JPH0830784A - 2値または濃淡値画像パターンマッチング装置 - Google Patents

2値または濃淡値画像パターンマッチング装置

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JPH0830784A
JPH0830784A JP6161661A JP16166194A JPH0830784A JP H0830784 A JPH0830784 A JP H0830784A JP 6161661 A JP6161661 A JP 6161661A JP 16166194 A JP16166194 A JP 16166194A JP H0830784 A JPH0830784 A JP H0830784A
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JP
Japan
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template
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binary
circuit
pattern matching
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6161661A
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English (en)
Inventor
Hideaki Nakatsuji
英明 中辻
Tsutomu Endo
勉 遠藤
Masahiro Kono
政裕 河野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0830784A publication Critical patent/JPH0830784A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハードウェアを変更する必要がなく、テンプ
レートを簡単に任意の形状,大きさのものに変更が可能
な2値または濃淡値画像パターンマッチング装置を提供
する。 【構成】 5×4の濃淡値画像データは5×4シフトレ
ジスタ1にストアされた後、差分絶対値回路10によっ
て5×4テンプレートデータレジスタセット2からのデ
ータとの差分絶対値が求められ、さらに5×4テンプレ
ートデータ有効フラグレジスタ11からのフラグとの論
理積が求められ、その結果の総和が総和回路4によって
求められ、新たに外部より与えられた画像データと加算
回路12で加算し、出力回路13から出力される。ま
た、画像入力配列選択レジスタ14からのフラグによっ
て5×1のブロック単位で入力画素の配列を変更するこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は2値または濃淡値画像
パターンマッチング装置に関し、特に、文字,記号,図
形,物体の認識,位置決めを行なうために用いられるよ
うな2値または濃淡値画像パターンマッチング装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】テンプレートを用いたマッチング方法と
して、「工業用画像処理」江尻正員著に詳細に説明され
ているが、これを参考にして以下に従来の技術について
説明する。
【0003】図5はラスタスキャン入力された2次元の
2値または濃淡値画像を示す図である。2次元の2値ま
たは濃淡値画像領域の局部領域(ここでは5×4のウィ
ンドウで示している)に対して、同じく5×4のテンプ
レートデータとの比較が行なわれる。この比較が2次元
の2値または濃淡値画像領域全体にわたって、主走査方
向,副走査方向に対してそれぞれ順次繰り返される。そ
して、そのうちで、比較の結果が最も一致する値と、2
次元画像領域上におけるその値が生じる局部領域の座標
が見つけられる。
【0004】図6は従来の2値または濃淡値画像パター
ンマッチング装置の一例を示す概略ブロック図である。
この図6に示した例では、局部領域として5×4とした
場合について示している。ラスタスキャン入力された濃
淡値画像データは1Hラインバッファ7,8,9によっ
て4行のデータに変換され、5×4シフトレジスタ1に
入力される。5×4シフトレジスタ1は、ラスタスキャ
ン入力された2次元の2値または濃淡値画像の5×4局
部のデータを一時記憶するものである。5×4テンプレ
ートデータレジスタ2は、比較の基準となる標準パター
ンであるテンプレートをストアしている。差分絶対値回
路3は5×4シフトレジスタ1と5×4テンプレートデ
ータレジスタセット2のそれぞれから与えられる各画素
の差分の絶対値を求め、その出力を総和回路4に与え
る。総和回路4は差分絶対値回路3で得られた各画素の
差分絶対値の総和を求めて最小値選択回路5に与える。
座標カウンタ6は比較を行なった二次元画像領域上にお
ける局部領域の座標を計数するものであり、その計数出
力を最小値選択回路5に与える。最小値選択回路5は座
標カウンタ6の計数出力に応じて、総和回路4から得ら
れる差分絶対値の総和の最小値を選択し、またその値が
得られる局部領域の座標を保持する。
【0005】図6に示したようなパターンマッチング装
置においては、局部領域、すなわちテンプレートのサイ
ズは固定であり、任意の領域に対してフレキシブルにパ
ターンマッチングを行なうことができない。
【0006】この問題を解決するために、特開昭63−
14278号公報には、画像領域に対して複数個の従来
装置で行なっていた結果を、合成(加算)することによ
って、1つの処理装置が持つテンプレートの縦,横,そ
れぞれ整数倍のテンプレートを持つパターンマッチング
を可能にしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、入力さ
れる2次元画像領域に対して5×4の局部領域でテンプ
レートマッチングを行なう場合は、5×4のシフトレジ
スタ1と5×4のテンプレートデータレジスタセット2
と差分絶対値回路3および総和回路4からなる比較回路
とが必要となり、さらにこの比較回路では5×4の並び
で各画素が比較されるように構成する必要がある。した
がって、このような同一装置のみで、5×4の局部領域
以外の、たとえば、あるときは任意の大きさの図形と、
あるときは任意の大きさの文字といった、任意の大きさ
のテンプレートで、すなわち、任意の大きさの局部領域
に対してパターンマッチングを行なうことが不可能であ
った。
【0008】また、特開昭63−14278号公報で示
されている装置については、1つの装置の持つテンプレ
ートの縦,横の整数倍のテンプレートに対してパターン
マッチングを行なうという限られたものであった。ま
た、n個の処理装置を使った合成(加算)を行なうため
には、合成回路(加算回路)の追加と、それに対応した
合成回路の配置をしなければならないという欠点があっ
た。
【0009】それゆえに、この発明の主たる目的は、ハ
ードウェアを変更する必要がなく、テンプレートすなわ
ち局部領域を簡単に任意の形状,大きさのものに変更が
可能な2値または濃淡値画像パターンマッチング装置を
提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
入力される2次元の2値または濃淡値画像データと、テ
ンプレートとして記憶されている基準の2値または濃淡
値画像データとを比較することによって、テンプレート
データと最も一致する2次元画像領域上の局部領域の座
標とその一致度を検出する2値または濃淡値画像パター
ンマッチング装置であって、入力データとテンプレート
データの各画素とを比較した結果を各画素単位で無効に
する手段を備えて構成される。
【0011】請求項2に係る発明では、入力データとテ
ンプレートデータの各画素の比較において、テンプレー
トの各画素に対応する入力データの画素の配列を変更可
能に構成される。
【0012】請求項3に係る発明では、各画素の差分絶
対値により得られた比較結果の総和と、新たに外部から
与えられた画像データとを加算する加算手段と、加算手
段による加算結果を出力する出力手段を備えて構成され
る。
【0013】
【作用】この発明に係る2値または濃淡値画像パターン
マッチング装置は、入力データとテンプレートデータの
各画素単位で比較した結果を各画素単位で無効にし、よ
り好ましくは比較される入力画素に対応したテンプレー
トデータの配列を変更し、各画素の比較した結果の総和
と、新たに外部から与えられた画像データとを加算し、
その加算結果を出力することにより、m×nの画像テン
プレート用の記憶装置と比較回路とを備えているにもか
かわらず、ハードウェアの変更する必要がなく、簡単な
構成で、任意の大きさの形状のテンプレートによる2値
または濃淡値画像パターンのマッチングが可能となる。
【0014】
【実施例】図1はこの発明の一実施例のブロック図であ
る。図1において、5×4シフトレジスタ1と5×4テ
ンプレートデータレジスタセット2と、最小値選択回路
5と、座標カウンタ6と、1Hラインバッファ7〜9は
前述の図6に示した従来例と同じである。そして、新た
に5×4テンプレートデータ有効フラグレジスタ11と
加算回路12と出力回路13が設けられる。差分絶対値
回路10は5×4シフトレジスタ1と5×4テンプレー
トデータレジスタセット2のそれぞれから与えられる各
画素の差分の絶対値をとり、その結果と5×4テンプレ
ートデータ有効フラグレジスタ11からのデータ有効フ
ラグとの論理積を求めて総和回路4に与える。総和回路
4は差分絶対値回路10から得られる各画素同士の差分
絶対値の総和をとり、その総和値を加算回路12に与え
る。加算回路12は外部から入力される拡張入力画像デ
ータと総和値とを加算し、出力回路13に出力するとと
もに、最小値選択回路5に与える。最小値選択回路5は
座標カウンタ6の計数出力に応じて、加算結果の最小の
値をとるものを保持し、そのときのテンプレート画像デ
ータと局部領域の画像データとを比較した位置を控えて
おく。
【0015】図2は図1に示した5×4シフトレジスタ
1と差分絶対値回路10の具体的な回路図である。図2
において、5×4シフトレジスタ1は、複数のフリップ
フロップを縦続接続したシフトレジスタ21,22,2
3,24と、シフトレジスタ21,22,23のそれぞ
れの入力側に接続されるマルチプレクサ31,32,3
3とを含む。マルチプレクサ31,32,33の一方入
力とシフトレジスタ24の入力とには4行の濃淡値画像
データが与えられ、シフトレジスタ31,32,33の
他方入力にはシフトレジスタ22,23,24のシフト
出力が与えられる。マルチプレクサ31,32,33は
それぞれ図1に示した画像入力配列選択レジスタ14の
フラグS0,S1,S2によって切換えられる。
【0016】差分絶対値回路10は、差分絶対値回路1
01〜105,111〜115,121〜125,13
1〜135と、ANDゲート141〜145,151〜
155,161〜165,171〜175とを含む。差
分絶対値回路101〜135のそれぞれには、シフトレ
ジスタ21〜24のそれぞれに含まれるフリップフロッ
プの出力と、テンプレートデータレジスタセット2から
出力されるテンプレートデータが与えられる。ANDゲ
ート141〜175の一方入力端には差分絶対値回路1
01〜135の出力と、5×4テンプレートデータ有効
フラグレジスタ11からのフラグが与えられ、ANDゲ
ート141〜175の出力は総和回路4に与えられる。
マルチプレクサ31,32,33はフラグS0〜S2に
応じて、入力I0〜I2側を選択しているものとする
と、入力I0〜I2はマルチプレクサ31〜33を介し
てシフトレジスタ21〜23に入力され、入力I3から
のデータは直接シフトレジスタ24に与えられる。シフ
トレジスタ21〜24のそれぞれのフリップフロップに
入力された画像データは、差分絶対値回路101〜13
5によって図1における5×4テンプレートレジスタセ
ット2の各画素データであるTijと差分絶対値が求め
られる。この差分絶対値は、AND回路141〜175
に与えられる。AND回路141〜175は、図1にお
ける5×4テンプレートデータ有効フラグレジスタ11
からのフラグEijと差分絶対値回路101〜135の
結果との論理積を求める。ここで、フラグEijが
「1」のとき、差分絶対値の結果はそのまま図1におけ
る総和回路4に入力され、フラグEijが「0」のと
き、差分絶対値の結果は0として同じく総和回路4に入
力される。
【0017】したがって、標準画像である5×4テンプ
レートは、フラグEijの状態によって、5×4の領域
内で、任意の形状,大きさのものに変更が可能となる。
【0018】次に、マルチプレクサ31,33がフラグ
S0,S2の選択によって、入力I0,I2に代えて、
シフトレジスタ23,24の出力を選択したとすると、
シフトレジスタ24の出力I3Eがシフトレジスタ23
の入力となり、シフトレジスタ22の出力I1Eがシフ
トレジスタ21の入力となり、5×4のテンプレートが
10×2に変更されたことになる。したがって、マルチ
プレクサ31〜33の選択によって、5×4のテンプレ
ートの形状を5×4=20画素の範囲内において、5×
1のブロック単位で変更することが可能となる。
【0019】図3は図1に示した5×4シフトレジスタ
1に入力される濃淡値画像データを5×2とした例を示
すブロック図である。図3に示すように、画像入力を5
×4から5×2としても、マルチプレクサ31〜33の
選択によって、対応することができる。
【0020】図4は2値または濃淡値画像パターンマッ
チング装置を2段カスケード接続した例を示す図であ
る。図4において、テンプレートマッチング装置TEM
P0とTEMP1とがカスケード接続され、濃淡値画像
データが1Hラインバッファ7〜9と17〜20とに順
次入力され、5×8のデータとしてテンプレートマッチ
ング装置TEMP0とTEMP1とに入力される。そし
て、テンプレートマッチング装置TEMP1によって得
られた5×4ある局部領域とテンプレートマッチング装
置TEMP1のテンプレートとの差分絶対値の総和がテ
ンプレートマッチング装置TEMP0の拡張入力画像デ
ータとして入力され、前述の図1に示した加算回路12
によってテンプレートマッチング装置TEMP0で得ら
れるTEMP1とは異なる5×4局部領域(TEMP0
で比較する局部領域に対して4行副走査方向にずらした
もの)とTEMP1のテンプレートとの差分絶対値の総
和が加算され、以下最小値選択回路5によって、その加
算結果が最小となる局部領域の座標と、その値が保持さ
れる。したがって、テンプレートマッチング装置を2段
カスケード接続することによって、テンプレートが5×
8の領域に拡張されたことになる。また、さらにカスケ
ード接続を増やすことにより、さらに大きなテンプレー
ト領域に拡張が可能となる。なお、主走査方向の拡大に
ついても同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ハー
ドウェアの変更の必要がなく、簡単な構成で、任意の形
状,大きさのテンプレートを得ることができ、いかなる
文字,画像,記号のテンプレートに対しても、濃淡パタ
ーンマッチングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の概略ブロック図である。
【図2】図1に示した5×4シフトレジスタと差分絶対
値回路の具体的なブロック図である。
【図3】図1に示した5×4シフトレジスタに入力され
る濃淡値画像データを5×2行とした例を示すブロック
図である。
【図4】この発明の一実施例のテンプレートマッチング
装置を2段カスケード接続した例を示すブロック図であ
る。
【図5】ラスタスキャン入力される2次元の2値または
濃淡画像を示す図である。
【図6】従来のテンプレートマッチング装置のブロック
図である。
【符号の説明】
1 5×4シフトレジスタ 2 5×4テンプレートデータレジスタセット 4 総和回路 5 最小値選択回路 6 座標カウンタ 7〜9,17〜20 1Hラインバッファ 10 差分絶対値回路 11 5×4テンプレートデータ有効フラグレジスタ 12 加算回路 13 出力回路 21〜24 シフトレジスタ 31〜33 マルチプレクサ 101〜135 差分絶対値回路 141〜175 AND回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力される2次元の2値または濃淡値画
    像データと、テンプレートとして記憶されている基準の
    2値または濃淡値画像データとを比較することによっ
    て、前記テンプレートデータと最も一致する2次元画像
    領域上の局部領域の座標とその一致度を検出する2値ま
    たは濃淡値画像パターンマッチング装置において、 前記入力データと前記テンプレートデータの各画素とを
    比較した結果を各画素単位で無効にする手段を備えたこ
    とを特徴とする、2値または濃淡値画像パターンマッチ
    ング装置。
  2. 【請求項2】 前記入力データと前記テンプレートデー
    タの各画素の比較において、前記テンプレートの各画素
    に対応する入力データの画素の配列を変更可能としたこ
    とを特徴とする、2値または濃淡値画像パターンマッチ
    ング装置。
  3. 【請求項3】 前記各画素の差分絶対値により得られた
    比較結果の総和と、新たに外部より与えられた画像デー
    タとを加算する加算手段と、 前記加算手段による加算結果を出力する出力手段を備え
    た、請求項1または2の2値または濃淡値画像パターン
    マッチング装置。
JP6161661A 1994-07-14 1994-07-14 2値または濃淡値画像パターンマッチング装置 Withdrawn JPH0830784A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004053796A1 (ja) * 2002-12-11 2004-06-24 Seiko Epson Corporation 類似画像抽出装置、類似画像抽出方法および類似画像抽出プログラム
CN113066132A (zh) * 2020-03-16 2021-07-02 天目爱视(北京)科技有限公司 一种基于多设备采集的3d建模标定方法

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WO2004053796A1 (ja) * 2002-12-11 2004-06-24 Seiko Epson Corporation 類似画像抽出装置、類似画像抽出方法および類似画像抽出プログラム
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