JPH07282257A - 対象物体の中心位置算出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、対象物体の中心を正確に算出す
ることができる対象物体の中心算出装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 対象物体画像の外周座標を求める手段、外周
座標のうちから互いに１２０度ずつ離れた任意の３点を
選択して対象物体画像の中心座標および中心座標から外
周までの距離に関係する距離情報を算出する第１の中心
座標算出手段、第１の中心座標算出手段による処理を所
要回数繰り返した後、中心座標基準値および距離情報基
準値を算出する手段、第１の中心座標算出手段による処
理を実行し、算出された距離情報と距離情報基準値の差
が所定値以内であるときにのみ、算出された中心座標を
有効データとして保持する有効データ獲得手段ならびに
有効データ獲得手段による処理を所要回数繰り返し、得
られた有効データに基づいて最終的な中心座標を算出す
る第２の中心座標算出手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、対象物体の中心位置
算出装置に関し、特に、対象物体の２値化画像に基づい
て、対象物体の中心座標を求める対象物体の中心位置算
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】銀行等の金融機関では、取引の相手を確
認するために印鑑照合が行われている。つまり、契約時
に契約者の印影を登録させ、以降は取引を行う場合、登
録された印影と契約者が持参した印鑑の印影または手
形、小切手等に捺印されている印影とを比較照合し、同
一のものであるかを判定する。

【０００３】従来においては、印鑑照合は作業者による
手作業で行われており、作業者の負担が重いという問題
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
印鑑照合を自動的に行える印鑑照合装置を開発した。印
鑑照合を自動的に行う際には、登録印影画像の中心位置
と、被照合印影画像の中心位置とを合わすことが必要と
なる。そして、そのためには、登録印影の中心位置と、
被照合印影の中心位置とを正確に算出する必要がある。

【０００５】印鑑は、常に真円になっているとは限らな
い。つまり、印鑑の周囲の一部に欠け等が存在する場合
がある。このような場合には、印影画像の重心を求め
て、中心とするといった一般的な手法では、印影の中心
を正確に求めることはできない。

【０００６】この発明は、対象物体の中心を正確に算出
することができる対象物体の中心算出装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明による第１の対
象物体の中心位置算出装置は、対象物体の２値化画像に
基づいて、対象物体の中心座標を求める対象物体の中心
位置算出装置において、対象物体画像の外周座標を求め
る外周座標演算手段、求められた外周座標のうちから互
いに１２０度ずつ離れた任意の３点を選択し、選択され
た３点に基づいて対象物体画像の中心座標および中心座
標から対象物体画像の外周までの距離に関係する距離情
報を算出する第１の中心座標算出手段、第１の中心座標
算出手段による処理を所要回数繰り返した後、算出され
た複数の中心座標および複数の距離情報に基づいて、中
心座標基準値および距離情報基準値を算出する基準値算
出手段、第１の中心座標算出手段による処理を実行する
ことにより、印影の中心座標および距離情報を算出し、
算出された距離情報と距離情報基準値の差が所定値以内
であるときにのみ、算出された対象物体画像の中心座標
を有効中心座標データとして保持する有効中心座標デー
タ獲得手段、ならびに、有効中心座標データ獲得手段に
よる処理を所要回数繰り返した後、得られた有効中心座
標データに基づいて最終的な中心座標を算出する第２の
中心座標算出手段を備えていることを特徴とする。

【０００８】対象物体が円形に近い形の場合には、上記
距離情報として半径が用いられる。対象物体が楕円形に
近い形の場合には、中心座標から対象物体画像の外周と
長軸との交点までの距離または中心座標から楕円形印影
の外周と短軸との交点までの距離が上記距離情報として
用いられる。対象物体が矩形に近い形の場合には、中心
座標から対象物体画像の外周までの距離のうちの最短距
離または最長距離が上記距離情報として用いられる。

【０００９】この発明による第２の対象物体の中心位置
算出装置は、対象物体の２値化画像に基づいて、対象物
体の中心座標を求める対象物体の中心位置算出装置にお
いて、対象物体画像の外周座標を求める第１手段、求め
られた外周座標のうちから互いに１２０度ずつ離れた任
意の３点を選択する第２手段、選択された３点に基づい
て対象物体画像の中心座標および半径を算出する第３手
段、第２手段および第３手段による処理を所要回数繰り
返した後、算出された複数の中心座標の重心を算出する
ことにより、中心座標基準値を算出するとともに、算出
された半径の平均を算出することにより半径基準値を算
出する第４手段、第２手段および第３手段による処理を
実行することにより、印影の中心座標および半径を算出
する第５手段、第５手段によって算出された半径と半径
基準値の差が所定値以内であるときにのみ、第５手段に
よって算出された対象物体画像の中心座標を有効中心座
標データとして保持する第６手段、ならびに、第５手段
および第６手段による処理を所要回数繰り返した後、得
られた有効中心座標データに基づいて最終的な中心座標
を算出する第７手段を備えていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明による第１の対象物体の中心位置算出
装置では、まず、外周座標演算手段によって、対象物体
画像の外周座標が求められる。次に、第１の中心座標算
出手段による処理が行われる。すなわち、外周座標のう
ちから互いに１２０度ずつ離れた任意の３点が選択さ
れ、選択された３点に基づいて対象物体画像の中心座標
および中心座標から対象物体画像の外周までの距離に関
係する距離情報が算出される。

【００１１】次に、基準値算出手段による処理が行われ
る。すなわち、第１の中心座標算出手段による処理が所
要回数繰り返された後、算出された複数の中心座標およ
び複数の距離情報に基づいて、中心座標基準値および距
離情報基準値が算出される。

【００１２】次に、有効中心座標データ獲得手段による
処理が行われる。すなわち、第１の中心座標算出手段に
よる処理が実行されることにより、印影の中心座標およ
び距離情報が算出され、算出された距離情報と距離情報
基準値の差が所定値以内であるときにのみ、算出された
対象物体画像の中心座標が有効中心座標データとして保
持される。

【００１３】有効中心座標データ獲得手段による処理が
所要回数繰り返された後、得られた有効中心座標データ
に基づいて最終的な中心座標が算出される。

【００１４】この発明による第２の対象物体の中心位置
算出装置では、まず、対象物体画像の外周座標が第１手
段によって求められる。次に、第２手段によって、外周
座標のうちから互いに１２０度ずつ離れた任意の３点が
選択される。次に、選択された３点に基づいて対象物体
画像の中心座標および半径が、第３手段によって算出さ
れる。

【００１５】第２手段および第３手段による処理が所要
回数繰り返された後、算出された複数の中心座標の重心
が算出されることにより、中心座標基準値が算出される
とともに、算出された半径の平均が算出されることによ
り半径基準値が算出される。

【００１６】次に、第５手段による処理が行われる。す
なわち、第２手段および第３手段による処理が実行され
ることにより、印影の中心座標および半径が算出され
る。次に、第６手段による処理が実行される。すなわ
ち、第５手段によって算出された半径と半径基準値の差
が所定値以内であるときにのみ、第５手段によって算出
された対象物体画像の中心座標が有効中心座標データと
して保持される。

【００１７】そして、第５手段および第６手段による処
理が所要回数繰り返された後、得られた有効中心座標デ
ータに基づいて最終的な中心座標が算出される。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。

【００１９】（１）印鑑照合装置の構成の説明

【００２０】図１は、印鑑照合装置の構成を示してい
る。

【００２１】印鑑照合装置は、登録されている印影と、
手形、小切手等に捺印された印鑑の印影との照合を自動
的に行うものである。印鑑照合装置は、パーソナルコン
ピユータ等からなる画像・演算処理装置１、ディスプレ
イ装置２および印影読み取り装置３を備えている。

【００２２】画像・演算処理装置１は、そのプログラム
を記憶するＲＯＭ（図示略）、必要なデータを記憶する
ＲＡＭ（図示略）の他、登録すべき印影画像およびそれ
に関する情報を保持しておくための印影登録メモリ１
１、印影照合時に登録印影が格納されるフレームメモリ
１２および印影照合時に被照合印影が格納されるフレー
ムメモリ１３を備えている。各フレームメモリ１２、１
３としては、ここでは、縦４８０画素、横５１２画素の
サイズのものが使用されている。

【００２３】印影読み取り装置３は、印鑑が捺印されて
いる手形紙等の印影保持体Ｈにその裏面側から光を照射
するバックライト照明装置３１と、バックライト照明装
置３１から出射され印影保持体Ｈを通過した光を受光し
て、電気信号に変換するための３板式のＣＣＤカメラ３
２とを備えている。ＣＣＤカメラ３２からは、ＮＴＳＣ
規格に準拠したＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）信
号が出力され、このＲＧＢ信号が画像・演算処理装置１
に送られる。

【００２４】（２）印鑑照合装置によって実行される処
理の説明

【００２５】印鑑照合装置１によって行われる処理に
は、印鑑照合の元となる印鑑の印影を登録するための印
影登録処理と、印影登録処理によって登録された登録印
影と被照合印影との照合を行う印影照合処理とがある。

【００２６】（２−１）印影登録処理の説明

【００２７】図２は、印影登録処理手順を示している。
印影登録処理においては、まず、登録すべき印影の取り
込み処理が行われる（ステップ１）。すなわち、登録す
べき印鑑が捺印されている印影保持体から印影が読み取
られ、色情報に基づく所定の２値化処理が行われ、フレ
ームメモリ１２に２値化画像が格納される。

【００２８】次に、印影の中心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）および
半径Ｒの算出処理が行われる（ステップ２）。次に、印
影角度情報ｔ１（θ）の算出処理が行われる（ステップ
３）。次に、印影内の同心円上のビットパターンに基づ
く分布関数ｔ（ｒ）および印影の切断線上のビットパタ
ーンに基づく分布関数ｔ２（θ）、ｔ３（θ）の作成処
理が行われる（ステップ４）。

【００２９】次に、ステップ２で算出された中心座標Ｑ
（Ｘ，Ｙ）に基づいて、印影の中心位置合わせ処理が行
われる（ステップ５）。そして、印影画像データが、ス
テップ２〜４で算出されたデータとともに印影登録メモ
リ１１に記憶される（ステップ６）。

【００３０】（２−２）印影照合処理の説明

【００３１】図３は、印影照合処理手順を示している。
印影照合処理においては、まず、印影登録メモリ１１に
記憶されている照合の元となる登録印影がフレームメモ
リ１２に転送される（ステップ１１）。次に、被照合印
影の取り込み処理が行われる（ステップ１２）。すなわ
ち、被照合印影保持体から印影が読み取られ、色情報に
基づく所定の２値化処理が行われ、フレームメモリ１３
に２値化画像が格納される。

【００３２】次に、印影の中心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）および
半径Ｒの算出処理が行われる（ステップ１３）。そし
て、算出された半径Ｒに基づいて、最初の照合判定が行
われる（ステップ１４）。すなわち、登録印影の半径と
被照合印影の半径との差ΔＲが所定値α以下であるか否
かが判定される。この所定値は、たとえば１０画素に対
応する長さに設定されている。半径差ΔＲが所定値αよ
り大きいときには（ステップ１４でＮＯ）、登録印影と
被照合印影とが不一致であると判別され（ステップ２
４）、その判定結果が表示装置２に表示された後、印影
照合処理は終了する。

【００３３】半径差ΔＲが所定値α以下であるときには
（ステップ１４でＹＥＳ）、最初の照合判定には合格し
たと判別されて、ステップ１５に進む。ステップ１５で
は、印影角度情報ｆ１（θ）の算出処理が行われる。次
に、印影内の同心円上のビットパターンに基づく分布関
数ｆ（ｒ）および印影の切断線上のビットパターンに基
づく分布関数ｆ２（θ）、ｆ３（θ）の作成処理が行わ
れる（ステップ１６）。

【００３４】この後、ステップ１３で算出された中心座
標Ｑ（Ｘ，Ｙ）に基づいて、登録印影と被照合印影の中
心位置を一致させるための中心位置合わせ処理が行われ
る（ステップ１７）。次に、登録印影の印影角度情報ｒ
１（θ）と、被照合印影の印影角度情報ｆ１（θ）とに
基づいて、登録印影と被照合印影の回転角度位置を一致
させるための角度合わせ処理が行われる（ステップ１
８）。

【００３５】次に、登録印影および被照合印影の全ビッ
トパターンに基づいて、登録印影と被照合印影との類似
度Ｓを算出するための類似度算出処理が行われる（ステ
ップ１９）。この後、表示装置２に、登録印影と被照合
印影との違いが明確になるように、両者の一致点と不一
致点とが色分け表示される（ステップ２０）。たとえ
ば、両印影の一致点が赤色で表示され、不一致点が緑色
で表示される。

【００３６】次に、類似度Ｓ、登録印影および被照合印
影の半径差ΔＲならびに分布関数ｔ（ｒ）、ｆ（ｒ）、
ｔ２（θ）、ｔ３（θ）、ｆ２（θ）、ｆ３（θ）に基
づいて、照合率Ｆ（０〜１００％）の算出処理が行われ
る（ステップ２１）。算出された照合率Ｆは、表示装置
２に表示される。

【００３７】そして、算出された照合率Ｆが所定値β
（たとえば９０％）以上か否かが判別される（ステップ
２２）。算出された照合率Ｆが所定値β以上であるとき
には、両印影は一致すると判定され（ステップ２３）、
その判定結果が表示装置２に表示された後、印影照合処
理は終了する。算出された照合率Ｆが所定値βより小さ
いときには、両印影は不一致であると判定され（ステッ
プ２４）、その判定結果が表示装置２に表示された後、
印影照合処理は終了する。

【００３８】以下、上記図２および図３の主要なステッ
プの処理について、詳細に説明する。

【００３９】（３）印影取り込み処理についての説明

【００４０】図２のステップ１で行われる印影取込み処
理と、図３のステップ１２で行われる印影取込み処理と
は、対象となる印影が異なるだけでその処理内容は同じ
なので、ここでは、上記ステップ１２の印影取り込み処
理について説明する。

【００４１】ＣＣＤカメラ３２からは、ＮＴＳＣ規格に
準拠したＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号が出力される。Ｃ
ＣＤカメラ３２からの色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、次の数式１
に基づいて、ＹＩＱデータに変換される。ここで、Ｙ
は、輝度（明度）を表す。

【００４２】

【数１】Ｙ＝0.299 Ｒ＋0.587 Ｇ＋0.114 Ｂ Ｉ＝0.596 Ｒ−0.274 Ｇ−0.322 Ｂ Ｑ＝0.211 Ｒ−0.522 Ｇ＋0.311 Ｂ

【００４３】また、彩度Ｅｃが、次の数式２に基づいて
算出される。

【００４４】

【数２】Ｅｃ＝（Ｑ² ＋Ｉ² ）^1/2

【００４５】さらに、色相φが次の数式３に基づいて算
出される。

【００４６】

【数３】 φ＝tan ^-1｛ 1.78 （Ｒ−Ｙ）／（Ｂ−Ｙ）｝

【００４７】ここで、ＥｃをＹで基準化したＥｃ／Ｙ
と、φとは、それぞれＣＩＥ（Commission Internation
al de l'Eclairage)のｘｙ色度図上で極座標を形成す
る。

【００４８】次に、数式４および数式５の両条件を満た
す範囲内の画素（有意画素）の輝度値を”１”（黒）、
範囲外の画素の輝度値を”２５５”（白）として、各画
素の輝度（信号Ｙ）が２値化され、得られた２値化画像
データがフレームメモリ１３に格納される。

【００４９】

【数４】Ｅｃ／Ｙ＞0.2

【００５０】

【数５】1.5696( 90°) ＜φ＜2.2672( 130°)

【００５１】上記数式４の範囲は、読み取り画像のうち
の白色および黒色を印影と認識しないようにするために
決定された範囲である。また、上記数式５の範囲は、読
み取り画像のうちの朱色以外の彩色を印影と認識しない
ようにするために決定された範囲である。したがって、
２値化処理によって、印影色である朱色に近い色の画素
のみが輝度値１で表される。

【００５２】（４）中心座標および半径の算出処理につ
いての説明

【００５３】図２のステップ２で行われる中心座標およ
び半径算出の処理と、図３のステップ１３で行われる中
心座標および半径の算出処理とは、対象となる印影が異
なるだけでその処理内容は同じなので、ここでは、上記
ステップ１３の中心座標および半径の算出処理について
説明する。

【００５４】図４は、上記ステップ１３の中心座標およ
び半径の算出処理の手順を示している。

【００５５】まず、印影の外周上の全ての点の座標（以
下、印影の外周座標という）が、次のようにして抽出さ
れる（ステップ３１）。すなわち、ノイズ処理が行われ
た後、図５に示すように、フレームメモリ１３の左端か
ら右方向に水平走査が行われ、各走査ラインにおける最
初の輝度値１の画素が印影外周座標として抽出される。
この水平走査がフレームメモリ１３の最上行から最下行
まで行われ、印影の左半分の外周座標が得られる。

【００５６】次に、フレームメモリ１３の右端から左方
向に水平走査が行われ、各走査ラインにおける最初の輝
度値１の画素が印影外周座座標として抽出される。この
水平走査がフレームメモリ１３の最下行から最上行まで
行われ、印影の右半分の外周座標が得られる。この結
果、印影の外周上の全ての点の座標が得られる。

【００５７】次に、図６に示すように、印影外周座標の
なかから、互いに１２０度ずつ離れた３つの点Ｐ_a 、Ｐ
_b 、Ｐ_c の座標がランダムに選択される（ステップ３
２）。すなわち、まず、印影外周座標の中から、乱数を
発生させることにより、１個の座標Ｐ_a が選択される。
さらに、選択された１個の座標Ｐ_a に対して、１２０度
ずつ離れた位置の２つの座標Ｐ_b 、Ｐ_c が選択される。

【００５８】次に円の方程式に基づいて、選択された３
点の座標Ｐ_a （ｘ_a ，ｙ_a ）、Ｐ_b（ｘ_b ，ｙ_b ）、Ｐ
_c （ｘ_c ，ｙ_c ）から、印影の中心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）お
よび半径Ｒが算出される（ステップ３３）。具体的に
は、次の数式６に基づいて、印影の中心座標Ｑ（Ｘ，
Ｙ）および半径Ｒが算出される。

【００５９】

【数６】 Ｘ＝｛ａ（ｙ_b −ｙ_a ）−ｃ（ｙ_c −ｙ_a ）｝／−２ａ Ｙ＝｛ｂ（ｘ_b −ｘ_a ）−ｃ（ｘ_c −ｘ_a ）｝／−２ａ Ｒ＝（Ｒ_a ＋Ｒ_b ＋Ｒ_c ）／３ Ｒ_a ＝｛（ｘ_a −Ｘ）² ＋（ｙ_a −Ｙ）² ｝^1/2 Ｒ_b ＝｛（ｘ_b −Ｘ）² ＋（ｙ_b −Ｙ）² ｝^1/2 Ｒ_c ＝｛（ｘ_c −Ｘ）² ＋（ｙ_c −Ｙ）² ｝^1/2 ａ＝（ｘ_b −ｘ_a ）・（ｙ_b −ｙ_a ）−（ｘ_b −ｘ_a ）
・（ｙ_b −ｙ_a ） ｂ＝ｘ_c ² −ｘ_a ² ＋ｙ_c ² −ｙ_a ² ｃ＝ｘ_b ² −ｘ_a ² ＋ｙ_b ² −ｙ_a ²

【００６０】ステップ３２およびステップ３３の処理が
所定回数ｎだけ繰り返し行われる（ステップ３４）。こ
れにより、ｎ個の中心座標Ｑ１（Ｘ１，Ｙ１）〜Ｑｎ
（Ｘｎ、Ｙｎ）およびｎ個の半径Ｒ１〜Ｒｎが得られ
る。

【００６１】次に、中心座標Ｑの平均値Ｑｏ（Ｘｏ、Ｙ
ｏ）および半径の平均値Ｒｏが次式７に基づいて算出さ
れ、中心座標基準値Ｑｏ（Ｘｏ，Ｙｏ）および半径基準
値Ｒｏとされる（ステップ３５）。

【００６２】

【数７】Ｘｏ＝（１／ｎ）・Σ（Ｘｉ） Ｙｏ＝（１／ｎ）・Σ（Ｙｉ） Ｒｏ＝（１／ｎ）・Σ（Ｒｉ）

【００６３】上記数式７において、各記号Σは、それに
続くＸｉ、ＹｉまたはＲｉのｉに１からｎまでを入れた
ものを全て加え合わせることを表す。

【００６４】次に、上記ステップ３２および３３と同様
な処理が行われることにより、印影外周上の３点に基づ
いて、印影の中心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）および半径Ｒが算出
される（ステップ３６、３７）。そして、算出された印
影の半径Ｒと半径基準値Ｒｏとの差δＲ（＝｜Ｒ−Ｒｏ
｜）が予め定められた所定値γ以下か否かが判定される
（ステップ３８）。

【００６５】半径差δＲが所定値γ以下であれば、上記
ステップ３７で算出された中心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）および
半径Ｒが有効データとして、記憶される（ステップ３
９）。半径差δＲが所定値γより大きいときには、上記
ステップ３７で算出された中心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）および
半径Ｒは、無効とされ記憶されない。これにより、上記
ステップ３６で選択された３点のうち少なくとも１点が
印影の欠け部分の点であるようなときには、その３点に
基づいて算出された中心座標および半径が無効にされ
る。

【００６６】ステップ３６〜ステップ３９の処理が所定
回数ｍだけ繰り返されることにより（ステップ４０）、
半径差δＲが所定値γ以下の複数の有効データ（中心座
標Ｑ（Ｘ，Ｙ）および半径Ｒ）が集められる。この後、
複数の有効中心座標データの重心が算出されることによ
り最終的な中心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）が決定されるととも
に、複数の有効半径座標データの平均が算出されること
により最終的な半径Ｒが決定される（ステップ４１）。

【００６７】最終的に得られた中心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）
は、中心位置合わせ処理（図３のステップ１７、登録印
影の場合は図２のステップ５）で用いられる。また、最
終的に得られた半径Ｒは、最初の照合判定（図３のステ
ップ１５）および照合率Ｆの算出処理（図３のステップ
２１）で用いられる。

【００６８】図３のステップ１５の最初の照合判定で
は、登録印影について最終的に得られた半径と被照合印
影について最終的に得られた半径との差ΔＲが所定値α
以下か否かの判定が行われ、半径差ΔＲが所定値αより
大きいときには、登録印影と被照合印影とは一致しない
と判定され、印影照合処理は、この時点で終了する。

【００６９】上述したような中心座標の算出処理は、印
影が円形の場合のみならず、印影が楕円または矩形の場
合にも適用することができる。つまり、印影が楕円形の
場合には、図４のステップ３２およびステップ３７にお
いて、数式６の中心座標を求める式によって楕円形印影
の中心が求められる。そして、各ステップ３２およびス
テップ３７において、さらに、楕円形印影の外周座標と
中心座標とに基づいて、楕円形印影の中心から楕円形印
影の外周と長軸との交点までの距離または楕円形印影の
中心から楕円形印影の外周と短軸との交点までの距離が
算出される。そして、算出された距離が、円形印影の場
合の半径Ｒの代わりとして用いられる。

【００７０】印影が矩形の場合には、図４のステップ３
２およびステップ３７において、数式６の中心座標を求
める式によって矩形印影の中心が求められる。そして、
各ステップ３２およびステップ３７において、さらに、
矩形印影の外周座標と中心座標とに基づいて、矩形印影
の中心座標から矩形印影の外周までの最短距離または最
長距離が算出される。そして、算出された距離が、円形
印影の場合の半径Ｒの代わりとして用いられる。

【００７１】このように印影が円形、楕円形または矩形
の場合で若干処理内容が異なるので、円形、楕円形およ
び矩形の印影の何れに対しても照合を行えるようにする
場合には、画像・演算処理装置１に印影が円形、楕円形
および矩形の何れであるかを認識させる必要がある。こ
の認識は、画像・演算処理装置１による画像処理によっ
て自動的に行うようにしてもよいし、操作者に印影の形
状を区別する情報を画像・演算処理装置１に入力させ
て、この入力情報に基づいて行うようにしてもよい。

【００７２】（５）印影角度情報算出処理についての説
明

【００７３】図３のステップ１５の印影角度情報ｆ１
（θ）の算出処理においては、図７（ａ）に示すよう
に、被照合印影画像の中心から放射状にのびかつ所定角
度１°ずつ角度が異なる放射線毎に、放射線上に存在す
る輝度値１の画素数（有意画素数）が算出される。そし
て、図７（ｂ）に示されるように、角度θに対する有意
画素数の分布関数ｆ１（θ）が作成される。

【００７４】図２のステップ３の印影角度情報ｔ１
（θ）の算出処理においても、同様にして、印影の角度
情報（分布関数ｔ１（θ））（図１１参照）が求められ
る。

【００７５】（６）同心円上のビットパターンに基づく
分布関数および切断線上のビットパターンに基づく分布
関数の作成処理についての説明

【００７６】（６−１）切断線上のビットパターンに基
づく分布関数作成処理の説明

【００７７】図３のステップ１６の切断線上のビットパ
ターンに基づく分布関数ｆ２（θ）、ｆ３（θ）の作成
処理においては、被照合印影の中心座標を通りかつ角度
が１°ずつ異なる切断線毎に、切断線上に存在する線数
および線幅の平均幅が求められる。

【００７８】つまり、図８（ａ）に示すように、被照合
印影をその中心座標Ｑを中心として、１°ずつ回転させ
る。そして、各回転角度位置において、登録印影の中心
座標Ｑを通るように水平走査が行われ、水平走査ライン
上に存在する線の数ｋおよび各線の幅ｗｉが算出され
る。すなわち、水平走査ライン上において、有意画素が
連続している部分が線として認識され、認識された線の
数が算出されるとともに、各線における有意画素の連続
数が線の幅として認識される。

【００７９】そして、図８（ｂ）に示すように、回転角
度θに対する線数ｋの分布関数ｆ２（θ）が作成され
る。また、次式に基づいて、線幅の平均値Ｗが求めら
れ、回転角度θに対する平均線幅ｗの分布関数ｆ３
（θ）が作成される。

【００８０】

【数８】Ｗ＝（１／ｋ）・Σ（ｗｉ）

【００８１】上記数式８において、記号Σは、（ｗｉ）
のｉに１からｋまでを入れたものを全て加え合わせるこ
とを表す。

【００８２】図２のステップ４の切断線上のビットパタ
ーンに基づく分布関数ｔ２（θ）、ｔ３（θ）の作成処
理においても、同様にして、回転角度θに対する線数ｋ
の分布関数ｔ２（θ）が作成されとともに回転角度θに
対する平均線幅Ｗの分布関数ｔ３（θ）が作成される。

【００８３】（６−２）同心円上のビットパターンの基
づく分布関数作成処理の説明

【００８４】図３のステップ１６の同心円上のビットパ
ターンの基づく分布関数ｆ（ｒ）の作成処理において
は、被照合印影の中心座標を中心としかつ半径が１画素
ごと異なる同心円毎に、同心円上に存在する輝度値１の
画素数が求められる。

【００８５】つまり、図９（ａ）に示すように、被照合
印影をその中心座標Ｑを中心として、１°ずつ回転させ
る。そして、各回転角度位置において、被照合印影の中
心座標Ｑを通るように水平走査が行われ、水平走査ライ
ン上の各画素の輝度値が調べられる。そして、被照合印
影の中心座標Ｑを中心としかつ半径ｒが１画素ごと異な
る各同心円上に存在する輝度値１の画素数（有意画素
数）が求められる。この後、図９（ｂ）に示すように、
被照合印影の中心座標Ｑを中心とする同心円の半径ｒに
対する有意画素数の分布関数ｆ（ｒ）が作成される。

【００８６】図２のステップ４の同心円上のビットパタ
ーンの基づく分布関数ｔ（ｒ）の作成処理においても、
同様にして、登録印影の中心座標を中心とする同心円の
半径ｒに対する有意画素数の分布関数ｔ（ｒ）（図示
略）が作成される。

【００８７】（７）中心位置合わせ処理についての説明

【００８８】図２のステップ５で行われる中心位置合わ
せ処理と、図３のステップ１７で行われる中心位置合わ
せ処理とは、対象となる印影が異なるだけでその処理内
容は同じなので、ここでは、ステップ１７の中心位置合
わせ処理について説明する。

【００８９】ステップ１７の中心位置合わせ処理におい
ては、ステップ１３で最終的に得られた被照合印影の中
心座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）に基づいて、被照合印影画像の中心
座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）がフレームメモリ１３の所定位置、た
とえば、座標(255,239) に位置するように、被照合印影
画像が移動させられる。

【００９０】登録印影についても、同様にして、中心位
置合わせ処理が行われているので、登録印影および被照
合印影の中心座標は、フレームメモリ１２、１３の対応
する座標位置に位置するようになる。

【００９１】（８）角度合わせ処理についての説明 図３のステップ１８の角度合わせ処理においては、図２
のステップ３で得られた登録印影の角度情報（分布関数
ｔ１（θ））と、ステップ１５で得られた被照合印影の
角度情報（分布関数ｆ１（θ））とに基づいて、両印影
の角度合わせが行われる。

【００９２】図１０は、角度合わせ処理手順を示してい
る。

【００９３】図１１に示すように、被照合印影の分布関
数ｆ１（θ）が１°ずつθ軸方向にずらされ、被照合印
影と登録印影の分布関数ｆ１（θ）、ｔ１（θ）の相互
相関値Ｍａが、次式９に基づいて、各ずれ角度ごとに、
算出される（ステップ５１）。

【００９４】

【数９】 Ｍａ＝〔360 Σ｛f1( θ) ・t1( θ) ｝−｛Σf1( θ) ・Σt1( θ) ｝〕 ×〔1 ／｛360 Σf1( θ)²−( Σf1( θ) )²｝^1/2 〕 ×〔1 ／｛360 Σt1( θ)²−( Σt1( θ) )²｝^1/2 〕

【００９５】上記数式９において、各記号Σは、それに
続くf1( θ) ・t1( θ) 、f1( θ)、t1( θ) 、f1( θ)
²またはt1( θ)²のθに０から３５９を入れたものを全
て加算することを表す。

【００９６】次に、相互相関値Ｍａが最も大きくなるず
れ角度θａが補正角度として、求められる（ステップ５
２）。そして、次式１０で示すアフェイン変換により、
被照合印影画像が補正角度θａだけ回転せしめられるこ
とにより、被照合印影の回転角度位置が登録印影の回転
角度位置に合わせられる（ステップ５３）。

【００９７】

【数１０】 ｕ＝cos θａ・ｘ −sin θａ・ｙ＋Δｘ ｖ＝sin θａ・ｘ ＋cos θａ・ｙ＋Δｙ （ｕ，ｖ）：回転後の座標 （ｘ，ｙ）：回転前の座標 θａ：回転角度 （Δｘ，Δｙ）：平行移動量

【００９８】（９）印影全体のビットパターンに基づく
類似度の算出処理についての説明

【００９９】図３のステップ１９における類似度Ｓの算
出処理においては、登録印影画像データt(x,y)と、被照
合印影画像データf(x,y)とに基づいて、次式１１によ
り、印影全体のビットパターンに基づく類似度Ｓが算出
される。

【０１００】

【数１１】 Ｓ＝ΣΣ｛t(x,y)∧f(x,y)｝／ΣΣ｛t(x,y)∨f(x,y)｝

【０１０１】この際、所定画素範囲内で被照合印影の中
心Ｑを移動させ、各移動位置において、類似度Ｓが算出
される。そして、最も大きな類似度Ｓが、真の類似度Ｓ
とされる。

【０１０２】（１０）照合率の算出処理

【０１０３】図３のステップ２０の照合率Ｆの算出処理
においては、まず、登録印影と被照合印影の切断線上の
ビットパターンに基づく線数の分布関数ｒ２（θ）、ｆ
２（θ）の相関値Ｍｂが算出される。また、登録印影と
被照合印影の切断線上のビットパターンに基づく平均線
幅の分布関数ｒ３（θ）、ｆ３（θ）の相関値Ｍｃが算
出される。次に、登録印影と被照合印影の同心円上のビ
ットパターンに基づく分布関数ｔ（ｒ）、ｆ（ｒ）の相
互相関値Ｍｄが算出される。そして、登録印影と被照合
印影の半径差ΔＲ、類似度Ｓ、相関値Ｍｂ、Ｍｃおよび
Ｍｄに基づいて、照合率Ｆが算出される。

【０１０４】（１０−１）相互相関値Ｍｂの算出方法に
ついての説明

【０１０５】切断線上のビットパターンに基づく線数の
分布関数ｒ２（θ）、ｆ２（θ）の相関値Ｍｂは、次式
１２に基づいて算出される。

【０１０６】

【数１２】 Ｍｂ＝〔360 Σ｛f2( θ) ・t2( θ) ｝−｛Σf2( θ) ・Σt2( θ) ｝〕 ×〔1 ／｛360 Σf2( θ)²−( Σf2( θ) )²｝^1/2 〕 ×〔1 ／｛360 Σt2( θ)²−( Σt2( θ) )²｝^1/2 〕

【０１０７】上記数式１２において、各記号Σは、それ
に続くf2( θ) ・t2( θ) 、f2( θ) 、t2( θ) 、f2(
θ)²またはt2( θ)²のθに０から３５９までを入れたも
のを全て加算することを表す。

【０１０８】（１０−２）相互相関値Ｍｃの算出方法に
ついての説明切断線上のビットパターンに基づく平均線
幅の分布関数ｒ３（θ）、ｆ３（θ）の相関値Ｍｃは、
次式１３に基づいて算出される。

【０１０９】

【数１３】 Ｍｃ＝〔360 Σ｛f3( θ) ・t3( θ) ｝−｛Σf3( θ) ・Σt3( θ) ｝〕 ×〔1 ／｛360 Σf3( θ)²−( Σf3( θ) )²｝^1/2 〕 ×〔1 ／｛360 Σt3( θ)²−( Σt3( θ) )²｝^1/2 〕

【０１１０】上記数式１３において、各記号Σは、それ
に続くf3( θ) ・t3( θ) 、f3( θ) 、t3( θ) 、f3(
θ)²またはt3( θ)²のθに０から３５９までを入れたも
のを全て加算することを表す。

【０１１１】（１０−３）相互相関値Ｍｄの算出方法に
ついての説明

【０１１２】同心円上のビットパターンに基づく分布関
数ｔ（ｒ）、ｆ（ｒ）の相互相関値Ｍｄは、次式１４に
基づいて、算出される。

【０１１３】

【数１４】 Ｍｄ＝〔R Σ｛f(r)・t(r)｝−｛Σf(r)・Σt(r)｝〕 ×〔1 ／｛R Σf(r )²−( Σf(r) )² ｝^1/2 〕 ×〔1 ／｛R Σt(r)² −( Σt(r) )² ｝^1/2 〕

【０１１４】上記数式１４において、各記号Σは、それ
に続くf(r)・t(r)、f(r)、t(r)、f(r )²またはt(r)² の
ｒに１から印影の半径（＝Ｒ）までを入れたものを全て
加算することを表す。

【０１１５】（１０−４）照合率の算出方法についての
説明

【０１１６】照合率Ｆは、登録印影と被照合印影との類
似度Ｓ、半径差ΔＲ、線数相互相関値Ｍｂ、線幅相互相
関値Ｍｃおよび同心円相互相関値Ｍｄに基づいて、ファ
ジイ推論ルールを用いて、算出される。以下の説明にお
いて、Ａは類似度Ｓを、Ｂは半径差ΔＲを、Ｃは線数相
互相関値Ｍｂを、Ｄは線幅相互相関値Ｍｃを、Ｅは同心
円相互相関値Ｍｄを、それぞれ表すものとする。

【０１１７】図１２（ａ）〜（ｅ）は、類似度Ａ、半径
差Ｂ、線数相互相関値Ｃ、線幅相互相関値Ｄおよび同心
円相互相関値Ｅのそれぞれに対して設定された前件部フ
ァジイ集合例を示している。各前件部ファジイ集合にお
いて、ＶＳは照合率が「非常に小さい」、Ｓは照合率が
「やや小さい」、Ｍは照合率が「普通」、Ｌは照合率が
「やや大きい」、ＶＬは照合率が「非常に大きい」のメ
ンバーシップ関数をそれぞれ示している。

【０１１８】また、表１は、ファジィルールテーブルの
一部を示している。

【０１１９】

【表１】

【０１２０】上記ファジィルールは、現場のノウハウに
基づいて決定される。すべてのファジイルールを個別に
設定する必要はなく、所定の代表点を設定して、代表点
間を補間するようにしてもよい。

【０１２１】次に上記前件部ファジイ集合と、上記ファ
ジィルールとを用いたファジイ推論例について説明す
る。

【０１２２】例えば、類似度Ａが０．５、半径差Ｂが２
５、線数相互相関値Ｃが０．５、線幅相互相関値Ｄが
０．５および同心円相互相関値Ｅが０．６であるとする
と、前件部ファジイ集合により、各入力Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅに対するメンバーシップ関数ＶＳ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、
ＶＬへの適応度は、次の表２に示すようになる。

【０１２３】以下において、各メンバーシップ関数Ｖ
Ｓ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、ＶＬへの適応度を、μ_VS、μ_S 、
μ_M 、μ_L 、μ_VLで表す。また、入力Ａに対する各メン
バーシップ関数ＶＳ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、ＶＬへの適応度を、
μ_AVS 、μ_AS、μ_AM、μ_AL、μ_AVLで表す。また、入力
Ｂに対する各メンバーシップ関数ＶＳ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、Ｖ
Ｌへの適応度を、μ_BVS 、μ_BS、μ_BM、μ_BL、μ_BVL で
表す。また、入力Ｃに対する各メンバーシップ関数Ｖ
Ｓ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、ＶＬへの適応度を、μ_CVS 、μ_CS、μ
_CM、μ_CL、μ_CVL で表す。また、入力Ｄに対する各メン
バーシップ関数ＶＳ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、ＶＬへの適応度を、
μ_DVS 、μ_DS、μ_DM、μ_DL、μ_DVL で表す。また、入力
Ｅに対する各メンバーシップ関数ＶＳ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、Ｖ
Ｌへの適応度を、μ_EVS 、μ_ES、μ_EM、μ_EL、μ_EVL で
表す。

【０１２４】

【表２】

【０１２５】そして、各ファジィルールＲｕｉ（ｉ＝１
〜３１２５）への適応度μｉ（ｉ＝１〜３１２５）が、
数式１５に基づいて算出される。つまり、各ファジイル
ール内のメンバーシップ関数に対する適応度の中で最小
のものが各ファジイルールへの適応度μｉとして選択さ
れる。

【０１２６】

【数１５】 μ₁ ＝ｍｉｎ（μ_AVS 、μ_BVS 、μ_CVS 、μ_DVS 、μ_EVS ） μ₂ ＝ｍｉｎ（μ_AVS 、μ_BVS 、μ_CVS 、μ_DVS 、μ_ES） μ₃ ＝ｍｉｎ（μ_AVS 、μ_BVS 、μ_CVS 、μ_DVS 、μ_EM ） μ₄ ＝ｍｉｎ（μ_AVS 、μ_BVS 、μ_CVS 、μ_DVS 、μ_EL ） μ₅ ＝ｍｉｎ（μ_AVS 、μ_BVS 、μ_CVS 、μ_DVS 、μ_EVL ） μ₆ ＝ｍｉｎ（μ_AVS 、μ_BVS 、μ_CVS 、μ_DS 、μ_EVS ） μ₇ ＝ｍｉｎ（μ_AVS 、μ_BVS 、μ_CVS 、μ_DS 、μ_ES ） ： ： μ₃₁₂₄＝ｍｉｎ（μ_AVL 、μ_BVL 、μ_CVL 、μ_DVL 、μ_EL ） μ₃₁₂₅＝ｍｉｎ（μ_AVL 、μ_BVL 、μ_CVL 、μ_DVL 、μ_EVL ）

【０１２７】そして、照合率Ｆが、次の数式１６によっ
て、求められる。

【０１２８】

【数１６】Ｆ＝Σμｉ・Ｆｉ／Σμｉ

【０１２９】上記数式１６において、各記号Σは、それ
に続くμｉ・Ｆｉまたはμｉのｉに１から３１２５まで
を入れたものを全て加算することを表す。

【０１３０】以上は、５入力１出力のファジイ推論を用
いて照合率を算出する例について、説明したが、要素Ａ
〜Ｅの中から任意に２以上の入力要素を選択し、選択さ
れた２以上の入力要素に基づいて照合率を算出するよう
にしてもよい。

【０１３１】たとえば、類似度Ａと線幅相互相関値Ｄと
の２つの入力要素に基づいて、次のようにして、照合率
Ｆを算出するようにしてもよい。

【０１３２】図１３（ａ）は、類似度Ａに対して設定さ
れた前件部ファジイ集合を示し、図１３（ｂ）は、平均
線幅相互相関値Ｄに対して設定された前件部ファジイ集
合を示している。また、表３は、ファジイルールを示し
ている。ここでは、類似度Ａの各メンバーシップ関数
と、平均線幅相互相関値Ｄの各メンバーシップ関数との
組み合わせ数に応じて、２５個のファジイルールが規定
されている。また、表の中の数字は、照合率Ｆｉ（ｉ＝
１〜２５）を示している。

【０１３３】

【表３】

【０１３４】例えば、類似度Ａが０．６であり、線幅相
互相関値Ｄが０．７であるとする。この場合には、類似
度Ａに対する各メンバーシップ関数ＶＳ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、
ＶＬへの適応度μ_AVS 、μ_AS、μ_AM、μ_AL、μ_AVL は、
次式１７のようになる。

【０１３５】

【数１７】μ_AVS ＝０．０ μ_AS ＝０．５ μ_AM ＝０．５ μ_AL ＝０．０ μ_AVL ＝０．０

【０１３６】また、相互相関値Ｄに対する各メンバーシ
ップ関数ＶＳ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、ＶＬへの適応度μ_DVS 、μ
_DS、μ_DM、μ_DL、μ_DVL は、次式１８のようになる。

【０１３７】

【数１８】μ_DVS ＝０．０ μ_DS ＝０．０ μ_DM ＝０．０ μ_DL ＝１．０ μ_DVL ＝０．０

【０１３８】そして、各ファジイルールへの適応度μｉ
（ｉ＝１〜２５）は、各ファジイルール内のメンバーシ
ップ関数に対する適応度の中で最小のものが各ファジイ
ルールへの適応度μｉとして選択される。

【０１３９】ルール１８およびルール１９（表３に＊印
のついてる場所に対応するルール）への適応度μ₁₈およ
びμ₁₉は、次の数式１９で表され、ともに０．５とな
り、他のルールへの適応度は０．０となる。

【０１４０】

【数１９】μ₁₈ ＝ｍｉｎ（μ_AM 、μ_DL） μ₁₉ ＝ｍｉｎ（μ_AL 、μ_DL）

【０１４１】照合率Ｆは、次の式２０によって、求めら
れる。

【０１４２】

【数２０】Ｆ＝Σμｉ・Ｆｉ／Σμｉ

【０１４３】上記数式２０において、各記号Σは、それ
に続くμｉ・Ｆｉまたはμｉのｉに１から２５までを入
れたものを全て加算することを表す。

【０１４４】したがって、照合率Ｆは、(0.5×60＋0.5
×80) ／(0.5＋0.5)＝70％となる。

【０１４５】

【発明の効果】この発明によれば、対象物体の中心を正
確に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】印鑑照合装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図２】印影登録処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】印影照合処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】中心位置算出処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図５】印影の外周座標の算出方法を説明するための模
式図である。

【図６】印影の中心座標および半径の算出方法を説明す
るための模式図である。

【図７】印影の角度情報およびその算出方法を説明する
ための説明図である。

【図８】被照合印影の中心を通る切断線上の線数の分布
関数およびその作成方法を説明するための説明図であ
る。

【図９】被照合印影の中心座標を中心とする同心円上の
輝度値１の分布関数およびその作成方法を説明するため
の説明図である。

【図１０】角度合わせ処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図１１】角度合わせの方法を説明するための説明図で
ある。

【図１２】前件部ファジイ集合の例を示すグラフであ
る。

【図１３】前件部ファジイ集合の他の例を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 画像・演算処理装置 ２ 表示装置 ３ 印影読み取り装置 １１ 印影登録メモリ １２ フレームメモリ １３ フレームメモリ ３１ バツクライト照明装置 ３２ ＣＣＤカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 宏 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物体の２値化画像に基づいて、対象
   物体の中心座標を求める対象物体の中心位置算出装置に
   おいて、 対象物体画像の外周座標を求める外周座標演算手段、 求められた外周座標のうちから互いに１２０度ずつ離れ
   た任意の３点を選択し、選択された３点に基づいて対象
   物体画像の中心座標および中心座標から対象物体画像の
   外周までの距離に関係する距離情報を算出する第１の中
   心座標算出手段、 第１の中心座標算出手段による処理を所要回数繰り返し
   た後、算出された複数の中心座標および複数の距離情報
   に基づいて、中心座標基準値および距離情報基準値を算
   出する基準値算出手段、 第１の中心座標算出手段による処理を実行することによ
   り、印影の中心座標および距離情報を算出し、算出され
   た距離情報と距離情報基準値の差が所定値以内であると
   きにのみ、算出された対象物体画像の中心座標を有効中
   心座標データとして保持する有効中心座標データ獲得手
   段、ならびに、 有効中心座標データ獲得手段による処理を所要回数繰り
   返した後、得られた有効中心座標データに基づいて最終
   的な中心座標を算出する第２の中心座標算出手段、 を備えていることを特徴とする対象物体の中心位置算出
   装置。
2. 【請求項２】 対象物体の２値化画像に基づいて、対象
   物体の中心座標を求める対象物体の中心位置算出装置に
   おいて、 対象物体画像の外周座標を求める第１手段、 求められた外周座標のうちから互いに１２０度ずつ離れ
   た任意の３点を選択する第２手段、 選択された３点に基づいて対象物体画像の中心座標およ
   び半径を算出する第３手段、 第２手段および第３手段による処理を所要回数繰り返し
   た後、算出された複数の中心座標の重心を算出すること
   により、中心座標基準値を算出するとともに、算出され
   た半径の平均を算出することにより半径基準値を算出す
   る第４手段、 第２手段および第３手段による処理を実行することによ
   り、印影の中心座標および半径を算出する第５手段、 第５手段によって算出された半径と半径基準値の差が所
   定値以内であるときにのみ、第５手段によって算出され
   た対象物体画像の中心座標を有効中心座標データとして
   保持する第６手段、ならびに、 第５手段および第６手段による処理を所要回数繰り返し
   た後、得られた有効中心座標データに基づいて最終的な
   中心座標を算出する第７手段、 を備えていることを特徴とする対象物体の中心位置算出
   装置。
3. 【請求項３】 対象物体像が印影である請求項１記載の
   対象物体の中心位置算出装置。