[go: up one dir, main page]

JP4304722B2 - Deformation estimation method, deformation estimation apparatus, and deformation estimation program - Google Patents

Deformation estimation method, deformation estimation apparatus, and deformation estimation program Download PDF

Info

Publication number
JP4304722B2
JP4304722B2 JP2005272985A JP2005272985A JP4304722B2 JP 4304722 B2 JP4304722 B2 JP 4304722B2 JP 2005272985 A JP2005272985 A JP 2005272985A JP 2005272985 A JP2005272985 A JP 2005272985A JP 4304722 B2 JP4304722 B2 JP 4304722B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
deformation
expansion
contraction
feature points
parameter representing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2005272985A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006012196A (en
Inventor
啓 門田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2005272985A priority Critical patent/JP4304722B2/en
Publication of JP2006012196A publication Critical patent/JP2006012196A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4304722B2 publication Critical patent/JP4304722B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Collating Specific Patterns (AREA)

Description

本発明は、画像データの照合に関し、特に指紋や文字などの線図形を同定するための変形推定方法、変形推定装置及び変形推定プログラムに関する。   The present invention relates to collation of image data, and more particularly to a deformation estimation method, a deformation estimation apparatus, and a deformation estimation program for identifying line figures such as fingerprints and characters.

従来の指紋や文字などの線画像のパターンを認識する装置として、線の端点や分岐点等の特徴点を用いて、対応する特徴点を求めてそれらを重ね合わせて比較する従来技術が、特開平10−240932号公報(特許文献1)、特開平10−105703号公報(特許文献2)に提案されている。   As a conventional device for recognizing line image patterns such as fingerprints and characters, a conventional technique that uses feature points such as end points and branch points of lines to obtain corresponding feature points and superimposes them for comparison. It has been proposed in Kaihei 10-240932 (Patent Document 1) and JP-A-10-105703 (Patent Document 2).

また、図形の変形を補正し画像を比較する従来の技術が、特開平02−187885号公報(特許文献3)、特開平05−081412号公報(特許文献4)、特開平06−004671号公報(特許文献5)、特開平08−030783号公報(特許文献6)、特開平08−147411号公報(特許文献7)に提案されている。
特開平10−240932号公報 特開平10−105703号公報 特開平02−187885号公報 特開平05−081412号公報 特開平06−004671号公報 特開平08−030783号公報 特開平08−147411号公報
Further, conventional techniques for correcting graphics deformation and comparing images are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 02-187895 (Patent Document 3), Japanese Patent Laid-Open No. 05-081412 (Patent Document 4), and Japanese Patent Laid-Open No. 06-004671. (Patent Document 5), Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-030783 (Patent Document 6) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-147411 (Patent Document 7).
JP-A-10-240932 Japanese Patent Laid-Open No. 10-105703 Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-188785 JP 05-081412 A Japanese Patent Laid-Open No. 06-004671 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-030783 Japanese Patent Laid-Open No. 08-147411

しかし、従来の技術では、以下に述べるような問題点があった。   However, the conventional techniques have the following problems.

特開平10−240932号公報(特許文献1)、特開平10−105703号公報(特許文献2)に記載の従来の技術では、図形の全体を重ね合わせて比較する方式のため、文字が変形しているとか指紋が押捺時に変形しているような場合には、正しく識別することができないという問題点があった。   In the conventional techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-240932 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-105703 (Patent Document 2), since the whole figure is overlaid and compared, the characters are deformed. If the fingerprint is deformed at the time of imprinting, it cannot be correctly identified.

また、特開平02−187885号公報(特許文献3)、特開平05−081412号公報(特許文献4)、特開平06−004671号公報(特許文献5)、特開平08−030783号公報(特許文献6)、特開平08−147411号公報(特許文献7)に記載の従来の技術では、図形全体として変形を補正し比較することにより、図形に変形がある場合にも、図形の全体が同一の変形をしている場合には、これに対応することができる。しかし、部分毎に変形の仕方が異なるような場合には、許容する誤差を大きくする必要があり、識別が不正確になるという問題点があった。   Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-187885 (Patent Document 3), Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-081412 (Patent Document 4), Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-004671 (Patent Document 5), Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-030783 (Patent Document 5). In the conventional technique described in Document 6) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-147411 (Patent Document 7), the entire figure is the same even when the figure is deformed by correcting and comparing the deformation as the whole figure. This can be dealt with in the case of the deformation. However, when the method of deformation differs from part to part, it is necessary to increase an allowable error, and there is a problem that identification becomes inaccurate.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、入力図形に変形があっても厳密に識別することのできる、変形推定方法、変形推定装置及び変形推定プログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a deformation estimation method, a deformation estimation apparatus, and a deformation estimation program that can solve the above-described problems of the prior art and can accurately identify an input figure even if there is a deformation.

上記目的を達成するため本発明の変形推定方法は、二つの指紋間の特徴点を対応付け、前記対応づけられた特徴点が重なるように変形を表すパラメータを推定し、前記変形を表すパラメータを、回転、平行移動、収縮膨張、剪断歪を表すパラメータへ分解し、前記収縮膨張を表すパラメータを、予め定められた周辺圧縮率を係数とする所定の式に代入することで収縮膨張のエネルギーを定め、前記剪断を表すパラメータを、予め定められた剪断率を示す定数を係数とする所定の式に代入することで剪断歪のエネルギーを定め、前記収縮膨張のエネルギーと前記剪断歪のエネルギーのとして変形の大きさを定義し、前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きいかどうかで、変形の妥当性を検証することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the deformation estimation method of the present invention relates feature points between two fingerprints, estimates a parameter representing deformation so that the associated feature points overlap, and determines the parameter representing the deformation. , Rotation, parallel movement, contraction expansion, and shear strain parameters, and by substituting the parameters indicating the contraction expansion into a predetermined expression with a predetermined peripheral compression ratio as a coefficient, the energy of the contraction expansion is obtained. And determining a shear strain energy by substituting a parameter representing the shear into a predetermined formula having a constant indicating a predetermined shear rate as a coefficient, and summing the energy of the contraction and expansion and the energy of the shear strain. The size of the deformation is defined as follows, and the validity of the deformation is verified by whether or not the size of the deformation is larger than a predetermined value.

請求項2の本発明は、前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きい場合、変形の大きさが前記予め定められた値よりも小さくなるまで、特徴点の対応付けをやり直すことで、指として妥当な変形を推定することを特徴とする。 In the present invention of claim 2, when the magnitude of the deformation is larger than a predetermined value, the feature points are associated again until the magnitude of the deformation becomes smaller than the predetermined value. The method is characterized by estimating an appropriate deformation as a finger .

請求項3の本発明は、前記二つの指紋の特徴点を(x,y)と(X,Y)とした場合、前記変形を表すパラメータを、

Figure 0004304722

で表し、ここで、bは平行移動を表し、行列Aが収縮膨張、回転、煎断を表す、
前記収縮膨張のパラメータを
Figure 0004304722

前記剪断歪のパラメータを
Figure 0004304722

Figure 0004304722
で表し、
周辺圧縮率Kと剪断率μを用いて、前記変形の大きさを
Figure 0004304722

と表すことを特徴とする。 In the third aspect of the present invention, when the feature points of the two fingerprints are (x, y) and (X, Y), the parameter representing the deformation is:
Figure 0004304722

Where b represents translation and matrix A represents contraction, expansion, rotation, and breakage,
The contraction and expansion parameters are
Figure 0004304722

The shear strain parameters
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Represented by
Using the peripheral compression rate K and shear rate μ, the size of the deformation is
Figure 0004304722

It is characterized by expressing .

請求項4の本発明の変形推定装置は、二つの指紋間の特徴点を対応付け、前記対応づけられた特徴点が重なるように変形を表すパラメータを推定し、前記変形を表すパラメータを、回転、平行移動、収縮膨張、剪断歪を表すパラメータへ分解し、前記収縮膨張を表すパラメータを、予め定められた周辺圧縮率を係数とする所定の式に代入することで収縮膨張のエネルギーを定め、前記剪断を表すパラメータを、予め定められた剪断率を示す定数を係数とする所定の式に代入することで剪断歪のエネルギーを定め、前記収縮膨張のエネルギーと前記剪断歪のエネルギーのとして変形の大きさを定義し、前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きいかどうかで、変形の妥当性を検証することを特徴とする。 The deformation estimation apparatus of the present invention according to claim 4 associates feature points between two fingerprints, estimates a parameter representing deformation so that the associated feature points overlap, and rotates the parameter representing the deformation The energy of contraction and expansion is determined by substituting the parameter indicating the contraction and expansion into a predetermined expression using a predetermined peripheral compression ratio as a coefficient, and decomposing the parameter into parallel movement, contraction and expansion, and shear strain . The shear strain energy is determined by substituting the parameter representing the shear into a predetermined formula having a constant indicating a predetermined shear rate as a coefficient, and deformed as the sum of the contraction expansion energy and the shear strain energy. And the validity of the deformation is verified based on whether or not the deformation is larger than a predetermined value.

請求項5の本発明は前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きい場合、変形の大きさが前記予め定められた値よりも小さくなるまで、特徴点の対応付けをやり直すことで、指として妥当な変形を推定することを特徴とする。 In the fifth aspect of the present invention , when the magnitude of the deformation is larger than a predetermined value, the feature points are associated again until the magnitude of the deformation becomes smaller than the predetermined value. The method is characterized by estimating an appropriate deformation as a finger .

請求項6の本発明は、前記二つの指紋の特徴点を(x,y)と(X,Y)とした場合、前記変形を表すパラメータを、

Figure 0004304722

で表し、ここで、bは平行移動を表し、行列Aが収縮膨張、回転、煎断を表す、
前記収縮膨張のパラメータを
Figure 0004304722

前記剪断歪のパラメータを
Figure 0004304722

Figure 0004304722
で表し、
周辺圧縮率Kと剪断率μを用いて、前記変形の大きさを
Figure 0004304722

と表すことを特徴とする。
In the present invention of claim 6, when the feature points of the two fingerprints are (x, y) and (X, Y), the parameter representing the deformation is:
Figure 0004304722

Where b represents translation and matrix A represents contraction, expansion, rotation, and breakage,
The contraction and expansion parameters are
Figure 0004304722

The shear strain parameters
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Represented by
Using the peripheral compression rate K and shear rate μ, the size of the deformation is
Figure 0004304722

It is characterized by expressing .

請求項7の本発明の変形推定プログラムは、二つの指紋間の特徴点を対応付け、前記対応づけられた特徴点が重なるように変形を表すパラメータを推定し、前記変形を表すパラメータを、回転、平行移動、収縮膨張、剪断歪を表すパラメータへ分解し、前記収縮膨張を表すパラメータを、予め定められた周辺圧縮率を係数とする所定の式に代入することで収縮膨張のエネルギーを定め、前記剪断を表すパラメータを、予め定められた剪断率を示す定数を係数とする所定の式に代入することで剪断歪のエネルギーを定め、前記収縮膨張のエネルギーと前記剪断歪のエネルギーのとして変形の大きさを定義し、前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きいかどうかで、変形の妥当性を検証する変形推定処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The deformation estimation program of the present invention according to claim 7 associates feature points between two fingerprints, estimates a parameter representing deformation such that the associated feature points overlap, and rotates the parameter representing the deformation The energy of contraction and expansion is determined by substituting the parameter indicating the contraction and expansion into a predetermined expression using a predetermined peripheral compression ratio as a coefficient, and decomposing the parameter into parallel movement, contraction and expansion, and shear strain . The shear strain energy is determined by substituting the parameter representing the shear into a predetermined formula having a constant indicating a predetermined shear rate as a coefficient, and deformed as the sum of the contraction expansion energy and the shear strain energy. And a computer can execute a deformation estimation process for verifying the validity of the deformation based on whether the deformation is larger than a predetermined value. The features.

請求項8の本発明は、前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きい場合、変形の大きさが前記予め定められた値よりも小さくなるまで、特徴点の対応付けをやり直すことで、指として妥当な変形を推定することを特徴とする。 In the present invention of claim 8, when the size of the deformation is larger than a predetermined value, the feature points are associated again until the size of the deformation becomes smaller than the predetermined value. The method is characterized by estimating an appropriate deformation as a finger .

請求項9の本発明は前記二つの指紋の特徴点を(x,y)と(X,Y)とした場合、前記変形を表すパラメータを、

Figure 0004304722

で表し、ここで、bは平行移動を表し、行列Aが収縮膨張、回転、煎断を表す、
前記収縮膨張のパラメータを
Figure 0004304722

前記剪断歪のパラメータを
Figure 0004304722

Figure 0004304722
で表し、
周辺圧縮率Kと剪断率μを用いて、前記変形の大きさを
Figure 0004304722

と表すことを特徴とする。 In the present invention of claim 9, when the feature points of the two fingerprints are (x, y) and (X, Y), the parameter representing the deformation is:
Figure 0004304722

Where b represents translation and matrix A represents contraction, expansion, rotation, and breakage,
The contraction and expansion parameters are
Figure 0004304722

The shear strain parameters
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Represented by
Using the peripheral compression rate K and shear rate μ, the size of the deformation is
Figure 0004304722

It is characterized by expressing.

本発明では、検査対象の図形である検査図形の特徴点情報と、比較元の図形であるモデル図形の特徴点情報の入力を受けて、検査図形に生じている変形を推定し、推定された変形を補正し、変形を補正された検査図形とモデル図形とを比較して、類似度を計算することにより、検査図形に変形があっても、検査図形とモデル図形を厳密に識別することができる。   In the present invention, the feature point information of the inspection graphic that is the graphic to be inspected and the feature point information of the model graphic that is the comparison source graphic are received, and the deformation occurring in the inspection graphic is estimated and estimated. By correcting the deformation and comparing the inspection figure with the corrected deformation and the model figure and calculating the similarity, the inspection figure and the model figure can be accurately identified even if the inspection figure is deformed. it can.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施の形態によるパターン照合装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the pattern matching apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1を参照すると、本実施の形態のパターン照合装置は、検査対象の図形である検査図形のデータを入力する検査図形入力部20と、比較元の図形であるモデル図形のデータを入力するモデル図形入力部30と、パターン照合の処理を実行するデータ処理部10と、処理結果を出力する出力部40を備えている。   Referring to FIG. 1, the pattern matching apparatus according to the present embodiment includes an inspection graphic input unit 20 that inputs data of an inspection graphic that is a graphic to be inspected, and a model that inputs data of a model graphic that is a comparison source graphic. A graphic input unit 30, a data processing unit 10 that executes pattern matching processing, and an output unit 40 that outputs processing results are provided.

データ処理部10は、変形推定部11と、変形補正部12と、類似度決定部13を備えている。これらの各部は、それぞれ概略次のように動作する。   The data processing unit 10 includes a deformation estimation unit 11, a deformation correction unit 12, and a similarity determination unit 13. Each of these units generally operates as follows.

変形推定部11は、検査図形入力部20から入力された検査図形の特徴点と、モデル図形入力部30から入力されたモデル図形の特徴点とを比較し、検査図形に生じている全体的な変形の内容を推定する。   The deformation estimation unit 11 compares the feature point of the inspection graphic input from the inspection graphic input unit 20 with the feature point of the model graphic input from the model graphic input unit 30, and the overall generated in the inspection graphic. Estimate the content of the deformation.

変形補正部12は、変形推定部11で推定された変形の内容のデータに基づいて、変形を解消する補正をその検査図形に施すことにより、変形を補正した検査図形を作成する。   The deformation correction unit 12 creates an inspection graphic in which the deformation is corrected by applying correction for eliminating the deformation to the inspection graphic based on the data of the deformation content estimated by the deformation estimation unit 11.

類似度決定部13は、変形補正部12により作成された変形を補正された検査図形と、モデル図形とを比較して、双方の図形の類似度を計算し、算出された類似度を出力部40から出力する。   The similarity determination unit 13 compares the inspection graphic with the deformation corrected by the deformation correction unit 12 and the model graphic, calculates the similarity of both graphics, and outputs the calculated similarity to the output unit 40.

次に、本実施の形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。   Next, the operation of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

図2は、本実施の形態のパターン照合の処理を説明するためのフローチャートであり。図3は、本実施の形態の変形推定部11の処理を説明するためのフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart for explaining pattern matching processing according to the present embodiment. FIG. 3 is a flowchart for explaining the processing of the deformation estimation unit 11 of the present embodiment.

図2を参照すると、本実施の形態のパターン照合の処理は、まず、検査対象の図形である検査図形と、比較元の図形であるモデル図形とを、検査図形入力部20とモデル図形入力部30へそれぞれ入力する(ステップ201)。   Referring to FIG. 2, in the pattern matching process of the present embodiment, first, an inspection graphic that is a graphic to be inspected and a model graphic that is a comparison source graphic are converted into an inspection graphic input unit 20 and a model graphic input unit. 30 is input (step 201).

この各図形の入力においては、例えば、予め抽出された各図形の特徴を示す特徴点の情報を入力する方式や、その各図形の画像データを入力し、検査図形入力部20とモデル図形入力部30の側において、その特徴点の情報を抽出しデータ処理部10に送る方式等を用いることができる。   In the input of each figure, for example, a method of inputting feature point information indicating the characteristics of each figure extracted in advance, image data of each figure is inputted, and the inspection figure input unit 20 and the model figure input unit On the 30th side, a method of extracting information on the feature point and sending it to the data processing unit 10 can be used.

これは例えば、文字認識に応用した場合、その文字が何であるのかを調べたい文字の画像データを検査図形入力部20へ入力し、辞書に登録されている文字データをモデル図形入力部30へ入力する方式を採用することができる。   For example, when applied to character recognition, the character image data to be examined is input to the inspection graphic input unit 20 and the character data registered in the dictionary is input to the model graphic input unit 30. Can be adopted.

また例えば、指紋認識に応用した場合、誰の指紋なのかを調べたい指紋の画像データを検査図形入力部20へ入力し、指紋データベースに登録されている指紋データをモデル図形入力部30へ入力すればよい。   Also, for example, when applied to fingerprint recognition, input fingerprint image data to be examined who is the fingerprint to the inspection graphic input unit 20 and input the fingerprint data registered in the fingerprint database to the model graphic input unit 30. That's fine.

この様にして、検査図形入力部20は、予め抽出された検査図形の特徴点情報を入力することにしてもよいし、検査図形そのものを入力し検査図形入力部20で特徴点の情報を抽出することにしてもよい。同様に、モデル図形入力部30は、予め抽出されたモデル図形の特徴点情報を入力することにしてもよいし、モデル図形そのものを入力しモデル図形入力部30で特徴点の情報を抽出することにしてもよい。   In this way, the inspection graphic input unit 20 may input the feature point information of the inspection graphic extracted in advance, or the inspection graphic itself may be input and the feature point information extracted by the inspection graphic input unit 20 You may decide to do it. Similarly, the model graphic input unit 30 may input feature point information of the model graphic extracted in advance, or may input the model graphic itself and extract feature point information by the model graphic input unit 30. It may be.

ここで、検査図形及びモデル図形の特徴点としては、線の途切れる点(端点)、分岐する点(分岐点)、交差する点(交差点)等を特徴点とすることができる。また、その各特長点における特徴の度合いを示すデータである特徴量として、特徴点の位置や接する線の方向等のデータを用いることができる。また、特徴量には、接する線の曲率や隣接する線の曲率の値、また、近傍の特徴点の配置や近傍の特徴点との間を交差する線数等の情報を加えてもよい。   Here, as characteristic points of the inspection graphic and the model graphic, a point where the line is interrupted (end point), a branching point (branching point), a crossing point (intersection), and the like can be used as the characteristic points. Further, data such as the position of the feature point and the direction of the line in contact with it can be used as the feature quantity that is data indicating the degree of the feature at each feature point. In addition, information such as the value of the curvature of a tangent line and the curvature of an adjacent line, the arrangement of neighboring feature points, and the number of lines intersecting with neighboring feature points may be added to the feature quantity.

次に、検査図形入力部20とモデル図形入力部30に入力された各図形のデータは、データ処理部10の変形推定部11に渡される。変形推定部11は、検査図形入力部20から入力された検査図形の特徴点情報と、モデル図形入力部30から入力されたモデル図形の特徴点情報とを比較し、検査図形に生じている変形を推定する(ステップ202)。   Next, each graphic data input to the inspection graphic input unit 20 and the model graphic input unit 30 is transferred to the deformation estimation unit 11 of the data processing unit 10. The deformation estimation unit 11 compares the feature point information of the inspection graphic input from the inspection graphic input unit 20 with the feature point information of the model graphic input from the model graphic input unit 30, and the deformation occurring in the inspection graphic. Is estimated (step 202).

変形推定部11は、双方の図形における同一の特徴点であると考えられる特徴点の対を選び、双方の図形におけるそれらの配置のずれに基づいて、検査図形に生じている変形を推定する。   The deformation estimation unit 11 selects a pair of feature points that are considered to be the same feature points in both figures, and estimates the deformation that has occurred in the inspection figure based on the displacement of their arrangement in both figures.

ここで図形に生じている変形とは、例えば文字認識において、辞書に登録されている文字とカメラ等で入力された文字とを比較する場合、検査図形入力部20へ入力されたカメラ等で撮影した文字の画像は、入力時の光学的な歪みを受けることになる。また指紋認識において、誰の指紋なのか調べたい指紋のデータを検査図形入力部20へ入力し、指紋データベースに登録されている指紋データをモデル図形入力部30へ入力した場合、検査図形もモデル図形も押捺時の変形を受けている。   Here, the deformation occurring in the figure is, for example, when the character registered in the dictionary is compared with the character input by the camera or the like in character recognition, and is photographed by the camera or the like input to the inspection graphic input unit 20 The image of the character that has been subjected to the optical distortion at the time of input. Also, in fingerprint recognition, when fingerprint data to be examined as to who the fingerprint is is input to the inspection graphic input unit 20 and fingerprint data registered in the fingerprint database is input to the model graphic input unit 30, the inspection graphic is also a model graphic. Has also undergone deformation during stamping.

ここで、検査図形とモデル図形のみでは、検査図形の受けている変形とモデル図形の受けている変形とをそれぞれ求めることはできないが、この双方における個々の特徴点の位置関係の違いを検出することにより、モデル図形の受けている変形の逆変形と検査図形の受けている変形とを合わせた変形が検出され、この変形を逆方向に施す変形として、検査図形をモデル図形に合わせるための変形を推定することができる。   Here, it is not possible to obtain the deformation received by the inspection graphic and the deformation received by the model graphic only by the inspection graphic and the model graphic, but the difference in the positional relationship between the individual feature points in both of them is detected. As a result, a combination of the reverse deformation of the deformation received by the model figure and the deformation received by the inspection figure is detected, and this deformation is applied in the opposite direction to deform the inspection figure to match the model figure. Can be estimated.

次に、変形補正部12は、変形推定部11で推定された変形と逆の関係にある変形を検査図形に施すことにより、検査図形の変形を補正する(ステップ203)。   Next, the deformation correction unit 12 corrects the deformation of the inspection graphic by applying to the inspection graphic a deformation having a reverse relationship to the deformation estimated by the deformation estimation unit 11 (step 203).

次に、類似度決定部13は、変形補正部12で求められた変形を補正した検査図形と、モデル図形とを比較し、双方の図形の類似度を計算する(ステップ204)。   Next, the similarity determination unit 13 compares the inspection graphic obtained by correcting the deformation obtained by the deformation correction unit 12 with the model graphic, and calculates the similarity between the two graphics (step 204).

そして、出力部40は、類似度決定部13で計算された類似度を出力する(ステップ205)。   Then, the output unit 40 outputs the similarity calculated by the similarity determination unit 13 (step 205).

また、ステップ203においては、変形推定部11で推定された変形と逆の関係にある変形を検査図形に施すことにより検査図形の変形を補正する方式以外にも、変形推定部11で推定された変形をモデル図形に施すことにより、モデル図形と検査図形の変形を合致させる方式を採用することも可能である。これにより同様にして、ステップ204において双方の図形を比較し、双方の図形の類似度を計算することができる。   Further, in step 203, the estimation is performed by the deformation estimation unit 11 in addition to the method of correcting the deformation of the inspection graphic by applying the deformation opposite to the deformation estimated by the deformation estimation unit 11 to the inspection graphic. It is also possible to adopt a method of matching the deformation of the model graphic and the inspection graphic by applying the deformation to the model graphic. In the same manner, in step 204, both figures can be compared and the similarity between both figures can be calculated.

次に、図3を参照して、図2のステップ202における変形の推定処理を詳細に説明する。   Next, the deformation estimation process in step 202 of FIG. 2 will be described in detail with reference to FIG.

図3を参照すると、まず、検査図形入力部20から入力された検査図形特徴点情報と、モデル図形入力部30から入力されたモデル図形特徴点情報とを比較し、対応する特徴点であると判断された特徴点対を変形推定用特徴点対として順次登録することにより、変形推定用特徴点対リストを作成する(ステップ301)。   Referring to FIG. 3, first, the inspection graphic feature point information input from the inspection graphic input unit 20 is compared with the model graphic feature point information input from the model graphic input unit 30, and the corresponding feature point is obtained. By sequentially registering the determined feature point pairs as deformation estimation feature point pairs, a deformation estimation feature point pair list is created (step 301).

このステップ301では、例えば、検査図形特徴点から任意の一つの特徴点aと、モデル図形特徴点から任意の一つの特徴点bを選び、特徴点aと特徴点bの特徴量の差を求め、それらの特徴量の差が所定の閾値以下であれば、対応する特徴点であると判断し、この対応する特徴点と判断された、検査図形の特徴点aとモデル図形の特徴点bとによる特徴点対を、変形推定用特徴点対リストに登録する。   In this step 301, for example, one arbitrary feature point a is selected from the inspection graphic feature points, and one arbitrary feature point b is selected from the model graphic feature points, and the difference between the feature amounts of the feature points a and b is obtained. If the difference between the feature amounts is equal to or less than a predetermined threshold value, the feature point is determined to be a corresponding feature point, and the feature point a of the inspection figure and the feature point b of the model figure determined to be the corresponding feature point Are registered in the feature point pair list for deformation estimation.

変形推定用特徴点対リストにおいては、図4の例に示されるように、検査図形の特徴点aとモデル図形の特徴点bとの、対応する特徴点の対を登録している。   In the deformation estimation feature point pair list, as shown in the example of FIG. 4, pairs of corresponding feature points of the feature point a of the inspection figure and the feature point b of the model figure are registered.

次に、変形推定用特徴点対リストに登録されている特徴点対を、最もよく互いに合致させる変形を推定する(ステップ302)。   Next, the deformation that best matches the feature point pairs registered in the deformation estimation feature point pair list is estimated (step 302).

ここで、変形の内容を示す変形モデルを、入力される図形の性質に応じて予め用意しておき、用意された複数の変形モデルの中から、特徴点対を最もよく合致させるものを選択する方式や、変形モデルを各種のパラメータの値に対応させて予め用意しておき、各特徴点対を最もよく合致させるパラメータの値を求める等の方式が可能である。   Here, a deformation model indicating the content of the deformation is prepared in advance according to the nature of the input figure, and the one that best matches the feature point pair is selected from the plurality of prepared deformation models. It is possible to use a method or a method in which a deformation model is prepared in advance corresponding to various parameter values and a parameter value that best matches each feature point pair is obtained.

例えば、指紋認識に応用した場合には、指は弾性体であると仮定し、その弾性変形をパラメータ(平行移動・収縮膨張・回転・剪断)で表し、検査図形入力部20から入力された指紋に対して各パラメータにより示される弾性変形をさせた場合の各特徴点の位置を、変形推定用特徴点対リストに登録し、この弾性変形により特徴点の位置が最もよく合致するように弾性変形のパラメータを決定する。   For example, when applied to fingerprint recognition, it is assumed that the finger is an elastic body, the elastic deformation is represented by parameters (parallel movement, contraction, expansion, rotation, shearing), and the fingerprint input from the inspection figure input unit 20 The position of each feature point when elastic deformation indicated by each parameter is registered in the deformation estimation feature point pair list, and the elastic deformation is performed so that the position of the feature point is best matched by this elastic deformation. Determine the parameters.

次に、この推定された変形を検証して、変形が妥当である場合には、その変形を出力する(ステップ303)。   Next, the estimated deformation is verified, and if the deformation is valid, the deformation is output (step 303).

このステップ303の妥当性の検証においては、例えば、推定された変形の弾性エネルギーが予め定められた所定の値よりも大きかった場合、この推定された変形は大き過ぎるとして、用いる変形モデルを変更して変形推定用特徴点対リストの作成からやり直すものとすること等が実施できる。   In the verification of the validity of this step 303, for example, when the estimated elastic energy of deformation is larger than a predetermined value, the estimated deformation is too large and the deformation model to be used is changed. Thus, it is possible to start from the creation of the deformation estimation feature point pair list.

次に、本実施の形態の変形推定部11による変形推定の処理を、より具体的な実施例を用いて説明する。   Next, the deformation estimation process by the deformation estimation unit 11 of the present embodiment will be described using a more specific example.

ここでは、図5に示されるモデル図形の一例と、図6に示される検査図形の一例を用いて、検査図形の変形を推定し、その検査図形がモデル図形と同一の図形であるかどうかを調べる処理を説明する。図5のモデル図形においてa1〜a4をモデル図形の特徴点とし、図6の検査図形においてb1〜b4を検査図形の特徴点とする。   Here, using the example of the model figure shown in FIG. 5 and the example of the inspection figure shown in FIG. 6, the deformation of the inspection figure is estimated, and whether or not the inspection figure is the same figure as the model figure is determined. The processing for checking will be described. In the model figure of FIG. 5, a1 to a4 are feature points of the model figure, and in the inspection figure of FIG. 6, b1 to b4 are feature points of the inspection figure.

まず、検査図形とモデル図形を図7のように重ね、モデル図形の特徴点a1〜a4と、検査図形の特徴点b1〜b4を比較し、同じ特徴点と考えられるものを(a1、b1)、(a2、b4)、(a3、b2)、(a4、b4)、(a4、b5)のように対にする。これらの対について図示したものが図8である。   First, the inspection figure and the model figure are overlapped as shown in FIG. 7, and the feature points a1 to a4 of the model figure and the feature points b1 to b4 of the inspection figure are compared, and those that are considered to be the same feature points (a1, b1) , (A2, b4), (a3, b2), (a4, b4), (a4, b5). FIG. 8 illustrates these pairs.

ここで、検査図形が変形していることを考慮すると、ある程度の誤差を見込む必要があり、完全に特徴点の対応関係がわからない場合もあるが、そのときは対応していると思われるものは、(a2、b4)、(a4、b4)、(a4、b5)のように重複を許して対応させる。そして、図4の例に示されるように、これらの対、p1:(a1、b1)、p2:(a2、b4)、p3:(a3、b2)、p4:(a4、b4)、p5:(a4、b5)、を登録したリスト:変形推定用点対リストCLを記録する(ステップ301)。   Here, considering that the inspection figure is deformed, it is necessary to allow for a certain amount of error, and the correspondence of feature points may not be completely understood, but at that time, what seems to correspond , (A2, b4), (a4, b4), and (a4, b5), and allow for overlap. Then, as shown in the example of FIG. 4, these pairs, p1: (a1, b1), p2: (a2, b4), p3: (a3, b2), p4: (a4, b4), p5: A list in which (a4, b5) is registered: a deformation estimation point pair list CL is recorded (step 301).

ここで、モデル図形の特徴点の座標を(x、y)、検査図形の特徴点の座標を(X、Y)とし、モデル図形は全体として2×2行列αと2次元ベクトルβを用いて、数1の式に表されるような、一様な弾性変形を受けるものとする。   Here, the coordinates of the feature points of the model figure are (x, y), the coordinates of the feature points of the inspection figure are (X, Y), and the model figure as a whole uses a 2 × 2 matrix α and a two-dimensional vector β. Suppose that it is subjected to uniform elastic deformation as expressed in the equation (1).

Figure 0004304722
Figure 0004304722

変形推定用特徴点対リストに登録されている対p1〜p5の内、i番目の対piの、モデル図形の特徴点対位置を(xi、yi)、検査図形の特徴点位置を(Xi、Yi)とする。モデル図形上の(xi、yi)にある特徴点は、数1の式に示される弾性変形を受けると、図6の式に示される位置に移る。   Among the pairs p1 to p5 registered in the deformation estimation feature point pair list, the feature point pair position of the model figure of the i-th pair pi is (xi, yi), and the feature point position of the inspection figure is (Xi, Yi). When the feature point at (xi, yi) on the model figure is subjected to the elastic deformation represented by the equation (1), it moves to the position represented by the equation of FIG.

Figure 0004304722
Figure 0004304722

この位置と(Xi、Yi)の差、つまりモデル図形が数1で示される変形を受けた場合に、対piとの位置の差は、数3の式のeiとなる。   When the difference between this position and (Xi, Yi), that is, when the model figure is deformed as shown in Equation 1, the difference in position from the pair pi is ei in Equation (3).

Figure 0004304722
Figure 0004304722

変形推定用特徴点対リストに登録されている対p1〜p5の位置差(の2乗)の合計Eは、次の数4によって示される。   The total E of the positional differences (squares) of the pairs p1 to p5 registered in the deformation estimation feature point pair list is expressed by the following equation (4).

Figure 0004304722
Figure 0004304722

この位置差の合計Eを最小とするα、βを求めて、それぞれにAとbが得られたとする。このときに対応する特徴点の誤差の合計が最小ということなので、このAとbとを用いた式である数5に示される変形が、変形推定用特徴点対リストに登録されている対を最もよく一致させる変形ということになる。   It is assumed that α and β that minimize the total position difference E are obtained and A and b are obtained respectively. Since the sum of the errors of the corresponding feature points at this time is the smallest, the deformation shown in the equation (5) using this A and b is the pair registered in the deformation estimation feature point pair list. This is the deformation that best matches.

Figure 0004304722
Figure 0004304722

よって、検査図形に生じている変形は、数5により表されるものと推定できる(ステップ302)。モデル図形に推定された変形を施したものと、検査図形を重ね合わせたものが図9である。   Therefore, it can be estimated that the deformation | transformation which has arisen in the test | inspection figure is represented by several 5 (step 302). FIG. 9 shows the model figure subjected to the estimated deformation and the inspection figure superimposed.

この変形のパラメータやエネルギーは、以下のように求められる。数5のベクトルbは平行移動を表し、行列Aが収縮膨張、回転、剪断を表す。数6、数7、数8に示されるようにλ0、λ1、λ2を表すと、弾性エネルギーFは数9のように示される(数9においては、Kは周辺圧縮率を表し、μは剪断率を表す。いずれも、その素材により決定される定数である)。   The parameters and energy for this deformation are obtained as follows. The vector b in Expression 5 represents translation, and the matrix A represents contraction / expansion, rotation, and shear. When λ0, λ1, and λ2 are expressed as shown in Equations 6, 7, and 8, the elastic energy F is expressed as shown in Equation 9 (in Equation 9, K represents the peripheral compression ratio, and μ represents the shear rate) (It is a constant determined by the material).

Figure 0004304722
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Figure 0004304722

なお、回転と平行移動は、単なる位置の移動であり弾性エネルギーには寄与しない。λ0は、収縮膨張(収縮も膨張もしていない場合に“0”であり、収縮している場合に負の値であり、膨張している場合に正の値を取る)に対応するパラメータであり、λ1、λ2が剪断歪み(まったく歪んでいない場合に“0”であり、歪みが大きくなるほど絶対値が大きくなる)に対応するパラメータである。   Note that rotation and parallel movement are merely movements of position and do not contribute to elastic energy. λ0 is a parameter corresponding to contraction and expansion (“0” when neither contracted nor expanded, a negative value when contracted, and a positive value when expanded). , Λ1 and λ2 are parameters corresponding to shear strain (“0” when not distorted at all, and the absolute value increases as the strain increases).

ここで求めた、弾性エネルギーや弾性変形のパラメータが、検査図形に想定される変形として大き過ぎる場合には、検査図形に生じている変形としては不適切であるため、再度変形を推定し直す(ステップ303)。   If the parameters of the elastic energy and elastic deformation obtained here are too large as the deformation assumed in the inspection graphic, it is inappropriate as the deformation occurring in the inspection graphic, so the deformation is estimated again ( Step 303).

例えば、検査対象の図形が指紋や掌紋等の場合においては、検査対象がゴムのようなよく伸びる物体ではないため収縮膨張には限界があり、λ0が予め定めておいた指として考えられる収縮膨張の範囲をもし超えている場合には、その推定を破棄するのである。また、こうした指紋や掌紋等の歪にも限度があるので、λ1やλ2が、指紋や掌紋として考えられる歪みの範囲を超えている場合には、同様にその推定を破棄する。また、弾性エネルギーそのものについても、同様に指紋や掌紋として想定される値の範囲にない場合には、その推定を破棄する。   For example, when the figure to be inspected is a fingerprint, a palm print, or the like, the object to be inspected is not a well-stretched object such as rubber, so there is a limit to the contraction / expansion, and the contraction / expansion where λ0 can be considered as a predetermined finger If this range is exceeded, the estimate is discarded. In addition, since there is a limit to the distortion of such fingerprints and palm prints, if λ1 and λ2 exceed the range of distortions that can be considered as fingerprints or palm prints, the estimation is similarly discarded. Similarly, if the elastic energy itself is not within the range of values assumed for fingerprints or palm prints, the estimation is discarded.

推定が棄却された場合における次の処理としては、変形モデルを変更する処理や、変形推定用特徴点対リストの作成方法を変更した後に、再度変形の推定を実行する処理等が考えられる。   As the next processing when the estimation is rejected, processing for changing the deformation model, processing for executing deformation estimation again after changing the method of creating the deformation estimation feature point pair list, and the like can be considered.

ここでは、変形モデルを変更する例について説明する。   Here, an example of changing the deformation model will be described.

例えば、指が弾性体よりもより制限のきつい剛体であると仮定し、剛体の変形モデル(剛体は変形しないため、平行移動と回転のみである)を考える。まず、剛体であると仮定して、モデル図形と検査図形のそれぞれの特徴点の対の位置の差が小さくなるように変換する。この変換結果について、モデル図形と検査図形とを重ねた図が図10である。   For example, assuming that the finger is a tighter rigid body than an elastic body, consider a deformation model of the rigid body (since the rigid body does not deform, only translation and rotation are considered). First, assuming that the object is a rigid body, the model graphic and the inspection graphic are converted so that the difference in the position of each feature point pair becomes small. FIG. 10 is a diagram in which the model graphic and the inspection graphic are superimposed on the conversion result.

次に、図10では、変形推定用特徴点対リストに登録されている特徴点対p2:(a2、b4)と、p5:(a4、b5)は、変形後に距離が離れてしまうので、変形推定用特徴点対リストから削除する。また、図11のように、(a2、b3)が変形を行うと近くなるため、変形推定用特徴点対リストに追加登録し、変形推定用特徴点対リストはp1:(a1、b1)、p3:(a3、b2)、p4:(a4、b4)、p6:(a2、b3)とする。   Next, in FIG. 10, since the feature point pairs p2: (a2, b4) and p5: (a4, b5) registered in the feature point pair list for deformation estimation are separated after the deformation, Delete from the feature point pair list for estimation. Further, as shown in FIG. 11, when (a2, b3) is deformed, it becomes close, so that it is additionally registered in the deformation estimation feature point pair list, and the deformation estimation feature point pair list is p1: (a1, b1), p3: (a3, b2), p4: (a4, b4), and p6: (a2, b3).

ここで推定の処理を終える方式も可能であるが、指の変形モデルとして最初に用いた、より実際の指に近い弾性変形モデルに再度あてはめて変形を推定する方式も可能である。図12は、修正された変形推定用特徴点対リストp1:(a1、b1)、p3:(a3、b2)、p4:(a4、b4)、p6:(a2、b3)を用いて推定した弾性変形を施した図である。   Here, a method of finishing the estimation process is also possible, but a method of estimating the deformation by reapplying the elastic deformation model closer to the actual finger that was first used as the deformation model of the finger is also possible. FIG. 12 shows an estimation using the modified feature point list for deformation estimation p1: (a1, b1), p3: (a3, b2), p4: (a4, b4), p6: (a2, b3) It is the figure which gave elastic deformation.

こうして対の選択、変形推定、変形検証、の各処理を繰り返すことで、特徴点の対の選択の正しさを徐々に上げていき、正しい対応をする特徴点の対と、検査図形に生じている変形を推定する。   In this way, by repeating each of the pair selection, deformation estimation, and deformation verification processes, the correctness of the selection of feature point pairs is gradually increased. Estimate deformation.

変形が推定されれば、数10の式で表される数5の式の逆変換を、検査図形の特徴点(X、Y)に施すことにより、変形が補正されて直接モデル図形と比較できる特徴点の座標(x、y)に変換することができ、変形を補正した検査図形とモデル図形を比較することによって、検査図形とモデル図形の類似度を計算し、検査図形とモデル図形が同一の図形かどうか判断する。   If the deformation is estimated, the inverse transformation of the equation (5) expressed by the equation (10) is applied to the feature point (X, Y) of the inspection graphic so that the deformation is corrected and can be directly compared with the model graphic. It can be converted to the coordinates (x, y) of the feature point. By comparing the inspection figure with the deformation corrected and the model figure, the similarity between the inspection figure and the model figure is calculated, and the inspection figure and the model figure are the same Judge whether it is a shape.

Figure 0004304722
Figure 0004304722

また、前述の変形推定用特徴点対リストから、推定した変形を施した場合に所定の閾値以上位置が離れてしまう特徴点対を削除し、推定を所定の回数あるいは削除する特徴点対が無くなるまで繰り返すことで、変形推定用特徴点対リストに登録されている特徴点対をより信頼のおけるものへと絞る方式も同様に可能である。   Also, feature point pairs whose positions are separated by a predetermined threshold or more when the estimated deformation is applied are deleted from the above-described deformation estimation feature point pair list, and there are no feature point pairs to be estimated a predetermined number of times or to be deleted. By repeating the above, a method of narrowing down feature point pairs registered in the deformation estimation feature point pair list to a more reliable one is also possible.

以上説明したように、本実施の形態においては、検査図形に生じている変形を推定してその変形を補正し、変形を補正された検査図形とモデル図形とを比較して双方の図形を照合するため、検査図形に変形があっても(また、検査図形とモデル図形との変形に違いがある場合にも)、検査図形とモデル図形とを厳密に識別し照合することができる。   As described above, in the present embodiment, the deformation occurring in the inspection figure is estimated and the deformation is corrected, and the inspection figure corrected for the deformation is compared with the model figure to collate both figures. Therefore, even if the inspection graphic is deformed (and there is a difference in deformation between the inspection graphic and the model graphic), the inspection graphic and the model graphic can be strictly identified and collated.

次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図13は、本実施の形態によるパターン照合装置の構成を示すブロック図であり、図14は、本実施の形態のパターン照合の処理を説明するためのフローチャートである。   FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the pattern matching apparatus according to the present embodiment, and FIG. 14 is a flowchart for explaining the pattern matching processing of the present embodiment.

図13、図14に示されるように、本実施の形態の第1の実施の形態との違いは、データ処理部10aにおける変形推定部11aの機能である。また、本実施の形態のパターン照合の処理では、ステップ202以降に、新たにステップ401、402を加える以外は、第1の実施の形態と同様である。   As shown in FIGS. 13 and 14, the difference of the present embodiment from the first embodiment is the function of the deformation estimation unit 11a in the data processing unit 10a. Further, the pattern matching processing of the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that steps 401 and 402 are newly added after step 202.

図14における、本実施の形態の変形推定の処理では、まず第1の実施の形態の変形推定の処理と同一の処理を実行し、検査図形に全体として生じている変形を推定する(ステップ202)。次に、図形を所定の小さな領域に分割し(ステップ401)、その領域毎にステップ202と同様にして変形推定の処理を行い、その各領域における変形を推定する(ステップ402)。   In the deformation estimation process of the present embodiment shown in FIG. 14, first, the same process as the deformation estimation process of the first embodiment is executed to estimate the deformation occurring as a whole in the inspection graphic (step 202). ). Next, the figure is divided into predetermined small areas (step 401), and deformation estimation processing is performed for each area in the same manner as in step 202 to estimate deformation in each area (step 402).

ここで、この各小領域における変形の推定結果において、検査対象の性質からその小領域のみが特異な変形をしているとは考えられない場合には、(第1の実施の形態のステップ303におけるように)その推定の妥当性を検証するものとしてもよい。例えば、各小領域毎に変形を推定した後に、近傍領域で推定した変形との関係や、全体で推定した変形との関係を評価することにより、その推定の妥当性を評価し、妥当でない変形を推定している場合には推定をやり直す等の方法が可能である。   Here, in the estimation result of the deformation in each small region, when it is not considered that only the small region is deformed peculiarly due to the property of the inspection object, (step 303 in the first embodiment) The validity of the estimation may be verified (as in). For example, after estimating the deformation for each small region, the validity of the estimation is evaluated by evaluating the relationship with the deformation estimated in the neighborhood region and the relationship with the deformation estimated as a whole. For example, a method such as re-estimation is possible.

また、検査図形に全体として生じている変形を推定した後、順次、対象領域を小さくしていき推定処理を繰り返す方式も同様に実施することができる。例えば、指紋認識に応用した場合、押捺時に指の一部に力が加わり、部分毎に変形の仕方が異なることがあるが、そのような場合、本実施の形態のステップ401、402の処理により、部分毎にその変形を推定することができる。   In addition, a method of repeating the estimation process by sequentially reducing the target area after estimating the deformation occurring as a whole in the inspection graphic can be similarly implemented. For example, when applied to fingerprint recognition, a force is applied to a part of a finger at the time of imprinting, and the method of deformation may differ from part to part. In such a case, the processing in steps 401 and 402 of the present embodiment The deformation can be estimated for each part.

以上説明したように本実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果に加えて、部分毎に変形の仕方が異なるような図形にも対応し、誤った変形を推定する可能性を減らすることができる。   As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to correspond to a graphic whose deformation method is different for each part, and to estimate the erroneous deformation. Can be reduced.

次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図15は、本実施の形態によるパターン照合装置の構成を示すブロック図であり、図16は、本実施の形態のパターン照合の処理を説明するためのフローチャートである。   FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the pattern matching apparatus according to the present embodiment, and FIG. 16 is a flowchart for explaining the pattern matching processing of the present embodiment.

図15、図16に示されるように、本実施の形態の第1の実施の形態との違いは、データ処理部10bにおける変形推定部11bの機能である。また、本実施の形態のパターン照合の処理では、ステップ202以降に、新たにステップ601、602、603を加える以外は、第1の実施の形態と同様である。   As shown in FIGS. 15 and 16, the difference of the present embodiment from the first embodiment is the function of the deformation estimation unit 11b in the data processing unit 10b. The pattern matching process according to the present embodiment is the same as the first embodiment except that steps 601, 602, and 603 are newly added after step 202.

図16における、本実施の形態の変形推定の処理では、まず第1の実施の形態の変形推定の処理と同一の処理を実行し、検査図形に全体として生じている変形を推定する(ステップ202)。次に、任意の特徴点の近傍における特徴点の集中度を計測する(ステップ601)。これは、図17に示されるように、任意の着目した特徴点の周りの所定の大きさの領域を、その着目した特徴点の近傍として定め、その近傍内における特徴点の集中度を計測するのである。   In the deformation estimation process of this embodiment shown in FIG. 16, first, the same process as the deformation estimation process of the first embodiment is executed to estimate the deformation generated as a whole in the inspection graphic (step 202). ). Next, the degree of concentration of feature points in the vicinity of an arbitrary feature point is measured (step 601). As shown in FIG. 17, an area having a predetermined size around an arbitrary feature point of interest is defined as the neighborhood of the feature point of interest, and the concentration of the feature points in the neighborhood is measured. It is.

そして、もし所定の閾値以上の個数の特徴点対が存在する場合には(ステップ602)、その近傍に対してステップ202と同様の変形推定の処理を適応することにより、その特徴点まわりの近傍における変形をその近傍の特徴点対から推定する(ステップ603)。   If there are feature point pairs whose number is greater than or equal to a predetermined threshold (step 602), the deformation estimation process similar to that of step 202 is applied to the vicinity of the feature point pair, thereby the vicinity around the feature point. Is estimated from a pair of feature points in the vicinity (step 603).

このように本実施の形態においては、特徴点の集中する個所において、部分的に変形推定の処理を行うことにより、部分毎に変形の仕方が異なるような図形にも対応させ、誤った変形を推定する可能性を削減するのである。   As described above, in the present embodiment, by performing partial deformation estimation processing at locations where feature points are concentrated, it is possible to cope with figures that have different deformation methods for each part, and erroneous deformation is performed. It reduces the possibility of estimation.

また、特徴点の近傍に所定の閾値以上の特徴点対が存在しない場合には(ステップ602)、その近傍における変形推定の処理を行う必要はなく、ステップ202において検査図形全体として推定した変形を用いる。   Further, when there is no feature point pair of a predetermined threshold or more in the vicinity of the feature point (step 602), it is not necessary to perform the deformation estimation process in the vicinity, and the deformation estimated as the entire inspection figure in step 202 is performed. Use.

そして、ステップ202及びステップ603による変形の推定に基づいて、検査図形(又はモデル図形)を変形し(ステップ203)、双方の図形の類似度を計算することができる(ステップ204)。   And based on the deformation | transformation estimation by step 202 and step 603, a test | inspection figure (or model figure) can be transformed (step 203), and the similarity of both figures can be calculated (step 204).

本実施の形態においては、各特徴点毎に変形を推定し近傍特徴点まわりで推定した変形との関係や、全体で推定した変形との関係を評価することにより、推定の妥当性を評価し(第1の実施の形態のステップ303におけるように)、妥当でない変形を推定している場合には、その推定をやり直すことができる。   In this embodiment, the validity of the estimation is evaluated by estimating the deformation for each feature point and evaluating the relationship with the deformation estimated around neighboring feature points and the relationship with the deformation estimated as a whole. If an invalid deformation is estimated (as in step 303 of the first embodiment), the estimation can be redone.

以上説明したように本実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果に加えて、部分毎に変形の仕方が異なるような図形にも対応し、誤った変形を推定する可能性を減らすることができる。   As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to correspond to a graphic whose deformation method is different for each part, and to estimate the erroneous deformation. Can be reduced.

また、上記第2の実施の形態と第3の実施の形態の変形推定の処理は、互いに組み合わせて実施することもできる。   Also, the deformation estimation processes of the second embodiment and the third embodiment can be implemented in combination with each other.

なお、上記各実施の形態のパターン照合装置は、データ処理部10、10a、10bにおける、変形推定部11、変形推定部11a、変形推定部11b、変形補正部12、類似度決定部13等の機能や、その他の機能をハードウェア的に実現することは勿論として、各機能を備えるコンピュータプログラムであるパターン照合プログラムを、コンピュータ処理装置のメモリにロードされることで実現することができる。   In addition, the pattern matching apparatus of each said embodiment is the deformation | transformation estimation part 11, the deformation | transformation estimation part 11a, the deformation | transformation estimation part 11b, the deformation | transformation correction | amendment part 12, the similarity determination part 13, etc. in the data processing part 10, 10a, 10b. In addition to realizing the functions and other functions in hardware, it can be realized by loading a pattern matching program, which is a computer program having each function, into the memory of the computer processing apparatus.

図18は、本発明のパターン照合プログラムを記録した記録媒体を備える構成の一実施例を示す図である。   FIG. 18 is a diagram showing an embodiment of a configuration including a recording medium on which the pattern matching program of the present invention is recorded.

このパターン照合プログラムは、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体90に格納される。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置であるデータ処理部10cにロードされ、データ処理部10cの動作を制御することにより、上述した各機能を実現する。これにより、データ処理部10cは、パターン照合プログラムの制御により、第1、第2及び第3の実施の形態におけるデータ処理部10、10a、10bによる処理を実行する。   The pattern matching program is stored in a recording medium 90 such as a magnetic disk, a semiconductor memory, or the like. Then, each function described above is realized by loading the data processing unit 10c, which is a computer processing device, from the recording medium and controlling the operation of the data processing unit 10c. As a result, the data processing unit 10c executes processing by the data processing units 10, 10a, and 10b in the first, second, and third embodiments under the control of the pattern matching program.

以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。   Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments and examples, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made within the scope of the technical idea. Can be implemented.

本発明の第1の実施の形態によるパターン照合装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pattern collation apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態のパターン照合の処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process of the pattern collation of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の変形推定部の処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process of the deformation | transformation estimation part of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の一実施例の変形推定用特徴点対リストを示す図である。It is a figure which shows the feature point pair list for deformation | transformation estimation of one Example of this invention. 本発明の一実施例のモデル図形を示す図である。It is a figure which shows the model figure of one Example of this invention. 本発明の一実施例の検査図形を示す図である。It is a figure which shows the test | inspection figure of one Example of this invention. 本発明の一実施例のモデル図形と検査図形とを重ね合わせた図である。It is the figure which piled up the model figure and inspection figure of one Example of this invention. 本発明の一実施例のモデル図形と検査図形とにおける特徴点対を示す図である。It is a figure which shows the feature point pair in the model figure and test | inspection figure of one Example of this invention. 本発明の一実施例の推定された変形を施したモデル図形と検査図形を重ね合わせた図である。It is the figure which superimposed the model figure and the inspection figure which gave the estimated deformation | transformation of one Example of this invention. 本発明の一実施例の移動させたモデル図形と検査図形とを重ね合わせた図である。It is the figure which superimposed the moved model figure and test | inspection figure of one Example of this invention. 本発明の一実施例の移動させたモデル図形と検査図形とにおける特徴点対を示す図である。It is a figure which shows the feature point pair in the moved model figure and test | inspection figure of one Example of this invention. 本発明の一実施例の推定された変形を施したモデル図形と検査図形を重ね合わせた図である。It is the figure which superimposed the model figure and the inspection figure which gave the estimated deformation | transformation of one Example of this invention. 本発明の第2の実施の形態によるパターン照合装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pattern collation apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態のパターン照合の処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process of the pattern matching of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態によるパターン照合装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pattern collation apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態のパターン照合の処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the pattern matching process of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の特徴点の近傍における、特徴点の集中度の計測を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement of the concentration degree of the feature point in the vicinity of the feature point of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明のパターン照合プログラムを記録した記録媒体を備える構成の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of a structure provided with the recording medium which recorded the pattern collation program of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、10a、10b、10c データ処理部
11、11a、11b 変形推定部
12 変形補正部
13 類似度決定部
20 検査図形入力部
30 モデル図形入力部
40 出力部
90 記録媒体
10, 10a, 10b, 10c Data processing unit 11, 11a, 11b Deformation estimation unit 12 Deformation correction unit 13 Similarity determination unit 20 Inspection graphic input unit 30 Model graphic input unit 40 Output unit 90 Recording medium

Claims (9)

二つの指紋間の特徴点を対応付け、
前記対応づけられた特徴点が重なるように変形を表すパラメータを推定し、
前記変形を表すパラメータを、
回転、平行移動、収縮膨張、剪断歪を表すパラメータへ分解し、
前記収縮膨張を表すパラメータを、予め定められた周辺圧縮率を係数とする所定の式に代入することで収縮膨張のエネルギーを定め、
前記剪断を表すパラメータを、予め定められた剪断率を示す定数を係数とする所定の式に代入することで剪断歪のエネルギーを定め、
前記収縮膨張のエネルギーと前記剪断歪のエネルギーのとして変形の大きさを定義し、
前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きいかどうかで、変形の妥当性を検証することを特徴とする変形推定方法。
Associate feature points between two fingerprints,
Estimating a parameter representing deformation so that the associated feature points overlap;
A parameter representing the deformation,
Decomposed into parameters representing rotation, translation, shrinkage expansion, shear strain,
By substituting the parameter representing the contraction and expansion into a predetermined formula having a predetermined peripheral compression ratio as a coefficient, the energy of contraction and expansion is determined,
The shear strain energy is determined by substituting the parameter representing the shear into a predetermined formula having a constant indicating a predetermined shear rate as a coefficient,
Define the magnitude of deformation as the sum of the energy of the contraction and expansion and the energy of the shear strain,
A deformation estimation method, wherein validity of a deformation is verified based on whether or not the size of the deformation is larger than a predetermined value.
前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きい場合、
変形の大きさが前記予め定められた値よりも小さくなるまで、特徴点の対応付けをやり直すことで、指として妥当な変形を推定することを特徴とする請求項1記載の変形推定方法。
If the size of the deformation is greater than a predetermined value,
The deformation estimation method according to claim 1, wherein an appropriate deformation as a finger is estimated by re-associating feature points until the deformation size becomes smaller than the predetermined value .
前記二つの指紋の特徴点を(x,y)と(X,Y)とした場合、前記変形を表すパラメータを、
Figure 0004304722

で表し、ここで、bは平行移動を表し、行列Aが収縮膨張、回転、煎断を表す、
前記収縮膨張のパラメータを、
Figure 0004304722

前記剪断歪のパラメータを
Figure 0004304722

Figure 0004304722
で表し、
周辺圧縮率Kと剪断率μを用いて、前記変形の大きさを
Figure 0004304722

と表すことを特徴とする請求項1記載の変形推定方法。
When the feature points of the two fingerprints are (x, y) and (X, Y), the parameter representing the deformation is
Figure 0004304722

Where b represents translation and matrix A represents contraction, expansion, rotation, and breakage,
The contraction and expansion parameters are
Figure 0004304722

The shear strain parameters
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Represented by
Using the peripheral compression rate K and shear rate μ, the size of the deformation is
Figure 0004304722

The deformation estimation method according to claim 1, wherein:
二つの指紋間の特徴点を対応付け、
前記対応づけられた特徴点が重なるように変形を表すパラメータを推定し、
前記変形を表すパラメータを、
回転、平行移動、収縮膨張、剪断歪を表すパラメータへ分解し、
前記収縮膨張を表すパラメータを、予め定められた周辺圧縮率を係数とする所定の式に代入することで収縮膨張のエネルギーを定め、
前記剪断を表すパラメータを、予め定められた剪断率を示す定数を係数とする所定の式に代入することで剪断歪のエネルギーを定め、
前記収縮膨張のエネルギーと前記剪断歪のエネルギーのとして変形の大きさを定義し、
前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きいかどうかで、変形の妥当性を検証することを特徴とする変形推定装置。
Associate feature points between two fingerprints,
Estimating a parameter representing deformation so that the associated feature points overlap;
A parameter representing the deformation,
Decomposed into parameters representing rotation, translation, shrinkage expansion, shear strain,
By substituting the parameter representing the contraction and expansion into a predetermined formula having a predetermined peripheral compression ratio as a coefficient, the energy of contraction and expansion is determined,
The shear strain energy is determined by substituting the parameter representing the shear into a predetermined formula having a constant indicating a predetermined shear rate as a coefficient,
Define the magnitude of deformation as the sum of the energy of the contraction and expansion and the energy of the shear strain,
A deformation estimation apparatus that verifies the validity of a deformation based on whether or not the size of the deformation is larger than a predetermined value.
前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きい場合、
変形の大きさが前記予め定められた値よりも小さくなるまで、特徴点の対応付けをやり直すことで、指として妥当な変形を推定することを特徴とする請求項4記載の変形推定装置。
If the size of the deformation is greater than a predetermined value,
The deformation estimation apparatus according to claim 4, wherein an appropriate deformation as a finger is estimated by re-associating feature points until a deformation size becomes smaller than the predetermined value .
前記二つの指紋の特徴点を(x,y)と(X,Y)とした場合、前記変形を表すパラメータを、
Figure 0004304722

で表し、ここで、bは平行移動を表し、行列Aが収縮膨張、回転、煎断を表す、
前記収縮膨張のパラメータを、
Figure 0004304722

前記剪断歪のパラメータを
Figure 0004304722

Figure 0004304722
で表し、
周辺圧縮率Kと剪断率μを用いて、前記変形の大きさを
Figure 0004304722

と表すことを特徴とする請求項4記載の変形推定装置。
When the feature points of the two fingerprints are (x, y) and (X, Y), the parameter representing the deformation is
Figure 0004304722

Where b represents translation and matrix A represents contraction, expansion, rotation, and breakage,
The contraction and expansion parameters are
Figure 0004304722

The shear strain parameters
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Represented by
Using the peripheral compression rate K and shear rate μ, the size of the deformation is
Figure 0004304722

The deformation estimation apparatus according to claim 4, wherein
二つの指紋間の特徴点を対応付け、
前記対応づけられた特徴点が重なるように変形を表すパラメータを推定し、
前記変形を表すパラメータを、
回転、平行移動、収縮膨張、剪断歪を表すパラメータへ分解し、
前記収縮膨張を表すパラメータを、予め定められた周辺圧縮率を係数とする所定の式に代入することで収縮膨張のエネルギーを定め、
前記剪断を表すパラメータを、予め定められた剪断率を示す定数を係数とする所定の式に代入することで剪断歪のエネルギーを定め、
前記収縮膨張のエネルギーと前記剪断歪のエネルギーのとして変形の大きさを定義し、
前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きいかどうかで、変形の妥当性を検証する変形推定処理をコンピュータに実行させることを特徴とする変形推定プログラム。
Associate feature points between two fingerprints,
Estimating a parameter representing deformation so that the associated feature points overlap;
A parameter representing the deformation,
Decomposed into parameters representing rotation, translation, shrinkage expansion, shear strain,
By substituting the parameter representing the contraction and expansion into a predetermined formula having a predetermined peripheral compression ratio as a coefficient, the energy of contraction and expansion is determined,
The shear strain energy is determined by substituting the parameter representing the shear into a predetermined formula having a constant indicating a predetermined shear rate as a coefficient,
Define the magnitude of deformation as the sum of the energy of the contraction and expansion and the energy of the shear strain,
A deformation estimation program for causing a computer to execute a deformation estimation process for verifying the validity of a deformation depending on whether or not the size of the deformation is larger than a predetermined value.
前記変形の大きさが予め定められた値よりも大きい場合、
変形の大きさが前記予め定められた値よりも小さくなるまで、特徴点の対応付けをやり直すことで、指として妥当な変形を推定することを特徴とする請求項7記載の変形推定プログラム。
If the size of the deformation is greater than a predetermined value,
8. The deformation estimation program according to claim 7, wherein an appropriate deformation as a finger is estimated by re-associating feature points until the deformation size becomes smaller than the predetermined value .
前記二つの指紋の特徴点を(x,y)と(X,Y)とした場合、前記変形を表すパラメータを、
Figure 0004304722

で表し、ここで、bは平行移動を表し、行列Aが収縮膨張、回転、煎断を表す、
前記収縮膨張のパラメータを、
Figure 0004304722

前記剪断歪のパラメータを
Figure 0004304722

Figure 0004304722
で表し、
周辺圧縮率Kと剪断率μを用いて、前記変形の大きさを
Figure 0004304722

と表すことを特徴とする請求項7記載の変形推定プログラム。
When the feature points of the two fingerprints are (x, y) and (X, Y), the parameter representing the deformation is
Figure 0004304722

Where b represents translation and matrix A represents contraction, expansion, rotation, and breakage,
The contraction and expansion parameters are
Figure 0004304722

The shear strain parameters
Figure 0004304722

Figure 0004304722
Represented by
Using the peripheral compression rate K and shear rate μ, the size of the deformation is
Figure 0004304722

Claim 7 wherein deformation estimating program, characterized in that expressed as.
JP2005272985A 2005-09-20 2005-09-20 Deformation estimation method, deformation estimation apparatus, and deformation estimation program Expired - Lifetime JP4304722B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005272985A JP4304722B2 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Deformation estimation method, deformation estimation apparatus, and deformation estimation program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005272985A JP4304722B2 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Deformation estimation method, deformation estimation apparatus, and deformation estimation program

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001096223A Division JP2002298141A (en) 2001-03-29 2001-03-29 Pattern collating device, pattern collating method thereof, and pattern collating program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006012196A JP2006012196A (en) 2006-01-12
JP4304722B2 true JP4304722B2 (en) 2009-07-29

Family

ID=35779295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005272985A Expired - Lifetime JP4304722B2 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Deformation estimation method, deformation estimation apparatus, and deformation estimation program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4304722B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100458832C (en) * 2007-06-21 2009-02-04 中国科学院合肥物质科学研究院 Palm grain identification method based on direction character
JP2021033679A (en) * 2019-08-26 2021-03-01 株式会社富士通ビー・エス・シー Inspection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006012196A (en) 2006-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100479777B1 (en) Pattern collation device and pattern collating method thereof
JP2737734B2 (en) Fingerprint classifier
EP2107507B1 (en) Pattern aligning method, verifying method, and verifying device
Kashi et al. A Hidden Markov Model approach to online handwritten signature verification
US7068821B2 (en) Information processing method and apparatus
JPH0944666A (en) Classifying device for skin pattern and fingerprint pattern
CN102483804A (en) A method for n-wise registration and mosaicing of partial prints
US9020214B2 (en) Striped pattern image examination support device, striped pattern image examination support method and program
JP2021532453A (en) Extraction of fast and robust skin imprint markings using feedforward convolutional neural networks
JPWO2009001876A1 (en) Feature attribute calculation device, feature quantity extraction device, pattern matching device, method and program
JP3709803B2 (en) Pattern matching device, pattern matching method, and pattern matching program
JPWO2009081866A1 (en) Inter-pattern feature associating device, inter-pattern feature associating method and program therefor
JPWO2013088707A1 (en) Dictionary learning device, pattern matching device, dictionary learning method, and computer program
JP4304722B2 (en) Deformation estimation method, deformation estimation apparatus, and deformation estimation program
JP5717055B2 (en) Similarity calculation device, similarity calculation method, and program
CN113111849B (en) Human body key point detection method, device, system and computer readable medium
JP4531670B2 (en) Pattern matching device
JP2000074628A (en) Method and device for three-dimensional positioning and medium recording software for realizing the method
JP4525526B2 (en) Pattern matching method and apparatus
US20230360428A1 (en) Method for generating a palm image based on partial images of a palm
JPH10340348A (en) Image aligning method, facsimile character recognizing method and recording medium
US8983153B2 (en) Methods and apparatus for comparison
JPH064671A (en) Pattern processing method
KR20240139238A (en) Electronic apparatus capable of adapting a vertex extraction model for license plate images to another domain and the operating method thereof
JP2022139158A (en) Template generating device, matching system, matching device, template generating method, matching method and program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081014

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090316

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090406

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090419

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4304722

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140515

Year of fee payment: 5

EXPY Cancellation because of completion of term