(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データの特徴を表す特徴情報を生成するデータ特徴抽出装置であって、
３次元データを取得する３次元データ取得手段と、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する走査手段と、
前記走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する特徴情報生成手段とを備える
ことを特徴とするデータ特徴抽出装置。
【請求項２】
前記３次元データは、ｘｙ２次元平面上に配された各画素についてのｘｙ２次元平面上の位置と輝度値とを示す画像データであり、
前記３次元位置は、前記画素についての輝度値であるｚ座標と、当該画素についてのｘｙ２次元平面上の位置のｘ座標及びｙ座標とにより示されるものであり、
前記走査手段は、ｘｙ２次元平面上の前記画像データに係る画素が配されている領域内における各位置に順次着目し、
前記特徴情報生成手段は、前記走査手段により着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有するｘｙ２次元平面上の位置に配された画素全てについてのｘｙ２次元平面上の平均的位置と輝度値の平均値とを前記ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置として求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも、前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ特徴抽出装置。
【請求項３】
前記データ特徴抽出装置は更に、
ｘｙ２次元平面上に配された各画素についてのｘｙ２次元平面上の位置と２値データとを示す２値画像データを取得する線画データ取得手段と、
前記２値画像データに係る画素が配されたｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する２値画像走査手段と、
前記２値画像走査手段により着目された位置を中心とする所定サイズの領域内に含まれる前記２値画像データに係る画素のうち、当該画素についての前記２値データが第１値を示す画素の個数が、多くなるにつれて属性値が低くなるように属性値を定め、当該着目された位置と当該属性値とを対応付ける属性値決定手段と、
前記属性値決定手段により対応付けられた、ｘｙ２次元平面上の位置と属性値との各組を前記３次元データとして前記３次元データ取得手段に伝える伝達手段とを備え、
前記３次元位置は、前記３次元データを構成する各位置のｘ座標及びｙ座標と、当該位置に対応する属性値であるｚ座標とにより示されるものである
ことを特徴とする請求項１記載のデータ特徴抽出装置。
【請求項４】
前記３次元データは、ｘｙ２次元平面上に配された各画素についてのｘｙ２次元平面上の位置と属性値とを示す画像データであり、
前記３次元位置は、前記画素についての属性値であるｚ座標と、当該画素についてのｘｙ２次元平面上の位置のｘ座標及びｙ座標とにより示されるものであり、
前記走査手段は、ｘｙ２次元平面上の前記画像データに係る画素が配されている領域内における各位置に順次着目し、
前記特徴情報生成手段は、
前記走査手段により着目された位置を中心としたｘｙ２次元平面上の一定範囲の領域内において当該位置を基準として、当該基準から、ｘの負方向とｙの負方向との間の第１の局所領域に対応する各属性値の平均値ｚ１と、ｘの正方向とｙの負方向との間の第２の局所領域に対応する各属性値の平均値ｚ２と、ｘの負方向とｙの正方向との間の第３の局所領域に対応する各属性値の平均値ｚ３と、ｘの正方向とｙの正方向との間の第４の局所領域に対応する各属性値の平均値ｚ４とを求めることによって前記各平均的位置を求め、数式｜ｚ１−ｚ２−ｚ３＋ｚ４｜の値が所定値ｄ１以下となる場合に、全ての前記局所領域について求めた前記各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在すると判定し、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ特徴抽出装置。
【請求項５】
前記特徴情報生成手段に係る前記一定範囲の領域は、前記走査手段により着目された位置を中心とした一定半径の円形領域であり、
前記特徴情報生成手段は更に、前記走査手段により着目された位置を基準として定めた第１から第４までの各領域を、当該基準の位置を中心として所定の角度だけ回転させて、その回転後の第１から第４までの各領域内に対応する各属性値の平均値ｚ１’、ｚ２’、ｚ３’及びｚ４’を求め、
前記特徴情報生成手段は、前記数式｜ｚ１−ｚ２−ｚ３＋ｚ４｜の値が所定値ｄ１以下となる場合であって、かつ、前記数式｜ｚ１’−ｚ２’−ｚ３’＋ｚ４’｜の値が所定値ｄ１以下となる場合に、全ての前記局所領域について求めた前記各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在すると判定し、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する
ことを特徴とする請求項４記載のデータ特徴抽出装置。
【請求項６】
前記特徴情報生成手段は更に、前記平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配が所定量以上である場合に限り、当該勾配を示す情報と前記着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する
ことを特徴とする請求項５記載のデータ特徴抽出装置。
【請求項７】
前記特徴情報生成手段は、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれもほぼ同一平面上に存在する場合に、当該平面を表す数式をａ・ｘ＋ｂ・ｙ＋ｃ・ｚ＝ｄ（ａ、ｂ、ｃ及びｄは定数値）とすれば−ａ／ｃ及び−ｂ／ｃをそれぞれｘ成分及びｙ成分とするｘｙ２次元平面上のベクトルＶを求め、当該ベクトルＶの大きさを１として得られる単位ベクトルを、当該平面に係る前記勾配を示す情報として特定する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ特徴抽出装置。
【請求項８】
前記特徴情報生成手段は、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれもほぼ同一平面上に存在する場合に、当該平面に係る前記勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶを、当該平面に係る前記勾配を示す情報として特定し、当該ベクトルＶと前記着目された位置を示す情報とを対応付けたものを前記特徴情報の１要素として生成し、
前記データ特徴抽出装置は更に、
ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記特徴情報生成手段により生成された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す情報を、前記３次元データ取得手段により取得された３次元データと他の３次元データとの照合に用いるための照合用データとして生成する照合用データ生成手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載のデータ特徴抽出装置。
【請求項９】
前記照合用データ生成手段は、
前記複数組のベクトルＰＱのうちで大きさが最大のベクトルＰＱの当該大きさが１となるように、各ベクトルＰＱの大きさを一律に定数倍し、定数倍した結果得られた各ベクトルＰＱと各ベクトルＶと前記前記単位ベクトルＳとを示す情報を前記照合用データとして生成する
ことを特徴とする請求項８記載のデータ特徴抽出装置。
【請求項１０】
ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データ同士の照合を行うデータ照合装置であって、
第１の３次元データを取得する第１の３次元データ取得手段と、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第１走査手段と、
前記第１走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記第１の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶと当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第１特徴情報生成手段と、
ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する照合用データ生成手段と、
第２の３次元データを取得する第２の３次元データ取得手段と、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第２走査手段と、
前記第２走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記第２の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶ’を特定し、当該ベクトルＶ’と当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第２特徴情報生成手段と、
前記第２特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙｚ３次元座標空間における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する照合手段とを備える
ことを特徴とするデータ照合装置。
【請求項１１】
前記照合手段は、各ベクトルＶ’に対する各ベクトルＶの前記当てはめを、当該ベクトルＶ’の大きさと当該ベクトルＶの大きさとの差が所定値未満であるものに限って行う
ことを特徴とする請求項１０記載のデータ照合装置。
【請求項１２】
前記データ照合装置は更に、ｘｙｚ３次元座標空間を所定サイズの立方体領域に区分した場合において、各立方体領域のうち前記照合手段により定められた単位ベクトルＳ’の起点が最も多く含まれる立方体領域に、起点が含まれている単位ベクトルＳ’の個数を記録媒体に記録する記録手段を備える
ことを特徴とする請求項１０記載のデータ照合装置。
【請求項１３】
前記データ照合装置は更に、ｘｙｚ３次元座標空間を所定サイズの立方体領域に区分した場合において、各立方体領域について当該立方体領域に起点が含まれている全ての単位ベクトルＳ’を合成した結果として得られる合成ベクトルの大きさを求め、求められた全ての合成ベクトルの大きさのうち最大値を記録媒体に記録する記録手段を備える
ことを特徴とする請求項１０記載のデータ照合装置。
【請求項１４】
請求項１０記載のデータ照合装置であって、
前記照合用データ生成手段に代えて、
ｘｙ２次元平面上における一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置のｘ座標及びｙ座標を基準として位置Ｑのｘｙ２次元平面における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する２次元照合用データ生成手段を備え、
前記照合手段に代えて、
前記第２特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙ２次元平面における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する２次元照合手段とを備える
ことを特徴とするデータ照合装置。
【請求項１５】
前記データ照合装置は更に、
ｘｙ２次元平面上に配された各画素についてのｘｙ２次元平面上の位置と２値データとを示す２値画像データを取得する線画データ取得手段と、
前記２値画像データに係る画素が配されたｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する２値画像走査手段と、
前記２値画像走査手段により着目された位置を中心とする所定サイズの領域内に含まれる前記２値画像データに係る画素のうち、当該画素についての前記２値データが第１値を示す画素の個数が、多くなるにつれて属性値が低くなるように属性値を定め、当該着目された位置と当該属性値とを対応付ける属性値決定手段と、
前記属性値決定手段により対応付けられた、ｘｙ２次元平面上の位置と属性値との各組を前記３次元データとして前記第１の３次元データ取得手段に伝える伝達手段とを備え、
前記３次元位置は、前記３次元データを構成する各位置のｘ座標及びｙ座標と、当該位置に対応する属性値であるｚ座標とにより示されるものである
ことを特徴とする請求項１０記載のデータ照合装置。
【請求項１６】
ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データの特徴を表す特徴情報を生成するデータ特徴抽出方法であって、
３次元データを取得する３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する走査ステップと、
前記走査ステップにより一の位置が着目される毎に、着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する特徴情報生成ステップとを含む
ことを特徴とするデータ特徴抽出方法。
【請求項１７】
ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データ同士の照合を行うデータ照合方法であって、
第１の３次元データを取得する第１の３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第１走査ステップと、
前記第１走査ステップにより一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記第１の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶと当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第１特徴情報生成ステップと、
ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成ステップにより特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する照合用データ生成ステップと、
第２の３次元データを取得する第２の３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第２走査ステップと、
前記第２走査ステップにより一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記第２の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも、前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶ’を特定し、当該ベクトルＶ’と当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第２特徴情報生成ステップと、
前記第２特徴情報生成ステップにより特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙｚ３次元座標空間における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する照合ステップとを含む
ことを特徴とするデータ照合方法。
【請求項１８】
コンピュータに、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データの特徴を表す特徴情報を生成するデータ特徴抽出処理を行わせるためのコンピュータプログラムであって、
前記データ特徴抽出処理は、
３次元データを取得する３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する走査ステップと、
前記走査ステップにより一の位置が着目される毎に、着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する特徴情報生成ステップとを含む
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１９】
コンピュータに、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データ同士の照合に係るデータ照合処理を行わせるためのコンピュータプログラムであって、
前記データ照合処理は、
第１の３次元データを取得する第１の３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第１走査ステップと、
前記第１走査ステップにより一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記第１の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶと当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第１特徴情報生成ステップと、
ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成ステップにより特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する照合用データ生成ステップと、
第２の３次元データを取得する第２の３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第２走査ステップと、
前記第２走査ステップにより一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記第２の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶ’を特定し、当該ベクトルＶ’と当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第２特徴情報生成ステップと、
前記第２特徴情報生成ステップにより特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙｚ３次元座標空間における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する照合ステップとを含む
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２０】
コンピュータに、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データの特徴を表す特徴情報を生成するデータ特徴抽出処理を行わせるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記データ特徴抽出処理は、
３次元データを取得する３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する走査ステップと、
前記走査ステップにより一の位置が着目される毎に、着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する特徴情報生成ステップとを含む
ことを特徴とする記録媒体。
【請求項２１】
コンピュータに、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データ同士の照合に係るデータ照合処理を行わせるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記データ照合処理は、
第１の３次元データを取得する第１の３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第１走査ステップと、
前記第１走査ステップにより一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、
前記第１の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶと当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第１特徴情報生成ステップと、
ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成ステップにより特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する照合用データ生成ステップと、
第２の３次元データを取得する第２の３次元データ取得ステップと、
ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第２走査ステップと、
前記第２走査ステップにより一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記第２の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも、前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶ’を特定し、当該ベクトルＶ’と当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第２特徴情報生成ステップと、
前記第２特徴情報生成ステップにより特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙｚ３次元座標空間における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する照合ステップとを含む
ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データ等のデータ同士を照合するデータ照合技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードウェア技術やソフトウェア技術の著しい発展を背景として、撮像により得られた画像データが情報処理対象として幅広く利用されるようになってきた。
例えば、画像データが相当量集められ一括管理された画像データベースが医療用、オフィス業務用、学術研究用、監視用その他の様々な用途に利用されており、また、物や人物を撮像して予め登録されている物や人物か否かを判定する画像認識技術の研究・開発も盛んに進められている。
【０００３】
ところで、撮像により得られた画像データを集積した画像データベースから特定の物等が写っている画像データを検索する場合等、ある画像データに特定の物等が写っているか否かを判定する必要がある場合には、そのある画像データと、その特定の物等を線画や多階調画像等で示したデータとを比較する方法を用いることができる。
【０００４】
この２つのデータを比較する従来の画像データ照合技術として、例えば、一般化ハフ変換やその変換を高速化した高速一般化ハフ変換を利用した方法がある。
以下、この方法の概要を説明する。
検索を行う者は、検索を望む特定の物等を線画として紙に描き、その線画をイメージスキャナ等を通じて２値画像データとしてコンピュータに入力する。コンピュータはその線画の画像データを高速一般化ハフ変換してテンプレートデータを生成しておき、画像データベース中の検索対象となる多階調の画像データに基づき画像の空間微分処理によって輪郭を抽出して検索対象２値画像データを生成し、高速一般化ハフ変換を利用してテンプレートデータを検索対象２値画像データに対して投票する処理を行い、画像内のある地点への投票数が閾値以上となる地点があればその地点に特定の物等に相当する画像が写っていると判定する。この一般化ハフ変換及び高速一般化ハフ変換に関しては、例えば、非特許文献１に示されている。
【０００５】
なお、他の画像データ照合技術として、各画像データをウェーブレット分解して特定の照合用データを作成しておいて両画像データの照合を行う、本願発明者による先行発明に係る画像データ照合技術がある（特許文献１参照）。
これらの各種画像データ照合技術には、それぞれに固有の長所や短所がある。
【０００６】
【非特許文献１】
木村彰男他著、高速一般化ハフ変換−相似変換不変な任意図形検出法、「電子情報通信学会論文誌（Ｄ−２）」、１９９８年４月、Ｊ８１−Ｄ−２巻、４号、ｐ．７２６−７３４
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２８３２２１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、同一の物、人、景色等の対象を撮像又は表現して得られた２つのデータに、その対象が相対的に回転して含まれている場合においても、両データが同一対象に係るものであると判定し得るデータ照合技術であって、従来と異なる方式を用いた新たなデータ照合技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るデータ特徴抽出装置は、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データの特徴を表す特徴情報を生成するデータ特徴抽出装置であって、３次元データを取得する３次元データ取得手段と、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する走査手段と、前記走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する特徴情報生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るデータ特徴抽出方法は、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データの特徴を表す特徴情報を生成するデータ特徴抽出方法であって、３次元データを取得する３次元データ取得ステップと、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する走査ステップと、前記走査ステップにより一の位置が着目される毎に、着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する特徴情報生成ステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
ここで、ほぼ同一平面上に存在とは、ある平面から所定値以下の距離で存在しているということを意味する。
これにより、３次元データ同士の照合に用いることのできる、３次元データについての特徴情報を得ることができる。この得られる特徴情報によって３次元データ同士を照合した場合には、ｘｙ２次元平面に垂直な直線を軸として回転した関係にあり、同じ対象物を表した３次元データ同士をある程度適切に類似傾向が高いものと判定することができるようになる。
【００１２】
また、本発明に係るデータ照合装置は、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データ同士の照合を行うデータ照合装置であって、第１の３次元データを取得する第１の３次元データ取得手段と、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第１走査手段と、前記第１走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記第１の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶと当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第１特徴情報生成手段と、ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する照合用データ生成手段と、第２の３次元データを取得する第２の３次元データ取得手段と、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第２走査手段と、前記第２走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記第２の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶ’を特定し、当該ベクトルＶ’と当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第２特徴情報生成手段と、前記第２特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙｚ３次元座標空間における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する照合手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るデータ照合方法は、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データ同士の照合を行うデータ照合方法であって、第１の３次元データを取得する第１の３次元データ取得ステップと、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第１走査ステップと、前記第１走査ステップにより一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記第１の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶと当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第１特徴情報生成ステップと、ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成ステップにより特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する照合用データ生成ステップと、第２の３次元データを取得する第２の３次元データ取得ステップと、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第２走査ステップと、前記第２走査ステップにより一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記第２の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも、前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶ’を特定し、当該ベクトルＶ’と当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第２特徴情報生成ステップと、前記第２特徴情報生成ステップにより特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙｚ３次元座標空間における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する照合ステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
これにより、回転関係にある３次元データ同士を適切に照合できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る画像照合装置について図１〜図７を用いて説明する。
＜1.構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像照合装置の機能ブロック図である。
【００１６】
画像照合装置１００は、画像データベースから特定の画像データを検索する画像検索システム等において用いられ、２つの画像データを照合する機能を有する装置である。ここで、画像検索システムは、撮像により形成された多階調の２次元画像データ（以下、「被検索データ」という。）の集合である画像データベースから、物、人、景色等の対象が手書きで描かれた線画をスキャナ等を用いてデジタル化して得られた線画の２次元画像データ（以下、「検索基準データ」という。）と同一対象を撮像したものである被検索データを検索する機能を有するシステムである。
【００１７】
この画像照合装置１００は、コンピュータの一機能として実現され、図１に示すように、検索基準データ取得部１０１、輝度レベル決定部１０２、特徴データ生成部１０３、範囲限定部１０４、照合用データ生成保持部１０５、被検索データ取得部１０６、線画化部１０７、輝度レベル決定部１０８、特徴データ生成部１０９、照合部１１０及び評価値記録部１１１を備える。この画像照合装置１００を構成する各部の機能は、コンピュータのメモリに格納された制御用プログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。
【００１８】
以下、この画像照合装置１００を構成する各部について説明する。
＜1-1.検索基準データ取得部１０１＞
検索基準データ取得部１０１は、１つの線画データである検索基準データを処理対象として特定し輝度レベル決定部１０２に伝える機能を有する。この検索基準データは、検索を行う者が線画を手書きで紙に描いた後に、スキャナ等で各画素位置について描かれた線（点）が存在すれば１、線（点）が存在しなければ０というデータ値を与えて２値の２次元画像データ化して得られたものであり、例えば水平方向５１２画素、垂直方向５１２画素のデータである。
【００１９】
＜1-2.輝度レベル決定部１０２＞
輝度レベル決定部１０２は、伝えられた検索基準データに基づき所定の輝度決定処理を行って、その検索基準データの各画素について多階調の輝度値を定めて、例えば２５６階調の多階調画像データを生成する機能を有する。
輝度決定処理は、検索基準データに係るｘｙ２次元平面上の各画素位置を順次第１走査点とし、第１走査点を中心として、予め定められた一定半径ｒ１の円形領域内の全画素位置のうち２値データ値が１である全ての画素位置の数に、つまりその円形領域内に描かれている線上又は点に相当する全ての画素位置の数に、およそ反比例した輝度値をその第１走査点についての輝度値と定めていく処理である。
【００２０】
即ち、輝度決定処理は、検索基準データ上において第１走査点を動かしながら、第１走査点を中心とした一定半径ｒ１の円形領域内におけるデータ値が１である全ての画素位置の数がｋであったとしたときに、その第１走査点における輝度値Ｚを求める演算式を例えば次の数１であるとして輝度値を決定することにより、輝度値が０から２５５までの２５６階調の多階調画像データを生成する処理である。
【００２１】
［数１］  Ｚ＝２５５／（ｋ＋１）
なお、ここでは、例えば、円形領域の半径ｒ１は１０画素分等と、ｋが０から２５５以上の値まで変化し得るように円形領域の大きさを定めるものとし、また、数１において、Ｚは２５５／（ｋ＋１）の結果を四捨五入して得られる整数値であるものとする。
【００２２】
実際上は、第１走査点が検索基準データの端にある場合にはその第１走査点を中心とした円形領域内の各位置のうち検索基準データの領域をはみだすものが現れるため、例えば、円形領域の半径ｒ１が１０画素分とした場合には、水平座標０〜５１１、垂直座標０〜５１１の各座標に画素の存在する検索基準データにおける水平座標１０〜５０１、垂直座標１０〜５０１の各座標位置を順次第１走査点として各第１走査点における輝度値を求め、各端から１０画素分の範囲の画素位置については輝度値を求めない。
【００２３】
走査により、第１走査点の座標は、（１０，１０）、（１１，１０）、（１２，１０）、・・・、（５００，１０）、（５０１，１０）と水平方向に順に変化し、続いて（１０，１１）、（１１，１１）、（１２，１１）、・・・、（５００，１１）、（５０１，１１）というように次の行についても同様に変化する。検索基準データ等の画像データに係るｘｙ２次元平面は、ｘ軸とｙ軸とで表される２次元平面であり、画像データを構成する全ての画素位置は、ｘ座標及びｙ座標において整数値で表されるものとする。なお、各画素は点としての位置を有すると考え、水平方向或いは垂直方向に隣り合う２画素の、ｘｙ２次元平面上における距離は１であるものとしている。
【００２４】
図２は、検索基準データにおける線画部分と第１走査点との関係を示す図である。
同図は、三角形が２つ連結したような線画２０１が表された検索基準データ２００を例として、走査中のある瞬間における第１走査点２０２を中心とした円形領域２０３を示している。
【００２５】
この例においては、円形領域内の線画上の画素位置の数ｋは１６個であるため、数１より第１走査点２０２の輝度値Ｚは、Ｚ＝２５５／（１６＋１）＝１５である。
例えば、検索基準データに単なる直線が表されていた場合には、上記の走査により、第１走査点が直線上にある場合には、円形領域２０３内に最も多くの画素位置が含まれるため、その第１走査点の輝度が最も低くなり、第１走査点が、その直線から離れるにつれてその第１走査点の輝度がある程度まで低くなる。
【００２６】
＜1-3.特徴データ生成部１０３＞
特徴データ生成部１０３は、輝度レベル決定部１０２により生成された多階調画像データに基づき所定の特徴抽出処理を行って、画像の特徴を示す情報である特徴データを保存する機能を有する。
特徴抽出処理は、輝度レベル決定部１０２により生成された多階調画像データに係る２次元画像空間上の各位置を順次第２走査点とし、第２走査点を中心として予め定められた一定半径ｒ２の円形領域を水平垂直の十字に分割して得られる第１象現〜第４象現の各領域についての各平均輝度値が平面的関係にある場合に限り、第２走査点の周辺における各平均輝度値の空間的勾配であるベクトルＶと、その第２走査点についての２次元画素位置にその第２走査点についての輝度値を別次元のデータとして加えてなる３次元座標Ｐとを対にしたものを保存する処理である。以下、個々のベクトルＶを区別する場合にはＶ（１）、Ｖ（２）、・・・等と、個々の３次元座標Ｐ区別する場合にはＰ（１）、Ｐ（２）、・・・等と表現し、代表的にはＶ（ｉ）、Ｐ（ｉ）と表現する。
【００２７】
図３は、特徴出処理で用いる第２走査点と第１象現〜第４象現の各領域との関係の例を示した図である。なお、同図では、半径ｒ２を１０画素分としている。
ここで、この図３を用いて、特徴抽出処理を更に詳しく説明する。
輝度レベル決定部１０２により生成された多階調画像データはｘｙ２次元画像空間上の各画素位置について輝度値が定められたデータであるところ、特徴抽出処理では、その多階調画像データに係るｘｙ２次元画像空間上において第２走査点を動かしながら、第２走査点を中心とした半径ｒ２の円形領域内の、第２走査点を基準としてｘの負方向とｙの負方向との間の部分（図３中の領域Ｒ１）に対応する各輝度値の平均値ｚ１と、ｘの正方向とｙの負方向との間との間の部分（領域Ｒ２）に対応する各輝度値の平均値ｚ２と、ｘの負方向とｙの正方向との間の部分（領域Ｒ３）に対応する各輝度値の平均値ｚ３と、ｘの正方向とｙの正方向との間の部分（領域Ｒ４）に対応する各輝度値の平均値ｚ４とを求め、このｚ１〜ｚ４を用いて、第２走査点周辺の各平均輝度値が平面的関係にあるか否かの判定及び第２走査点の周辺における輝度値の空間的勾配であるベクトルＶ（ｉ）の算出を行う。
【００２８】
なお、第２走査点は、多階調画像データがｘｙ２次元平面上において水平方向５０２画素（ｘ座標が１０〜５０１）、垂直方向５０２画素（ｙ座標が１０〜５０１）から構成される場合に、ｘ座標及びｙ座標がそれぞれ２０〜４９１の範囲を動く。即ち、第２走査点の座標は、（２０，２０）、（２１，２０）、（２２，２０）、・・・、（４９０，２０）、（４９１，２０）と水平方向に順に変化し、続いて（２０，２１）、（２１，２１）、（２２，２１）、・・・、（４９０，２１）、（４９１，２１）というように次の行についても同様に変化する。
【００２９】
第２走査点周辺の各部分（領域Ｒ１〜Ｒ４）の各平均輝度値が平面的関係にあるか否かの判定は、次の数２の不等式で示す関係が満たされるか否かを基準として行われる。
［数２］  ｜ｚ１−ｚ２−ｚ３＋ｚ４｜≦Ｃ１
数２においてＣ１は定数であり、ｚ１−ｚ２−ｚ３＋ｚ４が０に近い場合に数２の不等式の関係が満たされるように、比較的小さい値が予め定められるものとする。輝度値の最大値が２５５である場合においては、Ｃ１は例えば０〜５程度の１値にするとよい。
【００３０】
なお、数２の不等式で示す関係が満たされた場合には、更に上述の領域Ｒ１〜Ｒ４を第２走査点を中心として周回方向に３０度だけ回転させて、その新たな範囲の領域Ｒ１’〜Ｒ４’について同様に、各領域における輝度値の平均値ｚ１〜ｚ４を求めて数２の不等式で示す関係が満たされるか否かを判定してそれでもその関係が満たされた場合に、もう一度同じ方向に領域Ｒ１’〜Ｒ４’を回転させてその新たな範囲の領域Ｒ１”〜Ｒ４”について同様にｚ１〜ｚ４を求めて数２の不等式で示す関係が満たされるか否かを判定しその関係が満たされていれば、第２走査点周辺の各領域の各平均輝度値が平面的関係にあると判断する。
【００３１】
以下、第２走査点周辺の各領域の各平均輝度値が平面的関係にある場合に限り行われるところの、第２走査点の周辺における輝度値の空間的勾配であるベクトルＶ（ｉ）の算出手順を説明する。なお、ｚ１−ｚ２−ｚ３＋ｚ４が０でない場合には、ｚ１−ｚ２−ｚ３＋ｚ４が０となるようにｚ４を補正することとして、補正後に以下の手順でベクトルＶ（ｉ）を算出することとする。
【００３２】
まず、領域Ｒ１〜Ｒ４それぞれについて、その領域のｘｙ２次元平面上における平均的位置（重心のｘ座標及びｙ座標）に別次元の座標（ｚ座標）としてその領域内の平均輝度値を定め、この結果として４つの３次元座標を得る。
領域Ｒ１の平均的位置のｘ座標をｘ１、ｙ座標をｙ１とし、領域Ｒ２の平均的位置のｘ座標をｘ２、ｙ座標をｘ２とし、領域Ｒ３の平均的位置のｘ座標をｘ３、ｙ座標をｙ３とし、領域Ｒ４の平均的位置のｘ座標をｘ４、ｙ座標をｙ４とすると、上述の４つの３次元座標は、Ａ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、Ａ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、Ａ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）及びＡ４（ｘ４，ｙ４，ｚ４）となる。
【００３３】
このＡ１〜Ａ４の各３次元座標値を、平面の一般式である数３に代入することにより、平面の一般式の各係数の値を算出し、数４及び数５によりベクトルＶ（ｉ）の成分Ｖｘ及びＶｙを求める。
［数３］  ａ・ｘ＋ｂ・ｙ＋ｃ・ｚ＝ｄ
数３において、ｘ，ｙ，ｚは変数であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄは係数であり、「・」は乗算の演算子である。
【００３４】
［数４］  Ｖｘ＝−ａ／ｃ
［数５］  Ｖｙ＝−ｂ／ｃ
数４は、係数値の定まった数３による３次元座標空間上の平面が、ｘｚ平面と交わる直線の傾き、即ちｘ方向の変位に対するｚ方向の変位Δｚ／Δｘを表しており、数５は、係数値の定まった数３による３次元座標空間上の平面が、ｙｚ平面と交わる直線の傾き、即ちｙ方向の変位に対するｚ方向の変位Δｚ／Δｙを表している。
【００３５】
換言すれば、Ｖｘはｘ方向についての輝度値の勾配を表し、Ｖｙはｙ方向についての輝度値の勾配を表している。従って、ベクトルＶ（ｉ）は、輝度値の空間的勾配を表していると言える。
こうして求められたＶ（ｉ）＝（Ｖｘ，Ｖｙ）と対にして保存する３次元座標Ｐ（ｉ）の値が（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）であるとすると、Ｐｘは多階調画像データに係るｘｙ２次元平面における第２走査点のｘ座標であり、Ｐｙは多階調画像データに係るｘｙ２次元平面における第２走査点のｙ座標であり、Ｐｚは次の数６により求まる値である。
【００３６】
［数６］  Ｐｚ＝（ｚ１＋ｚ２＋ｚ３＋ｚ４）／４
特徴データ生成部１０３は、このような手順により得られたＶ（ｉ）とＰ（ｉ）との組を複数個、メモリに記録して保存する。但し、例外的に、Ｖ（ｉ）の成分であるＶｘとＶｙとの両方ともが、およそ０であるＶ（ｉ）即ち所定の閾値未満であるＶ（ｉ）については、そのＶ（ｉ）及びＰ（ｉ）の組の保存は行わない。例えば、第２走査点周辺の領域Ｒ１〜Ｒ４それぞれにおける平均輝度値がいずれも同値であればその第２走査点についてのＶ（ｉ）及びＰ（ｉ）は保存されない。
【００３７】
＜1-4.範囲限定部１０４＞
範囲限定部１０４は、検索基準データ中において照合対象となる画像が存在する範囲を特定する機能を有し、例えば、検索を行う者の入力を受けて、水平及び垂直方向に５１２画素ある検索基準データ中の矩形領域を特定する。その矩形領域は、例えば、ｘ座標が３０〜４８０、ｙ座標が３０〜４８０の範囲等と定められる。
【００３８】
＜1-5.照合用データ生成保持部１０５＞
照合用データ生成保持部１０５は、ｘｙｚ３次元空間上に、一点Ｑと、一定方向を示すベクトルＳとを定め、特徴データ生成部１０３により保存されているベクトルＶ（ｉ）と３次元座標Ｐ（ｉ）との組のうち、範囲限定部１０４により特定された範囲内にＰ（ｉ）のｘ座標及びｙ座標が含まれるものを抽出し、抽出したＶ（ｉ）とＰ（ｉ）との各組について、Ｑの位置をＰ（ｉ）からの相対座標で示したＰＱ（ｉ）を求め、Ｖ（ｉ）とＰＱ（ｉ）と１つのＳとを照合用データとしてメモリ等に保存する機能を有する。
【００３９】
特徴データ生成部１０３により保存されているＶ（ｉ）とＰ（ｉ）との組のうち範囲限定部１０４により特定された範囲内にＰ（ｉ）のｘ座標及びｙ座標が含まれるものの数をｎ個とすると、照合用データ生成保持部１０５によりｎ個のベクトルＶ（ｉ）とｎ個の３次元の相対座標ＰＱ（ｉ）と１個のベクトルＳとが照合用データとして保存されることになる。
【００４０】
例えば、Ｐ（１）及びＰ（２）が範囲限定部１０４により特定された範囲内に存在するならば、相対座標ＰＱ（１）はベクトルＶ（１）と対応付けられ、同様に相対座標ＰＱ（２）はベクトルＶ（２）と対応付けられて保存される。なお、ベクトルＶ（ｉ）、ＰＱ（ｉ）及びＳは、いずれもｘｙｚ３次元座標空間におけるｘ方向の成分、ｙ方向の成分及びｚ方向の成分からなるデータである。点Ｐに起点を有するベクトルＶ（ｉ）と点Ｑに起点を有するベクトルＳとは、Ｖ（ｉ）、ＰＱ（ｉ）及びＳにより、相対的な起点の位置関係及び相対的なベクトルの向きの関係、つまり相対的な方位関係が表されている。
【００４１】
＜1-6．被検索データ取得部１０６＞
被検索データ取得部１０６は、多数の被検索データである多階調画像データが格納されている画像データベースから順次、１つの多階調画像データを取り出して、検索基準データと照合する対象として特定して線画化部１０７に伝える機能を有する。
【００４２】
この被検索データは、デジタルカメラ等により生成された多階調画像データであり、例えば２５６階調で水平方向５１２画素、垂直方向５１２画素のデータである。
＜1-7．線画化部１０７＞
線画化部１０７は、被検索データ取得部１０６から伝えられた１つの被検索用データである多階調画像データに対して、輝度値の２次元画像平面における勾配を求める空間微分処理とその結果を２値化する処理とを行い、その結果として線画に相当する２値画像データを生成して輝度レベル決定部１０８に伝える機能を有する。この空間微分処理から２値化処理までの連続処理は、言い換えれば、画像の輝度変化の空間的勾配の急峻である部分、即ちいわゆるエッジ部分を１とし他の部分を０とする処理である。
【００４３】
＜1-8.輝度レベル決定部１０８＞
輝度レベル決定部１０８は、被検索データに基づき生成された２値画像データを線画化部１０７から受け取り、所定の輝度決定処理を行って、その２値画像データにおける各画素について多階調の輝度値を定めて、例えば２５６階調の多階調画像データを生成する機能を有する。この２値の画像データに基づいて多階調画像データを生成する輝度決定処理は、上述した輝度レベル決定部１０２により行われる輝度決定処理と基本的に同様、つまり処理対象の画像データが異なる他は同様である。
【００４４】
＜1-9．特徴データ生成部１０９＞
特徴データ生成部１０９は、輝度レベル決定部１０８により生成された多階調画像データに基づき所定の特徴抽出処理を行って、画像の特徴を示す特徴データを保存する機能を有する。この特徴抽出処理は、上述した特徴データ生成部１０３により行われる特徴抽出処理と基本的に同様、つまり処理対象の画像データが異なる他は同様である。仮に完全同一の画像データを特徴データ生成部１０３及び１０９に入力した場合には、特徴データ生成部１０３及び１０９はいずれも、同一内容の特徴データを保存することになる。
【００４５】
この特徴データ生成部１０９により保存される特徴データは、輝度レベル決定部１０８により生成された多階調画像データに基づき求められた複数組のベクトルＶ及び３次元座標Ｐである。以下、この特徴データ生成部１０９により保存されるベクトルＶ及び３次元座標ＰをベクトルＶ’（ｊ）及び３次元座標Ｐ’（ｊ）の形式で表現する。
【００４６】
＜1-10．照合部１１０＞
照合部１１０は、照合用データ生成保持部１０５により生成された照合用データであるｎ組のベクトルＶ（ｉ）、相対座標ＰＱ（ｉ）及び１つのＳと、特徴データ生成部１０９により生成されたｍ組のベクトルＶ’（ｊ）及び３次元座標Ｐ’（ｊ）とを用いて、一定範囲の検索基準データに示されている画像が、被検索データに表されている画像と近似したものであるかを判定する照合処理を行う機能を有する。
【００４７】
この照合処理として照合部１１０は、まず、各ベクトルＶ’（ｊ）について、照合用データにおける全てのＶ（ｉ）を順に当てはめ、Ｖ（ｉ）、ＰＱ（ｉ）及びＳにより示されるところのＶ（ｉ）とＳとの３次元座標空間における方位関係と、Ｖ’（ｊ）とＳ’（ｊ，ｉ）との３次元座標空間における方位関係とが同一となるように、大きさ１の単位ベクトルＳ’（ｊ，ｉ）を定める。ここで、Ｓ’（ｉ，ｊ）は、ベクトルＶ（ｉ）に対するベクトルＳと同様の方位関係を保つように、ベクトルＶ’（ｊ）にベクトルＶ（ｉ）を当てはめることにより定められた単位ベクトルＳ’を意味し、照合用データとしてＶ（ｉ）がｎ個存在して特徴データ生成部１０９により保存されたベクトルＶ’（ｊ）がｍ個存在したならば、照合処理において単位ベクトルＳ’（ｉ，ｊ）はｎ・ｍ個定められることになる。
【００４８】
なお、ベクトルＶ（ｉ）の向きを基準として、その基準と点Ｐから点Ｑに向かうベクトルＰＱ（ｉ）の向きとのなす角度をαとすれば、αはＶ（ｉ）とＰＱ（ｉ）とから求めることができ、ベクトルＶ（ｉ）の向きを基準として、その基準とベクトルＳの向きとのなす角度をβとすれば、βはＶ（ｉ）とＳとから求めることができ、また、点Ｐと点Ｑとの間の距離γは、ベクトルＰＱ（ｉ）から求めることができる。
【００４９】
従って、ベクトルＶ’（ｊ）にベクトルＶ（ｉ）を当てはめて単位ベクトルＳ’（ｉ，ｊ）を定めることは、単位ベクトルＳ’の起点（以下、「点Ｑ’」という。）を、ベクトルＶ’（ｊ）の起点である点Ｐ’（ｊ）の位置から距離γの位置であって、かつ、点Ｐ’から点Ｑ’に向かうベクトルＰ’Ｑ’がベクトルＶ’（ｊ）を基準としてαの角度に向かうベクトルとなるように定め、更に、単位ベクトルＳ’を、ベクトルＶ’（ｊ）を基準としてβの角度に向かうベクトルとなるように定めることである。
【００５０】
次に、ｘｙｚ３次元座標空間上を、例えば一辺が５の長さである等の所定サイズの単位立方体の３次元配列であるように区分して、各単位立方体においてその単位立方体内に位置付けられた全てのベクトルＳ’（ｉ，ｊ）のベクトル加算結果を求める処理つまりベクトルを合成する処理を行い、最後に、ベクトル加算結果として得られた合成ベクトルの大きさの最大値Ｓｍａｘと、ベクトルＳ’（ｉ，ｊ）が最も多く含まれた単位立方体におけるそのベクトルＳ’（ｉ，ｊ）の数Ｓｎｕｍとを、被検索データ取得部１０６で取得された被検索データを識別するための情報とともに評価値記録部１１１に格納し、ベクトル加算結果として得られたベクトルの大きさの最大値Ｓｍａｘが所定の閾値以上であれば被検索データ中の画像と検索基準データ中の画像とは類似した傾向を持つと判定する処理を行う。
【００５１】
照合部１１０は、この判定結果を、例えば、ディスプレイ装置等を介して表示する。判定結果の表示内容は、例えば、被検索データ自身と、類似或いは非類似の別と、Ｓｍａｘ／ｎの値等である。
もし、被検索データを線画化した結果の画像データと検索基準データとが完全一致する場合には、上述のベクトル加算結果として得られたベクトルの大きさの最大値Ｓｍａｘは、単位立方体のサイズが１画素×１画素×１画素の大きさ以上であれば理論的には少なくともｎとなる。従って、デジタル画像において画素位置が離散的であること等の影響を考慮し、実際上は、例えばｎの０．６倍や０．７倍等を上述の所定の閾値として定めることが考えられる。
【００５２】
＜1-11.評価値記録部１１１＞
評価値記録部１１１は、照合部１１０により、被検索データを識別するための情報と対として、上述のベクトル加算結果として得られたベクトルの大きさの最大値Ｓｍａｘと、ベクトルＳ’（ｉ，ｊ）の最大密度つまり単位立方体内の個数の最大値Ｓｎｕｍとが格納されるメモリ等の一記憶領域である。
【００５３】
この評価値記録部１１１には、被検索データ取得部１０６により画像データベースから１つの画像データが被検索データとして取得される毎に、線画化部１０７、輝度レベル決定部１０８、特徴データ生成部１０９及び照合部１１０の動作により、１組の被検索データを識別するための情報と最大値Ｓｍａｘとが追加記録される。従って、この評価値記録部１１１の内容を利用すれば、記録された最大値Ｓｍａｘのうち最も大きいものに対応して識別される被検索データが、画像データベース中において最も、検索基準データに示される画像と類似する傾向が高い被検索データであると評価することが可能になる。また、例えばＳｎｕｍの数が大きいほど類似傾向が高いと評価することも可能となる。
＜2.動作＞
以下、上述の構成を備える画像照合装置１００の動作を説明する。
【００５４】
画像照合装置１００は、大別すると、入力された線画の２値画像データである検索基準データを取得して照合用データを生成する第１の処理と、画像データベースから被検索データを逐次特定して、特定した被検索データと照合用データとを用いることにより、検索基準データと被検索データとの照合を行う第２の処理とを行う。
【００５５】
図４は、検索基準データを取得してその照合用データを生成する第１の処理を示すフローチャートである。
同図に示すように、まず、検索基準データ取得部１０１は、検索基準データを取得して輝度レベル決定部１０２に伝える（ステップＳ１１）。輝度レベル決定部１０２は、検索基準データ上を、第１走査点を移動させて各画素位置についての輝度値を定めることにより、多階調画像データを生成する（ステップＳ１２）。これにより、検索基準データの示す線や点の密度が低い辺りの画素位置については輝度値が高い多階調画像データが生成される。
【００５６】
続いて、特徴データ生成部１０３は、輝度レベル決定部１０２により生成された多階調画像データに係るｘｙ２次元平面上を、第２走査点を移動させて、第２走査点を中心とした周辺４分割領域の各平均輝度値を求め、各領域の各平均輝度値が平面的関係にある場合に限り、平均輝度値の空間的勾配を示すベクトルＶ（ｉ）を、第２走査点のｘｙ座標と周辺４領域全体の平均輝度値をｚ座標にしたｘｙｚ３次元座標Ｐ（ｉ）とともにメモリ等に保存する（ステップＳ１３）。
【００５７】
続いて、照合用データ生成保持部１０５は、範囲限定部１０４による範囲の特定を受けて、任意の３次元位置に点Ｑを定め、任意の方向のベクトルＳを定め、特定された範囲内に３次元座標Ｐ（ｉ）が含まれるところの全ベクトルＶ（ｉ）と、特定された範囲内に位置する全てのＰ（ｉ）についてＰ（ｉ）から点Ｑに向かうベクトルを示す相対座標ＰＱ（ｉ）と、１つのベクトルＳとを照合用データとしてメモリ等に保存する（ステップＳ１４）。
【００５８】
図５は、特徴データ生成部１０３により生成されたＶ（ｉ）及びＰ（ｉ）と、照合用データ生成保持部１０５により定められた点Ｑ及びベクトルＳとを例示する図である。
なお、同図では、説明の便宜上、Ｖ（ｉ）及びＰ（ｉ）の数を３つだけにしており、また、同図は、各要素についてｘｙ２次元平面上の写像を示している。
【００５９】
図６は、被検索データを特定し、照合用データを用いて、検索基準データと被検索データとの照合を行う第２の処理を示すフローチャートである。
同図に示すように、まず、被検索データ取得部１０６は画像データベースから１つの多階調画像データである被検索データを取得して線画化部１０７に伝え（ステップＳ２１）、線画化部１０７では、被検索データに表された画像のいわゆるエッジ部分を抽出する２値化により２値画像データを生成して輝度レベル決定部１０８に伝える（ステップＳ２２）。
【００６０】
２値画像データを伝えられた輝度レベル決定部１０８は、上述のステップＳ１２と同様に、２値画像データの各画素位置についての輝度を決定して新たに多階調画像データを生成する（ステップＳ２３）。
続いて、特徴データ生成部１０９は、輝度レベル決定部１０８により生成された多階調画像データに係るｘｙ２次元平面上を、第２走査点を移動させて、第２走査点を中心とした周辺４分割領域の各平均輝度値を求め、各領域の各平均輝度値が平面的関係にある場合に限り、平均輝度値の空間的勾配を示すベクトルＶ’（ｊ）を、第２走査点のｘｙ座標と周辺４領域全体の平均輝度値をｚ座標にしたｘｙｚ３次元座標Ｐ’（ｊ）とともにメモリ等に保存する（ステップＳ２４）。
【００６１】
続いて、照合部１１０は、特徴データ生成部１０９により保存された被検索画像に係る特徴を示すＰ’（ｊ）とＶ’（ｉ）と、第１の処理において保存された照合用データを参照し、各Ｐ’（ｊ）について、ｘｙｚ３次元空間におけるＰ’（ｊ）の位置上にＶ’（ｊ）と一致するように照合用データであるＶ（ｉ）を置いた場合に、そのＶ（ｉ）の位置からＳへと同じ方位関係を保って単位ベクトルＳ’を配置する（ステップＳ２５）。
【００６２】
図７は、特徴データ生成部１０９により生成されたＶ’（ｊ）及びＰ’（ｊ）の各組について、照合用データ生成保持部１０５により保持されたＶ（ｉ）、ＰＱ（ｉ）及びＳの関係を当てはめて単位ベクトルＳ’（ｉ，ｊ）を定めた様子を例示する図である。
なお、同図においては、説明の便宜上、Ｖ’（ｊ）、Ｐ’（ｊ）、Ｖ（ｉ）の数を３つだけにしており、また、各要素についてｘｙ２次元平面上の写像を示している。同図中「Ｓ（Ｖ’（１）←Ｖ（２））」の表記は、Ｖ（２）をＶ’（１）に当てはめた結果として配置された単位ベクトルＳ’であることを示している。
【００６３】
例えば、被検索データに基づき抽出されたＰ’（１）で示す位置に置かれたＶ’（１）に、Ｖ（２）を当てはめた場合には、Ｐ’（１）からベクトルＰＱ（２）の大きさだけ離れた位置の点Ｑ’であって、かつ、Ｐ’（１）からＱ’までの方向がベクトルＶ’（１）を基準としてなす角度が、Ｖ（２）を基準としてＰＱ（２）のベクトルの向きがなす角度と同一となるように点Ｑ’を定め、その点Ｑ’の位置に、Ｖ’（１）と単位ベクトルＳ’のなす角度が、Ｖ（２）を基準としてベクトルＳの向きがなす角度と同一となるような単位ベクトルＳ’が配置される。
【００６４】
単位ベクトルＳ’の配置後に、照合部１１０は、上述したＳｍａｘとＳｎｕｍとを算出し、Ｓｍａｘに基づいて上述したような類似か否かの判定を行い、判定結果をディスプレイ装置に表示し、更にＳｍａｘ及びＳｎｕｍを評価値記録部１１１に記録する（ステップＳ２６）。
画像照合装置１００は、画像データベースから逐次、被検索データを定めて、ステップＳ２１〜Ｓ２６の手順を、類似と判定するまで繰り返す（ステップＳ２６）。
【００６５】
以上説明した第１の処理と第２の処理とにより、画像データベース中の画像データのうち、検索を行う者が線画として描いた対象物と一致又は類似するものを含む画像データが、検出されることになる。
なお、特徴データ生成部１０３、１０９においては、画像データに係るｘｙ２次元平面上の第２走査点の周辺４分領域Ｒ１〜Ｒ４について、つまり各領域の重心それぞれが正方形の４頂点に位置づけられる関係にある各領域Ｒ１〜Ｒ４（図３参照）について、領域内の平均輝度値をその領域の重心のｚ座標として得られるｘｙｚ３次元空間上のその重心の座標が、４つともおよそ同一平面上に存在する場合にのみ、その第２走査点における周辺の輝度値のｘｙ座標空間に対する変化をベクトルＶ（ｉ）或いはベクトルＶ’（ｊ）として保存して、その画像データの特徴を示すものと扱っている。しかも、Ｒ１〜Ｒ４の領域を第２走査点を中心として３０度、６０度回転させて、同様に求めた各領域の重心のｘｙｚ３次元空間上の座標がおよそ同一平面上にある場合にのみ、そのベクトルＶ（ｉ）或いはベクトルＶ’（ｊ）の保存を行っている。
【００６６】
つまり、画像が回転していても、第２走査点による走査の結果として集められた特徴データ群における各特徴データ相互の関係を不変なものにすることを狙って、特徴データ生成部は、第２走査点の周辺領域における輝度の空間的勾配が一様である場合にのみ、その第２走査点の周辺領域内の各位置の輝度を用いて求められる第２走査点における輝度の空間的勾配を、照合用の基礎として用いることのできる特徴データとして保存している。
【００６７】
従って、この画像照合装置１００によれば、照合対象となる２つの画像データに表された対象物が、相互に、画像平面に垂直な直線を軸として回転した関係であっても、回転していない場合と同様に正しく、類似するか否かの判定を行うことができる。
＜3.補足＞
以上、本発明に係るデータ照合装置及びデータ特徴抽出装置に係る一つの実施の形態である画像照合装置について説明したが、画像照合装置を部分的に変形することもでき、また、本発明は上述の画像照合装置という実施の形態に限られないことは勿論である。即ち、
（１）画像照合装置が、線画の画像データと多階調画像データとの照合のみならず、２つの多階調画像データ同士の照合や２つの線画の画像データ同士の照合を行うことができるようにしてもよい。例えば、照合対象の画像データがいずれも線画の画像データである場合には、線画化部１０７による線画化を省略することとし、照合対象の画像データがいずれも多階調画像データである場合には、検索基準データ取得部１０１から輝度レベル決定部１０２の間において線画化部１０７と同様の線画化を行うようにしてもよい。
【００６８】
また、２つの多階調画像データ同士を照合する場合には、線画化部や輝度レベル決定部による処理を省略し、その２つの多階調画像データをそれぞれ直接、各特徴データ生成部の処理対象とするように画像照合装置を構成してもよい。
（２）画像照合装置の輝度レベル決定部及び特徴データ生成部が走査において、第１走査点又は第２走査点を位置付けるｘｙ２次元平面上の位置は、必ずしも画素を点で表現した場合におけるその点上にある必要はない。例えば、第１走査点又は第２走査点は、画素点と画素点との中間点を遷移することとしてもよい。また、第１走査点の輝度を決定するために第１走査点を中心とした円形領域の範囲の画素についての２値データを用いることとし、第２走査点についての輝度の空間的勾配を求める等のために第２走査点を中心とした円形領域の範囲内の画素についての輝度値を用いることとしたが、各円形領域を他の形の領域に変更してもよし、各円形領域のサイズを異ならせてもよい。
（３）２つの輝度レベル決定部による輝度決定処理において、第１走査点を中心とした円形領域内の画素の位置の数ｋから第１走査点の輝度値Ｚを決定するために数１を用いたが、第１走査点周辺の線又は点、つまり２値データの値が１である画素位置の数が多ければ多いほど輝度値Ｚが低くなるような演算或いはその画素位置の数が多ければ多いほど輝度値Ｚが高くなるような演算であれば、数１以外の他の演算によって輝度値Ｚを決定することとしてもよい。即ち、輝度決定処理は、ｘｙ２次元平面上の各局所的領域において線画等の２値データの値が１である画素点の密度が高いか低いかに応じてその局所的領域内の位置についての別次元の属性値（輝度値）を決定する処理である。
（４）特徴データ生成部において、領域Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ複数の画素の点を含むような範囲のものとしたが、それぞれ１つの画素の点しか含まないような範囲としてもよい。なお、特徴データ生成部は、領域Ｒ１〜Ｒ４それぞれの範囲内の全点の平均的位置やその全点の輝度の平均値を求めたが、領域Ｒ１〜Ｒ４それぞれに、画素の点が１つしか含まれないこととした場合には、領域Ｒ１〜Ｒ４それぞれの平均的位置は、それぞれの領域に含まれる１画素の位置であり、領域Ｒ１〜Ｒ４それぞれについての輝度の平均値は、それぞれの領域に含まれるその１画素の輝度そのものによって求められる。
（５）特徴データ生成部において、第２走査点の周辺における輝度の分布が平面的であるか否かを判定し、またその周辺における輝度の空間的勾配を算出するために、第２走査点の周辺に円形領域を４分割した領域Ｒ１〜Ｒ４を設定し、特に平面的であるかの判定のために領域Ｒ１〜Ｒ４を３０度ずつ２度回転させて数２に基づく判定を行うこととしたが、第２走査点の周辺の４つ以上の局所的領域それぞれにおける平均的位置と平均輝度値とから、第２走査点の周辺における輝度の空間的な分布が平面的であるか否かを判定し、平面的であればその平面とｘｙ２次元平面とのなす角度とを第２走査点における輝度の空間的勾配として算出する方法であれば、必ずしもその局所的領域の数は４つに限られず、その局所的領域の位置も領域Ｒ１〜Ｒ４に限定されることはない。また、３０度ずつ２度回転させているのは第２走査点の周辺における輝度の分布が十分に平面的であることを確保するための一手法にすぎず、例えばｘｙ２次元平面上において第２走査点を中心とした微小な正多角形の各頂点に位置する各画素についてその輝度をｚ座標とした場合のその各画素のｘｙｚ３次元座標空間における位置が、いずれもほぼ同一平面上にあるか否かによってその第２走査点の周辺における輝度の分布が十分に平面的であるか否かを判定することとしてもよい。なお、周辺の輝度の分布が十分に平面的である点についてのみ、その点付記の輝度の空間的勾配等を、画像の特徴を示す情報として扱うことにより、その情報が、照合対象となる複数の画像のデジタル化におけるサンプリングの方向のずれや画像を回転する加工等の影響を受けにくいものとなる。
（６）範囲限定部は、必ずしも検索を行う者の入力を受けなくてもよく、予め矩形領域を固定的に記憶していてもよい。また、範囲限定部は、検索基準データ取得部で取り込まれた画像をディスプレイ装置等を介して表示して、その上で検索を行う者によるマウスのドラッグ操作等により矩形を指定させ、その指定に基づいて照合対象となる画像範囲の特定を行うこととしてもよい。
（７）特徴データ生成部では、輝度の空間的勾配を示すベクトルＶ（ｉ）の各成分を、数４及び数５により算出することとしたが、輝度の変化とｘｙ２次元平面上の位置の変化との関係を表すことのできる他の演算により算出されたデータを、ベクトルＶ（ｉ）と同様に扱うこととしてもよい。例えば、領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の各平均輝度値がこの順にｚ１、ｚ２、ｚ３、ｚ４である場合に、ベクトルＶ（ｉ）のｘ成分を次の数７により求められるＶｘ、ベクトルＶ（ｉ）のｙ成分を次の数８により求められるＶｙであることと定めてもよい。
【００６９】
［数７］  Ｖｘ＝ｚ１−ｚ２＋ｚ３−ｚ４
［数８］  Ｖｙ＝ｚ１＋ｚ２−ｚ３−ｚ４
また、ベクトルＶ（ｉ）の大きさが１となるように、その成分であるＶｘとＶｙとの両方を定数倍して得られるものを新たなベクトルＶ（ｉ）と定めること、即ちベクトルＶ（ｉ）を正規化することとしてもよい。
（８）照合用データ生成保持部が、ベクトルＶ（ｉ）及びベクトルＰＱ（ｉ）の複数組とベクトルＳとである照合用データを生成し保存することとしたが、照合用データは、起点を含めてベクトルＶ（ｉ）とベクトルＳとの間における方向と位置とからなる方位的関係を示す情報であれば足り、例えば、照合用データは、ベクトルＶ（ｉ）の方向からベクトルＰＱ（ｉ）の方向への角度と、ベクトルＰＱ（ｉ）の大きさと、ベクトルＶ（ｉ）の方向からベクトルＳの方向への角度とから成ることとしてもよい。
【００７０】
なお、ベクトルＶ’（ｊ）へのベクトルＶ（ｉ）の当てはめは、両ベクトルの大きさがほぼ一致する場合にのみ行うようにしてもよい。このようにする場合には、照合用データにおいてはベクトルＶ（ｉ）の大きさを示す情報を含む必要があり、更に、照合対象となる２つの画像データ相互における輝度の最大から最小までの輝度範囲の相違の影響を受けないように、ベクトルＶ（ｉ）に輝度範囲の影響が現れないように数４及び数５のような演算でベクトルＶ（ｉ）を求める等の方法、照合前に輝度範囲の調整を行っておき特徴データ生成部では数７及び数８によりベクトルＶ（ｉ）を求める方法等を用いる必要がある。
（９）照合用データ生成保持部が保存するＰＱ（ｉ）については、全てのＰＱ（ｉ）のうち、大きさが最大であるＰＱ（ｉ）のその大きさが１となるように、全てのＰＱ（ｉ）の全ての成分（ｘ成分、ｙ成分及びｚ成分）の大きさを一律に定数倍したものを新たにＰＱ（ｉ）と定めて保存すること、即ちＰＱ（ｉ）を正規化して保存することとしてもよい。なお、全てのＰＱ（ｉ）のうち、大きさが最大であるＰＱ（ｉ）の大きさを１とする他、全てのＰＱ（ｉ）の大きさの平均値を１とする等としてもよく、これらの正規化により照合対象の２画像データが同一対象を示し相互に拡大縮小の関係にある場合に、同一或いは類似と判定できるようになる。
（１０）画像照合装置の照合部は、照合に用いるデータを全てｘｙ２次元データ、つまりｘｙｚ３次元データにおけるｚ成分を無視しｘ成分及びｙ成分からなるデータとして、当てはめ等の照合処理を行うこととしてもよい。この場合には、ｘｙ２次元平面上に単位ベクトルＳ’が複数配置され、そのｘｙ２次元平面上で、およそ同一方向を向かう複数の単位ベクトルＳ’の起点の分布状態に応じて、照合対象の両画像の類似傾向を評価することができるようになる。なお、ｘｙ２次元平面上におよそ同一方向を向かう単位ベクトルＳ’の起点が最も多く集中している局所的範囲におけるそ起点の数が多ければ多いほど、両画像は類似すると判定することができる。
（１１）照合部は、単位ベクトルＳ’の加算結果が最大であった部分的領域における単位ベクトルＳ’の方向がベクトルＳの方向から見てなす角の大きさを算出し、その算出結果により、照合対象の両画像が角度的にどの程度回転した関係にあるかをディスプレイ装置等に出力することとしてもよい。また、照合部は、ベクトルＳ’の加算結果である合成ベクトルの大きさの最大値Ｓｍａｘと単位立方体内のベクトルＳ’の最大個数Ｓｎｕｍとを評価値記録部に記録する他に、ディスプレイ装置等に出力してもよい。
（１２）照合部は、ｘｙｚ３次元座標空間上を、例えば一辺が５の長さである等の所定サイズの単位立方体の３次元配列であるように区分して、各単位立方体においてその単位立方体内に位置付けられた全てのベクトルＳ’（ｉ，ｊ）のベクトル加算結果を求める処理つまりベクトルを合成する処理を行い、最後に、ベクトル加算結果として得られた合成ベクトルの大きさの最大値Ｓｍａｘと、ベクトルＳ’（ｉ，ｊ）が最も多く含まれた単位立方体におけるそのベクトルＳ’（ｉ，ｊ）の数Ｓｎｕｍとを、被検索データ取得部１０６で取得された被検索データを識別するための情報とともに評価値記録部１１１に格納する等の処理を行うこととしたが、ここでの単位立方体は、必ずしも立方体に限られることはなく、立方体の代わりに所定サイズの半径を有する球体を用いることとしてもよく、立方体と同様にその各球体を３次元配列として並べる場合に各球体は部分的に重なりあうように並べることとしても差し支えない。
（１３）上述の画像照合装置という形態の他、本発明に係るデータ照合技術は、３次元データの集合体同士の照合に適用することができ、立体地図データや３次元計測された物体形状に係るデータと、同様の他のデータとを照合して類似性を判定するような用途においても適用できる。
【００７１】
照合対象となる２つの３次元データが相互に、ある直線を軸とした回転関係にある場合に、その直線は予測不可能であってもその直線と垂直な平面が予め想定できるものであればその直線と垂直な平面を、実施の形態として示した画像照合の場合のｘｙ２次元画像平面として取り扱うことにより、適切に類似性の判定を行うことができるようになる。例えば、ある建築物単体の形状を示す３次元データＡと、その建築物を含む複数の建築物が建築されている区画における複数の建築物の形状や位置関係を示した３次元データＢとを照合し、３次元データＢ中に３次元データＡと同一又は類似する建築物が表されているか否かを判定する必要がある場合には、土地の面をｘｙ２次元平面として扱い、土地上の位置の属性値である高さをｚ座標として、画像照合装置の特徴データ生成部の行う処理と同様の処理を行うことにより、画像照合装置と同様の方法で、その判定を行うことができるようになる。
（１４）画像照合装置における各処理（図４、図６参照）をコンピュータに実行させるためのプログラムを、記録媒体に記録し又は各種通信路等を介して、流通させ頒布することもできる。このような記録媒体には、ＩＣカード、光ディスク、フレキシブルディスク、ＲＯＭ等がある。流通、頒布されたプログラムはコンピュータに読み出され得るメモリ等に格納されることにより利用に供され、コンピュータはそのプログラムを実行して本実施の形態で示した画像処理装置の機能を実現する。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るデータ特徴抽出装置は、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データの特徴を表す特徴情報を生成するデータ特徴抽出装置であって、３次元データを取得する３次元データ取得手段と、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する走査手段と、前記走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成する特徴情報生成手段とを備えることを特徴とする。
【００７３】
これにより、３次元データ同士の照合に用いることのできる、３次元データについての特徴情報を得ることができる。この得られる特徴情報によって３次元データ同士を照合した場合には、ｘｙ２次元平面に垂直な直線を軸として回転した関係にあり、同じ対象物を表した３次元データ同士をある程度適切に類似傾向が高いものと判定することができるようになる。
【００７４】
ここで、前記３次元データは、ｘｙ２次元平面上に配された各画素についてのｘｙ２次元平面上の位置と輝度値とを示す画像データであり、前記３次元位置は、前記画素についての輝度値であるｚ座標と、当該画素についてのｘｙ２次元平面上の位置のｘ座標及びｙ座標とにより示されるものであり、前記走査手段は、ｘｙ２次元平面上の前記画像データに係る画素が配されている領域内における各位置に順次着目し、前記特徴情報生成手段は、前記走査手段により着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有するｘｙ２次元平面上の位置に配された画素全てについてのｘｙ２次元平面上の平均的位置と輝度値の平均値とを前記ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置として求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも、前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成することとしてもよい。
【００７５】
これにより、輝度分布が平面的な局所領域のみの特徴を抽出して特徴情報を生成することとなるため、デジタル画像データの生成段階におけるサンプリングの位置的基準や画像データの回転加工等の影響がその特徴情報中に現れないことになり、この特徴情報を用いれば、回転関係にある２つの画像データの照合をある程度適切に行うことができるようになる。
【００７６】
また、前記データ特徴抽出装置は更に、ｘｙ２次元平面上に配された各画素についてのｘｙ２次元平面上の位置と２値データとを示す２値画像データを取得する線画データ取得手段と、前記２値画像データに係る画素が配されたｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する２値画像走査手段と、前記２値画像走査手段により着目された位置を中心とする所定サイズの領域内に含まれる前記２値画像データに係る画素のうち、当該画素についての前記２値データが第１値を示す画素の個数が、多くなるにつれて属性値が低くなるように属性値を定め、当該着目された位置と当該属性値とを対応付ける属性値決定手段と、前記属性値決定手段により対応付けられた、ｘｙ２次元平面上の位置と属性値との各組を前記３次元データとして前記３次元データ取得手段に伝える伝達手段とを備え、前記３次元位置は、前記３次元データを構成する各位置のｘ座標及びｙ座標と、当該位置に対応する属性値であるｚ座標とにより示されるものであることとしてもよい。
【００７７】
これにより、線密度をｘｙ２次元平面上の各位置についての属性値としているため、得られる特徴情報を用いれば、線画を表す２値画像データと他の画像データとを照合する場合において、線画の線が部分的に途切れて破線となっているような場合でも、適切に画像データの類似性を判定できるようになる。
また、前記３次元データは、ｘｙ２次元平面上に配された各画素についてのｘｙ２次元平面上の位置と属性値とを示す画像データであり、前記３次元位置は、前記画素についての属性値であるｚ座標と、当該画素についてのｘｙ２次元平面上の位置のｘ座標及びｙ座標とにより示されるものであり、前記走査手段は、ｘｙ２次元平面上の前記画像データに係る画素が配されている領域内における各位置に順次着目し、前記特徴情報生成手段は、前記走査手段により着目された位置を中心としたｘｙ２次元平面上の一定範囲の領域内において当該位置を基準として、当該基準から、ｘの負方向とｙの負方向との間の第１の局所領域に対応する各属性値の平均値ｚ１と、ｘの正方向とｙの負方向との間の第２の局所領域に対応する各属性値の平均値ｚ２と、ｘの負方向とｙの正方向との間の第３の局所領域に対応する各属性値の平均値ｚ３と、ｘの正方向とｙの正方向との間の第４の局所領域に対応する各属性値の平均値ｚ４とを求めることによって前記各平均的位置を求め、数式｜ｚ１−ｚ２−ｚ３＋ｚ４｜の値が所定値ｄ１以下となる場合に、全ての前記局所領域について求めた前記各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在すると判定し、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成することとしてもよい。
【００７８】
これにより、ｘｙ２次元平面上を２次元配列状に画素が配置されてなる画像データ等において、画素の輝度値をｚ座標とおいた場合のｘｙ２次元データ平面に対する輝度値の傾きをｘ方向とｙ方向との両面で表して、画像データの特徴情報とする場合の輝度値の傾きの算出の基礎となる輝度値の分布が、平面的であるか否かを簡易に判定することができるようになる。実施の形態において示した領域Ｒ１〜Ｒ４の平均的輝度ｚ１〜ｚ４が平面的関係にある場合にこれらｚ１〜ｚ４を算出の基礎として走査点の輝度の空間的勾配を求めて画像の特徴を示す情報として扱うこととする方式を用いると、例えば同一対象を互いに９０度回転した関係となるようにカメラを回転させる等によって撮像して得られた２つの画像データそれぞれについて、その方式で画像データの特徴を示す情報を求めたときに、各画像の特徴を示す情報が同じものとなる。
【００７９】
また、前記特徴情報生成手段に係る前記一定範囲の領域は、前記走査手段により着目された位置を中心とした一定半径の円形領域であり、前記特徴情報生成手段は更に、前記走査手段により着目された位置を基準として定めた第１から第４までの各領域を、当該基準の位置を中心として所定の角度だけ回転させて、その回転後の第１から第４までの各領域内に対応する各属性値の平均値ｚ１’、ｚ２’、ｚ３’及びｚ４’を求め、前記特徴情報生成手段は、前記数式｜ｚ１−ｚ２−ｚ３＋ｚ４｜の値が所定値ｄ１以下となる場合であって、かつ、前記数式｜ｚ１’−ｚ２’−ｚ３’＋ｚ４’｜の値が所定値ｄ１以下となる場合に、全ての前記局所領域について求めた前記各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在すると判定し、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示す情報と当該着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成することとしてもよい。
【００８０】
これにより、同一対象を互いに９０度以外の角度に回転した関係となるように表している２つの画像データそれぞれの特徴を示す特徴情報が同じものとなり得る。
また、前記特徴情報生成手段は更に、前記平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配が所定量以上である場合に限り、当該勾配を示す情報と前記着目された位置を示す情報とを対応付けたものを、前記特徴情報の１要素として生成することとしてもよい。
【００８１】
これにより、輝度変化がある程度の量である点についてのみを画像データの特徴として抽出するため、照合に用いるデータの数を効果的に減らし照合に要する計算時間の短縮化が図れるようになる。
また、前記特徴情報生成手段は、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれもほぼ同一平面上に存在する場合に、当該平面を表す数式をａ・ｘ＋ｂ・ｙ＋ｃ・ｚ＝ｄ（ａ、ｂ、ｃ及びｄは定数値）とすれば−ａ／ｃ及び−ｂ／ｃをそれぞれｘ成分及びｙ成分とするｘｙ２次元平面上のベクトルＶを求め、当該ベクトルＶの大きさを１として得られる単位ベクトルを、当該平面に係る前記勾配を示す情報として特定することとしてもよい。
【００８２】
このような正規化により、多階調画像データ等の３次元データの特徴を示す情報が、輝度等のｚ座標に相当する属性値の範囲が狭いか広いかという影響を受けなくなり、照合用に汎用的に利用できるものとなる。
また、前記特徴情報生成手段は、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれもほぼ同一平面上に存在する場合に、当該平面に係る前記勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶを、当該平面に係る前記勾配を示す情報として特定し、当該ベクトルＶと前記着目された位置を示す情報とを対応付けたものを前記特徴情報の１要素として生成し、前記データ特徴抽出装置は更に、ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記特徴情報生成手段により生成された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す情報を、前記３次元データ取得手段により取得された３次元データと他の３次元データとの照合に用いるための照合用データとして生成する照合用データ生成手段を備えることとしてもよい。
【００８３】
これにより、照合に直接的に利用できるデータが生成されるようになる。
また、前記照合用データ生成手段は、前記複数組のベクトルＰＱのうちで大きさが最大のベクトルＰＱの当該大きさが１となるように、各ベクトルＰＱの大きさを一律に定数倍し、定数倍した結果得られた各ベクトルＰＱと各ベクトルＶと前記前記単位ベクトルＳとを示す情報を前記照合用データとして生成することとしてもよい。
【００８４】
これにより生成されるデータによれば、照合対象の２つのデータが同一対象を示し相互に拡大縮小の関係にある場合に、適切に判定できるようになる。
また、本発明に係るデータ照合装置は、ｘｙｚ３次元座標空間における複数の３次元位置を示す３次元データ同士の照合を行うデータ照合装置であって、第１の３次元データを取得する第１の３次元データ取得手段と、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第１走査手段と、前記第１走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記第１の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶを特定し、当該ベクトルＶと当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第１特徴情報生成手段と、ｘｙｚ３次元座標空間上の一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置を基準として位置Ｑのｘｙｚ３次元座標空間における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する照合用データ生成手段と、第２の３次元データを取得する第２の３次元データ取得手段と、ｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する第２走査手段と、前記第２走査手段により一の位置が着目される毎に、当該着目された位置の周辺に所在する４以上の所定個数のｘｙ２次元平面上における局所領域それぞれについて、前記第２の３次元データが示す３次元位置のうち当該局所領域内にｘ座標及びｙ座標を有する３次元位置の、ｘｙｚ３次元座標空間における平均的位置を求め、全ての前記局所領域について求めた各平均的位置がいずれも前記ｘｙｚ３次元座標空間におけるほぼ同一平面上に存在するか否かを判定し、ほぼ同一平面上に存在する場合に限り、当該平面の前記ｘｙ２次元平面に対する勾配を示すｘｙ２次元平面上のベクトルＶ’を特定し、当該ベクトルＶ’と当該着目された位置を示す情報とを対応付ける第２特徴情報生成手段と、前記第２特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙｚ３次元座標空間における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する照合手段とを備えることを特徴とする。
【００８５】
これにより、回転関係にある３次元データ同士を適切に照合できるようになる。
ここで、前記照合手段は、各ベクトルＶ’に対する各ベクトルＶの前記当てはめを、当該ベクトルＶ’の大きさと当該ベクトルＶの大きさとの差が所定値未満であるものに限って行うこととしてもよい。
【００８６】
これにより、より正確に照合を行い得る。
また、前記データ照合装置は更に、ｘｙｚ３次元座標空間を所定サイズの立方体領域に区分した場合において、各立方体領域のうち前記照合手段により定められた単位ベクトルＳ’の起点が最も多く含まれる立方体領域に、起点が含まれている単位ベクトルＳ’の個数を記録媒体に記録する記録手段を備えることとしてもよい。
【００８７】
これにより、照合対象のデータ間の類似度を数値で表せる。従って、最も類似度の高いデータの特定等が可能になる。
また、前記データ照合装置は更に、ｘｙｚ３次元座標空間を所定サイズの立方体領域に区分した場合において、各立方体領域について当該立方体領域に起点が含まれている全ての単位ベクトルＳ’を合成した結果として得られる合成ベクトルの大きさを求め、求められた全ての合成ベクトルの大きさのうち最大値を記録媒体に記録する記録手段を備えることとしてもよい。
【００８８】
これにより、ある程度高い精度でデータ相互間の類似度を評価できる指標が得られるようになる。
また、前記照合用データ生成手段に代えて、ｘｙ２次元平面上における一の位置Ｑを起点とし一の方向に向かう単位ベクトルＳを定め、前記第１特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶと対応付けられた各情報について当該情報に係る着目された位置のｘ座標及びｙ座標を基準として位置Ｑのｘｙ２次元平面における相対的位置関係を示すベクトルＰＱを定め、ベクトルＶ及びベクトルＰＱの複数組と単位ベクトルＳとを示す照合用データを生成する２次元照合用データ生成手段を備え、前記照合手段に代えて、前記第２特徴情報生成手段により特定された各ベクトルＶ’に対して前記照合用データ中の各ベクトルＶを順次当てはめることにより、ベクトルＶ’と新たな単位ベクトルＳ’との方位関係がベクトルＶ’に当てはめたベクトルＶと単位ベクトルＳとの方位関係と同一となるように各単位ベクトルＳ’を定め、定めた全ての単位ベクトルＳ’のｘｙ２次元平面における分布状態に応じて、前記第１の３次元データと前記第２の３次元データとの類似傾向を判定する２次元照合手段とを備えることとしてもよい。
【００８９】
これにより、概略的な照合を簡易に行うことができるようになる。
また、前記データ照合装置は更に、ｘｙ２次元平面上に配された各画素についてのｘｙ２次元平面上の位置と２値データとを示す２値画像データを取得する線画データ取得手段と、前記２値画像データに係る画素が配されたｘｙ２次元平面上における各位置に順次着目する２値画像走査手段と、前記２値画像走査手段により着目された位置を中心とする所定サイズの領域内に含まれる前記２値画像データに係る画素のうち、当該画素についての前記２値データが第１値を示す画素の個数が、多くなるにつれて属性値が低くなるように属性値を定め、当該着目された位置と当該属性値とを対応付ける属性値決定手段と、前記属性値決定手段により対応付けられた、ｘｙ２次元平面上の位置と属性値との各組を前記３次元データとして前記第１の３次元データ取得手段に伝える伝達手段とを備え、前記３次元位置は、前記３次元データを構成する各位置のｘ座標及びｙ座標と、当該位置に対応する属性値であるｚ座標とにより示されるものであることとしてもよい。
【００９０】
これにより、例えば、ある物の輪郭を紙に手書き等で表した線画をスキャナで取込んで生成される画像データと、同じ物をデジタルカメラで撮像して得られた画像データとを照合する場合において、実線として描かれた線がスキャナによる取り込みの過程で破線になってしまったようなときにも、従来の画像照合技術を適用した場合に比べて、両画像データの類似度が高いと適切に判定できる可能性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像照合装置の機能ブロック図である。
【図２】検索基準データにおける線画部分と第１走査点との関係を示す図である。
【図３】特徴出処理で用いる第２走査点と第１象現〜第４象現の各領域との関係の例を示した図である。
【図４】検索基準データを取得してその照合用データを生成する第１の処理を示すフローチャートである。
【図５】特徴データ生成部１０３により生成されたＶ（ｉ）及びＰ（ｉ）と、照合用データ生成保持部１０５により定められた点Ｑ及びベクトルＳとを例示する図である。
【図６】被検索データを特定し、照合用データを用いて、検索基準データと被検索データとの照合を行う第２の処理を示すフローチャートである。
【図７】特徴データ生成部１０９により生成されたＶ’（ｊ）及びＰ’（ｊ）の各組について、照合用データ生成保持部１０５により保持されたＶ（ｉ）、ＰＱ（ｉ）及びＳの関係を当てはめて単位ベクトルＳ’（ｉ，ｊ）を定めた様子を例示する図である。
【符号の説明】
１００    画像照合装置
１０１    検索基準データ取得部
１０２    輝度レベル決定部
１０３    特徴データ生成部
１０４    範囲限定部
１０５    照合用データ生成保持部
１０６    被検索データ取得部
１０７    線画化部
１０８    輝度レベル決定部
１０９    特徴データ生成部
１１０    照合部
１１１    評価値記録部
【図１】
0003706603.tif 000002
【図２】
0003706603.tif 000003
【図３】
0003706603.tif 000004
【図４】
0003706603.tif 000005
【図５】
0003706603.tif 000006
【図６】
0003706603.tif 000007
【図７】
0003706603.tif 000008