JP2001195597A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
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- JP2001195597A JP2001195597A JP2000376424A JP2000376424A JP2001195597A JP 2001195597 A JP2001195597 A JP 2001195597A JP 2000376424 A JP2000376424 A JP 2000376424A JP 2000376424 A JP2000376424 A JP 2000376424A JP 2001195597 A JP2001195597 A JP 2001195597A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サブピクセル精度で位置検出するものでは、
中心と８近傍の相関値の計算に時間がかかり、２次曲面
の近似では正確にピークを求めることができないという
課題があった。 【解決手段】 入力された原画像とテンプレートデータ
中のテンプレート画像との相関値を演算する相関値計算
部と、この相関値計算部によって求められた相関値に基
づいて、最も相関値の高い位置とその周辺の相関値との
位置関係から画素と画素との間の相関値を直線式又は曲
線式に当て嵌めることによって補間し、相関値のピーク
位置及びピーク値を推定するピーク推定部とを備える。
中心と８近傍の相関値の計算に時間がかかり、２次曲面
の近似では正確にピークを求めることができないという
課題があった。 【解決手段】 入力された原画像とテンプレートデータ
中のテンプレート画像との相関値を演算する相関値計算
部と、この相関値計算部によって求められた相関値に基
づいて、最も相関値の高い位置とその周辺の相関値との
位置関係から画素と画素との間の相関値を直線式又は曲
線式に当て嵌めることによって補間し、相関値のピーク
位置及びピーク値を推定するピーク推定部とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はロボットや産業機
械の位置制御及び検査などに使われる視覚装置における
画像処理装置に係り、特にテンプレートマッチング法に
おける対象物の認識を高精度に行うことができる画像処
理装置に関するものである。
械の位置制御及び検査などに使われる視覚装置における
画像処理装置に係り、特にテンプレートマッチング法に
おける対象物の認識を高精度に行うことができる画像処
理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像処理装置の具体的な説明をは
じめる前に、基本的なテンプレートマッチング手法につ
いて説明しておく。テンプレートマッチング法（Ｔｅｍ
ｐｌａｔｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ＝ＴＭ手法）は、ティー
チング・バイ・ショーイング、即ち、対象毎にプログラ
ムを組まなくても対象の画像を登録するだけで、自動的
にその対象を再認識することができる機能に特徴があ
り、画像処理に関する知識のないユーザでも簡単に使い
こなせるため、ユーザのニーズが高い位置合わせ手法で
ある。
じめる前に、基本的なテンプレートマッチング手法につ
いて説明しておく。テンプレートマッチング法（Ｔｅｍ
ｐｌａｔｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ＝ＴＭ手法）は、ティー
チング・バイ・ショーイング、即ち、対象毎にプログラ
ムを組まなくても対象の画像を登録するだけで、自動的
にその対象を再認識することができる機能に特徴があ
り、画像処理に関する知識のないユーザでも簡単に使い
こなせるため、ユーザのニーズが高い位置合わせ手法で
ある。
【０００３】上述したようなテンプレートマッチング法
を用いる画像処理方法として、特開平５−１２０４３６
号公報に開示されるものがある。図４は特開平５−１２
０４３６号公報に開示される従来の画像処理装置の動作
を示すフロー図である。図に示すように、この方法では
画素位置を画素単位でずらしつつ被検出画像とテンプレ
ート画像との相関値を算出し、その相関値が最大となる
画素位置を探索する（第１段階）。次にその近傍８画素
の位置と相関値を求め（第２段階）、これらの座標と相
関値から多変数多項式回帰曲面を決定する（第３段
階）。このあと、その曲面のピークからサブピクセル精
度のピーク検出を行なう（第４段階）。この手法では、
多変数多項式回帰曲面から、高精度でピーク位置の変化
に連続な推定ピーク位置を求めることができるので、画
素単位を超越したサブピクセル精度で位置検出すること
ができる。
を用いる画像処理方法として、特開平５−１２０４３６
号公報に開示されるものがある。図４は特開平５−１２
０４３６号公報に開示される従来の画像処理装置の動作
を示すフロー図である。図に示すように、この方法では
画素位置を画素単位でずらしつつ被検出画像とテンプレ
ート画像との相関値を算出し、その相関値が最大となる
画素位置を探索する（第１段階）。次にその近傍８画素
の位置と相関値を求め（第２段階）、これらの座標と相
関値から多変数多項式回帰曲面を決定する（第３段
階）。このあと、その曲面のピークからサブピクセル精
度のピーク検出を行なう（第４段階）。この手法では、
多変数多項式回帰曲面から、高精度でピーク位置の変化
に連続な推定ピーク位置を求めることができるので、画
素単位を超越したサブピクセル精度で位置検出すること
ができる。
【０００４】しかしながら、上記手法では上記最大とな
る相関値及びその画素位置の近傍８画素の相関値を最初
に計算しなければならず、処理時間がかかる。また、こ
の手法ではＸＹ平面と相関値の関係が２次の曲面を形成
することが仮定となっているが、実際の相関値のピーク
と近傍の形状は２次曲面よりもするどいピークを描くこ
とが多いので、２次曲面の近似では正確にピークを求め
ることはできない。
る相関値及びその画素位置の近傍８画素の相関値を最初
に計算しなければならず、処理時間がかかる。また、こ
の手法ではＸＹ平面と相関値の関係が２次の曲面を形成
することが仮定となっているが、実際の相関値のピーク
と近傍の形状は２次曲面よりもするどいピークを描くこ
とが多いので、２次曲面の近似では正確にピークを求め
ることはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の画像処理装置は
以上のように構成されているので、サブピクセル精度で
位置検出するものでは、中心と８近傍の相関値の計算に
時間がかかり、２次曲面の近似では正確にピークを求め
ることができないという課題があった。
以上のように構成されているので、サブピクセル精度で
位置検出するものでは、中心と８近傍の相関値の計算に
時間がかかり、２次曲面の近似では正確にピークを求め
ることができないという課題があった。
【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、認識精度を低下させることなく処
理時間を短縮できる画像処理装置を得ることを目的とす
る。
めになされたもので、認識精度を低下させることなく処
理時間を短縮できる画像処理装置を得ることを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る画像処理
装置は、予め用意されたテンプレートデータを用いたテ
ンプレートマッチング法によって認識を行う画像処理装
置において、入力された原画像とテンプレートデータ中
のテンプレート画像との相関値を演算する相関値計算部
と、この相関値計算部によって求められた相関値に基づ
いて、最も相関値の高い位置とその周辺の相関値との位
置関係から画素と画素との間の相関値を直線式又は曲線
式に当て嵌めることによって補間し、相関値のピーク位
置及びピーク値を推定するピーク推定部とを備えるもの
である。
装置は、予め用意されたテンプレートデータを用いたテ
ンプレートマッチング法によって認識を行う画像処理装
置において、入力された原画像とテンプレートデータ中
のテンプレート画像との相関値を演算する相関値計算部
と、この相関値計算部によって求められた相関値に基づ
いて、最も相関値の高い位置とその周辺の相関値との位
置関係から画素と画素との間の相関値を直線式又は曲線
式に当て嵌めることによって補間し、相関値のピーク位
置及びピーク値を推定するピーク推定部とを備えるもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による画
像処理装置の構成を示す図である。図において、４０は
ユーザによって登録がなされるワーク等の対象物であ
り、４１はこの対象物を撮像して原画像の入力を行うテ
レビカメラなどの画像入力部である。５３は画像入力部
４１にて入力された原画像が格納される画像メモリであ
り、５４はテンプレートマッチングのために予め用意さ
れている、テンプレート画像、テンプレート画像の分散
値、相関値のしきい値、サーチ領域、サーチ照明状態パ
ラメータなどのテンプレートデータである。５７は画像
メモリ５３に格納されている原画像とテンプレートデー
タ５４中のテンプレート画像との相関値を演算する相関
値計算部であり、５８はこの相関値計算部５７にて求め
られた相関値を判定する相関値判定部である。５９は相
関値判定部５８の判定結果に基づく認識結果の記録を行
う認識結果記録部である。６０は相関値計算部５７によ
って求められ、相関値判定部５８にてしきい値と比較さ
れて候補として残された相関値について、ピークの位置
および値の推定を行うピーク推定部である。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による画
像処理装置の構成を示す図である。図において、４０は
ユーザによって登録がなされるワーク等の対象物であ
り、４１はこの対象物を撮像して原画像の入力を行うテ
レビカメラなどの画像入力部である。５３は画像入力部
４１にて入力された原画像が格納される画像メモリであ
り、５４はテンプレートマッチングのために予め用意さ
れている、テンプレート画像、テンプレート画像の分散
値、相関値のしきい値、サーチ領域、サーチ照明状態パ
ラメータなどのテンプレートデータである。５７は画像
メモリ５３に格納されている原画像とテンプレートデー
タ５４中のテンプレート画像との相関値を演算する相関
値計算部であり、５８はこの相関値計算部５７にて求め
られた相関値を判定する相関値判定部である。５９は相
関値判定部５８の判定結果に基づく認識結果の記録を行
う認識結果記録部である。６０は相関値計算部５７によ
って求められ、相関値判定部５８にてしきい値と比較さ
れて候補として残された相関値について、ピークの位置
および値の推定を行うピーク推定部である。
【０００９】次に動作について説明する。ここで、図２
はこの実施の形態１による処理の流れを示すフローチャ
ートであり、図３はこの実施の形態１によるピーク推定
の原理をイメージ的に示した説明図である。この場合
も、ユーザは予めテンプレートデータ５４を生成してお
く。このテンプレートデータ５４にはテンプレート画
像、相関値のしきい値、サーチ領域の範囲スタート座
標、画像サイズなどが含まれている。
はこの実施の形態１による処理の流れを示すフローチャ
ートであり、図３はこの実施の形態１によるピーク推定
の原理をイメージ的に示した説明図である。この場合
も、ユーザは予めテンプレートデータ５４を生成してお
く。このテンプレートデータ５４にはテンプレート画
像、相関値のしきい値、サーチ領域の範囲スタート座
標、画像サイズなどが含まれている。
【００１０】処理が開始されると、実施例１の場合と同
様にしてテンプレートデータがロードされ（ステップＳ
Ｔ６１）、サーチ領域を撮像した入力画像が画像メモリ
５３に入力される（ステップＳＴ６２）。
様にしてテンプレートデータがロードされ（ステップＳ
Ｔ６１）、サーチ領域を撮像した入力画像が画像メモリ
５３に入力される（ステップＳＴ６２）。
【００１１】次に、その入力画像に対して数画素ごと
に、テンプレートデータ５４内のテンプレート画像との
相関値が相関値計算部５７で計算され（ステップＳＴ６
３）、その極大値を検出して（ステップＳＴ６４）しき
い値との比較を相関値判定部５８において行う（ステッ
プＳＴ６５）。比較の結果その座標での相関値が周辺の
相関値よりも高いとき、その近傍に真のピークが存在す
る可能性があると判断して、それを対象物認識位置の候
補として残す（ステップＳＴ６６）。
に、テンプレートデータ５４内のテンプレート画像との
相関値が相関値計算部５７で計算され（ステップＳＴ６
３）、その極大値を検出して（ステップＳＴ６４）しき
い値との比較を相関値判定部５８において行う（ステッ
プＳＴ６５）。比較の結果その座標での相関値が周辺の
相関値よりも高いとき、その近傍に真のピークが存在す
る可能性があると判断して、それを対象物認識位置の候
補として残す（ステップＳＴ６６）。
【００１２】全サーチ領域について処理が終了すると、
ピーク推定部６０は周辺の相関値と座標とを求め（ステ
ップＳＴ６７）、得られた周辺の相関値と座標およびそ
れ自身の座標と相関値から、ピークの位置と値を推定す
る（ステップＳＴ６８）。
ピーク推定部６０は周辺の相関値と座標とを求め（ステ
ップＳＴ６７）、得られた周辺の相関値と座標およびそ
れ自身の座標と相関値から、ピークの位置と値を推定す
る（ステップＳＴ６８）。
【００１３】このピークの推定はＸ軸、Ｙ軸ごとに行な
う。Ｘ軸について図３に基づいて説明する。今、ある座
標（図３ではｓＯ）ではその左右の相関値よりも高いの
でｓＯはピークの近くにあるとする。次にｓ＿ｍｉｎｕ
ｓ１とｓ＿ｐｌｕｓ１を比較してｓ＿ｍｉｎｕｓ１の方
が大きいので、ｓ＿ｍｉｎｕｓ２を求め、その４点の座
標と相関値からピークを推定する。Ｙ軸方向についても
同様に推定する。推定の結果、ピークの推定座標が範囲
を越えたり、ピークの相関値が負になったときは推定不
可なピークなので候補から外し（ステップＳＴ６９）、
適当なもののみを認識結果記録部５９にて記録する（ス
テップＳＴ７０）。
う。Ｘ軸について図３に基づいて説明する。今、ある座
標（図３ではｓＯ）ではその左右の相関値よりも高いの
でｓＯはピークの近くにあるとする。次にｓ＿ｍｉｎｕ
ｓ１とｓ＿ｐｌｕｓ１を比較してｓ＿ｍｉｎｕｓ１の方
が大きいので、ｓ＿ｍｉｎｕｓ２を求め、その４点の座
標と相関値からピークを推定する。Ｙ軸方向についても
同様に推定する。推定の結果、ピークの推定座標が範囲
を越えたり、ピークの相関値が負になったときは推定不
可なピークなので候補から外し（ステップＳＴ６９）、
適当なもののみを認識結果記録部５９にて記録する（ス
テップＳＴ７０）。
【００１４】なお、上記実施の形態１では２直線の交点
からピーク推定を行なったが、近傍３点または４点の相
関値を用いてラグランジェ補間法で２次または３次の曲
線当てはめを行ない、ピークを求めるようにしてもよ
い。
からピーク推定を行なったが、近傍３点または４点の相
関値を用いてラグランジェ補間法で２次または３次の曲
線当てはめを行ない、ピークを求めるようにしてもよ
い。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、予め
用意されたテンプレートデータを用いたテンプレートマ
ッチング法によって認識を行う画像処理装置において、
入力された原画像とテンプレートデータ中のテンプレー
ト画像との相関値を演算する相関値計算部と、この相関
値計算部によって求められた相関値に基づいて、最も相
関値の高い位置とその周辺の相関値との位置関係から画
素と画素との間の相関値を直線式又は曲線式に当て嵌め
ることによって補間し、相関値のピーク位置及びピーク
値を推定するピーク推定部とを備えるので、サーチ領域
の全点の相関値を求めなくても真のピークを求めること
が可能となって処理時間が短縮でき、また、計算上でピ
ークを求めるのでサブピクセルの精度で位置検出を行う
ことができ、認識精度が向上するという効果がある。
用意されたテンプレートデータを用いたテンプレートマ
ッチング法によって認識を行う画像処理装置において、
入力された原画像とテンプレートデータ中のテンプレー
ト画像との相関値を演算する相関値計算部と、この相関
値計算部によって求められた相関値に基づいて、最も相
関値の高い位置とその周辺の相関値との位置関係から画
素と画素との間の相関値を直線式又は曲線式に当て嵌め
ることによって補間し、相関値のピーク位置及びピーク
値を推定するピーク推定部とを備えるので、サーチ領域
の全点の相関値を求めなくても真のピークを求めること
が可能となって処理時間が短縮でき、また、計算上でピ
ークを求めるのでサブピクセルの精度で位置検出を行う
ことができ、認識精度が向上するという効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による画像処理装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１による処理の流れを示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】 実施の形態１によるピーク検出の原理を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】 従来の画像処理装置の動作を示すフロー図で
ある。
ある。
４１ 画像入力部、５３ 画像メモリ、５４ テンプレ
ートデータ、５７ 相関値計算部、６０ ピーク推定
部。
ートデータ、５７ 相関値計算部、６０ ピーク推定
部。
Claims (1)
- 【請求項１】 予め用意されたテンプレートデータを用
いたテンプレートマッチング法によって認識を行う画像
処理装置において、 入力された原画像と上記テンプレートデータ中のテンプ
レート画像との相関値を演算する相関値計算部と、 この相関値計算部によって求められた相関値に基づい
て、最も相関値の高い位置とその周辺の相関値との位置
関係から画素と画素との間の相関値を直線式又は曲線式
に当て嵌めることによって補間し、相関値のピーク位置
及びピーク値を推定するピーク推定部とを備えたことを
特徴とする画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000376424A JP2001195597A (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000376424A JP2001195597A (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 画像処理装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27097793A Division JP3212777B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001195597A true JP2001195597A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18845284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000376424A Pending JP2001195597A (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001195597A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006093254A1 (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | Pioneer Corporation | テンプレートマッチング処理装置及び方法、ホログラム再生装置及び方法、並びにコンピュータプログラム |
| JP2007219704A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Fujitsu Ltd | 画像位置計測方法、画像位置計測装置および画像位置計測プログラム |
| US9704246B2 (en) | 2013-09-20 | 2017-07-11 | Fujitsu Limited | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium |
-
2000
- 2000-12-11 JP JP2000376424A patent/JP2001195597A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006093254A1 (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | Pioneer Corporation | テンプレートマッチング処理装置及び方法、ホログラム再生装置及び方法、並びにコンピュータプログラム |
| US8041123B2 (en) | 2005-03-03 | 2011-10-18 | Pioneer Corporation | Template matching processing apparatus and method, hologram reproducing apparatus and method, and computer program |
| JP2007219704A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Fujitsu Ltd | 画像位置計測方法、画像位置計測装置および画像位置計測プログラム |
| US9704246B2 (en) | 2013-09-20 | 2017-07-11 | Fujitsu Limited | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040323 |