JPH09102039A - テンプレートマッチング方法 - Google Patents
テンプレートマッチング方法Info
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- 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
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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。
・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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
Ｃ0 （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。
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
Ｃ0 （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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
ｒt（＞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。
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
ｒt（＞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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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、
Ｐmax ≦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。
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、
Ｐmax ≦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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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 ，
ｑj+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。
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 ，
ｑj+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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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度以内で図形が
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。
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度以内で図形が
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。
【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
Ｒ0 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。
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
Ｒ0 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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ング方法を説明するための図である。
【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。
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。
【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。
成する手順を説明するための図である。
【図４】仮想探索空間を説明するための図である。
【図５】仮想探索空間を説明するための図である。
【図６】仮想探索空間を説明するための図である。
【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。
を説明するための図である。
【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。
を説明するための図である。
【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。
の処理手順の一例を説明するための図である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
二分探索的に走査する動作を説明するための図である。
【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。
るための図である。
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
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
Claims (5)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25853795A JPH09102039A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | テンプレートマッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25853795A JPH09102039A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | テンプレートマッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102039A true JPH09102039A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17321607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25853795A Withdrawn JPH09102039A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | テンプレートマッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09102039A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003003284A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | Shih-Jong Lee | Rotation and scale invariant pattern matching method |
| US6868176B2 (en) | 2001-01-11 | 2005-03-15 | Kabushiki Kaisha Shinkawa | Image processing method and device |
| US7013039B2 (en) | 2001-07-18 | 2006-03-14 | Kabushiki Kaisha Shinkawa | Image processing method, an image processing device and a bonding apparatus |
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| US7149357B2 (en) | 2002-11-22 | 2006-12-12 | Lee Shih-Jong J | Fast invariant pattern search |
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