JP2003132090A - 類似データ検索装置および方法 - Google Patents

類似データ検索装置および方法

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JP2003132090A
JP2003132090A JP2001329570A JP2001329570A JP2003132090A JP 2003132090 A JP2003132090 A JP 2003132090A JP 2001329570 A JP2001329570 A JP 2001329570A JP 2001329570 A JP2001329570 A JP 2001329570A JP 2003132090 A JP2003132090 A JP 2003132090A
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JP2001329570A
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Hiroshi Matsuzaki
弘 松▲崎▼
Yukito Furuhashi
幸人 古橋
Takao Shibazaki
隆男 柴▲崎▼
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/903—Querying
    • G06F16/90335—Query processing

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、利用者の意図に沿った観点での情報
検索が行えると共に、より検索精度の良い検索が可能な
類似データ検索装置および方法を提供する。 【解決手段】本発明の一態様によると、検索に用いるオ
ブジェクトデータの特徴量の定義を入力する特徴量定義
入力手段と、上記特徴量定義入力手段によって入力され
た特徴量の定義を用いて、予め、データベースに蓄積さ
れているオブジェクトデータの特徴量を算出する特徴量
算出手段と、オブジェクトデータを入力または、予め、
オブジェクトデータが蓄積されているデータベースから
選択するオブジェクトデータ入力／選択手段と、上記オ
ブジェクトデータ入力／選択手段によって入力／選択さ
れたオブジェクトデータおよび上記特徴量算出手段によ
って算出されたオブジェクトデータの特徴量を用いて、
予め、データベースに蓄積されているオブジェクトデー
タから類似するオブジェクトデータを検索する検索手段
と、を有することを特徴とする類似データ検索装置が提
供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、類似データ検索装
置および方法に係り、特に、各種オブジェクトデ一タの
特微量に基づいて類似するオブジェクトデータを検索す
る類似データ検索装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタル情報が至る場面で利用さ
れている。
【０００３】これらの情報はテキスト情報のみならず、
画像映像等の２次元データは勿論のこと、３次元オブジ
ェクトデータを表現するデータに関しても、従来からの
ＣＡＤデータに加え、商品の３次元オブジェクトデータ
として、また、考古学的遺産、美術・芸術品のオブジェ
クトデータ化のよるデジタルアーカイブ等、盛んに利用
されている。
【０００４】これらのデータは増大する一方であり、デ
ータの効率的な管理や、利用者の要求するデータを効率
よく検索する要求が高まっている。
【０００５】このような要求に答えるべく、様々な情報
検索技術が提案されており、類似オブジェクトの検索技
術に関しても、オブジェクトの持つ特徴量として算出
し、これらの特徴量に従って検索を行う方法が数多く提
案されている。
【０００６】本発明で特に対象とする３次元オブジェク
トデータの検索装置に関しても、これまでいくつかの技
術が提案されている。
【０００７】例えば、特開平６−２１５１０５公報に
は、３次元幾何情報として構成されるポリゴンの頂点の
幾何情報、すなわち、頂点の座標と、頂点の位相情報、
すなわち、頂点の連結情報を主情報として利用し、さら
に、付加情報として、頂点における法線ベクトル情報、
頂点の色情報等を３次元オブジェクトの特徴として利用
し、データベース内のオブジェクト検索のために利用す
るようにした３次元画像処理装置及びその方法が開示さ
れている。
【０００８】また、特開２０００−２２２４２８公報に
は、３次元モデルの検索の際に検索モデルを簡易化し、
簡易化されたモデルから形状を表す特徴を抽出し、検索
モデルと被検索モデルとの特徴量を比較して類似モデル
を検索するようにした３次元モデルの類似検索システム
及び３次元モデルデータベース登録システムが開示され
ている。
【０００９】このシステムでは、特徴として、モデルの
重心と、モデルを構成する各面までの距離の分布、モデ
ルを構成する隣接する面の法線のなす角度の平均値等が
特徴量の例として示されている。
【００１０】さらに、ＵＳＰ６，０１６，４８７には、
３次元オブジェクトモデルデータの特徴量を抽出し、類
似のオブジェクトを検索するようにした手法が開示され
ている。
【００１１】この手法においては、３次元オブジェクト
の形状を表す特徴量として、オブジェクトの重心と各頂
点までの距離の標準偏差や、オブジェクトを構成するポ
リゴンパッチの面積と、ポリゴンパッチの頂点と重心と
の距離に相当する値との積を統計処理して算出される特
徴量が利用されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来技
術は、いずれも情報検索のためにオブジェクトデータよ
り算出される特徴量に基づいて類似度の算出を行い、類
似性の高いオブジェクトデータを順に表示するものであ
る。
【００１３】ここで用いられる特徴量の算出方法は、シ
ステム内に予め定義されており、オブジェクトデータを
登録する際に、システム内に定義された特徴量算出演算
を行うことにより、様々な特徴量を算出して、原オブジ
ェクトデータと関連付けを行った上でデータベース内に
蓄積するようにしているものである。
【００１４】これらの従来技術によると、利用者は、各
特徴に対して重み係数を編集して検索条件を設定するこ
とが可能であるが、特徴量の算出方法については、シス
テムが予め特徴量算出の定義式を持っていてその定義式
に従って特徴量を算出するのみであるため、システム利
用者が特徴算出の定義を変更することはできない。
【００１５】さらに、通常、詳細な特徴量算出定義式は
利用者が直接知ることはできない状況にある。
【００１６】ところが、情報が複雑化するに従い、利用
者側からすると組み込み済みの特徴量算出方法では検索
条件の意図に合う条件設定ができないという状況が発生
する可能性がある。
【００１７】さらに、オブジェクトの部分的な領域に注
目した検索を行う場合では、利用者が指定する部分領域
が利用者によって異なる状況が想定され、このような場
合にもシステムに組み込まれている特徴量算出方法のみ
では十分に性能の良い検索を行うことはできないと考え
られる。
【００１８】本発明は、この点に着目し、利用者が特徴
量算出定義をシステムに入力し、定義入力された特徴量
による情報検索を行うことを可能とすることにより、利
用者に意図に沿った観点での情報検索が行え、また、多
様な検索条件を定義することが可能で、より検索精度の
良い検索を行うことが可能な類似データ検索装置および
方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、（１） 検索に用いるオブジェク
トデータの特徴量の定義を入力する特徴量定義入力手段
と、上記特徴量定義入力手段によって入力された特徴量
の定義を用いて、予め、データベースに蓄積されている
オブジェクトデータの特徴量を算出する特徴量算出手段
と、オブジェクトデータを入力または、予め、オブジェ
クトデータが蓄積されているデータベースから選択する
オブジェクトデータ入力／選択手段と、上記オブジェク
トデータ入力／選択手段によって入力／選択されたオブ
ジェクトデータおよび上記特徴量算出手段によって算出
されたオブジェクトデータの特徴量を用いて、予め、デ
ータベースに蓄積されているオブジェクトデータから類
似するオブジェクトデータを検索する検索手段と、を有
することを特徴とする類似データ検索装置が提供され
る。
【００２０】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第１の実施形態が対応する。
【００２１】（作用）類似情報検索において、検索に利
用される特徴量算出の定義を利用者がシステムに対して
入力し、入力された特徴量定義に従って特徴量が算出さ
れ、この特徴量を用いた検索が行われる。
【００２２】特徴量は検索性能に直接影響する値であ
り、これを利用者が定義できるということにより利用者
の検索の意図が検索に取り入れられるため、各利用者に
従った検索を行うことができるようになり、各利用者ご
とに性能の良い類似データ検索結果を出力することがで
きるようになる。
【００２３】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（２） 上記検索手段の検索対象とする予め
データベースに蓄積されている少なくとも一部のオブジ
ェクトデータに対して、上記特徴量算出手段によって算
出された対応する特徴量がデータベースに蓄積されてお
り、上記特徴量定義入力手段によって入力された特徴量
の定義を用いて、上記特徴量算出手段によって上記予め
データベースに蓄積されているオブジェクトデータの少
なくとも一部について、特徴量を再算出しデータベース
に再蓄積することを特徴とする（１）に記載の類似デー
タ検索装置が提供される。
【００２４】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第１の実施形態が対応する。
【００２５】（作用）データベース内には各オブジェク
トとすでに算出済みの特徴量が関連付けされた状態で蓄
積されている。
【００２６】定義された特徴量算出方法によりデータベ
ース内のすべてのオブジェクトに対して、算出された特
徴量を特徴量定義と関連付けして蓄積しておくことによ
り、各オブジェクトがより次元の高い特徴量ベクトルを
持つことになり、特に、特徴量定義を行わなくとも、多
様性に富む性能の良い検索結果を得ることが可能であ
る。
【００２７】さらに、特徴量定義を特徴と関連付けして
蓄積しておくため、他の利用者に対しても後から特徴量
定義により付加された特徴量に関して情報を得ることが
可能となるため、情報の共有化に有用である。
【００２８】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（３） 上記特徴量定義入力手段は、プログ
ラム記述法により定義された特徴量を入力することを特
徴とする（１）に記載の類似データ検索装置が提供され
る。
【００２９】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第１の実施形態が対応する。
【００３０】（作用）特徴量定義式としてプログラム言
語による記述形式を用いることにより、標準的な入力形
式となるため、一般的でないシステム特有の記述法の煩
わしさがなくなるため、より一般的な利用者に対して利
用し易いシステムを構築することが可能となる。
【００３１】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（４） 上記特徴量定義入力手段は、予め特
徴量を定義したモジュールまたはプラグインを組み込む
ことにより特徴量の定義を入力することを特徴とする
（３）に記載の類似データ検索装置が提供される。
【００３２】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第２の実施形態が対応する。
【００３３】（作用）特徴量定義方法をモジュールまた
はプラグィンの形態とすれば、システムへの組み込み方
法に仕組みを公開しておくことにより、利用者がシステ
ムヘの組み込み方の仕様に従って任意に作成することが
可能となる。
【００３４】また、モジュールは仕様が共通であれば他
のシステムへの転用も可能となり、利便性に富んだシス
テムを構築することが可能となる。
【００３５】さらに、予め、設定されている特徴量も最
初からシステム内に組み込む形態をとらず、すべての特
徴量に対してモジュール形式の特徴量定義によるものと
することにすれば、システム構築の際にもこのモジュー
ルの入出力仕様を設定しておくのみで、特徴量定義に追
加を行うことが容易に可能となり、システム構築の際に
も容易になる。
【００３６】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（５） 上記予め特徴量を定義したモジュー
ルまたはプラグインは記録媒体内に記録されており、上
記特徴量定義入力手段は、上記記録媒体を接続すること
により特徴量の定義を入力することを特徴とする（４）
に記載の類似データ検索装置が提供される。
【００３７】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第２の実施形態が対応する。
【００３８】（作用）特徴量定義モジュールの提供媒体
としてメモリカード、フロッピー（登録商標）ディス
ク、光磁気ディスク等の記録媒体が利用できることによ
り、汎用性の高い記憶媒体を利用することが可能であ
る。
【００３９】また、モジュ一ルは仕様が共通であれば他
のシステムヘの転用も可能となり利便性に富んだシステ
ムの構築を行うことが可能となる。
【００４０】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（６） 上記特徴量定義入力手段は、複数の
特徴量の定義を含む特徴量定義集合を設定する特徴量定
義集合設定手段と、上記特徴量定義集合設定手段によっ
て設定された特徴量定義集合を選択する特徴量定義集合
選択手段と、を有することを特徴とする（４）に記載の
類似データ検索装置が提供される。
【００４１】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第３の実施形態が対応する。
【００４２】（作用）予め設定されている特徴量定義と
利用者が定義した特徴量とが、それぞれモジュール化さ
れており、また、利用者は任意に特徴量定義集合を設定
することが可能であると共に、複数の種類の特徴量定義
集合を設定することが可能である。
【００４３】さらに、異なる利用者ごとに異なる特徴量
定義集合を設定することが可能である。
【００４４】これにより、利用者は類似データの検索を
行う際に、利用者の意図に合うような検索を実行するこ
とが可能であり、検索のヒット率の高い検索を行うこと
が可能でなる。
【００４５】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（７） 上記特徴量定義入力手段は、オブジ
ェクトデータの領域を指定する領域指定手段を有してお
り、上記領域指定手段によって指定された領域に基づい
て特徴量の定義を行うことを特徴とする（１）に記載の
類似データ検索装置が提供される。
【００４６】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第１の実施形態が対応する。
【００４７】（作用）オブジェクトの部分的な領域を指
定することにより、部分領域に特有な特徴量を算出する
ことが可能となると考えられるため、指定された領域に
対して精度の良い検索結果を得ることが可能となること
が期待される。
【００４８】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（８） 検索に用いるオブジェクトデータの
特徴量の定義を入力する特徴量定義入力工程と、上記特
徴量定義入力工程によって入力された特徴量の定義を用
いて、予め、データベースに蓄積されているオブジェク
トデータの特徴量を算出する特徴量算出工程と、オブジ
ェクトデータを入力または、予め、オブジェクトデータ
が蓄積されているデータベースから選択する入力／選択
工程と、上記入力／選択工程によって入力／選択された
オブジェクトデータおよび上記特徴量算出手段によって
算出されたオブジェクトデータの特徴量を用いて、予め
データベースに蓄積されているオブジェクトデータから
類似するオブジェクトデータを検索する検索工程と、を
有することを特徴とする類似データ検索方法が提供され
る。
【００４９】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第１の実施形態が対応する。
【００５０】（作用）類似情報検索において、検索に利
用される特徴量算出の定義を利用者がシステムに対して
入力し、入力された特徴量定義に従って特徴量が算出さ
れ、この特徴量を用いた検索が行われる。
【００５１】特徴量は検索性能に直接影響する値であ
り、これを利用者が定義できるということにより利用者
の検索の意図が検索に取り入れられるため、各利用者に
従った検索を行うことができるようになり、各利用者ご
とに性能の良い類似データ検索結果を出力することがで
きるようになる。
【００５２】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（９） 上記検索工程の検索対象とする予め
データベースに蓄積されている少なくとも一部のオブジ
ェクトデータに対して、上記特徴量算出手段によって算
出された対応する特徴量がデータベースに蓄積されてお
り、上記特徴量定義入力工程によって入力された特徴量
の定義を用いて、上記特徴量算出手段によって上記デー
タベースのオブジェクトデータの少なくとも一部につい
て、特徴量を再算出しデータベースに再蓄積することを
特徴とする（８）に記載の類似データ検索方法が提供さ
れる。
【００５３】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第１の実施形態が対応する。
【００５４】（作用）データベース内には各オブジェク
トとすでに算出済みの特徴量が関連付けされた状態で蓄
積されている。
【００５５】定義された特徴量算出方法によりデータベ
ース内のすべてのオブジェクトに対して、算出された特
徴量を特徴量定義と関連付けして蓄積しておくことによ
り、各オブジェクトがより次元の高い特徴量ベクトルを
持つことになり、特に、特徴量定義を行わなくとも、多
様性に富む性能の良い検索結果を得ることが可能であ
る。
【００５６】さらに、特徴量定義を特徴と関連付けして
蓄積しておくため、他の利用者に対しても後から特徴量
定義により付加された特徴量に関して情報を得ることが
可能となるため、情報の共有化に有用である。
【００５７】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（１０） 上記特徴量定義入力工程は、プロ
グラム記述法により定義された特徴量を入力することを
特徴とする（８）に記載の類似データ検索方法が提供さ
れる。
【００５８】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第１の実施形態が対応する。
【００５９】（作用）特徴量定義式としてプログラム言
語による記述形式を用いることにより、標準的な入力形
式となるため、一般的でないシステム特有の記述法の煩
わしさがなくなるため、より一般的な利用者に対して利
用し易いシステムを構築することが可能となる。
【００６０】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（１１） 上記特徴量定義入力工程は、予め
特徴量を定義したモジュールまたはプラグインを組み込
むことにより特徴量の定義を入力することを特徴とする
（８）に記載の類似データ検索方法が提供される。
【００６１】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第２の実施形態が対応する。
【００６２】（作用）特徴量定義方法をモジュールまた
はプラグィンの形態とすれば、システムへの組み込み方
法に仕組みを公開しておくことにより、利用者がシステ
ムヘの組み込み方の仕様に従って任意に作成することが
可能となる。
【００６３】また、モジュールは仕様が共通であれば他
のシステムへの転用も可能となり、利便性に富んだシス
テムを構築することが可能となる。
【００６４】さらに、予め、設定されている特徴量も最
初からシステム内に組み込む形態をとらず、すべての特
徴量に対してモジュール形式の特徴量定義によるものと
することにすれば、システム構築の際にもこのモジュー
ルの入出力仕様を設定しておくのみで、特徴量定義に追
加を行うことが容易に可能となり、システム構築の際に
も容易になる。
【００６５】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（１２） 上記予め特徴量を定義したモジュ
ールまたはブラグインは記録媒体内に記録されており、
上記特徴量定義入力工程は、上記記録媒体を接続するこ
とにより特徴量の定義を入力することを特徴とする（１
１）に記載の類似データ検索方法が提供される。
【００６６】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第２の実施形態が対応する。
【００６７】（作用）特徴量定義モジュールの提供媒体
としてメモリカード、フロッピーディスク、光磁気ディ
スク等の記録媒体が利用できることにより、汎用性の高
い記憶媒体を利用することが可能である。
【００６８】また、モジュ一ルは仕様が共通であれば他
のシステムヘの転用も可能となり利便性に富んだシステ
ムの構築を行うことが可能となる。
【００６９】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（１３） 上記特徴量定義入力工程は、複数
の特徴量の定義を含む特徴量定義集合を設定する特徴量
定義集合設定工程と、上記特徴量定義集合設定工程によ
って設定された特徴量定義集合を選択する特徴量定義集
合選択工程と、を有することを特徴とする（１１）に記
載の類似データ検索方法が提供される。
【００７０】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第３の実施形態が対応する。
【００７１】（作用）予め設定されている特徴量定義と
利用者が定義した特徴量とが、それぞれモジュール化さ
れており、また、利用者は任意に特徴量定義集合を設定
することが可能であると共に、複数の種類の特徴量定義
集合を設定することが可能である。
【００７２】さらに、異なる利用者ごとに異なる特徴量
定義集合を設定することが可能である。
【００７３】これにより、利用者は類似データの検索を
行う際に、利用者の意図に合うような検索を実行するこ
とが可能であり、検索のヒット率の高い検索を行うこと
が可能である。
【００７４】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（１４） 上記特徴量定義入力工程は、オブ
ジェクトデータの領域を指定する領域指定工程を有して
おり、上記領域指定工程によって指定された領域に基づ
いて特徴量の定義を行うことを特徴とする（８）に記載
の類似データ検索方法が提供される。
【００７５】（対応する実施の形態）この発明は、後述
する第１の実施形態が対応する。
【００７６】（作用）オブジェクトの部分的な領域を指
定することにより、部分領域に特有な特徴量を算出する
ことが可能となるため、指定された領域に対して精度の
良い検索結果を得ることが可能となる。
【００７７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
【００７８】（第１の実施の形態）図１は、この発明に
よる類似データ検索装置および方法の第１の実施の形態
が適用される構成を示すブロック図である。
【００７９】図１において、参照符号１は、演算装置で
あり、その外部にキーボード、マウス、タブレット等の
データ入力、及び操作入力装置２、ＣＲＴ、ＬＣＤディ
スプレイ、３次元表示装置等のオブジェクトデータの表
示装置３をシステム構成要素として持つ。
【００８０】そして、演算装置１は、その内部に、オブ
ジェクトデータ入力部４、特徴量定義入力部５、特徴量
定義解釈機能部６、特徴量算出部７、算出された特徴量
をデータベースに登録するデータベース登録部８、類似
度算出部９を有して構成されている。
【００８１】前記データベースは、図１に示されるよう
に、原データが蓄積されているデータベース１０、及び
算出された特徴量を蓄積するためのデータベース１１と
して分散して配置されている。
【００８２】ここで、データベースは、分散デ一タベー
スの形態として記述してあるが、これは必ずしも分散型
である必要はなく、単一のデータベースで構築すること
も可能である。
【００８３】利用者は、データベース１０、または外部
オブジェグトデータベース１２からオブジェクトを入力
し、オブジェクト閲覧機能により表示装置３にオブジェ
クトを表示して閲覧することにより、任意のオブジェク
トの選択が可能である。
【００８４】入力されるオブジェクトデータは、指定さ
れたデータべース１０以外からも、電子カタログのよう
な外部オブジェクトデータベース１２、インターネット
の外部Ｗｅｂサイト１３上に公開されているような既存
のオブジェクトを選択することも可能である。
【００８５】また、オブジェクト生成手段１４として、
利用者が撮影した２次元画像、ＣＡＤや３次元オブジェ
クト生成ツールを利用して任意に作成した３次元オブジ
ェクトデータ、さらには、レンジファインダのような３
次元オブジェクト撮影、入力装置を用いて入力されたオ
ブジェクトデータ等、任意のデジタルデータを用いるこ
とも可能である。
【００８６】利用者は、入力装置２を利用して特徴量算
出定義を入力することができる。
【００８７】特徴量定義は、特徴量定義入力部５から入
力されるが、入力の方法としては、例えば、プログラム
の形式で入力する方法がある。
【００８８】その際、オブジェクトデ一タの出力データ
形式、および装置へ入力する際のデータ形式は、利用者
に公開されており、このデータ形式に従った特徴量算出
定義式をプログラムとして、入力装置２により入力する
ことにより、定義した特徴量が算出できるようになる。
【００８９】特徴量定義入力後に、演算装置１内で実際
の特徴量演算を行う際には、特徴量定義解釈機能部６に
より、検索装置内部で特徴量演算が行える形式に変換し
た上で特徴量を算出することになる。
【００９０】例えば、データ形式が２次元画像である場
合には、画像のビットマップ情報、すなわち、各画素の
色情報が配列として定義された状態で公開されている。
【００９１】このときに、この画像配列Ｉ（ｘ，ｙ）に
対する特徴量算出式をｆ＝ｆ（Ｉ（ｘ，ｙ））という定
義式によりプログラム形式で記述したものを入力するこ
とにより、この定義式が登録される。
【００９２】定義する特徴量としては、具体的には、画
像内の全画素の色相、明度、彩度のヒストグラム、画像
を任意のフィルタで処理した画像の各画素の比較等、任
意の処理を定義することが可能である。
【００９３】また、入力オブジェクトデ一タが３次元オ
ブジェクトデータである場合においては、データ形式
は、オブジェクトを構成する頂点情報、頂点接続情報、
およびポリゴン表面に張られるテクスチャ情報として与
えられている。
【００９４】そこで、特徴量定義としては、頂点とその
接続リストを利用して、これらの値を処理することによ
り、３次元データの特徴量を算出することができる。
【００９５】さらに、３次元のボリュームデータである
場合には、３次元のボクセル配列情報が与えられるの
で、この３次元配列に対する特徴量算出のための定義式
を生成して入力することができる。
【００９６】また、テクスチャ情報に対する特徴量定義
についても、２次元画像の場合と同様に定義することが
可能である。
【００９７】さらに、各種オブジェクトの特徴量定義を
与える際に、オブジェクトの関心のある領域を指定し、
指定された領域に対して特徴量定義を与えることも可能
である。
【００９８】オブジェクトの部分的な領域指定を行った
上でその部分領域に対する特徴量定義を行うことによ
り、オブジェクトの一部に対する類似情報の検索を行う
ことができるようになる。
【００９９】領域指定方法としては、２次元画像オブジ
ェクトであれば、マウス等の指示装置により領域を指定
する方法や、セグメンテーション処理を行った後で関心
領域内を指定することにより決定することが可能であ
る。
【０１００】また、３次元オブジェクトである場合に
は、２次元表示されているディスプレイ上で、指示装置
により領域指定を行う方法や、３方向に投影した３枚の
画像を利用して各画像内での領域指定により３次元的な
領域の設定を行うことが可能である。
【０１０１】（第２の実施の形態）図２は、この発明に
よる類似データ検索装置および方法の第２の実施の形態
が適用される構成を示すブロック図である。
【０１０２】この実施形態では、定義式をモジュールと
して作成した上で装置に入力できるような構成となって
い。
【０１０３】図２において、参照符号１５は、類似情報
検索装置であり、参照符号１６は、特徴量定義入力モジ
ュールであり、参照符号１７は、特徴量定義である。
【０１０４】この実施形態では、特徴量定義入力モジュ
ール１６は、外部記録媒体であり、例えば、メモリカー
ド、フロッピーディスク、光磁気ディスク等の任意の記
録媒体を利用することができる。
【０１０５】記録媒体１６には、特徴量定義が記録され
ており、この記録媒体１６を類似情報検索装置１５に取
り付けることにより、この記録媒体１６に記録されてい
る特徴量定義情報が読み込まれ、特徴量算出を行うこと
が可能となる。
【０１０６】さらに、この実施形態において、記録媒体
１６に特徴量定義を記述する方法としては、特徴量算出
処理のプログラムを直接テキストで記述する方法や、定
義した特徴量算出方法のプログラムを、実行形式、また
はライブラリ形式に変換したものとする。
【０１０７】次に、利用者が特徴量定義を類似情報検索
装置に入力した後で検索を行うためには、検索範囲にあ
るすべてのオブジェクトに対して定義された特徴量が計
算されている必要があるため、特徴量定義を入力した後
でデータベース内のオブジェクトに対し特徴量演算処理
を行う必要がある。
【０１０８】図３は、その特徴量算出処理を説明するた
めののフローチャートである。
【０１０９】まず、ステップ１８で、特徴量算出の定義
が入力される。
【０１１０】次に、ステップ１９で、検索条件である検
索範囲の入力が行われる。
【０１１１】次に、ステップ２０で、その検索範囲内の
データベース２１内のすべてのオブジェクトに対して定
義された特徴量が算出される。
【０１１２】次に、ステップ２２で、算出された特徴量
を、各オブジェクトに対して定義された特徴量算出定義
と算出された特徴量とを関連付けてデータベースの更新
を行う。
【０１１３】ここでは、検索条件で設定された範囲内の
データベースに対して特徴量算出を行ったが、検索後、
または検索中にバックグラウンドでほかのデータベース
に対しても特徴量算出、および特徴量更新、登録作業を
行っておき、それ以後の検索の際には、ここで定義され
た特徴量が利用可能である状態にしておくようにしても
良い。
【０１１４】次に、ステップ２３で、検索を実行する。
【０１１５】（第３の実施の形態）図４は、この発明に
よる類似データ検索装置および方法の第３の実施の形態
が適用される動作を説明するためのフローチャートであ
る。
【０１１６】この実施形態では、すべての特徴量が外部
モジュール、または外部ライブラリとして作成されてい
るものとする。
【０１１７】まず、ステップ２４で、新規のオブジェク
トデータが入力されたとき、このオブジェクトに対して
定義されているすべての特徴量を算出する。
【０１１８】次に、ステップ２５のループにおいて、ス
テップ２６で特徴量定義を順に取り込み、ステップ２７
ではオブジェクトに対し、取り込んだ特徴量定義で特徴
量が算出可能であるか否かの判断を行い、ステップ２８
で特徴量算出を行う。
【０１１９】この形態においで、利用者は、特徴量定義
に対し、各利用者ごとによく利用する特徴量定義の集
合、あるいは、目的別の特徴量定義の集合として数種類
の集合をシステムに記憶させておく、または、各利用者
ごとの特徴量定義集合を記憶した記憶媒体に記憶して所
持し、必要に応じて装置に読み込ませた上でこの特徴量
定義集合を利用することが可能である。
【０１２０】さらに、特徴量定義を各利用者がそれぞれ
必要な特徴量のみを利用することも可能である。
【０１２１】図５は、このように特徴量定義を各利用者
がそれぞれ必要な特徴量のみを利用する実施形態を説明
するためのブロック図である。
【０１２２】すなわち、利用者（１）、（２）…は、各
々の特徴量定義集合（１１）、（１２）、…と特徴量定
義集合（２１）、（２２）、…というような特徴量集合
を記憶した記憶媒体を所持しているか、または、メイン
サーバ３１に利用者情報とともに保存されており、利用
者の意志にしたがって、必要な特徴量定義集合を選択し
て検索条件設定のために利用する。
【０１２３】また、これらの特徴量定義集合は、異なる
情報検索装置（１）、（２）、（３）…のいずれでも利
用可能となっており、利用者は、任意の位置に配置され
ている情報検索装置を利用して検索を行うことが可能で
ある。
【０１２４】以上、特徴量定義の入力方法について述べ
てきたが、定義された特徴算出方法で算出された特徴量
を利用して類似情報の検索を行う方法に関して、以下に
説明する。
【０１２５】実際に検索を実行するためには、算出され
た各特徴を成分として持つベクトルを特徴ベクトルと
し、この特徴ベクトルを利用して、類似度の算出を行
う。
【０１２６】具体的な類似情報検索については、図１を
用いて説明する。
【０１２７】まず、オブジェクトデータ入力部４でオブ
ジェクトデータの入力を行い、特徴量算出部７で特徴量
を算出し、データベース登録部８で特徴ベクトル登録作
業を行う。
【０１２８】次に、類似度算出部９で検索対象とするデ
ータベース内のすべての特徴ベクトルとの比較を行い、
表示装置３に検索結果を類似度の順に出力する。
【０１２９】ここで、特徴量算出部７で算出された特徴
が、ｆ1 〜ｆM のＭ個であり、検索を行うデータベース
内のデータがＩ1 〜ＩN のＮ個であるとして、特徴量行
列Ｆを式（１）とすると、ｑ番目のオブジェクトデータ
Ｉｑの特徴量ベクトル
【数１】 は、式（２）として表現される。
【０１３０】式（２）において、κj を乗ずることによ
り、各特徴項は正規化されたものとなっている。
【０１３１】
【数２】
【０１３２】ところで、特徴量分布が正規分布から大き
くはずれているような場合、特徴量の値が平均から標準
偏差の値に比較して非常に大きく離れている場合、この
特徴量が大きく影響し正確な比較を行うことができない
ことが考えられる。
【０１３３】この問題を解決するためにリミッタ関数Ｄ
（ｘ）を導入したものが式（３）である。
【０１３４】
【数３】
【０１３５】
【数４】
【０１３６】但し、各特徴量方向の単位ベクトルｉ
p は、
【数５】 を満たすものであり、各次元の重み係数をＷ1 〜ＷM と
する。
【０１３７】また、
【数６】 とする。
【０１３８】そして、特徴ベクトルが、式（２）または
式（３）で与えられるとき、オブジェクトＯq に対する
オブジェクトＯp の類似度Ｓｉｍpqは
【数７】 で表すことができる。
【０１３９】この類似度Ｓｉｍpqが、小さいほど類似性
が高いことになる。
【０１４０】データベース内のすべての画像に対してこ
の関数を計算することにより、類似度の順位を決定する
ことができる。
【０１４１】この作業は、類似度算出部９で行われる。
【０１４２】類似度の順にオブジェクトを並べ替えを行
い、そのオブジェクトデータを表示装置３に表示するこ
とにより、類似情報の検索が行える。
【０１４３】また、式（１）で表される行列の各要素は
スカラー量であるが、定義された特徴によっては、ヒス
トグラムやベクトルとして意味を持つものが存在する。
【０１４４】このような場合には、それらをベクトル量
として扱い、質問オブジェクトとのベクトル差を算出
し、この量を改めてスカラー量的特徴として定義し、式
（１）で表される行列を再生成することにする。
【０１４５】すなわち、（Ｆpq1 ，Ｆpq2 ，…，
Ｆpqx ）がヒストグラムまたはベクトル特徴である場
合、オブジェクト番号ｐに対する類似度を算出する場
合、
【数８】 を改めて特徴要素として用いることになる。
【０１４６】
【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、利用者が特徴量算出定義をシステムに入力し、
定義入力された特徴量による情報検索を行うことを可能
とすることにより、利用者に意図に沿った観点での情報
検索が行え、また、多様な検索条件を定義することが可
能で、より検索精度の良い検索を行うことが可能な類似
データ検索装置および方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明による類似データ検索装置お
よび方法の第１の実施の形態が適用される構成を示すブ
ロック図である。
【図２】図２は、この発明による類似データ検索装置お
よび方法の第２の実施の形態が適用される構成を示すブ
ロック図である。
【図３】図３は、この発明による第２の実施の形態の特
徴量算出処理を説明するためののフローチャートであ
る。
【図４】図４は、この発明による類似データ検索装置お
よび方法の第３の実施の形態が適用される動作を説明す
るためのフローチャートである。
【図５】図５は、この発明による第３の実施の形態にお
いて、特徴量定義を各利用者がそれぞれ必要な特徴量の
みを利用する実施形態を説明するためのブロック図であ
る。
【符号の説明】
１…演算装置、 ２…入力装置、 ３…オブジェクトデータ表示装置、 ４…オブジェクトデータ入力部、 ５…特徴量定義入力部、 ６…特徴量定義解釈機能部、 ７…特徴量算出部、 ８…データベース登録部、 ９…類似度算出部、 １０…原データ蓄積データベース、 １１…特徴量蓄積データベース、 １２…外部データベース、 １３…外部Ｗｅｂサイト、 １４…オブジェクト生成手段、 １５…類似情報検索装置、 １６…特徴量定義入力モジュール、 １７…特徴量定義、 ２１…データベース、 １、２……利用者、 （１１）、（１２）、……特徴量定義集合、 （２１）、（２２）、……特徴量定義集合、 ３１…メインサーバ、 （１），（２），（３）……異なる情報検索装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴▲崎▼ 隆男 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5B050 AA00 BA10 BA13 EA04 FA02 GA08 5B075 PR06

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検索に用いるオブジェクトデータの特徴
    量の定義を入力する特徴量定義入力手段と、 上記特徴量定義入力手段によって入力された特徴量の定
    義を用いて、予め、データベースに蓄積されているオブ
    ジェクトデータの特徴量を算出する特徴量算出手段と、 オブジェクトデータを入力または、予め、オブジェクト
    データが蓄積されているデータベースから選択するオブ
    ジェクトデータ入力／選択手段と、 上記オブジェクトデータ入力／選択手段によって入力／
    選択されたオブジェクトデータおよび上記特徴量算出手
    段によって算出されたオブジェクトデータの特徴量を用
    いて、予め、データベースに蓄積されているオブジェク
    トデータから類似するオブジェクトデータを検索する検
    索手段と、 を有することを特徴とする類似データ検索装置。
  2. 【請求項２】 上記検索手段の検索対象とする予めデー
    タベースに蓄積されている少なくとも一部のオブジェク
    トデータに対して、上記特徴量算出手段によって算出さ
    れた対応する特徴量がデータベースに蓄積されており、 上記特徴量定義入力手段によって入力された特徴量の定
    義を用いて、上記特徴量算出手段によって上記予めデー
    タベースに蓄積されているオブジェクトデータの少なく
    とも一部について、特徴量を再算出しデータベースに再
    蓄積することを特徴とする請求項１に記載の類似データ
    検索装置。
  3. 【請求項３】 上記特徴量定義入力手段は、 プログラム記述法により定義された特徴量を入力するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の類似データ検索装置。
  4. 【請求項４】 上記特徴量定義入力手段は、 予め特徴量を定義したモジュールまたはプラグインを組
    み込むことにより特徴量の定義を入力することを特徴と
    する請求項３に記載の類似データ検索装置。
  5. 【請求項５】 上記予め特徴量を定義したモジュールま
    たはプラグインは記録媒体内に記録されており、 上記特徴量定義入力手段は、 上記記録媒体を接続することにより特徴量の定義を入力
    することを特徴とする請求項４に記載の類似データ検索
    装置。
  6. 【請求項６】 上記特徴量定義入力手段は、 複数の特徴量の定義を含む特徴量定義集合を設定する特
    徴量定義集合設定手段と、 上記特徴量定義集合設定手段によって設定された特徴量
    定義集合を選択する特徴量定義集合選択手段と、 を有することを特徴とする請求項４に記載の類似データ
    検索装置。
  7. 【請求項７】 上記特徴量定義入力手段は、 オブジェクトデータの領域を指定する領域指定手段を有
    しており、 上記領域指定手段によって指定された領域に基づいて特
    徴量の定義を行うことを特徴とする請求項１に記載の類
    似データ検索装置。
  8. 【請求項８】 検索に用いるオブジェクトデータの特徴
    量の定義を入力する特徴量定義入力工程と、 上記特徴量定義入力工程によって入力された特徴量の定
    義を用いて、予め、データベースに蓄積されているオブ
    ジェクトデータの特徴量を算出する特徴量算出工程と、 オブジェクトデータを入力または、予め、オブジェクト
    データが蓄積されているデータベースから選択する入力
    ／選択工程と、 上記入力／選択工程によって入力／選択されたオブジェ
    クトデータおよび上記特徴量算出手段によって算出され
    たオブジェクトデータの特徴量を用いて、予めデータベ
    ースに蓄積されているオブジェクトデータから類似する
    オブジェクトデータを検索する検索工程と、 を有することを特徴とする類似データ検索方法。
  9. 【請求項９】 上記検索工程の検索対象とする予めデー
    タベースに蓄積されている少なくとも一部のオブジェク
    トデータに対して、上記特徴量算出手段によって算出さ
    れた対応する特徴量がデータベースに蓄積されており、 上記特徴量定義入力工程によって入力された特徴量の定
    義を用いて、上記特徴量算出手段によって上記データベ
    ースのオブジェクトデータの少なくとも一部について、
    特徴量を再算出しデータベースに再蓄積することを特徴
    とする請求項８に記載の類似データ検索方法。
  10. 【請求項１０】 上記特徴量定義入力工程は、 プログラム記述法により定義された特徴量を入力するこ
    とを特徴とする請求項８に記載の類似データ検索方法。
  11. 【請求項１１】 上記特徴量定義入力工程は、 予め特徴量を定義したモジュールまたはプラグインを組
    み込むことにより特徴量の定義を入力することを特徴と
    する請求項８に記載の類似データ検索方法。
  12. 【請求項１２】 上記予め特徴量を定義したモジュール
    またはブラグインは記録媒体内に記録されており、 上記特徴量定義入力工程は、 上記記録媒体を接続することにより特徴量の定義を入力
    することを特徴とする請求項１１に記載の類似データ検
    索方法。
  13. 【請求項１３】 上記特徴量定義入力工程は、 複数の特徴量の定義を含む特徴量定義集合を設定する特
    徴量定義集合設定工程と、 上記特徴量定義集合設定工程によって設定された特徴量
    定義集合を選択する特徴量定義集合選択工程と、 を有することを特徴とする請求項１１に記載の類似デー
    タ検索方法。
  14. 【請求項１４】 上記特徴量定義入力工程は、 オブジェクトデータの領域を指定する領域指定工程を有
    しており、 上記領域指定工程によって指定された領域に基づいて特
    徴量の定義を行うことを特徴とする請求項８に記載の類
    似データ検索方法。
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