(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像中に円形パターンが存在するか否かを判定する円形パターン判定方法であって、前記入力画像を圧縮した画像を生成し、該圧縮画像に対して所定サイズのマスクを走査させ、該マスク内の画像について、複数の所定位置においてそれぞれ異なるエッジ検出パターンを用いて、前記複数の所定位置から前記マスクの中心に向かってエッジの存在を調べ、前記複数の位置からエッジが検出されたとき、前記マスク内の画像中に前記円形パターンが存在していると判定することを特徴とする円形パターン判定方法。
【請求項２】
前記マスクのサイズは、前記円形パターンの直径と前記圧縮画像の圧縮率を基に設定することを特徴とする請求項１記載の円形パターン判定方法。
【請求項３】
前記エッジの検出は、前記各位置における白画素から黒画素への変化が所定の変化パターンであるか否かを調べることにより行うことを特徴とする請求項１記載の円形パターン判定方法。
【請求項４】
前記入力画像がカラー画像であるとき、該カラー画像を２値化した後に、前記圧縮画像を生成することを特徴とする請求項１記載の円形パターン判定方法。
【請求項５】
前記マスク内の画像に円形パターンが存在していると判定されたとき、圧縮前の画像を参照し、前記複数の位置に相当する圧縮前の画像上の位置から中心に向かって、垂直、水平方向に最初の黒画素を探索し、該探索された黒画素位置を基に前記円形パターンの座標を決めることを特徴とする請求項１記載の円形パターン判定方法。
【請求項６】
入力画像中に円形パターンが存在するか否かを判定するために、前記入力画像を圧縮した画像を生成する手段と、該圧縮画像に対して所定サイズのマスクを走査させる手段と、該マスク内の画像について、複数の所定位置においてそれぞれ異なるエッジ検出パターンを用いて、前記複数の所定位置から前記マスクの中心に向かってエッジの存在を調べる手段と、前記複数の位置からエッジが検出されたとき、前記マスク内の画像中に前記円形パターンが存在していると判定する手段を備えたことを特徴とする円形パターン判定装置。
【請求項７】
入力画像中に円形パターンが存在するか否かを判定するために、前記入力画像を圧縮した画像を生成する機能と、該圧縮画像に対して所定サイズのマスクを走査させる機能と、該マスク内の画像について、複数の所定位置においてそれぞれ異なるエッジ検出パターンを用いて、前記複数の所定位置から前記マスクの中心に向かってエッジの存在を調べる機能と、前記複数の位置からエッジが検出されたとき、前記マスク内の画像中に前記円形パターンが存在していると判定する機能をコンピュータに実現させるための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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像中に円形パターンが存在するか否かを精度よく判定する円形パターン判定方法、装置および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、画像中に存在する特定形状のパターンを認識するための種々の手法が提案され、また実用化されている。一般に画像処理は、大量の画像データをリアルタイムに処理することが要求されていることから、ハードウェア構成が複雑にならざるを得ない。
【０００３】
また、処理対象画像が回転していたり、拡大／縮小、移動などしている場合には、処理が一層複雑となり、精度よく特定形状のパターンを検出、判定することが難しくなる。
【０００４】
そこで、本出願人は先に、画像中の任意の位置にある、任意の角度の、任意の変倍率の特定マークを高精度に検出する方法を提案した（特願平７−３０１２５０号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した方法は、画像中の任意の位置に存在する可能性のある円形パターンを考慮したものではない。そして、構成が簡単で処理データ量が少なく、従って計算量が少なく、かつ精度よく、上記円形パターンを検出、判定できる手法が求められていた。
【０００６】
本発明は上記した事情を背景になされたもので、
本発明の目的は、画像中に円形パターンが存在するか否かを高精度に判定することができる円形パターン検出方法、装置および記録媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、入力画像中に円形パターンが存在するか否かを判定する円形パターン判定方法であって、前記入力画像を圧縮した画像を生成し、該圧縮画像に対して所定サイズのマスクを走査させ、該マスク内の画像について、複数の所定位置においてそれぞれ異なるエッジ検出パターンを用いて、前記複数の所定位置から前記マスクの中心に向かってエッジの存在を調べ、前記複数の位置からエッジが検出されたとき、前記マスク内の画像中に前記円形パターンが存在していると判定することを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記マスクのサイズは、前記円形パターンの直径と前記圧縮画像の圧縮率を基に設定することを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の発明では、前記エッジの検出は、前記各位置における白画素から黒画素への変化が所定の変化パターンであるか否かを調べることにより行うことを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の発明では、前記入力画像がカラー画像であるとき、該カラー画像を２値化した後に、前記圧縮画像を生成することを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の発明では、前記マスク内の画像に円形パターンが存在していると判定されたとき、圧縮前の画像を参照し、前記複数の位置に相当する圧縮前の画像上の位置から中心に向かって、垂直、水平方向に最初の黒画素を探索し、該探索された黒画素位置を基に前記円形パターンの座標を決めることを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の発明では、入力画像中に円形パターンが存在するか否かを判定するために、前記入力画像を圧縮した画像を生成する手段と、該圧縮画像に対して所定サイズのマスクを走査させる手段と、該マスク内の画像について、複数の所定位置においてそれぞれ異なるエッジ検出パターンを用いて、前記複数の所定位置から前記マスクの中心に向かってエッジの存在を調べる手段と、前記複数の位置からエッジが検出されたとき、前記マスク内の画像中に前記円形パターンが存在していると判定する手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項７記載の発明では、入力画像中に円形パターンが存在するか否かを判定するために、前記入力画像を圧縮した画像を生成する機能と、該圧縮画像に対して所定サイズのマスクを走査させる機能と、該マスク内の画像について、複数の所定位置においてそれぞれ異なるエッジ検出パターンを用いて、前記複数の所定位置から前記マスクの中心に向かってエッジの存在を調べる機能と、前記複数の位置からエッジが検出されたとき、前記マスク内の画像中に前記円形パターンが存在していると判定する機能をコンピュータに実現させるための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ることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明する。
〈実施例１〉
図１は、本発明の実施例１の構成を示す。図において、１は認識対象画像を入力する画像入力部、２は入力画像を２値化、変倍した認識処理画像を作成する認識処理画像作成部、３は２値圧縮画像メモリ、４はメモリ３の画像をさらに圧縮する圧縮画像作成部、５は圧縮画像メモリ、６はマスク内の圧縮画像からエッジを検出するエッジ検出部、７はエッジ検出を基に円形パターンの存否を判定する円形パターン判定部、８はメモリ３を参照して円形パターンの座標を算出する座標算出部、９は判定結果などを出力する画像出力部である。
【００１５】
図２は、本発明の実施例１の処理フローチャートである。まず、スキャナなどの画像入力部１によって処理対象となるカラー画像を入力する（ステップ１０１）。認識処理画像作成部２は、入力されたカラー画像を２値化し（例えば、カラー画像信号の明度を求め、その明度と所定の閾値とを比較することにより２値化する）、原画像の例えば１／４（２００×２００ｄｐｉ）に圧縮、変倍処理を行い、以降の認識処理で使用される画像を作成して、２値圧縮画像メモリ３に格納する（ステップ１０２）。
【００１６】
圧縮画像作成部４は、２値圧縮画像メモリ３内の２値圧縮画像をさらに圧縮した画像を作成し、圧縮画像メモリ５に格納する（ステップ１０３）。ここでは４×４画素中に１画素でも黒画素があれば対応する画素を黒画素とするＯＲ圧縮を行う。この圧縮により画像データ量は１／１６（５０×５０ｄｐｉ）になり、処理対象の画像データ量が大幅に削減される。この結果、メモリ資源が節約され、処理の高速化が可能となる。
【００１７】
次いで、エッジ検出部６は、ステップ１０３で作成された圧縮画像上を、所定サイズのマスクを走査させ、該マスク内の所定位置からマスクの中心に向かってエッジを検出する（ステップ１０４）。
【００１８】
マスクサイズは以下の式により算出する。
マスクサイズ＝（円形パターンの直径／圧縮率）＋枠幅＋余裕
検出対象となる円形パターンの直径が、例えば１５ｍｍであるとすると、１ｍｍ当たりの画素数を１６とすると２４０画素となる。そして、原画像に対する圧縮率は８（１／６４）、周囲に白画素が入る枠幅を１画素（両側で２画素）、１画素の余裕をとるとすると、マスクサイズは３３画素となる。
【００１９】
エッジの検出位置は、円形パターンを想定して決める。ここでは１６個の位置を設定する。図３は、３３×３３サイズのマスクと、１６個のエッジ検出位置を示す。１６個の位置をマスクの中心からの方角で表わすこととし、それぞれのマスク内の相対座標は図４、５のＸ座標、Ｙ座標の計算式により算出する。図４、５では、３３×３３サイズのマスクと、３５×３５サイズのマスクの２例について、１６個のＸ座標、Ｙ座標を示す。
【００２０】
エッジ検出は、各検出位置の注目画素から３画素の幅で検出を行い、白画素から黒画素に変化する境界が２箇所以上あった場合に、その位置にエッジがあるものと判定する。図６は、南（下）方向にエッジを検出するパターン例を示す。図の矢印は白から黒に変化するエッジを表わす。各検出位置のエッジ検出パターンは、図４、５に示すように異なる。
【００２１】
マスクサイズは若干大きめに設定されているので、エッジ検出は注目画素をマスクの内側に数画素シフトすることによって行う。各検出位置によってシフト数は異なるが、そのシフト中に上記したエッジ検出の条件（３画素の幅中に、２画素以上でエッジが検出される）が満たされれば、その検出位置でエッジが検出されたものとする。例えば、図３のエッジ検出位置（東）では、西方向に３画素シフトし、北では南方向に１画素シフトすることによってエッジを検出する。
【００２２】
そして、円形パターン判定部７は、１６個のエッジ検出位置でエッジが検出されたときに、画像中に円形パターンがあるものと判定する（ステップ１０５、１０６）。全てのエッジ検出位置からエッジが検出されないときには、圧縮画像の全ての画素を処理したかを調べ（ステップ１０９）、処理が終了していないときは、マスクの位置を１画素ずらして（ステップ１１０）、ステップ１０４に進み、そのマスク内で前述したと同様にしてエッジを検出する。マスクを移動させ、全ての画素を処理しても、１６個のエッジ検出位置でエッジが検出されないときは、円形パターン判定部７は円形パターンなしと判定する（ステップ１１１）。
【００２３】
次いで、座標算出部８は、認識処理画像（２値圧縮画像メモリ３）上における円形パターンの座標を得るために、圧縮画像５で算出された座標の補正を行なう（ステップ１０７）。これは、マスクサイズが若干大きめに設定されていること、圧縮画像５がＯＲ圧縮されていることなどにより、単純に圧縮率を掛けた座標では誤差が出るからである。
【００２４】
補正方法は、認識処理画像（２値圧縮画像メモリ３）を参照し、圧縮画像５の東西南北の４つの位置でエッジ検出を行なった画素に相当する画素について、外側から内側に黒画素を検出し、初めて黒画素が検出された座標を、認識処理画像上での外接矩形の座標とする。つまり、円形パターンの外接矩形の始点Ｙ座標（北位置）、終点Ｙ座標（南位置）、始点Ｘ座標（西位置）、終点Ｘ座標（東位置）を求める。
【００２５】
具体的な例として、南の位置からの外接矩形の終点Ｙ座標を求める方法を説明する。南の位置では、図５に示すように、３画素幅で内側に３画素シフトしてエッジを検出している。ここでエッジが検出されるということは、図７の斜線部の９画素に、必ず黒画素があることを意味する。
【００２６】
認識処理画像においては、この９画素に相当する画素は、圧縮率が１／１６であるから１４４画素となる。図８に示すように、この１４４画素について、外側（９画素で構成されるエッジ検出位置）から内側に１ライン（１２画素）ずつ黒画素を検出し、初めて１画素でも黒画素が検出されたラインの座標を外接矩形の終点Ｙ座標とする。
【００２７】
上記したと同様の処理を西（東方向に最初の黒画素を探索）、北（南方向に最初の黒画素を探索）、東（西方向に最初の黒画素を探索）についても行ない、それぞれの位置から外接矩形の始点Ｘ座標、始点Ｙ座標、終点Ｘ座標を算出する。ただし、西、北に関しては、シフト量が１のため、認識処理画像上での黒画素検出の画素数は４行（列）、計４８画素となる。
【００２８】
上記したようにして円形パターンの外接矩形の始点Ｘ，Ｙ座標、終点Ｘ，Ｙ座標が求められる。そして、４点の座標位置から円形パターンの中心位置を求め、これらを画像出力部９に出力して処理が終了する（ステップ１０８）。
【００２９】
〈実施例２〉
本発明は上記した実施例に限定されず、ソフトウェアによっても実現することができる。本発明をソフトウェアによって実現する場合には、図９に示すように、ＣＰＵ、メモリ、表示装置、ハードディスク、キーボード、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、スキャナなどからなるコンピュータシステムを用意し、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体には、本発明の円形パターンの判定機能を実現するプログラムが記録されている。また、スキャナなどの画像入力手段から入力された画像は一時的にハードディスクなどに格納される。そして、該プログラムが起動されると、一時保存された画像データが読み込まれて、円形パターンの判定処理を実行し、その判定結果をディスプレイなどに出力する。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、円形パターンの大きさを考慮したマスク内の圧縮画像について、複数の位置からエッジを検出することにより円形パターンの存否を判定しているので、少ない計算量で、しかも高精度に画像中の円形パターンを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１の構成を示す。
【図２】  本発明の実施例１の処理フローチャートを示す。
【図３】  ３３×３３サイズのマスクと、１６個のエッジ検出位置を示す。
【図４】  ３３×３３サイズのマスクと、３５×３５サイズのマスクの２例について、８個のエッジ検出位置のＸ座標、Ｙ座標を示す。
【図５】  ３３×３３サイズのマスクと、３５×３５サイズのマスクの２例について、残りの８個のエッジ検出位置のＸ座標、Ｙ座標を示す。
【図６】  エッジ検出のパターン例を示す。
【図７】  圧縮画像上でのエッジ検出画素を示す。
【図８】  認識処理画像上で最初の黒画素の検出を説明する図である。
【図９】  本発明の実施例２の構成を示す。
【符号の説明】
１  画像入力部
２  認識処理画像作成部
３  ２値圧縮画像メモリ
４  圧縮画像作成部
５  圧縮画像メモリ
６  エッジ検出部
７  円形パターン判定部
８  座標算出部
９  画像出力部
【図１】
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【図２】
0003698867.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003698867.tif 000007
【図７】
0003698867.tif 000008
【図８】
0003698867.tif 000009
【図９】
0003698867.tif 000010