JP2003006643A - 画像処理装置及びその方法、プログラム - Google Patents

画像処理装置及びその方法、プログラム

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JP2003006643A
JP2003006643A JP2001191851A JP2001191851A JP2003006643A JP 2003006643 A JP2003006643 A JP 2003006643A JP 2001191851 A JP2001191851 A JP 2001191851A JP 2001191851 A JP2001191851 A JP 2001191851A JP 2003006643 A JP2003006643 A JP 2003006643A
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Yasuo Fukuda
康男 福田
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、類似画像と判定することができなかっ
た回転すると類似する画像や鏡面変換すると類似する画
像を、類似画像として判定することができる画像処理装
置及びその方法、プログラムを提供する。 【解決手段】 初期類似度候補算出部９０３は、少なく
とも量子化ＤＣＴ係数で表現される第１及び第２画像そ
れぞれの第１及び第２画像特徴量に基づいて、該第１及
び第２画像間の類似度を算出する。係数変換処理部９１
０は、第１及び第２画像特徴量の少なくとも一方に対し
て、係数変換処理を施す。その得られる画像特徴量に基
づいて、類似度算出部９１１は、第１及び第２画像間の
類似度を算出する。そして、算出された類似度群から第
１及び第２画像間の類似度を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像間の類似度を
算出する画像処理装置及びその方法、プログラムに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】画像を変倍し、生成された変倍画像に対
して公知の離散コサイン変換（ＤＣＴ）処理と量子化処
理を行い、その結果、得られたＤＣＴ係数のうち低周波
成分側から幾つかのＤＣＴ係数を取り出し、取り出した
ＤＣＴ係数を原画像の画像特徴量とし、これを、例え
ば、画像検索に用いるデータとする方式が知られている
（ISO/IEC JTC1/SC29/WG11/N3522 "MPEG-7 Visual Work
ing Draft 4.0"（以下、[VWD4.0]）、あるいはISO/IEC
JTC1/SC29/WG11/N3522 "MPEG-7 Visual part of eXperi
mentation Model Version 7.0" （[VXM7.0]））。
【０００３】以下、[VWD4.0]もしくは[VXM7.0]に記載さ
れている「Color Layout descriptor」における画像特
徴量抽出処理について、図１１〜図１５を用いて説明す
る。
【０００４】図１１は[VWD4.0]もしくは[VXM7.0]に記載
されている「Color Layout descriptor」における画像
特徴量抽出処理を説明するための図である。また、図１
２はその画像特徴量処理を示すフローチャートである。
【０００５】原画像１０００１をＲＧＢ色成分毎に８×
８画素の画像に変倍する画像変倍処理を行う（ステップ
Ｓ１０４０１）。次に、生成した各色成分毎の８×８画
素の画像１００１１、１００１２、１００１３の各画素
をＹＣｂＣｒ色空間の各色成分データ１００２１、１０
０２２、１００２３に変換する色変換処理を行う（ステ
ップＳ１０４０２）。次に、ＹＣｂＣｒ色空間の各色成
分データ１００２１、１００２２、１００２３に対して
ＤＣＴ処理を行い、各色成分のＤＣＴ係数１００３１、
１００３２、１００３３を取得する（ステップＳ１０４
０３）。
【０００６】尚、画像変倍処理、色変換処理、ＤＣＴ処
理は、公知のものでよい。
【０００７】次に、ＤＣＴ係数１００３１、１００３
２、１００３３に対して量子化処理を行う（ステップＳ
１０４０４）。
【０００８】量子化処理は、例えば、[VWD4.0]によれ
ば、以下のプログラムコード１００００〜１０００３に
示すような処理で実現することができる。プログラムコ
ード１００００〜１０００３は、公知のＣ言語を用いて
記述されている。[VWD4.0]によれば、量子化処理は、Ｙ
成分とＣｂ／Ｃｒ成分それぞれについて、ＤＣ成分とＡ
Ｃ成分で異なる処理を施すので、量子化処理として、４
通りの処理を実現するプログラムコード１００００〜１
０００３が用意されている。
【０００９】プログラムコード１００００：Ｙ係数のＤ
Ｃ成分に対する量子化処理
【００１０】 プログラムコード１０００１：Ｃｂ／Ｃｒ係数のＤＣ成
分に対する量子化処理
【００１１】 プログラムコード１０００２：Ｙ係数のＡＣ成分に対す
る量子化処理
【００１２】 プログラムコード１０００３：Ｃｂ／Ｃｒ係数のＡＣ成
分に対する量子化処理
【００１３】 プログラムコード１００００、１０００１による量子化
処理の結果、ＹもしくはＣｂ／Ｃｒ成分の量子化された
ＤＣＴ係数（以下、量子化ＤＣＴ係数）は、０〜６３の
値になる。また、プログラムコード１０００２、１００
０３による量子化処理の結果、ＹもしくはＣｂ／Ｃｒ成
分の量子化ＤＣＴ係数は、０〜３１の値となる。従っ
て、量子化ＤＣＴ係数のＤＣ成分は符号無し６ｂｉｔ、
ＡＣ成分は符号無し５ｂｉｔで表現することができる。
【００１４】続いて、量子化処理の結果によって得られ
た量子化ＤＣＴ係数１００４１、１００４２、１００４
３の内、低周波数成分側から幾つかの係数を選択する係
数選択処理を行う（ステップＳ１０４０５）。
【００１５】図１１の場合は、例として、Ｙ成分の量子
化ＤＣＴ係数に関しては６個、Ｃｂ／Ｃｒ成分の量子化
ＤＣＴ係数に関しては３個ずつ選択している例である。
係数選択処理は、実際は、図１３に示すようなジグザグ
スキャン処理によって、８×８と二次元に配置された量
子化ＤＣＴ係数を一次元に並び替え、その先頭から幾つ
かを選択することによって実現される。図１３の１０１
０１は、ジグザグスキャンを表す図であり、８×８ブロ
ックの各ブロックに記述されている１から６４の数字
は、一次元に並びかえられた後にその量子化ＤＣＴ係数
が先頭から何番目に配置されるかを示す数字である。
【００１６】そして、得られた量子化ＤＣＴ係数の低周
波成分側から幾つかの量子化ＤＣＴ係数を取得する。[V
WD4.0]によれば、ここで取得する量子化ＤＣＴ係数の数
は、１、３、６、１０、１５、２１、２８、６４のいず
れかである。また、量子化ＤＣＴ係数の数は、Ｃｂ成分
の量子化ＤＣＴ係数とＣｒ成分の量子化ＤＣＴ係数に関
しては同数であるが、Ｙ成分の量子化ＤＣＴ係数の数と
Ｃｂ／Ｃｒ成分の量子化ＤＣＴ係数の数には別々の数を
設定可能である。また、デフォルトではＹ成分の量子化
ＤＣＴ係数に関して６個、Ｃｂ／Ｃｒ成分の量子化ＤＣ
Ｔ係数に関しては３個を選択する。図１１では、例とし
て、このデフォルト時の係数選択である、Ｙ成分の量子
化ＤＣＴ係数に関して６個（１００５１）、Ｃｂ／Ｃｒ
成分の量子化ＤＣＴ係数に関しては３個（１００５２、
１００５３）を選択している。
【００１７】この選択された量子化ＤＣＴ係数１００５
１、１００５２、１００５３を、原画像１０００１の画
像特徴量、即ち、Color Layout descriptorとする。
【００１８】また、[VWD4.0]によれば、このColor Layo
ut descriptorは、図１４や図１５に示すようなバイナ
リ構造で格納される。図１４の１０２０１や図１５の１
０３０１において、各ブロックは１ｂｉｔを表現してい
る。また、１０２０１や１０３０１では、便宜上、フィ
ールド毎に区切っているが、実際は、同図の破線矢印で
示しているような順序で連続して格納されている。
【００１９】図１４はColor Layout descriptorがデフ
ォルトの場合、即ち、Ｙ成分の量子化ＤＣＴ係数６個、
Ｃｂ／Ｃｒ成分の量子化ＤＣＴ係数が各３個の場合のバ
イナリ構造を表す図である。この場合、先頭の拡張フラ
グには「０」が格納されている。さらに、それに後続し
て、Ｙ成分の量子化ＤＣＴ係数が６個、Ｃｂ成分の量子
化ＤＣＴ係数が３個、Ｃｒ成分の量子化ＤＣＴ係数が３
個の順に格納されている。量子化ＤＣＴ係数は、ＤＣ成
分については符号無し６ｂｉｔ、ＡＣ成分については符
号無し５ｂｉｔで表現できるので、ＤＣ成分については
６ｂｉｔ、ＡＣ成分については５ｂｉｔの領域に格納さ
れる。
【００２０】一方、図１５はColor Layout descriptor
がデフォルトでない場合のバイナリ構造を表す図であ
る。この場合、先頭の拡張フラグには「１」が格納され
ている。それに後続して、３ｂｉｔのフィールドが２つ
後続する。この３ｂｉｔのフィールドは、それぞれＹ成
分の量子化ＤＣＴ係数の数、Ｃｂ／Ｃｒ成分の量子化Ｄ
ＣＴ係数の数を表すのに用いられる係数指定フィールド
である。例えば、その数を示すビットパターンと量子化
ＤＣＴ係数の数との対応を示すと、以下のような表にな
る。
【００２１】
【００２２】さらに、この２つの３ｂｉｔの係数指定フ
ィールドに、後続してＹ、Ｃｂ、Ｃｒ成分の順に量子化
ＤＣＴ係数が格納される。Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ成分の係数の
数は、係数指定フィールドで指定した係数の数である。
図１５の１０３０１では、例として、Ｙ成分の量子化Ｄ
ＣＴ係数が６個、Ｃｂ／Ｃｒ成分の量子化ＤＣＴ係数が
それぞれ６個の場合を示している。
【００２３】また、この画像特徴量として選択した量子
化ＤＣＴ係数による画像間の類似度については、[VXM7.
0]によれば、以下の類似度算出式により算出される。例
えば、２つのColor Layout descriptor、ＣＬＤ1（YCoe
ff, CbCoeff, CrCoeff）とＣＬＤ2（YCoeff', CbCoef
f', CrCoeff'）の間の類似度Ｄは、以下の類似度算出式
で算出される。
【００２４】
【００２５】類似度算出式において、λは各量子化ＤＣ
Ｔ係数に関する重み付けであり、[VXM7.0]には、以下の
表に示すような重み付け値が示されている。尚、表の空
欄部分の重み付け値は１である。
【００２６】
【００２７】また、２つのColor Layout descriptorの
持つ量子化ＤＣＴ係数の数が異なる場合には、少ない量
子化ＤＣＴ係数に合わせて類似度算出式を適用するか、
あるいは不足している量子化ＤＣＴ係数は１６をその値
として補い、多い量子化ＤＣＴ係数に合わせて類似度算
出式を適用するということが示されている。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、[VXM7.
0]による画像類似度算出式だけでは、 ・画像の回転 ・画像の鏡面変換 のいずれかもしくは両方を施したものを同一視すること
ができないという問題がある。
【００２９】このことは、人間の認識においては、ある
画像と別の画像が、左右が逆であるが似ている、あるい
は９０度回転したら似ている、というような判断を容易
に行えるのに対し、[VXM7.0]に示されているColor Layo
ut descriptorの類似度算出式では、同様の判断を行う
ことが困難であった。
【００３０】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、従来、類似画像と判定することができ
なかった回転すると類似する画像や鏡面変換すると類似
する画像を、類似画像として判定することができる画像
処理装置及びその方法、プログラムを提供することを目
的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による画像処理装置は以下の構成を備える。
即ち、また、好ましくは、画像間の類似度を算出する画
像処理装置であって、少なくとも量子化ＤＣＴ係数で表
現される第１及び第２画像それぞれの第１及び第２画像
特徴量に基づいて、該第１及び第２画像間の類似度を算
出する第１算出手段と、前記第１及び第２画像特徴量の
少なくとも一方に対して、係数変換処理を施す係数変換
手段と、前記係数変換手段によって得られる画像特徴量
に基づいて、前記第１及び第２画像間の類似度を算出す
る第２算出手段と、前記第１及び第２算出手段で算出さ
れた類似度群から前記第１及び第２画像間の類似度を決
定する決定手段とを備える。
【００３２】また、好ましくは、前記係数変換処理は、
前記画像特徴量に含まれる量子化ＤＣＴ係数に対して、
該量子化ＤＣＴ係数をＵ−Ｖ座標系に配置した場合のＵ
＝Ｖに対する対称変換処理及び該量子化ＤＣＴ係数の一
部に対する正負反転変換処理の内の少なくとも１つを含
む。
【００３３】また、好ましくは、前記決定手段は、前記
第１及び第２算出手段で算出された類似度群の内、所定
値に一番近い値の類似度を前記第１及び第２画像間の類
似度として決定する。
【００３４】また、好ましくは、前記第１及び第２画像
は、対応する第１及び第２原画像それぞれを８×８画素
の画像に変倍した画像である。
【００３５】上記の目的を達成するための本発明による
画像処理方法は以下の構成を備える。即ち、画像間の類
似度を算出する画像処理方法であって、少なくとも量子
化ＤＣＴ係数で表現される第１及び第２画像それぞれの
第１及び第２画像特徴量に基づいて、該第１及び第２画
像間の類似度を算出する第１算出工程と、前記第１及び
第２画像特徴量の少なくとも一方に対して、係数変換処
理を施す係数変換工程と、前記係数変換工程によって得
られる画像特徴量に基づいて、前記第１及び第２画像間
の類似度を算出する第２算出工程と、前記第１及び第２
算出工程で算出された類似度群から前記第１及び第２画
像間の類似度を決定する決定工程とを備える。
【００３６】上記の目的を達成するための本発明による
プログラムは以下の構成を備える。即ち、画像間の類似
度を算出する画像処理をコンピュータに機能させるため
のプログラムであって、少なくとも量子化ＤＣＴ係数で
表現される第１及び第２画像それぞれの第１及び第２画
像特徴量に基づいて、該第１及び第２画像間の類似度を
算出する第１算出工程のプログラムコードと、前記第１
及び第２画像特徴量の少なくとも一方に対して、係数変
換処理を施す係数変換工程のプログラムコードと、前記
係数変換工程によって得られる画像特徴量に基づいて、
前記第１及び第２画像間の類似度を算出する第２算出工
程のプログラムコードと、前記第１及び第２算出工程で
算出された類似度群から前記第１及び第２画像間の類似
度を決定する決定工程のプログラムコードとを備える。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について詳細に説明する。
【００３８】図１は本発明の実施形態の画像処理装置の
構成を示すブロック図である。
【００３９】データ入出力部１０５００は、静止画像デ
ータと動画像データの両方を入出力可能な画像入力装置
である。具体的には、スチル撮影可能なデジタルビデオ
装置がある。また、メモリーカード、ＰＣカード等の外
部記憶装置からＵＳＢ等の通信インタフェースを介し
て、画像データを読み込むことも可能である。更に、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ装置やフロッピー（登録商標）ディスク装置
等の記憶媒体を着脱可能な記憶装置から画像データを入
力する構成であってもよい。加えて、イーサネット（登
録商標）カードやモデム、無線通信等の通信路制御装置
によるネットワーク接続等の通信路を介して画像データ
を入力する構成であってもよい。一方、データ入出力部
１０５００は、画像データを、例えば、メモリーカード
へ書き込むことも行う。
【００４０】入力部１０５０１は、ユーザからの指示や
データを入力する装置であり、キーボードやポインティ
ング装置を含む。尚、ポインティング装置としては、マ
ウス、トラックボール、トラックパッド、タブレット等
が挙げられる。
【００４１】蓄積部１０５０２は、画像データや後述す
る画像特徴量抽出処理によって得られる画像特徴量デー
タを蓄積する装置であり、通常は、ハードディスク等の
大容量記憶媒体が用いられるが、この他でも、例えば、
ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等の光／光磁気ディスク
であってもよい。さらには、メモリーカード、ＰＣカー
ド等の記憶媒体であってもよい。概念上、蓄積部１０５
０２とデータ入出力部１０５００を区別して説明してい
るが、実際の装置においてはこれらが同一のものであっ
ても構わない。
【００４２】表示部１０５０３は、ＧＵＩ（グラフィッ
クユーザインタフェース）等の画像を表示する装置であ
り、一般的には、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等が用いら
れる。
【００４３】ＣＰＵ１０５０４は、上述の各構成要素を
制御する。ＲＯＭ１０５０５とＲＡＭ１０５０６は、Ｃ
ＰＵ１０５０４が実行する処理に必要な制御プログラ
ム、データ、作業領域等をＣＰＵ１０５０４に提供す
る。また、後述する各実施形態で説明するフローチャー
トで示される画像特徴抽出処理を実現する制御プログラ
ムは、例えば、蓄積部１０５０２に格納されていても、
ＲＯＭ１０５０５に記憶されていても良い。特に、ＲＯ
Ｍ１０５０５に格納されている場合は、一旦、ＲＡＭ１
０５０６上に、その制御プログラムを読み込んでから実
行される。
【００４４】１０５０７は、画像処理部であり、以下に
詳述する画像類似度算出処理を含む各種画像処理を実行
する。
【００４５】バス１０５０８は、上述の各構成要素を相
互に接続する。
【００４６】尚、以下に説明する各実施形態で説明する
フローチャートの各処理は、ＣＰＵ１０５０４によって
制御される画像処理部１０５０７で実現されるものとす
るが、後述する画像処理部１０５０７の各機能を実現す
る専用プログラムによって実現されても良い。更には、
各処理のすべて／一部を専用ハードウェアと専用プログ
ラムの任意の組み合わせによって実現しても良い。
【００４７】本実施形態の画像類似度算出処理を説明す
る前に、一般的なＤＣＴ係数の変換処理と、その原画像
の画素の関係について説明する。
【００４８】尚、以下の説明において、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ
成分の量子化ＤＣＴ係数がそれぞれｘ、ｙ、ｚ個である
Color Layout descriptorを、便宜上、ｘ／ｙ／ｚ desc
riptorと略する。また、本実施形態では、図１４及び図
１５で説明した[VWD4.0]もしくは[VXM7.0]に記載されて
いるColor Layout descriptorのデータ格納方式のデー
タを例に挙げて説明しているが、本発明は、これにに限
定されるものではなく、量子化ＤＣＴ係数の幾つかを保
持して、これを画像特徴量とするデータ格納方式であれ
ば適用することができる。
【００４９】図２に示されるように、８×８画素の原画
像（ｆ(x,y)）に対して、二次元ＤＣＴ変換を施すこと
により、ＤＣＴ係数（Ｆ(U,V)）が得られる。Ｕ、Ｖは
それぞれ原画像のｘ方向、ｙ方向の変化と対応する。二
次元ＤＣＴ変換は次式で与えられる。
【００５０】
【００５１】図３は本発明の実施形態の一次元ＤＣＴ変
換の基底波形を示す図である。
【００５２】図３における各波形は、図２におけるＶ＝
０であるときの、Ｕ＝０〜７の９つの基底波形を二次元
平面に投射した図に相当する。Ｖについても同様であ
り、一般的なＤＣＴ係数Ｆ(a, b)は、原画像における、
Ｕ＝ａ、Ｖ＝ｂの基底波形を二次元的に合成した空間波
形成分の大きさを表している。
【００５３】また、図３において、Ｕが偶数の場合の基
底波形は左右対称であり、Ｕが奇数の場合の基底波形は
点対称、即ち、１８０度回転することで元の波形と重な
りあう波形をしている。このことは、Ｖについても同様
であり、Ｖが偶数の場合は左右対称、Ｖが奇数の場合は
点対称である。
【００５４】図４は本発明の実施形態のＤＣＴ係数の入
替処理と原画像の関係を説明する図である。
【００５５】図４に示すように、ＤＣＴ係数３０１をＵ
＝Ｖに対して線対称となるように入れ替えた場合、入れ
替え後のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を施して得られた画
像は、原画像３０２をｘ＝ｙに対して線対称に入れ替え
たものと同じものになる。これは、原画像に対して左９
０度回転処理を施して、さらに垂直方向に鏡面処理を施
したものと同じなので、以下、図４による変換処理を左
９０度回転垂直鏡面変換と呼ぶこととする。
【００５６】図５は本発明の実施形態のＤＣＴ係数でＶ
が奇数である場合の符号反転処理と原画像の関係を説明
する図である。
【００５７】図５において、ＤＣＴ係数４０１の内、ハ
ッチング部分はＶが奇数であるＤＣＴ係数である。この
ＤＣＴ係数の符号を反転したＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換
を施して得られた画像は、原画像４０２を垂直方向に鏡
面処理を施したものと同じになる。以下、図５による変
換処理を垂直鏡面変換と呼ぶこととする。
【００５８】図６は本発明の実施形態のＤＣＴ係数でＵ
が奇数である場合の符号反転処理と原画像の関係を説明
する図である。
【００５９】図６において、ＤＣＴ係数５０１のうち、
灰色で示される部分はＵが奇数であるＤＣＴ係数であ
る。このＤＣＴ係数の符号を反転したＤＣＴ係数に逆Ｄ
ＣＴ変換を施して得られた画像は、原画像５０２を水平
方向に鏡面処理を施したものと同じになる。以下、図６
による変換処理を水平鏡面変換と呼ぶこととする。
【００６０】図７は本発明の実施形態の原画像とそれに
対して回転変換もしくは鏡面変換を施した画像の一覧を
示す図である。
【００６１】ここまで説明したように、これらの変換
は、ＤＣＴ係数に図４〜図６を用いて説明した左９０度
回転垂直鏡面変換、垂直鏡面変換、水平鏡面変換の組み
合わせを施すことによりＤＣＴ係数上で変換することが
可能である。例えば、図７の６０２〜８０６に相当する
ＤＣＴ係数は、原画像のＤＣＴ係数に対してそれぞれ ６０２：水平鏡面変換 ６０３：左９０度回転垂直鏡面変換＋垂直鏡面変換 ６０４：左９０度回転垂直鏡面変換＋垂直鏡面変換＋水
平鏡面変換 ６０５：垂直鏡面変換＋水平鏡面変換 ６０６：垂直鏡面変換 ６０７：左９０度回転垂直鏡面変換＋水平鏡面変換 ６０８：左９０度回転垂直鏡面変換 といった変換パターンに従う変換処理を施すことによっ
て実現される。ここで示した処理手順は、６０２〜６０
８を表すＤＣＴ係数を得るための手順の例であって、図
４〜図６で示した３つの処理によって、６０２〜６０８
に対応するＤＣＴ係数が得られることを示している。従
って、他の組み合わせ、処理順序によって６０２〜６０
８に対応するＤＣＴ係数を得るのであってもよい。
【００６２】尚、Color Layout descriptorは、従来技
術で説明したように、量子化ＤＣＴ係数を図１３で示し
たジグザグスキャン順に並び替え、先頭の低周波成分側
から幾つかの量子化ＤＣＴ係数を選択して取り出して格
納する。従って、図４〜図６で説明したような係数変換
処理を行う場合に、必ずしも６４個全ての量子化ＤＣＴ
係数に対して係数変換処理を施すのではなく、Color La
yout descriptorが有する量子化ＤＣＴ係数部分にのみ
処理を施すことになる。
【００６３】図８は本発明の実施形態の６／３／３ des
criptorにおける係数変換処理の例を示す図である。
【００６４】但し、従来例で説明した通り、Color Layo
ut descriptorでは、ＤＣＴのＡＣ成分は、げたばき表
現によって５ｂｉｔ符号なし整数で表現されている。従
って、Color Layout descriptorに対する符号反転処理
では、量子化前のＤＣＴ係数が０であることと対応す
る、１６に対する反転表現となる。即ち、元の量子化さ
れたＡＣ係数がａであった場合、反転後の値ａ’は、 ａ’＝１６−（ａ−１６）＝３２−ａ 式（２） で得られる。尚、式（２）では、ａの値が０であった場
合、ａ'の値は３２となるが、その場合は３１に丸める
等すればよい。
【００６５】次に、画像処理部１０５０７の詳細構成に
ついて、図９を用いて説明する。
【００６６】図９は本発明の実施形態の画像処理部の詳
細構成を示す図である。
【００６７】図９において、９００、９０１は類似度算
出対象の２つのColor Layout descriptorデータ、ＣＬ
Ｄq及びＣＬＤtである。実施形態２では、ＣＬＤq（９
００）のみを係数変換処理部９１０に入力しているが、
ＣＬＤt（９０１）の両方を係数変換処理部９１０に入
力し、双方に対して係数変換処理を実行する構成であっ
てもよい。また、その際に、係数変換処理部を複数設け
て実現してもよい。
【００６８】係数変換処理部９１０は、入力されたＣＬ
Ｄq（９００）に、上述の図４〜図６で説明した変換処
理を施す。尚、この変換処理は、無変換を含む変換処理
である。
【００６９】初期類似度候補算出部９０３は、ＣＬＤq
（９００）とＣＬＤt（９０１）の類似度を算出し、こ
れをＣＬＤq（９００）とＣＬＤt（９０１）間の類似度
候補データとして類似度候補記憶部９１３に記憶する。
この類似度算出で用いる類似度算出式は任意のものであ
ってよいが、ここでは、例えば、従来技術で説明した類
似度算出式を用いるとする。
【００７０】距離算出部９１１は、変換処理部９１０の
出力とＣＬＤt（９０１）との間の類似度を算出する。
この類似度算出で用いる類似度算出式は、初期類似度候
補算出部９０３で用いたものと同一である。
【００７１】類似度算出部９１１から算出される類似度
は、類似度比較部９１２によって類似度候補記憶部９１
３に保持されている類似度候補データと比較する。類似
度比較部９１２は、これら２つの類似度値から、より類
似していると判断される類似度値を選択し、その類似度
値を類似度候補記憶部９１３が保持する類似度候補デー
タとして更新する。本実施形態では、類似度算出式とし
て、従来技術で説明した類似度算出式を用いているの
で、類似度値が小さいものを類似度候補記憶部９１３に
保持する。尚、類似度候補記憶部９１３が保持する類似
度候補データは、従来技術で説明した類似度算出式を用
いたＣＬＤq（９００）とＣＬＤt（９０１）間の類似度
としたが、処理の開始時に適当な値、あるいは十分に大
きな値などで初期化するようにしても良い。これは、本
実施形態では、類似度算出式として、従来技術で説明し
た類似度算出式を用いているので、類似度算出式の数値
が小さいほど類似していると判断されるためである。
【００７２】この係数変換処理部９１０から、類似度候
補記憶部９１３が保持する類似度候補データの処理は、
必要回数繰り返され、また、その度に係数変換処理部９
１０は異なった変換、つまり、図７の６０１〜６０８の
変換パターンの内、必要なものに相当する係数変換処理
を行う。
【００７３】最後に、全ての変換パターンについて処理
が終わった時点で類似度候補記憶部９１３が保持する類
似度候補データを最終的なＣＬＤq（９００）とＣＬＤt
（９０１）間の類似度９０２として出力し、処理を終了
する。
【００７４】尚、上記の構成では、変換パターンに応じ
た係数変換処理を係数変換処理部９１０で繰り返すこと
に各変換パターンによる係数変換処理を実現している
が、これに限定されない。例えば、個々の変換パターン
による係数変換処理を実現する係数変換処理部を必要数
配置し、それらにそれぞれＣＬＤq（９００）を入力
し、各係数変換処理部から得られるＤＣＴ係数に基づく
類似度同士を比較して、最も適切な類似度を選択する構
成であってもよい。この場合、類似度候補記憶部９１３
は省略することが可能である。
【００７５】次に、本実施形態の画像処理部１０５０７
によって実行される画像類似度算出処理について、図１
０を用いて説明する。
【００７６】図１０は本発明の実施形態の画像類似度算
出処理を示すフローチャートである。
【００７７】尚、本実施形態では、２つのColor Layout
descriptor, ＣＬＤqとＣＬＤtの間の類似度判定処理
を行うものとする。また、図７で示した原画像と７つの
変換パターン全てについて類似度判定を行うものとす
る。但し、これは本発明の適用先の要求に応じて、例え
ば、回転のみを行い鏡面については考慮に入れない、と
いうことにするのであってもよい。
【００７８】また、上述したように、本画像類似度算出
処理は、画像処理部１０５０７でハードウェア的に実現
されるが、専用プログラムによってその処理の全部／一
部がソフトウェア的に実現されても良い。
【００７９】まず、ステップＳ８０１で、初期類似度候
補算出部９０３は、ＣＬＤqとＣＬＤtの間の類似度を算
出し、最小類似度候補Ｄmin（類似度候補データ）に代
入して、Ｄminの初期化を行い、類似度候補記憶部９１
３に記憶する。尚、ここでの類似度算出は、上述したよ
うに、従来技術で説明した類似度算出式を用いる。ま
た、この類似度算出式による類度値は、類似度は正の値
で、０に近いほど類似している度合が高いと判定され
る。
【００８０】次に、ステップＳ８０２で、係数変換処理
部９１０は、ＣＬＤqに対して変換処理を施し、ＣＬＤq
[1]〜ＣＬＤq[7]の７通りの変換パターンを生成する。
ここで、７通りとなっているのは、上述の図７の７つの
変換パターンを用いるという前提から生じるものであ
る。
【００８１】ステップＳ８０３で、以下のステップＳ８
０４〜ステップＳ８０８の繰り返し処理の制御のための
変数ｉの初期化として、係数変換処理部９１０は、ｉ＝
１に設定する。
【００８２】ステップＳ８０４で、係数変換処理部９１
０は、その繰り返し判定の終了判定処理を行う。具体的
には、変数ｉが７以下であるか否かを判定する。変数ｉ
が７より大きい場合（ステップＳ８０４でＮＯ）、類似
度候補記憶部９１３に記憶されている最小類似度候補Ｄ
minを最終的なＣＬＤq[i]とＣＬＤt間の類似度として出
力し、処理を終了する。一方、変数ｉが７以下である場
合（ステップＳ８０４でＹＥＳ）、ステップＳ８０５に
進む。
【００８３】ステップＳ８０５で、類似度算出部９１１
は、ＣＬＤq[i]とＣＬＤt間の類似度Ｄの算出を行う。
この類似度算出は、ステップＳ８０１で用いた類似度算
出式を用いる。
【００８４】ステップＳ８０６で、類似度算出部９１１
は、類似度候補記憶部９１３に記憶されている最小類似
度候補Ｄminと算出した類似度Ｄの比較を行う。具体的
には、ＤminがＤ以上であるか否かを判定する。Ｄminが
Ｄ未満である場合（ステップＳ８０１でＮＯ）、ステッ
プＳ８０６に進む。一方、ＤminがＤ以上である場合
（ステップＳ８０１でＹＥＳ）、ステップＳ８０７に進
み、最小類似度候補Ｄminを類似度Ｄとして更新する。
【００８５】そして、ステップＳ８０８で、係数変換処
理部９１０は、変数ｉを１インクリメントする。
【００８６】尚、ステップＳ８０６における不等号の向
きは、類似度算出式では、類似度は正の値で０に近いほ
ど類似していると判定されることによる。従って、仮
に、類似度算出式の値が大きいほど類似していると判定
される場合には、この不等号の向きは逆になる。
【００８７】また、本実施形態で用いた類似度算出式で
は、類似度の最小値は０である。従って、このような場
合には、ステップＳ８０１における初期類似度候補算出
部９０３で算出された類似度候補である最小類似度候補
Ｄminが理論最小値（この場合は「０」）であるかどう
かの判断処理を、ステップＳ８０１の後に設けて、理論
最小値である場合にはステップＳ８０２〜ステップＳ８
０８の処理を全て省略し、理論最小値でない場合には、
ステップＳ８０２以下の処理を行う構成であっても良
い。この場合、特に、理論最小値である場合には、処理
の効率化が図れる。
【００８８】更に、本実施形態では、変換パターンとの
比較で、ループを用いて逐次的に処理を行ったが、例え
ば、これを並列処理して実現するようにしても良い。
【００８９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、画像間の類似度算出において、画像の回転や鏡面変
換を考慮した類似度を算出し、これを画像間の類似判定
に用いることで、従来、類似画像と判定することができ
なかった回転すると類似する画像や鏡面変換すると類似
する画像を、類似画像として判定することができる。
【００９０】尚、本発明は、複数の機器（例えばホスト
コンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ
など）から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置な
ど）に適用してもよい。
【００９１】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。
【００９２】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【００９３】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ、磁気テープ、不
揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができ
る。
【００９４】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９５】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
ＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれることは言うまでもない。
【００９６】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードが格納されることになる。
【００９７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来、類似画像と判定することができなかった回転する
と類似する画像や鏡面変換すると類似する画像を、類似
画像として判定することができる画像処理装置及びその
方法、プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の画像処理装置の構成を示す
ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の二次元ＤＣＴ変換を説明す
るための図である。
【図３】本発明の実施形態の一次元ＤＣＴ変換の基底波
形を示す図である。
【図４】本発明の実施形態のＤＣＴ係数の入替処理と原
画像の関係を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態のＤＣＴ係数でＶが奇数であ
る場合の符号反転処理と原画像の関係を説明する図であ
る。
【図６】本発明の実施形態のＤＣＴ係数でＵが奇数であ
る場合の符号反転処理と原画像の関係を説明する図であ
る。
【図７】本発明の実施形態の原画像とそれに対して回転
変換もしくは鏡面変換を施した画像の一覧を示す図であ
る。
【図８】本発明の実施形態の６／３／３ descriptorに
おける係数変換処理の例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の画像処理部の詳細構成を示
す図である。
【図１０】本発明の実施形態の画像類似度算出処理を示
すフローチャートである。
【図１１】[VWD4.0]もしくは[VXM7.0]に記載されている
「Color Layout descriptor」における画像特徴量抽出
処理を説明するための図である。
【図１２】[VWD4.0]もしくは[VXM7.0]による画像特徴抽
出処理を示すフローチャートである。
【図１３】ジグザグスキャン処理を説明するための図で
ある。
【図１４】[VWD4.0]もしくは[VXM7.0]に記載されている
Color Layout descriptorのバイナリ構造を示す図であ
る。
【図１５】[VWD4.0]もしくは[VXM7.0]に記載されている
Color Layout descriptorのバイナリ構造を示す図であ
る。
【符号の説明】
１０５００ データ入出力部 １０５０１ 入力部 １０５０２ 蓄積部 １０５０３ 表示部 １０５０４ ＣＰＵ １０５０５ ＲＯＭ １０５０６ ＲＡＭ １０５０７ 画像処理部 ９０３ 初期類似度候補算出部 ９１０ 係数変換処理部 ９１１ 類似度算出部 ９１２ 類似度比較部 ９１３ 類似項候補記憶部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA20 CA01 CA08 CA16 CB18 CC01 CE16 CG05 DC01 DC30 DC32 5C059 MA23 MC11 PP00 PP01 PP16 UA39 5L096 AA02 DA02 EA24 JA03

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像間の類似度を算出する画像処理装置
    であって、 少なくとも量子化ＤＣＴ係数で表現される第１及び第２
    画像それぞれの第１及び第２画像特徴量に基づいて、該
    第１及び第２画像間の類似度を算出する第１算出手段
    と、 前記第１及び第２画像特徴量の少なくとも一方に対し
    て、係数変換処理を施す係数変換手段と、 前記係数変換手段によって得られる画像特徴量に基づい
    て、前記第１及び第２画像間の類似度を算出する第２算
    出手段と、 前記第１及び第２算出手段で算出された類似度群から前
    記第１及び第２画像間の類似度を決定する決定手段とを
    備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項２】 前記係数変換処理は、前記画像特徴量に
    含まれる量子化ＤＣＴ係数に対して、該量子化ＤＣＴ係
    数をＵ−Ｖ座標系に配置した場合のＵ＝Ｖに対する対称
    変換処理及び該量子化ＤＣＴ係数の一部に対する正負反
    転変換処理の内の少なくとも１つを含むことを特徴とす
    る請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 【請求項３】 前記決定手段は、前記第１及び第２算出
    手段で算出された類似度群の内、所定値に一番近い値の
    類似度を前記第１及び第２画像間の類似度として決定す
    ることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 【請求項４】 前記第１及び第２画像は、対応する第１
    及び第２原画像それぞれを８×８画素の画像に変倍した
    画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理
    装置。
  5. 【請求項５】 画像間の類似度を算出する画像処理方法
    であって、 少なくとも量子化ＤＣＴ係数で表現される第１及び第２
    画像それぞれの第１及び第２画像特徴量に基づいて、該
    第１及び第２画像間の類似度を算出する第１算出工程
    と、 前記第１及び第２画像特徴量の少なくとも一方に対し
    て、係数変換処理を施す係数変換工程と、 前記係数変換工程によって得られる画像特徴量に基づい
    て、前記第１及び第２画像間の類似度を算出する第２算
    出工程と、 前記第１及び第２算出工程で算出された類似度群から前
    記第１及び第２画像間の類似度を決定する決定工程とを
    備えることを特徴とする画像処理方法。
  6. 【請求項６】 前記係数変換処理は、前記画像特徴量に
    含まれる量子化ＤＣＴ係数に対して、該量子化ＤＣＴ係
    数をＵ−Ｖ座標系に配置した場合のＵ＝Ｖに対する対称
    変換処理及び該量子化ＤＣＴ係数の一部に対する正負反
    転変換処理の内の少なくとも１つを含むことを特徴とす
    る請求項５に記載の画像処理方法。
  7. 【請求項７】 前記決定工程は、前記第１及び第２算出
    工程で算出された類似度群の内、所定値に一番近い値の
    類似度を前記第１及び第２画像間の類似度として決定す
    ることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
  8. 【請求項８】 前記第１及び第２画像は、対応する第１
    及び第２原画像それぞれを８×８画素の画像に変倍した
    画像であることを特徴とする請求項５に記載の画像処理
    方法。
  9. 【請求項９】 画像間の類似度を算出する画像処理をコ
    ンピュータに機能させるためのプログラムであって、 少なくとも量子化ＤＣＴ係数で表現される第１及び第２
    画像それぞれの第１及び第２画像特徴量に基づいて、該
    第１及び第２画像間の類似度を算出する第１算出工程の
    プログラムコードと、 前記第１及び第２画像特徴量の少なくとも一方に対し
    て、係数変換処理を施す係数変換工程のプログラムコー
    ドと、 前記係数変換工程によって得られる画像特徴量に基づい
    て、前記第１及び第２画像間の類似度を算出する第２算
    出工程のプログラムコードと、 前記第１及び第２算出工程で算出された類似度群から前
    記第１及び第２画像間の類似度を決定する決定工程のプ
    ログラムコードとを備えることを特徴とするプログラ
    ム。
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