JP4024030B2 - 画像認識装置、プログラム、記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像認識装置、プログラム、記録媒体に係り、詳しくは、再帰性反射材によって形成された被認識体を認識するための画像認識装置と、その画像認識装置を実現するようにコンピュータシステムを機能させるためのプログラム、そのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、従来より、描画された複数種類の模様（例えば、○印、×印など）をビデオカメラによって撮影し、そのビデオカメラが撮影した模様の種類を判別する画像認識装置を開発販売している。
この画像認識装置は、例えば、広い会場に集まった人々の意見を聞く際に、○印が描かれた札と×印が描かれた札との２枚の札を会場の人々に持たせ、賛成者には○印の札を掲げさせると共に反対者には×印の札を掲げさせた場合に、人々が掲げた札の印を判別し、掲げられた○印の札と×印の札のそれぞれの枚数を数えるといった用途に使用することができる。
具体的には、ＮＨＫ紅白歌合戦で、会場の一般審査員が掲げた紅色の札と白色の札とのそれぞれの枚数を数える際に、現在は野鳥の会の会員が目視して数えている作業を、この画像認識装置に代替させて正確かつ迅速に行わせることが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この画像認識装置では、設定されている模様とそれに類似した模様とを正確に区別することができない場合があった。
例えば、上記使用例において、札に描画された○印または×印と類似した模様の服を着用している人が会場内にいる場合、その服の模様と札の印とを正確に区別できないことがあった。
そこで、このような場合でも、設定されている模様（札の印）とそれに類似した模様（服の模様）とを正確に区別することが可能な画像認識装置が要求されている。
【０００４】
本発明は上記要求を満足するためになされたものであって、以下の目的を有するものである。
(1)正確な画像認識が可能な画像認識装置を提供する。
(2)上記(1)の画像認識装置を実現するようにコンピュータシステムを機能させるためのプログラムを提供する。
(3)上記(1)の画像認識装置を実現するようにコンピュータシステムを機能させるためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段・作用および発明の効果】
係る目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、再帰性反射材によって形成された被認識体と、その被認識体に向けて光を照射する第１照明手段および第２照明手段と、その第１照明手段および第２照明手段は所定間隔だけ離間されて配置されていることと、第１照明手段または第２照明手段の照射光が前記被認識体で反射された反射光を撮影する撮影手段と、その撮影手段は第１照明手段の近傍に配置されていることと、第１照明手段および第２照明手段を制御し、第１照明手段による光の照射と、第２照明手段による光の照射とを切り替える照明制御手段と、第１照明手段および第２照明手段による光の照射時における前記撮影手段の撮影結果に基づいて、前記撮影手段の撮影画像が前記被認識体に相当することを特定する画像特定手段とを備えた画像認識装置をその要旨とする。
【０００６】
従って、請求項１に記載の発明によれば、再帰性反射材によって形成された被認識体と、鏡面体を除く反射性を備えた物品（つや消し白色の物品）および発光体とを確実に区別して正確な画像認識を行うことができる。
【０００７】
次に、請求項２に記載の発明は、再帰性反射材によって形成された被認識体と、その被認識体に向けて光を照射する第１照明手段および第２照明手段と、その第１照明手段および第２照明手段は所定間隔だけ離間されて配置されていることと、第１照明手段または第２照明手段の照射光が前記被認識体で反射された反射光を撮影する第１撮影手段および第２撮影手段と、その第１撮影手段は第１照明手段の近傍に配置され、第２撮影手段は第２照明手段の近傍に配置されていることと、第１照明手段および第２照明手段を制御し、第１照明手段による光の照射と、第２照明手段による光の照射とを切り替える照明制御手段と、第１照明手段および第２照明手段による光の照射時における第１撮影手段の撮影結果と、第１照明手段および第２照明手段による光の照射時における第２撮影手段の撮影結果とに基づいて、第１撮影手段および第２撮影手段の撮影画像が前記被認識体に相当することを特定する画像特定手段とを備えた画像認識装置をその要旨とする。
【０００８】
従って、請求項２に記載の発明によれば、再帰性反射材によって形成された被認識体と、反射性を備えた物品（鏡面体、つや消し白色の物品）および発光体とを確実に区別して正確な画像認識を行うことができる。
【０００９】
ところで、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の画像認識装置において、前記特定手段は、第１照明手段による光の照射時に前記撮影手段が撮影した撮影画像の輝度と、第２照明手段による光の照射時に前記撮影手段が撮影した撮影画像の輝度との差分である輝度差分値に基づいて、前記撮影手段の撮影画像が前記被認識体に相当することを特定するようにすればよい。
従って、請求項３に記載の発明によれば、特定手段において撮影手段の撮影画像が被認識体に相当することを確実に特定することが可能になり、請求項１に記載の発明の効果をさらに高めることができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項２に記載の画像認識装置において、前記特定手段は、第１照明手段による光の照射時に第１撮影手段が撮影した撮影画像の輝度と、第２照明手段による光の照射時に第１撮影手段が撮影した撮影画像の輝度との差分である第１輝度差分値を演算すると共に、第２照明手段による光の照射時に第２撮影手段が撮影した撮影画像の輝度と、第１照明手段による光の照射時に第２撮影手段が撮影した撮影画像の輝度との差分である第２輝度差分値を演算し、第１輝度差分値と第２輝度差分値に基づいて、前記撮影手段の撮影画像が前記被認識体に相当することを特定するようにすればよい。
従って、請求項４に記載の発明によれば、特定手段において撮影手段の撮影画像が被認識体に相当することを確実に特定することが可能になり、請求項２に記載の発明の効果をさらに高めることができる。
【００１１】
次に、請求項５に記載の発明は、請求項２または請求項４に記載の画像認識装置において、第１撮影手段と第２撮影手段の視差によって生じる各撮影手段の撮影画像における位置ズレを補正する視差補正手段を備え、前記画像特定手段は、前記視差補正手段によって視差が補正された撮影画像について、当該撮影画像が前記被認識体に相当することを特定する。
従って、請求項５に記載の発明によれば、第１撮影手段と第２撮影手段の視差を補正することで、特定手段において撮影手段の撮影画像が被認識体に相当することを確実に特定することが可能になり、請求項２または請求項４に記載の発明の効果をさらに高めることができる。
【００１２】
次に、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像認識装置において、前記被認識体には、再帰性反射材によって模様が形成されており、前記画像特定手段によって前記被認識体に相当することが特定された前記撮影手段の撮影画像から、再帰性反射材によって前記被認識体に形成された模様を判定する模様判定手段を備えたことをその要旨とする。
従って、請求項６に記載の発明によれば、再帰性反射材によって被認識体に形成された模様と、反射性を備えた物品に形成された類似模様および発光体とを確実に区別することが可能になり、再帰性反射材によって被認識体に形成された模様のみを正確に判別することができる。
【００１３】
次に、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像認識装置において、前記照明制御手段は、前記撮影手段の撮影に合わせて、第１照明手段および第２照明手段から所定時間だけ光を照射させることをその要旨とする。
従って、請求項７に記載の発明によれば、特定手段において撮影手段の撮影画像が被認識体に相当することを正確に特定するために、照明手段が照射する光の強度を最適化することができる。
【００１４】
次に、請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像認識装置において、前記照明手段は、赤外光を照射することをその要旨とする。
従って、請求項８に記載の発明によれば、可視光線の影響を回避して、特定手段において撮影手段の撮影画像が被認識体に相当することを確実に特定することができる。
【００１５】
次に、請求項９に記載のプログラムは、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像認識装置における前記各手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラムを提供するものである。
つまり、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像認識装置における前記各手段を実現するための機能は、コンピュータシステムで実行されるプログラムとして備えることができる。
【００１６】
次に、請求項１０に記載の記録媒体は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像認識装置における前記各手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供するものである。
このようなプログラムの場合、例えば、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータで読み取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータシステムに組み込んで用いることができる。
この他、半導体メモリ（スマートメディア，メモリスティックなど），ハードディスク，フロッピーディスク，データカード（ＩＣカード，磁気カードなど），光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤなど），光磁気ディスク（ＭＯなど），相変化ディスク，磁気テープなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に前記プログラムを記録しておき、そのプログラムを必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いてもよい。
【００１７】
尚、上述した［特許請求の範囲］および［課題を解決するための手段および発明の効果］に記載した構成要素と、後述する［発明の実施の形態］に記載した構成部材との対応関係は以下のようになっている。
「被認識体」は、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様に該当する。
「第１照明手段」はライト１２ａに該当する。
「第２照明手段」はライト１２ｂに該当する。
【００１８】
「撮影手段」「第１撮影手段」は、ビデオカメラ１１ａおよび同期信号検出回路２１と、ビデオキャプチャカード５１が差し込まれたコンピュータシステム４１が実行する撮影制御処理（Ｓ２００）とに該当する。
「照明制御手段」は、同期信号検出回路２１およびライト制御回路３１と、ビデオキャプチャカード５１が差し込まれたコンピュータシステム４１が実行する点灯時間設定処理（Ｓ１２０）および点灯制御処理（Ｓ３００）とに該当する。
【００１９】
「画像特定手段」は、ビデオキャプチャカード５１が差し込まれたコンピュータシステム４１が実行する画像処理（Ｓ４００。特に、ラベル検出処理（Ｓ４２０）および再帰性反射材特定処理（Ｓ４４０））に該当する。
「第２撮影手段」は、ビデオカメラ１１ｂおよび同期信号検出回路２１と、ビデオキャプチャカード５１が差し込まれたコンピュータシステム４１が実行する撮影制御処理（Ｓ２００）とに該当する。
「第１輝度差分値」は、輝度差分値（Ａ１’ーＡ２’）に該当する。
「第２輝度差分値」は、輝度差分値（Ｂ２’ーＢ１’）に該当する。
【００２０】
「視差補正手段」は、コンピュータシステム４１が実行する視差補正処理（Ｓ４３０）に該当する。
「模様判定手段」は、コンピュータシステム４１が実行する模様判定処理（Ｓ４５０）に該当する。
「プログラム」は、ＣＰＵ４２ａが実行するＳ１００〜Ｓ５００の処理に該当する。
「記録媒体」は、ＲＯＭ４２ｂまたは記録媒体４５ａに該当する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。
［画像認識装置の主要構成］
図１は、本実施形態の画像認識装置１０の電気的構成を示すブロック回路図である。
画像認識装置１０は、ビデオカメラ１１ａ，１１ｂ、ライト１２ａ，１２ｂ、同期信号検出回路２１、ライト制御回路３１、コンピュータシステム４１、ビデオキャプチャカード５１から構成されている。
【００２２】
２台のビデオカメラ（テレビカメラ）１１ａ，１１ｂは同一構成をとり、それぞれの撮影レンズ１１ｃの中心を距離ｄ（例えば、数十ｃｍ）だけ離間させて水平方向に平行配置されている。尚、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂには、撮像素子としてＣＣＤを使用する一般的なものを用いればよい。また、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影レンズ１１ｃには、後述する各ライト１２ａ，１２ｂが照射する赤外光のみを通過させる赤外線フィルタ（図示略）が取り付けられている。
ビデオカメラ１１ａは、ビデオ信号（映像信号）Ｖａ、垂直同期信号ＶＤ、水平同期信号ＨＤを生成して出力する。
ビデオカメラ１１ｂは、ビデオカメラ１１ａの出力した各同期信号ＶＤ，ＨＤに従ってビデオカメラ１１ａと同期動作を行い、ビデオ信号Ｖｂを生成して出力する。
【００２３】
２台のライト１２ａ，１２ｂは同一構成をとり、赤外光（赤外線）を投光（照射）する発光素子から構成されている。尚、そのような赤外線発光素子としては、例えば、赤外線電球、赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）、その他の半導体発光素子（レーザダイオードなど）、電界発光（ＥＬ：Electro Luminescence）素子などがある。
【００２４】
ライト１２ａは、その投光部１２ｃが、ビデオカメラ１１ｂの撮影レンズ１１ｃからできるだけ離れると共に、ビデオカメラ１１ａの撮影レンズ１１ｃにできるだけ近い位置に配置されている。また、ライト１２ｂは、その投光部１２ｃが、ビデオカメラ１１ａの撮影レンズ１１ｃからできるだけ離れると共に、ビデオカメラ１１ｂの撮影レンズ１１ｃにできるだけ近い位置に配置されている。
つまり、平行配置された各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂに対して、ライト１２ａの投光部１２ｃはビデオカメラ１１ａの撮影レンズ１１ｃに近接してその外側に配置されると共に、ライト１２ｂの投光部１２ｃはビデオカメラ１１ｂの撮影レンズ１１ｃに近接してその外側に配置されている。
【００２５】
同期信号検出回路２１は、ビデオカメラ１１ａの出力したビデオ信号Ｖａから奇数フィールド同期信号Ｏｄｄおよび偶数フィールド同期信号Ｅｖｅｎを生成して出力する。
ライト制御回路３１は、コンピュータシステム４１によって制御され、コンピュータシステム４１の出力した制御コマンドＣＭと、同期信号検出回路２１の出力した各同期信号Ｏｄｄ，Ｅｖｅｎとに基づいて、各ライト制御信号Ｍａ，ＭｂおよびトリガＴＧを生成して出力する。
そして、ライト１２ａはライト制御回路３１の出力したライト制御信号Ｍａによって点灯が制御され、ライト１２ｂはライト制御回路３１の出力したライト制御信号Ｍｂによって点灯が制御される。尚、後述するように、各ライト１２ａ，１２ｂが同時に点灯されることはない。
【００２６】
コンピュータシステム４１は、コンピュータ本体４２、入力装置４３、出力装置４４、外部記憶装置４５から構成されている。
コンピュータ本体４２は、ＣＰＵ４２ａ，ＲＯＭ４２ｂ，ＲＡＭ４２ｃ，入出力（Ｉ／Ｏ）回路４２ｄを有する周知のマイクロコンピュータを含んで構成されており、制御コマンドＣＭを生成して出力する。尚、コンピュータ本体４２には、パーソナルコンピュータを用いればよい。
【００２７】
入力装置４３は、例えば、キーボードやポインティングデバイスなどから構成されており、画像認識装置１０のオペレータからの指示命令をデータ信号に変換し、そのデータ信号をコンピュータ本体４２のＩ／Ｏ回路４２ｄを介してＣＰＵ４２ａへ転送する。
出力装置４４は、例えば、ディスプレイやプリンタなどから構成されており、コンピュータ本体４２のＩ／Ｏ回路４２ｄを介して転送されてくるＣＰＵ４２ａの処理結果を画像認識装置１０のオペレータに通知する。
【００２８】
外部記憶装置４５は、例えば、フロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブなどから構成されており、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（記憶媒体）４５ａに記録されているデータ信号を読み出し、そのデータ信号をコンピュータ本体４２のＩ／Ｏ回路４２ｄを介してＣＰＵ４２ａへ転送すると共に、Ｉ／Ｏ回路４２ｄを介して転送されてくるＣＰＵ４２ａからのデータ信号を記録媒体４５ａに書き込んで記録（記憶）させる。
【００２９】
尚、記録媒体４５ａには、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、データカード（ＩＣカード，磁気カードなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯなど）、相変化ディスク、磁気テープなど）、半導体メモリ（メモリスティック，スマートメディアなど）などがある。
【００３０】
ビデオキャプチャカード（ビデオキャプチャボード）５１は、コンピュータ本体１２の拡張スロット（図示略）に差し込んで使用される。尚、ビデオキャプチャカード５１は、コンピュータ本体１２に接続されるビデオデジタイザに置き代えてもよい。
ビデオキャプチャカード５１は、ライト制御回路３１の出力したトリガＴＧに基づいて、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの出力したアナログ信号である各ビデオ信号Ｖａ，ＶｂをＡ／Ｄ変換することにより、各ビデオ信号Ｖａ，Ｖｂをコンピュータシステム４１内で処理可能な（取込可能な）信号形式に変換してコンピュータ本体４２に転送する。
【００３１】
［模様が付された札の構成］
図２は、画像認識装置１０が判別する模様が付された札７１の構造を示す図面であり、図２（Ａ）（Ｂ）は札７１の正面図、図２（Ｃ）は札７１の右側面図である。
札７１は、板材７２および再帰性反射材７３から構成されている。
板材７２は、一辺の長さが数ｃｍ〜数十ｃｍの略矩形状の平板部７２ａと、その平板部７２ａの下辺から突設された把手部７２ｂとを備えている。
【００３２】
薄板状の再帰性反射材７３は、板材７２の平板部７２ａの表面側に貼付されている。図２（Ａ）は、円形に切り抜かれた再帰性反射材７３によって○印の模様が形成されている例を示す。また、図２（Ｂ）は、バッテン形に切り抜かれた再帰性反射材７３によって×印の模様が形成されている例を示す。
尚、再帰性反射材７３によって形成される模様は、○印および×印に限らず、後述する模様判定処理（Ｓ４５０）で判定可能な模様であれば、どのような模様であってもよい。
また、板材７２の平板部７２ａの表面側と裏面側の両面に再帰性反射材７３を貼付し、それら再帰性反射材７３によって札７１の両面に異なる模様を形成してもよい。
【００３３】
再帰性反射材７３は、再帰性反射機能（鏡面反射や通常の物体表面の乱反射とは異なり、光がどのような方向から照射されても光源に向かってそのまま反射する機能）を備えた反射材である。
再帰性反射材７３としては、どのようなタイプを使用してもよいが、例えば、以下のタイプがある。
【００３４】
▲１▼透明合成樹脂製の小型のプリズム（三角錐）を光学的に組み合わせたタイプ（一般に、自動車の反射器として使用されるもの）。
▲２▼各種シート材料（合成樹脂シートなど）の表面に極小プリズム（マイクロプリズム）を均一に多数個貼付したタイプ。
▲３▼各種シート材料の表面に反射層（アルミニウム蒸着膜など）を設け、その反射層の表面に透明合成樹脂や透明ガラスの極小ビーズ（マイクロプリズム）を均一に多数個貼付したタイプ。
【００３５】
［実施形態の使用状態］
画像認識装置１０は、例えば、広い会場に集まった人々の意見を聞く際に、再帰性反射材７３によって○印が形成された札（図２（Ａ））と×印が形成された札７１（図２（Ｂ））との２枚の札７１を会場の人々に持たせ、賛成者には○印の札７１を掲げさせると共に反対者には×印の札７１を掲げさせた場合に、人々が掲げた札７１の印を判別し、掲げられた○印の札７１と×印の札７１のそれぞれの枚数を数えるといった用途に使用することができる。
【００３６】
この使用例において、画像認識装置１０のオペレータは、会場に集まった人々を見渡せる会場内の適宜な箇所に各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂおよび各ライト１２ａ，１２ｂを設置する。そして、後述するように各ライト１２ａ，１２ｂを点灯させ、人々が掲げた札７１に貼付された再帰性反射材７３に各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射させて、その反射光を各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂによって撮影させる。
【００３７】
このとき、会場内には、札７１以外にも反射性を備えた様々な物品が存在している。そのような反射性を備えた物品は、つや消し白色の物品（例えば、紙、ワイシャツに代表される白色の布など）と、鏡面体（例えば、つやのある物品、鏡、金属など）とに大別される。
また、会場内には、照明（電球、蛍光灯など）や非常灯などの発光体が存在している。
【００３８】
図３は、各ライト１２ａ，１２ｂの点灯を切り替えた際に、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影した光の輝度（明るさ、照度）を示す図表である。尚、図３に示す図表の内容は、ＲＯＭ４２ｂに記憶させておく。
図４（Ａ），図５（Ａ）〜図７は、各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した際の反射光について、ライト１２ａの照射光・反射光の経路αとライト１２ｂの照射光・反射光の経路βとを示す模式図である。
上記のように、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂのそれぞれの撮影レンズ１１ｃの中心は距離ｄ（例えば、数十ｃｍ）だけ離間して水平方向に平行配置されている。また、各ライト１２ａ，１２ｂが同時に点灯されることはない。
そして、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影レンズ１１ｃ面を結ぶ直線に対して、各ライト１２ａ，１２ｂの光が照射される物品８１，８３，７３は距離Ｌ（例えば、数ｍ〜十数ｍ）だけ離間して配置されている。
【００３９】
図４（Ａ）は、つや消し白色の物品８１に対して各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した例を示す。
つや消し白色の物品８１は、光を広い方向に乱反射し、その反射光の輝度は照射光に比べて低下（減衰）する。
そのため、つや消し白色の物品８１が向いている方向に関係なく、ライト１２ａの照射光が物品８１で反射された反射光（経路α）は両ビデオカメラ１１ａ，１１ｂで捕らえられ、ライト１２ｂの照射光が物品８１で反射された反射光（経路β）も両ビデオカメラ１１ａ，１１ｂで捕らえられる。
その結果、図３に示すように、図４（Ａ）に示す例では、各ライト１２ａ，１２ｂのいずれが点灯した場合でも、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影した光の輝度は中レベルになる。
【００４０】
図４（Ｂ）は、発光体８２の照射する赤外光を各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影した例を示す。
発光体８２の照射光は、各ライト１２ａ，１２ｂの照射光が物品８１，８３，７３で反射された反射光に比べて輝度が高く、両ビデオカメラ１１ａ，１１ｂで捕らえられる。
その結果、図３に示すように、図４（Ｂ）に示す例では、各ライト１２ａ，１２ｂの点灯に関係なく、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影した光の輝度は高レベルになる。
【００４１】
図５（Ａ）は、ビデオカメラ１１ａの方向を向いた鏡面体８３に対して各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した例を示す。
鏡面体８３は、光の入射角度と反射角度が同一であり、その反射光の輝度は照射光に比べてほとんど低下しない。
そのため、ビデオカメラ１１ａの方向を向いた鏡面体８３について、ライト１２ａの照射光が当該鏡面体８３で反射された反射光（経路α）はビデオカメラ１１ａでのみ捕らえられ、ライト１２ｂの照射光が当該鏡面体８３で反射された反射光（経路β）は両ビデオカメラ１１ａ，１１ｂで捕らえられない。
その結果、図３に示すように、図５（Ａ）に示す例では、ライト１２ａが点灯した場合にビデオカメラ１１ａが撮影した光の輝度は高レベルになり、その他の場合の光の輝度（ライト１２ｂが点灯した場合にビデオカメラ１１ａが撮影した光の輝度、各ライト１２ａ，１２ｂが点灯した場合にビデオカメラ１１ｂが撮影した光の輝度）は低レベルになる。
【００４２】
図５（Ｂ）は、ビデオカメラ１１ｂの方向を向いた鏡面体８３に対して各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した例を示す。
ビデオカメラ１１ｂの方向を向いた鏡面体８３について、ライト１２ｂの照射光が当該鏡面体８３で反射された反射光（経路β）はビデオカメラ１１ｂでのみ捕らえられ、ライト１２ａの照射光が当該鏡面体８３で反射された反射光（経路α）は両ビデオカメラ１１ａ，１１ｂで捕らえられない。
その結果、図３に示すように、図５（Ｂ）に示す例では、ライト１２ｂが点灯した場合にビデオカメラ１１ｂが撮影した光の輝度は高レベルになり、その他の場合の光の輝度（ライト１２ａが点灯した場合にビデオカメラ１１ｂが撮影した光の輝度、各ライト１２ａ，１２ｂが点灯した場合にビデオカメラ１１ａが撮影した光の輝度）は低レベルになる。
【００４３】
図６（Ａ）は、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの中間方向を向いた鏡面体８３に対して各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した例を示す。
各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの中間方向を向いた鏡面体８３について、ライト１２ａの照射光が当該鏡面体８３で反射された反射光（経路α）はビデオカメラ１１ｂでのみ捕らえられ、ライト１２ｂの照射光が当該鏡面体８３で反射された反射光（経路β）はビデオカメラ１１ａでのみ捕らえられる。
その結果、図３に示すように、図６（Ａ）に示す例では、ライト１２ｂが点灯した場合にビデオカメラ１１ａが撮影した光の輝度と、ライト１２ａが点灯した場合にビデオカメラ１１ｂが撮影した光の輝度とは高レベルになり、その他の場合の光の輝度（ライト１２ａが点灯した場合にビデオカメラ１１ａが撮影した光の輝度、ライト１２ｂが点灯した場合にビデオカメラ１１ｂが撮影した光の輝度）は低レベルになる。
【００４４】
図６（Ｂ）は、上記した図５（Ａ）（Ｂ）または図６（Ａ）に示す方向以外の方向を向いた鏡面体８３に対して各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した例を示す。
上記以外の方向を向いた鏡面体８３について、ライト１２ａの照射光が当該鏡面体８３で反射された反射光（経路α）は両ビデオカメラ１１ａ，１１ｂで捕らえられず、ライト１２ｂの照射光が当該鏡面体８３で反射された反射光（経路β）も両ビデオカメラ１１ａ，１１ｂで捕らえられない。
その結果、図３に示すように、図６（Ｂ）に示す例では、各ライト１２ａ，１２ｂのいずれが点灯した場合でも、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影した光の輝度は低レベルになる。
【００４５】
図７は、再帰性反射材７３に対して各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した例を示す。
上記のように、再帰性反射材７３は、光がどのような方向から照射されても光源に向かってそのまま反射し、その反射光の輝度は照射光に比べてほとんど低下しない。
そのため、再帰性反射材７３が向いている方向に関係なく、ライト１２ａの照射光が再帰性反射材７３で反射された反射光（経路α）はビデオカメラ１１ａでのみ捕らえられ、ライト１２ｂの照射光が再帰性反射材７３で反射された反射光（経路β）はビデオカメラ１１ｂでのみ捕らえられる。
その結果、図３に示すように、図７に示す例では、ライト１２ａが点灯した場合にビデオカメラ１１ａが撮影した光の輝度と、ライト１２ｂが点灯した場合にビデオカメラ１１ｂが撮影した光の輝度とは高レベルになり、その他の場合の光の輝度（ライト１２ｂが点灯した場合にビデオカメラ１１ａが撮影した光の輝度、ライト１２ａが点灯した場合にビデオカメラ１１ｂが撮影した光の輝度）は低レベルになる。
【００４６】
［実施形態の動作］
図８および図９は、画像認識装置１０が実行する画像認識処理の流れを示すフローチャートである。
図１０は、画像認識装置１０の動作内容を示すタイミングチャートである。
画像認識装置１０のオペレータが、コンピュータシステム４１の入力装置４３を用い、画像認識処理の開始命令をコンピュータ本体４２に転送すると、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、ＲＯＭ４２ｂに記憶されているコンピュータプログラムに従い、コンピュータによる各種演算処理によって、以下の各ステップ（以下、「Ｓ」と記載する）の処理を実行する。
【００４７】
尚、前記コンピュータプログラムを外部記憶装置４５にセットされる記録媒体４５ａに記録しておき、当該コンピュータプログラムを必要に応じて記録媒体４５ａから読み出し、その読み出したコンピュータプログラムを外部記憶装置４５からコンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａにロードして起動することにより用いるようにしてもよい。
【００４８】
まず、コンピュータシステム４１は、画像認識装置１０の初期設定処理（Ｓ１００）を実行する。
この初期設定処理は、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの絞り設定処理（Ｓ１１０）と、各ライト１２ａ，１２ｂの点灯時間設定処理（Ｓ１２０）から構成されており、コンピュータシステム４１は各処理Ｓ１１０，Ｓ１２０を順次実行する。
【００４９】
絞り設定処理（Ｓ１１０）において、コンピュータシステム４１は、露出計（図示略）を用いて画像認識装置１０の設置会場の照明の明るさを計測し、その計測した露出値に合わせて各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの絞りを調整する（具体的には、設置会場の照明が明るい程、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの絞りを大きく設定する）。
【００５０】
点灯時間設定処理（Ｓ１２０）において、コンピュータシステム４１は、オペレータが入力装置４３を用いて指定した各種パラメータ（例えば、設置会場の広さ、設置会場の照明の明るさ、再帰性反射材７３の材質など）に基づいて、各ライト１２ａ，１２ｂの点灯時間ｔを設定する。そして、コンピュータシステム４１は、設定した点灯時間ｔに対応した制御コマンドＣＭを生成し、その制御コマンドＣＭをライト制御回路３１に出力する。
尚、各種パラメータと各ライト１２ａ，１２ｂの点灯時間ｔとの関係を、予め実験的に求めておき、その関係を示すマップをＲＯＭ４２ｂに記憶させておく。
【００５１】
次に、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂによる撮影制御処理（Ｓ２００）が実行され、続いて、各ライト１２ａ，１２ｂによる点灯制御処理（Ｓ３００）が実行される。
撮影制御処理（Ｓ２００）において、まず、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、制御コマンドＣＭとして撮影コマンドを生成し、その撮影コマンドをＩ／Ｏ回路４２ｄを介してコンピュータ本体４２からライト制御回路３１へ出力（送信）する（Ｓ２１０）。
【００５２】
このとき、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂは、コンピュータシステム４１の制御には関係なく、適宜な方式（ＮＴＳＣ、ＥＩＡなど）のインターレース走査（飛び越し走査）によって撮影を行い、その撮影画面（フレーム）に対応する各ビデオ信号Ｖａ，Ｖｂを出力している。
ここで、インターレース走査では、１枚のフレームが２回に分けて水平方向に走査された２枚のフィールド（奇数フィールド、偶数フィールド）から構成されている。
【００５３】
例えば、ＮＴＳＣ方式では、１枚のフレームが５２５本の走査線から構成され、フレーム周波数が約３０Ｈｚで１秒間に３０枚のフレームが作成されて伝送され、フィールド周波数が約６０Ｈｚで１秒間に奇数フィールドと偶数フィールドとがそれぞれ３０枚ずつ作成されて伝送されている。
つまり、ＮＴＳＣ方式のインターレース走査において、１回目の走査（奇数フィールドの走査）では１／６０秒間で画面の上方から１本飛びに半分の数（２６２．５本）の走査線が走査され、２回目の走査（偶数フィールドの走査）では１／６０秒間で残りの走査線（２６２．５本）が走査され、１／３０秒間で１枚のフレームが作成される。
【００５４】
そして、同期信号検出回路２１は、ビデオカメラ１１ａの出力したビデオ信号Ｖａから奇数フィールド同期信号Ｏｄｄおよび偶数フィールド同期信号Ｅｖｅｎを生成して出力する。
ライト制御回路３１は、Ｓ２１０の処理で生成された撮影コマンド（制御コマンドＣＭ）によって制御され、その撮影コマンドを入力（受信）した後に、同期信号検出回路２１から偶数フィールド同期信号Ｅｖｅｎを入力すると、トリガＴＧとして撮影トリガを生成し、その撮影トリガをビデオキャプチャカード５１へ出力する（Ｓ２２０）。
ビデオキャプチャカード５１は、Ｓ２２０の処理で生成された撮影トリガを入力すると、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの出力した１フレーム分の各ビデオ信号Ｖａ，ＶｂをＡ／Ｄ変換してコンピュータ本体４２に転送して取り込ませる（Ｓ２３０）。
【００５５】
ここで、Ｓ２２０の処理では、偶数フィールド同期信号Ｅｖｅｎに基づいて撮影トリガが生成される。
そのため、ビデオカメラ１１ａは、奇数フィールドＡ１のビデオ信号Ｖａを生成した後に、偶数フィールドＡ２のビデオ信号Ｖａを生成し、２枚のフィールドＡ１，Ａ２から構成される１フレーム分のビデオ信号Ｖａをこの順番でビデオキャプチャカード５１を介してコンピュータ本体４２へ転送する。
また、ビデオカメラ１１ｂは、奇数フィールドＢ１のビデオ信号Ｖｂを生成した後に、偶数フィールドＢ２のビデオ信号Ｖｂを生成し、２枚のフィールドＢ１，Ｂ２から構成される１フレーム分のビデオ信号Ｖｂをこの順番でビデオキャプチャカード５１を介してコンピュータ本体４２へ転送する。
【００５６】
尚、図１０では、ビデオキャプチャカード５１を介してコンピュータ本体４２へ転送される各ビデオ信号Ｖａ，Ｖｂのみを図示してある。しかし、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂは、図１０に示した各フィールドＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の前後にも連続して偶数フィールドと奇数フィールドの各ビデオ信号Ｖａ，Ｖｂを交互に出力している。
【００５７】
点灯制御処理（Ｓ３００）において、ライト制御回路３１は、Ｓ２１０の処理で生成された撮影コマンド（制御コマンドＣＭ）によって制御され、その撮影コマンドを入力した後に、同期信号検出回路２１から偶数フィールド同期信号Ｅｖｅｎを入力すると、偶数フィールドの時間内（１／６０秒間）に、ライト制御信号Ｍａを生成し、そのライト制御信号Ｍａを点灯時間設定処理（Ｓ１２０）で設定された点灯時間ｔ分だけライト１２ａへ出力する。
続いて、ライト制御回路３１は、同期信号検出回路２１から奇数フィールド同期信号Ｏｄｄを入力すると、奇数フィールドの時間内（１／６０秒間）に、ライト制御信号Ｍｂを生成し、そのライト制御信号Ｍｂを点灯時間ｔ分だけライト１２ｂへ出力する。
【００５８】
すると、各ライト１２ａ，１２ｂは、各ライト制御信号Ｍａ，Ｍｂが入力されている点灯時間ｔ分だけそれぞれ点灯される。
ここで、ライト１２ａの点灯のタイミングは、ビデオキャプチャカード５１を介してコンピュータ本体４２へ各フィールドＡ１，Ｂ１のビデオ信号Ｖａ，Ｖｂが転送されて取り込まれるタイミングよりも１フィールド分早いタイミングとなる。また、ライト１２ｂの点灯のタイミングは、ビデオキャプチャカード５１を介してコンピュータ本体４２へ各フィールドＡ２，Ｂ２のビデオ信号Ｖａ，Ｖｂが転送されて取り込まれるタイミングよりも１フィールド分早いタイミングとなる。
【００５９】
次に、コンピュータシステム４１は、画像処理（Ｓ４００）を実行する。
この画像処理は、疑似フレーム作成処理（Ｓ４１０）、ラベル検出処理（Ｓ４２０）、視差補正処理（Ｓ４３０）、再帰性反射材特定処理（Ｓ４４０）、模様判定処理（Ｓ４５０）、模様計数処理（Ｓ４６０）から構成されており、コンピュータシステム４１は各処理Ｓ４１０〜Ｓ４６０を順次実行する。
【００６０】
疑似フレーム作成処理（Ｓ４１０）において、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、Ｓ２３０の処理でコンピュータ本体４２に取り込まれた各フィールドＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２に補間処理を施すことにより、４枚のフィールドＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２からそれぞれ疑似フレームＡ１’，Ａ２’，Ｂ１’，Ｂ２’を作成する。
ここで、補間処理は、インターレース走査で飛び越された走査線を補間することにより、インターレース走査方式のビデオ信号を擬似的にノンインターレース走査（順次走査、プログレッシブ走査）方式のビデオ信号に変換する処理である。
【００６１】
尚、補間処理には種々の方式（例えば、動き適応型走査線補間方式、サブサンプル補間方式など）があるが、どのような方式を用いてもよい。
動き適応型走査線補間方式は、インターレース走査で飛び越された走査線を補間する際に、映像の静止画部分は１フィールド前の走査線をそのまま用いて補間し、映像の動画部分は現フィールド内の上下の走査線を用いて補間する方式である。
また、サブサンプル補間方式は、インターレース走査で飛び越された走査線を補間する際に、映像の静止画部分は１フィールド前の走査線と現フィールド内の上下の走査線との両方を用いて補間し、映像の動画部分は現フィールド内の上下の走査線を用いて補間する方式である。このサブサンプル補間方式によれば、動き適応型走査線補間方式に比べて画質劣化を低減することが可能になる。
【００６２】
ラベル検出処理（Ｓ４２０）において、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、疑似フレーム作成処理（Ｓ４１０）で作成された各疑似フレームＡ１’，Ａ２’について、各疑似フレームＡ１’，Ａ２’を構成するピクセル毎に、疑似フレームＡ１’の輝度から疑似フレームＡ２’の輝度を差し引いた輝度差分値（Ａ１’ーＡ２’）を演算し、その輝度差分値をラベリングして輝度差分値の低い複数のピクセルからなるラベルＲａを作成し、そのラベルＲａの位置およびサイズを検出する。
【００６３】
また、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、疑似フレーム作成処理（Ｓ４１０）で作成された各疑似フレームＢ１’，Ｂ２’について、各疑似フレームＢ１’，Ｂ２’を構成するピクセル毎に、疑似フレームＢ２’の輝度から疑似フレームＢ１’の輝度を差し引いた輝度差分値（Ｂ２’ーＢ１’）を演算し、その輝度差分値をラベリングして輝度差分値の低い複数のピクセルからなるラベルＲｂを作成し、そのラベルＲｂの位置およびサイズを検出する。
【００６４】
図１１は、ラベル検出処理（Ｓ４２０）で作成されたラベルＲａ，Ｒｂを例示する模式図である。
図１１（Ａ）は、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印の模様をビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影して得られた疑似フレームから作成されたラベルＲａ，Ｒｂを示す。
図１１（Ｂ）は、再帰性反射材７３によって札７１に形成された×印の模様をビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影して得られた疑似フレームから作成されたラベルＲａ，Ｒｂを示す。
各ラベルＲａ，Ｒｂは、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様に外接する四角形から構成され、その四角形の高さｈがラベルＲａ，Ｒｂのサイズとなる。
【００６５】
視差補正処理（Ｓ４３０）において、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、ラベル検出処理（Ｓ４２０）で作成された各ラベルＲａ，Ｒｂについて、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの視差を補正する。
つまり、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂのそれぞれの撮影レンズ１１ｃの中心は距離ｄだけ離間して水平方向に平行配置されているため、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂには視差が生じ、その視差によって各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影画像には位置ズレが生じる。
【００６６】
図１２は、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影画像に生じた視差による位置ズレを例示する模式図である。
図１２（Ａ）は、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂから遠く離れた位置にある再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印の模様を撮影した場合において、ビデオカメラ１１ａの撮影画像Ｐａとビデオカメラ１１ｂの撮影画像Ｐｂとに生じた視差による位置ズレｇ１を示す。
図１２（ｂ）は、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂに近い位置にある再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印の模様を撮影した場合において、ビデオカメラ１１ａの撮影画像Ｐａとビデオカメラ１１ｂの撮影画像Ｐｂとに生じた視差による位置ズレｇ２を示す。
尚、ラベルＲａは撮影画像Ｐａに外接する四角形から構成され、ラベルＲｂは撮影画像Ｐｂに外接する四角形から構成される。
【００６７】
図１２に示すように、図７に示す再帰性反射材７３（札７１）とビデオカメラ１１ａ，１１ｂとの距離Ｌに応じて、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印の模様の撮影画像Ｐａ，Ｐｂ（ラベルＲａ，Ｒｂ）のサイズ（高さｈ）が決定される。
そして、距離Ｌと撮影画像Ｐａ，Ｐｂ（ラベルＲａ，Ｒｂ）の位置ズレｇ１，ｇ２との関係は、実測によって求められるだけでなく、演算によって求めることも可能である。
【００６８】
そこで、距離Ｌと撮影画像Ｐａ，Ｐｂ（ラベルＲａ，Ｒｂ）の位置ズレｇ１，ｇ２との関係を、予め実測または演算によって求めておき、その関係を示すマップをＲＯＭ４２ｂに記憶させておく。
そして、視差補正処理（Ｓ４３０）において、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、ＲＯＭ４２ｂに記録させておいたマップを参照し、ラベル検出処理（Ｓ４２０）で作成された各ラベルＲａ，Ｒｂに生じた視差による位置ズレｇ１，ｇ２を補正し、各ラベルＲａ，Ｒｂの位置を合致させる。
【００６９】
再帰性反射材特定処理（Ｓ４４０）において、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、ＲＯＭ４２ｂに記憶させておいた図３に示す図表を参照し、２つのラベルＲａ，Ｒｂの輝度を比較することにより、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様を撮影して得られたラベルＲａ，Ｒｂを特定する。
【００７０】
すなわち、奇数フィールドＡ１から作成された疑似フレームＡ１’は、ライト制御信号Ｍａによって点灯されるライト１２ａの照射光が物品８１，８３，７３で反射された反射光をビデオカメラ１１ａで撮影して得られたものである。
また、偶数フィールドＡ２から作成された疑似フレームＡ２’は、ライト制御信号Ｍｂによって点灯されるライト１２ｂの照射光が物品８１，８３，７３で反射された反射光をビデオカメラ１１ａで撮影して得られたものである。
【００７１】
そして、奇数フィールドＢ１から作成された疑似フレームＢ１’は、ライト制御信号Ｍａによって点灯されるライト１２ａの照射光が物品８１，８３，７３で反射された反射光をビデオカメラ１１ｂで撮影して得られたものである。
また、偶数フィールドＢ２から作成された疑似フレームＢ２’は、ライト制御信号Ｍｂによって点灯されるライト１２ｂの照射光が物品８１，８３，７３で反射された反射光をビデオカメラ１１ｂで撮影して得られたものである。
【００７２】
ここで、ラベルＲａは、疑似フレームＡ１’の輝度から疑似フレームＡ２’の輝度を差し引いた輝度差分値（Ａ１’ーＡ２’）から得られたものである。
また、ラベルＲｂは、疑似フレームＢ２’の輝度から疑似フレームＢ１’の輝度を差し引いた輝度差分値（Ｂ２’ーＢ１’）から得られたものである。
【００７３】
そのため、図３に示す図表を参照すると、ラベルＲａの輝度が高レベルになるのは、図５（Ａ）に示すビデオカメラ１１ａの方向を向いた鏡面体８３の場合と、図７に示す再帰性反射材７３の場合である。また、ラベルＲｂの輝度が高レベルになるのは、図５（Ｂ）に示すビデオカメラ１１ｂの方向を向いた鏡面体８３の場合と、図７に示す再帰性反射材７３の場合である。
従って、各ラベルＲａ，Ｒｂの輝度が共に高レベルになるのは、図７に示す再帰性反射材７３の場合だけであり、当該ラベルＲａ，Ｒｂは再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様を撮影して得られたものであると判定することができる。
【００７４】
模様判定処理（Ｓ４５０）において、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、例えば、ラベルＲａ，Ｒｂ内の任意の部位毎に輝度分布を検出することにより、ラベルＲａ，Ｒｂに内接する模様が○印または×印のいずれであるかを判定する。尚、この模様判定処理では、ニューラルネットワークを利用したパターン認識処理を用いて、ラベルＲａ，Ｒｂに内接する模様を判定するようにしてもよい。
模様計数処理（Ｓ４６０）において、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、模様判定処理（Ｓ４５０）で判定された○印の模様と×印の模様のそれぞれの個数を計数する。
【００７５】
コンピュータシステム４１は、画像処理（Ｓ４００）が終了すると、最後に、報知処理（Ｓ５００）を実行する。
報知処理（Ｓ５００）において、コンピュータ本体４２のＣＰＵ４２ａは、模様計数処理（Ｓ４６０）の処理結果をＩ／Ｏ回路４２ｄを介して出力装置４４から出力させることにより、当該処理結果を画像認識装置１０のオペレータに通知させる。
すなわち、模様計数処理（Ｓ４６０）の計数結果により、○印の模様の個数（人々が掲げた再帰性反射材７３によって○印が形成された札（図２（Ａ））の枚数）と、×印の模様の個数（人々が掲げた再帰性反射材７３によって×印が形成された札（図２（Ｂ））の枚数）とが、ディスプレイやプリンタなどから構成される出力装置４４を用いてオペレータに通知される。
【００７６】
［実施形態の作用・効果］
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
（１）再帰性反射材特定処理（Ｓ４４０）では、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様を撮影して得られたラベルＲａ，Ｒｂが特定され、模様判定処理（Ｓ４５０）では、ラベルＲａ，Ｒｂに内接する模様が○印または×印のいずれであるかが判定され、模様計数処理（Ｓ４６０）にて、○印の模様と×印の模様のそれぞれの個数が計数され、報知処理（Ｓ５００）にて、その計数結果が画像認識装置１０のオペレータに通知される。
【００７７】
従って、本実施形態によれば、上記使用例において、会場内に存在する種々の物品（つや消し白色の物品８１、発光体８２、鏡面体８３）と、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様とを正確に区別することができる。
そのため、例えば、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様と類似した模様の服を着用している人が会場内にいる場合でも、その服の模様と札７１の印とを正確に区別することが可能になる。その結果、人々が掲げた○印の札７１と×印の札７１のそれぞれの枚数を正確に数えることができる。
【００７８】
（２）再帰性反射材特定処理（Ｓ４４０）では、２台のビデオカメラ１１ａ，１１ｂを用い、ビデオカメラ１１ａの撮影した各疑似フレームＡ１’，Ａ２’から作成されたラベルＲａの輝度と、ビデオカメラ１１ｂの撮影した各疑似フレームＢ１’，Ｂ２’から作成されたラベルＲｂの輝度とが比較される。そして、各ラベルＲａ，Ｒｂの輝度が共に高レベルになる場合に、当該各ラベルＲａ，Ｒｂが、各ライト１２ａ，１２ｂの照射光が再帰性反射材７３で反射された反射光が各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂで撮影されて得られたものであると判定される。
【００７９】
上記のように、図３に示す図表を参照すると、ラベルＲａの輝度が高レベルになるのは、図５（Ａ）に示すビデオカメラ１１ａの方向を向いた鏡面体８３の場合と、図７に示す再帰性反射材７３の場合だけである。また、ラベルＲｂの輝度が高レベルになるのは、図５（Ｂ）に示すビデオカメラ１１ｂの方向を向いた鏡面体８３の場合と、図７に示す再帰性反射材７３の場合だけである。
従って、本実施形態によれば、図５（Ａ）に示すビデオカメラ１１ａの方向を向いた鏡面体８３や、図５（Ｂ）に示すビデオカメラ１１ｂの方向を向いた鏡面体８３と、図７に示す再帰性反射材７３とを正確に区別することができる。
【００８０】
ところで、上記使用例において、会場内に鏡面体８３が存在しない場合には（つや消し白色の物品８１と発光体８２のみが会場内に存在する場合には）、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂのいずれか一方を省いても、各物品８１，８２と、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様とを正確に区別することができる。
【００８１】
（３）ラベル検出処理（Ｓ４２０）では、疑似フレームＡ１’の輝度から疑似フレームＡ２’の輝度を差し引いた輝度差分値（Ａ１’ーＡ２’）からラベルＲａが作成され、疑似フレームＢ２’の輝度から疑似フレームＢ１’の輝度を差し引いた輝度差分値（Ｂ２’ーＢ１’）からラベルＲｂが作成される。
このように、輝度差分値を求めることにより、図４（Ａ）に示すつや消し白色の物品８１における輝度差分値が零になるため、物品８１からの反射光を各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影して得られた疑似フレームからはラベルＲａ，Ｒｂが作成されない。
また、輝度差分値を求めることにより、図４（Ｂ）に示す発光体８２における輝度差分値が零になるため、発光体８２の照射光を各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影して得られた疑似フレームからはラベルＲａ，Ｒｂが作成されない。
従って、本実施形態によれば、図４（Ａ）に示すつや消し白色の物品８１や、図４（Ｂ）に示す発光体８２と、図７に示す再帰性反射材７３とを正確に区別することができる。
【００８２】
（４）ライト１２ａは、その投光部１２ｃが、ビデオカメラ１１ｂの撮影レンズ１１ｃからできるだけ離れると共に、ビデオカメラ１１ａの撮影レンズ１１ｃにできるだけ近い位置に配置されている。また、ライト１２ｂは、その投光部１２ｃが、ビデオカメラ１１ａの撮影レンズ１１ｃからできるだけ離れると共に、ビデオカメラ１１ｂの撮影レンズ１１ｃにできるだけ近い位置に配置されている。
このように、各ライト１２ａ，１２ｂを各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂに対して配置することで、図３の図表に示す光の輝度の関係を確実に得ることが可能になり、再帰性反射材特定処理（Ｓ４４０）の処理結果を正確なものにすることができる。
【００８３】
尚、各ライト１２ａ，１２ｂの照射する赤外光と近似した波長の赤外光を発生する発光体（例えば、輝度の高い白熱電球、太陽など）が、各ライト１２ａ，１２ｂの近傍に存在する場合には、図３の図表に示す光の輝度の関係を得られなくなる。
従って、上記使用例において、画像認識装置１０のオペレータは、当該発光体が各ライト１２ａ，１２ｂの近傍に位置しないような箇所に、各ライト１２ａ，１２ｂおよび各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂを設置する必要がある。
【００８４】
（５）点灯時間設定処理（Ｓ１２０）では、各ライト１２ａ，１２ｂの点灯時間ｔが設定され、点灯制御処理（Ｓ３００）では、設定された点灯時間ｔ分だけ各ライト制御信号Ｍａ，Ｍｂが出力され、各ライト制御信号Ｍａ，Ｍｂによって各ライト１２ａ，１２ｂが点灯される。
このように、各ライト１２ａ，１２ｂを点灯時間ｔ分だけ点灯させることにより、再帰性反射材特定処理（Ｓ４４０）の処理結果を正確なものにするために、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影する光の輝度を最適化することができる。
【００８５】
特に、ＬＥＤによって各ライト１２ａ，１２ｂを構成した場合、ＬＥＤの輝度は通電電流によって調整できるものの、輝度と通電電流とは比例関係にないため、通電電流によって輝度を正確に制御することは困難である。そこで、本実施形態のように、各ライト１２ａ，１２ｂの点灯時間ｔを制御すれば、ＬＥＤの通電電流を制御した場合に比べて、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影する光の輝度を容易に最適化することができる。
【００８６】
（６）各ライト１２ａ，１２ｂの点灯時間ｔは、１フィールドの時間（１／６０秒）以内に設定しなければならず、０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ）〜１／６０秒の範囲に設定するのが適当である。
点灯時間ｔがこの範囲より長くなると、点灯時間ｔが１フィールド以内に収まらなくなり、複数フィールドにまたがってライト１２ａ，１２ｂが点灯することになるため、フィールド毎に違う方向から再帰性反射材７３に光を照射することができなくなることから、上記作用・効果が得られ難くなるという傾向がある。
また、点灯時間ｔがこの範囲より短くなると、短時間で十分な反射光の輝度を確保するために、各ライト１２ａ，１２ｂとして強力なものを使用する必要があり、各ライト１２ａ，１２ｂが高価になることに加えて、各ライト１２ａ，１２ｂに電源を供給するための電源装置（図示略）の電源容量も大きくなるため、当該電源装置が高価になり、低コストな画像認識装置１０を提供することが困難になる。
【００８７】
（７）各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂはインターレース走査方式で撮影を行い、奇数フィールドＡ１，Ｂ１と偶数フィールドＡ２，Ｂ２の各ビデオ信号Ｖａ，Ｖｂを生成して出力している。そして、疑似フレーム作成処理（Ｓ４１０）にて、各フィールドＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２に補間処理が施され、各フィールドＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２からそれぞれ疑似フレームＡ１’，Ａ２’，Ｂ１’，Ｂ２’が作成される。
ところで、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂとして、ノンインターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラを用いることにより、疑似フレーム作成処理（Ｓ４１０）を省くことが考えられる。
【００８８】
しかし、ノンインターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラは、インターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラに比べて、極めて高価である。また、ノンインターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラを用いた場合、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影に要する時間が、インターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラに比べて、約２倍と長くなる。
従って、本実施形態によれば、ノンインターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラを用いる場合に比べて、処理速度の速い画像認識装置１０を安価に提供することができる。
【００８９】
（８）各ライト１２ａ，１２ｂは、赤外光（赤外線）を投光する発光素子から構成されている。そして、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影レンズ１１ｃには、各ライト１２ａ，１２ｂが照射する赤外光のみを通過させる赤外線フィルタが取り付けられている。
このように、本実施形態によれば、赤外光を用いることにより、可視光線の影響を回避して、画像処理（Ｓ４００）の処理結果を正確なものにすることができる。また、赤外光を用いることにより、上記使用例において会場が暗い場合（例えば、映画館を会場とする場合など）でも、画像認識装置１０を使用することができる。
【００９０】
（９）視差補正処理（Ｓ４３０）では、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂのそれぞれの撮影レンズ１１ｃの中心が距離ｄだけ離間して水平方向に平行配置されているために生じる各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの視差が補正され、各ラベルＲａ，Ｒｂに生じた当該視差による位置ズレｇ１，ｇ２が補正される。
この視差補正処理を確実に行うには、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様が各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂによって正確に撮影される必要がある。そのためには、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様を、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影レンズ１１ｃの正面側に向けなければならない。
従って、上記使用例において、画像認識装置１０のオペレータは、会場に集まった人々に対して、札７１のおもて面（再帰性反射材７３によって模様が形成されている面）を各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影レンズ１１ｃの正面側に向けて掲げるように指示し、札７１を傾けて掲げないように注意する必要がある。
【００９１】
（１０）各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂのそれぞれの撮影レンズ１１ｃの中心間の距離ｄは、再帰性反射材７３とビデオカメラ１１ａ，１１ｂとの距離Ｌに対応した値に設定する必要があり、最適な距離ｄは実験的に求めればよい。
例えば、距離Ｌが約１０ｍの場合、距離ｄは１２〜５０ｃｍの範囲に設定するのが適当であり、望ましくは１５〜３０ｃｍ、特に望ましくは２０〜２５ｃｍの範囲に設定すればよい。また、距離Ｌが約３ｍの場合、距離ｄは１２〜１５ｃｍの範囲に設定するのが適当である。このように、距離Ｌが小さくなるほど、最適な距離ｄも小さくなる。
尚、上記のように、ライト１２ａの投光部１２ｃはビデオカメラ１１ａの撮影レンズ１１ｃに近接してその外側に配置されると共に、ライト１２ｂの投光部１２ｃはビデオカメラ１１ｂの撮影レンズ１１ｃに近接してその外側に配置されている。そのため、各ライト１２ａ，１２ｂのそれぞれの投光部１２ｃの中心間の距離は、前記距離ｄにほぼ等しくなる。
【００９２】
距離ｄがこの範囲より大きくなると、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの視差が大きくなり、視差補正処理（Ｓ４３０）における視差補正時に誤差が生じ易くなるという傾向がある。
また、距離ｄがこの範囲より小さくなると、ビデオカメラ１１ａとライト１２ｂの距離が小さくなると共に、ビデオカメラ１１ｂとライト１２ａの距離が小さくなり、ライト１２ｂの照射光の反射がビデオカメラ１１ａに入射し易くなると共に、ライト１２ａの照射光の反射がビデオカメラ１１ｂに入射し易くなり、上記作用・効果が得られ難くなるという傾向がある。
【００９３】
（１１）ビデオカメラ１１ｂは、ビデオカメラ１１ａの出力した各同期信号ＶＤ，ＨＤに従ってビデオカメラ１１ａと同期動作を行い、ビデオ信号Ｖｂを生成して出力する。そのため、ビデオカメラ１１ａの出力したビデオ信号Ｖａから各同期信号Ｏｄｄ，Ｅｖｅｎを生成する同期信号検出回路２１を設けるだけでよく、ビデオカメラ１１ｂの出力したビデオ信号Ｖｂから各同期信号Ｏｄｄ，Ｅｖｅｎを生成する同期信号検出回路を設ける必要はない。
【００９４】
［別の実施形態］
ところで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
［１］上記実施形態では、各ライト１２ａ，１２ｂが赤外光を投光する発光素子から構成されている。
しかし、可視光を投光する発光素子によって各ライト１２ａ，１２ｂを構成してもよく、その場合には、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影レンズ１１ｃに赤外線フィルタを取り付ける必要はない。
尚、そのような可視光の発光素子としては、例えば、各種電球（白熱電球、ハロゲンランプ、水銀灯など）、各色の発光ダイオード、その他の半導体発光素子（レーザダイオードなど）、電界発光素子などがある。
【００９５】
［２］上記実施形態は、２台のビデオカメラ１１ａ，１１ｂと２台のライト１２ａ，１２ｂを用いている。
しかし、２台のビデオカメラ１１ａ，１１ｂと２台のライト１２ａ，１２ｂを一組とし、複数組のビデオカメラおよびライトを用いるようにしてもよい。つまり、画像認識装置１０を広い場所で使用する場合には、複数組の各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影画角が重ならないように、各組の各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂを設置すればよい。
【００９６】
［３］上記実施形態では、ライト１２ａの投光部はビデオカメラ１１ａの撮影レンズ１１ｃに近接してその外側に配置されると共に、ライト１２ｂの投光部はビデオカメラ１１ｂの撮影レンズ１１ｃに近接してその外側に配置されている。しかし、プリズムやハーフミラーなどを用いることにより、ビデオカメラ１１ａの撮影レンズ１１ｃとライト１２ａの投光部とを同軸に配置すると共に、ビデオカメラ１１ｂの撮影レンズ１１ｃとライト１２ｂの投光部とを同軸に配置するようにしてもよい。
【００９７】
［４］上記実施形態では、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂとしてインターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラを用いている。
しかし、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂとしてノンインターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラを用いるようにしてもよく、その場合には、疑似フレーム作成処理（Ｓ４１０）を省くことができる。
特に、再帰性反射材７３によって札７１に形成された模様が、図２に示す○印や×印のような単純なものでなく、複雑なものである場合には、模様判定処理（Ｓ４５０）の処理結果を正確なものにするために、撮影画像の画質を高める必要があることから、ノンインターレース走査方式で撮影を行うビデオカメラを用いることが望ましい。
【００９８】
［５］上記実施形態では、各ラベルＲａ，Ｒｂが、再帰性反射材７３によって札７１に形成された○印または×印の模様に外接する四角形から構成されている。
しかし、各ラベルＲａ，Ｒｂの形状は、四角形に限らず、再帰性反射材７３によって形成された模様に合わせ、当該模様に外接または内接する適宜な多角形（例えば、三角形、五角形以上の多角形）または円形としてもよい。
【００９９】
［６］上記実施形態では、四角形の各ラベルＲａ，Ｒｂの高さｈを当該ラベルＲａ，Ｒｂのサイズとしている。
しかし、四角形の各ラベルＲａ，Ｒｂの横幅を当該ラベルＲａ，Ｒｂのサイズとしてもよい。また、上記［５］において、各ラベルＲａ，Ｒｂの形状を適宜な多角形または円形に設定した場合には、当該多角形の一辺の長さまたは当該円形の直径を当該ラベルＲａ，Ｒｂのサイズとしてもよい。
【００１００】
［７］上記実施形態は、再帰性反射材７３によって札７１に形成した模様を認識する場合に適用したものであるが、これに限ることなく、再帰性反射材７３によって形成された種々の模様（例えば、道路標識など）を認識する場合に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の画像認識装置１０の電気的構成を示すブロック回路図。
【図２】図２（Ａ）（Ｂ）は、画像認識装置１０が判別する模様が付された札７１の正面図。図２（Ｃ）は札７１の右側面図。
【図３】各ライト１２ａ，１２ｂの点灯を切り替えた際に、各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂが撮影した光の輝度（明るさ）を示す図表。
【図４】図４（Ａ）は、各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した際の反射光を示す模式図。図４（Ｂ）は発光体８２の照射光を示す模式図。
【図５】各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した際の反射光を示す模式図。
【図６】各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した際の反射光を示す模式図。
【図７】各ライト１２ａ，１２ｂの光を照射した際の反射光を示す模式図。
【図８】画像認識装置１０が実行する画像認識処理の流れを示すフローチャート。
【図９】画像認識装置１０が実行する画像認識処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】画像認識装置１０の動作内容を示すタイミングチャート。
【図１１】ラベルＲａ，Ｒｂを例示する模式図。
【図１２】各ビデオカメラ１１ａ，１１ｂの撮影画像に生じた視差による位置ズレを例示する模式図。
【符号の説明】
１０…画像認識装置
１１ａ，１１ｂ…ビデオカメラ
１２ａ，１２ｂ…ライト
２１…同期信号検出回路
３１…ライト制御回路
４１…コンピュータシステム
４２…コンピュータ本体
４２ａ…ＣＰＵ
４２ｂ…ＲＯＭ
４２ｃ…ＲＡＭ
４２ｄ…入出力（Ｉ／Ｏ）回路
４３…入力装置
４４…出力装置
４５…外部記憶装置
４５ａ…記録媒体
５１…ビデオキャプチャカード
７１…札
７３…再帰性反射材

Claims (10)

1. 再帰性反射材によって形成された被認識体と、
   その被認識体に向けて光を照射する第１照明手段および第２照明手段と、その第１照明手段および第２照明手段は所定間隔だけ離間されて配置されていることと、
   第１照明手段または第２照明手段の照射光が前記被認識体で反射された反射光を撮影する撮影手段と、その撮影手段は第１照明手段の近傍に配置されていることと、
   第１照明手段および第２照明手段を制御し、第１照明手段による光の照射と、第２照明手段による光の照射とを切り替える照明制御手段と、
   第１照明手段および第２照明手段による光の照射時における前記撮影手段の撮影結果に基づいて、前記撮影手段の撮影画像が前記被認識体に相当することを特定する画像特定手段と
   を備えたことを特徴とする画像認識装置。
2. 再帰性反射材によって形成された被認識体と、
   その被認識体に向けて光を照射する第１照明手段および第２照明手段と、その第１照明手段および第２照明手段は所定間隔だけ離間されて配置されていることと、
   第１照明手段または第２照明手段の照射光が前記被認識体で反射された反射光を撮影する第１撮影手段および第２撮影手段と、その第１撮影手段は第１照明手段の近傍に配置され、第２撮影手段は第２照明手段の近傍に配置されていることと、
   第１照明手段および第２照明手段を制御し、第１照明手段による光の照射と、第２照明手段による光の照射とを切り替える照明制御手段と、
   第１照明手段および第２照明手段による光の照射時における第１撮影手段の撮影結果と、第１照明手段および第２照明手段による光の照射時における第２撮影手段の撮影結果とに基づいて、第１撮影手段および第２撮影手段の撮影画像が前記被認識体に相当することを特定する画像特定手段と
   を備えたことを特徴とする画像認識装置。
3. 請求項１に記載の画像認識装置において、
   前記特定手段は、第１照明手段による光の照射時に前記撮影手段が撮影した撮影画像の輝度と、第２照明手段による光の照射時に前記撮影手段が撮影した撮影画像の輝度との差分である輝度差分値に基づいて、前記撮影手段の撮影画像が前記被認識体に相当することを特定する画像認識装置。
4. 請求項２に記載の画像認識装置において、
   前記特定手段は、
   第１照明手段による光の照射時に第１撮影手段が撮影した撮影画像の輝度と、第２照明手段による光の照射時に第１撮影手段が撮影した撮影画像の輝度との差分である第１輝度差分値を演算すると共に、
   第２照明手段による光の照射時に第２撮影手段が撮影した撮影画像の輝度と、第１照明手段による光の照射時に第２撮影手段が撮影した撮影画像の輝度との差分である第２輝度差分値を演算し、
   第１輝度差分値と第２輝度差分値に基づいて、第１撮影手段および第２撮影手段の撮影画像が前記被認識体に相当することを特定する画像認識装置。
5. 請求項２または請求項４に記載の画像認識装置において、
   第１撮影手段と第２撮影手段の視差によって生じる各撮影手段の撮影画像における位置ズレを補正する視差補正手段を備え、
   前記画像特定手段は、前記視差補正手段によって視差が補正された撮影画像について、当該撮影画像が前記被認識体に相当することを特定する画像認識装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像認識装置において、
   前記被認識体には、再帰性反射材によって模様が形成されており、
   前記画像特定手段によって前記被認識体に相当することが特定された前記撮影手段の撮影画像から、再帰性反射材によって前記被認識体に形成された模様を判定する模様判定手段を備えたことを特徴とする画像認識装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像認識装置において、
   前記照明制御手段は、前記撮影手段の撮影に合わせて、第１照明手段および第２照明手段から所定時間だけ光を照射させることを特徴とする画像認識装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像認識装置において、
   前記照明手段は、赤外光を照射することを特徴とする画像認識装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像認識装置における前記各手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラム。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像認識装置における前記各手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。

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