JP2004078690A - 画像比較装置、画像比較方法および画像比較をコンピュータにて実行させるためのプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】参照画像と比較画像の位置合わせを簡単に、しかも精度よく行うことができる画像比較装置、画像比較方法および画像比較をコンピュータにて実行させるためのプログラムを提供する。
【解決手段】ミクロ観察ユニット２またはびマクロ観察ユニット３より取り込まれた観察像をＴＶカメラ４で撮影し、この撮影される観察像を比較画像としてモニター１３に表示するとともに、予め用意された参照画像の位置および倍率がモニター１３上に表示された比較画像と同じになるように補正し、これを比較画像と比較可能にモニター１３に表示させる。
【選択図】 図１
【解決手段】ミクロ観察ユニット２またはびマクロ観察ユニット３より取り込まれた観察像をＴＶカメラ４で撮影し、この撮影される観察像を比較画像としてモニター１３に表示するとともに、予め用意された参照画像の位置および倍率がモニター１３上に表示された比較画像と同じになるように補正し、これを比較画像と比較可能にモニター１３に表示させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、見本となる参照画像を用いて、比較対照となる比較画像を画像比較するための画像比較装置、画像比較方法および画像比較をコンピュータにて実行させるためのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、印刷物の偽造や、身分証明書などの特殊印刷、加工の偽造などの事件が多く発生しており、その偽造方法も巧妙で認識するのが難しくなっている。また、偽造を防止するための印刷や加工そのものも、人間の目視で確認するのが困難なほど精密になっている。
【０００３】
このようなことから、従来、特開平０６−６８０７号公報に開示されるようにデジタル画像として記憶された参照画像を用いて比較観察を行う画像比較装置が考えられている。この画像比較装置は、テレビカメラから取込んだ画像（以下、比較画像と称する。）をデジタルデータとして複数記憶し、このうち参照画像の半分の画像と比較画像の半分の画像を取り出し、それぞれを貼り合わせて１枚の画像としてモニター上に表示することで、左右の画像が一致しているかの比較判断を容易に確認できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平０６−６８０７号公報のものは、記録される参照画像を呼び出してモニター上で比較画像と比較するが、すでに取り込まれている静止画像である参照画像を並べ合わせるので、参照画像と比較したい位置を比較画像に合わせるのが難しく、また、モニター上では、参照画像と比較画像を単純に左右に並べるだけのため、相違点を見つけ出すのも難しい。さらに、参照画像と比較画像を比較する場合、これらの画像の倍率、位置などが合っていることが望ましいが、参照画像の撮像条件が多様であるため、これらの条件を合わせることも難しかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に艦みてなされたもので、参照画像と比較画像の位置合わせを簡単に、しかも精度よく行うことができる画像比較装置、画像比較方法および画像比較をコンピュータにて実行させるためのプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込む観察像取り込み手段と、前記観察像取り込み手段により取り込まれた観察像を撮影する撮像手段と、予め用意された参照画像を記録する記録手段と、
前記撮像手段により撮影される観察像を比較画像として表示する表示手段と、
前記記録手段に記録された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させる制御手段とを具備したことを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込む観察像取り込み手段と、前記観察像取り込み手段により取り込まれた観察像を撮影する撮像手段と、予め用意された参照画像を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された参照画像を表示する表示手段と、前記撮像手段により撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させる制御手段とを具備したことを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記制御手段は、前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴としている。
【００１０】
請求項５記載の発明は、試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込むとともに、この取り込まれた観察像を撮影し、この撮像された観察像を比較画像として表示手段に表示させるとともに、予め用意された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴としている。
【００１２】
請求項７記載の発明は、試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込むとともに、この取り込まれた観察像を撮影し、予め用意された参照画像を表示手段に表示させるとともに、前記撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴としている。
【００１４】
請求項９記載の発明は、画像比較をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、観察像取り込み手段により試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込ませるとともに、この取り込まれた観察像を撮像手段により撮影させ、この撮像された観察像を比較画像として表示手段に表示させるとともに、予め用意された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴としている。
【００１６】
請求項１１の発明は、画像比較をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、観察像取り込み手段により試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込ませるとともに、この取り込まれた観察像を撮像手段により撮影させ、予め用意された参照画像を表示手段に表示させるとともに、前記撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用される画像比較装置として顕微鏡画像比較装置のブロック図を示すものである。
【００２０】
図において、１は図示しない試料を観察する顕微鏡からなる観察装置で、この観察装置１は、試料のミクロ的観察像を取り込むミクロ観察像取り込み手段として顕微鏡観察像を取り込むミクロ観察ユニット２、試料のマクロ的観察像を取り込むマクロ観察像取り込み手段としてマクロ観察ユニット３が設けられ、さらに、撮像手段としてＴＶカメラ４が設けられている。
【００２１】
ＴＶカメラ４は、ミクロ観察ユニット２またはマクロ観察ユニット３によりそれぞれ取り込んだミクロまたはマクロの観察像を撮像するもので、これら撮像した画像をデジタル画像として制御手段のパソコン本体５に出力するようにしている。
【００２２】
パソコン本体５は、画像入力ボード６、ビデオカード７、ＲＡＭ８、ＣＰＵ９、記録媒体１０、インターフェース１１およびバス１２を有するもので、ＴＶカメラ４からのデジタル画像を画像入力ボード６に取込み、この取込んだデジタル画像をＲＡＭ８に記憶したり、ビデオカード７を介して表示手段としてのモニター１３に静止画像または動画像として表示させる（動画像はＴＶカメラ４のビデオレートの動画像が映し出される）。また、記録媒体１０には、予め用意された複数のデジタル化された参照画像が記録されているとともに、後述する文章鑑識支援ソフト等のプログラム１０ａが記録されている。このプログラム１０ａはバス１２を介して外部より与えられるとともに、ＲＡＭ８に一旦記録され、ＣＰＵ９により実行されて画像の比較処理を行うものである。インターフェース１１には、プログラム１０ａを実行する際の指示を入力するキーボード１４およびマウス１５が接続されている。
【００２３】
図２は、このような顕微鏡画像比較装置のシステム構成図を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【００２４】
この場合、観察装置１は、ミクロ観察ユニット２とマクロ観察ユニット３を一体のものとして構成している。
【００２５】
ミクロ観察ユニット２は、試料の精密な印刷や加工を拡大して観察するミクロ観察像取得手段として用いられている。このミクロ観察ユニット２は、ベース２０上に載置された図示しない試料に対向させて対物レンズ２１が配置され、試料の精密な印刷や加工状態を対物レンズ２１を通して拡大し、接眼レンズ２２により目視観察可能にするとともに、ＴＶカメラ４により撮影され、パソコン本体５に取り込まれるようになっている。
【００２６】
また、ミクロ観察ユニット２は、照明装置として、偏向照明２３、落射照明２４、透過照明２５、落射蛍光照明２６、偏射照明２７が用意されている。ここで、偏向照明２３は、対物レンズ２１の光軸に添ってベース２０上に載置される試料を照射するためのものである。落射照明２４は、対物レンズ２１の光軸から外れた位置から試料を照射するためのものである。透過照明２５は、ベース２０内部から対物レンズ２１の方向に照射され、試料の外形や試料を透過した像を観察可能にするためのものである。落射蛍光照明２６は、蛍光像を観察するための照明で、試料の蛍光印刷などを施した特殊印刷を観察できるようにするためのものである。そして、偏射照明２７は、試料を斜めから照明し、試料の刻印等など凹凸のある特殊な加工を観察するためのものである。
【００２７】
これら偏向照明２３、落射照明２４、透過照明２５、落射蛍光照明２６、偏射照明２７は、ミクロ用コントロールボックス３７での操作により点灯、消灯を始め、明るさの調整ができるようになっている。
【００２８】
一方、マクロ観察ユニット３は、試料を比較的広視野広範囲で観察するマクロ観察像取り込み手段として用いられる。このマクロ観察ユニット３は、ベース２８上に載置された図示しない試料に対向させてマクロレンズ２９が配置され、試料の像をマクロレンズ２９およびマクロ用フォーカシングハンドル３６を介してミクロ観察ユニット２側の光路に導き、接眼レンズ２２により目視観察可能にするとともに、ＴＶカメラ４により撮影され、パソコン本体５に取り込まれるようになっている。
【００２９】
また、ミクロ観察ユニット２は、照明装置として、偏向照明３０、落射照明３１、透過照明３２、落射蛍光照明３３、偏射照明３４が用意されている。ここで、偏向照明３０は、マクロレンズ２９の光軸に添ってベース２８上に載置される試料を照射するためのものである。落射照明３１は、マクロレンズ２９の光軸から外れた位置から試料を照射するためのものである。透過照明３２は、ベース２８内部からマクロレンズ２９の方向に照射され、試料の外形や試料を透過した像を観察可能にするためのものである。落射蛍光照明３３は、蛍光像を観察するための照明で、試料の蛍光印刷などを施した特殊印刷を観察できるようにするためのものである。そして、偏射照明３４は、試料を斜めから照明し、試料の刻印等凹凸のある特殊な加工を観察するためのものである。
【００３０】
これら偏向照明３０、落射照明３１、透過照明３２、落射蛍光照明３３、偏射照明３４は、マクロ用コントロールボックス３５での操作により点灯、消灯を始め、明るさの調整ができるようになっている。
【００３１】
図３は、上述した記録媒体１０に記録されたプログラム１０ａ（図１参照）の画像比較ソフトを起動した時にモニター１３上に表示されるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４１の一例を示している。このようなＧＵＩ４１は、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社のＷｉｎｄｏｗｓ等のオペレーションシステムを使用してＷｉｎｄｏｗ画面として表示される。
【００３２】
このＧＵＩ４１は、第１の画像表示領域としての静止画像表示領域４２と第２の画像表示領域としての動画像表示領域４３を有している。静止画像表示領域４２には、参照画像として、デジタル画像を静止画として表示できるようになっている。ここで、参照画像とは、例えば文章の文字や印刷物試料の偽造した部分をＴＶカメラ４で撮影した画像でもよいし、または、本物の試料をＴＶカメラ４で撮影したものでもよい。これらの参照画像は、予めデジタル画像としてパソコン本体５の記録媒体１０に記録されている。
【００３３】
一方、動画像表示領域４３には、比較画像としてＴＶカメラ４で撮影している動画像を表示できるようになっている。ここで、比較画像は、観察したい試料の画像で、ミクロ観察ユニット２またはマクロ観察ユニット３により取り込まれた試料のミクロ観察像またはマクロ観察像をＴＶカメラ４で撮影した動画像である。この場合、比較画像を得るためにＴＶカメラ４により撮影する像は、ミクロ観察ユニット２側でもマクロ観察ユニット３側でもよく、目的に応じて観察したい方を観察者が任意に選択可能である。また、動画像表示領域４３は、動画像を表示可能になっているが、試料を移動して観察したい位置を決定した後は、一時的に静止画として表示することも可能である。
【００３４】
ＧＵＩ４１は、第３の画像表示領域として観察画像表示領域４４を有している。この観察画像表示領域４４では、静止画像表示領域４２で表示されている静止画像と動画像表示領域４３で表示されている動画像とを、以下述べるような様々な表示方法で表示することが可能になっている。
【００３５】
図４乃至図９は、観察画像表示領域４４での様々な表示例について説明するための図である。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｆ）は、観察画像表示領域４４において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像を左右に並べて比較する場合の表示例を示したものである。この場合、図４（ａ）は、静止画像表示領域４２の参照画像を示すもので、その左半分を静止画左４２Ｌ、右半分を静止画右４２Ｒとし、また、図４（ｂ）は動画像表示領域４３の比較画像を示すもので、その左半分を動画左４３Ｌ、右半分を動画右４３Ｒとしている。
【００３７】
また、図４（ｃ）は、観察画像表示領域４４での観察画像を示したもので、ここでは、観察画像の左半分に静止画左４２Ｌの参照画像を表示し、右半分に動画右４３Ｒの比較画像を表示するようにしている。同様に、図４（ｄ）では、左半分に動画右４３Ｒの比較画像、右半分に静止画左４２Ｌの参照画像を表示している。同様に、図４（ｅ）では、左半分に動画左４３Ｌの比較画像、右半分には静止画右４２Ｒの参照画像を表示している。同様に、図４（ｆ）では、左半分に静止画右４２Ｒの参照画像、右半分に動画左４３Ｌの比較画像を表示している。ここでの動画左４３Ｌ及び動画右４３Ｒは、それぞれＴＶカメラ４で撮影した画像をリアルタイム（ビデオレート）で表示しており、試料を移動させながら、静止画左４２Ｌ、または静止画右４２Ｒに対して観察したい位置を合わせ込むことができる。合わせ込んだ時点で一時的に静止画として比較することも可能である。
【００３８】
なお、図４では、左右の分割比を同一にしているが、分割比を変更することも可能である。例えば図４（ｃ）において、静止画左４２Ｌの幅を狭くし、動画右４３Ｒの幅を広くすることも可能である。
【００３９】
このようにして参照画像と比較画像を左右に並べて表示することにより、例えば、本物と偽造印刷の相違点を視覚的に発見しやすくできる。
【００４０】
次に、図５は、（ａ）〜（ｆ）は、観察画像表示領域４４において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像を上下に並べて比較する場合の表示例を示したものである。
【００４１】
この場合も、図５（ａ）は、静止画像表示領域４２の参照画像を示すものであり、その上半分を静止画上４２Ｕ、下半分を静止画下４２Ｄとし、また、図５（ｂ）は動画像表示領域４３の比較画像を示すもので、その上半分を動画上４３Ｕ、下半分を動画下４３Ｄとしている。
【００４２】
そして、図５（ｃ）は、観察画像表示領域４４での観察画像を示したもので、ここでは、観察画像では上半分に静止画上４２Ｕの参照画像を表示し、下半分に動画下４３Ｄの比較画像を表示するようにしている。同様に、図５（ｄ）では上半分に動画下４３Ｄの比較画像、下半分に静止画上４２Ｕの参照画像を表示している。同様に、図５（ｅ）では上半分に動画上４３Ｕの比較画像、下半分には静止画下４２Ｄの参照画像を表示している。同様に、図５（ｆ）では、上半分に静止画下４２Ｄの参照画像、下半分に動画上４３Ｕの比較画像を表示している。ここでも、動画上４３Ｕ及び動画下４３ＤはそれぞれＴＶカメラ４で撮影した画像をリアルタイム（ビデオレート）で表示しており、試料を移動させながら、静止画上４２Ｕ、または静止画下４２Ｄに対して観察したい位置を合わせ込むことができる。合わせ込んだ時点で一時的に静止画として比較することも可能である。
【００４３】
このような図４および図５に示す画面表示の切り換えは、ＧＵＩ４１上の例えば「分割表示」のアイコン４５をクリックすることで、容易に実行することができる。
【００４４】
このようにして参照画像と比較画像を上下に並べて表示するようにしても、例えば、本物の偽造印刷の相違点を視覚的に発見しやすくできる。
【００４５】
次に、図６（ａ）〜（ｄ）は、観察画像表示領域４４において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像とをオーバラップ（画像加算して）比較する場合の方法を示したものである。
【００４６】
この場合、図６（ａ）は観察画像表示領域４４の観察画像を示したもので、この状態では静止画像表示領域４２の参照画像である静止画像４２Ａのみを表示している。次に、図６（ｂ）は、オーバラップ画像４６ａとして、静止画像４２Ａに動画像表示領域４３の比較画像である動画像４３Ｂ（図６（ｄ））をある一定の割合で加えて表示するようにしている。この場合、画像同志の加算は、例えば、Ａ画像及びＢ画像の各デジタル画像が６４０×４８０画素で構成されていた場合、Ａ画像のある１画素の輝度をＩａ（ｘ，ｙ）、Ｂ画像の同位置画素の輝度Ｉｂ（ｘ，ｙ）とすれば、オーバラップ画像の輝度Ｉ（ｘ，ｙ）は、
Ｉ（ｘ，ｙ）＝Ｉａ（ｘ，ｙ）×ｍ＋Ｉｂ（ｘ，ｙ）×ｎ
ただし、ｍ＝１−ｎ；（０≦ｎ≦１）
で求められる。この計算を全ての画素で行えば画像の加算が行える。図６（ｂ）のオーバラップ画像４６ａでは、静止画像４２Ａの割合が動画像４３Ｂの割合より多いため静止画像４２Ａの画像の方がはっきりと見えている。逆に、図６（ｃ）のオーバラップ画像４６ｂでは、上述したオーバラップ画像４６ａと異なり静止画像４２Ａの割合が動画像４３Ｂの割合より少ないため動画像４３Ｂの画像の方がはっきりと見えるようになる。このことから、静止画像４２Ａの割合を増やしていけば最終的に図６（ａ）の静止画像４２Ａのみとなり、動画像４３Ｂの割合を増やしていけば図６（ｄ）の動画像４３Ｂのみとなる。
【００４７】
このようなオーバラップ処理を図７に示すフロチャートにより説明する。
【００４８】
この場合、まず、ステップ７０１で、記録媒体１０に記録されている静止画像４２Ａと動画像４３Ｂのオーバラップ比率を読み出す。このオーバラップ比率は、上述した式のｍ，ｎとなる。次に、ステップ７０２で、静止画像４２Ａと動画像４３Ｂを、読み出したオーバラップ比率で加算して合成して観察画像表示領域４４に表示する。ここで比率の計算は、上述した式で行い画像の全画素分計算し表示する。次に、ステップ７０３で、スライダー４７で比率が更新されたか確認する。つまり、このオーバラップの比率の調整は、図３に示すＧＵＩ４１上のスライダー４７をオペレータが動かすことで容易に調整することができる。スライダー４７で比率が変更されたら、ステップ７０４で、スライダー４７で指定された値をＲＡＭ８もしくは記録媒体１０に記憶しているオーバラップ比率の値として再設定する。
【００４９】
そして、ステップ７０１にもどり同様の処理を繰り返す。また、ステップＳ７０３で、比率が変更されない場合は、ステップ７０５へ進み、オーバラップ処理を終了するかどうか確認する。終了しない場合、ステップ７０３へ戻り同様の処理が繰り返えす。また、終了する場合、オーバラップの一連の処理を終了する。
【００５０】
このようにして参照画像と比較画像を加算して重ね合わせオーバラップ表示させることで、例えば、本物と偽造印刷を重ね合わせることにより、両者の相違点を視覚的に発見しやすくできる。
【００５１】
次に、図８は、観察画像表示領域４４において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像のそれぞれを、ある一定時間間隔で交互に切換えて表示して両画像を比較する場合の表示例を示したものである。
【００５２】
この場合、参照画像と比較画像を交互に切換える画像切換え表示手段について説明すると、画像切換え表示は静止画像表示領域４２で表示される参照画像を観察画像表示領域４４に静止画像４２Ｅとして表示したあと、一定時間をおいて動画像表示領域４３で表示される比較画像を観察画像表示領域４４に動画像４３Ｆとして表示し、さらに一定時間をおいて静止画像４２Ｅを表示する。このような処理を連続で実行する。このような画像切換え表示処理はモニター１３上に表示されるＧＵＩ４１上の所定のアイコンをクリックすることでプログラムを実行できる。また、ＧＵＩ４１から上述の一定時間の間隔を入力することで、画像の切換え時間を任意の値に変更することができる。
【００５３】
このようにして２枚の画像をアニメーションのように順次切換え表示して人間の目の残像を利用することにより、例えば、本物の文書と偽造文書の印刷の相違点を視覚的に発見しやすくできる。
【００５４】
ところで、このように参照画像と比較画像を左右または上下に並べて表示したり、ある一定時間間隔で交互に切換えて表示したりして両画像を比較する場合、これら画像の位置や倍率がずれていると、正確な比較ができないことがある。
【００５５】
そこで、従来では、動画像表示領域４３の比較画像（動画像）の位置、倍率について、観察者がステージを操作して試料の位置を移動させたり、顕微鏡の対物レンズの倍率を変更させるなどして調整し、静止画像表示領域４２の参照画像に合わせる方法がとられている。しかし、この方法は、高倍率で拡大された比較画像の位置、倍率を合わせるのは難しく、時間がかかる作業になるという問題がある。特に、蛍光画像を観察する場合は、画像が非常に暗く、画像積算を行って動画像表示させているため、処理時間がかかり、ステージを操作して試料の位置を移動してから、移動後の表示に変わるまでに時間的なずれが生じ、画像を合わせることが更に難しくなる。
【００５６】
図９（ａ）〜（ｅ）は、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像の画像位置や倍率がずれている場合の補正方法を示したもので、同図とともに図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５７】
この場合、図９（ａ）に示す静止画像表示領域４２の参照画像である静止画像４２Ｇと、図９（ｂ）に示す動画像表示領域４３の比較画像である動画像４３Ｇの特徴的な位置２点の位置を比較して、静止画像４２Ｇの位置、倍率を変更して動画像４３Ｇに一致させるような画像処理を行う。
【００５８】
まず、ステップ１００１で、観察者は、マウス１５を使ってモニター１３の画面上で、図９（ｂ）に示す動画像４３Ｇの特徴的な第１の位置４３Ｇ−１１をクリックする。次に、ステップ１００２で、同様に観察者は、マウス１５を使ってモニター１３の画面上で、図９（ａ）に示す静止画像４２Ｇの、動画像４３Ｇの特徴的な第１の位置４３Ｇ−１１に対応する位置を第１の位置４２Ｇ−１１としてクリックする。
【００５９】
次に、これら特徴的な第１の位置４３Ｇ−１１と４２Ｇ−１１が合っているかが判断される（ステップ１００３）。この場合、動画像表示領域４３と静止画像表示領域４２を同一領域とみなして第１の位置４３Ｇ−１１と４２Ｇ−１１が一致しているかが判断される。
【００６０】
ここで、これらの位置が一致していなければ、ステップ１００４で、静止画像４２Ｇを静止画像表示領域４２内でＸ，Ｙ方向に移動させるような画像処理を行い、第１の位置４２Ｇ−１１を、同一領域とみなした動画像表示領域４３の動画像４３Ｇの第１の位置４３Ｇ−１１に一致させる。
【００６１】
図９（ｃ）は、このような画像処理後の静止画像表示領域４２での表示を示すもので、静止画像表示領域４２には、移動後の静止画像４２Ｈと新たな第１の位置４２Ｈ−１１が表示される。
【００６２】
次に、ステップ１００５で、観察者は、再びマウス１５を使ってモニター１３の画面上で、図９（ｂ）に示す動画像４３Ｇの特徴的な第２の位置４３Ｇ−２１をクリックする。次に、ステップ１００６で、同様に観察者は、マウス１５を使ってモニター１３の画面上で、図９（ｃ）に示す静止画像４２Ｈ上の、動画像４３Ｇの特徴的な第２の位置４３Ｇ−２１に対応する位置を第２の位置４２Ｈ−２１としてクリックする。
【００６３】
次に、ステップ１００７で、動画像４３Ｇと静止画像４２Ｈの倍率の違いを求める。この場合、倍率の違いＫは、Ｋ＝（４２Ｇ−１１と４２Ｇ−２１の距離）／（４３Ｇ−１１と４３Ｇ−２１の距離）で求められる。そして、この求められた倍率Ｋに基づいて静止画像４２Ｈを静止画像表示領域４２内で拡大、縮小させるような画像処理を行う。
【００６４】
図９（ｄ）は、このような画像処理後の静止画像表示領域４２での表示を示すもので、静止画像表示領域４２には、拡大、縮小後の静止画像４２Ｉと新たな第１の位置４２Ｉ−１１、第２の位置４２Ｉ−２１が表示される。
【００６５】
次に、ステップ１００８で、図９（ｂ）に示す動画像４３Ｇの傾き、つまり位置４３Ｇ−１１と４３Ｇ−２１を結ぶ直線の傾きと、図９（ｄ）に示す静止画像４２Ｉの位置４２Ｉ−１１と４２Ｉ−２１を結ぶ直線の傾きとの角度差φを求める。この場合、角度差φがある場合は、静止画像４２Ｉを静止画像表示領域４２内で、位置４２Ｉ−１１と４２Ｉ−２１を結ぶ直線を中心に角度φで回転させるような画像処理を行う。
【００６６】
図９（ｅ）は、このような画像処理後の静止画像表示領域４２での表示を示すもので、静止画像表示領域４２には、回転後の静止画像４２Ｊと新たな第１の位置４２Ｊ−１１、第２の位置４２Ｊ−２１が表示される。
【００６７】
従って、これら一連の画像処理により、静止画像表示領域４２に表示される静止画像４２Ｊと動画像表示領域４３の動画像４３Ｇの位置および倍率を簡単に、しかも精度よく一致させることができる。
【００６８】
これにより、ミクロ観察ユニット２またはマクロ観察ユニット３からＴＶカメラ４を介して試料の観察像をパソコン本体５に取込み、モニター１３のＧＵＩ４１上に比較画像として表示し、予め記録してある参照画像と同じ位置、倍率で比較表示することができるので、印刷物や、身分証明書等の特殊印刷などについて信頼性の高い鑑識を行うことができる。
【００６９】
なお、観察者は、静止画像と動画像の位置、倍率を一致させた後に、観察者によって指定された動画像の特徴的な第１の位置と第２の位置の色、形状などにより、位置の移動を認識し、一定の時間間隔で自動的に静止画像の位置と倍率を変更し、静止画像表示領域４２に表示するようにしても構わない。また、上記の処理では最初に特徴的な第１の位置と第２の位置を観察者が指定したが、画像処理により自動的に特徴的な２つの位置を決定し、観察者が特徴的な位置を指定しなくとも自動的に静止画像の位置、倍率を変更して、静止画像表示領域４２に表示するようにしても同様の効果は得られる。
【００７０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００７１】
上述した第１の実施の形態では、マクロ観察ユニット３を用いてベース２８上の試料を広視野広範囲の観点で参照画像と比較観察を行い、必要に応じて試料をミクロ観察ユニット２のベース２０上に移し替えて精密な印刷や加工を拡大して参照画像と比較観察するようにしたが、この第２の実施の形態では、これらの作業を自動化できるようにしたものである。
【００７２】
図１１は、顕微鏡画像比較装置の概略構成図を示すものである。
【００７３】
この場合、本システムは、観察装置６９と画像処理装置７０より構成されている。観察装置６９は、ミクロ観察像取り込み手段としてのミクロ観察ユニット７１とマクロ観察像取り込み手段としてのマクロ観察ユニット７２を一体のものとして構成し、これらミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２には、それぞれのベース（ミクロ用）７３およびベース（マクロ用）７４上に共通のマクロ・ミクロ電動ステージ（自動Ｘ−Ｙ回転ステージ）７５が設けられ、このマクロ・ミクロ電動ステージ７５を駆動することで、ミクロ観察ユニット７１とマクロ観察ユニット７２の間で試料の受渡しが自動的にできるようになっている。
【００７４】
また、これらミクロ観察ユニット７１とマクロ観察ユニット７２に対して、これらの観察像を撮影するためのＴＶカメラ７６が設けられている。このＴＶカメラ７６は、ミクロ観察ユニット７１では、ミクロ・マクロ用電動ズーム７７、対物レンズ７８を介して試料を撮影する。また、フォーカスの調整はミクロ用電動フォーカス７９で行う。さらに、ＴＶカメラ７６は、マクロ観察ユニット７２では、ミクロ・マクロ用電動ズーム７７、不図示の光路切換え装置、マクロレンズ８０を介して試料の撮影を行う。また、フォーカスの調整はマクロ用電動フォーカス８１で行う。
【００７５】
この場合、これらミクロ・マクロ用電動ズーム７７、ミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２の電動フォーカス７９、８１、不図示の調光装置、不図示の光路切換え装置およびＴＶカメラ７６は、それぞれ画像処理装置７０の一部を構成する制御手段であるのパソコン本体８２より自動で制御可能となっている。
【００７６】
また、ミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２には、各種の照明方法が設けられている。この場合、ミクロ観察ユニット７１には、偏向照明８３、落射照明８４、落射蛍光照明８５、偏射照明８６、透過照明８７、赤外線透過照明８８が設けられ、また、マクロ観察ユニット７２には、偏向照明８９、落射照明９０、落射蛍光照明９１、偏射照明９２、透過照明９３、赤外線透過照明９４が設けられている。これら照明装置は、対象となる試料の観察部位などに適した照明方法に応じてパソコン本体８２やミクロ用コントロールボックス（手動操作ボックス）９５、マクロ用コントロールボックス（手動操作ボックス）９６により選択されるようになっている。
【００７７】
なお、接眼レンズ９７は、ミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２により得られる試料の観察像を直接目視で見るためのものである。
【００７８】
このような観察装置６９は、マクロ・ミクロ通信ケーブル９８、テレビカメラビデオケーブル９９およびテレビカメラ通信ケーブル１００を介して画像処理装置７０に接続されている。
【００７９】
画像処理装置７０は、パソコン本体８２の他に、観察画像の表示や制御用のＧＵＩ等を表示する表示手段としてのモニター１０１、入力装置のキーボード１０２、マウス１０３を有している。また、画像処理装置７０は、マクロ・ミクロ通信ケーブル９８を介して観察装置６９の制御を行い、また、テレビカメラビデオケーブル９９を介してＴＶカメラ７６からの映像信号を取り込み、さらに、テレビカメラ通信ケーブル１００を介してＴＶカメラ７６のブライトネス、コントラスト等の制御を行うようになっていて、ＴＶカメラ７６からの撮像信号をパソコン本体８２内のビデオキャプチャーボード（不図示）を介してパソコン本体８２内のメモリに取り込み、デジタル画像としてモニター１０１に表示できるようにしている。
【００８０】
パソコン本体８２には、システム制御するためのメニュー、ボタン表示、画像表示のためのモニター１０１、メニュー及びボタンを操作するためのキーボード１０２およびマウス１０３が接続されている。
【００８１】
この場合、パソコン本体８２は、ＴＶカメラ７６で撮影した画像を表示させるためのフレームメモリ機能、システム制御のためのメニュー及びボタン操作機能、観察装置６９を制御するための通信機能などを備え、さらに、一時的に画像データを保存するためのメモリ機能も備えている。また、パソコン本体８２は、ＴＶカメラ７６で撮影した画像及び撮影条件などのデータを他のパソコンに保存させてデータを共有するために必要な通信手段を備えている。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＧＰ−ＩＢ、パラレル、シリアル等がある。さらに、パソコン本体８２は、マクロ・ミクロ電動ステージ７５の駆動指令、ミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２に対するフォーカス、ズーム、光路切換え、照明方法の切換え、調光等の指令を始め、ＴＶカメラ７６の制御指令などをインターフェースを介して観察装置６９側に出力する。ここでのインターフェースは、観察装置６９とパソコン本体８２に内蔵されており、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ、ＧＰ−ＩＢ、パラレル、シリアル、ＳＣＳＩ等がある。
【００８２】
図１２（ａ）〜（ｅ）は、このように構成された顕微鏡比較装置において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像の画像位置や倍率がずれている場合の補正方法を示したものである。
【００８３】
この場合、図１２（ａ）に示す静止画像表示領域４２の参照画像である静止画像４２Ｋと、図１２（ｂ）に示す動画像表示領域４３の比較画像である動画像４３Ｋの特徴的な位置２点の位置を比較して、動画像４３Ｋの位置、倍率を変更して静止画像４２Ｋに一致させるような画像処理を図１３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００８４】
まず、ステップ１１０１で、図１２（ａ）に示す静止画像４２Ｋ上の特徴的な第１の位置４２Ｋ−１１と第２の位置４２Ｋ−２１をクリックし、次いで、ステップ１１０２で、図１２（ｂ）に示す動画像４３Ｇ上の、静止画像４２Ｇの特徴的な第１の位置４２Ｋ−１１、第２の位置４２Ｋ−２１に対応する位置を第１の位置４３Ｋ−１１、第２の位置４３Ｋ−２１としてクリックする。
【００８５】
この状態で、動画像４３Ｋと静止画像４２Ｋの倍率の違いが求められる。この場合、倍率の違いＫは、Ｋ＝（４２Ｋ−１１と４２Ｋ−２１の距離）／（４３Ｋ−１１と４３Ｋ−２１の距離）で求められる。そして、この求められた倍率Ｋに基づいて倍率を比較し（ステップ１１０３）、倍率が異なる場合は、ミクロ・マクロ用電動ズーム７７を操作し、動画像４３Ｋを動画像表示領域４３内で拡大、縮小させる（ステップ１１０４）。
【００８６】
図１２（ｃ）は、このようなミクロ・マクロ用電動ズーム７７の動作後の動画像表示領域４３での表示を示すもので、動画像表示領域４３には、拡大、縮小後の動画像４３Ｌと新たな第１および第２の位置４３Ｌ−１１、４３Ｌ−２１が表示される。
【００８７】
次に、図１２（ａ）に示す静止画像４２Ｋの傾き、つまり位置４２Ｋ−１１と４２Ｋ−２１を結ぶ直線の傾きと、図１２（ｃ）に示す動画像４３Ｌの位置４３Ｌ−１１と４３Ｌ−２１を結ぶ直線の傾きとの角度差φを求める。この場合、角度差φがある場合は、マクロ・ミクロ電動ステージ７５を角度φだけ回転させ、動画像４３Ｋを動画像表示領域４３内で回転させる（ステップ１１０５）。
【００８８】
図１２（ｄ）は、このようなマクロ・ミクロ電動ステージ７５の回転動作後の動画像表示領域４３での表示を示すもので、動画像表示領域４３には、回転後の動画像４３Ｍと新たな第１および第２の位置４３Ｍ−１１、４３Ｍ−２１が表示される。
【００８９】
次に、ステップ１１０６で、動画像表示領域４３の動画像４３Ｍの一方の特徴的な第１の位置４３Ｍ−１１をクリックする。そこで、ステップ１１０８で、マクロ・ミクロ電動ステージ７５がＸ，Ｙ方向に移動し、動画像４３Ｍの第１の位置４３Ｍ−１１を静止画像４２Ｇの第１の位置４２Ｋ−１１に一致させる。この場合、動画像表示領域４３と静止画像表示領域４２を同一領域とみなして第１の位置４３Ｍ−１１と４２Ｋ−１１が一致しているか判断される（１１０７）。
【００９０】
図１２（ｅ）は、このような画像処理後の動画像表示領域４３での表示を示すもので、動画像表示領域４３には、Ｘ，Ｙ方向への移動後の動画像４３Ｎと新たな第１の位置４３Ｎ−１１、第２の位置４３Ｎ−２１が表示される。
【００９１】
従って、これら一連の動作によっても、動画像表示領域４３に表示される動画像４３Ｎと静止画像表示領域４２の静止画像４２Ｋの画像位置、倍率を簡単に、しかも精度よく一致させることができ、第１の実施の形態と同様な効果を期待できる。
【００９２】
なお、上述した実施の形態では最初に観察者が静止画像４２Ｋと、動画像４３Ｋの特徴的な第１の位置と第２の位置を指定したが、画像処理にて自動的に特徴的な２つの位置を自動的に決定すれば、観察者が特徴的な位置を指定しなくとも自動的にミクロ・マクロ用電動ズーム７７とマクロ・ミクロ電動ステージ７５の操作により同様の効果が得られる。また、上述した実施の形態では、マクロ・ミクロ電動ステージ７５の回転により同画像を回転させたが、プリズムまたはミラーを用いたイメージローテータやレンズなどの光学素子を用いて動画像を回転させるようにしてもよい。さらに、マクロ・ミクロ電動ステージ７５により動画像をＸＹ方向に移動させたが、静止画像をＸＹ方向に移動させることにより動画像と静止画像を一致させることでも同じ効果が得られる。さらにまた、ＴＶカメラ７６として高精細のテレビカメラを使用し、倍率に合った画像領域を抜き取り、本来の解像度に画像変換して倍率を調整したり、高精細カメラの画像の一部を本来の解像度として使用し、ＸＹ方向の移動を取り込む画像領域をＸＹ方向に移動することにより静止画像と動画像を一致させることでも同じ効果が得られる。
【００９３】
ところで、これまでの第１および第２の実施の形態では、スタンドアロンで使用している顕微鏡画像比較装置について説明したが、画像サーバに必要なデジタル画像と、その情報、例えば、文章の偽造個所の説明等を保存しておき、異なる場所で偽造として疑わしいものが発見されたとき、パソコン本体５から関連する情報をネットワークを介して画像サーバを検索し、必要な情報をダウンロードして比較画像として用いるようにしてもよい。こうすれば、異なる場所で新たに見つかった偽造物の画像や情報を画像サーバにその都度保存しておくことで、リアルタイムで最新の情報を入手できる。この場合、ネットワーク上に偽造箇所のデータなどの秘密情報を通信することになるため、ユーザ管理およびデータの暗号化などの処理をして、外部に情報が漏れない処理が必要となる。
【００９４】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、印刷物等の説明をしたが、試料は印刷物に限らず顕微鏡で観察できるウィルス等生物の細胞など、デジタル画像で保存できるものならば、他のものにも適用できる。
【００９５】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００９６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、参照画像と比較画像の位置合わせを簡単に、しかも精度よく行うことができる画像比較装置、画像比較方法および画像比較をコンピュータにて実行させるためのプログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の顕微鏡画像比較装置のブロック図。
【図２】第１の実施の形態の顕微鏡画像比較装置のシステム構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられるモニターの表示例を示す図。
【図４】第１の実施の形態での参照画像と比較画像を比較するための表示例を示す図。
【図５】第１の実施の形態での他の参照画像と比較画像を比較するための表示例を示す図。
【図６】第１の実施の形態での他の参照画像と比較画像を比較するための表示例を示す図。
【図７】第１の実施の形態でのオーバラップ処理を説明するたるのフロチャート。
【図８】第１の実施の形態での参照画像と比較画像を比較するための他の表示例を示す図。
【図９】第１の実施の形態での参照画像と比較画像の位置、倍率を一致させる方法を説明する図。
【図１０】第１の実施の形態での参照画像と比較画像の位置、倍率を一致させる方法を説明するフローチャート。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の顕微鏡画像比較装置のシステム構成を示す図。
【図１２】第２の実施の形態での参照画像と比較画像の位置、倍率を一致させる方法を説明する図。
【図１３】第２の実施の形態での参照画像と比較画像の位置、倍率を一致させる方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１…観察装置
２…ミクロ観察ユニット
３…マクロ観察ユニット
４…ＴＶカメラ
５…パソコン本体
６…画像入力ボード
７…ビデオカード
８…ＲＡＭ
９…ＣＰＵ
１０…記録媒体
１０ａ…プログラム
１１…インターフェース
１２…バス
１３…モニター
１４…キーボード
１５…マウス
２０…ベース
２１…対物レンズ
２２…接眼レンズ
２３…偏向照明
２４…落射照明
２５…透過照明
２６…落射蛍光照明
２７…偏射照明
２８…ベース
２９…マクロレンズ
３０…偏向照明
３１…落射照明
３２…透過照明
３３…落射蛍光照明
３４…偏射照明
３５…マクロ用コントロールボックス
３６…マクロ用フォーカシングハンドル
３７…ミクロ用コントロールボックス
４１…ＧＵＩ
４２…静止画像表示領域
４３…動画像表示領域
４４…観察画像表示領域
４５…アイコン
４７…スライダー
６９…観察装置
７０…画像処理装置
７１…ミクロ観察ユニット
７２…マクロ観察ユニット
７５…マクロ・ミクロ電動ステージ
７６…ＴＶカメラ
７７…ミクロ・マクロ用電動ズーム
７８…対物レンズ
７９…ミクロ用電動フォーカス
８０…マクロレンズ
８１…マクロ用電動フォーカス
８２…パソコン本体
８３…偏向照明
８４…落射照明
８５…落射蛍光照明
８６…偏射照明
８７…透過照明
８８…赤外線透過照明
８９…偏向照明
９０…落射照明
９１…落射蛍光照明
９２…偏射照明
９３…透過照明
９４…赤外線透過照明
９７…接眼レンズ
９８…マクロ・ミクロ通信ケーブル
９９…テレビカメラビデオケーブル
１００…テレビカメラ通信ケーブル
１０１…モニター
１０２…キーボード
１０３…マウス
【発明の属する技術分野】
本発明は、見本となる参照画像を用いて、比較対照となる比較画像を画像比較するための画像比較装置、画像比較方法および画像比較をコンピュータにて実行させるためのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、印刷物の偽造や、身分証明書などの特殊印刷、加工の偽造などの事件が多く発生しており、その偽造方法も巧妙で認識するのが難しくなっている。また、偽造を防止するための印刷や加工そのものも、人間の目視で確認するのが困難なほど精密になっている。
【０００３】
このようなことから、従来、特開平０６−６８０７号公報に開示されるようにデジタル画像として記憶された参照画像を用いて比較観察を行う画像比較装置が考えられている。この画像比較装置は、テレビカメラから取込んだ画像（以下、比較画像と称する。）をデジタルデータとして複数記憶し、このうち参照画像の半分の画像と比較画像の半分の画像を取り出し、それぞれを貼り合わせて１枚の画像としてモニター上に表示することで、左右の画像が一致しているかの比較判断を容易に確認できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平０６−６８０７号公報のものは、記録される参照画像を呼び出してモニター上で比較画像と比較するが、すでに取り込まれている静止画像である参照画像を並べ合わせるので、参照画像と比較したい位置を比較画像に合わせるのが難しく、また、モニター上では、参照画像と比較画像を単純に左右に並べるだけのため、相違点を見つけ出すのも難しい。さらに、参照画像と比較画像を比較する場合、これらの画像の倍率、位置などが合っていることが望ましいが、参照画像の撮像条件が多様であるため、これらの条件を合わせることも難しかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に艦みてなされたもので、参照画像と比較画像の位置合わせを簡単に、しかも精度よく行うことができる画像比較装置、画像比較方法および画像比較をコンピュータにて実行させるためのプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込む観察像取り込み手段と、前記観察像取り込み手段により取り込まれた観察像を撮影する撮像手段と、予め用意された参照画像を記録する記録手段と、
前記撮像手段により撮影される観察像を比較画像として表示する表示手段と、
前記記録手段に記録された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させる制御手段とを具備したことを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込む観察像取り込み手段と、前記観察像取り込み手段により取り込まれた観察像を撮影する撮像手段と、予め用意された参照画像を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された参照画像を表示する表示手段と、前記撮像手段により撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させる制御手段とを具備したことを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記制御手段は、前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴としている。
【００１０】
請求項５記載の発明は、試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込むとともに、この取り込まれた観察像を撮影し、この撮像された観察像を比較画像として表示手段に表示させるとともに、予め用意された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴としている。
【００１２】
請求項７記載の発明は、試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込むとともに、この取り込まれた観察像を撮影し、予め用意された参照画像を表示手段に表示させるとともに、前記撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴としている。
【００１４】
請求項９記載の発明は、画像比較をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、観察像取り込み手段により試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込ませるとともに、この取り込まれた観察像を撮像手段により撮影させ、この撮像された観察像を比較画像として表示手段に表示させるとともに、予め用意された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴としている。
【００１６】
請求項１１の発明は、画像比較をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、観察像取り込み手段により試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込ませるとともに、この取り込まれた観察像を撮像手段により撮影させ、予め用意された参照画像を表示手段に表示させるとともに、前記撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用される画像比較装置として顕微鏡画像比較装置のブロック図を示すものである。
【００２０】
図において、１は図示しない試料を観察する顕微鏡からなる観察装置で、この観察装置１は、試料のミクロ的観察像を取り込むミクロ観察像取り込み手段として顕微鏡観察像を取り込むミクロ観察ユニット２、試料のマクロ的観察像を取り込むマクロ観察像取り込み手段としてマクロ観察ユニット３が設けられ、さらに、撮像手段としてＴＶカメラ４が設けられている。
【００２１】
ＴＶカメラ４は、ミクロ観察ユニット２またはマクロ観察ユニット３によりそれぞれ取り込んだミクロまたはマクロの観察像を撮像するもので、これら撮像した画像をデジタル画像として制御手段のパソコン本体５に出力するようにしている。
【００２２】
パソコン本体５は、画像入力ボード６、ビデオカード７、ＲＡＭ８、ＣＰＵ９、記録媒体１０、インターフェース１１およびバス１２を有するもので、ＴＶカメラ４からのデジタル画像を画像入力ボード６に取込み、この取込んだデジタル画像をＲＡＭ８に記憶したり、ビデオカード７を介して表示手段としてのモニター１３に静止画像または動画像として表示させる（動画像はＴＶカメラ４のビデオレートの動画像が映し出される）。また、記録媒体１０には、予め用意された複数のデジタル化された参照画像が記録されているとともに、後述する文章鑑識支援ソフト等のプログラム１０ａが記録されている。このプログラム１０ａはバス１２を介して外部より与えられるとともに、ＲＡＭ８に一旦記録され、ＣＰＵ９により実行されて画像の比較処理を行うものである。インターフェース１１には、プログラム１０ａを実行する際の指示を入力するキーボード１４およびマウス１５が接続されている。
【００２３】
図２は、このような顕微鏡画像比較装置のシステム構成図を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【００２４】
この場合、観察装置１は、ミクロ観察ユニット２とマクロ観察ユニット３を一体のものとして構成している。
【００２５】
ミクロ観察ユニット２は、試料の精密な印刷や加工を拡大して観察するミクロ観察像取得手段として用いられている。このミクロ観察ユニット２は、ベース２０上に載置された図示しない試料に対向させて対物レンズ２１が配置され、試料の精密な印刷や加工状態を対物レンズ２１を通して拡大し、接眼レンズ２２により目視観察可能にするとともに、ＴＶカメラ４により撮影され、パソコン本体５に取り込まれるようになっている。
【００２６】
また、ミクロ観察ユニット２は、照明装置として、偏向照明２３、落射照明２４、透過照明２５、落射蛍光照明２６、偏射照明２７が用意されている。ここで、偏向照明２３は、対物レンズ２１の光軸に添ってベース２０上に載置される試料を照射するためのものである。落射照明２４は、対物レンズ２１の光軸から外れた位置から試料を照射するためのものである。透過照明２５は、ベース２０内部から対物レンズ２１の方向に照射され、試料の外形や試料を透過した像を観察可能にするためのものである。落射蛍光照明２６は、蛍光像を観察するための照明で、試料の蛍光印刷などを施した特殊印刷を観察できるようにするためのものである。そして、偏射照明２７は、試料を斜めから照明し、試料の刻印等など凹凸のある特殊な加工を観察するためのものである。
【００２７】
これら偏向照明２３、落射照明２４、透過照明２５、落射蛍光照明２６、偏射照明２７は、ミクロ用コントロールボックス３７での操作により点灯、消灯を始め、明るさの調整ができるようになっている。
【００２８】
一方、マクロ観察ユニット３は、試料を比較的広視野広範囲で観察するマクロ観察像取り込み手段として用いられる。このマクロ観察ユニット３は、ベース２８上に載置された図示しない試料に対向させてマクロレンズ２９が配置され、試料の像をマクロレンズ２９およびマクロ用フォーカシングハンドル３６を介してミクロ観察ユニット２側の光路に導き、接眼レンズ２２により目視観察可能にするとともに、ＴＶカメラ４により撮影され、パソコン本体５に取り込まれるようになっている。
【００２９】
また、ミクロ観察ユニット２は、照明装置として、偏向照明３０、落射照明３１、透過照明３２、落射蛍光照明３３、偏射照明３４が用意されている。ここで、偏向照明３０は、マクロレンズ２９の光軸に添ってベース２８上に載置される試料を照射するためのものである。落射照明３１は、マクロレンズ２９の光軸から外れた位置から試料を照射するためのものである。透過照明３２は、ベース２８内部からマクロレンズ２９の方向に照射され、試料の外形や試料を透過した像を観察可能にするためのものである。落射蛍光照明３３は、蛍光像を観察するための照明で、試料の蛍光印刷などを施した特殊印刷を観察できるようにするためのものである。そして、偏射照明３４は、試料を斜めから照明し、試料の刻印等凹凸のある特殊な加工を観察するためのものである。
【００３０】
これら偏向照明３０、落射照明３１、透過照明３２、落射蛍光照明３３、偏射照明３４は、マクロ用コントロールボックス３５での操作により点灯、消灯を始め、明るさの調整ができるようになっている。
【００３１】
図３は、上述した記録媒体１０に記録されたプログラム１０ａ（図１参照）の画像比較ソフトを起動した時にモニター１３上に表示されるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４１の一例を示している。このようなＧＵＩ４１は、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社のＷｉｎｄｏｗｓ等のオペレーションシステムを使用してＷｉｎｄｏｗ画面として表示される。
【００３２】
このＧＵＩ４１は、第１の画像表示領域としての静止画像表示領域４２と第２の画像表示領域としての動画像表示領域４３を有している。静止画像表示領域４２には、参照画像として、デジタル画像を静止画として表示できるようになっている。ここで、参照画像とは、例えば文章の文字や印刷物試料の偽造した部分をＴＶカメラ４で撮影した画像でもよいし、または、本物の試料をＴＶカメラ４で撮影したものでもよい。これらの参照画像は、予めデジタル画像としてパソコン本体５の記録媒体１０に記録されている。
【００３３】
一方、動画像表示領域４３には、比較画像としてＴＶカメラ４で撮影している動画像を表示できるようになっている。ここで、比較画像は、観察したい試料の画像で、ミクロ観察ユニット２またはマクロ観察ユニット３により取り込まれた試料のミクロ観察像またはマクロ観察像をＴＶカメラ４で撮影した動画像である。この場合、比較画像を得るためにＴＶカメラ４により撮影する像は、ミクロ観察ユニット２側でもマクロ観察ユニット３側でもよく、目的に応じて観察したい方を観察者が任意に選択可能である。また、動画像表示領域４３は、動画像を表示可能になっているが、試料を移動して観察したい位置を決定した後は、一時的に静止画として表示することも可能である。
【００３４】
ＧＵＩ４１は、第３の画像表示領域として観察画像表示領域４４を有している。この観察画像表示領域４４では、静止画像表示領域４２で表示されている静止画像と動画像表示領域４３で表示されている動画像とを、以下述べるような様々な表示方法で表示することが可能になっている。
【００３５】
図４乃至図９は、観察画像表示領域４４での様々な表示例について説明するための図である。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｆ）は、観察画像表示領域４４において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像を左右に並べて比較する場合の表示例を示したものである。この場合、図４（ａ）は、静止画像表示領域４２の参照画像を示すもので、その左半分を静止画左４２Ｌ、右半分を静止画右４２Ｒとし、また、図４（ｂ）は動画像表示領域４３の比較画像を示すもので、その左半分を動画左４３Ｌ、右半分を動画右４３Ｒとしている。
【００３７】
また、図４（ｃ）は、観察画像表示領域４４での観察画像を示したもので、ここでは、観察画像の左半分に静止画左４２Ｌの参照画像を表示し、右半分に動画右４３Ｒの比較画像を表示するようにしている。同様に、図４（ｄ）では、左半分に動画右４３Ｒの比較画像、右半分に静止画左４２Ｌの参照画像を表示している。同様に、図４（ｅ）では、左半分に動画左４３Ｌの比較画像、右半分には静止画右４２Ｒの参照画像を表示している。同様に、図４（ｆ）では、左半分に静止画右４２Ｒの参照画像、右半分に動画左４３Ｌの比較画像を表示している。ここでの動画左４３Ｌ及び動画右４３Ｒは、それぞれＴＶカメラ４で撮影した画像をリアルタイム（ビデオレート）で表示しており、試料を移動させながら、静止画左４２Ｌ、または静止画右４２Ｒに対して観察したい位置を合わせ込むことができる。合わせ込んだ時点で一時的に静止画として比較することも可能である。
【００３８】
なお、図４では、左右の分割比を同一にしているが、分割比を変更することも可能である。例えば図４（ｃ）において、静止画左４２Ｌの幅を狭くし、動画右４３Ｒの幅を広くすることも可能である。
【００３９】
このようにして参照画像と比較画像を左右に並べて表示することにより、例えば、本物と偽造印刷の相違点を視覚的に発見しやすくできる。
【００４０】
次に、図５は、（ａ）〜（ｆ）は、観察画像表示領域４４において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像を上下に並べて比較する場合の表示例を示したものである。
【００４１】
この場合も、図５（ａ）は、静止画像表示領域４２の参照画像を示すものであり、その上半分を静止画上４２Ｕ、下半分を静止画下４２Ｄとし、また、図５（ｂ）は動画像表示領域４３の比較画像を示すもので、その上半分を動画上４３Ｕ、下半分を動画下４３Ｄとしている。
【００４２】
そして、図５（ｃ）は、観察画像表示領域４４での観察画像を示したもので、ここでは、観察画像では上半分に静止画上４２Ｕの参照画像を表示し、下半分に動画下４３Ｄの比較画像を表示するようにしている。同様に、図５（ｄ）では上半分に動画下４３Ｄの比較画像、下半分に静止画上４２Ｕの参照画像を表示している。同様に、図５（ｅ）では上半分に動画上４３Ｕの比較画像、下半分には静止画下４２Ｄの参照画像を表示している。同様に、図５（ｆ）では、上半分に静止画下４２Ｄの参照画像、下半分に動画上４３Ｕの比較画像を表示している。ここでも、動画上４３Ｕ及び動画下４３ＤはそれぞれＴＶカメラ４で撮影した画像をリアルタイム（ビデオレート）で表示しており、試料を移動させながら、静止画上４２Ｕ、または静止画下４２Ｄに対して観察したい位置を合わせ込むことができる。合わせ込んだ時点で一時的に静止画として比較することも可能である。
【００４３】
このような図４および図５に示す画面表示の切り換えは、ＧＵＩ４１上の例えば「分割表示」のアイコン４５をクリックすることで、容易に実行することができる。
【００４４】
このようにして参照画像と比較画像を上下に並べて表示するようにしても、例えば、本物の偽造印刷の相違点を視覚的に発見しやすくできる。
【００４５】
次に、図６（ａ）〜（ｄ）は、観察画像表示領域４４において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像とをオーバラップ（画像加算して）比較する場合の方法を示したものである。
【００４６】
この場合、図６（ａ）は観察画像表示領域４４の観察画像を示したもので、この状態では静止画像表示領域４２の参照画像である静止画像４２Ａのみを表示している。次に、図６（ｂ）は、オーバラップ画像４６ａとして、静止画像４２Ａに動画像表示領域４３の比較画像である動画像４３Ｂ（図６（ｄ））をある一定の割合で加えて表示するようにしている。この場合、画像同志の加算は、例えば、Ａ画像及びＢ画像の各デジタル画像が６４０×４８０画素で構成されていた場合、Ａ画像のある１画素の輝度をＩａ（ｘ，ｙ）、Ｂ画像の同位置画素の輝度Ｉｂ（ｘ，ｙ）とすれば、オーバラップ画像の輝度Ｉ（ｘ，ｙ）は、
Ｉ（ｘ，ｙ）＝Ｉａ（ｘ，ｙ）×ｍ＋Ｉｂ（ｘ，ｙ）×ｎ
ただし、ｍ＝１−ｎ；（０≦ｎ≦１）
で求められる。この計算を全ての画素で行えば画像の加算が行える。図６（ｂ）のオーバラップ画像４６ａでは、静止画像４２Ａの割合が動画像４３Ｂの割合より多いため静止画像４２Ａの画像の方がはっきりと見えている。逆に、図６（ｃ）のオーバラップ画像４６ｂでは、上述したオーバラップ画像４６ａと異なり静止画像４２Ａの割合が動画像４３Ｂの割合より少ないため動画像４３Ｂの画像の方がはっきりと見えるようになる。このことから、静止画像４２Ａの割合を増やしていけば最終的に図６（ａ）の静止画像４２Ａのみとなり、動画像４３Ｂの割合を増やしていけば図６（ｄ）の動画像４３Ｂのみとなる。
【００４７】
このようなオーバラップ処理を図７に示すフロチャートにより説明する。
【００４８】
この場合、まず、ステップ７０１で、記録媒体１０に記録されている静止画像４２Ａと動画像４３Ｂのオーバラップ比率を読み出す。このオーバラップ比率は、上述した式のｍ，ｎとなる。次に、ステップ７０２で、静止画像４２Ａと動画像４３Ｂを、読み出したオーバラップ比率で加算して合成して観察画像表示領域４４に表示する。ここで比率の計算は、上述した式で行い画像の全画素分計算し表示する。次に、ステップ７０３で、スライダー４７で比率が更新されたか確認する。つまり、このオーバラップの比率の調整は、図３に示すＧＵＩ４１上のスライダー４７をオペレータが動かすことで容易に調整することができる。スライダー４７で比率が変更されたら、ステップ７０４で、スライダー４７で指定された値をＲＡＭ８もしくは記録媒体１０に記憶しているオーバラップ比率の値として再設定する。
【００４９】
そして、ステップ７０１にもどり同様の処理を繰り返す。また、ステップＳ７０３で、比率が変更されない場合は、ステップ７０５へ進み、オーバラップ処理を終了するかどうか確認する。終了しない場合、ステップ７０３へ戻り同様の処理が繰り返えす。また、終了する場合、オーバラップの一連の処理を終了する。
【００５０】
このようにして参照画像と比較画像を加算して重ね合わせオーバラップ表示させることで、例えば、本物と偽造印刷を重ね合わせることにより、両者の相違点を視覚的に発見しやすくできる。
【００５１】
次に、図８は、観察画像表示領域４４において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像のそれぞれを、ある一定時間間隔で交互に切換えて表示して両画像を比較する場合の表示例を示したものである。
【００５２】
この場合、参照画像と比較画像を交互に切換える画像切換え表示手段について説明すると、画像切換え表示は静止画像表示領域４２で表示される参照画像を観察画像表示領域４４に静止画像４２Ｅとして表示したあと、一定時間をおいて動画像表示領域４３で表示される比較画像を観察画像表示領域４４に動画像４３Ｆとして表示し、さらに一定時間をおいて静止画像４２Ｅを表示する。このような処理を連続で実行する。このような画像切換え表示処理はモニター１３上に表示されるＧＵＩ４１上の所定のアイコンをクリックすることでプログラムを実行できる。また、ＧＵＩ４１から上述の一定時間の間隔を入力することで、画像の切換え時間を任意の値に変更することができる。
【００５３】
このようにして２枚の画像をアニメーションのように順次切換え表示して人間の目の残像を利用することにより、例えば、本物の文書と偽造文書の印刷の相違点を視覚的に発見しやすくできる。
【００５４】
ところで、このように参照画像と比較画像を左右または上下に並べて表示したり、ある一定時間間隔で交互に切換えて表示したりして両画像を比較する場合、これら画像の位置や倍率がずれていると、正確な比較ができないことがある。
【００５５】
そこで、従来では、動画像表示領域４３の比較画像（動画像）の位置、倍率について、観察者がステージを操作して試料の位置を移動させたり、顕微鏡の対物レンズの倍率を変更させるなどして調整し、静止画像表示領域４２の参照画像に合わせる方法がとられている。しかし、この方法は、高倍率で拡大された比較画像の位置、倍率を合わせるのは難しく、時間がかかる作業になるという問題がある。特に、蛍光画像を観察する場合は、画像が非常に暗く、画像積算を行って動画像表示させているため、処理時間がかかり、ステージを操作して試料の位置を移動してから、移動後の表示に変わるまでに時間的なずれが生じ、画像を合わせることが更に難しくなる。
【００５６】
図９（ａ）〜（ｅ）は、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像の画像位置や倍率がずれている場合の補正方法を示したもので、同図とともに図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５７】
この場合、図９（ａ）に示す静止画像表示領域４２の参照画像である静止画像４２Ｇと、図９（ｂ）に示す動画像表示領域４３の比較画像である動画像４３Ｇの特徴的な位置２点の位置を比較して、静止画像４２Ｇの位置、倍率を変更して動画像４３Ｇに一致させるような画像処理を行う。
【００５８】
まず、ステップ１００１で、観察者は、マウス１５を使ってモニター１３の画面上で、図９（ｂ）に示す動画像４３Ｇの特徴的な第１の位置４３Ｇ−１１をクリックする。次に、ステップ１００２で、同様に観察者は、マウス１５を使ってモニター１３の画面上で、図９（ａ）に示す静止画像４２Ｇの、動画像４３Ｇの特徴的な第１の位置４３Ｇ−１１に対応する位置を第１の位置４２Ｇ−１１としてクリックする。
【００５９】
次に、これら特徴的な第１の位置４３Ｇ−１１と４２Ｇ−１１が合っているかが判断される（ステップ１００３）。この場合、動画像表示領域４３と静止画像表示領域４２を同一領域とみなして第１の位置４３Ｇ−１１と４２Ｇ−１１が一致しているかが判断される。
【００６０】
ここで、これらの位置が一致していなければ、ステップ１００４で、静止画像４２Ｇを静止画像表示領域４２内でＸ，Ｙ方向に移動させるような画像処理を行い、第１の位置４２Ｇ−１１を、同一領域とみなした動画像表示領域４３の動画像４３Ｇの第１の位置４３Ｇ−１１に一致させる。
【００６１】
図９（ｃ）は、このような画像処理後の静止画像表示領域４２での表示を示すもので、静止画像表示領域４２には、移動後の静止画像４２Ｈと新たな第１の位置４２Ｈ−１１が表示される。
【００６２】
次に、ステップ１００５で、観察者は、再びマウス１５を使ってモニター１３の画面上で、図９（ｂ）に示す動画像４３Ｇの特徴的な第２の位置４３Ｇ−２１をクリックする。次に、ステップ１００６で、同様に観察者は、マウス１５を使ってモニター１３の画面上で、図９（ｃ）に示す静止画像４２Ｈ上の、動画像４３Ｇの特徴的な第２の位置４３Ｇ−２１に対応する位置を第２の位置４２Ｈ−２１としてクリックする。
【００６３】
次に、ステップ１００７で、動画像４３Ｇと静止画像４２Ｈの倍率の違いを求める。この場合、倍率の違いＫは、Ｋ＝（４２Ｇ−１１と４２Ｇ−２１の距離）／（４３Ｇ−１１と４３Ｇ−２１の距離）で求められる。そして、この求められた倍率Ｋに基づいて静止画像４２Ｈを静止画像表示領域４２内で拡大、縮小させるような画像処理を行う。
【００６４】
図９（ｄ）は、このような画像処理後の静止画像表示領域４２での表示を示すもので、静止画像表示領域４２には、拡大、縮小後の静止画像４２Ｉと新たな第１の位置４２Ｉ−１１、第２の位置４２Ｉ−２１が表示される。
【００６５】
次に、ステップ１００８で、図９（ｂ）に示す動画像４３Ｇの傾き、つまり位置４３Ｇ−１１と４３Ｇ−２１を結ぶ直線の傾きと、図９（ｄ）に示す静止画像４２Ｉの位置４２Ｉ−１１と４２Ｉ−２１を結ぶ直線の傾きとの角度差φを求める。この場合、角度差φがある場合は、静止画像４２Ｉを静止画像表示領域４２内で、位置４２Ｉ−１１と４２Ｉ−２１を結ぶ直線を中心に角度φで回転させるような画像処理を行う。
【００６６】
図９（ｅ）は、このような画像処理後の静止画像表示領域４２での表示を示すもので、静止画像表示領域４２には、回転後の静止画像４２Ｊと新たな第１の位置４２Ｊ−１１、第２の位置４２Ｊ−２１が表示される。
【００６７】
従って、これら一連の画像処理により、静止画像表示領域４２に表示される静止画像４２Ｊと動画像表示領域４３の動画像４３Ｇの位置および倍率を簡単に、しかも精度よく一致させることができる。
【００６８】
これにより、ミクロ観察ユニット２またはマクロ観察ユニット３からＴＶカメラ４を介して試料の観察像をパソコン本体５に取込み、モニター１３のＧＵＩ４１上に比較画像として表示し、予め記録してある参照画像と同じ位置、倍率で比較表示することができるので、印刷物や、身分証明書等の特殊印刷などについて信頼性の高い鑑識を行うことができる。
【００６９】
なお、観察者は、静止画像と動画像の位置、倍率を一致させた後に、観察者によって指定された動画像の特徴的な第１の位置と第２の位置の色、形状などにより、位置の移動を認識し、一定の時間間隔で自動的に静止画像の位置と倍率を変更し、静止画像表示領域４２に表示するようにしても構わない。また、上記の処理では最初に特徴的な第１の位置と第２の位置を観察者が指定したが、画像処理により自動的に特徴的な２つの位置を決定し、観察者が特徴的な位置を指定しなくとも自動的に静止画像の位置、倍率を変更して、静止画像表示領域４２に表示するようにしても同様の効果は得られる。
【００７０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００７１】
上述した第１の実施の形態では、マクロ観察ユニット３を用いてベース２８上の試料を広視野広範囲の観点で参照画像と比較観察を行い、必要に応じて試料をミクロ観察ユニット２のベース２０上に移し替えて精密な印刷や加工を拡大して参照画像と比較観察するようにしたが、この第２の実施の形態では、これらの作業を自動化できるようにしたものである。
【００７２】
図１１は、顕微鏡画像比較装置の概略構成図を示すものである。
【００７３】
この場合、本システムは、観察装置６９と画像処理装置７０より構成されている。観察装置６９は、ミクロ観察像取り込み手段としてのミクロ観察ユニット７１とマクロ観察像取り込み手段としてのマクロ観察ユニット７２を一体のものとして構成し、これらミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２には、それぞれのベース（ミクロ用）７３およびベース（マクロ用）７４上に共通のマクロ・ミクロ電動ステージ（自動Ｘ−Ｙ回転ステージ）７５が設けられ、このマクロ・ミクロ電動ステージ７５を駆動することで、ミクロ観察ユニット７１とマクロ観察ユニット７２の間で試料の受渡しが自動的にできるようになっている。
【００７４】
また、これらミクロ観察ユニット７１とマクロ観察ユニット７２に対して、これらの観察像を撮影するためのＴＶカメラ７６が設けられている。このＴＶカメラ７６は、ミクロ観察ユニット７１では、ミクロ・マクロ用電動ズーム７７、対物レンズ７８を介して試料を撮影する。また、フォーカスの調整はミクロ用電動フォーカス７９で行う。さらに、ＴＶカメラ７６は、マクロ観察ユニット７２では、ミクロ・マクロ用電動ズーム７７、不図示の光路切換え装置、マクロレンズ８０を介して試料の撮影を行う。また、フォーカスの調整はマクロ用電動フォーカス８１で行う。
【００７５】
この場合、これらミクロ・マクロ用電動ズーム７７、ミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２の電動フォーカス７９、８１、不図示の調光装置、不図示の光路切換え装置およびＴＶカメラ７６は、それぞれ画像処理装置７０の一部を構成する制御手段であるのパソコン本体８２より自動で制御可能となっている。
【００７６】
また、ミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２には、各種の照明方法が設けられている。この場合、ミクロ観察ユニット７１には、偏向照明８３、落射照明８４、落射蛍光照明８５、偏射照明８６、透過照明８７、赤外線透過照明８８が設けられ、また、マクロ観察ユニット７２には、偏向照明８９、落射照明９０、落射蛍光照明９１、偏射照明９２、透過照明９３、赤外線透過照明９４が設けられている。これら照明装置は、対象となる試料の観察部位などに適した照明方法に応じてパソコン本体８２やミクロ用コントロールボックス（手動操作ボックス）９５、マクロ用コントロールボックス（手動操作ボックス）９６により選択されるようになっている。
【００７７】
なお、接眼レンズ９７は、ミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２により得られる試料の観察像を直接目視で見るためのものである。
【００７８】
このような観察装置６９は、マクロ・ミクロ通信ケーブル９８、テレビカメラビデオケーブル９９およびテレビカメラ通信ケーブル１００を介して画像処理装置７０に接続されている。
【００７９】
画像処理装置７０は、パソコン本体８２の他に、観察画像の表示や制御用のＧＵＩ等を表示する表示手段としてのモニター１０１、入力装置のキーボード１０２、マウス１０３を有している。また、画像処理装置７０は、マクロ・ミクロ通信ケーブル９８を介して観察装置６９の制御を行い、また、テレビカメラビデオケーブル９９を介してＴＶカメラ７６からの映像信号を取り込み、さらに、テレビカメラ通信ケーブル１００を介してＴＶカメラ７６のブライトネス、コントラスト等の制御を行うようになっていて、ＴＶカメラ７６からの撮像信号をパソコン本体８２内のビデオキャプチャーボード（不図示）を介してパソコン本体８２内のメモリに取り込み、デジタル画像としてモニター１０１に表示できるようにしている。
【００８０】
パソコン本体８２には、システム制御するためのメニュー、ボタン表示、画像表示のためのモニター１０１、メニュー及びボタンを操作するためのキーボード１０２およびマウス１０３が接続されている。
【００８１】
この場合、パソコン本体８２は、ＴＶカメラ７６で撮影した画像を表示させるためのフレームメモリ機能、システム制御のためのメニュー及びボタン操作機能、観察装置６９を制御するための通信機能などを備え、さらに、一時的に画像データを保存するためのメモリ機能も備えている。また、パソコン本体８２は、ＴＶカメラ７６で撮影した画像及び撮影条件などのデータを他のパソコンに保存させてデータを共有するために必要な通信手段を備えている。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＧＰ−ＩＢ、パラレル、シリアル等がある。さらに、パソコン本体８２は、マクロ・ミクロ電動ステージ７５の駆動指令、ミクロ観察ユニット７１およびマクロ観察ユニット７２に対するフォーカス、ズーム、光路切換え、照明方法の切換え、調光等の指令を始め、ＴＶカメラ７６の制御指令などをインターフェースを介して観察装置６９側に出力する。ここでのインターフェースは、観察装置６９とパソコン本体８２に内蔵されており、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ、ＧＰ−ＩＢ、パラレル、シリアル、ＳＣＳＩ等がある。
【００８２】
図１２（ａ）〜（ｅ）は、このように構成された顕微鏡比較装置において、静止画像表示領域４２の参照画像と動画像表示領域４３の比較画像の画像位置や倍率がずれている場合の補正方法を示したものである。
【００８３】
この場合、図１２（ａ）に示す静止画像表示領域４２の参照画像である静止画像４２Ｋと、図１２（ｂ）に示す動画像表示領域４３の比較画像である動画像４３Ｋの特徴的な位置２点の位置を比較して、動画像４３Ｋの位置、倍率を変更して静止画像４２Ｋに一致させるような画像処理を図１３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００８４】
まず、ステップ１１０１で、図１２（ａ）に示す静止画像４２Ｋ上の特徴的な第１の位置４２Ｋ−１１と第２の位置４２Ｋ−２１をクリックし、次いで、ステップ１１０２で、図１２（ｂ）に示す動画像４３Ｇ上の、静止画像４２Ｇの特徴的な第１の位置４２Ｋ−１１、第２の位置４２Ｋ−２１に対応する位置を第１の位置４３Ｋ−１１、第２の位置４３Ｋ−２１としてクリックする。
【００８５】
この状態で、動画像４３Ｋと静止画像４２Ｋの倍率の違いが求められる。この場合、倍率の違いＫは、Ｋ＝（４２Ｋ−１１と４２Ｋ−２１の距離）／（４３Ｋ−１１と４３Ｋ−２１の距離）で求められる。そして、この求められた倍率Ｋに基づいて倍率を比較し（ステップ１１０３）、倍率が異なる場合は、ミクロ・マクロ用電動ズーム７７を操作し、動画像４３Ｋを動画像表示領域４３内で拡大、縮小させる（ステップ１１０４）。
【００８６】
図１２（ｃ）は、このようなミクロ・マクロ用電動ズーム７７の動作後の動画像表示領域４３での表示を示すもので、動画像表示領域４３には、拡大、縮小後の動画像４３Ｌと新たな第１および第２の位置４３Ｌ−１１、４３Ｌ−２１が表示される。
【００８７】
次に、図１２（ａ）に示す静止画像４２Ｋの傾き、つまり位置４２Ｋ−１１と４２Ｋ−２１を結ぶ直線の傾きと、図１２（ｃ）に示す動画像４３Ｌの位置４３Ｌ−１１と４３Ｌ−２１を結ぶ直線の傾きとの角度差φを求める。この場合、角度差φがある場合は、マクロ・ミクロ電動ステージ７５を角度φだけ回転させ、動画像４３Ｋを動画像表示領域４３内で回転させる（ステップ１１０５）。
【００８８】
図１２（ｄ）は、このようなマクロ・ミクロ電動ステージ７５の回転動作後の動画像表示領域４３での表示を示すもので、動画像表示領域４３には、回転後の動画像４３Ｍと新たな第１および第２の位置４３Ｍ−１１、４３Ｍ−２１が表示される。
【００８９】
次に、ステップ１１０６で、動画像表示領域４３の動画像４３Ｍの一方の特徴的な第１の位置４３Ｍ−１１をクリックする。そこで、ステップ１１０８で、マクロ・ミクロ電動ステージ７５がＸ，Ｙ方向に移動し、動画像４３Ｍの第１の位置４３Ｍ−１１を静止画像４２Ｇの第１の位置４２Ｋ−１１に一致させる。この場合、動画像表示領域４３と静止画像表示領域４２を同一領域とみなして第１の位置４３Ｍ−１１と４２Ｋ−１１が一致しているか判断される（１１０７）。
【００９０】
図１２（ｅ）は、このような画像処理後の動画像表示領域４３での表示を示すもので、動画像表示領域４３には、Ｘ，Ｙ方向への移動後の動画像４３Ｎと新たな第１の位置４３Ｎ−１１、第２の位置４３Ｎ−２１が表示される。
【００９１】
従って、これら一連の動作によっても、動画像表示領域４３に表示される動画像４３Ｎと静止画像表示領域４２の静止画像４２Ｋの画像位置、倍率を簡単に、しかも精度よく一致させることができ、第１の実施の形態と同様な効果を期待できる。
【００９２】
なお、上述した実施の形態では最初に観察者が静止画像４２Ｋと、動画像４３Ｋの特徴的な第１の位置と第２の位置を指定したが、画像処理にて自動的に特徴的な２つの位置を自動的に決定すれば、観察者が特徴的な位置を指定しなくとも自動的にミクロ・マクロ用電動ズーム７７とマクロ・ミクロ電動ステージ７５の操作により同様の効果が得られる。また、上述した実施の形態では、マクロ・ミクロ電動ステージ７５の回転により同画像を回転させたが、プリズムまたはミラーを用いたイメージローテータやレンズなどの光学素子を用いて動画像を回転させるようにしてもよい。さらに、マクロ・ミクロ電動ステージ７５により動画像をＸＹ方向に移動させたが、静止画像をＸＹ方向に移動させることにより動画像と静止画像を一致させることでも同じ効果が得られる。さらにまた、ＴＶカメラ７６として高精細のテレビカメラを使用し、倍率に合った画像領域を抜き取り、本来の解像度に画像変換して倍率を調整したり、高精細カメラの画像の一部を本来の解像度として使用し、ＸＹ方向の移動を取り込む画像領域をＸＹ方向に移動することにより静止画像と動画像を一致させることでも同じ効果が得られる。
【００９３】
ところで、これまでの第１および第２の実施の形態では、スタンドアロンで使用している顕微鏡画像比較装置について説明したが、画像サーバに必要なデジタル画像と、その情報、例えば、文章の偽造個所の説明等を保存しておき、異なる場所で偽造として疑わしいものが発見されたとき、パソコン本体５から関連する情報をネットワークを介して画像サーバを検索し、必要な情報をダウンロードして比較画像として用いるようにしてもよい。こうすれば、異なる場所で新たに見つかった偽造物の画像や情報を画像サーバにその都度保存しておくことで、リアルタイムで最新の情報を入手できる。この場合、ネットワーク上に偽造箇所のデータなどの秘密情報を通信することになるため、ユーザ管理およびデータの暗号化などの処理をして、外部に情報が漏れない処理が必要となる。
【００９４】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、印刷物等の説明をしたが、試料は印刷物に限らず顕微鏡で観察できるウィルス等生物の細胞など、デジタル画像で保存できるものならば、他のものにも適用できる。
【００９５】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００９６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、参照画像と比較画像の位置合わせを簡単に、しかも精度よく行うことができる画像比較装置、画像比較方法および画像比較をコンピュータにて実行させるためのプログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の顕微鏡画像比較装置のブロック図。
【図２】第１の実施の形態の顕微鏡画像比較装置のシステム構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられるモニターの表示例を示す図。
【図４】第１の実施の形態での参照画像と比較画像を比較するための表示例を示す図。
【図５】第１の実施の形態での他の参照画像と比較画像を比較するための表示例を示す図。
【図６】第１の実施の形態での他の参照画像と比較画像を比較するための表示例を示す図。
【図７】第１の実施の形態でのオーバラップ処理を説明するたるのフロチャート。
【図８】第１の実施の形態での参照画像と比較画像を比較するための他の表示例を示す図。
【図９】第１の実施の形態での参照画像と比較画像の位置、倍率を一致させる方法を説明する図。
【図１０】第１の実施の形態での参照画像と比較画像の位置、倍率を一致させる方法を説明するフローチャート。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の顕微鏡画像比較装置のシステム構成を示す図。
【図１２】第２の実施の形態での参照画像と比較画像の位置、倍率を一致させる方法を説明する図。
【図１３】第２の実施の形態での参照画像と比較画像の位置、倍率を一致させる方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１…観察装置
２…ミクロ観察ユニット
３…マクロ観察ユニット
４…ＴＶカメラ
５…パソコン本体
６…画像入力ボード
７…ビデオカード
８…ＲＡＭ
９…ＣＰＵ
１０…記録媒体
１０ａ…プログラム
１１…インターフェース
１２…バス
１３…モニター
１４…キーボード
１５…マウス
２０…ベース
２１…対物レンズ
２２…接眼レンズ
２３…偏向照明
２４…落射照明
２５…透過照明
２６…落射蛍光照明
２７…偏射照明
２８…ベース
２９…マクロレンズ
３０…偏向照明
３１…落射照明
３２…透過照明
３３…落射蛍光照明
３４…偏射照明
３５…マクロ用コントロールボックス
３６…マクロ用フォーカシングハンドル
３７…ミクロ用コントロールボックス
４１…ＧＵＩ
４２…静止画像表示領域
４３…動画像表示領域
４４…観察画像表示領域
４５…アイコン
４７…スライダー
６９…観察装置
７０…画像処理装置
７１…ミクロ観察ユニット
７２…マクロ観察ユニット
７５…マクロ・ミクロ電動ステージ
７６…ＴＶカメラ
７７…ミクロ・マクロ用電動ズーム
７８…対物レンズ
７９…ミクロ用電動フォーカス
８０…マクロレンズ
８１…マクロ用電動フォーカス
８２…パソコン本体
８３…偏向照明
８４…落射照明
８５…落射蛍光照明
８６…偏射照明
８７…透過照明
８８…赤外線透過照明
８９…偏向照明
９０…落射照明
９１…落射蛍光照明
９２…偏射照明
９３…透過照明
９４…赤外線透過照明
９７…接眼レンズ
９８…マクロ・ミクロ通信ケーブル
９９…テレビカメラビデオケーブル
１００…テレビカメラ通信ケーブル
１０１…モニター
１０２…キーボード
１０３…マウス
Claims (12)
- 試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込む観察像取り込み手段と、
前記観察像取り込み手段により取り込まれた観察像を撮影する撮像手段と、
予め用意された参照画像を記録する記録手段と、
前記撮像手段により撮影される観察像を比較画像として表示する表示手段と、
前記記録手段に記録された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させる制御手段と
を具備したことを特徴とする画像比較装置。 - 前記制御手段は、前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴とする請求項１記載の画像比較装置。
- 試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込む観察像取り込み手段と、
前記観察像取り込み手段により取り込まれた観察像を撮影する撮像手段と、
予め用意された参照画像を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された参照画像を表示する表示手段と、
前記撮像手段により撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させる制御手段と
を具備したことを特徴とする画像比較装置。 - 前記制御手段は、前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴とする請求項３記載の画像比較装置。
- 試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込むとともに、この取り込まれた観察像を撮影し、
この撮像された観察像を比較画像として表示手段に表示させるとともに、予め用意された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴とする画像比較方法。 - 前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴とする請求項５記載の画像比較方法。
- 試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込むとともに、この取り込まれた観察像を撮影し、
予め用意された参照画像を表示手段に表示させるとともに、前記撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴とする画像比較方法。 - 前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴とする請求項７記載の画像比較方法。
- 観察像取り込み手段により試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込ませるとともに、この取り込まれた観察像を撮像手段により撮影させ、
この撮像された観察像を比較画像として表示手段に表示させるとともに、予め用意された参照画像の位置および倍率が前記表示手段に表示された比較画像と同じになるように補正して前記比較画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴とする画像比較をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 前記比較画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該比較画像上の２つの位置に対応する前記参照画像上で指示される２つの位置から、前記参照画像の一方の位置を前記比較画像の一方の位置に一致させるとともに、前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるように補正することを特徴とする請求項９記載の画像比較をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 観察像取り込み手段により試料のマクロ的観察像およびミクロ的観察像の一方を取り込ませるとともに、この取り込まれた観察像を撮像手段により撮影させ、
予め用意された参照画像を表示手段に表示させるとともに、撮影される観察像の位置および倍率が前記表示手段に表示された参照画像と同じになるように補正し比較画像として前記参照画像と比較可能に前記表示手段に表示させることを特徴とする画像比較をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 前記参照画像上で指示される特徴的な２つの位置と、該参照画像上の２つの位置に対応する前記比較画像上で指示される２つの位置から、前記比較画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きを前記参照画像の２つ位置の間を結ぶ直線の距離と傾きに一致させるとともに、前記比較画像の一方の位置を前記参照画像の一方の位置に一致させるように補正することを特徴とする請求項１１記載の画像比較をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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