JP7635170B2

Image processing device, learning device, inference device and image processing method

Abstract

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JP7635170B2, drawing sheet 1
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Term

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21 claims: 3 independent, 18 dependent

  1. 1
    入力画像に基づくN個(N≧3)の処理画像について、ニューラルネットワークを用いた特徴量抽出処理を行うことによってN個の特徴量を生成する特徴量抽出部と、前記特徴量抽出処理の過程で発生する処理過程データを保持するメモリと、前記N個の特徴量のうちの2個以上N-1個以下であるM個の組み合わせで2回以上の比較を行うことによって最大特徴量を選択する最大特徴量選択部と、前記2回以上の比較毎に、選択されなかったM-1個以下の特徴量に対応するM-1個以下の処理過程データを前記メモリから解放させる最適化部とを具備する、画像処理装置。
  2. 2
    前記特徴量抽出部は、前記入力画像の一部を切り出すことによって前記N個の処理画像を生成する、請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 3
    前記特徴量抽出部は、前記N個の特徴量を生成する際に、同じパラメータの前記ニューラルネットワークを用いて前記特徴量抽出処理を行う、請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。
  4. 4
    前記特徴量抽出部は、前記入力画像を縮小させることによって縮小率の異なる前記N個の処理画像を生成する、請求項1に記載の画像処理装置。
  5. 5
    前記特徴量抽出部は、前記N個の特徴量を生成する際に、それぞれ異なるパラメータの前記ニューラルネットワークを用いて前記特徴量抽出処理を行う、請求項4に記載の画像処理装置。
  6. 6
    前記N個の処理画像は、前記入力画像に対して畳み込み処理を行って生成されうる中間画像を縦横1画素以上のN個のブロックに分解した前記N個のブロックにそれぞれ対応する前記入力画像におけるN個の領域に相当し、前記特徴量抽出処理は、前記畳み込み処理であり、前記特徴量抽出部は、前記N個の領域について、前記畳み込み処理を行うことによって前記N個のブロックのそれぞれに対応する前記N個の特徴量を生成する、請求項1に記載の画像処理装置。
  7. 7
    前記特徴量抽出部は、前記N個のブロックのそれぞれについて、加算、平均、または最大値を選択することによって前記N個の特徴量を生成する、請求項6に記載の画像処理装置。
  8. 8
    前記N個の特徴量のそれぞれは、複数の要素を持つベクトルである、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の画像処理装置。
  9. 9
    前記最大特徴量選択部は、前記2回以上の比較のそれぞれにおいて、前記複数の要素毎に比較を行うことによって大きい要素を選択し、前記最大特徴量は、前記N個の特徴量のうちの最も大きい要素を組み合わせたベクトルに相当する、請求項8に記載の画像処理装置。
  10. 10
    前記最適化部は、更に、前記最大特徴量を選択するための比較毎に、選択されなかった要素に対応する処理過程データを前記メモリから解放させる、請求項9に記載の画像処理装置。
  11. 11
    前記特徴量抽出部は、前記N個の特徴量をそれぞれシーケンシャルに、または複数の特徴量毎に生成する、請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の画像処理装置。
  12. 12
    前記メモリは、M個の特徴量に対応するM個の処理過程データを上限として保持する、請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の画像処理装置。
  13. 13
    前記最大特徴量選択部は、前記2回以上の比較において、前記M個の組み合わせの個数が異なる比較を含む、請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の画像処理装置。
  14. 14
    前記N個の処理画像は、第1の処理画像と、第2の処理画像と、第3の処理画像とを含み、前記特徴量抽出処理は、第1の抽出処理と、第2の抽出処理と、第3の抽出処理とを含み、前記N個の特徴量は、第1の特徴量と、第2の特徴量と、第3の特徴量とを含み、前記特徴量抽出部は、第1の抽出部と、第2の抽出部と、第3の抽出部とを含み、前記最大特徴量選択部は、第1の選択部と、第2の選択部とを含み、前記第1の抽出部は、前記第1の処理画像について前記第1の抽出処理を行うことによって前記第1の特徴量を生成し、前記メモリは、前記第1の抽出処理の過程で発生する第1の処理過程データを保持し、前記第2の抽出部は、前記第2の処理画像について前記第2の抽出処理を行うことによって前記第2の特徴量を生成し、前記メモリは、前記第2の抽出処理の過程で発生する第2の処理過程データを保持し、前記第1の選択部は、前記第1の特徴量と前記第2の特徴量とを比較することによって大きい方を第1の選択特徴量として選択し、前記最適化部は、前記第1の選択部による選択において、選択されなかった特徴量に対応する処理過程データを前記メモリから解放させ、前記第3の抽出部は、前記第3の処理画像について前記第3の抽出処理を行うことによって前記第3の特徴量を生成し、前記メモリは、前記第3の抽出処理の過程で発生する第3の処理過程データを保持し、前記第2の選択部は、前記第1の選択特徴量と前記第3の特徴量とを比較することによって大きい方を第2の選択特徴量として選択し、前記最適化部は、前記第2の選択部による選択において、選択されなかった特徴量に対応する処理過程データを前記メモリから解放させる、請求項1に記載の画像処理装置。
  15. 15
    前記Nは4以上であり、前記N個の処理画像は、第1の処理画像と、第2の処理画像と、第3の処理画像と、第4の処理画像とを含み、前記特徴量抽出処理は、第1の抽出処理と、第2の抽出処理と、第3の抽出処理と、第4の抽出処理とを含み、前記N個の特徴量は、第1の特徴量と、第2の特徴量と、第3の特徴量と、第4の特徴量とを含み、前記特徴量抽出部は、第1の抽出部と、第2の抽出部と、第3の抽出部と、第4の抽出部とを含み、前記最大特徴量選択部は、第1の選択部と、第2の選択部と、第3の選択部とを含み、前記第1の抽出部は、前記第1の処理画像について前記第1の抽出処理を行うことによって前記第1の特徴量を生成し、前記メモリは、前記第1の抽出処理の過程で発生する第1の処理過程データを保持し、前記第2の抽出部は、前記第2の処理画像について前記第2の抽出処理を行うことによって前記第2の特徴量を生成し、前記メモリは、前記第2の抽出処理の過程で発生する第2の処理過程データを保持し、前記第1の選択部は、前記第1の特徴量と前記第2の特徴量とを比較することによって大きい方を第1の選択特徴量として選択し、前記最適化部は、前記第1の選択部による選択において、選択されなかった特徴量に対応する処理過程データを前記メモリから解放させ、前記第3の抽出部は、前記第3の処理画像について前記第3の抽出処理を行うことによって前記第3の特徴量を生成し、前記メモリは、前記第3の抽出処理の過程で発生する第3の処理過程データを保持し、前記第4の抽出部は、前記第4の処理画像について前記第4の抽出処理を行うことによって前記第4の特徴量を生成し、前記メモリは、前記第4の抽出処理の過程で発生する第4の処理過程データを保持し、前記第2の選択部は、前記第3の特徴量と前記第4の特徴量とを比較することによって大きい方を第2の選択特徴量として選択し、前記最適化部は、前記第2の選択部による選択において、選択されなかった特徴量に対応する処理過程データを前記メモリから解放させ、前記第3の選択部は、前記第1の選択特徴量と前記第2の選択特徴量とを比較することによって大きい方を第3の選択特徴量として選択し、前記最適化部は、前記第3の選択部による選択において、選択されなかった特徴量に対応する処理過程データを前記メモリから解放させる、請求項1に記載の画像処理装置。
  16. 16
    請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の画像処理装置と、前記最大特徴量と前記入力画像に対応する正解特徴量とに基づいて誤差値を算出する誤差算出部と、前記メモリが最終的に保持している前記最大特徴量に関する処理過程データと前記誤差値とに基づいて前記ニューラルネットワークを学習する学習部とを具備する、学習装置。
  17. 17
    請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の画像処理装置と、前記最大特徴量に基づいて前記入力画像において認識対象の物体が存在しているか否かを表す推論結果を出力する出力部とを具備する、推論装置。
  18. 18
    前記最大特徴量選択部は、前記2回以上の比較毎に、前記M個の特徴量それぞれとしきい値とを更に比較し、前記最適化部は、前記2回以上の比較毎に、前記選択されなかったM-1個以下の特徴量うち、前記しきい値以上の特徴量に対応する処理過程データを前記メモリから解放させない、請求項17に記載の推論装置。
  19. 19
    前記出力部は、前記最大特徴量と前記しきい値以上の特徴量とに基づいて前記推論結果を出力する、請求項18に記載の推論装置。
  20. 20
    前記処理過程データは、前記推論結果を可視化した推論画像であり、前記出力部は、更に、前記入力画像と前記推論画像とに基づいて前記入力画像に写っている前記認識対象の物体の画素を強調させた画像を出力する、請求項17から請求項19までのいずれか一項に記載の推論装置。
  21. 21
    入力画像に基づくN個(N≧3)の処理画像について、ニューラルネットワークを用いた特徴量抽出処理を行うことによってN個の特徴量を生成することと、前記特徴量抽出処理の過程で発生する処理過程データをメモリに保持することと、前記N個の特徴量のうちの2個以上N-1個以下であるM個の組み合わせで2回以上の比較を行うことによって最大特徴量を選択することと、前記2回以上の比較毎に、選択されなかったM-1個以下の特徴量に対応するM-1個以下の処理過程データを前記メモリから解放させることとを具備する、画像処理方法。
Independent claims21