JP2008226067A - 画像処理装置と画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部分画像から合成画像を生成する画像処理において、重ね合わせの精度を下げずに、合成位置算出の処理時間を短縮する。
【解決手段】位置予測部２０では、現在の部分画像ＩＮの１つ前と２つ前の部分画像に対する合成位置ＰＯＳに基づいて、この部分画像ＩＮが一定速度で移動していると仮定して合成位置の予測を行い、初期値ＩＮＩとして重ね合わせ部１１に与える。重ね合わせ部１１では、現在の部分画像ＩＮと１つ前の部分画像を初期値ＩＮＩから予め設定された方向に順次位置をずらして重ね合わせ、画素比較部１３と位置決定部１４では、各重ね合わせ位置毎に該現在の部分画像と１つ前の部分画像の重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出する。このとき、算出途中の累計が既に算出を完了した重ね合わせ位置の累計を超えたときにはその算出中の重ね合わせ位置に対する計算を終了する。
【選択図】図１

Description

本発明は、重複部分のある部分画像を重ね合わせて合成画像を生成する画像処理装置と画像処理方法に関するものである。

図２は、下記特許文献１に記載された従来の画像処理装置の構成図である。
この画像処理装置は、横幅が指と同じ１〜２．５ｃｍで、縦幅が０．５〜５ｍｍ程度の細長いセンサを用いて、センサと指とを相対的に移動して指紋を読み取って認証するもので、指紋画像を得るためのセンサ１と、このセンサ１から定期的に出力される指紋の部分画像を蓄積する部分画像メモリ２を有している。部分画像メモリ２には、合成位置算出回路３と合成画像メモリ４が接続されている。合成位置算出回路３は、部分画像メモリ２から与えられる現フレームの部分画像と前フレームの部分画像を比較し、両者の重なりが最も類似している所を合成位置として算出するものである。合成画像メモリ４は、部分画像を重ね合わせた合成画像を蓄積するものである。合成画像メモリ４には認証回路５が接続され、この合成画像メモリ４に指紋全体の合成画像が蓄積されたときに、この指紋画像を用いて指紋認証を行うようになっている。

ここで、合成位置算出回路３は、入力された画像の時間的に前のフレームと現在のフレームとを重ね合わせて、重なり部分の画像を抽出する重ね合わせ部３ａと、抽出された重なり部分において前のフレームと現在のフレームとの差分を取る画素を選択する画素選択部３ｂと、画素選択部３ｂが選択した画素の差分をとり、その累計値を重ね合わせ位置を変えた時の画素の差分の累計値と比較する画素比較部３ｃと、画素比較部３ｃの結果に基づいて差分の累計値が最小になる重ね合わせ位置を決定する位置決定部３ｄで構成されている。

図３は、図２の合成位置算出回路の動作を示す処理フロー図である。ここでは、フレームの縦方向の重ね合わせ処理について説明するが、横方向についても同様の処理が行われる。

処理が開始されると、前フレームと現フレームの重ね合わせる相対位置Ａが０に設定される（ステップＳ１）。相対位置Ａ＝０のとき、前フレームと現フレームが完全に重なった状態を示し、相対位置Ａの値が１加算される毎に、現フレームに対して前フレームの相対位置を１画素分、下にずらしていく状態を示す。相対位置Ａが決まると（ステップＳ２）、前フレームと現フレームの重なり部分に対して、差分を行う画素か否かを判定する（ステップＳ３）。差分を行う画素でなければステップＳ６へ進み、差分を行う画素であれば画素レベルの差分を求める（ステップＳ４）。

求めた画素レベルの差を累計に加算し（ステップＳ５）、重なり部分の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ６）。処理が終了していなければステップＳ２へ戻り、終了していれば算出した累計と過去の累計結果と比較し（ステップＳ７）、小さければそのときの相対位置Ａを合成位置として更新する（ステップＳ８）。現フレームと前フレームの重ね合わせが終了したときに、相対位置ＡがＭ−１（Ｍは、フレームの縦の画素数）であれば（ステップＳ９）、処理は終了する。相対位置ＡがＭ−１に達していなければ、Ａに１を加算して（ステップＳ１０）、ステップＳ２へ戻る。

図４は、図２の動作説明図である。この図２では、処理手順の概略として、フレームのサイズが１２×８画素の場合を示している。

処理が開始されると、処理（１）で相対位置Ａ＝０に設定され、前フレームと現フレームの重なる部分の差分対象画素すべての画素レベルの差を算出し、累計に加算する。このときの累計結果を４０とする。そして、この累計結果の４０を、過去の累計結果として保持する。

次の処理（２）で、相対位置Ａに１を加算してＡ＝１とし、同様に累計結果を算出する。このときの差分対象画素の累計結果が４５とすると、過去の累計結果よりも大きいので、過去の累計結果は更新せず、次のＡ＝２の累計を算出する。Ａ＝２での差分対象画素の累計結果が３０であると、過去の累計結果よりも小さいので、この値３０を過去の累計結果として更新して保持し、同時に相対位置Ａ＝２を合成位置として保持する。この処理をＡ＝７の処理（８）まで繰り返した結果、最小の累計結果が保持されている重ね合わせの相対位置Ａ（図４の場合は、Ａ＝３）を、再構築画像の合成位置として出力する。

特開２００３−３３１２６９号公報

しかしながら、前記画像処理装置における合成位置算出回路３では、重ね合わせの相対位置Ａのすべてに対して順番に、差分対象画素すべての累計結果を算出し、過去の累計結果と比較している。このため、入力されるフレームのサイズが大きくなった場合、差分の累計を行う画素が増えて処理量が増大し、認証結果を得るまでの時間が長くなるという課題があった。また、処理時間を短縮するために差分の累計を行う画素を削減する方法も考えられるが、画素を削減すると重ね合わせの精度が悪くなるというおそれがあった。

本発明は、部分画像から合成画像を生成する画像処理において、重ね合わせの精度を下げずに、合成位置算出の処理時間を短縮することを目的としている。

本発明は、読み取り対象の画像とこの画像よりも読み取り範囲が狭いセンサとを相対的に移動して順次得られる部分画像を重ね合わせて合成画像を生成する画像処理装置であって、現在の部分画像と１つ前の部分画像を１画素ずつずらして重ね合わせ、各重ね合わせ位置に対して重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出する累計算出手段と、前記累計算出手段で算出された累計の内でその値が最小となる重ね合わせ位置を合成位置として出力する合成位置決定手段と、前記合成位置に基づいて前記現在の部分画像と１つ前の部分画像を合成する画像合成手段とを備え、前記累計算出手段は、各重ね合わせ位置に対する前記累計の算出途中で、その累計が既に算出を完了した重ね合わせ位置の累計を超えたときに、その算出中の重ね合わせ位置に対する処理を終了するように構成したことを特徴としている。

本発明では、累計算出手段によって、現在の部分画像と１つ前の部分画像を１画素ずつずらして重ね合わせ、各重ね合わせ位置に対して重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出するときに、各重ね合わせ位置に対する前記累計の算出途中で、その累計が既に算出を完了した重ね合わせ位置の累計を超えたときに、その算出中の重ね合わせ位置に対する計算処理を終了するようにしている。これにより、各重ね合わせ位置に対して累計結果に拘らず最後まで計算を行うという無駄がなくなり、重ね合わせの精度を下げずに、合成位置算出の処理時間を短縮することができるという効果がある。

この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の実施例１を示す合成位置算出回路の構成図である。
この合成位置算出回路は、細長いセンサと指とを相対的に移動することによって指紋の部分画像を定期的に読み取り、指紋の合成画像を生成する画像処理装置において、センサから定期的に出力される部分画像、または部分画像メモリに一旦保持された部分画像から、合成画像を生成するための合成位置を算出する回路である。

この合成位置算出回路は、図示しない部分画像メモリ等に保持された現フレームと過去のフレームを、重ね合わせ位置の初期値ＩＮＩに従って重ね合わせて重なり部分の画像を抽出する重ね合わせ部１１を有している。重ね合わせ部１１の出力側には、抽出された重なり部分において前のフレームと現在のフレームとの差分を取る画素を選択する画素選択部１２と、この画素選択部１２が選択した画素の輝度の差分をとり、その累計結果を重ね合わせ位置を変えた時の画素の差分の累計結果と比較する画素比較部１３が接続されている。

画素比較部１３は、重ね合わせ位置毎に画素選択部１２で選択された画素の差分の累計結果を求めるものであるが、累計結果が前の重ね合わせ位置で算出した過去の累計結果を超えた時点で、その重ね合わせ位置に対する累計処理を終了するようになっている。画素比較部１３の出力側には、位置決定部１４が接続されている。

位置決定部１４は、画素比較部１３の結果に基づいて合成位置ＰＯＳが決定されたときに、その決定された合成位置ＰＯＳと共に有効信号ＶＡＬを出力するものである。有効信号ＶＡＬと合成位置ＰＯＳは位置予測部２０に与えられている。更に、合成位置ＰＯＳは、図示していないが、合成画像を生成するための合成画像メモリ回路に与えられるようになっている。

位置予測部２０は、合成位置ＰＯＳの変化速度を検出することにより、フレームの相対的な移動速度から現フレームの合成位置を予測し、これを重ね合わせ位置の初期値ＩＮＩとして重ね合わせ部１１に与えるものである。

この位置予測部２０は、変化速度を検出するために、１フレーム前と２フレーム前の合成位置ＰＯＳを保持するためのレジスタ（ＲＥＳ）２２，２４を有している。即ち、位置決定部１４から出力される合成位置ＰＯＳは、セレクタ（ＳＥＬ）２１の第１入力側に与えられ、このセレクタ２１を介してレジスタ２２に与えられるようになっている。

更に、レジスタ２２の出力側は、セレクタ２１の第２入力側に接続されると共に、セレクタ２３の第１入力側に与えられ、このセレクタ２３を介してレジスタ２４に与えられるようになっている。レジスタ２４の出力側は、セレクタ２３の第２入力側に接続されている。なお、セレクタ２１，２３は、有効信号ＶＡＬで合成位置ＰＯＳが有効であることが示されたときに、第１入力側を選択するものである。また、レジスタ２２，２４は、フレームに対応するクロック信号によって、それぞれセレクタ２１，２３の出力を保持するものである。

レジスタ２２，２４に保持された１フレーム前と２フレーム前の合成位置ＰＯＳは減算器２５で差分が取られ、この減算器２５の減算結果とレジスタ２２の保持内容が、加算器２６で加算されるようになっている。そして、加算器２６の加算結果が予測値ＰＲＥとして範囲判定部２７に与えられている。

範囲判定部２７は、加算器２６から出力される予測値ＰＲＥがフレームの縦方向または横方向の範囲内の値であることを判定し、フレームの範囲外である場合には値を修正して重ね合わせ位置の初期値ＩＮＩとし、重ね合わせ部１１に出力するものである。即ち、予測値ＰＲＥが０からフレームの縦方向または横方向の画素数Ｍ−１の間であれば、範囲判定部２７は、その数を初期値ＩＮＩとして出力し、負の場合は０を出力し、Ｍ以上の場合はＭ−１を出力するようになっている。

図５は、図１の合成位置算出回路の動作を示す処理フロー図である。また、図６は図１の動作説明図、図７は図１による速度算出方法の説明図、図８は図１による累計算出方法の説明図である。

以下、これらの図に基づいて、図１の合成位置検出処理を説明する。なお、ここでは、縦方向の合成位置ＰＯＳの検出について説明するが、横方向の合成位置の検出も同様の処理で行われる。また、入力されるフレームＩＮのサイズを１２×８画素とする。

重ね合わせ部１１には、図示しない部分画像メモリ等から部分画像のフレームＩＮが順次入力されるが、１つのフレームＩＮに対する合成位置ＰＯＳが決定された時点で、位置決定部１４から有効信号ＶＡＬと共に、その決定されたフレームの合成位置ＰＯＳ、即ち重ね合わせの相対位置Ａ（これを前回結果Ａ１とする）が出力される。

合成結果ＰＯＳの前回結果Ａ１は、図示しない合成画像メモリに与えられると共に、位置予測部２０に与えられて、レジスタ２２に保持される。これと同時に、その前のフレームの重ね合わせの相対位置Ａ（これを前々回結果Ａ２とする）が、レジスタ２２からレジスタ２４にシフトされて保持される。これにより、位置予測部２０の減算器２５と加算器２６では、図７に示すように、部分画像のフレームＩＮが一定の速度で移動していると想定し、次のフレームの重ね合わせの相対位置Ａの予測値ＰＲＥを、前回結果Ａ１と前々回結果Ａ２に基づいて、次式によって算出する。
ＰＲＥ＝Ａ１＋（Ａ１−Ａ２）

予測値ＰＲＥは、範囲判定部２７に与えられ、０からフレームの縦方向の画素数８−１の間であれば、範囲判定部２７は、その値を初期値ＩＮＩとして出力し、負の場合は初期値ＩＮＩとして０を出力し、８以上の場合は７を出力する（図５のステップＳ１１）。重ね合わせ部１１は、初期値ＩＮＩに基づいて、重ね合わせの相対位置Ａを、この初期値ＩＮＩを設定する(ステップＳ１２)。

次のフレームＩＮ（Ｎ番目のフレーム）が重ね合わせ部１１に入力されると、重ね合わせ部１１は、設定された相対位置Ａに従って、Ｎ番目のフレームとＮ−１番目のフレームを重ね合わせる（ステップＳ１３）。

ここで、ＩＮＩ＝３とすると、画素比較部１３は、図６に示すように、Ｎ−１番目のフレームがＮ番目のフレームから相対的に３画素分、下にずれた状態（Ａ＝３）を１回目として順番に、画素選択部１２で選択された対象画素（ステップＳ１４）に対して、差分を算出し(ステップＳ１５)、累計を求める(ステップＳ１５)。求められた累計結果は、位置決定部１４に与えられる。１回目（Ａ＝３）で算出した累計結果５は、過去の累計結果として保持される。

２回目では４画素分、下にずれた状態（Ａ＝４）で、対象画素に対して差分を算出して累計を求める。１画素ずつ累計を求める毎に、その累計結果と過去の累計結果を比較する(ステップＳ１７)。そして、求めた累計結果が過去の累計結果を超えないときは（ステップＳ１８）、残りの対象画素に対する差分の算出と累計処理を繰り返す（ステップＳ１４〜Ｓ１８）。そして、図８（ａ）に示すように、全対象画素に対する差分の累計処理が終了し(ステップＳ１８)、その累計結果が過去の累計結果よりも小さいときは、その累計結果を過去の累計結果として更新すると共に、このときの相対位置Ａを合成位置ＰＯＳとして更新して保持する(ステップＳ１９)。

一方、図８（ｂ）に示すように、求めた途中まで画素の累計結果が過去の累計結果を超えたときは(ステップＳ２０)、残りの画素の処理を行わずに、その重ね合わせ位置に対する累計の算出処理を終了し、次の重ね合わせ位置に対する処理に移る(ステップＳ２１)。

上記処理を、順次Ａ＝７まで繰り返し（ステップＳ２２）、Ａ＝７の処理が終了した時点でＡ＝０に戻し(ステップＳ２３)、Ａ＝２まで同様の処理を繰り返す。

相対位置Ａのすべての値、即ち３〜７，０〜２に対する重ね合わせ位置における画素レベル差の累計処理が終了すると、位置決定部１４から有効信号ＶＡＬが出力される。このとき、位置決定部１４から出力される合成位置ＰＯＳは、累計結果が一番小さい相対位置Ａの値となっている。

以上のように、この実施例１の合成位置算出回路は、前回フレームの合成位置Ａ１と前々回フレームの合成位置Ａ２を用い、フレームが一定の速度で移動していると想定して次のフレームの重ね合わせの相対位置Ａを予測する位置予測部２０を有している。更に、この合成位置算出回路は、選択された画素の差分の累計結果を求めるときに、その累計結果が前の重ね合わせ位置で算出した過去の累計結果を超えた時点で、その重ね合わせ位置に対する累計処理を終了する画素比較部１３を有している。

これにより、位置予測部２０で、最初に目的の合成位置に対応する重ね合わせ位置が選択され、そのときに算出される画素の差分の累計結果が小さくなる可能性が高くなる。その後、画素比較部１３により、残りの重ね合わせ位置に対する画素の差分の累計処理が順次行われるが、累計結果が過去の累計結果を超えると累計処理が終了するので、累計処理の演算回数は削減される。従って、重ね合わせの精度を下げずに、合成位置算出の処理時間を短縮することができるという利点がある。

図９は、本発明の実施例２を示す合成位置算出回路の構成図であり、図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

この合成位置算出回路は、図１中の位置予測部２０に代えて、予測方式が異なる位置予測部２０Ａを設けたものである。

即ち、この位置予測部２０Ａは、過去の３フレームの合成位置ＰＯＳに基づいてフレームの移動の速度と加速度を算出し、その加速度に基づいて重ね合わせ位置の初期値ＩＮＩを生成して重ね合わせ部１１に与えるものである。

この位置予測部２０Ａは、加速度を算出するために、１フレーム前と２フレーム前の合成位置ＰＯＳを保持するためのレジスタ２２，２４に加えて、３フレーム前の合成位置ＰＯＳを保持するためのレジスタ２９を有している。即ち、位置決定部１４から出力される合成位置ＰＯＳは、セレクタ２１の第１入力側に与えられ、このセレクタ２１を介してレジスタ２２に与えられるようになっている。また、レジスタ２２の出力側は、セレクタ２１の第２入力側に接続されると共に、セレクタ２３の第１入力側に与えられ、このセレクタ２３を介してレジスタ２４に与えられるようになっている。レジスタ２４の出力側は、セレクタ２３の第２入力側に接続されている。

更に、レジスタ２４の出力側は、セレクタ２８の第１入力側に与えられ、このセレクタ２８を介してレジスタ２９に与えられるようになっている。レジスタ２９の出力側は、セレクタ２８の第２入力側に接続されている。なお、セレクタ２１，２３，２８は、有効信号ＶＡＬで合成位置ＰＯＳが有効であることが示されたときに、第１入力側を選択するものである。また、レジスタ２２，２４，２９は、フレームに対応するクロック信号によって、それぞれセレクタ２１，２３，２９の出力を保持するものである。

レジスタ２２に保持された１フレーム前の合成位置ＰＯＳ（Ａ１）は乗算器３０で３倍にされ、加算器３１によって、レジスタ２９に保持された３フレーム前の合成位置ＰＯＳ（Ａ３）と加算されるようになっている。また、レジスタ２４に保持された２フレーム前の合成位置ＰＯＳ（Ａ２）は乗算器３２で３倍にされ、減算器３３によって、加算器３１の加算結果と減算されて予測値ＰＲＥが生成されるようになっている。そして、予測値ＰＲＥが範囲判定部２７に与えられている。その他の構成は、図１と同様である。

図１０は、図９の合成位置算出回路の動作を示す処理フロー図であり、図５中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

この合成位置算出回路と実施例１の合成位置算出回路との相違は、重ね合わせ部１１に与えられる初期値ＩＮＩが、前のフレームの移動速度に基づいて生成されたものであるか、速度と加速度に基づいて生成されたものであるかの違いであり、その他の動作は全く同様である。従って、図１０においても、初期値を設定するステップＳ１１Ａが異なる他は、他のステップはすべて同様である。

ステップＳ１１Ａは、位置予測部２０Ａで行われる処理で、合成結果ＰＯＳの前回結果の相対位置Ａ１は、位置予測部２０Ａのレジスタ２２に保持される。これと同時に、その前のフレームの重ね合わせの相対位置Ａ２がレジスタ２２からレジスタ２４にシフトされ、また、更にその前のフレームの重ね合わせの相対位置Ａ３は、レジスタ２４からレジスタ２９にシフトされて保持される。これにより、位置予測部２０Ａの乗算器３０，３２、加算器３１、及び減算器３３では、部分画像のフレームＩＮが加速度を持って移動していると想定し、次のフレームの重ね合わせの相対位置Ａの予測値ＰＲＥを、相対位置Ａ１，Ａ２，Ａ３に基づいて、次式によって算出する。
ＰＲＥ＝｛（Ａ１−Ａ２）−（Ａ２−Ａ３）｝＋（Ａ１−Ａ２）＋Ａ１
＝３Ａ１−３Ａ２＋Ａ３

予測値ＰＲＥは、範囲判定部２７に与えられ、０からフレームの縦方向の画素数８−１の間であれば、範囲判定部２７は、その値を初期値ＩＮＩとして出力し、負の場合は初期値ＩＮＩとして０を出力し、８以上の場合は７を出力する。その後の処理は、実施例１と同様である。

以上のように、この実施例２の合成位置算出回路は、過去３フレーム分の合成位置Ａ１〜Ａ３を用い、フレームが加速度を持って移動していると想定して次のフレームの合成位置ＰＯＳを予測して、初期値ＩＮＩとして出力する位置予測部２０Ａを有している。従って、加速度を含めて予測位置を算出することができるので予測の精度が向上し、入力される部分画像のフレームＩＮの動きが一定速度でない場合でも、実施例１と同様の利点がえられる。

図１１は、本発明の実施例３を示す合成位置算出処理の処理フロー図であり、図１２は、この図１１の動作説明図である。この実施例３の処理は、図９と同じ構成の合成位置算出回路において、図１０の処理フローに代えて行われるもので、図１０中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

ステップＳ１１Ａは、位置予測部２０Ａで行われる処理で、現フレームＩＮの直前の３フレームに対する合成位置Ａ１，Ａ２，Ａ３に基づいて、予測値ＰＲＥが次式によって算出される。
ＰＲＥ＝｛（Ａ１−Ａ２）−（Ａ２−Ａ３）｝＋（Ａ１−Ａ２）＋Ａ１
＝３Ａ１−３Ａ２＋Ａ３

予測値ＰＲＥは、範囲判定部２７に与えられ、０からフレームの縦方向の画素数８−１の間であれば、範囲判定部２７は、その値を初期値ＩＮＩとして出力し、負の場合は初期値ＩＮＩとして０を出力し、８以上の場合は７を出力する。

ステップＳ１２Ａにおいて、重ね合わせ部１１は、初期値ＩＮＩに基づいて、重ね合わせの相対位置Ａを、この初期値ＩＮＩを設定すると共に、処理用のレジスタである方法指示ＤＩＲとフラグＦＬＧを共に０に設定する。なお、方向指示ＤＩＲは、重ね合わせ位置をずらす方向を指示するもので、例えば０のときは上方向へずらし、１のときは下方向へずらすようになっている。

初期値ＩＮＩが４で、方向指示ＤＩＲとフラグＦＬＧが０であるとすると、最初にＡ＝４の状態で累計を算出する(ステップＳ１３〜Ｓ１９)。そして、方向指示ＤＩＲが０であれば、相対位置Ａがフレームの縦の画素数Ｍ−１かどうかを判定する(ステップＳ３０，Ｓ３１)。一方、方向指示ＤＩＲが１であれば、相対位置Ａがフレーム０かどうかを判定する(ステップＳ３０，Ｓ３５)。

この場合は、ＤＩＲ＝０であるので、相対位置Ａをフレームの縦の画素数Ｍ−１（＝７）と比較(ステップＳ３１)し、一致していないので相対位置Ａに１を加算する（ステップＳ３２）。この処理(ステップＳ１３〜Ｓ３１)を、Ａ＝７となるまで繰り返す。

Ａ＝７になると、フラグＦＬＧが０か１かを判定する(ステップＳ３３)。この時点では、ＦＬＧ＝０であるので、相対位置Ａを初期値ＩＮＩ−１に設定し、今度は探索方向を逆方向に切り換えるために方向指示ＤＩＲを１に設定する。更に、次に相対位置Ａが−１または０になったときに処理を終了させるためにフラグＦＬＧを１に設定する（ステップＳ３４）。そして、ステップＳ１３へ戻る。

今度は、Ａ＝３から、２，１，…の順に重ね合わせの相対位置を変えながら、同様の処理(ステップＳ１３〜Ｓ１９)を行う。

Ａ＝３に対してステップＳ１３〜Ｓ１９の処理を行った後、方向指示ＤＩＲが１となっているので、Ａが０であるか否かを判定する（ステップＳ３０，Ｓ３５）。この場合はＡ＝３であるので、Ａから１を減算する(ステップＳ３６)。この処理(ステップＳ１３〜Ｓ３６)を、Ａ＝０となるまで繰り返す。

Ａ＝０になると、フラグＦＬＧが０か１かを判定する(ステップＳ３７)。この時点では、ＦＬＧ＝１であるので、合成位置ＰＯＳの探索のための累計処理を終了する。

相対位置Ａのすべての値、即ち３〜７，２〜０に対する重ね合わせ位置における画素レベル差の累計処理が終了すると、位置決定部１４から有効信号ＶＡＬが出力される。このとき、位置決定部１４から出力される合成位置ＰＯＳは、累計結果が一番小さい相対位置Ａの値となっている。

以上のように、この実施例３の合成位置算出処理は、初期値ＩＮＩから１つの方向に重ね合わせの相対位置Ａを順次ずらして合成位置を探索した後、初期値ＩＮＩに戻って今度は反対の方向に重ね合わせの相対位置Ａを順次ずらして合成位置を探索するようにしている。これにより、実施例２の一方向に重ね合わせの相対位置Ａを順次ずらす方法に比べて、早期に累計結果の最小値を算出する可能性が高くなる。従って、実施例２よりも更に処理時間を短縮することができるという利点がある。

なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
（ａ） 指紋の画像を処理するものについて説明したが、読み取り対象の画像は指紋に限定されない。即ち、順次入力される重複部分のある部分画像を重ね合わせて合成画像を生成する画像処理装置すべてに適用することができる。
（ｂ） フレームの重ね合わせ位置を縦方向にずらす場合を説明したが、読み取り対象の画像とセンサの相対的な移動方向によっては、横方向または斜め方向にずらす必要があるが、同様に適用可能である。
（ｃ） フレームのサイズは、１２×８画素に限定されない。
（ｄ） 現フレームＩＮの合成位置ＰＯＳを直前の２〜３フレームに対する合成位置ＰＯＳに基づいて予測し、初期値ＩＮＩとして重ね合わせ部１１に与えているが、予測に使用する過去のフレーム数は任意である。
（ｅ） 実施例３では、重ね合わせの相対位置Ａの探索方向を、初期値ＩＮＩから重ね合わせの最大位置または最小位置まで探索した後、初期値ＩＮＩに戻って反対の方向へ探索する例を示したが、初期値ＩＮＩから前後または左右に交互に探索するようにしても良い。
（ｆ） 実施例３において、実施例１と同じ位置予測部２０によって初期値ＩＮＩを生成するようにしても良い。

本発明の実施例１を示す合成位置算出回路の構成図である。 従来の画像処理装置の構成図である。 図２の合成位置算出回路の動作を示す処理フロー図である。 図２の動作説明図である。 図１の合成位置算出回路の動作を示す処理フロー図である。 図１の動作説明図である。 図１による速度算出方法の説明図である。 図１による累計算出方法の説明図である。 本発明の実施例２を示す合成位置算出回路の構成図である。 図９の合成位置算出回路の動作を示す処理フロー図である。 本発明の実施例３を示す合成位置算出処理の処理フロー図である。 図１１の動作説明図である。

符号の説明

１１ 重ね合わせ部
１２ 画素選択部
１３ 画素比較部
１４ 位置決定部
２０，２０Ａ 位置予測部
２１，２３ セレクタ
２２，２４ レジスタ

Claims (8)

1. 読み取り対象の画像とこの画像よりも読み取り範囲が狭いセンサとを相対的に移動して順次得られる部分画像を重ね合わせて合成画像を生成する画像処理装置であって、
   現在の部分画像と１つ前の部分画像を１画素ずつずらして重ね合わせ、各重ね合わせ位置に対して重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出する累計算出手段と、
   前記累計算出手段で算出された累計の内でその値が最小となる重ね合わせ位置を合成位置として出力する合成位置決定手段と、
   前記合成位置に基づいて前記現在の部分画像と１つ前の部分画像を合成する画像合成手段とを備え、
   前記累計算出手段は、各重ね合わせ位置に対する前記累計の算出途中で、その累計が既に算出を完了した重ね合わせ位置の累計を超えたときに、その算出中の重ね合わせ位置に対する処理を終了するように構成したことを特徴とする画像処理装置。
2. 現在の部分画像の１つ前の部分画像に対する合成位置と２つ前の部分画像に対する合成位置に基づいてこれらの部分画像の移動速度を算出し、該移動速度に基づいて該現在の部分画像の合成位置を推定した初期値を生成して前記累計算出手段に与える位置予測手段を設けると共に、
   前記累計算出手段は、前記現在の部分画像と１つ前の部分画像を重ね合わせる位置の順序を前記初期値に従って制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 現在の部分画像の１つ前の部分画像に対する合成位置と２つ前の部分画像に対する合成位置と３つ前の部分画像に対する合成位置に基づいてこれらの部分画像の移動速度と加速度を算出し、該移動速度と加速度に基づいて該現在の部分画像の合成位置を推定した初期値を生成して前記累計算出手段に与える位置予測手段を設けると共に、
   前記累計算出手段は、前記現在の部分画像と１つ前の部分画像を重ね合わせる位置の順序を前記初期値に従って制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記累計算出手段は、前記初期値から予め設定された方向に重ね合わせ位置をずらして各重ね合わせ位置に対応する前記累計の算出を行い、その重ね合わせ位置が最大または最小になったときに、該設定された方向とは反対方向に該初期値から１つ位置をずらしたところから重ね合わせ位置をずらして該累計の算出を行うように構成したことを特徴とする請求項２または３記載の画像処理装置。
5. 読み取り対象の画像とこの画像よりも読み取り範囲が狭いセンサとを相対的に移動して順次得られる部分画像を重ね合わせて合成画像を生成する画像処理方法であって、
   過去の複数の部分画像に対するそれぞれ合成位置に基づいて現在の部分画像の合成位置を推定した初期値を生成する初期値生成処理と、
   現在の部分画像と１つ前の部分画像を前記初期値から予め設定された方向に順次位置をずらして重ね合わせ、各重ね合わせ位置毎に該現在の部分画像と１つ前の部分画像の重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出する際に、その算出途中の累計が既に算出を完了した重ね合わせ位置の累計を超えたときにはその算出中の重ね合わせ位置に対する計算を終了し、既に算出した重ね合わせ位置の累計を超えないときには算出を続行する累計算出処理と、
   前記算出された累計のうちでその値が最小となる重ね合わせ位置を合成位置として出力する位置決定処理と、
   前記合成位置に基づいて前記現在の部分画像と１つ前の部分画像を合成する画像合成処理とを、
   順次行うことを特徴とする画像処理方法。
6. 前記累計算出処理は、前記初期値から予め設定された方向に重ね合わせ位置をずらして各重ね合わせ位置に対応する前記累計の算出を行い、その重ね合わせ位置が最大または最小になったときに、該設定された方向とは反対方向に該初期値から１つ位置をずらしたところから重ね合わせ位置をずらして該累計の算出を行うことを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
7. 前記初期値生成処理は、現在の部分画像の１つ前の部分画像に対する合成位置と２つ前の部分画像に対する合成位置に基づいてこれらの部分画像の移動速度を算出し、該移動速度に基づいて該現在の部分画像の合成位置を推定した初期値を生成することを特徴とする請求項５または６記載の画像処理方法。
8. 前記初期値生成処理は、現在の部分画像の１つ前の部分画像に対する合成位置と２つ前の部分画像に対する合成位置と３つ前の部分画像に対する合成位置に基づいてこれらの部分画像の移動速度と加速度を算出し、該移動速度と加速度に基づいて該現在の部分画像の合成位置を推定した初期値を生成することを特徴とする請求項５または６記載の画像処理方法。

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