JPH10162143A - 類似度算出装置 - Google Patents
類似度算出装置Info
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- JPH10162143A JPH10162143A JP8323808A JP32380896A JPH10162143A JP H10162143 A JPH10162143 A JP H10162143A JP 8323808 A JP8323808 A JP 8323808A JP 32380896 A JP32380896 A JP 32380896A JP H10162143 A JPH10162143 A JP H10162143A
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Landscapes
- Character Discrimination (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 類似度の算出を高速に行うことができる類似
度算出装置を提供する。 【解決手段】 入力画像の各画素の濃度勾配方向と、モ
デル画像の各画素の濃度勾配方向との差を求め、この方
向差を評価してモデル画像より得られる当該画素の濃度
勾配強度値で評価値を重み付けし、この重み付けした評
価値を、モデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対応画
素に従って加算して途中類似度ｒを求め、この途中類似
度ｒが予め設定したしきい値を越えること又は越えない
ことが保証された時点で、加算を打ち切り、加算を打ち
切った時点での途中類似度ｒをモデル画像の濃度勾配強
度の総和で除算して類似度Ｒを求める。
度算出装置を提供する。 【解決手段】 入力画像の各画素の濃度勾配方向と、モ
デル画像の各画素の濃度勾配方向との差を求め、この方
向差を評価してモデル画像より得られる当該画素の濃度
勾配強度値で評価値を重み付けし、この重み付けした評
価値を、モデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対応画
素に従って加算して途中類似度ｒを求め、この途中類似
度ｒが予め設定したしきい値を越えること又は越えない
ことが保証された時点で、加算を打ち切り、加算を打ち
切った時点での途中類似度ｒをモデル画像の濃度勾配強
度の総和で除算して類似度Ｒを求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モデル画像に対し
て入力画像の類似度を算出する類似度算出装置に関す
る。
て入力画像の類似度を算出する類似度算出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、照明変動に対して影響の少ない濃
淡画像同士の類似度を算出する方法として、正規化相互
相関が知られており、この正規化相互相関を用いた画像
処理装置がある。この正規化相互相関を求める手法は、
濃度階調の移動や伸縮の下で不変なマッチング方法であ
る。しかし、シェーディングや背景変化等、モデル画像
と入力画像との間に線形変換関係が成り立たない場合に
おいては、モデル画像と入力画像の共分散に対する各標
準偏差の積の比が大きくなることにより、類似度が小さ
くなり、安定したパターン認識ができないという問題点
がある。
淡画像同士の類似度を算出する方法として、正規化相互
相関が知られており、この正規化相互相関を用いた画像
処理装置がある。この正規化相互相関を求める手法は、
濃度階調の移動や伸縮の下で不変なマッチング方法であ
る。しかし、シェーディングや背景変化等、モデル画像
と入力画像との間に線形変換関係が成り立たない場合に
おいては、モデル画像と入力画像の共分散に対する各標
準偏差の積の比が大きくなることにより、類似度が小さ
くなり、安定したパターン認識ができないという問題点
がある。
【０００３】このような問題点を解決するために、本願
出願人は先に類似度算出装置を発明した（特願平８−１
２０２７８号）。この類似度算出装置は、図１２に示す
ように、アドレス／データバス１、ＣＰＵ２、画像メモ
リ３、メモリ４、濃度勾配方向算出部５、濃度勾配強度
算出部６、類似度算出部７、加算打ち切りしきい値算出
部８を備える。
出願人は先に類似度算出装置を発明した（特願平８−１
２０２７８号）。この類似度算出装置は、図１２に示す
ように、アドレス／データバス１、ＣＰＵ２、画像メモ
リ３、メモリ４、濃度勾配方向算出部５、濃度勾配強度
算出部６、類似度算出部７、加算打ち切りしきい値算出
部８を備える。
【０００４】この装置における類似度Ｒは、モデル画像
の各画素における濃度勾配方向Ｍθ（ｘ，ｙ）、モデル
画像の各画素おける濃度勾配強度ＭW （ｘ，ｙ）、及び
入力画像の各画素における濃度勾配方向Ｉθ（ｘ，ｙ）
の大きさをｍｘ×ｍｙとすると（図１３参照）、次の数
式１により算出される。
の各画素における濃度勾配方向Ｍθ（ｘ，ｙ）、モデル
画像の各画素おける濃度勾配強度ＭW （ｘ，ｙ）、及び
入力画像の各画素における濃度勾配方向Ｉθ（ｘ，ｙ）
の大きさをｍｘ×ｍｙとすると（図１３参照）、次の数
式１により算出される。
【０００５】
【数１】
【０００６】又、モデル画像と入力画像の各々の濃度勾
配方向の方向差を評価する関数としては、以下の数式
２，３がある。
配方向の方向差を評価する関数としては、以下の数式
２，３がある。
【０００７】
【数２】
【０００８】
【数３】
【０００９】実際の類似度の算出に当たっては、上記数
式１を数式４のように変形する。
式１を数式４のように変形する。
【００１０】
【数４】
【００１１】ここで、ｘ，ｙとｉとの間にはｉ＝ｍｘ×
ｙ＋ｘという関係がある。これは、図１３に示すように
モデル画像の左上から右下に向かって順に１行ずつ、モ
デル画像の大きさｍｘ×ｍｙ回、数式５を加算していく
ことを示している。
ｙ＋ｘという関係がある。これは、図１３に示すように
モデル画像の左上から右下に向かって順に１行ずつ、モ
デル画像の大きさｍｘ×ｍｙ回、数式５を加算していく
ことを示している。
【００１２】
【数５】
【００１３】ところで、この種の類似度算出装置には、
マークや文字等のパターン認識をリアルタイムで行える
ように類似度の算出を高速に行うことが要求されている
が、それには数式５の加算回数を削減する必要がある。
例えば、類似度が或るしきい値を越えることが確実であ
るならば、或いは越えないことが確実であるならば、正
確な値を算出する必要がない場合に、 （Ａ）類似度Ｒが予め設定しておいたしきい値θ1 を越
えることが保証された時点で、数式５の加算を打ち切
る。 （Ｂ）類似度Ｒが予め設定しておいたしきい値θ2 を越
えないことが保証された時点で、数式５の加算を打ち切
る。 という手法が考えられる。上記装置は、加算打ち切りし
きい値算出部８を備えるが、この加算打ち切りしきい値
算出部８はそのような手法を採り入れたものである。即
ち、数式５の加算をｋ回行った時点での途中類似度ｒ
（ｋ）は数式６で表される。
マークや文字等のパターン認識をリアルタイムで行える
ように類似度の算出を高速に行うことが要求されている
が、それには数式５の加算回数を削減する必要がある。
例えば、類似度が或るしきい値を越えることが確実であ
るならば、或いは越えないことが確実であるならば、正
確な値を算出する必要がない場合に、 （Ａ）類似度Ｒが予め設定しておいたしきい値θ1 を越
えることが保証された時点で、数式５の加算を打ち切
る。 （Ｂ）類似度Ｒが予め設定しておいたしきい値θ2 を越
えないことが保証された時点で、数式５の加算を打ち切
る。 という手法が考えられる。上記装置は、加算打ち切りし
きい値算出部８を備えるが、この加算打ち切りしきい値
算出部８はそのような手法を採り入れたものである。即
ち、数式５の加算をｋ回行った時点での途中類似度ｒ
（ｋ）は数式６で表される。
【００１４】
【数６】
【００１５】この途中類似度ｒ（ｋ）が数式７のΘ
1 （ｋ）より大きい場合、類似度Ｒ〔＝ｒ（ｍｘ×ｍｙ
＋１）〕がしきい値θ1 を越えることが保証される〔上
記（Ａ）の手法〕。同様にして、途中類似度ｒ（ｋ）が
数式８のΘ2 （ｋ）より小さい場合、類似度Ｒ〔＝ｒ
（ｍｘ×ｍｙ＋１）〕がしきい値θ2 を越えないことが
保証される〔上記（Ｂ）の手法〕。
1 （ｋ）より大きい場合、類似度Ｒ〔＝ｒ（ｍｘ×ｍｙ
＋１）〕がしきい値θ1 を越えることが保証される〔上
記（Ａ）の手法〕。同様にして、途中類似度ｒ（ｋ）が
数式８のΘ2 （ｋ）より小さい場合、類似度Ｒ〔＝ｒ
（ｍｘ×ｍｙ＋１）〕がしきい値θ2 を越えないことが
保証される〔上記（Ｂ）の手法〕。
【００１６】
【数７】
【００１７】
【数８】
【００１８】従って、数式５の加算が途中で打ち切られ
れば、加算回数がモデル画像の大きさｍｘ×ｍｙ回以内
になることが分かる。
れば、加算回数がモデル画像の大きさｍｘ×ｍｙ回以内
になることが分かる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上記装置では、加算打
ち切りしきい値算出部８により加算回数を削減できるよ
うになったが、それでも特にモデル画像の大きさｍｘ，
ｍｙが大きくなると、類似度の算出が高速で行えないと
いう問題点がある。従って、本発明は、そのような従来
の問題点に着目してなされたもので、類似度の算出を高
速に行うことができる類似度算出装置を提供することを
目的としている。
ち切りしきい値算出部８により加算回数を削減できるよ
うになったが、それでも特にモデル画像の大きさｍｘ，
ｍｙが大きくなると、類似度の算出が高速で行えないと
いう問題点がある。従って、本発明は、そのような従来
の問題点に着目してなされたもので、類似度の算出を高
速に行うことができる類似度算出装置を提供することを
目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の類似度算出装置は、モデル画像
及び入力画像の各画素における濃度勾配方向を求める濃
度勾配方向算出手段と、モデル画像の各画素における濃
度勾配強度を求める濃度勾配強度算出手段と、モデル画
像の濃度勾配強度を大きい順に抽出する濃度勾配強度抽
出手段と、モデル画像の濃度勾配方向と入力画像の濃度
勾配方向との間で、濃度勾配方向の差異を評価する値を
求める濃度勾配方向評価値算出手段と、この評価値に前
記モデル画像より得られる当該画素の濃度勾配強度値で
重み付けする重み付け手段と、重み付けした評価値を、
前記モデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対応画素に
従って加算して途中類似度を算出する加算手段と、加算
途中の途中類似度と予め設定したしきい値とを比較した
結果に基づいて加算を打ち切る加算打ち切り判定手段
と、加算が打ち切られた時点での途中類似度に基づいて
類似度を算出する手段とを備えることを特徴とする。
に、本発明の請求項１の類似度算出装置は、モデル画像
及び入力画像の各画素における濃度勾配方向を求める濃
度勾配方向算出手段と、モデル画像の各画素における濃
度勾配強度を求める濃度勾配強度算出手段と、モデル画
像の濃度勾配強度を大きい順に抽出する濃度勾配強度抽
出手段と、モデル画像の濃度勾配方向と入力画像の濃度
勾配方向との間で、濃度勾配方向の差異を評価する値を
求める濃度勾配方向評価値算出手段と、この評価値に前
記モデル画像より得られる当該画素の濃度勾配強度値で
重み付けする重み付け手段と、重み付けした評価値を、
前記モデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対応画素に
従って加算して途中類似度を算出する加算手段と、加算
途中の途中類似度と予め設定したしきい値とを比較した
結果に基づいて加算を打ち切る加算打ち切り判定手段
と、加算が打ち切られた時点での途中類似度に基づいて
類似度を算出する手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】この装置では、類似度算出時に、重み付け
した評価値をモデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対
応画素に従って加算していくので、予め必要な類似度の
範囲（所定のしきい値）を設定しておけば、従来の装置
より加算処理の打ち切りが早い段階で行われ、類似度を
高速に算出できるようになる。
した評価値をモデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対
応画素に従って加算していくので、予め必要な類似度の
範囲（所定のしきい値）を設定しておけば、従来の装置
より加算処理の打ち切りが早い段階で行われ、類似度を
高速に算出できるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。一実施形態に係る類似度算出装置の構成
を図１にブロック図で示す。この装置は、図１２に示す
従来の装置に濃度勾配強度整列部（濃度勾配強度抽出手
段）１５を付加したものである。即ち、この装置は、ア
ドレス／データバス１、ＣＰＵ２、画像メモリ３、メモ
リ４、濃度勾配方向算出部５、濃度勾配強度算出部６、
類似度算出部７、加算打ち切りしきい値算出部８、濃度
勾配強度整列部１５を備え、図１には示していないが、
更に撮像用のカメラ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバ
ータ、ＣＲＴディスプレイ等も備える。濃度勾配強度整
列部１５は、モデル画像の濃度勾配強度を大きい順に抽
出するものである。類似度算出部７は、図２に示すよう
に、重み和算出部９、減算部１０、方向差評価部１１、
積和演算部１２、加算打ち切り判定部１３、除算部１４
を備える。各モジュール間のデータの受渡しは、アドレ
ス／データバス１を通じて行われ、各モジュールの起動
コマンド発行は、ＣＰＵ２により行われる。
いて説明する。一実施形態に係る類似度算出装置の構成
を図１にブロック図で示す。この装置は、図１２に示す
従来の装置に濃度勾配強度整列部（濃度勾配強度抽出手
段）１５を付加したものである。即ち、この装置は、ア
ドレス／データバス１、ＣＰＵ２、画像メモリ３、メモ
リ４、濃度勾配方向算出部５、濃度勾配強度算出部６、
類似度算出部７、加算打ち切りしきい値算出部８、濃度
勾配強度整列部１５を備え、図１には示していないが、
更に撮像用のカメラ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバ
ータ、ＣＲＴディスプレイ等も備える。濃度勾配強度整
列部１５は、モデル画像の濃度勾配強度を大きい順に抽
出するものである。類似度算出部７は、図２に示すよう
に、重み和算出部９、減算部１０、方向差評価部１１、
積和演算部１２、加算打ち切り判定部１３、除算部１４
を備える。各モジュール間のデータの受渡しは、アドレ
ス／データバス１を通じて行われ、各モジュールの起動
コマンド発行は、ＣＰＵ２により行われる。
【００２３】この類似度算出装置では、カメラから出力
されたアナログ映像信号はタイミング信号に同期してＡ
／Ｄコンバータでデジタル信号に変換された後、画像メ
モリ３に記憶される。画像メモリ３に取り込まれた画像
（図５の入力画像１参照）は、Ｄ／Ａコンバータを通じ
てアナログ信号に変換された後、ＣＲＴディスプレイに
表示される。一方、画像メモリ３に取り込まれた画像
は、濃度勾配方向算出部５において濃度勾配方向に変換
され、メモリ４に記憶される。類似度算出部７におい
て、予め濃度勾配強度算出部６及び濃度勾配方向算出部
５で算出され、メモリ４に記憶されているモデル画像の
濃度勾配強度（図６）及び濃度勾配方向（図７）と入力
画像の濃度勾配方向（図８）とを用いて類似度が算出さ
れる。この類似度の算出は後述する。
されたアナログ映像信号はタイミング信号に同期してＡ
／Ｄコンバータでデジタル信号に変換された後、画像メ
モリ３に記憶される。画像メモリ３に取り込まれた画像
（図５の入力画像１参照）は、Ｄ／Ａコンバータを通じ
てアナログ信号に変換された後、ＣＲＴディスプレイに
表示される。一方、画像メモリ３に取り込まれた画像
は、濃度勾配方向算出部５において濃度勾配方向に変換
され、メモリ４に記憶される。類似度算出部７におい
て、予め濃度勾配強度算出部６及び濃度勾配方向算出部
５で算出され、メモリ４に記憶されているモデル画像の
濃度勾配強度（図６）及び濃度勾配方向（図７）と入力
画像の濃度勾配方向（図８）とを用いて類似度が算出さ
れる。この類似度の算出は後述する。
【００２４】類似度算出部７では、モデル画像の濃度勾
配方向及び濃度勾配強度と入力画像の濃度勾配方向の大
きさを図１３のように（ｍｘ，ｍｙ）とし、モデル画像
の濃度勾配方向をＭθ（ｘ，ｙ）、濃度勾配強度をＭW
（ｘ，ｙ）、入力画像の濃度勾配方向をＩθ（ｘ，ｙ）
とし、前記したように数式１、その変形式の数式４を用
いて類似度Ｒが算出される。
配方向及び濃度勾配強度と入力画像の濃度勾配方向の大
きさを図１３のように（ｍｘ，ｍｙ）とし、モデル画像
の濃度勾配方向をＭθ（ｘ，ｙ）、濃度勾配強度をＭW
（ｘ，ｙ）、入力画像の濃度勾配方向をＩθ（ｘ，ｙ）
とし、前記したように数式１、その変形式の数式４を用
いて類似度Ｒが算出される。
【００２５】ここで、入力画像の濃度勾配方向Ｉθ
（ｘ，ｙ）と、モデル画像の濃度勾配方向Ｍθ（ｘ，
ｙ）の差値の評価値を濃度勾配方向の差の余弦とすれ
ば、数式２が成立する。又、評価値として、濃度勾配方
向の差が０°を含む±４５°までの範囲内であれば１と
し、±（４５°〜１３５°）の場合は０とし、±（１３
５°〜１８０°）の場合は−１とすれば、数式３が成立
する。
（ｘ，ｙ）と、モデル画像の濃度勾配方向Ｍθ（ｘ，
ｙ）の差値の評価値を濃度勾配方向の差の余弦とすれ
ば、数式２が成立する。又、評価値として、濃度勾配方
向の差が０°を含む±４５°までの範囲内であれば１と
し、±（４５°〜１３５°）の場合は０とし、±（１３
５°〜１８０°）の場合は−１とすれば、数式３が成立
する。
【００２６】画像メモリ３に記憶されている入力画像の
濃度勾配方向Ｉθ（ｘ，ｙ）と、メモリ４に記憶されて
いるモデル画像の濃度勾配強度ＭW （ｘ，ｙ）及び濃度
勾配方向Ｍθ（ｘ，ｙ）とが、アドレス／データバス１
を通じて類似度算出部７に取り込まれる。重み和算出部
９において、モデル画像の濃度勾配強度ＭW （ｘ，ｙ）
の総和（数式１、数式４の分母式）が算出される。又、
減算部１０において、入力画像の濃度勾配方向Ｉθ
（ｘ，ｙ）とモデル画像の濃度勾配方向Ｍθ（ｘ，ｙ）
との差〔Ｉθ（ｘ，ｙ）−Ｍθ（ｘ，ｙ）〕が算出され
る。方向差評価部１１において、ｆ｛Ｉθ（ｘ，ｙ）−
Ｍθ（ｘ，ｙ）｝が算出され、積和演算部１２におい
て、数式１や数式４の分子式が算出される。そして、加
算打ち切り判定部１３において、加算を打ち切るか否か
の判定が行われ、更に除算部１４において、類似度Ｒが
算出される。
濃度勾配方向Ｉθ（ｘ，ｙ）と、メモリ４に記憶されて
いるモデル画像の濃度勾配強度ＭW （ｘ，ｙ）及び濃度
勾配方向Ｍθ（ｘ，ｙ）とが、アドレス／データバス１
を通じて類似度算出部７に取り込まれる。重み和算出部
９において、モデル画像の濃度勾配強度ＭW （ｘ，ｙ）
の総和（数式１、数式４の分母式）が算出される。又、
減算部１０において、入力画像の濃度勾配方向Ｉθ
（ｘ，ｙ）とモデル画像の濃度勾配方向Ｍθ（ｘ，ｙ）
との差〔Ｉθ（ｘ，ｙ）−Ｍθ（ｘ，ｙ）〕が算出され
る。方向差評価部１１において、ｆ｛Ｉθ（ｘ，ｙ）−
Ｍθ（ｘ，ｙ）｝が算出され、積和演算部１２におい
て、数式１や数式４の分子式が算出される。そして、加
算打ち切り判定部１３において、加算を打ち切るか否か
の判定が行われ、更に除算部１４において、類似度Ｒが
算出される。
【００２７】次に、類似度の算出処理について図３のフ
ロー図を参照して説明する。このフロー図は、前記した
（Ａ）、（Ｂ）の手法を採り入れたもので、それぞれＳ
Ｔ３，ＳＴ４がその処理に対応する。ここでは、一例と
して類似度Ｒが０．８より大きいとき、又は０．６より
小さいとき、その正確な値を必要としない場合について
説明する。なお、モデル画像と入力画像の濃度勾配方向
の方向差を評価する関数は、数式３を用い、（Ａ）の場
合のしきい値θ1 は０．８、（Ｂ）の場合のしきい値θ
2 は０．６になる。
ロー図を参照して説明する。このフロー図は、前記した
（Ａ）、（Ｂ）の手法を採り入れたもので、それぞれＳ
Ｔ３，ＳＴ４がその処理に対応する。ここでは、一例と
して類似度Ｒが０．８より大きいとき、又は０．６より
小さいとき、その正確な値を必要としない場合について
説明する。なお、モデル画像と入力画像の濃度勾配方向
の方向差を評価する関数は、数式３を用い、（Ａ）の場
合のしきい値θ1 は０．８、（Ｂ）の場合のしきい値θ
2 は０．６になる。
【００２８】まず、図４の画像１をモデル画像とし、図
５の画像２を入力画像１とする。この例では、入力画像
１はモデル画像との類似が大きい画像の場合である。こ
れらの画像１，２は画像メモリ３に記憶されている。図
６、図７は、それぞれ画像１（モデル画像）の濃度勾配
強度、濃度勾配方向を示している。濃度勾配方向におけ
るＮＤは、その箇所（画素）で方向がないことを示して
いる。なお、濃度勾配強度、濃度勾配方向の算出にはソ
ーベル（Ｓｏｂｅｌ）のオペレータを用いた。又、図８
は、画像２（入力画像１）の濃度勾配方向を示してい
る。これらの濃度勾配方向、濃度勾配強度の算出は、そ
れぞれ濃度勾配方向算出部５、濃度勾配強度算出部６で
行われる。
５の画像２を入力画像１とする。この例では、入力画像
１はモデル画像との類似が大きい画像の場合である。こ
れらの画像１，２は画像メモリ３に記憶されている。図
６、図７は、それぞれ画像１（モデル画像）の濃度勾配
強度、濃度勾配方向を示している。濃度勾配方向におけ
るＮＤは、その箇所（画素）で方向がないことを示して
いる。なお、濃度勾配強度、濃度勾配方向の算出にはソ
ーベル（Ｓｏｂｅｌ）のオペレータを用いた。又、図８
は、画像２（入力画像１）の濃度勾配方向を示してい
る。これらの濃度勾配方向、濃度勾配強度の算出は、そ
れぞれ濃度勾配方向算出部５、濃度勾配強度算出部６で
行われる。
【００２９】更に、濃度勾配強度整列部１５は、濃度勾
配強度算出部６で算出されたモデル画像の濃度勾配強度
（図６）を大きい順に抽出し、その順に０，１，２，
…，６３と左上から右下に向かって順番を付ける。その
結果を図１１に示す。この順番の対応画素に従って、数
式５による加算が行われる。予め、算出されたモデル画
像の濃度勾配強度の値により、加算打ち切りしきい値算
出部８において、（Ａ）、（Ｂ）の加算打ち切りのため
の２種類のしきい値が算出され、メモリ４に記憶されて
いる。実際の類似度算出は、類似度算出部７で行われ
る。まず、ステップ（以下、ＳＴと略す）１において、
変数ｉ，ｒの初期化が行われる。これらの変数ｉ，ｒは
メモリ４に記憶されている。ＳＴ２における数式５の加
算は、減算部１０、方向差評価部１１、積和演算部１２
で、図１１の加算順序に従って行われる。
配強度算出部６で算出されたモデル画像の濃度勾配強度
（図６）を大きい順に抽出し、その順に０，１，２，
…，６３と左上から右下に向かって順番を付ける。その
結果を図１１に示す。この順番の対応画素に従って、数
式５による加算が行われる。予め、算出されたモデル画
像の濃度勾配強度の値により、加算打ち切りしきい値算
出部８において、（Ａ）、（Ｂ）の加算打ち切りのため
の２種類のしきい値が算出され、メモリ４に記憶されて
いる。実際の類似度算出は、類似度算出部７で行われ
る。まず、ステップ（以下、ＳＴと略す）１において、
変数ｉ，ｒの初期化が行われる。これらの変数ｉ，ｒは
メモリ４に記憶されている。ＳＴ２における数式５の加
算は、減算部１０、方向差評価部１１、積和演算部１２
で、図１１の加算順序に従って行われる。
【００３０】ＳＴ３では、数式５によって加算した途中
類似度ｒが予め設定したしきい値θ 1 （ここでは０．
８）以下であるか否かを（しきい値θ1 より大きいかど
うかを）判定し、ＳＴ４では、途中類似度ｒが予め設定
したしきい値θ2 （ここでは０．６）以上であるか否か
を（しきい値θ2 より小さいかどうかを）判定する。Ｓ
Ｔ３，４の判定が共にＹＥＳの場合、即ち０．６＜ｒ＜
０．８の場合、変数ｉをｉ＋１とし（ＳＴ５）、その変
数ｉがモデル画像の大きさｍｘ×ｍｙより大きいかどう
かを判定し（ＳＴ６）、ＹＥＳならば次のＳＴ７の類似
度Ｒの算出に移り、ＮＯならばＳＴ２〜ＳＴ６の処理を
繰り返す。
類似度ｒが予め設定したしきい値θ 1 （ここでは０．
８）以下であるか否かを（しきい値θ1 より大きいかど
うかを）判定し、ＳＴ４では、途中類似度ｒが予め設定
したしきい値θ2 （ここでは０．６）以上であるか否か
を（しきい値θ2 より小さいかどうかを）判定する。Ｓ
Ｔ３，４の判定が共にＹＥＳの場合、即ち０．６＜ｒ＜
０．８の場合、変数ｉをｉ＋１とし（ＳＴ５）、その変
数ｉがモデル画像の大きさｍｘ×ｍｙより大きいかどう
かを判定し（ＳＴ６）、ＹＥＳならば次のＳＴ７の類似
度Ｒの算出に移り、ＮＯならばＳＴ２〜ＳＴ６の処理を
繰り返す。
【００３１】ＳＴ３又はＳＴ４でＮＯとなれば、即ちｒ
＞０．８又はｒ＜０．６となれば、類似度Ｒがしきい値
θ1 を越えること、又はしきい値θ2 を越えないことが
保証されたことになるので、その時点で加算を打ち切
り、ＳＴ７の類似度Ｒの算出に移る。この加算の打ち切
り判定は、メモリ４に記憶されたしきい値θ1 ，θ2 に
より、加算打ち切り判定部１３で行われる。
＞０．８又はｒ＜０．６となれば、類似度Ｒがしきい値
θ1 を越えること、又はしきい値θ2 を越えないことが
保証されたことになるので、その時点で加算を打ち切
り、ＳＴ７の類似度Ｒの算出に移る。この加算の打ち切
り判定は、メモリ４に記憶されたしきい値θ1 ，θ2 に
より、加算打ち切り判定部１３で行われる。
【００３２】ＳＴ７では、除算部１４において、加算が
打ち切られた時点での途中類似度ｒを、重み和算出部９
で算出されたモデル画像の濃度勾配強度の総和で除算す
ることにより、類似度Ｒを算出し、処理を終了する。こ
の類似度算出処理では、具体的には図１１の加算順序に
従ってＳＴ２の加算を行うと、加算が４０回行われた時
点でＳＴ３の判定がＮＯになり、加算の打ち切りが行わ
れる。又、図４の画像１をモデル画像とし、このモデル
画像との類似が小さい図９の画像３を入力画像２とした
場合、画像３の濃度勾配方向は図１０のようになり、同
様に図１１の加算順序に従ってＳＴ２の加算が行われる
と、加算が１２回行われた時点でＳＴ４の判定がＮＯに
なり、加算の打ち切りが行われる。
打ち切られた時点での途中類似度ｒを、重み和算出部９
で算出されたモデル画像の濃度勾配強度の総和で除算す
ることにより、類似度Ｒを算出し、処理を終了する。こ
の類似度算出処理では、具体的には図１１の加算順序に
従ってＳＴ２の加算を行うと、加算が４０回行われた時
点でＳＴ３の判定がＮＯになり、加算の打ち切りが行わ
れる。又、図４の画像１をモデル画像とし、このモデル
画像との類似が小さい図９の画像３を入力画像２とした
場合、画像３の濃度勾配方向は図１０のようになり、同
様に図１１の加算順序に従ってＳＴ２の加算が行われる
と、加算が１２回行われた時点でＳＴ４の判定がＮＯに
なり、加算の打ち切りが行われる。
【００３３】これに対して、従来の装置（重み付けした
評価値をモデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対応画
素に従って加算しない）の場合、画像１をモデル画像と
し、画像２を入力画像１とすると、ＳＴ２の加算が６０
回行われた時点でＳＴ３の判定がＮＯになり、加算の打
ち切りが行われる。又、画像１をモデル画像とし、画像
３を入力画像２とすると、ＳＴ２の加算が２５回行われ
た時点でＳＴ４の判定がＮＯになり、加算の打ち切りが
行われる。
評価値をモデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対応画
素に従って加算しない）の場合、画像１をモデル画像と
し、画像２を入力画像１とすると、ＳＴ２の加算が６０
回行われた時点でＳＴ３の判定がＮＯになり、加算の打
ち切りが行われる。又、画像１をモデル画像とし、画像
３を入力画像２とすると、ＳＴ２の加算が２５回行われ
た時点でＳＴ４の判定がＮＯになり、加算の打ち切りが
行われる。
【００３４】このように、加算順序を決めて加算を行う
ことで、前者の場合は加算回数が６０回から４０回に減
り、後者の場合は加算回数が２５回から１２回に減る。
従って、加算の打ち切りが従来の装置より早い段階で行
われるため、それだけ類似度の算出を高速に行うことが
できる。この類似度の算出の高速化は、モデル画像の大
きさｍｘ，ｍｙが大きくなるほど顕著となる。
ことで、前者の場合は加算回数が６０回から４０回に減
り、後者の場合は加算回数が２５回から１２回に減る。
従って、加算の打ち切りが従来の装置より早い段階で行
われるため、それだけ類似度の算出を高速に行うことが
できる。この類似度の算出の高速化は、モデル画像の大
きさｍｘ，ｍｙが大きくなるほど顕著となる。
【００３５】上記実施形態では、途中類似度が予め設定
したしきい値を越えること、又は越えないことが保証さ
れた時点で、加算処理を打ち切っているが、予め設定し
たしきい値を越えることのみが保証された時点で、或い
は予め設定したしきい値を越えないことのみが保証され
た時点で、加算処理を打ち切るようにしてもよい。勿
論、実施形態で取り上げたモデル画像及び入力画像は一
例に過ぎず、様々なマーク、文字、図形等をその大小
（画素数）にかかわらず対象とすることができ、それら
のパターンの認識に利用することができる。又、予め設
定しておくしきい値も適宜変更すればよい。
したしきい値を越えること、又は越えないことが保証さ
れた時点で、加算処理を打ち切っているが、予め設定し
たしきい値を越えることのみが保証された時点で、或い
は予め設定したしきい値を越えないことのみが保証され
た時点で、加算処理を打ち切るようにしてもよい。勿
論、実施形態で取り上げたモデル画像及び入力画像は一
例に過ぎず、様々なマーク、文字、図形等をその大小
（画素数）にかかわらず対象とすることができ、それら
のパターンの認識に利用することができる。又、予め設
定しておくしきい値も適宜変更すればよい。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の類似度算出装置は、類似度算出時に、重み付けした評
価値をモデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対応画素
に従って加算していくので、予め必要な類似度の範囲を
設定しておけば、従来の装置より加算処理の打ち切りが
早い段階で行われ、類似度を高速に算出できる。特に、
モデル画像が大きいほど、類似度の算出の高速化が顕著
となる。
の類似度算出装置は、類似度算出時に、重み付けした評
価値をモデル画像の濃度勾配強度の大きい順に対応画素
に従って加算していくので、予め必要な類似度の範囲を
設定しておけば、従来の装置より加算処理の打ち切りが
早い段階で行われ、類似度を高速に算出できる。特に、
モデル画像が大きいほど、類似度の算出の高速化が顕著
となる。
【００３７】又、請求項２によれば、類似度が正規化で
きるので、複数のモデルとのマッチングを取るのに類似
度を絶対値として評価できる。
きるので、複数のモデルとのマッチングを取るのに類似
度を絶対値として評価できる。
【図１】一実施形態に係る類似度算出装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】同実施形態の類似度算出装置における類似度算
出部の構成を示すブロック図である。
出部の構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態の類似度算出装置における類似度算
出処理を説明するフロー図である。
出処理を説明するフロー図である。
【図４】モデル画像（画像１）の一例を示す図である。
【図５】モデル画像との類似が大きい入力画像１（画像
２）の一例を示す図である。
２）の一例を示す図である。
【図６】図４のモデル画像の濃度勾配強度を示す図であ
る。
る。
【図７】図４のモデル画像の濃度勾配方向を示す図であ
る。
る。
【図８】図５の入力画像１の濃度勾配方向を示す図であ
る。
る。
【図９】モデル画像との類似が小さい入力画像２（画像
３）の一例を示す図である。
３）の一例を示す図である。
【図１０】図９の入力画像２の濃度勾配方向を示す図で
ある。
ある。
【図１１】図４のモデル画像の濃度勾配強度を大きい順
に抽出して順番を付けた加算順序を示す図である。
に抽出して順番を付けた加算順序を示す図である。
【図１２】従来例に係る類似度算出装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１３】モデル画像の大きさ（ｍｘ×ｍｙ）と同従来
の装置での加算順序を示す図である。
の装置での加算順序を示す図である。
１ アドレス／データバス ２ ＣＰＵ ３ 画像メモリ ４ メモリ ５ 濃度勾配方向算出部 ６ 濃度勾配強度算出部 ７ 類似度算出部 ８ 加算打ち切りしきい値算出部 １３ 加算打ち切り判定部 １４ 除算部 １５ 濃度勾配強度整列部（濃度勾配強度抽出手段）
Claims (5)
- 【請求項１】モデル画像及び入力画像の各画素における
濃度勾配方向を求める濃度勾配方向算出手段と、モデル
画像の各画素における濃度勾配強度を求める濃度勾配強
度算出手段と、モデル画像の濃度勾配強度を大きい順に
抽出する濃度勾配強度抽出手段と、モデル画像の濃度勾
配方向と入力画像の濃度勾配方向との間で、濃度勾配方
向の差異を評価する値を求める濃度勾配方向評価値算出
手段と、この評価値に前記モデル画像より得られる当該
画素の濃度勾配強度値で重み付けする重み付け手段と、
重み付けした評価値を、前記モデル画像の濃度勾配強度
の大きい順に対応画素に従って加算して途中類似度を算
出する加算手段と、加算途中の途中類似度と予め設定し
たしきい値とを比較した結果に基づいて加算を打ち切る
加算打ち切り判定手段と、加算が打ち切られた時点での
途中類似度に基づいて類似度を算出する手段とを備える
ことを特徴とする類似度算出装置。 - 【請求項２】前記類似度を算出する手段は、加算打ち切
り判定手段により加算が打ち切られた時点での途中類似
度をモデル画像の濃度勾配強度の総和で除算することに
より類似度を算出する除算手段であることを特徴とする
請求項１記載の類似度算出装置。 - 【請求項３】前記加算打ち切り判定手段は、途中類似度
が予め設定したしきい値を越えることが保証された時点
で加算を打ち切ることを特徴とする請求項１記載の類似
度算出装置。 - 【請求項４】前記加算打ち切り判定手段は、途中類似度
が予め設定したしきい値を越えないことが保証された時
点で加算を打ち切ることを特徴とする請求項１記載の類
似度算出装置。 - 【請求項５】前記加算打ち切り判定手段は、途中類似度
が予め設定したしきい値を越えるか又は越えないことが
保証された時点で加算を打ち切ることを特徴とする請求
項１記載の類似度算出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8323808A JPH10162143A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 類似度算出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8323808A JPH10162143A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 類似度算出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10162143A true JPH10162143A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18158845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8323808A Pending JPH10162143A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 類似度算出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10162143A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009218241A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Hitachi High-Technologies Corp | 回路パターン検査装置、および回路パターン検査方法 |
| WO2010032297A1 (ja) * | 2008-09-17 | 2010-03-25 | 富士通株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム |
| WO2013136603A1 (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | オムロン株式会社 | 画像マッチング方法、およびこの方法を用いた画像マッチング装置およびプログラム |
| CN111222567A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-06-02 | 长江存储科技有限责任公司 | 氮化物密度的相似性分析方法和设备 |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP8323808A patent/JPH10162143A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009218241A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Hitachi High-Technologies Corp | 回路パターン検査装置、および回路パターン検査方法 |
| WO2010032297A1 (ja) * | 2008-09-17 | 2010-03-25 | 富士通株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム |
| JP4791598B2 (ja) * | 2008-09-17 | 2011-10-12 | 富士通株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
| US8509539B2 (en) | 2008-09-17 | 2013-08-13 | Fujitsu Limited | Image processing apparatus and image processing method |
| US8818104B2 (en) | 2008-09-17 | 2014-08-26 | Fujitsu Limited | Image processing apparatus and image processing method |
| WO2013136603A1 (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | オムロン株式会社 | 画像マッチング方法、およびこの方法を用いた画像マッチング装置およびプログラム |
| JP2013191181A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Omron Corp | 画像マッチング方法、およびこの方法を用いた画像マッチング装置およびプログラム |
| CN111222567A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-06-02 | 长江存储科技有限责任公司 | 氮化物密度的相似性分析方法和设备 |
| CN111222567B (zh) * | 2020-01-03 | 2023-06-23 | 长江存储科技有限责任公司 | 氮化物密度的相似性分析方法和设备 |
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