JP2009093412A - 画像計測方法及び画像計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】解決しようとする課題は、ＦＡ分野の製造ラインで極小部品、マークなどの探索対象物を撮影した探索画像とテンプレート画像とのマッチングにより探索対象物の位置・形状を計測するテンプレートマッチングにおいて、撮影画像の基本単位の±１画素（ピクセル）以下（サブピクセル精度）の計測ができないことである。
【解決手段】
計測対象物の標準画像であるテンプレート画像同士の自己相関値を算出し、自己相関値よりテンプレート画像自身の誤差を算出してテンプレート画像の誤差補正量を算出して、探索物の画像とテンプレート画像とのマッチングにより算出した探索物の位置・形状をテンプレート画像の有する誤差補正量で補正し、サブピクセルの精度で探索対象物を計測する。
【選択図】図２

Description

本発明はＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）分野の製造ラインなどでの部品・マークなどの位置、形状の計測に係り、特に極小の対象物を撮影し、対象物の基準テンプレートと撮影画像とのマッチングにより対象物の位置・形状の計測を精度良く行なう画像計測方法及び画像計測装置に関するものである。

ＦＡ分野の製造ラインなどでは、ロボットなどによりライン上の部品を掴み取り上げて、装置に装着あるいはプリント板の指定位置に挿入する。あるいはマークの形状を把握し、マークの方向を合わせて対象物の指定位置に貼り付けることが行なわれている。しかしながら、作今の装置などの小型化の進展に伴ない、対象の部品、マークなどは非常に小さく、また、複雑な形状の部品も多くなっている。このため対象物の位置・形状を探索し計測する必要がある。方策として、対象物を撮影した画像（探索画像）を対象物の基準テンプレート（誤解し易い場合はテンプレート画像と表現）とマッチング（テンプレートマッチング）させ、形状・位置を計測して目的の装置への装着、プリント板への挿入が行なわれる。

図１０は従来のテンプレートマッチングによるサブピクセル位置推定方法（その１）を示す図である。従来のテンプレートマッチングにより探索物を画像の基本単位である画素（ピクセル）以下の精度で計測を行なう方法を示している。なお、このピクセル以下の精度での計測をサブピクセル位置推定と表現する。１）テンプレート、２）探索画像とマッチング領域、３）フィッティング関数とピーク値を示している。
ア．１）で示すテンプレートを２）の探索画像上の左上を起点として、１ピクセル単位のピッチで位置をずらしながら（図の矢印の方向）探索画像とテンプレート画像とのマッチングを行ない、ピクセル単位の位置での相関値を算出する。２つの図形間の相関値の算出については一般に知られているので説明は省略する。
イ．ピクセル単位の座標位置を引数として算出した相関値を近似するフィッティング関数を算出する。フィッティング関数がピーク値となる相関ピーク位置を推定する（ここでは説明上１次元としＸの関数として２次曲線で表す）。この例ではＸ座標の（３１９）と（３２０）の間にピークがあり、このＸ座標位置「ｘ_０」より探索物の位置を推定する。位置を推定することを「探索物を計測する」と表現する。

しかしながら、テンプレート画像と探索画像が同一（サブピクセル移動量がゼロ）の場合においても、「±１」ピクセルのサンプリング位置における探索画像のマッチング領域が完全には一致しないため、「±１」ピクセルの位置での相関値は僅かに異なったものとなる。その結果、フィッティング関数近似によって得られたピーク位置がゼロにはならず、ずれてしまう。任意の探索画像での計測位置にもこのようなずれが加わることになり、サブピクセル以下の精度での探索物計測の誤差の要因となっている。

図１１は従来のテンプレートマッチングによるサブピクセル位置推定方法（その２）を示す図である。テンプレートとして対象物の一部を撮影したテンプレート画像を採用し、図１０で述べたテンプレートマッチングを実行する。１）部分テンプレート、２）部分テンプレートによるマッチングを示している。

図１１の１）で示す探索物の一部のテンプレートと２）で示す探索画像とのマッチングを行ない、フィッティング関数を算出し、相関ピーク位置よりＸ座標の位置を推定する。

この部分マッチングにより、相関値を算出した場合、各々のマッチング領域の画像の差異が大きいため、この誤差は更に強く現れる。この誤差のため製造ラインでの部品実装ができなくなる、あるいはマーク位置がずれるなどの問題が発生する。

上述したように、従来のテンプレートマッチングによるサブピクセル位置の推定では、テンプレート画像の内部構造（輝度分布）によらず、常に同一のフィッティング関数によりピーク位置推定を行っていた。しかし、実際にはテンプレート画像の輝度分布に応じて相関値の分布形状は微妙に異なるため、フィッティング関数近似によるピーク推定位置にずれが生じ、サブピクセルの計測誤差となっていた。

特許文献１では複数のマッチング基本画像の各々に対しマッチング対象画像の位置をずらしてマッチングを行ない、各マッチングピークが得られた複数のマッチング度とマッチング位置よりマッチング位置偏差を補正して偏差を除いたマッチング位置及びマッチング度を算出する技術が開示されている。

特許文献２では計測対象物のモデルの撮影画像上で、モデルの各々異なる特徴を示す複数のモデル画像を生成し、各々最大となる相関値を算出し対象画像の中心位置を算出する技術が開示されている。
特開平０９−８１７２９号公報 特開平１０−１５３４０７号公報

解決しようとする課題は、ＦＡ分野の製造ラインで極小部品、マークなどの探索対象物を撮影した探索画像とテンプレート画像とのマッチングにより探索対象物の位置・形状を計測するテンプレートマッチングにおいて、撮影画像の基本単位の１ピクセル以下（サブピクセル）の計測ができない問題である。

本発明は、テンプレートマッチングによる探索画像の計測において、ピクセル以下のサブピクセルの精度で探索対象物の位置・形状計測を実現する画像計測方法及び装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、テンプレート画像と探索対象物を撮影した探索画像のテンプレートマッチングによる相関値の分布をフィッティングすることにより前記探索対象物の位置・形状を計測するテンプレートマッチングによる画像計測方法である。

前記計測対象物のテンプレート画像同士の自己相関値を算出し、前記算出した自己相関値より前記テンプレート画像の位置を推定して前記テンプレート画像の誤差を算出し、前記誤差より前記テンプレート画像の誤差を補正する補正量を算出し、前記探索画像と前記テンプレート画像とのマッチングにより前記探索対象物の位置を算出し、前記算出した探索対象物の位置を前記補正量で補正して前記探索対象物の位置・形状を計測する。

第１の発明により、テンプレート画像が有する誤差を補正することができ、探索対象物の位置・形状をサブピクセルの精度で計測できる。

第２の発明は、第１の発明において前記探索物の位置を補正する補正量は、前記テンプレートを複数の位置に移動して複数の補正量を算出し、前記算出した複数の補正量の内、最小となる前記移動位置での前記テンプレート画像とその補正量で前記探索対象物の位置を補正する。

第２の発明によりテンプレート画像が有する誤差が最小となる位置を選択でき、探索対象物の位置・形状の計測を精度良くできる。

第３の発明は、第１の発明において、前記テンプレート画像をサブピクセル量移動した位置に移動して自己相関値を算出し、前記自己相関値より前記テンプレートの前記移動位置での誤差として補正量を算出し、前記サブピクセル移動した移動位置で算出する補正量を複数のサブピクセル移動位置で算出し、前記探索画像と前記テンプレート画像とのマッチングにより算出した位置を前記探索画像の位置に一番近い前記サブピクセル移動位置の補正量で補正する。

第３の発明により、探索画像の誤差補正量を、複数のサブピクセル移動した位置に一番近いサブピクセル移動位置の誤差補正量で補正することができ、探索対象物の位置・形状の計測がサブピクセル以下の精度で計測できる。

第４の発明は、第１の発明において相関値の分布によるフィッティングは前記テンプレート画像を複数位置に移動して移動位置毎に自己相関値を算出し、前記各移動位置と該移動位置での自己相関値をフィッティング関数で近似して算出する。

第４の発明により、相関値の分布をフィッティング関数近似することにより、探索対象物の位置・形状の計測を精度良くできる。

第５の発明は、テンプレート画像と探索対象物を撮影した探索画像のテンプレートマッチングによる相関値の分布をフィッティングすることにより前記探索対象物の位置・形状を計測するテンプレートマッチングによる画像計測装置である。

前記画像計測装置は、前記計測対象物のテンプレート画像同士の自己相関値を算出する手段と、前記算出した自己相関値より前記テンプレート画像の位置を推定する手段と、前記推定した位置より前記テンプレート画像の誤差を算出して前記テンプレート画像の誤差を補正する補正量を算出する手段と、前記探索画像と前記テンプレート画像とのテンプレートマッチングにより前記探索対象物の位置を算出する手段と、で構成し、前記算出した探索対象物の位置を前記補正量で補正して前記探索対象物の位置・形状を計測する。

第５の発明により、テンプレート画像が有する誤差を補正し、探索対象物の位置・形状をサブピクセルの精度で計測できる画像計測装置を実現できる。

本発明により、個々のテンプレート画像が有している計測誤差の要因に併せてその誤差量を補正量として算出し、探索画像の計測結果を補正することにより、サブピクセルの精度で探索物の位置・形状を計測することが可能であり、計測誤差を個別に補正して計測精度を向上させることができる。

（実施例１）
図１は本発明の一実施形態の画像位置計測装置ブロック構成を示す図である。

画像位置計測装置１は画像入力部１０、テンプレート画像処理部２０、テンプレートマッチング処理部３０、計測結果出力部４０で構成する。以下に各部の機能処理内容を述べる。
１）画像入力部１０
探索対象物の画像（以下、標準テンプレート画像と表現）、標準テンプレート画像から切り出し探索画像とのマッチングを行なうために登録する画像（以下、テンプレート画像と表現）、探索画像を入力し、登録部２０、テンプレートマッチング処理部３０に送る。
２）テンプレート画像処理部２０
画像登録部２１、補正量算出部２２で構成する。
３）画像登録部２１
画像入力部１０から標準テンプレート画像を受信し、テンプレート画像として登録する。
４）補正量算出部２２
テンプレート画像よりテンプレート自身の誤差を算出し、探索画像の計測結果を補正する補正量として保持する。テンプレート自身の持つフィッティング誤差の算出（補正量の算出）方法については後述する。（図２、図５）
５）テンプレートマッチング処理部３０
相関演算部３１、サブピクセル推定部３２、推定位置補正部３３で構成し、画像入力部１０から探索画像、テンプレート画像処理部２０よりテンプレート画像、補正量を受信し、探索画像の計測と補正を行い、計測結果を計測結果出力部４０に出力する。
６）相関演算部３１
探索画像に対し、テンプレート画像を移動させ、移動した各位置での相関演算を行なう。移動位置とその位置で相関値より、フィッティング関数で近似する処理を行なう。フィッティング関数の最大値とその位置を算出する。
７）サブピクセル位置推定部３２
相関演算部３１で算出したフィッティング関数の相関最大値とその位置より探索画像の位置をサブピクセル精度で推定する。
８）推定位置補正部３３
サブピクセル推定部３２での探索画像の位置推定結果とテンプレート画像処理部２０からのテンプレート画像の誤差の補正量より推定した探索物の位置を補正し探索物の位置計測を行なう。
９）計測結果出力部４０
テンプレートマッチング処理部３０からの探索物の計測結果を出力する。

図２はテンプレート画像の補正量算出手順（その１）を示す図である。
Ｓ１：テンプレート用画像（標準テンプレート画像）より対象物の領域を切り出し、テンプレート画像として登録する。
Ｓ２：標準テンプレート画像上に設定した基準位置でのテンプレート画像と標準テンプレート画像との自己相関値を算出する。
Ｓ３：テンプレート画像を標準テンプレート画像上で基準位置より「−１」及び「+１」ピクセル移動し、その位置での標準テンプレート画像との自己相関値を算出する。

なお、基準位置とはテンプレート画像と標準テンプレート画像の各原点を一致させ（同一画像に相当）、ピクセル単位では画像が移動していない（サブピクセル移動量ゼロ）位置である。
Ｓ４：算出した３つの位置とその相関値より２次曲線で近似したフィッティング関数を算出する。
Ｓ５：フィッティング関数の自己相関値が最大となる位置を算出し、その自己相関最大位置と基準位置との差をテンプレートの補正量「Ｈ」とする。

Ｓ４で３点の相関値から２次曲線の算出と最大値の算出について述べる。ここでは１次元とし位置ｘに対し、自己相関値をｙとし、ｙ＝ｆ（ｘ）＝ａｘ^２+ｂｘ+ｃ＝ａ（ｘ+ｂ２／４ａ）^２+（ｃ−ｂ^２／４ａ）とする。［ｘ_０］の位置と［ｘ_０］より［−１］、［+１］ピクセル移動させた位置［ｘ_０−１］、［ｘ_０+１］とその自己相関値、（ｘ_０−１，ｙ_１）、（ｘ_０，ｙ_２）、（ｘ_０+１，ｙ_３）、より係数「ａ」、「ｂ」、「ｃ」は各々、ａ＝（ｙ_１+ｙ_３−２*ｙ_２）／２、ｂ＝（ｙ_２−ｙ_１）−ａ*（２*ｘ_０−１）と算出でき、自己相関値が最大値となる「ｘ_ｍａｘ」はｘ_ｍａｘ＝（−ｂ／２ａ）となる。

なお、ここではフィッティング関数として二次曲線による近似について説明したが、テンプレートマッチングによる自己相関値の分布がより複雑となり、２次曲線では近似できないと判断した場合は、自己相関値分布に適した近似関数で行なえば良い。ここでは説明を省略する。また、後述する（図２、図３、図５、図８）でのフィッティング関数近似も同様に２次曲線での近似として説明する。

また、自己相関によるテンプレート自身の誤差算出として、対象物の標準画像からテンプレート画像の撮影を繰り返し撮影した平均画像をテンプレート画像として用いることによって、ランダムノイズの影響を抑えることもできる。詳細な説明は省略する。

図３は探索画像のサブピクセル位置推定手順（その１）を示す図である。
Ｓ１１：計測する対象物の画像（探索画像）を撮影する。
Ｓ１２：撮影した探索画像とテンプレート画像との相関値をテンプレート初期位置「Ｅ０」より順次所定位置移動して各位置で算出する。
Ｓ１３：算出した相関値が最大となった位置とその位置より「−１」及び「+１」ピクセル移動した３点での相関値を２次曲線で近似したフィッティング関数を算出する。
Ｓ１４：フィッティング関数の相関値が最大となるサブピクセル位置を算出し、そのサブピクセル位置を補正量「Ｈ」で補正し、探索画像の推定位置とする。

なお、Ｓ１３、Ｓ１４でのフィッティング関数の算出、フィッティング関数の相関値が最大となる位置の算出は図２の最後に述べた手順と同一の方法で行なう。

図４はテンプレート誤差の補正による探索画像位置推定を説明する図である。テンプレート自身の持つフィッティング誤差を算出し、算出した誤差より、探索画像の位置計測結果の補正について説明している。１）テンプレートの誤差、２）テンプレート誤差より探索画像の計測誤差補正を示している。
図４のアはテンプレートの自己相関値から算出したテンプレート自身の誤差であり、イはアの誤差を補正するテンプレート誤差補正量である（逆ベクトルとなる）。ウで示す探索画像の補正前の推定位置をイの誤差補正量で補正し、エで示す補正後の推定位置を得る。
（実施例２）
実施例１では、テンプレート自身の誤差の補正のために自己相関マッチングによる補正量算出として、サブピクセル移動の無い同一テンプレート画像から得た補正量を一律に利用する方法について説明した。それに対し、ここでは、サブピクセルの移動を仮定したテンプレート画像を生成し、それぞれとのマッチングを行って補正量を細かく求め、サブピクセル推定位置に応じて適切な補正を加える方法について説明する。

図５はテンプレート画像の補正量算出手順（その２）を示す図である。
Ｓ２１：テンプレート用画像（標準テンプレート画像）より対象物の領域を切り出し、テンプレート画像として登録する。
Ｓ２２：テンプレート画像を標準テンプレート画像上の基準位置より１ピクセル以下（サブピクセル）移動させた位置「Ｒｉ」（ｉ＝０）に設定する。
Ｓ２３：標準テンプレート画像とテンプレート画像の移動位置での相関値を算出する。
Ｓ２４：テンプレート画像を標準テンプレート画像上でさらに「−１」及び「+１」ピクセル移動し、その２つの位置で標準テンプレート画像との相関値を算出する。
Ｓ２５：設定した３つの位置とその位置での相関値を２次曲線で近似したフィッティング関数を算出する。
Ｓ２６：フィッティング関数の相関値が最大となる位置「Ｒｉｓ」を算出し、「Ｒｉ」位置での補正値「Ｈｒｉ」（Ｈｒｉ＝Ｒｉｓ−Ｒｉ）を算出する。
Ｓ２７：ｉ＝ｉ+１とする。
Ｓ２８：設定されている次の移動位置があるか確認し、ある場合はＳ２９に進み、そうで無い場合は終了となる。
Ｓ２９：次のテンプレートのサブピクセル移動位置「Ｒｉ」を設定し、Ｓ２２に戻る。

なお、Ｓ２５、２６のフィッティング関数の算出、フィッティング関数の相関値が最大となる位置の算出は前述した。

図６はテンプレート領域の選択例（その１）を示す図である。図５で算出した標準テンプレート画像に対するテンプレート画像の位置より１つのテンプレート領域を選択する例を示している。１）テンプレート領域、２）自己相関による推定位置を示している。

図５のテンプレート画像の位置「Ｒｉ」として１）の「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の３点でのテンプレートマッチングによる誤差を算出し、誤差が一番小さい位置（ここでは「Ｂ」の位置）例えば、「Ｂ」の位置でのテンプレート画像を選択する。

図７はテンプレート領域の選択例（その２）を示す図である。テンプレート画像がテンプレート群として機能する場合のテンプレート領域の選択方法を示している。部分テンプレートとして、部分テンプレート１、部分テンプレート２、部分テンプレート３を採り上げる（図の部分テンプレートとして括弧で囲まれた画像が部分テンプレート画像である）。なお、部分テンプレートは部分テンプレート画像を移動させる場合、複数の部分テンプレートが連動して移動する。

図６の例と同様に、複数の部分テンプレートを連動して移動させ、部分テンプレートの個数や領域を変えながら図５で述べた自己相関による計測位置をそれぞれ推定し、その推定位置のベクトル和を求め、そのベクトル和の大きさが小さい部分テンプレートの組み合わせ（個数と領域）をテンプレート群として選択する。

図８は探索画像のサブピクセル位置推定手順（その２）を示す図である。
Ｓ３１：計測する対象物の画像（探索画像）を撮影する。
Ｓ３２：撮影した探索画像とテンプレート画像との相関値をテンプレート初期位置「Ｅ０」より順次所定位置移動して各位置で算出する。
Ｓ３３：算出した相関値が最大となった位置とその位置より「−１」及び「+１」ピクセル移動した３点での相関値を２次曲線で近似したフィッティング関数を算出する。
Ｓ３４：フィッティング関数の相関値が最大となるサブピクセル位置を算出し、そのサブピクセル位置に一番近い図５で算出したサブピクセル移動位置（Ｒｉ）の補正量「Ｈｒｉ」で補正し、探索画像の推定位置とする。

なお、Ｓ３３のフィッティング関数の算出、フィッティング関数の相関値が最大となる位置の算出は前述した。

図９はサブピクセル位置に対応した補正を示す図である。図５で述べたテンプレート画像の位置として、「１／８」ピクセル移動した位置で算出したサブピクセル位置とその補正量を示している。

図９中の「０．０」の位置が同一画像（サブピクセル移動量ゼロ）における位置補正量に相当する。実施例１の方法は、この一定の補正量を一律に加えるやり方に相当する。しかし、実際にはピーク推定位置のずれは一定ではなく、補正すべき量が点線のような変化を示すことが多い。従って、この例のように細かなサブピクセル（ここでは「１／８」ピクセル）移動したテンプレート画像を生成し、その画像とのテンプレートマッチングを各サブピクセル点で位置推定を行う。これにより、探索画像の位置補正をきめ細かく適切に補正することが可能となる。
（付記１）
テンプレート画像と探索対象物を撮影した探索画像のテンプレートマッチングによる相関値の分布をフィッティングすることにより前記探索対象物の位置・形状を計測するテンプレートマッチングによる画像計測方法であって、
前記計測対象物のテンプレート画像同士の自己相関値を算出し、
前記算出した自己相関値より前記テンプレート画像の位置を推定して前記テンプレート画像の誤差を算出し、
前記誤差より前記テンプレート画像の誤差を補正する補正量を算出し、
前記探索画像と前記テンプレート画像とのマッチングにより前記探索対象物の位置を算出し、
前記算出した探索対象物の位置を前記補正量で補正して前記探索対象物の位置・形状を計測することを特徴とするテンプレートマッチングによる画像計測方法。
（付記２）
付記１記載における前記探索物の位置を補正する補正量は、前記テンプレートを複数の位置に移動して複数の補正量を算出し、
前記算出した複数の補正量の内、最小となる前記移動位置での前記テンプレート画像とその補正量で前記探索対象物の位置を補正することを特徴とする付記１記載の画像計測方法。
（付記３）
付記１記載の画像計測方法において、前記テンプレート画像をサブピクセル量移動した位置に移動して自己相関値を算出し、
前記自己相関値より前記テンプレートの前記移動位置での誤差として補正量を算出し、
前記サブピクセル移動した移動位置で算出する補正量を複数のサブピクセル移動位置で算出し、
前記探索画像と前記テンプレート画像とのマッチングにより算出した位置を前記探索画像の位置に一番近い前記サブピクセル移動位置の補正量で補正して前記探索対象物の位置・形状を計測することを特徴とする付記１記載の画像計測方法。
（付記４）
付記１記載における相関値の分布によるフィッティングは前記テンプレート画像を複数位置に移動して移動位置毎に自己相関値を算出し、
前記各移動位置と該移動位置での自己相関値をフィッティング関数で近似して算出することを特徴とする付記１記載の画像計測方法。
（付記５）
テンプレート画像と探索対象物を撮影した探索画像のテンプレートマッチングによる相関値の分布をフィッティングすることにより前記探索対象物の位置・形状を計測するテンプレートマッチングによる画像計測装置であって、
前記画像計測装置は、
前記計測対象物のテンプレート画像同士の自己相関値を算出する手段と、
前記算出した自己相関値より前記テンプレート画像の位置を推定する手段と、
前記推定した位置より前記テンプレート画像の誤差を算出して前記テンプレート画像の誤差を補正する補正量を算出する手段と、
前記探索画像と前記テンプレート画像とのテンプレートマッチングにより前記探索対象物の位置を算出する手段と、で構成し、
前記算出した探索対象物の位置を前記補正量で補正して前記探索対象物の位置・形状を計測することを特徴とするテンプレートマッチングによる画像計測装置。
（付記６）
付記１記載における前記探索物の位置を補正する補正量は、前記テンプレート画像を複数撮影し、前記複数撮影の画像を各々テンプレート画像とし、
前記複数のテンプレート画像の自己相関値から各々補正量を算出し、
前記算出した複数補正量の平均値を前記テンプレート画像の補正量とすることを特徴とする付記１記載の画像計測方法。
（付記７）
付記３記載における前記サブピクセル移動した移動位置で算出する補正量は、
前記移動位置と前記移動位置より±１ピクセル移動した位置での前記テンプレート画像の自己相関値が最大となる位置を算出し、
前記最大となる位置より前記テンプレートの誤差補正量を算出し、
前記誤差補正量を前記移動位置での誤差補正量とすることを特徴とする付記３記載の画像計測方法。

図１は本発明の一実施形態の画像位置計測装置ブロック構成を示す図である。 図２はテンプレート画像の補正量算出手順（その１）を示す図である。 図３は探索画像のサブピクセル位置推定手順（その１）を示す図である。 図４はテンプレート誤差の補正による探索画像位置推定を説明する図である。 図５はテンプレート画像の補正量算出手順（その２）を示す図である。 図６テンプレート領域の選択例（その１）を示す図である。 図７テンプレート領域の選択例（その２）を示す図である。 図８は探索画像のサブピクセル位置推定手順（その２）を示す図である。 図９はサブピクセル位置に対応した補正を示す図である。 図１０は従来のテンプレートマッチングによるサブピクセル位置推定方法（その１）を示す図である。 図１１は従来のテンプレートマッチングによるサブピクセル位置推定方法（その２）を示す図である。

符号の説明

１ 画像位置計測装置
１０ 画像入力部
２０ テンプレート画像処理部
２１ 画像登録部
２２ 補正量算出部
３０ テンプレートマッチング処理部
３１ 相関演算部
３２ サブピクセル推定部
３３ 推定位置補正部
４０ 計測結果出力部

Claims (5)

1. テンプレート画像と探索対象物を撮影した探索画像のテンプレートマッチングによる相関値の分布をフィッティングすることにより前記探索対象物の位置・形状を計測するテンプレートマッチングによる画像計測方法であって、
   前記計測対象物のテンプレート画像同士の自己相関値を算出し、
   前記算出した自己相関値より前記テンプレート画像の位置を推定して前記テンプレート画像の誤差を算出し、
   前記誤差より前記テンプレート画像の誤差を補正する補正量を算出し、
   前記探索画像と前記テンプレート画像とのマッチングにより前記探索対象物の位置を算出し、
   前記算出した探索対象物の位置を前記補正量で補正して前記探索対象物の位置・形状を計測することを特徴とするテンプレートマッチングによる画像計測方法。
2. 請求項１記載における前記探索物の位置を補正する補正量は、前記テンプレートを複数の位置に移動して複数の補正量を算出し、
   前記算出した複数の補正量の内、最小となる前記移動位置での前記テンプレート画像とその補正量で前記探索対象物の位置を補正することを特徴とする請求項１記載の画像計測方法。
3. 請求項１記載の画像計測方法において、前記テンプレート画像をサブピクセル量移動した位置に移動して自己相関値を算出し、
   前記自己相関値より前記テンプレートの前記移動位置での誤差として補正量を算出し、
   前記サブピクセル移動した移動位置で算出する補正量を複数のサブピクセル移動位置で算出し、
   前記探索画像と前記テンプレート画像とのマッチングにより算出した位置を前記探索画像の位置に一番近い前記サブピクセル移動位置の補正量で補正して前記探索対象物の位置・形状を計測することを特徴とする請求項１記載の画像計測方法。
4. 請求項１記載における相関値の分布によるフィッティングは前記テンプレート画像を複数位置に移動して移動位置毎に自己相関値を算出し、
   前記各移動位置と該移動位置での自己相関値をフィッティング関数で近似して算出することを特徴とする請求項１記載の画像計測方法。
5. テンプレート画像と探索対象物を撮影した探索画像のテンプレートマッチングによる相関値の分布をフィッティングすることにより前記探索対象物の位置・形状を計測するテンプレートマッチングによる画像計測装置であって、
   前記画像計測装置は、
   前記計測対象物のテンプレート画像同士の自己相関値を算出する手段と、
   前記算出した自己相関値より前記テンプレート画像の位置を推定する手段と、
   前記推定した位置より前記テンプレート画像の誤差を算出して前記テンプレート画像の誤差を補正する補正量を算出する手段と、
   前記探索画像と前記テンプレート画像とのテンプレートマッチングにより前記探索対象物の位置を算出する手段と、で構成し、
   前記算出した探索対象物の位置を前記補正量で補正して前記探索対象物の位置・形状を計測することを特徴とするテンプレートマッチングによる画像計測装置。
   
   

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