JPS59793A - 座標整合量決定装置 - 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】 本発明は座標整合量決定装置、とくに、紋様のパターン
等で構成される図形をコード化し、その同一性を自動照
合させるための、照合処理装置等で用いる座標整合量決
定装置に関する。

例えば、指紋等の縞状のパターンで構成される図形の同
一性を照合するには従来下記のような方法がとられてい
る。

第１図に示すように、指紋を構成する隆線紋様の特徴点
、例えばＦｌのような端点、Ｆ２のような分岐まだは合
流点等の特徴点を抽出し、これらの特徴点の種別、その
位ｉＸ、Ｙおよびその方向り等の情報を、コード化して
記録し、このコード化された指紋特徴を用いて同一性の
照合を行なう。

このような同一性の照合はいくつかの段階に分けて組織
的に行なわれるが、その中の一つに座標整合量の決定が
ある。

例えば、現場等に残された遺留指紋特徴点のＸ。

ＹおよびＤを記述する座標系の選び方には任意性があｐ
、照合されるべきファル化された指紋（以後ファイル指
紋）の特徴点を表わす座標系とは一般に一致しない。

そのため照合に際しては、遺留指紋（以後探索指紋）の
座標系を、照合する相手ファイル指紋ごとに最も確から
しい量だけ回転・平行移動の座標変換をほどこしてから
比較検定する必要がある。

一般に、照合すべき相手ファイル指紋は美大な数に上る
ので、これらの座標整合量の決定にはとくに高速性・確
実性が重要視される。

さて、これらの処理の最初の段階では、比較的粗い量子
化レベルで、できる限シ高速且つ確実な座標整合量の決
定が必要となる。こうして一定の基準以上の近似度をも
つファイル指紋だけを選出してさらに詳細な最終的照合
を行ｉう。

本発明は、この比較的粗い量子化レベルで行なう座標整
合量の決定を主な目的としている。

さて、これを行なうために以下のような方法がとられて
いる。

一般に、探索指紋の特徴点と、比較すべき相手ファイル
指紋の特徴点とでは、その数も異なり、またその対応も
不明である。この対応をつけるために、各特徴点に対し
座標変換によって変わらない局所的特徴を表わす量を導
入する。

例えは、各特徴点の種別もその一つであシ、またある特
徴点から特定の半径以内にある他の特徴点の数も局所的
特徴を表わす量となる。さらに前述の数を、もとの特徴
点を座標原点とし方向りを例えばＹ軸とする局所座標系
を作りこの座標系の各象限に分布する他の特徴点の数と
いう形に分割すれば一層情報量の多い局ｒ９Ｔ市特徴を
表わす１となる。

とくに、上述の局所座標系において、各象限ごとに、最
も近い他の特徴点までの［μＪに介在−Ｊる隆線の数を
求めると、これはもとの座標系と無関係な、局所座標系
の中心にある特徴点の局所的特徴を表す鼠となシ、以下
に述べる局所的近似度を表わすのによく使われる。

さて、上述のような局所的近似度を導入すると、探索指
紋の各特徴点に対し、各ファイル指紋特徴点をこの局所
的特徴量を用い１比較することにより、座標系の選ひ方
とは〆無関係に、おのおのの近似度の強さを決定するこ
とができる。

そこで、各探索指紋特徴点ごとにファイル指紋特徴点を
上述の局所的近似度の強さの順番にペア候補として配列
し、各ベア候補ごとにその近似にの強さを重みとして表
示するペア候補リスト、を作成することができる。

このようなペア候補リストによシ、探索指紋の各特徴点
と、それに対するファイル指紋の特徴点とが局所的近似
度を用いて確率的に対応ずけられるので、綜合的にみて
これらの特徴点のもつ局所的近似度を最もよく整合させ
るという観点から、上述の座標整合量を決定することが
できる。

しかしながら従来装置は、上述のペア候補リストを用い
て座標整合量を決定する際に必要とされる〆高速性およ
び確実性が必らずしも充分でないという欠点を治してい
る。

本発明の目的は上述の従来の欠点を除去した座標整合量
決定装置を提供するにある。

本発明の装置は探索すべき紋様パターンと少く探索パタ
ーン特徴点とファイルパターン特徴点と微意に関して対
となシ得るファイルパターン特徴５に１ 点を両者の近似度を示す重みとともに記憶する２候補記
憶手段と、前記特徴点記憶手段から特徴点を読み出すど
き与えられたパラメータに従って座に接続されかつ制御
記憶手段演算回路および制御部を自みＦ４ｆｆ記制御制
憶４段中のマイクロコードを逐次的匝実行フるマイクロ
オペレーション手段と、イルパターン特徴点との冶に関
し両者のＸ座標Ｙ座標の差分を番地とし前記１みを称７
１する二次元記憶手段を含みかつ前記二次元記憶手段上
でｆＲ算された重みの集中位置をサーチする手段を有す
る座標整合手段とを含み、前記探索パターン特徴点を微
小回転角でＶ標変換しながら前記座標整合手段によシ＾
１１記積初された那シン・の最太集中位爵をサーチする
ことによシ最適座標整合箪を生成する。

次に図面を参照して本発明詳Ｒ１）１に詐５明する。

第２Ｖは本発明の一案施例を示すブロック図である。

この実施例は、特徴点メモリ１、ペアリストメモリ２、
座標変換回路３、制御記憶４、制御部５、演算回路６お
よび座標整合回路７を有している。

また、第３図は前記座標整合回路７の一回路例を示し、
これは、差平面表示メモ！Ｊ　７０１（ＤＩＦ）、レジ
スタファイル７０２（ＲＦＩ）および７０３（ＲＦ２）
、加算器７０４，７０５および７０６．１加算器７０７
および７０８、レジスタ７０９　（ＤＸ）。

７１０（ＤＹ）、７１１（ＲＫＯ）、７１２（ＲＫＩ）
。

７１３（ＲＫ２）、７１４（ＭＤＩＦ）、７１５（ＸＭ
）および７１６（ＹＭ）、入力選択器７１７，７１８゜
７１９．７２０および７２１、比較器７２２およびアン
ドゲート７２３を含んでいる。

また、第４図は前記座標変換回路３の一回路例を示し、
これはパラメータレジスタ３ｏ１（ΔＸＡ）。

３０２（ΔＹＡ）ｌおよび３０３（ΔθＡ）、減算器３
０４゜３０５．３０６および３１３、円関数発生器３０
７、乗算器３０８，３０９，３１０および３１１および
加算器３１２を有している。

さて、特徴点メモリ１は下記のように構成されている。

第５図に示すように全部で２５６個の異々るアドレスを
もつランダムアクセスメモリからなシ、この中の６４個
は探索指紋特徴点のデータをその特徴点の番号の順番に
格納し、残りの１９２個はファイル指紋特徴点のデータ
をその特徴点の番号の順滑に格納する。

これらの各アドレスは、第５図に示すように、複数のフ
ィールドからなシ、それらは特徴点の種別（つまシ端点
、分岐点、交差点、または他の特殊点等の区別）および
終了マークを格納する４ビツトのＱフィールドと、その
特徴点の位置を絶対座標で表わした場合のＸ座標のデー
タを格納する１０ビツトのＸフィールドと、同じくＹ座
標データを格納する１０ピツトのＹフィールドと、さら
に、その特徴点の指定方向のデータを格納する８ピツト
のＤフィールドとからなる。

一般に、格納される各特徴点の実際の数は、用意されて
いる上述のメモリアドレスの容量よシも少ないので、こ
れらの特徴点の最終データのＱフィールドには、そこで
処理を打ち切るため、予め定められている特定の終了マ
ークを含ませて、これが最終データであることを指示す
る。

次に、ベアリストメモリ２は下記しように構成されてい
る。

第６図に示すように、全部で６４個の異なるロウアドレ
スと１６個の異なるコラムアドレスから成っている。任
意のロウアドレスｉおよびコラムアドレスｊで指示され
る各エントリは、ベア候補指示フィールドＭｉｊと近似
度重み格納フィールドＷｉｊの二つのフィールドに分け
られ、これらの各フィールドには次のような形でデータ
が格納されている。

まず、各ロウアドレスはそれと同じ番号をもつ探索指紋
特徴点に対応している。すなわち、ｉ番目の探索指紋特
徴点に対し、最も高い局所的近似度ヲモツファイル指紋
の特徴点が、このｉ番目の探索指紋特徴点に対する最初
のペア候補として、このペア候補の番号（っまカベア候
補となる７アイル指、紋特徴点の番号）がフィールドＭ
　ｉ　Ｏに格納されている。それとともにこのペア候補
のもつ近似度の強さかに与としてフィールドＷｉＯに格
納されている。つぎに、同じ１番目の探索指紋特徴点に
対し次に強い局所的近似度をもつファイル指紋特徴点の
番号が１２番目のペア候補として、フィールドＭｉＬに
格納され、それとともにその近似製の強さが重みとして
Ｗｉｌに格納されている。このようにして１番目の探索
指紋特徴点に対するファイル指紋特徴点のベア候補が局
所的近似度の強さの順番に次次のコジムアドレスに格納
されている。

局所的近似度の強さがある一定のスレシホールド値よシ
も低くなると、このロウアドレスｉに対するペア候補リ
ストはそこで打切られ、処理の打切シを示すだめに重み
フィールドに特定の終了マークが格納される。

以上に述べた特徴点メモリ１の内容およびペアリストメ
モリ２の内容は、いずれも、上位の装置（図示せず）か
ら供給され、以下に述べる本実施例の処理に先たち、す
でにそれぞれのメモリに格納されているものとする。

さて、本実施例の動作は、上述の特徴点メモリ１の内容
、およびペアリストメモリ２の内容を用い、探索指紋の
座標系をγΔθだけ回転し、Ｘ座標をΔＸ７．またＸ座
標をΔＹＴだけそれぞれ平行移動したときに、探索指紋
の特徴点とファイル指紋の特徴点とが最もよく整合がと
れるようなγΔθ。

ΔＸＴ、およびΔＹＴの値を見出すことを目的としてい
る。但しγは正または負の整数、またΔθは求めるべき
精度に応じて予め特定の値に設定されるものとする。

このような目的の動作を行うために、制御記憶４にはマ
イクロプログラム（マイクロコート）カ格納されておシ
、制御部５はこのマイクロプログラムをその特定の開始
番地からつぎつぎに読み出し、これを実行することによ
シ以下に述べる処理を進行させる。

最初にこの処理の荒節について説明する。

まず、制御部５は、特徴点メモリ１とペアリストメモリ
２の中に格納されている上述の情報を読み出し、これを
処理することによシ、座標整合回路７に含まれている差
平面表示メモリ７０１（ＤＩＦ）に差平面重みマツプを
生成する。

この差平面恵みマツプとは次のようなものである。

探索指紋特徴点に対し、その座標系をある角度γΔθだ
け回転し７、回転した後の特定のｉ番目の探索指紋座標
系のＸ座標およびＸ座標の値をそれぞれＸＡｉおよびＹ
Ａｉとする。つぎに、この探索指紋特徴点に対する特定
の１番目のペア候補であるファイル指紋特徴点（このフ
ァイル指紋＠微意を指示する番号はペアリストメモリ２
のペア候補指示フィールドＮ１萌に登録されている）の
Ｘ座標およびＸ座標の値をそれぞれ）（ｍｉｊ；ｉ、・
よひＹｍｉｊとすると、 というΔχ軸座標（相軸座標）およびΔγ軸座標（縦軸
座標）の僅をもつ差平面上の点に相当する、差平面表示
ノモリ７０１（ＤＩＰ）のメモリアドレスに、ペアリス
トメモリ２の重み格納フィールドＷｉｊに登録されてい
る重みを加算する。これをペアリストメモリ２の中のす
べての有効なｉ、ｊについて積算したものが差平面重み
マツプである。

こうして生成された差平面重みマツプは、量子化された
任意のΔＸおよびΔＹで指定される、差平面上の位置に
相当するメモリ７０１（ＤＩＦ）のメモリアドレスに、
その位置によって定める上述のようにして積算された重
みが格納された形で重みパタンを形成している。なお、
このマツプの重みパタンは、上述の、探索指紋座標系の
回転角γΔθによって異なることになる。

さて、次に、こうして生成された重みマツプ上で、積算
された重みが最大になっているΔＸ座標の値ＸＭおよび
ΔＹＸ座標値ＹＭ　を、このマツプの全面をサーチする
ことによって見出す。但しこのサーチを行なうに当って
後に詳述するように、サーチすべきＸＭおよびＹＭの位
置にある重み、およびその前後の隣接する位置にある重
みにそれぞれ特定の荷重係数を掛け、それらを合計して
できる荷重重みが最大になるような形の荷重サーチを行
なう。こうして荷重重みが最大になるΔＸ座標およびΔ
Ｙ座標の値ＸＭおよびＹＭが見出されると、そのＸＭお
よびＹＭＯ値と、そのとき求められた最大荷重重みＭＤ
ＩＦの値とをそれぞれ記録しておく。

つぎに、探索指紋座標系の回転角γΔθのγの値を前よ
シも少し変化してから、前と同様にして、差平面重みマ
ツプを生成し、この差平面重みマツプから上述のように
して荷重重みが最大になるΔＸ。

ΔＹ座標の値ＸＭおよびＹＭとそのときの最大荷重重み
ＭＤＩＦ　とを求め、今回求めたこの最大荷重重みＭＤ
ＩＦと、前回から残されている最大荷重重みＭＤＩＦ　
とを比較し前よりも大きいか否かを判定する。もし前よ
シも大きい場合には、ＸＭ。

ＹＭおよびＭＤＩＦの値を今回求めたそれぞれの値で更
新する。

このような操作を繰シ返すことで、探索指紋の座標系を
、予めきめた細かさΔθを単位として、予め定めた角度
範囲内で振り廻すことによシ、上述の最大荷重重みＭＤ
ＩＦが最大になる角度γΔθの値とそのときのＸＭおよ
びＹＭを求めるとこれが前述の求めるべき座標整合量γ
Δθ、ΔＸ丁およびΔＹ丁　になるのである。

さてつぎに、これを各回路の動作と関連づけて詳述する
。

最初に上述の差イ面重みマツプを生成するだめの重みマ
ツプ生成処理について述べる。

制御部５は、制御記憶４に格納されたマイクロプログラ
ムの制御によシ、特徴点メモリ１の特定のｉ番目の探索
指紋特徴点のＸ、ＹおよびＤのデータを座標変換回路３
を介して読み出し、これを制御部５の中に含まれるレジ
スタ（図示せず）にそれぞれＸＡｉ、　Ｙｚ４およびＤ
Δ１として格納する。

この座標変換回路３は第４図に示すように変換パラメー
タΔＸＡ、ΔＹＡおよびΔθＡを格納するだめのそれぞ
れのパラメータレジスタ３０１（ΔＸＡ）。

３０２（ΔＹＡ）および３０３（ΔθＡ）をもち、これ
らのレジスタには、この重みマツプ生成処理が開始され
る前に、制御部５によシそれぞれ、ΔｘＡ＝ｏ、ΔＹＡ
−０　およびΔθい＝γΔθの値がすでに格納されてい
る。

この座標変換回路３の機能は、メモリ１から読み出した
Ｘ、ＹおよびＤの値を、座標原点なΔχＡΔＹＡ　の位
置にうつし、かつ各座標軸を４０人だけ反時計方向に回
転したときに生ずる新らしい座標系で表示した値Ｘ’、
Ｙ’およびＤ′に変換する回路である。すなわちＸ、　
Ｙ−、Ｄｊｊｌ）、ｘ’＝（ｘ−ΔＸＡ）ｃｏＪΔθ９
＋（Ｙ−ΔＹＡ）ｓｉｎΔθ人Ｙ′＝（Ｙ−ΔＹ　Ａ　
）　ＣｏノΔθＡ　（Ｘ−Δ−ＸＡ）ｓｉｎΔθＡ　　
・・・（２Ｄ’　＝Ｄ−Δθよ で表わされるＸ’　、　Ｙ’　およびＤ′を算出する回
路で、詳細については後述する。現在の例ではこの回路
３は、座標系を単にΔθえ＝γΔθ回転させるたけの作
用をする。

さて、つぎに制御部５は、ペアリストメモリ２の特定の
ロウアドレス１および時定のコラムアドレス１をもつペ
ア候補指示フィールドＭｉＪからｊ番目のペア候補の番
号を求め、この番号をもつファイル指紋の特徴点のＸ、
ＹおよびＤの値を、メモリ１から今度は座標変換回路３
を通さずに直接読み出す。この値をそれぞれＸｍｉ　ｊ
　、　Ｙｍｉ　ｊおよびＤｍｉｊで表わすことにする。

次に制御部５は演算回路６を用いて、前述のＸ、ｉ、Ｙ
ＡｉおよびＤＡｉと今回読み出したＸｍ１ｊ。

ＹｍｉｊおよびＤｍｉｊ　　とから、 ΔＸ＝Ｘｍｉ　ｊ　−Ｘ）１ ΔＹ＝Ｙｍｉｊ　−Ｘ、５ｉ ΔＤ＝Ｄｍｉｊ　−Ｄ、５ｉ ）　　なるΔＸ、ΔＹおよびΔＤを算出する。次に、こ
うして求められたΔ入ΔＹおよびΔＤのそれぞれの絶対
値を、予め定められている特定のスレンホールド値Ｉｌ
ｌ　ｘ、　Ｉｌｌ　ｙおよびＴｄの値と比較し、これら
のすべてが、それぞれのスレンホールド値よりも小さい
ときにかぎシ、ペアリストメモリ２のロウアドレスｉお
よびコラムアドレスｊの重み、格納フィールドＷｉｊか
らこのペア候補に対する近似度の重みを読み出し、これ
を回路７の差平面表示メモリ７０１（ＤＩＦ）の、前記
ΔＸおよび、ΔＹで指定されるメモリアドレスの現在の
内容に加算する。

これを行なうためには、制御部５は、第３図に示す座標
整合回路７の、ライン７１７０（ΔＸ）にΔＸの値を、
またライン７１８０（ΔＹ）にΔＹの値を供給し、かつ
ライン７１８１（ＣＴ）を（１１９７にすることにより
、入力選択器７１７、および７１８がそれぞれライン７
１７０および７１８０を介して供給されたΔＸおよびΔ
Ｙの値を選択するようにし、・これを差平面表示メモ１
，１７０１．（ＤＴＦ）のそれぞれロウアドレスおよび
コラムアドレスとして供給する。この結果、メモ１Ｊ７
０１（ＤＩＦ）の差平面座標位置ΔＸおよびΔＹに相当
するメモリアドレスの現在の内容がライン７０１０を介
し、て読み出される。これを加算器７０４の一方の入力
として供給し、もう一方の入力として、ライン７０４０
を介して前記重み格納フィールドＷｉｊから読み出され
た値を供給することにより両者の和を作シ、この和を再
びΔＸおよびΔＹで指定されるもとのメモリアドレスに
格納する。これによシ、メモＩＪ７０１（ＤＩＦ）が表
示する差平面にＷｉｊの内容を積算する重み積算処理を
容易に行なうことができる。

さて、これを用いて前述の差平面亀みマツプを生成する
には、まず最初に差平面表示メモリ７０１（ＤＩＦ）　
　の内容をすべて０に初期値化し、１：た、前記ｉおよ
びｊの値をそれぞれ最初にＯに初期値化する。但しこの
ｉおよびｊの値は制御部５内に設けられたパラメータレ
ジスタ（図示せず）に格納されている。こうして制御部
５は、ｉ＝　ｊ　＝　ｇから上述の重み積算処理を開始
し、ｊの値をつさ。

つぎに１ずつ増し、重み格納フィールドに前述の終了マ
ークが現われるまで続け、終了マークが現われたらｉの
値を１だけ増し、ｊの値を再びＯに戻してそこから処理
を続行し、最後に、探索指紋特徴点のＱフィールドに終
了マークが現われたらそこでこの処理を終了する。

以上に述べた重みマツプ生成処理をフローチャートとし
て第７図に示す。

また第８図に生成された差平面重みマツプの一例を示す
。

なお、第８図に示すように、本実施例の差平面ｌみマツ
プはΔＸおよびΔＹの１直として−８から７までの１６
レベルで必り、比較的粗く量子化されている。従ってΔ
ＸおよびΔＹにはｉｓＱ述の計算によって求められた値
の上位４ピット分を用いる。

さて次に、こうして生成された差平面重みマツプ上で、
重みの最大集中位置をサーチしその位置の座標ＸＭおよ
びＹＭＯ値を見出す重み県中位置サーチ処理について述
べる。

この処理は、例えば第８図に示すような差平面重みマツ
プーヒの重みの最大集中位置を見出すことであるが、特
定の点に確率的に不当に高い１−５みが集中し利足に慾
影切を与えるの佑避けるために、本実施例においては、
量子化された差平面の個々の座標位置に格納されている
重みを、そのまま比較してサーチするかわシに、下記の
ような荷重ツーチを行なう。すなわち、サーチ点を中心
にしてそれに隣接する点を含む全部で９個の量子化され
た差平面座標位置の止みに、それぞれ第９図に示すよう
な特定の荷２係数を掛け、それらを合計したものを比較
しながらサーチする荷重サーチを行なう。

このような荷重サーチな高速で行／、？、うため、本実
施例においては専用の第３図に７５ｈす座標整合回路７
を有【７ている。

さて、メモリ７０１（ＤＩＦ’）にム１８図に示すよう
な差平面重みマツプが完成し、サーチ動作が開始される
と、以下のように処理がユ（（行する。

まず最初に、サーチ処理に対する座標整合回路７の初期
値化が行なわれ、回路７のメモリ７０１（１）ＩＦ）を
除くすべてのメモリおよびレジスタに対し、それぞれの
初期値が設定される。すなわち、レジスタフ−１イル７
０ｚ（ＲＦｘ）訃よび７０３（ＲＦ２）、レジスタ７１
１（ＲＫＯ）、７１２（１もＫｌ）。

７１３（ＲＫ２）および７１４（Ｍｌ）ＩＦ）はすべて
０にクリアされる。またレジスタ７０９（ＩＪＸ）およ
び７１０（ＤＹ）にはサーチ開始位置として、それぞれ
−８がセットされる。本実施例におい°Ｃｉ１．、差平
面表示メモ！、１７０１（ＩＪＩＦ）は第８図に示すよ
うに、量子化されたΔＸの値として−８から７までと、
ΔＹの値として−８から７までの値で指定できるが、サ
ーチ開始位置をこの差平面のΔＸ＝−８．ΔＹ＝−８に
選ぶ。なお、レジスタ７０９（ＤＸ）の内容は差平面表
示メモリ７０１　（ＤＩＦ）のΔＸに対応するアドレス
を指定し、レジスタ７１０（ＤＹ）の内容はΔＹに対応
するアドレスを指定するのに用いられる。またサーチ処
理においてはライン７１８１（ＣＴ）は′０°″に設定
され、このため選択器７１７および７１８は、それぞれ
レジスタ７０９（ＤＸ）および７１０（ＤＹ）側の入力
を選択してメモ１Ｊ７０１（ＤＩＦ）のアドス指定を行
なうように制御される。また同様に、サーチ処理におい
てはライン７１８１（ＣＴ）の制御によシメモリ７０１
（ＤＩＦ）は常に読出し状態にセットされる。

さて、座標整合回路７は、制御回路５からライン７１１
０（ＴＯ）を介して供給される制御情報によって制御さ
れる二つのタイミングＴＯおよびＴ１を有している。

ライン７１１０（ＴＯ）が０１”の場合のタイミングを
ＴＯとし、このタイミングにおいては下記の動作を行な
う。

まず、選択器７１９，７２０．および７２１は左側の入
力すなわち、それぞれ、メモ！ｊ　７０１　（ＤＩＦ）
。

ファイル７０２（ＲＦＩ）およびファイル７０３（ＲＦ
　２　）の出力を選択するように制御され、それととも
にレジスタ７１１（几ＫＯ）、７１２（ＲＫＩ）および
７１３（ＲＫ２）の入力側がイネーブルされる。

この結果、第３図から明らかなように、次の動作が行な
われる。

■　ＲＫＯ←ＤＩＦ（ＤＸ、ＤＹ）＋２ＲＦ１（ＤＹ）
＋ＲＦ２（ＤＹ） ■ＲＫｌ←ＲＫＯ ■ＲＫ２←ＲＫＩ ■ＲＦｘ（ＤＹ）←ＤＩＦ（ＤＸ、ＤＹ）■ＲＦ２（Ｄ
Ｙ）←ＲＦＩ（ＤＹ） 但し、上のすべての動作表示において、矢印の右側は更
新前のそれぞれの内容を表わし、矢印の左側は更新後の
それぞれの内容を表わす。（つまυ同じ記号であっても
右側と左側とでその内容が異なる）なお、これらの更新
は一斉に行なわれるものとする。

例えば、■■によると、レジスタ７１２（ＲＫＩ）の更
新前の内容が更新によりレジスタ７１３（ＲＫ２）に転
送されレジスタ７１３（、Ｒ・Ｋ２）の更新後の内容と
なシ、また、レジスタ７１１（ＲＫＯ）の更新前の内容
が更新によシレジスタ７１２（ＲＫＩ）に転送されレジ
スタ７１２（ＲＫＩ）の更新後の内容となることを示し
ている。

また、ＤＩＦ（ＤＸ、ＤＹ）は、レジスタ７０９（ＤＸ
）およびレジスタ７１０（ＤＹ）の内容で指定されるメ
モリアドレスをもつ差平面表示メモリ７０１（ＤＩＦ）
（７）内容ｔ［ワＬ、同’ｍＫＲＦｔ（ＤＹ）　　およ
びＲＦ２（ＤＹ）はレジスタ７１０（ＤＹ）の内容で指
定されるメモリアドレスをもつそれぞれファイル７０２
（ＲＦＩ）およびファイル７０３（ＲＦ２）の内容を表
わす。例えば■の動作表示は、レジスタ７１０（ＤＹ）
の内容で指定されるアドレスをもつファイル７０３（Ｒ
Ｆ２）の更新後の内容は、レジスタ７１０（ＤＹ）の内
容で指定されるアドレスをもつ７アイ１し７０２（ＲＦ
Ｉ）の更新前の内容によって書き替えられることを表わ
す。

さらにまた、■の動作表示で示されているように、加算
器７０５は選択器７２０側からの出力を２倍して選択器
７２１側からの出力に加算するような加算器である。

さて次に、タイミングＴ１においてはライン７１１０（
Ｔｏ）がａｔ　Ｏｎになシ、ライン７２３０（ＴＩ）が
１”になる。この結果タイミングＴ１においては下記の
動作を行なう。

まず、レジスタ７１１（几ＫＯ）、７１２（ＲＫＩ）お
よび７１３（ＲＫ２）の入力側はディセーブルされる。

この結果これらのレジスタの内容はこのタイミングＴ１
期間中そのままの値に保持される。

つぎに、選択器７１９，７２０および７２１は右側の入
力すなわち、それぞれ、レジスタ７ｘｌ（ＲＫＯ）。

７１２（ＲＫＩ）および７１３（ＲＫ２）からの出力を
選択するように制御される。またライン７２３０（Ｔ１
）に６１″が供給され、アンドゲート７２３がイネーブ
ルされる。

この結果、第３図から明らかなように、次の動作が行な
われる。すなわち、加算器７０６の出力には、 ＲＫ　Ｏ＋　２　ＲＫ　１＋几に２ の値が現われるが、これとレジスタ７１４　（ＭＪ）Ｉ
Ｆ）の更新前の内容とが、比較器７２２で比較され、も
し、 ■　ＭＤＩＦくＲＫＯ＋２ＲＫ１＋ＲＫ２が成立すると
、ライン７２３１　が１″となる結果、レジスタ７１４
（ＭＤＩＦ）、７１５（ＸＭ）および７１６（ＹＭ）の
入力側がイネーブルされ、■ＭＤＩＦ＋−ＲＫＯ＋２Ｒ
Ｋ、１＋ＲＫ２■　ＸＭ←ＤＸ ■　ＹＭ４−ＤＹ の処理が行なわれる。つまシ■の条件が満足したときに
限りレジスタ７１４（ＭＤＩＦ’）、７１５（ＸＭ）お
よび７１６（ＹＭ）の内容は上の■■および■の動作表
示で示されるように更新され、そうでない場合には影響
を受けない。

さて、以上につづいて制御部５はライン７０７０（ＴＩ
’）にタイミング情報を送シレジスタ７１０（ＤＹ）お
よび７０９（ＤＸ）を更新する。これらのレジスタの更
新は次のように行なわれる。

一般の場合には、ライン７０７０（’Ｉ’ｌ’）のタイ
ミング情報によシレジスタ７１０（ＤＹ）の更新前の内
容に１が加算てれるように更新される。

但し、レジスタ７１０（ＤＹ）の更新前の内容が上限の
７である場合には、このタイミング情報によシレジスタ
７１０（ＤＹ）の内容は−８に更新され、これとともに
回路７０７からのキャリイが回路７０８に加えられる。

その結果、芒らにレジスタ７０９（ＤＸ）がその更新前
の内容に１が加算されるように更幼される。但し、回路
７０７からのキャリイが出ない一般の場合にはレジスタ
７０９（ＤＸ）の内容は更新によって不変に保たれる。

また、レジスタ７０９（１）Ｘ）の更新前の内容が上限
の７であるときに、回路７０７からのキャリイが回路７
０８に加えられると、回路７０８がキャリイを発生し、
これはライン７０８０を介して制御部５に供給され、サ
ーチ処理終了の情報として用いられる。

さて、上述のライン７０７０（Ｔｌ’）のタイミング情
報によるレジスタ７１０（ＤＹ）および７０９（ＤＸ）
の更新がすむと、これでＴ１タイミングが終了し、制御
１ｉ：ｉＪ路５は再び前述のＴＯタイミングの制御に９
Ｄ、更新された各レジスタおよびメモリの内容を用いて
前述の■〜■の動作を行なう。

こうして、割病１９ｉＳ５ｒよ、座ダ整合回路７へのＴ
。

タイミングおよびＴ１タイミングのイ〆を報をつぎつぎ
に交替することによりサーチ処理をすすめる。

そして、前述のライン７０８０からのサーチ終了情報を
受けると、そこで父性を停止し、そのときのレジスタ’
７１５（ＸＭ）、７１６（Ｙｌ〜ｉ）および７１４（Ｍ
ＤＩＦ）の内容を読み出す。これて荷重サーチによるサ
ーチ処理が終了うる。なお、この重み集中位置ダーテ処
理をフローチャートの形て示しだのが第１０図である。

以上の動作によシ座標整合回路７は、第８図に示すよう
な差平面短みマッグケ、第９図に示す荷重係数を用いて
荷重サーチし、荷重重みＭＤＩＦが最大になる点の長平
面座標の値ＸＭおよびＹＭとこのＭＤＴＦの値とを求め
たことになるが、この理由は以下に示す通シである。

上述の説明から明らかなように、サーチ走査は、第８図
に示す差平面の左下隅から開始し、垂直に上方に向って
（ΔＹが増す方向に）走査し、上限に達するとΔＸが１
だけ増して１列右側の紺列に移シ、これを同様に下から
上方に向って走査する。

これを繰シ返すことによシ全面をカバーする。

今、このような走査が、例えば、ΔＸ−３゜ΔＹ＝５の
点まで進んだ状態を考察する。このとき、レジスタ７０
８（ＤＸ）、および７１０（ＤＹ）。

ファイ１し７０２（ＲＦＩ）および７０３（ＲＦ２）の
各内容は次に示すようになっている。

ＤＸ＝３．　　　ＤＹ＝５．　　　ｌもＦ’ｌ　　（５
）＝ＤＩＦ（２，５）。

１（、Ｆ２　（５）　＝１）　Ｔ　Ｆ　（１，５）。

つまシ、ファイル７０２（ＲＦＩ）の内容は、屑。

往走査中のΔＸ＝３　の縦列よシも一つ手前のΔＸ＝２
の縦列に対応するメモリ７０１（ＤＩＦ）の内容を格納
しておシ、またファイル７０３　’（ＲＫ２）の内容は
、現在走査中の縦列よシも二つ手前のΔＸ＝１　の縦列
に対応するメモリ７０１（ＤＩＦ）の内容を格納してい
る。以上によシ、このときのタイミング′ｒＯにおける
前述の■の動作は、Ｒ，ＫＯ←ＤＩＦ（３，５）＋２Ｄ
ＩＦ（２，５）＋ＤＩＦ（１，５）となる。

一方、ＲＫＩには一つ前の走査時点（ＤＹ＝、ｉのとき
）ＲＫＯの値が、オたＲＫ２には二つ前の走査時点（Ｊ
）Ｙ＝３のと＠）のＲＫ（ｌの値が更新によって入って
くるので、上式から明らかなよりに更新後のＲＫｌおよ
びＲＫ２の値はそれぞれ、ＲＫＩ　＝ＤＩＦ（３，４）
＋２ＤＩＦ（２，４）＋Ｌ）ＩＦ（１，４）ＲＫ２＝Ｄ
ＩＦ（３，３）＋２ＤＩＦ（２，３）＋ＤＩＦ（１，３
）となる。

従ってタイミング′ｌ゛１における加算器７０６の出カ
ッ（ＥＬＫ、　Ｏ＋　２　ＲＫ　ｌ　＋Ｂ−Ｋ　２　、
）　（１）内容ｔｒｉ、］）ＩＦ（３，５）＋２Ｉ）Ｉ
Ｆ（２，５）＋ＤＩＦ（１，５）＋２ＤＩＬ”（３，４
）＋４１）ＩＦ（２，４）＋２１）ＩＰ（１，４）十Ｉ
）ＩＰ（３，３）＋２ＤＩＦ（２，３）＋ＤＩＦ（１，
３）となる。これよシ、上述の処理は、差平面重みマツ
プに第９図に示す荷重係数を掛けて積算したものをＭＤ
ＩＦの候補とし、その最大なものを求めるというサーチ
をしていることが明らかである。

但し、荷重の中心位置は、現在のＤＸ、　ＤＹ　　の指
定する位置ではなくて、それよりもそれぞれ１だけ小さ
い所にある（上の例ではＤＩＦ（３，５）ではなくてＤ
ＩＦ（２，４）にある）ので、最大重み集中位置は上述
の処理で得られたＸＭおよびＹＭの値からそれぞれ１を
引いた値となる。

さて、本実施例の装置は、探索指紋特徴点の座標系を、
特定の微小角Δθを単位として振υまわし、特定の角度
範囲内の各γΔθごとに、上述の差平面重みマツプ生成
処理と、これに対する重み集中位置サーチ処理とを実行
し、前述の荷重重みＭＤＩＦが最も大きくなるよりなｉ
Δθの値と、そのときのＸＭ−１およびＹＭ−１の値を
求めることによって最適の座標整合量を決定する。

このための綜合の処理は以下のように進行する。

制御部５の中には作業記憶領域が含まれるているが、こ
の領域の中に次の各パラメータを格納するレジスタが設
けられている（図示せず）。

すなわち、振シ廻しの単位となる角Δθ、振シ廻し角度
を指定するための倍数γ、γの最大値γｍａｘ　、回転
角θＭ、回路７から読み出したＭＤＩＦ　　（このレジ
スタに格納された値をＭＤＩＦ’とする）、ＸＭ−１（
このレジスタに格納された値をＸＭとする）、ＹＭ−１
（このレジスタに格納された値をＹＭする）。

さて、座標整合量決定の処理が開始されると制御部５は
、上述の対応する各レジスタに予め定められているΔθ
およびｒｍａｘを設定し、ＭＤＩＦ’およびγを０に初
期値化する。

次に、演算回路６を用いて積γΔθ　を作シこれを座標
変換回路３のパラメータレジスタ３０３（４０人）に格
納する。

以上がすむと制御部５は前述の差平面重みマツプ生成処
理と、重み集中位置サーチ処理を実行し、読み出したＭ
ＤＩＦ　と上述のＭＤＩＦ’とを比較する。もしＭＤＩ
ＦがＭＤＩＦ’よシも大きい場合にはＭＤＩＦ’をこの
読み出したＭ　Ｄ　Ｉ　Ｂ’で置き替え、かつＸＭをＸ
Ｍ−１およびＹＭをＹＭ−１で、また、０ＭをｒΔθ　
で置き替える。

次にｒを変化して上述の処理を繰シ返し、１ｒ１＜ｒｍ
ａｘのすべてｒの値について以上を実行して処理を終了
する。

この処理をフローチャートとして第１１図に示す。

以上に述べた処理が終了したときの０Ｍ　ｔ　ＸＭおよ
びＹＭの値が所望の座標整合量γΔθ、ΔＸＴおよびΔ
ＹＴ　となっている。

次に、第４図に示す前述の座標変換回路３について述べ
る。

パラメータレジスタ３０１（ΔＸＡ）、３０２（ΔＹＡ
）および３０３（ΔθＡ）にそれぞれの変換パラメータ
を格納するためには、制御部５はライン３００１゜３０
０２、および３００３を介してこれらのパラメータを供
給し、ライン３０００を１″とすることによシこれらを
それぞれのレジスタに設定する。

変換パラメータの設定がすんだ後、ライン３０００を”
０″とし、ライン３００１．３００２および３００３に
それぞれＸ、ＹおよびＤの値を供給すると、第４図から
明らかなように、出力ライン３１２０（Ｘ’）、３１３
０（Ｙ’）および３１６０（Ｄ’）にそれぞれ前述の（
２）式で示した値が得られる。但し、円関数発生器３０
７はｃｏｓΔθＡとｓｉｎΔθＡを発生し、ｃｏｓΔθ
Ａをライン３０７０　を介して乗算器３０８および３１
０に供給し、またｓｉｎΔθ人をライン３０７１　を介
して乗算器３０９および３１１に供給している。

本実施例においては与えられる各４０人の値を区別する
のに必要なビット数が８ビット程度でよく、また出力の
ｃｏｓΔθＡおよびｓｉｎΔθＡＫ要求される精度も１
０ピット程度で充分なので、円関数発生器３０７は、Ｒ
ＯＭ（リードオンリイメモリ）に予め各ΔθＡに対する
ｃｏｓΔθＡおよびｓｉｎΔθＡの値を書き込んでおき
、使用時にそれを読み出すことにより高速動作可能々発
生器を容易に実現することがてきる。

なお、本実施例においては、ΔＸＡおよびΔＹＡは常に
０として使用されるので、レジスタ３０１（ΔＸＡ）、
３０２（ΔＹＡ）および減算器３０４．。

３０５は省略してもよい。

以上に述べたように、本実施例を用いると、照合すべき
二つの紋様パタンの各特徴点の座標と、各特徴点の局所
的近似度にもとすくペア候補の重みを含むペア候補リス
トとが与えられ、しかも、両者の座標系が必らずしも整
合していない場（１・に、特別な長平面重みマツプを作
りこのマツプ上で重みの集中位置を荷重サーチするとい
う独特の手段を用いることにより、座標系の回転に対す
る試行を行なうだけで、平行移動に対する試行を行なう
ことなく、両座標系を整合させるために必要な座標整合
量を高速且つ高信頼性をもって決定づることかできる。

なお、本実施例においては指紋照合の場合について詳述
したが、不発明は伺も指紋に限ることなく、特定の複数
の特徴点を有する紋様パターン照合に適用することがで
きる。

また、本実施例においては、特徴点メモリ、ペアリスト
メモリおよび長平面表示メモリに対してそれぞれ特定の
構成２よび容ｙ゛を用いたがこれは一例を示しブζもの
で（ｉ’Ｊもこれに限定さ、ｌ］るものではない。

棟だ、重みの集中位置を荷重サーチするための荷重係数
についても特定の構成を用いだが、これも−例を示した
ものでこれに限るものではない。

この荷重係数の構成がえわるとぞれに応じて座標整合回
路の構成も変わるが、本実極側を応用することによシ容
易に実現可能でるる。

以上のように本発明を用いると、座標整合せ決定装置の
高速化・高・１ａ頼性化を達成でさ己。

【図面の簡単な説明】

第１図は指紋の特徴点を説明するノχめの１４、第２図
は本発明の一実施例を示すブロック図、槙３図は座標整
合回路の一回路例を示す図、第４図は座標変換回路の一
回路例を示す図、第５図は特留点メモリの構成を説明す
るだめの図、第６図はペアリストメモリの構成を説明す
るための図、第７図は重みマツプ生成処理を示す７Ｏ−
チャート、第８図は長平面重みマツプの一例を示す図、
第９図は荷重係数の構成を示す図、第１０図は重み集中
位置サーチ処理を示すフローチャートおよび第１１図は
座標飯台量決定の綜合処理を示すフローチャートである
。 図において、 １・・・・・・特徴点メモリ、２・・団・ペアリストメ
モリ、３・・・・・・座標変換回路、４・・・・・・制
御記憶、５・・・・・・制御部、６・・・・・・演算回
路、７・・・・・・座標整合回路、３０１・・・・・・
パラメータレジスタ（Δχ人）、３ｏ２・・・・・・パ
ラメータレジスタ（ΔＹＡ）、３０３・・・・・・パラ
メータレジスタ（ΔθＡ）、３０４，３０５゜３０６．
３１３・・・・・・減算器、３０７・・・・・・円門数
発（ＤＩＦ）、７０２−・・・−Ｌ／ジスタフアイル（
凡１−１）、７０３・・・・・・レジスタファイル（几
Ｆ２）、７０４゜７０５．７０６・・・・・・加算器、
７０７，７０８・・・・・・１加算器、７０９・・・・
・・レジスタ（ＤＸ）、７１０・・・・・・レジスタ（
ＤＹ）、７１１・・・・・・レジスタ（ＲＫＯ）、７１
２・・・・・・レジスタ（ｉｔＫｌ）、７１３・・・・
・・レジスタ（■もに２）、７１４・・・・・・レジス
タ（ＭＤＩＦ）、７１５・・・・・・レジスタ（ＸＭ）
、７１６・・・・・・レジスタ（ＹＭ　）、７１７，７
１．８，７１９，７２０゜７２１・・・・・・入力選択
’Ａ：！ｒ、　７２２・・・・・・比較器、７２３・・
・・・・アンドゲート。 冥　　１　圓 篇　２′　図 笥　５　口 △Ｘ ５１′−７υ　図 鳶　ｑ　に 佑　／ρ　に 篤　／／　（２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 探索すべき紋様パターンと少くとも一つ以上の探索パタ
   ーン特徴点とファイルパターン特徴点とを記憶する特徴
   点記憶手段と、 各探索パターン特徴点に関してベアとなり得るファイル
   パターン特徴点を両者の近似度を示す重みとともに記憶
   するベア候補記憶手段と、前記特徴点記憶手段から特徴
   点を読み出すとき与えられたパラメータに従って座標変
   換を行なう座標変換手段と、 前記特徴点記憶手段前記ベア候補記憶手段および前記座
   標変換手段に接続されかつ制御記憶手段演算回路および
   制御部を含み前記制御記憶手段中のマイクロコードを逐
   次的に実行するマイクロオペレージ１７手段と、 前記マイクロオペレージ冒ン手段に結合され前標Ｙ座標
   の差分を番地とし前記重みを積算する二次元記憶手段を
   含みかつ前記二次元記憶手段上で積算された重みの集中
   位置をサーチする手段を有する座標整合手段とを含み、 前記探索パターン特徴点を微小回転角で座標変換しなが
   ら前記座標整合手段により前記積算された重みの最大集
   中位置をサーチすることによシ最適座標整合量を生成す
   ることを特徴とする座標整合量決定装置。