JPS5853788B2 - 印影照合処理方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、印影照合処理方式、特に試験すべき印影を回
転を含む位置ずれを修正して予め登録された印影と比較
照合する印影照合処理方式に関するものである。

従来のこの種方式は、印影の押捺の仕方や印影入力装置
の精度の問題にもとづいて、印影の中心や重心あるいは
傾きを決めることが簡単でなく、試験すべき印影と基準
印影とを位置合わせすることが困難であった。

そのため、印影の一致度の判定が精度よく行なえないと
いう欠点があった。

そこでその解決策の１つとして、印影の１次元投影像の
フーリエ変換をとることにより平行移動を省略する方式
がとられたが、回転についてはいわば全くカット・アン
ド・トライ方式にたよっており、いずれか一方の印影を
回転させながらその都度一致度を計算させて最大の一致
度が得られるまでこの動作をくり返すために非常に時間
がかかるという欠点があった。

本発明は、これらの欠屯を除去するため、予め被検印影
と基準印影との回転を含めた高精度の位置合わせを行な
った上で両印影の一致度を判定することを目的としてい
る。

以下図面について詳細に説明する。

第１図は本発明の前提とされる１実施例構成図であって
、このような構成は既に特開昭５４８４４２１にも示さ
れている公知のものである。

図中の符号１は画像入力装置、２はフレームメモリ、３
はファイルメモリ、４はフレームメモリ、５は方向検出
器、６は位置整合器、７は一致度測定器を夫々表わして
いる。

フライングスポットスキャナやメカニカルスキャナ等の
画像入力装置１から入力された被検印影をフレームメモ
リ２に貯える。

一方被検印影を試験する基準印影は予めファイルメモリ
３に登録されており、同ファイルメモリ３から該当する
基準印影を読出し、フレームメモリ４に貯える。

フレームメモリ４に貯えられた基準印影に対して、フレ
ームメモリ２に貯えられた被検印影がどの方向に位置し
ているか、即ちどれだけ平行移動および回転をすれば両
印影の位置が一致するかを、方向検出器５で検出する。

方向検出器５で検出された方向をもとに、位置整合器６
でフレームメモリ２に貯えられた被検印影に平行移動お
よび回転を施してフレームメモリ４に貯えられた基準印
影との位置合わせを行なう。

フレームメモリ４に貯えられた基準印影と、位置整合器
６によって位置合わせされた被検印影とのパターンの一
致度を一致度測定器７によって測定する。

第２図は第１図の実施例における方向検出器５による方
向検出に関する１実施例構成を示す。

図中の符号２，４は第１図の実施例におげろと同様のフ
レームメモリ、６は第１図の実施例におけると同様の位
置整合器、８は中心位置検出器、９は放射分布測定器、
１０は中心位置検出器、１１は放射分布測定器、１２は
相関器を表わす。

この動作を説明するにあたり、フレームメモリ２および
フレームメモリ４に貯えられている被検印影および基準
印影は正方メツシュ状の濃淡を２値化したパターンであ
るとする。

中心位置検出器８によりフレームメモリ２に貯えられた
被検印影のパターンの中心位置を検出する。

フレームメモリのフレーム上の１画素の辺長を単位長と
したＸ＝ｙ直交座標系（Ｘ軸は水平方向に右向き、ｙ軸
は垂直方向に上向き）を設け、被検パターンの最右端お
よび最左端のＸ座標をＸｌおよびＸ２、最下端および最
上端のｙ座標をＹｌ およびＹ２とすると、被検パター
ンの中心座標（Ｘｏ、Ｙｏ）は（”””’ ”Ｙ”）
−Ｃ，表ｂｌ’Ｌ７ｐ。

ｊ 、中２ 心座標は整数で表わされた方が処理上便利なので、被検
パターンの中心座標をガウスの記号を用いてＸ１＋Ｘ２
Ｙ１千Ｙ２ （〔〕、〔〕）とする。

一般に印２ 影は円、楕円、あるいは長方形の枠で囲まれているが、
これらの枠が図形的に完全であってゆがみがないとする
と、第３図から推測されるようにいずれの場合でも印影
の傾きの如何にかかわらずパターンの中心は一意的に定
まる。

中心位置検出器によって検出された被検パターン中心に
もとづいて放射分布を放射分布測定器９によって測定す
る。

ここで放射分布とは次のように定義される。

第４図のようにパターンの中心（Ｘｏ、Ｙｏ）を中心と
し、パターンを内包する円を設け、その円を中心角△θ
（ｒａｄ ）なるｎ個（ｎ△θ−２π）の扇形に分割し
、Ｘ軸となす角が００の扇形から順番に反時計方向に１
．２、・・・・・・・・・、ｎと番号を付ける。

次に第５図のように正方メツシュ上の（ｊ、ｋ）なる座
標の画素に注目し、「Ｏ」か「１」かで表わされるその
画素の濃淡レベルｌｊｋとｉ番目の扇形がその画素に対
して重なる面積ａｊｋ （ｉ ） （≦１）との積を、
全ての（ｊ、ｋ）に関して和をとった総和 をとる。

該総和Ｓｉをｉ番目の扇形の放射濃度とよび、（Ｓｌ、
Ｓ２、・・・・・・・・・、Ｓｎ ）をパターンの放射
分布と定義する。

そして、以降に示すように放射分布を用いて相関計算を
行なうときには、放射分布の次元数を２倍に拡張した（
Ｓｔ、Ｓ２、・・・・・・・・・、Ｓｎ、Ｓｎ＋１、・
・・・・・・・・、５２ｎ）なる分布を考える。

ここにＳｉはｉに関して周期ｎを有する周期関数とする
。

なおここでは（Ｓｌ、Ｓ２、・・・・・・・・・、Ｓｎ
）をそのまま被検パターンの放射分布とする。

同様にして、中心位置検出器１０によりフレームメモリ
４に貯えられた基準印影のパターンの中心位置（Ｘｓ、
Ｙｓ ） を検出する。

放射分布測定器１１により、基準パターンの中心のまわ
りの放射分布（８１′、８２′、・・・・・・・・・、
Ｓｎ’）を測定する。

放射分布測定器９および１１でぞれぞれ測定された被検
パターンおよび基準パターンの放射分布（Ｓｌ、Ｓ２、
・・・・・・・・・、Ｓｎ）および（８１′、８２′１
．５ｎｌ）の相互相関を相関器１２によりとる。

ここで回転パラメータなる整数ｋを設け、パターンを回
転する角度をに△θで表わし；上記相互相関をｋの関数
とみてＲ（ｋ）とおく。

すると、と表わされる。

ここにμ、μ′はそれぞれＳｉ、Ｓｉ’の平均値である
。

相互相関Ｒ（ｋ）を最大にする回転パラメータにの与え
る回転角に△θが被検パターンを基準パターンに位置合
わせするために回転すべき角度となる。

被検印影と基準印影とが全く同一のものであれば相互相
関Ｒ（ｋ）の最大値は「１」となるが、実際には押捺の
仕方やパターンのノイズ等により同一の印鑑より得た場
合でも「１」とはならない。

なお相互相関Ｒ（ｋ）の最大値がある閾値以下である場
合には被検印影と基準印影とは異なるものと判定する。

相関器１２により得られた回転角と、中心位置検出器８
および１０によって得られた被検パターンおよび基準パ
ターンの中心位置を位置整合器６が読みとり、被検パタ
ーンと基準パターンの位置合わせを行なう。

第２図の方向検出の実施例は、被検パターンおよび基準
パターンの中心位置が正確に求まることを前提としてい
るが、実際には印鑑の押捺の仕方やパターンのノイゼ等
によりパターンの中心はわずかに位置ずれをおこす。

実験によると直径１６ｍ１ｔｔの円形の印鑑から得たパ
ターンの直径は０．５ｍｍ程度変動することがわかり、
従ってメツシュのサイズを０．１ ｍ７ＩＬＸ０．１
ｍｍとした場合、パターンノ中心は３画素以内で位置ず
れをおこす可能性がある。

被検印影と基準印影とが同一の場合でも、パターンの中
心が互いにずれ−〔いれば相互相関Ｒ（ｋ）の最大値は
１より小さくなる。

第６図は実験に用いた印影を示し、第７図は第６図図示
の印影を被検印影でかつ基準印影とした場合の、両パタ
ーンの中心が互いにＸ軸、ｙ軸方向にそれぞれ変位△Ｘ
、△ｙだけずれたときの相互相関Ｒ（ｋ）の最大値Ｍ（
△Ｘ、△ｙ）を説明する説明図である。

図より原点（０、Ｏ）の近傍ではＭ（△Ｘ、△ｙ）は原
点を極大点とした単峰性関数であることがわかる。

このことを利用すれば被検パターンと基準パターンの中
心のずれを次のような手順で補正することができる。

第８図は中心のずれ補正を伴なった方向検出に関する１
実施例を示す。

本実施例は第２図の実施例と同様の構成要素からなるが
、それらの動作が以下説明するように一部具なる。

即ち、この動作を説明すると、フレームメモリ２に貯え
られた被検パターンの中心位置を中心位置検出器８によ
り検出し、この点をＰ。

とする。点Ｐ。に隣接する８つの点を第９図のようにＰ
ｌ、Ｐ２、・・・・・・・・・、Ｐ８ と定め、これら
９点における放射分布を放射分布測定器９により求める
。

点Ｐ。、Ｐｌ、Ｐ２、・・・・・・・・・ Ｐ８におけ
る放射分布をそれぞれＱ。

ＮＱＩ、Ｑ２、・・・・・・・・・、Ｑ８ （Ｑｉ
＝ （Ｓｉ １、Ｓｉ２、・・・・・・・・・、５ｉｎ
））とする。

一方フレームメモリ４に貯えられた基準パターンの中心
位置を中心位置検出器１０により検出する。

中心位置検出器１０により検出されたパターンの中心に
おける放射分布Ｑ′−（ｓ１’、８２′、・・・・・・
・・・、５ｎｌ）を放射分布測定器１１により求める。

放射分布測定器９および１１により求められた被検パタ
ーンの放射分布Ｑｏ、Ｑｌ、Ｑ２、・・・・・・・・・
、Ｑ８および基準パターンの放射分布Ｑ′との相互相関
Ｒ６（ｋ）、Ｒ，（ｋ）、・・・・・・・・・、Ｒ８（
ｋ）を相関器１２によりとる。

相互相関Ｒ８（ｋ）、Ｒ１（ｋ ）、・・曲・・・Ｒ８
（ｋ）のそれぞれの最大値をＭ。

、Ｍｌ、・・・・・・・・・、Ｍ８とする。もしＭ。

２Ｍ１、Ｍ２、・・・・・・・・・、Ｍ８ならば点Ｐ。
はパターンの適正な中心であるとみなし、Ｍｏを与える
Ｒ（ｋ）のｋが正しい回転角を与える回転パラメータで
ある。

もしＭ。、、Ｍｌ、Ｍ２、・・・・・・・・・、Ｍ８の
うち鴇以外のＭｉが最大値となる場合にはその最大値を
与える点Ｐｉが点Ｐ。

よりもパターンの中心としてより適正であると考え、そ
の点Ｐ・を新しい中心点Ｐ。

とじて中心位置検出器８にフィードバックし放射分布測
定器９、相関器１２により上記の動作をＭ。

２Ｍ１、Ｍ２、・・・・・・・・・、Ｍ８となるまでく
り返す。

Ｍｏ≧Ｍ１、Ｍ２、・・・・・・・・・、Ｍ８となった
ときの中心位置検出器８および１０によって得られた被
検パターンおよび基準パターンの中心位置と、相関器１
２により得られた回転角を位置整合器６が読みとり被検
パターンと基準パターンとの位置合わせを行なう。

なお第２図および第８図の実施例において、放射分布測
定器９および１１で得られる放射分布（Ｓｌ、Ｓ２、・
・・・・・・・・、Ｓｎ）の相関を相関器１２でとるか
わりに、方向指数（ｓｇｎ （５ｌ−８２）、ｓｇｎ
（Ｓ２−８３ ）、・・・・・・・・・、ｓｇｎ （５
ｎ−８１） ）の相関を相関器１２でとることも可能で
ある。

ここにである。

方向指数を用いることにより相関の計算時間を短縮する
ことができる。

第１０図は、第１図の実施例における一致度測定器７の
実施例の構成を示したものである。

４゜６はそれぞれ第１図の実施例におけると同様のフレ
ームメモリおよび位置整合器、１３および１４は画素読
取り回路、１５は排他的論理和ゲート、１６はカウンタ
、１７はレジスタ、１８はディジタルコンパレータ、１
９は出力端子を表わす。

この動作を説明する。

フレームメモリ４に貯えられた基準パターンの（ｉ、ｊ
）なる座標の画素の濃淡レベル１（ｊを画素読取り回路
１３により読取り、位置整合器６により基準パターンと
位置合わされた被検パターンの（１，ｊ）なる座標の濃
淡レベルｌｉｊを画素読取り回路１４により読取る。

排他的論理和ゲート１５によりｌｉｊと１１１との排他
的論理和をとる。

もし被検パターンと基準パターンとが同一のものであれ
ばｌｉｊとｌテｊとは一致するはずであり、もし異なれ
ば一致しない場合がある。

従って両パターンが同一のものであれば排他的論理和ゲ
ート１５の出力は必ず「Ｏ」となり、両パターが異なれ
ばこの出力は「１」となることがある。

パターン上の全ての座標（ｉ、ｊ）について両パターン
の画素の濃淡レベルの排他的論理和をとり、排他的論理
和ゲート１５の出力のうち「１」なる出力の数Ｎをカウ
ンタ１６で計測する。

実際には同一の印鑑から得たパターンでも押捺の仕方や
パターンノイズによりパターンが若干変化し、排他的論
理和ゲート１５の出力が「１」になることがある。

従って適当な閾値１’Ｊｔｈを設けてレジスタ１７に記
憶し七おき、ディジタルコンパレータ１８によりＮとＮ
ｔｈを比較し、Ｎ≦Ｎｔｈなら同一の印影と判定し、Ｎ
＞Ｎｔｈなら異なる印影と判定し、その判定結果を出力
端子１９に出力する。

なお第２図以降の実施例は全てパターンを２値画像とし
て扱っているが、多値画像に拡張することは容易である
。

この場合例えば一致度測定におい−〔は、被検パターン
と基準パターンとの画素のｎ値濃淡レベル１ｉｊ、１（
ｊの間に距離ｄｉｊを次のように定義する。

（ここにｄ２、ｄ３、・・・・・・・・・、ｄｎ−１は
Ｏと１の間の適当な定数とする。

）そして距離ｄ・・のパターンの全ての点（ｉ、ｊ）の
総和Ｄ＝、Σ、 ｄｉｊと適当な閾値Ｉ）ｔｈとの大小
１、Ｊ 関係を調べ、Ｄ≦Ｉ）ｔｈのとき被検印影と基準印影は
同一の印影と判定し、Ｄ＞Ｄｔｈのとき異なる印影と判
定する。

以上説明したように、予め被検印影と基準印影の位置合
わせを正確に行ない、しかる後両印影の一致度を判定す
るので、高精度に印影照合が行なえるという利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式の前提とされる１実施例構成図、第
２図は第１図における方向検出器による方向検出に関す
る実施例構成図、第３図は印影パターンを説明する説明
図、第４図ないし第５図は放射分布を説明する説明図、
第６図は印影パターンの実例図、第７図は放射分布の相
関と位置ずれの関係を示す説明図、第８図は第１図にお
ける方向検出器による方向検出に関する他の１実施例の
構成図、第９図は隣接点を説明する説明図、第１０図図
は第１図における一致度測定器の１実施例構成図を示す
。 １・・・・・・画像人力装置、２・・・・・・フレーム
メモリ、３゛°・・・・ファイルメモリ、４・°°・・
・フレームメモリ、５・・・・・・方向検出器、６・・
・・・・位置整合器、７・・・・・・一致度測定器、８
・・・・・・中心位置検出器、９・・・・・・放射分布
測定器、１２・・・・・・相関器、１３・・・・・・画
素読取り回路、１４・・・・・・画素読取り回路、１５
・・・・・・排他的論理和ゲート、１６・・・・・・カ
ウンタ、１γ・・・・０．レジスタ、１８・・・・・・
ディジタルコンパレータ、１９・・・・・・出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準印影と試験すべき被検印影とを照合する印影照
   合処理方式において、基準印影および被検印影を蓄積す
   る手段と、蓄積された該基準印影および被検印影のそれ
   ぞれの中心位置を検出する手段と、該基準印影中心位置
   を要めの位置とする多数の互いに等しい中心角を有する
   微小扇形群を該基準印影に重畳させて各扇形ごとにその
   内部に含まれる印影部分の大小を計算することにより該
   基準印影の放射分布を得る手段と、同じく前記被検印影
   中心位置を要めの位置とする上記基準印影放射分布を得
   るのに使用したと同じ形状の扇形群を該被検印影に重畳
   させて各扇形ごとにその内部に含まれる印影部分の大小
   を計算することにより該被検印影の放射分布を得る手段
   と、得られた該基準印影中心位置と該被検印影放射分布
   の印影の回転方向に関する相関を計算することにより該
   基準印影と被検印影との間の回転角を得る手段と、基準
   印影中心位置および被検印影中心位置と両印影間の回転
   角を用いて両印影の位置整合をとる手段と、位置整合が
   とられた該両印影間の一致度を調べる手段とを有し、基
   準印影の放射分布と被検印影の放射分布の印影の回転方
   向に関する相関値の最大値が大きくなる方向に一方の印
   影の中心位置を中心位置検出手段により得られた初期値
   から少しづつずらしていき、該相関値の最大値が最大と
   なるような中心位置を見出だすことにより両印影を位置
   整合させ、しかるのち両印影の一致度を調べることを特
   徴とする印影照合処理方式。