(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容基盤イメージ検索システムでイメージ及び上記イメージの特性を表すイメージ記述子を格納するデータベース(database)の製造方法において、
イメージを受信する第1ステップと、
上記イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記イメージからイメージ記述子を抽出する第2ステップと、
上記イメージをイメージデータベースに格納する第3ステップと、
上記イメージ記述子をイメージ記述子データベースに格納する第4ステップと
を含み、
上記イメージ記述子が、所定個数のART（angular radial transform）係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数１】
0003635368.tif 000015
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現されるデータベースの製造方法。
【請求項２】
上記ART係数は、ART基底関数を含んで、上記ART基底関数は、
【数２】
0003635368.tif 000016
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であって、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
で表現される請求項1に記載のデータベースの製造方法。
【請求項３】
上記偏角関数は
【数３】
0003635368.tif 000017
で表現される請求項2に記載のデータベースの製造方法。
【請求項４】
上記放射関数は、
【数４】
0003635368.tif 000018
で表現される請求項2に記載のデータベースの製造方法。
【請求項５】
ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子を格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおけるイメージ検索方法であって、
質疑イメージを受信する第1ステップと、
上記質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記質疑イメージから抽出された質疑イメージ記述子を利用して上記ウェブサーバにイメージ検索を要求する第2ステップと、
上記データベースから少なくとも一つの質疑イメージと類似したイメージを受信して出力する第3ステップと
を含み、
上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数５】
0003635368.tif 000019
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現される内容基盤イメージ検索方法。
【請求項６】
上記ART係数は、ART基底関数を含んで、上記ART基底関数は、
【数６】
0003635368.tif 000020
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であって、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
で表現される請求項5に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項７】
上記偏角関数は、
【数７】
0003635368.tif 000021
で表現される請求項6に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項８】
上記放射関数は、
【数８】
0003635368.tif 000022
で表現される請求項6に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項９】
上記質疑イメージは、ユーザから直接入力される請求項5に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１０】
上記質疑イメージは、ウェブサーバから提供するプロトタイプ(prototype)イメージの中から選択される請求項5に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１１】
上記質疑イメージは、記録媒体に格納されているイメージの中から選択される請求項5に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１２】
上記第4ステップは、
上記質疑イメージと上記データベースに格納されているイメージとの間の非類似度を利用して、上記質疑イメージと類似したイメージを選択するステップを含んで、
上記非類似度は、
【数９】
0003635368.tif 000023
(ただし、Dは、質疑イメージとデータベースイメージとの間の非類似度であって、Wiは、定数係数、Siqは、質疑イメージのi番目のイメージ記述子であって、Sirは、データベースイメージのi番目のイメージ記述子を意味する)
で表現される請求項5に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１３】
ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおけるイメージ検索方法であって、
質疑イメージを受信する第1ステップと、
上記質疑イメージから偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づく質疑イメージ記述子を抽出する第2ステップと、
上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較する第3ステップと、
上記イメージ記述子を類似度順に整列する第4ステップと、
上記質疑イメージと類似した上記イメージを少なくともひとつ受信して出力する第5ステップと
を含み、
上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数１０】
0003635368.tif 000024
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現される内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１４】
上記ART係数は、ART基底関数を含んで、上記ART基底関数は、
【数１１】
0003635368.tif 000025
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であって、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
で表現される請求項13に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１５】
上記偏角関数は、
【数１２】
0003635368.tif 000026
で表現される請求項14に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１６】
上記放射関数は、
【数１３】
0003635368.tif 000027
で表現される請求項14に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１７】
上記質疑イメージは、ユーザから直接入力される請求項13に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１８】
上記質疑イメージは、ウェブサーバから提供するプロトタイプ(prototype)イメージの中から選択される請求項13に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項１９】
上記質疑イメージは、記録媒体に格納されているイメージの中から選択される請求項13に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２０】
上記第3ステップは、
上記質疑イメージと上記データベースに格納されているイメージとの間の非
類似度を利用して、類似度を決定するステップを含んで、
上記非類似度は、
【数１４】
0003635368.tif 000028
(ただし、Dは、質疑イメージとデータベースイメージとの間の非類似度であって、Wiは、定数係数、Siqは、質疑イメージのi番目のイメージ記述子であって、Sirは、データベースイメージのi番目のイメージ記述子を意味する)
で表現される請求項13に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２１】
ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおけるイメージ検索方法であって、
質疑イメージを受信する第1ステップと、
質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出する第2ステップと、
上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較する第3ステップと、
上記イメージ記述子を類似度順に整列する第4ステップと、
上記質疑イメージと類似した少なくとも一つの上記イメージを出力する第5ステップと
を含み、
上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数１５】
0003635368.tif 000029
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現される内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２２】
上記ART係数は、ART基底関数を含んで、上記ART基底関数は、
【数１６】
0003635368.tif 000030
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であって、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
で表現される請求項21に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２３】
上記偏角関数は、
【数１７】
0003635368.tif 000031
で表現される請求項22に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２４】
上記放射関数は、
【数１８】
0003635368.tif 000032
で表現される請求項22に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２５】
上記質疑イメージは、ユーザから直接入力される請求項21に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２６】
上記質疑イメージは、ウェブサーバから提供するプロトタイプ(prototype)イメージの中から選択される請求項21に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２７】
上記質疑イメージは、記録媒体に格納されているイメージの中から選択される請求項21に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２８】
上記第4ステップは、
上記質疑イメージと上記データベースに格納されているイメージとの間の非類似度を利用して、類似度を決定するステップを含んで、
上記非類似度は、
【数１９】
0003635368.tif 000033
(ただし、Dは、質疑イメージとデータベースイメージとの間の非類似度であって、Wiは、定数係数であって、Siqは、質疑イメージのi番目のイメージ記述子であって、Sirは、データベースイメージのi番目のイメージ記述子を意味する)
で表現される請求項21に記載の内容基盤イメージ検索方法。
【請求項２９】
内容基盤イメージ検索システムでイメージ及び上記イメージの特性を表すイメージ記述子を格納するデータベース(database)を構築するための装置において、
イメージを受信するためのイメージ入力手段と、
上記イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記イメージからイメージ記述子を抽出するためのイメージ抽出手段と、
上記イメージをイメージデータベースに格納するためのイメージ格納手段と、
上記イメージ記述子をイメージ記述子データベースに格納するためのイメージ記述子貯蔵手段と
を含み、
上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数２０】
0003635368.tif 000034
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現されるデータベース構築装置。
【請求項３０】
上記ART係数は、ART基底関数を含んで、
上記ART基底関数は、
【数２１】
0003635368.tif 000035
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であり、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
で表現される請求項29に記載のデータベース構築装置。
【請求項３１】
上記偏角関数は、
【数２２】
0003635368.tif 000036
で表現される請求項30に記載のデータベース構築装置。
【請求項３２】
上記放射関数は、
【数２３】
0003635368.tif 000037
で表現される請求項30に記載のデータベース構築装置。
【請求項３３】
ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおいて、
質疑イメージを受信するための質疑イメージ入力手段と、
上記質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出するための質疑イメージ記述子抽出手段と、
上記質疑イメージ記述子を利用して上記ウェブサーバにイメージ検索を要求するための手段と、
上記データベースから少なくとも一つの質疑イメージと類似したイメージを受信して出力するためのイメージ出力手段と
を含み、
上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数２４】
0003635368.tif 000038
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現される内容基盤イメージ検索システム。
【請求項３４】
上記ART係数は、ART基底関数を含んで、
上記ART基底関数は、
【数２５】
0003635368.tif 000039
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であって、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
で表現される請求項33に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項３５】
上記偏角関数は、
【数２６】
0003635368.tif 000040
で表現される請求項34に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項３６】
上記放射関数は、
【数２７】
0003635368.tif 000041
で表現される請求項34に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項３７】
上記質疑イメージは、ユーザから直接入力される請求項33に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項３８】
上記質疑イメージは、ウェブサーバから提供するプロトタイプ(prototype)イメージの中から選択される請求項33に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項３９】
上記質疑イメージは、記録媒体に格納されているイメージの中から選択される請求項33に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４０】
上記イメージ出力手段は、
上記質疑イメージと上記データベースに格納されているイメージとの間の非類似度を利用して、上記質疑イメージと類似したイメージを選択し、
上記非類似度は、
【数２８】
0003635368.tif 000042
(ただし、Dは、質疑イメージとデータベースイメージとの間の非類似度であって、Wiは、定数係数、Siqは、質疑イメージのi番目のイメージ記述子であって、Sirは、データベースイメージのi番目のイメージ記述子を意味する)
で表現される請求項33に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４１】
ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおいて、
質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づく質疑イメージ記述子を受信するための手段と、
上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較するための手段と、
上記イメージ記述子を類似度順に整列するための手段と、
上記質疑イメージと類似した上記イメージを受信して少なくともひとつを出力するための手段と
を含み、
上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数２９】
0003635368.tif 000043
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現される内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４２】
上記ART係数は、ART基底関数を含んで、
上記ART基底関数は、
【数３０】
0003635368.tif 000044
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であって、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
で表現される請求項41に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４３】
上記偏角関数は、
【数３１】
0003635368.tif 000045
で表現される請求項42に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４４】
上記放射関数は、
【数３２】
0003635368.tif 000046
で表現される請求項42に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４５】
上記質疑イメージは、ユーザから直接入力される請求項41に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４６】
上記質疑イメージは、ウェブサーバから提供するプロトタイプ(prototype)イメージの中から選択される請求項41に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４７】
上記質疑イメージは、記録媒体に格納されているイメージの中から選択される請求項41に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４８】
上記イメージ記述子を類似度順に整列するための手段は、
上記質疑イメージと上記データベースに格納されているイメージとの間の非類似度を利用して類似度を決定し、
上記非類似度は、
【数３３】
0003635368.tif 000047
(ただし、Dは、質疑イメージとデータベースイメージとの間の非類似度であって、Wiは、定数係数、Siqは、質疑イメージのi番目のイメージ記述子であって、Sirは、データベースイメージのi番目のイメージ記述子を意味する)
で表現される請求項41に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項４９】
ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおいて、
質疑イメージを受信するための手段と、
質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出するための手段と、
上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較するための手段と、
上記イメージ記述子を類似度順に整列するための手段と、
上記質疑イメージと類似した少なくとも一つの上記イメージを出力するための手段と
を含み、
上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数３４】
0003635368.tif 000048
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現される内容基盤イメージ検索システム。
【請求項５０】
上記ART係数は、ART基底関数を含んで、上記ART基底関数は、
【数３５】
0003635368.tif 000049
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であって、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
で表現される請求項49に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項５１】
上記偏角関数は、
【数３６】
0003635368.tif 000050
で表現される請求項50に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項５２】
上記放射関数は、
【数３７】
0003635368.tif 000051
で表現される請求項50に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項５３】
上記質疑イメージは、ユーザから直接入力される請求項49に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項５４】
上記質疑イメージは、ウェブサーバから提供するプロトタイプ(prototype)イメージの中から選択される請求項49に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項５５】
上記質疑イメージは、記録媒体に格納されているイメージの中から選択される請求項49に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項５６】
上記イメージ記述子を類似度順に整列するための手段は、
上記質疑イメージと上記データベースに格納されているイメージとの間の非類似度を利用して類似度を決定し、
上記非類似度は、
【数３８】
0003635368.tif 000052
(ただし、Dは、質疑イメージとデータベースイメージとの間の非類似度であって、Wiは、定数係数であって、Siqは、質疑イメージのi番目のイメージ記述子であって、Sirは、データベースイメージのi番目のイメージ記述子を意味する)
で表現される請求項49に記載の内容基盤イメージ検索システム。
【請求項５７】
マイクロプロセッサを備えた内容基盤イメージ検索システムにおいて、
質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づく質疑イメージ記述子を受信する第1機能と、
上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較する第2機能と、
上記イメージ記述子を類似度順に整列する第3機能と、
上記質疑イメージと類似した上記イメージを少なくともひとつ受信して出力する第4機能と
を実現させるためのプログラムを記録し、
上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数３９】
0003635368.tif 000053
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現されるコンピュータで読み出すことのできる記録媒体。
【請求項５８】
マイクロプロセッサを備えた内容基盤イメージ検索システムにおいて、
質疑イメージを受信する第1機能と、
質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分とに基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出する第2機能と、
上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較する第3機能と、
上記イメージ記述子を類似度順に整列する第4機能と、
上記質疑イメージと類似した少なくとも一つの上記イメージを出力する第5機能と
を実現させるためのプログラムを記録し、
上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、
各々の上記ART係数が、
【数４０】
0003635368.tif 000054
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現されるコンピュータで読み出すことのできる記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、内容基盤イメージ検索システムに関し、特にインターネットを含んだネットワーク環境で停止画像及び動画像に含まれている客体形状の類似度をART(Angular Radial Transform)係数を用いて自動的に判断することによって、ユーザが質疑したイメージと位置、大きさ及び回転角度に関係なく類似した形状を有するイメージを検索することのできる内容基盤イメージ検索システム及びその方法と、これを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み出すことのできる記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近インターネットの発達とディジタル(digital)イメージ(image)及びマルチメディアデータ(multimedia data)の使用が急増するにつれて、従来のテキストを利用したイメージ検索は信頼性のある検索結果を保障できなくなった。
【０００３】
これによって、最近、イメージの直接入力を介してイメージを検索する方法が脚光を浴びている。
【０００４】
イメージを用いたイメージ検索とは、イメージから該当イメージの特徴を記述するイメージ記述子(image descriptor)を抽出した後、ユーザが入力した質疑イメージとデータベースに格納されているイメージのイメージ記述子の類似度とを比較することによって、類似したイメージを検索する方法をいう。ここで、イメージ記述子は、イメージの色相を記述する色相記述子(color descriptor)、質感を記述する質感記述子(texture descriptor)及び形状を記述する形状記述子(shape descriptor)等種々のものがあるが、イメージを用いたイメージ検索システムの効率は、イメージ記述子がイメージの特徴をどれほど效率的に表すかによって左右される。
【０００５】
従来の形状記述子では、回転不変モーメント記述子(invariant moment descriptor)が主に用いられており、回転不変モーメント記述子は、イメージの大きさの変換、移動及び回転に対して不変の値を有する特性を有している。
【０００６】
入力されたイメージからモーメント記述子を獲得するためには、まず、イメージの空間的な特徴を利用して背景と客体とを分離するためのエッジ(edge)検出と2進化過程とを行い、上記分離された背景から客体の外郭境界線を検出し、分離された客体から客体の形態ベクトル(vector)を獲得する。
【０００７】
次に、入力されたイメージとデータベースに格納されたイメージとの間の類似性測定のために、以下の「数式1」のようなユークリッド(Euclidean)距離測定方法が用いられる。
【０００８】
【数４１】
0003635368.tif 000002
【０００９】
ここで、qは、入力イメージあって、tは、データベースに格納されたイメージであって、Hqは、入力イメージqのモーメント値であって、Htは、データベースイメージtのモーメント値を意味し、Mは、0〜6のいずれか一つの値を有する。
【００１０】
しかしながら、上記したような、従来のモーメント記述子を利用した内容基盤イメージ検索システムは、基底関数に用いられる多項関数が互いに直交しないので、抽出されたモーメント値間に情報の重複性が存在してイメージを表現する記述子としての効率が落ち、ユーザの認知的特性をまともに反映できなくて、ユーザが感じる類似した形状のイメージを正しく検索できない問題がある。
【００１１】
このような問題点を解決するため、ツェルニケ・モーメント(Zernike moment)を利用した検索方法が用いられている。ツェルニケ・モーメントは、直交性を有しているので、情報の重複性問題は解決されたが、イメージの円柱方向特性はよく示さない短所がある。したがって、ユーザの認知的特性をまともに反映できなくてユーザが感じる類似した形状のイメージを正しく検索できない問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、上記のような問題点を解決するために案出された本発明は、所望のイメージを迅速かつ正確に検索することのできる内容基盤イメージ検索システム及びその方法を提供することにその目的がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、内容基盤イメージ検索システムでイメージ及び上記イメージの特性を表すイメージ記述子を格納するデータベース(database)の製造方法において、イメージを受信する第1ステップと、上記イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記イメージからイメージ記述子を抽出する第2ステップと、上記イメージをイメージデータベースに格納する第3ステップと、上記イメージ記述子をイメージ記述子データベースに格納する第4ステップとを含み、上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、
【数４２】
0003635368.tif 000003
（ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm（ρ，θ）は、ART基底関数であって、f（ρ，θ）は、極座標系（ρ，θ）で表現されたイメージであって、上付き文字「＊」は共役複素数を意味する）
で表現されることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子を格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索方法であって、質疑イメージを受信する第1ステップと、上記質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出するための第2ステップと、上記質疑イメージ記述子を利用して上記ウェブサーバにイメージ検索を要求する第3ステップと、上記データベースから少なくとも一つの質疑イメージと類似したイメージを受信して出力する第4ステップとを含み、上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索方法であって、質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づく質疑イメージ記述子を受信する第1ステップと、上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較する第2ステップと、上記イメージ記述子を類似度順に整列する第3ステップと、上記質疑イメージと類似した上記イメージを少なくともひとつ受信して出力する第4ステップとを含み、上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索方法であって、質疑イメージを受信する第1ステップと、質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出する第2ステップと、上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較する第3ステップと、上記イメージ記述子を類似度順に整列する第4ステップと、上記質疑イメージと類似した少なくとも一つの上記イメージを出力する第5ステップとを含み、上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明は、内容基盤イメージ検索システムでイメージ及び上記イメージの特性を表すイメージ記述子を格納するデータベース(database)を構築するための装置において、イメージを受信するためのイメージ入力手段と、上記イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記イメージからイメージ記述子を抽出するためのイメージ抽出手段と、上記イメージをイメージデータベースに格納するためのイメージ格納手段と、上記イメージ記述子をイメージ記述子データベースに格納するためのイメージ記述子貯蔵手段とを含み、上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明は、ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおいて、質疑イメージを受信するための質疑イメージ入力手段と、上記質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出するための質疑イメージ記述子抽出手段と、上記質疑イメージ記述子を利用して上記ウェブサーバにイメージ検索を要求するための手段と、上記データベースから少なくとも一つの質疑イメージと類似したイメージを受信して出力するためのイメージ出力手段とを含み、上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明は、ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおいて、質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づく質疑イメージ記述子を受信するための手段と、上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較するための手段と、上記イメージ記述子を類似度順に整列するための手段と、上記質疑イメージと類似した上記イメージを受信して少なくともひとつを出力するための手段とを含み、上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明は、ウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びイメージとイメージ記述子とを格納しているデータベース(database)を含む内容基盤イメージ検索システムにおいて、質疑イメージを受信するための手段と、質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出するための手段と、上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較するための手段と、上記イメージ記述子を類似度順に整列するための手段と、上記質疑イメージと類似した少なくとも一つの上記イメージを出力するための手段とを含み、上記質疑イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明は、マイクロプロセッサを備えた内容基盤イメージ検索システムにおいて、質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分に基づく質疑イメージ記述子を受信する第1機能と、上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較する第2機能と、上記イメージ記述子を類似度順に整列する第3機能と、上記質疑イメージと類似した上記イメージを少なくともひとつ受信して出力する第4機能とを実現させるためのプログラムであって、上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されるプログラムを記録したコンピュータで読み出すことのできる記録媒体を提供する。
【００２３】
また、本発明は、マイクロプロセッサを備えた内容基盤イメージ検索システムにおいて、質疑イメージを受信する第1機能と、質疑イメージの偏角(angular)成分及び放射(radial)成分とに基づいて上記質疑イメージから質疑イメージ記述子を抽出する第2機能と、上記質疑イメージ記述子をデータベースに格納されている多数のイメージ記述子と比較する第3機能と、上記イメージ記述子を類似度順に整列する第4機能と、上記質疑イメージと類似した少なくとも一つの上記イメージを出力する第5機能とを実現させるためのプログラムであって、上記イメージ記述子が、所定個数のART(angular radial transform)係数を含み、各々の上記ART係数が、上記した「数式２」で表現されるプログラムを記録したコンピュータで読み出すことのできる記録媒体を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照し本発明にかかる好ましい一実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
図1は、本発明にかかる内容基盤イメージ検索システムの概略的な構成を示したブロック図である。
【００２６】
図1に示したように、内容基盤検索システムは、遠隔ユーザウェブブラウザ(web browser)、ウェブサーバ(web server)及びデータベースサーバ(database server)を含む。
【００２７】
データベースサーバは、イメージ及びイメージ記述子データベースを構築するためのイメージを入力されるイメージ入力部100、上記イメージ入力部100に入力されたイメージのARTイメージ記述子を抽出するイメージ記述子抽出部101、上記イメージ入力部100から入力されたイメージを格納するイメージデータベース102及び上記イメージ記述子抽出部101から抽出されたイメージ記述子を格納するイメージ記述子データベース103を含む。遠隔ユーザウェブブラウザは、ユーザが検索するイメージを入力する質疑イメージ入力部104及び検索されたイメージを出力するイメージ出力部107を含む。ウェブサーバは、上記遠隔ユーザウェブブラウザから入力された質疑イメージからイメージ記述子を抽出する質疑イメージ記述子抽出部105及び上記質疑イメージ記述子抽出部105から質疑イメージに対するイメージ記述子を受信して上記イメージ記述子データベース103に記録されたデータベースイメージのイメージ記述子と類似度を判別するイメージ記述子類似度比較部106を含む。
【００２８】
上記イメージ出力部107は、上記イメージ記述子類似度比較部106で検索された検索結果に応じて質疑イメージと類似したイメージを上記データベースサーバのイメージデータベース102から受信してユーザが確認できるように出力する。
【００２９】
本発明では、内容基盤イメージ検索のためのイメージ記述子として、形状記述子(shape descriptor)を使用し、その中でもARTイメージ記述子、すなわち、所定個数のART(Angular Radial Transform)係数の絶対値を用いる。
【００３０】
ART(Angular Radial Transform)は、イメージ検索において必須的な要素である回転不変性を有する。ここで、回転不変性とは、イメージが回転されてもARTにより抽出されたイメージ記述子が変わらないことを意味する。ARTイメージ記述子は、所定個数のART係数の絶対値を組合せて得られる。ART係数の個数は、システムに応じて変更し得る。
【００３１】
第一に、ARTイメージ記述子を得るためのART係数の定義式は、次の「数式2」で表現される。
【００３２】
【数４３】
0003635368.tif 000004
【００３３】
(ただし、n及びmは、ART基底関数の次数を決定する整数であって、Fnmは、ART係数であって、Vnm(ρ、θ)は、ART基底関数であって、f(ρ、θ)は、極座標系(ρ、θ)で表現されたイメージ、上付き文字「＊」は、共役複素数を意味する)
【００３４】
上記ART定義式(「数式2」参照)のART基底関数Vnm(ρ、θ)は、以下の「数式3」に定義される。
【００３５】
【数４４】
0003635368.tif 000005
【００３６】
(ただし、Am(θ)は、ART基底関数を構成する偏角関数(Angular function)であって、Rn(ρ)は、ART基底関数を構成する放射関数(Radial Function)である)
【００３７】
そして、上記「数式3」の偏角関数Am(θ)は、また以下の「数式4」に定義される。
【００３８】
【数４５】
0003635368.tif 000006
【００３９】
上記ART定義式(「数式2」参照)は、回転不変性を得るために、(x、y)直角座標系を使用しなく、(ρ、θ)極座標系を使用する。極座標系は、原点から離隔された距離ρと、x軸となす角度θで座標を表現する方法である。
【００４０】
上記「数式3」のRn(ρ)は、種々のタイプを有し得るし、そのタイプに応じて、例えば、次の「数式5」のようなART-Cに表示できる。また、添付した図4は、ART-CタイプのART基底関数集合の例示図である。
【００４１】
【数４６】
0003635368.tif 000007
【００４２】
上記「数式2」から得られるART係数Fnmは、一連の複素数値であって、本発明では、以下の「数式6」のように、上記Fnmの値に絶対値を取ったベクトルを形状記述子(Shape Descriptor:以下簡単に「SD」という)と定義する。
【００４３】
【数４７】
0003635368.tif 000008
(ただし、n=0、1、2、、、、kであって、m=0、1、2、、、、ｌである)
【００４４】
イメージから抽出されたART係数は、元のイメージにART基底関数の成分がどれほど含まれているのかを表すものであるので、ART係数とART基底関数との積を組合せれば、元のイメージを復元することができる。理論的には、数多いART係数と基底関数との積を組合せば、元のイメージと完全に同一のイメージを獲得することができるが、実際には、20個ないし30個の情報のみを組合せても元のイメージと誤差のほとんどないイメージを獲得することができる(図5参照)。すなわち、イメージが20個ないし30個の数字で表現可能であるということであり、これは、ART係数がイメージに対する効率的な記述子となり得ることを意味するものである。
【００４５】
一方、上記ARTは、以下の「数式7」が意味することのような直交性(Orthogornality)を有する。
【００４６】
【数４８】
0003635368.tif 000009
(ただし、δは、Kroneker delta関数であって、n=n'、m=m'であれば0であって、その他の場合には1の値を有する。)
【００４７】
そして、上記ART係数の絶対値は、以下の「数式8」が意味することのような回転不変性(Rotation Invariance)を有する。
【００４８】
【数４９】
0003635368.tif 000010
【００４９】
原本イメージf(ρ、θ)と角度αほど回転されたイメージfα(ρ、θ)が上記「数式8」のような関係がある時、イメージfα(ρ、θ)から抽出されたART係数は、以下の「数式9」のように与えられ、原本イメージf(ρ、θ)と角度αほど回転されたイメージfα(ρ、θ)から抽出されたART係数間の関係は、以下の「数式10」と同様である。
【００５０】
【数５０】
0003635368.tif 000011
(ただし、Fαnmは、f(ρ、θ)が角度αほど回転されたイメージfα(ρ、θ)から抽出されたART係数である)
【００５１】
【数５１】
0003635368.tif 000012
（ただし、FnmとFαnmは、各々f(ρ、θ)とfα(ρ、θ)から抽出されたART係数である）
【００５２】
ところが、回転されたイメージのFαnm値の絶対値を取れば、以下の「数式11」のように、原本イメージのFnm値と同一となるので、結局、ARTの大きさは回転不変の特性を有することが分かる。
【００５３】
【数５２】
0003635368.tif 000013
【００５４】
以下の「数式12」は、質疑イメージとデータベースイメージとの間の非類似(Dissimilarity)程度を表す数式である。すなわち、似通った形状のイメージから抽出された記述子は、類似した値を有し、異なる形状のイメージから抽出された記述子は、完全に異なる値を有するために、以下の「数式12」のように、二つのイメージから抽出された記述子の差を比較すれば、二つのイメージがどれほど似通った形状を有しているのかが判断できることとなる。
【００５５】
【数５３】
0003635368.tif 000014
(ただし、Dは、質疑イメージとデータベースイメージとの間の非類似度であって、Wiは、定数係数、Siqは、質疑イメージのi番目のイメージ記述子であって、Sirは、データベースイメージのi番目のイメージ記述子を意味する)
【００５６】
次は、ARTイメージ記述子を利用した内容基盤イメージ検索方法について詳細に説明する。
【００５７】
添附した図2は、本発明にかかる内容基盤イメージ検索方法の一実施形態における処理フローチャートを示している。
【００５８】
まず、イメージ検索のためのイメージデータベースを構築する過程で、データベースサーバ用イメージ入力部100及びイメージ記述子抽出部101を利用してイメージ記述子データベース103及びイメージデータベース102を構築し(S200)、ユーザは、遠隔ユーザウェブブラウザで検索しようとするイメージを質疑イメージ入力部104に入力する(S202)。この場合、質疑イメージ入力部104は、マウスまたはデジタイザ(digitizer)を用いてユーザが直接検索するイメージを作成する機能、ウェブサーバから提供するプロトタイプイメージ(prototype image)の中からイメージを選択する機能、及びユーザのハードディスク(hard disk)に格納されているイメージを読み出すことのできる機能、ユーザが既存のイメージを判読して変更できる機能などを有する。
【００５９】
上記ユーザが質疑イメージを入力すれば、質疑イメージ記述子抽出部105は、入力された質疑イメージのイメージ記述子を抽出し(S204)、そのイメージ記述子をイメージ記述子類似度比較部106に伝達する。
【００６０】
上記質疑イメージ記述子抽出部104から質疑イメージのイメージ記述子を受信した上記イメージ記述子類似度比較部106は、上記イメージ記述子データベース103に格納されているイメージ記述子と類似度を比較して、質疑イメージと類似したイメージを判別し(S206)、上記判別されたイメージ記述子に該当するイメージをイメージデータベース102から獲得して類似度順に整列した後、イメージ出力部107に伝送すれば(S208)、上記イメージ出力部107は、ユーザが検索したイメージを確認できるようにウェブブラウザにディスプレーする(S210)。ここで、検索したイメージは、ウェブサーバから提供するプロトタイプイメージに再び用いられ、ユーザは、ウェブサーバが遠隔ユーザウェブブラウザに提供するプロトタイプイメージを変形して再び検索することができる。また、上記イメージ出力部107は、ユーザの初期接続の際、代表イメージをプロトタイプイメージでユーザに提供し、ユーザがこの中でいずれか一つを選択すれば、選択されたプロトタイプイメージを上記イメージ質疑部104に伝送する。
【００６１】
添附した図3は、上記図2でデータベースサーバ用イメージ入力部100及びイメージ記述子抽出部101を用いてイメージ記述子データベース103及びイメージデータベース102を構築する過程(S200)の詳細フローチャートとして、上記イメージ入力部100を用いてデータベースに格納するイメージを入力し(S300)、上記イメージ記述子抽出部101は、入力されたイメージからイメージ記述子を抽出して(S302)、イメージ記述子データベース103に記録する(S304)。
【００６２】
また、上記イメージ入力部100を用いてイメージはイメージデータベース102に記録される(S306)。
【００６３】
図4は、本発明にかかるイメージ関数集合の例示図として、上記「数式5」に記述されたART-CタイプのART基底関数集合の例示図である。図面で、nは原点からの距離を示し、mは、x軸からの角度を示す。
【００６４】
図5は、本発明にかかるイメージ関数個数に応じた内容基盤イメージ検索結果の例示図として、ART定義式の組合を利用して質疑イメージと類似のイメージとを合成する例を示したものであって、図面で、数字で表記された部分は、組合わせたART定義式の個数を示すものである。
【００６５】
図面に示したように、組合わせたART定義式の個数が多くなるにつれて質疑イメージと類似したイメージとが合成されることが分かる。
【００６６】
本発明の技術思想は、上記好ましい実施形態によって具体的に記述されたが、上記した実施形態はその説明のためのものであって、その制限のためのものでないことに留意されるべきである。また、本発明の技術分野の通常の専門家であるならば、本発明の技術思想の範囲内で種々の実施形態が可能であることを理解されるべきである。
【００６７】
【発明の効果】
上記のような本発明は、内容基盤イメージ検索のためのイメージ記述子として直交基底関数を用いて情報の重複性がなく、回転不変の特性を有し、人間の視覚的特性をよく反映する効率的なイメージ記述子であるART(Angular Radial Transform)記述子を用いるので、イメージをデータベース上からユーザが入力した質疑イメージと類似した形状のイメージを迅速かつ正確に検索できる効果がある。ユーザが入力した質疑イメージまたは検索された結果イメージをプロトタイプ(prototype)イメージに再び用いることによって、さらに精密なイメージ検索を行うことのできる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる内容基盤イメージ検索システムの概略的な構成を示したブロック図である。
【図２】  本発明にかかる内容基盤イメージ検索方法を実行するための一実施形態を示す処理フローチャートである。
【図３】  上記図2におけるイメージデータベース構築過程の一実施形態の詳細を示す処理フローチャートである。
【図４】  本発明にかかるART基底関数集合の例を示す図である。
【図５】  本発明にかかるイメージデータベースのイメージ分類の例を示す図である。
【符号の説明】
１００    イメージ入力部
１０１    イメージ記述子抽出部
１０２    イメージデータベース
１０３    イメージ記述子データベース
１０４    質疑イメージ入力部
１０５    質疑イメージ記述子抽出部
１０６    イメージ記述子類似度比較部
１０７    イメージ出力部
【図１】
0003635368.tif 000055
【図２】
0003635368.tif 000056
【図３】
0003635368.tif 000057
【図４】
0003635368.tif 000058
【図５】
0003635368.tif 000059