JP4134024B2 - Similar image retrieval apparatus, method and program - Google Patents

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Description

本発明は、検索対象の画像を登録された複数の画像と比較して類似する画像を検索する類似画像検索装置、方法およびプログラムに関する。特に、本発明は、機械図面、電気配線図、電子回路図、半導体の配線パターン、ロゴマーク、商標、家紋、写真、絵画、映像など、多くの類似した画像が含まれるファイルや全体図の中から、所望の画像を検索したり、画像が含まれる箇所を特定したり、部分図に類似あるいは一致する箇所を有する全体図を取り出したりする処理などに有効な類似画像検索装置、方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a similar image search device, method, and program for searching for similar images by comparing a search target image with a plurality of registered images. In particular, the present invention can be found in files and general drawings that contain many similar images, such as mechanical drawings, electrical wiring diagrams, electronic circuit diagrams, semiconductor wiring patterns, logo marks, trademarks, family crests, photographs, paintings, and images. The present invention relates to a similar image search device, method, and program that are effective for searching for a desired image, specifying a location where an image is included, and extracting an entire view having a location similar or coincident with a partial view. .

近年、マルチメディア技術の進展により、パーソナルコンピュータやマイクロコンピュータ、専用画像処理装置等を含む計算機を用いて画像を処理する要求が高まっており、そのためのソフトウェア技術の進展も著しい。一般に、計算機では画像は画素毎のデジタルデータとして扱われるが、大量のデータを処理する必要から、画像処理の速度は計算機の高速演算処理能力に依存するところが大きい。計算機上で扱われる画像処理技術として多くの提案がなされているが、この中では画像の検索技術が重要課題の一つにあげられる。   In recent years, with the development of multimedia technology, there has been an increasing demand for processing images using a computer including a personal computer, a microcomputer, a dedicated image processing apparatus, and the like, and the progress of software technology therefor is also remarkable. In general, an image is handled as digital data for each pixel in a computer. However, since it is necessary to process a large amount of data, the speed of image processing largely depends on the high-speed calculation processing capability of the computer. Many proposals have been made as image processing techniques to be handled on a computer. Among them, an image search technique is one of important issues.

画像の検索とは、あらかじめ記憶されている大量の画像の中から、検索対象となっている所望の画像を抽出することである。従来から行われている画像検索の代表的なものとしては、検索対象画像の自己相関関数を利用する検索方法が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。この検索方法では、検索対象画像から求めた自己相関関数を3つの区間に分け、それぞれの区間を指数関数、正弦関数、3次多項式で表した類似関数を求め、これらの類似関数を表すパラメータを用いて検索対象画像に類似する登録画像を抽出している。
長嶋秀世、外2名,「自己相関関数のグラフの形を利用した商標図形の分類」,電気学会論文誌C,電気学会,平成15年8月21日,第123巻,第9号,p1547−1554
The image search is to extract a desired image to be searched from a large number of images stored in advance. As a typical image search performed conventionally, a search method using an autocorrelation function of a search target image is known (for example, see Non-Patent Document 1). In this search method, the autocorrelation function obtained from the search target image is divided into three sections, each section is obtained with an exponential function, a sine function, and a similar function represented by a cubic polynomial, and parameters representing these similar functions are set. A registered image similar to the search target image is extracted.
Hideyo Nagashima, 2 others, "Classification of trademark figures using graphs of autocorrelation functions", IEEJ Transactions C, The Institute of Electrical Engineers of Japan, August 21, 2003, Vol. 123, No. 9, p1547 -1554

ところで、上述した非特許文献1の検索方法では、自己相関関数に含まれる3つの区間のそれぞれを異なる種類の類似関数で近似しているが、自己相関関数のほとんどを占める中央の区間を単一の正弦関数で近似しているため、自己相関関数の微細な特徴が検索に反映されず、検索対象画像の内容によっては検索精度が低下するという問題があった。   By the way, in the search method of Non-Patent Document 1 described above, each of the three sections included in the autocorrelation function is approximated by different types of similar functions. However, a single central section occupying most of the autocorrelation function is used. Therefore, there is a problem that the fine features of the autocorrelation function are not reflected in the search, and the search accuracy is lowered depending on the contents of the search target image.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、検索精度を上げることができる類似画像検索装置、方法およびプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a similar image search apparatus, method, and program capable of improving the search accuracy.

上述した課題を解決するために、本発明の類似画像検索装置は、被検索対象画像を取り込む画像取込手段と、画像取込手段によって取り込まれた被検索対象画像の自己相関波形を抽出する自己相関波形抽出手段と、自己相関波形抽出手段によって抽出された自己相関波形の傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出手段と、接合点によって分割される自己相関波形の各区分領域のそれぞれを関数で近似する関数近似手段と、関数近似手段による近似処理に関連する特徴情報に基づいて、複数の比較対象画像の中から類似した画像を検索する画像検索手段とを備えている。   In order to solve the above-described problem, a similar image search apparatus according to the present invention includes an image capturing unit that captures a search target image, and a self-correlation waveform that extracts an autocorrelation waveform of the search target image captured by the image capture unit. Correlation waveform extraction means, joint point extraction means for extracting a joint point where the tendency of the autocorrelation waveform extracted by the autocorrelation waveform extraction means changes, and each segment area of the autocorrelation waveform divided by the joint points Function approximation means for approximating with a function, and image search means for searching for a similar image from a plurality of comparison target images based on feature information related to approximation processing by the function approximation means.

また、本発明の類似画像検索方法は、被検索対象画像を取り込む画像取込ステップと、画像取込ステップにおいて取り込まれた被検索対象画像の自己相関波形を抽出する自己相関波形抽出ステップと、自己相関波形抽出ステップにおいて抽出された自己相関波形の傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出ステップと、接合点によって分割される自己相関波形の各区分領域のそれぞれを関数で近似する関数近似ステップと、関数近似ステップにおける近似処理に関連する特徴情報に基づいて、複数の比較対象画像の中から類似した画像を検索する画像検索ステップとを備えている。   The similar image search method of the present invention includes an image capturing step for capturing a search target image, an autocorrelation waveform extraction step for extracting an autocorrelation waveform of the search target image captured in the image capturing step, A junction point extraction step for extracting a junction point where the tendency of the autocorrelation waveform extracted in the correlation waveform extraction step changes, and a function approximation step for approximating each segment area of the autocorrelation waveform divided by the junction point with a function. And an image search step for searching for a similar image from a plurality of comparison target images based on the feature information related to the approximation process in the function approximation step.

また、本発明の類似画像検索プログラムは、コンピュータを、画像取込手段によって取り込まれた被検索対象画像の自己相関波形を抽出する自己相関波形抽出手段と、自己相関波形抽出手段によって抽出された自己相関波形の傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出手段と、接合点によって分割される自己相関波形の各区分領域のそれぞれを関数で近似する関数近似手段と、関数近似手段による近似処理に関連する特徴情報に基づいて、複数の比較対象画像の中から類似した画像を検索する画像検索手段として機能させる。   Further, the similar image search program of the present invention includes a computer that includes an autocorrelation waveform extraction unit that extracts an autocorrelation waveform of a search target image captured by the image capture unit and a self-correlation waveform extraction unit that extracts the self-correlation waveform extraction unit. For joint point extracting means for extracting joint points where the trend of the correlation waveform changes, function approximating means for approximating each segmented area of the autocorrelation waveform divided by the joint points by function, and approximation processing by the function approximating means Based on the related feature information, it is made to function as an image search means for searching for a similar image from a plurality of comparison target images.

自己相関波形に含まれる各接合点で分割される各区分領域のそれぞれを関数化処理することにより、自己相関波形の微細な特徴を含む全体を正確に関数化近似することができ、この近似処理において抽出された特徴情報を用いることにより、類似画像を検索する際の検索精度を向上させることが可能になる。   By functionalizing each segmented area that is divided at each junction point included in the autocorrelation waveform, the entire function including the fine features of the autocorrelation waveform can be accurately functioned and approximated. By using the feature information extracted in step 1, it is possible to improve the search accuracy when searching for similar images.

また、上述した比較対象画像に対応する自己相関波形の各区分領域を関数近似する処理に関連して作成された特徴情報が、複数の比較対象画像毎に格納された特徴情報格納手段をさらに備え、画像検索手段は、被検索対象画像に対応する特徴情報と、特徴情報格納手段に格納されている複数の比較対象画像に対応する特徴情報とを比較することにより、被検索対象画像に類似する比較対象画像を抽出することが望ましい。あるいは、上述した比較対象画像に対応する自己相関波形の各区分領域を関数近似する処理に関連して作成された特徴情報が、複数の比較対象画像毎に格納された特徴情報格納手段をさらに備え、画像検索ステップは、被検索対象画像に対応する特徴情報と、特徴情報格納手段に格納されている複数の比較対象画像に対応する特徴情報とを比較することにより、被検索対象画像に類似する比較対象画像を抽出することが望ましい。これにより、あらかじめ格納された特徴情報を順番に読み出して、取り込まれた被検索対象画像の特徴情報と比較することにより、容易に類似画像の検索を行うことができ、比較対象となる画像が多い場合であっても操作が煩雑にならず、操作の簡略化が可能になる。
また、上述した画像取込手段、自己相関波形抽出手段、接合点抽出手段、関数近似手段を用いて比較対象画像に対応する特徴情報が取得されたときに、この特徴情報を特徴情報格納手段に格納する特徴情報格納処理手段をさらに備えることが望ましい。あるいは、上述した画像取込ステップ、自己相関波形抽出ステップ、接合点抽出ステップ、関数近似ステップを用いて比較対象画像に対応する特徴情報が取得されたときに、この特徴情報を特徴情報格納手段に格納する特徴情報格納処理ステップをさらに備えることが望ましい。これにより、比較対象となる画像を適宜追加することが可能になる。
Further, the information processing apparatus further includes feature information storage means in which feature information created in association with the above-described processing for approximating each segmented region of the autocorrelation waveform corresponding to the comparison target image is stored for each of the plurality of comparison target images. The image search means is similar to the search target image by comparing feature information corresponding to the search target image with feature information corresponding to a plurality of comparison target images stored in the feature information storage means. It is desirable to extract a comparison target image. Alternatively, the information processing apparatus further includes feature information storage means in which feature information created in association with the process of approximating each segmented region of the autocorrelation waveform corresponding to the comparison target image is stored for each of the plurality of comparison target images. The image search step is similar to the search target image by comparing the feature information corresponding to the search target image with the feature information corresponding to a plurality of comparison target images stored in the feature information storage unit. It is desirable to extract a comparison target image. Thus, it is possible to easily search for similar images by sequentially reading out the feature information stored in advance and comparing it with the feature information of the captured image to be searched, and there are many images to be compared. Even in this case, the operation is not complicated, and the operation can be simplified.
Further, when the feature information corresponding to the comparison target image is acquired using the above-described image capturing means, autocorrelation waveform extracting means, junction point extracting means, and function approximating means, this feature information is stored in the feature information storing means. It is desirable to further include characteristic information storage processing means for storing. Alternatively, when the feature information corresponding to the comparison target image is acquired using the image capturing step, autocorrelation waveform extraction step, junction point extraction step, and function approximation step described above, this feature information is stored in the feature information storage unit. It is desirable to further include a feature information storing process step for storing. This makes it possible to add an image to be compared as appropriate.

また、上述した画像取込手段は、光学的に被検索対象画像の濃淡情報あるいは色情報を読み取る光学読取装置であることが望ましい。あるいは、上述した画像取込ステップは、光学的に被検索対象画像の濃淡情報あるいは色情報を読み取る光学読取装置を用いて行われることが望ましい。これにより、検索したい画像を容易に取り込むことが可能になる。   Further, it is desirable that the above-described image capturing means is an optical reading device that optically reads the density information or color information of the search target image. Alternatively, it is preferable that the above-described image capturing step is performed using an optical reading device that optically reads the density information or color information of the search target image. Thereby, it is possible to easily capture an image to be searched.

また、上述した画像取込手段は、被検索対象画像を構成する複数の画素のそれぞれに対応する濃淡情報あるいは色情報からなる画像データが格納された記録媒体から画像データを読み取るデータ読取装置であることが望ましい。あるいは、上述した画像取込ステップは、被検索対象画像を構成する複数の画素のそれぞれに対応する濃淡情報あるいは色情報からなる画像データが格納された記録媒体から画像データを読み取るデータ読取装置を用いて行われることが望ましい。これにより、既に画像データの形式で保持されている場合に、この画像データを用いることができ、検索したい画像の取り込みをさらに容易に行うことが可能になる。   Further, the above-described image capturing means is a data reading device that reads image data from a recording medium in which image data including grayscale information or color information corresponding to each of a plurality of pixels constituting the search target image is stored. It is desirable. Alternatively, the above-described image capturing step uses a data reading device that reads image data from a recording medium in which image data including grayscale information or color information corresponding to each of a plurality of pixels constituting the search target image is stored. It is desirable to be done. As a result, when the image data is already stored in the format, the image data can be used, and the image to be searched can be captured more easily.

また、上述した特徴情報には、自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する複数の関数の順番が含まれており、画像検索手段は、複数の関数の順番に基づいて複数の比較対象画像の中から被検索対象画像に類似するものを検索することが望ましい。あるいは、上述した特徴情報には、自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する複数の関数の順番が含まれており、画像検索ステップは、複数の関数の順番に基づいて複数の比較対象画像の中から被検索対象画像に類似するものを検索することが望ましい。自己相関波形を構成する複数の関数の順番は、自己相関波形の形状を表す重要な特徴であると考えられる。したがって、関数の順番を用いて画像の類似判定を行うことにより、精度の高い画像検索を行うことができる。   Further, the feature information described above includes the order of a plurality of functions corresponding to a plurality of segmented regions constituting the autocorrelation waveform, and the image search means performs a plurality of comparison targets based on the order of the plurality of functions. It is desirable to search for an image similar to the search target image from the images. Alternatively, the feature information described above includes an order of a plurality of functions corresponding to a plurality of segment areas constituting the autocorrelation waveform, and the image search step includes a plurality of comparison targets based on the order of the plurality of functions. It is desirable to search for an image similar to the search target image from the images. The order of a plurality of functions constituting the autocorrelation waveform is considered to be an important feature representing the shape of the autocorrelation waveform. Therefore, an image search with high accuracy can be performed by determining similarity of images using the order of functions.

また、上述した特徴情報には、自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する複数の関数の各区間長の並びが含まれており、画像検索手段は、区間長の並びに基づいて複数の比較対象画像の中から被検索対象画像に類似するものを検索することが望ましい。あるいは、上述した特徴情報には、自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する複数の関数の各区間長の並びが含まれており、画像検索ステップは、区間長の並びに基づいて複数の比較対象画像の中から被検索対象画像に類似するものを検索することが望ましい。自己相関波形を構成する複数の関数(複数の区分領域)のそれぞれに対応する区間長の並びは、自己相関波形の形状を表す重要な特徴であると考えられる。したがって、区間長の並びを用いて画像の類似判定を行うことにより、精度の高い画像検索を行うことができる。   In addition, the feature information described above includes an array of section lengths of a plurality of functions corresponding to a plurality of partitioned regions constituting the autocorrelation waveform, and the image search means includes a plurality of sections based on the order of the section lengths. It is desirable to search for images similar to the search target image from the comparison target images. Alternatively, the feature information described above includes an array of section lengths of a plurality of functions corresponding to a plurality of segment areas constituting the autocorrelation waveform, and the image search step includes a plurality of sections based on the section lengths. It is desirable to search for images similar to the search target image from the comparison target images. The arrangement of section lengths corresponding to each of a plurality of functions (a plurality of divided regions) constituting the autocorrelation waveform is considered to be an important feature representing the shape of the autocorrelation waveform. Therefore, an image search with high accuracy can be performed by performing similarity determination of images using the arrangement of section lengths.

また、上述した画像検索手段は、被検索対象画像と比較対象画像のそれぞれの自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する関数の相関度を計算し、相関度が大きい順に、被検索対象画像に類似する比較対象画像を検索することが望ましい。あるいは、上述した画像検索ステップは、被検索対象画像と比較対象画像のそれぞれの自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する関数の相関度を計算し、相関度が大きい順に、被検索対象画像に類似する比較対象画像を検索することが望ましい。自己相関波形を構成する各関数の相関度は、自己相関波形の形状を表す重要な特徴であると考えられる。したがって、関数の相関度を用いて画像の類似判定を行うことにより、精度の高い画像検索を行うことができる。   Further, the image search means described above calculates the correlation degree of the function corresponding to a plurality of segment areas constituting the respective auto-correlation waveforms of the search target image and the comparison target image, and the search target object in descending order of the correlation degree. It is desirable to search for a comparison target image similar to the image. Alternatively, the image search step described above calculates the degree of correlation of functions corresponding to a plurality of segment areas constituting the respective autocorrelation waveforms of the search target image and the comparison target image, and the search target is calculated in descending order of the correlation degree. It is desirable to search for a comparison target image similar to the image. It is considered that the degree of correlation of each function constituting the autocorrelation waveform is an important feature representing the shape of the autocorrelation waveform. Therefore, an image search with high accuracy can be performed by performing similarity determination of images using the degree of correlation of functions.

また、上述した画像検索手段は、被検索対象画像に対応する自己相関波形に含まれる区分領域の総数に着目して、検索対象候補として所定数の比較対象画像を選択した後、特徴情報に基づいて被検索対象画像に類似する比較対象画像を検索することが望ましい。あるいは、上述した画像検索ステップは、被検索対象画像に対応する自己相関波形に含まれる区分領域の総数に着目して、検索対象候補として所定数の比較対象画像を選択した後、特徴情報に基づいて被検索対象画像に類似する比較対象画像を検索することが望ましい。これにより、検索の対象となる画像の数を減らすことができるため、さらに処理負担を軽減して、処理時間を短縮することが可能となる。   In addition, the above-described image search means focuses on the total number of segment areas included in the autocorrelation waveform corresponding to the search target image, selects a predetermined number of comparison target images as search target candidates, and then based on the feature information. It is desirable to search for a comparison target image similar to the search target image. Alternatively, the above-described image search step focuses on the total number of segment areas included in the autocorrelation waveform corresponding to the search target image, selects a predetermined number of comparison target images as search target candidates, and then based on the feature information. It is desirable to search for a comparison target image similar to the search target image. As a result, the number of images to be searched can be reduced, so that the processing load can be further reduced and the processing time can be shortened.

また、上述した自己相関波形抽出手段は、被検索対象画像の長手方向に沿って自己相関波形を抽出することが望ましい。あるいは、上述した自己相関波形抽出ステップは、被検索対象画像の長手方向に沿って自己相関波形を抽出することが望ましい。長手方向に沿って抽出した自己相関波形は画像の複雑な形状の特徴をよく表しているため、このような自己相関波形を用いることにより、検索精度をさらに高めることが可能になる。   Moreover, it is desirable that the above-described autocorrelation waveform extracting unit extracts the autocorrelation waveform along the longitudinal direction of the search target image. Alternatively, the above-described autocorrelation waveform extraction step desirably extracts the autocorrelation waveform along the longitudinal direction of the search target image. Since the autocorrelation waveform extracted along the longitudinal direction well represents the characteristics of the complex shape of the image, it is possible to further improve the search accuracy by using such an autocorrelation waveform.

また、上述した自己相関波形抽出手段は、被検索対象画像が内接する面積最小の矩形を算出し、この矩形の長辺に沿った向きに自己相関波形を抽出することが望ましい。自己相関波形抽出ステップは、被検索対象画像が内接する面積最小の矩形を算出し、この矩形の長辺に沿った向きに自己相関波形を抽出することが望ましい。これにより、画像の長手方向の再現性を確保することが可能になり、同じ画像に対して常に同じ自己相関波形を取得することができる。   Further, it is desirable that the above-described autocorrelation waveform extracting means calculates a rectangle with the smallest area inscribed by the search target image and extracts the autocorrelation waveform in a direction along the long side of the rectangle. In the autocorrelation waveform extraction step, it is desirable to calculate a rectangle with the smallest area inscribed by the search target image and extract the autocorrelation waveform in a direction along the long side of the rectangle. Thereby, reproducibility in the longitudinal direction of the image can be ensured, and the same autocorrelation waveform can always be obtained for the same image.

また、上述した自己相関波形抽出手段は、被検索対象画像の重心位置を算出し、この重心位置を回転中心とした所定の回転方向に自己相関波形を抽出することが望ましい。あるいは、上述した自己相関波形抽出ステップは、被検索対象画像の重心位置を算出し、この重心位置を回転中心とした所定の回転方向に自己相関波形を抽出することが望ましい。これにより、方向に影響されない安定した自己相関波形を抽出することが可能になる。   Further, it is desirable that the above-described autocorrelation waveform extracting means calculates the centroid position of the image to be searched and extracts the autocorrelation waveform in a predetermined rotation direction with the centroid position as the rotation center. Alternatively, in the above-described autocorrelation waveform extraction step, it is desirable to calculate the centroid position of the search target image and extract the autocorrelation waveform in a predetermined rotation direction with the centroid position as the rotation center. This makes it possible to extract a stable autocorrelation waveform that is not affected by the direction.

また、上述した自己相関波形抽出手段は、被検索対象画像が内接する面積最小の矩形と被検索対象画像の重心位置を算出し、矩形の長辺と短辺の比が基準値以上であるときに長辺に沿った向きに自己相関波形を抽出し、矩形の長辺と短辺の比が基準値より小さいときには重心位置を回転中心とした所定の回転方向に自己相関波形を抽出することが望ましい。あるいは、上述した自己相関波形抽出ステップは、被検索対象画像が内接する面積最小の矩形と被検索対象画像の重心位置を算出し、矩形の長辺と短辺の比が基準値以上であるときに長辺に沿った向きに自己相関波形を抽出し、矩形の長辺と短辺の比が基準値より小さいときには重心位置を回転中心とした所定の回転方向に自己相関波形を抽出することが望ましい。一方向に長い画像については長手方向に自己相関波形を抽出し、それ以外の画像については回転方向に自己相関波形を抽出することにより、画像の形状に適した自己相関波形を取得することが可能になる。   In addition, the autocorrelation waveform extracting unit described above calculates the position of the center of gravity of the rectangle with the smallest area inscribed in the search target image and the search target image, and the ratio of the long side to the short side of the rectangle is greater than or equal to the reference value. The autocorrelation waveform is extracted in the direction along the long side, and when the ratio of the long side to the short side of the rectangle is smaller than the reference value, the autocorrelation waveform can be extracted in a predetermined rotation direction with the center of gravity as the rotation center. desirable. Alternatively, the above-described autocorrelation waveform extraction step calculates the position of the center of gravity of the rectangle with the smallest area inscribed in the search target image and the search target image, and the ratio of the long side to the short side of the rectangle is equal to or greater than the reference value. The autocorrelation waveform is extracted in the direction along the long side, and when the ratio of the long side to the short side of the rectangle is smaller than the reference value, the autocorrelation waveform can be extracted in a predetermined rotation direction with the center of gravity as the rotation center. desirable. By extracting the autocorrelation waveform in the longitudinal direction for images that are long in one direction and extracting the autocorrelation waveform in the rotation direction for other images, it is possible to obtain an autocorrelation waveform that is suitable for the shape of the image become.

以下、本発明を適用した一実施形態の類似画像検索装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a similar image search apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、一実施形態の類似画像検索装置の構成を示す図である。図1に示す類似画像検索装置は、被検索対象画像が入力されたときにこの画像に類似する登録済みの画像(類似画像)を検索して検索結果を出力するためのものであり、画像入力部110、画像DB(データベース)120、検索処理部130、操作部150、表示部160、印刷装置170を備えている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a similar image search apparatus according to an embodiment. The similar image search apparatus shown in FIG. 1 is for searching a registered image (similar image) similar to this image when a search target image is input, and outputting a search result. A unit 110, an image DB (database) 120, a search processing unit 130, an operation unit 150, a display unit 160, and a printing apparatus 170.

画像入力部110は、検索処理部130に被検索対象画像を取り込むためのものであり、被検索対象画像を構成する各画素毎の濃淡情報や色情報等を示す画像データの入力を行う。例えば、画像入力部110として、光学的に被検索対象画像を構成する各画素の濃淡情報や色情報を読み取る光学スキャナやデジタルカメラ等の光学読取装置が用いられる。なお、結果的に被検索対象画像を構成する各画素毎の濃淡情報等を示す画像データが得られればよいため、被検索対象画像を構成する各画素の濃淡情報等を示す画像データがCD、DVD、半導体メモリ等の各種の情報記録媒体に記録されている場合に、これらの記録媒体から画像データを読み取るディスクドライブ装置等のデータ読取装置を画像入力部110として用いるようにしてもよい。   The image input unit 110 is for inputting the search target image into the search processing unit 130, and inputs image data indicating grayscale information and color information for each pixel constituting the search target image. For example, as the image input unit 110, an optical reading device such as an optical scanner or a digital camera that optically reads the grayscale information and color information of each pixel constituting the search target image is used. Note that as a result, it is only necessary to obtain image data indicating grayscale information for each pixel constituting the search target image. Therefore, image data indicating the grayscale information of each pixel constituting the search target image is a CD, When recorded on various information recording media such as a DVD and a semiconductor memory, a data reading device such as a disk drive device that reads image data from these recording media may be used as the image input unit 110.

画像DB120は、被検索対象画像と類似度が比較される複数の画像(これらの画像を「比較対象画像」と称する)に対して関数化近似処理を行って得られる特徴情報を格納する。特徴情報の具体例については、被検索対象画像について行われる関数近似処理において説明する。検索処理部130による処理に先だって、画像DB120に複数の比較対象画像の特徴情報を登録する必要がある。この登録処理の詳細については後述する。   The image DB 120 stores feature information obtained by performing functionalized approximation processing on a plurality of images whose similarity is compared with the search target image (these images are referred to as “comparison target images”). A specific example of the feature information will be described in the function approximation process performed on the search target image. Prior to processing by the search processing unit 130, it is necessary to register feature information of a plurality of comparison target images in the image DB 120. Details of this registration process will be described later.

検索処理部130は、被検索対象画像の特徴情報を抽出し、この特徴情報に基づいて被検索対象画像に類似する比較対象画像を検索する処理を行う。このために、検索処理部130は、自己相関波形抽出処理部132、接合点抽出処理部134、関数近似処理部136、類似度判定処理部140、検索結果出力処理部142を備えている。   The search processing unit 130 extracts feature information of the search target image, and performs a process of searching for a comparison target image similar to the search target image based on the feature information. For this purpose, the search processing unit 130 includes an autocorrelation waveform extraction processing unit 132, a junction point extraction processing unit 134, a function approximation processing unit 136, a similarity determination processing unit 140, and a search result output processing unit 142.

自己相関波形抽出処理部132は、画像入力部110によって取り込まれる被検索対象画像の自己相関波形を抽出する。図2および図3は、自己相関波形を抽出する処理の概要を示す図である。自己相関波形を抽出する場合、同一の被検索対象画像G1、G2を2つ重ねた状態(図2)から、一方の被検索対象画像G2を一方向に次第に移動していく(図3)。この過程において、同一座標に対応する2つの被検索対象画像G1、G2の各構成画素同士の内積を計算してそれらを合計して自己相関値が得られる。当然ながら、図2に示すように同一の2つの被検索対象画像G1、G2が重ねられた状態において計算した内積の合計値が最も大きくなる。この合計値を用いて自己相関値の正規化が行われる。このようにして、2つの被検索対象画像G1、G2の間の相対的な移動量と、正規化された自己相関値との関係を示すものが自己相関波形である。   The autocorrelation waveform extraction processing unit 132 extracts the autocorrelation waveform of the search target image captured by the image input unit 110. 2 and 3 are diagrams showing an outline of processing for extracting an autocorrelation waveform. When extracting an autocorrelation waveform, one search target image G2 is gradually moved in one direction from a state in which two identical search target images G1 and G2 are overlapped (FIG. 2) (FIG. 3). In this process, the inner product of the constituent pixels of the two search target images G1 and G2 corresponding to the same coordinates is calculated and summed to obtain an autocorrelation value. Naturally, as shown in FIG. 2, the total value of the inner products calculated in the state where the same two search target images G1 and G2 are overlapped becomes the largest. The autocorrelation value is normalized using this total value. Thus, the autocorrelation waveform indicates the relationship between the relative movement amount between the two search target images G1 and G2 and the normalized autocorrelation value.

図4および図5は、自己相関波形の具体例を示す図である。図4に示すように、横書きされた「Fluency」という文字図形を水平方向に移動させることにより、図5に示すような自己相関波形が得られる。   4 and 5 are diagrams showing specific examples of the autocorrelation waveform. As shown in FIG. 4, an autocorrelation waveform as shown in FIG. 5 is obtained by moving the horizontally written character figure “Fluncy” in the horizontal direction.

図6および図7は、自己相関波形の他の具体例を示す図である。図6に示すように、横書きされた「Fluency」という文字図形を垂直方向に移動させることにより、図7に示すような自己相関波形が得られる。   6 and 7 are diagrams showing other specific examples of the autocorrelation waveform. As shown in FIG. 6, an autocorrelation waveform as shown in FIG. 7 is obtained by moving the horizontally written character figure “Fluncy” in the vertical direction.

このように、自己相関波形を抽出する方向が異なると、得られた自己相関波形が異なってしまうため、どの方向に自己相関波形を抽出するかは重要な問題である。しかも、図6および図7に示すように、被検索対象画像の長さが短い(高さが低い)方向に自己相関波形を抽出すると、得られた自己相関波形が単調になる傾向があるため、最も長い方向を抽出する前処理を行って、この抽出した方向に沿って自己相関波形を求めることが望ましい。例えば、被検索対象画像が内接する面積最小の矩形を求め、この矩形の長辺が延在する向きに被検索対象画像を移動させる場合が考えられる。   As described above, if the direction in which the autocorrelation waveform is extracted is different, the obtained autocorrelation waveform is different. Therefore, in which direction the autocorrelation waveform is extracted is an important problem. Moreover, as shown in FIGS. 6 and 7, when the autocorrelation waveform is extracted in the direction in which the length of the search target image is short (the height is low), the obtained autocorrelation waveform tends to be monotonous. It is desirable to perform preprocessing for extracting the longest direction and obtain an autocorrelation waveform along the extracted direction. For example, it is conceivable that a rectangle having the smallest area that is inscribed by the search target image is obtained and the search target image is moved in a direction in which the long side of the rectangle extends.

図8は、自己相関波形を抽出する他の処理の概要を示す図である。自己相関波形を抽出する他の例として、同一の被検索対象画像G1、G2を2つ重ねた状態(図2)から、一方の被検索対象画像G2を所定方向に回転させるようにしてもよい(図8)。このときの回転中心は任意の位置を指定することができるが、比較対象画像と被検索対象画像とで回転中心の設定の仕方を同じにする必要がある。例えば、画像の重心位置を求める前処理を行って、その重心位置を中心に画像を回転させることが考えられる。2つの被検索対象画像G1、G2の自己相関値を求める処理については同様であり、このようにして、2つの被検索対象画像G1、G2の間の相対的な回転量(回転角0°〜360°の範囲)と、正規化された自己相関値との関係を示すものが自己相関波形である。   FIG. 8 is a diagram showing an outline of another process for extracting the autocorrelation waveform. As another example of extracting the autocorrelation waveform, one search target image G2 may be rotated in a predetermined direction from a state in which two identical search target images G1 and G2 are overlapped (FIG. 2). (FIG. 8). Although the rotation center at this time can specify an arbitrary position, it is necessary to set the rotation center in the same manner for the comparison target image and the search target image. For example, it is conceivable to perform preprocessing for obtaining the position of the center of gravity of the image and rotate the image around the position of the center of gravity. The processing for obtaining the autocorrelation values of the two search target images G1 and G2 is the same, and in this way, the relative rotation amount between the two search target images G1 and G2 (rotation angle 0 ° to The autocorrelation waveform indicates the relationship between the range of 360 ° and the normalized autocorrelation value.

接合点抽出処理部134は、自己相関波形抽出処理部132によって抽出した自己相関波形に基づいて、この自己相関波形の傾向が変化する接合点を抽出する。例えば、自己相関波形の角度が急に変化する角点が接合点として抽出される。関数近似処理部136は、自己相関波形に沿って隣接する2つの接合点で区分される(分割される)部分的な領域(区分領域)を、直線、円弧、自由曲線のいずれかの関数を用いて近似し、この近似処理に関連する特徴情報を作成する。例えば、区分領域が直線で近似可能な場合には近似関数として直線が用いられ、直線で近似不可能であって円弧で近似可能な場合には近似関数として円弧が用いられる。円弧でも近似不可能な場合には近似関数として自由曲線が用いられる。近似関数として直線を用いた場合には、用いた関数が直線であることを示す符号と、直線で近似される区分領域の形状を示すパラメータとが、この区分領域に対応する近似関数に関する特徴情報として作成される。同様に、近似関数として円弧を用いた場合には、用いた関数が円弧であることを示す符号と、円弧で近似される区分領域の形状を示すパラメータとが、この区分領域に対応する近似関数に関する特徴情報として作成される。近似関数として自由曲線を用いた場合には、用いた関数が自由曲線であることを示す符号と、自由曲線で近似される区分領域の形状を示すパラメータとが、この区分領域に対応する近似関数に関する特徴情報として作成される。   Based on the autocorrelation waveform extracted by the autocorrelation waveform extraction processing unit 132, the junction point extraction processing unit 134 extracts a junction point at which the tendency of the autocorrelation waveform changes. For example, a corner point at which the angle of the autocorrelation waveform changes suddenly is extracted as a junction point. The function approximation processing unit 136 converts a partial region (segmented region) divided (divided) at two adjacent joints along the autocorrelation waveform into a function of a straight line, an arc, or a free curve. Using the approximation, the feature information related to the approximation processing is created. For example, when the segmented region can be approximated by a straight line, a straight line is used as the approximation function, and when the segmented area cannot be approximated by a straight line and can be approximated by an arc, an arc is used as the approximation function. When an arc cannot be approximated, a free curve is used as an approximation function. When a straight line is used as the approximate function, the sign indicating that the function used is a straight line and the parameter indicating the shape of the partitioned area approximated by the straight line are characteristic information about the approximate function corresponding to this partitioned area. Created as Similarly, when an arc is used as the approximation function, a sign indicating that the function used is an arc and a parameter indicating the shape of the segment area approximated by the arc are approximate functions corresponding to the segment area. As feature information. When a free curve is used as an approximate function, a sign indicating that the function used is a free curve and a parameter indicating the shape of the segmented region approximated by the free curve is an approximate function corresponding to this segmented region. As feature information.

なお、着目している区分領域がどの関数で近似可能であるか否かの判定は、区分領域と近似関数との間の誤差(最小二乗法で求めた誤差)が所定値以下であるか否かを調べることにより行われる。また、区分領域の形状を示すパラメータは、この区分領域の形状を特定することが可能であればよいが、例えば、特許第2646475号公報に開示されているように、以下に示すものを用いるようにしてもよい。
(1)直線の場合:直線を示すフラグ、区分領域の始点の座標
(2)円弧の場合:円弧を示すフラグ、円弧の始点の座標、接合点間の中心角の係数、接合点間に存在する輪郭点数、近似関数の係数(円弧を例えば三角関数の線形結合の式で表現した場合の各係数)
(3)自由曲線の場合:接合点間の自由曲線を示す近似関数の次元数(≧3)、接合点間に存在する輪郭点数、接合点間における輪郭点列の変動の中心、近似関数の係数。
It should be noted that the determination of which function can approximate the segmented area is based on whether the error between the segmented area and the approximate function (error obtained by the least squares method) is less than a predetermined value. It is done by examining whether. The parameter indicating the shape of the segmented region may be any parameter as long as the shape of the segmented region can be specified. For example, as disclosed in Japanese Patent No. 2646475, the following parameters are used. It may be.
(1) For a straight line: flag indicating a straight line, coordinates of the start point of a segmented area (2) For an arc: a flag indicating a circular arc, the coordinates of the start point of the arc, the coefficient of the central angle between joint points, existing between joint points Number of contour points to be used, coefficients of approximate function (Each coefficient when an arc is expressed by a linear combination of trigonometric functions, for example)
(3) In the case of a free curve: the number of dimensions of an approximate function indicating a free curve between joint points (≧ 3), the number of contour points existing between joint points, the center of variation of the contour point sequence between joint points, the approximation function coefficient.

類似度判定処理部140は、被検索対象画像に対応して抽出される特徴情報に基づいて、被検索対象画像と各比較対象画像との類似度を判定し、被検索対象画像に類似する比較対象画像を決定する。この類似度判定に用いられる特徴情報には、上述した区分領域の形状を示すパラメータの他に、自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する複数の関数の順番、これら複数の関数のそれぞれに対応する区間長(区分領域の長さ)の並び、被検索対象画像と比較対象画像のそれぞれに対応する自己相関波形を構成する関数の相関度などが含まれている。   The similarity determination processing unit 140 determines the similarity between the search target image and each comparison target image based on the feature information extracted corresponding to the search target image, and performs a comparison similar to the search target image. Determine the target image. The feature information used for the similarity determination includes, in addition to the parameter indicating the shape of the segmented area described above, the order of a plurality of functions corresponding to the plurality of segmented areas constituting the autocorrelation waveform, and each of the plurality of functions. Are included, and the degree of correlation of functions constituting autocorrelation waveforms corresponding to the search target image and the comparison target image, respectively.

図9は、自己相関波形抽出処理部132、接合点抽出処理部134、関数近似処理部136の各処理によって抽出される特徴情報が含まれる関数テーブルを示す図である。なお、以下の説明に含まれる輪郭線とは、自己相関波形の輪郭線、すなわち自己相関波形そのものを指している。図9に示す関数表には、関数総数、輪郭長、総標本点数、直線個数、直線総長、円弧個数、円弧総長、曲線個数、曲線総長の他に、各輪郭線毎の区間長、標本点数、各関数に対応する区間長やパラメータが含まれている。関数総数は、着目している輪郭線に含まれる関数の総数であって区分領域の数に等しい。輪郭長は、着目している輪郭線の長さである。直線個数は、着目している輪郭線を構成する各区分領域の中で直線によって近似される区分領域の数である。直線総長は、着目している輪郭線を構成する各区分領域の中で直線によって近似される区分領域の長さの合計値である。円弧個数は、着目している輪郭線を構成する各区分領域の中で円弧によって近似される区分領域の数である。円弧総長は、着目している輪郭線を構成する各区分領域の中で円弧によって近似される区分領域の長さの合計値である。曲線個数は、着目している輪郭線を構成する各区分領域の中で自由曲線によって近似される区分領域の数である。曲線総長は、着目している輪郭線を構成する各区分領域の中で自由曲線によって近似される区分領域の長さの合計値である。また、図9において、「関数」の項で示される複数の関数は、着目している自己相関波形を構成する各区分領域を近似する関数を示しており、これらの配置順が各区分領域の並びに対応している。   FIG. 9 is a diagram illustrating a function table including feature information extracted by each process of the autocorrelation waveform extraction processing unit 132, the junction point extraction processing unit 134, and the function approximation processing unit 136. The outline included in the following description refers to the outline of the autocorrelation waveform, that is, the autocorrelation waveform itself. The function table shown in FIG. 9 includes the total number of functions, the contour length, the total number of sample points, the number of straight lines, the total length of straight lines, the number of arcs, the total length of arcs, the number of curves, the total length of curves, the section length for each contour line, and the number of sample points. The section length and parameters corresponding to each function are included. The total number of functions is the total number of functions included in the focused contour line and is equal to the number of segmented areas. The contour length is the length of the focused contour line. The number of straight lines is the number of segmented areas approximated by straight lines in the segmented areas constituting the focused contour line. The total length of the straight line is a total value of the lengths of the segmented areas approximated by straight lines in the segmented areas constituting the target contour line. The number of arcs is the number of segmented areas that are approximated by arcs in each segmented area constituting the focused contour line. The total arc length is a total value of the lengths of the segment areas approximated by the arc in the segment areas constituting the target contour line. The number of curves is the number of segmented areas that are approximated by a free curve in each segmented area constituting the target contour line. The total curve length is the total value of the lengths of the segmented regions approximated by the free curve in the segmented regions constituting the target contour line. Further, in FIG. 9, a plurality of functions shown in the “function” section indicate functions that approximate each segmented area constituting the focused autocorrelation waveform, and the arrangement order of each segmented area is As well.

類似度判定処理部140は、図9に示す関数テーブルを参照することにより、自己相関波形を構成する複数の関数の順番や、これら複数の関数のそれぞれに対応する区間長(区分領域の長さ)の並びを知ることができる。   The similarity determination processing unit 140 refers to the function table shown in FIG. 9 to determine the order of a plurality of functions constituting the autocorrelation waveform, and the section length (the length of the segmented area) corresponding to each of the plurality of functions. ).

検索結果出力処理部142は、検索結果を表示部160の画面上に表示したり、操作部150を用いた印刷操作がなされた場合には印刷装置170に対して検索結果の印刷を指示する。   The search result output processing unit 142 displays the search result on the screen of the display unit 160 or instructs the printing apparatus 170 to print the search result when a printing operation using the operation unit 150 is performed.

ところで、図9に示した特徴情報は、画像入力部110から入力される被検索画像の画像データに基づいて作成されるが、この特徴情報と比較して類似画像を抽出するためには、多くの比較対象画像について同じ内容の特徴情報をあらかじめ抽出して画像DB120に登録しておく必要がある。   Incidentally, the feature information shown in FIG. 9 is created based on the image data of the image to be searched input from the image input unit 110. In order to extract a similar image in comparison with this feature information, there are many features information. It is necessary to previously extract feature information having the same contents for the comparison target images and register them in the image DB 120.

図10は、比較対象画像についてあらかじめ特徴情報の抽出を行って画像DB120に対する登録を行うデータベース作成装置の構成を示す図である。なお、図10に示す構成は、図1に示した類似画像検索装置の一部として備わっている場合が考えられるが、図1に示した類似画像検索装置とは別に構築するようにしてもよい。図10に示すデータベース作成装置は、画像DB120に多くの比較対象画像の特徴情報を登録するために、画像入力部210、データベース作成部220、操作部230、表示部240を備えている。   FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a database creation apparatus that performs feature information extraction on a comparison target image in advance and registers it in the image DB 120. The configuration shown in FIG. 10 may be provided as part of the similar image search device shown in FIG. 1, but may be constructed separately from the similar image search device shown in FIG. . The database creation device shown in FIG. 10 includes an image input unit 210, a database creation unit 220, an operation unit 230, and a display unit 240 in order to register feature information of many comparison target images in the image DB 120.

画像入力部210は、比較対象画像を構成する各画素毎の濃淡情報や色情報を示す画像データの入力を行う。図1に示した画像入力部110と同様に、この画像入力部210として光学的スキャナ、デジタルカメラやディスクドライブ装置等を用いることができる。   The image input unit 210 inputs image data indicating grayscale information and color information for each pixel constituting the comparison target image. Similar to the image input unit 110 shown in FIG. 1, an optical scanner, a digital camera, a disk drive device, or the like can be used as the image input unit 210.

データベース作成部220は、比較対象画像の特徴情報を抽出して画像DB120に登録する処理を行う。このために、データベース作成部220は、自己相関波形抽出処理部222、接合点抽出処理部224、関数近似処理部226、ファイル作成処理部228を備えている。この中で、ファイル作成処理部228を除く自己相関波形抽出処理部222、接合点抽出処理部224、関数近似処理部226の基本的な動作は、図1に示した検索処理部130内の同一名称の各構成部と同じであり、詳細な動作説明は省略する。   The database creation unit 220 performs processing for extracting feature information of the comparison target image and registering it in the image DB 120. For this purpose, the database creation unit 220 includes an autocorrelation waveform extraction processing unit 222, a junction point extraction processing unit 224, a function approximation processing unit 226, and a file creation processing unit 228. Among them, the basic operations of the autocorrelation waveform extraction processing unit 222, the junction point extraction processing unit 224, and the function approximation processing unit 226 except for the file creation processing unit 228 are the same in the search processing unit 130 shown in FIG. This is the same as each name component, and a detailed description of the operation is omitted.

ファイル作成処理部228は、抽出された各比較対象画像毎の特徴情報(図9に示した関数テーブルに含まれる特徴情報)をひとまとまりのファイルとして画像DB120に登録する。操作部230は、比較対象画像に対応する特徴情報の抽出、登録に必要な動作指示等を行うために用いられる。表示部240は、特徴情報の登録内容を確認したり、登録に必要な各種の操作画面を表示するために用いられる。   The file creation processing unit 228 registers the extracted feature information for each comparison target image (feature information included in the function table shown in FIG. 9) in the image DB 120 as a batch file. The operation unit 230 is used for performing extraction of feature information corresponding to the comparison target image, operation instructions necessary for registration, and the like. The display unit 240 is used for confirming the registered content of the feature information and displaying various operation screens necessary for registration.

このような構成を有するデータベース作成装置を用いることにより、図9に示した被検索対象画像の特徴情報と基本的に同じ内容を有する複数の比較対象画像の特徴情報が画像DB120に登録される。   By using the database creation device having such a configuration, the feature information of a plurality of comparison target images having basically the same contents as the feature information of the search target image shown in FIG. 9 is registered in the image DB 120.

上述した画像入力部110、210が画像取込手段に、自己相関波形抽出処理部132、222が自己相関波形抽出手段に、接合点抽出処理部134、224が接合点抽出手段に、関数近似処理部136、226が関数近似手段に、類似度判定処理部140が画像検索手段に、画像DB120が特徴情報格納手段に、ファイル作成処理部228が特徴情報格納処理手段にそれぞれ対応する。また、画像入力部110、210によって行われる動作が画像取込ステップの動作に、自己相関波形抽出処理部132、222によって行われる動作が自己相関波形抽出ステップの動作に、接合点抽出処理部134、224によって行われる動作が接合点抽出ステップの動作に、関数近似処理部136、226によって行われる動作が関数近似ステップの動作に、類似度判定処理部140によって行われる動作が画像検索ステップの動作に、ファイル作成処理部228によって行われる動作が特徴情報格納処理ステップの動作にそれぞれ対応する。   The above-described image input units 110 and 210 serve as image capturing means, autocorrelation waveform extraction processing units 132 and 222 serve as autocorrelation waveform extraction means, joint point extraction processing units 134 and 224 serve as joint point extraction means, and function approximation processing. The units 136 and 226 correspond to function approximation means, the similarity determination processing section 140 corresponds to image search means, the image DB 120 corresponds to feature information storage means, and the file creation processing section 228 corresponds to feature information storage processing means. Also, the operation performed by the image input units 110 and 210 is the operation of the image capturing step, the operation performed by the autocorrelation waveform extraction processing units 132 and 222 is the operation of the autocorrelation waveform extraction step, and the junction extraction processing unit 134. 224 is the operation of the junction point extraction step, the operation of the function approximation processing units 136 and 226 is the operation of the function approximation step, and the operation of the similarity determination processing unit 140 is the operation of the image search step. In addition, the operation performed by the file creation processing unit 228 corresponds to the operation of the feature information storage processing step.

本実施形態の類似画像検索装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。上述したように、被検索対象画像や比較対象画像から抽出される自己相関波形の形状は、どの方向に自己相関処理を行うかによって大きく異なるため、最もこれらの画像の特徴を表し、かつ、再現性のある方向を自己相関処理の方向として設定する必要がある。   The similar image search apparatus of this embodiment has such a configuration, and the operation thereof will be described next. As described above, the shape of the autocorrelation waveform extracted from the search target image and the comparison target image varies greatly depending on the direction in which the autocorrelation processing is performed. It is necessary to set a characteristic direction as the direction of autocorrelation processing.

図11は、検索処理部130において類似画像の検索を行う動作手順を示す流れ図である。例えば、縦横の比率がほぼ1に近い画像については自己相関処理の方向として回転方向を設定し、それ以外の場合には自己相関処理の方向として画像の長手方向を設定する場合の動作手順が示されている。   FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure for searching for a similar image in the search processing unit 130. For example, an operation procedure for setting the rotation direction as the direction of autocorrelation processing for an image having an aspect ratio close to 1 and setting the longitudinal direction of the image as the direction of autocorrelation processing in other cases is shown. Has been.

まず、自己相関波形抽出処理部132は、画像入力部110から入力される被検索対象画像(画像A)を取得すると(ステップ100)、この画像Aが内接する面積最小の矩形を算出する(ステップ101)。次に、自己相関波形抽出処理部132は、抽出した矩形の長辺と短辺の比(長辺/短辺)が所定の基準値以上であるか否かを判定する(ステップ102)。図4〜図7を用いて説明したように、一方向に長い図形に対しては長手方向に自己相関波形を抽出することが望ましい。したがって、本実施形態では、一方向に長い図形についてはその長手方向に自己相関波形を抽出し、それ以外の図形については回転方向に自己相関波形を抽出することにしている。   First, when the autocorrelation waveform extraction processing unit 132 acquires the search target image (image A) input from the image input unit 110 (step 100), the autocorrelation waveform extraction processing unit 132 calculates a rectangle with the smallest area inscribed by the image A (step 100). 101). Next, the autocorrelation waveform extraction processing unit 132 determines whether the ratio (long side / short side) of the extracted long side and short side of the rectangle is equal to or greater than a predetermined reference value (step 102). As described with reference to FIGS. 4 to 7, it is desirable to extract an autocorrelation waveform in the longitudinal direction for a figure that is long in one direction. Therefore, in the present embodiment, the autocorrelation waveform is extracted in the longitudinal direction for a graphic that is long in one direction, and the autocorrelation waveform is extracted in the rotation direction for the other graphic.

長辺と短辺の比が基準値(例えば1.5)以上である場合にはステップ102において肯定判断が行われ、次に、自己相関波形抽出処理部132は、矩形の長辺の向きを自己相関処理の方向として設定する(ステップ103)。一方、長辺と短辺の比が基準値よりも小さい場合にステップ102の判定において否定判断が行われ、次に、自己相関波形抽出処理部132は、画像Aの重心位置を算出するとともに(ステップ104)、この重心位置を回転中心とした反時計回り方向を自己相関処理の方向として設定する(ステップ105)。なお、必ずしも反時計回り方向である必要はなく、回転方向を統一することが目的であるため、時計回り方向を自己相関処理の方向として設定するようにしてもよい。   If the ratio of the long side to the short side is greater than or equal to a reference value (for example, 1.5), an affirmative determination is made in step 102, and then the autocorrelation waveform extraction processing unit 132 determines the direction of the long side of the rectangle. The direction of autocorrelation processing is set (step 103). On the other hand, if the ratio of the long side to the short side is smaller than the reference value, a negative determination is made in the determination in step 102, and then the autocorrelation waveform extraction processing unit 132 calculates the center of gravity position of the image A ( In step 104), a counterclockwise direction with the center of gravity as the center of rotation is set as the direction of autocorrelation processing (step 105). The counterclockwise direction is not necessarily required, and the purpose is to unify the rotation direction. Therefore, the clockwise direction may be set as the autocorrelation process direction.

次に、自己相関波形抽出処理部132は、設定した方向に自己相関処理を行って、自己相関波形を取得する(ステップ106)。接合点抽出処理部134は、抽出された自己相関波形に対して接合点を抽出し(ステップ107)、関数近似処理部136は、各接合点によって分割される各区分領域のそれぞれを直線、円弧、自由曲線のいずれかの関数で近似する関数化処理を行い(ステップ108)、図9に示した関数テーブルに含まれる特徴情報を抽出する(ステップ109)。   Next, the autocorrelation waveform extraction processing unit 132 performs autocorrelation processing in the set direction and acquires an autocorrelation waveform (step 106). The joint point extraction processing unit 134 extracts joint points from the extracted autocorrelation waveform (step 107), and the function approximation processing unit 136 sets each segment area divided by each joint point to a straight line or an arc. Then, a functionalization process approximating with any function of the free curve is performed (step 108), and feature information included in the function table shown in FIG. 9 is extracted (step 109).

類似度判定処理部140は、このようにして被検索対象画像(画像A)の特徴情報が抽出されると、画像DB120から一の比較対象画像(画像B)の特徴情報を読み出し(ステップ110)、これら2つの画像A、Bの類似度を判定する(ステップ111)。   When the feature information of the search target image (image A) is thus extracted, the similarity determination processing unit 140 reads the feature information of one comparison target image (image B) from the image DB 120 (step 110). Then, the similarity between these two images A and B is determined (step 111).

ところで、図9に示した関数テーブルの中のどの特徴情報を用いて類似度を判定するかは、各特徴情報の重要度等に応じて適宜決定することができる。例えば、自己相関波形を構成する各区分領域に対応する複数の関数の順番や、関数総数、直線個数、円弧個数、自由直線個数などの特徴情報(特徴量)が単独あるいは組み合わせて類似度判定に用いられる。   By the way, which feature information in the function table shown in FIG. 9 is used to determine the similarity can be determined as appropriate according to the importance of each feature information. For example, the order of multiple functions corresponding to each segment area constituting the autocorrelation waveform, and feature information (features) such as the total number of functions, the number of straight lines, the number of circular arcs, the number of free straight lines, etc. can be used alone or in combination to determine similarity Used.

類似度判定処理部140は、画像Aの自己相関波形に対応する第1の特徴量と画像Bの自己相関波形に対応する第2の特徴量を用いてマッチング処理を行い、マッチング距離Mと相関度Sを以下の式を用いて計算する。   The similarity determination processing unit 140 performs matching processing using the first feature amount corresponding to the autocorrelation waveform of the image A and the second feature amount corresponding to the autocorrelation waveform of the image B, and correlates with the matching distance M. The degree S is calculated using the following formula:

M=‖f−g‖
S=<f、g>/(‖f‖×‖g‖)
ここで、‖・‖はノルムを示しており、<・>は内積を示している。また、fは第1の特徴量を成分とするベクトルである。gは第2の特徴量を成分とするベクトルである。
M = ‖f-g‖
S = <f, g> / (‖f‖ × ‖g‖)
Here, ‖ and ‖ indicate norms, and <•> indicates an inner product. Further, f is a vector having the first feature amount as a component. g is a vector having the second feature amount as a component.

マッチング距離Mは2つのベクトルfとgの差ベクトルの長さを示す。また、相関Sは2つのベクトルfとgのなす角θの余弦値(cosθ)を示す。被検索対象画像に対応する第1の特徴量と比較対象画像に対応する第2の特徴量とが非常に近い場合には、2つのベクトルf、gの長さおよび方向が類似したものになるため、マッチング距離Mが小さく、かつ相関度Sが1に近い値になる。類似度判定に用いる特徴量が2つ以上ある場合には、それぞれの特徴量を用いてマッチング距離Mや相関度Sを計算し、この計算結果を全ての特徴量について合計すればよい。   The matching distance M indicates the length of the difference vector between the two vectors f and g. Correlation S indicates a cosine value (cos θ) of an angle θ formed by two vectors f and g. When the first feature amount corresponding to the search target image and the second feature amount corresponding to the comparison target image are very close, the lengths and directions of the two vectors f and g are similar. Therefore, the matching distance M is small and the correlation degree S is close to 1. When there are two or more feature quantities used for similarity determination, the matching distance M and the correlation degree S are calculated using the respective feature quantities, and the calculation results may be summed up for all the feature quantities.

ところで、自己相関波形を構成する各区分領域に対応する各関数は、自己相関波形の形状を最も正確に表しているため、各関数の具体的内容を特定するパラメータを特徴量として用いることが望ましい。具体的には、画像Aと画像Bのそれぞれに対応する関数テーブルの中から1番目の区分領域に対応する関数のパラメータを特徴量として抽出し、上述したマッチング距離Mや相関度Sが計算される。比較される2つの関数の種類が異なる場合にはパラメータの数が異なる場合もあるが、その場合には値が0のパラメータを適宜補充して計算が行われる。このようにして2番目、3番目、…の関数同士についてマッチング距離Mと相関度Sが計算される。関数の数(区分領域の数)が異なる場合には、少ない関数の数に合わせて相関度S等の計算が行われる。このようにして計算された全てのマッチング距離Mと相関度Sとが合計されて2つの画像A、Bの類似度が判定される。   By the way, since each function corresponding to each divided region constituting the autocorrelation waveform most accurately represents the shape of the autocorrelation waveform, it is desirable to use a parameter that specifies the specific contents of each function as a feature amount. . Specifically, the function parameter corresponding to the first segmented region is extracted as a feature amount from the function table corresponding to each of the images A and B, and the above-described matching distance M and correlation degree S are calculated. The When the types of two functions to be compared are different, the number of parameters may be different. In this case, the calculation is performed by appropriately supplementing the parameter having a value of 0. In this way, the matching distance M and the correlation degree S are calculated for the second, third,... Functions. When the number of functions (number of segmented regions) is different, the correlation degree S and the like are calculated in accordance with the number of functions. All the matching distances M calculated in this way and the correlation degree S are summed to determine the similarity between the two images A and B.

次に、類似度判定処理部140は、類似度判定が終了していない他の比較対象画像が存在するか否かを判定する(ステップ112)。他の比較対象画像が存在する場合には肯定判断が行われ、次の比較対象画像についてステップ110以降の処理が繰り返される。他の比較対象画像が存在しない場合にはステップ111の判定において否定判断が行われ、次に、検索結果出力処理部142は、類似度判定の結果を出力する(ステップ113)。判定結果の出力は、例えば、類似度が大きいと判定された順に比較対象画像と類似の程度を順番に表示部160に表示したり、印刷装置170を用いて印刷用紙に印刷したりして行われる。   Next, the similarity determination processing unit 140 determines whether there is another comparison target image for which the similarity determination has not ended (step 112). If another comparison target image exists, an affirmative determination is made, and the processing from step 110 onward is repeated for the next comparison target image. If no other comparison target image exists, a negative determination is made in the determination in step 111, and then the search result output processing unit 142 outputs the result of the similarity determination (step 113). The determination result is output by, for example, displaying the degree of similarity with the comparison target image in order on the display unit 160 in the order in which it is determined that the degree of similarity is large, or printing on the printing paper using the printing device 170. Is called.

このように、本実施形態の類似画像検索装置では、自己相関波形に含まれる各接合点で分割される各区分領域のそれぞれを関数化処理することにより、自己相関波形の微細な特徴を含む全体を正確に関数化近似することができ、この近似処理において抽出された特徴情報を用いることにより、類似画像を検索する際の検索精度を向上させることが可能になる。また、あらかじめ格納された特徴情報を順番に読み出して、取り込まれた被検索対象画像の特徴情報と比較することにより、容易に類似画像の検索を行うことができ、比較対象となる画像が多い場合であっても操作が煩雑にならず、操作の簡略化が可能になる。また、図10に示したデータベース作成装置を用いることにより、比較対象となる画像を適宜追加することが可能になる。   As described above, in the similar image search device according to the present embodiment, the entire region including the fine features of the autocorrelation waveform is obtained by functionalizing each of the divided regions divided by the joint points included in the autocorrelation waveform. Can be accurately approximated by function, and by using the feature information extracted in this approximation process, it is possible to improve the search accuracy when searching for similar images. In addition, when the feature information stored in advance is read in order and compared with the feature information of the captured image to be searched, a similar image can be easily searched, and there are many images to be compared. However, the operation is not complicated, and the operation can be simplified. Further, by using the database creation device shown in FIG. 10, it is possible to add an image to be compared as appropriate.

また、上述した特徴情報には、自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する複数の関数の順番が含まれている。自己相関波形を構成する複数の関数の順番は、自己相関波形の形状を表す重要な特徴であると考えられる。したがって、関数の順番を用いて画像の類似判定を行うことにより、精度の高い画像検索を行うことができる。   In addition, the feature information described above includes the order of a plurality of functions corresponding to a plurality of partitioned regions constituting the autocorrelation waveform. The order of a plurality of functions constituting the autocorrelation waveform is considered to be an important feature representing the shape of the autocorrelation waveform. Therefore, an image search with high accuracy can be performed by determining similarity of images using the order of functions.

また、上述した特徴情報には、自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する複数の関数の各区間長の並びが含まれている。自己相関波形を構成する複数の関数(複数の区分領域)のそれぞれに対応する区間長の並びは、自己相関波形の形状を表す重要な特徴であると考えられる。したがって、区間長の並びを用いて画像の類似判定を行うことにより、精度の高い画像検索を行うことができる。   In addition, the feature information described above includes an array of section lengths of a plurality of functions corresponding to a plurality of partitioned regions constituting the autocorrelation waveform. The arrangement of section lengths corresponding to each of a plurality of functions (a plurality of divided regions) constituting the autocorrelation waveform is considered to be an important feature representing the shape of the autocorrelation waveform. Therefore, an image search with high accuracy can be performed by performing similarity determination of images using the arrangement of section lengths.

また、類似度判定処理部140は、被検索対象画像と比較対象画像のそれぞれの自己相関波形を構成する複数の区分領域に対応する関数の相関度を計算し、相関度が大きい順に、被検索対象画像に類似する比較対象画像を検索する。自己相関波形を構成する各関数の相関度は、自己相関波形の形状を表す重要な特徴であると考えられる。したがって、関数の相関度を用いて画像の類似判定を行うことにより、精度の高い画像検索を行うことができる。   In addition, the similarity determination processing unit 140 calculates the degree of correlation of functions corresponding to a plurality of segment areas constituting each autocorrelation waveform of the search target image and the comparison target image, and searches the search target in descending order of the correlation degree. A comparison target image similar to the target image is searched. It is considered that the degree of correlation of each function constituting the autocorrelation waveform is an important feature representing the shape of the autocorrelation waveform. Therefore, an image search with high accuracy can be performed by performing similarity determination of images using the degree of correlation of functions.

また、長手方向に沿って抽出した自己相関波形は画像の複雑な形状の特徴をよく表しているため、被検索対象画像の長手方向に沿って自己相関波形を抽出することにより、検索精度をさらに高めることが可能になる。特に、被検索対象画像が内接する面積最小の矩形を算出し、この矩形の長辺に沿った向きに自己相関波形を抽出することにより、画像の長手方向の再現性を確保することが可能になり、同じ画像に対して常に同じ自己相関波形を取得することができる。また、被検索対象画像の重心位置を回転中心とした所定の回転方向に自己相関波形を抽出することにより、方向に影響されない安定した自己相関波形を抽出することが可能になる。また、一方向に長い画像については長手方向に自己相関波形を抽出し、それ以外の画像については回転方向に自己相関波形を抽出することにより、画像の形状に適した自己相関波形を取得することが可能になる。   In addition, since the autocorrelation waveform extracted along the longitudinal direction well represents the characteristics of the complex shape of the image, the search accuracy is further improved by extracting the autocorrelation waveform along the longitudinal direction of the image to be searched. It becomes possible to increase. In particular, it is possible to ensure the reproducibility of the image in the longitudinal direction by calculating the rectangle with the smallest area inscribed by the image to be searched and extracting the autocorrelation waveform in the direction along the long side of the rectangle. Thus, the same autocorrelation waveform can always be obtained for the same image. In addition, by extracting the autocorrelation waveform in a predetermined rotation direction with the center of gravity of the search target image as the rotation center, it is possible to extract a stable autocorrelation waveform that is not influenced by the direction. In addition, an autocorrelation waveform is extracted in the longitudinal direction for images that are long in one direction, and an autocorrelation waveform that is suitable for the shape of the image is acquired by extracting autocorrelation waveforms in the rotation direction for other images Is possible.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態の検索処理部130やデータベース作成部220の各動作を、CPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータによって実施するようにしてもよい。この場合には、ROMやRAMあるいはその他の記憶装置(ハードディスク装置等)に格納された類似画像検索プログラム(図11に示す各ステップを実行したり、検索処理部130やデータベース作成部220の各部の機能を実現するためのプログラム)をCPUで実行すればよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, each operation of the search processing unit 130 and the database creation unit 220 of the above-described embodiment may be performed by a computer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. In this case, a similar image search program (each step shown in FIG. 11 is stored in the ROM, RAM, or other storage device (hard disk device or the like), or each part of the search processing unit 130 and the database creation unit 220 is executed. A program for realizing the function may be executed by the CPU.

また、上述した実施形態では、全ての比較対象画像について特徴情報を読み出して類似度判定を行うようにしたが、被検索対象画像の自己相関波形に含まれる区分領域の総数Mに着目して、検索対象候補としての比較対象画像を減らすようにしてもよい。具体的には、比較対象画像の自己相関波形に含まれる区間領域の総数Nが、総数Mと一致あるいは±数%(例えば10%)の範囲に含まれるもののみ選択的に抽出し、類似度判定を行うようにしてもよい。これにより、明らかに形状が異なる比較対象画像に対する類似度判定が不要になり、処理負担の軽減や処理時間の短縮が可能になる。   Further, in the embodiment described above, the feature information is read for all the comparison target images and the similarity determination is performed. However, paying attention to the total number M of the segment areas included in the autocorrelation waveform of the search target image, You may make it reduce the comparison object image as a search object candidate. Specifically, only those whose total number N of section areas included in the autocorrelation waveform of the comparison target image coincides with the total number M or within a range of ± several% (for example, 10%) are selectively extracted, and the degree of similarity You may make it perform determination. This eliminates the need for similarity determination for comparison target images with clearly different shapes, thereby reducing the processing load and the processing time.

また、上述した実施形態では、被検索対象画像の長手方向あるいは被検索対象画像が内接する面積最小の矩形の長辺方向に沿って被検索対象画像を移動させて自己相関波形を抽出する場合を考えたが、長辺方向と垂直方向あるいは面積最小の矩形の短辺方向に沿って被検索対象画像を移動させて自己相関波形を抽出するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the search target image is moved along the long side direction of the rectangle with the smallest area inscribed by the search target image to extract the autocorrelation waveform is described. However, it is also possible to extract the autocorrelation waveform by moving the image to be searched along the direction perpendicular to the long side direction or the short side direction of the rectangle with the smallest area.

一実施形態の類似画像検索装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the similar image search device of one Embodiment. 自己相関波形を抽出する処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the process which extracts an autocorrelation waveform. 自己相関波形を抽出する処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the process which extracts an autocorrelation waveform. 自己相関波形の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of an autocorrelation waveform. 自己相関波形の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of an autocorrelation waveform. 自己相関波形の他の具体例を示す図である。It is a figure which shows the other specific example of an autocorrelation waveform. 自己相関波形の他の具体例を示す図である。It is a figure which shows the other specific example of an autocorrelation waveform. 自己相関波形を抽出する他の処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the other process which extracts an autocorrelation waveform. 抽出される特徴情報が含まれる関数テーブルを示す図である。It is a figure which shows the function table in which the feature information extracted is contained. データベース作成装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a database production apparatus. 検索処理部において類似画像の検索を行う動作手順を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure which searches for a similar image in a search process part.

符号の説明Explanation of symbols

110、210 画像入力部
120 画像DB(データベース)
130 検索処理部
132、222 自己相関波形抽出処理部
134、224 接合点抽出処理部
136、226 関数近似処理部
140 類似度判定処理部
142 検索結果出力処理部
150、230 操作部
160、240 表示部
170 印刷装置
220 データベース作成部
228 ファイル作成処理部
110, 210 Image input unit 120 Image DB (database)
130 Search processing unit 132, 222 Autocorrelation waveform extraction processing unit 134, 224 Junction point extraction processing unit 136, 226 Function approximation processing unit 140 Similarity determination processing unit 142 Search result output processing unit 150, 230 Operation unit 160, 240 Display unit 170 Printer 220 Database Creation Unit 228 File Creation Processing Unit

Claims (23)

被検索対象画像を取り込む画像取込手段と、
前記画像取込手段によって取り込まれた前記被検索対象画像の自己相関波形を抽出する自己相関波形抽出手段と、
前記自己相関波形抽出手段によって抽出された前記自己相関波形の傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出手段と、
前記接合点によって分割される前記自己相関波形の各区分領域のそれぞれを関数で近似する関数近似手段と、
前記関数近似手段による近似処理に関連する特徴情報に基づいて、複数の比較対象画像の中から類似した画像を検索する画像検索手段と、
を備え、前記自己相関波形抽出手段は、前記被検索対象画像が内接する面積最小の矩形と前記被検索対象画像の重心位置を算出し、前記矩形の長辺と短辺の比が基準値以上であるときに前記長辺に沿った向きに自己相関波形を抽出し、前記矩形の長辺と短辺の比が基準値より小さいときには前記重心位置を回転中心とした所定の回転方向に自己相関波形を抽出することを特徴とする類似画像検索装置。
Image capturing means for capturing a search target image;
Autocorrelation waveform extraction means for extracting an autocorrelation waveform of the search target image captured by the image capture means;
A junction point extracting means for extracting a junction point at which the tendency of the autocorrelation waveform extracted by the autocorrelation waveform extracting means changes;
Function approximating means for approximating each segmented area of the autocorrelation waveform divided by the junction point with a function,
Based on feature information related to the approximation processing by the function approximating means, an image searching means for searching for a similar image from among a plurality of comparison target images;
The autocorrelation waveform extracting means calculates a rectangle having the smallest area inscribed by the search target image and a barycentric position of the search target image, and a ratio of a long side to a short side of the rectangle is equal to or greater than a reference value. When the autocorrelation waveform is extracted in the direction along the long side and the ratio of the long side to the short side of the rectangle is smaller than a reference value, the autocorrelation is performed in a predetermined rotation direction with the center of gravity as the rotation center. similar image retrieval apparatus characterized that you extracted waveform.
請求項1において、
前記比較対象画像に対応する自己相関波形の各区分領域を関数近似する処理に関連して作成された特徴情報が、前記複数の比較対象画像毎に格納された特徴情報格納手段をさらに備え、
前記画像検索手段は、前記被検索対象画像に対応する特徴情報と、前記特徴情報格納手段に格納されている前記複数の比較対象画像に対応する特徴情報とを比較することにより、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を抽出することを特徴とする類似画像検索装置。
In claim 1,
The feature information created in association with the process of approximating each segmented area of the autocorrelation waveform corresponding to the comparison target image is further stored for each of the plurality of comparison target images.
The image search means compares the feature information corresponding to the search target image with the feature information corresponding to the plurality of comparison target images stored in the feature information storage means. A similar image retrieval apparatus that extracts the comparison target image similar to an image.
請求項2において、
前記画像取込手段、前記自己相関波形抽出手段、前記接合点抽出手段、前記関数近似手段を用いて前記比較対象画像に対応する特徴情報が取得されたときに、この特徴情報を前記特徴情報格納手段に格納する特徴情報格納処理手段をさらに備えることを特徴とする類似画像検索装置。
In claim 2,
When the feature information corresponding to the comparison target image is acquired using the image capturing unit, the autocorrelation waveform extracting unit, the junction point extracting unit, and the function approximating unit, the feature information is stored in the feature information. A similar image retrieval apparatus, further comprising: feature information storage processing means stored in the means.
請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記画像取込手段は、光学的に前記被検索対象画像の濃淡情報あるいは色情報を読み取る光学読取装置であることを特徴とする類似画像検索装置。
In any one of Claims 1-3,
The similar image retrieval apparatus, wherein the image capturing means is an optical reading apparatus that optically reads the density information or color information of the image to be retrieved.
請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記画像取込手段は、前記被検索対象画像を構成する複数の画素のそれぞれに対応する濃淡情報あるいは色情報からなる画像データが格納された記録媒体から画像データを読み取るデータ読取装置であることを特徴とする類似画像検索装置。
In any one of Claims 1-3,
The image capturing means is a data reading device that reads image data from a recording medium in which image data including grayscale information or color information corresponding to each of a plurality of pixels constituting the search target image is stored. A similar image search device as a feature.
請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記特徴情報には、前記自己相関波形を構成する複数の前記区分領域に対応する複数の関数の順番が含まれており、
前記画像検索手段は、前記複数の関数の順番に基づいて前記複数の比較対象画像の中から前記被検索対象画像に類似するものを検索することを特徴とする類似画像検索装置。
In any one of Claims 1-5,
The feature information includes an order of a plurality of functions corresponding to the plurality of segmented regions constituting the autocorrelation waveform,
The image search means searches for a similar image to the search target image from the plurality of comparison target images based on the order of the plurality of functions.
請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記特徴情報には、前記自己相関波形を構成する複数の前記区分領域に対応する複数の関数の各区間長の並びが含まれており、
前記画像検索手段は、前記区間長の並びに基づいて前記複数の比較対象画像の中から前記被検索対象画像に類似するものを検索することを特徴とする類似画像検索装置。
In any one of Claims 1-5,
The feature information includes an array of section lengths of a plurality of functions corresponding to the plurality of partitioned regions constituting the autocorrelation waveform,
The similar image search device, wherein the image search means searches for an image similar to the search target image from the plurality of comparison target images based on the sequence of the section lengths.
請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記画像検索手段は、前記被検索対象画像と前記比較対象画像のそれぞれの自己相関波形を構成する複数の前記区分領域に対応する関数の相関度を計算し、相関度が大きい順に、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索装置。
In any one of Claims 1-5,
The image search means calculates a correlation degree of a function corresponding to the plurality of divided regions constituting each autocorrelation waveform of the search target image and the comparison target image, and the search target is in descending order of correlation degree. A similar image search apparatus for searching for a comparison target image similar to a target image.
請求項1〜8のいずれかにおいて、
前記画像検索手段は、前記被検索対象画像に対応する前記自己相関波形に含まれる前記区分領域の総数に着目して、検索対象候補として所定数の前記比較対象画像を選択した後、前記特徴情報に基づいて前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索装置。
In any one of Claims 1-8,
The image search means focuses on the total number of the divided areas included in the autocorrelation waveform corresponding to the search target image, selects a predetermined number of the comparison target images as search target candidates, and then selects the feature information. The similar image search device, wherein the comparison target image similar to the search target image is searched based on the search target image.
被検索対象画像を取り込む画像取込ステップと、
前記画像取込ステップにおいて取り込まれた前記被検索対象画像の自己相関波形を抽出する自己相関波形抽出ステップと、
前記自己相関波形抽出ステップにおいて抽出された前記自己相関波形の傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出ステップと、
前記接合点によって分割される前記自己相関波形の各区分領域のそれぞれを関数で近似する関数近似ステップと、
前記関数近似ステップにおける近似処理に関連する特徴情報に基づいて、複数の比較対象画像の中から類似した画像を検索する画像検索ステップと、
を備え、前記自己相関波形抽出ステップは、前記被検索対象画像が内接する面積最小の矩形と前記被検索対象画像の重心位置を算出し、前記矩形の長辺と短辺の比が基準値以上であるときに前記長辺に沿った向きに自己相関波形を抽出し、前記矩形の長辺と短辺の比が基準値より小さいときには前記重心位置を回転中心とした所定の回転方向に自己相関波形を抽出することを特徴とする類似画像検索方法。
An image capture step for capturing an image to be searched;
An autocorrelation waveform extracting step of extracting an autocorrelation waveform of the search target image captured in the image capturing step;
A junction point extraction step for extracting a junction point where the tendency of the autocorrelation waveform extracted in the autocorrelation waveform extraction step changes;
A function approximating step for approximating each of the segmented regions of the autocorrelation waveform divided by the junction points with a function;
An image search step for searching for a similar image from a plurality of comparison target images based on the feature information related to the approximation process in the function approximation step;
The autocorrelation waveform extraction step calculates a rectangle having the smallest area inscribed by the search target image and the barycentric position of the search target image, and the ratio of the long side to the short side of the rectangle is equal to or greater than a reference value. When the autocorrelation waveform is extracted in the direction along the long side and the ratio of the long side to the short side of the rectangle is smaller than a reference value, the autocorrelation is performed in a predetermined rotation direction with the center of gravity as the rotation center. A similar image retrieval method characterized by extracting a waveform .
請求項10において、
前記比較対象画像に対応する自己相関波形の各区分領域を関数近似する処理に関連して作成された特徴情報が、前記複数の比較対象画像毎に格納された特徴情報格納手段をさらに備え、
前記画像検索ステップは、前記被検索対象画像に対応する特徴情報と、前記特徴情報格納手段に格納されている前記複数の比較対象画像に対応する特徴情報とを比較することにより、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を抽出することを特徴とする類似
画像検索方法。
In claim 10,
The feature information created in association with the process of approximating each segmented area of the autocorrelation waveform corresponding to the comparison target image is further stored for each of the plurality of comparison target images.
The image search step includes comparing the feature information corresponding to the search target image with the feature information corresponding to the plurality of comparison target images stored in the feature information storage unit. A similar image search method, wherein the comparison target image similar to an image is extracted.
請求項11において、
前記画像取込ステップ、前記自己相関波形抽出ステップ、前記接合点抽出ステップ、前記関数近似ステップを用いて前記比較対象画像に対応する特徴情報が取得されたときに、この特徴情報を前記特徴情報格納手段に格納する特徴情報格納処理ステップをさらに備えることを特徴とする類似画像検索方法。
In claim 11,
When the feature information corresponding to the comparison target image is acquired using the image capture step, the autocorrelation waveform extraction step, the junction point extraction step, and the function approximation step, this feature information is stored in the feature information. A similar image search method, further comprising a feature information storage processing step of storing in the means.
請求項10〜12のいずれかにおいて、
前記画像取込ステップは、光学的に前記被検索対象画像の濃淡情報あるいは色情報を読み取る光学読取装置を用いて行われることを特徴とする類似画像検索方法。
In any one of Claims 10-12,
The similar image retrieval method, wherein the image capturing step is performed using an optical reading device that optically reads the density information or color information of the image to be retrieved.
請求項10〜12のいずれかにおいて、
前記画像取込ステップは、前記被検索対象画像を構成する複数の画素のそれぞれに対応する濃淡情報あるいは色情報からなる画像データが格納された記録媒体から画像データを読み取るデータ読取装置を用いて行われることを特徴とする類似画像検索方法。
In any one of Claims 10-12,
The image capturing step is performed using a data reading device that reads image data from a recording medium in which image data including grayscale information or color information corresponding to each of a plurality of pixels constituting the search target image is stored. A similar image retrieval method characterized by
請求項10〜14のいずれかにおいて、
前記特徴情報には、前記自己相関波形を構成する複数の前記区分領域に対応する複数の関数の順番が含まれており、
前記画像検索ステップは、前記複数の関数の順番に基づいて前記複数の比較対象画像の中から前記被検索対象画像に類似するものを検索することを特徴とする類似画像検索方法。
In any one of Claims 10-14,
The feature information includes an order of a plurality of functions corresponding to the plurality of segmented regions constituting the autocorrelation waveform,
The similar image search method, wherein the image search step searches for a similar image to the search target image from the plurality of comparison target images based on an order of the plurality of functions.
請求項10〜14のいずれかにおいて、
前記特徴情報には、前記自己相関波形を構成する複数の前記区分領域に対応する複数の関数の各区間長の並びが含まれており、
前記画像検索ステップは、前記区間長の並びに基づいて前記複数の比較対象画像の中から前記被検索対象画像に類似するものを検索することを特徴とする類似画像検索方法。
In any one of Claims 10-14,
The feature information includes an array of section lengths of a plurality of functions corresponding to the plurality of partitioned regions constituting the autocorrelation waveform,
The similar image search method, wherein the image search step searches for a similar image to the search target image from the plurality of comparison target images based on the sequence of the section lengths.
請求項10〜14のいずれかにおいて、
前記画像検索ステップは、前記被検索対象画像と前記比較対象画像のそれぞれの自己相関波形を構成する複数の前記区分領域に対応する関数の相関度を計算し、相関度が大きい順に、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索方法。
In any one of Claims 10-14,
The image search step calculates a correlation degree of a function corresponding to the plurality of segmented regions constituting each autocorrelation waveform of the search target image and the comparison target image, and the search target is in descending order of correlation degree. A similar image search method, wherein the comparison target image similar to the target image is searched.
請求項10〜17のいずれかにおいて、
前記画像検索ステップは、前記被検索対象画像に対応する前記自己相関波形に含まれる前記区分領域の総数に着目して、検索対象候補として所定数の前記比較対象画像を選択した後、前記特徴情報に基づいて前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索方法。
In any one of Claims 10-17,
The image search step focuses on the total number of the divided areas included in the autocorrelation waveform corresponding to the search target image, selects a predetermined number of the comparison target images as search target candidates, and then selects the feature information. A similar image search method, wherein the comparison target image similar to the search target image is searched based on the method.
コンピュータを、画像取込手段によって取り込まれた被検索対象画像の自己相関波形を抽出する自己相関波形抽出手段と、
前記自己相関波形抽出手段によって抽出された前記自己相関波形の傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出手段と、
前記接合点によって分割される前記自己相関波形の各区分領域のそれぞれを関数で近似する関数近似手段と、
前記関数近似手段による近似処理に関連する特徴情報に基づいて、複数の比較対象画像の中から類似した画像を検索する画像検索手段と、
して機能させる類似画像検索プログラムであって、
前記自己相関波形抽出手段は、前記被検索対象画像が内接する面積最小の矩形と前記被検索対象画像の重心位置を算出し、前記矩形の長辺と短辺の比が基準値以上であるときに前記長辺に沿った向きに自己相関波形を抽出し、前記矩形の長辺と短辺の比が基準値より小さいときには前記重心位置を回転中心とした所定の回転方向に自己相関波形を抽出する類似画像検索プログラム。
An autocorrelation waveform extracting means for extracting an autocorrelation waveform of a search target image captured by the image capturing means;
A junction point extracting means for extracting a junction point at which the tendency of the autocorrelation waveform extracted by the autocorrelation waveform extracting means changes;
Function approximating means for approximating each segmented area of the autocorrelation waveform divided by the junction point with a function,
Based on feature information related to the approximation processing by the function approximating means, an image searching means for searching for a similar image from among a plurality of comparison target images;
A similar image search program that functions as
The autocorrelation waveform extracting unit calculates a rectangle having the smallest area inscribed in the search target image and a gravity center position of the search target image, and a ratio of a long side and a short side of the rectangle is a reference value or more. The autocorrelation waveform is extracted in the direction along the long side, and when the ratio of the long side to the short side of the rectangle is smaller than the reference value, the autocorrelation waveform is extracted in a predetermined rotation direction with the center of gravity as the rotation center. similar image search program for.
請求項19において、
前記比較対象画像に対応する自己相関波形の各区分領域を関数近似する処理に関連して作成された特徴情報が、前記複数の比較対象画像毎に特徴情報格納手段に格納されており、
前記画像検索手段は、前記被検索対象画像に対応する特徴情報と、前記特徴情報格納手段に格納されている前記複数の比較対象画像に対応する特徴情報とを比較することにより、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を抽出することを特徴とする類似画像検索プログラム。
In claim 19,
Feature information created in association with a function that approximates each segmented region of the autocorrelation waveform corresponding to the comparison target image is stored in the feature information storage unit for each of the plurality of comparison target images,
The image search means compares the feature information corresponding to the search target image with the feature information corresponding to the plurality of comparison target images stored in the feature information storage means. A similar image search program that extracts the comparison target image similar to an image.
請求項20において、
コンピュータを、さらに、前記画像取込手段、前記自己相関波形抽出手段、前記接合点抽出手段、前記関数近似手段を用いて前記比較対象画像に対応する特徴情報が取得されたときに、この特徴情報を前記特徴情報格納手段に格納する特徴情報格納処理手段として機能させる類似画像検索プログラム。
In claim 20,
When the feature information corresponding to the comparison target image is acquired using the computer, the image capturing means, the autocorrelation waveform extracting means, the junction point extracting means, and the function approximating means. A similar image search program that functions as a feature information storage processing means for storing the feature information in the feature information storage means.
請求項19〜21のいずれかにおいて、
前記画像検索手段は、前記被検索対象画像と前記比較対象画像のそれぞれの自己相関波形を構成する複数の前記区分領域に対応する関数の相関度を計算し、相関度が大きい順に、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索プログラム。
In any one of Claims 19-21,
The image search means calculates a correlation degree of a function corresponding to the plurality of divided regions constituting each autocorrelation waveform of the search target image and the comparison target image, and the search target is in descending order of correlation degree. A similar image search program for searching for a comparison target image similar to a target image.
請求項19〜21のいずれかにおいて、
前記画像検索手段は、前記被検索対象画像に対応する前記自己相関波形に含まれる前記区分領域の総数に着目して、検索対象候補として所定数の前記比較対象画像を選択した後、前記特徴情報に基づいて前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索プログラム。
In any one of Claims 19-21,
The image search means focuses on the total number of the divided areas included in the autocorrelation waveform corresponding to the search target image, selects a predetermined number of the comparison target images as search target candidates, and then selects the feature information. A similar image search program that searches for the comparison target image similar to the search target image based on the search target image.
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