JPH06301768A - Fingerprint collation device - Google Patents

Fingerprint collation device

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Publication number
JPH06301768A
JPH06301768A JP5086477A JP8647793A JPH06301768A JP H06301768 A JPH06301768 A JP H06301768A JP 5086477 A JP5086477 A JP 5086477A JP 8647793 A JP8647793 A JP 8647793A JP H06301768 A JPH06301768 A JP H06301768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fingerprint
image
window
singular point
input
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5086477A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Iwata
敏 岩田
Taku Niizaki
卓 新崎
Ken Yokoyama
乾 横山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP5086477A priority Critical patent/JPH06301768A/en
Publication of JPH06301768A publication Critical patent/JPH06301768A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365Matching; Classification

Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of positioning at the time of collating fingerprints and to improve fingerprint collation performance. CONSTITUTION:The fingerprint image of the inputted fingerprint is detected by a fingerprint input means. A pattern direction extraction means 11 extracts the directions of rising line patterns in the respective parts of the input fingerprint image, a specific point extraction means 12 extracts a specific point provided with the overall features of the rising line patterns of the input fingerprint image based on the directions of the rising line patterns in the respective parts of the input fingerprint image and a window image for positioning deciding means 13 decides a window image for positioning including the specific point. Then, by using the window image for the positioning including the specific point, the window image of the registered fingerprint and the inputted fingerprint image are positioned by a fingerprint collation means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は指紋照合装置に係り、特
に、各種のアクセス管理に用いられる指紋照合装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint collation device, and more particularly to a fingerprint collation device used for various access controls.

【0002】ドアの開閉からワークステーションのエン
トリまで、様々な分野において、アクセスにおけるセキ
ュリティ管理が必要である。施錠や、コンピュータシス
テムの暗証は、セキュリティ管理のための重要なトゥー
ルである。しかし、これらは、コピー、盗難や忘却によ
り、簡単にセキュリティを破られる可能性がある。
Access control is required in various fields from opening and closing of a door to entry of a workstation. Locking and personal identification of computer systems are important tools for security management. However, they can easily be compromised by copying, theft or forgetting.

【0003】そこで、人体の一部を用いた個人識別技術
を用いる方法が重要な代替え手段となる。指紋照合技術
はこの個人識別技術の一例である。
Therefore, a method using a personal identification technique using a part of the human body is an important alternative. Fingerprint matching technology is an example of this personal identification technology.

【0004】この指紋照合技術を用いる指紋照合装置で
は、一層の照合性能の向上が必要とされている。
In the fingerprint collation device using this fingerprint collation technology, further improvement in collation performance is required.

【0005】[0005]

【従来の技術】指紋照合装置では、入力装置により指紋
を画像データに変換して、この指紋画像データを登録し
ておく。指紋の照合時には、登録されている指紋画像デ
ータと入力された指紋画像データとを照合する。
2. Description of the Related Art In a fingerprint collation device, a fingerprint is converted into image data by an input device and the fingerprint image data is registered. At the time of collating the fingerprint, the registered fingerprint image data is collated with the input fingerprint image data.

【0006】指紋照合装置では、指紋の照合時に、分岐
点、端点等の指紋の特徴点の分布及び形状の一致を調べ
ることにより指紋の照合を行う。従来の指紋照合装置で
は、例えば、図11、図12に示すムービィングウィン
ド法により、指紋の登録、照合を行っている。
The fingerprint collation device collates the fingerprint by examining the distribution and shape matching of fingerprint feature points such as branch points and end points when collating the fingerprint. In the conventional fingerprint collation device, for example, the fingerprint is registered and collated by the moving window method shown in FIGS.

【0007】図11は、従来のムービィングウィンド法
における指紋登録手順を示すフローチャートであり、図
12は、従来のムービィングウィンド法における指紋照
合手順を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flow chart showing a fingerprint registration procedure in the conventional moving window method, and FIG. 12 is a flow chart showing a fingerprint verification procedure in the conventional moving window method.

【0008】指紋の登録に際しては、入力装置により、
指紋画像を検知し(ステップ201)、検知した指紋画
像を2値化し(ステップ202)、この2値化した指紋
画像を細線化処理する(ステップ203)。
When registering a fingerprint, an input device is used to
The fingerprint image is detected (step 201), the detected fingerprint image is binarized (step 202), and the binarized fingerprint image is thinned (step 203).

【0009】この細線化処理した指紋画像から、特徴点
(分岐点又は端点)を抽出する(ステップ204)。こ
の抽出した特徴点を含む指紋画像を、所定の大きさの窓
により、窓画像として複数切り出す(ステップ20
5)。
From the fingerprint image subjected to the thinning process, feature points (branch points or end points) are extracted (step 204). A plurality of fingerprint images including the extracted feature points are cut out as window images with a window having a predetermined size (step 20).
5).

【0010】図13は、特徴点の抽出と窓の説明図を示
す。図13(A)に示すように、指紋画像81中の特徴
点を抽出して、特徴点を含む方形の窓を、複数設定して
いる。図13(B),(C)は、窓により切り出された
特徴点を含む窓画像の例を示す。図13(B)は、分岐
点を含む窓画像の例であり、図13(C)は、端点を含
む窓画像の例である。
FIG. 13 is an explanatory view of feature point extraction and windows. As shown in FIG. 13A, the feature points in the fingerprint image 81 are extracted, and a plurality of rectangular windows including the feature points are set. 13B and 13C show an example of a window image including the feature points cut out by the window. 13B is an example of a window image including branch points, and FIG. 13C is an example of a window image including end points.

【0011】上記のように、特徴点を含む複数の窓画像
を切り出した後、個々の窓の位置関係を保存したまま、
窓画像を指紋辞書に登録する(ステップ206)。
As described above, after cutting out a plurality of window images including feature points, the positional relationship of each window is kept,
The window image is registered in the fingerprint dictionary (step 206).

【0012】図12に示すように、指紋の照合時は、先
ず、入力装置により、指紋画像を検知し(ステップ21
1)、検知した指紋画像を2値化する(ステップ21
2)。
As shown in FIG. 12, when collating fingerprints, first, a fingerprint image is detected by the input device (step 21).
1) The detected fingerprint image is binarized (step 21)
2).

【0013】この2値化した指紋画像に対して、登録し
てある窓画像を用いて、照合を行う。図14は、指紋辞
書の窓画像と位置合わせ用窓によるパターンマッチング
の説明図を示す。
The binarized fingerprint image is collated using the registered window image. FIG. 14 is an explanatory diagram of pattern matching using the window image of the fingerprint dictionary and the alignment window.

【0014】図14(A)に示すように、指紋辞書で
は、各ID番号に対応して、複数の窓画像が登録されて
いる。各ID番号に対応して登録されている複数の窓画
像の内の一つが、位置合わせ用窓として設定されてお
り、他の複数の窓画像が照合用窓として設定されてい
る。位置合わせ用窓は、登録されている窓画像と、入力
された指紋画像の2次元の位置を合わせるために使用す
る。指紋辞書の各窓は、窓画像と窓の2次元の位置(X
i,Yi)が登録されている。
As shown in FIG. 14A, in the fingerprint dictionary, a plurality of window images are registered corresponding to each ID number. One of the plurality of window images registered corresponding to each ID number is set as a positioning window, and the other plurality of window images are set as matching windows. The positioning window is used to match the registered window image with the two-dimensional position of the input fingerprint image. Each window of the fingerprint dictionary has a window image and a two-dimensional position (X
i, Yi) is registered.

【0015】指紋の照合を行うためには、先ず、位置合
わせ用窓を、入力指紋画像82上で走査して位置合わせ
を行う。この際、図14(B)に示すように、位置合わ
せ用窓の走査を、登録時の位置(X1,Y1)から開始
して、渦巻き状の走査軌跡で、窓画像と一致する点を探
索し、見つかった点を仮位置合わせ点とする。(ステッ
プ213)。
In order to verify the fingerprint, first, the registration window is scanned on the input fingerprint image 82 to perform the registration. At this time, as shown in FIG. 14 (B), the scanning of the alignment window is started from the position (X1, Y1) at the time of registration, and a point that coincides with the window image is searched for in a spiral scanning locus. Then, the found point is used as a temporary alignment point. (Step 213).

【0016】この仮位置合わせ点の探索で、探索可能な
画像の範囲に仮位置合わせ点が見つかったかどうかを判
断する(ステップ214)。ステップ214で、仮位置
合わせ点が見つからなかった場合は、登録されている本
人の指紋と異なる人間の指紋であると判断して、本人以
外のときの処理を行い(ステップ215)、照合の処理
を終える。
In the search for the temporary registration point, it is judged whether or not the temporary registration point is found in the range of the searchable image (step 214). If no provisional alignment point is found in step 214, it is determined that the fingerprint is a human fingerprint different from the registered fingerprint of the person, and processing is performed when the person is not the person (step 215), and collation processing is performed. To finish.

【0017】ステップ214で、仮位置合わせ点が見つ
かった場合は、上記仮位置合わせ点において、複数の照
合用窓による照合の処理を行う。
If a temporary alignment point is found in step 214, the matching process is performed at the temporary alignment point using a plurality of matching windows.

【0018】照合用窓によるパターンマッチングでは、
上記仮位置合わせ点の位置と位置合わせ用窓の登録時の
位置とのずれ量を把握して、照合用窓をこのずれ量だけ
ずらした位置で、入力指紋画像と照合する。
In pattern matching using the matching window,
By grasping the amount of deviation between the position of the temporary alignment point and the position at the time of registration of the alignment window, the input fingerprint image is collated at the position where the collation window is displaced by this displacement amount.

【0019】なお、この照合用窓による照合の際には、
人間の皮膚の柔らかさ等による指紋の歪みに対応させる
ために、照合用窓を若干量だけ2次元的に走査して、画
像の一致する位置を探して、パターンマッチングを行う
(ステップ216)。
When collating with this collating window,
In order to deal with the distortion of the fingerprint due to the softness of human skin, the matching window is two-dimensionally scanned by a slight amount, the matching position of the image is searched, and the pattern matching is performed (step 216).

【0020】上記照合用窓のパターンマッチングで画像
が一致したかどうかを判断する(ステップ217)。
It is judged whether or not the images match by the pattern matching of the matching window (step 217).

【0021】ステップ217で、画像が一致しなかった
場合は、全部の照合用窓について照合が終わったかどう
かを判断する(ステップ221)。ステップ221で、
全部の照合用窓について照合が終わった場合は、所定の
閾値以上の窓画像が一致しなかった場合であるので、仮
位置合わせ点を動かして、再度照合を行うために、ステ
ップ213に戻る。
If the images do not match in step 217, it is determined whether matching has been completed for all matching windows (step 221). In step 221,
When the collation is completed for all the collation windows, it means that the window images equal to or larger than the predetermined threshold do not coincide with each other. Therefore, the temporary alignment point is moved, and the process returns to step 213 to perform the collation again.

【0022】ステップ221で、全部の照合用窓につい
て照合が終わっていない場合は、次に照合用窓につい
て、再度照合を行うために、ステップ216に戻る。
If it is determined in step 221 that all the matching windows have not been matched, the process returns to step 216 in order to perform matching again in the matching windows.

【0023】ステップ217で、画像が一致した場合
は、所定の閾値以上の窓画像が一致したかどうかを判断
する(ステップ218)。ステップ218で、所定の閾
値以上の窓画像が一致した場合は、登録されている本人
であると確認されて、本人確認時の処理を行い(ステッ
プ220)、照合の処理を終える。
If the images match at step 217, it is determined whether the window images having a predetermined threshold value or more match (step 218). In step 218, when the window images having a predetermined threshold value or more match, it is confirmed that the registered person is the registered person, the processing for confirming the person is performed (step 220), and the collation processing ends.

【0024】ステップ218で、所定の閾値以上の窓画
像が一致していない場合は、全部の照合用窓について照
合が終わったかどうかを判断する(ステップ219)。
ステップ219で、全部の照合用窓について照合が終わ
っていない場合は、次の照合用窓について、再度照合を
行うために、ステップ216に戻る。
In step 218, if the window images equal to or larger than the predetermined threshold do not match, it is determined whether or not the matching has been completed for all the matching windows (step 219).
If the collation is not completed for all the collation windows in step 219, the process returns to step 216 to collate the next collation window.

【0025】ステップ219で、全部の照合用窓につい
て照合が終わった場合は、所定の閾値以上の窓画像が一
致しなかった場合であるので、仮位置合わせ点を動かし
て、再度照合を行うために、ステップ213に戻る。
In step 219, when the collation is completed for all the collation windows, it means that the window images having a predetermined threshold value or more do not coincide. Therefore, the provisional alignment point is moved to perform the collation again. Then, the process returns to step 213.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】指紋の照合では、最初
に、登録されている位置合わせ用窓を用いて、登録窓画
像と入力指紋画像との位置合わせを行う必要がある。こ
の位置合わせ用窓による位置合わせの精度は、指紋照合
結果に対して大きな影響を及ぼす。
In the fingerprint collation, first, it is necessary to align the registration window image with the input fingerprint image using the registered registration window. The accuracy of the alignment performed by the alignment window has a great influence on the fingerprint collation result.

【0027】例えば、登録時に、位置合わせ用窓の指紋
画像が歪んでいると、照合時の位置合わせ精度が落ち、
照合性能が劣化する場合がある。また、位置合わせ用窓
に、疑似特徴点(実際には、パターンの特徴が無いの
に、指紋表面の湿潤状態、傷等により特徴と誤ってみな
される点)が採られた場合には、照合性能が劣化する。
For example, if the fingerprint image on the alignment window is distorted at the time of registration, the alignment accuracy at the time of collation will deteriorate,
The matching performance may deteriorate. In addition, if pseudo feature points (actually, there are no pattern features, but they are erroneously regarded as features due to the wet state of the fingerprint surface, scratches, etc.) are collated, Performance deteriorates.

【0028】従来の指紋照合装置では、特徴点を含む窓
画像の中から、適当に一つを選んで位置合わせ用窓画像
としている。このため、選んだ位置合わせ用窓画像が、
指紋の歪みの影響を受けにくい、照合用として適切な特
徴点を含む保証がない。また、疑似特徴点を位置合わせ
用窓に選択してしまうこともある。
In the conventional fingerprint collating apparatus, one is appropriately selected from the window images including the feature points and used as the alignment window image. Therefore, the selected alignment window image is
There is no guarantee that characteristic points that are suitable for matching and that are not easily affected by fingerprint distortion are included. In addition, the pseudo feature point may be selected as the alignment window.

【0029】このため、従来の指紋照合装置では、照合
に時間がかかったり、照合に誤りが生じることがあると
いう問題がある。
For this reason, the conventional fingerprint collation device has a problem that it may take a long time to collate or an error may occur in collation.

【0030】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、位置合わせの精度を向上させて、指紋照合の性能を
向上させることができる指紋照合装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fingerprint collation device capable of improving the accuracy of alignment and improving the performance of fingerprint collation.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図を示す。請求項1の発明は、入力された指紋の指紋画
像を検出する指紋入力手段と、指紋登録時に入力指紋画
像から切り出した位置合わせ用窓画像及び照合用窓画像
を登録する指紋登録手段と、指紋照合時に上記位置合わ
せ用窓画像を用いて入力指紋画像と登録された窓画像の
位置合わせをした後上記照合用窓画像と入力された指紋
画像を比較して指紋の照合を行う指紋照合手段とを有す
る指紋照合装置において、入力指紋画像の各部における
隆線パターンの方向を抽出するパターン方向抽出手段1
1と、上記入力指紋画像の各部における隆線パターンの
方向を基にして、入力指紋画像の隆線パターンの全体的
特徴を持つ特異点を抽出する特異点抽出手段12と、上
記特異点を含む位置合わせ用窓画像を決定する位置合わ
せ用窓画像決定手段13とを有し、指紋登録時に、上記
特異点を含む位置合わせ用窓画像を決定して、上記位置
合わせ用窓画像を登録し、指紋照合時には、入力指紋画
像と上記位置合わせ用窓画像とを比較することで位置合
わせを行う構成とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. The invention according to claim 1 is a fingerprint input means for detecting a fingerprint image of an input fingerprint, a fingerprint registration means for registering a registration window image and a matching window image cut out from the input fingerprint image at the time of fingerprint registration, and a fingerprint. A fingerprint collation means for performing collation of fingerprints by aligning the input fingerprint image and the registered window image with each other by using the alignment window image at the time of collation, and comparing the collation window image with the input fingerprint image. In the fingerprint collation device having the above, the pattern direction extracting means 1 for extracting the direction of the ridge pattern in each part of the input fingerprint image.
1, singular point extraction means 12 for extracting singular points having the overall characteristics of the ridge pattern of the input fingerprint image based on the direction of the ridge pattern in each part of the input fingerprint image, and the singular point A registration window image determining means 13 for determining a registration window image, and at the time of fingerprint registration, a registration window image including the singular point is determined and the registration window image is registered, At the time of fingerprint collation, the input fingerprint image and the above alignment window image are compared to perform alignment.

【0032】請求項2の発明では、指紋登録時に、前記
特異点を含む位置合わせ用窓画像を決定して、前記位置
合わせ用窓画像を登録し、指紋照合時には、入力された
指紋画像について上記特異点を含む位置合わせ用窓画像
を決定し、上記登録されている位置合わせ用窓画像の特
異点の位置と、上記入力指紋画像の位置合わせ用窓画像
の特異点の位置とを一致させて位置合わせを行う。
According to the second aspect of the present invention, the registration window image including the singular point is determined when the fingerprint is registered, and the registration window image is registered. A positioning window image including a singular point is determined, and the position of the singular point of the registered positioning window image and the position of the singular point of the registration window image of the input fingerprint image are matched. Align.

【0033】請求項3の発明では、前記パターン方向抽
出手段11は、入力指紋画像を正方形の複数の窓画像に
分割して、各窓画像内の隆線パターン方向を離散化した
方向コードとして求め、前記特異点抽出手段12は、上
記各窓画像の方向コードを基にして特異点を抽出する。
In the third aspect of the invention, the pattern direction extracting means 11 divides the input fingerprint image into a plurality of square window images, and obtains the ridge pattern direction in each window image as a discretized direction code. The singular point extracting means 12 extracts singular points based on the direction code of each window image.

【0034】請求項6の発明では、前記特異点抽出手段
12は、前記各窓画像の隆線パターンの方向コードを入
力される入力層と、特異点に対応する位置で出力レベル
が大きく変化する出力層とを備え、1種類以上の指紋パ
ターンについて、上記各窓画像の方向コードと特異点の
位置との関係を示すデータを教示されて学習したニュー
ラルネットワークを用いて、特異点を抽出する。
In the invention of claim 6, the singular point extraction means 12 has a large change in output level at the position corresponding to the singular point and the input layer to which the direction code of the ridge pattern of each window image is inputted. A singular point is extracted from one or more types of fingerprint patterns by using a neural network that is taught and learned from data indicating the relationship between the direction code of each window image and the position of the singular point.

【0035】[0035]

【作用】請求項1の発明では、指紋画像の特異点を抽出
して、指紋画像の特異点を含む位置合わせ用窓画像を用
いて、登録されている指紋の窓画像と入力された指紋画
像の位置合わせを行う。このため、位置合わせの精度を
向上させ、照合性能を向上させることを可能とする。
According to the invention of claim 1, the singular points of the fingerprint image are extracted, and the window image of the registered fingerprint and the input fingerprint image are used by using the alignment window image including the singular points of the fingerprint image. Align the. Therefore, it is possible to improve the accuracy of alignment and improve the collation performance.

【0036】請求項2の発明では、前記登録されている
位置合わせ用窓画像の特異点の位置と、照合時に入力指
紋画像から決定した位置合わせ用窓画像の特異点の位置
とを一致させて位置合わせを行う。このため、位置合わ
せの精度を向上させ、かつ、位置合わせ時間を短縮する
ことを可能とする。
According to the second aspect of the present invention, the position of the singular point of the registered registration window image and the position of the singular point of the registration window image determined from the input fingerprint image at the time of matching are matched. Align. Therefore, it is possible to improve the accuracy of alignment and shorten the alignment time.

【0037】請求項3の発明では、入力指紋画像を複数
の窓画像で分割して、各窓画像における隆線パターンの
方向から、特異点を抽出する。このため、精度良く、特
異点を抽出することを可能とする。
In the third aspect of the present invention, the input fingerprint image is divided into a plurality of window images, and the singular points are extracted from the direction of the ridge pattern in each window image. Therefore, it is possible to accurately extract the singular point.

【0038】請求項6の発明では、1種類以上の指紋パ
ターンについての各窓画像の方向コードと特異点の位置
との関係を示すデータを教示されて学習したニューラル
ネットワークを用いて、特異点を抽出する。このため、
各種の指紋パターンについて、特異点を精度良く、か
つ、短時間で、抽出することを可能とする。
According to the sixth aspect of the present invention, the singular points are identified by using the neural network learned by being taught the data showing the relationship between the direction code of each window image and the position of the singular point for one or more fingerprint patterns. Extract. For this reason,
It is possible to extract singular points from various fingerprint patterns with high accuracy and in a short time.

【0039】[0039]

【実施例】図2は本発明の一実施例の指紋照合装置の構
成図を示す。指紋を入力する入力装置は、指紋センサ2
1と指紋画像をディジタルデータに変換するA/Dコン
バータ22からなる。また、指紋照合装置の操作指示等
を入力するテンキー23を備えている。
FIG. 2 is a block diagram of a fingerprint collation device according to an embodiment of the present invention. The input device for inputting a fingerprint is the fingerprint sensor 2
1 and an A / D converter 22 for converting a fingerprint image into digital data. Further, a ten-key pad 23 for inputting an operation instruction of the fingerprint collation device is provided.

【0040】指紋の登録,照合を行う、登録/照合部2
4は、指紋登録処理、指紋照合処理等の照合装置全体の
制御を行うCPU(中央処理装置)26、入力装置によ
り入力された指紋画像を格納するフレームメモリ27、
入力指紋画像を2値化する2値化回路28、2値化回路
により2値化された2値画像を格納する2値メモリ29
を備えている。また、指紋照合時に、登録指紋画像と入
力指紋画像とを比較する比較回路31、照合時に入力指
紋画像を格納しておく照合用バッファ30を備えてい
る。
Registration / verification unit 2 for registering and collating fingerprints
Reference numeral 4 denotes a CPU (central processing unit) 26 that controls the entire matching device such as fingerprint registration processing and fingerprint matching processing, a frame memory 27 that stores a fingerprint image input by an input device,
A binarization circuit 28 for binarizing the input fingerprint image, and a binary memory 29 for storing the binary image binarized by the binarization circuit.
Is equipped with. Further, a comparison circuit 31 for comparing the registered fingerprint image with the input fingerprint image at the time of fingerprint matching, and a matching buffer 30 for storing the input fingerprint image at matching are provided.

【0041】また、テンキー23は、インタフェース回
路25を介して、登録/照合部24のバス33に接続さ
れている。また、照合結果に応じた制御信号が、インタ
フェース回路32を介して出力される。例えば、この指
紋照合装置によりドア開閉のセキュリティ管理をする場
合、この制御信号により、ドアロックの制御が行われ
る。
The numeric keypad 23 is connected to the bus 33 of the registration / collation unit 24 via the interface circuit 25. Further, a control signal according to the collation result is output via the interface circuit 32. For example, when the security of opening and closing the door is managed by this fingerprint collating device, the door lock is controlled by this control signal.

【0042】図3は指紋センサ21の一例の説明図を示
す。指紋センサ21では、回路基板42上に、光源のL
ED43、指紋に対応した光を検出するCCD44が搭
載されている。また、指41を押し当てる透明な平面ガ
ラス板45、平面ガラス板45の一端に備えられたミラ
ー46、ミラー46で反射された光を集光するレンズ4
7、レンズ47からの光をCCD44に反射するミラー
48を備えている。
FIG. 3 shows an explanatory view of an example of the fingerprint sensor 21. In the fingerprint sensor 21, the light source L
An ED 43 and a CCD 44 that detects light corresponding to a fingerprint are mounted. Further, a transparent flat glass plate 45 against which the finger 41 is pressed, a mirror 46 provided at one end of the flat glass plate 45, and a lens 4 for condensing light reflected by the mirror 46.
7. A mirror 48 for reflecting the light from the lens 47 to the CCD 44 is provided.

【0043】指41を平面ガラス45に押し当てると、
凸部は接触するが、凹部は接触しない。平面ガラス45
を通して指41を押し当てた平面に光をLED43から
照射すると、光は指41の表面及び内部で反射、散乱さ
れる。指41の凹部からの散乱光は、一度空気中を通り
平面ガラス板45に入射するため、平面ガラス板45中
を全反射して伝播する成分を持たない。
When the finger 41 is pressed against the flat glass 45,
The convex portions make contact, but the concave portions do not. Flat glass 45
When light is emitted from the LED 43 to the plane on which the finger 41 is pressed through, the light is reflected and scattered on the surface and inside of the finger 41. The scattered light from the concave portion of the finger 41 once passes through the air and is incident on the flat glass plate 45, and therefore has no component that is totally reflected and propagates in the flat glass plate 45.

【0044】一方、指41の凸部からの反射光及び散乱
光は、指41から直接平面ガラス板45中に、球面波と
して入射し、その一部は平面ガラス板45中での全反射
条件を満足し、平面ガラス板45中で全反射する。この
全反射した光は、ミラー46で反射されて、レンズ4
7、ミラー48を介して、CCD44に入射する。
On the other hand, the reflected light and scattered light from the convex portion of the finger 41 are directly incident from the finger 41 into the flat glass plate 45 as spherical waves, and a part of them is totally reflected in the flat glass plate 45. And the total reflection is performed in the flat glass plate 45. This totally reflected light is reflected by the mirror 46 and the lens 4
7, incident on the CCD 44 via the mirror 48.

【0045】上記のようにして、指41の隆線パターン
の画像信号をCCD44で得ることができる。
As described above, the CCD 44 can obtain an image signal of the ridge pattern of the finger 41.

【0046】次に、本実施例における、指紋の登録と照
合について説明する。図4は本発明の一実施例における
指紋登録手順を示すフローチャートである。また、図5
は本発明の一実施例における指紋照合手順を示すフロー
チャートである。また、図6は本発明の一実施例におけ
る位置合わせ用窓決定の手順を示すフローチャートであ
る。図6に示す位置合わせ用窓決定の処理は、図4の登
録時のステップ104、及び図5の照合時のステップ1
13で行われる。
Next, registration and verification of fingerprints in this embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a fingerprint registration procedure according to the embodiment of the present invention. Also, FIG.
3 is a flowchart showing a fingerprint matching procedure in an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flow chart showing the procedure for determining the positioning window in the embodiment of the present invention. The process of determining the positioning window shown in FIG. 6 is performed by step 104 at the time of registration in FIG. 4 and step 1 at the time of matching in FIG.
It takes place at 13.

【0047】本実施例では、図6に示す位置合わせ用窓
決定の処理に大きな特徴がある。以下に、本実施例での
位置合わせ用窓決定の処理について説明する。
The present embodiment is characterized by the processing for determining the positioning window shown in FIG. The process of determining the alignment window in this embodiment will be described below.

【0048】図7は指紋パターンのモデルの説明図を示
す。指紋パターンには、各種のパターンが有り、図7
は、この指紋パターンの代表的な例を示す。図7
(A),(C)は、渦状指紋のパターンで、図7
(B),(D)は、流れ指紋のパターンである。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a fingerprint pattern model. There are various patterns in the fingerprint pattern.
Shows a typical example of this fingerprint pattern. Figure 7
7A and 7C are spiral fingerprint patterns, which are shown in FIG.
(B) and (D) are flow fingerprint patterns.

【0049】指紋パターン内には、必ず1か所以上の特
異点が存在する。特異点とは、渦状指紋では、閉曲線パ
ターン内で他のパターンが存在しない部分や、流れ指紋
のうち、他の隆線パターンを挟むことのないパターンの
折り返し点を指す。図7では、夫々のパターンで、特異
点P1 〜P5 を示している。図7(C)渦状指紋のパタ
ーンでは、2つの特異点P3 ,P4 が存在する。
There is always one or more singular points in the fingerprint pattern. The singular point refers to a portion where no other pattern exists in the closed curve pattern in the spiral fingerprint or a turning point of a pattern of the flow fingerprint that does not sandwich another ridge pattern. In FIG. 7, singular points P 1 to P 5 are shown in each pattern. In the spiral fingerprint pattern shown in FIG. 7C, there are two singular points P 3 and P 4 .

【0050】この特異点は、指紋の局部的な特徴ではな
く、指紋の全体的な特徴であり、かつ、極めてはっきり
した特徴である。このため、この特異点を含む窓画像を
位置合わせ用窓として使用することで、位置合わせの精
度を向上させて、照合性能を向上させることができる。
This singularity is not the local characteristic of the fingerprint but the general characteristic of the fingerprint and a very distinctive characteristic. Therefore, by using the window image including the singular point as the alignment window, it is possible to improve the alignment accuracy and improve the matching performance.

【0051】本実施例の指紋照合装置では、位置合わせ
用窓決定処理において、この特異点を抽出して、特異点
を含む位置合わせ用窓を決定する。
In the fingerprint collation apparatus of this embodiment, this singular point is extracted in the positioning window determination process to determine the positioning window including the singular point.

【0052】次に、特異点の検出の方法について説明す
る。上記の特異点の検出は、従来の特徴点の検出に用い
るような小窓法では不可能である。指紋の特異点は、特
異点周辺の各部分での隆線パターンの方向と密接な関係
がある。従って、特異点の周辺の各部の隆線パターンの
方向を調べることにより、特異点の位置を求めることが
できる。
Next, a method of detecting a singular point will be described. The above singular point detection is impossible with the conventional small window method used for detecting characteristic points. The singular point of the fingerprint is closely related to the direction of the ridge pattern in each part around the singular point. Therefore, the position of the singular point can be obtained by examining the direction of the ridge pattern of each part around the singular point.

【0053】図8は隆線方向と指紋の特異点の関係の説
明図を示す。ここでは、隆線パターンの曲率に注目した
場合で説明する。図8に示す指紋画像51は、流れ指紋
のパターンの例で、中心付近に特異点PC が存在する。
図8に示すように、指紋の特異点は、隆線パターンの曲
率が最大になる点である場合が多い。また、曲率が最大
でない場合にも、隆線パターンの曲率の特異な点とな
る。
FIG. 8 is an explanatory view of the relationship between the ridge direction and the singular point of the fingerprint. Here, the case where the curvature of the ridge pattern is focused will be described. The fingerprint image 51 shown in FIG. 8 is an example of a flow fingerprint pattern, and a singular point P C exists near the center.
As shown in FIG. 8, the singular point of the fingerprint is often the point where the curvature of the ridge pattern is maximized. Further, even when the curvature is not the maximum, it is a peculiar point of the curvature of the ridge pattern.

【0054】指紋の特異点の位置は、特異点周辺の隆線
パターンの曲率と密接な関係がある。また、隆線パター
ンの曲率の変化は、場所に応じてほぼ連続である。例え
ば、隆線間隔がほぼ一定であるとすると、離れた2点間
での曲率の変化は、その2点間の線上で連続的に変化す
るとみなせる。従って、特異点周辺の各部での隆線パタ
ーンの方向から特異点周辺の隆線パターンの曲率を求め
ることで、特異点の位置を求めることができる。
The position of the singular point of the fingerprint is closely related to the curvature of the ridge pattern around the singular point. Further, the change in the curvature of the ridge pattern is almost continuous depending on the place. For example, if the ridge spacing is substantially constant, it can be considered that the change in the curvature between two distant points continuously changes on the line between the two points. Therefore, the position of the singular point can be obtained by obtaining the curvature of the ridge pattern around the singular point from the direction of the ridge pattern in each part around the singular point.

【0055】本実施例では、特異点があると考えられる
付近の周辺の複数の窓画像をとり、各窓画像について、
隆線パターンの方向を調べる。この各窓画像の隆線パタ
ーンの方向から、特異点を求める。
In the present embodiment, a plurality of window images in the vicinity of a region where a singular point is considered to be present are taken, and for each window image,
Examine the direction of the ridge pattern. A singular point is obtained from the direction of the ridge pattern of each window image.

【0056】隆線パターンの方向としては、例えば、隆
線の法線や接線を用いることができる。ここでは、隆線
の法線を用いる。図8の例では、窓kの画像の法線
K 、窓Lの画像の法線VL 、窓Mの画像の法線VM
示されている。また求めるべき特異点PC を含む窓が窓
Cである。
As the direction of the ridge pattern, for example, the normal line or tangent line of the ridge can be used. Here, the normal of the ridge is used. In the example of FIG. 8, the normal V K of the window k in the image, the normal V L of the image of the window L, the normal V M of the image window M is shown. The window including the singular point P C to be obtained is the window C.

【0057】次に、図6にフローチャートに沿って、位
置合わせ用窓決定手順について説明する。なお、図6
で、パターン方向抽出手段は、ステップ131〜ステッ
プ134からなり、特異点抽出手段は、ステップ134
であり、位置合わせ用窓画像決定手段は、ステップ13
5である。
Next, the procedure for determining the positioning window will be described with reference to the flowchart in FIG. Note that FIG.
Then, the pattern direction extraction means comprises steps 131 to 134, and the singular point extraction means comprises step 134.
Then, the registration window image determination means performs step 13
It is 5.

【0058】先ず、登録する指紋画像について、位置合
わせ用窓を決定するための複数の方向窓を設定する。図
9は方向窓と方向コードの説明図を示す。図9(A)に
示すように、指紋画像61に対して、縦横複数の窓から
なる方向窓を設定する。図9の例では、縦横6×6の方
向窓を設定している。この方向窓は、隆線パターンの方
向が場所により変化する割合に対して十分小さい大きさ
とする。なお、各方向窓には、番号を1から順につけて
いる(ステップ131)。
First, for the fingerprint image to be registered, a plurality of directional windows for determining the alignment window are set. FIG. 9 shows an explanatory view of the direction window and the direction code. As shown in FIG. 9A, a direction window including a plurality of vertical and horizontal windows is set for the fingerprint image 61. In the example of FIG. 9, 6 × 6 directional windows are set. This directional window has a size sufficiently small with respect to the rate at which the direction of the ridge pattern changes depending on the location. The direction windows are sequentially numbered from 1 (step 131).

【0059】次に、各方向窓において、隆線パターンの
方向を抽出する。隆線パターンの方向としては、隆線の
法線を用いる(ステップ132)。次に、ステップ13
2で求めた各方向窓での隆線パターンの方向、即ち、法
線方向をコード化する。法線方向のコード化の方法とし
ては、各種の方法が考えられるが、ここでは、法線方向
を、角度に対応した方向コードに置き換える。図9
(B)は、この法線方向のコード化の方法を示す。図9
(B)に示すように、法線方向を、22.5度毎の、8
通りの方向コードに変換する。
Next, the direction of the ridge pattern is extracted in each direction window. The ridge normal is used as the direction of the ridge pattern (step 132). Next, step 13
The direction of the ridge pattern in each direction window obtained in 2, that is, the normal direction is encoded. Various methods are conceivable for encoding the normal direction, but here, the normal direction is replaced with a direction code corresponding to the angle. Figure 9
(B) shows a method of encoding in the normal direction. Figure 9
As shown in (B), the normal direction is set to 8
Convert to street direction code.

【0060】なお、隆線パターンの方向の抽出方法とし
ては、例えば8つの方向マスクを用いて、その相関度か
ら求めてもよい。
As a method of extracting the direction of the ridge pattern, for example, eight direction masks may be used and the degree of correlation may be obtained.

【0061】図9(A)の例では、方向窓1で、法線方
向に対応するコード6が得られ、方向窓2では、法線方
向に対応するコード7が得られている(ステップ13
3)。
In the example of FIG. 9A, the code 6 corresponding to the normal direction is obtained in the direction window 1, and the code 7 corresponding to the normal direction is obtained in the direction window 2 (step 13).
3).

【0062】次に、ステップ133で求めた各方向窓に
おける方向コードを用いて、特異点、即ち、最大曲率点
を抽出し、その位置を求める。特異点周辺の各方向窓に
おける方向コードから、特異点の位置を求める方法とし
ては、各種の方法がある。
Next, using the direction code in each direction window obtained in step 133, a singular point, that is, the maximum curvature point is extracted and the position thereof is obtained. There are various methods for obtaining the position of the singular point from the directional code in each directional window around the singular point.

【0063】例えば、特異点周辺の各部の方向コードと
特異点位置の対応関係を示すデータを、各種の指紋パタ
ーンについて、予め格納しておき、実際の指紋登録時に
は、予め格納してある方向コードと特異点位置の対応関
係のデータとを用いて、各方向窓から得られた方向コー
ドを場合分けして、特異点を求めることができる。しか
し、上記の方法では、多くの場合分けが必要で、処理時
間がかかる欠点がある。
For example, data indicating the correspondence between the direction code of each part around the singular point and the singular point position is stored in advance for various fingerprint patterns, and the directional code stored in advance at the time of actual fingerprint registration. The singular point can be obtained by classifying the direction code obtained from each directional window by using the data of the correspondence relationship between the singular point position and However, the above method has a drawback that it often requires division and takes a long processing time.

【0064】本実施例では、この特異点周辺の各方向窓
の方向コードから特異点を求めるのに、ニューラルネッ
トワークを利用する。図10は、最大曲率点抽出に用い
るニューラルネットワークの説明図を示す。本実施例の
ニューラルネットワークでは、方向コードを入力する入
力層71と特異点位置に対応する位置のビットが立つ出
力層73を設け、また、中間層72を設けている。
In this embodiment, a neural network is used to find a singular point from the direction code of each directional window around this singular point. FIG. 10 shows an explanatory diagram of a neural network used for maximum curvature point extraction. The neural network of the present embodiment is provided with an input layer 71 for inputting a direction code, an output layer 73 in which a bit at a position corresponding to a singular point position is set, and an intermediate layer 72.

【0065】図7に示したような各種の指紋パターンに
ついて、特異点周辺各部での方向コードと特異点位置の
関係を示すデータを予め求めておく。ニューラルネット
ワークの学習では、上記の方向コードと特異点位置の関
係のデータを教示して、ニューラルネットワークの重み
等を学習させる。この学習により、図10のニューラル
ネットワークは、各種の指紋パターンについて、正しく
特異点を示すことができるようになる。
For various fingerprint patterns as shown in FIG. 7, data indicating the relationship between the direction code and the position of the singular point in each part around the singular point is obtained in advance. In the learning of the neural network, the data of the relationship between the direction code and the singular point position is taught to learn the weight of the neural network. By this learning, the neural network in FIG. 10 can correctly show the singular points for various fingerprint patterns.

【0066】図10に示すように、入力層71には、各
方向窓に対応する入力ユニットが方向窓の数Nだけ備え
られている。また、出力層73には、各方向窓に対応す
る出力ユニットが方向窓の数Nだけ備えられている。
As shown in FIG. 10, the input layer 71 is provided with input units corresponding to the respective directional windows by the number N of directional windows. Further, the output layer 73 is provided with the output units corresponding to the respective direction windows by the number N of the direction windows.

【0067】ステップ133で得られた各方向窓での方
向コードを、ニューラルネットワークの入力層71に入
力する。これにより、ニューラルネットワークの出力層
73では、最大曲率点に対応する出力ユニットでビット
1が立つ。このようにして、各窓の方向コードから、最
大曲率点、即ち、特異点が抽出できる。ニューラルネッ
トワークを用いているため、この特異点の抽出処理は、
単なる場合分けによる方法に比べて、高速で実行するこ
とができる。
The direction code in each direction window obtained in step 133 is input to the input layer 71 of the neural network. As a result, in the output layer 73 of the neural network, bit 1 is set in the output unit corresponding to the maximum curvature point. In this way, the maximum curvature point, that is, the singular point can be extracted from the direction code of each window. Since a neural network is used, this singular point extraction processing is
It can be executed at a higher speed than the method based on simple case classification.

【0068】次に、ステップ134で求めた最大曲率
点、即ち、特異点を含む、位置合わせ用窓を決定する。
位置合わせ用窓は、照合が適切に行える大きさとする。
なお、位置合わせ用窓は、方向窓を適切な大きさに設定
してあれば、ステップ134で抽出された特異点を含む
方向窓をそのまま使ってもよい(ステップ135)。
Next, the positioning window including the maximum curvature point obtained in step 134, that is, the singular point is determined.
The positioning window should be of a size that allows appropriate matching.
As the positioning window, if the direction window is set to an appropriate size, the direction window including the singular point extracted in step 134 may be used as it is (step 135).

【0069】なお、出力層73では、場合によっては、
複数の方向窓にビットが立つこともありえる。この場合
は、位置合わせに、複数の窓を用いても、単一窓を用い
ても照合することが可能である。
In the output layer 73, depending on the case,
It is possible for bits to stand in multiple directional windows. In this case, the alignment can be performed using a plurality of windows or a single window.

【0070】また、出力層73の各ユニットは、2値の
信号を出力するものに限られず、多値の信号を出力する
ものとしてもよい。この場合、最も出力レベルの変動が
大きいユニットが、特異点位置に対応する。
Further, each unit of the output layer 73 is not limited to one that outputs a binary signal, but may be one that outputs a multilevel signal. In this case, the unit with the largest fluctuation in output level corresponds to the singular point position.

【0071】次に、図4に沿って、本実施例における指
紋登録手順について説明する。指紋の登録に際しては、
入力装置により、指紋画像を検知し(ステップ10
1)、検知した指紋画像を2値化し(ステップ10
2)、この2値化した指紋画像を細線化処理する(ステ
ップ103)。
Next, the fingerprint registration procedure in this embodiment will be described with reference to FIG. When registering your fingerprint,
A fingerprint image is detected by the input device (step 10
1) binarize the detected fingerprint image (step 10
2) Then, the binarized fingerprint image is thinned (step 103).

【0072】次に、この細線化処理した指紋画像に対し
て、図6で説明した、位置合わせ用窓決定処理を行う
(ステップ104)。
Next, the registration window determination process described with reference to FIG. 6 is performed on the thinned fingerprint image (step 104).

【0073】次に、細線化処理した指紋画像から、特徴
点(分岐点又は端点)を抽出する。(ステップ10
5)。この特徴点を含む指紋画像から、ステップ104
で求めた位置合わせ窓の周辺の照合用窓を複数設定する
(ステップ106)。
Next, feature points (branch points or end points) are extracted from the fingerprint image subjected to the thinning process. (Step 10
5). From the fingerprint image including this feature point, step 104
A plurality of collation windows around the alignment window obtained in step 3 are set (step 106).

【0074】上記のように、特徴点を含む複数の窓を設
定した後、個々の窓の位置関係を保存したまま、位置合
わせ窓と照合用窓の窓画像、及び窓の位置を指紋辞書に
登録する(ステップ107)。
As described above, after setting a plurality of windows including the feature points, the window images of the alignment window and the matching window and the window positions are stored in the fingerprint dictionary while the positional relationship of each window is preserved. Register (step 107).

【0075】次に、本実施例での指紋照合手順につい
て、図5にそって説明する。図5に示すように、指紋の
照合時は、先ず、入力装置により、指紋画像を検知し
(ステップ111)、検知した指紋画像を2値化する
(ステップ112)。
Next, the fingerprint collation procedure in this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, when collating fingerprints, first, a fingerprint image is detected by the input device (step 111), and the detected fingerprint image is binarized (step 112).

【0076】この2値化した指紋画像に対して、登録し
てある窓画像を用いて、照合を行う。指紋の照合を行う
ために、位置合わせ用窓により、登録指紋画像と入力さ
れた指紋画像の位置合わせを行う。
The binarized fingerprint image is collated using the registered window image. In order to collate the fingerprints, the registered fingerprint image and the input fingerprint image are aligned using the alignment window.

【0077】このため、入力された指紋画像に対して、
図6に示した登録時の位置合わせ用窓決定処理と同様の
処理を行い、入力指紋画像の位置合わせ用窓を決定す
る。この入力指紋画像の位置合わせ用窓の特異点位置
を、登録されている指紋画像の位置合わせ用窓の特異点
位置と一致させることで、位置合わせができる。特異点
は、指紋画像の全体的な特徴であるので、高い精度で位
置合わせができる。また、図12に示した従来方法と異
なり、位置合わせ窓の走査が必要ないので、位置合わせ
の時間を短縮することができる。
Therefore, for the input fingerprint image,
A process similar to the registration window determination process at registration shown in FIG. 6 is performed to determine the registration window of the input fingerprint image. Positioning can be performed by matching the singular point position of the registration window of the input fingerprint image with the singular point position of the registration window of the registered fingerprint image. Since the singular point is a general feature of the fingerprint image, the alignment can be performed with high accuracy. Further, unlike the conventional method shown in FIG. 12, since it is not necessary to scan the alignment window, the alignment time can be shortened.

【0078】なお、照合時には、入力指紋画像の位置合
わせ用窓を決定する処理を行わずに、従来方法と同様
に、登録されている位置合わせ用窓を入力指紋画像に対
して走査して位置合わせを行ってもよい。この場合で
も、位置合わせ用窓が特異点を含むため、従来方法に比
べて、高い精度で位置合わせができる。
At the time of matching, the registered registration window is scanned with respect to the input fingerprint image in the same manner as in the conventional method without performing the process of determining the registration window of the input fingerprint image. You may make a match. Even in this case, since the alignment window includes a singular point, alignment can be performed with higher accuracy than the conventional method.

【0079】本実施例では、位置合わせ精度が高いた
め、上記の位置合わせを行った後は、再度位置合わせを
行う必要がない(ステップ113)。
In this embodiment, since the alignment accuracy is high, it is not necessary to perform the alignment again after performing the above alignment (step 113).

【0080】つぎに、ステップ113で得られた位置合
わせ点において、特異点周辺の複数の照合用窓による照
合の処理を行う。
Next, at the alignment point obtained in step 113, the matching process is performed using a plurality of matching windows around the singular point.

【0081】照合用窓によるパターンマッチングでは、
上記位置合わせ点の位置と位置合わせ用窓の登録時の位
置とのずれ量を把握して、照合用窓をこのずれ量だけず
らした位置で、入力指紋画像と照合する。
In pattern matching using the matching window,
By grasping the amount of deviation between the position of the alignment point and the position of the registration window at the time of registration, the collation window is collated with the input fingerprint image at a position displaced by this displacement amount.

【0082】なお、この照合用窓による照合の際には、
人間の皮膚の柔らかさ等による指紋の歪みに対応させる
ために、照合用窓を若干量だけ2次元的に走査して、画
像の一致する位置を探して、パターンマッチングを行う
(ステップ114)。
Incidentally, at the time of collation by this collation window,
In order to deal with the distortion of the fingerprint due to the softness of human skin, the matching window is two-dimensionally scanned by a slight amount, the matching position of the image is searched, and the pattern matching is performed (step 114).

【0083】上記照合用窓のパターンマッチングで画像
が一致したかどうかを判断する(ステップ115)。
It is judged whether or not the images match by the pattern matching of the matching window (step 115).

【0084】ステップ115で、画像が一致しなかった
場合は、全部の照合用窓について照合が終わったかどう
かを判断する(ステップ120)。ステップ120で、
全部の照合用窓について照合が終わった場合は、所定の
閾値以上の窓画像が一致しなかった場合であるので、登
録されている本人以外であると判断されて、本人以外の
時の処理を行い(ステップ119)、照合の処理を終え
る。
If the images do not match in step 115, it is determined whether matching has been completed for all matching windows (step 120). In step 120,
When the collation is completed for all the collation windows, it means that the window images that are equal to or larger than the predetermined threshold value do not coincide. Then, the verification process is completed (step 119).

【0085】ステップ120で、全部の照合用窓につい
て照合が終わっていない場合は、次の照合用窓につい
て、再度照合を行うために、ステップ114に戻る。
If the collation is not completed for all the collation windows in step 120, the process returns to step 114 to collate the next collation window again.

【0086】ステップ115で、画像が一致した場合
は、所定の閾値以上の窓画像が一致したかどうかを判断
する(ステップ116)。ステップ116で、所定の閾
値以上の窓画像が一致した場合は、登録されている本人
であると確認されて、本人確認時の処理を行い(ステッ
プ118)、照合の処理を終える。
When the images match at step 115, it is determined whether window images having a predetermined threshold value or more match (step 116). In step 116, when the window images having the predetermined threshold value or more match, it is confirmed that the person is the registered person, the processing for confirming the person is performed (step 118), and the collation processing ends.

【0087】ステップ116で、所定の閾値以上の窓画
像が一致していない場合は、全部の照合用窓について照
合が終わったかどうかを判断する(ステップ117)。
ステップ117で、全部の照合用窓について照合が終わ
っていない場合は、次の照合用窓について、再度照合を
行うために、ステップ114に戻る。
If the window images of the predetermined threshold value or more do not match in step 116, it is determined whether the matching has been completed for all the matching windows (step 117).
If the matching is not completed for all the matching windows in step 117, the process returns to step 114 to perform the matching again for the next matching window.

【0088】ステップ117で、全部の照合用窓につい
て照合が終わった場合は、所定の閾値以上の窓画像が一
致しなかった場合であるので、登録されている本人以外
であると判断されて、本人以外の時の処理を行い(ステ
ップ119)、照合の処理を終える。
In step 117, when the collation is completed for all the collating windows, it means that the window images having a predetermined threshold value or more do not coincide, so it is judged that the person is not the registered person. Processing other than that of the person himself / herself is performed (step 119), and the collation processing ends.

【0089】上記のように、本実施例では、どのような
指紋パターンでも、特異点を含む位置合わせ用窓を決定
でき、この特異点を含む位置合わせ用窓を用いて、登録
されている指紋の窓画像と入力された指紋画像の位置合
わせを行う。このため、従来の指紋照合装置に比べて、
指紋照合時の位置合わせ精度を向上させて、指紋の照合
性能を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to determine the registration window including the singular point for any fingerprint pattern, and use the registration window including the singular point for the registered fingerprint. The window image and the input fingerprint image are aligned. Therefore, compared with the conventional fingerprint matching device,
It is possible to improve the alignment accuracy during fingerprint matching and improve the fingerprint matching performance.

【0090】[0090]

【発明の効果】上述の如く、請求項1の発明によれば、
指紋画像の特異点を抽出して、指紋画像の特異点を含む
位置合わせ用窓画像を用いて、登録されている指紋の窓
画像と入力された指紋画像の位置合わせを行うため、位
置合わせの精度を向上させ、照合性能を向上させること
ができる特長を有する。
As described above, according to the invention of claim 1,
The singularity of the fingerprint image is extracted, and the registration window image including the singularity of the fingerprint image is used to align the registered fingerprint window image with the input fingerprint image. It has the features of improving accuracy and collation performance.

【0091】請求項2の発明によれば、前記登録されて
いる位置合わせ用窓画像の特異点の位置と、照合時に入
力指紋画像から決定した位置合わせ用窓画像の特異点の
位置とを一致させて位置合わせを行うため、位置合わせ
の精度を向上させ、かつ、位置合わせ時間を短縮するこ
とができる。
According to the second aspect of the present invention, the position of the singular point of the registered alignment window image matches the position of the singular point of the alignment window image determined from the input fingerprint image at the time of matching. Since the alignment is performed by doing so, the alignment accuracy can be improved and the alignment time can be shortened.

【0092】請求項3の発明によれば、入力指紋画像を
複数の窓画像で分割して、各窓画像における隆線パター
ンの方向から、特異点を抽出するため、精度良く、位置
合わせ用窓画像の決定に用いる特異点を抽出することが
できる。
According to the third aspect of the invention, the input fingerprint image is divided into a plurality of window images, and the singular points are extracted from the direction of the ridge pattern in each window image. Singular points used for image determination can be extracted.

【0093】請求項6の発明によれば、1種類以上の指
紋パターンについての各窓画像の方向コードと特異点の
位置との関係を示すデータを教示されて学習したニュー
ラルネットワークを用いて特異点を抽出するため、各種
の指紋パターンについて、位置合わせ用窓画像の決定に
用いる特異点を精度良く、かつ、短時間で抽出すること
ができる。
According to the invention of claim 6, a singular point is obtained by using a neural network learned by being taught the data showing the relationship between the direction code of each window image and the position of the singular point for one or more fingerprint patterns. Therefore, it is possible to accurately extract the singular point used for determining the alignment window image for various fingerprint patterns in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の指紋照合装置の構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram of a fingerprint matching device according to an embodiment of the present invention.

【図3】指紋センサの一例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a fingerprint sensor.

【図4】本発明の一実施例における指紋登録手順を示す
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a fingerprint registration procedure according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における指紋照合手順を示す
フローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a fingerprint matching procedure according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明一実施例における位置合わせ用窓決定の
手順を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for determining an alignment window in an embodiment of the present invention.

【図7】指紋パターンのモデルの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a fingerprint pattern model.

【図8】隆線方向と指紋の特異点の関係の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a relationship between a ridge direction and a singular point of a fingerprint.

【図9】方向窓と方向コードの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a direction window and a direction code.

【図10】最大曲率点抽出に用いるニューラルネットワ
ークの説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a neural network used for maximum curvature point extraction.

【図11】従来のムービィングウィンド法における指紋
登録手順を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing a fingerprint registration procedure in a conventional moving window method.

【図12】従来のムービィングウィンド法における指紋
照合手順を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a fingerprint matching procedure in the conventional moving window method.

【図13】指紋特徴点の抽出と窓の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of extraction of fingerprint feature points and windows.

【図14】指紋辞書の窓画像と位置合わせ窓によるパタ
ーンマッチングの説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of pattern matching using a window image of a fingerprint dictionary and an alignment window.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 パターン方向抽出手段 12 特異点抽出手段 13 位置合わせ用窓画像決定手段 21 指紋センサ 22 A/Dコンバータ 23 テンキー 24 登録/照合部 25,32 インタフェース回路 26 CPU 27 フレームメモリ 28 2値化回路 29 2値メモリ 30 照合用バッファ 31 比較回路 33 バス 42 回路基板 43 LED 44 CCD 45平面ガラス板 46,48 ミラー 47 レンズ 71 入力層 72 中間層 73 出力層 11 Pattern Direction Extraction Means 12 Singularity Extraction Means 13 Positioning Window Image Determining Means 21 Fingerprint Sensor 22 A / D Converter 23 Numeric Keypad 24 Registration / Collision Section 25, 32 Interface Circuit 26 CPU 27 Frame Memory 28 Binarization Circuit 29 2 Value memory 30 Collation buffer 31 Comparison circuit 33 Bus 42 Circuit board 43 LED 44 CCD 45 Flat glass plate 46, 48 Mirror 47 Lens 71 Input layer 72 Intermediate layer 73 Output layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された指紋の指紋画像を検出する指
紋入力手段と、指紋登録時に入力指紋画像から切り出し
た位置合わせ用窓画像及び照合用窓画像を登録する指紋
登録手段と、指紋照合時に上記位置合わせ用窓画像を用
いて入力指紋画像と登録された窓画像の位置合わせをし
た後上記照合用窓画像と入力された指紋画像を比較して
指紋の照合を行う指紋照合手段とを有する指紋照合装置
において、 入力指紋画像の各部における隆線パターンの方向を抽出
するパターン方向抽出手段(11)と、 上記入力指紋画像の各部における隆線パターンの方向を
基にして、入力指紋画像の隆線パターンの全体的特徴を
持つ特異点を抽出する特異点抽出手段(12)と、 上記特異点を含む位置合わせ用窓画像を決定する位置合
わせ用窓画像決定手段(13)とを有し、 指紋登録時に、上記特異点を含む位置合わせ用窓画像を
決定して、上記位置合わせ用窓画像を登録し、指紋照合
時には、入力指紋画像と上記位置合わせ用窓画像とを比
較することで位置合わせを行うことを特徴とする指紋照
合装置。
1. A fingerprint input unit for detecting a fingerprint image of an input fingerprint, a fingerprint registration unit for registering a registration window image and a matching window image cut out from the input fingerprint image at the time of fingerprint registration, and a fingerprint matching process. And a fingerprint collating means for collating the fingerprint by comparing the input window image with the input fingerprint image after aligning the input fingerprint image with the registered window image using the alignment window image. In the fingerprint collation device, pattern direction extraction means (11) for extracting the direction of the ridge pattern in each part of the input fingerprint image, and the ridge pattern of the input fingerprint image based on the direction of the ridge pattern in each part of the input fingerprint image. Singular point extracting means (12) for extracting a singular point having the overall characteristics of the line pattern, and positioning window image determining means (1 for determining a positioning window image including the singular point. 3) and, when registering the fingerprint, determining the registration window image including the singular point and registering the registration window image, and at the time of fingerprint matching, the input fingerprint image and the registration window image. A fingerprint collation device characterized by performing position alignment by comparing with.
【請求項2】 指紋登録時に、前記特異点を含む位置合
わせ用窓画像を決定して、前記位置合わせ用窓画像を登
録し、指紋照合時には、入力された指紋画像について上
記特異点を含む位置合わせ用窓画像を決定し、上記登録
されている位置合わせ用窓画像の特異点の位置と、上記
入力指紋画像の位置合わせ用窓画像の特異点の位置とを
一致させて位置合わせを行うことを特徴とする請求項1
記載の指紋照合装置。
2. A registration window image including the singular point is determined at the time of fingerprint registration and the registration window image is registered, and at the time of fingerprint matching, a position including the singular point of the input fingerprint image is detected. A registration window image is determined, and the registration is performed by matching the position of the singular point of the registered registration window image with the position of the singular point of the registration window image of the input fingerprint image. Claim 1 characterized by the above-mentioned.
The fingerprint matching device described.
【請求項3】 前記パターン方向抽出手段(11)は、
入力指紋画像を正方形の複数の窓画像に分割して、各窓
画像内の隆線パターン方向を離散化した方向コードとし
て求め、 前記特異点抽出手段(12)は、上記各窓画像の方向コ
ードを基にして特異点を抽出することを特徴とする請求
項1又は請求項2記載の指紋照合装置。
3. The pattern direction extracting means (11) comprises:
The input fingerprint image is divided into a plurality of square window images, and the ridge pattern direction in each window image is obtained as a discretized direction code, and the singular point extraction means (12) is the direction code of each window image. The fingerprint collation device according to claim 1 or 2, wherein the singular point is extracted based on
【請求項4】 前記パターン方向抽出手段(11)は、
隆線パターンの接線方向の平均値を方向コードとして求
めることを特徴とする請求項3記載の指紋照合装置。
4. The pattern direction extraction means (11) comprises:
4. The fingerprint collation device according to claim 3, wherein an average value of the ridge pattern in the tangential direction is obtained as a direction code.
【請求項5】 前記パターン方向抽出手段(11)は、
隆線パターンの法線方向の平均値を方向コードとして求
めることを特徴とする請求項3記載の指紋照合装置。
5. The pattern direction extraction means (11) comprises:
4. The fingerprint collation apparatus according to claim 3, wherein an average value in the normal direction of the ridge pattern is obtained as a direction code.
【請求項6】 前記特異点抽出手段(12)は、前記各
窓画像の隆線パターンの方向コードを入力される入力層
と、特異点に対応する位置で出力レベルが大きく変化す
る出力層とを備え、1種類以上の指紋パターンについ
て、上記各窓画像の方向コードと特異点の位置との関係
を示すデータを教示されて学習したニューラルネットワ
ークを用いて、特異点を抽出することを特徴とする請求
項3記載の指紋照合装置。
6. The singular point extraction means (12) includes an input layer to which a direction code of a ridge pattern of each window image is input, and an output layer whose output level largely changes at a position corresponding to the singular point. And extracting a singular point for one or more fingerprint patterns by using a neural network learned by being taught the data indicating the relationship between the direction code of each window image and the position of the singular point. The fingerprint collation device according to claim 3.
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