JPH0154751B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像処理装置に係り、合同または類似
する二つの画像の間の回転角度差を求める画像間
回転角度差検出装置に関する。

画像処理技術の一応用分野である例えば印鑑照
合装置においては、照合の対象とする被照合印影
すなわち被照合画像と、照合の基準とする登録印
影すなわち基準画像とを、パターンマツチング等
の手法によつて照合し、両者の類似度を調べると
いう処理がよく用いられる。

ところが、もし被照合画像の角度すなわち向き
と基準画像のそれとが異なる場合には、このまま
では照合が困難である。

従つて、二つの画像間の回転角度差を検出し両
者間の角度差を除去するために画像間回転角度差
検出装置が用いられる。

この際、二つの画像間の回転角度差の検出が正
確かつ短時間に行われることが望ましい。

〔従来の技術〕

第４図は画像回転角度検出装置の従来例の構成
を表すブロツク図であり、１および２は、それぞ
れ基準画像および被照合画像の画像データを、直
交xy座標上でｘ軸方向およびｙ軸方向に等ピツ
チで配列される画素毎の濃度として記憶する第一
の画像メモリおよび第二の画像メモリである。

３ａと３ｂおよび４ａと４ｂは、それぞれ基準
画像および被照合画像の画像データ中の各画素毎
の濃度の主変化方向の角度ヒストグラムを生成す
る第一の角度ヒストグラム生成部３および第二の
角度ヒストグラム生成部４の構成要素であり、３
ａおよび４ａは、それぞれ第一の画像メモリ１お
よび第二の画像メモリ２に記憶される画像データ
を例えば３×３の微分演算ウインドーによつて走
査し、画素毎の濃度のｘ方向の差分dxとｙ方向
の差分dyとを求め、 θ＝arctan（dy／dx） として、各画素毎の濃度の主変化方向の角度θを
例えば１度を単位として求める第一の角度計算部
および第二の角度計算部、３ｂおよび４ｂは、そ
れぞれ第一の角度計算部３ａおよび第二の角度計
算部４ａによつて得られた濃度の主変化方向の角
度θ毎の画素の数を計数して０度から359度まで
の角度をアドレスとして格納する第一のヒストグ
ラムメモリおよび第二のヒストグラムメモリであ
る。

５は、それぞれ第一のヒストグラムメモリ３ｂ
および第二のヒストグラムメモリ４ｂに格納され
た角度ヒストグラムによつて、二つの画像の間の
回転角度差を検出する角度差検出部である。

６は、第二の画像メモリ２に格納される被照合
画像を、角度差検出部５によつて検出された回転
角度差θに基づき、例えばテーブルを用いて x′＝ｘ cosθ＋ｙ sinθ y′＝−ｙ sinθ＋ｙ cosθ の変換を行うことによつて回転する画像回転部で
あり、７は画像回転部６によつて回転された画像
を格納する第三の画像メモリである。

８および９は、それぞれ第一の画像メモリ１お
よび第三の画像メモリ７に格納される画像データ
のｘ軸に対する投影とｙ軸に対する投影とを作成
する第一の投影部および第二の投影部であり、１
０および１１は、それぞれ第一の投影部８および
第二の投影部９によつて得られたｘ軸投影とｙ軸
投影とを格納する第一の投影メモリおよび第二の
投影メモリである。

また１２は、第一の投影メモリ１０に格納され
た投影と第二の投影メモリ１１に格納された投影
との距離によつて、角度差検出部５によつて検出
された回転角度差を検証する角度差検証部であ
る。

次に、基準画像および被照合画像として、第５
図ａおよびｂに例示するような合同で45度の回転
角度差のある画像がそれぞれ第一の画像メモリ１
および第二の画像メモリ２に格納された場合につ
いて説明すると、まず、第一の角度ヒストグラム
生成部３および第二の角度ヒストグラム生成部４
によつて、それぞれ第５図ｃおよびｄのような角
度ヒストグラムが得られる。

角度差検出部５は、第５図ｃおよびｄの角度ヒ
ストグラムを、角度軸方向（図において横方向）
にシフトしながら比較することによつて、第５図
ａおよびｂの画像の間の回転角度差（基準画像に
対し左回りを正とし右回りを負とする）を45度ま
たは−135度と検出する。

第６図ａおよびｂは、それぞれ第５図ｂの画像
に対し、−45度および135度の回転を施したもので
あり、それぞれの角度ヒストグラムは第５図ｃの
ものと全く一致する。

すなわち、角度ヒストグラムのみでは二つの画
像の間の回転角度差を決定出来ない。

そこで、画像回転部６によつて被照合画像を−
45度あるいは135度回転したものから第二の投影
部９によつて求めた投影と、基準画像から第一の
投影部８によつて求め投影とを、角度差検証部１
２によつて検証する訳である。

被照合画像を−45度回転したものおよび基準画
像の何れからも、第７図ａに示すような投影が得
られ、被照合を135度回転したものからは第７図
ｂに示すような投影がえられ、その結果、基準画
像と被照合画像との間の回転角度差は45度である
ことが検証されたことになる。

なお、第５図ａおよびｂに例示した画像の場合
には、角度差検出部５によつて、180度の差のあ
る45度および−135度の２つの回転角度差が得ら
れたが、印鑑照合をはじめ、特に漢字を対象とす
る場合には、90度ずつの差のある４種類の回転角
度差が検出される場合が多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記構成の画像間回転角度差検出装置において
は、例えば前記のように４種類の回転角度差が検
出される場合があり、このような場合には検証を
４回おこなう必要があり、検証に長時間を要する
という問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明になる画像間回転角度差検出装置は、画
素毎の濃度として表される画像データ中の各画素
における濃度の主変化方向を角度毎に計数して角
度ヒストグラムを生成する角度ヒストグラム生成
部と、前記生成された角度ヒストグラムによつて
二つの画像の間の回転角度差を検出する角度差検
出部と、前記検出された回転角度差を除去するよ
うに前記二つの画像データの少なくとも何れかを
回転する画像回転部と、前記画像データ中の各部
分領域に複数種の所定形状のパターンの各々が出
現する数をパターン毎に計数して形状ヒストグラ
ムを生成する形状ヒストグラム生成部と、前記生
成された形状ヒストグラムによつて前記検出され
た回転角度差を検証する角度差検証部とを備える
ことによつて前記問題点の解消を図つたものであ
る。

〔作用〕

すなわち、本発明においては、角度差検出部に
よつて検出された回転角度差を、これに基づいて
回転角度差を除去した二つの画像の各々から生成
した形状ヒストグラムの照合によつて検証するも
のであり、例えば90度ずつの差のある４種類の回
転角度差が検出されても、これらの中の１種類に
対する照合だけで正しい回転角度差を決定するこ
とが出来る。

〔実施例〕

以下に本発明の要旨を実施例によつて具体的に
説明する。

第１図は本発明になる画像間回転角度差検出装
置の一実施例の構成を示すブロツク図であり、第
４図従来例と共通する符号は同一対象を指す。

その他、１３ａと１３ｂおよび１４ａと１４ｂ
は、それぞれ、第一の画像メモリ１および第三の
画像メモリ７に記憶される画像データ中の３×３
画素の各部分領域に、例えば第２図に示すような
12種類の形状のパターンの各々が出現する数を、
パターン毎に計数して形状ヒストグラムを生成す
る第一の形状ヒストグラム生成部１３および第二
の形状ヒストグラム生成部１４の構成要素であ
り、１３ａおよび１４ａは、それぞれ第一の画像
メモリ１および第三の画像メモリ７に格納される
画像データを、それぞれ、３×３のパターン検出
ウインドーによつて走査し、第２図に例示する
からまでの12種類の形状のパターンを抽出する
第一のパターン抽出部および第二のパターン抽出
部である。

１３ｂおよび１４ｂは、それぞれ第一のパター
ン抽出部１３ａおよび第二のパターン抽出部１４
ａによつて抽出された12種類の形状のパターンの
各々の数を計数し、１から12までのアドレス毎に
格納する第三のヒストグラムメモリおよび第四の
ヒストグラムメモリである。

１５は、第三の投影メモリ１３ｂに格納された
形状ヒストグラムと第四のヒストグラムメモリ１
４ｂに格納された形状ヒストグラムとの照合によ
つて、角度差検出部５によつて検出された回転角
度差を検証する角度差検証部である。

第２図に例示した12種類のパターンは、基本的
には，およびの３種類であり、それぞれに
対し−90度の回転を与えたものが，および
であり、＋180度の回転を与えたものが，およ
び、また＋90度の回転を与えたものが，お
よびである。

以下、第一の画像メモリ１には基準画像として
第３図ａのような画像が格納され、第二の画像メ
モリ２にはこれと合同でα度の回転角度差のある
画像が格納されている場合について説明すると、
まず角度差検出部５によつて、α度・（α−90）
度・（（α＋180）度または（α＋90）度の４種類
の回転角度差が検出され、それぞれに対し画像回
転部６によつて第３図ａ，ｂ，ｃおよびｄのよう
な画像が得られる。

第一の形状ヒストグラム生成部１３では、第３
図ｅのような形状ヒストグラムが、また第二の形
状ヒストグラム生成部１４では、それぞれ第３図
ｅ，ｆ，ｇまたはｈのような形状ヒストグラムが
生成される。

例えば、角度差検出部５によつて検出された回
転角度差がα度であつたとすると、第一の形状ヒ
ストグラム生成部１３では第３図ｅのような形状
ヒストグラムが得られ、第二の形状ヒストグラム
生成物１４でも同じ形の形状ヒストグラムが得ら
れ、角度差検証部１５では、これらを照合するこ
とによつて、角度差検出部５によつて検出された
回転角度差αを正しいものとして決定する。

また、角度差検出部５によつて検出された回転
角度差が、例えば（α−90）度であつたとする
と、角度差検証部１５では、基準画像から得られ
る第３図ｅのような形状ヒストグラムと、画像回
転部６で回転された画像から得られる第３図ｆの
ような形状ヒストグラムとを照合することによつ
て、角度差検出部５によつて検出された回転角度
差には−90度の誤差があることが検証され、従つ
て正しい回転角度差はα＋90度として決定され
る。

なお、上記実施例においては、３×３画素の各
部分領域毎に、３×４種類の形状のパターンの出
現頻度を計数して形状ヒストグラムを求めている
が、部分領域の大きさおよびパターンの数は上記
のものに限定されない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、角度差
検出部によつて得られる回転角度差に対し、90度
ずつの差のある４種類のすべてについて検証を行
う必要がないので、短時間に検証を行うことが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のブロツク図、第２図
〜および第３図ａ〜ｈは同実施例の説明図、
第４図は従来例のブロツク図、第５図ａ〜ｄ・第
６図ａ，ｂおよび第７図ａ，ｂは従来例の説明図
である。 図中、３ａは第一の角度計算部、４ａは第二の
角度計算部、３ｂは第一のヒストグラムメモリ、
４ｂは第二のヒストグラムメモリ、５は角度差検
出部、６は画像回転部、１３ａは第一のパターン
抽出部、１４ａは第二のパターン抽出部、１３ａ
は第一のヒストグラムメモリ、１４ｂは第二のヒ
ストグラムメモリ、１５は角度差検証部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画素毎の濃度として表される画像データ中の
   各画素における濃度の主変化方向を角度毎に計数
   して角度ヒストグラムを生成する角度ヒストグラ
   ム生成部と、前記生成された角度ヒストグラムに
   よつて二つの画像の間の回転角度差を検出する角
   度差検出部と、前記検出された回転角度差を除去
   するように前記二つの画像データの少なくとも何
   れかを回転する画像回転部と、前記画像データ中
   のすべての部分領域に複数種の所定形状のパター
   ンの各々が出現する数をパターン毎に計数して形
   状ヒストグラムを生成する形状ヒストグラム生成
   部と、前記生成された形状ヒストグラムによつて
   前記検出された回転角度差を検証する角度差検証
   部とを備えることを特徴とする画像間回転角度差
   検出装置。