JP2001076137A - 印影照合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で登録印影と被照合印影の正確な回転
角と中心位置とを探索する。 【解決手段】 第１段階の処理では、登録印影と被照合
印影の重ね合わせる場合、登録印影の回転を粗く行い
（ステップＳ９）、重ね合わせも粗い位置間隔で行う
（ステップＳ７）。更に、評価関数も粗い画素間隔で計
算する（ステップＳ６）。第２段階の処理では、第１段
階で得られた登録印影の回転角と被照合印影の中心位置
を初期値として、勾配を計算する（ステップＳ１１）。
次に、求めた勾配に基づき、次の位置と角度の候補を計
算する（ステップＳ１２）。次の位置と角度の候補によ
る評価関数を計算し、値が改善されなくなるまで処理を
繰り返す（ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１６）。値が改
善されなくなった場合は、その時点の中心位置と回転角
を解として出力する（ステップＳ１５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帳票等のデジタル
画像から抽出した被照合印影を登録印影と照合する際
に、両者が最もよく一致する回転中心の位置と回転角を
正確に求める印影照合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】登録印影と被照合印影を照合するために
は正確な位置合わせが必要である。また、一般に両者は
ある角度だけ回転しており正確な回転角を見つけること
も必要である。試行錯誤的に位置と回転角を見つけるこ
とも可能であるが、探索に多大な時間を要し、このよう
な方法は現実的ではない。

【０００３】従来、このような印影照合方法として、例
えば特公平３−２５８２５号公報等に示されるように、
前処理として登録印影と被照合印影の中心位置を求めて
から、第１段階として両者を低分解能の画像に変換し、
粗い回転角で回転させて粗い回転角を見出す。第２段階
として、見出した回転角の近傍において高分解能で精密
な回転角で照合を行うことにより印鑑照合を行う方法が
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に登録
印影と被照合印影の重畳を行わないで中心位置を正確に
見出すことは困難であり、必ず数ピクセル程度の位置ず
れがあるのが普通である。

【０００５】従って、上記のような従来の方法におい
て、前処理の段階で位置ずれがあれば、正しい回転角の
近傍を第１段階で見つけることは必ずしもできない。そ
の結果、第２段階においても、正しい回転角の近傍で探
索を始めない限り正しい回転角は見つからない。また、
位置ずれの補正もできないままである。

【０００６】このように、上記従来の印影照合方法で
は、短時間で正確な回転角と中心位置を探索することは
困難であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するため次の構成を採用する。 〈構成１〉第１段階の処理と第２段階の処理からなる印
影照合方法であって、第１段階では、登録印影の中心位
置または被照合印影の中心候補を軸に、登録印影または
被照合印影を所定の基準回転角よりも粗い回転角で回転
させると共に、被照合印影の中心候補の近傍で、登録印
影と被照合印影とのパターンの距離を表す評価関数を用
いて、回転させた登録印影と被照合印影が最も一致する
位置を所定の基準位置間隔よりも粗く探索し、かつ、評
価関数の計算処理を、所定の基準画素間隔よりも粗い画
素間隔で行って、登録印影または被照合印影の回転角と
被照合印影の中心位置を求める処理を行い、第２段階で
は、第１段階の処理で得られた回転角と被照合印影の中
心位置とを初期値として、評価関数の値が小さくなる方
向を表す勾配を計算する処理と、勾配計算処理で求めた
勾配に基づき、次の位置と角度の候補を、基準位置間隔
および基準回転角で計算する処理と、次の位置と角度の
候補の計算処理で求めた次の位置と角度により、評価関
数を基準画素間隔で計算し、値が小さくなっていた場合
は更に次の位置と角度の候補を基準位置間隔および基準
回転角で計算し、一方、次の位置と角度により計算した
評価関数の値が小さくなっていなければ、その時点の位
置と角度を、被照合印影の中心位置および回転角の解と
して出力する処理を行うことを特徴とする印影照合方
法。

【０００８】〈構成２〉構成１に記載の印影照合方法に
おいて、第１段階では、登録印影の中心位置を軸に粗く
回転し、登録印影の回転角を求めることを特徴とする印
影照合方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて詳細に説明する。図１は本発明の印影照合方
法の具体例を示すフローチャートであるが、これに先立
ち本発明の印影照合方法を実現するためのシステム構成
を説明する。

【００１０】〈構成〉図２は、本発明の印影照合システ
ムの構成図である。図示のシステムは、帳票読み取り部
１、帳票イメージ作業領域部２、登録印鑑イメージ格納
部３、印鑑照合部４、印影表示部５からなる。

【００１１】帳票読み取り部１は、照明部とイメージセ
ンサ等からなり、帳票に照射した反射光を読み取って画
像データとする機能を有している。帳票イメージ作業領
域部２は、帳票読み取り部１によって読み取った画像デ
ータから印影画像を抽出するといった処理を行うための
機能部であり、対応する処理のソフトウェアやこれを実
行するプロセッサ、メモリ等から機能構成されている。
登録印鑑イメージ格納部３は、帳票読み取り部１によっ
て読み取った印鑑イメージを格納する機能部であり、ハ
ードディスク装置や半導体メモリあるいはネットワーク
等からなる。

【００１２】印鑑照合部４は、帳票読み取り部１から帳
票イメージを、登録印鑑イメージ格納部３から登録印鑑
のイメージを読み取り、両者が最も一致する位置、角度
を検出する機能部であり、対応する処理のソフトウェア
やこれを実行するプロセッサ、メモリ等から機能構成さ
れており、図１に示すような処理を行うものである。

【００１３】印影表示部５は、登録印影や帳票イメージ
を表示するための表示部であり、ＣＲＴや液晶ディスプ
レイ等からなる。

【００１４】〈動作〉このような印鑑照合システムにお
いて、印鑑の登録時では、帳票読み取り部１によって帳
票のイメージを読み取り、この帳票イメージから印鑑の
イメージを取出し、これを登録印鑑イメージ格納部３に
格納する。

【００１５】印鑑の照合時では次のような処理を行う。
先ず、帳票読み取り部１によって印鑑が押印された帳票
を読み取り、帳票イメージ作業領域部２に格納する。登
録印鑑イメージ格納部３は、帳票イメージ作業領域部２
に格納された帳票イメージと、登録印鑑イメージ格納部
３に格納されている登録印鑑のイメージを取出し、両者
が最も一致する位置、角度を検出する。これについては
後で詳細に説明する。

【００１６】印影表示部５は、登録印影、帳票イメージ
を表示する。その時、印鑑照合部４が検出した位置と回
転角に基づいて両者を重ね合わせて表示してもよい。更
に、重ね合わせたときの重なり具合から一致率を計算し
表示する。

【００１７】次に、本具体例の印影照合方法を説明す
る。

【００１８】登録印影と被照合印影の位置、角度を探索
するに当たり、例えば次のような評価関数を用いる。

【００１９】図３は、評価関数の説明図である。θ度回
転した登録印影画像Reg（i,j,θ）、登録印影の中心（d
x,dy）、被照合印影画像Chk（i,j）、被照合印影の中心
候補（cx,cy）とすると、評価関数ｆ（ｃｘ、ｃｙ、
θ）は図３中の（ａ）の式（１）のように表される。こ
こで、Ｄ＝｛（ｘ，ｙ）｜（ｘ，ｙ）は登録印影の外接
矩形に含まれる座標｝である。

【００２０】この評価関数は二つのパターンの距離を意
味し、小さいほどよくマッチングしていることを示す。

【００２１】一般に、この関数を位置・角度を変えなが
ら計算するのは大変時間がかかる。そこで、本発明の印
影照合方法では、処理を第１段階と第２段階とに分け、
第１段階では粗い探索を行うことにより計算時間の節減
を図っている。即ち、第１段階では、以下のように処理
を行う。

【００２２】１．位置は数画素おきで登録印影と被照合
印影を重ね合わせる。 ２．角度は数度おきで登録印影を回転させる。 ３．評価関数も粗く計算する。例えば３画素毎に採用す
る等により、上記Ｄのとる値を間引きしたＤ′（Ｄ′⊂
Ｄ）を採用する。従って、図中の式（１）の代わりに
図中（ｂ）に示す式（２）を計算する。

【００２３】つまり、第１段階では、例えば、基準位置
間隔を１画素、基準回転角を１度とした場合、数画素お
き、数度おきといったこれより粗い間隔で処理を行い、
かつ、評価関数の基準画素間隔が１画素とした場合に、
３画素毎といった粗い画素間隔で行う。

【００２４】そして、第２段階では、第１段階で得られ
た解を元に、最急降下法により解を改善する。そのとき
はＤ′ではなくＤを採用する。つまり、第２段階では処
理を基準位置間隔、基準回転角、評価関数の計算も基準
画素間隔で行う。

【００２５】以下、第１段階と第２段階の処理を図１の
フローチャートに沿って説明する。図１において、ステ
ップＳ１〜ステップＳ１０は第１段階の処理、ステップ
Ｓ１１〜ステップＳ１６は第２段階の処理を表してい
る。

【００２６】［ステップＳ１］前処理として登録印影の
中心（dx,dy）、登録印影の外接矩形、被照合印影の中
心位置の近似値（rx,ry）を得る。尚、被照合印影の中
心位置の近似値は、公知の画像処理方法等により求める
ものとする。

【００２７】［ステップＳ２］θ←０、min＝∞とす
る。即ち、初期値をセットする。

【００２８】［ステップＳ３］登録印影を中心（dx,d
y）を軸にθ度回転させる。

【００２９】［ステップＳ４］被照合印影の中心候補
（x,y）として、 ｘ＝ｒｘ−Δ_ｘ、ｙ＝ｒｙ−Δ_ｙ とする。尚、Δ_ｘ、Δ_ｙは探索範囲を表す定数である。

【００３０】［ステップＳ５］回転させた登録印影の中
心と被照合印影の中心候補（x,y）を重ね合わせる。

【００３１】［ステップＳ６］min＞ｆ′（x,y,θ）な
らmin＝ｆ′（x,y,θ）とし、そのときの（x,y,θ）を
（cx,cy,θ_０）とする。即ち、これは、図３（ｂ）の式
（２）を計算し、その値ｆ′（x,y,θ）がそれまでの最
小値minよりも小さい場合は、その値を新たな最小値min
とする処理である。これにより、探索範囲内でのｆ′
（x,y,θ）が求められ、その時の（cx,cy,θ_０）が、粗
い探索での中心位置と回転角となる。

【００３２】［ステップＳ７］Ｄ″内で次の被照合印影
の中心候補（x,y）を選ぶ。上記１．で記述したよう
に、前回の候補の隣接画素ではなく、少し離して選ぶ。
例えば、ｘにδ（δ＞１）加える。または、ｙにδ加
え、ｘ＝ｒｘ−Δ_ｘとする。つまり、ｘ方向に数画素移
動させるか、ｙ方向に数画素移動させるといった処理を
行う。

【００３３】但し、Ｄ″＝｛（Ｘ，Ｙ）｜ｒｘ−Δ_ｘ≦
Ｘ≦ｒｘ＋Δ_ｘ，ｒｙ−Δ_ｙ≦Ｙ≦ｒｙ＋Δ_ｙ｝であ
る。

【００３４】［ステップＳ８］Ｄ″内を全て探索する。

【００３５】［ステップＳ９］θ←θ＋δθとする。即
ち、上記２．で説明したように、角度も例えば数度おき
といった粗い間隔で回転させる。

【００３６】［ステップＳ１０］０≦θ＜３６０の範囲
を全て探索する。

【００３７】このようにして、第１段階では、粗い探索
での中心位置（cx,cy）と回転角θ _０を求めることがで
きる。続いて第２段階の処理を行う。第２段階ではθ_０
を改めてθとおいてその処理を開始する。

【００３８】［ステップＳ１１］マッチングが改善する
方向、即ちｆの値が小さくなる方向へ探索する。そのた
め Δ_ｘｆ＝ｆ（ｃｘ＋１，ｃｙ、θ）−ｆ（ｃｘ−１，ｃｙ，θ）…（３） Δ_ｙｆ＝ｆ（ｃｘ，ｃｙ＋１、θ）−ｆ（ｃｘ，ｃｙ−１，θ）…（４） Δ_θｆ＝ｆ（ｃｘ，ｃｙ、θ−１）−ｆ（ｃｘ，ｃｙ，θ）…（５） を計算する。

【００３９】これらの処理は、評価関数ｆ（ｃｘ，ｃ
ｙ、θ）の勾配を計算する処理である。即ち、ある座標
を基準にして＋方向に１画素（または１度）移動（また
は回転）させた場合の評価関数の値と、−方向に１画素
（または１度）移動（または回転）させた場合の評価関
数の値とを比較し、どの方向に移動させた方が値が小さ
くなるかを計算するものである。

【００４０】［ステップＳ１２］−Δ＝−（Δ_ｘｆ，Δ
_ｙｆ，Δ_θｆ）の方向に中心位置と角度を進める。即
ち、 ｃｘ′＝ｃｘ＋１ Δ_ｘｆ＜０のとき ｃｘ′＝ｃｘ−１ Δ_ｘｆ＞０のとき …（６） ｃｘ′＝ｃｘ Δ_ｘｆ＝０のとき

【００４１】これらは、例えば、Δ_ｘｆ＜０のときと
は、＋方向に１画素移動させた場合の方が評価関数の値
が小さいため、＋方向に中心位置を進めるといった意味
である。

【００４２】 ｃｙ′＝ｃｙ＋１ Δ_ｙｆ＜０のとき ｃｙ′＝ｃｙ−１ Δ_ｙｆ＞０のとき …（７） ｃｙ′＝ｃｙ Δ_ｙｆ＝０のとき

【００４３】 θ′＝θ＋１ Δ_θｆ＜０のとき θ′＝θ−１ Δ_θｆ＞０のとき …（８） θ′＝θ Δ_θｆ＝０のとき として、（ｃｘ′，ｃｙ′，θ′）を候補とする。

【００４４】［ステップＳ１３］ ｍ＝min｛ｆ（ｃｘ−１，ｃｙ，θ），ｆ（ｃｘ＋１，ｃｙ，θ），ｆ（ｃｘ ，ｃｙ−１，θ），ｆ（ｃｘ，ｃｙ＋１，θ），ｆ（ｃｘ，ｃｙ，θ−１），ｆ （ｃｘ，ｃｙ，θ＋１），ｆ（ｃｘ′，ｃｙ′，θ′）｝ …（９） を計算する。即ち、（ｃｘ，ｃｙ，θ）を１画素ずつま
たは角度を１度ずつ移動させた場合の評価関数の中での
最小値を求める。

【００４５】［ステップＳ１４］ｆ（ｃｘ，ｃｙ、θ）
≦ｍか否かを判定する。即ち、（ｃｘ，ｃｙ，θ）を１
画素または１度ずつ移動させた場合よりも、（ｃｘ，ｃ
ｙ，θ）の評価関数が小さいかを判定する。

【００４６】［ステップＳ１５］上記ステップＳ１４に
おいてｆ（ｃｘ，ｃｙ、θ）≦ｍなら、（ｃｘ，ｃｙ，
θ）を解として処理を終了する。即ち、（ｃｘ，ｃｙ，
θ）を１画素または１度ずつ移動させた場合よりも、
（ｃｘ，ｃｙ，θ）の評価関数が小さいということは、
（ｃｘ，ｃｙ，θ）が最もマッチングしていることを意
味するため、これを解とする。

【００４７】［ステップＳ１６］上記ステップＳ１４に
おいてｆ（ｃｘ，ｃｙ、θ）＞ｍなら、ｍを与える位置
と角度を新しい（ｃｘ，ｃｙ，θ）としてステップＳ１
１に戻る。即ち、（ｃｘ，ｃｙ，θ）の評価関数より
も、（ｃｘ，ｃｙ，θ）をいずれかの方向に進めた方が
評価関数が小さくなるため、更に探索を行う。

【００４８】〈効果〉以上のように、上記具体例によれ
ば、第１段階で位置、回転角度を粗く変化させ、評価関
数も粗く計算することで時間を節減して解の近似値を求
め、第２段階では、最急降下法を用いて第１段階の解を
改善する。第２段階では、評価が改善する方向にのみ探
索を進めるため探索時間がわずかで済む。従って、全体
の処理を短時間で行うことができる。また、回転角度だ
けでなく、位置についても探索するため、前処理での位
置は正確な値でなくてもよい。

【００４９】《利用形態》上記具体例では、登録印影を
回転させたが、逆に被照合印影を回転させて両者が一致
する角度を求めるようにしてもよい。

【００５０】但し、登録印影を回転させた方が処理量が
少なく、処理時間が短時間で済むという効果がある。こ
れは、登録印影の場合はその外接矩形がはっきり分かっ
ているため、その外接矩形内のデータを回転させればよ
いのに対し、被照合印影では中心位置も概略値であり、
また、外接矩形も登録印影より広い範囲としなければな
らない。従って、被照合印影を回転させて処理を行うと
登録印影を回転させる場合よりも処理量が増えることに
なるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印影照合方法の具体例を示すフローチ
ャートである。

【図２】本発明の印影照合システムの構成図である。

【図３】評価関数の説明図である。

【符号の説明】

１ 帳票読み取り部 ２ 帳票イメージ作業領域部 ３ 登録印鑑イメージ格納部 ４ 印鑑照合部 ５ 印影表示部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１段階の処理と第２段階の処理からな
   る印影照合方法であって、 前記第１段階では、 登録印影の中心位置または被照合印影の中心候補を軸
   に、前記登録印影または前記被照合印影を所定の基準回
   転角よりも粗い回転角で回転させると共に、 前記被照合印影の中心候補の近傍で、前記登録印影と前
   記被照合印影とのパターンの距離を表す評価関数を用い
   て、回転させた前記登録印影と前記被照合印影が最も一
   致する位置を所定の基準位置間隔よりも粗く探索し、 かつ、前記評価関数の計算処理を、所定の基準画素間隔
   よりも粗い画素間隔で行って、前記登録印影または前記
   被照合印影の回転角と前記被照合印影の中心位置を求め
   る処理を行い、 前記第２段階では、 前記第１段階の処理で得られた回転角と前記被照合印影
   の中心位置とを初期値として、前記評価関数の値が小さ
   くなる方向を表す勾配を計算する処理と、 前記勾配計算処理で求めた勾配に基づき、次の位置と角
   度の候補を、前記基準位置間隔および前記基準回転角で
   計算する処理と、 前記次の位置と角度の候補の計算処理で求めた次の位置
   と角度により、前記評価関数を前記基準画素間隔で計算
   し、値が小さくなっていた場合は更に次の位置と角度の
   候補を前記基準位置間隔および前記基準回転角で計算
   し、一方、次の位置と角度により計算した評価関数の値
   が小さくなっていなければ、その時点の位置と角度を、
   前記被照合印影の中心位置および回転角の解として出力
   する処理を行うことを特徴とする印影照合方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の印影照合方法におい
   て、 第１段階では、 登録印影の中心位置を軸に粗く回転し、当該登録印影の
   回転角を求めることを特徴とする印影照合方法。