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類似画像検索装置、方法およびプログラム コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P06P003085
整理番号 A222P02
掲載日 2006年5月19日
出願番号 特願2004-309795
公開番号 特開2006-120085
登録番号 特許第4243577号
出願日 平成16年10月25日(2004.10.25)
公開日 平成18年5月11日(2006.5.11)
登録日 平成21年1月9日(2009.1.9)
発明者
  • 寅市 和男
  • クァン・ポール・ウィン・ヒン
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 類似画像検索装置、方法およびプログラム コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】 煩雑な操作が不要であって検索に要する時間を短縮することができる類似画像検索装置、方法およびプログラムを提供すること。
【解決手段】 被検索対象画像を取り込む画像入力部110と、画像入力部110によって取り込まれた被検索対象画像に含まれる一あるいは複数の輪郭線を抽出する輪郭追跡処理部132と、輪郭追跡処理部132によって抽出された輪郭線の形状を一あるいは複数の関数で近似する接合点抽出処理部134、関数近似処理部136と、関数近似処理に関連する特徴情報に基づいて複数の比較対象画像の中から類似した画像を検索する類似度判定処理部140とが備わっている。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


近年、マルチメディア技術の進展により、パーソナルコンピュータやマイクロコンピュータ、専用画像処理装置等を含む計算機を用いて画像を処理する要求が高まっており、そのためのソフトウェア技術の進展も著しい。一般に、計算機では画像は画素毎のデジタルデータとして扱われるが、大量のデータを処理する必要から、画像処理の速度は計算機の高速演算処理能力に依存するところが大きい。計算機上で扱われる画像処理技術として多くの提案がなされているが、この中では画像の検索技術が重要課題の一つにあげられる。



画像の検索とは、あらかじめ記憶されている大量の画像の中から、検索対象となっている所望の画像を抽出することである。従来から行われている画像検索の代表的なものとしては、画像に名称、インデックス、番号などを付加して、これらの付加された名称、インデックス、番号など用いて検索する方式(キーワード検索)が知られている(例えば、特許文献1、2参照。)。



また、画像検索の他の従来例としてはパターンマッチングを用いる方法(例えば、特許文献3参照。)や、色差を用いて画像比較を行う方法(例えば、特許文献4参照。)、例示画像の類似度を計算して画像比較を行う方法(例えば、特許文献5参照。)などが知られている。
【特許文献1】
特開2002-259388号公報(第3-9頁、図1-11)
【特許文献2】
特開2003-76694号公報(第6-17頁、図1-24)
【特許文献3】
特開平9-44519号公報(第5-8頁、図1-7)
【特許文献4】
特開2004-94379号公報(第5-9頁、図1-15)
【特許文献5】
特開2001-202523号公報(第6-17頁、図1-9)

産業上の利用分野


本発明は、検索対象の画像を登録された複数の画像と比較して類似する画像を検索する類似画像検索装置、方法およびプログラムに関する。特に、本発明は、機械図面、電気配線図、電子回路図、半導体の配線パターン、ロゴマーク、商標、家紋、写真、絵画、映像など、多くの類似した画像が含まれるファイルや全体図の中から、所望の画像を検索したり、画像が含まれる箇所を特定したり、部分図に類似あるいは一致する箇所を有する全体図を取り出したりする処理などに有効な類似画像検索装置、方法およびプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検索対象画像を取り込む画像取込手段と、
前記画像取込手段によって取り込まれた前記被検索対象画像に含まれる一あるいは複数の輪郭線を抽出する輪郭線抽出手段と、
前記輪郭線抽出手段によって抽出された輪郭線について傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出手段と、
前記輪郭線抽出手段によって抽出された前記輪郭線に沿って隣接する2つの前記接合点で区分される部分的な領域としての区分領域を、直線、円弧、自由曲線のいずれかの関数を用いて近似する関数近似手段と、
前記関数近似手段による近似処理によって前記輪郭線の各区分領域に対応する関数が決定されたときに、前記輪郭線を構成する複数の関数の順番に基づいて、複数の比較対象画像の中から前記被検索対象画像に類似した画像を検索する画像検索手段と、
を備えることを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項2】
請求項1において、
前記比較対象画像に含まれる輪郭線に沿って隣接する2つの接合点で区分される区分領域を直線、円弧、自由曲線のいずれかの関数を用いて近似する処理に関連して作成された特徴情報が、前記複数の比較対象画像毎に格納された特徴情報格納手段をさらに備え、
前記画像検索手段は、前記被検索対象画像に対応する特徴情報と、前記特徴情報格納手段に格納されている前記複数の比較対象画像に対応する特徴情報とを比較することにより、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を抽出することを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項3】
請求項2において、
前記画像取込手段、前記輪郭線抽出手段、前記接合点抽出手段、前記関数近似手段を用いて前記比較対象画像に対応する特徴情報が取得されたときに、この特徴情報を前記特徴情報格納手段に格納する特徴情報格納処理手段をさらに備えることを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかにおいて、
前記画像取込手段は、光学的に前記被検索対象画像の濃淡情報あるいは色情報を読み取る光学読取装置であることを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項5】
請求項1~3のいずれかにおいて、
前記画像取込手段は、前記被検索対象画像を構成する複数の画素のそれぞれに対応する濃淡情報あるいは色情報からなる画像データが格納された記録媒体から画像データを読み取るデータ読取装置であることを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項6】
請求項1~5のいずれかにおいて、
前記輪郭線抽出手段は、前記被検索対象画像と背景との間の境界部を輪郭線として抽出することを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項7】
請求項1~5のいずれかにおいて、
前記輪郭線抽出手段は、前記被検索対象画像と背景との間の境界部と、前記被検索対象画像の内部領域に現れる同一濃淡あるいは同一色の縁部とを輪郭線として抽出することを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項8】
請求項1~7のいずれかにおいて、
前記輪郭線抽出手段は、前記輪郭線を構成する各画素のX座標とY座標のそれぞれについて座標値を別々に抽出し、
前記関数近似手段は、前記輪郭線抽出手段によって抽出された座標値に基づいて、X座標に対応する関数近似処理とY座標に対応する関数近似処理を別々に行うことを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項9】
請求項1~8のいずれかにおいて、
前記画像検索手段は、最も長い輪郭線の長さである最大輪郭長に着目して検索対象候補として所定数の前記比較対象画像を選択した後、前記特徴情報に基づいて前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項10】
請求項1~8のいずれかにおいて、
前記画像検索手段は、輪郭線の数に着目して検索対象候補として所定数の前記比較対象画像を選択した後、前記特徴情報に基づいて前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索装置。

【請求項11】
被検索対象画像を取り込む画像取込ステップと、
前記画像取込ステップにおいて取り込まれた前記被検索対象画像に含まれる一あるいは複数の輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、
前記輪郭線抽出ステップによって抽出された輪郭線について傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出ステップと、
前記輪郭線抽出ステップにおいて抽出された前記輪郭線に沿って隣接する2つの前記接合点で区分される部分的な領域としての区分領域を、直線、円弧、自由曲線のいずれかの関数を用いて近似する関数近似ステップと、
前記関数近似ステップにおける近似処理によって前記輪郭線の各区分領域に対応する関数が決定されたときに、前記輪郭線を構成する複数の関数の順番に基づいて、複数の比較対象画像の中から前記被検索対象画像に類似した画像を検索する画像検索ステップと、
を有することを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項12】
請求項11において、
前記比較対象画像に含まれる輪郭線に沿って隣接する2つの接合点で区分される区分領域を直線、円弧、自由曲線のいずれかの関数を用いて近似する処理に関連して作成された特徴情報が、前記複数の比較対象画像毎に特徴情報格納手段に格納されており、
前記画像検索ステップは、前記被検索対象画像に対応する特徴情報と、前記特徴情報格
納手段に格納されている前記複数の比較対象画像に対応する特徴情報とを比較することにより、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を抽出することを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項13】
請求項12において、
前記画像取込ステップ、前記輪郭線抽出ステップ、前記接合点抽出ステップ、前記関数近似ステップを用いて前記比較対象画像に対応する特徴情報が取得されたときに、この特徴情報を前記特徴情報格納手段に格納する特徴情報格納処理ステップをさらに備えることを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項14】
請求項11~13のいずれかにおいて、
前記画像取込ステップは、光学的に前記被検索対象画像の濃淡情報あるいは色情報を読み取る光学読取装置を用いて行われることを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項15】
請求項11~13のいずれかにおいて、
前記画像取込ステップは、前記被検索対象画像を構成する複数の画素のそれぞれに対応する濃淡情報あるいは色情報からなる画像データが格納された記録媒体から画像データを読み取るデータ読取装置を用いて行われることを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項16】
請求項11~15のいずれかにおいて、
前記輪郭線抽出ステップは、前記被検索対象画像と背景との間の境界部を輪郭線として抽出することを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項17】
請求項11~15のいずれかにおいて、
前記輪郭線抽出ステップは、前記被検索対象画像と背景との間の境界部と、前記被検索対象画像の内部領域に現れる同一濃淡あるいは同一色の縁部とを輪郭線として抽出することを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項18】
請求項11~17のいずれかにおいて、
前記輪郭線抽出ステップは、前記輪郭線を構成する各画素のX座標とY座標のそれぞれについて座標値を別々に抽出し、
前記関数近似ステップは、前記輪郭線抽出ステップにおいて抽出された座標値に基づいて、X座標に対応する関数近似処理とY座標に対応する関数近似処理を別々に行うことを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項19】
請求項11~18のいずれかにおいて、
前記画像検索ステップは、最も長い輪郭線の長さである最大輪郭長に着目して検索対象候補として所定数の前記比較対象画像を選択した後、前記特徴情報に基づいて前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項20】
請求項11~18のいずれかにおいて、
前記画像検索ステップは、輪郭線の数に着目して検索対象候補として所定数の前記比較対象画像を選択した後、前記特徴情報に基づいて前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を検索することを特徴とする類似画像検索方法。

【請求項21】
コンピュータを、
画像取込手段によって取り込まれた被検索対象画像に含まれる一あるいは複数の輪郭線を抽出する輪郭線抽出手段と、
前記輪郭線抽出手段によって抽出された輪郭線について傾向が変化する接合点を抽出する接合点抽出手段と、
前記輪郭線抽出手段によって抽出された前記輪郭線に沿って隣接する2つの前記接合点で区分される部分的な領域としての区分領域を、直線、円弧、自由曲線のいずれかの関数を用いて近似する関数近似手段と、
前記関数近似手段による近似処理によって前記輪郭線の各区分領域に対応する関数が決定されたときに、前記輪郭線を構成する複数の関数の順番に基づいて、複数の比較対象画像の中から前記被検索対象画像に類似した画像を検索する画像検索手段と、
して機能させる類似画像検索プログラム。

【請求項22】
請求項21において、
前記比較対象画像に含まれる輪郭線に沿って隣接する2つの接合点で区分される区分領域を直線、円弧、自由曲線のいずれかの関数を用いて近似する処理に関連して作成された特徴情報が、前記複数の比較対象画像毎に特徴情報格納手段に格納されており、
前記画像検索手段は、前記被検索対象画像に対応する特徴情報と、前記特徴情報格納手段に格納されている前記複数の比較対象画像に対応する特徴情報とを比較することにより、前記被検索対象画像に類似する前記比較対象画像を抽出することを特徴とする類似画像検索プログラム。

【請求項23】
請求項22において、
コンピュータを、さらに、前記画像取込手段、前記輪郭線抽出手段、前記接合点抽出手段、前記関数近似手段を用いて前記比較対象画像に対応する特徴情報が取得されたときに、この特徴情報を前記特徴情報格納手段に格納する特徴情報格納処理手段として機能させる類似画像検索プログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 情報社会を支える新しい高性能情報処理技術 領域
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