專利名稱：圖像處理裝置、掩模作成方法以及程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種作成當從圖像中切出規(guī)定的被攝體像時所使用的掩模的圖像處理裝置及其掩模作成方法以及程序。
本發(fā)明涉及一種作成例如當從為了進行生物體認證而拍攝的圖像中切出生物體的像時所使用的掩模的圖像處理裝置。
背景技術：
隨著利用了網絡的信息通信的發(fā)展，需要安全性更高的個人認證系統(tǒng)。
生物測定學認證(生物體認證)具有如下優(yōu)越的特征由于根據從人物的身體特征例如指紋、聲波紋、視網膜、手指的靜脈圖案等得到的信息來判斷該人物是否是登記者本人，因此可大幅度降低他人冒充本人的情況。
特開2004-329825號公報公開了如下裝置，該裝置照射近紅外光來拍攝手指血管的圖案，將它與預先登記的血管圖案進行對照來認證個人。
在利用血管圖案來認證個人的情況下，通常通過利用適當?shù)膱D像濾波器來處理攝像圖像而突出血管的外形，使得容易識別其特征。此時，由于認證中不需要的部分例如裝置、背景等也同樣地被突出，因此那樣的話有可能將不需要的部分誤認為血管。
因此通常進行從攝像圖像中只切出認證所需的被攝體的掩模處理。
在特開2005-56282號公報中所記載的裝置中，作成表示包含在攝像圖像中的各像素值的像素數(shù)量的直方圖，根據該直方圖獲取將被攝體與背景部分進行區(qū)分的閾值，并使用該閾值對攝像圖像進行2值化，由此作成掩模。

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題通常在使用閾值來對圖像進行2值化的方法中，適當切出被攝體的閾值根據照射被攝體的光線強度、背景亮度、被攝體的光透射率等條件而發(fā)生變化。因此，如在特開2005-56282號公報中所記載的裝置那樣，需要根據攝像圖像來設定閾值，處理變得復雜。
基于以上情況，希望提供一種通過簡單的處理可作成掩模的圖像處理裝置和掩模作成方法以及在這種圖像處理裝置中執(zhí)行的程序。
用于解決問題的方案本發(fā)明的第1實施方式涉及作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模的圖像處理裝置，該圖像處理裝置具有邊緣提取部，其提取上述圖像的邊緣；像素提取部，其從在上述邊緣提取部中提取出的邊緣中提取第1像素的列和第2像素的列，其中，上述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的第1區(qū)域中，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；上述第2像素的列包含在上述第1區(qū)域的相反側的與上述第1基準直線相接的第2區(qū)域中，位于上述多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第1中間點提取部，其提取中間點的列，該中間點的列在上述多個第2基準直線的各個上位于上述第1像素與上述第2像素之間，且離該第1像素的距離與離該第2像素的距離具有規(guī)定的比；劃分部，其將在上述第1中間點提取部中提取出的中間點的列劃分為相鄰的中間點彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；近似線獲取部，其根據形成由上述劃分部劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取在上述第1中間點提取部中提取出的中間點的列的近似線；第2中間點提取部，其提取在上述第1中間點提取部中提取出的中間點之中與在上述近似線獲取部中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的中間點的列；以及第1邊界線獲取部，其根據與在上述第2中間點提取部中提取出的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取上述掩模的第2邊界線。
本發(fā)明的第2實施方式涉及作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模的圖像處理裝置，該圖像處理裝置具有邊緣提取部，其提取上述圖像的邊緣；第1像素提取部，其從在上述邊緣提取部中提取出的邊緣中提取如下像素的列，所述像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的兩個區(qū)域中的一方，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；劃分部，其將在上述第1像素提取部中提取出的像素的列劃分為相鄰的像素彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；近似線獲取部，其根據形成由上述劃分部劃分的最長區(qū)間的像素，獲取在上述第1像素提取部中提取出的像素的列的近似線；第2像素提取部，其提取在上述第1像素提取部中提取出的像素之中與在上述近似線獲取部中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的像素的列；以及第1邊界線獲取部，其根據在上述第2像素提取部中提取出的像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線。
在上述第2實施方式的圖像處理裝置中，最好還可以具有第2邊界線獲取部，該第2邊界線獲取部使由平行的兩個邊夾著的帶狀區(qū)域相對于上述第2基準直線平行地移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的由上述邊緣提取部提取的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值最大的位置上根據包含在該區(qū)域中的與上述邊平行的線，獲取上述掩模的第2邊界線。
另外，最好也可以將上述獲取的第2邊界線設定為上述第1基準直線。
本發(fā)明的第3實施方式涉及作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模的掩模作成方法，該掩模作成方法具有第1工序，提取上述圖像的邊緣；第2工序，從在上述第1工序中提取出的邊緣中提取第1像素的列和第2像素的列，其中，所述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的第1區(qū)域中，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；所述第2像素的列包含在上述第1區(qū)域的相反側的與上述第1基準直線相接的第2區(qū)域中，位于上述多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第3工序，提取中間點的列，該中間點的列在上述多個第2基準直線的各個上位于上述第1像素與上述第2像素之間，且離該第1像素的距離與離該第2像素的距離具有規(guī)定的比；第4工序，將在上述第3工序中提取出的中間點的列劃分為相鄰的中間點彼此在規(guī)定距離內的一個或者多個區(qū)間；第5工序，根據形成由上述第4工序劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取在上述第3工序中提取出的中間點的列的近似線；第6工序，提取在上述第3工序中提取出的中間點之中與在上述第5工序中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的中間點的列；以及第7工序，根據與在上述第6工序中提取出的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取上述掩模的第2邊界線。
本發(fā)明的第4實施方式是作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模的掩模作成方法，具有第1工序，提取上述圖像的邊緣；第2工序，從在上述第1工序中提取出的邊緣中提取第1像素的列，其中所述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的兩個區(qū)域中的一方，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第3工序，將在上述第2工序中提取出的第1像素的列劃分為相鄰的第1像素彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；第4工序，根據形成由上述第3工序劃分的最長區(qū)間的第1像素，獲取在上述第2工序中提取出的第1像素的列的近似線；第5工序，提取在上述第2工序中提取出的第1像素之中與在上述第4工序中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的第1像素的列；以及第6工序，根據在上述第5工序中提取出的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線。
在與上述第4實施方式有關的掩模作成方法中，最好還可以具有第7工序，在該第7工序中，使由平行的兩個邊夾著的帶狀區(qū)域相對于上述第2基準直線平行地移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的由上述第1工序提取出的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值成為最大的位置上根據包含在該區(qū)域中的與上述邊平行的線，獲取上述掩模的第2邊界線。
另外，最好也可以將上述獲取的第2邊界線設定為上述第1基準直線。
本發(fā)明的第5實施方式涉及用于作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模的、具有計算機的圖像處理裝置的程序。本發(fā)明的程序使上述圖像處理裝置執(zhí)行如下的步驟第1步驟，提取上述圖像的邊緣；第2步驟，從在上述第1步驟中提取出的邊緣中提取第1像素的列和第2像素的列，其中，所述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的第1區(qū)域中，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；所述第2像素的列包含在上述第1區(qū)域的相反側的與上述第1基準直線相接的第2區(qū)域中，位于上述多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第3步驟，提取中間點的列，所述中間點的列在上述多個第2基準直線的各個上位于上述第1像素與上述第2像素之間，且離該第1像素的距離與離該第2像素的距離具有規(guī)定的比；第4步驟，將在上述第3步驟中提取出的中間點的列劃分為相鄰的中間點彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；第5步驟，根據形成由上述第4步驟劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取在上述第3步驟中提取出的中間點的列的近似線；第6步驟，提取在上述第3步驟中提取出的中間點之中與在上述第5步驟中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的中間點的列；以及第7步驟，根據與在上述第6步驟中提取出的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取上述掩模的第2邊界線。
本發(fā)明的第6實施方式涉及用于作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模的、具有計算機的圖像處理裝置的程序。本發(fā)明的程序使上述圖像處理裝置執(zhí)行如下的步驟第1步驟，提取上述圖像的邊緣；第2步驟，從在上述第1步驟中提取出的邊緣中提取第1像素的列，其中所述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的兩個區(qū)域中的一方，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第3步驟，將在上述第2步驟中提取出的第1像素的列劃分為相鄰的第1像素彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；第4步驟，根據形成由上述第3步驟劃分的最長區(qū)間的第1像素，獲取在上述第2步驟中提取出的第1像素的列的近似線；第5步驟，提取在上述第2步驟中提取出的第1像素之中與在上述第4步驟中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定的范圍內的第1像素的列；以及第6步驟，根據在上述第5步驟中提取出的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線。
在與上述第6實施方式有關的程序中，最好還可以使上述圖像處理裝置執(zhí)行第7步驟，在該第7步驟中，使由平行的兩個邊夾著的帶狀的區(qū)域相對于上述第2基準直線平行地移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的由上述第1步驟提取出的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值成為最大的位置上根據包含在該區(qū)域中的與上述邊平行的線，獲取上述掩模的第2邊界線。
另外，最好也可以將上述獲取的第2邊界線設定為上述第1基準直線。
發(fā)明的效果根據本發(fā)明，可提供能夠以簡單的處理來作成掩模的圖像處理裝置和掩模作成方法以及程序。


圖1是表示與本發(fā)明的實施方式有關的圖像處理裝置的結構的一例的圖。
圖2的(A)、(B)是表示通過濾波等的處理提取出包含在攝像圖像中的血管的像的中間圖像的一例的圖。
圖3的(A)、(B)是表示在掩模作成部中作成的掩模和使用它進行了掩模處理的中間圖像的一例的圖。
圖4的(A)～(C)是表示對攝像圖像實施了邊緣強調處理的結果的第1例的圖。
圖5的(A)～(C)是表示對攝像圖像實施了邊緣強調處理的結果的第2例的圖。
圖6的(A)、(B)是表示從圖4的(A)～(C)、圖5的(A)～(C)所示的攝像圖像中切出被攝體的掩模的示例的圖。
圖7的(A)～(C)是表示利用圖6的(B)所示的掩模從圖5的(B)所示的邊緣強調處理后的圖像中切出被攝體的內部的示例的圖。
圖8的(A)～(D)是表示在攝像圖像中包含規(guī)定的被攝體的情況和不包含規(guī)定的被攝體的情況的一例的圖。
圖9是將圖8的(C)所示的包含被攝體的攝像圖像中的像素值的分布與圖8的(D)所示的不包含被攝體的攝像圖像中的像素值的分布進行比較的圖。
圖10的(A)～(D)是在邊緣強調處理后的圖像中比較將閾值以下的像素值設為0的情況與不設為0的情況的圖。
圖11是在圖10所示的圖像中比較將規(guī)定的閾值以下的像素值設為0的情況下的評價值與不設置閾值的情況下的評價值的圖。
圖12是表示與第1實施方式有關的掩模作成部的結構的一例的圖。
圖13是表示與第1實施方式有關的圖像處理裝置中的掩模的作成動作的一例的流程圖。
圖14的(A)、(B)是表示由邊緣提取部邊緣提取的圖像的一例的圖。
圖15是表示對圖14的(A)、(B)所示的邊緣提取后的圖像進行的中間點的提取處理的一例的圖。
圖16是表示圖15所示的中間點的列通過劃分部被劃分為連續(xù)區(qū)間的例的圖。
圖17的(A)、(B)是表示對中間點進行插值的近似線的一例的第1圖。
圖18的(A)、(B)是表示對中間點進行插值的近似線的一例的第2圖。
圖19是表示將x坐標設為變量的手指寬度的近似函數(shù)的一例的圖。
圖20的(A)、(B)是表示在邊界線獲取部中所獲取的掩模的邊界線的一例的圖。
圖21的(A)～(C)是用于說明獲取左右邊界線的處理的圖。
圖22是表示與第2實施方式有關的圖像處理裝置中的掩模生成部的結構的一例的圖。
圖23是表示與第2實施方式有關的圖像處理裝置中的掩模作成動作的一例的流程圖。
圖24的(A)、(B)是表示包含了攝像裝置與被攝體的接觸面的攝像圖像及其邊緣提取后的圖像的一例的圖。
圖25的(A)、(B)是表示每個邊緣像素的y坐標的分布例的圖。
圖26的(A)、(B)是圖解了進行邊緣像素計數(shù)的區(qū)域的示例的圖。
圖27的(A)、(B)是表示使圖26的(A)、(B)所示的區(qū)域相對于y軸平行移動的同時對包含在該區(qū)域內的邊緣像素進行計數(shù)的結果的一例的圖。
圖27的(A)、(B)是表示在與第2實施方式有關的圖像處理裝置中獲取掩模的下側邊界線的示例的圖。
附圖標記說明10控制部；20光源；30光學系統(tǒng)；40攝像部；50操作部；60存儲部；101圖像獲取部；102掩模作成部；103區(qū)域確定部；104邊緣強調部；105評價值獲取部；106判斷部；107登記部；108對照部；109顯示處理部；201、211邊緣提取部；202、213、216像素提取部；203中間點提取部；204、214劃分部；205、215近似線獲取部；206中間點提取部；207、208、212、217、218邊界線獲取部；209、219掩模生成部。
具體實施例方式
第1實施方式圖1是表示與本發(fā)明的實施方式有關的圖像處理裝置1的結構的一例的圖。
圖像處理裝置1具有控制部10、光源20、光學系統(tǒng)30、攝像部40、操作部50、存儲部60。
光源20產生照射被攝體FG、例如在圖1的示例中照射人的手指的光線。該光線是例如具有600nm～1300nm左右波長的近紅外線，具有對人體組織的透射性比較高、且特別地被血中的血紅蛋白吸收的性質。光源20例如由發(fā)光二極管、鹵素燈等構成。
光學系統(tǒng)30將透射被攝體FG的光導入到攝像部40的受光面。在投影到攝像部40的受光面上的被攝體FG的像中，血管越粗的部分越暗。
攝像部40拍攝投影到受光面上的被攝體FG的像，并轉換為圖像數(shù)據而輸出到控制部10。攝像部40例如由CCD(charge coupleddevice電荷耦合器件)、CMOS(complementary metal oxidesemiconductor互補金屬氧化物半導體)傳感器等的攝像元件構成。
控制部10進行圖像處理裝置的整體動作的控制、各種信號處理。例如，根據從操作部50輸入的用戶的指示來控制光源20中的光線的產生、攝像部40中的圖像的拍攝等。另外，進行如下處理從在攝像部40中拍攝到的圖像中切出被攝體的掩模處理、將根據攝像圖像作成的血管圖案的信息(模板)登記到存儲部60的處理、將攝像圖像與模板進行對照的處理等與生物體認證有關的各種圖像處理。
控制部10例如由計算機構成，根據保存在存儲部60中的程序PRG來執(zhí)行上述控制、信號處理。
操作部50是用于輸入用戶指示的接口，例如由鍵、按鈕、撥號盤(dial)、觸摸面板、鼠標等輸入設備構成。
在由計算機實現(xiàn)控制部10的情況下，存儲部60存儲由該計算機執(zhí)行的程序PRG、模板DAT。另外，存儲控制部10的處理中所利用的常數(shù)數(shù)據、在處理過程中需要臨時保持的變量數(shù)據等。
存儲部60例如由RAM(random access memory隨機存取存儲器)、ROM(read only memory只讀存儲器)、非易失性存儲器、硬盤等存儲裝置構成。
說明控制部10的各結構要素。
控制部10作為與圖像處理有關的功能結構要素，具有圖像獲取部101、掩模作成部102、區(qū)域確定部103、邊緣強調部104、評價值獲取部105、判斷部106、登記部107、對照部108。
區(qū)域確定部103是本發(fā)明的區(qū)域確定部以及區(qū)域確定單元的一個實施方式。
邊緣強調部104是本發(fā)明的邊緣強調部以及邊緣強調單元的一個實施方式。
評價值獲取部105是本發(fā)明的評價值獲取部以及評價值獲取單元的一個實施方式。
判斷部106是本發(fā)明的判斷部以及判斷單元的一個實施方式。
圖像獲取部圖像獲取部101依次獲取在攝像部40中拍攝到的圖像。即，當根據從操作部50輸入的指示來開始模板的登記處理、對照處理時，圖像獲取部101通過控制光源20、攝像部40的動作，向被攝體FG照射近紅外線，并拍攝該投影圖像，取入攝像圖像數(shù)據。
掩模作成部掩模作成部102作成用于從在圖像獲取部101中取入的攝像圖像中切出被攝體F G的掩模。
圖2的(A)、(B)是表示通過濾波等處理提取出包含在攝像圖像中的血管的像的中間圖像的一例的圖。圖2的(A)表示原始的攝像圖像，圖2的(B)表示其中間圖像。
當參照圖2的(B)時，在手指部分血管的像確實被較粗地提取，但是在除此之外的部分(手指的輪廓、背景等)中也與血管同樣地提取了像。雖然還考慮利用之后的處理來除去這種不需要的像的方法，但是在這種情況下，當根據背景而提取的像發(fā)生變化或者血管像與除此之外的像的特征幾乎相等時，難以只除去不需要的像。而且，如果留下不需要的像而直接進行處理，則由于必須始終對整個圖像進行處理，因此計算量變多。
圖3的(A)、(B)是表示在掩模作成部102中作成的掩模和使用它進行了掩模處理的中間圖像的一例的圖。圖3的(A)表示所作成的掩模，圖3的(B)表示進行了掩模處理的中間圖像。
如圖3的(A)、(B)所示，通過實施掩模處理，可除去手指的輪廓、背景等不是血管的部分的信息。另外，由于通過掩模處理切出的區(qū)域是已知的，因此對進行了掩模處理的中間圖像實施濾波等處理時，只要處理整個圖像之中必要的部分即可。因此，與處理整個圖像的情況相比，可減少計算量。
關于掩模作成部102的更詳細的結構，將參照圖12進行說明。
邊緣強調部邊緣強調部104強調在圖像獲取部101中取入的攝像圖像的邊緣。
在圖像的邊緣強調中，例如使用高斯濾波器(ガウシアンフイルタ)、拉普拉斯濾波器等圖像濾波器。即，利用高斯濾波器除去包含在圖像中的噪聲成分之后，利用拉普拉斯濾波器來強調像素值的變化。由此，除去包含在圖像中的點狀的噪聲成分，強調線狀的邊緣成分。
圖4的(A)、(B)、(C)是表示對被攝體FG的攝像圖像實施了上述高斯濾波器和拉普拉斯濾波器的邊緣強調處理的結果的第1例的圖。
圖4的(A)表示邊緣強調處理前的圖像，圖4的(B)表示邊緣強調處理后的圖像。圖4的(C)是表示對圖4的(B)所示的圖像的像素值進行三維圖解的圖。
從圖4的(A)、(B)、(C)的示例可知，當對在攝像部40中拍攝到的圖像實施邊緣強調處理時，手指的血管(尤其是靜脈)部分的像素值與其它部分相比突出。
圖4的(A)所示的邊緣強調處理前的圖像和圖4的(B)、(C)所示的邊緣強調處理后的圖像都具有沒有正負符號的8比特的像素值。
在利用高斯濾波器和拉普拉斯濾波器對具有8比特的像素值的圖像進行了處理的情況下，該處理后的像素值有可能成為超過8比特的值。但是，在圖4的(B)、(C)的示例中，由于將處理后的像素值限制為8比特，因此圖4的(A)所示的原始圖像的血管與圖4的(B)所示的邊緣強調處理后的圖像的血管在其視覺強度上不太一致。即，不論是又細又淡的血管還是又粗又濃的血管，在邊緣強調處理后的圖像中都成為大致相同的強度。
與此相對，圖5的(A)、(B)、(C)是表示實施了由高斯濾波器和拉普拉斯濾波器進行的同樣的邊緣強調處理的結果的第2例的圖，與圖4的(A)、(B)、(C)所示的第1例的區(qū)別是取消了邊緣強調處理后的像素值的比特限制。
圖5的(A)表示邊緣處理前的圖像，圖5的(B)、(C)表示邊緣處理后的圖像。
將圖4的(A)、(B)、(C)與圖5的(A)、(B)、(C)進行比較可知，在取消了像素值的比特限制的情況下，原始圖像中的濃淡區(qū)別被靈敏地表現(xiàn)在邊緣強調處理后的圖像中，濃的血管的像素值變大，淡的血管的像素值變小。
為了在判斷部106中正確地判斷利用由掩模作成部102作成的掩模是否切出了生物體認證處理中所期望的血管的像，最好在評價值獲取部105中獲取正確地反映了血管濃淡的評價值Ev。
因此，邊緣強調部104取消例如如圖4的(A)、(B)、(C)的圖像所示的比特限制，將邊緣強調處理后的像素值的比特長設定為適當?shù)拈L度。由此，將如圖5的(A)、(B)、(C)所示的靈敏地表示血管濃淡區(qū)別的圖像提供給評價值獲取部105。
但是，當取消邊緣強調處理后的像素值的比特限制時，如上所述得到正確地反映了血管濃淡的圖像，另一方面，如圖5的(B)、(C)所示，導致還強調不需要作為模板的手指的輪廓部分的邊緣。尤其在被攝體FG的背景較亮的情況下，導致輪廓表現(xiàn)得強于血管。當過于強調輪廓時，假設作成沿著輪廓正確地切取被攝體FG的掩模，也由于輪廓的影響涉及到輪廓內側的部分，因此導致評價值Ev的可靠性降低。
因此，在下面敘述的區(qū)域確定部103中，作成切出比手指的輪廓確實地靠內側的區(qū)域的掩模，使得在排除了輪廓部分的影響的狀態(tài)下獲取評價值Ev。
區(qū)域確定部區(qū)域確定部103確定比在掩模作成部102中作成的掩模更靠內側的區(qū)域，作成從邊緣強調處理后的圖像中切出該確定的區(qū)域的評價值獲取用的掩模。
圖6的(A)、(B)是表示從圖4的(A)、(B)、(C)、圖5的(A)、(B)、(C)所示的攝像圖像中確定被攝體FG的內側區(qū)域的示例的圖。
圖6的(A)表示在掩模作成部102中作成的掩模的一例。圖6的(A)的黑色部分表示利用掩模除去的區(qū)域，白色部分表示利用掩模切取的區(qū)域。
圖6的(B)表示在區(qū)域確定部103中確定的被攝體F G的內側區(qū)域的一例。圖6的(B)的白色部分表示在區(qū)域確定部103中所確定的被攝體FG的內側區(qū)域。另外，灰色部分比圖6的(A)所示的掩模的邊界線靠內側，表示從在區(qū)域確定部103中所確定的區(qū)域中排除的部分。
在圖6的(A)、(B)的示例中，掩模作成部102所作成的掩模的邊界線由上下左右4個邊構成。這樣，在掩模的邊界線由多個邊構成的情況下，區(qū)域確定部103例如使這些邊向邊界線的內側分別移動規(guī)定的距離。然后，將由移動后的各邊包圍的區(qū)域確定為被攝體FG的內側區(qū)域。在圖6的(B)的示例中，使上側的邊向圖像的下方向移動距離dLR、使下側的邊向圖像的上方向移動距離dLR，并且使左側的邊向圖像的右方向移動距離dUD、使右側的邊向圖像的左方向移動距離dUD。然后，將由移動后的4個邊包圍的區(qū)域確定為被攝體FG的內側區(qū)域。
這樣，由區(qū)域確定部103確定的區(qū)域確實與被攝體FG的輪廓分離。因此，如圖5的(B)、(C)所示，即使在輪廓的像素值異常高的情況下，該影響也幾乎不會涉及到區(qū)域內部。因而，如果通過掩模處理從邊緣強調處理后的圖像只切出由區(qū)域確定部103所確定的區(qū)域，則可得到排除了輪廓影響的純粹的血管的像。
在如上所述通過掩模處理切出了比被攝體FG的輪廓靠內側的部分的情況下，從求出評價值Ev時的對象排除處于輪廓附近的血管的像。即，導致失去血管信息的一部分。然而，存在于輪廓附近的血管的像根據手指的放置方法而容易變化，例如稍微轉動手指就會在攝像圖像中消失。這種血管的像是不適合于進行最初的生物體認證處理(模板登記處理、對照處理等)的像，因此根據通過掩模處理排除這種血管的像的結果求出評價值Ev也不會產生問題。
評價值獲取部評價值獲取部105根據在邊緣強調部104中強調了邊緣的圖像中所包含的像素的值，獲取成為從攝像部40輸入的信號處理對象的圖像中所包含的與邊緣強度以及/或者邊緣的量有關的評價值Ev。例如，算出包含在邊緣強調處理后的圖像中的全部像素的值的合計，將其作為評價值Ev而獲取。
但是，與本實施方式有關的評價值獲取部105在邊緣強調處理后的圖像中所包含的全部像素之中根據由區(qū)域確定部103確定的被攝體FG的內部區(qū)域中所包含的像素值，獲取評價值Ev，在決定評價值Ev時不利用該區(qū)域之外的像素值。即，基于通過由區(qū)域確定部103作成的掩模來切出的、包含了純粹的血管像的區(qū)域的像素值，獲取評價值Ev。
圖7的(A)、(B)、(C)是表示利用圖6的(B)所示的掩模從圖5的(B)所示的邊緣強調處理后的圖像中切出被攝體FG的內側區(qū)域的示例的圖。
圖7的(A)表示邊緣強調處理前的圖像。另外圖7的(B)、(C)表示通過掩模處理從邊緣強調處理后的圖像中切出被攝體FG的內側區(qū)域的圖像。
如圖7的(B)、(C)的圖像所示，當從邊緣強調處理后的圖像中只切出由區(qū)域確定部103確定的區(qū)域時，被攝體FG的輪廓的影響被排除，只浮現(xiàn)存在于被攝體FG內部的血管的像。在該血管的像中，像素值根據原始圖像中的血管的粗細、濃度而較大地發(fā)生變化。
評價值獲取部105將這樣適當?shù)胤从沉搜艿臐獾瓲顟B(tài)的圖像中的像素值的合計作為評價值Ev而算出。該評價值Ev成為表示適合于模板登記處理、對照處理的被攝體FG的特征的值。
圖8的(A)、(B)、(C)、(D)是表示由攝像部40所拍攝的圖像中包含被攝體FG的情況和不包含被攝體FG的情況的一例的圖。
圖8的(A)表示包含被攝體FG的攝像圖像，圖8的(C)表示對圖8的(A)所示的圖像實施了邊緣強調處理和掩模處理后的圖像。
圖8的(B)表示不包含被攝體FG的攝像圖像，圖8的(D)表示對圖8的(B)所示的圖像實施了邊緣強調處理和掩模處理后的圖像。
由于在圖8的(A)的圖像中清楚地映出手指內部的血管，因此在對它實施了邊緣強調處理和掩模處理的圖8的(C)的圖像中，在血管部分局部地集中了較強的邊緣。另一方面，在圖8的(B)所示的圖像中完全沒有映出血管的像，缺乏濃淡，因此在對它實施了邊緣強調處理和掩模處理的圖8的(D)的圖像中，弱的邊緣分散到整體上，不顯現(xiàn)與血管的像對應的明確的邊緣。
當比較兩者的像素值的合計時，圖8的(C)的圖像為“2434244”，圖8的(D)的圖像為“1177685”。這樣，在包含被攝體FG的情況和不包含被攝體FG的情況下，在像素值的合計上有較大的差異。因而，由評價值獲取部105獲取的評價值Ev(即，實施了邊緣強調處理和掩模處理的圖像的像素值的合計)可根據該值的不同來表示有無被攝體FG。
當比較圖8的(C)與圖8的(D)時，不包含被攝體FG的圖像與包含被攝體FG的圖像相比包含有許多像素值較小的像素(即，弱的邊緣)，像素值大的像素(即，強的邊緣)變少。因此，評價值獲取部105也可以不是單純地合計全部的像素值，而是只合計比某個閾值大的像素值，并將它作為評價值Ev而獲取。即，也可以根據由邊緣強調部104強調了邊緣的圖像中所包含的全部像素(其中由區(qū)域確定部103所確定的區(qū)域內)之中邊緣強度超過規(guī)定閾值的像素值的合計，來獲取評價值Ev。由此，能夠進一步突出包含被攝體FG的情況與不包含被攝體FG的情況下的評價值Ev的不同。
圖9是將圖8的(C)所示的圖像(包含被攝體FG的情況)中的像素值的分布與圖8的(D)所示的圖像(不包含被攝體FG的情況)中的像素值的分布進行比較的圖。橫軸表示像素值，縱軸表示像素數(shù)量。
在攝像圖像中不包含被攝體FG的情況下，在實施了邊緣強調處理和掩模處理后的圖像中，大部分像素分布在比固定的像素值(圖9的示例中是“500”)小的范圍內。另一方面，在攝像圖像中包含有被攝體FG的情況下，像素分布在從小的像素值到大的像素值的寬范圍內。
圖10的(A)～(D)是在邊緣強調處理后的圖像中比較了將閾值以下的像素值設為0的情況與不設為0的情況的圖。
圖10的(A)、(B)是與圖8的(C)、(D)相同的圖像，表示將閾值以下的像素值不設為0的情況的圖像。
圖10的(C)、(D)分別表示將包含在圖10的(A)、(B)的圖像中的閾值“255”以下的像素值全部設為0的情況的圖像。
比較圖10的(A)與圖10的(C)可知，在攝像圖像中包含被攝體FG的情況下，即使將閾值以下的像素值設為0，也維持邊緣的主要特征、即血管的像。與此相對，比較圖10的(B)與圖10的(D)可知，在攝像圖像中不包含被攝體FG的情況下，當將閾值以下的像素值設為0時，大部分的邊緣會消失，邊緣的特征較大地發(fā)生變化。
圖11是將在圖10的(A)～(D)所示的圖像中閾值為“255”以下的像素值設為0的情況下的評價值(像素值的合計)與不設置閾值的情況下的評價值進行比較的圖。
在不設置閾值的情況下，包含被攝體FG的圖像(圖10的(A))的評價值Ev為“2434244”，不包含被攝體的圖像(圖10的(B))的評價值Ev為“1177685”。與此相對，在將閾值“255”以下的像素值設為0的情況下，包含被攝體FG的圖像(圖10的(C))的評價值Ev為“2145659”，不包含被攝體F G的圖像(圖10的(D))的評價值Ev為“117921”。從該圖11可知，通過在邊緣強調處理后的圖像中排除規(guī)定的閾值以下的像素值而算出評價值Ev，從而能夠更加明確與被攝體FG的有無相應的評價值Ev的差異。
判斷部判斷部106根據在評價值獲取部105中獲取的評價值Ev，判斷由掩模作成部102作成的掩模是否適當?shù)厍谐隽吮粩z體FG的像。例如，將規(guī)定的閾值與評價值Ev進行比較，根據該比較結果來判斷是否切出了血管的像。
登記部在判斷部106中判斷為由掩模作成部102作成的掩模適當?shù)厍谐隽吮粩z體FG的像的情況下，登記部107使用該掩模對攝像圖像實施掩模處理，從進行了掩模處理的圖像中提取血管圖案的信息，將它作為模板DAT而保存到存儲部60中。
另外，在判斷部106中判斷為掩模沒有切出血管的像的情況下，登記部107停止上述模板登記處理。
對照部在判斷部106中判斷為由掩模作成部102作成的掩模適當?shù)厍谐隽吮粩z體FG的像的情況下，對照部108使用該掩模對攝像圖像實施掩模處理，從進行了掩模處理的圖像中提取血管圖案的信息，將該提取的信息與保存在存儲部60中的模板DAT進行對照。
另外，在判斷部106中判斷為掩模沒有切出血管的像的情況下，對照部108停止上述對照處理。
說明掩模作成部102的更詳細的結構。
圖12是表示掩模作成部102的結構的一例的圖。掩模作成部102具有邊緣提取部201、像素提取部202、中間點提取部203、劃分部204、近似線獲取部205、中間點提取部206、邊界線獲取部207、208以及掩模生成部209。
邊緣提取部201是本發(fā)明的邊緣提取部以及邊緣提取單元的一個實施方式。
像素提取部202是本發(fā)明的像素提取部以及像素提取單元的一個實施方式。
中間點提取部203是本發(fā)明的第1中間點提取部以及第1中間點提取單元的一個實施方式。
劃分部204是本發(fā)明的劃分部以及劃分單元的一個實施方式。
近似線獲取部205是本發(fā)明的近似線獲取部以及近似線獲取單元的一個實施方式。
中間點提取部206是本發(fā)明的第2中間點提取部以及第2中間點提取單元的一個實施方式。
邊界線獲取部207是本發(fā)明的第1邊界線獲取部以及第1邊界線獲取單元的一個實施方式。
邊界線獲取部208是本發(fā)明的第3邊界線獲取部以及第3邊界線獲取單元的一個實施方式。
邊緣提取部邊緣提取部201提取出在圖像獲取部101中獲取的攝像圖像Sp的邊緣。在邊緣的提取中可使用各種方法，但是在此作為一例說明利用“索貝爾(sobel)算子”來提取邊緣像素的示例?！八髫悹査阕印笔蔷哂心驮肼曅缘耐ㄓ玫倪吘壧崛∮玫乃阕樱瑢吘壧崛ο蟮膱D像I應用下式所示的兩個濾波器fH、fG。
式1
fH=-101-202-101···(1)]]>fG=-1-2-1000121···(2)]]>當將利用濾波器fH、fG計算的像素值分別設為“gH”、“gV”時，邊緣評價值g如下。
式2g=gH2+gV2···(3)]]>在某個像素的邊緣評價值g大于規(guī)定的閾值gthr的情況下，將該像素判斷為構成邊緣的像素(以下稱為邊緣像素)，在小于閾值gthr的情況下判斷為不是邊緣像素。
像素提取部像素提取部202從在邊緣提取部201中提取了邊緣的圖像中，分別提取預想形成被攝體FG的上側輪廓的邊緣像素的列(第1像素的列)以及預想形成被攝體FG的下側輪廓的邊緣像素的列(第2像素的列)。
在以下的敘述中，設通過正交坐標來表示圖像的平面上的各像素的位置。并且，例如，如在圖2中排列在圖像的橫向上的數(shù)值所示那樣，將在圖像的上側邊緣上向橫向延伸的坐標軸設為x軸，將在圖像的左側邊緣上向縱向延伸的坐標軸設為y軸。
在這樣定義了坐標軸的情況下，在圖像平面上設定成為像素提取時的基準的2種基準直線(第1基準直線、第2基準直線)。
將第1基準直線設定成在通常的條件下進行了攝像的情況下通過被攝體FG的像的內部。例如，設定成通過圖像的y坐標的中心附近與x軸平行的直線。
存在多個第2基準直線，將它們分別設定為與y軸平行的直線。最好以固定的間距排列多個第2基準直線。
當設定了如上所述的基準直線時，像素提取部202在比第1基準直線靠上的區(qū)域(第1區(qū)域)中包含的邊緣像素之中，將位于上述的第2基準直線上的邊緣像素、在相同的第2基準直線上存在多個邊緣像素的情況下是其中最接近第1基準直線的邊緣像素，作為第1像素而提取。另外，在比第1基準直線靠下的區(qū)域(第2區(qū)域)中包含的邊緣像素中，將位于第2基準直線上的邊緣像素、在相同的第2基準直線上存在多個邊緣像素的情況下是其中最接近第1基準直線的邊緣像素，作為第2像素而提取。
例如，像素提取部202從第1基準直線與第2基準直線的交點起依次向上方向以及下方向搜索邊緣像素，將在上方向上首次發(fā)現(xiàn)的邊緣像素作為第1像素而提取，將在下方向上首次發(fā)現(xiàn)的邊緣像素作為第2像素而提取。
如上所述，像素提取部202在每個第2基準直線上所提取的第1像素和第2像素分別形成排列在x軸方向上的像素的列。第1像素的列對應于被攝體FG的上側的輪廓線，第2像素的列對應于下側的輪廓線。
中間點提取部中間點提取部203提取在上述多個第2基準直線的各個上位于第1像素與第2像素之間的中間點的列。中間點提取部203提取的中間點，離位于同一第2基準直線上的第1像素的距離與離第2像素的距離具有規(guī)定的比。在以下的示例中，設該中間點與位于同一第2基準直線上的第1像素及第2像素距離相等。
在像素提取部202在多個第2基準直線的一部分上無法提取出第1像素和第2像素中的一方或者雙方的情況下，中間點提取部203根據在與該一部分第2基準直線相鄰的其它第2基準直線上所提取的中間點，對該一部分第2基準直線的中間點進行插值。例如，在某個第2基準直線上無法提取出中間點的情況下，如果具有在其相鄰的第2基準直線上提取出的中間點，則在與其相同的y坐標的位置上對中間點進行插值。
劃分部劃分部204將在中間點提取部203中提取的中間點的列劃分成相鄰的中間點彼此在規(guī)定的距離內的一個或者多個區(qū)間。即，劃分部204劃分提取出的中間點的列，使得由連續(xù)連接的中間點形成一個區(qū)間。
近似線獲取部近似線獲取部205根據屬于在劃分部204中劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取在中間點提取部203中提取出的中間點的列的近似線。例如利用最小自乘法等，求出適合于形成最長區(qū)間的中間點的列的一次近似函數(shù)(或者二次以上的近似函數(shù))。
中間點提取部中間點提取部206在中間點提取部203中提取的中間點之中，提取與在近似線獲取部205中所獲取的近似線的誤差在規(guī)定范圍內的中間點的列。
邊界線獲取部邊界線獲取部207根據在中間點提取部206中提取出的中間點以及在像素提取部202中提取出的第1像素和第2像素，獲取掩模上下的邊界線。即，根據與在中間點提取部206中提取的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取掩模的上側邊界線(第1邊界線)，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取掩模的下側的邊界線(第2邊界線)。
例如，將使第1像素的列的近似線向第1基準直線移動了規(guī)定距離的線作為掩模的上側邊界線而獲取，將使第2像素的列的近似線向第1基準直線移動了規(guī)定距離的線作為掩模的下側邊界線而獲取。
另外，邊界線獲取部207也可以根據在中間點提取部206中提取出的中間點以及隔著該提取出的中間點而位于同一第2基準直線上的第1像素和第2像素的間隔(手指的寬度)，獲取掩模的上側邊界線和下側邊界線。
例如，也可以算出在中間點提取部206中提取的中間點的列的近似線以及將x坐標值作為變量而近似上述第1像素和第2像素的間隔的函數(shù)，根據這些來獲取上下邊界線。
邊界線獲取部邊界線獲取部208獲取邊界線，該邊界線用于利用掩模來排除被攝體FG的上下輪廓線互相接近的部分、即指尖部分。
邊界線獲取部208為了判斷被攝體FG的上下輪廓線互相接近的部分而設定判斷區(qū)域。該判斷區(qū)域被與y軸平行的左右兩個邊以及與x軸平行的上下兩個邊包圍，決定上下兩個邊的位置使得由邊界線獲取部207獲取的上側邊界線的一部分和下側邊界線的一部分都包含在其中(參照圖21)。
邊界線獲取部208使上述判斷區(qū)域沿著x軸從圖像的規(guī)定位置(例如中央附近)向右側依次移動，在其移動的各位置上對包含在判斷區(qū)域中的邊緣像素的數(shù)量進行計數(shù)。然后，在該計數(shù)值達到規(guī)定閾值的位置上將通過判斷區(qū)域的與y軸平行的線作為掩模的右側邊界線而獲取。
邊界線獲取部208也可以用與掩模的右側邊界線同樣的方法來獲取掩模的左側邊界線。即，進行判斷區(qū)域的左移動的同時將判斷區(qū)域內的邊緣像素的計數(shù)值與閾值進行比較，搜索計數(shù)值達到閾值的位置。
掩模生成部掩模生成部209根據在邊界線獲取部207中獲取的上下邊界線以及在邊界線獲取部208中獲取的左右邊界線，生成掩模圖像Smsk。例如，生成將邊界線的外側區(qū)域的像素值設定為“0”、將邊界線的內側區(qū)域的像素值設定為“1”的掩模圖像。通過進行該掩模圖像Smsk與處理對象的圖像之間的AND運算，切出包含在處理對象圖像中的被攝體FG的內部區(qū)域，其它區(qū)域的像素值成為“0”。
參照圖13的流程圖說明與具有上述結構的本實施方式有關的圖像處理裝置中的掩模的作成動作。
步驟ST101在邊緣提取部201中提取攝像圖像Sp的邊緣。
圖14的(A)、(B)是表示由邊緣提取部201進行邊緣提取后的圖像的一例的圖。圖14的(A)是邊緣提取前的攝像圖像，對它實施了利用“索貝爾算子”的邊緣提取處理的圖像被圖解在圖14的(B)中。在邊緣提取后的圖像中，粗略地提取出手指的輪廓。
步驟ST102當提取了攝像圖像Sp的邊緣時，接著在像素提取部202中提取出比第1基準直線靠上的區(qū)域中包含的第1像素的列以及比該第1基準直線靠下的區(qū)域中包含的第2像素的列。從多個第2基準直線的各個中逐個地提取第1像素和第2像素。第1像素是在第2基準直線上的比第1基準直線靠上的區(qū)域中最接近第1基準直線的邊緣像素，第2像素是在第2基準直線上的比第1基準直線靠下的區(qū)域中最接近第1基準直線的像素。
將從第1基準直線的中心向右方向按順序排列的n條第2基準直線表示為r0，r1，r2，…，rn-1；將從相同的第1基準直線的中心向左方向按順序排列的m條第2基準直線表示為10，11，12，…，1m-1。將位于右邊第(i+1)個第2基準直線ri上的第1像素的坐標表示為(xri，ydri)；將位于相同的第2基準直線ri上的第2像素的坐標表示為(xri，yuri)。將位于左邊第(j+1)個第2基準直線1j上的第1像素的坐標表示為(x1j，yd1j)；將位于相同的第2基準直線1j上的第2像素的坐標表示為(x1j，yu1j)。
例如，從圖像的橫寬的中心附近起向左方向和右方向分別按順序進行像素提取部202的第1像素和第2像素的提取。
在向右方向進行提取的情況下，首先選擇第2基準直線r0。從第1基準直線和第2基準直線r0的交點起向上下方向依次搜索邊緣像素，將在上側最初發(fā)現(xiàn)的邊緣像素作為第1像素(xr0，ydr0)而提取，將在下側最初發(fā)現(xiàn)的像素作為第2像素(xr0，yur0)而提取。
當?shù)?基準直線r0上的像素的提取結束時，接著選擇其右鄰的第2基準直線r1，從它與第1基準直線的交點起向上下方向依次搜索邊緣像素。將在上側最初發(fā)現(xiàn)的邊緣像素作為第1像素(xr1，ydr1)而提取，將在下側最初發(fā)現(xiàn)的像素作為第2像素(xr1，yur1)而提取。
以下，當直到右端的第2基準直線rn-1為止進行相同的處理時，接著按第2基準直線10，11，…，1m-1的順序從中心向左方向進行處理。
步驟ST103當在像素提取部202中提取出第1像素和第2像素時，在中間點提取部203中提取第1像素和第2像素的中間點。
根據第1像素(xr0，ydr0)和第2像素(xr0，yur0)，位于第2基準直線r0上的中間點Cr0被表示為如下式那樣。
式3坐標Cr0(xr0,yr0u+yr0d2)···(4)]]>例如，與步驟ST102中的第1像素和第2像素的提取并列地進行步驟ST103中的中間點的提取。
在邊界線獲取部207中，與該中間點的提取并行地算出在后面的步驟ST107中所使用的第1像素和第2像素的距離(以下稱為手指寬度)。
根據第1像素(xr0，ydr0)和第2像素(xr0，yur0)，第2基準直線r0上的手指寬度Wr0被表示為如下式那樣。
式4wr0＝y(tǒng)ur0-ydr0…(5)第1像素和第2像素并不限于在全部的第2基準直線上始終成對地被提取。例如當被攝體FG的輪廓變得不鮮明時，在第2基準直線的一部分上有可能不存在成對的第1像素和第2像素中的一方或者雙方。在這種情況下，在中間點提取部203中，根據在與該一部分第2基準直線相鄰的其它第2基準直線上提取出的中間點，對該一部分第2基準直線的中間點進行插值。
圖15是表示對圖14的(B)所示的邊緣提取后的圖像進行的中間點的提取處理的一例的圖。
在圖15中，圓點表示從兩個像素(第1像素、第2像素)的坐標求出的中間點，三角點表示通過插值求出的中間點。
在圖15的示例中，雖然在第2基準直線ri+1上提取出第1像素(xri+1，ydri+1)，但是沒有提取出第2像素(xri+1，yuri+1)。另一方面，在其相鄰的第2基準直線ri上，第1像素(xri，ydri)和第2像素(xri，yuri)都被提取出。在這種情況下，在中間點提取部203中將第2基準直線ri+1的中間點Cri+1插值到具有與第2基準直線ri的中間點Cri相同的y坐標的點上。
式5Cri+1(xri+1,yriu+yrid2)···(6)]]>在這種情況下，根據提取出的第1像素(xri+1，ydri+1)和被插值的中間點Cri+1，第2基準直線ri+1上的手指寬度Wri的插值如下式所示。
式6wri+1=2×(yri+1u-yriu+yridd)=2yri+1u-(yriu+yrid)···(7)]]>通過以上處理，求出在右方向上搜索到的n個中間點Cr0，…，Crn-1和n個手指寬度Wr0，…，Wrn-1以及在左方向上搜索到的m個中間點C10，…，C1m-1和m個手指寬度W10，…，W1m-1。
當將這些按x坐標值的上升順序排列表示時，如下式所示。
式7Ci＝C1m-1，C1m-2，…，C10，Cr0，Cr1，…，Crn-2，Crn-1…(8)wi＝w1m-1，w1m-2，…，w10，wr0，wr1，…，wrn-2，wrn-1…(9)步驟ST104當提取出中間點的列(C1m-1，…C10，Cr0，…，Crn-1)時，接著在劃分部204中為了識別相對于手指的中心線明顯偏離的中間點，將中間點的列劃分成連續(xù)區(qū)間。即，將在中間點提取部203中提取出的中間點的列劃分成相鄰的中間點彼此在規(guī)定的距離內的一個或者多個區(qū)間。
當假定第2基準直線以相等的間隔dx排列時，可通過用下式表示的y坐標的偏移dyk來評價相鄰的兩個中間點Ck與Ck+1的距離。
式8dyk＝|(Ck+1)y-(Ck)y| …(10)在上式中，“(Ck)y”表示中間點Ck的y坐標。在y坐標的偏移dyk大于規(guī)定的閾值dythr的情況下，在中間點Ck與Ck+1之間連續(xù)區(qū)間分開。
圖16是表示通過劃分部204將圖15所示的中間點的列劃分為連續(xù)區(qū)間的示例的圖。在圖16的示例中，劃分成3個連續(xù)區(qū)間(從左起依次是A1、A2、A3)。
步驟ST105
當中間點的列(C1m-1，…，C10，Cr0，…，Crn-1)被劃分為連續(xù)區(qū)間時，接著在近似線獲取部205中根據在被劃分的連續(xù)區(qū)間(也可能存在只有1個的情況)中屬于最長的區(qū)間的中間點，獲取中間點的列(C1m-1，…，C10，Cr0，…，Crn-1)的近似線。例如，將最長的連續(xù)區(qū)間設為“P”，根據構成該區(qū)間的從第p個中間點Cp到第q個中間點Cq(Cp，Cp+1，…，Cq-1，Cq)，例如計算一次函數(shù)(直線)的近似線。
圖17是表示由近似線獲取部205獲取的近似線的一例的圖。圖17的(A)表示劃分為3個連續(xù)區(qū)間A1、A2、A3的中間點的列，圖17的(B)表示根據其中最長區(qū)間A1而獲取的近似線。
步驟ST106當在近似線獲取部205中獲取基于中間點最長的連續(xù)區(qū)間的近似線時，接著在中間點提取部206中，從在中間點提取部203中提取出的全部的中間點(C1m-1，…，C10，Cr0，…，Crn-1)中，提取與在近似線獲取部205中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定的范圍內的中間點的列。
在圖17的(A)、(B)的示例中，雖然比較完全地提取了表示手指的形狀的邊緣，但是在手指中央部提取了其它邊緣，因此產生了手指形狀的錯誤識別。
當產生這種錯誤識別時，手指的寬度與其它部分相比顯著不同、或者手指的中心線從實體較大地偏離。因此，在中間點提取部206中，算出估計為比較正確地表示手指的中心線的近似線獲取部205的近似直線與在中間點提取部203中提取的各中間點之間的誤差。然后，將該誤差大于規(guī)定的閾值dLthr的中間點，視為不構成手指中心線的中間點，從在接著的步驟ST107中所使用的中間點的候選中排除。
在圖17的(B)的示例中，中央部的連續(xù)區(qū)間A2相對于基于由近似線獲取部205所獲取的連續(xù)區(qū)間A1的近似線顯著地偏離。因此，在該例中通過中間點提取部206排除中央部的連續(xù)區(qū)間A2，提取出其它連續(xù)區(qū)間A1和A3。
步驟ST107當提取出與基于最長連續(xù)區(qū)間的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的中間點的列時，接著在邊界線獲取部207中，根據與在中間點提取部206中提取出的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取掩模的上側邊界線(第1邊界線)，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取掩模的下側邊界線(第2邊界線)。
在此，將由中間點提取部206所提取的Z個中間點的列重新表示為C0，C1，…，Cz-1；將與它對應的z個手指寬度重新表示為Z0，C1，…，Cz-1；在邊界線獲取部207中，根據該Z個中間點來求出手指中心的近似線(例如一次函數(shù))，并且根據Z個手指寬度來求出將x坐標作為變量的手指寬度的近似函數(shù)(例如一次函數(shù))。
圖18的(A)表示只根據最長連續(xù)區(qū)間的中間點而獲取的近似線，圖18的(B)表示根據在中間點提取部206中所提取的中間點而獲取的近似線。
比較兩者可知，通過根據由中間點提取部206所提取的中間點而獲取近似線，與只根據最長連續(xù)區(qū)間的中間點而獲取近似線的情況相比，能夠使中間點與近似線之間的誤差整體地變小。
圖19是表示根據與由中間點提取部206所提取的Z個中間點對應的Z個手指寬度而獲取的、手指寬度的近似函數(shù)(一次函數(shù))的示例的圖。
如上所述，當求出中間點的列的近似直線和手指寬度的近似函數(shù)時，在邊界線獲取部207中根據它們的近似而獲取掩模的上下邊界線。
當x坐標的值是“i”(i＝0，…，319)時，如果將通過上述的近似計算得到的中間點的y坐標設為“CFi”、將手指寬度的y坐標設為“wFi”、將手指的上側輪廓的y坐標設為“EDi”、將手指的下側輪廓的y坐標設為“EUi”，則下式的關系成立。
式9EDi=CFi-wFi2···(11)]]>EUi=CFi+wFi2···(12)]]>圖20的(A)是畫出了根據式(11)、(12)求出的手指的上側輪廓的近似線(y坐標在“100”附近)和下側輪廓的近似線(y坐標在“200”附近)的圖。
雖然圖20的(A)的近似線與手指的輪廓非常地一致，但是當將它直接使用于掩模的邊界線時，血管的像有可能受到出現(xiàn)在輪廓處的較強的邊緣的影響。因此，對式(11)、(12)進行修正，使得手指的上側輪廓的近似線向下方向移動規(guī)定的偏移Ofs、手指的下側輪廓的近似線向上方向移動偏移Ofs。
式10EDi=CFi-wFi2+Ofs···(13)]]>EUi=CFi+wFi2-Ofs···(14)]]>在邊界線獲取部207中，例如將基于該式(13)、(14)的近似線作為掩模的上下邊界線而獲取。利用該邊界線可以切出手指的上下輪廓內側的部分的圖像。
步驟ST108
當通過上述處理獲取了掩模的上下邊界線時，接著在邊界線獲取部208中，獲取用于排除指尖外部的左右邊界線。
圖21的(A)、(B)、(C)是用于說明在邊界線獲取部208中獲取左右邊界線的處理的圖。圖21的(A)表示包含指尖的攝像圖像。圖21的(B)表示對該攝像圖像實施了邊緣提取處理的圖像，圖21的(C)是擴大了圖21的(B)的要部的圖。
在邊界線獲取部208中，為了判斷手指的上下輪廓線互相接近的部分，設定如圖21的(B)、(C)所示的判斷區(qū)域。該判斷區(qū)域被與y軸平行的左右兩個邊和與x軸平行的上下兩個邊包圍。
判斷區(qū)域的中心例如設定為在邊界線獲取部207中近似的中間點。判斷區(qū)域的左右的邊從中間點(i，CFi)在x軸方向上分別離開規(guī)定的距離dx。另外，判斷區(qū)域的上下邊從中間點(i，CFi)離開了在邊界線獲取部207中近似的手指寬度wFi的一半上加上規(guī)定距離dy的長度、即“dy+(wFi)/2”。
這樣，如圖21的(B)、(C)所示，被設定的判斷區(qū)域包含由邊界線獲取部207獲取的上側邊界線的一部分和下側邊界線的一部分。
判斷區(qū)域的中心(i，CFi)沿著x軸從圖像的規(guī)定位置(例如中央附近)向右側依次移動，在其各位置上，對如上所述設定的判斷區(qū)域中包含的邊緣像素的數(shù)量進行計數(shù)。在該計數(shù)值達到規(guī)定閾值的位置上，將通過判斷區(qū)域的與y軸平行的線(例如通過判斷區(qū)域的中心(i，CFi)的線)作為掩模的右側邊界線而獲取。
掩模的左側邊界線也可以通過與右側邊界線相同的處理而獲取。
如以上說明，根據本實施方式，首先提取拍攝到的圖像的邊緣。然后，將如下邊緣像素作為第1像素而提取，該邊緣像素包含在設定成通過被攝體FG的像內部的第1基準直線的上側區(qū)域中，位于平行的多個第2基準直線(1m-1，…，10，r0，…rn-1)上、且位于在該第2基準直線的各個上最接近第1基準直線的位置上。另外，與它并行地，將如下邊緣像素作為第2像素而提取，該邊緣像素包含在第1基準直線的下側區(qū)域中，位于第2基準直線(1m-1，…，10，r0，…rn-1)上、且位于在該第2基準直線的各個上最接近第1基準直線的位置上。
當這樣提取出第1像素和第2像素時，接著提取如下中間點的列(C1m-1，…，C10，Cr0，…，Crn-1)，該中間點在第2基準直線(1m-1，…，10，r0，…rn-1)的各個上位于第1像素與第2像素之間、且離該第1像素的距離與離該第2像素的距離具有規(guī)定的比。
該中間點的列(C1m-1，…，C10，Cr0，…，Crn-1)被劃分為相鄰的中間點彼此在規(guī)定的距離內的一個或者多個區(qū)間。然后，根據形成被劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取中間點的列(C1m-1，…，C10，Cr0，…，Crn-1)的近似線。
接著，從原始的中間點的列(C1m-1，…，C10，Cr0，…，Crn-1)提取與上述近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的z個中間點的列(C0，…，Cz-1)。
然后，根據與該z個中間點的列(C0，…，Cz-1)位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取掩模的上側邊界線，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取掩模的下側邊界線。
這樣，由于從進行邊緣提取后的圖像中提取與被攝體的輪廓對應的像素的列，并根據該近似線獲取掩模的邊界線，因此與對每個攝像圖像調節(jié)閾值的同時對圖像進行2值化的方式相比，能夠以簡單的處理來作成掩模。
根據上述的實施方式，使被與第1基準直線平行的兩個邊以及與第2基準直線平行的兩個邊包圍、并在其內部包含了第1邊界線的一部分以及第2邊界線的一部分的區(qū)域，從攝像圖像上的規(guī)定位置向相對于第1基準直線平行的一個方向依次移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的邊緣像素的數(shù)量進行計數(shù)。然后，在該計數(shù)值達到規(guī)定閾值的位置上將通過該區(qū)域的與第2基準直線平行的線作為掩模邊界線而獲取。
由此，即使被攝體的輪廓中存在不是直線的復雜形狀的部分(例如指尖)，由于不進行近似計算而獲取切出該輪廓的內側的邊界線，因此也可以實現(xiàn)處理的簡化和高速化。
根據上述的實施方式，攝像圖像的邊緣被強調，在該邊緣強調后的圖像中，根據比由掩模所切出的被攝體更靠內側的區(qū)域中包含的像素的值，獲取與包含在該區(qū)域中的邊緣強度以及/或者數(shù)量有關的評價值。然后，根據獲取的評價值，判斷掩模是否適當?shù)厍谐隽吮粩z體的像。
因而，在例如正在進行模板登記處理、認證處理時手指從裝置離開了的情況等，可準確地判別處理對象的被攝體像沒有包含在攝像圖像中。由此，能夠停止在掩模處理之后繼續(xù)進行的各種處理(模板登記處理、對照處理等)的無用的執(zhí)行，因此可降低耗電。
第2實施方式說明本發(fā)明的第2實施方式。
在與本發(fā)明的第2實施方式有關的圖像處理裝置中，根據邊緣像素的分布來估計被攝體的邊界線的位置。
圖22是表示與本實施方式有關的圖像處理裝置中的掩模作成部102A的結構的一例的圖。掩模作成部102A具有邊緣提取部211、邊界線獲取部212、像素提取部213、劃分部214、近似線獲取部215、像素提取部216、邊界線獲取部217、218以及掩模生成部219。
邊緣提取部211是本發(fā)明的邊緣提取部以及邊緣提取單元的一個實施方式。
邊界線獲取部212是本發(fā)明的第2邊界線獲取部以及第2邊界線獲取單元的一個實施方式。
像素提取部213是本發(fā)明的第1像素提取部以及第1像素提取部單元的一個實施方式。
劃分部214是本發(fā)明的劃分部以及劃分部單元的一個實施方式。
近似線獲取部215是本發(fā)明的近似線獲取部以及近似線獲取單元的一個實施方式。
像素提取部216是本發(fā)明的第2像素提取部以及第2像素提取單元的一個實施方式。
邊界線獲取部217是本發(fā)明的第1邊界線獲取部以及第1邊界線獲取單元的一個實施方式。
邊界線獲取部218是本發(fā)明的第3邊界線獲取部以及第3邊界線獲取單元的一個實施方式。
與本實施方式有關的圖像處理裝置將圖1所示的圖像處理裝置1中的掩模作成部102替換為圖22所示的掩模作成部102A，其它的結構與圖1所示的圖像處理裝置相同。
以下敘述圖22所示的掩模作成部102A的各結構要素。
邊緣提取部邊緣提取部211是與前面敘述的邊緣提取部201相同的結構要素，例如使用“索貝爾算子”來提取攝像圖像Sp的邊緣。
邊界線獲取部邊界線獲取部212使由平行的兩個邊夾著的帶狀區(qū)域相對于圖像的y軸平行地移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的邊緣像素進行計數(shù)。然后，在該計數(shù)值成為最大的位置上根據包含在該區(qū)域中的與上述邊平行的線，獲取掩模的上側邊界線。
像素提取部像素提取部213從在邊緣提取部211中提取出邊緣的圖像中，提取預想形成了被攝體FG的下側輪廓的邊緣像素的列。即，像素提取部213提取如下邊緣像素，該邊緣像素包含在比在邊界線獲取部212中獲取的掩模的上側邊界線靠下的區(qū)域中，位于規(guī)定的多個第2基準直線上、且位于在第2基準直線的各個上最接近第1基準直線的位置上。
例如，像素提取部213從掩模的上側邊界線與第2基準直線的交點向下方向依次搜索邊緣像素，提取最初發(fā)現(xiàn)的邊緣像素。
如上所述，像素提取部213在每個第2基準直線上提取的邊緣像素分別形成了排列在x軸方向上的邊緣像素的列，對應于被攝體FG的下側輪廓線。
劃分部劃分部214將在像素提取部213中提取出的邊緣像素的列，劃分為相鄰的邊緣像素彼此在規(guī)定的距離內的一個或者多個區(qū)間。即，劃分部214劃分提取出的邊緣像素的列，使得由連續(xù)連接的邊緣像素形成一個統(tǒng)一的區(qū)間。
近似線獲取部近似線獲取部215根據屬于在劃分部214中劃分的最長區(qū)間的邊緣像素，獲取由像素提取部213提取的邊緣像素的列的近似線。例如，利用最小自乘法等求出形成最長區(qū)間的邊緣像素的列所適合的的一次近似函數(shù)(或者二次以上的近似函數(shù))。
像素提取部像素提取部216從在像素提取部213中提取的邊緣像素中提取與在近似線獲取部215中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定的范圍內的邊緣像素的列。
邊界線獲取部邊界線獲取部217根據在像素提取部216中提取的邊緣像素的列的近似線，獲取掩模的下側邊界線。
例如，將使在像素提取部216中提取出的邊緣像素的列的近似線向掩模的上側邊界線移動了規(guī)定距離的線，作為掩模的下側邊界線而獲取。
邊界線獲取部邊界線獲取部218通過與前面說明的邊界線獲取部208相同的動作，獲取用于利用掩模來排除被攝體FG的上下輪廓線互相接近的部分即指尖部分的邊界線。
掩模生成部掩模生成部219通過與前面說明的掩模生成部209相同的動作，生成具有由邊界線獲取部212、217、218獲取的邊界線的掩模圖像Smsk。
參照圖23的流程圖說明與具有上述結構的本實施方式有關的圖像處理裝置中的掩模的作成動作。
步驟ST201在邊緣提取部201中提取攝像圖像Sp的邊緣。
步驟ST202當提取攝像圖像Sp的邊緣時，接著在邊界線獲取部212中獲取被攝體FG的上側邊界線。
圖24的(A)、(B)是表示攝像圖像及其邊緣提取后的圖像的一例的圖。
在圖24的(A)、(B)中，由虛線圍成的區(qū)域是攝像裝置與手指的接觸面，在圖的示例中，在比該接觸面靠上的區(qū)域(y坐標小的區(qū)域)中不存在手指。
在圖24的(A)、(B)中圖解的示例中，攝像裝置與手指的接觸面是平坦的，不受手指形狀的影響。另外，接觸面與攝像圖像的x軸方向大致水平，即使在進行了邊緣提取的圖像中，接觸面的邊緣像素也排列在與x軸水平的方向上。因此，在邊界線獲取部212中，進行將對應于該接觸面的邊界線作為與x軸水平的直線而獲取的處理。
在構成接觸面的邊緣的像素排列在與x軸大致水平的方向上的情況下，當對每個y坐標的邊緣像素的數(shù)量進行計數(shù)時，在接觸面的位置上邊緣像素的數(shù)量急劇變大。因而，可根據每個y坐標的邊緣像素的數(shù)量成為最大的位置，檢測出接觸面的邊界線。
但是，當手指的下側輪廓(y坐標大的區(qū)域)顯著變平時，有可能不是在接觸面而是在下側的輪廓上計數(shù)值成為最大。這樣，在上下輪廓的位置上像素數(shù)量的分布具有峰值，在只用計數(shù)值無法估計哪個峰值是由接觸面產生的情況下，需要預先掌握攝像裝置與手指的接觸面在上下哪一側。
在圖24的(A)、(B)的示例中，圖像上側的輪廓是裝置與手指的接觸面。
圖25的(A)、(B)是表示邊緣像素在每個y坐標上的分布例的圖。
圖25的(A)是邊緣提取后的圖像，圖25的(B)是表示在每個y坐標上對包含在該圖像中的邊緣像素的數(shù)量進行了計數(shù)的分布圖。邊緣像素數(shù)量成為最大的y坐標的直線與由接觸面形成的邊緣的輪廓線很好地一致。
然而，當觀察圖25的(B)的分布圖時，像素數(shù)量的變化非常急劇。雖然在該例中能夠很好地檢測出接觸面，但是在接觸面微妙地傾斜的情況等，最大值的峰值不會完全表現(xiàn)在分布圖中，有可能錯誤地提取出接觸面的邊緣。因此，如圖25所示，在與本實施方式有關的邊界線獲取部212中，不是在每個y坐標上求出像素數(shù)量，而是對在具有某種程度的寬度的區(qū)域內、即包含了所關注的y坐標的前后坐標的區(qū)域(與x軸平行的帶狀區(qū)域)中包含的邊緣像素進行計數(shù)。
圖26的(A)、(B)是將進行邊緣像素的計數(shù)的區(qū)域的示例進行圖解的圖。
在圖26的(A)中由虛線圍成的區(qū)域表示進行邊緣像素的計數(shù)的區(qū)域。另外，圖26的(B)是將在圖26的(A)中由圓包圍的區(qū)域進行了放大的圖。
在圖26的(A)、(B)的示例中，將在所關注的y坐標(y＝100)的前后具有寬度dy(dy＝5)的區(qū)域作為進行邊緣像素的計數(shù)的區(qū)域而設定。也就是說，對包含在100-dy≤y≤100+dy的區(qū)域內的邊緣像素的數(shù)量進行計數(shù)。通過這樣使計數(shù)范圍具有寬度，從而即使進行邊緣提取的圖像中產生一些紊亂，也能夠穩(wěn)定地求出接觸面的位置。
圖27的(B)是表示使圖26所示的區(qū)域相對于y軸平行移動的同時對包含在該區(qū)域內的邊緣像素進行計數(shù)的結果的一例的圖。
從圖27的(B)也可知，通過對在y軸方向上具有寬度的區(qū)域內的像素數(shù)量進行計數(shù)，從而使像素數(shù)量的急劇變化緩和，且清楚地表現(xiàn)最大峰值的位置(y＝92)。
但是，通過在y軸方向上具有寬度dy(dy＝5)而在y軸方向上產生相應量的寬度，因此掩模的邊界線被設定在從最大峰值的位置偏移dofs(dofs＝10)的下側(圖27的(A))。由此，將掩模的上側邊界線設定成比被攝體FG的邊界靠內側。
步驟ST203如上所述當獲取掩模的上側邊界線時，接著在像素提取部213中，提取預想形成了被攝體FG的下側輪廓的邊緣像素的列。即，提取如下的邊緣像素，該邊緣像素被包含在比掩模的上側邊界線靠下的區(qū)域中，位于規(guī)定的多個第2基準直線上、且在第2基準直線的各個上位于最接近第1基準直線的位置上。
例如，從掩模的上側邊界線與第2基準直線的交點向下方向依次搜索邊緣像素，提取最初發(fā)現(xiàn)的邊緣像素(圖28的(A))。
在每個第2基準直線上逐個提取這種邊緣像素。如果在某個第2基準直線上沒有邊緣像素的情況下，也可以將與在和其相鄰的第2基準直線上提取的邊緣像素具有相同的y坐標的邊緣像素，插值到沒有邊緣像素的第2基準直線上。
步驟ST204當在步驟ST203中提取邊緣像素的列時，接著在劃分部214中為了識別相對于手指的輪廓線明顯偏離的邊緣像素，求出邊緣像素的列的連續(xù)區(qū)間。即，將在像素提取部213中提取的邊緣像素的列劃分為相鄰的邊緣像素彼此在規(guī)定的距離內的一個或者多個區(qū)間。
步驟ST205當邊緣像素的列被劃分為連續(xù)區(qū)間時，接著在近似線獲取部215中根據屬于在被劃分的連續(xù)區(qū)間(只有一個的情況下也有可能)中最長區(qū)間的邊緣像素，獲取邊緣像素的列的近似線。
步驟ST206當在近似線獲取部215中獲取了基于邊緣像素的最長連續(xù)區(qū)間的近似線時，接著在像素提取部216中從在像素提取部213中提取出的整個邊緣像素之中提取與在近似線獲取部205中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定的范圍內的邊緣像素的列。
步驟ST207當提取出與基于最長連續(xù)區(qū)間的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的邊緣像素的列時，接著在邊界線獲取部217中，根據在像素提取部216中提取的邊緣像素的列的近似線，獲取掩模的下側邊界線。
即，將使在像素提取部216中提取的邊緣像素的列的近似線(例如一次函數(shù)的直線)向上方向移動規(guī)定的偏移量的線作為掩模的下側邊界線而獲取(圖28的(B))。
步驟ST208當通過上述處理獲取了掩模的上下邊界線時，接著在邊界線獲取部208中獲取用于排除指尖外部的左右邊界線。該方法例如與前面說明的步驟ST108相同。
如以上的說明，根據本實施方式，通過基于邊緣像素的分布來獲取掩模的邊界線，從而與需要計算近似線的情況相比能夠簡化處理，因此能夠更高速地作成掩模。
另一方面，如本實施方式那樣，考慮在裝置與被攝體FG的接觸面固定的情況下與該位置對應的掩模的邊界線也被固定的方法。然而，在該方法中，根據裝置結構的不同、加在裝置上的振動或者沖擊等，存在所拍攝的接觸面有偏差的可能性，無法穩(wěn)定地作成合適的掩模。因而，如本實施方式那樣，如果根據邊緣像素的分布來獲取掩模的邊界線，則能夠不將處理過于復雜化而穩(wěn)定地作成合適的掩模。
以上說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但是本發(fā)明不只限于上述的方式，而包含各種變形方式。
例如，在第1實施方式中舉例示出了根據中間點的近似線和手指寬度(第1像素與第2像素之間的距離)的近似函數(shù)來求出掩模的邊界線的方法，但是本發(fā)明不限于此。例如，也可以對于與在中間點提取部206中提取的中間點的列對應的第1像素的列和第2像素的列，分別單獨地算出近似直線。
例如，雖然在第1實施方式中求出了中間點的連續(xù)區(qū)間，但是本發(fā)明不限于此。例如，如果利用與圖22所示的劃分部214、近似線獲取部215、像素提取部216以及邊界線獲取部217相同的模塊來分別處理由像素提取部202提取的第1像素的列和第2像素的列，則能夠分別獲取掩模的上側邊界線和下側邊界線。
在上述的實施方式中，作為實施邊緣強調處理和掩模處理后的圖像中的像素值的合計而算出了評價值Ev，但是本發(fā)明不限于此。
例如評價值獲取部105也可以根據在邊緣強調部104中強調了邊緣的圖像中所包含的全部像素之中邊緣的強度超過規(guī)定的閾值的像素的數(shù)量，獲取評價值Ev。從圖9的分布圖也可知，包含被攝體FG的圖像與不包含被攝體FG的圖像相比包含許多較強的邊緣。因此，在實施邊緣強調處理和掩模處理后的圖像中，即使將具有大于某閾值的像素值的像素(即，邊緣的強度超過規(guī)定的閾值的像素)的數(shù)量作為評價值Ev而獲取，也能夠高精度地判斷有無被攝體FG。
另外，評價值獲取部105也可以根據在邊緣強調部104中強調了邊緣的圖像中所包含的全部像素之中邊緣的強度最高的像素的值，獲取評價值Ev。當舉出具體例時，圖10的(C)所示的圖像中像素值的最大值為“2257”，圖10的(D)所示的圖像中像素值的最大值為“428”。如果在由區(qū)域確定部103所確定的區(qū)域中充分排除了被攝體FG的輪廓影響，則如上述的例那樣根據有無被攝體FG而在像素值的最大值中產生較大的差異。因而，即使單純地根據像素值的最大值(即，邊緣的強度最高的像素的值)而獲取評價值Ev，也能夠高精度地判斷有無被攝體FG。
控制部10既可以如上述實施方式那樣通過計算機而由軟件來實現(xiàn)，也可以將其至少一部分通過構成為進行上述處理內容的信號處理電路等的硬件來實現(xiàn)。
在上述的實施方式中，舉出了在利用于生物體認證處理(模板登記處理、對照處理等)的掩模的作成中應用本發(fā)明的示例，但是本發(fā)明不限于此。即，在以簡單的處理高速地作成為了從圖像切出各種被攝體而使用的掩模的用途中，能夠廣泛地應用本發(fā)明。
權利要求
1.一種圖像處理裝置，作成從圖像中切出規(guī)定的被攝體的像的掩模，該圖像處理裝置具有邊緣提取部，其提取上述圖像的邊緣；像素提取部，其從在上述邊緣提取部中提取出的邊緣中提取第1像素的列和第2像素的列，其中，上述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的第1區(qū)域中，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；上述第2像素的列包含在上述第1區(qū)域的相反側的與上述第1基準直線相接的第2區(qū)域中，位于上述多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第1中間點提取部，其提取中間點的列，該中間點的列在上述多個第2基準直線的各個上位于上述第1像素與上述第2像素之間，且離該第1像素的距離與離該第2像素的距離具有規(guī)定的比；劃分部，其將在上述第1中間點提取部中提取出的中間點的列劃分為相鄰的中間點彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；近似線獲取部，其根據形成由上述劃分部劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取在上述第1中間點提取部中提取出的中間點的列的近似線；第2中間點提取部，其提取在上述第1中間點提取部中提取出的中間點之中與在上述近似線獲取部中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定的范圍內的中間點的列；以及第1邊界線獲取部，其根據與在上述第2中間點提取部中提取出的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取上述掩模的第2邊界線。
2.根據權利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述第1邊界線獲取部獲取使上述第1像素的列的近似線向上述第1基準直線移動了規(guī)定距離的線作為上述第1邊界線，獲取使上述第2像素的列的近似線向上述第1基準直線移動了規(guī)定距離的線作為上述第2邊界線。
3.根據權利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有第3邊界線獲取部，該第3邊界線獲取部使由與上述第1基準直線平行的兩個邊以及與上述第2基準直線平行的兩個邊所包圍的、在其內部包含了上述第1邊界線的一部分以及上述第2邊界線的一部分的區(qū)域，從上述圖像上的規(guī)定位置向平行于上述第1基準直線的一個方向依次移動，在其移動的各位置上，對包含在該區(qū)域中的由上述邊緣提取部提取的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值達到規(guī)定的閾值的位置上將通過該區(qū)域的與上述第2基準直線平行的線作為上述掩模的第3邊界線而獲取。
4.根據權利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述第1中間點提取部在上述多個第2基準直線的一部分中上述像素提取部無法提取出上述第1像素和上述第2像素中的至少一方的情況下，根據在與該一部分第2基準直線相鄰的其它第2基準直線上提取出的中間點，對該一部分第2基準直線的中間點進行插值。
5.根據權利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述第1邊界線獲取部根據在上述第2中間點提取部中提取的中間點以及隔著該提取出的中間點而位于同一第2基準直線上的第1像素和第2像素之間的間隔，獲取上述第1邊界線和上述第2邊界線。
6.根據權利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有邊緣強調部，其強調由上述邊緣提取部提取的上述圖像的邊緣；區(qū)域確定部，其確定比利用上述掩模切出的被攝體靠內側的區(qū)域；評價值獲取部，其根據在上述邊緣強調部中強調了邊緣的上述圖像中的在上述區(qū)域確定部中確定的區(qū)域中所包含的像素的值，獲取包含在該區(qū)域中的與邊緣的強度以及/或者邊緣的量有關的評價值；以及判斷部，其根據在上述評價值獲取部中獲取的評價值，判斷上述掩模是否切出了上述被攝體的像。
7.一種圖像處理裝置，作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模，具有邊緣提取部，其提取上述圖像的邊緣；第1像素提取部，其從在上述邊緣提取部中提取出的邊緣中提取如下像素的列，所述像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的兩個區(qū)域中的一方，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；劃分部，其將在上述第1像素提取部中提取出的像素的列劃分為相鄰的像素彼此在規(guī)定距離內的一個或者多個區(qū)間；近似線獲取部，其根據形成由上述劃分部劃分的最長區(qū)間的像素，獲取在上述第1像素提取部中提取出的像素的列的近似線；第2像素提取部，其提取在上述第1像素提取部中提取出的像素之中與在上述近似線獲取部中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的像素的列；以及第1邊界線獲取部，其根據在上述第2像素提取部中提取出的像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線。
8.根據權利要求7所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有第2邊界線獲取部，該第2邊界線獲取部使由平行的兩個邊夾著的帶狀區(qū)域相對于上述第2基準直線平行地移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的由上述邊緣提取部提取的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值最大的位置上根據包含在該區(qū)域中的與上述邊平行的線，獲取上述掩模的第2邊界線，將上述獲取的第2邊界線設定為上述第1基準直線。
9.根據權利要求8所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述第1邊界線獲取部獲取使在上述第2像素提取部中提取的像素的列的近似線向上述第2邊界線移動了規(guī)定距離的線作為上述第1邊界線，上述第2邊界線獲取部在上述邊緣的像素數(shù)量的計數(shù)值成為最大的位置上，獲取使包含在上述區(qū)域中的與上述邊平行的線向第1邊界線移動了規(guī)定距離的線作為上述第2邊界線。
10.根據權利要求8所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有第3邊界線獲取部，該第3邊界線獲取部使由與上述第1基準直線平行的兩個邊和與上述第2基準直線平行的兩個邊包圍的、在其內部包含了上述第1邊界線的一部分和上述第2邊界線的一部分的區(qū)域，從上述圖像上的規(guī)定位置向平行于上述第1基準直線的一個方向依次移動，在其移動的各位置上，對包含在該區(qū)域中的由上述邊緣提取部提取的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，將在該計數(shù)值達到規(guī)定閾值的位置上通過該區(qū)域的與上述第2基準直線平行的線作為上述掩模的第3邊界線而獲取。
11.根據權利要求8所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有邊緣強調部，其強調由上述邊緣提取部提取的邊緣；區(qū)域確定部，其確定比利用上述掩模切出的被攝體更靠內側的區(qū)域；評價值獲取部，其根據在上述邊緣強調部中強調了邊緣的上述圖像中的在上述區(qū)域確定部中確定的區(qū)域中包含的像素的值，獲取包含在該區(qū)域中的與邊緣的強度以及/或者邊緣的量有關的評價值；以及判斷部，其根據在上述評價值獲取部中獲取的評價值，判斷上述掩模是否切出了上述被攝體的像。
12.一種掩模作成方法，作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模，具有第1工序，提取上述圖像的邊緣；第2工序，從在上述第1工序中提取出的邊緣中提取第1像素的列和第2像素的列，其中，所述第1像素的列包含在與使得通過上述被攝體的像的內部地設定在上述輸入圖像的平面上的第1基準直線相接的第1區(qū)域中，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；所述第2像素的列包含在上述第1區(qū)域的相反側的與上述第1基準直線相接的第2區(qū)域中，位于上述多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第3工序，提取中間點的列，該中間點的列在上述多個第2基準直線的各個上位于上述第1像素與上述第2像素之間，且離該第1像素的距離與離該第2像素的距離具有規(guī)定的比；第4工序，將在上述第3工序中提取出的中間點的列劃分為相鄰的中間點彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；第5工序，根據形成由上述第4工序劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取在上述第3工序中提取出的中間點的列的近似線；第6工序，提取在上述第3工序中提取出的中間點之中與在上述第5工序中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的中間點的列；以及第7工序，根據與在上述第6工序中提取出的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取上述掩模的第2邊界線。
13.一種掩模作成方法，作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模，具有第1工序，提取上述圖像的邊緣；第2工序，從在上述第1工序中提取出的邊緣中提取第1像素的列，其中所述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的兩個區(qū)域中的一方，位于設定在上述圖像的平面上的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第3工序，將在上述第2工序中提取出的第1像素的列劃分為相鄰的第1像素彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；第4工序，根據形成由上述第3工序劃分的最長區(qū)間的第1像素，獲取在上述第2工序中提取出的第1像素的列的近似線；第5工序，提取在上述第2工序中提取出的第1像素之中與在上述第4工序中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的第1像素的列；以及第6工序，根據在上述第5工序中提取出的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線。
14.根據權利要求13所述的掩模作成方法，其特征在于，還具有第7工序，在該第7工序中，使由平行的兩個邊夾著的帶狀的區(qū)域相對于上述第2基準直線平行地移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的由上述第1工序提取出的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值成為最大的位置上根據包含在該區(qū)域中的與上述邊平行的線，獲取上述掩模的第2邊界線，將上述獲取的第2邊界線設定為上述第1基準直線。
15.一種程序，為了作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模，使具有計算機的圖像處理裝置執(zhí)行如下的步驟第1步驟，提取上述圖像的邊緣；第2步驟，從在上述第1步驟中提取出的邊緣中提取第1像素的列和第2像素的列，其中，所述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的第1區(qū)域中，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；所述第2像素的列包含在上述第1區(qū)域的相反側的與上述第1基準直線相接的第2區(qū)域中，位于上述多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第3步驟，提取中間點的列，所述中間點的列在上述多個第2基準直線的各個上位于上述第1像素與上述第2像素之間，且離該第1像素的距離與離該第2像素的距離具有規(guī)定的比；第4步驟，將在上述第3步驟中提取出的中間點的列劃分為相鄰的中間點彼此在規(guī)定距離內的一個或者多個區(qū)間；第5步驟，根據形成由上述第4步驟劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取在上述第3步驟中提取出的中間點的列的近似線；第6步驟，提取在上述第3步驟中提取出的中間點之中與在上述第5步驟中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的中間點的列；以及第7步驟，根據與在上述第6步驟中提取出的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取上述掩模的第2邊界線。
16.一種程序，為了作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模，使具有計算機的圖像處理裝置執(zhí)行如下的步驟第1步驟，提取上述圖像的邊緣；第2步驟，從在上述第1步驟中提取出的邊緣中提取第1像素的列，其中所述第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的兩個區(qū)域中的一方，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第3步驟，將在上述第2步驟中提取出的第1像素的列劃分為相鄰的第1像素彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；第4步驟，根據形成由上述第3步驟劃分的最長區(qū)間的第1像素，獲取在上述第2步驟中提取出的第1像素的列的近似線；第5步驟，提取在上述第2步驟中提取出的第1像素之中與在上述第4步驟中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定的范圍內的第1像素的列；以及第6步驟，根據在上述第5步驟中提取出的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線。
17.根據權利要求16所述的程序，其特征在于，使上述第1圖像處理裝置執(zhí)行第7步驟，在該第7步驟中，使由平行的兩個邊夾著的帶狀的區(qū)域相對于上述第2基準直線平行地移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的由上述第1步驟提取出的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值成為最大的位置上根據包含在該區(qū)域中的與上述邊平行的線，獲取上述掩模的第2邊界線，將上述獲取的第2邊界線設定為上述第1基準直線。
18.一種圖像處理裝置，作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模，具有邊緣提取單元，其提取上述圖像的邊緣；像素提取單元，其從在上述邊緣提取部中提取出的邊緣中提取第1像素的列和第2像素的列，其中第1像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的第1區(qū)域中，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第2像素的列包含于在上述第1區(qū)域的相反側與上述第1基準直線相接的第2區(qū)域中，位于上述多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；第1中間點提取單元，其提取中間點的列，該中間點的列在上述多個第2基準直線的各個上位于上述第1像素與上述第2像素之間，且離該第1像素的距離與離該第2像素的距離具有規(guī)定的比；劃分單元，其將在上述第1中間點提取單元中提取出的中間點的列劃分為相鄰的中間點彼此在規(guī)定距離內的至少一個區(qū)間；近似線獲取單元，其根據形成由上述劃分單元劃分的最長區(qū)間的中間點，獲取在上述第1中間點提取單元中提取出的中間點的列的近似線；第2中間點提取單元，其提取在上述第1中間點提取單元中提取出的中間點之中與在上述近似線獲取單元中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的中間點的列；以及第1邊界線獲取單元，其根據與在上述第2中間點提取單元中提取出的中間點的列位于相同的第2基準直線上的第1像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線，根據位于該第2基準直線上的第2像素的列的近似線，獲取上述掩模的第2邊界線。
19.根據權利要求18所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有第3邊界線獲取單元，該第3邊界線獲取單元使由與上述第1基準直線平行的兩個邊以及與上述第2基準直線平行的兩個邊包圍的、在其內部包含了上述第1邊界線的一部分以及上述第2邊界線的一部分的區(qū)域，從上述圖像上的規(guī)定位置向平行于上述第1基準直線的一個方向依次移動，在其移動的各位置上對包含在該區(qū)域中的由上述邊緣提取部提取出的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值達到規(guī)定閾值的位置上將通過該區(qū)域的與上述第2基準直線平行的線作為上述掩模的第3邊界線而獲取。
20.根據權利要求18所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有邊緣強調單元，其強調由上述邊緣提取部提取出的上述圖像的邊緣；區(qū)域確定單元，其確定比利用上述掩模切出的被攝體更靠內側的區(qū)域；評價值獲取單元，其根據在上述邊緣強調單元中強調了邊緣的上述圖像中的在上述區(qū)域確定部中確定的區(qū)域中包含的像素的值，獲取包含在該區(qū)域中的與邊緣的強度以及/或者邊緣的量有關的評價值；以及判斷單元，其根據在上述評價值獲取單元中獲取的評價值，判斷上述掩模是否切出了上述被攝體的像。
21.一種圖像處理裝置，作成從圖像中切出規(guī)定被攝體的像的掩模，具有邊緣提取單元，其提取上述圖像的邊緣；第1像素提取單元，其從在上述邊緣提取部中提取出的邊緣中提取如下像素的列，其中該像素的列包含在與通過上述被攝體的像的內部地設定在上述圖像的平面上的第1基準直線相接的兩個區(qū)域中的一方，位于在上述圖像的平面上設定的平行的多個第2基準直線上，且在上述多個第2基準直線的各個上最接近上述第1基準直線；劃分單元，其將在上述第1像素提取單元中提取出的像素的列劃分為相鄰的像素彼此在規(guī)定距離內的一個或者多個區(qū)間；近似線獲取單元，其根據形成由上述劃分單元劃分的最長區(qū)間的像素，獲取在上述第1像素提取單元中提取出的像素的列的近似線；第2像素提取單元，其提取在上述第1像素提取單元中提取出的像素之中與在上述近似線獲取單元中獲取的近似線之間的誤差在規(guī)定范圍內的像素的列；以及第1邊界線獲取單元，其根據在上述第2像素提取單元中提取出的像素的列的近似線，獲取上述掩模的第1邊界線。
22.根據權利要求21所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有第2邊界線獲取單元，該第2邊界線獲取單元使由平行的兩個邊夾著的帶狀區(qū)域相對于上述第2基準直線平行地移動，在其移動的各位置上對在該區(qū)域中包含的由上述邊緣提取部提取出的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值成為最大的位置上根據包含在該區(qū)域中的與上述邊平行的線，獲取上述掩模的第2邊界線，將上述獲取的第2邊界線設定為上述第1基準直線。
23.根據權利要求22所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有第3邊界線獲取單元，該第3邊界線獲取單元使由與上述第1基準直線平行的兩個邊以及與上述第2基準直線平行的兩個邊包圍的、在其內部包含了上述第1邊界線的一部分以及上述第2邊界線的一部分的區(qū)域從上述圖像上的規(guī)定位置向平行于上述第1基準直線的一個方向依次移動，在其移動的各位置上對在該區(qū)域中包含的由上述邊緣提取部提取出的邊緣的像素數(shù)量進行計數(shù)，在該計數(shù)值達到規(guī)定閾值的位置上將通過該區(qū)域的與上述第2基準直線平行的線作為上述掩模的第3邊界線而獲取。
24.根據權利要求22所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有邊緣強調單元，其強調由上述邊緣提取部提取出的邊緣；區(qū)域確定單元，其確定比利用上述掩模切出的被攝體更靠內側的區(qū)域；評價值獲取單元，其根據在上述邊緣強調單元中強調了邊緣的上述圖像中的在上述區(qū)域確定單元中確定的區(qū)域中所包含的像素的值，獲取包含在該區(qū)域中的與邊緣的強度以及/或者邊緣的量有關的評價值；以及判斷單元，其根據在上述評價值獲取單元中獲取的評價值，判斷上述掩模是否切出了上述被攝體的像。
全文摘要
提供一種能夠以簡單的處理來作成掩模處理的圖像處理裝置和掩模作成方法以及在這種圖像處理裝置中執(zhí)行的程序。提取圖像的邊緣，從提取了邊緣的圖像中提取對應于被攝體輪廓的像素的列，根據其近似線獲取用于掩模處理的邊界線。
文檔編號G06T3/00GK101052989SQ20068000117
公開日2007年10月10日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權日2005年9月6日
發(fā)明者阿部博 申請人:索尼株式會社