(57)【要約】【課題】位置決め手段を設けることなく、高速かつ低コストで、しかも正確に立体的な物体を照合する。【解決手段】照合対象物を第１の方向から見た画像Ｓ１と第２の方向から見た画像Ｓ１とから照合対象物の３次元パターンＳ３を作成する。作成した照合対象物の３次元パターンＳ３の基準方向に対する偏向角度を求め、この偏向角度を零とするように照合対象物の３次元パターンＳ３を修正し、修正した３次元パターンＳ３を基準方向から見た２次元パターンＩに変換する。この２次元パターンＩを同様にして得られている登録対象物の２次元パターンＲと倍率・回転不変型振幅抑制相関法で照合（粗照合）し、その照合結果が不一致であれば、照合対象物の２次元パターンＩあるいは登録対象物の２次元パターンＲに回転ずれ、倍率ずれ補正を行って、両者を振幅抑制相関法で照合（精照合）する。【選択図】  図１１
2007179265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
登録対象物を第１の方向から見た画像と第２の方向から見た画像とから前記登録対象物の３次元パターンを作成する登録３次元パターン作成手段と、
前記登録対象物の３次元パターンの基準方向に対する偏向角度を求め、この求めた偏向角度を零とするように前記登録対象物の３次元パターンを修正する登録３次元パターン修正手段と、
前記修正された登録対象物の３次元パターンをそのパターンを基準方向から見た２次元パターンに変換する登録パターン次元変換手段と、
照合対象物を第１の方向から見た画像と第２の方向から見た画像とから前記照合対象物の３次元パターンを作成する照合３次元パターン作成手段と、
前記照合対象物の３次元パターンの基準方向に対する偏向角度を求め、この求めた偏向角度を零とするように前記照合対象物の３次元パターンを修正する照合３次元パターン修正手段と、
前記修正された照合対象物の３次元パターンをそのパターンを基準方向から見た２次元パターンに変換する照合パターン次元変換手段と、
前記登録パターン次元変換手段によって変換された登録対象物の２次元パターンと前記照合パターン次元変換手段によって変換された照合対象物の２次元パターンとを相関法によって照合する第１の照合手段と、
この第１の照合手段による照合過程で得られる相関ピークの位置から前記登録対象物の２次元パターンと前記照合対象物の２次元パターンとの間の少なくとも倍率ずれを求め、このずれに基づいて前記登録対象物の２次元パターンと前記照合対象物の２次元パターンの何れか一方にずれ補正を行うずれ補正手段と、
このずれ補正手段によりその何れか一方にずれ補正が行われた前記登録対象物の２次元パターンと前記照合対象物の２次元パターンとを照合する第２の照合手段と
を備えたことを特徴とする３次元パターン照合装置。
【請求項２】
請求項１に記載された３次元パターン照合装置において、
前記第１の照合手段によって前記登録対象物の２次元パターンと前記照合対象物の２次元パターンとが一致すると判定された場合、前記ずれ補正手段によるずれ補正および前記第２の照合手段による登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの照合を非実行とする手段
を備えたことを特徴とする３次元パターン照合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、立体的な物体、例えば人間の顔などを対象物とする３次元パターンの照合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ室や重要機械室への入退室管理、コンピュータ端末や銀行の金融端末へのアクセス管理などの個人認証を必要とする分野において、これまでの暗証番号やＩＤカードに代わって、人間の顔や静脈など３次元の生体情報に基づいて個人認証を行う装置が開発されている。
【０００３】
この種の装置において、人間の顔など立体的な物体を対象物とする３次元パターンの照合は、例えば次の（１）〜（３）のような方式によって行われる。
（１）カメラなどによって対象物を一方向から撮像する。撮像した照合対象物の画像と登録対象物の画像とを比較照合する。すなわち、対象物を２次元の画像として捉え、照合対象物の２次元画像（２次元パターン）と登録対象物の２次元画像（２次元パターン）とを比較照合する（例えば、特許文献１参照）。
（２）計測装置で対象物の３次元の形状を計測する。計測した照合対象物の３次元形状と登録対象物の３次元形状とを比較照合する。すなわち、計測した３次元の形状から対象物の３次元のパターンを作成し、照合対象物の３次元パターンと登録対象物の３次元パターンとを比較照合する（例えば、特許文献２参照）。
（３）対象物の特徴点を定義しておく。撮像した照合対象物の画像に含まれる特徴点と登録対象物の画像中に定義された特徴点とを比較照合する（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８５５３９号公報
【特許文献２】特開平９−２５９２７１号公報
【特許文献３】特開平６−１６８３１７号公報
【特許文献４】特開平１０−１３２５３４号公報（特許第３３４７６０８号）
【非特許文献１】コンピュータ画像処理入門（日本工業技術センター編、総研出版（株）発行、Ｐ．４４〜４５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の照合方式（１）では、登録対象物の画像に対して照合対象物の画像に３次元的なずれが生じていると、正確に照合することができないという問題がある。すなわち、対象物を真正面から見た画像を登録対象物の画像とした場合、照合対象物の画像が上下方向に傾いていたり、左右方向に回転していたり、倍率ずれ（スケール差）が生じていると、正確に照合を行うことができない。なお、３次元的なずれを防ぐために位置決め手段を設けることが考えられるが、位置決め手段を設けることが困難な対象物（顔など）も存在する。
また、上述した従来の照合方式（２）では、対象物の３次元の形状を計測して３次元パターンを作成するために、カメラを回転させるなど複雑な装置を必要とし、高コストとなるばかりでなく、３次元パターンの作成に時間を要する。また、３次元パターン同士を照合するために、演算処理に時間がかかり、短時間で照合を完了することができない。
また、上述した従来の照合方式（３）では、特徴点を定義するために対象物の特性を事前に調べる必要がある。また、特徴点の定義が難しい対象物（静脈など）に対しては適用しづらい。また、特徴点部分が外乱を受けたりした場合、照合判断を誤る可能性が高くなる。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、位置決め手段を設けることなく、高速かつ低コストで、しかも正確に立体的な物体を照合することができる３次元パターン照合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る発明）は、登録対象物を第１の方向から見た画像と第２の方向から見た画像とから登録対象物の３次元パターンを作成する登録３次元パターン作成手段と、登録対象物の３次元パターンの基準方向に対する偏向角度を求め、この求めた偏向角度を零とするように登録対象物の３次元パターンを修正する登録３次元パターン修正手段と、修正された登録対象物の３次元パターンをそのパターンを基準方向から見た２次元パターンに変換する登録パターン次元変換手段と、照合対象物を第１の方向から見た画像と第２の方向から見た画像とから照合対象物の３次元パターンを作成する照合３次元パターン作成手段と、照合対象物の３次元パターンの基準方向に対する偏向角度を求め、この求めた偏向角度を零とするように照合対象物の３次元パターンを修正する照合３次元パターン修正手段と、修正された照合対象物の３次元パターンをそのパターンを基準方向から見た２次元パターンに変換する照合パターン次元変換手段と、登録パターン次元変換手段によって変換された登録対象物の２次元パターンと照合パターン次元変換手段によって変換された照合対象物の２次元パターンとを相関法によって照合する第１の照合手段と、この第１の照合手段による照合過程で得られる相関ピークの位置から登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの間の少なくとも倍率ずれを求め、このずれに基づいて登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンの何れか一方にずれ補正を行うずれ補正手段と、このずれ補正手段によりその何れか一方にずれ補正が行われた登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとを照合する第２の照合手段とを設けたものである。
【０００８】
この発明によれば、登録対象物を第１の方向から見た画像と第２の方向から見た画像とから登録対象物の３次元パターンが作成される。そして、この作成された登録対象物の３次元パターンの基準方向に対する偏向角度が求められる。例えば、登録対象物の３次元パターンが直面する方向を基準方向とし、この基準方向に対する左右方向の偏向角度（回転角度）と、上下方向の偏向角度（傾斜角度）を求める。そして、この偏向角度が零となるように、すなわち登録対象物の３次元パターンが基準方向（真正面）を向くように、登録対象物の３次元パターンの回転角度と傾斜角度が修正される。この修正された登録対象物の３次元パターンは、このパターンを基準方向から見た２次元パターン、すなわち登録対象物を真正面から見た２次元パターンに変換される。
【０００９】
また、登録対象物と同様にして、照合対象物を第１の方向から見た画像と第２の方向から見た画像とから照合対象物の３次元パターンが作成され、この作成された照合対象物の３次元パターンの基準方向に対する偏向角度が求められ、この求められた偏向角度を零とするように照合対象物の３次元パターンが修正され、この修正された照合対象物の３次元パターンがそのパターンを基準方向から見た２次元パターン、すなわち照合対象物を真正面から見た２次元パターンに変換される。
【００１０】
第１の照合手段は、３次元から２次元に変換された登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとを相関法によって照合する。この第１の照合手段による照合を粗照合と呼ぶ。この場合、登録対象物の２次元パターンは登録対象物を真正面から見た２次元のパターン、照合対象物の２次元パターンは照合対象物を真正面から見た２次元のパターンであり、傾斜方向のずれや回転方向のずれが是正されている。ここで、登録対象物と照合対象物とが同じで、倍率ずれがない或いは小さいものとすれば、登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとは一致する。すなわち、第１の照合手段によって、「一致」という照合結果が得られる。これに対して、倍率ずれが大きいと、登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとが一致せず、第１の照合手段では「不一致」という結果が得られる。
【００１１】
ここで、第１の照合手段での相関法として例えば倍率・回転不変型振幅抑制相関法（後述）を採用すると、第１の照合手段による照合過程で得られる相関ピークの位置から登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの間の回転ずれと倍率ずれを求めることができる。本発明では、この相関ピークの位置から登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの間の少なくとも倍率ずれを求め、このずれに基づいて登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンの何れか一方にずれ補正を行う。
例えば、相関ピークの位置から登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの間の回転ずれと倍率ずれを求め、このずれに基づいて登録対象物あるいは照合対象物の２次元パターンに対して回転ずれ補正と倍率ずれ補正を行う。すなわち、回転ずれと倍率ずれの両方がなくなるように、登録対象物あるいは照合対象物の２次元パターンに対してずれ補正を行う。
なお、回転ずれは第１の照合手段による照合を行う前にすでに是正されているので、相関ピークの位置から倍率ずれだけを求め、倍率ずれ補正だけを行うようにしてもよい。第２の照合手段は、この何れか一方にずれ補正が行われた登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの照合を行う。この第２の照合手段による照合を精照合と呼ぶ。
【００１２】
本発明において、粗照合によって一致すると判定された場合、精照合でも一致すると判定される確率が極めて高い。すなわち、粗照合によって一致すると判定された場合、精照合は必ずしも必要とはしない。そこで、第２発明（請求項２に係る発明）では、第１の照合手段によって登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとが一致すると判定された場合、ずれ補正手段によるずれ補正および第２の照合手段による照合は実行しないようにする。すなわち、第１の照合手段によって登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとが一致しないと判定された場合にのみ、ずれ補正手段によるずれ補正および第２の照合手段による登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの照合を実行するようにする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、登録対象物を第１の方向から見た画像と第２の方向から見た画像とから登録対象物の３次元パターンを作成するようにし、照合対象物を第１の方向から見た画像と第２の方向から見た画像とから照合対象物の３次元パターンを作成するようにしたので、カメラを回転させるなど複雑な装置を必要とせず、３次元パターンの作成に要する時間も短くて済み、低コストで立体物の照合を行うことができるようになる。また、非接触であらゆる立体物の照合が可能となる。
【００１４】
本発明によれば、登録対象物の３次元パターンの基準方向に対する偏向角度を求め、この求めた偏向角度を零とするように登録対象物の３次元パターンを修正するようにし、照合対象物の３次元パターンの基準方向に対する偏向角度を求め、この求めた偏向角度を零とするように照合対象物の３次元パターンを修正するようにしたので、また、第１の照合手段による照合過程で得られる相関ピークの位置から登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの間の少なくとも倍率ずれを求め、このずれに基づいて登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンの何れか一方にずれ補正を行うようにしたので、登録対象物と照合対象物の３次元的なずれ（傾斜方向のずれ、回転方向のずれ、倍率ずれ）が是正されるものとなり、位置決め手段を設けることなく、立体物の照合を正確に行うことができるようになる。
【００１５】
本発明にれよれば、修正された登録対象物の３次元パターンをそのパターンを基準方向から見た２次元パターンに変換し、修正された照合対象物の３次元パターンをそのパターンを基準方向から見た２次元パターンに変換し、この変換した登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとを照合するようにしたので、すなわち３次元パターン同士ではなく、２次元パターン同士を照合するようにしたので、取り扱うデータ量が少なく、装置の処理負荷が低減され、３次元パターンの作成に要する時間の短縮とも相俟って、高速での立体物の照合が可能となる。
【００１６】
本発明によれば、第１の照合手段における登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの照合（粗照合）を相関法によって行うようにしているので、第２の照合手段における登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとの照合（精照合）も相関法で行うようにすれば、両照合手段で全体的な類似度（相関値）によって一致／不一致が判断されるものとなり、照合のための特徴点を定義する必要がなく、特徴点部分に外乱を受けたとしてもパターン全体として軽微であれば、特徴点方式よりも遙かに照合精度への影響を小さくすることができ、照合判断を誤る可能性を低くすることができるようになる。なお、照合判定を誤る可能性は若干高くはなるが、第２の照合手段における照合は相関法ではなく、特徴点方式などで行うようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明によれば、第１の照合手段によって登録対象物の２次元パターンと照合対象物の２次元パターンとが一致すると判定された場合、ずれ補正手段によるずれ補正および第２の照合手段による照合を実行しないようにしたので、すなわち粗照合で一致と判断された場合には精照合を実行しないようにしたので、粗照合での一致／不一致の結果に拘わらず精照合を実行するようにした場合と比較して、一致すると判定された場合の照合結果の出力が速くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す３次元パターン照合装置のブロック構成図である。同図において、１０は第１のＣＣＤカメラ、１１は第２のＣＣＤカメラ、１２は液晶表示装置（ＬＣＤ）、２０は処理部であり、処理部２０は、ＣＰＵを有する制御部２０−１と、ＲＯＭ２０−２と、ＲＡＭ２０−３と、ハードディスク（ＨＤ）２０−４と、フレームメモリ（ＦＭ）２０−５と、外部接続部（Ｉ／Ｆ）２０−６と、フーリエ変換部（ＦＦＴ）２０−７とを備えており、ＲＯＭ２０−２には登録プログラムと照合プログラムが格納されている。また、ＣＣＤカメラ１０，１１は、所定の距離Ｌを隔てて設置されている。すなわち、ＣＣＤカメラ１０，１１は、そのレンズ１０−１，１１−１間の距離をＬとして、横方向に並んで配置されている。図では分かり易いように、３次元パターン照合装置は上方向から見た図とし、対象物（人間の顔）は横方向から見た図としている。
【００１９】
〔対象物の登録〕
この３次元パターン照合装置において、対象物を人間の顔Ｍ１とした場合、この対象物Ｍ１（登録対象物）は次のようにして登録される。運用する前に、利用者は、ＣＣＤカメラ１０，１１に顔（登録対象物）Ｍ１を向け、自己に割り当てられたＩＤナンバを入力のうえ（図２に示すステップ１０１）、登録スタートスイッチ（図示せず）を押す。
【００２０】
制御部２０−１は、登録スタートスイッチが押されると（ステップ１０２のＹＥＳ）、フレームメモリ２０−５を介して、ＣＣＤカメラ１０からの登録対象物Ｍ１を捉えた画像Ｏ１（図３（ａ）：第１の方向から見た画像）を第１画像として取り込み（ステップ１０３）、ＣＣＤカメラ１１からの登録対象物Ｍ１を捉えた画像Ｏ２（図３（ｂ）：第２の方向から見た画像）を第２画像として取り込み（ステップ１０４）、この取り込んだ第１画像Ｏ１と第２画像Ｏ２とから登録対象物Ｍ１の３次元パターンＯ３（図３（ｇ））を作成する（ステップ１０５）。以下、この３次元パターンＯ３を登録３次元パターンと呼ぶ。
【００２１】
〔登録３次元パターンの作成〕
制御部２０−１は登録３次元パターンＯ３を次のようにして作成する。先ず、第１画像Ｏ１をフーリエ変換部２０−７へ送り、この第１画像Ｏ１に２次元離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を施し、フーリエ画像データＦ１とする（図４に示すステップ２０１）。なお、２次元離散的フーリエ変換については、例えば非特許文献１等に説明されているので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００２２】
次に、制御部２０−１は、第２画像Ｏ２をｍ×ｎ個の局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）に分割する（ステップ２０２：図３（ｃ））。そして、ｉ＝１，ｊ＝１とし（ステップ２０３）、第２画像Ｏ２の局所領域Ｏ２（１，１）の画像データをフーリエ変換部２０−７へ送り、２次元離散的フーリエ変換を施す（ステップ２０４）。これにより、局所領域Ｏ２（１，１）の画像データは、フーリエ画像データＦ２（１，１）となる。
【００２３】
そして、制御部２０−１は、ステップ２０１で得たフーリエ画像データＦ１とステップ２０４で得たフーリエ画像データＦ２とを合成し、合成フーリエ画像データを得る（ステップ２０５）。
【００２４】
ここで、合成フーリエ画像データは、フーリエ画像データＦ１をＡ・ｅｘｐ（ｊθ）とし、フーリエ画像データＦ２をＢ・ｅｘｐ（ｊφ）とした場合、フーリエ画像データＦ１にフーリエ画像データＦ２の複素共役を乗じることによって得られるＡ・Ｂ・ｅｘｐ（ｊ（θ−φ））で表される。但し、Ａ，Ｂ，θ，φとも空間周波数（フーリエ）空間（ｕ，ｖ）の関数とする。
【００２５】
そして、Ａ・Ｂ・ｅｘｐ（ｊ（θ−φ））は、
Ａ・Ｂ・ｅｘｐ（ｊ（θ−φ））＝Ａ・Ｂ・ｃｏｓ（θ−φ）＋ｊ・Ａ・Ｂ・ｓｉｎ（θ−φ）  ・・・（１）
として表され、Ａ・ｅｘｐ（ｊθ）＝α1 ＋ｊβ1 、Ｂ・ｅｘｐ（ｊφ）＝α2 ＋ｊβ2 とすると、Ａ＝（α12＋β12）1/2，Ｂ＝（α22＋β22）1/2，θ＝ｔａｎ-1（β1 ／α1 ），φ＝ｔａｎ-1（β2 ／α2 ）となる。この（１）式を計算することにより合成フーリエ画像データを得る。
【００２６】
なお、Ａ・Ｂ・ｅｘｐ（ｊ（θ−φ））＝Ａ・Ｂ・ｅｘｐ（ｊθ）・ｅｘｐ（−ｊφ）＝Ａ・ｅｘｐ（ｊθ）・Ｂ・ｅｘｐ（−ｊφ）＝（α1 ＋ｊβ1 ）・（α2 −ｊβ2 ）＝（α1 ・α2 ＋β1 ・β2 ）＋ｊ（α2 ・β1 −α1 ・β2 ）として、合成フーリエ画像データを求めるようにしてもよい。
【００２７】
そして、制御部２０−１は、このようにして合成フーリエ画像データを得た後、振幅抑制処理を行う（ステップ２０６）。この実施の形態では、振幅抑制処理として、ｌｏｇ処理を行う。すなわち、前述した合成フーリエ画像データの演算式であるＡ・Ｂ・ｅｘｐ（ｊ（θ−φ））の振幅Ａ・Ｂのｌｏｇをとり、ｌｏｇ（Ａ・Ｂ）・ｅｘｐ（ｊ（θ−φ））とすることにより、振幅であるＡ・Ｂをｌｏｇ（Ａ・Ｂ）に抑制する（Ａ・Ｂ＞ｌｏｇ（Ａ・Ｂ））。
【００２８】
振幅抑制処理を施した合成フーリエ画像データでは第１画像Ｏ１の採取時と第２画像Ｏ２の採取時の照度差による影響が小さくなる。すなわち、振幅抑制処理を行うことにより、各画素のスペクトラム強度が抑圧され、飛び抜けた値がなくなり、より多くの情報が有効となる。
【００２９】
なお、この実施の形態では、振幅抑制処理としてｌｏｇ処理を行うものとしたが、√処理を行うようにしてもよい。また、ｌｏｇ処理や√処理に限らず、振幅を抑制することができればどのような処理でもよい。振幅抑制で全ての振幅を例えば１にすると、すなわち位相のみにすると、ｌｏｇ処理や√処理等に比べ、計算量を減らすことができるという利点とデータが少なくなるという利点がある。
【００３０】
ステップ２０６で振幅抑制処理を行った後、制御部２０−１は、その振幅抑制処理を行った合成フーリエ画像データをフーリエ変換部２０−７へ送り、もう一度、２次元離散的フーリエ変換を施す（ステップ２０７）。この２次元離散的フーリエ変換が施された合成フーリエ画像データは、周波数空間における振幅が抑制されているが、基本的には第１画像Ｏ１と第２画像Ｏ２とを畳み込んだ画像データと考えることができ、第１画像Ｏ１と第２画像Ｏ２との相関を表すものである。
【００３１】
そして、制御部２０−１は、この２次元離散的フーリエ変換が施された合成フーリエ画像データを取り込み、この合成フーリエ画像データより所定の相関成分エリア（この実施の形態では全エリア）の各画素の強度（振幅）をスキャンし、第１画像Ｏ１と第２画像Ｏ２との各画素の相関成分の強度のヒストグラムを求め、このヒストグラムより相関成分エリア内の最も強度の高い画素（相関ピーク）を抽出する（ステップ２０８）。
【００３２】
そして、この抽出した相関ピークをしきい値と比較し（図５に示すステップ２０９）、しきい値よりも相関ピークが小さければステップ２１０へ進み、大きければステップ２１１へ進む。この場合、第１画像Ｏ１中に局所領域Ｏ２（１，１）の画像データと一致する画像データがないので、あるいは一致する画像データがあったとしてもそれは背景であって相関ピークは小さいものとして現れるので、ステップ２０９のＮＯに応じてステップ２１０へ進む。ステップ２１０ではカメラ（レンズ１０−１，１１−１の中心）から登録対象物Ｍ１の局所領域Ｏ２（１，１）までの距離Ｒ（１，１）を所定値Ｒ０とし、これを記憶する。
【００３３】
そして、ステップ２１３においてｉ＝ｍか否かをチェックのうえ、ステップ２１４においてｉ＝ｉ＋１、すなわちｉ＝２とし、ステップ２１６を経てステップ２０４へ戻る。以下、同様動作が繰り返され、登録対象物Ｍ１の局所領域Ｏ２（２，１），Ｏ２（３，１）までの距離Ｒ（２，１），Ｒ（３，１）が所定値Ｒ０として記憶される。
【００３４】
ステップ２１４において、ｉ＝４となると、次のステップ２０９において相関ピークがしきい値よりも大きくなる。すなわち、この場合、第１画像Ｏ１中に局所領域Ｏ２（４，１）の画像データ（図３（ｆ））と一致する画像データがあるので、この時に相関成分エリアから抽出される相関ピークはしきい値以上となる。
【００３５】
この時の相関ピークの座標位置を図３（ｄ）に示す。同図に示すＰａ１が相関ピークであり、相関成分エリアの中心Ｐ０から相関ピークＰａ１までの横方向の距離Ａが、第２画像Ｏ２における局所領域Ｏ２（４，１）と第１画像Ｏ１における一致する画像データがある領域とのずれを示す。
【００３６】
この場合、制御部２０−１は、相関成分エリアの中心Ｐ０から相関ピークＰａ１までの距離Ａを求め（ステップ２１１）、すなわち第２画像Ｏ２における局所領域Ｏ２（４，１）と第１画像Ｏ１における一致する画像データのある領域とのずれＡを求め、この求めたずれＡに基づき、三角測量の原理に基づく下記（２）式により、カメラから登録対象物Ｍ１の局所領域Ｏ２（４，１）までの距離Ｒ（４，１）を求め、これを記憶する（ステップ２１２）。この場合、距離Ｒ（４，１）は、登録対象物Ｍ１の局所領域Ｏ２（４，１）までの平均距離として得られる。なお、下記（２）式において、ｆはレンズ１０−１（１１−１）の中心から撮像位置までの距離、Ｌはレンズ間距離である。
Ｒ＝ｆ・Ｌ／Ａ  ・・・・（２）
【００３７】
そして、制御部２０−１は、ステップ２１３においてｉ＝ｍか否かをチェックのうえ、ステップ２１４においてｉ＝ｉ＋１、すなわちｉ＝５とし、ステップ２１６を経て、ステップ２０４へ戻る。以下、同様動作が繰り返され、相関成分エリアから抽出される相関ピークがしきい値よりも低い場合には、その時の登録対象物Ｍ１の局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）までの距離が所定値Ｒ０として、しきい値よりも高い場合には、その時の登録対象物Ｍ１の局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）までの距離がずれＡから求められる距離Ｒ（ｉ，ｊ）として記憶される。
【００３８】
ステップ２１３でｉ＝ｍとなれば、ｉ＝１，ｊ＝ｊ＋１とし（ステップ２１５）、ステップ２１６を経てステップ２０４へ戻る。ステップ２１６において、ｊ＞ｎとなれば、すべての局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）についてその距離Ｒ（ｉ，ｊ）が求められたとし、ステップ２１７へ進む。ステップ２１７では、ステップ２０４〜２１６の繰り返し処理によって得られた登録対象物Ｍ１の局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）までの距離Ｒ（ｉ，ｊ）に基づいて、登録対象物Ｍ１の３次元パターンＯ３を作成する。本出願人は、この第１画像Ｏ１と第２画像Ｏ２からの３次元パターンＯ３の作成の基本技術について、すでに特許を取得している（特許文献４参照）。
【００３９】
なお、この実施の形態では、２次元離散的フーリエ変換をフーリエ変換部２０−７において行うものとしたが、制御部２０−１内で行うものとしてもよい。また、この実施の形態では、図４に示したステップ２０７にて２次元離散的フーリエ変換を行うようにしたが、２次元離散的フーリエ変換ではなく２次元離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよい。すなわち、振幅抑制処理が施された合成フーリエ画像データに対して２次元離散的フーリエ変換を行うのに代えて、２次元離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよい。２次元離散的フーリエ変換と２次元離散的逆フーリエ変換とは、定量的にみて照合精度は変わらない。２次元離散的逆フーリエ変換についても２次元離散的フーリエ変換と同じく非特許文献１で説明されている。
【００４０】
また、この実施の形態では、合成後のフーリエ画像データに対して振幅抑制処理を施して２次元離散的フーリエ変換を行うようにしたが（ステップ２０６，２０７）、合成前のフーリエ画像データＦ１およびフーリエ画像データＦ２（ｉ，ｊ）にそれぞれ振幅抑制処理を行った後に合成するようにしてもよい。すなわち、図６（ａ），（ｂ）に示すように、図４のステップ２０６をなくし、ステップ２０１と２０２との間およびステップ２０４と２０５との間に振幅抑制処理を行うステップ２１８，２１９を設けてもよい。あるいは、図６（ｃ）に示すように、図４のステップ２０６をなくし、ステップ２０４と２０５との間にＦ１，Ｆ２（ｉ，ｊ）に対して個別に振幅抑制処理を行うステップ２２０を設けてもよい。
【００４１】
また、この実施の形態では、第１の方向から登録対象物Ｍ１を見た画像を第１画像Ｏ１とし、第２の方向から登録対象物Ｍ１を見た画像を第２画像Ｏ２とし、第１画像Ｏ１と第２画像Ｏ２の局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）を空間周波数特性に基づいて照合し、相関成分エリアの中心から相関ピークの位置までの距離をずれＡとして求めたが、第１画像Ｏ１の局所領域Ｏ１（ｉ，ｊ）と第２画像Ｏ２を空間周波数特性に基づいて照合しても、同様にしてずれＡを求めることができる。
【００４２】
この場合、図３（ｄ）に対応して、図３（ｅ）が得られる。すなわち、図３（ｄ）における相関ピークＰａ１に対し、相関成分エリアの中心Ｐ０を中心として逆の位置に相関ピークＰａ１’が現れる。したがって、この場合、相関ピークＰａ１’の位置から相関成分エリアの中心Ｐ０までの距離をずれＡとして求める。
【００４３】
図４および図５のフローチャートに従う処理では、第２画像Ｏ２の局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）を対象としたフーリエ画像データＦ２を第１画像Ｏ１全体を対象としたフーリエ画像データＦ１と合成するために、演算量が多くなる。この演算量は、例えば、次のような方式とすることにより減らすことが可能である。第１画像Ｏ１を水平方向に分割し（図７（ｈ）参照）、これにより得られる各分割領域Ｏ１（ｊ）に２次元離散的フーリエ変換を施してフーリエ画像データＦ１（ｊ）を作成し、フーリエ画像データＦ２（ｉ，ｊ）とこのフーリエ画像データＦ２（ｉ，ｊ）の作成元である第２画像Ｏ２の局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）に対応する第１画像Ｏ１における対応領域（ｉ，ｊ）が属する分割領域Ｏ１（ｊ）のフーリエ画像データＦ１（ｊ）とを合成し、これによって得られる合成フーリエ画像データからずれＡを求めるようにする。図８，図９にその処理フローチャートを示す。
【００４４】
なお、図７では、第１画像Ｏ１を水平方向に分割したが、垂直方向に分割してもよい。また、第２画像Ｏ２からオーバラップすることなく局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）を切り出したが、図１０に示すように、少しずつ（例えば、１画素ずつ）画像をずらしながら切り出すようにしてもよい。すなわち、局所領域Ｏ２（ｉ，ｊ）をオーバラップさせながら切り出すようにしてもよく、このようにすることにより３次元パターンの作成精度をアップすることができる。
【００４５】
〔登録３次元パターンの修正〕
制御部２０−１は、登録３次元パターンＯ３を作成すると（図２：ステップ１０５）、この作成した登録３次元パターンＯ３の基準方向に対する偏向角度を求める（ステップ１０６）。すなわち、登録３次元パターンＯ３が直面する方向を基準方向とし（図３（ｇ）参照）、この基準方向に対する登録３次元パターンＯ３の左右方向の偏向角度（回転角度）と上下方向の偏向角度（傾斜角度）を求める。
【００４６】
そして、制御部２０−１は、この偏向角度が零となるように、すなわち登録３次元パターンＯ３が基準方向（真正面）を向くように、登録３次元パターンＯ３の回転角度と傾斜角度を修正する（ステップ１０７）。そして、この修正した登録３次元パターンＯ３を基準方向から見た２次元パターンに変換し、すなわち登録対象物Ｍ１を真正面から見た２次元パターンＲに変換し、ステップ１０１で入力されたＩＤナンバと対応づけてハードディスク２０−３に記憶する（ステップ１０８）。以下、この２次元パターンＲを登録２次元パターンと呼ぶ。
【００４７】
〔対象物の照合〕
対象物の照合は次のようにして行われる。利用者は、ＣＣＤカメラ１０，１１に顔（照合対象物）Ｍ１を向け、自己に割り当てられたＩＤナンバを入力のうえ（図１１に示すステップ４０１）、照合スタートスイッチ（図示せず）を押す。
【００４８】
制御部２０−１は、照合スタートスイッチが押されると（ステップ４０２のＹＥＳ）、フレームメモリ２０−５を介して、ＣＣＤカメラ１０からの照合対象物Ｍ１を捉えた画像Ｓ１（図３（ａ）：第１の方向から見た画像）を第１画像として取り込み（ステップ４０３）、ＣＣＤカメラ１１からの照合対象物Ｍ１を捉えた画像Ｓ２（図３（ｂ）：第２の方向から見た画像）を第２画像として取り込み（ステップ４０４）、この取り込んだ第１画像Ｓ１と第２画像Ｓ２とから照合対象物Ｍ１の３次元パターンＳ３（図３（ｇ））を作成する（ステップ４０５）。以下、この３次元パターンＳ３を照合３次元パターンと呼ぶ。なお、この照合３次元パターンＳ３の作成は、先に説明した登録３次元パターンＯ３と全く同じ処理によって行われるので、ここでの説明は省略する。
【００４９】
〔照合３次元パターンの修正〕
制御部２０−１は、照合３次元パターンＳ３を作成すると（ステップ４０５）、この作成した照合３次元パターンＳ３の基準方向に対する偏向角度を求める（ステップ４０６）。すなわち、照合３次元パターンＳ３が直面する方向を基準方向とし（図３（ｇ）参照）、この基準方向に対する照合３次元パターンＳ３の左右方向の偏向角度（回転角度）と上下方向の偏向角度（傾斜角度）を求める。
【００５０】
そして、制御部２０−１は、この偏向角度が零となるように、すなわち照合３次元パターンＳ３が基準方向（真正面）を向くように、照合３次元パターンＳ３の回転角度と傾斜角度を修正する（ステップ４０７）。そして、この修正した照合３次元パターンＳ３を基準方向から見た２次元パターン、すなわち照合対象物Ｍ１を真正面から見た２次元パターンＩに変換する（ステップ４０８）。以下、この２次元パターンＩを照合２次元パターンと呼ぶ。
【００５１】
〔粗照合（第１照合）〕
そして、制御部２０−１は、ステップ４０１で入力されたＩＤナンバと対応してファイル化されている登録２次元パターンＲをハードディスク２０−３から読み出し、倍率回転不変型振幅抑制相関法で登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとを照合（第１照合：粗照合）する（ステップ４０９）。
【００５２】
図１２にステップ４０９で行われる粗照合のフローチャートを示す。制御部２０−１は、読み出した登録２次元パターンＲに対し２次元離散的フーリエ変換を施して登録フーリエ画像データＲF とし（ステップ５０１）、ステップ４０８で得た照合２次元パターンＩに対し２次元離散的フーリエ変換を施して照合フーリエ画像データＩF とする（ステップ５０２）。
【００５３】
この登録フーリエ画像データＲF および照合フーリエ画像データＩF には振幅成分と位相成分とが含まれている。また、この登録フーリエ画像データＲF および照合フーリエ画像データＩF は、デカルト座標系すなわち（ｘ，ｙ）座標系とされている。この登録フーリエ画像データＲF および照合フーリエ画像データＩF に対し振幅抑制処理を行い（ステップ５０３，５０４）、この振幅抑制処理された登録フーリエ画像データＲFLおよび照合フーリエ画像データＩFLの座標系を極座標系に変換し（ステップ５０５，５０６）、極座標系に変換された登録フーリエ画像データＲPLおよび照合フーリエ画像データＩPLを得る。
【００５４】
ここで、極座標変換とは、デカルト座標系（ｘ，ｙ）を極座標系（θ，ｒ）に変換する処理のことをいう。すなわち、図１３（ａ）に示されるデカルト座標系（ｘ＝ｒｃｏｓθ，ｙ＝ｒｓｉｎθ）を図１３（ｂ）に示されるような原点からの距離ｒと角度θで表される極座標系（θ＝ｔａｎ-1（ｙ／ｘ），ｒ＝（ｘ2 ＋ｙ2 ）1/2）に変換する処理のことをいう。
【００５５】
そして、ステップ５０５で得た極座標系とされた登録フーリエ画像データＲPLとステップ５０６で得た極座標系とされた照合フーリエ画像データＩPLにそれぞれ距離抑制処理を施す（ステップ５０７，５０８）。この例では、距離抑制処理として、極座標系とされた登録フーリエ画像データＲPLおよび照合フーリエ画像データＩPLの距離成分であるｒにｌｏｇ処理を施し、登録フーリエ画像データＲPLL および照合フーリエ画像データＩPLL とする。なお、ここでの距離抑制処理は、登録パターンと照合パターンとの倍率差を圧縮し、後述するように限りのあるエリア内で倍率ずれを確実に求めるために施すものであり、エリアに余裕があれば施さなくてもよい。また、距離抑制処理は、振幅抑制処理と違って、全ての距離を１とする処理は含まないものとする。全ての距離を１とすると倍率ずれが得られなくなってしまう。
【００５６】
次に、制御部２０−１は、距離抑制処理が施された登録フーリエ画像データＲPLL および照合フーリエ画像データＩPLL に対して２次元離散的フーリエ変換を施し（ステップ５０９，５１０）、登録フーリエ画像データＲPLLFおよび照合フーリエ画像データＩPLLFを得る。そして、この登録フーリエ画像データＲPLLFおよび照合フーリエ画像データＩPLLFとを合成し（ステップ５１１）、合成フーリエ画像データを得る。そして、この合成フーリエ画像データに対して振幅抑制処理を施し（ステップ５１２）、この振幅抑制処理を施した合成フーリエ画像データに２次元離散的フーリエ変換を施す（ステップ５１３）。
【００５７】
なお、この例では、ＲPLLFとＩPLLFとの合成フーリエ画像データに対して振幅抑制処理を行ったが、ＲPLLFおよびＩPLLFに対して振幅抑制処理を行って登録フーリエ画像データＲPLLF ’および照合フーリエ画像データＩPLLF ’とし、このＲPLLF ’とＩPLLF ’とを合成するようにしてもよい。また、ステップ５１３での２次元離散的フーリエ変換は、２次元離散的逆フーリエ変換としてもよい。
【００５８】
そして、この２次元離散的フーリエ変換が施された合成フーリエ画像データより所定の相関成分エリアの各画素の相関成分の強度（振幅）をスキャンし、各画素の相関成分の強度のヒストグラムを求め、このヒストグラムより相関成分の強度の高い上位ｎ画素を抽出し、この抽出したｎ画素の相関成分の強度の平均を相関値（スコア）として求める（ステップ５１４）。
【００５９】
ここで、求められた相関値が予め定められているしきい値よりも高ければ（ステップ５１５のＹＥＳ）、粗くではあるが登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとは「一致」したと判断する（ステップ５１６）。この場合、制御部２０−１は、直ちにステップ４１０（図１１）へ進み、ステップ４１０でのＹＥＳに応じて、登録対象物Ｍ１と照合対象物Ｍ１とが一致したとの判定結果を出す（ステップ４１１）。この判定結果は液晶表示装置１２に表示される。また、外部接続部２０−６を介して、解錠指令などとして出力される。
【００６０】
これに対し、求められた相関値が予め定められているしきい値よりも低ければ（ステップ５１５のＮＯ）、登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとは「不一致」と判断し、登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとの回転ずれと倍率ずれを求めたうえ（ステップ５１７）、ステップ４１０（図１１）へ進み、ステップ４１０でのＮＯに応じて、ステップ４１２へ進む。
【００６１】
〔回転ずれ、倍率ずれ〕
ステップ５１７での回転ずれと倍率ずれは次のようにして求める。ステップ５１３で得た２次元離散的フーリエ変換が施された合成フーリエ画像データより相関成分の強度の最も高い画素を相関ピークとして求める。この相関ピークの位置から登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとの回転ずれΔθと倍率ずれΔｒｍとを求める。
【００６２】
図１４に２次元離散的フーリエ変換が施された合成フーリエ画像データ中に現れる相関ピークの出現例を示す。この例では、２次元離散的フーリエ変換が施された合成フーリエ画像データの画像領域Ｇ１中に、相関ピークとしてＰ１が出現している。この相関ピークＰ１と相関成分エリアの中心Ｐ０との位置関係から回転ずれΔθと倍率ずれΔｒｍを求める。
【００６３】
すなわち、Ｐ０を中心とする相関ピークＰ１の横軸方向の位置から回転ずれΔθを求め、縦軸方向の位置から倍率ずれΔｒｍを求める。この例では、横軸方向の中心Ｐ０の位置がΔθ＝０を示し、横軸方向の左限の位置がΔθ＝−１８０゜、横軸方向の右限の位置がΔθ＝＋１８０゜を示す。また、縦軸方向の中心Ｐ０の位置がΔｒｍ＝１倍を示し、縦軸方向の下限の位置がΔｒｍ＝０倍，縦軸方向の上限の位置がΔｒｍ＝２倍を示す。なお、この場合の倍率ずれΔｒｍは、登録２次元パターンＲに対する照合２次元パターンＩの比率とする。また、位置ずれΔｒｍは、登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとの倍率差として求めるようにしてもよい。この場合、登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとの倍率が同じであれば、倍率ずれΔｒｍはΔｒｍ＝０となる。
【００６４】
〔ずれ補正〕
粗照合で登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとが「不一致」と判断された場合（ステップ５１５のＮＯ）、制御部２０−１は、上述のようにして登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩとの回転ずれΔθと倍率ずれΔｒｍを求めたうえ（ステップ５１７）、ステップ４１２へ進む。ステップ４１２では、回転ずれΔθと倍率ずれΔｒｍに基づいて、照合２次元パターンＩに対してずれ補正を行う。
【００６５】
この例では、回転ずれΔθをΔθ＝０゜とするように、また倍率ずれΔｒｍをΔｒｍ＝１倍とするように、照合２次元パターンＩに対して回転角度の補正と倍率の補正とを行い、照合２次元パターンＩN とする。これにより、ずれ補正が施された照合２次元パターンＩN は、その回転角度と倍率が登録２次元パターンＲと合致することになる。
【００６６】
なお、この場合、回転ずれΔθは粗照合を行う前にすでに是正されているので、すなわちステップ１０７（図２）における登録３次元パターンＯ３の回転角度と傾斜角度の修正、ステップ４０７（図１１）における照合３次元パターンＳ３の回転角度と傾斜角度の修正によって回転ずれΔθは是正されているので、相関ピークＰ１の位置から倍率ずれΔｒｍだけを求め、照合２次元パターンＩに対して倍率ずれ補正だけを行うようにしてもよい。また、照合２次元パターンＩに対してではなく、登録２次元パターンＲに対してずれ補正を行うようにしてもよい。
【００６７】
〔精照合（第２照合）〕
制御部２０−１は、ステップ４１２で照合２次元パターンＩに対してずれ補正を行った後、振幅抑制相関法によって登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩN とを照合（第２照合：精照合）する（ステップ４１３）。図１５にステップ４１３で行われる精照合のフローチャートを示す。制御部２０−１は、ずれ補正が施された照合２次元パターンＩN に対して２次元離散的フーリエ変換を施し（ステップ６０１）、照合フーリエ画像データＩNFを得る。そして、この照合フーリエ画像データＩNFと先のステップ５０１で得られている登録フーリエ画像データＲF とを合成し（ステップ６０２）、合成フーリエ画像データを得る。
【００６８】
そして、この合成フーリエ画像データに対して振幅抑制処理を行い（ステップ６０３）、この振幅抑制処理を行った合成フーリエ画像データに２次元離散的フーリエ変換を施す（ステップ６０４）。そして、この２次元離散的フーリエ変換が施された合成フーリエ画像データより所定の相関成分エリアの各画素の相関成分の強度（振幅）をスキャンし、各画素の相関成分の強度のヒストグラムを求め、このヒストグラムより相関成分の強度の高い上位ｎ画素を抽出し、この抽出したｎ画素の相関成分の強度の平均を相関値（スコア）として求める（ステップ６０５）。
【００６９】
そして、ステップ６０５で得た相関値を予め定められているしきい値と比較し、相関値がしきい値以上であれば（ステップ６０６のＹＥＳ）、登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩN とが「一致（ＯＫ）」したと判断する（ステップ６０７）。相関値がしきい値以下であれば（ステップ６０６のＮＯ）、登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩN とは「不一致（ＮＧ）」と判断する（ステップ６０８）。
【００７０】
そして、制御部２０−１は、ステップ４１４（図１１）へ進み、登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩN とが一致したとの判断が得られていれば（ステップ４１４のＹＥＳ）、登録対象物Ｍ１と照合対象物Ｍ１とが一致したとの判定結果を出す（ステップ４１１）。これに対し、登録２次元パターンＲと照合２次元パターンＩN とが不一致であるとの判断が得られていれば（ステップ４１４のＮＯ）、登録対象物Ｍ１と照合対象物Ｍ１とが不一致であるとの判定結果を出す（ステップ４１５）。
【００７１】
なお、この例では、ＲF とＩNFとの合成フーリエ画像データに対して振幅抑制処理を行ったが、ＲF およびＩNFに対して振幅抑制処理を行って登録フーリエ画像データＲF ’および照合フーリエ画像データＩNF’とし、このＲF ’とＩNF’とを合成するようにしてもよい。また、振幅抑制処理において全ての振幅を１、すなわち位相のみとしてもよい。
【００７２】
以上の説明から分かるように、本実施の形態では、登録対象物Ｍ１を第１の方向から見た画像Ｏ１と第２の方向から見た画像Ｏ２とから登録対象物Ｍ１の３次元パターンＯ３を作成するようにし、照合対象物Ｍ１を第１の方向から見た画像Ｓ１と第２の方向から見た画像Ｓ２とから照合対象物の３次元パターンＳ３を作成するようにしているので、カメラを回転させるなど複雑な装置を必要とせず、３次元パターンの作成に要する時間も短くて済み、低コストで対象物Ｍ１の照合を行うことができるようになる。
【００７３】
また、本実施の形態では、登録対象物Ｍ１の３次元パターンＯ３の基準方向に対する偏向角度を求め、この求めた偏向角度を零とするように登録対象物Ｍ１の３次元パターンＯ３を修正するようにし、照合対象物Ｍ１の３次元パターンＳ３の基準方向に対する偏向角度を求め、この求めた偏向角度を零とするように照合対象物Ｍ１の３次元パターンＯ３を修正するようにしているので、また、粗照合の照合過程で得られる相関ピークＰ１の位置から登録対象物Ｍ１の２次元パターンＲと照合対象物Ｍ１の２次元パターンＩとの間の回転ずれΔθと倍率ずれΔｒｍを求め、このずれに基づいて照合対象物Ｍ１の２次元パターンＩにずれ補正を行うようにしているので、登録対象物Ｍ１と照合対象物Ｍ１の３次元的なずれ（傾斜方向のずれ、回転方向のずれ、倍率ずれ）が是正されるものとなり、位置決め手段を設けることなく、対象物Ｍ１の照合を正確に行うことができる。
【００７４】
また、本実施の形態にれよれば、修正された登録対象物Ｍ１の３次元パターンＯ３をそのパターンを基準方向から見た２次元パターンＲに変換し、修正された照合対象物Ｍ１の３次元パターンＳ３をそのパターンを基準方向から見た２次元パターンＩに変換し、この変換した登録対象物Ｍ１の２次元パターンＲと照合対象物Ｍ１の２次元パターンＩとを照合するようにしているので、すなわち３次元パターン同士ではなく、２次元パターン同士を照合するようにしているので、取り扱うデータ量が少なく、装置における処理負荷が低減され、３次元パターンの作成に要する時間の短縮とも相俟って、高速で対象物Ｍ１の照合が行われる。
【００７５】
また、本実施の形態によれば、登録対象物Ｍ１の２次元パターンＲと照合対象物Ｍ１の２次元パターンＳ３との粗照合を倍率・回転不変型振幅抑制相関法により、精照合を振幅抑制相関法により行うようにしているので、すなわち両照合とも相関法によって行っているので、全体的な類似度（相関値）によって一致／不一致が判断されるものとなり、照合のための特徴点を定義する必要がなく、特徴点部分に外乱を受けたとしてもパターン全体として軽微であれば、特徴点方式よりも遙かに照合精度への影響を小さくすることができ、照合判断を誤る可能性を低くすることができる。なお、照合判定を誤る可能性は若干高くはなるが、精照合は相関法ではなく、特徴点方式などで行うようにしてもよい。
【００７６】
また、本実施の形態によれば、粗照合によって登録対象物Ｍ１の２次元パターンＲと照合対象物Ｍ１の２次元パターンＩとが一致すると判定された場合、ずれ補正や精照合を実行せずに直ちにその判定結果を出力するので、一致すると判定された場合の照合結果の出力が速くなる。すなわち、粗照合での一致／不一致の結果に拘わらず精照合を実行するようにしてもよいが、このようにすると一致すると判定された場合の照合結果の出力が遅くなる。これに対して、粗照合での結果が不一致であった場合にのみ、ずれ補正を施しての精照合を実行することによって、一致すると判定された場合の照合結果の出力が速くなる。
【００７７】
なお、図１に示した例では、ＣＣＤカメラ１０と１１とを横方向に並んで配置したが、上下方向に配置してもよく、斜め方向など、自由な方向に配置してよい。
また、図１に示した例では、ＣＣＤカメラを２台用いたが、１台のＣＣＤカメラでも実現することが可能である。１台のＣＣＤカメラで実現する例については本出願人が先に提案した特許文献４に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施の形態を示す３次元パターン照合装置のブロック構成図である。
【図２】この３次元パターン照合装置における対象物の登録処理を示すフローチャートである。
【図３】この３次元パターン照合装置における３次元パターンの作成処理過程を説明する図である。
【図４】この３次元パターン照合装置における３次元パターンの作成処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に続くフローチャートである。
【図６】３次元パターンの作成処理の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図７】３次元パターンの作成処理過程の他の例を説明する図である。
【図８】３次元パターンの作成処理の他の例を示すフローチャートである。
【図９】図８に続くフローチャートである。
【図１０】第１画像Ｏ１からの局所領域の別の切り出し方法を説明する図である。
【図１１】対象物の照合処理を示すフローチャートである。
【図１２】粗照合（第１照合）の処理過程を示すフローチャートである。
【図１３】デカルト座標系からの極座標系への変換を説明するための図である。
【図１４】２次元離散的フーリエ変換が施された合成フーリエ画像データ中に現れる相関ピークの出現例を示す図である。
【図１５】精照合（第２照合）の処理過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１０，１１…ＣＣＤカメラ、１２…液晶表示装置（ＬＣＤ）、２０…処理部、２０−１…制御部、２０−２…ＲＯＭ、２０−３…ＲＡＭ、２０−４…ハードディスク（ＨＤ）、２０−５…フレームメモリ（ＦＭ）、２０−６…外部接続部（Ｉ／Ｆ）、２０−７…フーリエ変換部（ＦＦＴ）、１０−１，１１−１…レンズ。
【図１】
2007179265.tif 000003
【図２】
2007179265.tif 000004
【図３】
2007179265.tif 000005
【図４】
2007179265.tif 000006
【図５】
2007179265.tif 000007
【図６】
2007179265.tif 000008
【図７】
2007179265.tif 000009
【図８】
2007179265.tif 000010
【図９】
2007179265.tif 000011
【図１０】
2007179265.tif 000012
【図１１】
2007179265.tif 000013
【図１２】
2007179265.tif 000014
【図１３】
2007179265.tif 000015
【図１４】
2007179265.tif 000016
【図１５】
2007179265.tif 000017