JPS60176184A - 画像照合方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像照合方式に係り、例えば印鑑照合のように
酷似する偽パターンが存在する画像照合に好適な画像照
合方式に関する。

〔発明の背景〕

画像の照合とは、一般にあらかじめシステム内に登録し
た登録画像と、照合の対象となる被検画像の同一性の判
定を目的とする処理で、その−手法として両画像の位置
合わせを行って重ね合わせ画像を得、この後類似度をめ
て真偽判定を行う方法がある。位置合わせ処理について
は、たとえば「図心に関する周辺密度の相関を利用した
印影パターンの位置合わせ法」　（著者、金子透、釜江
尚彦両氏、出典、電子通信学会ＴＥ８１−１３）などが
ある。

真偽判定処理において、類似度は、ディジタル画像を対
象とするとき、通常式 ％式％） でめる。ここに、ｆ、（ｒｒｔ、ｎ）は登録画像の点（
ｍ、ｎ）の濃度、ｆ２　（ｍｌ　ｎ）は被検画像の点（
ｍ、ｎ）の濃度を表す。本類似度については、たとえば
「パターン認識」　（著者、飯島泰造氏、出版社、コロ
ナ社、発行年１９７３年）に詳しい。

本類似度は２値画像とするとき、 と簡単化できる。ここに、ＮＢＩｌはｊ、（ｍ、ｎ）＝
ｆ、（ｍ、ｎ）＝１．Ｎｌｌ、はｆ＋　（ｍｙ　ｎ）＝
１かつｆｚ　（ｍｌ　ｎ）＝Ｏ？　Ｎｗ、はｆ、（ｍ、
ｎ）＝０かつｆ　２　（ｍ　＋　ｎ　）　＝　１　ｔ　
Ｎｗｗはｆ、（ｍ。

ｎ）＝ｆ２　（ｍ、ｎ）＝Ｏである組（ｍ、ｎ）の個数
である。以下、上記各組をそれぞれＢＢ部。

ＢＷ部、ＷＷ部と呼び、それぞれ３，２．ｌ、０の値を
付与し、これを重ね合わせ画像の点（ｍ。

ｎ）の濃度と定義する。またＢＢ部とＷＷ部を一致部、
ＢＷ部とＷＢ部を不一致部と総称する。

理想的には、上記類似度Ｒ’　１に近づくほど登録・被
検両画像は一致、０に近づくほど不一致と言えるため、
あらかじめ閾値Ｔを定めて、Ｒ′≧Ｔのとき真、Ｒ’　
＜Ｔのとき偽と判定することができる。ところが実際に
は、２画像は原画像をスキャナ等の画像入力装置によっ
てディジタル化して得ることが多く、このときセンサ特
性の変動、機械的ガタ等の影響により誤差を生ずるため
、上記方法でき特に酷似したパターンの照合時に誤判定
の危険が大である。すなわち、重ね合わせ画像上では、
原画像間で異なることによる不一致部以外に、原画像間
では同一であるにもががねらず上記誤差により現れる不
一致部があり、後者が前者に比べて無視できないとき、
２画像が真のときのＲ′より、偽のときのＲ′の方が大
となり得る。

このように従来の類似度は、重ね合わせ画像の一致部と
不一致部の面積を直接用いて計算するため、特に酷似し
た２画像の真偽判定を誤る可能性が大である欠点があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、画像照合において、上記のような入力
変動があっても精度のよい真偽判定を行う類似度算定を
行う画像照合方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明はすでに述べた画像
入力時の誤差に関して、次の仮定をおく。

すなわち原画像のディジタル化の過程で、本来黒とすべ
き画素で白と誤る場所、および本来臼とすべき画素で黒
と誤る場所は原画像上の境界部（黒と白が隣り合うエツ
ジ部）に限り、かつ誤の確率は低いものとする。すでに
述べたスキャナ等の誤差は、実際に本仮定に従うことが
多い。

一方、通常照合の対象とする画像では、エツジと別のエ
ツジの間隙は、画素の一辺の長さに比べてきわめて大き
いため、上記誤差による重ね合オ）せ画像の不一致部は
、画素程度の大きさの孤立点となる。逆に一致部は、画
素の大きさに比べて。

はるかに大きな面積をもつ。

本発明の原理は、以上の現象を利用するものであり、ｍ
立した画素程度の面積の不一致部は一致部とみなし、画
素に比べてはるかに大きい面積の不一致部は不一致部と
して、そＪしぞ右１面積を計算し、これをもとに類似度
Ｒ′を計算するものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細な説明する。

第１図は、ある原画像のディジタル化の過程を示す。図
中１００は原画像、１０１〜１１０は、ディジタル画像
の画素の大きさと位置を示す。特に画素１０１〜１１０
の位置は、画素内の黒と白の面積が等しく、ディジタル
２値化の際、ノイズ等により黒画素になる場合と白画素
になる場合が同等である（２値化閾値を、原画像上黒の
光量と白の光量の平均にとるものとする）位置として選
んだものである。このとき、画素１０１〜１１０は、そ
れぞれある確率をもって黒または白にディジタル化され
るが、その極端な例として、画素１０１〜１１０がすべ
て黒となる場合ど、すべて白となる場合を例として考え
る。前者の場合、原画像は１２０のようにディジタル化
さ九、後者の場合１３０のようにディジタル化される。

第２図は、１００とは異なるＭ画像のディジタル化の過
程を示す。第２図において２００は１００とは異なる原
画像、２０１〜２１０は、第１図の１０１〜＋１０と同
様にディジタル化の際にクリティカルな画素の位置およ
び大きさを示す。２２０゜２３０は、第１図における１
２０，１３０と同様に、それぞれ画素２０１〜２１０が
すべて黒にディジタル化された略合のディジタル画像と
、すべて白にディジタル化された場合のディジタル画像
を示す。

第３図は、２つのディジタル画像の重ね合わせ結果であ
る重ね合わせ画像を示す。図中、記号３０１はＢＷ部、
３０２はＷＢ部、３０３はＢＢ部、３０４はＷＷ部を示
す、（前記、従来技術参照）。３１０は、画像１２０を
登録画像、画像１３０を被検画像とする重ね合わせ画像
で、真と判定すべき照合例を示す。３１０ではＮ、］ｇ
＝３６゜ＮＩ１ｗ＝　１０　、　Ｎ、、＝　Ｏであるの
で、類似度Ｒ′は式（１）により、 となる、３２０は画像１２０を登録画素、３１０の画像
を被検画像とする重ね合わせ画像で、偽と判定すべき照
合例を示す。３２０ではＮｌ］Ｉ＋＝４０゜Ｎ、、＝６
．ＮｗＢ＝Ｏであるので、同様にして、Ｒ′−：０．９
３となる。３３０は、画像１３０を登録画像、画像３１
０を被検画像とする重ね合わせ画像で、偽と判定すべき
照合例を示す。３３０ではＮＩＩＢ＝　３０　、　Ｎ９
ｗ＝　６　、　Ｎｗ、＝　１０であるのでＲ′＝兵０．
７９どなる。このように重ね合わせ画像から直接類似度
を計算すると、類似度Ｒ′は真のどき大、偽のとき小と
は必ずしもならず（上側では。

真のとき０．８８、偽のとき０．９３または０．７９）
これが従来の類似度計算方式の欠点であった。

第４図は第３図の重ね合わせ画像にある種の変換を加え
たものであり、４　］、　Ｏは３１０を、４２０は３２
０または３３０を変換したものである。本変換は、前記
の原理で説明したように、孤立した画素程度の面積の不
一致部を一致部に変換するものである。本変換は、次の
方法で行う。まず第３図により画像２１０の変換につい
て説明する６両像３１０を３画素×３画素の窓３０５で
走査する。

移動方向はたとえば主走行方向右、副走査方向を下とし
、移動のピッチは１画素とする。各々の窓位置では、中
心３０６が不一致部の場合に３０７〜３１１に中心３０
６と同種の不一致部があるが否かを調べ、ない場合には
これを一致部に変換し、Ｎ１１ｗまたはＮＷＩ、の代わ
りに、ＮｌｌＢをカウントアツプする。

第５図は本発明を実現する装置の１構成図である。図中
、５０１は登録画像、５０２は被検画像、５０３〜５０
９はシフトレジスタ、５１０，５１１は符号器、５］、
２，５１３は比較器、５１４はＮ　ｉ＋ｗ用カウンタ、
５１５はＮ、ＭＩｌ用カウンタ、５１６はＮｌｌ、！用
カウンタ、５１７は類似度計算部、５１８は比較器であ
る。本装置の動作は次のとおりである。シフトレジスタ
５０３〜５０　＋、）には、重ね合わせ画像ＢＷ部の３
行分のデータが常に格納されており、３画素×３画素分
の前記窓に相当するデータが信号５１９を通じて符号器
５１０に人力される。なお窓の走査は、各シフトレジス
タの右シフ゛トに相当する。符号器５１０では、信号５
２４が１のとき信号５１９中１であるビットの数を、そ
れ以外のとき１５を２進数に変換して信号５２０を通じ
て比較器５１２に出力する。比較器５１２では、信号５
２０とあらかじめ信号５２１に設定された値１と比較し
、大のとき信号５２２に１をそれ以外のとき信号５２３
に１を出方する。後者が、前記のＢＷ部のＢＢ部への変
換に相当する。カウンタ５１４は、初期値０で信号５２
２により−ずつカウントアツプする。以上がＮＲ，、の
カウント過程である。Ｎ　ｗｅのカウント過程も全く同
様である。

Ｎ８Ｉ］のカウント過程は、次のとおりである。シフト
レジスタ５０９には、重ね合わせ画像ＢＢ部の１行分の
データが常に格納さ九でおり、窓３０５の３０５に相当
するデータが信号５２５を通じて出力されている。信号
５２３，５２５および比較器５１３の出力５２６のＯＲ
演算結果がカウンタ５１６に入力されＮＢＩｌが１ずつ
カウントアツプされる。最後にカウンタの出力５２７，
５２８゜５２９　（Ｎ、ｗ、　ＮｗＩｌ、　Ｎ、、の値
）が類似度計算部５１７に入力され、（１）式に従って
類似度Ｒ′が計算されて、信号５３０を通じて比較器５
１８に入力される。比較器５１８では、信号５３０と、
あらかじめ信号５３１に設定されたＲ′の真偽判定の閾
値を比較し、大または等しければ１を、それ以外は０を
信号５３２に出力する。すなわち、信号５３２が１のと
き照合結果は真、０のときは偽となる。なお図中、ａ　
ｋ”１　ｋＨＡ１〜■え（ｋ＝１．２．　Ｑ＝１．２）
　、Ｅ、、Ｆ３は以上の動作の窓と画素データの関係を
補足するもので、Ａ　１　＝ａ、△７２ Ｂ、＋ｂ、△ｂ２ Ｔ、＝ｉ、Ａ＋。

Ａ、、＝ａ、△ａ２ Ｂ、＝ｂ、△ｂ２ Ｔ、＝ｉ２△１２ Ｅ：Ｉ：ｅ２△ｅ２ Ｆ、＝ｆ、△ｆ２ なる関係がある。

以上の本発明の実施例によれば、１２０と２２０の真と
判定すべき照合では、重ね合わせ画像１３０により類似
度を計算するため、ＮＢＢ＝４６．Ｎｇ。

＝ＮｗＢ＝ＯでＲ′＝１となり、また１２０と２２０ま
たは１３０と２２０の偽と判定すべき照合では。

重ね合わせ画像４２０により類似度を計算するため、Ｎ
［１Ｂ＝４０．ＮＢＷ＝６．Ｎｗ８＝０でＲ’　＝０．
９３となる。この結果は、本発明により類似度を計算す
れば、従来方式では必ずしも真のとき大、偽のとき／Ｊ
Ｓとならなかった画像の照合でも真のとき大、偽のとき
に小とできることを示す。よってたとえば真偽判定の閾
値を０．９５に設定すれば、精度のよい照合ができる。

なお、本実施例では３画素×３画素の窓を用いたが、こ
れは一般にｍ画素×ｍ画素の窓に容易に拡張できる。ま
た各シフトレジスタから符号器への入力を取捨選択すれ
ば、矩形以外の形状の窓への拡張も容易である。また不
一致部を変換する一致部分は、ＢＢ部以外にＷＷ部も可
能であるし、たとえばＢＢ部とＷＷ部に交互に変換する
ことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画像入力時のブレや誤差による不一致
を修正して類似度を計算するので、特に真と判定す入き
照合における類似度の値が大となり、偽と判定すべき照
合における類似度の値を明確に区別できる。この結果精
度のよい画像の真偽判定ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は画像のディジタル化の様子の一例を示
す図、第３図は重ね合おせ画像の一例を示す説明図、第
４図は重ね合わせ画像の変換後の画像の一例を示す説明
図、第５図は本発明を実現する装置の一実施例を示すブ
ロック図である。 １００．２００・・・原画像、３０１・・・ＢＷ部、３
０２・・・ＷＢ部、３０３・・・ＢＢ部、３０４・・・
ＷＷ部、３０５・・・窓、５０１・・・登緑画像、５０
２・・・被検画像、５０３〜５０９・・・シフトレジス
タ、５１２゜５１３・・・比較器、５１４〜５１６・・
・カウンタ、第　１　図 第　２　図 第４−　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の画像と第２のｉｉ！ｉｉ豫を重ね合わせるス
   テップと、その結果生ずる不一致部分の孤立領域のうち
   、面積があらかじめ定めた閾値以下のものを一致部分と
   みなすステップと、それにより一致部分および不一致部
   分の面積をめることを特徴とする画像照合方式。 ２、第３の画像の１１行分の画素データと第４の画像の
   ｍ行分の画素データを格納するシフトレジスタと、該シ
   フトレジスタの出力を符号化する符号器と、該符号をあ
   らかじめ定めた閾値と比較する比較器と、不一致部分と
   一致部分の面積をカウントするカウンタと、該カウンタ
   出力から類似度の計算を行う類似度計算部を有すること
   を特徴とする画像照合方式。