JP2002319022A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速のテンプレートマッチング処理が可能と
なると共に、探索対象物体外部の背景部分などに不要な
部分テンプレートが設定されることを防ぐことができ、
探索の際に安定かつ正確な位置決め認識を可能とする。 【解決手段】 部分テンプレート初期候補領域設定手段
５によって教示画像中の複数の画像的特徴部分を探索し
て、部分テンプレート位置を特定する際の初期候補領域
を設定可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テンプレートマッ
チング方式を用いた画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像の一部を部分テンプレートして用い
るテンプレートマッチング方式を用いた従来技術として
特開平１−４４５８４号公報がある。

【０００３】この従来技術は、教示画像の複数の部分の
一部を部分テンプレートとして使用した複合テンプレー
トマッチングを行って、対象画像と教示画像との一致度
を調べるものであり、具体的には、屈曲点抽出マスクを
使用して教示画像の中から複数の屈折点（特徴点）を抽
出し、抽出されたそれぞれの屈折点を含む領域を部分テ
ンプレートとして切り出し、該切り出した複数の部分テ
ンプレートと対象画像を照合する複合テンプレートマッ
チング処理を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術では、教示画像に含まれる情報全体を探索して複
数の特徴点の位置を求め、これらの位置情報を元に部分
テンプレートを切り出すようにしているので、探索処理
に時間がかかると共に、背景部分などに不要な部分テン
プレートが設定されることを防ぐことができず、認識、
位置決め精度が不安定になったり、認識の正確度、位置
決め精度が低下する問題点がある。

【０００５】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
安定且つ正確な位置決め認識が可能となるテンプレート
マッチング処理をなし得る画像処理装置を得ることを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明にかかる画像処理装置は、教示画像から探索対
象物体の複数の画像的特徴部分を探索し、該探索した複
数の画像的特徴部分の位置情報を用いて前記教示画像か
ら複数の部分テンプレートを切り出し、該切り出した複
数の部分テンプレートと撮像された探索対象画像とを用
いてテンプレートマッチングを行うことによって探索対
象画像と教示画像との位置決めを行う画像処理装置にお
いて、前記教示画像中の複数の画像的特徴部分を探索す
る際の初期候補領域を設定する部分テンプレート初期候
補領域設定手段を備えるようにしたことを特徴とする。

【０００７】この発明によれば、部分テンプレート初期
候補領域設定手段によって教示画像中の複数の画像的特
徴部分を探索する際の初期候補領域を設定するようにし
ており、これにより教示画像全体を探索処理する必要が
なくなり、またオペレータのみが知り得る視覚情報を部
分テンプレートの設定処理に効果的に反映することが可
能となる。

【０００８】つぎの発明にかかる画像処理装置は、教示
画像から可動部分を有する探索対象物体の複数の画像的
特徴部分を探索し、該探索した複数の画像的特徴部分の
位置情報を用いて前記教示画像から複数の部分テンプレ
ートを切り出し、該切り出した複数の部分テンプレート
と撮像された探索対象画像とを用いてテンプレートマッ
チングを行うことによって探索対象画像と教示画像との
位置決めを行う画像処理装置において、前記テンプレー
トマッチングの際の、前記可動部分に設定された部分テ
ンプレートの探索範囲を指定する探索範囲設定手段を設
け、前記テンプレートマッチングの際、前記可動部分に
設定された部分テンプレートに関しては、前記探索範囲
設定手段で指定された範囲内で部分テンプレートの探索
を行うようにしたことを特徴とする。

【０００９】この発明によれば、可動部分を有する探索
対象物体の可動部分に対応して設定された部分テンプレ
ートの探索範囲を指定し、テンプレートマッチングの際
に、前記可動部分に設定された部分テンプレートに関し
ては、前記指定された範囲内で部分テンプレートの探索
を行うようにしている。

【００１０】つぎの発明にかかる画像処理装置は、教示
画像から回転可能な可動部分を有する探索対象物体の複
数の画像的特徴部分を探索し、該探索した複数の画像的
特徴部分の位置情報を用いて前記教示画像から複数の部
分テンプレートを切り出し、該切り出した複数の部分テ
ンプレートと撮像された探索対象画像とを用いてテンプ
レートマッチングを行うことによって探索対象画像と教
示画像との位置決めを行う画像処理装置において、前記
可動部分の回転中心位置を演算する演算情報を入力設定
する回転位置演算情報設定手段と、前記テンプレートマ
ッチングによって得られた前記複数の部分テンプレート
のうちの可動部分に設定された部分テンプレートの位置
情報と、前記回転位置演算情報設定手段で入力設定され
た演算情報とに基づいて探索対象画像中における可動部
分の回転中心位置を求め、該求めた回転中心位置を仮想
部分テンプレート位置として出力する回転位置計算手段
とを備え、前記仮想部分テンプレート位置と、前記テン
プレートマッチングによって得られた複数の部分テンプ
レート適合位置とを用いて探索対象画像と教示画像との
位置決めを行うようにしている。

【００１１】この発明によれば、探索対象物体の可動部
分の回転中心位置を演算するための演算情報と、テンプ
レートマッチングによって得られた複数の部分テンプレ
ートのうちの可動部分に設定された部分テンプレートの
位置情報とに基づいて探索対象画像中における可動部分
の回転中心位置を求め、該求めた回転中心位置を仮想部
分テンプレート位置として出力し、この仮想部分テンプ
レート位置とテンプレートマッチングによって得られた
複数の部分テンプレート適合位置とを用いて探索対象画
像と教示画像との位置決めを行うようにしている。

【００１２】この発明にかかる画像処理装置は、異なる
方向に移動可能な複数の可動部分を有する探索対象物体
の複数の画像的特徴部分を教示画像から探索し、該探索
した複数の画像的特徴部分の位置情報を用いて前記教示
画像から複数の部分テンプレートを切り出し、該切り出
した複数の部分テンプレートと撮像された探索対象画像
とを用いてテンプレートマッチングを行うことによって
探索対象画像と教示画像との位置決めを行う画像処理装
置において、前記複数の可動部分の移動軸の交点を演算
する演算情報を入力設定する軸交差位置演算情報設定手
段と、前記テンプレートマッチングによって得られた前
記複数の部分テンプレートのうちの可動部分に設定され
た部分テンプレートの位置情報と、前記軸交差位置演算
情報設定手段で入力設定された演算情報とに基づいて探
索対象画像中における前記移動軸の交点を求め、該求め
た交点を仮想部分テンプレート位置として出力する軸交
差位置計算手段とを備え、前記仮想部分テンプレート位
置と、前記テンプレートマッチングによって得られた複
数の部分テンプレート適合位置とを用いて探索対象画像
と教示画像との位置決めを行うようにしたことを特徴と
する。

【００１３】この発明によれば、探索対象物体の可動部
分の軸交差位置を演算するための演算情報と、テンプレ
ートマッチングによって得られた複数の部分テンプレー
トのうちの可動部分に設定された部分テンプレートの位
置情報とに基づいて探索対象画像中における可動部分の
軸交差位置を求め、該求めた軸交差位置を仮想部分テン
プレート位置として出力し、この仮想部分テンプレート
位置とテンプレートマッチングによって得られた複数の
部分テンプレート適合位置とを用いて探索対象画像と教
示画像との位置決めを行うようにしている。

【００１４】つぎの発明にかかる画像処理装置は、教示
画像から探索対象物体の複数の画像的特徴部分を探索
し、該探索した複数の画像的特徴部分の位置情報を用い
て前記教示画像から複数の部分テンプレートを切り出
し、該切り出した複数の部分テンプレートと撮像された
探索対象画像とを用いてテンプレートマッチングを行う
ことによって探索対象画像と教示画像との位置決めを行
う画像処理装置において、前記切り出される複数の部分
テンプレートを用いた場合のテンプレートマッチングに
よる位置決め予想精度を計算する予想精度計算手段と、
前記位置決め精度の要求値を指定する要求精度指定手段
と、前記要求精度と予想精度とを比較する予想精度比較
手段と、この予想精度比較手段の比較結果に応じて前記
探索すべき画像的特徴部分の個数を可変する個数可変手
段とを備えることを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、切り出される複数の部
分テンプレートを用いた場合のテンプレートマッチング
による位置決め予想精度を計算し、指定された位置決め
精度の要求値と前記予想精度とを比較し、この比較結果
に応じて探索すべき画像的特徴部分の個数を可変するよ
うにしている。

【００１６】つぎの発明にかかる画像処理装置は、上記
発明において、前記個数可変手段は、予想精度の方が要
求精度よりも良いと判定された場合は、前記探索すべき
複数の画像的特徴部分に対応する部分テンプレートから
位置決め精度維持のための評価値の高いものを優先して
要求精度に対応する複数の部分テンプレートを抽出選択
することを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、予想精度の方が要求精
度よりも良いと判定された場合は、前記探索すべき複数
の画像的特徴部分に対応する部分テンプレートから位置
決め精度維持のための評価値の高いものを優先して要求
精度に対応する複数の部分テンプレートを抽出選択す
る。

【００１８】つぎの発明にかかる画像処理装置は、上記
発明において、前記テンプレートマッチングの際の探索
対象画像に対する外乱除去のための所定の画像演算処理
を前記複数の部分テンプレート毎に設定し、この設定内
容に応じた画像演算処理を前記探索対象画像に加えるよ
うにしたことを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、ノイズ、汚れ、輪郭不
鮮明などの外乱除去のための画像演算処理を前記複数の
部分テンプレート毎に設定し、この設定内容に応じた画
像演算処理を前記探索対象画像に加えることで、探索対
象画像から上記外乱を除去する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる画像処理装置の好適な実施の形態を詳細に
説明する。

【００２１】実施の形態１.図１〜図３に従ってこの発
明にかかる画像処理装置の実施の形態１を説明する。図
１はこの発明にかかる画像処理装置の実施の形態１のシ
ステム構成を示すものである。

【００２２】図１において、１はＣＣＤカメラなどの撮
像手段、２は画像生成手段、３は粗精度位置決め手段、
４は教示画像記憶手段、５は部分テンプレート初期候補
領域設定手段、６は部分テンプレート自動設定手段、７
は部分テンプレート情報記憶手段、８は部分テンプレー
ト画像切出し手段、９は画像一致度計算手段、１０は部
分テンプレート適合位置算出手段、１１は全体推定位置
算出手段である。

【００２３】教示画像記憶手段４には、部分テンプレー
ト作成用の教示画像が予め記憶されている。部分テンプ
レート初期候補領域設定手段５は、教示画像記憶手段４
に記憶された教示画像のうちの部分テンプレートの初期
候補領域の位置をオペレータが指定設定するためのもの
であり、そのための領域指定方式には図２に示すように
複数の候補領域を指定する手法と、図３に示すように領
域全体を指定する手法とがある。

【００２４】図２の手法では、教示画像Ｋ中の探索対象
物体Ｅの内側に複数の初期部分テンプレート候補領域Ｇ
を設定している。このような複数の初期部分テンプレー
ト候補領域Ｇの設定の際には、その後の探索の際に背景
画像による悪影響を防ぎかつ効率よい探索を行うために
は、探索対象物体Ｅの内側または背景との境界領域であ
って画像的特徴を持った部分（以下画像特徴部分とい
う）の近傍に初期部分テンプレート候補領域Ｇを設定す
るほうが望ましい。また、図３の手法では、教示画像Ｋ
中の探索対象物体Ｅを囲むように１つの部分テンプレー
ト初期候補領域Ｊを設定するようにしている。

【００２５】部分テンプレート自動設定手段６は、部分
テンプレート初期候補領域設定手段５から与えられた部
分テンプレート初期候補領域の位置情報と教示画像記憶
手段４に記憶された教示画像Ｋとを用いて、教示画像Ｋ
中での複数の部分テンプレート位置を決定するための演
算処理を行うものであり、最終的に決定された複数の部
分テンプレート位置情報（領域情報を含む）を部分テン
プレート情報記憶手段７に記憶する。

【００２６】部分テンプレート自動設定手段６では、図
２に示したように、複数の初期候補領域が指定された場
合は、これら１つの初期部分テンプレート候補領域を予
め指定した探索方向に所定の探索範囲内で微少移動（ス
キャン）しながら、画像特徴部分を発見するまでスキャ
ンを続けることで、１つの部分テンプレート位置を検出
する。なお、画像的特徴部分とは、例えば画像上のＸ方
向及びＹ方向に対する画像輝度変化の大きい部分が多く
含まれる部分、あるいは屈折点などである。このような
検出処理を各初期部分テンプレート候補領域について行
うことで、複数の部分テンプレート位置を検出する。そ
して、このようにして検出された各部分テンプレート位
置を中心にしたｎ×ｍ画素の領域を、各部分テンプレー
ト位置に対応する部分テンプレート領域として決定す
る。

【００２７】図３に示したような、初期部分テンプレー
ト候補領域の指定が行われた場合の処理も基本的には同
じであり、部分テンプレート自動設定手段６は、１つの
部分テンプレート初期候補領域Ｊ内で、上記同様の探索
を行うことで、複数の画像的特徴部分を発見し、これら
複数の画像的特徴部分を複数の部分テンプレート位置と
して設定する。

【００２８】部分テンプレート情報記憶手段７には、部
分テンプレート自動設定手段６の探索処理によって得ら
れた複数の部分テンプレートについての位置および領域
情報が記憶される。

【００２９】部分テンプレート画像切出し手段８は、部
分テンプレート情報記憶手段７に記憶された複数の部分
テンプレートについての位置および領域情報に基づい
て、教示画像記憶手段４に記憶された教示画像Ｋから複
数の部分テンプレートを切出す処理を実行する。すなわ
ち、教示画像Ｋ中のなかの、部分テンプレート位置（領
域）情報で指定された領域が部分テンプレートとして切
出される。

【００３０】撮像手段１は、テンプレートマッチング処
理を行うための探索対象物体を撮像し、撮像した画像を
画像生成手段２に入力する。画像生成手段２は、撮像手
段１からの撮像画像を用いてテンプレートマッチング処
理を行うための探索対象画像Ｄを形成する。

【００３１】粗精度位置決め手段３は、画像生成手段２
からの探索対象画像Ｄと教示画像記憶手段４に記憶され
た教示画像Ｋとを用いて、探索対象画像Ｄと教示画像Ｋ
との粗い位置決めを実行する。例えば、両画像Ｄ,Ｋの
相関をとることにより、探索対象画像Ｄと教示画像Ｋと
のおおよその位置ずれ、回転ずれ、縮倍率のずれなどを
検出して、これらの検出情報を画像一致度計算手段９に
入力する。

【００３２】画像一致度計算手段９は、部分テンプレー
ト画像切出し手段８によって切り出された複数の部分テ
ンプレートと、画像生成手段２からの探索対象画像Ｄ
と、粗精度位置決め手段３からの粗位置決め情報とを用
いて、探索対象画像Ｄ中の各部分テンプレート毎の探索
範囲内において各部分テンプレートに対する一致度を順
次計算し、これらの計算結果を部分テンプレート適合位
置算出手段１０に入力する。なお、前記探索範囲とは、
部分テンプレート位置を中心にしたｋ×ｌ画素の範囲に
予め設定されているものである。部分テンプレート適合
位置算出手段１０は、画像一致度計算手段９から入力さ
れた前記探索範囲内における一致度情報に基づいて、探
索対象画像Ｄ中で各部分テンプレートに最も適合する位
置を算出する。部分テンプレート適合位置算出手段１０
で算出された各部分テンプレートの適合位置情報は全体
推定位置算出手段１１に入力される。全体推定位置算出
手段１１は、部分テンプレート適合位置算出手段１０で
算出された複数のテンプレートについての各適合位置情
報に基づいて、探索対象画像Ｄ中の探索対象物体と教示
画像Ｋ中の探索対象物体との全体的なＸ，Ｙ方向への位
置ずれ、回転ずれ、歪み、縮倍率の違いなどを算出する
ことで、探索対象画像Ｄ中の探索対象物体と教示画像Ｋ
中の探索対象物体との詳細な位置決め認識処理を実行す
る。このように、画像一致度計算手段９および部分テン
プレート適合位置算出手段１０および全体推定位置算出
手段１１で行われる処理は、所謂通常のテンプレートマ
ッチングであり、一致度計算には、正規化相関、差分総
和などが用いられる。

【００３３】つぎに図１の構成の作用を説明する。ま
ず、部分テンプレートを切り出すまでの処理について説
明する。教示画像記憶手段４には、撮像手段１、画像生
成手段２などを用いて作成した探索対象物体についての
教示画像Ｋが予め記憶されている。オペレータは、この
教示画像Ｋを見ながら、部分テンプレート初期候補領域
設定手段５を用いて、図２あるいは図３に示したよう
に、教示画像Ｋ中に初期部分テンプレート候補領域を設
定する。このように、初期部分テンプレート候補領域が
設定されると、部分テンプレート自動設定手段６は、こ
の設定された初期部分テンプレート候補領域を用いて前
述した教示画像Ｋの探索処理を行って、複数の画像的特
徴部分を検出し、該検出した複数の画像的特徴部分を複
数の部分テンプレート位置として、部分テンプレート情
報記憶手段７に記憶する。

【００３４】テンプレートマッチング処理を行う場合に
は、撮像手段１及び画像生成手段２を用いて探索対象画
像Ｄを取り込み、さらにこの探索対象画像Ｄを粗精度位
置決め手段３に入力する。粗精度位置決め手段３は、画
像生成手段２からの探索対象画像Ｄと教示画像記憶手段
４に記憶された教示画像Ｋとを用いて、探索対象画像Ｄ
と教示画像Ｋとの粗い位置決めを実行し、探索対象画像
Ｄの教示画像Ｋに対するおおよその全体的な位置ずれ、
回転ずれ、縮倍率ずれなどを検出し、検出した情報を画
像一致度計算手段９に入力する。

【００３５】一方、部分テンプレート画像切出し手段８
は、部分テンプレート情報記憶手段７に記憶された複数
の部分テンプレート位置情報で指定された複数の領域
を、教示画像Ｋから切出し、該切り出した複数の画像領
域を複数の部分テンプレートとして画像一致度計算手段
９に入力する。

【００３６】画像一致度計算手段９は、探索対象画像Ｄ
と、切り出された複数のテンプレートと、粗位置決め情
報とを用いて、探索対象画像Ｄ中の各部分テンプレート
毎の探索範囲内において各部分テンプレートに対する一
致度を順次計算する。部分テンプレート適合位置算出手
段１０は、画像一致度計算手段９から入力された前記探
索範囲内における一致度情報に基づいて、複数の部分テ
ンプレート各々の最適な適合位置を探索対象画像Ｄ中で
求める。全体推定位置算出手段１１は、これら複数の適
合位置を用いて、教示画像Ｋでの探索対象物体に対する
探索対象画像Ｄ中の探索対象物体の全体的な位置ずれ、
回転ずれ、歪み、縮倍率などを算出して、これらの算出
情報を用いて探索対象物体の位置決め、認識処理などに
利用する。

【００３７】このようにこの実施の形態１においては、
教示画像Ｋから切り出した複数の小領域を部分テンプレ
ートとして自動設定し、これら複数の部分テンプレート
を用いて探索対象画像中における教示画像の位置決めを
行なうテンプレートマッチング方式の画像処理装置にお
いて、部分テンプレート設定の際の初期候補をオペレー
タが指定することができる部分テンプレート初期候補領
域設定手段５を設けるようにしているので、オペレータ
が知り得る視覚情報を部分テンプレート設定に反映させ
ることができるようになり、これにより画像として不確
定な背景部分に部分テンプレートが設定される事などを
防ぐことができ、探索の際に安定かつ正確な位置決め認
識が可能となる。

【００３８】実施の形態２．つぎに図４および図５を用
いてこの発明の実施の形態２を説明する。この実施の形
態２においては、図１に示した実施の形態１の構成から
部分テンプレート初期候補領域設定手段５を省略すると
共に、図１の構成に画像演算処理指定手段２０および画
像演算処理実行手段２１を追加するようにしている。そ
れ以外の構成要素の機能は先の実施の形態１と同じであ
り、重複する説明は省略する。

【００３９】この実施の形態２においては、部分テンプ
レート初期候補領域設定手段５を省略しているので、部
分テンプレート自動設定手段６での部分テンプレート探
索処理は、従来技術と同様、教示画像Ｋの全領域に亘っ
て実行される。

【００４０】この実施の形態２においては、図５に示す
ように、探索対象画像Ｄ中に汚れが発生していたり、撮
像対象物体と撮像手段１との距離変動や撮像対象物体の
加工不具合による輪郭不鮮明部分が存在する場合、これ
らの外乱要素の影響を除去するための画像演算処理及び
その対象領域を指定しておき、探索時には粗い位置決め
が終わった探索対象画像Ｄ中の探索対象物体の該当部分
に画像演算処理を施すことにより、外乱要素の影響を受
けずに安定かつ正確な位置決め認識を可能としている。

【００４１】画像演算処理指定手段２０は、部分テンプ
レート情報記憶手段７に上記外乱要素の影響を除去する
ための画像演算処理及びその対象領域を入力指定する。
ただし、この入力指定の際には、部分テンプレート情報
記憶手段７に記憶されている複数の部分プレート位置情
報毎に、上記画像演算処理及びその対象領域を入力指定
する。なお、汚れに対する画像演算処理としては、例え
ばメディアンフィルター、最大値フィルター、最小値フ
ィルター、平均値フィルター等による平滑化フィルタリ
ング画像演算が指定され、また、輪郭不鮮明に対する画
像演算処理としては、例えばエッジ強調フィルターによ
るフィルタリング画像演算が指定される。

【００４２】画像演算処理実行手段２１では、部分テン
プレート情報記憶手段７から前記画像演算処理及びその
対象領域を部分プレート位置情報毎に読み出し、探索
時、粗い位置決めが終わった探索対象画像Ｄ中の該当領
域（対象領域で指定され部分）に指定された画像演算処
理を実行することにより、汚れなどを取り除き、エッジ
強調を行った探索対象画像Ｄを画像一致度計算手段９に
入力する。したがって、その後の処理では、外乱要素の
影響を受けずに安定かつ正確な位置決め認識が可能とな
る。

【００４３】このようにこの実施の形態２においては、
探索対象画像Ｄからノイズ、汚れ、輪郭不鮮明等の外乱
要因を除去するようにしているので、探索の際に安定か
つ正確な位置決め認識が可能となる。

【００４４】実施の形態３．つぎに図６および図７を用
いてこの発明の実施の形態３を説明する。この実施の形
態３においては、図１に示した実施の形態１の構成から
部分テンプレート初期候補領域設定手段５を省略すると
共に、図１の構成に回転位置演算情報設定手段３０、探
索範囲設定手段３１および回転位置計算手段３２を追加
するようにしている。それ以外の構成要素の機能は先の
実施の形態１と同じであり、重複する説明は省略する。

【００４５】この実施の形態３においても、部分テンプ
レート初期候補領域設定手段５を省略しているので、部
分テンプレート自動設定手段６での部分テンプレート探
索処理は、従来技術と同様、教示画像Ｋの全領域に亘っ
て実行される。

【００４６】この実施の形態３では、探索対象物体Ｅと
して、図７に示すように、固定部分Ｅ１と、この固定部
分Ｅ１中の少なくとも１点Ｏを回動中心として回転可能
な可動部分Ｅ２とを有するものを探索対象としている。

【００４７】探索範囲設定手段３１は、画像一致度計算
手段９において探索対象画像Ｄに対する複数の部分テン
プレートの移動探索を行うときの、可動部分用の部分テ
ンプレートの探索範囲を可動部分用の部分テンプレート
毎に設定するためのものである。設定された各可動部分
の部分テンプレートに関する探索範囲は、部分テンプレ
ート情報記憶手段７で、可動部分用の部分テンプレート
別に記憶される。

【００４８】すなわち、図７に示すような、可動部分Ｅ
２をもつ探索対象物体Ｅの場合、撮影時に、可動部分Ｅ
２の回転角度が各探索対象物体毎に異なっている可能性
が高いので、オペレータが、可動部分Ｅ２の回転構造を
考慮して各部分テンプレート毎の探索範囲を設定するこ
とで、可動範囲に対応する最適な探索範囲を指定できる
ようにしている。これにより、可動範囲以外での無駄な
移動探索が行われることがなくなり、効率の良い探索処
理をなし得る。例えば、可動部分Ｅ２用の部分テンプレ
ートとして、図７に示すように、可動部分Ｅ２の２つの
角部にそれぞれ部分テンプレートＴ１，Ｔ２が設定され
たとすると、オペレータは、可動部分Ｅ２の可動範囲を
考慮して例えば枠Ｗ１、Ｗ２で示すような各部分テンプ
レートＴ１，Ｔ２の探索範囲を設定するようにする。

【００４９】この場合、図７に示すように、固定部分Ｅ
１用のテンプレートとして、固定部分Ｅ１の４角に対応
して４個の部分テンプレートＵ１〜Ｕ４が設定され、ま
た前述したように、可動部分Ｅ２用のテンプレートとし
て、Ｔ１,Ｔ２が設定されたとする。

【００５０】このような場合、画像一致度計算手段９で
は、探索時、部分テンプレート情報記憶手段７から、各
部分テンプレートＴ１，Ｔ２の探索範囲Ｗ１，Ｗ２を取
り込む。固定部分用の部分テンプレートＵ１〜Ｕ４の探
索範囲は、特に入力設定を行う必要がなく、予め適当な
る範囲が設定されている。したがって、画像一致度計算
手段９では、固定部分用の部分テンプレートＵ１〜Ｕ４
に関しては予め設定された探索範囲で照合を行い、可動
部分用の部分テンプレートＴ１，Ｔ２に関しては探索範
囲を指定された探索範囲Ｗ１，Ｗ２に補正し、補正され
た探索範囲Ｗ１，Ｗ２で照合を実行する。画像一致度計
算手段９では、探索時、部分テンプレート画像切り出し
手段８から、固定部分用の部分テンプレートＵ１〜Ｕ４
と、可動部分用の部分テンプレートＴ１,Ｔ２とを取り
込む。そして、粗精度位置決めを行った探索対象画像Ｄ
に対して、各部分テンプレートＵ１〜Ｕ４およびＴ１,
Ｔ２毎に、指定された探索範囲（部分テンプレートＴ
１,Ｔ２の探索範囲はＷ１，Ｗ２）での照合を行い、照
合結果としての画像一致度を部分テンプレート適合位置
算出手段１０に入力することで、探索対象画像Ｄ中にお
ける各部分テンプレートＵ１〜Ｕ４およびＷ１,Ｗ２の
適合位置を導出する。

【００５１】一方、回転位置演算情報設定手段３０は、
可動部分用の部分テンプレートＴ１,Ｔ２の位置情報を
用いて可動部分Ｅ２の回転中心Ｏの位置を演算する為の
寸法情報やプログラム（これらを含めて演算情報とい
う）を部分テンプレート情報記憶手段７に入力して記憶
させる。この演算情報に含まれるプログラムとしては、
たとえば２つのテンプレートＴ１,Ｔ２の位置を結ぶ線
分の中心を通り前記線分から直角な方向に所定の距離だ
け離れた位置が回動中心Ｏの位置であることを利用する
ことができる。勿論、可動部分に関しては、図７に示し
たものに限らない任意の動き方があり、それらの動き方
に応じてその回動中心を求めるための任意のプログラ
ム、必要な場合は所要の寸法情報などを含む任意の演算
情報を設定すればよい。

【００５２】回転位置計算手段３２は、部分テンプレー
ト情報記憶手段７に記憶された前記演算情報を用い、部
分テンプレート適合位置算出手段１０で算出した可動部
分用の部分テンプレートの適合位置すなわち探索対象画
像Ｄ中の探索対象物体の可動部分の角部などの位置に基
づいて、探索対象画像Ｄ中の探索対象物体の可動部分の
回動中心Ｏの位置を導出する。この回転位置計算手段３
２で計算された回動中心Ｏの位置情報は仮想部分テンプ
レートの位置情報として全体推定位置算出手段１１に入
力される。

【００５３】全体推定位置算出手段１１では、部分テン
プレート適合位置算出手段１０から与えられる可動部分
用の部分テンプレートＴ１,Ｔ２の適合位置および固定
部分用の部分テンプレートＵ１〜Ｕ４の適合位置と、回
転位置計算手段３２から与えられる仮想部分テンプレー
トの位置情報（回動中心Ｏの位置情報）とを用いて、前
述した探索対象画像Ｄ中の探索対象物体の全体的な位置
の推定を実行する。

【００５４】このようにこの実施の形態３においては、
オペレータが、可動部分Ｅ２の回転構造を考慮して各部
分テンプレート毎の探索範囲を設定できるようにしてい
るので、可動範囲以外での無駄な移動探索が行われるこ
とがなくなり、効率の良い探索処理をなし得る。

【００５５】また、可動部分の回転中心Ｏを求めるため
の情報を入力できるようにし、この情報を用いて探索対
象物体の可動部分の回転中心を求め、この回転中心位置
を仮想部分テンプレートの適合位置として用いるように
しているので、探索対象画像Ｄ中の探索対象物体の全体
的な位置の推定の際の情報量が増え、これにより安定か
つ正確な位置決め認識が可能となる。

【００５６】実施の形態４．つぎに図８および図９を用
いてこの発明の実施の形態３を説明する。この実施の形
態４は、実施の形態３の変形例である。この実施の形態
４では、探索対象物体Ｅとして、図９に示すように、固
定部分Ｅ１と、この固定部分Ｅ１に対し移動中心軸Ｃ１
に沿った方向に移動可能な可動部分Ｅ１と、固定部分Ｅ
１に対し移動中心軸Ｃ１に垂直な移動中心軸Ｃ２に沿っ
た方向に移動可能な可動部分Ｅ２とを有するものを採用
している。

【００５７】図８においては、図６に示した実施の形態
３の構成の回転位置演算情報設定手段３０を軸交差位置
演算情報設定手段３３に置換するとともに、回転位置計
算手段３２を軸交差位置計算手段３５に置換するように
している。それ以外の構成要素の機能は先の実施の形態
３と同じであり、重複する説明は省略する。この実施の
形態４においても、部分テンプレート初期候補領域設定
手段５を省略しているので、部分テンプレート自動設定
手段６での部分テンプレート探索処理は、従来技術と同
様、教示画像Ｋの全領域に亘って実行される。

【００５８】探索範囲設定手段３１は、画像一致度計算
手段９において探索対象画像Ｄに対する複数の部分テン
プレートの移動探索を行うときの、可動部分用の部分テ
ンプレートの探索範囲を可動部分用の部分テンプレート
毎に設定するためのものである。設定された各可動部分
の部分テンプレートに関する探索範囲は、部分テンプレ
ート情報記憶手段７で、可動部分用の部分テンプレート
別に記憶される。

【００５９】すなわち、図９に示すような、可動部分Ｅ
２，Ｅ３をもつ探索対象物体Ｅの場合、撮影時に、可動
部分Ｅ２，Ｅ３の移動位置が各探索対象物体毎に異なっ
ている可能性が高いので、オペレータが、可動部分Ｅ
２，Ｅ３の可動構造を考慮して各部分テンプレート毎の
探索範囲を設定することで、可動範囲に対応する最適な
探索範囲を指定できるようにしている。これにより、可
動範囲以外での無駄な移動探索が行われることがなくな
り、効率の良い探索処理をなし得る。例えば、可動部分
Ｅ２用の部分テンプレートとして、図９に示すように、
可動部分Ｅ２の２つの角部にそれぞれ部分テンプレート
Ｔ１，Ｔ２が設定されたとすると、オペレータは、可動
部分Ｅ２の可動範囲を考慮して例えば枠Ｗ１、Ｗ２で示
すような各部分テンプレートＴ１，Ｔ２の探索範囲を設
定するようにする。同様に、可動部分Ｅ３用の部分テン
プレートＴ３，Ｔ４には、可動範囲Ｗ３，Ｗ４を設定す
る。

【００６０】この場合には、図９に示すように、固定部
分Ｅ１用のテンプレートとして、２個の部分テンプレー
トＵ１，Ｕ２が設定され、また、可動部分Ｅ２用のテン
プレートとして、Ｔ１,Ｔ２が、さらに可動部分Ｅ３用
のテンプレートとして、Ｔ３,Ｔ４が設定されている。

【００６１】画像一致度計算手段９では、探索時、部分
テンプレート情報記憶手段７から、前記設定された各部
分テンプレートＴ１，Ｔ２,Ｔ３およびＴ４の探索範囲
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３およびＷ４を取り込む。固定部分用の
部分テンプレートＵ１，Ｕ２の探索範囲は、特に入力設
定を行う必要がなく、予め適当なる範囲が設定されてい
る。したがって、画像一致度計算手段９では、固定部分
用の部分テンプレートＵ１，Ｕ２に関しては予め設定さ
れた探索範囲で照合を行い、可動部分用の部分テンプレ
ートＴ１〜Ｔ４に関しては探索範囲を指定された探索範
囲Ｗ１〜Ｗ４に補正し、補正された探索範囲Ｗ１〜Ｗ４
で照合を実行する。画像一致度計算手段９では、探索
時、部分テンプレート画像切り出し手段８から、固定部
分用の部分テンプレートＵ１，Ｕ２と、可動部分用の部
分テンプレートＴ１〜Ｔ４とを取り込む。そして、粗精
度位置決めを行った探索対象画像Ｄに対して、各部分テ
ンプレートＵ１，Ｕ２およびＴ１〜Ｔ４毎に、指定され
た探索範囲（部分テンプレートＴ１〜Ｔ４の探索範囲は
Ｗ１〜Ｗ４）での照合を行い、照合結果としての画像一
致度を部分テンプレート適合位置算出手段１０に入力す
ることで、探索対象画像Ｄ中における各部分テンプレー
トＵ１，Ｕ２およびＷ１〜Ｗ４の適合位置を導出する。

【００６２】一方、軸交差位置演算情報設定手段３３
は、可動部分用の部分テンプレートＴ１，Ｔ２，Ｔ３お
よびＴ４の各位置情報を用いて直動可能な可動部分Ｅ
２，Ｅ３の各中心移動軸Ｃ１，Ｃ２の位置、方向を演算
し、さらにこれらの中心移動軸Ｃ１，Ｃ２の位置、方向
から中心移動軸Ｃ１，Ｃ２の交差点である不動点Ｏの位
置を演算する為の寸法情報やプログラム（これらを含め
て演算情報という）を部分テンプレート情報記憶手段７
に入力して記憶させる。この演算情報に含まれるプログ
ラムとしては、たとえば可動部分用の部分テンプレート
Ｔ１，Ｔ２の位置を結ぶ線分の中心を通り前記線分と直
角な軸を中心軸Ｃ１とし、また部分テンプレートＴ３，
Ｔ４の位置を結ぶ線分の中心を通り前記線分と直角な軸
を中心軸Ｃ２とし、中心軸Ｃ１およびＣ２の交点が不動
点（軸交差点）Ｏの位置であることを利用することがで
きる。

【００６３】軸交差位置計算手段３５は、部分テンプレ
ート情報記憶手段７に記憶された前記演算情報を用い、
部分テンプレート適合位置算出手段１０で算出した可動
部分用の部分テンプレートの適合位置すなわち探索対象
画像Ｄ中の探索対象物体の可動部分の角部などの位置に
基づいて、探索対象画像Ｄ中の探索対象物体の可動部分
Ｅ２、Ｅ３の軸交差位置Ｏを導出する。この軸交差位置
計算手段３５で計算された軸交差位置Ｏの位置情報は仮
想部分テンプレートの位置情報として全体推定位置算出
手段１１に入力される。

【００６４】全体推定位置算出手段１１では、部分テン
プレート適合位置算出手段１０から与えられる可動部分
用の部分テンプレートＴ１,Ｔ２,Ｔ３，Ｔ４の適合位置
および固定部分用の部分テンプレートＵ１，Ｕ２の適合
位置と、軸交差位置計算手段３５から与えられる仮想部
分テンプレートの位置情報（軸交差位置Ｏの位置情報）
とを用いて、前述した探索対象画像Ｄ中の探索対象物体
の全体的な位置の推定を実行する。

【００６５】このようにこの実施の形態４においては、
オペレータが、可動部分Ｅ２，Ｅ３の回転構造を考慮し
て各部分テンプレート毎の探索範囲を設定できるように
しているので、可動範囲以外での無駄な移動探索が行わ
れることがなくなり、効率の良い探索処理をなし得る。

【００６６】また、異なる方向に直道可能な複数の可動
部分Ｅ２,Ｅ３の軸交差点位置Ｏを求めるための情報を
入力できるようにし、この情報を用いて探索対象物体の
可動部分Ｅ２,Ｅ３の軸交差点位置Ｏを求め、この軸交
差点位置Ｏを仮想部分テンプレートの適合位置として用
いるようにしているので、探索対象画像Ｄ中の探索対象
物体の全体的な位置の推定の際の情報量が増え、これに
より安定かつ正確な位置決め認識が可能となる。

【００６７】実施の形態５．つぎに図１０を用いてこの
発明の実施の形態５を説明する。この実施の形態５にお
いては、図１に示した実施の形態１の構成から部分テン
プレート初期候補領域設定手段５を省略すると共に、図
１の構成に設定パラメータ変更手段４０、予想精度比較
手段４１，予想精度計算手段４２および要求精度指定手
段４３を追加するようにしている。それ以外の構成要素
の機能は先の実施の形態１と同じであり、重複する説明
は省略する。

【００６８】予想精度計算手段４２は、部分テンプレー
ト自動設定手段６によって設定されて部分テンプレート
情報記憶手段７に記憶されている部分テンプレート位置
情報に基づいて、探索対象物体に対応する評価用画像を
内部生成し、この内部生成した評価用画像に基づき当該
複数の部分テンプレートを用いた場合のテンプレートマ
ッチングによる位置決め予想精度を計算する。この予想
精度の計算の際に、必要に応じて適当な外乱要素を加え
るようにしてもよい。

【００６９】要求精度指定手段４３には、所望の要求精
度値（指定精度）がオペレータによって入力設定され
る。予想精度比較手段４１は、オペレータが入力した指
定精度と、予想精度計算手段４２で計算された予想精度
とを比較し、その比較結果を設定パラメータ変更手段４
０に入力する。

【００７０】設定パラメータ変更手段（請求の範囲の個
数可変手段に対応する）４０は、予想精度比較手段４１
での比較結果に基づいて、部分テンプレート自動設定手
段で用いられる設定パラメータを変更する。例えば、指
定精度よりも予想精度が良い場合には、選択される部分
テンプレート数を少なくするように設定パラメータを変
更する。逆に、指定精度の方が良い場合には精度を高め
るために選択される部分テンプレート数が多くなるよう
に設定パラメータを変更する。部分テンプレート自動設
定手段６においては、こうして変更された設定パラメー
タに基づき、再度自動設定が行なわれる。なお、上記評
価処理から設定パラメータの変更処理に至る一連の過程
は、ある所定の収束条件を満たすまで何回も繰り返して
もよい。

【００７１】このように探索対象物体に設定された部分
テンプレートによる予想精度とオペレータが指定する精
度にずれがあった場合でも、適切な設定パラメータに修
正した上で冗長な部分テンプレートを削除し、適切な数
量の部分テンプレートが選択されることになる。そのた
め、探索時において、冗長な部分テンプレートの探索に
かかる処理時間を省けるため、高速な処理と必要精度の
実現が同時に達成可能となる。

【００７２】実施の形態６．つぎに図１１を用いてこの
発明の実施の形態６を説明する。この実施の形態６にお
いては、図１０に示した実施の形態５の構成の設定パラ
メータ変更手段４０を有効部分テンプレート決定手段
（請求の範囲の個数可変手段に対応する）５０に置換す
るようにしている。それ以外の構成要素の機能は先の実
施の形態５と同じであり、重複する説明は省略する。

【００７３】この実施の形態６でも、先の実施の形態５
と同様、予想精度計算手段４２は、部分テンプレート情
報記憶手段７に記憶されている部分テンプレート位置情
報に基づいて、探索対象物体に対応する評価用画像を内
部生成し、この内部生成した評価用画像に基づき位置決
め予想精度を計算する。予想精度比較手段４１は、オペ
レータが要求精度指定手段４３を介して入力した指定精
度と、予想精度計算手段４２で計算された予想精度とを
比較し、その比較結果を有効部分テンプレート決定手段
５０に入力する。

【００７４】有効部分テンプレート決定手段５０は、予
想精度が指定精度よりも良い場合には、精度維持に有効
な部分テンプレートを抽出して選択する。例えば、あら
かじめ部分テンプレート数と予想精度の関係（例えば比
例関係）を求めておき、この関係を用いて、指定精度を
若干上回る程度の精度を得るための部分テンプレート数
を求め、該求めた部分テンプレート数によって部分テン
プレート自動設定手段の設定パラメータを変更する。な
お、上記関係としては、位置決め精度維持のための評価
値の低い部分テンプレートから削除していった場合の、
部分テンプレート数と予想精度の関係を設定しておき、
部分テンプレートの抽出選択の際には、位置決め精度維
持のための評価値の高いものから順に採用決定する。な
お、この際に、分散配置指標を導入すれば、一部領域に
テンプレートが固まることを避けることができる。

【００７５】このように探索対象物体に設定された部分
テンプレートによる予想精度がオペレータが指定する精
度よりも良い場合には、自動設定された部分テンプレー
トのうち位置決め精度維持に有効なものを抽出選択する
事により、使用する部分テンプレート数を減らして高速
化を図ることができる。

【００７６】なお、上記各実施の形態１〜６に示した各
特徴部分の構成を組み合わせた実施も勿論可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、部分テンプレート初期候補領域設定手段によって教
示画像中の複数の画像的特徴部分を探索する際の初期候
補領域を設定するようにしたので、教示画像全体を探索
処理する必要がなくなり、またオペレータのみが知り得
る視覚情報を部分テンプレートの設定処理に効果的に反
映することが可能となる。したがって、高速のテンプレ
ートマッチング処理が可能となると共に、探索対象物体
外部の背景部分などに不要な部分テンプレートが設定さ
れることを防ぐことができ、探索対象画像中において背
景部分が変わっていた場合にもその影響を受けず、探索
の際に安定かつ正確な位置決め認識が可能となる。

【００７８】つぎの発明によれば、可動部分を有する探
索対象物体の可動部分に対応して設定された部分テンプ
レートの探索範囲を指定し、テンプレートマッチングの
際には、この指定された範囲内で部分テンプレートの探
索を行うようにしたので、可動範囲以外での無駄な移動
探索が行われることがなくなり、効率の良い探索処理を
なし得る。

【００７９】つぎの発明によれば、探索対象物体の可動
部分の回転中心位置を演算するための演算情報と、テン
プレートマッチングによって得られた複数の部分テンプ
レートのうちの可動部分に設定された部分テンプレート
の位置情報とに基づいて探索対象画像中における可動部
分の回転中心位置を求め、該求めた回転中心位置を仮想
部分テンプレート位置として出力し、この仮想部分テン
プレート位置とテンプレートマッチングによって得られ
た複数の部分テンプレート適合位置とを用いて探索対象
画像と教示画像との位置決めを行うようにしているの
で、探索対象物体中に可動部分がある場合、探索対象画
像中の探索対象物体の全体的な位置の推定の際の情報量
が増え、これにより安定かつ正確な位置決め認識が可能
となる。

【００８０】つぎの発明によれば、探索対象物体のうち
の複数の移動可能な可動部分の軸交差位置を演算するた
めの演算情報と、テンプレートマッチングによって得ら
れた複数の部分テンプレートのうちの前記可動部分に設
定された部分テンプレートの位置情報とに基づいて探索
対象画像中における可動部分の軸交差位置を求め、該求
めた軸交差位置を仮想部分テンプレート位置として出力
し、この仮想部分テンプレート位置とテンプレートマッ
チングによって得られた複数の部分テンプレート適合位
置とを用いて探索対象画像と教示画像との位置決めを行
うようにしているので、探索対象物体中に可動部分があ
る場合、探索対象画像中の探索対象物体の全体的な位置
の推定の際の情報量が増え、これにより安定かつ正確な
位置決め認識が可能となる。

【００８１】つぎの発明によれば、切り出される複数の
部分テンプレートを用いた場合のテンプレートマッチン
グによる位置決め予想精度を計算し、指定された位置決
め精度の要求値と前記予想精度とを比較し、この比較結
果に応じて探索すべき画像的特徴部分の個数を可変する
ようにしているので、要求精度よりも予想精度が良い場
合には部分テンプレートを削減する事による高速化を図
ることができるとともに、要求精度よりも予想精度が悪
い場合には部分テンプレート数を増やすことなどにより
高精度の位置決め認識をなし得る。

【００８２】つぎの発明によれば、予想精度の方が要求
精度よりも良いと判定された場合は、前記探索すべき複
数の画像的特徴部分に対応する部分テンプレートから位
置決め精度維持のための評価値の高いものを優先して要
求精度に対応する複数の部分テンプレートを抽出選択す
るようにしているので、探索対象物体に設定された部分
テンプレートによる予想精度がオペレータが指定する精
度よりも良い場合には、設定された部分テンプレートの
うち精度維持に有効なものを優先した選択抽出を行うこ
とができ、使用する部分テンプレート数を減らして高速
化を図ることができる。

【００８３】つぎの発明によれば、ノイズ、汚れ、輪郭
不鮮明などの外乱除去のための画像演算処理を前記複数
の部分テンプレート毎に設定し、この設定内容に応じた
画像演算処理を前記探索対象画像に加えることで、探索
対象画像から上記外乱を除去するようにしているので、
ノイズ,汚れ,輪郭不鮮明等の外乱要因を効果的に除去す
ることができ、探索の際に安定かつ正確な位置決め認識
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明にかかる画像処理装置の実施の形態
１の構成例を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１で行われる部分テンプレートの
初期候補位置設定処理を説明する図である。

【図３】 実施の形態１で行われる部分テンプレートの
初期候補位置の他の設定処理を説明する図である。

【図４】 この発明にかかる画像処理装置の実施の形態
２の構成例を示すブロック図である。

【図５】 実施の形態２で行われる外乱除去処理を説明
する図である。

【図６】 この発明にかかる画像処理装置の実施の形態
３の構成例を示すブロック図である。

【図７】 実施の形態３で行われる可動部材の探索範囲
設定処理などを説明する図である。

【図８】 この発明にかかる画像処理装置の実施の形態
４の構成例を示すブロック図である。

【図９】 実施の形態４で行われる可動部材の探索範囲
設定処理などを説明する図である。

【図１０】 この発明にかかる画像処理装置の実施の形
態５の構成例を示すブロック図である。

【図１１】 この発明にかかる画像処理装置の実施の形
態６の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 撮像手段、２ 画像生成手段、３ 粗精度位置決め
手段、４ 教示画像記憶手段、５ 部分テンプレート初
期候補領域設定手段、６ 部分テンプレート自動設定手
段、７ 部分テンプレート情報記憶手段、８ 部分テン
プレート画像切出し手段、９ 画像一致度計算手段、１
０ 部分テンプレート適合位置算出手段、１１ 全体推
定位置算出手段、２０ 画像演算処理指定手段、２１
画像演算処理実行手段、３０ 回転位置演算情報設定手
段、３１ 探索範囲設定手段、３２ 回転位置計算手
段、３３ 軸交差位置演算情報設定手段、３５ 軸交差
位置計算手段、４０ 設定パラメータ変更手段、４１
予想精度比較手段、４２ 予想精度計算手段、４３ 要
求精度指定手段、５０ 有効テンプレート決定手段、Ｄ
探索対象画像、Ｅ 探索対象物体、Ｅ１ 固定部分、
Ｅ２，Ｅ３ 可動部分、Ｋ 教示画像、Ｏ 回転中心。

フロントページの続き (72)発明者 鷲見 和彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5L096 CA13 EA05 EA06 GA08 HA07 JA09 KA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 教示画像から探索対象物体の複数の画像
   的特徴部分を探索し、該探索した複数の画像的特徴部分
   の位置情報を用いて前記教示画像から複数の部分テンプ
   レートを切り出し、該切り出した複数の部分テンプレー
   トと撮像された探索対象画像とを用いてテンプレートマ
   ッチングを行うことによって探索対象画像と教示画像と
   の位置決めを行う画像処理装置において、 前記教示画像中の複数の画像的特徴部分を探索する際の
   初期候補領域を設定する部分テンプレート初期候補領域
   設定手段を備えるようにしたことを特徴とする画像処理
   装置。
2. 【請求項２】 教示画像から可動部分を有する探索対象
   物体の複数の画像的特徴部分を探索し、該探索した複数
   の画像的特徴部分の位置情報を用いて前記教示画像から
   複数の部分テンプレートを切り出し、該切り出した複数
   の部分テンプレートと撮像された探索対象画像とを用い
   てテンプレートマッチングを行うことによって探索対象
   画像と教示画像との位置決めを行う画像処理装置におい
   て、 前記テンプレートマッチングの際の、前記可動部分に設
   定された部分テンプレートの探索範囲を指定する探索範
   囲設定手段を設け、 前記テンプレートマッチングの際、前記可動部分に設定
   された部分テンプレートに関しては、前記探索範囲設定
   手段で指定された範囲内で部分テンプレートの探索を行
   うようにしたことを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 教示画像から回転可能な可動部分を有す
   る探索対象物体の複数の画像的特徴部分を探索し、該探
   索した複数の画像的特徴部分の位置情報を用いて前記教
   示画像から複数の部分テンプレートを切り出し、該切り
   出した複数の部分テンプレートと撮像された探索対象画
   像とを用いてテンプレートマッチングを行うことによっ
   て探索対象画像と教示画像との位置決めを行う画像処理
   装置において、 前記可動部分の回転中心位置を演算する演算情報を入力
   設定する回転位置演算情報設定手段と、 前記テンプレートマッチングによって得られた前記複数
   の部分テンプレートのうちの可動部分に設定された部分
   テンプレートの位置情報と、前記回転位置演算情報設定
   手段で入力設定された演算情報とに基づいて探索対象画
   像中における可動部分の回転中心位置を求め、該求めた
   回転中心位置を仮想部分テンプレート位置として出力す
   る回転位置計算手段とを備え、 前記仮想部分テンプレート位置と、前記テンプレートマ
   ッチングによって得られた複数の部分テンプレート適合
   位置とを用いて探索対象画像と教示画像との位置決めを
   行うようにしたことを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 異なる方向に移動可能な複数の可動部分
   を有する探索対象物体の複数の画像的特徴部分を教示画
   像から探索し、該探索した複数の画像的特徴部分の位置
   情報を用いて前記教示画像から複数の部分テンプレート
   を切り出し、該切り出した複数の部分テンプレートと撮
   像された探索対象画像とを用いてテンプレートマッチン
   グを行うことによって探索対象画像と教示画像との位置
   決めを行う画像処理装置において、 前記複数の可動部分の移動軸の交点を演算する演算情報
   を入力設定する軸交差位置演算情報設定手段と、 前記テンプレートマッチングによって得られた前記複数
   の部分テンプレートのうちの可動部分に設定された部分
   テンプレートの位置情報と、前記軸交差位置演算情報設
   定手段で入力設定された演算情報とに基づいて探索対象
   画像中における前記移動軸の交点を求め、該求めた交点
   を仮想部分テンプレート位置として出力する軸交差位置
   計算手段とを備え、 前記仮想部分テンプレート位置と、前記テンプレートマ
   ッチングによって得られた複数の部分テンプレート適合
   位置とを用いて探索対象画像と教示画像との位置決めを
   行うようにしたことを特徴とする画像処理装置。
5. 【請求項５】 教示画像から探索対象物体の複数の画像
   的特徴部分を探索し、該探索した複数の画像的特徴部分
   の位置情報を用いて前記教示画像から複数の部分テンプ
   レートを切り出し、該切り出した複数の部分テンプレー
   トと撮像された探索対象画像とを用いてテンプレートマ
   ッチングを行うことによって探索対象画像と教示画像と
   の位置決めを行う画像処理装置において、 前記切り出される複数の部分テンプレートを用いた場合
   のテンプレートマッチングによる位置決め予想精度を計
   算する予想精度計算手段と、 前記位置決め精度の要求値を指定する要求精度指定手段
   と、 前記要求精度と予想精度とを比較する予想精度比較手段
   と、 この予想精度比較手段の比較結果に応じて前記探索すべ
   き画像的特徴部分の個数を可変する個数可変手段と、 を備えることを特徴とする画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記個数可変手段は、予想精度の方が要
   求精度よりも良いと判定された場合は、前記探索すべき
   複数の画像的特徴部分に対応する部分テンプレートから
   位置決め精度維持のための評価値の高いものを優先して
   要求精度に対応する複数の部分テンプレートを抽出選択
   することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記テンプレートマッチングの際の探索
   対象画像に対する外乱除去のための所定の画像演算処理
   を前記複数の部分テンプレート毎に設定し、この設定内
   容に応じた画像演算処理を前記探索対象画像に加えるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに
   記載の画像処理装置。