JPH03224073A - 位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば印影照合システムに設けられ、照合の
ために登録印影とサンプル印影の位置合わせを行う装置
に関する。

〔従来の技術〕

サンプル印影（押印された印影）が予め登録された印影
と同じものか否かを判定する印影（印鑑）照合において
、サンプル印影は通常登録印影とは異なる姿勢で押印さ
れるため、照合に先立つて、サンプル印影が登録印影と
同じ姿勢になるように、サンプル印影もしくは登録印影
が平行および回転移動せしめられる。すなわち、印影照
合のためには、この移動量および方向を最初に求める必
要がある。そこで従来、まずサンプル印影と登録印影と
を相互に重ね合わせた状態において、全画素についてサ
ンプル印影と登録印影の画素の一致率を調べ、この一致
率が最大になるように、サンプル印影を登録印影に対し
て移動させている。

つまり、この時の位置がサンプル印影と登録印影が同じ
姿勢にある状態であるとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、サンプル印影と登録印影の全画素について相
互に比較する構成であると、演算回数が多くなり、した
がって演算時間も長くなり、印影照合に要する時間が長
くなるという問題が生じる。

本発明は、サンプル印影と登録印影との位置合わせを短
時間に実施し、印影照合のための時間を短縮化すること
のできる装置を得ることを目的としてなされたものであ
る。

〔問題を解決するための手段〕

本発明に係る位置合わせ装置は、第１の画像について第
１の円周に沿った画素データを抽出する手段と、第２の
画像について上記第１の円周の中心を中心とする第２の
円周に沿った画素データを抽出する手段と、上記第１お
よび第２の画像の各画素データを相対的に、上記円周の
回転方向に所定画素数だけ移動させる手段と、上記第１
および第２の画素データの一致度が最大になる時の、上
記移動の量および方向を検出する最大一致度検出手段と
、上記第１および第２の画像を、上記量および方向に従
って相対的に移動させて、相互に照合する手段とを備え
たことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。なお、この実
施例は本発明を印影照合システムに適用したものである
。

第２図は印影照合システムの概略の構成を示し、この印
影照合システムは、印影入力装置１０、画像処理装置３
０、ホストコンピュータ４０、印影画像表示装置５０お
よび真偽判定装置６０を有する。

印影入力装置１０は印影を撮影するものであり、この撮
影により得られた画像データは画像処理装置３０に転送
される。画像処理装置３０においては、種々の画像処理
が施されて印影の特徴量（例えば印影の面積）等が求め
られる。画像処理装置３０は、ホストコンピュータ４０
からの命令に基づいて作動し、印影の特徴量データをホ
ストコンピュータ４０に出力する。ホストコンピュータ
４０は、本システム全体の制御を行うとともに、後述す
るように、画像処理装置３０から得られた特徴量データ
を評価し、これにより印影が登録された印影に対応する
ものか否かの判定を行う。印影表示装置５０は、画像処
理装置３０に接続されたＣＲＴを有し、印影画像を表示
する。真偽判定表示装置６０は、ホストコンピュータ４
０に接続されたＣＲＴを有し、印影が登録印影に対応す
るものか否かの判定結果を表示する。

印影入力装置１０は第３図に示すようにＣＣＤカメ−７
１１を有し、このカメラのレンズはカメラ本体から下方
へ突出する鏡筒１２内に収容される。

ＣＣＤカメラ１１は印影が形成された紙面１３にレンズ
を対向させて配設される。またこのＣＣＤカメラ１１は
紙面１３に平行に移動可能であるとともに、レンズを中
心として回転移動可能に構成される。鏡筒１２すなわち
レンズの外周側には、円筒状の照射機構２１が設けられ
ており、この照射機構２１は第４図に示すように多数の
光ファイバ２３を有する。光ファイバ２３はハロゲンラ
ンプ等のように直流電源により発光する光源（図示せず
）に接続される。

カメラ１１と紙面１３との間には、筒状の遮光部材１４
が配設される。遮光部材１４は紙面１３上に載置され、
その上端部はカメラ１１の本体の近傍まで延びており、
外部光が遮光部材１４内に極力入射しないようになって
いる。また遮光部材１４の内周面は、アルミ箔等のよう
に光を反射する膜１５により被覆される。

第４図は照射機構２１の構成を示すもので、照射機構２
１は、環状の支持部材２２の内部に多数の光ファイバ２
３を有しており、これらの光ファイバ２３はカメラ１１
のレンズすなわち鏡筒１２を中心として円形に配設され
ている。各光ファイバ２３の先端部分、すなわち支持部
材２２の下端部には、レンズを中心とした環状を呈する
青色のセロファン等の透光性フィルタ２４が設けられる
。

透光性フィルタ２４が青色であるのは、撮影される印影
が朱色であり、印影と背景の紙面とのコントラストを強
くするためである。なお、支持部材２２はネジ２５によ
ってカメラ１１の鏡筒１２に取付けられる。

このように本実施例における照明装置は、カメラ１１の
レンズを囲繞する環状の照射機構２１と、外部光の入射
を抑制する遮光部材１４とを備えたものである。照射機
構２１は環状を呈して紙面１３に光ヲ均一に照射し、ま
た、青いセロファン（透光性フィルタ）２４により青い
光を照射して鮮明な印影を得るように構成されている。

さらに、遮光部材１４によって外部光の進入を防止する
のみならず、反射膜１５によって、照射機構２１からの
光をさらに均一に印影に照射するように構成されている
。したがって、ＣＣＤカメラ１１が紙面１３上に捺印さ
れた印影を、全体的に、鮮明かつ正確に撮影することが
でき、印影照合の精度を向上させることができる。

第５図は、印影照合の手順を概略的に示したものであり
、まずその手順の概略説明を行う。

ステップＳＯでは登録印影を入手する。これは、捺印さ
れた印影をＣＣＤカメラ１１によって撮影するものであ
り、後述するステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ５と同
様な手法により行う。ステップＳ１ではサンプル印影、
すなわち登録印影と比較される印影の画面入力を行う。

この処理は、紙面に押印された印影をＣＣＤカメラ１１
によって撮影し、印影画像表示装置５０のＣＲＴ上に表
示するものである。次いでステップＳ２では、サンプル
印影の画像に存在するノイズを消去するとともに、印影
よりも外側にある背景を消去し、印影のみを切り出す。

ステップＳ３ではサンプル印影の２値化を行い、白黒濃
淡画像を白黒画像へ変換する。

そして、ステップ８４〜Ｓ６において登録印影とサンプ
ル印影を比較する。ステップＳ４では印影の大きさや画
素数から、サンプル印影が登録印影と同じであるか否か
を概略的に判定する。もしこの粗い真偽判定において、
サンプル印影が登録印影と異なると判断すれば、これに
より印影照合を終了するが、ステップＳ４においてサン
プル印影が登録印影と概略的に同じであると判断した場
合、ステップＳ５において、サンプル印影を回転および
平行移動させることにより、登録印影とサンプル印影と
の位置合わせを行う。そしてステップＳ６において、登
録印影とサンプル印影の特徴量を算出し、この特徴量に
基づいてステップＳ７でサンプル印影の精密な真偽判定
を行う。ここで特＠量は、登録印影とサンプル印影の面
積比、−致率、にじみ率およびかすれ率である。なお、
面積比、一致率、にじみ率およびかすれ率の定義につい
ては、後述する。

次に、各ステップＳＯ〜Ｓ７で行われる処理について詳
述する。

なおステップＳＯの処理は、ニジミやカスレの少ない正
確な登録印影を得るものであり、サンプル印影に対する
ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ５と同様であるので
、これらのステップの説明の後に説明する。すなわち以
下の■〜■においては、登録印影が既に得られているも
のとする。

■ステップＳ１の処理 サンプル印影は、第１〜３図を参照して説明したように
、青い光を照射して紙面とのコントラストを明瞭にした
状態で、ＣＣＤカメラ１１により撮影される。このよう
にして得られた印影の画像データは、画像処理装置３０
に入力されてＡ／Ｄ変換されるとともに、印影画像表示
装置５０のＣＲＴ上に表示される。なお、ＣＲＴ上での
目視観察を容易にするため、印影が白、背景が黒となる
よう、白黒が反転されて表示される。

ＣＣＤの受光能力は時間的に変動し、−回のみの撮影で
あると、印影画像に誤差を生じるおそれがある。したが
って本実施例においては、この誤差を抑えるため、同一
印影に対して３２回の撮影が行われるとともに、画像処
理装置３０において各画素における輝度（濃度値）が３
２個の印影画像について累積加算される。これにより印
影の濃淡画像が得られる。

■ステップＳ２の処理 ステップＳ１において得られた画像中には、実際の印影
画像ではない紙面上のノイズ（斑点等）が含まれている
可能性がある。そこでステップＳ２では、例えば、３×
３の領域の各画素の輝度の平均値を、その３×３領域の
中心画素の輝度に置き換えることにより平滑化が行われ
、ノイズ画素がぼかされる。その後ソーベルオペレータ
を用いて印影の工・ッジが鮮鋭化される。ここで、ソー
ベルオペレータの他にも図形のエツジ部を強調する手法
であれば、何でも用いることができる。

このようにして得られた画像は、その後、判別分析法そ
の他の方法で闇値が決定されて２値化されるとともに、
５回にわたって１画素幅ずつ膨張せしめられる。この結
果、印影の文字はたとえニジミやカスレが生じていても
ひとつづきに連結されることとなり、一方ノイズも膨張
して大きくなる。次いでこの印影画像は、連続した図形
毎にラベリングされる。このラベリングにおいては、小
さい図形はど小さい数字が付与され、したがって最も大
きい数字が付与された図形は、少なくとも印影を含むも
のであり、またそれよりも小さい数字が付与された図形
はノイズであると推定される。

そこで最も大きい数字が付与された図形のみが残され、
それ以外の図形は消去される。この状態において垂直お
よび水平フィレ径が求められ、それらフィレ径をもって
印影の大まかな領域が決定される。

この領域よりも外側にある部分は、すべて背景であると
判断され、この背景部分の輝点（画素）は全てノイズで
あると見做して消去（濃度値を０にする）される。

■ステップＳ３の処理 ステップＳ２において得られた領域は、ステップＳ１で
得られた印影画像（ｌ淡画像）に重ねられる。すなわち
、ステップＳ１で得られた印影画像は、ステップＳ２で
得られた領域によって囲まれることとなり、この領域の
外側の輝度は０である。さて、この印影画像を写し出し
ているＣＲＴ画面全体の濃度分布について、クラス内分
散とクラス間分散との比（分散比）が求められ、この分
散比が最大値になるような闇値かもとめられる（判別分
析法）。印影画像は、この闇値を用いて２値化され、白
と黒の２色に変換される。なお閾値決定法としては、モ
ード法等の他の手法も採用し得る。

■ステップＳ４の処理 ここでは、ステップＳ３で得られたサンプル印影の画像
の面積と登録印影の画像の面積との比較がなされ、さら
に両印影の最大径が比較される。

面積の比較は、各画像の印影の画素数どうしを比較する
ことによって行われる。サンプル印影の画像の面積が登
録印影の画像の面積と大きく異なる場合、サンプル印影
は登録印影とは異なる印影であると判断され、これによ
りこの印影照合は、ステップ８５〜Ｓ７を実行すること
なく終了する。

これに対し、これらの面積の大きさが比較的近い場合、
サンプル印影は登録印影に対応している可能性があると
判断され、ステップ３５以下が実行される。

同様に最大径についても、サンプル印影の最大径が登録
印影の最大径と大きく異なる場合、サンプル印影は登録
印影と異なる印影と判断され、この場合、後のステップ
は実行されることなく終了する。しかし、サンプル印影
の最大径が登録印影の最大径に近いものであると判断さ
れた場合には、ステップＳ５以降の作業が行われる。

なお、これら面積間、および最大径間に大きな隔たりが
あるか否かの基準値は、数多くのサンプルから、以下の
ような統計的な方法によって定められる。

面積については、（サンプル印影の面積）／（登録印影
の面積）Ｘ１００Ｏ値を全サンプルについて計算し、そ
れらより全サンプルの平均値ｍ及び標準偏差σが算出さ
れる。ここで、基準値の上限はｍ＋３σであり、基準値
の下限はｍ−３σとするのである。なお、σの係数は必
要に応じて、変更され得る。

最大径については、登録画像とサンプル画像とをＣＲＴ
上で重ね合わせ、登録印影よりも何画素分サンプル画像
は外側に広がっているかを全サンプルについて算出する
。そしてその値の中でも最も大きな値がαであったとし
、また登録印影の最大径がΦ、サンプル印影の最大径が
φであったとすれば、φが（Φ＋２α）を基準とするの
である。

もしφが（Φ＋２α）よりも大きければ、そのサンプル
印影は登録印影とは異なると判断される。

なおαの係数も必要に応じて変更され得る。

■ステップＳ５の処理 まず登録印影について、第６図に示すようにフィレ径中
心Ｃを中心とする任意の半径をもつ２つの同心円Ｅ、Ｆ
が描かれる。ただし、外側の円の半径（単位は画素）は
（登録印影の図形最大長）／２−５よりも小さいことが
必要である。ここで、外側の円Ｅはフィレ径中心Ｃから
５００画素半径を有し、内側の円Ｆはフィレ径中心Ｃか
ら４００画素半径を有するものとする。次に、外側およ
び内側の円周上にそれぞれ登録印影の画素が存在するか
否かが検出され、第７図（ａ）、（ｂ）に示すような１
次元スペクトルが得られる。第７図（ａ）は外側の円Ｅ
の１次元スペクトルの例であり、第６図に示す基準線Ｋ
から図の時計方向に走査した時の円周上の各画素を示す
。図中、ハンチングを施した部分Ｉが登録印影の画素が
存在することを示し、白い部分Ｊが登録印影の画素が存
在しないことを示す。同様に、第７図（ｂ）は内側の円
Ｆの１次元スペクトルの例を示す。

サンプル印影についても同様にして、サンプル印影のフ
ィレ径中心を中心とし、この中心から５００画素よび４
００画素半径の円がそれぞれ描かれ、これらの円の１次
元スペクトルが求められる。

第８図（ａ）は外側の円の１次元スペクトルの例を示し
、第８図（ｂ）は内側の円の１次元スペクトルの例を示
す。

次に、第１図に示すように、登録印影の外側の円周にお
ける１次元スペクトルＡと、サンプル印影の外側の円周
における１次元スペクトルＢ０とが、重ね合わせられ、
対応する画素毎に比較される。すなわち、これらのスペ
クトルＡ、Ｂｏにおいて、両者に共通しない部分が、排
他的論理和をとることによって求められる。図中、スペ
クトルＡとＢｏにおいて画素が一致しない部分は、矢印
により示されている。この矢印で示される画素の数、つ
まり不一致画素数が計数され、これを登録印影の円Ｅの
全画素数で割ることにより、不一致率が算出される。

次いで、サンプル印影のスペクトルを図において右へ１
画素分ずらしたスペクトルＢ、が求められ、上述した方
法により、登録印影のスペクトルＡとの不一致率が求め
られる。同様にして、サンプル印影のスペクトルを１画
素ずつずらしながら、登録印影のスペクトルＡとの不一
致率が求められ、この操作はサンプル印影のスペクトル
を円周の画素骨ずらしたスペクトルＢｎ　（ｎは円周の
画素数）まで実行される。

このようにしてｎ個の不一致率が得られると、次に、こ
れらの不一致率が相互に比較されて最小値が求められる
。この最小値をとる時におけるずらし画素数は、次式に
よって回転角度に変換される。

回転角度＝ずらし画素数×３６０°／ｎしかして、登録
印影との照合のために、サンプル印影を回転させるべき
角度が得られる。すなわち、これは、外側の円Ｅを基準
とした時における回転角度である。

内側の円Ｆについても同じ操作が実行され、内側の円Ｆ
を基準とした時におけるサンプル印影の回転させるべき
角度が得られる。

さて、外側の円から得られた回転角度と、内側の円から
得られた回転角度との間に差が生じた場合には、不一致
率の低い方の回転角度が採用され、この回転角度だけサ
ンプル印影が回転変位せしめられる。この時の回転角度
をθ１　とする。

この回転変位の後サンプル印影は、登録印影との−敗率
が最大によるように、平行移動せしめられる。この平行
移動について、第９図（ａ）、（ｂ）および第１０図を
参照して説明する。

第９図（ａ）、（ｂ）において、実線Ｍは登録印影のフ
ィシ（水平および垂直輪郭線）、二点鎖線Ｎはサンプル
印影のフィシ、−点鎖線Ｐは登録印影の水平および垂直
中心線をそれぞれ示す。

まず、第９図（ａ）に示すように、サンプル印影の上側
の水平フィシＮ、の中心が、登録印影の上側の水平フィ
シＭ、の中心よりも５画素だけ上に位置するようにして
、サンプル印影が位置決めされる。この状態において、
サンプル印影と登録印影との一致画素数が計数される。

そして、サンプル印影が登録印影に対して３画素だけ下
方へ変位せしめられ、この状態においても一致画素数が
計数される。以下同様にして、サンプル印影が３画素ず
つ下方へ移動せしめられて、それぞれ−数百素数が求め
られる。この操作は、サンプル印影の下側の水平フィシ
Ｎ２の中心が登録印影の下側の水平フィシＭ２の中心よ
りも５画素だけ下に来るまで行われる。

次に、第９図（ｂ）に示すように、サンプル印影の左側
の垂直フィシＮ３の中心が、登録印影の左側の垂直フィ
シＭ３の中心よりも５画素だけ左に位置するようにして
、サンプル印影が位置決めされ、サンプル印影と登録印
影との一致画素数が計数される。そして、サンプル印影
が登録印影に対して３画素だけ右方へ変位せしめられて
、また−数百素数が計数される。以下同様にして、サン
プル印影の右側の垂直フィシＮ４の中心が登録印影の右
側の垂直フィシＭ４の中心よりも５画素だけ右に来るま
で、サンプル印影が３画素ずつ右方へ移動せしめられて
、それぞれ−数百素数が求められる。そして、以上、上
下左右に平行移動した中で、一致度が最大になるサンプ
ル印影の位置ａが求められる。

その後サンプル印影は、第１０図に示すように、一致度
の最も高い位置ａを中心とする周囲１画素近傍の領域Ｑ
の８画素について、順次移動せしめられ、それぞれの位
置においてサンプル印影の画素と登録印影の画素との一
致度が検討される。

すなわち、サンプル印影全体が画素ａの位置から１画素
左の位置すに移動せしめられ登録印影とサンプル印影の
一致度が算出され、次にその位置すより１画素上の位置
Ｃに移動せしめられて同様に両印影の一致度が算出され
る。以下、位置ｄ、位置ｅ、位置ｆ、位置ｇ、位置ｈ、
位置ｉと順次サンプル印影は１画素ずつ移動せしめられ
て、それぞれの位置において一致度が計数される。ここ
で、位置ａにおける一致度が、位置すにおける一致度か
ら位置ｉにおける一致度までのいずれの一致度よりも大
きければ、平行移動は終了する。

しかし、位置すにおける一致度から位置ｉにおける一致
度までのうち、位置ａにおける一致度以上の値を有する
ものが存在する場合には、その内の最も大きな一致度を
有する位置にサンプル印影は移動せしめられる。第１０
図において位置ｅがその位置であったとすれば、新たな
中心を位置ｅとして、位置ｅの１画素近傍にある位置ｊ
から順に、位置ｋ、位置ｌ、位置ｍ、位置ｎへとサンプ
ル印影は移動せしめられ、かつそれぞれの位置における
一致度が計数される。ここで、位置ｅにおける一致度が
、位置ｊにおける一致度から位置ｎにおける一致度まで
のいずれの値よりも大きければ、サンプル印影の平行移
動は位置ｅにて終了する。

しかしさらに、例えば位置ｋにおける一致度が位置ｅに
おける一致度以上の値を有する場合には、新たに位置ｋ
を中心として１位置にの１画素近傍である位置０から、
位置ｐ、位置ｑへと、順次サンプル印影は移動せしめら
れ、同時にそれぞれの位置における一致度が計数される
。ここで位置ｋにおける一致度が、位置０から位置ｑま
でのいずれの位置における一致度よりも大きければ平行
移動は位置ｋにて終了する。

しかし位置ｋにおける一致度以上の一致度を持つ位置が
存在すれば、その中でも最も大きな一致度を有する位置
を新たな中心として、その中心の１画素近傍の位置にお
ける一致度が計数される。

以上のような操作が続けられることにより、登録印とサ
ンプル印影との最も一致度の高まる位置が求められ、サ
ンプル印影はその位置をもって平行移動を終了する。こ
の時における、左右方向の移動量をＸｌ、上下方向の移
動量をＹ、とする。

以上の回転移動および平行移動が終了したのち、もう−
度上記のような回転運動・平行移動が繰り返され、位置
合わせの微調整が行われる。ただし、微調整においては
、サンプル印影においても円周Ｅ、Ｆの中心は、登録印
影のフィレ図形の中心をとり、したがって、サンプル印
影の回転についてもこの登録印のフィレ図形の中心を軸
に回転させて、登録印影との一致度が求められ、またこ
の中心を基準として平行移動量が求められる。この微調
整により得られたサンプル印影の回転角度をθ２、左右
方向の移動量をＸＺ、上下方向の移動量をＹ２とする。

さて、本実施例においては、上述のように回転移動およ
び平行移動がそれぞれ２回ずつ行われ、２種類の角度お
よび平行移動量が求められる。そこで２つの回転角度θ
０、θ２が加算され、この加算値が最終的にサンプル印
影に施される回転角度となる。同様に、左右方向の平行
移動量Ｘ３、ｘ２も相互に加算され、また上下方向の平
行移動量Ｙ＋　、Ｙｚも相互に加算され、これらの加算
値が、それぞれ左右方向および上下方向に対するサンプ
ル印影の平行移動量となる。

ここで、ステップＳ３で得られている２値化されたサン
プル印影を、これら加算された移動量（θ１＋θ２）、
（Ｘ　ｌ　＋　Ｘ　！　＞、（Ｙ、＋Ｙ。

）だけ、回転移動および平行移動させることによって、
サンプル印影は、登録印影に重ね合わせられる。

以上のような手順が施されることによって、サンプル印
影の回転および平行移動の操作は、１回で済むことなり
、これにより、移動を複数回繰り返すことによって生じ
る量子化誤差の発生が最小限に抑えられる。

なお、上記の方法によって得られた回転移動量（θ１＋
θ２）、平行移動量（Ｘ＋＋Ｘｚ）および（Ｙｌ　＋Ｙ
ｚ　）だけ、ＣＣＤカメラを移動せしめ、そこであらた
めてステップＳ１からステップＳ３までの操作を施して
、新たな２値化されたサンプル印影を獲得し、登録印影
に重畳させることも可能である。この場合には、量子化
誤差は発生しない。

また回転移動量θ１、平行移動量Ｘ、およびＹｌが得ら
れた段階で、−旦、ＣＣＤカメラをそれらの移動量だけ
移動せしめ、そこで新たにステップＳ１からステップＳ
３までの操作を施して２値化されたサンプル印影を得、
そのサンプル印影をもって、回転移動量θ２、平行移動
量Ｘ２およびＹ２を算出し、再びそれらθ２、Ｘ２およ
び７２分だけＣＣＤカメラを移動せしめて、再びステッ
プＳ１からステップＳ３までの操作を施して新たな２値
化されたサンプル印影を得、そのサンプル印影をもって
登録印影に重畳させることも可能である。この場合も量
子化誤差は生じない。

ところで、サンプル印影と登録印影とが重畳された段階
で、その重畳された印影を囲むフィレ図形が描かれる。

さらにそのフィレ図形は左右方向に３等分、上下方向に
も３等分の合計９等分され、両印影もそれぞれの等分さ
れた四角形ごとに分かたれる。そこで、各四角形に含ま
れる両印影の部分ごとに、登録印影（部分）の面積とサ
ンプル印影（部分）の面積との比率が算出される。この
様にして得られた９つの面積比が、いずれもステップＳ
４で用いられた面積比の範囲内にあれば、ステップＳ６
に進み、もし９つの面積比のうち１つでもステップＳ４
で用いられた面積比の範囲から外れていれば、その段階
で作業は終了される。この操作は、サンプル印影の欠損
具合を見るためのものであって、あまりに欠損の大きな
ものは照合作業を行わないことを示している。もちろん
、サンプル印影の小部分への分割数および各小部分の面
積比の閾値は必要に応じて変えることができる。

■ステップＳ６の処理 ステップＳ６では、登録印影とサンプル印影の特徴量が
算出される。この特徴量とは、印影の大局的な特徴をみ
るための面積比、一致率（マスク）、一致率（自己）、
にじみ率（マスク）、にじみ率（自己）およびかすれ率
（マスク）、かすれ率（自己）であり、さらに、印影を
形づくる文字のストロークの違いを詳細にみるための膨
張にじみ係数である。これらは以下のように定義される
。

なお、ここで−数置素数とは「サンプル印影上登録印影
を重ねあわせた時における、重なりあう画素の総計ｊ、
にじみ画素数とはｒサンプル印影と登録印影を重ねあわ
せた時における、登録印影からはみ出たサンプル印影の
画素の総計」、かすれ画素数とは？サンプル印影と登録
印影を重ねあわせた時における、サンプル印影と重なり
あわない登録印影の画素の総計ｊをいい、サンプル印影
画素数をＳ、登録印影画素数をＴとおく。

また、下式において、単位はそれぞれ％であり、括弧内
の「マスタ」および「自己」はそれぞれ「登録印影の画
素数に対する率」および「サンプル印影の画素数に対す
る率」を示す。

面積比−（Ｓ／Ｔ）ｘｌｏｏ 一致率（マスク）＝（−数置素数／Ｔ）　ｘｌＯｏ一致
率（自己）＝（−数置素数／５）ｘｌＯＯにじみ率（マ
スク）＝（にじみ画素数／Ｔ）Ｘ１００にじみ率（自己
）＝（にじみ画素数／　Ｓ　）　Ｘ　１００かずれ率（
マスク）−（かすれ画素数／Ｔ）Ｘ１００かずれ率（自
己）＝（かすれ画素数／５）ｘｌＯＯ膨張にじみ係数は
、登録印影とサンプル印影８０とを重ねあわせた状態に
おいて、登録印影を１画素ずつ８回まで膨張させていき
、各膨張層に含まれるにじみ画素数を求めた後、次式に
よって算出される。

膨張にじみ係数第ｎ層 ＝（−数百素数十膨張第１層目から膨張第ｎ層目までに
含まれるにじみ画素数）／（サンプル印影の画素数）Ｘ
１００ ただしｎは１から８の値であり、第１層目から第８層目
までの各膨張用層について膨張にじみ係数は算出される
（第１１図参照）。

■ステップＳ７の処理 サンプル印影が登録印影に対応したものである場合、サ
ンプル印影の押印の仕方すなわち、インクの量と押印す
る圧力が似ていれば、にじみ方やかすれ方も似てくると
予想される。したがって押印の仕方のよく似たちの同士
を集めて、上記各特徴量について統計的処理を施せば一
定の関係が見出されるはずである。そこで、予め、極め
て多くのサンプル印影の一つ一つについて、ステップＳ
１からステップＳ６までの処理を行ってステップＳ６で
述べられている特＠量を算出しておき、それら得られた
特徴量を■一致政変マスク）および一致度（自己）、■
面積比、■にじみ率（マスク）およびにじみ率（自己）
、かすれ率（マスク）、かすれ率（自己）、の３方面か
らクラスター分析によってクラスタリング（類型化）を
行い、各々のクラスターの平均的な特＠量の分布、すな
わち基準データを得ておく。

この基準データによれば、例えば■の面積比によるクラ
スタリングを考えたとき、面積比が８０％の時には、一
致率（マスク）は何％近辺にあるべきか、一致率（自己
）は何％近辺にあるべきか、以下同様に、にじみ率（マ
スク）、にじみ率（自己）、かすれ率（マスク）、かす
れ率（自己）膨張にじみ係数第１〜８層の特徴量も、そ
れぞれ何％近辺にあるべきか、ということを知り得る。

すなわちサンプル印影と登録印影について、特徴量が所
定の範囲内にあれば、このサンプル印影は登録印影に対
応していると判定され、これとは逆にその範囲内になけ
れば、サンプル印影は登録印影に対応していないと判定
される。

本実施例では、クラスターによる特徴量の判定作業は、
一致率（マスク）と一致率（自己）からクラスタリング
するユニット１と、サンプル印影の面積を登録印影の面
積で割った面積比からクラスタリングするユニット２と
、にじみ率（マスク）、にじみ率（自己）および、かす
れ率（マスク）、かすれ率（自己）からクラスタリング
するユニット３の、以上３ユニツトから構成されている
。

まずユニット１においては、特徴量を、一致率（マスク
）と一致率（自己）からクラスタリングし、残る特徴量
である面積比、にじみ率（マスタ）、にじみ率（自己）
、かすれ率（マスク）、かすれ率（自己）、および第１
層から第８層までの各膨張にじみ係数が検討される。同
様にユニット２では、特徴量を、面積比からクラスタリ
ングし、残る特徴量である一致率（マスク）、−敗率（
自己〕、にじみ率（マスタ）、にじみ率（自己）、かす
れ率（マスク）、かすれ率（自己）、および第１層から
第８層までの各膨張にじみ係数が検討される。さらにユ
ニット３では、特徴量を、にじみ率（マスク）、にじみ
率（自己）、かすれ率（マスク）、かすれ率（自己）面
積比からクラスタリングし、残る特徴量である面積比、
−敗率（マスク）、−敗率（自己）および第１層から第
８層までの各膨張にじみ係数が検討される。

まずユニット１において、現在照合しているサンプル印
影が、−敗率（マスク）と−敗率（自己）との関係から
どのクラスターに分類されるか、検討される。第１２図
はこの基準データを概念的に表現したものであり、この
図において、−数本（マスク）と−敗率（自己）との間
には一定の関係があり、６個のクラスターＣ１，Ｃ２、
Ｃ３、Ｃ４、Ｃ９、Ｃ６に分けられていることが示され
る。照合しているサンプル印影の両−敗率の関係が点Ｇ
で示されたものとすると、この点Ｇがどのクラスターの
平均値（黒丸で示す）に最も近いか検討される。これは
、最小２乗距離（ユークリッド距離の最小値）を算出す
ることによって求められ、第１２図の例においては、現
在照合されているサンプル印影と登録印影との関係は第
４クラスター０４に該当することが示される。

次に、該当するクラスター（この例では第４クラスター
Ｃ４）において、面積比、にじみ率（マスク）、にじみ
率（自己）、かすれ率（マスク）およびかすれ率（自己
）がそれぞれ基準データの所定範囲に入るか否か判定さ
れる。ここでクラスターｃ４（７）基準データにおいて
、これらの特徴量についての平均値および標準偏差が、
例えば下記の表１のように定められているとする。

（以下余白） 表１ 本実施例では、照合しているサンプル印影と登録印影に
おけるにじみ率およびかすれ率が、それぞれ平均値を中
心として標準偏差の３倍の範囲に入るか否か（すなわち
平均値±３×標準偏差の範囲内か否か）判定される。例
えば、面積比が１２２゜６、にじみ率（マスク）が２２
．６、にじみ率（自己）が１７．２、かすれ率（マスク
）が４．３、かすれ率（自己）が３．９であれば、全て
上記範囲に入っており、現在照合しているサンプル印影
は登録印影に対応していると推定される。しかし、ひと
つでもその範囲に該当していなければ、現在照合してい
るサンプル印影は登録印影に対応しないと判断される。

以上の判定の後、膨張にじみ係数が検討される。

この膨張にじみ係数は、ステップＳ６でも示されたよう
に、第１１図の第ｎ層、例えば８３のラインであれば８
１から８３の間の層内の画素数と一致画素数とを加えた
値をサンプル印影の全画素数で割って１００を掛けるこ
とによって求められる。

この係数は、各クラスター毎に、しかも第１層から第８
層までの各層毎に平均値と分布状態を示す標準偏差とが
予め計測されている。ここで、例えばクラスター０４に
おける膨張にじみ係数が表２のように求められている。

（以下余白） 表２ 本実施例においては、サンプル印影の各層の膨張にじみ
係数が、表２に示されている基準値の範囲内にあるか否
か、すなわち第１層から第８層までの各層について、表
２にある基準値の範囲、（膨張にじみ係数平均値）±３
×（標準偏差）の中にあるか否かが検討される。もしサ
ンプル印影の持つ膨張にじみ係数が、いずれも基準値の
範囲内にあれば、サンプル印影は登録印影に対応するも
のであると判定され、一方、８つの膨張にじみ係数のう
ちの一つでも基準値の範囲から外れたものがある場合に
は、サンプル印影は登録印影と対応しない可能性がある
と判定される。

以上でユニット１の判定が終了する。

次いでユニット２の判定が行われる。ユニット２もユニ
ット１と同様なやり方で、面積比からクラスタリングが
行われる。そしてそのサンプル印影の特徴量である一致
率（マスク）、−敗率（自己）、にじみ率（マスク）、
にじみ率（自己）、かすれ率（マスク）、かすれ率（自
己）、第１層から第８層までの膨張にじみ係数の各々に
ついて、基準値の範囲内にあるか否かが検討される。そ
して−敗率（マスク）、−敗率（自己）、にじみ率（マ
スク）、にじみ率（自己）、かすれ率（マスク）、かす
れ率（自己）のいずれもが基準値の範囲内であれば、そ
のサンプル印影は登録印影に対応するものであると判断
され、もし一つでも基準値の範囲から外れるものである
場合にはそのサンプル印影は登録印影に対応しないと判
断される。

次いで膨張にじみ係数の検討が行われる。そのやり方は
ユニット１におけるものと同様で、８つの膨張にじみ係
数のうち、いずれもが基準値の範囲内にあればサンプル
印影は登録印影に対応するものであると判断され、逆に
一つでも基準値の範囲から外れるものがある場合にはそ
のサンプル印影は登録印影に対応しない可能性があると
判断される。

さらにユニット３の判定が行われる。ユニット３もユニ
ット１．２と同様なやり方で、にじみ率（マスク）、に
じみ率（自己）、かすれ率（マスク）、かすれ率（自己
）の４項目からクラスタリングが行われる。そしてその
サンプル印影の残る特徴量である面積比、−敗率（マス
ク）、−敗率（自己）、および第１層から第８層までの
膨張にじみ係数の各々について、基準値の範囲内にある
か否かが検討される。そしてサンプル印影が登録印影に
対応するものであるか否か、およびそのサンプル印影が
登録印影に対応しない可能性があるか否かの判断はユニ
ット１および２の時と同様である。

以上、ユニット１から３について、大局的な判定基準で
ある面積比、−敗率（マスク）、−敗率（自己）、にじ
み率（マスク）、にじみ率（自己）、かすれ率（マスク
）、かすれ率（自己）と、印影を構成する文字のストロ
ークの違いの詳細な判断基準である膨張にじみ係数第１
層から第８層までの判定が終了する。

最終的な判定は次のように行われる。すなわち、１、ユ
ニット１から３における大局的判断基準のすべてが合格
（サンプル印影の持つ特徴量が基準値の範囲内にあるこ
と）であり、かつストローりの違いの詳細な判断基準の
何れもが合格である場合には、そのサンプル印影は登録
印影と同一の印鑑によって形成されたものと判断する。

２、ユニット１から３における大局的判断基準のうちの
一つでも不合格（サンプル印影の持つ特徴量が基準値の
範囲から外れていること）である場合には、たとえ詳細
な判断基準の何れもが合格であっても、そのサンプル印
影は登録印影の印鑑と異なる印鑑から形成されたものと
判断する。

３、ユニット１から３における大局的判断基準のすべて
が合格でありながら、詳細な判断基準のうちの一つでも
不合格になった場合には、そのサンプル印影は登録印影
とは異なる印鑑から形成された可能性があると判断する
。

以上でステップＳ７におけるサンプル印影の精密な真偽
判定が終了する。

なお、この判定において用いられたクラスターの数は、
判定の精度に応じて選定される。これを第１３図および
第１４図を用いて説明する。

これらの図は、サンプル印影が登録印影に対応するもの
である時における、にじみ率（マスク）とかすれ率（マ
スク）の関係を示したものである。

各点はにじみ率とかすれ率の関係のデータ、楕円りはク
ラスターを示す。各クラスターの中心点の横座標値は、
そのクラスター内データのにじみ率の平均値、また縦座
標値は、そのクラスター内データのかすれ率の平均値で
ある。クラスターの楕円の大きさは、そのクラスター内
データのにじみ率の平均値を中心とし、標準偏差σの±
３倍を長径または短径とし、またそのクラスター内デー
タのかすれ率の平均値を中心とし、標準偏差σの±３倍
を長径または短径としている。

各図から理解されるように、サンプル印影が登録印影に
合致したものである場合、にじみ率が小さ（なるほどか
すれ率が大きくなる。また、クラスター数が１２の場合
を示す第１３図と、クラスター数が６の場合を示す第１
４図との対比より、クラスター数が増加するほど、一つ
のクラスターがカバーする領域は挟まり、かつ全体的に
クラスターによって囲まれる部分が狭くなる。すなわち
、クラスター数が多いほど、クラスターの楕円の長径お
よび短径が小さくなる。したがって、クラスター数が多
いほど印影照合の判定基準が厳しくなり、逆にクラスタ
ー数が少ないほど判定条件が緩くなって、サンプル印影
が真の印影であると判定されやすくなる。

■ステップＳＯの処理 次に、以上の判定に先駆けて行われる登録印影の入手方
法について説明する。この登録印影の入手は、基本的に
はステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ５と同様である。

まず、押印された複数枚の印影から、比較的鮮明な例え
ば４枚の印影が選択される。そして、最初の１枚につい
て、ステップＳ１と同様な方法により、ＣＣＤカメラに
よる印影の撮影が行われる。

すなわち、撮影は３２回行われ、３２個の印影画像につ
いて累積加算されて形成される濃淡印影画像が得られる
。次いで、ステップＳ２と同様に、印影の切出しが行わ
れて、印影の大まかな領域が決定される。この領域はス
テップＳ１で得られた印影画像に重ねられ、ステップＳ
３と同様にして、この領域外の画像が消去されるととも
に、この領域内の印影画像が２値化される。これにより
、第１の印影の濃淡画像と２値画像とが得られる。

次に、２番目の印影について、第１の印影と同様にして
、ステップＳ１、Ｓ２およびＳ３が実行され、２値化さ
れた印影画像が得られる。これを第２の印影とする。こ
の第２の２値化された印影は、第１の２値化された印影
に重ねあわされ、ステップＳ５と同様にして、回転およ
び平行移動が施されて、位置合わせが行われる。ここで
得られた回転移動量および平行移動量をもって第２の印
影の濃淡画像を移動させて、第１の印影の濃淡画像に重
ね合わせる。

第２の印影と全く同様にして、第３の印影の濃淡画像お
よび第４の印影の濃淡画像が、順次、第１の印影の濃淡
画像に重ねられていく。

しかして、第１〜第４の印影の濃淡画像は相互に位置合
わせが行われたこととなり、このようにして得られたも
のが登録印影の濃淡画像である。

この濃淡画像に再びステップＳ２からステップＳ３の操
作を施すことによって登録印影の２値画像が得られるこ
ととなる。そしてこの２値化された印影がサンプル印影
との照合の基準となる。

ただし、本実施例では４枚の印影を重ね合わせているが
、この枚数は任意である。

なお、上述した実施例において説明に用いられた数値は
、単なる例に過ぎない。

〔発明の効果］ 以上のように本発明によれば、サンプル印影と登録印影
との位置合わせを短時間に実施し、印影照合のための時
間を短縮化することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、登録印影の画素データに対して、サンプル印
影の画素データを１画素ずつシフトさせて重ねて示す図
、 第２図は本発明を適用した印影照合システムの概略の構
成を示すブロック図、 第３図は照明装置を示す断面図、 第４図は照射機構を示す斜視図、 第５図は印影照合の手順を概略的に示す流れ図、第６図
は印影の一例を示す図、 第６図（ａ）は登録印影の外側の円に沿った画素を示す
図、 第６図（ｂ）は登録印影の内側の円に沿った画素を示す
図、 第８図（ａ）はサンプル印影の外側の円に沿った画素を
示す図、 第８図（ｂ）はサンプル印影の内側の円に沿った画素を
示す図、 第９図（ａｉは登録印影に対してサンプル印影を上下方
向に平行移動させる状態を示す図、第９図（ｂ）は登録
印影に対してサンプル印影を左右方向に平行移動させる
状態を示す図、第１０図は、サンプル印影と登録印影の
一致率が最大になる位置を検出するために用いられる３
×３の領域を示す図、 第１１図はサンプル印影と膨張せしめられる登録印影と
を示す図、 第１２図は、登録印影の一致率に対するサンプル印影の
一致率の基準データにおける、クラスター分けを示す図
、 第１３図はクラスター数が１２の場合におけるにじみ率
とかすれ率の関係を示す図、 第１４図はクラスター数が６の場合におけるにじみ率と
かすれ率の関係を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の画像について第１の円周に沿った画素デー
   タを抽出する手段と、第２の画像について上記第１の円
   周の中心を中心とする第２の円周に沿った画素データを
   抽出する手段と、上記第１および第２の画像の各画素デ
   ータを相対的に、上記円周の回転方向に所定画素数だけ
   移動させる手段と、上記第１および第２の画素データの
   一致度が最大になる時の、上記移動の量および方向を検
   出する最大一致度検出手段と、上記第１および第２の画
   像を、上記量および方向に従って相対的に移動させて、
   相互に照合する手段とを備えたことを特徴とする位置合
   わせ装置。
2. （２）上記最大一致度検出手段が、第１および第２の画
   素データの相互に共通しない部分を排他的論理和をとる
   ことによって求め、不一致率を算出し、この不一致率が
   最小になるときの上記移動量および方向を検出すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置合わせ装
   置。
3. （３）上記最大一致度検出手段の検出結果に基づいて第
   １および第２の画像を相対回転移動させた後、第１およ
   び第２の画像の少なくとも一方を、所定の微小領域の範
   囲内で相対的に平行移動させたときの各画像の一致度を
   求め、該一致度が最大になるように第１および第２の画
   像を相互に平行移動させる手段を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の位置合わせ装置。