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技術 製品を認証するための画像分析

出願人 シクパホルディングソシエテアノニム
発明者 カルガーリ,アンドレアファム,フーデュッククリストフベルティエ,イヴシュヴァリエ,ガティアンエステルマン,エリックケイオーム,アーミルジリエロン,マチューブロダール,イヴ
出願日 2014年11月14日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-530148
公開日 2016年12月28日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2016-541052
状態 特許登録済
技術分野 イメージ分析
主要キーワード 付勢アーム 計時器 残余距離 予備品 周辺効果 セットポジション オペレータ識別情報 円領域内
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月28日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

製品の画像を撮り、その画像を以前撮られた本物の製品の参照画像と比較して、2つの画像内の製品が同じであるかどうかを判定することによる、製品を認証する方法。比較の前に2つの画像が可能な限り同様であるように、2つの画像は実質的に同様の条件下で取り込まれる。2つの画像は、それらの各々について、特異点リストを計算するために処理される。特異点は、特異点の間の対応度を決定するために比較される。対応度に基づいて製品の真偽を示す回答が出力される。一致する特異点のいくつかは、2つの画像用共通座標系を定義するために使用することができる。特異点の2つのリストは、この共通座標系において比較することができる。

概要

背景

腕時計、および贅沢品または工業品などの他の貴重品は、日常的に偽造される。したがって、本物の製品と本物でない製品とを区別するための方法が必要となる。

多くの場合、物体外観または機能を変更することは可能ではなく、または望ましくない。したがって、物体のマーキングまたはタグ付けは、実用的なオプションではない。

概要

製品の画像を撮り、その画像を以前撮られた本物の製品の参照画像と比較して、2つの画像内の製品が同じであるかどうかを判定することによる、製品を認証する方法。比較の前に2つの画像が可能な限り同様であるように、2つの画像は実質的に同様の条件下で取り込まれる。2つの画像は、それらの各々について、特異点リストを計算するために処理される。特異点は、特異点の間の対応度を決定するために比較される。対応度に基づいて製品の真偽を示す回答が出力される。一致する特異点のいくつかは、2つの画像用共通座標系を定義するために使用することができる。特異点の2つのリストは、この共通座標系において比較することができる。

目的

生画像データを比較することに比べて、2つの画像間の特異点を比較することの利点は、より小さい処理デマンドしか必要としない、画像を比較する実際的な方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

認証されるべき製品の画像を取り込むステップと、取り込まれた画像の複数の特異点を特定するステップと、前記認証されるべき製品の前記取り込まれた画像の前記複数の特異点を、本物の製品の以前取り込まれた参照画像の複数の特異点と比較して、前記製品を認証するために前記認証されるべき製品が前記本物の製品と同じであるかどうかを判定するステップと、前記特異点を比較する前に、前記認証されるべき製品の前記画像の複数の前記特異点を、前記本物の製品の前記画像の複数の前記特異点と位置合わせするステップであって、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点を、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点と比較するステップが、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点のうちの一特異点が、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定する工程を備える、ステップと、前記画像の領域内の前記本物の製品の前記画像の一特異点の前記定義された距離内にある、前記認証されるべき製品の前記画像の特異点の総数を決定するステップとを備える、製品を認証する方法。

請求項2

前記特異点を位置合わせするステップが、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点と、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点との間の2つ以上の一致するペアを特定する工程と、前記2つ以上の一致するペアを使用して、前記特異点を位置合わせするための変換を決定する工程とを備える、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記認証されるべき製品の前記画像の前記特異点および前記本物の製品の前記画像の前記特異点の各々が記述子を備え、前記2つ以上の一致するペアを特定するステップが、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点および前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点の前記記述子を比較する工程を備える、請求項2に記載の方法。

請求項4

前記認証されるべき製品の前記画像を複数の下位領域に分割するステップと、前記下位領域について個別に、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点と、前記本物の製品の前記参照画像の前記複数の特異点とを位置合わせするステップとをさらに備える、請求項2または3に記載の方法。

請求項5

前記下位領域の前記決定を支援するために、前記下位領域を決定するより前に、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点を特定するステップを備える、請求項4に記載の方法。

請求項6

前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点を、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点と比較するステップが、前記認証されるべき製品の前記画像の前記特異点のうちの少なくともいくつかについて、または前記画像の領域内の前記本物の製品の前記画像の前記特異点のうちの少なくともいくつかについて、前記認証されるべき製品の前記画像の前記複数の特異点のうちの一特異点が、前記本物の製品の前記画像の前記複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定する工程を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

前記製品の真偽を判定するために、合計に関数を適用して、しきい値との比較用の出力を決定するステップをさらに備える、請求項6に記載の方法。

請求項8

前記関数が、前記画像の前記領域内の前記認証されるべき製品の前記画像の特異点の前記総数により、または前記画像の前記領域内の前記本物の製品の前記画像の特異点の前記総数により、前記合計を除算して、比率を決定するステップを備える、請求項7に記載の方法。

請求項9

前記製品が計時器である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。

請求項10

前記取り込まれた画像が第1の画像であり、前記製品を認証するために前記本物の製品の前記参照画像と比較するための、前記第1の画像および第2の画像に基づく合成画像を作成するために、前記製品の前記第2の画像を取り込むステップをさらに備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。

請求項11

前記製品の前記第1の画像を取り込む前記ステップが、前記製品が第1の方向から照明されるときに実行され、前記製品の前記第2の画像を取り込む前記ステップが、前記製品が第2の方向から照明されるときに実行され、前記第2の方向が前記第1の方向とは異なる、請求項10に記載の方法。

請求項12

前記第1の画像を取り込む前記ステップが、第1の露出時間で実行され、前記第2の画像を取り込む前記ステップが、第2の露出時間で実行され、前記第1の露出時間が前記第2の露出時間とは異なる、請求項10または11に記載の方法。

請求項13

前記認証されるべき製品の1つまたは複数の画像を取り込むための条件を備える撮像命令を受信するステップと、前記撮像命令に従って前記製品の前記1つまたは複数の画像を取り込むステップとをさらに備える、請求項10〜12のいずれか一項に記載の方法。

請求項14

前記撮像命令が、前記認証されるべき製品が前記本物の製品と実質的に同様または同じ条件の下で撮像され得るように、以前の時点で前記本物の製品の前記1つまたは複数の参照画像がその下で取り込まれた条件と実質的に同様または同じ条件を伝達する、請求項13に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、製品を認証するための画像分析に関する。

背景技術

0002

腕時計、および贅沢品または工業品などの他の貴重品は、日常的に偽造される。したがって、本物の製品と本物でない製品とを区別するための方法が必要となる。

0003

多くの場合、物体外観または機能を変更することは可能ではなく、または望ましくない。したがって、物体のマーキングまたはタグ付けは、実用的なオプションではない。

0004

本開示の第1の態様によれば、
認証されるべき製品の画像を取り込むステップと、
取り込まれた画像の複数の特異点を特定するステップと、
認証されるべき製品の取り込まれた画像の複数の特異点を、本物の製品の以前取り込まれた参照画像の複数の特異点と比較して、製品を認証するために認証されるべき製品が本物の製品と同じであるかどうかを判定するステップと
を備える、製品を認証する方法が提供される。

0005

時計および他の製品の画像は複雑であり、情報が多い。生画像データを比較することに比べて、2つの画像間の特異点を比較することの利点は、より小さい処理デマンドしか必要としない、画像を比較する実際的な方法を提供することである。

0006

比較中、関連相違点、すなわち本物ではないことを示す2つの画像間の相違点と、非関連相違点、すなわち本物ではないことを示さず、測定条件不完全な制御、たとえばノイズならびに摩耗および老朽化などの経時的に発生する物体の自然変化から起こる2つの画像間の相違点との間を識別することが重要である。これは、特に、頻繁に位置、方位、および/または形状を変える可能性がある可動部を含む場合がある、複雑な物体に当てはまる

0007

2つの画像間の関連相違点は、しばしば、人手を介さずに2つの測定値間整合されなければならない詳細に対応する。

0008

特異点の定義および計算は、最も関連する情報を抽出し、ノイズ、ひずみ、および不完全な測定条件などの画像の劣化に対して最も強固なアルゴリズムに基づく場合がある。したがって、2つの画像内に含まれる情報の最も有意な部分のみが、さらに処理され、使用される。

0009

加えて、非関連相違点は、計算された特異点の特徴に限られた影響しかもたず、多くの場合、最も影響を受ける点、たとえば大きく動いている点は、腕時計の針などの可動要素に関連するので、検出され、廃棄される場合がある。

0010

特異点の計算に使用されるアルゴリズムは、人手を必要としない。アルゴリズムは、認証される製品用の基本的なパラメータ化を入力するために人手を必要とする場合がある。特定の1組のパラメータは、腕時計などの特定のタイプの製品に有効であり得る。1つのアルゴリズムおよび1組のパラメータは、特定のモデル、形状、色などの腕時計などの物体の大分類に使用される場合がある。

0011

分析用の情報は、特定の位置に集中しているのではなく、画像のかなりの割合にわたって密に分散される場合があり、その結果、認証は画像の一部分のみが利用可能であるときでも実行することができる。特に関連すると考えられ、選択的に分析され得る、1つまたは複数の関心領域を定義することが望ましい場合がある。

0012

本方法は、特異点を比較するより前に、認証されるべき製品の画像の複数の特異点を、本物の製品の画像の複数の特異点と位置合わせすることをさらに備える場合がある。

0013

位置合わせステップで使用される複数の特異点は、比較ステップで使用される複数の特異点とは異なる場合がある。

0014

位置合わせステップで使用される複数の特異点は、比較ステップで使用される複数の特異点と等しい場合がある。

0015

特異点を位置合わせすることは、認証されるべき製品の画像の複数の特異点と、本物の製品の画像の複数の特異点との間の2つ以上の一致するペアを特定することを備える場合がある。

0016

認証されるべき製品の画像の特異点および本物の製品の画像の特異点の各々は記述子を備える場合があり、2つ以上の一致するペアを特定することは、認証されるべき製品の画像の複数の特異点および本物の製品の画像の複数の特異点の記述子を比較することを備える。

0017

記述子を比較することは、認証されるべき製品の画像の特異点の記述子と、本物の製品の画像の特異点の記述子との、ユークリッド距離などの距離を特定することを備える場合がある。それらの距離が所定の基準を満足するとき、認証されるべき製品の画像の特異点は、本物の製品の画像の特異点と一致すると考えることができる。

0018

認証されるべき製品および本物の製品は、特異点が計算された画像内の同様の場所に位置する場合がある。2つ以上の一致するペアを特定することは、所定の基準を満足する座標、たとえばそれらのそれぞれの画像の同様の相対領域内にある座標、たとえば位置合わせ前に互いの5mmと10mmとの間にある座標を有する特異点を比較することを備える場合がある。

0019

認証されるべき製品の画像の複数の特異点と、本物の製品の画像の複数の特異点とを位置合わせすることは、2つ以上の一致するペアを使用して、特異点を位置合わせするための変換を決定することを備える場合がある。

0020

2つ以上の一致するペアを使用して変換を決定することは、一致するペアの特異点の位置の間の2乗平均距離を最小化することを備える場合がある。

0021

本方法は、認証されるべき製品の画像の複数の特異点のすべて、または本物の製品の画像の複数の特異点のすべてに変換を適用して、特異点を位置合わせすることをさらに備える場合がある。

0022

本方法は、認証されるべき製品の画像を複数の下位領域に分割するステップと、下位領域について個別に、認証されるべき製品の画像の複数の特異点と、本物の製品の参照画像の複数の特異点とを位置合わせするステップとをさらに備える場合がある。これにより、特異点が下位領域内でより正確に位置合わせされることが可能になり得る。

0023

認証されるべき製品の画像を複数の下位領域に分割することは、分割する境界グリッド、好ましくは分割する直交境界のグリッドを製品の画像に適用して、それにより下位領域を画定することを備える場合がある。

0024

製品の画像は、50個と150個との間の下位領域に、好ましくは80個と120個との間の下位領域に、好ましくは100個の下位領域に分割することができる。

0025

認証されるべき製品の画像の複数の特異点を特定するステップは、下位領域が決定された後、下位領域について個別に複数の特異点を特定することを備える場合がある。

0026

本方法は、下位領域の決定を支援するために、下位領域を決定するより前に、認証されるべき製品の画像の複数の特異点を特定することを備える場合がある。

0027

認証されるべき製品の画像の複数の特異点を、本物の製品の画像の複数の特異点と比較することは、認証されるべき製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点が、本物の製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定することを備える場合がある。

0028

定義された距離は、一画像ピクセルに対応する距離の1倍と2倍との間、たとえば25μmと50μmとの間であり得る。

0029

認証されるべき製品の画像の複数の特異点を、本物の製品の画像の複数の特異点と比較することは、認証されるべき製品の画像の特異点のうちの少なくともいくつかについて、または画像の領域内の本物の製品の画像の特異点のうちの少なくともいくつかについて、認証されるべき製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点が、本物の製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定することを備える場合がある。画像の領域は、製品の画像全体であり得る。画像の領域は、画像の選択された関心領域、たとえば製品上のロゴであり得る。画像の領域は、画像の下位部分のうちの1つであり得る。画像の領域は、特異点が計算される画像の領域であり得る。

0030

認証されるべき製品の画像の複数の特異点を、本物の製品の画像の複数の特異点と比較することは、認証されるべき製品の画像の選択された特異点について、または画像の領域内の本物の製品の画像の選択された特異点について、認証されるべき製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点が、本物の製品の画像の複数の特異点のうちの一特異点の定義された距離内にあるかどうかを判定することを備える場合がある。画像の領域は、製品の画像全体であり得る。画像の領域は、画像の選択された関心領域、たとえば製品上のロゴであり得る。画像の領域は、画像の下位部分のうちの1つであり得る。画像の領域は、特異点が計算される画像の領域であり得る。

0031

本方法は、画像の領域内の本物の製品の画像の一特異点の定義された距離内にある、認証されるべき製品の画像の複数の特異点の数の合計を決定することをさらに備える場合がある。

0032

本方法は、製品の真偽を判定するために、合計に関数を適用して、しきい値との比較用の出力を決定することをさらに備える場合がある。

0033

関数は、画像の領域内の認証されるべき製品の画像の特異点の総数により、または画像の領域内の本物の製品の画像の特異点の総数により、合計を除算して、比率を決定することを備える場合がある。

0034

本方法は、比率をしきい比率と比較して、製品の真偽を判定することをさらに備える場合がある。

0035

しきい比率は、20%と50%との間、好ましくは20%と40%との間、好ましくは20%と30%との間であり得る。

0036

認証されるべき製品の画像は、本物の製品の画像と実質的に同様の製造基準を有する場合がある。実質的に同様の製造基準は、認証されるべき製品の画像が本物の製品の画像と同じ照明条件の下で取り込まれること、画像が同じ画像取込設定およびレンズ仕様を有するカメラを使用して取り込まれること、画像が実質的に同様の装置を使用して取り込まれること、製品が2つの画像内で実質的に同じ方位に配置されることのうちの1つまたは複数を意味する場合がある。

0037

製品は、計時器、たとえば腕時計であり得る。製品は、モバイル電話であり得る。製品は、宝石であり得る。製品は、予備品であり得る。製品は、バッテリー、たとえばモバイル電話のバッテリーであり得る。製品は、マイクロプロセッサまたはプリント基板であり得る。製品は、ソフトウェアであり得るし、たとえば、ソフトウェアの包装は、ソフトウェアを認証するために撮像され分析され得る顕著な特徴を有する印刷領域を備える場合がある。製品は、別の製品に貼り付けられたラベルであり得るし、ラベルは、ラベルが貼り付けられた物体または製品の識別情報を認証または確認するために撮像され分析され得る顕著な特徴を有する。製品は、証明書、たとえば、志願者等級を確認する運転免許証または大学の証明書であり得る。製品は、コインであり得る。製品は、絵画であり得る。製品はまた、要素の固有無秩序または指紋またはランダム分布を有する、天然物または非天然物であり得る。天然物の例は、爬虫類の皮、たとえば(クロコダイルニシキヘビの皮)、または木のの節であり得るし、非天然物の場合、ブレーキ飛行機などの予備品であり得る。製品は、製品の全体が本発明の方法に従って分析されるか、または、製品の一部もしくは一片のみが本発明の方法に従って分析される。

0038

製品、たとえば計時器を認証する方法は、本明細書に記載される製品を認証する方法を実施する際に画像を使用するステップと、本明細書に記載される方法を有する分析用のリモートロケーションに画像を送るステップとをさらに備える場合がある。

0039

画像は第1の画像であり得るし、本方法は、製品を認証するために本物の製品の参照画像と比較するための、第1の画像および第2の画像に基づく合成画像を作成するために、製品の第2の画像を取り込むことをさらに備える場合がある。

0040

製品の第1の画像を取り込むステップは、製品が第1の方向から照明されるときに実行される場合があり、製品の第2の画像を取り込むステップは、製品が第2の方向から照明されるときに実行される場合があり、第2の方向は第1の方向とは異なる。

0041

第1の方向からの照明は、第2の方向からの照明に対する製品の反対側から、製品の撮像される面を照明することができる。第1の方向からの照明は、第2の方向からの照明に対する製品の画像を取り込むカメラのレンズ光軸の反対側から、製品の撮像される面を照明することができる。

0042

本方法は、製品を認証するために本物の製品の参照画像と比較するための、第1、第2、第3、および第4の画像に基づく合成画像を作成するために、製品が第3の方向から照明されるときに製品の第3の画像を取り込むステップと、製品が第4の方向から照明されるときに製品の第4の画像を取り込むステップとをさらに備える場合がある。

0043

第3の方向からの照明は、第4の方向からの照明に対する製品の反対側から、製品の撮像される面を照明することができ、第1、第2、第3、および第4の方向からの照明は、製品の4つの異なる側から製品の撮像される面を照明する。第1、第2、第3、および第4の方向は、製品のまわりに均等な間隔で配置することができる。

0044

第3の方向からの照明は、第4の方向からの照明に対する製品の画像を取り込むカメラのレンズの光軸の反対側から、製品の撮像される面を照明することができる。第1、第2、第3、および第4の方向からの照明は、光軸の4つの異なる側から製品の撮像される面を照明することができる。第1、第2、第3、および第4の方向は、光軸のまわりに均等な間隔で配置することができる。

0045

第1の画像を取り込むステップは、第1の露出時間で実行される場合があり、第2の画像を取り込むステップは、第2の露出時間で実行される場合があり、第1の露出時間は第2の露出時間とは異なる。

0046

合成画像を作成することは、第2の画像に関係するデータから第1の画像に関係するデータを減算すること、または第2の画像に関係するデータに第1の画像に関係するデータを加算することを備える場合がある。

0047

本方法は、認証されるべき製品の1つまたは複数の画像を取り込むための条件を備える撮像命令を受信するステップと、命令に従って製品の1つまたは複数の画像を取り込むステップとをさらに備える場合がある。

0048

撮像命令は、認証されるべき製品が本物の製品と実質的に同様または同じ条件の下で撮像され得るように、以前の時点で本物の製品の1つまたは複数の参照画像がその下で取り込まれた条件と実質的に同様または同じ条件を伝達することができる。条件は、照明条件、カメラの画像取込設定、カメラレンズ焦点距離、取り込まれるべき画像の数、カメラの露出時間のうちの1つまたは複数を備える場合がある。

0049

本方法は、対応度に基づいて製品の認証を示す回答を出力することをさらに備える場合がある。回答を出力することは、スクリーン、たとえばコンピュータスクリーン上でユーザに回答を表示することを備える場合がある。回答を出力することは、回答の印刷されたコピーをユーザに提供すること、たとえば製品用の認証証明に回答を印刷することを備える場合がある。

0050

本開示のさらなる態様によれば、コンピュータ上で実行するための実行可能命令を備えるコンピュータプログラムが提供され、実行可能命令は、本明細書に記載される方法を実施するように実行可能である。

0051

本開示のさらなる態様によれば、認証されるべき製品を支持するための支持体と、第1の方向から製品を照明するための第1の照明手段とを備える、製品を認証するために製品の画像を取り込むための製品認証デバイスが提供される。

0052

製品認証デバイスは、第2の方向から製品を照明するための第2の照明手段をさらに備える場合がある。

0053

第1および第2の照明手段は、第1の方向からの照明の使用中に、第2の方向からの照明に対する製品の反対側から製品の撮像される面を照明するように構成される場合がある。

0054

製品認証デバイスは、第3の方向からの製品の照明用の第3の照明手段をさらに備える場合がある。

0055

製品認証デバイスは、第4の方向から製品を照明するための第4の照明手段をさらに備える場合がある。

0056

第1、第2、第3、および第4の照明手段は、第3の方向からの照明中に、第4の方向からの照明に対する製品の反対側から製品の撮像される面を照明するように構成される場合があり、第1、第2、第3、および第4の方向からの照明は、製品の4つの異なる側から製品の撮像される面を照明する。第1、第2、第3、および第4の方向は、製品のまわりに均等な間隔で配置することができる。

0057

製品認証デバイスは、製品の画像を取り込むためのカメラをさらに備える場合がある。

0058

支持体は、製品の画像を取り込むために、所定の位置に製品を配置するための位置合わせ手段を備える場合がある。製品認証デバイスは、所定の位置に対して適切な位置にカメラを固定するためのカメラ支持体を備える場合があり、これによりカメラのレンズの光軸は、所定の位置に対して適切な位置に固定される。第1および第2の照明手段は、第1の方向からの照明の使用中に、第2の方向からの照明に対する製品の画像を取り込むカメラのレンズの光軸の反対側から製品の撮像される面を照明することができるように構成される場合がある。第3および第4の照明手段は、第3の方向からの照明の使用中に、第4の方向からの照明に対する製品の画像を取り込むカメラのレンズの光軸の反対側から製品の撮像される面を照明することができるように構成される場合がある。第1、第2、第3、および第4の照明手段は、第1、第2、第3、および第4の方向からの照明の使用中に、光軸の4つの異なる側から製品の撮像される面を照明することができるように構成される場合がある。第1、第2、第3、および第4の方向は、光軸のまわりに均等な間隔で配置することができる。

0059

製品認証デバイスは、所定の位置に製品を保持するための保持手段をさらに備える場合がある。

0060

保持手段は、位置合わせ手段に対して製品を押しつけて、所定の位置に製品を保持するためのばね付勢アームを備える場合がある。代替として、製品認証デバイスは、所定の位置に製品を保持するために、製品の反対側に力を作用させる2つ以上のばね付勢アームを備える場合がある。

0061

製品認証デバイスは、画像取込中に周辺光から製品を保護するためのカバーをさらに備える場合がある。

0062

製品認証デバイスは、製品の画像を分析するためのコンピュータをさらに備える場合があり、コンピュータは本明細書に記載される方法を使用して画像を分析することが好ましい。

0063

本開示のさらなる態様によれば、製品を認証するために、製品の少なくとも一部の画像を取り込むステップと、参照として画像を記憶すること、好ましくはデータベースに画像を記憶するステップとを備える、製品を認証するための参照を作成する方法が提供される。

0064

画像は第1の画像であり得るし、方法は、製品の少なくとも一部の第2の画像を取り込むステップと、製品を認証するための参照として第2の画像を記憶するステップとをさらに備える場合がある。

0065

本開示のさらなる態様によれば、製品を認証するための参照データを含む画像ファイルが提供され、参照データは、製品の少なくとも一部の画像の複数の特異点を備える。

0066

本開示のさらなる態様によれば、2つ以上の製品を認証するための参照データを含むデータベースが提供され、参照データは、第1の製品の少なくとも一部の画像に関係するデータと、第2の製品の少なくとも一部の画像に関係するデータとを備える。各特異点は、半径(r)、方位(θ)、記述子(D)、および特異点の座標を備える場合がある。方法は、画像の特異点のうちの1つまたは複数についての記述子を決定することを備える場合がある。記述子は、対応する画像領域数学的記述に対応するデータのアレイを備える場合がある。記述子のさらなる使用法を説明する目的で、記述子は、アレイのサイズに等しい次元を有する抽象ベクトル空間内のベクトルと考えることができる。

0067

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、以下の説明および図面から明らかになる。

図面の簡単な説明

0068

認証用の製品を撮像するための装置を示す図である。
製品の様々な側から製品を照明するときの図1からの照明手段の配置の詳細の上面図である。
製品の西側から照明された同じ物体の画像を示す図である。
製品の東側から照明された同じ物体の画像を示す図である。
製品の北側から照明された同じ物体の画像を示す図である。
製品の側から照明された同じ物体の画像を示す図である。
図3Aの画像と図3Bの画像の間の差分である合成画像を示す図である。
図3Cの画像と図3Dの画像の間の差分である合成画像を示す図である。
図4Aの画像と図4Bの画像の和である合成画像を示す図である。
物体用の参照画像を示す図である。
参照画像との比較用の画像を示す図である。
物体の関心領域全体で検出された特異点を示す図であって、特異点は小さい黒十字でマークされ、計時器に適用されたグリッドの一例を示す、図である。
図6Aの画像の一部を示すズームインされた図であって、特異点は特異点に中心がある円でマークされ、円の半径は対応する特徴のサイズおよびその方位を示す、図である。
製品に適用されたグリッドの一例を示す図である。
参照画像用に特定された特異点を示す図であって、特異点が小さい黒十字でマークされた、図である。
参照画像と比較されるべき検査画像用に特定された特異点を示す図である。
検査画像の特異点と一致する参照画像の特異点を示す図である。
参照画像の特異点と一致する検査画像の特異点を示す図である。
位置合わせされていないときの2つの画像の重ね合わせを示す図である。
共通座標系を定義することによって位置合わせされた後の2つの画像の重ね合わせを示す図である。
位置合わせされた後の参照特異点と検査特異点の比較を示す図である。
参照画像用に特定された特異点を示す図である。
特異点が共通座標系に対して参照された後に参照画像と比較されるべき検査画像用に特定された特異点を示す図である。
共通座標系において検査画像の特異点に2ピクセルより近い参照画像の特異点を示す図である。
共通座標系において参照画像の特異点に2ピクセルより近い検査画像の特異点を示す図である。
図11Aに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す図である。
図11Bに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す図である。
図11Cに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す図である。
図11Dに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す図である。

実施例

0069

以下では、本発明の実施形態を詳細に説明する。好ましい実施形態と代替の実施形態の両方の説明は、例示的な実施形態のみであり、変形形態修正形態、および変更形態が明らかであり得ることを理解されたい。したがって、前記例示的な実施形態は、基礎をなす発明の態様の幅広さを制限しないことを理解されたい。

0070

認証されるべき製品の1つまたは複数の画像は、製品を認証するために撮られる。製品の複数の画像は、製品の単一の画像を生成するために組み合わされる場合がある。次いで、製品の画像は、参照画像と呼ばれる、以前撮られた本物の製品の画像と比較されて、2つの画像内の製品が同じであるかどうか、したがって製品が本物であるかどうかを判定する。参照画像と比較される製品の画像は、本明細書では検査画像と呼ばれる。検査画像は、参照画像と同じまたは実質的に同様の条件下で、たとえば、実質的に同様の照明条件下で取り込まれ、その結果、比較されるべき画像は可能な限り同様である。製品は、参照画像内の場所と実質的に同じ検査画像内の場所に配置することができる。製品は、同じ焦点距離のレンズを使用して撮像することができ、その結果、比較されるべき2つの画像は可能な限り同様である。方法は、好適には製品間の微細な相違点が検出されることを可能にする。

0071

画像は、カメラおよびフィルムを使用してアナログ写真を用いて取り込まれる場合があるか、または、好ましくは、認証目的に使用される物体の詳細が見え解像度で、デジタルカメラを用いて取り込まれる。画像は、カラー画像または白黒グレースケール画像であり得る。

0072

製品の検査画像および参照画像を取り込むための装置または撮像装置2が図1に示される。装置2は、製品3を支持するための支持体1を備える。支持体は、所定の場所または位置に製品を置くための位置合わせ手段5を備える。したがって、製品は、カメラ19および/または照明手段11、13、15、17に対するセットポジションに位置することができる。装置は、所定の場所に製品を保持するための保持手段10を備える。保持手段10は、位置合わせ手段5に対して製品を押しつけて所定の場所に製品3を保持するために、ばね9で付勢されたアーム7を備える場合がある。位置合わせ手段5は、それに対して製品がアーム7によって押しつけられる基準面を提供する。これにより、参照画像および検査画像において製品が実質的に同じ場所にあることが保証される。

0073

装置は、製品の1つまたは複数の画像を取り込むためのカメラ19を備える。4つの照明手段11、13、15、17が設けられ、照明手段の各々は、照明方向21、23、25、27に発光する。照明手段11、13、15、17は、製品の様々な側から製品の撮像される面を照明するように配置される。第1の照明手段11は、第1の方向21に発光する。第2の照明手段15は、第2の方向25に発光する。第3の照明手段13は、第3の方向23に発光する。第4の照明手段17は、第4の方向27に発光する。照明手段は、製品の様々な側から製品を照明するように配置され、その結果、製品の合成画像を作成するために、製品の同じまたは実質的に同様の部分の複数の画像を、様々な照明条件下で取り込むことができる。照明手段は、同一であることが好ましい。照明手段は、照明手段の照明方向がカメラの光軸10に対して軸方向に対称であるように配置されることが好ましい。4つの照明方向が使用されると、図2に見られるように、この軸方向の対称性により、焦点面に対する照明手段の投影が相互に直交することになる。

0074

より一般的には、同一であり、それらの照明方向がカメラの光軸に対して軸方向に対称であるように配置されることが好ましい、数nの照明手段を使用することができ、その場合、焦点面に対するそれぞれの照明手段の投影は、360/n度(2π/nラジアン)の角度を形成する。数nは偶数である(n=2,4,6,...)ことが好ましい。

0075

支持体1はプラットフォーム29に取り付けられる。プラットフォームは、たとえば黒であり得る、光吸収上面31を有することが好ましい。カバー33が設けられる。カバーは支持体1の上方に取り付けられ、カメラ19、照明手段11、13、15、17、および製品3を包むようにプラットフォームに係合する。カバーは、内部が中空であり、カバーの内壁は光を吸収する。カバーの内壁は黒であり得る。カバー33およびプラットフォーム29は、一緒に、すべての側面および上下でカメラ19、照明手段11、13、15、17、および製品3を密閉し、周辺光がカメラのレンズに入ることを防ぐ。周辺光は2つの画像間の相違点を作成することができないので、これは、撮像条件が高度に制御され得ることを意味する。

0076

カメラ19は、カメラ支持体12を使用して、カバー33またはプラットフォーム29に取り付けることができる。図1では、カメラ支持体12は、プラットフォーム29にカメラを取り付ける。カメラ支持体12により、製品が撮像されるときに置かれる所定の位置に対して適切な場所にカメラが固定されることが可能になる。カメラは、製品の上の適切な場所に固定することができる。したがって、カメラのレンズの光軸10は、所定の位置に対して適切な場所に固定することができる。照明手段11、13、15、17は、カバー33またはプラットフォーム29に取り付けることができる。一例では、カメラ19および照明手段のうちの3つは、プラットフォーム29に取り付けられる。照明手段のうちの1つは、カバー33に取り付けられる。

0077

装置は、カメラによって取り込まれた画像データを受信するためのコンピュータを備える場合がある。コンピュータは、本明細書でさらに記載されるように、製品を認証するために、取り込まれた画像の参照画像との比較を実行するように構成される場合がある。代替または追加として、コンピュータは、リモートロケーションにあるサーバでの分析用に、取り込まれた画像を送るように構成される場合がある。

0078

それに対して製品が後で認証され得る参照データを収集するために、本物の製品の画像を取り込むとき、本物の製品は、最初に支持体1に配置される。焦点距離、露出時間、および解像度などのカメラパラメータが設定される。照明手段11、13、15、17の色、および照明手段11、13、15、17の強度などのシステムパラメータが設定される。次いで、参照画像が取り込まれる。画像品質が検証される場合がある。次いで、記憶および/または処理するために生データがサーバに送られ、サーバは、撮像装置2から遠く離れて位置する場合がある。データが中央で記憶および処理されるように、サーバは、複数の撮像装置2が接続され得る中央サーバであり得る。任意選択で、サーバは、参照画像用の特異点を特定し、参照として特定点を記憶する。代替または追加として、特異点は、製品が認証されるときの後の時点で特定される。

0079

サーバは、参照画像用のデータをデータベースに記憶することができる。参照画像は、製品を識別するためのシリアルコードなどの製品識別子に対して記憶される場合がある。このようにして、参照画像データは、後の1つまたは複数の時点で、製品を認証するための一意の参照を提供する。

0080

記憶するためにサーバに送られるデータは、イベントデータを備える場合がある。イベントデータは、時間、位置、オペレータ識別情報、日付、および/または、参照画像が撮られた撮像条件を伝達するデータを備える場合がある。サーバは、画像データおよびイベントデータが受信されたことを立証するために、撮像装置2に承認を送る場合がある。

0081

製品を認証するために、認証されるべき製品の画像は、装置2を使用して、参照画像との比較のために撮られる。認証されるべき製品は、支持体1の上に配置される。カメラパラメータおよびシステムパラメータが設定される。サーバは、撮像装置2にカメラパラメータおよびシステムパラメータを伝達することができ、その結果、製品の1つまたは複数の画像は、1つまたは複数の参照画像を取り込むために使用されたものと同じカメラパラメータおよびシステムパラメータの下で撮ることができる。

0082

製品の検査画像が撮られる。画像品質が検証される場合がある。

0083

イベントデータが記憶するためにサーバにさらに送られる場合がある。イベントデータは、時間、位置、日付、オペレータ識別情報、および/または、検査画像が撮られた撮像条件を伝達するデータを備える場合がある。サーバは、画像データおよびイベントデータが受信されたことを立証するために、撮像装置2に承認を送る場合がある。

0084

次いで、検査画像のために特異点が計算される。まだ計算されていない場合、特異点は参照画像のために計算される。検査画像および参照画像の特異点の計算および比較は、下記でより詳細に記載される。特異点の計算および比較は、リモートサーバによって実行される場合があるか、または撮像装置2にあるコンピュータによって実行される場合がある。特異点の計算および比較がリモートサーバによって実行される場合、データ処理認証結果、たとえば、本物または物は、リモートサーバから撮像装置2と同じ位置にあるコンピュータに送信することができ、その結果、撮像装置2の位置にいるオペレータは、結果を知ることができる。

0085

画像を比較するために、方法は、検査画像の特異点を特定するステップと、これらの点を参照画像の特異点と比較するステップとを含む。

0086

認証されるべき製品の画像は、本物の製品の画像と実質的に同じ条件下で撮られる。各画像は、特異点が特定される前に、同じ方法で処理される場合がある。たとえば、合成画像は、認証されるべき製品の複数の画像から生成され、本物の製品の複数の画像から生成された合成画像と比較される場合がある。認証されるべき製品の合成画像は、本物の製品の合成画像と実質的に同じ方法で生成される場合がある。特異点が合成画像の各々について特定され、比較される場合がある。

0087

合成画像は、製品の2つ以上の画像の組合せから得られ、各画像は、カメラ位置、露出時間、照明、および/またはフィルタリングなどの異なる1組の測定パラメータに対応する。合成画像の一例は、様々な露出時間で撮られたいくつかの画像を組み合わせることによって取得される高ダイナミックレンジ画像HDR)である。別の例は、照明が同じ方向から来ない2つの画像の差分を撮ることによって取得される微分画像である。別の例は、立体写真である。別の例は、各々が物体の一部分を含んでいる2つ以上の写真並置である。合成画像は、様々な露出時間および/または様々な照明方向で撮られた画像を組み合わせることによって取得することができる。

0088

図3A図3Dは、図1の撮像装置によって4つの方向から照射され取得された同じ物体、この場合は腕時計の4つの画像を示す。物体の3次元構造および物体の表面の詳細を強調するために、図3Aでは、物体は第2の照明手段15によって照射され、図3Bでは、物体は第1の照明手段11によって照明される。図3Cでは、物体は第3の照明手段13によって照明され、図3Dでは、物体は第4の照明手段17によって照明される。次いで、4つの画像は、別の画像と比較するための合成画像を作成するために使用される。比較用の合成画像を作成することは、検出および分析され得る関心点の数を増やすために、比較的平らな製品の表面に特に有用である。

0089

合成画像は、たとえば、図3Aに示される画像と図3Bに示される画像との間を減算して図4Aに示される画像をもたらすこと、または図3Cに示される画像と図3Dに示される画像との間を減算して図4Bに示される画像をもたらすことによって作成することができる。合成画像は、4つの画像の組合せから、たとえば、図4Aに示される画像と図4Bに示される画像とを加算して図4Cに示される画像をもたらすことによって作成することができる。このようにして、参照画像を作成することができる。検査画像は同じ方法で作成することができ、特異点は合成画像の各々から計算され、比較される。

0090

カメラ19によって取り込まれる各画像は、5Mピクセル(2560×1920点)の解像度を有する場合がある。ピクセル当たり24ビットが存在する。画像はRGB画像であり得る。視野はほぼ63×48mmであり、ほぼピクセル当たり25μmの解像度に対応する。比較される画像は、たとえば、ピクセル当たり8ビットまたはピクセル当たり12ビットを有する生画像であり得る。比較される画像は、たとえば、ピクセル当たり8ビットまたはピクセル当たり12ビットまたはピクセル当たり16ビットを有するモノクローム画像であり得る。

0091

図5Aは、本物の物体の参照画像を示し、図5Bは、参照画像と比較するための物体の検査画像を示す。物体の場所が同一ではなく、可動部分のいくつか、この場合腕時計の針が動いているので、2つの画像における物体の構成は、同様ではあるが同一ではない。参照画像および検査画像は、各々、実質的に同様または同じ条件下で生成された。

0092

以下で、両方の画像内に見える物体の全体を比較することを記載するが、画像内に見える物体の選択された1つまたは複数の部分のみに同じ処理が適用される場合があること、たとえば、物体の中心部分、または物体上のロゴなどの物体の特定の情報豊富領域が比較される可能性があることを理解されたい。

0093

画像は、各々2つ以上の副画像に分解される場合があり、次いで、副画像は個別に処理される。これは、たとえば、画像の最も関連する1つまたは複数の部分を選択することによってより顕著な回答を取得する目的で、または画像を副画像に分解し、副画像を個別に処理する速度および効率の目的で行われる。

0094

比較されるべき画像は、画像ごとに特異点のリストを計算するために、コンピュータを使用して処理される。参照画像用の特異点のリストは、本明細書では参照リストと呼ばれ、検査画像用の特異点のリストは、本明細書では検査リストと呼ばれる。参照画像用の特異点の1つは、本明細書では参照点と呼ばれる。検査画像用の特異点の1つは、本明細書では検査点と呼ばれる。各特異点または関心点は、たとえば、ノイズ、ひずみ、および不完全な測定条件から起こる可能性がある画像の部分的な劣化の下で、画像を認識可能にする顕著な特徴を有する、画像の領域、したがって物体の一部を表す。1つのそのような領域の典型的な例は、コーナーである。画像ごとに抽出される1000と20,000との間の特異点が存在する場合がある。

0095

各特異点は、座標(x,y)、半径(r)、および方位(θ)などの、対応する画像領域の空間的または幾何学的な特徴に関する1つまたは複数のデータを備える場合があり、記述子(D)、たとえば、対応する画像領域の数学的記述に対応する数の抽象ベクトルを備える場合がある。各記述子は、要素の数、たとえば128を備える場合がある。図6Aおよび図6Bは、物体用の特異点の視覚表現を示す。図6Aは、画像全体で検出された特異点を示し、特異点の位置は小さい黒十字でマークされ、図6Bは、図6Aの画像の一部を示すズームインされた図であり、特異点は特異点に中心がある円でマークされ、円の半径(r)の長さは、対応する特徴のサイズを示し、半径の相対角度は特異点の方位(θ)を表す。特異点の中心の位置は、デカルト座標で表される場合がある。

0096

この種類の特異点は、画像スティッチングなどの画像動作を実行する目的で、コンピュータビジョンシステムにおいてしばしば使用される。コーナー検出器ハリスFAST、およびDoGなどの、画像上の特異点を検出するいくつかのアルゴリズムがすでに開発されており、ならびに、パッチ、SURF、SIFT、HOG、およびGLOHなどの、特異点用の記述子を実装するいくつかのアルゴリズムがすでに開発されている。

0097

特異点を計算すると、次いで、検査画像は、いくつかの小さい下位領域、たとえば100個の下位領域に再分割される。100個の下位領域が存在する場合、下位領域当たり50000ピクセルが存在する可能性がある。下位領域当たり数十または数百の特異点が存在する場合があり、非常に密な下位領域の場合、最大1000個の特異点が存在する場合がある。図7は、分割水平線71および分割垂直線73のグリッド70を画像に適用して下位領域74を描くことによって、36個の下位領域74に分割された画像の一例を示す。下位領域A1、F1、A6、およびF6は、製品がこれらの下位領域には存在しないので、分析から除外される。検査画像は、製品の幾何形状および画像の詳細レベルに応じて、下位領域に自動的に再分割することができる。図6も、下位領域64を描く分割水平線61および分割垂直線63を有する例示的なグリッド60を示す。

0098

参照画像用の特異点を計算すると、参照画像は、同様に、数、サイズ、製品上の位置、および形状において検査画像の下位領域と比較可能な下位領域に分割される。参照画像および検査画像に、同じサイズの下位領域を使用することができる。

0099

下位領域が決定された後、次いで、特異点は、検査画像の下位領域ごとに、かつ参照画像の下位領域ごとに再度計算される。この例では、各特異点は、特異点の座標(x,y)、特異点の半径(r)および方位(θ)、ならびに記述子(D)を備える。

0100

画像全体または画像の関心領域について下位領域があるレベルの解像度まで決定される前に、特異点が計算される。下位領域が決定された後、特異点は、下位領域の各々についてより細かい解像度まで再度計算される。これにより、下位領域ごとにより多数の特異点がもたらされ、特異点はより小さい半径を有する。画像全体に対してより細かい解像度で特異点を計算することは可能であるが、画像を下位領域に分割すると、計算を並列化することが容易になり、したがって、マルチプロセッサシステム上での実行がより速くなる。

0101

特異点は、周辺効果を最小化するために、下位領域が決定される前に画像全体に対してより粗い解像度で計算され、粗い特異点は細かい特異点よりも少ないので、このステップを並列化する必要はない。

0102

物体は、ほぼ同じ場所で撮像され、ほぼ同じ方向から同じ倍率で撮像されるので、検査画像の1つの下位領域内の物体の部分は、検査画像の対応する下位領域内の物体の同じ部分にほぼ対応する。たとえば、図7において、検査画像の下位領域B5では、物体3の特徴、参照番号「8」が存在する。同じ特徴が、参照画像の対応する下位領域B5に存在する。したがって、対応する下位領域の比較により、検査画像内の製品と参照画像内の製品との対応する特徴の比較が可能になる。

0103

参照画像と検査されるべき画像の両方の下位領域について特異点が特定された後、2つの画像内の対応する下記領域間の一致する点が特定され、一致する点は、特異点の対応するリスト内の最も類似する記述子を有する特異点である。一致する点は、検査画像の所与の下位領域と参照画像内のその対応する下位領域との間で、かつ比較されている下位領域の境界から規定された距離までの隣接する下位領域において、特定される場合がある。これは、検査画像と参照画像において正確に位置合わせされていない製品に適応する。一致する点のペアは、本明細書では「一致」または「一致するペア」と呼ばれる。すなわち、1つのリスト内の特異点ごとに、他のリスト内の特異点に対する記述子の類似度に関して、場合によっては、特異点の近接度、特異点の類似する方位、および特異点の類似するサイズなどの特異点の空間的な特徴に関して、可能性が最も高い一致が検索される。

0104

各記述子は、要素の数、たとえば128を備える場合がある。1つのリストからの特異点および別のリストからの特異点の記述子が所与の基準を満足するとき、1つのリストからの特異点は別のリストからの特異点と一致すると考えることができる。

0105

2つの記述子p=(p1,p2,...pn)およびq=(q1,q2,...qn)は、それらの距離が所定の基準を満たすとき、一致すると考えることができ、p1,p2,...pnは、記述子の様々な要素を表す。

0106

以下の例では、記述子が正規化されている、すなわち、ベクトルpおよびqが||p||=||q||=1を満たすことが想定される。

0107

2つの記述子が一致するか否かを判定することは、2つの記述子ベクトルのユークリッド距離を決定すること、たとえば2−ノルム関数




を決定することを備える場合がある。

0108

計算速度などの利便性のために、この距離は、




として計算することができることに留意すべきである。ここで、pおよびqが正規化されると、最後の等式が保持される。

0109

2つのベクトル間の角度θが小さいとき、これは、




によって、さらに近似することができる。

0110

記述子を正規化し、記述子の距離を計算するために、他の適切な関数、たとえば、1−ノルム距離
d(p,q)=|p1−q1|+|p2−q2|+...+|pn−qn|
または、別のp−ノルム距離




を使用することができる。

0111

所定の基準は、絶対基準、たとえば、距離が所与の値よりも小さいこと、または相対基準、たとえば、参照点の記述子と、一致する検査点の記述子との間の距離が、参照点の記述子と任意の他の検査点の記述子との間の距離よりも小さいこと、または、たとえば、検査点の記述子と、一致する参照点の記述子との間の距離が、検査点の記述子と任意の他の参照点の記述子との間の距離よりも小さいことであり得る。

0112

所定の基準は、絶対基準と相対基準との組合せであり得る。

0113

さらに、繰返しパターンを含む画像などについて、多くの類似する記述子がリスト内に存在するとき、一致する記述子の検索を所与の距離よりも近い空間内の特異点の対に限定することが有利であり得る。

0114

図8Aは、参照画像用に特定された特異点を示し、特異点の位置は小さい黒十字でマークされている。図8Bは、参照画像と比較されるべき検査画像用に特定された特異点を示す。図8Cは、検査画像の特異点と一致する参照画像の特異点を示し、図8Dは、参照画像の特異点と一致する検査画像の特異点を示す。

0115

次いで、最良の一致するペアが選択され、2つの画像用の共通座標系を決定するために使用される場合があり、その結果、特異点は共通基準フレームにおいて比較することができる。最良の一致するペアは、可能な限り近い位置合わせに最良の一致するペアを導く変換を決定するために使用することができる。次いで、変換は、共通座標系において特異点を位置合わせするために、参照画像の特異点のすべて、または検査画像の特異点のすべてに適用することができる。たとえば、下位領域内に1000個の一致するペアが存在する場合があり、変換を決定するためにこれらの一致するペアから最良の100個または150個の一致を選択することができる。変換は、たとえば、参照画像内および検査画像内の物体の異なる位置決めの原因となる参照点の座標および/または検査点の座標の並進および/または回転を実行することを備える場合がある。変換は、たとえば、比較されている2つの画像内の視点の差分、または対応する撮像システムの様々な光学的ひずみの原因となる、スケーリング共有、および歪曲などのより複雑な動作をさらに備える場合がある。2つの画像内の物体はおおよそ位置合わせされるが、正確には位置合わせされず、同じ方位および視点内の2つの画像からの特異点を比較すると、2つの画像間の詳細の比較が改善される。

0116

変換行列は、対応する下位領域用に決定され、特定の下位領域内の特異点の座標を回転および/または並進して、対応する下部領域内の特異点と可能な限り近く位置合わせするために、対応する下位領域の1つの中のすべての特異点に適用される。変換行列は、2つの画像の対応する下位領域間の位置合わせおよび後続の比較を改善するために、全体としての画像ではなく、2つの画像間の対応する下位領域について個別に決定される。代替として、画像の特異点のすべてのための単一の変換行列を決定し、全体としてこのステップにおいて画像を処理することが可能である。

0117

共通座標系のために原点および2つのデカルト軸を定義することができ、一致する特異点は、それぞれの基準フレーム内で可能な限り近い同じ座標を有する。一例として、共通座標系は、共通座標系を決定するために使用される一致する点の間の2乗平均残余距離(drms)を最小化する座標系であり得る。一連のn個の値を参照する2乗平均という用語は、ここでは、2乗され加算された値の総数(n)によって除算された一致する点の間の残余距離(d1,d2,...,dn)の2乗の和の平方根




としてのその従来の意味で使用される。

0118

一致する点の間の最小2乗平均残余距離をもたらす変換行列は、次いで、下位領域内の一致するペアだけでなく、すべての特異点に適用されて、それらの特異点を対応する下位領域内の特異点と可能な限り近く位置合わせする。

0119

生画像データとは対照的に特異点を変換することは、より少ないデータが処理されることを意味する。しかしながら、本発明をより良く理解する目的で、参照点および検査点を共通基準フレームに導く同じ変換が、図9Bに示されるように、参照画像および検査画像を位置合わせに導くために使用されることを指摘することは有用であり、変換は、画像を位置合わせするために、図9Aに示される検査画像内の個々のピクセルの座標に適用されている。

0120

言い換えれば、図9Aは、画像が位置合わせされていないときの2つの画像の重ね合わせを示し、図9Bは、共通座標系を定義し、たとえば、検査画像を回転および並進することによって共通座標系に検査画像および参照画像を変換することを介して、位置合わせされた後の2つの画像の重ね合わせを示す。

0121

共通座標系に特異点を参照させた後、2つのリスト内の特異点は、次いで、2つの画像間の対応度、したがって画像内に表される2つの物体の対応度を確立するために使用される。したがって、2つの物体が同じであるかどうかを判定することができ、すなわち検査されている物体の真偽を判定することができる。

0122

2つのリスト内の特異点の対の間の対応度を決定するために、スコアまたは関数またはメリット関数が定義される。製品が本物であることをスコアまたは関数もしくはメリット関数の出力が示すかどうかを判定するための境界を設定する既定のしきい値が決定される。しきい値は、製品間、たとえば異なるモデルの腕時計間で異なる場合がある。しきい値は、特定の製品の本物の製品および偽物の製品に対してテストを実行することによって確立される場合がある。

0123

関数は、一例では、共通座標系における2つのリスト内の一致するペアの間の2乗平均残余距離である。別の例では、関数は、所与の距離よりも近い、たとえば1ピクセルよりも近い、または2ピクセルよりも近いなどの一致するペアのみが考えられるという制約に従う、2つのリスト内の一致するペアの間の2乗平均残余距離である。

0124

別の例では、関数は、参照リスト内の各点と、空間内でその点に最も近い検査リスト内の点、言い換えれば最も近い隣接点との間の2乗平均残余距離である。さらに別の例では、関数は、所与の距離よりも近い、たとえば1ピクセルよりも近い、または2ピクセルよりも近い点の対のみが考えられるという制約に従う、参照リスト内の各点と、空間内でその点に最も近い検査リスト内の点、言い換えれば最も近い隣接点との間の2乗平均残余距離である。

0125

さらに別の例では、関数は、記述子が規定されたしきい値よりも大きい類似度を有する点の対のみが考えられるという制約に従う、参照リスト内の各点と、空間内でその点に最も近い検査リスト内の点、言い換えれば最も近い隣接点との間の2乗平均残余距離である。

0126

さらに別の例では、関数は、2つのリストのうちの1つの中の点の総数に対する一致する点の割合、たとえば、参照リスト内の1000点のうちの300の一致する点(30%)として定義される。点のうちの30%以上が一致する場合、製品は本物であると見なすことができる。

0127

検査リスト内の各特異点または参照リスト内の各特異点のまわりの領域は、2つのリストからの特異点が共通座標系に対して位置合わせされた後、特異点の他のリストからの近傍に別の特異点が存在するか否かを判定するために、検査される場合がある。これは、特異点が他のリスト内の点と一致すると以前見なされたか否かにかかわらず、検査リスト内または参照リスト内の特異点ごとに実行される場合がある。たとえば、検査リスト内または参照リスト内の特異点ごとに、特異点に中心がある特定の半径、たとえば1ピクセルまたは25μmの円領域は、この円領域内に他のリストからの特異点が存在するかどうかを判定するために、検査される場合がある。

0128

図10は、検査画像のサンプルの特異点を示し、特異点の中心は十字でマークされ、特異点は参照番号T1〜T7によって示される。図10は、参照画像のサンプルの特異点も示し、特異点の中心は十字でマークされ、特異点は参照番号R1〜R6によって示される。検査画像および参照画像の特異点は、共通座標系においてすでに位置合わせされている。検査画像内の特異点T1〜T7ごとに、各点のまわりの半径(r)は、その半径内の参照画像からの特異点が存在するか否かを判定するために考えられる。点T1の場合、半径(r)内に特異点R1が存在する。点T2の場合、半径(r)内に参照画像からの特異点は存在しない。点T3の場合、半径(r)内に複数の特異点R5およびR6が存在する。検査画像の特異点T1〜T7の各々のまわりの半径(r)を考慮すると、点の半径(r)内に1つまたは複数の特異点を有する検査画像の特異点の総数が決定される。この計算は、下位領域の各々について個別に実行することができる。次いで、比較された画像、もしくは比較された画像の関心領域について、半径(r)内に1つまたは複数の特異点を有する検査画像の特異点の総数の、(a)検査画像の特異点の総数対する比率、または(b)参照画像の特異点の総数に対する比率を決定するために、結果を組み合わせることができる。比率(a)または(b)は、特異点の2つのリストのうちのどちらでも短い方に基づいて選択することができる。この比率は、2つの製品が同じであるか否かを判定するために使用される。2つの製品が同じである場合、比率は高くなる。2つの製品が同じではない場合、比率は低くなる。製品の真偽を判定するための比率の正確なしきい値は、比較されている製品の正確な性質に応じて異なる。

0129

腕時計の検査画像を同じ個々の腕時計の参照画像と比較する1つの特定のモデルの場合、比率のしきい値は約20%であることが見出されている。別のモデルの場合、比率のしきい値は40%であることが見出されている。さらに別の個々の腕時計の場合、しきい値は50%である。同じモデルの2つの異なる本物の腕時計が比較されると、比率または割合は、しきい値よりもかなり低く、たとえば5%と10%との間である。同じ対象とするモデルの偽造腕時計と本物の腕時計の場合、比率は1〜2%にすぎない場合がある。製品の真偽を判定するためのしきい値は、製品間で異なる。しきい値は、製品の撮像された詳細の複雑さに依存する。製品ごとのしきい値は、特定のモデルについて較正および決定される必要がある。

0130

図11A図11Dは、特異点、ならびに、参照画像用および特異点が共通座標系に参照された後に参照画像と比較されるべき検査画像用の2ピクセルよりも近い特異点を示す。図11Aは参照画像用に特定された特異点を示し、図11Bは検査画像用に特定された特異点を示す。図11Cは、共通座標系において検査画像の特異点に対して2ピクセルよりも近い参照画像の特異点を示す。図11Cおよび図11Dでは、それらの記述子にかかわらず、2ピクセルよりも近いすべての点が保持される。図11Dは、共通座標系において参照画像の特異点に対して2ピクセルよりも近い検査画像の特異点を示す。図12A図12Dは、比較プロセスを示すために、それぞれ図11A図11Dに示される画像の一部のズームインされたバージョンを示す。

0131

上述された例は網羅的であるように意図されておらず、上述された基準のうちの2つ以上を組み合わせる関数を含む、他の関数を使用できることが明らかである。

0132

関数に基づいて、回答はコンピュータによって出力され、2つの画像間の対応度、すなわち画像内に表される2つの物体の対応度に関してユーザに伝達される。この回答は、関数自体の出力であり得るか、または、関数が規定値を上回る/下回るかについての単なるイエス/ノーであり得るか、または、たとえば比率および一致する点の間のrms距離を伝達するより複雑な回答である可能性がある。

0133

回答は、撮像装置2に局所的に計算され、中央サーバであり得る検証局に送られる場合がある。回答は、リモートサーバで計算され、撮像装置2にいるユーザに伝達される場合がある。

0134

後で検査画像が比較され得る新しい参照画像として、本物の製品の画像を取り込むことは、必要または望ましい場合がある。たとえば、製品が修理された場合、製品の詳細はわずかに変化する場合がある。修理後、撮像装置2を使用して製品を撮像することができ、画像データは後日製品を認証するための参照として記憶される。後日データに対して分析を実行することができるように、生画像データを記憶することが特に有用である。

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