(57)【要約】【課題】部分画像から合成画像を生成する画像処理において、重ね合わせの精度を下げずに、合成位置算出の処理時間を短縮する。【解決手段】センサ１から部分画像が現フレームメモリ１に格納されると、領域分割部１３はその部分画像を複数の領域に分割する。特徴領域検索部１４は、分割された領域毎にその領域に含まれる画像の特徴量（例えば、横方向に連続する黒画素数）を算出し、特徴量が一番大きい領域を特徴領域として検出する。領域画素比較部１５は、指定された特徴領域の画像データを現フレームメモリ１１と前フレームメモリ１２からそれぞれ読み出し、１画素ずつずらして重ね合わせて各重ね合わせ位置に対して重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出する。そして、その累計値が最小となる重ね合わせ位置を合成位置として重ね合わせ部１６に出力する。【選択図】図１
2009187429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取り対象の画像とこの画像よりも読み取り範囲が狭いセンサとを相対的に移動し、該センサから順次得られる部分画像の重ね合わせ位置を算出する機能を有する画像処理装置であって、
現在の部分画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記分割された領域毎にその領域に含まれる画像の特徴量を算出し、その特徴量が一番大きい領域を特徴領域として検出する特徴領域検索手段と、
前記現在の部分画像の特徴領域と１つ前の部分画像で該特徴領域に対応する領域を１画素ずつずらして重ね合わせ、各重ね合わせ位置に対して重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出する累計算出手段と、
前記累計算出手段で算出された累計の内でその値が最小となる重ね合わせ位置を決定する位置決定手段とを、
備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記特徴領域検索手段は、前記分割された領域毎にその領域に含まれる画像中で黒画素が連続する個数、または前記分割された領域毎にその領域に含まれる画像の端点及び分岐点の個数を特徴量として算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記特徴領域検索手段は、前記分割された領域毎にその領域に含まれる画像の周波数分析を行い、その高周波成分の量を特徴量として算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記センサから前記部分画像が前記領域毎に与えられる場合に、前記特徴領域検索手段は該領域の画像データが揃うたびに、その領域に含まれる画像の特徴量を算出することを特徴とする請求項１、２または３記載の画像処理装置。
【請求項５】
読み取り対象の画像とこの画像よりも読み取り範囲が狭いセンサとを相対的に移動し、該センサから順次得られる部分画像の重ね合わせ位置を決定する画像処理装置であって、
前記センサから出力される現在の部分画像の内で前記相対的な移動方向に直交する特定のラインの画像データと、１つ前の部分画像の各ラインとの画素毎の輝度の差分の累計を算出する累計算出手段と、
前記累計算出手段で算出された累計の内でその値が最小となる重ね合わせ位置を決定する位置決定手段とを、
備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
前記累計算出手段で使用する現在の部分画像の特定のラインとは、１つ前の部分画像と重複する可能性が一番大きい単数または複数のラインであることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記位置決定手段は決定された重ね合わせ位置を合成位置として出力し、前記画像処理装置は、該合成位置に基づいて前記現在の部分画像と１つ前までの部分画像とを合成する画像合成手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項８】
読み取り対象の画像とこの画像よりも読み取り範囲が狭いセンサとを相対的に移動し、該センサから順次得られる部分画像の重ね合わせ位置を算出する処理を含む画像処理方法であって、
現在の部分画像を複数の領域に分割する領域分割処理と、
前記分割された領域毎にその領域に含まれる画像の特徴量を算出し、その特徴量が一番大きい領域を特徴領域として検出する特徴領域検索処理と、
前記現在の部分画像の特徴領域と１つ前の部分画像で該特徴領域に対応する領域を１画素ずつずらして重ね合わせ、各重ね合わせ位置に対して重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出する累計算出処理と、
前記累計算出処理で算出された累計の内でその値が最小となる重ね合わせ位置を決定する位置決定処理とを、
行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
読み取り対象の画像とこの画像よりも読み取り範囲が狭いセンサとを相対的に移動し、該センサから順次得られる部分画像の重ね合わせ位置を算出する処理を含む画像処理方法であって、
前記センサから出力される現在の部分画像の内で前記相対的な移動方向に直交する特定のラインの画像データと、１つ前の部分画像の各ラインとの画素毎の輝度の差分の累計を算出する累計算出処理と、
前記累計算出処理で算出された累計の内でその値が最小となる重ね合わせ位置を決定する位置決定処理とを、
行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
前記累計算出処理は、現在の部分画像の特定のラインと、１つ前の部分画像の各ラインとの画素毎の輝度の差分の累計を算出する際に、それ以前に出力された重ね合わせ位置から順番に該１つ前の部分画像に対する処理を行うことを特徴とする請求項９記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記累計算出処理は、現在の部分画像の特定のラインと、１つ前の部分画像の各ラインとの画素毎の輝度の差分の累計を算出する際に、累計中の輝度の差分の累計値がそれ以前に算出したラインの累計結果を超えたときに、その算出中の部分画像に対する処理を中止することを特徴とする請求項９または１０記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記画像処理方法は、前記位置決定処理にて決定された重ね合わせ位置を合成位置として出力し、前記合成位置に基づいて前記現在の部分画像と１つ前までの部分画像とを合成する画像合成処理を行うことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つ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、スイープ型のセンサから順次出力される部分画像の重ね合わせ位置を算出、決定することを実行したり、その重ね合わせ位置に基づいて合成画像を生成することを実行する画像処理装置と画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、下記特許文献１に記載された従来の画像処理装置の構成図である。
この画像処理装置は、横幅が指のサイズに基づく１〜２．５ｃｍで、縦幅が０．５〜５ｍｍ程度の細長いスイープ型のセンサを用いて、センサと指とを相対的に移動して指紋を読み取って認証するものである。指紋画像を得るためのセンサ１と、このセンサ１から定期的に出力される指紋の部分画像（以下、「フレーム」という）を蓄積する部分画像メモリ２を有している。部分画像メモリ２には、合成位置算出回路３と合成画像メモリ４が接続されている。合成位置算出回路３は、部分画像メモリ２から与えられる現フレームと１つ前に与えられた前フレームを比較し、両者の重なりが最も類似している所を合成位置として算出するものである。合成画像メモリ４は、算出された合成位置に基づいてフレームを重ね合わせた合成画像を蓄積するものである。合成画像メモリ４には認証回路５が接続され、この合成画像メモリ４に指紋全体の合成画像が蓄積されたときに、この指紋画像を用いて指紋認証を行うようになっている。
【０００３】
ここで、合成位置算出回路３は、入力された画像の時間的に前のフレームと現在のフレームとを重ね合わせて、重なり部分の画像を抽出する重ね合わせ部３ａと、抽出された重なり部分において前のフレームと現在のフレームとの差分を取る画素を選択する画素選択部３ｂと、画素選択部３ｂが選択した画素の差分をとり、その累計値を重ね合わせ位置を変えた時の画素の差分の累計値と比較する画素比較部３ｃと、画素比較部３ｃの結果に基づいて差分の累計値が最小になる重ね合わせ位置を決定する位置決定部３ｄで構成されている。
【０００４】
図３は、図２の合成位置算出回路の動作を示す処理フロー図である。ここでは、フレームの縦方向の重ね合わせ処理について説明するが、横方向についても同様の処理が行われる。
【０００５】
処理が開始されると、前フレームと現フレームの重ね合わせる相対位置Ａが０に設定される（ステップＳ１）。相対位置Ａ＝０のとき、前フレームと現フレームが完全に重なった状態を示し、相対位置Ａの値が１加算される毎に、現フレームに対して前フレームの相対位置を１画素分、下にずらしていく状態を示す。相対位置Ａが決まると（ステップＳ２）、前フレームと現フレームの重なり部分に対して、差分を求めるべき処理を行う画素か否かを判定する（ステップＳ３）。差分を求めるべき処理を行う画素でなければステップＳ６へ進み、差分を求めるべき処理を行う画素であれば画素レベルの差分を求める（ステップＳ４）。
【０００６】
求めた画素レベルの差を累計に加算し（ステップＳ５）、重なり部分の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ６）。処理が終了していなければステップＳ２へ戻り、終了していれば算出した累計と過去の累計結果と比較し（ステップＳ７）、小さければそのときの相対位置Ａを合成位置として更新する（ステップＳ８）。現フレームと前フレームの重ね合わせが終了したときに、相対位置ＡがＭ−１（Ｍは、フレームの縦の画素数）であれば（ステップＳ９）、処理は終了する。相対位置ＡがＭ−１に達していなければ、Ａに１を加算して（ステップＳ１０）、ステップＳ２へ戻る。
【０００７】
図４は、図２の動作説明図である。この図２では、処理手順の概略として、フレームのサイズが１２×８画素の場合を示している。
【０００８】
処理が開始されると、処理（１）で相対位置Ａ＝０に設定され、前フレームと現フレームの重なる部分の差分を求めるべき対象画素すべての画素レベルの差を算出し、累計に加算する。このときの累計結果を４０とする。そして、この累計結果の４０を、過去の累計結果として保持する。
【０００９】
次の処理（２）で、相対位置Ａに１を加算してＡ＝１とし、同様に累計結果を算出する。このときの差分を求めるべき対象画素の累計結果が４５とすると、過去の累計結果よりも大きいので、過去の累計結果は更新せず、次のＡ＝２の累計を算出する。Ａ＝２での差分対象画素の累計結果が３０であると、過去の累計結果よりも小さいので、この値３０を過去の累計結果として更新して保持し、同時に相対位置Ａ＝２を合成位置として保持する。この処理をＡ＝７の処理（８）まで繰り返した結果、最小の累計結果が保持されている重ね合わせの相対位置Ａ（図４の場合は、Ａ＝３）を、再構築画像の合成位置として出力する。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３３１２６９号公報
【特許文献２】特開２００６−１８７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記画像処理装置における合成位置算出回路３では、重ね合わせの相対位置Ａのすべてに対して順番に、差分を求めるべき対象画素すべての累計結果を算出し、過去の累計結果と比較している。このため、入力されるフレームのサイズが大きくなった場合、差分の累計を行う画素が増えて処理量が増大し、認証結果を得るまでの時間が長くなるという課題があった。また、処理時間を短縮するために差分の累計を行う画素を削減する方法も考えられるが、画素を削減すると重ね合わせの精度が悪くなるというおそれがあった。
【００１２】
本発明は、重ね合わせの精度を下げずに、合成位置算出の処理時間を短縮することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、読み取り対象の画像とこの画像よりも読み取り範囲が狭いセンサとを相対的に移動し、該センサから順次得られる部分画像の重ね合わせ位置を算出する機能を有する画像処理装置であって、現在の部分画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、前記分割された領域毎にその領域に含まれる画像の特徴量を算出し、その特徴量が一番大きい領域を特徴領域として検出する特徴領域検索手段と、前記現在の部分画像の特徴領域と１つ前の部分画像で該特徴領域に対応する領域を１画素ずつずらして重ね合わせ、各重ね合わせ位置に対して重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出する累計算出手段と、前記累計算出手段で算出された累計の内でその値が最小となる重ね合わせ位置を決定する位置決定手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、現在の部分画像を複数の領域に分割し、その分割した領域毎にその領域に含まれる画像の特徴量を算出してその特徴量が一番大きい領域を特徴領域として検出し、現在の部分画像の特徴領域と１つ前の部分画像でこの特徴領域に対応する領域を１画素ずつずらして重ね合わせ、各重ね合わせ位置に対して重なり部分における画素毎の輝度の差分の累計を算出し、その累計値が最小となる重ね合わせ位置を決定するようにしている。
【００１５】
これにより、現在の部分画像の特徴領域を１つ前の部分画像の対応する領域と比較するだけで重ね合わせ位置を算出することができるので、重なり部分をすべて比較する必要がなくなり、重ね合わせの精度を下げずに、重ね合わせ位置算出の処理時間を短縮することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１を示す画像処理装置の構成図である。
この画像処理装置は、横幅が指のサイズに基づく１〜２．５ｃｍで、縦幅が０．５〜５ｍｍ程度の細長いスイープ型のセンサを用いて、センサと指とを相対的に移動して指紋を読み取って認証するものである。指紋画像を得るためのセンサ１には、このセンサ１から定期的に出力される指紋の部分画像（以下、「フレーム」という）を蓄積する現フレームメモリ１１が接続され、この現フレームメモリ１１には１つ前のフレームを蓄積するための前フレームメモリ１２が接続されている。
【００１８】
現フレームメモリ１１には、更に、領域分割部１３が接続されている。領域分割部１３は、例えば、横５０画素×縦８画素の現フレームの画像を横方向に５分割して、横１０画素×縦８画素の５つの領域に分けるものである。領域分割部１３には、特徴領域検索部１４が接続されている。特徴領域検索部１４は、領域分割部１３から領域単位に与えられる画像の中で最大の特徴部分を有する領域を検索するものである。例えば、この特徴領域検索部１４では、領域毎に横方向に連続する黒画素（指紋の山に対応する箇所）の最大連続数をカウントし、一番大きな最大連続数を有する領域を特徴領域として検出するようにしている。特徴領域検索部１４で検出された特徴領域の情報は、領域画素比較部１５に与えられている。
【００１９】
領域画素比較部１５は、特徴領域検索部１４から与えられる特徴領域の情報に基づいて、該当する領域の画像データを現フレームメモリ１１と前フレームメモリ１２からそれぞれ切り出し、縦方向に１画素ずつ順番にずらしながら比較し、両者の重なりが最も類似している所を合成位置として算出するものである。領域画素比較部１５で算出された合成位置は重ね合わせ部１６に与えられている。
【００２０】
重ね合わせ部１６は、領域画素比較部１５から与えられる合成位置に基づいて、合成画像メモリ４中の画像に現フレームメモリ１１中の画像データを重ね合わせ、その重ね合わせた合成画像を、再び合成画像メモリ４に蓄積するものである。合成画像メモリ４には認証回路５が接続され、この合成画像メモリ４に指紋全体の合成画像が蓄積されたときに、この指紋画像を用いて指紋認証を行うようになっている。
【００２１】
図５は、図１の画像処理装置の動作を示す処理フロー図である。また、図６は図１による領域分割と特徴領域の検索例を示す説明図、図７は図１による領域画素の比較動作例を示す説明図である。
【００２２】
以下、これらの図に基づいて、図１の画像処理装置の動作を説明する。なお、ここでは、指に対してセンサ１が縦方向に移動する場合について説明するが、横方向に動く場合も同様の動作が行われる。
【００２３】
センサ１で読み取られた指紋の部分画像が現フレームメモリ１１に格納されると、これに応じて現フレームメモリ１１にそれまで格納されていた部分画像が前フレームメモリ１２に転送される。これにより、図６に示すように、現フレームメモリ１１にはセンサ１で読み取られた最新の現フレームのデータが格納され、前フレームメモリ１２には１つ前にセンサ１で読み取られた前フレームのデータが格納される。これらの現フレームと前フレームのデータは、重複する部分を有している。
【００２４】
図５のステップＳ１１において、領域分割部１３により、現フレームメモリ１１に格納された現フレームの画像データが、図６に示すように、横方向にＮ個（Ｎは２以上の整数：ここでは、５個）の横１０画素×縦８画素の領域に分割される。
【００２５】
ステップＳ１２において、特徴領域検索部１４により、各分割領域の特徴点が検索され、その特徴量が最大である分割領域が差分値算出領域とされる。この場合、特徴量として横方向に連続する黒画素の数をカウントしているので、図６の現フレームの場合の特徴量は、領域１、領域４及び領域５では２、領域２では３、領域３では５である。従って、差分値算出領域は領域３となる。
【００２６】
ステップＳ１３において、重ね合わせの状態変数ｉを０とする。
ステップＳ１４において、前フレームと現フレームの対応する差分値算出領域を重ね合わせの相対位置ｉの状態とする。
【００２７】
ステップＳ１５において、重なった差分値算出領域の画素の画素レベルの差を求め、ステップＳ１６において、画素レベル差の累計に加算する。このステップＳ１５，Ｓ１６の処理を、相対位置ｉにおける重なり部分のすべての画素に対して行う。例えば、ｉ＝０のときは、図７に示すように、領域３のすべての画素、即ち１０×８＝８０画素に対して処理を行う。
【００２８】
ステップＳ１７において、相対位置ｉに対する処理が完了すると、ステップＳ１８へ進み、相対位置ｉにおける画素レベル差の累計を、過去の累計結果と比較する。そして、累計が過去の累計結果よりも小さければ、重なり量が多いので、ステップＳ１９において、その相対位置ｉを合成位置として保持すると共に、累計結果を更新する。
【００２９】
ステップＳ２０において、相対位置ｉがＭ−３（但し、Ｍはフレームの縦の画素数、ここでは８）であるか、即ち比較すべき最後の相対位置に達したか否かを調べ、最後の相対位置に達するまで、ステップＳ２１において相対位置ｉを１ずつ増加させて、ステップＳ１４〜ステップＳ２０の処理を繰り返す。
【００３０】
比較すべき最後の相対位置の処理が完了するとステップＳ２２へ進み、領域画素比較部１５から最終的な合成位置が重ね合わせ部１６に出力される。これにより、重ね合わせ部１６が起動され、合成画像メモリ４中の画像に現フレームメモリ１１中の画像データが重ね合わされ、その重ね合わせた合成画像が合成画像メモリ４に格納される。
【００３１】
センサ１からフレーム画像が出力される度に上記の処理が繰り返される。そして、指紋全体の画像が合成画像メモリ４に格納された後、認証回路５が起動され、合成画像メモリ４に格納された画像データに従って指紋認証が行われる。
【００３２】
以上のように、この実施例１の画像処理装置は、センサ１から与えられるフレームを複数の領域に分割し、その中で一番特徴のある部分を含む領域のみを使用して、重なり位置の探索を行うようにしている。これにより、重なり位置を探索する範囲が最大の特徴点を含む１領域のみに限定されるので、重ね合わせの精度を下げずに、合成位置算出の処理時間を短縮することが出来るという利点がある。また、演算処理数を少なくして処理時間を短縮することができることから消費電力の低減をも期待できる。
【００３３】
なお、図６には、現フレームと前フレームに共通の特徴点が存在する場合の特徴領域の検索例を示したが、現フレームで特徴点が存在する領域は、データとしての有効な領域であるので、前フレームに共通の特徴点が存在しない場合であっても、比較対象として有効である。
【実施例２】
【００３４】
図８は、本発明の実施例２を示す画像処理装置の構成図であり、図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。また、図９は、図８の画像処理装置の動作を示す処理フロー図、図１０は、図８による画素の比較動作例を示す説明図である。
【００３５】
実施例１では、現フレームを複数の領域に分割して特徴点のある領域と前フレームの対応する領域とを比較して、重ね合わせの合成位置を探索しているが、この実施例２では、現フレームを構成する特定のラインと前フレームの各ラインとを比較することによって、重ね合わせの合成位置を探索するようにしている。ここで、特定のラインとは、前フレームと重複する可能性が一番大きいラインであり、例えば図１０に示すように、センサから順次出力される現フレームが前フレームに対して下側に移動する場合には、現フレームの上側の横方向のラインとなる。
【００３６】
この画像処理装置は、図１中の領域分割部１３、特徴領域検索部１４及び領域比較部１５に代えて、画素比較部１７、重ね合わせ位置制御部１８及び重ね合わせ位置設定部１９を設けている。
【００３７】
画素比較部１７は、重ね合わせ位置設定部１９から指定された前フレームメモリ１２の画素と現フレームメモリ１１の対応する画素を順番に比較し、画素レベルの差を求めてそのレベル差の累積加算を行うものであるが、最初に横１ライン分の累積差分値結果に基づいて累積差分値が最小となる重ね合わせ位置を重ね合わせ位置制御部１８に出力する機能と、累積中の加算値が内部で設定された閾値を超えた場合に、その累積加算処理を停止する機能を備えている。
【００３８】
重ね合わせ位置制御部１８は、それぞれの重ね合わせ状態の横１ライン分だけの累積加算を算出させるか、横１ラインを除いた残りの重なり部分の累積加算を算出させるかを選択する信号を出力する機能と、重ね合わせ位置設定部１９に対して、最初の重ね合わせ位置をどこから始めるかを出力するものである。
【００３９】
重ね合わせ位置設定部１９は、重ね合わせ位置制御部１８から与えられる信号に従って、画素比較部１７に対する重ね合わせ範囲を指定するものである。その他の構成は、図１と同様である。
【００４０】
以下、この画像処理装置の動作を、図８及び図９に則って説明する。
センサ１によって１フレーム目（前フレーム）の画像データと２フレーム目（現フレーム）の画像データが得られ、それぞれ前フレームメモリ１２と現フレームメモリ１１に転送された段階で、図９のステップＳ３１〜ステップＳ３６の処理が行われる。
【００４１】
初めに、重ね合わせの相対位置ｉを０に設定する（ステップＳ３１）。これにより、前フレームと現フレームは、図１０のｉ＝０に示すように、完全に重ね合わされる。そして、図１０に示すように、現フレームの一番上側の１ラインとこれに対応する前フレームの１ライン（この場合は、前フレームの一番上側のラインとなる）を画素毎に比較してその画素レベルの差を求め（ステップＳ３２）、画素レベル差の累計に加算する（ステップＳ３３）。１ラインの重なり部分のすべての画素に対する処理を行い、１ラインの処理が終了した段階で（ステップＳ３４）、相対位置ｉがＭ−３（但し、Ｍは整数でフレームの縦の画素数、ここでは８）であるか、即ち比較すべき最後の相対位置に達したか否かを調べる（ステップＳ３５）。最後の相対位置に達するまで、相対位置ｉを１ずつ増加させ（ステップＳ３６）、ステップＳ３２〜ステップＳ３５の処理を繰り返す。
【００４２】
次に、０からＭ−３（ここでは、５）までの各相対位置ｉで得られた１ラインの画素レベル差の累積結果を調べ、一番小さな累積結果が得られた相対位置Ｎを、残りの２ライン目以降の累積が一番小さくなる位置と予測し、重ね合わせ部１６に対する最初の重ね合わせ位置として指定する（ステップＳ３７，Ｓ３８）。例えば、図１０の各相対位置ｉで得られた差分の累積結果が、ｉ＝０のとき２９、ｉ＝１のとき２５、ｉ＝２のとき５、ｉ＝３のとき１２、ｉ＝４のとき５４、ｉ＝５のとき３４であったとすると、画素レベル差の累積結果が最小となるｉの値２が、重ね合わせの合成位置として指定される。
【００４３】
この予測結果の重ね合わせの合成位置（ここでは、ｉ＝２）に基づいて、次のステップＳ３９〜Ｓ４７の処理が行われる。
【００４４】
先ず、ｉ＝２の重ね合わせ状態で、残りの重なり部分（現フレームの２ライン目以降）の画素レベルの差を求め（ステップＳ３９）、その差をそれまでの累積結果に加算する（ステップＳ４０）。ここでは、ｉ＝２の相対位置での累積結果を例えば３０とする。
【００４５】
同様に、ｉ＝３の重ね合わせ状態にて、残りの重なり部分（現フレームの２ライン目以降）の画素レベルの差の累積結果を算出する。但し、この累積値の算出中に、ｉ＝２で算出した累積結果の値３０を超えたときは、その時点でｉ＝３に対する処理を停止し（ステップＳ４１）し、次のｉ＝４の処理に移行する。これは、処理中の相対位置が、重ね合わせの合成位置になる可能性がなくなったからである。累積値がｉ＝２で算出した累積結果の値３０を超えなければ処理を続行し、全重なり部分の処理が終了した（ステップＳ４２）時点で、その結果を新しい重なり位置として保持する（ステップＳ４３）。
【００４６】
以降、ｉ＝４，５，０，１の順に処理を行い、すべての相対位置に対する処理が完了した時点で、ステップＳ４３で保持されている最新の重ね合わせの合成位置が重ね合わせ部１６に与えられる。そして、重ね合わせ部１６によって、合成画像メモリ４中の画像に現フレームメモリ１１中の画像データが重ね合わされ、その合成画像が合成画像メモリ４に格納される。
【００４７】
以上のように、この実施例２の画像処理装置は、最初に現フレームの１ラインと前フレームの各ラインとを順次比較することによって、重なり部の累積結果が一番小さくなる重ね位置を予測すると共に、処理中の重ね合わせ位置に対する累積値がそれまでに算出した相対位置の累積結果を超えたときにその処理を停止するようにしている。これにより、重ね合わせの順番を予測位置に従って変更することで、各相対位置での処理を迅速に停止することが可能になり、最終的な合成位置算出までの処理時間を短縮することが出来、これに伴い消費電力の低減も期待できるという利点がある。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
（ａ）  指紋の画像処理について説明したが、読み取り対象の画像は指紋に限定されない。即ち、順次入力される重複部分のある部分画像を重ね合わせて合成画像を生成する画像処理装置すべてに適用することができる。
（ｂ）  フレームの重ね合わせ位置を縦方向にずらす場合を説明したが、読み取り対象の画像とセンサの相対的な移動方向によっては、横方向または斜め方向にずらす必要があるが、同様に適用可能である。
（ｃ）  実施例１では、分割した領域から特徴点のある領域を検索する際に、横方向に連続する黒画素数に従って特徴領域を決定しているが、特徴領域の決定方法はこれに限定されない。例えば、指紋読み取りの場合では、指紋の判別に使用する端点や分岐点が多数存在する領域を使用することができる。また、周波数解析によって高周波成分を多く含む領域等を特徴領域とすることができる。
（ｄ）  実施例１では、現フレームの画像データが現フレームメモリ１１にすべて格納された時点で、領域を分割して各領域の特徴点を検索しているが、センサ１から現フレームメモリ１１に、縦方向の８画素毎に画像データが転送されるのであれば、各領域に画像データが格納された時点で、その領域の特徴点を検索することができる。これにより、特徴点の検索開始時間を早くすることができるので、画像合成処理の終了時間を早めることが可能になる。
（ｅ）  実施例１及び実施例２におけるフレームのサイズ、また実施例１における領域分割の数や分割された領域のサイズは一例であり、これらの数値に限定されない。
（ｆ）  実施例１及び実施例２では、縦方向の８画素に対して相対位置ｉとして０〜５画素ずらして重ね合わせの位置を求めているが、ずらす範囲は任意であり、例えば、相対位置ｉとして０〜７画素ずらす場合にはｉ＝Ｍ-１としたり、０〜４画素ずらす場合にはｉ＝Ｍ-４として実施例１や実施例２のような処理を行っても良い。
（ｇ）  実施例２では、現フレームの画像データが現フレームメモリ１１にすべて格納された時点で画素比較を開始しているが、センサ１から最初に１番上側の１ラインの画像データが転送されるのであれば、現フレームメモリ１１に、１ラインの画像データが格納された時点で、前フレームのデータとの画素比較を開始することができる。これにより、画像合成処理の終了時間を早めることが可能になる。
（ｈ）  実施例２では、横方向の１ラインを用いて重ね合わせの合成位置を検索しているが、２ラインまたはそれ以上のラインを用いることも可能である。
（ｉ）  実施例２では、最初に合成位置として検出された値を、画素比較の相対位置の初期値に設定しているが、前フレームに対する各相対位置の累計結果に基づいて比較する順番を設定することもできる。
（ｊ）実施例においては画像の合成を行う機能を有する画像処理装置を例として説明したが、本発明の重ね合わせ位置を決定処理は、これに限らず、部分画像の重ね合わされる位置を決定した後に、部分画像同士の合成をせずに、その重ね合わせ位置情報に基づいて画像処理を行うような装置においても適用可能である。
（ｋ）本発明のメモリは、他の構成要素と同じ半導体チップ内に設けられているものであってもよいし、別の半導体チップあるいは別のモールドされた半導体装置のように外部に配置されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１を示す画像処理装置の構成図である。
【図２】従来の画像処理装置の構成図である。
【図３】図２の合成位置算出回路の動作を示す処理フロー図である。
【図４】図２の動作説明図である。
【図５】図１の画像処理装置の動作を示す処理フロー図である。
【図６】図１による領域分割と特徴領域の検索例を示す説明図である。
【図７】図１による領域画素の比較動作例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施例２を示す画像処理装置の構成図である。
【図９】図８の画像処理装置の動作を示す処理フロー図である。
【図１０】図８による画素の比較動作例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    センサ
４    合成画像メモリ
５    認証回路
１１    現フレームメモリ
１２    前フレームメモリ
１３    領域分割部
１４    特徴領域検索部
１５    領域画素比較部
１６    重ね合わせ部
１７    画素比較部
１８    重ね合わせ位置制御部
１９    重ね合わせ位置設定部
【図１】
2009187429.tif 000003
【図２】
2009187429.tif 000004
【図３】
2009187429.tif 000005
【図４】
2009187429.tif 000006
【図５】
2009187429.tif 000007
【図６】
2009187429.tif 000008
【図７】
2009187429.tif 000009
【図８】
2009187429.tif 000010
【図９】
2009187429.tif 000011
【図１０】
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