JPS585887A - パタ−ンの回転角検出装置 - 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】 この発明は画像入力装置より入力され、標準パターンと
して登録された印影パターンの原簿ファイルを持ち、画
像入力装置より入力された被照合印影パターンと、前記
標準パターンとを比較して両者の回転ずれ量を検出する
パターンの回転角検出装置に関する。

金融機関等で契約者本人であるか否かを判定するために
、契約時に契約者の印鑑の印影を登録させ、以降は登−
された印影と契約者が持参した印鑑の印影とを比較層合
し、同一のものであるかを判定することにより契約者本
人の確認が行われている。現在、このような場合におけ
る印影の照合を機械によって自動的に行うもので有効な
ものがないため、一般には人間が目視により両者を比較
層合し判定を行りている。

この比較開会処理をディジタルパターン認識技術を用い
て機械で行う場合、迩常次のような方法が考えられる。

それは、Ｉｌ像入力装置で入力された被照合印影パター
ンと登録された標準パターンとを２値化し位置の正規化
を行って重ね合せを行い、パターン全体に渡って標準パ
ターンが“１”であって被照合パターンが“０”である
か、または標準パターンが“θ″であって被照合パター
ンが１−”である面積、すなわち両パターンが不一致で
ある面積を求め、この不一致面積と標準パターンの全面
積との比をとり、ある設定値の範囲内であれば一致とし
、そうでなければ不一致とする方法である。

このような重ね合せによる照会を行う場合、被服舎、標
準両パターンの位置の正規化を行う必要がある。ここで
位置の正規化は平行移動と回転の二つに分けて考えるこ
とができ、平行移動に関しては１両パターンの中心又は
重心等を用いることにより正規化が出来るが、回転に関
しては良い方法がなく、たとえば一方のパターンを固定
し他方のパターンを中心または重心を回転中心として微
小角度づつに転し、各囲転角毎に重ね合せを行い不一致
面積が最小となる角度を求め、その角度でＯ不一致面積
の値により判定を行うことが考えられる。

しかしながら、この方法には次のような欠点がある。第
１に、一方のパターンを微小角度−転する毎に全体にわ
たうて不一致面積を求めるため回転角が大きくずれてい
る場合非常に処理時間がかかる。第２に、平行移動の正
規化が正しく行われていない場合、１１転角の検出が出
来ない場合がある。

この発明０目釣は、平行移動の正規化を行わずとも、処
理速度の早い回転角検出装置を提供することにある。

この発明によれば、ｗ像入力装置より入力され標準パタ
ーンとして登録された印影パターンの原簿ファイルを持
ち％画像入力装置より入力された被照合印影パターンと
、前記標準パターンとを比較して両者の１転ずれ量を検
出する回転角検出装置において、被照合パターンを蓄積
する記憶手段と、この記憶手段に蓄積された被照合パタ
ーンを細線化する手段と、この細線化された被照合パタ
ーンをベクシル化する手段と、このベクトル化された被
照合パターンの各ベタ）ルの方向分布を測定する手段と
、この測定結果と原簿７アイルに登録された標準パター
ンの細線化後の方向分布とを比較し回転角のずれ量を判
定する判定手段とを含むパターンの回転角検出回路が得
られる。

次にこの発明についてｉｕｔを参照して説明する。

始めに、＊ｉｉｉ及び第２＠を用いてこの発明の原理に
ついてＩｍ！嘱する。第１　ｍ’ｏ＊纏で示したパター
ン１は剛健入力装置により入力された印影パターンを２
値化したパターンである。玄た破線で書かれたパターン
２は前記パターンｌを細線化処理したパターンであり、
元のパターン１の中心線にほぼ等しいパターンである。

このＩＩＩＩ化パターンをある遣崗な同一０長さを持り
たベクトルで近似し、パターン全体に渡って各ベタ敗ル
の方向の頻度分布を調べると、第２図に実線で示した画
線３０ようになる。尚、ベクトルの方向は１反対方向（
（ム＋１８０）度）を向いているものは同じ方向（ム度
）として扱っている。第２図を見て分かるようにその方
向として９０度と０度及び１８０度付近に高いピークを
持った非常に特徴のある曲線となる。これは、ｔＩＩｉ
ｌｗＪに示した印影パターンに含まれる漢字パターンに
、縦線及び横線が多いためであり、印鑑に用いられる多
くの漢字にこの特徴がある。次に１１１１１図における
パターンが時計回りＫｄＺ度回板回転場合を考える。ｄ
Ｚ度闘回転たパターンを同様に細線化しかつベクトル化
してそＯ方向の頻度分布を調べると１１２１ｉＩに破線
で示した曲線４のようになる。すなわち、第１図のパタ
ーン上でのｄＺ度の回転は、ベクトルの方向の顔度分布
曲線上ではそのａｇｏ形はほとんど変化せずに回転した
角度ｄＺ度だけ横にシフトした肉纏となる。従つて以上
述べた性質により、パターンａｍ義化後のベクトルの方
向の頻度分布を比較することによりて登録された標準パ
ターンと被照合パターンとの回転ずれ量を求めることが
てきる。

また１以上の＊ｉｉｏ説明では、細線化後ある同一の長
さを持ったベクトルで近似する場合について脱明を行ま
たが、ベクトルで近似を行う場合べタトルの長さを同し
にせずに、細゛纏パターンにおいて同じ方向が続く場合
には長いベクトルで、また細かく変化するところでは短
いベクトルでそれぞれ近似し、ベクトルの方向の分布を
取る時にその長さＫＮ応した重み付けを行うことＫよっ
ても前記と同様なパターンの方向性の特徴を持ったベク
トルの分布が得られ、それらから細板ずれ量を求める事
ができる。

次にこの発明の一実施例について説明する。第３図はこ
の発明の一実施例を示すプルツク図である。図において
１０は画像人力装電でありシート１１に押印された被照
合印影を読み取り、２値化したデータを１１１パターン
メ毫り１２へ入力する。

第１パターンメモリ１２への被照合印影パターンの蓄積
が終了すると、蓄積された被照合パターンはａｍ化処ｉ
１回路１３とそＯ第２パターンメモリ１４とによって細
線化処理が行われる。細線化処理は、たとえば３×３の
！スタオペレータＫｉす２値パターンを順次走査し、マ
スク中心の値が“１″であってかつその近傍８点の条件
がある条件を満した時その中心の値を“６”に置き換え
る操作を繰り返Ｉすことにより得られることが一般に知
られている。従って、ある太さ゛を持たパターンを太さ
１０義パターンになるまで細線化するには複数回の部層
を繰り返す必要があり、この実施例ではｆａｌｌは第１
パターンメモリ１２を入力データとし細線化処理結果を
ｆｓ２パターンメモリ１４へ出力し、　ＺＷｊＡ目は人
、出力を入れ換えて第２パターンメモツ１４を入力デー
タとし細線化処理結果を第１パ声−ンメモリ１２へ出力
するという操作を繰り返し、太さ１の纏パターンになっ
た時点で細線化処理を終了する。

ここで第４図を用いて細線化処理結果１３の−ｆｌＫつ
いてさらに詳しく説明する。今、＠１パターンメモリ１
２に入カバターンが蓄積されており細線化部１ｉｉｉ路
１３により細線化処理された結果が第２パターンメモ９
１４に出力されるものとする。制御回路１００より発生
された読み出しアドレスに従って１１１パターンメモリ
１２から読み出されたデータは、順次マルチプレクサ１
０１へ入力される。！ルチプレター？１０１はム入力す
なわち第１パターンメモリ１２を選択しておりその出力
はシフトレジスタ１０２へ入力される。ここで、シフ）
レジＸ＃１０２，１０３，１０４はそれぞれ直列に接続
されておりその長さは、第１パターンメモリ１２に蓄積
されている印影パター１０１ラインのビット数に等しい
。従ってこの３事のシフ）レジスタ１０！、１０３，１
０４へ順次読み出しデータを送り込んで行くと、各レジ
スタの最初（レジスタ右端）の３ピツ＞　（Ｐｇ、　Ｐ
ｔｔ、　Ｐｆｆｓ−Ｐｔｌ　＋　Ｐｇ１　ｔ　Ｐｔｌ　
ｒ　Ｐ３１　ｔ　Ｐ３！　Ｉ　’３３　）から出力され
るデータは第１パターンメモリ１２上をｐｔｔを中心と
して３Ｘ３のマスクで順次走査した場合のデータに等し
い。この９ビツトのデータのうち中心のＰ□０データを
除く他のデータはそれぞれ比較回路１０５−１，１０５
−２．−．１０５−ｎへ入力される。またこの比較回路
１０５−１．１０５−”＋　”−ｓ　１０５−ｎの他方
の入力には条件マスクレジスタ１０６−１　、１０６．
−２．−・・、１ｏ６−ロから、中心絵素を“１′から
“ｏ″へ変化させる場合の近傍８点の条件マスク値が入
力されており、シフトレジスタ１０２，１０３，１０４
からの出力がある条件マスタ値に等しくなった時、対応
する比較回路は“１″を出力する。各比較回路１０５−
１，１０５−２．・・・、１０５−ｎの出力はＮＯＲゲ
ート１０７により全体の否定的論理和が演算されゲート
１０８へ入力される。すなわちＮＯＲゲート１０７の出
力はマスクの中心Ｐ０の近傍８点Ｏデータと条件マスク
のデータのどれか１つが等しくなった場合“０”を出力
し、それ以外の場合は“１”ｉ出力する。ＡＮＤゲート
１０８の他方Ｏ入力には求める中心の絵素Ｐ□のデータ
が入力されＮＯＲゲート１０７の出力データとの論理積
が取られる。従ってＡＮＤゲート１０ｇは、マスクの中
心ｐＨのデータが１″でありかつＮＯＲゲー）１０７の
出力が“０″である場合、すなわち近傍８点のデータが
条件４大夕値のどれかに一致したとき、またはマスクの
中心Ｐ□めデータが“Ｏ”であるとき“０”データ門出
力しそれ以外の場合、すなわち近傍８点のデー夕が条件
！スタ値のどれｋも一斂しないとき、マスクの中心Ｐ□
のデータ値をそのまま出方する。

ＡＮＤゲート１０８の出力はディマルチプレクサ１０９
に入力される。ディマルチプレクサ１０９は制御回路１
００の指示によりＤ出方が遭択されその出力は作業用バ
ッファ１４へ書き込みデータとして入力され、制御回路
１００により発生される書き込みアドレスに従って書き
込まれる。第１パ声−ンメモリ１２に蓄積された印影パ
ターンを全部読み出して処理した時点で１ｌｉｌのＩ！
ｉｌｓ化処理を終了するが、制御回路１００はＮＯＴゲ
ート１１１、ムＮＤゲート１１０によりＮＯＲゲート１
０７が“θ′であり、かつマスクの中心Ｐ□のデータが
１″′である場合、すなわちｍｓ化処理のために“１”
からθ″に変換したデータの数を数え、Ｏになるまです
なわちそれ以上１磁化が出来なくなるまで第１パターン
メモリ１２と第２パターンメモリ１４の人出方を切り換
えながら細線化処理を続けさせる。

第３図にもどって説明を続ける。細線化処理が終了する
とペタトル近似ｇｉ＊ｉｓは、細線化の結果が蓄曹され
ている第１パターンメモリ１２またはｍｌパターンメモ
リ１４を読み出し、ａｍ化パターンを順次追跡して適当
な長さのベクトルに近似し、ベクトルの数を方向別に計
数し傾き頻度バッフ７１６に累積する。

次ＫｊｌＳ図及びｊ１６図を用いてイタトル近似回路１
５０−例についてさらに詳しく説明する。

始めに線分追跡の方法について概略を述べる。

細線化パターンが格納されたパターンメモリを順次ラス
タスキャンのように読み出し、ｊｌＷＫ“１”となった
点を追跡ｌｌＩ始点として記憶し、この点から線分に沿
って追跡を開始する。追跡を終了した点は順次“Ｏ”に
書き換えて行く。ただし追跡開始点及び線分が＊ａ方向
に分かれている分岐点については′ｌ”のまま残してお
き、ある方向の追跡が＃了すると再びその点までもどっ
て別な方向の追跡を行い、ｓ俵にその点から追跡を行う
時に“Ｏ″に書き換える。このようにして追跡を行０他
に未追跡な線分が無くなったら始めに記憶した追跡開始
点から再びパターンメモリを順次ラスタスキャンのよう
に読み出し、始めと同様に第２の追跡開始点を見つけ前
記と同様に追跡を行い、パ、ターンメモリ全体に“ｌ”
データが無くなった状態で追跡を終了する。次に追跡の
具体例について説明する。

第ｓＷはａｉｍ化処理後のパターン追跡について説明す
る図であり、点ムを始点として追跡し順次ベクトルに近
似する場合について説明する。第６図における始端アド
レスレジスタ２００，２０１にそれぞれム点のＸ及びＹ
座標が格納されている。

アドレス制御２０２は点ムの座標を３×３のマスクの中
心座標とした近傍８点のアドレス（ｇ５ｇ−）Ｏ！マス
クｌのアドレス）を順次発生し、ａａｎ化パターンが蓄
積されているｍｌパターンメモリ１２または、ｍｌパタ
ーンメモリ１４ヘアドレスを供給する。これらのアドレ
スによって読み出された近傍８点のデータは方向＠ｍａ
路２０３へ入力され、近傍８点のどこに“ｌ”が立って
いるか。

すなわちム点が８方向のどちらを向いているかを判定し
その結果をアドレス制ｍｕ路２０２へ人力する。アドレ
ス制御回路２０２は、この人力に従い次に読み出すべき
８点のアドレス（この場合は！５［Φ）のＡ′点を中心
としたマスクＭ２の各点のアドレス）を順次発生し出力
する。次にアドレス制御回路２０２はこのような動作を
数回、たとえば４回行った時点で、すなわちＡ点に始ま
って４ドツト進んだ時点でその時のＸ及びＹ座標を終点
アドレスレジスタ２０４，２０５へ人力しかつ、傾き演
算回路２０６へ傾き演算開始指示を出す。

傾き演算回路２０６には始点アドレスレジスタ２００．
２０１及び終点アドレスレジスタ２０４゜２０５の内容
が入力され、アドレス制御回路２０２からの指示により
、始点アドレスレジスタ２００゜２０１に格納された座
標と終点アドレスレジスタ２０４．２０５に格納された
座標とを結ぶ直線の傾き、すなわちベクトルの方向が演
算され傾き頻度バッファ１６の対応する傾きの頻度に１
が加えられる。また、傾きの演算が終了すると終点アド
レスレジスタ２０４，２０５の内容はそれぞれ始点アド
レスレジスタ２００，２０１へ格納され次のペタトルの
始点として利用される。。このようにして細線化パター
ンを近似する各ベクトルの傾き（方向）が順次求められ
、傾き頻度バッファ１６の各傾きに対応したアドレスに
累積される。また。

第５ｗＪ（ａ５におけるＢ点のように分妓している場合
、アドレス制御回路２０２はＢ点のアドレスを記憶して
、一方向たとえば右方向へ追跡を行い０点まで行って終
了してから、Ｂ点にもどり左方向への追跡を行いＤ点で
終了する。傾き頻度バッファ１６は、あらかじめ定めら
れた微小角度毎にアドレスを決められたカウンタであり
、ベクトル近似回路１５は求められた傾きに従い対応ア
ドレスを発生しそのカウンタに対し加算入力する。従っ
て全細線化パターンの追跡を終了すると、傾き頻度バッ
ファ１６には被照合パターンの細線化パターンをベクト
ル近似した、その各ベクトルの傾きの頻度分布が得られ
る。

ベクトル化が終了すると回転量判定回路１７は原簿ファ
イル１８から登録された標準パターンの圃様な処理を行
りて求められたベクトルの傾きの頻度分布を読み込み、
傾き頻度バッファ１６に格納された被照合パターンの分
布と比較し回転角を判定する。読み込まれた標準パター
ンの分布は傾き頻度バッファ１６に格納された被照合パ
ターンの分布と同じように、方向角度に対応したアドレ
スを持りた回転量判定回路１７の内部レジスタに格納さ
れる。次に、この内部レジスタに格納された頻度を順次
間べて１２図上に示す９１，８２゜Ｓ３のように、大き
い順に三つの点を決めその角度８Ｄ１，８Ｄ２，８Ｄ３
をそれぞれ求める。同様にして傾き頻度バッファ１６に
ついても第２図上に示すＩＩ、Ｉ２．Ｉ３を決めその角
度ＩＤＩ。

ＩＤ２．ＩＤ３をそれぞれ求める。さらに頻度の順位が
対応する角度間で差（ＩＤＩ−８Ｄｌ。

ＩＤ２−８Ｄ２．ＩＤ３−８Ｄ３）を求め、その平均値
をもって求める回転ずれ量を得る。

以上、標準パターンと合せてベクトル化後の方向分布を
原簿ファイルにすべて蓄積している場合について説明し
たが、Ｉ！明したように大きい順に３点しか一用しない
のであれば、原簿ファイルにはその３点のみを格納して
おけばよい。また、ある方向の成分だけが非常に大きく
でるような場合には、その点のみでも可能であり、さら
に各角度における分布にあまり差がないような場合には
もっと多くの点に対してそれぞれ求める必要がある。

点が多くなった場合の分布の比較にはたとえば第７図に
示すような回路で比較が出来る。

レジスタ３００に原簿７アイル１８に格納された等間隔
に取られたｍ個の角度（角度順に並べた）における頻度
を格納し、シフトレジスタ３０１には求めた被照合パタ
ーンのベクトルの方向分布を同様に角度順に格納する。

次にそれぞれ対応する角度毎にその頻度の差を減算回路
３０２−１゜３０２−２．・・・３０２−ｍで求めそれ
らの出力の総和を加算回路３０３で求める。次にシフト
レジスタ３０１を１同シフトして同様に対応する頻度の
差を求め総和を取る。この動作を順次ｍ９１行う。

このとき加算回路３０３は求められた総和のうちｍａシ
フトのうちで最も小さくなった時のシフト回数に角度ピ
ッチ（１８０／ｍ）をｍものが求める同転角となる。し
かし、この場合は角度ピッチ（１８０／ｍ）が求める回
転角の精度となるのでｍはある程度大きくとる必要があ
る。

またさらに、以上述べたような細線化処理後の線パター
ンをベクトル近似し、その方向の分布をある程度細かい
角度ピッチで比較すること、すなわち、ベクシルの傾き
の頻度分布のパターンマツチングを行うことにより、全
く違う分布をするものが見つけられる。これはもともと
のパターン（印鑑に書かれている文字パターン）が全く
違う事を意味しており、このことからもこの装置は回転
角検出と同時に粗照合をも行う装置として有効なもので
ある。

このようにして得られた角度情報にしたがってパターン
の回転の正規化を高精度に行なうことが可能となり、そ
の照合１判定に対し高い信頼性を得ることが出来、その
効果は多大なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は被照合パターンとその細線化パターンを示す図
、第２図は細線化パターンをある長さのベクトルで近似
し各ベクトルの方向の頻度分布を示す図、第３図はこの
発明の一実施例を示すブロック図、第４図は細線化処理
回路の詳細を示す図、第５図はベクトル化の方法を説明
するための図、第６！ｉｉ！！Ｉはベクトル化回路の詳
細を示すブロック図、第７＠ｉは回転角判定回路の１例
を示すブロック図である。 図において、１０は画像入力装置、１１は被照合印鑑が
押印されたシート、１２はパターンメモリ、１３は細線
化処理回路、１４は作業用バッファ、１５はベク）ル化
回路、１６は傾き頻度バッファ、１７は回転量判定回路
、１８は登録された標準パターンが格納された原簿ファ
イルである。 第１図 第　２　図 ｉ ５θ２Ｉυ２　　　　：Ｍ）＋　　１１１１：）Ｉに（
ＪνＪ第　５　図 （α）（ｂ） 第　７　図 ００

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像入力装置より入力され標準パターンとして登録され
   た印影パターンの原簿ファイルを持ち、−像入力装置よ
   り入力された被照合印影パターンと、前記標準パターン
   とを比較して両者の回転ずれ量を検出する回転角検出装
   置において、被照合パターンを蓄積する記憶手段と、こ
   の記憶手段に蓄積された被照合パターンを細線化する手
   段と、この細線化された被履合メ貞−ンをベクトル化す
   る手段と、このベクトル化された被照合パターンの各ベ
   タシルの方向分布を測定する手段と、この測定結果と原
   簿ファイルに登録された標準パターンの纏纏化後のベク
   トルの方向分布とを比較し回転角のずれ量を判定する判
   定手段とを含むパターンＯｙｓ転角検出装置。