JP3674633B2 - 画像検索装置、電子スチルカメラ、および画像検索方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の描画入力による画像検索方法の概要説明図である。本実施の形態では、画像検索装置100は指やタッチペン3A等で手書きされた検索用描画図(検索したい画像の全体像または部分像を描いた図をいう)501,502,503(図1(a))の特徴要素と記録画像の部分画像501’,502’,503’、・・(図1(b))の特徴要素との比較により特徴要素の一致度の高い記録画像を抽出して、候補画像111,112,113,114,・・として表示し(図1(c))、表示された候補画像の中からユーザがイメージした画像(図1(c)の例では画像111)を選択することにより、キーワード入力やコマ送りなしに所望の画像を容易に検索できる。
図2はデジタルカメラの構成例を示すブロック図であり、画像検索装置100は撮像部1、描画入力部2、操作部3、制御部4、画像認識部5、作業用メモリ6,画像記録用メモリ7、画像再生部8、表示部9および液晶ディスプレイ(LCD)10を備えている。
描画入力部3として、本実施例では液晶ディスプレイ10の上に設けた透明な感圧入力板(プラスチック等の材料からなる透明板に圧力を検知して電気信号を出力する複数の圧電素子を配設したもの)、タッチペンや指による描画やポイントがなされると電気信号とタッチ位置の座標値(x,y)を出力するよう構成したが、感圧素子を配設した平板(入力タブレット)を用いてタッチペンや指による描画やポイントがなされると電気信号とタッチ位置の座標値(x,y)を出力するようにしてもよい。
また、液晶ディスプレイ10の上に熱線を検知して電気信号を出力する感熱素子を複数配設した透明板(感熱透明板)を設け、指で描画やポイントがなされるとユーザの指から出る熱線を検知して電気信号とタッチ位置の座標値(x,y)を出力するようにしてもよい。
また、光線を出す入力ペンと液晶ディスプレイ10の上に特定波長の光線を検知して電気信号を出力する光線検知素子を複数配設した透明板を設け、入力ペンでポイントがなされると入力ペンから出る特定波長の光線を検知して電気信号とタッチ位置の座標値(x,y)を出力するようにしてもよい。
なお、描画入力部3を設けずに、例えば、LCD10上にカーソルを表示させ、これをマウス或いはカーソルキー等で任意に移動させることにより描画するようにしてもよい。
図3は本発明の画像検索方法に基づく画像検索装置100の動作例を示すフローチャートであり、図4は図3のステップS6の描画図の特徴抽出処理の一実施例を示すフローチャートであり、図5は図3のステップS8の記録画像の特徴抽出処理の一実施例を示すフローチャートであり、図6は図3のステップS10の画像認識処理の一実施例を示すフローチャートである。また、図7は描画用選択画面の例を示す図であり、図8は輪郭のみの描画入力による画像検索例の説明図であり、図9は色彩付の描画による画像検索例の説明図であり、図10は描画図の位置指定による画像検索例の説明図である。
図3で、画像検索処理が起動されると液晶ディスプレイ10の画面はクリアされ、白色表示される。また、図7(a)の例に示すように色なし描画指定アイコン91および色彩見本911(白),912(緑),913(黄),914(茶),・・,919(黒)等の複数の色見本指定コマからなる帯状の色標本92(図7(b))が表示される。なお、図7(b)の例では色見本92を9色としたがこれに限定されず混合色を含む多数の色見本としてよい。また、色標本を個々の色見本で区分せずに白→暖色→中間色→寒色→黒色に至る色分布からなる帯としてもよい。また、色見本の形状を円グラフ状にしてもよい。
ユーザが画像検索装置100の画面110にタッチペン3Aを接触させながら輪郭図を描くと(図8(a))、描画入力部3によってその接触軌跡が電気信号に変換されて制御部4を介して表示部9のVRAMに送られると共に、画像認識部5に送られる。表示部9では受取った電気信号をラスタデータに変換してVRAMにビットマップイメージで展開し、検索用描画図のイメージを黒色(または黒色以外の単一色)で表示する。図8(a)の例はユーザが大きな山501、小さな山502および家503のイメージを検索用描画図として描いた例であり、描画された大きな山501、小さな山502および家503の検索用描画図が電気信号に変換される。なお、画面には位置指定アイコン93と描画終了アイコン94が表示される。
ユーザが画像検索装置100の画面110にタッチペン3Aを接触させながら検索用描画図を描いたり、輪郭内部を塗り潰したり、斜線を引くと(図9(a))、描画入力部3によってそのイメージが電気信号に変換されて制御部4を介して表示部9のVRAMに送られると共に、画像認識部5に送られる。表示部9では受取った電気信号をR,G,Bのラスタデータに変換してVRAMにビットマップイメージで展開し描画イメージ(輪郭または輪郭および内部色で表現されたイメージ)を指定色で表示する。画面には、色標本92,位置指定アイコン93および描画終了アイコン94が表示される。
また、ポイント結果は制御部4の記憶用メモリ(以下、RAM)に記憶される。また、検索用描画図について指定色データ(コード)と輪郭および輪郭内部との対応づけを行ない、その結果をRAMに記憶する。
また、画面110に表示されている位置指定アイコン93がポイントされた場合には、RAMに確保された位置指定フラグのうちその検索用描画図に対応する位置指定フラグをオン(=1)とする。なお、画面には描画追加アイコン95と全描画終了アイコン96が表示される。
また、画面110に表示されている全描画終了アイコン94(96)がポイントされた場合には、制御部4は描画終了と判定してS6の特徴抽出処理に遷移する。また、検索用描画を追加する場合(図8(a),図9(a))には描画追加アイコン95をポイントすると追加描画入力のために、ステップS1でポイントした結果に応じてS2またはS3に戻る。
画像認識部5は検索用描画図の特徴データを抽出する。なお、特徴データとして本実施例では輪郭特徴、輪郭特徴と色彩特徴、輪郭特徴と配置、輪郭特徴,色彩特徴および配置のいずれかを抽出する(図5:ステップS6−1〜S6−4)がこれらに限定されないことは前述したとおりである。
特徴データとしてどの組合せを抽出するかは、上記ステップS1〜S4でアイコン91〜93のどの組合せが選択されているかによる。以下、本ステップについて図4のフローチャートを基に説明する。なお、検索用描画図が複数描かれている場合(図8(a),図9(a))には各描画図単位に特徴抽出が行なわれる(すなわち、描画毎に切出し、順次特徴抽出を行なう)。
図4で、画像認識部5はDRAM6に展開されたラスタデータからに示すように矩形枠内の検索用描画図の輪郭を切出す。なお、検索用描画図として複数の図を描いた場合には描画単位に切出して記憶する(図8(b),図9(b))。また、切出した検索用描画図の数iをカウントすると共に検索用描画図に大きさの順に番号を付けるか記憶位置を大きさの順に入替える(逆順にソートする)。また、検索用描画図の大きさの比較基準は本実施例では外接枠の大きさ(外接枠の対角線の長さ)としたがこれに限定されない。
切出した検索用描画図の特徴ベクトル(方向と線分の始点および長さの組で表される)を抽出し、輪郭特徴データとしてRAMに記憶する。
輪郭特徴は、本実施例では、例えば、山501では山裾a(始点)から頂上bまでの線分の長さとその角度で現わされるベクトルA1と、頂上b(始点)から山裾cまでの線分の長さとその角度で現わされるベクトルA2の組として与えられる。なお、山のピークが幾つもある場合にはそのピークを終点(または始点)としてベクトル成分を抽出する。また、家503のように輪郭が不連続の場合には節点p1,p2,・・を終点(または始点)としてベクトル成分を抽出する。また、輪郭が曲線や円弧を含んでいる場合には曲線を現わす関数の係数と初期値や円弧の曲率半径等を抽出する。
上記ステップS7の検索用描画図の特徴抽出処理が終了したあと、制御部4は画像記録用メモリ7に記録されている1画像分の画像データ(圧縮画像データ)を読み出して画像再生部8の第2の伸張部で圧縮画像データを圧縮前の画像と同じ大きさで且つ元の画像より粗密度の画像に伸張して作業用メモリ(以下、DRAM)5に記憶する。
画像認識部5はDRAM6に記憶された1フレーム分の画像の特徴データを抽出する。なお、抽出する特徴データはステップS6の描画図の特徴抽出の場合と同様の特徴を抽出する。以下、本ステップについて図5のフローチャートを基に説明する。なお、画像中に複数の部分画像が含まれている場合には矩形枠が所定の大きさ以上の部分画像を切出し、大きい順に検索用描画図と同じ数になるまで部分画像単位に特徴抽出を行なう(すなわち、大きな部分画像順に検索用描画図と同じ数になるまで順次切出しおよび特徴抽出を行なう)。
画像認識部5はDRAM6展開されたラスタデータから図8(c)に示すように矩形枠内の画像の輪郭を切出す。
また、1フレームの画像に部分画像が複数含まれている場合には矩形枠が所定の大きさ以上の部分画像を切出してDRAM6に記憶する。なお、切出した部分画像の数がステップ6−1で切出した検索用描画図の数iを超える場合には大きい順にi個記憶する。なお、部分画像の大きさの比較基準は本実施例では外接枠の大きさ(外接枠の対角線の長さ)としたがこれに限定されない。
切出した部分画像501’、502’、503’の特徴ベクトル(方向と線分の始点および長さの組で表される)や曲線を現わす関数の係数と初期値や曲率半径等を抽出して輪郭特徴データとしてRAMに記憶する。なお、輪郭特徴の抽出方法は検索画像の抽出方法と同じでよい。
記録画像の全てについて特徴抽出が終るまで上記ステップS7,S8を繰り返す。
記録画像の特徴抽出が終ると制御部4は、検索用描画図の特徴データと各画像の特徴データを順次比較して一致率を算出する。そして、一致率が所定の閾値以上の画像について類似画像として認識し(一致率が100%なら一致)、その画像を候補画像としてその画像番号をRAMに記憶する。なお、検索用描画図が複数ある場合には、大きさの順に順次その特徴データと各部分画像の特徴データを比較し、総合一致率(検索用描画図画1つの場合には一致率と等しい)が所定の閾値以上の画像について類似画像として認識し、その画像を候補画像としてその画像番号をRAMに記憶する。以下、本ステップについて図6のフローチャートを基に説明する。
RAMに記憶したj(j=1〜n)番目の検索用描画図(図8(b),図9(b)または図10(b))の輪郭特徴データと、RAMに記憶した1フレーム分の画像の各部分画像(図8(c),図9(c),図10(c)または図10(d)で枠線で囲まれた画像)の輪郭特徴データを比較して輪郭特徴の一致率Γを求める。
具体的には、図11に示すように、切出した検索用描画図501の原点を左下とした場合に検索用ベクトルを形成する各部分ベクトル(特徴データ)のうち右廻りにみて原点に最も近い部分ベクトル(図11の例ではベクトルA1)の線分長A1Lと(図11(a))、部分画像501’の原点を左下とした場合に部分画像501’を形成する各部分ベクトルのうち右廻りにみて原点に最も近い部分ベクトル(実施例ではベクトルB1)の線分長B1L(図11(b))との比率Lr1(r1=B1L/A1L)を求め、次に、ベクトルA1とベクトルB1の方向A1θ,B1θの比率θr1を求める。そして、γ1=(1−|1−Lr1|)×(1−|1−θr1|)>ρρとして線分ベクトルA1の一致率γ1を求める。
この場合、一致率が1に近いほど類似度が高くγ1=1で完全一致となる。ここで一致率γが0に近いほど類似度が低い。
次に、部分ベクトルの一致率γ1,γ2,γ3,・・・,γmの自乗平均を求めて部分画像の輪郭一致率Γとし、f番目の部分画像とj番目の検索用描画図との一致率Γfjが閾値ρを超えているか否かを判定し、Γfj≧ρの場合にはS10−3に遷移し、Γfj<ρの場合にはS10−4に遷移する。
上記ステップS10−2でΓfj≧ρの場合には輪郭類似と認識して部分画像の部分画像番号f、検索用描画図番号jおよび輪郭一致率ΓfjをRAMに一時記憶する。なお、この場合、輪郭一致率Γ11,Γ12,・・・,Γfj,・・・,Γkjの中から一致率の高い順に所定数の輪郭一致率(但し、輪郭一致率が閾値ρ以上のものが所定数に満たない場合には輪郭一致率が閾値ρ以上のもののみ)を抽出し、対応する部分画像番号および検索用描画図番号jと共にRAMに記憶される(所定数以上の場合には一致率が低いものからリジェクトしていく)。
そして、k個の部分画像とj番目の検索用画像の輪郭一致率Γ11,Γ12,・・・,Γfj,・・・,Γkjを得るまで上記S10−1〜S10−3の動作を繰り返し、k個の部分画像について上記処理が終るとS10−5に遷移する。
ステップS2でRAMに記憶された指定色データ(コード)と輪郭および輪郭内部との対応づけの結果(アイコン92が選択されたていたか否か(色指定があった場合))を調べ、色指定がされていた場合にはS10−6に遷移し、色指定がされていなかった場合にはS10−11に遷移する。
画像認識部5は上記ステップS10−4でRAMに記憶された部分画像番号の部分画像について、ステップS6−3でRAMに記憶したj番目の検索用描画図の色特徴データとステップS8−3でRAMに記憶した色特徴データとを比較して色彩一致率RGBΓjを求める。
f番目の部分画像tとj番目の検索用描画図のR,G,Bの色特徴一致率、
Rγfj=C1f/c1j、Gγ=C2f/c2j、Bγ=C3f/c3j
を求め、Rγfj,GγfjおよびBγfjの最小自乗平均をその部分画像fとj番目の検索用描画図の色彩一致率RGBΓfjとする。
次に、色彩一致率が極端に低い場合にその部分画像番号等をRAMから削除する(すなわち、部分画像をリジェクトする)ために、色彩一致率RGBΓfjと閾値ρ’を比較し、RGBΓfj<ρ’のときにはS10−8に遷移し、RGBΓfj≧ρ’のときにはS10−8に遷移する。
RAMに記憶した輪郭一致率Γのうちからその部分画像番号に対応する輪郭一致率を削除してS10−10に遷移する。
・ステップS10−9;
色彩一致率RGBΓfjをその部分画像番号fと対応づけてRAMに記憶する。
そして、k個の部分画像とj番目の検索用画像の色彩一致率RGBΓ11,RGBΓ12,・・・,RGBΓfj,・・・,RGBΓkjを得るまで上記S10−6〜S10−8またはS10−9の動作を繰り返し、k個の部分画像について上記処理が終るとS10−11に遷移する。
RAMに確保された位置指定フラグを調べ、j番目の検索用描画図に対応する位置指定フラグがオンの場合には位置指定ありとしてS10−12に遷移し、オフの場合には位置指定なしとしてS10−17に遷移する。
画像認識部5はステップS6−4でRAMに記憶した検索用描画図の中心座標と、ステップS8−4でRAMに記憶した各部分画像の中心座標を比較し、f番目の部分画像との位置一致率XΓfjを求める。
位置一致率は、本実施例では座標値の自乗平均の比率(すなわち、原点からの距離の比率)としている。
XΓ701’=(a2 +b2 )1/2/(c2 +d2 )1/2
で与えられ、検索用描画図701の中心座標(a,b)と図10(d)の部分画像701”の位置一致率は、
XΓ701”=(a2 +b2 )1/2/(e2 +f2 )1/2
で与えられる。
位置一致率XΓfjと閾値ρ”を比較し、XΓfj<ρ”のときにはS10−14に遷移し、XΓfj≧ρ”のときにはS10−15に遷移する。
位置一致率XΓfjが閾値ρ”以下の場合にはその部分画像番号fに関連する輪郭一致率および色彩一致率等をRAMから削除して(すなわち、部分画像をリジェクトして)S10−16に遷移する。
位置一致率XΓfjが閾値ρ”以上の場合にはその位置一致率XΓfjを部分画像番号fに対応づけてRAMに記憶する。
k個の部分画像とj番目の検索用画像の位置一致XΓ11,XΓ12,・・・,XΓfj,・・・,XΓkjを得るまで上記S10−12〜S10−14またはS10−15の動作を繰り返し、k個の部分画像について上記処理が終るとS10−17に遷移する。
検索用描画図の全てについて一致率による比較が終るまで上記ステップS10−1〜S10−16を繰り返し、検索用描画図の全てについて比較が終るとS10−17に遷移する。
ここではRAMに記憶されている部分画像番号の数(=類似部分画像の数)を調べ、それが0の場合にはS10−6に遷移する。
また、RAMに記憶されている部分画像番号の数が1以上の場合には、下記a〜dのいずれかのケースにより総合一致率を求める。
a:色指定および位置指定がない場合にはRAMに記憶されている輪郭一致率の自乗平均値を総合一致率Ξγとする。
b:色指定があった場合にはRAMに記憶されている輪郭一致率および色彩一致率の自乗平均値を総合一致率Ξγとする。
c:位置指定があった場合にはRAMに記憶されている輪郭一致率および位置一致率の自乗平均値を総合一致率Ξγとする。
d:色彩指定および位置指定があった場合にはRAMに記憶されている輪郭一致率,色彩一致率および位置一致率の自乗平均値を総合一致率Ξγとする。
下記a〜dのいずれかのケースにより閾値を決定し、総合一致率Ξγと閾値を比較し、総合一致率Ξγ<閾値の場合にはこの画像をリジェクトしてS10−22に遷移し、総合一致率Ξγ≧閾値の場合にはS10−21に遷移する。
b:色指定があった場合には閾値=ρ’(色彩一致率の閾値)
c:位置指定があった場合には閾値=ρ”(位置指定の閾値)
d:色彩指定および位置指定があった場合には閾値ρ,ρ’,ρ”のうちの最大のものを閾値とする。
なお、本実施例では閾値ρ,ρ’,ρ”のうちの最大のものを閾値としたがこれに限定されず、ρ,ρ’,ρ”のいずかかか新たな閾値Ρを閾値としてもよい。
総合一致率Ξγが閾値を超える場合にその画像を候補画像として、その画像番号をRAMに記憶する。
RAMに記録されている記録画像の特徴データについて上記ステップS1−1〜S1−5の認識処理を繰り返し、全ての記録画像について認識処理が終了するとS11に遷移する。
RAMに記憶されている候補画像の画像番号を調べ、それが1個の場合にはS12に遷移する。また、候補画像が複数の場合にはS13に遷移する。候補画像がない場合にはS14に遷移する。
当該画像番号の画像データを画像記録用メモリ7から読み出して、画像再生部8の第1の伸張部で1フレーム分の画像データに伸張して検索画像イメージを再生して表示部9に送って液晶ディスプレイ10に表示する。この場合、図8(c)の例に示すように検索用描画図による認識対象となった部分画像(501’、502’、503’)を囲む枠線を表示するようにしてもよい。
候補画像が複数個の場合には検索画像番号の画像データを順次画像記録用メモリ7から読み出して、画像再生部8の画像縮小部で画像を縮小して表示部8に送り検索画像イメージを再生して液晶ディスプレイ10にマルチ表示する。この場合、図8(d)に示すように候補画像が2〜4個の場合には縮小サイズを1/4として表示し、5〜9個の場合には縮小サイズを1/9、10〜16個の場合には縮小サイズを1/16、といったように自動的に縮小サイズを選択する。
候補画像がなかった場合にはその旨のメッセージを表示して検索用描画図の入力(すなわち、描画のやり直し)を促す。
上記画像検索方法によれば、手書きの描画図と記録画像の類似性を認識して画像記録メモリをいわゆる曖昧検索するので、早送りの手間やキーワード入力の煩わしさなしに画像記録メモリに記録された大量の画像の中からユーザのイメージに合った画像を探し出すことができる。また、色彩や位置を検索要素とした場合には、検索の精度が向上する。
上記実施例1では描画図による検索のたびに描画図と記録画像の特徴を抽出して画像認識を行なったが、本実施例は記録画像の特徴を(記録画像の記録時等に)予め抽出して画像記録用メモリ7に確保した特徴リストに記録しておき、描画検索の際には描画図の特徴だけを抽出して、特徴リストに登録されている記録画像の特徴とを比較して画像認識を行なう例である。
図13は特徴リストへの画像の特徴データ登録処理時の動作例を示すフローチャートである。
図13のステップT1では、撮像がなされた場合や(画像検索装置がデジタルカメラのような撮像部を備えている場合)或いは外部画像処理装置からの画像を受信した場合のように画像データ(通常は圧縮されている)の入力があるとそれを画像記録用メモリ7に記録する(画像データが圧縮されていない場合には圧縮処理を施して記録する)。
次に、ステップT2では当該画像の特徴抽出処理を行なう。ここでの特徴抽出処理はDRAM6に記憶されている入力画像データについて行なうが、前述した図3の画像の特徴抽出処理(ステップS8(図5のS8−1〜S8−5))と同様の手順によって行なうことができる。但し、本実施例では色特徴および位置特徴を自動的に特徴リスト80に登録するので、図5のステップS8−3での色指定の有無の判定およびステップS8−4での位置指定の有無の判定動作は行なわない(T2ではこれらの手順を削除する)。
図14のステップU1ではユーザによる描画入力、色指定(任意)、位置指定(任意)等の描画入力処理を行なう。なお、描画入力処理は前述した図3のステップS1〜S5と同様の手順によって行なうことができる。
ステップU2では、ユーザが描いた検索用描画図の特徴抽出処理を行なう。なお、特徴抽出処理は前述した図3の画像のステップS6(=図4のステップS6−1〜S6−5)と同様の手順によって行なうことができる。
ステップU3では、処理速度を向上させるために画像記録用メモリ7の特徴リスト80をRAMに一時記憶する。
ステップU4ではステップU2で抽出した検索用描画図の特徴と特徴リスト80に登録された各画像の特徴とを比較して画像認識処理を行ない、候補画像を求める。なお、画像認識処理は前述した図3の画像のステップS10(=図6のステップS10−1〜S10−22)と同様の手順によって行なうことができる。
上述したように、本実施例では描画図による検索時には記録画像の特徴抽出を行なわないので高速検索が可能となる。また、色彩や位置を検索要素とした場合でも高速検索ができるので、高速且つ精度の高い検索が可能となる。
本実施形態では、画像検索装置は前述した実施形態1と同様に指やタッチペン3A等で手書き入力した検索用描画図の特徴要素と記録画像の特徴要素との比較により特徴要素の一致度の高い記録画像を候補画像として抽出するが、認識精度の高精度化と検索速度の高速化のために、実施形態1のように全ての画像について特徴要素の認識を行なわず、検索用描画図により検索された画像の一つを用いてその特徴要素と記録画像の特徴要素を比較して、一致率の高い画像を候補画像とし、表示した候補画像の中からユーザがイメージした画像を選択することによりキーワード入力やコマ送りなしに所望の画像を検索する。
図15は一次抽出画像による画像検索例の説明図である。
図15で、(a)はユーザによって手書き入力された検索用描画図501、503の例であり、(b)は検索用描画図501、503の特徴要素を基に検索された画像(画像105)の例であり、(c)は画像105はユーザの所望の画像ではなかったが、検索画像に類似した部分像501’、503’があるのでユーザが検索用画像として指定した結果、検索された複数の画像(画像151〜154)をマルチ表示した例である。
ステップV1:(描画入力処理)
ここではユーザによる描画入力、色指定(任意)、位置指定(任意)等の描画入力処理を行なう。なお、描画入力処理は前述した図3のステップS1〜S5と同様の手順によって行なうことができる。
ステップV2:(検索用描画図の特徴抽出処理)
次に、ユーザが描いた検索用描画図の特徴抽出処理を行なう。なお、特徴抽出処理は前述した図3の画像のステップS6(=図4のステップS6−1〜S6−5)と同様の手順によって行なうことができる。
ステップV3:(画像データの簡易伸張)
上記ステップV2での検索用描画図の特徴抽出処理が終了したあと、制御部4は画像記録用メモリ7に記録されている1画像分の画像データ(圧縮画像データ)を読み出して画像再生部8の第2の伸張部で圧縮画像データを圧縮前の画像と同じ大きさで且つ元の画像より粗密度の画像に伸張してDRAM6に記憶する。
次に、DRAM6に記憶された伸張済み画像データについて特徴抽出処理を行なう。この特徴抽出処理は前述した図3の画像の特徴抽出処理(ステップS8(図5のS8−1〜S8−5))と同様の手順によって行なうことができる。
記録画像の全てについて特徴抽出が終るまで上記ステップV3,V4を繰り返す。
ステップV2で抽出した検索用描画図の特徴とステップV4で抽出した画像の特徴とを比較して画像認識処理を行ない、候補画像を求める。なお、画像認識処理は前述した図3の画像のステップS10のうち、図6のステップS10−1〜S10−21までと同様の手順によって行なうことができる(ステップS10−22はこの場合不要)。
上記V6で候補画像がみつかった場合にはそれを一次抽出画像としてV9に遷移する。また、候補画像がみつからなかった場合には記録画像の終了判定を行ない、記録画像がまだある場合にはV6に戻ってつぎの候補画像の認識処理を行なう。
上記ステップV7で記録画像が終了したと判定された場合は一次抽出画像がみつからなかったものと判定して「一次抽出画像がない」旨のメッセージを液晶ディスプレイ10に表示して描画図の再入力を促しV1に戻る。
ステップV6で抽出した候補画像をユーザに確認させるために、1フレーム分の大きさに伸張して液晶ディスプレイ10に表示する。また、この際画面上に確認用アイコン(OKアイコンとNOアイコン(図示せず))を表示する。
ユーザがOKアイコンをポイントすると、表示された一次抽出画像を検索用画像として用いるものとしてV11に遷移する。また、NOアイコンがポイントされると次の抽出画像をヒットするためにV6に戻る。
ステップV6で抽出した一次抽出画像の特徴データはステップV4で求めてあるので、RAMに記憶されている一次抽出画像の特徴データとステップV4で抽出した画像の特徴とを比較して画像認識処理を行ない、候補画像を求める。
なお、画像認識処理は前述した図3の画像のステップS10(=図6のステップS10−1〜S10−22まで)と同様の手順によって行なうことができる。但し、検索用描画図の特徴データの代りに一次抽出画像の特徴データを用いる。
記録画像の検索が全て終ると、候補画像の数に応じて画像表示処理を行なう。なお、画像表示処理は前述した図3の画像のステップS11〜S14と同様の手順によって行なうことができる。
なお、本実施形態で実施例1−2のように予め抽出した画像特徴を用いて認識処理を行なうようにすることもできる。この場合は予め記録画像の特徴を登録した特徴リスト(図12)を画像記録用メモリ7に記録しておき、上記図16のステップV10を図17のステップV10−1、V10−2で置き換えればよく、さらにステップV3〜V5が不要となるので検索精度が向上するだけでなく、高速検索が可能となる。
図17ではステップV10−1で、処理速度を向上させるために画像記録用メモリ7の特徴リストをRAMに一時記憶する。
ステップV10−2ではステップV6で抽出した一次抽出画像の特徴と特徴リストに登録された各画像の特徴とを比較して画像認識処理を行ない、候補画像を求める。なお、画像認識処理は前述した図3の画像のステップS10(=図6のステップS10−1〜S10−22)と同様の手順によって行なうことができる。また、その他のステップの動作は図16の場合と同様である。
上記実施例では手書の検索用描画図を用いて記録画像から候補画像を抽出し、それを用いてさらに記録画像から候補画像を検索したが、早送り等の公知の画像検索方法を含む検索方法によって得た画像を用いて記録画像を検索することもできる。すなわち、図16または図17のステップV1で早送り等の公知の検索方法を含む検索を行ない、ステップV2で検索された画像の特徴抽出処理を行なうようにし、ステップV6〜V9を削除する。なお、特徴抽出処理は前述した図3の画像の特徴抽出処理(ステップS8(図5のS8−1〜S8−5))と同様の手順によって行なうことができる。これにより、正確で迅速な画像検索が実現できる。
また、図16、図17で検索用に用いる一次抽出画像が人物の場合(例えば、他の記録画像に記録されている人物と同一人物で顔は同じであっても服装や姿勢が異なることが多い、このような場合には認識効率が低下することが予想されるので、変化の少ない特定の部分(人物の場合には顔)だけを検索用画像とすると認識効率が向上し、しかも、検索に不都合な点は生じない。
これにより不要な部分の特徴要素を検索に用いないので、検索速度が更に向上するとともに、検索精度がより向上する。
本実施形態では撮像した画像を用いて記録画像を検索する。また、画像検索装置としてデジタルカメラのように撮像部および表示部を有する撮像装置を用いる。
すなわち、撮像の特徴要素と記録画像の特徴要素との比較により特徴要素の一致率の高い記録画像を候補画像とし、表示された候補画像の中からユーザがイメージした画像(図1(c)の例では画像111)を選択することにより、キーワード入力やコマ送りなしに所望の画像を検索可能とする。
なお、本実施形態では比較する特徴要素についても実施形態(1)の例と同様とするが、それらに限定されない。
図18は、本発明を適用したデジタルカメラの回路構成例を示すブロック図であり、デジタルカメラ200は、撮像部11、操作部12、制御部13、画像認識部14、DRAM15、画像記録用メモリ16、画像処理部17,表示部18、液晶ディスプレイ(LCD)19を備えている。
図19は撮影画像による画像検索例の説明図である。図19で、(a)に示す画像191は、1年前にデジタルカメラ200で撮影した子供(幼児)の画像を記録画像の中から検索するために、検索用画像として撮像した幼児の画像である。
RECモード(撮像/記録モード)で検索に用いる画像としたい被写体を撮像する。すなわち、ユーザが操作部2のシャッターボタンを押すと、被写体像が撮像部11によって電気信号に変換され、被写体像が画像データとしてDRAM15に取込まれる。DRAM15に取込まれた画像データは画像処理部17でカラー処理の画像処理を施されて映像信号として表示部18に送られて液晶ディスプレイ19に静止画表示される。
ここで、ユーザが操作部12の機能選択ボタンに割当てられた画像検索処理モード選択ボタン(画面に画像検索処理モード選択アイコンを表示してもよい)を操作すると、画像検索処理モードとなりステップW3に遷移する(所定時間内に画像検索処理モード選択がなされない場合には画像記録処理に移行する)。なお、画像検索処理モードの選択をステップW1で行ない、撮像をステップW2で行なうようにしてもよい。この場合、ステップW2で撮像を行なった後に直ちにステップW3に移行してもよいが、撮像後、所定キーを操作するとステップW4に移行するようにしてもよい。
次に、今撮像した画像の特徴抽出処理を行なう。なお、撮像した画像の特徴抽出処理は前述した図3の画像のステップS10(=図5のステップS8−1〜S8−5)までと同様の手順によって行なうことができる。但し、ステップS8−3での色指定の判定およびステップ8−4での位置指定の判定を行なわない。
上記ステップW3での撮像の特徴抽出処理が終了したあと、制御部13は画像記録用メモリ16に記録されている1画像分の画像データ(圧縮画像データ)を読み出して画像処理部17の第2の伸張部で圧縮画像データを圧縮前の画像と同じ大きさで且つ元の画像より粗密度の画像に伸張してDRAM15に記憶する。
次に、DRAM15に記憶された伸張済み画像データについて特徴抽出処理を行なう。この特徴抽出処理は前述した図3の画像の特徴抽出処理(ステップS8(図5のS8−1〜S8−5))と同様の手順によって行なうことができる。但し、ステップS8−3での色指定の判定およびステップ8−4での位置の判定確認を行なわない。
記録画像の全てについて特徴抽出が終るまで上記ステップW4,W5を繰り返す。
ステップW3で抽出してRAMに記憶した撮像画像の特徴データとステップW5で抽出した記録画像の特徴とを比較して画像認識処理を行ない、候補画像を求める。なお、画像認識処理は前述した図3の画像のステップS10(=図6のステップS10−1〜S10−22まで)と同様の手順によって行なうことができる。但し、検索用描画図の特徴データの代りに撮像画像の特徴データを用いるものとし、また、ステップS10−5〜S10−10での色指定の判定およびステップ10−11〜S10−16での位置指定の判定を行なわない。
記録画像の検索が全て終ると、検索された候補画像の数に応じて画像表示処理を行なう。なお、画像表示処理は前述した図3の画像のステップS11〜S14と同様の手順によって行なうことができる。上記画像検索方式により、実施形態1,2の場合と比較してより正確な検索ができる。また、迅速な画像検索が可能となる。
また、本実施形態で実施例1−2のように予め抽出した画像特徴を用いて認識処理を行なうようにすることもできる。この場合は予め記録画像の特徴を登録した特徴リスト(図12)を画像記録用メモリ16に記録しておき、上記図20のステップW7を図21のステップW7−1、W7−2で置き換えればよく、ステップW4〜W6が不要となるので検索精度が向上するだけでなく、更に高速検索が可能となる。
図21ではステップW7−1で、処理速度を向上させるために画像記録用メモリ16の特徴リストをRAMに一時記憶する。
ステップW7−2ではステップW3で抽出した一次抽出画像の特徴と特徴リストに登録された各記録画像の特徴とを比較して画像認識処理を行ない、検索候補画像を求める。なお、画像認識処理は前述した図3の画像のステップS10(=図6のステップS10−1〜S10−22)と同様の手順によって行なうことができる。また、その他のステップの動作は図20の場合と同様である。
また、図20、図21で検索用に用いる被写体が人物の場合(例えば、図19(a)の幼児191)は記録画像に記録されている人物(例えば、図19(b)の乳児192)と同一人物で顔は同じであっても服装や姿勢が異なることが多い。このような場合には認識効率が低下することが予想されるので、変化の少ない特定の部分(人物の場合には顔)だけを検索用画像とすると認識効率が向上し、しかも、検索に不都合な点は生じない。
これにより不要な部分の特徴要素を検索に用いないので、検索速度が更に向上するとともに、検索精度がより向上する。
5,14 画像認識部(描画特徴抽出手段、一次画像抽出手段、画像特徴抽出手段、画像認識手段、一次画像抽出手段)
7,16 画像記録用メモリ(画像記録手段)
9,18 表示部(報知手段)
10,19 液晶ディスプレイ(報知手段)
100,200 デジタルカメラ(電子スチルカメラ;画像検索装置)
191 撮影像
501,502,503,701 検索用描画図(描画図;イメージ)
Claims (6)
- 複数の画像を記録する画像記録手段と、
検索用画像を取得する画像取得手段と、
この画像取得手段により取得された検索用画像と前記画像記録手段に記録されている前記各画像とを比較して、前記検索用画像と類似度の高い記録画像を検索する第1の画像検索手段と、
この第1の画像検索手段により検索された記録画像を検索用記録画像として用いるか否かを選択する選択手段と、
この選択手段により検索用記録画像として用いることが選択された場合、該検索用記録画像と前記画像記録手段に記録されている前記各画像とを比較して、前記検索用記録画像と類似度の高い記録画像を検索する第2の画像検索手段と、
前記選択手段により検索用記録画像として用いないことが選択された場合、前記第1の画像検索手段に対して次の記録画像の検索を行わせる制御手段と、
を有することを特徴とする画像検索装置。 - 前記画像取得手段は、絵または図形を所定領域に描画入力する描画入力手段を含み、
前記第1の画像検索手段は、前記描画入力手段により描画入力された絵または図形と前記画像記録手段に記録されている前記各画像とを比較して、前記絵または図形と類似度の高い記録画像を検索することを特徴とする請求項1記載の画像検索装置。 - 前記第1の画像検索手段により検索された記録画像を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項1又は2記載の画像検索装置。
- 前記表示手段は、前記第2の画像検索手段により検索された記録画像を表示する手段を含むことを特徴とする請求項3記載の画像検索装置。
- 被写体を撮影し、撮影画像を出力する撮影手段と、
この撮影手段から出力された撮影画像を複数記録する画像記録手段と、
検索用画像を取得する画像取得手段と、
この画像取得手段により取得された検索用画像と前記画像記録手段に記録されている前記各画像とを比較して、前記検索用画像と類似度の高い記録画像を検索する第1の画像検索手段と、
この第1の画像検索手段により検索された記録画像を検索用記録画像として用いるか否かを選択する選択手段と、
この選択手段により検索用記録画像として用いることが選択された場合、該検索用記録画像と前記画像記録手段に記録されている前記各画像とを比較して、前記検索用記録画像と類似度の高い記録画像を検索する第2の画像検索手段と、
前記選択手段により検索用記録画像として用いないことが選択された場合、前記第1の画像検索手段に対して次の記録画像の検索を行わせる制御手段と、
を有することを特徴とする電子スチルカメラ。 - 検索用画像を取得する工程と、
前記取得された検索用画像と画像メモリに記録されている各画像とを比較して、前記検索用画像と類似度の高い第1の記録画像を検索する工程と、
前記検索された第1の記録画像を検索用記録画像として用いるか否かを選択する工程と、
前記第1の記録画像を検索用記録画像として用いることが選択された場合、該検索用記録画像と前記画像メモリに記録されている各画像とを比較して、前記検索用記録画像と類似度の高い記録画像を検索する工程と、
前記第1の記録画像を検索用記録画像として用いないことが選択された場合、前記取得された検索用画像と画像メモリに記録されている各画像とを比較して、前記検索用画像と類似度の高い次の記録画像を検索する工程と、
前記検索された次の記録画像を検索用記録画像として用いるか否かを選択する工程と、
前記次の記録画像を検索用記録画像として用いることが選択された場合、該検索用記録画像と前記画像メモリに記録されている各画像とを比較して、前記検索用記録画像と類似度の高い記録画像を検索する工程と、
を有することを特徴とする画像検索方法。
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