【手続補正書】
【提出日】平成23年9月16日(2011.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め登録された登録画像に対応するパターンモデルを用いて、サーチ対象画像中から登録画像に類似する対象物をサーチして位置決めを行う際に、当初与えられた初期位置よりも高い精度で位置決めを行う画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法であって、
登録画像から複数のエッジ点を抽出する工程と、
抽出された複数のエッジ点の内、隣接しているエッジ点同士を連結して連続したチェーンを作成する工程と、
一以上のチェーンに対して、各々少なくとも円弧で近似したセグメントを作成し、セグメントの集合を輪郭とすることで、登録画像から輪郭を抽出し、登録画像のパターンモデルを構築する工程と、
サーチ対象画像を取得すると共に、該サーチ対象画像中に含まれる登録画像に対応する初期位置を取得し、該初期位置に従って、前記パターンモデルをサーチ対象画像上に重ねるように配置して、前記パターンモデルを構成する各円弧セグメントに対応するサーチ対象画像上の個々の対応エッジ点を求める工程と、
各円弧セグメントとその対応エッジ点との関係を評価値とし、該評価値の累積値が最小又は最大となるように、前記与えられた初期位置の精度よりも高い精度で精密位置決めを行う工程と、
を含むことを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法において、
前記登録画像のパターンモデルを構築する工程が、抽出された輪郭上に、一以上の基点を設定すると共に、各基点に対して、基点を通りかつ輪郭と略直交する所定長さの対応点探索ラインを割り当てるものであり、
前記対応エッジ点を求める工程が、前記サーチ対象画像上の、少なくとも対応点探索ラインに沿った位置におけるエッジ角度に基づいて、基点と対応するサーチ対象画像上の対応エッジ点を各対応点探索ラインについて求めるものであり、
前記精密位置決めを行う工程が、各々基点と該基点の対応エッジ点との関係を評価値とし、該評価値の累積値が最小又は最大となるように精密位置決めを行うことを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法において、
前記精密位置決めを行う工程が、パターンモデルの位置及び姿勢を求めるために、サーチ対象画像及びパターンモデルに含まれる各エッジ点のエッジ角度を各々比較して一致度を計算するものであることを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法において、
前記精密位置決めを行う工程が、前記評価値の累積値を、各円弧セグメントとその対応エッジ点との距離を用いて、最小二乗法で用いるエラー値又はウェイト値を演算するものであることを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法において、
前記登録画像のパターンモデルを構築する工程におけるパターンモデルが、一以上のチェーンを各々円弧又は線分で近似した円弧セグメント及び線分セグメントで構成され、
前記精密位置決めを行う工程における前記最小二乗法が、円弧セグメントに対しては、対応エッジ点と円弧の距離を計算するエラー関数を適用し、線分セグメントに対しては、対応エッジ点と直線の距離を計算するエラー関数を適用してなることを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項６】
請求項４から５のいずれか一に記載の画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法において、
前記精密位置決めを行う工程における最小二乗法が、円弧セグメントのパターンモデルの中心とサーチ対象画像の対応エッジ点との距離と、円弧セグメントの半径との差の絶対値をエラー値とするエラー関数を適用してなることを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項７】
請求項４から５のいずれか一に記載の画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法において、
前記精密位置決めを行う工程における最小二乗法で用いる円弧セグメントのエラー関数を、円弧セグメントを中心とする理想半径と、円弧の中心と対応エッジ点の距離の差とすることを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項８】
請求項４から７のいずれか一に記載の画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法において、
前記精密位置決めを行う工程における最小二乗法の重みが、エラー値の関数であることを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項９】
請求項４から７のいずれか一に記載の画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法において、
前記精密位置決めを行う工程における最小二乗法の重みが、セグメントの法線の向きと対応エッジ点のエッジ角度の向きの差の関数であることを特徴とする画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法。
【請求項１０】
予め登録された登録画像に対応するパターンモデルを用いて、サーチ対象画像中から登録画像に類似する対象物をサーチして位置決めを行う際に、当初与えられた初期位置よりも高い精度で位置決めを行う画像処理装置であって、
登録画像及びサーチ対象画像を取得する画像入力手段と、
前記画像入力手段で取得された登録画像から複数のエッジ点を抽出し、抽出された複数のエッジ点の内、隣接しているエッジ点同士を連結して連続したチェーンを作成するチェーン作成手段と、
前記チェーン作成手段で作成された一以上のチェーンに対して、各々少なくとも円弧で近似したセグメントを作成するセグメント作成手段と、
前記セグメント作成手段で作成されたセグメントから登録画像のパターンモデルを構築するパターンモデル構成手段と、
前記画像入力手段で取得されたサーチ対象画像中に含まれる登録画像に対応する初期位置を取得し、該初期位置に従って、前記パターンモデルをサーチ対象画像上に重ねるように配置して、前記パターンモデルを構成する各円弧セグメントに対応するサーチ対象画像上の個々の対応エッジ点を求め、各円弧セグメントと、その対応エッジ点との関係を評価値とし、該評価値の累積値が最小又は最大となるように、当初与えられた初期位置よりも高い精度で精密位置決めを行うための精密位置決め手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
予め登録された登録画像に対応するパターンモデルを用いて、サーチ対象画像中から登録画像に類似する対象物をサーチして位置決めを行う際に、当初与えられた初期位置よりも高い精度で位置決めを行う画像処理プログラムであって、
登録画像及びサーチ対象画像を取得する画像入力機能と、
前記画像入力機能で取得された登録画像から複数のエッジ点を抽出し、抽出された複数のエッジ点の内、隣接しているエッジ点同士を連結して連続したチェーンを作成するチェーン作成機能と、
前記チェーン作成機能で作成された一以上のチェーンに対して、各々少なくとも円弧で近似したセグメントを作成するセグメント作成機能と、
前記セグメント作成機能で作成されたセグメントの集合を輪郭とし、登録画像から輪郭を抽出する輪郭抽出機能と、
前記輪郭抽出機能で抽出された輪郭から登録画像のパターンモデルを構築するパターンモデル構成機能と、
前記画像入力機能で取得されたサーチ対象画像中に含まれる登録画像に対応する初期位置を取得し、該初期位置に従って、前記パターンモデルをサーチ対象画像上に重ねるように配置して、前記パターンモデルを構成する各円弧セグメントに対応するサーチ対象画像上の個々の対応エッジ点を求め、各円弧セグメントと、その対応エッジ点との関係を評価値とし、該評価値の累積値が最小又は最大となるように、当初与えられた初期位置よりも高い精度で精密位置決めを行うための精密位置決め機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像処理プログラムにおいて、さらに、
前記画像入力機能で取得されたサーチ対象画像を所定の縮小率で縮小するための画像縮小機能と、
前記画像縮小機能で縮小された縮小サーチ対象画像に対し、画像を構成する各画素に対して、エッジ角度情報を含むエッジ角度画像を演算するエッジ角度画像作成機能と、
前記エッジ角度画像作成機能で作成したエッジ角度画像の各画素につき、予め規定された一定幅の角度を示すエッジ角度ビットで表現したエッジ角度ビット画像に変換するエッジ角度ビット画像作成機能と、
前記エッジ角度ビット画像を縮小したエッジ角度ビット縮小画像を生成するために、該エッジ角度ビット画像を縮小する縮小率に応じて決定されるＯＲ演算領域に含まれるすべての画素のエッジ角度ビットをＯＲ演算し、各ＯＲ演算領域を表す縮小エッジ角度ビットデータで構成されたエッジ角度ビット縮小画像を生成するエッジ角度ビット画像縮小機能と、
前記画像縮小機能により第１の縮小率で縮小された第１縮小サーチ対象画像に関して、前記エッジ角度ビット画像縮小機能で生成される第１エッジ角度ビット縮小画像に対して、該第１の縮小率にて生成された第１の粗サーチ用パターンモデルをテンプレートとしてパターンサーチを行い、前記第１エッジ角度ビット縮小画像の全域から前記第１の粗サーチ用パターンモデルに対応する第１の位置及び姿勢を、第１の精度で求めると共に、前記画像縮小機能により第１の縮小率以下で等倍以上の第２の縮小率に縮小された第２縮小サーチ対象画像に関して、前記エッジ角度ビット画像縮小機能で生成される第２エッジ角度ビット縮小画像に対して、該第２の縮小率にて生成された第２の粗サーチ用パターンモデルをテンプレートとしてパターンサーチを行い、前記第２縮小サーチ対象画像の、前記第１の位置及び姿勢を基準とする所定の領域中から第２の粗サーチ用パターンモデルに対応する第２の位置及び姿勢を、前記第１の精度よりも高精度な第２の精度で求める粗サーチ機能と、
をコンピュータに実現させ、
前記精密位置決め機能は、サーチ対象画像を必要に応じて等倍以上かつ第２の縮小率以下である第３の縮小率に縮小した第３縮小サーチ対象画像の、前記第２の位置及び姿勢を用いて、パターンモデルを第３縮小サーチ対象画像上に重ねるように配置し、前記パターンモデルを構成する輪郭に対応する第３縮小サーチ対象画像上の対応エッジ点を求め、各輪郭とその対応エッジ点との関係を評価値とし、該評価値の累積値が最小又は最大となるように、前記第２の精度よりも高い第３の精度で精密位置決めを行うことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。