JPH1021391A - 画像照合方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転し、平行移動し、拡大（縮小）された画像
を照合する際に、必要となるメモリ容量を低減しつつ、
複雑な画像の照合を迅速に行うことができる画像照合方
法及び装置を提供する。 【解決手段】θ−ｑ平面作成部１２がエッジ検出部１
３、ハフ変換処理部１４、フーリエ変換処理部１５およ
び対数座標変換処理部１９を用いて入力画像に対応する
ｈ1（θ，ρ）及びＨ1（θ，ｐ）を作成し、さらにこれ
を対数座標変換してＨ1（θ，ｑ）を作成し、移動量算
出部１６がこのＨ1（θ，ｑ）と参照データ記憶部１７
に記憶したＨ0（θ，ｑ）を比較してθ−ｑ平面レベル
で回転角および拡大・縮小率を求め、該回転角および拡
大・縮小率に基づいてθ−ρ平面レベルで平行移動量を
算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基準となる図形等
のパターンが撮像された参照画像と検査対象の図形等が
撮像された入力画像の画像照合を行う画像照合方法及び
装置に関し、特に入力画像が参照画像に対して回転し、
平行移動し、拡大・縮小している場合に、該入力画像の
参照画像に対する回転角、平行移動量および拡大・縮小
率を高速に算出して、この算出結果に基づいて両画像を
照合する画像照合方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】予め登録された参照画像と、画像入力装
置等から入力された入力画像を照合するためには、画像
相互間での相対的な回転角、平行移動量および拡大・縮
小率を算出する必要がある。これらを算出するために、
一般化ハフ（Hough）変換という手法が広く用いられ
る。

【０００３】この種の技術として例えば特開昭６２−７
７６８９号公報に開示されたものがあり、この公報は、
一般化ハフ変換を高速に実行し得る回路をハードウエア
で実現した一般化ハフ変換回路を開示している。

【０００４】この一般化ハフ変換とは、任意の図形を画
像中から検出するための画像処理技術であり、回転角、
平行移動量、拡大・縮小率の４次元のパラメータ空間に
投票する方式である。

【０００５】すなわち、一般化ハフ変換では、回転、平
行移動し、拡大・縮小した画像の照合を行う際に、回
転、平行移動、拡大・縮小に対応するパラメータ空間に
４次元のメモリを用意する。そして、参照画像と入力画
像のエッジ点間のすべての組合せについて、回転、平行
移動、拡大・縮小のパラメータを求め、パラメータ空間
に投票する処理を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、一般化ハ
フ変換によれば、回転、平行移動、拡大・縮小に対応す
る４次元のパラメータ空間に対応すべく、４次元のメモ
リを用意する必要があるため、メモリ容量が膨大にな
り、コストが膨大なものになるという問題が招来する。

【０００７】例えば、平行移動を１画素の分解能で、回
転角を１度の分解能で求めるためには、画像サイズを２
５６画素×２５６画素としたとき、パラメータ空間用に
数１００メガバイトのメモリ容量が要求される。

【０００８】また、かかる一般化ハフ変換では、入力画
像と参照画像の各エッジ点間の全ての組合せから回転
量、平行移動量、拡大・縮小率を求めるようにしている
ため、入力画像と参照画像のエッジ数の増加に伴ってエ
ッジ点間の組合せが増大しこれによって処理時間も増大
するという問題が招来する。つまりエッジ数が多い複雑
な図形等の照合には時間がかかるという問題が発生す
る。

【０００９】本発明は、こうした実状に鑑みてなされた
ものであり、回転し、平行移動し、拡大・縮小した画像
を照合する際に、メモリ容量を小さくでき、かつ複雑な
図形等が撮像された画像を照合する場合であっても処理
を迅速に行うことができるようにすることを解決課題と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の主たる
発明では、参照画像に対する入力画像の回転角ψ、平行
移動量（ｘΔ,ｙΔ）および拡大・縮小率ｓをそれぞれ
算出し、該算出結果に基づいて参照画像と入力画像の画
像照合を行うようにした画像照合方法において、前記参
照画像および前記入力画像のそれぞれについてエッジ方
向画像を生成するステップと、前記参照画像についての
エッジ方向画像に対してθ−ρハフ変換を行って参照θ
−ρ平面データを生成するとともに、前記入力画像につ
いてのエッジ方向画像に対してθ−ρハフ変換を行って
入力θ−ρ平面データを生成するステップと、前記参照
画像についての参照θ−ρ平面データをフーリエ変換し
て参照θ−ｐ平面データを生成するとともに、前記入力
画像についての入力θ−ρ平面データをフーリエ変換し
て入力θ−ｐ平面データを生成するステップと、前記入
力θ−ｐ平面のｐ軸と前記参照θ−ｐ平面のｐ軸のそれ
ぞれを、ｑ軸に対数座標変換することにより、参照θ−
ｑ平面に対して入力θ−ｑ平面が、ｑ軸方向に前記拡大
・縮小率ｓに応じた量だけシフトするように、当該参照
θ−ｑ平面データおよび入力θ−ｑ平面データを生成す
るステップと、前記参照θ−ｑ平面データと入力θ−ｑ
平面データとを突き合わせて２次元画像マッチング処理
することにより、参照θ−ｑ平面に対する入力θ−ｑ平
面のθ軸方向のシフト量を前記回転角ψとして算出する
とともに、参照θ−ｑ平面に対する入力θ−ｑ平面のｑ
軸方向のシフト量を前記拡大・縮小率ｓとして算出する
ステップと、前記算出された回転角ψおよび拡大・縮小
率ｓを用いて前記参照θ−ρ平面に対する前記入力θ−
ρ平面のθ軸方向のシフト量およびρ軸方向の拡大・縮
小率を補正し、この補正された参照θ−ρ平面データと
前記入力θ−ρ平面データの各θにおいて相互相関係数
を求め、逆ハフ変換を行って前記平行移動量（ｘΔ,ｙ
Δ）を算出するステップと具えるようにしている。

【００１１】また、本発明の別の発明では、上述した画
像照合方法と同様な画像照合装置において、前記参照画
像に関するデータを予め記憶しておく記憶手段と、前記
入力画像を外部より入力する入力手段とを更に具えるよ
うにしている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１３】図１は、本実施の形態で用いる画像照合装
置１０の構成を示す図である。

【００１４】図１に示すように、この画像照合装置１０
は、予め準備した参照画像と入力画像から、ハフ変換に
より得られるθ−ρ平面データをさらにフーリエ変換し
てθ−ｐ平面データ、更にθ−ｑ平面データを算出し、
このθ−ｑ平面レベルで回転角および拡大・縮小率を求
めるとともに、求めた回転角、拡大・縮小率を用いてθ
−ρ平面レベルで平行移動量を求めるよう構成したもの
である。

【００１５】具体的には、この画像照合装置１０は、入
力手段としての画像入力部１１と、θ−ｑ平面作成部１
２と、エッジ画像生成手段としてのエッジ検出部１３
と、ハフ変換手段としてのハフ変換処理部１４と、フー
リエ変換手段としてのフーリエ変換処理部１５と、回転
角および拡大・縮小率算出手段ないしは平行移動量算出
手段としての移動量算出部１６と、記憶手段としての参
照データ記憶部１７と、逆ハフ変換処理部１８と、対数
座標変換手段としての対数座標変換処理部１９とからな
る。

【００１６】尚、前記エッジ画像生成手段と、ハフ変換
手段と、フーリエ変換手段と、対数座標変換手段は、各
々、θ−ｑ平面作成部１２を含む。

【００１７】すなわち、θ−ｑ平面作成部１２では、エ
ッジ方向画像を作成する際にエッジ検出部１３を使用
し、θ−ρ平面データを作成する際にはハフ変換処理部
１４を使用し、θ−ｐ平面データを作成する際にはフー
リエ変換処理部１５を使用し、更に対数座標変換処理部
１９を使用して対数座標変換処理を行い、θ−ｐ平面デ
ータをθ−ｑ平面データに変換する。

【００１８】画像入力部１１は、予め準備した参照濃度
画像Ｒ（ｘ，ｙ）と入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）を入力す
る処理部であり、入力された各画像をθ−ｑ平面作成部
１２に出力する。

【００１９】θ−ｑ平面作成部１２は、エッジ検出部１
３、ハフ変換処理部１４、フーリエ変換処理部１５およ
び対数座標変換処理部１９を用いて、入力された画像か
らエッジ方向画像、θ−ρ平面データ、θ−ｐ平面デー
タおよびθ−ｑ平面データを順次作成し、θ−ρ平面デ
ータ及びθ−ｑ平面データを移動量算出部１６に出力す
る。

【００２０】具体的には、エッジ検出部１３を用いて入
力された画像からエッジ方向画像を作成し、その後ハフ
変換処理部１４を用いてエッジ方向画像をハフ変換す
る。さらに、このハフ変換により得られるθ−ρ平面デ
ータをフーリエ変換処理部１５を用いてフーリエ変換
し、θ−ｐ平面データを作成し、さらに対数座標変換処
理部１９を用いてｐ軸をｑ軸に対数座標変換して、θ−
ｑ平面データを作成する。

【００２１】すなわち、このθ−ｑ平面作成部１２で
は、入力された画像が参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）である
場合には、該Ｒ（ｘ，ｙ）に対応する参照θ−ｑ平面デ
ータを作成し、また入力された画像が入力濃度画像Ｉ
（ｘ，ｙ）である場合には、該Ｉ（ｘ，ｙ）に対応する
入力θ−ｑ平面データを作成する。

【００２２】例えば、入力された画像がＲ（ｘ，ｙ）で
ある場合には、まず最初にエッジ検出部１３を用いて参
照エッジ方向画像Ｒｅ（ｘ，ｙ）を作成し、次に、この
Ｒｅ（ｘ，ｙ）をハフ変換処理部１４によりハフ変換
し、参照θ−ρ平面データｈ0（θ，ρ）を作成する。
さらに、このｈ0（θ，ρ）をフーリエ変換処理部１５
を用いてフーリエ変換し、参照θ−ｐ平面データＨ0
（θ，ｐ）を作成し、さらに、このＨ0（θ，ｐ）を対
数座標変換処理部１９により対数座標変換して、参照θ
−ｑ平面データＨ0（θ，ｑ）を作成する。

【００２３】ｈ0（θ，ρ）及びＨ0（θ，ｑ）を受け取
った移動量算出部１６は、このｈ0（θ，ρ）及びＨ0
（θ，ｑ）を参照データとして、参照データ記憶部１７
に格納する。

【００２４】エッジ検出部１３は、濃度画像に対してガ
ウスラプラシアンフィルターを適用して、ガウスラプラ
シアンフィルターの正負の符号がｘ軸方向又はｙ軸方向
に変化する点（以下「ゼロクロス点」と言う。）を求め
てエッジ点を検出するとともに、かかるゼロクロス点の
位置に対してソーベルオペレータを適用することにより
ノイズの除去を図りつつエッジ強度Ｅｍ及びエッジ方向
Ｅθを算定し、該エッジ強度Ｅｍが所定のしきい値以上
であることを条件としてそのエッジ方向Ｅθをエッジ方
向画像に格納する処理部である。

【００２５】具体的には、本発明では、特開平５−１５
１３５２号公報に開示されるゼロクロス点に基づくエッ
ジ検出方法を用いて、Ｒ（ｘ，ｙ）に対応するＲｅ
（ｘ，ｙ）およびＩ（ｘ，ｙ）に対応するＩｅ（ｘ，
ｙ）を作成する。

【００２６】ハフ変換処理部１４は、エッジ検出部１３
が作成したエッジ方向画像をハフ変換してθ−ρ平面デ
ータを作成する処理部であり、具体的には、Ｒｅ（ｘ，
ｙ）に対応するｈ0（θ，ρ）およびＩｅ（ｘ，ｙ）に
対応するｈ1（θ，ρ）を作成する。

【００２７】フーリエ変換処理部１５は、ハフ変換処理
部１４が作成したθ−ρ平面データをフーリエ変換して
θ−ｐ平面データを作成する処理部であり、具体的に
は、ｈ0（θ，ρ）に対応するＨ0（θ，ｐ）およびｈ1
（θ，ρ）に対応するＨ1（θ，ｐ）を作成する。

【００２８】対数座標変換処理部１９は、フーリエ変換
処理部１５が作成したθ−ｐ平面のｐ軸を、対数座標軸
ｑ軸に対数座標変換処理する処理部であり、具体的に
は、Ｈ0（θ，ｐ）に対応するＨ0（θ，ｑ）およびＨ1
（θ，ｐ）に対応するＨ1（θ，ｑ）を作成する。

【００２９】移動量算出部１６は、θ−ｑ平面作成部１
２から入力される入力データｈ1（θ，ρ）及びＨ1
（θ，ｑ）と参照データ記憶部１７に格納された参照デ
ータｈ0（θ，ρ）及びＨ0（θ，ｑ）を用いて、入力濃
度画像Ｉ（ｘ，ｙ）に含まれる図形（検査対象物）の、
参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に含まれる図形（基準となる
形状パターン）に対する回転角、平行移動量および拡大
・縮小率を算出しこれを出力する処理部である。

【００３０】具体的には、この移動量算出部１６は、ハ
フ変換を行ったθ−ρ平面をさらにフーリエ変換したθ
−ｑ平面レベルで回転角および拡大・縮小率を算出する
とともに、これら回転角および拡大・縮小率により補正
されたθ−ρ平面レベルで平行移動量を算出する。この
ようにθ−ρ平面をさらにフーリエ変換し、補正したθ
−ρ平面で平行移動量を算出した理由は、まず、平行移
動の影響を除去した上で回転角および拡大・縮小率を迅
速に求め、その後これら回転角、拡大・縮小率の影響を
除去した上で平行移動量を迅速に求めるためである。

【００３１】また、この移動量算出部１６が、参照デー
タすなわちｈ0（θ，ρ）及びＨ0（θ，ｑ）をθ−ｑ平
面作成部１２から受け取った場合には、かかる参照デー
タを参照データ記憶部１７に記憶する処理を行う。この
ため、その細部の説明は省略するが、θ−ｑ平面作成部
１２が移動量算出部１６に対して参照データを出力する
際には、出力するデータが参照データであることを示す
識別フラグ等を当該参照データに付与するようにしてい
る。

【００３２】参照データ記憶部１７は、参照濃度画像Ｒ
（ｘ，ｙ）に対応するθ−ρ平面データｈ0（θ，ρ）
及びθ−ｑ平面データＨ0（θ，ｑ）を参照データとし
て記憶する記憶部であり、かかる参照データは移動量算
出部１６によりアクセスされる。

【００３３】逆ハフ変換処理部１８は、移動量算出部１
６が平行移動量を算出する際に使用する処理部であり、
具体的には、この移動量算出部１６が参照θ−ρ平面と
入力θ−ρ平面との間で算出した相関係数を記憶したρ
相互相関画像Ｃρ（θ，ρ）について逆ハフ変換を実行
する。

【００３４】このように、この画像照合装置１０は、参
照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）と入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）を
照合する際に、それぞれハフ変換を行った後にフーリエ
変換してθ−ｑ平面レベルで回転角および拡大・縮小率
を求めるとともに、該回転角および拡大・縮小率に基づ
いてθ−ρ平面レベルで平行移動量を算出するものであ
る。

【００３５】次に、上記画像照合装置１０の処理手順に
ついて説明する。ただし、ここでは、参照データは既に
参照データ記憶部１０に設定済みであるものとする。

【００３６】図２は、図１に示す画像照合装置１０の処
理手順を示すフローチャートである。

【００３７】同図２に示すように、この画像照合装置１
０は、入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）が入力されると、θ−
ｑ平面作成部１２がエッジ検出部１３を用いてＩ（ｘ，
ｙ）からエッジ方向画像Ｉｅ（ｘ，ｙ）を作成する（ス
テップ２０１）。

【００３８】そして、θ−ｑ平面作成部１２は、ハフ変
換処理部１４を用いてＩｅ（ｘ，ｙ）をハフ変換してθ
−ρ平面データｈ1（θ，ρ）を作成した後（ステップ
２０２）、フーリエ変換部１５を用いてｈ1（θ，ρ）
をさらにフーリエ変換しθ−ｐ平面データＨ1（θ，
ｐ）を作成する（ステップ２０３）。

【００３９】さらに、θ−ｑ平面作成部１２は、対数座
標変換処理部１９を用いてθ−ｐ平面（θ，ｐ）のｐ軸
を、ｑ軸という対数座標軸に対数座標変換して、θ−ｑ
平面データＨ1（θ，ｑ）を作成する（ステップ２０
４）。

【００４０】そして、移動量算出部１６は、予め作成し
参照データ記憶部１７に予め記憶しておいた同様な対数
座標変換後の参照データＨ0（θ，ｑ）を当該参照デー
タ記憶部１７から読み出す（ステップ２０５）。

【００４１】ついで、ステップ２０４で作成されたフー
リエ対数座標変換画像Ｈ1（θ，ｑ）と、ステップ２０
５で参照データ記憶部１７から読み出されたフーリエ対
数座標変換画像Ｈ0（θ，ｑ）とを用いて、これらの２
次元相関係数Ｃr（θ，ｑ）を計算する（ステップ２０
６）。

【００４２】そして、この２次元相関係数Ｃr（θ，
ｑ）が最大となるθ、ｑの位置より回転角ψ、拡大・縮
小率ｓを求める（ステップ２０７）。

【００４３】次に、この移動量算出部１６は、これら回
転角ψおよび拡大・縮小率ｓに基づいて参照θ−ρ平面
に対する入力θ−ρ平面のθ軸方向のシフト量およびρ
軸方向の拡大・縮小率を補正し、この補正した参照θ−
ρ平面データｈ0（θ，ρ）と入力θ−ρ平面データｈ1
（θ，ρ）の各θについてρ軸方向にシフトしながら正
規化相関係数を計算し、その相関係数の最大値の位置を
検出して、相関係数を記憶したρ相互相関画像Ｃρ
（θ，ρ）を作成する（ステップ２０８）。

【００４４】そして、移動量算出部１６は、逆ハフ変換
処理部１８を用いてρ相互相関画像Ｃρ（θ，ρ）を逆
ハフ変換して逆ハフ変換画像Ｉｎｖ（ｘ，ｙ）を作成
し、その最大値の位置を求めて平行移動量（ｘΔ,ｙ
Δ）を算出する（ステップ２０９）。

【００４５】上記一連の処理を行うことにより、θ−ｑ
平面レベルで回転角ψおよび拡大・縮小率ｓを求めると
ともに、該回転角ψおよび拡大・縮小率ｓに基づいてθ
−ρ平面レベルで平行移動量（ｘΔ,ｙΔ）を求めるこ
とが可能となる。なお、上記処理手順においては、Ｒｅ
（ｘ，ｙ）、ｈ0（θ，ρ）、Ｈ0（θ，ｐ）、Ｈ0
（θ，ｑ）の作成手順についての説明を省略したが、こ
れらについても、入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）の場合と同
様にステップ２０１〜２０４を実行することにより作成
することができる。

【００４６】次に、図２のステップ２０１に示すエッジ
方向画像の作成手順について具体的に説明する。

【００４７】図３は、図２のステップ２０１のエッジ方
向画像の作成手順を示すフローチャートである。

【００４８】図３に示すように、エッジ検出部１３で
は、まず最初にゼロクロス点を求めるために、入力濃度
画像Ｉ（ｘ，ｙ）に対して次式に示すガウスラプラシア
ンフィルターを適用し、ラプラシアン画像Ｉｇ（ｘ，
ｙ）を作成する（ステップ３０１）。

【００４９】 そして、Ｉｇ（ｘ，ｙ）の注目画素が負で、かつ、その
４近傍の画素のうち少なくとも１つの画素の画素値が正
であるか否かを確認し（ステップ３０２）、かかる条件
が成立する場合には、Ｉ（ｘ，ｙ）に対してソーベル
（Sobel ）の微分オペレータを適用してエッジ強度Ｅｍ
を算出する（ステップ３０３）。

【００５０】そして、このエッジ強度Ｅｍが所定のしき
い値以上であれば、エッジ方向Ｅθを計算してエッジ方
向画像Ｉｅ（ｘ，ｙ）に格納し、しきい値未満の場合に
は、次画素の処理に移行する（ステップ３０５）。

【００５１】このように、上記ゼロクロス点は、σの値
を小さくして画像の詳細なエッジを検出しようとすると
ノイズのエッジ点に対応するものが多くなるという性質
を有するため、かかるノイズのゼロクロス点の位置に対
してソーベルオペレータを適用することにより、ノイズ
のゼロクロス点の除去を図っている。

【００５２】そして、注目画素を移行させながらかかる
ステップ３０２〜３０５の処理を繰り返し（ステップ３
０６）、全ての画素に対する処理を終了したならば、こ
のエッジ方向画像処理を終了する。

【００５３】このように、このエッジ検出部１３は、特
開平５−１５１３５２号公報に開示されたエッジ検出方
法と同様の手法を用いてエッジ方向画像Ｉｅ（ｘ，ｙ）
を作成している。

【００５４】なお、上記ソーベルの微分オペレータは、
図４に示すように、ｘ方向のマスクオペレータ４０とｙ
方向のマスクオペレータ４１から構成され、ｘ方向のマ
スクオペレータ４０からの出力をＭｘ、ｙ方向のマスク
オペレータ４１からの出力をＭｙとすると、エッジ強度
Ｅｍ及びエッジ方向Ｅθは次式により算出される。

【００５５】 また、ここでは、ソーベルの微分オペレータを用いた場
合について説明したが、ロバーツ（Robert）やロビンソ
ン（Robinson）等の各種微分オペレータを適用すること
も可能である。

【００５６】次に、図２のステップ２０２に示すθ−ρ
平面データの作成手順について具体的に説明する。

【００５７】図５は、図２のステップ２０２のθ−ρ平
面データの作成手順を示すフローチャートである。

【００５８】図５に示すように、ハフ変換処理部１４
は、エッジ方向画像Ｉｅ（ｘ，ｙ）が入力されると（ス
テップ５０１）、このＩｅ（ｘ，ｙ）がエッジ点である
か否かを確認し（ステップ５０２）、エッジ点である場
合には、角度変数θを θ＝Ｅθ−Δθ に設定する（ステップ５０３）。なお、このΔθは、実
験を踏まえて妥当な値が設定される。

【００５９】次に、 を算出するとともに、その算出値に対応するｈ1（θ，
ρ）に＋１加算（投票）する（ステップ５０４）。

【００６０】そして、角度変数θをインクリメントし
（ステップ５０５）、該角度変数θがＥθ−ΔθからＥ
θ＋Δθの範囲内である限り、上記ステップ５０４及び
５０５の処理を繰り返す（ステップ５０６）。

【００６１】そして、かかる処理をエッジ方向画像Ｉｅ
（ｘ，ｙ）の全画素について繰り返し（ステップ５０
７）、全画素の処理を終えた時点で、このθ−ρハフ変
換処理を終了する。

【００６２】すなわち、Ｉｅ（ｘ，ｙ）がエッジ点であ
る場合には、角度変数θをＥθ−ΔθからＥθ＋Δθま
で変位させつつρを算出し、そのθ及びρの組み合わせ
に対応するｈ1（θ，ρ）に＋１加算していくことによ
り、ｈ1（θ，ρ）を作成している。

【００６３】なお、ここでは入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）
に対応するｈ1（θ，ρ）を作成する場合について説明
したが、参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に対応するｈ0
（θ，ρ）についても同様に作成することができる。

【００６４】次に、図２のステップ２０３に示すフーリ
エ変換処理、つまりθ−ｐ平面データの作成手順につい
て具体的に説明する。

【００６５】ここで、入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）は、参
照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に対して、拡大・縮小率ｓで拡
大、縮小され、さらに回転角ψをもって回転され、さら
に平行移動量（ｘΔ,ｙΔ）だけ平行移動されている。

【００６６】こうした（ｘ,ｙ）空間上での拡大・縮
小、回転、平行移動は、（θ,ρ）空間上では下式に示
される変換で表される。

【００６７】 ただし、 である。

【００６８】そこで、（θ,ρ）空間から、こうした平
行移動の影響を除去するために、入力濃度画像Ｉ（ｘ，
ｙ）に対応するｈ1（θ，ρ）および参照濃度画像Ｒ
（ｘ，ｙ）に対応するｈ0（θ，ρ）それぞれについ
て、ρ軸方向の１次元のフーリエ変換を行い、その後周
波数ｐがｐ≧０の領域のパワースペクトル密度を計算し
てフーリエ変換画像Ｈ1（θ,ｐ）、Ｈ0（θ，ｐ）を求
めるようにしている。

【００６９】すなわち、 図６は、かかるθ−ｐ平面デ
ータの作成手順を示すフローチャートであり、同図６に
示すように、フーリエ変換処理部１５は、まず、ハフ変
換処理部１４が作成した入力θ−ρ平面データｈ1
（θ，ρ）を入力する（ステップ６０１）。ついで、角
度変数θをゼロに初期設定した後（ステップ６０２）、
ＦＦＴすなわち高速フーリエ変換によりｈ1（θ，ρ）
においてρ軸方向の１次元フーリエ変換を行い、そのパ
ワーをＨ1（θ，ｐ）に格納する。つまり周波数ｐがｐ
≧０の領域のパワースペクトル密度を計算してフーリエ
変換画像Ｈ1（θ,ｐ）を下記（８）式のごとく求める。

【００７０】 （ステップ６０３）。

【００７１】そして、角度変数θをインクリメントした
後に（ステップ６０４）、該θがθmax未満であるか否
かを確認し（ステップ６０５）、θmax未満である場合
にはステップ６０３及び６０４の処理を繰り返し、やが
てθmax 以上となった時点で処理を終了する。

【００７２】なお、ここでは入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）
に対応するＨ1（θ，ｐ）を作成する場合について説明
したが、参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に対応するＨ0
（θ，ｐ）についても上記（７）式のごとく同様に作成
することができる。

【００７３】上記（４）、（７）、（８）式よりＨ0
（θ，ｐ）とＨ1（θ，ｐ）との関係は下記（９）式の
ように表され、（４）式との比較から平行移動の影響が
除去されているのがわかる。

【００７４】 次に、図２のステップ２０４に示す対数座標変換処理の
手順について具体的に説明する。

【００７５】ここで、対数座標変換処理をする理由は、
以下のとおりである。

【００７６】すなわち、拡大・縮小率ｓをもって入力濃
度画像Ｉ（ｘ，ｙ）が参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に対し
て拡大、縮小している場合には、入力フーリエ変換画像
Ｈ1（θ，ｐ）は参照フーリエ変換画像Ｈ0（θ，ｐ）に
対してｐ軸方向に縮小、拡大したものになっている（例
えば、入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）が参照濃度画像Ｒ
（ｘ，ｙ）に対して拡大しているときは、ｐ軸方向に縮
む関係となる）。

【００７７】このまま、拡大・縮小率ｓを求めたので
は、演算処理が煩雑なものとなり、処理に時間を要する
こととなる。

【００７８】そこで、周波数ｐ軸を、周波数の対数座標
軸ｑ軸に対数座標変換することにより、ｐ軸方向に画像
が伸縮している関係を、ｑ軸方向に画像が平行移動して
いる関係に変換する。つまり、参照θ−ｑ平面に対して
入力θ−ｑ平面を、ｑ軸方向に拡大・縮小率ｓに応じた
量だけシフト（平行移動）させるようにする。

【００７９】このようにｑ軸方向に平行移動している関
係にすることによって拡大・縮小率ｓを求める演算処理
が簡易なものとなり、処理時間が短縮されることとな
る。

【００８０】図７は、こうした対数座標変換処理の手順
を示すフローチャートであり、同図７に示すように、対
数座標変換処理部１９は、まずθをゼロに初期設定する
とともに（ステップ７０１）、ｑをゼロに初期設定する
（ステップ７０２）。

【００８１】ついで、ｑに対応するｐを下記（２５）
式、 ｐ＝ｃ・exp（ｑ） （２５） （ただし、ｃは定数）から求める。つまり、対数座標軸
ｑ上の座標位置に対応するｐ軸上の座標位置を求める
（ステップ７０３）。

【００８２】こうしてｐとｑの対応関係が判明したなら
ば、下記（２６）式に示すように、フーリエ変換画像Ｈ
1（θ，ｐ）を、対応するフーリエ対数座標変換画像Ｈ1
（θ，ｑ）に変換する。

【００８３】Ｈ1（θ,ｑ）＝Ｈ1（θ,ｐ） （２６） （ステップ７０４） つぎに、対数座標変換のサンプリング誤差の影響を軽減
するために、ｑ軸方向にハニング窓を掛ける処理を行
う。

【００８４】つまり、下記（２７）式に示すように、ス
テップ７０４で取得されたＨ1（θ,ｑ）にハニング窓関
数Ｗ（ｑ）を乗算したものを、新たなＨ1（θ,ｑ）とす
る。

【００８５】 Ｗ（ｑ）＝０．５（１＋cos（πｑ/ｑmax）） Ｈ1（θ,ｑ）＝Ｗ（ｑ）・Ｈ1（θ,ｑ） （２７） ただし、ｑmaxはｑの最大値である（ステップ７０
５）。

【００８６】ついで、ｑをインクリメントし（ステップ
７０６）、ｑが最大値ｑmax未満であれば（ステップ７
０７の判断ＹＥＳ）、更新したｑに対して同様な処理
（ステップ７０３〜ステップ７０６）を繰り返すが、や
がてｑが最大値ｑmaxに達すると（ステップ７０７の判
断ＮＯ）、つぎのステップ７０８に移行される。

【００８７】今度は、θがインクリメントされ、θが最
大値θmax未満であれば（ステップ７０８の判断ＹＥ
Ｓ）、更新したθに対してｑを再度ゼロにした上で同様
な処理（ステップ７０２〜ステップ７０７）を繰り返す
が、やがてθが最大値θmaxに達すると（ステップ７０
８の判断ＮＯ）、この対数座標変換処理を終了させる。

【００８８】なお、ここでは入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）
に対応するＨ1（θ，ｑ）を作成する場合について説明
したが、参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に対応するＨ0
（θ，ｑ）についても同様に作成することができる。

【００８９】こうした取得されたＨ1（θ，ｑ）とＨ0
（θ，ｑ）の関係は、下記（１０）式のように表され
る。

【００９０】 ただし、 である。

【００９１】このように入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）に対
応するＨ1（θ，ｑ）は、参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に
対応するＨ0（θ，ｑ）を、ｑ軸方向に−λ、θ軸方向
にψだけシフトしたものとして表すことができる。

【００９２】よって、このｑ軸方向のシフト量−λを算
出することができれば、拡大・縮小率ｓを上記（１２）
式の関係より求めることができ、θ軸方向のシフト量ψ
を算出することができれば、回転角ψを求めることがで
きる。

【００９３】そこで、こうしたｑ軸方向のシフト量−
λ、θ軸方向のシフト量ψを求めるべく、移動量算出部
１６は、まず、参照データ記憶部１７に予め記憶してお
いた対数座標変換後の参照データＨ0（θ，ｑ）を当該
参照データ記憶部１７から読み出し（ステップ２０
５）、この読み出されたフーリエ対数座標変換画像Ｈ0
（θ，ｑ）とステップ２０４で作成されたフーリエ対数
座標変換画像Ｈ1（θ，ｑ）とを用いて、これらの２次
元相関係数Ｃr（θ，ｑ）を計算する（ステップ２０
６）。その後、この２次元相関係数Ｃr（θ，ｑ）が最
大となるθ、ｑの位置より回転角ψ、拡大・縮小率ｓを
求める（ステップ２０７）。

【００９４】図８は、こうした２次元相関係数Ｃr
（θ，ｑ）の演算処理および回転角ψ、拡大・縮小率ｓ
の算出処理の手順を示すフローチャートであり、同図８
に示すように、まずＨ1（θ，ｑ）を２次元フーリエ変
換してＦ1（ｕ,ｖ）を求める（ステップ８０１）。つい
で、このＦ1（ｕ,ｖ）の各成分のパワーを１．０に正規
化してＦ1φ（ｕ,ｖ）を求める（ステップ８０２）。参
照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に対応するＨ0（θ，ｑ）につ
いても同様の処理が実行され、この結果作成されたＦ0
φ（ｕ,ｖ）が記憶部に予め記憶されている。そこで、
このＦ0φ（ｕ,ｖ）が読み出される（ステップ８０
３）。

【００９５】かかる一連の処理について更に詳しく説明
すると、まず、Ｈ0（θ，ｑ）、Ｈ1（θ，ｑ）それぞれ
が２次元フーリエ変換されて下記（１３）、（１４）式
に示すようにＦ0（ｕ,ｖ）、Ｆ1（ｕ,ｖ）が求められ
る。

【００９６】 ここで、上記（１０）式とこれら（１３）、（１４）式
とを用いて、Ｆ0（ｕ,ｖ）とＦ1（ｕ,ｖ）との関係式
（１５）を得る。

【００９７】 そこで、Ｆ0（ｕ,ｖ）をパワーと位相に分けると、下記
（１６）式のように表され、Ｆ1（ｕ,ｖ）については上
記（１５）式より下記（１７）式のように表される。

【００９８】 この結果、Ｆ0（ｕ,ｖ）、Ｆ1（ｕ,ｖ）の位相成分はそ
れぞれ下記（１８）、（１９）式のように表される。

【００９９】 そこで、こうした取得されたＦ0φ（ｕ,ｖ）、Ｆ1φ
（ｕ,ｖ）を用いてＦ1φ（ｕ,ｖ）と、Ｆ0φ（ｕ,ｖ）
＊の積を下記（２０）、（２１）、（２２）式に示すよ
うに逆フーリエ変換してＨ0（θ，ｑ）とＨ1（θ，ｑ）
の相関値（２次元相関係数）Ｃr（θ，ｑ）を求める。

【０１００】 ただし、Ｆ0φ（ｕ,ｖ）＊は、Ｆ0φ（ｕ,ｖ）の複素共
役である（ステップ８０４）。

【０１０１】このようにして求められた相関値Ｃr
（θ，ｑ）はデルタ関数になっているのがわかる（上記
（２２）式参照）。そして、このデルタ関数Ｃr（θ，
ｑ）は、θ＝ψ、ｑ＝−λの座標位置で最大値をとる。
そこで、Ｃr（θ，ｑ）平面から最大値をとる座標位置
θ＝ψ、ｑ＝−λを検出し（ステップ８０５）、この検
出位置（ψ、−λ）に基づき、回転角ψを求めるととも
に、拡大・縮小率ｓを、上記（１２）式に基づく変換
式、 ｓ＝ｋ・exp（−λ） （２８） （ｋは定数）により求めるようにする（ステップ８０
６）。

【０１０２】以上、この図８では、Ｈ0（θ,ｑ）に対す
るＨ1（θ,ｑ）の、θ軸方向のシフト量、ｑ軸方向のシ
フト量を求めるために、２次元フーリエ変換の位相を利
用したフーリエ位相変換法を用いるようにしたが、通常
のマッチトフィルタや２次元相関によって求める実施も
可能である。

【０１０３】次に、図２のステップ２０８に示すρ相互
相関画像Ｃρ（θ，ρ）の作成手順について具体的に説
明する。

【０１０４】図９は、図２のステップ２０８のρ相互相
関画像Ｃρ（θ，ρ）の作成手順を示すフローチャート
である。

【０１０５】同図９に示すように、移動量算出部１６
は、図８に示す処理により回転角ψ、拡大・縮小率ｓを
求めたならば、入力θ−ρ平面データｈ1（θ，ρ）及
び参照θ−ρ平面データｈ0（θ，ρ）を入力して、求
めた回転角ψおよび拡大・縮小率ｓを用いて参照θ−ρ
平面に対する入力θ−ρ平面のθ軸方向のシフト量およ
びρ軸方向の拡大・縮小率を補正する（ステップ９０
１）。

【０１０６】ついで、角度変数θをゼロに初期設定し
（ステップ９０２）、ずらし量Δρに−ρmax ×２を代
入する（ステップ９０３）。

【０１０７】そして、回転角ψ、拡大・縮小率ｓによっ
て補正したｈ0（θ，ρ）とｈ1（θ，ρ）の正規化相互
相関係数を計算してρ相互相関画像Ｃ（θ，Δρ）に記
憶し（ステップ９０４）、Δρをインクリメントする
（ステップ９０５）。

【０１０８】その後、このΔρがρmax ×２未満である
か否かを確認し（ステップ９０６）、ρmax ×２未満で
ある場合には、ステップ９０４に移行して上記ステップ
９０４及び９０５の処理を繰り返す。

【０１０９】これに対して、Δρがρmax ×２以上とな
った場合には、角度変数θをインクリメントした後に
（ステップ９０７）、該角度変数θがθmax 未満である
場合にはステップ９０３に移行する（ステップ９０
８）。

【０１１０】すなわち、この移動量算出部１６では、ｈ
0（θ，ρ）とｈ1（θ，ρ）の各θについて、ρ軸方向
にずらしながら１次元の正規化相互相関係数を計算し、
ρ相互相関画像Ｃρ（θ，ρ）を作成している。

【０１１１】ずらし量がΔρである場合の１次元の正規
化相互相関係数は、次式により算出される。

【０１１２】 次に、図２のステップ２０９に示す逆ハフ変換画像Ｉｎ
ｖ（ｘ，ｙ）の作成手順について説明する。

【０１１３】図１０は、図２のステップ２０９の逆ハフ
変換画像Ｉｎｖ（ｘ，ｙ）の作成手順を示すフローチャ
ートである。

【０１１４】同図１０に示すように、移動量算出部１６
は、ρ相互相関画像Ｃρ（θ，ρ）を作成したならば
（ステップ１００１）、角度変数θをゼロに初期設定し
た後に（ステップ１００２）、ρに−ρmax を設定する
（ステップ１００３）。

【０１１５】そして、このＣρ（θ，ρ）が該Ｃρ
（θ，ρ）の最大値であるＣmax よりも大きいか否かを
判断し（ステップ１００４）、Ｃmax よりも大きな場合
には、このＣρ（θ，ρ）をＣmax に代入してＣmax を
更新するとともに、この時のρをρｋに代入する（ステ
ップ１００５）。したがって、このρｋには、Ｃmax が
最大である場合におけるρの値が格納される。

【０１１６】次に、このρをインクリメントし（ステッ
プ１００６）、ρがρmax 未満であるか否かを確認し
（ステップ１００７）、ρmax 未満である場合には、ス
テップ１００４〜１００６の処理を繰り返す。

【０１１７】これに対して、ρがρmax 以上となった場
合には、Ｃρ（θ，ρk）を逆ハフ変換する。つまり、
逆ハフ変換処理部１８では、Ｃρ（θ，ρ）上の点
（θ，ρｋ）を、 の式で示す直線に変換する処理が実行される。

【０１１８】そして、この逆ハフ変換後のＩｎｖ（ｘ，
ｙ）平面上の直線 ｙ＝−（１／ｔａｎθ）ｘ＋ρｋ／ｓｉｎθ 上にＣρ（θ，ρｋ）の値を加算する（ステップ１００
８）。

【０１１９】そして、角度変数θをインクリメントした
後に（ステップ１００９）、該θがθmax 未満であるか
否かを確認し（ステップ１０１０）、θmax 未満である
場合にはステップ１００３に移行する。

【０１２０】すなわち、この移動量算出部１６では、Ｃ
ρ（θ，ρ）から各θで最大値をとる位置（θ，ρｋ）
を検出し、その位置で逆ハフ変換を行って逆ハフ変換画
像Ｉｎｖ（ｘ，ｙ）を作成している。

【０１２１】そして、この逆ハフ変換画像Ｉｎｖ（ｘ，
ｙ）の最大値の位置（Ｘmax ，Ｙmax ）が平行移動量
（ｘΔ,ｙΔ）となる。

【０１２２】次に、本発明に係わる画像照合装置１０を
文字の照合に適用した場合の処理結果について説明す
る。

【０１２３】図１１は、図１に示す画像照合装置１０を
文字の照合に適用した場合にディスプレイ上に表示され
る中間調画像を示す写真である。

【０１２４】ここで、図１１（ａ）は、文字（「万」）
の参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）であり、この参照濃度画像
Ｒ（ｘ，ｙ）からエッジ方向を抽出した参照エッジ方向
画像Ｒｅ（ｘ，ｙ）は、図１１（ｂ）に示すようにな
る。

【０１２５】そして、このＲｅ（ｘ，ｙ）に対してハフ
変換を施すと、図１１（ｅ）に示すような帯状の模様を
持つ参照θ−ρ平面データｈ0（θ，ρ）となり、さら
にこのｈ0（θ，ρ）をフーリエ変換すると、図１１
（ｇ）に示すような参照θ−ｐ平面データＨ0（θ，
ｐ）が得られる。さらにこのＨ0（θ，ｐ）のｐ軸をｑ
軸に対数座標変換すると、図１１（ｉ）に示すような参
照θ−ｑ平面データＨ0（θ，ｑ）が得られる。

【０１２６】一方、図１１（ｃ）は、文字（「万」）の
入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）である。

【０１２７】例えば、箱を仕分け等するために、箱に貼
って有るラベルの文字を光学的に読みとる場合を想定す
ると、この図１１（ｃ）に示すように、読みとられた文
字は、参照濃度画像Ｒ（ｘ，ｙ）上の文字に対して、回
転し、平行移動し、拡大（縮小）していることがある。

【０１２８】この入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）からエッジ
方向を抽出した入力エッジ方向画像Ｉｅ（ｘ，ｙ）は、
図１１（ｄ）に示すようになる。

【０１２９】そして、このＩｅ（ｘ，ｙ）に対してハフ
変換を施すと、図１１（ｆ）に示すような入力θ−ρ平
面データｈ1（θ，ρ）となり、さらにこのｈ1（θ，
ρ）をフーリエ変換すると、図１１（ｈ）に示すような
入力θ−ｐ平面データＨ1（θ，ｐ）が得られる。さら
にこのＨ1（θ，ｐ）のｐ軸をｑ軸に対数座標変換する
と、図１１（ｊ）に示すような入力θ−ｑ平面データＨ
1（θ，ｑ）が得られる。

【０１３０】ここで、このｈ1（θ，ρ）がｈ0（θ，
ρ）に比して帯のうねりが見られる理由は、文字の姿勢
角と位置が異なるためである。

【０１３１】また、入力濃度画像Ｉ（ｘ，ｙ）が参照濃
度画像Ｒ（ｘ，ｙ）に対して拡大しているために、入力
フーリエ変換画像Ｈ1（θ，ｐ）は参照フーリエ変換画
像Ｈ0（θ，ｐ）に対してｐ軸方向に縮んでいるのがわ
かる。

【０１３２】また、こうしたｐ軸方向に画像が縮んでい
る関係は、対数座標変換されたＨ1（θ，ｑ）、Ｈ0
（θ，ｑ）をみると、ｑ軸方向に画像が平行移動してい
る関係に変換されているのがわかる。つまり、画像Ｈ0
（θ，ｑ）を下方にシフトさせたものが画像Ｈ1（θ，
ｑ）であることがわかる。

【０１３３】さて、図１１（ｋ）は、相関値Ｃr（θ，
ｑ）平面であり、この相関値Ｃr（θ，ｑ）平面は、他
の点とは明らかに区別できる最大輝度の座標位置を有し
ていることがわかる（最大輝度をとる座標位置が、θ＝
ψ、ｑ＝−λである）。

【０１３４】また、図１１（ｌ）は、ｈ1（θ，ρ）と
ｈ0（θ，ρ）の各θについて、ρ軸方向にずらしなが
ら計算したρ相互相関画像Ｃρ（θ，ρ）を示す図であ
り、図１１（ｍ）は、Ｃρ（θ，ρ）から各θで最大値
を持つ位置（θ，ρｋ）を検出し、その位置で逆ハフ変
換を行った逆ハフ変換画像Ｉｎｖ（ｘ，ｙ）である。

【０１３５】上述してきたように、本実施の形態では、
θ−ｑ平面作成部１２がエッジ検出部１３、ハフ変換処
理部１４、フーリエ変換処理部１５および対数座標変換
処理部１９を用いて入力画像に対応するｈ1（θ，ρ）
及びＨ1（θ，ｐ）を作成し、さらにこれを対数座標変
換したＨ1（θ，ｑ）を作成し、移動量算出部１６がこ
のＨ1（θ，ｑ）と参照データ記憶部１７に記憶したＨ0
（θ，ｑ）を比較してθ−ｑ平面レベルで回転角ψおよ
び拡大・縮小率ｓを求めるとともに、該回転角ψおよび
拡大・縮小率ｓに基づいてθ−ρ平面レベルで平行移動
量（ｘΔ,ｙΔ）を算出するよう構成したので、照合に
必要なメモリサイズを抑制しつつ、画像のエッジ数が増
加した場合であっても処理所要時間を低減することがで
きる。

【０１３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ハフ変
換を行ったθ−ρ平面をさらにフーリエ変換したθ−ｑ
平面レベルで回転角および拡大・縮小率を算出するとと
もに、これら回転角および拡大・縮小率により補正され
たθ−ρ平面レベルで平行移動量を算出するようにした
ので、平行移動の影響を除去した上で回転角および拡大
・縮小率を迅速に求めることができるとともに、これら
回転角、拡大・縮小率の影響を除去した上で平行移動量
を迅速に求めることができる。そして同時にメモり容量
も小さくすることができる。

【０１３７】このため、一般化ハフ変換から、回転角、
平行移動量、拡大・縮小率を求める場合に比較して、メ
モリ容量が飛躍的に低減され、画像のエッジ数が増加し
た場合であっても処理時間が大幅に短縮される。

【０１３８】とりわけ、回転角および拡大・縮小率を求
める際に、周波数ｐ軸を、周波数の対数座標軸ｑ軸に対
数座標変換することにより、参照θ−ｑ平面に対して入
力θ−ｑ平面が、ｑ軸方向に拡大・縮小率ｓに応じた量
だけシフトするようにしているので、拡大・縮小率を求
める演算処理が簡易なものとなり、処理時間を飛躍的に
短縮できる。

【０１３９】また、本発明の別の発明では、参照画像に
関するデータを予め記憶しておく記憶手段と、入力画像
を外部より入力する入力手段とを具え、参照画像に関す
るデータを、入力画像が外部から入力する前に予め記憶
させておくようにしたので、入力画像が入力されたなら
ば参照画像と入力画像とを即座に照合することが可能と
なり、処理時間を更に短縮することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る画像照合装置の実施の形態
を示す図である。

【図２】図２は本発明に係る画像照合方法の実施の形態
を示す図であり、図１に示す画像照合装置で行われる処
理手順を示すフローチャートである。

【図３】図３は図１に示すエッジ検出部が行うエッジ方
向画像の作成手順を示すフローチャートである。

【図４】図４はソーベルの微分オペレータを示す図であ
る。

【図５】図５は図１に示すハフ変換処理部が行うθ−ρ
平面データの作成手順を示すフローチャートである。

【図６】図６は図１に示すフーリエ変換処理部が行うθ
−ｐ平面データの作成手順を示すフローチャートであ
る。

【図７】図７は図１に示す対数座標変換処理部が行う対
数座標変換処理の手順を示すフローチャートである。

【図８】図８は図１に示す移動量算出部が行う回転角お
よび拡大・縮小率の算出手順を示すフローチャートであ
る。

【図９】図９は図１に示す移動量算出部が行うρ相互相
関画像Ｃρ（θ，ρ）の作成手順を示すフローチャート
である。

【図１０】図１０は図１に示す逆ハフ変換処理部が行う
逆ハフ変換画像Ｉｎｖ（ｘ，ｙ）の作成手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｍ）は図１に示す画
像照合装置を文字の照合に適用した場合にディスプレイ
上に表示される中間調画像を示す各写真である。

【符号の説明】

１０…画像照合装置、 １１…画像入力部、 １２…θ
−ｆ平面作成部、１３…エッジ検出部、 １４…ハフ変
換処理部、１５…フーリエ変換処理部、 １６…移動量
算出部、１７…参照データ記憶部、 １８…逆ハフ変換
処理部、１９…対数座標変換処理部、４０，４１…ソー
ベルオペレータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 参照画像に対する入力画像の回転角
   ψ、平行移動量（ｘΔ,ｙΔ）および拡大・縮小率ｓを
   それぞれ算出し、該算出結果に基づいて参照画像と入力
   画像の画像照合を行うようにした画像照合方法におい
   て、 前記参照画像および前記入力画像のそれぞれについてエ
   ッジ方向画像を生成するステップと、 前記参照画像についてのエッジ方向画像に対してθ−ρ
   ハフ変換を行って参照θ−ρ平面データを生成するとと
   もに、前記入力画像についてのエッジ方向画像に対して
   θ−ρハフ変換を行って入力θ−ρ平面データを生成す
   るステップと、 前記参照画像についての参照θ−ρ平面データをフーリ
   エ変換して参照θ−ｐ平面データを生成するとともに、
   前記入力画像についての入力θ−ρ平面データをフーリ
   エ変換して入力θ−ｐ平面データを生成するステップ
   と、 前記入力θ−ｐ平面のｐ軸と前記参照θ−ｐ平面のｐ軸
   のそれぞれを、ｑ軸に対数座標変換することにより、参
   照θ−ｑ平面に対して入力θ−ｑ平面が、ｑ軸方向に前
   記拡大・縮小率ｓに応じた量だけシフトするように、当
   該参照θ−ｑ平面データおよび入力θ−ｑ平面データを
   生成するステップと、 前記参照θ−ｑ平面データと入力θ−ｑ平面データとを
   突き合わせて２次元画像マッチング処理することによ
   り、参照θ−ｑ平面に対する入力θ−ｑ平面のθ軸方向
   のシフト量を前記回転角ψとして算出するとともに、参
   照θ−ｑ平面に対する入力θ−ｑ平面のｑ軸方向のシフ
   ト量を前記拡大・縮小率ｓとして算出するステップと、 前記算出された回転角ψおよび拡大・縮小率ｓを用いて
   前記参照θ−ρ平面に対する前記入力θ−ρ平面のθ軸
   方向のシフト量およびρ軸方向の拡大・縮小率を補正
   し、この補正された参照θ−ρ平面データと前記入力θ
   −ρ平面データの各θにおいて相互相関係数を求め、逆
   ハフ変換を行って前記平行移動量（ｘΔ,ｙΔ）を算出
   するステップと具えた画像照合方法。
2. 【請求項２】 参照画像に対する入力画像の回転角
   ψ、平行移動量（ｘΔ,ｙΔ）および拡大・縮小率ｓを
   それぞれ算出し、該算出結果に基づいて参照画像と入力
   画像の画像照合を行うようにした画像照合装置におい
   て、 前記参照画像および前記入力画像のそれぞれについてエ
   ッジ方向画像を生成するエッジ画像生成手段と、 前記参照画像についてのエッジ方向画像に対してθ−ρ
   ハフ変換を行って参照θ−ρ平面データを生成するとと
   もに、前記入力画像についてのエッジ方向画像に対して
   θ−ρハフ変換を行って入力θ−ρ平面データを生成す
   るハフ変換手段と、 前記参照画像についての参照θ−ρ平面データをフーリ
   エ変換して参照θ−ｐ平面データを生成するとともに、
   前記入力画像についての入力θ−ρ平面データをフーリ
   エ変換して入力θ−ｐ平面データを生成するフーリエ変
   換手段と、 前記入力θ−ｐ平面のｐ軸と前記参照θ−ｐ平面のｐ軸
   のそれぞれを、ｑ軸に対数座標変換することにより、参
   照θ−ｑ平面に対して入力θ−ｑ平面が、ｑ軸方向に前
   記拡大・縮小率ｓに応じた量だけシフトするように、当
   該参照θ−ｑ平面データおよび入力θ−ｑ平面データを
   生成する対数座標変換手段と、 前記参照θ−ｑ平面データと入力θ−ｑ平面データとを
   突き合わせて２次元画像マッチング処理することによ
   り、参照θ−ｑ平面に対する入力θ−ｑ平面のθ軸方向
   のシフト量を前記回転角ψとして算出するとともに、参
   照θ−ｑ平面に対する入力θ−ｑ平面のｑ軸方向のシフ
   ト量を前記拡大・縮小率ｓとして算出する回転角および
   拡大・縮小率算出手段と、 前記算出された回転角ψおよび拡大・縮小率ｓを用いて
   前記参照θ−ρ平面に対する前記入力θ−ρ平面のθ軸
   方向のシフト量およびρ軸方向の拡大・縮小率を補正
   し、この補正された参照θ−ρ平面データと前記入力θ
   −ρ平面データの各θにおいて相互相関係数を求め、逆
   ハフ変換を行って前記平行移動量（ｘΔ,ｙΔ）を算出
   する平行移動量算出手段と具えた画像照合装置。
3. 【請求項３】 前記参照画像に関するデータを予め
   記憶しておく記憶手段と、前記入力画像を外部より入力
   する入力手段とを更に具えた請求項２記載の画像照合装
   置。