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JPH08137908A - 画像検索方法及び装置 - Google Patents

画像検索方法及び装置

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Publication number
JPH08137908A
JPH08137908A JP6280495A JP28049594A JPH08137908A JP H08137908 A JPH08137908 A JP H08137908A JP 6280495 A JP6280495 A JP 6280495A JP 28049594 A JP28049594 A JP 28049594A JP H08137908 A JPH08137908 A JP H08137908A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
resolution
search
retrieving
feature amount
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Withdrawn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
JP6280495A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Sato
宏明 佐藤
Kazuko Tsujimura
和子 辻村
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6280495A priority Critical patent/JPH08137908A/ja
Priority to US08/555,714 priority patent/US6246804B1/en
Priority to DE69535098T priority patent/DE69535098T2/de
Priority to EP95308124A priority patent/EP0713186B1/en
Publication of JPH08137908A publication Critical patent/JPH08137908A/ja
Priority to US09/476,120 priority patent/US6181818B1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 指定パターンが画像の一部である場合にも安
定して動作し、かつ比較対象となる画像の数を十分に制
限でき、高速な画像検索方法及び装置を提供する。 【構成】 多重解像度特徴量計算部101にて画像デー
タの特徴量を複数の解像度に対して算出し、インデクス
作成部102で、その特徴量から検索情報を生成し、解
像度別インデクステーブル103に生成された検索情報
を格納しておく。そして、格納された検索情報に基づい
てテーブル検索部104が与えられた指定パターンと類
似する画像を検索する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば画像データベー
スシステムや電子ファイルシステム、或いはマルチメデ
ィアデータベースシステムなどにおける画像データの検
索方法に関し、特に画像若しくは図形を与えられ、これ
と類似した画像をデータベース中から見つけ出す画像検
索方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、画像検索の方法としては、データ
ベース中のすべての画像と指定されたパターンを比較
し、得られた類似度の値の大きいものを候補画像として
選択する方法が用いられてきた。しかしながら、この方
法では、データベース中の画像の枚数が多くなるに従っ
て、検索時間も膨大になることから、比較する対象画像
をなんらかの手法で制限することが検討されている。例
えば、『画像クラスタリングによる画像検索高速化手
法:情報処理学会第45回(平成4年後期)全国大会、
2S-5,4-209,(1992).平田恭二、原良憲共著』では、デー
タベース内のすべての画像データ同士の類似度を計算
し、これが与えられた閾値よりも小さい場合に、画像間
に類似関係を示すリンクを張り、検索時に指定パターン
との整合度が小さい画像データが見つかった時、これと
類似関係にある画像を比較対象からはずすことにより、
検索速度の向上を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、画像全体の比較によって類似関係を規定して
いるため、指定パターンが画像の一部である場合には不
適切な結果となることがあった。
【0004】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、指定パターンが画像の一部である場合にも
安定して動作し、かつ、比較対象となる画像の数を十分
に制限でき、高速な画像検索方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像検索方法は以下の工程を有する。
【0006】即ち、与えられたパターンと類似する画像
を検索する画像検索方法において、画像データの特徴量
を複数の解像度に対して算出する算出工程と、前記算出
工程で算出された特徴量から検索情報を生成する生成工
程と、前記生成工程で生成された検索情報を各解像度毎
に格納する格納工程と、前記格納工程で格納された検索
情報に基づいて与えられたパターンと類似する画像を検
索する検索工程とを有する。
【0007】また、上記目的を達成するために、本発明
による画像検索装置は以下の構成を備える。
【0008】即ち、与えられたパターンと類似する画像
を検索する画像検索装置において、画像データの特徴量
を複数の解像度に対して算出する算出手段と、前記算出
手段で算出された特徴量から検索情報を生成する生成手
段と、前記生成手段で生成された検索情報を各解像度毎
に格納する格納手段と、前記格納手段に格納された検索
情報に基づいて与えられたパターンと類似する画像を検
索する検索手段とを備える。
【0009】
【作用】かかる構成において、画像データの特徴量を複
数の解像度に対して算出し、算出された特徴量から検索
情報を生成し、生成された検索情報を各解像度毎に格納
する。その後、格納された検索情報に基づいて与えられ
たパターンと類似する画像を検索するように動作する。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明に係る好適
な一実施例を詳細に説明する。
【0011】図1は、本実施例における画像検索装置の
構成を示す図である。図において、101は検索対象で
ある個々の画像データから複数のブロックサイズに対応
する特徴量を計算する多重解像度特徴量計算部、102
は算出された特徴量から検索のためのインデクスを生成
するインデクス生成部、103は解像度別に構成された
解像度別インデクステーブル、104は与えられた指定
パターン(図6参照)から検索すべきブロックの大きさ
と特徴量を決定し、類似する画像と対応領域をインデク
ステーブル103から検索するテーブル検索部である。
【0012】上記構成において、不図示のデータベース
内の個々の画像データに対し、多重解像度特徴量計算部
101は、複数のブロックサイズに対応した複数の特徴
量を計算し出力する。そして、インデクス生成部102
は、多重解像度特徴量計算部101より出力された特徴
量からインデクスを生成し、このインデクスと解像度
(ブロックサイズ)に応じて、後述する検索情報が解像
度別インデクステーブル103に格納される。
【0013】また、検索時には、テーブル検索部104
が指定パターンから検索対象とするブロックサイズと特
徴量を計算し、これらを用いてインデクステーブル10
3を検索し、候補画像及びその対象領域を検索結果とし
て出力する。
【0014】図2は、多重解像度特徴量計算部101で
用いられる複数のブロックサイズの例を示す図である。
図2に示す(a)は、1ブロックが16×16画素デー
タ、同(b)は32×32画素データ、そして、同
(c)は64×64画素データである。この場合、ブロ
ックサイズ=16が最も高解像度である。
【0015】多重解像度特徴量計算部101は、各解像
度(ブロックサイズ)に対して個々のブロック毎にその
内部の画素データの色ヒストグラムを取り、色特徴ベク
トル(C1,C2,C3,…Cn)を出力する。
【0016】図3は、ヒストグラムから色特徴ベクトル
を算出する過程を説明するための図である。ヒストグラ
ムを取る色データは、多様な表色系を用いて計算できる
が、ここでは、一例としてHSV表色系を用い、色相を
表すHデータのヒストグラムを使用する。色特徴ベクト
ルは、その各要素Ciがヒストグラム中の[di−1,
di+1]の範囲の画素数を計数して得られる。ここ
で、CiとCi+1には重なりを持たせることにより、
指定パターンから得られる特徴値が量子化ステップdi
などに近接している場合にも、安定して判定することが
できる。
【0017】図4は、インデクス作成部102の動作を
示すフローチャートである。これは単純な3重ループで
あり、まずステップS101で解像度(ブロックサイ
ズ)Rを設定し、ステップS102でブロック番号jを
初期化する。そして、ステップS103で、色特徴ベク
トルの各要素Ciを示すパラメータiを初期化し、続く
ステップS104で、その色特徴ベクトルの要素Ciと
解像度Rより定まる閾値T(R)とを比較する。その結
果、要素Ciが閾値T(R)よりも大きければ、ステッ
プS105でインデクステーブルの解像度R、色特徴C
iから定まる項へそのブロックの番号(領域id)とそ
のブロックを含む画像の番号(画像id)を追加する。
そして、ステップS106乃至ステップS111で、各
パラメータを更新し、すべての解像度、ブロックについ
て、各要素Ciのインデクスを作成すると処理を終了す
る。
【0018】図5は、インデクステーブル103の構成
例を示す図であり、すべての解像度(ブロックサイズ)
R、すべてのブロックjに対して図4に示す動作を繰り
返すことにより、インデクステーブル103には各ブロ
ック毎に特定の色をある頻度以上持つ画像・領域への索
引情報が格納される。
【0019】図7は、テーブル検索部104の動作を示
すフローチャートである。
【0020】まず、ステップS201において、図6に
示すような検索するパターンとして与えられた図形パタ
ーンの色データから色相値Hとこれに対応する色範囲C
hを計算する。そして、ステップS202では、図形パ
ターンの形状から検索すべきブロックサイズを決定す
る。尚、ブロックサイズの決定については図8に従って
更に詳述する。
【0021】次に、ステップS203では、決定された
ブロックサイズを用いてインデクステーブル103を検
索することで候補画像の番号(画像id)及び対象ブロ
ック番号(領域id)を得る。また、色相値Hは図3に
示す関係により、各閾値diと比較し、 dk<H<dk+1 の時に、Ck及びCk+1を適当な色範囲とすることで
得る。
【0022】図8は、上述のブロックサイズを決定する
処理を示すフローチャートである。まずステップS30
1において、指定された図形パターンに対して縦の最大
長h、横の最大長w及び面積(パターン内の画素数)領
域を計算し、続くステップS302において、h及びw
以上で最も近いブロックサイズをsの初期値とする。そ
して、ステップS303において、ブロックの面積s*
sが、パターンの面積領域と予め与えられた定数Tの積
よりも大きいか判断し、大きいならばステップS304
に進み、sを1/2にしてステップS303に戻り、比
較を繰り返す。また、それ以外ならばsを検索のための
ブロックサイズとする。ここで、定数Tはインデクス作
成時の閾値T(R)と関連して決まるもので、例えば
4.0などの値となる。
【0023】尚、本実施例による画像検索装置を画像デ
ータベースシステムや電子ファイルシステム、或いはマ
ルチメディアデータベースシステムに適用することによ
り、高速に画像検索を行えるシステムを提供することが
可能となる。
【0024】<変形例>本実施例では、多重解像度特徴
量計算部101で図2に示すブロックサイズに対して色
特徴ベクトルを求めているが、ブロックの構成はこれだ
けに限定されるものではない。例えば、図9に示すよう
に構成することも可能である。
【0025】図9では、ブロックのサイズ2Aに対して
ブロックの移動量をブロックサイズと異なる値、例えば
Aに設定する。即ち、ブロックサイズをAとした図9に
示す(a)のla(1,1),la(1,2),la
(2,1),la(2,2)を、ブロックサイズを2A
とした図9に示す(b)のl(1,1)とし、それと一
部重複したla(1,2),la(1,3),la
(2,2),la(2,3)をl(1,2)とする。そ
してまた、縦横両方向に対しても同様に重複を許してブ
ロック化を行う。
【0026】これにより、インデクステーブルのエント
リの数は増えるが、指定パターンがブロックに重なるこ
とによる影響を小さくし、インデクスの効率を上げるこ
とができる。
【0027】また、実施例による検索を第1次振るい分
けとして用い、選ばれた候補に対し従来より提案されて
きた手法を用い、更に詳細な比較を行うことで、より精
度の高い検索結果を得ることもできる。
【0028】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、システム或いは装置にプログラムを
供給することによって達成される場合にも適用できるこ
とは言うまでもない。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
指定パターンが画像の一部である場合にも安定して動作
し、かつ、比較対象となる画像の数を十分に制限でき、
高速な画像検索が可能となる。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例による画像検索方法の概要を示す図で
ある。
【図2】本実施例によるブロックの構成を示す図であ
る。
【図3】色特徴ベクトルを算出するためのヒストグラム
を示す図である。
【図4】インデクス生成部の動作を示すフローチャート
である。
【図5】解像度別インデクステーブルの一例を示す図で
ある。
【図6】検索のために指定された図形パターンの一例を
示す模式図である。
【図7】テーブル検索部の動作を示すフローチャートで
ある。
【図8】ブロックサイズ決定処理を示すフローチャート
である。
【図9】変形例によるブロックの構成を示す図である。
【符号の説明】
101 多重解像度特徴量計算部 102 インデクス作成部 103 解像度別インデクステーブル 104 テーブル検索部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9365−5H G06F 15/62 330 G 9061−5H 15/70 450

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 与えられたパターンと類似する画像を検
    索する画像検索方法において、 画像データの特徴量を複数の解像度に対して算出する算
    出工程と、 前記算出工程で算出された特徴量から検索情報を生成す
    る生成工程と、 前記生成工程で生成された検索情報を各解像度毎に格納
    する格納工程と、 前記格納工程で格納された検索情報に基づいて与えられ
    たパターンと類似する画像を検索する検索工程とを有す
    ることを特徴とする画像検索方法。
  2. 【請求項2】 更に、与えられたパターン中の各領域の
    縦横の大きさ及び面積から検索に用いる解像度を決定す
    る解像度決定工程を有することを特徴とする請求項1記
    載の画像検索方法。
  3. 【請求項3】 前記算出工程は、各解像度毎に画素デー
    タの色ヒストグラムを求め、特徴量を算出することを特
    徴とする請求項1記載の画像検索方法。
  4. 【請求項4】 前記色ヒストグラムは、HSV表色系の
    色相のヒストグラムであることを特徴とする請求項3記
    載の画像検索方法。
  5. 【請求項5】 前記特徴量は、色相が重なる所定の範囲
    内の画素数から算出されることを特徴とする請求項4記
    載の画像検索方法。
  6. 【請求項6】 前記検索情報は、各解像度で特定の色を
    所定の頻度以上持つ画像及び領域の番号であることを特
    徴とする請求項1記載の画像検索方法。
  7. 【請求項7】 与えられたパターンと類似する画像を検
    索する画像検索装置において、 画像データの特徴量を複数の解像度に対して算出する算
    出手段と、 前記算出手段で算出された特徴量から検索情報を生成す
    る生成手段と、 前記生成手段で生成された検索情報を各解像度毎に格納
    する格納手段と、 前記格納手段に格納された検索情報に基づいて与えられ
    たパターンと類似する画像を検索する検索手段とを備え
    ることを特徴とする画像検索装置。
  8. 【請求項8】 更に、与えられたパターン中の各領域の
    縦横の大きさ及び面積から検索に用いる解像度を決定す
    る解像度決定手段を有することを特徴とする請求項7記
    載の画像検索装置。
  9. 【請求項9】 前記算出手段は、各解像度毎に画素デー
    タの色ヒストグラムを求め、特徴量を算出することを特
    徴とする請求項7記載の画像検索装置。
  10. 【請求項10】 前記色ヒストグラムは、HSV表色系
    の色相のヒストグラムであることを特徴とする請求項9
    記載の画像検索装置。
  11. 【請求項11】 前記特徴量は、色相が重なる所定の範
    囲内の画素数から算出されることを特徴とする請求項1
    0記載の画像検索装置。
  12. 【請求項12】 前記検索情報は、各解像度で特定の色
    を所定の頻度以上持つ画像及び領域の番号であることを
    特徴とする請求項7記載の画像検索装置。
JP6280495A 1994-11-15 1994-11-15 画像検索方法及び装置 Withdrawn JPH08137908A (ja)

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JP6280495A JPH08137908A (ja) 1994-11-15 1994-11-15 画像検索方法及び装置
US08/555,714 US6246804B1 (en) 1994-11-15 1995-11-14 Image retrieval method and apparatus using a compound image formed from a plurality of detected regions
DE69535098T DE69535098T2 (de) 1994-11-15 1995-11-14 Verfahren und -vorrichtung zur Suche von Bildern in einer Datenbank
EP95308124A EP0713186B1 (en) 1994-11-15 1995-11-14 Method and apparatus for retrieving images from a database
US09/476,120 US6181818B1 (en) 1994-11-15 2000-01-03 Image retrieval method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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