(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合装置であって、
第１の画像データ上に基準円を配置し、この基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する基準データ取得手段と、
第２の画像データ上で前記基準円を所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する照合データ取得手段と、
前記基準データ取得手段により取得された基準データと、前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段と、
この相関算出手段により算出された相関値の中の最大の相関値に基づいて前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする画像照合装置。
【請求項２】
前記判定手段は、最大相関値を算出したときの前記基準円の回転角度を判定要素とすることを特徴とする請求項１に記載の画像照合装置。
【請求項３】
第１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合装置であって、
第１の画像データ上に複数の基準円を配置し、この複数の基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の画像データを取得する基準データ取得手段と、
第２の画像データ上で前記複数の基準円をそれぞれ所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の画像データを取得する照合データ取得手段と、
前記基準データ取得手段により取得された基準データと、前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段と、
この相関算出手段により最大の相関値が得られたときの各基準円の第２の画像データ上での位置関係と回転角度に基づいて前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする画像照合装置。
【請求項４】
前記基準データ取得手段及び照合データ取得手段が基準円に設定された参照点に相当する部分の階調データを取得する際は、参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得することを特徴とする請求項３に記載の画像照合装置。
【請求項５】
第１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合装置であって、
第１の画像データ上に同心の複数の基準円を配置し、この同心の複数の基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する基準データ取得手段と、
第２の画像データ上で前記同心の複数の基準円をそれぞれ所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する照合データ取得手段と、
前記基準データ取得手段により取得された基準データと前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段と、
この相関算出手段により最大の相関値が算出されたときのそれぞれの基準円の前記第２の画像データ上での位置と回転角度に基づき、前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする画像照合装置。
【請求項６】
前記重み付け計算の係数は、照合データ取得手段が基準円を回転する毎に照合データを計算できるような変換テーブルに記憶されていることを特徴とする請求項１、４または５のうちいずれか１つに記載の画像照合装置。
【請求項７】
前記基準データ取得手段及び前記照合データ取得手段は、基準円の円周上とは異なる位置から１個以上の追加の参照点に関する画像データを取得し、前記相関算出手段は、追加の画像データを含めて相関値を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像照合装置。
【請求項８】
第１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合方法であって、
第１の画像データ上に基準円を配置し、この基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する基準データ取得ステップと、
第２の画像データ上で前記基準円を所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する照合データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップにより取得された基準データと、前記照合データ取得ステップにより基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出ステップと、
この相関算出ステップにより算出された相関値の中の最大の相関値に基づいて前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定ステップと、
を備えたことを特徴とする画像照合方法。
【請求項９】
第１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合方法であって、
第１の画像データ上に複数の基準円を配置し、この複数の基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の画像データを取得する基準データ取得ステップと、
第２の画像データ上で前記複数の基準円をそれぞれ所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の画像データを取得する照合データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップにより取得された基準データと、前記照合データ取得ステップにより基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出ステップと、
この相関算出ステップにより最大の相関値が得られたときの各基準円の第２の画像データ上での位置関係と回転角度に基づいて前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定ステップと、
を備えたことを特徴とする画像照合方法。
【請求項１０】
第１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合方法であって、
第１の画像データ上に同心の複数の基準円を配置し、この同心の複数の基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する基準データ取得ステップと、
第２の画像データ上で前記同心の複数の基準円をそれぞれ所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する照合データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップにより取得された基準データと前記照合データ取得ステップにより基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出ステップと、
この相関算出ステップにより最大の相関値が算出されたときのそれぞれの基準円の前記第２の画像データ上での位置と回転角度に基づき、前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定ステップと、
を備えたことを特徴とする画像照合方法。
【請求項１１】
コンピュータを制御して第１の画像データと第２の画像データとを照合し両者の同一性を判定させるための画像照合処理プログラムであって、
前記コンピュータを、
第１の画像データ上に基準円を配置し、この基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する基準データ取得手段、
第２の画像データ上で前記基準円を所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する照合データ取得手段、
前記基準データ取得手段により取得された基準データと、前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段、
この相関算出手段により算出された相関値の中の最大の相関値に基づいて前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段、
として機能させるようにしたコンピュータ読み込み可能な画像照合処理プログラム。
【請求項１２】
コンピュータを制御して第１の画像データと第２の画像データとを照合し両者の同一性を判定させるための画像照合処理プログラムであって、
前記コンピュータを、
第１の画像データ上に複数の基準円を配置し、この複数の基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の画像データを取得する基準データ取得手段、
第２の画像データ上で前記複数の基準円をそれぞれ所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の画像データを取得する照合データ取得手段、
前記基準データ取得手段により取得された基準データと、前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段、
この相関算出手段により最大の相関値が得られたときの各基準円の第２の画像データ上での位置関係と回転角度に基づいて前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段、
として機能させるようにしたコンピュータ読み込み可能な画像照合処理プログラム。
【請求項１３】
コンピュータを制御して第１の画像データと第２の画像データとを照合し両者の同一性を判定させるための画像照合処理プログラムであって、
前記コンピュータを、
第１の画像データ上に同心の複数の基準円を配置し、この同心の複数の基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する基準データ取得手段、
第２の画像データ上で前記同心の複数の基準円をそれぞれ所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する照合データ取得手段、
前記基準データ取得手段により取得された基準データと前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段、
この相関算出手段により最大の相関値が算出されたときのそれぞれの基準円の前記第２の画像データ上での位置と回転角度に基づき、前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段、
として機能させるようにしたコンピュータ読み込み可能な画像照合処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データの照合を行うための画像照合装置、画像照合方法、及び画像照合処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の指紋照合等に用いられる画像照合方法においては、データベースなどに予め登録されている画像データと、イメージセンサなどにより今回取得した画像データとを照合する場合に、登録画像上に矩形領域を定義し、この矩形領域と同一形状の領域を照合画像上に設定し、この設定領域の画像上の位置を変化させながら、登録画像と照合画像上のこれら領域間の画像の相関係数を求め、最大の相関関係が得られた照合画像上での矩形領域の位置と、その相関係数の値に基づいて類似度を判定することが考えられている。
【０００３】
この相関演算は、照合画像上で矩形の領域を水平及び垂直方向に１画素ずつ移動しながらその移動の都度演算処理を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記相関係数の算出は、その計算そのものが複雑であるだけでなく、基準画像に設定された矩形領域と同一の大きさの矩形領域を照合画像上で１画素ずつ移動する度に行われるので、照合画像の全領域を対象として計算を終了するまでに時間が掛かることになる。また画像の回転を考慮した場合、画像データを回転補正する処理も追加になり、計算機の処理負担が増大し、照合画像のイメージ読み取りを行ってから判定結果が得られるまでに多大な時間を要することになる。
【０００５】
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、照合処理に関わる負荷を軽減し、照合時間を大幅に短縮することが可能になる画像照合装置，画像照合方法，及び画像照合処理プログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１の画像処理装置は、１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合装置であって、第１の画像データ上に基準円を配置し、この基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する基準データ取得手段と、第２の画像データ上で前記基準円を所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する照合データ取得手段と、前記基準データ取得手段により取得された基準データと、前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段と、この相関算出手段により算出された相関値の中の最大の相関値に基づいて前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る第２の画像照合装置は、第１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合装置であって、第１の画像データ上に複数の基準円を配置し、この複数の基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の画像データを取得する基準データ取得手段と、第２の画像データ上で前記複数の基準円をそれぞれ所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の画像データを取得する照合データ取得手段と、前記基準データ取得手段により取得された基準データと、前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段と、この相関算出手段により最大の相関値が得られたときの各基準円の第２の画像データ上での位置関係と回転角度に基づいて前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る第３の画像照合装置は、第１の画像データと第２の画像データとを照合して両者の同一性を判定する画像照合装置であって、第１の画像データ上に同心の複数の基準円を配置し、この同心の複数の基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する基準データ取得手段と、第２の画像データ上で前記同心の複数の基準円をそれぞれ所定単位で移動させながら配置し、各配置位置において前記基準円を所定角度で順次回転させて、その各回転毎に当該基準円の円周上に設定された複数の参照点に相当する部分の階調データを参照点の周囲の画素データに対する重み付け計算をして取得する照合データ取得手段と、前記基準データ取得手段により取得された基準データと前記照合データ取得手段により基準円の回転毎に取得されたそれぞれの照合データとの相関値を算出する相関算出手段と、この相関算出手段により最大の相関値が算出されたときのそれぞれの基準円の前記第２の画像データ上での位置と回転角度に基づき、前記第１の画像データと第２の画像データとの同一性を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は本発明の画像照合装置の実施形態に係る指紋データ照合装置の電子回路の構成を示すブロック図である。
【００１１】
この指紋データ照合装置は、コンピュータにより構成されるもので、制御部（ＣＰＵ）１１、記憶装置１２、ＲＡＭ１３、イメージ読み取り装置１４、表示部１５、入力部１６、記録媒体読み取り部１８、伝送制御部１９を備え、バス１７を介して相互に接続されている。
【００１２】
制御部（ＣＰＵ）１１は、入力部１２からの入力信号に応じて、記憶装置１２に予め記憶されている制御プログラム、あるいはフロッピディスクＦＤなどの外部記録媒体１８ａからフロッピディスクドライブＦＤＤなどの記録媒体読み取り部１８を介して記憶装置１２に読み込まれた指紋照合処理プログラム、あるいは外部のコンピュータ端末（プログラムサーバ２０ａ）の記憶装置２０ｂから通信ネットワーク２０を経由し伝送制御部１９を介して記憶装置１２に読み込まれた指紋照合処理プログラムを起動させ、ＲＡＭ１３をワークメモリとして回路各部の動作を制御する。
【００１３】
記憶装置１２は、半導体メモリのＲＯＭやハードディスク装置ＨＤ等で構成し、本照合装置の電源投入直後に制御部（ＣＰＵ）１１により読み出される前述の制御プログラムを予め格納している。
【００１４】
ＲＡＭ１３は、前述の制御プログラムを実行する際に制御部（ＣＰＵ）１１が使用するワークメモリである。
【００１５】
イメージ読み取り装置１４は、被験者の登録指紋画像や照合指紋画像を取得するための装置であり、例えば、イメージスキャナ装置やＣＣＤ（電荷結合素子）などのイメージセンサである。
【００１６】
表示部１５は、登録指紋画像と照合指紋画像との照合の判定結果を表示する、例えばＣＲＴや液晶などといったディスプレイ装置である。
【００１７】
入力部１６は、本照合装置の使用者が指紋画像の取得指示や後述の指紋照合処理の開始を制御部（ＣＰＵ）１１に指示するための、例えばキーボード装置などの入力装置である。
【００１８】
図２は前記指紋データ照合装置のＲＡＭ１３に確保されるデータメモリを示す図である。
【００１９】
ＲＡＭ１３には、読み取り画像メモリ１３ａ、登録画像メモリ１３ｂ、照合画像メモリ１３ｃ、基準円データメモリ１３ｄ、参照点数メモリ１３ｅ、参照点メモリ１３ｆ、基準データメモリ１３ｇ、照合データメモリ１３ｈ、相関データメモリ１３ｉなどが確保される。
【００２０】
読み取り画像メモリ１３ａには、イメージ読み取り装置１４により読み取られた被験者の指紋の画像データが多階調画像として一時記憶される。
【００２１】
登録画像メモリ１３ｂには、予め登録されている被験者の指紋の画像データαが多階調画像として記憶される。この登録画像データαは、イメージ読み取り装置１４によって読み取られたものであっても良いし、他の装置で読み取った画像であっても良い。他の装置で読み取った画像データの場合は、この装置のイメージ読み取り装置１４で読み取った画像データの画素数，画素ピッチに合わせて適正化されて記憶される。
【００２２】
照合画像メモリ１３ｃには、イメージ読み取り装置１４により読み取られた照合すべき被験者の指紋の画像データβが多階調画像として記憶される。
【００２３】
基準円データメモリ１３ｄには、本発明の画像照合処理に用いられる基準円を定義するための半径Ｒの値（例えば１０画素）、この基準円Ａの円周上に設定される基本点Ｔの数ＮＲ（例えば、円周上に１°ずつ設定する場合はＮＲ＝３６０）が記憶される。さらに基準円データメモリ１３ｄには、基準円を画像データ上に配置した場合に、各基本点Ｔｉに相当する位置（点）の階調データ（階調値）をその周辺画素（例えば４画素）の画素データ（ｆi1〜ｆi4）から重み付け演算により算出するための変換係数Ｗｉ（Ｗi1〜Ｗi4）とその周辺画素を代表する画素の位置データ（ｆi1(X,Y)）がテーブル化された変換テーブルＨ（図３参照）が記憶される。
【００２４】
なお、この基準円の円周上にある基本点Ｔｉの階調データをその各々の周辺画素の値から算出するための変換係数Ｗｉ（Ｗi1〜Ｗi4）については、図４及び図５を用いて詳細を後述する。
【００２５】
参照点数メモリ１３ｅには、前記基準円上の各基本点Ｔｉの中から実際の照合に用いる参照点の数Ｎｋ（例えば８°ずつ取るならばＮｋ＝４５）が記憶される。
【００２６】
参照点メモリ１３ｆには、前記参照点数Ｎｋに応じたＮｋ個の参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）が前記基本点Ｔｉに対応付けされて記憶される。
【００２７】
基準データメモリ１３ｇには、前記登録画像メモリ１３ｂに記憶された登録指紋画像データαに定義した基準円Ａ上の各参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）の階調値が前記変換テーブルＨ内の変換係数Ｗｉに基づき算出され基準データＥｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）として記憶される。
【００２８】
照合データメモリ１３ｈには、前記照合画像メモリ１３ｃに記憶された照合指紋画像データβに設定される前記基準円Ａと同一の基準円Ｂ上の各参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）における階調値が前記変換テーブルＨの変換係数Ｗｉに基づき算出され照合データＱｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）として記憶される。この基準円Ｂは照合画像の上を１画素ずつＸ方向及びＹ方向に移動され、また１°ずつ回転され、各移動位置及び回転変化した状態で照合データＱｋが算出される。
【００２９】
相関データメモリ１３ｉには、前記基準データメモリ１３ｇに記憶された基準データＥｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）と前記照合データメモリ１３ｈに記憶された照合データＱｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）に基づく相関処理の結果データが記憶される。この相関処理は、照合指紋画像データβ上の基準円Ｂを平面的にずらす毎に、また基準円Ｂを回転させる毎に、基準データＥｋと照合データＱｋに基づいて相関係数の演算を実行し、その最大の相関係数値が得られた照合指紋画像データβ上での基準円Ｂの中心座標Ｏｂ（Ｘ，Ｙ）、回転角θ、相関値を得るものである。
【００３０】
（基準円）
図３は指紋データ照合装置のＲＡＭ１３に確保される基準円データメモリ１３ｄ内の変換テーブルＨを示す図である。
【００３１】
図４は指紋データ照合装置において登録指紋画像上に定義した基準円Ａと該基準円Ａ上に基本点数ＮＲ個配置した基本点Ｔｉを示す図である。基準円Ｂを照合指紋画像上に配置した場合についても同様である。ここで正方形ｆは画像を構成する画素を表しており、基準円の半径は１０画素分の長さとしている。
【００３２】
図５は基準円上の基本点Ｔｉに相当する部分の階調値の算出原理を示す図である。
【００３３】
図４に示すように、登録指紋画像α上に半径Ｒの基準円Ａを定義し、この基準円Ａ上に基本点Ｔｉを設定した場合、殆どの基本点Ｔｉは画像データの実際の画素位置と一致しない。そこで各基本点Ｔｉの階調値を、Ｔｉの周辺画素の画素値からの計算によって求める。本実施の形態では、Ｔｉの周りの４つの画素から計算することにする。
【００３４】
つまり、図５に示すように、基本点Ｔｉの周囲４画素の各画素データをｆi1〜ｆi4とした場合、各画素からの相対距離に応じた重み付け計算をすることでＴｉの値を求めることができる。重み付けの変換係数をＷi1〜Ｗi4とすると、当該基本点Ｔｉの階調データは次式により算出される。
【００３５】
Ｔｉ＝Ｗi1・ｆi1＋Ｗi2・ｆi2＋Ｗi3・ｆi3＋Ｗi4・ｆi4
この計算は基準円Ｂを照合画像β上に定義した場合も同じである。
【００３６】
本実施の形態では、基本点Ｔｉは１°毎に３６０個設定するものとし、図３は、各Ｔｉ（ｉ＝１〜３６０）についての代表画素位置（ｆi1(X,Y)）と変換係数Ｗｉ（Ｗi1〜Ｗi4）をテーブル化した状態を示している。
【００３７】
なお、各基本点Ｔｉそれぞれの階調データを算出するための変換係数Ｗi1〜Ｗi4は、当該基準円を画像上で１画素ずつ移動した場合にも同じ変換係数を用いて計算でき、また、各基本点Ｔｉは基準円の円周を３６０等分した位置にあるので、ｎ°回転した場合にもその基本点Ｔｉの位置を読み替えすることで利用することができる。従って、この変換テーブルＨを用いることで、照合指紋画像β上に基準円Ｂを配置し、これをＸ，Ｙ方向に１画素ずつ移動し、また１°単位で回転した場合の基本点Ｔｉに相当する部分のそれぞれの階調値を非常に簡単に算出することができる。
【００３８】
（照合手順の概要）
次に、前記構成の指紋データ照合装置による第１実施形態の指紋照合方法について説明する。
【００３９】
図６は前記指紋データ照合装置による照合手順の流れを示す図である。
【００４０】
照合処理は、指紋照合処理に用いる基準円の設定処理（ブロックＳＡ）と、基準円Ａに基づく登録指紋画像αからの基準データＥｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）の取得処理（ブロックＳＢ）と、基準円Ｂに基づく照合指紋画像βからの照合データＱｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）の取得・相関計算処理（ブロックＳＣ）と、前記基準データＥｋと照合データＱｋとの相関関係に基づく判定処理（ブロックＳＤ）とから構成される。
【００４１】
図７は基準円の設定処理（ブロックＳＡ）を示すフローチャートである。
【００４２】
図８は基準データの取得処理（ブロックＳＢ）を示すフローチャートである。
【００４３】
図９は照合データの取得・相関計算処理（ブロックＳＣ）を示すフローチャートである。
【００４４】
図１０は第１の判定処理（ブロックＳＤ）を示すフローチャートである。
【００４５】
図１１は第２の判定処理（ＳＤ）を示すフローチャートである。
【００４６】
図１２は登録指紋画像α上での基準円Ａの配置位置と照合指紋画像β上での最大相関が得られた基準円Ｂの検出位置との対比状態を示す図である。
【００４７】
図１３は基準円を回転する場合の説明図であり、基本点Ｔｉと参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）との関係を変化度数毎に対応付けて示してある。
【００４８】
（基準円の設定）
基準円の設定処理（ブロックＳＡ）について図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
このブロックでは、指紋照合システムで使用する基準円を設定するが、この処理は指紋を照合する毎に行っても構わないが、１つの指紋照合システムの中では基準円を共通に利用するようにして、初期に１回設定して保存しておくこともできる。
【００５０】
まず、入力部１６の操作により、基準円の半径Ｒ（＝１０画素）及び基本点の数ＮＲ（＝３６０）が入力されると、この基準円の半径Ｒ及び基本点の数ＮＲの数値はＲＡＭ１３内の基準円データメモリ１３ｄに記憶される（ステップＡ１）。
【００５１】
次に、イメージ読み取り装置１４により読み取られる指紋画像に基準円を配置した場合の当該基本点Ｔｉの各座標が計算される（ステップＡ２）。
【００５２】
そして、各基本点Ｔｉについてその各々の周囲４画素（ｆi1〜ｆi4）に関する重み付け変換係数（Ｗi1〜Ｗi4）が計算され、各代表画素位置（ｆi1(X,Y)）と共に変換テーブルＨ（図３参照）として前記基準円データメモリ１３ｄに記憶される（ステップＡ３）。
【００５３】
本発明の指紋照合方式では、基準円の中には５本程度の指の皺が入るのが好ましい。一般に指紋の皺の幅は３００μｍ位であるから、本実施形態の指紋データ照合装置のイメージ読み取り装置１４における読み取り画像の画素ピッチを８０μｍとすると、基準円の半径Ｒは１０〜１５画素分の長さに設定するのが好適である。上記の例では半径Ｒを１０画素分の長さとした。
【００５４】
この実施の形態では指紋照合を例にしているが、目の虹彩画像を利用した照合、顔画像を利用した照合に本発明を適用した場合は、基準円の大きさはそれぞれ適した半径を用いることになる。
【００５５】
（基準データの取得）
基準データの取得処理（ブロックＳＢ：図８参照）においては、まず入力部１６の操作により、前記基準円Ａ上での参照点の数ＮＫが入力されてＲＡＭ１３内の参照点数メモリ１３ｅに記憶される（ステップＢ１）。
【００５６】
参照点とは、基本点列の中から実際に照合に用る階調データを指定するためのものである。周辺４画素（ｆi1〜ｆi4）から１つの階調データ（基準データ）を求めるとした場合は、この例ではＮＫ＝４５（８度毎の点）にするのが適当である。
【００５７】
ＮＫ＝４５を入力すると、この参照点数ＮＫ（＝４５）に対応する基本点Ｔｉ（ｉ＝８，１６，２４，…，３６０）が決定され、これが参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜４５）として参照点メモリ１３ｆに記憶される（ステップＢ２）。
【００５８】
次に、登録画像メモリ１３ｂに記憶されている登録指紋画像α上に前記参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜４５）の列が定義された基準円Ａが配置される（ステップＢ３）。そして、当該各参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜４５）に相当する部分の階調データが、変換テーブルＨに記憶された各Ｐｋに対応する基準点Ｔｉ（ｉ＝８，１６，２４，…，３６０）の変換係数（Ｗi1〜Ｗi4）を用いて、それぞれその周囲４画素の画素データから計算され、基準データＥｋ（ｋ＝１〜４５）として基準データメモリ１３ｇに記憶される（ステップＢ４）。
【００５９】
この基準データの取得処理（ブロックＳＢ）は、照合を行う時に毎回実行しても良いが、被験者の指紋をシステムに登録する時に実行したら、その人の基準データＥｋを保存するようにして、以降の指紋照合時には、単にメモリに保存された基準データＥｋを読み出すようにしても良い。
【００６０】
（照合データの取得・相関計算）
照合データの取得・相関計算処理（ブロックＳＣ：図９参照）においては、照合時にイメージ読み取り装置１４によって読み取られた被験者の照合指紋画像βが照合画像メモリ１３ｃに記憶されていることが前提になる。まず照合指紋画像β上で最初の相関係数を算出するための基準円Ｂのスタートポイントが決定される（ステップＣ１）。そしてその位置で、基準円Ｂ上の各参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜４５）に相当する部分の階調データが、変換テーブルＨに記憶された各Ｐｋに対応する基準点Ｔｉ（ｉ＝８，１６，２４，…，３６０）の変換係数（Ｗi1〜Ｗi4）を用いて周囲４画素の画素データから計算され、照合データＱｋ（ｋ＝１〜４５）として照合データメモリ１３ｈに記憶される（ステップＣ２）。
【００６１】
すると、基準データメモリ１３ｇに記憶された基準データＥｋ（ｋ＝１〜４５）と、照合データメモリ１３ｈに記憶された照合データＱｋ（ｋ＝１〜４５）との相関係数が算出される（ステップＣ３）。計算された相関係数、そのときの照合画像β上での基準円Ｂの中心座標Ｏｂ（Ｘ，Ｙ）、及び基準円Ｂの回転角度θはＲＡＭ１３内の相関データメモリ１３ｉに一時記憶される。
【００６２】
こうして、初期位置，回転角（０°）における最初の照合データＱｋ（ｋ＝１〜４５）に関する相関係数が算出されると、基準円Ｂを＋１°回転して新たにＰｋを定義する（ステップＣ４→Ｃ５）。
【００６３】
つまり基準円Ｂが回転角（０°）の場合、参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜４５）は、基準点Ｔｉ（ｉ＝８，１６，…，３６０）に対応していたが、基準円が１°回転することで参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜４５）は基準点Ｔｉ（ｉ＝９，１７，２５，…，１）に対応付けられる（図１３参照）。
【００６４】
基準円Ｂが＋１°回転されると、ステップＣ２に戻り、新たな参照点Ｐｋにおける照合データＱｋが変換テーブルＨに記憶された基準点Ｔｉ（ｉ＝９，１７，２５，…，１）の変換係数（Ｗi1〜Ｗi4）を用いて、その周囲４つの画素データから計算され、照合データメモリ１３ｈに記憶される。そして前回同様に基準データＥｋと回転後の照合データＱｋとの相関係数が算出され、基準円Ｂの中心座標Ｏｂ（Ｘ，Ｙ）及び回転角度θ（１°）と共にＲＡＭ１３内の相関データメモリ１３ｉに一時記憶される（ステップＣ３）。
【００６５】
このように、前記ステップＣ２〜Ｃ５の処理が繰り返し行われることで、照合指紋画像β上の最初の位置での各回転角毎の照合データＱｋに関する相関係数が順次算出され、その位置，回転角と共に相関データメモリ１３ｉに一時記憶される。この回転処理は、予め設定された回転角の範囲（例えば±３０°）で実行される。
【００６６】
所定の回転角の範囲全てにおける上記相関計算を終了すると、基準円Ｂの配置がＸ方向またはＹ方向に１画素分移動される（ステップＣ４→Ｃ６→Ｃ７）。
【００６７】
そして、再び前記ステップＣ２〜Ｃ５の処理により、基準円Ｂの移動後の各回転角における照合データＱｋが順次算出され、基準データＥｋとの相関係数が算出され、処理結果が相関データメモリ１３ｉ一時記憶される。
【００６８】
このステップＣ２〜Ｃ７の処理が繰り返されることで、照合指紋画像β上の所定の領域全部にわたって基準円Ｂが平面的に１画素ずつ移動され、そのそれぞれの移動位置における各回転角毎の相関係数が算出され記憶される。
【００６９】
そして、照合指紋画像β上の全領域において，全ての回転角での相関係数の計算が終了すると、記憶された相関係数の中から最大のものがサーチされ、最大の相関係数値が算出されたときの基準円Ｂの中心座標Ｏｂ（Ｘ，Ｙ）及びその回転角度θが選び出されて、最終的に相関データメモリ１３ｉに記憶される（ステップＣ６→Ｃ８）。
【００７０】
なお、この照合データの取得・相関計算処理では、照合指紋画像β上で基準円ＢをＸ，Ｙ方向へ１画素ずつ移動させながら、それぞれの移動位置において該基準円Ｂを回転処理しているが、基準円Ｂを１°ずつ回転する毎にその回転角のままで基準円ＢをＸ，Ｙ方向に１画素ずつ移動して照合データＱｋを算出するようにしてもよい。
【００７１】
また、この照合データ取得・相関計算処理では、基準円Ｂが移動し、回転する毎に算出した相関係数値を、全相関データメモリ１３ｉに記憶させ、最後にその中から最大の相関係数を選び出すようにしたが、１つの相関係数を算出する度に、前回までの処理で保持された最大の相関係数値と比較して、その大きい方の値を保持するようにして、最大相関値を得るようにしてもよい。
【００７２】
なお、基準円Ｂのスタートポイントと移動範囲は、照合画像の全範囲ではなく、基準円Ａの設定位置を基準にした一定の範囲とすることが好ましい。このようにすることで処理負担を少なくすることが可能になる。
【００７３】
（判定）
照合判定処理（ブロックＳＤ）における２種類の判定方法を図１０及び図１１を参照して説明する。
【００７４】
図１０における第１の判定処理では、相関データメモリ１３ｉに記憶された基準データＥｋ（ｋ＝１〜４５）と照合データＱｋ（ｋ＝１〜４５）の最大相関係数値が、予め設定された閾値以上であるか判断され（ステップＤ１）、所定値以上であれば、登録指紋画像αと照合指紋画像βとが同一の指紋画像であると判定され、本人であることを示す認証結果「照合ＯＫ」が表示部１５に表示出力され、所定値未満であれば「照合エラー」となる（ステップＤ２）。
【００７５】
一方、図１１における第２の判定処理では、まず、相関データメモリ１３ｉに記憶された最大相関係数値が、予め設定された閾値以上であるか否かが判断される（ステップＤ１１）。ここで閾値以上であると判断された場合には、さらに、対応付けられて記憶されている基準円Ｂの回転角θが登録指紋画像αとのずれ角として読み出され、この回転ずれ角が予め設定された閾値未満であるか否か判断される（ステップＤ１２→Ｄ１３）。
【００７６】
そして、前記最大相関係数値が得られたところ基準円Ｂの回転ずれ角が閾値未満であると判断された場合には、登録指紋画像αと照合指紋画像βとが同一の指紋であると判定され、本人であることを示す認証結果「照合ＯＫ」が表示部１５に表示出力される（ステップＤ１４→Ｄ１５）。
【００７７】
一方、最大相関係数値が、予め設定された閾値以上でないと判断された場合（ステップＤ１２「Ｎｏ」）、あるいは回転ずれ角が閾値以上であると判断された場合（ステップＤ１４「Ｎｏ」）には、前記登録指紋画像αと照合指紋画像βとが異なる指紋であると判断され、本人ではないことを示す認証結果「照合エラー」が表示部１５に表示出力される（ステップＤ１６）。
【００７８】
上述の指紋照合方法によれば、基準円上に設定される参照点に対応する基準データＥｋと照合データＱｋを用いて相関計算をするので、従来の矩形領域に含まれる全ての画素を用いて相関係数を算出する方法に比べて、計算処理するデータ量が非常に少なくてすみ、その計算負担が著しく軽減される。
【００７９】
また、基準円の回転処理においては、変換テーブルＨを用いることにより照合画像の参照点Ｐｋを簡単に設定し直せるので、各回転角毎の照合データＱｋを算出する処理を非常に単純にすることができる。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、前記構成の指紋データ照合装置による第２実施形態の指紋照合方法について説明する。この方法は第１の実施形態で説明した基準円を対比される画像上に複数個配置して照合するものである。
【００８１】
図１４は第２実施形態の指紋照合における基準データの取得処理を示すフローチャートである。
【００８２】
図１５は第２実施形態の指紋照合における判定処理を示すフローチャートである。
【００８３】
図１６は第２実施形態の指紋照合における登録指紋画像α上での基準円Ａ１〜Ａ４の配置位置と照合指紋画像β上で最大相関関係が得られた基準円Ｂ１〜Ｂ４の検出位置との対比状態を示す図である。
【００８４】
図１７は第２実施形態の指紋照合における登録指紋画像αにおける基準円Ａ１〜Ａ４の定義位置と照合指紋画像βにおける基準円Ｂ１〜Ｂ４の最大相関関係検出位置と各データを示す図である。
【００８５】
この第２実施形態の指紋照合手順は、全体の流れが第１実施形態にて説明した図６の照合手順の流れと同様であり、基準円の設定（ブロックＳＡ）、基準データの取得処理（ブロックＳＢ）、照合データの取得・相関計算処理（ブロックＳＣ）、判定処理（ブロックＳＤ）からなる。
【００８６】
基準円の設定（ブロックＳＡ）は、第１実施形態の説明と同じであるため説明を省略する。基準データの取得処理（ブロックＳＢ）、照合データの取得・相関計算処理（ブロックＳＣ）、判定処理（ブロックＳＤ）については、登録指紋画像α上に複数の基準円Ａ１〜Ａ４を定義して処理する点で異なり、以下に各処理の内容を説明する。
【００８７】
この第２実施形態の指紋照合における基準データの取得処理（ステップＳＢ：図１４参照）において、入力部１６の操作により、基準円Ａ上での参照点の数ＮＫが入力されるとＲＡＭ１３内の参照点数メモリ１３ｅに記憶される（ステップＢ１）。すると、この参照点数ＮＫに対応する基本点Ｔｉが定められ、これが参照点Ｐｋとして参照点メモリ１３ｆに記憶される（ステップＢ２）。
【００８８】
次に、登録画像メモリ１３ｂに記憶されている登録指紋画像α上の所定の位置に前記参照点Ｐｋが設定された複数の基準円Ａ１〜Ａ４が配置される（ステップＢ３）。この複数の基準円Ａ１〜Ａ４のそれぞれについてその参照点Ｐｋにおける階調データが変換テーブルＨの変換係数（Ｗi1〜Ｗi4）を用いて、その周囲４つの画素データから計算され、基準データＥｋとして基準データメモリ１３ｇに記憶される（ステップＢ４）。
【００８９】
照合データの取得処理（ブロックＳＣ）では、前記図９で説明された照合データの取得・相関計算処理と同様の処理が、登録指紋画像α上に定義した複数の基準円Ａ１〜Ａ４の各々に対して実施される。
【００９０】
つまり、登録指紋画像データα上に定義した第１の基準円Ａ１上の各参照点Ｐｋにおける基準データＥｋと最大相関関係が得られたときの照合データＱｋが算出された基準円Ｂ１の位置（ＸＤ１，ＹＤ１）、回転角θ１が相関値Ｃ１と共にＲＡＭ１３内の相関データメモリ１３ｉに記憶される（図１７（Ｂ）参照）。
【００９１】
また、登録指紋画像データα上に定義した第２、第３，第４の基準円Ａ２，Ａ３，４についても同様にして、最大相関関係が得られた基準円Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の位置，回転角も各相関値と共にＲＡＭ１３内の相関データメモリ１３ｉに記憶される。
【００９２】
照合判定処理（ブロックＳＤ：図１５参照）においては、まず、登録指紋画像データα上に定義した複数の基準円Ａ１〜Ａ４のそれぞれに対応して照合指紋画像データβ上で最大の相関関係が得られた最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４それぞれの位置（中心座標）ＯB1〜ＯB4及び回転角θ１〜θ４がＲＡＭ１３内の相関データメモリ１３ｉから読み出される（ステップＤ１）。次に、前記登録指紋画像α上での基準円Ａ１〜Ａ４それぞれの位置（中心座標）ＯA1〜ＯA4の配置関係と、照合指紋画像β上での最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４それぞれの位置（中心座標）ＯB1〜ＯB4の配置関係とが同等であるか判定される（ステップＤ２）。
【００９３】
この判定処理（ステップＤ２）は、例えば、登録指紋画像αに配置された基準円Ａ１と照合指紋画像β上で検出された最大相関基準円Ｂ１の各画像上の位置を特定する中心座標Ａ１（Ｘ１，Ｙ１）、Ｂ１（ＸＤ１，ＹＤ１）を基準座標とし、登録指紋画像αに配置された各基準円Ａ２〜Ａ４と照合指紋画像β上で検出された各最大相関基準円Ｂ２〜Ｂ４それぞれの各画像上の位置を特定する中心座標Ａ２（Ｘ２，Ｙ２）〜Ａ４（Ｘ４，Ｙ４）、Ｂ２（ＸＤ２，ＹＤ２）〜Ｂ４（ＸＤ４，ＹＤ４）について、Ａ１とＡ２，Ａ３，Ａ４との各相対距離とＢ１とＢ２，Ｂ３，Ｂ４との各相対距離との違いであるΔｉ（ｉ＝１，２，３）を算出して、算出された全てのΔｉが所定値内に収まるか否かにより、その配置関係が同等か否か判定する。あるいは、基準円Ａ１〜Ａ４の中心が長方形の頂点に配置されたとして、最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４の各中心座標を頂点とする図形が前記長方形と同等か否か判断することで判定する。
【００９４】
次に、前記ステップＤ１において相関データメモリ１３ｉから読み出された、照合指紋画像β上での各最大相関が得られた基準円Ｂ１〜Ｂ４の回転角θ１〜θ４が、予め設定された誤差の範囲内であるか否か判定される（ステップＤ３）。
【００９５】
そして、前記ステップＤ２において、前記登録指紋画像α上での基準円Ａ１〜Ａ４それぞれの位置（中心座標）ＯA1〜ＯA4の配置位置関係と、照合指紋画像β上での最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４それぞれの位置（中心座標）ＯB1〜ＯB4の配置位置関係とが同等であると判定され、さらに、ステップＤ３において、前記照合指紋画像β上での各最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４の相対的回転誤差が所定の値の範囲内であると判定された場合には、前記登録指紋画像αと照合指紋画像βとが同一の指紋であると判断され、本人であることを示す認証結果「照合ＯＫ」が表示部１５に表示出力される（ステップＤ４）。
【００９６】
一方、前記ステップＤ２において、前記登録指紋画像α上での基準円Ａ１〜Ａ４それぞれの位置（中心座標）ＯA1〜ＯA4の配置位置関係と、照合指紋画像β上での最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４それぞれの位置（中心座標）ＯB1〜ＯB4の配置位置関係とが同等でないと判定されるか、または、当該配置位置関係が同等であると判定されても、ステップＤ３において、前記照合指紋画像β上での各最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４の相対的回転誤差が閾値の範囲内でないと判定された場合には、前記登録指紋画像αと照合指紋画像βとが異なる指紋であると判断され、本人ではないことを示す認証結果「照合エラー」が表示部１５に表示出力される（ステップＤ４）。
【００９７】
なお、この判定処理では、基準円の配置関係と回転した角度により同一性を判断していたが、相関値の最大値が所定の閾値を超えたか否かを判断するステップを追加しても良い。そして、得られた最大相関値が一定の値を超えない場合は、照合エラーと判定する。
【００９８】
前記構成の指紋データ照合装置による第２実施形態の指紋照合機能によれば、基準円上の参照点に関する画像データで相関係数を算出するため、処理するデータ量が非常に少なくてすみ、さらに複数基準円の配置関係を判定基準とすることで、より信頼性の高い指紋画像の照合判定を行うことができる。
【００９９】
（第３実施形態）
次に基準円として複数の同心円を用いる照合方法について説明する。
【０１００】
この第３実施形態では、照合装置は、登録指紋画像α上に同心円である二重の基準円Ａ１，Ａ２を定義し、各同心基準円Ａ１，Ａ２毎に基準データＥｋと最大の相関係数が算出される照合指紋画像β上の基準円Ｂ１，Ｂ２を検出し、この最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２同士における中心ずれや回転角度のずれを考慮して、「照合ＯＫ」か「照合エラー」かを判断出力する。
【０１０１】
図１８は前記指紋データ照合装置の第３実施形態の指紋照合に伴う全体の流れを示すフローチャートである。
【０１０２】
図１９は前記指紋データ照合装置の第３実施形態の指紋照合に伴う基準データの取得処理（ブロックＳＢ）を示すフローチャートである。
【０１０３】
図２０は前記指紋データ照合装置の第３実施形態の指紋照合に伴う判定処理（ブロックＳＤ）を示すフローチャートである。
【０１０４】
図２１は前記指紋データ照合装置の第３実施形態の指紋照合に伴い登録指紋画像α上に定義する同心基準円Ａ１，Ａ２と各同心基準円Ａ１，Ａ２に対応して照合指紋画像β上から検出される最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２とを対比して示す図である。
【０１０５】
図１８に示すように、照合処理は、指紋照合処理に用いる基準円（複数の同心円）の設定処理（ブロックＳＡ）と、基準円に基づく登録指紋画像αからの基準データの取得処理（ブロックＳＢ）と、基準円に基づく照合指紋画像βからの照合データの取得・相関計算処理（ブロックＳＣ）と、相関関係に基づく判定処理（ブロックＳＤ）とから構成される。
【０１０６】
同心円である基準円の設定処理（ブロックＳＡ）は、第１実施形態と同様のステップで構成されるので、前記図７のフローチャートを参照して説明する。
【０１０７】
すなわち、入力部１６の操作により、同心基準円Ａ１，Ａ２それぞれの半径Ｒ（例えばＡ１＝１０画素、Ａ２＝６画素）及び基本点の数ＮＲ（＝３６０：１°毎）が入力されると、この基準円Ａ１，Ａ２それぞれの半径Ｒ（＝１０画素、６画素）及び基本点の数ＮＲ（＝３６０）はＲＡＭ１３内の基準円データメモリ１３ｄに記憶される（ステップＡ１）。
【０１０８】
すると、イメージ読み取り装置１４により読み取られる指紋画像領域において前記半径Ｒ（＝１０画素、６画素）の同心基準円Ａ１，Ａ２上にそれぞれＮＲ（＝３６０）個の基本点Ｔｉ(i=1〜360)を配置した場合の当該基本点Ｔｉの各座標が計算され（ステップＡ２）、同心基準円Ａ１，Ａ２それぞれの各基本点Ｔｉについてその各々の周囲４画素（ｆi1〜ｆi4）からの相対距離に対応する重み付けの変換係数（Ｗi1〜Ｗi4）が計算される。そして、各代表画素位置（ｆi1(X,Y)）と共に変換テーブルＨとして前記基準円データメモリ１３ｄに記憶される（ステップＡ３）。
【０１０９】
基準データの取得処理（ブロックＳＢ：図１９参照）において、入力部１６の操作により、前記同心基準円Ａ１，Ａ２上での参照点の数ＮＫ（＝８：４５°毎）が入力されてＲＡＭ１３内の参照点数メモリ１３ｅに記憶されると（ステップＢ１）、この参照点数ＮＫ（＝８：４５°毎）に対応する各同心基準円Ａ１，Ａ２毎の基本点Ｔ１ｉ，Ｔ２ｉ（ｉ＝４５，９０，１３５，…，３６０）が定められ、これが参照点Ｐ１ｋ，Ｐ２ｋ（ｋ＝１〜８）として参照点メモリ１３ｆに記憶される（ステップＢ２）。
【０１１０】
すると、登録画像メモリ１３ｂに記憶されている登録指紋画像α上の所定の位置に、例えば図２１（Ａ）に示すように、前記各参照点Ｐ１ｋ，Ｐ２ｋ（ｋ＝１〜８）の列で定義される同心の基準円Ａ１，Ａ２が配置され（ステップＢ３）、この二重の同心基準円Ａ１，Ａ２のそれぞれについてその各参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜８）での階調値（基準データＥ１ｋ，Ｅ２ｋ（ｋ＝１〜８）が前記基準円データメモリ１３ｄ内の変換テーブルＨに記憶された各対応する基準点Ｔ１ｉ，Ｔ２ｉ（ｉ＝４５，９０，１３５，…，３６０）の変換係数（Ｗi1〜Ｗi4）に従い、その周囲４つの画素データから計算され、基準データメモリ１３ｇに保存される（ステップＢ４）。
【０１１１】
照合データの取得・相関計算処理（ブロックＳＣ）では、前記図９における照合画像の取得処理と同様の処理が、前記登録指紋画像α上に定義した同心基準円Ａ１，Ａ２の各々に対応して実施される。
【０１１２】
つまり、例えば図２１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、登録指紋画像データα上に定義した同心基準円Ａ１上の各参照点Ｐ１ｋ（ｋ＝１〜８）における基準データＥ１ｋと最大の相関係数が算出された照合データＱ１ｋを得たときの最大相関基準円Ｂ１が検出され、この基準円Ｂ１の位置，回転角が相関値と共にＲＡＭ１３内の相関データメモリ１３ｉに記憶される。
【０１１３】
また、登録指紋画像データα上に定義した同心基準円Ａ２上の各参照点Ｐ２ｋ（ｋ＝１〜８）における登録画像データＥ２ｋと最大の相関係数が算出された照合データＱ２ｋを得たときの最大相関基準円Ｂ２が検出され、この基準円Ｂ２の位置，回転角が相関値と共にＲＡＭ１３内の相関データメモリ１３ｉに記憶される。
【０１１４】
照合判定処理（ブロックＳＤ：図２０参照）では、まず、登録指紋画像データα上に定義した二重の同心基準円Ａ１，Ａ２のそれぞれに対応して照合指紋画像データβ上で最大の相関関係が得られた最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２それぞれの位置（中心座標）Ｏb1，Ｏb2及び回転角θb1，θb2がＲＡＭ１３内の相関データメモリ１３ｉから読み出される（ステップＤ１）。この最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２同士における中心位置Ｏb1，Ｏb2のずれが予め設定された閾値の範囲内であるか否か、及び同最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２同士における参照点Ｐ１ｋ，Ｐ２ｋの回転角θb1，θb2のずれθb12が、予め設定された閾値の範囲内であるか否かにより、前記登録指紋画像αと照合指紋画像βとが同一の指紋であるか否か判定される（ステップＤ２）。
【０１１５】
そして、前記登録指紋画像α上に定義した二重の同心基準円Ａ１，Ａ２に対し照合指紋画像β上で検出された最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２同士における中心位置Ｏb1，Ｏb2のずれが予め設定された閾値の範囲内であると判断され、しかも同最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２同士における参照点Ｐ１ｋ，Ｐ２ｋの回転角θb1，θb2のずれθb12が、予め設定された閾値の範囲内であると判断された場合には、前記登録指紋画像αと照合指紋画像βとが同一の指紋であると判定され、本人であることを示す認証結果「照合ＯＫ」が表示部１５に表示出力される（ステップＤ３）。
【０１１６】
一方、前記登録指紋画像α上に定義した二重の同心基準円Ａ１，Ａ２に対し照合指紋画像β上で検出された最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２同士における中心位置Ｏb1，Ｏb2のずれが予め設定された閾値の範囲内でない、あるいは同最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２同士における参照点Ｐ１ｋ，Ｐ２ｋの回転角θb1，θb2のずれθb12が、予め設定された閾値の範囲内でないと判断された場合には、前記登録指紋画像αと照合指紋画像βとが異なる指紋であると判断され、本人ではないことを示す認証結果「照合エラー」が表示部１５に表示出力される（ステップＤ３）。
【０１１７】
なお、この判定処理では、同心基準円のずれ関係と回転のずれ関係を判断の要素としていたが、相関値の最大値が所定の閾値を超えたか否かを判断するステップを追加して、ブロックＳＣで得られた各同心基準円に関する最大相関値を同一性の判断要素にしても良い。
【０１１８】
（第４実施形態）
この第４実施形態の指紋データ照合装置では、イメージ読み取り装置１４により読み取られた登録指紋画像α及び照合指紋画像βの両指紋画像とも、例えば４分の１圧縮処理してＲＡＭ１３内の登録画像メモリ１３ｂ及び照合画像メモリ１３ｃに記憶させる。
【０１１９】
そして、前記圧縮処理された登録指紋画像αと照合指紋画像βとの間で、前記各実施形態において説明した基準円Ａ上の画像データに基づく相関係数の算出を利用した照合判定を行う構成とする。
【０１２０】
すなわち、登録指紋画像α上の基準円Ａに対応する基準データＥｋ（ｋ＝１〜４５）を基準として、照合指紋画像β上で１画素ずつ移動走査及び１°ずつ回転走査しながらの相関係数の算出を行う場合でも、照合判定の対象となる登録指紋画像α及び照合指紋画像βの各画像領域が４分の１に圧縮処理されていることで、その計算処理に伴う負荷を大幅に軽減でき、指紋照合処理の全体に要する時間を大幅に短縮することができる。
【０１２１】
なお、前記各実施形態において記載した手法、すなわち、前記図６〜図１１のフローチャートで示した第１実施形態の指紋照合判定処理、前記図１４，図１５のフローチャートで示した第２実施形態の指紋照合判定処理、前記図１８〜図２０で示した第３実施形態の指紋照合判定処理などの各手法は、コンピュータに実行させることができるプログラムとして、メモリカード（ＲＯＭカード、ＲＡＭカード等）、磁気ディスク（フロッピディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の外部記録媒体１８ａに格納して配布することができる。そして、指紋データ照合装置のコンピュータは、この外部記録媒体１８ａに記録されたプログラムを記憶装置１２に読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、前記各実施形態において説明した指紋照合判定機能を実現し、前述した手法による同様の処理を実行することができる。
【０１２２】
また、前記各手法を実現するためのプログラムのデータは、プログラムコードの形態としてネットワーク（公衆回線）２０上を伝送させることができ、このネットワーク２０に接続された指紋データ照合装置の伝送制御部１９によって前記のプログラムデータを取り込み、前述した指紋照合判定機能を実現することもできる。
【０１２３】
（変形の態様）
前記各実施形態では、基準円上の参照点は、基準円を等分した位置に設定したが、つまり参照点を結ぶと正多角形になるようにしたが、参照点は基準円上であれば非対称な位置にあっても構わない。
【０１２４】
また、前記各実施形態における基準円上の参照点の他に、基準円の内部あるいは外部に１個以上の点を拡張された参照点として設定し、拡張された参照点を含めた画像データで登録画像と参照画像の相関を演算するようにしても良い。拡張された参照点を追加することで、照合判定の信頼性をさらに高めることができる。
【０１２５】
なお、前記実施形態では、予め基準円Ａ上の１°ずつの各基本点Ｔｉ（ｉ＝１〜３６０）に関する変換テーブルＨ（図３参照）を作成したが、このような変換テーブルＨを用意することなく、照合処理の過程で必要になる都度、各参照点Ｐｋをそれぞれの周囲４画素からの変換係数（Ｗi1〜Ｗi4）を算出し、これにより各対応する階調データを算出する構成としてもよい。
【０１２６】
また、前記各実施形態では、各参照点Ｐｋの階調データをそれぞれの周囲４画素の画素データから算出する構成としたが、４画素に限らず、周囲のより多くの画素から算出する構成としてもよい。
【０１２７】
また、参照点数ＮＫの数値は、基準データの取得処理（ブロックＳＢ）においてキー入力していたが、予めメモリに適当な数値を記憶させておいて、処理に必要なときに読み出すようにしても良い。
【０１２８】
また、基準円Ａを登録画像に配置し、基準円Ｂを照合画像上を移動させるようにしたが、基準円Ａを照合画像に配置し、基準円Ｂを登録画像上を移動させるようにして照合処理をさせても構わない。
【０１２９】
本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、１つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【０１３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る第１の画像照合装置によれば、定義された基準円を登録画像と照合画像上に配置して、基準円の円周上に設定された参照点の画像データの相関値を計算することで画像の同一性を判定するようにしたので、データ処理量を減らすことができ、照合時間を短縮することが可能になる。
【０１３１】
また、本発明に係る第２の画像照合装置によれば、複数の基準円の位置関係を照合の判断要素としているので、処理負担が軽減されるとともに信頼性を高めることができるようになる。
【０１３２】
また、本発明に係る第３の画像照合装置によれば、同心円である複数の基準円を用いて、位置のずれ及び回転角のずれに基づき判定するので、処理負担が軽減されるとともに信頼性を高めることができるようになる。
【０１３３】
よって、本発明によれば、照合処理に関わる負荷を軽減し、照合時間を大幅に短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像照合装置の実施形態に係る指紋データ照合装置の電子回路の構成を示すブロック図。
【図２】前記指紋データ照合装置のＲＡＭ１３に確保されるデータメモリを示す図。
【図３】前記指紋データ照合装置のＲＡＭ１３に確保される基準円データメモリ１３ｄ内の変換テーブルＨを示す図。
【図４】前記指紋データ照合装置において登録指紋画像上に定義した基準円Ａと該基準円Ａ上に基本点数ＮＲ個配置した基本点Ｔｉを示す図。
【図５】前記指紋データ照合装置において登録指紋画像上に定義した基準円Ａ上の基本点Ｔｉにおける階調データの変換算出原理を示す図。
【図６】前記指紋データ照合装置による照合手順の流れを示す図。
【図７】前記指紋データ照合装置の指紋照合に伴う基準円の設定処理（ＳＡ）を示すフローチャート。
【図８】前記指紋データ照合装置の指紋照合に伴う基準データの取得処理（ＳＢ）を示すフローチャート。
【図９】前記指紋データ照合装置の指紋照合に伴う照合データの取得・相関計算処理（ＳＣ）を示すフローチャート。
【図１０】前記指紋データ照合装置の指紋照合に伴う第１の判定処理（ＳＤ）を示すフローチャート。
【図１１】前記指紋データ照合装置の指紋照合に伴う第２の判定処理（ＳＤ）を示すフローチャート。
【図１２】前記指紋データ照合装置の指紋照合に伴う登録指紋画像α上での基準円Ａの配置位置と照合指紋画像β上での最大相関基準円Ｂの検出位置との対比状態を示す図。
【図１３】前記指紋データ照合装置の指紋照合に伴う基準円Ａ上の基本点Ｔｉと参照点Ｐｋ（ｋ＝１〜Ｎｋ）との関係を回転走査度数毎に対応付けて示す説明図。
【図１４】前記指紋データ照合装置の第２実施形態の指紋照合に伴う基準データの取得処理（ＳＢ）を示すフローチャート。
【図１５】前記指紋データ照合装置の第２実施形態の指紋照合に伴う判定処理（ＳＤ）を示すフローチャート。
【図１６】前記指紋データ照合装置の第２実施形態の指紋照合に伴う登録指紋画像α上での基準円Ａ１〜Ａ４の配置位置と照合指紋画像β上での最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４の検出位置との対比状態を示す図。
【図１７】前記指紋データ照合装置の第２実施形態の指紋照合に伴う登録指紋画像αにおける基準円Ａ１〜Ａ４の定義位置と照合指紋画像βにおける最大相関基準円Ｂ１〜Ｂ４の検出位置との各位置データを示す図。
【図１８】前記指紋データ照合装置の第３実施形態の指紋照合に伴う基準円の設定処理（ＳＡ）を示すフローチャート。
【図１９】前記指紋データ照合装置の第３実施形態の指紋照合に伴う基準データの取得処理（ＳＢ）を示すフローチャート。
【図２０】前記指紋データ照合装置の第３実施形態の指紋照合に伴う判定処理（ＳＤ）を示すフローチャート。
【図２１】前記指紋データ照合装置の第３実施形態の指紋照合に伴い登録指紋画像α上に定義する同心基準円Ａ１，Ａ２と各同心基準円Ａ１，Ａ２毎に照合指紋画像β上から検出される最大相関基準円Ｂ１，Ｂ２とを対比して示す図。
【符号の説明】
１１  …制御部（ＣＰＵ）
１２  …記憶装置
１３  …ＲＡＭ
１３ａ…読み取り画像メモリ
１３ｂ…登録画像メモリ
１３ｃ…照合画像メモリ
１３ｄ…基準円データメモリ
１３ｅ…参照点数メモリ
１３ｆ…参照点メモリ
１３ｇ…基準データメモリ
１３ｈ…照合データメモリ
１３ｉ…相関データメモリ
１４  …イメージ読み取り装置
１５  …表示部
１６  …入力部
１７  …バス
１８  …記録媒体読み取り部
１８ａ…外部記録媒体
１９  …伝送制御部
２０  …ネットワーク
２０ａ…プログラムサーバ（外部のコンピュータ端末）
２０ｂ…外部端末の記憶装置
Ｈ  …変換テーブル
【図１】
0003767400.tif 000002
【図２】
0003767400.tif 000003
【図３】
0003767400.tif 000004
【図４】
0003767400.tif 000005
【図５】
0003767400.tif 000006
【図６】
0003767400.tif 000007
【図７】
0003767400.tif 000008
【図８】
0003767400.tif 000009
【図９】
0003767400.tif 000010
【図１０】
0003767400.tif 000011
【図１１】
0003767400.tif 000012
【図１２】
0003767400.tif 000013
【図１３】
0003767400.tif 000014
【図１４】
0003767400.tif 000015
【図１５】
0003767400.tif 000016
【図１６】
0003767400.tif 000017
【図１７】
0003767400.tif 000018
【図１８】
0003767400.tif 000019
【図１９】
0003767400.tif 000020
【図２０】
0003767400.tif 000021
【図２１】
0003767400.tif 000022