JP2962266B2 - 画像の位置合わせ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基準となる画像に
対して位置合わせ対象となる画像を最もうまく重ね合わ
せることができる位置を求める画像の位置合わせ方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像間の位置合わせ処理では、画
像間の重ね合わせのよさを評価するために残差や相互相
関係数の指標を利用している。相互相関係数をはじめと
する、重なり部分の統計的性質を利用した位置合わせ処
理では実数演算が必要で、計算量の面で問題がある。こ
れに対し残差を利用した位置合わせ処理では、単純な整
数演算だけで実現可能であり、残差を計算する過程にお
いても残差逐次検定法などの高速化手法が適用できると
いうメリットがあるため、多くの場合に利用されてい
る。これらの手法の詳細については、「共立出版、ｂｉ
ｔ別冊『コンピュータ・サイエンス』，エーシーエム・
コンピューティング・サーベイズ’９２、７７〜１１９
頁」、「昭晃堂、『画像処理ハンドブック』、３０３〜
３０５頁「東京大学出版会、『画像解析ハンドブッ
ク』、７０７〜７４６頁」および「尾上他、"残差逐次
検定法による画像の重ね合わせ"、情報処理、Ｖｏｌ．
１７、Ｎｏ．７、１９７６頁」に詳しく説明されている
ため割愛する。

【０００３】このように残差を利用する位置合わせ処理
は、相互相関係数を利用した位置合わせ処理に比べて多
くのメリットを有しているが、残差を利用する従来の位
置合わせ処理では、「対象画像が基準画像に完全に包含
されている」という仮定があり、残差が最小となる位置
を求めている。そのため、図１３の様に重なり部分の大
きさ、形状が画像間の位置関係によって変化する場合に
は、残差が最小となる位置が必ずしも最良の結果とはな
らず、誤った結果を導く可能性が高いという問題があっ
た。勿論、相互相関係数等の重なり部分の統計的性質を
利用した位置合わせ処理ではこのような問題は回避され
るものの、前述したように実数演算が必要であったり、
高速化手法が適用できないため、計算量の面で問題が発
生する。

【０００４】そこで、基準画像と対象画像との重なり部
分の大きさ、形状の影響を受けずに位置合わせ結果を求
めることができる方法として、特開平２−２９７１４８
号公報に見られるような位置合わせ方法が提案されてい
る。この方法は、基準画像と対象画像とをそれぞれｍ×
ｎのメッシュに分割して、各々のメッシュ中に含まれる
黒画素数を計数して得られる二次元配列ａ，ｂを作成
し、二次元配列ａ，ｂを上下左右に相対的にずらしなが
ら、下記の式で与えられる、重ね合わせのよさを示す指
標Ｄを計算する。

【０００５】Ｄ＝Σi，j｜ａ（ｘｄ＋ｉ，ｙｄ＋ｊ）−
ｂ（ｉ，ｊ）｜×１／Ｓ （ｘｄ＋ｉ，ｙｄ＋ｊ），（ｉ，ｊ）∈Ｅ ｘｄ，Ｙｄ：二次元配列ａ，ｂの相対位置 Ｅ：演算を行う領域 Ｓ：領域Ｅの面積 そして、この指標Ｄが最小となる位置を、重ね合わせの
概略位置とする。

【０００６】次に基準画像と対象画像との文書物理構造
を解析して、各々の文書構成要素を抽出し、抽出した文
書構成要素をもとに、前記概略位置を基準にして各文書
構成要素の重ね合わせ位置を正確に決定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平２−２９
７１４８号公報に記載された技術によれば、重複領域の
残差をその重複領域の大きさで正規化した指標を使って
いるために、基準画像と対象画像との重なり部分の大き
さ、形状の影響を受けずに概略位置を求めることができ
る。また、各文書構成要素を抽出し、概略位置を基準に
各文書構成要素の重ね合わせ位置を決定するため、正確
な位置合わせが可能であり、計算量を削減できる。

【０００８】しかしながら、上記の従来技術では、文書
を含む画像を対象としており、文書構成要素を活用して
位置合わせを行っているため、文書を含まない一般的な
画像には適用することができない。勿論、上記の従来技
術の第１段目の処理のみを利用し、分割するメッシュの
サイズを画素単位まで縮小する方法も考えられるが、そ
うすると計算量が膨大になってしまうという問題が生じ
る。

【０００９】そこで本発明は、このような従来の技術が
抱えていた問題を解決し、画像間の位置関係によって重
なり部分の大きさや形状が変化する場合にも正確な位置
合わせが行え、然も、高速な位置合わせが可能な方法を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準となる画
像に対して位置合わせ対象となる画像を最もうまく重ね
合わせることができる位置を求める画像の位置合わせ方
法であって、基準画像と対象画像との位置合わせのよさ
の指標として、基準画像と対象画像との重複領域におけ
る残差をその重複領域に含まれる要素数により正規化し
た類似測度を用い、対象画像の基準画像に対する各重な
り位置の候補における類似測度のうち、最良の類似測度
が得られた重なり位置の候補を基準画像に対するその対
象画像の位置合わせ位置とする方法において、対象画像
の基準画像に対する各重なり位置の候補における類似測
度を求める際、今回の重なり位置の候補による両画像の
重複領域の要素数と今までの最良類似測度とから今回の
類似測度算出で使用する計算打切り用の閾値を設定する
ステップと、今回の重なり位置の候補による両画像の重
複領域における残差を計算する過程において、計算途中
の残差が前記閾値を超過した場合には残りの残差計算を
取り止めて次の重なり位置の候補における類似測度の算
出に進み、前記閾値を超過することなく残差計算が終了
した場合には得られた残差をその重複領域に含まれる要
素数により正規化した類似測度で最良類似測度を更新す
るステップとを含むことを特徴とする。また、重複領域
の要素数と今までの最良類似測度とを乗じた値を前記閾
値とすることを特徴とする。

【００１１】このように画像間の重ね合わせのよさを評
価する指標として基準画像と対象画像との重複領域にお
ける残差をその重複領域に含まれる要素数により正規化
した類似測度を用いたことにより、画像間の位置関係に
よって重なり部分の大きさや形状が変化する場合にも正
確な位置合わせが行え、また、対象画像の基準画像に対
する或る重なり位置における類似測度を算出するに際し
て、両画像の重複部分の要素数と今までの最良類似測度
とを乗じた値を、今回の類似測度算出で使用する閾値の
値として設定し、重複領域における計算途中の残差が閾
値を超過した場合には、それまでの最良値を更新しない
ことが判明するため、残差計算を打切ることで、全体の
計算量が削減され、高速な位置合わせが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態の例につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例の方法を実施する
位置合わせ処理装置１００の構成例を示すブロック図で
ある。この例の位置合わせ処理装置１００は、制御手段
１、位置パラメータ候補群設定手段２、位置パラメータ
候補選択手段３、重複領域設定手段４、重複領域要素数
計算手段５、重複領域要素選択手段６、残差更新手段
７、残差初期化手段８、残差閾値比較手段９、閾値設定
手段１０、最良類似測度更新手段１１および最良類似測
度初期化手段１２といった機能部と、位置パラメータ候
補メモリ１３、画像メモリ１４、重複領域メモリ１５、
残差メモリ１６、閾値メモリ１７および最良類似測度メ
モリ１８といった記憶部とを有し、外部との通信を行う
ための通信手段２０に接続されている。位置合わせ処理
装置１００中の各要素は以下のような機能等を有する。

【００１４】画像メモリ１４は、位置合わせ処理の基準
となる画像（基準画像）、位置合わせ処理の対象となる
画像（対象画像）、およびそれぞれの画像のサイズなど
の属性値を保存するメモリである。

【００１５】位置パラメータ候補メモリ１３は、基準画
像に対する対象画像がとりうる位置を示す位置パラメー
タの候補の集合を保存するメモリである。

【００１６】位置パラメータ候補群設定手段２は、基準
画像に対する対象画像がとりうる位置を示す位置パラメ
ータの候補の集合を通信手段２０を通して外部から取得
し、位置パラメータ候補メモリ１３に格納する手段であ
る。

【００１７】位置パラメータ候補選択手段３は、位置パ
ラメータ候補メモリ１３に格納されている位置パラメー
タ候補群中から位置パラメータ候補を順番にかつ重複な
く選択する手段である。

【００１８】重複領域設定手段４は、位置パラメータ候
補選択手段３により選択された位置パラメータ候補が示
す位置に対象画像を基準画像に重ねた場合の両画像の重
複領域を求め、この求めた重複領域を重複領域メモリ１
５に格納する手段である。

【００１９】重複領域要素数計算手段５は、重複領域設
定手段４で求められた重複領域に含まれる要素数を計算
し、重複領域メモリ１５に格納する手段である。

【００２０】重複領域メモリ１５は、重複領域設定手段
４により求められた基準画像と対象画像の重複領域と、
この重複領域について重複領域要素数計算手段５で計算
された要素数とを保持するメモリである。

【００２１】重複領域要素選択手段６は、重複領域メモ
リ１５に格納されている重複領域中の要素を順番にかつ
重複なく選択する手段である。

【００２２】残差メモリ１６は、位置パラメータ候補選
択手段３により選択された位置パラメータ候補の良否を
判断する指標である類似測度を求めるために計算される
残差の途中経過を格納するメモリである。

【００２３】残差初期化手段８は、残差メモリ１６に格
納されている値を新たな重複領域における残差の計算に
先立って初期化する手段である。

【００２４】残差更新手段７は、重複領域要素選択手段
６により選択された重複領域中の要素に対応する、基準
画像および対象画像それぞれの画素値から残差を求め、
残差メモリ１６中の値を更新する手段である。

【００２５】最良類似測度メモリ１８は、位置パラメー
タ候補メモリ１３に格納されている位置パラメータ候補
群中のすでに類似測度が求められた位置パラメータ候補
のうちで、最良の類似測度となった位置パラメータ候補
と、その位置パラメータ候補により得られた重複領域の
要素数および類似測度を保持するメモリである。

【００２６】最良類似測度初期化手段１２は、最良類似
測度メモリ１８の内容を初期化する手段である。

【００２７】閾値設定手段１０は、重複領域に対する残
差を求める処理において、処理の継続可否を判断し位置
合わせ処理の処理量を軽減するために利用される閾値
を、最良類似測度メモリ１８に格納されている最良類似
測度と、重複領域メモリ１５に格納されている重複領域
の要素数とから求め、閾値メモリ１７に設定する手段で
ある。

【００２８】閾値メモリ１７は、閾値設定手段１０によ
って設定された閾値を保持するメモリである。

【００２９】残差閾値比較手段９は、重複領域に対する
残差を求める処理において、閾値メモリ１７に設定され
た閾値とそれまでに得られている残差とを比較すること
で、残差を求める一連の処理の継続可否を判断し、残差
が閾値を超過していれば残差を求める処理を中断し、位
置合わせ処理の処理量を軽減する手段である。

【００３０】最良類似測度更新手段１１は、位置パラメ
ータ候補メモリ１３に格納されている位置パラメータ候
補群中のすでに類似測度が求められた位置パラメータ候
補のうちで、最良の類似測度となった位置パラメータ候
補と、その位置パラメータ候補により得られた重複領域
の要素数および類似測度を、最良類似測度メモリ１８に
格納する手段である。

【００３１】制御手段１は、基準画像に対して対象画像
を最もうまく重ね合わせることができる位置を求めるた
めに、予め定められた手順に従って各手段を制御する手
段である。

【００３２】図２は位置合わせ処理装置１００の処理の
一例を示すフローチャートである。以下、図１および図
２を参照して、位置合わせ処理装置１００の動作の概略
を説明する。

【００３３】制御手段１は、先ず、通信手段２０によ
り、位置合わせ処理の対象となる対象画像および位置合
わせ処理の基準となる基準画像を外部から画像メモリ１
４に読み込む（ステップＡ０）。次に、位置パラメータ
候補群設定手段２により、基準画像に対して対象画像が
とりうる位置パラメータの候補の集合を位置パラメータ
候補メモリ１３に格納する（ステップＡ１）。そして、
最良類似測度初期化手段１２により、最良類似測度メモ
リ１８の内容（最良類似測度を与えた位置パラメータ候
補、その位置パラメータ候補により得られた重複領域の
要素数および類似測度の各項目）を初期化する（ステッ
プＡ２）。

【００３４】続いて制御手段１は、位置パラメータ候補
選択手段３により、位置パラメータ候補メモリ１３から
１つの位置パラメータ候補を選択し（ステップＡ３）、
この選択された位置パラメータ候補を対象画像に適用し
た際に対象画像と基準画像とが重なり合う部分である重
複領域を重複領域設定手段４により求めて重複領域メモ
リ１５に設定し（ステップＡ４）、また、重複領域要素
数計算手段５によりその重複領域に含まれる要素数を計
算し（ステップＡ５）、それぞれを重複領域メモリ１５
に格納する。さらに、制御手段１は、閾値設定手段１０
により、重複領域メモリ１５に格納された重複領域の要
素数と、最良類似測度メモリ１８に格納されている今ま
での最良類似測度（従って、最初はステップＡ２で初期
化された類似測度）とから閾値を求めて閾値メモリ１７
に設定する（ステップＡ６）。この閾値は、重複領域に
おける残差を計算する以下の手続きにおいて、手続きを
途中で打ち切るかどうかを判断するために利用される。
次に、制御手段１は、重複領域設定手段４により設定さ
れた重複領域に対する残差を求めるにあたり、残差初期
化手段８により、残差計算の途中経過を格納する残差メ
モリ１６を初期化する（ステップＡ７）。

【００３５】そして制御手段１は、重複領域要素選択手
段６により選択された重複領域内の要素に対応する、基
準画像と対象画像の画素値を画像メモリ１４から読み取
り、それぞれの画素値から残差メモリ１６内の値を残差
更新手段７により更新する（ステップＡ８、Ａ９）。更
新された残差メモリ１６内の値は、残差閾値比較手段９
により、閾値メモリ１７内の閾値と比較され（ステップ
Ａ１０）、残差メモリ１６内の値が閾値を上回っている
場合には、重複領域に対する残差を求める手続きを中断
し、ステップＡ３に戻って、位置パラメータ候補群内の
次の位置パラメータ候補に対して、ステップＡ３以降と
同様の処理を行う。一方、更新された残差メモリ１６内
の値が閾値未満の場合には、重複領域内の次の要素を重
複領域要素選択手段６により選択し、同様に残差メモリ
１６内の値を更新する処理を引き続き行う。

【００３６】重複領域内の全ての要素に対して残差更新
手段７による残差メモリ１６内の値を更新する処理を終
えた場合は、得られた結果に基づき、最良類似測度メモ
リ１８内の位置パラメータ候補、その位置パラメータを
対象画像に適用した場合に得られる重複領域の残差、そ
の位置パラメータを対象画像に適用した場合に得られる
重複領域の残差、その重複領域に含まれる要素数のそれ
ぞれを、最良類似測度更新手段１１により更新する（ス
テップＡ１１）。そして、ステップＡ３に戻って、位置
パラメータ候補群の次の位置パラメータ候補を位置パラ
メータ候補選択手段３により選択し、ステップＡ３以降
の処理を繰り返す。

【００３７】位置パラメータ候補群内の全ての位置パラ
メータ候補を位置パラメータ候補選択手段３により選択
し、それらに対して上記の処理を適用し終えると、最良
類似測度メモリ１８には、位置パラメータ候補群内で最
良の類似測度を与えた位置パラメータと、その位置パラ
メータにより得られる重複領域の類似測度と、その重複
領域の要素数とが格納されていることになる。制御手段
１は、これらの値を位置合わせ結果とする。

【００３８】以下、本発明の動作についてより具体的に
説明する。

【００３９】先ず、図３を参照して、基準画像と対象画
像とについて説明する。位置合わせ処理の基準となる基
準画像（Ｉ）１０１と位置合わせ処理の対象となる対象
画像（Ｔ）１０２とは、例えば各画素が０から２５５の
範囲内の整数値をとる濃淡画像であり、基準画像１０１
の座標（ｘ，ｙ）の画素の画素値をＩ（ｘ，ｙ）、同様
に対象画像１０２の座標（ｘ，ｙ）の画素の画素値をＴ
（ｘ，ｙ）と表現する。また、対象画像１０２の位置
は、対象画像１０２の左上隅の点を原点とする、Ｘ軸お
よびＹ軸がそれぞれの画像のＸ軸、Ｙ軸と平行な基準画
像座標系１０４で表現される。

【００４０】次に、図１乃至図３を参照して基準画像１
０１に対して対象画像１０２を最もうまく重ね合わせる
ことができる位置を求める処理の詳細について説明す
る。

【００４１】まず、制御手段１は、通信手段２０を介し
て、基準画像１０１および対象画像１０２を画像サイズ
などの属性値とともに画像メモリ１４に読み込む（ステ
ップＡ０）。次に、位置パラメータ候補群設定手段２
は、通信手段２０を介して外部から位置パラメータ候補
群を読み込み、位置パラメータ候補メモリ１３に格納す
る（ステップＡ１）。

【００４２】ここで、位置パラメータ候補群は対象画像
１０２が基準画像座標系１０４において取りうる位置の
集合であり、 Ｐ＝｛（ｕ，ｖ）|Ｕ０≦ｕ≦Ｕ１，Ｖ０≦ｖ≦Ｖ１，ｕ，ｖ，Ｕ０，Ｕ１，Ｖ ０，Ｖ１は整数｝ （式１） のように表現されている。

【００４３】位置パラメータ候補メモリ１３に格納され
たこの位置パラメータ候補群Ｐは、後述するように位置
パラメータ候補選択手段３により、順番にかつ重複なく
選択されていく。この位置パラメータ候補群Ｐの各要素
には、位置パラメータ候補選択手段３により選択される
順に、重複なく順番に番号が付けられているものとす
る。この番号を位置パラメータ番号と呼ぶことにする。
位置パラメータ番号の例としては、集合Ｐの各要素を座
標と考えた場合にラスタ走査を行う順に番号をつけるも
のが考えられるが、この番号は説明の便宜を図るために
設定するものであり、本発明の本質に影響を与えるもの
ではない。

【００４４】制御手段１は、この位置パラメータ候補群
Ｐの中から、基準画像１０１に対して対象画像１０２が
最もうまく重なる位置パラメータを決定するために、各
位置パラメータ候補に対して類似測度を計算する。本発
明による位置合わせ処理では、位置パラメータ候補によ
り生成される重複領域にて定義される残差を、その重複
領域の要素数で正規化した類似測度を利用することで、
残差が抱える「重なり部分の大きさ、形状の変化の影響
を受けて誤った解を導くことがある」という問題を解消
する。

【００４５】位置パラメータ候補群Ｐの或る位置パラメ
ータ（ｕ，ｖ）を対象画像１０２に適用した場合に、基
準画像１０１と対象画像１０２とが重なり合う図３の重
複領域（Ｄ）１０３中の要素の集合をＤとすると、重複
領域１０３における残差Ｓ（ｕ，ｖ）および類似測度Ａ
（ｕ，ｖ）は、 Ｓ（ｕ，ｖ）＝ＳＵＭ｛Ｄ，｜Ｉ（ｐ，ｑ）−Ｔ（ｐ−ｕ，ｑ−ｖ）｜｝ （式２−１） Ａ（ｕ，ｖ）＝Ｓ（ｕ，ｖ）÷ＮＵＭ（Ｄ） （式２−２） となる。ただし、ＳＵＭ｛Ｄ，ｓ（ｐ，ｑ）｝は重複領
域Ｄの全ての要素（ｐ，ｑ）に対するｓ（ｐ，ｑ）の和
を、ＮＵＭ（Ｄ）は重複領域Ｄに含まれる要素の数を、
それぞれ示す。類似測度は、重複領域１０３における画
素単位の残差を表しており、重複領域１０３において、
基準画像１０１と対象画像１０２の類似性が高いほど小
さくなる性質を持つ。

【００４６】制御手段１は、基準画像１０１と対象画像
１０２の位置合わせ処理の結果として、位置パラメータ
候補メモリ１３内の各位置パラメータ（ｕ，ｖ）の中
で、最小の類似測度Ａ（ｕ，ｖ）を与える位置パラメー
タを、図２におけるステップＡ２〜ステップＡ１１の処
理により、選択する。以下、これらの処理について詳細
に説明する。

【００４７】まず、制御手段１は、最良類似測度メモリ
１８内のデータを最良類似測度初期化手段１２により初
期化する（ステップＡ２）。最良類似測度メモリ１８
は、位置パラメータ候補群Ｐの要素のうち、既に類似測
度を求めた要素の中で、それまでの最良の（すなわち最
小の）類似測度Ａ０、Ａ０を与えた位置パラメータ候補
（ｕ０，ｖ０）およびその位置パラメータ候補により得
られた重複領域Ｄ０の要素数Ｒ０を保持するものである
が、１つの要素についても類似測度が求められていない
初期化の時点では、（ｕ０，ｖ０）、Ｒ０は初期化せず
に未定義のままとし、Ａ０を、 Ａ０←２５５ （式３） と初期化する。この２５５の値は、各画像が０から２５
５までの画素値を持つ濃淡画像であるときに、最大（す
なわち重複領域１０３において、基準画像１０１と対象
画像１０２の類似性が最も低い）と考えられる類似測度
である。

【００４８】次に図２におけるステップＡ３以降では、
最良類似測度メモリ１８内の、Ａ０よりも小さな、すな
わち、基準画像１０１と対象画像１０２の類似性がより
高い類似測度が得られる度に最良類似測度メモリ１８内
のデータを更新することで、最良の類似測度とその類似
測度を与える位置パラメータおよび重複領域中の要素数
を常に保持する処理が行われる。

【００４９】まず、制御手段１は、位置パラメータ候補
選択手段３により、位置パラメータ候補メモリ１３内の
位置パラメータ候補（ｕ，ｖ）を順番にかつ重複なく選
択する。そして、各要素に対して図２におけるステップ
Ａ４〜ステップＡ１１の処理を適用する。

【００５０】ステップＡ４では、選択された位置パラメ
ータ候補（ｕ，ｖ）を対象画像１０２に適用した場合に
得られる、基準画像１０１と対象画像１０２とが重なり
あう重複領域１０３を重複領域設定手段４により求め、
重複領域メモリ１５に格納する。ここでは、重複領域１
０３は、 Ｄ＝｛（ｐ，ｑ）｜Ｐ０≦ｐ≦Ｐ１、Ｑ０≦ｑ≦Ｑ１，ｐ，ｑ，Ｐ０，Ｐ１， Ｑ０，Ｑ１は整数｝ （式４） という集合で表現される矩形領域に含まれるすべての画
素である。ここでＰ０、Ｐ１、Ｑ０、Ｑ１は位置パラメ
ータ候補（ｕ，ｖ）の値、および各画像の大きさにより
決定される整数であり、基準画像座標系１０４で表現さ
れる。

【００５１】例えば、各画像が（０，０）から（１５
９，１１９）の座標で表わされる１６０×１２０画素の
大きさを持つ場合、 （ｕ，ｖ）＝（８０，６０） （式５） ならば、 Ｄ＝｛（ｐ，ｑ）｜８０≦ｐ≦１５９、６０≦ｑ≦１１９，ｐ，ｑは整数｝ （式６） となる。

【００５２】以下では、この重複領域１０３の各要素に
は、重複領域要素選択手段６により選択される順に１か
ら重複なく整数で番号が付けられているものとし、これ
を重複領域要素番号と呼ぶことにする。位置パラメータ
番号と同様に、この重複領域要素番号の例として、重複
領域１０３をラスタ走査する順に番号をつけるものが考
えられるが、これは本発明の動作を説明するために便宜
上設定するものであり、本発明の本質には影響を与えな
い。

【００５３】次に制御手段１は、ステップＡ５におい
て、重複領域１０３の要素数Ｒを、重複領域要素数計算
手段５により、 Ｒ＝ＮＵＭ（Ｄ）＝（Ｐ１−Ｐ０＋１）×（Ｑ１−Ｑ０＋１） （式７） と求め、重複領域メモリ１５に格納する。

【００５４】次に制御手段１は、ステップＡ６におい
て、上記重複領域要素数計算手段５により求めた重複領
域１０３の要素数Ｒ、および最良類似測度メモリ１８内
にある、それまでに得られた最良の類似測度Ａ０から、 ｔ←Ａ０×Ｒ （式８） により定義される閾値ｔを、閾値設定手段１０により計
算し、閾値メモリ１７に格納する。この閾値ｔは、図２
におけるステップＡ７〜Ａ１１の、重複領域１０３に対
する残差を求める手続きにおいて、今回の位置パラメー
タ候補（ｕ，ｖ）により得られる重複領域１０３の類似
測度が、現在の最良類似測度Ａ０を更新する見込みがあ
るかどうかを判定するために利用される。

【００５５】次に制御手段１は、ステップＡ７におい
て、残差初期化手段８により残差メモリ１６の残差を初
期化し、ステップＡ８において重複領域要素番号ｉの要
素が重複領域要素選択手段６により選択される度に、ス
テップＡ９において残差更新手段７により残差メモリ１
６の残差を更新していく。重複領域１０３における残差
は前述した式２−１により定義される。重複領域１０３
における残差を求める手続きでは、重複領域要素番号ｉ
（１≦ｉ≦Ｒ）に対して、次のように定義される部分残
差Ｓ（ｉ）を利用する。

【００５６】 Ｓ（ｉ）＝Ｓ（ｉ−１）＋｜Ｉ（ｐ（ｉ），ｑ（ｉ））−Ｔ（ｐ（ｉ）−ｕ ，ｑ（ｉ）−ｖ）｜ （式９） ここで、 Ｓ（ｉ）：重複領域要素番号ｉに対する部分残差 ｐ（ｉ）：重複領域要素番号ｉの要素のＸ方向成分 ｑ（ｉ）：重複領域要素番号ｉの要素のＹ方向成分 である。このとき、 Ｓ（Ｒ）＝重複領域Ｄにおける残差 （式１０） となる。本実施例においては、重複領域Ｄ内のすべての
要素について、式９により部分残差Ｓ（ｉ）を計算する
ことで、重複領域Ｄに対する残差を求める。この部分残
差Ｓ（ｉ）の値は残差メモリ１６に格納されており、初
期化時には残差初期化手段８により、 Ｓ（０）＝０ （式１１） として初期化され（ステップＡ７）、重複領域要素番号
ｉの要素が重複領域要素選択手段６により選択される度
に（ステップＡ８）、残差更新手段７により、式９に従
って更新される（ステップＡ９）。

【００５７】図４に重複領域Ｄにおける残差計算の特徴
を説明するためのグラフの例を示す。この図４のグラフ
において、横軸は重複領域要素番号ｉを、縦軸は重複領
域要素番号ｉに対する部分残差Ｓ（ｉ）の値を示してい
る。式９および図４のグラフにあるように、部分残差Ｓ
（ｉ）は重複領域要素番号ｉの増加に対して単調増加す
る。

【００５８】他方図５は本発明における閾値ｔを説明す
るためのグラフである。この図５のグラフは、最良類似
測度メモリ１８に格納されている、既に求めた各位置パ
ラメータ候補に対する類似測度の中でそれまでの最良の
類似測度Ａ０、Ａ０を与えた位置パラメータ候補（ｕ
０，ｖ０）、およびその位置パラメータ候補（ｕ０，ｖ
０）により得られる重複領域Ｄにおける残差Ｓ０の関係
を図示したものである。図５のグラフにおいて、原点と
現在の最良類似測度を表す最良類似測度点３０１とを結
んだ直線の傾きがＡ０に相当する。この直線上の点に対
応する重複領域の要素数と残差を持つ重複領域は、重複
領域Ｄ０と同じ類似測度を持つ。重複領域の要素数がＲ
の場合にはこの直線上の点に対応する残差は、 Ａ０×Ｒ （式１２） となる。

【００５９】先の部分残差Ｓ（ｉ）の重複領域要素番号
ｉの増加に対して単調増加であるという性質から、部分
残差Ｓ（ｉ）がこの閾値ｔを超過した場合には、Ｓ（ｉ
＋１）〜Ｓ（Ｒ）もすべてｔよりも大きな値となる。す
なわち、 Ｓ（Ｒ）≧Ｓ（Ｒ−１）≧…≧Ｓ（ｉ＋１）≧Ｓ（ｉ）＞Ａ０×Ｒ （式１ ３） であり、各辺をＲ（＞０）で割ると、 Ｓ（Ｒ）÷Ｒ≧Ｓ（Ｒ−１）÷Ｒ≧…≧Ｓ（ｉ＋１）÷Ｒ≧Ｓ（ｉ）÷Ｒ＞ Ａ０×Ｒ÷Ｒ＝Ａ０ （式１４） が成立する。これは、Ｓ（ｉ）がＡ０×Ｒを超えると、
重複領域Ｄにおける類似測度は必ずＡ０よりも大きくな
り、重複領域要素番号がｉ＋１以降の処理を継続して
も、重複領域Ｄにおける類似測度が現在の最良類似測度
Ａ０を更新する可能性がないことを示している。

【００６０】また、全てのｉに対して、 Ｓ（ｉ）＜Ａ０×Ｒ （式１５） ならば、 Ｓ（Ｒ）＜Ａ０×Ｒ （式１６） であるから、重複領域Ｄにおける類似測度は、式１６よ
り、 Ｓ（Ｒ）÷Ｒ＜Ａ０ （式１７） となり、必ず、それまでの最良類似測度Ａ０よりも、小
さな値を持つ。

【００６１】類似測度、残差、重複領域要素数のこれら
の性質を利用して、本実施例では式８に従って閾値ｔ
（＝Ａ０×Ｒ）を設定し、次のようにして計算量の削減
と最良類似測度の更新を実現する。

【００６２】すなわち、ステップＡ９において部分残差
Ｓ（ｉ）を更新する度に、ステップＡ１０において閾値
ｔと更新した部分残差を比較し、 Ｓ（ｉ）＞ｔ （式１８） が成立した場合には、重複領域Ｄにおける部分残差更新
処理を中止して、次の位置パラメータ候補選択の手続き
（ステップＡ３）に戻るのである。一度も式１８が成立
せず、全ての重複領域要素について、部分残差の更新を
行うことができた場合には、最良類似測度更新手段１１
により、最良類似測度メモリ１８内の最良類似測度Ａ
０、Ａ０を与えた位置パラメータ候補（ｕ０，ｖ０）お
よびその位置パラメータ候補により得られる重複領域Ｄ
の要素数Ｒ０を、それぞれ、 Ａ０←Ｓ（Ｒ）÷Ｒ （式１９−１） （ｕ０，ｖ０）←（ｕ，ｖ） （式１９−２） Ｒ０←Ｒ （式１９−３） に従って、更新する。そして、次の位置パラメータ候補
に対して同様の処理を行うべく、ステップＡ３以降を繰
り返すことで、全ての位置パラメータ候補の中で最良の
類似測度を与えるものを探し出し、基準画像１０１に対
して対象画像１０２が最もうまく重ね合わせることがで
きる位置を決定する。

【００６３】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は以上の実施例にのみ限定されず各種の付加変更
が可能である。以下、その変形例等について説明する。

【００６４】上記の実施例では、最良類似測度を式３に
より初期化したが、最良類似測度を或る程度予測できる
場合にはより解に近い値を最小類似測度の初期値として
設定しても良い。図４および図５より分かるように、最
良類似測度の初期値が解に近ければ近いほど、残差計算
が打ち切られるタイミングも早く（すなわち、重複領域
要素番号が小さいうちに）処理が中断されるため、この
場合にはより計算量を削減することが可能となる。

【００６５】上記の実施例では、位置パラメータ候補と
して平行移動を与えるものだけを対象としたが、本発明
は、回転をはじめとするより複雑な位置パラメータに対
しても利用可能である。例えば、平行移動に、画像の左
上隅を中心とした時計方向の回転のパラメータを加え
た、 Ｐ＝｛（ｕ，ｖ，θ）｜Ｕ０≦ｕ≦Ｕ１，Ｖ０≦ｖ≦Ｖ１，Θ０≦θ≦Θ１ ｝ （式２０） に対しても同様に、類似測度を定義可能であり、それま
での類似測度と重複領域要素数から設定される閾値によ
り類似測度計算の計算量を削減することが可能である。

【００６６】上記の実施例では、重複領域に含まれる要
素を基準画像と対象画像の重なり部分に存在する全ての
画素としたが、図７に示すように、基準画像と対象画像
との重なり部分に存在する全画素のうち或る規則に従っ
て選択した一部の画素を重複領域要素５０１とし、これ
ら重複領域要素５０１で重複領域を構成することも可能
である。例えば、Ｘ方向に対しては１つ置きに、Ｙ方向
に関しては２つ置きに位置する画素のみを重複領域構成
要素５０１とすれば、重複領域要素数を６分の１にする
ことが可能であり、計算量を削減できる。残差を要素数
により正規化した類似測度を利用しているため、このよ
うに重複領域要素を基準画像と対象画像の重なり部分か
ら選択的に構成したとしても、正しい位置合わせ結果を
得ることができるのも本発明における大きな特徴であ
る。

【００６７】上記の実施例では、通信手段２０を通じて
外部から位置パラメータ候補群を読み込んだが、画像メ
モリ１４内の画像データを参照して位置パラメータ候補
群を設定するようにしても良い。図６はこの方法で基準
画像４０１に対して対象画像４０２の位置パラメータ候
補を設定する一例を示している。位置パラメータ候補群
４０３は、対象画像４０２が基準画像４０１と重なりを
持つ全ての場合から構成されており、例えば、各画像が
（０，０）から（１５９，１１９）の座標で表わされる
１６０×１２０画素の大きさであれば、 Ｐ＝｛（ｕ，ｖ）｜−１５９≦ｕ≦１５９，−１１９≦ｖ≦１１９）｝ （ 式２１） と設定される。これにより、外部から位置パラメータ候
補群を読み込むことなく、画像のみが入力された場合に
も位置合わせ処理を実行することが可能となる。なお、
上記の例は、対象画像４０２が基準画像４０１と重なり
を持つ全ての場合から構成される位置パラメータ候補群
を示したが、各画像を取得するためのカメラの位置の情
報や画像間の相対関係を示す情報が画像に付加されてい
るような場合、その情報を利用することで、位置パラメ
ータ候補群をより限定した領域に設定することもでき
る。

【００６８】次に本発明における第２の実施の形態の例
について図面を参照して詳細に説明する。

【００６９】第２の実施の形態の例は、画像マスクを適
用した画像間の位置合わせ処理において、ある位置パラ
メータ候補に対する類似測度を求める際に、本発明の第
１の実施例と同様に、閾値を利用して残差計算を打ち切
ることで、全体の計算量が削減され、高速な位置合わせ
が可能となる手法を適用するものである。

【００７０】図１０は画像マスクの例である。画像マス
クは、画像の各画素が有効画素（すなわち画像処理や表
示の対象となる画素）であるのか、または無効画素（す
なわち画像処理や表示の対象とならない画素）であるの
かを示す情報を保持している。画像マスクを利用するこ
とで、画像中の特定の範囲だけを画像処理の対象とする
ことが可能となる。図１０においては、画像中心部の楕
円領域内に対応する画素が有効画素、楕円領域外の要素
が無効画素であることを示している。画像マスクを利用
した画像処理については「昭晃堂、『画像処理ハンドブ
ック』、２５２〜２５４頁」に詳細な説明があるのでこ
こでは割愛する。

【００７１】図１１は画像マスクを適用した画像間の位
置合わせ処理を説明するための図である。図１１におい
て、位置合わせ処理の基準となる基準画像と位置合わせ
処理の対象となる対象画像が重複領域Ｄを形成している
が、重複領域Ｄの要素のうち画像間の重ね合わせのよさ
を評価する指標である類似測度を求める対象となるの
は、基準画像および対象画像の双方が有効画素を持つ有
効重複領域Ｅに含まれる要素である。

【００７２】本発明の第１の実施例において説明したよ
うに、画像マスクを利用した位置合わせ処理等画像間の
有効重複領域が矩形とはならない場合でも、有効重複領
域Ｅに含まれる要素数とそれまでの最良類似測度とから
求めた閾値により、残差計算を打ち切ることで全体の計
算量が削減され、高速な位置合わせが可能である。

【００７３】しかしながら、有効重複領域Ｅの形状が複
雑な場合、すなわち有効重複領域Ｅに含まれる要素数
（有効重複領域要素数）を系統的に求めることが困難な
場合がある。この場合は有効重複領域の要素数を求める
処理における処理コストが増大し、閾値を利用して残差
計算を打ち切るという本発明の効果が失われてしまう問
題が発生する場合がある。

【００７４】本実施例はこの問題を回避し、画像マスク
を利用した画像間の位置合わせ処理においても高速に位
置合わせが行えるようにするために、ある位置パラメー
タ候補における類似測度を算出する際に、基準画像と対
象画像の重複領域の要素数と、無効領域要素数（または
有効領域要素数）と、それまでの最良類似測度とから求
めた値を閾値として利用するように構成したものであ
る。

【００７５】以下、本発明の第２の実施例を図面を用い
て詳細に説明する。

【００７６】図８は、本発明の第２の実施例の方法を実
施する位置合わせ処理装置２００の構成例を示すブロッ
ク図である。この例の位置合わせ処理装置２００は、第
１の実施例の方法を実施する位置合わせ処理装置１００
と比較して、機能部においては領域要素数初期化手段３
１、領域要素数更新手段３２、領域要素判定手段３３
が、記憶部においてはマスクメモリ３４、領域要素数メ
モリ３５が追加された構成となっている。位置合わせ処
理装置２００中の各要素は以下のような機能等を有す
る。

【００７７】図８において本発明の第２の実施例の方法
を実施する位置合わせ処理装置２００の各要素のうち、
制御手段１、位置パラメータ候補群設定手段２、位置パ
ラメータ候補選択手段３、重複領域設定手段４、重複領
域要素数計算手段５、重複領域要素選択手段６、残差更
新手段７、残差初期化手段８、残差閾値比較手段９、最
良類似測度初期化手段１２、位置パラメータ候補メモリ
１３、画像メモリ１４、重複領域メモリ１５、残差メモ
リ１６、閾値メモリ１７は、図１において本発明の第１
の実施例の方法を実施する位置合わせ処理装置１００に
記載の同名の要素と同様の機能を有する。

【００７８】また、図１において本発明の第１の実施例
の方法を実施する位置合わせ処理装置１００に記載され
た手段と同名を持つ、閾値設定手段１０、最良類似測度
更新手段１１、最良類似測度メモリ１８は、それぞれ、
次の機能を有する。

【００７９】閾値設定手段１０は、重複領域に対する残
差を求める処理において、処理の継続可否を判断し位置
合わせ処理の処理量を軽減するために利用される閾値
を、最良類似測度メモリ１８に格納されている最良類似
測度と、重複領域メモリ１５に格納されている重複領域
の要素数と、領域要素数メモリ３５に格納されている領
域要素数とから求め、閾値メモリ１７に設定する。

【００８０】最良類似測度更新手段１１は、位置パラメ
ータ候補メモリ１３に格納されている位置パラメータ候
補群中のすでに類似測度が求められた位置パラメータ候
補のうちで、最良の類似測度となった位置パラメータ候
補と、その位置パラメータ候補により得られた重複領域
の要素数と、その位置パラメータ候補により得られた有
効重複領域の要素数または無効重複領域の要素数を示す
領域要素数および最良類似測度を、最良類似測度メモリ
１８に格納する。

【００８１】最良類似測度メモリ１８は、処理の過程に
おいて、それまでに得られている最良の類似測度と、そ
の類似測度を与えた位置パラメータ候補と、その位置パ
ラメータ候補により得られる重複領域の全要素数および
領域要素数とを格納するメモリである。

【００８２】また、図１における本発明の第１の実施例
の方法を実施する位置合わせ処理装置１００と比較して
追加された、領域要素数初期化手段３１、領域要素数更
新手段３２、領域要素判定手段３３、マスクメモリ３
４、領域要素数メモリ３５は、それぞれ、次の機能を有
する。

【００８３】マスクメモリ３４は、画像メモリ１４に保
存された画像の各画素が有効画（すなわち画像処理や表
示の対象となる画素）であるのか、または無効画素（す
なわち画像処理や表示の対象とならない画素）であるの
かを示す画像マスクを格納するメモリである。

【００８４】領域要素数メモリ３５は、重複領域の各要
素のうち、基準画像または対象画像のいずれか（または
両方）が無効画素である要素の数を示す無効領域要素数
と、基準画像と対象画像の両方が有効画素である要素の
数を示す有効領域要素数とを表す領域要素数を格納する
メモリである。

【００８５】領域要素数初期化手段３１は、領域要素数
メモリ３５内の領域要素数を初期化する手段である。

【００８６】領域要素判定手段３３は、与えられた重複
領域の要素が類似測度計算の対象となる要素か否かをマ
スクメモリ３４を参照して判定する手段である。

【００８７】領域要素数更新手段３２は、領域要素判定
手段３３により判別された重複領域要素の種別に従っ
て、領域要素数メモリ３５内の領域要素数を更新する手
段である。

【００８８】図９は位置合わせ処理装置２００の処理の
一例を示すフローチャートである。

【００８９】以下、図８および図９を参照して、位置合
わせ処理装置２００の動作の概略を説明する。

【００９０】制御手段１は、先ず、通信手段２０によ
り、位置合わせ処理の対象となる対象画像および位置合
わせ処理の基準となる基準画像を画像メモリ１４に、そ
れぞれの画像マスクをマスクメモリ３４に読み込む（ス
テップＢ０）。次に、位置パラメータ候補群設定手段２
により、基準画像に対して対象画像がとりうる位置パラ
メータの候補の集合を位置パラメータ候補メモリ１３に
格納する（ステップＢ１）。そして、最良類似測度初期
化手段１２により、最良類似測度メモリ１８に含まれる
各値を初期化する（ステップＢ２）。

【００９１】続いて制御手段１は、位置パラメータ候補
選択手段３により、位置パラメータ候補メモリ１３から
１つの位置パラメータ候補を選択し（ステップＢ３）、
この選択された位置パラメータ候補を対象画像に適用し
た際に、対象画像と基準画像とが重なり合う部分である
重複領域を重複領域設定手段４により求めて重複領域メ
モリ１５に設定し（ステップＢ４）、また、重複領域要
素数計算手段５によりその重複領域に含まれるすべての
要素数を計算し（ステップＢ５）、それぞれを重複領域
メモリ１５に格納する。さらに、制御手段１は、領域要
素数メモリ３５に格納されている、重複領域に含まれる
無効領域の要素数および有効領域の要素数を領域要素数
初期化手段３１により初期化する（ステップＢ６）。そ
して、制御手段１は、重複領域設定手段４により設定さ
れた重複領域に含まれる要素のうち類似測度計算の対象
となる要素に対して残差を求める処理を開始する前に、
残差初期化手段８により、残差計算の途中経過を格納す
る残差メモリ１６を初期化する（ステップＢ７）。

【００９２】制御手段１は、重複領域要素選択手段６に
より重複領域内の一要素を選択し（ステップＢ８）、領
域要素判定手段３３により、マスクメモリ３４に格納さ
れている基準画像および対象画像それぞれの画像マスク
の情報から、選択された重複領域要素が、類似測度計算
の対象となる有効領域要素なのか、または、類似測度計
算の対象とならない無効領域要素なのかを判定する（ス
テップＢ９）。

【００９３】選択された重複領域要素が有効領域要素の
場合は、第１の実施例を実施する位置合わせ処理装置１
００の処理の一例を示すフローチャートである図２にお
いて、部分残差を更新する処理（ステップＡ９）と同様
の手続きにより残差メモリ１６内の部分残差を更新する
（ステップＢ１０）。そして、領域要素数を更新し（ス
テップＢ１１）、閾値設定手段１０により、最良類似測
度メモリ１８に格納されているそれまでの最良類似測度
と、重複領域メモリ１５に格納されている重複領域に含
まれる全要素数と、領域要素数メモリ３５内の無効領域
要素数または有効領域要素数とから閾値を求め、閾値メ
モリ１７に設定する（ステップＢ１２）。そして、図２
におけるステップＡ１０と同様の手続きにより残差メモ
リ１６内の部分残差と閾値メモリ１７内の閾値を比較し
（ステップＢ１３）、部分残差が閾値を超えた場合には
現在の位置パラメータに対する類似測度計算を中止し、
ステップＢ３以降を繰り返す。部分残差が閾値よりも小
さい場合は、他の重複領域要素に対して処理を適用する
ためにステップＢ８以降を繰り返す。

【００９４】選択された重複領域要素が無効領域要素の
場合は、残差メモリ１６内の部分残差を更新し（ステッ
プＢ１５）、領域要素数更新手段３２により領域要素数
メモリ３５に格納されている無効領域要素数と有効領域
要素数を更新し（ステップＢ１６）、他の重複領域要素
に対して処理を適用するためにステップＢ８以降を繰り
返す。

【００９５】ステップＢ８において、現在の位置パラメ
ータ候補により生じる重複領域要素のすべてに対してス
テップＢ８以降の処理を適用した場合は、最良類似測度
更新手段１１により、残差メモリ１６内に格納されてい
る部分残差、重複領域メモリ１５に格納されている重複
領域に含まれる全要素数、および領域要素数メモリ３５
に格納されている重複領域に含まれる無効領域要素数ま
たは有効領域要素数から類似測度を計算し最良類似測度
メモリ１８に格納されている最良類似測度を更新する。
同時に、現在の位置パラメータ候補、その位置パラメー
タ候補により得られた重複領域に含まれる全要素数およ
び無効領域要素数または有効領域要素数を最良類似測度
メモリ１８に格納する（ステップＢ１４）。そして、他
の位置パラメータ候補に対して類似測度を求めるため
に、ステップＢ３以降を繰り返す。

【００９６】ステップＢ３において、位置パラメータ候
補選択手段３がすべての位置パラメータ候補に対してス
テップＢ４以降の処理を適用したと判断された場合は、
処理を終了する。この時、最良類似測度メモリ１８に格
納されている類似測度が位置パラメータ候補群に対する
最良の類似測度であり、同じく最良類似測度メモリ１８
に格納されている位置パラメータ候補が位置合わせ処理
の結果として得られる位置パラメータとなる。

【００９７】以下、本発明の第２の実施例の動作につい
てより具体的に説明する。

【００９８】図１１において、基準画像Ｉ６０１と対象
画像Ｔ６０２の画素値および位置は、第１の実施例と同
様の方法で表現されているものとする。

【００９９】本実施例では画像マスクは基準画像、対象
画像と同じ大きさを持ち、有効画素であれば１を、無効
画素であれば０の値を持つ２値画像で表現されるものと
する。すなわち、基準画像Ｉの画像マスクをＭｉ（ｘ，
ｙ）、対象画像の画像マスクをＭｔ（ｘ，ｙ）とする
と、 Ｍｉ（ｘ，ｙ）＝０ ： Ｉ（ｘ，ｙ）が無効画素の場合 （式２１−１） ＝１ ： Ｉ（ｘ，ｙ）が有効画素の場合 （式２１−２） Ｍｔ（ｘ，ｙ）＝０ ： Ｔ（ｘ，ｙ）が無効画素の場合 （式２２−１） ＝１ ： Ｔ（ｘ，ｙ）が有効画素の場合 （式２２−２） である。対象となる位置（ｘ，ｙ）の画素が無効画素で
ある場合、その画素は位置合わせ処理をはじめとする画
像処理の対象とならない。

【０１００】なお、本実施例における画像マスクの形態
は説明の都合上２値画像としたが、これは本発明の適用
範囲を限定するものではない。各画素が有効画素である
のか無効画素であるのかを判断できるものであれば何で
もよく、多値画像や無効画素位置を記録した変換テーブ
ルなど他の形態を利用することも可能である。また、各
画像毎に異なる画像マスクを利用するものとしたが、各
画像の有効画素領域の大きさおよび形状が同じであれ
ば、単一の画像マスクを利用することも可能である。

【０１０１】まず、制御手段１は、通信手段２０を介し
て、基準画像Ｉ６０１および対象画像Ｔ６０２を画像サ
イズなどの属性値とともに画像メモリ１４に、それぞれ
の画像マスクＭｉおよびＭｔをマスクメモリ３４に読み
込み（ステップＢ０）、位置パラメータ候補群設定手段
２により、通信手段２０を介して外部から位置パラメー
タ候補群を位置パラメータ候補メモリ１３に読み込む
（ステップＢ１）。位置パラメータ候補群は、対象画像
Ｔ６０２が基準画像座標系６０４において取りうる位置
の集合であり、第１の実施例と同様に式１で表現されて
おり、位置パラメータ候補群Ｐの各要素は、位置パラメ
ータ番号に従って、位置パラメータ候補選択手段３によ
り順番にかつ重複なく選択されていく。位置パラメータ
番号は説明の便宜を図るために設定するものであり、本
発明の本質に影響を与えるものではないことも第１の実
施例と同様である。

【０１０２】制御手段１は、基準画像Ｉ６０１に対して
対象画像Ｔ６０２が最もうまく重なる位置パラメータを
決定するために、各位置パラメータ候補に対して類似測
度を計算するが、本実施例では、第１の実施例と同様の
類似測度、すなわち、位置パラメータ候補により生成さ
れる有効重複領域にて定義される残差を、その有効重複
領域の要素数で正規化した類似測度を利用する。この
時、位置パラメータ候補群Ｐのある位置パラメータ
（ｕ，ｖ）を対象画像Ｔ６０２に適用した場合に、基準
画像Ｉ６０１と対象画像Ｔ６０２とが重なり合う図１１
の有効重複領域Ｅ６０５において、残差Ｓ（ｕ，ｖ）お
よび類似測度Ａ（ｕ，ｖ）は、 Ｓ（ｕ，ｖ）＝ＳＵＭ｛Ｅ，｜Ｉ（ｐ，ｑ）−Ｔ（ｐ−ｕ，ｑ−ｖ）｜｝ （式２３−１） Ａ（ｕ，ｖ）＝Ｓ（ｕ，ｖ）÷ＮＵＭ（Ｅ） （式２３−２） と定義される。

【０１０３】次に制御手段１は、第１の実施例と同様
に、最良類似測度メモリ１８に含まれる各項目を初期化
する（ステップＢ２）。すなわち、それまでの最良の
（最小の）類似測度Ａ０を、式３に従って初期化する。

【０１０４】図９におけるステップＢ３以降の処理は、
第１の実施例の方法を実施する例におけるステップＡ３
以降の処理と同様に、最良類似測度メモリ１８内の、Ａ
０よりも小さな、すなわち、基準画像Ｉ６０１と対象画
像Ｔ６０２の類似性がより高い類似測度が得られる度に
最良類似測度メモリ１８内のデータを更新することで、
最良の類似測度とその類似測度を与える位置パラメータ
および重複領域中の要素数を常に保持する処理を行うも
のである。

【０１０５】本実施例では、ステップＢ４において、位
置パラメータ候補（ｕ，ｖ）を対象画像Ｔ６０２に適用
した場合に得られる、基準画像Ｉ６０１と対象画像Ｔ６
０２とが重なりあう重複領域Ｄ６０３を重複領域設定手
段４により求め、重複領域メモリ１５に格納する。この
とき重複領域Ｄ６０３は、第１の実施例の方法を実施す
る例と同様に、式４で表現される矩形領域に含まれるす
べての位置である。この重複領域は、画像マスクの形状
に関係なく求められるものであり、第１の実施例の方法
を実施する例と同様に、重複領域要素数計算手段５によ
り、式７に従って、その要素数Ｒを系統的に求めること
が可能である（ステップＢ５）。以下では、この重複領
域Ｄ６０３の各要素には、第１の実施例の方法を実施す
る例と同様に、重複領域要素選択手段６により選択され
る順に１から重複なく整数で重複領域要素番号が付加さ
れているものとする。これは本発明の動作を説明するた
めに便宜上設定するものであり、本発明の本質には影響
を与えない。

【０１０６】重複領域に含まれる各要素は類似測度計算
の対象となる有効領域要素か、類似測度計算の対象とな
らない無効領域要素のいずれかに分類できる。有効領域
要素とは基準画像Ｉ６０１と対象画像Ｔ６０２の両方の
画素が有効画素である重複領域要素であり、いずれか一
方（または両方）の画素が無効画素の場合は無効領域要
素となる。すなわち、重複領域Ｄ６０３は有効領域要素
から構成される有効重複領域Ｅ６０５と、無効領域要素
から構成される無効重複領域Ｆ６０６の２つに分割でき
る。

【０１０７】式２３−１および式２３−２にあるよう
に、位置パラメータ候補（ｕ，ｖ）に対する類似測度は
有効重複領域Ｅ６０５において定義されており、第１の
実施例におけるのと同様に処理を高速化するための閾値
および類似測度そのものを設定するためには、有効重複
領域Ｅ６０５の要素数Ｒｅ（＝ＮＵＭ（Ｅ））を求める
必要がある。しかしながら、画像マスクの形状が複雑な
場合は系統的に求めることができず、重複領域Ｄ６０３
のすべての要素について、画像マスクを参照して有効領
域要素であるか否かを調べることで有効領域要素数を求
める処理を必要とする。しかしながらこの処理は、重複
領域Ｄ６０３における残差を求める処理と同様の処理コ
ストが必要であり、本発明の第１の実施例における閾値
を利用した残差計算打ち切りによる計算量削減の効果が
損なわれてしまうという問題がある。そこで、本実施例
では、最初に有効重複領域Ｅ６０５に含まれる要素数を
計算することは行わず、重複領域Ｄ６０３内の各要素を
順番にかつ重複無く選択しながら部分残差を更新してい
く過程において、すでに処理の終了した重複領域要素に
含まれていた無効領域要素数を加味した閾値を随時設定
することで、この問題を解消する。

【０１０８】そのために、領域要素数メモリ３５に格納
されている、それまでに見つけた無効領域要素の数Ｆ
（ｉ）および有効領域要素の数Ｅ（ｉ）を、 Ｅ（０）←０ （式２４−１） Ｆ（０）←０ （式２４−２） により初期化する（ステップＢ６）。また、第１の実施
例の方法を実施する例におけるステップＡ７と同様に、
有効重複領域Ｅ６０５に対する残差を求めるために利用
する、残差メモリ１６に格納されている部分残差Ｓ
（ｉ）を、 Ｓ（０）←０ （式２５） により初期化する（ステップＢ７）。

【０１０９】次に、重複領域Ｄ６０３に含まれる各重複
領域要素ｉ（１≦ｉ≦Ｒ）に対して以下の処理を適用す
る（ステップＢ８）。

【０１１０】まず、領域要素判定手段３３により、重複
領域要素ｉが有効領域要素であるか無効領域要素である
かを基準画像および対象画像の画像マスクを参照するこ
とで決定する（ステップＢ９）。すなわち、 Ｍｉ（ｐ（ｉ），ｑ（ｉ））＝１ かつ Ｍｔ（ｐ（ｉ）−ｕ，ｑ（ｉ）ｖ ）＝１ （式２６−１） であれば、重複領域要素ｉは有効領域要素であり、この
条件を満たさない場合、すなわち、 Ｍｉ（ｐ（ｉ），ｑ（ｉ））＝０ または Ｍｔ（ｐ（ｉ）−ｕ，ｑ（ｉ） −ｖ）＝０ （式２６−２） であれば、重複領域要素ｉは無効領域要素である。ここ
で、第１の実施例の方法を実施する例の説明と同様に、 ｐ（ｉ）：重複領域要素番号ｉの要素のＸ方向成分 ｑ（ｉ）：重複領域要素番号ｉの要素のＹ方向成分 である。

【０１１１】重複領域要素ｉが無効領域要素であった場
合は、部分残差Ｓ（ｉ）の値を残差更新手段７により、 Ｓ（ｉ）←Ｓ（ｉ−１） （式２７） に従って更新し（ステップＢ１５）、同時に、領域要素
数更新手段３２により、 Ｅ（ｉ）←Ｅ（ｉ−１） （式２８−１） Ｆ（ｉ）←Ｆ（ｉ−１）＋１ （式２８−２） に従って有効領域要素数Ｅ（ｉ）、無効領域要素数Ｆ
（ｉ）を更新する（ステップＢ１６）。

【０１１２】重複領域要素ｉが無効領域要素ではない場
合、すなわち、有効領域要素であった場合は、第１の実
施例の方法を実施する例の説明と同様に、残差更新手段
７により、 Ｓ（ｉ）＝Ｓ（ｉ−１）＋｜Ｉ（ｐ（ｉ），ｑ（ｉ））−Ｔ（ｐ（ｉ）−ｕ ，ｑ（ｉ）−ｖ）｜ （式２９） に従って残差メモリ１６内の残差Ｓ（ｉ）を更新する
（ステップＢ１０）。また、領域要素数更新手段３２に
より、有効領域要素数Ｅ（ｉ）、無効領域要素数Ｆ
（ｉ）を、 Ｅ（ｉ）←Ｅ（ｉ−１）＋１ （式３０−１） Ｆ（ｉ）←Ｆ（ｉ−１） （式３０−２） と更新する（ステップＢ１１）。

【０１１３】図１２は、本発明における第２の実施例に
おける閾値Ｔ（ｉ）を説明するためのグラフであり、第
１の実施例の方法を説明するための図５と同様に、既に
求めた各位置パラメータ候補に対する類似測度の中でそ
れまでの最良の類似測度Ａ０、Ａ０を与えた位置パラメ
ータ候補、およびその位置パラメータ候補により得られ
る有効重複領域数Ｒ０に対する残差の関係を図示したも
のである。図１２のグラフにおいて、原点と現在の最良
類似測度Ａ０を表す最良類似測度点３０１とを結んだ直
線の傾きがＡ０に相当する。この直線上の点に対応する
要素数と残差を与える有効重複領域は、類似測度点３０
１を与える位置パラメータ候補により得られる有効重複
領域と同じ類似測度を持つ。

【０１１４】図１２において、点７０１は、初期の閾値
に対応する点を示している。この時は、重複領域Ｄ６０
３に含まれる全ての重複領域要素を有効領域要素とみな
した場合の閾値になる。しかしながら、重複領域Ｄ６０
５には無効領域要素も含まれているため、この閾値は有
効領域要素Ｅ６０５に対する真の閾値Ａ０×Ｒｅよりも
大きく、閾値を変更せずに有効重複領域Ｅ６０５に対す
る残差計算を続行した場合は、重複領域要素Ｅ６０５の
要素数Ｒｅがあらかじめわかっている場合には行う必要
のない残差更新処理が含まれる場合がある。

【０１１５】残差計算の過程において無効領域要素を発
見することは、重複領域Ｄ６０３に含まれる無効領域要
素数、すなわち無効重複領域Ｆ６０６の要素数の下限が
増加することに相当することから、相対的に重複領域Ｄ
６０３に含まれる有効領域要素、すなわち有効重複領域
Ｅ６０５の要素数の上限が減少することになる。これ
は、閾値を小さくできることを意味しており、本発明に
おける第２の実施例では、重複領域要素ｉに対する閾値
Ｔ（ｉ）を、 Ｔ（ｉ）←Ａ０×（Ｒ−Ｆ（ｉ）） （式３１−１） または Ｔ（ｉ）＝Ａ０×（Ｒ−ｉ＋Ｅ（ｉ）） （式３１−２） により逐次求める（ステップＢ１２）。

【０１１６】ここで閾値Ｔ（ｉ）と部分残差Ｓ（ｉ）の
関係を考える。

【０１１７】本実施例では、ステップＢ９において領域
要素判定手段３３により、重複領域要素ｉが有効領域要
素であるか無効領域要素であるかを判定し、重複領域要
素ｉが無効領域要素ではない（すなわち有効領域要素で
ある）場合のみ式２９に基づいて部分残差が加算される
ように構成していることから、 Ｓ（１）≦Ｓ（２）≦…≦Ｓ（ｉ）≦…≦Ｓ（Ｒ）＝有効重複領域Ｅ６０５ における残差 （式３２） となる。

【０１１８】式２８−２および式３０−２より、無効領
域要素数Ｆ（ｉ）はｉに関して単調増加であり、また、
すべての重複領域要素に対して処理を適用した場合の無
効領域要素数Ｆ（Ｒ）はＮＵＭ（Ｆ）と一致し、各重複
領域要素は無効領域要素または有効領域要素のいずれか
に必ず分類されることから、 ０＝Ｆ（０）≦Ｆ（１）≦…≦Ｆ（ｉ−１）≦Ｆ（ｉ）≦Ｆ（ｉ＋１）≦… ≦Ｆ（Ｒ）＝ＮＵＭ（Ｆ）＝Ｒ−Ｒｅ （式３３−１） ０＝Ｅ（０）≦Ｅ（１）≦…≦Ｅ（ｉ−１）≦Ｅ（ｉ）≦Ｅ（ｉ＋１）≦… ≦Ｅ（Ｒ）＝ＮＵＭ（Ｅ）＝Ｒｅ （式３３−２） ｉ＝Ｆ（ｉ）＋Ｅ（ｉ） （式３３−３） がそれぞれ成立する。式３３−１に式３１−１を適用す
ると、Ｔ（１）＝Ａ０×（Ｒ−Ｆ（１））＝Ａ０×Ｒ≧
Ｔ（２）＝Ａ０×（Ｒ−Ｆ（２））≧…≧Ｔ（ｉ）＝Ａ
０×（Ｒ−Ｆ（ｉ））≧…≧Ｔ（Ｒ）＝Ａ０×（Ｒ−Ｆ
（Ｒ））＝Ａ０×Ｒｅ （式３４−１） であり、有効重複領域Ｅ６０５に対する本来の閾値Ａ０
×ＲｅとＴ（ｉ）の間に、 Ｔ（１）≧Ｔ（２）≧…≧Ｔ（ｉ）≧…≧Ｔ（Ｒ）＝Ａ０×Ｒｅ （式３４ −２） が成立する。これは、式３１により求めた閾値Ｔ（ｉ）
が有効重複領域Ｅ６０５に対する本来の閾値に収束する
ことを示しており、図１２においては、閾値に対応する
点が、初期の閾値に対応する点７０１から有効重複領域
Ｅ６０５に対する真の閾値に対応する点７０２に徐々に
移動することに対応する。

【０１１９】ここで、部分残差Ｓ（ｉ）が閾値Ｔ（ｉ）
を越えたとすると、Ｓ（ｉ）が単調増加であることか
ら、 Ｓ（Ｒ）≧Ｓ（ｉ）＞Ｔ（ｉ）≧Ａ０×Ｒｅ （式３５） であり、各項をＲｅ（＞０）で割ると、 Ａ（ｕ，ｖ）＝Ｓ（Ｒ）÷Ｒｅ≧Ｓ（ｉ）÷Ｒｅ＞Ａ０×（Ｒ−Ｆ（ｉ）） ÷Ｒｅ≧Ａ０ （式３６） が成立する。これは、部分残差Ｓ（ｉ）が閾値Ｔ（ｉ）
を越えた場合は、有効重複領域Ｅ６０５における類似測
度が最良類似測度Ａ０よりも必ず大きくなることを示し
ており、第１の実施例における方法の例と同様に、重複
領域要素ｉ＋１以降に対して処理を継続しても最良類似
測度を更新する可能性がないことを示している。そこ
で、残差閾値比較手段９は、部分残差Ｓ（ｉ）と閾値Ｔ
（ｉ）を比較して重複領域Ｄ６０５に対する処理の継続
是非を判断する（ステップＢ１３）。すなわち、 Ｓ（ｉ）＞Ｔ（ｉ） （式３７） が成立すれば、その位置パラメータ候補に対する処理を
中断し、次の位置パラメータ候補に対してステップＢ３
以降の類似測度計算の処理をあらためて適用する。式３
７が成立しない場合は、次の重複領域要素ｉ＋１に対し
てステップＢ８以降の処理を適用する。

【０１２０】逆に、すべてのｉについて式３７が成立し
なかった場合、すなわち、 Ｓ（Ｒ）≦Ｔ（Ｒ） （式３８） が成立した場合、式３１から、 Ｓ（Ｒ）≦Ｔ（Ｒ）＝Ａ０×（Ｒ−Ｆ（Ｒ））＝Ａ０×（Ｒ−Ｒ＋Ｅ（Ｒ） ）＝Ａ０×Ｒｅ （式３９） が成立する。各項をＲｅ（＞０）で割ると、 Ａ（ｕ，ｖ）＝Ｓ（Ｒ）÷Ｒｅ≦Ａ０ （式４０） であり、有効重複領域Ｅ６０５の類似測度は最良類似測
度Ａ０を更新する。そこで、すべての重複領域要素に対
してステップＢ９以降の処理を適用した場合は、最良類
似測度更新手段１１により、最良類似測度メモリ１８に
格納されている各項目を更新する（ステップＢ１３）。
すなわち、最良類似測度、最良類似測度を与えた位置パ
ラメータ候補、その位置パラメータ候補により得られる
重複領域の全要素数および無効領域要素数および有効領
域要素数を、 最良類似測度Ａ０←Ｓ（Ｒ）÷（Ｒ−Ｆ（Ｒ））（式４１−１） 位置パラメータ候補←（ｕ，ｖ） （式４１−２） 重複領域要素数←Ｒ （式４１−３） 無効重複領域要素数←Ｆ（Ｒ） （式４１−４） 有効重複領域要素数←Ｅ（Ｒ） （式４１−５） と更新する。

【０１２１】なお、上記の説明において、ステップＢ１
５では部分残差Ｓ（ｉ）の値が、ステップＢ１６におい
ては有効領域要素数Ｅ（ｉ）の値が、ステップＢ１１に
おいては無効領域要素数Ｆ（ｉ）の値が、それぞれ式２
７、式２８−１、式３０−２により更新されるものとし
て説明したが、これは説明の便宜を図るためのものであ
り、本発明の適用をこれに限定するものではない。各更
新処理の前後で、それぞれの値は変化しないため、残差
メモリ１６内の部分残差、領域要素数メモリ３５内の有
効領域要素数および無効領域要素数が、それぞれ一つの
レジスタにより表現されている場合はこれらの更新処理
は必要としない。また有効領域要素数と無効領域要素数
の間には常に式３３−３の関係が存在するため、有効領
域要素数または無効領域要素数のいずれか一方のみを記
録／更新するように構成することも可能である。

【０１２２】本発明の第２の実施例においても、第１の
実施例と同様の拡張が可能である。

【０１２３】すなわち、第２の実施例の説明において
は、位置パラメータ候補として平行移動を与えるものだ
けを対象としたが、回転をはじめとするより複雑な位置
パラメータに対しても利用可能である。また、図７に示
すように、基準画像と対象画像との重なり部分に存在す
る全画素のうち或る規則にしたがって選択した一部の画
素を重複領域要素とし、これら重複領域要素で重複領域
Ｄを構成することも可能である。さらには、上記の説明
では通信手段２０を通じて外部から位置パラメータ候補
群を読み込んだが、画像メモリ１４内の画像データを参
照して位置パラメータ候補群を設定するようにしても良
い。さらには、対象画像が基準画像と重なりを持つ全て
の場合から構成される位置パラメータ候補群を示した
が、各画像を取得するためのカメラの位置の情報や画像
間の相対関係を示す情報が画像に付加されているような
場合、その情報を利用することで、位置パラメータ候補
群をより限定した領域に設定することもできる。

【０１２４】本発明が対象とする画像の位置合わせは画
像処理の基本的な処理の一つであるため、各種の画像処
理分野に適用できる。本出願人は先の特許出願（特願平
０８−２６３５０号）において、撮像装置により撮像し
た対象の部分画像を撮像装置の移動によって複数取得
し、これら部分画像群から画像合成処理により合成画像
を生成する画像入力装置を提案したが、本発明はこのよ
うな装置における画像合成処理時における画像の位置合
わせに対しても勿論適用可能である。

【０１２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば以下
のような効果を得ることができる。

【０１２６】第１の効果は、位置合わせ処理の結果が基
準画像と対象画像との重なり部分の大きさ、形状の変化
の影響を受けず、基準画像に対して対象画像を最もうま
く重ね合わせることができる位置を正確に求めることが
できることである。これは、基準画像と対象画像との重
複領域における残差そのものを指標とするのではなく、
その残差を重複領域の要素数で正規化した類似測度を指
標として基準画像と対象画像との位置合わせのよさを評
価しているためである。

【０１２７】第２の効果は、高速な位置合わせが可能な
ことである。これは、対象画像の基準画像に対する各重
なり位置における類似測度を求める過程において、計算
途中の残差が、それまでの最良類似測度と重複領域の要
素数とから設定した閾値を超過し、最良類似測度を更新
する見込みがなくなった時点で、今回の残差の計算を打
ち切るようにして計算量を削減しているためである。

【０１２８】第３の効果は、画像マスクを利用した複雑
な形状を持つ画像間の位置合わせ処理においても、基準
画像と対象画像との重なり部分の大きさ、形状の変化の
影響を受けず、基準画像に対して対象画像を最もうまく
重ね合わせることができる位置を正確に求めることがで
きることである。これは、基準画像と対象画像との重複
領域における残差そのものを指標とするのではなく、そ
の残差を重複領域の要素数で正規化した類似測度を指標
として基準画像と対象画像との位置合わせのよさを評価
しているためである。

【０１２９】第４の効果は、画像マスクを利用した複雑
な形状を持つ画像間の位置合わせ処理においても高速な
位置合わせが可能なことである。これは、対象画像の基
準画像に対する各重なり位置における類似測度を求める
過程において、計算途中の残差を、それまでの最良類似
測度と重複領域の要素数とそれまでに発見した類似測度
計算の対象となる有効領域要素の数（または類似測度計
算の対象とならない無効領域要素の数）とから設定した
閾値と比較し、閾値を超過した時には最良類似測度を更
新する見込みがなくなったと判断し、残差の計算を打ち
切るようにして計算量を削減しているためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施する位置合わせ処理装置の
構成の一例を示すブロック図である。

【図２】本発明の方法を実施する位置合わせ処理装置の
処理の一例を示すフローチャートである。

【図３】基準画像と対象画像との説明図である。

【図４】基準画像と対象画像との重複領域における残差
計算の特徴を説明するためのグラフの例を示す図であ
る。

【図５】本発明における閾値を説明するためのグラフの
一例を示す図である。

【図６】画像メモリ内の画像データを参照して位置パラ
メータ候補群を設定する方法の説明図である。

【図７】基準画像と対象画像との重なり部分に存在する
画素のうちの一部の画素を重複領域要素として選択する
例の説明図である。

【図８】本発明の方法を実施する位置合わせ処理装置の
構成の一例を示すブロック図である。

【図９】本発明の方法を実施する位置合わせ処理装置の
処理の一例を示すフローチャートである。

【図１０】画像マスクを説明するための説明図である。

【図１１】本発明の第２の実施例における基準画像と対
象画像との説明図である。

【図１２】本発明の第２の実施例における閾値を説明す
るためのグラフの一例を示す図である。

【図１３】従来技術の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１ 制御手段 ２ 位置パラメータ候補群設定手段 ３ 位置パラメータ候補選択手段 ４ 重複領域設定手段 ５ 重複領域要素数計算手段 ６ 重複領域要素選択手段 ７ 残差更新手段 ８ 残差初期化手段 ９ 残差閾値比較手段 １０ 閾値設定手段 １１ 最良類似測度更新手段 １２ 最良類似測度初期化手段 １３ 位置パラメータ候補メモリ １４ 画像メモリ １５ 重複領域メモリ １６ 残差メモリ １７ 閾値メモリ １８ 最良類似測度メモリ ２０ 通信手段 ３１ 領域要素数初期化手段 ３２ 領域要素数更新手段 ３３ 領域要素数判定手段 ３４ マスクメモリ ３５ 領域要素数メモリ １００ 位置合わせ処理装置 １０１ 基準画像Ｉ １０２ 対象画像Ｔ １０３ 重複領域Ｄ １０４ 基準画像座標系 ２００ 位置合わせ処理装置 ３０１ 現在の最良類似測度を与える点 ４０１ 基準画像 ４０２ 対象画像 ４０３ 位置パラメータ候補群 ５０１ 重複領域要素 ６００ 画像マスク ６０１ 基準画像Ｉ ６０２ 対象画像Ｔ ６０３ 重複領域Ｄ ６０４ 基準画像座標系 ６０５ 有効重複領域Ｅ ６０６ 無効重複領域Ｆ ７０１ 初期閾値点 ７０２ 最適閾値点

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 7/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準となる画像に対して位置合わせ対象と
   なる画像を最もうまく重ね合わせることができる位置を
   求める画像の位置合わせ方法であって、基準画像と対象
   画像との位置合わせのよさの指標として、基準画像と対
   象画像との重複領域における残差をその重複領域に含ま
   れる要素数により正規化した類似測度を用い、対象画像
   の基準画像に対する各重なり位置の候補における類似測
   度のうち、最良の類似測度が得られた重なり位置の候補
   を基準画像に対するその対象画像の位置合わせ位置とす
   る方法において、 対象画像の基準画像に対する各重なり位置の候補におけ
   る類似測度を求める際、今回の重なり位置の候補による
   両画像の重複領域の要素数と今までの最良類似測度とか
   ら今回の類似測度算出で使用する計算打切り用の閾値を
   設定するステップと、 今回の重なり位置の候補による両画像の重複領域におけ
   る残差を計算する過程において、計算途中の残差が前記
   閾値を超過した場合には残りの残差計算を取り止めて次
   の重なり位置の候補における類似測度の算出に進み、前
   記閾値を超過することなく残差計算が終了した場合には
   得られた残差をその重複領域に含まれる要素数により正
   規化した類似測度で最良類似測度を更新するステップと
   を含むことを特徴とする画像の位置合わせ方法。
2. 【請求項２】重複領域の要素数と今までの最良類似測度
   とを乗じた値を前記閾値とすることを特徴とする請求項
   １記載の画像の位置合わせ方法。
3. 【請求項３】対象画像が基準画像に対してとりうる重な
   り位置の候補を外部の機器から読み込むようにしたこと
   を特徴とする請求項２記載の画像の位置合わせ方法。
4. 【請求項４】対象画像が基準画像に対してとりうる重な
   り位置を基準画像と対象画像とに基づいて自動的に設定
   することを特徴とする請求項２記載の画像の位置合わせ
   方法。
5. 【請求項５】画像マスクを利用した画像処理で、基準と
   なる画像に対して位置合わせ対象となる画像を最もうま
   く重ね合わせることができる位置を求める画像の位置合
   わせ方法であって、基準画像と対象画像との位置合わせ
   のよさの指標として、基準画像と対象画像との重複領域
   における残差をその重複領域に含まれる要素数により正
   規化した類似測度を用い、対象画像の基準画像に対する
   各重なり位置の候補における類似測度のうち、最良の類
   似測度が得られた重なり位置の候補を基準画像に対する
   その対象画像の位置合わせ位置とする方法において、 今回の重なり位置の候補による前記基準画像と前記対象
   画像の両画像の重複領域における残差を計算するステッ
   プが、 対象画像の基準画像に対する各重なり位置の候補におけ
   る類似測度を求める際、今回の重なり位置の候補による
   両画像の重複領域の要素数と、今までの最良類似測度
   と、それまでに確認した類似測度計算の対象となる有効
   領域要素数または類似測度計算の対象とならない無効領
   域要素数とから今回の類似測度算出で使用する計算打切
   り用の閾値を設定するステップと、 計算途中の残差が前記閾値を超過した場合には残りの残
   差計算を取り止めて次の重なり位置の候補における類似
   測度の算出に進み、前記閾値を超過することなく残差計
   算が終了した場合には得られた残差をその重複領域に含
   まれる要素数により正規化した類似測度で最良類似測度
   を更新するステップとを含むことを特徴とする画像の位
   置合わせ方法。
6. 【請求項６】今までの最良類似測度と、重複領域の要素
   数からそれまでに処理を適用した無効領域要素数を減じ
   た値とを乗じた値を前記閾値とすることを特徴とする請
   求項５記載の画像の位置合わせ方法。
7. 【請求項７】対象画像が基準画像に対してとりうる重な
   り位置の候補を外部の機器から読み込むようにしたこと
   を特徴とする請求項６記載の画像の位置合わせ方法。
8. 【請求項８】対象画像が基準画像に対してとりうる重な
   り位置を基準画像と対象画像とに基づいて自動的に設定
   することを特徴とする請求項６記載の画像の位置合わせ
   方法。