JPS6012674B2 - パタ−ン特徴抽出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はパターン認識、特に指紋あるいはこれと類似
する綿状パターンの識別あるいは照合を行う際に重要と
なるパターン特徴を、自動的に抽出する装置に関するも
のである。

指紋の照合を目的とするための特徴は、パターン認識の
立場から、第１図ａの０２で示すような指紋紋様を構成
する隆線０５に於いて、この紋様特徴点に相当する隆線
の途切れる点（端点）０３及び隆線が合流ないし分岐す
る点（分岐点）０４の位置（Ｘ、Ｙ）とその方向Ｄが重
量である。

これについては袴関昭５０一１０５２５号公報に詳しく
述べられている。しかしながら用紙に鮮明に押捺された
指紋（押捺指紋）に関して、上記特徴点は照合に十分な
箇数抽出される場合が多いが、犯罪現場等で採取される
遺留指紋に関しては、多くの場合その指紋は部分的であ
り、従って照合に供される特徴点は極く少ない。このよ
うな場合に、上記の特徴点の位置及び方向のみでは実用
的な照合が困難であった。一方、指紋の同一性を検証す
るために、従来指紋特徴の一つに、相異なる特徴点間の
隆線数というものがある。

上記、特徴点の位置及び方向に、この特徴点間の隆線数
を加えることにより、指紋のパターン特徴がより精密化
することは自明である。即ち、二つの異なる時点で採取
された指紋の特徴点の配置及び各対応する特徴点の方向
が全く一致ないし対応していても、その特徴点間の隆線
数に不一致の箇所が発見されれば、この二つの指紋は同
一指紋でないと断言できるのである。本発明は、指紋の
識別あるいは照合を可能とする指紋特徴として、紋様の
特徴点及びその点での方向に加えて、各特徴点に対し、
その近傍に存在する特徴点間に存在する隆線数を抽出す
るとともに、各特徴点に対しその近傍に他の特徴点がど
の程度集解しているかを示す集密量を抽出する装置を提
供することにある。本発明は、指紋等の画像を２次元童
子化画像信号に変換する量子化走査装置と、その出力信
号から芯線化を行う芯線化装置と、芯線化画像信号から
特徴及びその位置を検出する特徴点検出装置と、検出さ
れた特徴点‘こ於ける方向を検出する方向検出装置と、
検出された特徴点の位置関係を検査し、特徴点間関係を
検出するりレーション検出装置と、上記特徴点検出装置
及びリレーション検出装置に必要な情報を保持する芯線
化パターン記憶装置及び特徴記憶装置により構成され、
指紋紋様の特徴点の位置及び方向、さらに各特徴点に対
しその近傍の他の特徴点間に存在する隆線数及び特徴点
の集密量を抽出することを特徴とする装置である。

本発明によれば、指紋照合に際して重要である指紋画像
の特徴として、指紋紋様の特徴点の位置、方向、各特徴
点の近傍に存在する特徴点数に基づく集密量、及び各特
徴点とその近傍特徴点に介在する隆線数をその要素とす
るパターン特徴が抽出できる。

本発明の実施例を説明する前に図面を参照して、用語、
抽出しようとする特徴の定義及び抽出時に考慮されるべ
き注意点について述べる。

第１図ａを参照して、指紋画像０１こおいて紙地部分０
０１こ対し押捺部０１には、０２でその一部を拡大して
示たように指紋紋様を構成する縞状の隆線０５に多数の
特徴点、即ち端点０３、分岐点０４が散在している。あ
る一つの特徴点Ｍｏ（端点０３）に着目しこの点の位置
（Ｘ、Ｙ）及びその方向Ｄを図のように定める。一方、
特徴点Ｍｏの方向○をｙ正軸とする特徴点Ｍｏの局所座
標系（ｘ、ｙ）に関して、その各象限ｒに於ける最近特
徴点Ｍｒ（分岐点０４）が発見されたとき、この一つの
待機点Ｍｏ、Ｍｒ間に存在する隆線数Ｗｒ及び名標番号
Ｍてを対としてリレーションＲｒ（Ｍｒ、Ｍ）と定義す
る。また予め設定された近傍内０２内に存在する特徴点
数（第１図ａの場合７点）を集密量Ｃとする。以上の定
義から各特徴点Ｍｏに対し（Ｘ、Ｙ、Ｄ、Ｃ、Ｒｒ（Ｍ
ｒ、ｗｒ）、ｒ＝１〜４）なる特徴量が定義される。ま
た指紋画像０において、押捺部０１中には押捺地のイン
ク斑等によって明瞭な隆線が認められない不明領域０１
１が存在する。前記の指紋特徴を抽出できる領域は、押
捺部０１から上記不明領域０１１を除いた部分でこれを
抽出領域と呼び、また紙地部００と不明領域０１１を合
わせた領域を非抽出領域と呼ぶ。押捺部０１に対し、隆
線を芯線化した量子化画像を芯線化パターンと言い、そ
の一部を第１図ｂに示した。第１図ｂに於いて、隆線の
芯線である画素を隆線画素と言い、隆線画素は３×３近
傍画素の画素の状態から総点０３０、分岐点０４０、特
異点０８０及びその他の隆線点０５０に分類して呼ぶ。
ここで特異点０８０は何らかの理由により芯線化されな
い隆線画素である。また隆線画素に対し、隆線でない画
素を白点０６０という。この内、特に×印で示した画素
を隆線隣接点０７０という。この隆線隣接点０７川ま、
２×２画素を考えたときこの４画素が市松模様状になる
ときの白点を言う。次に、第１図ｃ，ｄを参照して抽出
時考慮されるべき点について説明する。

第１図ｃについて特徴点の方向Ｄは、同図イに示すよう
な端点の場合は、特徴点Ｍｏから隆線上を予め設定され
た距離だけトレースした後到達した点Ｍ，によりＭｏ→
Ｍ，を結ぶ方向（△×、△Ｙ）から算出される。

一方同図口に示すような分岐点の場合は、特徴点Ｍｏか
ら一般に３つの経路のトレースが可能であり、その到達
点をそれぞれＭ，，地，Ｍ３とするとき、各Ｍｏ→Ｍ，
，Ｍｏ→Ｍ２，Ｍｏ→Ｍ３の方向が互に成す角△Ｄ，２
，△Ｄ凶， △Ｄ３，を求める。

この内最小角△Ｄ，２に相対する到達点Ｍ３を、特徴点
Ｍｏに関して点対称に折返し点Ｍ３′によって、その△
Ｘ．△Ｙ成分の総和△Ｘ：△Ｘ，十△×２一△×３，△
Ｙ＝△Ｙ，十△Ｙ２−△Ｙ３から方向○を定義する。上
記、端点及び分岐点からのトレース中にの特徴点が発見
されたときは、その点を到達点と考える。第１図ｄを参
照して、特徴点Ｍｏ，肌間の隆線数ｗｒを計数する方式
は次のようになる。

先づ同図イを参照してＭｏ→Ｎｈの直線上をトレースし
隆線との交点Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３が発見されるとき隆線数
肌を計数するが、Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３でそれぞれ隆線を両
方向に予じめ設定された距離だけトレ−スしＭｏ，Ｍｒ
，Ｐｉ（ｉ＝１、２、３）点と一致しないことを確める
必要がある。なぜなら同図口のＰ，及び同図ハのＰ２は
隆線数として計数しないとするのが妥当で、即ちイはｗ
ｒ＝３、口はＭ＝０、ハはＭ＝１と計数される。次に、
図面を参照して具体的な実施例について詳細に説明しよ
う。

第２図は本発明のパターン特徴抽出装置の一実施例を示
す図であり、構成する主な機能ブロックを示す図である
。

特徴を抽出しようとする指紋画像０は、量子化走査装置
１によって２次元格子状の量子化位置単位（これを画素
と呼ぶ）に走査され、かつ単位画素に於ける濃淡を２値
量子化画像信号（指紋隆糠部を“１”、紙地部を“０”
）及び、上記量子化走査装置１で副次的に得られる領域
信号（抽出領域“１”、非抽出領域“０”）の計２ビッ
トの信号１００が出力される。上記２値童子化画像信号
は、芯線化装置２によって隆線部の太さ／中に相当する
情報を除くため良く知られている芯線化処理が施され、
８近傍連結が保証される芯線化パターンが信号２００に
走査画素順序で出力せられる。この芯線化処理は、予め
設定された太さに対して芯線化されるのが通常で、指紋
画像上隆線パターンがつぶれることにより極端に太くな
ったために芯線化できない部分については、上記領域信
号にこれを合成した形での領域信号が信号２００に同時
に出力される。上記量子化走査装置１、及び芯線化装置
２は当業者公知のものであり詳細な説明は省略する。次
に、芯線化装置２の出力信号２００は、特徴点検出装置
３によって量子化全画素に於いて、３×３近傍画素単位
に合成されて芯線パターン記憶装置７に信号３７０を介
して書込まれる。このとき芯線パターン記憶装置７の内
蔵されている特徴テーブルにより特徴点検出結果を信号
７３０を介して受け取り、総点及び分岐点の指紋特徴点
が検出されていれば、内蔵している位置信号を信号３６
０を介して特徴記憶装置６に書込む。童子化走査装置１
によって発生せられる走査同期信号は信号１００，２０
０を介して特徴点検出装置３で計数されており、全画像
走査が完了した時点で信号３００によって方向検出装置
４が起動せられる。方向検出袋薄４は、それまでに特徴
記憶装置６に蓄積された特徴点位置を信号４６０１こよ
って制御しながら信号６４０によって再度議出しこれを
芯線パターン記憶装置，に信号４７０を介して供給 ，
し、内蔵されているトレース機能によって隆線の芯線パ
タ−ンをトレースして予め設定されたトレース長離れた
他の−点を順次信号７４０を介して受取り、これにより
特徴点の方向を算出して、再び信号４６０を介して特徴
記憶装置６に書込む。全特徴点の方向検出が終了すると
、信号４００を介してリレーション検出菱鷹５が起動せ
られる。リレーション検出装置５は、出力信号５６０，
５７０及び入力信号６５０，７５０を介して特徴記憶装
置６、芯線パターン記憶装置７を参照し、前述した各特
徴点に於ける近傍特徴点間の隆線数及び近傍特徴点の集
密量を算出し、信号５６０を介してその結果を特徴記憶
装置６に書込む。全特徴点に於けるリレーション検出装
置５の動作が完了したとき特徴記憶装置６１こ各特徴点
の位置、方向、桑密量、リレ−ションが保持されること
となる。上記の説明で明らかなように各装置間の信号１
００，２００，・・・・・・・・・・・・・・・７５０
は単一情報の信号を意味するものではなく、単に入出力
の関係を示しただけのものであり、その詳細な内容につ
いては以下の各装置の詳細な説明によって確定される。
次に各装置の詳細な説明を行う。

第３図は特徴点検出装置３の−実施例を示すブロック図
であり、その詳細な説明する図である。

芯線化装置２から出力される信号２００は、特徴点検出
装置３が起動すべき起動信号２００１、走査同期信号２
００２、及び芯線化された芯線パターン信号２００３、
領域信号２００４から構成されている。特徴点検出袋贋
３の構成は、制御回路３０、部分画像を生成するための
シフトレジスタ３１，３２，３３，３４及び位鷹を計数
する位置カウンタ３５から構成される。次に動作を説明
る。走査同期信号２００２と同期して送られてくる走査
順の芯線パターン信号２００３、及び領信号２００４は
、走査同期信号２００２に基づいて制御回路３０から出
力されるシフトパルス３０２によってそれぞれシフトレ
ジスタ３１，３３にシフト入力される。シフトレジス夕
３１，３３は、それぞれ走査主方向の量子画素長のシフ
トレジスタを３列及び２列有し、これを直列に接続する
とともに、各列の出力３１１及び３３１を３×３及び２
×１のシフトレジスタ３２，３４にシフト入力として接
続したもので、走査同期信号２００２に同期して、芯線
パターン信号２００３の各画素における３×３近傍画素
、及びこの中心画素３２１に対応する領域信号がシフト
レジスタ３２及びシフトレジスタセル３４１に出現する
構造のものである。有効な第１走査画素を中心画素とす
る芯線パターンの３×３近傍画素が３２に出現するのは
、走査同期信号２００２が初めて供孫合された後、走査
主方向の画素数と近傍画素構成３×３によって一意的に
決定される処理遅延後である。走査同期信号２００２が
発生してから上記処理遅延に基づく一定時間後に発生せ
られる起動信号２００１によって、制御回路３川ま位置
カウンタ３５に対し、リセット信号３０３を発生すると
ともにモード信号３６０１，３７０１をＯＮにする。そ
の後、走査同期信号２００２毎にシフトパルス３０２及
び位置カウンタ３５を更新するためのカウント信号３０
４を出力するとともにシフトレジスタ３２の全信号９ビ
ット及びシフトレジスタセル３４１の領域信号１ビット
１０ビット近傍ワード信号３７０３として、ライト信号
３７０２とともに芯線パターン記憶装置７に送られる。
芯線パターン記憶装置７の動作によって、この近傍ワー
ド信号３７０３による特徴フラグ信号７３０２が変換送
出されてくる。この特徴フラグ信号７３０２が端点又は
分岐点なる特徴点である場合は、制御回路３０によって
特徴記憶装置６に対し、ライト信号３６０２が発生せら
れ、このとき同時に位置カウンタ３５の出力である特徴
点位置３６０４及び特徴フラグ信号３６０３が書込まれ
る。上記近傍ワード信号３７０２、特徴フラグ信号３６
０３及び特徴点位置３６０４の書込み動作が終了すると
次の走査同期信号２００２が供給され、同機の処理が操
返えされる。以上の動作が全画素について完了すると、
位魔力ウンタ３５から終了信号３５１が制御回路３０に
出力されモード信号３６０１，３７０１がＯＦＦとなり
、方向検出装置４に起動信号３００が発生せられる。制
御回路３０は上記の動作説明によってこの構成は明らか
であり詳細は省略する。次に第４図ａは方向検出装置４
の詳細を説明するための一実施例を示すブロック図であ
る。

第４図ａを参照して、方向検出装置４は、制御回路４０
特徴点位檀を保持する位置レジスタ４１及び隆線上のト
レースによる到達点位置を保持する位置レジスタ４２及
び方向を算出する方向算出回路４３から構成されており
、次のような動作を行う。特徴点検出装置３が送出する
起動信号３０川こよって制御回路４０はモード信号４６
０１，４７０１をそれぞれ芯線パターン記憶装置７及び
特徴記憶装贋６にＯＮ出力する。次に特徴点読出しを行
うためのループ信号４６０２を特徴記憶装置６に送出す
ると、後述する特徴記憶装置６の動作によってストロー
プ信号６４０２、ステ−タス信号６４０３及び特徴点位
置６４０４が入力される。ステータス信号６４０３は総
点議出し／分明も点語出し／特徴点終了のいづれかを示
しており、もし、端点又は分岐点の特徴点が謙出された
ときは次の動作を行う。即ち、ストローブ信号６４０２
に基づくセット信号４０２により特徴点位置６４０４を
位置レジスタにセットし方向算出回路４３にリセット信
号４０５を出力するとともに、分岐方向モード信号４０
４をＯＮする。次に位置レジスタ４１の出力信号である
特徴点位置４７０３を芯線パターン記憶装置７に供給す
るとともにセット信号４７０２を出力する。

次い｛でトレース信号４７０４を出力すると、芯線パタ
ーン記憶菱贋７は、後述の動作説明で明らかなように特
徴点位置４７０３を起点（この点は特徴点であった）と
して、特徴点から分岐している芯線化された隆線をトレ
ースし予め設定された距離上の点、又は他の特徴点特異
点等に相遇した点を到達点位置７４０４として、また到
達点検出／トレース終了を示すステータス信号７４０３
を、ストロープ信号７４０２とともに送出する。制御回
路４０はステータス信号７４０３が到達点検出を示すと
きストローブ信号７４０２に基づくセット信号４０３を
出力し、到達点位置７４０４を位置レジスタ４２に保持
する。位置レジスタ４１，４２の出力４１１，４２１は
それぞれ特徴点とこの特徴点からの分岐している隆線上
の到達点を意味しこの２点により方向算出回路４３は方
向算出動作を開始する。

先の特徴点記憶装置６からの特徴点位置６４０４講出し
時のステータス信号６４０３が端点読出しであるときは
、上記方向算出回路４３の出力４６０４が直ちにライト
信号４６０３によって特徴記憶装置６に書込まれる。一
方、ステ−タス信号６４０３が分岐点議出しのときはセ
ット信号４０６が方向算出回路４３に出力され分岐方向
の途中算出結果が内部保持されるので、制御回路４０は
再び芯線パターン記憶装置７に対しトレース信号４７０
４を出力し次の分岐の到達点位置７４０４を要求し、上
記動作を３回操返えす。３つの到達点位置７４０４を受
取った後さらにトレース信号４７０４を出力するとステ
ータス信号７４０３にトレース終了を知らせてくるので
制御装置４０は分岐方向モード信号４０４をＯＦＦにす
ることによって方向算出回路４３が第１図ｂの口で説明
した意味での方向をその出力４６０４に出力してくるの
で、これを端点の場合と同機にライト信号４６０３を出
力して特徴記憶装置６に書込む。

以上端点ノ分岐点の方向検出動作が終了すると制御回路
４０１ま、再びループ信号４６０２を出力し、特徴記憶
装置６に対し、次の特徴点位置６４０４を要求する。

もしその応答としてのステータス信号６４０３が端点／
分岐点読出しを示しているなら既述の動作を繰返えし、
反対に議出し終了を示しているなら全特徴点の方向検出
装置の動作が完了したものとしてモード信号４６０１．
４７０１をＯＦＦにするとともにリレーション検出装置
５を起動するためり起動信号４００を出力する。以上で
第４図ａの説明を終えた。次に、第４図ａの方向算出回
路４３の詳細を第４図ｂを参照して説明する。第４図ｂ
において入力４１１，４２１はそれぞれ特徴点位置及び
到達点位置を示しており、これら位置信号の（×、Ｙ）
成分に対応して４３０×及び４３０Ｙの同一回路が２組
用意されている。まづ特徴点位置４１１が第４図ａ位置
レジスタ４１からセット出力された時点で、分岐方向モ
ード信号４０４はＯＮとなり選択器４３５，４３８はそ
れぞれ左側入力４３１１をその出力４３５１，４３８１
に出力するようになる。またリセツト信号４０５によっ
て累和しジスタ４３７がリセツトされる。ついで到達点
位置４２１が入力されてくると、減算器４３１によって
Ｘ成分の差がその出力４３１１に現われ選択器４３８を
介して絶対数器４３９に入力される。その出力４３９２
Ｘは上記×成分の差の絶対値であり、同機にして得られ
るＹ成分の差の絶対値４３９２ｙとともに偏差（△Ｘ、
△Ｙ）→方向コードＤなる変換を可能にする方向変換テ
ーブル４４０に入力されその出力４４０１を得る。この
方向コード４４０１は（△×、△Ｙ）座標系の第１象限
に対する方向コードであり、一方絶対数器４３９の出力
である入力４３８１の符号ビット（最上位ビット）４３
９１×と、同機にして得られる４３９１Ｙは２ビットの
変換器４１１によって（△Ｘ、△Ｙ）の符号に対応した
象限コード４４１１に変換され、上記方向コード４４０
１と合成されて方向出力４６０４となる。持律＆点位置
４１ １が端点の場合はこの方向出力４６０４が第１図
ｃイの意味での方向○である。一方分岐点である場合は
、方向４６０４はセット信号４０６によって方向レジス
タ４４２Ａに保持される。方向レジスタ４４２Ａ，４４
２８，４４２Ｃはそれぞれ直列に入出力が接続されてお
り、到達点位置４２１が順次分岐数貝０ち３回変化する
毎に入力されるセット信号４０６によって、第１図ｃ口
で示したＭｏ→Ｍ・，Ｍｏ→Ｍ２，Ｍｏ→Ｍ３なる方向
が４４２Ｃ，４４２Ｂ，４４２Ａに保持されることとな
る。一方減算器４３１の出力４３１１は同様の構造偏差
レジスタ４３２Ａ，４３２Ｂ．４３２Ｃにセット信号４
０６によって順次保持され、３回のセット信号後に第１
図ｃ口で示した△×，，△×２，△Ｘ３なる偏差が偏差
レジスタ４３２Ｃ，４３２Ｂ，４３２Ａにそれぞれ保持
されることとなる。さらに、減算器４３１の出力４３１
１‘ま選択器４３５を介して出力４３５１に現われ加算
器４３６によって累和しジスタ４３７の出力と加算され
るので、セット信号４０６が３回入力された後に累和し
ジスタが△×＝△×，十△×２十△×３を保持すること
となる。以上の分岐方向モード信号４０４がＯＮのとき
の動作が終了すると分岐方向モード信号４０４がＯＦＦ
となり選択器４３５，４３８は右側入力４３４１，４３
７１をその出力４３５１，４３８１に出力することとな
る。このとき既にレジスタ４４２Ａ，４４２Ｂ，４４２
Ｃに保持されている分岐３方向は減算器４４３Ａ，４４
３Ｂ，４４３Ｃによってそれぞれ第１図ｃ、口に示した
△○８，△Ｄ２３，△Ｄ３，が算出され３値比較器４４
４によってその最小角に相当する分岐を選択するための
出力４４４１が選択器４３３に出力される。この結果偏
差レジス夕４３２Ａ，４３２８，４３２Ｃの最小角に相
対する分岐上の到達点への偏差則ち第１図ｃ口に於ける
△×３が出力４３３１に現われ、２倍補数器４３４，一
２△×３が選択器４３５１を介して、既に算出されてい
る累和しジスタの出力４３７１と加算器４３６によって
−２△×３が加算されることにより、その出力４３６１
は△Ｘ＝△Ｘ・十△×２一△×３を意味することなる。

この出力４３７１は選択器４３８を介して出力４３８１
に現われ端点の場合と同様にして絶対値器４３９、方向
変換テーブル４４０、変換器４４１を用いて方向Ｄを出
力することは説明を要しないであろう。以上により分岐
点における方向が第１図ｃ口で定義された意味で算出さ
れることが説明された。次にリレーション検出装置５に
ついて説明しよつｏ第６図ａはリレ−ション検出装置の
一実施例を示すブロック図である。

ａはリレーション検出装置５は、第１の特徴点位置及び
方向を保持する位置レジスタ５１、方向レジスタ５２と
第２の特徴点位置を保持する位置レジスタ５３、その名
標番号を保持する名標番号レジスタ５４及び上記２点の
特徴点位置、方向からリレーションを構成する近傍特徴
点を選択するりレーション選択回路５５と、隆線数を計
数する隆線数カウンタ５６「選択器５７及びコード発生
器５９とから構成される。

方向検出装置４からの起動信号４００‘こより制御回路
５０‘まモード信号５６０１，５７０１をＯＮとしそれ
ぞれ芯線パターン記憶装置７及び特徴記憶装置６を初期
化、モード設定する。次いでループ信号５６０２を発生
して、特徹記憶装置６に対して第１特徴点の読出しを要
求する。特徴記憶装置６はストローブ信号６５０２、ス
テータス信号６５０３、特徴点位置６５０４及び方向６
５０５を出力してくる。ステ‐タス６５０３は第１／第
２特徴点の読出し又は第１／第２特徴点の終了のいづれ
かを示す。後述する特徴記憶袋直６の動作説明で明らか
なようにループ信号を順次発生することにより、第１特
徴点各点に対し第２特徴点が順次呼び出され、いわゆる
二重ループ議出し機能により全特徴点の異なる組合せ議
出しが行われる。上記ステータス信号６５０３によって
第１特徴点の議出しが知らされると、制御回路５０は、
同時に出力せられる特徴′点位置６５０４、方向信号６
５０５をそれぞれ位置レジスタ５１、方向レジスタ５２
にセットするためのストロープ信号６５０２に基づくセ
ット信号５０２を出力し、これを保持する。

この時、同時にリレーション選択回路５５に選択モード
信号５０１をＯＮ出力し、リセット信号５０４を発生す
る。次いで再びループ信号５６０２を出力し、特徴記憶
装置６から第２特徴点位置６５０４及び第２特徴点の名
榛番号６５０６を、ステータス信号６５０３が第２特徴
点論出しであることを確認するとともにストローブ信号
６５０２に基づき発生せられるセット信号５０３によっ
て位置レジスタ５３、名漂番号レジスタ５０４にそれぞ
れ保持する。ここでリレーション選択回路５５を詳細に
説明するために第５図ｂをも含めて説明する。第５図ｂ
は（×、Ｙ）一成分に対応する２組の減算器５５４Ｘ？
Ｙ、象限判定回路５５５、距離算出回路５５６、象限
カウンタ５５７、選択器５５８象限特徴記憶５６９、閥
値発生器５６１、比較ゲート５６２，５６３及び繁密量
カウンタ５６４から構成されている。上記第１特徴点が
謙出されたとき制御回路５０から発生せられる選択モー
ド信号５０１のＯＮ入力により選択器５５８はその右側
入力則ち象限判定回路５５５の出力５５５１をその出力
５５８１に選択するようになっている。この選択器出力
５５８１は、フラグ５６９１、名藤番号５６９２、位置
５６９３、距離５６９４を１ワードとし、４象限ｒに対
応する４ワードから構成されている象限特徴記憶５６９
のワードアドレスとして入力される。一方同時に発生せ
られたりセット記号５０４により集密量カウン夕５６４
及び、象限アドレス５５８１に関係なく象限特徴記憶５
６９の全記憶を初期化する。次に第２特徴点が謙出され
たときの動作は次のようになる。第１・第２特徴点位置
５１１，５３１は（Ｘ、Ｙ）一成分に対応する２組の減
算器５５４×，５５４Ｙによって、その偏差（△Ｘ、△
Ｙ）５５４１Ｘ，５５４Ｙに変換され、それぞれ象限判
定回路５５５、距離算出回路５５６に供給される。一方
象限判定回路５５５には第１特徴点方向５２１が供給さ
れており、第１図ａで示した第１特徴点Ｍｏを原点とし
、その方向○をｙ正軸とする局所座標系（ｘ、ｙ）に対
し、第２特徴点Ｍｒの象限ｒが象限出力信号５５５１と
して出力され選択器５５８を介して象限特徴記憶５６９
０の対応する象限ワードをアドレスすることとなる。さ
らに距離算出回路５５６はその入力（△Ｘ、△Ｙ）５５
４１×，５５４１Ｙに対し（△×）２十（△Ｙ）２で定
義される距離（２案距離の意味）５５６１を出力する。
上記の象限アドレスによって選択される象限特徴記憶５
６９のワードの距離５６９４が比較ゲート５６３に入力
され距離５５６１に比較される。この比較が完了した時
点で制御回路５０から発生せられるセット信号５０５は
この比較ゲートでゲートされ、もし距離５５６１が象限
アドレス５５８１で選択される距離５６９４より小さい
ときのみその出力信号５６３１が発生する。この出力信
号５６３１は象限特徴記憶５６９に対し、それまでに保
持されている内容に対してフラグ５６９１にはデータＯ
Ｎを意味するコード、名榛番号５６９２には名漂番号５
４１、位置５６９３には第２特徴点位置５３１、距離５
６９４には距離５５６１を書込むためのライト信号であ
って第２特徴点位置５３１及び名標番号５４１が更新さ
れる毎に出力されるセット信号５０５に従って象限特徴
記憶５６９に象限別に第１・第２特徴点間距離の最小な
ものを保持する動作を行なう。一方距離算出回路５５６
から出力される距離５５６１は予め設定された関値を発
生する閥値発生器５６１の闇値５６１１と比較ゲート５
６２で比較され、距離５５６１が閥値５６１１より４・
さし、ときのみセット信号５０５を出力５６２１に発生
させることとなる。この出力５６２１は集密量カウンタ
５６４をカウントする信号であり、第１図ａで説明した
如く、第１特徴点Ｍｏを中心とするとき一定範囲内０２
の特徴点数即ち集密量を計数することとなる。これで第
１特徴点に対する′リレーション特徴点の選択動作にお
けるリレーション選択回路５５の説明を完了した。再び
第５図ａを中心に参照して、制御回路５０によって第２
特徴点論出しを要求するループ信号５６０２を順次発生
するとともにリレーション選択回路５５に記憶更新を促
すセット信号５０５を繰返し発生すると、第２特徴点が
全て謙出された後にループ信号５６０２を発生したとき
、特徴記憶装置６はその応答としてステータス信号６５
０３に第２特徴点終了を知せてくるので、この時点で制
御回路５０は選択モード信号５０１をＯＦＦとし、リセ
ット信号５０６を発生する。第５図ｂを参照して、選択
モード信号５０１がＯＦＦになることにより、選択器５
５８はその左側入力則ち象限カウンタ５５７の出力艮０
ち象限信号５６０６をその出力５５８１に出力されるよ
うにする。またリセツト信号５０６により象限カウンタ
５５７が初期化されることにより第１象限を意味する象
限信号５６０６が出力され、また象限アドレス５５８１
が第１象限のリレーション特徴点位置、各際番号５６０
７及びフラグ信号５５２を出力させることとなる。第５
図ａに戻り、制御回路５０は隆線数カウンタ５６を初期
化するためのりセット信号５０８を出力した後、直ちに
フラグ信号５５２を検査し、これが前述したりセット信
号５０４による初期値を示すときは、この象限内にリレ
ーション特徴点がないものとし、初期化されている名漂
番号と選択信号５７１によって選択されるコード発生器
５９からの出力である異常隆線数５９１を隆線数５６０
８として、ライト信号５６０５によって後述の特徴記憶
装置６へのＩＪレーション書込動作を行う。他方フラグ
信号５５２が初期値でないとき即ちデータＯＮのときは
、リレーション特徴点位贋６７０４は、このときの第１
特徴点則ち中心〆寺散点位置５７０３とともに芯線パタ
ーン記憶袋直７に供孫舎され、同時に制御回路５０はセ
ット信号５７０２を出力する。次いで制御回路５川ま芯
線パターン記憶装置７に対し、上記中心、リレーション
特徴点位置５７０３，５７０４の間に存在する隆線数を
計数するためのトレース信号５７０５を出力する。芯線
パタ−ン記憶装置７は後の説明で詳述されるように、上
記トレース信号５７０５の応答として、ストローブ信号
７５０２及び交叉隆線検出／トレース終了／領域不正の
いづれかを意味するステータス信号７５０３を次々と出
力する。ストローブ信号７５０２及びステータス信号７
５０３に基づき、叉隆線検出の場合はカウント信号５０
９を隆線カゥンタ５６に出力し交叉隆線数を計数する。
また領域不正の場合は予じめ設定されている異常線数５
９１を発生するコード発生器５９の出力を、トレース終
了の場合は隆線数カウンタ５６の出力を選択するように
選択器５７に選択信号５７１を発生し、いづれの場合に
も、象限信号５６０６、名標番号５６０７、選択器５７
の出力である隆線数５６０８を特徴記憶装置６に供Ｖ給
するとともに制御回路５川まライト信号５６０５を発生
する。特徴記憶装置６は、ステータス信号６５０３に第
２特徴点終了を出力した時点で、すでに第１特徴点議出
しのモードになっており、第１特徴点に対応するりレー
ション記憶に上記情報が書込まれる。

以上の動作が完了すると再び制御装直５０は象限カウン
タ５５７を更新するためのカウント信号５０７を発生し
同様の動作を象限カウンタ５５７がカウント終了信号５
５１を発生するまで繰返す。制御回路５０１まカウント
終了信号５５１を受取ると、これまで保存されていた集
密量５６０４をライト信号５６０３によって特徴記憶装
置６に書込む。以上のようにして第１特徴点１点に対す
るリレーション、集密量の検出及び特徴記憶装置６への
書込みが完了する。

その後、制御回路５０は再びループ信号５６０２を発生
して、次の第１特徴点を特徴記憶装置６に要求すること
により、第１特徴点終了をステータス信号６５０３によ
って知らされまで前述の動作を繰返す。第１特徴′点終
了が知らされた時点でリレーション検出装置の検出動作
が完了したこととなり、制御回路５０はモード信号５６
０１，５７０１をＯＦＦにするとともにリレーション検
出装置５の動作を全て完了する。ここで第５図ｂにおけ
る象限判定回路５５５を第５図ｃによって詳細に説明す
る。象限判定回路５５５は、２組の絶対値器５８１×，
５８１Ｙ、方向変換テーブル５８２、変換器５８３、比
較器５８４から構成されており、以下の動作により象限
信号５５５１を出力する。

即ち、偏差（△Ｘ、△Ｙ）５５４１×．５５４１Ｙに対
応して２組の絶対値５８１×，５８１Ｙの絶対値出力５
８１１×，５８１１Ｙによって偏叢（△Ｘ、△Ｙ）の９
び内角度を方向変換テーブル５８２の出力５８２１とし
て得るのは方向検出装置４に用いた場合と同様である。
一方、この世力方向コード５８２１は、第１特徴点の方
向５２１の９０ｏ内角度コード部分５２１Ｌと比較器５
８４によって比較され、その結果を示す信号５８４１と
上記方向５２１の９０ｏ単位コード部分５２１Ｍ及び絶
対直器の符号信号出力５８１２×，５８１２Ｙの合計５
ビットの信号から変換器５８３で象限信号５５５１に容
易に変換できる。第５図ａに於ける制御回路５０は前述
した一連の動作説明から、また第５図ｂに於ける距離算
出回路５５６は２つの乗算器と加算器或は△Ｘ→（△×
）２ なる変換テーブルと加算器等の組合せをもつ構成
で当業者に容易になし得うので詳細を省略する。以上で
リレーション検出装置５の全ての説明を終了した。次に
第６図のブロック図を参照して特徴記憶装置６の一実施
例について、その詳細を説明する。

特徴記憶装置６は制御回路６０第１カウンタ６１、第２
カウンタ６２、比較器６３、選択器６５，６６、コード
発生器６７、特徴フラグ６４１、特徴点位置６４２、方
向６４３、集密量６４４、４象限に対するリレーション
６４５〜６４８をそれぞれ格納する特徴記憶６４から構
成される。またその動作は次のようになる。特徴点検出
装置３に関連する動作は、まずモ−ド信号３６０１がＯ
Ｎとなることにより開始せられる。

制御回路６０はモード信号３６０ １がＯＮになると直
ちに選択信号６００，６６０をＯＦＦにし選択器６５の
左側入力則ち第１カウンタ６１の出力６１１をその出力
６５１に選択するように、また信号３６０３を選択器６
６の出力６６１に選択するようにする。選択器６５の出
力６５１は特徴記憶６４の特徴点単位のワードアドレス
として供聯合される。また同時にリセット信号６０１を
発生して第１カウンタをリセットする。次に、特徴点検
出装置３から特徴フラグ信号３６０３、特徴点位置３６
０４、ライト信号３６０２が順次出力されてくると、制
御回路６０は、ライト信号３６０２に基づき、特徴点ラ
イト信号６０６を発生して特徴フラグ信号３６０３及び
特徴点位置３６０４を選択器６５により選択出力された
信号６５１、すなわち、特徴点ワードアドレス６１１の
指定したワード‘こ書込みこれを保持する。

この書込みが完了すると直ちにカウント信号６０２を出
力して第１カウンタが上昇し、次の特徴点ワードアドレ
ス６１１を特徴記憶６４に供給させることにより次のラ
イト信号３６０２を持つことになる。以上の動作を順次
繰返すことにより次々と特徴フラグ及び特徴点位置を特
徴点記憶６４に格納する。特徴点の検出が全て完了する
とモード信号３６０１がＯＦＦになることにより制御回
路６０‘ま選択信号６６０を○Ｎして特徴点終了を意味
するコードを発生しているコード発生器６６の出力６６
１を介して特徴記憶６４に供給するとともに最後の特徴
点ライト信号６０６を発生して特徴フラグ６０６を発生
して特徴フラグ６４１に書込む。次に、方向検出装置４
と関連する動作は、モ−ド信号４６０１がＯＮになるこ
とにより開始せられる。

モード信号４６０１がＯＮになると制御回路６０は選択
信号６００をＯＦＦとし選択器６５を介して第１カウン
タ６１の出力６１１をその出力６５１に出力させるよう
に、またリセット信号６０１を発生して第１カウント６
１をリセットする。次に、制御回路６０は方向検出回路
４から出力されてくるループ信号４６０２により、すで
に出力されている特徴フラグ６４１の出力６４１１を検
査変換して端点読出し／分岐点読出し／議出し終了のい
づれかを意味するステータス信号６４０３及びすでに出
力されている特徴点位置６４０４をストローブ信号６４
０２によって、方向検出回路４に出力する。次に方向検
出回路４が送出してくる方向４６０４をそのライト信号
４６０３に基づき制御回路６０が発生する方向ライト信
号６０７によって特徴記憶６４の方向６４３に書込んだ
後、カウント信号６０２を出力して第１カウンタを進め
る。以上の動作を特徴フラグが特徴点終了を６４１１に
出力することにより議出し終了のステータス信号６４０
３を発生するまで繰返す。読出し終了のステータス信号
６４０３を出力すると方向検出装置４はモード信号４６
０１をＯＦＦにすることによって方向検出動作を終了す
る。最後にリレーション検出装置５に間連する動作は、
モード信号５６０１がＯＮになることによって開始せら
れる。モード信号５６０１がＯＮになることにより制御
回路６０‘ま、第１特徴点読出しのために第１カウンタ
６１の出力６１１を選択器６５の出力６５１に出力する
ように選択信号６００をＯＦＦにするとともにリセット
信号６０１を発生して第１カゥンタ６１をリセットする
。次にリレーション検出装置５から送出されるループ信
号５６０２により第１カゥンタ６１によりアドレスされ
る第１特徴点の特徴点フラグ６４１１、特徴点位魔６５
０４、方向６５０５を特徴記憶６４から出力させ、特徴
点フラグ６４１１の内容により第１特徴点議出し／終了
を意味するステータス信号６５０３とともにストローブ
信号６５０２を出力する。その後直ちに選択信号６００
をＯＮとし第２カウンタ６２の出力６２１を選択器出力
６５１に出力させるとともに第２カウンタ６２をリセッ
ト信号６０３によってリセットする。次にリレーション
検出装置５から送出されてくるループ信号５６０２によ
り、第２特徴点の読出し‘こ相当する特徴点位置６５０
４及び第２カウンタ６２の出力貝０ち第２特徴点の名標
番号６２１を出力６５０６として供給するとともに、こ
のときの特徴フラグ６４１１の内容を検査変換すること
により、第２特徴点読出し／終了を意味するステータス
信号６５０３及びストローブ信号６５０２を出力する。
ただし、このとき第１カウンタ６１１と第２カワンタ６
２１の出力は比較器６３で同一であるか否かが比較され
、その結果もし同一ならばストローブ信号は出力せず直
ちに第２カウンタ６２に対しカウント信号６０５を出力
して次の第２特徴点議出しを行う。以上のようにして次
々に送出されてくるル−フ。信号５６０２に対し、順次
第２特徴点の読出しを実行する。第２特徴点の全ての議
出しが完了したとき特徴記憶６４から出力される特徴フ
ラグ６４１１の特徴点終了が知らされると、制御装置６
０はこれを変換してステータス信号６５０３に出力する
とともに次のＩＪレーション書込みに備えて選択信号６
００をＯＦＦにし第１カウンタの出力を選択器出力６５
１に出力させる。

次にリレーション検出装置５から出力される象限５６０
６をリレーション記憶６４５〜６４８の選択アドレスと
し名標番号５６０７及び隆線数５６０８をリレーション
として、同時に出力されるライト信号５６０５に基づき
制御回路６０が発生するりし−ション・ライト信号６０
９によって順次書込みが行われる。また引続き送出され
てくる集密量５６０４がライト信号５６０３に基づき発
生せられる集密量ライト信号６０８によって格納される
。これで第１特徴点一点に関する動作が完了した。この
ようにして第１特徴点の動作が全特徴点について完了す
ると、リレーション検出装鷹５からのモード信号５６０
１がＯＦＦとなり、リレーション検出動作が全て完了
すると、リレーション検出装置５からのモード信号５６
０１がＯＦＦとなり、リレーション検出動作が全て完了
する。

次に第７図ａのブロック図を用いて芯線パターン記憶装
置７の一実施例について詳細に説明する。芯線パターン
記憶装置７は制御回路７０、選択器７１、ベクトル発生
器７２、位置カウンタ７４、芯線パターン記憶７５、特
徴テーブル７６、初期値発生器７７及びトレース回路７
８から構成されており、次のような動作を行う。特徴点
検出装置３に関係動作はモード信号３７０１がＯＮ‘こ
なることにより、開始せられる。

モード信号３７０１カギＯＮ‘こなると制御回路７０は
特徴点検出装置３が出力する近傍ワード信号３７０３を
芯線パターン記憶７５に保持するための動作を行うため
に、初期値発生器７７の出力７７１を選択器７１を介し
て位置カウンタ７４に供給するように選択信号７０１を
出力した後プリセツト信号７０４によって位置カウンタ
７４を初期化する。この結果その出力７４２は２次元パ
ターン記憶アドレスとして芯線パターン記憶７５の第１
走査量子化画素に相当するワードをアドレスする。一方
、特徴点検出装置３から近傍ワード信号３７０３が出力
される毎に出力されるライト信号３７０２によって、制
御回路７川まワードライト信号７０７を出力して近傍ワ
ード信号３７０３を芯線パターン記憶に書込むと同時に
その出力７５１を特徴テーブル７６に供給する。これに
より、３×３近傍画素値及び領域ビットが特徴テーブル
７６に入力され、特徴テーブル７６は近傍ワード７５１
を端点／分岐点／特異点／隆線点／白点／隆線隣接点／
非抽出領域を区分する特徴点フラグ部と、上誌端点／分
岐点／隆線点／隆線隣接点の場合のみ３×３近傍画素に
於いて、その中心から周囲８近傍画素の分岐している隆
線上ビット（“１”ビット）に進むための画素位層偏位
を３分岐分保持する分岐コード部との２つからなる特徴
点ワード７６１が変換出力される。

この特徴点ワード７６１の内特徴点フラグ７３０２のみ
が入力近傍ワード信号３７０３の特徴点検出結果として
特徴点検出装置３に供給される。近傍ワード信号３７０
３がライト信号３７０２とともに特徴点検出装置３から
次々と送られてくると位置カウンタ７４は（×、Ｙ）に
対応する二次元カウンタであってその位置出力７４２が
順次芯線パターン記憶７５を２次元的にアドレスするこ
とにより上記近僕ワード信号３７０３の格納動作が操返
えされる。全ての近傍ワード信号の格納が完了するとモ
ード信号３７０１がＯＦＦとなり特徴点検出装置３の動
作は完了する。次に方向検出装置４に関連する動作はモ
ード信号４７０１がＯＮ‘こなることにより開始せられ
る。

モード信号４７０１がＯＮなることにより制御回路７０
は、選択信号７０１により特徴点以暦４７０３を選択器
７１の出力７１１に出力するようにし、次いで方向検出
装置４から出力されるセット信号４７０２に基づきプリ
セツト信号７０４を発生して特徴点位置４７０３を位置
カゥンタ７４に保持する。次いで選択信号７０１により
トレース回路出力７８２を選択器７１の出力７１１とな
るように切換えた後、トレース回路７８に対してトレー
スモード信号８００を方向検出モードとして出力し、次
いで方向検出装置４から出力されるトレース信号４７０
４に基づき、トレース開始信号８０１を出力する。トレ
ース回路７８はこのトレース開始信号８０１によってす
でに保持されている位置カウンタ７４の位置出力７４２
及びこれによってアクセスされる特徴点ワード７６１を
内部で保持した後、分岐コード７８１とステップ信号７
８６を順次出力しながら分岐コード７８１で指定される
画素位暦偏位によって位置カウンタ７４を更新すること
によりまず第１分岐のトレースを行う。トレース回路７
８は、予め設定されているステップ長さだけステップが
進んだ場合はステップ最終了、特徴点／特異点／非抽出
領域点が検出された場合はステップ中断を示すトレース
・ステータス信号７８４をストローブ信号７８３によっ
て制御回路７０に出力してくる。制御回路７０は、上記
いづれの場合も到達点検出をトレース・ステータス信号
７４０３に出力するとともにストローブ信号７４０２を
出力し方向検出装置４に対し一つの分岐の到達点が得ら
れたことを知らせる。このとき位置カウンタ７４の位置
出力７４２が到達点位置７４０４となる。また、位置カ
ウンタ７４の出力７４１‘まトレ−ス回路７８のステッ
プ信号７８６によって位置カゥンタ７４の内容が変位す
るとき、その出力７４２が芯線パターン記憶７５の二次
元位置から外に出るような場合、これを検出し制御回路
７川こステップ中断の信号を出力するものである。第１
の分岐トレースを完了した方向検出装置４は再びトレー
ス信号４７０４を発生するので制御回路７０‘まトレー
ス・ネクスト信号８０２を出力し、トレース回路７８に
対し第二の分岐トレースを指示する。

もし特徴点位置４７０３が端点を指していた場合は第二
の分岐は無いのでトレース回路７８はトレース・ステー
タス信号７８４に分岐終了を知らせるので制御回路７０
はトレース・ステータス信号７４０３にトレース終了を
出力して方向検出装置４にてトレースの終了を知らせる
。もし特徴点位置４７０３が分岐点を指している場合は
、トレース回路７８はセット信号７８５を出力し制御回
路７０に、もとの特徴点位置を出力している７８２を位
置カウンタ７４に再び保持させるプリセット信号７０４
を出力させた後、第二分岐のトレースを開始する。この
ようにして次々と分岐隆線上をトレースし、前記第一分
岐の場合と同様に到達点位置７４０４を方向検出装置４
に出力したのちトレース終了となる。トレース終了が方
向検出装置４に知られると、モード信号４７０１がＯＦ
Ｆとなり方向検出装置４に関連する芯線パターン記憶装
置７の動作が完了する。次に、リレーション検出装置５
に関連する動作はモード信号５７０１がＯＮ‘こなるこ
とにより開始せられる。

モード信号５７０１力のＮになることにより、制御回路
７０は、トレース回路７８にトレースモード信号８００
をリレーション検出モードとして出力するとともに、中
心特徴点位置５７０３及びリレーション特徴点位置５７
０４をベクトル発生器７２に内部保持させるセット信号
７０２を出力し、また選択信号７０１により、ベクトル
発生器７２の出力であるベクトル位鷹７２２を選択器７
１の出力７１１となるようにした後、ベクトル開始位置
′（最初は中心特徴点位置に一致する）７２２を選択器
７１を介して位置カウンタ７４にプリセット信号７０４
を出力してベクトル発生器７２に対し、上記ベクトル開
始位置５７０３からリレーション特徴点位置５７０４に
向けての童子化画素上をベクトル的に移動するときの各
ステップ毎のベクトル位層を発生させるネクスト信号７
０３を出力する。ネクスト信号７０３によって出力され
るベクトル位置７２２は選択器７１を介して位置カウン
タ７４に供給されるので制御回路７０はブリセット信号
７０４を発生して位置カウンタ７４の内容を更新する。
この結果新しい位置出力７４２によって出力される近傍
ワード７５１の特徴点フラグ７３０２は制御回路７０で
走査され、白点のとき再びネクスト信号７０３を発生す
る。上記ネクスト信号７０３を次々と発生し、特徴点フ
ラグ７３０２に白点以外が知らされるとそれが非抽出領
域／特異点を示すときは直ちに異常終了をステータス信
号７５０３に出力するとともにストローブ信号７５０２
を出力してトレ−スの中止をリレーション検出装置５に
知らせる。また特徴点フラグ７３０２に端点／分岐点／
隆線隣接点が検出されると、制御回路７０はベクトル発
生器の動作を中断し、選択信号７０１により選択器７１
の出力をトレース回路７８からの出力である到達点位置
７８２となるように切換え、トレース回路７８を起動す
るためにトレース開始信号８０１を発生する。これによ
りトレース回路７８は方向検出の際の動作と同様に位置
出力７４２を起点として予じめ設定されたステップ長だ
け各隆線の分岐をトレースする。たゞし、トレースモー
ド信号８００がリレーション検出モードの際は中心特徴
点位置７２３、リレーション特徴点位置７２４及びそれ
までに交叉した隆線交叉線との一致比較がトレース中常
に行われており、一致が検出されたときはトレースは中
断されトレース・ステータス信号７８４に交叉点一致が
知らされる。制御回路７０は、トレース開始信号８０１
又はトレース・ネクスト信号８０２を出力する毎にその
応答であるトレース・ステータス信号７８４を検査し、
分岐終了が知らされた場合は、新しい交叉点が発見され
たとして交叉隆線検出をステ−タス信号７５０３にスト
ロープ信号７５０２とともに出力する。交叉点一致が知
らされると上記ステータス信号７５０３の出力は行わず
、再び選択器７１を切換えてベクトル発生動作を再開す
る。このようにして、リレーション検出における交叉隆
線数を検出する動作を行いｔ最終的にベクトル発生器７
２からベクトル位置７２２が、リレーション特徴点位置
５７０４に一致したとき出力されるベクトル終了信号７
２１により、制御回路７０はトレース終了をステータス
信号７５０３にストロープ信号７５０２とともに出力し
リレーション検出装置５にトレースの終了を知らせる。
前述の異常終了又はこのトレース終了を知らされたりレ
ーション検出装置５はモード信号５７０１をＯＦＦにす
ることによりリレーション検出動作の全てが完了する。
以上の芯線パターン記憶装置７においてベクトル発生器
７２は２次元量子化画素上の２点を結ぶ通常のベクトル
発生器でよく、例えば特願昭５１一２５２２１号明細書
（特開昭５２−１０８７３９号公報）を参照すれば、容
易に実現できる。次にトレース回路７８を第７図ｂのブ
ロック図を用いて詳細に説明する。

第７図ｂを参照するとトレース回路７８は制御回路８０
、選択器８１、前分岐レジスタ８３、３つの分岐コード
を左詰めで内蔵でき、左へシフトできる分岐レジスタ８
２、分岐記憶８７、分岐記憶８７のアドレスを制御する
アドレスカウンタ８５及びストップカゥンタ８６、４つ
の比較器８４１〜８４５、及びステップ長を計数するス
テップカゥンタ８９から構成され、次のような動作を行
う。

トレースモード信号８００が方向検出モードの時は、ト
レース開始信号８０１が制御回路８０に入力されること
により、制御回路８０は選択信号８０３によって選択器
８１を特徴点ワード７６１の分岐コード部をその出力８
１１に出力するようにし、アドレスカウンタ８５及びス
トップカウンタ８６にそれぞれリセツト信号８０７，８
０８を出力しリセットした後、セット信号８０４を出力
し、特徴点ワード７６１の分岐コード部を分岐レジスタ
８２に保持する。直ちにシフト。セット信号８０５，８
０６を出力し第１分岐レジスタ８３に保持するとともに
分岐レジスタ８２の内容を一分岐コード分シフトするこ
のとき右端から分岐コード‘こ定義されない分岐終了を
意味するコードがシフト入力される。次いで、分岐レジ
スタ８２の出力８８及び第７図ａの位置カウンタ７４の
位置出力７４２即ち現在の位置がライト信号８０９によ
って分岐記憶８７に保持されるとともに予じめ設定され
たステップ長をステップカウンタ８９にセットするため
にプリセツト信号８９１を出力する。その後、前分岐レ
ジスタ８３の出力である分岐コード７８１によって第７
図ａの位置レジスタ７４を更新するためステップ信号Ｔ
８６を制御回路８０から出力する。このステップ信号７
８６を基にして次の特徴点ワード７６１が送られてくる
ので、その特徴点フラグを制御回路８０が検査しもし隆
線点以外なら直ちにステップ中断を意味するトレースス
テータス信号，８４をストローフ信号７８３とともに出
力する。もし隆線点なら、このときの特徴点ワード７６
１の分岐コード部を分岐レジスタ８２にセット信号８０
４を発生して保持する。隆綾点は必ず２つの分岐コード
を有しているのでその第１の分岐と前分岐レジスタ８３
の内容が比較器８４１で相対（△×、△Ｙのそれぞれの
和が０になる）しているかが比較される。この比較出力
８４亀１により、もし相対していれば制御回路８０‘ま
分岐レジスタ８２にシフトセット信号８０５を出力して
第１分岐を捨てる。もし相対していなければシフトセッ
ト信号８０５，８０６によって前分岐レジスタ８３を更
新し、ステップ信号７８６を出力するとともにカウント
信号８９２を出力する。以上の如く、隆線上を逆行しな
いようにトレースを進め、ステップカウンタ８９からカ
ウワト終了信号８９３が発生するとステップ長終了をト
レースステータス信号７８４に出力するとともにストロ
ープ信号７８３を出力する。一分岐のトレースが、ステ
ップ中断／ステップ最終了のいづれかに終了すると」次
に入力されるトレース・ネクスト信号８０２によって制
御回路８０は選択信号８０３を一時的に分岐記憶８７の
分岐コード出力８７２１を選択器８１の出力８１１に導
き、セット信号８０４によって保持する。またこのとき
分岐記憶８７の位置出力７８２は、第７図ａ位置カゥン
タ７４にプリセツト信号７０４でセットされることから
、元の特徴点位置に戻ることになり、制御回路８川ま第
二の分岐トレースを開始する。たゞしこのとき分岐レジ
スタ８２の、最初の分岐コード８２１が分岐終了を示し
ているときは、制御回路８０は分岐トレースを中止して
分岐終了をトレース・ステータス信号７８４にストロー
ブ信号７８３とともに出力し、方向検出に対するトレー
ス回路７８の動作を完了する。次に、トレース・モード
信号８００がリレーション検出モードの時の動作は、以
下の動作の除いて方向検出モードと同じである。

即ち、トレース開始信号８０１が入力された時、制御回
路８０は、特徴点ワード７６１中の特徴点フラグを直ち
に検査し、これが隆線隣接点のときはの第１分岐を前分
岐レジスタ８３にシフトセットして、位置カウンタ７４
を１ステップ進めた後、トレース開始の動作を行う。な
ぜなら隆線隣接点は、それ自身は隆線上の点ではないた
め、これを隆線点に移動するためである。また分岐トレ
ース中には分岐コ−ド７８１による位置出力７４２が更
新される毎に比較器８４３，８４５によって中心特徴点
位置７２３及びリレーション特徴点位置７２４と比較さ
れる。またさらにアドレスカウンタ８５とストップカゥ
ンタ８６の出力が比較器８４５で一致が検出されるまで
、分岐記憶８７の位置出力７８２と比較器８４２で比較
される。以上の位置比較のいづれかに一致が発見されれ
ば制御回路８０は交叉点一致をトレース・ステータス信
号７８４に出力することにより、第１図ｄの口，ハで説
明した余分の隆線数カウントを防止させる。また、分岐
終了／交叉点一致をステータス信号７８４に出力するこ
とにより一つの交叉点の全分岐トレ−スが終了した時は
カウント信号８５１，８６１を出力しアドレスカウンタ
８５、ストップカウンタ８６を進めることにより、分岐
記憶８７にそれまで保持された交叉点位置を次の交叉点
位置が発見されることにより消去されないようにする。
以上でトレース回路７８の動作の説明を終了した。

制御回路８０については、上記動作説明で当業者には容
易になし得るもので詳細は省略する。以上で、本発明に
なるパターン特徴抽出装置の実施例について説明を終了
した。上記の説明に於いて、説明を簡素化するために、
いくつかの具体的な設定を行ったがこれらは本発明の請
求範囲を拘束するものではない。

以下にもその具体的な諸点について説明しよう。例えば
、距離５５６１をｐ多とするとき、累和としてＺ；ｐｉ
≠（ｘ＝１、一２、一４……………）は基本的に考えら
れる例である。第５図ｂリレーション検出装置に於いて
象限を第１特徴点位置５１１及びその方向５２１に基づ
く局所座標系における４象限として象限判定回路５５５
の象限出力５５１１としたが、これを任意個の象限に分
割するには、第５図ｃに於いて、方向変換テーブル５８
２及び変換器５８３を適宜設定、構成すれば容易に実現
できる。

たゞし象限数を４象限以上にするときは、第５図ｂに於
ける象限特徴記憶５６０のワート数及び第６図特徴記憶
６４のリレーション記憶６４５〜６４８及び第５図ｂの
象限カウンタ５５７を拡張すべきである。また第５図ｂ
に於いて築密量は、閥値５６１１によって設定された近
傍内の他の特徴点を計数する集密量カウンタ５６４の計
数出力５６０４としたが、この袋密量カウンタ５６４を
距離５５６１に基づく数の累和を保持する加算器と累和
しジスタに贋換えることにより桑密量を上記計数値のみ
でなく、中心〆守数点（第１特徴点）位置からの距離５
５６１に基づく量の累和として算出することは容易に実
現できる。さらに、第４図ｂの方向変換テーブル４４０
、第５図ｃ方向変換テーブル５８２及び第７図ａの特徴
テーブル７６等の変換テーブルを同等の出力を与えられ
る入力から発生する公和の論理回路に贋換えることは可
能である。

また経済性の関点から、第７図ａに於ける芯線パターン
記憶７５は、近傍ワードの中心画素のみを画素位鷹に保
持することができる。この場合、近傍ワード７５１をそ
の画素アドレス７４２から得るには位置カウンタ７４の
内容に対し（△×、△Ｙ）を０、十１、−１の計９回変
更して出力される３×３近傍画素９画素から近傍ワード
７５１を蓄積保持した後、特徴テーブル７６に供給すれ
ばよい。また高速化の関点から、第６図に於ける特徴記
憶６４を分割管理する手段を用意したり、連想記憶機能
を用いたりする方法は当業者には容易になり得るもので
特に詳細な説明を要しない。

【図面の簡単な説明】 第１図ａは指紋画像の特徴を説明する図、第１図ｂは、
指紋画像の芯線パターンの一部を拡大し、各種画素を説
明する図、第１図ｃ，ｄは、特徴点の方向及び隆線数を
検出する方式を説明する図、第２図は本発明になる装置
の一実施例を示す機能ブロック図、第３図は特徴点検出
装置の一実施例を示すブロック図、第４図ａは方向検出
菱贋の一実施例を示すブロック図、第４図ｂは第４図ａ
図示の方向算出回路の一実施例を示すブ。 ック図、第５図ａはリレーション検出装置の一実施例を
示すブロック図、第５図ｂは第５図ａ図示のリレーショ
ン選択回路の一実施例を示すブロック図、第５図ｃは、
第５図ｂ図示の象限判定回路の一実施例を示すブロック
図、第６図は特徴記憶装置の−実施例を示すブロック図
、第７図ａは芯線パターン記憶装置の一実施例を示すブ
ロック図、第７図ｂは第７図ａ図示のトレース回路の一
実施例を示すブロック図である。川ま指紋画像、０３は
特徴点のうちの端点、０４は特徴点のうちの分岐点１は
量子化走査装置、２は芯線化装置、３は特徴点検出装置
、４は方向検出装置、５はリレーション検出装置、６は
特徴記憶装置、７は芯線パターン記憶、４３は方向算回
路、４３０×．Ｙは方向算出に於ける△×、△Ｙ成分に
対する演算を行う回路、４４０は方向変換テーブル、５
５はリレーション選択回路、５６は隆線数カゥンタ、５
５５は象限判定回路、５５６は距離算出回路、５６０‘
ま象限特徴記憶、５６４は集密量カウンタ、６１，６２
は特徴記憶を指定する第１、第２のカウンタ、６４は特
徴記憶７２はベクトル発生器、７４は位置カゥンタ、７
５は芯線パターン記憶、７６は特徴テーフル、７８はト
レース回路、８２，８７は分岐レジスタ、８７は分岐記
憶、８９はステップカウンタ及び３０，４０，５０，６
０．７０，８０はそれぞれ各装置又は回路の動作を実現
するための制御回路である。 オ丁図′ａ） 外１図（ｂ） 氷１図（Ｃ） 汁１図（ｄ） 汁２図 が３図 汁４図（ａ） 汁４図（ｂ） が５図（ａ） 汁５図（ｂ） ＷＳ図（Ｃ） 汐６図 汁７図（ａ） 汁７図（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 画像を２次元走査し各量子化位置に於ける画像濃淡
   を量子化信号に変換す量子化走査装置と、該量子化走査
   装置の走査に同期して出力される該量子化信号を２次元
   量子化画像に於ける芯線パターンに変換する芯線化装置
   と、該芯線化装置の出力である芯線化パターン信号の複
   数近傍画素からなる部分パターンから特定の近傍画素値
   配例を有するパターン特徴の位置を検出する特徴点検出
   装置と、該パターン特徴に於ける特徴方向を検出する方
   向検出装置と、該パターン特徴の各々を中心特徴として
   その近傍に存在する他のパターン特徴をリレーシヨン特
   徴として選択し、該中心特徴の集密量及び、中心特徴と
   リレーシヨン特徴との間に介在する隆線数をリレーシヨ
   ンとして複数個検出するリレーシヨン検出装置と、上記
   パターン特徴の位置、方向、集密量、リレーシヨンを一
   時的に記憶する特徴記憶装置、及び上記芯線パターンを
   ２次元画像上に記憶し、該芯線パターンを前記方向検出
   装置又は、リレーシヨン検出装置から指定された条件に
   よりトレースを行ない、トレース結果を対応する前記方
   向検出装置又はリレーシヨン検出装置に供給する芯線パ
   ターン記憶装置とから構成され、画像上の特定のパター
   ン形状を有する上記パターン特徴の特徴位置、方向、集
   密量及びリレーシヨンを検出することを特徴としたパタ
   ーン特徴抽出装置。 ２ リレーシヨン特徴として、中心特徴の位置及方向に
   基づく局所座標系に於いて、中心特徴近傍を複数角に分
   割し、各々の分割された近傍毎にリレーシヨン特徴を抽
   出する特許請求の範囲第１項記載のパターン特徴抽出装
   置。 ３ 集密量として、中心特徴からの距離に基づく量の累
   和によつて算出する特許請求の範囲第１項、または第２
   項記載のパターン特徴抽出装置。