JP7118295B1 - 画像処理装置、プログラム及び画像処理方法 - Google Patents

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Abstract

画像処理装置（１００）は、テンプレートに含まれているパターンを複数の変換パターンに変換して、複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及びそのテンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部（１４０）と、複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、その第一探索の結果に基づいて、複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部（１６０）と、を備え、第一探索は、複数の拡張テンプレートから大まかな区切りで選択された複数の変換テンプレート及びテンプレートを用いて行われ、第二検索は、第一探索で検出できた一つの拡張テンプレートに近い複数の拡張テンプレートを用いて高い精度で行われる。

Description

本開示は、画像処理装置、プログラム及び画像処理方法に関する。
画像から特定のパターンを検出する方法として、テンプレートマッチングが広く知られている。テンプレートマッチングでは、検出すべきパターンを表すテンプレートを予め用意しておき、そのパターンと、被探索対象画像の各部とを比較することで、テンプレートで表されているパターンと最も似通った部分が、被探索対象画像から検出される。
テンプレートマッチングでは、テンプレートで表されるパターンと同じパターンの部分を検出することはできる。しかしながら、画像撮影の構図によって、その部分が回転、拡縮又は変形等している場合には、その部分は、テンプレートで表されるパターンと、角度、大きさ又は形状等において異なることとなり、その部分を検出することができない。
このため、特許文献１に記載されている被写体追尾方法では、テンプレートを回転、拡縮又は変形させて、複数のテンプレートへと拡張し、拡張された複数のテンプレートの全てと、被探索対象画像の各部とを比較することで、回転、拡縮又は変形に対応している。
特許第４８４３７８７号公報
従来の技術では、回転、拡縮又は変形に対応したテンプレートマッチングを行うことができるが、複数のテンプレートの全てと、被探索対象画像との比較演算が必要なため、演算量が極めて大きくなる。
そこで、本開示の一又は複数の態様は、回転、拡縮又は変形等に対応したテンプレートマッチングを、より少ない演算量で実現できるようにすることを目的とする。
本開示の一態様に係る画像処理装置は、テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部と、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部と、を備え、前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなることを特徴とする。
本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部、及び、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部、として機能させ、前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなることを特徴とする。
本開示の一態様に係る画像処理方法は、テンプレート解析部が、テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成し、探索処理部が、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する画像処理方法であって、前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなることを特徴とする。
本開示の一又は複数の態様によれば、回転、拡縮又は変形等に対応したテンプレートマッチングを、より少ない演算量で実現することができる。
実施の形態１及び２に係る画像処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１及び２におけるテンプレート解析部の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１における特異画素選択部の構成を概略的に示すブロック図である。 選択画素決定部の構成を概略的に示すブロック図である。 探索方式決定部の構成を概略的に示すブロック図である。 探索処理部の構成を概略的に示すブロック図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、ハードウェア構成例を示すブロック図である。 テンプレート拡張部での拡張処理を示すフローチャートである。 （Ａ）～（Ｄ）は、テンプレート拡張部が行う拡張処理を説明するための概略図である。 実施の形態１における特異画素選択部が行う画素選択処理を示すフローチャートである。 （Ａ）～（Ｃ）は、選択画素を説明するための概略図である。 （Ａ）～（Ｄ）は、テンプレートを回転させることで生成された変換テンプレートにおいて決定された対応選択画素を説明するための概略図である。 選択画素決定部による画素選択処理を示すフローチャートである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、共起ヒストグラムを算出する処理を説明するための概略図である。 探索処理部の探索処理を示すフローチャートである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、粗探索と、精探索との関係を説明する概略図である。 実施の形態２における特異画素選択部の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態２における選択画素決定部が行う画素選択処理を示すフローチャートである。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る画像処理装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。
画像処理装置１００は、入力部１１０と、画像取得部１２０と、テンプレート取得部１３０と、テンプレート解析部１４０と、探索処理部１６０と、探索結果処理部１８０と、出力部１９０とを備える。
画像処理装置１００は、テンプレートで示されるパターンと同じパターン又は類似するパターンを、被探索対象画像データで示される被探索対象画像内において探索し、その探索結果を出力する。
入力部１１０は、パターンの検出対象となる画像である被探索対象画像の画像データである被探索対象画像データ及び検出するパターンを示す画像データであるテンプレートの入力を受ける。
画像取得部１２０は、入力部１１０を介して被探索対象画像データを取得する。取得された被探索対象画像データは、探索処理部１６０に与えられる。
テンプレート取得部１３０は、入力部１１０を介してテンプレートを取得する。取得されたテンプレートは、テンプレート解析部１４０に与えられる。
テンプレート解析部１４０は、テンプレート取得部１３０から与えられたテンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、そのパターンを複数の変換パターンに変換して、その複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレートを生成する。そして、テンプレート解析部１４０は、テンプレート及び複数の変換テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成する。
例えば、テンプレート解析部１４０は、テンプレート取得部１３０から与えられたテンプレートを用いて、そのテンプレートで示されるパターンを回転、拡縮及び変形することで、複数の変換テンプレートを生成し、テンプレート取得部１３０から与えられたテンプレート及び変換テンプレートを複数の拡張テンプレートとして、探索処理部１６０に与える。
また、テンプレート解析部１４０は、探索処理部１６０が、拡張テンプレートを用いて探索を行うために必要な情報を生成し、その情報も探索処理部１６０に与える。
図２は、テンプレート解析部１４０の構成を概略的に示すブロック図である。
テンプレート解析部１４０は、テンプレート拡張部１４１と、特異画素選択部１４２と、探索方式決定部１５０とを備える。
テンプレート拡張部１４１は、テンプレート取得部１３０から与えられる一つのテンプレートから、探索において必要となるテンプレートである変換テンプレートに複製及び変換を行い、その一つのテンプレート及び複数の変換テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成する。また、テンプレート拡張部１４１は、一つのテンプレートから複数の変換テンプレートに変換した際の変換方式を示す変換方式情報を生成する。変換方式は、拡張方式（例えば、回転、拡縮又は変形）と、その拡張方式における数値（例えば、角度、拡張縮小率及び変形率）とを示す。
そして、テンプレート拡張部１４１は、複数の拡張テンプレート及び変換方式情報を特異画素選択部１４２、探索方式決定部１５０及び探索処理部１６０に与える。
特異画素選択部１４２は、テンプレート拡張部１４１から与えられる複数の拡張テンプレートの各々に対して、探索時に使用する画素を選択し、選択された画素を示す選択画素情報を生成する。選択画素情報は、探索方式決定部１５０及び探索処理部１６０に与えられる。
なお、選択画素情報は粗探索、精探索各々向けに各々別の情報を含む情報を別個に生成してもよい。
図３は、特異画素選択部１４２の構成を概略的に示すブロック図である。
特異画素選択部１４２は、選択画素決定部１４３と、座標変換部１４８と、選択画素算出部１４９とを備える。
選択画素決定部１４３は、予め決められたルールに従い、テンプレートで示されるパターン中の特徴的な画素を、選択画素として決定する。
図４は、選択画素決定部１４３の構成を概略的に示すブロック図である。
選択画素決定部１４３は、画素間関係解析部１４４と、類似指標算出部１４５と、選択画素数決定部１４６と、画素選択部１４７とを備える。
画素間関係解析部１４４は、テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係を解析し、その解析結果を出力する。例えば、画素間関係解析部１４４は、その複数の画素における画素値の関係のヒストグラムを生成し、生成されたヒストグラムを示すヒストグラムデータを選択画素数決定部１４６及び画素選択部１４７に与える。
類似指標算出部１４５は、テンプレート拡張部１４１から与えられる複数の拡張テンプレート同士の類似性を算出し、その算出結果を出力する。例えば、類似指標算出部１４５は、その複数の拡張テンプレートから選択された二つの拡張テンプレートの組み合わせ毎に、各画素の絶対差分の総和を、類似性として算出する。各画素の絶対差分の総和はテンプレート内の全画素で算出してもよいし、テンプレートを一定の領域に分割し、分割された領域ごとに算出してもよい。そして、類似指標算出部１４５は、算出された類似性を、選択された二つの拡張テンプレートの組み合わせ毎に示す類似指標情報を生成し、生成された類似指標情報を選択画素数決定部１４６に与える。
選択画素数決定部１４６は、テンプレートで示されるパターンを被探索対象画像から探索する際に選択する画素数である選択画素数を決定する。例えば、選択画素数決定部１４６は、予め決められた値から選択画素数を決定してもよく、画素間関係解析部１４４で生成されたヒストグラムの形状から選択画素数を決定してもよく、類似指標算出部１４５で生成された類似指標情報で示される類似性の分布から選択画素数を決定してもよく、これらの組み合わせから選択画素数を決定してもよい。なお、決定された選択画素数は、画素選択部１４７に与えられる。
具体的には、選択画素数決定部１４６は、予め定められた値そのものを選択画素数として決定してもよく、予め定められた値に特定の式（例えば、定数倍）を適用して、選択画素数を算出してもよい。
また、選択画素数決定部１４６は、画素間関係解析部１４４で生成されたヒストグラムにおいて、各階級の度数変化が小さいほど、選択画素数が少なくなるように選択画素数を決定してもよい。なお、各階級の度数変化については、隣接する階級との間で変化率を算出して、その変化率の最大値又はその変化率の平均値により判断されてもよい。即ち、選択画素数決定部１４６は、変化率の最大値が小さいほど選択画素数を少なくしてもよく、変化率の平均値が小さいほど選択画素数を少なくしてもよい。
さらに、選択画素数決定部１４６は、類似指標算出部１４５で生成された類似指標情報で示される類似性をヒストグラム化し、各階級の度数変化が小さいほど、選択画素数が少なくなるように選択画素数を決定してもよい。なお、各階級の度数変化については、上記と同様である。
また、選択画素数決定部１４６は、上記のように、予め定められた値から決定された値、画素間のヒストグラムから決定された値、及び、拡張テンプレート間の類似性のヒストグラムから決定された値の少なくとも二つを、予め定められた重みを付けて平均することで、選択画素数を決定してもよい。
画素選択部１４７は、画素間関係解析部１４４から与えられる画素値の関係の解析結果であるヒストグラムと、選択画素数決定部１４６から与えられる選択画素数とから、テンプレートにおいて選択する画素を決定し、決定された画素を示す選択画素情報を生成する。選択画素情報は、選択画素算出部１４９及び探索方式決定部１５０に与えられる。
図３に戻り、座標変換部１４８は、複数の拡張テンプレートに含まれている複数の変換テンプレートの各々において、テンプレート拡張部１４１から与えられる変換方式情報で示される変換方式に従って、テンプレートに含まれている一つの座標と、複数の変換テンプレートの各々において、その一つの座標に対応する座標との間の座標変換を行うための座標変換式を算出する。そして、座標変換部１４８は、複数の変換テンプレートの各々について、算出された座標変換式を示す座標変換式情報を生成し、その座標変換式情報を選択画素算出部１４９に与える。
選択画素算出部１４９は、選択画素決定部１４３が決定した選択画素の座標を、座標変換部１４８から与えられる座標変換式情報で示される座標変換式を用いて座標変換することで、複数の変換テンプレートの各々において、選択画素に対応する画素である対応選択画素の座標を算出する。そして、選択画素算出部１４９は、複数の変換テンプレートの各々において、対応選択画素の座標を示す対応選択画素情報を生成し、その対応選択画素情報を探索方式決定部１５０及び探索処理部１６０に与える。
図２に戻り、探索方式決定部１５０は、探索処理部１６０での探索方式を決定する。探索処理部１６０は、複数の拡張テンプレートの全体から大まかに選択された複数の拡張テンプレートを用いて探索を行う粗探索と、粗探索で用いられた複数の拡張テンプレートの中からさらに選択された一つ又は複数の拡張テンプレートの周囲を精密に探索する精探索とを行う。このため、探索方式決定部１５０は、粗探索の方式である粗探索方式及び精探索の方式である精探索方式を決定する。
図５は、探索方式決定部１５０の構成を概略的に示すブロック図である。
探索方式決定部１５０は、粗探索方式決定部１５１と、精探索方式決定部１５２とを備える。
粗探索方式決定部１５１は、変換方式情報及び選択画素情報等に基づいて、粗探索方式を決定する。例えば、粗探索方式決定部１５１は、拡張方式が回転である場合には、粗探索方式として、５°刻みのような角度の間隔を決定する。また、粗探索方式決定部１５１は、拡張方式が拡縮である場合には、粗探索方式として、１０％刻みのような拡大縮小率の間隔を決定する。さらに、粗探索方式決定部１５１は、拡張方式が変形である場合には、粗探索方式として、１０％刻みのような変形率の間隔を決定する。なお、粗探索方式決定部１５１は、拡張方式毎に決定された粗探索方式を示す粗探索方式情報を生成し、その粗探索方式情報を精探索方式決定部１５２及び探索処理部１６０に与える。
ここで、粗探索方式決定部１５１は、変換方式情報を参照することで、変換に用いられて全ての数値の範囲を、後述する精探索方式よりも粗い間隔で探索を行うものである。このため、粗探索方式決定部１５１は、変換方式情報で示される数値の間隔よりも粗い間隔で粗探索方式の区切りを決定する。なお、粗探索方式の間隔は、予め決められていてもよく、また、変換方式の数値の間隔から予め定められた方式（例えば、数倍）で決められてもよい。さらに、粗探索方式の間隔は、類似指標算出部１４５で生成された類似指標情報で示される類似性の分布から決められてもよい。例えば、粗探索方式決定部１５１は、類似指標算出部１４５で生成された類似指標情報で示される類似性をヒストグラム化し、各階級の度数変化が小さいほど、間隔が広くなるように、粗探索方式の数値の間隔を決定してもよい。さらに、粗探索方式決定部１５１は、選択画素数が少ないほど数値の間隔が広くなるように、粗探索方式の間隔を決定してもよい。すなわち、数値の間隔は各数値間において一定である必要はない。
精探索方式決定部１５２は、粗探索方式情報、変換方式情報及び選択画素情報等に基づいて、精探索方式を決定する。例えば、精探索方式決定部１５２は、拡張方式が回転である場合には、精探索方式として、１°刻みのような角度の間隔、及び、－５°～＋５°といった探索範囲を決定する。また、精探索方式決定部１５２は、拡張方式が拡縮である場合には、精探索方式として、１０％刻みのような拡大縮小率の間隔、及び、－２０％～＋２０％といった探索範囲を決定する。さらに、精探索方式決定部１５２は、拡張方式が変形である場合には、精探索方式として、１０％刻みのような変形率の間隔、及び、－２０％～＋２０％といった探索範囲を決定する。なお、精探索方式決定部１５２は、拡張方式毎に決定された精探索方式を示す精探索方式情報を生成し、その精探索方式情報を探索処理部１６０に与える。
ここで、精探索方式決定部１５２は、粗探索方式情報を参照することで、粗探索方式で示されている間隔を埋めることができるように、精探索方式の探索範囲を決定すればよい。例えば、粗探索方式において、ある数値に対応する拡張テンプレートを用いて探索が行われている場合、粗探索方式においてその数値に隣接する数値との間の平均値と、その隣接する数値との間の範囲が少なくとも含まれるように探索範囲を設定することが望ましい。ただし、精探索方式の探索範囲に含まれる数値の個数は、演算量削減の目的を達成するため、前述の集合に含まれる数値の個数から粗探索に対応する数値の個数を減じたものよりも少ない必要がある。
また、精探索方式決定部１５２は、変換方式情報を参照することで、精探索方式における間隔を決めればよい。例えば、精探索方式決定部１５２は、テンプレートから変換テンプレートが作成されている間隔で、精探索方式の間隔を決めればよい。なお、隣接するテンプレートの類似性が極めて高い場合には、必ずしもこの限りではない。精探索方式決定部１５２は、選択画素情報で示される選択画素の数が少ないほど間隔が広くなるようにしてもよく、精探索方式における間隔も粗探索方式同様一定である必要はない。
さらに、精探索方式には粗探索の結果に含まれる対象パターンが含まれている位置情報を基に、被探索対象画像内での空間的探索範囲を対象パターンが含まれている位置を含み被探索対象画像全体よりも狭いものとしてもよい。
図１に戻り、探索処理部１６０は、複数の拡張テンプレートから選択された複数の拡張テンプレートである複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索である粗探索を実行する。
ここで、探索処理部１６０は、複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及びオリジナルのテンプレートを複数の第一拡張テンプレートとする。
ここで、第一区切りは、粗探索方式決定部１５１が決定する粗探索方式に従う。よって、予め定められていてもよく、複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど大きくなってもよく、テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど大きくなってもよい。
また、探索処理部１６０は、粗探索の結果に基づいて、複数の拡張テンプレートから選択された複数の拡張テンプレートである複数の第二拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第二探索である精探索を実行する。
ここで、探索処理部１６０は、上述した集合において、粗探索においてパターン及び複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを複数の第二拡張テンプレートとする。なお、所定の範囲に含まれる数値の個数は、上述した集合に含まれる数値の個数から第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少ないものとする。
ここで、第二区切りは、精探索方式決定部１５２が決定する精探索方式に従う。
また、粗探索では、被探索対象画像にパターン及び複数の変換パターンの何れか一つ又は複数が含まれるか否か、及び含まれている場合は対象パターンが含まれている位置と、その対象パターンのパターンに対する関係が検出され、精探索では、被探索対象画像にパターン及び複数の変換パターンの何れか一つ又は複数である対象パターンが含まれている位置と、その対象パターンのパターンに対する関係とが検出される。なお、その関係は、回転角、拡大縮小率及び変形率の少なくとも何れか一つであればよい。
また、探索処理部１６０は、複数の拡張テンプレートの内、粗探索又は精探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、被探索対象画像からその対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、粗探索又は精探索を実行すればよい。その一又は複数の画素は、特異画素選択部１４２生成する選択画素情報に従い、画素数が対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少ないことにより、比較演算の処理負荷を軽減することができる。
ここで、対象拡張テンプレートが複数の変換テンプレートの内の一つの変換テンプレートである場合には、選択される一又は複数の画素の各々の座標は、パターンに含まれている画素の座標を、対象拡張テンプレートに含まれている変換パターンの画素の座標に変換する座標変換式を用いて、テンプレートにおいて選択された画素の座標から算出される。
なお、選択される一又は複数の画素の数は、複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなってもよい。また、選択される一又は複数の画素の数は、テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど少なくなってもよい。
図６は、探索処理部１６０の構成を概略的に示すブロック図である。
探索処理部１６０は、粗探索実行部１６１と、精探索実行部１６２とを備える。
粗探索実行部１６１は、画像取得部１２０から与えられる被探索対象画像データで示される被探索対象画像に対して、テンプレート解析部１４０から与えられる粗探索方式情報で示される粗探索方式で、テンプレート解析部１４０から与えられる拡張テンプレートを用いて、粗探索を実行する。そして、粗探索実行部１６１は、複数の拡張テンプレートの内、被探索対象画像において対応するパターンが探索された拡張テンプレートの変換方式を、粗探索の結果である粗探索結果として、精探索実行部１６２に与える。
精探索実行部１６２は、粗探索結果に基づいて、画像取得部１２０から与えられる被探索対象画像データで示される被探索対象画像に対して、テンプレート解析部１４０から与えられる精探索方式情報で示される精探索方式で、テンプレート解析部１４０から与えられる拡張テンプレートを用いて、精探索を実行する。
例えば、精探索実行部１６２は、粗探索結果に含まれている変換方式から、拡張方式及びその数値を特定して、精探索方式情報で示される精探索方式の探索範囲から、精探索を実行する範囲である探索実行範囲を特定する。例えば、粗探索結果に含まれている拡張方式が回転であり、その数値が１２°であり、精探索方式情報で示される精探索方式の探索範囲が－５°～＋５°である場合には、精探索実行部１６２は、探索実行範囲として、７°～１７°を特定する。そして、精探索実行部１６２は、探索実行範囲７°～１７°内の数値で変換されている複数の拡張テンプレートの各々を用いて、被探索対象画像に対する探索を実行する。
そして、精探索実行部１６２は、精探索における探索結果である精探索結果を、最終的な探索結果として、探索結果処理部１８０に与える。精探索結果には、被探索対象画像において対応するパターンが発見された位置、又は、被探索対象画像において発見されたパターンのテンプレートに対する拡張方式における数値等が含まれる。
探索結果処理部１８０は、探索処理部１６０から与えられる探索結果を、予め定められた形式にして出力する処理を行う。
出力部１９０は、探索結果処理部１８０からの指示に応じて、出力を行う。例えば、画像又は音声等により、探索結果を出力する。
以上に記載された画像取得部１２０、テンプレート取得部１３０、テンプレート解析部１４０、探索処理部１６０及び探索結果処理部１８０の一部又は全部は、例えば、図７（Ａ）に示されているように、メモリ１０と、メモリ１０に格納されているプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ１１とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。この場合、画像処理装置１００は、いわゆるコンピュータで実現することができる。
また、画像取得部１２０、テンプレート取得部１３０、テンプレート解析部１４０、探索処理部１６０及び探索結果処理部１８０の一部又は全部は、例えば、図７（Ｂ）に示されているように、単一回路、複合回路、プログラムで動作するプロセッサ、プログラムで動作する並列プロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の処理回路１２で構成することもできる。
以上のように、画像取得部１２０、テンプレート取得部１３０、テンプレート解析部１４０、探索処理部１６０及び探索結果処理部１８０は、処理回路網により実現することができる。
なお、入力部１１０は、通信インタフェース等のインタフェースにより実現することができる。
また、出力部１９０は、ディスプレイ又はスピーカ等の出力装置により実現することができる。
次に、実施の形態１に係る画像処理装置１００の処理について、図面を参照しつつ説明する。
図８は、テンプレート拡張部１４１での拡張処理を示すフローチャートである。
まず、テンプレート拡張部１４１は、実施する拡張方式を決定する（Ｓ１０）。例えば、実施する拡張方式については、予め決められたものであってもよいし、画像処理装置１００で探索処理を実行する際に、入力部１１０又は図示されていないキーボード若しくはマウス等の入力装置を介して、入力されてもよい。
次に、テンプレート拡張部１４１は、決定した拡張方式から１つの拡張方式を選択する（Ｓ１１）。
次に、テンプレート拡張部１４１は、選択された拡張方式に基づきテンプレートから変換テンプレートを生成する（Ｓ１２）。テンプレート及び変換テンプレートにより、複数の拡張テンプレートが構成される。
次に、テンプレート拡張部１４１は、ステップＳ１０で決定された全ての拡張方式を選択したか否かを判断する（Ｓ１３）。全ての拡張方式が選択されている場合（Ｓ１３でＹｅｓ）には、処理は終了し、まだ選択されていない拡張方式が残っている場合（Ｓ１３でＮｏ）には、処理はステップＳ１１に戻る。ステップＳ１１では、まだ選択されていない一つの拡張方式が選択される。
図９（Ａ）～（Ｄ）は、テンプレート拡張部１４１が行う拡張処理を説明するための概略図である。
ここでは、拡張方式が回転である場合を例に説明を行う。
通常、テンプレートマッチングでは、回転したパターンを見つけることはできないため、予めテンプレートを回転させて探索処理を行う必要がある。
ここでは、図９（Ａ）に示されているテンプレート１＃１が入力されるものとする。
テンプレート１＃１が入力されても、図９（Ｄ）に示されている被探索対象画像２＃１中の部分３＃１にあるパターンを見つけることはできない。これは、テンプレート１＃１と、被探索対象画像２＃１からテンプレート１＃１と同じサイズで切り出された部分３＃１の画像とを比較することで、同じパターンの位置を検出していることに起因する。
一方で、図９（Ｂ）に示されている変換テンプレート１＃２のように、テンプレート1＃１を回転させたテンプレートを用いて探索することで、部分３＃１に含まれているパターンを見つけることができる。
被探索対象画像２＃１中においてテンプレート１＃１で示されているパターンに対応するパターンが、何度回転した状態で存在するかは未知であるため、テンプレート拡張部１４１は、例えば、図９（Ｂ）に示されている変換テンプレート１＃２及び図９（Ｃ）に示されている変換テンプレート１＃３のように、複数の角度に回転させた変換テンプレートを事前に生成しておく。
この時、拡張方式に回転の間隔が１°という情報が付与されている場合は、３６０°分の回転に対して、オリジナルのテンプレート１＃１を除く、３５９個の変換テンプレートが各々の回転角度で生成される。そして、テンプレート拡張部１４１は、３５９個の変換テンプレートと、オリジナルのテンプレート１＃１とを合わせて、３６０個の拡張テンプレートを特異画素選択部１４２、探索方式決定部１５０及び探索処理部１６０に与える。
なお、ここでは、回転を例に説明したが、拡大縮小又は変形といった拡張方式においても、同様に拡張処理が行われる。また、回転及び拡大縮小といったように複数の拡張方式が組み合わされていてもよい。
図１０は、特異画素選択部１４２が行う画素選択処理を示すフローチャートである。
まず、特異画素選択部１４２に含まれている選択画素決定部１４３は、オリジナルのテンプレートにおける選択画素を決定する（Ｓ２０）。
次に、座標変換部１４８は、複数の変換テンプレートから一つの変換テンプレートを選択する（Ｓ２１）。
次に、座標変換部１４８は、選択された変換テンプレートの変換方式から、オリジナルのテンプレートに含まれている座標と、選択された変換テンプレートに含まれている座標との座標変換式を特定する（Ｓ２２）。
次に、選択画素算出部１４９は、選択画素算出部１４９により特定された座標変換式を用いて、オリジナルのテンプレートから決定された選択画素の座標変換を行うことで、対応選択画素の座標を算出する（Ｓ２３）。そして、選択画素算出部１４９は、複数の変換テンプレートの各々において、算出された対応選択画素を示す対応選択画素情報を生成し、その対応選択画素情報を探索方式決定部１５０及び探索処理部１６０に与える。
次に、座標変換部１４８は、全ての変換テンプレートを選択したか否かを判断する（Ｓ２４）。全ての変換テンプレートを選択した場合（Ｓ２４でＹｅｓ）には、処理は終了し、まだ選択していない変換テンプレートが残っている場合（Ｓ２４でＮｏ）には、処理はステップＳ２１に戻る。ステップＳ２１では、まだ選択されていない一つの変換テンプレートが選択される。
図１１（Ａ）～（Ｃ）は、選択画素を説明するための概略図である。
ここでは、テンプレートから決定される選択画素について説明する。
選択画素決定部１４３は、例えば、図１１（Ａ）に示されているテンプレート１＃４から、図１１（Ｂ）に示されている選択画素Ｐ１＃１～Ｐ１１＃１を決定する。
そして、図１１（Ｃ）に示されているように、探索処理部１６０は、被探索対象画像２＃２から、テンプレート１＃４と同じサイズの部分３＃２を切り出す。そして、探索処理部１６０は、部分３＃２において、選択画素Ｐ１＃１～Ｐ１１＃１の画素値と、選択画素Ｐ１＃１～Ｐ１１＃１と同じ座標に配置されている画素Ｐ１＃２～Ｐ１１＃２の画素値とを比較することで、パターンの同一性を検出することができる。
図１２（Ａ）～（Ｄ）は、テンプレートを回転させることで生成された変換テンプレートにおいて決定された対応選択画素を説明するための概略図である。
図１２（Ａ）には、テンプレート１＃５と、このテンプレート１＃５から決定された選択画素Ｐ１＃１～Ｐ１１＃３とが示されている。
図１２（Ｂ）は、テンプレート１＃５を、時計回りに４５°回転させることで生成された変換テンプレート１＃６を示している。
図１２（Ｃ）は、変換テンプレート１＃６の変換方式に従って算出された対応選択画素Ｐ１＃４～Ｐ１１＃４を示している。
図１２（Ｄ）は、変換テンプレート１＃６に、対応選択画素Ｐ１＃４～Ｐ１１＃４を重ね合わせた図である。
図１２（Ｃ）に示されているように、対応選択画素Ｐ１＃４～Ｐ１１＃４も、変換テンプレート１＃６と同様に、選択画素Ｐ１＃１～Ｐ１１＃３を、時計回りに４５°回転させることにより、算出することができる。
ここで、拡張方式が回転であり、テンプレートを反時計回りに角度θで回転させて変換テンプレートを生成する場合、座標変換部１４８で算出される座標変換式は、下記の（１）式のようになる。
Figure 0007118295000001
 （１）
（１）式において、（ｘ，ｙ）は、座標変換前の座標であり、テンプレートにおける座標である。（ｘ’，ｙ’）は、座標変換後の座標であり、変換テンプレートにおける座標である。ｗは、テンプレートの幅であり、ｈは、テンプレートの高さである。
図１３は、選択画素決定部１４３による画素選択処理を示すフローチャートである。
まず、画素間関係解析部１４４は、テンプレート内の画素について、画素間の関係を特定する（Ｓ３０）。画素間の関係は、各画素のテンプレート内での特異性を算出するための指標となる。特異性とは、その画素がテンプレートのパターンを有意に表す特徴的な画素であることを示す。特異性の定義によるが、例えば、パターンの境界又はコーナーの画素は、特異性が高いといえる。
画素間の関係の特定は、例えば、共起確率を基に実施することができる。共起確率とは、共起ヒストグラムの各度数を画素数で割ったものである。共起ヒストグラムは、画像において、予め決められた位置関係にある二つの画素からなる画素対の画素値ｐ及び画素値ｑのペアの発生頻度を、画像全体において求め、画素値ｐ及び画素値ｑを縦横それぞれのインデクスとする２次元マトリクス状に並べたヒストグラムである。
共起ヒストグラムのインデクス（ｐ，ｑ）における度数ｈ２（ｐ，ｑ）は、以下の（２）式及び（３）式で求めることができる。
Figure 0007118295000002
 （２）
Figure 0007118295000003
 （３）
但し、ｖｐは、画素Ｐの位置ベクトル、ｖｑは、画素Ｑの位置ベクトル、ｆ（ｖ）は、位置ベクトルｖに位置する画素の画素値、ｄは、予め決められた位置ベクトルの差分ベクトルである。つまり、予め決められた固定値ベクトルであるｄにより、画素Ｐ及び画素Ｑの位置関係も常に一定であるといえる。
なお、一般的な画像として、ビット深度８ｂｉｔの画像であれば、画素値の取りうる値は０から２５５であるため、ｐ及びｑの取りうる範囲も同様に０から２５５となり、共起ヒストグラムは、２５６行及び２５６列の正方行列で表される。
加えて、ｖｐ及びｖｑは、画素Ｐ及び画素Ｑの位置ベクトルであるため、各位置ベクトルの要素の範囲は、０を下限とし、テンプレートの縦横サイズを上限とする。
図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、共起ヒストグラムを算出する処理を説明するための概略図である。
ここでは、説明を簡単にするため、画素値を０～４の５階調、図１４（Ａ）に示すようにテンプレート１＃７を７行及び７列の４９画素、差分ベクトルｄ＝（１，０）とする。即ち、画素対（Ｐ，Ｑ）は、水平方向に隣接する二つの画素となる。
図１４（Ｂ）は、共起ヒストグラムの各度数を示す表である。
例えば、図１４（Ａ）の画素対４＃１のように、水平方向に隣接する画素の画素値が（０，０）となる画素対は、図１４（Ｂ）によれば、欄５＃１に示されているように、１９カ所、テンプレート１＃７に存在している。
同様に、画素対４＃２のように、画素値が（１，２）となる画素対は、欄５＃２に示されているように、２カ所存在している。
ここでは、二つの画素からなる画素対を例に挙げたが、三つ以上の予め決められた位置関係にある画素対を用いても同じことが成立する。例えば、三つの予め決められた位置関係にある画素対を用いる場合は、共起ヒストグラムは三次元マトリクスで表されることとなる。本実施の形態において、画素対を構成する画素数に制限はなく、どのような共起ヒストグラムであっても成立する。
なお、画素間関係解析部１４４は、異なる複数の予め定められた位置関係を基に、異なる複数の共起ヒストグラムを生成し、これらの加重平均によって、新たなヒストグラムを生成してもよい。この場合、選択画素数決定部１４６及び画素選択部１４７は、その新たなヒストグラムを利用すればよい。
図１３に戻り、次に、類似指標算出部１４５は、複数の拡張テンプレート間の類似性を算出する（Ｓ３１）。例えば、拡張方式が回転である場合、微小な回転角又は画素値が変化しない平坦な領域では、回転による画素値の変化は小さく、二つのテンプレート間の類似性が高くなる。
そして、選択画素数決定部１４６は、画素間関係解析部１４４で生成されたヒストグラムと、類似指標算出部１４５で算出された類似性とを用いて、選択画素数を決定する（Ｓ３２）。ここでは、選択画素数決定部１４６は、ヒストグラムから特定される値と、類似性から特定される値とを、予め定められた重みを付けて平均することで、選択画素数を決定する。なお、選択画素数決定部１４６は、他の方法で選択画素数を決定してもよい。
次に、画素選択部１４７は、画素間関係解析部１４４から与えられる画素値の関係の解析結果であるヒストグラムと、選択画素数決定部１４６から与えられる選択画素数とから、テンプレートにおいて選択する画素を決定する（Ｓ３３）。例えば、画素選択部１４７は、０を除く共起確率が低い順に画素を選べばよい。共起確率が低いということは、そのような画素値のペアがテンプレート中に存在する確率が低いためである。即ち、共起確率が低い画素対は、特徴的な画素対となるためである。
図１５は、探索処理部１６０の探索処理を示すフローチャートである。
まず、粗探索実行部１６１は、探索方式決定部１５０から与えられる粗探索方式情報を参照することで、一つの拡張方式を選択する（Ｓ４０）。
次に、粗探索実行部１６１は、探索方式決定部１５０から与えられる粗探索方式情報で示される粗探索方式に従って、ステップＳ４０で選択された一つの拡張方式における粗探索の間隔を決定する（Ｓ４１）。
次に、粗探索実行部１６１は、ステップＳ４１で決定された間隔で、ステップＳ４０で選択された一つの拡張方式における粗探索を実行する（Ｓ４２）。粗探索実行部１６１は、粗探索の結果として、拡張テンプレートに含まれているパターンが被探索対象画像において検出された場合には、その拡張テンプレートに対応する数値（例えば、角度、拡張縮小率又は変形率）を精探索実行部１６２に与える。
次に、精探索実行部１６２は、探索方式決定部１５０から与えられる精探索方式情報で示される精探索方式に従って、粗探索実行部１６１からの粗探索の結果に基づいて、精探索の探索実行範囲を決定する（Ｓ４３）。なお、精探索実行部１６２は、粗探索実行部１６１が拡張テンプレートに含まれているパターンが被探索対象画像において検出できない場合には、拡張方式における全範囲を探索実行範囲として決定してもよい。なお、拡張方式における全範囲は、粗探索方式情報から決定すればよい。
次に、精探索実行部１６２は、ステップＳ４３で決定された実行探索範囲において、対応する拡張テンプレートを用いて、精探索を実行する（Ｓ４４）。
そして、粗探索実行部１６１は、全ての拡張方式を選択したか否かを判断する（Ｓ４５）。全ての拡張方式が選択されている場合（Ｓ４５でＹｅｓ）には、処理は終了する。一方、まだ選択されていない拡張方式が残っている場合（Ｓ４５でＮｏ）には、処理はステップＳ４０に戻り、粗探索実行部１６１は、まだ選択されていない一つの拡張方式を選択する。
図１６（Ａ）及び（Ｂ）は、粗探索と、精探索との関係を説明する概略図である。
ここでは、拡張方式が回転である場合を例に説明する。
回転に対応したテンプレートマッチングを行うためには、回転させた複数のテンプレートを用いて角度毎にテンプレートマッチングを行う必要がある。例えば、１°刻みでマッチングを行うのであれば３６０回のテンプレートマッチングが行われる。
粗探索と、精探索とは、まず粗探索により大まかな角度で探索し、その後、精探索により詳細な探索が行われる。図１６に示されている例では、図１６（Ａ）に示されているように４５°の間隔で粗探索が行われる。その粗探索の結果、４５°の位置で拡張テンプレートに含まれているパターンと、被探索対象画像に含まれているパターンとがほぼ一致した場合に、図１６（Ｂ）に示されているように４５°の周辺範囲を探索実行範囲として、１°刻みの精探索が行われる。ここで、探索実行範囲が４５°の位置を中心とする５０°の範囲とすると、２０°～７０°の範囲において５０回の精探索が行われる。この場合、粗探索は８回であるため、合計５８回のテンプレートマッチングが行われる。３６０°を探索実行範囲とする３６０回のテンプレートマッチングと比べると、大幅な回数削減が可能となる。
また、探索を行う際には、拡張テンプレートの各々と、被探索対象画像からテンプレートと同じサイズで切り出した部分である部分画像とが比較される。例えば、同じ位置にある画素値の絶対差分の総和が求められることとなるが、本実施の形態では、テンプレート解析部１４０が出力する特異画素選択部１４２が選択した画素に限って比較演算が行われる。これにより、全画素を比較するよりも大幅に演算量を減らすことができる。
実施の形態２．
図１に示されているように、実施の形態２に係る画像処理装置２００は、入力部１１０と、画像取得部１２０と、テンプレート取得部１３０と、テンプレート解析部２４０と、探索処理部１６０と、探索結果処理部１８０と、出力部１９０とを備える。
実施の形態２に係る画像処理装置２００の入力部１１０、画像取得部１２０、テンプレート取得部１３０、探索処理部１６０、探索結果処理部１８０及び出力部１９０は、実施の形態１に係る画像処理装置１００の入力部１１０、画像取得部１２０、テンプレート取得部１３０、探索処理部１６０、探索結果処理部１８０及び出力部１９０と同様である。
図２に示されているように、実施の形態２におけるテンプレート解析部２４０は、テンプレート拡張部１４１と、特異画素選択部２４２と、探索方式決定部１５０とを備える。
実施の形態２におけるテンプレート解析部２４０のテンプレート拡張部１４１及び探索方式決定部１５０は、実施の形態１におけるテンプレート解析部１４０のテンプレート拡張部１４１及び探索方式決定部１５０と同様である。
図１７は、実施の形態２における特異画素選択部２４２の構成を概略的に示すブロック図である。
特異画素選択部２４２は、選択画素決定部２４３を備える。実施の形態２における特異画素選択部２４２は、実施の形態１における特異画素選択部１４２における座標変換部１４８及び選択画素算出部１４９を備えていない。
選択画素決定部２４３は、予め決められたルールに従い、複数の拡張テンプレートの各々で示されるパターン中の特徴的な画素を、選択画素として決定する。
具体的には、上述した対象拡張テンプレートがテンプレートである場合には、選択される一又は複数の画素は、そのテンプレートから選択される。一方、対象拡張テンプレートが複数の変換テンプレートの内の一つの変換テンプレートである場合には、選択される一又は複数の画素は、対象拡張テンプレートから選択される。
図１８は、選択画素決定部２４３が行う画素選択処理を示すフローチャートである。
まず、選択画素決定部２４３は、複数の拡張テンプレートから一つの拡張テンプレートを選択する（Ｓ５０）。
次に、選択画素決定部２４３は、選択された拡張テンプレートから選択する画素を決定する（Ｓ５１）。
そして、選択画素決定部２４３は、全ての拡張テンプレートを選択したか否かを判断する（Ｓ５２）。全ての拡張テンプレートが選択された場合（Ｓ５２でＹｅｓ）には、処理は終了する。まだ選択されていない拡張テンプレートが残っている場合（Ｓ５２でＮｏ）には、処理はステップＳ５０に戻り、選択画素決定部２４３は、まだ選択されていない拡張テンプレートを選択する。
実施の形態１における選択画素決定部１４３は、オリジナルのテンプレートに対して画素選択を行っているのに対して、実施の形態２における選択画素決定部２４３は、複数の拡張テンプレートの各々に対して画素選択を行う。なお、画素選択の方法は、実施の形態２でも実施の形態１と同様である。
以上に記載した実施の形態１及び２では、画素選択部１４７は、画素間関係解析部１４４から与えられる画素値の関係の解析結果であるヒストグラムと、選択画素数決定部１４６から与えられる選択画素数とから、テンプレートにおいて選択する画素を決定している。即ち、そのヒストグラムから算出される共起確率が低い画素から順番に、テンプレートにおいて選択する画素が選択されているが、実施の形態１及び２は、このような例に限定されない。
例えば、類似指標算出部１４５において、複数の拡張テンプレートから選択された二つの拡張テンプレートの組み合わせにおける各画素の絶対差分を、複数の拡張テンプレートから選択される全ての組み合わせにおいて算出し、その算出された絶対差分を、画素毎に総和することで、画素毎の類似性である画素類似性を算出する。そして、類似指標算出部１４５は、算出された画素類似性を示す画素類似性情報を画素選択部１４７に与える。
そして、画素選択部１４７は、画素類似性が高い画素ほど選択されにくくなるように、画素類似性が低い画素から順番に、テンプレートにおいて選択する画素を決定してもよい。
なお、一定領域に含まれる画素の絶対差分を、その一定領域毎に総和することで算出された値が、その一定領域に含まれている画素類似性とされてもよい。
１００，２００ 画像処理装置、 １１０ 入力部、 １２０ 画像取得部、 １３０ テンプレート取得部、 １４０ テンプレート解析部、 １４１ テンプレート拡張部、 １４２，２４２ 特異画素選択部、 １４３，２４３ 選択画素決定部、 １４４ 画素間関係解析部、 １４５ 類似指標算出部、 １４６ 選択画素数決定部、 １４７ 画素選択部、 １４８ 座標変換部、 １４９ 選択画素算出部、 １５０ 探索方式決定部、 １５１ 粗探索方式決定部、 １５２ 精探索方式決定部、 １６０ 探索処理部、 １６１ 粗探索実行部、 １６２ 精探索実行部、 １８０ 探索結果処理部、 １９０ 出力部。

Claims (26)

  1. テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部と、
    前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部と、を備え、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなること
    を特徴とする画像処理装置。
  2. テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部と、
    前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部と、を備え、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記テンプレート解析部は、前記複数の拡張テンプレートを解析し前記一又は複数の画素の数を決定し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなること
    を特徴とする画像処理装置。
  3. テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部と、
    前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部と、を備え、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど少なくなること
    を特徴とする画像処理装置。
  4. テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部と、
    前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部と、を備え、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記テンプレート解析部は、前記複数の拡張テンプレートを解析し前記一又は複数の画素の数を決定し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど少なくなること
    を特徴とする画像処理装置。
  5. 前記第一区切りは、前記テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど大きくなること
    を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像処理装置。
  6. 前記第二拡張テンプレートを決定する前記所定の範囲は、予め定められていること
    を特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像処理装置。
  7. 前記テンプレート解析部は、前記複数の拡張テンプレートを解析し、前記第二拡張テンプレートを決定する前記所定の範囲を、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つないしは複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値ごとに決定すること
    を特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像処理装置。
  8. 前記第二区切りは、予め定められていること
    を特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の画像処理装置。
  9. 前記第一探索では、前記被探索対象画像に前記パターン及び前記複数の変換パターンの何れか一つが含まれるか否かが検出され、
    前記第二探索では、前記被探索対象画像に前記パターン及び前記複数の変換パターンの何れか一つである対象パターンが含まれている位置と、前記対象パターンの前記パターンに対する関係とが検出されること
    を特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の画像処理装置。
  10. 前記関係は、回転角、拡大縮小率及び変形率の少なくとも何れか一つであること
    を特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
  11. 前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少ないこと
    を特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
  12. 前記テンプレート解析部は、前記複数の拡張テンプレートを解析し前記一又は複数の画素の数を決定すること
    を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  13. 前記対象拡張テンプレートが前記複数の変換テンプレートの内の一つの変換テンプレートである場合には、前記一又は複数の画素の各々の座標は、前記パターンに含まれている画素の座標を、前記対象拡張テンプレートに含まれている変換パターンの画素の座標に変換する座標変換式を用いて、前記テンプレートにおいて選択された画素の座標から算出されること
    を特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
  14. 前記対象拡張テンプレートが前記テンプレートである場合には、前記一又は複数の画素は、前記テンプレートから選択され、
    前記対象拡張テンプレートが前記複数の変換テンプレートの内の一つの変換テンプレートである場合には、前記一又は複数の画素は、前記対象拡張テンプレートから選択されること、
    を特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
  15. 前記一又は複数の画素の数は、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなること
    を特徴とする請求項１１から１４の何れか一項に記載の画像処理装置。
  16. 前記一又は複数の画素の数は、前記テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど少なくなること
    を特徴とする請求項１１から１４の何れか一項に記載の画像処理装置。
  17. 前記一又は複数の画素は、前記ヒストグラムから算出される共起確率が低い画素から順番に選択されること
    を特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
  18. 前記一又は複数の画素は、前記複数の拡張テンプレートから選択された二つの拡張テンプレートの組み合わせにおける各画素の絶対差分を、複数の拡張テンプレートから選択される全ての組み合わせにおいて算出して、前記算出された絶対差分を、画素毎に総和することで算出された画素類似性が低い画素から順番に選択されること
    を特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
  19. コンピュータを、
    テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部、及び、
    前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部、として機能させ、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなること
    を特徴とするプログラム。
  20. コンピュータを、
    テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部、及び、
    前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部、として機能させ、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記テンプレート解析部は、前記複数の拡張テンプレートを解析し前記一又は複数の画素の数を決定し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなること
    を特徴とするプログラム。
  21. コンピュータを、
    テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部、及び、
    前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部、として機能させ、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど少なくなること
    を特徴とするプログラム。
  22. コンピュータを、
    テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成するテンプレート解析部、及び、
    前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する探索処理部、として機能させ、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記テンプレート解析部は、前記複数の拡張テンプレートを解析し前記一又は複数の画素の数を決定し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど少なくなること
    を特徴とするプログラム。
  23. テンプレート解析部が、テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成し、
    探索処理部が、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する画像処理方法であって、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなること
    を特徴とする画像処理方法。
  24. テンプレート解析部が、テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成し、
    探索処理部が、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する画像処理方法であって、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記テンプレート解析部は、前記複数の拡張テンプレートを解析し前記一又は複数の画素の数を決定し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記複数の拡張テンプレートの類似性が高いほど少なくなること
    を特徴とする画像処理方法。
  25. テンプレート解析部が、テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成し、
    探索処理部が、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する画像処理方法であって、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記探索処理部は、前記複数の拡張テンプレートの内、前記第一探索又は前記第二探索で使用される拡張テンプレートである対象拡張テンプレートから選択された一又は複数の画素の各々の画素値と、前記被探索対象画像から前記対象拡張テンプレートと同じサイズで切り取られた部分画像の前記一又は複数の画素の各々に対応する画素の画素値とを比較することで、前記第一探索又は前記第二探索を実行し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記第一探索及び前記第二探索それぞれにおいて前記対象拡張テンプレートに含まれている全ての画素の数よりも少なく、かつ、前記テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど少なくなること
    を特徴とする画像処理方法。
  26. テンプレート解析部が、テンプレートに含まれているパターンを変える程度が異なる複数の数値を用いて、前記パターンを複数の変換パターンに変換して、前記複数の変換パターンの各々を各々が含む複数の変換テンプレート及び前記テンプレートからなる複数の拡張テンプレートを生成し、
    探索処理部が、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第一拡張テンプレートを用いて、被探索対象画像を探索する第一探索を実行し、前記第一探索の結果に基づいて、前記複数の拡張テンプレートから選択された複数の第二拡張テンプレートを用いて、前記被探索対象画像を探索する第二探索を実行する画像処理方法であって、
    前記探索処理部は、前記複数の数値を昇順又は降順に並べた集合から第一区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレート及び前記テンプレートを前記複数の第一拡張テンプレートとし、
    前記探索処理部は、前記集合において、前記第一探索において前記パターン及び前記複数の変換パターンを検出することのできた一つ又は複数の第一拡張テンプレートに対応する一つの数値を含み、かつ、所定の範囲から、前記第一区切りよりも細かい第二区切りで選択された複数の数値に対応する複数の変換テンプレートを前記複数の第二拡張テンプレートとし、
    前記所定の範囲に含まれる数値の個数は、前記集合に含まれる数値の個数から前記第一拡張テンプレートに対応する数値の個数を減じたものよりも少なく、
    前記テンプレート解析部は、前記複数の拡張テンプレートを解析し前記一又は複数の画素の数を決定し、
    前記一又は複数の画素の数は、前記テンプレート内の予め決められた位置関係にある複数の画素における画素値の関係のヒストグラムにおいて、度数変化が少ないほど少なくなること
    を特徴とする画像処理方法。
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