(57)【要約】【課題】  簡単な処理および簡単な構成で、外乱の影響を除去しつつ対象画像と基準画像との間の相違を判定することができる画像判定装置、画像判定方法および画像判定プログラムを提供する。【解決手段】  画像入力部１０において撮像された撮像データＶは対象画像記憶部１および基準画像記憶部２に与えられる。対象画像記憶部１および基準画像記憶部２に一時的に記憶された撮像データＶは対象画像データＶ１および基準画像データＶ２として差分データ生成部３に与えられる。差分データ生成部３においては、対象画像記憶部１から入力される対象画像データＶ１と基準画像記憶部２から与えられる基準画像データＶ２との比較に基づいて差分データＳＶが生成される。差分データＳＶが画像判定部４に与えられることにより、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の相違および相違があった場合に、その相違が特定の対象に起因するものか否かが判定される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を判定する画像判定装置であって、
判定されるべき対象画像の画像データを記憶する第１の記憶手段と、
基準画像の画像データを記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶された対象画像の画像データの各画素の値と前記第２の記憶手段に記憶された基準画像の画像データの対応する画素の値との差分値を順に算出し、前記差分値と所定のしきい値との比較結果および前記差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて前記対象画像の各画素が前記基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする画像判定装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記差分値が所定のしきい値よりも小さい場合に対象画像の当該画素が基準画像に対して相違していないと判定し、連続する所定数以上の画素において前記差分値が前記しきい値以上でかつ前記差分値の変化量が基準値以下の場合に、前記連続する所定数以上の画素が基準画像に対して相違していないと判定し、他の場合に当該画素が基準画像に対して相違していると判定することを特徴とする請求項１記載の画像判定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、連続する前記所定数の画素において先頭の画素の前記差分値と後続する画素の前記差分値との差を前記変化量として前記所定の基準値と比較することを特徴とする請求項１または２記載の画像判定装置。
【請求項４】
画像を判定する画像判定方法であって、
判定されるべき対象画像の画像データを記憶するステップと、
基準画像の画像データを記憶するステップと、
記憶された対象画像の画像データの各画素の値と記憶された基準画像の画像データの対応する画素の値との差分値を順に算出し、前記差分値と所定のしきい値との比較結果および前記差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて前記対象画像の各画素が前記基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かを判定するステップとを備えたことを特徴とする画像判定方法。
【請求項５】
前記判定するステップは、前記差分値が所定のしきい値よりも小さい場合に対象画像の当該画素が基準画像に対して相違していないと判定し、連続する所定数以上の画素において前記差分値が前記しきい値以上でかつ前記差分値の変化量が基準値以下の場合に、前記連続する所定数以上の画素が基準画像に対して相違していないと判定し、他の場合に当該画素が基準画像に対して相違していると判定することを含むことを特徴とする請求項４記載の画像判定方法。
【請求項６】
コンピュータにより実行可能な画像判定プログラムであって、
判定されるべき対象画像の画像データを記憶する処理と、
基準画像の画像データを記憶する処理と、
記憶された対象画像の画像データの各画素の値と記憶された基準画像の画像データの対応する画素の値との差分値を順に算出し、前記差分値と所定のしきい値との比較結果および前記差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて前記対象画像の各画素が前記基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かを判定する処理とを、前記コンピュータに実行させることを特徴とする画像判定プログラム。
【請求項７】
前記判定する処理は、前記差分値が所定のしきい値よりも小さい場合に対象画像の当該画素が基準画像に対して相違していないと判定し、連続する所定数以上の画素において前記差分値が前記しきい値以上でかつ前記差分値の変化量が基準値以下の場合に、前記連続する所定数以上の画素が基準画像に対して相違していないと判定し、他の場合に当該画素が基準画像に対して相違していると判定することを含むことを特徴とする請求項６記載の画像判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を判定する画像判定装置、画像判定方法および画像判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、防犯等の目的で用いられるセンサ装置には、撮像により得られたカメラ画像に基づいて人間の存在等を検出する画像判定装置が用いられている。
【０００３】
画像判定装置においては、所定の基準画像と撮像により得られたカメラ画像とを比較し、基準画像とカメラ画像との各画像間の輝度、面積および形状の相違等に基づいて特定の対象物を検出する方法が一般的である。しかしながら、この検出方法においては、特定の対象物以外に起因する画像間の相違を特定の対象物による相違として検出し、または特定の対象物に起因する画像間の相違を特定の対象物以外に起因する相違として検出してしまうことがある。それにより、検出精度が低下する。
【０００４】
例えば、画像判定装置の特定の対象物が人間であるにもかかわらず、飛行機による影、カーテンが風で揺れることによる影または光源をさえぎって通る人の影等に起因する画像間の相違を誤って人間として判定してしまうことがある。以下、このような特定の対象物以外に起因する基準画像およびカメラ画像間の相違を外乱と称する。
【０００５】
そこで、外乱を排除して人間の存在を精度よく検出するための画像センサが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
この画像センサにおいては、撮像部により得られる画像情報が処理され、人間らしさを多値で示す人間性情報および人間以外の要因らしさを多値で示す外乱性情報とが算出される。そして、算出された人間性情報および外乱性情報の各々の比率に基づいて人間の存在の有無が判定される。それにより、特定の対象物である人間の検出精度の向上が図られている。
【０００７】
すなわち、この画像センサにおいては、画像情報中の人間、小動物、光および影等の各種事象の変化が個別に判定されることにより人間性情報および外乱性情報が算出され、算出された人間性情報および外乱性情報が互いに比較されることにより、人間の検出精度の向上が図られている。
【特許文献１】特開２００１−２４３４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の画像センサにおいては、画像情報中の各種事象の判定が個々に行われるので、実際に各種事象が複合された画像情報から人間の検出を行う際には誤判定が起こる場合がある。
【０００９】
例えば、本来の特定の対象物である人間が存在しても、算出された人間性情報に対する外乱性情報の比率が大きい場合、その人間の存在が外乱と判定され、排除されることがある。外乱性情報の比率が大きい場合としては、例えば、人とその影が映りこんでいる場合等がある。
【００１０】
さらに、上記の画像センサにおいては、「影らしさ」を示す外乱性情報の算出時にエッジ類似度というパラメータの使用が提案されている。しかしながら、このようなエッジの変化を含めた算出処理では、個々のドット間でエッジの変化を比較する必要がある。そのため、算出処理のための処理回路が複雑化し、処理時間が増大する。
【００１１】
本発明の目的は、簡単な処理および簡単な構成で、外乱の影響を除去しつつ対象画像と基準画像との間の相違を判定することができる画像判定装置、画像判定方法および画像判定プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明に係る画像判定装置は、画像を判定する画像判定装置であって、判定されるべき対象画像の画像データを記憶する第１の記憶手段と、基準画像の画像データを記憶する第２の記憶手段と、第１の記憶手段に記憶された対象画像の画像データの各画素の値と第２の記憶手段に記憶された基準画像の画像データの対応する画素の値との差分値を順に算出し、差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて対象画像の各画素が基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かを判定する判定手段とを備えたものである。
【００１３】
第１の発明に係る画像判定装置においては、第１の記憶手段に記憶された対象画像の画像データと第２の記憶手段に記憶された基準画像の画像データとの間で、対応する画素ごとに各々の画素の値の差分値が順に算出される。そして、算出された差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて、対象画像の各画素が基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かが判定手段により判定される。
【００１４】
この場合、差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量の連続性に基づいて、対象画像と基準画像との間の相違から外乱の影響を除去することが可能となる。
【００１５】
その結果、簡単な処理および簡単な構成で、外乱の影響を除去しつつ対象画像と基準画像との間の相違を判定することができる。それにより、高速の処理が可能になるとともに低コスト化が実現される。
【００１６】
判定手段は、差分値が所定のしきい値よりも小さい場合に対象画像の当該画素が基準画像に対して相違していないと判定し、連続する所定数以上の画素において差分値がしきい値以上でかつ差分値の変化量が基準値以下の場合に、連続する所定数以上の画素が基準画像に対して相違していないと判定し、他の場合に当該画素が基準画像に対して相違していると判定してもよい。
【００１７】
この場合、連続する所定数以上の画素において差分値がしきい値以上でかつ差分値の変化量が基準値以下である場合には、対象画像と基準画像との間の相違が特定の対象物の有無または変化による相違ではなく、外乱の影響による相違であるとみなすことにより外乱の影響を除去することが可能となる。
【００１８】
判定手段は、連続する所定数の画素において先頭の画素の差分値と後続する画素の差分値との差を変化量として所定の基準値と比較してもよい。この場合、連続する所定数の画素において、先頭の画素の差分値を基準とした差分値の変化量が基準値以下であるか否かに基づいて対象画像と基準画像との間の相違から外乱の影響を容易に除去することが可能となる。
【００１９】
第２の発明に係る画像判定方法は、画像を判定する画像判定方法であって、判定されるべき対象画像の画像データを記憶するステップと、基準画像の画像データを記憶するステップと、記憶された対象画像の画像データの各画素の値と記憶された基準画像の画像データの対応する画素の値との差分値を順に算出し、差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて対象画像の各画素が基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かを判定するステップとを備えたものである。
【００２０】
第２の発明に係る画像判定方法においては、記憶された対象画像の画像データと記憶された基準画像の画像データとの間で、対応する画素ごとに各々の画素の値の差分値が順に算出される。そして、算出された差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて、対象画像の各画素が基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かが判定される。
【００２１】
この場合、差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量の連続性に基づいて、対象画像と基準画像との間の相違から外乱の影響を除去することが可能となる。
【００２２】
その結果、簡単な処理および簡単な構成で、外乱の影響を除去しつつ対象画像と基準画像との間の相違を判定することができる。それにより、高速の処理が可能になるとともに低コスト化が実現される。
【００２３】
判定するステップは、差分値が所定のしきい値よりも小さい場合に対象画像の当該画素が基準画像に対して相違していないと判定し、連続する所定数以上の画素において差分値がしきい値以上でかつ差分値の変化量が基準値以下の場合に、連続する所定数以上の画素が基準画像に対して相違していないと判定し、他の場合に当該画素が基準画像に対して相違していると判定することを含んでもよい。
【００２４】
この場合、連続する所定数以上の画素において差分値がしきい値以上でかつ差分値の変化量が基準値以下である場合には、対象画像と基準画像との間の相違が特定の対象物の有無または変化による相違ではなく、外乱の影響による相違であるとみなすことにより外乱の影響を除去することが可能となる。
【００２５】
第３の発明に係る画像判定プログラムは、コンピュータにより実行可能な画像判定プログラムであって、判定されるべき対象画像の画像データを記憶する処理と、基準画像の画像データを記憶する処理と、記憶された対象画像の画像データの各画素の値と記憶された基準画像の画像データの対応する画素の値との差分値を順に算出し、差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて対象画像の各画素が基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かを判定する処理とを、コンピュータに実行させるものである。
【００２６】
第３の発明に係る画像判定プログラムにおいては、記憶された対象画像の画像データと記憶された基準画像の画像データとの間で、対応する画素ごとに各々の画素の値の差分値が順に算出される。そして、算出された差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて、対象画像の各画素が基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かが判定される。
【００２７】
この場合、差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量の連続性に基づいて、対象画像と基準画像との間の相違から外乱の影響を除去することが可能となる。
【００２８】
その結果、簡単な処理および簡単な構成で、外乱の影響を除去しつつ対象画像と基準画像との間の相違を判定することができる。それにより、高速の処理が可能になるとともに低コスト化が実現される。
【００２９】
判定する処理は、差分値が所定のしきい値よりも小さい場合に対象画像の当該画素が基準画像に対して相違していないと判定し、連続する所定数以上の画素において差分値がしきい値以上でかつ差分値の変化量が基準値以下の場合に、連続する所定数以上の画素が基準画像に対して相違していないと判定し、他の場合に当該画素が基準画像に対して相違していると判定することを含んでもよい。
【００３０】
この場合、連続する所定数以上の画素において差分値がしきい値以上でかつ差分値の変化量が基準値以下である場合には、対象画像と基準画像との間の相違が特定の対象物の有無または変化による相違ではなく、外乱の影響による相違であるとみなすことにより外乱の影響を除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る画像判定装置においては、第１の記憶手段に記憶された対象画像の画像データと第２の記憶手段に記憶された基準画像の画像データとの間で、対応する画素ごとに各々の画素の値の差分値が順に算出される。そして、算出された差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量が所定の基準値よりも小さい画素の連続性に基づいて、対象画像の各画素が基準画像の対応する画素に対して相違しているか否かが判定手段により判定される。
【００３２】
この場合、差分値と所定のしきい値との比較結果および差分値の変化量の連続性に基づいて、対象画像と基準画像との間の相違から外乱の影響を除去することが可能となる。
【００３３】
その結果、簡単な処理および簡単な構成で、外乱の影響を除去しつつ対象画像と基準画像との間の相違を判定することができる。それにより、高速の処理が可能になるとともに低コスト化が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施の形態に係る画像判定装置、画像判定方法および画像判定プログラムについて図１〜図６に基づき説明する。
【００３５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像判定装置の一例を示すブロック図である。
【００３６】
本実施の形態に係る画像判定装置１００は、画像入力部１０、対象画像記憶部１、基準画像記憶部２、差分データ生成部３、画像判定部４および出力表示部５を含む。さらに、差分データ生成部３は、画像比較部３ａ、第１のフィルタ３ｂおよび第２のフィルタ３ｃを含む。
【００３７】
画像入力部１０は、撮像カメラ、ＡＤ（アナログ／デジタル）コンバータおよび論理回路等を含む。画像入力部１０においては、撮像により得られた対象画像および基準画像の画像データが、ＡＤ変換されるとともに、所定のフォーマットに変換される。このように所定のフォーマットに変換された画像データを撮像データＶと呼ぶ。所定のフォーマットとは、対象画像および基準画像の複数の画素に対応付けられたビットマップ形式のデータ配列のことをいう。以下の説明においてドットは対象画像または基準画像の画素に相当する。
【００３８】
画像入力部１０により変換処理の施された撮像データＶは対象画像記憶部１および基準画像記憶部２に与えられる。
【００３９】
撮像データＶとしては、輝度信号に関するデータのみを用いてもよいし、輝度信号に関するデータおよび色差信号に関するデータを用いてもよい。さらに、ＲＧＢ（赤／緑／青）の色信号に関するデータを用いてもよい。本実施の形態では、撮像データＶとして輝度信号に関するデータを用いる。
【００４０】
対象画像記憶部１および基準画像記憶部２は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリまたはＳＲＡＭ（スタティックランダムアクセスメモリ）等の揮発性メモリおよびそのデータを保持するためのデータ保持用電源等を含む。また、基準画像記憶部２は遅延回路を含んでもよい。
【００４１】
対象画像記憶部１においては、画像入力部１０から与えられた対象画像の撮像データＶが一時的に記憶される。記憶された撮像データＶは対象画像データＶ１として所定のタイミングで差分データ生成部３に与えられる。
【００４２】
基準画像記憶部２においては、予め画像入力部１０から与えられた基準画像の撮像データＶが一時的に記憶される。記憶された撮像データＶは、基準画像データＶ２として所定のタイミングで差分データ生成部３に与えられる。
【００４３】
差分データ生成部３には、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２とが同一のタイミングで与えられる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、基準画像データＶ２として画像入力部１０から基準画像記憶部２に与えられる撮像データＶを用いているが、これに限らず、予め基準画像に対応する画像データを基準画像データＶ２として基準画像記憶部２に記憶させてもよい。
【００４５】
差分データ生成部３においては、対象画像記憶部１から与えられる対象画像データＶ１と基準画像記憶部２から与えられる基準画像データＶ２との比較に基づいて所定の差分データＳＶが生成される。差分データＳＶは、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間で相違がある場合に、その相違が特定の対象物に起因するものか否かを示す。
【００４６】
本実施の形態において、特定の対象物とは、例えば、人間等の固有形状を有するものをいう。すなわち、影および光の加減等による画像間の相違は、特定の対象物に起因するものではない。このような影および光の加減等の特定の対象物以外に起因する画像間の相違を外乱と呼ぶ。
【００４７】
画像比較部３ａ、第１のフィルタ３ｂおよび第２のフィルタ３ｃの各々においては、差分データＳＶを生成するために必要な演算処理が行われる。
【００４８】
差分データＳＶの生成は、各ドットごとに対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との差分値を算出するとともに、算出された差分値の各ドット間の変化量を算出することにより行われる。
【００４９】
画像比較部３ａにおいては、各ドットごとに対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の差分値が算出され、その差分値の大きさが所定のしきい値（以下、比較しきい値と呼ぶ。）以上か否かが判定される（差分判定処理）。
【００５０】
また、第１のフィルタ３ｂにおいては、画像比較部３ａにより差分値の大きさが比較しきい値以上であると判定された場合に、後述する連続性判定処理のための先頭のドットと後続するドットとの間で差分値の変化量（以下、差分変化量と呼ぶ。）が算出される（差分変化量算出処理）。
【００５１】
さらに、第２のフィルタ３ｃにおいては、第１のフィルタ３ｂにより算出された差分変化量がどのように連続しているかが判定される。すなわち、差分変化量が所定の基準値（以下、変化量基準値と呼ぶ。）以下であって、かつ所定のドット数（以下、連続性定数と呼ぶ。）に渡り連続しているか否かが判定される（連続性判定処理）。
【００５２】
このように、差分データ生成部３においては、画像比較部３ａ、第１のフィルタ３ｂおよび第２のフィルタ３ｃの差分判定処理、差分変化量算出処理および連続性判定処理に基づいて差分データＳＶが生成される。差分判定処理、差分変化量算出処理および連続性判定処理の詳細は後述する。生成された差分データＳＶは画像判定部４に与えられる。
【００５３】
画像判定部４は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、マイクロコンピュータまたは論理回路等からなり、差分データ生成部３から与えられる差分データＳＶに基づいて、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間で相違がある場合に、その相違が特定の対象物によるものであるか外乱であるかを判定する。それにより特定の対象物が検出される。画像判定部４は、その判定結果に基づいて判定データＪＤを生成し、生成された判定データＪＤを出力表示部５に与える。
【００５４】
出力表示部５は、例えば、発光ダイオード等の発光装置または液晶表示パネルもしくはＣＲＴ（陰極線管）等の表示装置からなり、画像判定部４から与えられる判定データＪＤに基づいて動作する。例えば、出力表示部５が発光装置である場合、特定の対象物が検出されることにより使用者に視認されるように発光する。また、出力表示部５が表示装置である場合、特定の対象物が検出されることにより使用者に視認されるようにその旨の表示が行われる。
【００５５】
なお、出力表示部５の代わりに使用者に特定の対象物の検出を認識させるスピーカ、ブザーまたはサイレン等の警報装置を用いてもよい。
【００５６】
続いて、対象画像データＶ１および基準画像データＶ２に基づく差分データＳＶの生成について、具体例を説明する。
【００５７】
図２および図３は、本発明の一実施の形態における対象画像データＶ１および基準画像データＶ２に基づく差分データＳＶの生成状況の一例を示す図である。
【００５８】
図２（ａ）に各ドットごとの対象画像データＶ１の一例が示されている。図２（ｂ）に図２（ａ）の対象画像データＶ１に対応する各ドットごとの基準画像データＶ２の一例が示されている。
【００５９】
上述のように、差分データ生成部３には、対象画像データＶ１および基準画像データＶ２が互いに対応する各ドットごとに同じタイミングで与えられる。そして、画像比較部３ａにより、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との差分値が与えられるドットごとに順次算出される。
【００６０】
図２（ｃ）に画像比較部３ａにより算出された対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との各ドットごとの差分値の一例が示されている。
【００６１】
例えば、ドットＤ１においては、対象画像データＶ１が６６であり、基準画像データＶ２が６４である。したがって、ドットＤ１における差分値は図２（ｃ）に示すように−２となる。
【００６２】
また、ドットＤ１０においては、対象画像データＶ１が１１１であり、基準画像データＶ２が１２５である。したがって、ドットＤ１０における差分値は図２（ｃ）に示すように１４となる。
【００６３】
図３（ｄ）に算出された差分値のグラフが示されている。ここで、各ドットごとの差分値の大きさ、すなわち差分値の絶対値が上述の比較しきい値以上であるか否かが判定される。比較しきい値が１０の場合、各ドットごとの差分値の大きさが一点鎖線Ｌ１で示す１０以上か否かが判定される。
【００６４】
図３（ｄ）によれば、ドットＤ１〜Ｄ４の差分値の大きさが比較しきい値未満であり、ドットＤ５〜Ｄ１７の差分値の大きさが比較しきい値以上である。
【００６５】
このような、対象画像データＶ１、基準画像データＶ２および比較しきい値に基づく比較処理が画像比較部３ａの差分判定処理に相当する。
【００６６】
続いて、差分判定処理によりドットの差分値の大きさが比較しきい値以上であると判定された場合、各ドット間で差分変化量が順次算出される。
【００６７】
例えば、ドットＤ５，Ｄ６の差分値の大きさがともに比較しきい値以上である場合、図３（ｄ）の矢印ａに示すように、ドットＤ５，Ｄ６間で差分変化量が算出される。
【００６８】
ドットＤ５における差分値は２０であり、ドットＤ６における差分値は２２である。したがって、ドットＤ５，Ｄ６間の差分変化量は２である。
【００６９】
なお、このような差分変化量の算出は必ずしも隣接する２つのドット間で行われるわけではなく、後述するように、連続性判定処理のための先頭のドットと後続するドットとの間で差分変化量が算出される。この差分変化量の算出動作が第１のフィルタ３ｂの差分変化量算出処理に相当する。
【００７０】
その後、算出された差分変化量と予め定められた変化量基準値とが比較され、差分変化量が変化量基準値以下であるか否かが判定される。そして、変化量基準値以下の差分変化量が予め定められた連続性定数以上の個数のドットに渡って連続しているか否かが判定される。
【００７１】
ここで、変化量基準値が３で、かつ連続性定数が３の場合を想定する。この場合、図３（ｄ）のドットＤ５，Ｄ６，Ｄ７において、ドットＤ５を連続性判定処理のための先頭のドットとして連続性が判定される。ドットＤ５，Ｄ６間の差分変化量は２であり、ドットＤ５，Ｄ７間の差分変化量は０である。したがって、差分変化量が３以下で３つのドットＤ５，Ｄ６，Ｄ７が連続しているので、括弧Ｃで括られたドットＤ５，Ｄ６，Ｄ７においては、変化量基準値（“３”）以下の差分変化量が連続性定数（“３”）以上の個数のドットに渡って連続していると判定される。
【００７２】
一方、図３（ｄ）のドットＤ１２，Ｄ１３においては、ドットＤ１２を先頭のドットとして連続性が判定される。矢印ｂで示されるドットＤ１２，Ｄ１３間の差分変化量は８である。
【００７３】
この場合、ドットＤ１２と隣接するドットＤ１３との間で算出される差分変化量は変化量基準値である３を超えている。したがって、ドットＤ１２を先頭のドットとした連続性判定処理では、変化量基準値以下の差分変化量が、連続性定数以上の個数のドットに渡って連続していないと判定される。
【００７４】
次に、ドットＤ１３，Ｄ１４においては、ドットＤ１３を先頭のドットとして連続性が判定される。矢印ｃで示されるドットＤ１３，Ｄ１４間の差分変化量は１３である。
【００７５】
この場合、ドットＤ１３と隣接するドットＤ１４との間で算出される差分変化量は変化量基準値である３を超えている。したがって、ドットＤ１３を先頭のドットとした連続性判定処理では、変化量基準値以下の差分変化量が、連続性定数以上の個数のドットに渡って連続していないと判定される。
【００７６】
このような、変化量基準値以下の差分変化量が連続性定数以上の個数のドットに渡って連続しているか否かの判定が第２のフィルタ３ｃの連続性判定処理に相当する。
【００７７】
図３（ｅ）に差分判定処理、差分変化量算出処理および連続性判定処理に基づいて生成された差分データＳＶの一例が示されている。
【００７８】
図３（ｅ）に示すように、差分データＳＶは各ドットごとに生成され、０または１の値をとる。
【００７９】
差分判定処理により、あるドットの差分値の大きさが比較しきい値未満であると判定された場合、そのドットにおいては対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間で相違がないとみなされ、そのドットにおける差分データＳＶが０として生成される。図３（ｅ）では、差分値の大きさが比較しきい値である１０未満のドットＤ１〜Ｄ４における差分データＳＶは０として生成されている。
【００８０】
あるドットの差分値の大きさが比較しきい値以上である場合、そのドットにおける差分データＳＶは差分変化量算出処理および連続性判定処理により生成される。
【００８１】
差分変化量算出処理および連続性判定処理により変化量基準値以下の差分変化量が連続性定数以上の個数のドットに渡って連続していると判定された場合、それら複数のドットにおいては対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の相違は外乱であるとみなされ、それら複数のドットにおける差分データＳＶが０として生成される。
【００８２】
図３（ｅ）では、差分変化量が変化量基準値の３以下で、かつ連続性定数である３以上の個数に渡り連続しているドットＤ５〜Ｄ７およびドットＤ９〜Ｄ１１における差分データＳＶが０として生成されている。
【００８３】
差分変化量算出処理および連続性判定処理により変化量基準値以下の差分変化量が連続性定数以上の個数のドットに渡って連続していると判定されない場合、そのドットにおける対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の相違は特定の対象物に起因しているとみなされ、そのドットにおける差分データＳＶが１として生成される。
【００８４】
図３（ｅ）では、変化量基準値以下の差分変化量が連続性定数以上の個数のドットに渡って連続していると判定されなかったドットＤ８およびドットＤ１２〜Ｄ１７における差分データＳＶが１として生成されている。
【００８５】
以上のように生成された差分データＳＶが、画像判定部４に与えられることにより、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間で特定の対象物に起因するものがあるか否かが判定される。
【００８６】
すなわち、画像判定部４はあるドットに対応する差分データＳＶが１である場合に、そのドットにおける対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の変化を特定の対象物に起因すると判定する。また、画像判定部４はあるドットに対応する差分データＳＶが０である場合に、そのドットにおいて対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間で特定の対象物に起因する変化は生じていないと判定する。その結果、外乱の影響を除去しつつ特定の対象物を検出することが可能となる。
【００８７】
画像判定部４は、図３（ｅ）の差分データＳＶが与えられることにより、ドットＤ８およびドットＤ１２〜Ｄ１７における対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の相違が特定の対象物に起因するものであると判定する。
【００８８】
差分データ生成部３の動作を図４および図５のフローチャートに基づき説明する。
【００８９】
図４および図５は、本発明の一実施の形態に係る画像判定装置１００の差分データ生成部３の動作の詳細を説明するためのフローチャートである。図４および図５の説明において、上述の比較しきい値をＣＤＴと称し、変化量基準値をＳＲＴと称し、連続性定数を連続性定数ＣＮＴと称する。また、ｎおよびｋは変数である。なお、差分データ生成部３の動作開始時において、変数ｋは１であり、変数ｎは１である。
【００９０】
ここで、対象画像データＶ１および基準画像データＶ２は複数行に配列され、各行ごとに処理される。対象画像データＶ１および基準画像データＶ２の各行は対象画像および基準画像の水平方向の各行の画素に対応する。
【００９１】
初めに、差分データ生成部３においては、対象画像記憶部１からｎドット目の対象画像データＶ１および基準画像データＶ２が取得される（ステップＳ１１）。そこで、与えられたｎドット目の対象画像データＶ１が、その行における最後のドットであるか否かが判定される。すなわち、ある行の対象画像データＶ１が終了したか否かが判定される（ステップＳ１２）。対象画像データＶ１が終了した場合、差分データ生成部３はその行に関する対象画像データＶ１および基準画像データＶ２に基づく差分データＳＶの算出動作を終了する。
【００９２】
ステップＳ１２において、対象画像データＶ１が終了していない場合、差分データ生成部３は、ｎドット目の対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との差分値を算出し（ステップＳ１３）、ｎドット目の差分値の大きさ（絶対値）が比較しきい値ＣＤＴ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００９３】
ｎドット目の差分値の大きさが比較しきい値ＣＤＴ以上である場合、差分データ生成部３はｎ−１ドット目の差分データＳＶが０として確定されているか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００９４】
ｎ−１ドット目の差分データＳＶが０として確定されている場合、差分データ生成部３は不定値Ｚをｎドット目の差分値とする（ステップＳ１６）。そして、差分データ生成部３は、変数ｋが連続性定数ＣＮＴ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００９５】
変数ｋが連続性定数ＣＮＴ以上である場合、差分データ生成部３は、ｎドット目からｋ−１ドット前までの差分データを全て０とする（ステップＳ１８）。このステップＳ１８の動作により、ｎドット目からｋ−１ドット前までは対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間で特定の対象物に起因する相違がないとみなされる。
【００９６】
続いて、差分データ生成部３は、変数ｋを１とする（ステップＳ１９）。さらに、差分データ生成部３は、変数ｎに１を加算し（ステップＳ２０）、上記ステップＳ１１の動作を繰り返す。
【００９７】
ステップＳ１４において、ｎドット目の差分値の大きさが比較しきい値ＣＤＴ以上でない場合、差分データ生成部３はｎドット目からｋ−１ドット前までの差分データを全て０とする（ステップＳ４２）。このステップＳ４２の動作により、ｎドット目からｋ−１ドット前までは、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間で相違がないとみなされる。そして、差分データ生成部３はｋを１とし（ステップＳ４３）、上記ステップＳ２０の動作を行う。
【００９８】
上記ステップＳ１５において、ｎ−１ドット目の差分データが０でない場合、差分データ生成部３は、ｎドット目の差分値と不定値Ｚとの差が変化量基準値ＳＲＴ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。
【００９９】
そこで、ｎドット目の差分値と不定値Ｚとの差が変化量基準値ＳＲＴ以下である場合、差分データ生成部３は上記ステップＳ１７の動作を行う。
【０１００】
一方、ｎドット目の差分値と不定値Ｚとの差が変化量基準値ＳＲＴ以下でない場合、差分データ生成部３は、不定値Ｚをｎドット目の差分値とする（ステップＳ３２）。
【０１０１】
そして、差分データ生成部３は、ｎドット目を基準としてｋ−１ドット前までのｎドット目を除く差分データＳＶ（すなわち、ｎ−（ｋ−１）ドット目からｎ−１ドット目までの差分データＳＶ）を全て１とする（ステップＳ３３）。このステップＳ３３の動作により、ｎドット目を基準としたｋ−１ドット前までは、ｎドット目を除いて対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間で特定の対象物に起因する相違があるとみなされる。この場合、上記のように、不定値Ｚがｎドット目の差分値となる。
【０１０２】
その後、差分データ生成部３はｋを２とし（ステップＳ３４）、上記ステップＳ２０の動作を行う。
【０１０３】
ここで、上述の画像比較部３ａによる差分判定処理は上記ステップＳ１３，Ｓ１４の動作に相当し、第１のフィルタ３ｂによる差分変化量算出処理は上記ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ３１，Ｓ３２に相当し、第２のフィルタ３ｃによる連続性判定処理はステップＳ１７，Ｓ３１に相当する。
【０１０４】
最後に、図３（ｄ）に示される差分値から生成される差分データＳＶの生成過程の詳細を図４および図５のフローチャートに基づき説明する。
【０１０５】
図６は、図４および図５のフローチャートに基づく差分データＳＶの生成過程の詳細を説明するための図である。図６においては、説明を簡単にするため各ドットを整数で表す。
【０１０６】
なお、以下の説明において、比較しきい値ＣＤＴは１０であり、変化量基準値ＳＲＴは３であり、連続性定数ＣＮＴは３である。また、差分データ生成部３の動作開始時において、変数ｎは１であり、変数ｋは１である。
【０１０７】
初めに、１〜４ドット目における差分値の大きさは比較しきい値ＣＤＴ未満であるのでステップＳ１４によりステップＳ４２，Ｓ４３の動作が行われる。したがって、変数ｋは常に１となり、差分データＳＶは全て０となる。
【０１０８】
続いて、５ドット目においては、差分値の大きさは比較しきい値ＣＤＴ以上であり、ｎ−１ドット目（４ドット目）の差分データＳＶが０であるので、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６により不定値Ｚが５ドット目の差分値である２０となる。そして、５ドット目において変数ｋは連続性定数ＣＮＴより小さい１であるので、ステップＳ２１により変数ｋに１が加算され、６ドット目の処理が開始される。その結果、６ドット目の処理の開始時において、５ドット目の差分データＳＶは確定されない。
【０１０９】
６ドット目においては、差分値の大きさは比較しきい値ＣＤＴ以上であり、ｎ−１ドット目（５ドット目）の差分データＳＶが確定していないので、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ３１により６ドット目の差分値である２２と不定値Ｚ（５ドット目の差分値である２０）との差が算出される。これにより算出される値が上述の差分変化量であり、この場合の差分変化量は２である。
【０１１０】
これにより、差分変化量が変化量基準値ＳＲＴ以下であり、６ドット目の変数ｋが連続性定数ＣＮＴより小さい２であるので、ステップＳ１７，Ｓ２１により変数ｋに１が加算され、７ドット目の処理が開始される。その結果、７ドット目の処理の開始時において、５ドット目および６ドット目の差分データＳＶは確定されない。さらに、不定値Ｚの値も５ドット目の差分値で保持される。
【０１１１】
７ドット目においては、差分値の大きさは比較しきい値ＣＤＴ以上であり、ｎ−１ドット目（６ドット目）の差分データＳＶが確定していないので、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ３１により７ドット目の差分値である２０と不定値Ｚ（５ドット目の差分値である２０）との差、すなわち差分変化量が算出される。この場合の差分変化量は０である。
【０１１２】
これにより、差分変化量が変化量基準値ＳＲＴ以下であり、７ドット目の変数ｋが連続性定数ＣＮＴ以上である３であるので、ステップＳ１７，Ｓ１８により、ｎドット目からｋ−１ドット前までの差分データＳＶ、すなわち７ドット目から２ドット前まで（括弧Ｃ１）の差分データＳＶが全て０となる。その後、ステップＳ１９により変数ｋが１となり、８ドット目の処理が開始される。
【０１１３】
８ドット目においては、差分値の大きさは比較しきい値ＣＤＴ以上であり、ｎ−１ドット目（７ドット目）の差分データＳＶが０であるので、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６により不定値Ｚが８ドット目の差分値である１８となる。そして、８ドット目において変数ｋは連続性定数ＣＮＴより小さい１であるので、ステップＳ１７，Ｓ２１により変数ｋに１が加算され、９ドット目の処理が開始される。その結果、９ドット目の処理の開始時において、８ドット目の差分データＳＶは確定されない。
【０１１４】
９ドット目においては、差分値の大きさは比較しきい値ＣＤＴ以上であり、ｎ−１ドット目（８ドット目）の差分データＳＶが確定していないので、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ３１により９ドット目の差分値である１１と不定値Ｚ（８ドット目の差分値である１８）との差、すなわち差分変化量が算出される。この場合の差分変化量は７である。
【０１１５】
これにより、差分変化量が変化量基準値ＳＲＴより大きい７であるので、ステップＳ３２，Ｓ３３により不定値Ｚが９ドット目の差分値である１１となり、ｎドット目を基準としてｋ−１ドット前までのｎドット目を除く差分データＳＶ、すなわち８ドット目の差分データＳＶが１となる。その後、ステップＳ３４により変数ｋが２となり、１０ドット目の処理が開始される。
【０１１６】
その結果、１０ドット目の処理の開始時において、８ドット目の差分データＳＶは１で確定されているが、９ドット目の差分データＳＶは確定されていない。
【０１１７】
１０ドット目から１１ドット目における処理動作は、上記の６ドット目から７ドット目における処理動作と同様である。その結果、９ドット目から１１ドット目（括弧Ｃ２）の差分データＳＶが全て０となる。１１ドット目の処理において、ステップＳ１９により変数ｋが１となり、１２ドット目の処理が開始される。
【０１１８】
１２ドット目の処理の開始時において、変数ｋは１であり、ｎ−１ドット目すなわち１１ドット目の差分データＳＶは０で確定されている。
【０１１９】
１２ドット目においては、差分値の大きさは比較しきい値ＣＤＴ以上であり、ｎ−１ドット目（１１ドット目）の差分データＳＶが０であるので、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６により不定値Ｚが１２ドット目の差分値である２１となる。そして、１２ドット目において変数ｋは連続性定数ＣＮＴより小さい１であるので、ステップＳ２１により変数ｋに１が加算され、１３ドット目の処理が開始される。その結果、１３ドット目の処理の開始時において、１２ドット目の差分データＳＶは確定されない。
【０１２０】
１３ドット目においては、差分値の大きさは比較しきい値ＣＤＴ以上であり、ｎ−１ドット目（１２ドット目）の差分データＳＶが確定していないので、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ３１により１３ドット目の差分値である１３と不定値Ｚ（１２ドット目の差分値である２１）との差、すなわち差分変化量が算出される。この場合の差分変化量は８である。
【０１２１】
これにより、差分変化量が変化量基準値ＳＲＴより大きい８であるので、ステップＳ３２，Ｓ３３により不定値Ｚが１３ドット目の差分値である１３となり、ｎドット目を基準としてｋ−１ドット前までのｎドット目を除く差分データＳＶ、すなわち１２ドット目の差分データＳＶが１となる。その後、ステップＳ３４により変数ｋが２となり、１４ドット目の処理が開始される。
【０１２２】
１４ドット目から１６ドット目における各種処理動作は、上記の１２ドット目から１３ドット目における処理動作が繰り返し行われる。なお、１７ドット目以降の処理については特に詳細を説明しないが、図６に示される１６ドット目および１７ドット目の差分データＳＶは上述のように算出される差分データＳＶの一例である。
【０１２３】
上記のような特定の行についての差分データＳＶの算出が終了すると、図４および図５のフローチャートに基づいて、新たな行の差分データＳＶが算出される。
【０１２４】
以上のように、本実施の形態に係る画像判定装置１００においては、対象画像記憶部１に記憶された対象画像データＶ１と基準画像記憶部２に記憶された基準画像データＶ２との間で、対応するドットごとに各々のドットの値の差分値が順に算出される。そして、算出された差分値の大きさと比較しきい値との比較結果および差分変化量が変化量基準値よりも小さいドットの連続性に基づいて、各ドットの対象画像データＶ１が対応するドットの基準画像データＶ２に対して相違しているか否かが画像判定部４により判定される。
【０１２５】
この場合、差分値の大きさと比較しきい値との比較結果および差分変化量の連続性に基づいて、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の相違から外乱の影響を除去することが可能となる。
【０１２６】
その結果、簡単な処理および簡単な構成で、外乱の影響を除去しつつ対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の相違を判定することができる。また、簡単な処理および簡単な構成により、高速の処理が可能になるとともに低コスト化が実現される。
【０１２７】
さらに、上記では、連続性定数以上の個数に渡り連続するドットにおいて差分値が差分しきい値以上でかつ差分変化量が変化量基準値以下である場合には、対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の相違が特定の対象物の有無または変化による相違ではなく、外乱の影響による相違であるとみなしている。これにより、簡単に外乱の影響を除去することが可能となる。
【０１２８】
その上、連続性定数以上の個数に渡り連続するドットにおいて、先頭のドットの差分値を基準とした差分変化量が変化量基準値以下であるか否かに基づいて対象画像データＶ１と基準画像データＶ２との間の相違から外乱の影響を容易に除去することが可能となっている。
【０１２９】
以上、本実施の形態において、画像判定装置１００は画像判定装置に相当し、対象画像記憶部１は第１の記憶手段に相当し、基準画像記憶部２は第２の記憶手段に相当し、対象画像データＶ１は対象画像の画像データに相当し、基準画像データＶ２は基準画像の画像データに相当し、画像判定部４は所定の判定手段に相当する。
【０１３０】
また、比較しきい値ＣＤＴは所定のしきい値に相当し、変化量基準値ＳＲＴは所定の基準値に相当し、連続性定数ＣＮＴは所定数に相当し、差分値は差分値に相当し、差分変化量は変化量に相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明に係る画像判定装置、画像判定方法および画像判定プログラムは、特定の対象物の存在を識別する等のために利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像判定装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態における対象画像データおよび基準画像データに基づく差分データの生成状況の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態における対象画像データおよび基準画像データに基づく差分データの生成状況の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る画像判定装置の差分データ生成部の動作の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態に係る画像判定装置の差分データ生成部の動作の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図６】図４および図５のフローチャートに基づく差分データの生成過程の詳細を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  対象画像記憶部
２  基準画像記憶部
３  差分データ生成部
４  画像判定部
５  出力表示部
１０  画像入力部
１００  画像判定装置
Ｖ１  対象画像データ
Ｖ２  基準画像データ
【図１】
2005190376.tif 000003
【図２】
2005190376.tif 000004
【図３】
2005190376.tif 000005
【図４】
2005190376.tif 000006
【図５】
2005190376.tif 000007
【図６】
2005190376.tif 000008