JP2019067365A - 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】正否判定の実用性を向上させる。【解決手段】画像処理装置３は、第１の画像の画素値のヒストグラムである第１のヒストグラムと第２の画像の画素値のヒストグラムである第２のヒストグラムとを生成し、第１のヒストグラム及び第２のヒストグラムにおける頻度値を当該頻度値に対応するビンの近傍に位置する１つ以上のビンに分散させる平準化処理を行い、平準化された第１のヒストグラムである第１の平準化ヒストグラムと平準化された第２のヒストグラムである第２の平準化ヒストグラムとの比較結果を示す比較情報を生成する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、及びプログラムに関する。

ビデオカメラ等の撮像装置により撮影された映像を分析することにより異常検知等を行う監視システムがある。このようなシステムにおいては、判定の基準となる基準画像と、判定の対象となる検体を撮影した検知画像とを比較する方法が利用されている。例えば、基準画像の画素値のヒストグラムと検知画像の画素値のヒストグラムとの比較結果に基づいて正否判定を行う方法が知られている。

例えば、検査画像と閾値とを比較することにより異物候補を選出する自動検査装置において、画素欠陥がある撮像素子を使用した場合でも良好な異物検出を実現することを目的として、検査画像の各画素を輝度毎に集計して作成されたヒストグラムの階調幅を拡張し、拡張された検査画像の画像サイズを縮小して縮小画像を生成し、検査画像において縮小画像の画素に対応する位置にある特定画素及び特定画素に近接する複数の画素の各輝度の平均値を、縮小画像における各画素の輝度に設定する方法が開示されている（特許文献１）。

基準画像のヒストグラムと検知画像のヒストグラムとの比較結果に基づいて正否判定を行う場合、頻度値が投票されるビンの僅かなずれにより、本来正常（一致）と判定されるべき検知画像について異常（不一致）と判定される可能性がある。例えば、２５６通りの色成分に対応する２５６個のビンを有するヒストグラムを用いて比較を行う場合であって、基準画像のヒストグラムにおける投票が第２００ビンに集中し、検知画像のヒストグラムにおける投票が第２０１ビンに集中した場合を考える。このような場合、隣接する２つのビンにおける色相の差は僅かであるから、基準画像と検知画像の色相は略一致していると判断することができる。このようなビンの僅かなずれは、検体以外の要因、例えば環境光の変化、検知領域内における検体の配置等に応じて生じ得る。従来技術によっては、このような検体以外の要因による不当な正否判定を十分に回避することができず、正否判定を柔軟に行うことができない。そのため、正否判定の実用性という点において改善の余地がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、正否判定の実用性を向上させることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様である画像処理装置は、第１の画像の画素値のヒストグラムである第１のヒストグラムと、第２の画像の画素値のヒストグラムである第２のヒストグラムとを生成するヒストグラム生成部と、前記第１のヒストグラム及び前記第２のヒストグラムにおける頻度値を当該頻度値に対応するビンの近傍に位置する１つ以上のビンに分散させる平準化処理を行う平準化部と、平準化された前記第１のヒストグラムである第１の平準化ヒストグラムと、平準化された前記第２のヒストグラムである第２の平準化ヒストグラムとの比較結果を示す比較情報を生成する比較部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、正否判定の実用性を向上させることができる。

図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムのハードウェア構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る情報処理装置の機能構成例を示すブロック図である。 図４は、第１の実施形態に係る情報処理装置による処理例を示すフローチャートである。 図５は、第１の実施形態に係る設定画面の領域設定時の状態の例を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る設定画面の基準画像設定時における状態の例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係る設定画面の検知画像設定時における状態の例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係るヒストグラム生成部及び平準化部による具体的な処理例を示すフローチャートである。 図９は、第１の実施形態に係る平準化前のヒストグラムの例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態に係る平準化後のヒストグラムの例を示す図である。 図１１は、第１の実施形態に係る設定画面の閾値設定時における第１の状態の例を示す図である。 図１２は、第１の実施形態に係る設定画面の閾値設定時における第２の状態の例を示す図である。 図１３は、第１の実施形態に係る正否判定の結果例を示す図である。 図１４は、第１の実施形態に係る設定画面の閾値設定時における第３の状態の例を示す図である。 図１５は、第１の実施形態における設定画面の設定完了時の状態の例を示す図である。 図１６は、第２の実施形態に係る設定画面の閾値設定時における第１の状態の例を示す図である。 図１７は、第２の実施形態に係る設定画面の閾値設定時における第２の状態の例を示す図である。 図１８は、第３の実施形態に係る情報処理装置の機能構成例を示すブロック図である。 図１９は、第３の実施形態に係る情報処理装置による処理例を示すフローチャートである。 図２０は、第３の実施形態に係る再計算部による具体的な処理例を示すフローチャートである。 図２１は、第３の実施形態に係るＳ成分の下限値の例を示す図である。 図２２は、第３の実施形態に係るＶ成分の下限値及び上限値の例を示す図である。 図２３は、第３の実施形態においてピクセルを無効にする状態の例を示す図である。 図２４は、第３の実施形態に係る設定画面の基準画像設定時における状態の例を示す図である。 図２５は、第３の実施形態に係る設定画面の判定処理時における状態の例を示す図である。 図２６は、第３の実施形態に係る原点移動部による具体的な処理例を示すフローチャートである。 図２７は、第３の実施形態に係る原点移動処理を実行する前のヒストグラムの例を示す図である。 図２８は、第３の実施形態に係る原点移動処理を実行した後のヒストグラムの例を示す図である。 図２９は、第４の実施形態に係る情報処理装置の機能構成例を示すブロック図である。 図３０は、第４の実施形態に係る情報処理装置による処理例を示すフローチャートである。 図３１は、第４の実施形態に係る色設定部による具体的な処理例を示すフローチャートである。 図３２は、第４の実施形態に係る設定画面の色設定処理時における状態の例を示す図である。 図３３は、第４の実施形態に係る設定画面の設定色反映時における状態の例を示す図である。 図３４は、第５の実施形態に係る設定画面の例を示す図である。 図３５は、第５の実施形態に係る設定画面において１つの指定点が指定された状態の例を示す図である。 図３６は、第５の実施形態に係る設定画面において２つの指定点が指定された状態の例を示す図である。 図３７は、第５の実施形態に係る設定画面において３つの指定点が指定された状態の例を示す図である。 図３８は、第５の実施形態に係る設定画面において４つの指定点が指定された状態の例を示す図である。 図３９は、第５の実施形態に係る設定画面において指定点を削除するときの状態の例を示す図である。 図４０は、第５の実施形態に係る設定画面において指定点が削除された後の状態の例を示す図である。 図４１は、第５の実施形態に係る設定画面において許容誤差下限値及び許容誤差上限値を調整するときの状態の例を示す図である。 図４２は、第５の実施形態に係る情報処理装置による処理例を示すフローチャートである。 図４３は、第６の実施形態に係る情報処理装置の機能構成例を示すブロック図である。 図４４は、第６の実施形態に係る情報処理装置による処理例を示すフローチャートである。 図４５は、第６の実施形態に係る拡張化部による具体的な処理例を示すフローチャートである。 図４６は、第６の実施形態に係る拡張化前のヒストグラムの例を示す図である。 図４７は、第６の実施形態に係る拡張化後のヒストグラムの例を示す図である。 図４８は、第６の実施形態に係る設定画面の拡張化前における状態の例を示す図である。 図４９は、第６の実施形態に係る設定画面の拡張化後における状態の例を示す図である。

以下に、図面を参照しながら本発明に係る画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、及びプログラムの実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更、及び組み合わせを行うことができる。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像処理システム１のハードウェア構成例を示す図である。画像処理システム１は、撮像装置２ａ〜２ｆ、情報処理装置３（画像処理装置）、ネットワーク４、及び外部機器５を含む。

撮像装置２ａ〜２ｆは、被写体から照射（反射）された光を電気信号に変換することにより被写体を撮影し、複数のフレーム（静止画像データ）で構成される動画（例えば１０［ＦＰＳ］）の映像データを生成するビデオカメラである。撮像装置２ａ〜２ｆは、例えば、複数の製品を生産する生産設備、生産ライン等を撮影し、製造物であるワーク（検体）に対する異常を検知する正否判定を実行するための映像データを生成する。本実施形態においては、複数（本例では６台）の撮像装置２ａ〜２ｆが備えられているが、１台であってもよい。

情報処理装置３は、各撮像装置２ａ〜２ｆによって生成された各映像データに基づいてワークの正否判定を実行する装置として機能するＰＣ（Personal Computer）、ワークステーション等である。本実施形態に係る情報処理装置３は、生産設備等を構成する外部機器５との間で、例えばフィールドバス規格による通信が可能となるように接続されている。

ネットワーク４は、撮像装置２ａ〜２ｆと情報処理装置３とを接続するための、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）規格のネットワークである。この場合、ネットワーク４ではＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）等のプロトコルによりデータ通信が行われる。この場合、撮像装置２ａ〜２ｆ及び情報処理装置３は、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコルにより通信するためのＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを有し、且つプライベートＩＰアドレス等のＩＰアドレスが割り当てられる。ネットワーク４の具体的構成の一例として、例えば複数のポートを有するスイッチングハブに撮像装置２ａ〜２ｆ及び情報処理装置３それぞれがＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルによって接続されたスター配線形式が挙げられる。なお、ネットワーク４は、ＴＣＰ／ＩＰによるものに限定されるものではなく、例えば情報処理装置３側にＶＧＡ（Video Graphics Array）端子又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートを複数有し、複数の撮像装置２ａ〜２ｆがＶＧＡケーブル又はＵＳＢケーブルで情報処理装置３に接続された形態等であってもよい。

図２は、第１の実施形態に係る情報処理装置３のハードウェア構成例を示す図である。情報処理装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、外部記憶装置１４、ディスプレイ１５、ネットワークＩ／Ｆ１６、キーボード１７、マウス１８、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ドライブ１９、外部機器Ｉ／Ｆ２１、及びスピーカ２２を含む。

ＣＰＵ１１は、情報処理装置３全体の動作を制御するため演算処理を行う１つ以上の回路からなる装置である。ＲＯＭ１２は、情報処理装置３用のプログラムを記憶している不揮発性記憶装置である。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１のワークエリアとして使用される揮発性記憶装置である。

外部記憶装置１４は、撮像装置２ａ〜２ｆにより生成された映像データ、設定情報等の各種データを記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置である。

ディスプレイ１５は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、画像、正否判定を実行するアプリケーションの画面等を表示する表示装置である。ディスプレイ１５は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等である。ディスプレイ１５は、例えば情報処理装置３の本体に対して、ＶＧＡケーブル、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）ケーブル、Ｅｔｈｅｒｎｅｔケーブル等により接続される。ディスプレイ１５は、タッチパネル式の入力操作を可能にするための機構を備えていてもよい。

ネットワークＩ／Ｆ１６は、ネットワーク４に接続してデータ通信するためのインターフェースである。ネットワークＩ／Ｆ１６は、例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルによる通信を可能にするＮＩＣ（Network Interface Card）である。具体的には、情報処理装置３は、撮像装置２ａ〜２ｆからネットワーク４及びネットワークＩ／Ｆ１６を介して、映像データを取得する。

キーボード１７は、文字、数字、各種指示の選択、カーソルの移動、設定情報の設定等の入力を行う入力装置である。マウス１８は、各種指示の選択（実行）、処理対象の選択、カーソルの移動、設定情報の設定等を行うための入力装置である。

ＤＶＤドライブ１９は、着脱自在な記憶媒体の一例としてのＤＶＤ２０に対するデータの読み出し、書き込み、及び削除を制御する装置である。

外部機器Ｉ／Ｆ２１は、外部機器５と接続してデータ通信をするためのインターフェースである。外部機器Ｉ／Ｆ２１は、例えばフィールドバス規格による通信を可能にするインターフェースカードである。具体的には、情報処理装置３は、外部機器５と外部機器Ｉ／Ｆ２１を介してデータ通信を行う。

スピーカ２２は、アプリケーションの動作に従って音声を出力する装置である。

上述のＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、外部記憶装置１４、ディスプレイ１５、ネットワークＩ／Ｆ１６、キーボード１７、マウス１８、ＤＶＤドライブ１９、外部機器Ｉ／Ｆ２１、及びスピーカ２２は、アドレスバス、データバス等のバスによって互いに通信可能に接続されている。ディスプレイ１５は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔケーブルによって接続される場合にはネットワークＩ／Ｆ１６に接続されることになり、この場合にはＴＣＰ／ＩＰ等のプロトコルによりデータ通信が行われる。

なお、図１及び図２に示すハードウェア構成は単なる例示であり、画像処理システム１及び情報処理装置３は、使用状況に応じて適宜なハードウェア及びソフトウェアを利用して構築されるべきものである。

図３は、第１の実施形態に係る情報処理装置３の機能構成例を示すブロック図である。情報処理装置３は、映像受信部１０１（取得部）、記憶部１０２、入力部１０３、領域設定部１０４、基準画像設定部１０５（画像設定部）、検知画像設定部１０６（画像設定部）、ヒストグラム生成部１０７、平準化部１０８、比較部１０９、判定部１１０、閾値設定部１１１、表示制御部１１２、及び外部出力部１１３を含む。

映像受信部１０１は、ネットワーク４を介して撮像装置２ａ〜２ｆとデータ通信を行い、撮像装置２ａ〜２ｆから映像データを受信する。映像受信部１０１は、受信した映像データを記憶部１０２に記憶させる。

記憶部１０２は、映像受信部１０１により受信された映像データ、設定情報等の各種データを記憶する。

入力部１０３は、情報処理装置３が実行する各種処理に関するユーザによる入力操作を受け付ける。

領域設定部１０４は、映像データが示す映像（撮像装置２ａ〜２ｆにより撮影された映像）から任意の領域を設定するための処理を行う。領域の設定方法は特に限定されるべきものではないが、例えばディスプレイ１５等の表示装置１１５に映し出された映像上でユーザがマウス１８等のポインティングデバイスを操作して任意の領域を指定する操作等により行うことができる。

基準画像設定部１０５は、領域設定部１０４により設定された領域に基づいて、判定の基準となる基準画像（第１の画像）を設定するための処理を行う。

検知画像設定部１０６は、領域設定部１０４により設定された領域に基づいて、判定の対象となる検体が撮影された検知画像（第２の画像）を設定するための処理を行う。

ヒストグラム生成部１０７は、基準画像の画素値のヒストグラムである基準ヒストグラム（第１のヒストグラム）及び検知画像の画素値のヒストグラムである検知ヒストグラム（第２のヒストグラム）を生成する。ヒストグラムを生成するための画素値は特に限定されるべきものではないが、例えばＨＳＶ（色相（Hue）・彩度（Saturation）・明度（Value））、ＨＬＳ（色相（Hue）・彩度（Saturation）・輝度（Lightness/Luminance））等の色空間における位置を示す値、グレースケールにおける輝度を示す値（輝度値）等であり得る。基準画像及び検知画像がカラーである場合には、ＨＳＶ等の色空間における位置を示す画素値が利用される。例えば画素値としてＨＳＶやＨＬＳを採用する場合には、ヒストグラムにおけるビン（階級）はＨ成分（色相）の数（例えば２５６）に対応して設定され、各Ｈ成分の出現回数（頻度値）が対応するビンに投票される。

平準化部１０８は、基準ヒストグラム及び検知ヒストグラムに平準化処理を施す。平準化処理とは、ヒストグラムにおける頻度値を当該頻度値に対応するビンの近傍に位置する１つ以上のビンに分散させる処理である。頻度値の分散の仕方は特に限定されるべきものではないが、例えば第１００ビンの頻度値を第１００ビンに隣接する第９９ビンや第１０１ビンに分配する。また、第１００ビンに直接隣接していないがその近傍に位置するビン（例えば第９８ビン、第１０２ビン等）に分配してもよい。このように、平準化処理が施されることにより、あるビンに集中している頻度値が当該ビンの近傍に位置するビンに分配される。これにより、頻度値が投票されるビンの僅かなずれが判定結果に与える影響を緩和することが可能となる。

比較部１０９は、平準化された基準ヒストグラムである平準化基準ヒストグラム（第１の平準化ヒストグラム）と、平準化された検知ヒストグラムである平準化検知ヒストグラム（第２の平準化ヒストグラム）とを比較し、その比較結果を示す比較情報を生成する。両平準化ヒストグラムを比較する方法は特に限定されるべきものではなく、公知又は新規な方法を適宜利用することができる。比較情報の形態は、採用される比較方法に応じて決定されるものであるが、例えば両平準化ヒストグラムの一致率、異常発生の蓋然性を示す検知率（例えば一致率の逆数）等であり得る。

判定部１１０は、比較部１０９による比較結果に基づいて基準画像と検知画像とが一致しているか否かを判定する正否判定処理を行う。本実施形態に係る正否判定処理は、比較情報と閾値とを比較することにより行われる。例えば、比較情報が検知率（値が大きい程不一致（異常）である可能性が高い）である場合、検知率がある閾値（例えば２０％）より大きい場合に、基準画像と検知画像とが一致していない（検体は異常である）と判定される。比較情報が一致率（値が小さい程不一致である可能性が高い）である場合、一致率がある閾値（例えば８０％）より小さい場合に、基準画像と検知画像とが一致していないと判定される。

閾値設定部１１１は、正否判定処理における閾値を設定する。閾値の設定方法は特に限定されるべきものではないが、例えばユーザが入力部１０３に所定の操作を入力することにより任意に閾値を変更可能とすることが好ましい。このとき、ユーザはディスプレイ１５等の表示装置１１５に表示される基準画像、検知画像、ヒストグラム、比較情報（検知率等）等を参照しながら当該閾値の設定が可能であることが好ましい。これにより、ユーザは閾値を適切に設定することが可能となる。例えば、環境光の変化による検知率の増加（一致率の低下）を無視できるように設定したり、検体の配置（検知領域内の位置、検体の向き等）の違いを無視できるように設定したりすることが可能となる。

表示制御部１１２は、上記各機能部１０１〜１１１の機能を実現するために必要な映像（静止画、動画を含む）を表示装置１１５に表示させるための処理を行う。本実施形態に係る表示制御部１１２は、各種設定画面（検知領域、基準画像、検知画像、閾値等を設定するための画面）、撮像装置２ａ〜２ｆにより撮影された現在又は過去の映像、基準画像、検知画像、各種ヒストグラム（基準ヒストグラム、検知ヒストグラム、平準化基準ヒストグラム、平準化検知ヒストグラム等）、比較情報（検知率、一致率等）、判定結果等を表示装置１１５に表示させる。

外部出力部１１３は、上記各機能部１０１〜１１１により生成された情報を外部機器５に出力する。外部出力部１１３は、例えば比較部１０９により生成された比較情報や判定部１１０により生成された判定結果を、生産設備等を構成する外部機器５に出力してもよい。

なお、上記判定部１１０及び閾値設定部１１１は、必ずしも情報処理装置３内に備えられていなくてもよく、画像処理システム１内に存在する他の情報処理装置を用いて実現されてもよい。また、本例では、上記基準画像設定部１０５及び検知画像設定部１０６により、撮像装置２ａ〜２ｆにより撮影された映像（映像データ）から基準画像及び検知画像が設定されているが、基準画像及び検知画像の設定方法はこれに限定されるものではない。基準画像及び検知画像は、画像処理システム１のハードウェア構成、監視対象となる検体の性質等に応じて適宜な方法により設定されるべきものである。

上記各機能部１０１〜１１３は、例えば１つ以上の集積回路により実現される。上記各機能部１０１〜１１３は、ＣＰＵ１１等のプロセッサにプログラムを実行させること、すなわちソフトウェアにより実現されてもよい。また、上記各機能部１０１〜１１３は、専用のＩＣ（Integrated Circuit）等のプロセッサ、すなわちハードウェアにより実現されてもよい。また、上記各機能部１０１〜１１３は、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現されてもよい。複数のプロセッサを用いる場合、各プロセッサは、各機能部１０１〜１１３のうちの１つを実現してもよいし、各機能部１０１〜１１３のうちの２以上を実現してもよい。

図４は、第１の実施形態に係る情報処理装置３による処理例を示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜Ｓ１０８は、正否判定処理を実行する前に行われる設定処理である。先ず、領域設定部１０４は、検知領域を設定するための処理を行う（Ｓ１０１）。

図５は、第１の実施形態に係る設定画面１５１の領域設定時の状態の例を示す図である。本例の設定画面１５１には、第２の撮像装置２ｂ（ＣＡＭ２）により撮影された映像１５２が表示されており、当該映像１５２は第１の撮像装置２ａ（ＣＡＭ１）により撮影された映像と切り換えることができるようになされている。また、設定画面１５１には、映像１５２が撮影された時刻を指定するためのインジケータ１５３が設けられている。ユーザがインジケータ１５３を操作して所望の時刻を指定することにより、当該時刻に対応する映像１５２が表示される。本例の映像１５２には、検知領域１５５と３つの検体１６１ａ〜１６１ｃとが表示されている。検知領域１５５は、ユーザの操作により任意に設定されるものであり、例えばマウス１８等を用いて映像１５２上の任意の領域を指定する操作等を行うことにより設定される。本例の検知領域１５５は、３つの検体１６１ａ〜１６１ｃの画像が含まれるように設定されている。

その後、図４に示すように、基準画像設定部１０５は、基準画像を設定するための処理を行う（Ｓ１０２）。

図６は、第１の実施形態に係る設定画面１５１の基準画像設定時における状態の例を示す図である。本例の設定画面１５１には、基準画像表示部１７１、検知画像表示部１７２、ヒストグラム表示部１７３、及び閾値操作部１７４が含まれている。本例の基準画像表示部１７１には、検知領域１５５内の画像が表示されている。検知領域１５５内の画像は、過去又は現在の映像１５２から切り取られた画像である。ユーザが設定画面１５１内のＯＫボタン１７９を押す操作を行うことにより、基準画像表示部１７１に表示されている画像が基準画像１７５として記憶部１０２に記憶される。

その後、図４に示すように、検知画像設定部１０６は、検知画像を設定するための処理を行う（Ｓ１０３）。

図７は、第１の実施形態に係る設定画面１５１の検知画像設定時における状態の例を示す図である。図７に示す検知領域１５５内の画像は、図６に示す検知領域１５５と同様に、過去又は現在の映像１５２から切り取られた画像である。図７に示す検知領域１５５内の画像は、図６に示す検知領域１５５内の画像とは異なっている。すなわち、図７に示す映像１５２が撮影された時刻は、図６に示す映像１５２が撮影された時刻とは異なっている。本例の検知画像表示部１７２には、図７に示す検知領域１５５内の画像が表示されている。ユーザが設定画面１５１内のＯＫボタン１７９を押す操作を行うことにより、検知画像表示部１７２に表示されている画像が検知画像１７６として記憶部１０２に記憶される。

その後、図４に示すように、ヒストグラム生成部１０７は、基準画像１７５に画素値のヒストグラムである基準ヒストグラムと、検知画像１７６の画素値のヒストグラムである検知ヒストグラムとを生成し（Ｓ１０４）、平準化部１０８は、基準ヒストグラムを平準化した平準化基準ヒストグラムと、検知ヒストグラムを平準化した平準化検知ヒストグラムとを生成する（Ｓ１０５）。

図８は、第１の実施形態に係るヒストグラム生成部１０７及び平準化部１０８による具体的な処理例を示すフローチャートである。ここでは、ＨＳＶのＨ（色相）成分の値をヒストグラム化する例を示す。

ヒストグラム生成部１０７は、基準画像１７５の各画素のＨ成分の値から基準ヒストグラムを生成し、検知画像１７６の各画素のＨ成分の値から検知ヒストグラムを生成する（Ｓ１５１）。その後、平準化部１０８は、ヒストグラム生成部１０７により生成された両ヒストグラムをそれぞれベクトル化したヒストグラムベクトルＨと平準化行列Ｓとを積算し、平準化ベクトルＨ’を算出する（Ｓ１５２）。すなわち、基準ヒストグラムに対応するヒストグラムベクトルＨと平準化行列Ｓとを積算することにより基準ヒストグラムに対応する平準化ベクトルＨ’を生成し、検知ヒストグラムに対応するヒストグラムベクトルＨと平準化行列Ｓとを積算することにより検知ヒストグラムに対応する平準化ベクトルＨ’を生成する。下記式（１）はヒストグラムベクトルＨの一例であり、下記式（２）は平準化行列Ｓの一例であり、下記式（３）は平準化ベクトルＨ’の一例である。

上記式（１）〜（３）の例は、ヒストグラムのビン数が５である場合の例であり、ヒストグラムベクトルＨ、平準化ベクトルＨ’、及び平準化行列Ｓのサイズはビン数に応じて変化する。例えば、ビン数が２５６である場合には、ヒストグラムベクトルＨ及び平準化ベクトルＨ’のサイズは２５６となり、平準化行列Ｓのサイズは２５６×２５６となる。

その後、平準化部１０８は、平準化ベクトルＨ’に基づいて、平準化されたヒストグラムを生成する（Ｓ１５３）。すなわち、基準ヒストグラムに対応する平準化ベクトルＨ’に基づいて平準化基準ヒストグラムを生成し、検知ヒストグラムに対応する平準化ベクトルＨ’に基づいて平準化検知ヒストグラムを生成する。

図９は、第１の実施形態に係る平準化前のヒストグラム１８１の例を示す図である。図１０は、第１の実施形態に係る平準化後のヒストグラム１８２の例を示す図である。平準化前のヒストグラム１８１（基準ヒストグラム又は検知ヒストグラム）は、式（１）のヒストグラムベクトルＨに対応している。平準化後のヒストグラム１８２（平準化基準ヒストグラム又は平準化検知ヒストグラム）は、式（３）の平準化ベクトルＨ’に対応している。

図９に示す平準化前のヒストグラム１８１においては、第１ビンの頻度値が０、第２ビンの頻度値が２、第３ビンの頻度値が３、そして第４ビンの頻度値が０となっている。図１０に示す平準化後のヒストグラム１８２においては、第１ビンの頻度値が２／３、第２ビンの頻度値が５／３、第３ビンの頻度値が５／３、そして第４ビンの頻度値が１となっている。すなわち、平準化処理により、平準化前の第２ビンの頻度値２及び第３ビンの頻度値３が、これらのビンの近傍に位置する第１ビン及び第４ビンに分配されている。

なお、平準化処理による頻度値の分配の仕方は上記に限られるものではなく、ヒストグラムのビン数、対象とする画素値の特性等に応じて適宜調整されるべきものである。頻度値の分配の仕方は、平準化行列Ｓの構成を変化させることにより調整することができる。平準化行列Ｓの構成を変化させることにより、例えば頻度値の他のビンへの分散幅等を変化させることができる。平準化行列Ｓは、例えば予め記憶部１０２に記憶されていてもよいし、ユーザにより設定されてもよいし、プログラムにより自動的且つ動的に生成されてもよい。

その後、図４に示すように、比較部１０９は、平準化された両ヒストグラム（平準化基準ヒストグラム及び平準化検知ヒストグラム）を比較して検知率を算出する（Ｓ１０６）。

平準化基準ヒストグラムと平準化検知ヒストグラムとを比較する方法（検知率、一致率等を算出する方法）は特に限定されるべきものではなく、公知又は新規な方法を適宜利用することができる。例えば、相関、カイ２乗、交差、Bhattacharyya距離等を利用した演算法が知られている（参考：http://opencv.jp/opencv-2svn/cpp/histograms.html）。下記式（４），（５）は相関による計算式であり、下記式（６）はカイ２乗による計算式であり、下記式（７）は交差による計算式であり、下記（８）はBhattacharyya距離による計算式である。下記式中、Ｈ１は一方のヒストグラム（例えば平準化基準ヒストグラム２０１）、Ｈ２は他方のヒストグラム（例えば平準化検知ヒストグラム２０２）、Ｎはビン数を表す。

その後、表示制御部１１２は、表示装置１１５に基準画像１７５、検知画像１７６、検知率、正否判定結果、平準化前後のヒストグラム等を表示する（Ｓ１０７）。閾値設定部１１１は、ユーザによる入力部１０３への操作に応じて、正否判定の基準となる検知率の閾値を設定するための処理を行う（Ｓ１０８）。このとき、基準画像１７５又は検知画像１７６が変更されれば、表示される検知率、正否判定結果、平準化前後のヒストグラム等も変化する。これにより、ユーザは、表示装置１１５に表示される基準画像１７５、検知画像１７６、検知率、正否判定結果、平準化前後のヒストグラム等を参照しながら、検知率の閾値を適切に設定することが可能となる。一致率等の他の比較情報の閾値についても同様である。

図１１は、第１の実施形態に係る設定画面１５１の閾値設定時における第１の状態の例を示す図である。本例においては、基準画像１７５及び検知画像１７６の両方に３つの検体１６１ａ〜１６１ｃが含まれているが、基準画像１７５に含まれる検体１６１ａ〜１６１ｃの配置と検知画像１７６に含まれる３つの検体１６１ａ〜１６１ｃの配置とが異なっている。

ヒストグラム表示部１７３には、基準画像１７５に対応する平準化基準ヒストグラム２０１と検知画像１７６に対応する平準化検知ヒストグラム２０２とが表示されている。両平準化ヒストグラム２０１，２０２には、第１の検体１６１ａの色相に対応するピーク２０１ａ，２０２ａ、第２の検体１６１ｂの色相に対応するピーク２０１ｂ，２０２ｂ、及び第３の検体１６１ｃの色相に対応するピーク２０１ｃ，２０２ｃが含まれている。各ピーク２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｂ，２０２ｂ，２０１ｃ，２０２ｃについて両平準化ヒストグラム２０１，２０２間でいくらかの相違が見られるが、これは各検体１６１ａ〜１６１ｃの配置によるものであり、検体１６１ａ〜１６１ｃの不在によるものではない。

上記のように、本実施形態においては、基準ヒストグラムと検知ヒストグラムとを比較するのではなく、平準化基準ヒストグラム２０１と平準化検知ヒストグラム２０２とを比較することにより、上記のような検体１６１ａ〜１６１ｃの配置の違いによる影響等を軽減することができる。また、環境光の変化による微妙な色相の変化等の影響も軽減することができる。これにより、検体１６１ａ〜１６１ｃの異常以外の要因による影響を軽減して適切に正否判定を行うことが可能となる。

図１１に示す例においては、閾値操作部１７４に示されているように、検知率の閾値が２％に設定されている（検知率が２％以上のときに異常（変化あり）と判定される。）。この閾値は、ユーザが閾値操作部１７４を操作することにより任意に変更することができる。設定画面１５１には、正否判定の結果を示す検知率表示部１９１が含まれている。本例における検知率は３％であり、閾値の２％を超えているため、ここでは「変化あり」と判定されている。

図１２は、第１の実施形態に係る設定画面１５１の閾値設定時における第２の状態の例を示す図である。本例においては、基準画像１７５に３つの検体１６１ａ〜１６１ｃが含まれ、検知画像１７６に２つの検体１６１ａ，１６１ｃが含まれている。すなわち、本例の検知画像１７６には検体１６１ｂが含まれていない。これに伴い、本例の平準化検知ヒストグラム２０２には、検体１６１ａに対応するピーク２０２ａ及び検体１６１ｃに対応するピーク２０２ｃは含まれているが、検体１６１ｂに対応するピーク２０２ｂは含まれていない。そのため、本例における検知率は４０％という比較的高い値となっており、正否判定は「変化あり」となっている。

図１１に示す第１の例の検知画像１７６には、基準画像１７５と同様に３つの検体１６１ａ〜１６１ｃ全てが含まれているが、図１２に示す第２の例の検知画像１７６には２つの検体１６１ａ，１６１ｃしか含まれていない。このような場合、第１の例の検知画像１７６を正常（変化なし）と判定し、第２の例の検知画像１７６を異常（変化あり）と判定することが適当な場合がある。そこで、閾値操作部１７４を操作して検知率の閾値を３％〜４０％の範囲内に設定することにより、図１１に示す第１の例の検知画像１７６のような状態（全ての検体１６１ａ〜１６１ｃが写っている状態）を正常（変化なし）と判定し、図１２に示す第２の例の検知画像１７６のような状態（複数の検体１６１ａ〜１６１ｃのうちの１つ以上が写っていない状態）を異常（変化あり）と判定することが可能となる。

図１３は、第１の実施形態に係る正否判定の結果例を示す図である。上記のように検知率の閾値を３％〜４０％に設定することにより、右側上部の第１の例の検知画像１７６についての判定結果は「変化なし」となり、右側下部の第２の例の検知画像１７６についての判定結果は「変化あり」となる。なお、閾値の設定の仕方は上記に限られるものではなく、検体の性質、要求される判定精度等に応じて適宜選択されるべきものである。

図１４は、第１の実施形態に係る設定画面１５１の閾値設定時における第３の状態の例を示す図である。本例に係る設定画面１５１は、検知率チャート表示部１７７を含んでいる。検知率チャート表示部１７７には、リアルタイムに変化する映像１５２に設定された検知領域１５５内の画像（検知画像１７６）についての検知率の変化を示すチャートが表示されている。本例では、検知率の閾値が２０％に設定され、リアルタイムに変化する検知率が閾値より大きくなった時点（変化なしから変化ありに転換した時点）と、検知率が閾値より小さくなった時点（変化ありから変化なしに転換した時点）とが示されている。ユーザはこのようなチャートと検知領域１５５内の画像とを参照しながら、検知率の閾値を設定してもよい。

図１５は、第１の実施形態における設定画面１５１の設定完了時の状態の例を示す図である。設定完了時の設定画面１５１には、設定内容表示部１６６が含まれている。設定内容表示部１６６には、上記のように行った設定の内容を示す情報が表示され、本例では基準画像１７５及び検知画像１７６のカラー成分、検知率の閾値等の情報が表示されている。本例のカラー成分は「色合い」となっているが、これは比較の対象となる画像（基準画像１７５及び検知画像１７６）がカラー画像であり、カラー画像を構成する各ピクセルの色相を比較して正否判定を行うことを示している。

カラー成分は、「色合い」の他に「グレースケール」、「白黒２値」等が選択可能であってもよい。「グレースケール」が選択された場合、比較の対象となる画像はグレースケール画像となり、平準化基準ヒストグラム（基準ヒストグラム）及び平準化検知ヒストグラム（検知ヒストグラム）は、グレースケールの階調を示す画素値（明度値、濃度値等）を用いて生成される。これにより、グレースケール画像を比較する場合であっても上記と同様に処理することができる。

上記のような設定処理（検知領域１５５、基準画像１７５、検知率の閾値等の設定）が完了した後、判定部１１０は、実際の正否判定処理を開始する（Ｓ１０９）。なお、実際の正否判定処理の実行中に上記設定処理を行えるようにしてもよい。

本実施形態によれば、平準化基準ヒストグラム２０１と平準化検知ヒストグラム２０２とを比較することにより、検体１６１ａ〜１６１ｃの異常以外の要因による影響を軽減して適切に正否判定を行うことが可能となる。また、基準画像１７５、検知画像１７６、平準化されたヒストグラム２０１，２０２、正否判定結果等を確認しながら検知率の閾値を設定することができるので、適切な正否判定が行われるように閾値を設定することが可能となる。これにより、正否判定の実用性を向上させることが可能となる。

以下に他の実施形態について図を参照して説明するが、第１の実施形態と同一又は同様の作用効果を奏する箇所については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る画像処理システム１（情報処理装置３）は、グレースケール画像を比較対象とする場合に適した構成を含んでいる。図１６は、第２の実施形態に係る設定画面２２１の閾値設定時における第１の状態の例を示す図である。図１７は、第２の実施形態に係る設定画面２２１の閾値設定時における第２の状態の例を示す図である。

本実施形態に係る設定画面２２１には、差異画像表示部２２５が含まれている。差異画像表示部２２５には、基準画像１７５と検知画像１７６とを重ね合わせた差異画像２２６（第２の画像）が表示されている。

本実施形態に係るヒストグラム生成部１０７は、基準画像１７５のヒストグラムである基準ヒストグラムと、差異画像２２６のヒストグラムである差異ヒストグラムとを生成する。このとき、両ヒストグラムの生成に用いられる画素値は、グレースケールの階調を示す明度値等である。本実施形態に係る平準化部１０８は、基準ヒストグラムを平準化した平準化基準ヒストグラムと、差異ヒストグラムを平準化した平準化差異ヒストグラムとを生成する。本実施形態に係る比較部１０９は、平準化基準ヒストグラムと平準化差異ヒストグラムとを比較することにより検知率を算出する。

図１６に示すように、本実施形態に係るヒストグラム表示部１７３には、平準化基準ヒストグラム２３１と平準化差異ヒストグラム２３２とが表示されている。本実施形態に係る検知率表示部１９１には、平準化基準ヒストグラム２３１と平準化差異ヒストグラム２３２との比較結果を示す検知率が表示されている。

このように、本実施形態においては、比較対象となる画像がグレースケール画像である場合には、基準画像１７５（平準化基準ヒストグラム）と検知画像１７６（平準化検知ヒストグラム）とを比較するのではなく、基準画像１７５（平準化基準ヒストグラム）と差異画像２２６（平準化差異ヒストグラム）とを比較する。これにより、色相による差別化が困難なグレースケール画像を扱う場合であっても、的確に正否判定を行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
図１８は、第３の実施形態に係る情報処理装置２５１の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る情報処理装置２５１は、第１の実施形態に係る情報処理装置３の機能部１０１〜１１３に加え、再計算部２６１（除外部）及び原点移動部２６２を備えている。

再計算部２６１は、所定の値を有する画素値をヒストグラムの対象から除外するように、基準画像１７５及び検知画像１７６の画素値を再計算する。例えば、画素値がＨＳＶである場合、Ｓ成分の値が所定の下限値以下である（彩度が下限値以下である）か、Ｖ成分の値が所定の下限値以下である（明度が下限値以下である）か、又はＶ成分の値が所定の上限値以上である（明度が上限値以上である）画素値を無効とする。

原点移動部２６２は、平準化基準ヒストグラム及び平準化検知ヒストグラムにおけるピークが各ヒストグラム内に設定された端部領域内に位置しないように、平準化基準ヒストグラム及び平準化検知ヒストグラムの各原点を移動させる。端部領域とは、ヒストグラムの横軸における原点付近の領域と終点付近の領域とからなる領域である。端部領域の設定の仕方は特に限定されるべきものではなく、使用状況に応じて適宜選択されるべきものである。例えば、２５６ビンのヒストグラムにおいて、第１ビン〜第１０ビンの領域及び第２４７ビン〜第２５６ビンの領域を端部領域としてもよい。

例えば、ヒストグラムの対象として色空間を示す画素値を利用する場合、ピークが端部領域内に位置すると、比較のための要素が原点付近と終点付近とに集中してしまい、正否判定に不具合が生じる場合がある。そこで、ピークが端部領域内に位置する場合には、ピークがヒストグラムの中央部（例えば第１２８ビン）付近に位置するようにヒストグラムの原点を移動させる。

図１９は、第３の実施形態に係る情報処理装置２５１による処理例を示すフローチャートである。図１９に示す本実施形態に係るフローチャートと図４に示す第１の実施形態に係るフローチャートとの相違点は、主に本実施形態に係るフローチャートが再計算部２６１に係るステップＳ２０１と原点移動部２６２に係るステップＳ２０２とを含んでいる点にある。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０３により基準画像１７５及び検知画像１７６の設定が完了した後、再計算部２６１は、所定の値を有する画素値をヒストグラムの対象から除外するように、基準画像１７５及び検知画像１７６のＨ成分を再計算する（Ｓ２０１）。その後、再計算された画素値（Ｈ成分）を用いて基準ヒストグラム及び検知ヒストグラムが生成され（Ｓ１０４）、当該基準ヒストグラム及び検知ヒストグラムから平準化基準ヒストグラム及び平準化検知ヒストグラムが生成される（Ｓ１０５）。

その後、原点移動部２６２は、上記のように再計算された画素値から生成された平準化基準ヒストグラム及び平準化検知ヒストグラムのそれぞれについて、ピークが端部領域内に位置しないように原点位置を調整する（Ｓ２０２）。比較部１０９は、上記のように生成された平準化基準ヒストグラムと平準化検知ヒストグラムとを比較して検知率を算出する（Ｓ１０６）。

図２０は、第３の実施形態に係る再計算部２６１による具体的な処理例を示すフローチャートである。再計算部２６１は、基準画像と検知画像の各ピクセルについてのＨＳＶ成分を取得すると（Ｓ２５１）、未処理の（再計算処理が未だ行われていない）ピクセルがあるか否かを判定する（Ｓ２５２）。

未処理のピクセルがある場合（Ｓ２５２：Ｙｅｓ）、再計算部２６１は、あるピクセルのＨＳＶ成分についてＳ０≦Ｓ且つＶ０≦Ｖ≦Ｖ１が成り立つか否かを判定する（Ｓ２５３）。ＳはＳ成分の値、Ｓ０はＳ成分の下限値、ＶはＶ成分の値、Ｖ０はＶ成分の下限値、そしてＶ１はＶ成分の上限値を示す。

Ｓ０≦Ｓ且つＶ０≦Ｖ≦Ｖ１が成り立つ場合（Ｓ２５３：Ｙｅｓ）、再計算部２６１は、当該ピクセルを有効なピクセルとして設定し（Ｓ２５４）、再度ステップＳ２５２を実行する。このとき、再計算部２６１は、有効なピクセルの画素値を変化させなくてもよい。一方、Ｓ０≦Ｓ且つＶ０≦Ｖ≦Ｖ１が成り立たない場合（Ｓ２５３：Ｎｏ）、再計算部２６１は、当該ピクセルを無効なピクセルとして設定し（Ｓ２５５）、再度ステップＳ２５２を実行する。上記処理を繰り返し、未処理のピクセルがなくなった場合（Ｓ２５２：Ｎｏ）、再計算部２６１は、無効なピクセルを画像（映像１５２、基準画像１７５、検知画像１７６等）に反映させる（Ｓ２５６）。

図２１は、第３の実施形態に係るＳ成分の下限値Ｓ０の例を示す図である。図２２は、第３の実施形態に係るＶ成分の下限値Ｖ０及び上限値Ｖ１の例を示す図である。図２１及び図２２において、ＨＳＶ色空間を示す色空間テーブル２７１が例示されている。彩度（Ｓ）が下限値Ｓ０より低くなると画像全体が略黒色となる。また、明度（Ｖ）が下限値Ｖ０より低くなると画面全体が略黒色となり、明度（Ｖ）が上限値Ｖ１より高くなると画面全体が略白色となる。従って、Ｓ０≦Ｓ且つＶ０≦Ｖ≦Ｖ１が成り立たないピクセルを無効とすることができる。

図２３は、第３の実施形態においてピクセルを無効にする状態の例を示す図である。本例では、Ｓ０＝１０、Ｖ０＝３０、及びＶ１＝１００に設定されている。すなわち、彩度（Ｓ）の有効範囲は１０以上であり、明度の有効範囲は３０以上１００以下となっている。図２３に示す例では、３×３のピクセルのうち、上記有効範囲外のＳ成分又はＶ成分を有するピクセルは無効となっている。有効なピクセル（右側の図においてバツ印が付されていないピクセル）のＨ成分のみを用いてヒストグラムが生成される。

図２４は、第３の実施形態に係る設定画面２８１の基準画像設定時における状態の例を示す図である。本例に係る設定画面２８１には、変更後画像表示部２８５が含まれている。変更後画像表示部２８５には、基準画像１７５に対して上記無効化処理の結果を反映した変更後画像２８６が表示されている。変更後画像２８６においては、検体１６１ａ〜１６１ｃ以外の背景部分のピクセルが無効化され、黒色になっている。ユーザがＯＫボタン１７９を押す操作を行うことにより、変更後画像表示部２８５に表示されている変更後画像２８６が基準画像として記憶される。なお、ここでは基準画像について説明したが、検知画像についても同様である。

図２５は、第３の実施形態に係る設定画面２８１の判定処理時における状態の例を示す図である。本例に係る設定画面２８１の基準画像表示部１７１には、無効化処理による変更後の基準画像２８８が表示され、検知画像表示部１７２には、無効化処理による変更後の検知画像２８９が表示されている。本例の検知画像２８９には検体１６１ａ〜１６１ｃが含まれていない。これらの基準画像２８８及び検知画像２８９の検体１６１ａ〜１６１ｃ以外の背景部分は、上記無効化処理により黒色になっている。

図２６は、第３の実施形態に係る原点移動部２６２による具体的な処理例を示すフローチャートである。平準化部１０８が平準化されたヒストグラムｈ（ｉ）を生成すると（Ｓ２８１）、原点移動部２６２はｉ＝０に設定する（Ｓ２８２）。ｉはヒストグラムのビンを表し、例えばｉ＝０〜２５５である。ｈ（ｉ）は、各ビンに対応する頻度値を表す。その後、原点移動部２６２は、ｉ≦２５６が成立するか否かを判定する（Ｓ２８３）。

ｉ≦２５６が成立する場合（Ｓ２８３：Ｙｅｓ）、原点移動部２６２は、ｈ（ｉ−１）＜ｈ（ｉ）且つｈ（ｉ）≧ｈ（ｉ＋１）が成立するか否かを判定する（Ｓ２８４）。但し、ｈ（−１）＝ｈ（２５５）及びｈ（２５６）＝ｈ（０）である。ｈ（ｉ−１）＜ｈ（ｉ）且つｈ（ｉ）≧ｈ（ｉ＋１）が成立する場合（Ｓ２８４：Ｙｅｓ）、原点移動部２６２は、頂点位置の候補にｉを追加する（Ｓ２８５）。すなわち、隣接する３つのビンにおいて、真中のビンｈ（ｉ）が直前のビンｈ（ｉ−１）より大きく且つ直後のビンｈ（ｉ＋１）以上である場合には、ｉはピーク位置に相当するビンである可能性があると判断される。その後、原点移動部２６２は、ｉに１を追加し（Ｓ２８６）、再びステップＳ２８３を実行する。一方、ｈ（ｉ−１）＜ｈ（ｉ）且つｈ（ｉ）≧ｈ（ｉ＋１）が成立しない場合（Ｓ２８４：Ｎｏ）、ステップＳ２８５が実行されることなく、ステップＳ２８６が実行される。

上記処理を繰り返し、ｉ≦２５６が成立しなくなった場合（Ｓ２８３：Ｎｏ）、原点移動部２６２は、頂点位置の候補となった１つ以上のｉの平均値を計算し（Ｓ２８７）、平均値が示す頂点位置がヒストグラムの端部領域内に位置するか否かを判定する（Ｓ２８８）。頂点位置が端部領域内に位置する場合（Ｓ２８８：Ｙｅｓ）、原点移動部２６２は、頂点位置がヒストグラムの中央部に位置するように、原点位置を移動させる（Ｓ２８９）。例えば、２５６ビンのヒストグラムにおいて原点を１２８ビン分移動させることにより、ピークをヒストグラムの略中央に配置することができる。頂点位置が端部領域内に位置しない場合（Ｓ２８８：Ｎｏ）、原点移動部２６２は、原点位置を移動させることなく当該ルーチンを終了する。

図２７は、第３の実施形態に係る原点移動処理を実行する前のヒストグラム（平準化基準ヒストグラム又は平準化検知ヒストグラム）の例を示す図である。図２８は、第３の実施形態に係る原点移動処理を実行した後のヒストグラムの例を示す図である。図２７に示すように、ヒストグラムのピーク２９１が原点付近に位置していると、比較のための要素が原点付近と終点付近とに集中してしまう。そこで、図２８に示すように、ヒストグラムの原点を移動させることにより、ピーク２９１がヒストグラムの中央部に位置するようにする。

本実施形態によれば、検体１６１ａ〜１６１ｃの正否判定に寄与しないピクセルを無効とすることができる。これにより、正否判定の精度を損なうことなく、演算負荷の軽減等を図ることが可能となる。また、比較のための要素がヒストグラムの端部に集中することを防止できるので、正否判定の精度を向上させることが可能となる。

（第４の実施形態）
図２９は、第４の実施形態に係る情報処理装置３０１の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る情報処理装置３０１は、図１８に示す第３の実施形態に係る情報処理装置２５１の機能部１０１〜１１３，２６１，２６２に加え、色設定部３１１を備えている。

色設定部３１１は、比較対象とする対象色を設定する。比較部１０９は、設定された対象色について生成された平準化基準ヒストグラム及び平準化検知ヒストグラムを比較する。従って、正否判定は設定された対象色についてのみ行われる。対象色の設定方法は特に限定されるべきものではないが、例えばユーザがディスプレイ１５等の表示装置１１５に表示された映像１５２上でマウス１８等を用いて任意の色を指定すること等により行われてもよい。

図３０は、第４の実施形態に係る情報処理装置３０１による処理例を示すフローチャートである。図３０に示す本実施形態に係るフローチャートと図１９に示す第３の実施形態に係るフローチャートとの相違点は、主に本実施形態に係るフローチャートが色設定部３１１に係るステップＳ３０１を含んでいる点にある。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０３により基準画像１７５及び検知画像１７６の設定が完了した後、色設定部３１１は、対象色を設定するための処理を行う（Ｓ３０１）。対象色の設定方法は特に限定されるべきものではないが、設定画面上に表示された映像（映像１５２、基準画像１７５、検知画像１７６等）から任意の色を指定すること等により行われる。その後、ステップＳ２０１以降の処理が行われる。

図３１は、第４の実施形態に係る色設定部３１１による具体的な処理例を示すフローチャートである。色設定部３１１は、先ず基準画像１７５と検知画像１７６のＨＳＶ成分を取得し（Ｓ３５１）、設定された色に基づいて基準色相成分ｈ１、基準彩度成分ｓ１、及び基準明度成分ｖ１を設定する（Ｓ３５２）。基準色相成分ｈ１、基準彩度成分ｓ１、及び基準明度成分ｖ１はそれぞれ、対象色のＨ成分、Ｓ成分、及びＶ成分に相当する。その後、色設定部３１１は、未処理のピクセルがあるか否かを判定する（Ｓ３５３）。

未処理のピクセルがある場合（Ｓ３５３：Ｙｅｓ）、色設定部３１１は、あるピクセルについて、ｈ１−ａ≦Ｈ≦ｈ１＋ｂ、且つｓ１−ｃ≦Ｓ≦ｓ１＋ｄ、且つｖ１−ｅ≦Ｖ≦ｖ１＋ｆが成り立つか否かを判定する（Ｓ３５４）。ａ〜ｆは定数である。すなわち、対象となっているピクセルのＨ成分の値（Ｈ）、Ｓ成分の値（Ｓ）、及びＶ成分の値（Ｖ）がそれぞれ基準色相成分ｈ１、基準彩度成分ｓ１、及び基準明度成分ｖ１の誤差範囲内に収まっているか否かが判定される。

ｈ１−ａ≦Ｈ≦ｈ１＋ｂ、且つｓ１−ｃ≦Ｓ≦ｓ１＋ｄ、且つｖ１−ｅ≦Ｖ≦ｖ１＋ｆが成り立つ場合（Ｓ３５４：Ｙｅｓ）、色設定部３１１は、当該ピクセルを有効なピクセルに設定し（Ｓ３５５）、再度ステップＳ３５３を実行する。一方、ｈ１−ａ≦Ｈ≦ｈ１＋ｂ、且つｓ１−ｃ≦Ｓ≦ｓ１＋ｄ、且つｖ１−ｅ≦Ｖ≦ｖ１＋ｆが成り立たない場合（Ｓ３５４：Ｎｏ）、色設定部３１１は、当該ピクセルを無効なピクセルに設定し（Ｓ３５６）、再度ステップＳ３５３を実行する。上記処理を繰り返し、未処理のピクセルがなくなった場合（Ｓ３５３：Ｎｏ）、色設定部３１１は、無効なピクセルを画像（映像１５２、基準画像１７５、検知画像１７６等）に反映させる（Ｓ３５７）。

図３２は、第４の実施形態に係る設定画面３２１の色設定処理時における状態の例を示す図である。本例では、設定画面３２１に表示された映像１５２から直接色を指定する例が示されている。本例では、マウス１８等により操作されるポインタ３２５によりユーザが所望の色を指定できるようになされている。本例の設定画面３２１には、設定色表示部３２７が含まれている。設定色表示部３２７には、ポインタ３２５により指定されたピクセルの色が表示されている。ユーザがＯＫボタン１７９を押す操作を行うことにより、設定色表示部３２７に表示された色が対象色として記憶部１０２に記憶される。

図３３は、第４の実施形態に係る設定画面３２１の対象色反映時における状態の例を示す図である。本例では、設定画面３２１に表示された映像１５２において、上記のように設定された色以外の色を有するピクセルは無効となっている。このように対象色が反映された映像１５２から基準画像及び検知画像を設定してもよいし、基準画像及び検知画像から色指定を行ってもよい。

本実施形態によれば、ヒストグラムや画像の生成の対象となるピクセルを、ユーザが所望する色相を有するピクセルのみに絞り込むことが可能となる。これにより、処理負荷の軽減等を図ることが可能となる。

（第５の実施形態）
第４の実施形態においては、色設定部３１１は、ユーザが映像１５２上で指定した１つの色に基づいて対象色を設定する方法を示したが、本実施形態に係る色設定部３１１は、ユーザが表示装置１１５に表示された所定の映像（映像１５２、基準画像１７５、検知画像１７６等）上で指定した１以上の色に基づいて、対象色の色範囲を設定する。なお、本実施形態としては、ユーザが指定した色を示す色配列（画素値）としてＨＳＬ値を用いる例を示すが、色配列の種類はこれに限定されるものではなく、例えば第４の実施形態と同様にＨＳＶ値を用いてもよい。

図３４は、第５の実施形態に係る設定画面３３１の例を示す図である。本実施形態に係る設定画面３３１は、撮像装置２ａ〜２ｆのいずれかにより撮影された映像１５２を表示する映像表示部３３２、基準画像１７５を表示する基準画像表示部１７１、及び色範囲表示部３３３を含んでいる。

色範囲表示部３３３は、対象色の色範囲を表示する部分である。色範囲とは、対象色として認められる色配列（画素値：本実施形態では色相Ｈ、彩度Ｓ、及び輝度Ｌの各値）の幅である。本実施形態に係る色範囲表示部３３３は、最小値表示部３４１、最大値表示部３４２、中間値表示部３４３、許容誤差下限値設定部３４４、及び許容誤差上限値設定部３４５を含んでいる。最小値表示部３４１は、ユーザが所定の映像上で指定した複数の指定点のそれぞれに対応する複数の色配列（ＨＳＬ値）のうちの最小値を表示する部分である。最大値表示部３４２は、ユーザが指定した複数の指定点のそれぞれに対応する複数の色配列のうちの最大値を表示する部分である。中間値表示部３４３は、最小値表示部３４１に表示された最小値と最大値表示部３４２に表示された最大値との中間（平均）値（例えば、小数点以下の値を四捨五入、繰上げ、又は繰下げした値）を表示する部分である。なお、色相Ｈは、２５６階調（０〜２５５）において環状の値をとるため、図３４に示す例における最大値「１８」は、２５５＋１８＝「２７３」に相当し、中間値「２２１」は、（１６８＋２７３）／２＝２２０．５の四捨五入値又は繰上げ値となっている。許容誤差下限値設定部３４４は、誤差の許容範囲の下限値を設定するための部分であり、ユーザが任意の値を入力できるように構成されている。許容誤差上限値設定部３４５は、誤差の許容範囲の上限値を設定するための部分であり、ユーザが任意の値を入力できるように構成されている。

図３５は、第５の実施形態に係る設定画面３３１において１つの指定点が指定された状態の例を示す図である。映像１５２上の任意の位置（本例では、はさみの柄の一部）をユーザが指定（例えばマウスで位置を指定してクリック）すると、当該位置に第１のマーカＭ１が描画され、第１のマーカＭ１に対応するピクセルのＨＳＬ値（本例では２５４，１７０，８７）が取得される。この時点においてはまだ１つの指定点しか指定されていないため、最小値表示部３４１、最大値表示部３４２、及び中間値表示部３４３には、それぞれ同一のＨＳＬ値（２５４，１７０，８７）が表示されている。基準画像表示部１７１には、許容誤差下限値から許容誤差上限値までのＨＳＬ値を有するピクセルから構成される基準画像１７５が表示される。図３５に示す例では、Ｈ値が２３４〜２７４（２３４〜２５５，０〜１９）、Ｓ値が１５０〜１９０、及びＬ値が６７〜１０７の範囲にあるピクセルから構成された基準画像１７５が表示される。

図３６は、第５の実施形態に係る設定画面３３１において２つの指定点が指定された状態の例を示す図である。映像１５２上でユーザが２つめの位置を指定すると、当該位置に第２のマーカＭ２が描画され、第２のマーカＭ２に対応するピクセルのＨＳＬ値（本例では２４７，１３８，１０３）が取得される。このとき、最小値表示部３４１には、両マーカＭ１，Ｍ２のＨＳＬ値の比較においてより小さい値（本例ではＨ：２４７、Ｓ：１３８、及びＬ：８７）が表示され、最大値表示部３４２には、より大きい値（本例ではＨ：２５４、Ｓ：１７０、及びＬ：１０３）が表示され、中間値表示部３４３には、それぞれの最小値と最大値との中間値（本例ではＨ：２５１、Ｓ：１５４、及びＬ：９５）が表示される。本例においては、許容誤差下限値が−２０、許容誤差上限値が＋２０に設定され、対象色の色範囲は、ＨＳＬ値の各最小値から２０を減算した値から、各最大値に２０を加算した値までの範囲となる。図３６に例示する状態においては、基準画像表示部１７１に、Ｈ値が２２７〜２７４（２２７〜２５５，０〜１９）、Ｓ値が１１８〜１９０、及びＬ値が６７〜１２３の範囲にあるピクセルから構成された基準画像１７５が表示される。

図３７は、第５の実施形態に係る設定画面３３１において３つの指定点が指定された状態の例を示す図である。映像１５２上でユーザが３つめの位置を指定すると、当該位置に第３のマーカＭ３が描画され、第３のマーカＭ３に対応するピクセルのＨＳＬ値（本例では２５３，１８３，８２）が取得される。このとき、最小値表示部３４１には、全マーカＭ１〜Ｍ３のＨＳＶ値のうち最も小さい値（本例ではＨ：２４７、Ｓ：１３８、及びＬ：８２）が表示され、最大値表示部３４２には、最も大きい値（本例ではＨ：２５４、Ｓ：１８３、及びＬ：１０３）が表示され、中間値表示部３４３には、それぞれの最小値と最大値との中間値（本例ではＨ：２５１、Ｓ：１５４、及びＬ：９５）が表示される。基準画像表示部１７１には、Ｈ値が２２７〜２７４（２２７〜２５５，０〜１９）、Ｓ値が１１８〜２０３、及びＬ値が６２〜１２３の範囲にあるピクセルから構成された基準画像１７５が表示される。

本実施形態においては、上記３つのマーカＭ１〜Ｍ３は全てはさみの柄の部分に位置し、当該柄の部分は赤色と認識される色を有するものであるとする。以下に、赤色とは色相が異なる色を有する位置を指定点とした場合の例について説明する。

図３８は、第５の実施形態に係る設定画面３３１において４つの指定点が指定された状態の例を示す図である。ここでは、４つめの指定点として、青色と認識される位置（消しゴムの一部）が指定された場合を例示する。映像１５２上でユーザが４つめの位置を指定すると、当該位置に第４のマーカＭ４が描画され、第４のマーカＭ４に対応するピクセルのＨＳＬ値（本例では１６８，１０５，７２）が取得される。このとき、最小値表示部３４１には、全マーカＭ１〜Ｍ４のＨＳＬ値のうち最も小さい値（本例ではＨ：１６８、Ｓ：１０５、及びＬ：７２）が表示され、最大値表示部３４２には、最も大きい値（本例ではＨ：２５４、Ｓ：１８３、及びＬ：１０３）が表示され、中間値表示部３４３には、それぞれの最小値と最大値との中間値（本例ではＨ：２１１、Ｓ：１４４、及びＬ：８８）が表示される。基準画像表示部１７１には、Ｈ値が１４８〜２７４（１４８〜２５５，０〜１９）、Ｓ値が８５〜２０３、及びＬ値が５２〜１２３の範囲にあるピクセルから構成された基準画像１７５が表示される。この場合における基準画像１７５には、赤色と認識される赤色領域３０５、青色と認識される青色領域３０６、並びに、赤色及び青色のいずれでもない色（例えば灰色）と認識される他色領域３０７が含まれることとなる。これは、赤色とは色相が大きく異なる青色を指定したことにより、対象色の色範囲が大きく拡大されたことに起因する。

上記のように、色相が比較的大きく異なる（例えば階調値の差が所定値以上である）複数の色（例えば赤色と青色等）を同時に指定すると、ユーザが意図しない色（例えば灰色等）が対象色の色範囲に含まれてしまう場合がある。このような問題に対処する方法の１つとして、不適切な指定点を削除する方法がある。

図３９は、第５の実施形態に係る設定画面３３１において指定点を削除するときの状態の例を示す図である。図４０は、第５の実施形態に係る設定画面３３１において指定点が削除された後の状態の例を示す図である。ここでは、第４のマーカＭ４に対応する指定点を削除する場合を例示する。図３９に示すように映像１５２上でユーザが第４のマーカＭ４の位置をクリック操作等により再指定すると、図４０に示すように映像１５２から第４のマーカＭ４が削除され、色範囲表示部３３３内の表示及び基準画像１７５が、第４のマーカＭ４に対応する位置を指定する前の状態（図３７に示す状態）に戻る。このように、ユーザが指定点の削除を任意に行えるようにすることにより、対象色の色範囲を適切且つ簡便に調整することが可能となる。

また、本実施形態においては、許容誤差下限値及び許容誤差上限値をユーザが任意の値に調整できるようになされている。

図４１は、第５の実施形態に係る設定画面３３１において許容誤差下限値及び許容誤差上限値を調整するときの状態の例を示す図である。本例では、ＨＳＬ各値に対応する全ての許容誤差下限値を−２０から−４に変更し、Ｈ値に対応する許容誤差上限値を＋２０から＋７に変更し、Ｓ値に対応する許容誤差上限値を＋２０から＋８に変更し、Ｌ値に対応する許容誤差上限値を＋２０から＋８に変更している。これにより、対象色の色範囲は、Ｈ値：２４３〜２６１（２４３〜２５５，０〜６）、Ｓ値：１３４〜１９１、及びＬ値：７８〜１１１となり、基準画像表示部１７１には、当該調整後のＨＳＬ値を有するピクセルから構成される赤色領域３０５’を含む基準画像１７１が表示される。このように、ユーザが許容誤差下限値及び許容誤差上限値を任意に調整できるようにすることにより、対象色の色範囲をより適切且つ簡便に調整することが可能となる。

図４２は、第５の実施形態に係る情報処理装置３０１による処理例を示すフローチャートである。ここでは、上記のように、ユーザが映像１５２上で複数の指定点を指定し、各指定点に対応するＨＳＬ値に基づいて対象色の色範囲を設定する場合の処理例について説明する。本実施形態に係る色設定部３１１（図２９参照）は、先ず、対象色の色範囲を設定する処理に関する初期値を記憶部１０１から読み込む（Ｓ５０１）。当該初期値には、ユーザが映像１５２上で指定可能な指定点の上限値（例えば１０）等が含まれる。その後、色設定部３１１は、ユーザインターフェースを介して、ユーザが映像１５２上で任意の位置を指定するクリック操作を受け付ける（Ｓ５０２）。

色設定部３１１は、ユーザが映像１５２上でクリックした位置にマーカが存在するか否かを判断する（Ｓ５０３）。クリックされた位置にマーカが存在していない場合（Ｓ５０３：Ｎｏ）、色設定部３１１は、マーカ数（クリック数又は指定点数）が上限値に達したか否かを判断する（Ｓ５０４）。マーカ数が上限値に達していない場合（Ｓ５０４：Ｎｏ）、色設定部３１１は、クリックされた位置にマーカを追加し（Ｓ５０５）、追加されたマーカの位置に対応するピクセルの色配列（ＨＳＬ値）を取得し（Ｓ５０６）、取得した１以上の色配列に基づいて上述したように色範囲を算出する（Ｓ５１０）。一方、マーカ数が上限値に達している場合（Ｓ５０４：Ｙｅｓ）、例えば映像１５２上に既に１０個のマーカが配置されている場合には、新たなマーカを追加せず、既にある複数のマーカに対応する各色配列に基づいて色範囲を算出する（Ｓ５１０）。

また、クリックした位置にマーカがある場合（Ｓ５０３：Ｙｅｓ）、色設定部３１１は、クリックされた位置に存在するマーカを削除し（Ｓ５０７）、削除したマーカに対応する色配列を削除する（Ｓ５０８）。その後、色設定部３１１は、映像１５２上にマーカが１以上あるか否かを判断し（Ｓ５０９）、マーカが１以上ない（１つもない）場合（Ｓ５０９：Ｎｏ）にはステップＳ５０２に戻り、マーカが１以上ある場合（Ｓ５０９：Ｙｅｓ）には各マーカに対応する色配列に基づいて色範囲を算出する（Ｓ５１０）。

その後、色設定部３１１は、算出された色範囲に含まれる色配列を有するピクセルから構成される対象色画像（図３４〜図４１に示す例においては基準画像１７５）を更新し（Ｓ５１１）、ユーザから色指定の要求があるか否かを判断する（Ｓ５１２）。要求がない場合（Ｓ５１２：Ｎｏ）には本ルーチンを終了し、要求がある場合（Ｓ５１２：Ｙｅｓ）にはステップＳ５０２に戻る。

なお、上記においては、色相が比較的大きく異なる複数の色（例えば赤色及び青色）を指定点とした場合に生じる問題（対象色の色範囲に意図しない色が含まれてしまうといった問題）を、一方の色（例えば青色）に対応する指定点を削除することにより解決する例を示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、赤い部分に１以上の指定点を指定し、青い部分に１以上の指定点を指定した場合には、色範囲を赤色領域と青色領域の２つに分割して設定してもよい。また、色範囲を３以上の領域に分割してもよい。

すなわち、複数の指定点の色配列の特徴に応じて、色範囲を複数に分割して設定してもよい。例えば、指定点が複数存在する場合において、色相を示す画素値（例えばＨ値）の階調値差が所定値以上である場合（例えば２５６階調のＨ値の差が５０以上である場合等）には、色範囲を複数に分割して設定するようにしてもよい。

例えば、ＨＳＶ値を色配列とする３つの指定点として、第１の指定点（６５，３４，１２４）、第２の指定点（２３２，２３０，２００）、及び第３の指定点（４５，６４，９８）が指定され、許容誤差下限値が−１０、許容誤差上限値が＋１０である場合について説明する。この場合、第１の指定点（６５，３４，１２４）と第３の指定点（４５，６４，９８）とに基づいて、Ｈ値の範囲が３５〜７５、Ｓ値の範囲が２４〜７４、Ｖ値の範囲が８８〜１３４である第１の色範囲を設定し、第２の指定点（２３２，２３０，２００）に基づいて、Ｈ値の範囲が２２２〜２４２、Ｓ値の範囲が２２０〜２４０、Ｖ値の範囲が１９０〜２１０である第２の色範囲を設定することができる。なお、色範囲を分割して設定するためのアルゴリズムは上記に限定されるものではなく、使用条件等に応じて適宜決定されるべきものである。

以上のように、本実施形態によれば、ユーザが指定した１以上の色に基づいて対象色の色範囲が設定される。これにより、対象色の設定をより簡便に行うことが可能となる。

（第６の実施形態）
図４３は、第６の実施形態に係る情報処理装置３５１の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る情報処理装置３５１は、図２９に示す第４又は第５の実施形態に係る情報処理装置３０１の機能部１０１〜１１３，２６１，２６２，３１１に加え、拡張化部３６１を備えている。

拡張化部３６１は、平準化基準ヒストグラム及び平準化検知ヒストグラムにおけるピークを拡張させる拡張化処理を行う。比較部１０９は、拡張化された平準化基準ヒストグラムである拡張化基準ヒストグラム（第１の拡張化ヒストグラム）と、拡張化された平準化検知ヒストグラムである拡張化検知ヒストグラム（第２の拡張化ヒストグラム）との比較結果を示す比較情報を生成する。

拡張化処理の方法は特に限定されるべきものではないが、ピーク幅を横軸（ビン軸）方向に拡張させたり、ピーク高さを縦軸（頻度値軸）方向に拡縮させたりすることにより、ピーク内に隙間が形成されないようにピーク形状を横軸方向に拡大させる処理であることが好ましい。

図４４は、第６の実施形態に係る情報処理装置３５１による処理例を示すフローチャートである。図４４に示す本実施形態に係るフローチャートと図３０に示す第４の実施形態に係るフローチャートとの相違点は、主に本実施形態に係るフローチャートが拡張化部３６１に係るステップＳ４０１，Ｓ４０２を含んでいる点にある。

ステップＳ２０２において原点移動部２６２によりヒストグラムの原点位置が調整された後、拡張化部３６１は、平準化されたヒストグラム（平準化基準ヒストグラム及び平準化検知ヒストグラム）を拡張化する（Ｓ４０１）。その後、比較部１０９は、拡張化された両ヒストグラム（拡張化基準ヒストグラム及び拡張化検知ヒストグラム）を比較して検知率を算出する（Ｓ４０２）。その後、ステップＳ１０７以降の処理が行われる。

図４５は、第６の実施形態に係る拡張化部３６１による具体的な処理例を示すフローチャートである。拡張化部３６１は、平準化ベクトルＨ’（図８のステップＳ１５２により生成されたもの）を取得し（Ｓ４５１）、平準化ベクトルＨ’に対応するヒストグラムにおけるピークに対応する拡張化行列Ｅを生成する（Ｓ４５２）。その後、拡張化部３６１は、平準化ベクトルＨ’と拡張化行列Ｅとを積算し、拡張化ベクトルＨ’’を生成する（Ｓ４５３）。

下記式（９）は平準化ベクトルＨ’の第１の例であり、下記式（１０）は拡張化行列Ｅの第１の例であり、下記式（１１）は拡張化ベクトルＨ’’の第１の例である。

上記式（９）〜（１１）の例は、ヒストグラムのビン数が４であり、平準化ベクトルＨ’に対応する平準化されたヒストグラムの第１のビン及び第２のビンの部分においてピークが形成されている。

下記式（１２）は平準化ベクトルＨ’の第２の例であり、下記式（１３）は拡張化行列Ｅの第２の例であり、下記式（１４）は拡張化ベクトルＨ’’の第２の例である。

上記式（１２）〜（１４）の例は、ヒストグラムのビン数が４であり、平準化ベクトルＨ’に対応する平準化されたヒストグラムの第２のビンの部分においてピークが形成されている。

平準化ベクトルＨ’、拡張化ベクトルＨ’’、及び拡張化行列Ｅのサイズはビン数に応じて変化する。また、拡張化行列Ｅは、平準化ベクトルＨ’のピーク位置、ピーク幅、ピーク高さ等に応じて変化する。拡張化行列Ｅは、ユーザにより設定されてもよいし、プログラムにより自動的且つ動的に生成されてもよい。

その後、拡張化部３６１は、拡張化ベクトルＨ’’に基づいて拡張化されたヒストグラムを生成する（Ｓ４５４）。すなわち、平準化基準ヒストグラムに対応する拡張化ベクトルＨ’’に基づいて拡張化基準ヒストグラムを生成し、平準化検知ヒストグラムに対応する平準化ベクトルＨ’’に基づいて拡張化検知ヒストグラムを生成する。

図４６は、第５の実施形態に係る拡張化前のヒストグラムの例を示す図である。図４７は、第５の実施形態に係る拡張化後のヒストグラムの例を示す図である。図４６に示す拡張化前のヒストグラムは、平準化基準ヒストグラム又は平準化検知ヒストグラムに相当する。図４７に示す拡張化後のヒストグラムは、拡張化基準ヒストグラム又は拡張化検知ヒストグラムに相当する。

図４６において、拡張化前の３つのピーク３７１ａ〜３７１ｃを含む折れ線３７０及び拡張化前の拡張領域３７３が例示されている。拡張領域３７３は、３つのピーク３７１ａ〜３７１ｃを含むように設定された矩形の領域である。本例の拡張領域３７３は、点ａ（０，０）、点ｂ（３０，０）、点ｃ（０，２８０００）、及び点ｄ（４０，２８０００）を結ぶ線分により形成されている。本例の３つのピーク３７１ａ〜３７１ｃは、ビン全体のうちの一部のビン（本例では原点近傍のビン）に集中している。このような状態は、例えば検知領域１５５全体の面積に対する検体１６１ａ〜１６１ｃ（色相を有する物体）が占める面積の割合が小さい場合に生じる。このようなヒストグラムを用いて比較を行うと、正否判定の精度が低下する場合がある。

図４７において、拡張化後の３つのピーク３７１ａ’〜３７１ｃ’を含む折れ線３７０’及び拡張化後の拡張領域３７３’が例示されている。拡張化後の拡張領域３７３’は、点ａ’（０，−４５０）、点ｂ’（２５０，−４５０）、点ｃ’（０，３４００）、及び点ｄ’（２５０，３４００）を結ぶ線分により形成されている。このように、本例における拡張化処理は、全体のビン数（２５６）を変化させずに行われる。このような拡張化処理により、３つのピーク３７１ａ’〜３７１ｃ’を含む折れ線３７０’を構成する要素がヒストグラム全体に渡って分散される。比較の対象となる要素が分散されることにより、正否判定の精度を向上させることができる。なお、上記拡張領域３７３，３７３’の大きさ、形状、拡張量は単なる一例であり、拡張領域３７３，３７３’の設定方法は使用状況に応じて適宜選択されるべきものである。

図４８は、第６の実施形態に係る設定画面３７１の拡張化前における状態の例を示す図である。本例の基準画像１７５は、背景３７４のみを映した画像である。本例の検知画像１７６は、背景３７４上に１つの検体１６１ａが存在している画像である。本例の検知画像１７６において、検知画像１７６全体の面積に対する検体１６１ａの面積が占める割合はかなり小さくなっている。

拡張化前におけるヒストグラム表示部１７３には、拡張化前のヒストグラム、すなわち基準画像１７５に対応する平準化基準ヒストグラム３７５と、検知画像１７６に対応する平準化検知ヒストグラム３７６とが表示されている。平準化基準ヒストグラム３７５は、背景３７４の色相に対応するピーク３８０ａを含んでいる。平準化検知ヒストグラム３７６は、背景３７４の色相に対応するピーク３８０ｂと検体１６１ａの色相に対応するピーク３８１とを含んでいる。平準化検知ヒストグラム３７６を構成する全要素に対するピーク３８１を構成する要素の割合はかなり小さい。そのため、平準化基準ヒストグラム３７５と平準化検知ヒストグラム３７６との差異は僅かとなり、検知率表示部１９１に表示された検知率の値は４．０％とかなり低い値になっている。

図４９は、第６の実施形態に係る設定画面３７１の拡張化後における状態の例を示す図である。拡張化後におけるヒストグラム表示部１７３には、拡張化後のヒストグラム、すなわち平準化基準ヒストグラム３７５を拡張化させた拡張化基準ヒストグラム３９１と、平準化検知ヒストグラム３７６を拡張化させた拡張化検知ヒストグラム３９２とが表示されている。拡張化基準ヒストグラム３９１は、背景３７４の色相に対応する拡張化されたピーク３８０ａ’を含んでいる。拡張化検知ヒストグラム３９２は、背景３７４の色相に対応する拡張化されたピーク３８０ｂ’と検体１６１ａの色相に対応する拡張化されたピーク３８１’とを含んでいる。図４９に示すように、拡張化基準ヒストグラム３９１と拡張化検知ヒストグラム３９２との差異はかなり大きく、検知率表示部１９１に表示された検知率の値は６９．０％とかなり大きい値になっている。

上記のように、平準化されたヒストグラムに拡張化処理を施すことにより、基準画像１７５と検知画像１７６との差異が小さい場合であっても、基準画像１７５に対応するヒストグラムと検知画像１７６に対応するヒストグラムとの差異を大きくすることが可能となる。これにより、正否判定の感度を向上させることが可能となる。拡張化の程度は、ユーザにより調整可能であってもよい。例えば、拡張化部３６１は、入力部１０３に感度を高くするための操作が入力された場合には、拡張化の程度が大きくなるように拡張化行列Ｅを生成する。これにより、ユーザは設定画面３７１上に表示される基準画像１７５、検知画像１７６、ヒストグラム３７５，３７６，３９１，３９２、検知率等を確認しながら、検知率の閾値や拡張化の程度を適切に調整することが可能となる。これにより、正否判定の実用性を更に向上させることが可能となる。

なお、上記第６の実施形態の説明においては、再計算部２６１、原点移動部２６２、及び色設定部３１１が含まれている例が示されているが、再計算部２６１、原点移動部２６２、及び色設定部３１１の全て又は一部が含まれていなくてもよい。

なお、上記第１〜第６の実施形態では、基準画像と検知画像は映像データが示す映像の任意の領域に基づき設定されたが、本発明は係る実施形態に限定されない。例えば、デジタルカメラ等の静止画を撮像する機器により撮像された静止画を基準画像、検知画像としてもよいし、また、基準画像は静止画を撮像する機器により撮像された静止画で、検知画像は映像データに基づいて設定されたものであってもよく、その逆であってもよい。

上記第１〜第６の実施形態に係る画像処理システム１及び情報処理装置３，２５１，３０１，３５１の各種機能の少なくとも一部がプログラムの実行によって実現される場合、プログラムはＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、プログラムはインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供されてもよい。また、プログラムはインターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供され得るように構成されてもよい。また、プログラムはインターネット等のネットワーク経由で提供又は配布され得るように構成されてもよい。また、プログラムは上述した各機能の少なくとも一部を含むモジュール構成となっていてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。上記新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態及びその変形は発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 画像処理システム
２ａ〜２ｆ 撮像装置
３，２５１，３０１，３５１ 情報処理装置
４ ネットワーク
５ 外部機器
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 外部記憶装置
１５ ディスプレイ
１６ ネットワークＩ／Ｆ
１７ キーボード
１８ マウス
１９ ＤＶＤドライブ
２０ ＤＶＤ
２１ 外部機器Ｉ／Ｆ
２２ スピーカ
１０１ 映像受信部
１０２ 記憶部
１０３ 入力部
１０４ 領域設定部
１０５ 基準画像設定部
１０６ 検知画像設定部
１０７ ヒストグラム生成部
１０８ 平準化部
１０９ 比較部
１１０ 判定部
１１１ 閾値設定部
１１２ 表示制御部
１１３ 外部出力部
１１５ 表示装置
１５１，２２１，２８１，３２１，３３１，３７１ 設定画面
１５２ 映像
１５３ インジケータ
１５５ 検知領域
１６１ａ〜１６１ｃ 検体
１６６ 設定内容表示部
１７１ 基準画像表示部
１７２ 検知画像表示部
１７３ ヒストグラム表示部
１７４ 閾値操作部
１７５，２８８ 基準画像
１７６，２８９ 検知画像
１７７ 検知率チャート表示部
１７９ ＯＫボタン
１８１ 平準化前のヒストグラム
１８２ 平準化後のヒストグラム
１９１ 検知率表示部
２０１，２３１ 平準化基準ヒストグラム
２０２ 平準化検知ヒストグラム
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２９１，３７１ａ〜３７１ｃ，３７１ａ’〜３７１ｃ’，３８０ａ，３８０ａ’，３８０ｂ，３８０ｂ’，３８１，３８１’ ピーク
２２５ 差異画像表示部
２２６ 差異画像
２３２ 平準化差異ヒストグラム
２６１ 再計算部
２６２ 原点移動部
２７１ 色空間テーブル
２８５ 変更後画像表示部
２８６ 変更後画像
３０５，３０５’ 赤色領域
３０６ 青色領域
３０７ 他色領域
３１１ 色設定部
３２５ ポインタ
３２７ 設定色表示部
３３２ 映像表示部
３３３ 色範囲表示部
３４１ 最小値表示部
３４２ 最大値表示部
３４３ 中間値表示部
３４４ 許容誤差下限値設定部
３４５ 許容誤差上限値設定部
３６１ 拡張化部
３７０，３７０’ 折れ線
３７３，３７３’ 拡張領域
３７４ 背景
３９１ 拡張化基準ヒストグラム
３９２ 拡張化検知ヒストグラム
Ｍ１〜Ｍ４ マーカ

特開２００６−１９４８６９号公報

Claims (19)

1. 第１の画像の画素値のヒストグラムである第１のヒストグラムと、第２の画像の画素値のヒストグラムである第２のヒストグラムとを生成するヒストグラム生成部と、
   前記第１のヒストグラム及び前記第２のヒストグラムにおける頻度値を当該頻度値に対応するビンの近傍に位置する１つ以上のビンに分散させる平準化処理を行う平準化部と、
   平準化された前記第１のヒストグラムである第１の平準化ヒストグラムと、平準化された前記第２のヒストグラムである第２の平準化ヒストグラムとの比較結果を示す比較情報を生成する比較部と、
   を備える画像処理装置。
2. 前記比較情報と閾値とに基づいて、前記第１の画像と前記第２の画像とが一致しているか否かを判定する判定処理を行う判定部と、
   前記閾値を設定する閾値設定部と、
   を更に備える請求項１に記載の画像処理装置。
3. 所定の値を有する前記画素値を前記ヒストグラムの対象から除外する除外部、
   を更に備える請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記画素値は、ＨＳＶ成分を含み、
   前記ヒストグラムの対象となる値は、Ｈ成分の値であり、
   前記除外部は、Ｓ成分の値が所定の下限値以下であるか、Ｖ成分の値が所定の下限値以下であるか、又はＶ成分の値が所定の上限値以上であるＨ成分の値を前記対象から除外する、
   請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記第１の平準化ヒストグラム及び前記第２の平準化ヒストグラムにおけるピークが所定の端部領域内に位置しないように、前記第１の平準化ヒストグラム及び前記第２の平準化ヒストグラムの原点を移動させる原点移動部、
   を更に備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 対象色を設定する色設定部、
   を更に備え、
   前記比較部は、前記対象色に対応する前記画素値を用いて生成された前記第１の平準化ヒストグラムと前記第２の平準化ヒストグラムとを比較する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記色設定部は、表示装置に表示された所定の映像上でユーザが指定した色に基づいて前記対象色を設定する、
   請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記色設定部は、前記ユーザが指定した１以上の色に基づいて前記対象色の色範囲を設定する、
   請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記色設定部は、画素値の階調値差が所定値以上である複数の色が指定された場合に、前記色範囲を２以上に分割して設定する、
   請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記平準化部は、前記第１のヒストグラムのベクトルと前記平準化処理を行うための平準化行列とを積算することにより前記第１の平準化ヒストグラムのベクトルを生成し、前記第２のヒストグラムのベクトルと前記平準化行列とを積算することにより前記第２の平準化ヒストグラムのベクトルを生成する、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. 前記第１の平準化ヒストグラム及び前記第２の平準化ヒストグラムにおけるピークを拡張化させる拡張化処理を行う拡張化部、
    を更に備え、
    前記比較部は、拡張化された前記第１の平準化ヒストグラムである第１の拡張化ヒストグラムと、拡張化された前記第２の平準化ヒストグラムである第２の拡張化ヒストグラムとの比較結果を示す前記比較情報を生成する、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
12. 前記拡張化部は、前記第１の平準化ヒストグラムのベクトルと前記拡張化処理を行うための拡張化行列とを積算することにより第１の拡張化ヒストグラムのベクトルを生成し、前記第２の平準化ヒストグラムのベクトルと前記拡張化行列とを積算することにより前記第２の拡張化ヒストグラムのベクトルを生成する、
    請求項１１に記載の画像処理装置。
13. 前記拡張化行列は、前記ピークの位置に合わせて動的に生成される、
    請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 比較の対象となる画像がグレースケールである場合、
    前記第１の画像は、比較の基準となる基準画像であり、
    前記第２の画像は、前記基準画像と比較の対象となる検知画像とを重ね合わせた差異画像である、
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
15. 映像データを取得する取得部と、
    前記映像データに基づいて前記第１の画像及び前記第２の画像の少なくともどちらか一方を設定する画像設定部と、
    を更に備える請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
16. 請求項１５に記載の画像処理装置と、
    前記映像データを生成する撮像装置と、
    を備え、
    前記取得部は、前記撮像装置から前記映像データを取得する、
    画像処理システム。
17. 複数の前記撮像装置を含み、
    前記画像設定部は、複数の前記撮像装置により撮影された現在又は過去の映像の中から前記第１の画像又は前記第２の画像を設定する、
    請求項１６に記載の画像処理システム。
18. 第１の画像の画素値のヒストグラムである第１のヒストグラムと、第２の画像の画素値のヒストグラムである第２のヒストグラムとを生成するステップと、
    前記第１のヒストグラム及び前記第２のヒストグラムにおける頻度値を当該頻度値に対応するビンの近傍に位置する１つ以上のビンに分散させる平準化処理を行うステップと、
    平準化された前記第１のヒストグラムである第１の平準化ヒストグラムと、平準化された前記第２のヒストグラムである第２の平準化ヒストグラムとの比較結果を示す比較情報を生成するステップと、
    を含む画像処理方法。
19. コンピュータに、
    第１の画像の画素値のヒストグラムである第１のヒストグラムと、第２の画像の画素値のヒストグラムである第２のヒストグラムとを生成する処理と、
    前記第１のヒストグラム及び前記第２のヒストグラムにおける頻度値を当該頻度値に対応するビンの近傍に位置する１つ以上のビンに分散させる平準化処理と、
    平準化された前記第１のヒストグラムである第１の平準化ヒストグラムと、平準化された前記第２のヒストグラムである第２の平準化ヒストグラムとの比較結果を示す比較情報を生成する処理と、
    を実行させるプログラム。

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