JPH0962840A - 画像照合方法と画像照合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルデータとして取り込まれた照合用画
像と、デジタルデータとして記憶されている参照用画像
を比較的簡単にかつ確実に照合することができる画像照
合方法と画像照合装置を提供すること。 【解決手段】 照合用画像中又は参照用画像中から、複
数の一次元情報を抽出する画像情報抽出手段１００と、
これらの一次元情報を相手の照合用画像又は参照用画像
と照合させて、各々の一次元情報についてデータの一致
率が設定値以上になる箇所の位置情報群を求める位置情
報群決定手段２００と、各一次元情報について求められ
た位置情報群間に、抽出した一次元情報の相対位置関係
と一致する場合に、または規定のバラツキ内の相対位置
関係を持ったデータの組み合わせが存在する場合に、照
合用画像と参照用画像が同一であると判定する判定手段
３００と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルデータと
して取り込まれた照合用画像と、デジタルデータとして
記憶されている参照用画像とを照合するための画像照合
方法と画像照合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】照合用の画像と参照用の画像を比較する
場合として、例えば指紋を照合する場合においては、指
から取り込まれた照合用の指紋の画像と、予め記憶され
ている参照用の指紋の画像が、それぞれの画像から特徴
点を抽出してその部分に着目することにより照合を行
う。従来のこのような画像の照合は、画像の濃淡や、画
像の白黒の本数や線の角度情報などに基づいて、照合用
の指紋画像と参照用の指紋画像を照合する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の照合方式では、照合用画像と参照用画像の特徴点
を抽出したり、白黒の本数を数えたり、あるいは画像の
白黒部分の角度の情報を得たりあるいは、画像の濃淡を
計算する必要があるので、複雑な計算処理が必要であ
る。又その処理に時間が掛り、処理装置が大規模になる
とともに、高速の中央演算装置が必要となってしまうと
いう欠点がある。従来特徴点として用いているのは、例
えば画像上の線の分岐点などである。

【０００４】そこで本発明は上記課題を解消するために
なされたものであり、デジタルデータとして取り込まれ
た照合用画像と、デジタルデータとして記憶されている
参照用画像を比較的簡単にかつ確実に照合することがで
きる画像照合方法と画像照合装置を提供することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、デジタルデータとして取り込まれた照合用画像
と、デジタルデータとして記憶されている参照用画像
と、を照合する際に、照合用画像中又は参照用画像中か
ら複数の一次元情報を抽出し、これらの一次元情報を相
手の照合用画像又は参照用画像と照合させて、各々の一
次元情報についてデータの一致率が設定値以上になる箇
所の位置情報群を求め、各一次元情報について求められ
た位置情報群間において、抽出した一次元情報の相対位
置関係と一致するか、または規定のバラツキ内の相対位
置関係を持ったデータの組み合わせが存在する場合に、
照合用画像と参照用画像が同一であると判定する、画像
照合方法により、達成される。

【０００６】本発明では、照合用画像又は参照用画像か
ら複数の一次元情報を抽出して、これらの一次元情報を
相手の画像と照合させる。これによりそれぞれの一次元
情報についてのデータの一致率が設定基準になった箇所
（点）の位置情報群を求める。そして、位置情報群間に
おいて、抽出した一次元情報の相対位置関係と一致する
か、又は規定のバラツキ内の相対位置関係を持ったデー
タの組み合わせがある場合には、照合用画像と参照用画
像が同一であると判定する。これにより、デジタルデー
タとして取り込まれた照合用画像とデジタルデータとし
て記憶されている参照用画像を照合して、照合用画像と
参照用画像が同一であるかどうかを確実に判定すること
ができる。

【０００７】上記目的は、本発明にあっては、デジタル
データとして取り込まれた照合用画像と、デジタルデー
タとしてあらかじめ記憶されている参照用画像と、を照
合するための画像照合装置であり、照合用画像中又は参
照用画像中から、複数の一次元情報を抽出する画像情報
抽出手段と、これらの一次元情報を相手の照合用画像又
は参照用画像と照合させて、各々の一次元情報について
データの一致率が設定値以上になる箇所の位置情報群を
求める位置情報群決定手段と、各一次元情報について求
められた位置情報群間に、抽出した一次元情報の相対位
置関係と一致する場合に、または規定のバラツキ内の相
対位置関係を持ったデータの組み合わせが存在する場合
に、照合用画像と参照用画像が同一であると判定する判
定手段と、を備える画像照合装置により、達成される。

【０００８】本発明では、画像情報抽出手段が、照合用
画像又は参照用画像から複数の一次元情報を抽出する。
位置情報群決定手段は、得られた複数の一次元情報を相
手の画像と照合させて、それぞれの一次元情報について
データの一致率が設定値以上になる箇所の位置情報群を
求める。そして判定手段は、位置情報群間に、抽出した
一次元情報の相対位置関係と一致する場合に、又は規定
のバラツキ内の相対位置関係を持ったデータの組み合わ
せが存在する場合に、照合用画像と参照用画像が同一で
あると判定する。これにより、デジタルデータとして取
り込まれた照合用画像とデジタルデータとして記憶され
ている参照用画像を照合して、照合用画像と参照用画像
が同一であるかどうかを確実に判定することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１０】以下に説明する実施の形態１乃至実施の形
態３は、画像照合装置が、指紋の照合に適用される例で
ある。発明の実施の形態１ 図１は、画像を取り込もうとする対象物である指Ｆの指
紋の画像を取り込んで、図３の画像照合装置に供給する
ための指紋画像取り込み部１００ａを示している。

【００１１】図１に示す指紋画像取り込み部１００ａ
は、三角プリズムＴＰと光源ＬＴおよびＣＣＤ（電荷結
合素子）カメラ１を備えている。光源ＬＴからの光は、
三角プリズムＴＰにθの角度で入射し、やはりθの角度
で全反射してＣＣＤカメラ１に指Ｆの指紋を取り込むよ
うになっている。この場合に、光源ＬＴの光は、指紋の
隆起部分で乱反射して、指紋の谷部で全反射する。これ
らの指紋の隆起部分と谷部分での反射光をＣＣＤカメラ
１に結像させると、隆起部分ＣＶが図２に示すように暗
くなり、谷部分ＣＣが明るい指紋画像ＦＧを得ることが
できる。図２は、この指紋画像ＦＧが２値化された画像
の例である。図２の画像の例では、暗い部分が黒で示さ
れ、明るい部分が白で示されている。従って、黒い部分
は指紋の隆起部分ＣＶであり、明るい部分は指紋の谷部
分ＣＣである。

【００１２】図１のＣＣＤカメラ１によって取り込まれ
た指紋画像情報において、図５に示すように、水平方向
がＸ方向であり、垂直方向がＹ方向とすれば、このＸ方
向、Ｙ方向のそれぞれについて２５６サンプリングして
量子化するものとする。これにより、図２の指紋画像Ｆ
Ｇは、図５に示すように座標化でき、指紋画像ＦＧの任
意の情報がＸ方向、Ｙ方向の２つの座標を用いて表わす
ことができる。なお、本画像照合装置では、サンプル数
を２５６にしているが、これに限らず、サンプル数は画
像中の隆線本数や白黒の数によって、それぞれの指紋照
合装置毎に最適化することができる。

【００１３】次に、図３を参照する。図３は、本発明の
画像照合装置の好ましい実施の形態を示すシステムブロ
ック図である。図３において、指紋照合装置として用い
る画像照合装置は、画像情報抽出手段１００、位置情報
群決定手段２００、および判定手段３００などを有して
いる。画像情報抽出手段１００は、指紋画像取り込み部
１００ａ、コンパレータ５、データ取り込み用シフトレ
ジスタ６、照合データ用ＲＡＭ７、参照データ用ＥＥＰ
ＲＯＭ８により構成されている。

【００１４】ＣＣＤカメラ１は、指紋画像を結像させて
映像信号ＶＳに変換するもので、同期信号ＳＳと映像信
号ＶＳを出力する。同期信号ＳＳは後で述べるコントロ
ーラ４に付与される。又映像信号ＶＳは、コンパレータ
５のマイナス入力端子側に入力される。このコンパレー
タ５は、ＣＣＤカメラ１からの映像信号ＶＳをリファレ
ンス値としてデータを２値化する回路であり、データは
シリアルデータとしてデータ取り込み用シフトレジスタ
６に供給される。データ取り込み用シフトレジスタ６
は、コンパレータ５で２値化されたシリアルデータをパ
ラレルデータに変換するものであり、パラレルに変換さ
れたデータは、指紋の照合画像の場合にはデータバスＤ
Ｂを介して照合データ用ＲＡＭ７に転送され、そうでな
く指紋の参照画像の場合は参照データ用ＥＥＰＲＯＭ８
に転送して記憶するようになっている。

【００１５】つまり、照合データ用ＲＡＭ７は、図１の
ようにして指Ｆから取り込んで２値化された指紋の照合
用画像データを記憶しておくランダムアクセスメモリで
ある。参照データ用ＥＥＰＲＯＭ８は、２値化された指
紋の参照用画像データを記録しておく読出し専用メモリ
（電気的消去可能なプログラマブルリードオンリーメモ
リ）である。

【００１６】これにより、指紋の参照用の２値化された
画像データは、参照データ用ＥＥＰＲＯＭ８に転送して
記憶される一方、指紋の照合用画像の２値化されたデー
タは、照合用ＲＡＭ７に転送して記憶するようになって
いる。これにより、参照（登録）用データ取り込み時に
は、映像信号ＶＳをコンパレータ５で２値化して、シフ
トレジスタ６でシリアル−パラレル変換して得られる２
値化データが、参照データ用ＥＥＰＲＯＭ８に記憶され
る。また照合データ取り込み時には、シリアル−パラレ
ル変換されたデータが照合データ用ＲＡＭ７に転送して
記憶される。なお、この照合および参照の切り換えは、
中央処理装置３が外部の入出力部２からの情報を基にし
て行う。また実際の照合データ用ＲＡＭ７と参照データ
用ＥＥＰＲＯＭ８のコントロールは、コントローラ４が
行う。このコントローラ４は、メモリコントローラ兼シ
フトレジスタコントローラの役割を果たす。なお、デー
タ取り込み用シフトレジスタ６には、コントローラ４か
らシフトクロックが与えられる。

【００１７】次に、図３の位置情報群決定手段２００
は、次のような構成になっている。コントローラ４は、
中央処理装置（以下ＣＰＵという）３、照合アドレス用
ＲＡＭ９、参照用シフトレジスタ２１、照合データ用Ｒ
ＡＭ７、参照データ用ＥＥＰＲＯＭ８との間のデータの
転送をコントロールする回路である。このコントローラ
４は、データバスＤＢを介して、上述した照合アドレス
用ＲＡＭ７、参照用シフトレジスタ２１、照合データ用
ＲＡＭ７、参照データ用ＥＥＰＲＯＭ８、そして照合率
検出部１９などに接続されている。

【００１８】図３の照合率検出部１９は、照合データレ
ジスタ２０、照合率（一致率ともいう）閾値設定レジス
タ２２、照合率検出ロジック回路２３、マグニチュード
コンパレータ２４などを有している。この照合率検出部
１９の近くには参照用シフトレジスタ２１が設けられて
いる。又ＣＰＵ３とコントローラ４の間には照合アドレ
ス用ＲＡＭ９が設けられている。

【００１９】まず参照用シフトレジスタ２１は、参照デ
ータ用ＥＥＰＲＯＭ８から読出した参照用の２値化画像
データの全データを、ライン毎に順次シフトさせるシフ
トレジスタである。ラインの制御などは、コントローラ
４により行われる。照合データレジスタ２０は、照合デ
ータ用ＲＡＭ７から抽出した一次元情報（一次元データ
ともいう）を記憶する。照合率検出ロジック回路２３
は、照合用シフトレジスタ２１と照合データレジスタ２
０の対応する各ビットを、図４のイクスクルーシブ・ノ
ア（ｅｘ−ｎｏｒ）回路２５にて、論理が一致するかど
うかを検出して、比較したビットの中の幾つかのビット
において論理が一致するかどうかを出力するロジック回
路である。つまり、照合率検出ロジック回路２３は、６
４個のｅｘ−ｎｏｒ回路２５のいくつが“１”であるか
をカウントする回路であり、６４ビットを７ビットパラ
レルデータに変換するエンコーダである。照合率閾値設
定レジスタ２２は、照合率検出ロジック回路２３で検出
された論理が一致したビット数に対する閾値を設定する
ためのレジスタである。マグニチュードコンパレータ２
４は、照合率閾値設定レジスタ２２の７ビットのデータ
と、照合率検出ロジック回路２３の７ビットのデータの
大小を比較して、一致率（照合率）が閾値を超えた時
（照合率＞照合率閾値）に、出力（ＨＩＴ）“１”を出
力する。この出力論理はＨＩＴと呼ぶ。

【００２０】照合アドレス用ＲＡＭ９は、出力論理ＨＩ
Ｔが "１”を出力した時、つまり一次元情報のデータの
一致数が閾値を超えた時に、照合画像のアドレスを照合
画像の中の位置情報群として記憶するためのメモリであ
る。ｅｘ−ｎｏｒ回路２５は、６４個のｅｘ−ｎｏｒで
構成され、６４ビットの各データの一致を検出してい
る。一致した場合、論理“１”にＬ、不一致の場合には
論理“０”になる。

【００２１】このように、図３の位置情報群決定手段２
００は、複数の一次元情報を相手の参照用画像と照合さ
せて、それぞれの一次元情報についてのデータの一致率
が設定値以上になる箇所の位置情報群を求めるようにな
っている。

【００２２】図３の参照用シフトレジスタ２１は、図４
に示すように、８ビットパラレルロードシフトレジスタ
２１ａと６４ビットシフトレジスタ２１ｂを有してい
る。シフトレジスタ２１ａは、参照データ用ＥＥＰＲＯ
Ｍ８から読み出したパラレルデータをラッチしてシリア
ルデータに変換する回路であり、シフトレジスタ２１ｂ
は、参照データの各ラインのデータをＸ方向に順次シフ
トさせる。このシフトレジスタ２１ｂは、イクスクルー
シブ・ノア回路２５に接続されている。又照合データレ
ジスタ２０はイクスクルーシブ・ノア回路２５に接続さ
れている。パラレルロードシフトレジスタ２１ａは、シ
リアルクロックＳＣに基づいて、データロードＤＲが与
えられると、データバスＤＢを介して、参照データ用Ｅ
ＥＰＲＯＭ８からの参照用の２値化画像データを取り込
むようになっている。又照合データレジスタ２０は、８
ビット×８データラッチを行うもので、照合データラッ
チＲＤに基づいてデータバスＤＢを介して、照合データ
用ＲＡＭ７から抽出した一次元情報を記憶（ラッチ）す
るようになっている。つまり、照合データレジスタ２０
は、照合用の一次元情報の６４ビットをラッチする。更
に照合率閾値設定レジスタ２２は、閾値データラッチＳ
Ｄに基づいて、所定の照合率の閾値データバスＤＢを介
してＣＰＵ３から設定できるようになっている。

【００２３】なお、図３のコントローラ４のメモリコン
トローラ部は、参照用シフトレジスタ２１、シフトレジ
スタ６のシフトをコントロールし、コントローラ４のメ
モリコントローラ部は、シフトレジスタ２１ａ、２１
ｂ、メモリ、各種レジスタ、ＣＰＵ３間のデータの転送
をコントロールする。

【００２４】ＣＰＵ３は、次のような機能を有してい
る。つまり、ＣＰＵ３は、照合データ用ＲＡＭ７に記憶
されている照合用データから一次元情報を抽出して照合
データレジスタ２０に入れる。また、位置情報群決定手
段２００がこれらの一次元情報を相手の参照用画像と照
合させて、各々の一次元情報についてデータの一致率が
設定値以上になる個所の位置情報群を求めると、ＣＰＵ
３は、各一次元情報について求められた位置情報群間に
おいて、抽出した一次元情報の相対位置関係と一致する
か、または規定のバラツキ内の相対位置関係を持ったデ
ータの組み合わせが存在する場合に、照合用画像と参照
用画像が同一であると判定するようになっている。さら
に、ＣＰＵ３は各種アルゴリズムを実行する。

【００２５】次に、上述した画像照合装置の動作例につ
いて説明する。まず、図６を参照する。図６は、図２の
１つの指紋の画像ＦＧから６４ビット長の一次元情報
（一次元データ）を５本抽出する例を示している。これ
らの５本の一次元情報を、照合データ１〜５と呼ぶこと
にする。ここで照合データ１〜５の位置関係は、図６に
示すようにそれぞれ平行（又はほぼ平行）であるものと
する。

【００２６】図８は、画像照合装置を用いた時の指紋の
画像の照合のシーケンスを示している。図８の処理８−
１では、図３と図４の一致率（照合率）閾値設定レジス
タ２２には、所定の設定値である閾値を設定している。
図６の各照合データｉ１〜ｉ５の照合ビット数は６４ビ
ットなので、閾値が７５％の時は、その閾値としてのビ
ット数は４８となり、９０％の時はビット数は５８に設
定する。この値が高ければ高い程厳密な一致性を要求す
るので、照合作業の正確度は上がる。しかし、この場
合、少しの画像の変化に対しても一致と判定しないこと
にもなる。この事を考慮すると、画像の質や状態にも依
るが、指紋の検出のようにバラツキを持った画像照合作
業においては、閾値が７０％〜９５％であるのが適当で
ある。この閾値の設定は、図３のＣＰＵ３が照合率閾値
設定レジスタ２２にデータを書き込むことによって実行
される。

【００２７】次に、図８の処理８−２では、照合データ
番号ｎの初期値としてｎに０を代入する。そして処理８
−３では、ｎを１つインクリメントして、処理８−４で
は、照合データ番号ｎのデータを照合データ用ＲＡＭ７
（図３参照）の該当の座標から読出して、この照合デー
タを図３の照合データレジスタ２０に記憶する。図６の
一次元情報（一次元データ）である照合データｉ１〜ｉ
５の読出しは、ＣＰＵ３がデータバスＤＢを通じて、照
合データ用ＲＡＭ７の該当座標にアクセスすることで行
う。すなわち図４における８ビット×８のデータラッチ
としての照合データレジスタ２０に読出した６４ビット
のデータを記憶することでこの処理を実行するようにな
っている。

【００２８】この設定が終了したら、図３のＣＰＵ３
は、コントローラ４に対して照合開始指令を出す。コン
トローラ４は、この照合開始指令を検出したら、ハード
ウェア的に指紋の照合を開始する（図８の処理８−
５）。

【００２９】次に、図８の処理８−６のハードウェアに
よる処理の照合について説明する。図７には、ハードウ
ェアによる照合のイメージを示している。今、Ｙの座標
が同一であるＸ方向のデータ列をラインと呼び、Ｙが０
であるラインを１ライン、Ｙが１のラインを２のライン
と呼ぶとすると、指紋の画像ＦＧ中には１ライン〜２５
６ラインの合計２５６本のラインが存在することにな
る。図７における黒い太線は、６４ビット長の一次元情
報を示す。照合は、１ライン目の座標（０，０）の所か
ら開始される。まず１ライン目の座標（０，０）におけ
る一致率を検出し、次に座標（１，０）、次に座標
（２，０）、・・・そして座標（１９１，０）と順次シ
フトしながら１ラインにおける一致率を検出する。１ラ
イン目の一致率の検出が終了したら、同様のシーケンス
を２ライン、３ライン、・・・２５６ラインと繰返すこ
とで、照合用の一次元情報を、参照用の全画像に渡って
照合することができる。この際に照合中に検出した一致
率（照合率）が一致率（照合率）閾値以上の座標は、図
３に示す照合アドレス用ＲＡＭ９にハードウェア的に格
納されるようになっている。

【００３０】図４は、図７の一次元情報の照合を実現す
るためのハードウェアのブロック図である。このハード
ウェアは、図８の処理８−５に示すように、図３のＣＰ
Ｕ３からの照合開始命令により動作を開始する。

【００３１】まず図３のコントローラ４は、図３の参照
データ用ＥＥＰＲＯＭ８から座標（０，０）データを出
力させて、図４の８ビットパラレルロードシフトレジス
タ２１ａにデータをラッチする。このデータは、順次シ
フトさせて、８ビットシフトしたところで座標（８，
０）データを出力させて、この８ビットデータをパラレ
ルロードシフトレジスタ２１ａにラッチする。このよう
にして、データのシフトとロードを順次行い、６４ビッ
トシフトレジスタ２１ｂにおいて６４ビットシフトした
ところで、最初の一致率（照合率）の検出を行う。この
点（位置）における照合は、座標（０，０）における一
致率（照合率）の検出と呼ぶことにする。

【００３２】この一致率（照合率）は、図４に示すよう
に、シフトレジスタ２１ｂの６４ビットの各ビットと、
照合データレジスタ２０でラッチされている照合用デー
タの各ビットを、イクスクルーシブ・ノア（ｅｘ−ｎｏ
ｒ）回路２５で比較し、その結果を照合率検出ロジック
回路２３でエンコードすることで検出する。このエンコ
ーダである照合率検出ロジック回路２３は、イクスクル
ーシブ・ノア回路２５の論理 "１”の数を７ビットデー
タに変換する論理になっている。従って、照合データレ
ジスタ２０からの照合用データと参照用シフトレジスタ
２１のシフトレジスタ２１ｂからの参照用データが１０
０％一致する時は、４０ｈｅｘ（１６進数で４０、１０
進数で６４に相当）を照合率検出ロジック回路２３が出
力し、５０％一致している時は、２０ｈｅｘを照合率検
出ロジック回路２３がマグニチュードコンパレータ２４
に出力する。

【００３３】この一致率の検出は、Ｘ方向に１ビットず
つシフトしながら実行することで、図７の１ライン目に
おける一致率の検出を実行することができる。この場合
に、１ライン中のＸ方向のビット数は２５６であるが、
６４ビットの重なりがあるので、１９２回の検出を１ラ
インについて実行することになる。座標では、（０，
０）〜（１９１，０）までの一致率の検出に相当する。

【００３４】図３と図４のマグニチュードコンパレータ
２４は、エンコードされた一致率が所定の閾値以上かど
うかを判定する。ここでは、照合率検出ロジック回路２
３の出力と、照合率閾値設定レジスタ２２からの閾値デ
ータの大きさを比較して、照合率＞照合率閾値の時に、
出力（ＨＩＴ）が "１”を出力する。出力（ＨＩＴ）が
"１”になったら、図３のコントローラ４はその内部に
持っているその時の画像の座標を照合アドレス用ＲＡＭ
９に書き込む。このシーケンスにより、ライン１の一次
元情報に対する照合ができる。ライン１の照合が終了し
たら、以降順次ライン２〜２５６について同じシーケン
スを繰返すことで、照合データの画像全部に対する照合
が行える。画像全部の照合が終わった時点における照合
アドレス用ＲＡＭ９の内容は、全画像中での一致率が閾
値以上の座標を示していることになる。ハードウェアに
よる照合の終了は、コントローラ４からＣＰＵ３へのフ
ラグ、又はＣＰＵ３への割り込みで検出できる。以上が
１つの一次元情報である照合データｉ１（図６参照）に
関する図４の照合ブロックのハードウェアの動作であ
る。

【００３５】次に、ハードウェアによる照合データｉ１
の照合の終了を検出したら、図８の処理８−７でｎ＝５
かどうかを判断する。今は、ｎ＝１なので再び処理８−
３に戻り、今度は照合データ２について同様の照合作業
を実行する。このようなシーケンスをｎ＝５になるまで
順次実行することで、図６の照合データｉ１〜ｉ５の処
理をする。ｎ＝５になり処理８−８に移行したら、図３
の照合アドレス用ＲＡＭ９に照合データｉ１〜ｉ５の照
合中に一致率が閾値を超えた全アドレス（座標）の情報
が格納されていることになる。

【００３６】処理８−８では、ＣＰＵ３が照合アドレス
用ＲＡＭ９に格納されている各一次元情報に対するアド
レス群（位置情報群）間に、抽出した一次元情報の相対
位置関係と同じか、又は一定のバラツキ範囲内である相
対位置関係を持ったデータの組み合わせが存在するかど
うかをチェックする。

【００３７】今、処理８−８における照合データ１〜５
に対する閾値を越えたアドレス（座標）の数、つまり位
置情報の数を、それぞれａ１〜ａ５（ｉ１〜ｉ５）とし
て、各アドレスデータをＡＤＲＳ（ｃ，ｄ）と表記する
ものとする。ここで、ｃは、照合データ１〜５を示すも
のとし、ｄは各照合データ１〜５の中で、何番目に閾値
を超えたかの番号を表わすものとする。従って、ｃのデ
ータ範囲は１〜５であり、ｄの範囲は照合データ１〜５
に対して、それぞれ１〜ａ１，１〜ａ２，・・，１〜ａ
５となる。

【００３８】図９は、この処理のフローチャートを示し
ている。図９のフローの処理はＣＰＵ３が照合アドレス
用ＲＡＭ９の内容により行う。つまり、ＣＰＵ３は、図
９のシーケンスでは、全データ群間に、一次元情報の相
対位置関係と同じ相対位置関係を持つデータの組合せが
存在する場合のみ照合用画像と参照用画像が一致すると
判断する。

【００３９】図９のフローでは、照合結果の中に照合デ
ータ（一次元情報）ｉ１〜ｉ５の各相対位置関係に対し
て、一致するか、あるバラツキ範囲内にあるものが存在
する時には、「一致する組合せが存在する」として終了
し、あるバラツキ範囲内にあるものが存在しない時に
は、「一致する組合せが存在しない」として終了する。
このシーケンスにおけるバラツキ量は、一定範囲内かチ
ェックしている判断ルーチンの一定範囲量により設定さ
れる。

【００４０】図９において、照合データｉ１〜ｉ５の各
相対位置関係へのチェックを開始して（ステップＳ
１）、ＡＤＲＳ（１，ｉ１）とＡＤＲＳ（２，ｉ２）の
相対位置をチェック（ステップＳ２）して、これらの相
対位置関係が一定範囲内にある場合には（ステップＳ
３）、次に進む。すなわちＡＤＲＳ（２，ｉ２）と、Ａ
ＤＲＳ（３，ｉ３）の相対位置関係をチェックし（ステ
ップＳ４）、これらの相対位置関係が一定範囲内にある
場合には（ステップＳ５）、次に進む。ＡＤＲＳ（３，
ｉ３）と、ＡＤＲＳ（４，ｉ４）の相対位置関係をチェ
ックして（ステップＳ６）、これらの相対位置関係が一
定範囲内にあれば（ステップＳ７）、次に進む。つまり
ＡＤＲＳ（４，ｉ４）と、ＡＤＲＳ（５，ｉ５）の相対
位置関係をチェックして（ステップＳ８）、これらの相
対位置関係が一定範囲内にあれば（ステップＳ９）一致
する組合せが存在するという結論を得る。そうでなく、
ステップＳ３において、相対位置関係が一定範囲内でな
い場合には、ステップＳ１０に移り、ＡＤＲＳのｉ２を
１つインクリメントしてそのｉ２がａ２より大きい場合
には、ｉ２を初期化するためにｉ２を１として（ステッ
プＳ１０〜ステップＳ１２）、そしてｉ１を１つインク
リメントした後に、ｉ１がａ１よりも大きい場合には一
致する組合せがなしと判断する。同様にしてステップＳ
５、ステップＳ７およびステップＳ９においても同様な
処理を行う（ステップＳ１５〜Ｓ２３）。

【００４１】ステップＳ１５では、３本目のラインの比
較データを１インクリメントしている。ステップＳ１６
では、そのインクリメントした値がデータ数０．３より
大か否かチェックする。データ数ａ３より大の場合は、
３本目のラインでは位置関係を満たすものが存在しない
ので、次の２本目のラインのチェックにもどる。この
時、ｉ３を初期化するために、ステップＳ１７でｉ３＝
１を代入する。ステップＳ１６で、ｉ３≦ａ３のときに
は、次の３本目のラインデータについて、位置関係をチ
ェックするためにステップＳ４に進む。このあとのステ
ップＳ１８〜Ｓ２０とＳ２１〜Ｓ２３は、４本目、５本
目のラインデータについての同じシーケンスを示してい
る。このような相対位置関係において一致する組合せが
存在するか、一致する組合せがなしかを判断するのは図
１のＣＰＵ３である。

【００４２】図８の処理８−９の結果により、「一致す
る組合せが存在する」場合は、図３のＣＰＵ３が、照合
画像と参照画像が一致すると判断する。一方「一致する
組合せが存在しない」場合には、図３のＣＰＵ３は、照
合画像と参照画像が別画像であると判断する。以上のよ
うなシーケンスにより、ＣＰＵが画像一致の判断を行っ
ている。

【００４３】ところで図９のシーケンスでは、全位置情
報群（全データ群）間に、抽出した一次元情報の相対位
置関係と同じ相対位置関係を持つデータの組合せが存在
する場合のみ、画像が一致したと判断している。しか
し、現実の画像照合においては、様々な外乱要因によ
り、全データ群間において、上記組合せが存在しない場
合がある。このような場合に、ＣＰＵ３が同一画像を別
画像として認識してしまい、画像照合装置の照合性能を
低下させてしまうことになる。

【００４４】この不具合の対策としては、図８の処理８
−９において、照合アドレス用ＲＡＭ９に格納されてい
る各一次元情報に対するアドレス群間の規定数以上のア
ドレス群（位置情報群）間に、抽出した一次元情報の相
対位置関係と同じ、又は一定のバラツキ範囲内にある相
対位置関係を持った組合せが存在する時に、ＣＰＵ３が
同一画像であると判断させる方式を採用することができ
る。例えば、５本の一次元情報（一次元データ）の比較
で、十分な角度で画像照合ができる画像照合作業に対し
ては、例えば７本の一次元データを抽出して上記照合を
実行する。このデータ照合の結果の７つのアドレス群間
の内の５つ以上のアドレス群の中に、上記相対位置関係
を満たすものが存在していたら、画像が一致したと判断
する。このシーケンスにより、７つの一次元情報の内、
２つ以上の一次元情報のデータについて歪みや欠陥など
により一致しないと判断したとしても、正しく参照用画
像と照合用画像の一致判定をすることができる。

【００４５】このように規定数以上のアドレス群（位置
情報群）間に、抽出した一次元情報の相対位置関係と同
じ、又は一定のバラツキ範囲内にある相対位置関係を持
った組合せが存在する時には、ＣＰＵ３が同一画像であ
ると判断するので、画像の一部の欠陥や歪みなどによる
影響を排除して、画像照合の性能を改善することができ
る。

【００４６】ところで、図１０は、一次元情報の照合用
データを抽出する範囲ＰＡ１と、全画像情報ＰＡ２の関
係を示している。図１０に示すように、照合データｉ１
〜ｉ５を抽出する範囲が、全画像領域ＰＡ２より小さい
範囲である一次元情報の照合用データを抽出する範囲Ｐ
Ａ１に設定すると、データの抽出範囲外が斜線で示すよ
うに画像のズレ量の許容範囲となる。図１０における斜
線部分が照合画像と、参照画像のズレの許容範囲とな
り、Ｘのマイナス方向にはΔＸ１、Ｘのプラス方向には
ΔＸ２、Ｙのマイナス方向にはΔＹ１、Ｙのプラス方向
にはΔＹ２がズレに対する許容量となる。このように一
次元情報の抽出範囲ＰＡ１が狭くなるので、画像ズレの
許容範囲を広げることができる。しかし、あまり狭くし
過ぎると、照合用の情報量が減少して、照合の正確度が
低下するので、抽出範囲は画像照合装置の基に適正化す
る必要がある。

【００４７】実施の形態２ 次に、図１１を参照して本発明の画像照合装置の実施の
形態２を説明する。実施の形態２が図３の実施の形態１
と異なるのは、照合率検出部１９が複数設けられいるこ
とである。照合率検出部１９は、照合ブロックともい
い、参照用シフトレジスタ２１とデータバスＤＢの間に
複数設けられている。

【００４８】実施の形態１で説明した原理から明らかな
ように、図１１のように照合率検出部１９を並列に複数
並べることにより、一回のシフトレジスタ２１ｂのデー
タシフトに対して、複数の照合率検出部１９が同時に並
列処理を実行することができる。これにより画像照合の
高速化が実現できる。例えば図１１の例では８つの照合
率検出部１９が設けられているので、出力（ＨＩＴ１〜
８）を出力でき、約８倍の照合速度の高速化が図れる。
又１つの並列処理に対して必要な回路規模は、照合率検
出部１９を並列に設けるだけなので、わずかな回路の増
加で並列処理を実現することができるという特徴もあ
る。その実施の形態２のその他の構成および作用につい
ては、実施の形態１と同様なので説明を省略する。

【００４９】実施の形態３ 図１２は、画像照合装置の実施の形態３を示している。
図１２は、照合用の画像から抽出した２次元小領域を用
いて、同様の指紋の画像照合を行うようになっている。
実施の形態１あるいは実施の形態２においては、指紋画
像の一次元情報を用いて画像照合を行っているが、これ
と同じことを２次元小領域を用いて実行することができ
る。この場合に、図３における６４ビットの参照用シフ
トレジスタ２１の代わりに、図１２に示す参照用シフト
レジスタ２２１を用いる。この参照用シフトレジスタ２
２１は、８個の８ビットシフトレジスタ２２１ａ，２２
１ｂを用いている。これにより２次元小領域は、８個の
シフトレジスタ２２１ａや８個のシフトレジスタ２２１
ｂにより並列処理をすることができる。又この実施の形
態３について図１１に示すように、照合率検出部１９を
複数設けることにより並列処理を行うことが可能であ
る。

【００５０】上述した実施の形態では、照合データ用Ｒ
ＡＭ７から複数の一次元情報を抽出して、相手の参照用
画像と照合させて、それぞれの一次元情報についてデー
タの一致率が設定値以上になる箇所（点）の位置情報群
を求めている。しかし、これに限らず、逆に、参照デー
タ用ＥＥＰＲＯＭ８から複数の一次元情報を抽出して、
相手の照合用画像と照合させて、それぞれの一次元情報
についてデータの一致率が設定値以上になる箇所（点）
の位置情報群を求めてもよい。

【００５１】本発明の画像照合装置の実施の形態では、
デジタル画像照合をする場合に、照合用画像あるいは参
照用画像の画像データ中の複数の一次元情報を、別の画
像（参照用画像又は照合用画像）と照合して、照合用画
像と参照用画像の一致率が閾値以上になる点の位置情報
群をそれぞれ求める。この各位置情報群間において抽出
した一次元情報の相対位置関係と一致する位置関係を持
つデータの組合せが存在したら、２つの画像が一致した
と判定するようになっている。なお、本発明では、登録
画像に一次元情報（一次元ライン）で記憶することによ
り、記憶データ量が少なくて済むというメリットがあ
る。また、一次元情報は平行であってもほぼ平行であっ
てもよい。

【００５２】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れない。例えば、上述した画像照合装置の実施の形態
は、デジタルデータとして取り込まれた指紋の照合用画
像と、デジタルデータとして記憶されている指紋の参照
用画像とを照合するのに用いているが、この画像照合装
置は、例えば集合住宅の入退出用（オートロック用）の
警備用の装置として用いることができる。又医療用のカ
ルテの照合や、クレジットカードの悪用防止あるいは本
人の認証システムなどのセキュリィティシステムに適用
することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デジタルデータとして取り込まれた照合用画像と、デジ
タルデータとして記憶されている参照用画像を比較的簡
単にかつ確実に照合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像照合装置の指紋画像取り込み部の
一例を示す図。

【図２】図１の指紋画像取り込み部により取り込んだ指
紋画像の一例を示す図。

【図３】本発明の画像照合装置の実施の形態１を示すシ
ステムブロック図。

【図４】図３のシステムブロック図における照合部ブロ
ック図。

【図５】図２の指紋の画像の座標を説明する図。

【図６】取り込んだ指紋の画像の一次元情報の抽出を説
明する図。

【図７】一次元情報の照合の原理をイメージで示す図。

【図８】画像照合装置における画像照合のシーケンスを
示す図。

【図９】図８の処理８−８を詳しく示すフロー図。

【図１０】一次元情報の抽出範囲とその画像について示
す図。

【図１１】本発明の実施の形態２を示す図。

【図１２】本発明の実施の形態３を示す図。

【符号の説明】

１９ 照合率検出部 １００ 画像情報抽出手段 ２００ 位置情報群決定手段 ３００ 判定手段（中央処理装置３）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタルデータとして取り込まれた照合
   用画像と、デジタルデータとして記憶されている参照用
   画像と、を照合する際に、 照合用画像中又は参照用画像中から複数の一次元情報を
   抽出し、 これらの一次元情報を相手の照合用画像又は参照用画像
   と照合させて、各々の一次元情報についてデータの一致
   率が設定値以上になる箇所の位置情報群を求め、 各一次元情報について求められた位置情報群間におい
   て、抽出した一次元情報の相対位置関係と一致するか、
   または規定のバラツキ内の相対位置関係を持ったデータ
   の組み合わせが存在する場合に、照合用画像と参照用画
   像が同一であると判定する、 ことを特徴とする画像照合方法。
2. 【請求項２】 照合用画像と参照用画像が同一であるか
   どうかを判定する際に、規定数以上の位置情報群間につ
   いて相対位置関係を満たすデータの組み合わせが存在し
   た時に、照合用画像と参照用画像が同一であると判定す
   る請求項１に記載の画像照合方法。
3. 【請求項３】 複数の一次元情報を抽出する領域は、照
   合相手の領域より小さい範囲である請求項１に記載の画
   像照合方法。
4. 【請求項４】複数の一次元情報は、平行またはほぼ平行
   である請求項１に記載の画像照合方法。
5. 【請求項５】デジタルデータは、２値化データである請
   求項１に記載の画像照合方法。
6. 【請求項６】照合用画像と参照用画像は、指紋に関する
   画像である請求項１に記載の画像照合方法。
7. 【請求項７】一次元情報の代わりに、二次元小領域情報
   を用いる請求項１に記載の画像照合方法。
8. 【請求項８】デジタルデータとして取り込まれた照合用
   画像と、デジタルデータとしてあらかじめ記憶されてい
   る参照用画像と、を照合するための画像照合装置であ
   り、 照合用画像中又は参照用画像中から、複数の一次元情報
   を抽出する画像情報抽出手段と、 これらの一次元情報を相手の照合用画像又は参照用画像
   と照合させて、各々の一次元情報についてデータの一致
   率が設定値以上になる箇所の位置情報群を求める位置情
   報群決定手段と、 各一次元情報について求められた位置情報群間におい
   て、抽出した一次元情報の相対位置関係と一致する場合
   に、または規定のバラツキ内の相対位置関係を持ったデ
   ータの組み合わせが存在する場合に、照合用画像と参照
   用画像が同一であると判定する判定手段と、を備えるこ
   とを特徴とする画像照合装置。
9. 【請求項９】照合用画像と参照用画像は、指紋に関する
   画像である請求項８に記載の画像照合装置。
10. 【請求項１０】位置情報群決定手段における複数の一次
    元情報の照合のために、一次元情報をラッチして順次シ
    フトさせて出力させるシフトレジスタと、 シフトレジスタから得られる一次元情報についてのデー
    タの一致率が設定値以上になる箇所の位置情報群を求め
    る照合率検出部と、 を有し、 この照合率検出部は、 データの一致率の設定値を閾値として設定する照合率閾
    値として設定している閾値設定レジスタと、 一次元情報についてのデータの一致率（照合率）と、閾
    値設定レジスタの照合率閾値と、を比較するコンパレー
    タと、を備える請求項８に記載の画像照合装置。
11. 【請求項１１】並列処理を行うために、複数の照合率検
    出部が配列されている請求項１０に記載の画像照合装
    置。