JP2005284792A - 画像照合装置、画像照合方法、画像照合プログラムおよび画像照合プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 少ない探索量で、高い照合精度を得る。
【解決手段】 画像照合装置１００は、画像Ａを表わすデータおよび画像Ｂを表わすデータを受付ける入力部１０１と、画像Ａの部分である中心領域が画像Ｂのいずれかの部分に一致する可能性が、閾値Ｔ（２）を下回るか否かを判断し、かつ中心領域が画像Ｂのいずれかの部分に一致する可能性を閾値Ｔ（２）以上と判断した場合、画像Ａが画像Ｂに一致するか否かを判断する判定部１０３４とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像照合装置、画像照合方法、画像照合プログラムおよび画像照合プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関し、特に、複数の画像を照合する画像照合装置、画像照合方法、画像照合プログラムおよび画像照合プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関する。

従来の指紋を照合する方法は、特許文献１に開示されたように、２つの画像のうち一方の画像の一部分とその一部分に最も類似する他方の画像の一部分との、配置の相関性を特定することで指紋を照合する。具体的に説明すると、特許文献１に開示された方法は、次のステップを経る。その第１ステップは、センシング画像（センサによって検出された画像）を部分領域に分割するステップである。第２ステップは、各々の部分領域の画像がテンプレート画像（予め準備された、比較用の画像）内のどの位置の部分画像と最も一致するかを探索するステップである（この探索は、すべてのセンシング画像の部分領域につき実施される）。第３ステップは、センシング画像とテンプレート画像とを重ね合わせた場合に、第２ステップで探索した部分画像同士の位置の関係を明らかにするステップである。以下の説明において、このように位置の関係を明らかにすることを「最大一致度位置探索」と称する。また、以下の説明において、センシング画像とテンプレート画像とを重ね合わせた場合に、センシング画像の部分領域とテンプレート画像の部分領域との、それぞれの中心を結ぶベクトルを「移動ベクトル」と称する。第４ステップは、最も一致するセンシング画像とテンプレート画像との間の移動ベクトルの分布に基づいて同一の指紋かどうかを結論づけるステップである。

しかし、特許文献１に開示されたように、第１ステップ〜第４ステップを経て指紋を照合する場合、処理時間や消費電力が多すぎるという問題点がある。このような問題点が生じる原因は、情報の処理量が多いという点にある。情報の処理量が多くなる原因は、まず一方の画像全体を複数の部分領域に分割し、そのすべての部分領域について、最大一致度位置探索を実施する点にある。

図８を参照して、特許文献１に開示された方法およびその問題点をより具体的に説明する。図８において、図８（Ａ）−１、図８（Ａ）−２、および図８（Ａ）−６４は、いずれも同一のセンシング画像（画像Ａ）を表わす。その他の画像はいずれも同一のテンプレート画像（画像Ｂ）を表わす。画像Ａは６４箇所の部分領域に分割されている（１箇所の部分領域のサイズは、１６画素四方である）。それぞれの部分領域には識別番号Ｒ（１）〜Ｒ（６４）が付されている。図８（Ａ）−１は、画像Ａの部分領域Ｒ（１）を強調して表示した図である。図８（Ｂ）１−１〜図８（Ｂ）１−１２７６９は、部分領域Ｒ（１）について、第２ステップの処理が実施されている状況を表わす図である。第２ステップの処理が進むにつれ、画像Ａの部分領域Ｒ（１）の画像と対比される、画像（Ｂ）上の領域の位置が、１画素分ずつ変化する。部分領域Ｒ（１）と対比されるのは、画像（Ｂ）上の１６画素四方の領域である。画像（Ｂ）における位置の変化幅は、縦または横のいずれかに１画素分である。最終的には、図８（Ｂ）１−１２７６９に示すように、画像Ａの部分領域Ｒ（１）の画像は、画像（Ｂ）における右下の部分領域（当該領域の左上の座標は（１１３，１１３）である）と対比される。図８（Ａ）−２ならびに図８（Ｂ）２−１〜図８（Ｂ）２−１２７６９は、画像ＡのＲ（２）の部分領域について第２ステップの処理が実施されている状況を表わす。図８（Ａ）−６４〜図８（Ｂ）６４−１２７６９は、画像ＡのＲ（６４）の部分領域について第２ステップの処理が実施されている状況を表わす。この場合に探索される部分領域の数は、
領域数＝画像Ａの１箇所の部分領域に対する画像Ｂの部分領域の探索回数 ×画像Ａの部分領域数 である。この例では、画像Ａの１箇所の部分領域に対する画像Ｂの部分領域の探索回数は１１３ ×１１３ ＝１２７６９回である。画像Ａの部分領域数は６４であることから、探索される部分領域の数は、 領域数(従来技術)＝１２７６９×６４＝８１７２１６箇所 となる。

このように、指紋を照合するために必要な探索部分領域数、即ち探索量は、極めて多い。このことは、個人認証技術（主として指紋照合をはじめとするバイオメトリクス技術を適用したもの）を民生機器（特に個人が携帯する携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant、情報携帯端末）など）へ普及させることに対する障壁となる。その理由は、個人認証に必要な時間を少しでも短くしなければ、照合処理時に使用される電力だけで、民生機器に搭載されている電池容量以上の電力を消費し得る点にある。また、探索量が極めて多いことは、企業間の競争における優位性を損なう原因ともなる。
特開２００３−３２３６１８号公報

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、少ない探索量で、高い照合精度を得ることができる画像照合装置、画像照合方法、画像照合プログラムおよび画像照合プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある局面にしたがうと、画像照合装置は、第１の画像を表わすデータおよび第２の画像を表わすデータを受付けるための受付手段と、第１の画像の部分である第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、予め定められた第１の値を下回るか否かを判断するための第１の判断手段と、第１の判断手段が、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性を第１の値以上と判断した場合、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断するための第２の判断手段とを含む。

すなわち、第１の判断手段が、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が第１の値を下回ると判断した場合、第１の画像と第２の画像とが一致する可能性は低くなる。第２の判断手段は、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が第１の値以上の場合に、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断する。これにより、少ない探索量で、高い照合精度を保ちつつ、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断できる。その結果、少ない探索量で、高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

また、上述の画像照合装置は、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、第１の値を上回る第２の値以上か否かを判断するための第３の判断手段をさらに含むことが望ましい。第２の判断手段は、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、第１の値以上で第２の値未満の場合、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断するための手段を含むことが望ましい。

すなわち、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が第２の値以上の場合、第１の画像と第２の画像とが一致する可能性は高くなる。第２の判断手段は、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が第１の値以上で第２の値未満の場合に、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断する。これにより、少ない探索量で、より高い照合精度を保ちつつ、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断できる。その結果、少ない探索量で、より高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

また、上述の第１の判断手段は、第１の部分の一部である部分領域に対する、第２の画像のいずれかの一部分の類似度を特定するための類似度用の特定手段と、複数の部分領域の配置と類似度が最も高い第２の画像のいずれかの一部分の配置との相関性を特定するための相関用の特定手段と、相関性が、第１の値を下回るか否かを判断するための手段とを含むことが望ましい。

また、上述の第２の判断手段は、第１の画像の一部分である部分領域に対する、第２の画像のいずれかの一部分の類似度を特定するための類似度用の特定手段と、部分領域の配置と類似度が最も高い一部分の配置との相関性を特定するための相関用の特定手段と、相関性が、予め定められた値を下回るか否かを判断するための手段とを含むことが望ましい。

また、上述の第１の画像および第２の画像は、指紋を表わす画像を含むことが望ましい。部分領域は、部分領域を横切りかつ指紋の隆線に直交する線の長さが、隆線の幅と隆線溝の幅との和の２倍以上３倍以下の長さである領域を含むことが望ましい。

また、上述の第１の画像および第２の画像は、人体それぞれに固有の模様を表わす画像を含むことが望ましい。

すなわち、第１の画像および第２の画像は、人体それぞれに固有の模様を表わす。これにより、模様の位置や特徴に応じた照合が可能になる。その結果、少ない探索量で、模様の位置や特徴に応じた照合ができ、かつ高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

また、上述の人体それぞれに固有の模様は、網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置が形成する模様を含むことが望ましい。

すなわち、網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置が形成する模様は、時間の経過とともに変化する。これにより、第１の画像が撮影された時期と第２の画像が撮影された時期との差をある程度推定でき、かつ人体それぞれを識別できる。その結果、少ない探索量で、撮影された時期の差をある程度推定でき、かつ高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

また、上述の第１の画像および第２の画像は、網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置を表わす画像を含むことが望ましい。第１の部分は、視神経乳頭を含む部分であることが望ましい。

すなわち、網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置が形成する模様は、時間の経過とともに変化する。一方第１の画像および第２の画像が、視神経乳頭を含む部分における網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置の画像である場合、時間の経過による誤認の可能性を抑えつつ、第１の画像が撮影された時期と第２の画像が撮影された時期との差をある程度推定できる。その結果、少ない探索量で、撮影された時期の差をある程度推定でき、かつより高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

また、上述の第１の画像および第２の画像は、指紋を表わす画像を含むことが望ましい。第１の部分は、指の先端よりも指の第１関節に近い部分を含むことが望ましい。

すなわち、第１の判断手段は、第１の画像のうち指の先端よりも指の第１関節に近い部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、第１の値を下回るか否かを判断する。指の先端よりも指の第１関節に近い部分の指紋は、個人差が特に大きい部分である。これにより、第１の判断手段の判断の精度はより高くなる。その結果、少ない探索量で、より高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

また、上述の指の先端よりも第１関節に近い部分は、指紋が描く弧の中心を含むことが望ましい。

すなわち、第１の判断手段は、第１の画像のうち指紋が描く弧の中心を含む部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、第１の値を下回るか否かを判断する。指紋が描く弧の中心を含む部分の指紋は、個人差が著しく大きい部分である。これにより、第１の判断手段の判断の精度は著しく高くなる。その結果、少ない探索量で、著しく高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

また、上述の第１の画像および第２の画像は、指紋を表わす画像を含むことが望ましい。第１の部分の面積は、指の投影面積の２５パーセントから４０パーセントまでの面積であることが望ましい。

すなわち、第１の判断手段は、第１の部分の面積が指の投影面積の２５パーセントから４０パーセントまでの面積である場合に、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、第１の値を下回るか否かを判断する。これにより、第１の判断手段の判断の精度はより高くなる。その結果、少ない探索量で、より高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

また、上述の第１の画像および第２の画像は、印影を表わす画像を含むことが望ましい。

すなわち、第１の判断手段は、印影を表わす画像の第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、第１の値を下回るか否かを判断する。印影は、不一致であることを容易に判断できる。これにより、探索量がより少なくても、第１の判断手段の判断の精度は高くなる。その結果、より少ない探索量で、高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

本発明の他の局面にしたがうと、画像照合方法は、第１の画像を表わすデータおよび第２の画像を表わすデータを受付ける受付ステップと、第１の画像の部分である第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、予め定められた第１の値を下回るか否かを判断する第１の判断ステップと、第１の判断ステップにおいて、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性を第１の値以上と判断した場合、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断する第２の判断ステップとを含む。

すなわち、少ない探索量で、高い照合精度を得ることができる画像照合方法を提供することができる。

本発明の他の局面にしたがうと、画像照合プログラムは、第１の画像を表わすデータおよび第２の画像を表わすデータを受付ける受付ステップと、第１の画像の部分である第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、予め定められた第１の値を下回るか否かを判断する第１の判断ステップと、第１の判断ステップにおいて、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性を第１の値以上と判断した場合、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断する第２の判断ステップとを含む各ステップをコンピュータに実行させる。

すなわち、少ない探索量で、高い照合精度を得ることができる画像照合プログラムを提供することができる。

本発明の他の局面にしたがうと、記録媒体は、画像照合プログラムを記録した、コンピュータ読取り可能な記録媒体である。記録媒体は、第１の画像を表わすデータおよび第２の画像を表わすデータを受付ける受付ステップと、第１の画像の部分である第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、予め定められた第１の値を下回るか否かを判断する第１の判断ステップと、第１の判断ステップにおいて、第１の部分が第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性を第１の値以上と判断した場合、第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断する第２の判断ステップとを含む各ステップをコンピュータに実行させるための画像照合プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

すなわち、少ない探索量で、高い照合精度を得ることができる画像照合プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することができる。

本発明に係る画像照合装置、画像照合方法、画像照合プログラムおよび画像照合プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、少ない探索量で、高い照合精度を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る画像照合装置１００は、入力部１０１と、記憶部１０２（後述するメモリ６２４や固定ディスク６２６に対応する）と、処理部１０３と、出力部１０４（後述するディスプレイ６１０やプリンタ６９０に対応する）と、バス１０５とを含む。入力部１０１は指紋センサを含む。入力部１０１は、その指紋センサにより、画像Ａを表わすデータおよび画像Ｂを表わすデータを受付ける。なお、画像Ａおよび画像Ｂは、いずれも指紋の画像である。入力部１０１は、読込んだ指紋の画像の画像データを、記憶部１０２や処理部１０３に出力する装置でもある。指紋センサは、光学式、圧力式および静電容量方式のいずれかであって、ユーザが指定したタイプのものである。本実施の形態の場合、光学式の指紋センサが含まれていることとする。記憶部１０２は、画像データや各種の計算結果などを格納する。処理部１０３は、入力部１０１および記憶部１０２を制御する。また処理部１０３は、指紋を照合するために必要な情報の処理（演算を含む）を実施する回路でもある。出力部１０４は、記憶部１０２が記憶した情報や処理部１０３が作成した情報を出力する。バス１０５は、入力部１０１、記憶部１０２、および処理部１０３の間の制御信号やデータ信号を転送する。

記憶部１０２は、参照ブロック１０２１と、計算ブロック１０２２と、画像ブロック１０２３と、第１領域１０２４と、第２領域１０２５とを含む。参照ブロック１０２１は、参照に利用するために、データを一時的に記憶するブロックである。計算ブロック１０２２は、演算の際データを一時的に記憶するブロックである。画像ブロック１０２３は、センシング画像およびテンプレート画像の画像データを記憶するブロックである。第１領域１０２４および第２領域１０２５は、いずれも位置情報（本実施の形態において「位置情報」とは、部分領域の左上における頂点の座標をいう）や、移動ベクトルなどを記憶する領域である。図２を参照して、第１領域１０２４および第２領域１０２５が位置情報を記憶する、部分領域の配置を説明する。本実施の形態において、センシング画像（画像Ａ）の全領域は、２５箇所の部分領域に区分される。指紋の画像全体が、これらの部分領域に覆われている。これらの部分領域には、それぞれＲ（１）〜Ｒ（２５）といった識別番号が付されている。図２は、これらの部分領域の画像Ａにおける配置を表わす図である。第１領域１０２４は、部分領域Ｒ（１）〜Ｒ（９）からなる中心部の部分領域の位置情報を記憶する。第２領域１０２５は、部分領域Ｒ（１０）〜Ｒ（２５）からなる周辺部の部分領域の位置情報を記憶する。

処理部１０３は、補正部１０３１と、探索部１０３２と、計算部１０３３と、判定部１０３４と、制御部１０３５とを含む。補正部１０３１は、入力部１０１から入力された画像Ａの画像データの濃淡を補正する。探索部１０３２は、センシング画像（画像Ａ）の複数の部分領域につき、画像Ｂのうちで最も一致度の高い位置を探索する。計算部１０３３は、記憶部１０２に格納された探索部１０３２の結果情報を用いて、後述の移動ベクトルに基づく類似度を計算する。判定部１０３４は、計算部１０３３が算出した類似度により、指紋を照合した結果が「一致」、「不一致」、および「何れとも言えない」のいずれに該当するかを判定する。制御部１０３５は、処理部１０３の各部の処理を制御する。

この画像照合装置１００は、図３に示すコンピュータハードウェアとＣＰＵ（Central Processing Unit）６２２により実行されるソフトウェアとにより実現される。図３を参照して、上述のコンピュータハードウェアは、入力部１０１と、液晶からなるディスプレイ６１０と（ディスプレイ６１０は、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）からなるディスプレイであってもよい。しかし本実施の形態では、ディスプレイ６１０は液晶からなることとする）、コンピュータハードウェア自体を集中的に管理し、かつ制御するＣＰＵ６２２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成されるメモリ６２４と、固定ディスク６２６と、ＦＤ（Flexible Disk）６３２が着脱自在に装着されて、装着されたＦＤ６３２にアクセスするＦＤ駆動装置６３０と、ＣＤ−ＲＯＭ６４２が着脱自在に装着されて、装着されたＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）６４２にアクセスするＣＤ−ＲＯＭ駆動装置６４０と、通信ネットワークとコンピュータハードウェアとを接続し、かつ通信するための通信インターフェィス６８０と、キーによる入力を受付けるキーボード６５０と、いわゆるクリックアンドドラッグにより入力を受付けるマウス６６０とを含む。これらの各部はバスを介して通信・接続される。コンピュータハードウェアには、カセット形式の磁気テープを着脱自在に装着してアクセスする磁気テープ装置が設けられてもよい。ただし本実施の形態では、そのような装置は設けられていないこととする。一般的にこうしたソフトウェアは、ＦＤ６３２やＣＤ−ＲＯＭ６４２などの記録媒体に格納されて流通し、ＦＤ駆動装置６３０やＣＤ−ＲＯＭ駆動装置６４０などにより記録媒体から読取られて固定ディスク６２６に一旦格納される。さらにメモリ６２４に読出されて、上述したＣＰＵ６２２により実行される。上述したコンピュータのハードウェア自体は一般的なものである。したがって、本発明の最も本質的な部分は、ＦＤ６３２やＣＤ−ＲＯＭ６４２などの記録媒体に記録されたソフトウェアである。

図４を参照して、画像照合装置１００で実行されるプログラムは、指紋の照合に関して、以下のような制御構造を有する。

ステップ２００（以下、ステップをＳと略す）にて、制御部１０３５は、入力部１０１へ画像の入力を開始する旨の信号を送る。その後、制御部１０３５は、画像の入力が終了した旨の信号を受信するまで待機する。入力部１０１は、照合する画像Ａの入力を受付け、バス１０５を通して記憶部１０２の画像ブロック１０２３へ出力する。画像ブロック１０２３は、画像Ａの画像データを格納する。入力部１０１は、画像Ａの受付が完了した後、制御部１０３５に画像の受付が終了した旨の信号を送る。画像の受付が終了した旨の信号が送信されると、制御部１０３５は、再度、入力部１０１へ画像の入力を開始する旨の信号を送る。その後、制御部１０３５は、再度、画像の入力が終了した旨の信号を受信するまで待機する。入力部１０１は、照合する画像Ｂの入力を受付け、バス１０５を通して記憶部１０２の画像ブロック１０２３へ出力する。画像ブロック１０２３は、画像Ｂの画像データを格納する。入力部１０１は、画像Ｂの受付が完了した後、制御部１０３５に画像の受付が終了した旨の信号を送る。

Ｓ２０２にて、制御部１０３５は、補正部１０３１に画像の補正を開始する旨の信号を送る。その後、制御部１０３５は、画像の補正が終了した旨の信号を受信するまで待機する。多くの場合、入力部１０１が受付けた画像は、各画素の濃淡値や全体の濃度分布に、入力部１０１の特性や、指紋自体の乾燥度合いや、指を押し付ける圧力の影響を受けている。これにより、入力部１０１が受付けた画像の画質は一様ではない。画質が一様ではないので、受付けた画像データをそのまま照合に用いることは適当でない。補正部１０３１は、画像が入力された時の条件の変動を抑制するように、入力された画像の画質を補正する。具体的には、入力された画像の、全体もしくは部分領域に、ヒストグラムの平坦化処理や画像の二値化処理などを施す。補正部１０３１は、画像Ａおよび画像Ｂの双方に、これらの処理を施す。画像Ａと画像Ｂとに対するこれらの処理の終了後、補正部１０３１は、制御部１０３５に画像の補正が終了した旨の信号を送る。なお、ヒストグラムの平坦化とは、次のステップにより実現される処理である。その第１のステップは、画像の各画素を、濃度を表わす値（濃度値）別に分類するステップである。第２のステップは、同じ濃度値である画素数を数えるステップである。第３のステップは、濃度値が同じ画素の数が等しくなるように、各画素の濃度値を変更するステップである。どの座標にある画素の濃度値を変更するかを決定する方法には、任意の画素を抽出する方法と、隣接する画素の濃度値を参照する方法とがある。本実施の形態では、任意の画素を抽出する方法でどの座標にある画素の濃度値を変更するかを決定する。その理由は、ＣＰＵ６２２が実施するアルゴリズムの作成が容易であるという点にある。また、画像の二値化処理とは、画素の濃度値が後述する方法で定められた閾値以上か否かに応じて、濃度値を最大値または最小値に変更する処理をいう。閾値の定め方には、いわゆるｐ−タイル法、モード法、微分ヒストグラム法、判別分析法、および可変閾値法などがある。本実施の形態では、モード法により閾値を定める。モード法とは、次のステップにより閾値を定める方法である。その第１のステップは、濃度値別の画素数をヒストグラム化するステップである。第２のステップは、濃度値別の画素数の推移が減少から増加に転じる濃度値、すなわちヒストグラムの谷を検出し、閾値とするステップである。

Ｓ２０４にて、画像Ａおよび画像Ｂに対し、類似度の計算および照合の判定の処理が実施される。この処理は、後述するＳ２１０〜Ｓ２２６の処理に該当する。

Ｓ２０６にて、制御部１０３５は、参照ブロック１０２１に記憶された照合の結果を表わす情報を、出力部１０４に出力する。出力部１０４は、制御部１０３５が出力した情報を出力する。

図５を参照して、画像照合装置１００で実行されるプログラムは、類似度の計算および照合の判定に関して、以下のような制御構造を有する。

Ｓ２１０にて、制御部１０３５は、判定部１０３４に照合の判定を開始する旨の信号を送る。信号が送信されると、制御部１０３５は、照合の判定が終了した旨の信号を受信するまで待機する。判定部１０３４は、マッチング（類似度の計算および照合の判定）を行なう部分領域を、図２の中心領域すなわち部分領域Ｒ（１）〜Ｒ（９）に設定する。より具体的に説明すると、判定部１０３４は、部分画像のインデックスの最小値ＩＭＩＮを「１」に設定する。さらに、判定部１０３４は、部分画像のインデックスの最大値ＩＭＡＸを「９」に設定する。このステップでマッチングを行なう部分領域を設定する場合、その領域は、指の先端よりも指の第１関節に近い部分を含む必要がある。特に、指紋が描く弧の中心を含むように設定することが重要である。その理由は、これらの部分を部分領域として設定すると、指紋が不一致か否かを容易に判断できる点にある。容易に判断できる理由は、経験則として、これらの部分に個人差が大きいと言える点にある。ちなみに、本実施の形態において、部分領域Ｒ（１）〜Ｒ（９）全体の面積は、画像Ａにおける指の投影面積の約３０パーセントである。このように定められている理由は、経験則上、部分領域Ｒ（１）〜Ｒ（９）全体の面積が、画像Ａにおける指の投影面積の２５パーセントから４０パーセントまでの面積であることが望ましい点にある。

Ｓ２１２にて、探索部１０３２などは、判定部１０３４が設定した、マッチングを行なう部分領域について、第１テンプレートマッチングと第１類似度の計算とを実施する。この処理は、後述するＳ２３０〜Ｓ２６８の処理に該当する。

Ｓ２１４にて、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が閾値Ｔ（２）未満か否かを判断する。閾値Ｔ（２）未満と判断した場合（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、処理はＳ２２６へと移される。もしそうでないと（Ｓ２１４にてＮＯ）、処理はＳ２１６へと移される。

Ｓ２１６にて、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が、閾値Ｔ（２）を上回る、閾値Ｔ（１）以上か否かを判断する。閾値Ｔ（１）以上と判断した場合（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、処理はＳ２１８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２１６にてＮＯ）、処理はＳ２２０へと移される。Ｓ２１８にて、判定部１０３４は、参照ブロック１０２１に「一致」である旨の情報を出力する。

Ｓ２２０にて、判定部１０３４は、マッチングを行なう部分領域を、図２の周辺の領域すなわち部分領域Ｒ（１０）〜Ｒ（２５）に設定する。より具体的に説明すると、判定部１０３４は、部分画像のインデックスの最小値ＩＭＩＮを「１０」に設定する。さらに、判定部１０３４は、部分画像のインデックスの最大値ＩＭＡＸを「２５」に設定する。

Ｓ２２２にて、探索部１０３２などは、判定部１０３４が設定した、マッチングを行なう部分領域について、第２テンプレートマッチングと第２類似度の計算とを実施する。この処理は、後述するＳ２３０〜Ｓ２６８の処理に該当する。

Ｓ２２４にて、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が閾値Ｔ（１）以上か否かを判断する。閾値Ｔ（１）以上と判断した場合（Ｓ２２４にてＹＥＳ）、処理はＳ２１８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２２４にてＮＯ）、処理はＳ２２６へと移される。Ｓ２２６にて、判定部１０３４は、参照ブロック１０２１に「不一致」である旨の情報を出力する。

図６を参照して、画像照合装置１００で実行されるプログラムは、類似度の計算に関して、以下のような制御構造を有する。

Ｓ２３０にて、制御部１０３５は、探索部１０３２へ、テンプレートマッチングを開始する旨の信号を送る。その後制御部１０３５は、テンプレートマッチングが終了した旨の信号を受信するまで待機する。探索部１０３２は、カウンタ変数Ｉの値を上述したインデックスの最小値ＩＭＩＮとする。

Ｓ２３２にて、探索部１０３２は、画像Ａから部分領域Ｒ（Ｉ）の画像をテンプレートマッチングに用いるテンプレートとして設定する。より具体的に説明すると、探索部１０３２は、画像Ａにおける部分領域Ｒ（Ｉ）の画像を参照ブロック１０２１に複写する。部分領域Ｒ（Ｉ）の形状は特に特定されない。ただし、本実施の形態の場合、部分領域Ｒ（Ｉ）は、矩形状とする。計算を簡単にできることがその理由である。しかも、本実施の形態における部分領域Ｒ（Ｉ）は、部分領域Ｒ（Ｉ）を横切りかつ隆線（指紋を描いている線）に直交する線の長さが、隆線の幅と隆線溝（隆線同士の間にある溝）の幅との和の２倍以上３倍以下の長さであるような領域である。その理由は、このように部分領域の形状を設定すると、精度よく指紋を照合できることが経験則上明らかな点にある。

Ｓ２３４にて、探索部１０３２は、Ｓ２３２で設定したテンプレートについて、画像Ｂ内で最も一致度の高い、つまり画像内のデータが最も一致する領域を探索する。これにより、Ｓ２３２で設定したテンプレートすなわち部分領域Ｒ（Ｉ）についての最大一致度ＣＩＭＡＸが算出される。この処理は、後述するＳ２７０〜Ｓ２７６の処理に該当する。

Ｓ２３６にて、探索部１０３２は、Ｓ２３４にて算出された部分領域Ｒ（Ｉ）についての最大一致度ＣＩＭＡＸを記憶部１０２に記憶させる。「Ｉ」の値が「１」〜「９」である場合、最大一致度ＣＩＭＡＸは、第１領域１０２４に記憶される。「Ｉ」の値がそれ以外の値である場合、最大一致度ＣＩＭＡＸは、第２領域１０２５に記憶される。

Ｓ２３８にて、探索部１０３２は、移動ベクトルＶ（Ｉ）を以下の式（１）にしたがって算出する。移動ベクトルＶ（Ｉ）が算出されると、探索部１０３２は、移動ベクトルＶ（Ｉ）を、記憶部１０２に記憶させる。「Ｉ」の値が「１」〜「９」である場合、移動ベクトルＶ（Ｉ）は、第１領域１０２４に記憶される。「Ｉ」の値が「１」〜「９」以外の値である場合、移動ベクトルＶ（Ｉ）は、第２領域１０２５に記憶される。式（１）から明らかなように、「移動ベクトル」とは、画像Ａの左上の頂点と画像Ｂの左上の頂点とを重ね合わせた場合の、部分領域Ｒ（Ｉ）の位置情報から、画像Ｂ内で最も一致する領域の位置情報（後述する部分領域Ｍ（Ｉ）の左上の頂点）への、方向ベクトルを言う。一般に、移動ベクトルＶ（Ｉ）の大きさは「０」ではない。その理由は、画像Ａと画像Ｂとを対比すると、指が移動したかのように画像の位置が異なる点にある。そのように画像の位置が異なる理由は、入力部１０１における指の置かれ方が一様でない点にある。

なお、本実施の形態において、変数ＲＩＸおよびＲＩＹは、それぞれ画像Ａにおける、部分領域Ｒ（Ｉ）の左上の頂点のＸ座標およびＹ座標である。また変数ＭＩＸおよびＭＩＹは部分領域Ｍ（Ｉ）の左上の頂点のＸ座標およびＹ座標である。

Ｓ２４０にて、探索部１０３２は、カウンタ変数Ｉの値が、対象となる部分領域のインデックスの最大値ＩＭＡＸ（＝９）未満か否かを判断する。最大値ＩＭＡＸ（＝９）未満と判断した場合（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、処理はＳ２４２へと移される。もしそうでないと（Ｓ２４０にてＮＯ）、処理はＳ２４４へと移される。Ｓ２４２にて、探索部１０３２は、カウンタ変数Ｉの値を「１」増加させる。

Ｓ２４４にて、探索部１０３２は、テンプレートマッチングが終了した旨の信号を制御部１０３５に送る。制御部１０３５は、計算部１０３３に、類似度の計算を開始する旨の信号を送る。信号が送られると、制御部１０３５は、類似度の計算が終了した旨の信号を受信するまで待機する。信号が送られると、計算部１０３３は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）を「０」に初期化する。本実施の形態において、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）とは、画像Ａと画像Ｂとの類似度の最大値を格納する変数である。

Ｓ２４６にて、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｉの値を「１」に初期化する。Ｓ２４８にて、計算部１０３３は、基準となる移動ベクトルＶ（Ｉ）に関する類似度Ｐ（Ｉ）を「０」に初期化する。Ｓ２５０にて、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｊの値を「１」に初期化する。Ｓ２５２にて、計算部１０３３は、基準となる移動ベクトルＶ（Ｉ）と比較しようとする移動ベクトルＶ（Ｊ）とのベクトル差ｄＶＩＪを、以下の式（２）にしたがって計算する。

変数ＶＩＸは、移動ベクトルＶ（Ｉ）のＸ方向の成分を表わす。変数ＶＩＹは、移動ベクトルＶ（Ｉ）のＹ方向の成分を表わす。変数ＶＪＸは、移動ベクトルＶ（Ｊ）のＸ方向の成分を表わす。変数ＶＪＹは、移動ベクトルＶ（Ｊ）のＹ方向の成分を表わす。関数ＳＱＲＴ（Ｆ）は、値Ｆの平方根を表わす。

Ｓ２５４にて、計算部１０３３は、移動ベクトルＶ（Ｉ）と移動ベクトルＶ（Ｊ）とが実質的に同一か否かを判断する。具体的には、計算部１０３３は、ベクトル差ｄＶＩＪが、定数εより小さいか否かを判断する。実質的に同一と判断した場合（Ｓ２５４にてＹＥＳ）、処理はＳ２５６へと移される。もしそうでないと（Ｓ２５４にてＮＯ）、処理はＳ２５８へと移される。Ｓ２５６にて、計算部１０３３は、類似度Ｐ（Ｉ）の値を、以下の式（３）にしたがって増加させる。

変数αは、類似度Ｐ（Ｉ）を増加させる値である。本実施の形態において、変数αの値は、ベクトル差ｄＶＩＪの大きさに対応するように、設計時に任意に設定できる。たとえばα＝１とした場合、類似度Ｐ（Ｉ）の値は、基準とした移動ベクトルＶ（Ｉ）と同一の移動ベクトルを持つ部分領域の個数を表わすこととなる。α＝ＣＩＭＡＸとした場合、類似度Ｐ（Ｉ）は、最大一致度ＣＩＭＡＸの総和を表わすこととなる。

Ｓ２５８にて、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｊが部分領域のインデックスの最大値ＩＭＡＸ（＝９）未満か否かを判断する。最大値ＩＭＡＸ（＝９）未満と判断した場合（Ｓ２５８にてＹＥＳ）、処理はＳ２６０へと移される。もしそうでないと（Ｓ２５８にてＮＯ）、処理はＳ２６２へと移される。Ｓ２６０にて、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｊの値を「１」増加させる。

Ｓ２６２にて、計算部１０３３は、移動ベクトルＶ（Ｉ）を基準とした場合の類似度Ｐ（Ｉ）が、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）より大きいか否かを判断する。類似度Ｐ（Ｉ）が、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）より大きいと判断した場合（Ｓ２６２にてＹＥＳ）、処理はＳ２６４へと移される。もしそうでないと（Ｓ２６２にてＮＯ）、処理はＳ２６６へと移される。Ｓ２６４にて、計算部１０３３は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）に移動ベクトルＶ（Ｉ）を基準とした場合の類似度Ｐ（Ｉ）の値を代入する。

Ｓ２６６にて、計算部１０３３は、基準とする移動ベクトルＶ（Ｉ）のカウンタ変数Ｉの値が、部分領域のインデックスの最大値ＩＭＡＸ（＝９）より小さいか否かを判断する。カウンタ変数Ｉの値が、インデックスの最大値ＩＭＡＸより小さいと判断した場合（Ｓ２６６にてＹＥＳ）、処理はＳ２６８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２６６にてＮＯ）、処理は終了する。Ｓ２６８にて、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｉの値を「１」増加させる。

図７を参照して、画像照合装置１００で実行されるプログラムは、領域Ｍ（Ｉ）の探索すなわち一致度の算出に関して、以下のような制御構造を有する。

Ｓ２７０にて、探索部１０３２は、一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）を以下の式（４）にしたがい計算する（一致度を算出する式は、必ずしも式（４）に限定されない。ただし、本実施の形態の場合、一致度は式（４）により計算することとする）。一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が計算されると、探索部１０３２は、一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）の値を、カウンタ変数Ｉ、および画像Ｂの座標（Ｓ，Ｔ）に対応付けた上で、参照ブロック１０２１に格納する。ただし、Ｒ（Ｉ，Ｘ，Ｙ）は、部分領域Ｒ（Ｉ）上の座標（Ｘ，Ｙ）における画素の濃度値を表わす。Ｂ（Ｓ，Ｔ）は、画像Ｂの座標（Ｓ，Ｔ）における画素の濃度値を表わす。座標（Ｓ，Ｔ）が画像Ｂの座標の最大値を超えた場合、Ｂ（Ｓ，Ｔ）の値は「０」となる。Ｗは部分領域Ｒ（Ｉ）の幅を表わす。Ｈは部分領域Ｒ（Ｉ）の高さを表わす。Ｖ（０）は、画像Ａおよび画像Ｂの、各画素が取りうる最大の濃度値を表わす。Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）は、座標（Ｓ，Ｔ）を基準とし、かつ幅がＷで高さがＨの領域と、部分領域Ｒ（Ｉ）とが、一致する度合いを表わす値である。なお、本実施の形態において、部分領域Ｒ（Ｉ）および画像Ｂの座標は、いずれも左上の頂点を基準とする。

Ｓ２７２にて、探索部１０３２は、画像Ｂの座標に、一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が未だ算出されていない座標があるか否かを判断する。一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が未だ算出されていない座標があると判断した場合（Ｓ２７２にてＹＥＳ）、処理はＳ２７４へと移される。もしそうでないと（Ｓ２７２にてＮＯ）、処理はＳ２７６へと移される。

Ｓ２７４にて、探索部１０３２は、画像Ｂの座標（Ｓ，Ｔ）を、Ｓ２７２にて一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が算出された座標の隣の座標に更新する。本実施の形態の場合、隣の座標が無ければ、探索部１０３２は、画像Ｂの座標（Ｓ，Ｔ）を、Ｓ２７２にて一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が算出された座標の真下の座標に更新する。なお、本実施の形態の場合、座標（Ｓ，Ｔ）の初期値は（０，０）すなわち画像Ｂの左上を表わす座標である。

Ｓ２７６にて、探索部１０３２は、参照ブロック１０２１に格納された一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）の中から最大値を探し出す。一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）の最大値ＣＩＭＡＸが探し出されると、探索部１０３２は、画像のＢの座標（Ｓ，Ｔ）のうち、最大値ＣＩＭＡＸが算出された座標を基準とし、かつ幅がＷで高さがＨの領域が、部分領域Ｒ（Ｉ）と最も一致度が高い領域とみなす。なお、このようにして部分領域Ｒ（Ｉ）と最も一致度が高いとみなされた領域を部分領域Ｍ（Ｉ）と称する。また、本実施の形態において、部分領域Ｍ（Ｉ）の左上の頂点の座標を（ＭＩＸ，ＭＩＹ）とする。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、画像照合装置１００の動作について説明する。

［指紋の中心部分の照合だけで不一致と判断できる場合］
制御部１０３５は、入力部１０１へ画像の入力を開始する旨の信号を送る。入力部１０１は、照合する画像Ａの入力を受付け、バス１０５を通して記憶部１０２の画像ブロック１０２３へ出力する。画像ブロック１０２３は、画像Ａの画像データを格納する。入力部１０１は、照合する画像Ｂの入力を受付け、バス１０５を通して記憶部１０２の画像ブロック１０２３へ出力する。画像ブロック１０２３は、画像Ｂの画像データを格納する（Ｓ２００）。

画像Ｂの画像データが格納されると、制御部１０３５は、補正部１０３１に画像の補正を開始する旨の信号を送る。補正部１０３１は、画像が入力された時の条件の変動を抑制するように、入力された画像の画質を補正する（Ｓ２０２）。

画質が補正されると、制御部１０３５は、判定部１０３４に照合の判定を開始する旨の信号を送る。判定部１０３４は、マッチングを行なう部分領域を、部分領域Ｒ（１）〜Ｒ（９）に設定する（Ｓ２１０）。

部分領域が設定されると、制御部１０３５は、探索部１０３２へ、テンプレートマッチングを開始する旨の信号を送る。探索部１０３２は、カウンタ変数Ｉを上述したインデックスの最小値ＩＭＩＮとする（Ｓ２３０）。変数Ｉが設定されると、探索部１０３２は、画像Ａから部分領域Ｒ（Ｉ）の画像をテンプレートマッチングに用いるテンプレートとして設定する（Ｓ２３２）。

テンプレートが設定されると、探索部１０３２は、そのテンプレートについて、画像Ｂ内で最も一致度の高い、つまり画像内のデータが最も一致する領域を探索する（Ｓ２３４）。探索部１０３２は、一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）を計算する。一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が計算されると、探索部１０３２は、一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）の値を、カウンタ変数Ｉ、および画像Ｂの座標（Ｓ，Ｔ）に対応付けた上で、参照ブロック１０２１に格納する（Ｓ２７０）。値が格納されると、探索部１０３２は、画像Ｂの座標に、一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が未だ算出されていない座標があるか否かを判断する（Ｓ２７２）。未だ算出されていない座標がある間（Ｓ２７２にてＹＥＳ）、探索部１０３２は、画像Ｂの座標（Ｓ，Ｔ）を、Ｓ２７２にて一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が算出された座標の隣の座標に更新し（Ｓ２７４）、Ｓ２７０〜Ｓ２７２の処理を繰返す。一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）が未だ算出されていない座標がなくなった後（Ｓ２７２にてＮＯ）、探索部１０３２は、参照ブロック１０２１に格納された一致度Ｃ（Ｉ，Ｓ，Ｔ）の中から最大値を探し出す（Ｓ２７６）。最大一致度ＣＩＭＡＸが算出されると、探索部１０３２は、Ｓ２３４にて算出された部分領域Ｒ（Ｉ）についての最大一致度ＣＩＭＡＸを記憶部１０２に記憶させる（Ｓ２３６）。

最大一致度ＣＩＭＡＸが記憶されると、探索部１０３２は、移動ベクトルＶ（Ｉ）を算出する。移動ベクトルＶ（Ｉ）が算出されると、探索部１０３２は、移動ベクトルＶ（Ｉ）を、記憶部１０２に記憶させる（Ｓ２３８）。

移動ベクトルＶ（Ｉ）が記憶されると、探索部１０３２は、カウンタ変数Ｉの値が、対象となる部分領域のインデックスの最大値ＩＭＡＸ（＝９）未満か否かを判断する（Ｓ２４０）。カウンタ変数Ｉの値が対象となる部分領域のインデックスの最大値ＩＭＡＸ（＝９）以下の間（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、カウンタ変数Ｉの値が「１」ずつ増加され（Ｓ２４２）、かつＳ２３２〜Ｓ２４２の処理が繰返される。これにより、すべての部分領域Ｒ（Ｉ）についてテンプレートマッチングが実施される。すべての部分領域Ｒ（Ｉ）についてテンプレートマッチングが実施されるとともに、それぞれの部分領域Ｒ（Ｉ）の最大一致度ＣＩＭＡＸ、および移動ベクトルＶ（Ｉ）が計算される。探索部１０３２は、順次計算される部分領域Ｒ（Ｉ）に関する最大一致度ＣＩＭＡＸ、および移動ベクトルＶ（Ｉ）を記憶部１０２の所定の領域に格納する。これにより、画像Ａの部分領域に対する、画像Ｂのいずれかの一部分の類似度が特定される。

最終的に、カウンタ変数Ｉの値が、対象となる部分領域のインデックスの最大値ＩＭＡＸ（＝９）以上であると判断されると（Ｓ２４０にてＮＯ）、計算部１０３３は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）を「０」に初期化する（Ｓ２４４）。最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が初期化されると、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｉの値を「１」に初期化する（Ｓ２４６）。カウンタ変数Ｉの値が初期化されると、計算部１０３３は、基準となる移動ベクトルＶ（Ｉ）に関する類似度Ｐ（Ｉ）を「０」に初期化する（Ｓ２４８）。類似度Ｐ（Ｉ）の値が初期化されると、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｊの値を「１」に初期化する（Ｓ２５０）。カウンタ変数Ｊの値が初期化されると、計算部１０３３は、基準となる移動ベクトルＶ（Ｉ）と比較しようとする移動ベクトルＶ（Ｊ）とのベクトル差ｄＶＩＪを計算する（Ｓ２５２）。ベクトル差ｄＶＩＪが計算されると、計算部１０３３は、移動ベクトルＶ（Ｉ）と移動ベクトルＶ（Ｊ）とが実質的に同一か否かを判断する（Ｓ２５４）。実質的に同一と判断された場合（Ｓ２５４にてＹＥＳ）、計算部１０３３は、類似度Ｐ（Ｉ）の値を増加させる（Ｓ２５６）。類似度Ｐ（Ｉ）の値が増加すると、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｊが部分領域のインデックスの最大値ＩＭＡＸ（＝９）未満か否かを判断する（Ｓ２５８）。カウンタ変数Ｊが最大値ＩＭＡＸ（＝９）未満の間（Ｓ２５８にてＹＥＳ）、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｊの値を「１」増加させる（Ｓ２６０）。Ｓ２５０〜Ｓ２６０の処理により、基準とした移動ベクトルＶ（Ｉ）と同じ移動ベクトルを持つと判定される部分領域の情報から、類似度Ｐ（Ｉ）が計算され、計算部１０３３によって、複数の部分領域につき、それらの部分領域の配置と、類似度が最も高い画像Ｂのいずれかの一部分の配置との相関性が特定される。

最終的にカウンタ変数Ｊが最大値ＩＭＡＸ以上になると（Ｓ２５８にてＮＯ）、計算部１０３３は、移動ベクトルＶ（Ｉ）を基準とした場合の類似度Ｐ（Ｉ）が、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）より大きいか否かを判断する（Ｓ２６２）。類似度Ｐ（Ｉ）が、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）より大きいと判断した場合（Ｓ２６２にてＹＥＳ）、計算部１０３３は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）に移動ベクトルＶ（Ｉ）を基準とした場合の類似度Ｐ（Ｉ）の値を代入する（Ｓ２６４）。Ｓ２６２およびＳ２６４では、類似度Ｐ（Ｉ）の値が最も高くなる移動ベクトルＶ（Ｉ）が、基準となる移動ベクトルとして最も正当であると評価される。類似度Ｐ（Ｉ）の値が代入されると、計算部１０３３は、基準とする移動ベクトルＶ（Ｉ）のカウンタ変数Ｉの値が、部分領域のインデックスの最大値ＩＭＡＸ（＝９）より小さいか否かを判断する（Ｓ２６６）。カウンタ変数Ｉの値が最大値ＩＭＡＸより小さいと（Ｓ２６６にてＹＥＳ）、計算部１０３３は、カウンタ変数Ｉの値を「１」増加させる（Ｓ２６８）。Ｓ２４４〜Ｓ２６８の処理を経て、計算部１０３３は、画像Ａと画像Ｂにおける類似度を、変数Ｐ（Ａ，Ｂ）の値として計算する。計算部１０３３は、計算した変数Ｐ（Ａ，Ｂ）の値を記憶部１０２の所定アドレスに格納する。値が格納されると、計算部１０３３は、制御部１０３５へ、類似度の計算が終了した旨の信号を送る。

カウンタ変数Ｉの値が最大値ＩＭＡＸ以上になった後（Ｓ２６６にてＮＯ）、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が（ひいては画像Ａの中心領域が画像Ｂのいずれかの部分に一致する可能性が）、閾値Ｔ（２）未満か否かを判断する（Ｓ２１４）。この場合、閾値Ｔ（２）未満と判断されるので（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、判定部１０３４は、参照ブロック１０２１に「不一致」である旨の情報を出力する（Ｓ２２６）。情報が出力されると、制御部１０３５は、参照ブロック１０２１に記憶された照合の結果を表わす情報を、出力部１０４に出力する。出力部１０４は、制御部１０３５が出力した情報を出力する（Ｓ２０６）。

［指紋の中心部分の照合だけで一致すると判断できる場合］
Ｓ２００〜Ｓ２６８の処理を経て、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が閾値Ｔ（２）未満か否かを判断する（Ｓ２１４）。この場合、閾値Ｔ（２）以上と判断されるので（Ｓ２１４にてＮＯ）、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が（ひいては画像Ａの中心領域が画像Ｂのいずれかの部分に一致する可能性が）、閾値Ｔ（２）を上回る閾値Ｔ（１）以上か否かを判断する（Ｓ２１６）。この場合、閾値Ｔ（１）以上と判断されるので（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、判定部１０３４は、参照ブロック１０２１に「一致」である旨の情報を出力する（Ｓ２１８）。

［指紋の中心部分の照合だけでは何れとも言えない場合］
Ｓ２００〜Ｓ２６８の処理を経て、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が閾値Ｔ（２）未満か否かを判断する（Ｓ２１４）。この場合、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が（ひいては画像Ａの中心領域が画像Ｂのいずれかの部分に一致する可能性が）、閾値Ｔ（２）以上と判断するので（Ｓ２１４にてＮＯ）、判定部１０３４は、自ら画像Ａが画像Ｂに一致するか否かを判断する。このために、まず判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が閾値Ｔ（２）を上回る閾値Ｔ（１）以上か否かを判断する（Ｓ２１６）。この場合、閾値Ｔ（１）未満と判断される（すなわち、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が閾値Ｔ（２）を上回り、かつ閾値Ｔ（１）未満なので、指紋を照合した結果が「何れとも言えない」に該当する）ので（Ｓ２１６にてＮＯ）、判定部１０３４は、マッチングを行なう部分領域を、部分領域Ｒ（１０）〜Ｒ（２５）に設定する（Ｓ２２０）。部分領域が設定されると、Ｓ２３０〜Ｓ２６８の処理を経て、判定部１０３４は、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が閾値Ｔ（１）以上か否かを判断する（Ｓ２２４）。その結果、閾値Ｔ（１）以上と判断された場合（Ｓ２２４にてＹＥＳ）、判定部１０３４は、参照ブロック１０２１に「一致」である旨の情報を出力する（Ｓ２１８）。

以上のようにして、本実施の形態に係る画像照合装置１００は、まず画像の一部分を対象として照合を実施する。その時点で画像が一致しているか否かを判断できる場合、照合を終了する。このとき、探索される部分領域数は、従来技術に比べ７４パーセント（１００−９領域÷２５領域×１００＝７４）減少する。画像が一致しているとも一致していないとも言えない場合に限り、画像の全体を対象として照合を実施することとなる。これにより、画像の一部分のみでも照合が可能な場合、画像の残る部分の照合が実施されなくなる。しかも、照合に用いられる一部分は、その画像の特徴をよく表わす部分（指紋を表わす画像の場合、指の先端よりも第１関節に近い部分。特に指紋が描く弧の中心を含む部分）なので、一部分のみを照合に用いても、高精度の照合が可能である。その結果、少ない探索量で、特徴の有無や数、画像の鮮明度、画像を入力する際の環境の変化、およびノイズなどの影響を受けることが少なく、消費電力の低減が可能で、かつ高い照合精度を得ることができる画像照合装置を提供することができる。

なお、多くの画像を照合する場合、本実施の形態に係る画像照合装置は、Ｓ２１６を省略してもよい。その理由は、多くの画像を照合する場合、それらのほとんどが「不一致」である点にある。すなわち、Ｓ２１６の処理を実施してもしなくても、ほとんどの場合、Ｓ２２０の処理が実施される点にある。

また、Ｓ２１０〜Ｓ２２６の処理は、画像Ａを傾けるように補正した上で、実施してもよい。この場合、画像Ａの傾きと類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）との関係を数値化し、最も類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が大きいとき、類似度の最大値Ｐ（Ａ，Ｂ）が閾値以上か否かなどに基づいて、画像Ａと画像Ｂとが一致するか否かを判断する。

また、画像Ａおよび画像Ｂは、指紋の画像でなくてもよい。画像Ａおよび画像Ｂは、人体それぞれに固有の模様（指紋のほか、網膜、虹彩、掌紋、人相など）を表わす画像であればよい。さらに、画像Ａおよび画像Ｂは、たとえば印影などといった、模様を表わす画像であってもよい。特に画像Ａおよび画像Ｂが網膜の網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置が形成する模様の場合、これらの配置は時間が経つと次第に変化するため、一方の画像が撮影された時期と他方の画像が撮影された時期との差をある程度推定できるという効果がある。その上、画像Ａおよび画像Ｂが、視神経乳頭を含む部分における網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置の画像である場合、時間の経過による誤認の可能性を抑えつつ、上述した時期の差を推定できる。視神経乳頭付近における網膜血管および脈絡膜血管の変化が大きくなる可能性が、それほど大きくないことがその理由である。その可能性がそれほど大きくない理由は、視神経乳頭付近における網膜血管および脈絡膜血管の近傍には、他の網膜血管や脈絡膜血管があり、互いに変化することを制限しあっている点にある。他の網膜血管や脈絡膜血管がある理由は、網膜血管および脈絡膜血管がいずれも視神経乳頭付近から周囲に広がる点にある。

また、本実施の形態において、Ｓ２１４における判断、Ｓ２１６における判断、およびＳ２２４における判断は、それぞれ別の回路が実施してもよい。すなわち、必ずしも判定部１０３４などの回路が複数の判断を実施する必要性はない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る画像照合装置の機能的構成を表わすブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像の、部分領域の配置を表わす図である。 本発明の実施の形態に係る画像照合装置を実現するコンピュータハードウェアの構成を表わすブロック図である。 本発明の実施の形態に係る指紋の照合処理の制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るテンプレートマッチングおよび類似度の計算処理および照合の判定処理の制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る類似度の計算処理の制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る一致度の算出処理の制御の手順を示すフローチャートである。 従来例に係る指紋の照合処理を表わす図である。

符号の説明

１００ 画像照合装置、１０１ 入力部、１０２ 記憶部、１０３ 処理部、１０４ 出力部、１０５ バス、６１０ ディスプレイ、６２２ ＣＰＵ、６２４ メモリ、６２６ 固定ディスク、６３０ ＦＤ駆動装置、６３２ ＦＤ、６４０ ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置、６４２ ＣＤ−ＲＯＭ、６５０ キーボード、６６０ マウス、６８０ 通信インターフェイス、６９０ プリンタ、１０２１ 参照ブロック、１０２２ 計算ブロック、１０２３ 画像ブロック、１０２４ 第１領域、１０２５ 第２領域、１０３１ 補正部、１０３２ 探索部、１０３３ 計算部、１０３４ 判定部、１０３５ 制御部。

Claims (15)

1. 第１の画像を表わすデータおよび第２の画像を表わすデータを受付けるための受付手段と、
   前記第１の画像の部分である第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、予め定められた第１の値を下回るか否かを判断するための第１の判断手段と、
   前記第１の判断手段が、前記第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性を前記第１の値以上と判断した場合、前記第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断するための第２の判断手段とを含む、画像照合装置。
2. 前記画像照合装置は、前記第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、前記第１の値を上回る第２の値以上か否かを判断するための第３の判断手段をさらに含み、
   前記第２の判断手段は、前記第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、前記第１の値以上で前記第２の値未満の場合、前記第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断するための手段を含む、請求項１に記載の画像照合装置。
3. 前記第１の判断手段は、
   前記第１の部分の一部分である部分領域に対する、前記第２の画像のいずれかの一部分の類似度を特定するための類似度用の特定手段と、
   複数の前記部分領域の配置と前記類似度が最も高い第２の画像のいずれかの一部分の配置との相関性を特定するための相関用の特定手段と、
   前記相関性が、前記第１の値を下回るか否かを判断するための手段とを含む、請求項１に記載の画像照合装置。
4. 前記第２の判断手段は、
   前記第１の画像の一部分である部分領域に対する、前記第２の画像のいずれかの一部分の類似度を特定するための類似度用の特定手段と、
   前記部分領域の配置と前記類似度が最も高い一部分の配置との相関性を特定するための相関用の特定手段と、
   前記相関性が、予め定められた値を下回るか否かを判断するための手段とを含む、請求項１に記載の画像照合装置。
5. 前記第１の画像および第２の画像は、指紋を表わす画像を含み、
   前記部分領域は、前記部分領域を横切りかつ前記指紋の隆線に直交する線の長さが、前記隆線の幅と隆線溝の幅との和の２倍以上３倍以下の長さである領域を含む、請求項４に記載の画像照合装置。
6. 前記第１の画像および第２の画像は、人体それぞれに固有の模様を表わす画像を含む、請求項１に記載の画像照合装置。
7. 前記人体それぞれに固有の模様は、網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置が形成する模様を含む、請求項６に記載の画像照合装置。
8. 前記第１の画像および第２の画像は、網膜血管および脈絡膜血管のいずれかの配置を表わす画像を含み、
   前記第１の部分は、視神経乳頭を含む部分である、請求項１に記載の画像照合装置。
9. 前記第１の画像および第２の画像は、指紋を表わす画像を含み、
   前記第１の部分は、指の先端よりも前記指の第１関節に近い部分を含む、請求項１に記載の画像照合装置。
10. 前記指の先端よりも第１関節に近い部分は、前記指紋が描く弧の中心を含む、請求項９に記載の画像照合装置。
11. 前記第１の画像および第２の画像は、指紋を表わす画像を含み、
    前記第１の部分の面積は、前記指の投影面積の２５パーセントから４０パーセントまでの面積である、請求項１に記載の画像照合装置。
12. 前記第１の画像および第２の画像は、印影を表わす画像を含む、請求項１に記載の画像照合装置。
13. 第１の画像を表わすデータおよび第２の画像を表わすデータを受付ける受付ステップと、
    前記第１の画像の部分である第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、予め定められた第１の値を下回るか否かを判断する第１の判断ステップと、
    前記第１の判断ステップにおいて、前記第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性を前記第１の値以上と判断した場合、前記第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断する第２の判断ステップとを含む、画像照合方法。
14. 第１の画像を表わすデータおよび第２の画像を表わすデータを受付ける受付ステップと、
    前記第１の画像の部分である第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、予め定められた第１の値を下回るか否かを判断する第１の判断ステップと、
    前記第１の判断ステップにおいて、前記第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性を前記第１の値以上と判断した場合、前記第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断する第２の判断ステップとを含む各ステップをコンピュータに実行させるための画像照合プログラム。
15. 第１の画像を表わすデータおよび第２の画像を表わすデータを受付ける受付ステップと、
    前記第１の画像の部分である第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性が、予め定められた第１の値を下回るか否かを判断する第１の判断ステップと、
    前記第１の判断ステップにおいて、前記第１の部分が前記第２の画像のいずれかの部分に一致する可能性を前記第１の値以上と判断した場合、前記第１の画像が第２の画像に一致するか否かを判断する第２の判断ステップとを含む各ステップをコンピュータに実行させるための画像照合プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。

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