JPH07254065A

JPH07254065A - 画像検出装置および方法

Info

Publication number: JPH07254065A
Application number: JP6068113A
Authority: JP
Inventors: Manabu Sakaguchi; 学坂口
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】処理対象の画像において、指定された画像と
一致する画像を高速にかつ比較的少ない処理量で検出す
る。【構成】処理対象データの中から、候補ラン（目的画
像を構成する画素列と一致度の高い画素列）がワーク・
メモリから読み出される（ステップ22）。指定された基
準画像が計算によって求められた拡大／縮小率ｋで拡大
または縮小される（ステップ24）。この拡大または縮小
された基準画像と候補ランの近傍領域の画像とがテンプ
レート・マッチングされる（ステップ25）。そして、マ
ッチングの結果、一致すると判断されると（ステップ26
でYES ）、一致する画像の中心画素の座標がワーク・メ
モリに記憶される（ステップ27）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は、画像データにおいて、指定さ
れた画像と一致する画像を検出する装置および方法に関
する。

【０００２】

【従来技術】画像の中から特定のパターンの画像を検出
する方法として、従来は、次の第１および第２の二つの
方法があった。

【０００３】第１の方法では、検出したいパターンを表
す画像（以下「目的画像」という）があらかじめ用意さ
れる。そして、目的画像と同じ大きさのウィンドウが、
処理対象となる画像（以下「対象画像」という）の端か
ら端までくまなく走査されて、ウィンドウ内の画像と目
的画像とが一致するかどうかが調べられる。この第１の
方法では、目的画像と大きさおよび形状が同一の画像を
検出することができる。しかし、この方法では、目的画
像と大きさの点で異なる相似形の画像を検出することは
できない。相似形の画像を検出するためには、縮小、拡
大率の異なる多くの相似形の画像をあらかじめ用意して
おく必要がある。また、大きさの異なる複数の画像のそ
れぞれについて、対象画像上を走査して、一致するかど
うかを調べる必要がある。このため、１回の検出処理が
膨大となり、処理に要する時間が長くなる。

【０００４】第２の方法では、対象画像にラベリング処
理が施される。色や濃度が同じである連接した画素群
（対象画像を構成する部分画像）のそれぞれに一つずつ
異なるラベルが付けられる。その後、ラベルが付けられ
た部分画像のそれぞれについて、面積密度、円形率等の
特徴量が求められる。この特徴量を評価することによっ
て、部分画像が目的画像と一致するものかどうかが調べ
られる。しかし、この第２の方法では、対象画像全体に
対して、ラベリング処理および特徴量の算出を行う必要
があり、処理が膨大となる。また、１回の検出処理に要
する時間が長くなる。

【０００５】

【発明の開示】この発明は、処理対象の画像において、
指定された画像と一致する画像を高速にかつ比較的少な
い処理量で検出することを目的とする。

【０００６】この発明による画像検出装置は、複数の画
素からなる第１の画像において、指定された第２の画像
と一致する画像を検出する装置であって、上記第１の画
像を表す画像データおよび上記第２の画像を表す画像デ
ータを記憶する画像データ記憶手段、上記第２の画像を
構成する複数の画素列の中から、一つの第１の画素列を
指定する第１の指定入力手段、上記第１の画素列の中か
ら、一致度算出のための基準となる、一つの画素または
複数の画素からなる第２の画素列を指定する第２の指定
入力手段、上記第１の画像の中から、一致度算出の対象
となる、一つの画素または複数の画素からなる第３の画
素列を検出する検出手段、上記第２の画素列の画素数と
上記第３の画素列の画素数とが異なる場合には、これら
の画素数が同数になるように、上記第１の画素列を拡大
または縮小する第１の拡大／縮小手段、上記第１の画素
列または拡大もしくは縮小された第１の画素列と、上記
第３の画素列または上記第３の画素列に第３の画素列の
両端に連接する画素列を加えた画素列とを比較し、これ
らの一致度を算出する一致度算出手段、上記算出された
一致度があらかじめ定められた所定の値よりも大きい高
一致度の第３の画素列に関して、上記第１の拡大／縮小
手段による拡大または縮小が行われた場合には、この拡
大または縮小したのと同じ拡大／縮小率で、上記第２の
画像を拡大または縮小する第２の拡大／縮小手段、なら
びに上記第２の画像または拡大もしくは縮小された第２
の画像と、上記第１の画像における上記高一致度の第３
の画素列の近傍領域の画像とのマッチングを行うマッチ
ング手段を備えている。

【０００７】この発明による画像検出方法は、複数の画
素からなる第１の画像において、指定された第２の画像
と一致する画像を検出する方法であって、上記第１の画
像を表す画像データおよび上記第２の画像を表す画像デ
ータを画像データ記憶手段にあらかじめ記憶しておき、
上記第２の画像を構成する複数の画素列の中から、一つ
の第１の画素列をあらかじめ指定しておき、上記第１の
画素列の中から、一致度算出のための基準となる、一つ
の画素または複数の画素からなる第２の画素列をあらか
じめ指定しておき、上記第１の画像の中から、一致度算
出の対象となる、一つの画素または複数の画素からなる
第３の画素列を検出し、上記第２の画素列の画素数と上
記第３の画素列の画素数とが異なる場合には、これらの
画素数が同数になるように、上記第１の画素列を拡大ま
たは縮小し、上記第１の画素列または拡大もしくは縮小
した第１の画素列と、上記第３の画素列または上記第３
の画素列に第３の画素列の両端に連接する画素列を加え
た画素列とを比較し、これらの一致度を算出し、上記算
出した一致度があらかじめ定められた所定の値よりも大
きい高一致度の第３の画素列に関して、上記第１の拡大
／縮小手段による拡大または縮小を行った場合には、こ
の拡大または縮小したのと同じ拡大／縮小率で、上記第
２の画像を拡大または縮小し、上記第２の画像または拡
大もしくは縮小した第２の画像と、上記第１の画像にお
ける上記高一致度の第３の画素列の近傍領域の画像との
マッチングを行うものである。

【０００８】第１画像（対象画像）および第２の画像
（目的画像）が二値画像の場合には、上記第２の指定入
力手段によって指定された第２の画素列（１つの画素ま
たは複数の画素）および上記検出手段によって検出され
る第３の画素列（１つの画素または複数の画素）は、ラ
ンであることが好ましい。ランとは、黒画素に着目した
場合には、１つの黒画素（値が１である画素）または複
数の連続する黒画素からなる画素列をいう。

【０００９】画像データ記憶手段には、半導体メモリ、
光メモリ、磁気ディスク記憶装置、光ディスク記憶装置
等が含まれる。第１および第２の指定入力手段には、キ
ーボード、マウス、入力ペン等が含まれる。

【００１０】この発明によると、第２の画像（目的画
像）を構成する複数の画素列の中から、一つの第１の画
素列が指定される。そして、前段処理として、第１の画
素列またはこの第１の画素列を拡大もしくは縮小した画
素列と一致度の高い画素列が第１の画像中に存在するか
どうかが調べられる。一致度は、あらかじめ定められた
評価関数を、比較される二つの画素列に適用することに
より算出される。

【００１１】評価関数には、比較される二つの画素列
（第１の画素列または拡大もしくは縮小された第１の画
素列と、上記第３の画素列または上記第３の画素列に第
３の画素列の両端に連接する画素列を加えた画素列）に
おいて一致する画素数（一方の画素列における画素の値
と、この画素に対応する他方の画素列の画素の値とが一
致する画素の数）を求めるもの、この一致画素数の画素
列全体に対する割合を求めるもの、一方の画素列を拡大
または縮小した場合には一致画素数を拡大／縮小率で割
った値を求めるもの等が含まれる。評価関数の値、すな
わち一致度の値が大きいほど、比較される二つの画素列
の一致度は高いことになる。

【００１２】また、比較される二つの画素列の不一致度
を求めることもできる。不一致度を求める評価関数とし
て、比較される二つの画素列における不一致画素数（一
方の画素列における画素とこの画素に対応する他方の画
素列の画素との値が一致しない画素の数）を求めるも
の、この不一致画素数の画素列全体に対する割合を求め
るもの、一方の画素列を拡大または縮小した場合には不
一致画素数を拡大／縮小率で割った値を求めるもの等が
ある。評価関数の値、すなわち不一致度の値が小さいほ
ど、比較される二つの画素列は高い一致度を有すること
になる。

【００１３】つぎに、後段処理として、第１の画像（対
象画像）において、上記一致度があらかじめ定められた
所定の値よりも大きい高一致度の第３の画素列があると
判断されると、第２の画像または拡大もしくは縮小され
た第２の画像と、第１の画像における上記高一致度の第
３の画素列の近傍領域の画像とのマッチングが行われ
る。

【００１４】近傍領域として、あらかじめ定められたｎ
×ｍ画素（ｎ、ｍは正の整数）からなる領域を指定して
おくこともできる。また、第２の画像または拡大もしく
は縮小された第２の画像がｉ×ｊ画素（ｉ、ｊは正の整
数）からなる場合には、上記高一致度画素列を中心に横
方向（ｘ方向）に±ｉ画素および縦方向（ｙ方向）に±
ｊ画素からなる領域を近傍領域とすることもできる。

【００１５】上記マッチングの一方法として、テンプレ
ート・マッチングがある。また、他の方法として、上記
高一致度の第３の画素列に関して、上記第３の画素列ま
たは上記第３の画素列に第３の画素列の両端に連接する
画素列を加えた画素列に基づいてラベリング処理を施
し、上記第２の画像または拡大もしくは縮小された第２
の画像の特徴量と、上記ラベリング処理によってラベリ
ングした画像の特徴量とを比較することによって行うも
のがある。

【００１６】一致する画像が第１の画像における上記近
傍領域に存在するならば、一致する画像を代表するデー
タ（例えば、一致する画像の中心の座標等）をメモリ等
に記憶することもできる。

【００１７】このように、この発明によると、前段処理
によって、後段処理（マッチング処理）を行うべき位置
が特定され、この特定された位置の近傍領域においての
み後段処理が行われる。したがって、第１の画像（対象
画像）のすべてについて後段処理を行う必要はなくなる
ので、テンプレート・マッチングまたはラベリング処理
および特徴量に基づくマッチングの処理量を減らすこと
ができる。また、前段処理は画素列（一次元画像）どう
しの比較であり、二次元画像どうしの比較よりも高速に
行うことができる。したがって、画像検出処理全体の処
理量を減少させることができ、検出処理を高速に行うこ
とができる。

【００１８】さらに、画像の大きさが一致しない場合に
は、第２の画像（目的画像）が拡大または縮小されるの
で、大きさの異なる相似形の画像をあらかじめ多数用意
しておく必要もない。また、これらの相似形の画像のそ
れぞれについて、マッチング処理を行う必要もない。し
たがって画像検出処理を高速に行うことができる。

【００１９】この発明の一実施態様においては、この発
明は電子写植機から与えられる画像データにおいて、印
刷校正用記号（例えば、げた文字等）を検出する装置ま
たは方法に応用される。この場合には、上記第１の画像
を表す画像データは、電子写植機から与えられ、上記第
２の画像を表す画像データは、印刷校正用記号を表すも
のとなる。

【００２０】

【実施例の説明】この発明を、電子写植機から与えられ
た画像データに含まれる特定の文字の検出に適用した実
施例について説明する。とくに、ここでは特定の文字と
して「げた文字」を例にとり、その検出処理について説
明する。「げた文字」とは、原稿に含まれる文字の中
で、その文字に対応する文字フォントが電子写植機に用
意されていないときに、電子写植機が校正を行う操作者
に文字フォントがないことを示すために代替して用いる
文字である。

【００２１】図１は、画像検出装置の電気的構成を示す
ブロック図である。この画像検出装置は、画像メモリ１
（ＲＡＭ等）、ワーク・メモリ２（ＲＡＭ等）、外部記
憶装置３（磁気ディスク記憶装置、光ディスク記憶装置
等）、ＣＰＵ４、ＲＯＭ５、ＶＲＡＭ６、表示装置７
（ＣＲＴ表示装置、液晶表示装置等）および入力装置８
（キーボード、マウス、入力ペン等）を備えている。上
記の各回路間ないしは装置間（例えば外部記憶装置３と
ＣＰＵ４との間、入力装置８とＣＰＵ４との間等）には
必要ならばインタフェース回路が設けられるが、その記
載は省略している。

【００２２】画像メモリ１には、電子写植機から与えら
れた、二次元画像を表す画像データが記憶される。この
画像データは、複数の画素データから構成されている。
この実施例では、各画素データは１ビットの二値データ
であるとする。このように、電子写植機から与えられる
画像データは、ビット・マップ・イメージ・データであ
る。この画像データをＶＲＡＭ６に書き込むことによっ
て、表示装置７に二次元画像を表示することができる。

【００２３】図５は、表示装置７の表示画面に表示され
た画像データの一例を示している。表示装置７およびＶ
ＲＡＭ６によって、ビット・マップ・ディスプレイ装置
が構成されている。ＶＲＡＭ６を構成する各ビット（記
憶セル）が、表示装置７の各画素に１対１に対応してい
る。ＶＲＡＭ６のビットに値１がセットされると、その
ビットに対応する表示装置７の画素は黒く表される。Ｖ
ＲＡＭ６のビットに値０がセットされると、そのビット
に対応する表示装置７の画素は白く表される。以下で
は、値１をもつ画素を黒画素と、値０をもつ画素を白画
素とそれぞれよぶことがある。

【００２４】表示装置７における各画素には、座標が割
り当てられている。表示画面の左上コーナの画素を原点
（座標（０，０））として、左から右に横方向にＸ軸
が、上から下に向かって縦方向にＹ軸がとられている。
表示画面が例えば 640×480 の画素をもつならば、右下
コーナの画素は座標（639 ，479 ）となる。

【００２５】画像メモリ１およびＶＲＡＭ６のそれぞれ
において先頭のアドレスの記憶セル（ビット）に記憶さ
れている画素データは、座標（０，０）の画素に表示さ
れる。そして、アドレスの増加に伴い、各アドレスに対
応する記憶セルに記憶されている画素データは、ラスタ
方向に沿って各画素にそれぞれ表示される。後に詳述す
る「げた文字」の検出処理においては、画像メモリ１に
おける画像データの走査方向は表示画面におけるラスタ
方向の走査方向と一致しているものとする。

【００２６】図５の符号10で示される枠内の文字「画」
の右横に表されている文字は、げた文字である。図６
は、図５の符号10で示される枠の部分を拡大したもので
ある。図６に示す各升目は１つの画素である。ここで
は、黒画素を、ハッチングを施した画素で表している。
他の図面（図７〜図10、図12および図13）においても、
黒画素を、ハッチングを施した画素で表している。

【００２７】ワーク・メモリ２には、後に詳述する基準
一次元テンプレート、基準ラン、候補ランの始点座標等
の、検出処理において生成されるデータが記憶される。

【００２８】外部記憶装置３には、検出したいパターン
画像（以下「基準画像」という）を表す画像データ（以
下「基準画像データ」という）が記憶されている。この
外部記憶装置３には、げた文字を含む種々の文字（漢
字、ひらがら、アルファベット等）や記号を表す基準画
像データが記憶されている。また、操作者は、任意の基
準画像データを作成して、外部記憶装置３にあらかじめ
記憶しておくことができる。図７の左側に示す画像は、
げた文字を表す基準画像である。

【００２９】ＲＯＭ５には、後に詳述するげた文字の検
出処理プログラムがあらかじめ記憶されている。ＣＰＵ
４は、このプログラムにしたがってげた文字の検出処理
を行う。

【００３０】操作者は、げた文字の検出処理をこの画像
検出装置によって行う前に、外部記憶装置３に記憶され
た基準画像データの中から、げた文字を表す基準画像デ
ータを入力装置８を用いて選択する。げた文字を表す基
準画像データが外部記憶装置３に記憶されていない場合
には、操作者は、げた文字を表す基準画像データを作成
することになる。

【００３１】次に、操作者は、げた文字を表す基準画像
を構成する複数の画素列の中から、その基準画像の特徴
を最もよく表すと思われる一次元の画素列（以下「基準
一次元テンプレート」という）を選択する。図７では、
上から第６段目の横１列に並ぶ画素列が、基準一次元テ
ンプレートとして選択されている。選択された基準一次
元テンプレートは、ワーク・メモリ２に記憶される。

【００３２】さらに操作者は、選択した基準一次元テン
プレートから基準となるラン（ランとは、１つの黒画素
または黒画素が横方向（ｘ方向）に少なくとも２つ以上
連なったものという）を指定する。以下、指定された基
準となるランを「基準ラン」という。図７では、左端Ａ
から右端Ｂまでの画素列が基準ランである。そして、基
準ランの画素数（長さ）Ｌが求められる。図７では、Ｌ
＝７となる。基準ランおよびその画素数Ｌは、ワーク・
メモリ２に記憶される。

【００３３】これらの前処理の後に、げた文字の検出処
理がＣＰＵ４によって行われる。図２〜図４は、ＣＰＵ
４による検出処理の流れを示すフローチャートである。

【００３４】画像メモリ１に記憶された画像データ（図
５）（以下「処理対象データ」という）をラスタ方向に
走査するために、走査開始座標が（０，０）にセットさ
れる（ステップ11）。続いて、走査している座標が最終
座標かどうかが判定される（ステップ12）。例えば、処
理対象データが 640×480 の画素数を有するならば、最
終座標は（639 ，479 ）となる。走査している座標が最
終座標でなければ（ステップ12でNO）、ラスタ方向への
走査が続けられる（ステップ13）。

【００３５】ラスタ方向の走査は、ランが処理対象デー
タ中で検出されるまで続けられる（ステップ14）。ラン
が検出されると（ステップ14でYES ）、そのラン（以下
「着目ラン」という）の左端の画素の座標（以下、単に
「始点座標」という）と右端の画素の座標（以下、単に
「終点座標」という）とが求められる（ステップ15）。
この始点座標と終点座標に基づいて、着目ランの画素数
（長さ）ｍが求められる（ステップ17）。例えば、図６
のランＣ1 の画素数ｍはｍ＝26となる。またランＣ2 に
ついては、ｍ＝２となる。同様にして、ランＣ3 につい
てはｍ＝１、ランＣ4 〜Ｃ10についてはｍ＝12となる。

【００３６】求められた着目ランの画素数ｍに基づい
て、比較（マッチング）のための拡大／縮小率ｋ＝ｍ／
Ｌが求められる（ステップ17）。ランＣ1 についてはｋ
＝26/7となる。また、ランＣ2 についてはｋ＝2/7 、ラ
ンＣ3 についてはｋ＝1/7 、ランＣ4 〜Ｃ6 については
ｋ＝12/7にそれぞれなる。

【００３７】続いて、ワーク・メモリ２に記憶された基
準一次元テンプレートが、この拡大／縮小率ｋの値に基
づいて、ｘ方向（横方向）にｋ倍（拡大または縮小）さ
れる（ステップ18）。拡大または縮小するのは、基準一
次元テンプレートの基準ランの画素数を、処理対象デー
タ中の着目ランの画素数と一致させるためである。

【００３８】図８(A) は、着目ランＣ1 の長さにしたが
って、ｋ（＝26/7）倍に拡大された基準一次元テンプレ
ートを示している。また、図８(B) は着目ランＣ2 の長
さにしたがって、ｋ（＝2/7 ）倍に縮小された基準一次
元テンプレートを、図８(C)は着目ランＣ3 の長さにし
たがって、ｋ（＝1/7 ）倍に縮小された基準一次元テン
プレートをそれぞれ示している。基準一次元テンプレー
トをｋ倍することによって小数点以下の端数が生じた場
合には、切捨て、切上げおよび四捨五入のいずれか一つ
が行われる。これにより、ｋ倍後の基準一次元テンプレ
ート全体の画素数ならびに黒い部分の画素数および白い
部分の画素数がそれぞれ整数値にされる。ここでは、四
捨五入が行われている。ただし、図８(B) および(C) の
両端にそれぞれある白画素やこれらの白画素に隣接する
黒画素（ラン）のように、縮小した後に四捨五入すると
画素数が０になる場合には、切上げが行われ、画素数が
１にされる。

【００３９】続いて、拡大または縮小された基準一次元
テンプレートと、着目ランおよびその両端に連接する画
素列からなる一次元画素列とが比較され、整合するかど
うか調べられる（ステップ19）。例えば、着目ランＣ1
の場合には、図８(A) に示すように、26/7倍された基準
一次元テンプレートの基準ランと着目ランＣ1 とが一致
させられる。また、基準一次元テンプレートにおいて基
準ランの両端（−ｘ方向および＋ｘ方向）に連接する画
素列と、着目ランＣ1 の左（−ｘ方向）に続く画素列Ｃ
11（15個の白画素）および右（＋ｘ方向）に続く画素列
Ｃ12（15個の白画素）とが整合するかどうか調べられ
る。

【００４０】整合するかどうかは、あらかじめ定められ
た評価関数の値によって決定される。この評価関数の一
例として以下のものがある。拡大または縮小された基準
一次元テンプレートと、着目ランおよびその両端に連接
する一次元画素列との不一致画素数をａ、評価関数を
ｆ、あらかじめ定められたしきい値をＳとする。

【００４１】ｆ＝ａ／ｋ …(1) ｆ≦Ｓの場合には整合すると判断される。ｆ＞Ｓの場合には整合しないと判断される。

【００４２】上記の評価関数に基づいて、整合するかど
うかが判断される（ステップ20）。ここでは、このしき
い値をＳ＝２とする。ｆ≦Ｓならば（ステップ20でYES
）、その着目ランの始点座標、終点座標および拡大／
縮小率ｋの値がワーク・メモリ２に記憶される。ｆ＞Ｓ
ならば（ステップ20でNO）、記憶は行われない。例え
ば、図８(A) では、不一致画素数は８であり、この値を
ｋ＝26/7で割った値は2.15となる。したがって、このラ
ンＣ1 の始点座標、終点座標および拡大／縮小率ｋの値
はワーク・メモリ２に記憶されない。

【００４３】このようにして、処理対象データ中に存在
する各ランについて、上述の処理が行われていく。ラン
Ｃ2 およびＣ3 についても比較が行われる。これらのラ
ンについての不一致画素数は図８(B) および(C) にそれ
ぞれ示すように、３および２にそれぞれなる。そして、
評価関数の値は10.5および14にそれぞれなる。したがっ
て、これらのランについてのステップ20における判定は
ともにNOとなる。また、ランＣ4 についての不一致画素
数は図９(A) に示すように６となり、ステップ20におけ
る判定はNOとなる。

【００４４】さらに、ランＣ5 およびＣ10については、
不一致画素数は２（図９(B) ）、評価関数の値は1.2 に
それぞれなり、ステップ20の判定はYES となる。したが
って、ランＣ5 の始点座標、終点座標および拡大／縮小
率ｋ（＝12/7）の値はワーク・メモリ２に記憶される。
ワーク・メモリ２に記憶されるランを、以下「候補ラ
ン」という。同様に、図９(B) および(C) に示すように
ランＣ6 〜Ｃ9 についての不一致画素数は０、評価関数
の値は０であるので、ステップ20の判定はYES となる。
したがって、これらのランも候補ランとして、その始点
座標等がワーク・メモリ２に記憶される。

【００４５】ラスタ走査が最終座標に達し、処理対象デ
ータの全ての画素についての処理が終了すると（ステッ
プ12でYES ）、以下の述べる二次元テンプレートによる
マッチング処理が開始される。

【００４６】図４に移って、まず未処理の候補ランにつ
いてのデータ（始点座標、終点座標および拡大／縮小率
ｋの値）がワーク・メモリ２に存在するかどうかが調べ
られる（ステップ22）。ここでは上述の処理の結果、ラ
ンＣ5 〜Ｃ10の６つの候補ランについてのデータが、ワ
ーク・メモリ２に記憶されている。この場合に、ステッ
プ22の判定はYES となり、ワーク・メモリ２から一つの
候補ランについての始点座標、終点座標および拡大／縮
小率ｋの値が読み出される（ステップ23）。

【００４７】まず候補ランＣ5 についてのこれらのデー
タがワーク・メモリ２から読み出される。読み出された
拡大／縮小率ｋの値（＝12/7）に基づいて、外部記憶装
置３に記憶された「げた文字」の基準画像データ（図７
の左側）が、ｘ方向（横方向）およびｙ方向（縦方向）
にそれぞれｋ倍（拡大または縮小）される（ステップ2
4）。この拡大または縮小は、上述の基準一次元テンプ
レートの拡大または縮小と同様の方法で行われる。ｋ
（＝12/7）倍に拡大された基準画像データ（以下「基準
二次元テンプレート」という）が、図10に示されてい
る。

【００４８】続いて、基準二次元テンプレートと整合す
るパターンが処理対象データ中に存在するかどうかが、
テンプレート・マッチングによって調べられる（ステッ
プ25）。このテンプレート・マッチングは、候補ランの
始点座標の近傍領域および終点座標の近傍領域において
それぞれ行われる。例えば、処理対象データにおいて、
各文字、記号等がｉ×ｊ画素（ｉ，ｊは正の整数）の範
囲内で表されている場合には、基準二次元テンプレート
と同じ大きさのウィンドウが、候補ランの始点座標を中
心にｘ方向（横方向）に±ｉ画素およびｙ方向（縦方
向）に±ｊ画素ずつそれぞれ移動する。また、上記ウィ
ンドウは、終点座標を中心にｘ方向（横方向）に±ｉ画
素およびｙ方向（縦方向）に±ｊ画素ずつそれぞれ移動
する。そして、各位置で、ウィンドウ内の画像と基準二
次元テンプレートとが整合するかどうかが調べられる。
上記ｉおよびｊの値を、基準二次元テンプレートの縦の
画素数および横の画素数に基づいてそれぞれ定めること
もできる。

【００４９】整合するパターンには、基準二次元テンプ
レートと完全に合同の画像（不一致画素数が０の画像）
だけでなく、不一致画素が存在しても評価関数の関数値
があらかじめ定められた値以下となる画像も含まれる。
この評価関数として上述した式(1) と同じものを用いる
こともできるし、異なる評価関数を用いることもでき
る。また、上述した式(1) のしきい値Ｓの値のみを変え
たものを用いることもできる。

【００５０】例えば、候補ランＣ5 の場合には、ウィン
ドウが、図６に示すランＣ5 の近傍を移動する。図10に
示す基準二次元テンプレートと、図６の右側にあるげた
文字の画像とは合同である。したがって、これらの２つ
の画像は整合することとなる。

【００５１】テンプレート・マッチングによって整合す
る画像が発見された場合には（ステップ26でYES ）、整
合する画像を代表する座標がワーク・メモリ２に記憶さ
れる（ステップ27）。ワーク・メモリ２に記憶される代
表座標として、整合する画像の中心に位置する画素の座
標や整合する画像の外接長方形の４つのコーナの画素の
座標等が用いられる。そして、次の候補ランについて、
同様の処理が繰り返される。整合する画像が発見されな
い場合には（ステップ26でNO）、ステップ27の処理が行
われることなく、次の候補ランについて同様の処理が繰
り返される。

【００５２】候補ランＣ6 〜Ｃ10についても、ランＣ5
についての処理と同様の処理が行われる。これらの候補
ランについての拡大／縮小率ｋの値は、ランＣ5 につい
てのｋの値と等しいので、基準二次元テンプレートとし
て図10に示すものと同じものが作成される。したがっ
て、基準二次元テンプレートは図６の右側にあるげた文
字の画像と整合し、ステップ27において記憶される代表
座標としてランＣ5 の場合と同じ代表座標が記憶され
る。

【００５３】ランＣ5 〜Ｃ10の各テンプレート・マッチ
ングにおいて、同じ代表座標が複数得られた場合には、
一つのみをワーク・メモリ２に記憶することもできる。

【００５４】すべての候補ランについての処理が終了す
ると、この検出処理は終了する（ステップ22）。

【００５５】候補ランを抽出した後に、テンプレート・
マッチングによってマッチングを行うのではなく、比較
される２つの画像の特徴量に基づいてマッチングを行う
こともできる。図11は、この方法による処理の流れを示
すフローチャートである。

【００５６】図２および図３に示すステップ11からステ
ップ21の処理が行われた後に、ステップ12の判定がYES
となると、図11に示すステップ22以降の処理が行われ
る。図３に示すステップ21の処理においては、候補ラン
の始点座標、終点座標および拡大／縮小率ｋの値のほか
に、図９(B) に示す画素列Ｃ51、Ｃ101 およびＣ52、Ｃ
102 ならびに図９(C) に示す画素列Ｃ61〜Ｃ91およびＣ
62〜Ｃ92に含まれるランの始点座標および終点座標もワ
ーク・メモリ２に記憶される。

【００５７】ステップ23（図11）においては、これらの
候補ランの始点座標、終点座標および拡大／縮小率ｋの
値のほかに、図９(B) に示す画素列Ｃ51、Ｃ101 および
Ｃ52、Ｃ102 ならびに図９(C) に示す画素列Ｃ61〜Ｃ91
およびＣ62〜Ｃ92に含まれるランの始点座標および終点
座標がワーク・メモリ２から読み出される。

【００５８】続いて、読み出された始点座標および終点
座標の画素（ラン）に連接する画素群にラベリング処理
が施される（ステップ31）。例えば、候補ランＣ5 の場
合には、ランＣ5 、画素列Ｃ51に含まれるランおよび画
素列Ｃ52に含まれるランにそれぞれ連接する画素にラベ
リング処理が施される。その結果、図12に示すラベルＬ
1 およびＬ2 が付けられた画像が生成される。そして、
このラベリング処理によって生成された画像の特徴量が
求められる（ステップ32）。

【００５９】特徴量には、面積密度、円形度、穴数等が
含まれる。面積密度とは、ラベリング処理により生成さ
れた画像の外接長方形（図12の符号Ｒ）の面積（Ａとす
る）に対するラベルＬ1 およびＬ2 が付けられた画像の
面積（Ｂとする）の比である。すなわち、面積比は次の
ようになる。

【００６０】（面積比）＝Ｂ／Ａ

【００６１】円形度は、次の式によって定義される。ラ
ベルＬ1 およびＬ2 の付けられた画像の周囲長の総和を
Ｌとする。

【００６２】（円形度）＝４πＡ／Ｌ²

【００６３】穴数とは、一つのラベルが付けられた画像
の中に存在する穴（白画素の連接した領域）の数であ
る。

【００６４】続いて、ワーク・メモリ２から読み出され
た拡大／縮小率ｋの値に基づいて、外部記憶装置３に記
憶された基準画像データがｋ倍される（ステップ34）。
そして、このｋ倍された基準画像データについても、上
記と同様に特徴量が求められる（ステップ34）。

【００６５】そして、ステップ33およびステップ34でそ
れぞれ求められた特徴量が比較され、一致するかどうか
が判定される（ステップ35）。２つの画像の各特徴量が
全く同一である場合のほかに、２つの画像の各特徴量の
差があらかじめ定められた範囲内である場合には、一致
すると判断される。２つの画像の各特徴量の差のいずれ
かがあらかじめ定められた範囲内を超える場合には、一
致しないと判断される。

【００６６】２つの画像の特徴量が一致すると判断され
た場合には（ステップ36でYES ）、上述したステップ27
と同様に、代表座標がワーク・メモリ２に記憶される
（ステップ37）。そして、次の候補ランについての処理
に移る。一致しないと判断された場合には（ステップ36
でNO）、代表座標の記憶は行われず、次の候補ランにつ
いての処理に移る。そして、全ての候補ランについての
処理が終了すると（ステップ22でNO）、検出処理は終了
する。

【００６７】ステップ31におけるラベリング処理の後
に、テンプレート・マッチングを行うことによって、基
準画像をｋ倍した画像と、ラベリング処理により作成さ
れた画像とが一致するかどうかを調べることもできる。

【００６８】「げた文字」の検出処理について述べてき
たが、「げた文字」以外の文字、記号等を検出すること
もできる。例えば、文字「画」の検出は、図13に示され
る基準画像、基準一次元テンプレートおよび基準ランを
用いることによって行うことができる。

【００６９】また、処理対象データが多階調の画像デー
タ（グレイ・レベル・データ）の場合には、基準画像デ
ータ、基準一元テンプレートおよび基準ランも多階調の
データとすることによって、上述と同様に目的画像を検
出することができる。処理対象データが色彩を有するカ
ラー画像データの場合にも、基準画像データ等をカラー
画像データとすることによって、上述と同様に目的画像
を検出することができる。さらに、グレイ・レベル・デ
ータおよびカラー画像データに二値化処理を施して二値
データとすることにより、上述したのと同様の検出処理
を行い、目的画像を検出することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像検出装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図２】画像検出処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図３】画像検出処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図４】画像検出処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図５】表示装置に表示された画像の一例を示す。

【図６】表示装置に表示された文字「画」および「げた
文字」の拡大画像を示す。

【図７】「げた文字」の基準画像、基準一次元テンプレ
ートおよび基準ランを示す。

【図８】(A) 〜(C) は、基準一次元テンプレートが拡大
または縮小される様子および基準一次元テンプレートと
処理対象データとの比較の様子を示している。

【図９】(A) および(B) は、基準一次元テンプレートが
拡大または縮小される様子および基準一次元テンプレー
トと処理対象データとの比較の様子を示している。

【図１０】図７に示す「げた文字」の基準画像を拡大し
た画像を示す。

【図１１】画像検出処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【図１２】ラベリングされた「げた文字」の画像を示
す。

【図１３】文字「画」の基準画像、基準一次元テンプレ
ートおよび基準ランを示す。

【符号の説明】

１画像メモリ２ワーク・メモリ３外部記憶装置４ＣＰＵ５ＲＯＭ６ＶＲＡＭ７表示装置８入力装置Ｃ1 〜Ｃ10 ランＬ1 ，Ｌ2 ラベルＲ外接長方形

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素からなる第１の画像におい
て、指定された第２の画像と一致する画像を検出する装
置であって、上記第１の画像を表す画像データおよび上記第２の画像
を表す画像データを記憶する画像データ記憶手段、上記第２の画像を構成する複数の画素列の中から、一つ
の第１の画素列を指定する第１の指定入力手段、上記第１の画素列の中から、一致度算出のための基準と
なる、一つの画素または複数の画素からなる第２の画素
列を指定する第２の指定入力手段、上記第１の画像の中から、一致度算出の対象となる、一
つの画素または複数の画素からなる第３の画素列を検出
する検出手段、上記第２の画素列の画素数と上記第３の画素列の画素数
とが異なる場合には、これらの画素数が同数になるよう
に、上記第１の画素列を拡大または縮小する第１の拡大
／縮小手段、上記第１の画素列または拡大もしくは縮小された第１の
画素列と、上記第３の画素列または上記第３の画素列に
第３の画素列の両端に連接する画素列を加えた画素列と
を比較し、これらの一致度を算出する一致度算出手段、上記算出された一致度があらかじめ定められた所定の値
よりも大きい高一致度の第３の画素列に関して、上記第
１の拡大／縮小手段による拡大または縮小が行われた場
合には、この拡大または縮小したのと同じ拡大／縮小率
で、上記第２の画像を拡大または縮小する第２の拡大／
縮小手段、ならびに上記第２の画像または拡大もしくは
縮小された第２の画像と、上記第１の画像における上記
高一致度の第３の画素列の近傍領域の画像とのマッチン
グを行うマッチング手段、を備えている画像検出装置。
【請求項２】上記第２の画素列および第３の画素列は
ランである、請求項１に記載の画像検出装置。
【請求項３】上記マッチング手段は、テンプレート・
マッチングによってマッチングを行うものである、請求項１または２に記載の画像検出装置。
【請求項４】上記マッチング手段は、上記高一致度の
第３の画素列に関して、上記第３の画素列または上記第
３の画素列に第３の画素列の両端に連接する画素列を加
えた画素列に基づいてラベリング処理を行い、上記第２
の画像または拡大もしくは縮小された第２の画像の特徴
量と、上記ラベリング手段によってラベリングされた画
像の特徴量とのマッチングを行うものである、請求項１または２に記載の画像検出装置。
【請求項５】上記第１の画像を表す画像データは、電
子写植機から与えられるものであり、上記第２の画像を表す画像データは、印刷校正用記号を
表すものである、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像検出装置。
【請求項６】複数の画素からなる第１の画像におい
て、指定された第２の画像と一致する画像を検出する方
法であって、上記第１の画像を表す画像データおよび上記第２の画像
を表す画像データを画像データ記憶手段にあらかじめ記
憶しておき、上記第２の画像を構成する複数の画素列の中から、一つ
の第１の画素列をあらかじめ指定しておき、上記第１の画素列の中から、一致度算出のための基準と
なる、一つの画素または複数の画素からなる第２の画素
列をあらかじめ指定しておき、上記第１の画像の中から、一致度算出の対象となる、一
つの画素または複数の画素からなる第３の画素列を検出
し、上記第２の画素列の画素数と上記第３の画素列の画素数
とが異なる場合には、これらの画素数が同数になるよう
に、上記第１の画素列を拡大または縮小し、上記第１の画素列または拡大もしくは縮小した第１の画
素列と、上記第３の画素列または上記第３の画素列に第
３の画素列の両端に連接する画素列を加えた画素列とを
比較し、これらの一致度を算出し、上記算出した一致度があらかじめ定められた所定の値よ
りも大きい高一致度の第３の画素列に関して、上記第１
の拡大／縮小手段による拡大または縮小を行った場合に
は、この拡大または縮小したのと同じ拡大／縮小率で、
上記第２の画像を拡大または縮小し、上記第２の画像または拡大もしくは縮小した第２の画像
と、上記第１の画像における上記高一致度の第３の画素
列の近傍領域の画像とのマッチングを行う、画像検出方法。
【請求項７】上記第２の画素列および第３の画素列は
ランである、請求項６に記載の画像検出方法。
【請求項８】上記マッチングを、テンプレート・マッ
チングによって行う、請求項６または７に記載の画像検
出方法。
【請求項９】上記マッチングを、上記高一致度の第３
の画素列に関して、上記第３の画素列または上記第３の
画素列に第３の画素列の両端に連接する画素列を加えた
画素列に基づいてラベリング処理を施し、上記第２の画
像または拡大もしくは縮小した第２の画像の特徴量と、
上記ラベリング処理によってラベリングした画像の特徴
量とを比較することによって行う、請求項６または７に記載の画像検出方法。
【請求項１０】上記第１の画像を表す画像データは、
電子写植機から与えられるものであり、上記第２の画像を表す画像データは、印刷校正用記号を
表すものである、請求項６から９のいずれか１項に記載の画像検出方法。