(57)【要約】【課題】対象の部分画像（指紋のスライス画像）を取得し、１枚の全体画像（指紋の全体画像）を構築（スティック処理）する際の画質の向上を図る。【解決手段】指紋読み取り装置は、取得した指紋のスライス画像を保存する保存領域１１と、保存領域１１に保存される前のスライス画像と保存領域１１に保存されている最新のスライス画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する間引き判定部１２内の画像移動量計算手段と、保存領域１１に保存されている最新のスライス画像と重なり合う部分の差分が最小となるスライス画像を保存するバッファ１３と、計算した画像の移動量が所定の量よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合には、差分が最小となるスライス画像を最新のスライス画像として保存領域１１に保存する間引き判定部１２内の判定手段とを有している。【選択図】図１
2010044616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、
取得した前記部分画像を第１の記憶手段に保存する第１の保存処理と、
前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、
前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を第２の記憶手段に保存する第２の保存処理と、
計算した前記画像の移動量が所定の量よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合には、前記差分が最小となる部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する判定処理と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、
取得した前記部分画像を記憶手段に保存する保存処理と、
前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、
取得した前記部分画像を第１の記憶手段に保存する第１の保存処理と、
前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、
前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を第２の記憶手段に保存する第２の保存処理と、
計算した前記画像の移動量が所定の量よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合には、前記差分が最小となる部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する判定処理と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、
取得した前記部分画像を記憶手段に保存する保存処理と、
前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、
前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになる第１のモード変更処理と、
前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになる第２のモード変更処理と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、
取得した前記部分画像を第１の記憶手段に保存する保存処理と、
前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、
前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになって、取得した前記部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する第１のモード変更処理と、
前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになって、前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を第２の記憶手段に保存する第２のモード変更処理と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、
取得した前記部分画像を記憶手段に保存する保存処理と、
前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、
前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになる第１のモード変更処理と、
前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになる第２のモード変更処理と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、
取得した前記部分画像を第１の記憶手段に保存する保存処理と、
前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、
前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになって、取得した前記部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する第１のモード変更処理と、
前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになって、前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を第２の記憶手段に保存する第２のモード変更処理と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、
取得した前記部分画像を保存する第１の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、
前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を保存する第２の記憶手段と、
計算した前記画像の移動量が所定の量よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合には、前記差分が最小となる部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する判定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、
取得した前記部分画像を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、
取得した前記部分画像を保存する第１の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、
前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を保存する第２の記憶手段と、
計算した前記画像の移動量が所定の量よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合には、前記差分が最小となる部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する判定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、
取得した前記部分画像を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、
前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになる第１のモード変更手段と、
前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになる第２のモード変更手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、
取得した前記部分画像を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、
前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになる第１のモード変更手段と、
前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになる第２のモード変更手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、
取得した前記部分画像を保存する第１の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、
前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになって、取得した前記部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する第１のモード変更手段と、
前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになって、前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を第２の記憶手段に保存する第２のモード変更手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理方法及び画像処理装置、例えば、指紋認証等において、スライド型のラインセンサを用いて取得した部分画像から１枚の全体画像を構築する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像処理装置の１つである指紋認証を行うシステムでは、指紋画像を取得するために、エリア（面）センサ及びラインセンサのいずれかを用いている。エリアセンサを用いる場合は、指紋の全体画像を１度の読み込みで得ることができる。これに対し、ラインセンサは、センサ上で指を滑らせる（スライドする）ことで指紋が短冊状に分割された複数の部分画像（これを「スライス画像」という。）を連続的に取り込む。
【０００３】
図２（ａ）、（ｂ）は、従来のラインセンサによる指紋取り込みの様子を示す模式図であり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図である。
【０００４】
この装置では、バー状のラインセンサ１が指紋認識装置２の上面に搭載されている。ラインセンサ１の上で指３をスライドさせると、ラインセンサ１によって、指３の指紋のスライス画像が連続的に読み取られて指紋認識装置２へ送られる。指紋認識装置２では、複数のスライス画像を重ね合わせて１枚の指紋の全体画像を構築した後、本人の指紋か否かの確認を行う。このように、ラインセンサ２を用いることによって、エリアセンサと比較して、コストや設置面積を小さくできることが知られている。
【０００５】
スライス画像から全体画像を作る方法は、例えば、下記の特許文献１に記載されているように、複数のスライス画像を重ね合わせて１枚の指紋の全体画像を構築する技術（これを「スティッチ処理」という。）が知られている。
【０００６】
特許文献１には、ラインセンサに対する相対移動により指の指紋のスライス画像を連続的に入力し、このスライス画像から隆線形状、エッジライン、接線方向の変化の大きい部分等の特徴的形状を抽出した後、時間的に前後する２つのスライス画像における特徴形状が一致する共通領域を、特徴的形状の相関演算により探索して重なり合う位置となる画像間の移動量を検出し、この移動量に基づき時間的に前後する２つのスライス画像に対するスティッチ処理を行い、１枚の指紋の全体画像を生成する画像連結方法の技術が記載されている。即ち、このスティッチ処理では、スライス画像を重ね合わせるときに画素単位で重ね合わせる位置を探索し、この位置の探索は、１画素ずつ重ね合わせる位置を変えながらスライス画像間で重ね合わせる部分の画像の差分を計算し、重ね合わせ部分の差分が最も小さくなる位置を重ね合わせ位置とすることで行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、以下のような課題があった。
前記スティッチ処理における位置の探索の時、重ね合わせるスライス画像同士が画素の整数倍で離れている関係にないと、画素単位で重ね合わせるため、１画素未満のずれが発生する。このずれを図３に示す。
【０００９】
図３は、従来の特許文献１の課題を説明するためのずれと画質の劣化を示す図である。
この図３において、スライス画像ＡとＢは１．５画素離れている関係にある。スライス画像ＡとＢを重ね合わせる時、画素単位で重ね合わせるため、１画素又は２画素離れた状態で重ね合わせを行う。図３では、１画素離れた状態で重ね合わせを行う様子（即ち、理想的な重ね合わせ位置と、スティッチの重ね合わせ位置の様子）が示されている。これにより、比較元のスライス画像に対して、上下どちらかに０．５画素分のずれが生じる。このずれにより、スティッチ処理後の指紋画像は、重ね合わせ部分で画質劣化を起こす。この原因は、重ね合わせる部分の指紋の谷と山の境界部分に画素値の差分が発生するからである。
【００１０】
図４（ａ）、（ｂ）は、ずれと重ね合わせ部分の差分の関係を示す図である。
図４（ａ）は、谷から山へ変化する境界部分の指紋の断面を、画素単位でサンプリングしたスライス画像を示している。スライス画像Ａ，Ｂ，Ｃは、１回の指３のスライドで取得した３枚のスライス画像を示している。なお、サンプリングした画素値はラインセンサ１の特性により、指紋の同じ場所をサンプリングしても微小に異なる画素値になるが、説明の簡易化のためにここでは無視する。スライス画像Ａを基準とすると、スライス画像Ｂは０．５画素離れており、スライス画像Ｃは１画素離れている。
【００１１】
図４（ｂ）は、スライス画像ＡとＢ、スライス画像ＡとＣを重ね合わせた時に重ね合わせ部分に発生する差分を示している。スライス画像ＡとＢは０．５画素離れているが、画素単位で重ね合わせるために０．５画素のずれが発生して、谷と山の境界の重ね合わせ部分の高さに差分が発生する。これに対し、スライス画像ＡとＣは、スライス画像Ａの整数倍の画素離れており、重ね合わせ時にずれは発生しないため、境界の重ね合わせ部分の高さに差分が発生しない。以上より、重ね合わせ部分の差分が小さいことは、スライス画像間で離れている距離が画素の整数倍に近く、ずれが小さいことであるといえる。
【００１２】
このように、従来の特許文献１の技術では、スライス画像同士の画素値の平均を取って２枚のスライス画像を重ね合わせるため、ずれにより発生した境界部分の画素値の差分は、境界部分の画質劣化につながる。更に、ずれは複数のスライス画像を重ね合わせていくと蓄積され、指紋全体画像の画質が劣化する原因となる、といった課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の画像処理方法は、対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、取得した前記部分画像を第１の記憶手段に保存する第１の保存処理と、前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を第２の記憶手段に保存する第２の保存処理と、計算した前記画像の移動量が所定の量よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合には、前記差分が最小となる部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する判定処理と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の画像処理方法は、対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、取得した前記部分画像を記憶手段に保存する保存処理と、前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の更に他の画像処理方法は、対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理方法において、取得した前記部分画像を記憶手段に保存する保存処理と、前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算処理と、前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになる第１のモード変更処理と、前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになる第２のモード変更処理と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の画像処理装置は、対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、取得した前記部分画像を保存する第１の記憶手段と、前記第１の記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記第１の記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、前記第１の記憶手段に保存されている前記最新の部分画像と重なり合う部分の差分が最小となる前記部分画像を保存する第２の記憶手段と、計算した前記画像の移動量が所定の量よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合には、前記差分が最小となる部分画像を前記最新の部分画像として前記第１の記憶手段に保存する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の画像処理装置は、対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、取得した前記部分画像を保存する記憶手段と、前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像との重なり合う離れたラインを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の更に他の画像処理装置は、対象の部分画像を取得し、１枚の全体画像を構築する画像処理装置において、取得した前記部分画像を保存する記憶手段と、前記記憶手段に保存される前の前記部分画像と前記記憶手段に保存されている最新の前記部分画像とを用いて画像の移動量を計算する画像移動量計算手段と、前記部分画像で計算した前記移動量が所定の量よりも大きい場合に、間引きをしないモードになる第１のモード変更手段と、前記間引きをしないモード中に連続して前記移動量が所定の量よりも小さい場合に、間引きをするモードになる第２のモード変更手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像処理方法及び画像処理装置によれば、スライス画像間の差分が最小になるスライス画像をスティッチ処理部に入力することにより、重ね合わせるときのずれが小さくなる。更に、移動量が小さいスライス画像を入力せず、一定の移動量を超えるスライス画像で差分が最小になるスライス画像をスティッチ処理部に入力することで、重ね合わせるときのずれが小さい状態で、入力するスライス画像枚数を削減でき、ずれの蓄積が小さくなる。
【００２０】
本発明の他の画像処理方法及び画像処理装置によれば、スライス画像間の比較を、重ね合わせる部分の離れたラインを使うことで、効果的に計算精度を向上できる。
【００２１】
本発明の更に他の画像処理方法及び画像処理装置によれば、連続するスライス画像間の移動量が大きい場合に間引かないモードに移行することで、誤って間引くことによるスティッチ破綻の発生を防止できる。更に、間引かないモード中に、移動量が連続して小さい場合に間引くモードに移行することで、指の移動速度が一定でない場合にも対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００２３】
（実施例１の参考技術）
従来の課題を解決するために、本願発明者は、先に、特願２００８−１３５０６９号明細書（未公開）において、以下のような提案（以下「先の提案」という。）を行った。
【００２４】
この先の提案は、ラインセンサから入力されるスライス画像を何枚か飛ばしてスティッチ処理に入力する間引きの技術である。
【００２５】
図５は、先の提案の間引き処理の概要を示す図である。
先の提案では、前回スティッチ処理に使用したスライス画像（比較元画像）と、新しくラインセンサから入力されるスライス画像（比較画像）の２枚のスライス画像を用いて画像間の移動量を計算し、スティッチ処理可能な範囲内で最も移動量が大きいスライス画像をスティッチ処理に入力する。スライス画像間の移動量は、比較元画像の１ラインと比較画像の各ラインの差分を計算し、どれだけ離れた状態で差分が最小になるかを検出し、移動量とする。
【００２６】
図５では、比較元画像４に対して比較画像４−１は移動量１、比較画像４−２は移動量３、比較画像４−３は移動量４、比較画像４−４は移動量７という結果を示している。図５では、比較画像４−４がスティッチ処理できない移動量なので、比較画像４−１〜４−３で最も離れた比較画像４−３をスティッチ処理に入力する。比較画像４−１，４−２は移動量が小さいため入力されず、間引かれる。これにより、スティッチ処理に入力されるスライス画像を大幅に削減し、指紋の全体画像を構築している。
【００２７】
（参考技術の問題点）
しかし、先の提案の発明では、以下の３つ（１）、（２）、（３）の不都合な点がある。
【００２８】
（１）  選択したスライス画像間のずれが大きい場合、スティッチ処理へ入力するスライス画像枚数を少なくしても、蓄積するずれが大きくなってしまう。
【００２９】
図６は、スライス画像の選択方法を示す図である。
この図６では、比較元画像４に対して、所定の画素分だけ離れている画像４−１〜４−４の中でどれをスティッチ処理に入力するか、を示している。画像４−１，４−３は、比較元画像４に対して画素の整数倍離れている。この場合、重ね合わせ時の差分が小さくなる。又、画像４−４は、スティッチ処理可能な範囲内で最も離れた画像である。先の提案の技術は、最も離れた画像である画像４−４をスティッチ処理に入力する。しかし、この場合、比較元画像４に対してずれが大きくなる。
【００３０】
（２）  移動量を計算するラインが１行なので、計算精度が良くない。
計算精度が良くないことによって、移動量を誤って計算してしまう可能性がある。これにより、間引き判断を誤ってしまい、スティッチ処理に必要なスライス画像を間引いてしまう可能性がある。
【００３１】
図７は、先の提案の移動量計算方法を示す図である。
この図７は、比較元画像４と比較画像４−５が４画素離れた状態の移動量計算を示している。移動量の計算は、比較元画像４の１ラインと、比較画像４−５のラインを１行ずつずらしながら比較して差分を取り、どれだけ離れた状態で差分が最小になるかを検出して、移動量とする。しかし、図７では、比較画像４−５の４行目と似ている０行目、３行目のラインがあり、移動量を誤る可能性がある。即ち、１ラインで移動量を計算するため、似ているラインがあると、誤って移動量を計算してしまう可能性が高い。
【００３２】
（３）  連続するスライス画像間の移動量が大きい場合、間引き処理を行うとスティッチ処理が破綻する可能性がある。
【００３３】
先の提案の間引き処理は、誤って必要なスライス画像を間引いてしまう可能性がある。連続するスライス画像間の移動量が大きい状態で間引き処理を行うと、間引き処理で誤って必要なスライス画像を間引いてしまい、スティッチが破綻する可能性がある。
【００３４】
図８は、先の提案における移動量が大きいときの間引き処理を示す図である。
図８では、比較元画像４と画像４−２，４−３はラインセンサから連続して取得されたスライス画像であり、比較元画像４と画像４−２，４−３が５画素ずつ離れている状態を示している。この場合、誤って画像４−２を間引くとスティッチが破綻してしまうが、間引き処理により誤って間引かれてしまう可能性がある。
【００３５】
即ち、間引き処理は、誤って必要なスライス画像を間引いてしまう可能性がある。しかも、連続するスライス画像間の移動量が大きい場合、１枚でも間引くとスティッチ処理が破綻する。
【００３６】
（実施例１の特徴）
本発明の実施例１では、先の提案の不都合な点を解決するために、次のような方法（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）を採用している。
【００３７】
（ｉ）  スライス画像間の差分が最も小さいスライス画像を選択する方法  
（ｉｉ）  移動量の計算精度を高める方法
（ｉｉｉ）  移動量が大きいときにスティッチ処理の破綻が発生しない方法
【００３８】
（実施例１の指紋読み取り装置）
図１は、本発明の実施例１における画像処理装置の１つである指紋読み取り装置を示す概略の構成図である。
【００３９】
この指紋読み取り装置は、連続した指紋のスライス画像を取得するラインセンサ１０と、第１の記憶手段（例えば、比較元スライス画像保存領域）１１とを有し、これらのラインセンサ１０及び比較元スライス画像保存領域１１に、間引き判定部１２が接続されている。間引き判定部１２には、第２の記憶手段（例えば、スライス画像一時保存領域であるスライスバッファ）１３と、スティッチ処理部１４内のスライス画像保存領域１５とが、接続されている。
【００４０】
比較元スライス画像保存領域１１は、前回スライス画像保存領域１５に保存されたスライス画像と同じ画像を保存するものであり、随時読み書き可能なメモリ（以下「ＲＡＭ」という。）等で構成されている。間引き判定部１２は、画像移動量計算手段、判定手段、第１、第２のモード変更手段等の機能を有し、ラインセンサ１０から入力されたスライス画像をスライス画像保存領域１５に保存するかどうかを判定するものであり、例えば、読み出し専用メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）等に格納されたプログラムに基づいて制御される中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）等により構成されている。スライスバッファ１３は、間引き判定部１２によって一時的に保存すると判定されたスライス画像を保存するものであり、ＲＡＭ等で構成されている。
【００４１】
スティッチ処理部１４は、ＲＡＭ等により構成されたスライス画像保存領域１５に保存されたスライス画像を用いて、１枚の指紋全体画像を再構築（スティッチ処理）するものであり、ＣＰＵ等により構成されている。このスティッチ処理部１４で生成された指紋画像は、指紋認証処理部１６へ送られ、予め登録されている利用者本人の指紋データに一致するか否かの認証が行われるようになっている。
【００４２】
（実施例１の指紋読み取り方法のポイント）
本実施例１における指紋読み取り装置を用いた指紋読み取り方法の処理のポイントは、次の（１）、（２）、（３）の３点である。
【００４３】
（１）  スライス画像間の差分が最小になるスライス画像をスティッチ処理に入力する。
【００４４】
（２）  スライス画像間の比較を、重ね合わせる部分の離れたラインを使って比較する。
【００４５】
（３）  連続するスライス画像間の移動量が大きい場合、間引かないモードになる。
【００４６】
先ず、間引き判定部１２により、（１）の処理を行うことによって、最も離れたスライス画像をスティッチ処理に入力する場合と比較して、スティッチ処理をするときに発生するずれが小さくなる。
【００４７】
図６に示すようなスライス画像の選択方法において、本実施例１では、スライス画像間で差分が最も小さくなるスライス画像をスティッチ処理部１４に入力することにより、２枚のスライス画像を重ね合わせるときに発生するずれを小さくすることが可能になる。
【００４８】
実際は、整数倍離れている画像同士でも、ラインセンサ１０の特性により微小な差分が発生するため、移動量が小さいスライス画像を連続してスティッチ処理部１４に入力すると、２枚のスライス画像を重ね合わせるときに発生するずれは小さいが、全体として蓄積されるずれは大きくなり、重ね合わせ部分の画質が劣化してしまう。そこで、本実施例１では、スライス画像間の移動量が大きく、且つ、重ね合わせる部分のずれが小さいスライス画像（画像４−３）をスティッチ処理部１４に入力する。これにより、一定の移動量を超えたときに、スライス画像間の差分が最小になるスライス画像をスティッチ処理部１４に入力することで、ずれの蓄積を小さくすることが可能になる。
【００４９】
次に、間引き判定部１２により、（２）の処理を行うことによって、１ラインで移動量を計算する場合と比較して、計算精度が上がる。
【００５０】
図９は、本実施例１における移動量計算方法の例を示す図であり、先の提案の図７に対応している。
【００５１】
この図９は、重ね合わせ部分の離れた２ラインを使う例を示している。比較元画像４の上端１ラインと、上端から３ライン目を１行ずつずらしながら比較画像４−５との比較を行い、移動量を計算する。どれだけ離れたときに２ラインの差分の和が最も小さくなったかを検出し、移動量とする。スライス画像間で比較するライン数を多くすれば計算精度を上げることができるが、単純にライン数を多くすると処理量が膨大になる。又、指紋はある程度の太さを持った線の集まりであり、隣接する行の差分は小さいという特徴がある。
【００５２】
従って、例えば比較するライン数を２行としたときに、隣接する２行を選択した場合、片方のラインで移動量の計算を誤った場合、残った１ラインも計算を誤る可能性が高く、計算精度向上の効果は低い。比較するラインが離れるほど、１枚のスライス画像内で比較する行の相関が小さくなると考えられる。ラインの相関が小さくなると、例えば離れた２ラインを使う場合、片方のラインで移動量の計算を誤っても、残った１ラインで計算を正しく行える可能性が高い。
【００５３】
そこで、本実施例１では、移動量計算時に重ね合わせる部分の離れたラインを見ることで、効果的に計算精度を向上することが可能となる。つまり、重ね合わせる部分の離れた２ラインで移動量を計算するため、正しく移動量を計算できる可能性が高くなる。
【００５４】
更に、間引き判定部１２により、（３）の処理を行うことによって、誤ってスライス画像を間引いて、スティッチ処理が破綻してしまうことを防止する。
【００５５】
図１０は、本実施例１において移動量が大きいときの間引き処理を示す図であり、先の提案の図８に対応している。
【００５６】
この図１０において、比較元画像４と画像４−２，４−３は、ラインセンサ１０から連続で取得したスライス画像を示している。図１０は、連続するスライス画像間の移動量が大きい場合（例えば、５となった場合）に、間引き処理を行わないモードになることを示している。間引かないモードになる条件は、次の通りである。
【００５７】
スライス画像間の移動量＞
１／２｛（スライス画像の縦幅）−（スティッチ可能な重ね合わせ幅）｝
例えば、スライス画像間の移動量＝５
スライス画像の縦幅＝８
スティッチ可能な重ね合わせ幅＝２
【００５８】
即ち、連続するスライス画像間では、移動量に大きな変化は起きづらい。従って、スティッチ処理が失敗しない最大移動量６（スライス画像の縦幅８−スティッチ可能な最小重ね合わせ幅２＝６）の半分の３を超える移動量を検出した場合、次に取得するスライス画像も移動量が３を超える可能性が高く、１枚でも間引くとスティッチが破綻する。そのため、間引かないほうが良い。
【００５９】
本実施例１は、移動量５の状態が連続した場合に限らず、スライス画像間の移動量が大きく、１枚でも間引くとスティッチが破綻する状態で、間引かないモードに移行する。間引かないモードは、連続して移動量が小さいスライス画像を取得する等、指をスライドするスピードが確実に遅くなったことを検出するまでの間、全ての画像をスティッチ処理部１４に入力する。
【００６０】
これにより、移動量が大きい場合の誤った間引きにより、スティッチ破綻が発生することを防止することが可能になる。更に、間引かないモード中に、連続して移動量が小さいスライス画像を取得した場合は、再び間引くモードに移行する。これにより、指の移動速度が一定でない場合にも対応することが可能となる。
【００６１】
（実施例１の間引き処理）
図１１は、図１の指紋読み取り装置における間引き処理の手順を示すフローチャートである。
【００６２】
この図１１を参照しつつ、上記３つのポイント（１）、（２）、（３）を実現するための間引き判定部１２が実行する具体的な間引き処理の手順を以下説明する。
【００６３】
間引き判定部１２は、先ず、ステップＳ１で、ラインセンサ１０から新しく取得したスライス画像（次スライス画像）があるかどうか、を確認する。次スライス画像がある場合、ステップＳ２で、スティッチ入力判断を行う。スティッチ入力判断は、比較元スライス画像保存領域１１に保存されている前スライス画像（即ち、前回スティッチ処理部１４に入力したスライス画像）と、次スライス画像を使用する。入力判断の結果、スライスバッファ１３に保存する場合、ステップＳ７で、スライスバッファ１３に次スライス画像を保存し、ステップＳ１に戻る。
【００６４】
入力判断の結果、スティッチ処理部１４に入力する場合、ステップＳ３で、スライスバッファ１３を確認し、前回までの間引き処理で保存されているスライス画像（現スライス画像）があるかどうか、を確認する。スライスバッファ１３に現スライス画像がある場合、ステップＳ４で、スライスバッファ１３に保存されている現スライス画像をスティッチ処理部１４に入力すると共に、現スライス画像を比較元スライス画像保存領域１１に保存する。
【００６５】
その後、間引き判定部１２は、現スライス画像と次スライス画像を使って、ステップＳ５で、スティッチ入力判断する。ステップＳ５で、スライスバッファ１３に保存するという結果になったら、ステップＳ７で、次スライス画像をスライスバッファ１３に保存する。これに対し、スティッチ入力すると判断された場合、ステップＳ６で、次スライス画像をスティッチ処理部１４に入力すると共に、次スライス画像を比較元スライス画像保存領域１１に保存する。
【００６６】
（間引き処理におけるスティッチ入力判断）
図１２は、図１１の間引き処理におけるスティッチ入力判断（ステップＳ２）の処理手順を示すフローチャートである。
【００６７】
この図１２のスティッチ入力判断処理は、本実施例１の３つのポイント（１）、（２）、（３）に分けて説明する。以下、図１２のフローチャートに従って、本実施例１の３つのポイント（１）、（２）、（３）に対応する処理を（２）→（３）→（１）の順番で説明する。
【００６８】
（ａ）  スライス画像間の比較を、重ね合わせる部分の離れたラインを使って比較する処理（ポイント（２））
【００６９】
本実施例１のポイントの２番目（２）を利用して、ステップＳ２１で、比較元スライス画像保存領域１１に保存されたスライス画像と次スライス画像の２枚を使用して、スライス画像間の移動量を計算する。
【００７０】
図１３は、図１２における２枚のスライス画像間の移動量計算方法（Ｓ２１）を示す図である。
【００７１】
間引き判定部１２は、比較元画像４と比較画像４−１０〜４−１４を完全に重ね合わせた（０画素離れた）状態（４−１０）から、比較する２行がある程度離れた重ね合わせ状態（図１３中では４画素離れた状態（４−１４））まで重ね合わせて、重なり合う部分の２ラインの画像間の差分を計算する。２ラインのそれぞれの差分を足し合わせて、０〜４画素離れた状態（４−１０〜４−１４）で差分が最小となる位置を移動量とする。例えば、２ラインの差分を足し合わせた結果、３画素離れた状態（４−１３）の差分が最小になった場合、移動量cur_posは３となる。又、最小になる差分値cur_minは、最小差分選択の処理（ステップＳ２３）で使用される。
【００７２】
なお、重なり合う部分のスライス画像間の差分の計算は、例えば、差分絶対値和を計算するといった方法があるが、これに限らず画像間の差分が計算できればよい。
【００７３】
（ｂ）  連続するスライス画像間の移動量が大きい場合、間引かないモードになる処理（ポイント（３））
【００７４】
本実施例１のポイントの３番目（３）を利用して、図１２のステップＳ２２で、モード選択を行う。モード選択で間引かないモードになった場合、スライスバッファ１３に保存されている現スライス画像、又は次スライス画像をスティッチ処理部１４に入力する。モード選択で間引くモードになった場合、以降の処理で間引きを行う。
【００７５】
図１４は、図１２中のモード選択処理（Ｓ２２）の手順を示すフローチャートである。
モード選択では、先ず、ステップＳ２２−１で、指の移動スピードcur_spdを計算する。移動スピードcur_spdは、図１２のステップＳ２１で計算した移動量cur_posと、前回の間引き処理時に計算した移動量pre_posを使用して計算する。更にステップＳ２２−２で、移動スピードが遅いフラグslow_flagを計算する。フラグslow_flagの成立条件は、今回の間引き処理で計算した移動スピードcur_spdと、前回の間引き処理で計算した移動スピードpre_spdが、遅いと判定する閾値THRE1以下であることである。
【００７６】
次にステップＳ２２−３で、移動スピードcur_spdが間引かない閾値THRE3より大きいか、を確認する。移動スピードcur_spdが閾値THRE3より大きい場合、ステップＳ２２−４で、間引かないモードフラグburst_flagが更新される。フラグburst_flagは、移動スピードcur_spdが大きい程、大きな値に更新される。移動スピードcur_spdが閾値THRE3より小さい場合、ステップＳ２２−５で、フラグslow_flagが成立しているかどうか、を確認する。
【００７７】
成立している場合、ステップＳ２２−６で、フラグburst_flagを１ビット右シフトして、更新する。フラグslow_flagが不成立の場合、フラグburst_flagは更新しない。次にステップＳ２２−７で、フラグburst_flagが１より大きいかどうか、を確認する。フラグburst_flagが１より大きい場合は間引かないモードになり、現スライス画像又は次スライス画像をスティッチ処理部１４に入力する。フラグburst_flagが１以下の場合、間引くモードとなる。
【００７８】
なお、遅いと判定する閾値THRE1、間引かない閾値THRE3は、実験により適宜設定すればよい。
【００７９】
（ｃ）  スライス画像間の差分が最小になるスライス画像をスティッチ処理部１４に入力する処理（ポイント（１））
【００８０】
本実施例１のポイントの１番目（１）を利用して、図１２のステップＳ２３で最小差分選択を行う。最小差分選択で、次スライス画像の最小差分値が前回までの間引き処理の最小差分値よりも大きい場合、現スライス画像又は次スライス画像をスティッチ処理部１４に入力する。次スライス画像が前回までの間引き処理の最小差分値よりも小さい場合、次スライス画像をスライスバッファ１３に保存する。
【００８１】
図１５は、図１２中の最小差分選択処理（Ｓ２３）の手順を示すフローチャートである。
【００８２】
最小差分選択では、ステップＳ２３−１で、移動量を計算したときの最小差分値cur_minが、前回までの間引き処理の最小差分値pre_minよりも大きいかどうか、又移動量cur_posが一定の最小差分選択の閾値THRE以上であるかどうか、を確認する。
【００８３】
条件が成立する場合、次スライス画像の最小差分値は前回までの間引き処理の最小差分値と比較して最小ではないと判断する。この場合、スライスバッファ１３に保存されているスライス画像が最も差分値が小さいことになるので、スライスバッファ１３に保存されているスライス画像をスティッチ処理部１４に入力する。
【００８４】
これに対し、ステップＳ２３−１で、次スライス画像の差分値が最小であると判断した場合、ステップＳ２３−２で、前回までの最小差分値pre_min、移動量pre_pos、移動スピードpre_spdをそれぞれ最小差分値cur_min、移動量cur_pos、移動スピードcur_spdで更新して、スライスバッファ１３に次スライス画像を保存する。
【００８５】
なお、最小差分選択の閾値THREは、実験により適宜設定すればよい。
【００８６】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、３つのポイント（１）、（２）、（３）に対して、それぞれ以下の効果（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が期待できる。
【００８７】
（ａ）  スライス画像間の差分が最小になるスライス画像をスティッチ処理部１４に入力する処理（ポイント（１））の効果
【００８８】
スライス画像間の差分が最小になるスライス画像をスティッチ処理部１４に入力することにより、重ね合わせるときのずれが小さくなる。
【００８９】
移動量が小さいスライス画像を入力せず、一定の移動量を超えるスライス画像で差分が最小になるスライス画像をスティッチ処理部１４に入力することで、重ね合わせるときのずれが小さい状態で、入力するスライス画像枚数を削減でき、ずれの蓄積が小さくなる。
【００９０】
（ｂ）  スライス画像間の比較を、重ね合わせる部分の離れたラインを使って比較する処理（ポイント（２））の効果
【００９１】
スライス画像間の比較を、重ね合わせる部分の離れたラインを使うことで、効果的に計算精度を向上できる。
【００９２】
（ｃ）  連続するスライス画像間の移動量が大きい場合、間引かないモードになる処理（ポイント（３））の効果
【００９３】
連続するスライス画像間の移動量が大きい場合に間引かないモードに移行することで、誤って間引くことによるスティッチ破綻の発生を防止できる。
【００９４】
間引かないモード中に、移動量が連続して小さい場合に間引くモードに移行することで、指の移動速度が一定でない場合にも対応できる。
【００９５】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ｉ）、（ｉｉ）のようなものがある。
【００９６】
（ｉ）  実施例１では、スライス画像の縦ラインを８として説明しているが、８ラインに限らず適用可能である。
【００９７】
（ｉｉ）  実施例１では、指紋のスライス画像に対して全体画像を構築する際に適用した例を説明したが、指紋だけでなく部分画像から全体画像を構築するような画像処理方法及び画像処理装置の全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施例１における画像処理装置の１つである指紋読み取り装置を示す概略の構成図である。
【図２】従来のラインセンサによる指紋取り込みの様子を示す模式図である。
【図３】従来の課題を説明するためのずれと画質の劣化を示す図である。
【図４】ずれと重ね合わせ部分の差分の関係を示す図である。
【図５】先の提案の間引き処理の概要を示す図である。
【図６】スライス画像の選択方法を示す図である。
【図７】先の提案の移動量計算方法を示す図である。
【図８】先の提案における移動量が大きいときの間引き処理を示す図である。
【図９】実施例１における移動量計算方法の例を示す図である。
【図１０】実施例１において移動量が大きいときの間引き処理を示す図である。
【図１１】図１の指紋読み取り装置における間引き処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の間引き処理におけるスティッチ入力判断（ステップＳ２）の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１２における２枚のスライス画像間の移動量計算方法（Ｓ２１）を示す図である。
【図１４】図１２中のモード選択処理（Ｓ２２）の手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１２中の最小差分選択処理（Ｓ２３）の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１０      ラインセンサ
１１      比較元スライス画像保存領域
１２      間引き判定部
１３      スライスバッファ
１４      スティッチ処理部
１５      スライス画像保存領域
【図１】
2010044616.tif 000003
【図２】
2010044616.tif 000004
【図３】
2010044616.tif 000005
【図４】
2010044616.tif 000006
【図５】
2010044616.tif 000007
【図６】
2010044616.tif 000008
【図７】
2010044616.tif 000009
【図８】
2010044616.tif 000010
【図９】
2010044616.tif 000011
【図１０】
2010044616.tif 000012
【図１１】
2010044616.tif 000013
【図１２】
2010044616.tif 000014
【図１３】
2010044616.tif 000015
【図１４】
2010044616.tif 000016
【図１５】
2010044616.tif 000017