專利名稱：圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢索圖像的圖像處理裝置，特別是涉及高速地檢索與模板圖像類似的圖像的圖像處理裝置、以及它們的處理方法和使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該方法的程序。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于存儲(chǔ)器的價(jià)格降低、與存儲(chǔ)器相關(guān)的技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字靜像照相機(jī)(still camera)以及數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等攝像裝置中的存儲(chǔ)器的容量正在增加。與此相伴，攝像裝置中保持的靜止圖像、運(yùn)動(dòng)圖像的數(shù)量也在增加。在這種狀況下，找出用戶想閱覽的靜止圖像、運(yùn)動(dòng)圖像變得困難。
為了解決這種問(wèn)題點(diǎn)，提出了如下的圖像檢索方法將用戶期望的圖像指定為模板圖像，從檢索對(duì)象圖像中檢索與該模板圖像匹配的圖像(例如，參照專利文獻(xiàn)1。)。
專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)平8-263522號(hào)公報(bào)(圖2)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的問(wèn)題通常，在攝像裝置中，由于裝置自身的小型化、降低成本等要求，處于難以搭載具有高運(yùn)算處理能力的CPU(CentralProcessing Unit中央處理單元)的狀況。在這種攝像裝置中，即使實(shí)現(xiàn)了上述圖像檢索方法，在檢索的運(yùn)算處理中也需要較長(zhǎng)的時(shí)間，變得缺少實(shí)用性。為此，減少運(yùn)算處理所需的時(shí)間的必要性高。另外，還需要減少運(yùn)算處理所耗費(fèi)的時(shí)間，并且不降低檢索精度。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種以高精度高速進(jìn)行圖像檢索的圖像處理裝置。
用于解決問(wèn)題的方法本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的，其第一側(cè)面是一種圖像處理裝置，其特征在于，具備目標(biāo)圖像保持單元，保持成為檢索對(duì)象的多個(gè)目標(biāo)圖像；區(qū)域選擇接受單元，接受對(duì)上述多個(gè)目標(biāo)圖像任一個(gè)的規(guī)定區(qū)域的選擇；模板圖像生成單元，將接受了上述選擇的區(qū)域的圖像作為模板圖像生成；圖像縮小單元，將上述模板圖像以及上述目標(biāo)圖像縮小到與上述模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率；以及類似圖像檢索單元，在上述縮小的目標(biāo)圖像中，利用遺傳算法檢索包含與上述縮小的模板圖像類似的圖像的上述縮小的目標(biāo)圖像。由此帶來(lái)如下作用將模板圖像以及目標(biāo)圖像縮小到與選擇的模板圖像的橫寬以及縱寬相應(yīng)的縮小率，高速檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像。即，通過(guò)縮小模板圖像以及目標(biāo)圖像，減少對(duì)模板圖像和目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)照的面積，因此能夠減少對(duì)照所需的運(yùn)算量。
另外，在該第一側(cè)面中，其特征在于，在上述模板圖像的縱寬和橫寬的積是規(guī)定值以下的情況下，上述圖像縮小單元不進(jìn)行上述圖像縮小單元中的縮小。由此帶來(lái)如下作用在選擇的模板圖像的橫寬以及縱寬小的情況下，不降低檢索精度。
另外，在該第一側(cè)面中，其特征在于，上述模板圖像生成單元將上述選擇的規(guī)定區(qū)域以規(guī)定倍率放大或者縮小后的圖像作為上述模板圖像生成。由此帶來(lái)如下作用，還檢索與放大、縮小以及旋轉(zhuǎn)模板圖像得到的圖像類似的圖像。
另外，特征在于，上述類似圖像檢索單元具備個(gè)體抽出單元，從上述縮小的目標(biāo)圖像隨機(jī)抽出多個(gè)個(gè)體，生成染色體，其中，該染色體具有基于上述個(gè)體的坐標(biāo)以及放大或者縮小上述模板圖像的上述規(guī)定倍率的染色體信息；適合度算出單元，根據(jù)上述染色體信息以及像素值，算出上述染色體的適合度；遺傳算法處理單元，對(duì)在上述適合度算出單元中算出上述適合度的上述染色體進(jìn)行選擇、交配以及突然變異中至少一個(gè)處理，生成具有新染色體信息的染色體，在上述適合度算出單元中算出關(guān)于具有上述新染色體信息的染色體的適合度；處理結(jié)束指示單元，指示按照規(guī)定條件重復(fù)進(jìn)行的上述遺傳算法處理單元中的處理的結(jié)束；準(zhǔn)最佳解判斷單元，將在上述適合度算出單元中最后算出的適合度中值最大的適合度判斷為準(zhǔn)最佳解；以及類似圖像判斷單元，在上述準(zhǔn)最佳解超過(guò)第一閾值的情況下，判斷為與上述縮小的模板圖像類似的圖像包含在上述縮小的目標(biāo)圖像中。在此，第一閾值是指判斷模板圖像是否包含在目標(biāo)圖像中時(shí)成為基準(zhǔn)的值。即，如果作為準(zhǔn)最佳解的適合度的值超過(guò)第一閾值，則模板圖像被包含在目標(biāo)圖像中；如果作為準(zhǔn)最佳解的適合度的值沒(méi)有超過(guò)第一閾值，則模板圖像沒(méi)有被包含在目標(biāo)圖像中。由此，帶來(lái)如下作用使染色體持有關(guān)于在遺傳算法中對(duì)模板圖像和目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)照的區(qū)域的信息，根據(jù)該染色體的適合度，高速檢索包含了與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像。
例外，特征在于，上述像素值是使用YUV、RGB以及HSV中的任一個(gè)表示的量。由此帶來(lái)如下作用根據(jù)YUV、RGB以及HSV算出遺傳算法中的染色體的適合度。
另外，該圖像處理裝置的特征在于，還具備適合度算出預(yù)處理單元，該適合度算出預(yù)處理單元算出和上述目標(biāo)圖像中的上述染色體對(duì)應(yīng)的區(qū)域的上述像素值的平均值與上述模板圖像中的區(qū)域的上述像素值的平均值之間的差的絕對(duì)值，判斷上述差的絕對(duì)值是否超過(guò)第二閾值，在上述適合度預(yù)處理單元中上述差的絕對(duì)值被判斷為超過(guò)上述第二閾值的情況下，上述適合度算出單元將從上述類似圖像判斷單元中的上述判斷的對(duì)象中除外的足夠小的值設(shè)定為上述適合度。在此，第二閾值是指根據(jù)與目標(biāo)圖像中的染色體對(duì)應(yīng)的區(qū)域的像素值的平均值和模板圖像中的區(qū)域的像素值的平均值之間的差的絕對(duì)值來(lái)評(píng)價(jià)適合度時(shí)成為基準(zhǔn)的值。由此，帶來(lái)如下作用以運(yùn)算量少的方法決定遺傳算法中的染色體的適合度。
另外，該圖像處理裝置的特征在于，還具備適合度算出預(yù)處理單元，該適合度算出預(yù)處理單元算出將與上述染色體對(duì)應(yīng)的上述目標(biāo)圖像中的區(qū)域的上述像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差和上述模板圖像中的區(qū)域的上述像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差各自平方的結(jié)果的比，判斷上述比是否在規(guī)定范圍內(nèi)，在上述適合度預(yù)處理單元中上述比被判斷為在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，上述適合度算出單元將從上述類似圖像判斷單元中的上述判斷的對(duì)象中除外的足夠小的值設(shè)定為上述適合度。由此，帶來(lái)如下作用以運(yùn)算量少的方法決定遺傳算法中的染色體適合度。
另外，該圖像處理裝置的特征在于，還具備適合度算出預(yù)處理單元，該適合度算出預(yù)處理單元算出和上述染色體對(duì)應(yīng)的上述目標(biāo)圖像中的區(qū)域的中央點(diǎn)的上述像素值與上述模板圖像中的區(qū)域的中央點(diǎn)的上述像素值之間的差的絕對(duì)值，判斷上述差的絕對(duì)值是否超過(guò)第二閾值，在上述適合度預(yù)處理單元中上述差的絕對(duì)值被判斷為超過(guò)第二閾值的情況下，上述適合度算出單元將從上述類似圖像判斷單元中的上述判斷的對(duì)象中除外的足夠小的值設(shè)定為上述適合度。在此，第二閾值是指根據(jù)目標(biāo)圖像中的區(qū)域的中央點(diǎn)的像素值與上述模板圖像中的區(qū)域的中央點(diǎn)的像素值之間的差的絕對(duì)值來(lái)評(píng)價(jià)適合度時(shí)成為基準(zhǔn)的值。由此，帶來(lái)如下作用以運(yùn)算量少的方法決定遺傳算法中的染色體的適合度。
另外，其特征在于，上述適合度算出單元根據(jù)上述像素值以及上述染色體信息，利用互相關(guān)函數(shù)算出上述染色體的適合度。由此，帶來(lái)如下作用，根據(jù)目標(biāo)圖像和模板圖像之間的相互的關(guān)聯(lián)性到底有多少的觀點(diǎn)，算出遺傳算法中的染色體的適合度。
另外，特征在于，上述適合度算出單元將對(duì)上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域的所有坐標(biāo)累加下述積的結(jié)果進(jìn)行歸一化的函數(shù)，作為上述互相關(guān)函數(shù)使用，其中，上述積是上述目標(biāo)圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述目標(biāo)圖像的上述像素值的平均值之間的差、和上述模板圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述模板圖像的上述像素值的平均值之間的差的積。由此，帶來(lái)如下作用關(guān)于像素值，根據(jù)目標(biāo)圖像和模板圖像之間的相互關(guān)聯(lián)性到底有多少的觀點(diǎn)，算出遺傳算法中的染色體的適合度。
另外，該圖像處理裝置的特征在于，還具備準(zhǔn)備值算出單元，對(duì)上述縮小的模板圖像以及上述縮小的目標(biāo)圖像的所有坐標(biāo)，算出將上述縮小的模板圖像以及上述縮小的目標(biāo)圖像中的從原點(diǎn)到任意坐標(biāo)為止的上述像素值進(jìn)行累加得到的準(zhǔn)備值；模板圖像準(zhǔn)備值表，將上述縮小的模板圖像中的上述準(zhǔn)備值與上述縮小的模板圖像的坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)地保持；以及目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表，將上述縮小的目標(biāo)圖像中的上述準(zhǔn)備值與上述縮小的目標(biāo)圖像的坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)地保持，上述適合度算出單元使用上述準(zhǔn)備值，進(jìn)行對(duì)上述目標(biāo)圖像以及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域的所有坐標(biāo)累加上述互相關(guān)函數(shù)中的上述像素值的計(jì)算，算出上述染色體的適合度。由此，帶來(lái)如下作用減少算出遺傳算法中的染色體的適合度時(shí)的運(yùn)算量。
另外，特征在于，上述適合度算出單元，將對(duì)上述目標(biāo)圖像以及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域的所有坐標(biāo)累加下述積的結(jié)果進(jìn)行歸一化的函數(shù)，作為上述互相關(guān)函數(shù)使用，其中，上述積是上述目標(biāo)圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述目標(biāo)圖像的上述像素值的平均值之間的差、和上述模板圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述模板圖像的上述像素值的平均值之間的差的積；將對(duì)關(guān)于構(gòu)成上述像素值的多個(gè)要素各自的利用上述互相關(guān)函數(shù)的算出值進(jìn)行平方的結(jié)果的和的平方根歸一化的結(jié)果，作為上述適合度算出。由此，帶來(lái)如下作用綜合像素值中的各要素，根據(jù)目標(biāo)圖像和模板圖像之間的相互的關(guān)聯(lián)性到底有多少的觀點(diǎn)，算出遺傳算法中的染色體的適合度。
另外，特征在于，上述適合度算出單元將對(duì)上述目標(biāo)圖像以及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域的所有坐標(biāo)累加下述積的結(jié)果進(jìn)行歸一化的函數(shù)，作為上述互相關(guān)函數(shù)使用，其中，上述積是上述目標(biāo)圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述模板圖像的上述像素值的平均值之間的差、和上述模板圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述目標(biāo)圖像的上述像素值的平均值之間的差的積。由此，帶來(lái)如下作用還加入目標(biāo)圖像以及模板圖像的直流成分，算出染色體的適合度。即，能夠高精度地檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像。
另外，特征在于，上述適合度算出單元作為上述互相關(guān)函數(shù)使用表示坐標(biāo)(X，Y)中的互相關(guān)關(guān)系的以下的式子。此外，在以下的式子中，w、h分別表示上述模板圖像的寬度和高度。另外，Target(X+i，Y+j)表示上述目標(biāo)圖像的坐標(biāo)(X+i，Y+j)中的像素值。另外，Template(i，j)表示上述模板圖像的坐標(biāo)(i，j)處的像素值。另外，Mtarget表示上述目標(biāo)圖像以及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的像素值的平均值。另外，Mtemplate表示上述模板圖像的像素值的平均值。由此，帶來(lái)如下作用還加入目標(biāo)圖像以及模板圖像的直流成分，算出染色體的適合度。即，能夠高精度地檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像。
f(X,Y)=Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTemplate)(Template(i,j)-MTarget)Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTemplate)2Σi=0wΣj=0h(Template(i,j)-MTarget)2]]>另外，本發(fā)明的第二側(cè)面是一種圖像處理裝置，其特征在于，具備目標(biāo)圖像保持單元，保持成為檢索對(duì)象的多個(gè)目標(biāo)圖像；區(qū)域選擇接受單元，接受對(duì)上述多個(gè)目標(biāo)圖像任一個(gè)的規(guī)定區(qū)域的選擇；模板圖像生成單元，將接受了上述選擇的區(qū)域中的圖像以及將該區(qū)域中的圖像以規(guī)定倍率放大或者縮小后的圖像，作為模板圖像生成；個(gè)體抽出單元，從上述縮小的目標(biāo)圖像隨機(jī)抽出多個(gè)個(gè)體，生成染色體，其中，該染色體具有基于上述個(gè)體的坐標(biāo)以及放大或者縮小上述模板圖像的上述規(guī)定倍率的染色體信息；適合度算出單元，根據(jù)上述染色體信息以及像素值，算出上述染色體的適合度；遺傳算法處理單元，對(duì)在上述適合度算出單元中算出上述適合度的上述染色體進(jìn)行選擇、交配以及突然變異中至少一個(gè)處理，生成具有新染色體信息的染色體，在上述適合度算出單元中算出關(guān)于具有上述新染色體信息的染色體的適合度；處理結(jié)束指示單元，指示按照規(guī)定條件重復(fù)進(jìn)行的上述遺傳算法處理單元中的處理的結(jié)束；準(zhǔn)最佳解判斷單元，將在上述適合度算出單元中最后算出的適合度中值最大的適合度判斷為準(zhǔn)最佳解；附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷單元，在包圍與上述準(zhǔn)最佳解對(duì)應(yīng)的上述目標(biāo)圖像區(qū)域的所有規(guī)定區(qū)域中，算出上述規(guī)定區(qū)域中的適合度，將該適合度中值最大的適合度判斷為上述規(guī)定區(qū)域中的準(zhǔn)最佳解；以及類似圖像判斷單元，在上述準(zhǔn)最佳解判斷單元中判斷出的上述準(zhǔn)最佳解以及在上述附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷單元中判斷出的上述規(guī)定區(qū)域中的準(zhǔn)最佳解中，最大的值超過(guò)規(guī)定閾值的情況下，判斷為與上述縮小的模板圖像類似的圖像包含在上述縮小的目標(biāo)圖像中。由此，帶來(lái)如下作用降低產(chǎn)生包含了與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像的檢索遺漏的可能性。
另外本發(fā)明的第三側(cè)面是在具備保持成為檢索對(duì)象的目標(biāo)圖像的目標(biāo)圖像保持單元的圖像處理裝置中執(zhí)行以下過(guò)程的處理方法、或者使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下過(guò)程的程序，其特征在于，具備區(qū)域選擇接受過(guò)程，接受對(duì)上述多個(gè)目標(biāo)圖像任一個(gè)的規(guī)定區(qū)域的選擇；模板圖像生成過(guò)程，將接受了上述選擇的區(qū)域的圖像作為模板圖像生成；圖像縮小過(guò)程，將上述模板圖像以及上述目標(biāo)圖像縮小到與上述模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率；以及類似圖像檢索過(guò)程，在上述縮小的目標(biāo)圖像中，利用遺傳算法檢索包含與上述縮小的模板圖像類似的圖像的上述縮小的目標(biāo)圖像。由此，帶來(lái)如下作用，將模板圖像以及目標(biāo)圖像縮小到與選擇的模板圖像的橫寬以及縱寬相應(yīng)的縮小率，高速檢索包含了與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，起到能夠以高精度高速進(jìn)行圖像檢索的優(yōu)良效果。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式中的攝像裝置100的一例即攝像裝置100a以及100b的外觀圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的攝像裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的圖像檢索功能的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式中的準(zhǔn)備值的圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表320的圖。
圖6是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中選擇模板圖像區(qū)域的情形的圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的模板圖像數(shù)據(jù)生成的情形的圖。
圖8是表示在本發(fā)明實(shí)施方式中的圖像縮小部302中縮小目標(biāo)圖像以及模板圖像的情形的圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的染色體的染色體信息400的一例的圖。
圖10是表示在本發(fā)明實(shí)施方式中的遺傳算法的選擇中使用的輪盤賭410的圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的遺傳算法的交配情形的圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的遺傳算法的突然變異情形的圖。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的適合度算出預(yù)處理部312中的處理情形的圖。
圖14是表示利用本發(fā)明實(shí)施方式中的遺傳算法求出的準(zhǔn)最佳解所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域的周邊區(qū)域的圖。
圖15是表示在本發(fā)明實(shí)施方式中檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像時(shí)的顯示畫(huà)面600的圖。
圖16是表示檢索包含與本發(fā)明實(shí)施方式中的模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像的流程的圖。
圖17是表示圖16中的步驟S918的準(zhǔn)最佳解算出處理的流程的圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10攝像部；11攝像元件部；12攝像控制部；13圖像處理部；20記錄再現(xiàn)處理部；21圖像編碼/解碼部；22記錄控制部；23SDRAM；30控制部；31系統(tǒng)控制部；32輸入控制部；33顯示控制部；34輸出圖像處理部；35外部設(shè)備控制部；36網(wǎng)絡(luò)控制部；40總線；50鍵輸入部；60觸摸面板部；61顯示部；62觸摸面板輸入部；70存儲(chǔ)裝置；80外部設(shè)備；90網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)；100攝像裝置；231目標(biāo)圖像保持部；301模板圖像生成部；302圖像縮小部；310類似圖像檢索部；311個(gè)體抽出部；312適合度算出預(yù)處理部；313適合度算出部；314遺傳算法處理部；315處理結(jié)束指示部；316準(zhǔn)最佳解判斷部；317附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部；318類似圖像判斷部；319準(zhǔn)備值算出部；320目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表；321模板圖像準(zhǔn)備值表；601區(qū)域選擇接受部。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，作為圖像處理裝置的一例說(shuō)明攝像裝置。
圖1是本發(fā)明實(shí)施方式中的攝像裝置100的一例即攝像裝置100a以及100b的外觀圖。攝像裝置100a主要拍攝靜止圖像，攝像裝置100b主要拍攝運(yùn)動(dòng)圖像。
圖1的(a)是攝像裝置100a的正面圖。攝像裝置100a從鏡頭部110a拍攝被攝體。而且，當(dāng)按下快門部120a時(shí)，攝像裝置100a生成靜止圖像。圖1的(b)是攝像裝置100a的背面圖。由鏡頭部110a捕捉到的被攝體的活動(dòng)映現(xiàn)在顯示部130a。
圖1的(c)是攝像裝置100b的正面圖。攝像裝置100b從鏡頭部110b拍攝被攝體。而且，當(dāng)按下(未圖示)錄像按鈕時(shí)，攝像裝置100b生成運(yùn)動(dòng)圖像。圖1的(d)是攝像裝置100b的背面圖。由鏡頭部110b捕捉到的被攝體的活動(dòng)映現(xiàn)在顯示部130b。另外，生成的運(yùn)動(dòng)圖像也映現(xiàn)在顯示部130b。另外，攝像裝置100b具有還生成靜止圖像的功能，生成的靜止圖像也映現(xiàn)在顯示部130b。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，選擇并切出映現(xiàn)在顯示部130a以及130b的靜止圖像的一部分，將該切出的靜止圖像設(shè)為模板圖像。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，設(shè)想選擇靜止圖像的一部分的操作是通過(guò)直接按下顯示部130a以及130b來(lái)指定的觸摸面板方式，但不限于此。
在從內(nèi)置于攝像裝置100a以及100b中的(未圖示)存儲(chǔ)裝置中保持的圖像中檢索期望圖像時(shí)，使用該模板圖像。下面，將成為檢索對(duì)象的保持在存儲(chǔ)裝置中的圖像稱為目標(biāo)圖像。而且，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，檢索包含與模板圖像類似圖像的目標(biāo)圖像。當(dāng)檢索時(shí)，首先將模板圖像以及目標(biāo)圖像縮小到與模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率后，使用遺傳算法(GAGeneticAlgorithm)來(lái)檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像。
此外，遺傳算法是指仿效生物的進(jìn)化過(guò)程通過(guò)概率論的數(shù)據(jù)處理而欲得到最佳解的方法。該方法的具體內(nèi)容是首先隨機(jī)抽出個(gè)體，生成與其個(gè)體數(shù)相當(dāng)?shù)娜旧w，生成初始群體。接著對(duì)屬于初始群體的各染色體求出適合度。此外，適合度是指在本發(fā)明的實(shí)施方式中用于評(píng)價(jià)與模板圖像類似的圖像是否包含在目標(biāo)圖像中的評(píng)價(jià)值。
求出適合度后進(jìn)行選擇、交配以及突然變異的處理，生成新染色體。當(dāng)生成新染色體時(shí)，與上述同樣進(jìn)一步對(duì)該新染色體求出適合度。當(dāng)滿足規(guī)定的結(jié)束條件時(shí)結(jié)束以上處理，適合度高的染色體被設(shè)為準(zhǔn)最佳解。在該準(zhǔn)最佳解超過(guò)預(yù)先決定的規(guī)定閾值的情況下，判斷為該目標(biāo)圖像包含與模板圖像類似的圖像，作為檢索結(jié)果輸出。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的攝像裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。本發(fā)明實(shí)施方式中的攝像裝置100具備攝像部10、記錄再現(xiàn)處理部20、控制部30、總線40、鍵輸入部50、觸摸面板部60、以及存儲(chǔ)裝置70。
攝像部10具備攝像元件部11、攝像控制部12、以及圖像處理部13。攝像元件部11在內(nèi)部具備用于拍攝被攝體的透鏡組(對(duì)應(yīng)于圖1中的鏡頭部110a以及110b)、光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)、焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)以及例如CCD(Charge Coupled Devices電荷耦合器件)等的攝像元件等，通過(guò)透鏡組的像成像在CCD等攝像元件的成像面上。攝像元件部11接收根據(jù)快門操作從控制部30通過(guò)總線40提供的圖像取入時(shí)序信號(hào)，將成像在攝像元件的成像面上的被攝體像變換成攝像信號(hào)，提供給圖像處理部13。
攝像控制部12接收從控制部30通過(guò)總線40提供的控制信號(hào)，生成提供給攝像元件部11的控制信號(hào)。另外，攝像控制部12將生成的控制信號(hào)提供給攝像元件部11，進(jìn)行縮放控制、快門控制以及曝光控制等。
圖像處理部13根據(jù)從控制部30通過(guò)總線40提供的控制信號(hào)，進(jìn)行關(guān)于攝像信號(hào)的伽馬校正、AGC(Auto Gain Control自動(dòng)增益控制)等的處理，并且還進(jìn)行將攝像信號(hào)變換成作為數(shù)字信號(hào)的圖像信號(hào)的處理。
記錄再現(xiàn)處理部20具備圖像編碼/解碼部21、記錄控制部22、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)23。圖像編碼/解碼部21具有編碼功能，該編碼功能對(duì)從攝像部10通過(guò)總線40提供的圖像信號(hào)等進(jìn)行編碼并多路復(fù)用從而變換為壓縮數(shù)據(jù)。另外，圖像編碼/解碼部21具有從壓縮數(shù)據(jù)解碼圖像信號(hào)的解碼功能。
記錄控制部22從圖像編碼/解碼部21接收壓縮數(shù)據(jù)，寫(xiě)入存儲(chǔ)裝置70。另外，記錄控制部22從存儲(chǔ)裝置70讀出壓縮數(shù)據(jù)，提供給圖像編碼/解碼部21。此外，存儲(chǔ)裝置70既可以外置于攝像裝置100，也可以內(nèi)置于攝像裝置100。另外，作為存儲(chǔ)裝置70，設(shè)想將快閃存儲(chǔ)器(Flash memory)封裝成卡型的存儲(chǔ)卡、硬盤等磁盤、DVD等光盤(Optical Disk)以及MO等磁光盤(Magneto-Opticaldisk)的任一個(gè)，但是不限于此。SDRAM23作為用于編碼/解碼部21中的編碼或者解碼的作業(yè)區(qū)域使用。
控制部30具備系統(tǒng)控制部31、輸入控制部32、顯示控制部33、輸出圖像處理部34、外部設(shè)備控制部35、以及網(wǎng)絡(luò)控制部36。
系統(tǒng)控制部31管理整個(gè)控制部30的處理。連接到輸入控制部32的鍵輸入部50中，設(shè)置有切換拍攝模式和再現(xiàn)模式等其他模式的模式切換鍵、縮放調(diào)整鍵、用于曝光調(diào)整的鍵、快門鍵(對(duì)應(yīng)于圖1中的快門部120a)、運(yùn)動(dòng)圖像攝像用鍵等多個(gè)鍵。另外，連接到輸入控制部32上的觸摸面板輸入部62接受顯示部61中顯示的菜單選擇、圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定區(qū)域的指定。
輸入控制部32將來(lái)自鍵輸入部50以及觸摸面板輸入部62的操作信號(hào)傳遞給系統(tǒng)控制部31。系統(tǒng)控制部31判斷在鍵輸入部50以及觸摸面板輸入部62中操作了哪個(gè)鍵等，進(jìn)行與該判斷結(jié)果相應(yīng)的控制處理。
與顯示控制部33連接的顯示部61例如由LCD(LiquidCrystal Display液晶顯示器)等構(gòu)成，在系統(tǒng)控制部31的控制下，顯示從攝像部10通過(guò)總線40提供的圖像信號(hào)、從存儲(chǔ)裝置70讀出的圖像信號(hào)。此外，顯示部61對(duì)應(yīng)于圖1中的顯示部130a以及130b。
輸出圖像處理部34在圖像數(shù)據(jù)再現(xiàn)時(shí)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的修飾處理。修飾處理例如設(shè)想為圖像數(shù)據(jù)的顏色校正等。此外，也可以構(gòu)成為由系統(tǒng)控制部31進(jìn)行由輸出圖像處理部34進(jìn)行的對(duì)圖像數(shù)據(jù)的處理。
與外部設(shè)備控制部35連接的外部設(shè)備80例如設(shè)想為個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)等，但不限于此。此外，在外部設(shè)備80和外部設(shè)備控制部35之間，例如設(shè)想為通過(guò)USB(UniversalSerial Bus通用串行總線)線纜連接，但是不限于此。外部設(shè)備控制部35控制攝像裝置100和外部設(shè)備80之間的數(shù)據(jù)交換。
網(wǎng)絡(luò)控制部36控制在攝像裝置100和網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)90之間交換的數(shù)據(jù)。此外，作為網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)，設(shè)想為因特網(wǎng)、LAN(Local Area Network局域網(wǎng))，但是不限于此。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的圖像檢索功能的結(jié)構(gòu)的一例的圖。該圖像檢索功能具備區(qū)域選擇接受部601、模板圖像生成部301、圖像縮小部302、保持多個(gè)在圖1中說(shuō)明的目標(biāo)圖像的目標(biāo)圖像保持部231、以及類似圖像檢索部310。
區(qū)域選擇接受部601接受在目標(biāo)圖像保持部231中保持的多個(gè)目標(biāo)圖像中任一個(gè)目標(biāo)圖像的選擇、以及在該目標(biāo)圖像中應(yīng)作為模板圖像切出的區(qū)域的選擇。
模板圖像生成部301通過(guò)從目標(biāo)圖像切出在區(qū)域選擇接受部601中接受的目標(biāo)圖像中的應(yīng)作為模板圖像切出的區(qū)域，生成模板圖像。
另外，模板圖像生成部301還生成將通過(guò)上述切出生成的模板圖像以規(guī)定倍率放大以及縮小后的圖像。該放大以及縮小后的圖像也用作模板圖像。另外，模板圖像生成部301還生成使通過(guò)上述切出生成的模板圖像、放大以及縮小后的圖像旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度后的圖像。該旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度后的圖像也用作模板圖像。
圖像縮小部302將在模板圖像生成部301中生成的模板圖像以及目標(biāo)圖像縮小到與模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率。通過(guò)縮小目標(biāo)圖像以及模板圖像，能夠減少后面進(jìn)行的檢索處理中的計(jì)算量，能夠高速地進(jìn)行檢索處理。另外，當(dāng)縮小目標(biāo)圖像以及模板圖像時(shí)，在檢索中難以檢測(cè)圖像細(xì)部的不是本質(zhì)的差異、噪聲，因此還提高檢索精度。
然而，在模板圖像的尺寸比較小的情況下，當(dāng)通過(guò)縮小而變得更小時(shí)，有檢索精度變低的可能性。為此，例如在模板圖像的縱寬和橫寬之間的積是規(guī)定值以下的情況下，通過(guò)將目標(biāo)圖像以及模板圖像的縮小率設(shè)為1(不縮小)，能夠防止檢索精度的降低。
類似圖像檢索部310使用遺傳算法檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像，具備個(gè)體抽出部311、適合度算出預(yù)處理部312、適合度算出部313、遺傳算法處理部314、處理結(jié)束指示部315、準(zhǔn)最佳解判斷部316、附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317、類似圖像判斷部318、準(zhǔn)備值算出部319、目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表320、以及模板圖像準(zhǔn)備值表321。
個(gè)體抽出部311從在圖像縮小部302中縮小的目標(biāo)圖像中隨機(jī)抽出多個(gè)個(gè)體，生成與個(gè)體數(shù)量相當(dāng)?shù)娜旧w，該染色體具有基于個(gè)體的目標(biāo)圖像上的坐標(biāo)以及放大或者縮小模板圖像的規(guī)定倍率的染色體信息。由此，生成在圖1中敘述的遺傳算法中的初始群體。
上述染色體信息中的個(gè)體的目標(biāo)圖像上的坐標(biāo)以及放大或者縮小模板圖像的規(guī)定倍率所表示的是，將目標(biāo)圖像和放大或者縮小到規(guī)定倍率的模板圖像互相重疊、進(jìn)行對(duì)照(匹配)的匹配區(qū)域。作為該匹配區(qū)域，例如設(shè)想為在將放大或者縮小到規(guī)定倍率的模板圖像的原點(diǎn)決定為模板圖像的左上端、使其左上端位于染色體的目標(biāo)圖像上的坐標(biāo)上的情況下，目標(biāo)圖像和模板圖像互相重疊的區(qū)域。
適合度算出預(yù)處理部312算出匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的平均值的差的絕對(duì)值。此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，像素值是指例如使用YUV、RGB以及HSV中任一個(gè)來(lái)表示的量，作為該量設(shè)想為亮度
、色差等。在該情況下，適合度算出預(yù)處理部312算出匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的亮度
或者色差的平均值的差的絕對(duì)值。
當(dāng)在適合度算出預(yù)處理部312中匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的平均值的差的絕對(duì)值被判斷為超過(guò)規(guī)定閾值時(shí)，在后述的適合度算出部313中與該匹配區(qū)域?qū)?yīng)的染色體的適合度成為包括零的足夠小的值。即，在適合度算出預(yù)處理部312中匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的平均值的差的絕對(duì)值被判斷為超過(guò)規(guī)定閾值的情況下，無(wú)需計(jì)算適合度，估計(jì)為該目標(biāo)圖像的匹配區(qū)域中沒(méi)有包含與模板圖像類似的圖像。因而，該情況下由適合度算出部313設(shè)定的適合度，為了從類似判斷中除外而需要設(shè)定為足夠小的值(包括零)。
另外，適合度算出預(yù)處理部312也可以算出將匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行平方的結(jié)果的比，判斷是否進(jìn)行適合度計(jì)算。該情況下，當(dāng)在適合度算出預(yù)處理部312中將像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行平方的結(jié)果的比被判斷為不在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，在后述的適合度算出部313中與該匹配區(qū)域?qū)?yīng)的染色體的適合度被設(shè)為包括零的足夠小的值。即，當(dāng)在適合度算出預(yù)處理部312中將像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行平方的結(jié)果的比被判斷為不在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，無(wú)需計(jì)算適合度，估計(jì)為該目標(biāo)圖像的匹配區(qū)域中不包含與模板圖像類似的圖像。因而，該情況下由適合度算出部313設(shè)定的適合度，為了從類似判斷中除外而需要設(shè)定為足夠小的值(包括零)。
另外，適合度算出預(yù)處理部312也可以算出匹配區(qū)域的中央點(diǎn)的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的差的絕對(duì)值，判斷是否進(jìn)行適合度計(jì)算。在該情況下，當(dāng)匹配區(qū)域的中央點(diǎn)的像素值的平均值的差的絕對(duì)值被判斷為超過(guò)規(guī)定閾值時(shí)，在后述的適合度算出部313中與該匹配區(qū)域?qū)?yīng)的染色體的適合度，被設(shè)為包括零的足夠小的值。即，在匹配區(qū)域的中央點(diǎn)的像素值的平均值的差的絕對(duì)值被判斷為超過(guò)規(guī)定閾值的情況下，無(wú)需計(jì)算適合度，估計(jì)為該目標(biāo)圖像的匹配區(qū)域中沒(méi)有包含與模板圖像類似的圖像。因而，在該情況下由適合度算出部313設(shè)定的適合度，為了從類似判斷中除外而需要設(shè)定足夠小的值(包括零)。
以上的基于匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的平均值的差的絕對(duì)值的染色體適合度的評(píng)價(jià)、基于將匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行平方的結(jié)果的比的染色體適合度的評(píng)價(jià)、以及基于匹配區(qū)域的中央點(diǎn)的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的差的絕對(duì)值的染色體適合度的評(píng)價(jià)，既可以全部進(jìn)行，另外也可以選擇某個(gè)來(lái)進(jìn)行。此外，在后面詳細(xì)敘述對(duì)適合度算出預(yù)處理部312中的各染色體的適合度的評(píng)價(jià)。
適合度算出部313進(jìn)行由根據(jù)染色體信息和像素值在個(gè)體抽出部311中抽出的個(gè)體生成的染色體的適合度的算出。利用該適合度進(jìn)行在目標(biāo)圖像中是否包含與模板圖像類似的圖像的評(píng)價(jià)。即，在適合度高于規(guī)定閾值的情況下，評(píng)價(jià)為目標(biāo)圖像中包含與模板圖像類似的圖像。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，作為在算出適合度時(shí)使用的函數(shù)，設(shè)想為互相關(guān)函數(shù)，在式1中表示該互相關(guān)函數(shù)的一例。
式1f(X,Y)=Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTarget)(Template(i,j)-MTemplate)Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTarget)2Σi=0wΣj=0h(Template(i,j)-MTemplate)2]]>式1所示的互相關(guān)函數(shù)是提供匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像之間的類似程度的函數(shù)，提供-1≤f(X，Y)≤1的范圍的值。在匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像完全一致的情況下，成為f(X，Y)＝1。此外，在式1中，w、h分別表示模板圖像的寬度和高度。另外，Target(X+i，Y+j)表示目標(biāo)圖像的坐標(biāo)(X+i，Y+j)的像素值。另外，Template(i，j)表示模板圖像的坐標(biāo)(i，j)的像素值。另外，Mtarget表示目標(biāo)圖像的匹配區(qū)域中的像素值的平均值。另外Mtemplate表示模板圖像的像素值的平均值。
此外，作為在適合度算出部313中算出適合度時(shí)使用的互相關(guān)函數(shù)，除了式1所示的互相關(guān)函數(shù)以外，也可以使用式2所示的互相關(guān)函數(shù)來(lái)算出適合度。式2所示的互相關(guān)函數(shù)更換了式1中的Mtarget和Mtemplate，其他與在式1中說(shuō)明的相同。
式2f(X,Y)=Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTemplate)(Template(i,j)-MTarget)Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTemplate)2Σi=0wΣj=0h(Template(i,j)-MTarget)2]]>在此，將式2的式子與式1進(jìn)行比較說(shuō)明。式1的互相關(guān)函數(shù)中的“Target(X+i，Y+j)-Mtarget”僅表示從目標(biāo)圖像中的像素值去除目標(biāo)圖像中的像素值的直流成分后的、目標(biāo)圖像中的像素值的交流成分；“Template(i，j)-Mtemplate”僅表示從模板圖像中的像素值去除模板圖像中的像素值的直流成分后的、模板圖像中的像素值的交流成分。根據(jù)式1，分子是目標(biāo)圖像中的像素值的交流成分和模板圖像中的像素值的交流成分的積，因此得不到加入直流成分的結(jié)果。因此，將目標(biāo)圖像和模板圖像進(jìn)行匹配的情況下，有可能盡管兩者不類似，但作為f(X，Y)的值卻得出高的值。
另一方面，式2的互相關(guān)函數(shù)中的“Target(X+i，Y+j)-Mtemplate”從目標(biāo)圖像中的像素值去除了模板圖像中的像素值的直流成分，“Template(i，j)-Mtarget”從模板圖像中的像素值去除了目標(biāo)圖像中的像素值的直流成分。在該情況下，在目標(biāo)圖像的直流成分和模板圖像的直流成分有差的情況下，在Target(X+i，Y+j)-Mtemplate以及Template(i，j)-Mtarget中，不僅有交流成分還殘留有直流成分。即，得出還加入直流成分的結(jié)果。為此，能夠進(jìn)行比通過(guò)式1算出適合度精度高的檢索。
另外，作為利用式1以及式2在適合度算出部313中算出適合度時(shí)使用的函數(shù)，也可以使用式3所示的函數(shù)。
式3F(X,Y)=f_Y(X,Y)2+f_U(X,Y)2+f_V(X,Y)23]]>式3是算出作為像素值利用YUV表示的情況下的適合度時(shí)使用的函數(shù)。f_Y(X，Y)是表示作為式1或者式2中的f(X，Y)的像素值使用Y成分(亮度)的式子。另外，f_U(X，Y)是表示作為式1或者式2中的f(X，Y)的像素值使用U成分(亮度信號(hào)和藍(lán)色成分的差)的式子。另外，f_V(X，Y)是表示作為式1或者式2中的f(X，Y)的像素值使用V成分(亮度信號(hào)和紅色成分的差)的式子。
式3得到將各f_Y(X，Y)、f_U(X，Y)以及f_V(X，Y)進(jìn)行平方后相加的結(jié)果的平方根。而且，為了將各f_Y(X，Y)、f_U(X，Y)以及f_V(X，Y)進(jìn)行平方后相加的結(jié)果的平方根歸一化，除以3的平方根。在式3中以1∶1∶1合成YUV，但是也可以重視YUV的某個(gè)成分而以其他比率合成。
根據(jù)式3，能夠得到不僅加入Y成分(亮度)、還加入U(xiǎn)成分(亮度信號(hào)和藍(lán)色成分的差)以及V成分(亮度信號(hào)和紅色成分的差)的結(jié)果，因此能夠進(jìn)行高精度的匹配。
此外，以上在式1至式3中說(shuō)明的f(X，Y)成為從-1到1的范圍，但是作為適合度算出部313中的算出結(jié)果設(shè)想提供表示從0到1的范圍的適合度“f′(X，Y)＝(f(X，Y)+1)/2”。
遺傳算法處理部314對(duì)在適合度算出部313中算出適合度的染色體進(jìn)行選擇、交配以及突然變異的處理，生成具有新染色體信息的染色體。此外，選擇是指根據(jù)在適合度算出部313中算出的適合度來(lái)選擇規(guī)定數(shù)量的染色體的處理。另外，交配是指例如制作通過(guò)上述選擇所選擇的染色體的對(duì)、更換該成對(duì)的染色體中的染色體信息的一部分的處理。另外，突然變異是指以規(guī)定概率改變?nèi)旧w中的染色體信息的一部分值的處理。
但是，由于以規(guī)定概率進(jìn)行以上的選擇、交配以及突然變異，因此進(jìn)行遺傳算法處理部314中的處理之后，可能成為將染色體信息中沒(méi)有變化的染色體以及具有新染色體信息的染色體混合的群體。然后，在遺傳算法處理部314中進(jìn)行選擇、交配以及突然變異的處理后，再次進(jìn)行適合度算出預(yù)處理部312以及適合度算出部313中的處理。
處理結(jié)束指示部315根據(jù)規(guī)定的條件，指示由適合度算出預(yù)處理部312、適合度算出部313以及遺傳算法處理部314重復(fù)進(jìn)行的處理的結(jié)束。作為規(guī)定的條件，設(shè)想例如由適合度算出預(yù)處理部312、適合度算出部313以及遺傳算法處理部314進(jìn)行50代的處理后結(jié)束，但不限于此。
當(dāng)從處理結(jié)束指示部315接收處理結(jié)束的指示時(shí)，適合度算出部313將最后算出的多個(gè)適合度提供給準(zhǔn)最佳解判斷部316。準(zhǔn)最佳解判斷部316將從適合度算出部313提供的多個(gè)適合度中最高的適合度所對(duì)應(yīng)的染色體判斷為準(zhǔn)最佳解。
附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317對(duì)在準(zhǔn)最佳解判斷部316中被判斷為準(zhǔn)最佳解的染色體所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域周邊的所有規(guī)定區(qū)域，進(jìn)行目標(biāo)圖像和模板圖像之間的對(duì)照，在進(jìn)行對(duì)照的各匹配區(qū)域中例如使用上述式1至式3所示的函數(shù)來(lái)算出適合度。然后，將具有算出的適合度中最高適合度的染色體判斷為附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中的準(zhǔn)最佳解。
在準(zhǔn)最佳解判斷部316中被判斷為準(zhǔn)最佳解的染色體所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域周邊的規(guī)定區(qū)域的寬窄，設(shè)想為例如預(yù)先設(shè)定成從匹配區(qū)域的邊界起的規(guī)定像素范圍的寬窄。對(duì)在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中被判斷為準(zhǔn)最佳解的染色體所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域周邊的規(guī)定區(qū)域進(jìn)一步進(jìn)行目標(biāo)圖像和模板圖像的對(duì)照，這是因?yàn)樵谑褂眠z傳算法進(jìn)行目標(biāo)圖像和模板圖像之間的對(duì)照的情況下，并不是每次都能夠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)圖像和模板圖像進(jìn)行對(duì)照的最佳地方。
類似圖像判斷部318判斷在準(zhǔn)最佳解判斷部316中判斷的最高適合度、與在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中算出的適合度中，較高的一方的適合度是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的規(guī)定閾值。當(dāng)在類似圖像判斷部318中判斷為較高的一方的適合度超過(guò)規(guī)定閾值時(shí)，設(shè)為與模板圖像類似的圖像包含在該目標(biāo)圖像中，并作為檢索結(jié)果輸出。
準(zhǔn)備值算出部319算出將在圖像縮小部302中縮小的模板圖像以及縮小的目標(biāo)圖像中的從原點(diǎn)到任意坐標(biāo)為止的像素值累加而得到的準(zhǔn)備值(以下稱為準(zhǔn)備值)。對(duì)縮小的模板圖像以及縮小的目標(biāo)圖像所有的坐標(biāo)進(jìn)行該準(zhǔn)備值的算出。將準(zhǔn)備值設(shè)為ii(X，Y)、將目標(biāo)圖像的(X′，Y′)的像素值設(shè)為i(X′，Y′)時(shí)，表示準(zhǔn)備值ii(X，Y)的式子表示為如式4所示。
式4ii(X,Y)=ΣX′≤X,Y′≤Yi(X′,Y′)]]>當(dāng)考慮將目標(biāo)圖像的左上設(shè)為原點(diǎn)、將左方向設(shè)為X′的正方向以及將下方向設(shè)為Y′的正方向的X′Y′坐標(biāo)空間時(shí)，式4成為累加由0≤X′≤X、0≤Y′≤Y表示的區(qū)域內(nèi)的各坐標(biāo)處的像素值的形式。為了計(jì)算該準(zhǔn)備值，進(jìn)一步考慮中間值s(X，Y)時(shí)，準(zhǔn)備值ii(X，Y)和目標(biāo)圖像的(X′，Y′)中的像素值i(X′，Y′)和中間值s(X，Y)的關(guān)系成為如式5所示。此外，ii(0，0)的計(jì)算所需的s(X，-1)以及ii(-1，Y)的值分別設(shè)為0。
式5S(X，Y)＝S(X，Y-1)+i(X，Y)ii(X，Y)＝ii(X-1，Y)+S(X，Y)使用上述式4以及式5算出的準(zhǔn)備值，在準(zhǔn)備值算出部319中按目標(biāo)圖像的各坐標(biāo)被全部算出，其結(jié)果被保持在目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表320中。另外，對(duì)于模板圖像也用與上述說(shuō)明相同的思路，在準(zhǔn)備值算出部319中按模板圖像的各坐標(biāo)算出準(zhǔn)備值，其結(jié)果被保持在模板圖像準(zhǔn)備值表321中。
另外，將各坐標(biāo)處的像素值的平方的結(jié)果進(jìn)行累加得到的準(zhǔn)備值iii(X，Y)，也利用與上述相同的思路，按目標(biāo)圖像以及模板圖像的各坐標(biāo)全部算出，分別保持在目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表320以及模板圖像準(zhǔn)備值表321中。此外，iii(X，Y)表示為如式6所示。
式6ii(X,Y)=ΣX′≤X,Y′≤Yi(X′,Y′)2]]>上述準(zhǔn)備值在使用上述說(shuō)明的式1至式3的計(jì)算中由適合度算出部313使用。關(guān)于計(jì)算式1至式3時(shí)的準(zhǔn)備值的利用方法，在圖4中進(jìn)行說(shuō)明。
圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式中的準(zhǔn)備值的圖。圖4的(a)是表示目標(biāo)圖像200的圖。準(zhǔn)備值是將由(0，0)以及(X，Y)確定的區(qū)域201內(nèi)的目標(biāo)圖像中的像素值進(jìn)行累加得到的值。(X，Y)分別取0≤X≤Xn、0≤Y≤Yn的范圍，對(duì)于該范圍中的所有(X，Y)求出準(zhǔn)備值。
該準(zhǔn)備值，例如在將像素值設(shè)為亮度的情況下，越累加各坐標(biāo)、值越大，因此越向右下方向、圖像越明亮，例如能夠表示為如圖4的(b)所示的灰度級(jí)(gradation)圖像202。
在算出該目標(biāo)圖像200的區(qū)域203中的適合度的情況下，使用在圖3中說(shuō)明的式1至式3。下面使用圖4的(c)以及圖4的(d)，說(shuō)明算出區(qū)域203中的適合度時(shí)，在使用式1的情況下，在式1中使用準(zhǔn)備值的方法。
將圖4的(c)中的點(diǎn)A設(shè)為(X，Y)、將AB間的長(zhǎng)度設(shè)為w、將AC間的長(zhǎng)度設(shè)為h時(shí)，可通過(guò)計(jì)算式1所示的式子求出區(qū)域203中的適合度。在式1的計(jì)算中，將式1的分母中與目標(biāo)圖像相關(guān)的式子展開(kāi)得到的式子表示在式7中。
式7Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTarget)2]]> 在式7中項(xiàng)a1成為將由坐標(biāo)(X，Y)的點(diǎn)A和坐標(biāo)(X+w，Y+h)的點(diǎn)D確定的區(qū)域203內(nèi)的像素值的平方進(jìn)行累加的形式?？梢允褂媚繕?biāo)圖像中的準(zhǔn)備值iii(X，Y)計(jì)算該項(xiàng)a1。即，將表示圖4的(d)所示的準(zhǔn)備值的灰度級(jí)圖像202中的區(qū)域203內(nèi)的值進(jìn)行平方后累加的結(jié)果是項(xiàng)a1。因而，使用圖3中說(shuō)明的目標(biāo)圖像中的iii(X，Y)，由iii(A)+iii(D)-iii(B)-iii(C)求出項(xiàng)a1。此外，iii(A)表示點(diǎn)A的坐標(biāo)的準(zhǔn)備值iii(X，Y)的值，對(duì)于其他也設(shè)為使用相同的使用方法。
項(xiàng)a2成為將由坐標(biāo)(X，Y)的點(diǎn)A和坐標(biāo)(X+w，Y+h)的點(diǎn)D確定的區(qū)域203內(nèi)的像素值進(jìn)行累加的結(jié)果與2Mtarget之間的積。該項(xiàng)a2可以使用目標(biāo)圖像中的準(zhǔn)備值ii(X，Y)來(lái)計(jì)算。項(xiàng)a2也與項(xiàng)a1同樣考慮時(shí)，由2Mtarget{ii(A)+ii(D)-ii(B)-ii(C)}求出。項(xiàng)a3表示為Mtargetwh。由上可知，可以使用目標(biāo)圖像中的ii(X，Y)以及iii(X，Y)，求出式1的分母中與目標(biāo)圖像有關(guān)的式子。也可以由相同的思路求出式1的分母中與模板圖像有關(guān)的式子。此外，ii(A)表示點(diǎn)A的坐標(biāo)處的準(zhǔn)備值ii(X，Y)的值，對(duì)于其他也設(shè)為使用相同的使用方法。
下面，將在式1的計(jì)算中展開(kāi)式1的分子得到的式子表示在式8中。
式8Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTarget)(Template(i,j)-MTemplate)]]>=Σi=0wΣj=0hTarget(X+i,Y+j)Template(i,j)]]>項(xiàng)b1 在式8中不能利用準(zhǔn)備值計(jì)算項(xiàng)b1。當(dāng)與上述式7同樣考慮時(shí)，使用模板圖像中的準(zhǔn)備值ii(X，Y)，由Mtarget{ii(A)+ii(D)-ii(B)-ii(C)}求出項(xiàng)b2。另外，使用目標(biāo)圖像中的準(zhǔn)備值ii(X，Y)，由Mtemplate{ii(A)+ii(D)-ii(B)-ii(C)}求出項(xiàng)b3。另外，項(xiàng)b4表示為MtargetMtemplatewh。由上可知，可以使用目標(biāo)圖像以及模板圖像中的ii(X，Y)以及iii(X，Y)來(lái)求出式1的分子。
此外，以上將式1作為例子說(shuō)明了準(zhǔn)備值的使用方法，但是利用相同的思路，也可以使用準(zhǔn)備值計(jì)算式2以及式3。可通過(guò)使用準(zhǔn)備值計(jì)算式1至式3來(lái)減少計(jì)算量，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高速的檢索處理。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表320的圖。目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表320具備坐標(biāo)3201、準(zhǔn)備值ii(X，Y)3202、以及準(zhǔn)備值iii(X，Y)3203。
坐標(biāo)3201包含目標(biāo)圖像的所有的坐標(biāo)，保持有與該坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)備值ii(X，Y)3202和準(zhǔn)備值iii(X，Y)3203。ii(A)以及iii(A)分別表示A的坐標(biāo)處的準(zhǔn)備值ii(X，Y)、準(zhǔn)備值iii(X，Y)，關(guān)于其他也設(shè)為使用相同的使用方法。參照該目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表320，適合度算出部313對(duì)各染色體算出適合度。此外，關(guān)于模板圖像準(zhǔn)備值表321，內(nèi)容也可以與上述相同地考慮。
圖6是表示在本發(fā)明實(shí)施方式中選擇模板圖像區(qū)域的情形的圖。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，能夠一次顯示在顯示畫(huà)面600中的目標(biāo)圖像的張數(shù)，如圖6的(a)所示例如設(shè)為4張。在想要使其他目標(biāo)圖像顯示在顯示畫(huà)面600中的情況下，例如利用觸筆(stylus)501按下“向前”按鈕621或者“向后”按鈕622。由此，顯示其他目標(biāo)圖像。此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，作為操作方式，設(shè)想通過(guò)直接按下顯示畫(huà)面進(jìn)行操作輸入的觸摸面板方式，但是不限于此。
利用上述操作使期望的圖像顯示在顯示畫(huà)面600中之后，利用觸筆501按下期望的目標(biāo)圖像，選擇OK按鈕623。由此，如圖6的(b)所示，該選擇的目標(biāo)圖像611顯示在顯示畫(huà)面600中。
當(dāng)在顯示畫(huà)面600中顯示圖6的(b)所示的目標(biāo)圖像611時(shí)，接著選擇目標(biāo)圖像中的區(qū)域。包含在該選擇的區(qū)域中的圖像成為模板圖像。在目標(biāo)圖像中的區(qū)域選擇中，例如利用觸筆502選擇了點(diǎn)612之后，利用觸筆503選擇點(diǎn)613。當(dāng)利用觸筆503選擇點(diǎn)613時(shí)，顯示將連接了點(diǎn)612以及點(diǎn)613的線設(shè)為對(duì)角線的區(qū)域614。
顯示了區(qū)域614之后選擇OK按鈕624時(shí)，生成模板圖像。另一方面，顯示了區(qū)域614之后選擇不同的區(qū)域的情況下，選擇返回的按鈕625，再次選擇目標(biāo)圖像611中的區(qū)域。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的模板圖像數(shù)據(jù)生成的情形的圖。當(dāng)選擇目標(biāo)圖像中的區(qū)域時(shí)，在模板圖像生成部301中切出目標(biāo)圖像中的被選擇的區(qū)域，生成圖7的(a)所示的模板圖像615。
另外，模板圖像生成部301還生成放大以及縮小模板圖像615后的圖像即模板圖像615a至615d。設(shè)想模板圖像615a至615d分別是模板圖像615例如的1.21倍、1.1倍、1.0倍、0.909倍、0.826倍。此外，在圖7的(a)中，模板圖像615以外的模板圖像數(shù)據(jù)只有四個(gè)，但是不限于此，也可以是任意個(gè)。
在此，1.21、1.1、1.0、0.909、0.826的數(shù)列是(1.1)2、(1.1)1、(1.1)0、(1.1)-1、(1.1)-2，即，是公比為1.1的等比數(shù)列。此外，使公比變大時(shí)，使用模板圖像進(jìn)行圖像檢索時(shí)產(chǎn)生檢索遺漏的可能性變高，另一方面，使公比變小時(shí)，使用模板圖像進(jìn)行圖像檢索時(shí)產(chǎn)生增加計(jì)算量的弊病。為此，公比最好是1.1左右，但是不限于此，例如也可以是1.09或1.2等。
另外，作為模板圖像，不僅是放大以及縮小模板圖像615后的圖像數(shù)據(jù)，也可以如圖7的(b)所示生成進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)后的模板圖像616。
圖8是表示在本發(fā)明實(shí)施方式中的圖像縮小部302中縮小目標(biāo)圖像以及模板圖像的情形的圖。圖8的(a)是表示在圖像縮小部302中被縮小之前的目標(biāo)圖像617以及模板圖像615的圖。
目標(biāo)圖像617以及模板圖像615縮小到與模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率k。作為縮小率k，設(shè)想為例如設(shè)為如式9所示的縮小率。此外，將模板圖像615的橫寬設(shè)為a，將縱寬設(shè)為b。
式9 圖8的(b)是在圖像縮小部302中縮小目標(biāo)圖像以及模板圖像后的圖。在圖像縮小部302中被縮小時(shí)，目標(biāo)圖像的橫寬從c變成kc，目標(biāo)圖像的縱寬從d變成kd。另外，在圖像縮小部302中被縮小時(shí)，模板圖像的橫寬從a變成ka，模板圖像的縱寬從b變成kb。
這樣，能夠通過(guò)縮小目標(biāo)圖像以及模板圖像，降低后面進(jìn)行的檢索處理中的計(jì)算量，高速地進(jìn)行檢索處理。另外，當(dāng)縮小目標(biāo)圖像以及模板圖像時(shí)，在檢索中難以檢測(cè)圖像細(xì)部的不是本質(zhì)的差異、噪聲，因此還提高檢索精度。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的染色體的染色體信息400的一例的圖。在本發(fā)明實(shí)施方式中的染色體信息400中，作為在個(gè)體抽出部311中抽出的個(gè)體的目標(biāo)圖像上的坐標(biāo)，設(shè)想為進(jìn)行目標(biāo)圖像和模板圖像的對(duì)照(匹配)的位置的X坐標(biāo)401、以及進(jìn)行目標(biāo)圖像和模板圖像的對(duì)照(匹配)的位置的Y坐標(biāo)402，作為模板圖像的放大或者縮小的規(guī)定倍率，設(shè)想為與目標(biāo)圖像對(duì)照(匹配)的模板圖像的倍率403。
X坐標(biāo)401以及Y坐標(biāo)402分別變換到格雷碼之后編碼到染色體信息中。另外，倍率403不是將倍率本身編碼到染色體信息中，而是例如對(duì)倍率建立索引并變換為格雷碼之后編碼到染色體信息中。
圖10是表示在本發(fā)明實(shí)施方式中的遺傳算法的選擇中使用的輪盤賭410的圖。選擇是如在圖3中說(shuō)明那樣，選擇規(guī)定數(shù)量的在適合度算出部313中算出適合度的染色體的處理。將輪盤賭410分割為與染色體數(shù)量相當(dāng)。在該分割中，設(shè)定為占有輪盤賭410的面積與在適合度算出部313中算出的適合度f(wàn)′(X，Y)成比例。
例如，假設(shè)在個(gè)體抽出部311中抽出n個(gè)個(gè)體，生成了n個(gè)染色體。該情況下，輪盤賭410被分割為n個(gè)區(qū)域。而且，染色體的適合度按染色體A、染色體B、染色體C、染色體D、......的順序從高到低。該情況下，占有輪盤賭410的面積，對(duì)適合度高的染色體提供大面積的區(qū)域，因此變成如圖10所示。
在此，將輪盤賭410向圖10所示的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，在輪盤賭410所停止的地方，選擇點(diǎn)411所指的染色體成為通過(guò)選擇剩下的染色體。例如重復(fù)n次該處理，從n個(gè)染色體中選擇n個(gè)染色體。此外，在輪盤賭410中占有面積大的染色體剩下的概率高，因此通過(guò)輪盤賭410進(jìn)行選擇之后，適合度高的染色體變多的可能性高。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的遺傳算法交配的情形的圖。交配如在圖3中說(shuō)明那樣，是例如制作通過(guò)上述選擇所選擇的染色體的對(duì)、交換該成對(duì)的染色體中的染色體信息的一部分的處理。
圖11的(a)是作為染色體對(duì)表示染色體A421以及染色體B422的圖。選擇染色體A421以及染色體B422中的規(guī)定位置。在圖11的(a)中以虛線表示該規(guī)定的位置。交換該虛線右側(cè)的染色體信息。通過(guò)該交換，生成圖11的(b)所示的染色體C423以及染色體D424。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的遺傳算法的突然變異的情形的圖。突然變異如在圖3中說(shuō)明那樣，是以規(guī)定概率改變?nèi)旧w中的染色體信息的一部分的值的處理。該規(guī)定的概率是極低的概率，使以該概率選擇的、具有染色體信息431的染色體的隨機(jī)位置432的染色體信息進(jìn)行位翻轉(zhuǎn)。由此生成新染色體。
以上，通過(guò)重復(fù)在圖10至圖12中說(shuō)明的選擇、交配以及突然變異，適合度高的染色體剩得多。然后，如果達(dá)到預(yù)先設(shè)定的結(jié)束條件，則結(jié)束處理，在與其中適合度最高的染色體對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域中包含與模板圖像類似的圖像的可能性變高。在該最高的適合度超過(guò)規(guī)定閾值的情況下，估計(jì)為與模板圖像類似的圖像包含在該目標(biāo)圖像中，作為類似的圖像輸出。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的適合度算出預(yù)處理部312中的處理情形的圖。在從目標(biāo)圖像中搜索與模板圖像640類似的區(qū)域的情況下，與圖13所示的規(guī)定的染色體對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域631顯然不能說(shuō)是類似的區(qū)域。在適合度算出部313中對(duì)如上所述的染色體進(jìn)行適合度的算出，這會(huì)妨礙圖像檢索高速化。
為此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，為了降低適合度算出部313中的運(yùn)算量，對(duì)如匹配區(qū)域631那樣的匹配區(qū)域需要省略利用式1至式3的適合度算出。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如在圖3中說(shuō)明的那樣，在適合度算出預(yù)處理部312中，根據(jù)匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的平均值的差的絕對(duì)值進(jìn)行染色體的適合度的評(píng)價(jià)；根據(jù)將匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行平方的結(jié)果的比進(jìn)行染色體的適合度的評(píng)價(jià)；以及根據(jù)匹配區(qū)域的中央點(diǎn)的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的差的絕對(duì)值進(jìn)行染色體的適合度的評(píng)價(jià)。以上，對(duì)于適合度的評(píng)價(jià)不好的評(píng)價(jià)，不在適合度算出部313中利用式1至式3來(lái)算出適合度，而為了從類似判斷中除外將足夠小的值(包括零)設(shè)定為適合度。在下面說(shuō)明適合度的評(píng)價(jià)的具體例。
在由YUV表示像素值的情況下，在式10中表示用于盡量省略染色體的適合度計(jì)算的、與匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的平均值的差的絕對(duì)值相關(guān)的條件的一例。此外，MYtarget、MUtarget、MVtarget分別是目標(biāo)圖像中的Y成分(亮度)、U成分(亮度信號(hào)和藍(lán)色成分的差)以及V成分(亮度信號(hào)和紅色成分的差)的平均值。另外MYtemplate、MUtemplate、MVtemplate分別是模板圖像中的Y成分(亮度)、U成分(亮度信號(hào)和藍(lán)色成分的差)以及V成分(亮度信號(hào)和紅色成分的差)的平均值。
式10|MYtarget-MYtemplate|＞90|MUtarget-MUtemplate|＞20|MVtarget-MVtemplate|＞20在適合度算出預(yù)處理部312中算出的匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的平均值的差的絕對(duì)值，滿足式10所示的所有條件的情況下，適合度算出部313為了從類似判斷中除外將足夠小的值(包括零)設(shè)定為適合度。
在由YUV表示像素值的情況下，在式11中表示用于盡量省略染色體的適合度計(jì)算的、與將匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行平方的結(jié)果的比相關(guān)的條件的一例。此外σUtarget、σVtarget分別是目標(biāo)圖像中的U成分(亮度信號(hào)和藍(lán)色成分的差)以及V成分(亮度信號(hào)和紅色成分的差)的平均值。另外σUtemplate、σVtemplate分別是模板圖像中的U成分(亮度信號(hào)和藍(lán)色成分的差)以及V成分(亮度信號(hào)和紅色成分的差)的平均值。
式110.01>(σUtarget)2(σUtemplate)2,]]>或者100<(σUtarget)2(σUtemplate)2]]>0.01>(σVtarget)2(σVtemplate)2,]]>或者100<(σVtarget)2(σVtemplate)2]]>此外，當(dāng)使用目標(biāo)圖像中的Y成分(亮度)的平均值MYtarget時(shí)，目標(biāo)圖像中的Y成分(亮度)的標(biāo)準(zhǔn)偏差σYtarget可表示成如式12所示。
式12(σYtarget)2=Σ(MYtarget)2-(ΣMYtarget)2]]>在將在適合度算出預(yù)處理部312中算出的匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行平方的結(jié)果的比，滿足式11所示的式子的所有條件的情況下，適合度算出部313為了從類似判斷中除外將足夠小的值(包括零)設(shè)定為適合度。
在由YUV表示像素值的情況下，在式13中表示用于盡量省略染色體的適合度計(jì)算的、與匹配區(qū)域的中央點(diǎn)的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的差的絕對(duì)值相關(guān)的條件的一例。此外，CUtarget、CVtarget分別是關(guān)于目標(biāo)圖像中匹配區(qū)域中央點(diǎn)的U成分(亮度信號(hào)和藍(lán)色成分的差)以及V成分(亮度信號(hào)和紅色成分的差)。另外，CUtemplate、CVtemplate分別是關(guān)于模板圖像中的匹配區(qū)域中央點(diǎn)的U成分(亮度信號(hào)和藍(lán)色成分的差)以及V成分(亮度信號(hào)和紅色成分的差)。
式13|CUtarget-CUtemplate|＞30|CVtarget-CVtemplate|＞30在適合度算出預(yù)處理部312中算出的匹配區(qū)域的中央點(diǎn)的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的差的絕對(duì)值，滿足式13所示的式子的所有條件的情況下，適合度算出部313為了從類似判斷中除外而將足夠小的值(包括零)設(shè)定為適合度。
即，利用式10、式11以及式13的某個(gè)評(píng)價(jià)適合度的結(jié)果，對(duì)于評(píng)價(jià)不好的結(jié)果，適合度算出部313在適合度的算出中不使用f(X，Y)，而為了從類似判斷中除外將足夠小的值(包括零)設(shè)定為適合度。由此，在適合度的算出中不使用f(X，Y)，因此能夠高速地檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像。
圖14是表示由本發(fā)明實(shí)施方式中的遺傳算法求出的準(zhǔn)最佳解所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域的周邊區(qū)域的圖。在圖14中，模板圖像660和設(shè)為準(zhǔn)最佳解的染色體所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域中的圖像652，位置稍微偏離。稍微偏離匹配區(qū)域的圖像653，能夠評(píng)價(jià)為比圖像652類似于模板圖像660的圖像。
在遺傳算法中，并不是對(duì)目標(biāo)圖像的整個(gè)區(qū)域詳細(xì)地進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此在由遺傳算法求出的準(zhǔn)最佳解的周邊區(qū)域中存在更好的準(zhǔn)最佳解的可能性高。為此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，求出準(zhǔn)最佳解之后，在與該準(zhǔn)最佳解縮對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域的周邊區(qū)域中使匹配區(qū)域偏離后進(jìn)一步求出適合度。該適合度使用圖3中說(shuō)明的式1至式3在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中求出。此外，匹配區(qū)域的周邊區(qū)域預(yù)先決定為例如將到匹配區(qū)域的邊界為規(guī)定像素的區(qū)域設(shè)為周邊區(qū)域。
在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中求出的上述周邊區(qū)域中的適合度中最高的適合度，高于在準(zhǔn)最佳解判斷部316中被判斷為準(zhǔn)最佳解的適合度的情況下，在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中求出的上述周邊區(qū)域中的適合度中最高的適合度被設(shè)為新準(zhǔn)最佳解。在類似圖像判斷部318中進(jìn)行該判斷，在被判斷為該準(zhǔn)最佳解的適合度超過(guò)預(yù)先決定的規(guī)定閾值的情況下，估計(jì)為在該目標(biāo)圖像中包含與模板圖像類似的圖像。
圖15是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像時(shí)的顯示畫(huà)面600的圖。圖15的(a)是表示正在檢索包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像的顯示畫(huà)面600的圖。
當(dāng)檢索出包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像時(shí)，該目標(biāo)圖像671顯示在顯示畫(huà)面600中。設(shè)想該顯示的目標(biāo)圖像671為縮略圖。另外，作為顯示在顯示畫(huà)面600中的目標(biāo)圖像的順序，設(shè)想為適合度從高到低的順序。另外，在顯示畫(huà)面600中一次顯示的目標(biāo)圖像的張數(shù)例如設(shè)為兩張，使用滾動(dòng)條(scroll)673來(lái)顯示其他檢索出的目標(biāo)圖像。
而且，通過(guò)在顯示畫(huà)面600中設(shè)置表示檢索進(jìn)行狀態(tài)的檢索經(jīng)過(guò)顯示672，能夠讓用戶識(shí)別當(dāng)前檢索進(jìn)行到哪種程度。另外，當(dāng)設(shè)置使檢索處理中斷的中斷按鈕674時(shí)，在用戶期望的目標(biāo)圖像顯示為檢索結(jié)果、不需要進(jìn)行進(jìn)一步的檢索處理的情況下有用。
圖15的(b)是包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像的檢索結(jié)束之后的顯示畫(huà)面600。當(dāng)檢索結(jié)束時(shí)作為檢索結(jié)果，包含與模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像681顯示在顯示畫(huà)面600中。在顯示畫(huà)面600中一次顯示的目標(biāo)圖像張數(shù)例如設(shè)為四張，使用滾動(dòng)條682來(lái)顯示其他檢索出的目標(biāo)圖像。
下面，參照

本發(fā)明實(shí)施方式中的攝像裝置100的動(dòng)作。
圖16是表示檢索包含與本發(fā)明實(shí)施方式中的模板圖像類似的圖像的目標(biāo)圖像的流程的圖。首先，在區(qū)域選擇接受部601中接受在目標(biāo)圖像保持部231中保持的目標(biāo)圖像中的任一個(gè)的選擇以及該目標(biāo)圖像中的區(qū)域的選擇(步驟S911)。當(dāng)該選擇被接受時(shí)，開(kāi)始檢索處理。
接著，基于接受了選擇的目標(biāo)圖像區(qū)域，在模板圖像生成部301中生成模板圖像(步驟S912)。此外，在步驟S912中，例如作為模板圖像還生成使接受了選擇的目標(biāo)圖像的區(qū)域所對(duì)應(yīng)的圖像放大或者縮小或者旋轉(zhuǎn)后的圖像。
在圖像縮小部302中由步驟S912生成的模板圖像縮小到與該模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率(步驟S913)。然后，在準(zhǔn)備值算出部319中算出縮小的模板圖像中的準(zhǔn)備值(步驟S914)。
下面，判斷在目標(biāo)圖像保持部231中是否存在未檢索的目標(biāo)圖像(步驟S915)。如果沒(méi)有未檢索的目標(biāo)圖像則結(jié)束處理。另一方面，當(dāng)判斷為存在未檢索的目標(biāo)圖像時(shí)，在圖像縮小部302中縮小未檢索的目標(biāo)圖像中的規(guī)定的目標(biāo)圖像(步驟S916)。此外，步驟S916中的縮小的縮小率，與步驟S913中的模板圖像的縮小率相同。然后，在準(zhǔn)備值算出部319中算出縮小的目標(biāo)圖像中的準(zhǔn)備值(步驟S917)。
當(dāng)結(jié)束以上處理時(shí)，算出用于評(píng)價(jià)在步驟S917中縮小的規(guī)定的目標(biāo)圖像中是否包含與模板圖像類似的圖像的適合度，適合度中最高的適合度被設(shè)為準(zhǔn)最佳解(步驟S918)。
在類似圖像判斷部318中，判斷在步驟S918中作為準(zhǔn)最佳解的適合度是否高于預(yù)先決定的規(guī)定閾值(步驟S919)。當(dāng)判斷為在步驟S918中作為準(zhǔn)最佳解的適合度高于預(yù)先決定的規(guī)定閾值時(shí)，設(shè)為該目標(biāo)圖像包含與模板圖像類似的圖像，作為類似圖像輸出(步驟S920)。另一方面，當(dāng)判斷為在步驟S918中被設(shè)為準(zhǔn)最佳解的適合度低于預(yù)先決定的規(guī)定閾值時(shí)，設(shè)為該目標(biāo)圖像不包含與模板圖像類似的圖像。重復(fù)以上處理，直到在步驟S915中判斷為在目標(biāo)圖像保持部231中不存在未檢索的目標(biāo)圖像為止，。
圖17是表示圖16中的步驟S918的準(zhǔn)最佳解算出處理的流程的圖。首先。從目標(biāo)圖像中隨機(jī)抽出個(gè)體。生成與該抽出的個(gè)體數(shù)量相當(dāng)?shù)木哂幸?guī)定的染色體信息的染色體(步驟S921)。根據(jù)目標(biāo)圖像上的坐標(biāo)以及模板圖像的放大或者縮小的規(guī)定倍率，生成該染色體信息。
接著，算出各染色體的適合度(步驟S922)。在適合度算出預(yù)處理部312以及適合度算出部313中，分為兩個(gè)階段進(jìn)行該適合度的算出。
在適合度算出預(yù)處理部312中，算出各染色體所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的平均值的差的絕對(duì)值、或者各染色體所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域中的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方的比、或者各染色體所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域的中央點(diǎn)的目標(biāo)圖像和模板圖像的像素值的差的絕對(duì)值。適合度算出預(yù)處理部312例如利用式10至式13評(píng)價(jià)這些值，判斷是否應(yīng)該從類似判斷中除外。
在適合度算出部313中，對(duì)于在適合度算出預(yù)處理部312中沒(méi)有被判斷為應(yīng)該從類似判斷中除外的染色體，例如使用式1至式3算出適合度。通過(guò)在適合度算出預(yù)處理部312中判斷應(yīng)該預(yù)先從類似判斷中除外的染色體，能夠降低適合度算出部313中的計(jì)算量，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高速的檢索處理。
接著，從在步驟S922中算出適合度的染色體中選擇規(guī)定數(shù)量的染色體(步驟S923)。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，設(shè)想使用例如在圖10中說(shuō)明的輪盤賭進(jìn)行染色體的選擇，但是不限于此。
接著，對(duì)在步驟S923中選擇的規(guī)定數(shù)量的染色體進(jìn)行交配(步驟S924)。本發(fā)明實(shí)施方式中的交配，設(shè)想用例如在圖11中說(shuō)明的方法進(jìn)行交配，但是不限于此。
接著，對(duì)染色體進(jìn)行突然變異(步驟S925)。設(shè)想用例如在圖12中說(shuō)明的方法進(jìn)行本發(fā)明實(shí)施方式中的突然變異，但是不限于此。
以上的步驟S922至步驟S925的處理，預(yù)先設(shè)定有用來(lái)結(jié)束例如使重復(fù)50代之后結(jié)束的等處理的條件。在處理結(jié)束指示部315中，在步驟S925之后判斷是否滿足結(jié)束該處理的條件(步驟S926)。
當(dāng)判斷為結(jié)束步驟S922至步驟S925的處理時(shí)，在最后的處理中算出的適合度中最高的適合度在準(zhǔn)最佳解判斷部316中被判斷為準(zhǔn)最佳解(步驟S927)。接著，在步驟S927中判斷的準(zhǔn)最佳解所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域的周邊區(qū)域中，在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中進(jìn)行適合度的算出(步驟S928)。
然后，判斷是否在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中算出比在準(zhǔn)最佳解判斷部316中判斷的準(zhǔn)最佳解所對(duì)應(yīng)的適合度好的適合度(步驟S929)。在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中算出比在準(zhǔn)最佳解判斷部316中判斷的準(zhǔn)最佳解所對(duì)應(yīng)的適合度好的適合度的情況下，在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中算出的適合度中最高的適合度被設(shè)為準(zhǔn)最佳解，其結(jié)果被重寫(xiě)(步驟S930)。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在圖像縮小部302中以與模板圖像的橫寬以及縱寬相應(yīng)的縮小率來(lái)縮小模板圖像以及目標(biāo)圖像，因此對(duì)模板圖像以及目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)照的面積減少、運(yùn)算量也減少。由此，能夠進(jìn)行高速的檢索處理。另外，當(dāng)縮小目標(biāo)圖像以及模板圖像時(shí)，在檢索中難以檢測(cè)圖像細(xì)部的不是本質(zhì)的差異、噪聲，因此也提高檢索精度。
另外，在適合度算出部313中的染色體的適合度算出前，在適合度算出預(yù)處理部312中用運(yùn)算量少的方法決定適合度，由此能夠降低適合度算出部313中的運(yùn)算量。另外，在適合度算出部313中的互相關(guān)函數(shù)的計(jì)算中使用準(zhǔn)備值，由此能夠減少互相關(guān)函數(shù)的計(jì)算量。通過(guò)以上兩個(gè)效果，能夠進(jìn)行高速的檢索處理。
另外，在遺傳算法中算出準(zhǔn)最佳解之后，對(duì)于該準(zhǔn)最佳解所對(duì)應(yīng)的匹配區(qū)域的周邊，也在附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317中進(jìn)一步算出適合度，由此能夠算出更好的值的適合度。由此，能夠提高圖像的檢索精度。
此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，以攝像裝置為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是在能夠進(jìn)行其他圖像處理的電子設(shè)備中可應(yīng)用本發(fā)明。
此外，本發(fā)明的實(shí)施方式表示用于具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一例，與如下所示的權(quán)利要求書(shū)中的發(fā)明特定事項(xiàng)分別具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，但是不限于此，在不超出本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)能夠?qū)嵤┓N種變形。
即，在權(quán)利要求1中，目標(biāo)圖像保持單元例如對(duì)應(yīng)于目標(biāo)圖像保持部231。另外，區(qū)域選擇接受單元例如對(duì)應(yīng)于區(qū)域選擇接受部601。另外，模板圖像生成單元例如對(duì)應(yīng)于模板圖像生成部301。另外，圖像縮小單元例如對(duì)應(yīng)于圖像縮小部302。另外，類似圖像檢索單元例如對(duì)應(yīng)于類似圖像檢索部310。
另外，在權(quán)利要求4中，個(gè)體抽出單元例如對(duì)應(yīng)于個(gè)體抽出部311。另外，適合度算出單元例如對(duì)應(yīng)于適合度算出部313。另外，遺傳算法處理單元例如對(duì)應(yīng)于遺傳算法處理部314。另外，處理結(jié)束指示單元例如對(duì)應(yīng)于處理結(jié)束指示部315。另外，準(zhǔn)最佳解判斷單元例如對(duì)應(yīng)于準(zhǔn)最佳解判斷部316。另外，類似圖像判斷單元例如對(duì)應(yīng)于類似圖像判斷部318。
另外，在權(quán)利要求6至8中，適合度算出預(yù)處理單元例如對(duì)應(yīng)于適合度算出預(yù)處理部312。
另外，在權(quán)利要求11中，準(zhǔn)備值算出單元例如對(duì)應(yīng)于準(zhǔn)備值算出部319。另外，模板圖像準(zhǔn)備值表例如對(duì)應(yīng)于模板圖像準(zhǔn)備值表321。另外，目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表例如對(duì)應(yīng)于目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表320。
另外，在權(quán)利要求15中，目標(biāo)圖像保持單元例如對(duì)應(yīng)于目標(biāo)圖像保持部231。另外，區(qū)域選擇接受單元例如對(duì)應(yīng)于區(qū)域選擇接受部601。另外，模板圖像生成單元例如對(duì)應(yīng)于模板圖像生成部301。另外，個(gè)體抽出單元例如對(duì)應(yīng)于個(gè)體抽出部311。另外，適合度算出單元例如對(duì)應(yīng)于適合度算出部313。另外，遺傳算法處理單元例如對(duì)應(yīng)于遺傳算法處理部314。另外，處理結(jié)束指示單元例如對(duì)應(yīng)于處理結(jié)束指示部315。另外，準(zhǔn)最佳解判斷單元例如對(duì)應(yīng)于準(zhǔn)最佳解判斷部316。另外，附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷單元例如對(duì)應(yīng)于附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷部317。另外，類似圖像判斷單元例如對(duì)應(yīng)于類似圖像判斷部318。
另外，在權(quán)利要求16以及17中，目標(biāo)圖像保持單元例如對(duì)應(yīng)于目標(biāo)圖像保持部231。另外，區(qū)域選擇接受過(guò)程例如對(duì)應(yīng)于步驟S911。另外，模板圖像生成過(guò)程例如對(duì)應(yīng)于步驟S912。另外，圖像縮小過(guò)程例如對(duì)應(yīng)于步驟S913以及步驟S916。另外，類似圖像檢索過(guò)程例如對(duì)應(yīng)于步驟S915、步驟S918以及步驟S919。
此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中說(shuō)明的處理過(guò)程既可以理解為具有這些一系列過(guò)程的方法，另外，也可以理解為用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行這些一系列過(guò)程的程序以及存儲(chǔ)該程序的記錄介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，其特征在于，具備目標(biāo)圖像保持單元，保持成為檢索對(duì)象的多個(gè)目標(biāo)圖像；區(qū)域選擇接受單元，接受對(duì)上述多個(gè)目標(biāo)圖像任一個(gè)的規(guī)定區(qū)域的選擇；模板圖像生成單元，將接受了上述選擇的區(qū)域的圖像作為模板圖像生成；圖像縮小單元，將上述模板圖像以及上述目標(biāo)圖像縮小到與上述模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率；以及類似圖像檢索單元，在上述縮小的目標(biāo)圖像中，利用遺傳算法檢索包含與上述縮小的模板圖像類似的圖像的上述縮小的目標(biāo)圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，在上述模板圖像的縱寬和橫寬的積是規(guī)定值以下的情況下，上述圖像縮小單元不進(jìn)行上述圖像縮小單元中的縮小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述模板圖像生成單元將上述選擇的規(guī)定區(qū)域以規(guī)定倍率放大或者縮小后的圖像作為上述模板圖像生成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述類似圖像檢索單元具備個(gè)體抽出單元，從上述縮小的目標(biāo)圖像隨機(jī)抽出多個(gè)個(gè)體，生成染色體，其中，該染色體具有基于上述個(gè)體的坐標(biāo)以及放大或者縮小上述模板圖像的上述規(guī)定倍率的染色體信息；適合度算出單元，根據(jù)上述染色體信息以及像素值，算出上述染色體的適合度；遺傳算法處理單元，對(duì)在上述適合度算出單元中算出上述適合度的上述染色體進(jìn)行選擇、交配以及突然變異中至少一個(gè)處理，生成具有新染色體信息的染色體，在上述適合度算出單元中算出關(guān)于具有上述新染色體信息的染色體的適合度；處理結(jié)束指示單元，指示按照規(guī)定條件重復(fù)進(jìn)行的上述遺傳算法處理單元中的處理的結(jié)束；準(zhǔn)最佳解判斷單元，將在上述適合度算出單元中最后算出的適合度中值最大的適合度判斷為準(zhǔn)最佳解；以及類似圖像判斷單元，在上述準(zhǔn)最佳解超過(guò)第一閾值的情況下，判斷為與上述縮小的模板圖像類似的圖像包含在上述縮小的目標(biāo)圖像中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述像素值是使用YUV、RGB以及HSV中的任一個(gè)表示的量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理裝置，其特征在于，還具備適合度算出預(yù)處理單元，該適合度算出預(yù)處理單元算出和上述目標(biāo)圖像中的上述染色體對(duì)應(yīng)的區(qū)域的上述像素值的平均值與上述模板圖像中的區(qū)域的上述像素值的平均值之間的差的絕對(duì)值，判斷上述差的絕對(duì)值是否超過(guò)第二閾值，在上述適合度預(yù)處理單元中上述差的絕對(duì)值被判斷為超過(guò)上述第二閾值的情況下，上述適合度算出單元將從上述類似圖像判斷單元中的上述判斷的對(duì)象中除外的足夠小的值設(shè)定為上述適合度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理裝置，其特征在于，還具備適合度算出預(yù)處理單元，該適合度算出預(yù)處理單元算出將和上述染色體對(duì)應(yīng)的上述目標(biāo)圖像中的區(qū)域的上述像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差與上述模板圖像中的區(qū)域的上述像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差各自平方的結(jié)果的比，判斷上述比是否在規(guī)定范圍內(nèi)，在上述適合度預(yù)處理單元中上述比被判斷為在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，上述適合度算出單元將從上述類似圖像判斷單元中的上述判斷的對(duì)象中除外的足夠小的值設(shè)定為上述適合度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理裝置，其特征在于，還具備適合度算出預(yù)處理單元，該適合度算出預(yù)處理單元算出和上述染色體對(duì)應(yīng)的上述目標(biāo)圖像中的區(qū)域的中央點(diǎn)的上述像素值與上述模板圖像中的區(qū)域的中央點(diǎn)的上述像素值之間的差的絕對(duì)值，判斷上述差的絕對(duì)值是否超過(guò)第二閾值，在上述適合度預(yù)處理單元中上述差的絕對(duì)值被判斷為超過(guò)第二閾值的情況下，上述適合度算出單元將從上述類似圖像判斷單元中的上述判斷的對(duì)象中除外的足夠小的值設(shè)定為上述適合度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述適合度算出單元根據(jù)上述像素值以及上述染色體信息，利用互相關(guān)函數(shù)算出上述染色體的適合度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述適合度算出單元將對(duì)上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域的所有坐標(biāo)累加下述積的結(jié)果進(jìn)行歸一化的函數(shù)，作為上述互相關(guān)函數(shù)使用，其中，上述積是上述目標(biāo)圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述目標(biāo)圖像的上述像素值的平均值之間的差、和上述模板圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述模板圖像的上述像素值的平均值之間的差的積。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理裝置，其特征在于，還具備準(zhǔn)備值算出單元，對(duì)于上述縮小的模板圖像以及上述縮小的目標(biāo)圖像的所有坐標(biāo)，算出將上述縮小的模板圖像以及上述縮小的目標(biāo)圖像中的從原點(diǎn)到任意坐標(biāo)為止的上述像素值進(jìn)行累加得到的準(zhǔn)備值；模板圖像準(zhǔn)備值表，將上述縮小的模板圖像中的上述準(zhǔn)備值與上述縮小的模板圖像的坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)地保持；以及目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表，將上述縮小的目標(biāo)圖像中的上述準(zhǔn)備值與上述縮小的目標(biāo)圖像的坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)地保持，上述適合度算出單元使用上述準(zhǔn)備值，進(jìn)行對(duì)上述目標(biāo)圖像以及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域的所有坐標(biāo)累加上述互相關(guān)函數(shù)中的上述像素值的計(jì)算，算出上述染色體的適合度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述適合度算出單元，將對(duì)上述目標(biāo)圖像以及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域的所有坐標(biāo)累加下述積的結(jié)果進(jìn)行歸一化的函數(shù)，作為上述互相關(guān)函數(shù)使用，其中，上述積是上述目標(biāo)圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述目標(biāo)圖像的上述像素值的平均值之間的差、和上述模板圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述模板圖像的上述像素值的平均值之間的差的積；將對(duì)關(guān)于構(gòu)成上述像素值的多個(gè)要素各自的利用上述互相關(guān)函數(shù)的算出值進(jìn)行平方的結(jié)果的和的平方根歸一化的結(jié)果，作為上述適合度算出。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述適合度算出單元將對(duì)上述目標(biāo)圖像以及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域的所有坐標(biāo)累加下述積的結(jié)果進(jìn)行歸一化的函數(shù)，作為上述互相關(guān)函數(shù)使用，其中，上述積是上述目標(biāo)圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述模板圖像的上述像素值的平均值之間的差、和上述模板圖像中的任意坐標(biāo)的上述像素值與上述目標(biāo)圖像及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的上述目標(biāo)圖像的上述像素值的平均值之間的差的積。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述適合度算出單元，將w設(shè)為上述模板圖像的寬度，將h設(shè)為上述模板圖像的高度，將上述目標(biāo)圖像的坐標(biāo)(X+i，Y+j)處的像素值設(shè)為Target(X+i，Y+j)，將上述模板圖像的坐標(biāo)(i，j)處的像素值設(shè)為Template(i，j)，將上述目標(biāo)圖像以及上述模板圖像互相重疊的區(qū)域中的像素值的平均值設(shè)為Mtarget，將上述模板圖像的像素值的平均值設(shè)為Mtemplate，作為上述互相關(guān)函數(shù)使用表示坐標(biāo)(X，Y)處的互相關(guān)關(guān)系的以下的式子f(X,Y)=Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTemplate)(Template(i,j)-MTarget)Σi=0wΣj=0h(Target(X+i,Y+j)-MTemplate)2Σi=0wΣj=0h(Template(i,j)-MTarget)2.]]>
15.一種圖像處理裝置，其特征在于，具備目標(biāo)圖像保持單元，保持成為檢索對(duì)象的多個(gè)目標(biāo)圖像；區(qū)域選擇接受單元，接受對(duì)上述多個(gè)目標(biāo)圖像任一個(gè)的規(guī)定區(qū)域的選擇；模板圖像生成單元，將接受了上述選擇的區(qū)域中的圖像以及將該區(qū)域中的圖像以規(guī)定倍率放大或者縮小后的圖像，作為模板圖像生成；個(gè)體抽出單元，從上述縮小的目標(biāo)圖像隨機(jī)抽出多個(gè)個(gè)體，生成染色體，其中，該染色體具有基于上述個(gè)體的坐標(biāo)以及放大或者縮小上述模板圖像的上述規(guī)定倍率的染色體信息；適合度算出單元，根據(jù)上述染色體信息以及像素值，算出上述染色體的適合度；遺傳算法處理單元，對(duì)在上述適合度算出單元中算出上述適合度的上述染色體進(jìn)行選擇、交配以及突然變異中至少一個(gè)處理，生成具有新染色體信息的染色體，在上述適合度算出單元中算出關(guān)于具有上述新染色體信息的染色體的適合度；處理結(jié)束指示單元，指示按照規(guī)定條件重復(fù)進(jìn)行的上述遺傳算法處理單元中的處理的結(jié)束；準(zhǔn)最佳解判斷單元，將在上述適合度算出單元中最后算出的適合度中值最大的適合度判斷為準(zhǔn)最佳解；附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷單元，在包圍與上述準(zhǔn)最佳解對(duì)應(yīng)的上述目標(biāo)圖像區(qū)域的所有規(guī)定區(qū)域中，算出上述規(guī)定區(qū)域中的適合度，將該適合度中值最大的適合度判斷為上述規(guī)定區(qū)域中的準(zhǔn)最佳解；以及類似圖像判斷單元，在上述準(zhǔn)最佳解判斷單元中被判斷的上述準(zhǔn)最佳解以及在上述附近區(qū)域準(zhǔn)最佳解判斷單元中被判斷的上述規(guī)定區(qū)域中的準(zhǔn)最佳解中，最大的值超過(guò)規(guī)定閾值的情況下，判斷為與上述縮小的模板圖像類似的圖像包含在上述縮小的目標(biāo)圖像中。
16.一種處理方法，是具備保持成為檢索對(duì)象的目標(biāo)圖像的目標(biāo)圖像保持單元的圖像處理裝置中的處理方法，其特征在于，具備區(qū)域選擇接受過(guò)程，接受對(duì)上述多個(gè)目標(biāo)圖像任一個(gè)的規(guī)定區(qū)域的選擇；模板圖像生成過(guò)程，將接受了上述選擇的區(qū)域的圖像作為模板圖像生成；圖像縮小過(guò)程，將上述模板圖像以及上述目標(biāo)圖像縮小到與上述模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率；以及類似圖像檢索過(guò)程，在上述縮小的目標(biāo)圖像中，利用遺傳算法檢索包含與上述縮小的模板圖像類似的圖像的上述縮小的目標(biāo)圖像。
17.一種程序，使具備保持成為檢索對(duì)象的目標(biāo)圖像的目標(biāo)圖像保持單元的圖像處理裝置執(zhí)行區(qū)域選擇接受過(guò)程，接受對(duì)上述多個(gè)目標(biāo)圖像任一個(gè)的規(guī)定區(qū)域的選擇；模板圖像生成過(guò)程，將接受了上述選擇的區(qū)域的圖像作為模板圖像生成；圖像縮小過(guò)程，將上述模板圖像以及上述目標(biāo)圖像縮小到與上述模板圖像的縱寬以及橫寬相應(yīng)的縮小率；以及類似圖像檢索過(guò)程，在上述縮小的目標(biāo)圖像中，利用遺傳算法檢索包含與上述縮小的模板圖像類似的圖像的上述縮小的目標(biāo)圖像。
全文摘要
提供一種圖像處理裝置。以高精度高速進(jìn)行包含模板圖像的圖像檢索?；趤?lái)自區(qū)域選擇接受部(601)的圖像的區(qū)域選擇，模板圖像生成部(301)生成模板圖像。該模板圖像以及成為檢索對(duì)象的目標(biāo)圖像在圖像縮小部(302)中縮小到規(guī)定縮小率。使用保持在目標(biāo)圖像準(zhǔn)備值表(320)以及模板圖像準(zhǔn)備值表(321)中的準(zhǔn)備值，在適合度算出部(313)中算出在個(gè)體抽出部(311)中生成的染色體的適合度后，由遺傳算法處理部(314)進(jìn)行選擇、交配以及突然變異，其中該染色體具有對(duì)目標(biāo)圖像和模板圖像進(jìn)行對(duì)照的區(qū)域的信息。將以上處理重復(fù)規(guī)定代數(shù)后，由類似圖像判斷部(318)判斷準(zhǔn)最佳解所對(duì)應(yīng)的適合度是否超過(guò)規(guī)定閾值。
文檔編號(hào)H04N5/225GK1945580SQ20061014044
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
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