(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め与えられた基準画像と随時入力される被照合画像とを比較して前記基準画像および被照合画像の一致または不一致を判定する画像照合装置において、
前記基準画像および前記被照合画像それぞれから罫線を検出する罫線検出手段と、
前記罫線検出手段により検出された罫線の前記基準画像と前記被照合画像との間における対応関係を調査する調査手段と、
前記調査手段により得られた罫線の対応関係から前記基準画像と一致させるべく前記被照合画像に対して拡大、縮小および回転のいずれかを含む変形を施す第１の補正手段と、
前記第１の補正手段により補正された前記被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割し、前記基準画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させる第２の補正手段と、
前記第２の補正手段による補正後に前記被照合画像と前記基準画像との差分を取得する差分取得手段と、
を具備したことを特徴とする画像照合装置。
【請求項２】
随時入力される第１および第２の２枚の被照合画像を比較してこれらの一致または不一致を判定する画像照合装置において、
前記第１および第２の２枚の被照合画像および予め与えられた基準画像それぞれから罫線を検知する罫線検出手段と、
前記罫線検出手段により検出された罫線の前記基準画像と前記第１および第２の被照合画像との間における対応関係を調査する調査手段と、
前記調査手段により得られた罫線の対応関係から前記基準画像と一致させるべく前記第１および第２の被照合画像それぞれに対して拡大、縮小および回転のいずれかを含む変形を施す第１の補正手段と、
前記第１の補正手段による補正後に前記第１の被照合画像を予め定められた形状の小領域で複数に分割し、前記第２の被照合画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させる第２の補正手段と、
前記第２の補正手段による補正後に前記第１および第２の被照合画像の差分を取得する差分取得手段と、
を具備したことを特徴とする画像照合装置。
【請求項３】
前記第２の補正手段は、前記小領域の配列を六方晶状の配列とすることを特徴とする請求項２記載の画像照合装置。
【請求項４】
予め与えられた基準画像と随時入力される被照合画像とを比較して前記基準画像および被照合画像の一致または不一致を判定する画像照合装置において、
前記被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割し、前記基準画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させる補正手段と、
前記補正手段による補正後に前記被照合画像と前記基準画像との差分を取得する差分取得手段と、
を具備したことを特徴とする画像照合装置。
【請求項５】
随時入力される第１および第２の２枚の被照合画像を比較してこれらの一致または不一致を判定する画像照合装置において、
前記第１の被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割し、前記第２の被照合画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させる補正手段と、
前記補正手段による補正後に前記第１および第２の被照合画像の差分を取得する差分取得手段と、
を具備したことを特徴とする画像照合装置。
【請求項６】
予め与えられた基準画像と随時入力される被照合画像とを比較して前記基準画像および被照合画像の一致または不一致を判定する画像照合方法において、
前記基準画像および前記被照合画像それぞれから罫線を検出するステップと、
前記検出した罫線の前記基準画像と前記被照合画像との間における対応関係を調査するステップと、
前記調査した罫線の対応関係から前記基準画像と一致させるべく前記被照合画像に対して拡大、縮小および回転のいずれかを含む変形を施すステップと、
前記補正した前記被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割し、前記基準画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させるステップと、
前記移動させた後に前記被照合画像と前記基準画像との差分を取得するステップと、
を具備したことを特徴とする画像照合方法。
【請求項７】
随時入力される第１および第２の２枚の被照合画像を比較してこれらの一致または不一致を判定する画像照合方法において、
前記第１および第２の２枚の被照合画像および予め与えられた基準画像それぞれから罫線を検知するステップと、
前記検出された罫線の前記基準画像と前記第１および第２の被照合画像との間における対応関係を調査するステップと、
前記調査した罫線の対応関係から前記基準画像と一致させるべく前記第１および第２の被照合画像それぞれに対して拡大、縮小および回転のいずれかを含む変形を施すステップと、
前記変形した後に前記第１の被照合画像を予め定められた形状の小領域で複数に分割し、前記第２の被照合画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させるステップと、
前記移動させた後に前記第１および第２の被照合画像の差分を取得するステップと、
を具備したことを特徴とする画像照合方法。
【請求項８】
前記小領域の配列を六方晶状の配列とすることを特徴とする請求項７記載の画像照合方法。
【請求項９】
予め与えられた基準画像と随時入力される被照合画像とを比較して前記基準画像および被照合画像の一致または不一致を判定する画像照合方法において、
前記被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割し、前記基準画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させるステップと、
前記移動させた後に前記被照合画像と前記基準画像との差分を取得するステップと、
を具備したことを特徴とする画像照合方法。
【請求項１０】
随時入力される第１および第２の２枚の被照合画像を比較してこれらの一致または不一致を判定する画像照合方法において、
前記第１の被照合画像を六方晶状の小領域で複数に分割し、前記第２の被照合画像と一致させるべく予め定められた範囲内で前記小領域それぞれを移動させるステップと、
前記移動させた後に前記第１および第２の被照合画像の差分を取得するステップと、
を具備したことを特徴とする画像照合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば筆跡照合などに適用して好適な画像照合装置および画像照合方法に係り、特に、画像照合の処理時間を大幅に短縮し、かつ、被照合画像の補正時に発生する直線パターンの誤消去を防止する画像照合装置および画像照合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のコンピュータ技術の向上に伴ない、高度な画像処理が可能となり、たとえば２枚の画像を比較して一致または不一致を判定することにより指紋や筆跡などを照合する画像照合システムが種々開発されている。そして、この画像を照合する代表的な方式の１つに、２枚の画像それぞれから特徴を抽出して比較する方式がある。この方式は、特徴の抽出精度の問題があるため、極めて類似した画像のわずかな差異部分を検出するのには向かないが、一般的に高速である。
【０００３】
また、この他に、２枚の画像中の各ピクセルを直接比較する方式がある。この方式では、画像のずれ、伸縮、回転などを補正して比較しなければならないために低速だが、画像のわずかな差異部分を検出するのにも適している。たとえば特開平１１−３４３１号などはこの方式で画像の比較を行なうものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この２枚の画像中の各ピクセルを直接比較する方式は、基準画像を矩形の小領域で複数に分割し、同じ特長をもつ小領域を被照合画像から検索するものであり、基準画像と被照合画像との各ピクセルの対応関係を調査するのに非常に大きな時間を費やしてしまうといった欠点があった。
【０００５】
また、基準画像を矩形の小領域で複数に分割するために、基準画像中の直線パターンを誤って消去してしまうこともあった。
【０００６】
この発明はこのような実情を考慮してなされたものであり、画像照合の処理時間を大幅に短縮し、かつ、被照合画像の補正時に発生する直線パターンの誤消去を防止する画像照合装置および画像照合方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、前述した目的を達成するために、比較する２つの画像を小領域で複数に分割する補正処理前に、この２つの画像から罫線を検出し、その検出した罫線の２つの画像間における対応関係を調査し、その調査した対応関係から２つの画像を変形するといった補正処理を行なうようにしたものである。
【０００８】
この第１の発明においては、２つの画像の各ピクセルの対応関係を調査するといった細かな補正処理の前処理として、２つの画像の罫線の対応関係を調査するといった大まかな補正処理を実行するため、画像照合の処理時間を大幅に短縮することを可能とする。
【０００９】
また、第２の発明は、前述した目的を達成するために、比較する２つの画像を小領域で複数に分割する際、この小領域の配列が六方晶状の配列になるようにしたものである。
【００１０】
この発明においては、従来のように矩形の小領域で画像を分割する場合と異なり、隣り合う小領域間の境界線が連続する直線を形成することがないため、被照合画像の補正時に発生する直線パターンの誤消去を防止することを可能とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。図１は、この発明の実施形態に係る画像照合装置の機器構成を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、この画像照合装置は、ＣＰＵ１、システムメモリ２およびＩ／Ｏコントローラ３を備えている。ＣＰＵ１は、この画像照合装置全体の制御を司るものであり、システムメモリ２に格納された各種プログラムを実行制御する。システムメモリ２は、ＣＰＵ１によって実行制御される各種プログラムおよび各種処理データを格納する記憶装置である。Ｉ／Ｏコントローラ３は、基準画像や被照合画像を入力し、あるいはこれらの差分画像を出力するためのデータ入出力を制御する装置である。そして、この画像照合装置の画像照合処理は、システムメモリ２に格納されＣＰＵ１によって実行制御されるプログラム（画像照合システム）によって実現されている。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態を説明する。
【００１４】
図２は、第１実施形態の画像照合装置の処理の流れを示したものである。この画像照合装置は、まず、イメージスキャナ等から読み取った入力画像から罫線を抽出する（ステップＡ１）。そして、この入力画像から抽出した罫線と基準画像から抽出された罫線とを比較し、入力画像と基準画像とのピクセルの大まかな対応を調査する（ステップＡ２）。
【００１５】
次に、画像照合装置は、入力画像を小領域に分割し、調査した対応により算出される基準画像上の位置付近から、もっとも近いパターンを持つ領域を検索して写像する（ステップＡ３）。そして、この写像した画像を小領域に分割し、各小領域を移動させることで基準画像と最も一致する画像を得（ステップＡ４）、最後に得た画像と基準画像との差分画像を出力する（ステップＡ５）。
【００１６】
以下、この各ステップの処理を詳説する。
【００１７】
［罫線の抽出（ステップＡ１）］
罫線の抽出にはいくつかの手法が既に確立しており、たとえば特開平１０−２４０９５９号や特開平６−６０２２２号等に述べられている方法がある。この画像照合装置では、これらの方法を用いて画像から罫線を抽出する。
【００１８】
［罫線の対応関係の調査（ステップＡ２）］
この画像照合装置は、基準画像から抽出した罫線と入力画像から抽出した罫線とを比較し、それらの対応を調査する。これには、罫線の相対距離を評価関数とした幅優先検索法等を使用する。
【００１９】
［入力画像の写像の作成（ステップＡ３）］
いま、入力画像上の４つの罫線および基準画像上の４つの罫線が図３に示すように対応するものとする。ここでは、基準画像のスキューは取り除いてあり、４つの罫線は用紙の方向に対して平行もしくは直角であるものとする。この時、図４に示す各交点の座標は次の（１）式〜（６）式のように計算できる。
【００２０】
【数１】
0004024960.tif 000002
【００２１】
すると、基準画像上の座標（ｘ，ｙ）にあるピクセルは、次の（７）式で示される入力画像上の座標（Ｘ，Ｙ）と対応する。
【００２２】
【数２】
0004024960.tif 000003
【００２３】
ここで、ｄ1 …ｄ4およびＸm，Ｙmは、次の（８）式〜（１３）式により計算される。
【００２４】
【数３】
0004024960.tif 000004
【００２５】
そして、この画像照合装置は、これらの式を用いて、入力画像の各ピクセルを基準画像上のピクセルに写像する。この操作は、入力画像を拡大、縮小または回転して基準画像に一致するよう変形することを意味する。
【００２６】
ところで、前述の特開平１１−３４３１号では、基準画像上の小領域のパターンを入力画像から検索することでこの処理を行なっている。このような小領域のパターンを検索する作業には、２次元的な積算演算処理が必要である。一方、この画像照合装置が行なう罫線の検出処理は、１次元的な積算演算処理で実現可能である。このため、より高い処理速度が得られることになる。
【００２７】
［写像画像の微修正（ステップＡ４）］
前述の手順で写像した画像は、特に距離の離れた罫線により位置合わせを行なう場合、細部にわずかなずれが生じる。そこで、この画像照合装置では、写像後の画像を小領域に区切り、図５のように上下左右数ピクセルの範囲で小領域を動かして最も基準画像と一致する画像を得る。
【００２８】
従来、この処理を行なう場合、画像を矩形小領域に分割していた。しかしながら、このような分割を行なうと、直線が多く現れる画像において障害が発生する場合があった。
【００２９】
図６に、この障害が起こる画像の例を示す。図６（ａ）は従来の小領域の形状を示しており、図６（ｂ）の画像では、写像後の画像の小領域の境界部分に線状のパターン（中央横方向の太線）が存在する。ここで、この矩形の小領域を上下左右１ピクセルのみ移動可能とすると、図６（ｄ）の基準画像と最も一致するように各小領域を動すことにより、図６（ｃ）の画像が得られる。したがって、直線のように入力画像にしばしば現れるパターンがこの処理により消去されてしまう。このため、入力画像と基準画像の明確な差異である線が検出されないことになる。
【００３０】
そこで、この画像照合装置では、この障害を回避するために、小領域の形状として図７に示すような六方晶状の形状を採用する。六角形は平面を敷き詰めることができる最大の多角形であり、敷き詰めた際の境界線には連続的な直線パターンはない。したがって、直線的なパターンが完全に消去されることはない。
【００３１】
［基準画像との比較（ステップＡ５）］
最後に、この画像照合装置は、前述の手順で得られた画像と基準画像とを比較する。この際、スキャナ等から読み取った画像にはわずかなピクセルのぶれがあるために、図８のように、共通ピクセルの周囲にある差異ピクセルは差異ピクセルとみなさないようにする。この処理を行なうことで、最終的にはっきりとした差分画像を得ることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。図９は、第２実施形態の画像照合装置の処理の流れを示したものである。この第２実施形態の画像照合装置は、２枚の入力画像と１枚の基準画像との計３枚の画像により処理を行なう。より具体的には、たとえば基準画像として白紙帳票画像を用意し、一方、入力画像として記入済みの帳票画像とさらに修正を加えた帳票画像とを用意し、この修正部分のみを検知する処理などを行なう。
【００３３】
この第２実施形態では、画像照合装置は、２つの入力画像のそれぞれについて拡大、縮小、回転までの処理を行ない（ステップＢ１〜ステップＢ６）、その後２つの画像が最も一致するよう微修正して（ステップＢ７）、最後に差分画像を出力する（ステップＢ８）。このため、スキューを含む２枚の画像を基準画像に一致するよう位置合わせを行なった上で比較を行なうことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、前処理として罫線を検知し、対応を調べ、調べた画像から拡大・縮小・回転を行なうことにより、画像照合の処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００３５】
また、分割後の小領域を六方晶状に配列するようにしたことにより、入力画像に頻繁に現れる直線状のパターンの誤消去を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像照合装置の機器構成を示す図。
【図２】同第１実施形態の画像照合装置の処理の流れを示す図。
【図３】同第１実施形態の画像照合装置が処理する入力画像上の４つの罫線および基準画像上の４つの罫線の対応関係を示す図。
【図４】同第１実施形態の画像照合装置が処理する入力画像上の４つの罫線および基準画像上の４つの罫線の各交点の座標を示す図。
【図５】同第１実施形態の画像照合装置の写像画像の微修正を説明するための図。
【図６】同第１実施形態の画像照合装置の写像画像の微修正における問題を説明するための図。
【図７】同第１実施形態の画像照合装置の写像画像の微修正における問題を説明するための図。
【図８】同第１実施形態の画像照合装置の共通ピクセルの周囲にある差異ピクセルを無視した比較を説明するための図。
【図９】同第２実施形態の画像照合装置の処理の流れを示す図。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ
２…システムメモリ
３…Ｉ／Ｏコントローラ
１１…画像照合システム
【図１】
0004024960.tif 000005
【図２】
0004024960.tif 000006
【図３】
0004024960.tif 000007
【図４】
0004024960.tif 000008
【図５】
0004024960.tif 000009
【図６】
0004024960.tif 000010
【図７】
0004024960.tif 000011
【図８】
0004024960.tif 000012
【図９】
0004024960.tif 000013