(57)【要約】【課題】認識対象物が探索領域から一部はみ出している場合に位置の認識誤差が発生するという課題があった。【解決手段】第１の相関値マップ作成手段１１２は、テンプレート選択画像１４１に対して、テンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、各位置での相関値の分布である第１の相関値マップ１４４を作成する。第２の相関値マップ作成手段１１３は、入力画像１４２に探索領域を設定してテンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、各位置での相関値の分布である第２の相関値マップ１４５を作成する。相関値最大位置推定手段１１４は、第２の相関値マップ１４５における相関値の分布状態に最も良く適合するように第１の相関値マップ１４４の相関値の分布状態を重ね合わせたときの第１の相関値マップ１４４における相関値最大箇所に対応する入力画像１４２上の位置を推定認識位置１４６として求める。【選択図】図１
2011070264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テンプレート選択画像からテンプレート画像を作成するテンプレート画像作成手段と、
前記テンプレート選択画像に対して、前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、前記テンプレート選択画像の各位置での相関値の分布である第１の相関値マップを作成する第１の相関値マップ作成手段と、
入力画像に設定された探索領域に対して、前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、前記入力画像の各位置での相関値の分布である第２の相関値マップを作成する第２の相関値マップ作成手段と、
前記第２の相関値マップにおける相関値の分布状態に最も良く適合するように前記第１の相関値マップの相関値の分布状態を重ね合わせたときの前記第１の相関値マップにおける相関値最大箇所に対応する前記入力画像上の位置を推定認識位置として求める相関値最大位置推定手段とを備えることを特徴とするパターン認識装置。
【請求項２】
前記相関値最大位置推定手段は、前記第２の相関値マップ上の相関値が最大値となる位置が探索領域の周辺付近でない場合、前記第１の相関値マップと前記第２の相関値マップとのフィティング処理を行わずに、前記第２の相関値マップ上の相関値が最大値となる位置を前記推定認識結果として求める、
ことを特徴とする請求項１に記載のパターン認識装置。
【請求項３】
前記第１の相関値マップと前記第２の相関値マップとのフィティング処理で求められた前記推定認識位置と前記テンプレート画像のサイズとに応じた再探索領域を前記入力画像に設定して前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、相関値最大箇所に対応する前記入力画像上の位置で前記推定認識位置を置き換える再マッチング処理手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のパターン認識装置。
【請求項４】
前記相関値最大位置推定手段は、前記推定認識位置と前記テンプレート画像のサイズとに応じた再探索領域が前記入力画像からはみ出す場合、前記推定認識位置の置き換え処理を行わない、
ことを特徴とする請求項３に記載のパターン認識装置。
【請求項５】
前記推定認識位置をパターン認識結果として出力する位置出力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のパターン認識装置。
【請求項６】
テンプレート画像作成手段が、テンプレート選択画像からテンプレート画像を作成し、
第１の相関値マップ作成手段が、前記テンプレート選択画像に対して前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、前記テンプレート選択画像の各位置での相関値の分布である第１の相関値マップを作成し、
第２の相関値マップ作成手段が、入力画像に設定された探索領域に対して、前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、前記入力画像の各位置での相関値の分布である第２の相関値マップを作成し、
相関値最大位置推定手段が、前記第２の相関値マップにおける相関値の分布状態に最も良く適合するように前記第１の相関値マップの相関値の分布状態を重ね合わせたときの前記第１の相関値マップにおける相関値最大箇所に対応する前記入力画像上の位置を推定認識位置として求める、
ことを特徴とするパターン認識方法。
【請求項７】
再マッチング手段が、前記相関値最大位置推定手段で求められた前記推定認識位置と前記テンプレート画像のサイズとに応じた再探索領域を前記入力画像に設定して前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、相関値最大箇所に対応する前記入力画像上の位置で前記推定認識位置を置き換える、
ことを特徴とする請求項６に記載いのパターン認識方法。
【請求項８】
位置出力手段が、前記推定認識位置をパターン認識結果として出力する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載のパターン認識方法。
【請求項９】
コンピュータを、
テンプレート選択画像からテンプレート画像を作成するテンプレート画像作成手段と、
前記テンプレート選択画像に対して前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、前記テンプレート選択画像の各位置での相関値の分布である第１の相関値マップを作成する第１の相関値マップ作成手段と、
入力画像に設定された探索領域に対して、前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、前記入力画像の各位置での相関値の分布である第２の相関値マップを作成する第２の相関値マップ作成手段と、
前記第２の相関値マップにおける相関値の分布状態に最も良く適合するように前記第１の相関値マップの相関値の分布状態を重ね合わせたときの前記第１の相関値マップにおける相関値最大箇所に対応する前記入力画像上の位置を推定認識位置として求める相関値最大位置推定手段と
して機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
前記コンピュータを、さらに、
前記相関値最大位置推定手段で求められた前記推定認識位置と前記テンプレート画像のサイズとに応じた再探索領域を前記入力画像に設定して前記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、相関値最大箇所に対応する前記入力画像上の位置で前記推定認識位置を置き換える再マッチング処理手段
として機能させるための請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記コンピュータを、さらに、
前記推定認識位置をパターン認識結果として出力する位置出力手段
として機能させるための請求項９または１０に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テンプレートマッチング処理により入力画像中の認識対象物の位置を認識するパターン認識装置、パターン認識方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
テンプレートマッチング処理とは、入力画像中でテンプレート画像と同じパターンを持つ認識対象物の位置を検出する処理である。一般的には、入力画像に対して探索領域を設定し、探索領域内の画像にテンプレート画像をずらしながら重ね合わせて相関値を計算し、最も高い相関値が得られた場所を認識対象物の存在場所と判断するという処理が行われる。
【０００３】
テンプレートマッチング処理により認識対象物の位置を認識する技術の一例が特許文献１に記載されている。この技術（以下、関連技術１と称す）では、入力画像に対するテンプレート画像を用いたテンプレートマッチング処理において、相関値の高い箇所が複数検出された場合に、その何れが正解であるかを、それらの個所の周辺のパターンから判断する。具体的には、テンプレート選択画像からテンプレート画像を切り出したときに、このテンプレート選択画像中の当該テンプレート画像を含む領域に対して当該テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行って、各位置における相関値の分布である周辺類似度分布情報を求めておく。そして、入力画像に対するテンプレートマッチング処理で、相関値の高い複数の個所が検出された場合に、それらの検出個所における周辺の類似度分布（探索画像類似度分布）を上記周辺類似度分布と比較し、上記周辺類似度分布により類似している探索画像類似度分布となる箇所を認識結果とする（００２３、００２４、００４０段落）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８６９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
テンプレートマッチング処理では処理の高速化を図るために、入力画像に対して探索領域を設定するが、その副作用として、認識対象物が探索領域から一部はみ出した場合に、認識対象物の位置の認識誤差が発生する。その理由は、認識対象物が探索領域から一部はみ出していると、テンプレート画像を認識対象物の真上にぴったり重ねることができず、すこしずれた位置で相関値の最大値が出現するためである。
【０００６】
上述した関連技術１は、このように認識対象物が探索領域から一部はみ出した場合における認識誤差を改善するためには役立たない。その理由は、認識候補となる各箇所の探索画像類似度と周辺類似度分布とを比較するだけでは、認識対象物が探索領域からどれだけはみ出しているかを求めることができないためである。
【０００７】
本発明の目的は、認識対象物が探索領域から一部はみ出している場合に位置の認識誤差が発生するという課題を解決するパターン認識装置、パターン認識方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態であるパターン認識装置は、
テンプレート選択画像からテンプレート画像を作成するテンプレート画像作成手段と、
上記テンプレート選択画像に対して、上記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、上記テンプレート選択画像の各位置での相関値の分布である第１の相関値マップを作成する第１の相関値マップ作成手段と、
入力画像に設定された探索領域に対して、上記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、上記入力画像の各位置での相関値の分布である第２の相関値マップを作成する第２の相関値マップ作成手段と、
上記第２の相関値マップにおける相関値の分布状態に最も良く適合するように上記第１の相関値マップの相関値の分布状態を重ね合わせたときの上記第１の相関値マップにおける相関値最大箇所に対応する上記入力画像上の位置を推定認識位置として求める相関値最大位置推定手段とを備える。
【０００９】
また、本発明の他の形態であるパターン認識方法は、
テンプレート画像作成手段が、テンプレート選択画像からテンプレート画像を作成し、
第１の相関値マップ作成手段が、上記テンプレート選択画像に対して、上記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、上記テンプレート選択画像の各位置での相関値の分布である第１の相関値マップを作成し、
第２の相関値マップ作成手段が、入力画像に設定された探索領域に対して、上記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、上記入力画像の各位置での相関値の分布である第２の相関値マップを作成し、
相関値最大位置推定手段が、上記第２の相関値マップにおける相関値の分布状態に最も良く適合するように上記第１の相関値マップの相関値の分布状態を重ね合わせたときの上記第１の相関値マップにおける相関値最大箇所に対応する上記入力画像上の位置を推定認識位置として求める、
という構成を採る。
【００１０】
また、本発明の他の形態であるプログラムは、
コンピュータを、
テンプレート選択画像からテンプレート画像を作成するテンプレート画像作成手段と、
上記テンプレート選択画像に対して、上記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、上記テンプレート選択画像の各位置での相関値の分布である第１の相関値マップを作成する第１の相関値マップ作成手段と、
入力画像に設定された探索領域に対して、上記テンプレート画像によるテンプレートマッチング処理を行い、上記入力画像の各位置での相関値の分布である第２の相関値マップを作成する第２の相関値マップ作成手段と、
上記第２の相関値マップにおける相関値の分布状態に最も良く適合するように上記第１の相関値マップの相関値の分布状態を重ね合わせたときの上記第１の相関値マップにおける相関値最大箇所に対応する上記入力画像上の位置を推定認識位置として求める相関値最大位置推定手段と
して機能させる、という形態を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上述のように構成されているため、認識対象物が探索領域から一部はみ出している場合における認識位置の誤差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】テンプレート選択画像の一例を示す図である。
【図４】テンプレート画像の一例を示す図である。
【図５】テンプレート選択画像に設定された探索領域の一例を示す図である。
【図６】第1の相関値マップの一例を示す図である。
【図７】入力画像に設定された探索領域の一例を示す図である。
【図８】入力画像に設定された探索領域の中央部に認識目標物が存在する状況を示す図である。
【図９】入力画像に設定された探索領域内に認識目標物が存在するときの第２の相関値マップの一例を示す図である。
【図１０】入力画像に設定された探索領域の周辺部に認識目標物が存在する状況を示す図である。
【図１１】入力画像に設定された探索領域の周辺部に認識目標物が存在するときの第２の相関値マップの一例を示す図である。
【図１２】入力画像に設定された探索領域から認識目標物の一部がはみ出している状況を示す図である。
【図１３】入力画像に設定された探索領域から認識目標物の一部がはみ出しているときの第２の相関値マップの一例を示す図である。
【図１４】第１の相関値マップと第２の相関値マップとが最も良くフィティングしている状態を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態のブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[第１の実施の形態]
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態に係るパターン認識装置１００は、処理装置１１０と、入力装置１２０と、出力装置１３０と、記憶装置１４０とを備えている。
【００１４】
入力装置１２０は、テンプレート画像を含むテンプレート選択画像や、認識対象物の画像を含む入力画像を入力する装置、例えばカメラである。
【００１５】
出力装置１３０は、パターン認識結果を出力する装置、例えばディスプレイ装置や通信装置などである。本実施の形態では、入力画像中の認識対象物の位置情報をパターン認識結果として出力する。
【００１６】
記憶装置１４０は、処理対象となる画像や処理結果、あるいは中間結果を保持する記憶装置であり、例えばコンピュータのメモリや外部記憶装置で構成される。本実施の形態の記憶装置１４０は、入力装置１２０から入力されたテンプレート選択画像１４１および入力画像１４２と、処理装置１１０から出力されたテンプレート画像１４３、第１の相関値マップ１４４、第２の相関値マップ１４５および推定認識位置１４６とが記憶される。
【００１７】
処理装置１１０は、パターン認識処理を実行する装置であり、例えばコンピュータのＣＰＵである。本実施の形態の処理装置１１０は、テンプレート画像作成手段１１１と、第１の相関値マップ作成手段１１２と、第２の相関値マップ作成手段１１３と、相関値最大位置推定手段１１４と、位置出力手段１１５とを備えている。これらの手段はそれぞれ以下のような機能を有する。
【００１８】
テンプレート画像作成手段１１１は、入力装置１２０から入力されたテンプレート選択画像１４１を記憶装置１４０から読み出し、このテンプレート選択画像１４１から所望のパターンを包含する矩形の領域をテンプレート画像１４３として切り出して、記憶装置１４０に記憶する。
【００１９】
第１の相関値マップ作成手段１１２は、記憶装置１４０からテンプレート選択画像１４１とテンプレート画像１４３とを読み出し、テンプレート選択画像１４１に所定の探索領域を設定してテンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、テンプレート選択画像１４１の各位置での相関値の分布である第１の相関値マップ１４４を作成する。
【００２０】
第２の相関値マップ作成手段１１３は、記憶装置１４０から入力画像１４２とテンプレート画像１４３とを読み出し、入力画像に所定の探索領域を設定してテンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、入力画像１４２の各走査位置での相関値の分布である第２の相関値マップ１４５を作成する。
【００２１】
相関値最大位置推定手段１１４は、記憶装置１４０から第１の相関値マップ１４４と第２の相関値マップ１４５とを読み出し、第２の相関値マップ１４５における相関値の分布状態に最も良く適合するように第１の相関値マップ１４４の相関値の分布状態を重ね合わせたときの第１の相関値マップ１４４における相関値最大箇所に対応する入力画像１４２上の位置を求め、推定認識位置１４６として記憶装置１４０に記憶する。
【００２２】
位置出力手段１１５は、記憶装置１４０から推定認識位置１４６を読み出して、パターン認識結果として出力装置１３０に出力する。
【００２３】
次に、図２に示すフローチャートの流れに沿って、本実施の形態の動作を説明する。
【００２４】
まず、テンプレート画像作成手段１１１によりテンプレート画像を作成する（Ｓ１０１）。例えば、テンプレート選択画像１４１が、図３に示すようなパターンを有する濃淡画像とし、その中に存在する円形のマーク１４１ａをテンプレートに使用するものとする。この場合、テンプレート画像作成手段１１１は、テンプレート選択画像１４１からマーク１４１ａの外接矩形を切り出し、この外接矩形をテンプレート画像１４３とする。従って、テンプレート画像１４３は図４に示すような画像となる。
【００２５】
次に、第１の相関値マップ作成手段１１２により第１の相関値マップ１４４を作成する（Ｓ１０２）。具体的には、第１の相関値マップ作成手段１１２は、テンプレート画像１４３の縦サイズをＨ、横サイズをＷとすると、図５に示すように、テンプレート選択画像１４１上に、マーク１４１ａを中心とし、縦のサイズが３Ｈ、横のサイズが３Ｗの探索領域１４１ｂを設定する。次に、第１の相関値マップ作成手段１１２は、探索領域１４１ｂ内の画像を被探索画像として、テンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、テンプレート選択画像１４１の各走査位置での相関値の分布を求め、この分布を第１の相関値マップ１４４として記憶装置１４０に記憶する。ここで、或る走査位置における相関値の算出は、式１に示す正規化相関にて行う。但し、本発明は正規化相関に限定するものではない。
【００２６】
正規化相関値
＝{Σn=1N(In-Iave)(Tn-Tave)}/[{Σn=1N(In-Iave)2}1/2・{Σn=1N(Tn-Tave)2}1/2]    …（式１）
但し、Tnはテンプレート画像、Inは被探索画像、Nはテンプレート画像の画素数であり、IaveとTaveは、次式で与えられる。
Iave=(1/N)Σn=1NIn    …（式２）
Tave=(1/N)Σn=1NTn    …（式３）
【００２７】
上述のようにして作成された第１の相関値マップ１４４は、２次元マップであり、テンプレート画像１４３の中心が探索領域１４１ｂの中心に重なるときに最大の相関値を示し、双方の中心が離れるに従って相関値が徐々に低下していく傾向を示す。図６は、第１の相関値マップ１４４の分布状態を模式的に示しており、１つの升目が１つの走査位置を示し、枡目内に記載された数値は相関値の値を示す。ここでは、値４の相関値が最大とし、値０は図示を省略している。
【００２８】
次に、第２の相関値マップ作成手段１１３により第２の相関値マップ１４５を作成する（Ｓ１０３）。具体的には、第２の相関値マップ作成手段１１３は、図７に示すように、テンプレート画像１４３よりは大きく、入力画像１４２よりは小さいか同じサイズの探索領域１４２ａを設定する。次に、第２の相関値マップ作成手段１１３は、探索領域１４２ａ内の画像を被探索画像として、テンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、探索領域１４２ａ上における入力画像１４２の各走査位置での相関値の分布を求め、この分布を第２の相関値マップ１４５として記憶装置１４０に記憶する。ここで、或る走査位置における相関値の算出は、前述した式１に示す正規化相関にて行う。但し、本発明は正規化相関に限定するものではない。
【００２９】
上述のようにして作成された第２の相関値マップ１４５は、２次元マップであり、テンプレート画像１４３と全く同一のパターンを有する認識対象物が図８に示すように探索領域１４２ａの中央部分に存在すれば、図９の第２の相関値マップの例に示すように、第１の相関値マップ１４４と同様の分布状態が第２の相関値マップ１４５上に現れる。また、テンプレート画像１４３と全く同一のパターンを有する認識対象物が探索領域１４２ａの周辺部分に存在していても、その認識対象物が図１０に示すように探索領域１４２ａからはみ出していなければ、図１１の第２の相関値マップの例に示すように、少なくとも第１の相関値マップ１４４の最大相関値４を含む一部の分布が第２の相関値マップ１４５上に現れる。しかし、図１２に示すように、認識対象物が探索領域１４２ａからはみ出していると、図１３の第２の相関値マップの例に示すように、第１の相関値マップ１４４の最大相関値４が第２の相関値マップには現れない。
【００３０】
そこで、相関値最大位置推定手段１１４は、第２の相関値作成マップ手段１１３により作成された第２の相関値マップ１４５において、相関値が最大となる位置を計測し、この計測した位置が、探索領域１４２ａの周辺付近であるか否かをチェックする（Ｓ１０４）。ここで、周辺付近とは、探索領域１４２ａの縁から予め設定された画素幅の範囲を指す。そして、計測した位置が探索領域１４２ａの周辺付近ではない場合は、計測した位置を推定認識位置１４６として出力する。
【００３１】
他方、計測した位置が探索領域１４２ａの周辺付近である場合は、相関値最大位置推定手段１１４は、第１の相関値マップ１４４を対象に、第２の相関値マップ１４５とのフィティング処理を行い、第２の相関値マップ１４５の分布状態が第１の相関値マップ１４４の分布状態のどこと一致するかを算出し、分布状態が一致する位置から相関値が最大となる位置を算出する（Ｓ１０５）。例えば、第２の相関値マップ１４５が図１３に示したものであれば、第１の相関値マップ１４４と第２の相関値マップ１４５とは図１４に示すように重ね合わせたときが最も良く適合するので、第１の相関値マップ１４４における最大の相関値４の箇所に対応する入力画像１４２上の位置を求め、推定認識位置１４６として記憶装置１４０に記憶する。
【００３２】
最後に、位置出力手段１１５は、推定認識位置１４６をパターン認識結果として出力装置１３０へ出力する（Ｓ１０６）。
【００３３】
なお、同じテンプレート画像１４３と第１の相関値マップ１４４を使用して、複数の入力画像に対するパターン認識処理を繰り返す場合、図２のステップＳ１０１及びＳ１０２は最初に設定する時のみ行い、それ以降はテンプレート画像１４３の読み出しと第１の相関値マップ１４４の読み出しを行うだけにしても良い。
【００３４】
このように本実施の形態によれば、テンプレート選択画像１４１からテンプレート画像１４３を作成するテンプレート画像作成手段１１１と、テンプレート選択画像１４１に設定した探索領域１４１ｂに対してテンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、各走査位置での相関値の分布である第１の相関値マップ１４４を作成する第１の相関値マップ作成手段１１２と、入力画像１４２に設定した探索領域１４１ｂに対してテンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、各走査位置での相関値の分布である第２の相関値マップ１４５を作成する第２の相関値マップ作成手段１１３と、第２の相関値マップ１４５における相関値の分布状態に最も良く適合するように第１の相関値マップ１４４の相関値の分布状態を重ね合わせたときの第１の相関値マップ１４４における相関値最大箇所に対応する入力画像１４２上の位置を求める相関値最大位置推定手段１１４と、この相関値最大位置推定手段１１４で求められた位置をパターン認識結果として出力する位置出力手段１１５とを備えているため、認識対象物が探索領域１４１ｂからはみ出している場合における認識位置の誤差を小さくすることができる。
【００３５】
また本実施の形態によれば、認識対象物が探索領域１４１ｂだけでなく入力画像１４２からはみ出している場合であっても、認識誤差を小さくすることができる。
【００３６】
なお、本発明の別の実施の形態として、図２における第１の相関値マップ１４４の作成ステップＳ１０２を、相関値最大位置の推定ステップＳ１０５の直前に移動させた実施の形態が考えられる。このような実施の形態によれば、第２の相関値マップ１４５の最大値が探索領域の周辺付近と判定されなかった場合（Ｓ１０４でＮＯ）、つまり、相関値最大位置の推定ステップＳ１０５を実行しない場合には第１の相関値マップ１４４の作成処理を省略でき、相関値最大位置の推定ステップＳ１０５を実行する場合に限って第１の相関値マップ１４４の作成処理を実行することができる。ここで、同じテンプレート画像１４３と第１の相関値マップ１４４を使用して、複数の入力画像に対するパターン認識処理を繰り返す場合、テンプレート画像の作成ステップＳ１０１及び上記移動後の第１の相関値マップの作成ステップＳ１０２は最初に設定する時のみ行い、それ以降はテンプレート画像１４３の読み出しと第１の相関値マップ１４４の読み出しを行うだけにしても良い。
【００３７】
[第２の実施の形態]
図１５を参照すると、本発明の第２の実施の形態に係るパターン認識装置２００は、再マッチング処理手段１１６をさらに備えている点でのみ、第１の実施の形態に係る図１のパターン認識装置１００と相違する。
【００３８】
再マッチング処理手段１１６は、相関値最大位置推定手段１１４で求められた推定認識位置１４６とテンプレート画像１４３のサイズとに応じたサイズの再探索領域を入力画像１４２に設定し、この再探索領域に対してテンプレート画像１４３によるテンプレートマッチング処理を行い、相関値最大箇所に対応する入力画像１４２上の位置を求め、この求めた位置で推定認識位置１４６を置き換える。ここで、再探索領域は、処理時間の増大を防止するために、テンプレート画像１４３の中心が推定認識位置１４６に一致するように再探索領域に重ねた場合に、テンプレート画像１４３の辺と再探索領域の辺とがちょうど重なるようなサイズであることが望ましい。なお、このようなサイズの再探索領域が入力画像１４２からはみ出す場合、再マッチング処理手段１１６は再マッチング処理を行わず、推定認識位置１４６を置き換える処理は行わない。
【００３９】
図１６は、本実施の形態の全体の動作を示すフローチャートである。ステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、第１の実施の形態の動作を示す図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同じである。ステップＳ２０６では、再マッチング処理手段１１６により再探索領域の設定を伴う再マッチング処理が実行され、この再マッチング処理により求められた相関値最大箇所に対応する入力画像１４２上の位置で推定認識位置１４６を書き換える。次のステップＳ２０７では、位置出力手段１１５により推定認識位置１４６が認識対象物の認識位置として出力装置１３０に出力される。
【００４０】
なお、同じテンプレート画像１４３と第１の相関値マップ１４４を使用して、複数の入力画像に対するパターン認識処理を繰り返す場合、図１６のステップＳ２０１及びＳ２０２は最初に設定する時のみ行い、それ以降はテンプレート画像１４３の読み出しと第１の相関値マップ１４４の読み出しを行うだけにしても良い。
【００４１】
このように本実施の形態によれば、認識対象物が当初の探索領域１４１ｂからはみ出している場合における認識誤差を小さくすることができる。また、必要最小限のサイズの探索領域を設定するので、処理時間の増大を抑えることができる。
【００４２】
なお、本発明の別の実施の形態として、図１６における第１の相関値マップ１４４の作成ステップＳ２０２を、相関値最大位置の推定ステップＳ２０５の直前に移動させた実施の形態が考えられる。このような実施の形態によれば、第２の相関値マップ１４５の最大値が探索領域の周辺付近と判定されなかった場合（Ｓ２０４でＮＯ）、つまり、相関値最大位置の推定ステップＳ２０５を実行しない場合には第１の相関値マップ１４４の作成処理を省略でき、相関値最大位置の推定ステップＳ２０５を実行する場合に限って第１の相関値マップ１４４の作成処理を実行することができる。ここで、同じテンプレート画像１４３と第１の相関値マップ１４４を使用して、複数の入力画像に対するパターン認識処理を繰り返す場合、テンプレート画像の作成ステップＳ２０１及び上記移動後の第１の相関値マップの作成ステップＳ２０２は最初に設定する時のみ行い、それ以降はテンプレート画像１４３の読み出しと第１の相関値マップ１４４の読み出しを行うだけにしても良い。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は以上の実施の形態にのみ限定されず、その他各種の付加変更が可能である。また、本発明のパターン認識装置は、その有する機能をハードウェア的に実現することは勿論、コンピュータとプログラムとで実現することができる。プログラムは、磁気ディスクや半導体メモリ等のコンピュータ可読記録媒体に記録されて提供され、コンピュータの立ち上げ時などにコンピュータに読み取られ、そのコンピュータの動作を制御することにより、そのコンピュータを前述した各実施の形態における処理装置１１０内の各手段として機能させる。
【符号の説明】
【００４４】
１００  パターン認識装置
１１０  処理装置
１１１  テンプレート画像作成手段
１１２  第１の相関値マップ作成手段
１１３  第２の相関値マップ作成手段
１１４  相関値最大位置推定手段
１１５  位置出力手段
１１６  再マッチング処理手段
１２０  入力装置
１３０  出力装置
１４０  記憶装置
１４１  テンプレート選択画像
１４１ａ  マーク
１４１ｂ  探索領域
１４２  入力画像
１４２ａ  探索領域
１４３  テンプレート画像
１４４  第１の相関値マップ
１４５  第２の相関値マップ
１４６  推定認識位置
２００  パターン認識装置
【図１】
2011070264.tif 000003
【図２】
2011070264.tif 000004
【図３】
2011070264.tif 000005
【図４】
2011070264.tif 000006
【図５】
2011070264.tif 000007
【図６】
2011070264.tif 000008
【図７】
2011070264.tif 000009
【図８】
2011070264.tif 000010
【図９】
2011070264.tif 000011
【図１０】
2011070264.tif 000012
【図１１】
2011070264.tif 000013
【図１２】
2011070264.tif 000014
【図１３】
2011070264.tif 000015
【図１４】
2011070264.tif 000016
【図１５】
2011070264.tif 000017
【図１６】
2011070264.tif 000018