JPH09179982A - 特定パターン検出方法 - Google Patents
特定パターン検出方法Info
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- JPH09179982A JPH09179982A JP7338380A JP33838095A JPH09179982A JP H09179982 A JPH09179982 A JP H09179982A JP 7338380 A JP7338380 A JP 7338380A JP 33838095 A JP33838095 A JP 33838095A JP H09179982 A JPH09179982 A JP H09179982A
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- JP
- Japan
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- image
- mark
- moment
- dimension
- zernike moment
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- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ある基準軸からの中心角θを用いて算出され
る複数の次元を持つ回転不変な特徴量について、次元毎
に異なる基準軸を用いることで、画像の情報の欠落を最
小限に抑え、高精度な画像の検出、認識を行う。 【解決手段】 マーク切り出し部2は、入力画像からマ
ーク候補画像を切り出す。Zernike Moment算出部3
は、入力画像に対して各次元のZernike Momentを算出
し、相違度算出部5は、辞書メモリ4内の特定マークの
Zernike Momentの大きさと、入力画像のZernike Mo
mentの大きさを比較する。検出判定部6は、その相違度
に応じて、マークを検出したか否かを判定する。
る複数の次元を持つ回転不変な特徴量について、次元毎
に異なる基準軸を用いることで、画像の情報の欠落を最
小限に抑え、高精度な画像の検出、認識を行う。 【解決手段】 マーク切り出し部2は、入力画像からマ
ーク候補画像を切り出す。Zernike Moment算出部3
は、入力画像に対して各次元のZernike Momentを算出
し、相違度算出部5は、辞書メモリ4内の特定マークの
Zernike Momentの大きさと、入力画像のZernike Mo
mentの大きさを比較する。検出判定部6は、その相違度
に応じて、マークを検出したか否かを判定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像の回転不変な
Momentを用いて特定のパターンを検出する方法に関す
る。
Momentを用いて特定のパターンを検出する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】画像中からある特定の形状を持つマーク
をデジタルコピアマシンなどの画像読み取り機器で検出
することを考えると、検出装置には以下のような条件が
必要である。すなわち、 (1)特定マークの位置の影響を受けない。 (2)特定マークの回転の影響を受けない。 (3)特定マークの片変倍の影響を受けない。
をデジタルコピアマシンなどの画像読み取り機器で検出
することを考えると、検出装置には以下のような条件が
必要である。すなわち、 (1)特定マークの位置の影響を受けない。 (2)特定マークの回転の影響を受けない。 (3)特定マークの片変倍の影響を受けない。
【0003】これらの条件を満たすものとして、Zerni
ke Momentを用いた画像認識の手法が文献(Whoi−Yu
lKim and Po Yuan,“A Practical PatternReco
gnition System for Translation,Scale and Rota
tion Invariance,”Proc.CVPR’94,pp39
1−396,June 1994)に記載されている。この
文献ではRadial Polynomialをテーブル化することに
よる処理の高速化について述べられている。
ke Momentを用いた画像認識の手法が文献(Whoi−Yu
lKim and Po Yuan,“A Practical PatternReco
gnition System for Translation,Scale and Rota
tion Invariance,”Proc.CVPR’94,pp39
1−396,June 1994)に記載されている。この
文献ではRadial Polynomialをテーブル化することに
よる処理の高速化について述べられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した手法
では、如何なる次元の特徴を抽出する場合でも、中心角
θを算出する際の基準軸上からは同じ特徴量が抽出され
る。言い換えれば、基準軸上の画像のみが異なる画像に
ついては必ず同じ特徴量が抽出されることになり、基準
軸上の画像の情報が欠落するという問題がある。また、
モーメントを用いた認識方法として、例えば特開平6−
195512号公報に記載された文字特徴抽出方法があ
る。この方法は、重心から8つに分割した方向のそれぞ
れについてモーメントを算出し、文字画像を認識する手
法であるが、制御が複雑になる欠点がある。
では、如何なる次元の特徴を抽出する場合でも、中心角
θを算出する際の基準軸上からは同じ特徴量が抽出され
る。言い換えれば、基準軸上の画像のみが異なる画像に
ついては必ず同じ特徴量が抽出されることになり、基準
軸上の画像の情報が欠落するという問題がある。また、
モーメントを用いた認識方法として、例えば特開平6−
195512号公報に記載された文字特徴抽出方法があ
る。この方法は、重心から8つに分割した方向のそれぞ
れについてモーメントを算出し、文字画像を認識する手
法であるが、制御が複雑になる欠点がある。
【0005】本発明の目的は、ある基準軸からの中心角
θを用いて算出される複数の次元を持つ回転不変な特徴
量について、次元毎に異なる基準軸を用いることで、画
像の情報の欠落を最小限に抑え、高精度な画像の検出、
認識を行う特定パターン検出方法を提供することにあ
る。
θを用いて算出される複数の次元を持つ回転不変な特徴
量について、次元毎に異なる基準軸を用いることで、画
像の情報の欠落を最小限に抑え、高精度な画像の検出、
認識を行う特定パターン検出方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明では、多次元の回転不変特徴量
を用いて特定のパターンを検出する方法において、各次
元の特徴量がそれぞれ回転不変特徴量であり、中心角を
利用して算出する特徴量が存在するとき、各次元毎に中
心角算出の基準を変えることを特徴としている。
に、請求項1記載の発明では、多次元の回転不変特徴量
を用いて特定のパターンを検出する方法において、各次
元の特徴量がそれぞれ回転不変特徴量であり、中心角を
利用して算出する特徴量が存在するとき、各次元毎に中
心角算出の基準を変えることを特徴としている。
【0007】請求項2記載の発明では、画像の回転不変
なMomentを用いて特定のパターンを検出する方法にお
いて、回転不変なMomentの各次元毎に中心角算出の基
準を変えることを特徴としている。
なMomentを用いて特定のパターンを検出する方法にお
いて、回転不変なMomentの各次元毎に中心角算出の基
準を変えることを特徴としている。
【0008】請求項3記載の発明では、Zernike Mome
ntを用いて特定のパターンを検出する方法において、Z
ernike Momentの各次数/階数毎に中心角算出の基準を
変えることを特徴としている。
ntを用いて特定のパターンを検出する方法において、Z
ernike Momentの各次数/階数毎に中心角算出の基準を
変えることを特徴としている。
【0009】請求項4記載の発明では、前記中心角算出
の基準が等間隔に位置することを特徴としている。
の基準が等間隔に位置することを特徴としている。
【0010】請求項5記載の発明では、前記中心角算出
の基準を乱数で発生させることを特徴としている。
の基準を乱数で発生させることを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて具体的に説明する。図1は、本発明の実施例の構
成を示す。画像入力装置1は、原稿などをスキャナで読
み取り、原稿画像を画像バッファに取り込む。マーク切
り出し部2は、検出マークの大きさに応じてマーク候補
画像の切り出しを行う。Zernike Moment算出部3で
は、入力画像に対して各次元のZernike Momentを算出
する。相違度算出部5では、辞書メモリ4内の特定マー
クのZernike Momentの大きさと、入力画像のZernike
Momentの大きさを比較する。検出判定部6では、相違
度に応じて、検出/非検出の判定を行う。以下、それぞ
れの処理について詳述する。
用いて具体的に説明する。図1は、本発明の実施例の構
成を示す。画像入力装置1は、原稿などをスキャナで読
み取り、原稿画像を画像バッファに取り込む。マーク切
り出し部2は、検出マークの大きさに応じてマーク候補
画像の切り出しを行う。Zernike Moment算出部3で
は、入力画像に対して各次元のZernike Momentを算出
する。相違度算出部5では、辞書メモリ4内の特定マー
クのZernike Momentの大きさと、入力画像のZernike
Momentの大きさを比較する。検出判定部6では、相違
度に応じて、検出/非検出の判定を行う。以下、それぞ
れの処理について詳述する。
【0012】Zernike Momentの算出;Zernike Mome
ntは以下の式によって定義される。
ntは以下の式によって定義される。
【0013】
【数1】
【0014】ここで、nはZernike Momentの次数、m
は階数であり、mの絶対値はn以下で、その差は偶数で
なければならない。つまり、 n−|m|=even (4) n≧|m| (5) Rnm(ρ)はRadial Polynomialと呼ばれ、階数、次
数と中心からの距離から算出される値である。Re
(Anm)がZernike Momentの実数部、Im(Anm)がZerni
ke Momentの虚数部である。Zernike Momentの大きさ Re(Anm) 2+Im(Anm) 2 (6) は画像の回転に不変な値であるため、特定マークの検出
に用いることができる。
は階数であり、mの絶対値はn以下で、その差は偶数で
なければならない。つまり、 n−|m|=even (4) n≧|m| (5) Rnm(ρ)はRadial Polynomialと呼ばれ、階数、次
数と中心からの距離から算出される値である。Re
(Anm)がZernike Momentの実数部、Im(Anm)がZerni
ke Momentの虚数部である。Zernike Momentの大きさ Re(Anm) 2+Im(Anm) 2 (6) は画像の回転に不変な値であるため、特定マークの検出
に用いることができる。
【0015】この際、x、yの値は特定マークの大きさ
に応じて正規化する必要がある。すなわち、特定マーク
の重心を中心として重心から一番遠い点までの距離が1
となるように、座標系を拡大/縮小して用いる。
に応じて正規化する必要がある。すなわち、特定マーク
の重心を中心として重心から一番遠い点までの距離が1
となるように、座標系を拡大/縮小して用いる。
【0016】前述したように、Zernike Momentには次
のような問題がある。例えば、式(3)から明らかなよ
うに、θ算出の際の基準軸上では常にsinmθは0にな
るので、あらゆる次元において、基準軸上の画像はZer
nike Momentの虚数部の値の算出には全く寄与しないこ
とになる。このような情報の欠落は、画像の検出/認識
の見地からは好ましくない。
のような問題がある。例えば、式(3)から明らかなよ
うに、θ算出の際の基準軸上では常にsinmθは0にな
るので、あらゆる次元において、基準軸上の画像はZer
nike Momentの虚数部の値の算出には全く寄与しないこ
とになる。このような情報の欠落は、画像の検出/認識
の見地からは好ましくない。
【0017】そこで、本発明では、各次元毎にθ算出の
際の基準を変更することで、次元毎に異なる画素がモー
メントの値の算出に寄与しなくなるようにする。具体的
には、以下の式を用いてZernike Momentの実数部、虚
数部を算出する。
際の基準を変更することで、次元毎に異なる画素がモー
メントの値の算出に寄与しなくなるようにする。具体的
には、以下の式を用いてZernike Momentの実数部、虚
数部を算出する。
【0018】
【数2】
【0019】ここで、Mnmは、本発明によって導入され
たオフセットであり、次数/階数に応じて定められる値
で、次数/階数毎に異なる値を持つものとする。この値
を定める方法については、以下の各実施例で説明する。
たオフセットであり、次数/階数に応じて定められる値
で、次数/階数毎に異なる値を持つものとする。この値
を定める方法については、以下の各実施例で説明する。
【0020】〈実施例1〉マーク切り出し部2では、画
像バッファ中の画像から、黒画素の連結成分を抽出し、
その大きさが検出マークとほぼ等しいと判断された場合
に、その黒画素連結成分の座標をZernike Moment算出
部3に送る。
像バッファ中の画像から、黒画素の連結成分を抽出し、
その大きさが検出マークとほぼ等しいと判断された場合
に、その黒画素連結成分の座標をZernike Moment算出
部3に送る。
【0021】具体的には判断の閾値をLTh、検出マー
クの大きさをMSizeとした場合に、黒画素連結成分の
幅、高さがBlW、BlHであり、以下の2つの式を満
たすとき、その黒画素連結成分の座標をZernike Mome
nt算出部3に送る。
クの大きさをMSizeとした場合に、黒画素連結成分の
幅、高さがBlW、BlHであり、以下の2つの式を満
たすとき、その黒画素連結成分の座標をZernike Mome
nt算出部3に送る。
【0022】 (MSize−LTh)<BlW<(MSize+LTh) (MSize−LTh)<BlH<(MSize+LTh) 本実施例1では、図4に示すように画像中から3つの黒
画素連結成分A,B,Cが抽出されたものとする。本実
施例ではMSize=48、LTh=4とすると、その場
合の検出結果は図5に示すものとなる。つまり、上記し
た条件の幅Wと高さHを持つ連結成分は、A、Bとな
る。
画素連結成分A,B,Cが抽出されたものとする。本実
施例ではMSize=48、LTh=4とすると、その場
合の検出結果は図5に示すものとなる。つまり、上記し
た条件の幅Wと高さHを持つ連結成分は、A、Bとな
る。
【0023】Zernike Moment算出部3では、マーク切
り出し部2から送られてきた座標中の画像の重心を算出
し、画像の重心を中心(座標(0,0))として、また
画像のX軸を中心角の基準として用いる。
り出し部2から送られてきた座標中の画像の重心を算出
し、画像の重心を中心(座標(0,0))として、また
画像のX軸を中心角の基準として用いる。
【0024】実施例1では、N次までのZernike Mome
ntの大きさをマークの検出に用いるので、Mnmを以下の
ように定める。
ntの大きさをマークの検出に用いるので、Mnmを以下の
ように定める。
【0025】
【数3】
【0026】ただし、〔a〕はaを超えない最大の整数
であり、またm≠0である。
であり、またm≠0である。
【0027】本実施例では3次までのZernike Moment
を用いるものとすると、
を用いるものとすると、
【0028】
【数4】
【0029】となる。なお、m=0の場合にはθはZer
nike Momentの算出に関与しない。図2は、次数/階数
に応じて定められるM11からM33の値を示す。例え
ば、n=3、m=3のとき、M33=π/6であるか
ら、M33を基準軸として、つまりsin3θ=0を中
心角θ算出の基準軸(X軸)とする。M33の基準軸で
はsin3θ=0であるので、Zernike Momentの値の
算出に寄与しないが、他の次数、階数においてはM33
の位置が基準軸とならないので、Zernike Momentの値
が算出される。
nike Momentの算出に関与しない。図2は、次数/階数
に応じて定められるM11からM33の値を示す。例え
ば、n=3、m=3のとき、M33=π/6であるか
ら、M33を基準軸として、つまりsin3θ=0を中
心角θ算出の基準軸(X軸)とする。M33の基準軸で
はsin3θ=0であるので、Zernike Momentの値の
算出に寄与しないが、他の次数、階数においてはM33
の位置が基準軸とならないので、Zernike Momentの値
が算出される。
【0030】本実施例1では、中心角θ算出の基準が、
例えば等間隔に位置(例えば、0〜πの間を10等分し
た位置)している。
例えば等間隔に位置(例えば、0〜πの間を10等分し
た位置)している。
【0031】以上の式を用いて各次数/階数でのZerni
ke Momentの大きさが図6のように算出されたとする。
なお、1次1階の大きさを1次元目の特徴量、2次2階
の大きさを2次元目の特徴量、3次1階の大きさを3次
元目の特徴量、3次3階の大きさを4次元目の特徴
量...という。
ke Momentの大きさが図6のように算出されたとする。
なお、1次1階の大きさを1次元目の特徴量、2次2階
の大きさを2次元目の特徴量、3次1階の大きさを3次
元目の特徴量、3次3階の大きさを4次元目の特徴
量...という。
【0032】相違度算出部5では、辞書メモリ4内の特
定マークのZernike Momentの大きさと、入力画像のZ
ernike Momentの大きさを比較する。辞書メモリ4中に
は予め複数の特定マークから求めたZernike Momentの
大きさの平均値Dic()と標準偏差Std()が保存
されている。相違度算出部5では、以下の式を用いて入
力画像のZernike Momentの大きさF()と特定マーク
のZernike Momentの大きさの相違度Dcbを算出す
る。
定マークのZernike Momentの大きさと、入力画像のZ
ernike Momentの大きさを比較する。辞書メモリ4中に
は予め複数の特定マークから求めたZernike Momentの
大きさの平均値Dic()と標準偏差Std()が保存
されている。相違度算出部5では、以下の式を用いて入
力画像のZernike Momentの大きさF()と特定マーク
のZernike Momentの大きさの相違度Dcbを算出す
る。
【0033】
【数5】
【0034】本実施例での相違度算出結果を図7に示
す。
す。
【0035】検出判定部6では、相違度に応じて、検出
/非検出の判定を行う。具体的には相違度が所定の閾値
ThDより大きい場合には非検出、閾値より小さい場合
には検出と判定する。具体的には以下の式を満たす場合
に、特定マークが検出されたものとする。
/非検出の判定を行う。具体的には相違度が所定の閾値
ThDより大きい場合には非検出、閾値より小さい場合
には検出と判定する。具体的には以下の式を満たす場合
に、特定マークが検出されたものとする。
【0036】ThD<Dcb 本実施例ではThD=4.00とする。それぞれの連結
成分に対する検出結果を図8に示す。本実施例の場合に
は連結成分Aが特定マークとして検出される。
成分に対する検出結果を図8に示す。本実施例の場合に
は連結成分Aが特定マークとして検出される。
【0037】〈実施例2〉実施例2では、Mnmの算出方
法以外は実施例1と同様である。本実施例ではMnmを以
下のように定める。すなわち、 Mnm=random(0,π) ただし、random(0,π)は0〜πの間で乱数を
発生させる関数である。図3は、実施例2のMnmを示
す。
法以外は実施例1と同様である。本実施例ではMnmを以
下のように定める。すなわち、 Mnm=random(0,π) ただし、random(0,π)は0〜πの間で乱数を
発生させる関数である。図3は、実施例2のMnmを示
す。
【0038】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、各次元毎にθ算出の基準を変えているので、画像の
情報の欠落が最小限に抑えられ、高精度に特定画像の検
出、認識を行うことが可能になる。
ば、各次元毎にθ算出の基準を変えているので、画像の
情報の欠落が最小限に抑えられ、高精度に特定画像の検
出、認識を行うことが可能になる。
【図1】本発明の実施例の構成を示す。
【図2】実施例1のMnmを示す。
【図3】実施例2のMnmを示す。
【図4】黒画素連結成分の抽出結果を示す。
【図5】マーク切り出し結果を示す。
【図6】Zernike Momentの算出結果を示す。
【図7】相違度算出結果を示す。
【図8】マーク検出結果を示す。
1 画像入力装置 2 マーク切り出し部 3 Zernike Moment算出部 4 辞書メモリ 5 相違度算出部 6 検出判定部
Claims (5)
- 【請求項1】 多次元の回転不変特徴量を用いて特定の
パターンを検出する方法において、各次元の特徴量がそ
れぞれ回転不変特徴量であり、中心角を利用して算出す
る特徴量が存在するとき、各次元毎に中心角算出の基準
を変えることを特徴とする特定パターン検出方法。 - 【請求項2】 画像の回転不変なMomentを用いて特定
のパターンを検出する方法において、回転不変なMomen
tの各次元毎に中心角算出の基準を変えることを特徴と
する特定パターン検出方法。 - 【請求項3】 Zernike Momentを用いて特定のパター
ンを検出する方法において、Zernike Momentの各次数
/階数毎に中心角算出の基準を変えることを特徴とする
特定パターン検出方法。 - 【請求項4】 前記中心角算出の基準が等間隔に位置す
ることを特徴とする請求項1、2または3記載の特定パ
ターン検出方法。 - 【請求項5】 前記中心角算出の基準を乱数で発生させ
ることを特徴とする請求項1、2または3記載の特定パ
ターン検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338380A JPH09179982A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 特定パターン検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338380A JPH09179982A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 特定パターン検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09179982A true JPH09179982A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18317614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7338380A Pending JPH09179982A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 特定パターン検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09179982A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100573619B1 (ko) * | 1999-10-27 | 2006-04-24 | 김회율 | 저니키/의사 저니키 모멘트 추출 방법 |
| KR100712341B1 (ko) * | 1999-11-30 | 2007-05-02 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | 변형된 저니크 모멘트에 의한 3차원 영상 데이터의 특징추출 및 검색 방법 및 장치 |
| US7305664B2 (en) | 2002-10-09 | 2007-12-04 | Ricoh Company, Ltd. | Apparatus, method, software and medium storage for performing the tasks of detecting specified marks |
| JP2012021967A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-02-02 | Fujitsu Ltd | 物性の測定方法及び測定装置 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7338380A patent/JPH09179982A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100573619B1 (ko) * | 1999-10-27 | 2006-04-24 | 김회율 | 저니키/의사 저니키 모멘트 추출 방법 |
| KR100712341B1 (ko) * | 1999-11-30 | 2007-05-02 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | 변형된 저니크 모멘트에 의한 3차원 영상 데이터의 특징추출 및 검색 방법 및 장치 |
| US7305664B2 (en) | 2002-10-09 | 2007-12-04 | Ricoh Company, Ltd. | Apparatus, method, software and medium storage for performing the tasks of detecting specified marks |
| JP2012021967A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-02-02 | Fujitsu Ltd | 物性の測定方法及び測定装置 |
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