JP2007259107A - パターンマッチングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体のパターンマッチングの精度を向上させる。
【解決手段】スキャン領域を設定する（ステップＳ１００）。第１〜第８の候補領域を設定する（ステップＳ１０２）。ＡＦＥにおける増幅率を検出する（ステップＳ１０３）。増幅率と第１の閾値を比較する（ステップＳ１０４）。増幅率が第１の閾値を超えるときは画素ブロックのＧ信号成分を生成する（ステップＳ１０５）。増幅率が第１の閾値未満のときは画素ブロックのＲＧＢ信号成分を生成する（ステップＳ１０６）。スキャン領域及び第１〜第８の候補領域の画素ブロックにおけるＧ信号成分またはＲＧＢ信号成分に基づいて、第１〜第８の判定値を算出する。第１〜第８の判定値に基づいて、第１〜第８の候補領域の中の単一の候補領域を選択する。選択した候補領域をスキャン領域として再設定する。
【選択図】図１８

Description

本発明は、複数の画像の一致性の高さを判定するパターンマッチングシステムに関する。

複数の画像の一致性を判定するパターンマッチングシステムが知られている。パターンマッチングは、連続的に撮像される複数の画像において移動する被写体の追尾などにも用いられている。

パターンマッチングシステムでは、画像を細かく分割し、両画像において相対的な位置が同じ分割した領域の輝度などを比較し、輝度などが一致する領域の数によって画像の一致性を判定している。

このようなパターンマッチングシステムでは明るい被写体から暗い被写体まで高い精度でパターンマッチングを行なうことが困難であった。

したがって、本発明では明るい被写体から暗い被写体まで高い精度でパターンマッチングを行うことが可能なパターンマッチングシステムの提供を目的とする。

本発明のパターンマッチングシステムは、第１の画像と第２の画像との一致性の高さを示すための判定値を出力するパターンマッチングシステムであって、第１、第２の画像に相当する第１、第２の画像データを第１、第２の画像を形成するパターン領域における色を再現するための第１、第２の色信号成分または輝度信号成分及び色差信号成分を有する領域信号として受信する受信部と、第１、第２の画像における同じ位置のパターン領域の領域信号の信号強度を比較する比較部と、比較部による比較において領域信号の信号強度の差の絶対値が予め定められる基準値と一致または基準値以下となるパターン領域の数に応じて変わる前記判定値を算出する判定部と、判定値を出力する出力部と、第１、第２の画像データを増幅させるゲインを読出すゲイン認識部と、ゲインに応じて比較部における比較を行なわせ判定部に判定値を算出させるために用いる領域信号の信号成分の種類を増減させる制御部とを備えることを特徴としている。

さらに、制御部はゲインが所定の閾値を越えるときには領域信号の中で第１の色信号成分または輝度信号成分のみを用い、ゲインが所定の閾値未満であるときには第１、第２の色信号成分または輝度信号成分及び色差信号成分を用いて、比較部における比較を行なわせ判定部に判定値を算出させることが好ましい。

また、第１、第２の色信号成分を有する領域信号を輝度信号成分と色差信号成分とを有する領域信号に変換する変換部を備え、制御部はゲインが所定の閾値を越えるときには領域信号の中で輝度信号成分のみを用いゲインが所定の閾値未満であるときには輝度信号成分及び色差信号成分を用いて比較部における比較を行なわせ判定部に判定値を算出させることが好ましい。

また、領域信号は第３の色信号成分を有し、制御部はゲインが所定の閾値未満であるときには第３の色信号成分を用いて比較部における比較を行なわせ判定部に判定値を算出させることが好ましい。

また、第１の色信号成分は緑色の信号成分であることが好ましい。

また、第１、第２の画像データにおける領域信号の信号強度の２値化を行なう２値化部を備え、比較部は第１、第２の画像における同じ位置のパターン領域の領域信号の２値化された信号強度を比較することが好ましい。

本発明によれば、画像信号を増幅するゲインが小さいときには多くの種類の信号成分を用いてパターンマッチングを行い、ゲインが大きいときには単一の種類の信号成分を用いてパターンマッチングを行うことが可能になる。従って、被写体の輝度によりゲインを変更するカメラにおいて、明るいときから暗いときまで精度の高いパターンマッチングを行うことが可能である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用したパターンマッチングシステムにより被写体の追尾を行なう被写体追尾システムを有するデジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。

デジタルカメラ１０は、撮影光学系１１、撮像素子１２、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１３、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４、操作入力部１５、ズーム駆動部１６、及びフォーカス駆動部１７等によって構成される。

撮影光学系１１は、撮像素子１２に光学的に接続される。撮影光学系１１を透過する被写体の光学像が撮像素子１２の受光面に入射される。撮像素子１２は、例えばＣＣＤである。受光面において被写体の光学像が受光されることにより、光学像に相当する画像信号が生成される。

撮影光学系１１は、変倍レンズ１１ａやフォーカスレンズ１１ｂなどの複数のレンズにより構成される。変倍レンズ１１ａ及びフォーカスレンズ１１ｂは光軸方向に移動自在である。

変倍レンズ１１ａとフォーカスレンズ１１ｂとによってズーム光学系が形成されており、両者を相対的に移動させることにより撮影光学系１１の焦点距離を調整可能である。焦点距離の調整にはフォーカスレンズ１１ａを移動させることにより被写体像を撮像素子１２の受光面に結像させることが出来る。

変倍レンズ１１ａ及びフォーカスレンズ１１ｂは、操作者により手動で光軸方向に移動させることが可能である。或いは、変倍レンズ１１ａ及びフォーカスレンズ１１ｂはズーム駆動部１６に駆動されることにより、移動させることも可能である。また、フォーカスレンズ１１ｂがフォーカス駆動部１７に駆動されることにより被写体像の合焦が実行される。なお、合焦位置調整は、後述するようにオートフォーカス（ＡＦ）機能を実行することにより自動的に行わせることが可能である。

撮影光学系１１と撮像素子１２の間には、絞り１８とシャッタ１９とが配置される。絞り１８の開度を調整することにより、撮像素子１２の受光面に入射する光の照度が調整される。シャッタ１９の開閉により被写体光束の通過と遮光が切替えられる。絞り１８は絞り駆動部２０によって駆動され、開度調整が行なわれる。シャッタ１９はシャッタ駆動部２１によって駆動され、開閉が実行される。

なお、ズーム駆動部１６、フォーカス駆動部１７、絞り駆動部２０、及びシャッタ駆動部２１は、ＤＳＰ１４に接続され、それぞれの動作は、ＤＳＰ１４によって制御される。

撮像素子１２は、ＡＦＥ１３を介してＤＳＰ１４に接続される。ＤＳＰ１４からＡＦＥ１３にクロック信号が出力される。ＡＦＥ１３は、クロック信号に基づいてフレーム信号及び撮像素子駆動信号を生成する。撮像素子駆動信号は撮像素子１２に送信される。撮像素子１２は、撮像素子駆動信号に基づいてフレーム信号に同期した画像信号を生成する。

撮像素子１２の受光面には、図２に示すように、複数の画素１２ｐがマトリックス状に配列される。有効画素領域ＡＡにおける各画素１２ｐには、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のカラーフィルタによって覆われる。Ｒカラーフィルタ、Ｇカラーフィルタ、Ｂカラーフィルタはベイヤー方式に従って配列される。

Ｒカラーフィルタに覆われたＲ画素１２ｐｒ、Ｇカラーフィルタに覆われたＧ画素１２ｐｇ、及びＢカラーフィルタに覆われたＢ画素１２ｐｂにおいて、受光量に応じた信号電荷であるＲ信号電荷、Ｇ信号電荷、Ｂ信号電荷がそれぞれ生成される。

なお、撮像素子１２には、垂直ＣＣＤ１２ｖ、水平ＣＣＤ１２ｈ、及び出力部１２ｏが設けられる。Ｒ信号電荷、Ｇ信号電荷、Ｂ信号電荷は順番に、垂直ＣＣＤ１２ｖ及び水平ＣＣＤ１２ｈを介して出力部１２ｏに転送される。出力部１２ｏにおいて、Ｒ信号電荷、Ｇ信号電荷、Ｂ信号電荷は信号電位であるＲ画素信号、Ｇ画素信号、Ｂ画素信号に変換される。画像信号はＲ画素信号、Ｇ画素信号、及びＢ画素信号によって形成される。

生成した画像信号はＡＦＥ１３に送信される（図１参照）。画像信号は、ＡＦＥ１３において、先ず相関二重サンプリングが行なわれた後、所定の増幅率で増幅される。なお、増幅率はＤＳＰ１４により設定される。最後に、画像信号はＡ／Ｄ変換が施され、画像データに変換される。画像データはＤＳＰ１４に送信される。

ＤＳＰ１４には、信号処理の作業用のメモリであるＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２が接続される。ＤＳＰ１４に送信された画像データは、ＤＲＡＭ２２に一時格納される。ＤＳＰ１４により、ＤＲＡＭ２２に格納された画像データに対して所定のデータ処理が施される。

ＤＳＰ１４には、液晶モニタ２３が接続される。所定のデータ処理が施された画像データは、液晶モニタ２３に送信される。送信された画像データに相当する画像が液晶モニタ２３に表示可能である。

また、ＤＳＰ１４には、外部カードインターフェース２４が接続される。後述するレリーズ動作を実行するときに、所定の信号処理の施された画像データは外部カードインターフェース２４に接続される外部メモリ（図示せず）に格納される。

また、ＤＳＰ１４には、デジタルカメラ１０を操作するためのコマンド入力を行なうための操作入力部１５が接続される。操作入力部１５は、レリーズボタン（図示せず）、多機能十字キー（図示せず）、電源ボタン（図示せず）などによって構成される。操作者による操作入力部１５へのコマンド入力に応じて、ＤＳＰ１４はデジタルカメラ１０の各部位に必要な動作を行なわせる。

例えば、レリーズボタンを半押しすることにより第１のスイッチ（図示せず）がＯＮに切替わり、露出調整及び合焦位置調整が行われる。

露出調整において、例えば絞り１８の開度調整、シャッタスピード調整、及びＡＦＥ１３におけるゲイン調整が行なわれる。例えば、受光量が小さいときにはＡＦＥ１３において高い増幅率でゲイン調整が行われる。また、合焦位置調整において、後述するように所望の被写体光束を撮像素子１２の受光面に結像させるように、フォーカスレンズ１１ｂが駆動される。

また、レリーズボタンを全押しすることにより第２のスイッチ（図示せず）がＯＮに切替わりシャッタ１９の開閉、静止画像の撮像を行なうように撮像素子１２が駆動される。

ＤＳＰ１４の内部構成について、図３を用いてさらに詳細に説明する。図３は、ＤＳＰ１４の内部構成を概略的に示すブロック図である。ＤＳＰ１４には、前段データ処理部１４ｐ１、後段データ処理部１４ｐ２、追尾部３０（被写体追尾システム）、ＡＦ調整部１４ａ、及び制御部１４ｃによって構成される。

前段データ処理部１４ｐ１には、ＡＦＥ１３から画像データが送信される。前段データ処理部１４ｐ１によって画像データはＤＲＡＭ２２に格納される。また、画像データに対して、色補間処理、ホワイトバランス処理、及び輝度信号生成処理等の所定のデータ処理が施される。また、所定のデータ処理の施された画像データは、後段データ処理部１４ｐ２に送信される。

後段データ処理部１４ｐ２においても、画像データに対してクランプ処理やブランキング処理等の所定のデータ処理が施される。後段データ処理部１４ｐ２において所定のデータ処理を施した画像データは液晶モニタ２３及び外部カードインターフェース２４を介して外部メモリに送信される。

追尾部３０及びＡＦ調整部１４ａにも、前段データ処理部１４ｐ１から画像データが送信される。送信された画像データに基づいて、追尾部３０及びＡＦ調整部１４ａにより、所望の被写体を撮像素子１２の受光面に結像させるためのフォーカスレンズ１１ｂの駆動位置が求められる。

更に説明すると、追尾部３０により、撮影画像全体の中の何処かの領域がスキャン領域（追尾領域）に設定される。なお、スキャン領域とは、受光面に合焦させる所望の被写体を含ませるための領域である。所望の被写体である追尾対象体が撮影画像の中で移動する場合には、移動する領域を連続的にスキャン領域に設定することにより、追尾対象体を追尾することが可能である。

ＡＦ調整部１４ａにより、スキャン領域に含まれる被写体を受光面に結像させるためのフォーカスレンズ１１ｂの駆動位置が求められる。なお、フォーカスレンズ１１ｂの駆動位置は、コントラスト方式、すなわち、フォーカスレンズを移動させながらスキャン領域のコントラストを検出し、コントラストを最大にさせるフォーカスレンズの位置をフォーカスレンズ駆動位置として求める方式に基づいて、実行される。

なお、フォーカスレンズ１１ｂの駆動位置は、従来公知のいかなるＡＦ動作により求められても良い。例えば、公知の位相差方式によって焦点検出を行なわせる構成と組合わせても良い。

デジタルカメラ１０には、撮影画像全体の中の特定の位置の被写体を合焦させる固定ＡＦ機能と撮影画像の中で移動中の被写体を合焦させる追尾ＡＦ機能とが設けられる。いずれかのＡＦ機能を実行させるかは、操作入力部１５に対するコマンド入力により選択可能である。

制御部１４ｃには、操作入力部１５からコマンド入力に応じた入力信号が送信される。受信した入力信号に応じて、前段データ処理部１４ｐ１、後段データ処理部１４ｐ２、追尾部３０、及びＡＦ調整部１４ａの動作の制御及びデジタルカメラ１０の各部位の制御が、制御部１４ｃによって実行される。

例えば、前述の露出調整を行うときに、絞り駆動部２０による絞り１８の駆動は、制御部１４ｃに制御される。また、シャッタ１９の開閉を行うときに、シャッタ駆動部２１によるシャッタ１９の開閉は、制御部１４ｃにより制御される。

また、合焦位置調整を行うときに、フォーカス駆動部１７によるフォーカスレンズ１１ｂの駆動は、制御部１４ｃにより制御される。制御部１４ｃには、ＡＦ調整部１４ａが求めたフォーカスレンズ１１ｂの駆動位置に相当するレンズ位置信号が送信される。制御部１４ｃによるフォーカス駆動部１７の制御は、レンズ位置信号に基づいて実行される。

また、画像信号を増幅させるための増幅率は制御部１４ｃによって設定される。さらに、後述するように追尾ＡＦ機能を実行するときには、増幅率が第１の閾値を超えるか否かの判定が行なわれる。第１の閾値を超える場合、制御部１４ｃは追尾部３０に画像データにおけるＧ画素信号成分のみを用いて追尾を実行させる。また、第１の閾値を以下の場合、制御部１４ｃは追尾部３０に画像データにおけるＲＧＢ画素信号成分を用いて追尾を実行させる。

すなわち、被写体が比較的明るくて、増幅率が第１の閾値以下となる場合は、ＲＧＢ各色成分の信号を用いて追尾が実行される。一方、被写体が比較的暗くて、増幅率が第１の閾値を超える場合は、Ｇ画素信号成分のみを用いて追尾が実行される。

次に、追尾部３０の構成及び動作について、図４を用いて詳細に説明する。図４は、追尾部３０の内部構成を概略的に示すブロック図である。追尾部３０は、スキャン領域初期設定部３１、候補領域設定部３２、画像認識部３３、及びスキャン領域設定部３４によって構成される。なお、各部位の動作は制御部１４ｃにより制御される。

ＡＦ機能を実行するときには、スキャン領域初期設定部３１により、受光面におけるスキャン領域の初期設定が行なわれる。図５に示すように、スキャン領域ＳＡは３２個の画素ブロック１２ｂにより形成され、６行６列の画素ブロック１２ｂにより形成される矩形の４隅の画素ブロック１２ｂを除いた形状に定められる。

なお、画素ブロック１２ｂとは、図６に示すように、有効画素領域ＡＡを例えば２０×２０に等分割した領域であって、互いに隣合う複数の画素１２ｐ、例えば１０×１０個の画素１２ｐによって形成される。なお、追尾機能を実行させるときには処理の高速化を図るために画素ブロック１２ｂについての信号成分に基づいて、後述のパターンマッチングが行われる。

スキャン領域初期設定部３１によって、スキャン領域の初期位置が定められる。初期位置は、撮像素子１２の有効画素領域ＡＡの中心がスキャン領域の中心Ｃに重なるように定められる（図５参照）。

なお、有効画素領域ＡＡには縦方向と横方向に延びる２つの画素ブロック１２ｂの境界線があるが（図５参照）、その交点のいずれかをスキャン領域ＳＡの中心Ｃに定め、任意の位置にスキャン領域ＳＡを設定可能である。スキャン領域ＳＡの設定は操作入力部１５に対するコマンド入力により行われる。

初期設定されたスキャン領域ＳＡがデータとして、候補領域設定部３２に送信される。候補領域設定部３２では、スキャン領域ＳＡから周囲の８方向に移動させたスキャン領域ＳＡと同一の形状の領域が候補領域に設定される。

候補領域として設定するためのスキャン領域からの方向は、第１〜第８の方向が定められている。図５において、上下左右の４方向がそれぞれ第１、第５、第３、第７の方向に定められる。また、左上方向、左下方向、右下方向、右上方向がそれぞれ第２、第４、第６、第８の方向に定められる。

第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８それぞれのスキャン領域ＳＡからの移動距離は、画素ブロック１２ｂ一つ分に決められる。以下に第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８の位置について例示する。

スキャン領域ＳＡから第１の方向に画素ブロック１２ｂ一つ分移動させた領域が第１の候補領域ＣＡ１に設定される（図７参照）。スキャン領域ＳＡから第２の方向に画素ブロック小１２一つ分移動させた領域が第２の候補領域ＣＡ２に設定される（図８参照）。スキャン領域ＳＡから第３の方向に画素ブロック１２ｂ一つ分移動させた領域が第３の候補領域ＣＡ３に設定される（図９参照）。スキャン領域ＳＡから第４の方向に画素ブロック１２ｂ一つ分移動させた領域が第４の候補領域ＣＡ４に設定される（図１０参照）。スキャン領域ＳＡから第５の方向に画素ブロック１２ｂ一つ分移動させた領域が第５の候補領域ＣＡ５に設定される（図１１参照）。スキャン領域ＳＡから第６の方向に画素ブロック１２ｂ一つ分移動させた領域が第６の候補領域ＣＡ６に設定される（図１２参照）。スキャン領域ＳＡから第７の方向に画素ブロック１２ｂ一つ分移動させた領域が第７の候補領ＣＡ７に設定される（図１３参照）。スキャン領域ＳＡから第８の方向に画素ブロック１２ｂ一つ分移動させた領域が第８の候補領域ＣＡ８に設定される（図１４参照）。

設定された第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８がデータとして、画像認識部３３に送信される。また、スキャン領域初期設定部３４に初期設定されたスキャン領域ＳＡがデータとして、候補領域設定部３２にも送信される。また、画像認識部３３には、前段データ処理部１４ｐ１から、画像データにおける画素毎のＲＧＢ画素信号成分が送信される。

先ず、画像データ認識部３３では各フレームの画像データに基づいてスキャン領域ＳＡ及び第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８を形成する各画素ブロック１２ｂにおけるＧ信号成分、またはＲＧＢ信号成分が生成される。なお、ＡＦＥ１３における増幅率が第１の閾値を超えるときは、Ｇ信号成分のみが生成される。ＡＦＥ１３における増幅率が第１の閾値以下のときは、ＲＧＢ信号成分すべてが生成される。

画素ブロック１２ｂにおけるＧ信号成分は、画素ブロック１２ｂに含まれる画素１２ｐそれぞれのＧ画素信号成分の信号強度の平均値を算出することにより求められる。画素ブロック１２ｂにおけるＲＧＢ信号成分は、画素ブロック１２ｂに含まれる画素１２ｐそれぞれのＲＧＢ画素信号成分の信号強度の平均値を算出することにより求められる。

例えば、第１のタイミングで送られる画像データにおけるスキャン領域ＳＡでは、図１５に示すように、左から右、上から下の画素ブロック１２ｂの順番に、１２０、３０、６０、５５、７０、１１０、１００、７０、４０、１０５、４０、８５、９５、６５、２５、４０、１５０、１２０、６０、３０、２５、４５、１００、１２０、１１０、９５、８０、５０、９０、７５、８０、２０の信号強度のＧ信号成分が算出される。なお、ＲＧＢ信号成分が抽出されるときもＲ信号成分、Ｇ信号成分、Ｂ信号成分毎に同様にして画素ブロック１２ｂにおける各信号成分が生成される。

生成された信号成分に基づいて、スキャン領域ＳＡ及び第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８を形成する各画素ブロック１２ｂにおけるＧ信号成分またはＲＧＢ信号成分の２値化が行なわれる。すなわち、各領域に含まれる複数の画素ブロック１２ｂにおけるそれぞれの信号成分の信号強度の平均値が求められ、平均値より大きな信号強度となる画素ブロック１２ｂの信号成分は１に変換され、平均値より小さな信号強度となる画素ブロック１２ｂの信号強度は０に変換される。

例えば図１５に示したスキャン領域のＧ信号成分の信号強度の平均値は７３．７５であり、それぞれの画素ブロック１２ｂにおけるＧ信号成分の信号強度は２値化により図１６に示すように、左から右、上から下の画素ブロック１２ｂの順番に１、０、０、０、０、１、１、０、０、１、０、１、１、０、０、０、１、１、０、０、０、０、１、１、１、１、１、０、１、１、１、０に変換される。なお、ＲＧＢ信号成分についても同様にして各信号成分の信号強度の２値化が行なわれる。

２値化された各画素ブロック１２ｂの信号強度はデータとして、領域毎にスキャン領域設定部３４に送られる。スキャン領域設定部３４では、スキャン領域ＳＡに含まれる被写体が次のタイミングの撮像により生成される画像データにおいて、第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８のいずれに移動したかが推測される。

なお、この推測は、スキャン領域ＳＡにおける各画素ブロック１２ｂの２値化された信号強度と次のタイミングの画像データの第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８それぞれにおける各画素ブロック１２ｂの２値化された信号強度とに基づいて行なわれる。

第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８の中からの選択は、第１〜第８の判定値の算出及び第１〜第８の判定値に基づく判定によって行なわれる。それぞれの動作について以下に詳細に説明する。

第１〜第８の判定値とは、スキャン領域ＳＡの画像と第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８それぞれの画像との一致性を示す計算値である。第１〜第８の判定値は、スキャン領域ＳＡ内と第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８内において相対的に同じ位置にある画素ブロック１２ｂにおける２値化された同じ種類の信号成分の信号強度を比較し、不一致となる画素ブロック１２ｂの個数を数えることにより算出される。従って、第１〜第８の判定値が低い程、スキャン領域ＳＡの画像との一致性が高いと推測される。

スキャン領域設定部３４はＥＸＯＲ回路（図示せず）を有しており、両画素ブロック１２ｂにおける２値化された信号強度がＥＸＯＲ回路に入力される。両画素ブロック１２ｂにおける２値化された信号強度が一致するときには０が返され、２値化された信号強度が異なるときには１が返される。

例えば、第１の候補領域ＣＡ１における２値化されたＧ信号成分の信号強度は、図１７に示すような値を有している。スキャン領域ＳＡ内と第１の候補領域ＣＡ１内の相対的位置が同じ画素ブロック１２ｂすべてに対して、２値化されたＧ信号成分の信号強度がＥＸＯＲ回路に入力されると、左から右、上からの下の画素ブロック１２ｂの順番に１、０、０、１、１、０、０、１、０、１、１、０、０、０、０、１、０、１、０、１、０、０、０、０、１、０、０、０、１、０、０、０の値が出力される。スキャン領域ＳＡと第１の候補領域ＣＡ１との比較において、ＥＸＯＲ回路から１の値が出力された回数が第１の判定値Ｕ（ｅｘｏｒ）として数えられる。

同様に、スキャン領域ＳＡと第２の候補領域ＣＡ２との比較が行なわれ、ＥＸＯＲ回路から１の値が出力された回数が第２の判定値ＵＬ（ｅｘｏｒ）として数えられる。同様に、スキャン領域ＳＡと第３の候補領域ＣＡ３との比較が行なわれ、ＥＸＯＲ回路から１の値が出力された回数が第３の判定値Ｌ（ｅｘｏｒ）として数えられる。同様に、スキャン領域ＳＡと第４の候補領域ＣＡ４との比較が行なわれ、ＥＸＯＲ回路から１の値が出力された回数が第４の判定値ＤＬ（ｅｘｏｒ）として数えられる。同様に、スキャン領域ＳＡと第５の候補領域ＣＡ５との比較が行なわれ、ＥＸＯＲ回路から１の値が出力された回数外第５の判定値Ｄ（ｅｘｏｒ）として数えられる。同様に、スキャン領域ＳＡと第６の候補領域ＣＡ６との比較が行なわれ、ＥＸＯＲ回路から１の値が出力された回数が第６の判定値ＤＲ（ｅｘｏｒ）として数えられる。同様に、スキャン領域ＳＡと第７の候補領域ＣＡ７との比較が行なわれ、ＥＸＯＲ回路から１の値が出力された回数が第７の判定値Ｒ（ｅｘｏｒ）として数えられる。同様に、スキャン領域ＳＡと第８の候補領域ＣＡ８との比較が行なわれ、ＥＸＯＲ回路から１の値が出力された回数が第８の判定値ＵＲ（ｅｘｏｒ）として数えられる。

第１〜第８の判定値Ｕ（ｅｘｏｒ）、ＵＬ（ｅｘｏｒ）、Ｌ（ｅｘｏｒ）、ＤＬ（ｅｘｏｒ）、Ｄ（ｅｘｏｒ）、ＤＲ（ｅｘｏｒ）、Ｒ（ｅｘｏｒ）、ＵＲ（ｅｘｏｒ）の最小値が判定される。最小値であると判定された判定値に対応する候補領域が被写体の移動した領域であると判定され、選択される。選択された候補領域は、スキャン領域ＳＡとして再設定される。

なお、画像認識部３３においてＲＧＢ信号成分が抽出されるときは、前述と同様にしてＲ信号成分の信号強度に基づいた第１〜第８のＲ判定値Ｕｒ（ｅｘｏｒ）、ＵＬｒ（ｅｘｏｒ）、Ｌｒ（ｅｘｏｒ）、ＤＬｒ（ｅｘｏｒ）、Ｄｒ（ｅｘｏｒ）、ＤＲｒ（ｅｘｏｒ）、Ｒｒ（ｅｘｏｒ）、ＵＲｒ（ｅｘｏｒ）が求められ、Ｇ信号成分の信号強度に基づいた第１〜第８のＧ判定値Ｕｇ（ｅｘｏｒ）、ＵＬｇ（ｅｘｏｒ）、Ｌｇ（ｅｘｏｒ）、ＤＬｇ（ｅｘｏｒ）、Ｄｇ（ｅｘｏｒ）、ＤＲｇ（ｅｘｏｒ）、Ｒｇ（ｅｘｏｒ）、ＵＲｇ（ｅｘｏｒ）が求められ、Ｂ信号成分の信号強度に基づいた第１〜第８のＢ判定値Ｕｂ（ｅｘｏｒ）、ＵＬｂ（ｅｘｏｒ）、Ｌｂ（ｅｘｏｒ）、ＤＬｂ（ｅｘｏｒ）、Ｄｂ（ｅｘｏｒ）、ＤＲｂ（ｅｘｏｒ）、Ｒｂ（ｅｘｏｒ）、ＵＲｂ（ｅｘｏｒ）が求められる。

次に、第１のＲ判定値Ｕｒ（ｅｘｏｒ）、第１のＧ判定値Ｕｇ（ｅｘｏｒ）、及び第１のＢ判定値Ｕｂ（ｅｘｏｒ）の合計値として第１の判定値Ｕ（ｅｘｏｒ）が算出される。同様にして、第２〜第８の判定値ＵＬ（ｅｘｏｒ）、Ｌ（ｅｘｏｒ）、ＤＬ（ｅｘｏｒ）、Ｄ（ｅｘｏｒ）、ＤＲ（ｅｘｏｒ）、Ｒ（ｅｘｏｒ）、ＵＲ（ｅｘｏｒ）が算出される。

最後に、第１〜第８の判定値Ｕ（ｅｘｏｒ）、ＵＬ（ｅｘｏｒ）、Ｌ（ｅｘｏｒ）、ＤＬ（ｅｘｏｒ）、Ｄ（ｅｘｏｒ）、ＤＲ（ｅｘｏｒ）、Ｒ（ｅｘｏｒ）、ＵＲ（ｅｘｏｒ）の最小値が判定される。最小値であると判定された判定値に対応する候補領域が被写体の移動した領域であると判定され、選択される。選択された候補領域は、スキャン領域ＳＡとして再設定される。

なお、固定ＡＦ機能を実行させるときには、追尾部３０の中でスキャン領域初期設定部３１のみが駆動され、画素ブロック算出部３１、候補領域設定部３２、画像認識部３３、及びスキャン領域設定部３４の駆動は停止される。

スキャン領域初期設定部３１の駆動により設定されたスキャン領域ＳＡは画像認識部３３及びスキャン領域設定部３４を介してＡＦ調整部１４ａにデータとして送られる。なお、追尾ＡＦ機能と異なり、スキャン領域ＳＡは最初に設定されたスキャン領域ＳＡのまま固定される。

次に、追尾ＡＦ機能を実行するときに追尾部３０において行なわれるスキャン領域ＳＡの設定のために行なわれる処理を図１８、図１９のフローチャートを用いて説明する。図１８は、スキャン領域ＳＡの設定のために行なわれる処理を説明するための第１のフローチャートである。図１９は、スキャン領域ＳＡの設定のために行われる処理を説明するための第２のフローチャートである。

追尾ＡＦ機能を実行させるとき、すなわち追尾ＡＦ機能実行に切替えるコマンド入力をした後にレリーズボタンが半押しされたときに本処理が開始される。なお、本処理は、デジタルカメラ１０の電源がＯＦＦに切替えられるか、追尾ＡＦ機能の実行が解除されるまで繰返される。

ステップＳ１００において、スキャン領域ＳＡの初期設定が行なわれる。操作者によるコマンド入力により定められた撮影画像の枠内の点を中心Ｃとしてスキャン領域ＳＡが設定される。

次のステップＳ１０１において、１フレームの画像データが受信され、次のステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、設定されたスキャン領域に基づいて第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８が設定される。

候補領域が設定されると、ステップＳ１０３に進み、制御部１４ｃによりＡＦＥ１３に設定された増幅率が認識される。次のステップＳ１０４では、ステップＳ１０３において認識された増幅率が第１の閾値と比較される。

増幅率が第１の閾値を越えるときは、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、受信した最新の画像データに基づいてスキャン領域ＳＡを形成する各画素ブロック１２ｂのＧ信号成分が生成される。増幅率が第１の閾値を下回るときは、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、受信した最新の画像データに基づいてスキャン領域ＳＡを形成する各画素ブロック１２ｂのＲＧＢ信号成分が生成される。

ステップＳ１０５またはステップＳ１０６の終了後に、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５において生成したスキャン領域ＳＡを形成する画素ブロック１２ｂのＧ信号成分、またはステップＳ１０６において生成したスキャン領域ＳＡを形成する画素ブロック１２ｂのＲＧＢ信号成分の２値化が行なわれる。

信号成分の２値化の終了後に、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では次のタイミングの画像データが受信される。次のステップＳ１０９では、ステップＳ１０３において認識された増幅率が再び第１の閾値と比較される。

増幅率が第１の閾値を越えるときは、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、受信した最新の画像データに基づいて第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８を形成する各画素ブロック１２ｂのＧ信号成分が生成される。増幅率が第１の閾値を下回るときは、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、受信した最新の画像データに基づいて第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８を形成する各画素ブロック１２ｂのＲＧＢ信号成分が生成される。

ステップＳ１１０またはステップＳ１１１の終了後に、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、ステップＳ１１０において生成した第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８を形成する画素ブロック１２ｂのＧ信号成分、またはステップＳ１１１において生成した第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８を形成する画素ブロック１２ｂのＲＧＢ信号成分の２値化が行なわれる。

信号成分の２値化の終了後に、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３ではスキャン領域ＳＡ及び第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８を形成する各画素ブロック１２ｂの２値化された信号成分に基づいて、第１〜第８の判定値Ｕ（ｅｘｏｒ）、ＵＬ（ｅｘｏｒ）、Ｌ（ｅｘｏｒ）、ＤＬ（ｅｘｏｒ）、Ｄ（ｅｘｏｒ）、ＤＲ（ｅｘｏｒ）、Ｒ（ｅｘｏｒ）、ＵＲ（ｅｘｏｒ）が算出される。

算出された判定値に基づいて、次のステップＳ１１４では、スキャン領域ＳＡの設定が行なわれる。すなわち、第１〜第８の判定値Ｕ（ｅｘｏｒ）、ＵＬ（ｅｘｏｒ）、Ｌ（ｅｘｏｒ）、ＤＬ（ｅｘｏｒ）、Ｄ（ｅｘｏｒ）、ＤＲ（ｅｘｏｒ）、Ｒ（ｅｘｏｒ）、ＵＲ（ｅｘｏｒ）の中で最小となる判定値に対応する候補領域が新たなスキャン領域ＳＡとして設定される。

ステップＳ１１４を終了するとステップＳ１０２に戻り、以後ステップＳ１０２〜ステップＳ１１４の処理が繰返される。

以上のような構成である第１の実施形態のパターンマッチングシステムによれば、追尾のために用いる信号成分を、ＡＦＥ１３における増幅率に応じて、すなわち被写体の明るさに応じて、Ｇ信号成分のみとＲＧＢ信号成分とのいずれか一方に切替えることが可能となる。

多くの種類の信号成分を用いることによりパターンマッチングの精度を向上させることが可能である。一方、増幅前の画素信号の信号強度が小さいとき、すなわち画素１２ｐにおける受光量が低いときには相対的にノイズが大きくなるため、多くの種類の信号成分を用いることにより、かえってパターンマッチングの精度が低減化することがある。

通常のデジタルカメラでは、被写体の光学像が明るいときには増幅率を下げ、暗いときには増幅率を上げることが一般的である。そこで、増幅率に応じてパターンマッチングに用いる信号成分を切替えることにより、被写体の光学像が明るいときから暗いときまで高い精度でパターンマッチングを行うことが可能になる。

次に、本発明の第２の実施形態を適用したパターンマッチングシステムについて、図２０、図２１を用いて説明する。本実施形態におけるパターンマッチングシステムは、パターンマッチングに用いる信号成分の種類が、第１の実施形態と異なる。第１の実施形態と異なる点について、詳しく説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能を有する部位には同じ符号を付する。

第２の実施形態におけるデジタルカメラは、ＤＳＰ以外はすべて同じである。また、ＤＳＰ１４０は前段データ処理部１４０ｐ１及び追尾部３００の機能が、第１の実施形態と異なる（図２０参照）。

前段データ処理部１４０ｐ１では、ＤＲＡＭ２２に格納された画像データに対して色補間処理、ホワイトバランス処理、及び輝度信号・色差信号生成処理等の所定のデータ処理が行われる。所定のデータ処理が施された画像データは、後段データ処理部１４０ｐ２に送信される。

後段データ処理部１４ｐ２では、送信された画像データに対して第１の実施形態と同様の所定のデータ処理が施される。

追尾部３００には、輝度信号成分と色差信号成分である画像データが前段データ処理部１４０ｐ１から送信される。送信された画像データに基づいて追尾部３００により、追尾対象体の追尾が行われる。

追尾部３００は画像認識部３３０及びスキャン領域設定部３４０の機能のみが第１の実施形態と異なる（図２１参照）。第１の実施形態と同様に、スキャン領域設定部３１によりスキャン領域ＳＡの初期設定が行なわれる。また、候補領域設定部３２により第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８が設定される。

第１の実施形態と同様に、画像認識部３３０には、スキャン領域初期設定部３１からスキャン領域ＳＡが、候補領域設定部３２からは第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８が、それぞれデータとして送信される。さらに、画像認識部３３０には、前段データ処理部１４０ｐ１から、画像データにおける各画素１２ｐの輝度信号成分Ｙ及び色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂが送信される。

先ず、画像データ認識部３３０では各フレームの画像データに基づいてスキャン領域及び第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８を形成する各画素ブロック１２ｂにおける輝度信号成分Ｙ、または輝度信号成分Ｙと色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂとが生成される。なお、ＡＦＥ１３における増幅率が第１の閾値を超えるときは、輝度信号成分Ｙのみが生成される。ＡＦＥ１３における増幅率が第１の閾値以下のときは、輝度信号成分Ｙ及び色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂが生成される。

画素ブロック１２ｂにおける輝度信号成分Ｙは、画素ブロック１２ｂを形成する画素１２ｐそれぞれの輝度信号成分Ｙの信号強度の平均値を算出することにより求められる。画素ブロック１２ｂにおける色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂは、画素ブロック１２ｂを形成する画素１２ｐそれぞれの色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂの信号強度の平均値を算出することにより求められる。

生成された信号成分に基づいて、スキャン領域ＳＡ及び第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８における各画素ブロック１２ｂにおける輝度信号成分Ｙまたは輝度信号成分Ｙと色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂの２値化が行なわれる。

２値化された各画素ブロック１２ｂの信号強度はデータとして、領域毎にスキャン領域設定部３４０に送られる。スキャン領域設定部３４０では、スキャン領域ＳＡに含まれる被写体が次のタイミングの撮像により生成される画像データにおいて、第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８のいずれに移動したかが推測される。

なお、この推測は、スキャン領域ＳＡにおける各画素ブロック１２ｂの２値化された信号強度と次のタイミングの画像データの第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８それぞれにおける各画素ブロック１２ｂの２値化された信号強度とに基づいて行なわれる。

第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８の中からの選択は、第１の実施形態と同様に第１〜第８の判定値を算出し、算出した第１〜第８の判定値に基づく判定によって行なわれる。

以上のように、第２の実施形態のパターンマッチングシステムにおいて、追尾のために用いる信号成分を、ＡＦＥ１３における増幅率に応じて輝度信号成分Ｙのみと輝度信号成分Ｙと色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂの組合せとのいずれか一方に切替えることが可能となる。従って、第１の実施形態と同様に被写体の光学像が明るいときから暗いときまで高い精度でパターンマッチングを行うことが可能になる。

また、本実施形態のパターンマッチングシステムによれば、各画素ブロックの輝度を２値化するので、パターンマッチングの安定性を向上させることが可能になる。例えば、蛍光灯のようにフリッカの生じる光源をスキャン領域または候補領域に受光させるときに、全体の一致性が高くても局所的な一致性が低くなることがあるが、２値化により局所的な不一致性が低減化されるので、安定性の向上が図られるのである。

なお、第１の実施形態において、ＡＦＥ１３における増幅率が第１の閾値未満であるときにＲＧＢ信号成分を用いてパターンマッチングを行う構成であるが、ＲＧ信号成分またはＧＢ信号成分を用いてパターンマッチングを行う構成であっても良い。用いる信号成分が２種類であっても、Ｇ信号成分のみを用いる場合に比べてパターンマッチングの精度を向上可能である。

また、第２の実施形態において、ＡＦＥ１３における増幅率が第１の閾値未満であるときに輝度信号成分Ｙ及び２種の色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂを用いてパターンマッチングを行う構成であるが、輝度信号成分Ｙ及び１種の色差信号成分Ｃｒ、または輝度信号成分Ｙ及び１種の色差信号成分Ｃｂを用いてパターンマッチングを行う構成であっても良い。

また、第１の実施形態において、増幅率が所定の閾値を超えるときにＧ信号成分のみを用い、増幅率が所定の閾値を下回るときにＲＧＢ信号成分を用いてパターンマッチングを行う構成であるが、増幅率に応じてパターンマッチングに用いる信号成分の種類を変更する構成であっても良い。

例えば、増幅率が大きいときにＲＧＢ信号成分を用いる構成が考えられる。前述のように通常は、増幅率が大きいときには単一の色信号成分を用いることが好ましい。しかし、被写体の色成分が極端に偏っている場合には、単一の色信号成分ではパターンマッチングの精度が低下することがある。そのような場合は増幅率が大きくなるにつれてパターンマッチんぶに用いる信号成分の種類を増加させることが好ましいなお、第２の実施形態も同様である。

同様に、第２の実施形態において、増幅率が所定の閾値を超えるときに輝度信号成分Ｙのみを用い、増幅率が所定の閾値を下回るときに輝度信号成分Ｙおよび色差信号成分Ｃｒ、Ｃｂを用いてパターンマッチングを行う構成であるが、増幅率に応じてパターンマッチングに用いる信号成分の種類を変更する構成であっても良い。

また、第１、第２の実施形態において、スキャン領域ＳＡまたは候補領域を形成する画素ブロック１２ｂの数は３２個であるが、何個であっても良い。また、スキャン領域ＳＡ及び候補領域の形状は十字形であるがいかなる形状であっても良い。

また、第１、第２の実施形態において、被写体の移動方向が第１〜第８の方向の８方向のいずれであるかを判定する構成であるが、複数の方向の中から判定される構成であればよい。

また、第１、第２の実施形態において、スキャン領域ＳＡから第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８までの移動距離は、１画素ブロック１２ｂであるが、移動させる画素ブロック１２ｂの数はいくつであっても良い。

また、第１、第２の実施形態において、スキャン領域ＳＡ及び第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８における画素ブロック１２ｂの輝度の２値化が行なわれているが、２値化でなくても所定の数によって階層化しても良い。更には、階層化しなくても良い。ただし、２値化又は階層化を行なうことにより前述のような効果を得ることが可能になる。

あるいは、第１、第２の実施形態において、画素ブロック１２ｂ、１２Ｂの輝度を３以上の階層化する場合や、階層化を行なわない場合はスキャン領域ＳＡと各候補領域における同じ位置の画素ブロックの輝度の差の絶対値が予め定められた基準値以下のときに０を返して、各判定値を算出する構成であっても良い。本実施形態のように２値化された輝度の場合は、基準値を０に設定することに相当している。

また、第１、第２の実施形態において、ＥＸＯＲ回路を用いて、スキャン領域ＳＡと第１〜第８の候補領域ＣＡ１〜ＣＡ８における画素ブロック１２ｂの２値化された輝度が一致しているか否かを判定させているが、例えばＥＸＮＯＲ回路を用いて判定を行なわせても良い。また、他のいずれの手段により一致しているか否かの判定を行なっても良い。

また、第１、第２の実施形態において、撮像素子１２には原色系のカラーフィルタが設けられるが補色系カラーフィルタを用いることも可能である。

また、第１、第２の実施形態において、撮像素子１２の有効画素領域ＡＡには画素がマトリックス状に配列される構成であるが、２次元状に配列されていればよい。

また、第１、第２の実施形態において、追尾部３０により所望の被写体を追尾させ、追尾している被写体に対してＡＦ機能を実行させる構成であるが、追尾部３０による追尾機能を他の機能に適用することは可能である。例えば、所望の被写体を追尾し、モニタ上に被写体とともに追尾されていることが表示される監視カメラや、移動する被写体を追尾させ、追尾している被写体に対して自動露出補正を行なうカメラなどにも適用可能である。

また、第１、第２の実施形態において、パターンマッチングを被写体の追尾に利用する構成であるが、例えば、顔面認証システム等に適用することも可能である。

本発明の第１の実施形態を適用したパターンマッチングシステムにより被写体の追尾を行なう被写体追尾システムを有するデジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。 撮像素子の構成を概略的に示すブロック図である。 ＤＳＰの内部構成を概略的に示すブロック図である。 追尾部の内部構成を概略的に示すブロック図である。 設定されるスキャン領域の位置及び形状を説明するための図である。 画素ブロックの構成を示す図である。 スキャン領域に対する第１の候補領域の位置関係を示す図である。 スキャン領域に対する第２の候補領域の位置関係を示す図である。 スキャン領域に対する第３の候補領域の位置関係を示す図である。 スキャン領域に対する第４の候補領域の位置関係を示す図である。 スキャン領域に対する第５の候補領域の位置関係を示す図である。 スキャン領域に対する第６の候補領域の位置関係を示す図である。 スキャン領域に対する第７の候補領域の位置関係を示す図である。 スキャン領域に対する第８の候補領域の位置関係を示す図である。 スキャン領域における画素ブロック毎のＧ信号成分の信号強度の一例を示す図である。 図１６に示すスキャン領域の画素ブロックについての２値化した信号強度を示す図である。 第１の候補領域における画素ブロック毎の２値化した信号強度の一例を示す図である。 スキャン領域の設定のために行なわれる処理を説明するための第１のフローチャートである。 スキャン領域の設定のために行なわれる処理を説明するための第２のフローチャートである。 第２の実施形態のＤＳＰの内部構成を概略的に示すブロック図である。 第２の実施形態の追尾部の内部構成を概略的に示すブロック図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１１ｂ フォーカスレンズ
１２ 撮像素子
１２ｂ 画素ブロック
１２ｐ 画素
１３ ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）
１４ ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）
１４ａ ＡＦ調整部
１４ｃ 制御部
１４ｐ１、１４０ｐ１ 前段データ処理部
１７ フォーカス駆動部
３０ 追尾部
３１ スキャン領域初期設定部
３２ 候補領域設定部
３３ 画像認識部
３４ スキャン領域設定部
ＣＡ１〜ＣＡ８ 第１〜第８の候補領域
ＳＡ スキャン領域

Claims (6)

1. 第１の画像と第２の画像との一致性の高さを示すための判定値を出力するパターンマッチングシステムであって、
   前記第１、第２の画像に相当する第１、第２の画像データを、前記第１、第２の画像を形成するパターン領域における色を再現するための第１、第２の色信号成分、または輝度信号成分及び色差信号成分を有する領域信号として受信する受信部と、
   前記第１、第２の画像における同じ位置の前記パターン領域の前記領域信号の信号強度を比較する比較部と、
   前記比較部による比較において前記領域信号の信号強度の差の絶対値が予め定められる基準値以下となる前記パターン領域の数に応じて変わる前記判定値を算出する判定部と、
   前記判定値を出力する出力部と、
   前記第１、第２の画像データを増幅させるゲインを読出すゲイン認識部と、
   前記ゲインに応じて、前記比較部における比較を行なわせ、前記判定部に前記判定値を算出させるために用いる前記領域信号の信号成分の種類を増減させる制御部とを備える
   ことを特徴とするパターンマッチングシステム。
2. 前記制御部は、前記ゲインが所定の閾値を越えるときには前記領域信号の中で前記第１の色信号成分または前記輝度信号成分のみを用い、前記ゲインが前記所定の閾値未満であるときには前記第１、第２の色信号成分または前記輝度信号成分及び前記色差信号成分を用いて、前記比較部における比較を行なわせ、前記判定部に前記判定値を算出させることを特徴とする請求項１に記載のパターンマッチングシステム。
3. 前記第１、第２の色信号成分を有する前記領域信号を、前記輝度信号成分と前記色差信号成分とを有する領域信号に変換する変換部を備え、
   前記制御部は、前記ゲインが前記所定の閾値を越えるときには前記領域信号の中で前記輝度信号成分のみを用い、前記ゲインが前記所定の閾値未満であるときには前記輝度信号成分及び前記色差信号成分を用いて、前記比較部における比較を行なわせ、前記判定部に前記判定値を算出させる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターンマッチングシステム。
4. 前記領域信号は第３の色信号成分を有し、前記制御部は前記ゲインが前記所定の閾値未満であるときには前記第３の色信号成分を用いて前記比較部における比較を行なわせ、前記判定部に前記判定値を算出させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターンマッチングシステム。
5. 前記第１の色信号成分は緑色の信号成分であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のパターンマッチングシステム。
6. 前記第１、第２の画像データにおける前記領域信号の信号強度の２値化を行なう２値化部を備え、前記比較部は前記第１、第２の画像における同じ位置の前記パターン領域の前記領域信号の２値化された前記信号強度を比較することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のパターンマッチングシステム。

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