JPH0418685A

JPH0418685A - 画像処理方式

Info

Publication number: JPH0418685A
Application number: JP12185290A
Authority: JP
Inventors: Manabu Hashimoto; 学橋本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-05-12
Filing date: 1990-05-12
Publication date: 1992-01-22
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JP2689688B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は、例えば２枚の画像を位置合わせする目的で
、画像の輪郭点列を用いてテンプレートマツチングを行
なう場合に、高速に処理を行なう画像処理方式に関する
ものである。

［従来の技術］従来技術について、文献（［電子情報通信学会春季全国
大会予稿集＜１９９０年３月）第７分冊」）記載の「エ
ツジ点列を用いたテンフレ−トマッチング法」の内容を
もとに説明する。第６図は、従来のエツジ点列を用いる
テンプレートマツチング法の構成図である。基準画像（
６１）はエツジ部分が抽出され、テンブレー１・とじて
のエツジ点列バッファ（６２）に格納される。一方対象
画像（６３〉の方は、エツジが抽出され、対象エツジ画
像〈６４）としてメモリに一旦格納されたのちに膨張処
理が施されて膨張エツジ画像（６５）としてメそりに格
納される。エツジ点列バッファ（６２）と膨張エツジ画
像＜６５）との類似度が探索範囲全域にわたって評価さ
れて、マツチングスコアマツプ（６６）が生成され、そ
の最大値を示すアドレスとして基準画像と対象画像との
相対的な位置ずれ量が求められるというものである。

［発明が解決しようとする課題］従来の手法では、処理時間がエツジ点列バッファ（テン
ブレー１・）の長さに比例するため、基準画像のサイズ
が大きい場合や、基準画像中に細かいパターンが多く存
在する場合には処理速度が遅いという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、処理の高速化を図ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の第１の発明に係わる画像処理方式は、基準画像
に対するエツジ抽出部の出力から予め設定された条件を
満たす点列のみを選択するエツジ点選択手段を設けて、
基準画像中の一部の点列のみを類似評価に用いるもので
ある。

また、本発明の第２の発明に１系わる画像処理方式は、
類似度を計算する過程で予め設定したしきい値関数と計
算途中の類似度とを逐次比較して計算途中の類似度がし
きい値以下であればその段階で類似度計算を打ち切るよ
うにしたものである。

［作用］第１の発明では、エツジ点選択手段により基準画像中の
一部の点列のみが１次元点列バッファ（テンフレー１・
）として登録されるので、処理時間を短縮できる。

また、第２の発明では、１次元点列バッファ内の全ての
点を類似度評価に用いるのではなく、類似度のスコアが
あまり大きくならない場合には類似度評価を途中で打ち
切り、あたかもテンブレー１・のみかけの長さが短縮さ
れたかのように作用するので、処理時間を短縮できる。

［実施例］以下、第１、第２の発明の一実施例について添けしな図
を用いて説明する。

（第１の発明の実施例）第１図は第１の発明の一実施例による画像処理装置の構
成を示すブロック図である。また、第２図は第１図の例
に於けるテンブレー１・生成処理の流れを示すフローチ
ャー１・図である。以下、第２図の流れに従って処理を
説明する。まずくＳｌ〉で、テンブレー１・のちとにな
る基準画像が撮像され、基準画像メモＩＪ（１１）に格
納される。基準画像は（Ｓ２）でエツジ抽出部（１３）
によって画像中のエツジ部分が抽出される。抽出された
エツジ点はエツジ点選択手段〈１５）に入力され、（Ｓ
３〉で位置合わせに必要な工・ジ点のみが〕巽択される
。位置合わせに必要な点とは、例えばエツジ強度が強い
ものなどであり、基準画像上での空間分布やエツジの方
向性かある程度−様になるように選択される。その後に
選択されたエツジ点列はくＳ４〉でテンブレー１・とし
ての１次元点列バッファ〈１６〉に格納される。選択さ
れたエツジ点列の個数は基準画像中の全エツジ点列数よ
りも少なくなる。一方対象画像についても対象画像メモ
ＩＪ（１２）に−旦格納され後、エツジ抽出部（１４）
によってエツジ部分が抽出される。

類似度評価部〈１７）は１次元点列バッファ〈１６）の
内容と工・フジ抽出部（１４）の出力画像とを比較・照
合し、類似度スコアマツプを生成する。制御部〈１８）
は類似度スコアマツプを探索して最大点を見つけ、その
アドレスとして基準画像と対象画像との相対位置ずれ量
を求める。

（第２の発明の実施例）第３図は、第２の発明の一実施例による画像処理装置を
示すブロック図である。また、第４図は本発明に於ける
類似度評価処理の流れ図である。

蛎理内容としては、まずテンフレー１・のモトになる基
準画像が入力され、基準画像メモＩＪ（３］）に格納さ
れる。基準画像はでエツジ抽出部（３３）によって画像
中のエツジ部分が抽出される。抽出されたエツジ点は１
次元点列バッファ（３５）に格納される。

一方、対象画像についても対象画像メモＩＪ（３２）に
−旦格納された後、エツジ抽出部（３４〉によってエツ
ジ部分が抽出される。次にテンブレートドじテの１次元
点列バッファと、エツジ抽出部〈３４〉によって抽出さ
れた対象画像のエツジ画像が類似度評価部（３６）によ
って類似度が評価される。以下、第４図の流れに従って
類似度評価処理の内容を説明する。まず（Ｓｌｌ）では
テンブレーＩ・　（１次元点列ハソファにおなじ）　＜
３５）の点列格納アドレスを示すポインタｉが１に、ま
た累積スコア値Ｍ　（ｉ　＞が０に初期化されると同時
に、しきい値関数Ｔｈ（ｉ）が次式のように定義される
。

Ｔｈ（ｉ）＝Ｔ　　−α　・　　＜１−ｉ）（式ｌ〉た
だし、ここでＴは累積最大スコアしきい値、αは０くα
く１である適当な係数、　Ｉはテンブレトの長さである
。しきい値関数は第３図において制御部（３９）からの
指示でしきい値関数生成部（３７〉により生成され、し
きい値関数メモＵ＜３８）に格納される。（Ｓ１２）で
は、テンブレー１・の１番目の点における一致度Ｓが評
価される。テンブレー１・番目の点に対応する対象エツ
ジ画像の座標にエツジが存在していれば、その画素値を
一致度とする。

〈５１３）では、Ｍ（ｉ）　＝Ｍ（ｉ−１）　＋　Ｓ　　　　　　　　　
　　（式２）によって前回計算した累積スコア値に一致
度Ｓを加算する。（Ｓ１４）では累積スコアＭ　（ｉ　
）としきい値関数Ｔｈ＜ｉ＞が比較され、Ｍ（ｉ＞　＞
Ｔｈ（ｉ）であれｉｆ更＋、：（３１６）で１とテンブ
レー１・長さ１が比較される。ｉ≧１であれば＜３１８
＞でＴ　＝　Ｍ　（１＞として処理を終了する。＜３１
６）でｉｌｌであれば（３１７）でｉの値が１増加され
て再び＜３１２）の処理から繰り返す。また、（３１４
）においてＭ（ｉ）　＜Ｔｈ（ｉ）であれば（Ｓ１５＞
でスコアの累積処理を打ち切って処理を終了する。

第５図は以上説明した処理の例を示すテンフレートポイ
ンタｉと累積スコア値Ｍ（１〉の関係である。図中、Ｍ
　ｏ　（ｉ　）はテンブレー１・内の点列が全て対象エ
ツジ画像にマツチしたと仮定したときの累積スコア値履
歴である。いま、実際には図の太線のような累積スコア
履歴を描いたとすると、テンプレートポインタｉが１１
のときに累積スコア値はＰｌである。この時点でテンプ
レートポインタｉが１に到達した時の累積スコア値を予
測するとＱ、二Ｐ１−α（Ｉ　　ｉ＋〕となり、予め設
定した累積最大スコアしきい値Ｔより大、即ちＰ＋＞Ｔ
ｈ（ｉｆ）＝　Ｔ−α（Ｉ　　ｉ＋）なので累積スコア
値を求める計算を続行する。同様にテンプレートポイン
タｉが１２に進んで累積スコア値がＰ２であるときに、
テンフレートポインタｉが１に到達した時の累積スコア
値を予測すると０２＝Ｐ２−α（！２）となり、予め設
定した累積最大スコアしきい値Ｔより小、即ちＰ２　＜
　Ｔｈ（ｉ２）二Ｔ−α（１−１゜）なので、累積スコ
ア値を求める計算をこの時点で打ち切ることにする。最
後に、制御部（３９）は類似度スコアマツプを探索して
最大点を見つけ、そのアドレスとして基準画像と対象画
像との相対位置ずれ量を求める。

なお、本実施例では第１の発明と第２の発明を別々に説
明したが、これらはほぼ同一構成の装置において同時に
実施することが可能であり、高速化の効果は重畳される
。

［発明の効果］以上のように、第１の発明によれば、基準画像に対する
エツジ抽出部の出力から予め設定された条件を満たす点
列のみを〕巽釈するエツジ点選択手段を設けて、上記基
準画像中の一部の点列のみを類似度評価に用いるので、
また、第２の発明によれば、類似度を計算する過程で予
め設定したしきい値関数と計算途中の類似度とを逐次比
較して、計算途中の類似度がしきい値以下であれば類似
度計算をその段階で打ち切るので、共に画像の位置合わ
せ時間を短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例による画像処理装置の構
成を示すブロック図、第２図は第１図の例に於けるテン
ブレー１・生成処理の流れを示すフローチャー１・図、
第３図は第２の発明の一実施例による画像処理装置の構
成を示すブロック図、第４図は第３図の例に於ける類似
度評価処理の流れを示すフローチャー１・図、第５図は
テンプレートポインタｉと累積スコア値Ｍ　（ｉ　）の
関係を示す特性図、第６図は従来のエツジ点列を用いる
テンプレ−トマンチング法の構成を示すブロック図であ
る。図において、（１１〉、（３１）は基準画像メモリ、（
１２）、（３２）は対象画像メモリ、＜１３）、（１４
）、〈３３〉、（３４）はエツジ抽出部、（１５〉はエ
ツジ点選択手段、（１６）、（３５）は１次元点列バッ
ファ、（１７）、〈３６）は類似度評価部、（１８）、
（３９）は制御部、＜３７〉はしきい値関数生成部、＜
３８）はしきい値関数メモリ、（６１〉は基準画像、〈
６２）はエツジ点列バッファ、＜６３）は対象画像、（
６４）は対象エツジ画像、（６５〉は膨張エツジ画像、
（６６）はマンチングスコアマンブである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基準画像を格納する基準画像メモリと、対象画像
を格納する対象画像メモリと、これら画像メモリの内容
から画像中の輪郭部分を抽出してエッジ画像を生成する
エッジ抽出部と、上記基準画像から抽出されたエッジ点
列を格納する１次元点列バッファと、この１次元点列バ
ッファの内容と上記対象画像のエッジ画像の内容とを比
較してそれらの類似度を評価する類似度評価部とを備え
る画像処理装置において、上記基準画像に対するエッジ
抽出部の出力から予め設定された条件を満たす点列のみ
を選択するエッジ点選択手段を設けて、上記基準画像中
の一部の点列のみを類似度評価に用いることを特徴とす
る画像処理方式。
（２）基準画像を格納する基準画像メモリと、対象画像
を格納する対象画像メモリと、これら画像メモリの内容
から画像中の輪郭部分を抽出してエッジ画像を生成する
エッジ抽出部と、上記基準画像から抽出されたエッジ点
列を格納する１次元点列バッファと、この１次元点列バ
ッファの内容と対象画像のエッジ画像の内容とを比較し
てそれらの類似度を評価する類似度評価部とを持つ画像
処理装置において、上記類似度を計算する過程で予め設
定したしきい値関数と計算途中の類似度とを逐次比較し
て、計算途中の類似度がしきい値以下であれば類似度計
算をその段階で打ち切ることを特徴とする画像処理方式
。