JP2000348139A - 画像照合装置および画像照合方法 - Google Patents

画像照合装置および画像照合方法

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JP2000348139A JP11160900A JP16090099A JP2000348139A JP 2000348139 A JP2000348139 A JP 2000348139A JP 11160900 A JP11160900 A JP 11160900A JP 16090099 A JP16090099 A JP 16090099A JP 2000348139 A JP2000348139 A JP 2000348139A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】画像照合の処理時間を大幅に短縮し、かつ、被
照合画像の補正時に発生する直線パターンの誤消去を防
止する画像照合装置を提供する。 【解決手段】この発明の画像照合装置は、まず、イメー
ジスキャナ等から読み取った入力画像から罫線を抽出し
(ステップA1)、この入力画像から抽出した罫線と基
準画像から抽出された罫線とを比較して、入力画像と基
準画像とのピクセルの大まかな対応を調査する(ステッ
プA2)。次に、入力画像を小領域に分割し、調査した
対応により算出される基準画像上の位置付近から、もっ
とも近いパターンを持つ領域を検索して写像する(ステ
ップA3)。そして、この写像した画像を小領域に分割
し、各小領域を移動させることで基準画像と最も一致す
る画像を得て(ステップA4)、最後に、この得た画像
と基準画像との差分画像を出力する(ステップA5)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば筆跡照
合などに適用して好適な画像照合装置および画像照合方
法に係り、特に、画像照合の処理時間を大幅に短縮し、
かつ、被照合画像の補正時に発生する直線パターンの誤
消去を防止する画像照合装置および画像照合方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年のコンピュータ技術の向上に伴な
い、高度な画像処理が可能となり、たとえば2枚の画像
を比較して一致または不一致を判定することにより指紋
や筆跡などを照合する画像照合システムが種々開発され
ている。そして、この画像を照合する代表的な方式の1
つに、2枚の画像それぞれから特徴を抽出して比較する
方式がある。この方式は、特徴の抽出精度の問題がある
ため、極めて類似した画像のわずかな差異部分を検出す
るのには向かないが、一般的に高速である。
【0003】また、この他に、2枚の画像中の各ピクセ
ルを直接比較する方式がある。この方式では、画像のず
れ、伸縮、回転などを補正して比較しなければならない
ために低速だが、画像のわずかな差異部分を検出するの
にも適している。たとえば特開平11−3431号など
はこの方式で画像の比較を行なうものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この2
枚の画像中の各ピクセルを直接比較する方式は、基準画
像を矩形の小領域で複数に分割し、同じ特長をもつ小領
域を被照合画像から検索するものであり、基準画像と被
照合画像との各ピクセルの対応関係を調査するのに非常
に大きな時間を費やしてしまうといった欠点があった。
【0005】また、基準画像を矩形の小領域で複数に分
割するために、基準画像中の直線パターンを誤って消去
してしまうこともあった。
【0006】この発明はこのような実情を考慮してなさ
れたものであり、画像照合の処理時間を大幅に短縮し、
かつ、被照合画像の補正時に発生する直線パターンの誤
消去を防止する画像照合装置および画像照合方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、前述した
目的を達成するために、比較する2つの画像を小領域で
複数に分割する補正処理前に、この2つの画像から罫線
を検出し、その検出した罫線の2つの画像間における対
応関係を調査し、その調査した対応関係から2つの画像
を変形するといった補正処理を行なうようにしたもので
ある。
【0008】この第1の発明においては、2つの画像の
各ピクセルの対応関係を調査するといった細かな補正処
理の前処理として、2つの画像の罫線の対応関係を調査
するといった大まかな補正処理を実行するため、画像照
合の処理時間を大幅に短縮することを可能とする。
【0009】また、第2の発明は、前述した目的を達成
するために、比較する2つの画像を小領域で複数に分割
する際、この小領域の配列が六方晶状の配列になるよう
にしたものである。
【0010】この発明においては、従来のように矩形の
小領域で画像を分割する場合と異なり、隣り合う小領域
間の境界線が連続する直線を形成することがないため、
被照合画像の補正時に発生する直線パターンの誤消去を
防止することを可能とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施形態を説明する。図1は、この発明の実施形態に係
る画像照合装置の機器構成を示す図である。
【0012】図1に示すように、この画像照合装置は、
CPU1、システムメモリ2およびI/Oコントローラ
3を備えている。CPU1は、この画像照合装置全体の
制御を司るものであり、システムメモリ2に格納された
各種プログラムを実行制御する。システムメモリ2は、
CPU1によって実行制御される各種プログラムおよび
各種処理データを格納する記憶装置である。I/Oコン
トローラ3は、基準画像や被照合画像を入力し、あるい
はこれらの差分画像を出力するためのデータ入出力を制
御する装置である。そして、この画像照合装置の画像照
合処理は、システムメモリ2に格納されCPU1によっ
て実行制御されるプログラム(画像照合システム)によ
って実現されている。
【0013】(第1実施形態)まず、第1実施形態を説
明する。
【0014】図2は、第1実施形態の画像照合装置の処
理の流れを示したものである。この画像照合装置は、ま
ず、イメージスキャナ等から読み取った入力画像から罫
線を抽出する(ステップA1)。そして、この入力画像
から抽出した罫線と基準画像から抽出された罫線とを比
較し、入力画像と基準画像とのピクセルの大まかな対応
を調査する(ステップA2)。
【0015】次に、画像照合装置は、入力画像を小領域
に分割し、調査した対応により算出される基準画像上の
位置付近から、もっとも近いパターンを持つ領域を検索
して写像する(ステップA3)。そして、この写像した
画像を小領域に分割し、各小領域を移動させることで基
準画像と最も一致する画像を得(ステップA4)、最後
に得た画像と基準画像との差分画像を出力する(ステッ
プA5)。
【0016】以下、この各ステップの処理を詳説する。
【0017】[罫線の抽出(ステップA1)]罫線の抽
出にはいくつかの手法が既に確立しており、たとえば特
開平10−240959号や特開平6−60222号等
に述べられている方法がある。この画像照合装置では、
これらの方法を用いて画像から罫線を抽出する。
【0018】[罫線の対応関係の調査(ステップA
2)]この画像照合装置は、基準画像から抽出した罫線
と入力画像から抽出した罫線とを比較し、それらの対応
を調査する。これには、罫線の相対距離を評価関数とし
た幅優先検索法等を使用する。
【0019】[入力画像の写像の作成(ステップA
3)]いま、入力画像上の4つの罫線および基準画像上
の4つの罫線が図3に示すように対応するものとする。
ここでは、基準画像のスキューは取り除いてあり、4つ
の罫線は用紙の方向に対して平行もしくは直角であるも
のとする。この時、図4に示す各交点の座標は次の
(1)式〜(6)式のように計算できる。
【0020】
【数1】
【0021】すると、基準画像上の座標(x,y)にあ
るピクセルは、次の(7)式で示される入力画像上の座
標(X,Y)と対応する。
【0022】
【数2】
【0023】ここで、d1 …d4およびXm,Ymは、次
の(8)式〜(13)式により計算される。
【0024】
【数3】
【0025】そして、この画像照合装置は、これらの式
を用いて、入力画像の各ピクセルを基準画像上のピクセ
ルに写像する。この操作は、入力画像を拡大、縮小また
は回転して基準画像に一致するよう変形することを意味
する。
【0026】ところで、前述の特開平11−3431号
では、基準画像上の小領域のパターンを入力画像から検
索することでこの処理を行なっている。このような小領
域のパターンを検索する作業には、2次元的な積算演算
処理が必要である。一方、この画像照合装置が行なう罫
線の検出処理は、1次元的な積算演算処理で実現可能で
ある。このため、より高い処理速度が得られることにな
る。
【0027】[写像画像の微修正(ステップA4)]前
述の手順で写像した画像は、特に距離の離れた罫線によ
り位置合わせを行なう場合、細部にわずかなずれが生じ
る。そこで、この画像照合装置では、写像後の画像を小
領域に区切り、図5のように上下左右数ピクセルの範囲
で小領域を動かして最も基準画像と一致する画像を得
る。
【0028】従来、この処理を行なう場合、画像を矩形
小領域に分割していた。しかしながら、このような分割
を行なうと、直線が多く現れる画像において障害が発生
する場合があった。
【0029】図6に、この障害が起こる画像の例を示
す。図6(a)は従来の小領域の形状を示しており、図
6(b)の画像では、写像後の画像の小領域の境界部分
に線状のパターン(中央横方向の太線)が存在する。こ
こで、この矩形の小領域を上下左右1ピクセルのみ移動
可能とすると、図6(d)の基準画像と最も一致するよ
うに各小領域を動すことにより、図6(c)の画像が得
られる。したがって、直線のように入力画像にしばしば
現れるパターンがこの処理により消去されてしまう。こ
のため、入力画像と基準画像の明確な差異である線が検
出されないことになる。
【0030】そこで、この画像照合装置では、この障害
を回避するために、小領域の形状として図7に示すよう
な六方晶状の形状を採用する。六角形は平面を敷き詰め
ることができる最大の多角形であり、敷き詰めた際の境
界線には連続的な直線パターンはない。したがって、直
線的なパターンが完全に消去されることはない。
【0031】[基準画像との比較(ステップA5)]最
後に、この画像照合装置は、前述の手順で得られた画像
と基準画像とを比較する。この際、スキャナ等から読み
取った画像にはわずかなピクセルのぶれがあるために、
図8のように、共通ピクセルの周囲にある差異ピクセル
は差異ピクセルとみなさないようにする。この処理を行
なうことで、最終的にはっきりとした差分画像を得るこ
とができる。
【0032】(第2実施形態)次に、第2実施形態を説
明する。図9は、第2実施形態の画像照合装置の処理の
流れを示したものである。この第2実施形態の画像照合
装置は、2枚の入力画像と1枚の基準画像との計3枚の
画像により処理を行なう。より具体的には、たとえば基
準画像として白紙帳票画像を用意し、一方、入力画像と
して記入済みの帳票画像とさらに修正を加えた帳票画像
とを用意し、この修正部分のみを検知する処理などを行
なう。
【0033】この第2実施形態では、画像照合装置は、
2つの入力画像のそれぞれについて拡大、縮小、回転ま
での処理を行ない(ステップB1〜ステップB6)、そ
の後2つの画像が最も一致するよう微修正して(ステッ
プB7)、最後に差分画像を出力する(ステップB
8)。このため、スキューを含む2枚の画像を基準画像
に一致するよう位置合わせを行なった上で比較を行なう
ことができる。
【0034】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、前処理として罫線を検知し、対応を調べ、調べた画
像から拡大・縮小・回転を行なうことにより、画像照合
の処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【0035】また、分割後の小領域を六方晶状に配列す
るようにしたことにより、入力画像に頻繁に現れる直線
状のパターンの誤消去を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係る画像照合装置の機器
構成を示す図。
【図2】同第1実施形態の画像照合装置の処理の流れを
示す図。
【図3】同第1実施形態の画像照合装置が処理する入力
画像上の4つの罫線および基準画像上の4つの罫線の対
応関係を示す図。
【図4】同第1実施形態の画像照合装置が処理する入力
画像上の4つの罫線および基準画像上の4つの罫線の各
交点の座標を示す図。
【図5】同第1実施形態の画像照合装置の写像画像の微
修正を説明するための図。
【図6】同第1実施形態の画像照合装置の写像画像の微
修正における問題を説明するための図。
【図7】同第1実施形態の画像照合装置の写像画像の微
修正における問題を説明するための図。
【図8】同第1実施形態の画像照合装置の共通ピクセル
の周囲にある差異ピクセルを無視した比較を説明するた
めの図。
【図9】同第2実施形態の画像照合装置の処理の流れを
示す図。
【符号の説明】
1…CPU 2…システムメモリ 3…I/Oコントローラ 11…画像照合システム

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め与えられた基準画像と随時入力され
    る被照合画像とを比較して前記基準画像および被照合画
    像の一致または不一致を判定する画像照合装置におい
    て、 前記基準画像および前記被照合画像それぞれから罫線を
    検出する罫線検出手段と、 前記罫線検出手段により検出された罫線の前記基準画像
    と前記被照合画像との間における対応関係を調査する調
    査手段と、 前記調査手段により得られた罫線の対応関係から前記基
    準画像と一致させるべく前記被照合画像に対して拡大、
    縮小および回転のいずれかを含む変形を施す第1の補正
    手段と、 前記第1の補正手段により補正された前記被照合画像を
    予め定められた形状の小領域で複数に分割し、前記基準
    画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領
    域それぞれを移動させる第2の補正手段と、 前記第2の補正手段による補正後に前記被照合画像と前
    記基準画像との差分を取得する差分取得手段と、 を具備したことを特徴とする画像照合装置。
  2. 【請求項2】 随時入力される第1および第2の2枚の
    被照合画像を比較してこれらの一致または不一致を判定
    する画像照合装置において、 前記第1および第2の2枚の被照合画像および予め与え
    られた基準画像それぞれから罫線を検知する罫線検出手
    段と、 前記罫線検出手段により検出された罫線の前記基準画像
    と前記第1および第2の被照合画像との間における対応
    関係を調査する調査手段と、 前記調査手段により得られた罫線の対応関係から前記基
    準画像と一致させるべく前記第1および第2の被照合画
    像それぞれに対して拡大、縮小および回転のいずれかを
    含む変形を施す第1の補正手段と、 前記第1の補正手段による補正後に前記第1の被照合画
    像を予め定められた形状の小領域で複数に分割し、前記
    第2の被照合画像と一致させるべく予め定められた範囲
    内で前記小領域それぞれを移動させる第2の補正手段
    と、 前記第2の補正手段による補正後に前記第1および第2
    の被照合画像の差分を取得する差分取得手段と、 を具備したことを特徴とする画像照合装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の補正手段は、前記小領域の配
    列を六方晶状の配列とすることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の画像照合装置。
  4. 【請求項4】 予め与えられた基準画像と随時入力され
    る被照合画像とを比較して前記基準画像および被照合画
    像の一致または不一致を判定する画像照合装置におい
    て、 前記被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割し、前
    記基準画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前
    記小領域それぞれを移動させる補正手段と、 前記補正手段による補正後に前記被照合画像と前記基準
    画像との差分を取得する差分取得手段と、 を具備したことを特徴とする画像照合装置。
  5. 【請求項5】 随時入力される第1および第2の2枚の
    被照合画像を比較してこれらの一致または不一致を判定
    する画像照合装置において、 前記第1の被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割
    し、前記第2の被照合画像と一致させるべく予め定めら
    れた範囲内で前記小領域それぞれを移動させる補正手段
    と、 前記補正手段による補正後に前記第1および第2の被照
    合画像の差分を取得する差分取得手段と、 を具備したことを特徴とする画像照合装置。
  6. 【請求項6】 予め与えられた基準画像と随時入力され
    る被照合画像とを比較して前記基準画像および被照合画
    像の一致または不一致を判定する画像照合方法におい
    て、 前記基準画像および前記被照合画像それぞれから罫線を
    検出するステップと、 前記検出した罫線の前記基準画像と前記被照合画像との
    間における対応関係を調査するステップと、 前記調査した罫線の対応関係から前記基準画像と一致さ
    せるべく前記被照合画像に対して拡大、縮小および回転
    のいずれかを含む変形を施すステップと、 前記補正した前記被照合画像を予め定められた形状の小
    領域で複数に分割し、前記基準画像と一致させるべく予
    め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させる
    ステップと、 前記移動させた後に前記被照合画像と前記基準画像との
    差分を取得するステップと、 を具備したことを特徴とする画像照合方法。
  7. 【請求項7】 随時入力される第1および第2の2枚の
    被照合画像を比較してこれらの一致または不一致を判定
    する画像照合方法において、 前記第1および第2の2枚の被照合画像および予め与え
    られた基準画像それぞれから罫線を検知するステップ
    と、 前記検出された罫線の前記基準画像と前記第1および第
    2の被照合画像との間における対応関係を調査するステ
    ップと、 前記調査した罫線の対応関係から前記基準画像と一致さ
    せるべく前記第1および第2の被照合画像それぞれに対
    して拡大、縮小および回転のいずれかを含む変形を施す
    ステップと、 前記変形した後に前記第1の被照合画像を予め定められ
    た形状の小領域で複数に分割し、前記第2の被照合画像
    と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域そ
    れぞれを移動させるステップと、 前記移動させた後に前記第1および第2の被照合画像の
    差分を取得するステップと、 を具備したことを特徴とする画像照合方法。
  8. 【請求項8】 前記小領域の配列を六方晶状の配列とす
    ることを特徴とする請求項6または7記載の画像照合方
    法。
  9. 【請求項9】 予め与えられた基準画像と随時入力され
    る被照合画像とを比較して前記基準画像および被照合画
    像の一致または不一致を判定する画像照合方法におい
    て、 前記被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割し、前
    記基準画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前
    記小領域それぞれを移動させるステップと、 前記移動させた後に前記被照合画像と前記基準画像との
    差分を取得するステップと、 を具備したことを特徴とする画像照合方法。
  10. 【請求項10】 随時入力される第1および第2の2枚
    の被照合画像を比較してこれらの一致または不一致を判
    定する画像照合方法において、 前記第1の被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割
    し、前記第2の被照合画像と一致させるべく予め定めら
    れた範囲内で前記小領域それぞれを移動させるステップ
    と、 前記移動させた後に前記第1および第2の被照合画像の
    差分を取得するステップと、 を具備したことを特徴とする画像照合方法。
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