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1. Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Musterextrahierungsgerät zum Extrahieren
von beweglichen Mustern und Differenzen zwischen Registrierungs-
und Kollationsmustern durch Kollationieren N-dimensionaler Muster
(z. B. Sprachmustern (eindimensional), ebenen Bildmustern (zweidimensional)
und stereoskopischen Mustern (dreidimensional)) auf der Basis räumlicher
Frequenzeigenschaften.
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2. Stand der
Technik
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Herkömmlicherweise
wurde die Differenz zwischen zwei ähnlichen Mustern durch visuelle menschliche
Prüfung
gewonnen. Genauer gesagt wird eines der Muster als Referenzmuster
gesetzt, und das Referenzmuster und das andere Muster werden durch
das menschliche Auge verglichen, wodurch eine solche Differenz gewonnen
wird.
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Zusätzlich werden
gewöhnliche
Muster (bewegliche Muster), die in zwei ähnlichen Mustern (Gesamtmustern)
an verschiedenen Stellen vorhanden sind, ebenfalls durch menschliche
visuelle Prüfung gewonnen.
Genauer gesagt wird eines der Muster als Referenzmuster gesetzt,
und das Referenzmuster und das andere Muster werden durch das menschliche
Auge verglichen, wodurch bewegliche Muster gewonnen werden.
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Eine
menschliche visuelle Prüfung
kann jedoch nur dem Fall gerecht werden, bei dem eine Differenz
oder ein bewegbares Muster zwischen zwei ähnlichen Mustern klar ist.
Das heißt,
wenn Gesamtmuster kompliziert oder die Differenz oder das bewegliche
Muster klein sind, erfordert es Zeit, sie zu gewinnen, und es kann
keine genaue Prüfung
durchgeführt
werden. Wenn eine Mehrzahl bewegter Muster vorhanden ist, so ist
es schwierig, alle beweglichen Muster zu ermitteln.
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Aus
J. Beyerer „Suppression
of stochastically placed, straight toolmarks to enhance object and defects" Technisches Messen
(R. Oldenbourg Verlag, München,
Bd. 59, Nr. 10, 1. Oktober 1992, Seiten 389–397, XP 00316174 ISSN: 0171-8096)
ist eine Technik bekannt, um ein Bild entweder von der Textur, die
den Hintergrund bildet, oder den "Rillen", die den Vordergrund bilden, aus einem
Original-Bilddatensatz zu gewinnen, indem man auf die Bilddaten
einen Algorithmus anwendet, bei dem die vordergründigen Rillen auf der Hintergrundtextur überlagert
werden. Mit dieser Technik können
nur unbewegliche Bilder unter der Bedingung bearbeitet werden, daß das zu
entfernende Bild bekannt ist und wenn zur gleichen Zeit die spezifische
Eigenschaft des zu entfernenden Bildes eine einfache wie zum Beispiel
die „Rille" einer geraden Linie
ist. Somit betrifft der Stand der Technik ein Extrahieren von Bildern
nur von zwei bewegungslosen Datensätzen, die beide bekannt sind.
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, für ein Musterextrahierungsgerät zu sorgen,
das eine Differenz und ein bewegliches Muster zwischen ähnlichen
Mustern in einem kurzen Zeitraum genau extrahieren kann.
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3. Offenbarung
der Erfindung
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Dieses
Ziel wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 erreicht. Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Gemäß einem
bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden N-dimensionale Fourier-Registrierungsdaten
unter Durchführen
einer diskreten N-dimensionalen Fourier-Transformation für N-dimensionale
Musterdaten eines Registrierungsmusters erzeugt, N-dimensionale
Fourier-Kollationsmusterdaten werden unter Durchführen einer N-dimensionalen
diskreten Fourier-Transformation für N-dimensionale Musterdaten
eines Kollationsmusters erzeugt, entweder wird die N-dimensionale diskrete
Fourier-Transformation oder die N-dimensionale inverse diskrete
Fourier-Transformation in einem ersten Musterbearbeitungsmittel
für synthetisierte
N-dimensionale Fourier-Musterdaten durch Synthetisieren der N-dimensionalen
Fourier-Registrierungsmusterdaten
und der N-dimensionalen Fourier-Kollationsmusterdaten durchgeführt, man
erhält eine
Korrelationsspitze in einem Korrelationskomponentenbereich, der
in den N-dimensionalen synthetisierten Fourier-Musterdaten, für die die
Fourier-Transformation durchgeführt
wurde, erscheint, es wird ein Abschnitt um die erhaltende Korrelationsspitze
maskiert, es wird die N-dimensionale inverse diskrete Fourier-Transformation
für die
synthetisierten N-dimensionalen FourierMusterdaten durchgeführt, in
denen der Teil maskiert ist, wenn die N-dimensionale diskrete Fourier-Transformation
in dem ersten Musterbearbeitungsmittel durchgeführt wird, es wird die N-dimensionale
diskrete Fourier-Transformation für die Musterdaten durchgeführt, wenn
die N-dimensionale inverse diskrete Fourier-Transformation in dem
ersten Musterbearbeitungsmittel durchgeführt wird, und es wird die N-dimensionale inverse diskrete
Fourier-Transformation für
re-synthetisierte N-dimensionale
Fourier-Musterdaten durchgeführt, die
durch Re-Synthetisieren der synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten,
für die
die Fourier-Transformation
durchgeführt
wurde, und der N-dimensionalen Fourier-Registrierungsmusterdaten erzeugt werden.
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Gemäß einem
bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden die
N-dimensionalen Fourier-Registrierungsmusterdaten unter Durchführen der N-dimensionalen
diskreten Fourier-Transformation für N-dimensionale Musterdaten eines
Registrierungsmusters erzeugt, und es werden N-dimensionale Fourier-Kollationsmusterdaten
unter Durchführen
einer N-dimensionalen diskreten Fourier-Transformation für N-dimensionale
Musterdaten eines Kollationsmusters erzeugt. Die N-dimensionale diskrete
Fourier-Transformation oder die N-dimensionale inverse-diskrete
Fourier-Transformation werden in den ersten Musterbearbeitungsmitteln
für synthetisierte
N-dimensionale Fourier-Musterdaten,
die man durch Synthetisieren der N-dimensionalen Fourier-Registrierungsmusterdaten
und die N-dimensionalen Fourier-Kollationsmusterdaten erhalten hat, durchgeführt. Man
erhält
eine Korrelationsspitze in einem Korrelationskomponentenbereich,
der in den synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten erscheint,
für die
die Fourier-Transformation durchgeführt wurde. Ein Abschnitt um
die erhaltende Korrelationsspitze wird maskiert. Die N-dimensionale inverse-diskrete
Fourier-Transformation
wird für
die synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten durchgeführt, in
denen der Abschnitt maskiert wird, wenn die N-dimensionale diskrete
Fourier-Transformation in dem ersten Musterbearbeitungsmittel durchgeführt wird.
Die N-dimensionale diskrete Fourier-Transformation wird für die Musterdaten
durchgeführt,
wenn die N-dimensionale inverse-diskrete
Fourier-Transformation in dem ersten Musterbearbeitungsmittel durchgeführt wird.
Die N-dimensionale inverse-diskrete Fourier-Transformation wird
für re-synthetisierte
N-dimensionale Fourier-Musterdaten durchgeführt, die durch Re-Synthetisieren
der synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten, für die die Fourier-Transformation durchgeführt wurde,
und die N-dimensionalen Fourier-Registrierungsmusterdaten erzeugt
werden. Die Kontur der Differenz oder des bewegten Musters wird aus
den re-synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten gewonnen,
die der inversen-diskreten
Fourier-Transformation unterzogen wurden. Die Lage der Differenz
oder des bewegten Musters kann wie auch immer bekannt sein.
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Gemäß einem
bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden N-dimensionale Fourier-Registrierungsmusterdaten
und N-dimensionale Fourier-Kollationsmusterdaten synthetisiert,
und es wird eine Amplitudenunterdrückungs-Bearbeitung (log-Bearbeitung,
Wurzel-Bearbeitung oder dergleichen) für die resultierenden synthetisierten
N-dimensionalen Fourier-Musterdaten
durchgeführt.
Es wird entweder die N-dimensionale diskrete Fourier-Transformation
oder die N-dimensionale inverse-diskrete Fourier-Transformation für die Daten durchgeführt, und
eine Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung (inverse-Funktionsbearbeitung
einer log-Bearbeitung, Wurzel-Bearbeitung oder dergleichen) wird
für die
synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten durchgeführt, für die die
Fourier-Transformation durch die zweiten Musterbearbeitungsmittel durchgeführt wurde.
Die synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten, die der
Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung unterzogen wurden, und die
N-dimensionalen Fourier-Registrierungsmusterdaten
werden re-synthetisiert. Es wird eine N-dimensionale inverse-diskrete
Fourier-Transformation für die
sich ergebenden re-synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten
durchgeführt.
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Zusätzlich werden
gemäß einem
bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung N-dimensionale
Fourier-Registrierungsmusterdaten und N-dimensionale Fourier-Kollationsmusterdaten
synthetisiert, und es wird eine Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
(log-Bearbeitung, Wurzel-Bearbeitung oder dergleichen) für die sich
ergebenden synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten durchgeführt. Entweder
wird die N-dimensionale diskrete Fourier-Transformation oder die N-dimensionale
inverse-diskrete Fourier-Transformation für die Daten durchgeführt. Die
synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten, für die die Fourier-Transformation
durch die zweiten Musterbearbeitungsmittel durchgeführt wurde,
und die N-dimensionalen Fourier-Registrierungsmusterdaten
werden re-synthetisiert. Es wird eine N-dimensionale inverse-diskrete
Fourier-Transformation für
die sich ergebenden re-synthetisierten
N-dimensionalen Fourier-Musterdaten durchgeführt.
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Weiterhin
werden gemäß einem
vorteilhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung N-dimensionale
Fourier-Registrierungsmusterdaten erzeugt, indem eine Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung (log-Bearbeitung,
Wurzel-Bearbeitung
oder dergleichen) für
die N-dimensionalen Musterdaten eines Registrierungsmusters nach
Durchführen
einer N-dimensionalen diskreten Fourier-Transformation für die Musterdaten
durchgeführt
wird. N-dimensionale Fourier-Kollationsmusterdaten werden erzeugt,
indem eine Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung (log-Bearbeitung,
Wurzel-Bearbeitung oder dergleichen) für die N-dimensionalen Musterdaten
eines Kollationsmusters nach Durchführung einer N-dimensionalen
diskreten Fourier-Transformation für die Musterdaten durchgeführt wird.
Die synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten, für die die Fourier-Transformation
durch das zweite Musterbearbeitungsmittel durchgeführt wurde,
und die N-dimensionalen Fourier-Registrierungsmusterdaten werden
re-synthetisiert. Es wird die N-dimensionale inverse-diskrete
Fourier-Transformation für
die sich ergebenden re-synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten
nach Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung
(inverse-Funktionsbearbeitung einer log-Bearbeitung, Wurzel-Bearbeitung oder
dergleichen) für
die Musterdaten durchgeführt.
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Darüber hinaus
werden gemäß einem
bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung N-dimensionale Fourier-Registrierungsmusterdaten
erzeugt, indem eine Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung (log-Bearbeitung,
Wurzel-Bearbeitung
oder dergleichen) für
die N-dimensionalen Musterdaten eines Registrierungsmusters nach
Durchführung
der N-dimensionalen inversen-diskreten
Fourier-Transformation für
die Musterdaten durchgeführt
wird. N-dimensionale Fourier-Kollationsmusterdaten werden erzeugt,
indem eine Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
(log-Bearbeitung, Wurzel-Bearbeitung oder dergleichen) für die N-dimensionalen
Musterdaten eines Kollationsmusters nach Durchführung einer N-dimensionalen
diskreten Fourier-Transformation für die Musterdaten durchgeführt wird.
Die synthetisierten N-dimensionalen Fourier-Musterdaten, für die die Fourier- Transformation durch
das zweite Musterbearbeitungsmittel durchgeführt wurde, und die N-dimensionalen
Fourier-Registrierungsmusterdaten werden re-synthetisiert. Die N-dimensionale
inverse-diskrete Fourier-Transformation wird für die sich ergebenden re-synthetisierten
N-dimensionalen Fourier-Musterdaten
durchgeführt.
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4. Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1A bis 1G sind Ansichten zur Erläuterung
der Schritte beim Extrahieren/Gewinnen einer Differenz zwischen
einem Registrierungsmuster und einem Kollationsmuster in einer Musterextrahierungsvorrichtung
in 2;
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2 ist ein Blockschaltbild
der Musterextrahierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist ein Flußschaubild
zur Erläuterung einer
Referenz (Registrierungs)-Musterregistrierungsoperation
in der Musterextrahierungsvorrichtung in 2;
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4 ist ein Flußschaubild
zur Erläuterung der
Extrahierung/Gewinnung der Differenz zwischen dem Registrierungsmuster
und dem Kollationsmuster in der Musterextrahierungsvorrichtung in 2;
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5 ist ein Flußschaubild
zum Erläutern der
Extrahierung/Gewinnung der Differenz zwischen dem Registrierungsmuster
und dem Kollationsmuster im Anschluß an das Flußschaubild
der 4;
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6A bis 6G sind Ansichten zur Erläuterung
der Schritte beim Extrahieren/Gewinnen eines beweglichen Musters
in der Musterextrahierungsvorrichtung in 2;
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7 ist ein Flußschaubild
zum Erläutern der
Operation des Extrahierens eines beweglichen Musters in der Musterextrahierungsvorrichtung
in 2;
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8 ist ein Flußschaubild
zum Erläutern des
Extrahierens des beweglichen Musters in Anschluß an das Flußschaubild
der 7;
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9 ist ein Funktions-Blockschaubild
eines Musterextrahierungs-Algorithmus
entsprechend den Flußschaubildern
der 4 und 5; und
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10 ist ein Funktions-Blockschaubild
eines Musterextrahierungs-Algorithmus
entsprechend den Flussschaubildern der 7 und 8.
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5. Günstigste
Form zur Ausführung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme
auf die Erfindung (gemeint: die Zeichnungen) beschrieben.
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2 erläutert einen Fall, in dem zweidimensionale
Musterdaten, die aus Bilddaten bestehen, kollationiert werden. Bezugszeichen 10 bezeichnet einen
Operationsabschnitt und 20 einen Steuerabschnitt. Der Operationsabschnitt 10 umfaßt ein Zehn-Tasten-Tastenfeld 10-1,
ein Display (LCD: Flüssigkristallanzeige) 10-2 und
eine CCD (ladungsgekoppelte Schaltung)-Kamera 10-3. Der
Steuerabschnitt 20 ist aufgebaut aus einem Steuerabschnitt 20-1 einschließlich einer
CPU (zentrale Recheneinheit), einem ROM (Festwertspeicher) 20-2,
einem RAM (Direktzugriffspeicher) 20-3, einer Festplatte (HD) 20-4,
einem Bildspeicher (FM) 20-5, einem externen Verbindungsabschnitt
(I/F) 20-6 und einem Fourier-Transformation (FFT)-Abschnitt 20-7.
In dem ROM 20-2 ist ein Muster-Extrahierungs(Gewinnungs)-Programm
gespeichert.
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Registrierung eines Referenzmusters
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Bei
dieser Musterextrahierungsvorrichtung wird ein Referenzmuster (Registrierungsmuster)
in der in 3 gezeigten
Weise registriert. Vor der Musterkollation gibt der Benutzer die
ID-Nummer, die dem Referenzmuster zugeordnet ist, mit dem Zehn-Tastenfeld 10-1 (Schritt 301)
ein und legt das Registrierungsmuster an einer vorbestimmten Position
in dem visuellen Feldbereich der CCD-Kamera 10-3 ab. Bei
diesem Vorgang wird das Originalbild des Registrierungsmusters in
ein 256-Niveau-Halbton-Bild (Bilddaten: zweidimensionale Musterdaten), aufgebaut
durch 320 × 420
Pixel, A/D-konvertiert. Die sich ergebenden Daten werden dem Steuerabschnitt 20 zugeleitet.
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Der
Steuerabschnitt 20-1 lädt
die von dem Operationsabschnitt 10 zugeführten Registrierungsmusterbilddaten
durch den Bildspeicher 20-5 (Schritt 302) und
sendet die geladenen Registrierungsmusterbilddaten (siehe 1A) an den Fourier-Transformationsabschnitt 20-7,
um eine zweidimensionale diskrete Fourier-Transformation (DFT) für die Bilddaten
auszuführen
(Schritt 304). Bei diesem Vorgang werden die Registrierungsmusterbilddaten,
die in 1A gezeigt sind,
Fourier-Bilddaten (Fourier-Registrierungsbilddaten) FA, die in 1B gezeigt sind. Der Steuerabschnitt 20-1 legt
die Fourier-Bilddaten FA als Originalbilddaten des Registrierungsmusters entsprechend
der ID-Nummer, die auf die Festplatte 20-4 (Schritt 305)
eingegeben ist, ab.
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Beispielsweise
ist die zweidimensionale Fourier-Transformation beschrieben in „Introduction to
Computer Image Processing",
herausgegeben von Nihon Kogyo Gijutu Center, S. 44 bis 45 (Dokument 1)
und dergleichen.
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Extrahieren der Differenz
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Bei
dieser Musterextrahierungsvorrichtung wird die Differenz zwischen
einem Registrierungsmuster und einem Kollationsmuster in der in 4 gezeigten Weise extrahiert/gewonnen.
Der Benutzer verwendet das Zehn-Tastenfeld 10-1, um die
einem Referenzmuster zugeordnete ID-Nummer einzugeben (Schritt 401)
und legt das Kollationsmuster an einer vorbestimmten Stelle in dem
visuellen Feldbereich des Zehn-Tastenfeldes 10-1 ab. Bei
diesem Vorgang werden wie im Fall des Registrierungsmusters die
Originalbilddaten des Kollationsmusters als 320 × 400 Pixel, 256-Niveau-Halbton-Bild
(Bilddaten: zweidimensionale Musterdaten) dem Kontrollabschnitt 20 zugeführt.
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Bei
Empfang der ID-Nummer durch das Zehn-Tastenfeld 10-1 liest
der Steuerabschnitt 20-1 die Registrierungsmuster-Fourier-Bilddaten
FA entsprechend der ID-Nummer von den Registrierungsmustern, die
auf der Festplatte 20-4 abgelegt sind, aus (Schritt 402).
Der Steuerabschnitt 20-1 lädt die Kollationsmuster-Bilddaten,
die von dem Betriebsabschnitt 10 durch den Bildspeicher 20-5 zugeführt werden
(Schritt 403), und schickt die geladenen Kollationsmuster-Bilddaten
(siehe 1C) an den Fourier-Transformationsabschnitt 20-7,
um eine zweidimensionale diskrete Fourier-Transformation (zweidimensionale
DFT) für
die Kollationsmuster-Bilddaten (Schritt 405) auszuführen. Mit
dieser Operation werden die Kollationsmuster-Bilddaten, die in 1C gezeigt sind, zu Fourier-Bilddaten
(Kollations-Fourier-Bilddaten) FB, in 1D gezeigt.
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Der
Steuerabschnitt 20-1 synthetisiert die Kollationsmuster-Fourier-Bilddaten,
die man in Schritt 405 erhalten hat, mit den Registrierungsmuster-Fourier-Bilddaten, die in
Schritt 402 ausgelesen wurden, um synthetisierte Fourier-Bilddaten zu erlangen
(Schritt S406).
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Läßt man A·ejθ die
Kollations-Fourier-Bilddaten und B·ejΦ die
Registrierungs-Fourier-Bilddaten sein, werden diese synthetisierten
Fourier-Bilddaten repräsentiert
durch A·B·ej(θ–Φ).
Es sei bemerkt, daß A, B, θ und Φ Funktionen
eines Frequenz (Fourier)-Abstandes (u, v) sind.
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A·B·ej(θ–Φ) wird
umgeschrieben als A·B·ej(θ–Φ) =
A·B·cos(θ – Φ) + j·A·B·sin(θ – Φ) (1)Gilt A·ejθ = α1 +
jβ1 und B·ejΦ = α2 +
jβ2, so ergibt sich A =
(α1 2 + β1 2)1/2 B = (α2 2 + β2 2) θ = tan–1(β1/α1) Φ =
tan–1(β2/α2)
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Durch
Berechnen der Gleichung (1) erhält man
synthetisierte Fourier-Bilddaten.
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Es
sei bemerkt, daß man
synthetisierte Fourier-Bilddaten durch Gleichung (2) erhalten kann: A·B·ej(θ–Φ) =
A·B·ejθ·e–jΦ
=
A·B·ejθ·e–jΦ
=
(α1 + jβ1)·(α2 – jβ2)
=
(α1·α1 + β1·β1)
+ j(α1·β1 – α1·β1). (2)
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Wenn
man die synthetisierten Fourier-Bilddaten auf diese Weise erhalten
hat, so führt
der Steuerabschnitt 20-1 eine Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
für die
Bilddaten durch Verwendung einer Nur-Phasenkorrelation durch (Schritt 407).
Bei dieser Ausführungsform
wird log-Bearbeitung als Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung durchgeführt. Genauer
gesagt wird der log von A·B·ej(θ–Φ),
wobei es sich um den mathematischen Ausdruck der obigen synthetisierten
Fourier-Bilddaten handelt, als log (A·B)·A·B·ej(θ–Φ) berechnet,
wodurch A·B,
darstellend die Amplitude für
log (A·B)(A·B > log(A·B)), unterdrückt wird.
Die obige Nur-Phasenkorrelation ist eine Kreuzkorrelation, die zur
Korrektur in Anbetracht der räumlichen
Phasenänderung
eines Bildes verwendet wird. Die Amplitudeninformation wird durch
dieses Verfahren unterdrückt,
um synthetisierte Fourier-Bilddaten, die allein auf die Phaseninformation
beschränkt
sind, zu erhalten.
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Die
synthetisierten Fourier-Bilddaten, die einer Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
unterzogen wurden, sind gegenüber
der Lichtintensitätsdifferenz
weniger störanfällig zwischen
dem Fall, in dem man das Registrierungsmuster erhält, und
demjenigen, in dem man das Kollationsmuster erhält. D. h. also, daß man bei
Durchführen
der Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
die Intensität
des Spektrums jedes Pixels unterdrückt, um Extremwerte auszuscheiden.
Als Ergebnis wird mehr Information wirksam gemacht.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird eine log-Bearbeitung als Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung durchgeführt. Jedoch
kann auch eine Wurzel-Bearbeitung durchgeführt werden. Zusätzlich kann
jegliche Art von Bearbeitung außerhalb
der log-Bearbeitung und der Wurzel-Bearbeitung durchgeführt werden,
solange Amplituden unterdrückt
werden können.
Wenn beispielsweise bei der Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung alle Amplituden
auf 1 gesetzt sind, d. h. wenn nur Phasendaten zu bearbeiten sind,
können
sowohl der Berechnungsumfang als auch die Menge der verarbeiteten
Daten im Vergleich zum log-Bearbeiten, Wurzel-Bearbeiten und dergleichen
reduziert werden.
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Nach
Durchführen
der Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
in Schritt 407 sendet der Steuerabschnitt 20-1 die
synthetisierten Fourier-Bilddaten, die der Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
unterzogen worden sind, an den Fourier-Transformationsabschnitt 20-7,
um das zweidimensionale DFT durchzuführen (Schritt 408).
Mit diesem Vorgang werden die synthetisierten Fourier-Bilddaten,
die der Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
unterzogen wurden, zu synthetisierten Fourier-Bilddaten wie den in 1E gezeigten.
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Der
Steuerabschnitt 20-1 lädt
die in Schritt 408 erhaltenen synthetisierten Fourier-Bilddaten
und scannt die Intensitäten
(Amplituden) der Korrelationskorrespondenten der jeweiligen Pixel
in einem vorbestimmten Korrelationskomponentenbereich, der einen
zentralen Teil einschließt,
von diesen synthetisierten Fourier-Bilddaten, um das Histogramm der
Intensitäten
der Korrelationskomponenten der jeweiligen Pixel zu erhalten. Der
Steuerabschnitt 20-1 extrahiert sodann aus diesem Histogramm
das Pixel, das die höchste
Intensität
(Korrelationsspitze) in dem Korrelationskomponentenbereich hat (Schritt
S409). In diesem Fall erscheint die Korrelationsspitze nahe der
Mitte des Korrelationskomponentenbereichs.
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Der
Steuerabschnitt 20-1 maskiert einen Abschnitt um die Korrelationsspitze,
die in Schritt S409 extrahiert wurde (Schritt S410). Genauer gesagt maskiert,
wie in 1F gezeigt, der
Steuerabschnitt 20-1 einen Bereich S0, der mit einer weißen gestrichelten
Linie auf den in 1E gezeigten
synthetisierten Fourier-Bilddaten
umgeben ist. Die zweidimensionale inverse-diskrete Fourier-Transformation (zweidimensionale
IDFT) wird für
die synthetisierten Fourier-Bilddaten
durchgeführt,
die den Bereich S0 maskiert aufweisen (Schritt S411), und es wird
eine Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung für die synthetisierten Fourier-Bilddaten
durchgeführt (Schritt
S412), die der zweidimensionalen IDFT unterzogen worden sind. In
diesem Fall wird bei der Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung
die inverse Funktion der Funktion, die in der Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
in Schritt S407 ausgeführt
wurde, für
die Amplitude durchgeführt.
A2 wird für √A eingestellt, und eA für
logeA.
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Der
Steuerabschnitt 20-1 re-synthetisiert (Schritt S413) die
synthetisierten Fourier-Bilddaten, die der Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung in
Schritt S412 unterzogen wurden, und die Registrierungs-Fourier-Bilddaten
FA, die in Schritt S402 ausgelesen wurden und führt die zweidimensionale IDFT für die sich
ergebenden re-synthetisierten Fourier-Bilddaten durch (Schritt S414),
wodurch man re-synthetisierte Fourier-Bilddaten gleich denen, die in 1G gezeigt sind, erhält.
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Die
Re-Synthese in Schritt S413 durchzuführen bedeutet, ein Kollationsmuster
A aus dem Muster zu extrahieren, das man durch Synthetisieren eines Registrierungsmusters
B und des Kollationsmusters A erhalten hat. Genauer gesagt kann
die Re-Synthese in den folgenden beiden Arten unternommen werden.
Diese beiden Wege sind einander äquivalent.
- ➀ Wenn die Synthese in Schritt S406
ausgedrückt wird
durch A·B·ej(θ–Φ),
wird die Re-Synthese in Schritt S413 dargestellt durch (A·B)/B·ej((θ–Φ)+Φ) = A·ejθ.
- ➁ Wenn die Synthese in Schritt S406 durch A·B·ej(θ–Φ) ausgedrückt ist,
wird die Re-Synthese in Schrit S413 durch (A·B)/B·ej((θ–Φ)+Φ)) =
A·ejθ dargestellt.
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Wie
aus 1G erhellt, erscheint
bei den Re-synthetisierten Fourier-Bilddaten, die dieser zweidimensionalen
IDFD unterzogen wurden, die Kontur des Musters, die nur in dem Kollationsmuster
gegenwärtig
ist, an der entsprechenden Stelle. Genauer gesagt ist in dem Kollationsmuster,
das in 1C gezeigt ist,
ein Fahrzeug-Muster auf einem Teil überlagert. In 1G erscheint dieses Fahrzeug-Muster als
Differenz zwischen dem Kollationsmuster und dem Registrierungsmuster.
Der Steuerabschnitt 20-1 extrahiert das Fahrzeug-Muster,
das in 1G erscheint,
als ein Muster, das nur in dem Kollationsmuster vorhanden ist (Schritt
S415).
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Extrahieren eines beweglichen
Musters
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Im
obigen Fall des Extrahierens der Differenz zwischen dem Registrierungsmuster
und dem Kollationsmuster wird das Fahrzeug-Muster nur dem Kollationsmuster überlagert,
während
auf dem Registrierungsmuster kein Fahrzeug-Muster überlagert
ist. Im Gegensatz dazu sei angenommen, daß sowohl auf einem Registrierungsmuster
als auch einem Kollationsmuster ein Fahrzeug-Muster überlagert
wird und sich die Position dieses Fahrzeug-Musters bewegt.
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Auch
in diesem Fall führt
der Steuerabschnitt 20-1 eine Bearbeitung ähnlich derjenigen
durch, die in den Flußschaubildern
der 4 und 5 gezeigt ist, und extrahiert
durch die in 6 gezeigten
Schritte ein bewegliches Muster. In diesem Fall können in 6E, die den Schritt entsprechend
demjenigen in 1E zeigt,
ein Korrelationswert P1, der einen Hintergrund darstellt, und ein
Korrelationswert P2, der ein Fahrzeug darstellt erscheinen. In diesem
Fall ist der Korrelationswert P1 größer und wird als Korrelationsspitze
extrahiert, und daher wird der Teil um den Korrelationswert P1 herum
maskiert (siehe 6F).
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Der
Steuerabschnitt 20-1 führt
die zweidimensionale IDFT für
die maskierten synthetisierten Fourier-Bilddaten durch (Schritt
S411) und führt
die Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung für die synthetisierten Fourier- Bilddaten, die der
zweidimensionalen IDFT unterzogen wurden, aus (Schritt S412). Der
Steuerabschnitt 20-1 re-synthetisiert sodann die synthetisierten
Fourier-Bilddaten, die dieser Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung
unterworfen wurden, und die Registrierungs-Fourier-Bilddaten FA,
die in Schritt S402 ausgelesen wurden (Schritt S413), und führt die
zweidimensionale IDFT für
die sich ergebenden re-synthetisierten Fourier-Bilddaten (Schritt
S414) durch, wodurch man re-synthetisierte Fourier-Bilddaten gleich
denen, die in 6G gezeigt
sind, erhält.
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Wie
aus 6G erhellt, erscheint
bei den re-synthetisierten Fourier-Bilddaten, die der zweidimensionalen
IDFT unterzogen wurden, die Kontur des sowohl in dem Registrierungsmuster
als auch dem Kollationsmuster vorhandenen beweglichen Musters an
der Stelle, die der in dem Kollationsmuster entspricht. Das bedeutet,
daß sich
in dem Kollationsmuster in 6C die
Position des Fahrzeuges in dem Registrierungsmuster in 6A bewegt hat. In 6E erscheint dieses Fahrzeug-Muster
als bewegliches Muster, das an verschiedenen Positionen in dem Kollationsmuster
und dem Registrierungsmuster gegenwärtig ist. Der Steuerabschnitt 20-1 extrahiert
das in 6G erscheinende
Fahrzeug-Muster als als ein bewegliches Muster, das an verschiedenen
Stellen in dem Registrierungsmuster und dem Kollationsmuster vorhanden
ist (Schritt S416).
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Bei
dieser Ausführungsform
wird die zweidimensionale IDFT durch den Fourier-Transformationsabschnitt 20-7 ausgeführt. Jedoch
kann diese Bearbeitung auch in der CPU 20-1 ausgeführt werden. Zusätzlich wird
bei dieser Ausführungsform
die zweidimensionale DFT in Schritt S408 in 4 durchgeführt. Anstelle der zweidimensionalen
DFT kann jedoch die zweidimensionale IDFT durchgeführt werden.
Das heißt,
daß die
zweidimensionale IDFT anstatt der zweidimensionalen DFT für synthetisierte Fourier-Bilddaten
durchgeführt
werden kann, die einer Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung unterzogen
wurden. Wenn jedoch die zweidimensionale IDFT in Schritt S408 durchgeführt wird,
so wird die zweidimensionale DFT in Schritt S411 ausgeführt. Quantitativ
tritt kein Unterschied in der Kollationierungsgenauigkeit auf, ob
man nun die zweidimensionale diskrete Fourier-Transformation oder
die zweidimensionale diskrete inverse Fourier-Transformation ausführt. Die
zweidimensionale IDFT ist in Dokument 1 beschrieben.
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In
dieser Ausführungsform
wird die Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
zunächst
für synthetisierte
Fourier-Bilddaten ausgeführt,
und dann wird die zweidimensionale DFT in Schritt S408 durchgeführt. Die
Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung kann
jedoch für
die Fourier-Registrierungsbilddaten FA und die Fourier-Kollationsbilddaten
FB vor der Synthese durchgeführt
werden, und die sich ergebenden Daten können synthetisiert werden.
Noch genauer wird, wie in 7 gezeigt,
Schritt S407 aus 4 weggelassen,
und Schritt S703 für
die Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
wird zwischen Schritt S702 des Auslesens der Fourier-Registrierungsbilddaten
und Schritt S704 der Eingabe der Kollationsmusterdaten gesetzt.
Zusätzlich
wird Schritt S707 des Durchführens
einer Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
zwischen Schritt S706 des Durchführens
der zweidimensionalen DFT für
die Kollationsmusterbilddaten und Schritt S708 des Synthetisierens
der Fourier-Kollationsmusterdaten FB, die einer Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung unterworfen
wurden, und der Fourier-Registrierungsbilddaten FA durchgeführt. In
diesem Fall wird jedoch, wie in 8 gezeigt,
Schritt S714 des Durchführens
der Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung nach Schritt S713 des
Re-Synthetisierens
der synthetisierten Fourier-Bilddaten, die der zweidimensionalen
IDFT unterzogen wurden, und der Fourier-Registrierungsbilddaten,
die in Schritt S702 ausgelesen wurden, gesetzt.
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In
diesem Fall kann man die Fourier-Registrierungsbilddaten und Fourier-Kollationsbilddaten, die
einer Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung unterzogen
wurden, durch die Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung in den Schritten
S703 und S707 erhalten, und die synthetisierten Fourier-Bilddaten erhält man durch
Synthetisieren dieser Fourier-Bilddaten. Es sei bemerkt, daß die Schritte
S701, S709 bis S712 und S717 bis S717 die gleichen sind wie die Schritte
S401, S409 bis S412 und S417 bis S417 in 4 und 5 und
daß eine
diesbezügliche
Beschreibung unterlassen werden kann.
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Das
Unterdrückungsverhältnis der
Amplitude der synthetisierten Fourier-Bilddaten ist in diesem Fall niedrig,
verglichen mit dem in 4 und 5 gezeigten Fall, in dem
die Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
durchgeführt
wird, nachdem synthetisierte Fourier-Bilddaten erzeugt sind. Deshalb
ist das Verfahren des Durchführens
der Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
nach Erzeugung synthetisierter Fourier-Bilddaten, wie in 4 gezeigt, in der Kollationsgenauigkeit
dem Verfahren des Erzeugens synthetisierter Fourier-Bilddaten nach Durchführen der
Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung,
wie in 7 gezeigt, überlegen.
Auch in dem in 7 und 8 gezeigten Fall, in dem
synthetisierte Fourier-Bilddaten nach Durchführung einer Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
erzeugt werden, kann die zweidimensionale IDFT für die synthetisierten Fourier-Bilddaten
anstelle der zweidimensionalen DFT durchgeführt werden.
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Weiterhin
wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform eine zweidimensionale
Musterextrahierungsbearbeitung beschrieben. Es kann jedoch in der
gleichen Weise wie oben beschrieben eine dreidimensionale Musterextrahierungsbearbeitung durchgeführt werden,
und die Extrahierungsbearbeitung mehrdimensionaler, also anderer
als zwei- und dreidimensionaler Muster, kann in der gleichen Weise
wie oben beschrieben durchgeführt
werden. Außerdem
wird bei der obigen Ausführungsform
eine Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung
durchgeführt.
Es braucht jedoch eine Amplituden-Unterdrückungsbearbeitung nicht immer
ausgeführt
zu werden. Wenn beispielsweise alle Amplituden beim Amplituden-Unterdrückungsbearbeiten
auf 1 gesetzt werden, d. h. wenn eine Nur-Phasenkonelation durchgeführt wird,
so braucht die Amplituden-Wiederherstellungsbearbeitung nicht ausgeführt zu werden.
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Auf 9 und 10 bezugnehmend sind gleiche Schrittnummerierungen,
wie sie in den Flußschaubildern
auftreten, entsprechenden Funktionsblöcken hinzugefügt, und
die jeweiligen Blöcke
haben die Funktionen der Schritte entsprechend den angefügten Schrittnummern.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Registrierungsmuster und Kollationsmuster miteinander auf der
Basis der räumlichen
Frequenzeigenschaften kollationiert, und die Differenz oder das
bewegliche Muster zwischen ähnlichen
Mustern kann als Kollationsergebnis gewonnen werden. Dieses ermöglicht eine
genaue Qualitätsprüfung, eine
Feststellung (Analyse) von Anormalitäten und eine Erfassung eines
beweglichen Objekts innerhalb eines kurzen Zeitraumes.