JPH0283786A - 画像処理方法および装置 - Google Patents

画像処理方法および装置

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JPH0283786A
JPH0283786A JP63234835A JP23483588A JPH0283786A JP H0283786 A JPH0283786 A JP H0283786A JP 63234835 A JP63234835 A JP 63234835A JP 23483588 A JP23483588 A JP 23483588A JP H0283786 A JPH0283786 A JP H0283786A
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昌志 山口
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    • G06V10/40Extraction of image or video features
    • G06V10/42Global feature extraction by analysis of the whole pattern, e.g. using frequency domain transformations or autocorrelation
    • G06V10/431Frequency domain transformation; Autocorrelation

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  • Image Analysis (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、テンプレート画像に一致する画像を求めるパ
ターン・マッチング法による画像処理方法と、その装置
に関するものである。
(発明の背景) 対象画像の中から所定の画像(以下テンプレート画像と
いう)を探し出すパターン・マッチング法が画像処理分
野で広く知られている。この方法は、対象画像の中から
抽出した一定領域とテンプレート画像とを画素に分割し
、対応画素間の濃度の差分を求め、各画素に対するこれ
らの差分の絶対値の総和をミスマツチの測度として用い
、これが最小となる領域をマツチング領域とするもので
ある。しかしこの方法は照明条件の変動が有ると、これ
が直接測度の変動となるために精度が悪くなるという問
題がある。
そこでこの照明条件の変動に対しては、テンプレート画
像と対象画像との相互相関を求め、これをマツチングの
測度とする方法が提案されている。しかしこの方法は対
象画像の画素数をNXNとするとN2回の乗算とN2−
1回の加算が必要であり、この演算を対象画像領域が変
わる度に繰り返さねばならず、計算量が膨大となってし
まうという問題があった。
(発明の目的) この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
照明条件の影響を受けず、しかも計算量が著しく減少し
て高速での画像処理が可能になる画像処理方法を提供す
ることを第1の目的とする。またこの方法の実施に直接
使用する画像処理装置を提供することを第2の目的とす
る。
(発明の構成) この発明によればこの第1の目的は、読取り対象画像が
テンプレート画像と一致するマツチング領域を求めるパ
ターン・マッチング法による画像処理方法において、対
象画像とテンプレート画像とにアダマール変換を行ない
、両画像のアダマール係数を用いて両画像の不一致度を
求めることを特徴とする画像処理方法により達成される
すなわちテンプレート画像と対象画像とをアダマール変
換することによって直交関数系である異なる周波数成分
に分解し、この成分のうち直流成分を比較対象から除く
ことにより照明条件の変化の影響を除く。またこの成分
のうち直流成分以外の最大側の1または複数のアダマー
ル係数のみを用いることにより演算を減少させる。
ここに対象画像とテンプレート画像の対応画素に対して
、直流成分以りの最大側の1または複数のアダマール係
数の差の絶対値の総和が最小となる画像をマツチングと
することができる。また絶対値最大のアダマール係数の
差を各ブロックに対して加算してゆき、この加算値が所
定の閾値より大となった時にミスマツチングとすること
も可能である。
また第2の目的は前記特許請求の範囲第5.6項に記載
した装置により達成される。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の機能ブロック図、第2図は
その動作流れ図、第3図はアダマール変換画像の図、第
4図はパターン・マッチングの説明図である。
第1図で符号10はテンプレートメモリである。テンプ
レートからは特徴テンプレートT′と特徴量dとが予め
求められ、これらがメモリ]0に予めメモリされる。こ
こに特徴テンプレートT′は、テンプレート画像をアダ
マール変換した時に、直交関係を有する各周波数成分の
うち直流成分を除く絶対値最大の成分を求め、この成分
をブロックの要素とするものである。また特徴量dはこ
の絶対値最大の成分のアダマール係数である。
例えば4x4の画素で構成される画像gは、第3図のア
ダマール変換画像に示す周波数成分子1〜f16を用い
て次式のように展開できる。
g=al fI+  −+a+af+sこの特番アダマ
ール係数a、〜a+6は次式で与えられる。
a + = (1/16) g−f +a2 = (1
/16) g ・f 2a 16==  (1/1G)
  g ’  f +にこで画像gは全ての周波数成分
を用いなくても、各アダマール係数の絶対値の大きい方
がら順に8個程度を取り出せば、目に見える画像の劣化
をもたらさないことが知られている。
本発明では直流成分(fl)を除く成分中で最大側の1
または複数の係数a2〜a16のみを用いて画像の不一
致度を求める。
例えば16x16画素の大きさのテンプレート画像を第
4図(1)に示すように4x4画素で構成されるブロッ
クに分Gづ、このブロック1+についてアダマール変換
しく第2図、ステップ100)、アダマール係数a2〜
a+6のうち最大の係数a0を求める。そしてこの係数
anに対応する成分子nをこのブロックt、にっき代表
させ、これをブロックt1に対するテンブレ=1・画像
t′とし、同時に係数anをブロックt1に対する特徴
量d1とする。
残りのブロックt2〜tI6につき同様にテンプレート
画像t′と特徴量d2〜d+aを求める。そしてt′を
用いて第4図(2)に示す特徴テンプレートT′を求め
、特徴量dと共にメモリ10内の特徴テンプレートメモ
リIOAと特徴量メモリ10Bとにメモリするものであ
る(第2図、ステップ102.104)。
第1図で12はフレームメモリ、14はアダマール変換
手段である。第4図(3)に示す対象画像りはイメージ
センサ(図示せず)などで読み取られ、A/D変換され
てフレームメモリ12に一時メモリされる。この画像り
に対し、特徴テンプレートT′を用いてアダマール変換
を行う(ステップ106)。すなわち画像り内の位置(
u。
■)に対してアダマール変換をした時に、特徴テンプレ
ートT′ との対応ブロックの同一周波数成分に対する
アダマール係数を求め、これを位置(u、v)の各ブロ
ックに対する特徴量d′とする(ステップ108)。こ
の演算結果は第1図の特徴量メモリ16にメモリされる
18は不一致度演算手段であり、テンプレート画像tの
各ブロックの特徴量dと、対象画像りの位置(u、v)
における各ブロックの特徴量d′との差の絶対値を全ブ
ロックにつき加算した不一致度A、 A=Σ d−d′ を求めるものである(ステップ110)。
20はこの不一致度Aを所定値と比較する比較手段であ
る。この実施例においてはこの所定値は最小の不一致度
A。とする。すなわち比較手段20は適宜の値と比較し
て(ステップ112)、それ以上なら画像移動を行ない
(ステップ114)、以下ならばこの時の不一致度Aを
最小不一致度A。に置き換え(ステップ116)、全て
の画像領域につき繰り返す(ステップ118)。最小不
一致度A。を入れ換えるたびに新しい最小不一致度A。
が最小不一致度メモリ22にメモリされ、そのアドレス
がアドレスメモリ24にメモリされる。すると画像移動
手段26は次の領域をフレームメモリ12から読み出さ
せ、以上の動作を全画像域に対して繰り返す。この結果
全画像域に対して不一致度Aが最小値A。
どなるアドレスをメモリ24から求めることができ、こ
のアドレスの領域をマツチング領域とする(ステップ1
20)。
この実施例では全画像領域に対して不一致度Aを求める
必要があるので、処理速度の増大にも限界が生じる。
第5図は処理速度をさらに増大させ得る他の実施例の機
能ブロック図である。この実施例では特徴テンプレート
メモリIOA′には全てのブロックについての直流成分
を除きアダマール係数が最大となる周波数成分だけをメ
モリし、この時のアダマール係数(特徴量d)も同様に
全てのブロックについて絶対値が最大のものだけメモリ
しておく。この特徴量dが最大側から何番目であるかは
順位メモリIOCにメモリされている。そしてまず最大
時微量を持つブロックについて不一致度A1を求め、こ
れを閾値設定手段28で設定された閾値Thと比較する
AI  >Th ならばこの領域はミスマツチングとして他の領域に移る
AI <Th ならば、2番目に大きい特徴量を持つブロックに対して
同様に不一致度A2を求め、AI +A2を閾値Thと
比較する。
A + + A 2 > T h ならミスマツチングとする。
このように不一致度Aを閾値と比較すれば、全画像域に
対して演算するまでもなく速やかに不一致領域を判別で
きるから、処理速度が著しく増大する。
(発明の効果) 本発明は以上のように、対象画像とテンプレート画像を
アダマール変換し、画像の直流成分を除く最大側の1ま
たは複数のアダマール係数を用いて不一致度を求めるも
のであるから、照度変化による影響を受けることなく高
精度な処理が可能となる。また演算量が著しく少なくな
るので、高速4゜ 処理が可能である。ここに直流成分を除く最大側の1ま
たは複数のアダマール係数の差を各ブロックにつき加算
してゆき、この加算値が所定の閾値より大となったらそ
の時点でミスマツチングとすれば、演算量はさらに減少
し、処理速度はさらに増大する。
さらに本発明の装置によれば、この発明の方法を直接利
用する画像処理装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の機能ブロック図、第2図は
その動作流れ図、グイ3図はアダマール変換画像の図、
第4図はパターン・マッチングの説明図である。また第
5図は他の実施例の機能ブロック図である。 10・・・テンプレートメモリ、 10A、10A′・・・特徴テンブレー1〜メモリ、j
−OB、10B′・・・特徴量メモリ、14・・・アダ
マール変換手段、 16・・・特徴量メモリ、 18・・・不一致度演算手段、 20・・・比較手段、28・・・閾値設定手段。 特許出願人 ヤマハ発動機株式会社

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)読取り対象画像がテンプレート画像と一致するマ
    ッチング領域を求めるパターン・マッチング法による画
    像処理方法において、 対象画像とテンプレート画像とにアダマール変換を行な
    い、両画像のアダマール係数を用いて両画像の不一致度
    を求めることを特徴とする画像処理方法。
  2. (2)読取り対象画像がテンプレート画像と一致するマ
    ッチング領域を求めるパターン・マッチング法による画
    像処理方法において、 テンプレート画像をアダマール変換し、直流成分を除く
    絶対値最大側の1または複数の成分のアダマール係数を
    求め、対象画像をアダマール変換した時の同一成分に対
    するアダマール係数の差の絶対値の総和を求め、この総
    和が最小となる画像領域をマッチング領域とすることを
    特徴とする画像処理方法。
  3. (3)読取り対象画像がテンプレート画像と一致するマ
    ッチング領域を求めるパターン・マッチング法による画
    像処理方法において、 次の各工程を有することを特徴とする画像処理方法: [a]前記テンプレート画像の所定画素範囲を1つのブ
    ロックとしてアダマール変換を行う; [b]直流成分を除いた成分のうち絶対値最大の成分を
    求め、この成分をブロックの要素とする特徴テンプレー
    トを求める; [c]またこの絶対値最大の成分のアダマール係数をブ
    ロックの特徴量dとする; [d]対象画像に対して前記特徴テンプレートを用いて
    各ブロックの特徴量d’を求める; [e]テンプレートと対象画像の特徴量の差の絶対値を
    全てのブロックについて加算し、A=Σ|d−d’| を不一致度と定義する; [f]不一致度Aが最小となる対象画像領域をマッチン
    グ領域とする。
  4. (4)読取り対象画像がテンプレート画像と一致するマ
    ッチング領域を求めるパターン・マッチング法による画
    像処理方法において、 次の各工程を有することを特徴とする画像処理方法: [a]前記テンプレート画像の所定画素範囲を1つのブ
    ロックとしてアダマール変換を行う; [b]直流成分を除いた成分のうち絶対値最大の成分を
    求め、この成分をブロックの要素とする特徴テンプレー
    トを求める; [c]またこの絶対値最大の成分のアダマール係数をブ
    ロックの特徴量dとする; [d]対象画像に対して前記特徴テンプレートを用いて
    各ブロックの特徴量d’を求める; [e]テンプレートの特徴量dの絶対値が大きいブロッ
    クから順に、テンプレートと対象画像の特徴量の差の絶
    対値を加算する; [f]この加算値の加算の度に所定の閾値と比較し、加
    算値がこの閾値より大となった時に対象画像領域がマッ
    チング領域でないとする。 [g]全てのブロックについて加算した値が閾値より小
    である対象画像領域の中で、加算値が最小となる対象画
    像領域をマッチング領域とする。
  5. (5)読取り対象画像がテンプレート画像と一致するマ
    ッチング領域を求めるパターン・マッチング法による画
    像処理装置において、 テンプレートをアダマール変換した時の直流成分を除く
    絶対値最大の成分を要素とする特徴テンプレートを記憶
    する特徴テンプレートメモリと、この絶対値最大の成分
    のアダマール係数を特徴量dとして記憶する特徴量メモ
    リと、 この特徴テンプレートを用いて対象画像をアダマール変
    換するアダマール変換手段と、 アダマール係数を特徴量d’として記憶するメモリと、 特徴量の差の絶対値を加算して不一致度 A=Σ|d−d’| を求める不一致度演算手段と、 この不一致度が所定値以下ならマッチング領域と判断す
    る比較手段と、 を備えることを特徴とする画像処理装置。
  6. (6)読取り対象画像がテンプレート画像と一致するマ
    ッチング領域を求めるパターン・マッチング法による画
    像処理装置において、 テンプレートをアダマール変換した時の直流成分を除く
    成分の絶対値最大の成分を要素とする特徴テンプレート
    を記憶する特徴テンプレートメモリと、 絶対値最大の成分のアダマール係数を特徴量dとして記
    憶すると共に少なくともその最大となるブロックを記憶
    する特徴量メモリと、 特徴テンプレートを用いて対象画像をアダマール変換す
    るアダマール変換手段と、 特徴量が大きいブロックから順にテンプレートと対象画
    像の特徴量の差の絶対値を求め加算する演算手段と、 この差の絶対値が所定の閾値を越えることから対象画像
    が不一致と判断する比較手段と、を備えることを特徴と
    する画像処理装置。
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