JP4395932B2 - 画像検出装置、画像検出方法および記録媒体 - Google Patents
画像検出装置、画像検出方法および記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナやファクシミリ、デジタル複写機など、画像情報を取り込みデジタル画像を扱う画像入出力装置の画像検出装置およびその画像入出力装置における画像検出方法ならびにその画像検出方法を実施するための記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原稿画像を読み取り、デジタル画像として扱う機会が多くなったが、画像中に存在する図形パターンを検出し、その検出情報をもとに画像の状態を検知する画像検出装置が必要となってきた。
【０００３】
図２２は一般的な画像入出力装置を示す構成図である。
【０００４】
図２２において、２０はスキャナ、２１はコンピュータである。
【０００５】
このように構成された画像入出力装置における従来の画像検出方法について図２３、図２４、図４、図１１、図１２を用いて説明する。図２３（ａ）、（ｂ）はスキャナ２０により読み取った画像を示す画像図であり、図２４は従来の画像検出方法を説明するためのフローチャート、図４は姿勢調整用特定マークの例を示すマーク図、図１１は処理画像の一例を示す画像図、図１２は処理画像の他の例を示す画像図である。
【０００６】
図２２に示す装置は、スキャナ２０により紙に描かれた図面を読み取り、取り込んだビットマップ画像の構成要素を認識してベクトルデータに変換して編集したり、文字画像を認識してテキスト情報とするなど、ＣＡＤデータとして利用できるようにするものである。スキャナ２０により読み取った原稿画像はコンピュータ２１上で認識され、各パーツに分けてデータとして取り込み、またパーツの配置を換えたりするなどの編集が簡便に行えるものである。
【０００７】
図２３はスキャナ２０により読み取った画像を示す。画像を正確に認識し、正しいデータとして取り込むためには理想的には読み取った画像の垂直、水平方向と原稿の垂直、水平方向とが完全に一致していることが望ましいが、一般には原稿台上で原稿が傾いてしまうなどの原因により、図２３（ａ）に示すような回転や、図２３（ｂ）に示すようなひずみが生じることが多く、読取り画像の垂直、水平方向と原稿の垂直、水平方向とが一致せず、何度も画像を置きなおして読取りを繰り返さなければならないことがある。このような面倒な作業を軽減するため、画面上で調整が可能なように原稿上に目印となるマークを付し、このマークを利用して原稿の姿勢を調整することを行う。
【０００８】
このようなマークとしての姿勢調整用特定マークを図４に示す。図４に示す姿勢調整用特定マークを一般にはトンボマークという。このトンボマークで姿勢制御を行うには、図１１に示すように４隅にトンボマーク（以下単に「マーク」という）をつけた原稿画像を読み取り、画像中のマークの位置座標値を利用して、画像を回転または変形させる。
【０００９】
このとき、マークは図２４に示すような手順により画像中より自動的に探索される。まず注目エリアを規定する小さな探索ウインドウ（５×５画素程度のウィンドウ）を初期設定として読取り画像の左上に置く（Ｓ１）。次に、探索ウインドウにマークの特徴となるパターン（特徴パターン）が存在するか否かを検証する（Ｓ２、Ｓ３）。特徴パターンが存在したウィンドウでは、更に注目エリアを広げた照合ウィンドウ（２０×２０画素程度のウィンドウ）を設定し（Ｓ４）、照合ウィンドウを設定している部分の画像が探索中の画像であるか否かを画像のビットマップマッチングなどの照合手法を用いて照合する（Ｓ５）。照合した結果、一致すると判定した場合はその位置座標を出力し、図示しないメモリに保存する（Ｓ６、Ｓ７）。探索ウィンドウ内ので特徴パターンの検証もしくは照合ウィンドウでの照合で一致しないと判定された場合は、照合ウィンドウの位置を移動させる（Ｓ８）。上記処理を全画像に対する処理が終わるまで繰り返し行う（Ｓ９）。
【００１０】
探索ウィンドウおよび照合ウィンドウの大きさは探索するマークの大きさにあわせて設定するが、このように小さな探索ウィンドウで簡単な図形的特徴を検証しながら候補位置を探索し、更に大きな照合ウィンドウで照合する画像検出方法は、画像全体を照合ウィンドウのサイズの画像を見ながら探索するよりも効率的な方法であり、目的のマークをすばやく見つけることができる方法である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像検出方法では、小さなウィンドウで簡単な図形的特徴に着目して探索した場合、画像によっては非常に多くの場所で類似のパターンが出てくる頻度が高くなり、探索方法が逆に非効率的になり、何度も照合ウィンドウを設定しつつ、照合を繰り返さなくてはならない場合が生じる。例えば図１２に示すような画像の粗いハッチがかかったような部分では、探索ウィンドウで見る特徴パターンと一致する部分が多くなる。この場合、照合ウィンドウによる照合回数は多くなり、ウィンドウ設定のための計算やテンプレート照合などの処理を多数回繰り返し行う必要が出てくるため、画像全体を照合ウィンドウのサイズの画像を見ながら探索するよりも高速な探索ができるとは必ずしも言えない。
【００１２】
この画像検出装置、画像検出方法および記録媒体では、トンボマークのような検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結することが要求されている。
【００１３】
本発明は、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結することが可能な画像検出装置、および、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結するための画像検出方法、ならびに、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結するための画像検出方法を実施するための記録媒体を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の画像検出装置は、画像データを入力して画像メモリに蓄積する画像入力手段と、前記画像メモリに蓄積された画像を読み出し、前記読み出した画像中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置と共に記憶部に記憶する検出手段と、前記検出位置に応じて前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段と、前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段とを有し、前記判定手段は、前記特定マークの検証が必要であると判定したときには前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせる画像検出装置であって、前記検出手段は前記記憶部に前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定手段は前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせ、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記特定マークの検証を行わせない構成を備えている。
【００１５】
これにより、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結することが可能な画像検出装置が得られる。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができる。
【００１６】
上記課題を解決するために本発明の画像検出方法は、画像データを入力する画像入力ステップと、前記入力した画像データ中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置に応じて記憶部に記憶する検出ステップと、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定ステップと、前記特定マークの検証が必要と判定した場合には特徴点検出結果が特定マークに相当するか否かを検証する検証ステップとを有する画像検出方法であって、前記検出ステップにおいては前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定ステップにおいては前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証ステップで前記特定マークの検証を行い、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記検証ステップで前記特定マークの検証を行わない構成を備えている。
【００１７】
これにより、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結するための画像検出方法が得られる。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができる。
【００１８】
上記課題を解決するために本発明の記録媒体は、上記画像検出方法に記載の各ステップを実行するためのプログラムを記録した構成を備えている。
【００１９】
これにより、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結するための画像検出方法を実施するための記録媒体が得られる。また、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の画像検出装置は、画像データを入力して画像メモリに蓄積する画像入力手段と、前記画像メモリに蓄積された画像を読み出し、前記読み出した画像中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置と共に記憶部に記憶する検出手段と、前記検出位置に応じて前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段と、前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段とを有し、前記判定手段は、前記特定マークの検証が必要であると判定したときには前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせる画像検出装置であって、前記検出手段は前記記憶部に前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定手段は前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせ、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記特定マークの検証を行わせないこととしたものである。
【００２１】
この構成により、記憶部に記憶された特徴点検出結果に基づき姿勢調整用の特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像（検出用画像）に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。
【００３０】
請求項２に記載の画像検出方法は、画像データを入力する画像入力ステップと、前記入力した画像データ中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置に応じて記憶部に記憶する検出ステップと、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定ステップと、前記特定マークの検証が必要と判定した場合には特徴点検出結果が特定マークに相当するか否かを検証する検証ステップとを有する画像検出方法であって、前記検出ステップにおいては前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定ステップにおいては前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証ステップで前記特定マークの検証を行い、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記検証ステップで前記特定マークの検証を行わないこととしたものである。
【００３１】
この構成により、特徴点検出結果に基づき姿勢調整用の特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。
【００４０】
請求項３に記載の記録媒体は、請求項２に記載の各ステップを実行するためのプログラムを記録することとしたものである。
【００４１】
この構成により、請求項２に記載された画像検出方法を任意の場所、任意の期間に実施することができるという作用を有する。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２１を用いて説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による画像検出装置を示すブロック図である。
【００４４】
図１において、１は画像検出装置、２は画像信号を入力する画像入力手段、３は画像を記憶する画像メモリ、４は画像メモリ３内の画像からトンボマーク（特定マーク）の特徴が存在する位置（特徴点位置）を検出する検出手段、５は特徴点位置の検出結果（特徴点検出結果）を記憶する記憶部、６は記憶部５に記憶された特徴点検出結果の情報に基づき特定マークの検証が必要であるか否かを判定する判定手段、７は記憶部５に記憶された特徴点検出結果の情報が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段である。なお、図１の各手段はハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアの場合、本実施の形態による画像検出装置の各機能を実行するプログラムによりＣＰＵを駆動して実行しても良く、汎用のコンピュータ上で同様の処理を行えるようにしたアプリケーションプログラムもしくはドライバなどの形態であってもよい。
【００４５】
次に、図１の画像検出装置の各部分の動作について説明する。
【００４６】
画像入力手段２は外部に接続しているスキャナ（図示せず）からデジタル画像データを読み取り、一旦画像メモリ３に蓄積する。このときの画像は、本来カラーの多値画像であるが、本発明の説明を簡単にするために、白黒の２値画像とする。画像メモリ３への蓄積が終了すると、検出手段４は、画像中のトンボマーク（以下単に「マーク」という）を検出するために動作を開始する。
【００４７】
このトンボマーク検出動作について、図２、図３を用いて説明する。図２、図３は本実施の形態による画像検出装置１の動作を示すフローチャートである。
【００４８】
画像入力手段２によりスキャナからデジタル画像データを読み取り（Ｓ１１、画像入力ステップ）、読み取ったデジタル画像データを画像メモリ３に蓄積した後、検出手段４は、注目エリアを規定する５×５画素の探索ウインドウを初期設定として読取り画像の左上に置き（Ｓ１２）、探索ウインドウにマークの特徴となるパターン（特徴点）が存在するか否かを調査する（Ｓ１３、検出ステップ）。この特徴パターンの調査方法については後述する。特徴パターンが存在すると判定した場合（Ｓ１４）、そのウィンドウの位置座標を後述するブロック単位に区切って記憶部６に記憶する（Ｓ１５）。特徴パターンがない場合は、逐次探索ウィンドウの位置を移動し（Ｓ１７）、上記動作を繰り返し行い（Ｓ１３〜Ｓ１７）、画像データ終了まで実行する（Ｓ１６）。
【００４９】
次に、判定手段６は、検証手段７を動作させる必要があるか否かを判定するために、ブロック単位に検出結果について調べる（Ｓ１８、判定ステップ）。記録部５における各ブロックに対する記憶エリアには、各ブロック内で検出した特徴点の合計数とその位置座標が記憶されているが、判定手段６は、この座標の合計数が予め設定した値以下（所定数以下、閾値以下）である場合のみ、検証手段７を動作させる。ブロックの検出数が閾値以下であると判定した場合（Ｓ１９）、当該ブロックに記憶されている座標に従って、画像メモリ３に対して照合ウィンドウを設定し、画像を取得する（Ｓ２０）。続いて、取得画像が探索中の画像であるか否かを画像のビットマップマッチングなどの照合手法を用いて照合し（Ｓ２１、検証ステップ）、照合の結果、一致すると判定した場合はその位置情報を出力する（Ｓ２２，Ｓ２３）。上記判定は、当該ブロックに座標値が記憶されている限り行い（Ｓ２４，Ｓ２６）、全てのブロックが終了するまで実行する（Ｓ２５，Ｓ２７）。
【００５０】
ここで、特徴パターンの調査方法について図４〜図８を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態１において読み取られたビットマップを示すビットマップ図、図６〜図８は本発明の実施の形態１における特徴パターン検証の説明図である。
【００５１】
本実施の形態における例では、探索対象のマークが図４のようなマークであり、読み取られたビットマップは図５となるものとする。この画像を検出するために、検出手段４は、探索ウィンドウとして５×５画素の注目エリアを設け、この探索ウィンドウを主走査及び副走査方向に順に走査する。検出手段４による特徴パターンの調査は、図６のハッチをかけた５×５画素エリアの周辺を一順し、４つの黒連結があるか否かを調べ、この特徴の有無により、特徴パターンの検証を行う。これは、検索対象画像の中心が十字になっており、探索ウィンドウがこの中心部に設定されたときには、原稿画像がいかなる角度であっても、必ず４つの黒連結があるという特徴を利用したものである。図７のように４つの黒連結がある場合には、一つおきの黒連結の位置（複数画素の連結の場合は各重心点）を結び合った線分の交点座標を計算し、その点を探索画像の存在点として抽出し、記憶部５に記憶し、図８のように４つの黒連結がない場合には座標値を記憶させること無く、単に次の位置に探索ウィンドウを移動させる。
【００５２】
次に、この記憶部５への記憶方法について、図９〜図１５を用いて説明する。図９、図１０は本発明の実施の形態１における記憶部５のフォーマット説明図である。図１３、図１４は本発明の実施の形態１におけるテンプレートの説明図、図１５は本発明の実施の形態１におけるビットマップ図である。
【００５３】
位置座標の記憶は、図９のように画像全体を格子状に区切り、１区切りを１ブロックとして、このブロック毎に取りまとめて保存する。ブロックのサイズはマークの仕様に合わせて設定される必要があるが、ここでは５０×５０とする。記憶部５には、各ブロック毎に位置座標と保存された座標の合計数とが図１０に示すようなフォーマットで整理されている。検出数は一連の処理が始まる以前に０に初期化されている。検出手段４は、記憶部５への記憶の際に、検出座標値から割り出したブロック番号のエリアに、検出座標を記録し、さらに検出数の加算を行うことで、図１０に示すフォーマットを作成していく。
【００５４】
いま、処理している画像が図１１のような画像で、検出対象としているマークが４隅に配置された図４のようなトンボマークである場合には、検出手段４による検出は、本来検出すべきマーク中心位置に近い場所で、十字の直線部分と円の交点にあたる部分がそれぞれ４か所あるが、それ以上はない。一方、処理する画像が図１２のようにハッチ部分が多くある画像では、マークとは全く関係のない部分についても、かなり多くの検出をしてしまう。これは、検出手段４が非常に簡単な特徴（４つの黒連結）に着目したためである。判定手段６は、このようなマークと無関係な部分での検出数は密集して多くなることがあるといった特徴を利用したものであり、各ブロックでの検出数に対し一定の閾値を設け、閾値を超えるようなブロックに対しては、マークが存在する可能性はないと見なし、続く検証手段７の動作は不用とし、閾値以下の場合に限り検証手段７が動作するように制御する。
【００５５】
検証手段７による照合は詳細に図形の特徴を調べるものであり、ここでは、図１３のような円のテンプレートと探索ウィンドウで得られた線分（交点の計算を行う際に線分が求められる）とを利用して図１４のようなビットマップテンプレートを構成し、図１５に示す照合ウィンドウで得られるビットマップとのマッチングを用いて照合度を測定し、探索画像であるか否かを判定することで探索する。
【００５６】
このように小さな探索ウィンドウで簡単な図形的特徴を検証しながら候補位置を探索し、更にその検出位置のバラツキが適度であることを判定しながら必要な部分のみ大きな照合ウィンドウで照合することにより、より効率的に、よりすばやく検索対象（特定マーク）を見つけることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては検出位置のバラツキを見るために、検出手段４が記憶部５に特徴点検出結果を記録する際に逐次計算した特徴点検出数を利用したが、検出手段４が座標のみを記録していき、判定手段６が特徴点検出数を計測して判定しても良い。
【００５８】
また、検出位置のばらつきを見るために、各ブロック内の特徴点検出数のみで判定したが、更に各ブロック内における座標のばらつきすなわち各座標の分散値を求め、ばらつきが一定以下と判定されたブロックについてのみ、検証手段７を動作せせるようにしても良い。
【００５９】
以上のように本実施の形態によれば、画像データを入力して画像メモリ３に蓄積する画像入力手段１と、画像メモリ３に蓄積された画像を読み出し、読み出した画像中から特定マークの特徴点を検出し、特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を記憶部５に記憶する検出手段４と、記憶部５に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段６と、記憶部５に記憶された特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段７とを有し、判定手段６は、特定マークの検証が必要であると判定したときには検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、記憶部５に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像（検出用画像）に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出できる。また、検出手段４は記憶部５に特徴点検出結果を画像ブロック単位に記憶させ、判定手段６は少なくとも１つ以上の画像ブロックの検出状況に応じて検証手段７に特定マークの検証を行わせるか否かを判定するようにしたことにより、検出状況たとえば特徴点の検出数に応じて、検証手段７に特定マークの検証を行わせるか否かを決定することができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。さらに、検出手段４は記憶部５に特徴点検出結果としての特徴点検出数を記憶させ、判定手段６は画像ブロック毎の特徴点検出数が所定数以下のときのみ検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。さらに、検出手段４は特徴点の位置を検出し、記憶部５は特徴点位置を記憶し、判定手段６はブロック毎の検出位置のばらつきに応じて検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、検出位置のばらつき（ここでは特徴点検出数）が適度であるときのみ検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図１６は本発明の実施の形態２による画像検出装置を用いた複写機を示す概略構成図である。
【００６１】
図１６において、８は原稿台に乗せた原稿を光学的に読取り、電気的なデジタル信号（以下、画像信号）に変換するスキャナ部、９はスキャナ部８で得た画像信号を出力の色特性に合わせたりユーザの指定に応じた画像処理を施す画像処理部、１０は画像処理部９の出力を記録紙上にカラー印字する印字部である。
【００６２】
この複写機は、入力画像中より特定のパターンを検出し、この特定パターンを持つ画像については画像の出力を禁止する機能を備えたものであり。特に、有価証券などの持つパターンを検出することにより、違法な複写を防止する機能を備えたものである。
【００６３】
図１７は画像処理部９を示すブロック図である。
【００６４】
図１７において、１１は入力画像に対し、色変換、拡大、縮小、反転などの処理を行う画像処理回路、１２は画像中から特定の画像を検出する本実施の形態による画像検出装置である。画像検出装置１２は、指定した画像を検出すると、画像処理回路１１に禁止信号を送り、画像処理回路１１は、禁止信号を受け取ると、画像の色やサイズなど本来の指定とは異なる画像に変換して出力するようにしておく。
【００６５】
図１８は画像検出装置１２の構成を示すブロック図である。
【００６６】
図１８において、１３は外部機器（図示せず）からデジタル画像データを入力する画像入力手段、１４は画像を一次的に記憶する画像メモリ、１５は画像メモリ１４内の画像から特定パターン（特定マーク）を検出する検出手段、１６は検出結果を記憶する記憶部、１７は記憶部１６に記憶された情報に基づき上記特定マークの検証が必要であるか否かを判定する判定手段、１８は記憶部１６に記憶された情報が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段である。なお、図１８の各手段はハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアの場合、本実施の形態による画像検出装置の各機能を実行するプログラムによりＣＰＵを駆動して実行しても良く、汎用のコンピュータ上で同様の処理を行えるようにしたアプリケーションプログラムもしくはドライバなどの形態であってもよい。
【００６７】
次に、このように構成された画像検出装置について、その動作を図１９、２０を用いて説明する。図１９、図２０は本発明の実施の形態２による画像検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００６８】
まず、画像入力手段１３は、スキャナ部８で読み取ったデジタル画像データを一旦画像メモリ１４に蓄積する（Ｓ３１、画像入力ステップ）。このときの画像は、カラーの多値画像であり、後述する特徴パターンを検出するだけに最低限必要な量のデータの蓄積を行う。
【００６９】
蓄積が終了すると、検出手段１５は、読取り画像中の特徴パターンを検出するための動作を開始する。まず注目エリアを規定するＮ×Ｎ画素の探索ウインドウを初期設定として読取り画像の左上を起点に置く（Ｓ３２）。次に、探索ウインドウにマークの特定なパターン（特徴パターン、特徴点）が存在するか否かを検証する（Ｓ３３、検出ステップ）。特徴パターンの検証方法については後述する。特徴パターンが存在すると判定したウィンドウの位置座標を後述するブロック単位に区切って記憶部１６に記憶する（Ｓ３４，Ｓ３５）。特徴パターンがない場合は、逐次ウィンドウの位置を移動し（Ｓ３７）、上記動作（Ｓ３３〜Ｓ３４，Ｓ３７）を繰り返し行い、蓄積した画像データ全部に対して実行する（Ｓ３６）。終了すると、次のデータ蓄積を行い、上記の一連の動作を繰り返す。
【００７０】
次に、判定手段１７は、続いて検証手段１８を動作させる必要があるか否かを判定するために、記憶部１６に記憶されたブロック単位の特徴点検出結果について調べる（Ｓ３８、判定ステップ）。ブロックには、各ブロック内で検出した特徴点の合計数とその位置座標とが記憶されているが、判定手段１７は、この座標の合計数が予め設定した値以下（所定数以下、閾値以下）である場合のみ、続いて検証手段１８を動作させる。ブロックの特徴点検出数が閾値以下であると判定した場合（Ｓ３９）、検証手段１８は、当該ブロックに記憶されている座標及びその周辺で検出された検出座標を読み取り（Ｓ４０）、これらを比較して、予め複数の検出位置の相対的な位置関係が予め定めた位置関係であるか否かを検証する（Ｓ４１、検証ステップ）。相対位置関係が予め定めた位置関係に一致すると判定した場合（Ｓ４２）、通知手段（図示しない）により、画像処理回路１１へ禁止信号を送る（Ｓ４３）。ステップＳ３９でブロックの特徴点検出数が閾値を超えていると判定した場合、次のブロックを画像メモリ１４から取り込み、同様に特徴点検出数が閾値以下か否かを判定する。またステップＳ４２で複数の検出位置の相対的な位置関係が予め定めた位置関係に一致しないと判定した場合、ブロック内での処理が終了したか否かを判定し（Ｓ４４）、終了していないと判定した場合はステップＳ４０へ戻り、終了したと判定した場合はステップＳ４５へ戻る。
【００７１】
なお、このステップＳ３１からステップＳ３７と、ステップＳ３８からステップＳ４５の動作は同期して行う必要は無く、ステップＳ３１からステップＳ３７の処理が終了した部分に対して、ステップＳ３８からステップＳ４５を逐次実行させても良いし、ステップＳ３１からステップＳ３７の処理が全画像に対して完全に終了した後にステップＳ３８からステップＳ４５の処理を行っても良い。
【００７２】
ここで、特徴パターンついて説明する。本実施の形態における例では、予め、検出すべき画像（検出用画像）に対し、Ｎ×Ｎ画素サイズ（例えば、Ｎ＝７（一定））のウィンドウを設定し、画像内で画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の最大値、最小値、平均濃度および分散値が、周辺に比較してもっとも特異である場所およびそのときの各値を特徴パターンとして記憶しておく。例としては、画像中に特定色の点が存在する場所や図形の角部などが検出対象となる。検出手段１５は、入力された画像に、Ｎ×Ｎ画素の探索ウィンドウを設定し、ウィンドウ内の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の最大値、最小値、平均濃度および分散値が、特徴パターンとして記憶したものに一致または近い場合、特徴パターンであると判定して、その座標を記憶部１６に出力する。
【００７３】
次に、この記憶部１６への記憶方法について説明する。
【００７４】
位置座標の記憶は、画像全体をＭ×Ｍ画素サイズ（例えば、Ｍ＝５０（一定））で格子状に区切り、１区切りを１ブロックとして、このブロック毎に取りまとめて保存する。
【００７５】
図２１は記憶部１６のフォーマット説明図である。記憶部１６においては、各ブロック毎に位置座標と、保存された座標の合計数とを記録したフォーマットになっている。特徴点の検出数は一連の処理が始まる以前に０に初期化されており、検出手段１５は記憶部１６への記憶の際に、検出座標値から割り出したブロック番号の場所に、検出座標を記録し、更に検出数の加算を行う。
【００７６】
いま、検出対象としている特徴パターンは、もともと周辺画像に対して特異な点を求めているから、本来検出すべき位置に近い場所で検出されることはない。多くの点が集中して検出された場合、そこで検出された位置は本来検出すべきものとは全く関係ないものであるはずである。
【００７７】
判定手段１７は、このような抽出すべき特徴パターンのばらつき特徴を利用したものであり、各ブロックでの特徴点検出数に対し一定の閾値を設け、閾値を超えるようなブロックには、本来検出すべき特徴パターンが存在する可能性はないと見なし、続いての検証手段１８の動作を不要とし、閾値以下の場合に限り検証手段１８が動作するように制御するものである。
【００７８】
検証手段１８による照合は、検出手段１５によって検出され記憶部１６に記憶されたた座標の位置関係を詳細に調べるものであり、複数の検出位置の組合せについて、予め求めておいた特異点の位置関係で配置されているかを検証する。
【００７９】
このように探索ウィンドウで特徴パターンを検出し、更に、その検出位置の周辺での検出頻度が適度であることを判定しながら、必要な検出位置の組合せのみで特定の入力画像か否かを判定することにより、より早く判定を行うことができる。
【００８０】
なお、本実施の形態においては検出位置のばらつきを見るために、検出手段１５が記憶部１６に特徴点検出結果を記録する際に逐次計算した検出数を利用したが、検出手段１５が座標のみを記録していき、判定手段１７が検出数を計測して判定しても良い。
【００８１】
また、判定手段１７は、検出位置のばらつきを見るために、各ブロック内の検出数のみで判定したが、更に各ブロック内における座標のばらつき即ち各座標の分散値を求め、ばらつきが一定以下と判定されたブロックについてのみ、検証手段１８を動作させるようにしても良い。
【００８２】
以上のように本実施の形態によれば、画像データを入力して画像メモリ１４に蓄積する画像入力手段１３と、画像メモリ１４に蓄積された画像を読み出し、読み出した画像中から特定マークの特徴点を検出し、特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を記憶部１６に記憶する検出手段１５と、記憶部１６に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段１７と、記憶部１６に記憶された特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段１８とを有し、判定手段１７は、特定マークの検証が必要であると判定したときには検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、記憶部１６に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像（検出用画像）に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出できる。また、判定手段１７は特徴点の検出位置に応じて検証手段１８に特定マークの検証を行わせるか否かを判定するようにしたことにより、特徴点の検出位置が通常あるべき位置（予め定めておいた特異点の位置）にあれば特定マークの検証を行わせ、通常あるべき位置以外の位置にあれば特定マークの検証を行わせないようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マーク（検出用画像）の検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出可能な画像検出装置を提供できる。さらに、検出手段１５は記憶部１６に特徴点検出結果を画像ブロック単位に記憶させ、判定手段１７は少なくとも１つ以上の画像ブロックの検出状況に応じて検証手段１８に特定マークの検証を行わせるか否かを判定するようにしたことにより、検出状況たとえば特徴点の検出位置や検出数に応じて、検証手段１８に特定マークの検証を行わせるか否かを決定することができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。さらに、検出手段１５は記憶部１６に特徴点検出結果としての特徴点検出数を記憶させ、判定手段１７は画像ブロック毎の特徴点検出数が所定数以下のときのみ検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。さらに、検出手段１５は特徴点の位置を検出して記憶部１６に特徴点位置を記憶させ、判定手段１７はブロック毎の検出位置のばらつきに応じて検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、検出位置のばらつきが適度であるときのみ検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の画像検出装置によれば、画像データを入力して画像メモリに蓄積する画像入力手段と、画像メモリに蓄積された画像を読み出し、読み出した画像中から特定マークの特徴点を検出し、特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を記憶部に記憶する検出手段と、記憶部に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段と、記憶部に記憶された特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段とを有し、判定手段は、特定マークの検証が必要であると判定したときには検証手段に特定マークの検証を行わせることにより、記憶部に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像（検出用画像）に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、検証が必要でない類似特徴パターンを検証対象から除外することができるので、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出でき、無関係な画像を誤って判定パターンとして検出する確率を下げることができるという有利な効果が得られる。
【００８６】
さらに、請求項１に記載の画像検出装置によれば、検出手段は記憶部に特徴点検出結果としての特徴点検出数を記憶させ、判定手段は画像ブロック毎の特徴点検出数が所定数以下のときのみ検証手段に特定マークの検証を行わせることにより、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、無関係な画像を誤って判定パターンとして検出する確率を下げることができるという有利な効果が得られる。
【００８８】
請求項２に記載の画像検出方法によれば、画像データを入力する画像入力ステップと、入力した画像データ中から特定マークの特徴点を検出する検出ステップと、特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定する判定ステップと、特定マークの検証が必要と判定した場合には特徴点検出結果が特定マークに相当するか否かを検証する検証ステップとを有することにより、特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、検証が必要でない類似特徴パターンを検証対象から除外することができるので、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、無関係な画像を誤って判定パターンとして検出する確率を下げることができるという有利な効果が得られる。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。
【００９３】
請求項３に記載の記録媒体によれば、請求項２に記載の各ステップを実行するためのプログラムを記録したことにより、請求項２に記載された画像検出方法を任意の場所、任意の期間に実施することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による画像検出装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１による画像検出装置の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１による画像検出装置の動作を示すフローチャート
【図４】姿勢調整用特定マークを示すマーク図
【図５】本発明の実施の形態１において読み取られたビットマップを示すビットマップ図
【図６】本発明の実施の形態１における特徴パターン検証の説明図
【図７】本発明の実施の形態１における特徴パターン検証の説明図
【図８】本発明の実施の形態１における特徴パターン検証の説明図
【図９】本発明の実施の形態１における記憶部のフォーマット説明図
【図１０】本発明の実施の形態１における記憶部のフォーマット説明図
【図１１】処理画像の一例を示す画像図
【図１２】処理画像の他の例を示す画像図
【図１３】本発明の実施の形態１におけるテンプレートの説明図
【図１４】本発明の実施の形態１におけるテンプレートの説明図
【図１５】本発明の実施の形態１におけるビットマップ図
【図１６】本発明の実施の形態２による画像検出装置を用いた複写機を示す概略構成図
【図１７】画像処理部を示すブロック図
【図１８】画像検出装置の構成を示すブロック図
【図１９】本発明の実施の形態２による画像検出装置の動作を示すフローチャート
【図２０】本発明の実施の形態２による画像検出装置の動作を示すフローチャート
【図２１】記憶部のフォーマット説明図
【図２２】一般的な画像入出力装置を示す構成図
【図２３】（ａ）スキャナにより読み取った画像を示す画像図
（ｂ）スキャナにより読み取った画像を示す画像図
【図２４】従来の画像検出方法を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
１、１２ 画像検出装置
２、１３ 画像入力手段
３、１４ 画像メモリ
４、１５ 検出手段
５、１６ 記憶部
６、１７ 判定手段
７、１８ 検証手段
８ スキャナ部
９ 画像処理部
１０ 印字部
１１ 画像処理回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナやファクシミリ、デジタル複写機など、画像情報を取り込みデジタル画像を扱う画像入出力装置の画像検出装置およびその画像入出力装置における画像検出方法ならびにその画像検出方法を実施するための記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原稿画像を読み取り、デジタル画像として扱う機会が多くなったが、画像中に存在する図形パターンを検出し、その検出情報をもとに画像の状態を検知する画像検出装置が必要となってきた。
【０００３】
図２２は一般的な画像入出力装置を示す構成図である。
【０００４】
図２２において、２０はスキャナ、２１はコンピュータである。
【０００５】
このように構成された画像入出力装置における従来の画像検出方法について図２３、図２４、図４、図１１、図１２を用いて説明する。図２３（ａ）、（ｂ）はスキャナ２０により読み取った画像を示す画像図であり、図２４は従来の画像検出方法を説明するためのフローチャート、図４は姿勢調整用特定マークの例を示すマーク図、図１１は処理画像の一例を示す画像図、図１２は処理画像の他の例を示す画像図である。
【０００６】
図２２に示す装置は、スキャナ２０により紙に描かれた図面を読み取り、取り込んだビットマップ画像の構成要素を認識してベクトルデータに変換して編集したり、文字画像を認識してテキスト情報とするなど、ＣＡＤデータとして利用できるようにするものである。スキャナ２０により読み取った原稿画像はコンピュータ２１上で認識され、各パーツに分けてデータとして取り込み、またパーツの配置を換えたりするなどの編集が簡便に行えるものである。
【０００７】
図２３はスキャナ２０により読み取った画像を示す。画像を正確に認識し、正しいデータとして取り込むためには理想的には読み取った画像の垂直、水平方向と原稿の垂直、水平方向とが完全に一致していることが望ましいが、一般には原稿台上で原稿が傾いてしまうなどの原因により、図２３（ａ）に示すような回転や、図２３（ｂ）に示すようなひずみが生じることが多く、読取り画像の垂直、水平方向と原稿の垂直、水平方向とが一致せず、何度も画像を置きなおして読取りを繰り返さなければならないことがある。このような面倒な作業を軽減するため、画面上で調整が可能なように原稿上に目印となるマークを付し、このマークを利用して原稿の姿勢を調整することを行う。
【０００８】
このようなマークとしての姿勢調整用特定マークを図４に示す。図４に示す姿勢調整用特定マークを一般にはトンボマークという。このトンボマークで姿勢制御を行うには、図１１に示すように４隅にトンボマーク（以下単に「マーク」という）をつけた原稿画像を読み取り、画像中のマークの位置座標値を利用して、画像を回転または変形させる。
【０００９】
このとき、マークは図２４に示すような手順により画像中より自動的に探索される。まず注目エリアを規定する小さな探索ウインドウ（５×５画素程度のウィンドウ）を初期設定として読取り画像の左上に置く（Ｓ１）。次に、探索ウインドウにマークの特徴となるパターン（特徴パターン）が存在するか否かを検証する（Ｓ２、Ｓ３）。特徴パターンが存在したウィンドウでは、更に注目エリアを広げた照合ウィンドウ（２０×２０画素程度のウィンドウ）を設定し（Ｓ４）、照合ウィンドウを設定している部分の画像が探索中の画像であるか否かを画像のビットマップマッチングなどの照合手法を用いて照合する（Ｓ５）。照合した結果、一致すると判定した場合はその位置座標を出力し、図示しないメモリに保存する（Ｓ６、Ｓ７）。探索ウィンドウ内ので特徴パターンの検証もしくは照合ウィンドウでの照合で一致しないと判定された場合は、照合ウィンドウの位置を移動させる（Ｓ８）。上記処理を全画像に対する処理が終わるまで繰り返し行う（Ｓ９）。
【００１０】
探索ウィンドウおよび照合ウィンドウの大きさは探索するマークの大きさにあわせて設定するが、このように小さな探索ウィンドウで簡単な図形的特徴を検証しながら候補位置を探索し、更に大きな照合ウィンドウで照合する画像検出方法は、画像全体を照合ウィンドウのサイズの画像を見ながら探索するよりも効率的な方法であり、目的のマークをすばやく見つけることができる方法である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像検出方法では、小さなウィンドウで簡単な図形的特徴に着目して探索した場合、画像によっては非常に多くの場所で類似のパターンが出てくる頻度が高くなり、探索方法が逆に非効率的になり、何度も照合ウィンドウを設定しつつ、照合を繰り返さなくてはならない場合が生じる。例えば図１２に示すような画像の粗いハッチがかかったような部分では、探索ウィンドウで見る特徴パターンと一致する部分が多くなる。この場合、照合ウィンドウによる照合回数は多くなり、ウィンドウ設定のための計算やテンプレート照合などの処理を多数回繰り返し行う必要が出てくるため、画像全体を照合ウィンドウのサイズの画像を見ながら探索するよりも高速な探索ができるとは必ずしも言えない。
【００１２】
この画像検出装置、画像検出方法および記録媒体では、トンボマークのような検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結することが要求されている。
【００１３】
本発明は、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結することが可能な画像検出装置、および、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結するための画像検出方法、ならびに、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結するための画像検出方法を実施するための記録媒体を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の画像検出装置は、画像データを入力して画像メモリに蓄積する画像入力手段と、前記画像メモリに蓄積された画像を読み出し、前記読み出した画像中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置と共に記憶部に記憶する検出手段と、前記検出位置に応じて前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段と、前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段とを有し、前記判定手段は、前記特定マークの検証が必要であると判定したときには前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせる画像検出装置であって、前記検出手段は前記記憶部に前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定手段は前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせ、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記特定マークの検証を行わせない構成を備えている。
【００１５】
これにより、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結することが可能な画像検出装置が得られる。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができる。
【００１６】
上記課題を解決するために本発明の画像検出方法は、画像データを入力する画像入力ステップと、前記入力した画像データ中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置に応じて記憶部に記憶する検出ステップと、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定ステップと、前記特定マークの検証が必要と判定した場合には特徴点検出結果が特定マークに相当するか否かを検証する検証ステップとを有する画像検出方法であって、前記検出ステップにおいては前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定ステップにおいては前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証ステップで前記特定マークの検証を行い、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記検証ステップで前記特定マークの検証を行わない構成を備えている。
【００１７】
これにより、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結するための画像検出方法が得られる。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができる。
【００１８】
上記課題を解決するために本発明の記録媒体は、上記画像検出方法に記載の各ステップを実行するためのプログラムを記録した構成を備えている。
【００１９】
これにより、検出用画像に類似した部分が多く、特徴パターンが多数検出された場合でも、効率良く検証し、短時間で画像検出を完結するための画像検出方法を実施するための記録媒体が得られる。また、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の画像検出装置は、画像データを入力して画像メモリに蓄積する画像入力手段と、前記画像メモリに蓄積された画像を読み出し、前記読み出した画像中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置と共に記憶部に記憶する検出手段と、前記検出位置に応じて前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段と、前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段とを有し、前記判定手段は、前記特定マークの検証が必要であると判定したときには前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせる画像検出装置であって、前記検出手段は前記記憶部に前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定手段は前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせ、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記特定マークの検証を行わせないこととしたものである。
【００２１】
この構成により、記憶部に記憶された特徴点検出結果に基づき姿勢調整用の特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像（検出用画像）に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。
【００３０】
請求項２に記載の画像検出方法は、画像データを入力する画像入力ステップと、前記入力した画像データ中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置に応じて記憶部に記憶する検出ステップと、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定ステップと、前記特定マークの検証が必要と判定した場合には特徴点検出結果が特定マークに相当するか否かを検証する検証ステップとを有する画像検出方法であって、前記検出ステップにおいては前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定ステップにおいては前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証ステップで前記特定マークの検証を行い、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記検証ステップで前記特定マークの検証を行わないこととしたものである。
【００３１】
この構成により、特徴点検出結果に基づき姿勢調整用の特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。
【００４０】
請求項３に記載の記録媒体は、請求項２に記載の各ステップを実行するためのプログラムを記録することとしたものである。
【００４１】
この構成により、請求項２に記載された画像検出方法を任意の場所、任意の期間に実施することができるという作用を有する。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２１を用いて説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による画像検出装置を示すブロック図である。
【００４４】
図１において、１は画像検出装置、２は画像信号を入力する画像入力手段、３は画像を記憶する画像メモリ、４は画像メモリ３内の画像からトンボマーク（特定マーク）の特徴が存在する位置（特徴点位置）を検出する検出手段、５は特徴点位置の検出結果（特徴点検出結果）を記憶する記憶部、６は記憶部５に記憶された特徴点検出結果の情報に基づき特定マークの検証が必要であるか否かを判定する判定手段、７は記憶部５に記憶された特徴点検出結果の情報が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段である。なお、図１の各手段はハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアの場合、本実施の形態による画像検出装置の各機能を実行するプログラムによりＣＰＵを駆動して実行しても良く、汎用のコンピュータ上で同様の処理を行えるようにしたアプリケーションプログラムもしくはドライバなどの形態であってもよい。
【００４５】
次に、図１の画像検出装置の各部分の動作について説明する。
【００４６】
画像入力手段２は外部に接続しているスキャナ（図示せず）からデジタル画像データを読み取り、一旦画像メモリ３に蓄積する。このときの画像は、本来カラーの多値画像であるが、本発明の説明を簡単にするために、白黒の２値画像とする。画像メモリ３への蓄積が終了すると、検出手段４は、画像中のトンボマーク（以下単に「マーク」という）を検出するために動作を開始する。
【００４７】
このトンボマーク検出動作について、図２、図３を用いて説明する。図２、図３は本実施の形態による画像検出装置１の動作を示すフローチャートである。
【００４８】
画像入力手段２によりスキャナからデジタル画像データを読み取り（Ｓ１１、画像入力ステップ）、読み取ったデジタル画像データを画像メモリ３に蓄積した後、検出手段４は、注目エリアを規定する５×５画素の探索ウインドウを初期設定として読取り画像の左上に置き（Ｓ１２）、探索ウインドウにマークの特徴となるパターン（特徴点）が存在するか否かを調査する（Ｓ１３、検出ステップ）。この特徴パターンの調査方法については後述する。特徴パターンが存在すると判定した場合（Ｓ１４）、そのウィンドウの位置座標を後述するブロック単位に区切って記憶部６に記憶する（Ｓ１５）。特徴パターンがない場合は、逐次探索ウィンドウの位置を移動し（Ｓ１７）、上記動作を繰り返し行い（Ｓ１３〜Ｓ１７）、画像データ終了まで実行する（Ｓ１６）。
【００４９】
次に、判定手段６は、検証手段７を動作させる必要があるか否かを判定するために、ブロック単位に検出結果について調べる（Ｓ１８、判定ステップ）。記録部５における各ブロックに対する記憶エリアには、各ブロック内で検出した特徴点の合計数とその位置座標が記憶されているが、判定手段６は、この座標の合計数が予め設定した値以下（所定数以下、閾値以下）である場合のみ、検証手段７を動作させる。ブロックの検出数が閾値以下であると判定した場合（Ｓ１９）、当該ブロックに記憶されている座標に従って、画像メモリ３に対して照合ウィンドウを設定し、画像を取得する（Ｓ２０）。続いて、取得画像が探索中の画像であるか否かを画像のビットマップマッチングなどの照合手法を用いて照合し（Ｓ２１、検証ステップ）、照合の結果、一致すると判定した場合はその位置情報を出力する（Ｓ２２，Ｓ２３）。上記判定は、当該ブロックに座標値が記憶されている限り行い（Ｓ２４，Ｓ２６）、全てのブロックが終了するまで実行する（Ｓ２５，Ｓ２７）。
【００５０】
ここで、特徴パターンの調査方法について図４〜図８を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態１において読み取られたビットマップを示すビットマップ図、図６〜図８は本発明の実施の形態１における特徴パターン検証の説明図である。
【００５１】
本実施の形態における例では、探索対象のマークが図４のようなマークであり、読み取られたビットマップは図５となるものとする。この画像を検出するために、検出手段４は、探索ウィンドウとして５×５画素の注目エリアを設け、この探索ウィンドウを主走査及び副走査方向に順に走査する。検出手段４による特徴パターンの調査は、図６のハッチをかけた５×５画素エリアの周辺を一順し、４つの黒連結があるか否かを調べ、この特徴の有無により、特徴パターンの検証を行う。これは、検索対象画像の中心が十字になっており、探索ウィンドウがこの中心部に設定されたときには、原稿画像がいかなる角度であっても、必ず４つの黒連結があるという特徴を利用したものである。図７のように４つの黒連結がある場合には、一つおきの黒連結の位置（複数画素の連結の場合は各重心点）を結び合った線分の交点座標を計算し、その点を探索画像の存在点として抽出し、記憶部５に記憶し、図８のように４つの黒連結がない場合には座標値を記憶させること無く、単に次の位置に探索ウィンドウを移動させる。
【００５２】
次に、この記憶部５への記憶方法について、図９〜図１５を用いて説明する。図９、図１０は本発明の実施の形態１における記憶部５のフォーマット説明図である。図１３、図１４は本発明の実施の形態１におけるテンプレートの説明図、図１５は本発明の実施の形態１におけるビットマップ図である。
【００５３】
位置座標の記憶は、図９のように画像全体を格子状に区切り、１区切りを１ブロックとして、このブロック毎に取りまとめて保存する。ブロックのサイズはマークの仕様に合わせて設定される必要があるが、ここでは５０×５０とする。記憶部５には、各ブロック毎に位置座標と保存された座標の合計数とが図１０に示すようなフォーマットで整理されている。検出数は一連の処理が始まる以前に０に初期化されている。検出手段４は、記憶部５への記憶の際に、検出座標値から割り出したブロック番号のエリアに、検出座標を記録し、さらに検出数の加算を行うことで、図１０に示すフォーマットを作成していく。
【００５４】
いま、処理している画像が図１１のような画像で、検出対象としているマークが４隅に配置された図４のようなトンボマークである場合には、検出手段４による検出は、本来検出すべきマーク中心位置に近い場所で、十字の直線部分と円の交点にあたる部分がそれぞれ４か所あるが、それ以上はない。一方、処理する画像が図１２のようにハッチ部分が多くある画像では、マークとは全く関係のない部分についても、かなり多くの検出をしてしまう。これは、検出手段４が非常に簡単な特徴（４つの黒連結）に着目したためである。判定手段６は、このようなマークと無関係な部分での検出数は密集して多くなることがあるといった特徴を利用したものであり、各ブロックでの検出数に対し一定の閾値を設け、閾値を超えるようなブロックに対しては、マークが存在する可能性はないと見なし、続く検証手段７の動作は不用とし、閾値以下の場合に限り検証手段７が動作するように制御する。
【００５５】
検証手段７による照合は詳細に図形の特徴を調べるものであり、ここでは、図１３のような円のテンプレートと探索ウィンドウで得られた線分（交点の計算を行う際に線分が求められる）とを利用して図１４のようなビットマップテンプレートを構成し、図１５に示す照合ウィンドウで得られるビットマップとのマッチングを用いて照合度を測定し、探索画像であるか否かを判定することで探索する。
【００５６】
このように小さな探索ウィンドウで簡単な図形的特徴を検証しながら候補位置を探索し、更にその検出位置のバラツキが適度であることを判定しながら必要な部分のみ大きな照合ウィンドウで照合することにより、より効率的に、よりすばやく検索対象（特定マーク）を見つけることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては検出位置のバラツキを見るために、検出手段４が記憶部５に特徴点検出結果を記録する際に逐次計算した特徴点検出数を利用したが、検出手段４が座標のみを記録していき、判定手段６が特徴点検出数を計測して判定しても良い。
【００５８】
また、検出位置のばらつきを見るために、各ブロック内の特徴点検出数のみで判定したが、更に各ブロック内における座標のばらつきすなわち各座標の分散値を求め、ばらつきが一定以下と判定されたブロックについてのみ、検証手段７を動作せせるようにしても良い。
【００５９】
以上のように本実施の形態によれば、画像データを入力して画像メモリ３に蓄積する画像入力手段１と、画像メモリ３に蓄積された画像を読み出し、読み出した画像中から特定マークの特徴点を検出し、特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を記憶部５に記憶する検出手段４と、記憶部５に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段６と、記憶部５に記憶された特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段７とを有し、判定手段６は、特定マークの検証が必要であると判定したときには検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、記憶部５に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像（検出用画像）に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出できる。また、検出手段４は記憶部５に特徴点検出結果を画像ブロック単位に記憶させ、判定手段６は少なくとも１つ以上の画像ブロックの検出状況に応じて検証手段７に特定マークの検証を行わせるか否かを判定するようにしたことにより、検出状況たとえば特徴点の検出数に応じて、検証手段７に特定マークの検証を行わせるか否かを決定することができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。さらに、検出手段４は記憶部５に特徴点検出結果としての特徴点検出数を記憶させ、判定手段６は画像ブロック毎の特徴点検出数が所定数以下のときのみ検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。さらに、検出手段４は特徴点の位置を検出し、記憶部５は特徴点位置を記憶し、判定手段６はブロック毎の検出位置のばらつきに応じて検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、検出位置のばらつき（ここでは特徴点検出数）が適度であるときのみ検証手段７に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図１６は本発明の実施の形態２による画像検出装置を用いた複写機を示す概略構成図である。
【００６１】
図１６において、８は原稿台に乗せた原稿を光学的に読取り、電気的なデジタル信号（以下、画像信号）に変換するスキャナ部、９はスキャナ部８で得た画像信号を出力の色特性に合わせたりユーザの指定に応じた画像処理を施す画像処理部、１０は画像処理部９の出力を記録紙上にカラー印字する印字部である。
【００６２】
この複写機は、入力画像中より特定のパターンを検出し、この特定パターンを持つ画像については画像の出力を禁止する機能を備えたものであり。特に、有価証券などの持つパターンを検出することにより、違法な複写を防止する機能を備えたものである。
【００６３】
図１７は画像処理部９を示すブロック図である。
【００６４】
図１７において、１１は入力画像に対し、色変換、拡大、縮小、反転などの処理を行う画像処理回路、１２は画像中から特定の画像を検出する本実施の形態による画像検出装置である。画像検出装置１２は、指定した画像を検出すると、画像処理回路１１に禁止信号を送り、画像処理回路１１は、禁止信号を受け取ると、画像の色やサイズなど本来の指定とは異なる画像に変換して出力するようにしておく。
【００６５】
図１８は画像検出装置１２の構成を示すブロック図である。
【００６６】
図１８において、１３は外部機器（図示せず）からデジタル画像データを入力する画像入力手段、１４は画像を一次的に記憶する画像メモリ、１５は画像メモリ１４内の画像から特定パターン（特定マーク）を検出する検出手段、１６は検出結果を記憶する記憶部、１７は記憶部１６に記憶された情報に基づき上記特定マークの検証が必要であるか否かを判定する判定手段、１８は記憶部１６に記憶された情報が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段である。なお、図１８の各手段はハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアの場合、本実施の形態による画像検出装置の各機能を実行するプログラムによりＣＰＵを駆動して実行しても良く、汎用のコンピュータ上で同様の処理を行えるようにしたアプリケーションプログラムもしくはドライバなどの形態であってもよい。
【００６７】
次に、このように構成された画像検出装置について、その動作を図１９、２０を用いて説明する。図１９、図２０は本発明の実施の形態２による画像検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００６８】
まず、画像入力手段１３は、スキャナ部８で読み取ったデジタル画像データを一旦画像メモリ１４に蓄積する（Ｓ３１、画像入力ステップ）。このときの画像は、カラーの多値画像であり、後述する特徴パターンを検出するだけに最低限必要な量のデータの蓄積を行う。
【００６９】
蓄積が終了すると、検出手段１５は、読取り画像中の特徴パターンを検出するための動作を開始する。まず注目エリアを規定するＮ×Ｎ画素の探索ウインドウを初期設定として読取り画像の左上を起点に置く（Ｓ３２）。次に、探索ウインドウにマークの特定なパターン（特徴パターン、特徴点）が存在するか否かを検証する（Ｓ３３、検出ステップ）。特徴パターンの検証方法については後述する。特徴パターンが存在すると判定したウィンドウの位置座標を後述するブロック単位に区切って記憶部１６に記憶する（Ｓ３４，Ｓ３５）。特徴パターンがない場合は、逐次ウィンドウの位置を移動し（Ｓ３７）、上記動作（Ｓ３３〜Ｓ３４，Ｓ３７）を繰り返し行い、蓄積した画像データ全部に対して実行する（Ｓ３６）。終了すると、次のデータ蓄積を行い、上記の一連の動作を繰り返す。
【００７０】
次に、判定手段１７は、続いて検証手段１８を動作させる必要があるか否かを判定するために、記憶部１６に記憶されたブロック単位の特徴点検出結果について調べる（Ｓ３８、判定ステップ）。ブロックには、各ブロック内で検出した特徴点の合計数とその位置座標とが記憶されているが、判定手段１７は、この座標の合計数が予め設定した値以下（所定数以下、閾値以下）である場合のみ、続いて検証手段１８を動作させる。ブロックの特徴点検出数が閾値以下であると判定した場合（Ｓ３９）、検証手段１８は、当該ブロックに記憶されている座標及びその周辺で検出された検出座標を読み取り（Ｓ４０）、これらを比較して、予め複数の検出位置の相対的な位置関係が予め定めた位置関係であるか否かを検証する（Ｓ４１、検証ステップ）。相対位置関係が予め定めた位置関係に一致すると判定した場合（Ｓ４２）、通知手段（図示しない）により、画像処理回路１１へ禁止信号を送る（Ｓ４３）。ステップＳ３９でブロックの特徴点検出数が閾値を超えていると判定した場合、次のブロックを画像メモリ１４から取り込み、同様に特徴点検出数が閾値以下か否かを判定する。またステップＳ４２で複数の検出位置の相対的な位置関係が予め定めた位置関係に一致しないと判定した場合、ブロック内での処理が終了したか否かを判定し（Ｓ４４）、終了していないと判定した場合はステップＳ４０へ戻り、終了したと判定した場合はステップＳ４５へ戻る。
【００７１】
なお、このステップＳ３１からステップＳ３７と、ステップＳ３８からステップＳ４５の動作は同期して行う必要は無く、ステップＳ３１からステップＳ３７の処理が終了した部分に対して、ステップＳ３８からステップＳ４５を逐次実行させても良いし、ステップＳ３１からステップＳ３７の処理が全画像に対して完全に終了した後にステップＳ３８からステップＳ４５の処理を行っても良い。
【００７２】
ここで、特徴パターンついて説明する。本実施の形態における例では、予め、検出すべき画像（検出用画像）に対し、Ｎ×Ｎ画素サイズ（例えば、Ｎ＝７（一定））のウィンドウを設定し、画像内で画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の最大値、最小値、平均濃度および分散値が、周辺に比較してもっとも特異である場所およびそのときの各値を特徴パターンとして記憶しておく。例としては、画像中に特定色の点が存在する場所や図形の角部などが検出対象となる。検出手段１５は、入力された画像に、Ｎ×Ｎ画素の探索ウィンドウを設定し、ウィンドウ内の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の最大値、最小値、平均濃度および分散値が、特徴パターンとして記憶したものに一致または近い場合、特徴パターンであると判定して、その座標を記憶部１６に出力する。
【００７３】
次に、この記憶部１６への記憶方法について説明する。
【００７４】
位置座標の記憶は、画像全体をＭ×Ｍ画素サイズ（例えば、Ｍ＝５０（一定））で格子状に区切り、１区切りを１ブロックとして、このブロック毎に取りまとめて保存する。
【００７５】
図２１は記憶部１６のフォーマット説明図である。記憶部１６においては、各ブロック毎に位置座標と、保存された座標の合計数とを記録したフォーマットになっている。特徴点の検出数は一連の処理が始まる以前に０に初期化されており、検出手段１５は記憶部１６への記憶の際に、検出座標値から割り出したブロック番号の場所に、検出座標を記録し、更に検出数の加算を行う。
【００７６】
いま、検出対象としている特徴パターンは、もともと周辺画像に対して特異な点を求めているから、本来検出すべき位置に近い場所で検出されることはない。多くの点が集中して検出された場合、そこで検出された位置は本来検出すべきものとは全く関係ないものであるはずである。
【００７７】
判定手段１７は、このような抽出すべき特徴パターンのばらつき特徴を利用したものであり、各ブロックでの特徴点検出数に対し一定の閾値を設け、閾値を超えるようなブロックには、本来検出すべき特徴パターンが存在する可能性はないと見なし、続いての検証手段１８の動作を不要とし、閾値以下の場合に限り検証手段１８が動作するように制御するものである。
【００７８】
検証手段１８による照合は、検出手段１５によって検出され記憶部１６に記憶されたた座標の位置関係を詳細に調べるものであり、複数の検出位置の組合せについて、予め求めておいた特異点の位置関係で配置されているかを検証する。
【００７９】
このように探索ウィンドウで特徴パターンを検出し、更に、その検出位置の周辺での検出頻度が適度であることを判定しながら、必要な検出位置の組合せのみで特定の入力画像か否かを判定することにより、より早く判定を行うことができる。
【００８０】
なお、本実施の形態においては検出位置のばらつきを見るために、検出手段１５が記憶部１６に特徴点検出結果を記録する際に逐次計算した検出数を利用したが、検出手段１５が座標のみを記録していき、判定手段１７が検出数を計測して判定しても良い。
【００８１】
また、判定手段１７は、検出位置のばらつきを見るために、各ブロック内の検出数のみで判定したが、更に各ブロック内における座標のばらつき即ち各座標の分散値を求め、ばらつきが一定以下と判定されたブロックについてのみ、検証手段１８を動作させるようにしても良い。
【００８２】
以上のように本実施の形態によれば、画像データを入力して画像メモリ１４に蓄積する画像入力手段１３と、画像メモリ１４に蓄積された画像を読み出し、読み出した画像中から特定マークの特徴点を検出し、特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を記憶部１６に記憶する検出手段１５と、記憶部１６に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段１７と、記憶部１６に記憶された特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段１８とを有し、判定手段１７は、特定マークの検証が必要であると判定したときには検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、記憶部１６に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像（検出用画像）に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出できる。また、判定手段１７は特徴点の検出位置に応じて検証手段１８に特定マークの検証を行わせるか否かを判定するようにしたことにより、特徴点の検出位置が通常あるべき位置（予め定めておいた特異点の位置）にあれば特定マークの検証を行わせ、通常あるべき位置以外の位置にあれば特定マークの検証を行わせないようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マーク（検出用画像）の検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出可能な画像検出装置を提供できる。さらに、検出手段１５は記憶部１６に特徴点検出結果を画像ブロック単位に記憶させ、判定手段１７は少なくとも１つ以上の画像ブロックの検出状況に応じて検証手段１８に特定マークの検証を行わせるか否かを判定するようにしたことにより、検出状況たとえば特徴点の検出位置や検出数に応じて、検証手段１８に特定マークの検証を行わせるか否かを決定することができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。さらに、検出手段１５は記憶部１６に特徴点検出結果としての特徴点検出数を記憶させ、判定手段１７は画像ブロック毎の特徴点検出数が所定数以下のときのみ検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。さらに、検出手段１５は特徴点の位置を検出して記憶部１６に特徴点位置を記憶させ、判定手段１７はブロック毎の検出位置のばらつきに応じて検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにしたことにより、検出位置のばらつきが適度であるときのみ検証手段１８に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出できる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の画像検出装置によれば、画像データを入力して画像メモリに蓄積する画像入力手段と、画像メモリに蓄積された画像を読み出し、読み出した画像中から特定マークの特徴点を検出し、特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を記憶部に記憶する検出手段と、記憶部に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段と、記憶部に記憶された特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段とを有し、判定手段は、特定マークの検証が必要であると判定したときには検証手段に特定マークの検証を行わせることにより、記憶部に記憶された特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像（検出用画像）に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、検証が必要でない類似特徴パターンを検証対象から除外することができるので、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定パターンを検出でき、無関係な画像を誤って判定パターンとして検出する確率を下げることができるという有利な効果が得られる。
【００８６】
さらに、請求項１に記載の画像検出装置によれば、検出手段は記憶部に特徴点検出結果としての特徴点検出数を記憶させ、判定手段は画像ブロック毎の特徴点検出数が所定数以下のときのみ検証手段に特定マークの検証を行わせることにより、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、無関係な画像を誤って判定パターンとして検出する確率を下げることができるという有利な効果が得られる。
【００８８】
請求項２に記載の画像検出方法によれば、画像データを入力する画像入力ステップと、入力した画像データ中から特定マークの特徴点を検出する検出ステップと、特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定する判定ステップと、特定マークの検証が必要と判定した場合には特徴点検出結果が特定マークに相当するか否かを検証する検証ステップとを有することにより、特徴点検出結果に基づき特定マークの検証が必要か否かを判定するようにしたので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、検証が必要でない類似特徴パターンを検証対象から除外することができるので、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、無関係な画像を誤って判定パターンとして検出する確率を下げることができるという有利な効果が得られる。そして、特徴点検出数が所定数以下すなわち特定マークが存在する確率が高い場合にのみ検証手段に特定マークの検証を行わせるようにすることができるので、画像中に検出すべき画像に類似した特徴パターンが多く存在する場合であっても、特定マークの検出を効率的に行うことができ、すばやく特定マークを検出でき、また無関係な画像を誤って特定パターンとして検出する確率を下げることができるという作用を有する。
【００９３】
請求項３に記載の記録媒体によれば、請求項２に記載の各ステップを実行するためのプログラムを記録したことにより、請求項２に記載された画像検出方法を任意の場所、任意の期間に実施することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による画像検出装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１による画像検出装置の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１による画像検出装置の動作を示すフローチャート
【図４】姿勢調整用特定マークを示すマーク図
【図５】本発明の実施の形態１において読み取られたビットマップを示すビットマップ図
【図６】本発明の実施の形態１における特徴パターン検証の説明図
【図７】本発明の実施の形態１における特徴パターン検証の説明図
【図８】本発明の実施の形態１における特徴パターン検証の説明図
【図９】本発明の実施の形態１における記憶部のフォーマット説明図
【図１０】本発明の実施の形態１における記憶部のフォーマット説明図
【図１１】処理画像の一例を示す画像図
【図１２】処理画像の他の例を示す画像図
【図１３】本発明の実施の形態１におけるテンプレートの説明図
【図１４】本発明の実施の形態１におけるテンプレートの説明図
【図１５】本発明の実施の形態１におけるビットマップ図
【図１６】本発明の実施の形態２による画像検出装置を用いた複写機を示す概略構成図
【図１７】画像処理部を示すブロック図
【図１８】画像検出装置の構成を示すブロック図
【図１９】本発明の実施の形態２による画像検出装置の動作を示すフローチャート
【図２０】本発明の実施の形態２による画像検出装置の動作を示すフローチャート
【図２１】記憶部のフォーマット説明図
【図２２】一般的な画像入出力装置を示す構成図
【図２３】（ａ）スキャナにより読み取った画像を示す画像図
（ｂ）スキャナにより読み取った画像を示す画像図
【図２４】従来の画像検出方法を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
１、１２ 画像検出装置
２、１３ 画像入力手段
３、１４ 画像メモリ
４、１５ 検出手段
５、１６ 記憶部
６、１７ 判定手段
７、１８ 検証手段
８ スキャナ部
９ 画像処理部
１０ 印字部
１１ 画像処理回路
Claims (3)
- 画像データを入力して画像メモリに蓄積する画像入力手段と、前記画像メモリに蓄積された画像を読み出し、前記読み出した画像中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置と共に記憶部に記憶する検出手段と、前記検出位置に応じて前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定手段と、前記記憶部に記憶された前記特徴点検出結果が特定マークのものであるか否かを検証する検証手段とを有し、前記判定手段は、前記特定マークの検証が必要であると判定したときには前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせる画像検出装置であって、
前記検出手段は前記記憶部に前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定手段は前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証手段に前記特定マークの検証を行わせ、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記特定マークの検証を行わせないことを特徴とする画像検出装置。 - 画像データを入力する画像入力ステップと、前記入力した画像データ中から姿勢調整用の特定マークの特徴点を検出し特徴点検出結果を前記特徴点の検出位置に応じて記憶部に記憶する検出ステップと、前記特定マークの特徴点を検出した結果である特徴点検出結果に基づき画像ブロック毎に前記特定マークの検証が必要か否かを判定する判定ステップと、前記特定マークの検証が必要と判定した場合には特徴点検出結果が特定マークに相当するか否かを検証する検証ステップとを有する画像検出方法であって、
前記検出ステップにおいては前記特徴点検出結果として前記特徴点の合計である特徴点検出数を記憶し、前記判定ステップにおいては前記特徴点検出数に基づいて前記特定マークの検出が必要か否かの画像ブロック毎の判定を行い、前記特徴点検出数が所定数以下の場合の画像ブロックにおいてのみ前記検証ステップで前記特定マークの検証を行い、前記所定数を超える場合の画像ブロックでは前記検証ステップで前記特定マークの検証を行わないことを特徴とする画像検出方法。 - 請求項２に記載の各ステップを実行するためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
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| CN104118609A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-29 | 广东平航机械有限公司 | 贴标质量检测方法和装置 |
| CN104118609B (zh) * | 2014-07-22 | 2016-06-29 | 广东平航机械有限公司 | 贴标质量检测方法和装置 |
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| JP2001067480A (ja) | 2001-03-16 |
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