JPH0737102A - 画像認識装置の画像位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像位置検出時間の高速化。 【構成】画像メモリに入力するカメラ視野の入力画像の
第１フィールドの画像データの入力を行う第１のステッ
プと、この第１のステップの第１フィールドの画像デー
タの入力が完了したら、その直後の第２フィールドの画
像データの入力中に、前記第１フィールドの画像の広範
囲に渡り、検索対象画像の特徴を検出可能な前記第１フ
ィールドの縮小参照画像データにより、前記検索対象画
像の概略位置検出を行う第２のステップと、前記概略位
置検出の結果をもとに、非縮小の参照画像データによ
り、前記第１、第２フィールドの画像の小範囲に渡り、
前記検索対象画像の詳細位置検出を行う第３のステップ
とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像認識装置の画像位
置検出方法に関し、特に、画像メモリに入力するカメラ
視野の入力画像の中から、検索対象画像の位置検出を行
う場合に使用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像認識装置の画像の中から、検
索対象画像の位置決め（位置検出）を行う場合、カメラ
より画像（データ）を取り込み、そのデータを画像メモ
リに入れ、そのデータをもとに相関演算などを行い、前
記検索対象画像の位置を検出する方法が多く用いられて
いた。

【０００３】図６は、従来のＮＴＳＣ方式による例の画
像位置検出を説明するタイミングチャートである（ＰＡ
Ｌ方式においても、同様な形式がとられる）。図６にお
いて、「ＥＶＥＮ」は入力画像の偶数フィールドを示
し、「ＯＤＤ」は同奇数フィールドを示す。つまり、一
般的な画像入力用カメラは、インタレース走査（飛び越
し走査）仕様であり、上記ＥＶＥＮと、それに続くＯＤ
Ｄとの２フィールドで１画像（１画面）フレームを構成
する。上記ＥＶＥＮ、ＯＤＤに要する時間は、それぞれ
１６．７ｍｓ（ミリ秒）であり、したがって１画像デー
タの入力時間は、両方の合計で３３．４ｍｓである。

【０００４】即ち図６において、第１行目の「偶数フィ
ールドより入力固定の装置」（偶数フィールドから位置
検出するもの）の場合、入力指示があって後、最大３
３．４ｍｓの入力待ち時間経過したら、Ａ点から偶数フ
ィールドの画像入力が始まり、続いてＢ点から奇数フィ
ールドの画像入力が始まり、１画像分のデータが、３
３．４ｍｓ経過して画像メモリに蓄積されたら、その直
後のＣ点から画像認識処理が始まる。

【０００５】図６において、第２行目の「奇数フィール
ドより入力固定の装置」（奇数フィールドから位置検出
するもの）の場合、入力指示があって後、最大３３．４
ｍｓの入力待ち時間経過したら、Ｄ点から奇数フィール
ドの画像入力が始まり、続いてＥ点から奇数フィールド
の画像入力が始まり、１画像分のデータが、３３．４ｍ
ｓ経過して画像メモリに蓄積されたら、その直後のＦ点
から画像認識処理が始まる。

【０００６】図６において、第３行目、第４行目の「第
１フィールドより入力可能な装置」は、上記第１、第２
行目のものよりも位置検出処理時間の高速化を図ったも
ので、第１フィールドに、偶数フィールドが入っても、
奇数フィールドが入っても構わないようにしたものであ
る。第３行目のものは、たまたまＧ点で入力指示が行わ
れ、Ｈ点までの入力待ち時間がほぼ上記の場合の半分に
短縮され、第４行目のものは、たまたまＧ´点で入力指
示が行われ、Ｈ´点までの入力待ち時間がほぼ上記の場
合の半分に短縮される。しかし、位置検出処理時間の高
速化に伴い、更なる高速化が要求されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたもので、画像メモリの画像入力時間を有効
に活用することにより、画像位置検出時間が更に高速化
できる画像認識装置の画像位置検出方法を提供しようと
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】本発明は、画像メ
モリに入力するカメラ視野の入力画像の第１フィールド
の画像データの入力を行う第１のステップと、この第１
のステップの第１フィールドの画像データの入力が完了
したら、その直後の第２フィールドの画像データの入力
中に、前記第１フィールドの画像の広範囲に渡り、検索
対象画像の特徴を検出可能な前記第１フィールドの縮小
参照画像データにより、前記検索対象画像の概略位置検
出を行う第２のステップと、前記概略位置検出の結果を
もとに、非縮小の参照画像データにより、前記第１、第
２フィールドの画像の小範囲に渡り、前記検索対象画像
の詳細位置検出を行う第３のステップとを具備したこと
を特徴とする画像認識装置の画像位置検出方法である。

【０００９】即ち本発明は、カメラ画像入力において、
偶数または奇数フィールドに係わりなく、第１フィール
ドからその画像データを入力可能とする。また、画像位
置検出において検出対象領域を限定するために、縮小画
像を作成し、この画像で概略位置検出を行い、次に検出
対象領域を絞り、偶数フィールド及び奇数フィールド双
方のデータ入力後、詳細に位置検出を行う。

【００１０】ここで、第１フィールドで入力されたデー
タが、偶数フィールドのものであるか、奇数フィールド
のものであるかは、データの取り込みタイミングを知る
ことで分かるものであり、したがって、縮小参照画像デ
ータに、偶数フィールド用のものを用いればよいのか、
奇数フィールド用のものを用いればよいのかの選定に支
障は生じない。この時、偶数フィールドによる検出の場
合には、偶数フィールド縮小参照画像データにより、奇
数フィールドによる検出の場合には、奇数フィールド縮
小参照画像データにより検出を実行でき、検索対象画像
の概略位置検出は可能である。また、概略位置検索を行
う縮小画像データを得るには、非縮小画像データをもと
にして得ればよいのであるが、縮小画像データと非縮小
画像データとの間には、これら両者の間の特徴が抽出で
きる対応関係があるならば、上記検索対象画像の検索は
可能である。また、上記概略位置検出は、上記縮小した
データ間で行われる。

【００１１】また、縮小参照画像データによる概略画像
検索範囲は、カメラ視野つまり画面の全範囲でもよい
し、検索対象画像の存在位置の概略が定まっている場合
は、その範囲を広めに検索するようにしてもよい。また
本発明の画像位置検出処理においては、第１フィールド
の画像データ取り込み後、第２フィールドの画像データ
取り込み中は、画像認識のための処理が行われておら
ず、この間の時間を、本発明で利用したことが、特徴の
一つである。

【００１２】この様に、偶数フィールド、奇数フィール
ドにかかわらず、始めに得られた方の第１フィールドの
画像データを用い、また画像データ入力中に（従来例の
ように画像データ入力後ではない）検索対象画像の概略
認識を行い、かつまた、この概略認識をしたことで、詳
細位置検出の範囲（領域）を狭めることにより、該位置
検出処理の高速化が計れるものである。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。図１は、同実施例に用いる構成を示す図である。
この図において１は、画像データを取り込むカメラ、２
はフィールド画像縮小モジュールである。このモジュー
ル２は、フィールドの画像（偶数あるいは奇数フィール
ド）を縮小（圧縮）するものであり、その縮小率は、１
／２、１／４、１／１６等である。３は縮小画像メモリ
で、これは、縮小された第１フィールド（偶数あるいは
奇数フィールド）の画像データを収納するメモリであ
る。

【００１４】４は入力画像メモリで、これは、第１、第
２フィールドのデータで形成された位置検出対象画像の
データを収納する。５は偶数フィールド縮小参照メモリ
で、これは、位置検出用の縮小された偶数フィールドデ
ータを収納する。６は奇数フィールド縮小参照メモリ
で、これは、位置検出用の縮小された奇数フィールドデ
ータを収納する。これらメモリ５、６のデータ縮小率
は、モジュール２の場合と対応させればよい。

【００１５】７は画像参照メモリで、これは、位置検出
用の基準となる画像データを収納する。８は正規化相関
演算モジュールで、これは、位置検出用相関演算モジュ
ールであり、縮小画像メモリと縮小参照メモリあるいは
入力画像メモリと画像参照メモリ間で相関演算を行い、
求める検出画像の位置を検出する。

【００１６】位置検出動作は、大別して次の２項目にな
る。 （１）参照画像の登録。 （２）検索対象画像による位置検出。

【００１７】この発明の実施例は、主として上記（２）
に関する高速化手法である。そのおおすじは、カメラ画
像入力における第１フィールド入力完了時点より、第１
フィールド画像情報をもとにして概略位置検出を行うこ
とにより、概略の位置を求め、次にその結果をもとに検
索範囲を狭めて、入力画像より詳細位置検出を行うもの
である。

【００１８】［参照画像の登録］位置検出において、相
関演算参照画像データとなり得る画像（データ）を、画
像参照メモリ７に取り込む。

【００１９】このとき同時に、フィールド縮小モジュー
ル２を通して、偶数フィールド縮小画像データを偶数フ
ィールド縮小参照メモリ５に取り込み、また奇数フィー
ルド縮小画像データを奇数フィールド縮小参照メモリ６
に取り込む。

【００２０】これらの関係を示すのが図２（ａ）〜
（ｄ）である。ここで、１１はカメラ視野であり、これ
は、カメラ１から得られる画面と考えてよい。１２は、
カメラ視野１１から切り出されて示される参照画像領域
であり、ここでは１例として、この領域１２は、カメラ
視野１１のこの図示の位置に存在することを示してい
る。１３は第１フィールド、１４は第２フィールドとし
て示すが、この第１フィールド１３はカメラ視野１１で
の第１フィールドでもあり、第２フィールド１４はカメ
ラ視野１１での第２フィールドでもあると考えてさしつ
かえない。第１フィールド１３が偶数フィールドか奇数
フィールドかは、その参照領域の設定によって決まるも
のである。

【００２１】１５は、参照画像１２の奇数フィールドの
み取り出し、その特徴は残した状態で、更に縮小した縮
小参照画像である。この奇数フィールド縮小参照画像１
５は、検索画像の位置概略検索に用いる。１６は、参照
画像１２の偶数フィールドのみ取り出し、その特徴は残
した状態で、更に縮小した縮小参照画像である。この偶
数フィールド縮小参照画像１６は、検索画像の位置概略
検索に用いる。

【００２２】［検索対象画像による位置検索］図３〜図
５は、この位置検索に用いる説明図で、図３は画像位置
検出タイミングチャート、図４は概略位置検出説明図、
図５は詳細位置検出説明図である。ここで、２１は検索
対象画像、２２は概略画像検索範囲、２３は詳細画像検
索範囲を示す。

【００２３】本実施例による位置検出の高速化手法は、
空き時間を利用して、検索範囲を狭めてしまうことであ
る。ここでは、縮小画像を用いて概略位置検出を行い、
その検索範囲を狭める手法を使う。

【００２４】更に詳しく説明すると、図３において、第
１フィールドが奇数フィールドの場合には、偶数フィー
ルド（ＥＶＥＮ）で入力指示がなされると、画像入力を
始めるまでの入力待ち時間（最大１６．７ｍｓ）経過
後、奇数フィールド（ＯＤＤ）の期間（１６．７ｍｓ）
に、１画面の奇数フィールド全体の画像データを、メモ
リ４に格納する。そして、その直後のａ点から偶数フィ
ールドのメモリ４への画像データ蓄積が開始されるが、
上記ａ点から、上記蓄積した奇数フィールドのデータを
用いて、正規化相関演算モジュール８にて、図４で示さ
れる検索対象画像２１の概略位置検出（奇数概略認識）
が行われる。この検出範囲は、符号２２で示されるよう
に広い範囲に渡って行われる。この奇数概略認識処理に
より、概略的にではあるが、検索対象画像２１の存在範
囲が、符号２３で示される範囲に狭められたことにな
る。

【００２５】ここで、概略認識処理時間は、縮小参照画
像あるいは検索範囲に応じて異なるが、図３のａ〜ｂ間
で終わらせるようにすることは可能である。次に、ｂ点
でＯＤＤとＥＶＥＮの画像データがメモリ４にそろう
と、ｂ点から、図５で示される詳細位置検出（図３の詳
細認識）が、符号２３で示される狭められた範囲内につ
き、正規化相関演算モジュール８にて実行されるもので
ある。この場合、モジュール８で最大相関値をとった位
置が、検索対象画像２１が存在する位置であることは勿
論である。

【００２６】次に図３において、第１フィールドが偶数
フィールドの場合には、原理的に上記奇数フィールドの
場合と同様にして、位置検出処理を行うことができる。
つまり、入力指示、入力待ち時間の経過後、ＥＶＥＮの
始まりから偶数フィールドの画像データの蓄積が開始さ
れ、ｃ点で、カメラ視野１１の全偶数フィールドの画像
データがそろうから、ｃ点から偶数概略認識処理が開始
される。この時ｃ〜ｄ点間では、第２フィールド（奇数
フィールド）の画像データの蓄積が並行して行われてお
り、したがってこのデータがそろうｄ点から、詳細認識
処理が行えるものである。

【００２７】上記概略認識に使用する縮小参照データ
は、画像を取り込んだ場合の第１フィールドが、奇数フ
ィールドか偶数フィールドかにより、例えばタイミング
検出で、奇数フィールド縮小参照データあるいは偶数フ
ィールド縮小参照データを使い分けることができる。

【００２８】以上のような検出処理を行えば、取り込ま
れる第１フィールドの画像データが、偶数フィールドの
場合でも、奇数フイールドの場合でも検出処理が行える
ため、入力指示から画像データの入力開始までの時間
が、最大で１６．７ｍｓで済ますことができる。また、
画像データ入力時間のａ点〜ｂ点の間またはｃ点〜ｄ点
の間に、並行して奇数概略認識又は偶数概略認識処理が
行える。また、図６のごとく、上記概略認識処理で、詳
細認識のための画像検索範囲が、符号２３で示される如
く狭めることができた。これらの理由で、検索対象画像
の位置検索の高速化が図れるものである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したごとく本発明によれば、取
り込まれる画像データの第１フィールドの選択性、画像
入力時間の有効活用、検索対象画像の概略認識を行うこ
とにより、画像位置検出時間が更に高速化できる画像認
識装置の画像位置検出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する構成図。

【図２】同構成の作用説明図。

【図３】同構成の作用説明図。

【図４】同構成の作用説明図。

【図５】同構成の作用説明図。

【図６】従来の画像位置検出の作用説明図。

【符号の説明】

１…カメラ、２…フィールド画像縮小モジュール、３…
縮小画像メモリ、４…入力画像メモリ、５…偶数フィー
ルド縮小参照メモリ、６…奇数フィールド縮小参照メモ
リ、７…画像参照メモリ、８…正規化相関演算モジュー
ル、１１…カメラ視野、１２…参照画像領域、１３…第
１フィールド、１４…第２フィールド、１５、１６…縮
小参照画像、２１…検索対象画像、２２…概略画像検索
範囲、２３…詳細画像検索範囲。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像メモリに入力するカメラ視野の入力画
   像の第１フィールドの画像データの入力を行う第１のス
   テップと、この第１のステップの第１フィールドの画像
   データの入力が完了したら、その直後の第２フィールド
   の画像データの入力中に、前記第１フィールドの画像の
   広範囲に渡り、検索対象画像の特徴を検出可能な前記第
   １フィールドの縮小参照画像データにより、前記検索対
   象画像の概略位置検出を行う第２のステップと、前記概
   略位置検出の結果をもとに、非縮小の参照画像データに
   より、前記第１、第２フィールドの画像の小範囲に渡
   り、前記検索対象画像の詳細位置検出を行う第３のステ
   ップとを具備したことを特徴とする画像認識装置の画像
   位置検出方法。
2. 【請求項２】前記第１フィールドは奇数フィールドであ
   る請求項１に記載の画像認識装置の画像位置検出方法。
3. 【請求項３】前記第１フィールドは偶数フィールドであ
   る請求項１に記載の画像認識装置の画像位置検出方法。
4. 【請求項４】前記第１フィールドが奇数フィールドか偶
   数フィールドかの判別は、前記第１フィールドの画像デ
   ータが取り込まれるタイミングで判別するものである請
   求項１に記載の画像認識装置の画像位置検出方法。
5. 【請求項５】前記位置検出は、正規化相関演算値をもと
   に行うものである請求項１に記載の画像認識装置の画像
   位置検出方法。