(57)【要約】【課題】パターンマッチングにおいて、テンプレート画像をサーチするための処理負荷を低減することを可能とする。【解決手段】検知パターンを有した物体を当該物体の移動の間に撮像して物体の移動情報を求める画像処理装置は、サーチ部（９０３〜９０７）と、移動情報取得部（９０８）と、を具える。サーチ部は、先に撮像した物体の画像データから抽出される、検知パターンを含むテンプレート画像を、後に撮像した物体の画像データにおいてサーチし、後に撮像した物体の画像データにおけるサーチエリアの明度を検出することによってそのサーチエリアより小さな分割エリアを特定し、分割エリアにおいてテンプレート画像をサーチする。移動情報取得部は、サーチしたテンプレート画像と、先に撮像した物体の画像データから抽出されるテンプレート画像と、の位置関係に基づいて、物体に移動情報を求める。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知パターンを有した物体を当該物体の移動の間に撮像して前記物体の移動情報を求める画像処理装置であって、
先に撮像した物体の画像データから抽出される、検知パターンを含むテンプレート画像を、後に撮像した物体の画像データにおいてサーチする手段であって、後に撮像した物体の画像データにおけるサーチエリアの明度を検出することによって当該サーチエリアより小さな分割エリアを特定し、前記分割エリアにおいて前記テンプレート画像をサーチするサーチ手段と、
前記サーチしたテンプレート画像と、前記先に撮像した物体の画像データから抽出されるテンプレート画像と、の位置関係に基づいて、前記物体に移動情報を求める移動情報取得手段と、
を具えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記サーチ手段は、前記サーチエリアにおいて予め複数の分割エリアに分割し、前記複数の分割エリアごとに明度を検出し、最も明度が低い分割エリアを前記サーチエリアより小さな分割エリアとして特定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記サーチ手段は、前記複数の分割エリアごとに検出される明度が同じ分割エリアが複数存在する場合、当該複数の分割エリアにまたがるエリアを前記サーチエリアより小さな分割エリアとして特定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記サーチ手段は、前記サーチエリアの画像データの明度を画素ごとに所定の閾値と比較し、前記複数の分割エリアごとに、前記所定の閾値以下となる画素の数を計数する手段を有し、前記計数した数が最も多い分割エリアを前記サーチエリアより小さな分割エリアとして特定することを特徴とする請求項２または３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記複数の分割エリアの数は変更可能であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
画像データにおいて所定のテンプレート画像をサーチするパターンマッチング方法であって、
サーチエリアの明度を検出することによって当該サーチエリアより小さな分割エリアを特定し、前記分割エリアにおいて前記テンプレート画像をサーチすることを特徴とするパターンマッチング方法。
【請求項７】
前記サーチエリアにおいて予め複数の分割エリアに分割し、前記複数の分割エリアごとに明度を検出し、最も明度が低い分割エリアを前記サーチエリアより小さな分割エリアとして特定することを特徴とする請求項６に記載のパターンマッチング方法。
【請求項８】
前記複数の分割エリアごとに検出される明度が同じ分割エリアが複数存在する場合、当該複数の分割エリアにまたがるエリアを前記サーチエリアより小さな分割エリアとして特定することを特徴とする請求項７に記載のパターンマッチング方法。
【請求項９】
前記サーチエリアの画像データの明度を画素ごとに所定の閾値と比較し、前記複数の分割エリアごとに、前記所定の閾値以下となる画素の数を計数し、前記計数した数が最も多い分割エリアを前記サーチエリアより小さな分割エリアとして特定することを特徴とする請求項７または８に記載のパターンマッチング方法。
【請求項１０】
前記複数の分割エリアの数は変更可能であることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載のパターンマッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置およびパターンマッチング方法に関し、詳しくは、記録媒体などの物体における検知パターンの移動をパターンマッチングによって検出することにより物体の移動量などを求める技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、記録紙などの記録媒体あるいはこれを搬送する搬送ベルトにおける検知パターンを、イメージセンサ等の撮像素子を用いて異なるタイミングで撮像し、その結果に基づいて記録媒体あるいは搬送ベルトの移動量を算出することが記載されている。具体的には、あるタイミングで撮像した画像データの中から検知パターンを含むテンプレート画像を抽出する。そして、そのテンプレート画像が、次のタイミングの撮像画像のどこに存在するかをパターンマッチング技術によってサーチし、２つのタイミングの間のテンプレート画像の移動距離を求めるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９３６８０号公報
【特許文献２】特開平１０−６３８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示される例では、撮像画像においてテンプレート画像との相関が高い画像をサーチする際に、サーチ領域においてテンプレート画像との相関を求める領域を画素単位で移動させ、その移動ごとに相関を求めることから、そのための処理負荷が大きくなるという問題がある。
【０００５】
これに対して、特許文献２には、撮像した画像におけるテンプレート画像（対象画像）の重心位置を求め、その重心位置に基づいてサーチ範囲を限定しサーチのための負荷を低減する技術が記載されている。しかしながら、特許文献２では、テンプレート画像（対象画像）が移動しないことを前提とするものであり、それによって逆にサーチ領域を限定することを可能にしている。すなわち、特許文献１のように、テンプレート画像が移動する場合には、移動前の重心位置によって、移動後のテンプレート画像のサーチ範囲を限定することができないことは明らかである。また、重心位置を求める処理は、そのための回路や処理時間が比較的多大なものとなるという問題もある。
【０００６】
本発明は、テンプレート画像をサーチするための処理負荷を低減することを可能とする画像処理装置およびパターンマッチング方法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】
【０００７】
そのために本発明では、検知パターンを有した物体を当該物体の移動の間に撮像して前記物体の移動情報を求める画像処理装置であって、先に撮像した物体の画像データから抽出される、検知パターンを含むテンプレート画像を、後に撮像した物体の画像データにおいてサーチする手段であって、後に撮像した物体の画像データにおけるサーチエリアの明度を検出することによって当該サーチエリアより小さな分割エリアを特定し、前記分割エリアにおいて前記テンプレート画像をサーチするサーチ手段と、前記サーチしたテンプレート画像と、前記先に撮像した物体の画像データから抽出されるテンプレート画像と、の位置関係に基づいて、前記物体に移動情報を求める移動情報取得手段と、を具えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上の構成によれば、パターンマッチングにおいて、テンプレート画像をサーチするための処理負荷を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す外観斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、図１に示した記録部の詳細な構成を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、図２に示したセンサユニットの詳細構成を示す図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、イメージセンサで撮像された画像データに基づいて記録媒体（シート）の移動量を検出するための、本発明の一実施形態に係る基本的な処理を説明する図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、従来のパターンマッチングを説明する図である。
【図６】従来のテンプレート画像のサーチ方法を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るパターンマッチング処理を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る分割エリア間で明度を比較する処理のための構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る、移動量算出部で求める画素位置に対する相関値の関係の例を示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る、複数の分割エリアにまたがってサーチエリアを設定する処理を説明する図である。
【図１１】以上説明した本発明の一実施形態に係る移動量を算出するまでの処理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】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す外観斜視図である。本実施形態の記録装置は、概略、記録部１、シート供給部２、シート巻取部３、制御部６を備えたものである。シート供給部２は、ロール状に巻かれたロールシート４を保持するとともに、記録媒体としての連続シート８をロールから引き出しながら記録部１に供給する。記録部１は、図２にて後述するように連続シート８に対して画像を記録する。記録されたシート８は、シート巻取部３にてロールシート５として巻き取られる。制御部６は、コントローラ、メモリ、各種１／Ｏインターフェースを有し、記録装置全体の制御を司る。制御部６は、図１１にて後述される本発明の実施形態に係る処理を実行するものであり、記録装置自体に内蔵されていてもよいし、記録装置に接続される外部のホストコンピュータであってもよい。本明細書では、このように図１１にて後述される本発明の実施形態に係る処理を実行する装置を、記録装置やホストコンピュータなどの装置を含んで「画像処理装置」という。また、本明細書では、シート搬送経路の任意の位置において、シート供給部２に近い側を「上流側」、遠い側を「下流側」という。
【００１１】
図２（ａ）および（ｂ）は、図１に示した記録部１の詳細な構成を示す図であり、図２（ａ）は記録部の上面図、図２（ｂ）は記録部の側面図をそれぞれ示している。
【００１２】
これら図において、シート供給部２から記録部１に供給されたシート８は、記録部１において矢印Ａ方向に搬送される。記録部１におけるシート搬送機構として、搬送ローラ１１と従動回転するピンチローラ１２からなるメイン搬送ローラ対が搬送の精度を司る。各インク色の記録ヘッド１７〜２０の下流側には、搬送ローラ１３と従動回転するピンチローラ１４からなるサブ搬送ローラ対が４組設けられている。記録ヘッド１７〜２０は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクをそれぞれ吐出するインクジェット方式の記録ヘッドである。これらの記録ヘッドはそれぞれ、使用が想定されるシート８の最大記録幅をカバーする範囲に、インクを吐出するノズルを配列したノズル列を備えた、ライン型記録ヘッドである。なお、インクを吐出する方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を用いることができる。インク色の数および記録ヘッドの数は４つには限定はされず、さらに多い数あるいは少ない数であってもよい。各記録ヘッドにはインクチューブが接続され、図示しないインクタンクから対応する色のインクが供給される。なお、このチューブを介した供給の代わりに、記録ヘッドが対応する色のインクを貯蔵するインクタンクと一体のユニットとされた形態であってもよい。各記録ヘッドは、ヘッドホルダ１０によって一体に保持されている。
【００１３】
センサユニット７０１は、後述するシートの移動量を検出する処理で、検知パターンが記録されたシートの面を撮像する。マーキングヘッド５００はインクジェット式の記録ヘッドであり、これによって検知パターンを記録する。マーキングヘッド５００およびセンサユニット７０１は、記録部１の上流で、かつシート幅の略中央に配置されている。この配置によって、余白のないいわゆる縁無し記録に対応でき、また、記録部における各色記録ヘッドのミストの影響を受け難くすることができる。さらに、シートの微小な蛇行や微小な斜行が生じても平均としての搬送量を検出することができる。
【００１４】
なお、本実施形態の記録装置は、記録媒体として長尺で連続したシートを用いた高速記録が可能なラインプリンタであり、例えば、プリントラボ等における大量の枚数のプリントを行う分野に適している。しかし、本発明の適用は、このような形態に限られないことはもちろんであり、枚葉の記録媒体を使用する形態の記録装置または記録ヘッドの走査によって記録を行うシリアルタイプの記録装置にも適用することができる。
【００１５】
図３（ａ）および（ｂ）は、図２に示したセンサユニット７０１の詳細構成を示す図であり、図３（ａ）はセンサユニットの上面図、図３（ｂ）は側方から見た断面図である。これら図に示すように、センサユニット７０１は、概略、発光部、受光部、画像処理部からなり、これらがユニットとして一体化されている。光源７０３は、ＬＥＤなどの発光素子である。光源７０３から発する光は、導光体７０２によって導かれてシート８の面を斜め方向から照明する。シート８上の照明された領域の像は、レンズ７０６によってイメージセンサ７０５に結像する。透明な保護カバー７０４は、シート８の側からインクミストなどが進入してレンズ７０６に汚れが付着するのを防止する。イメージセンサ７０５によって、マーキングヘッド５００により記録された検知パターンを含むシート（物体）の面の画像を取得する。そして、取得された画像の撮像信号は、Ａ／Ｄ変換されて画像処理部７０７に送られる。画像処理部７０７は、シートの移動に伴って複数回の撮像を行って得られた複数の画像データを、後述するパターンマッチング処理を含む画像処理を行うことにより、シートの移動量（搬送量）を検出（移動情報取得）する。そして、このように求めたシートの移動量の情報を、制御部６にフィードバックする。
【００１６】
図４（ａ）および（ｂ）は、イメージセンサで撮像された画像データに基づいて記録媒体（シート）の移動量を検出するための、本発明の一実施形態に係る基本的な処理を説明する図である。記録媒体８は図４（ａ）に示す矢印Ａの方向に搬送され、図４（ａ）は、その搬送によって記録媒体が移動する前の状態、図４（ｂ）は、搬送によって記録媒体が移動して一定時間後の状態を、それぞれ示している。
【００１７】
図４（ａ）において、４０１、４１３、４１４、および４１５は、マーキングヘッド５００のノズル４１１によって記録された検知パターンをそれぞれ示している。斜線で示されたエリア４０２は、イメージセンサ７０５によって撮像された撮像エリアである。この構成において、図４（ａ）に示す四角で囲まれたエリア４００は、イメージセンサ７０５による撮像エリア４０２から抽出された、検知パターン（４０１）を含むテンプレート画像のエリアである。なお、マーキングヘッド５００は、図４に示す例では、ノズル列が２列の形態であるが、２列以上でも、列以下でもよい。
【００１８】
一方、図４（ｂ）において、４０５は、検知パターン４０１が次の撮像時までに移動した後の検知パターンを示している。また、斜線で示されたエリア４０７は、図４（ａ）と同じく、イメージセンサ７０５によって撮像された撮像エリアである。さらに、四角で囲まれたエリア４０８は、撮像エリア４０７において、先の撮影で抽出されたテンプレート画像のエリア４００を検出するためのサーチエリアである。サーチエリア４０８は、テンプレート画像のエリアよりも広く、サーチエリアのどの画素位置にテンプレート画像と同じ画像が存在しているかをパターマッチングによって検出するための領域である。パターンマッチングを行う際には、例えば、以下のＮＣＣ法による演算式を用いて相間値を算出し、最も相関高い画素位置をサーチする。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
サーチした結果から、記録媒体の移動量を算出する。例えば、本来搬送ずれなどが起こらなければ、図４（ｂ）に示す検知パターン４０９の位置に検知パターンが存在しているはずが、検知パターン４０５の位置に検知パターン（４０１）が存在していることを検出できたとする。この場合、記録媒体の移動量は、図４（ａ）に示す検知パターン４０１（テンプレート画像４００）と図４（ｂ）に示す検知パターン４０５（テンプレート画像４００と同じ大きさの領域４１０）と、の位置関係に基づいて算出する。なお、テンプレート画像に関する移動前後の位置関係から求めるものは、移動量に限られないことはもちろんであり、例えば、その移動量の移動に要した時間を用いて移動速度を求めることもできる。本明細書では、上記位置関係に基づいて求める移動量、移動速度などを移動情報という。
【００２１】
また、４０６は、次の移動量算出のための（新たに記録された）テンプレート画像を示し、この画像について同じ処理を繰り返すことによって、リアルタイムに記録媒体の移動量を算出することができる。
【００２２】
ここで、本発明の一実施形態に係るパターンマッチングを説明する前に、比較例として、特許文献１などに記載されている従来のパターンマッチングについて説明する。このパターンマッチングは、検知パターンを含むテンプレート画像と最も相関が大きい領域を、サーチ領域内からサーチすることにより、サーチ領域のどの位置にテンプレート画像が存在しているかを検出し、その結果から移動量を算出する。図５（ａ）および（ｂ）は、従来のパターンマッチングを説明する図である。これら図において、１００は、記録媒体をイメージセンサ等で撮像した撮像エリア、１０１は検知パターン１０２を含むテンプレート画像を示す。図５（ａ）に示すように、イメージセンサで撮像して得られる撮像エリア１００の中から、テンプレート画像１０１を取得し保持する。一定時間後、図５の（ｂ）に示すように、イメージセンサによって撮像エリア１００の画像データを取得する。イメージセンサは固定され、記録媒体が移動することによって、検知パターン１０２を含むテンプレート画像は、そのときの搬送状態に応じて画像１０５や画像１０４などの位置に移動する。これに対して、図５（ｂ）に示す撮像エリア１００のどこにテンプレート画像が移動したかをサーチすることにより、移動量を算出する。すなわち、搬送誤差が生じなければ、画像１０４の位置にテンプレート画像が存在するが、搬送誤差が生じた場合、テンプレート画像は画像１０５の位置に移動し、この位置と図５（ａ）に示すテンプレート画像１０１との位置関係に基づいて移動量が算出されることになる。
【００２３】
テンプレート画像が画像エリアのどこにあるかをサーチする方法は以下の通りである。図５（ｂ）に示すように、先ず、テンプレート画像を含む所定サイズのサーチエリア１０３を設定する。この際、サーチエリア１０３は、テンプレート画像がこのエリア内に必ず存在することが必要であるから、搬送誤差などを考慮し、テンプレート画像よりも広いエリアに設定する。その後、このサーチエリアの中で、テンプレート画像がどの位置に存在するかを、画像処理（相互相関処理）によってサーチする。
【００２４】
図６は、従来のテンプレート画像のサーチ方法を説明する図である。図６において、１１０は、図５（ｂ）に示したサーチエリア１０３に対応する。先ず、サーチエリア１１０の中で、領域１０６のように、左上の画素位置からテンプレート画像の画素サイズと同じサイズの領域を切り出す。そして、最初の撮像にて保持したテンプレート画像１０１のデータとの相間値を相互相関処理によって取得し、その結果を保持する。次に、領域１０７のように、サーチエリア１１０において１画素分ずらした切り出し位置で、同様にテンプレート画像の画素サイズと同じサイズの領域を切り出す。そして、テンプレート画像との相関値を取得し保持する。同様の作業を、それぞれ１画素分ずつずらした、領域１０８、１０９のように切り出しを繰り返し、サーチ範囲のすべての画素位置における相間値を取得する。そして、取得した相関値の中で、テンプレート画像１０１との相関が最も高い領域の切り出し画素位置が、２度目に撮像した画像エリアの中で、テンプレート画像が存在する画素位置となり、テンプレート画像のサーチが完了する。
【００２５】
しかしながら、相間値を取得するための相互相関処理は、例えばＮＣＣ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）法と呼ばれる方式で行うことができるがこの方式の処理は、演算の処理負荷が大きい。加えて、テンプレート画像をサーチするために、上記演算処理をサーチエリアのすべての画素位置にて実施する必要がある。このため、求められるサーチ時間の間でサーチ領域全体からテンプレート画像をサーチするためには、例えば、上記演算式を実施するための演算回路を複数実装して並列処理する必要があり、コストが増大する。また、仮にＣＰＵで演算処理した場合には、求められるサーチ時間の間にテンプレート画像を検出できないという自体も生じ得る。
【００２６】
これに対し、本発明の一実施形態によるパターンマッチングによれば、サーチのための処理負荷を低減することが可能となる。
【００２７】
図７は、本発明の一実施形態に係るパターンマッチング処理を説明する図である。図７において、記録媒体は、矢印Ａの方向に搬送される。この際、イメージセンサ自体は固定されており、移動する記録媒体を連続的に撮像する。８０１、８０２、８０３は、それぞれ検知パターン４０５（図４（ｂ）参照）を含んだテンプレート画像を示している。テンプレート画像は、搬送ずれなどがない場合は、画像８０１の位置に存在する。これに対し、搬送ずれなどが生じている場合には、画像８０２や画像８０３など、画像８０１の位置とは異なる位置に移動する。この搬送状態に対し、サーチエリア８００の中からテンプレート画像（８０１、８０２、８０３）をサーチする場合、従来は、前述したように、図７に示す領域８０９の位置から画素ごとに順次相関処理を行い、これをサーチエリア４０８の全体について行うが、相関処理の負荷が大きくなる。
【００２８】
これに対し、本実施形態は、サーチエリア４０８（図４（ｂ）参照）を、エリア８０４、８０５、８０６、および８０７の４つの領域に分割する。そして、４つの分割エリアの画像データの濃度を比較する。この場合、検知パターンを記録する記録ヘッド５００およびセンサユニット７０１は、図２にて前述したように、画像データを記録する記録ヘッドよりも上流側に位置するため、イメージセンサで撮像したときは、記録媒体には検知パターン以外記録されていない。従って、検知パターンが存在しないエリアは記録媒体の地の色である例えば紙白のエリアになる。このため、本例の場合は、検知パターンが存在するエリアと存在しないエリアでは、イメージセンサで撮像した画像に濃度差が存在することになる。具体的には、検知パターンが存在するエリアには検知パターンの記録濃度によって、イメージセンサで検出する明度が、他の画素よりも低い（暗い；濃度が高い）画像データの画素が存在する。このことから、４つの分割エリアにおいて、所定の閾値以下の明度値をもつ画素の数を比較し、明度が所定閾値以下の画素の数が多いエリアに、検知パターンを含むテンプレート画像が存在することを推定する。そして、この分割エリアを特定してサーチリアとする。
【００２９】
図８は、本実施形態に係る分割エリア間で明度を比較する処理のための構成を示すブロック図である。図８は、具体的には、サーチエリアの限定、相間値の算出、および移動量を算出する処理を実行する回路９０１とその周辺の構成を示している。これらの回路などは、図１にて上述した制御部６において構成されるものである。
【００３０】
先ず、外部メモリ９０２に保持されている、先に撮像して得られた撮像エリアの画像データ中からテンプレート画像を抽出し、外部メモリ９０２に格納する。この保持されたテンプレート画像は、後に撮像された画像との相関処理に用いられる。そして、次の撮像によってイメージセンサ７０５から出力された各画素の画像データは、回路９０１の画像レベル比較部９０３において明度に関する所定の閾値と比較される。ここで、閾値以下のデータが存在する場合は、画素カウンタ９０４において計数値を１インクリメントする。ここで、上記比較される、次の撮像によって得られた画像データは、画素ごとに、上記比較に供されるとともに外部メモリ９０２に格納される。
【００３１】
なお、この画像データの比較は、比較的単純な比較回路によって実現できることから回路規模が大にならず、また、処理に時間もかからない。このため、イメージセンサからデータが出力される画素単位の処理の間に比較処理を完了することができる。すなわち、この比較処理がテンプレート画像をサーチするまでの処理パフォーマンスに影響を与えることはない。また、所定の閾値の値は、記録媒体の種類や検知パターンの記録ヘッドの色などによって可変とすることもできる。
【００３２】
以上の比較および計数を、図７にて上述した４つの分割エリアごとに、それぞれのエリアの総ての画素に対して行い、その結果を４つの分割エリアごとに外部メモリ９０２で保持する。
【００３３】
次に、サーチエリア設定部９０５は、外部メモリ９０２に保持されている４つの分割エリアごとの計数値に基づいて、テンプレート画像をサーチする１つの分割エリアを設定する。これにより、サーチするエリアを、本例の場合、略１／４の広さにでき、サーチの負荷を低減することができる。なお、本実施形態では、サーチエリアを４つのエリアに分割しているが、分割するエリアの数は４つに限定されず、また、種々の条件に応じて変更可能としてもよい。
【００３４】
図７に示す例において、テンプレート画像が画像８０２の位置に移動していた場合は、分割エリア８０４が、閾値以下の画素の数が他のエリアよりも多くなり、サーチエリアを図７の網掛けで示されるエリア８１１に設定する。あるいは、画像８０３の位置にテンプレート画像が存在する場合は、分割エリア８０６が、閾値以下の画素の数が他のエリアよりも多くなり、サーチエリアを図７のハッチングで示すエリア８１２に設定する。なお、テンプレート画像は、検知パターンとその周囲の所定数の画素で形成されることから、テンプレート画像８０１の場合のように、検知パターン自身が分割エリアの境界に存在する場合もある。この場合を想定し、もともとの分割エリア８０４をそのままサーチエリアに設定するのではなく、図７に示す領域８１３、８１４のように、上述した検知パターンの周囲の所定数の画素数分広くサーチエリアを設定する。
【００３５】
以上のようにサーチエリアを決定すると、相間値算出部９０６は、サーチエリア設定部９０５によって設定されたサーチエリアの画像データを外部メモリ９０２から読み出す。そして、読み出した画像データと、先の撮像で取得、保持していたテンプレート画像との相関値を、前述したＮＣＣ法等の演算式によって算出し、相間値保持部９０７に保持する。なお、相関値の算出方式は、ＮＣＣ法に限定はされず、他の算出方法を用いてもよい。この相関値の求め方自体は、図６にて上述した従来の方法と同じである。すなわち、サーチエリアにおいて、左上の画素位置からテンプレート画像のサイズ（形）と同じサイズ（形）の領域を切り出し、この領域の画像とテンプレート画像との相間値を相互相関処理によって取得する。そして、切り出す領域の位置を１画素分ずらして、以下同様の処理を繰り返す。
【００３６】
次に、移動量算出部９０８は、相間値保持部９０７に保持された相関値の中で最も相関値が高い画素位置を定め、その画素位置とテンプレート画像の画素位置との関係に基づいて、移動量を算出する。
【００３７】
図９は、本発明の一実施形態に係る、移動量算出部９０８で求める画素位置に対する相関値の関係の例を示すグラフである。図９に示すように、移動量算出部９０８は、相間値算出部で算出された画素位置ごとの相間値について、カーブフィッティングによる近似曲線を求める。そして、この近似曲線のデータの中で最も相関値が高い画素位置９１１を求め、これを最終的に求める画素位置とする。これにより、イメージセンサ７０５が持つ解像度以下の画素単位（サブピクセルレベル）で移動量を算出することができる。
【００３８】
ところで、上述した、分割エリアごとの閾値以下の画素データの個数を計測する処理で、閾値以下の画素数が複数の分割エリアで同数になる場合がある。本実施形態は、このように閾値以下の画素数が同数の分割エリアが複数存在場合は、それらの複数の分割エリアにまたがってサーチエリアを設定する。
【００３９】
図１０は、本発明の一実施形態に係る、複数の分割エリアにまたがってサーチエリアを設定する処理を説明する図であり、検知パターン４０５を含むテンプレート画像が画像１００２の位置に移動した例を示している。この例は、検知パターン４０５（図において４つの円で示されるパターン、実際は白でない色の所定の濃度を有している）が分割エリア１００６と分割エリア１００７それぞれに占める面積（画素数）が同じ例である。この場合、分割エリア１００６と分割エリア１００７それぞれで計数される閾値以下の画素の数は同数となる。この場合には、画像エリア１００６と１００７にまたがるようなサーチエリア１００８を設定する。なお、このように境界部分にテンプレート画像が存在する場合は、設定するサーチエリア１００８を不必要に広くする必要がなく、図７にて上述したサーチエリア８１１、８１２と同じ画素数サイズでよい。これにより、サーチエリアを不必要に広くすることなく、処理に時間が増えることを抑制することができる。
【００４０】
図１１は、以上説明した本発明の一実施形態に係る移動量を算出するまでの処理を示すフローチャートであり、主に、図８にて上述した構成によって実行される処理である。図１１において、先ず、ステップ１１００で、イメージセンサから入力された各画素の明度を所定の閾値と比較する。比較した結果、閾値以下の場合は、ステップ１１０２で、閾値以下の画素の数をカウントアップする。このカウントアップ処理は、分割エリアごとに行う。次に、ステップ１１０３で、サーチエリア内の総ての画素の比較が行われたかを判断し、終了していなければステップ１１００に戻り、同様の処理を繰り返す。次に、ステップ１１０４において、各分割エリアにおける閾値以下の画素の数を比較し、ステップ１１０５にて比較結果を基に、サーチエリアを設定する。そして、ステップ１１０６で、設定したサーチエリアにおいて、図９にて上述した処理によって、最もテンプレート画像と相間の高い画素位置を相互相関処理にて算出する。そして、ステップ１１０７で、サブピクセルレベルでの移動量を算出する
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、テンプレート画像をサーチするための処理負荷を低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
７０５    イメージセンサ
９０２    外部メモリ
９０３    画像レベル比較部
９０４    画素数カウンタ
９０５    サーチエリア設定部
９０６    相関値算出部
９０７    相関値保持部
９０８    移動量算出部
【図１】
2016099771.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図７】
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【図１０】
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