JP2003123080A - 画像認識方法及び画像認識装置 - Google Patents
画像認識方法及び画像認識装置Info
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- JP2003123080A JP2003123080A JP2001313677A JP2001313677A JP2003123080A JP 2003123080 A JP2003123080 A JP 2003123080A JP 2001313677 A JP2001313677 A JP 2001313677A JP 2001313677 A JP2001313677 A JP 2001313677A JP 2003123080 A JP2003123080 A JP 2003123080A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 テンプレートを記憶するためのメモリ容量を
増加させずに、入力画像から高速でロゴマークを検出で
きる画像認識装置等を提供する。 【解決手段】 (a)直交座標に配列された複数の画素
における画像データを入力し、所定の2次元領域に含ま
れる1点を原点とする極座標における半径と角度との組
合せに基いて画像データを再配列することにより、再配
列画像データを求める画像データ再配列手段20と、
(b)画像データ再配列手段において求められた再配列
画像データを再配列テンプレートデータと比較すること
により、所定の2次元領域に検出すべきマークが含まれ
ているか否かを判断する画像比較判断手段30とを具備
する。
増加させずに、入力画像から高速でロゴマークを検出で
きる画像認識装置等を提供する。 【解決手段】 (a)直交座標に配列された複数の画素
における画像データを入力し、所定の2次元領域に含ま
れる1点を原点とする極座標における半径と角度との組
合せに基いて画像データを再配列することにより、再配
列画像データを求める画像データ再配列手段20と、
(b)画像データ再配列手段において求められた再配列
画像データを再配列テンプレートデータと比較すること
により、所定の2次元領域に検出すべきマークが含まれ
ているか否かを判断する画像比較判断手段30とを具備
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーコピー機に
おいて紙幣等の検出に用いる画像認識方法及び画像認識
装置に関する。
おいて紙幣等の検出に用いる画像認識方法及び画像認識
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カラーコピー機においては、紙幣等の偽
造を防止するために、コピーすべき画像に紙幣等が含ま
れているか否かの検出が行われることが多い。この検出
においては、一般的に、紙幣等において特徴のあるロゴ
マーク(特に円形のロゴマーク)をテンプレートとして
用い、コピーすべき画像とのマッチングを検出する手法
がとられている。
造を防止するために、コピーすべき画像に紙幣等が含ま
れているか否かの検出が行われることが多い。この検出
においては、一般的に、紙幣等において特徴のあるロゴ
マーク(特に円形のロゴマーク)をテンプレートとして
用い、コピーすべき画像とのマッチングを検出する手法
がとられている。
【0003】従来は、様々な角度に回転したテンプレー
トを予め用意しておいて、それぞれのテンプレートとコ
ピーすべき画像とのマッチング度を算出するか、あるい
は、所定の角度のテンプレートを用意しておき、計算に
より任意の角度に回転させたテンプレートとコピーすべ
き画像とのマッチング度を算出していた。
トを予め用意しておいて、それぞれのテンプレートとコ
ピーすべき画像とのマッチング度を算出するか、あるい
は、所定の角度のテンプレートを用意しておき、計算に
より任意の角度に回転させたテンプレートとコピーすべ
き画像とのマッチング度を算出していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、様々な
角度に回転したテンプレートを予め用意する場合には、
これらのテンプレートを記憶するために膨大なメモリ容
量が必要となってしまう。例えば、1度ごとに回転した
テンプレートを記憶するためには、1つのテンプレート
を記憶するためのメモリ容量の360倍のメモリ容量が
必要となる。一方、計算により任意の角度に回転させた
テンプレートを求める場合には、三角関数の計算を含む
座標回転のための膨大な計算量が必要となり、画像認識
に時間がかかってしまう。
角度に回転したテンプレートを予め用意する場合には、
これらのテンプレートを記憶するために膨大なメモリ容
量が必要となってしまう。例えば、1度ごとに回転した
テンプレートを記憶するためには、1つのテンプレート
を記憶するためのメモリ容量の360倍のメモリ容量が
必要となる。一方、計算により任意の角度に回転させた
テンプレートを求める場合には、三角関数の計算を含む
座標回転のための膨大な計算量が必要となり、画像認識
に時間がかかってしまう。
【0005】そこで、上記の点に鑑み、本発明は、テン
プレートを記憶するためのメモリ容量を増加させずに、
入力画像から高速でロゴマークを検出できる画像認識方
法及び画像認識装置を提供することを目的とする。
プレートを記憶するためのメモリ容量を増加させずに、
入力画像から高速でロゴマークを検出できる画像認識方
法及び画像認識装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る画像認識方法は、直交座標に配列され
た複数の画素における画像データを入力するステップ
(a)と、ステップ(a)において入力された画像デー
タを、所定の2次元領域に含まれる1点を原点とする極
座標における半径と角度との組合せに基いて再配列する
ことにより、再配列画像データを求めるステップ(b)
と、ステップ(b)において求められた再配列画像デー
タを再配列テンプレートデータと比較することにより、
所定の2次元領域に検出すべきマークが含まれているか
否かを判断するステップ(c)とを具備する。
め、本発明に係る画像認識方法は、直交座標に配列され
た複数の画素における画像データを入力するステップ
(a)と、ステップ(a)において入力された画像デー
タを、所定の2次元領域に含まれる1点を原点とする極
座標における半径と角度との組合せに基いて再配列する
ことにより、再配列画像データを求めるステップ(b)
と、ステップ(b)において求められた再配列画像デー
タを再配列テンプレートデータと比較することにより、
所定の2次元領域に検出すべきマークが含まれているか
否かを判断するステップ(c)とを具備する。
【0007】ここで、再配列テンプレートデータが、検
出すべきマークを表す直交座標におけるテンプレートデ
ータを当該マークに含まれる1点を原点とする極座標に
おける半径と角度との組合せに基いて再配列して得られ
たものであっても良い。また、ステップ(b)が、ステ
ップ(a)において入された画像データを、変換テーブ
ルを用いることにより再配列画像データに変換するよう
にしても良い。
出すべきマークを表す直交座標におけるテンプレートデ
ータを当該マークに含まれる1点を原点とする極座標に
おける半径と角度との組合せに基いて再配列して得られ
たものであっても良い。また、ステップ(b)が、ステ
ップ(a)において入された画像データを、変換テーブ
ルを用いることにより再配列画像データに変換するよう
にしても良い。
【0008】さらに、ステップ(c)が、所定の2次元
領域内の比較領域をサンプリングして得られた3値の再
配列画像データを2値の再配列テンプレートデータと比
較することにより、前記所定の2次元領域に検出すべき
マークが含まれているか否かを判断するようにしても良
いし、ステップ(c)が、所定の2次元領域において再
配列画像データと再配列テンプレートデータとが所定の
率以上で一致している場合に、所定の2次元領域に検出
すべきマークが含まれていると判断するようにしても良
い。
領域内の比較領域をサンプリングして得られた3値の再
配列画像データを2値の再配列テンプレートデータと比
較することにより、前記所定の2次元領域に検出すべき
マークが含まれているか否かを判断するようにしても良
いし、ステップ(c)が、所定の2次元領域において再
配列画像データと再配列テンプレートデータとが所定の
率以上で一致している場合に、所定の2次元領域に検出
すべきマークが含まれていると判断するようにしても良
い。
【0009】本発明に係る画像認識装置は、(a)直交
座標に配列された複数の画素における画像データを入力
し、所定の2次元領域に含まれる1点を原点とする極座
標における半径と角度との組合せに基いて画像データを
再配列することにより、再配列画像データを求める画像
データ再配列手段と、(b)画像データ再配列手段にお
いて求められた再配列画像データを再配列テンプレート
データと比較することにより、所定の2次元領域に検出
すべきマークが含まれているか否かを判断する画像比較
判断手段とを具備する。
座標に配列された複数の画素における画像データを入力
し、所定の2次元領域に含まれる1点を原点とする極座
標における半径と角度との組合せに基いて画像データを
再配列することにより、再配列画像データを求める画像
データ再配列手段と、(b)画像データ再配列手段にお
いて求められた再配列画像データを再配列テンプレート
データと比較することにより、所定の2次元領域に検出
すべきマークが含まれているか否かを判断する画像比較
判断手段とを具備する。
【0010】ここで、再配列テンプレートデータが、検
出すべきマークを表す直交座標におけるテンプレートデ
ータを当該マークに含まれる1点を原点とする極座標に
おける半径と角度との組合せに基いて再配列して得られ
たものであっても良い。また、画像データ再配列手段
が、入力された画像データを、変換テーブルを用いるこ
とにより再配列画像データに変換するようにしても良
い。
出すべきマークを表す直交座標におけるテンプレートデ
ータを当該マークに含まれる1点を原点とする極座標に
おける半径と角度との組合せに基いて再配列して得られ
たものであっても良い。また、画像データ再配列手段
が、入力された画像データを、変換テーブルを用いるこ
とにより再配列画像データに変換するようにしても良
い。
【0011】さらに、画像比較判断手段が、所定の2次
元領域内の比較領域をサンプリングして得られた3値の
再配列画像データを2値の再配列テンプレートデータと
比較することにより、前記所定の2次元領域に検出すべ
きマークが含まれているか否かを判断するようにしても
良いし、画像比較判断手段が、所定の2次元領域におい
て再配列画像データと再配列テンプレートデータとが所
定の率以上で一致している場合に、所定の2次元領域に
検出すべきマークが含まれていると判断するようにして
も良い。
元領域内の比較領域をサンプリングして得られた3値の
再配列画像データを2値の再配列テンプレートデータと
比較することにより、前記所定の2次元領域に検出すべ
きマークが含まれているか否かを判断するようにしても
良いし、画像比較判断手段が、所定の2次元領域におい
て再配列画像データと再配列テンプレートデータとが所
定の率以上で一致している場合に、所定の2次元領域に
検出すべきマークが含まれていると判断するようにして
も良い。
【0012】以上の様に構成した本発明によれば、直交
座標に配列された複数の画素における画像データを極座
標における半径と角度との組合せに基いて再配列するの
で、テンプレートを記憶するためのメモリ容量を増加さ
せずに、任意の角度だけ回転した入力画像から高速でロ
ゴマークを検出できる。
座標に配列された複数の画素における画像データを極座
標における半径と角度との組合せに基いて再配列するの
で、テンプレートを記憶するためのメモリ容量を増加さ
せずに、任意の角度だけ回転した入力画像から高速でロ
ゴマークを検出できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態について説明する。まず、本発明の一実施形
態に係る画像認識方法の原理について、図1及び図2を
参照しながら説明する。図1の(a)に、紙幣等におい
て検出すべきロゴマークの例を示す。このロゴマークを
構成する画素における画像データP(x,y)は、直交
座標系において、円弧をテンプレートとするテンプレー
トマッチングにより予め円周部を求め、それに基づいて
円の中心を求めることにより得られたものである。しか
しながら、このような直交座標系における画像データの
配列は、検出すべきロゴマークが回転すると、全く別の
ものとなってしまう。
実施の形態について説明する。まず、本発明の一実施形
態に係る画像認識方法の原理について、図1及び図2を
参照しながら説明する。図1の(a)に、紙幣等におい
て検出すべきロゴマークの例を示す。このロゴマークを
構成する画素における画像データP(x,y)は、直交
座標系において、円弧をテンプレートとするテンプレー
トマッチングにより予め円周部を求め、それに基づいて
円の中心を求めることにより得られたものである。しか
しながら、このような直交座標系における画像データの
配列は、検出すべきロゴマークが回転すると、全く別の
ものとなってしまう。
【0014】そこで、本発明においては、画像データP
(x,y)を、検出すべきロゴマークの中心を原点とす
る極座標系における半径と角度との組合せに基いて再配
列し、図1の(b)に示すような再配列画像データQ
(r,θ)を得る。図1の(b)においては、横軸に角
度θをとり、縦軸に半径rをとっている。このようにす
ると、特に円形のロゴマークを認識する場合において、
角度θを変化させるだけでテンプレートと入力画像との
相対位置を回転させることができるので、直交座標系を
用いるよりも高速な画像認識が可能となる。
(x,y)を、検出すべきロゴマークの中心を原点とす
る極座標系における半径と角度との組合せに基いて再配
列し、図1の(b)に示すような再配列画像データQ
(r,θ)を得る。図1の(b)においては、横軸に角
度θをとり、縦軸に半径rをとっている。このようにす
ると、特に円形のロゴマークを認識する場合において、
角度θを変化させるだけでテンプレートと入力画像との
相対位置を回転させることができるので、直交座標系を
用いるよりも高速な画像認識が可能となる。
【0015】本発明に係る画像認識方法においては、図
2に示すように、基準となるテンプレートと入力画像と
を再配列して比較する。即ち、極座標表示されたテンプ
レートの各点における画像データQ1(r1,θ1)をr
−θ平面に再配列すると共に、極座標表示された入力画
像の各点における画像データQ2(r2,θ2)をr−θ
平面に再配列し、比較領域において両者をθ方向にずら
しながら比較する。この例においては、比較領域を、0
≦r≦R、0≦θ≦2πの範囲としている。画像データ
をθ方向にずらす際に、角度が2πよりも大きくなった
場合には、その角度から2πを引いて0の側へ迂回させ
る。
2に示すように、基準となるテンプレートと入力画像と
を再配列して比較する。即ち、極座標表示されたテンプ
レートの各点における画像データQ1(r1,θ1)をr
−θ平面に再配列すると共に、極座標表示された入力画
像の各点における画像データQ2(r2,θ2)をr−θ
平面に再配列し、比較領域において両者をθ方向にずら
しながら比較する。この例においては、比較領域を、0
≦r≦R、0≦θ≦2πの範囲としている。画像データ
をθ方向にずらす際に、角度が2πよりも大きくなった
場合には、その角度から2πを引いて0の側へ迂回させ
る。
【0016】このように、直交座標系において円の中心
を求め、この円の中心を原点とする極座標系においてテ
ンプレートと入力画像とをθ方向にずらしながら順次比
較を行うことにより、所定の2次元領域に渡って入力画
像をテンプレートと比較する。このようにすれば、x方
向又はy方向にスキャンを行う通常のテンプレートマッ
チャーを使用することができるので、テンプレートマッ
チャーの多重使用によるハードウエアの有効利用や、ハ
ードウエアの削減が可能である。ここで、例えば、テン
プレートの画像データとして2値のデータを用い、入力
画像の画像データとしては、比較領域において2値のデ
ータを用い、比較領域以外においてはいずれの値でもか
まわないとする。
を求め、この円の中心を原点とする極座標系においてテ
ンプレートと入力画像とをθ方向にずらしながら順次比
較を行うことにより、所定の2次元領域に渡って入力画
像をテンプレートと比較する。このようにすれば、x方
向又はy方向にスキャンを行う通常のテンプレートマッ
チャーを使用することができるので、テンプレートマッ
チャーの多重使用によるハードウエアの有効利用や、ハ
ードウエアの削減が可能である。ここで、例えば、テン
プレートの画像データとして2値のデータを用い、入力
画像の画像データとしては、比較領域において2値のデ
ータを用い、比較領域以外においてはいずれの値でもか
まわないとする。
【0017】次に、図3を参照しながら、本実施形態に
おける座標変換の計算手法について説明する。図3に示
すように、直交座標系においてピッチがd1であるグリ
ッドを想定する。極座標系の点Q(r,θ)に最も近い
直交座標系のグリッドポイントを、整数m,nを用いて
M(m,n)として表すと、次の関係が成立する。 m=INT(r・cosθ/d1+0.5) ・・・(1) n=INT(r・sinθ/d1+0.5) ・・・(2) ここで、INT(x)は、xの整数部分のみを抜き出す
演算子である。
おける座標変換の計算手法について説明する。図3に示
すように、直交座標系においてピッチがd1であるグリ
ッドを想定する。極座標系の点Q(r,θ)に最も近い
直交座標系のグリッドポイントを、整数m,nを用いて
M(m,n)として表すと、次の関係が成立する。 m=INT(r・cosθ/d1+0.5) ・・・(1) n=INT(r・sinθ/d1+0.5) ・・・(2) ここで、INT(x)は、xの整数部分のみを抜き出す
演算子である。
【0018】極座標における点Q(r,θ)は、ピッチ
がd2である極座標系のグリッドにおいて、整数u,v
を用いてグリッドポイントN(u,v)として表され
る。 θ=u・d2 r=v・d2 比較領域としては、任意の範囲を選ぶことができるが、
例として、0≦θ≦2π、0≦r≦Rの範囲を設定す
る。この範囲において、u,vは、以下の値をとる。 u=0、1、2、・・・、U v=0、1、2、・・・、V
がd2である極座標系のグリッドにおいて、整数u,v
を用いてグリッドポイントN(u,v)として表され
る。 θ=u・d2 r=v・d2 比較領域としては、任意の範囲を選ぶことができるが、
例として、0≦θ≦2π、0≦r≦Rの範囲を設定す
る。この範囲において、u,vは、以下の値をとる。 u=0、1、2、・・・、U v=0、1、2、・・・、V
【0019】式(1)と式(2)を整数u,vを用いて
書き直すと、次のようになる。 m=INT{v・d2・cos(u・d2)/d1+0.5} ・・・(3 ) n=INT{v・d2・sin(u・d2)/d1+0.5} ・・・(4 ) 特に、d1=d2=dの場合には、式(3)と式(4)は
次のようになる。 m=INT{v・cos(u・d)+0.5} =INT{v・cos(2πR・u/U)+0.5} ・・・(5) n=INT{v・sin(u・d)+0.5} =INT{v・sin(2πR・u/U)+0.5} ・・・(6) ここで、2πR=U・dであり、R=V・dである。
書き直すと、次のようになる。 m=INT{v・d2・cos(u・d2)/d1+0.5} ・・・(3 ) n=INT{v・d2・sin(u・d2)/d1+0.5} ・・・(4 ) 特に、d1=d2=dの場合には、式(3)と式(4)は
次のようになる。 m=INT{v・cos(u・d)+0.5} =INT{v・cos(2πR・u/U)+0.5} ・・・(5) n=INT{v・sin(u・d)+0.5} =INT{v・sin(2πR・u/U)+0.5} ・・・(6) ここで、2πR=U・dであり、R=V・dである。
【0020】以上により、(u,v)の組が与えられる
と、式(5)と式(6)、又は、式(3)と式(4)を
用いて、(m,n)の組を計算することができる。これ
に基づいて直交座標系のグリッドポイントM(m,n)
における画像データを読出すことにより、その画像デー
タを極座標系のグリッドポイントN(u,v)における
画像データとする。ここで、(m,n)の組と(u,
v)の組とは、1対1に対応するとは限らない。例え
ば、(m,n)平面における原点(0,0)は、(u,
v)平面においては、(0,0)から(2πR/d,
0)までの直線となる。なお、このような計算を毎回行
う替わりに、(u,v)の値を入力することにより
(m,n)の値が出力される変換テーブルを用いるよう
にしても良い。その場合には、座標変換の計算が不要と
なり、さらに高速な画像認識を実現することができる。
と、式(5)と式(6)、又は、式(3)と式(4)を
用いて、(m,n)の組を計算することができる。これ
に基づいて直交座標系のグリッドポイントM(m,n)
における画像データを読出すことにより、その画像デー
タを極座標系のグリッドポイントN(u,v)における
画像データとする。ここで、(m,n)の組と(u,
v)の組とは、1対1に対応するとは限らない。例え
ば、(m,n)平面における原点(0,0)は、(u,
v)平面においては、(0,0)から(2πR/d,
0)までの直線となる。なお、このような計算を毎回行
う替わりに、(u,v)の値を入力することにより
(m,n)の値が出力される変換テーブルを用いるよう
にしても良い。その場合には、座標変換の計算が不要と
なり、さらに高速な画像認識を実現することができる。
【0021】次に、図4を参照しながら、本実施形態に
おけるテンプレートと入力画像との比較手順について説
明する。まず、ステップS1において、テンプレートの
マッピング(写像)を行う。即ち、検出すべきロゴマー
クを表す直交座標におけるテンプレートデータを、当該
ロゴマークに含まれる1点を原点とする極座標における
半径と角度との組合せに基いて再配列することにより、
比較に用いる再配列テンプレートデータを発生し、これ
を記憶しておく。
おけるテンプレートと入力画像との比較手順について説
明する。まず、ステップS1において、テンプレートの
マッピング(写像)を行う。即ち、検出すべきロゴマー
クを表す直交座標におけるテンプレートデータを、当該
ロゴマークに含まれる1点を原点とする極座標における
半径と角度との組合せに基いて再配列することにより、
比較に用いる再配列テンプレートデータを発生し、これ
を記憶しておく。
【0022】次に、ステップS2において、画像データ
を入力する。そして、ステップS3において、入力画像
の比較領域内のグリッドポイント(以下、比較ポイント
という)のリストを、直交座標系について準備する。例
えば、直交座標における比較ポイントとして、(m0,
n0)、(m1,n1)、(m2,n2)、・・・、
(m199,n199)を用いる。さらに、ステップS
4において、直交座標の比較ポイントに対応する極座標
の比較ポイントのリストを準備する。例えば、極座標に
おける比較ポイントとして、(u0,v0)、(u1,
v1)、(u2,v2)、・・・、(u199,v19
9)を用いる。
を入力する。そして、ステップS3において、入力画像
の比較領域内のグリッドポイント(以下、比較ポイント
という)のリストを、直交座標系について準備する。例
えば、直交座標における比較ポイントとして、(m0,
n0)、(m1,n1)、(m2,n2)、・・・、
(m199,n199)を用いる。さらに、ステップS
4において、直交座標の比較ポイントに対応する極座標
の比較ポイントのリストを準備する。例えば、極座標に
おける比較ポイントとして、(u0,v0)、(u1,
v1)、(u2,v2)、・・・、(u199,v19
9)を用いる。
【0023】ステップS5において、円周部が検出され
た場合に、円の中心を原点とする直交座標系の比較ポイ
ント(m0,n0)、(m1,n1)、(m2,n
2)、・・・、(m199,n199)における入力画
像データの値を読み込む。次に、ステップS6におい
て、読み込まれた入力画像データの値を、極座標系に再
配列する。即ち、入力画像データの値を、極座標系の比
較ポイント(u0,v0)、(u1,v1)、(u2,
v2)、・・・、(u199,v199)における画像
データの値とする。これにより、直交座標における入力
画像データが、入力画像に含まれる1点を原点とする極
座標における半径と角度との組合せに基いて再配列され
ることになる。
た場合に、円の中心を原点とする直交座標系の比較ポイ
ント(m0,n0)、(m1,n1)、(m2,n
2)、・・・、(m199,n199)における入力画
像データの値を読み込む。次に、ステップS6におい
て、読み込まれた入力画像データの値を、極座標系に再
配列する。即ち、入力画像データの値を、極座標系の比
較ポイント(u0,v0)、(u1,v1)、(u2,
v2)、・・・、(u199,v199)における画像
データの値とする。これにより、直交座標における入力
画像データが、入力画像に含まれる1点を原点とする極
座標における半径と角度との組合せに基いて再配列され
ることになる。
【0024】ステップS7において、テンプレートの写
像データと、(u,v)平面における再配列された画像
データとを比較する。この比較において、所定の率(例
えば80%)以上のデータが一致する場合に、テンプレ
ートのロゴマークと入力画像とが同一であると判断す
る。なお、比較ポイントを準備するステップS3の前
や、テンプレートの写像データと再配列された画像デー
タとを比較するステップS7の前において、テンプレー
トのデータ及び/又は画像データをサンプリングするこ
とにより、比較すべきデータ数を減少させるようにして
も良い。
像データと、(u,v)平面における再配列された画像
データとを比較する。この比較において、所定の率(例
えば80%)以上のデータが一致する場合に、テンプレ
ートのロゴマークと入力画像とが同一であると判断す
る。なお、比較ポイントを準備するステップS3の前
や、テンプレートの写像データと再配列された画像デー
タとを比較するステップS7の前において、テンプレー
トのデータ及び/又は画像データをサンプリングするこ
とにより、比較すべきデータ数を減少させるようにして
も良い。
【0025】図5に、本発明の一実施形態に係る画像認
識装置の構成を示す。図5に示すように、画像認識装置
100は、前処理部10と、画像データ再配列部20
と、画像比較判断部30とを含んでいる。また、画像認
識装置100には、2Mビットの記憶容量を有し、前処
理部10において処理された入力画像データやテンプレ
ートデータや2値化テーブル等を記憶するSRAM11
0と、ホストコンピュータ120や、ホストコンピュー
タ120からダウンロードしたプログラムやデータベー
スを記憶するDRAM130とが接続される。ここで、
画像認識装置100は、1個のLSIで実現される。ま
た、SRAM110とDRAM130の各々は、大容量
のため、汎用のメモリLSIで構成される。
識装置の構成を示す。図5に示すように、画像認識装置
100は、前処理部10と、画像データ再配列部20
と、画像比較判断部30とを含んでいる。また、画像認
識装置100には、2Mビットの記憶容量を有し、前処
理部10において処理された入力画像データやテンプレ
ートデータや2値化テーブル等を記憶するSRAM11
0と、ホストコンピュータ120や、ホストコンピュー
タ120からダウンロードしたプログラムやデータベー
スを記憶するDRAM130とが接続される。ここで、
画像認識装置100は、1個のLSIで実現される。ま
た、SRAM110とDRAM130の各々は、大容量
のため、汎用のメモリLSIで構成される。
【0026】さらに、画像認識装置100は、前処理部
10や画像データ再配列部20からSRAM110への
アクセスを調停する調停部40と、SRAM110から
調停部40を介して画像比較判断部30にデータを高速
でロードさせるデータローディング部50と、システム
全体の制御やホストコンピュータとの通信を行うシステ
ム制御部60と、システム制御部60に接続され、高速
動作が必要なプログラム及びデータを格納する高速RA
M70と、システム制御部60が調停部40を介してS
RAM110にアクセスする際に用いられるインターフ
ェース80と、ホストコンピュータ120を接続するた
めに用いられるインターフェース90とを含んでいる。
10や画像データ再配列部20からSRAM110への
アクセスを調停する調停部40と、SRAM110から
調停部40を介して画像比較判断部30にデータを高速
でロードさせるデータローディング部50と、システム
全体の制御やホストコンピュータとの通信を行うシステ
ム制御部60と、システム制御部60に接続され、高速
動作が必要なプログラム及びデータを格納する高速RA
M70と、システム制御部60が調停部40を介してS
RAM110にアクセスする際に用いられるインターフ
ェース80と、ホストコンピュータ120を接続するた
めに用いられるインターフェース90とを含んでいる。
【0027】前処理部10においては、R(赤色)、G
(緑色)、B(青色)の各色の画像データが、画像デー
タ入力部11に入力される。画像データ入力部11は、
3段のFIFOメモリを有しており、スムーズなRGB
入力を可能にしている。入力される画像は、90%〜4
00%の範囲で縮小又は拡大されており、リスケーラ1
2において、解像度が300dpi及び150dpiの
100%(標準サイズ)の画像に変換される。入力画像
の解像度が600dpiの場合には、まず、サンプリン
グによって解像度を300dpiにする。次に、この解
像度を保ちながら、画像の大きさを標準サイズにする。
さらに、この画像をサブサンプリングすることによっ
て、150dpiの画像データを得る。
(緑色)、B(青色)の各色の画像データが、画像デー
タ入力部11に入力される。画像データ入力部11は、
3段のFIFOメモリを有しており、スムーズなRGB
入力を可能にしている。入力される画像は、90%〜4
00%の範囲で縮小又は拡大されており、リスケーラ1
2において、解像度が300dpi及び150dpiの
100%(標準サイズ)の画像に変換される。入力画像
の解像度が600dpiの場合には、まず、サンプリン
グによって解像度を300dpiにする。次に、この解
像度を保ちながら、画像の大きさを標準サイズにする。
さらに、この画像をサブサンプリングすることによっ
て、150dpiの画像データを得る。
【0028】リスケールされた300dpi及び150
dpiの標準サイズの画像データは、量子化部13にお
いて、ロゴマークに使用されるカラーを選び出すことに
より2値化される。画像データの2値化を行う際には、
SRAM110に記憶されている2値化テーブルが参照
される。なお、B(青色)の画像データについては、統
計的処理を施すと共に、入力レベルに適応するしきい値
を用いて2値化される。
dpiの標準サイズの画像データは、量子化部13にお
いて、ロゴマークに使用されるカラーを選び出すことに
より2値化される。画像データの2値化を行う際には、
SRAM110に記憶されている2値化テーブルが参照
される。なお、B(青色)の画像データについては、統
計的処理を施すと共に、入力レベルに適応するしきい値
を用いて2値化される。
【0029】2値化された画像データは、バッファ制御
部14によって、SRAM110に書き込まれる。所定
量の画像データが蓄積されると、コマンド出力部15の
FIFOメモリに所定のコマンドを書き込み、システム
制御部60に知らせる。
部14によって、SRAM110に書き込まれる。所定
量の画像データが蓄積されると、コマンド出力部15の
FIFOメモリに所定のコマンドを書き込み、システム
制御部60に知らせる。
【0030】画像データ再配列部20は、システム制御
部60のコマンドにより(コマンドの経路は図示せ
ず)、直交座標に配列された複数の画素における2値化
画像データを入力し、円弧をテンプレートとするテンプ
レートマッチングにより予め円周部を求め、それに基づ
いて円の中心を求め、この円の中心を原点とする極座標
における半径と角度との組合せに基いて画像データを再
配列することにより、再配列画像データを求める。この
画像データの再配列は、変換テーブルを用いて行うこと
が望ましい。変換テーブルは、高速RAM70又はDR
AM130の中に記憶することができる。
部60のコマンドにより(コマンドの経路は図示せ
ず)、直交座標に配列された複数の画素における2値化
画像データを入力し、円弧をテンプレートとするテンプ
レートマッチングにより予め円周部を求め、それに基づ
いて円の中心を求め、この円の中心を原点とする極座標
における半径と角度との組合せに基いて画像データを再
配列することにより、再配列画像データを求める。この
画像データの再配列は、変換テーブルを用いて行うこと
が望ましい。変換テーブルは、高速RAM70又はDR
AM130の中に記憶することができる。
【0031】画像比較判断部30は、テンプレートマッ
チング処理を行うハードウエアエンジンであるテンプレ
ートマッチング(TM)部31と、テンプレートマッチ
ング部31をシーケンシャルに制御するTM制御部32
と、画像比較判断部30とシステム制御部60との間の
インターフェース33とを含んでおり、システム制御部
60からコマンドを受けてテンプレートマッチング処理
を行い、その結果をシステム制御部60に返す。
チング処理を行うハードウエアエンジンであるテンプレ
ートマッチング(TM)部31と、テンプレートマッチ
ング部31をシーケンシャルに制御するTM制御部32
と、画像比較判断部30とシステム制御部60との間の
インターフェース33とを含んでおり、システム制御部
60からコマンドを受けてテンプレートマッチング処理
を行い、その結果をシステム制御部60に返す。
【0032】テンプレートマッチング部31は、画像デ
ータ再配列部20において求められた比較領域内の再配
列画像データを再配列テンプレートデータと比較するこ
とにより、入力画像の中に、検出すべきロゴマークが含
まれているか否かを判断する。ここで、再配列テンプレ
ートデータは、検出すべきロゴマークを表す直交座標に
おけるテンプレートデータを、当該ロゴマークに含まれ
る1点を原点とする極座標における半径と角度との組合
せに基いて再配列して得られるものであり、その都度計
算しても良いが、予めSRAM110等に記憶しておく
ことが望ましい。SRAM110に記憶した再配列テン
プレートデータは、データローディング部50によって
テンプレートマッチング部31に読み込まれる。
ータ再配列部20において求められた比較領域内の再配
列画像データを再配列テンプレートデータと比較するこ
とにより、入力画像の中に、検出すべきロゴマークが含
まれているか否かを判断する。ここで、再配列テンプレ
ートデータは、検出すべきロゴマークを表す直交座標に
おけるテンプレートデータを、当該ロゴマークに含まれ
る1点を原点とする極座標における半径と角度との組合
せに基いて再配列して得られるものであり、その都度計
算しても良いが、予めSRAM110等に記憶しておく
ことが望ましい。SRAM110に記憶した再配列テン
プレートデータは、データローディング部50によって
テンプレートマッチング部31に読み込まれる。
【0033】テンプレートマッチング部31において
は、32画素×32画素の入力画像とテンプレートとの
比較が行われる。この比較においては、入力画像データ
の画素とテンプレートの画素とが「1」と「1」で一致
するもの、及び、「0」と「0」で一致するものを数え
て比較結果とする。32画素×32画素の比較を、パイ
プライン処理の1サイクルで実行できる。また、パイプ
ライン処理のサイクル毎に、入力画像とテンプレートと
の位置関係をy方向又はx方向に1画素ずらしながら比
較することができる。あるいは、テンプレートマッチン
グ部31は、32画素×16画素の2つのテンプレート
マッチャーとして動作するようにしても良い。TM制御
部32は、テンプレートマッチング処理の結果の中か
ら、しきい値を用いて選ばれたものだけを選択的に読み
出すことができる。
は、32画素×32画素の入力画像とテンプレートとの
比較が行われる。この比較においては、入力画像データ
の画素とテンプレートの画素とが「1」と「1」で一致
するもの、及び、「0」と「0」で一致するものを数え
て比較結果とする。32画素×32画素の比較を、パイ
プライン処理の1サイクルで実行できる。また、パイプ
ライン処理のサイクル毎に、入力画像とテンプレートと
の位置関係をy方向又はx方向に1画素ずらしながら比
較することができる。あるいは、テンプレートマッチン
グ部31は、32画素×16画素の2つのテンプレート
マッチャーとして動作するようにしても良い。TM制御
部32は、テンプレートマッチング処理の結果の中か
ら、しきい値を用いて選ばれたものだけを選択的に読み
出すことができる。
【0034】テンプレートマッチング部31は、2種類
の入力レジスタを有する。これらのレジスタは、画素に
対応している。2種類の入力レジスタの内のいずれか一
方には入力画像データを入力し、他方にはテンプレート
データを入力する。また、2種類の入力レジスタの内の
いずれか一方には2値データを入力し、他方には3値デ
ータを入力する。2値データは、1画素当り1ビットの
レジスタに記憶され、3値データは、1画素当り2ビッ
トのレジスタに記憶される。ここで、入力画像を2値デ
ータとし、テンプレートを3値データとしても良いし、
入力画像を3値データとし、テンプレートを2値データ
としても良い。3値データは、「0」と「1」と「Do
n’t care」の内のいずれかの状態をとる。「D
on’tcare」は、テンプレートマッチングにおい
て比較されない点を表している。本実施形態において
は、再配列テンプレートデータを2値の入力レジスタ側
に入力し、再配列入力画像データを3値の入力レジスタ
側に入力している。
の入力レジスタを有する。これらのレジスタは、画素に
対応している。2種類の入力レジスタの内のいずれか一
方には入力画像データを入力し、他方にはテンプレート
データを入力する。また、2種類の入力レジスタの内の
いずれか一方には2値データを入力し、他方には3値デ
ータを入力する。2値データは、1画素当り1ビットの
レジスタに記憶され、3値データは、1画素当り2ビッ
トのレジスタに記憶される。ここで、入力画像を2値デ
ータとし、テンプレートを3値データとしても良いし、
入力画像を3値データとし、テンプレートを2値データ
としても良い。3値データは、「0」と「1」と「Do
n’t care」の内のいずれかの状態をとる。「D
on’tcare」は、テンプレートマッチングにおい
て比較されない点を表している。本実施形態において
は、再配列テンプレートデータを2値の入力レジスタ側
に入力し、再配列入力画像データを3値の入力レジスタ
側に入力している。
【0035】画像データ再配列部20は、直交座標に配
列されたロゴマークの領域における全ての画素(SRA
M110に記憶されている)を再配列する必要は必ずし
もない。例えば、テンプレートマッチング部31の3値
の入力レジスタ側の全ての画素を、一旦「Don’t
care」にする。その後、SRAM110に記憶され
ている2値化された入力画像データから所定のサンプリ
ング点における値を読み取り、「0」と「1」をテンプ
レートマッチング部31の入力レジスタに書き込む。こ
れにより、入力画像データにおいてサンプリングされた
画素のみが、テンプレートと比較される。
列されたロゴマークの領域における全ての画素(SRA
M110に記憶されている)を再配列する必要は必ずし
もない。例えば、テンプレートマッチング部31の3値
の入力レジスタ側の全ての画素を、一旦「Don’t
care」にする。その後、SRAM110に記憶され
ている2値化された入力画像データから所定のサンプリ
ング点における値を読み取り、「0」と「1」をテンプ
レートマッチング部31の入力レジスタに書き込む。こ
れにより、入力画像データにおいてサンプリングされた
画素のみが、テンプレートと比較される。
【0036】入力画像データをテンプレートマッチング
部31に読み込みながら、円弧のテンプレートで円を探
す。円が見つかった場合には、画像データ再配列部20
で画像データを再配列し、得られた再配列画像データを
テンプレートマッチング部31の一方の入力レジスタに
入力し、再配置テンプレートデータをテンプレートマッ
チング部31の他方の入力レジスタに入力する。テンプ
レートマッチング部31は、両者を比較して入力画像が
テンプレートのロゴマークに一致するか否かを判定す
る。この過程を入力画像全体について行うことにより、
検出すべきロゴマークが入力画像に含まれているか否か
を判断する。
部31に読み込みながら、円弧のテンプレートで円を探
す。円が見つかった場合には、画像データ再配列部20
で画像データを再配列し、得られた再配列画像データを
テンプレートマッチング部31の一方の入力レジスタに
入力し、再配置テンプレートデータをテンプレートマッ
チング部31の他方の入力レジスタに入力する。テンプ
レートマッチング部31は、両者を比較して入力画像が
テンプレートのロゴマークに一致するか否かを判定す
る。この過程を入力画像全体について行うことにより、
検出すべきロゴマークが入力画像に含まれているか否か
を判断する。
【0037】ここで、画像比較判断部30は、再配列画
像データと再配列テンプレートデータとが所定の率(例
えば80%)以上で一致している場合に、所定の2次元
領域に検出すべきマークが含まれていると判断する。
像データと再配列テンプレートデータとが所定の率(例
えば80%)以上で一致している場合に、所定の2次元
領域に検出すべきマークが含まれていると判断する。
【0038】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、テン
プレートを記憶するためのメモリ容量を増加させずに、
任意の角度だけ回転した入力画像から高速でロゴマーク
を検出できる画像認識方法及び画像認識装置を提供する
ことができる。
プレートを記憶するためのメモリ容量を増加させずに、
任意の角度だけ回転した入力画像から高速でロゴマーク
を検出できる画像認識方法及び画像認識装置を提供する
ことができる。
【図1】本発明の一実施形態に係る画像認識方法の原理
を示す図であり、図1の(a)は、直交座標系の画像デ
ータP(x,y)を示す図であり、図1の(b)は、再
配列された画像データQ(r,θ)を示す図である。
を示す図であり、図1の(a)は、直交座標系の画像デ
ータP(x,y)を示す図であり、図1の(b)は、再
配列された画像データQ(r,θ)を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る画像認識方法におい
て、基準となるテンプレートと入力画像との比較を示す
図である。
て、基準となるテンプレートと入力画像との比較を示す
図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る画像認識方法におけ
る座標変換の計算手法を説明するための図である。
る座標変換の計算手法を説明するための図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る画像認識方法におけ
るテンプレートと入力画像との比較手順を説明するため
の図である。
るテンプレートと入力画像との比較手順を説明するため
の図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る画像認識装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
10 前処理部
11 データ入力部
12 リスケーラ
13 量子化部
14 バッファ制御部
15 コマンド出力部
20 画像データ再配列部
30 画像比較判断部
31 テンプレートマッチング部
32 TM制御部
33 インターフェース
40 調停部
50 データローディング部
60 システム制御部
70 高速RAM
80、90 インターフェース
100 画像認識装置
110 SRAM
120 ホストコンピュータ
130 DRAM
Claims (10)
- 【請求項1】 直交座標に配列された複数の画素におけ
る画像データを入力するステップ(a)と、 ステップ(a)において入力された画像データを、所定
の2次元領域に含まれる1点を原点とする極座標におけ
る半径と角度との組合せに基いて再配列することによ
り、再配列画像データを求めるステップ(b)と、 ステップ(b)において求められた再配列画像データを
再配列テンプレートデータと比較することにより、前記
所定の2次元領域に検出すべきマークが含まれているか
否かを判断するステップ(c)と、を具備する画像認識
方法。 - 【請求項2】 前記再配列テンプレートデータが、検出
すべきマークを表す直交座標におけるテンプレートデー
タを当該マークに含まれる1点を原点とする極座標にお
ける半径と角度との組合せに基いて再配列して得られた
ものである、請求項1記載の画像認識方法。 - 【請求項3】 ステップ(b)が、ステップ(a)にお
いて入力された画像データを、変換テーブルを用いるこ
とにより再配列画像データに変換することを含む、請求
項1又は2記載の画像認識方法。 - 【請求項4】 ステップ(c)が、前記所定の2次元領
域内の比較領域をサンプリングして得られた3値の再配
列画像データを2値の再配列テンプレートデータと比較
することにより、前記所定の2次元領域に検出すべきマ
ークが含まれているか否かを判断することを含む、請求
項1〜3のいずれか1項記載の画像認識方法。 - 【請求項5】 ステップ(c)が、前記所定の2次元領
域において再配列画像データと再配列テンプレートデー
タとが所定の率以上で一致している場合に、前記所定の
2次元領域に前記検出すべきマークが含まれていると判
断することを含む、請求項1〜4のいずれか1項記載の
画像認識方法。 - 【請求項6】 直交座標に配列された複数の画素におけ
る画像データを入力し、所定の2次元領域に含まれる1
点を原点とする極座標における半径と角度との組合せに
基いて画像データを再配列することにより、再配列画像
データを求める画像データ再配列手段と、 前記画像データ再配列手段において求められた再配列画
像データを再配列テンプレートデータと比較することに
より、前記所定の2次元領域に前記検出すべきマークが
含まれているか否かを判断する画像比較判断手段と、を
具備する画像認識装置。 - 【請求項7】 前記再配列テンプレートデータが、検出
すべきマークを表す直交座標におけるテンプレートデー
タを当該マークに含まれる1点を原点とする極座標にお
ける半径と角度との組合せに基いて再配列して得られた
ものである、請求項6記載の画像認識装置。 - 【請求項8】 前記画像データ再配列手段が、入力され
た画像データを、変換テーブルを用いることにより再配
列画像データに変換する、請求項6又は7記載の画像認
識装置。 - 【請求項9】 前記画像比較判断手段が、前記所定の2
次元領域内の比較領域をサンプリングして得られた3値
の再配列画像データを2値の再配列テンプレートデータ
と比較することにより、前記所定の2次元領域に検出す
べきマークが含まれているか否かを判断する、請求項6
〜8のいずれか1項記載の画像認識装置。 - 【請求項10】 前記画像比較判断手段が、前記所定の
2次元領域において再配列画像データと再配列テンプレ
ートデータとが所定の率以上で一致している場合に、前
記所定の2次元領域に前記検出すべきマークが含まれて
いると判断する、請求項6〜9のいずれか1項記載の画
像認識装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001313677A JP2003123080A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 画像認識方法及び画像認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001313677A JP2003123080A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 画像認識方法及び画像認識装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003123080A true JP2003123080A (ja) | 2003-04-25 |
Family
ID=19132110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001313677A Withdrawn JP2003123080A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 画像認識方法及び画像認識装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003123080A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101464951B (zh) * | 2007-12-21 | 2012-05-30 | 北大方正集团有限公司 | 图像识别方法及系统 |
WO2015098810A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像処理装置および特定図形検出方法 |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001313677A patent/JP2003123080A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101464951B (zh) * | 2007-12-21 | 2012-05-30 | 北大方正集团有限公司 | 图像识别方法及系统 |
WO2015098810A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像処理装置および特定図形検出方法 |
JP5993100B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2016-09-14 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像処理装置および特定図形検出方法 |
JPWO2015098810A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2017-03-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像処理装置および特定図形検出方法 |
US9665938B2 (en) | 2013-12-27 | 2017-05-30 | Kyocera Document Solutions, Inc. | Image processing apparatus and specific figure detecting method |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |