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JPH09102039A - Template matching method - Google Patents

Template matching method

Info

Publication number
JPH09102039A
JPH09102039A JP25853795A JP25853795A JPH09102039A JP H09102039 A JPH09102039 A JP H09102039A JP 25853795 A JP25853795 A JP 25853795A JP 25853795 A JP25853795 A JP 25853795A JP H09102039 A JPH09102039 A JP H09102039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polar coordinate
template
image data
coordinate type
target image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP25853795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Arita
秀昶 有田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP25853795A priority Critical patent/JPH09102039A/en
Publication of JPH09102039A publication Critical patent/JPH09102039A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Image Analysis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テンプレート図形に対して広範な範囲で拡大
・縮小や回転している図形を検出することができるテン
プレートマッチング方法を提供する。 【解決手段】 第一のサンプリング工程40では、テン
プレート画像において、動径方向には等比級数的な距離
位置に定められ、角度方向には等差級数的な間隔で定め
られた極座標型サンプリング点を設定し、極座標型テン
プレート画像データを得る。第二のサンプリング工程5
0では、対象画像の各走査点において、第一のサンプリ
ング工程50と同様にして、極座標型対象画像データを
得る。そして、テンプレートマッチング工程60では、
極座標型対象画像データ上に極座標型テンプレート画像
データを重ね合わせ、極座標型テンプレート画像データ
を動径方向及び角度方向に移動しながら、各走査点にお
ける最大の正規化相関値を求め、この求めた最大の正規
化相関値に基づいてマッチング点を検出する。
(57) Abstract: A template matching method capable of detecting a graphic that is enlarged, reduced, or rotated in a wide range with respect to a template graphic. SOLUTION: In a first sampling step 40, in a template image, polar coordinate type sampling points are defined at geometrical distance positions in the radial direction and at geometrical intervals in the angular direction. To obtain polar template image data. Second sampling step 5
At 0, polar coordinate type target image data is obtained at each scanning point of the target image in the same manner as in the first sampling step 50. Then, in the template matching step 60,
The polar coordinate type template image data is superimposed on the polar coordinate type target image data, and the maximum normalized correlation value at each scanning point is obtained while moving the polar coordinate type template image data in the radial direction and the angular direction. The matching point is detected based on the normalized correlation value of.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力された画像と
テンプレート画像とを重ね合わせることにより、入力さ
れた画像データ中に既知の小画像が含まれているかどう
かを調べるテンプレートマッチング方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a template matching method for checking whether or not a known small image is included in input image data by superposing an input image and a template image. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像処理技術においては、入力された画
像中に既知の小画像が含まれているか否かを調べるため
に、各種のパターンマッチング方法が用いられている。
かかるパターンマッチング方法のうち、テンプレートマ
ッチング方法は最も簡単な方法であり、広く実用に供さ
れている。
2. Description of the Related Art In image processing technology, various pattern matching methods are used to check whether or not a known small image is included in an input image.
Of these pattern matching methods, the template matching method is the simplest method and is widely used in practice.

【0003】図13は従来のテンプレートマッチング方
法を説明するための図である。図13(a)に示すよう
に、テンプレートと称される既知の探すべき矩形の小画
像fの領域サイズをMX×MYとし、図13(b)に示
すように、入力された矩形の対象画像gの領域サイズを
NX×NYとする。また、テンプレート画像データ及び
対象画像データの濃度値のレベルを、0〜255の値を
持つ256レベルとし、テンプレート画像データについ
ての濃度値が二次元行列f[i][j](0≦i≦MY−1、
0≦j≦MX−1)に、入力画像データについての濃度
値がg[i][j](0≦i≦NY−1、0≦j≦NX−1)
に格納されているとする。テンプレート画像データの代
表点をたとえば左上隅点とし、この代表点を、対象画像
データの走査点(k,l)に一致させたときの正規化相
関値を次式で定義する。
FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional template matching method. As shown in FIG. 13A, the area size of a known rectangular small image f to be searched called a template is MX × MY, and as shown in FIG. 13B, the input rectangular target image The area size of g is NX × NY. Further, the level of the density value of the template image data and the target image data is set to 256 levels having a value of 0 to 255, and the density value of the template image data is a two-dimensional matrix f [i] [j] (0 ≦ i ≦ MY-1,
0 ≦ j ≦ MX-1), the density value of the input image data is g [i] [j] (0 ≦ i ≦ NY-1, 0 ≦ j ≦ NX-1).
And stored in The representative point of the template image data is, for example, the upper left corner point, and the normalized correlation value when the representative point is matched with the scanning point (k, l) of the target image data is defined by the following equation.

【0004】[0004]

【数1】 ここで、fave はテンプレート画像データについての平
均濃度値、gave は対象画像データついての現在処理対
象範囲の平均濃度値である。(1)式の値は、−1から
+1までの値をとり、テンプレート画像データの代表点
を対象画像データの走査点(k,l)に合わせたとき
に、テンプレート画像fと対象画像gとが完全に一致す
れば、corr(k,l)=1.0になる。そして、テンプ
レート画像fと対象画像gとの一致度が低下するにした
がって、corr(k,l)は+1より小さくなる。
(Equation 1) Here, f ave is the average density value of the template image data, and g ave is the average density value of the current processing target range for the target image data. The value of the equation (1) takes a value from -1 to +1. When the representative point of the template image data is aligned with the scanning point (k, l) of the target image data, the template image f and the target image g are Is completely matched, corr (k, l) = 1.0. Then, as the degree of coincidence between the template image f and the target image g decreases, corr (k, l) becomes smaller than +1.

【0005】従来のテンプレートマッチング方法では、
テンプレート画像データを対象画像データに重ね合わ
せ、図13(c)に示すように、テンプレート画像デー
タを対象画像データの全域にわたって順次走査すること
により、各走査点における正規化相関値を計算する。そ
の後、これら各走査点における正規化相関値のうち最大
値を与える点であって、且つその最大値が所定の規定値
0 (たとえばC0 =0.8)以上である点に、テンプ
レート画像が検出されたとする。
In the conventional template matching method,
The template image data is superimposed on the target image data, and as shown in FIG. 13C, the template image data is sequentially scanned over the entire area of the target image data to calculate the normalized correlation value at each scanning point. After that, the template image is provided at the point that gives the maximum value among the normalized correlation values at each of these scanning points, and that the maximum value is greater than or equal to a predetermined specified value C 0 (for example, C 0 = 0.8). Is detected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のテン
プレートマッチング方法では、対象画像中に検出される
小図形とテンプレート図形とは、原則として大きさ、向
きを含めて合同な図形であるということを前提としてい
る。このため、対象画像中の小図形とテンプレート図形
とが同じ大きさであっても、向きが異なっていれば、検
出することができない。また、対象画像中の小図形とテ
ンプレート図形とが同じ方向を向いていても、大きさが
異なっていれば、検出することができない。ただし、若
干程度の拡大・縮小、回転している図形については、上
記の規定値C0 の設定の仕方を工夫することにより検出
可能である。しかし、その検出可能な範囲は、拡大縮小
率で90〜110%、回転角度で±10度以内程度であ
り、ここに、検出可能な範囲の限界が存在する。このよ
うに、従来のテンプレートマッチング方法では、テンプ
レート画像の中のテンプレート図形に対して広範な範囲
で拡大・縮小や回転している図形を検出することができ
ないという問題があった。
By the way, in the conventional template matching method, the small figure detected in the target image and the template figure are, in principle, congruent in terms of size and orientation. It is assumed. Therefore, even if the small figure and the template figure in the target image have the same size, they cannot be detected if the directions are different. Further, even if the small figure and the template figure in the target image face the same direction, if they are different in size, they cannot be detected. However, it is possible to detect a figure that is slightly enlarged / reduced or rotated by devising the method of setting the above-mentioned specified value C 0 . However, the detectable range is 90 to 110% in the enlargement / reduction ratio and within ± 10 degrees in the rotation angle, and there is a limit of the detectable range here. As described above, the conventional template matching method has a problem that it is not possible to detect a graphic that is enlarged / reduced or rotated in a wide range with respect to the template graphic in the template image.

【0007】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、テンプレート画像の中のテンプレート図形に対
して広範な範囲で拡大・縮小や回転している図形を検出
することができるテンプレートマッチング方法を提供す
ることを目的とするものである。
The present invention has been made based on the above circumstances, and provides a template matching method capable of detecting a graphic that is enlarged / reduced or rotated in a wide range with respect to a template graphic in a template image. It is intended to be provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項1記載の発明は、対象画像中に、テンプレー
ト画像の中のテンプレート図形に一致する部分を検出す
るテンプレートマッチング方法において、前記テンプレ
ート画像の中のテンプレート図形を含む第一の円領域
に、その第一の円領域の中心を原点として、動径方向に
ついては等比級数的な距離位置に定められ、角度方向に
ついては等差級数的な間隔で定められた極座標型のサン
プリング点を設定し、前記第一の円領域に設定した前記
極座標型のサンプリング点において前記テンプレート画
像についての画像濃度をサンプリングすることにより、
極座標型テンプレート画像データを得る第一のサンプリ
ング工程と、前記対象画像における各走査点を中心とす
る第二の円領域に、その第二の円領域の中心を原点とし
て、前記極座標型のサンプリング点を設定し、前記第二
の円領域に設定した前記極座標型のサンプリング点にお
いて前記対象画像についての画像濃度をサンプリングす
ることにより、前記各走査点における極座標型対象画像
データを得る第二のサンプリング工程と、前記極座標型
対象画像データ上に、前記極座標型テンプレート画像デ
ータを重ね合わせ、前記極座標型テンプレート画像デー
タを動径方向及び角度方向に移動することにより、前記
極座標型対象画像データと前記極座標型テンプレート画
像データとの最大の正規化相関値を求めた後、前記各走
査点についての前記最大の正規化相関値のうち最大値を
与える点であって、且つ前記最大値が所定の規定値以上
である点をマッチング点として検出するテンプレートマ
ッチング工程と、を具備することを特徴とするものであ
る。
According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, in a template matching method for detecting a portion of a target image which matches a template figure in a template image, In the first circular area that contains the template figure in the template image, the center of the first circular area is the origin, and the radial direction is set to the geometrical distance position, and the angular direction is equal By setting the polar coordinate type sampling points determined at a series interval, by sampling the image density of the template image at the polar coordinate type sampling points set in the first circular region,
A first sampling step of obtaining polar coordinate type template image data, and a second circular region centered on each scanning point in the target image, with the center of the second circular region as the origin, the polar coordinate type sampling points And sampling the image density of the target image at the polar coordinate type sampling points set in the second circular region to obtain polar coordinate type target image data at each scanning point. By superposing the polar coordinate type template image data on the polar coordinate type target image data and moving the polar coordinate type template image data in the radial direction and the angular direction, the polar coordinate type target image data and the polar coordinate type After obtaining the maximum normalized correlation value with the template image data, A template matching step of detecting, as a matching point, a point that gives the maximum value among the maximum normalized correlation values and that the maximum value is equal to or greater than a predetermined specified value. Is.

【0009】請求項2記載の発明に係るテンプレートマ
ッチング方法は、請求項1記載の発明において、縦軸に
前記極座標型のサンプリング点のうちの動径方向のサン
プリング点の列を配置し横軸に前記極座標型のサンプリ
ング点のうちの角度方向のサンプリング点の列を配置し
た仮想探索空間を構築し、前記極座標型対象画像データ
を前記仮想探索空間内の所定位置に配置した後、前記仮
想探索空間において、前記極座標型テンプレート画像デ
ータを前記極座標型対象画像データに重ね合わせ、前記
極座標テンプレート画像データを縦軸方向及び横軸方向
に移動しながら、前記最大の正規化相関値を求めること
を特徴とするものである。
A template matching method according to a second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein the vertical axis is a column of radial sampling points of the polar coordinate type sampling points, and the horizontal axis is the horizontal axis. After constructing a virtual search space in which a row of sampling points in the angular direction of the polar coordinate type sampling points is arranged, and arranging the polar coordinate type target image data at a predetermined position in the virtual search space, the virtual search space In the above, the polar coordinate type template image data is superimposed on the polar coordinate type target image data, and the maximum normalized correlation value is obtained while moving the polar coordinate template image data in the vertical axis direction and the horizontal axis direction. To do.

【0010】請求項3記載の発明に係るテンプレートマ
ッチング方法は、請求項2記載の発明において、予め設
定された回転角度許容範囲と拡大縮小率許容範囲とで指
定される矩形の領域を、前記仮想探索空間における探索
領域とし、前記探索領域内で前記極座標テンプレート画
像データの代表点を移動することを特徴とするものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a template matching method according to the second aspect, wherein a rectangular area designated by a preset rotation angle allowable range and an enlargement / reduction rate allowable range is set to the virtual area. The present invention is characterized in that a search area in a search space is set, and a representative point of the polar coordinate template image data is moved within the search area.

【0011】請求項4記載の発明に係るテンプレートマ
ッチング方法は、請求項1乃至3記載の発明において、
前記第一の円領域は、前記テンプレート画像の矩形領域
の中央位置を中心とし、前記矩形領域の縦方向の長さと
横方向の長さのうち小さい方の半分を半径として設定さ
れたものであることを特徴とするものである。請求項5
記載の発明に係るテンプレートマッチング方法は、請求
項1乃至4記載の発明において、前記第一の円領域に設
定された前記極座標型サンプリング点のうちの動径方向
のサンプリング点の数は、前記第一の円領域の半径を隣
接する画素間の距離で割った値以下であることを特徴と
するものである。
A template matching method according to a fourth aspect of the present invention is the template matching method according to the first to third aspects of the invention.
The first circular area is centered at the center position of the rectangular area of the template image, and the radius of the smaller half of the vertical length and the horizontal length of the rectangular area is set. It is characterized by that. Claim 5
The template matching method according to the invention described in claim 1, in the invention described in claims 1 to 4, wherein the number of sampling points in the radial direction of the polar coordinate type sampling points set in the first circular region is the first It is characterized in that it is not more than a value obtained by dividing the radius of one circle area by the distance between adjacent pixels.

【0012】[0012]

【作用】請求項1記載の発明は前記の構成によって、動
径方向については等比級数的な距離位置に定められ、角
度方向については等差級数的な間隔で定められた極座標
型サンプリング点を設定し、この極座標型サンプリング
点においてサンプリングした極座標型の画像データを用
いて、テンプレートマッチングを行う。このテンプレー
トマッチングを行う際には、まず、横軸に角度方向のサ
ンプリング点を配置し、縦軸に動径方向のサンプリング
点を配置した仮想探索空間を構築し、極座標型対象画像
データを仮想探索空間内の所定位置に配置する。そし
て、この仮想探索空間において、極座標型テンプレート
画像データを極座標型対象画像データに重ね合わせ、極
座標テンプレート画像データを動径方向及び角度方向に
移動しながら、最大の正規化相関値を求める。ここで、
極座標型テンプレート画像データを角度方向に移動させ
ることは、テンプレート画像をその中心の回りに回転さ
せることに相当する。また、仮想探索空間において、極
座標型テンプレート画像データを動径方向に移動させる
ことは、テンプレート画像をその中心に関して拡大又は
縮小することに相当する。したがって、極座標型テンプ
レート画像データを極座標型対象画像データの上で動径
方向、角度方向に移動することにより、対象画像内でテ
ンプレート図形の回転、及び拡大縮小をも考慮したテン
プレートマッチングを行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, polar coordinate type sampling points defined by geometrical distances in the radial direction and geometric progressions in the angular direction are constructed by the above construction. The template matching is performed using the polar coordinate type image data set and sampled at the polar coordinate type sampling points. When performing this template matching, first, the sampling point in the angular direction is arranged on the horizontal axis and the sampling point in the radial direction is arranged on the vertical axis to construct a virtual search space, and the polar coordinate type target image data is virtually searched. It is placed at a predetermined position in the space. Then, in this virtual search space, the polar coordinate type template image data is superimposed on the polar coordinate type target image data, and the maximum normalized correlation value is obtained while moving the polar coordinate template image data in the radial direction and the angular direction. here,
Moving the polar coordinate type template image data in the angular direction is equivalent to rotating the template image around its center. In the virtual search space, moving the polar coordinate type template image data in the radial direction corresponds to enlarging or reducing the template image with respect to its center. Therefore, by moving the polar coordinate type template image data on the polar coordinate type target image data in the radial direction and the angle direction, it is possible to perform template matching in consideration of rotation and scaling of the template figure in the target image. it can.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態
であるテンプレートマッチング方法を説明するための図
である。本実施形態であるテンプレートマッチング方法
では、テンプレート及び対象画像において極座標型のサ
ンプリング点を設定し、この極座標型サンプリング点で
画像濃度をサンプリングすることにより、極座標型テン
プレート画像データと極座標型対象画像データとを得
て、テンプレートマッチングを行う。このテンプレート
マッチング方法は、図1に示すように、対象画像データ
の読み込み工程10と、テンプレート画像データの設定
工程20と、サンプリング条件・テンプレートマッチン
グ条件の設定工程30と、第一のサンプリング工程40
と、第二のサンプリング工程50と、テンプレートマッ
チング工程60と、テンプレートマッチング結果の表示
・格納工程70とを具備する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining a template matching method according to an embodiment of the present invention. In the template matching method according to the present embodiment, a polar coordinate type sampling point is set in the template and the target image, and the image density is sampled at the polar coordinate type sampling point, whereby polar coordinate type template image data and polar coordinate type target image data are obtained. And perform template matching. As shown in FIG. 1, this template matching method includes a target image data reading step 10, a template image data setting step 20, a sampling condition / template matching condition setting step 30, and a first sampling step 40.
A second sampling step 50, a template matching step 60, and a template matching result display / storing step 70.

【0014】対象画像データの読み込み工程10では、
矩形の対象画像データをたとえばCCDカメラ等を駆動
して入力したり、矩形の対象画像データがすでに画像デ
ータファイルに格納されている場合には、所定の対象画
像データを画像データファイルから読み出したりして、
その対象画像データを処理対象の画像データ領域に格納
する。このとき、同時に、その対象画像について矩形領
域のサイズ、濃度値等の情報を獲得する。また、テンプ
レート画像データの設定工程20では、テンプレートと
称される矩形画像データが予め画像データファイルに格
納されている場合には、所定のテンプレート画像データ
を画像データファイルから読み出し、そのテンプレート
画像データをテンプレートの画像データ領域に格納す
る。あるいは、テンプレート画像データが画像データフ
ァイルに格納されていない場合には、対象画像等を表示
装置に表示し、その対象画像の中に表された一部の画像
を、入力装置を用いて枠で指定することにより、その指
定された画像をテンプレート画像として登録すると共
に、そのテンプレート画像データをテンプレートの画像
データ領域に格納する。このとき、同時に、そのテンプ
レート画像について矩形領域のサイズ、濃度値等の情報
を獲得する。
In the step 10 of reading the target image data,
For example, the rectangular target image data is input by driving a CCD camera or the like, or when the rectangular target image data is already stored in the image data file, the predetermined target image data is read from the image data file. hand,
The target image data is stored in the processing target image data area. At this time, at the same time, information such as the size of the rectangular area and the density value of the target image is acquired. Further, in the template image data setting step 20, if rectangular image data called a template is previously stored in the image data file, the predetermined template image data is read from the image data file and the template image data is read. Stored in the image data area of the template. Alternatively, when the template image data is not stored in the image data file, the target image or the like is displayed on the display device, and a part of the image represented in the target image is framed by using the input device. By designating, the designated image is registered as a template image, and the template image data is stored in the image data area of the template. At this time, at the same time, information such as the size of the rectangular area and the density value of the template image is acquired.

【0015】サンプリング条件・テンプレートマッチン
グ条件の設定工程30では、動径方向のサンプリング点
の数、角度方向のサンプリング点の数、回転角度許容範
囲、拡大縮小率許容範囲、正規化相関値の規定値等を設
定する。本実施形態では、テンプレート画像を、ここで
設定した回転角度許容範囲及び拡大縮小率許容範囲にお
いて回転、拡大・縮小させて、かかる画像が対象画像中
に含まれているか否かを調べる。ただし、回転角度許容
範囲については、デフォルト値として−180度〜+1
80度の全角度範囲を与えておく。また、正規化相関値
の規定値は、対象画像の中に、テンプレート画像が含ま
れているか否かを判定する際のしきい値となるものであ
る。
In the sampling condition / template matching condition setting step 30, the number of sampling points in the radial direction, the number of sampling points in the angular direction, the rotation angle permissible range, the enlargement / reduction ratio permissible range, and the specified value of the normalized correlation value. Etc. are set. In the present embodiment, the template image is rotated and enlarged / reduced within the rotation angle allowable range and the enlargement / reduction ratio allowable range set here, and it is checked whether or not the image is included in the target image. However, for the rotation angle allowable range, the default value is -180 degrees to +1.
The full angle range of 80 degrees is given. In addition, the specified value of the normalized correlation value serves as a threshold value for determining whether or not the target image includes the template image.

【0016】第一のサンプリング工程40では、テンプ
レート画像の中のテンプレート図形を含む第一の円領域
に、その第一の円領域の中心を原点として、動径方向に
ついては等比級数的な距離位置に定められ、角度方向に
ついては等差級数的な間隔で定められた極座標型のサン
プリング点を設定する。そして、この設定した極座標型
のサンプリング点においてテンプレート画像についての
画像濃度をサンプリングすることにより、極座標型テン
プレート画像データを得る。第二のサンプリング工程5
0では、対象画像における各走査点を中心とする第二の
円領域に、その第二の円領域の中心を原点として、第一
のサンプリング工程40と同様に、極座標型のサンプリ
ング点を設定する。そして、この設定した極座標型のサ
ンプリング点において対象画像についての画像濃度をサ
ンプリングすることにより、各走査点における極座標型
対象画像データを得る。尚、極座標型テンプレート画像
データは一つだけ作成されるが、極座標型対象画像デー
タは走査点が変わる毎に作成される。
In the first sampling step 40, in the first circular region containing the template figure in the template image, with the center of the first circular region as the origin, the geometrical distance in the radial direction. Polar coordinate type sampling points that are determined by the position and are determined at an arithmetic series interval in the angular direction are set. Then, the image density of the template image is sampled at the set polar coordinate type sampling points to obtain polar coordinate type template image data. Second sampling step 5
In 0, a polar coordinate type sampling point is set in the second circular area centered on each scanning point in the target image, with the center of the second circular area as the origin, as in the first sampling step 40. . Then, by sampling the image density of the target image at the set polar coordinate type sampling points, polar coordinate type target image data at each scanning point is obtained. Although only one polar coordinate type template image data is created, the polar coordinate type target image data is created each time the scanning point changes.

【0017】テンプレートマッチング工程60では、極
座標型対象画像データ上に、極座標型テンプレート画像
データを重ね合わせ、極座標型テンプレート画像データ
を動径方向及び角度方向に移動することにより、極座標
型対象画像データと極座標型テンプレート画像データと
の最大の正規化相関値を求める。その後、各走査点につ
いての最大の正規化相関値のうち最大値を与える点であ
って、且つその最大値が所定の規定値以上である点をマ
ッチング点として検出する。テンプレートマッチング結
果の表示・格納工程70では、テンプレートマッチング
結果をCRT表示装置に表示したり、記憶手段に格納し
たりする。
In the template matching step 60, the polar coordinate type target image data is superposed on the polar coordinate type target image data, and the polar coordinate type template image data is moved in the radial direction and the angular direction to obtain the polar coordinate type target image data. The maximum normalized correlation value with the polar coordinate type template image data is obtained. After that, a point that gives the maximum value among the maximum normalized correlation values for each scanning point and that the maximum value is equal to or larger than a predetermined specified value is detected as a matching point. In the template matching result display / storing step 70, the template matching result is displayed on the CRT display device or stored in the storage means.

【0018】次に、本実施形態であるテンプレートマッ
チング方法について詳細に説明する。図2は矩形テンプ
レート画像から極座標型テンプレート画像データを作成
する手順を説明するための図、図3は矩形対象画像から
極座標型対象画像データを作成する手順を説明するため
の図、図4乃至図6は仮想探索空間を説明するための
図、図7及び図8は極座標型の画像データを用いたマッ
チング処理を説明するための図である。
Next, the template matching method of this embodiment will be described in detail. 2 is a diagram for explaining a procedure for creating polar coordinate type template image data from a rectangular template image, FIG. 3 is a diagram for explaining a procedure for creating polar coordinate type target image data from a rectangular target image, and FIGS. 6 is a diagram for explaining a virtual search space, and FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining a matching process using polar coordinate type image data.

【0019】まず、矩形の対象画像をCCDカメラ等を
用いて入力する。いま、この対象画像の領域サイズは、
図3(a)に示すように、NX×NYであるとする。ま
た、オペレータは、検出しようとする図形についての矩
形のテンプレートを設定する。このテンプレート画像の
領域サイズは、図2(a)に示すように、MX×MYで
あるとする。次に、オペレータは、動径方向のサンプリ
ング点の数S、角度方向のサンプリング点の数T、回転
角度許容範囲、拡大縮小率許容範囲、及び正規化相関値
の規定値C0 等を、キーボード等の入力装置から入力す
る。ここでは、回転角度許容範囲を−180度〜+18
0度の全範囲に、拡大縮小率許容範囲を50%〜200
%に設定し、また、正規化相関係数の規定値C0 を0.
8に設定したとする。
First, a rectangular target image is input using a CCD camera or the like. Now, the area size of this target image is
As shown in FIG. 3A, it is assumed that NX × NY. The operator also sets a rectangular template for the figure to be detected. The area size of this template image is assumed to be MX × MY, as shown in FIG. Next, the operator uses the number S of sampling points in the radial direction, the number T of sampling points in the angular direction, the rotation angle allowable range, the enlargement / reduction ratio allowable range, the specified value C 0 of the normalized correlation value, and the like on the keyboard. Input from an input device such as. Here, the allowable rotation angle range is -180 degrees to +18.
Scaling rate allowable range is 50% to 200 in the entire range of 0 degree.
%, And the specified value C 0 of the normalized correlation coefficient is 0.
Suppose that it is set to 8.

【0020】次に、テンプレート画像について極座標型
のサンプリング点を設定する。最初に、矩形のテンプレ
ート画像において、テンプレート図形を包含し、可能で
あるならば、その図形の重心を中心とする第一の円領域
を設定する。通常は、図2(a)に示すように、そのテ
ンプレート画像の矩形領域の中央位置(xc ,yc )=
(MX/2,MY/2)を中心として、x方向の長さM
Xとy方向の長さMYのうち小さい方の1/2を半径M
Rとする円領域を設定する。ここで、テンプレート図形
について意味のある部分が、その設定した円領域の外に
はみでてしまう場合には、テンプレート画像の領域サイ
ズを大きくとって、意味のある部分が円領域の外にはみ
でないようにする必要がある。こうして、テンプレート
画像について第一の円領域が設定され、その中心
(xc ,yc )と半径MRが求まる。尚、以下では、こ
の第一の円領域におけるテンプレート画像のことを、円
形テンプレート画像とも称することにする。
Next, polar coordinate type sampling points are set for the template image. First, in a rectangular template image, a template figure is included, and if possible, a first circular area centered on the center of gravity of the figure is set. Normally, as shown in FIG. 2A, the central position (x c , y c ) of the rectangular area of the template image =
Centering around (MX / 2, MY / 2), length M in x direction
The smaller half of the lengths MY in the X and y directions is the radius M.
Set a circular area to be R. Here, if the meaningful portion of the template figure extends beyond the set circular area, the area size of the template image is increased so that the meaningful portion is not outside the circular area. Need to do so. In this way, the first circular region is set for the template image, and its center (x c , y c ) and the radius MR are obtained. In the following, the template image in the first circular area will also be referred to as a circular template image.

【0021】その後、第一の円領域に動径方向のサンプ
リング点を定めるための等比級数を決定する。この等比
級数の初項r0 の値は予め設定されている。一方、公比
t(>1.0)は、動径方向のサンプリング点の数が
Sであるので、第一の円領域にはS番目の項まで含まれ
るという条件 r0 ×rt S-1 =MR ・・・・(2) から求められる。こうして、等比級数が決定される。そ
して、第一の円領域の中心から、この決定した等比級数
のうちS番目までの各項によって与えられる距離位置
が、動径方向のサンプリング点となる。いま、この動径
方向のサンプリング点の列を、 r0 ,r1 ,r2 ,・・・ ,rS-1 ・・・・(3) とする。ところで、隣接する画素間の距離をdとする
と、動径方向のサンプリング点の数Sが、第一の円領域
の半径MRをdで割った値より大きい場合には、隣接す
る画素間に、多数のサンプリング点が含まれることにな
る。かかるサンプリング点については、後述するよう
に、同じ画素における濃度値を用いた補間を行って、画
像濃度をサンプリングすることになるので、ほとんど同
じサンプリング結果が得られることになる。このため、
一般には、動径方向のサンプリング点の数Sは第一の円
領域の半径MRを隣接する画素間の距離で割った値以下
に設定するのが望ましい。
After that, a geometric series for determining sampling points in the radial direction in the first circular area is determined. The value of the first term r 0 of this geometric series is preset. On the other hand, since the ratio r t (> 1.0) is S, the number of sampling points in the radial direction is S, the condition r 0 × r t S that the S-th term is included in the first circular region. -1 = MR ··· (2) is obtained. Thus, the geometric series is determined. The distance position from the center of the first circular region to each of the S-th terms of the determined geometric series becomes the sampling point in the radial direction. Now, the row of sampling points in the radial direction is defined as r 0 , r 1 , r 2 , ..., R S-1 ... (3). By the way, if the distance S between adjacent pixels is d, and the number S of sampling points in the radial direction is larger than a value obtained by dividing the radius MR of the first circular region by d, the distance between adjacent pixels is A large number of sampling points will be included. As will be described later, with respect to such sampling points, since the image density is sampled by performing interpolation using the density values in the same pixel, almost the same sampling result can be obtained. For this reason,
Generally, it is desirable to set the number S of sampling points in the radial direction to a value equal to or less than a value obtained by dividing the radius MR of the first circular region by the distance between adjacent pixels.

【0022】また、第一の円領域に角度方向のサンプリ
ング点を定めるための等差級数を決定する。この等差級
数の初項q0 の値は、たとえばq0 =0と予め設定され
ている。一方、公差qt は、角度方向のサンプリング点
の数がTであるので、qt =360÷Tで与えられる。
こうして、等差級数が決定され、この決定した等差級数
のうちT番目までの各項によって与えられる角度が、角
度方向のサンプリング点となる。この角度方向のサンプ
リング点の列を、 0=q0 ,q1 ,q2 ,・・・ ,qT-1 ・・・・(4) とする。一般に、公差qt 、すなわち、角度方向のサン
プリング間隔は、細かければ細かいほどよいが、それに
比例してサンプリングの処理時間が長くかかることにな
るので、角度方向のサンプリング点の数Tは、この処理
時間を考慮して設定することが望ましい。また、テンプ
レート図形をどの程度まで回転させて検出を行うのか、
どの程度の精度で回転を判定すべきであるかをも考慮し
て、角度方向のサンプリング点の数Tを設定すべきであ
る。たとえば、角度方向のサンプリング間隔としては、
1、2、3、5、10、15、22.5、45度などの
角度間隔のうちの一つを選択すればよい。
Further, an arithmetic series for determining sampling points in the angular direction in the first circular area is determined. The value of the first term q 0 of this arithmetic series is preset as, for example, q 0 = 0. On the other hand, the tolerance q t is given by q t = 360 ÷ T since the number of sampling points in the angular direction is T.
In this way, the arithmetic series is determined, and the angle given by each term up to the T-th in the determined arithmetic series becomes the sampling point in the angular direction. The sequence of sampling points in the angular direction is 0 = q 0 , q 1 , q 2 , ..., Q T-1 ... (4). Generally, the smaller the tolerance q t , that is, the sampling interval in the angular direction, the better, but since the sampling processing time increases in proportion to this, the number T of sampling points in the angular direction is It is desirable to set it in consideration of the processing time. In addition, how much the template figure is rotated to detect,
The number T of sampling points in the angular direction should be set in consideration of the accuracy with which the rotation should be determined. For example, the angular sampling interval is
One of the angular intervals such as 1, 2, 3, 5, 10, 15, 22.5, 45 degrees may be selected.

【0023】このようにして求めたテンプレート画像に
ついての動径方向のサンプリング点の列{ri }(i=
0,1,・・・ ,S−1)と角度方向のサンプリング点の
列{qj }(j=0,1,・・・ ,T−1)とにより、図
2(b)に示すように、第一の円領域に、その中心(x
c ,yc )を原点として、極座標型サンプリング点(r
i ,qj )が設定される。また、この極座標型サンプリ
ング点(ri ,qj )に対応するx−y直交座標を、 x=ri × cosqj +xc y=ri × sinqj +yc ・・・・(5) の関係式から求め、極座標(ri ,qj )と直交座標
(x,y)との座標対応テーブルを作成する。ここで、
x、yは一般に実数である。
A sequence of sampling points in the radial direction of the template image thus obtained {r i } (i =
0, 1, ..., S-1) and a sequence of sampling points in the angular direction {q j } (j = 0, 1, ..., T-1), as shown in FIG. , The center of the first circular region (x
c , y c ) as an origin, and a polar coordinate sampling point (r
i , q j ) are set. Also, the xy Cartesian coordinates corresponding to this polar coordinate type sampling point (r i , q j ) are expressed as follows: x = r i × cosq j + x c y = r i × sinq j + y c (5) Obtained from the relational expression, a coordinate correspondence table of polar coordinates (r i , q j ) and Cartesian coordinates (x, y) is created. here,
x and y are generally real numbers.

【0024】次に、テンプレート画像についての極座標
サンプリングを実行する。まず、各極座標型サンプリン
グ点(ri ,qj )を上記の座標対応テーブルを用い
て、対応する点(x,y)に換算する。次に、矩形のテ
ンプレート画像データに基づいて、この点(x,y)に
最も近い四つの画素点の濃度値を求め、これを用いて、
点(x,y)の濃度値を補間により算出する。そして、
この算出した点(x,y)の濃度値を、対応する極座標
型サンプリング点(ri ,qj )の濃度値とし、これを
極座標型テンプレート画像データについての二次元行列 f′[i] [j] (i=0,1,・・・ ,S−1、j=0,1,・・・ ,T−1) ・・・・(6) に格納する。すなわち、この極座標型テンプレート画像
データは、図2(c)に示すように、行方向に動径方向
のサンプリング点の列{ri }(i=0,1,・・・ ,S
−1)、列方向に角度方向のサンプリング点の列
{qj }(j=0,1,・・・ ,T−1)をとったS×T
のテーブルに配列される。
Next, polar coordinate sampling is performed on the template image. First, each polar coordinate type sampling point (r i , q j ) is converted into a corresponding point (x, y) using the above coordinate correspondence table. Next, based on the rectangular template image data, the density values of the four pixel points closest to this point (x, y) are calculated, and using this,
The density value at the point (x, y) is calculated by interpolation. And
The concentration values of points the calculated (x, y), the corresponding polar coordinate-type sampling points (r i, q j) to a concentration value, this two-dimensional matrix f of polar coordinate type template image data '[i] [ j] (i = 0, 1, ..., S-1, j = 0, 1, ..., T-1) ... (6). That is, as shown in FIG. 2C, this polar coordinate type template image data has a column of sampling points in the radial direction in the row direction {r i } (i = 0, 1, ..., S).
−1), S × T obtained by taking a sequence {q j } (j = 0, 1, ..., T-1) of sampling points in the angular direction in the sequence direction.
Are arranged in the table.

【0025】次に、対象画像について極座標型のサンプ
リング点を設定し、極座標サンプリングを実行する。こ
の場合、極座標型サンプリング点の設定の仕方は、原則
として、上記テンプレート画像についての場合と同一で
あるが、設定された拡大縮小率許容範囲の上限が100
%より大きい場合には、若干修正する必要がある。い
ま、対象画像の中の走査点(xt ,yt )に円形テンプ
レート画像の中心を重ねて、テンプレートマッチングを
行う場合について考える。また、拡大縮小率許容範囲の
上限をPmax (%)とする。まず、Pmax ≦100の場
合には、走査点(xt ,yt )を中心として、第一の円
領域と同じ半径MRを有する第二の円領域を設定し、一
方、Pmax >100の場合には、走査点(xt ,yt
を中心として、半径がMR×Pmax /100である第二
の円領域を設定する。次に、テンプレート画像について
の動径方向のサンプリング点を定めた等比級数を用い
て、対象画像についての動径方向のサンプリング点を設
定する。Pmax ≦100の場合は、対象画像についての
動径方向のサンプリング点の数をSとし、その動径方向
のサンプリング点の列を、テンプレート画像についての
ものと同様に(3)式で設定する。一方、Pmax >10
0の場合は、第二の円領域が第一の円領域より大きいぶ
んだけ、動径方向のサンプリング点の数を増やす必要が
ある。このため、条件 100rt L ≧Pmax ・・・・(7) を満たす最も小さい自然数Lを算出し、対象画像につい
ての動径方向のサンプリング点の数を、テンプレート画
像についての動径方向のサンプリング点の数Sに、新た
にL個のサンプリング点を付加した合計S+L個とす
る。こうして得られた動径方向のサンプリング点の列
を、 r0 ,r1 ,・・・ ,rS-1 ,rS ,・・・ ,rS+L-1 ・・・・(8) とする。尚、以下では、Lは0又は自然数であるとし、
max ≦100、Pmax>100のいずれの場合にも、
対象画像についての動径方向のサンプリング点の列を
(8)式で表すことにする。
Next, polar coordinate type sampling points are set for the target image, and polar coordinate sampling is executed. In this case, the method of setting the polar coordinate type sampling points is basically the same as that for the template image, but the upper limit of the set allowable enlargement / reduction ratio is 100.
If it is larger than%, it needs to be slightly modified. Now, consider a case where the center of the circular template image is superimposed on the scanning point (x t , y t ) in the target image to perform template matching. Further, the upper limit of the allowable enlargement / reduction ratio range is P max (%). First, in the case of P max ≦ 100, a second circular region having the same radius MR as the first circular region is set around the scanning point (x t , y t ) while P max > 100. , The scanning point (x t , y t )
A second circular region having a radius of MR × P max / 100 is set with respect to the center. Next, the sampling points in the radial direction of the target image are set using the geometric series that defines the sampling points in the radial direction of the template image. When P max ≦ 100, the number of sampling points in the radial direction of the target image is S, and the row of sampling points in the radial direction is set by the equation (3) as in the case of the template image. . On the other hand, P max > 10
In the case of 0, it is necessary to increase the number of sampling points in the radial direction as much as the second circle area is larger than the first circle area. Therefore, conditions 100r t L ≧ P max ···· ( 7) calculates the smallest natural number L satisfying, the number of radial sampling points for the target image, radial sampling for the template image A total of S + L is obtained by newly adding L sampling points to the number S of points. The row of sampling points in the radial direction obtained in this way is defined as r 0 , r 1 , ..., R S-1 , r S , ..., R S + L-1 (8). To do. In the following, L is 0 or a natural number,
In either case of P max ≦ 100 and P max > 100,
The sequence of sampling points in the radial direction of the target image will be expressed by equation (8).

【0026】また、対象画像についての角度方向のサン
プリング点の列については、Pmax≦100、Pmax
100のいずれの場合であっても、テンプレート画像に
ついてのものと同様に(4)式で設定する。このように
して求めた対象画像についての動径方向のサンプリング
点の列{r k }(k=0,1,・・・ ,S+L−1)と角
度方向のサンプリング点の列{qj}(j=0,1,・・・
,T−1)とにより、図3(a)に示すように、第二
の円領域に、その中心(xt ,yt )を原点として、極
座標型サンプリング点(rk,qj )が設定される。ま
た、この極座標型サンプリング点(rk ,qj )に対応
するx−y直交座標を、 x=rk × cosqj +xt y=rk × sinqj +yt ・・・・(9) の関係式から求め、極座標(rk ,qj )と直交座標
(x,y)との座標対応テーブルを作成する。ここで、
x、yは一般に実数である。
Also, the angle direction of the target image is sampled.
For the pulling point sequence, see Pmax≤100, Pmax>
In either case of 100, the template image
Similar to the above, set by equation (4). in this way
Sampling of the target image obtained by
Sequence of points {r k} (K = 0, 1, ..., S + L-1) and the angle
Sequence of sampling points {qj} (J = 0, 1, ...
 , T-1), as shown in FIG.
In the circular area of, its center (xt, Yt) As the origin
Coordinate type sampling point (rk, Qj) Is set. Ma
In addition, this polar coordinate type sampling point (rk, Qj) Compatible
X-y Cartesian coordinates, x = rk× cosqj+ Xt y = rk× sinqj+ Yt .... Obtained from the relational expression of (9), polar coordinates (rk, Qj) And Cartesian coordinates
A coordinate correspondence table with (x, y) is created. here,
x and y are generally real numbers.

【0027】その後、各極座標型サンプリング点
(rk ,qj )を上記の座標対応テーブルを用いて、対
応する点(x,y)に換算し、この点(x,y)の濃度
値を、テンプレート画像についての極座標サンプリング
の場合と同様の補間方法を用いて算出する。そして、こ
の算出した点(x,y)の濃度値を、極座標サンプリン
グ点(rk ,qj )の濃度値とし、これをマッチング走
査点(xt ,yt )における極座標型対象画像データに
ついての二次元行列 g′[k] [j] (k=0,1,・・・ ,S+L−1、j=0,1,・・・ ,T−1) に格納する。すなわち、この走査点(xt ,yt )にお
ける極座標型対象画像データは、図3(b)に示すよう
に、行方向にrk (k=0,1,・・・ ,S+L−1)、
列方向にqj (j=0,1,・・・ ,N−1)をとった
(S+L)×Tのテーブルに配列される。ここで、図3
(a)に示す半径rS-1 の円C1 は、第一の円領域と同
じ大きさであり、図3(b)に示す極座標型対象画像デ
ータg′[k][j] においては、この円C1 内の領域でサ
ンプリングされた点を含む部分が、極座標型テンプレー
ト画像データf′[i][j]と同じ数のサンプリング点を含
む標準サイズの部分となる。そして、図3(a)に示す
半径rS+L-1 の円C2 は、拡大縮小率許容範囲の上限P
max に対応するもので、第二の円領域を表す。また、図
3(b)においては、拡大縮小率許容範囲の下限Pmin
に対応する動径方向のサンプリング点をrU-1 として示
している。
After that, each polar coordinate type sampling point (r k , q j ) is converted into a corresponding point (x, y) using the above coordinate correspondence table, and the density value of this point (x, y) is converted. , Is calculated using the same interpolation method as in the case of polar coordinate sampling for the template image. Then, the density value of the point that the calculated (x, y), polar sampling points (r k, q j) to a concentration value, this matching scanning point (x t, y t) for polar type target image data in the , Two-dimensional matrix g ′ [k] [j] (k = 0, 1, ..., S + L-1, j = 0, 1, ..., T-1). That is, the polar coordinate type target image data at the scanning point (x t , y t ) is r k (k = 0, 1, ..., S + L−1) in the row direction as shown in FIG. 3B. ,
They are arranged in a (S + L) × T table in which q j (j = 0, 1, ..., N−1) is taken in the column direction. Here, FIG.
A circle C 1 having a radius r S-1 shown in (a) has the same size as the first circle region, and in the polar coordinate type target image data g ′ [k] [j] shown in FIG. 3 (b). The portion including the points sampled in the area within the circle C 1 is the standard size portion including the same number of sampling points as the polar coordinate type template image data f ′ [i] [j]. The circle C 2 of radius r S + L-1 shown in FIG. 3A is the upper limit P of the allowable scaling ratio range.
It corresponds to max and represents the second circular area. Further, in FIG. 3B, the lower limit P min of the allowable scaling ratio range
The sampling point in the radial direction corresponding to is shown as r U-1 .

【0028】こうして、テンプレート及び対象画像につ
いての矩形画像データから、一つの極座標型テンプレー
ト画像データf′[i][j]と、走査点(xt ,yt )にお
ける極座標型対象画像データg′[k][j]とが得られる
と、次に、テンプレートマッチングを行う。まず、図4
に示すような、二次元の仮想探索空間を構築する。この
仮想探索空間においては、横軸に角度方向のサンプリン
グ点の列を配置し、縦軸に動径方向のサンプリング点の
列を配置している。そして、極座標型対象画像データ
g′[k][j]を仮想探索空間内の所定位置に配置する。具
体的には、図5に示すように、極座標型対象画像データ
g′[k][j]を、仮想探索空間内での対応する直交座標位
置(rk ,qj )、すなわち領域R1 内に配置する。ま
た、極座標型対象画像データg′[k][j]を、たとえば横
軸方向に+360度だけずらした直交座標位置(rk
j+N )、すなわち領域R2 内に配置すると共に、横軸
方向に−360度だけずらした直交座標位置(rk ,q
j-N )、すなわち領域R3 内に配置する。そして、この
仮想探索空間において、極座標型テンプレート画像デー
タf′[i][j]を極座標型対象画像データg′[k][j]に重
ね合わせ、極座標テンプレート画像データf′[i][j]を
動径方向及び角度方向に移動しながら、最大の正規化相
関値を求める。
Thus, from the rectangular image data of the template and the target image, one polar coordinate type template image data f ′ [i] [j] and the polar coordinate type target image data g ′ at the scanning point (x t , y t ). Once [k] [j] is obtained, template matching is performed next. First, FIG.
Construct a two-dimensional virtual search space as shown in. In this virtual search space, a row of sampling points in the angular direction is arranged on the horizontal axis and a row of sampling points in the radial direction is arranged on the vertical axis. Then, the polar coordinate type target image data g ′ [k] [j] is arranged at a predetermined position in the virtual search space. Specifically, as shown in FIG. 5, the polar coordinate type target image data g ′ [k] [j] is converted into the corresponding orthogonal coordinate position (r k , q j ) in the virtual search space, that is, the region R 1 Place it inside. In addition, the polar coordinate type target image data g ′ [k] [j] is displaced by, for example, +360 degrees in the horizontal axis direction from the orthogonal coordinate position (r k ,
q j + N ), that is, the rectangular coordinate position (r k , q) arranged in the region R 2 and shifted by −360 degrees in the horizontal axis direction.
jN ), that is, in the region R 3 . Then, in this virtual search space, the polar coordinate type template image data f ′ [i] [j] is overlaid on the polar coordinate type target image data g ′ [k] [j] to obtain the polar coordinate template image data f ′ [i] [j. ] In the radial and angular directions to obtain the maximum normalized correlation value.

【0029】ここで、本実施形態において、動径方向に
ついては等比級数的な距離位置に定められ、角度方向に
ついては等差級数的な間隔で定められた極座標型サンプ
リング点を設定し、この極座標型サンプリング点におい
てサンプリングした極座標型の画像データを用いて、テ
ンプレートマッチングを行うことにより、次の二つのこ
とが可能となる。第一に、図7に示すように、仮想探索
空間において、極座標型テンプレート画像データを角度
方向に移動することにより、円形テンプレート画像をそ
の中心の回りに回転したのと同等の効果が得られる。第
二に、動径方向のサンプリング点を等比級数的に設定し
ているので、動径方向に対して隣合う任意の二つのサン
プリング点については、これら二つの点の原点からの距
離の比は、公比rt だけで決まり、一定である。このた
め、図8に示すように、仮想探索空間において、極座標
型テンプレート画像データを動径方向に移動することに
より、円形テンプレート画像をその中心に関して拡大又
は縮小したのと同等の効果が得られる。
Here, in this embodiment, polar coordinate type sampling points are set at geometrical distance positions in the radial direction and at geometrical intervals in the angular direction. By performing template matching using polar coordinate type image data sampled at polar coordinate type sampling points, the following two things are possible. First, as shown in FIG. 7, by moving the polar template image data in the virtual search space in the angular direction, the same effect as rotating the circular template image around its center can be obtained. Second, since the sampling points in the radial direction are set in geometric progression, for any two adjacent sampling points in the radial direction, the ratio of the distances of these two points from the origin is Is constant and determined only by the common ratio r t . Therefore, as shown in FIG. 8, by moving the polar coordinate type template image data in the radial direction in the virtual search space, the same effect as enlarging or reducing the circular template image with respect to its center can be obtained.

【0030】テンプレートマッチング処理は具体的に次
のように行う。いま、図6に示すように、サンプリング
条件・テンプレートマッチング条件の設定工程30で設
定した−180〜+180度の回転角度許容範囲と、5
0〜200%の拡大縮小率許容範囲とで指定される矩形
の領域を探索領域R0 とする。この探索領域R0 は、仮
想探索空間において、極座標型テンプレート画像データ
の代表点を移動させる領域となる。そして、図4に示す
ように、極座標型テンプレート画像データの代表点を左
上隅点(rS-1 ,q0 )とすると、この代表点を探索領
域R0 の全域にわたって移動しながら、極座標型テンプ
レート画像データf′[i][j]と極座標型対象画像データ
g′[k][j]との正規化相関値を求める。ここで、代表点
を、拡大縮小率が100%より小さい位置に合わせた場
合、テンプレートマッチング処理に利用可能な動径方向
のサンプリング点の数がS個より少なくなってしまう
が、この場合は、動径方向のサンプリング点のうち、大
きい方から所定の個数だけを、テンプレートマッチング
処理に利用すればよい。一般に、極座標型のサンプリン
グ点は原点に近いほど密集しており、この原点付近にあ
る極座標型サンプリング点はどれもほぼ同じ濃度値を持
っているので、かかる濃度値についてはマッチング判定
の際にあまり重要視する必要がないからである。また、
代表点を、拡大縮小率が100%より大きい位置に合わ
せた場合にも、同様の理由から、テンプレートマッチン
グ処理に利用する動径方向のサンプリング点としては、
大きい方から所定の個数だけを用いれば十分である。そ
の後、各代表点において求めた正規化相関値のうち、最
大の正規化相関値を記憶手段に格納する。
The template matching process is specifically performed as follows. Now, as shown in FIG. 6, the rotation angle allowable range of −180 to +180 degrees set in the sampling condition / template matching condition setting step 30 and 5
A rectangular area designated by the 0 to 200% enlargement / reduction rate allowable range is set as a search area R 0 . The search region R 0 is a region in the virtual search space where the representative point of the polar coordinate type template image data is moved. Then, as shown in FIG. 4, assuming that the representative point of the polar coordinate type template image data is the upper left corner point (r S-1 , q 0 ), the representative point of the polar coordinate type image data is moved over the entire search region R 0. A normalized correlation value between the template image data f ′ [i] [j] and the polar coordinate type target image data g ′ [k] [j] is obtained. Here, when the representative point is aligned with the position where the enlargement / reduction ratio is smaller than 100%, the number of sampling points in the radial direction that can be used in the template matching process is less than S, but in this case, Of the sampling points in the radial direction, only a predetermined number from the largest may be used for the template matching process. Generally, the polar coordinate type sampling points are closer to the origin, and the polar coordinate type sampling points near the origin point have almost the same density value. This is because there is no need to place importance on it. Also,
When the representative point is aligned with the position where the enlargement / reduction ratio is greater than 100%, for the same reason, the sampling point in the radial direction used for the template matching processing is
It is sufficient to use only a predetermined number from the larger one. Then, of the normalized correlation values obtained at each representative point, the maximum normalized correlation value is stored in the storage means.

【0031】次に、対象画像の全面を走査して、各走査
点において、上記と同様にして、最大の正規化相関値を
求め、これを記憶手段に格納する。その後、この記憶手
段に格納された各走査点における最大の正規化相関値の
うち、最大値を与える点であって、且つその最大値が所
定の規定値以上である点をマッチング点として検出す
る。マッチング点が検出されると、このマッチング点に
テンプレート画像が含まれていると判定される。一方、
マッチング点が検出されなければ、この対象画像には、
テンプレート画像が含まれていないと判定される。その
後、かかるテンプレートマッチング結果は、表示装置に
表示されると共に、記憶手段に格納される。
Next, the entire surface of the target image is scanned, and at each scanning point, the maximum normalized correlation value is obtained in the same manner as above, and this is stored in the storage means. Thereafter, among the maximum normalized correlation values at each scanning point stored in the storage means, a point that gives a maximum value and the maximum value is equal to or larger than a predetermined specified value is detected as a matching point. . When the matching point is detected, it is determined that the matching point includes the template image. on the other hand,
If no matching points are detected, this target image will contain
It is determined that the template image is not included. Thereafter, the template matching result is displayed on the display device and stored in the storage means.

【0032】尚、上記のテンプレートマッチング方法
は、実用的な観点からは、図9に示すような処理手順で
行うことが望ましい。すなわち、プログラム的には、テ
ンプレート画像についての計算は一回でよいので、最初
に、サンプリング条件・テンプレートマッチング条件の
設定を行った後(step12)、テンプレート画像データを
設定して(step14)、第一のサンプリング処理を行う
(step16)。次に、対象画像データの読み込みを行い
(step18)、対象画像の中の一の走査点において第二の
サンプリング処理を行う(step22)。そして、テンプレ
ートマッチング処理を行った後(step24)、テンプレー
トマッチング結果を表示装置に表示し、記憶手段に記憶
する(step26)。次に、対象画像のすべての走査点にお
いてテンプレートマッチング処理が行われたかどうかを
判断し(step28)、すべての走査点において処理が行わ
れていない場合には、step22に移行して、次の走査点に
おいて同様の処理を繰り返す。一方、step28において、
すべての走査点において処理が行われたと判断される
と、処理すべき他の対象画像があるかどうかを判断する
(step32)。他の対象画像があれば、step18に移行して
同様の処理を繰り返し、一方、他の対象画像がなけれ
ば、処理が終了する。
From the practical point of view, it is desirable that the template matching method described above be performed by the processing procedure shown in FIG. That is, since the calculation for the template image need only be done once in terms of the program, first, after setting the sampling condition and the template matching condition (step12), the template image data is set (step14), Perform one sampling process (step 16). Next, the target image data is read (step 18), and the second sampling process is performed at one scanning point in the target image (step 22). After performing the template matching process (step 24), the template matching result is displayed on the display device and stored in the storage means (step 26). Next, it is determined whether template matching processing has been performed at all scanning points of the target image (step 28). If processing has not been performed at all scanning points, the process proceeds to step 22 and the next scanning is performed. The same processing is repeated at the points. On the other hand, in step 28,
When it is determined that the processing has been performed at all the scanning points, it is determined whether there is another target image to be processed (step 32). If there is another target image, the process proceeds to step 18 and the same process is repeated, while if there is no other target image, the process ends.

【0033】このように、本実施形態であるテンプレー
トマッチング方法では、動径方向については等比級数的
な距離位置に定められ、角度方向については等差級数的
な間隔で定められた極座標型のサンプリング点を設定し
た後、この極座標型のサンプリング点において画像濃度
をサンプリングして、極座標型テンプレート画像データ
と極座標型対象画像データとを得ることにより、極座標
型対象画像データ上で極座標型テンプレート画像データ
を移動する際に、極座標型テンプレート画像データを角
度方向に移動させることは、テンプレート画像を回転さ
せることに相当し、また、極座標型テンプレート画像デ
ータを動径方向に移動させることは、テンプレート画像
を拡大・縮小させることに相当する。したがって、極座
標型テンプレート画像データを極座標型対象画像データ
の上で動径方向、角度方向に移動することにより、対象
画像内でテンプレート図形の回転、及び拡大縮小をも考
慮したテンプレートマッチングを行うことができる。
As described above, in the template matching method according to the present embodiment, the polar coordinate type is determined at the geometrical distance position in the radial direction and at the geometric progression intervals in the angular direction. After setting the sampling points, the image density is sampled at the polar coordinate type sampling points to obtain the polar coordinate type template image data and the polar coordinate type target image data. Moving the polar coordinate type template image data in the angular direction corresponds to rotating the template image, and moving the polar coordinate type template image data in the radial direction changes the template image. This is equivalent to enlarging / reducing. Therefore, by moving the polar coordinate type template image data on the polar coordinate type target image data in the radial direction and the angle direction, it is possible to perform template matching in consideration of rotation and scaling of the template figure in the target image. it can.

【0034】また、本発明者等は、本実施形態であるテ
ンプレートマッチング方法を用いて実際に画像処理を行
い、その効果を検証した。ここでは、処理の簡便さのた
めに、一の対象画像に対して、検出すべき図形を回転、
拡大・縮小した複数のテンプレート画像を用いて、マッ
チング可否を調べた。対象画像としては、図10に示す
ように、二組の平行な二本線が直交している画像を用い
た。この対象画像の画像サイズは、512×480画素
である。また、テンプレート画像としては、図11に示
す四つのものを用いた。図11(a)に示す第一のテン
プレート画像は、対象画像から二本線が直交する部分を
指定して、作成したものであり、その画像サイズは12
8×128画素である。第二のテンプレート画像は、図
11(b)に示すように、第一のテンプレート画像をそ
の中心の回りに30度回転させて得たものである。第三
のテンプレート画像は、図11(c)に示すように、第
一のテンプレート画像を130%拡大して得たものであ
る。そして、第四のテンプレート画像は、図11(d)
に示すように、第一のテンプレート画像をその中心の回
りに30度回転し、130%拡大して得たものである。
本発明者等が、これら四つのテンプレート画像を用いて
マッチング処理を行ったところ、いずれのテンプレート
画像を用いた場合でも、非常に精度よくマッチングでき
た。従来のテンプレートマッチング方法では、拡大縮小
率で90〜110%、回転角度で±10度以内で図形
検出可能であったことを考えると、本実施形態であるテ
ンプレートマッチング方法では、テンプレート図形に対
して検出できる図形の回転角度範囲と拡大縮小率範囲と
を、大幅に拡張することができることが確認された。ま
た、本実施形態であるテンプレートマッチング方法は、
将来的にコンピュータ等の計算能力が高まるに従って、
サンプリング点数を増やすなどのやり方により、さらな
る適用範囲の拡大が可能であると思われる。このため、
特に、ファクトリーオートメーション、ロボットビジョ
ン、画像による監視分野等において利用するのに好適で
ある。
Further, the present inventors have actually performed image processing using the template matching method of this embodiment and verified the effect. Here, for ease of processing, the figure to be detected is rotated with respect to one target image,
The matching possibility was examined using a plurality of enlarged and reduced template images. As the target image, as shown in FIG. 10, an image in which two sets of parallel two lines intersect each other was used. The image size of this target image is 512 × 480 pixels. The four template images shown in FIG. 11 were used. The first template image shown in FIG. 11A is created by designating a portion where the two lines intersect at right angles from the target image, and the image size is 12
It has 8 × 128 pixels. The second template image is obtained by rotating the first template image by 30 degrees around its center, as shown in FIG. 11 (b). The third template image is obtained by enlarging the first template image by 130% as shown in FIG. 11 (c). Then, the fourth template image is shown in FIG.
As shown in, the first template image is obtained by rotating it about its center by 30 degrees and enlarging it by 130%.
When the present inventors performed matching processing using these four template images, it was possible to perform matching with extremely high accuracy regardless of which template image was used. Considering that the conventional template matching method can detect a figure within a scaling ratio of 90 to 110% and a rotation angle within ± 10 degrees, in the template matching method of the present embodiment, a template figure is It was confirmed that the rotation angle range and the enlargement / reduction ratio range of the figure that can be detected by the method can be greatly expanded. Further, the template matching method according to the present embodiment is
As the computing power of computers will increase in the future,
It seems that the scope of application can be further expanded by increasing the number of sampling points. For this reason,
In particular, it is suitable for use in the field of factory automation, robot vision, image monitoring, and the like.

【0035】尚、本発明は上記の実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。たとえば、上記の実施形態において、仮想
探索空間で最大の正規化相関値を求める際に、極座標型
テンプレート画像データの代表点を二分探索的に走査す
るようにしてもよい。この場合、まず、図12に示すよ
うに、回転角度許容範囲(−180〜+180度)と拡
大縮小率許容範囲(50〜200%)で定まる探索領域
0 において、その四つのコーナー位置P1 ,P2 ,P
3 ,P4 に代表点を重ね合わせて、その各位置での正規
化相関値を算出し、このうち最も大きい正規化相関値を
与えるコーナー位置を求める。次に、探索領域R0 を分
割して得られた四つの領域R01,R02,R03,R04のう
ち、求めたコーナー位置を含む領域において、同様にし
て正規化相関値と最も大きい正規化相関値を与えるコー
ナー位置とを求める。こうして順次探索する領域を縮小
していって、最大の正規化相関値を求めることにより、
処理時間の短縮を図ることができる。この二分探索的に
代表点を走査する方法は、代表点の変化に対して相関値
が滑らかに変化する場合に特に有効である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention. For example, in the above embodiment, when the maximum normalized correlation value is obtained in the virtual search space, the representative point of the polar coordinate type template image data may be binary-searched. In this case, first, as shown in FIG. 12, the four corner positions P 1 in the search region R 0 determined by the rotation angle allowable range (−180 to +180 degrees) and the enlargement / reduction ratio allowable range (50 to 200%). , P 2 , P
The representative points are superposed on 3 and P 4 , the normalized correlation value at each position is calculated, and the corner position that gives the largest normalized correlation value is obtained. Next, among the four regions R 01 , R 02 , R 03 , and R 04 obtained by dividing the search region R 0 , the region including the obtained corner position is similarly the largest in the normalized correlation value. A corner position giving a normalized correlation value is obtained. In this way, the area to be searched sequentially is reduced, and the maximum normalized correlation value is obtained.
The processing time can be shortened. The method of scanning the representative points by the binary search is particularly effective when the correlation value changes smoothly with respect to the change of the representative points.

【0036】また、上記の実施形態では、極座標型サン
プリング点において濃度値をサンプリングする際に、サ
ンプリング点に最も近い四つの画素点の濃度値を用いる
補間方法を用いた場合について説明したが、サンプリン
グに用いる補間方法としては、たとえば、サンプリング
点に最も近い画素点の濃度値を割り当てる方法や、サン
プリング点に最も近い四つの画素点とその濃度値を求
め、それら濃度値とサンプリング点からその四つの画素
点までの距離とを用いる線形補間による方法等を用いて
もよい。
Further, in the above embodiment, when sampling the density value at the polar coordinate type sampling point, the case where the interpolation method using the density values of the four pixel points closest to the sampling point is used is described. As the interpolation method used for, for example, a method of assigning the density value of the pixel point closest to the sampling point, or the four pixel points closest to the sampling point and their density values, and the four density points and the sampling points A method such as linear interpolation using the distance to the pixel point may be used.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、動径方向については等比級数的な距離位置に
定められ、角度方向については等差級数的な間隔で定め
られた極座標型のサンプリング点を設定した後、この極
座標型のサンプリング点において画像濃度をサンプリン
グして、極座標型テンプレート画像データと極座標型対
象画像データとを得ることにより、極座標型対象画像デ
ータ上で極座標型テンプレート画像データを移動する際
に、極座標型テンプレート画像データを角度方向に移動
させることは、テンプレート画像を回転させることに相
当し、また、極座標型テンプレート画像データを動径方
向に移動させることは、テンプレート画像を拡大・縮小
させることに相当するので、極座標型テンプレート画像
データを極座標型対象画像データの上で動径方向、角度
方向に移動することによって対象画像内でテンプレート
図形の回転、及び拡大縮小をも考慮したマッチング処理
を行うことができるテンプレートマッチング方法を提供
することができる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the radial position is set to a geometric series distance position, and the angular direction is set to a geometric progression interval. After the polar coordinate type sampling point is set, the image density is sampled at the polar coordinate type sampling point to obtain the polar coordinate type template image data and the polar coordinate type target image data. When the template image data is moved, moving the polar coordinate type template image data in the angular direction corresponds to rotating the template image, and moving the polar coordinate type template image data in the radial direction, This is equivalent to enlarging / reducing the template image. Can be provided radial direction on the elephant image data, the rotation of the template figure in the target image by moving angularly, and the expanded template matching method can be performed in consideration of the matching process is also reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態であるテンプレートマッチ
ング方法を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a template matching method according to an embodiment of the present invention.

【図2】矩形テンプレート画像から極座標型テンプレー
ト画像データを作成する手順を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining a procedure for creating polar coordinate type template image data from a rectangular template image.

【図3】矩形対象画像から極座標型対象画像データを作
成する手順を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a procedure for creating polar coordinate type target image data from a rectangular target image.

【図4】仮想探索空間を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a virtual search space.

【図5】仮想探索空間を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a virtual search space.

【図6】仮想探索空間を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a virtual search space.

【図7】極座標型の画像データを用いたマッチング処理
を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a matching process using polar coordinate type image data.

【図8】極座標型の画像データを用いたマッチング処理
を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a matching process using polar coordinate type image data.

【図9】本実施形態であるテンプレートマッチング方法
の処理手順の一例を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a processing procedure of the template matching method according to the present embodiment.

【図10】本発明者等が本実施形態であるテンプレート
マッチング方法を検証する際に実際に用いた対象画像を
説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a target image actually used by the inventors when verifying the template matching method according to the present embodiment.

【図11】本発明者等が本実施形態であるテンプレート
マッチング方法を検証する際に実際に用いたテンプレー
ト画像を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a template image actually used by the inventors when verifying the template matching method according to the present embodiment.

【図12】極座標型テンプレート画像データの代表点を
二分探索的に走査する動作を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining an operation of scanning a representative point of polar template image data in a binary search manner.

【図13】従来のテンプレートマッチング方法を説明す
るための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional template matching method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 対象画像データの読み込み工程 20 テンプレート画像データの設定工程 30 サンプリング条件・テンプレートマッチング条
件の設定工程 40 第一のサンプリング工程 50 第二のサンプリング工程 60 テンプレートマッチング工程 70 テンプレートマッチング結果の表示・格納工程
10 Step of reading target image data 20 Step of setting template image data 30 Step of setting sampling conditions / template matching conditions 40 First sampling step 50 Second sampling step 60 Template matching step 70 Template matching result display / storing step

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象画像中に、テンプレート画像の中の
テンプレート図形に一致する部分を検出するテンプレー
トマッチング方法において、 前記テンプレート画像の中のテンプレート図形を含む第
一の円領域に、その第一の円領域の中心を原点として、
動径方向については等比級数的な距離位置に定められ、
角度方向については等差級数的な間隔で定められた極座
標型のサンプリング点を設定し、前記第一の円領域に設
定した前記極座標型のサンプリング点において前記テン
プレート画像についての画像濃度をサンプリングするこ
とにより、極座標型テンプレート画像データを得る第一
のサンプリング工程と、 前記対象画像における各走査点を中心とする第二の円領
域に、その第二の円領域の中心を原点として、前記極座
標型のサンプリング点を設定し、前記第二の円領域に設
定した前記極座標型のサンプリング点において前記対象
画像についての画像濃度をサンプリングすることによ
り、前記各走査点における極座標型対象画像データを得
る第二のサンプリング工程と、 前記極座標型対象画像データ上に、前記極座標型テンプ
レート画像データを重ね合わせ、前記極座標型テンプレ
ート画像データを動径方向及び角度方向に移動すること
により、前記極座標型対象画像データと前記極座標型テ
ンプレート画像データとの最大の正規化相関値を求めた
後、前記各走査点についての前記最大の正規化相関値の
うち最大値を与える点であって、且つ前記最大値が所定
の規定値以上である点をマッチング点として検出するテ
ンプレートマッチング工程と、 を具備することを特徴とするテンプレートマッチング方
法。
1. A template matching method for detecting, in a target image, a portion corresponding to a template figure in a template image, wherein a first circular region including the template figure in the template image has a first With the center of the circle area as the origin,
The radial direction is set to a geometrical distance position,
Regarding the angular direction, setting polar coordinate type sampling points set at an arithmetic progression interval, and sampling the image density of the template image at the polar coordinate type sampling points set in the first circular region. According to the first sampling step of obtaining polar coordinate type template image data, in a second circular area centered on each scanning point in the target image, with the center of the second circular area as the origin, the polar coordinate type By setting sampling points and sampling the image density of the target image at the polar coordinate type sampling points set in the second circular area, a second type of polar coordinate type target image data at each scanning point is obtained. Sampling step, the polar coordinate type template image data on the polar coordinate type target image data After superimposing, by moving the polar coordinate type template image data in the radial direction and the angular direction, after obtaining the maximum normalized correlation value between the polar coordinate type target image data and the polar coordinate type template image data, A template matching step of detecting, as a matching point, a point that gives a maximum value among the maximum normalized correlation values for a scanning point and that the maximum value is equal to or greater than a prescribed value. Template matching method characterized by.
【請求項2】 縦軸に前記極座標型のサンプリング点の
うちの動径方向のサンプリング点の列を配置し横軸に前
記極座標型のサンプリング点のうちの角度方向のサンプ
リング点の列を配置した仮想探索空間を構築し、前記極
座標型対象画像データを前記仮想探索空間内の所定位置
に配置した後、前記仮想探索空間において、前記極座標
型テンプレート画像データを前記極座標型対象画像デー
タに重ね合わせ、前記極座標テンプレート画像データを
縦軸方向及び横軸方向に移動しながら、前記最大の正規
化相関値を求めることを特徴とする請求項1記載のテン
プレートマッチング方法。
2. A row of radial direction sampling points of the polar coordinate type sampling points is arranged on the vertical axis, and a row of angular direction sampling points of the polar coordinate type sampling points is arranged on the horizontal axis. After constructing a virtual search space and arranging the polar coordinate type target image data at a predetermined position in the virtual search space, the polar coordinate type template image data is superimposed on the polar coordinate type target image data in the virtual search space, 2. The template matching method according to claim 1, wherein the maximum normalized correlation value is obtained while moving the polar coordinate template image data in the vertical axis direction and the horizontal axis direction.
【請求項3】 予め設定された回転角度許容範囲と拡大
縮小率許容範囲とで指定される矩形の領域を、前記仮想
探索空間における探索領域とし、前記探索領域内で前記
極座標テンプレート画像データの代表点を移動すること
を特徴とする請求項2記載のテンプレートマッチング方
法。
3. A rectangular area designated by a preset rotation angle allowable range and an enlargement / reduction rate allowable range is set as a search area in the virtual search space, and a representative of the polar coordinate template image data is set in the search area. The template matching method according to claim 2, wherein the point is moved.
【請求項4】 前記第一の円領域は、前記テンプレート
画像の矩形領域の中央位置を中心とし、前記矩形領域の
縦方向の長さと横方向の長さのうち小さい方の半分を半
径として設定されたものであることを特徴とする請求項
1乃至3記載のテンプレートマッチング方法。
4. The first circular area is centered on the center position of the rectangular area of the template image, and the radius of the smaller half of the vertical length and the horizontal length of the rectangular area is set. 4. The template matching method according to claim 1, wherein the template matching method is performed by the following method.
【請求項5】 前記第一の円領域に設定された前記極座
標型サンプリング点のうちの動径方向のサンプリング点
の数は、前記第一の円領域の半径を隣接する画素間の距
離で割った値以下であることを特徴とする請求項1乃至
4記載のテンプレートマッチング方法。
5. The number of radial sampling points of the polar coordinate type sampling points set in the first circular area is obtained by dividing the radius of the first circular area by the distance between adjacent pixels. 5. The template matching method according to claim 1, wherein the template matching method is equal to or less than a predetermined value.
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