JP2001148015A

JP2001148015A - 画像位置合わせ方法

Info

Publication number: JP2001148015A
Application number: JP33139099A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Honda; 達也本田; Shinji Okamoto; 紳二岡本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】処理時間が短く、且つ正確に位置合わせを行う
ことができる画像位置合わせ方法を提供することある。【解決手段】マッチング位置の探索は、まず最初に第１
種部分領域に対しては基準画像と対象画像の相関係数
（或いは類似度）の演算を行い、またＹ方向重点認識領
域に対応する第２種部分領域に対しては基準画像と対象
画像の相関係数（或いは類似度）の演算を行い、これら
相関係数（或いは類似度）に基づいて更に総合相関係数
（或いは総合類似度）を求める。求めた総合相関係数
（或いは総合類似度）が粗探査目標値以上にあるのか否
かの判定処理を行い、粗探索目標値未満であれば、基本
画像中に設定した前記部分領域において数画素単位で移
動させながら演算を行う粗探索を粗探索目標値を越える
まで行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物体の撮像画
像と、該対象物体について予め記録されている基準画像
との相関係数或いは類似度を計算することによって、撮
像画像に対する基準画像の位置合わせを行う画像位置合
わせ方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の相関係数、或いは類似度を用いて
画像の位置合わせを行う方法では、基準画像中に設定し
たテンプレート中の全画像を演算に使用する必要があ
り、処理時間が非常に長くかかるという問題があった。

【０００３】また、前記問題点である処理時間を短縮す
る方法としては、画像中に２種類の部分領域を設定して
位置合わせを行う方法が提案されている。この方法で
は、縦（Ｙ）方向、横（Ｘ）方向の２種類のテンプレー
トを使用し、各方向の１次元投影データを算出し、この
各方向の１次元投影データを用いて基準画像と対象画像
間の相関係数或いは類似度を求めて位置合わせ行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述の各方向
の１次元投影データを用いて基準画像と対象画像間の相
関係数或いは類似度を求めて位置合わせ行う方法では、
処理時間を短くすることができるが、各テンプレートに
含まれた画像の方向性の情報が曖昧になってしまうこと
になって、回路パターンのように直交性の多い画像にお
いては、正確に基準画像と対象画像とを位置合わせでき
なくなることがある。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは処理時間が短く、且つ正確
に位置合わせを行うことができる画像位置合わせ方法を
提供することある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、基準画像の部分領域とこの部
分領域に対応する対象画像の部分画像を比較して基準画
像と対象画像の位置合わせを行う画像位置合わせ方法に
おいて、対象画像において２種類の部分領域を設定し
て、第１種部分領域についてはＸ方向ラインより間引き
をして複数ラインを選択し、第２種部分領域については
Ｙ方向ラインより間引きをして複数ラインを選択し、第
１種部分領域に対応する基準画像と所定の位置ずらした
対象画像の前記選択されたラインについて相関関数或い
は類似度を求め、第２種部分領域に対応する基準画像と
所定の位置ずらした対象画像の前記選択されたラインに
ついて相関関数或いは類似度を求め、これら求めた相関
関数或いは類似度を演算して総合相関係数或いは総合類
似度を求める過程を所定の探索範囲内において繰り返
し、最大の相互相関係数或いは総合類似度となる上記所
定の位置を求めて位置合わせを行うことを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、基本画像を複数の領域に分割し、この分割領域に
上記部分領域を設定して、各分割領域毎に位置合わせを
行うことを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、所定の基準画像を中心として該基準画像の周囲各
方向に対して所定の距離をずらした基準画像を対象画像
として前記部分領域について総合相関係数或いは総合類
似度を求め、これらの内最大の総合相関係数或いは総合
類似度に所定の率を乗じて粗位置探査目標値とすること
を特徴とする。

【０００９】請求項４の発明では、請求項１又は３の発
明において、第１種部分領域について選択したＸ方向ラ
インについて更に画素を所定の率で間引きして演算に用
いる画素を選択し、第１種部分領域に対応する基準画像
と所定の位置をずらした対象画像の前記選択された画素
について相関係数或いは類似度を求め、第２種部分につ
いて選択したＹ方向ラインについて更に画素を所定の率
で間引きして演算に用いる画素を選択し、第２種部分領
域に対応する基準画像と所定の位置をずらした対象画像
の前記選択された画素について相関係数或いは類似度を
求め、これら求めた相関係数或いは類似度から総合相関
係数或いは総合類似度を演算して粗位置探索を行うこと
粗位置探索処理過程を持つことを特徴とする。

【００１０】請求項５の発明では、請求項４の発明にお
いて、対象画像となるパターンの最小パターン幅を基準
にして前記画素の所定の間引き率を決定することを特徴
とする。

【００１１】請求項６の発明では、請求項３の発明にお
いて、対象画像となるパターンの最小パターン幅を基準
にして前記所定の距離を決定することを特徴とする。

【００１２】請求項７の発明では、請求項１の発明にお
いて、基準画像の部分領域及び対象画像の部分領域の各
画素値が所定の画素値範囲外にある場合には当該画素値
を所定の値に置換して前記相関係数或いは前記類似度を
求めることを特徴とする。

【００１３】請求項８の発明では、請求項７の発明にお
いて、上記所定の値を０とすることを特徴とする。

【００１４】請求項９の発明では、請求項２の発明にお
いて、前記基準画像の各分割領域に設定される部分領域
の探索開始位置を夫々の分割領域に対応する所定の分割
領域の位置ずれ量を代入して設定することを特徴とす
る。

【００１５】請求項１０の発明では、請求項３の発明に
おいて、前記探索位置目標値を求めた前記部分領域にお
いて、所定の探索範囲内を探索して第２ピークとなる相
関値或いは類似度を求め、前記探索位置目標値と前記第
２ピークとなる相関値或いは第２ピークとなる類似度と
の差が所定の値以上である場合には前記部分領域の設定
が適切と判定し、前記差が所定の値未満の場合には、部
分領域の設定が不適切と判定することを特徴とする。

【００１６】請求項１１の発明では、請求項１０の発明
において、前記判定が不適切の場合、前記部分領域の大
きさ或いは位置の設定を変更して再度変更後の部分領域
において、所定の探索範囲内を探索して第２ピークとな
る相関値或いは類似度を求め、前記探索位置目標値と前
記第２ピークとなる相関値或いは第２ピークとなる類似
度との差が所定の値以上である場合には前記部分領域の
設定が適切と判定し、前記差が所定の値未満の場合に
は、部分領域の設定が不適切と判定する処理を行い、以
後適切と判定するまで該処理を繰り返して行って部分領
域を更新することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】図２は本発明方法を用いる画像処
理システムの構成を示しており、このシステムでは大き
く分けると、対象物１を撮像するＴＶカメラ２と、画像
処理装置３と、出力装置４とからなる。

【００１８】画像処理装置３は、予め基準となる物をＴ
Ｖカメラ２で撮像してその濃淡画像データを基準画像の
画像データとして格納する画像メモリ５Ａと、対象物１
をＴＶカメラ２で撮像して得られた対象物の画像の濃淡
画像データを格納する画像メモリ５Ｂと、これら画像メ
モリ５Ａ，５Ｂから基準画像データ、対象物画像データ
を読み出す画像読み出し手段６と、該画像読み出し手段
６で読み出された画像データより対象物の画像の位置合
わせを基準画像に基づいて行う位置合わせ手段７と、Ｔ
Ｖカメラ２の撮像動作の制御、画像メモリ５Ａ，５Ｂの
画像データの格納処理、また画像読み出し手段６の読み
出し動作の制御、位置合わせ手段７の制御処理等の演算
・制御の各処理を行うプロセッサ８とから構成される。

【００１９】出力装置４はディスプレィ等で演算結果
や、画像データの表示を行うものである。

【００２０】このようなシステムを用いた本発明方法の
実施形態を以下に説明する。

【００２１】ここで本実施形態に於いて取り扱う対象物
１を図４に示すようにＩＣチップ１０を実装する回路パ
ターンを形成した基板１１であるとする。

【００２２】この場合予め基準となる基板を撮像してそ
の画像を基準画像とし、該基準画像を図４に示すように
例えば３×３の９つの領域に分割し、この分割領
域内に更に部分領域を設定する。図４において３&time
s;３の升目が分割領域を示し、各升目内の矩形状の領域
が部分領域を示すここで図２に示すような基板１１上に
は、図５（ａ）に示すようにＸ方向に直交する回路パタ
ーン（Ｙ方向パターンＰｙ）が大部分である領域と、図
４（ｂ）に示すようにＹ方向に直交する回路パターン
（Ｘ方向パターンＰｘ）が大部分である領域と、図４
（ｃ）に示すようにＸ及びＹ方向に対して斜めに交わる
回路パターンＰｘｙが大部分である領域とが存在する。

【００２３】そこでＸ方向に直交するＹ方向パターンＰ
ｙが大部分である領域を、Ｘ方向重点認識領域とし、ま
たＹ方向に直交するＸ方向パターンＰｘが大部分である
領域をＹ方向重点認識領域とし、更に回路パターンが
Ｘ，Ｙ方向に対して斜めに交わるＸ方向、Ｙ方向成分を
持つパターンＰｘｙが大部分の領域を、Ｘ，Ｙ方向重点
認識領域とし、上記の各分割領域においては、Ｘ方向重
点認識領域に対応した第１種部分領域、Ｙ方向重点認
識領域に対応した第２種部分領域を設定する。また
Ｘ，Ｙ方向の２種類の方向が含まれるＸ，Ｙ方向重点認
識領域に対応しては第１，第２種部分領域を同位置
に設定する。

【００２４】次に図１に示すフローチャートに基づいて
本実施形態の方法を説明する。

【００２５】まず位置合わせ処理を開始すると、マイク
ロプロセッサ８は画像メモリ５Ａより基本画像データを
画像読み出し手段６により読み出させ、読み出された基
本画像の各分割領域においてＸ方向重点認識領域、Ｙ方
向重点認識領域或いはＸ，Ｙ方向重点認識領域の設定を
おこなう。この場合Ｘ方向重点認識領域として基準画像
データ中のＹ方向パターンＰｙ上に第１種部分領域を
設定し、Ｙ方向重点認識領域の設定として基準画像デー
タ中のＸ方向パターンＰｘ上に第２種部分領域を設定
し、Ｘ，Ｙ方向重点認識領域として基準画像データ中の
両方向成分を持つ斜め方向のパターンＰｘｙ上の同じ位
置に第１種部分領域及び第２種部分領域を設定す
る。

【００２６】そして第１種部分領域では後述するマッ
チング位置の粗位置探索時において、図６（ａ）に示す
ように領域中のＹ方向に複数のラインを間引くとともに
Ｘ方向の画素を間引いてＸ方向の相関係数（或いは類似
度）の演算を実施する。

【００２７】また第２種部分領域では同様にマッチン
グ位置の探索時において、図６（ｂ）に示すようにＸ方
向に複数のラインを間引くとともにＹ方向の画素を間引
いてＹ方向の相関係数（或いは類似度）の演算を実施す
る。

【００２８】更に第１種、第２種部分領域が同位置
に設定される領域では同様にマッチング位置の探索時に
おいて、図６（ｃ）に示すようにＹ方向に複数のライン
を間引くとともにＸ方向の画素を間引いてＸ方向の相関
係数（或いは類似度）を求め、同時にＸ方向に、Ｙ方向
の場合と同数のラインを間引くとともにＹ方向の画素を
Ｘ方向の場合と同数だけ間引いてＹ方向の相関係数（或
いは類似度）を求める。尚図６（ａ）〜（ｃ）の各矢
印がライン方向を示し、その各矢印間の空隙が間引いた
ラインを示し、また矢印方向の破線で示した直線はその
方向の画素を間引いている状態を示し、この画素の間引
きの率は画素選択ピッチが１／３〜１／５になるように
行い、各領域中の演算使用画素（選択された画素）を再
設定した上で、相関係数或いは類似度の演算に使用す
る。

【００２９】上述のような部分領域の設定を行うと
マイクロプロセッサ８は次に粗探索目標値βの設定を行
う。この粗探索目標値βの設定では、図７に示すよう部
分領域の基準画像の画像中心を基準にして周囲８方向に
所定距離αずらした基準画像を対象画像として元の基準
画像との相関係数或いは類似度を演算して（１）〜
（８）の方向について求める。

【００３０】図８の（１）〜（８）が図７の（１）〜
（８）の方向に対応する元の基準画像（白抜き回路パタ
ーン）と所定距離αずらした基準画像（黒塗り回路パタ
ーン）とを示しており、（１）の方向ではＸ（＋）方向
に所定距離αのずれ、（２）の方向では右斜め上方向に
所定距離のずれ、（３）の方向ではＹ（＋）方向に所定
距離αのずれ、（４）の方向では左斜め上方向に所定距
離αのずれ、（５）の方向ではＸ（−）方向に所定距離
αのずれ、（６）の方向では左斜め下方向に所定距離α
のずれ、（７）の方向ではＹ（−）方向に所定距離αの
ずれ、（８）の方向では右斜め下方向に所定距離αのず
れが、夫々ある。

【００３１】このように元の基準画像に対して８つの方
向に所定距離αずらした基準画像を対象画像としてこの
対象画像の元の基準画像に対する総合相関係数（或いは
総合類似度）をプロセッサ８は演算し、演算された８つ
の総合相関係数（或いは総合類似度）の内最も値が大き
なものに所定の率を乗じて粗探索目標値βとする。通常
エッチングによって形成された回路パターンは０．７
〜．９５が上記所定率として適当であり、また所定距離
αとしては最小パターン幅の１／５〜１／２が適当であ
る。

【００３２】ここで上述の粗探索目標値βの設定と同じ
元の基準画像中の部分領域の設定において、最も高い相
関係数（或いは類似度）が得られる位置を探索する範囲
（サーチエリア）Ａを更に探索して、第２ピークＰＫと
なる相関値（或いは類似度）を求め、図９（ａ）に示す
ように前記粗探索目標値βと、第２ピークとなる相関値
（或いは類似度）との差Δβが所定の値以上（例えばΔ
β≧０）である場合には、該部分領域の設定が適切と判
断し、逆に差が図９（ｂ）に示すように所定の値未満
（例えばΔβ＜０）の場合には、前記部分領域の設定が
不適切と判断する。

【００３３】この場合には、図１０（ａ）のように当該
分割領域に設定されている第１種部分領域、第２種部
分領域の総合相関係数（或いは総合類似度）の低い部
分領域、例えば図１０（ｂ）の場合のように第２種部分
領域の大きさを変更するか或いは図１０（ｃ）の場合
のように両部分領域、の大きさを変更して再設定を
行う。

【００３４】また図１１（ａ）のように当該分割領域に
設定されている第１種部分領域、第２種部分領域の
総合相関係数（或いは総合類似度）の低い部分領域、例
えば図１１（ｂ）の場合のように第２種部分領域の大
きさを変更するか或いは図１１（ｃ）の場合のように両
部分領域、の位置を変更して再設定を行い、上述の
粗探索目標値βの設定を再度行うとともに、再度部分領
域の設定が適切か不適切かの判断を行う。

【００３５】以上の処理を部分領域の設定が適切と判定
されるまで繰り返す。

【００３６】さて粗探索目標値βが設定されると、ＴＶ
カメラ２で撮像して画像メモリ５Ｂに格納した対象物の
画像、つまり対象画像データ及び画像メモリ５Ａに格納
している基準画像データを画像読み出し手段６により夫
々読み出させ、プロセッサ８の制御の下で位置合わせ手
段７は対象画像のマッチング位置の探索処理を開始す
る。

【００３７】この場合、上述のように分割領域が設定さ
れている場合、対象画像中の分割領域に於いて設定され
る部分領域の探索開始の初期位置は、近傍の分割位
置の位置ずれ量を代入したものとする。

【００３８】図１２はこの各分割領域（各升目）と位置
ずれ量の代入方向を示すもので、図中の実線の矢印はＸ
方向、破線の矢印はＹ方向のずれ量代入方向を示す。

【００３９】さて探索処理において位置合わせ手段７
は、プロセッサ８が設定したＸ方向重点認識領域に対応
する第１種部分領域に対しては基準画像と対象画像の
相関係数（或いは類似度）の演算を行い、またＹ方向重
点認識領域に対応する第２種部分領域に対しては基準
画像と対象画像の相関係数（或いは類似度）の演算を行
い、ＸＹ方向重点認識領域、つまり２方向の部分領域
に対しては基準画像と対象画像の相関係数（或いは類
似度）の演算を同時に行う。

【００４０】そしてこれらの演算によって求められた相
関係数（或いは類似度）に基づいて更に総合相関係数
（或いは総合類似度）を演算する。

【００４１】まず位置合わせ手段７はこれらの演算によ
って求めた総合相関係数（或いは総合類似度）が上記の
ように予めプロセッサ８により設定された粗探査目標値
β以上にあるのか否かの判定処理を行い、粗探索目標値
β未満であれば、基本画像中に設定した前記部分領域
或いは又は両者において数画素単位（画素間引
き）で移動［粗位置（大ステップ幅）移動］させつつ、
当該部分領域と対象画像中の部分領域の総合相関係数
（或いは総合類似度）を演算し、粗探索目標値βとを比
較する。以上の処理を、演算した値が粗探索目標値β以
上となるまで行う。

【００４２】この際画素の間引きは上述したピッチによ
り所定の回路パターンの最小幅を基準として行う。また
同時に上述したようにＸ方向又はＹ方向のラインを間引
く。また二つの部分領域が設定される領域では同時
に同画素幅の移動を行い、夫々において相関係数（或い
は類似度）を求め、更にこの求めた相関係数（或いは類
似度）に基づいて総合相関係数（或いは総合類似度）を
演算する。

【００４３】演算した値が粗探索目標値β以上となる
と、精探索処理に移行し、例えば１画素単位で移動［精
位置（小ステップ幅）移動］させながら、基準画像と対
象画像中の部分領域の最も高い相関係数（或いは類似
度）を算出する位置を探索する。

【００４４】このようにした粗探索、精探索の探索処理
を各分割領域毎に行い、各分割領域毎にマッチング位置
を求めるのである。

【００４５】ところで演算時には所定の画素値（輝度
値）範囲を設定し、範囲外の画素値については所定値に
置換して演算を行う。

【００４６】つまり図１３（ａ）に示すように夫々の相
対位置がずれて複数のパターンａ，ｂ，ｃが存在してい
る画像において、特定のパターン（例えばａパターン）
に位置合わせを行いたい場合には、図に示すように輝度
レベル表示ラインＬを設定し、そのラインＬ上の各パタ
ーンａ，ｂ，ｃの輝度レベルが図１３（ｂ）に示すよう
にある場合、位置合わせの対象パターンａ以外を演算か
ら除去するに当たり、プロセッサ８は例えばパターンａ
の輝度レベルに輝度値の範囲γを設定し、この範囲γ外
の画素に対しては図１３（ｃ）に示すように０の値に置
換する処理を行い、対象パターンａの画素を抽出して演
算処理を行う。

【００４７】尚上記実施形態の説明では基準画像を複数
の領域に分割した場合について行ったが、単一の領域の
場合であっても良い。

【００４８】

【発明の効果】請求項１の発明は、基準画像の部分領域
とこの部分領域に対応する対象画像の部分画像を比較し
て基準画像と対象画像の位置合わせを行う画像位置合わ
せ方法において、対象画像において２種類の部分領域を
設定して、第１種部分領域についてはＸ方向ラインより
間引きをして複数ラインを選択し、第２種部分領域につ
いてはＹ方向ラインより間引きをして複数ラインを選択
し、第１種部分領域に対応する基準画像と所定の位置ず
らした対象画像の前記選択されたラインについて相関関
数或いは類似度を求め、第２種部分領域に対応する基準
画像と所定の位置ずらした対象画像の前記選択されたラ
インについて相関関数或いは類似度を求め、これら求め
た相関関数或いは類似度を演算して総合相関係数或いは
総合類似度を求める過程を所定の探索範囲内において繰
り返し、最大の相互相関係数或いは総合類似度となる上
記所定の位置を求めて位置合わせを行うので、回路パタ
ーンなどの直交成分が多い対象画像に対して演算領域や
画素数を最小にすることができ、そのため処理時間が短
くなり、しかも基準画像と対象画像の位置合わせを高精
度に行うことができるという効果がある。

【００４９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、基本画像を複数の領域に分割し、この分割領域に上
記部分領域を設定して、各分割領域毎に位置合わせを行
うので、基準画像と比較して対象画像が伸縮などで変形
している場合でも、高精度に基準画像と対象画像の位置
合わせを行うことができるという効果がある。

【００５０】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、所定の基準画像を中心として該基準画像の周囲各方
向に対して所定の距離をずらした基準画像を対象画像と
して前記部分領域について総合相関係数或いは総合類似
度を求め、これらの内最大の総合相関係数或いは総合類
似度に所定の率を乗じて粗位置探査目標値とするので、
対象画像によって最適な粗位置探索目標値が異なっても
自動的に且つ効率的に前記粗位置探索目標値を最適値に
設定することができる。

【００５１】請求項４の発明は、請求項１又は３の発明
において、第１種部分領域について選択したＸ方向ライ
ンについて更に画素を所定の率で間引きして演算に用い
る画素を選択し、第１種部分領域に対応する基準画像と
所定の位置をずらした対象画像の前記選択された画素に
ついて相関係数或いは類似度を求め、第２種部分につい
て選択したＹ方向ラインについて更に画素を所定の率で
間引きして演算に用いる画素を選択し、第２種部分領域
に対応する基準画像と所定の位置をずらした対象画像の
前記選択された画素について相関係数或いは類似度を求
め、これら求めた相関係数或いは類似度から総合相関係
数或いは総合類似度を演算して粗位置探索を行うこと粗
位置探索処理過程を持つので、回路パターンのような直
交成分の多いパターンを構成する画素の内少数の画素か
らパターンが復元でき、そのため部分領域のパターン形
状情報を失わず、更に前記部分領域中で必要最低限の画
素を用いて相関係数、或いは類似度を算出することで、
より短い処理時間で基準画像と対象画像の位置合わせを
行うことができる。

【００５２】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、対象画像となるパターンの最小パターン幅を基準に
して前記画素の所定の間引き率を決定するので、部分領
域中の演算に使用する画素を自動的に最適値に設定する
ことができる。

【００５３】請求項６の発明は、請求項３の発明におい
て、対象画像となるパターンの最小パターン幅を基準に
して前記所定の距離を決定するので、粗位置探索目標値
算出時のずらし量を自動的、且つ効率的に最適値に設定
することができる。

【００５４】請求項７の発明は、請求項１の発明におい
て、基準画像の部分領域及び対象画像の部分領域の各画
素値が所定の画素値範囲外にある場合には当該画素値を
所定の値に置換して前記相関係数或いは前記類似度を求
めるので、基準画像中に複数のパターンが混在した場合
でも、特定のパターンのみを取り出して、基準画像と対
象画像の位置合わせを行うことができ、さらに、ノイズ
などの外乱の影響を少なくし、正確に基準画像と対象画
像の位置合わせを行うことができる。

【００５５】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、上記所定の値を０とするので、計算の処理効率が良
くなり、また感度も向上するので、高精度に基準画像と
対象画像の位置合わせを行うことができる。

【００５６】請求項９の発明は、請求項２の発明におい
て、前記基準画像の各分割領域に設定される部分領域の
探索開始位置を夫々の分割領域に対応する所定の分割領
域の位置ずれ量を代入して設定するので、ある程度の位
置ずれを予測して対象画像中の部分領域の初期位置を決
定することができて、基準画像と対象画像の位置ずれが
画像中の特定部分から次第に変化していく傾向があって
も、高速に基準画像と対象画像の最も相関係数、或いは
類似度の高い位置を見つけることができる。

【００５７】請求項１０の発明は、請求項３の発明にお
いて、前記探索位置目標値を求めた前記部分領域におい
て、所定の探索範囲内を探索して第２ピークとなる相関
値或いは類似度を求め、前記探索位置目標値と前記第２
ピークとなる相関値或いは第２ピークとなる類似度との
差が所定の値以上である場合には前記部分領域の設定が
適切と判定し、前記差が所定の値未満の場合には、部分
領域の設定が不適切と判定するので、予め第2ピーク部
分をチェックすることができ、結果自動的に粗位置探索
目標値の有効性を検証することができる。

【００５８】請求項１１の発明は、請求項１０の発明に
おいて、前記判定が不適切の場合、前記部分領域の大き
さ或いは位置の設定を変更して再度変更後の部分領域に
おいて、所定の探索範囲内を探索して第２ピークとなる
相関値或いは類似度を求め、前記探索位置目標値と前記
第２ピークとなる相関値或いは第２ピークとなる類似度
との差が所定の値以上である場合には前記部分領域の設
定が適切と判定し、前記差が所定の値未満の場合には、
部分領域の設定が不適切と判定する処理を行い、以後適
切と判定するまで該処理を繰り返して行って部分領域を
更新するので、粗位置探索目標値を自動的、かつ効率的
に最適値に再設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のフローチャートである。

【図２】同上を用いた画像処理装置のシステム構成図で
ある。

【図３】同上により位置合わせを行う対象物の平面図で
ある。

【図４】同上で使用する基準画像の分割領域の説明図で
ある。

【図５】同上で採用する重点認識領域の説明図である。

【図６】同上で採用する演算実施領域の説明図である。

【図７】同上で粗位置探索目標値を設定するための基準
画像のずらし位置の説明図である。

【図８】同上で粗位置探索目標値を設定するための位置
ずらしを行った基準画像とずらし前の基準画像との位置
関係説明図である。

【図９】同上の粗位置探索目標値設定の有効判定の説明
図である。

【図１０】同上の粗位置探索目標値設定の非有効時の部
分領域の変更説明図である。

【図１１】同上の粗位置探索目標値設定の非有効時の部
分領域の別の方法による変更説明図である。

【図１２】同上の対象画像の分割領域の部分領域の探索
開始初期位置の位置ずれ量の代入方向の説明図である。

【図１３】同上における画素値の処理方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１対象物２ＴＶカメラ３画像処理装置４出力装置５Ａ，５Ｂ画像メモリ６画像読み出し手段７位置合わせ手段８プロセッサ

フロントページの続きＦターム(参考） 5B057 AA03 BA02 CA02 CA12 CA16 CB02 CB12 CB16 DA20 DB02 DB05 DC32 5L096 AA03 AA06 BA03 BA18 CA02 FA69 GA08 GA19 GA26 JA03 JA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準画像の部分領域とこの部分領域に対応
する対象画像の部分画像を比較して基準画像と対象画像
の位置合わせを行う画像位置合わせ方法において、対象
画像において２種類の部分領域を設定して、第１種部分
領域についてはＸ方向ラインより間引きをして複数ライ
ンを選択し、第２種部分領域についてはＹ方向ラインよ
り間引きをして複数ラインを選択し、第１種部分領域に
対応する基準画像と所定の位置ずらした対象画像の前記
選択されたラインについて相関関数或いは類似度を求
め、第２種部分領域に対応する基準画像と所定の位置ず
らした対象画像の前記選択されたラインについて相関関
数或いは類似度を求め、これら求めた相関関数或いは類
似度を演算して総合相関係数或いは総合類似度を求める
過程を所定の探索範囲内において繰り返し、最大の相互
相関係数或いは総合類似度となる上記所定の位置を求め
て位置合わせを行うことを特徴とする画像位置合わせ方
法。
【請求項２】基本画像を複数の領域に分割し、この分割
領域に上記部分領域を設定して、各分割領域毎に位置合
わせを行うことを特徴とする請求項１記載の画像位置合
わせ方法。
【請求項３】所定の基準画像を中心として該基準画像の
周囲各方向に対して所定の距離をずらした基準画像を対
象画像として前記部分領域について総合相関係数或いは
総合類似度を求め、これらの内最大の総合相関係数或い
は総合類似度に所定の率を乗じて粗位置探査目標値とす
ることを特徴とする請求項１記載の画像位置合わせ方
法。
【請求項４】第１種部分領域について選択したＸ方向ラ
インについて更に画素を所定の率で間引きして演算に用
いる画素を選択し、第１種部分領域に対応する基準画像
と所定の位置をずらした対象画像の前記選択された画素
について相関係数或いは類似度を求め、第２種部分につ
いて選択したＹ方向ラインについて更に画素を所定の率
で間引きして演算に用いる画素を選択し、第２種部分領
域に対応する基準画像と所定の位置をずらした対象画像
の前記選択された画素について相関係数或いは類似度を
求め、これら求めた相関係数或いは類似度から総合相関
係数或いは総合類似度を演算して粗位置探索を行うこと
粗位置探索処理過程を持つことを特徴とする請求項１又
は３記載の画像位置合わせ方法。
【請求項５】対象画像となるパターンの最小パターン幅
を基準にして前記画素の所定の間引き率を決定すること
を特徴とする請求項４記載の画像位置合わせ方法。
【請求項６】対象画像となるパターンの最小パターン幅
を基準にして前記所定の距離を決定することを特徴とす
る請求項３記載の画像位置合わせ方法。
【請求項７】基準画像の部分領域及び対象画像の部分領
域の各画素値が所定の画素値範囲外にある場合には当該
画素値を所定の値に置換して前記相関係数或いは前記類
似度を求めることを特徴とする請求項１記載の画像位置
合わせ方法。
【請求項８】上記所定の値を０とすることを特徴とする
請求項７記載の画像位置合わせ方法。
【請求項９】前記基準画像の各分割領域に設定される部
分領域の探索開始位置を夫々の分割領域に対応する所定
の分割領域の位置ずれ量を代入して設定することを特徴
とする請求項２記載の画像位置合わせ方法。
【請求項１０】前記探索位置目標値を求めた前記部分領
域において、所定の探索範囲内を探索して第２ピークと
なる相関値或いは類似度を求め、前記探索位置目標値と
前記第２ピークとなる相関値或いは第２ピークとなる類
似度との差が所定の値以上である場合には前記部分領域
の設定が適切と判定し、前記差が所定の値未満の場合に
は、部分領域の設定が不適切と判定することを特徴とす
る請求項３記載の画像位置合わせ方法。
【請求項１１】前記判定が不適切の場合、前記部分領域
の大きさ或いは位置の設定を変更して再度変更後の部分
領域において、所定の探索範囲内を探索して第２ピーク
となる相関値或いは類似度を求め、前記探索位置目標値
と前記第２ピークとなる相関値或いは第２ピークとなる
類似度との差が所定の値以上である場合には前記部分領
域の設定が適切と判定し、前記差が所定の値未満の場合
には、部分領域の設定が不適切と判定する処理を行い、
以後適切と判定するまで該処理を繰り返して行って部分
領域を更新することを特徴とする請求項１０記載の画像
位置合わせ方法。