(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証されるべき製品の画像を取り込むステップと、
取り込まれた画像の複数の特異点を特定するステップと、
前記認証されるべき製品の前記画像を複数の下位領域に分割するステップと、
前記下位領域について個別に、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点と、本物の製品の前記画像の前記複数の特異点とを位置合わせするステップと、
前記認証されるべき製品の前記取り込まれた画像の前記複数の特異点を、前記本物の製品の以前取り込まれた画像の複数の特異点と比較して、前記製品を認証するために前記認証されるべき製品が前記本物の製品と同じであるかどうかを判定するステップであって、前記認証されるべき製品及び前記本物の製品が、特異点が計算された画像内の実質的に同様の場所に位置し、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点を、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点と比較するステップが、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点のうちの一特異点が、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定する工程を備える、ステップと、
前記画像の領域内の前記本物の製品の前記画像の一特異点の前記定義された距離内にある、前記認証されるべき製品の前記画像の特異点の総数を決定するステップと
を備える、製品を認証する方法。
【請求項２】
前記特異点を位置合わせするステップが、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点と、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点との間の２つ以上の一致するペアを特定する工程と、前記２つ以上の一致するペアを使用して、前記特異点を位置合わせするための変換を決定する工程とを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記認証されるべき製品の前記画像の前記特異点および前記本物の製品の前記画像の前記特異点の各々が記述子を備え、前記２つ以上の一致するペアを特定する工程が、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点および前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点の前記記述子を比較する工程を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記下位領域を決定するより前に、前記下位領域の前記決定を支援するために、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点を特定するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点を、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点と比較するステップが、前記認証されるべき製品の前記画像の前記特異点のうちの少なくともいくつかについて、または前記画像の領域内の前記本物の製品の前記画像の前記特異点のうちの少なくともいくつかについて、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点のうちの一特異点が、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定する工程を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記製品の真偽を判定するために、前記総数に関数を適用して、しきい値との比較用の出力を決定するステップをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記関数が、前記画像の前記領域内の前記認証されるべき製品の前記画像の特異点の前記総数により、または前記画像の前記領域内の前記本物の製品の前記画像の特異点の前記総数により、前記総数を除算して、比率を決定するステップを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記製品が計時器である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記取り込まれた画像が第１の画像であり、前記製品を認証するために前記本物の製品の前記画像と比較するための、前記第１の画像および第２の画像に基づく合成画像を作成するために、前記製品の前記第２の画像を取り込むステップをさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記製品の前記第１の画像を取り込む前記ステップが、前記製品が第１の方向から照明されるときに実行され、前記製品の前記第２の画像を取り込む前記ステップが、前記製品が第２の方向から照明されるときに実行され、前記第２の方向が前記第１の方向とは異なる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の画像を取り込む前記ステップが、第１の露出時間で実行され、前記第２の画像を取り込む前記ステップが、第２の露出時間で実行され、前記第１の露出時間が前記第２の露出時間とは異なる、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記認証されるべき製品の１つまたは複数の画像を取り込むための条件を備える撮像命令を受信するステップと、前記撮像命令に従って前記製品の前記１つまたは複数の画像を取り込むステップとをさらに備える、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記撮像命令が、前記認証されるべき製品が前記本物の製品と実質的に同様または同じ条件の下で撮像され得るように、以前の時点で前記本物の製品の前記１つまたは複数の画像がその下で取り込まれた条件と実質的に同様または同じ条件を伝達する、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品を認証するための画像分析に関する。
【背景技術】
【０００２】
腕時計、および贅沢品または工業品などの他の貴重品は、日常的に偽造される。したがって、本物の製品と本物でない製品とを区別するための方法が必要となる。
【０００３】
多くの場合、物体の外観または機能を変更することは可能ではなく、または望ましくない。したがって、物体のマーキングまたはタグ付けは、実用的なオプションではない。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の第１の態様によれば、
認証されるべき製品の画像を取り込むステップと、
取り込まれた画像の複数の特異点を特定するステップと、
認証されるべき製品の取り込まれた画像の複数の特異点を、本物の製品の以前取り込まれた参照画像の複数の特異点と比較して、製品を認証するために認証されるべき製品が本物の製品と同じであるかどうかを判定するステップと
を備える、製品を認証する方法が提供される。
【０００５】
時計および他の製品の画像は複雑であり、情報が多い。生画像データを比較することに比べて、２つの画像間の特異点を比較することの利点は、より小さい処理デマンドしか必要としない、画像を比較する実際的な方法を提供することである。
【０００６】
比較中、関連相違点、すなわち本物ではないことを示す２つの画像間の相違点と、非関連相違点、すなわち本物ではないことを示さず、測定条件の不完全な制御、たとえばノイズならびに摩耗および老朽化などの経時的に発生する物体の自然変化から起こる２つの画像間の相違点との間を識別することが重要である。これは、特に、頻繁に位置、方位、および／または形状を変える可能性がある可動部を含む場合がある、複雑な物体に当てはまる。
【０００７】
２つの画像間の関連相違点は、しばしば、人手を介さずに２つの測定値間で整合されなければならない詳細に対応する。
【０００８】
特異点の定義および計算は、最も関連する情報を抽出し、ノイズ、ひずみ、および不完全な測定条件などの画像の劣化に対して最も強固なアルゴリズムに基づく場合がある。したがって、２つの画像内に含まれる情報の最も有意な部分のみが、さらに処理され、使用される。
【０００９】
加えて、非関連相違点は、計算された特異点の特徴に限られた影響しかもたず、多くの場合、最も影響を受ける点、たとえば大きく動いている点は、腕時計の針などの可動要素に関連するので、検出され、廃棄される場合がある。
【００１０】
特異点の計算に使用されるアルゴリズムは、人手を必要としない。アルゴリズムは、認証される製品用の基本的なパラメータ化を入力するために人手を必要とする場合がある。特定の１組のパラメータは、腕時計などの特定のタイプの製品に有効であり得る。１つのアルゴリズムおよび１組のパラメータは、特定のモデル、形状、色などの腕時計などの物体の大分類に使用される場合がある。
【００１１】
分析用の情報は、特定の位置に集中しているのではなく、画像のかなりの割合にわたって密に分散される場合があり、その結果、認証は画像の一部分のみが利用可能であるときでも実行することができる。特に関連すると考えられ、選択的に分析され得る、１つまたは複数の関心領域を定義することが望ましい場合がある。
【００１２】
本方法は、特異点を比較するより前に、認証されるべき製品の画像の複数の特異点を、本物の製品の画像の複数の特異点と位置合わせすることをさらに備える場合がある。
【００１３】
位置合わせステップで使用される複数の特異点は、比較ステップで使用される複数の特異点とは異なる場合がある。
【００１４】
位置合わせステップで使用される複数の特異点は、比較ステップで使用される複数の特異点と等しい場合がある。
【００１５】
特異点を位置合わせすることは、認証されるべき製品の画像の複数の特異点と、本物の製品の画像の複数の特異点との間の２つ以上の一致するペアを特定することを備える場合がある。
【００１６】
認証されるべき製品の画像の特異点および本物の製品の画像の特異点の各々は記述子を備える場合があり、２つ以上の一致するペアを特定することは、認証されるべき製品の画像の複数の特異点および本物の製品の画像の複数の特異点の記述子を比較することを備える。
【００１７】
記述子を比較することは、認証されるべき製品の画像の特異点の記述子と、本物の製品の画像の特異点の記述子との、ユークリッド距離などの距離を特定することを備える場合がある。それらの距離が所定の基準を満足するとき、認証されるべき製品の画像の特異点は、本物の製品の画像の特異点と一致すると考えることができる。
【００１８】
認証されるべき製品および本物の製品は、特異点が計算された画像内の同様の場所に位置する場合がある。２つ以上の一致するペアを特定することは、所定の基準を満足する座標、たとえばそれらのそれぞれの画像の同様の相対領域内にある座標、たとえば位置合わせ前に互いの５ｍｍと１０ｍｍとの間にある座標を有する特異点を比較することを備える場合がある。
【００１９】
認証されるべき製品の画像の複数の特異点と、本物の製品の画像の複数の特異点とを位置合わせすることは、２つ以上の一致するペアを使用して、特異点を位置合わせするための変換を決定することを備える場合がある。
【００２０】
２つ以上の一致するペアを使用して変換を決定することは、一致するペアの特異点の位置の間の２乗平均距離を最小化することを備える場合がある。
【００２１】
本方法は、認証されるべき製品の画像の複数の特異点のすべて、または本物の製品の画像の複数の特異点のすべてに変換を適用して、特異点を位置合わせすることをさらに備える場合がある。
【００２２】
本方法は、認証されるべき製品の画像を複数の下位領域に分割するステップと、下位領域について個別に、認証されるべき製品の画像の複数の特異点と、本物の製品の参照画像の複数の特異点とを位置合わせするステップとをさらに備える場合がある。これにより、特異点が下位領域内でより正確に位置合わせされることが可能になり得る。
【００２３】
認証されるべき製品の画像を複数の下位領域に分割することは、分割する境界のグリッド、好ましくは分割する直交境界のグリッドを製品の画像に適用して、それにより下位領域を画定することを備える場合がある。
【００２４】
製品の画像は、５０個と１５０個との間の下位領域に、好ましくは８０個と１２０個との間の下位領域に、好ましくは１００個の下位領域に分割することができる。
【００２５】
認証されるべき製品の画像の複数の特異点を特定するステップは、下位領域が決定された後、下位領域について個別に複数の特異点を特定することを備える場合がある。
【００２６】
本方法は、下位領域の決定を支援するために、下位領域を決定するより前に、認証されるべき製品の画像の複数の特異点を特定することを備える場合がある。
【００２７】
認証されるべき製品の画像の複数の特異点を、本物の製品の画像の複数の特異点と比較することは、認証されるべき製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点が、本物の製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定することを備える場合がある。
【００２８】
定義された距離は、一画像ピクセルに対応する距離の１倍と２倍との間、たとえば２５μｍと５０μｍとの間であり得る。
【００２９】
認証されるべき製品の画像の複数の特異点を、本物の製品の画像の複数の特異点と比較することは、認証されるべき製品の画像の特異点のうちの少なくともいくつかについて、または画像の領域内の本物の製品の画像の特異点のうちの少なくともいくつかについて、認証されるべき製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点が、本物の製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定することを備える場合がある。画像の領域は、製品の画像全体であり得る。画像の領域は、画像の選択された関心領域、たとえば製品上のロゴであり得る。画像の領域は、画像の下位部分のうちの１つであり得る。画像の領域は、特異点が計算される画像の領域であり得る。
【００３０】
認証されるべき製品の画像の複数の特異点を、本物の製品の画像の複数の特異点と比較することは、認証されるべき製品の画像の選択された特異点について、または画像の領域内の本物の製品の画像の選択された特異点について、認証されるべき製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点が、本物の製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定することを備える場合がある。画像の領域は、製品の画像全体であり得る。画像の領域は、画像の選択された関心領域、たとえば製品上のロゴであり得る。画像の領域は、画像の下位部分のうちの１つであり得る。画像の領域は、特異点が計算される画像の領域であり得る。
【００３１】
本方法は、画像の領域内の本物の製品の画像の一特異点の定義された距離内にある、認証されるべき製品の画像の複数の特異点の数の合計を決定することをさらに備える場合がある。
【００３２】
本方法は、製品の真偽を判定するために、合計に関数を適用して、しきい値との比較用の出力を決定することをさらに備える場合がある。
【００３３】
関数は、画像の領域内の認証されるべき製品の画像の特異点の総数により、または画像の領域内の本物の製品の画像の特異点の総数により、合計を除算して、比率を決定することを備える場合がある。
【００３４】
本方法は、比率をしきい比率と比較して、製品の真偽を判定することをさらに備える場合がある。
【００３５】
しきい比率は、２０％と５０％との間、好ましくは２０％と４０％との間、好ましくは２０％と３０％との間であり得る。
【００３６】
認証されるべき製品の画像は、本物の製品の画像と実質的に同様の製造基準を有する場合がある。実質的に同様の製造基準は、認証されるべき製品の画像が本物の製品の画像と同じ照明条件の下で取り込まれること、画像が同じ画像取込設定およびレンズ仕様を有するカメラを使用して取り込まれること、画像が実質的に同様の装置を使用して取り込まれること、製品が２つの画像内で実質的に同じ方位に配置されることのうちの１つまたは複数を意味する場合がある。
【００３７】
製品は、計時器、たとえば腕時計であり得る。製品は、モバイル電話であり得る。製品は、宝石であり得る。製品は、予備品であり得る。製品は、バッテリー、たとえばモバイル電話のバッテリーであり得る。製品は、マイクロプロセッサまたはプリント基板であり得る。製品は、ソフトウェアであり得るし、たとえば、ソフトウェアの包装は、ソフトウェアを認証するために撮像され分析され得る顕著な特徴を有する印刷領域を備える場合がある。製品は、別の製品に貼り付けられたラベルであり得るし、ラベルは、ラベルが貼り付けられた物体または製品の識別情報を認証または確認するために撮像され分析され得る顕著な特徴を有する。製品は、証明書、たとえば、志願者の等級を確認する運転免許証または大学の証明書であり得る。製品は、コインであり得る。製品は、絵画であり得る。製品はまた、要素の固有の無秩序または指紋またはランダム分布を有する、天然物または非天然物であり得る。天然物の例は、爬虫類の皮、たとえば（クロコダイル、ニシキヘビの皮）、または木の幹の節であり得るし、非天然物の場合、ブレーキ、飛行機の翼などの予備品であり得る。製品は、製品の全体が本発明の方法に従って分析されるか、または、製品の一部もしくは一片のみが本発明の方法に従って分析される。
【００３８】
製品、たとえば計時器を認証する方法は、本明細書に記載される製品を認証する方法を実施する際に画像を使用するステップと、本明細書に記載される方法を有する分析用のリモートロケーションに画像を送るステップとをさらに備える場合がある。
【００３９】
画像は第１の画像であり得るし、本方法は、製品を認証するために本物の製品の参照画像と比較するための、第１の画像および第２の画像に基づく合成画像を作成するために、製品の第２の画像を取り込むことをさらに備える場合がある。
【００４０】
製品の第１の画像を取り込むステップは、製品が第１の方向から照明されるときに実行される場合があり、製品の第２の画像を取り込むステップは、製品が第２の方向から照明されるときに実行される場合があり、第２の方向は第１の方向とは異なる。
【００４１】
第１の方向からの照明は、第２の方向からの照明に対する製品の反対側から、製品の撮像される面を照明することができる。第１の方向からの照明は、第２の方向からの照明に対する製品の画像を取り込むカメラのレンズの光軸の反対側から、製品の撮像される面を照明することができる。
【００４２】
本方法は、製品を認証するために本物の製品の参照画像と比較するための、第１、第２、第３、および第４の画像に基づく合成画像を作成するために、製品が第３の方向から照明されるときに製品の第３の画像を取り込むステップと、製品が第４の方向から照明されるときに製品の第４の画像を取り込むステップとをさらに備える場合がある。
【００４３】
第３の方向からの照明は、第４の方向からの照明に対する製品の反対側から、製品の撮像される面を照明することができ、第１、第２、第３、および第４の方向からの照明は、製品の４つの異なる側から製品の撮像される面を照明する。第１、第２、第３、および第４の方向は、製品のまわりに均等な間隔で配置することができる。
【００４４】
第３の方向からの照明は、第４の方向からの照明に対する製品の画像を取り込むカメラのレンズの光軸の反対側から、製品の撮像される面を照明することができる。第１、第２、第３、および第４の方向からの照明は、光軸の４つの異なる側から製品の撮像される面を照明することができる。第１、第２、第３、および第４の方向は、光軸のまわりに均等な間隔で配置することができる。
【００４５】
第１の画像を取り込むステップは、第１の露出時間で実行される場合があり、第２の画像を取り込むステップは、第２の露出時間で実行される場合があり、第１の露出時間は第２の露出時間とは異なる。
【００４６】
合成画像を作成することは、第２の画像に関係するデータから第１の画像に関係するデータを減算すること、または第２の画像に関係するデータに第１の画像に関係するデータを加算することを備える場合がある。
【００４７】
本方法は、認証されるべき製品の１つまたは複数の画像を取り込むための条件を備える撮像命令を受信するステップと、命令に従って製品の１つまたは複数の画像を取り込むステップとをさらに備える場合がある。
【００４８】
撮像命令は、認証されるべき製品が本物の製品と実質的に同様または同じ条件の下で撮像され得るように、以前の時点で本物の製品の１つまたは複数の参照画像がその下で取り込まれた条件と実質的に同様または同じ条件を伝達することができる。条件は、照明条件、カメラの画像取込設定、カメラレンズの焦点距離、取り込まれるべき画像の数、カメラの露出時間のうちの１つまたは複数を備える場合がある。
【００４９】
本方法は、対応度に基づいて製品の認証を示す回答を出力することをさらに備える場合がある。回答を出力することは、スクリーン、たとえばコンピュータスクリーン上でユーザに回答を表示することを備える場合がある。回答を出力することは、回答の印刷されたコピーをユーザに提供すること、たとえば製品用の認証証明に回答を印刷することを備える場合がある。
【００５０】
本開示のさらなる態様によれば、コンピュータ上で実行するための実行可能命令を備えるコンピュータプログラムが提供され、実行可能命令は、本明細書に記載される方法を実施するように実行可能である。
【００５１】
本開示のさらなる態様によれば、認証されるべき製品を支持するための支持体と、第１の方向から製品を照明するための第１の照明手段とを備える、製品を認証するために製品の画像を取り込むための製品認証デバイスが提供される。
【００５２】
製品認証デバイスは、第２の方向から製品を照明するための第２の照明手段をさらに備える場合がある。
【００５３】
第１および第２の照明手段は、第１の方向からの照明の使用中に、第２の方向からの照明に対する製品の反対側から製品の撮像される面を照明するように構成される場合がある。
【００５４】
製品認証デバイスは、第３の方向からの製品の照明用の第３の照明手段をさらに備える場合がある。
【００５５】
製品認証デバイスは、第４の方向から製品を照明するための第４の照明手段をさらに備える場合がある。
【００５６】
第１、第２、第３、および第４の照明手段は、第３の方向からの照明中に、第４の方向からの照明に対する製品の反対側から製品の撮像される面を照明するように構成される場合があり、第１、第２、第３、および第４の方向からの照明は、製品の４つの異なる側から製品の撮像される面を照明する。第１、第２、第３、および第４の方向は、製品のまわりに均等な間隔で配置することができる。
【００５７】
製品認証デバイスは、製品の画像を取り込むためのカメラをさらに備える場合がある。
【００５８】
支持体は、製品の画像を取り込むために、所定の位置に製品を配置するための位置合わせ手段を備える場合がある。製品認証デバイスは、所定の位置に対して適切な位置にカメラを固定するためのカメラ支持体を備える場合があり、これによりカメラのレンズの光軸は、所定の位置に対して適切な位置に固定される。第１および第２の照明手段は、第１の方向からの照明の使用中に、第２の方向からの照明に対する製品の画像を取り込むカメラのレンズの光軸の反対側から製品の撮像される面を照明することができるように構成される場合がある。第３および第４の照明手段は、第３の方向からの照明の使用中に、第４の方向からの照明に対する製品の画像を取り込むカメラのレンズの光軸の反対側から製品の撮像される面を照明することができるように構成される場合がある。第１、第２、第３、および第４の照明手段は、第１、第２、第３、および第４の方向からの照明の使用中に、光軸の４つの異なる側から製品の撮像される面を照明することができるように構成される場合がある。第１、第２、第３、および第４の方向は、光軸のまわりに均等な間隔で配置することができる。
【００５９】
製品認証デバイスは、所定の位置に製品を保持するための保持手段をさらに備える場合がある。
【００６０】
保持手段は、位置合わせ手段に対して製品を押しつけて、所定の位置に製品を保持するためのばね付勢アームを備える場合がある。代替として、製品認証デバイスは、所定の位置に製品を保持するために、製品の反対側に力を作用させる２つ以上のばね付勢アームを備える場合がある。
【００６１】
製品認証デバイスは、画像取込中に周辺光から製品を保護するためのカバーをさらに備える場合がある。
【００６２】
製品認証デバイスは、製品の画像を分析するためのコンピュータをさらに備える場合があり、コンピュータは本明細書に記載される方法を使用して画像を分析することが好ましい。
【００６３】
本開示のさらなる態様によれば、製品を認証するために、製品の少なくとも一部の画像を取り込むステップと、参照として画像を記憶すること、好ましくはデータベースに画像を記憶するステップとを備える、製品を認証するための参照を作成する方法が提供される。
【００６４】
画像は第１の画像であり得るし、方法は、製品の少なくとも一部の第２の画像を取り込むステップと、製品を認証するための参照として第２の画像を記憶するステップとをさらに備える場合がある。
【００６５】
本開示のさらなる態様によれば、製品を認証するための参照データを含む画像ファイルが提供され、参照データは、製品の少なくとも一部の画像の複数の特異点を備える。
【００６６】
本開示のさらなる態様によれば、２つ以上の製品を認証するための参照データを含むデータベースが提供され、参照データは、第１の製品の少なくとも一部の画像に関係するデータと、第２の製品の少なくとも一部の画像に関係するデータとを備える。各特異点は、半径（ｒ）、方位（θ）、記述子（Ｄ）、および特異点の座標を備える場合がある。方法は、画像の特異点のうちの１つまたは複数についての記述子を決定することを備える場合がある。記述子は、対応する画像領域の数学的記述に対応するデータのアレイを備える場合がある。記述子のさらなる使用法を説明する目的で、記述子は、アレイのサイズに等しい次元を有する抽象ベクトル空間内のベクトルと考えることができる。
【００６７】
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、以下の説明および図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】認証用の製品を撮像するための装置を示す図である。
【図２】製品の様々な側から製品を照明するときの図１からの照明手段の配置の詳細の上面図である。
【図３Ａ】製品の西側から照明された同じ物体の画像を示す図である。
【図３Ｂ】製品の東側から照明された同じ物体の画像を示す図である。
【図３Ｃ】製品の北側から照明された同じ物体の画像を示す図である。
【図３Ｄ】製品の南側から照明された同じ物体の画像を示す図である。
【図４Ａ】図３Ａの画像と図３Ｂの画像の間の差分である合成画像を示す図である。
【図４Ｂ】図３Ｃの画像と図３Ｄの画像の間の差分である合成画像を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａの画像と図４Ｂの画像の和である合成画像を示す図である。
【図５Ａ】物体用の参照画像を示す図である。
【図５Ｂ】参照画像との比較用の画像を示す図である。
【図６Ａ】物体の関心領域全体で検出された特異点を示す図であって、特異点は小さい黒十字でマークされ、計時器に適用されたグリッドの一例を示す、図である。
【図６Ｂ】図６Ａの画像の一部を示すズームインされた図であって、特異点は特異点に中心がある円でマークされ、円の半径は対応する特徴のサイズおよびその方位を示す、図である。
【図７】製品に適用されたグリッドの一例を示す図である。
【図８Ａ】参照画像用に特定された特異点を示す図であって、特異点が小さい黒十字でマークされた、図である。
【図８Ｂ】参照画像と比較されるべき検査画像用に特定された特異点を示す図である。
【図８Ｃ】検査画像の特異点と一致する参照画像の特異点を示す図である。
【図８Ｄ】参照画像の特異点と一致する検査画像の特異点を示す図である。
【図９Ａ】位置合わせされていないときの２つの画像の重ね合わせを示す図である。
【図９Ｂ】共通座標系を定義することによって位置合わせされた後の２つの画像の重ね合わせを示す図である。
【図１０】位置合わせされた後の参照特異点と検査特異点の比較を示す図である。
【図１１Ａ】参照画像用に特定された特異点を示す図である。
【図１１Ｂ】特異点が共通座標系に対して参照された後に参照画像と比較されるべき検査画像用に特定された特異点を示す図である。
【図１１Ｃ】共通座標系において検査画像の特異点に２ピクセルより近い参照画像の特異点を示す図である。
【図１１Ｄ】共通座標系において参照画像の特異点に２ピクセルより近い検査画像の特異点を示す図である。
【図１２Ａ】図１１Ａに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す図である。
【図１２Ｂ】図１１Ｂに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す図である。
【図１２Ｃ】図１１Ｃに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す図である。
【図１２Ｄ】図１１Ｄに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
以下では、本発明の実施形態を詳細に説明する。好ましい実施形態と代替の実施形態の両方の説明は、例示的な実施形態のみであり、変形形態、修正形態、および変更形態が明らかであり得ることを理解されたい。したがって、前記例示的な実施形態は、基礎をなす発明の態様の幅広さを制限しないことを理解されたい。
【００７０】
認証されるべき製品の１つまたは複数の画像は、製品を認証するために撮られる。製品の複数の画像は、製品の単一の画像を生成するために組み合わされる場合がある。次いで、製品の画像は、参照画像と呼ばれる、以前撮られた本物の製品の画像と比較されて、２つの画像内の製品が同じであるかどうか、したがって製品が本物であるかどうかを判定する。参照画像と比較される製品の画像は、本明細書では検査画像と呼ばれる。検査画像は、参照画像と同じまたは実質的に同様の条件下で、たとえば、実質的に同様の照明条件下で取り込まれ、その結果、比較されるべき画像は可能な限り同様である。製品は、参照画像内の場所と実質的に同じ検査画像内の場所に配置することができる。製品は、同じ焦点距離のレンズを使用して撮像することができ、その結果、比較されるべき２つの画像は可能な限り同様である。方法は、好適には製品間の微細な相違点が検出されることを可能にする。
【００７１】
画像は、カメラおよびフィルムを使用してアナログ写真を用いて取り込まれる場合があるか、または、好ましくは、認証目的に使用される物体の詳細が見える解像度で、デジタルカメラを用いて取り込まれる。画像は、カラー画像または白黒のグレースケール画像であり得る。
【００７２】
製品の検査画像および参照画像を取り込むための装置または撮像装置２が図１に示される。装置２は、製品３を支持するための支持体１を備える。支持体は、所定の場所または位置に製品を置くための位置合わせ手段５を備える。したがって、製品は、カメラ１９および／または照明手段１１、１３、１５、１７に対するセットポジションに位置することができる。装置は、所定の場所に製品を保持するための保持手段１０を備える。保持手段１０は、位置合わせ手段５に対して製品を押しつけて所定の場所に製品３を保持するために、ばね９で付勢されたアーム７を備える場合がある。位置合わせ手段５は、それに対して製品がアーム７によって押しつけられる基準面を提供する。これにより、参照画像および検査画像において製品が実質的に同じ場所にあることが保証される。
【００７３】
装置は、製品の１つまたは複数の画像を取り込むためのカメラ１９を備える。４つの照明手段１１、１３、１５、１７が設けられ、照明手段の各々は、照明方向２１、２３、２５、２７に発光する。照明手段１１、１３、１５、１７は、製品の様々な側から製品の撮像される面を照明するように配置される。第１の照明手段１１は、第１の方向２１に発光する。第２の照明手段１５は、第２の方向２５に発光する。第３の照明手段１３は、第３の方向２３に発光する。第４の照明手段１７は、第４の方向２７に発光する。照明手段は、製品の様々な側から製品を照明するように配置され、その結果、製品の合成画像を作成するために、製品の同じまたは実質的に同様の部分の複数の画像を、様々な照明条件下で取り込むことができる。照明手段は、同一であることが好ましい。照明手段は、照明手段の照明方向がカメラの光軸１０に対して軸方向に対称であるように配置されることが好ましい。４つの照明方向が使用されると、図２に見られるように、この軸方向の対称性により、焦点面に対する照明手段の投影が相互に直交することになる。
【００７４】
より一般的には、同一であり、それらの照明方向がカメラの光軸に対して軸方向に対称であるように配置されることが好ましい、数ｎの照明手段を使用することができ、その場合、焦点面に対するそれぞれの照明手段の投影は、３６０／ｎ度（２π／ｎラジアン）の角度を形成する。数ｎは偶数である（ｎ＝２，４，６，．．．）ことが好ましい。
【００７５】
支持体１はプラットフォーム２９に取り付けられる。プラットフォームは、たとえば黒であり得る、光吸収上面３１を有することが好ましい。カバー３３が設けられる。カバーは支持体１の上方に取り付けられ、カメラ１９、照明手段１１、１３、１５、１７、および製品３を包むようにプラットフォームに係合する。カバーは、内部が中空であり、カバーの内壁は光を吸収する。カバーの内壁は黒であり得る。カバー３３およびプラットフォーム２９は、一緒に、すべての側面および上下でカメラ１９、照明手段１１、１３、１５、１７、および製品３を密閉し、周辺光がカメラのレンズに入ることを防ぐ。周辺光は２つの画像間の相違点を作成することができないので、これは、撮像条件が高度に制御され得ることを意味する。
【００７６】
カメラ１９は、カメラ支持体１２を使用して、カバー３３またはプラットフォーム２９に取り付けることができる。図１では、カメラ支持体１２は、プラットフォーム２９にカメラを取り付ける。カメラ支持体１２により、製品が撮像されるときに置かれる所定の位置に対して適切な場所にカメラが固定されることが可能になる。カメラは、製品の上の適切な場所に固定することができる。したがって、カメラのレンズの光軸１０は、所定の位置に対して適切な場所に固定することができる。照明手段１１、１３、１５、１７は、カバー３３またはプラットフォーム２９に取り付けることができる。一例では、カメラ１９および照明手段のうちの３つは、プラットフォーム２９に取り付けられる。照明手段のうちの１つは、カバー３３に取り付けられる。
【００７７】
装置は、カメラによって取り込まれた画像データを受信するためのコンピュータを備える場合がある。コンピュータは、本明細書でさらに記載されるように、製品を認証するために、取り込まれた画像の参照画像との比較を実行するように構成される場合がある。代替または追加として、コンピュータは、リモートロケーションにあるサーバでの分析用に、取り込まれた画像を送るように構成される場合がある。
【００７８】
それに対して製品が後で認証され得る参照データを収集するために、本物の製品の画像を取り込むとき、本物の製品は、最初に支持体１に配置される。焦点距離、露出時間、および解像度などのカメラパラメータが設定される。照明手段１１、１３、１５、１７の色、および照明手段１１、１３、１５、１７の強度などのシステムパラメータが設定される。次いで、参照画像が取り込まれる。画像品質が検証される場合がある。次いで、記憶および／または処理するために生データがサーバに送られ、サーバは、撮像装置２から遠く離れて位置する場合がある。データが中央で記憶および処理されるように、サーバは、複数の撮像装置２が接続され得る中央サーバであり得る。任意選択で、サーバは、参照画像用の特異点を特定し、参照として特定点を記憶する。代替または追加として、特異点は、製品が認証されるときの後の時点で特定される。
【００７９】
サーバは、参照画像用のデータをデータベースに記憶することができる。参照画像は、製品を識別するためのシリアルコードなどの製品識別子に対して記憶される場合がある。このようにして、参照画像データは、後の１つまたは複数の時点で、製品を認証するための一意の参照を提供する。
【００８０】
記憶するためにサーバに送られるデータは、イベントデータを備える場合がある。イベントデータは、時間、位置、オペレータ識別情報、日付、および／または、参照画像が撮られた撮像条件を伝達するデータを備える場合がある。サーバは、画像データおよびイベントデータが受信されたことを立証するために、撮像装置２に承認を送る場合がある。
【００８１】
製品を認証するために、認証されるべき製品の画像は、装置２を使用して、参照画像との比較のために撮られる。認証されるべき製品は、支持体１の上に配置される。カメラパラメータおよびシステムパラメータが設定される。サーバは、撮像装置２にカメラパラメータおよびシステムパラメータを伝達することができ、その結果、製品の１つまたは複数の画像は、１つまたは複数の参照画像を取り込むために使用されたものと同じカメラパラメータおよびシステムパラメータの下で撮ることができる。
【００８２】
製品の検査画像が撮られる。画像品質が検証される場合がある。
【００８３】
イベントデータが記憶するためにサーバにさらに送られる場合がある。イベントデータは、時間、位置、日付、オペレータ識別情報、および／または、検査画像が撮られた撮像条件を伝達するデータを備える場合がある。サーバは、画像データおよびイベントデータが受信されたことを立証するために、撮像装置２に承認を送る場合がある。
【００８４】
次いで、検査画像のために特異点が計算される。まだ計算されていない場合、特異点は参照画像のために計算される。検査画像および参照画像の特異点の計算および比較は、下記でより詳細に記載される。特異点の計算および比較は、リモートサーバによって実行される場合があるか、または撮像装置２にあるコンピュータによって実行される場合がある。特異点の計算および比較がリモートサーバによって実行される場合、データ処理の認証結果、たとえば、本物または偽物は、リモートサーバから撮像装置２と同じ位置にあるコンピュータに送信することができ、その結果、撮像装置２の位置にいるオペレータは、結果を知ることができる。
【００８５】
画像を比較するために、方法は、検査画像の特異点を特定するステップと、これらの点を参照画像の特異点と比較するステップとを含む。
【００８６】
認証されるべき製品の画像は、本物の製品の画像と実質的に同じ条件下で撮られる。各画像は、特異点が特定される前に、同じ方法で処理される場合がある。たとえば、合成画像は、認証されるべき製品の複数の画像から生成され、本物の製品の複数の画像から生成された合成画像と比較される場合がある。認証されるべき製品の合成画像は、本物の製品の合成画像と実質的に同じ方法で生成される場合がある。特異点が合成画像の各々について特定され、比較される場合がある。
【００８７】
合成画像は、製品の２つ以上の画像の組合せから得られ、各画像は、カメラ位置、露出時間、照明、および／またはフィルタリングなどの異なる１組の測定パラメータに対応する。合成画像の一例は、様々な露出時間で撮られたいくつかの画像を組み合わせることによって取得される高ダイナミックレンジ画像（ＨＤＲ）である。別の例は、照明が同じ方向から来ない２つの画像の差分を撮ることによって取得される微分画像である。別の例は、立体写真である。別の例は、各々が物体の一部分を含んでいる２つ以上の写真の並置である。合成画像は、様々な露出時間および／または様々な照明方向で撮られた画像を組み合わせることによって取得することができる。
【００８８】
図３Ａ〜図３Ｄは、図１の撮像装置によって４つの方向から照射され取得された同じ物体、この場合は腕時計の４つの画像を示す。物体の３次元構造および物体の表面の詳細を強調するために、図３Ａでは、物体は第２の照明手段１５によって照射され、図３Ｂでは、物体は第１の照明手段１１によって照明される。図３Ｃでは、物体は第３の照明手段１３によって照明され、図３Ｄでは、物体は第４の照明手段１７によって照明される。次いで、４つの画像は、別の画像と比較するための合成画像を作成するために使用される。比較用の合成画像を作成することは、検出および分析され得る関心点の数を増やすために、比較的平らな製品の表面に特に有用である。
【００８９】
合成画像は、たとえば、図３Ａに示される画像と図３Ｂに示される画像との間を減算して図４Ａに示される画像をもたらすこと、または図３Ｃに示される画像と図３Ｄに示される画像との間を減算して図４Ｂに示される画像をもたらすことによって作成することができる。合成画像は、４つの画像の組合せから、たとえば、図４Ａに示される画像と図４Ｂに示される画像とを加算して図４Ｃに示される画像をもたらすことによって作成することができる。このようにして、参照画像を作成することができる。検査画像は同じ方法で作成することができ、特異点は合成画像の各々から計算され、比較される。
【００９０】
カメラ１９によって取り込まれる各画像は、５Ｍピクセル（２５６０×１９２０点）の解像度を有する場合がある。ピクセル当たり２４ビットが存在する。画像はＲＧＢ画像であり得る。視野はほぼ６３×４８ｍｍであり、ほぼピクセル当たり２５μｍの解像度に対応する。比較される画像は、たとえば、ピクセル当たり８ビットまたはピクセル当たり１２ビットを有する生画像であり得る。比較される画像は、たとえば、ピクセル当たり８ビットまたはピクセル当たり１２ビットまたはピクセル当たり１６ビットを有するモノクローム画像であり得る。
【００９１】
図５Ａは、本物の物体の参照画像を示し、図５Ｂは、参照画像と比較するための物体の検査画像を示す。物体の場所が同一ではなく、可動部分のいくつか、この場合腕時計の針が動いているので、２つの画像における物体の構成は、同様ではあるが同一ではない。参照画像および検査画像は、各々、実質的に同様または同じ条件下で生成された。
【００９２】
以下で、両方の画像内に見える物体の全体を比較することを記載するが、画像内に見える物体の選択された１つまたは複数の部分のみに同じ処理が適用される場合があること、たとえば、物体の中心部分、または物体上のロゴなどの物体の特定の情報豊富領域が比較される可能性があることを理解されたい。
【００９３】
画像は、各々２つ以上の副画像に分解される場合があり、次いで、副画像は個別に処理される。これは、たとえば、画像の最も関連する１つまたは複数の部分を選択することによってより顕著な回答を取得する目的で、または画像を副画像に分解し、副画像を個別に処理する速度および効率の目的で行われる。
【００９４】
比較されるべき画像は、画像ごとに特異点のリストを計算するために、コンピュータを使用して処理される。参照画像用の特異点のリストは、本明細書では参照リストと呼ばれ、検査画像用の特異点のリストは、本明細書では検査リストと呼ばれる。参照画像用の特異点の１つは、本明細書では参照点と呼ばれる。検査画像用の特異点の１つは、本明細書では検査点と呼ばれる。各特異点または関心点は、たとえば、ノイズ、ひずみ、および不完全な測定条件から起こる可能性がある画像の部分的な劣化の下で、画像を認識可能にする顕著な特徴を有する、画像の領域、したがって物体の一部を表す。１つのそのような領域の典型的な例は、コーナーである。画像ごとに抽出される１０００と２０，０００との間の特異点が存在する場合がある。
【００９５】
各特異点は、座標（ｘ，ｙ）、半径（ｒ）、および方位（θ）などの、対応する画像領域の空間的または幾何学的な特徴に関する１つまたは複数のデータを備える場合があり、記述子（Ｄ）、たとえば、対応する画像領域の数学的記述に対応する数の抽象ベクトルを備える場合がある。各記述子は、要素の数、たとえば１２８を備える場合がある。図６Ａおよび図６Ｂは、物体用の特異点の視覚表現を示す。図６Ａは、画像全体で検出された特異点を示し、特異点の位置は小さい黒十字でマークされ、図６Ｂは、図６Ａの画像の一部を示すズームインされた図であり、特異点は特異点に中心がある円でマークされ、円の半径（ｒ）の長さは、対応する特徴のサイズを示し、半径の相対角度は特異点の方位（θ）を表す。特異点の中心の位置は、デカルト座標で表される場合がある。
【００９６】
この種類の特異点は、画像スティッチングなどの画像動作を実行する目的で、コンピュータビジョンシステムにおいてしばしば使用される。コーナー検出器、ハリス、ＦＡＳＴ、およびＤｏＧなどの、画像上の特異点を検出するいくつかのアルゴリズムがすでに開発されており、ならびに、パッチ、ＳＵＲＦ、ＳＩＦＴ、ＨＯＧ、およびＧＬＯＨなどの、特異点用の記述子を実装するいくつかのアルゴリズムがすでに開発されている。
【００９７】
特異点を計算すると、次いで、検査画像は、いくつかの小さい下位領域、たとえば１００個の下位領域に再分割される。１００個の下位領域が存在する場合、下位領域当たり５００００ピクセルが存在する可能性がある。下位領域当たり数十または数百の特異点が存在する場合があり、非常に密な下位領域の場合、最大１０００個の特異点が存在する場合がある。図７は、分割水平線７１および分割垂直線７３のグリッド７０を画像に適用して下位領域７４を描くことによって、３６個の下位領域７４に分割された画像の一例を示す。下位領域Ａ１、Ｆ１、Ａ６、およびＦ６は、製品がこれらの下位領域には存在しないので、分析から除外される。検査画像は、製品の幾何形状および画像の詳細レベルに応じて、下位領域に自動的に再分割することができる。図６も、下位領域６４を描く分割水平線６１および分割垂直線６３を有する例示的なグリッド６０を示す。
【００９８】
参照画像用の特異点を計算すると、参照画像は、同様に、数、サイズ、製品上の位置、および形状において検査画像の下位領域と比較可能な下位領域に分割される。参照画像および検査画像に、同じサイズの下位領域を使用することができる。
【００９９】
下位領域が決定された後、次いで、特異点は、検査画像の下位領域ごとに、かつ参照画像の下位領域ごとに再度計算される。この例では、各特異点は、特異点の座標（ｘ，ｙ）、特異点の半径（ｒ）および方位（θ）、ならびに記述子（Ｄ）を備える。
【０１００】
画像全体または画像の関心領域について下位領域があるレベルの解像度まで決定される前に、特異点が計算される。下位領域が決定された後、特異点は、下位領域の各々についてより細かい解像度まで再度計算される。これにより、下位領域ごとにより多数の特異点がもたらされ、特異点はより小さい半径を有する。画像全体に対してより細かい解像度で特異点を計算することは可能であるが、画像を下位領域に分割すると、計算を並列化することが容易になり、したがって、マルチプロセッサシステム上での実行がより速くなる。
【０１０１】
特異点は、周辺効果を最小化するために、下位領域が決定される前に画像全体に対してより粗い解像度で計算され、粗い特異点は細かい特異点よりも少ないので、このステップを並列化する必要はない。
【０１０２】
物体は、ほぼ同じ場所で撮像され、ほぼ同じ方向から同じ倍率で撮像されるので、検査画像の１つの下位領域内の物体の部分は、検査画像の対応する下位領域内の物体の同じ部分にほぼ対応する。たとえば、図７において、検査画像の下位領域Ｂ５では、物体３の特徴、参照番号「８」が存在する。同じ特徴が、参照画像の対応する下位領域Ｂ５に存在する。したがって、対応する下位領域の比較により、検査画像内の製品と参照画像内の製品との対応する特徴の比較が可能になる。
【０１０３】
参照画像と検査されるべき画像の両方の下位領域について特異点が特定された後、２つの画像内の対応する下記領域間の一致する点が特定され、一致する点は、特異点の対応するリスト内の最も類似する記述子を有する特異点である。一致する点は、検査画像の所与の下位領域と参照画像内のその対応する下位領域との間で、かつ比較されている下位領域の境界から規定された距離までの隣接する下位領域において、特定される場合がある。これは、検査画像と参照画像において正確に位置合わせされていない製品に適応する。一致する点のペアは、本明細書では「一致」または「一致するペア」と呼ばれる。すなわち、１つのリスト内の特異点ごとに、他のリスト内の特異点に対する記述子の類似度に関して、場合によっては、特異点の近接度、特異点の類似する方位、および特異点の類似するサイズなどの特異点の空間的な特徴に関して、可能性が最も高い一致が検索される。
【０１０４】
各記述子は、要素の数、たとえば１２８を備える場合がある。１つのリストからの特異点および別のリストからの特異点の記述子が所与の基準を満足するとき、１つのリストからの特異点は別のリストからの特異点と一致すると考えることができる。
【０１０５】
２つの記述子ｐ＝（ｐ１，ｐ２，．．．ｐｎ）およびｑ＝（ｑ１，ｑ２，．．．ｑｎ）は、それらの距離が所定の基準を満たすとき、一致すると考えることができ、ｐ１，ｐ２，．．．ｐｎは、記述子の様々な要素を表す。
【０１０６】
以下の例では、記述子が正規化されている、すなわち、ベクトルｐおよびｑが||ｐ||＝||ｑ||＝１を満たすことが想定される。
【０１０７】
２つの記述子が一致するか否かを判定することは、２つの記述子ベクトルのユークリッド距離を決定すること、たとえば２−ノルム関数
【数１】
0006503569.tif 000002
を決定することを備える場合がある。
【０１０８】
計算速度などの利便性のために、この距離は、
【数２】
0006503569.tif 000003
として計算することができることに留意すべきである。ここで、ｐおよびｑが正規化されると、最後の等式が保持される。
【０１０９】
２つのベクトル間の角度θが小さいとき、これは、
【数３】
0006503569.tif 000004
によって、さらに近似することができる。
【０１１０】
記述子を正規化し、記述子の距離を計算するために、他の適切な関数、たとえば、１−ノルム距離
ｄ（ｐ，ｑ）＝｜ｐ１−ｑ１｜＋｜ｐ２−ｑ２｜＋．．．＋｜ｐｎ−ｑｎ｜
または、別のｐ−ノルム距離
【数４】
0006503569.tif 000005
を使用することができる。
【０１１１】
所定の基準は、絶対基準、たとえば、距離が所与の値よりも小さいこと、または相対基準、たとえば、参照点の記述子と、一致する検査点の記述子との間の距離が、参照点の記述子と任意の他の検査点の記述子との間の距離よりも小さいこと、または、たとえば、検査点の記述子と、一致する参照点の記述子との間の距離が、検査点の記述子と任意の他の参照点の記述子との間の距離よりも小さいことであり得る。
【０１１２】
所定の基準は、絶対基準と相対基準との組合せであり得る。
【０１１３】
さらに、繰返しパターンを含む画像などについて、多くの類似する記述子がリスト内に存在するとき、一致する記述子の検索を所与の距離よりも近い空間内の特異点の対に限定することが有利であり得る。
【０１１４】
図８Ａは、参照画像用に特定された特異点を示し、特異点の位置は小さい黒十字でマークされている。図８Ｂは、参照画像と比較されるべき検査画像用に特定された特異点を示す。図８Ｃは、検査画像の特異点と一致する参照画像の特異点を示し、図８Ｄは、参照画像の特異点と一致する検査画像の特異点を示す。
【０１１５】
次いで、最良の一致するペアが選択され、２つの画像用の共通座標系を決定するために使用される場合があり、その結果、特異点は共通基準フレームにおいて比較することができる。最良の一致するペアは、可能な限り近い位置合わせに最良の一致するペアを導く変換を決定するために使用することができる。次いで、変換は、共通座標系において特異点を位置合わせするために、参照画像の特異点のすべて、または検査画像の特異点のすべてに適用することができる。たとえば、下位領域内に１０００個の一致するペアが存在する場合があり、変換を決定するためにこれらの一致するペアから最良の１００個または１５０個の一致を選択することができる。変換は、たとえば、参照画像内および検査画像内の物体の異なる位置決めの原因となる参照点の座標および／または検査点の座標の並進および／または回転を実行することを備える場合がある。変換は、たとえば、比較されている２つの画像内の視点の差分、または対応する撮像システムの様々な光学的ひずみの原因となる、スケーリング、共有、および歪曲などのより複雑な動作をさらに備える場合がある。２つの画像内の物体はおおよそ位置合わせされるが、正確には位置合わせされず、同じ方位および視点内の２つの画像からの特異点を比較すると、２つの画像間の詳細の比較が改善される。
【０１１６】
変換行列は、対応する下位領域用に決定され、特定の下位領域内の特異点の座標を回転および／または並進して、対応する下部領域内の特異点と可能な限り近く位置合わせするために、対応する下位領域の１つの中のすべての特異点に適用される。変換行列は、２つの画像の対応する下位領域間の位置合わせおよび後続の比較を改善するために、全体としての画像ではなく、２つの画像間の対応する下位領域について個別に決定される。代替として、画像の特異点のすべてのための単一の変換行列を決定し、全体としてこのステップにおいて画像を処理することが可能である。
【０１１７】
共通座標系のために原点および２つのデカルト軸を定義することができ、一致する特異点は、それぞれの基準フレーム内で可能な限り近い同じ座標を有する。一例として、共通座標系は、共通座標系を決定するために使用される一致する点の間の２乗平均残余距離（ｄｒｍｓ）を最小化する座標系であり得る。一連のｎ個の値を参照する２乗平均という用語は、ここでは、２乗され加算された値の総数（ｎ）によって除算された一致する点の間の残余距離（ｄ１，ｄ２，．．．，ｄｎ）の２乗の和の平方根
【数５】
0006503569.tif 000006
としてのその従来の意味で使用される。
【０１１８】
一致する点の間の最小２乗平均残余距離をもたらす変換行列は、次いで、下位領域内の一致するペアだけでなく、すべての特異点に適用されて、それらの特異点を対応する下位領域内の特異点と可能な限り近く位置合わせする。
【０１１９】
生画像データとは対照的に特異点を変換することは、より少ないデータが処理されることを意味する。しかしながら、本発明をより良く理解する目的で、参照点および検査点を共通基準フレームに導く同じ変換が、図９Ｂに示されるように、参照画像および検査画像を位置合わせに導くために使用されることを指摘することは有用であり、変換は、画像を位置合わせするために、図９Ａに示される検査画像内の個々のピクセルの座標に適用されている。
【０１２０】
言い換えれば、図９Ａは、画像が位置合わせされていないときの２つの画像の重ね合わせを示し、図９Ｂは、共通座標系を定義し、たとえば、検査画像を回転および並進することによって共通座標系に検査画像および参照画像を変換することを介して、位置合わせされた後の２つの画像の重ね合わせを示す。
【０１２１】
共通座標系に特異点を参照させた後、２つのリスト内の特異点は、次いで、２つの画像間の対応度、したがって画像内に表される２つの物体の対応度を確立するために使用される。したがって、２つの物体が同じであるかどうかを判定することができ、すなわち検査されている物体の真偽を判定することができる。
【０１２２】
２つのリスト内の特異点の対の間の対応度を決定するために、スコアまたは関数またはメリット関数が定義される。製品が本物であることをスコアまたは関数もしくはメリット関数の出力が示すかどうかを判定するための境界を設定する既定のしきい値が決定される。しきい値は、製品間、たとえば異なるモデルの腕時計間で異なる場合がある。しきい値は、特定の製品の本物の製品および偽物の製品に対してテストを実行することによって確立される場合がある。
【０１２３】
関数は、一例では、共通座標系における２つのリスト内の一致するペアの間の２乗平均残余距離である。別の例では、関数は、所与の距離よりも近い、たとえば１ピクセルよりも近い、または２ピクセルよりも近いなどの一致するペアのみが考えられるという制約に従う、２つのリスト内の一致するペアの間の２乗平均残余距離である。
【０１２４】
別の例では、関数は、参照リスト内の各点と、空間内でその点に最も近い検査リスト内の点、言い換えれば最も近い隣接点との間の２乗平均残余距離である。さらに別の例では、関数は、所与の距離よりも近い、たとえば１ピクセルよりも近い、または２ピクセルよりも近い点の対のみが考えられるという制約に従う、参照リスト内の各点と、空間内でその点に最も近い検査リスト内の点、言い換えれば最も近い隣接点との間の２乗平均残余距離である。
【０１２５】
さらに別の例では、関数は、記述子が規定されたしきい値よりも大きい類似度を有する点の対のみが考えられるという制約に従う、参照リスト内の各点と、空間内でその点に最も近い検査リスト内の点、言い換えれば最も近い隣接点との間の２乗平均残余距離である。
【０１２６】
さらに別の例では、関数は、２つのリストのうちの１つの中の点の総数に対する一致する点の割合、たとえば、参照リスト内の１０００点のうちの３００の一致する点（３０％）として定義される。点のうちの３０％以上が一致する場合、製品は本物であると見なすことができる。
【０１２７】
検査リスト内の各特異点または参照リスト内の各特異点のまわりの領域は、２つのリストからの特異点が共通座標系に対して位置合わせされた後、特異点の他のリストからの近傍に別の特異点が存在するか否かを判定するために、検査される場合がある。これは、特異点が他のリスト内の点と一致すると以前見なされたか否かにかかわらず、検査リスト内または参照リスト内の特異点ごとに実行される場合がある。たとえば、検査リスト内または参照リスト内の特異点ごとに、特異点に中心がある特定の半径、たとえば１ピクセルまたは２５μｍの円領域は、この円領域内に他のリストからの特異点が存在するかどうかを判定するために、検査される場合がある。
【０１２８】
図１０は、検査画像のサンプルの特異点を示し、特異点の中心は十字でマークされ、特異点は参照番号Ｔ１〜Ｔ７によって示される。図１０は、参照画像のサンプルの特異点も示し、特異点の中心は十字でマークされ、特異点は参照番号Ｒ１〜Ｒ６によって示される。検査画像および参照画像の特異点は、共通座標系においてすでに位置合わせされている。検査画像内の特異点Ｔ１〜Ｔ７ごとに、各点のまわりの半径（ｒ）は、その半径内の参照画像からの特異点が存在するか否かを判定するために考えられる。点Ｔ１の場合、半径（ｒ）内に特異点Ｒ１が存在する。点Ｔ２の場合、半径（ｒ）内に参照画像からの特異点は存在しない。点Ｔ３の場合、半径（ｒ）内に複数の特異点Ｒ５およびＲ６が存在する。検査画像の特異点Ｔ１〜Ｔ７の各々のまわりの半径（ｒ）を考慮すると、点の半径（ｒ）内に１つまたは複数の特異点を有する検査画像の特異点の総数が決定される。この計算は、下位領域の各々について個別に実行することができる。次いで、比較された画像、もしくは比較された画像の関心領域について、半径（ｒ）内に１つまたは複数の特異点を有する検査画像の特異点の総数の、（ａ）検査画像の特異点の総数対する比率、または（ｂ）参照画像の特異点の総数に対する比率を決定するために、結果を組み合わせることができる。比率（ａ）または（ｂ）は、特異点の２つのリストのうちのどちらでも短い方に基づいて選択することができる。この比率は、２つの製品が同じであるか否かを判定するために使用される。２つの製品が同じである場合、比率は高くなる。２つの製品が同じではない場合、比率は低くなる。製品の真偽を判定するための比率の正確なしきい値は、比較されている製品の正確な性質に応じて異なる。
【０１２９】
腕時計の検査画像を同じ個々の腕時計の参照画像と比較する１つの特定のモデルの場合、比率のしきい値は約２０％であることが見出されている。別のモデルの場合、比率のしきい値は４０％であることが見出されている。さらに別の個々の腕時計の場合、しきい値は５０％である。同じモデルの２つの異なる本物の腕時計が比較されると、比率または割合は、しきい値よりもかなり低く、たとえば５％と１０％との間である。同じ対象とするモデルの偽造腕時計と本物の腕時計の場合、比率は１〜２％にすぎない場合がある。製品の真偽を判定するためのしきい値は、製品間で異なる。しきい値は、製品の撮像された詳細の複雑さに依存する。製品ごとのしきい値は、特定のモデルについて較正および決定される必要がある。
【０１３０】
図１１Ａ〜図１１Ｄは、特異点、ならびに、参照画像用および特異点が共通座標系に参照された後に参照画像と比較されるべき検査画像用の２ピクセルよりも近い特異点を示す。図１１Ａは参照画像用に特定された特異点を示し、図１１Ｂは検査画像用に特定された特異点を示す。図１１Ｃは、共通座標系において検査画像の特異点に対して２ピクセルよりも近い参照画像の特異点を示す。図１１Ｃおよび図１１Ｄでは、それらの記述子にかかわらず、２ピクセルよりも近いすべての点が保持される。図１１Ｄは、共通座標系において参照画像の特異点に対して２ピクセルよりも近い検査画像の特異点を示す。図１２Ａ〜図１２Ｄは、比較プロセスを示すために、それぞれ図１１Ａ〜図１１Ｄに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す。
【０１３１】
上述された例は網羅的であるように意図されておらず、上述された基準のうちの２つ以上を組み合わせる関数を含む、他の関数を使用できることが明らかである。
【０１３２】
関数に基づいて、回答はコンピュータによって出力され、２つの画像間の対応度、すなわち画像内に表される２つの物体の対応度に関してユーザに伝達される。この回答は、関数自体の出力であり得るか、または、関数が規定値を上回る／下回るかについての単なるイエス／ノーであり得るか、または、たとえば比率および一致する点の間のｒｍｓ距離を伝達するより複雑な回答である可能性がある。
【０１３３】
回答は、撮像装置２に局所的に計算され、中央サーバであり得る検証局に送られる場合がある。回答は、リモートサーバで計算され、撮像装置２にいるユーザに伝達される場合がある。
【０１３４】
後で検査画像が比較され得る新しい参照画像として、本物の製品の画像を取り込むことは、必要または望ましい場合がある。たとえば、製品が修理された場合、製品の詳細はわずかに変化する場合がある。修理後、撮像装置２を使用して製品を撮像することができ、画像データは後日製品を認証するための参照として記憶される。後日データに対して分析を実行することができるように、生画像データを記憶することが特に有用である。
【図１】
0006503569.tif 000007
【図２】
0006503569.tif 000008
【図３Ａ】
0006503569.tif 000009
【図３Ｂ】
0006503569.tif 000010
【図３Ｃ】
0006503569.tif 000011
【図３Ｄ】
0006503569.tif 000012
【図４Ａ】
0006503569.tif 000013
【図４Ｂ】
0006503569.tif 000014
【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
0006503569.tif 000016
【図５Ｂ】
0006503569.tif 000017
【図６Ａ】
0006503569.tif 000018
【図６Ｂ】
0006503569.tif 000019
【図７】
0006503569.tif 000020
【図８Ａ】
0006503569.tif 000021
【図８Ｂ】
0006503569.tif 000022
【図８Ｃ】
0006503569.tif 000023
【図８Ｄ】
0006503569.tif 000024
【図９Ａ】
0006503569.tif 000025
【図９Ｂ】
0006503569.tif 000026
【図１０】
0006503569.tif 000027
【図１１Ａ】
0006503569.tif 000028
【図１１Ｂ】
0006503569.tif 000029
【図１１Ｃ】
0006503569.tif 000030
【図１１Ｄ】
0006503569.tif 000031
【図１２Ａ】
0006503569.tif 000032
【図１２Ｂ】
0006503569.tif 000033
【図１２Ｃ】
0006503569.tif 000034
【図１２Ｄ】
0006503569.tif 000035