(57)【要約】【課題】記憶手段に記憶した検出対象画像データと大きさの違いや撮像する角度の違いがある撮像した画像データでも、合致または類似すると判別し、検出対象画像と合致または類似する画像データとして検出することを目的とする。【解決手段】検出対象画像データａに様々な歪みを持たせた複数の相関画像データｅと画像データを比較することにより記憶手段に記憶した検出対象画像データと大きさの違いや撮像する角度の違いがある撮像した画像データでも、合致または類似すると判別し、検出対象画像ａと合致または類似する画像データを検出することが可能となる。【選択図】    図３
2004258933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子で撮像してＡＤ変換した任意の画像データと検出対象画像データを照合する画像照合装置であって、
外部から入力した検出対象候補画像データまたは前記画像データのうちから任意に選択した画像データを検出対象画像データとして出力する検出対象画像データ出力手段と、
前記検出対象画像データを記憶する第１の記憶装置と、
前記検出対象画像データにおいて検出対象画像データに対して水平または垂直方向の基準ベクトルと少なくとも２以上の互いに平行にならない複数組のベクトルを算出するベクトル算出装置と、
前記ベクトル算出装置で算出された複数組のベクトルのスカラーをあらかじめ決めた所定の閾値内で変更し、かつベクトルの向きをベクトルの向きが反転しないようにあらかじめ決めた所定の閾値内で変化させるようにして前記検出対象画像データに対応する複数組のベクトル毎の複数の相関画像データを生成する画像データ生成装置と、
前記複数の相関画像データを記憶する第２の記憶装置と、
前記任意の画像データと前記第２の記憶装置に記憶されたそれぞれの相関画像データとを比較する画像データ比較検出装置と
を有し、前記任意の画像データと、前記検出対象画像データおよび前記検出対象画像データを歪ませて生成した複数の相関画像データを比較して合致または類似すると判別される画像データを、前記検出対象画像データと合致または類似する画像データとして検出することを特徴とする画像照合装置。
【請求項２】
撮像素子で撮像してＡＤ変換した任意の画像データと検出対象画像データを照合する画像照合装置であって、
外部から入力した検出対象候補画像データまたは前記画像データのうちから任意に選択した画像データを検出対象画像データとして出力する検出対象画像データ出力手段と、
前記検出対象画像データを記憶する第１の記憶装置と、
前記検出対象画像データにおいて検出対象画像データに対して水平または垂直方向の基準ベクトルと少なくとも２以上の互いに平行にならない複数組のベクトルを算出するベクトル算出装置と、
前記ベクトル算出装置で算出された複数組のベクトルのスカラーをあらかじめ決めた所定の閾値内で変更し、かつベクトルの向きをベクトルの向きが反転しないようにあらかじめ決めた所定の閾値内で変化させるようにして前記検出対象画像データに対応する複数組のベクトル毎の複数の相関画像データを生成する画像データ生成装置と、
前記複数の相関画像データの各ベクトルを反転させるように複数の反転相関画像データを生成する反転画像データ生成装置と、
前記複数の反転相関画像データを記憶する第２の記憶装置と、
前記任意の画像データと前記第２の記憶装置に記憶されたそれぞれの反転相関画像データとを比較する画像データ比較検出装置と
を有し、前記任意の画像データと、前記検出対象画像データおよび前記相関画像データを反転して生成した複数の反転相関画像データを比較して合致または類似する画像データを、前記検出対象画像データと合致または類似する画像データとして検出することを特徴とする画像照合装置。
【請求項３】
前記第２の記憶装置に前記複数の相関画像データも記憶し、前記画像データ比較検出装置にて前記複数の反転相関画像データのほかに前記複数の相関画像データとも前記任意の画像データを比較し、前記任意の画像データと、前記検出対象画像データ，前記複数の相関画像データおよび前記複数の反転相関画像データを比較して合致または類似する画像データを、前記検出対象画像データと合致または類似する画像データとして検出することを特徴とする請求項２記載の画像照合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の画像データと検出対象画像との一致を確認して一致する画像データを検出する画像照合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像照合装置においては、あらかじめ検出対象画像データを記憶手段に記憶させておき、その検出対象画像データと撮像された画像データとを比較し、それらが類似すると判別されたときに、撮像された画像データの検出を行なっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２３３７９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術において、撮像された画像データが、あらかじめ記憶手段に記憶した検出対象画像データに対して、大きさの違いや撮像する角度の違いがあるとき、撮像された画像データは記憶手段に記憶された検出対象画像データに対して歪みを持つため、類似すると判別されないという問題点があった。
【０００５】
本発明の画像照合装置は、上記従来の問題点を解決するもので、記憶手段に記憶した検出対象画像データと大きさの違いや撮像する角度の違いがある撮像した画像データでも、合致または類似すると判別し、検出対象画像と合致または類似する画像データとして検出することを目的とする。
【０００６】
【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の請求項１記載の画像照合装置は、撮像素子で撮像してＡＤ変換した任意の画像データと検出対象画像データを照合する画像照合装置であって、外部から入力した検出対象候補画像データまたは前記画像データのうちから任意に選択した画像データを検出対象画像データとして出力する検出対象画像データ出力手段と、前記検出対象画像データを記憶する第１の記憶装置と、前記検出対象画像データにおいて検出対象画像データに対して水平または垂直方向の基準ベクトルと少なくとも２以上の互いに平行にならない複数組のベクトルを算出するベクトル算出装置と、前記ベクトル算出装置で算出された複数組のベクトルのスカラーをあらかじめ決めた所定の閾値内で変更し、かつベクトルの向きをベクトルの向きが反転しないようにあらかじめ決めた所定の閾値内で変化させるようにして前記検出対象画像データに対応する複数組のベクトル毎の複数の相関画像データを生成する画像データ生成装置と、前記複数の相関画像データを記憶する第２の記憶装置と、前記任意の画像データと前記第２の記憶装置に記憶されたそれぞれの相関画像データとを比較する画像データ比較検出装置とを有し、前記任意の画像データと、前記検出対象画像データおよび前記検出対象画像データを歪ませて生成した複数の相関画像データを比較して合致または類似すると判別される画像データを、前記検出対象画像データと合致または類似する画像データとして検出することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の画像照合装置は、撮像素子で撮像してＡＤ変換した任意の画像データと検出対象画像データを照合する画像照合装置であって、外部から入力した検出対象候補画像データまたは前記画像データのうちから任意に選択した画像データを検出対象画像データとして出力する検出対象画像データ出力手段と、前記検出対象画像データを記憶する第１の記憶装置と、前記検出対象画像データにおいて検出対象画像データに対して水平または垂直方向の基準ベクトルと少なくとも２以上の互いに平行にならない複数組のベクトルを算出するベクトル算出装置と、前記ベクトル算出装置で算出された複数組のベクトルのスカラーをあらかじめ決めた所定の閾値内で変更し、かつベクトルの向きをベクトルの向きが反転しないようにあらかじめ決めた所定の閾値内で変化させるようにして前記検出対象画像データに対応する複数組のベクトル毎の複数の相関画像データを生成する画像データ生成装置と、前記複数の相関画像データの各ベクトルを反転させるように複数の反転相関画像データを生成する反転画像データ生成装置と、前記複数の反転相関画像データを記憶する第２の記憶装置と、前記任意の画像データと前記第２の記憶装置に記憶されたそれぞれの反転相関画像データとを比較する画像データ比較検出装置とを有し、前記任意の画像データと、前記検出対象画像データおよび前記相関画像データを反転して生成した複数の反転相関画像データを比較して合致または類似する画像データを、前記検出対象画像データと合致または類似する画像データとして検出することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の画像照合装置は、請求項２記載の画像照合装置において、前記第２の記憶装置に前記複数の相関画像データも記憶し、前記画像データ比較検出装置にて前記複数の反転相関画像データのほかに前記複数の相関画像データとも前記任意の画像データを比較し、前記任意の画像データと、前記検出対象画像データ，前記複数の相関画像データおよび前記複数の反転相関画像データを比較して合致または類似する画像データを、前記検出対象画像データと合致または類似する画像データとして検出することを特徴とする。
【０００９】
これにより、記憶手段に記憶した検出対象画像の画像データと大きさの違いや撮像する角度の違いがある撮像した画像データでも、合致または類似すると判別し、検出対象画像と合致または類似する画像データとして検出することが可能となり、また、反射、反転した画像データに対しても、合致または類似すると判別し、検出対象画像と合致または類似する画像データとして検出することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１，図２，図３，図４，図５を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の画像データと相関画像データを比較する回路の構成図，図２は本発明の画像データと反転相関画像データを比較する回路の構成図である。
図１，図２において、１０１は固体撮像素子、１０２はＣＣＤおよびＭＯＳ型固体撮像素子の駆動に用いるタイミングジェネレータ、１０３はＡＤ変換器、１０４はＡＤ変換器１０３の出力データから画像データを生成する画像データ生成装置、１０５は検出対象候補画像データを入力する検出対象画像データ書込み装置であり、固体撮像素子１０１，タイミングジェネレータ１０２，ＡＤ変換器１０３，画像データ生成装置１０４，検出対象画像データ書込み装置１０５により画像データ生成装置１０４で生成された画像データまたは、検出対象画像データ書込み装置１０５から入力された検出対象候補画像データを検出対象画像データとして出力する検出対象画像データ出力手段１１４を構成する。１０６は検出対象画像データを記憶する記憶装置、１０７は検出対象画像データからベクトルデータを算出するベクトル算出装置、１０８はベクトル算出装置１０７で算出したベクトルデータを用いて相関画像データを生成する画像データ生成装置、１０９は相関画像データを記憶する記憶装置、１１０は画像データ生成装置１０４で生成された画像データと相関画像データの比較および検出を行う画像データ比較検出装置、１１１は相関画像データを反転させて反転相関画像データを生成する反転画像データ生成装置、１１２は相関画像データおよび反転相関画像データを記憶する記憶装置、１１３は画像データ生成装置１０４で生成された画像データと相関画像データおよび反転相関画像データの比較および検出を行う画像データ比較検出装置である。
【００１２】
図３は検出対象画像データ内での基準ベクトルと任意のベクトルの関係を示す図であり、記憶装置１０６に記憶された検出対象画像データ内での基準ベクトルと任意のベクトルの関係を示している。図３において、ａは記憶装置１０６に記憶された検出対象画像データ、ｂは検出対象画像データ内に生成した基準ベクトル、ｃおよびｄは検出対象画像データ内に任意に生成したベクトルである。
【００１３】
図４は相関画像データ内での基準ベクトルと任意のベクトルの関係を示す図であり、図３の検出対象画像データより算出されたベクトルのスカラーをあらかじめ決めた所定の閾値内で、かつベクトルの向きをベクトルの向きが反転しないようにあらかじめ決めた所定の閾値内で変化させて新しく生成した相関画像データを示すものである。図４において、ｅは図３の検出対象画像データａから生成した相関画像データ、ｆは相関画像データ内に生成した図３の基準ベクトルｂと同一の基準ベクトル、ｇおよびｈは図３のベクトルｃおよび図３のベクトルｄから相関画像データ内に生成されたベクトルである。
【００１４】
図５は反転相関画像データ内での基準ベクトルと任意のベクトルの関係を示す図であり、画像データ生成装置１０８で生成された相関画像データのベクトルをもとに、反転相関画像データ生成装置１１１にて相関画像データの各々のベクトルを反転させて新たに生成された反転相関画像データを示すものである。図５において、ｉは図４の相関画像データｅから生成した反転相関画像データ、ｊは図４のベクトルｇを反転して生成されたベクトル、ｋは図４のベクトルｇの反転に伴い図４のベクトルｈから生成されたベクトルである。
【００１５】
以上の図を用いて動作を具体的に説明する。
まず、固体撮像素子１０１から出力された出力データをＡＤ変換器１０３によりＡＤ変換し、このＡＤ変換したデータより画像データ生成装置１０４にて画像データを生成する。この画像データもしくは検出対象画像データの書込み装置１０５から入力した検出対象候補画像データを検出対象画像データとして検出対象画像データの記憶装置１０６に記憶し、記憶された検出対象画像データから基準ベクトルと少なくとも２つの任意のベクトルをベクトル算出装置１０７から算出する。このとき基準ベクトルｂは検出対象画像データａの領域内に存在し、向きが水平または垂直方向であり、任意のベクトルｃおよび任意のベクトルｄは基準ベクトルと同様に検出対象画像データａの領域内に存在し、その基準ベクトルｂと各々の内積が正であり、かつそれらが互いに平行にならないようにする。ここで得たベクトルをもとに相関画像データ生成装置１０８にてベクトルのスカラーをあらかじめ決めた所定の閾値内で、かつベクトルの向きをベクトルの向きが反転しないようにあらかじめ決めた所定の閾値内で変化させるように新たに相関画像データを生成する。このときのベクトルｇおよびのベクトルｈのスカラーの変化量は、たとえば次の式（１）、式（２）のように算出する。
【００１６】
Ａ  ＜  ｜ｃ−ｇ｜  ＜  Ｂ      ・・・式（１）
Ｃ  ＜  ｜ｄ−ｈ｜  ＜  Ｄ      ・・・式（２）
ただし、Ａ≦Ｂ、Ａ＝０〜∞、Ｂ＝０〜∞
Ｃ≦Ｄ、Ｃ＝０〜∞、Ｄ＝０〜∞
ここで、｜ｃ−ｇ｜は、ベクトルｃからベクトルｇへのスカラー変化量，｜ｄ−ｈ｜は、ベクトルｄからベクトルｈへのスカラー変化量を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、各々のスカラーの変化量の閾値を示す。
【００１７】
また、ベクトルの向きの変化量は、たとえば次の式（３）、式（４）のように算出し、かつ状態（５）、状態（６）を満たす。
Ｅ＜｛∠ｆｇ｝−｛∠ｂｃ｝＜Ｆ        ・・・式（３）
Ｇ＜｛∠ｆｈ｝−｛∠ｂｄ｝＜Ｈ        ・・・式（４）
−９０°  ＜  ｛∠ｃｇ｝  ＜  ９０°  ・・・式（５）
−９０°  ＜  ｛∠ｄｈ｝  ＜  ９０°  ・・・式（６）
ただし、Ｅ≦Ｆ、Ｅ＝−９０°〜９０°、Ｆ＝−９０°〜９０°
Ｇ≦Ｈ、Ｇ＝−９０°〜９０°、Ｈ＝−９０°〜９０°
ここで、∠ｃｇは、ベクトルｃとベクトルｇの角度，∠ｄｈは、ベクトルｄとベクトルｈの角度，∠ｆｇは、ベクトルｆとベクトルｇの角度，，∠ｂｃは、ベクトルｂとベクトルｃの角度，∠ｆｈは、ベクトルｆとベクトルｈの角度，∠ｂｄは、ベクトルｂとベクトルｄの角度を、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは、各々のベクトルの向きの変化量の閾値を示す。
【００１８】
すなわちベクトルｃとベクトルｇの内積、およびベクトルｄとベクトルｈの内積は、各々、正とする。
同様に、ベクトルｇおよびベクトルｈの組み合わせを複数組できるように、複数の相関画像データｅを生成する。ここで得られた複数の相関画像データｅを相関画像データの記憶装置１０９に記憶し、画像データ比較検出装置１１０にて画像データ生成装置１０４にて生成された画像データと記憶装置１０９に記憶された相関画像データｅとを比較し、合致もしくは類似する画像データを検出する。
【００１９】
このことにより、検出対象画像データに様々な歪みを持たせた複数の相関画像データと画像データを比較することができるために、記憶手段に記憶した検出対象画像データと大きさの違いや撮像する角度の違いがある撮像した画像データに対してでも、合致または類似すると判別し、検出対象画像と合致または類似する画像データとして検出することが可能となる。
【００２０】
さらに、画像データが正面だけではなく鏡やガラスに写って反射、反転した画像データを検出する場合に有効な構成を説明する。
ここで、上述の相関画像データ生成装置１０８における相関画像データｅの生成に続き、反転相関画像データ生成装置１１１にて相関画像データ生成装置１０８の各々のベクトルを用いて反転相関画像データｉが生成される。このときベクトルｊがベクトルｇの反転した向きに、ベクトルｋがベクトルｈの反転した向きになるように反転相関画像データｉを生成する。また、反転相関画像データｉは相関画像データｅに対応して複数生成される。新たに生成された反転相関画像データｉと相関画像データ生成装置１０８で得られた相関画像データｅを記憶装置１１２に記憶し、画像データ比較検出装置１１３にて画像データ生成装置１０４で生成された画像データと記憶装置１１２に記憶された相関画像データｅおよび反転相関記憶画像データｉとを比較し、合致もしくは類似する画像データを検出する。
【００２１】
このことにより、検出対象画像データに様々な歪みを持たせた複数の相関画像データやそれを反転した反転相関記憶画像データと画像データを比較することができるために、記憶手段に記憶した検出対象画像データと、大きさの違いや撮像する角度の違いがある撮像した画像データで、さらに、例えば鏡やガラスに写って反射、反転した画像データに対しても、合致または類似すると判別し、検出対象画像と合致または類似する画像データとして検出することが可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明の画像照合装置によると、検出対象画像データに様々な歪みを持たせた複数の相関画像データと画像データを比較することにより記憶手段に記憶した検出対象画像データと大きさの違いや撮像する角度の違いがある撮像した画像データでも、合致または類似すると判別し、検出対象画像と合致または類似する画像データを検出することが可能となる。
【００２３】
また、検出対象画像データに様々な歪みを持たせた複数の相関画像データやそれを反転した反転相関記憶画像データと画像データを比較することにより、記憶手段に記憶した検出対象画像データと、大きさの違いや撮像する角度の違いがある撮像した画像データで、さらに、例えば鏡やガラスに写って反射、反転した画像データに対しても、合致または類似すると判別し、検出対象画像と合致または類似する画像データとして検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像データと相関画像データを比較する回路の構成図
【図２】本発明の画像データと反転相関画像データを比較する回路の構成図
【図３】検出対象画像データ内での基準ベクトルと任意のベクトルの関係を示す図
【図４】相関画像データ内での基準ベクトルと任意のベクトルの関係を示す図
【図５】反転相関画像データ内での基準ベクトルと任意のベクトルの関係を示す図
【符号の説明】
１０１    固体撮像素子
１０２    タイミングジェネレータ
１０３    ＡＤ変換器
１０４    画像データ生成装置
１０５    検出対象画像データ書込み装置
１０６    記憶装置
１０７    ベクトル算出装置
１０８    画像データ生成装置
１０９    記憶装置
１１０    画像データ比較検出装置
１１１    反転画像データ生成装置
１１２    記憶装置
１１３    画像データ比較検出装置
１１４    検出対象画像データ出力手段
ａ    検出対象画像データ
ｂ    基準ベクトル
ｃ    ベクトル
ｄ    ベクトル
ｅ    相関画像データ
ｆ    基準ベクトル
ｇ    ベクトル
ｈ    ベクトル
ｉ    反転相関画像データ
ｊ    ベクトル
ｋ    ベクトル
【図１】
2004258933.tif 000003
【図２】
2004258933.tif 000004
【図３】
2004258933.tif 000005
【図４】
2004258933.tif 000006
【図５】
2004258933.tif 000007