(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第１の変換手段と、
この第１の変換手段の毎回の処理毎に、前記第１の変換手段から出力される第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求める第１の照合手段と、
この第１の照合手段から出力される一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求める最大一致率抽出手段と、
前記第１の照合手段から出力される一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求める最小一致率抽出手段と、
前記最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と前記最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を前記照合領域毎に求め、この差分の平均値である一致率差分平均を求める演算手段と、
この演算手段から出力された一致率差分平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像照合装置。
【請求項２】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第１の変換手段と、
この第１の変換手段の毎回の処理毎に、前記第１の変換手段から出力される第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求める第１の照合手段と、
この第１の照合手段から出力される一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求める最大一致率抽出手段と、
前記第１の照合手段から出力される一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求める最小一致率抽出手段と、
前記最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を前記最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を前記照合領域毎に求め、この商の平均値である一致率商平均を求める演算手段と、
この演算手段から出力された一致率商平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像照合装置。
【請求項３】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第１の変換手段と、
この第１の変換手段の毎回の処理毎に、前記第１の変換手段から出力される第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求める第１の照合手段と、
この第１の照合手段から出力される一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求める最大一致率抽出手段と、
前記第１の照合手段から出力される一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求める最小一致率抽出手段と、
前記最大一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最大一致率の平均値である最大一致率平均と前記最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均とを求める演算手段と、
この演算手段から出力された最大一致率平均が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ前記演算手段から出力された最小一致率平均が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像照合装置。
【請求項４】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合装置において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第１の変換手段と、
この第１の変換手段の毎回の処理毎に、前記第１の変換手段から出力される第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／第２の画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（第２の画像の黒画素数＋第１の画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／第２の画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（第２の画像の白画素数＋第１の画像の白画素数）のうちのいずれかを各照合領域内の一致率として求める第１の照合手段と、
前記第１の照合手段から出力される一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求める最小一致率抽出手段と、
この最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均を求める演算手段と、
この演算手段から出力された最小一致率平均が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像照合装置。
【請求項５】
請求項１−３の何れかに記載の画像照合装置において、
前記最大一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最大一致率の中から大きい順に予め指定された個数の最大一致率を抽出すると共に、前記最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出する取捨選択手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記取捨選択手段によって抽出された最大一致率及び最小一致率のみを用いて、前記一致率差分平均、前記一致率商平均、前記最大一致率平均、前記最小一致率平均を求めることを特徴とする画像照合装置。
【請求項６】
請求項４記載の画像照合装置において、
前記最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出する取捨選択手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記取捨選択手段によって抽出された最小一致率のみを用いて前記最小一致率平均を求めることを特徴とする画像照合装置。
【請求項７】
請求項１−４の何れかに記載の画像照合装置において、
第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第２の変換手段と、
この第２の変換手段の毎回の処理毎に、前記第２の変換手段から出力される第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求める第２の照合手段と、
この第２の照合手段から出力された一致率が最大となるとき、前記第１の初期位置から現在位置までの前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方を記憶する記憶手段とをさらに備え、
前記第１の変換手段は、前記記憶手段で記憶された平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像照合装置において、
前記第１の変換手段に予め設定される範囲を、前記第２の変換手段に予め設定される範囲よりも小さくすることを特徴とする画像照合装置。
【請求項９】
請求項７記載の画像照合装置において、
前記第２の変換手段が前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を、前記第１の変換手段が前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度よりも大きくすることを特徴とする画像照合装置。
【請求項１０】
請求項７記載の画像照合装置において、
前記第２の照合手段が一致率を求める照合領域の面積を、前記第１の照合手段が一致率を求める各照合領域の合計面積よりも小さくすることを特徴とする画像照合装置。
【請求項１１】
請求項１−４の何れかに記載の画像照合装置において、
第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段とをさらに備え、
前記第１の変換手段は、前記補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合装置。
【請求項１２】
請求項７記載の画像照合装置において、
第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段とをさらに備え、
前記第２の変換手段は、前記補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合装置。
【請求項１３】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第１の変換手順と、
この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求めてメモリに格納する第１の照合手順と、
この一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率と前記最小一致率との差分を前記照合領域毎に求め、この差分の平均値である一致率差分平均を求めてメモリに格納する演算手順と、
この一致率差分平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手順とを実行することを特徴とする画像照合方法。
【請求項１４】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第１の変換手順と、
この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求めてメモリに格納する第１の照合手順と、
この一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率を前記最小一致率で割った商を前記照合領域毎に求め、この商の平均値である一致率商平均を求めてメモリに格納する演算手順と、
この一致率商平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手順とを実行することを特徴とする画像照合方法。
【請求項１５】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第１の変換手順と、
この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求めてメモリに格納する第１の照合手順と、
この一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記照合領域毎の最大一致率の平均値である最大一致率平均と前記照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均とを求めてメモリに格納する演算手順と、
前記最大一致率平均が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ前記最小一致率平均が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手順とを実行することを特徴とする画像照合方法。
【請求項１６】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合方法において、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第１の変換手順と、
この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／第２の画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（第２の画像の黒画素数＋第１の画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／第２の画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（第２の画像の白画素数＋第１の画像の白画素数）のうちのいずれかを各照合領域内の一致率として求めてメモリに格納する第１の照合手順と、
この一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均を求めてメモリに格納する演算手順と、
この最小一致率平均が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手順とを実行することを特徴とする画像照合方法。
【請求項１７】
請求項１３−１５の何れかに記載の画像照合方法において、
前記演算手順の前に、前記最大一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最大一致率の中から大きい順に予め指定された個数の最大一致率を抽出してメモリに格納すると共に、前記最小一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出してメモリに格納する取捨選択手順を実行し、
前記演算手順は、前記取捨選択手順によって抽出された最大一致率及び最小一致率のみを用いて、前記一致率差分平均、前記一致率商平均、前記最大一致率平均、前記最小一致率平均を求めることを特徴とする画像照合方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の画像照合方法において、
前記演算手順の前に、前記最小一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出してメモリに格納する取捨選択手順を実行し、
前記演算手順は、前記取捨選択手順によって抽出された最小一致率のみを用いて前記最小一致率平均を求めることを特徴とする画像照合方法。
【請求項１９】
請求項１３−１６の何れかに記載の画像照合方法において、
各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第２の変換手順と、
この第２の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求めてメモリに格納する第２の照合手順と、
この一致率が最大となるとき、前記第１の初期位置から現在位置までの前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方をメモリに格納する記憶手順とを実行し、
前記第１の変換手順は、前記記憶手順で記憶された平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の画像照合方法において、
前記第１の変換手順で予め設定される範囲を、前記第２の変換手順で予め設定される範囲よりも小さくすることを特徴とする画像照合方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の画像照合方法において、
前記第２の変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を、前記第１の変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度よりも大きくすることを特徴とする画像照合方法。
【請求項２２】
請求項１９記載の画像照合方法において、
前記第２の照合手順で一致率を求める照合領域の面積を、前記第１の照合手順で一致率を求める各照合領域の合計面積よりも小さくすることを特徴とする画像照合方法。
【請求項２３】
請求項１３−１６の何れかに記載の画像照合方法において、
各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出してメモリに格納する基準点検出手順と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求めてメモリに格納する補正量演算手順とを実行し、
前記第１の変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合方法。
【請求項２４】
請求項１９記載の画像照合方法において、
各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出してメモリに格納する基準点検出手順と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方を求めてメモリに格納する補正量演算手順とを実行し、
前記第２の変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合方法。
【請求項２５】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合プログラムにおいて、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第１の変換手順と、
この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求めてメモリに格納する第１の照合手順と、
この一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率と前記最小一致率との差分を前記照合領域毎に求め、この差分の平均値である一致率差分平均を求めてメモリに格納する演算手順と、
この一致率差分平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する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照合プログラム。
【請求項２６】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合プログラムにおいて、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第１の変換手順と、
この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求めてメモリに格納する第１の照合手順と、
この一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記最大一致率を前記最小一致率で割った商を前記照合領域毎に求め、この商の平均値である一致率商平均を求めてメモリに格納する演算手順と、
この一致率商平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する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照合プログラム。
【請求項２７】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合プログラムにおいて、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第１の変換手順と、
この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、各照合領域内の一致率を求めてメモリに格納する第１の照合手順と、
この一致率の中から前記照合領域毎に最大一致率を求めてメモリに格納する最大一致率抽出手順と、
前記一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記照合領域毎の最大一致率の平均値である最大一致率平均と前記照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均とを求めてメモリに格納する演算手順と、
前記最大一致率平均が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ前記最小一致率平均が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する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照合プログラム。
【請求項２８】
第１の画像と第２の画像が同一かどうかを判定する画像照合プログラムにおいて、
第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第１の変換手順と、
この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／第２の画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（第２の画像の黒画素数＋第１の画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／第２の画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（第２の画像の白画素数＋第１の画像の白画素数）のうちのいずれかを各照合領域内の一致率として求めてメモリに格納する第１の照合手順と、
この一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、
前記照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均を求めてメモリに格納する演算手順と、
この最小一致率平均が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する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照合プログラム。
【請求項２９】
請求項２５−２７の何れかに記載の画像照合プログラムにおいて、
前記演算手順の前に、前記最大一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最大一致率の中から大きい順に予め指定された個数の最大一致率を抽出してメモリに格納すると共に、前記最小一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出してメモリに格納する取捨選択手順をコンピュータに実行させ、
前記演算手順は、前記取捨選択手順によって抽出された最大一致率及び最小一致率のみを用いて、前記一致率差分平均、前記一致率商平均、前記最大一致率平均、前記最小一致率平均を求めることを特徴とする画像照合プログラム。
【請求項３０】
請求項２８記載の画像照合プログラムにおいて、
前記演算手順の前に、前記最小一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出してメモリに格納する取捨選択手順をコンピュータに実行させ、
前記演算手順は、前記取捨選択手順によって抽出された最小一致率のみを用いて前記最小一致率平均を求めることを特徴とする画像照合プログラム。
【請求項３１】
請求項２５−２８の何れかに記載の画像照合プログラムにおいて、
各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第２の変換手順と、
この第２の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求めてメモリに格納する第２の照合手順と、
この一致率が最大となるとき、前記第１の初期位置から現在位置までの前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方をメモリに格納する記憶手順とをコンピュータに実行させ、
前記第１の変換手順は、前記記憶手順で記憶された平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合プログラム。
【請求項３２】
請求項３１記載の画像照合プログラムにおいて、
前記第１の変換手順で予め設定される範囲を、前記第２の変換手順で予め設定される範囲よりも小さくすることを特徴とする画像照合プログラム。
【請求項３３】
請求項３１記載の画像照合プログラムにおいて、
前記第２の変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を、前記第１の変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度よりも大きくすることを特徴とする画像照合プログラム。
【請求項３４】
請求項３１記載の画像照合プログラムにおいて、
前記第２の照合手順で一致率を求める照合領域の面積を、前記第１の照合手順で一致率を求める各照合領域の合計面積よりも小さくすることを特徴とする画像照合プログラム。
【請求項３５】
請求項２５−２８の何れかに記載の画像照合プログラムにおいて、
各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出してメモリに格納する基準点検出手順と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求めてメモリに格納する補正量演算手順とをコンピュータに実行させ、
前記第１の変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合プログラム。
【請求項３６】
請求項３１記載の画像照合プログラムにおいて、
各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出してメモリに格納する基準点検出手順と、
前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方を求めてメモリに格納する補正量演算手順とをコンピュータに実行させ、
前記第２の変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする画像照合プログラム。
【請求項３７】
請求項２５−３６の何れかに記載の画像照合プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋、鼻紋、虹彩、テクスチャパターンなどの周期性がある画像において、予め登録された画像と新たに入力された画像における類似の程度を評価して、新たに入力された画像が予め登録された画像と同一かどうかを判定する画像照合装置、画像照合方法、プログラム及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、様々な画像照合装置が知られている。例えば、文献「小林，”細線化画像パターンマッチングによる指紋照合”，電子情報通信学会論文誌（D-II），vo1.J79-D-II,no.3,pp.330-340,March1996. 」に記載された画像照合装置の１例である指紋照合装置では、画像そのものをパターンマッチングして、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定している。図２３はこのようなパターンマッチングによる指紋照合装置の構成を示すブロック図である。この指紋照合装置は、画像入力装置１０１と、画像データベース２０１と、処理装置３０９とから構成される。
【０００３】
画像入力装置１０１は、自装置のセンサ上に置かれた指の指紋の凹凸をセンサで検出して、センサが出力した信号に対してアナログ／ディジタル変換と２値化などの画像処理を行う。画像入力装置１０１の出力は、指紋の凸部分を黒の輝度をもつ画素（黒画素）によって表し、指紋の凹部分を白の輝度をもつ画素（白画素）によって表す２値画像である。なお、指紋の凸部分を白画素、指紋の凹部分を黒画素としてもよい。ここで、画像入力装置１０１が出力する画像を検査画像と呼ぶ。
【０００４】
画像データベース２０１は、あらかじめ取得した指紋画像を登録データとして記憶している。ここで、画像データベース２０１が記憶している画像を登録画像と呼ぶ。
処理装置３０９は、画像入力装置１０１から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とを比較照合して、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定する。判定の精度（照合精度）を向上させるために、処理装置３０９は、変換手段１９と、照合手段３９と、最大一致率抽出手段４９と、判定手段６９とを備えている。
【０００５】
変換手段１９は、入力された検査画像の各画素を一定の変化量だけ平行移動（シフト）および回転させた検査画像を出力する。
照合手段３９は、変換手段１９から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較して、輝度値が一致する画素の数を予め設定された照合領域内で集計し、集計した一致画素数と登録画像の黒画素数から検査画像と登録画像の類似の程度（一致率）を求める。さらに、照合手段３９は、平行移動量が予め設定された範囲を外れるまで、変換手段１９による平行移動および回転と自身による比較照合とを繰り返させるために、変換手段１９に対して平行移動量４１８を出力する。
【０００６】
最大一致率抽出手段４９は、照合手段３９が出力した一致率４１９の中から最大値（最大一致率）４２０を求めて出力する。
判定手段６９は、最大一致率４２０とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して、最大一致率４１９がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、最大一致率４１９がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【０００７】
図２４は図２３の指紋照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。まず、画像入力装置１０１は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ５１）。処理装置３０９は、画像入力装置１０１から検査画像が入力され（ステップＳ５２）、画像データベース２０１から登録画像が入力されると（ステップＳ５３）、変換手段１９によって検査画像を平行移動及び回転させながら（ステップＳ５４）、変換手段１９から出力された検査画像と画像データベース２０１から出力された登録画像とを照合手段３９で比較照合して一致率４１９を求める（ステップＳ５５）。
【０００８】
そして、処理装置３０９は、一致率４１９の中から最大一致率４２０を最大一致率抽出手段４９によって求める（ステップＳ５６，Ｓ５７）。処理装置３０９は、平行移動量が予め設定された範囲を外れるまで（ステップＳ５８においてＮＯ）、前記平行移動と比較照合とを繰り返す。最後に、処理装置３０９の判定手段６９は、最大一致率４２０がしきい値以上である場合には（ステップＳ５９においてＹＥＳ）同じ指紋画像と判定し、最大一致率４２０がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。なお、変換手段１９の処理は、検査画像を対象とする代わりに、登録画像を対象として実行されることもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図２５に、図２３の指紋照合装置によって登録画像と検査画像を比較照合する様子を示す。図２５は同じ指から取得した指紋画像同士を位置ずれ補正した上で照合（本人照合）した結果を示している。図２５から分かるように、登録画像と検査画像は、全体的には一致しているが、一部で不一致が生じている。本人照合にも係わらず、このような部分的不一致が生じる理由は、柔らかい皮膚の模様である指紋を接触型のセンサで検出した際に、指紋の形状が局所的に歪むためである。図２３の指紋照合装置において、判定指標として用いる最大一致率は、本人照合の場合では１００％になることが理想的である。しかし、実際の最大一致率は、指紋の局所的な歪みに起因する登録画像と検査画像の部分的な不一致により、１００％を大きく下回ってしまう。以上の理由から、最大一致率は本人照合と他人照合との間で差が小さくなる。このため、従来の指紋照合装置では、同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定するためのしきい値設定が困難となり、照合精度が低下するという問題点があった。この問題は、指紋照合装置以外の他の画像照合装置、特に検査画像の基となる検査対象が柔らかい場合に、同様に発生する可能性がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、検査画像に局所的な歪みが存在する場合でも、照合精度を向上させることができる画像照合装置、画像照合方法、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像照合装置は、第１の変換手段（１０）と、第１の照合手段（３０）と、最大一致率抽出手段（４０）と、前記第１の照合手段から出力される一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率（４０６）を求める最小一致率抽出手段（４１）と、前記最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と前記最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を前記照合領域毎に求め、この差分の平均値である一致率差分平均（４０７）を求める演算手段（５１）と、この演算手段から出力された一致率差分平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手段（６１）とを備えるものである。
また、本発明の画像照合装置は、第１の変換手段（１０）と、第１の照合手段（３０）と、最大一致率抽出手段（４０）と、最小一致率抽出手段（４１）と、前記最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を前記最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を前記照合領域毎に求め、この商の平均値である一致率商平均を求める演算手段（５１）と、この演算手段から出力された一致率商平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手段（６１）とを備えるものである。
また、本発明の画像照合装置は、第１の変換手段（１０）と、第１の照合手段（３０）と、最大一致率抽出手段（４０）と、最小一致率抽出手段（４１）と、前記最大一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最大一致率の平均値である最大一致率平均（４０８）と前記最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均（４０９）とを求める演算手段（５２）と、この演算手段から出力された最大一致率平均が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ前記演算手段から出力された最小一致率平均が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手段（６２）とを備えるものである。
また、本発明の画像照合装置は、第１の変換手段（１０）と、この第１の変換手段の毎回の処理毎に、前記第１の変換手段から出力される第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／第２の画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（第２の画像の黒画素数＋第１の画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／第２の画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（第２の画像の白画素数＋第１の画像の白画素数）のうちのいずれかを各照合領域内の一致率として求める第１の照合手段（３０）と、最小一致率抽出手段（４１）と、この最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均（４０９）を求める演算手段（５３）と、この演算手段から出力された最小一致率平均が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手段（６３）とを備えるものである。
【００１１】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、前記最大一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最大一致率の中から大きい順に予め指定された個数の最大一致率を抽出すると共に、前記最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出する取捨選択手段（７０）をさらに備え、前記演算手段は、前記取捨選択手段によって抽出された最大一致率及び最小一致率のみを用いて、前記一致率差分平均、前記一致率商平均、前記最大一致率平均、前記最小一致率平均を求めるものである。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、前記最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出する取捨選択手段（７０）をさらに備え、前記演算手段は、前記取捨選択手段によって抽出された最小一致率のみを用いて前記最小一致率平均を求めるものである。
【００１２】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像を出力する第２の変換手段（１１）と、この第２の変換手段の毎回の処理毎に、前記第２の変換手段から出力される第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求める第２の照合手段（３１）と、この第２の照合手段から出力された一致率が最大となるとき、前記第１の初期位置から現在位置までの前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方を記憶する記憶手段（８０）とをさらに備え、前記第１の変換手段（１２）は、前記記憶手段で記憶された平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、前記第１の変換手段（１２）に予め設定される範囲を、前記第２の変換手段（１１）に予め設定される範囲よりも小さくするものである。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、前記第２の変換手段（１１）が前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を、前記第１の変換手段（１２）が前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度よりも大きくするものである。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、前記第２の照合手段（３１）が一致率を求める照合領域の面積を、前記第１の照合手段（３２）が一致率を求める各照合領域の合計面積よりも小さくするものである。
【００１３】
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段（８５）と、前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段（９０）とをさらに備え、前記第１の変換手段（１３）は、前記補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。
また、本発明の画像照合装置の１構成例は、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出する基準点検出手段（８５）と、前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方を求める補正量演算手段（９０）とをさらに備え、前記第２の変換手段（１４）は、前記補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するものである。
【００１４】
本発明の画像照合方法は、第１の変換手順と、第１の照合手順と、最大一致率抽出手順と、前記一致率の中から前記照合領域毎に最小一致率を求めてメモリに格納する最小一致率抽出手順と、前記最大一致率と前記最小一致率との差分を前記照合領域毎に求め、この差分の平均値である一致率差分平均を求めてメモリに格納する演算手順と、この一致率差分平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手順とを実行するようにしたものである。
また、本発明の画像照合方法は、第１の変換手順と、第１の照合手順と、最大一致率抽出手順と、最小一致率抽出手順と、前記最大一致率を前記最小一致率で割った商を前記照合領域毎に求め、この商の平均値である一致率商平均を求めてメモリに格納する演算手順と、この一致率商平均が予め設定されたしきい値以上の場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手順とを実行するようにしたものである。
また、本発明の画像照合方法は、第１の変換手順と、第１の照合手順と、最大一致率抽出手順と、最小一致率抽出手順と、前記照合領域毎の最大一致率の平均値である最大一致率平均と前記照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均とを求めてメモリに格納する演算手順と、前記最大一致率平均が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ前記最小一致率平均が予め設定された第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手順とを実行するようにしたものである。
また、本発明の画像照合方法は、第１の変換手順と、この第１の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを前記第１の画像又は前記第２の画像を分割した複数の照合領域内で比較照合して、輝度値が一致する黒画素数／第２の画像の黒画素数、輝度値が一致する黒画素数×２／（第２の画像の黒画素数＋第１の画像の黒画素数）、輝度値が一致する白画素数／第２の画像の白画素数、輝度値が一致する白画素数×２／（第２の画像の白画素数＋第１の画像の白画素数）のうちのいずれかを各照合領域内の一致率として求めてメモリに格納する第１の照合手順と、最小一致率抽出手順と、前記照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均を求めてメモリに格納する演算手順と、この最小一致率平均が予め設定されたしきい値より小さい場合に前記第１の画像と前記第２の画像が同一であると判定する判定手順とを実行するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記演算手順の前に、前記最大一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最大一致率の中から大きい順に予め指定された個数の最大一致率を抽出してメモリに格納すると共に、前記最小一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出してメモリに格納する取捨選択手順を実行し、前記演算手順は、前記取捨選択手順によって抽出された最大一致率及び最小一致率のみを用いて、前記一致率差分平均、前記一致率商平均、前記最大一致率平均、前記最小一致率平均を求めるようにしたものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記演算手順の前に、前記最小一致率抽出手順で得られた照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出してメモリに格納する取捨選択手順を実行し、前記演算手順は、前記取捨選択手順によって抽出された最小一致率のみを用いて前記最小一致率平均を求めるようにしたものである。
【００１６】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を予め設定された範囲内で一定量毎に繰り返し実行し、処理後の第１の画像をメモリに格納する第２の変換手順と、この第２の変換手順の毎回の処理毎に、前記処理後の第１の画像と前記第２の画像とを比較照合して一致率を求めてメモリに格納する第２の照合手順と、この一致率が最大となるとき、前記第１の初期位置から現在位置までの前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方をメモリに格納する記憶手順とを実行し、前記第１の変換手順は、前記記憶手順で記憶された平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するようにしたものである。また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記第１の変換手順で予め設定される範囲を、前記第２の変換手順で予め設定される範囲よりも小さくするようにしたものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記第２の変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を、前記第１の変換手順で前記第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度よりも大きくするようにしたものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、前記第２の照合手順で一致率を求める照合領域の面積を、前記第１の照合手順で一致率を求める各照合領域の合計面積よりも小さくするようにしたものである。
【００１７】
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出してメモリに格納する基準点検出手順と、前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度の両方を求めてメモリに格納する補正量演算手順とを実行し、前記第１の変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するようにしたものである。
また、本発明の画像照合方法の１構成例は、各手順の前に、第１の初期位置にある前記第１の画像と前記第２の画像のそれぞれの基準点を検出してメモリに格納する基準点検出手順と、前記第１の画像と第２の画像の各基準点の位置を一致させるのに必要な前記第１の画像の平行移動量、回転角度又は平行移動量及び回転角度の両方を求めてメモリに格納する補正量演算手順とを実行し、前記第２の変換手順は、前記補正量演算手順で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を前記第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に前記第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行するようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明では、第１の画像と第２の画像の位置ずれを補正するために第１の画像を平行移動、回転または平行移動及び回転させる処理と、この処理後の第１の画像と第２の画像とを比較照合して類似の程度（一致率）を求める処理とを繰り返す中で、複数の照合領域ごとに最大一致率を求め、各照合領域の一致率を平均する点が従来の画像照合装置とは異なる。
【００１９】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態として画像が指紋である場合について述べる。図１は、本発明の第１の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。この画像照合装置は、画像入力装置１００と、画像データベース２００と、処理装置３００とから構成される。
【００２０】
画像入力装置１００は、自装置のセンサ（不図示）上に置かれた指の指紋の凹凸をセンサで検出して、このセンサが出力した信号に対してアナログ／ディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）や２値化などの画像処理を行う。画像入力装置１００の出力は、指紋の凸部分を黒の輝度をもつ画素（黒画素）によって表し、指紋の凹部分を白の輝度をもつ画素（白画素）によって表す２値画像である。なお、指紋の凸部分を白画素、指紋の凹部分を黒画素としてもよい。以下、画像入力装置１００が出力する画像を検査画像と呼ぶ。
【００２１】
画像入力装置１００は、ＬＳＩチップ上に２次元状に配置された小さなセンスユニットの電極と絶縁膜を介して触れた指の皮膚との間に形成される静電容量を検出して、指紋の凹凸パターンを感知する容量検出形指紋センサと、このセンサの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力データに対して２値化などの画像処理を実行するプロセッサと、画像データを記憶する半導体メモリなどの記憶装置とから構成される。容量検出形指紋センサについては、例えば文献「M.Tartagni and R.Guerrieri,"A fingerprint sensor based on the feedback capacitive sensing scheme",IEEE J.Solid-State Circuits,vol.33,pp.133-142,Jan,1998」に記載されている。
【００２２】
画像データベース２００は、あらかじめ取得した指紋画像を登録データとして記憶している。この画像データベース２００は、ハードディスク装置や不揮発性メモリなどの記憶装置によって構成される。以下、画像データベース２００が記憶している画像を登録画像と呼ぶ。
【００２３】
処理装置３００は、画像入力装置１００から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して、２枚の画像が同じ指紋画像であるか、異なる指紋画像であるかを判定する。判定の精度（照合精度）を向上させるために、処理装置３００は、変換手段１０と、領域指定手段２０と、照合手段３０と、最大一致率抽出手段４０と、演算手段５０と、判定手段６０とを備えている。従来例との違いは、領域指定手段２０と演算手段５０とを備える点である。このような処理装置３００は、プロセッサと半導体メモリなどの記憶装置とによって実現できる。
【００２４】
変換手段１０は、入力された検査画像の各画素を初期位置（画像入力装置１００から入力された時点の位置）から後述する平行移動量指定信号４０１に従って一定量だけ平行移動（シフト）させた検査画像を出力する。この変換手段１０によるシフト動作を説明すると、まず検査画像に対して座標系を設定し、この座標系で決まる各画素の座標を平行移動するために一次変換し、最後に一次変換後の各画素の座標を基に画像を再構成することで、平行移動させた検査画像を生成する。
【００２５】
領域指定手段２０は、検査画像又は登録画像を分割した複数の照合領域の中から１つずつ順番に指定する照合領域指定信号４０２を出力する。領域指定手段２０は、各照合領域の左下の頂点の座標と右上の頂点の座標とを照合領域指定信号４０２によって指定することにより、照合領域を指定する。
【００２６】
照合手段３０は、変換手段１０から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較照合して、輝度値が一致する黒画素の数を前記照合領域の内で集計し、集計した一致画素数を登録画像の全黒画素数で割ることにより、検査画像と登録画像の類似の程度（一致率）４０３を求める。なお、一致画素数×２／（登録画像の全黒画索数＋検査画像の全黒画素数）を一致率４０３としてもよい。
【００２７】
さらに、照合手段３０は、初期位置から現在位置（変換手段１０による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内である場合、検査画像の平行移動と一致率の算出とを再度実行するために、変換手段１０に対して検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０１を出力する。変換手段１０は、平行移動量指定信号４０１で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。
【００２８】
最大一致率抽出手段４０は、照合手段３０が出力した一致率４０３の中から最大の一致率（最大一致率）４０４を求めて出力する。演算手段５０は、最大一致率抽出手段４０から出力された照合領域毎の各最大一致率４０４の平均値（最大一致率平均）４０５を計算して出力する。
【００２９】
判定手段６０は、最大一致率平均４０５とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して、最大一致率平均４０５がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、最大一致率平均４０５がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００３０】
図２に本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示す。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３００は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ２）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ３）、変換手段１０によって検査画像を平行移動させる（ステップＳ４）。
【００３１】
領域指定手段２０は、検査画像又は登録画像に設定した複数の照合領域の中から１つを指定する照合領域指定信号４０２を出力する（ステップＳ５）。照合手段３０は、変換手段１０から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素の数を照合領域指定信号４０２で指定された照合領域内で集計し、この照合領域内の一致率４０３を求める（ステップＳ６）。
【００３２】
次に、最大一致率抽出手段４０は、照合手段３０から出力された一致率４０３が照合領域指定信号４０２で指定された照合領域内での最大値かどうかを判定し（ステップＳ７）、最大値であればこの最大値を照合領域指定信号４０２で指定された照合領域における最大一致率４０４として記憶する（ステップＳ８）。
【００３３】
続いて、領域指定手段２０は、前記複数の照合領域の中に比較照合が未了の領域が存在するかどうかを判定し（ステップＳ９）、比較照合が未了の照合領域が存在する場合、この未了の領域の中から次に比較照合すべき照合領域を１つ指定する照合領域指定信号４０２を出力する（ステップＳ５）。こうして、比較照合が未了の照合領域毎にステップＳ５〜Ｓ８の処理が実施され、照合領域毎に最大一致率４０４が計算される。
【００３４】
全ての照合領域で比較照合が終了し、比較照合が未了の領域が存在しなくなった場合（ステップＳ９においてＮＯ）、照合手段３０は、初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内かどうかを判定して（ステップＳ１０）、移動量が設定された範囲内であれば、変換手段１０に平行移動量指定信号４０１を出力する。変換手段１０は、平行移動量指定信号４０１で指定された量だけ検査画像を平行移動させる（ステップＳ５）。こうして、初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内である限り、ステップＳ４〜Ｓ９の処理が繰り返される。
【００３５】
記憶している最大一致率４０４よりも照合手段３０から出力された一致率４０３が大きい場合には（ステップＳ７においてＹＥＳ）、この一致率４０３が新たな最大一致率４０４として記憶されることは言うまでもない（ステップＳ８）。検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段５０は、最大一致率抽出手段４０から出力された照合領域毎の各最大一致率４０４の平均値である最大一致率平均４０５を計算する（ステップＳ１１）。
【００３６】
判定手段６０は、最大一致率平均４０５とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１２）、最大一致率平均４０５がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、最大一致率平均４０５がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００３７】
処理装置３００は、照合手段３０による比較照合を領域指定手段２０が指定した照合領域ごとに繰り返し実行する中で、各照合領域に対応する最大一致率４０４を抽出する。従来の画像照合装置との違いは、領域指定手段２０が指定した各照合領域における比較照合と変換手段１０による平行移動とが繰り返し実行される中で、最適な平行移動量で最大一致率を求めてその結果を平均する点である。
【００３８】
図３は、従来照合装置の照合の例として図２５で示す検査画像及び登録画像と同一の検査画像及び登録画像に対し、検査画像を照合領域ごとに最適な平行移動量で位置補正した後に、登録画像と比較照合した様子を示す模式図であり、図３（ａ）は登録画像を２つに分割した照合領域のうち照合領域Ａと検査画像との比較照合を示し、図３（ｂ）は照合領域Ｂと検査画像との比較照合を示している。登録画像の照合領域Ａと検査画像とが検査画像の平行移動によって最適に位置合わせされたとき、照合領域Ａにおける一致率４０３が最大となり、同様に、登録画像の照合領域Ｂと検査画像とが最適に位置合わせされたとき、照合領域Ｂにおける一致率４０３が最大となる。
【００３９】
このように照合領域Ａ，Ｂの各々で最適な位置合わせを行うことにより、図２３の画像照合装置では一致しなかった部分（図３及び図２５において破線で囲んだ部分）を一致させることができる。したがって、皮膚の歪み等により生じる部分的な不一致を補正し、同じ指から取得した指紋画像同士の照合（本人照合）の場合における最大一致率平均４０５を異なる指から取得した指紋画像同士の照合（他人照合）の場合に比べて大きくすることができる。以上のように、本実施の形態では、本人照合と他人照合の間で最大一致率平均４０５の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
図４は本発明の第２の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第１の実施の形態との違いは、処理装置３０１が、最小一致率抽出手段４１を備えると共に、演算手段５０の代わりに演算手段５１を備え、判定手段６０の代わりに判定手段６１を備える点である。
【００４１】
最小一致率抽出手段４１は、照合手段３０が出力した一致率４０３の中から最小の一致率（最小一致率）４０６を求めて出力する。演算手段５１は、最大一致率抽出手段５０から出力された最大一致率４０４と最小一致率抽出手段４１から出力された最小一致率４０６との差（一致率差分）を照合領域指定信号４０２で指定された照合領域毎に計算し、続いて照合領域毎に計算した各一致率差分の平均値（一致率差分平均）４０７を計算して出力する。なお、照合領域毎の最大一致率４０４の平均値である最大一致率平均と照合領域毎の最小一致率４０６の平均値である最小一致率平均とを計算して、最大一致率平均と最小一致率平均との差分を一致率差分平均４０７としてもよい。
【００４２】
判定手段６１は、一致率差分平均４０７とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して、一致率差分平均４０７がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率差分平均４０７がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００４３】
図５に本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示す。ステップＳ１〜Ｓ８の処理は第１の実施の形態と全く同じである。最小一致率抽出手段４１は、照合手段３０から出力された一致率４０３が照合領域指定信号４０２で指定された照合領域内での最小値かどうかを判定し（ステップＳ１３）、最小値であればこの最小値を照合領域指定信号４０２で指定された照合領域における最小一致率４０６として記憶する（ステップＳ１４）。
【００４４】
ステップＳ９の処理は第１の実施の形態と全く同じであるので、比較照合が未了の照合領域毎にステップＳ５〜Ｓ８，Ｓ１３，Ｓ１４の処理が実施され、照合領域毎に最大一致率４０４と最小一致率４０６とが計算される。また、ステップＳ１０の処理も第１の実施の形態と全く同じであるので、初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲内である限り、ステップＳ５〜Ｓ８，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ９の処理が繰り返される。
【００４５】
検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段５１は、最大一致率４０４と最小一致率４０６とから一致率差分平均４０７を計算して出力する（ステップＳ１５）。判定手段６１は、一致率差分平均４０７とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１６）、一致率差分平均４０７がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率差分平均４０７がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００４６】
図６は変換手段１０による検査画像の平行移動量と照合手段３０が出力する一致率４０３との関係を示す図であり、図６（ａ）は同じ指から取得した指紋画像同士の照合（本人照合）の場合を示し、図６（ｂ）は異なる指から取得した指紋画像同士の照合（他人照合）の場合を示している。図６において、Ｃは本人照合の場合における一致率差分であり、Ｄは他人照合の場合における一致率差分である。
【００４７】
一致率差分Ｃ，Ｄを比較すると、一致率差分は、本人照合の場合と他人照合の場合で明らかな違いがあることが分かる。この理由を図７に示す指紋の拡大模式図を用いて説明する。図７（ａ）、図７（ｂ）は本人照合の場合を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）の検査画像を矢印の方向に平行移動させた場合を示している。図７（ｃ）、図７（ｄ）は他人照合の場合を示し、図７（ｄ）は図７（ｃ）の検査画像を矢印の方向に平行移動させた場合を示している。
【００４８】
本人照合の場合には、指紋の凸部分（黒画素）の周期性が登録画像と検査画像で同一なので、図７（ａ）の最大一致率が得られた位置の近傍で図７（ｂ）のように最小一致率も得られるという傾向がある。これに対して、指紋の凸部分の周期性が登録画像と検査画像で異なる他人照合の場合には、図７（ｃ）、図７（ｄ）のように登録画像と検査画像の交差による一致画素が多くなり、本人照合の場合に説明したような傾向がない。この違いが、本人照合と他人照合の間で判定指標（一致率差分）の差が大きくなる理由である。以上のように、本実施の形態では、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を第１の実施の形態の場合よりも拡大することができ、照合精度を更に向上させることができる。
【００４９】
［第３の実施の形態］
図８は本発明の第３の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図５と同一の処理には同一の符号を付してある。本実施の形態においても、画像照合装置としての構成は第２の実施の形態とほぼ同様であるので、図４の符号を用いて説明する。
【００５０】
本実施の形態と第２の実施の形態との違いは、処理装置３０１の演算手段５１が一致率差分平均を求める代わりに、最大一致率４０４を最小一致率４０６で割った商（一致率商）を照合領域指定信号４０２で指定された照合領域毎に計算し、続いて照合領域毎に計算した各商の平均値（一致率商平均）を計算する点と、判定手段６１が演算手段５１から出力された一致率商平均を判定指標として、この一致率商平均をあらかじめ設定されたしきい値と比較する点である。なお、照合領域毎の最大一致率４０４の平均値である最大一致率平均と照合領域毎の最小一致率４０６の平均値である最小一致率平均とを計算して、最大一致率平均を最小一致率平均で割った商を一致率商平均としてもよい。
【００５１】
次に、本実施の形態の画像照合装置の動作を説明する。ステップＳ１〜Ｓ８，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ９，Ｓ１０の処理は第２の実施の形態と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段５１は、最大一致率４０４と最小一致率４０６とから一致率商平均を計算する（ステップＳ１７）。
【００５２】
判定手段６１は、この一致率商平均とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ１８）、一致率商平均がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、一致率商平均がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。本実施の形態では、検査画像と登録画像の最小一致率４０６が最大一致率４０４に対して２桁以上小さい場合に、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【００５３】
［第４の実施の形態］
図９は本発明の第４の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図４と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第２の実施の形態との違いは、処理装置３０２の演算手段５２が照合領域毎の各最大一致率４０４の平均値である最大一致率平均４０８と照合領域毎の各最小一致率４０６の平均値である最小一致率平均４０９とを計算する点と、判定手段６２が最大一致率平均４０８と最小一致率平均４０９のそれぞれをあらかじめ設定されたしきい値と比較して、最大一致率平均４０８が第１のしきい値以上で、かつ最小一致率平均４０９が第２のしきい値（第１のしきい値≧第２のしきい値）より小さい場合のみ、検査画像と登録画像が同じ指紋画像であると判定する点である。
【００５４】
図１０は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図５と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１〜Ｓ８，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ９，Ｓ１０の処理は第２の実施の形態と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段５２は、照合領域毎の各最大一致率４０４の平均値である最大一致率平均４０８と照合領域毎の各最小一致率４０６の平均値である最小一致率平均４０９とを計算して出力する（ステップＳ１９）。
【００５５】
判定手段６２は、演算手段５２から出力された最大一致率平均４０８とあらかじめ設定された第１のしきい値とを比較して（ステップＳ２０）、最大一致率平均４０８が第１のしきい値より小さい場合に異なる指紋画像と判定する。ステップＳ２０において最大一致率平均４０８が第１のしきい値以上の場合、判定手段６２は、演算手段５２から出力された最小一致率平均４０９とあらかじめ設定された第２のしきい値とを比較して（ステップＳ２１）、最小一致率平均４０９が第２のしきい値より小さい場合には同じ指紋画像と判定し、最小一致率平均４０９が第２のしきい値以上の場合には異なる指紋画像と判定する。
【００５６】
図１１は変換手段１０による検査画像の平行移動量と照合手段３０が出力する一致率４０３との関係を示す図であり、図１１（ａ）は同じ指から取得した指紋画像同士の照合（本人照合）の場合を示し、図１１（ｂ）は異なる指から取得した指紋画像同士の照合（他人照合）の場合を示している。図２３の従来の照合装置においてしきい値設定が可能な一致率の範囲は図１１に示すＥである。これに対して、本実施の形態では、最大一致率だけでなく、最小一致率も判定指標に加えるため、図１１に示すＥ，Ｆの範囲内でしきい値設定が可能となる。
【００５７】
このように、本実施の形態では、しきい値設定が可能な一致率の範囲を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。なお、第１のしきい値と第２のしきい値を同一の値とする場合には、この値を図１１に示すＥの範囲内（正確には、他人照合の場合の最大一致率平均より大で、本人照合の場合の最大一致率平均以下の範囲）、またはＦの範囲内（正確には、他人照合の場合の最小一致率平均以下で、本人照合の場合の最小一致率平均より大の範囲）のいずれかに設定する。また、第１のしきい値と第２のしきい値を異なる値とする場合には、第１のしきい値をＥの範囲内に設定し、第２のしきい値をＦの範囲内に設定すればよい。
【００５８】
［第５の実施の形態］
図１２は本発明の第５の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図９と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第４の実施の形態との違いは、処理装置３０３が、最大一致率抽出手段５０を持たない点と、演算手段５２の代わりに、照合領域毎の各最小一致率４０６の平均値である最小一致率平均４０９を計算する演算手段５３を備える点と、判定手段６２の代わりに、最小一致率平均４０９がしきい値より小さい場合に検査画像と登録画像が同じ指紋画像であると判定する判定手段６３を備える点である。
【００５９】
図１３は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図５と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１〜Ｓ６，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ９，Ｓ１０の処理は第２の実施の形態と同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、演算手段５３は、照合領域毎の各最小一致率４０６の平均値である最小一致率平均４０９を計算して出力する（ステップＳ２２）。
【００６０】
判定手段６３は、演算手段５３から出力された最小一致率平均４０９とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ２３）、最小一致率平均４０９がしきい値より小さい場合には同じ指紋画像と判定し、最小一致率平均４０９がしきい値以上の場合には異なる指紋画像と判定する。
【００６１】
本実施の形態では、最大一致率抽出手段５０を削減することで処理を簡易にできるため、第４の実施の形態に比べて処理時間を短縮することができる。なお、本実施の形態では、しきい値を図１１に示すＦの範囲内（正確には、他人照合の場合の最小一致率平均以下で、本人照合の場合の最小一致率平均より大の範囲）に設定する必要がある。
【００６２】
［第６の実施の形態］
図１４は本発明の第６の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第１の実施の形態との違いは、処理装置３０４が、取捨選択手段７０を備える点である。取捨選択手段７０は、照合領域毎に計算されたｍ個（ｍは２以上の自然数で、照合領域の個数）の最大一致率４０４の中から大きい順にｎ個（ｎは自然数で、ｎ＜ｍ）の最大一致率４０４を抽出して最大一致率４１０として出力する。
【００６３】
図１５は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１〜Ｓ１０の処理は第１の実施の形態と全く同じである。初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された範囲を超えたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、取捨選択手段７０は、照合領域毎の各最大一致率４０４の中から大きい順にｎ個の最大一致率４０４を抽出して最大一致率４１０として出力し、演算手段５０は、取捨選択手段７０から出力されたｎ個の最大一致率４１０の平均値である最大一致率平均４０５を計算する（ステップＳ２４）。
【００６４】
判定手段６０は、最大一致率平均４０５とあらかじめ設定されたしきい値とを比較して（ステップＳ２５）、最大一致率平均４０５がしきい値以上である場合には同じ指紋画像と判定し、最大一致率平均４０５がしきい値より小さい場合には異なる指紋画像と判定する。
【００６５】
本実施の形態では、皮膚の歪み等が大きく補正が困難な照合領域を、最大一致率平均４０５を計算する演算の対象から除くことによって、本人照合の場合における最大一致率平均４０５をさらに大きくすることができる。最大一致率平均４０５をさらに大きくすることよって、照合精度を第１の実施の形態よりも向上させることができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、処理装置３０４の基になる構成として第１の実施の形態の処理装置３００を用いているが、第２の実施の形態〜第５の実施の形態の構成を用いてもよい。第２〜第４の実施の形態の場合には、照合領域毎に計算されたｍ個の最大一致率４０４の中から大きい順にｎ個の最大一致率４０４を取捨選択手段で抽出すると共に、照合領域毎に計算されたｍ個の最小一致率４０６の中から小さい順にｌ個（ｌは自然数で、ｌ＜ｍ）の最小一致率４０６を取捨選択手段で抽出し、抽出した最大一致率４０４及び最小一致率４０６を演算手段５１，５２に与えるようにすればよい。
【００６７】
第５の実施の形態の場合には、照合領域毎に計算されたｍ個の最小一致率４０６の中から小さい順にｌ個（ｌは自然数で、ｌ＜ｍ）の最小一致率４０６を取捨選択手段で抽出し、抽出した最小一致率４０６を演算手段５３に与えるようにすればよい。
【００６８】
［第７の実施の形態］
図１６は本発明の第７の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第１の実施の形態との違いは、第１に、処理装置３０５が、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正する手段として、変換手段１１と照合手段３１と記憶手段８０とを備え、変換手段１１による平行移動と照合手段３１による比較照合とを繰り返す中で、最大一致率が得られたときの移動量を記憶手段８０に記憶させる点である。第２に、第１の実施の形態の変換手段１０に相当する変換手段１２に対して記憶手段８０から移動量を出力して、この移動量と第１の初期位置に基づく第２の初期位置から変換手段１２による検査画像の平行移動を開始させる点である。
【００６９】
変換手段１１は、入力された検査画像の各画素を第１の初期位置（画像入力装置１００から入力された時点の位置）から後述する平行移動量指定信号４１１に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。照合手段３１は、変換手段１１から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とにおいて、同一位置の画素ごとに輝度値を比較照合して、輝度値が一致する黒画素の数を第２の照合領域内で集計し、集計した一致画素数を登録画像の黒画素数で割ることにより、検査画像と登録画像の一致率４１２を求める。
【００７０】
さらに、照合手段３１は、第１の初期位置から現在位置（変換手段１１による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量を表す移動量信号４１３を記憶手段８０に出力すると共に、この移動量が予め設定された第１の範囲内である場合、検査画像の平行移動と一致率の算出とを再度実行するために、変換手段１１に対して検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４１１を出力する。変換手段１１は、平行移動量指定信号４１１で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。ここで、第１の範囲は、第１の実施の形態の照合手段３０に設定された範囲と同じである。
【００７１】
記憶手段８０は、照合手段３１から出力された一致率４１２が最大となるとき照合手段３１から出力されている移動量信号４１３を記憶して、これを移動量信号４１４として変換手段１２に出力する。変換手段１２は、前記第１の初期位置に移動量信号４１４が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４０２に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００７２】
照合手段３２は、変換手段１２から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像の一致率４０３を照合手段３０と同様にして求める。さらに、照合手段３２は、第２の初期位置から現在位置（変換手段１２による平行移動が行われた後の位置）までの検査画像の移動量が予め設定された第２の範囲内である場合、検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０２を出力する。変換手段１２は、平行移動量指定信号４０２で指定された量だけ検査画像を平行移動させる。ここで、第２の範囲は前記第１の範囲より小さい範囲に設定される。
【００７３】
図１７は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３０５は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ２６）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ２７）、変換手段１１によって検査画像を平行移動させる（ステップＳ２８）。なお、最初の平行移動量は０でよい。そして、照合手段３１は、変換手段１１から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して一致率４１２を求める（ステップＳ２９）。
【００７４】
記憶手段８０は、照合手段３１から出力された一致率４１２が最大値かどうかを判定し（ステップＳ３０）、最大値であれば、このとき照合手段３１から出力されている移動量信号４１３を記憶する（ステップＳ３１）。照合手段３１は、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された第１の範囲内かどうかを判定して（ステップＳ３２）、移動量が第１の範囲内であれば、変換手段１１に平行移動量指定信号４１１を出力する。こうして、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が第１の範囲内である限り、ステップＳ２８〜Ｓ３１の処理が繰り返される。
【００７５】
検査画像の移動量が第１の範囲を超えたとき（ステップＳ３２においてＮＯ）、記憶手段８０は、記憶していた移動量信号４１３を移動量信号４１４として出力する。そして、検査画像の移動量が第１の範囲を超えたとき、変換手段１２は、前記第１の初期位置に移動量信号４１４が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させる（ステップＳ３３）。そして、変換手段１２は、この検査画像を平行移動量指定信号４０２に従って平行移動させる（ステップＳ３４）。
【００７６】
ステップＳ５の処理は第１の実施の形態と全く同じである。照合手段３２は、変換手段１２から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像とを比較照合して、輝度値が一致する黒画素の数を照合領域指定信号４０２で指定された照合領域内で集計し、一致率４０３を求める（ステップＳ３５）。ステップＳ７〜Ｓ９の処理は第１の実施の形態と全く同じである。
【００７７】
照合手段３２は、第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された第２の範囲内かどうかを判定して（ステップＳ３６）、移動量が第２の範囲内であれば、変換手段１２に平行移動量指定信号４０２を出力する。このようにして、第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が第２の範囲内である限り、ステップＳ３４，Ｓ５，Ｓ３５，Ｓ７〜Ｓ９の処理が繰り返される。ステップＳ１１，Ｓ１２の処理は第１の実施の形態と全く同じである。
【００７８】
本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために第１の範囲内で最大一致率を求め、この最大一致率が得られた位置を第２の初期位置として第１の範囲より小さい第２の範囲内で第１の実施の形態で説明した処理を実行するので、第１の実施の形態の照合手段３０に設定される範囲と前記第１の範囲とを同じにすれば、第１の範囲内では最大一致率だけを求めればよいので、第１の実施の形態に比べて処理時間を短縮することができる。
【００７９】
［第８の実施の形態］
第７の実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために照合手段３１が出力する平行移動量指定信号４１１と、照合領域毎に比較照合するために照合手段３２が出力する平行移動量指定信号４０２の違いについて言及していないが、平行移動量指定信号４１１が表す１回当たりの移動量を平行移動量指定信号４０２が表す１回当たりの移動量より大きくしてもよい。この場合にも、画像照合装置としての構成及びその照合動作は、図１６、図１７で示した通りである。
【００８０】
こうして、本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときの検査画像の１回当たりの移動量を大きくするので、変換手段１１による平行移動処理の回数と照合手段３１による比較照合の回数を削減することができ、第７の実施の形態に比べて処理時間を短縮することができる。
【００８１】
［第９の実施の形態］
第７の実施の形態では、照合手段３１が一致率４１２を計算する第２の照合領域と照合手段３２が一致率４０３を計算する照合領域の違いについて言及していないが、照合手段３１に予め設定される第２の照合領域の面積を、領域指定手段２０から指定されるｍ個の照合領域を全て合計した面積より小さくしてもよい。この場合にも、画像照合装置としての構成及びその照合動作は、図１６、図１７で示した通りである。
【００８２】
これにより、本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときに、比較照合する画素数を削減できるため処理時間を短縮することができる。
【００８３】
なお、第７〜第９の実施の形態では、処理装置３０５の基になる構成として第１の実施の形態の処理装置３００を用いているが、第２の実施の形態〜第６の実施の形態の構成を用いてもよい。第２〜第６の実施の形態の場合には、変換手段１１と照合手段３１と記憶手段８０とを追加し、変換手段１０の代わりに変換手段１２を使用し、照合手段３０の代わりに照合手段３２を使用すればよい。
【００８４】
［第１０の実施の形態］
図１８は本発明の第１０の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第１の実施の形態との違いは、処理装置３０６が、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正する手段として、基準点検出手段８５と補正量演算手段９０とを備え、第１の実施の形態の変換手段１０に相当する変換手段１３に対して補正量演算手段９０から移動量を出力して、この移動量と第１の初期位置に基づく第２の初期位置から変換手段１３による検査画像の平行移動を開始させる点である。
【００８５】
基準点検出手段８５は、画像入力装置１００から出力された検査画像と画像データベース２００から出力された登録画像の各々について、近似的中心点などの画像の基準点を検出して、検査画像の基準点の座標４１５と登録画像の基準点の座標４１６を出力する。近似的中心点の検索は、例えば長方形の各辺の平行線との交点数を用いて、逐次に中心位置に接近する方法（参考文献：伊藤ほか，”中心点に着目した指紋画像の一分類法，”信学技法，ＰＲＵ８９−７９，ｐｐ１５−２２，１９８９）などによって実現できる。なお、指紋画像の場合、近似的中心点は指紋の曲率が大きい位置となる。
【００８６】
補正量演算手段９０は、基準点検出手段８５によって検出された検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の平行移動量を求めて、この平行移動量を表す移動量信号４１７を出力する。この補正量演算手段９０は、検査画像の基準点の位置ベクトルと登録画像の基準点の位置ベクトルとの差を求めて平行移動量とする方法によって実現できる。
【００８７】
変換手段１３は、第１の初期位置に移動量信号４１７が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４０２に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００８８】
図１９は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２と同一の処理には同一の符号を付してある。まず、画像入力装置１００は、センサ上に置かれた指の指紋を検出して、検査画像を生成する（ステップＳ１）。処理装置３０６は、画像入力装置１００から検査画像が入力され（ステップＳ３７）、画像データベース２００から登録画像が入力されると（ステップＳ３８）、基準点検出手段８５によって検査画像と登録画像のそれぞれの基準点を検出する（ステップＳ３９）。
【００８９】
補正量演算手段９０は、検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の平行移動量を求めて、この平行移動量を表す移動量信号４１７を出力する（ステップＳ４０）。次に、変換手段１３は、前記第１の初期位置に移動量信号４１７が表す移動量を加えた位置を第２の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像を第２の初期位置に移動させる（ステップＳ４１）。そして、変換手段１３は、この検査画像を平行移動量指定信号４０２に従って平行移動させる（ステップＳ４２）。ステップＳ５〜Ｓ１２の処理は第１の実施の形態と全く同じである。
【００９０】
本実施の形態では、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するために基準点検出手段８５によって検査画像と登録画像のそれぞれの基準点を検出し、これらの基準点が一致する位置を第２の初期位置として第１の実施の形態で説明した処理を実行するので、第１の実施の形態に比べて処理時間を短縮することができる。
【００９１】
なお、本実施の形態では、処理装置３０６の基になる構成として第１の実施の形態の処理装置３００を用いているが、第２の実施の形態〜第６の実施の形態の構成を用いてもよい。第２〜第６の実施の形態の場合には、基準点検出手段８５と補正量演算手段９０とを追加し、変換手段１０の代わりに変換手段１３を使用すればよい。
【００９２】
［第１１の実施の形態］
また、図２０に示すように第７の実施の形態と第１０の実施の形態とを組み合わせてもよい。図２０において、図１６、図１８と同一の構成には同一の符号を付してある。変換手段１４は、第１の初期位置に移動量信号４１７が表す移動量を加えた位置を新たな第１の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像をこの新たな第１の初期位置に移動させた上で、この検査画像の各画素を平行移動量指定信号４１１に従って一定量だけ平行移動させた検査画像を出力する。
【００９３】
図２１は本実施の形態の画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図であり、図２、図１２、図１４と同一の処理には同一の符号を付してある。ステップＳ１，Ｓ３７〜Ｓ４０の処理は第１０の実施の形態と全く同じである。また、ステップＳ２６，Ｓ２７の処理は第７の実施の形態と全く同じである。
【００９４】
変換手段１４は、第１の初期位置に移動量信号４１７が表す移動量を加えた位置を新たな第１の初期位置として、画像入力装置１００から入力された検査画像をこの新たな第１の初期位置に移動させる（ステップＳ４３）。そして、変換手段１４は、この検査画像を平行移動量指定信号４１１に従って平行移動させる（ステップＳ４４）。
【００９５】
ステップＳ２９〜Ｓ３２，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ３３，Ｓ３４，Ｓ５，Ｓ３５，Ｓ７〜Ｓ９，Ｓ３６，Ｓ１１，Ｓ１２は第７の実施の形態のと全く同じである。こうして、本実施の形態では、第７の実施の形態による処理高速化の効果と、第１０の実施の形態による処理高速化の効果を同時に得ることができる。
【００９６】
［第１２の実施の形態］
図２２は本発明の第１２の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。第１〜第１１の実施の形態で示した画像照合装置の構成はコンピュータ３０８で実現することができる。このコンピュータ３０８は、ＣＰＵ５００、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０１、ＲＡＭ(Random Access Memory ）５０２、フレキシブルディスク装置等の補助記憶装置５０３、ハードディスク装置等の大容量の補助記憶装置５０４、映像出力のためのディスプレイ装置（不図示）とのインタフェースとなるインタフェース装置５０５、キーボード（不図示）とのインタフェースとなるインタフェース装置５０６、画像入力装置１００とのインタフェースとなるインタフェース装置５０７といった構成を有している。
【００９７】
画像データベース２００は、ＲＡＭ５０２あるいは補助記憶装置５０４で実現することができる。図２２の装置において、本発明の画像照合方法を実現させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体に記録された状態で提供される。この記録媒体をコンピュータ３０８の補助記憶装置５０３に挿入すると、媒体に記録されたプログラムが読み取られる。そして、ＣＰＵ５００は、読み込んだプログラムをＲＡＭ５０２あるいは補助記憶装置５０４に書き込み、このプログラムに従って第１〜第１１の実施の形態で説明したような処理を実行する。こうして、第１〜第１１の実施の形態と同様の処理を実現することができる。
【００９８】
なお、以上の第１〜第１２の実施の形態では、照合する画像が指紋画像である場合について説明したが、動物の鼻紋や虹彩やテクスチャーパターンなどのように周期性をもつ画像であれば、本発明を適用することができる。特に、動物の鼻紋などのように柔らかい物体の形状を接触型の検出装置で検出したことが原因で画像が変形した場合に、本発明を適応することによって照合精度を向上させることができる。
【００９９】
また、照合手段３０〜３２は、検査画像と登録画像において輝度値が完全に一致する黒画素を一致画素としているが、輝度値が完全に一致する白画素を一致画素として、一致画素数／登録画像の白画素数、または一致画素数×２／（登録画像の白画素数＋検査画像の白画素数）を一致率としてもよい。また、以上の実施の形態では、登録画像と検査画像を２値画像としているが、２値化処理する前の例えば２５６階調の濃淡画像を用いてもよい。この場合には、検査画像と登録画像の輝度値の差が所定の範囲内にある画素を一致画素とすればよい。
【０１００】
また、変換手段１０〜１４は、検査画像と登録画像の位置ずれを補正するために検査画像を平行移動させているが、検査画像を回転させてもよく、平行移動と回転の両方を実行してもよい。平行移動と回転の両方を実行する場合には、位置ずれだけでなく角度ずれも補正することができる。平行移動と回転の両方を実行する場合には、例えば検査画像を一定角度だけ回転させた後、前記のように検査画像の平行移動を繰り返し、平行移動量の合計が予め設定された範囲を超えた時点で、再び検査画像を一定角度だけ回転させ、検査画像の平行移動を繰り返すといった処理を行えばよい。
【０１０１】
ただし、平行移動と回転の両方を実行する場合には、平行移動量と回転角度のそれぞれの範囲を照合手段３０〜３２に設定する必要がある。照合手段３０〜３２は、第１または第２の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量が予め設定された平行移動量の範囲内であれば、検査画像の１回当たりの移動量を指定する平行移動量指定信号４０２，４１１を出力し、第１または第２の初期位置から現在位置までの検査画像の回転角度が予め設定された回転角度の範囲内であれば、検査画像の１回当たりの回転角度を指定する回転角度指定信号を出力する。回転だけを行う場合には、回転角度指定信号を出力する。
【０１０２】
変換手段１０〜１４は、平行移動量指定信号４０２，４１１に従って検査画像を平行移動させ、回転角度指定信号に従って検査画像を回転させる。また、平行移動と回転の両方を実行する場合、照合手段３１は、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の移動量を表す移動量信号４１３と、第１の初期位置から現在位置までの検査画像の回転角度を表す角度信号とを出力し、記憶手段８０は、一致率４１２が最大となるとき照合手段３１から出力されている移動量信号４１３と角度信号とを記憶して変換手段１２に出力する。
【０１０３】
また、平行移動と回転の両方を実行する場合、基準点検出手段８５で登録画像と検査画像のそれぞれについて複数の基準点を求めると、補正量演算手段９０は、検査画像の基準点の位置と登録画像の基準点の位置とを一致させるのに必要な検査画像の回転角度を求めて、この回転角度を表す角度信号を出力する。変換手段１２〜１４は、記憶手段８０または補正量演算手段９０から出力された角度信号が表す回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置または第２の初期位置とする。
また、変換手段１０〜１４の処理は、検査画像を対象とする代わりに、登録画像を対象として実行してもよい。
【０１０４】
歪みよる画像変形に対応することを目的とした画像照合装置として特開平５−２４２２２２号公報と特開平９−２８２４５８号公報とが開示されている。特開平５−２４２２２２号公報に開示された画像照合装置では、登録画像を照合領域に分割して、特徴点照合した結果がしきい値を超えた照合領域の数で判定している。この方法は、部分領域ごとに特徴点照合を行って同じ指紋であるか異なる指紋であるかを判定する。これに対して、本発明は、照合領域単体では一致・不一致の判定を行わず、各照合領域の一致率を平均した値を指標として一致・不一致を判定する点が根本的に異なる。
【０１０５】
特開平９−２８２４５８号公報に開示された画像照合装置では、登録画像を照合領域に分割するだけでなく、登録画像の照合領域に対応する検査画像の照合領域を中心位置から相対位置を基に対応づけて、対応する照合領域間で相関値を求めて一致・不一致を判定する。これに対して、本発明では、登録画像または検査画像の一方を照合領域に分割して、他方の画像は全面を照合領域として使用して一致率を求める点が根本的に異なる。
【０１０６】
１枚の画像から複数の画像を切り出して照合する画像照合装置として特開平１０−２１４３４３が開示されている。特開平１０−２１４３４３号公報に開示された画像照合装置では、切り出した画像を他方の画像上を走査させながら比較照合したときの一致度の分布を記憶して、一致度分布の集計結果から一致・不一致を判定する。この手法は、一致度分布を記憶装置に記憶しており、さらに一致度分布間の位置関係を予め記憶しておく必要がある。これに対して、本発明は、検査画像と登録画像を比較照合して、各照合領域に対応する一致率のみを記憶することによって簡易な処理で一致・不一致を判定している点が根本的に異なる。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、照合領域ごとに最大一致率を求めることにより、照合領域の各々で最適な位置合わせを行うことができ、第１の画像又は第２の画像の局所的な歪みを補正することができる。その結果、第１の画像又は第２の画像に局所的な歪みが存在する場合でも、本人照合と他人照合の間で最大一致率平均の差を拡大することができ、照合精度を向上させることができる。
【０１０８】
また、第１の変換手段、第１の照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出手段、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率と最小一致率抽出手段から出力された最小一致率との差分を照合領域毎に求め、この差分の平均値である一致率差分平均を求める演算手段、及び演算手段から出力された一致率差分平均が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、第１の画像又は第２の画像の局所的な歪みを補正することができる。また、一致率差分平均を判定指標とすることにより、最大一致率だけを用いる場合に比べて、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができるので、照合精度をさらに向上させることができる。
【０１０９】
また、第１の変換手段、第１の照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出手段、最大一致率抽出手段から出力された最大一致率を最小一致率抽出手段から出力された最小一致率で割った商を照合領域毎に求め、この商の平均値である一致率商平均を求める演算手段、及び演算手段から出力された一致率商平均が予め設定されたしきい値以上の場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、第１の画像又は第２の画像の局所的な歪みを補正することができる。また、一致率商平均を判定指標とすることにより、第１の画像と第２の画像の最小一致率が最大一致率に対して２桁以上小さい場合に、本人照合と他人照合の間で判定指標の差を拡大することができるので、照合精度をさらに向上させることができる。
【０１１０】
また、第１の変換手段、第１の照合手段、最大一致率抽出手段、最小一致率抽出手段、最大一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最大一致率の平均値である最大一致率平均と最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均とを求める演算手段、及び演算手段から出力された最大一致率平均が予め設定された第１のしきい値以上で、かつ演算手段から出力された最小一致率平均が予め設定された第２のしきい値より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、第１の画像又は第２の画像の局所的な歪みを補正することができる。また、しきい値設定が可能な一致率の範囲を拡大することができるので、照合精度をさらに向上させることができる。
【０１１１】
また、第１の変換手段、第１の照合手段、最小一致率抽出手段、最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の平均値である最小一致率平均を求める演算手段、及び演算手段から出力された最小一致率平均が予め設定されたしきい値より小さい場合に第１の画像と第２の画像が同一であると判定する判定手段を設けることにより、第１の画像又は第２の画像の局所的な歪みを補正することができる。また、最大一致率抽出手段を削減することで処理を簡易にできるため、処理時間を短縮することができる。
【０１１２】
また、最大一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最大一致率の中から大きい順に予め指定された個数の最大一致率を抽出する取捨選択手段を設けることにより、皮膚の歪み等が大きく補正が困難な照合領域を、最大一致率平均を計算する演算の対象から除くことによって、本人照合の場合における最大一致率平均をさらに大きくすることができる。その結果、照合精度をさらに向上させることができる。
【０１１３】
また、最大一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最大一致率の中から大きい順に予め指定された個数の最大一致率を抽出すると共に、最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出する取捨選択手段を設けることにより、皮膚の歪み等が大きく補正が困難な照合領域を、一致率差分平均、一致率商平均、最大一致率平均、最小一致率平均を計算する演算の対象から除くことによって、本人照合の場合における最大一致率平均をさらに大きくすることができる。その結果、照合精度をさらに向上させることができる。
【０１１４】
また、最小一致率抽出手段から出力された照合領域毎の最小一致率の中から小さい順に予め指定された個数の最小一致率を抽出する取捨選択手段を設けることにより、皮膚の歪み等が大きく補正が困難な照合領域を、最小一致率平均を計算する演算の対象から除くことによって、本人照合の場合における最小一致率平均をさらに小さくすることができる。その結果、照合精度をさらに向上させることができる。
【０１１５】
また、第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段を設け、第１の変換手段に予め設定される範囲を第２の変換手段に予め設定される範囲よりも小さくし、第１の変換手段が、記憶手段で記憶された平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するための第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段では最大一致率だけを求めればよいので、処理時間を短縮することができる。
【０１１６】
また、第２の変換手段が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を、第１の変換手段が第１の画像に対して実行する１回当たりの平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度よりも大きくすることにより、登録画像と検査画像の位置ずれを大まかに補正するときの検査画像の１回当たりの移動量を大きくするので、第２の変換手段による平行移動処理の回数と第２の照合手段による比較照合の回数を削減することができ、処理時間を短縮することができる。
【０１１７】
また、第２の照合手段が一致率を求める照合領域の面積を、第１の照合手段が一致率を求める各照合領域の合計面積よりも小さくすることにより、登録画像と検査画像の相対的な位置ずれを大まかに補正するときに、比較照合する画素数を削減することができるので、処理時間を短縮することができる。
【０１１８】
また、基準点検出手段及び補正量演算手段を設け、第１の変換手段が、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を第２の初期位置として、この第２の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、登録画像と検査画像の位置ずれを大まかに補正するために基準点検出手段によって検査画像と登録画像の基準点を検出し、これらの基準点が一致する位置を第２の初期位置とするので、処理時間を短縮することができる。
【０１１９】
また、基準点検出手段及び補正量演算手段を設け、第２の変換手段が、補正量演算手段で得られた平行移動量、回転角度または平行移動量及び回転角度を第１の初期位置に加えた位置を新たな第１の初期位置として、この第１の初期位置に第１の画像を移動させた上で、この第１の画像に対して平行移動処理及び回転処理のうち少なくとも１つの処理を実行することにより、第２の変換手段、第２の照合手段及び記憶手段による処理高速化の効果と、基準点検出手段及び補正量演算手段による処理高速化の効果を同時に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の第１の実施の形態における画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図３】  本発明の第１の実施の形態において照合領域ごとに検査画像と登録画像とを比較照合する様子を示す図である。
【図４】  本発明の第２の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図５】  本発明の第２の実施の形態における画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図６】  本発明の第２の実施の形態における検査画像の平行移動量と一致率との関係を示す図である。
【図７】  本発明の第２の実施の形態の原理を説明するための指紋の拡大模式図である。
【図８】  本発明の第３の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図９】  本発明の第４の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】  本発明の第４の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１１】  本発明の第４の実施の形態における検査画像の平行移動量と一致率との関係を示す図である。
【図１２】  本発明の第５の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】  本発明の第５の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１４】  本発明の第６の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】  本発明の第６の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１６】  本発明の第７の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】  本発明の第７の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図１８】  本発明の第１０の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】  本発明の第１０の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図２０】  本発明の第１１の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】  本発明の第１１の実施の形態となる画像照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図２２】  本発明の第１２の実施の形態となる画像照合装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】  従来の指紋照合装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】  図２３の指紋照合装置の照合動作を示すフローチャート図である。
【図２５】  従来の指紋照合装置の問題を説明するための指紋の拡大模式図である。
【符号の説明】
１００…画像入力装置、２００…画像データベース、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７…処理装置、１０、１１、１２、１３、１４…変換手段、２０…領域指定手段、３０、３１、３２…照合手段、４０…最大一致率抽出手段、４１…最小一致率抽出手段、５０、５１、５２、５３…演算手段、６０、６１、６２、６３…判定手段、７０…取捨選択手段、８０…記憶手段、８５…基準点検出手段、９０…補正量演算手段。
【図１】
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【図２】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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