JP2002517045A - テンプレート・マッチポイントの部分位置を正確に位置決定する方法 - Google Patents
テンプレート・マッチポイントの部分位置を正確に位置決定する方法Info
- Publication number
- JP2002517045A JP2002517045A JP2000551354A JP2000551354A JP2002517045A JP 2002517045 A JP2002517045 A JP 2002517045A JP 2000551354 A JP2000551354 A JP 2000551354A JP 2000551354 A JP2000551354 A JP 2000551354A JP 2002517045 A JP2002517045 A JP 2002517045A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- maximum
- grid point
- grid
- points
- calculating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 19
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
- G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
- G06T7/74—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving reference images or patches
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
- G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
- G06V10/75—Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
- G06V10/751—Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
- G06V10/7515—Shifting the patterns to accommodate for positional errors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Character Input (AREA)
- Character Discrimination (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
サブピクセル最大値を、x軸及びy軸を有する二次元グリッド(100)上で正確に位置決定するための方法が提供される。中間(200)グリッドポイントで下降するサブピクセル最大値を位置決めするのに適したこの方法は、最大グリッドポイント値(300)を有するグリッドポイントを識別することから始まる。それから、x軸及びy軸(400)に沿って、最大グリッドポイント値を有する隣接グリッドポイントの位置を見出すことにより、サブピクセル最大値を含む四角形が決定される。次に、4つの一次元部分最大値が、四角形の各辺に沿って算出される。次に、前記四角形の対辺に沿って、一次元最大値をつなぐ2つの線が算出される。最後に、前記サブピクセル最大値の位置が、算出された前記2つの線が交わる場所として推定される(500)。
Description
【0001】 発明の分野 本発明は、信号処理及び分析に関するものであり、特に画像分析及び機械視覚
の分野において有用である。 発明の背景 コンピュータあるいは機械視覚アプリケーションにおいて、画像は二次元のピ
クセルの配列によって表示される。各ピクセルは、通常1種類のグレーの明度あ
るいは基本色のそれぞれを表す3種類の明度を有している。各明度は、代表的な
8ビットシステムにおける255のような、0と飽和(最大)明度の間の整数で
ある。
の分野において有用である。 発明の背景 コンピュータあるいは機械視覚アプリケーションにおいて、画像は二次元のピ
クセルの配列によって表示される。各ピクセルは、通常1種類のグレーの明度あ
るいは基本色のそれぞれを表す3種類の明度を有している。各明度は、代表的な
8ビットシステムにおける255のような、0と飽和(最大)明度の間の整数で
ある。
【0002】 産業機械視覚装置の最も重要なアプリケーションの一つは、正確な位置決定、
すなわち視野内の所与の対象物の座標を決定することである。多くの高精度な製
造装置は、非常に正確な対象物の位置決定を必要とする。正確さを向上させる一
つの方法は、視覚装置の解像度を高めることであるが、画像分析の時間は通常画
像のピクセル数に比例するため、これはより高価なカメラを必要とし、また処理
を遅くすることになる。別の方法は、パターンの部分(サブピクセル)位置を算
出する、より正確な方法を用いることである。上記のコスト及び時間的制約によ
り、多くの製造装置は、最大許容誤差が1ピクセルの数百分の一という、画像解
像度(ピクセル・サイズ)以上に高度な正確さを有することが必要となる。
すなわち視野内の所与の対象物の座標を決定することである。多くの高精度な製
造装置は、非常に正確な対象物の位置決定を必要とする。正確さを向上させる一
つの方法は、視覚装置の解像度を高めることであるが、画像分析の時間は通常画
像のピクセル数に比例するため、これはより高価なカメラを必要とし、また処理
を遅くすることになる。別の方法は、パターンの部分(サブピクセル)位置を算
出する、より正確な方法を用いることである。上記のコスト及び時間的制約によ
り、多くの製造装置は、最大許容誤差が1ピクセルの数百分の一という、画像解
像度(ピクセル・サイズ)以上に高度な正確さを有することが必要となる。
【0003】 最も広く用いられているパターン・マッチングの方法は、正規化された相関ア
ルゴリズムである。画像ピクセルIi,jとパターン(テンプレート)ピクセルTi ,j との間の正規化された相関係数は、次のように定義される。
ルゴリズムである。画像ピクセルIi,jとパターン(テンプレート)ピクセルTi ,j との間の正規化された相関係数は、次のように定義される。
【0004】
【数1】
【0005】 画像のピクセル値がテンプレートの対応するピクセル値に比例する場合、すな
わち一定の係数a及びbを用いて、Ii,j=a+b*Ti,jとなる場合、正規化さ
れた相関係数は最大値の1(1.0)に到達する。 画像ピクセル値が統計的にテンプレート値と無関係であれば、相関係数はゼロ
(0.0)に近くなる。このように定義されているので、正規化された相関スコ
アは、コントラスト及び均等ライティングの変化に反応しない。この特性により
、正規化された相関スコアは、2つの画像間の類似性を測る非常に信頼性のある
尺度となる。
わち一定の係数a及びbを用いて、Ii,j=a+b*Ti,jとなる場合、正規化さ
れた相関係数は最大値の1(1.0)に到達する。 画像ピクセル値が統計的にテンプレート値と無関係であれば、相関係数はゼロ
(0.0)に近くなる。このように定義されているので、正規化された相関スコ
アは、コントラスト及び均等ライティングの変化に反応しない。この特性により
、正規化された相関スコアは、2つの画像間の類似性を測る非常に信頼性のある
尺度となる。
【0006】 正確なマッチ・ポジション決定のために正規化された相関性を用いることは、
次の2つのステップを含む。 1.画像全体あるいは一部における所与のパターンを検索する。正規化された
相関スコアの最大値の推定位置を求める。
次の2つのステップを含む。 1.画像全体あるいは一部における所与のパターンを検索する。正規化された
相関スコアの最大値の推定位置を求める。
【0007】 2.各ローカル最大値の推定位置の近辺における、正規化された相関スコアを
算定する。スコア値の表層を通る曲線を当てはめ、この曲線上の最大値の位置を
算定する。 一定のグリッド間隔でサンプリングされた値から滑らかな関数を補間する問題
は、応用数学において非常に関心を集めてきた。大部分の補間アルゴリズムは、
所与の点(x,y)における補間された値と実際の値との誤差(絶対誤差あるい
は平均2乗誤差)を最小化することを主題としている。
算定する。スコア値の表層を通る曲線を当てはめ、この曲線上の最大値の位置を
算定する。 一定のグリッド間隔でサンプリングされた値から滑らかな関数を補間する問題
は、応用数学において非常に関心を集めてきた。大部分の補間アルゴリズムは、
所与の点(x,y)における補間された値と実際の値との誤差(絶対誤差あるい
は平均2乗誤差)を最小化することを主題としている。
【0008】 最大値の位置を求める非常に簡単で一般的な一つの方法は、関数 S(x,y
)を二次面(放物面)によって推定することである。この演算は、一般に6×6
マトリックスをインバートすることを含んでいる。グリッド座標x及びyは既知
であるため、マトリックスは一度だけインバートすることができ、係数はベクト
ル乗法演算により求めることができる。係数を求めた後、二次形式を基底形式に
直して、最大値の位置及び値を見つけるために、簡単な一次変換が必要である。
)を二次面(放物面)によって推定することである。この演算は、一般に6×6
マトリックスをインバートすることを含んでいる。グリッド座標x及びyは既知
であるため、マトリックスは一度だけインバートすることができ、係数はベクト
ル乗法演算により求めることができる。係数を求めた後、二次形式を基底形式に
直して、最大値の位置及び値を見つけるために、簡単な一次変換が必要である。
【0009】 このアルゴリズムは、本発明の譲受人により開発された市販の製品において、
予め提供されており、正確さ(xあるいはy方向における最大誤差)は、約0.
05−0.1ピクセル(ピクセル・サイズの1/20−1/10)である。 発明の概要 従って、本発明は、x軸及びy軸を有する二次元のグリッド上のサブピクセル
の最大値を正確に位置決定する方法を特徴とする。中間のグリッドポイント位置
にあるサブピクセルの最大値を位置決定するのに特に適している本方法は、以下
のステップを含んでいる。
予め提供されており、正確さ(xあるいはy方向における最大誤差)は、約0.
05−0.1ピクセル(ピクセル・サイズの1/20−1/10)である。 発明の概要 従って、本発明は、x軸及びy軸を有する二次元のグリッド上のサブピクセル
の最大値を正確に位置決定する方法を特徴とする。中間のグリッドポイント位置
にあるサブピクセルの最大値を位置決定するのに特に適している本方法は、以下
のステップを含んでいる。
【0010】 まず、最大のグリッドポイント値を有するグリッドポイント位置が決められる
。そして、x軸及びy軸に沿って次の最大グリッドポイント値を有する隣接グリ
ッドポイントを位置決定することにより、サブピクセル最大値を含む四角形が決
定される。次に、4つの一次元部分最大値が算出され、各一次元部分最大値が四
角形の4辺の各辺に沿って位置決定される。4つの一次元部分最大値が一旦算出
されると、四角形の向かい合う辺上に位置する一次元部分最大値を結ぶ直線が算
出される。最後に、サブピクセル最大値の位置が、2つの算出された線の位置と
して推定される。
。そして、x軸及びy軸に沿って次の最大グリッドポイント値を有する隣接グリ
ッドポイントを位置決定することにより、サブピクセル最大値を含む四角形が決
定される。次に、4つの一次元部分最大値が算出され、各一次元部分最大値が四
角形の4辺の各辺に沿って位置決定される。4つの一次元部分最大値が一旦算出
されると、四角形の向かい合う辺上に位置する一次元部分最大値を結ぶ直線が算
出される。最後に、サブピクセル最大値の位置が、2つの算出された線の位置と
して推定される。
【0011】 各一次元部分最大値は、以下のように算出される。 まず、最大グリッドポイント値を有するグリッドポイント位置(「グリッドポ
イント最大値」)が、そのグリッドポイント最大値に隣接する及び向かいあう辺
上に位置するグリッドポイントのグリッドポイント値を比較することにより識別
される。そして、一次元部分最大値の位置するグリッド間隔が位置決定される。
次に、4つのサンプルグリッドポイントが選択される。4つのうちの第1及び第
2サンプルグリッドポイントは、一次元部分最大値の第1の辺上に位置し、第3
及び第4サンプルグリッドポイントは、一次元部分最大値の第2の辺上に位置す
る。最後に、一次元部分最大値の左右の位置推定値が、グリッドポイント最大値
の近傍に位置するグリッドポイントを中心とした3点による放物線近似値を用い
て算出される。 発明の詳細な説明 本発明の特徴及び利点を以下に図面を参照しながら詳細に説明する。
イント最大値」)が、そのグリッドポイント最大値に隣接する及び向かいあう辺
上に位置するグリッドポイントのグリッドポイント値を比較することにより識別
される。そして、一次元部分最大値の位置するグリッド間隔が位置決定される。
次に、4つのサンプルグリッドポイントが選択される。4つのうちの第1及び第
2サンプルグリッドポイントは、一次元部分最大値の第1の辺上に位置し、第3
及び第4サンプルグリッドポイントは、一次元部分最大値の第2の辺上に位置す
る。最後に、一次元部分最大値の左右の位置推定値が、グリッドポイント最大値
の近傍に位置するグリッドポイントを中心とした3点による放物線近似値を用い
て算出される。 発明の詳細な説明 本発明の特徴及び利点を以下に図面を参照しながら詳細に説明する。
【0012】 ピーク位置をより正確に決定するために本発明で用いられる方法は、一次関数
が、同様の滑らかさを有する二次面よりもかなりの精度でグリッドポイント値間
に近似・補間されるという観測に基づいている。相関関係を示すスコアS(x,
y)を二次(あるいは高位の)曲面で推定する代わりに、直角をなすx軸及びy
軸について一次元最大値(微分関数Sx=0及びSy=0が成り立つすべての点の
幾何学的な位置)を含む2つの一次曲線の交差部分としての二次元最大値の位置
を求める。これらの曲線は、図3にそれぞれ線F及びKとして示される。
が、同様の滑らかさを有する二次面よりもかなりの精度でグリッドポイント値間
に近似・補間されるという観測に基づいている。相関関係を示すスコアS(x,
y)を二次(あるいは高位の)曲面で推定する代わりに、直角をなすx軸及びy
軸について一次元最大値(微分関数Sx=0及びSy=0が成り立つすべての点の
幾何学的な位置)を含む2つの一次曲線の交差部分としての二次元最大値の位置
を求める。これらの曲線は、図3にそれぞれ線F及びKとして示される。
【0013】 まず、グリッドの行と列について(つまりx軸及びy軸について)一次元最大
値の位置を決定する。次に、二次元最大値の位置と一致することになるこれら2
本の線の交差点を計算する。面S(x,y)が、正確な放物面である場合、この
2本の曲線は直線になる。図3は、放物面F及びK上のこれら一次元最大値の平
面図を示す。
値の位置を決定する。次に、二次元最大値の位置と一致することになるこれら2
本の線の交差点を計算する。面S(x,y)が、正確な放物面である場合、この
2本の曲線は直線になる。図3は、放物面F及びK上のこれら一次元最大値の平
面図を示す。
【0014】 この放物面の主軸が、x軸及びy軸と一致する場合、一次元最大値により形成
される線もまたx軸及びy軸と一致し、互いに垂直になる。放物面が図3に示す
ように斜めになる場合、2本の線は何らかの角度で交差し、平行になることはな
い。それにも関わらず、それらの線の交差点は、常に二次元放物面の最大点に一
致する。よって、本発明に開示する方法の主な目的は、規則正しい間隔で採取さ
れた一次関数の最大値を正確に見つけることである。 1次元グリッドの最大値を見つけること 通常、正規化された相関関数は、(かなり大きなパターンの場合)数個から数
十個のピクセルに及ぶピーク幅を持つ。ピークから離れると、その相関関数は、
零(0)に近いバックグラウンド値に減少する。ピークの近傍では、どんな滑ら
かな一次関数も放物線に近似できるが、ピークから離れたときの一次元相関スコ
アの挙動については、(ガウス曲線のような)いくつかのバックグラウンド値に
平均する関数を使う方がよりうまく推定できる。図4に、相関面の部分をモデル
化するのに使用できる滑らかなピークを持つ一次関数の例をいくつか示す。線L
は、関数y=1−x2を表す。線Nは、関数y=exp(−x2)を表す。線Oは
、関数y=cos(sqrt(2)*x)を表す。線Pは、関数y=1/(1+
x2)を表す。
される線もまたx軸及びy軸と一致し、互いに垂直になる。放物面が図3に示す
ように斜めになる場合、2本の線は何らかの角度で交差し、平行になることはな
い。それにも関わらず、それらの線の交差点は、常に二次元放物面の最大点に一
致する。よって、本発明に開示する方法の主な目的は、規則正しい間隔で採取さ
れた一次関数の最大値を正確に見つけることである。 1次元グリッドの最大値を見つけること 通常、正規化された相関関数は、(かなり大きなパターンの場合)数個から数
十個のピクセルに及ぶピーク幅を持つ。ピークから離れると、その相関関数は、
零(0)に近いバックグラウンド値に減少する。ピークの近傍では、どんな滑ら
かな一次関数も放物線に近似できるが、ピークから離れたときの一次元相関スコ
アの挙動については、(ガウス曲線のような)いくつかのバックグラウンド値に
平均する関数を使う方がよりうまく推定できる。図4に、相関面の部分をモデル
化するのに使用できる滑らかなピークを持つ一次関数の例をいくつか示す。線L
は、関数y=1−x2を表す。線Nは、関数y=exp(−x2)を表す。線Oは
、関数y=cos(sqrt(2)*x)を表す。線Pは、関数y=1/(1+
x2)を表す。
【0015】 最大値の近辺において、相関関数S(x,y)は、概ね回転対称であることに
注意してもらいたい。画像がテンプレート(自動相関)と同じである場合、画像
の(x,y)によるシフトは、(−x,−y)による画像に関するテンプレート
のシフトに等しい。つまり、この場合、相関面は、対称特性 S(x,y)=S
(−x,−y)を有する。
注意してもらいたい。画像がテンプレート(自動相関)と同じである場合、画像
の(x,y)によるシフトは、(−x,−y)による画像に関するテンプレート
のシフトに等しい。つまり、この場合、相関面は、対称特性 S(x,y)=S
(−x,−y)を有する。
【0016】 一致する点近辺の相関関数の非対称部分は、テンプレート周辺の隣接するピク
セルにおける違いのため存在する。従って、最大値の近傍では、非対称部分がと
ても小さくなる。この回転二次元対称は、どんな直線についての一次元対称も二
次元最大値の点を通ることを意味する。線が最大値に十分に近い場合、非対称部
分もまた小さくなる。我々は、以下に示す相関面の最大値を見つける方法を構成
するために、この特性を暗黙的に使用する。
セルにおける違いのため存在する。従って、最大値の近傍では、非対称部分がと
ても小さくなる。この回転二次元対称は、どんな直線についての一次元対称も二
次元最大値の点を通ることを意味する。線が最大値に十分に近い場合、非対称部
分もまた小さくなる。我々は、以下に示す相関面の最大値を見つける方法を構成
するために、この特性を暗黙的に使用する。
【0017】 二次元のサンプル関数S(x,y)の部分最大値を見つけるために、我々はま
ず一次関数Y(X)の最大値を見つける方法を考える(図9)。 最大位置を推定する最も単純な方法は、最大グリッドポイント値を取り囲む3
つの点を通る放物線を用いることである。これにより以下の式が得られる:
ず一次関数Y(X)の最大値を見つける方法を考える(図9)。 最大位置を推定する最も単純な方法は、最大グリッドポイント値を取り囲む3
つの点を通る放物線を用いることである。これにより以下の式が得られる:
【0018】
【数2】
【0019】 Yiが最大グリッドポイント値である場合、この式は、部分位置X0を確実に[
−0.5,0.5]の間隔に収める。この単純な公式は、通常、0.05−0.
1(グリッドポイント間の距離の5%から10%)程度の精度(最大誤差)を有
する。
−0.5,0.5]の間隔に収める。この単純な公式は、通常、0.05−0.
1(グリッドポイント間の距離の5%から10%)程度の精度(最大誤差)を有
する。
【0020】 より正確に最大位置を決定するためには、3つを超える点を使用する必要があ
る。ここで、我々の一次元テーブルは4つのグリッドポイント(x1,x2,x3
,x4)に対応する少なくとも4つの点(y1,y2,y3,y4)を有し、図5の
最大サンプル値Tはエッジにはないと仮定する。より具体的には、図5に示す最
大グリッドポイント値の周辺の4つの点(y1,y2,y3,y4)に対して、正し
い最大位置Tは、第2及び第3グリッドポイントx2及びx3にそれぞれ対応する
グリッドポイントy2及びy3の間にある。これは、第2グリッドポイントy2が
第4グリッドポイントy4より大きく、第3グリッドポイント値y3が第1グリッ
ドポイント値y1より大きいことから判断される。
る。ここで、我々の一次元テーブルは4つのグリッドポイント(x1,x2,x3
,x4)に対応する少なくとも4つの点(y1,y2,y3,y4)を有し、図5の
最大サンプル値Tはエッジにはないと仮定する。より具体的には、図5に示す最
大グリッドポイント値の周辺の4つの点(y1,y2,y3,y4)に対して、正し
い最大位置Tは、第2及び第3グリッドポイントx2及びx3にそれぞれ対応する
グリッドポイントy2及びy3の間にある。これは、第2グリッドポイントy2が
第4グリッドポイントy4より大きく、第3グリッドポイント値y3が第1グリッ
ドポイント値y1より大きいことから判断される。
【0021】 3つの点による推定を2度行うことも可能である。図5の第1推定値Uは、中
心点として、実際の最大位置y2の第1側面上にある最も近いグリッドポイント
値を使用する。第2推定値Vは、中心点として、実際の最大位置y3の第2側面
上の最も近いグリッドポイントを使用する。第2側面は、第1側面の反対にある
。これらの推定値を図5に示す。
心点として、実際の最大位置y2の第1側面上にある最も近いグリッドポイント
値を使用する。第2推定値Vは、中心点として、実際の最大位置y3の第2側面
上の最も近いグリッドポイントを使用する。第2側面は、第1側面の反対にある
。これらの推定値を図5に示す。
【0022】 部分最大点のより正確な推定値を得るために、我々は2つの推定値U及びVを
組み合わせることができる。これらの推定値を組み合わせる方法を記述するため
、まず、いくつかの用語を定義し、いくつかの仮定をする。 連続関数X(Y)は、規則正しい間隔を置いた点Xi,i=1,...,N≧
4で採取されると仮定しよう。我々は、この関数は十分に滑らかであると考える
。すなわち、特性変化率は、グリッドポイント間の距離より大きい。
組み合わせることができる。これらの推定値を組み合わせる方法を記述するため
、まず、いくつかの用語を定義し、いくつかの仮定をする。 連続関数X(Y)は、規則正しい間隔を置いた点Xi,i=1,...,N≧
4で採取されると仮定しよう。我々は、この関数は十分に滑らかであると考える
。すなわち、特性変化率は、グリッドポイント間の距離より大きい。
【0023】 また、関数Y(X)は、最大点の周辺でほぼ対称であると仮定する。その結果
、関数Y(X)は、最大点X0の近傍において、以下のような対称及び非対称部
分の合計として表される。
、関数Y(X)は、最大点X0の近傍において、以下のような対称及び非対称部
分の合計として表される。
【0024】
【数3】
【0025】 上記においてYS(h)=YS(−h)及びYa(h)=−Ya(−h)である。 関数Y(X)は、0<h<2のとき|Ya(h)|<<(YS(0)−YS(h
))ならば、X0近辺ではほぼ対称と考えられる。 本発明の内容による図9のステップ300に示す一次元の部分最大値の位置を
求める方法は、以下のステップを含む。
))ならば、X0近辺ではほぼ対称と考えられる。 本発明の内容による図9のステップ300に示す一次元の部分最大値の位置を
求める方法は、以下のステップを含む。
【0026】 まず、一次元最大値Ym(グリッドポイント最大値)を持つサンプルグリッド
ポイントXmが認識される(ステップ310)。(図5の例では、Xmはx2に対
応し、Ymはy2に対応する。) 次に、一次元部分最大値が位置するグリッド間
隔が認識される(ステップ320)。これは、グリッドポイント最大値の反対側
(左または右)に位置するグリッドポイントのグリッドポイント値を比較するこ
とにより達成される。Y(Xm-1)>Y(Xm+1)ならば、部分最大値X0は、概
ねXm−0.5≦X0≦Xmの範囲内にある。Y(Xm-1)<Y(Xm+1)ならば、
X0は、概ねXm≦X0≦Xm+0.5の範囲内にある。図5の例では、一次元部分
最大値を含む範囲は、y3>y1なのでx2及びx3の間の範囲である。
ポイントXmが認識される(ステップ310)。(図5の例では、Xmはx2に対
応し、Ymはy2に対応する。) 次に、一次元部分最大値が位置するグリッド間
隔が認識される(ステップ320)。これは、グリッドポイント最大値の反対側
(左または右)に位置するグリッドポイントのグリッドポイント値を比較するこ
とにより達成される。Y(Xm-1)>Y(Xm+1)ならば、部分最大値X0は、概
ねXm−0.5≦X0≦Xmの範囲内にある。Y(Xm-1)<Y(Xm+1)ならば、
X0は、概ねXm≦X0≦Xm+0.5の範囲内にある。図5の例では、一次元部分
最大値を含む範囲は、y3>y1なのでx2及びx3の間の範囲である。
【0027】 次に、一次元部分最大値の各辺上に2つのグリッドポイントが含まれるように
、4つのサンプルグリッドポイントを選択する(ステップ330)。例えば、一
次元部分最大値X0がグリッドポイント最大値Xmの左にある場合、以下の4つの
ポイントが選択される:
、4つのサンプルグリッドポイントを選択する(ステップ330)。例えば、一
次元部分最大値X0がグリッドポイント最大値Xmの左にある場合、以下の4つの
ポイントが選択される:
【0028】
【数4】
【0029】 一方、部分最大値がグリッドポイント最大値Xmの右側である場合、1ポイン
ト分右に移動させたポイント一式は、以下のように選び出される。
ト分右に移動させたポイント一式は、以下のように選び出される。
【0030】
【数5】
【0031】 (図5の例においては、選択されたポイント一式は、y1,y2,y3,y4を含
み、それらは、それぞれ、グリッドポイントx1,x2,x3,x4に対応する。) その後、ステップ340aで、一次元部分最大値の位置の二つの推定値が算出
される。本発明の一つの実施例では、該二つの推定値は、グリッドポイント最大
値の近傍に位置するグリッドポイントを中心とした三点の放物線近似値を用いて
算出される。その二つの推定値を求めるための方程式は、以下の通りである。
み、それらは、それぞれ、グリッドポイントx1,x2,x3,x4に対応する。) その後、ステップ340aで、一次元部分最大値の位置の二つの推定値が算出
される。本発明の一つの実施例では、該二つの推定値は、グリッドポイント最大
値の近傍に位置するグリッドポイントを中心とした三点の放物線近似値を用いて
算出される。その二つの推定値を求めるための方程式は、以下の通りである。
【0032】
【数6】
【0033】 2つの推定値Xleft,Xrightは、使用される。XCを、2つの推定値Xleft,
Xrightのうちのグリッドポイント最大値Xmに近い方(例えば、図5の推定値V
)としよう。それから、ステップ350で、以下のように、グリッドポイント最
大値Xmの位置に補正係数を加えることにより、一次元部分最大値X0の補正推定
値が算出される。
Xrightのうちのグリッドポイント最大値Xmに近い方(例えば、図5の推定値V
)としよう。それから、ステップ350で、以下のように、グリッドポイント最
大値Xmの位置に補正係数を加えることにより、一次元部分最大値X0の補正推定
値が算出される。
【0034】
【数7】
【0035】 式(6)は、区間係数Rを含む。ここで、R=[(XC−Xm)/0.5]2で
あると共に、Rは常に区間[0,1]にある。又、式(6)は、実験定数aを含
み、それは、実質的に0.75に等しい。(図5の例においては、補正推定値X 0 は、実際最大値Tに相当すべきものである。) 2つの推定値Xleft,Xrightのこの組合せは、幾分反直観的なものであるこ
とに注意すべきである。なぜなら、典型的には、左右推定値の誤差は、同じ符号
となるからである(図5におけるポイントT,U,Vを参照)。従って、式(6
)は、2つのポイントXleft,Xrightの間の補間法というよりはむしろ、区間
Xleft,Xright外での補外法を含む。それにもかかわらず、式(6)は、関数
Y(X)の広範囲に対して、非常に優れた正確さを与える。
あると共に、Rは常に区間[0,1]にある。又、式(6)は、実験定数aを含
み、それは、実質的に0.75に等しい。(図5の例においては、補正推定値X 0 は、実際最大値Tに相当すべきものである。) 2つの推定値Xleft,Xrightのこの組合せは、幾分反直観的なものであるこ
とに注意すべきである。なぜなら、典型的には、左右推定値の誤差は、同じ符号
となるからである(図5におけるポイントT,U,Vを参照)。従って、式(6
)は、2つのポイントXleft,Xrightの間の補間法というよりはむしろ、区間
Xleft,Xright外での補外法を含む。それにもかかわらず、式(6)は、関数
Y(X)の広範囲に対して、非常に優れた正確さを与える。
【0036】 リアルワールドテンプレートの正規化された相関関数に似た形状を有する解析
関数を用いてテストした場合、この処理によって、典型的に0.01グリッドス
テップ(1%ピクセルサイズ)未満の最大誤差が与えられる。ピーク関数の異な
る幅に対する誤差曲線の幾つかの例が、図7A及び図7Bに示されている。図7
A及び7Bにおける様々な曲線は、式(6)を用いて算出された推定値と、2つ
のグリッドポイント間の実際最大値の部分位置に従った最大値の実際の位置との
間の相違を示している。(実際最大値が、画像の境界グリッドに位置付けられた
ところで、誤差がより大きくなっていることに注目されたい。) 各曲線は、ピ
ークにおける異なる特性幅wに対応している。図からわかるように、ピークの幅
がより狭い時(つまり、wがより小さい時)、誤差がより大きくなっている。
関数を用いてテストした場合、この処理によって、典型的に0.01グリッドス
テップ(1%ピクセルサイズ)未満の最大誤差が与えられる。ピーク関数の異な
る幅に対する誤差曲線の幾つかの例が、図7A及び図7Bに示されている。図7
A及び7Bにおける様々な曲線は、式(6)を用いて算出された推定値と、2つ
のグリッドポイント間の実際最大値の部分位置に従った最大値の実際の位置との
間の相違を示している。(実際最大値が、画像の境界グリッドに位置付けられた
ところで、誤差がより大きくなっていることに注目されたい。) 各曲線は、ピ
ークにおける異なる特性幅wに対応している。図からわかるように、ピークの幅
がより狭い時(つまり、wがより小さい時)、誤差がより大きくなっている。
【0037】 部分最大値がより端に近い時(その結果、例えば、1つのサンプルポイントが
、部分最大値の一つの辺上に位置決めされ、少なくとも3つのサンプルポイント
が、その部分最大値とは別の他の辺上に位置決めされた場合のように、例えば、
第2グリッドポイント値が、グリッドポイント最大値であり、第1グリッドポイ
ント値が、第3グリッドポイント値よりも大きい時)、この式は十分に正確であ
るとは言えず、別の推定が必要とされる。
、部分最大値の一つの辺上に位置決めされ、少なくとも3つのサンプルポイント
が、その部分最大値とは別の他の辺上に位置決めされた場合のように、例えば、
第2グリッドポイント値が、グリッドポイント最大値であり、第1グリッドポイ
ント値が、第3グリッドポイント値よりも大きい時)、この式は十分に正確であ
るとは言えず、別の推定が必要とされる。
【0038】 この場合には、放物線近似値を用いる代わりに、ステップ340bで、ガウス
近似法を利用した方法が用いられ、その方法では、ピークと減少を伴うより現実
的な曲線、即ち、ガウス曲線が利用される。
近似法を利用した方法が用いられ、その方法では、ピークと減少を伴うより現実
的な曲線、即ち、ガウス曲線が利用される。
【0039】
【数8】
【0040】 この関数は、四つの任意のパラメータ(A,B,X0,W)を有し、ピークを
伴う広範囲の曲線を適切に近似することができる。ガウス曲線の第1及び第2導
関数は、以下のように算出される。
伴う広範囲の曲線を適切に近似することができる。ガウス曲線の第1及び第2導
関数は、以下のように算出される。
【0041】
【数9】
【0042】 その後、Pで表される、第1導関数に対する第2導関数の比が算出される。そ
して、その導関数比は、以下の方程式で用いられる。
して、その導関数比は、以下の方程式で用いられる。
【0043】
【数10】
【0044】 最大値のある各辺上の2つのグリッドポイントでの導関数YX,YXXの推定値
を算出することができる。該導関数は、以下のように概算される。
を算出することができる。該導関数は、以下のように概算される。
【0045】
【数11】
【0046】 部分最大値が、4つのポイントのうち、第1及び第2グリッドポイントの間、
又は第3及び第4グリッドポイントの間である場合、第1導関数近似値は、ゼロ
に等しくないことに注意されたい。 4つのポイント一式のうち、2つの内点での第1導関数に対する第2導関数の
比が算出される。部分最大値X0と、そのX0近傍のサンプルグリッドポイントと
の間の距離を、Hで表す。
又は第3及び第4グリッドポイントの間である場合、第1導関数近似値は、ゼロ
に等しくないことに注意されたい。 4つのポイント一式のうち、2つの内点での第1導関数に対する第2導関数の
比が算出される。部分最大値X0と、そのX0近傍のサンプルグリッドポイントと
の間の距離を、Hで表す。
【0047】
【数12】
【0048】 これらの2つの方程式からWを除いて、部分距離Hを求めるための以下のよう
な三次方程式が得られる。
な三次方程式が得られる。
【0049】
【数13】
【0050】 係数P1,P2は既知であるため、この方程式を(例えば、ニュートン法により
)反復演算にて解くことができる。開始点として、最大サンプルポイント又は(
グリッドポイント最大値が端にある場合には)それに最も近いポイントを中心と
した3点の放物線近似値に基づく推定値を選択することができる。 二次元最大値の算出 二次元グリッドにおける部分最大値を決定するための方法は、図6及び図8に
おいて示されている。図8に示されたように、この方法10は、全てのグリッド
ポイント値をサーチして、全グリッドポイントのうち、最大グリッドポイント値
を有するポイントMを識別することから始まる(ステップ100)。このポイン
トMは、グリッドの端にないこと、即ち、隣接グリッドポイントによって囲まれ
ていることが好ましい。
)反復演算にて解くことができる。開始点として、最大サンプルポイント又は(
グリッドポイント最大値が端にある場合には)それに最も近いポイントを中心と
した3点の放物線近似値に基づく推定値を選択することができる。 二次元最大値の算出 二次元グリッドにおける部分最大値を決定するための方法は、図6及び図8に
おいて示されている。図8に示されたように、この方法10は、全てのグリッド
ポイント値をサーチして、全グリッドポイントのうち、最大グリッドポイント値
を有するポイントMを識別することから始まる(ステップ100)。このポイン
トMは、グリッドの端にないこと、即ち、隣接グリッドポイントによって囲まれ
ていることが好ましい。
【0051】 次に、ポイントMに隣接する全てのグリッドポイントのグリッドポイント値が
考慮される(即ち、図6のA,B,C,D)。ポイントMに隣接するもののうち
、x及びy方向において、次に大きいグリッドポイント値を有するグリッドポイ
ントが選び出される。例えば、ポイントAでの値は、ポイントBでの値よりも大
きく、ポイントDでの値は、ポイントBでの値よりも大きいものとする(図6)
。
考慮される(即ち、図6のA,B,C,D)。ポイントMに隣接するもののうち
、x及びy方向において、次に大きいグリッドポイント値を有するグリッドポイ
ントが選び出される。例えば、ポイントAでの値は、ポイントBでの値よりも大
きく、ポイントDでの値は、ポイントBでの値よりも大きいものとする(図6)
。
【0052】
【数14】
【0053】 これは、サブピクセル最大値が、グリッドポイントM,A,D,Eによって規
定される四角形の内部に存在すると共に、ポイントA,D,EよりもポイントM
に近い場所にあることを示す(ステップ200)。 次に、線MA,DE,MD,AE(即ち、四角形MADEの全ての辺)に沿っ
た4つの一次元最大値が、上述の一次元処理に従って算出される(ステップ30
0)。ポイントG,H,I,Jが、それぞれ、線CA,DE,BD,AEに沿っ
た最大値の位置であるとする(図7参照)。その時、線GHは、MAとDEとの
間のx軸に平行な全ての線に沿った最大値のポイント一式を近似したものとなり
、線IJは、MDとAEとの間のy軸に平行な全ての線に沿った最大値のポイン
ト一式を近似したものとなる(ステップ400)。
定される四角形の内部に存在すると共に、ポイントA,D,EよりもポイントM
に近い場所にあることを示す(ステップ200)。 次に、線MA,DE,MD,AE(即ち、四角形MADEの全ての辺)に沿っ
た4つの一次元最大値が、上述の一次元処理に従って算出される(ステップ30
0)。ポイントG,H,I,Jが、それぞれ、線CA,DE,BD,AEに沿っ
た最大値の位置であるとする(図7参照)。その時、線GHは、MAとDEとの
間のx軸に平行な全ての線に沿った最大値のポイント一式を近似したものとなり
、線IJは、MDとAEとの間のy軸に平行な全ての線に沿った最大値のポイン
ト一式を近似したものとなる(ステップ400)。
【0054】 次に、線GH及びIJの交点Oが、算出される(ステップ500)。最後に、
最大ポイントの座標に対する最終補正値が求められ、算出されたサブピクセル最
大値の座標位置に適用される(ステップ600)。 Xf,Yfを、(最大グリッドポイントMに関連する)最大ポイントOの部分位
置であるとする。これらの値Xf,Yfは、区間[−0.5,0.5]に属する。
最大値の位置の最適な推定値を求めるために、以下の補正項が用いられる。
最大ポイントの座標に対する最終補正値が求められ、算出されたサブピクセル最
大値の座標位置に適用される(ステップ600)。 Xf,Yfを、(最大グリッドポイントMに関連する)最大ポイントOの部分位
置であるとする。これらの値Xf,Yfは、区間[−0.5,0.5]に属する。
最大値の位置の最適な推定値を求めるために、以下の補正項が用いられる。
【0055】
【数15】
【0056】 この方程式では、
【0057】
【数16】
【0058】 である。ここで、bは適合定数を表し、該定数は、実質的に−0.22に等しく
、実験に基づいて見出される。 x及びy方向に沿って、小さな値だけ数値的に変化させた画像を用いた実験で
は、適度な対称性を有するテンプレートに対しては、0.01ピクセルサイズよ
り小さい最大誤差が、又、全く不定形で非対称的なパターンに対してでさえ、0
.02−0.03ピクセルサイズより小さい最大誤差が示される。
、実験に基づいて見出される。 x及びy方向に沿って、小さな値だけ数値的に変化させた画像を用いた実験で
は、適度な対称性を有するテンプレートに対しては、0.01ピクセルサイズよ
り小さい最大誤差が、又、全く不定形で非対称的なパターンに対してでさえ、0
.02−0.03ピクセルサイズより小さい最大誤差が示される。
【0059】 従って、本発明により、サブピクセル最大値を二次元グリッド上で正確に位置
決定するための新規な方法が提供される。この方法は、正確で費用有効性が高く
、特に、産業機械視覚アプリケーションに十分適している。 通常の技術を有する当業者による変形並びに置換は、本発明の範囲内であると
みなされると共に、本発明は、以下のクレームによる限定を除いては、何ら限定
されるものではない。
決定するための新規な方法が提供される。この方法は、正確で費用有効性が高く
、特に、産業機械視覚アプリケーションに十分適している。 通常の技術を有する当業者による変形並びに置換は、本発明の範囲内であると
みなされると共に、本発明は、以下のクレームによる限定を除いては、何ら限定
されるものではない。
【図1A】 グレースケールピクセル値を用いた画像のデータセットの例を示
す図である。
す図である。
【図1B】 図1Aのデータセットのグレースケール画像の例を示す図である
。
。
【図2A】 完全一致位置からのテンプレートの細かなずれを正規化された相
関スコアで示した三次元データセットの例を示す図である。
関スコアで示した三次元データセットの例を示す図である。
【図2B】 図2Aのデータセットの三次曲面を示す図である。
【図2C】 図2Bで示した3次曲面の平面図である。
【図3】 一定のx、一定のyで定められる方向について、放物面上の一次元
最大値を示す2本の線を示した図で、この2本の線の交差部分は該放物面の二次
元最大値を表す。
最大値を示す2本の線を示した図で、この2本の線の交差部分は該放物面の二次
元最大値を表す。
【図4】 ピーク点の推定に役立つ4つの分析関数をグラフで表した図である
。
。
【図5】 最大値周辺の3つの点を用いて計算された一次元ピークポイントの
推定値と、本発明による4つのデータポイントを使ったより正確な推定値とを示
す図である。
推定値と、本発明による4つのデータポイントを使ったより正確な推定値とを示
す図である。
【図6】 本発明の内容による、二次元のサブピクセル最大値の計算をグラフ
で示した図である。
で示した図である。
【図7A及び図7B】 開示された方法を用いた、異なるピーク関数及び異な
るピーク幅の誤差曲線の2つの例を示す図である。
るピーク幅の誤差曲線の2つの例を示す図である。
【図8】 二次元グリッド上のサブピクセル最大値を正確に見つける、開示さ
れた方法のステップを示すフローチャートである。
れた方法のステップを示すフローチャートである。
【図9】 図8のステップ300に従って、各一次元部分最大値を計算するス
テップを示すフローチャートである。
テップを示すフローチャートである。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成11年12月27日(1999.12.27)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0058
【補正方法】変更
【補正内容】
【0058】 である。ここで、bは適合定数を表し、該定数は、実質的に−0.22に等しく
、実験に基づいて見出される。(x)は、xが負数のときは−1となり、xが正
数のときは1となり、x=0のときは0となる関数である。 x及びy方向に沿って、小さな値だけ数値的に変化させた画像を用いた実験で
は、適度な対称性を有するテンプレートに対しては、0.01ピクセルサイズよ
り小さい最大誤差が、又、全く不定形で非対称的なパターンに対してでさえ、0
.02−0.03ピクセルサイズより小さい最大誤差が示される。
、実験に基づいて見出される。(x)は、xが負数のときは−1となり、xが正
数のときは1となり、x=0のときは0となる関数である。 x及びy方向に沿って、小さな値だけ数値的に変化させた画像を用いた実験で
は、適度な対称性を有するテンプレートに対しては、0.01ピクセルサイズよ
り小さい最大誤差が、又、全く不定形で非対称的なパターンに対してでさえ、0
.02−0.03ピクセルサイズより小さい最大誤差が示される。
───────────────────────────────────────────────────── 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,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(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,GE,GH,G M,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP ,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU, LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,N Z,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI ,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG, UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 パンクラトフ キリル ケー アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01720 アクトン 104 グレイト ロード 380D Fターム(参考) 5B029 EE06 5B064 CA07 DB15 5L096 AA02 AA03 AA06 BA05 DA02 FA34 FA69 GA32 JA09
Claims (13)
- 【請求項1】 x軸及びy軸を有する二次元グリッド上に、サブピクセル最大
値を正確に位置決定する方法であって、該方法は、 (a)最大グリッドポイント値を有するグリッドポイントを決定するステ
ップと、 (b)前記x軸及びy軸に沿って次に大きいグリッドポイント値を有する
隣接グリッドポイントを求めることにより、前記サブピクセル最大値を含む四角
形を決定するステップと、 (c)前記四角形の各辺に沿って4つの一次元部分最大値を算出するステ
ップと、 (d)前記四角形の向かい合う辺上の一次元最大値を結ぶ2つの直線を算
出するステップと、 (e)前記第1及び第2の線が交差する前記サブピクセル最大値に対応す
るサブピクセル座標位置を算出するステップと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、更に前記サブピクセル最大値
に対応する前記サブピクセル座標位置に最終補正を行うことを含み、該最終補正
は、 (a)前記最大サブピクセル座標位置のx座標にx軸補正係数を加えるこ
とと、 (b)前記最大サブピクセル座標位置のy座標にy軸補正係数を加えるこ
とと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の方法において、 前記x軸補正係数は、実験定数、前記x座標プラス0.5、前記x座標マイナ
ス0.5の積と、前記x座標の正弦、前記x座標の絶対値の平方根の積とを含み
、 前記y軸補正係数は、実験定数、前記y座標プラス0.5、前記y座標マイナ
ス0.5の積と、前記y座標の正弦、前記y座標の絶対値の平方根の積とを含む
ことを特徴とする方法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の方法において、 前記実験定数は、実質上−0.22であることを特徴とする方法。
- 【請求項5】 請求項1に記載の方法において、 各一次元部分最大値を算出する前記ステップは、 (a)最大グリッドポイント値を有するグリッドポイントとしてのグリッ
ドポイント最大値を位置決定することと、 (b)前記グリッドポイント最大値に隣接する、及び向かい合う辺上に位
置するグリッドポイントのグリッドポイント値を比較することにより、前記一次
元部分最大値が位置するグリッド間隔を識別することと、 (c)4つのサンプルグリッドポイントを選択し、4つのうちの第1及び
第2サンプルグリッドポイントは、前記一次元部分最大値の第1の辺上に位置し
、第3及び第4サンプルグリッドポイントは、前記一次元部分最大値の第2の辺
上に位置することと、 (d)前記一次元部分最大値の第1及び第2の位置推定値を、最大グリッ
ドポイント値を有する前記グリッドポイントの近傍に位置するグリッドポイント
を中心とした3点による放物線近似値を用いて算出することと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載の方法において、 更に前記一次元部分最大値のより正確な位置を算出するステップを含んでおり
、該ステップは、最大グリッドポイント値を有する前記グリッドポイントに補正
係数を加えることを含み、該補正係数は、 実験定数、右推定値と左推定値の差、及び間隔係数の積を含み、 前記積は1マイナス前記間隔係数で割られ、 前記間隔係数は、前記最大グリッドポイント値を有するグリッドポイントの位
置と前記左及び右推定値のうち選択された推定値との差の二乗から成り、該選択
された推定値は0.5で割られた前記最大グリッドポイント値を有するグリッド
ポイントにより近似であることを特徴とする方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載の方法において、前記実験定数は実質上0.7
5であることを特徴とする方法。 - 【請求項8】 請求項1に記載の方法において、 各一次元部分最大値を算出する前記ステップは、 (a)最大グリッドポイント値を有するグリッドポイントとしてのグリッ
ドポイント最大値を位置決定することと、 (b)前記グリッドポイント最大値に隣接する、及び向かい合う辺上に位
置するグリッドポイントのグリッドポイント値を比較することにより、前記一次
元部分最大値が位置するグリッド間隔を識別することと、 (c)前記一次元部分最大値の位置の推定値を、ガウス近似法を用いて算
出することと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項9】 請求項8に記載の方法において、 前記ガウス近似法は、 (a)前記サブピクセル最大値を含むガウス曲線の第二導関数の該ガウス
曲線の第一導関数に対する比率を算出することと、 (b)前記ガウス曲線の導関数の比率及び前記サブピクセル最大値の前記
グリッドポイント最大値からの部分距離を含む三次式を導くことと、 (c)前記部分距離を決定するために、前記三次式を反復演算にて解くこ
とと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項10】 二次元テンプレート・データ・セットと任意の二次元データ
・セットとの間の最適マッチの部分位置を正確に求める方法であって、該方法は
、 (a)前記テンプレート・データ・セットとサンプル・データ・セットと
の間のマッチ基準スコアの最大値を位置決定することにより、マッチの推定位置
を求めることと、 (b)前記テンプレート・データ・セットと前記サンプル・データ・セッ
トとの間のマッチ基準スコアを、該データ・セットに関連して置き換えられた該
テンプレート・データ・セットを用いて算出し、該置き換えは、2本の線がそれ
ぞれ垂直方向にあり、マッチ・ポイントの推定位置を囲む4本の線を含み、該線
のそれぞれは少なくとも4つの点を有し、該少なくとも4つの点の少なくとも2
つの点は推定マッチ・ポイントのそれぞれの辺上に位置していることと、 (c)前記4本の線のそれぞれに沿って最大スコアの部分位置を算出する
ことと、 (d)2組の平行線上の最大値を示す点を結ぶ2本の直線を算出すること
と、 (e)前記2本の直線の交差点を算出することと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項10に記載の方法において、 前記テンプレート・データ・セットと前記サンプル・データ・セットとの間の
マッチ基準スコアの最大値を位置決定することにより、マッチの推定位置を求め
るステップは、正規化された相関法を利用することを含むことを特徴とする方法
。 - 【請求項12】 1本の線に沿って一定間隔でサンプル化され、2つのサンプ
ルが最大値のそれぞれの辺上にある少なくとも4つのサンプルを有する関数の部
分最大値を求める方法であって、該方法は、 (a)前記最大値を囲む2組の3点を通る2つの放物線の最大値位置推定
値を算出するステップと、 (b)前記2つの最大値位置推定値を、本文中の式(6)に従って最大値
位置への補正値を算出するために使用するステップと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項13】 一定間隔でサンプル化され、1つのサンプルポイントは部分
最大値の1つの辺上に位置し、少なくとも3つのサンプルポイントは該部分最大
値の他の辺上に位置する関数の部分最大値を求める方法であって、該方法は、 (a)式(8)及び(9)に従って、2つの内部サンプルポイントにおけ
る2つのガウス曲線の第一及び第二導関数の有限差分推定値を算出するステップ
と、 (b)前記第二導関数の前記第一導関数に対する比率を算出するステップ
と、 (c)前記部分最大値と前記2つの内部サンプルポイントのうち近いもの
との間の距離を、本文中の式(17)に記載の三次多項式の根として算出するス
テップと、 を含むことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/085,866 | 1998-05-28 | ||
US09/085,866 US6208769B1 (en) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Method of accurately locating the fractional position of a template match point |
PCT/US1999/011954 WO1999062024A1 (en) | 1998-05-28 | 1999-05-28 | Method of accurately locating the fractional position of a template match point |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002517045A true JP2002517045A (ja) | 2002-06-11 |
Family
ID=22194486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000551354A Pending JP2002517045A (ja) | 1998-05-28 | 1999-05-28 | テンプレート・マッチポイントの部分位置を正確に位置決定する方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6208769B1 (ja) |
EP (1) | EP1092206A4 (ja) |
JP (1) | JP2002517045A (ja) |
KR (1) | KR20010071343A (ja) |
CA (1) | CA2334938C (ja) |
WO (1) | WO1999062024A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2008117416A (ja) * | 2003-01-14 | 2008-05-22 | Tokyo Institute Of Technology | 画像のサブピクセルマッチングにおける多パラメータ高精度同時推定方法 |
KR20190140828A (ko) * | 2018-06-12 | 2019-12-20 | 엑시스 에이비 | 이미지에서 극점의 서브 픽셀 위치를 추정하기 위한 방법, 장치 및 시스템 |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6917721B2 (en) * | 2001-07-16 | 2005-07-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for sub-pixel edge detection |
GB2394543A (en) * | 2002-10-25 | 2004-04-28 | Univ Bristol | Positional measurement of a feature within an image |
JP4339221B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2009-10-07 | Necインフロンティア株式会社 | 画像構成方法、指紋画像構成装置およびプログラム |
CN100357701C (zh) * | 2005-07-12 | 2007-12-26 | 北京航空航天大学 | 一种栅格型标定点亚像素提取方法 |
DE102007037726B4 (de) * | 2007-08-09 | 2010-07-08 | Lavision Gmbh | Verfahren zur berührungslosen Messung von Verformungen einer Oberfläche eines Messobjektes |
US10531908B2 (en) | 2012-05-25 | 2020-01-14 | Ojai Retinal Technology, Llc | Method for heat treating biological tissues using pulsed energy sources |
US10894169B2 (en) | 2012-05-25 | 2021-01-19 | Ojai Retinal Technology, Llc | System and method for preventing or treating Alzheimer's and other neurodegenerative diseases |
US10874873B2 (en) | 2012-05-25 | 2020-12-29 | Ojai Retinal Technology, Llc | Process utilizing pulsed energy to heat treat biological tissue |
US9168174B2 (en) | 2012-05-25 | 2015-10-27 | Ojai Retinal Technology, Llc | Process for restoring responsiveness to medication in tissue of living organisms |
US9381116B2 (en) | 2012-05-25 | 2016-07-05 | Ojai Retinal Technology, Llc | Subthreshold micropulse laser prophylactic treatment for chronic progressive retinal diseases |
US10953241B2 (en) | 2012-05-25 | 2021-03-23 | Ojai Retinal Technology, Llc | Process for providing protective therapy for biological tissues or fluids |
US10278863B2 (en) | 2016-03-21 | 2019-05-07 | Ojai Retinal Technology, Llc | System and process for treatment of myopia |
US9381115B2 (en) | 2012-05-25 | 2016-07-05 | Ojai Retinal Technology, Llc | System and process for retina phototherapy |
US9962291B2 (en) | 2012-05-25 | 2018-05-08 | Ojai Retinal Technology, Llc | System and process for neuroprotective therapy for glaucoma |
US10596389B2 (en) | 2012-05-25 | 2020-03-24 | Ojai Retinal Technology, Llc | Process and system for utilizing energy to treat biological tissue |
US10219947B2 (en) | 2012-05-25 | 2019-03-05 | Ojai Retinal Technology, Llc | System and process for retina phototherapy |
US9427602B2 (en) | 2012-05-25 | 2016-08-30 | Ojai Retinal Technology, Llc | Pulsating electromagnetic and ultrasound therapy for stimulating targeted heat shock proteins and facilitating protein repair |
US11077318B2 (en) | 2012-05-25 | 2021-08-03 | Ojai Retinal Technology, Llc | System and process of utilizing energy for treating biological tissue |
US10076671B2 (en) | 2012-05-25 | 2018-09-18 | Ojai Retinal Technology, Llc | Apparatus for retina phototherapy |
EP2994780A1 (en) | 2013-05-10 | 2016-03-16 | Koninklijke Philips N.V. | Direct conversion radiation detector digital signal processing electronics |
US10709608B2 (en) | 2016-03-21 | 2020-07-14 | Ojai Retinal Technology, Llc | System and process for prevention of myopia |
CN109654997B (zh) * | 2019-02-01 | 2020-10-30 | 河南科技大学 | 一种基于机器视觉的穴盘孔精准定位装置及方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4275413A (en) * | 1978-03-30 | 1981-06-23 | Takashi Sakamoto | Linear interpolator for color correction |
CA1335794C (en) * | 1988-04-07 | 1995-06-06 | Yoshiyuki Okada | Process and apparatus for image magnification |
US4897805A (en) * | 1988-05-17 | 1990-01-30 | Prime Computer, Inc. | Method and apparatus for performing polygon fills in graphical applications |
US4918622A (en) * | 1988-11-16 | 1990-04-17 | Eastman Kodak Company | Electronic graphic arts screener |
US5717785A (en) * | 1992-01-30 | 1998-02-10 | Cognex Corporation | Method and apparatus for locating patterns in an optical image |
US5129051A (en) * | 1990-03-16 | 1992-07-07 | Hewlett-Packard Company | Decomposition of arbitrary polygons into trapezoids |
IL115166A (en) * | 1991-04-30 | 1997-02-18 | Scitex Corp Ltd | Apparatus and method for descreening |
US5412577A (en) * | 1992-10-28 | 1995-05-02 | Quad/Tech International | Color registration system for a printing press |
US5432898A (en) * | 1993-09-20 | 1995-07-11 | International Business Machines Corporation | System and method for producing anti-aliased lines |
US5495537A (en) * | 1994-06-01 | 1996-02-27 | Cognex Corporation | Methods and apparatus for machine vision template matching of images predominantly having generally diagonal and elongate features |
US5602937A (en) * | 1994-06-01 | 1997-02-11 | Cognex Corporation | Methods and apparatus for machine vision high accuracy searching |
US5671298A (en) * | 1994-08-30 | 1997-09-23 | Texas Instruments Incorporated | Image scaling using cubic filters |
US5991463A (en) * | 1995-11-08 | 1999-11-23 | Genesis Microchip Inc. | Source data interpolation method and apparatus |
US6005978A (en) * | 1996-02-07 | 1999-12-21 | Cognex Corporation | Robust search for image features across image sequences exhibiting non-uniform changes in brightness |
JP3210248B2 (ja) * | 1996-04-25 | 2001-09-17 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置及びその方法 |
US5930407A (en) * | 1996-10-31 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Co. | System and method for efficiently generating cubic coefficients in a computer graphics system |
-
1998
- 1998-05-28 US US09/085,866 patent/US6208769B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-05-28 CA CA002334938A patent/CA2334938C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-28 WO PCT/US1999/011954 patent/WO1999062024A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-05-28 KR KR1020007013413A patent/KR20010071343A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-05-28 EP EP99927110A patent/EP1092206A4/en not_active Withdrawn
- 1999-05-28 JP JP2000551354A patent/JP2002517045A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008117416A (ja) * | 2003-01-14 | 2008-05-22 | Tokyo Institute Of Technology | 画像のサブピクセルマッチングにおける多パラメータ高精度同時推定方法 |
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 |
KR20190140828A (ko) * | 2018-06-12 | 2019-12-20 | 엑시스 에이비 | 이미지에서 극점의 서브 픽셀 위치를 추정하기 위한 방법, 장치 및 시스템 |
KR102172912B1 (ko) | 2018-06-12 | 2020-11-03 | 엑시스 에이비 | 이미지에서 극점의 서브 픽셀 위치를 추정하기 위한 방법, 장치 및 시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20010071343A (ko) | 2001-07-28 |
EP1092206A1 (en) | 2001-04-18 |
CA2334938C (en) | 2008-04-08 |
WO1999062024A1 (en) | 1999-12-02 |
EP1092206A4 (en) | 2004-08-11 |
CA2334938A1 (en) | 1999-12-02 |
US6208769B1 (en) | 2001-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2002517045A (ja) | テンプレート・マッチポイントの部分位置を正確に位置決定する方法 | |
KR100367303B1 (ko) | 화상중의패턴을자동으로위치시키기위한벡터상관시스템 | |
CN102833460B (zh) | 图像处理方法、图像处理设备及扫描仪 | |
JP2897772B1 (ja) | 画像位置合わせ方法、画像位置合わせ装置及び記録媒体 | |
CN111263142B (zh) | 一种摄像模组光学防抖的测试方法、装置、设备及介质 | |
JPWO2004063991A1 (ja) | 画像のサブピクセルマッチングにおける多パラメータ高精度同時推定方法及び多パラメータ高精度同時推定プログラム | |
JP2006329628A (ja) | 構造物における変形量計測方法 | |
US6442292B1 (en) | Measuring apparatus | |
CN105261061B (zh) | 一种识别冗余数据的方法及装置 | |
US6711530B1 (en) | Method for evaluating error in shape of free curved surface | |
CN113642397B (zh) | 一种基于手机视频的物体长度测量方法 | |
US6683977B1 (en) | Method of taking three-dimensional measurements of object surfaces | |
CN115205558B (zh) | 一种具有旋转和尺度不变性的多模态影像匹配方法及装置 | |
JP2000171214A (ja) | 対応点検索方法及びこれを利用した三次元位置計測方法 | |
JP2910706B2 (ja) | Lsi画像の位置合わせ方法 | |
CN111461140A (zh) | 适用于slam系统的直线描述子构建和匹配方法 | |
JPH0737893B2 (ja) | パターンマッチング方法 | |
AU753454B2 (en) | Method of accurately locating the fractional position of a template match point | |
JP3340599B2 (ja) | 平面推定方法 | |
CN112907453B (zh) | 一种笔记本内结构图像矫正方法 | |
CN110335298B (zh) | 一种基于无人机平台图像消旋方法 | |
Zhao et al. | A precise measurement method for tube endpoints based on spatial geometry and perspective projection model | |
JP2008117416A (ja) | 画像のサブピクセルマッチングにおける多パラメータ高精度同時推定方法 | |
JP3296099B2 (ja) | 相関マッチングの対応点位置計測方法及び装置 | |
JP3415921B2 (ja) | 長さまたは距離の測定方法と測定用の較正治具 |