(57)【要約】【課題】量子化誤差の影響を抑制しつつ、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができる画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を提供すること。【解決手段】登録画像および入力画像から２次微分画像１１を作成して、２次微分画像１１の画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出し、検出したゼロクロス点から所定の距離内の画素値を０に設定し、その結果得られた登録画像および入力画像の２次微分画像に対して畳み込み演算をおこなうことにより、一致度を算出して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
登録画像および入力画像を２次微分することにより２次微分画像を作成し、作成された２次微分画像に基づいて登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する画像処理装置であって、
前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段と、
前記ゼロクロス点検出手段により検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する一致度判定手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記登録画像および／または入力画像中のノイズ領域を検出するノイズ領域検出手段をさらに備え、
前記一致度判定手段は、前記ノイズ領域検出手段により検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、前記ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ノイズ領域検出手段は、前記画像中のノイズを構成する画素の領域を所定の範囲拡大した領域をノイズ領域として検出することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記一致度判定手段は、前記２次微分画像においてゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定することにより該所定の距離内にある画素値の情報を除外して、畳み込み演算により登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
登録画像および入力画像を２次微分することにより２次微分画像を作成し、作成された２次微分画像に基づいて登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する画像処理プログラムであって、
前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手順と、
前記ゼロクロス点検出手順により検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する一致度判定手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項６】
前記登録画像および／または入力画像中のノイズ領域を検出するノイズ領域検出手順をさらに含み、
前記一致度判定手順は、前記ノイズ領域検出手順により検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、前記ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする請求項５に記載の画像処理プログラム。
【請求項７】
前記ノイズ領域検出手順は、前記画像中のノイズを構成する画素の領域を所定の範囲拡大した領域をノイズ領域として検出することを特徴とする請求項６に記載の画像処理プログラム。
【請求項８】
前記一致度判定手順は、前記２次微分画像においてゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定することにより該所定の距離内にある画素値の情報を除外して、畳み込み演算により登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする請求項５、６または７に記載の画像処理プログラム。
【請求項９】
登録画像および入力画像を２次微分することにより２次微分画像を作成し、作成された２次微分画像に基づいて登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する画像処理方法であって、
前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出工程と、
前記ゼロクロス点検出工程により検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する一致度判定工程と
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
前記登録画像および／または入力画像中のノイズ領域を検出するノイズ領域検出工程をさらに含み、
前記一致度判定工程は、前記ノイズ領域検出工程により検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、前記ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、登録画像および入力画像を２次微分することにより２次微分画像を作成し、作成された２次微分画像に基づいて登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関するものであり、特に、量子化誤差の影響を抑制しつつ、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができる画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印鑑などの基準となる画像をあらかじめ登録し、登録された登録画像と新たに入力された入力画像とを照合する画像照合システムが用いられている。この画像照合システムでは、登録画像および入力画像の画素値に２次微分などの演算を適用し、それにより得られる特徴量を用いて２つの画像の一致度を判定する（特許文献１参照。）。このように、それぞれの画像の特徴量を抽出することにより、画像の特徴を際立たせることができ、照合の精度を高めることができる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３５９４８８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に代表される従来技術では、画像照合処理をおこなうため、登録画像と入力画像との位置あわせを画像の座標変換によりおこなう場合に、マスク処理の異方性などにより量子化誤差が発生し、一致度にばらつきが生じるという問題があった。
【０００５】
たとえば、登録画像と入力画像とで画像の角度が異なる場合には、どちらかの画像を回転させて画像照合処理をおこなう必要があるが、回転後の画像にマスク処理を施す際にマスクが厳密な回転対称でないことなどにより、画素の座標に量子化誤差が生じてしまう。
【０００６】
量子化誤差は、画像の解像度を高くすることにより改善されるが、解像度を高くすると一致度を判定する処理に要する時間が長くなってしまう。特に、入力画像を多数の登録画像と照合する必要がある一致度の判定処理においては、判定処理に要する時間の短縮は重要な問題となってくる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、量子化誤差の影響を抑制しつつ、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができる画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、登録画像および入力画像を２次微分することにより２次微分画像を作成し、作成された２次微分画像に基づいて登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する画像処理装置であって、前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段と、前記ゼロクロス点検出手段により検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する一致度判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る画像処理装置は、請求項１の発明において、前記登録画像および／または入力画像中のノイズ領域を検出するノイズ領域検出手段をさらに備え、前記一致度判定手段は、前記ノイズ領域検出手段により検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、前記ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る画像処理装置は、請求項２の発明において、前記ノイズ領域検出手段は、前記画像中のノイズを構成する画素の領域を所定の範囲拡大した領域をノイズ領域として検出することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る画像処理装置は、請求項１、２または３の発明において、前記一致度判定手段は、前記２次微分画像においてゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定することにより該所定の距離内にある画素値の情報を除外して、畳み込み演算により登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る画像処理プログラムは、登録画像および入力画像を２次微分することにより２次微分画像を作成し、作成された２次微分画像に基づいて登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する画像処理プログラムであって、前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手順と、前記ゼロクロス点検出手順により検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する一致度判定手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る画像処理プログラムは、請求項５の発明において、前記登録画像および／または入力画像中のノイズ領域を検出するノイズ領域検出手順をさらに含み、前記一致度判定手順は、前記ノイズ領域検出手順により検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、前記ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に係る画像処理プログラムは、請求項６の発明において、前記ノイズ領域検出手順は、前記画像中のノイズを構成する画素の領域を所定の範囲拡大した領域をノイズ領域として検出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に係る画像処理プログラムは、請求項５、６または７の発明において、前記一致度判定手順は、前記２次微分画像においてゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定することにより該所定の距離内にある画素値の情報を除外して、畳み込み演算により登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９に係る画像処理方法は、登録画像および入力画像を２次微分することにより２次微分画像を作成し、作成された２次微分画像に基づいて登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する画像処理方法であって、前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出工程と、前記ゼロクロス点検出工程により検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する一致度判定工程とを含んだことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に係る画像処理方法は、請求項９の発明において、前記登録画像および／または入力画像中のノイズ領域を検出するノイズ領域検出工程をさらに含み、前記一致度判定工程は、前記ノイズ領域検出工程により検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、前記ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出し、検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、量子化誤差の影響を抑制しつつ、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができるという効果を奏する。
【００１９】
また、請求項２の発明によれば、登録画像および／または入力画像中のノイズ領域をさらに検出し、検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、ノイズと判定された画素の領域が実際にはノイズではなく、一致度を判定すべき画像の一部であった場合でも、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができるという効果を奏する。
【００２０】
また、請求項３の発明によれば、画像中のノイズを構成する画素の領域を所定の範囲拡大した領域をノイズ領域として検出することとしたので、ノイズの影響を受けた２次微分画像の領域を効率的に抽出して一致度を判定する処理をおこなうことができるという効果を奏する。
【００２１】
また、請求項４の発明によれば、２次微分画像においてゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定することにより所定の距離内にある画素値の情報を除外して、畳み込み演算により登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、ゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値の情報を効率的に除外して一致度を判定する処理をおこなうことができるという効果を奏する。
【００２２】
また、請求項５の発明によれば、前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出し、検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、量子化誤差の影響を抑制しつつ、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができるという効果を奏する。
【００２３】
また、請求項６の発明によれば、登録画像および／または入力画像中のノイズ領域をさらに検出し、検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、ノイズと判定された画素の領域が実際にはノイズではなく、一致度を判定すべき画像の一部であった場合でも、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができるという効果を奏する。
【００２４】
また、請求項７の発明によれば、画像中のノイズを構成する画素の領域を所定の範囲拡大した領域をノイズ領域として検出することとしたので、ノイズの影響を受けた２次微分画像の領域を効率的に抽出して一致度を判定する処理をおこなうことができるという効果を奏する。
【００２５】
また、請求項８の発明によれば、２次微分画像においてゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定することにより所定の距離内にある画素値の情報を除外して、畳み込み演算により登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、ゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値の情報を効率的に除外して一致度を判定する処理をおこなうことができるという効果を奏する。
【００２６】
また、請求項９の発明によれば、前記登録画像および／または入力画像から作成された２次微分画像において画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出し、検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、量子化誤差の影響を抑制しつつ、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができるという効果を奏する。
【００２７】
また、請求項１０の発明によれば、登録画像および／または入力画像中のノイズ領域をさらに検出し、検出されたノイズ領域における画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限するとともに、ゼロクロス点から所定の距離内にある画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、ノイズと判定された画素の領域が実際にはノイズではなく、一致度を判定すべき画像の一部であった場合でも、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明に係る画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、印鑑画像をスキャナ装置等から入力画像として読み込み、登録してある登録印鑑画像との間で一致の度合いを判定する場合について説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２９】
まず、本実施例１に係る量子化誤差による影響を除外する処理の概念について説明する。図１は、実施例１に係る量子化誤差による影響を除外する処理の概念について説明する説明図である。図１に示すように、この処理においては、まず、印鑑画像１０に２次微分を適用し、２次微分画像１１を作成する。この印鑑画像１０は、スキャナ等で読み込んだグレースケールの画像に２値化処理を適用した画像である。２値化処理をおこなっているのは、印鑑画像１０の記憶に必要な記憶容量を少なくするためである。
【００３０】
また、２次微分画像１１とは、印鑑画像１０にラプラシアンフィルタを適用するなどして得た画像であり、２次微分画像１１の各画素は２次微分された値を保持している。２次微分画像１１の領域１１ａは、そこに含まれる画素の画素値が正値である領域であり、領域１１ｂは、画素値が負値である領域であり、領域１１ｃは、画素値が０である領域である。
【００３１】
この処理においては、２次微分画像１１の画素値が正値から負値または負値から正値に変化する点をゼロクロス点として検出する。そして、そのゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値をゼロに設定した２次微分画像１３を作成する。図１には、画素値を０に設定した領域であるゼロクロス領域１２を示してある。
【００３２】
ここで、２次微分画像１３の拡大図１４に示すように、ゼロクロス領域１２は、画素値が正値である領域１４ａおよび画素値が負値である領域１４ｂに挟まれて存在し、領域１４ａと領域１４ｂとは、ゼロクロス領域１２がある分だけ、領域１１ａおよび領域１１ｂよりも面積が小さくなっている。
【００３３】
画像の一致度は、このようにして作成した２次微分画像１３を用いて畳み込み演算をおこなうことにより算出する。畳み込み演算は積和演算であるため、画素値が０であるゼロクロス領域１２は一致度に寄与せず、ゼロクロス領域１２にある画素の画素値の情報は無視される。このように、画素値を０に設定したゼロクロス領域１２を設け、量子化誤差の影響を除外することにより、画像の一致度の判定処理を効率的におこなうことができる。
【００３４】
図２は、ゼロクロス領域１２を設定する処理の一例について説明する説明図である。図２には、２次微分画像１１中のあるラインに沿った画素値２０ａと、その画像を所定の角度回転させた際の上記ラインに沿った画素値２１ａとが示されている。また、画素値２０ｂおよび２１ｂは、特許第３３５９４８８号明細書に開示されている画像処理技術を用いて、画素値２０ａおよび画素値２１ａの上限値および下限値を正規化したものである。
【００３５】
画素値２０ｂおよび画素値２１ｂに示されるように、画像の回転をおこなうと、座標変換時のマスク処理の異方性などにより量子化誤差が発生し、画素値が大きく異なってしまう場合がある。
【００３６】
そこで、画素値２０ｂおよび画素値２１ｂにおいて、値が正値から負値へまたは負値から正値へ変化する点をゼロクロス点２２ａ〜２２ｄとして検出し、ゼロクロス点から所定の範囲内の画素値を０に設定する。この画素値が０に設定された領域は、図１に示したゼロクロス領域１２に対応する。このようにして、画素値２０ｂおよび画素値２１ｂは、ゼロクロス領域１２を有する画素値２０ｃおよび２１ｃにそれぞれ補正される。
【００３７】
つぎに、本実施例１に係る画像処理装置の機能的構成について説明する。図３は、実施例１に係る画像処理装置の機能的構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、この画像処理装置は、入力部３０、表示部３１、印鑑画像登録部３２、入力画像取得部３３、２次微分画像作成部３４、ゼロクロス点検出部３５、記憶部３６、一致度判定部３７、画像照合部３８および制御部３９を有する。
【００３８】
入力部３０は、キーボードやマウスなどの入力デバイスであり、表示部３１は、ディスプレイなどの表示デバイスである。印鑑画像登録部３２は、グレースケールの印鑑画像を２値化して、登録画像として登録する登録部である。入力画像取得部３３は、登録画像と比較するグレースケールの印鑑画像を２値化して、入力画像として取得する取得部である。
【００３９】
２次微分画像作成部３４は、図１で説明した２次微分画像１１を作成する作成部である。２次微分画像作成部３４は、登録画像および入力画像にラプラシアンフィルタを適用し、それぞれの２次微分画像１１を作成する。
【００４０】
２次微分画像１１を作成する際には、２次微分画像作成部３４は、平滑化フィルタを用いて画像の平滑化をおこない、細かなノイズの影響を除去した後に、ラプラシアンフィルタを適用する。また、２次微分画像作成部３４は、特許第３３５９４８８号明細書に開示されている画像処理技術を用いて、画素値の上限値および下限値を正規化する処理をおこなう。
【００４１】
ゼロクロス点検出部３５は、２次微分画像作成部３４が作成した、登録画像および入力画像の２次微分画像１１から、画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点２２ａ〜２２ｄを検出する検出部である。
【００４２】
記憶部３６は、ハードディスク装置などの記憶デバイスであり、登録画像データ３６ａおよび入力画像データ３６ｂを記憶している。登録画像データ３６ａは、印鑑画像登録部３２により登録された印鑑画像のデータである。入力画像データ３６ｂは、入力画像取得部３３により取得された入力画像のデータである。
【００４３】
一致度判定部３７は、ゼロクロス点検出部３５により検出されたゼロクロス点から所定の距離内の画素値の情報を除外して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定する判定部である。具体的には、登録画像および入力画像の一致度を、ゼロクロス領域１２を有する登録画像および入力画像の２次微分画像１３における画素値の畳み込み演算により算出する。ここで、この畳み込み演算においては、登録画像および入力画像の２次微分画像１３の位置ずれ量を変化させながら積和演算をおこなう。
【００４４】
この一致度判定部３７は、ゼロクロス領域設定部３７ａおよび判定処理部３７ｂを有する。ゼロクロス領域設定部３７ａは、ゼロクロス点検出部３５により検出されたゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定し、ゼロクロス領域１２を設定する設定部である。この範囲は、シミュレーション等をおこなうことにより画像の照合精度が最も高くなる最適な範囲に設定する。
【００４５】
判定処理部３７ｂは、登録画像および入力画像の２次微分画像１３間で畳み込み演算をおこなうことにより登録画像と入力画像との間の一致度を算出し、一致度が最大値を示す位置ずれ量の情報を抽出する処理部である。
【００４６】
具体的には、判定処理部３７ｂは、畳み込み演算をおこなうことにより、登録画像と入力画像との間の位置ずれ量とそれに対応する一致度の値の情報とを保持した２次元平面を求め、その２次元平面から一致度が最大となる座標値を検出し、その座標値を位置ずれ量として抽出する。ここでは、畳み込み演算を高速に実行するため、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて演算をおこなう。
【００４７】
画像照合部３８は、判定処理部３７ｂにより抽出された位置ずれ量の情報を基にして登録画像と入力画像の画像照合をおこなう照合部である。画像照合は、上記畳み込み演算により得られた一致度の情報を基にしておこなってもよいし、その他の方法を用いてもよい。制御部３９は、画像処理装置を全体制御する制御部であり、各機能部間における各種データの授受などを司る制御部である。
【００４８】
つぎに、図３に示した画像処理装置のハードウェア構成について説明する。図４は、図３に示した画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。図４に示すように、この画像処理装置は、キーボード４０、ディスプレイ４１、ＣＰＵ４２、ＲＡＭ４３、ＨＤＤ１４４およびＲＯＭ４６をバス４７で接続した構成となる。
【００４９】
ＨＤＤ４４が格納および読み出し制御する記憶媒体であるハードディスク（ＨＤ）４５には、本実施例１で示される画像処理方法をコンピュータで実行することにより実現する画像処理プログラム４５ａが記憶され、実行時にＲＡＭ４３に読み込まれた後、ＣＰＵ４２によりプログラムが解析され、画像処理プロセスの実行がおこなわれる。
【００５０】
この画像処理プロセスが、図３に示した印鑑画像登録部３２、入力画像取得部３３、２次微分画像作成部３４、ゼロクロス点検出部３５、一致度判定部３７および画像照合部３８の各部の機能に対応する。また、登録画像データ３６ａや入力画像データ３６ｂなどもＨＤ４５に記憶され、ＲＡＭ４３に読み込まれてＣＰＵ４２により参照される。
【００５１】
つぎに、本実施例１に係る画像処理装置がおこなう２次微分画像１１の作成処理の処理手順について説明する。図５は、実施例１に係る画像処理装置がおこなう２次微分画像１１の作成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００５２】
図５に示すように、まず、この画像処理装置の２次微分画像作成部３４は、平滑化フィルタを用いて２次微分画像１１を作成する画像１０を平滑化する処理をおこない（ステップＳ５０１）、ラプラシアンフィルタを用いて画像１０に２次微分を適用する（ステップＳ５０２）。その後、２次微分画像作成部３４は、２次微分が適用された２次微分画像１１の画素値の上限値および下限値を正規化する処理をおこなう（ステップＳ５０３）。
【００５３】
つぎに、本実施例１に係る画像処理装置がおこなう画像照合処理の処理手順について説明する。図６は、実施例１に係る画像処理装置がおこなう画像照合処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００５４】
図６に示すように、まず、画像処理装置の入力画像取得部３３は、入力画像をスキャナ等により読み取って取得し（ステップＳ６０１）、２次微分画像作成部３４は、取得した入力画像の２次微分画像（入力２次微分画像）を作成する処理をおこなう（ステップＳ６０２）。この２次微分画像作成処理は、図５に示した処理手順に従っておこなわれる。
【００５５】
続いて、判定処理部３７ｂは、登録画像を登録画像データ３６ａから取得して（ステップＳ６０３）、回転処理をおこなう回数をカウントするカウンタｉを０に設定し（ステップＳ６０４）、登録画像をｉ・Δθ度回転する（ステップＳ６０５）。ここで、角度Δθは、あらかじめ定められた回転角度の最小単位である。
【００５６】
その後、２次微分画像作成部３４は、図５に示した処理手順に従って、回転処理がおこなわれた登録画像の２次微分画像（登録２次微分画像）を作成する処理をおこない（ステップＳ６０６）、ゼロクロス点検出部３５は、登録２次微分画像からゼロクロス点を検出する（ステップＳ６０７）。
【００５７】
そして、ゼロクロス領域設定部３７ａは、ゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定し（ステップＳ６０８）、判定処理部３７ｂは、入力２次微分画像と登録２次微分画像との間で畳み込み演算を実行し、登録画像と入力画像との間の位置ずれ量と一致度との関係を算出する（ステップＳ６０９）。
【００５８】
続いて、判定処理部３７ｂは、回転角度および登録画像と入力画像との間の位置ずれ量と一致度との関係を記憶し（ステップＳ６１０）、カウンタｉに１を加算する（ステップＳ６１１）。そして、判定処理部３７ｂは、角度ｉ・Δθが３６０度以上であるかどうかを調べ（ステップＳ６１２）、３６０度未満である場合には（ステップＳ６１２，Ｎｏ）、ステップＳ６０５に移行してそれ以降の処理を継続する。
【００５９】
角度ｉ・Δθが３６０度以上である場合には（ステップＳ６１２，Ｙｅｓ）、判定処理部３７ｂは、ステップＳ６１０で記憶した一致度の中から、最大値を示す一致度を検索し、その一致度に対応する位置ずれ量および回転角度を抽出する（ステップＳ６１３）。
【００６０】
そして、画像照合部３８は、抽出された位置ずれ量および回転角度を基にして、登録画像と入力画像との位置合わせを実行し（ステップＳ６１４）、その後、画像照合処理をおこなう（ステップＳ６１５）。
【００６１】
以上説明してきたように、本実施例１によれば、２次微分画像作成部３４が、登録画像および入力画像から２次微分画像を作成し、ゼロクロス点検出部３５が、２次微分画像の画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出し、一致度判定部３７が、検出されたゼロクロス点から所定の距離内の画素値を０に設定し、登録画像および入力画像の２次微分画像に対して畳み込み演算をおこなうことにより一致度を算出して登録画像と入力画像との間の一致の度合いを判定することとしたので、印鑑画像を回転するなどして画像の照合をおこなう場合に、量子化誤差の影響を抑制しつつ、一致度を判定する処理を効率的におこなうことができる。
【００６２】
なお、実施例１では、登録画像の２次微分画像に対してゼロクロス領域を設定することとしたが、入力画像の２次微分画像に対してゼロクロス領域を設定し、ゼロクロス領域が設定された入力画像の２次微分画像と、登録画像の２次微分画像との間の一致の度合いを判定することとしてもよい。また、登録画像および入力画像の両方の２次微分画像に対してゼロクロス領域を設定し、ゼロクロス領域が設定された入力画像の２次微分画像と、同じくゼロクロス領域が設定された登録画像の２次微分画像との間の一致の度合いを判定することとしてもよい。
【実施例２】
【００６３】
ところで、上記実施例１では、画像を２次微分画像に変換する前に平滑化処理をおこなって細かなノイズの影響を抑制するようにしているが、濃度値が同程度である画素が連続している場合には、ノイズかどうかを判定するのが難しくなる。そこで、本実施例２では、ある画素の領域がノイズ領域として検出された際に、そのノイズ領域における画素の画素値の振幅に係る情報を除去してしまうのではなく、画素値の振幅を所定の範囲内に制限して保持しておく場合について説明する。
【００６４】
このように画素値の振幅を所定の範囲内に制限して保持しておくことにより、ノイズと判定された画素の領域が実際にはノイズではなく、一致度を判定すべき画像の一部であった場合に、画像の一致度を算出する際の畳み込み演算に対して一定の影響を与えることとなり、画像の一致度が極度に低下することを防ぐことができる。
【００６５】
まず、本実施例２に係る画素値の振幅を所定の範囲内に制限する処理の概念について説明する。図７は、実施例２に係る画素値の振幅を所定の範囲内に制限する処理の概念について説明する説明図である。図７に示すように、この処理においては、まず、除去すべきかどうかが判定困難な、直線状のノイズ７０ａがある印鑑画像７０に２次微分を適用し、２次微分画像７１を作成する。
【００６６】
ここで、ノイズ７０ａは、枠線などの印鑑とは無関係の背景画像であるか、あるいは、角印などの印鑑画像の一部であるかは判定できないものとする。また、２次微分画像７１の領域７１ａは、画素値が正値である領域であり、領域７１ｂは、画素値が負値である領域であり、領域７１ｃは、画素値が０である領域である。
【００６７】
一方で、この処理では、直線からなるノイズ７０ａをランレングス処理などにより検出し、ノイズを構成している画素領域７２を抽出する。ここで、ランレングス処理とは、濃度値が同一である画素が所定の方向に一定以上連続している場合に、その画素により構成される部分を直線として検出する処理である。
【００６８】
そして、抽出された画素領域７２を所定の範囲拡大した領域をノイズ領域７３として設定する。２次微分を画像７０に適用すると、２次微分画像７１に示されるように、ノイズ７０ａが画素値に与える影響が、実際のノイズを構成する画素領域７２よりも拡大する。そのため、画素領域７２を所定の範囲拡大する上記処理を実行する。
【００６９】
その後、設定したノイズ領域７３に対応する２次微分画像７１上の領域７４ａにおいて、画素値の振幅を所定の範囲内に制限する処理をおこない、振幅が制限された２次微分画像７４を用いて画像の一致度判定処理を実行する。
【００７０】
図８は、画素値の振幅を所定の範囲内に制限する処理の一例を説明する説明図である。図８には、２次微分画像７１中のあるラインに沿った画素値８０が示されている。また、画素値８１は、特許第３３５９４８８号明細書に開示されている画像処理技術を用いて、画素値８０の上限値および下限値を正規化したものである。
【００７１】
画素値８１において、楕円で囲まれた領域８１ａが図７に示したノイズ領域７３に対応する。また、画素値８２は、楕円で囲まれた領域８２ａに示されるように、領域８１ａの画素値の振幅を所定の範囲内に制限したものである。
【００７２】
このように、ノイズ領域７３の画素値の振幅を所定の範囲内に制限した２次微分画像７４を用いて画像の一致度を判定する処理をおこなうことにより、ノイズと判定された画素の領域が実際にはノイズではなく、一致度を判定すべき画像の一部であった場合に、画像の一致度が極度に低下することを防ぐことができる。
【００７３】
つぎに、本実施例２に係る画像処理装置の機能的構成について説明する。図９は、実施例２に係る画像処理装置の機能的構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは、図３に示した実施例１に係る画像処理装置と同様の機能を有する機能部については、同一の符号を付与することとし、詳細な説明を省略することとする。
【００７４】
図９に示すように、この画像処理装置は、入力部３０、表示部３１、印鑑画像登録部３２、入力画像取得部３３、２次微分画像作成部３４、ゼロクロス点検出部３５、ノイズ領域検出部４０、記憶部３６、一致度判定部３７、画像照合部３８および制御部３９を有する。
【００７５】
入力部３０は、キーボードやマウスなどの入力デバイスであり、表示部３１は、ディスプレイなどの表示デバイスである。印鑑画像登録部３２は、グレースケールの印鑑画像を２値化して、登録画像として登録する登録部である。入力画像取得部３３は、登録画像と比較するグレースケールの印鑑画像を２値化して、入力画像として取得する取得部である。
【００７６】
２次微分画像作成部３４は、登録画像および入力画像にラプラシアンフィルタを適用し、それぞれの２次微分画像７１を作成する作成部である。ゼロクロス点検出部３５は、登録画像および入力画像の２次微分画像７１から、画素値が正値から負値または負値から正値に変化するゼロクロス点を検出する検出部である。
【００７７】
ノイズ領域検出部４０は、図７に示された画像中にある直線状のノイズ７０ａを構成する画素の領域７２を所定の範囲拡大し、拡大された領域をノイズ領域７３として検出する検出部である。具体的には、ノイズ領域検出部４０は、まず、２値化された画像の黒画素の膨張処理および収縮処理を順次行うことにより、連続する黒画素のかすれや中抜けなどの画像の劣化を修正する。
【００７８】
その後、ノイズ領域検出部４０は、ランレングス処理をおこない、ノイズである可能性のある直線を検出する。ランレングス処理においては、印鑑画像中の直線などのように、ノイズではない直線を検出することを避けるため、入力画像の幅に対して所定の割合以上の直線のみを検出するなどの条件をあらかじめ設定しておく。そして、ノイズ領域検出部４０は、直線を構成する画素の領域を所定の範囲拡大した画素の領域をノイズ領域７３として検出する。
【００７９】
記憶部３６は、ハードディスク装置などの記憶デバイスであり、登録画像データ３６ａ、入力画像データ３６ｂおよびノイズ領域データ３６ｃを記憶している。登録画像データ３６ａは、印鑑画像登録部３２により登録された印鑑画像のデータであり、入力画像データ３６ｂは、入力画像取得部３３により取得された入力画像のデータである。ノイズ領域データ３６ｃは、ノイズ領域検出部４０により検出されたノイズ領域７３のデータである。
【００８０】
一致度判定部３７は、登録画像と入力画像との間の画像の一致の度合いを判定する判定部である。この一致度判定部３７は、ゼロクロス領域設定部３７ａ、振幅制限部３７ｃおよび判定処理部３７ｂを有する。ゼロクロス領域設定部３７ａは、ゼロクロス点検出部３５により検出されたゼロクロス点から所定の範囲内にある画素の画素値を０に設定し、ゼロクロス領域１２を設定する設定部である。
【００８１】
振幅値制限部３７ｃは、ノイズ領域検出部４０により検出されたノイズ領域７３内にある画素の画素値の振幅を所定の範囲内に制限する処理をおこなう。振幅を制限する範囲は、シミュレーション等をおこなうことにより画像の一致の度合いを判定するのに最適となる範囲に設定する。
【００８２】
判定処理部３７ｂは、登録画像および入力画像の２次微分画像７４間で畳み込み演算をおこなうことにより登録画像と入力画像との間の一致度を算出し、一致度が最大値を示す位置ずれ量の情報を抽出する処理部である。
【００８３】
画像照合部３８は、判定処理部３７ｂにより抽出された位置ずれ量の情報を基にして登録画像と入力画像の画像照合をおこなう照合部である。画像照合は、上記畳み込み演算により得られた一致度の情報を基にしておこなってもよいし、その他の方法を用いてもよい。制御部３９は、画像処理装置を全体制御する制御部であり、各機能部間における各種データの授受などを司る制御部である。
【００８４】
なお、本実施例２に係る画像処理装置のハードウェア構成は、図４に示したハードウェア構成とほぼ同様であり、ＨＤ４５にさらにノイズ領域データ３６ｃが記憶される点が異なる。また、図４に示した画像処理プログラム４５ａが解析されて実行される画像処理プロセスは、図９に示した印鑑画像登録部３２、入力画像取得部３３、２次微分画像作成部３４、ゼロクロス点検出部３５、ノイズ領域検出部４０、一致度判定部３７および画像照合部３８の各部の機能に対応する。
【００８５】
つぎに、本実施例２に係る画像処理装置がおこなう画像照合処理の処理手順について説明する。図１０および図１１は、実施例２に係る画像処理装置がおこなう画像照合処理の処理手順を示すフローチャート（１）および（２）である。
【００８６】
図１０に示すように、まず、画像処理装置の入力画像取得部３３は、入力画像をスキャナ等により読み取って取得する（ステップＳ１００１）。そして、ノイズ領域検出部４０は、取得した入力画像のノイズを検出する（ステップＳ１００２）。その際、ノイズ領域検出部４０は、黒画素膨張処理・黒画素収縮処理を順次おこない、その後、ランレングス処理をおこなって直線状のノイズを検出する。その後、ノイズ領域検出部４０は、検出した入力画像のノイズの領域を所定の範囲拡大したノイズ領域を設定する（ステップＳ１００３）。
【００８７】
続いて、２次微分画像作成部３４は、入力画像の２次微分画像（入力２次微分画像）を作成する処理をおこなう（ステップＳ１００４）。ここで、入力２次微分画像の作成処理は、図５に示した２次微分画像作成処理の処理手順と同様である。そして、振幅値制御部３７ｃは、入力２次微分画像のノイズ領域の画素値を所定の範囲内に制限する処理をおこなう（ステップＳ１００５）。
【００８８】
その後、判定処理部３７ｂは、登録画像を登録画像データ３６ａから取得する（ステップＳ１００６）。そして、ノイズ領域検出部４０は、取得した登録画像のノイズを検出し（ステップＳ１００７）、検出した登録画像のノイズの領域を所定の範囲拡大したノイズ領域を設定する（ステップＳ１００８）。
【００８９】
続いて、判定処理部３７ｂは、回転処理をおこなう回数をカウントするカウンタｉを０に設定し（ステップＳ１００９）、登録画像をｉ・Δθ度回転する（ステップＳ１０１０）。そして、２次微分画像作成部３４は、登録画像の２次微分画像（登録２次微分画像）を作成する処理をおこなう（ステップＳ１０１１）。
【００９０】
その後、図１１に示すように、ゼロクロス点検出部３５は、登録２次微分画像からゼロクロス点を検出し（ステップＳ１０１２）、判定処理部３７ｂは、登録画像のノイズ領域をｉ・Δθ度回転する（ステップＳ１０１３）。
【００９１】
そして、ゼロクロス領域設定部３７ａは、ゼロクロス点から所定の距離内にある画素の画素値を０に設定し（ステップＳ１０１４）、振幅値制限部３７ｃは、登録２次微分画像のノイズ領域の画素値を所定の範囲内に制限する処理をおこなう（ステップＳ１０１５）。
【００９２】
続いて、判定処理部３７ｂは、入力２次微分画像と登録２次微分画像との間で畳み込み演算を実行し、登録画像と入力画像との間の位置ずれ量と一致度との関係を算出する（ステップＳ１０１６）。そして、判定処理部３７ｂは、回転角度および登録画像と入力画像との間の位置ずれ量と一致度との関係を記憶し（ステップＳ１０１７）、カウンタｉに１を加算する（ステップＳ１０１８）。
【００９３】
その後、判定処理部３７ｂは、角度ｉ・Δθが３６０度以上であるかどうかを調べ（ステップＳ１０１９）、３６０度未満である場合には（ステップＳ１０１９，Ｎｏ）、ステップＳ１０１０に移行してそれ以降の処理を継続する。
【００９４】
角度ｉ・Δθが３６０度以上である場合には（ステップＳ１０１９，Ｙｅｓ）、判定処理部３７ｂは、ステップＳ１０１７で記憶した一致度の中から、最大値を示す一致度を検索し、その一致度に対応する位置ずれ量および回転角度を抽出する（ステップＳ１０２０）。
【００９５】
そして、画像照合部３８は、抽出された位置ずれ量および回転角度を基にして、登録画像と入力画像との位置合わせを実行し（ステップＳ１０２１）、その後、画像照合処理をおこなう（ステップＳ１０２２）。
【００９６】
以上説明してきたように、本実施例２によれば、入力画像および登録画像中のノイズを構成する画素の領域を所定の範囲拡大した領域をノイズ領域７３として検出し、そのノイズ領域７３における登録２次微分画像および入力２次微分画像の画素値の振幅を所定の範囲内に制限し、振幅の制限処理をおこなった登録２次微分画像および入力２次微分画像を用いて登録画像と入力画像との間の一致度を畳み込み演算により算出することとしたので、ノイズと判定された画素の領域が実際にはノイズではなく、一致度を判定する対象とすべき画像の一部であった場合に、画像の一致度が極度に低下することを防ぐことができる。
【００９７】
さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてもよいものである。
【００９８】
たとえば、実施例１では、ゼロクロス領域１２を設定することにより、画像の回転処理時の量子化誤差を抑制することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像の拡大・縮小時、あるいは、画像の変形時の量子化誤差を抑制する際などにも本発明を同様に適用することができる。
【００９９】
また、実施例２では、直線状のノイズ領域７３をランレングス処理により検出することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、円や楕円、交差する直線、孤立している点などの、予測されるさまざまな形状のノイズに対するノイズ領域を検出することとしてもよい。この場合、上記ノイズの検出は、パターン認識による方法やハフ変換による方法などさまざまな方法により実行することができる。
【０１００】
また、実施例２では、登録画像および入力画像の両方の画像に対してノイズ検出をおこない、画素値の振幅を所定の範囲内に制限する処理をおこなったが、本発明はこれに限定されるものではなく、登録画像または入力画像のどちらか一方のみに振幅の制限処理などをおこなうこととしてもよい。これにより、処理時間をさらに短縮することができるようになる。特に、入力画像はノイズを含んでしまう可能性が高いので、入力画像のみに振幅の制限処理をおこなってもよい。
【０１０１】
また、実施例２では、ノイズ領域７３における２次微分画像７１の画素値の振幅を所定の範囲内に制限して画像の一致の度合いを判定することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、グレースケールの印鑑画像などの画素値の振幅を所定の範囲内に制限した後、２次微分処理をおこなって画像の一致の度合いを判定することとしてもよい。また、画素値の振幅を制限する処理は、２次微分画像７１やグレースケールの印鑑画像に限定されず、１次微分された印鑑画像など、さまざまな画像に対しても同様に適用することができる。
【０１０２】
また、実施例１および実施例２では、画像の一致度を算出する際に、登録画像の２次微分画像を作成することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、あらかじめ登録画像の２次微分画像を作成・記憶しておき、画像の一致度を算出する際にそれを読み出して用いることとしてもよい。これにより、２次微分画像を記憶する記憶容量が必要となるが、一致度算出処理の処理時間を短縮することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１０４】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【０１０５】
さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１０６】
なお、本実施の形態で説明した画像処理方法は、図４において説明したように、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。
【０１０７】
このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
以上のように、本発明に係る画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法は、量子化誤差の影響を抑制しつつ、一致度を判定する処理を効率的におこなう画像処理システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】実施例１に係る量子化誤差による影響を除外する処理の概念について説明する説明図である。
【図２】ゼロクロス領域を設定する処理の一例について説明する説明図である。
【図３】実施例１に係る画像処理装置の機能的構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図３に示した画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。
【図５】実施例１に係る画像処理装置がおこなう２次微分画像の作成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】実施例１に係る画像処理装置がおこなう画像照合処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】実施例２に係る画素値の振幅を所定の範囲内に制限する処理の概念について説明する説明図である。
【図８】画素値の振幅を所定の範囲内に制限する処理の一例について説明する説明図である。
【図９】実施例２に係る画像処理装置の機能的構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】実施例２に係る画像処理装置がおこなう画像照合処理の処理手順を示すフローチャート（１）である。
【図１１】実施例２に係る画像処理装置がおこなう画像照合処理の処理手順を示すフローチャート（２）である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０、７０  印鑑画像
１１、７１  ２次微分画像
１１ａ、７１ａ、１４ａ  画素値が正値の領域
１１ｂ、７１ｂ、１４ｂ  画素値が負値の領域
１１ｃ、７１ｃ  画素値が０の領域
１２  ゼロクロス領域
１３  ゼロクロス領域を有する２次微分画像
１４  ゼロクロス領域を有する２次微分画像の拡大図
３０  入力部
３１  表示部
３２  印鑑画像登録部
３３  入力画像取得部
３４  ２次微分画像作成部
３５  ゼロクロス点検出部
３６  記憶部
３６ａ  登録画像データ
３６ｂ  入力画像データ
３６ｃ  ノイズ領域データ
３７  画像照合部
３７ａ  ゼロクロス領域設定部
３７ｂ  判定処理部
３７ｃ  振幅値制限部
３８  画像照合部
４０  キーボード
４１  ディスプレイ
４２  ＣＰＵ
４３  ＲＡＭ
４４  ＨＤＤ
４５  ＨＤ
４５ａ  画像処理プログラム
４６  ＲＯＭ
４７  バス
７０ａ  ノイズ
７２  ノイズを構成する画素の領域
７３  ノイズ領域
７４  画素値の振幅が所定の範囲内に制限された２次微分画像
７４ａ  画素値の振幅が所定の範囲内に制限されたノイズ領域
【図１】
2005165661.tif 000003
【図２】
2005165661.tif 000004
【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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【図１１】
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