(57)【要約】  被照合パターンに歪みがあっても特徴対応関係を精度よく決定するためのパターン間特徴対応付け装置（１）であり、パターン内の位置的に近接する近接特徴点群と近接特徴点群の特徴点間の配置関係を表わす配置関係数値群とを特徴点群配置として生成する手段（１１）と、生成された配置関係数値を比較して対応する対応特徴点群配置候補を検出する手段（１２）と、対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の特徴点と当該特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係数値を比較して対応する近接特徴点を対応特徴点群配置候補に追加しかつ前記対応特徴点群配置候補を更新する手段（１３）と、更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補を検査して対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点を定める手段（１４）と、対応特徴点群配置候補を検査してパターン間の対応特徴点を定める手段（１５）とを有する。
2009081866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたパターン信号内の位置的に近接するＮ個（Ｎは２以上の整数）の特徴点を近接特徴点群としかつ前記近接特徴点群と当該近接特徴点群の特徴点間の配置関係を表わす配置関係数値群とを特徴点群配置として少なくとも１つ生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された第１パターンの配置関係数値と第２パターンの配置関係数値とを比較して対応する対応特徴点群配置候補を検出する検出手段と、
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の特徴点と当該特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係数値を比較して対応する近接特徴点を対応特徴点群配置候補に追加しかつ前記対応特徴点群配置候補を更新する更新手段と、
前記更新手段で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補を検査して前記対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点を定める手段と、
前記対応特徴点群配置候補を検査してパターン間の対応特徴点を定める手段とを有することを特徴とするパターン間特徴対応付け装置。
【請求項２】
前記パターン信号内の流線を検出しかつ検出した流線の方向に対応した流線座標系を設定する手段を含み、
前記特徴点間の配置関係数値は、前記流線座標系を基準座標系として求めることを特徴とする請求項１記載のパターン間特徴対応付け装置。
【請求項３】
前記特徴点間の配置関係数値は、
一方の特徴点から見た他方の特徴点の基準座標系での距離、
一方の特徴点から見た他方の二つの特徴点の基準座標系での方角のずれ、
一方の特徴点から見た他方の特徴点の基準座標系での特徴点方向のずれ、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載のパターン間特徴対応付け装置。
【請求項４】
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の第１の特徴点と当該対応特徴点群配置に近接する第２の近接特徴点との距離、当該第１の特徴点から見た当該第２の近接特徴点と他方の当該対応特徴点群配置の第３の特徴点との方角のずれをそれぞれ比較し、対応する近接特徴点を前記対応特徴点群配置候補に追加し、前記対応特徴点群配置候補を更新することを特徴とする請求項１記載のパターン間特徴対応付け装置。
【請求項５】
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の第１の特徴点と当該特徴点群配置に近接する第２の近接特徴点との距離、当該第１の特徴点に対する当該第２の近接特徴点の特徴点方向のずれをそれぞれ比較し、対応する近接特徴点を前記対応特徴点群配置候補に追加し、前記対応特徴点群配置候補を更新することを特徴とする請求項１記載のパターン間特徴対応付け装置。
【請求項６】
前記更新手段で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補に対する検査を、１対１の性質が満たされていない対応特徴点候補に対して行うことを特徴とする請求項１記載のパターン間特徴対応付け装置。
【請求項７】
前記更新手段で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補に対する検査が、対応特徴点候補の近接する特徴点の対応関係に基づくことを特徴とする請求項１記載のパターン間特徴対応付け装置。
【請求項８】
前記対応特徴点群配置候補に対する検査が、前記対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点の個数に基づくことを特徴とする請求項１記載のパターン間特徴対応付け装置。
【請求項９】
入力されたパターン信号内の位置的に近接するＮ個（Ｎは２以上の整数）の特徴点を近接特徴点群としかつ前記近接特徴点群と当該近接特徴点群の特徴点間の配置関係を表わす配置関係数値群とを特徴点群配置として少なくとも１つ生成する第１の工程と、
前記第１の工程で生成された第１パターンの配置関係数値と第２パターンの配置関係数値とを比較して対応する対応特徴点群配置候補を検出する第２の工程と、
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の特徴点と当該特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係数値を比較して対応する近接特徴点を対応特徴点群配置候補に追加しかつ前記対応特徴点群配置候補を更新する第３の工程と、
前記第３の工程で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補を検査して前記対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点を定める第４の工程と、
前記対応特徴点群配置候補を検査してパターン間の対応特徴点を定める第５の工程とを含むことを特徴とするパターン間特徴対応付け方法。
【請求項１０】
前記パターン信号内の流線を検出しかつ検出した流線の方向に対応した流線座標系を設定する工程を含み、
前記特徴点間の配置関係数値は、前記流線座標系を基準座標系として求めることを特徴とする請求項９記載のパターン間特徴対応付け方法。
【請求項１１】
前記特徴点間の配置関係数値は、
一方の特徴点から見た他方の特徴点の基準座標系での距離、
一方の特徴点から見た他方の二つの特徴点の基準座標系での方角のずれ、
一方の特徴点から見た他方の特徴点の基準座標系での特徴点方向のずれ、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９記載のパターン間特徴対応付け方法。
【請求項１２】
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の第１の特徴点と当該対応特徴点群配置に近接する第２の近接特徴点との距離、当該第１の特徴点から見た当該第２の近接特徴点と他方の当該対応特徴点群配置の第３の特徴点との方角のずれをそれぞれ比較し、対応する近接特徴点を前記対応特徴点群配置候補に追加し、前記対応特徴点群配置候補を更新することを特徴とする請求項９記載のパターン間特徴対応付け方法。
【請求項１３】
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の第１の特徴点と当該特徴点群配置に近接する第２の近接特徴点との距離、当該第１の特徴点に対する当該第２の近接特徴点の特徴点方向のずれをそれぞれ比較し、対応する近接特徴点を前記対応特徴点群配置候補に追加し、前記対応特徴点群配置候補を更新することを特徴とする請求項９記載のパターン間特徴対応付け方法。
【請求項１４】
前記第３の工程で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補に対する検査を、１対１の性質が満たされていない対応特徴点候補に対して行うことを特徴とする請求項９記載のパターン間特徴対応付け方法。
【請求項１５】
前記第３の工程で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補に対する検査が、対応特徴点候補の近接する特徴点の対応関係に基づくことを特徴とする請求項９記載のパターン間特徴対応付け方法。
【請求項１６】
前記対応特徴点群配置候補に対する検査が、前記対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点の個数に基づくことを特徴とする請求項９記載のパターン間特徴対応付け方法。
【請求項１７】
パターンの特徴点情報を用いてパターン間特徴の対応付けを行うパターン間特徴対応付け装置内の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
入力されたパターン信号内の位置的に近接するＮ個（Ｎは２以上の整数）の特徴点を近接特徴点群としかつ前記近接特徴点群と当該近接特徴点群の特徴点間の配置関係を表わす配置関係数値群とを特徴点群配置として少なくとも１つ生成する第１の処理と、
前記第１の処理で生成された第１パターンの配置関係数値と第２パターンの配置関係数値とを比較して対応する対応特徴点群配置候補を検出する第２の処理と、
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の特徴点と当該特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係数値を比較して対応する近接特徴点を対応特徴点群配置候補に追加しかつ前記対応特徴点群配置候補を更新する第３の処理と、
前記第３の処理で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補を検査して前記対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点を定める第４の処理と、
前記対応特徴点群配置候補を検査してパターン間の対応特徴点を定める第５の処理とを含むことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパターン間特徴対応付け装置及びそれに用いるパターン間特徴対応付け方法並びにそのプログラムに関し、特にパターン間の特徴点の対応付け技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のパターン間の特徴点対応付け技術としては、例えば特許文献１に記載の指紋照合装置がある。この指紋照合装置では、指紋パターンの同一性を照合する装置である。【０００３】
上記の指紋照合装置では、探索指紋及び参照指紋の全特徴点の一致性を総当り的に検査した後、候補となった対応特徴点から座標整合パラメータ空間への投票によって最も集中する部位に座標整合量を決定する。【０００４】
さらに、指紋照合装置では、この座標整合量を基に特徴点の座標整合を行い、大きくずれた候補対を削除する精選処理を経った後、対応特徴点を決定している。【０００５】
一方、他のパターン間の特徴点対応付け技術としては、対応点を決定するために、点を単位として、各点の持つ局所パターン情報から得られる特徴量に基づいて対応点の類似度を算出し、対応度の初期化、更新、収束判定を行い、高い対応度を持つ対応点を抽出する例がある（例えば、特許文献２参照）。【０００６】
また、別のパターン間の特徴点対応付け技術としては、隆線を介して特徴点の接続状態を用いて照合を行う例がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭５９−７７８号公報
【特許文献２】特開平１１−１１０５４２号公報
【特許文献３】特開平１１−１９５１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した指紋照合装置では、上記の特許文献１に記載の技術の場合、指の押捺の度に紋様の変形が変わり、被照合パターンに想定した幾何変換で表わせない弾性歪み変動成分が含まれている場合、被照合パターン間の全体的な変動を座標整合パラメータで表わすと、真の対応特徴点でも大きくずれることがあり、パターンの同一性の照合が困難であるという問題がある。【０００８】
また、上述した指紋照合装置では、候補対を精選するために行った特徴点の座標整合処理が、被照合パターン間の全体的な変動を一つの剛体運動として扱っているため、被照合パターンに想定した幾何変換で表わせない弾性歪み変動成分が含まれている場合、真の対応特徴点の一部がこの処理によって削除されてしまい、認証用の対応特徴点が十分に抽出されないという問題がある。【０００９】
さらに、上記の特許文献２に記載の技術では、点単位の識別情報がないと、点間の類似度の計算を行うことができない。さらにまた、特許文献３に記載の技術では、隆線がないと機能することができない。【００１０】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、被照合パターンに歪みがあっても、パターン間の特徴対応関係を精度よく決定することができるパターン間特徴対応付け装置及びそれに用いるパターン間特徴対応付け方法並びにそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるパターン間特徴対応付け装置は、
入力されたパターン信号内の位置的に近接するＮ個（Ｎは２以上の整数）の特徴点を近接特徴点群としかつ前記近接特徴点群と当該近接特徴点群の特徴点間の配置関係を表わす配置関係数値群とを特徴点群配置として少なくとも１つ生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された第１パターンの配置関係数値と第２パターンの配置関係数値とを比較して対応する対応特徴点群配置候補を検出する検出手段と、
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の特徴点と当該特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係数値を比較して対応する近接特徴点を対応特徴点群配置候補に追加しかつ前記対応特徴点群配置候補を更新する更新手段と、
前記更新手段で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補を検査して前記対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点を定める手段と、
前記対応特徴点群配置候補を検査してパターン間の対応特徴点を定める手段とを備えている。【００１２】
本発明によるパターン間特徴対応付け方法は、
入力されたパターン信号内の位置的に近接するＮ個（Ｎは２以上の整数）の特徴点を近接特徴点群としかつ前記近接特徴点群と当該近接特徴点群の特徴点間の配置関係を表わす配置関係数値群とを特徴点群配置として少なくとも１つ生成する第１の工程と、
前記第１の工程で生成された第１パターンの配置関係数値と第２パターンの配置関係数値とを比較して対応する対応特徴点群配置候補を検出する第２の工程と、
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の特徴点と当該特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係数値を比較して対応する近接特徴点を対応特徴点群配置候補に追加しかつ前記対応特徴点群配置候補を更新する第３の工程と、
前記第３の工程で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補を検査して前記対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点を定める第４の工程と、
前記対応特徴点群配置候補を検査してパターン間の対応特徴点を定める第５の工程とを含むことを特徴とする。【００１３】
本発明によるプログラムは、パターンの特徴点情報を用いてパターン間特徴の対応付けを行うパターン間特徴対応付け装置内の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
入力されたパターン信号内の位置的に近接するＮ個（Ｎは２以上の整数）の特徴点を近接特徴点群としかつ前記近接特徴点群と当該近接特徴点群の特徴点間の配置関係を表わす配置関係数値群とを特徴点群配置として少なくとも１つ生成する第１の処理と、
前記第１の処理で生成された第１パターンの配置関係数値と第２パターンの配置関係数値とを比較して対応する対応特徴点群配置候補を検出する第２の処理と、
前記対応特徴点群配置候補の各特徴点群配置の特徴点と当該特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係数値を比較して対応する近接特徴点を対応特徴点群配置候補に追加しかつ前記対応特徴点群配置候補を更新する第３の処理と、
前記第３の処理で更新された対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点候補を検査して前記対応特徴点群配置候補の付随する対応特徴点を定める第４の処理と、
前記対応特徴点群配置候補を検査してパターン間の対応特徴点を定める第５の処理とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、被照合パターンに歪みがあっても、パターン間の特徴対応関係を精度よく決定することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態によるパターン間特徴対応付け装置の構成例を示すブロック図である。図１において、パターン間特徴対応付け装置１は、パターン近接特徴点群配置作成部１１と、対応配置候補検出部１２と、対応配置候補更新部１３と、対応配置候補対応特徴点決定部１４と、対応特徴点決定部１５とから構成されている。【００１６】
図２は本発明の第１の実施の形態によるパターン間特徴対応付け方法の動作を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参照して本発明の第１の実施の形態によるパターン間特徴対応付け方法の動作について説明する。【００１７】
パターン間特徴対応付け装置１のパターン近接特徴点群配置作成部１１は、パターン信号を入力し、そのパターン信号内の近接特徴点群の配置を作成する（図２ステップＳ１）。対応配置候補検出部１２は、パターン近接特徴点群配置作成部１１において入力パターン間のパターン信号内で作成された近接特徴点群配置の一致性を検査し、対応した特徴点群配置候補を検出する（図２ステップＳ２）。【００１８】
対応配置候補更新部１３は、対応配置候補検出部１２で検出された対応（特徴点群）配置候補について、各特徴点群配置とその近接特徴点との配置関係の一致性を検査し、対応した近接特徴点を追加し、対応配置候補を更新する（図２ステップＳ３）。【００１９】
対応配置候補対応特徴点決定部１４は、対応配置候補更新部１３で更新を終えた各対応配置候補に対して、その対応配置候補に付随する各対応特徴点候補を検査し、その対応配置候補に付随する対応特徴点を決定する（図２ステップＳ４）。【００２０】
対応特徴点決定部１５は、対応配置候補対応特徴点決定部１４で、付随対応特徴点の決定が終えた各対応配置候補を検査し、パターン間の対応配置及びそれに付随する対応特徴点を導出する（図２ステップＳ５）。【００２１】
図３（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における近接特徴点群配置の生成方法を説明するための図であり、図４（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における対応特徴点群配置候補の検出方法を説明するための図であり、図５（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における対応特徴点群配置候補の更新方法を説明するための図である。【００２２】
図６（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における付随対応特徴点候補の精選について説明するための図であり、図７は本発明の第１の実施の形態における特徴点間の配置関係数値を説明するための図であり、図８（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における特徴点群配置の特徴点と特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係の比較を説明するための図である。【００２３】
これら図１〜図８を参照して本発明の第１の実施の形態によるパターン間特徴対応付け方法の動作について詳細に説明する。上記のパターン間特徴対応付け装置１の各部は、それぞれ次のように動作する。【００２４】
パターン近接特徴点群配置作成部１１は、パターン信号を入力し、そのパターン信号内の近接特徴点群の配置を作成する。特徴点群の配置は、パターン信号内で検出された特徴点の組と、その特徴点組の特徴点間の配置関係を表わす配置関係数値群とからなる。特徴点間の配置関係数値は、特徴点間の距離、特徴点間ベクトル間の交角、または特徴点間の特徴点方向の差等の特徴点間の配置を決められる数値データを含む。【００２５】
また、本実施の形態において、近接特徴点群は、パターン信号内で位置的に近い特徴点の組である。すべての近接特徴点群の配置は、識別子（ＩＤ：ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）によって識別されて管理される。さらに、作成された近接特徴点群配置の特徴点の個数について、２以上、また固定した整数Ｎであることが望ましい。【００２６】
図３（ａ），（ｂ）には、パターンの一例として、指紋パターンの特徴点及びその近接特徴点群配置の部分拡大図を模式的に示している。図３（ａ）には、指紋の特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）の空間的な分布を示している。図３（ｂ）には、これら特徴点から生成された、特徴点の個数が３の近接特徴点群の配置（Ｄ１〜Ｄ４）を示している。【００２７】
図７には、特徴点間の配置関係数値の例を模式的に示している。例えば、特徴点Ｐ１と特徴点Ｐ２との間の距離Ｌ１２や、特徴点間ベクトルＰ２Ｐ１と特徴点間ベクトルＰ２Ｐ３との交角や、または指紋パターンのように、特徴点毎に特徴点方向が検出できる場合、特徴点Ｐ１の配置Ｐ１Ｐ２Ｐ３の任意の特徴点間ベクトル等に対する特徴点方向ｖ１も特徴点間の配置関係数値として利用できる。【００２８】
対応配置候補検出部１２は、入力パターン間のパターン信号内で作成されたすべての特徴点群配置の一致性を検査し、対応した特徴点群配置候補を検出する。特徴点群配置の一致性の検査は、特徴点間の配置関係数値の差等が、予め定められた許容範囲内であるか否かによって行われる。対応配置候補検出部１２は、一致性検査に合格したパターン間の特徴点群配置を対応配置候補として登録する。【００２９】
特徴点群配置の一致性の検査に使われている特徴点間の配置関係数値は、一般的な画像座標系を基準座標系にして計測しても良いが、指紋照合のようなパターン間に弾性歪み成分が含まれる場合に適用するには、本願出願人から提案されているパターン内の流線座標系を基準座標系にして計測したほうが、特徴点間の配置関係数値の変動が小さくなる。【００３０】
これによって、許容範囲を狭めて、間違って検出される特徴点群配置の誤対応等の「ノイズ」を減らし、真の対応特徴点群配置が検出されやすい等の精度向上の効果がある。また、流線座標系を基準座標系にした場合、位置的に離れた特徴点も近接特徴点として扱うことが可能になり、照合可能なパターンが増えるという効果がある。【００３１】
流線座標系は、パターン信号内の流線を検出し、検出された流線の方向に対応した座標系（「流線座標系」という）を設定することによって得られる。例えば、変形する縞状パターンの上に、紋様の流れ方向の分布によって固有に決定され、互いに直交する流線曲線と法線曲線からなる曲線群によって定められる座標系を、パターンの流線座標系（「自然座標系」ともいう）と定義する。そして、該曲線群を「座標曲線群」といい、パターン内の各点の流線座標系での位置や姿勢等の属性を、該点と各座標曲線との関係によって定める。【００３２】
図４（ａ），（ｂ）には、パターン間の対応配置候補の検出を説明するために、比較される探索パターンと参照パターンとのそれぞれの特徴点及び近接特徴点群配置の部分拡大図が模式的に示されている。図４（ａ）には、探索パターンの近接特徴点群配置Ｄ１〜Ｄ４が、図４（ｂ）には、参照パターンの近接特徴点群配置Ｍ１〜Ｍ３が、それぞれ示されている。この例では、（Ｄ１，Ｍ１）、（Ｄ２，Ｍ２）、（Ｄ３，Ｍ３）がそれぞれ一致性の検査に合格し、対応配置候補として検出される。【００３３】
対応配置候補更新部１３は、対応配置候補について、対応配置候補の各特徴点群配置の特徴点と、その特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係数値の一致性を検査し、検査結果に応じて対応となった近接特徴点を新しい対応特徴点候補として、対応特徴点群配置へ追加する。また、このような検査・追加処理はすべての近接特徴点に対して逐次的に行い、可能の限りに対応配置候補を更新し続ける。【００３４】
図５（ａ），（ｂ）には、探索パターンと参照パターンのある対応となった配置候補とこれら配置の近接特徴点が模式的に示されている。図５（ａ）には、探索パターンの特徴点群配置Ｄ１とその近接特徴点Ｐ４〜Ｐ６とが、図５（ｂ）には、参照パターンの特徴点群配置Ｍ１とその近接特徴点Ｑ４〜Ｑ５とが、それぞれ示されている。【００３５】
この例では、Ｄ１とＭ１とが配置の一致性の検査に合格した対応配置候補である。対応配置候補を更新するために、例えば、配置Ｄ１と特徴点Ｐ４との位置関係数値と、配置Ｍ１と特徴点Ｑ４との位置関係数値とを比較し、その位置関係数値の差がある定められた許容範囲内であれば、Ｐ４とＱ４とはそれぞれＤ１、Ｍ１へ追加され、対応配置（Ｄ１，Ｍ１）は新たな対応配置（Ｄ１’，Ｍ１’）に置き換えられる。【００３６】
配置Ｄ１と特徴点Ｐ４との位置関係数値、及び配置Ｍ１と特徴点Ｑ４との位置関係数値を比較する際に、図８（ａ），（ｂ）に示される例のように、Ｐ１とＰ４との距離Ｌ１４と、Ｑ１とＱ４との距離Ｎ１４との比較以外に、例えば、ベクトルＰ１Ｐ２とベクトルＰ１Ｐ４との交角、及びベクトルＱ１Ｑ２とベクトルＱ１Ｑ４との交角等の比較が必要である。距離Ｌ１４だけでは、Ｐ４と配置Ｐ１Ｐ２Ｐ３との位置関係を定めることができないからである。【００３７】
また、指紋パターンのように、特徴点に特徴点方向が検出できる場合には、上記の特徴点ベクトル間の交角の比較の代わりに、特徴点方向ｖ１と特徴点ベクトルとの交角と、特徴点方向ｗ１と対応特徴点ベクトルとの交角の比較をしてもよい。【００３８】
同様に、新しくできた対応配置（Ｄ１’，Ｍ１’）に対して、それぞれ近接特徴点（この例ではＰ５、Ｑ５である）との位置関係を調べ、類似しているならば、Ｐ５をＤ１’へ、Ｑ５をＭ１’へとそれぞれ追加され、対応配置（Ｄ１’，Ｍ１’）はさらに対応配置（Ｄ１”，Ｍ１”）に置き換えられる。【００３９】
このように、対応配置候補更新部１３は、対応配置候補を逐次的に検査・更新し続け、すべての検査が終わって、更新されなくなった対応配置を記録する。また、更新終えた対応配置候補（Ｄ１”，Ｍ１”）の対応する特徴点のペアＰ１−Ｑ１、Ｐ２−Ｑ２、Ｐ３−Ｑ３、Ｐ４−Ｑ４とＰ５−Ｑ５は、対応配置候補の付随する対応特徴点候補とする。【００４０】
対応配置候補対応特徴点決定部１４は、更新を終えた対応配置候補に対して、対応配置候補に付随する各対応特徴点候補を検査し、対応配置候補の対応特徴点を決定する。各対応特徴点候補の検査は、対応特徴点候補の近接する特徴点の対応関係に基づいて行われる。【００４１】
この工程が必要となる理由は、対応配置候補更新部１３において、対応近接特徴点を追加する際に、新たに追加される対応特徴点と既にあった付随対応特徴点候補との間に、特徴点対応の１対１の性質が満たされない可能性があるためである。【００４２】
図６（ａ），（ｂ）には、上記のような特徴点対応の１対１の性質が満たされない対応配置が示されている。図６（ａ）の配置Ｄ１と図６（ｂ）の配置Ｍ１とが対応配置候補であり、Ｄ１の近接特徴点（Ｐ４及びＰ７）とＭ１の近接特徴点（Ｑ４）との対応関係を決める必要があるが、対応配置（Ｄ１，Ｍ１）の情報に基づいて選ぶと、その選択が誤る可能性が大きい。【００４３】
このため、真の対応特徴点をなるべく多く残すために、特徴点対応の１対１の性質は、対応配置候補更新部１３で満たさなくてもよく、Ｐ４−Ｑ４も、Ｐ７−Ｑ４も対応近接特徴点として対応配置へ追加する。対応配置の更新が終えた時点で、１対１の性質を満たしてない対応特徴点候補に対しては、その特徴点候補を中心とした近接領域内の特徴点の対応度、例えば、対応特徴点の個数等を基準にして、対応度が高い候補を残す処理にしたほうが良い。【００４４】
対応特徴点決定部１５は、付随する対応特徴点の決定を終えた各対応配置候補を評価し、最終的な対応配置及び付随する対応特徴点を導出する。対応配置候補の評価は、例えば、対応配置候補の付随する対応特徴点の個数を基準にした方法が有効である。また、対応特徴点決定部１５からは、一旦対応配置が定められると、それに付随する対応特徴点を最終的な対応特徴点として出力するとよい。【００４５】
このように、本実施の形態では、被照合パターンの間に歪みが生じても、該歪みによる影響を抑制して、パターンの同一性を照合可能とすることができる。また、本実施の形態では、被照合パターンの間に歪みが生じても、該歪みによる影響を抑制して、パターン間の対応特徴点を抽出可能とすることができる。【００４６】
図９は本発明の第２の実施の形態によるパターン間特徴対応付け装置の構成例を示すブロック図である。図９において、パターン間特徴対応付け装置１は、ＣＰＵ（中央処理装置）２と、ＣＰＵ２が実行するプログラムを記憶するプログラム記憶部３とから構成されている。【００４７】
パターン間特徴対応付け装置１は、ＣＰＵ２がプログラム記憶部３のプログラムを実行することで、上述したようなパターン近接特徴点群配置作成部１１、対応配置候補検出部１２、対応配置候補更新部１３、対応配置候補対応特徴点決定部１４、対応特徴点決定部１５の処理が実現される。【００４８】
したがって、本発明の第２の実施の形態では、ＣＰＵ２がプログラム記憶部３のプログラムを実行することで、上記の本発明の第１の実施の形態と同様の効果を奏する。【００４９】
図１０は本発明の第３の実施の形態によるパターン照合装置の構成例を示すブロック図である。図１０において、パターン照合装置４は、探索パターン特徴記憶部４１と、参照パターン特徴記憶部４２と、探索パターン近接特徴点群配置作成部１１ａと、参照パターン近接特徴点群配置作成部１１ｂと、対応配置候補検出部１２と、対応配置候補更新部１３と、対応配置候補対応特徴点決定部１４と、対応特徴点決定部１５と、照合判定部４３とを備えている。【００５０】
探索パターン特徴記憶部４１は、探索すべきパターンから検出されたパターン特徴と、そのパターン特徴の位置データを含む属性データとを共に保持する。参照パターン特徴記憶部４２は、参照パターンから検出されたパターン特徴と、そのパターン特徴の位置データを含む属性データとを共に保持する。【００５１】
探索パターン近接特徴点群配置作成部１１ａは、探索パターン特徴記憶部４１に保持されたパターン特徴データの組合せに対し、位置的に近い特徴点の組合せを探索パターン側近接特徴点群配置として検出する。参照パターン近接特徴点群配置作成部１１ｂは、参照パターン特徴記憶部４２に保持されたパターン特徴データの組合せに対し、位置的に近い特徴点の組合せを参照パターン側近接特徴点群配置として検出する。【００５２】
対応配置候補検出部１２は、探索パターン近接特徴点群配置作成部１１ａと参照パターン近接特徴点群配置作成部１１ｂとで検出された各近接特徴点配置データを順次読出し、近接特徴点群配置の特徴点間の相対距離、交角、特徴点方向等を比較して、総当り的に対応となる特徴点群配置を検出する。【００５３】
対応配置候補更新部１３は、対応となった特徴点群配置とこの特徴点群配置の近接特徴点との関係の一致性を検査し、検査結果に応じてその近接特徴点を対応近接特徴点として対応特徴点群配置へ追加し、対応特徴点群配置を更新する。【００５４】
対応配置候補対応特徴点決定部１４は、更新を終えた各対応配置候補に対して、対応配置候補に付随する各対応特徴点候補を対応特徴点候補の近接特徴点の対応度に基づいて対応特徴点候補を精選し、対応特徴点を決定する。対応特徴点決定部１５は、付随対応特徴点の決定を終えた各対応配置候補を評価し、妥当な対応配置を決定し、それに付随する対応特徴点を出力する。【００５５】
照合判定部４３は、対応特徴点決定部１５に出力された対応特徴点のデータから、パターンの一致性を判定する。例えば、対応特徴点の数から、スコアを導出し、そのスコアが予め定められた閾値を超えている場合、パターン照合結果が一致している判定してもよい。【００５６】
本実施の形態によるパターン照合装置４を指紋照合システム（セキュリティ管理システム）に用いる場合、照合判定部４３での判定結果は、例えば建物への入退室や建物内のエリア内への入退室の許可等に用いられる。【００５７】
本実施の形態では、パターン特徴点の入力から対応特徴点の決定までのすべての処理が特徴点の局所的な位置関係に基づいているため、パターンの歪みがあった場合も、座標整合に基づく対応特徴点決定装置より、精度よく対応特徴点を抽出することができる。この結果、本実施の形態では、高精度のパターン照合を実現可能としている。【００５８】
尚、上記の探索パターン近接特徴点群配置作成部１１ａ、参照パターン近接特徴点群配置作成部１１ｂ、対応配置候補検出部１２、対応配置候補更新部１３、対応配置候補対応特徴点決定部１４、対応特徴点決定部１５、照合判定部４３の全部または一部は、コンピュータ上で動作するプログラムによってその処理・機能を実現するようにしてもよい。【００５９】
この出願は、２００７年１２月２６日に出願された日本出願特願２００７−３３３３９０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、指掌紋パターンの照合による個人識別、身元確認、容疑者候補検索といった用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるパターン間特徴対応付け装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるパターン間特徴対応付け方法の動作を示すフローチャートである。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における近接特徴点群配置の生成方法を説明するための図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における対応特徴点群配置候補の検出方法を説明するための図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における対応特徴点群配置候補の更新方法を説明するための図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における付随対応特徴点候補の精選について説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における特徴点間の配置関係数値を説明するための図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における特徴点群配置の特徴点と特徴点群配置に近接する特徴点との配置関係の比較を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態によるパターン間特徴対応付け装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態によるパターン照合装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    パターン間特徴対応付け装置
２    ＣＰＵ
３    プログラム記憶部
４    パターン照合装置
１１    パターン近接特徴点群配置作成部
１１ａ    探索パターン近接特徴点群配置作成部
１１ｂ    参照パターン近接特徴点群配置作成部
１２    対応配置候補検出部
１３    対応配置候補更新部
１４    対応配置候補対応特徴点決定部
１５    対応特徴点決定部
４１    探索パターン特徴記憶部
４２    参照パターン特徴記憶部
４３    照合判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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