(57)【要約】【課題】  本発明は、被写体の撮影によって得られた画像に基づいて所望の情報の検索が行われる情報検索システムと、その撮影に用いられる照明装置とに関し、検索の精度を安定して高く維持できることを目的とする。【解決手段】  照明手段からの予め決められた照明光で特定の被写体を撮影し、前記特定の被写体の画像を得る撮影手段と、複数の被写体に関して、個別に、情報と、前記予め決められた照明光による撮影で得られた画像とが予め対応付けられて格納された記憶手段と、前記記憶手段に格納されている複数の被写体の画像の情報の中から前記撮影手段によって得られた特定の被写体の画像に相当する被写体の画像の情報を得る検索手段とを備えて構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明手段からの予め決められた照明光で特定の被写体を撮影し、前記特定の被写体の画像を得る撮影手段と、
複数の被写体に関して、個別に、情報と、前記予め決められた照明光による撮影で得られた画像とが予め対応付けられて格納された記憶手段と、
前記記憶手段に格納されている複数の被写体の画像の情報の中から前記撮影手段によって得られた特定の被写体の画像に相当する被写体の画像の情報を得る検索手段と
を備えたことを特徴とする情報検索システム。
【請求項２】
請求項１に記載の情報検索システムにおいて、
前記予め決められた照明光の光量は、
外光の光量より大きい
ことを特徴とする情報検索システム。
【請求項３】
請求項１に記載の情報検索システムにおいて、
前記予め決められた照明光は、
前記複数の被写体の色として少ない色の成分を含まない
ことを特徴とする情報検索システム。
【請求項４】
請求項１に記載の情報検索システムにおいて、
前記撮影手段は、
フレーミングまたは予備撮影により得られた前記特定の被写体の画像の色が分布する範囲に、前記特定の被写体の撮影に用いられる前記予め決められた照明光の色を制限する
ことを特徴とする情報検索システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の情報検索システムにおいて、
前記記憶手段には、
前記予め決められた照明光を示す照明条件が格納され、
前記撮影手段は、
前記照明条件で示される照明光を前記予め決められた照明光として前記特定の被写体の撮影に用いる
ことを特徴とする情報検索システム。
【請求項６】
撮影に用いられる照明光を発する照明装置において、
記憶手段に登録された画像を得る撮影に用いられた予め決められた照明光に前記照明光を設定する制御手段を備えた
ことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項６に記載の照明装置において、
前記制御手段は、
外光の光量より大きな値に、前記照明光の光量を設定する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項６に記載の照明装置において、
前記制御手段は、
前記記憶手段に画像が予め登録された複数の被写体の色の範囲に前記照明光の色を制限する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項６に記載の照明装置において、
前記制御手段は、
フレーミング、または予備撮影により得られた画像の色が分布する範囲に、前記照明光の色を制限する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９の何れか１項に記載の照明装置において、
前記制御手段は、
前記記憶手段に格納された照明条件に基づいて前記予め決められた照明光を設定する
ことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の撮影によって得られた画像に基づいて所望の情報の検索が行われる情報検索システムと、その撮影に用いられる照明装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
花や鳥などの名称や特性を調べるために用いられる図鑑は、従来より屋外レジャーでの単純な好奇心を満たす初心者向きの図鑑から、学術的な用途に用いられる高度な図鑑まで幅広く出版されている。これらの図鑑の使用にあたっては、一般に、調べようとする対象の実物または写真などの画像と図鑑に収録された図版とを目視により比較対照することにより、その対象が図鑑内から特定される。しかし、就学前の幼児から小学校高学年のような初心者向きの図鑑であっても、図版と共に収録されている植物の数は「１２００」と多い。したがって、上述した実物や画像との比較対照には、多大な労力を要する。従来、このような労力の一部は、例えば、花の「大きさ」や「向き」のような図版以外の情報に基づく絞り込みが可能な図鑑によって、削減が可能となっている。
【０００３】
また、多くの図鑑では、添付されたＣＤ-ＲＯＭ等の記録媒体に図版がデジタル化されて収録されることによって、パソコン等を介する検索や閲覧の利便性が高められつつある。
さらに、このように図版がデジタル化されて提供される電子図鑑では、上述した実物または画像との比較対照が自動的に行える可能性がある。したがって、例えば、後述する特許文献や非特許文献に掲載されるように、ディジタルカメラ（携帯電話に内蔵されたディジタルカメラを含む。）によって得られた画像が検索のキーとして用いられる電子図鑑の研究が種々進められている。
【特許文献１】特開２００２−２０３２４２号公報
【非特許文献１】「携帯電話を用いた花の情報検索システム」ＦＩＴ２００４（第３回情報科学技術フオーラム），Ｉ−０４２，２００４年９月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来例では、検索のキーとなる画像と電子図鑑に収録された画像とをそれぞれ得るための撮影時における照明条件が必ずしも同じではない。したがって、検索の結果に誤りが生じ、あるいは検索の精度が低下する可能性があった。
本発明は、検索の精度を安定して高く維持できる情報検索システムおよび照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の情報検索システムでは、撮影手段は、照明手段からの予め決められた照明光で特定の被写体を撮影し、前記特定の被写体の画像を得る。記憶手段には、複数の被写体に関して、個別に、情報と、前記予め決められた照明光による撮影で得られた画像とが予め対応付けられて格納される。検索手段は、前記記憶手段に格納されている複数の被写体の画像の情報の中から前記撮影手段によって得られた特定の被写体の画像に相当する被写体の画像の情報を得る。
【０００６】
請求項２に記載の情報検索システムでは、請求項１に記載の情報検索システムにおいて、前記予め決められた照明光の光量は、外光の光量より大きい。
請求項３に記載の情報検索システムでは、請求項１に記載の情報検索システムにおいて、前記予め決められた照明光は、前記複数の被写体の色として少ない色の成分を含まない。
【０００７】
請求項４に記載の情報検索システムでは、請求項１に記載の情報検索システムにおいて、前記撮影手段は、フレーミングまたは予備撮影により得られた前記特定の被写体の画像の色が分布する範囲に、前記特定の被写体の撮影に用いられる前記予め決められた照明光の色を制限する。
請求項５に記載の情報検索システムでは、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の情報検索システムにおいて、前記記憶手段には、前記予め決められた照明光を示す照明条件が格納され、前記撮影手段は、前記照明条件で示される照明光を前記予め決められた照明光として前記特定の被写体の撮影に用いる。
【０００８】
請求項６に記載の照明装置では、撮影に用いられる照明光を発する照明装置において、制御手段は、記憶手段に登録された画像を得る撮影に用いられた予め決められた照明光に前記照明光を設定する。
請求項７に記載の照明装置では、請求項６に記載の照明装置において、前記制御手段は、外光の光量より大きな値に、前記照明光の光量を設定する。
【０００９】
請求項８に記載の照明装置では、請求項６に記載の照明装置において、前記制御手段は、前記記憶手段に画像が予め登録された複数の被写体の色の範囲に前記照明光の色を制限する。
請求項９に記載の照明装置では、請求項６に記載の照明装置において、前記制御手段は、フレーミング、または予備撮影により得られた画像の色が分布する範囲に、前記照明光の色を制限する。
【００１０】
請求項１０に記載の照明装置では、請求項６ないし請求項９の何れか１項に記載の照明装置において、前記制御手段は、前記記憶手段に格納された照明条件に基づいて前記予め決められた照明光を設定する。
【発明の効果】
【００１１】
上述したように本発明によれば、情報検索システムの検索キーとなる画像がその情報検索システムに適した条件で安定に得られ、画像情報の検索が行われる装置やシステムの性能および付加価値が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第一ないし第三の実施形態を示す図である。図において、カメラ１０には照明装置２０が装着され、そのカメラ１０の出力は特徴抽出部３０（検索手段の構成要素の例）の入力に接続される。特徴抽出部３０の出力は、比較照合部４１（検索手段の構成要素の例）の一方の入力に接続される。比較照合部４１の他方の入力にはデータベース４２（記憶手段の一例）の出力が接続され、その比較照合部４１の出力は出力装置４３（記憶手段の構成要素の例）の入力に接続される。カメラ１０は、そのカメラ１０の各部を統括するコントローラ１１と、そのコントローラ１１の入力ポートに接続された撮影ボタン１２とを有する。
［第一の実施形態］
図２は、本発明の第一の実施形態の動作フローチャートである。以下、図１および図２を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
【００１３】
データベース４２には図版として予め収録された画像を得るための撮影に用いられた照明光の光量や色を示す制御情報を予め既知の値として有する。カメラ１０に備えられたコントローラ１１は、撮影ボタン１２が半押しされると、上述した制御情報を照明装置２０に与え（図２ステップＳ１）、その照明装置２０に対する電力の供給を開始する（図２ステップＳ２）。照明装置２０は、この制御情報で示される光量および色の照明光を発することによって、被写体の照明を行う。
【００１４】
なお、照明装置２０には、このような制御情報に基づく照明光の光量および色の柔軟な設定を可能とするハードウエアとして、例えば、赤色、緑色および青色の光を高輝度で発光可能な発光ダイオードと、これらの発光ダイオードに供給される電力を個別に設定可能な駆動回路とが備えられる。また、以下では、上述した被写体は、データベース４２に上述した画像として予め収録された「花」の何れかに該当すると仮定する。さらに、以下では、既述の制御情報に基づいて決定される光量は外光の最大の光量より大きく、その制御情報に基づいて決定される色には、被写体である「花」の色に含まれることが少ない緑色の成分が含まれないと仮定する。
【００１５】
コントローラ１１は、撮影ボタン１２の半押し状態が継続する期間には、被写体の画像（以下、「スルー画像」という。）をカメラ１０のモニタ（図示されない。）に表示する（図２ステップＳ３）。このようなスルー画像は、カメラ１０の操作者によって参照され、被写体のフレーミングに利用される。すなわち、照明装置２０によって被写体に照明光が発せられているので、夜間だけではなく、日光の届きにくい森林や屋内であっても、フレーミングが容易に行われる。
【００１６】
また、コントローラ１１は、フレーミングが完了したときに操作者によって行われる撮影ボタンの完全な押下を検出すると、カメラ１０に備えられた記憶部（図示されない。）にその時点において得られた被写体の最新の画像を書き込む（図２ステップＳ４）。さらに、コントローラ１１は、この最新の画像を特徴抽出部３０に転送し、照明装置２０に対する電力の供給を停止する（図２ステップＳ５）。なお、このような最新の画像については、以下では、ＲＧＢ表色系における全ての原色が何れも８ビット長のデータとして与えられると仮定する。
【００１７】
特徴抽出部３０は、カメラ１０（コントローラ１１）によって転送された画像を所定のアルゴリズムに基づいて処理することによって、その画像に含まれる被写体である「花」の特徴（形態特徴を含む。）を抽出する（図２ステップＳ６）。比較照合部４１は、その特徴を検索キーとしてデータベース４２を参照する（図２ステップＳ７）ことによって、そのデータベース４２に予め収録された「花」の内、カメラ１０によって被写体としてとらえられた「花」に最も類似した特定の「花」と、その特定の「花」に関する情報とを出力装置に出力する（図２ステップＳ８）。すなわち、被写体の撮影に用いられる照明光は、データベース４２に予め画像として収録された全ての「花」の撮影に用いられた照明光と、光量および色の何れもが同じに設定される。
【００１８】
このように本実施形態によれば、上記の被写体の撮影時における照明光の光量や色がデータベース４２の内容の如何にかかわらず設定される従来例に比べて、その被写体の像の色や明るさに大きな誤差が伴うことが回避され、データベース４２の検索の精度が高められる。
なお、本実施形態では、被写体の撮影が屋外で行われることがない場合には、上述した照明光の光量は、外光より小さくてもよい。また、本実施形態では、被写体の像の色や明るさの誤差が十分に小さく抑えられる場合には、既述の緑色のように被写体の色として含まれることが少ない色の成分が照明光に含まれてもよい。
［第二の実施形態］
図３は、本発明の第二の実施形態の動作フローチャートである。以下、図１および図３を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
【００１９】
本実施形態の特徴は、照明光の色が下記の手順に基づいて決定される点にある。
カメラ１０に備えられたコントローラ１１は、既述のフレーミングの過程で得られたスルー画像を少なくとも１回、あるいは所定の頻度で特徴抽出部３０に引き渡す（図３ステップＳ１）。
特徴抽出部３０は、このようなスルー画像がコントローラ１１によって引き渡される度に、そのスルー画像上の領域の内、被写体である「花」と推定可能な色を多く含む領域（以下、「推定被写体領域」という。）を特定する（図３ステップＳ２）。さらに、特徴抽出部３０は、例えば、ＲＧＢ色空間上においてこの推定被写体領域の色が分布する範囲を求め、その範囲をコントローラ１１に通知する（図３ステップＳ３）。なお、このような範囲は、先行してコントローラ１１によって引き渡されたスルー画像について同様に求められた範囲が時系列の順に平滑化（例えば、移動平均法や指数平滑法）されることによって、精度よく求められてもよい。
【００２０】
カメラ１０では、コントローラ１１は、このようにして特徴抽出部３０によって通知された範囲の色が照明光の色に設定されるように制御情報を修正し、その修正の結果として得られた制御情報を照明装置２０に与える（図３ステップＳ４）。すなわち、照明装置２０によって発せられる照明光の色は、被写体である「花」の色には含まれない色を含まない点で撮影に適した色に自動的に調整される。
【００２１】
したがって、本実施形態によれば、上述した制御情報が実際の被写体の色に応じて修正されることがない場合に比べて、その被写体の撮影条件が高められる。
なお、本実施形態では、照明光の光量や色は、カメラ１０の撮像系の特性その他の撮影条件が考慮されることなく決定されている。しかし、上述した制御情報は、このような撮像系の特性や撮影条件に適したパラメータとして設定され、かつ修正されてもよい。また、本実施形態では、推定被写体領域が特定され、かつＲＧＢ色空間上においてこの推定被写体領域の色が分布する範囲が求められる処理は、上述したフレーミングの過程で得られたスルー画像ではなく、被写体の撮影に先行して行われる予備撮影によって得られた画像に基づいて行われてもよい。
［第三の実施形態］
図４は、本発明の第三の実施形態におけるカメラの動作フローチャートである。以下、図１および図４を参照して本発明の第三の実施形態の動作を説明する。本実施形態の特徴は、照明光の色が決定される下記の処理の手順にある。
【００２２】
データベース４２には、そのデータベース４２に図版として収録された画像を得るための撮影に用いられた照明光の光量および色を示す制御情報が予め格納される。特徴抽出部３０は、例えば、始動時に比較照合部４１を介してデータベース４２にアクセスすることによって、その制御情報を取得する（図４ステップＳ１）。さらに、特徴抽出部３０は、カメラ１０が接続されたことを検出すると、この制御情報をカメラ１０宛に転送する（図４ステップＳ２）。
【００２３】
カメラ１０に備えられたコントローラ１１は、このようにして特徴抽出部３０によって転送された制御情報を優先的して照明装置２０に与える（図４ステップＳ３）。すなわち、照明装置２０によって発せられる照明光の光量および色は、比較照合部４１によってアクセスされるデータベースの如何にかかわらず、そのデータベースに図版として収録された画像を得るための撮影に用いられた照明光と同じ光量および色に設定される。
【００２４】
したがって、本実施形態によれば、被写体の撮影条件が容易に高められ、かつデータベース４２の検索の精度が向上する。
なお、本実施形態では、カメラの撮像系の特性が考慮されることなく照明光の光量および色が決定されている。しかし、例えば、その撮像系の特性に適した照明光を示す制御情報がデータベース４２に予め格納され、このデータベース４２が実際の撮像系の特性に基づいて参照されることによって、照明光の光量や色の誤差が補正されてもよい。また、上述した各実施形態では、カメラ１０は、データベース４２を含んで構成される電子図鑑の要素として構成されなくてもよく、例えば、その電子図鑑に収録された画像を得るための撮影に用いられた照明光と同じ照明光による撮影を可能とする汎用のカメラとして構成されてもよい。
【００２５】
さらに、上述した各実施形態では、被写体の撮影に用いられる照明光の光量や色は、カメラ１０に備えられたコントローラ１１によって設定され、あるいは修正されている。しかし、このような光量や色の照明光は、例えば、コントローラ１１によって行われる既述の処理（特徴抽出部３０と連係して行われる処理を含む。）をそのコントローラ１１に代わって行い、かつカメラ１０と連係することが可能なプロセッサが備えられた閃光装置によって得られてもよい。
【００２６】
また、上述した各実施形態では、特徴抽出部３０や比較照合部４１によって行われる既述の処理の一部は、カメラ１０に備えられたコントローラ１１の余剰の処理量が活用されることによって実現されてもよい。さらに、上述した各実施形態では、カメラ１０によって転送された画像からその画像に被写体として含まれる「花」の特徴を抽出するために行われる処理は、例えば、以下の通りに実現されてもよい。
〔「花」の特徴の抽出を実現する構成および処理の手順〕
特徴抽出部３０には、図１に破線で示すように、カメラ１０の出力に接続された色分離部３１が初段に配置され、その色分離部３１の第一の出力および第二の出力がそれぞれ形態特徴抽出部３２および色特徴抽出部３３を介して比較照合部４１の対応する入力に接続される。
【００２７】
色分離部３１は、カメラ１０によって転送された画像をＬａｂ変換し（図５ステップＳ１）、そのＬａｂ変換の結果が所定の色域空間にマッピングされた画像データに対してクラスタリングを施す（図５ステップＳ２）。色特徴抽出部３３は、「花」の色には茶、緑、黒が少なく、かつ「花」が明るく写っていることが多いなどの経験的な情報に基づいて、上記のクラスタリングによって得られたクラスタを選択して統合する（図５ステップＳ３）ことによって、「花」の候補である１つのクラスタを抽出する（図５ステップＳ４）。ここに、色特徴量としては、ＲＧＢ各色のヒストグラムが３種の特徴量として用いられてもよく、あるいはＨＳＶ色ヒストグラムが一種類の特徴量として用いられてもよい。形態特徴抽出部３２は、上述した１つのクラスタから「花」の形態特徴を抽出する。ここに、形態特徴量としては、その１つのクラスタの画素値が２値化されることによって得られる慣性モーメントや円形度、輪郭線を基にした花弁の枚数等が用いられてもよい。なお、比較照合部４１は、このようにして抽出された「花」の色特徴および形態特徴を検索キーとしてデータベース４２を参照する。すなわち、色特徴としてＲＧＢヒストグラムとＨＳＶヒストグラムとの何れが用いられた場合でも、比較照合部４１は、データベース４２に収録されている個々の「花」の種類の色特徴との類似度に基づいてデータベース４２を参照する。
【００２８】
また、上述した各実施形態では、例えば、照明装置２０が発する照明光の光量が外光の光量に比べて大きいために、「花」の特徴量（色特徴量や形態特徴量）が十分な精度で得られる場合には、上述したＬａｂ変換は行われなくてもよい。さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において多様な構成の実施形態が可能であり、かつ構成装置の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一ないし第三の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の動作フローチャートである。
【図３】本発明の第二の実施形態の動作フローチャートである。
【図４】本発明の第三の実施形態の動作フローチャートである。
【図５】特徴抽出部によって行われる処理の詳細な手順の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…カメラ，  １１…コントローラ，  １２…撮影ボタン，  ２０…照明装置，  ３０…特徴抽出部，  ３１…色分離部，  ３２…形態特徴抽出部，  ３３…色特徴抽出部，  ４１…比較照合部，  ４２…データベース，  ４３…出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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