《目标检测装置、图像分割装置、集成电路的制作方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《目标检测装置、图像分割装置、集成电路的制作方法（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目标检测装置、图像分割装置、集成电路的制作方法专利名称：目标检测装置、图像分割装置、集成电路的制作方法技术领域：本发明涉及从图像中检测人物等目标的目标检测技术，尤其涉及利用多个处理器元件(processor element)进行的并行处理型目标检测技术。背景技术：现有技术中，作为从图像中检测目标的技术，已知有对作为检测对象的图像，一边扫描具有目标的特征的模板图像，一边进行依次对照的匹配处理，从而检测出目标的模板匹配法。、该模板匹配法中，其匹配处理的运算量较大。因此，在利用模板匹配法的目标检测装置中，为了使匹配处理的处理时间较短，有的使用彼此可并行动作的多个处理器元件来进行匹配处理。例如，专利文
2、献I中记载了一种并行处理型目标检测装置，具备多个处理器元件，各自具有本地存储器；以及生成部，为了使各处理器元件进行的匹配处理彼此独立，生成与其他分割图像具有重叠部分(下面，称为“重叠区域”)的多个分割图像。该并行处理型的目标检测装置中，生成部考虑各处理器元件进行的匹配处理的处理量来生成分割图像。并且，各处理器元件将作为自身的匹配处理对象的分割图像转送给自身的本地存储器中，分别彼此并行地进行匹配处理。现有技术文献专利文献专利文献I :特开2010 - 9405号公报发明概要发明要解决的问题一般，在使多个处理器元件并行处理匹配处理的情况下，各处理器元件进行的匹配处理的处理量的总和不依赖于图像的分割
3、数，而是一定。相对于此，图像的分割数越多，各分割图像的像素数总和越多。这是因为图像的分割数越多，重叠区域越多。因此，在采用对各处理器元件依次转送图像的方式的并行处理型目标检测装置中，即使仅考虑各处理器元件进行的匹配处理的处理量来进行图像的分割，也存在将匹配处理所需的时间和图像转送处理所需的时间两者相加而得到的时间(下面称作“用于检测目标的处理时间”。)不是最短的情形。发明内容因此，本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种在采用向各处理器元件依次转送图像的方式的情况下，与以往相比缩短用于检测目标的处理时间的可能性提高的目标检测装置。用于解决问题的手段为了解决上述问题，本发明的目标检测装置，
4、从图像中检测出目标，其特征在于，包括多个处理器元件部，参照图像而执行所参照的图像中包含的目标的检测处理；分割部，为了使所述多个处理器元件部分别彼此独立地执行所述检测处理，将图像分割为具有与其他I个以上的分割图像的重叠部分的N个分割图像；以及转送部，将由所述分割部分割而得到的各个分割图像转送给各个处理器元件部；所述多个处理器元件部分别参照由所述转送部转送的图像来进行所述检测处理；所述分割部根据要由所述转送部进行的各个所述转送中的重叠部分的数据量、以及要由所述多个处理器元件部分别进行的所述检测处理的处理量，决定所述分割图像的数量N。发明效果根据具有上述结构的本发明的目标检测装置，图像的分割反映转送
5、部进行的各个重叠部分的转送中的数据量和多个处理器元件部各自进行的检测处理的处理量双方来进行。因此，该目标检测装置在采用向各处理器元件依次转送图像的方式的情况下，与以往相比能够提高缩短用于检测目标的处理时间的可能性。图I是表示图像处理装置100的主要硬件结构的框图。图2是目标检测装置110的功能框图。图3是表示匹配处理的示意图。图4是视觉上表现匹配处理中的重叠区域的示意图。图5是表示使式I最小的各分割数Nk的表。图6是目标检测处理的流程图。图7是初始分配处理的流程图。图8是分割部800的功能框图。图9是第I变形目标检测处理的流程图。图10是第I变形分割处理的流程图。图11是表示通过第I变形分割处
6、理计算的各分割数Nk的表。图12是分割部1200的功能框图。图13是第2变形分割处理的流程图。图14是表示通过第2变形分割处理计算的各分割数Nk的表。图15是示意地表示变形例的分割图像的生成的示意图。图16是目标检测装置1600的结构图。具体实施例方式实施方式I下面，作为本发明的目标检测装置的一实施方式，说明具有以预定的帧速率拍摄图像的功能、和针对所拍摄的图像分别检测作为被摄体而包含的人脸的功能的图像处理装置 100。该图像处理装置100内置有从拍摄的图像中检测在该图像中作为被摄体而包含的人脸的目标检测装置110。该目标检测装置110包括一个控制器和能够彼此独立地进行匹配处理的16个处理器元件
7、。首先，控制器根据由图像处理装置100拍摄到的图像(下面，称作“原始图像”。)，生成以规定的缩小比率缩小而得到的15个缩小图像。接着，控制器考虑各处理器元件进行的匹配处理的处理量和向各处理器元件转送的图像的转送量，对原始图像和15个缩小图像分别分割图像而生成分割图像。并且，各处理器元件对各个分割图像，彼此独立地进行匹配处理。以下，参照附图来说明本实施方式I的图像处理装置100的细节。图I是图像处理装置100的主要硬件结构的框图。如该图所示，图像处理装置100包括目标检测装置110、摄像装置120、输入处理电 路130、主存储器140、图像存储器150、处理器160、存储器总线170和处理器总线
8、180。存储器总线170与输入处理电路130、主存储器140、图像存储器150、处理器160和目标检测装置110连接，具有转送这些连接的电路间的信号的功能。处理器总线180与摄像装置120、输入处理电路130、处理器160和目标检测装置110连接，具有转送这些连接的电路间的信号的功能。图像存储器150与存储器总线170连接，由RAM (随机访问存储器RandomAccessMemory)构成，存储目标检测装置110使用的图像。主存储器140与存储器总线170连接，由RAM和ROM (只读存储器Read OnlyMemory)构成，存储处理器160使用的程序、处理器160使用的数据、目标检测装置
9、110使用的程序和目标检测装置110使用的数据。摄像装置120与输入处理电路130即处理器总线180连接，由处理器160经由处理器总线180控制，具备固体摄像元件(例如，CMOS (Complementary Metal OxideSemiconductor :互补金属氧化物半导体)成像传感器)和向固体摄像元件聚集外部光的透镜群，具有以预定的帧速率(例如IOfps)拍摄外部的被摄体并生成由规定数量(例如，640 X 480 )的像素构成的原始图像的功能。输入处理电路130与摄像装置120、存储器总线170以及处理器总线180连接，由处理器160经有处理器总线180控制，具有如下功能在摄像装置1
10、20生成了原始图像的情况下，将该原始图像经由存储器总线170写入到图像存储器150的功能；以及在原始图像的向图像存储器150的写入完成的情况下，将原始图像的写入完成之意的原始图像写入完成信号经由处理器总线180发送给目标检测装置110的功能。处理器160与存储器总线170及处理器总线180连接，具有实现如下功能的功能，上述功能为通过执行主存储器140中存储的程序，经由处理器总线180控制摄像装置120、输入处理电路130和目标检测装置110，使图像处理装置100以规定的帧速率拍摄图像的功能；以及针对拍摄出的各个图像，检测作为被摄体而包含的人脸的功能。目标检测装置110与存储器总线170及处理器
11、总线180连接，由处理器160经由处理器总线180控制，具有从图像存储器150存储的原始图像中检测在该原始图像中作为被摄体而包含的人脸的功能。如图I所示，目标检测装置110进一步包括控制器119、彼此能够独立动作的16个处理器兀件(第IPE (Processor Element :处理器兀件)111 第16PE114)、以及16个本地存储器(第ILM (Local Memory :本地存储器)115 第16LM118)。目标检测装置110可通过这些多个构成要素集成在I个半导体集成电路中来实现。16个处理器元件(第IPElll 第16PE114)分别具有彼此相同的结构和相同的功能。因此，这里说明
12、第1PE111。 第IPElll与第1LM115及处理器总线180连接，由控制器119经由处理器总线180控制，具有通过执行第1LM115中存储的程序，对第1LM115中存储的图像进行匹配处理，并从图像中检测作为被摄体而包含的人脸的功能。16个本地存储器(第ILM 115 第16LM 118)分别具有彼此相同的结构和相同的功能。因此，这里说明第1LM115。第ILMl 15与第IPElll及存储器总线170连接，由RAM和ROM构成，存储第IPElll使用的程序、第IPElll使用的数据和作为第IPElll进行的匹配处理的对象的图像。控制器119与存储器总线170及处理器总线180连接，由处理
13、器160经由处理器总线180控制，具有通过执行主存储器140中存储的程序，经由处理器总线180控制第IPElll 第16PE114，而使目标检测装置110实现从图像存储器150所存储的原始图像中检测在该原始图像中作为被摄体而包含的人脸的功能这样的功能。以下，参照附图来详细说明目标检测装置110。图2是具有上述硬件结构的目标检测装置110通过执行程序实现的功能的功能框图。如该图所示，目标检测装置110包括16个PE部(第IPE部201 第16PE部204)、缩小图像生成部210、受理部220、分割部230、分配部240和转送部250。并且，转送部250还包括PE执行管理部260和图像接收部270
14、。16个PE部(第IPE部201 第16PE部204)分别具有彼此相同的结构和相同的功能。因此，这里说明第IPE部201。第IPE部201由执行程序的第IPElll和第ILMl 15实现，与PE执行管理部260连接，具有以下4个功能。图像存储功能存储作为自身进行的匹配处理的对象的图像的功能。模板图像存储功能存储多个(例如1000个)由20个像素X20个像素构成的具有与人脸有关的特征的模板图像的功能。检测功能利用所存储的各个模板图像，对所存储的图像进行匹配处理，来从图像中检测作为被摄体而包含的人脸的功能。完成通知功能在对所存储的图像的匹配处理完成的情况下，将匹配处理完成信号向PE执行管理部输出的
15、功能。图3是示意地表示第IPE部201利用模板图像对图像进行的匹配处理的示意图。如该图所示，第IPE部201通过对作为匹配处理是对象的图像300，一边时各个模板图像以4个像素为单位偏移一边进行扫描并依次对照来进行。第IPE部201以下面的顺序进行扫描。第IPE部201从图像300的左上端起开始扫描，首先，一边沿水平方向以4个像素为单位偏移一边扫描到图像的右端。并且，若到图像300的右端为止的扫描结束，则接着在垂直方向上以4个像素为单位偏移并从图像300的左端至右端依次继续扫描。将这种扫描从上列侧依次重复进行到下列侧，从而从图像300的左上端至图像300的右下端为止进行扫描。并且，若扫描进行到图
16、像300的右下端，则该扫描结束。这里，第IPE部201即使在扫描到图像300的右下端之前检测到人脸的情况下也不结束扫描，而继续进行扫描到图像300的右下端。再次回到图2，继续说明目标检测装置110。缩小图像生成部210通过执行程序的控制器119实现，与存储器总线170及受理部220连接，具有以下5个功能。缩小图像生成功能若经由处理器总线180从输入处理电路130送来原始图像 写入完成信号，则从图像存储器150读出原始图像，并对所读出的原始图像，以垂直方向90%、水平方向90%的缩小率依次缩小而生成15个缩小图像的功能。缩小图像ID赋予功能将所读出的原始图像、以及所生成的各个缩小图像与用于识别缩小图像的缩小图像ID建立对应。这里，对原始图像赋予缩小图像ID = 0，从缩小率小的缩小图像起依次赋予缩小图像ID = 1、2、3、15。缩小图像像素数计算功能针对所读出的原始图像、以及所生成的各个缩小图像，计算构成图像的像素的像素数，并将计算出的像素数分别与缩小图像ID建立对应，并向受理部220发送的功能。缩小图像写入功能将所生成的各个缩小图像与所
