JPH0877353A

JPH0877353A - 情報処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0877353A
Application number: JP6208649A
Authority: JP
Inventors: Akiyo Kamimura; 晃代上村; Shinichi Tanaka; 伸一田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】テンプレイトとの相関値が大きい部分を入力画
像より大雑把に獲得し、獲得された部分について詳細な
相関値の比較を行うことにより、高速にかつ正確に相関
マッチング処理を行う。【構成】まず、粗サーチとして、移動間隔ｓでテンプレ
イト（テンプレイトの大きさはｍ）を移動させ夫々の位
置における相関値を獲得する。次に、相関値の大きい順
に所定個数の位置を選択し、これを候補点（図では、白
抜きの四角で示してある）とする。次に、詳細サーチに
おいて、この候補点を中心とした１辺が２×ｓ＋ｍ−１
の正方形の範囲内で候補点を１画素ずつ移動して夫々の
位置における相関値を獲得する。詳細サーチで得られた
相関値に基づいて、相関マッチング位置を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報処理方法及び装置に
関し、特に入力画像とテンプレイト画像との相関マッチ
ングを行う情報処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】相関マッチングは、ＦＡ（Factory Auto
mation）における各種位置合わせや、画像認識等に利用
されている。更に、ステレオ画像から３次元情報を再構
成する場合や、動画像において連続する各フレーム間で
動きの情報を抽出する場合等にも利用される。

【０００３】一般に、相関マッチングでは、入力画像の
部分画像Ｓij（Ｌ，Ｍ）とテンプレイトＴ（Ｌ，Ｍ）の
間で次式で求まる相関値を計算する。

【０００４】

【数１】

【０００５】そして、相関値Ｃijが最も大きい座標
（ｉ，ｊ）をテンプレイトとマッチした点としている。
以上の計算を入力画像の全点について実行するので、計
算に非常に時間がかかる。このため、相関値を計算する
ための専用のハードウェアやＬＳＩが開発され、それを
利用して相関マッチングの計算を行うことが多かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように相関マッチング専用の回路を採用するのでは、シ
ステムが大掛かりとなり、コストがかかるという問題が
あった。そのため、汎用のＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）を用いて高速に相関マッチング処理を実行する装置
が求められている。

【０００７】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、テンプレイトとの相関値が大きい部分を入力
画像より大雑把に獲得し、獲得された部分について詳細
な相関値の比較を行うことにより、高速にかつ正確に相
関マッチング処理を行う情報処理方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】及び

【作用】上記の目的を達成するための本発明による情報
処理装置は、入力画像中のテンプレイト画像とのマッチ
ング位置を抽出する情報処理装置であって、入力画像中
において第１の移動間隔でテンプレイト画像を移動して
夫々の位置における入力画像とテンプレイト画像との相
関値を獲得する獲得手段と、前記獲得手段によって獲得
された相関値のうち、値の大きい相関値を有する位置を
候補点として所定個数選択する選択手段と、前記候補点
の夫々について各候補点を含む移動範囲を設定し、該移
動範囲において前記テンプレイト画像を前記第１の移動
間隔よりも小さい第２の移動間隔で移動し、夫々の位置
における相関値を獲得する第２獲得手段とを備える。

【０００９】上記の構成によれば、入力画像中において
第１の移動間隔でテンプレイト画像を移動することによ
り各位置の相関値を獲得し、相関値の大きい位置を候補
点として選択する。そして、獲得された候補点の周囲に
移動範囲を設定し、この移動範囲において第１の移動間
隔よりも小さい第２の移動間隔でテンプレイト画像を移
動して相関値を獲得する。

【００１０】又、好ましくは、前記第２獲得手段におけ
る前記移動範囲は、当該候補点より上下左右方向に前記
第１の移動間隔を越えない範囲で候補点を移動できる範
囲である。第１獲得手段により既に相関値が獲得済みと
なっている位置について第２獲得手段で重複して計算を
行うことを防止できるからである。

【００１１】又、好ましくは、前記第２獲得手段におけ
る前記第２の移動間隔は、当該入力画像の１画素分であ
る。第２獲得手段において最小単位でテンプレイト画像
を移動することにより精度の良い相関マッチングが行え
るからである。

【００１２】又、好ましくは、前記第２獲得手段で獲得
された相関値のうち最も大きい相関値を有する位置を前
記テンプレイト画像とマッチングした位置として出力す
る出力手段を更に備える。

【００１３】又、好ましくは、前記候補点により設定さ
れた移動範囲が他の候補点によって設定された移動範囲
と重複する場合、これらの移動範囲を内含する最小の矩
形を設定することにより移動範囲の統合を行う統合手段
を更に備える。重複箇所を有する移動範囲分を１つの矩
形に統合することにより、重複箇所における無駄な相関
値の獲得計算を防止できるからである。

【００１４】又、好ましくは、前記統合手段は、統合さ
れた夫々の移動範囲の大きさの総和よりも、統合して得
られた矩形領域の大きさが小さくなる場合に実行され
る。移動範囲の統合により却って計算量が増加すること
を防止し、処理速度が向上するからである。

【００１５】又、好ましくは、あらかじめ与えられたサ
ンプル画像について、各位置における前記テンプレイト
画像との相関値を獲得し、相関値の極大値となる極大点
を求め、極大点間の距離の平均値を前記第１の移動間隔
として獲得する第３獲得手段を更に備える。サンプル画
像により、各入力画像に適した適切な移動間隔が自動的
に得られ、作業性が向上するからである。

【００１６】又、好ましくは、前記第３獲得手段におい
て、所定のしきい値以上の極大値を有する極大点を用い
て、極大点間の距離の平均を計算し、これを前記第１の
移動間隔とする。

【００１７】又、好ましくは、前記第３獲得手段は、各
画素に対する相関値平面を平滑化し、平滑化した相関値
平面から極大値を求めて極大点間の距離の平均を計算
し、これを前記第１の移動間隔とする。

【００１８】更に、上記の目的を達成する本発明の他の
構成による情報処理装置は、入力画像中のテンプレイト
画像とのマッチング位置を抽出する情報処理装置であっ
て、前記入力画像及びテンプレイト画像を所定の率で縮
小し、縮小入力画像及び縮小テンプレイト画像を得る縮
小手段と、前記縮小入力画像中において前記縮小テンプ
レイト画像を所定の移動間隔で移動して夫々の位置にお
ける該縮小入力画像と縮小テンプレイト画像との相関値
を獲得する第１獲得手段と、前記獲得手段によって獲得
された相関値のうち、値の大きい相関値を有する位置を
候補点として所定個数選択する選択手段と、前記入力画
像において、前記候補点に対応する点を含む移動範囲を
設定し、該移動範囲において前記テンプレイト画像を前
記第１移動間隔よりも小さい第２移動間隔で移動し、夫
々の位置における相関値を獲得する第２獲得手段とを備
える。

【００１９】入力画像及びテンプレイト画像の縮小画像
を用いることにより、入力画像全体の各位置について相
関値を大雑把に獲得する。そして、値の大きい相関値を
有する位置に対応する縮小前の元の入力画像の位置に移
動範囲を設定し、この移動範囲において縮小前のテンプ
レイト画像を移動させて相関値を詳細に調べる。

【００２０】又、好ましくは、前記縮小手段は、所定の
サンプリング間隔で抽出された各画素の値を、当該画素
の周囲の、該サンプリング間隔範囲内の画素値の平均値
とすることにより前記入力画像及びテンプレイト画像の
縮小画像を得る。周囲の画素値の平均を採ることによ
り、サンプリングによる情報量の低下を抑えることがで
きるからである。

【００２１】

【実施例】以下に添付の図面を参照して本発明の好適な
実施例を説明する。

【００２２】＜実施例１＞図１は本実施例の相関マッチ
ング装置の構成を示すブロック図である。１００はＣＰ
Ｕであり、本装置全体の制御や後述する相関マッチング
などを実行する。１０１はＲＯＭであり、本相関マッチ
ング装置の全体の制御を規定する制御プログラムや本実
施例の処理を実行する処理プログラム等を格納する。Ｒ
ＯＭ１０１に格納された制御プログラムはＣＰＵ１００
により実行される。１０２はＲＡＭであり、ＣＰＵ１０
０がＲＯＭ１０１に格納された各種プログラムを実行す
る際の作業領域として用いられる。

【００２３】１０４は画像入力部であり、相関マッチン
グを行う対象である入力画像の取り込を行う。画像入力
部１０４は例えば撮像カメラ等を含んで構成される。１
０５はディスクであり、画像入力部１０４から入力され
た入力画像１０５ａや、テンプレイト画像１０５ｂ等を
格納、保持する。１０６はバスであり、上述した各構成
を接続し、相互の情報の授受を可能とする。

【００２４】図２は、本実施例の相関マッチング装置に
おける処理手順の概要を表すフローチャートである。図
２に示されるように、まず、ステップＳ２０１で、相関
マッチング処理を実行するに先立って、処理の対象とな
る入力画像及びテンプレイト画像をディスク１０５より
読み出して、ＲＡＭ１０２に格納する。そして、ステッ
プＳ２０２において、入力画像とテンプレイト画像との
間で後述の相関マッチングの計算が実行される。相関マ
ッチング処理により相関値が得られると、ステップＳ２
０３において、最も相関値が大きい位置とその相関値が
出力される。尚、入力画像は、画像入力部１０４から直
接ＲＡＭ１０２へ書き込まれるようにも構成されてい
る。

【００２５】相関マッチング処理においては、入力画像
とテンプレイト画像を重ね、重なった部分の輝度値を用
いて、従来例で示した（１）式によって相関値を算出す
る。算出された相関値は、重なった部分の入力画像にお
ける座標の画素（例えば重なった部分の左上角）に対応
づけて記憶させる。

【００２６】本実施例では、指定された画素間隔毎にテ
ンプレイトを移動させて相関を調べる粗サーチのステッ
プと、粗サーチの結果求められた候補点の周囲を詳細に
調べる詳細サーチのステップの２段階に分けて、相関マ
ッチングを行なう。ここで、詳細サーチを行なう領域を
詳細サーチ領域と呼ぶことにする。この詳細サーチ領域
においては、１画素毎にテンプレイトを移動させて、相
関値を計算する。

【００２７】図１１は本実施例における相関マッチング
の処理を説明する図である。まず、粗サーチとして、移
動間隔ｓでテンプレイトを移動させ夫々の位置における
相関値を獲得する。次に、相関値の大きい順に所定個数
の位置を選択し、これを候補点とする。図では、白抜き
の四角で示してある。次に、詳細サーチにおいて、この
候補点を中心とした１辺が２×ｓの正方形の範囲内で候
補点を１画素ずつ移動して夫々の位置における相関値を
獲得する。詳細サーチで得られた相関値に基づいて、相
関マッチング位置を得る。

【００２８】次に、本実施例による相関マッチングの計
算方法の詳細を、図３に示す詳細サーチ領域（詳細サー
チをする範囲）及び図４に示すフローチャートを参照し
て説明する。

【００２９】図４は実施例１における相関マッチング処
理（図２のステップＳ２０２に対応する部分）の手順を
表すフローチャートである。まず、ステップＳ４０１に
おいて、一回目の相関値計算後（粗サーチ後）に選択す
べき候補点の個数ｎを設定する。そして、ステップＳ４
０２において、設定された候補点の個数ｎが所定の条件
を満たすか否かを判定し、満たしていれば次のステップ
４０３に進む。もし満たしていないならば、ステップＳ
４０１に戻り、候補点の個数を設定し直す。尚、本例に
おいて候補点の個数ｎの値が満たすべき条件は、「０＜
ｎ≦全画素数」である。

【００３０】次にステップＳ４０３において、粗サーチ
においてテンプレイトを移動させる間隔ｓを設定する。
そして、ステップＳ４０４、ステップＳ４０５におい
て、設定された移動間隔ｓが条件「０＜ｓ＜入力画像の
縦サイズ及び横サイズ」を満たすか否かを判定する。設
定されたｓが条件を満たしていればステップＳ４０７に
進む。一方、移動間隔ｓが条件を満たしていなければス
テップＳ４０３へ戻り、ｓを設定し直す。

【００３１】以上のようにしてｎ及びｓの設定が終了す
ると、ステップＳ４０６に進み、粗サーチが実行され
る。ステップＳ４０６では、ｓ画素ずつテンプレイトを
移動させ、その各点において（１）式による相関値の計
算を行なう。ステップＳ４０６における相関値の計算が
終わると、ステップＳ４０７へ進む。ステップＳ４０７
では、相関値の大きい順にｎ個の座標値を候補点として
選択する。以上のように、ステップＳ４０６及びステッ
プＳ４０７で粗サーチが実行される。

【００３２】次にステップＳ４０８において、選択され
た各候補点について図３に示すような詳細サーチ領域を
決定し、この詳細サーチ領域内でテンプレイトを１画素
ずつずらしながら相関値を計算する。ここで、候補点の
移動範囲は、当該候補点を中心として縦横に２×ｓであ
る。従って、例えばテンプレイトの大きさがｍ×ｍの場
合であれば、１辺が２×ｓの正方形の領域を候補点が移
動する際にカバーされる領域が詳細サーチ領域であり、
図３に示すごとく１辺が２×ｓ＋ｍ−１の大きさの領域
が詳細サーチ領域となる。

【００３３】以上のようにして、夫々の候補点について
その詳細サーチ領域を探索し、最も大きい相関値を有す
る画素の相関値と座標値とを最終結果として出力する
（ステップＳ２０３）。

【００３４】尚、相関値を計算する式は、前述の式
（１）に限られず、相関が高いほど大きな値になる演算
であれば他の式を用いてもよい。また、相関値の高いも
のから指定した候補点数ｎ個分を選択する部分について
は、粗サーチによる全ての相関値を記憶しておき、この
中で大きいほうから順にｎ個を選択して、候補点とすれ
ば良いが、この他にも種々の方法を適用することが可能
である。例えば、相関値及び座標値のｎ個分を保持する
バッファを用意しておき、新たに相関値が算出される度
にこの新たに算出された相関値と該バッファの中の最も
小さい相関値とを比較し、新たに算出された相関値のほ
うが大きければバッファ中の最も小さい相関値とを入れ
替えるように構成しても良い。

【００３５】以上説明したように、本実施例１によれ
ば、いくつかの画素をとばしながら相関値を計算する粗
サーチの段階と、その中から相関値の大きい順に選択さ
れた点の周囲でテンプレイトを１画素ずつずらしながら
相関値を計算する詳細サーチの段階の２段階に相関マッ
チングを分けることにより、高速にかつ正確に相関マッ
チングを行なうことが可能となる。

【００３６】又、各候補点毎の詳細サーチ領域で算出さ
れた最も大きい相関値を有する位置のうち所定の閾値を
越えるものを選択するようにすれば、抽出すべきパター
ン（相関値の大きい位置）がある程度の距離をおいて複
数存在する場合でも、それらを見落とさずに抽出できる
という効果がある。

【００３７】＜実施例２＞実施例２は、上述の実施例１
に詳細サーチ領域を統合する処理を付加したものであ
る。例えば、実施例１の場合、粗サーチにおけるテンプ
レイトの移動間隔がｍであり、詳細サーチ領域が（２ｓ
＋ｍ−１）×（２ｓ＋ｍ−１）であるので、候補点が
（２ｓ＋ｍ−１）以上離れていないと、詳細サーチ領域
が重複することになる。重複した領域については同じ計
算が繰り返されることになり、無駄な処理を含むことに
なる。実施例２はこのような不具合を改善するものであ
る。

【００３８】尚、実施例２の相関マッチング装置の構成
及び動作概要は実施例１（図１及び図２）と同様である
ので、ここでは説明を省略する。

【００３９】図５は実施例２の特徴的な処理手順を表す
フローチャートである。又、図６は実施例２よる統合処
理の状態を説明する図である。

【００４０】図５に示したフローチャートは、実施例１
（図４）のフローチャートのステップＳ４０７とステッ
プＳ４０８との間の部分を表わしており、本実施例２の
動作手順は図４に図５を組み込むことで表わされる。

【００４１】相関値の大きい順にｎ個の候補点を選択し
た後（ステップＳ４０７の終了後）、ステップＳ５０１
において、候補点周囲の詳細サーチ領域が重なっている
かどうか調べる。複数の候補点の詳細サーチ領域が重な
るときはステップＳ５０２へ進む。ステップＳ５０２で
は、この重複部分Ａの総面積ａと、重なっている詳細サ
ーチ領域を含む統合領域を形成するために追加される領
域Ｂの総面積ｂとを比較し、ａ≧ｂならばステップＳ５
０３へ進み、領域の統合を行う。

【００４２】ここで、統合領域の形成とは、図６に示す
ように、重複箇所を有する詳細領域を内部に含む最小の
矩形領域を形成することである。

【００４３】即ち、図６の（ａ）に示すように、ａ≧ｂ
ならば重なっている領域同士を統合して統合領域を形成
し、これを詳細サーチ領域として詳細なサーチを実行す
る。一方、図６の（ｂ）に示すようにａ＜ｂとなる場合
は、詳細サーチ領域に重複領域が存在しても統合は行わ
ない。図６の（ｂ）の場合は、領域の統合を行っても処
理量がかえって増加してしまうからである。

【００４４】以上のようにして詳細サーチ領域を形成し
たならば、ステップＳ４０８へ進み、夫々の詳細サーチ
領域毎に相関値が最大となる位置を検出する。このステ
ップＳ４０８の処理については上述してあるのでここで
は説明を省略する。

【００４５】以上説明したように、本実施例２によれ
ば、候補点領域周囲の領域が重なるとき、それらの領域
を統合することにより、処理量が軽減され、処理の高速
化が図られる。又、詳細サーチ領域の全てを含むように
統合されるので、画素の見落としがない。

【００４６】＜実施例３＞実施例３は、予め与えられた
サンプル画像を基にして粗サーチにおけるテンプレイト
の移動間隔を決めるようにしたものである。即ち、複数
の入力画像に対して代表的なサンプル画像を提供し、こ
のサンプル画像より得られたテンプレイトの移動間隔を
用いて処理を行う。例えば、同じような入力画像から同
一のテンプレイトを用いて繰り返しマッチング処理を行
い、位置検出を行うような場合には、入力画像と類似し
たサンプル画像を得ることは容易である。このような場
合には、本実施例３のようにサンプル画像を用いて粗サ
ーチにおける最適なテンプレイト移動間隔を求めておく
ことにより、実際のマッチング処理が効率良く実行でき
る。

【００４７】次に、図７及び図８を用いて実施例３の動
作を説明する。図７はサンプル画像を基にして粗サーチ
におけるテンプレイトの移動間隔Ｅを計算する処理を表
すフローチャートである。又、図８は、計算された移動
距離Ｅに基づいて行われる入力画像に対する相関マッチ
ング処理を表すフローチャートである。本実施例３で
は、まずサンプル画像を基にして粗サーチにおけるテン
プレイトの移動間隔Ｅを計算し、この計算値を基にして
入力画像に対する相関マッチング処理を行うものであ
る。

【００４８】まず、粗サーチにおけるテンプレイトの移
動距離Ｅの決定手順（図７）を説明する。ステップＳ７
１０でテンプレイトの移動間隔を１に設定する。そし
て、ステップＳ７１１において、予め与えられたサンプ
ル画像について相関値の計算を行う。ここでテンプレイ
トの移動間隔は１に設定されているので、サンプル画像
の全画素に対して相関値が計算されることになる。次に
ステップＳ７１２において、その計算された相関値の極
大点を抽出する。ステップＳ７１３では、抽出された極
大点間の距離の平均値Ｅを計算する。

【００４９】次に、相関マッチング処理の手順（図８）
を説明する。ステップＳ７２０及びステップＳ７２１
で、候補点の個数ｎを設定する。この処理は、実施例１
のステップＳ４０１，Ｓ４０２（図４）と同様である。
候補点の個数ｎの設定を終了すると、ステップＳ７２２
においてテンプレイト画像を入力する。そして、ステッ
プＳ７２３で移動距離Ｅを設定する。ここで、移動距離
Ｅは、上述のステップＳ７１３で算出された値である。

【００５０】次に、本処理が終了でないならばステップ
Ｓ７２４からステップＳ７２５へ進む。ステップＳ７２
５では入力画像を入力する。そして、ステップＳ７２６
でテンプレイトをＥずつ移動させて、相関値の計算を行
う。即ち、移動距離Ｅにて粗サーチを実行する。粗サー
チを終了するとステップＳ７２７へ進み、相関値の大き
い順にｎ個の座標値を選択し、候補点の抽出を行う。

【００５１】ステップＳ７２８では、抽出された各候補
点について詳細サーチを実行する。そして、ステップＳ
７２９では、この詳細サーチの結果、最も相関値の大き
かった位置及びその相関値を出力する。入力画像が複数
ある場合にはステップＳ７２４のＮＯ分岐を経てステッ
プＳ７２５〜ステップＳ７２９の処理が繰り返される。
一方、入力画像が無くなればステップＳ７２４のＹＥＳ
分岐を経て本処理を終了する。

【００５２】以上のように実施例３によれば、複数の入
力画像に対して代表的なサンプル画像を提供し、このサ
ンプル画像より得られたテンプレイトの移動間隔を用い
て処理を行う。例えば、同じような入力画像から同一の
テンプレイトを用いて繰り返しマッチング処理を行な
い、位置検出を行なうような場合には、入力画像の一つ
をサンプル画像として提供し、粗サーチにおける好適な
移動間隔得ておく。そして、この粗サーチ間隔を用いて
入力画像とテンプレイトとの相関マッチングを実行す
る。従って、入力画像に応じた適切な粗サーチ間隔を用
いてマッチング処理が行われるので、処理の効率が向上
する。

【００５３】尚、極大点を抽出する場合に、相関値の値
を座標に対応づけた相関値平面から直接極大値を抽出し
てもよいが、相関値平面を平滑化したり、しきい値を利
用して一定の値以下のものは極大値とはみなさないよう
に処理してから極大値を求めてもよい。

【００５４】また、粗サーチの移動間隔として、極大点
間の距離の平均を利用することにより、粗サーチの効率
を向上することができる。例えば、極大点間の距離より
も大幅に小さい距離をテンプレート移動間隔に選ぶと、
粗サーチにおいて同じ極大点が何度も抽出されてしま
い、効率が低下する。又、粗サーチの間隔を極大点より
も大きくすると、極大点を見落としてしまうおそれがあ
る。但し、テンプレイトの移動間隔をテンプレイトの大
きさ以上とすると、サーチされない領域ができてしまう
ので、最大でもテンプレイトの大きさとするべきであ
る。

【００５５】尚、本実施例３は実施例２とも組み合わせ
られることはいうまでもない。

【００５６】＜実施例４＞本実施例４は、入力画像及び
テンプレイトを指定されたサンプリング間隔でサンプリ
ングすることにより得られる縮小画像を用いて粗サーチ
を実行するものである。実施例４の相関マッチング装置
の構成及び動作概要は実施例１（図１及び図２）と同様
であり、ここでは説明を省略する。

【００５７】以下に、実施例４の動作を図９のフローチ
ャートを参照して説明する。図９は実施例４の処理手順
を表すフローチャートであり、図２のステップＳ２０２
の処理の詳細を表している。

【００５８】ステップ２０１にて入力画像及びテンプレ
イト画像が入力されるとステップＳ８０１へ進む。ステ
ップＳ８０１において、入力画像のサンプリング間隔ｋ
を設定する。ｋが条件（０＜ｋ≦テンプレイトの縦・横
サイズ）を満たすか否かを判断し、条件を満足すればス
テップＳ８０２、Ｓ８０３を経てステップＳ８０４へ進
む。ｓが条件を満たさないならばステップＳ８０１へ戻
り、サンプリング間隔ｋの設定をやり直す。

【００５９】ステップＳ８０４では、候補領域の個数ｎ
を設定する。ｎが条件（０＜ｎ≦候補領域の周囲でサン
プリング間隔の長さを越えない範囲をもつ領域の個数）
を満たせば、ステップＳ８０５からステップＳ８０６へ
進む。ｎが条件を満たさない場合は、ステップＳ８０４
の前に戻りｎを設定し直す。以上の設定が終了するとス
テップＳ８０６へ進み、入力画像及びテンプレイトの夫
々の画素値をｋ×ｋ領域毎に平均化し、これを１画素と
する縮小画像（１／ｋの縮小画像となる）を生成する。

【００６０】ステップＳ８０７において、入力画像及び
テンプレイトの夫々の縮小画像の各画素値を調べ、これ
らの相関値を計算する（ステップＳ８０８）。相関値計
算が終了したら、ステップＳ８０９において、計算結果
から相関値の大きい順にｎ個の候補領域を選択する。そ
して、ステップＳ８１０において、平均化する前の入力
画像及びテンプレイト（即ちオリジナルの入力画像及び
テンプレイト）を用いて、候補領域の周囲のサンプリン
グ間隔の長さを越えない範囲で１画素ずつテンプレイト
を移動しながら相関値を計算する。詳細サーチの手順は
実施例１で説明したのでここでは省略する。尚、詳細サ
ーチ領域の大きさは、テンプレイトの大きさをｍ×ｍと
すれば、１辺が２×ｋ＋ｍ−１の正方形の領域となる
（図３参照）。

【００６１】以上説明したように、実施例４によれば、
粗サーチにおいて、入力画像とテンプレイトを指定され
たサンプリング間隔で縮小し、得られた縮小画像を利用
して相関を計算する。このため、処理の高速化が図れ
る。又、単純に一定間隔でサンプリングする縮小方法で
は、周波数が高い画像の場合には画像の情報量が大幅に
低下してしまい、最大の相関値を有する座標を見落とし
てしまう可能性がある。しかし、本実施例４では、縮小
する際に近傍領域の画素値の平均値を利用しているの
で、縮小した場合に情報量の低下が抑えられ、このよう
な見落としを低減することを可能としている。但し、縮
小した場合に情報量が大幅に低下するようなテンプレイ
トの場合には、実施例４の方法を用いるよりも実施例１
乃至実施例３に示した手法を用いるほうが効率的であ
る。

【００６２】尚、実施例４も実施例２、３と組み合わせ
て実現できることはいうまでもない。

【００６３】又、実施例１〜実施例４の粗サーチ、詳細
サーチにおいて、テンプレイトを移動させたときに、図
１０の（ａ）に示されるように入力画像の境界部分でテ
ンプレイトが入力画像からはみ出してしまう場合があ
る。このようなときには、図１０の（ｂ）に示されるよ
うに、入力画像からテンプレイトがはみ出さない位置ま
でテンプレイトを移動するようにすればよい。

【００６４】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても１つの機器からなる装置に適用し
ても良い。また、本発明はシステム或いは装置に本発明
により規定される処理を実行させるプログラムを供給す
ることによって達成される場合にも適用できることはい
うまでもない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力画像とテンプレイトとの相関マッチングにおいて、ま
ず、テンプレイトとの相関値が大きい部分を入力画像よ
り大雑把に獲得し、獲得された部分について詳細な相関
値の比較を行うことにより、高速にかつ正確な相関マッ
チング処理が可能となる。

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の相関マッチング装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】実施例１の相関マッチング処理手順の概要を表
すフローチャートである。

【図３】実施例１における詳細サーチ領域を説明する図
である。

【図４】実施例１における相関マッチング処理の手順を
表すフローチャートである。

【図５】実施例２の特徴的な処理手順を表すフローチャ
ートである。

【図６】実施例２よる統合処理の状態を説明する図であ
る。

【図７】サンプル画像を基にして粗サーチにおけるテン
プレイトの移動間隔Ｅを計算する処理を表すフローチャ
ートである。

【図８】計算された移動距離Ｅに基づいて行われる入力
画像に対する相関マッチング処理を表すフローチャート
である。

【図９】実施例４の特徴的な処理手順を表すフローチャ
ートである。

【図１０】画像の境界部分におけるテンプレイトの移動
方法を説明する図である。

【図１１】本実施例における相関マッチングの処理を説
明する図である。

【符号の説明】

１００ＣＰＵ１０１ＲＯＭ１０２ＲＡＭ１０４画像入力部１０５ディスク１０５ａ入力画像１０５ｂテンプレイト画像１０６ＣＰＵバス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像中のテンプレイト画像とのマッ
チング位置を抽出する情報処理装置であって、入力画像中において第１の移動間隔でテンプレイト画像
を移動して夫々の位置における入力画像とテンプレイト
画像との相関値を獲得する獲得手段と、前記獲得手段によって獲得された相関値のうち、値の大
きい相関値を有する位置を候補点として所定個数選択す
る選択手段と、前記候補点の夫々について各候補点を含む移動範囲を設
定し、該移動範囲において前記テンプレイト画像を前記
第１の移動間隔よりも小さい第２の移動間隔で移動し、
夫々の位置における相関値を獲得する第２獲得手段とを
備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】前記第２獲得手段における前記移動範囲
は、当該候補点より上下左右方向に前記第１の移動間隔
を越えない範囲で候補点を移動できる範囲であることを
特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】前記第２獲得手段における前記第２の移
動間隔は、当該入力画像の１画素分であることを特徴と
する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】前記第２獲得手段で獲得された相関値の
うち最も大きい相関値を有する位置を前記テンプレイト
画像とマッチングした位置として出力する出力手段を更
に備えることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装
置。
【請求項５】前記候補点により設定された移動範囲が
他の候補点によって設定された移動範囲と重複する場
合、これらの移動範囲を内含する最小の矩形を設定する
ことにより移動範囲の統合を行う統合手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】前記統合手段は、統合された夫々の移動
範囲の大きさの総和よりも、統合して得られた矩形領域
の大きさが小さくなる場合に実行されることを特徴とす
る請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】あらかじめ与えられたサンプル画像につ
いて、各位置における前記テンプレイト画像との相関値
を獲得し、相関値の極大値となる極大点を求め、極大点
間の距離の平均値を前記第１の移動間隔として獲得する
第３獲得手段を更に備えることを特徴とする請求項１に
記載の情報処理装置。
【請求項８】前記第３獲得手段において、所定のしき
い値以上の極大値を有する極大点を用いて、極大点間の
距離の平均を計算し、これを前記第１の移動間隔とする
ことを特徴とする請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】前記第３獲得手段は、各画素に対する相
関値平面を平滑化し、平滑化した相関値平面から極大値
を求めて極大点間の距離の平均を計算し、これを前記第
１の移動間隔とすることを特徴とした請求項７に記載の
情報処理装置。
【請求項１０】入力画像中のテンプレイト画像とのマ
ッチング位置を抽出する情報処理装置であって、前記入力画像及びテンプレイト画像を所定の率で縮小
し、縮小入力画像及び縮小テンプレイト画像を得る縮小
手段と、前記縮小入力画像中において前記縮小テンプレイト画像
を第１の移動間隔で移動して夫々の位置における該縮小
入力画像と縮小テンプレイト画像との相関値を獲得する
獲得手段と、前記獲得手段によって獲得された相関値のうち、値の大
きい相関値を有する位置を候補点として所定個数選択す
る選択手段と、前記入力画像において、前記候補点に対応する点を含む
移動範囲を設定し、該移動範囲において前記テンプレイ
ト画像を前記第１移動間隔よりも小さい第２移動間隔で
移動し、夫々の位置における相関値を獲得する第２獲得
手段とを備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項１１】前記縮小手段は、所定のサンプリング
間隔で抽出された各画素の値を、当該画素の周囲の、該
サンプリング間隔範囲内の画素値の平均値とすることに
より前記入力画像及びテンプレイト画像の縮小画像を得
ることを特徴とする請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項１２】入力画像中のテンプレイト画像とのマ
ッチング位置を抽出する情報処理方法であって、入力画像中において第１の移動間隔でテンプレイト画像
を移動して夫々の位置における入力画像とテンプレイト
画像との相関値を獲得する獲得工程と、前記獲得工程によって獲得された相関値のうち、値の大
きい相関値を有する位置を候補点として所定個数選択す
る選択工程と、前記候補点の夫々について各候補点を含む移動範囲を設
定し、該移動範囲において前記テンプレイト画像を前記
第１の移動間隔よりも小さい第２の移動間隔で移動し、
夫々の位置における相関値を獲得する第２獲得工程とを
備えることを特徴とする情報処理方法。
【請求項１３】入力画像中のテンプレイト画像とのマ
ッチング位置を抽出する情報処理方法であって、前記入力画像及びテンプレイト画像を所定の率で縮小
し、縮小入力画像及び縮小テンプレイト画像を得る縮小
工程と、前記縮小入力画像中において前記縮小テンプレイト画像
を縮小画像中の１画素単位で移動して夫々の位置におけ
る該縮小入力画像と縮小テンプレイト画像との相関値を
獲得する獲得工程と、前記獲得工程によって獲得された相関値のうち、値の大
きい相関値を有する位置を候補点として所定個数選択す
る選択工程と、縮小前の前記入力画像において、前記候補点に対応する
点を含む移動範囲を設定し、該移動範囲において前記テ
ンプレイト画像を１画素間隔で移動し、夫々の位置にお
ける相関値を獲得する第２獲得工程とを備えることを特
徴とする情報処理方法。