JP2734392B2 - 印影位置合わせ方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印鑑照合システムにお
いて、印影画像の位置合わせを行う方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】印鑑照合では、通常照合に先立って印影
の位置合わせを行う。印影の位置合わせには、登録印影
および入力印影のそれぞれについて印影の外形線を用い
て印影の中心点を求め、この中心点の回りの回転角を求
める方法（「画像照合方式」，特開昭６１−１００８７
１；武田，田畑，花野井：「不完全な点対称画像のパタ
ーンマッチング」，電子通信学会論文誌（Ｄ），Ｊ６９
−Ｄ，４，ｐｐ５４２−５４８，１９８６）や、印影の
部分パターンマッチングを行う方法（森下，天満：「部
分領域マッチングによる印影の位置合わせ」，情報処理
学会第２８回全国大会，２Ｎ−１，ｐｐ９６７−９６
８，１９８４）などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者の印影の外形線を
用いる方法では、回転角を求める際に中心点が高い精度
で求まっている必要があるが、中心点の位置合わせに印
影の外形線の情報しか用いていないため、外形線の部分
に大きな欠け・かすれ・滲みがある場合には必要な精度
が得られないという欠点がある。後者の部分パターンマ
ッチングを用いる方法では、印影の分散した領域の情報
を用いて位置合わせを行うアプローチを採っており、印
影に大きな欠けがある場合には、外形線のように特定の
領域の情報のみに基づいて位置合わせを行うより、欠落
領域以外で位置合わせに必要な情報を得ることができる
確立が高くなることが期待できる。しかし、この方法で
は二枚の印影画像から検出した特徴点の対応をとるため
の良い特徴点が得られなかったため、対応する特徴点の
選択に失敗することが多いという欠点があった。

【０００４】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、特
徴点の誤対応を減らして、印影の部分パターンマッチン
グによる位置合わせを可能にすることによって、欠け・
かすれ・滲みによる位置合わせの失敗を減らし、位置合
わせ精度を上げることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の印影位置合わせ方式は、印影画像から、回転
・平行移動に対して不変な注視オペレータを用いて、特
徴点を検出する特徴点検出手段と、前記特徴点における
平行移動・濃淡値変化に対して不変で且つ回転に対して
共変な局所特徴量と、前記特徴点の対を結ぶベクトルと
から、各特徴点および各特徴点対に付随する回転・平行
移動・濃淡値変化に対して不変な特徴量を計算する特徴
量計算手段と、回転・平行移動・濃淡変化に対して不変
な前記特徴量を用いて、二枚の印影画像から検出された
特徴点の集合から、対応する特徴点対の候補を選択する
対応特徴点選択手段と、選択された前記特徴点の集合か
ら、回転および平行移動のパラメータを計算する回転・
平行移動量計算手段と、を有することを特徴とする。

【０００６】また、上記構成の印影位置合わせ方式にお
いて、印影を入力するための画像入力手段と、登録印影
の画像と前記特徴量とを格納する記憶手段と、入力印影
を、前記回転・平行移動量計算手段の計算結果に基づい
て回転・平行移動する画像回転・平行移動手段と、前記
記憶手段の登録印影と前記画像回転・平行移動手段によ
り回転・平行移動をほどこした入力印影とを重ね合わせ
て表示する画像表示手段と、を備えたことを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、印影か
ら特徴点検出を行ない回転・平行移動・濃淡変化に対す
る不変量を用いて対応特徴点の選択を行なうことによ
り、印影に大きな欠け・かすれ・滲みがある場合にも精
度の高い位置合わせが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００９】本実施例では、既に登録されている印影を
記憶装置から読み込み、画像入力装置から読み込まれた
印影を登録印影に重ね合わせて画像表示装置に表示する
機能をもつ印影位置合わせ装置の例について説明する。

【００１０】図１は、本発明の印影位置合わせ方式の一
実施例に好適な装置のブロック図である。

【００１１】本実施例における位置合わせ方式を持つ装
置は、図１に示すように、印影を入力するための画像入
力手段１と、印影画像から特徴点を検出する特徴点検出
手段２と、回転・平行移動・濃淡変化に対して不変な特
徴量を計算する特徴量計算手段３と、二枚の印影画像の
対応する特徴点の候補を選択する対応特徴点選択手段４
と、対応する特徴点から回転・平行移動量を計算する回
転・平行移動量計算手段５と、登録印影の画像および特
徴量を格納する記憶手段６と、入力印影を回転・平行移
動する画像回転・平行移動手段７と、登録印影および回
転・平行移動をほどこした入力印影を重ね合わせて表示
する画像表示手段８とから構成され、図中破線の枠内が
本発明の印影位置合わせ方式の請求範囲に対応する。

【００１２】印影の登録時には、画像入力手段１から入
力された印影画像から、特徴点検出手段２によって特徴
点が検出され、特徴量計算手段３によって各特徴点およ
び各特徴点対に付随する不変特徴量が計算される。得ら
れた特徴量は、入力画像と共に記憶手段６に格納され
る。

【００１３】印影の位置合わせ時には、画像入力手段１
から入力された印影画像から、特徴点検出手段２によっ
て特徴点が検出され、特徴量計算手段３によって各特徴
点および各特徴点対に付随する不変特徴量が計算され
る。得られた特徴量と記憶手段に格納されている登録印
影の特徴量から、対応特徴点選択手段４によって対応す
る特徴点の候補が選択され、これらの対応点候補を用い
て、回転・平行移動量計算手段５によって回転と平行移
動のパラメータが計算される。回転・平行移動手段７で
は、得られた回転・平行移動のパラメータによって、画
像入力手段１から入力された印影画像に回転および平行
移動をほどこす。画像表示手段８では、記憶手段６に格
納されている画像印影画像と、画像回転・平行移動手段
７によって得られた画像が重ね合わせて表示される。

【００１４】以下では、特徴点検出手段２、特徴量計算
手段３、対応特徴点選択手段４、及び回転・平行移動量
計算手段５の詳細な説明をする。

【００１５】特徴点検出手段２では、例えば回転・平行
移動に対して不変な注視点オペレーターであるＤＯＧ関
数

【００１６】

【数１】 を用いて

【００１７】

【数２】 によって印影画像

【００１８】

【数３】 の回転・平行移動に対する不変量

【００１９】

【数４】 を計算する。ここで、画像

【００２０】

【数５】 から計算される量

【００２１】

【数６】 が画像の回転および平行移動

【００２２】

【数７】 に対して不変であるときは、

【００２３】

【数８】 を意味するものとする。ただし、

【００２４】

【数９】 によって、

【００２５】

【数１０】 に引き起こされる変換を

【００２６】

【数１１】 とする。ＤＯＧ関数（２）の広がりσは、例えば印影の
線幅のような、印影画像の特徴的なスケールにとる。特
徴点としては、例えば、

【００２７】

【数１２】 の正の極大点および負の極小点で

【００２８】

【数１３】 を満たす点の集合Ｐ⁽⁺⁾ 及びＰ^(-) を選ぶ。

【００２９】

【数１４】 の正の極大値及び負の極小値は、それぞれ印影の黒画素
及び白画素の領域の孤立点・角・端点・交差点・線分上
・線分の側面などに現われる。これらの特徴点の中に
は、印影の欠けなどによって生じたものも含まれる。ま
た、かすれや滲みなどの影響で特徴点の現われる位置に
は誤差が生じる。

【００３０】特徴量計算手段３においては、後述する対
応特徴点選択手段４において、対応する特徴点の選択を
行う際に用いる特徴量を計算する。各特徴点

【００３１】

【数１５】 における、平行移動・濃淡変化に対して不変で回転に対
して共変な量として、例えば、

【００３２】

【数１６】 で表わされる

【００３３】

【数１７】 を用いる。

【００３４】

【数１８】 は、平行移動

【００３５】

【数１９】 および濃淡変化

【００３６】

【数２０】 に対して不変になっている。また、

【００３７】

【数２１】 は、回転

【００３８】

【数２２】 に対して、

【００３９】

【数２３】 のように変換するので、

【００４０】

【数２４】 は、特徴点

【００４１】

【数２５】 に付随する不変量になっている。ただし、

【００４２】

【数２６】 は

【００４３】

【数２７】 の複素共役を表す。特徴点対としては、例えば

【００４４】

【数２８】 の正の極大点と負の極小点の対の集合

【００４５】

【数２９】 を選ぶ。ベクトル

【００４６】

【数３０】 に対して、複素数

【００４７】

【数３１】 を対応させると、

【００４８】

【数３２】 は回転

【００４９】

【数３３】 に対して

【００５０】

【数３４】 のように変換される。従って、

【００５１】

【数３５】 と式（８）の

【００５２】

【数３６】 から構成される

【００５３】

【数３７】 は特徴点対

【００５４】

【数３８】 に付随する不変量になっている。式（１９）の

【００５５】

【数３９】 は特徴点対を結ぶベクトルの長さの自乗である。本実施
例では、式（１４）（１７）（１８）（１９）で計算さ
れる、回転・平行移動・濃淡変化に対する不変量

【００５６】

【数４０】 のうち、例えば、

【００５７】

【数４１】 を用いることにする。

【００５８】対応特徴点選択手段４では、入力された印
影

【００５９】

【数４２】 について特徴量計算手段３で計算された

【００６０】

【数４３】 と、登録印影

【００６１】

【数４４】 についてあらかじめ特徴量計算手段３で計算され記憶手
段６に格納されている

【００６２】

【数４５】 を用いて、以下のように対応する特徴点の選択を行な
う。２枚の印影画像

【００６３】

【数４６】 の特徴点対の集合Ｖ⁽¹⁾ ，Ｖ⁽²⁾ から、

【００６４】

【数４７】 を満たす特徴点対

【００６５】

【数４８】 を選択し、

【００６６】

【数４９】 を対応する特徴点とする。

【００６７】回転・平行移動量計算手段５では、このよ
うにして得られた対応特徴点の集合

【００６８】

【数５０】 から、

【００６９】

【数５１】 を最小化する

【００７０】

【数５２】 および

【００７１】

【数５３】 を

【００７２】

【数５４】 によって求める。ただし、

【００７３】

【数５５】 は

【００７４】

【数５６】 の転置行列を表す。Ｎは対応特徴点の総数で、

【００７５】

【数５７】 は、

【００７６】

【数５８】 特異値分解

【００７７】

【数５９】 から得られる直交行列である。

【００７８】式（２４）（２５）の対応特徴点には、式
（２０）（２１）（２２）（２３）を偶然満たす点も含
まれている可能性があり、ここで得られた値は、対応点
選択によって異常データが十分少なくできるという条件
のもとでのみ正確な確定値になる。異常データがある程
度多い場合には、例えば、コーシー分布を用いたロバス
ト推定（ニューメリカルレシピ・イン・シー，Ｗ．Ｈ．
Ｐress他、技術評論社，ｐ５２２）などによって異常デ
ータを削除したのち、式（２６）を最小化する（２７）
（２８）を求める。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、印影から
特徴点検出を行ない回転・平行移動・濃淡変化に対する
不変量を用いて対応特徴点の選択を行なうことにより、
印影に大きな欠け・かすれ・滲みがある場合にも精度の
高い位置合わせを行うことができる。特に、本発明の方
式では、印影の外形線のような特定の領域の情報ではな
く印影全体に分散した領域の情報を用いているため、印
影の１／２程度の領域に欠けていても、ほとんどの場合
は位置合わせが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印影位置合わせ方式の一実施例に好適
な装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ 画像入力手段 ２ 特徴点検出手段 ３ 特徴量計算手段 ４ 対応特徴点選択手段 ５ 回転・平行移動量計算手段 ６ 記憶手段 ７ 画像回転・平行移動手段 ８ 画像表示手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印影画像から、回転・平行移動に対して
   不変な注視オペレータを用いて、特徴点を検出する特徴
   点検出手段と、 前記特徴点における平行移動・濃淡値変化に対して不変
   で、且つ回転に対して共変な局所特徴量と、前記特徴点
   の対を結ぶベクトルとから、各特徴点および各特徴点対
   に付随する回転・平行移動・濃淡値変化に対して不変な
   特徴量を計算する特徴量計算手段と、 回転・平行移動・濃淡変化に対して不変な前記特徴量を
   用いて、二枚の印影画像から検出された特徴点の集合か
   ら、対応する特徴点を選択する対応特徴点選択手段と、 選択された前記対応特徴点の集合から、回転および平行
   移動量を計算する回転・平行移動量計算手段と、を有す
   ることを特徴とする印影位置合わせ方式。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の印影位置合わせ方式に
   おいて、 印影を入力するための画像入力手段と、 登録印影の画像と前記特徴量とを格納する記憶手段と、 入力印影を、前記回転・平行移動量計算手段の計算結果
   に基づいて回転・平行移動する画像回転・平行移動手段
   と、 前記記憶手段の登録印影と前記画像回転・平行移動手段
   により回転・平行移動をほどこした入力印影とを重ね合
   わせて表示する画像表示手段と、を備えたことを特徴と
   する印影位置合わせ方式。