JP3742279B2 - 画像照合装置、画像照合方法及び画像照合プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋、鼻紋、虹彩、テクスチャパターンなどの周期性がある画像において、予め登録された画像と新たに入力された画像における類似の程度を評価して、新たに入力された画像が予め登録された画像と同一かどうかを判定する画像照合装置、画像照合方法及び画像照合プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、様々な画像照合装置が知られている。例えば、文献「小林，”細線化画像パターンマッチングによる指紋照合”，電子情報通信学会論文誌（D-II），vo1.J79-D-II,no.3,pp.330-340,March1996. 」に記載された画像照合装置の１例である指紋照合装置では、画像そのものをパターンマッチングして、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定している。図１８はこのようなパターンマッチングによる指紋照合装置の構成を示すブロック図である。この指紋照合装置は、画像入力装置１０１と、画像データベース２０１と、処理装置３０５とから構成される。
【０００３】
画像入力装置１０１は、自装置のセンサ上に置かれた指の指紋の凹凸をセンサで検出して、センサが出力した信号に対してアナログ／ディジタル変換と２値化などの画像処理を行う。画像入力装置１０１の出力は、指紋の凸部分を黒の輝度をもつ画素（黒画素）によって表し、指紋の凹部分を白の輝度をもつ画素（白画素）によって表す２値画像である。なお、指紋の凸部分を白画素、指紋の凹部分を黒画素としてもよい。ここで、画像入力装置１０１が出力する画像を検査画像と呼ぶ。
【０００４】
画像データベース２０１は、あらかじめ取得した指紋画像を登録データとして記憶している。ここで、画像データベース２０１が記憶している画像を登録画像と呼ぶ。
処理装置３０５は、画像入力装置１０１から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とを比較照合して、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定する。判定の精度（照合精度）を向上させるために、処理装置３０５は、変換手段１５と、照合手段２３と、最大一致率抽出手段３２と、判定手段５３とを備えている。
【０００５】
変換手段１５は、入力された検査画像の各画素を一定の変化量だけ平行移動（シフト）および回転させた検査画像を出力する。
照合手段２３は、変換手段１５から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較して、輝度値が一致する画素の数を予め設定された照合領域内で集計し、集計した一致画素数と登録画像の黒画素数から検査画像と登録画像の類似の程度（一致率）を求める。さらに、照合手段２３は、平行移動量が予め設定された範囲を外れるまで、変換手段１５による平行移動および回転と自身による比較照合とを繰り返させるために、変換手段１５に対して平行移動量４０８を出力する。
【０００６】
最大一致率抽出手段３２は、照合手段２３が出力した一致率４１５の中から最大値（最大一致率）４１７を求めて出力する。
判定手段５３は、最大一致率４１７とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して、最大一致率４１５がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、最大一致率４１５がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【０００７】
図１９は図１８の指紋照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。まず、画像入力装置１０１は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ５１）。処理装置３０５は、画像入力装置１０１から検査画像が入力され（ステップＳ５２）、画像データベース２０１から登録画像が入力されると（ステップＳ５３）、変換手段１５によって検査画像を平行移動及び回転させながら（ステップＳ５４）、変換手段１５から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とを照合手段２３で比較照合して一致率４１５を求める（ステップＳ５５）。
【０００８】
そして、処理装置３０５は、一致率４１５の中から最大一致率４１７を最大一致率抽出手段３２によって求める（ステップＳ５６，Ｓ５７）。処理装置３０５は、平行移動量が予め設定された範囲を外れるまで（ステップＳ５８においてＮＯ）、前記平行移動と比較照合とを繰り返す。最後に、処理装置３０５の判定手段５３は、最大一致率４１７がしきい値以上である場合には（ステップＳ５９においてＹＥＳ）同じ指紋画像と判定し、最大一致率４１７がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。なお、変換手段１５の処理は、検査画像を対象とする代わりに、登録画像を対象として実行されることもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来のパターンマッチングによる指紋照合装置において、判定指標として使用される最大一致率は、一致画素数から求めるため、検査画像の全画素数に対する黒画素数の割合を一定にする必要がある。例えば、全画素数に対する黒画素数の割合を５０％に設定したとき、異なる指から取得した２つの指紋画像同士の照合（他人照合）における最大一致率は、５０％程度の値となる。これに対して、同じ指から取得した２つの指紋画像同士の照合（本人照合）における最大一致率は、理想的には１００％となるが、実際は位置ずれなどが原因で低下し１００％を大きく下回る。以上の理由から、最大一致率は本人照合と他人照合との間で差が小さくなる。このため、最大一致率を判定指標とする従来の指紋照合装置では、同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定するためのしきい値設定が困難となり、照合精度が低下するという問題点があった。この問題は、指紋照合装置以外の他の画像照合装置についても同様に発生する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、照合精度を向上させることができる画像照合装置、画像照合方法及び画像照合プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像照合装置は、第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する変換手段（１０）と、この変換手段の毎回の処理毎に、変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して一致率を求める照合手段（２０）と、この照合手段から出力された一致率の中から最大一致率を求める最大一致率抽出手段（３０）と、この照合手段から出力された一致率の中から最小一致率を求める最小一致率抽出手段（３１）と、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を求める演算手段（４０）と、この演算手段から出力された差分が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段（５０）とを備えるものである。このように、演算手段で最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を求め、この差分を判定指標として判定手段でしきい値と比較することにより、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができる。
【００１１】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、変換手段（１０）と、照合手段（２０）と、最大一致率抽出手段（３０）と、最小一致率抽出手段（３１）と、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を求める演算手段（４０）と、この演算手段から出力された商が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段（５０）とを備えるものである。このように、演算手段で最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を求め、この商を判定指標とすることにより、第１の画像と第２の画像の最小一致率が最大一致率に対して２桁以上小さい場合に、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができる。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、変換手段（１０）と、照合手段（２０）と、最大一致率抽出手段（３０）と、最小一致率抽出手段（３１）と、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段（５１）とを備えるものである。このように、最大一致率と第１のしきい値を比較し、最小一致率と第２のしきい値を比較する判定手段を設けることにより、しきい値設定が可能な一致率の範囲を拡大することができる。
また、本発明は、画素に周期性を持つ第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する変換手段（１０）と、この変換手段の毎回の処理毎に、前記変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／登録画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／登録画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）のうちのいずれかを一致率として求める照合手段（２０）と、この照合手段が前記変換手段の毎回の処理毎に求めた前記一致率の中から最小一致率を求める最小一致率抽出手段（３１）と、最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段（５２）とを備えるものである。このように、最小一致率としきい値を比較する判定手段を設けることにより、処理を簡易にすることができる。
【００１２】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第２の変換手段（１１）と、この第２の変換手段の毎回の処理毎に、第２の変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して一致率を求める第２の照合手段（２１）と、この第２の照合手段から出力された一致率が最大となるとき、第１の初期位置から現在位置までの第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を記憶する記憶手段（６０）とを備え、前記変換手段（１２）は、記憶手段で記憶された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。これにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するための第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段では最大一致率だけを求めればよい。
また、本発明の画像照合装置の１構成例として、前記変換手段（１２）に予め設定される範囲を、前記第２の変換手段（１１）に予め設定される範囲よりも小さくするものである。
また、本発明の画像照合装置の１構成例として、前記第２の照合手段（２１）が一致率を求める照合領域を、前記照合手段（２２）が一致率を求める照合領域よりも小さくするものである。これにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときに、比較照合する画素数を削減することができる。また、本発明の画像照合装置の１構成例として、前記第２の変換手段（１１）が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、前記変換手段（１２）が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくするものである。これにより、第２の変換手段による平行移動処理の回数と第２の照合手段による比較照合の回数を削減することができる。
【００１３】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある第１の画像と第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段（７０）と、第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段（８０）とを備え、前記変換手段（１３）は、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。このように、検査画像と登録画像の基準点が一致する位置を第２の初期位置とすることにより、処理を簡略化することができる。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある第１の画像と第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段（７０）と、第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段（８０）とを備え、前記第２の変換手段（１４）は、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。これにより、基準点検出手段及び補正量演算手段による処理と、第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段による処理とを続けて実行することができる。
【００１４】
また、本発明の画像照合方法は、第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、第１の画像に対する毎回の処理毎に、処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合し一致率を求めてメモリに格納する照合手順と、この一致率の中から最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、最大一致率と最小一致率との差分を求めてメモリに格納する演算手順と、この差分が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有するものである。
【００１５】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、変換手順と、照合手順と、最大一致率抽出手順と、最小一致率抽出手順と、最大一致率を最小一致率で割った商を求めてメモリに格納する演算手順と、この商が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有するものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、変換手順と、照合手順と、最大一致率抽出手順と、最小一致率抽出手順と、最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有するものである。
また、本発明は、画素に周期性を持つ第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／登録画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／登録画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）のうちのいずれかを一致率として求めてメモリに格納する照合手順と、前記変換手順の毎回の処理毎に求めた前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有するものである。
【００１６】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第２の変換手順と、この第１の画像に対する毎回の処理毎に、処理後の第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求めてメモリに格納する第２の照合手順と、この一致率が最大となるとき、第１の初期位置から現在位置までの第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方をメモリに格納する記憶手順とを有し、前記変換手順は、メモリに格納された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順である。
また、本発明の画像照合方法の１構成例として、前記変換手順で予め設定される範囲を、前記第２の変換手順で予め設定される範囲よりも小さくするものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例として、前記第２の照合手順で一致率を求める照合領域を、前記照合手順で一致率を求める照合領域よりも小さくするものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例として、前記第２の変換手順で第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、前記変換手順で第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくするものである。
【００１７】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記各手順の前に、第１の初期位置にある第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手順と、第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手順とを有し、前記変換手順は、補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順である。
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記各手順の前に、第１の初期位置にある第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手順と、第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手順とを有し、前記第２の変換手順は、補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明では、第１の画像と第２の画像の位置ずれを補正するために第１の画像を平行移動、回転または平行移動及び回転させる処理と、この処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合して類似の程度（一致率）を求める処理とを繰り返す中で、一致率の最大値と最小値を求めて、求めた最大値と最小値の両方、あるいは最小値のみを用いて第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する点が従来の画像照合装置とは異なる。
【００１９】
［実施の形態の１］
以下、本発明の実施の形態として画像が指紋である場合について述べる。図１は、本発明の第１の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。この画像照合装置は、画像入力装置１００と、画像データベース２００と、処理装置３００とから構成される。
【００２０】
画像入力装置１００は、自装置のセンサ（不図示）上に置かれた指の指紋の凹凸をセンサで検出して、このセンサが出力した信号に対してアナログ／ディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）や２値化などの画像処理を行う。画像入力装置１００の出力は、指紋の凸部分を黒の輝度をもつ画素（黒画素）によって表し、指紋の凹部分を白の輝度をもつ画素（白画素）によって表す２値画像である。なお、指紋の凸部分を白画素、指紋の凹部分を黒画素としてもよい。以下、画像入力装置１００が出力する画像を検査画像と呼ぶ。
【００２１】
画像入力装置１００は、ＬＳＩチップ上に２次元状に配置された小さなセンスユニットの電極と絶縁膜を介して触れた指の皮膚との間に形成される静電容量を検出して、指紋の凹凸パターンを感知する容量検出形指紋センサと、このセンサの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力データに対して２値化などの画像処理を実行するプロセッサと、画像データを記憶する半導体メモリなどの記憶装置とから構成される。容量検出形指紋センサについては、例えば文献「M.Tartagni and R.Guerrieri,"A fingerprint sensor based on the feedback capacitive sensing scheme",IEEE J.Solid-State Circuits,vol.33,pp.133-142,Jan,1998」に記載されている。
【００２２】
画像データベース２００は、あらかじめ取得した指紋画像を登録データとして記憶している。この画像データベース２００は、ハードディスク装置や不揮発性メモリなどの記憶装置によって構成される。以下、画像データベース２００が記憶している画像を登録画像と呼ぶ。
【００２３】
処理装置３００は、画像入力装置１００から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定する。判定の精度（照合精度）を向上させるために、処理装置３００は、変換手段１０と、照合手段２０と、最大一致率抽出手段３０と、最小一致率抽出手段３１と、演算手段４０と、判定手段５０とを備えている。
【００２４】
変換手段１０は、入力された検査画像の各画素を初期位置（画像入力装置１００から入力された時点の位置）から後述する平行移動量指定信号４０１に従って一定量だけ平行移動（シフト）させた検査画像を出力する。この変換手段１０によるシフト動作を説明すると、まず検査画像に対して座標系を設定し、この座標系で決まる各画素の座標を平行移動するために一次変換し、最後に一次変換後の各画素の座標を基に画像を再構成することで、平行移動させた検査画像を生成する。
【００２５】
照合手段２０は、変換手段１０から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較照合して、輝度値が一致する黒画素の数を予め設定された照合領域内で集計し、集計した一致画素数を登録画像の黒画素数で割ることにより、検査画像と登録画像の類似の程度（一致率）を求める。なお、一致画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）を一致率としてもよい。
【００２６】
さらに、照合手段２０は、初期位置から現在位置（変換手段１０による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内である場合、検査画像の平行移動と一致率の算出とを再度実行するために、変換手段１０に対して検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０１を出力する。変換手段１０は、平行移動量指定信号４０１で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。
【００２７】
最大一致率抽出手段３０は、照合手段２０が出力した一致率４１０の中から最大の一致率（最大一致率）４１１を求めて出力する。
最小一致率抽出手段３１は、照合手段２０が出力した一致率４１０の中から最小の一致率（最小一致率）４１２を求めて出力する。
【００２８】
演算手段４０は、最大一致率抽出手段３０から出力された最大一致率４１１と最小一致率抽出手段３１から出力された最小一致率４１２との差（一致率差分）４１３を計算する。
判定手段５０は、一致率差分４１３とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して、一致率差分４１３がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率差分４１３がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００２９】
図２に図１の画像照合装置の照合動作を示す。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３００は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ２）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ３）、変換手段１０によって検査画像を平行移動させる（ステップＳ４）。
そして、照合手段２０は、変換手段１０から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して一致率４１０を求める（ステップＳ５）。
【００３０】
次に、最大一致率抽出手段３０は、照合手段２０から出力された一致率４１０が最大値かどうかを判定し（ステップＳ６）、最大値であればこの最大値を最大一致率４１１として記憶する（ステップＳ７）。
一方、最小一致率抽出手段３１は、照合手段２０から出力された一致率４１０が最小値かどうかを判定し（ステップＳ８）、最小値であればこの最小値を最小一致率４１２として記憶する（ステップＳ９）。
【００３１】
また、照合手段２０は、初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内かどうかを判定して（ステップＳ１０）、移動量が設定された範囲内であれば、変換手段１０に平行移動量指定信号４０１を出力する。こうして、初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内である限り、ステップＳ４〜Ｓ９の処理が繰り返される。
【００３２】
検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段４０は、最大一致率４１１と最小一致率４１２との差である一致率差分４１３を計算する（ステップＳ１１）。
判定手段５０は、一致率差分４１３とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１２）、一致率差分４１３がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率差分４１３がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００３３】
図３は変換手段１０による検査画像の平行移動量と照合手段２０が出力する一致率４１０との関係を示す図であり、図３（ａ）は同じ指から取得した指紋画像同士の照合（本人照合）の場合を示し、図３（ｂ）は異なる指から取得した指紋画像同士の照合（他人照合）の場合を示している。図３において、Ａは本人照合の場合における一致率差分であり、Ｂは他人照合の場合における一致率差分である。
【００３４】
一致率差分Ａ，Ｂを比較すると、一致率差分は、本人照合の場合と他人照合の場合で明らかな違いがあることが分かる。この理由を図４に示す指紋の拡大模式図を用いて説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）は本人照合の場合を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の検査画像を矢印の方向に平行移動させた場合を示している。図４（ｃ）、図４（ｄ）は他人照合の場合を示し、図４（ｄ）は図４（ｃ）の検査画像を矢印の方向に平行移動させた場合を示している。
【００３５】
本人照合の場合には、指紋の凸部分（黒画素）の周期性が登録画像と検査画像で同一なので、図４（ａ）の最大一致率が得られた位置の近傍で図４（ｂ）のように最小一致率も得られるという傾向がある。これに対して、指紋の凸部分の周期性が登録画像と検査画像で異なる他人照合の場合には、図４（ｃ）、図４（ｄ）のように登録画像と検査画像の交差による一致画素が多くなり、本人照合の場合に説明したような傾向がない。この違いが、本人照合と他人照合の間で判定指標（一致率差分）の差が大きくなる理由である。以上のように、本実施の形態では、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００３６】
［実施の形態の２］
図５は本発明の第２の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。本実施の形態においても、画像照合装置としての構成は実施の形態の１とほぼ同様であるので、図１の符号を用いて説明する。本実施の形態と実施の形態の１との違いは、処理装置３００の演算手段４０が一致率差分を求める代わりに、最大一致率４１１を最小一致率４１２で割った商を求める点と、判定手段５０が演算手段４０から出力された一致率の商を判定指標として、この商をあらかじめ設定されたしきい値と比較する点である。
【００３７】
次に、本実施の形態の画像照合装置の動作を説明する。ステップＳ１〜Ｓ１０の処理は実施の形態の１と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段４０は、最大一致率４１１を最小一致率４１２で割った商を計算する（ステップＳ１３）。
【００３８】
判定手段５０は、この一致率の商とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１４）、一致率の商がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率の商がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。本実施の形態では、検査画像と登録画像の最小一致率４１２が最大一致率４１１に対して２桁以上小さい場合に、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００３９】
［実施の形態の３］
図６は本発明の第３の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と実施の形態の１との違いは、処理装置３０１が、演算手段４０を持たない点と、判定手段５０の代わりに、最大一致率４１１と最小一致率４１２のそれぞれをあらかじめ設定されたしきい値と比較して、最大一致率４１１が第１のしきい値以上で、かつ最小一致率４１２が第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合のみ、検査画像と登録画像が同じ指紋画像であると判定する判定手段５１を備える点である。
【００４０】
図７は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１〜Ｓ１０の処理は実施の形態の１と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、判定手段５１は、最大一致率抽出手段３０から出力された最大一致率４１１とあらかじめ設定された第１のしきい値とを比較して（ステップＳ１５）、最大一致率４１１が第１のしきい値より小さい場合に異なる指紋画像と判定する。
【００４１】
ステップＳ１５において最大一致率４１１が第１のしきい値以上の場合、判定手段５１は、最小一致率抽出手段３１から出力された最小一致率４１２とあらかじめ設定された第２のしきい値とを比較して（ステップＳ１６）、最小一致率４１２が第２のしきい値より小さい場合には同じ指紋画像と判定し、最小一致率４１２が第２のしきい値以上の場合には異なる指紋画像と判定する。
【００４２】
図８は変換手段１０による検査画像の平行移動量と照合手段２０が出力する一致率４１０との関係を示す図であり、図８（ａ）は同じ指から取得した指紋画像同士の照合（本人照合）の場合を示し、図８（ｂ）は異なる指から取得した指紋画像同士の照合（他人照合）の場合を示している。図１８の従来の照合装置においてしきい値設定が可能な一致率の範囲は図８に示すＣである。これに対して、本実施の形態では、最大一致率だけでなく、最小一致率も判定指標に加えるため、図８に示すＣ，Ｄの範囲内でしきい値設定が可能となる。
【００４３】
このように、本実施の形態では、しきい値設定が可能な一致率の範囲を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。なお、第１のしきい値と第２のしきい値を同一の値とする場合には、この値を図８に示すＣの範囲内（正確には、他人照合の場合の最大一致率より大で、本人照合の場合の最大一致率以下の範囲）、またはＤの範囲内（正確には、他人照合の場合の最小一致率以下で、本人照合の場合の最小一致率より大の範囲）のいずれかに設定する。また、第１のしきい値と第２のしきい値を異なる値とする場合には、第１のしきい値をＣの範囲内に設定し、第２のしきい値をＤの範囲内に設定すればよい。
【００４４】
［実施の形態の４］
図９は本発明の第４の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図６と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と実施の形態の３との違いは、処理装置３０２が、最大一致率抽出手段３０を持たない点と、判定手段５１の代わりに、最小一致率４１２がしきい値より小さい場合に検査画像と登録画像が同じ指紋画像であると判定する判定手段５２を備える点である。
【００４５】
図１０は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ８〜Ｓ１０の処理は実施の形態の１と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、判定手段５２は、最小一致率抽出手段３１から出力された最小一致率４１２とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１７）、最小一致率４１２がしきい値より小さい場合には同じ指紋画像と判定し、最小一致率４１２がしきい値以上の場合には異なる指紋画像と判定する。
【００４６】
本実施の形態では、最大一致率抽出手段３０を削減することで処理を簡易にできるため、実施の形態の３に比べて処理時間を短縮することができる。なお、本実施の形態では、しきい値を図８に示すＤの範囲内（正確には、他人照合の場合の最小一致率以下で、本人照合の場合の最小一致率より大の範囲）に設定する必要がある。
【００４７】
［実施の形態の５］
図１１は本発明の第５の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と実施の形態の１との違いは、第１に、処理装置３０３が、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正する手段として、変換手段１１と照合手段２１と記憶手段６０とを備え、変換手段１１による平行移動と照合手段２１による比較照合とを繰り返す中で、最大一致率が得られたときの移動量を記憶手段６０に記憶させる点である。第２に、実施の形態の１の変換手段１０に相当する変換手段１２に対して記憶手段６０から移動量を出力して、この移動量と第１の初期位置に基づく第２の初期位置から変換手段１２による検査画像の平行移動を開始させる点である。
【００４８】
変換手段１１は、入力された検査画像の各画素を第１の初期位置（画像入力装置１００から入力された時点の位置）から後述する平行移動量指定信号４０２に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
照合手段２１は、変換手段１１から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較照合して、輝度値が一致する黒画素の数を予め設定された照合領域内で集計し、集計した一致画素数を登録画像の黒画素数で割ることにより、検査画像と登録画像の一致率４１４を求める。
【００４９】
さらに、照合手段２１は、第１の初期位置から現在位置（変換手段１１による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量を表す移動量信号４０３を記憶手段６０に出力すると共に、この移動量が予め設定された第１の範囲内である場合、検査画像の平行移動と一致率の算出とを再度実行するために、変換手段１１に対して検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０２を出力する。
変換手段１１は、平行移動量指定信号４０２で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。ここで、第１の範囲は、実施の形態の１の照合手段２０に設定された範囲と同じである。
【００５０】
記憶手段６０は、照合手段２１から出力された一致率４１４が最大となるとき照合手段２１から出力されている移動量信号４０３を記憶して、これを移動量信号４０４として変換手段１２に出力する。
変換手段１２は、前記第１の初期位置に移動量信号４０４が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４０１に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００５１】
照合手段２２は、変換手段１２から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像の一致率４１０を照合手段２０と同様にして求める。さらに、照合手段２２は、第２の初期位置から現在位置（変換手段１２による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量が予め設定された第２の範囲内である場合、検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０１を出力する。
変換手段１２は、平行移動量指定信号４０１で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。ここで、第２の範囲は前記第１の範囲より小さい範囲に設定される。
【００５２】
図１２は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３０３は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ１８）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ１９）、変換手段１１によって検査画像を平行移動させる（ステップＳ２０）。そして、照合手段２１は、変換手段１１から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して一致率４１４を求める（ステップＳ２１）。
【００５３】
記憶手段６０は、照合手段２１から出力された一致率４１４が最大値かどうかを判定し（ステップＳ２２）、最大値であれば、このとき照合手段２１から出力されている移動量信号４０３を記憶する（ステップＳ２３）。
照合手段２１は、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された第１の範囲内かどうかを判定して（ステップＳ２４）、移動量が第１の範囲内であれば、変換手段１１に平行移動量指定信号４０２を出力する。こうして、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が第１の範囲内である限り、ステップＳ２０〜Ｓ２３の処理が繰り返される。検査画像の移動量が第１の範囲を超えたとき（ステップＳ２４においてＮＯ）、記憶手段６０は、記憶していた移動量信号４０３を移動量信号４０４として出力する。
【００５４】
そして、検査画像の移動量が第１の範囲を超えたとき、変換手段１２は、前記第１の初期位置に移動量信号４０４が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させる（ステップＳ２５）。そして、変換手段１２は、この検査画像を平行移動量指定信号４０１に従って平行移動させる（ステップＳ２６）。
【００５５】
照合手段２２は、変換手段１２から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して一致率４１０を求める（ステップＳ２７）。ステップＳ６〜Ｓ９の処理は実施の形態の１と全く同じである。照合手段２２は、第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された第２の範囲内かどうかを判定して（ステップＳ２８）、移動量が第２の範囲内であれば、変換手段１２に平行移動量指定信号４０１を出力する。このようにして、第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が第２の範囲内である限り、ステップＳ２６，Ｓ２７，Ｓ６〜Ｓ９の処理が繰り返される。ステップＳ１１，Ｓ１２の処理は実施の形態の１と全く同じである。
【００５６】
本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために第１の範囲内で最大一致率を求め、この最大一致率が得られた位置を第２の初期位置として第１の範囲より小さい第２の範囲内で実施の形態の１で説明した処理を実行するので、実施の形態の１の照合手段２０に設定される範囲と前記第１の範囲とを同じにすれば、第１の範囲内では最大一致率だけを求めればよいので、実施の形態の１に比べて処理時間を短縮することができる。
【００５７】
［実施の形態の６］
実施の形態の５では、照合手段２１が一致率を求める照合領域の大きさと照合手段２２が一致率を求める照合領域の大きさを同一としているが、照合手段２１が一致率を求める第２の照合領域の大きさを照合手段２２が一致率を求める第１の照合領域の大きさより小さくしてもよい。この場合にも、画像照合装置としての構成及びその照合動作は、図１１、図１２で示した通りである。こうして、本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときに、比較照合する画素数を削減することができるので、実施の形態の５に比べて処理時間を短縮することができる。
【００５８】
［実施の形態の７］
実施の形態の５では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために照合手段２１が出力する平行移動量指定信号４０２と、最大一致率と最小一致率を求めるために照合手段２２が出力する平行移動量指定信号４０１の違いについて言及していないが、平行移動量指定信号４０２が表す１回当たりの移動量を平行移動量指定信号４０１が表す１回当たりの移動量より大きくしてもよい。この場合にも、画像照合装置としての構成及びその照合動作は、図１１、図１２で示した通りである。
【００５９】
こうして、本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときの検査画像の１回当たりの移動量を大きくするので、変換手段１１による平行移動処理の回数と照合手段２１による比較照合の回数を削減することができ、実施の形態の５に比べて処理時間を短縮することができる。
なお、実施の形態の５〜７では、処理装置３０３の基になる構成として実施の形態の１の処理装置３００を用いているが、実施の形態の２〜４の構成を用いてもよい。すなわち、図６、図９に示す変換手段１０の代わりに変換手段１２を用いて、この変換手段１２に記憶手段６０から移動量信号４０４を与えるようにしてもよい。
【００６０】
［実施の形態の８］
図１３は、本発明の第８の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と実施の形態の１との違いは、処理装置３０４が、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正する手段として、基準点検出手段７０と補正量演算手段８０とを備え、実施の形態の１の変換手段１０に相当する変換手段１３に対して補正量演算手段８０から移動量を出力して、この移動量と第１の初期位置に基づく第２の初期位置から変換手段１３による検査画像の平行移動を開始させる点である。
【００６１】
基準点検出手段７０は、画像入力装置１００から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像の各々について、近似的中心点などの画像の基準点を検出して、検査画像の基準点の座標４２０と登録画像の基準点の座標４２１を出力する。近似的中心点の検索は、例えば長方形の各辺の平行線との交点数を用いて、逐次に中心位置に接近する方法（参考文献：伊藤ほか，”中心点に着目した指紋画像の一分類法，”信学技法，ＰＲＵ８９−７９，ｐｐ１５−２２，１９８９）などによって実現できる。なお、指紋画像の場合、近似的中心点は指紋の曲率が大きい位置となる。
【００６２】
補正量演算手段８０は、基準点検出手段７０によって検出された検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の平行移動量を求めて、この平行移動量を表す移動量信号４０７を出力する。この補正量演算手段８０は、検査画像の基準点の位置ベクトルと登録画像の基準点の位置ベクトルとの差を求めて平行移動量とする方法によって実現できる。
【００６３】
変換手段１３は、第１の初期位置に移動量信号４０７が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４０１に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００６４】
図１４は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３０４は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ２９）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ３０）、基準点検出手段７０によって検査画像と登録画像のそれぞれの基準点を検出する（ステップＳ３１）。
【００６５】
補正量演算手段８０は、検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の平行移動量を求めて、この平行移動量を表す移動量信号４０７を出力する（ステップＳ３２）。次に、変換手段１３は、前記第１の初期位置に移動量信号４０７が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させる（ステップＳ３３）。そして、変換手段１３は、この検査画像を平行移動量指定信号４０１に従って平行移動させる（ステップＳ３４）。ステップＳ５〜Ｓ１２の処理は実施の形態の１と全く同じである。
【００６６】
本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために基準点検出手段７０によって検査画像と登録画像のそれぞれの基準点を検出し、これらの基準点が一致する位置を第２の初期位置として実施の形態の１で説明した処理を実行するので、実施の形態の１に比べて処理時間を短縮することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、処理装置３０４の基になる構成として実施の形態の１の処理装置３００を用いているが、実施の形態の２〜４の構成を用いてもよい。すなわち、図６、図９に示す変換手段１０の代わりに変換手段１３を用いて、この変換手段１３に補正量演算手段８０から移動量信号４０７を与えるようにしてもよい。
【００６８】
［実施の形態の９］
また、図１５に示すように実施の形態の５，８の構成を組み合わせてもよい。図１５において、図１１、図１３と同一の構成には同一の符号を付してある。
変換手段１４は、第１の初期位置に移動量信号４０７が表す移動量を加えた位置を新たな第１の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像をこの新たな第１の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４０２に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００６９】
図１６は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２、図１２、図１４と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１，Ｓ２９〜Ｓ３２の処理は実施の形態の８と全く同じである。変換手段１４は、第１の初期位置に移動量信号４０７が表す移動量を加えた位置を新たな第１の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像をこの新たな第１の初期位置に移動させる（ステップＳ３５）。そして、変換手段１４は、この検査画像を平行移動量指定信号４０２に従って平行移動させる（ステップＳ３６）。
【００７０】
ステップＳ２２〜Ｓ２４、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ２５〜Ｓ２７、Ｓ６〜Ｓ９、Ｓ２８、Ｓ１１、Ｓ１２の処理は実施の形態の５と全く同じである。
こうして、本実施の形態では、実施の形態の５による処理高速化の効果と、実施の形態の８による処理高速化の効果を同時に得ることができる。
【００７１】
［実施の形態の１０］
図１７は本発明の第１０の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。実施の形態の１〜９で示した画像照合装置の構成はコンピュータ３０６で実現することができる。このコンピュータ３０６は、ＣＰＵ４００、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０１、ＲＡＭ(Random Access Memory ）４０２、フロッピィディスク装置等の補助記憶装置４０３、ハードディスク装置等の大容量の補助記憶装置４０４、映像出力のためのディスプレイ装置（不図示）とのインタフェースとなるインタフェース装置４０５、キーボード（不図示）とのインタフェースとなるインタフェース装置４０６、画像入力装置１００とのインタフェースとなるインタフェース装置４０７といった構成を有している。
【００７２】
画像データベース２００は、ＲＡＭ４０２あるいは補助記憶装置４０４で実現することができる。図１７の装置において、本発明の画像照合方法を実現させるためのプログラムは、フロッピィディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体に記録された状態で提供される。
この記録媒体をコンピュータ３０６の補助記憶装置４０３に挿入すると、媒体に記録されたプログラムが読み取られる。そして、ＣＰＵ４００は、読み込んだプログラムをＲＡＭ４０２あるいは補助記憶装置４０４に書き込み、このプログラムに従って実施の形態の１〜９で説明したような処理を実行する。こうして、実施の形態の１〜９と同様の処理を実現することができる。
【００７３】
なお、以上の実施の形態の１〜１０では、照合する画像が指紋画像である場合について説明したが、動物の鼻紋や虹彩やテクスチャーパターンなどのように周期性をもつ画像であれば、本発明を適用することができる。
また、照合手段２０〜２２は、検査画像と登録画像において輝度値が完全に一致する黒画素を一致画素としているが、輝度値が完全に一致する白画素を一致画素として、一致画素数／登録画像の白画素数、または一致画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）を一致率としてもよい。また、以上の実施の形態では、登録画像と検査画像を２値画像としているが、２値化処理する前の例えば２５６階調の濃淡画像を用いてもよい。この場合には、検査画像と登録画像の輝度値の差が所定の範囲内にある画素を一致画素とすればよい。
【００７４】
また、変換手段１０〜１４は、検査画像と登録画像の位置ずれを補正するために検査画像を平行移動させているが、検査画像を回転させてもよく、平行移動と回転の両方を実行してもよい。平行移動と回転の両方を実行する場合には、位置ずれだけでなく角度ずれも補正することができる。平行移動と回転の両方を実行する場合には、例えば検査画像を一定角度だけ回転させた後、前記のように検査画像の平行移動を繰り返し、平行移動量の合計が予め設定された範囲を超えた時点で、再び検査画像を一定角度だけ回転させ、検査画像の平行移動を繰り返すといった処理を行えばよい。
【００７５】
ただし、平行移動と回転の両方を実行する場合には、平行移動量と回転角度のそれぞれの範囲を照合手段２０〜２２に設定する必要がある。照合手段２０〜２２は、第１または第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された平行移動量の範囲内であれば、検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０１，４０２を出力し、第１または第２の初期位置から現在位置までの検査画像の回転角度が予め設定された回転角度の範囲内であれば、検査画像の１回当たりの回転角度を指定する回転角度指定信号を出力する。回転だけを行う場合には、回転角度指定信号を出力する。
【００７６】
変換手段１０〜１４は、平行移動量指定信号４０１，４０２に従って検査画像を平行移動させ、回転角度指定信号に従って検査画像を回転させる。
また、平行移動と回転の両方を実行する場合、照合手段２１は、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量を表す移動量信号４０３と、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の回転角度を表す角度信号とを出力し、記憶手段６０は、一致率４１４が最大となるとき照合手段２１から出力されている移動量信号４０３と角度信号とを記憶して変換手段１２に出力する。
【００７７】
また、平行移動と回転の両方を実行する場合、基準点検出手段７０で登録画像と検査画像のそれぞれについて複数の基準点を求めると、補正量演算手段８０は、検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の回転角度を求めて、この回転角度を表す角度信号を出力する。変換手段１２〜１４は、記憶手段６０または補正量演算手段８０から出力された角度信号が表す回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置または第２の初期位置とする。
また、変換手段１０〜１４の処理は、検査画像を対象とする代わりに、登録画像を対象として実行してもよい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、変換手段、照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出手段、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を求める演算手段、及び演算手段から出力された差分が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、本人照合と他人照合の間で判定指標（一致率の差分）の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００７９】
また、変換手段、照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を求める演算手段、及び演算手段から出力された商が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、第１の画像と第２の画像の最小一致率が最大一致率に対して２桁以上小さい場合に、本人照合と他人照合の間で判定指標（一致率の商）の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００８０】
また、変換手段、照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出、及び最大一致率抽出手段から出力された最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、しきい値設定が可能な一致率の範囲を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００８１】
また、変換手段、照合手段、最小一致率抽出、及び最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、最大一致率抽出手段を削減することで処理を簡易にできるため、処理時間を短縮することができる。
【００８２】
また、第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段を設け、変換手段に予め設定される範囲を第２の変換手段に予め設定される範囲よりも小さくし、変換手段が、記憶手段で記憶された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するための第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段では最大一致率だけを求めればよいので、処理時間を短縮することができる。
【００８３】
また、第２の照合手段が一致率を求める照合領域を、照合手段が一致率を求める照合領域よりも小さくすることにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときに、比較照合する画素数を削減することができるので、処理時間を短縮することができる。
【００８４】
また、第２の変換手段が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、変換手段が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくすることにより、登録画像と検査画像の位置ずれを大まかに補正するときの検査画像の１回当たりの移動量を大きくするので、第２の変換手段による平行移動処理の回数と第２の照合手段による比較照合の回数を削減することができ、処理時間を短縮することができる。
【００８５】
また、基準点検出手段及び補正量演算手段を設け、変換手段が、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、登録画像と検査画像の位置ずれを大まかに補正するために基準点検出手段によって検査画像と登録画像の基準点を検出し、これらの基準点が一致する位置を第２の初期位置とするので、処理時間を短縮することができる。
【００８６】
また、基準点検出手段及び補正量演算手段を設け、第２の変換手段が、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段による処理高速化の効果と、基準点検出手段及び補正量演算手段による処理高速化の効果を同時に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態における検査画像の平行移動量と一致率との関係を示す図である。
【図４】 本発明の第１の実施の形態の原理を説明するための指紋の拡大模式図である。
【図５】 本発明の第２の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図６】 本発明の第３の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 図６の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図８】 本発明の第３の実施の形態における検査画像の平行移動量と一致率との関係を示す図である。
【図９】 本発明の第４の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１１】 本発明の第５の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】 図１１の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１３】 本発明の第８の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】 図１３の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１５】 本発明の第９の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】 図１５の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１７】 本発明の第１０の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】 従来の指紋照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】 図１８の指紋照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１００…画像入力装置、２００…画像データベース、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５…処理装置、１０、１１、１２、１３、１４…変換手段、２０、２１、２２…照合手段、３０…最大一致率抽出手段、３１…最小一致率抽出手段、４０…演算手段、５０、５１、５２…判定手段、６０…記憶手段、７０…基準点検出手段、８０…補正量演算手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋、鼻紋、虹彩、テクスチャパターンなどの周期性がある画像において、予め登録された画像と新たに入力された画像における類似の程度を評価して、新たに入力された画像が予め登録された画像と同一かどうかを判定する画像照合装置、画像照合方法及び画像照合プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、様々な画像照合装置が知られている。例えば、文献「小林，”細線化画像パターンマッチングによる指紋照合”，電子情報通信学会論文誌（D-II），vo1.J79-D-II,no.3,pp.330-340,March1996. 」に記載された画像照合装置の１例である指紋照合装置では、画像そのものをパターンマッチングして、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定している。図１８はこのようなパターンマッチングによる指紋照合装置の構成を示すブロック図である。この指紋照合装置は、画像入力装置１０１と、画像データベース２０１と、処理装置３０５とから構成される。
【０００３】
画像入力装置１０１は、自装置のセンサ上に置かれた指の指紋の凹凸をセンサで検出して、センサが出力した信号に対してアナログ／ディジタル変換と２値化などの画像処理を行う。画像入力装置１０１の出力は、指紋の凸部分を黒の輝度をもつ画素（黒画素）によって表し、指紋の凹部分を白の輝度をもつ画素（白画素）によって表す２値画像である。なお、指紋の凸部分を白画素、指紋の凹部分を黒画素としてもよい。ここで、画像入力装置１０１が出力する画像を検査画像と呼ぶ。
【０００４】
画像データベース２０１は、あらかじめ取得した指紋画像を登録データとして記憶している。ここで、画像データベース２０１が記憶している画像を登録画像と呼ぶ。
処理装置３０５は、画像入力装置１０１から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とを比較照合して、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定する。判定の精度（照合精度）を向上させるために、処理装置３０５は、変換手段１５と、照合手段２３と、最大一致率抽出手段３２と、判定手段５３とを備えている。
【０００５】
変換手段１５は、入力された検査画像の各画素を一定の変化量だけ平行移動（シフト）および回転させた検査画像を出力する。
照合手段２３は、変換手段１５から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較して、輝度値が一致する画素の数を予め設定された照合領域内で集計し、集計した一致画素数と登録画像の黒画素数から検査画像と登録画像の類似の程度（一致率）を求める。さらに、照合手段２３は、平行移動量が予め設定された範囲を外れるまで、変換手段１５による平行移動および回転と自身による比較照合とを繰り返させるために、変換手段１５に対して平行移動量４０８を出力する。
【０００６】
最大一致率抽出手段３２は、照合手段２３が出力した一致率４１５の中から最大値（最大一致率）４１７を求めて出力する。
判定手段５３は、最大一致率４１７とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して、最大一致率４１５がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、最大一致率４１５がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【０００７】
図１９は図１８の指紋照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。まず、画像入力装置１０１は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ５１）。処理装置３０５は、画像入力装置１０１から検査画像が入力され（ステップＳ５２）、画像データベース２０１から登録画像が入力されると（ステップＳ５３）、変換手段１５によって検査画像を平行移動及び回転させながら（ステップＳ５４）、変換手段１５から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とを照合手段２３で比較照合して一致率４１５を求める（ステップＳ５５）。
【０００８】
そして、処理装置３０５は、一致率４１５の中から最大一致率４１７を最大一致率抽出手段３２によって求める（ステップＳ５６，Ｓ５７）。処理装置３０５は、平行移動量が予め設定された範囲を外れるまで（ステップＳ５８においてＮＯ）、前記平行移動と比較照合とを繰り返す。最後に、処理装置３０５の判定手段５３は、最大一致率４１７がしきい値以上である場合には（ステップＳ５９においてＹＥＳ）同じ指紋画像と判定し、最大一致率４１７がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。なお、変換手段１５の処理は、検査画像を対象とする代わりに、登録画像を対象として実行されることもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来のパターンマッチングによる指紋照合装置において、判定指標として使用される最大一致率は、一致画素数から求めるため、検査画像の全画素数に対する黒画素数の割合を一定にする必要がある。例えば、全画素数に対する黒画素数の割合を５０％に設定したとき、異なる指から取得した２つの指紋画像同士の照合（他人照合）における最大一致率は、５０％程度の値となる。これに対して、同じ指から取得した２つの指紋画像同士の照合（本人照合）における最大一致率は、理想的には１００％となるが、実際は位置ずれなどが原因で低下し１００％を大きく下回る。以上の理由から、最大一致率は本人照合と他人照合との間で差が小さくなる。このため、最大一致率を判定指標とする従来の指紋照合装置では、同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定するためのしきい値設定が困難となり、照合精度が低下するという問題点があった。この問題は、指紋照合装置以外の他の画像照合装置についても同様に発生する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、照合精度を向上させることができる画像照合装置、画像照合方法及び画像照合プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像照合装置は、第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する変換手段（１０）と、この変換手段の毎回の処理毎に、変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して一致率を求める照合手段（２０）と、この照合手段から出力された一致率の中から最大一致率を求める最大一致率抽出手段（３０）と、この照合手段から出力された一致率の中から最小一致率を求める最小一致率抽出手段（３１）と、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を求める演算手段（４０）と、この演算手段から出力された差分が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段（５０）とを備えるものである。このように、演算手段で最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を求め、この差分を判定指標として判定手段でしきい値と比較することにより、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができる。
【００１１】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、変換手段（１０）と、照合手段（２０）と、最大一致率抽出手段（３０）と、最小一致率抽出手段（３１）と、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を求める演算手段（４０）と、この演算手段から出力された商が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段（５０）とを備えるものである。このように、演算手段で最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を求め、この商を判定指標とすることにより、第１の画像と第２の画像の最小一致率が最大一致率に対して２桁以上小さい場合に、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができる。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、変換手段（１０）と、照合手段（２０）と、最大一致率抽出手段（３０）と、最小一致率抽出手段（３１）と、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段（５１）とを備えるものである。このように、最大一致率と第１のしきい値を比較し、最小一致率と第２のしきい値を比較する判定手段を設けることにより、しきい値設定が可能な一致率の範囲を拡大することができる。
また、本発明は、画素に周期性を持つ第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する変換手段（１０）と、この変換手段の毎回の処理毎に、前記変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／登録画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／登録画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）のうちのいずれかを一致率として求める照合手段（２０）と、この照合手段が前記変換手段の毎回の処理毎に求めた前記一致率の中から最小一致率を求める最小一致率抽出手段（３１）と、最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段（５２）とを備えるものである。このように、最小一致率としきい値を比較する判定手段を設けることにより、処理を簡易にすることができる。
【００１２】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第２の変換手段（１１）と、この第２の変換手段の毎回の処理毎に、第２の変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して一致率を求める第２の照合手段（２１）と、この第２の照合手段から出力された一致率が最大となるとき、第１の初期位置から現在位置までの第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を記憶する記憶手段（６０）とを備え、前記変換手段（１２）は、記憶手段で記憶された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。これにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するための第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段では最大一致率だけを求めればよい。
また、本発明の画像照合装置の１構成例として、前記変換手段（１２）に予め設定される範囲を、前記第２の変換手段（１１）に予め設定される範囲よりも小さくするものである。
また、本発明の画像照合装置の１構成例として、前記第２の照合手段（２１）が一致率を求める照合領域を、前記照合手段（２２）が一致率を求める照合領域よりも小さくするものである。これにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときに、比較照合する画素数を削減することができる。また、本発明の画像照合装置の１構成例として、前記第２の変換手段（１１）が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、前記変換手段（１２）が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくするものである。これにより、第２の変換手段による平行移動処理の回数と第２の照合手段による比較照合の回数を削減することができる。
【００１３】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある第１の画像と第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段（７０）と、第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段（８０）とを備え、前記変換手段（１３）は、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。このように、検査画像と登録画像の基準点が一致する位置を第２の初期位置とすることにより、処理を簡略化することができる。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある第１の画像と第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段（７０）と、第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段（８０）とを備え、前記第２の変換手段（１４）は、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。これにより、基準点検出手段及び補正量演算手段による処理と、第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段による処理とを続けて実行することができる。
【００１４】
また、本発明の画像照合方法は、第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、第１の画像に対する毎回の処理毎に、処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合し一致率を求めてメモリに格納する照合手順と、この一致率の中から最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、最大一致率と最小一致率との差分を求めてメモリに格納する演算手順と、この差分が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有するものである。
【００１５】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、変換手順と、照合手順と、最大一致率抽出手順と、最小一致率抽出手順と、最大一致率を最小一致率で割った商を求めてメモリに格納する演算手順と、この商が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有するものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、変換手順と、照合手順と、最大一致率抽出手順と、最小一致率抽出手順と、最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有するものである。
また、本発明は、画素に周期性を持つ第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／登録画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／登録画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）のうちのいずれかを一致率として求めてメモリに格納する照合手順と、前記変換手順の毎回の処理毎に求めた前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有するものである。
【００１６】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第２の変換手順と、この第１の画像に対する毎回の処理毎に、処理後の第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求めてメモリに格納する第２の照合手順と、この一致率が最大となるとき、第１の初期位置から現在位置までの第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方をメモリに格納する記憶手順とを有し、前記変換手順は、メモリに格納された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順である。
また、本発明の画像照合方法の１構成例として、前記変換手順で予め設定される範囲を、前記第２の変換手順で予め設定される範囲よりも小さくするものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例として、前記第２の照合手順で一致率を求める照合領域を、前記照合手順で一致率を求める照合領域よりも小さくするものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例として、前記第２の変換手順で第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、前記変換手順で第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくするものである。
【００１７】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記各手順の前に、第１の初期位置にある第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手順と、第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手順とを有し、前記変換手順は、補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順である。
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記各手順の前に、第１の初期位置にある第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手順と、第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手順とを有し、前記第２の変換手順は、補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明では、第１の画像と第２の画像の位置ずれを補正するために第１の画像を平行移動、回転または平行移動及び回転させる処理と、この処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合して類似の程度（一致率）を求める処理とを繰り返す中で、一致率の最大値と最小値を求めて、求めた最大値と最小値の両方、あるいは最小値のみを用いて第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する点が従来の画像照合装置とは異なる。
【００１９】
［実施の形態の１］
以下、本発明の実施の形態として画像が指紋である場合について述べる。図１は、本発明の第１の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。この画像照合装置は、画像入力装置１００と、画像データベース２００と、処理装置３００とから構成される。
【００２０】
画像入力装置１００は、自装置のセンサ（不図示）上に置かれた指の指紋の凹凸をセンサで検出して、このセンサが出力した信号に対してアナログ／ディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）や２値化などの画像処理を行う。画像入力装置１００の出力は、指紋の凸部分を黒の輝度をもつ画素（黒画素）によって表し、指紋の凹部分を白の輝度をもつ画素（白画素）によって表す２値画像である。なお、指紋の凸部分を白画素、指紋の凹部分を黒画素としてもよい。以下、画像入力装置１００が出力する画像を検査画像と呼ぶ。
【００２１】
画像入力装置１００は、ＬＳＩチップ上に２次元状に配置された小さなセンスユニットの電極と絶縁膜を介して触れた指の皮膚との間に形成される静電容量を検出して、指紋の凹凸パターンを感知する容量検出形指紋センサと、このセンサの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力データに対して２値化などの画像処理を実行するプロセッサと、画像データを記憶する半導体メモリなどの記憶装置とから構成される。容量検出形指紋センサについては、例えば文献「M.Tartagni and R.Guerrieri,"A fingerprint sensor based on the feedback capacitive sensing scheme",IEEE J.Solid-State Circuits,vol.33,pp.133-142,Jan,1998」に記載されている。
【００２２】
画像データベース２００は、あらかじめ取得した指紋画像を登録データとして記憶している。この画像データベース２００は、ハードディスク装置や不揮発性メモリなどの記憶装置によって構成される。以下、画像データベース２００が記憶している画像を登録画像と呼ぶ。
【００２３】
処理装置３００は、画像入力装置１００から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定する。判定の精度（照合精度）を向上させるために、処理装置３００は、変換手段１０と、照合手段２０と、最大一致率抽出手段３０と、最小一致率抽出手段３１と、演算手段４０と、判定手段５０とを備えている。
【００２４】
変換手段１０は、入力された検査画像の各画素を初期位置（画像入力装置１００から入力された時点の位置）から後述する平行移動量指定信号４０１に従って一定量だけ平行移動（シフト）させた検査画像を出力する。この変換手段１０によるシフト動作を説明すると、まず検査画像に対して座標系を設定し、この座標系で決まる各画素の座標を平行移動するために一次変換し、最後に一次変換後の各画素の座標を基に画像を再構成することで、平行移動させた検査画像を生成する。
【００２５】
照合手段２０は、変換手段１０から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較照合して、輝度値が一致する黒画素の数を予め設定された照合領域内で集計し、集計した一致画素数を登録画像の黒画素数で割ることにより、検査画像と登録画像の類似の程度（一致率）を求める。なお、一致画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）を一致率としてもよい。
【００２６】
さらに、照合手段２０は、初期位置から現在位置（変換手段１０による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内である場合、検査画像の平行移動と一致率の算出とを再度実行するために、変換手段１０に対して検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０１を出力する。変換手段１０は、平行移動量指定信号４０１で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。
【００２７】
最大一致率抽出手段３０は、照合手段２０が出力した一致率４１０の中から最大の一致率（最大一致率）４１１を求めて出力する。
最小一致率抽出手段３１は、照合手段２０が出力した一致率４１０の中から最小の一致率（最小一致率）４１２を求めて出力する。
【００２８】
演算手段４０は、最大一致率抽出手段３０から出力された最大一致率４１１と最小一致率抽出手段３１から出力された最小一致率４１２との差（一致率差分）４１３を計算する。
判定手段５０は、一致率差分４１３とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して、一致率差分４１３がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率差分４１３がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００２９】
図２に図１の画像照合装置の照合動作を示す。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３００は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ２）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ３）、変換手段１０によって検査画像を平行移動させる（ステップＳ４）。
そして、照合手段２０は、変換手段１０から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して一致率４１０を求める（ステップＳ５）。
【００３０】
次に、最大一致率抽出手段３０は、照合手段２０から出力された一致率４１０が最大値かどうかを判定し（ステップＳ６）、最大値であればこの最大値を最大一致率４１１として記憶する（ステップＳ７）。
一方、最小一致率抽出手段３１は、照合手段２０から出力された一致率４１０が最小値かどうかを判定し（ステップＳ８）、最小値であればこの最小値を最小一致率４１２として記憶する（ステップＳ９）。
【００３１】
また、照合手段２０は、初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内かどうかを判定して（ステップＳ１０）、移動量が設定された範囲内であれば、変換手段１０に平行移動量指定信号４０１を出力する。こうして、初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内である限り、ステップＳ４〜Ｓ９の処理が繰り返される。
【００３２】
検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段４０は、最大一致率４１１と最小一致率４１２との差である一致率差分４１３を計算する（ステップＳ１１）。
判定手段５０は、一致率差分４１３とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１２）、一致率差分４１３がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率差分４１３がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００３３】
図３は変換手段１０による検査画像の平行移動量と照合手段２０が出力する一致率４１０との関係を示す図であり、図３（ａ）は同じ指から取得した指紋画像同士の照合（本人照合）の場合を示し、図３（ｂ）は異なる指から取得した指紋画像同士の照合（他人照合）の場合を示している。図３において、Ａは本人照合の場合における一致率差分であり、Ｂは他人照合の場合における一致率差分である。
【００３４】
一致率差分Ａ，Ｂを比較すると、一致率差分は、本人照合の場合と他人照合の場合で明らかな違いがあることが分かる。この理由を図４に示す指紋の拡大模式図を用いて説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）は本人照合の場合を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の検査画像を矢印の方向に平行移動させた場合を示している。図４（ｃ）、図４（ｄ）は他人照合の場合を示し、図４（ｄ）は図４（ｃ）の検査画像を矢印の方向に平行移動させた場合を示している。
【００３５】
本人照合の場合には、指紋の凸部分（黒画素）の周期性が登録画像と検査画像で同一なので、図４（ａ）の最大一致率が得られた位置の近傍で図４（ｂ）のように最小一致率も得られるという傾向がある。これに対して、指紋の凸部分の周期性が登録画像と検査画像で異なる他人照合の場合には、図４（ｃ）、図４（ｄ）のように登録画像と検査画像の交差による一致画素が多くなり、本人照合の場合に説明したような傾向がない。この違いが、本人照合と他人照合の間で判定指標（一致率差分）の差が大きくなる理由である。以上のように、本実施の形態では、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００３６】
［実施の形態の２］
図５は本発明の第２の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。本実施の形態においても、画像照合装置としての構成は実施の形態の１とほぼ同様であるので、図１の符号を用いて説明する。本実施の形態と実施の形態の１との違いは、処理装置３００の演算手段４０が一致率差分を求める代わりに、最大一致率４１１を最小一致率４１２で割った商を求める点と、判定手段５０が演算手段４０から出力された一致率の商を判定指標として、この商をあらかじめ設定されたしきい値と比較する点である。
【００３７】
次に、本実施の形態の画像照合装置の動作を説明する。ステップＳ１〜Ｓ１０の処理は実施の形態の１と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段４０は、最大一致率４１１を最小一致率４１２で割った商を計算する（ステップＳ１３）。
【００３８】
判定手段５０は、この一致率の商とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１４）、一致率の商がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率の商がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。本実施の形態では、検査画像と登録画像の最小一致率４１２が最大一致率４１１に対して２桁以上小さい場合に、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００３９】
［実施の形態の３］
図６は本発明の第３の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と実施の形態の１との違いは、処理装置３０１が、演算手段４０を持たない点と、判定手段５０の代わりに、最大一致率４１１と最小一致率４１２のそれぞれをあらかじめ設定されたしきい値と比較して、最大一致率４１１が第１のしきい値以上で、かつ最小一致率４１２が第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合のみ、検査画像と登録画像が同じ指紋画像であると判定する判定手段５１を備える点である。
【００４０】
図７は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１〜Ｓ１０の処理は実施の形態の１と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、判定手段５１は、最大一致率抽出手段３０から出力された最大一致率４１１とあらかじめ設定された第１のしきい値とを比較して（ステップＳ１５）、最大一致率４１１が第１のしきい値より小さい場合に異なる指紋画像と判定する。
【００４１】
ステップＳ１５において最大一致率４１１が第１のしきい値以上の場合、判定手段５１は、最小一致率抽出手段３１から出力された最小一致率４１２とあらかじめ設定された第２のしきい値とを比較して（ステップＳ１６）、最小一致率４１２が第２のしきい値より小さい場合には同じ指紋画像と判定し、最小一致率４１２が第２のしきい値以上の場合には異なる指紋画像と判定する。
【００４２】
図８は変換手段１０による検査画像の平行移動量と照合手段２０が出力する一致率４１０との関係を示す図であり、図８（ａ）は同じ指から取得した指紋画像同士の照合（本人照合）の場合を示し、図８（ｂ）は異なる指から取得した指紋画像同士の照合（他人照合）の場合を示している。図１８の従来の照合装置においてしきい値設定が可能な一致率の範囲は図８に示すＣである。これに対して、本実施の形態では、最大一致率だけでなく、最小一致率も判定指標に加えるため、図８に示すＣ，Ｄの範囲内でしきい値設定が可能となる。
【００４３】
このように、本実施の形態では、しきい値設定が可能な一致率の範囲を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。なお、第１のしきい値と第２のしきい値を同一の値とする場合には、この値を図８に示すＣの範囲内（正確には、他人照合の場合の最大一致率より大で、本人照合の場合の最大一致率以下の範囲）、またはＤの範囲内（正確には、他人照合の場合の最小一致率以下で、本人照合の場合の最小一致率より大の範囲）のいずれかに設定する。また、第１のしきい値と第２のしきい値を異なる値とする場合には、第１のしきい値をＣの範囲内に設定し、第２のしきい値をＤの範囲内に設定すればよい。
【００４４】
［実施の形態の４］
図９は本発明の第４の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図６と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と実施の形態の３との違いは、処理装置３０２が、最大一致率抽出手段３０を持たない点と、判定手段５１の代わりに、最小一致率４１２がしきい値より小さい場合に検査画像と登録画像が同じ指紋画像であると判定する判定手段５２を備える点である。
【００４５】
図１０は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ８〜Ｓ１０の処理は実施の形態の１と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、判定手段５２は、最小一致率抽出手段３１から出力された最小一致率４１２とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１７）、最小一致率４１２がしきい値より小さい場合には同じ指紋画像と判定し、最小一致率４１２がしきい値以上の場合には異なる指紋画像と判定する。
【００４６】
本実施の形態では、最大一致率抽出手段３０を削減することで処理を簡易にできるため、実施の形態の３に比べて処理時間を短縮することができる。なお、本実施の形態では、しきい値を図８に示すＤの範囲内（正確には、他人照合の場合の最小一致率以下で、本人照合の場合の最小一致率より大の範囲）に設定する必要がある。
【００４７】
［実施の形態の５］
図１１は本発明の第５の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と実施の形態の１との違いは、第１に、処理装置３０３が、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正する手段として、変換手段１１と照合手段２１と記憶手段６０とを備え、変換手段１１による平行移動と照合手段２１による比較照合とを繰り返す中で、最大一致率が得られたときの移動量を記憶手段６０に記憶させる点である。第２に、実施の形態の１の変換手段１０に相当する変換手段１２に対して記憶手段６０から移動量を出力して、この移動量と第１の初期位置に基づく第２の初期位置から変換手段１２による検査画像の平行移動を開始させる点である。
【００４８】
変換手段１１は、入力された検査画像の各画素を第１の初期位置（画像入力装置１００から入力された時点の位置）から後述する平行移動量指定信号４０２に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
照合手段２１は、変換手段１１から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較照合して、輝度値が一致する黒画素の数を予め設定された照合領域内で集計し、集計した一致画素数を登録画像の黒画素数で割ることにより、検査画像と登録画像の一致率４１４を求める。
【００４９】
さらに、照合手段２１は、第１の初期位置から現在位置（変換手段１１による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量を表す移動量信号４０３を記憶手段６０に出力すると共に、この移動量が予め設定された第１の範囲内である場合、検査画像の平行移動と一致率の算出とを再度実行するために、変換手段１１に対して検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０２を出力する。
変換手段１１は、平行移動量指定信号４０２で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。ここで、第１の範囲は、実施の形態の１の照合手段２０に設定された範囲と同じである。
【００５０】
記憶手段６０は、照合手段２１から出力された一致率４１４が最大となるとき照合手段２１から出力されている移動量信号４０３を記憶して、これを移動量信号４０４として変換手段１２に出力する。
変換手段１２は、前記第１の初期位置に移動量信号４０４が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４０１に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００５１】
照合手段２２は、変換手段１２から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像の一致率４１０を照合手段２０と同様にして求める。さらに、照合手段２２は、第２の初期位置から現在位置（変換手段１２による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量が予め設定された第２の範囲内である場合、検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０１を出力する。
変換手段１２は、平行移動量指定信号４０１で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。ここで、第２の範囲は前記第１の範囲より小さい範囲に設定される。
【００５２】
図１２は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３０３は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ１８）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ１９）、変換手段１１によって検査画像を平行移動させる（ステップＳ２０）。そして、照合手段２１は、変換手段１１から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して一致率４１４を求める（ステップＳ２１）。
【００５３】
記憶手段６０は、照合手段２１から出力された一致率４１４が最大値かどうかを判定し（ステップＳ２２）、最大値であれば、このとき照合手段２１から出力されている移動量信号４０３を記憶する（ステップＳ２３）。
照合手段２１は、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された第１の範囲内かどうかを判定して（ステップＳ２４）、移動量が第１の範囲内であれば、変換手段１１に平行移動量指定信号４０２を出力する。こうして、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が第１の範囲内である限り、ステップＳ２０〜Ｓ２３の処理が繰り返される。検査画像の移動量が第１の範囲を超えたとき（ステップＳ２４においてＮＯ）、記憶手段６０は、記憶していた移動量信号４０３を移動量信号４０４として出力する。
【００５４】
そして、検査画像の移動量が第１の範囲を超えたとき、変換手段１２は、前記第１の初期位置に移動量信号４０４が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させる（ステップＳ２５）。そして、変換手段１２は、この検査画像を平行移動量指定信号４０１に従って平行移動させる（ステップＳ２６）。
【００５５】
照合手段２２は、変換手段１２から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して一致率４１０を求める（ステップＳ２７）。ステップＳ６〜Ｓ９の処理は実施の形態の１と全く同じである。照合手段２２は、第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された第２の範囲内かどうかを判定して（ステップＳ２８）、移動量が第２の範囲内であれば、変換手段１２に平行移動量指定信号４０１を出力する。このようにして、第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が第２の範囲内である限り、ステップＳ２６，Ｓ２７，Ｓ６〜Ｓ９の処理が繰り返される。ステップＳ１１，Ｓ１２の処理は実施の形態の１と全く同じである。
【００５６】
本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために第１の範囲内で最大一致率を求め、この最大一致率が得られた位置を第２の初期位置として第１の範囲より小さい第２の範囲内で実施の形態の１で説明した処理を実行するので、実施の形態の１の照合手段２０に設定される範囲と前記第１の範囲とを同じにすれば、第１の範囲内では最大一致率だけを求めればよいので、実施の形態の１に比べて処理時間を短縮することができる。
【００５７】
［実施の形態の６］
実施の形態の５では、照合手段２１が一致率を求める照合領域の大きさと照合手段２２が一致率を求める照合領域の大きさを同一としているが、照合手段２１が一致率を求める第２の照合領域の大きさを照合手段２２が一致率を求める第１の照合領域の大きさより小さくしてもよい。この場合にも、画像照合装置としての構成及びその照合動作は、図１１、図１２で示した通りである。こうして、本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときに、比較照合する画素数を削減することができるので、実施の形態の５に比べて処理時間を短縮することができる。
【００５８】
［実施の形態の７］
実施の形態の５では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために照合手段２１が出力する平行移動量指定信号４０２と、最大一致率と最小一致率を求めるために照合手段２２が出力する平行移動量指定信号４０１の違いについて言及していないが、平行移動量指定信号４０２が表す１回当たりの移動量を平行移動量指定信号４０１が表す１回当たりの移動量より大きくしてもよい。この場合にも、画像照合装置としての構成及びその照合動作は、図１１、図１２で示した通りである。
【００５９】
こうして、本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときの検査画像の１回当たりの移動量を大きくするので、変換手段１１による平行移動処理の回数と照合手段２１による比較照合の回数を削減することができ、実施の形態の５に比べて処理時間を短縮することができる。
なお、実施の形態の５〜７では、処理装置３０３の基になる構成として実施の形態の１の処理装置３００を用いているが、実施の形態の２〜４の構成を用いてもよい。すなわち、図６、図９に示す変換手段１０の代わりに変換手段１２を用いて、この変換手段１２に記憶手段６０から移動量信号４０４を与えるようにしてもよい。
【００６０】
［実施の形態の８］
図１３は、本発明の第８の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と実施の形態の１との違いは、処理装置３０４が、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正する手段として、基準点検出手段７０と補正量演算手段８０とを備え、実施の形態の１の変換手段１０に相当する変換手段１３に対して補正量演算手段８０から移動量を出力して、この移動量と第１の初期位置に基づく第２の初期位置から変換手段１３による検査画像の平行移動を開始させる点である。
【００６１】
基準点検出手段７０は、画像入力装置１００から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像の各々について、近似的中心点などの画像の基準点を検出して、検査画像の基準点の座標４２０と登録画像の基準点の座標４２１を出力する。近似的中心点の検索は、例えば長方形の各辺の平行線との交点数を用いて、逐次に中心位置に接近する方法（参考文献：伊藤ほか，”中心点に着目した指紋画像の一分類法，”信学技法，ＰＲＵ８９−７９，ｐｐ１５−２２，１９８９）などによって実現できる。なお、指紋画像の場合、近似的中心点は指紋の曲率が大きい位置となる。
【００６２】
補正量演算手段８０は、基準点検出手段７０によって検出された検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の平行移動量を求めて、この平行移動量を表す移動量信号４０７を出力する。この補正量演算手段８０は、検査画像の基準点の位置ベクトルと登録画像の基準点の位置ベクトルとの差を求めて平行移動量とする方法によって実現できる。
【００６３】
変換手段１３は、第１の初期位置に移動量信号４０７が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４０１に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００６４】
図１４は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３０４は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ２９）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ３０）、基準点検出手段７０によって検査画像と登録画像のそれぞれの基準点を検出する（ステップＳ３１）。
【００６５】
補正量演算手段８０は、検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の平行移動量を求めて、この平行移動量を表す移動量信号４０７を出力する（ステップＳ３２）。次に、変換手段１３は、前記第１の初期位置に移動量信号４０７が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させる（ステップＳ３３）。そして、変換手段１３は、この検査画像を平行移動量指定信号４０１に従って平行移動させる（ステップＳ３４）。ステップＳ５〜Ｓ１２の処理は実施の形態の１と全く同じである。
【００６６】
本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために基準点検出手段７０によって検査画像と登録画像のそれぞれの基準点を検出し、これらの基準点が一致する位置を第２の初期位置として実施の形態の１で説明した処理を実行するので、実施の形態の１に比べて処理時間を短縮することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、処理装置３０４の基になる構成として実施の形態の１の処理装置３００を用いているが、実施の形態の２〜４の構成を用いてもよい。すなわち、図６、図９に示す変換手段１０の代わりに変換手段１３を用いて、この変換手段１３に補正量演算手段８０から移動量信号４０７を与えるようにしてもよい。
【００６８】
［実施の形態の９］
また、図１５に示すように実施の形態の５，８の構成を組み合わせてもよい。図１５において、図１１、図１３と同一の構成には同一の符号を付してある。
変換手段１４は、第１の初期位置に移動量信号４０７が表す移動量を加えた位置を新たな第１の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像をこの新たな第１の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４０２に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００６９】
図１６は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２、図１２、図１４と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１，Ｓ２９〜Ｓ３２の処理は実施の形態の８と全く同じである。変換手段１４は、第１の初期位置に移動量信号４０７が表す移動量を加えた位置を新たな第１の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像をこの新たな第１の初期位置に移動させる（ステップＳ３５）。そして、変換手段１４は、この検査画像を平行移動量指定信号４０２に従って平行移動させる（ステップＳ３６）。
【００７０】
ステップＳ２２〜Ｓ２４、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ２５〜Ｓ２７、Ｓ６〜Ｓ９、Ｓ２８、Ｓ１１、Ｓ１２の処理は実施の形態の５と全く同じである。
こうして、本実施の形態では、実施の形態の５による処理高速化の効果と、実施の形態の８による処理高速化の効果を同時に得ることができる。
【００７１】
［実施の形態の１０］
図１７は本発明の第１０の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。実施の形態の１〜９で示した画像照合装置の構成はコンピュータ３０６で実現することができる。このコンピュータ３０６は、ＣＰＵ４００、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０１、ＲＡＭ(Random Access Memory ）４０２、フロッピィディスク装置等の補助記憶装置４０３、ハードディスク装置等の大容量の補助記憶装置４０４、映像出力のためのディスプレイ装置（不図示）とのインタフェースとなるインタフェース装置４０５、キーボード（不図示）とのインタフェースとなるインタフェース装置４０６、画像入力装置１００とのインタフェースとなるインタフェース装置４０７といった構成を有している。
【００７２】
画像データベース２００は、ＲＡＭ４０２あるいは補助記憶装置４０４で実現することができる。図１７の装置において、本発明の画像照合方法を実現させるためのプログラムは、フロッピィディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体に記録された状態で提供される。
この記録媒体をコンピュータ３０６の補助記憶装置４０３に挿入すると、媒体に記録されたプログラムが読み取られる。そして、ＣＰＵ４００は、読み込んだプログラムをＲＡＭ４０２あるいは補助記憶装置４０４に書き込み、このプログラムに従って実施の形態の１〜９で説明したような処理を実行する。こうして、実施の形態の１〜９と同様の処理を実現することができる。
【００７３】
なお、以上の実施の形態の１〜１０では、照合する画像が指紋画像である場合について説明したが、動物の鼻紋や虹彩やテクスチャーパターンなどのように周期性をもつ画像であれば、本発明を適用することができる。
また、照合手段２０〜２２は、検査画像と登録画像において輝度値が完全に一致する黒画素を一致画素としているが、輝度値が完全に一致する白画素を一致画素として、一致画素数／登録画像の白画素数、または一致画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）を一致率としてもよい。また、以上の実施の形態では、登録画像と検査画像を２値画像としているが、２値化処理する前の例えば２５６階調の濃淡画像を用いてもよい。この場合には、検査画像と登録画像の輝度値の差が所定の範囲内にある画素を一致画素とすればよい。
【００７４】
また、変換手段１０〜１４は、検査画像と登録画像の位置ずれを補正するために検査画像を平行移動させているが、検査画像を回転させてもよく、平行移動と回転の両方を実行してもよい。平行移動と回転の両方を実行する場合には、位置ずれだけでなく角度ずれも補正することができる。平行移動と回転の両方を実行する場合には、例えば検査画像を一定角度だけ回転させた後、前記のように検査画像の平行移動を繰り返し、平行移動量の合計が予め設定された範囲を超えた時点で、再び検査画像を一定角度だけ回転させ、検査画像の平行移動を繰り返すといった処理を行えばよい。
【００７５】
ただし、平行移動と回転の両方を実行する場合には、平行移動量と回転角度のそれぞれの範囲を照合手段２０〜２２に設定する必要がある。照合手段２０〜２２は、第１または第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された平行移動量の範囲内であれば、検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０１，４０２を出力し、第１または第２の初期位置から現在位置までの検査画像の回転角度が予め設定された回転角度の範囲内であれば、検査画像の１回当たりの回転角度を指定する回転角度指定信号を出力する。回転だけを行う場合には、回転角度指定信号を出力する。
【００７６】
変換手段１０〜１４は、平行移動量指定信号４０１，４０２に従って検査画像を平行移動させ、回転角度指定信号に従って検査画像を回転させる。
また、平行移動と回転の両方を実行する場合、照合手段２１は、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量を表す移動量信号４０３と、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の回転角度を表す角度信号とを出力し、記憶手段６０は、一致率４１４が最大となるとき照合手段２１から出力されている移動量信号４０３と角度信号とを記憶して変換手段１２に出力する。
【００７７】
また、平行移動と回転の両方を実行する場合、基準点検出手段７０で登録画像と検査画像のそれぞれについて複数の基準点を求めると、補正量演算手段８０は、検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の回転角度を求めて、この回転角度を表す角度信号を出力する。変換手段１２〜１４は、記憶手段６０または補正量演算手段８０から出力された角度信号が表す回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置または第２の初期位置とする。
また、変換手段１０〜１４の処理は、検査画像を対象とする代わりに、登録画像を対象として実行してもよい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、変換手段、照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出手段、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を求める演算手段、及び演算手段から出力された差分が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、本人照合と他人照合の間で判定指標（一致率の差分）の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００７９】
また、変換手段、照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を求める演算手段、及び演算手段から出力された商が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、第１の画像と第２の画像の最小一致率が最大一致率に対して２桁以上小さい場合に、本人照合と他人照合の間で判定指標（一致率の商）の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００８０】
また、変換手段、照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出、及び最大一致率抽出手段から出力された最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、しきい値設定が可能な一致率の範囲を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００８１】
また、変換手段、照合手段、最小一致率抽出、及び最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、最大一致率抽出手段を削減することで処理を簡易にできるため、処理時間を短縮することができる。
【００８２】
また、第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段を設け、変換手段に予め設定される範囲を第２の変換手段に予め設定される範囲よりも小さくし、変換手段が、記憶手段で記憶された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するための第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段では最大一致率だけを求めればよいので、処理時間を短縮することができる。
【００８３】
また、第２の照合手段が一致率を求める照合領域を、照合手段が一致率を求める照合領域よりも小さくすることにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときに、比較照合する画素数を削減することができるので、処理時間を短縮することができる。
【００８４】
また、第２の変換手段が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、変換手段が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくすることにより、登録画像と検査画像の位置ずれを大まかに補正するときの検査画像の１回当たりの移動量を大きくするので、第２の変換手段による平行移動処理の回数と第２の照合手段による比較照合の回数を削減することができ、処理時間を短縮することができる。
【００８５】
また、基準点検出手段及び補正量演算手段を設け、変換手段が、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、登録画像と検査画像の位置ずれを大まかに補正するために基準点検出手段によって検査画像と登録画像の基準点を検出し、これらの基準点が一致する位置を第２の初期位置とするので、処理時間を短縮することができる。
【００８６】
また、基準点検出手段及び補正量演算手段を設け、第２の変換手段が、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段による処理高速化の効果と、基準点検出手段及び補正量演算手段による処理高速化の効果を同時に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態における検査画像の平行移動量と一致率との関係を示す図である。
【図４】 本発明の第１の実施の形態の原理を説明するための指紋の拡大模式図である。
【図５】 本発明の第２の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図６】 本発明の第３の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 図６の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図８】 本発明の第３の実施の形態における検査画像の平行移動量と一致率との関係を示す図である。
【図９】 本発明の第４の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１１】 本発明の第５の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】 図１１の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１３】 本発明の第８の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】 図１３の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１５】 本発明の第９の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】 図１５の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１７】 本発明の第１０の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】 従来の指紋照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】 図１８の指紋照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１００…画像入力装置、２００…画像データベース、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５…処理装置、１０、１１、１２、１３、１４…変換手段、２０、２１、２２…照合手段、３０…最大一致率抽出手段、３１…最小一致率抽出手段、４０…演算手段、５０、５１、５２…判定手段、６０…記憶手段、７０…基準点検出手段、８０…補正量演算手段。
Claims (30)
- 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する変換手段と、
この変換手段の毎回の処理毎に、前記変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して一致率を求める照合手段と、
この照合手段から出力された一致率の中から最大一致率を求める最大一致率抽出手段と、
この照合手段から出力された一致率の中から最小一致率を求める最小一致率抽出手段と、
前記最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と前記最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を求める演算手段と、
この演算手段から出力された差分が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像照合装置。 - 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する変換手段と、
この変換手段の毎回の処理毎に、前記変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して一致率を求める照合手段と、
この照合手段から出力された一致率の中から最大一致率を求める最大一致率抽出手段と、
この照合手段から出力された一致率の中から最小一致率を求める最小一致率抽出手段と、
前記最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を前記最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を求める演算手段と、
この演算手段から出力された商が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像照合装置。 - 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する変換手段と、
この変換手段の毎回の処理毎に、前記変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して一致率を求める照合手段と、
この照合手段から出力された一致率の中から最大一致率を求める最大一致率抽出手段と、
この照合手段から出力された一致率の中から最小一致率を求める最小一致率抽出手段と、
前記最大一致率抽出手段から出力された最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ前記最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像照合装置。 - 画素に周期性を持つ第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する変換手段と、
この変換手段の毎回の処理毎に、前記変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／登録画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／登録画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）のうちのいずれかを一致率として求める照合手段と、
この照合手段が前記変換手段の毎回の処理毎に求めた前記一致率の中から最小一致率を求める最小一致率抽出手段と、
前記最小一致率抽出手段から出力された最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像照合装置。 - 第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第２の変換手段と、
この第２の変換手段の毎回の処理毎に、前記第２の変換手段から出力される第１の画像と第２の画像とを比較照合して一致率を求める第２の照合手段と、
この第２の照合手段から出力された一致率が最大となるとき、第１の初期位置から現在位置までの第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を記憶する記憶手段とを備え、
請求項１、２、３または４記載の前記変換手段は、前記記憶手段で記憶された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の画像照合装置。 - 請求項１、２、３または４記載の前記変換手段に予め設定される範囲を、請求項５記載の前記第２の変換手段に予め設定される範囲よりも小さくすることを特徴とする請求項５記載の画像照合装置。
- 請求項５記載の前記第２の照合手段が前記一致率を求める照合領域を、請求項１、２、３または４記載の前記照合手段が前記一致率を求める照合領域よりも小さくすることを特徴とする請求項５記載の画像照合装置。
- 請求項５記載の前記第２の変換手段が前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、請求項１、２、３または４記載の前記変換手段が前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくすることを特徴とする請求項５記載の画像照合装置。
- 第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段とを備え、
請求項１、２、３または４記載の前記変換手段は、前記補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の画像照合装置。 - 第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段とを備え、
請求項５記載の前記第２の変換手段は、前記補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする請求項５記載の画像照合装置。 - 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、
前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合し一致率を求めてメモリに格納する照合手順と、
この一致率の中から最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率と前記最小一致率との差分を求めてメモリに格納する演算手順と、
この差分が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有することを特徴とする画像照合方法。 - 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、
前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合し一致率を求めてメモリに格納する照合手順と、
この一致率の中から最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率を前記最小一致率で割った商を求めてメモリに格納する演算手順と、
この商が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有することを特徴とする画像照合方法。 - 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、
前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合し一致率を求めてメモリに格納する照合手順と、
この一致率の中から最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ前記最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有することを特徴とする画像照合方法。 - 画素に周期性を持つ第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、
前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／登録画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／登録画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）のうちのいずれかを一致率として求めてメモリに格納する照合手順と、
前記変換手順の毎回の処理毎に求めた前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順とを有することを特徴とする画像照合方法。 - 請求項１１、１２、１３または１４記載の各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第２の変換手順と、
この第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求めてメモリに格納する第２の照合手順と、
この一致率が最大となるとき、第１の初期位置から現在位置までの第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方をメモリに格納する記憶手順とを有し、
請求項１１、１２、１３または１４記載の前記変換手順は、前記メモリに格納された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順であることを特徴とする請求項１１、１２、１３または１４記載の画像照合方法。 - 請求項１１、１２、１３または１４記載の前記変換手順で予め設定される範囲を、請求項１５記載の前記第２の変換手順で予め設定される範囲よりも小さくすることを特徴とする請求項１５記載の画像照合方法。
- 請求項１５記載の前記第２の照合手順で前記一致率を求める照合領域を、請求項１１、１２、１３または１４記載の前記照合手順で前記一致率を求める照合領域よりも小さくすることを特徴とする請求項１５記載の画像照合方法。
- 請求項１５記載の前記第２の変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、請求項１１、１２、１３または１４記載の前記変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくすることを特徴とする請求項１５記載の画像照合方法。
- 請求項１１、１２、１３または１４記載の各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手順と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手順とを有し、
請求項１１、１２、１３または１４記載の前記変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順であることを特徴とする請求項１１、１２、１３または１４記載の画像照合方法。 - 請求項１５記載の各手順の前に、
第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手順と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手順とを有し、
請求項１５記載の前記第２の変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順であることを特徴とする請求項１５記載の画像照合方法。 - 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合プログラムを記録した記録媒体において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、
前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合し一致率を求めてメモリに格納する照合手順と、
この一致率の中から最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率と前記最小一致率との差分を求めてメモリに格納する演算手順と、
この差分が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順と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記録媒体。 - 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合プログラムを記録した記録媒体において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、
前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合し一致率を求めてメモリに格納する照合手順と、
この一致率の中から最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率を前記最小一致率で割った商を求めてメモリに格納する演算手順と、
この商が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順と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記録媒体。 - 第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合プログラムを記録した記録媒体において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、
前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合し一致率を求めてメモリに格納する照合手順と、
この一致率の中から最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ前記最小一致率が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順と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記録媒体。 - 画素に周期性を持つ第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合プログラムを記録した記録媒体において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する変換手順と、
前記第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／登録画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（登録画像の黒画素数＋検査画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／登録画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）のうちのいずれかを一致率として求めてメモリに格納する照合手順と、
前記変換手順の毎回の処理毎に求めた前記一致率の中から最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最小一致率が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手順と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記録媒体。 - 請求項２１、２２、２３または２４記載の各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第２の変換手順と、
この第１の画像に対する毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求めてメモリに格納する第２の照合手順と、
この一致率が最大となるとき、第１の初期位置から現在位置までの第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方をメモリに格納する記憶手順とを有し、
請求項２１、２２、２３または２４記載の前記変換手順は、前記メモリに格納された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、前記第１の画像を前記第１の初期位置から前記第２の初期位置に移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順であることを特徴とする請求項２１、２２、２３または２４記載の画像照合プログラムを記録した記録媒体。 - 請求項２１、２２、２３または２４記載の前記変換手順で予め設定される範囲を、請求項２５記載の前記第２の変換手順で予め設定される範囲よりも小さくすることを特徴とする請求項２５記載の画像照合プログラムを記録した記録媒体。
- 請求項２５記載の前記第２の照合手順で前記一致率を求める照合領域を、請求項２１、２２、２３または２４記載の前記照合手順で前記一致率を求める照合領域よりも小さくすることを特徴とする請求項２５記載の画像照合プログラムを記録した記録媒体。
- 請求項２５記載の前記第２の変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、請求項２１、２２、２３または２４記載の前記変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくすることを特徴とする請求項２５記載の画像照合プログラムを記録した記録媒体。
- 請求項２１、２２、２３または２４記載の各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手順と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手順とを有し、
請求項２１、２２、２３または２４記載の前記変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順であることを特徴とする請求項２１、２２、２３または２４記載の画像照合プログラムを記録した記録媒体。 - 請求項２５記載の各手順の前に、
第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手順と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手順とを有し、
請求項２５記載の前記第２の変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行する手順であることを特徴とする請求項２５記載の画像照合プログラムを記録した記録媒体。
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