N valeurs seuils de niveau anthropique globale ;(p) à sous-diviser l'histogramme du niveau de gris en N + 1 sous-histogrammes en utilisant chacune des valeurs seuils de niveaux de gris sélectionnées anthropiquement ;(q) à effectuer une recherche sur les parties de l'image correspondant à chaque sous-histogramme utilisant chaque valeur seuil de niveau de gris globale sélectionnée anthropiquement pour au moins un nouveau objet candidat, dans lequel le nouvel objet candidat présente au moins une valeur d'attribut d'un objet candidat ;et(r) à valider le nouvel objet candidat qui présente la valeur d'attribut prédéterminée pour un objet valable pour chacun des sous-histogrammes, afin d'identifier l'objet valable. The method of Claim 10, further comprising the steps of: (j) selecting a predetermined gray level value,(k) scanning the image to determine all points having the predetermined gray level value,(l) re-assigning the gray level value of each point having the predetermined gray level value a new predetermined gray level value,(m) assigning the predetermined gray level value to all interior points of all valid objects,(n) generating a gray level histogram of a remainder image, the remainder image comprising all the points having a gray level value other than the predetermined gray level value,(o) selecting N global entropic threshold level values,(p) subdividing the gray level histogram into N + 1 sub-histograms using each of the entropically selected threshold gray level values,(q) searching portions of the image corresponding to each sub-histogram using each global entropically selected threshold gray level value for at least one new candidate object, wherein the new candidate object has at least one candidate object attribute value, and(r) validating the new candidate object having the valid object predetermined attribute value for each of the sub-histograms to identify the valid object. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend die folgenden Schritte: (j) Wählen eines vorgegebenen Graupegelwerts,(k) Scannen des Bilds, um sämtliche Punkte zu bestimmen, die den vorgegebenen Graupegelwert aufweisen,(l) erneutes Zuweisen eines neuen vorgegebenen Graupegelwerts zu dem Graupegelwert jedes Punkts, der den vorgegebenen Graupegelwert aufweist,(m) Zuweisen des vorgegebenen Graupegelwerts an sämtliche inneren Punkte von sämtlichen gültigen Objekten,(n) Erzeugen eines Graupegelhistogramms eines Restbilds, wobei das Restbild sämtliche Punkte umfasst, die einen anderen Graupegelwert als den vorgegebenen Graupegelwert aufweisen,(o) Wählen von N globalen entropischen Schwellenpegelwerten,(p) Unterteilen des Graupegelhistogramms in N + 1 Unterhistogramme unter Verwendung jedes der entropisch gewählten Schwellengraupegelwerte,(q) Durchsuchen von Abschnitten des Bilds, die jedem Unterhistogramm entsprechen, unter Verwendung jedes globalen entropisch gewählten Schwellengraupegelwerts für wenigstens ein neues Kandidatenobjekt, wobei das neue Kandidatenobjekt wenigstens einen Kandidatenobjekt-Attributwert aufweist, und(r) Validieren des neuen Kandidatenobjekts, das den vorgegebenen Attributwert eines gültigen Objekts für jede der Unterhistogramme aufweist, um das gültige Objekt zu identifizieren.
  20. 20
    Le procédé selon la revendication 19, comprenant en outre l'étape consistant à déterminer ou non que la valeur de niveaux de gris du barycentre de l'objet candidat soit différente de la valeur de niveaux de gris prédéterminée. The method of Claim 19, further including the step of determining whether the gray level value of the center of mass of the candidate object is different than the predetermined gray level value. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt zum Bestimmen, ob der Graupegelwert des Massenzentrums des Kandidatenobjekts sich von dem vorgegebenen Graupegelwert unterscheidet.
  21. 21
    Le procédé selon la revendication 20, comprenant en outre l'étape consistant à appliquer un premier filtre de post-balayage basé sur la valeur d'attribut de l'objet valable, tel que validé à l'étape (i). The method of Claim 20, further including the step of applying a post-scan filter based on the attribute value of the valid object validated in step (i). Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend die Schritte zum Anwenden eines Post-Scan-Filters auf Grundlage des Attributwerts des gültigen Objekts, das im Schritt (i) validiert wird.
  22. 22
    Le procédé selon la revendication 20 ou la revendication 21, comprenant en outre l'étape consistant à fusionner la liste des objets nouvellement identifiés, valables et non redondants avec l'objet valable validé à l'étape (i). The method of Claim 20 or Claim 21, further including the step of merging the list of non-redundant, valid, newly identified objects with the valid object validated in step (i). Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, ferner umfassend den Schritt zum Zusammenfassen der Liste von nicht-redundanten, gültigen, neu identifizierten Objekten mit dem gültigen Objekt, das im Schritt (i) validiert wird.
Independent claims22