JP2002509316A

JP2002509316A - 画像マッチング方法及び装置

Info

Publication number: JP2002509316A
Application number: JP2000540515A
Authority: JP
Inventors: ファラエウス、クリステル; フュゴソン、オラ; エリクソン、ペテル
Original assignee: シーテクノロジーズアクチボラゲット
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2002-03-26
Also published as: AU756016B2; CN1284188A; AU2083199A; ID26716A; WO1999036879A1; EP1050012A1; CA2317569A1; BR9814591A; IL137073A0

Abstract

(57)【要約】各々が複数のピクセルから成り、内容の一部がオーバーラップする２つの画像をマッチングさせるための方法において、画像の異なるオーバーラップを示す異なる変位位置に対し、画像の内容の間の対応度を決定する。より詳細には、前記複数の変位位置の各１つに対し複数の番号を決定する。各番号は双方の画像からのピクセル値によって作成し、この画像を使って前記少なくとも２つの変位位置に対するオーバーラップ評価値を同時に生成する。検索されたオーバーラップ評価値をその後使用し、異なる変位位置に対する画像間の対応度を決定する。この方法はコンピュータによって実行されコンピュータプログラムとして実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、各々が複数のピクセルから成り、内容の一部がオーバーラップした
２つの画像をマッチングさせるための方法および装置であって、両画像の異なる
オーバーラップを示す異なる変位位置での画像間の対応度を決定する方法および
装置に関する。

【０００２】（発明の背景）本願出願人は記録すべきテキスト上を通過させることによりテキストを記録で
きるペンを開発した。特に二次元状の感光性センサと信号処理ユニットとを含む
このペンは、内容の一部がオーバーラップしたテキストの画像を記録し、その後
、画像は冗長な情報を含まないより大きい画像を形成するように、１つにまとめ
られる。画像内の文字はＯＣＲソフトウェアにより識別され、ペン内に文字を符
号化した形態で記憶される。このペンについては本願出願人のスウェーデン特許
出願第9604008-4号に記載されており、このスウェーデン特許出願は本願出願の時点ではまだ未公開である。

【０００３】ペンのメモリ条件を低減するために次の画像を記録する前に、記録する画像と
先の画像とを１つにまとめることが好ましい。ペンの望ましい画像記録頻度は約
５０Ｈｚであり、よってこの値は２つの画像を約２０ｍｓ以内に１つにまとめな
ければならないことを意味する。画像をまとめる際に最も時間を費やす作業は、
画像をマッチングさせる作業、すなわち画像の内容が最も一致する相対的位置を
決定することである。

【０００４】２つの画像をマッチングさせる可能な方法としては、画像間のすべての可能な
オーバーラップ位置を検査すると共に、オーバーラップした各位置ごとに、オー
バーラップするピクセルのすべてのペアを検査し、ピクセルの値がどれだけ良好
に対応するかを示すスコアをオーバーラップしているピクセルのペアごとに決定
し、次に各位置でオーバーラップしているピクセルに対するスコアの総計に基づ
き、どのオーバーラップ位置が最も一致しているかを決定することが挙げられる
。しかしながら、この手順は上記用途に対して遅すぎる。

【０００５】（発明の概要）従って、上記に鑑み、本発明の目的は上記方法よりも所定のプロセッサを用い
て２つの画像をより高速で一致させることができる、２つの画像を自動的に一致
させるための新しい方法を提供することにある。

【０００６】本発明の別の目的は、この方法を実施するための装置を提供することにある。

【０００７】この目的は、請求項１記載の方法および請求項１８および１９記載の装置によ
って達成され、好ましい実施例については従属項に記載されている。

【０００８】上記方法と同様に、本発明は各々が複数のピクセルから成り、画像の異なるオ
ーバーラップを示す異なる変位位置に対し内容の一部がオーバーラップする２つ
の画像間の対応度を決定することに基づく。しかしながら、画像の内容の比較は
より効率的に行われる。より詳細に説明すれば、複数の変位位置の各１つずつに
対し複数の番号を決定する。各番号は双方の画像からのピクセル値により決定さ
れる。これら番号は少なくとも２つの変位位置においてオーバーラップ評価値を
同時に発生するように使用される。その後、これらオーバーラップ評価値は画像
の内容の間の対応度を決定する際に使用される。

【０００９】この方法を用いることにより、所定の並列性により異なる変位位置を検査する
ことができ、これにより変位位置のすべてを逐次検査した場合よりも、より迅速
に画像を検査できる。このような並列性は少なくとも２つの変位位置を同時に検
査するのに使用される番号を使用することによって得られる。この番号は各画像
の内容に基づくものであるので、番号を構成するピクセル値が完全または部分的
にオーバーラップする場合に予めオーバーラップ評価値を計算することが可能で
ある。

【００１０】これらオーバーラップ評価値を記憶し、マッチングを実施する際に番号を用い
て検索することができる。これとは異なり、パラメータとして前記番号を使用す
ると、少なくとも２つの変位位置に対するオーバーラップ評価値を生じさせる１
つ以上の式を定めることができる。更に別の方法として、前記番号から成る入力
信号に対する結果として少なくとも２つの変位位置に対してオーバーラップ評価
値を発生するゲート回路を使用することも可能である。

【００１１】当然ながら、効率は並列性を高めるので、効率が高くなればなるほど各番号に
より多数のピクセルが含まれることとなる。

【００１２】従って、オーバーラップ評価値を予め定める。このことが意味することは、画
像のうちの１つにおけるピクセルが第１の所定の値を有し、他の画像内の対応す
るオーバーラップするピクセルが第２の所定の値を有する場合、所定のオーバー
ラップ値が常に得られることである。オーバーラップ評価値がいくつかのオーバ
ーラップするピクセルに関連する際にこのことが当てはまる。ピクセル値の異な
る組み合わせに対して得られる異なるオーバーラップ評価値の数値は任意に決定
できる。

【００１３】これに関連し、当然ながら本方法を実施する際に画像は互いに物理的に変位し
ておらず、むしろ仮説的変位に対して画像間の比較を実行することを指摘しなけ
ればならない。

【００１４】好ましい実施例では、本方法は前記変位位置の各々に対するオーバーラップ評
価値を加算する工程と、こうして得た総計を使用して、画像の内容の間の最良の
可能なマッチングをするのは、変位位置のうちのどの位置であるかを決定する。
所定の変位位置に対し共に加算されるオーバーラップ評価値はその変位位置に対
するオーバーラップするすべてのピクセルの間の対応度を好ましく示す。

【００１５】マッチング速度を更に高めるために、いくつかの変位位置に対しオーバーラッ
プ評価値を適当に並列に加算する。この加算は前記番号により同時に生成された
オーバーラップ評価値に対し並列に実行した場合、特に有利となる。

【００１６】各オーバーラップ評価値を１つ以上のオーバーラップするピクセルに関連付け
できる。２つ以上のオーバーラップするピクセルに関連付けした場合、所定の変
位位置に対する各オーバーラップするピクセルに対し評価値を加算する必要はな
く、むしろ２つ以上のオーバーラップするピクセルに対し加算されたオーバーラ
ップ評価値を直接発生できるので、マッチング速度が速くなる。

【００１７】画像の内容間が最良に一致する変位位置を決定すると、この相対的な位置で画
像を１つにまとめることが（併合）できる。この併合は画像のうちの一方におけ
るオーバーラップするピクセル値を排除するか、または好ましくは各オーバーラ
ップするピクセルに対するピクセル値を組み合わせて重み付けすることにより、
この併合を行うことができる。

【００１８】番号を決定した複数の変位位置が適当に粗い変位位置を構成でき、オーバーラ
ップ評価値を同時に生成する前記少なくとも２つの変位位置は、２つの粗い変位
位置の間の変位よりも小さい粗い変位位置からの変位を示す少なくとも１つの細
かい変位位置を適当に含むことができる。第２のオーバーラップ評価値は当該粗
い変位位置または別の細かい変位位置に関連付けできる。

【００１９】本発明の最も簡単な実施例では、画像の内容は一方向のみに互いに変位される
。しかしながらこの方法は画像を２つの異なる、好ましくは直交する方向に互い
に変位する際にも使用できる。この場合、画像の内容間の対応が最大となる位置
に達するために、粗い変位位置が第１の方向、例えば水平方向に画像の異なるオ
ーバーラップを示すようにさせ、他の方向、例えば垂直方向に画像の異なるオー
バーラップに対し、本方法を繰り返すことが適当である。

【００２０】従って、画像をＮ×Ｍ個のピクセル（ここでＮおよびＭは１より大である）か
ら成る複数の粗いセグメントに画像を分割することによって検査された変位位置
のサブセットをこうして構成する粗い変位位置を決定することが好ましく、２つ
の隣接する粗い変位位置の間の変位は１つの粗いセグメントから成る。従って、
これら粗いセグメントは各々が数個のピクセルの幅および高さを有する列または
行に画像を分割することによって得ることができる。

【００２１】これら画像は種々の方法で表示できる。これら方法は同様であるが、デジタル
であることが好ましい。その理由は、デジタルにすることによりコンピュータに
よる処理が容易となるからである。ピクセル値は異なる解像度で表示できる。し
かしながら本方法はビットマップとして表示される画像に用いることが望ましい
。

【００２２】上記のように番号は２つの画像の内容に基づく。好ましい実施例ではこれら番
号はオーバーラップ評価値を記憶するメモリロケーションに対するアドレスとし
て使用される。この場合、オーバーラップ評価値は極めて簡単に計算するか、ま
たは予め決定することによって適当に定められる。

【００２３】少なくとも２つの変位位置に対する前記予め計算されたオーバーラップ評価値
をアドレスごとに含むルックアップテーブルをアドレス指定するために、これら
アドレスを使用することが好ましい。すべてのアドレスに対し同じ順序を使用す
る限り、および前記順序に対し所定の態様でルックアップテーブル内のオーバー
ラップ評価値の記憶を行う限り、アドレス内でピクセル値を使用する順序は重要
なことではない。

【００２４】本発明に係わる方法は、全体をハードウェアで実施できる。この場合、上記の
ように番号は所定の各組の入力信号に対し、対応するオーバーラップ評価値を出
力信号として生成するように設計されたゲート回路のための入力信号を形成する
。従って、この場合、オーバーラップ評価値はゲート回路の構造によって定めら
れる。この方法は大きな画像に対し有利となり得る。

【００２５】しかしながら、好ましい実施例では本方法は所定のワード長さで作動するプロ
セッサによりソフトウェアで実現される。この場合、ルックアップテーブルは複
数のアドレス指定可能な行を含み、この行の各々は所定のワード長さを有し、予
め計算したオーバーラップ評価値を記憶する。テーブルの幅をプロセッサのワー
ド長さに調節することにより、プロセッサの容量を最良に使用できる。例えばテ
ーブル内の異なる行を効率的に加算できる。

【００２６】この方法の種々のパラメータ、例えば粗い変位位置、各アドレスに対し記憶さ
れたオーバーラップ評価値の数、テーブルの数などは最高の速度が得られるよう
に、使用するプロセッサおよびそのキャッシュメモリに基づいて適当に決定され
る。これらパラメータは２つの画像および予め計算したオーバーラップ評価値の
すべてをキャッシュメモリに記憶できるように選択される。

【００２７】好ましい実施例では、第１の画像からの少なくとも２つの隣接するピクセル値
を含む第１の細かいセグメントおよび第１の細かいセグメントにオーバーラップ
し、第２の画像からの第１の細かいセグメントと同じ数の隣接するピクセル値を
含む第２の細かいセグメントおよび第２の画像からの第１の細かいセグメントと
同じ数の隣接するピクセル値を含み、複数の番号の決定を実行した隣接する変位
位置、すなわち隣接する粗い変位位置において、第１の細かいセグメントにオー
バーラップする第３の細かいセグメントにより各番号が形成される。このように
番号は粗い変位位置内およびこの粗い変位位置と次の粗い変位位置との間のすべ
ての細かい変位位置だけでなく、この次の粗い変位位置でもオーバーラップでき
るすべてのピクセル値を含む。従って、これら変位位置のすべてに対する予め計
算したオーバーラップ評価値を番号により検索することが可能である。

【００２８】プロセッサのキャッシュメモリにすべての必要な情報を記憶し、従ってこの情
報に迅速にアクセスできるようにメモリスペースを節約するため、各アドレスは
第１のサブアドレスと第２のサブアドレスに分割することが好ましい。第１の細
かいセグメントおよび第２の細かいセグメントからのピクセル値から成る第１の
サブアドレスは、第１の細かいセグメントおよび第２の細かいセグメントに属す
オーバーラップするピクセルに対する第１のテーブル内のオーバーラップ評価値
を同時に検索するのに使用され、第１の細かいセグメントおよび第３の細かいセ
グメントからのピクセル値から成る第２のサブアドレスは、第１のセグメントお
よび第３のセグメントに属すオーバーラップするピクセルのための第２のテーブ
ル内でオーバーラップ評価値を同時に検索するのに使用される。

【００２９】この場合、第１のテーブルおよび第２のテーブルは少なくとも２つの変位位置
の各１つに対し、アドレスごとにオーバーラップ評価値を記憶することが好まし
く、アドレスのうちの第１のサブアドレスおよび第２のサブアドレスにより検索
される第１の変位位置に対する２つのオーバーラップ評価値の合計は、前記第１
の変位位置に対する第１の細かいセグメント、第２の細かいセグメントおよび第
３の細かいセグメントをオーバーラップするすべてのピクセルに対するオーバー
ラップ評価値を構成する。これらオーバーラップ値は容易に加算できるようにア
ドレスごとに変位位置に対し同じ順序で記憶することが好ましい。

【００３０】マッチング速度を更に速くするために、複数の変位位置を選択するための第１
の画像の解像度で画像間の対応度を決定し、次に選択された変位位置および隣接
する変位位置に対しては第２のより高い画像の解像度で対応度を決定する。この
ように、更に検査するのに重要でない画像の全領域を排除することが可能である
。

【００３１】より詳細には、本発明に係わる装置は請求項１〜１７のいずれかに記載の方法
を実施するようになっている処理ユニットを有する。この処理ユニットは画像を
記録するためのユニットに接続でき、画像をリアルタイムで処理できる。この装
置は上記方法と同じ利点を有する。すなわち画像をより迅速にマッチングさせる
ことが可能である。

【００３２】好ましい実施例では、本発明はコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に
記憶されたコンピュータプログラムとして実現される。

【００３３】本発明に係わる方法は、すべての可能な変位位置または選択だけを検査するの
に使用できる。例えばチェックの必要な位置の数を制限するのに初期のマッチン
グにおける変位位置を使用できる。

【００３４】本発明はすべてのタイプの画像のマッチングに適用できる。本方法は画像をマ
ッチングさせ、その後、画像の内容を最良に対応させることができる位置で画像
を併合するの使用できる。更に本方法は、画像がどのようにオーバーラップする
かをチェックする際に、２つの画像をマッチングさせるのにも使用できる。本発
明は高速のマッチング速度が必要な場合に特に適用可能である。

【００３５】以下、添付した略図を参照して本発明をどのように実現できるかの例について
説明する。

【００３６】（好ましい実施例の説明）以下内容の一部がオーバーラップする２つの画像をマッチングさせるための方
法の、現在のところ好ましい実施例について説明する。この方法の目的は、画像
の内容の間が最良に対応するオーバーラップ位置を探すことである。どれが最良
に対応するかを決定するために、所定の評価基準を使用する。

【００３７】本例では、マッチングすべき画像が記憶される１６ｋＢのキャッシュメモリを
備え、クロック周波数が１００ＭＨｚの３２ビットプロセッサにより、この方法
はソフトウェア内で実行される。このタイプのプロセッサの一例としては、デジ
タル社によって供給されているＳｔｒｏｎｇＡＲＭがある。このプロセッサはプ
ロセッサのプログラムメモリに読み込まれるプログラムの制御のもとで作動する
。

【００３８】画像を検出し、プロセッサのキャッシュメモリに送り込む方法については、本
発明の範囲外であるので、これについては詳細には説明しない。しかしながら、
１つの方法は本明細書の冒頭で説明したペン内で使用されている技術と同じ技術
を使用することである。すなわち二次元状の感光性センサにより画像を記録し、
これら画像をメモリに記憶することであり、プロセッサはこのメモリから画像を
そのキャッシュメモリに読み込むことである。

【００３９】図１は、複数のピクセル２から成るデジタル画像１を略図で示し、これらピク
セルの一部は四角形として略図で示されている。この画像は内容の一部が同じで
ある同様な画像とマッチングすべき画像である。

【００４０】この画像は幅が５５個のピクセルであり、高さが７６個のピクセルである。こ
の画像はビットマップとして記憶され、従って、各ピクセルは１か０の値を有す
る。本例では値１は黒色のドットを示し、値０は白色のドットを示す。

【００４１】本方法を実施するには、まず各画像を垂直のバンド状をした１１個の粗いセグ
メント３に分割する。各セグメントは幅が５つのピクセルであり、高さが７６の
ピクセルである。次に粗い各セグメントを細かいセグメント４に分割する。細か
い各セグメントは５つの隣接するピクセルの水平の行から成る。

【００４２】粗いセグメント３は複数の粗い変位位置を定めるのに使用される。図２は各画
像からの、斜線で示される１つの粗いセグメント３がもう１つのセグメントにオ
ーバーラップするよう、２つの画像１ａと１ｂとが互いに変位しているような第
１の粗い変位位置を示す。第２の粗い変位位置では、各画像からの２つの粗いセ
グメントはすべての粗いセグメントがオーバーラップする１１番目の粗い変位位
置までオーバーラップしている。従って、２つの隣接する粗い変位位置の間の差
は１つの粗いセグメントだけである。

【００４３】粗い各セグメントでは４つの細かい変位位置を定める。これら変位位置は１個
、２個、３個および４個のピクセルコラムにより粗い変位位置に対する変位を表
示する。

【００４４】粗い変位位置および細かい変位位置は第１方向、例えば水平方向の画像間の変
位を示す。画像が互いに垂直方向にも変位できる場合、多数の垂直方向の変位位
置が定められ、各垂直変位位置は垂直方向に１つのピクセル行だけ変位している
ことを示す。図３の下方部分は第１画像１ａおよび第２画像１ｂに対する垂直変
位位置を示し、この垂直変位位置はオーバーラップ位置にある点線で示されてい
る。

【００４５】細かいセグメント４は１０ビットの多数のサブアドレスを定めるのに使用され
、次にこれらサブアドレスは予め計算したオーバーラップ評価値を計算するのに
使用され、各評価値は所定の変位位置における１つ以上のオーバーラップするピ
クセル間の対応度の目安となる。第１画像１ａ内の第１の細かいセグメント４ａ
から検索されたアドレスの５つの最小位ビットと第２画像１ｂ内のオーバーラッ
プして対応するする細かいセグメント４ｂから検索された５つの最大位ビットと
によって第１のサブアドレスが形成される。従って、第１のサブアドレスは内容
に関する対応度をチェックするために比較したいオーバーラップするピクセルの
値を示す。

【００４６】図３は画像１ａからどのように５つのビット「１００１０」の第１の細かいセ
グメント４ａが検索され、他の画像１ｂから５つのビット「０１１００」の第２
の細かいセグメント４ｂが検索されて、アドレス「０１１００１００１０」にま
とめられるかの一例を示している。

【００４７】第１のサブアドレスは１０２４の行の２つのテーブルの各々（可能な異なるア
ドレスの数）をアドレス指定するのに使用される。これらテーブルは図４におい
てテーブル１および２として略図で示されている。画像と同じようにプロセッサ
のキャッシュメモリに記憶されるテーブルには、予め計算されたオーバーラップ
評価値（下記ではスコアと称す）がある。これは各テーブル内の行を拡大して、
図４に略図で示されている。

【００４８】この例では、スコアは次のように計算する。２つのオーバーラップする白色ピ
クセルは１ポイントに等しく、２つのオーバーラップする黒色ピクセルは２ポイ
ントに等しく、他方、白色と黒色とがオーバーラップしたピクセルは０ポイント
に等しい。

【００４９】図５は図４内のテーブルに記憶されるアドレス「０１１００１００１０」の行
内の図４内のテーブルに記憶されるスコアおよびこれらスコアをどのように計算
するかを示している。テーブル２にはスコア０を記憶し、テーブル１にはスコア
１〜４を記憶する。オーバーラップする各ピクセルに対し、上記スコアリング方
法に従ってスコアを決定する。当該アドレスを有する行内のテーブルに記憶すべ
き総スコア、すなわちオーバーラップ評価値に到達するように、オーバーラップ
するすべてのピクセルに対するスコアを加算する

【００５０】図４内のテーブル２は２つの細かいセグメント４ａが完全にオーバーラップす
る際、すなわち粗い変位位置で得られるオーバーラップの際に得られるスコア（
スコア０）をアドレスごとに含む。このスコアは５つのオーバーラップするピク
セルに対するスコアの総計であり、１バイトで記憶される。表１は２つの細かい
セグメントが次第に部分的にずれている場合、すなわち種々の細かい変位位置に
対応している場合に得られるスコア（スコア１〜４）をアドレスごとに含む。こ
れらスコアは３２ビットワードとして各々１バイトで記憶されるので、１クロッ
クサイクル中に１回の読み出し、すなわちテーブルを一回ルックアップすること
によって同時に検索できる。スコア１は細かいセグメントが互いに１インクリメ
ントだけ変位している場合に得られるスコアに関連し、よって４つのオーバーラ
ップするピクセルしか得られない。スコア２は細かいセグメントが互いに２イン
クリメントだけ変位している場合に得られるスコアに関連し、よって３つのオー
バーラップするピクセルしか得られない。この変位は当該粗い変位位置と次の粗
い変位位置との間で細かい変位位置が得られるオーバーラップを示す。

【００５１】上記のことからわかるように、第１のサブアドレスを使って検索されるオーバ
ーラップ評価値は検査される変位位置に対する第１の細かいセグメント内のピク
セルと第２の細かいセグメント内のピクセルとの間のオーバーラップにしか関係
しない。第１の細かいセグメント内のピクセルと第２の細かいセグメント内のピ
クセル以外のピクセルとの間で生じるオーバーラップは上記方法では検出されな
い。

【００５２】これらオーバーラップの検査を同じように可能にするために、第１サブアドレ
スの他に第２サブアドレスを形成する。この第２サブアドレスは第１の細かいセ
グメント４ａ内の１つのピクセル値だけでなく、第２画像１ｂ内の第２の細かい
セグメントに隣接し、その後の粗い変位位置にある第１の細かいセグメントにオ
ーバーラップする第３の細かいセグメント４ｃに対する５つのピクセル値も含む
。

【００５３】図６は、第２のサブアドレスをどのように形成するかの例を示す。第１の画像
１ａ内の第１の細かいセグメント４ａからのピクセル値「１００１０」は第２の
サブアドレスの５つの最大位ビットを構成するが、第２画像１ｂ内の第３の細か
いセグメント４ｃからのピクセル値「１０１０１」は第２のサブアドレス内の５
つの最小位ビットを構成する。

【００５４】異なる変位位置でオーバーラップする第１の細かいセグメントおよび第３の細
かいセグメント内のピクセルに対するスコア、すなわちオーバーラップ評価値は
、図７内でテーブル３として表示されている第３テーブルに記憶される。これら
スコアは当然ながらテーブル１の場合と同じように計算されるが、これらスコア
は逆の順序に記憶される。従って、第１の細かいセグメントと第３の細かいセグ
メントの１つのオーバーラップするピクセルに関係するスコア４は、テーブル３
内のテーブル行の第１バイトとして記憶される。第１セグメントおよび第３セグ
メントの２つのオーバーラップするピクセルに関連するスコア３は、第２のバイ
トとして記憶される。

【００５５】このように、４つの細かい変位位置に対するオーバーラップ値は第１のサブア
ドレスおよび第２のサブアドレスにより検索できる。第１サブアドレスおよび第
２サブアドレスに対するオーバーラップ値を加算することにより、各変位位置に
対するオーバーラップ値が得られる。これらオーバーラップ値の各々は当該変位
位置に対する５つのオーバーラップするピクセルに関連する。

【００５６】図７は、テーブル１および３、これらテーブルのアドレス指定をするために使
用される第１サブアドレス、第２サブアドレスおよびテーブルの別個の行内のオ
ーバーラップ評価値を示す。

【００５７】次に画像のマッチングをどのように実行するかについて説明する。まず、第１
の粗い変位位置を選択する。この位置において、オーバーラップする細かいセグ
メントの第１のペアを選択する。図３内の例と同じように、第１画像内の第１の
細かいセグメントがピクセル値「１００１０」を有し、第２画像内の第２の細か
いセグメントがピクセル値「０１１００」を有すると仮定する。これら値は第１
の二進サブアドレス「０１１００１００１０」を形成するのに使用される。更に
第２画像内の第２の細かいセグメントに隣接する第３の細かいセグメントが値「
１０１０１」を有すると仮定する。これら値は第２のサブアドレス「１００１０
１０１０１」を形成するよう、第１の細かいセグメントに対するピクセル値と共
に使用される。この第１のサブアドレスは第１のテーブルおよび第２のテーブル
の双方をアドレス指定するのに使用される。図示した例では、第１のテーブルか
ら１ワードで記憶されたスコア４、３、０および１が得られ、第２のテーブルか
らはスコア１が得られる。第２のサブアドレスは第３のテーブルをアドレス指定
するのに使用され、図示した例ではこの第３のテーブルからスコア２、０、３、
３が得られる。テーブル１および３からのスコアは並列に加算され、総スコア６
、３、３、４が得られる。

【００５８】これら第１のオーバーラップする細かいセグメントの比較を完了すると、オー
バーラップする粗いセグメント間の完全な比較を完了するまで、新しいオーバー
ラップする２つの細かいセグメントでマッチングを続ける。

【００５９】テーブル１および３に対して加算された４つのスコアで１つのワードが得られ
るたびに、先に得られたワードにこのワードを加算する。従って、１回の加算に
より４つの異なる変位位置に対するスコアを並列に加算する。スコアは少ないの
で桁上げを行う前に、従って異なるロケーションにおける記憶を行わなければな
らない前に多数の加算を実行できる。同じように、第２テーブルからのスコアも
加算する。図８は４つの変位位置に対するスコアを並列にどのように加算するか
、第１のサブアドレスおよび第２のサブアドレスから成る第１のアドレスによっ
て得られるワードをワードＡが示していること、第１のサブアドレスおよび第２
のサブアドレスから成る第２のアドレスで得られるワードをワードＢが示してい
ること、および得られる総計をワードＣが示していることを略図で示している。

【００６０】第１の粗い変位位置に対し、オーバーラップするすべての細かいセグメントの
検査を完了すると、粗いすべての変位位置の検査が完了するまで第２の粗い変位
位置およびその後の粗い変位位置に対して上記手順を繰り返す。

【００６１】画像を互いに垂直方向にも変位できる場合、各垂直位置に対してこの方法を繰
り返す。最初の画像は互いに垂直方向に変位された行であり、その後、粗い変位
位置および細かい変位位置のすべてを検査する。この際、画像は次の変位位置に
対して変位され、検査され、すべての垂直変位位置のスキャンが完了するまで同
様な操作を続ける。

【００６２】すべての変位位置の検査が完了すると、各位置に対するスコアが得られる。本
例で使用される評価基準を用いた場合、最高スコアは画像の内容が最良にオーバ
ーラップする変位位置を示す。

【００６３】本発明の現在のところ好ましい実施例では、画像が記憶されている解像度より
も低い画像の解像度で上記のようにまずオーバーラップ評価を実行する。本例で
は２５×３０ピクセルの解像度を使用する。この目的は画像の内容の間の一致を
より密に検査するために、対応する変位位置の迅速な選択をすることにある。そ
の後、元の解像度でこれら変位位置および隣接する変位位置における画像に対し
この方法を繰り返す。

【００６４】上記例ではオーバーラップ評価値は３つの異なるテーブルに記憶されている。
このことはプロセッサを最適に使用するために行われている。他のプロセッサの
場合、オーバーラップ評価値のすべてを１つのテーブルに記憶したり、または４
つ以上のテーブルに記憶することが適当な場合もある。これについては当業者で
あればこれまでの説明に基づき決定できよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】１つの粗いセグメントおよび１つの細かいセグメントが表示されている複数の
ピクセルから成る画像を示す。

【図２】２つの画像の仮説的オーバーラップを示す。

【図３】２つの画像内の複数のオーバーラップするピクセルからのピクセル値により、
１つのアドレスをどのように形成するかを示す。

【図４】複数の異なるオーバーラップ位置に対するオーバーラップ評価値を同時にどの
ように記憶し、検索するかを示す。

【図５】種々の変位位置に対してオーバーラップ評価値をどのように計算するかを示す
。

【図６】サブアドレスを使用する場合にオーバーラップ評価値をどのように記憶し、検
索するかを示す。

【図７】複数の異なる変位位置に対するオーバーラップ値を同時にどのように加算する
かを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 5B029 AA01 BB02 BB15 CC30 5B057 AA11 BA02 CA12 CA16 CB12 CB16 CE10 DA07 DB02 DC32 5L096 BA17 GA08 GA19 HA08 JA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々が複数のピクセルから成り、内容の一部がオーバーラッ
プする２つの画像の異なるオーバーラップを示す異なる変位位置に対し、これら
画像の内容の間の対応度を決定する、２つの画像をマッチングさせるための方法
であって、双方の画像からのピクセル値により各番号を作成するよう、複数の変位位置の
各々に対し複数の番号を決定する工程と、少なくとも２つの変位位置に対しオーバーラップ評価値を同時に発生するよう
、各番号を使用する工程と、異なる変位位置に対する画像の内容の間の対応度を決定する際のオーバーラッ
プ評価値を使用する工程とを備えた、２つの画像をマッチングするための方法。
【請求項２】前記変位位置の各々に対しオーバーラップ評価値を加算する工
程と、変位位置のうちのどの位置が画像の内容の間の最良の可能な対応を示すかを決
定するように上記工程で得られた総計を使用する工程とを更に備えた、請求項１
記載の方法。
【請求項３】複数の変位位置に対し、オーバーラップ評価値を並列に加算
する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】オーバーラップ評価値のうちの少なくとも１つが２つ以上の
オーバーラップするピクセルに関連する、先の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】画像間の最良の可能な対応を示す変位位置に画像をまとめる
工程を更に含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】番号を決定した前記複数の変位位置が粗い変位位置を構成し
、オーバーラップ評価値を同時に発生した前記少なくとも２つの変位位置が２つ
の粗い変位位置の間の変位よりもより小さい、粗い変位位置からの変位を示す少
なくとも１つの細かい変位位置を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】粗い変位位置が第１の方向の画像の異なるオーバーラップを
示し、第２の方向の画像の異なるオーバーラップに対し本方法を繰り返す工程を
更に含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】画像をＮ×Ｍ個のピクセル（ここでＮおよびＭは１よりも大
である）から成る複数の粗いセグメントに分割することにより粗い変位位置を決
定し、隣接する２つの粗い変位位置の間の変位が１つの粗いセグメントから成る
、請求項６または７記載の方法。
【請求項９】画像がビットマップから成る、先の請求項のいずれかに記載
の方法。
【請求項１０】予め計算された値から成る前記オーバーラップ評価値から
記憶するメモリロケーションのアドレスを番号が構成する、先の請求項のいずれ
かに記載の方法。
【請求項１１】少なくとも２つの変位位置に対する予め計算されたオーバ
ーラップ評価値をアドレスごとに含む、少なくとも１つのルックアップテーブル
をアドレス指定するためにアドレスを使用する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】所定のワード長さで作動するプロセッサにより本方法を実
行し、前記少なくとも１つのルックアップテーブルが複数のアドレス指定可能な
行を含み、各行が所定のワード長さを有し、前記予め計算したオーバーラップ評
価値を記憶する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】プロセッサ内のキャッシュメモリにすべてのオーバーラッ
プ評価値だけでなく、マッチングすべき画像も含むことができるように、オーバ
ーラップ評価値の記憶を実行する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】第１の画像からの少なくとも２つの隣接するピクセル値を
含む第１の細かいセグメントの各番号、第１の細かいセグメントにオーバーラッ
プし、第１の画像からの第１の細かいセグメントと同じ数の隣接するピクセル値
を含む第２の細かいセグメントの各番号、第２の画像からの第１の細かいセグメ
ントと同じ数の隣接するピクセル値を含み、複数の番号の決定を実行する隣接す
る変位位置において第１の細かいセグメントにオーバーラップする第３の細かい
セグメントの各番号を決定する工程を更に含む、先の請求項のいずれかに記載の
方法。
【請求項１５】各アドレスを第１サブアドレスと第２サブアドレスとに分
割し、第１および第２の細かいセグメントからのピクセル値から成る第１のサブ
アドレスを使用して第１および第２の細かいセグメントに属すオーバーラップす
るピクセルのための第１テーブル内でオーバーラップ評価値を同時に検索し、第
１および第３の細かいセグメントからのピクセル値から成る第２のサブアドレス
を使用して第１および第３のセグメントに属し、オーバーラップするピクセルの
ための第２テーブルにおいて、オーバーラップ評価値を同時に検索する、請求項
１０と組み合わせた、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】第１および第２のテーブルが前記少なくとも２つの変位位
置の各１つに対するオーバーラップ評価値をアドレスごとに記憶し、アドレスの
うちの第１のサブアドレスおよび第２のサブアドレスを使用して検索された第１
の変位位置に対するオーバーラップ評価値の合計が前記第１変位位置に対する第
１の細かいセグメントと第２の細かいセグメントと第３の細かいセグメントとの
間のオーバーラップするすべてのピクセルに対するオーバーラップ評価値を構成
する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】複数の変位位置を選択するために画像間の対応度をまず第
１の画像の解像度で決定し、その後、選択された変位位置および隣接する変位位
置における画像の対応度をより高い第２の解像度で決定する、先の請求項のいず
れかに記載の方法。
【請求項１８】各々が複数のピクセルから成り、内容が部分的にオーバー
ラップする２つの画像をマッチングさせるための装置であって、請求項１〜１７
のいずれかに記載の方法を実施するようになっている処理ユニットを特徴とする
、２つの画像をマッチングさせるための装置。
【請求項１９】コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体を含み、この
記憶媒体に請求項１〜１７のいずれかに記載の方法を実施するためのコンピュー
タプログラムが記憶されている、各々が複数のピクセルから成り、内容が一部オ
ーバーラップする２つの画像をマッチングさせるための装置。