JP4576146B2 - 特定画像位置推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像中の特定画像の位置を推定する特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定プログラムに関する。

従来から、ある画像中における特定の画像の位置を推定するために、かかる画像中にマークを埋め込むことが行なわれている。
例えば、下記特許文献１には、図１８に示すような正方形からなるマーク３０（位置決め用シンボル）を画像３１中に埋め込み、このマーク３０に基づいて特定画像（ここでは２次元コード）３２の位置を特定する技術が開示されている。

また、画像上に何らかの目的でマークを付する場合に、このマークが目立たないようにするために、画像上の白色の領域にマークを付する場合には、かかるマークを黄色にする技術が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
特開平７−２５４０３７号公報 特開平９−０１８７０７号公報

ところで、上記特許文献１においては、画像中に付されたマーク３０を検出する方法として画像を形成する画素を逐一追跡する手法を用いているが、かかる手法ではマーク３０を高速に検出することが困難である。
そこで、画像中に付されたマークを高速且つ正確に検出する方法としては、かかるマークと同様の形状を有するテンプレートを画像中で走査して、このテンプレートとの一致によってかかるマークを検出する方法が考えられる。

しかしながら、画像をカメラ等で撮像してイメージデータとして取り込んだ後に、取り込まれた画像の中からマークを検出する場合には、カメラと画像との距離（撮影距離）によって、撮像される画像の大きさや画像に付されたマークの大きさが変化する。このようにマークの大きさが変化してしまうと、かかるマークが、上記図１８に示す形状であったり、或いは、図１９に示すような特許文献２で用いられている三角形からなるマーク３３である場合には、上述の如く大きさが変化したマークを、大きさが一定のテンプレートによって検出することは困難であり、高速且つ正確に特定画像の位置を推定することが困難になる。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、元画像の大きさが変化してマークの大きさが変化しても元画像中のマークを高速且つ正確に検出して元画像に含まれる特定画像の位置を確実に推定することができる、特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特定画像位置推定装置は、２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された元画像上の位置検出マークにおける位置検出点を検出する位置検出点検出手段と、この位置検出点検出手段により検出された位置検出点に基づいて元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定手段とをそなえ、前記位置検出点検出手段は、前記位置検出マークにおける前記位置検出点を含む部分と同一形状を有するテンプレートを用いて前記元画像上を走査して、前記テンプレートと前記元画像上における単位走査領域との相互相関を算出することにより、単位走査領域毎に前記テンプレートとの相関係数を得る相互相関算出手段と、前記相互相関算出手段によって得られた相関係数に基づいて前記位置検出点が存在する単位走査領域を特定し前記位置検出点の前記元画像上の位置を特定する位置検出点特定手段と、前記元画像上の前記位置検出マークの数と配置とに応じて、前記元画像を前記位置検出マークの数に分割する元画像分割手段とをそなえ、前記相互相関算出手段が前記元画像分割手段で分割された前記元画像の領域毎に前記相互相関を算出することを特徴としている。

なお、前記画像推定装置において、前記位置検出マークが付される前記元画像上の色が白色もしくは略白色である場合には、位置検出マークは黄色とし、前記位置検出マークが付される前記元画像上の色が黒色もしくは略黒色である場合には、位置検出マークは青色としてもよい。

このように、本発明によれば、２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された元画像から、当該元画像に含まれる特定画像の位置を推定する際に、上記１つの位置検出点を検出して、この位置検出点に基づいて特定画像の位置を推定するので、元画像の大きさが変化して位置検出マークの大きさが変化しても、高速且つ正確に元画像における特定画像の位置を検出することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
〔１〕本発明の一実施形態について
本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定方法について説明する。まず、本実施形態において位置推定対象である画像について説明すると、図１は本実施形態における位置推定対象画像を示す模式図である。この図１に示すように、本実施形態における位置推定対象画像１は、例えば紙や布等の媒体１００上に形成され、その中に特定画像３を有して構成されている。さらに位置推定対象画像１の特定画像３の外側の四隅には、位置検出マーク２ａ〜２ｄが付されている。なお、図１では、便宜上、位置検出マーク２ａ〜２ｄを黒色で大きく示しているが、実際の位置推定対象画像としての媒体１００においては、位置検出マーク２ａ〜２ｄが後述する位置検出点検出手段２２には認識可能であるが、人には認識困難な色及び大きさで形成されることが望ましい。例えば、位置検出マーク２ａ〜２ｄが付される画像１上の色が白色もしくは略白色である場合には、位置検出マーク２ａ〜２ｄは黄色からなることが好ましく、また、位置検出マーク２ａ〜２ｄが付される画像１上の色が黒色もしくは略黒色である場合には、位置検出マーク２ａ〜２ｄは青色からなることが好ましい。これにより、人がこの位置検出マーク２ａ〜２ｄを視認することを困難にすることができる。

位置検出マーク２ａ〜２ｄは、少なくとも２本の直線（線分）が一つの点（位置検出点）で交差又は接触して形成されるものであり、図１に示す例においては２本の直線（線分）からなり、これら２本の直線が位置検出点Ｐで直交することにより形成される。従って、仮に位置検出マーク２ａ〜２ｄ（以下、位置検出マーク２ａ〜２ｄを区別しない場合には、単に位置検出マーク２という）の大きさが変化しても、位置検出点Ｐを中心とした位置検出点Ｐ付近の形状は変化することがない、つまり、位置検出マーク２が十字形であるため、位置検出マーク２自体の大きさが変わっても十字形の中央（位置検出点Ｐ）近傍の形状は十字形のままで変化がない。従って、このような位置検出マーク２によれば、後述する位置検出点検出手段２２（図２参照）によって位置検出マーク２を検出する際には、位置検出点Ｐを中心とした位置検出マーク２の一部を関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）として着目するだけで、当該位置検出マーク２を検出することができる。

また、上述したように位置推定対象画像（以下、単に画像ともいう）１は、その中に特定画像３を有しており、本実施形態の特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定方法では、この特定画像３の位置を推定すべく後述するように構成されている。なお、特定画像３の全域もしくは一部には、例えば、本出願人が平成１５年５月２０日に出願した特許出願（特許出願番号：２００３−１４２５８２）に記載された技術を用いて、画像データ（つまり視覚的な情報）とは異なる他の情報（電子透かし）が埋め込まれており、特定画像３の位置を推定して上記他の情報をデコーダにより抽出（デコード）することによって、例えば後述する〔２〕本発明の適用例欄に記載されたようなシステムを実現することができる。

次に、本実施形態の特定画像位置推定装置について説明すると、図２は本実施形態としての特定画像位置推定装置の機能構成を示すブロック図である。この図２に示すように、本実施形態の特定画像位置推定装置１０１は、上記画像１を元画像として取り込むための画像読込手段１０と、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）もしくはＣＰＵ（Central Processing Unit）からなる演算ユニット２０とをそなえて構成されている。

画像読込手段１０は、画像１を撮像することにより画像１を演算ユニット２０に取り込むものであり、例えばカメラにより構成されている。図３に画像読込手段１０により撮像され演算ユニット２０に取り込まれる元画像４を示す。なお、画像読込手段１０により画像１（媒体１００）が撮像され、演算ユニット２０に取り込まれるイメージデータを以下元画像４という。

図３に示すように、画像読込手段１０の画像１に対する撮影距離に応じて演算ユニット２０に取り込まれる元画像４中の画像１の大きさは変化するため、撮影距離が遠くなるほど、元画像４中の画像１の大きさは小さくなる。さらに、画像読込手段１０の画像１に対する撮影距離が近くなるほど、演算ユニット２０に取り込む元画像４中の画像１の大きさは大きくなる。

また、図２に示すように、演算ユニット２０は、元画像記憶部２１，位置検出点検出手段２２及び特定画像位置推定手段２６をそなえて構成されている。
元画像記憶部２１は、画像読込手段１０が画像１を撮像することによって取得したイメージデータとしての元画像４を演算ユニット２０内に取り込んで記憶するものである。
位置検出点検出手段２２は、元画像記憶部２１に記憶された元画像４上の位置検出マーク２における位置検出点Ｐを検出するものであり、元画像分割手段２３，相互相関算出手段２４及び位置検出点特定手段２５をそなえて構成されている。

元画像分割手段２３は、予め分かっている画像１に付された位置検出マーク２の数と大よその配置とに応じて元画像４を分割するものである。本実施形態では、画像１の四隅に位置検出マーク２ａ〜２ｄが付されているため、元画像４を幅（ｘ）方向及び高さ（ｙ）方向にそれぞれ２分の１に分割して元画像４を４等分した領域４ａ〜４ｄ内に位置検出マーク２ａ〜２ｄがそれぞれ存在すると仮定して、元画像分割手段２３が、これら位置検出マーク２ａ〜２ｄに応じて図３に示す二点鎖線で区分される４つの領域４ａ〜４ｄに元画像４を分割する。

相互相関算出手段２４は、位置検出マーク２における位置検出点Ｐを含む部分と同一形状を有する関心領域としてのテンプレート２４ａ（図４参照）を用いて、元画像分割手段２３により分割された元画像４の領域４ａ〜４ｄ毎に元画像４上を走査して、テンプレート２４ａと元画像４上における単位走査領域との相互相関を算出するものである。つまり、相互相関算出手段２４は、テンプレート２４ａと元画像４上における単位走査領域との相互相関を算出することによりマッチングを行なうものであり、相互相関を算出することにより単位走査領域毎にテンプレート２４ａとの相関係数を得る。なお、図４は相互相関算出手段２４で用いるテンプレート２４ａを示す図である。この図４に示すように、相互相関算出手段２４で用いるテンプレート２４ａは、その中央に位置検出点Ｐと同一の十字形の交点が配置された、位置検出点Ｐ付近の形状と同一の形状を有して構成される。なお、相互相関算出手段２４による相互相関の算出方法については、図７を参照しながら後述する。

位置検出点特定手段２５は、相互相関算出手段２４による算出結果、つまり、単位走査領域毎の相関係数に基づいて、相関係数が最も大きい値を示した単位走査領域に位置検出点Ｐが存在するとして、元画像分割手段２３により分割された４つの領域毎に元画像４上における位置検出点Ｐの位置を特定するものである。
特定画像位置推定手段２６は、位置検出点検出手段２２の位置検出点特定手段２５により特定された４つの領域毎の位置検出マーク２に基づいて、元画像４における特定画像３の位置を推定するものである。つまり、特定画像位置推定手段２６は、予め設定された各位置検出マーク２ａ〜２ｄ毎の特定画像３に対する相対位置に基づいて特定画像３の元画像４上での位置を特定する。

このように、本実施形態の特定画像位置推定装置１０１によれば、画像読込手段１０により取り込まれる元画像４における画像１は、画像読込手段１０の画像１に対する撮影距離に応じて大きさが変化し、その位置検出マーク２の大きさも変化する。図５（ａ）〜（ｃ）にその大きさが変化した位置検出マーク２とテンプレート２４ａとの関係を示すと、例えばこの図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、位置検出マーク２の大きさは様々変化することになるが、位置検出マーク２が大きさが変化しても変わらない部分（即ち、位置検出点Ｐを中心とした部分）を一部分だけ有しており、その部分を相互相関算出手段２４が関心領域（テンプレート２４ａ）として設定するため、位置検出マーク２の大きさに関わらず、単一のテンプレート２４ａを用いるだけで位置検出点特定手段２５が位置検出点Ｐの元画像４上の位置を特定することができる。

つまり、位置検出マーク２の大きさが変化しても、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、テンプレート２４ａの中心と位置検出点Ｐとが重なり合ったときに算出される相関係数が最大となるため、位置検出点検出手段２２は、位置検出マーク２の大きさに関わらず位置検出マーク２の位置検出点Ｐを確実に検出することができる。なお、上記図１８，１９に示す従来からのマーク３０，３３でも、マーク３０，３３の大きさが変化しても形状が変化しない部分を有しているが、これらマーク３０，３３では、かかる部分が複数あるため、仮にその中で１つの部分に着目したテンプレートを走査して相互相関を算出しても、同一もしくは略同一の値が複数算出されてしまうため、着目した部分を正確に検出することはできない。

次に、本実施形態の特定画像位置推定方法（特定画像位置推定装置１０１の動作）について説明すると、図６は本実施形態としての特定画像位置推定方法の手順を説明するためのフローチャート（ステップＳ１０，Ｓ２０〜Ｓ２３，Ｓ３０）である。この図６に示すように、本実施形態の特定画像位置推定方法では、まず、画像読込工程Ｓ１０において、画像読込手段１０が画像１を元画像４として取り込み、元画像記憶部２１が元画像４を記憶する。

次に元画像分割工程Ｓ２１において、元画像分割手段２３が位置検出マーク２の数と配置に応じて元画像４を分割（ここでは上記図３に示すように４分割）する。
そして、相互相関算出工程Ｓ２２において、相互相関算出手段２４が元画像分割工程Ｓ２１で分割された領域毎に、位置検出マーク２における位置検出点Ｐを含む部分と同一形状を有するテンプレート２４ａを用いて元画像４上を走査して、テンプレート２４ａと元画像４上における単位走査領域との相互相関を算出する。

ここで、相互相関算出工程Ｓ２２での処理について、より詳細に説明すると、図７は相互相関算出工程Ｓ２２の手順を説明するためのフローチャート（ステップＳ４０〜Ｓ４９）である。この図７に示すように、相互相関算出工程Ｓ２２においては、相互相関算出手段２４が、まず、上述のテンプレート２４ａを用意し、さらにこのテンプレート２４ａを変数Ｔ［ｔ（ｕ，ｖ）；ｕ，ｖは図４参照］に設定する（ステップＳ４０）。なお、ここでは、テンプレート２４ａの大きさを、元の画像１における位置検出マーク２よりも小さく設定している。

そして、単位走査領域Ｉの走査開始位置を今回相互相関を算出する領域に応じて設定する。例えば、領域４ａを対象とする場合を例にあげて説明すると、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）をまず原点に設定すべく、ｙを０に設定し（ステップＳ４１）、さらにｘを０に設定する（ステップＳ４２）。
なお、単位走査領域Ｉはテンプレート２４ａと同じ大きさであり、変数ｆ（ｕ＋ｘ，ｖ＋ｙ）で表わすことができる。

そして、相互相関算出手段２４は、原点における単位走査領域Ｉとテンプレート２４ａとの相互相関を下記式（１）により算出する（ステップＳ４３）。なお、下記式（１）において、ｓはテンプレート２４ａの定義域を表わす。
∫∫_sｔ（ｘ，ｙ）ｆ（ｕ＋ｘ，ｖ＋ｙ）ｄｕｄｖ ・・・（１）
次いで、相互相関算出手段２４は、上記式（１）の算出結果として得られた相関係数がいままでに算出された中で最大の値であるか否かを判断する（ステップＳ４４）。

ここで、今回算出された相関係数が最大であれば（ステップＳ４４のＹｅｓルート）、総合相関算出手段２４は、この今回算出された相関係数を単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）とともにＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる一時格納用の記憶部に記憶する（ステップＳ４５）。
一方、今回算出された相関係数が最大でなければ（ステップＳ４４のＮｏルート）、上述したステップＳ４５の処理をスキップして次工程（ステップＳ４６）へ進む。

次いで、相互相関算出手段２４は、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）をｘ方向（走査方向）へ１画素進めて（ステップＳ４６）、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）が元画像４上の幅方向（ｘ方向）の１／２まで到達したか否かを判断する（ステップＳ４７）。ここで単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）が、元画像４の幅方向１／２まで到達していないと判断されると（ステップＳ４７のＮｏルート）、相互相関算出手段２４は、上述したステップＳ４３の処理にリターンして、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）が、元画像４の幅方向１／２まで到達したと判断されるまで（ステップＳ４７のＹｅｓルート）、上述したステップＳ４３〜Ｓ４６までの処理を繰り返し実行する。

そして、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）が、元画像４の幅方向１／２まで到達すると（ステップＳ４７のＹｅｓルート）、相互相関算出手段２４は、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）をｙ方向（副走査方向）へ１画素進めて（ステップＳ４８）、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）が元画像４上の高さ方向（ｙ方向）の１／２まで到達したか否かを判断する（ステップＳ４９）。

ここで、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）が、元画像４の高さ方向１／２まで到達していないと判断されると（ステップＳ４９のＮｏルート）、相互相関算出手段２４は、上述したステップＳ４２の処理にリターンして、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）が、元画像４の高さ方向１／２まで到達したと判断されるまで（ステップＳ４９のＹｅｓルート）、上述したステップＳ４２〜Ｓ４８までの処理を繰り返し実行する。

そして、単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）が、元画像４の高さ方向１／２まで到達すると（ステップＳ４９のＹｅｓルート）、相互相関算出手段２４は処理を終了する。
このように、相互相関算出工程Ｓ２２において、相互相関算出手段２４が元画像４の領域４ａにおけるテンプレート２４ａと単位走査領域Ｉとの相互相関を算出する。なお、元画像４の領域４ｂ〜４ｄについても、走査開始位置の設定（即ち、ステップＳ４１，Ｓ４２の処理）及び終了位置の設定が異なる以外は、同様の手順でテンプレート２４ａと単位走査領域Ｉとの相互相関が算出され、すべての領域４ａ〜４ｄについての処理が行なわれて相互相関算出工程Ｓ２２の処理が終了する。

そして、図６に示すように、位置検出点特定工程Ｓ２３において、位置検出点特定手段２５が相互相関算出工程Ｓ２２での算出結果、即ち、単位走査領域毎のテンプレート２４ａとの相関係数に基づいて、かかる相関係数が最大の単位走査領域（ここではその単位走査領域Ｉの中心）に位置検出点Ｐが存在するとして、元画像分割工程Ｓ２１で分割された領域４ａ〜４ｄ毎に位置検出点Ｐの位置を特定する。つまり、上記図７のステップＳ４５で記憶された相関係数が最大の単位走査領域Ｉの位置Ｉ（ｘ，ｙ）に位置検出点Ｐが存在するとして、各領域４ａ〜４ｄ毎に位置検出点Ｐの位置を特定する。

なお、ここでは、元画像分割工程Ｓ２１，相互相関算出工程Ｓ２２及び位置検出点特定工程Ｓ２３が、元画像４上の位置検出マーク２における位置検出点Ｐを検出する位置検出点検出工程Ｓ２０として機能する。
そして、特定画像位置推定工程Ｓ３０において、位置検出点検出工程Ｓ２０で検出された各領域毎（ここでは４つ）の位置検出点Ｐの元画像４上の位置に基づいて、特定画像位置推定手段２６が、元画像４における特定画像３の位置を推定し、処理が終了される。

このように、本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置１０１及び特定画像位置推定方法によれば、位置検出点検出手段２２が位置検出点Ｐ近傍と同一形状をテンプレート２４ａとして用いて画像１における位置検出マーク２を検出するため、画像読込手段１０と画像１との撮影距離に応じて取り込まれる位置検出マーク２の大きさが変化しても、単一のテンプレート２４ａを用いて元画像４上を走査するだけで元画像４上における位置検出点Ｐの位置を高速且つ正確に特定することができ、この位置検出点Ｐに基づいて特定画像位置推定手段２６が確実に画像１中の特定画像３の位置を推定することができる。

さらに、元画像分割手段２３により、元画像４を位置検出マーク２に応じて分割するため、一つの領域から一つの位置検出点Ｐを検出するだけでよくなり、一つの領域から複数の位置検出点Ｐを検出するよりも高精度且つ高効率に位置検出点Ｐを検出することができる。

〔２〕本発明の適用例
次に、上述した本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定方法並びに媒体の適用例について説明する。
〔２−１〕第１適用例
まず、第１適用例について説明すると、本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定方法並びに媒体は、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すようなカード（媒体）１０２，１０３を用いたゲームシステム（遊戯装置）１０４（図９参照）に適用することができる。なお、カード１０２の有する画像１５の特定画像１７内及びカード１０３の有する画像１６の特定画像１８内には、それぞれゲーム（遊戯）に使用される特有の情報が画像データとは異なる他の情報として埋め込まれている。また、図８（ａ），（ｂ）において上記図１と同符号のものは同様もしくは略同様のものを示す。

図９は上記実施形態の特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定方法並びに媒体が適用されたゲームシステム１０４の構成を示すブロック図である。つまり、この図９に示すように、カメラ１１，メモリ４０，演算ユニット（ＣＰＵ等）５０，表示部６０とをそなえたゲームシステム１０４において、カメラ１１がカード１０２，１０３の画像を元画像として取り込む上述の画像読込手段１０としての機能を果たすとともに、メモリ４０がゲームに必要な情報を記憶するとともに元画像記憶部２１として機能するように構成され、さらに、演算ユニット５０が、特定画像１７，１８内に埋め込まれた画像データとは異なる、ゲームに使用される情報をデコードするデコーダ（遊戯情報取得手段）として機能するとともに、デコードされた情報に基づいてゲームに関する処理を行なう処理部５１と、位置検出点検出手段２２及び特定画像位置推定手段２６とをそなえるように構成することにより、処理部５１が、カード１０２，１０３のそれぞれの特定画像１７，１８から読み出された情報に基づいてゲームを実行することができる。

例えば、図９に示すゲームシステム１０４が、画像１５，１６のそれぞれの特定画像１７，１８に埋め込まれたゲームに関する情報に基づいて、カード１０２，１０３の対戦ゲームを行なうものである場合には、以下に示すような手順でゲームが行なわれる。
図１０はゲームシステム１０４におけるゲームの手順を説明するためのフローチャート（ステップＳ５０〜Ｓ５５）である。この図１０に示すように、まず、上記画像読込工程Ｓ１０での処理と同様に、画像読込手段１０としてのカメラ１１がカード１０２の画像１５（カード１０２）を取り込む（ステップＳ５０）。そして、上記位置検出点検出工程Ｓ２０及び特定画像位置推定工程Ｓ３０での処理と同様に、演算ユニット５０の位置検出点検出手段２２及び特定画像推定手段２６が、画像１５上における特定画像１７の位置を推定し、処理部５１がこの特定画像１７の位置に基づいて特定画像１７に埋め込まれた情報をデコードする（ステップＳ５１）。

次いで、上記画像１５に対する処理（ステップＳ５０，Ｓ５１）と同様に、カード１０３の画像１６（カード１０３）を取り込んで（ステップＳ５２）、特定画像１８に埋め込まれた情報をデコードする（ステップＳ５３）。
そして、処理部５１が、画像１５の特定画像１７からデコードされた情報と画像１６の特定画像１８からデコードされた情報とに基づいて、カード１０２，１０３の対戦判定（ここでは勝ち負け判定）を行なう（ステップＳ５４）。

さらに、処理部５１が、カード１０２，１０３の対戦結果を表示部６０に表示させることにより（ステップＳ５５）、本ゲームが終了される。
このように、本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定方法並びに媒体を図９に示すようなゲームシステム１０４に適用することができ、このゲームシステム１０４においても、上述した一実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔２−２〕第２適用例
次に、第２適用例について説明すると、本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定方法並びに媒体は、物や情報等に関する取引を行なう様々な取引システム（取引装置）に適用することができる。例えば、図１１に示すようなメニュー表（媒体）１９を用いた注文システム（取引装置）１０５（図１２参照）に適用することができる。なお、メニュー表１９における特定画像１９ａ〜１９ｆには、それぞれを注文（取引）するために必要な情報や料金等の情報が埋め込まれている。また、図１１において上記図１と同符号のものは同様もしくは略同様のものを示す。

つまり、図１２に示すように、カメラ１１，メモリ４１，演算ユニット（ＣＰＵ等）５２，無線送受信部７０，入力部８０及びサーバ９０とをそなえた注文システム１０５において、カメラ１１がメニュー表１９の画像を元画像として取り込む上述の画像読込手段１０としての機能を果たすとともに、メモリ４１が注文に必要な情報を記憶するとともに上述した元画像記憶部２１として機能するように構成され、さらに、演算ユニット５２が、メニュー表１９の特定画像１９ａ〜１９ｆ内に埋め込まれた画像データとは異なる、注文に使用される情報をデコードするデコーダ（取引情報取得手段）として機能するとともに、デコードされた情報に基づいて取引にかかる処理を行なう処理部５３と、上述した位置検出点検出手段２２及び特定画像位置推定手段２６とをそなえるように構成することにより、処理部５３が、メニュー表１９における特定画像１９ａ〜１９ｆのそれぞれから読み出された情報に基づいて無線送受信部７０を用いて無線でサーバ９０に対して注文を実行することができる。なお、入力部８０は、例えば、注文個数や処理をキャンセルするためのものであり、ここではカメラ１１と入力部８０とから客がメニュー表１９に基づいて注文を行なうための注文機が構成される。

図１３は図１２に示す注文システム１０５での動作を説明するためのフローチャート（ステップＳ６０〜Ｓ６６）である。この図１３に示すように、図１２に示す注文システム１０５では、まず、注文を行なう客に対してメニュー表１９及び注文機を渡し（ステップＳ６０）、客は、この注文機のカメラ１１を用いて、メニュー表１９から所望のメニュー、つまり、特定画像１９ａ〜１９ｆのうち注文したい所望の特定画像（ここでは特定画像１９ａとする）を撮像することにより、特定画像１９ａを含む画像を元画像としてメモリ４１へ取り込む（ステップＳ６１）。

次いで、上記位置検出点検出工程Ｓ２０及び特定画像位置推定工程Ｓ３０での処理と同様に、演算ユニット５２の位置検出点検出手段２２及び特定画像推定手段２６がメニュー表１９上における特定画像１９ａの位置を推定し、処理部５３がこの特定画像１９ａの位置に基づいて特定画像１９ａに埋め込まれた情報をデコードする（ステップＳ６２）。
そして、処理部５３は、デコードされた特定画像１９ａに埋め込まれていた情報を無線送受信部７０からサーバ９０に対して発信する（ステップＳ６３）。

なお、デコードされた情報をサーバ９０へ無線発信する前に、処理部５３がデコードされた情報が正しくデコードされたか否かをチェックするように構成してもよい。
次に、サーバ９０は、無線送受信部７０から無線発信された特定画像１９ａに埋め込まれていた情報を受信すると（ステップＳ６４）、この情報に基づいて特定画像１９ａに関する注文を受け付ける（ステップＳ６５）。

なお、上記ステップＳ６３での処理後、処理部５３では、さらに注文を行なうか否かを判断して（ステップＳ６６）、客がさらに注文を行なう場合には上記ステップＳ６１の処理にリターンし（ステップＳ６６のＹｅｓルート）、これ以上注文を行なわなければ処理を終了する（ステップＳ６６のＮｏルート）。
このように、本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置及び特定画像位置推定方法並びに媒体を図１２に示すような注文システム１０５に適用することができ、この取引装置としての注文システム１０５においても、上述した一実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔３〕その他
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態では、元画像分割工程Ｓ２１において元画像分割手段２３が、画像１中の位置検出マーク２に応じて元画像４を分割するように構成したが、位置検出点検出手段２２が元画像分割手段２３をそなえず、本発明の特定画像位置推定方法において元画像分割工程Ｓ２１を省略してもよい。この場合には、例えば相互相関算出工程Ｓ２２において相互相関算出手段２４が、テンプレート２４ａと単位走査領域との相関係数が最大となるものを含み上から４番目までの大きな相関係数の単位走査領域を記憶するように構成し、位置検出点特定工程Ｓ２３において位置検出点特定手段２５が、これら４つの単位走査領域それぞれに位置検出点Ｐが存在するとして位置検出点Ｐの位置を特定するように構成する。

また、上述した実施形態では、画像１中に付される位置検出マーク２を上記図１に示すような形状としたが、上述したように、位置検出マークは、少なくとも２本の直線（線分）が１つの位置検出点で交差又は接触して形成されていればよく、例えば、図１４（ａ）〜（ｅ）に示すような形状でもよい。つまり、位置検出マークとしては、大きさが変化しても１つの位置検出点Ｐを中心とした付近の形状が変わらない特性をそなえていればよい。図１５（ａ）〜（ｃ）にその大きさが変化した位置検出マーク２′とテンプレート２４ａとの関係を示す。例えば、図１４（ｅ）に示すマークを位置検出マーク２′とした場合でも、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように位置検出マーク２′の大きさが様々変化しても、相互相関算出手段２４が位置検出点Ｐを中心とした部分をテンプレート２４ａ′として用いることにより、位置検出マーク２′の大きさに関わらず、単一のテンプレート２４ａ′を用いるだけで位置検出点特定手段２５が位置検出マーク２′の元画像４上の位置を特定することができる。

さらに、上述した実施形態では、画像１中に位置検出マーク２を４つ付したが、本発明はこれに限定されるものではなく、位置検出マーク２が３つ画像１中に付されていれば、特定領域を指定することができるため、本発明において位置検出対象画像としての媒体に付される位置検出マーク２は３つ以上であればよい。
また、上述した実施形態では、画像１中の特定画像３の外側に位置検出マーク２ａ〜２ｄを付したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１６に示すように、位置検出マーク２ａ〜２ｄを特定画像３の内側に設けるようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態では、位置検出マーク２ａ〜２ｄがそれぞれ独立した４つの位置検出マークとして画像１中に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１７に示すように、４つの位置検出マーク２ａ〜２ｄを直線で繋げて構成してもよく、この場合には、相互相関算出工程Ｓ２２において、相互相関算出手段２４がいずれかの直線を検出すると、その直線に基づいてテンプレート２４ａを走査する方向を決定することにより、より効率的に位置検出点Ｐを検出することが可能になる。つまり、位置検出マーク２を構成する直線に沿ってテンプレート２４ａを走査することにより、より高速に位置検出点Ｐを検出可能になる。

なお、本発明の特定画像位置推定装置において、画像読込手段１０以外の何らかの手段で元画像記憶部２１に元画像４が記憶されている場合には、画像読込手段１０をそなえる必要はなく、位置検出点検出手段２２及び特定画像位置推定手段２６により、画像１中の特定画像３の位置を推定するように構成してもよい。従って、この場合には、本発明の特定画像位置推定方法において画像読込工程Ｓ１０を省くことができる。

また、上述した実施形態では、テンプレート２４ａと元画像４上における単位走査領域とのマッチングを、相互相関算出工程Ｓ２２において相互相関算出手段２４がテンプレート２４ａと単位走査領域との相互相関を算出することにより行なったが、本発明はこれに限定されるものではなく、テンプレート２４ａと元画像４上における単位走査領域とのマッチングを、相互相関を算出する方法以外の方法により行なうように構成してもよい。

また、上述した元画像分割手段２３，相互相関算出手段２４，位置検出点特定手段２５，特定画像位置推定手段２６としての機能は、コンピュータ（ＣＰＵ，情報処理装置，各種端末を含む）が所定のアプリケーションプログラム（特定画像位置推定プログラム）を実行することによって実現される。
そのプログラムは、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータはその記録媒体から特定画像位置推定プログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。

ここで、コンピュータとは、ハードウェアとＯＳ（オペレーティングシステム）とを含む概念であり、ＯＳの制御の下で動作するハードウェアを意味している。また、ＯＳが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえている。上記特定画像位置推定プログラムとしてのアプリケーションプログラムは、上述のようなコンピュータに、元画像分割手段２３，相互相関算出手段２４，位置検出点特定手段２５，特定画像位置推定手段２６としての機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくＯＳによって実現されてもよい。

さらに、本実施形態としての記録媒体としては、上述したフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスクのほか、ＩＣカード，ＲＯＭカートリッジ，磁気テープ，パンチカード，コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ），外部記憶装置等や、バーコードなどの符号が印刷された印刷物等の、コンピュータ読取可能な種々の媒体を利用することもできる。

〔４〕付記
（付記１）
２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された元画像上の該位置検出マークにおける該位置検出点を検出する位置検出点検出手段と、
該位置検出点検出手段により検出された該位置検出点に基づいて該元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定手段とをそなえたことを特徴とする、特定画像位置推定装置。

（付記２）
該元画像を取り込む画像読込手段をそなえ、
該位置検出点検出手段が、該画像読込手段により取り込まれた該元画像上の該位置検出マークにおける該位置検出点を検出することを特徴とする、付記１記載の特定画像位置推定装置。

（付記３）
該位置検出点検出手段が、
該位置検出マークにおける該位置検出点を含む部分と同一形状を有するテンプレートを用いて該元画像上を走査して、該テンプレートと該元画像上における単位走査領域との相互相関を算出する相互相関算出手段と、
該相互相関算出手段による算出結果に基づいて、該位置検出点の該元画像上の位置を特定する位置検出点特定手段とをそなえて構成されていることを特徴とする、付記１記載の特定画像位置推定装置。

（付記４）
該位置検出点検出手段が、
該元画像上の該位置検出マークに応じて該元画像を分割する元画像分割手段をそなえ、
該相互相関算出手段が該元画像分割手段で分割された該元画像の領域毎に該相互相関を算出することを特徴とする、付記３記載の特定画像位置推定装置。

（付記５）
該元画像における該特定画像内に画像データとは異なる他の情報が埋め込まれていることを特徴とする、付記１記載の特定画像位置推定装置。
（付記６）
該位置検出マークが、該位置検出マークが付された該元画像上の色に対して人が視認困難な色であって、該位置検出点検出手段が検出可能な色からなることを特徴とする、付記１記載の特定画像位置推定装置。

（付記７）
２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された元画像上の該位置検出マークにおける該位置検出点を検出する位置検出点検出工程と、
該位置検出点検出工程により検出された該位置検出点に基づいて該元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定工程とを含むことを特徴とする、特定画像位置推定方法。

（付記８）
該位置検出点検出工程が、
該位置検出マークにおける該位置検出点を含む部分と同一形状を有するテンプレートを用いて該元画像上を走査して、該テンプレートと該元画像上における単位走査領域との相互相関を算出する相互相関算出工程と、
該相互相関算出工程による算出結果に基づいて、該位置検出点の該元画像上の位置を特定する位置検出点特定工程とを含むことを特徴とする、付記７記載の特定画像位置推定方法。

（付記９）
該位置検出点検出工程が、
該元画像上の該位置検出マークに応じて該元画像を分割する元画像分割工程を含み、
該相互相関算出工程が該元画像分割工程で分割された該元画像の領域毎に該相互相関を算出することを特徴とする、付記８記載の特定画像位置推定方法。

（付記１０）
位置推定対象画像である特定画像とともに、２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークが３つ以上形成されていることを特徴とする、媒体。
（付記１１）
該特定画像の領域内に画像データとは異なる他の情報が埋め込まれていることを特徴とする、付記１０記載の媒体。

（付記１２）
該位置検出マークが、該位置検出マークが形成された領域の色に対して人が視認困難な色からなることを特徴とする、付記１０記載の媒体。
（付記１３）
媒体を用いて遊戯を行なう遊戯装置であって、
位置推定対象画像である特定画像をそなえ、該特定画像に画像データとは異なる該遊戯に使用される情報が埋め込まれた該媒体の画像を元画像として取り込む画像読込手段と、
該画像読込手段により取り込まれた該元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定手段と、
該特定画像位置推定手段により位置を推定された該特定画像から、上記の画像データとは異なる該遊戯に使用される情報を取得する遊戯情報取得手段と、
該遊戯情報取得手段により取得された情報に基づいて、該遊戯にかかる処理を行なう処理部とをそなえたことを特徴とする、遊戯装置。

（付記１４）
媒体を用いて遊戯を行なう遊戯装置であって、
位置推定対象画像である特定画像とともに、２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された該媒体の画像を元画像として取り込む画像読込手段と、
該画像読込手段により取り込まれた該元画像上の該位置検出マークにおける該位置検出点を検出する位置検出点検出手段と、
該位置検出点検出手段により検出された該位置検出点に基づいて該元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定手段と、
該特定画像位置推定手段により位置を推定された該特定画像から、該特定画像に埋め込まれた画像データとは異なる該遊戯に使用される情報を取得する遊戯情報取得手段と、
該遊戯情報取得手段により取得された情報に基づいて、該遊戯にかかる処理を行なう処理部とをそなえたことを特徴とする、遊戯装置。

（付記１５）
遊戯に使用される媒体であって、
位置推定対象画像である特定画像をそなえるとともに、２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークが３つ以上形成され、
該特定画像の領域内に画像データとは異なる該遊戯に使用される情報が埋め込まれていることを特徴とする、媒体。

（付記１６）
媒体を用いて取引を行なう取引装置であって、
位置推定対象画像である特定画像をそなえ、該特定画像に画像データとは異なる該取引に使用される情報が埋め込まれた該媒体の画像を元画像として取り込む画像読込手段と、
該画像読込手段により取り込まれた該元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定手段と、
該特定画像位置推定手段により位置を推定された該特定画像から、上記の画像データとは異なる該取引に使用される情報を取得する取引情報取得手段と、
該取引情報取得手段により取得された情報に基づいて、該取引にかかる処理を行なう処理部とをそなえたことを特徴とする、取引装置。

（付記１７）
媒体を用いて取引を行なう取引装置であって、
位置推定対象画像である特定画像とともに、２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された該媒体の画像を元画像として取り込む画像読込手段と、
該画像読込手段により取り込まれた該元画像上の該位置検出マークにおける該位置検出点を検出する位置検出点検出手段と、
該位置検出点検出手段により検出された該位置検出点に基づいて該元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定手段と、
該特定画像位置推定手段により位置を推定された該特定画像から、該特定画像に埋め込まれた画像データとは異なる該取引に使用される情報を取得する取引情報取得手段と、
該取引情報取得手段により取得された情報に基づいて、該取引にかかる処理を行なう処理部とをそなえたことを特徴とする、取引装置。

（付記１８）
取引に使用される媒体であって、
位置推定対象画像である特定画像をそなえるとともに、２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークが３つ以上形成され、
該特定画像の領域内に画像データとは異なる該取引に使用される情報が埋め込まれていることを特徴とする、媒体。

（付記１９）
２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された元画像上の該位置検出マークにおける該位置検出点を検出する位置検出点検出部、及び、
該位置検出点検出部により検出された該位置検出点に基づいて該元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定部として、コンピュータを機能させることを特徴とする、特定画像位置推定プログラム。

（付記２０）
２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された元画像上の該位置検出マークにおける該位置検出点を検出する位置検出点検出部、及び、
該位置検出点検出部により検出された該位置検出点に基づいて該元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定部として、コンピュータを機能させる特定画像位置推定プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

本発明の一実施形態としての媒体を示す模式図である。 本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置に取り込まれる元画像を示す模式図である。 本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置の相互相関算出手段で用いられるテンプレートを示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）はその大きさが変化する位置検出マークとテンプレートとの関係を示す図である。 本発明の一実施形態としての特定画像位置推定方法の手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態としての特定画像位置推定方法の相互相関算出工程の手順を説明するためのフローチャートである。 （ａ），（ｂ）は本発明の一実施形態としての媒体を適用したゲームシステムにおけるカードを示す模式図である。 本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置を適用したゲームシステムの構成を示すブロック図である。 図９に示すゲームシステムにおけるゲームの手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態としての媒体を適用した注文システムにおけるメニュー表を示す模式図である。 本発明の一実施形態としての特定画像位置推定装置を適用した注文システムの構成を示すブロック図である。 図１２に示す注文システムの動作を説明するためのフローチャートである。 （ａ）〜（ｅ）は本発明における位置検出マークの変形例を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）はその大きさが変化する位置検出マークとテンプレートとの関係を示す図である。 本発明の変形例としての媒体を示す模式図である。 本発明の変形例としての媒体を示す模式図である。 従来のマークを用いた画像位置推定に用いられる画像を示す模式図である。 従来の画像に付されるマークを示す模式図である。

符号の説明

１，１５，１６，３１ 画像
２，２ａ〜２ｄ，２′ 位置検出マーク
３，１７，１８，１９ａ〜１９ｆ，３２ 特定画像
４ 元画像
４ａ〜４ｄ 領域
１０ 画像読込手段
１１ カメラ
２０，５０，５２ 演算ユニット
２１ 元画像記憶部
２２ 位置検出点検出手段
２３ 元画像分割手段
２４ 相互相関算出手段
２４ａ，２４ａ′ テンプレート
２５ 位置検出点特定手段
２６ 特定画像位置推定手段
３０，３３ マーク
４０，４１ メモリ
６０ 表示部
７０ 無線送受信部
８０ 入力部
９０ サーバ
１００ 媒体
１０１ 特定画像位置推定装置
１０２，１０３ カード（媒体）
１０４ ゲームシステム
１０５ 注文システム
Ｐ 位置検出点
Ｓ１０ 画像読込工程
Ｓ２０ 位置検出点検出工程
Ｓ２１ 元画像分割工程
Ｓ２２ 相互相関算出工程
Ｓ２３ 位置検出点特定工程
Ｓ３０ 特定画像位置推定工程

Claims (2)

1. ２本以上の直線が１つの位置検出点で交差又は接触する位置検出マークを３つ以上付された元画像上の前記位置検出マークにおける前記位置検出点を検出する位置検出点検出手段と、
   前記位置検出点検出手段により検出された前記位置検出点に基づいて前記元画像における特定画像の位置を推定する特定画像位置推定手段とをそなえ、
   前記位置検出点検出手段は、
   前記位置検出マークにおける前記位置検出点を含む部分と同一形状を有するテンプレートを用いて前記元画像上を走査して、前記テンプレートと前記元画像上における単位走査領域との相互相関を算出することにより、単位走査領域毎に前記テンプレートとの相関係数を得る相互相関算出手段と、
   前記相互相関算出手段によって得られた相関係数に基づいて前記位置検出点が存在する単位走査領域を特定し前記位置検出点の前記元画像上の位置を特定する位置検出点特定手段と、
   前記元画像上の前記位置検出マークの数と配置とに応じて、前記元画像を前記位置検出マークの数に分割する元画像分割手段とをそなえ、
   前記相互相関算出手段が前記元画像分割手段で分割された前記元画像の領域毎に前記相互相関を算出することを特徴とする、特定画像位置推定装置。
2. 前記位置検出マークが付される前記元画像上の色が白色もしくは略白色である場合には、位置検出マークは黄色であり、前記位置検出マークが付される前記元画像上の色が黒色もしくは略黒色である場合には、位置検出マークは青色であることを特徴とする、請求項１記載の特定画像位置推定装置。

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