JPH0778257A - 画像認識装置 - Google Patents

画像認識装置

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JPH0778257A
JPH0778257A JP5161119A JP16111993A JPH0778257A JP H0778257 A JPH0778257 A JP H0778257A JP 5161119 A JP5161119 A JP 5161119A JP 16111993 A JP16111993 A JP 16111993A JP H0778257 A JPH0778257 A JP H0778257A
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Yutaka Kato
豊 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリ容量が小さくてすみ、かつ統合処理に
時間を要しない画像認識装置を提供する。 【構成】 カメラ1で撮像した濃淡画像を、各画素位置
における評価値を評価値算出器3で算出し、極大点候補
算出器5で、評価値が走査線方向に連続してしきい値記
憶部6からのしきい値以上となる点列の中の最大評価値
を検出し、この最大評価値及びその座標を極大点候補メ
モリ7に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、認識対象を撮像して
得た入力画像より、認識対象を特定したり、その認識対
象の位置を判別したりするための画像認識装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より知られた画像認識装置として図
1に示すものがある。この画像認識装置は、認識対象を
撮像して濃淡画像を得るためのCCDカメラ(撮像手
段)1と、アナログの濃淡画像をデジタル濃淡画像に変
換するA/D変換器2と、入力画像から各画素位置での
評価値を得る評価値算出器3と、標準パターン(モデ
ル)を記憶するモデル記憶部4と、評価値が基準値(し
きい値)以上となる点を極大点候補として検出する極大
点候補検出器5と、基準値(しきい値)を記憶するしき
い値記憶部6と、検出された極大点候補を記憶する極大
点候補メモリ7と、極大点を記憶する極大点メモリ8
と、極大点候補を複数のグループに統合し、グループ毎
に極大点を求め認識対象を特定したり、位置を判別した
り、各部を制御するCPU9と、CPU用の制御プログ
ラムを格納するROM10と、演算値等を記憶するため
のRAM11とから構成されている。
【0003】この画像認識装置では、カメラ1、A/D
変換器2の入力系で得た濃淡画像から、評価値算出器3
で各画素位置でのモデル記憶部4からのモデルパターン
との一致度が評価値として求められる。極大点検出器5
では、評価値算出器3からの評価値が、しきい値記憶部
6からの基準値(しきい値)以上となる点を極大点候補
として検出し、そのデータを極大点候補メモリ7に格納
する。これをCPUバスを介して読み出し、ソフト処理
で極大点候補を複数のグループに統合してグループ毎に
極大点を求めることにより、認識対象の位置を同定する
(詳細は特開平3−127285号参照)。この結果
(図3に示す)は、CPUバスを介して極大点メモリ8
に格納される。
【0004】なお、図2に極大点候補メモリ7の記憶内
容の構成を示している。n個の極大点候補について、そ
のx座標、y座標、評価値が記憶できる。nは0以上の
任意の整数である。図3に極大点メモリ8の記憶内容の
構成を示している。N個の極大点について、そのx座
標、y座標、評価値が記憶できる。Nは0以上の任意の
整数である。図10に、極大点候補検出器5の具体回路
例を示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の画像認識装置では、極大点候補検出器が「評価
値が基準値以上となる点」を検出するものであるため、
極大点候補の数は非常に多くなる。これにより、候補を
記憶する極大点候補メモリは容量の大きなものが必要と
なるという問題点と、ソフトによる統合処理に大きな時
間がかかるという問題点があった。
【0006】ここで、具体例を挙げて説明する。図4
に、評価値算出器で計算され、極大点候補検出器に入力
される評価値r(x、y)を示す。この評価値r(x、
y)が、例えば図5中の数字で示されるような値であっ
た場合、図5中の斜線で示した画素が、評価値がしきい
値以上となる画素である。この例では、しきい値を0.
7としている。従来法では、図6で示すようにこの画素
群のx座標、y座標、評価値をすべて極大点候補メモリ
に格納する。この例では10個の極大点候補が格納され
る。仮に、入力画像中にm個の認識対象となるパターン
が存在し、それぞれに10個の極大点候補が検出された
とすると、極大点候補の統計は10×m個となる。
【0007】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、メモリ容量が小でよい。また統合処理
に時間を要しない、画像認識装置を提供することを目的
としている。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明の画像
認識装置は、認識対象を撮像して濃淡画像を得る撮像手
段と、入力画像から各画素位置における評価値を得る評
価値算出手段と、前記評価値が走査線方向に連続してあ
らかじめ記憶された基準値以上となる点列の中で最大評
価値を検出する極大点候補検出手段と、前記極大点候補
検出手段で検出した評価値を格納する極大点候補記憶手
段と、前記極大点候補を1以上のグループに統合してグ
ループ毎に極大点を求めることにより認識対象の位置を
同定する同定手段とを備えている。
【0009】この画像認識装置では、入力画像から各画
素位置での評価値が求められた後、評価値が走査線方向
に連続して基準値以上となる領域がある場合に、それら
の評価値の最大点を極大点候補として検出する。従来法
に比べ極大点候補数が大幅に少なくなるので、極大点候
補メモリの縮小化、統合処理の高速化が図れる。
【0010】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。実施例画像認識装置の構成は、図1に示す
従来装置と基本構成において変わるところはない。従来
装置とは、極大点候補検出器5の内部構成が相違する。
これについては後に詳述する。
【0011】実施例画像認識装置では、カメラ1及びA
/D変換器2の入力系で得られた濃淡画像が、評価値算
出器3に入力される。評価値算出器3で各画素位置での
評価値が求められ、極大点候補検出器5に入力される。
極大点候補検出器5では、その評価値が走査線方向に連
続して基準値(しきい値)以上となる領域の評価値の最
大点を極大点候補として検出し、そのデータを極大点候
補メモリ7に格納する。これをCPUバスを介して読み
出し、ソフト処理で極大点候補を複数のグループに統合
してグループ毎に極大点を求めることにより認識対象の
位置を同定する。この結果はCPUバスを介して極大点
メモリ8に格納される。
【0012】極大点候補検出器5の具体的な構成例を図
11に示す。この回路は、評価値が走査線方向に連続し
て基準値以上となる領域の評価値の最大点を検出し、そ
のx座標、y座標、評価値、メモリへの書込み信号、メ
モリアドレスを出力するものである。フリップフロップ
12〜15、比較器16〜17、カウント回路18を含
む。
【0013】図11において、評価値検出器からの評価
値rは、フリップフロップ12と比較器17に入力さ
れ、同期信号CLKは、フリップフロップ12のトリガ
端子に加えられている。また座標信号Xは、フリップフ
ロップ14の入力に、座標信号Yはフリップフロップ1
5の入力に、それぞれ加えられている。フリップフロッ
プ12の出力は、比較器16の一方の入力と、フリップ
フロップ13の入力に、それぞれ加えられ、フリップフ
ロップ13の出力は、比較器16の他方の入力に加えら
れるとともに、評価値rを出力する。比較器16の出力
は、フリップフロップ13、14、15のトリガ端子に
入力されている。比較器17の他方の入力端子にはしき
い値記憶部よりしきい値Thが入力され、比較器17の
出力は、フリップフロップ13のリセット入力端に加え
られるとともに、カウンタ回路18の入力に加えられて
いる。
【0014】フリップフロップ12は、評価値算出器か
ら得られた評価値rを、またフリップフロップ13は評
価値rがしきい値Th以上となる連続区間における評価
値の最大値を、またフリップフロップ14、15は評価
値が最大となったときのX、Y座標をそれぞれ記憶する
機能を有する。比較器16は、フリップフロップ12の
記憶データをA入力とし、フリップフロップ13の記憶
データをB入力として、その大小を比較するもので、A
入力がB入力より大きいとき、そのときのフリップフロ
ップ12の内容をフリップフロップ13に、そのときの
X座標をフリップフロップ14に、そのときのY座標を
フリップフロップ15に記憶させる。
【0015】比較器17は、評価値rとしきい値Thと
の大小を比較するもので、評価値がしきい値以上となっ
たときフリップフロップ13をリセットし、また評価値
がしきい値を下回ったときメモリへの書込み信号WEを
アサートする。カウンタ回路18は、書込み信号WEの
アサート回数をカウントするもので、メモリへの格納ア
ドレスを発生する。アドレスはRESET信号によって
0にリセットされる。RESET信号は、1画面の画像
データの始まりにアサートする。
【0016】この実施例装置において、評価値r(x、
y)が、例えば図5中の数字で示されるような値であっ
た場合、図9中の斜線で示した画素が、評価値が走査線
方向に連続して基準値以上となる領域の評価値の最大点
である。図7に示すようにこの最大点のx座標、y座
標、評価値をすべて極大点候補メモリに格納する。この
例では、4個の極大点候補が格納される。仮に、入力画
像中にm個の認識対象となるパターンが存在し、それぞ
れに4個の極大点候補が検出されたとすると、極大点候
補の総計は4×m個となる。従来法に比べ、極大点候補
数は4/10に縮小されている。
【0017】このため、極大点候補メモリの容量は4/
10に縮小できる。また、ソフト処理による極大点候補
の統合に要する計算時間は、特開平3−127285号
公報に記載のアルゴリズムを用いるとすると、極大点候
補数の二乗にほぼ比例するので、計算時間を約16/1
00に短縮できる。図1における評価値算出器3は、モ
デル記憶部4からのモデルデータと入力画像との各画素
位置での一致度を評価値として求めるものであってもよ
い。
【0018】また、図1における評価値算出器3は、モ
デル記憶部4からのモデルデータと入力画像との各画素
位置での正規化相互相関値を評価値として求めるもので
あってもよい。正規化相互相関値の計算式は、図12に
示す入力画像及びモデルデータとして、次式となる。
【0019】画素位置(x、y)における正規化相互相
関値R(x、y)は
【0020】
【数1】
【0021】で求められる。ただし N=(xs)×(ys) である。
【0022】
【数2】
【0023】また、図1における評価値算出器3は、入
力画像の各画素位置での局所領域(固定、もしくはCP
Uが与えるモデルのような形でもよい。)の画素値の偏
差値の例として、標準偏差値と平均偏差値の計算式を次
に示す。 画素位置(x、y)における標準偏差値σ(x、y)
は以下で求められる。
【0024】
【数3】
【0025】ただし、
【0026】
【数4】
【0027】である。 画素位置(x、y)における平均偏差値D(x、y)
は以下で求められる。
【0028】
【数5】
【0029】また、図1における評価値算出器3は、入
力画像の各画素位置での局所領域の画素値の平均値を評
価値として求めるものであってもよい。平均値の計算式
を次に示す。
【0030】
【数6】
【0031】
【発明の効果】この発明によれば、評価値が走査線方向
に連続してあらかじめ記憶された基準値以上となる点列
の中で最大評価値を検出し、極大点候補とするので、走
査線方向の列上で、極大点候補は1個となるので、全体
としての極大点候補が少なくなり、その分、メモリ容量
を小さくできるばかりか、統合処理の高速化を実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像認識装置の構成を示すブロック図である。
【図2】従来の画像認識装置の極大点候補メモリの記憶
内容の構成を示す図である。
【図3】従来の画像認識装置の極大点メモリの記憶内容
の構成を示す図である。
【図4】図1に示す画像認識装置の極大点候補検出器に
入力される評価値を説明する図である。
【図5】評価値がしきい値以上となる画素群の例を示す
図である。
【図6】従来の画像認識装置の極大点候補メモリの格納
例を示す図である。
【図7】この発明の実施例画像認識装置の極大点候補メ
モリの格納例を示す図である。
【図8】従来の画像認識装置の極大点候補を説明する図
である。
【図9】この発明の実施例画像認識装置の極大点候補を
説明する図である。
【図10】従来の画像認識装置の極大点検出器の構成を
示す回路図である。
【図11】この発明の実施例画像認識装置の極大点候補
検出器の構成を示す回路図である。
【図12】評価値算出器における、正規化相互相関値の
計算を説明する図である。
【符号の説明】
1 カメラ 3 評価値算出器 5 極大値候補検出器 6 しきい値記憶部 7 極大点候補メモリ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】認識対象を撮像して濃淡画像を得る撮像手
    段と、 入力画像から各画素位置における評価値を得る評価値算
    出手段と、 前記評価値が走査線方向に連続してあらかじめ記憶され
    た基準値以上となる点列の中で最大評価値を検出する極
    大点候補検出手段と、 前記極大点候補検出手段で検出した評価値を格納する極
    大点候補記憶手段と、 前記極大点候補を1以上のグループに統合してグループ
    毎に極大点を求めることにより認識対象の位置を同定す
    る同定手段とを具備してなる画像認識装置。
  2. 【請求項2】前記評価値算出手段は、あらかじめモデル
    として登録されたモデル記憶部よりモデルパターンと入
    力画像の各画素との一致度を評価値とする請求項1に記
    載の画像認識装置。
  3. 【請求項3】前記一致度は正規化相互相関値である請求
    項2に記載の画像認識装置。
  4. 【請求項4】前記評価値算出手段は、入力画像の各画素
    値とあらかじめ記憶された局所領域内の画素値との標準
    偏差値を評価値とする請求項1に記載の画像認識装置。
  5. 【請求項5】前記評価値算出手段は、入力画像の各画素
    値とあらかじめ記憶された局所領域内の画素値との平均
    偏差値を評価値とする請求項1に記載の画像認識装置。
  6. 【請求項6】前記評価値算出手段は、入力画像の各画素
    値とあらかじめ記憶された局所領域内の画素値との平均
    値を評価値とする請求項1に記載の画像認識装置。
JP16111993A 1993-06-30 1993-06-30 画像認識装置 Expired - Lifetime JP3316551B2 (ja)

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