DE102005025220A1

DE102005025220A1 - Gerät, Verfahren und Programm zum Beseitigen von Poren

Info

Publication number: DE102005025220A1
Application number: DE102005025220A
Authority: DE
Inventors: Masanori Hara
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2025-06-02
Also published as: DE102005025220B4; US20050271260A1; FR2870969B1; FR2870969A1; JP2005346222A

Abstract

Es geht um stabile Beseitigung von Poren auch in einem Graubild von geringer Qualität. Eine Bergdichte-Schwellenwert-Berechnungseinrichtung berechnet den Schwellenwert eines als Berg betrachteten Dichtewertes auf Basis einer Fingerabdruckbild-Dichte. Eine Porenextraktionseinrichtung vergleicht und bewertet Dichten einer Gruppe von in der Nähe liegenden Pixeln rings um ein Zielpixel und extrahiert Pixel innerhalb einer Gruppe von als Bergpixeln angesehenen Pixeln als eine Gruppe von Porenpixeln. Eine Porenauswahleinrichtung prüft die mittels der Porenextraktionseinrichtung extrahierten Poren und wählt nur passende Poren aus. Eine Porenbeseitigungseinrichtung führt eine Ausfüllverarbeitung an einer Gruppe von mittels der Porenauswahleinrichtung ausgewählten Porenpixeln durch, und wenn das Ergebnis als Fingerabdruck-Berg passend ist, übernimmt sie das Ergebnis.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Porenbeseitigungsgerät und dergleichen zum Beseitigen von Poren aus Fingerabdruckbildern bei einer Fingerabdruck-Vergleichstechnik.
2. Zugehörige Technik

Konventionell wird Fingerabdruck-Vergleich durchgeführt, indem unter Verwendung von Enden und Gabelungen von Fingerabdruck-Bergen Details verglichen werden (gemeinsam als Fingerabdruck-Details bezeichnet). Hat ein Fingerabdruckbild eine schlechte Bildqualität und enthält es markant Poren, wird in diesem Fall das Problem hervorgerufen, dass die Leistung der Extraktion von Details aufgrund eines Einflusses der Poren verschlechtert wird, wodurch die Vergleichsleistung ebenfalls verschlechtert wird.

Zur Lösung dieses Problems ist eine Technik zum Verhindern des Einflusses von Poren durch Erkennen der Poren unter Verwendung eines im Wege der Extraktionsverarbeitung von Details erlangten Binärbildes bekannt. Ein Binärbild ist im Allgemeinen ein durch zwei Werte dargestelltes Bild, das heißt, ein Bergteil wird durch 1 dargestellt (was schwarz bedeutet), und ein Tal oder ein Basismuster wird durch 0 dargestellt (was weiß bedeutet). Außerdem gibt es eine Technik unter Verwendung von Skelettdaten, bei der ein Binärbild weiter in feine Linien gebracht wird. Enthält bei diesen Techniken ein Binärbild Fehler, zum Beispiel wenn es ein Graubild mit geringer Qualität ist, kann das Binärbild Bergteile jedoch nicht genau darstellen, so dass die Genauigkeit der Verarbeitung zum Beseitigen von Poren gering ist.

Auf der anderen Seite gibt es eine andere Technik zum Verhindern des Einflusses von Poren durch Erkennen der Poren nicht unter Verwendung eines Binärbildes, sondern unter Verwendung eines Graubildes. Zum Beispiel offenbart die japanische Patent anmeldung mit der Offenlegungsnummer 5-205035 (Patentdokument 1) eine Technik, bei der Konturen aus einem Graubild extrahiert werden und jene, die den Bedingungen unter Schleifenkonturen genügen, als Poren betrachtet werden, und das Graubild korrigiert wird, um die Poren zu beseitigen. Außerdem offenbart die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2001-14464 (Patentdokument 2) eine Technik, bei der eine Glättungsverarbeitung mit einem langgestreckten Streifenfilter entlang einer Bergrichtung in Bezug auf ein Graubild durchgeführt wird, wodurch zusammenhängende Poren beseitigt werden.

Werden bei der Technik von Patentdokument 1 Schleifenkonturen extrahiert, werden jedoch manche Poren möglicherweise nicht als Schleifenkonturen gezeigt, wenn das Graubild geringe Qualität hat. Daher gibt es eine Begrenzung bei der Genauigkeit des Beseitigens von Poren. Zum Beispiel bei einer in 16[1] gezeigten Pore sind die Dichtewerte von Pixeln in einem Quadrat im schrägen rechten oberen Teil niedrig, so dass es schwierig war, Schleifenkonturen mit ähnlichen Dichtewerten zu extrahieren. Außerdem ist in einem grob digitalisierten Graubild von typischerweise um 500 dpi eine Pore nicht als feiner Kreis gezeigt, wodurch es schwierig war, Schleifenkonturen zu bestimmen.

Und wird bei der Technik von Patentdokument 2 der Glättungsprozess entlang der Bergrichtung durchgeführt, gab es das Problem, dass im Falle eines Graubildes mit geringer Qualität wie in 16[2] gezeigt ein enges Tal als zusammenhängende Poren wahrgenommen wird.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Porenbeseitigungsgerät und dergleichen bereitzustellen, das auch in einem Graubild mit geringer Qualität Poren stabil beseitigen kann.

Ein Porenbeseitigungsgerät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dient zum Beseitigen von Poren aus einem Fingerabdruck-Graubild beim Extrahieren von Details aus dem Fingerabdruckbild und enthält eine Bergpixel-Erkennungseinrichtung und eine Porenbeurteilungseinrichtung. Die Bergpixel-Erkennungseinrichtung erkennt das Vorhandensein eines Bergpixels in jeder radialen Richtung von einem Zielpixel als Zentrum davon auf Basis einer Dichteänderung in Bezug auf eine Gruppe von Pixeln in einer bestimmten Fläche, die das Zielpixel enthält, innerhalb des Fingerabdruck-Graubildes. Die Porenbeurteilungseinrichtung betrachtet in Übereinstimmung mit dem von der Bergpixel-Erkennungseinrichtung erkannten Ergebnis das Bergpixel, wenn es eines gibt, als peripheres Pixel, und wenn es kein Bergpixel gibt, betrachtet sie solch eine Richtung als eine durch ein Tal definierte offene Richtung, und sie beurteilt auf Basis der Gesamtzahl der offenen Richtungen, ob das Zielpixel eine Pore ist.

Im Allgemeinen ist eine Pore von Bergpixeln von hohen Dichtewerten umgeben, so dass man in einem Bild mit hoher Bildqualität eine Pore extrahieren kann, indem man nach Pixeln mit niedrigen Dichtewerten sucht, die von Pixeln mit hohen Dichtewerten umgeben sind. Ist jedoch die Bildqualität niedrig, zeigt ein Teil der Bergpixel einen niedrigen Dichtewert, so dass eine Pore möglicherweise nicht vollständig von einer Gruppe von Pixeln mit hohen Dichtewerten umgeben ist. Auch in so einem Fall kann die vorliegende Erfindung Pixeldichten in einem größeren Bereich prüfen, indem Dichteänderungen in radialen Richtungen geprüft werden, so dass eine Pore genau extrahiert werden kann, selbst wenn die Bildqualität niedrig ist.

Weiterhin kann die Bergpixel-Erkennungseinrichtung ein Pixel mit einem Dichtewert nicht kleiner als ein bestimmter Pegel als Bergpixel erkennen, oder wenn die Dichteänderung einen Dichtewertgipfel zeigt, bei dem der Dichtewert entlang der Richtung einmal zunimmt und dann abnimmt, kann die Bergpixel-Erkennungseinrichtung ein Pixel mit dem Dichtewertgipfel als Bergpixel erkennen.

Die Porenbeurteilungseinrichtung kann das Zielpixel als Pore beurteilen, wenn die Gesamtzahl der offenen Richtungen null oder nicht größer als eine bestimmte Zahl ist.

Das Porenbeseitigungsgerät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann weiterhin eine Porenbeseitigungseinrichtung enthalten. Wird das Zielpixel von der Porenbeurteilungseinrichtung als Pore beurteilt, betrachtet die Porenbeseitigungseinrichtung ein Pixel innerhalb der peripheren Pixel als Porenpixel und ersetzt die Dichte des Porenpixels durch eine Dichte nahe bei den Dichten der peripheren Pixel. Dabei kann die Porenbeseitigungseinrichtung die Dichte des Porenpixels durch einen Mittel wert der gewichteten Dichten der peripheren Pixel ersetzten, wobei die Gewichtung stärker ist, wenn eine Distanz zum Zielpixel kürzer ist. Und nachdem die Dichte des Porenpixels ersetzt ist, kann die Porenbeseitigungseinrichtung die ersetzte Dichte wiederherstellen, wenn eine als Bergpixel angesehene Fläche nicht weniger als eine bestimmte Breite hat.

Das Porenbeseitigungsgerät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann weiterhin eine Bergrichtung-Erkennungseinrichtung zum Erkennen von Bergrichtungen enthalten. Dabei beurteilt die Porenbeurteilungseinrichtung das Zielpixel als Pore, wenn ein durch die von der Bergrichtung-Erkennungseinrichtung erkannte Bergrichtung und die offene Richtung definierter spitzer Winkel nicht kleiner als ein bestimmter Winkel ist.

Ein Porenbeseitigungsverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist so gestaltet, dass jeweilige Einrichtungen des Porenbeseitigungsgeräts der vorliegenden Erfindung durch Schritte ersetzt sind. Ein Porenbeseitigungsprogramm in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, einen Computer aufzufordern, jeweilige Einrichtungen des Porenbeseitigungsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auszuführen.

Weiterhin ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zum Extrahieren und Beseitigen von auf Bergen sitzenden Poren mit hoher Leistung enthält, um Details eines Fingerabdruckbildes zu extrahieren, und stellt eine Gestaltung bereit, um die Genauigkeit der Detailextraktion zu verbessern. Zum Beispiel werden die Dichteänderungen unter Verwendung eines Maskenmusters in 72 Richtungen von einem Zielpixel aus radial geprüft, und wenn es Pixel gibt, die vorbestimmten Bedingungen genügen, werden die Pixel als äußere periphere Pixel bestimmt. Werden keine äußeren peripheren Pixel bestimmt, werden solche Richtungen als offene Richtungen bestimmt, und eine Pore wird auf Basis des Vorhandenseins von offenen Richtungen extrahiert. Weiterhin wird der innere Winkel (spitze Winkel) zwischen einer offenen Richtung und einer Bergrichtung geprüft, und wenn der innere Winkel größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wird das Pixel als Pore extrahiert, obwohl es eine offene Richtung gibt.

Weiterhin kann die vorliegende Erfindung so gestaltet sein, dass bei der Porenbeseiti gungsverarbeitung in der Gestaltung der Extraktion von Details aus einem Fingerabdruckbild auf Basis der Dichteänderung in radialen Richtungen vom Zentrumpixel aus geprüft wird, ob ein Bergpixel angetroffen wird, und wenn es solch ein Bergpixel gibt, wird es als peripheres Pixel betrachtet, und wenn es kein solches Bergpixel gibt, wird solch eine Richtung als offene Richtung betrachtet; und es wird auf Basis des Vorhandenseins von offenen Richtungen für einen Umfang beurteilt, ob die Pixel eine Pore zeigen, und wenn es als Pore bestimmt wird, wird ein Pixel innerhalb der peripheren Pixel als Porenpixel bestimmt, und der Dichtewert des Porenpixels wird durch den gewichteten Mittelwert der peripheren Pixeldichten ersetzten, wodurch die Pore beseitigt wird.

Als Dichteänderungserkennung enthält die vorliegende Erfindung weiterhin eine Einrichtung zum Prüfen von Pixeln außerhalb des Zentrumpixels und Erkennen eines Dichtewertgipfels, bei dem der Dichtwert einmal zunimmt und dann abnimmt. Wird so ein Gipfel erkannt, wird das Pixel als Bergpixel bestimmt.

Weiterhin wird als Ergebnis der Prüfung, ob radial Bergpixel angetroffen werden, eine Richtung, in der kein Bergpixel angetroffen wird, als offene Richtung registriert, und wenn die offene Richtung nicht parallel zu der Bergrichtung ist, wird sie als Pore bestimmt.

Weiterhin berechnet die Porenbeseitigungseinrichtung einen gewichteten Mittelwert von in der Nähe liegenden Bergpixel-Dichtewerten, wobei eine inverse Zahl einer Distanz zwischen einem Zielpixel und jedem in der Nähe liegenden Bergpixel als Gewichtung benutzt wird, und setzt den gewichteten Mittelwert als den Dichtewert der Zielpore, wodurch eine natürliches Bild erzeugt wird, in dem eine Pore beseitigt ist und sich die Dichten sanft ändern.

Weiterhin prüft die Porenbeseitigungseinrichtung das Bild nach Beseitigung einer Pore, und wenn eine als Bergpixel angesehene Fläche eine Breite nicht kleiner als eine bestimmte Breite hat, verwirft sie die Porenbeseitigungsverarbeitung und stellt das Bild auf das ursprüngliche Bild wieder her.

(Wirkungen)

Eine erste Wirkung der vorliegenden Erfindung ist, selbst bei einem Abstufungs-Fingerabdruckbild mit geringer Bildqualität genaue Extraktion von Poren mittels eines leichten Verfahrens zum Prüfen von Dichteänderungen in radialen Richtungen zu ermöglichen.

Eine zweite Wirkung der vorliegenden Erfindung ist, selbst bei einem typischerweise mit 500 dpi Auflösung oder dergleichen abgetasteten Fingerabdruckbild genaue Extraktion von Poren zu ermöglichen, indem eine für so eine Auflösung passende radiale Maske übernommen wird.

Eine dritte Wirkung der vorliegenden Erfindung ist, nicht von der Genauigkeit der Digitalisierung oder Ausdünnung abzuhängen, da Poren direkt aus einem Graubild extrahiert und beseitigt werden. Verfahren unter Verwendung eines Binärbildes oder von Skelettdaten, die bei konventioneller Technik typischerweise übernommen werden, hängen von der Genauigkeit der Digitalisierung oder Ausdünnung ab, so dass, wenn die Extraktionsgenauigkeit des Binärbildes oder der Skelettdaten gering ist, die Genauigkeit der Porenbeseitigung ebenfalls gering ist.

Eine vierte Wirkung der vorliegenden Erfindung ist, die Beseitigung von Poren in einem Fingerabdruckbild mit geringer Qualität zu ermöglichen, in dem ein Teil einer Porenwand abgeschnitten ist, da selbst dann, wenn bei der radialen Prüfung offene Richtungen erkannt werden, ein Pixel als Pore betrachtet wird, wenn der Innenwinkel zwischen der offenen Richtung und der Bergrichtung ein bestimmtes Winkelmaß aufweist.

Eine fünfte Wirkung der vorliegenden Erfindung ist, die Erzeugung eines natürlichen Bildes zu ermöglichen, in dem Poren beseitigt sind und sich Dichten sanft ändern, indem ein gewichteter Mittelwert von in der Nähe liegenden Bergpixel-Dichtewerten berechnet wird, wobei eine inverse Zahl einer Distanz zwischen einem Zielpixel und jedem in der Nähe liegenden Bergpixel als Gewichtung benutzt wird, und indem als Porenbeseitigungsverarbeitung der gewichtete Mittelwert als der Dichtewert der Zielpore gesetzt wird.

Eine sechste Wirkung der vorliegenden Erfindung ist, Unterdrückung von ungeeigneter Porenbeseitigungsverarbeitung zu ermöglichen, indem das Bild nach dem Beseitigen von Poren geprüft wird und, wenn eine als Bergpixel angesehene Fläche eine Breite nicht kleiner als eine bestimmte Breite hat, die Porenbeseitigungsverarbeitung verworfen wird und das Bild auf das ursprüngliche Bild wiederhergestellt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1[1] und 1[2] zeigen eine erste Ausführungsform eines Porenbeseitigungsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei 1[1] ein Blockdiagramm ist und 1[2] ein Flussdiagramm ist;
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Fingerabdruckdetail-Extraktionsgerät zeigt, in dem das Porenbeseitigungsgerät von 1[1] benutzt wird;
3 ist eine Darstellung, die einen exemplarischen Fingerabdruck (Graubild) zeigt, in dem Poren markant sind;
4 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung eines Porenanwärters unter Verwendung einer radialen Maske in der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine Darstellung, die exemplarische Poren in der ersten Ausführungsform zeigt;
6(a) und 6(b) sind Skizzen, die ein exemplarisches radiales Maskenmuster (24 Richtungen) in der ersten Ausführungsform zeigen, wobei 6(a) Kennungscodes von Teilpixeln zeigt und 6(b) Definitionen von radialen Richtungen zeigt;
7 ist eine Skizze, die ein exemplarisches radiales Maskenmuster (72 Richtungen) in der ersten Ausführungsform zeigt;
8(a) und 8(b) sind Skizzen, die ein exemplarisches radiales Maskenmuster (72 Richtungen) in der ersten Ausführungsform zeigen, wobei 8(a) Kennungscodes von Teilpixeln zeigt und 8(b) Definitionen von radialen Richtungen zeigt;
9 ist eine Skizze, die Dichtebedingungen in der Nähe von Poren in der ersten Ausführungsform zeigt;
10(a) und 10(e) sind Skizzen, die Dichtewerte und Verarbeitungsergebnisse von Poren in der ersten Ausführungsform zeigen, wobei die Verarbeitung in der Reihenfolge von 10(a) bis 10(e) durchgeführt wird;
11 ist ein Flussdiagramm, das Porenbeseitigung und -validierung in der ersten Ausführungsform zeigt;
12[1] und 12[2] zeigen eine zweite Ausführungsform eines Porenbeseitigungsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei 12[1] ein Blockdiagramm ist und 12[2] ein Flussdiagramm ist;
13 ist eine Darstellung, die exemplarische Bergrichtungen in der zweiten Ausführungsform zeigt;
14 ist eine Darstellung, die Richtungsmuster von Bergen in der zweiten Ausführungsform zeigt;
15(a) bis 15(e) sind Skizzen, die Dichtewerte und Verarbeitungsergebnisse von Poren in der zweiten Ausführungsform zeigen, wobei die Verarbeitung in der Reihenfolge von 15(a) bis 15(e) durchgeführt wird; und
16[1] ist eine Darstellung, die eine exemplarische Vergrößerung eines Pore zeigt, und 16[2] ist eine Darstellung, die ein exemplarisches Tal zeigt, das leicht als Pore falscherkannt wird.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
1[1] und 1[2] zeigen eine erste Ausführungsform eines Porenbeseitigungsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei 1[1] ein Blockdiagramm ist und 1[2] ein Flussdiagramm ist. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Fingerabdruckdetail-Extraktionsgerät zeigt, in dem das Porenbeseitigungsgerät von 1 benutzt wird. 3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für ein Fingerabdruckbild zeigt. Nachfolgend wird eine Erläuterung unter Bezugnahme hauptsächlich auf diese Zeichnungen gegeben.
Wie in 2 gezeigt, enthält ein Fingerabdruckdetail-Extraktionsgerät 10 Folgendes: eine Fingerabdruckbild-Eingabeeinrichtung 11 zum Digitalisieren und Eingeben eines mittels eines Fingerabdrucksensors oder eines Scanners ausgelesenen Fingerabdruckbildes; eine Fingerabdruckbild-Speichereinrichtung 12 zum vorübergehenden Speichern des mittels der Fingerabdruckbild-Eingabeeinrichtung 11 eingegebenen Fingerabdruckbildes; ein Porenbeseitigungsgerät 15 zum Extrahieren und Beseitigen von Poren aus einem in der Fingerabdruckbild-Speichereinrichtung 12 gespeicherten Fingerabdruckbild; eine Detailextraktionseinrichtung 13 zum Extrahieren von Details aus dem Fingerabdruckbild, in dem Poren mittels des Porenbeseitigungsgeräts 15 beseitigt sind und das in der Fingerabdruckbild-Speichereinrichtung 12 gespeichert ist; und eine Detailausgabeeinrichtung 14 zum Ausgeben der mittels der Detailextraktionseinrichtung 13 extrahierten Detaildaten.
Die Fingerabdruckbild-Eingabeeinrichtung 11 digitalisiert ein mittels eines Fingerabdrucksensors oder eines Scanners ausgelesenes Fingerabdruckbild und speichert es vorübergehend in der Fingerabdruckbild-Speichereinrichtung 12. 3 zeigt ein exemplarisches, mit 500 dpi Auflösung digitalisiertes Fingerabdruckbild, in dem Poren markant sind. Dieses ist digitalisiert in Übereinstimmung mit dem ANSI/NIST-CSL-1-1993 Datenformat für den Austausch von Fingerabdruck-, fazialen und SMT-Informationen, standardisiert vom National Institute of Standards and Technology. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein auf diese Weise digitalisiertes Fingerabdruckbild als Beispiel beschrieben. In diesem Standard wird die Dichtewert-Darstellung auf der Helligkeitsbasis definiert, wobei der Wert zunimmt, wenn die Helligkeit größer (heller) wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Dichtewert-Darstellung jedoch auf der Dichtebasis beschrieben, wobei der Wert zunimmt, wenn die Dichte höher (dunkler) wird. Daher liegt ein Bergteil mit hoher Dichte nahe am Maximalwert 255, und das Basismuster oder ein Tal mit geringer Dichte erhält einen Dichtewert nahe bei 0.
Die Detailextraktionseinrichtung 13 extrahiert Details von Fingerabdrücken wie z.B. Enden und Gabelungen aus Graubilddaten. Die Detailextraktionsverarbeitung wird unter Verwendung eines bekannten Technik realisiert, wie beschrieben in dem japanischen geprüften Patent mit der Offenlegungsnummer 60-12674, "Pattern features extracting device" (Asai) und dessen US-Gegenstück, das heißt, dem US-Patent 4,310,827, "Device for extracting a density as one of pattern features for each feature point of a streaked pattern" (Asai).
Die Detailausgabeeinrichtung 14 gibt die mittels der Detailextraktionseinrichtung 13 extrahierten Detaildaten an eine nachfolgende Verarbeitungseinrichtung aus. Befindet sich bei der nachfolgenden Verarbeitung ein eingegebenes Bild auf der Dateiseite (Registrierungszweck), wird es typischerweise in einer Datenbank registriert, und befindet sich ein eingegebenes Bild auf der Suchseite (Untersuchungszweck), wird es für Detailvergleich verwendet.
Wie in 1[1] gezeigt, enthält das Porenbeseitigungsgerät 15 der vorliegenden Ausführungsform eine Bergdichte-Schwellenwert-Berechnungseinrichtung 16, eine Porenextraktionseinrichtung 17, eine Porenauswahleinrichtung 18 und eine Porenbeseitigungseinrichtung 19, und das Gerät 15 extrahiert und beseitigt Poren aus einem in der Fingerabdruckbild-Speichereinrichtung 12 gespeicherten Fingerabdruckbild. Man beachte, dass die Porenextraktionseinrichtung 17 als Folgendes dient: eine Bergpixel-Erkennungseinrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins von Bergpixeln in jeweiligen Radialrichtungen vom Zielpixel als das Zentrum auf Basis der Dichteänderung in Bezug auf eine Gruppe von Pixeln in einer bestimmten Fläche, die ein Zielpixel enthält, innerhalb eines Fingerabdruck-Graubildes; und eine Porenbeurteilungseinrichtung, die dazu dient, auf Basis des mittels der Bergpixel-Erkennungseinrichtung erkannten Ergebnisses die Bergpixel, wenn es welche gibt, als periphere Pixel anzusehen, und wenn es kein Bergpixel gibt, so eine Richtung als eine durch ein Tal definierte offene Richtung anzusehen, und auf Basis der Zahl von offenen Richtungen zu beurteilen, ob das Zielpixel eine Pore ist. Außerdem werden jeweilige Einrichtungen des Porenbeseitigungsgeräts 15 mittels Programmen auf einem Computer realisiert.
Die Bergdichte-Schwellenwert-Berechnungseinrichtung 16 berechnet den Schwellenwert eines als Berg angesehenen Dichtewertes auf Basis der Fingerabdruckbild-Dichte in der Nähe des Zielpixels in einer kleinen Flächeneinheit. Die Porenextraktionseinrichtung 17 benutzt eine vorbestimmte radiale Maske, um die Dichten einer in der Nähe liegenden Gruppe von Pixeln rings um das Zielpixel radial vergleichend zu bewerten, und beurteilt, ob in jeweiligen Richtungen als Berge angesehene Zielpixel angetroffen werden, und zeichnet Richtungen, in denen keine Bergpixel angetroffen werden, als offene Richtungen auf, um so die Innenseite der Gruppe von als Bergpixel angesehenen Pixeln als eine Gruppe von Porenpixeln zu extrahieren. Die Porenauswahleinrichtung 18 prüft die mittels der Porenextraktionseinrichtung 17 extrahierten Poren und wählt nur passende Poren in Übereinstimmung mit dem Vorhandensein von offenen Richtungen und den Bedingungen aus. Die Porenbeseitigungseinrichtung 19 führt eine Ausfüllverarbeitung an der Gruppe von mittels der Porenauswahleinrichtung 18 ausgewählten Porenpixeln durch, und wenn das Ergebnis als Fingerabdruck-Berg passend ist, übernimmt sie das Ergebnis, und wenn das Ergebnis unpassend ist, verwirft sie das Ergebnis.
Der allgemeine Betrieb des Porenbeseitigungsgeräts 15 ist in 1[2] gezeigt. Zuerst, im Schritt S1, wird ein vorausgesetzter Schwellenwert einer Bergdichte berechnet. Diese Berechnung wird mittels der Bergdichte-Schwellenwert-Berechnungseinrichtung 16 durchgeführt. Obwohl verschiedene Verfahren zum Berechnen eines Schwellenwertes zum Digitalisieren eines Fingerabdruck-Dichtebildes vorgeschlagen wurden, wird nachfolgend ein Beispiel erläutert, in dem die Berechnung leicht durchgeführt werden kann.
Es wird die Dichteverteilung von Pixeln innerhalb eines 10-Pixel-Radius vom Zielpixel als Zentrum geprüft. Die Radiuslänge von 10 Pixeln ist als eine Distanz ähnlich einer mittleren Bergbreite definiert, so dass ein Fingerabdruck-Berg und ein Tal im Prüfbereich enthalten sein müssen. Die Erfahrung zeigt, dass in einer Fingerabdruck-Fläche die von Fingerabdruck-Bergen eingenommene Fläche zwischen 20% und 80% liegt, obwohl sie in Abhängigkeit von Teilen differiert, in denen Fingerabdruck-Berge dicht oder nicht dicht sind.
Es wird nun ein Histogramm in einer Fläche mit 10-Pixel-Radius berechnet, und unter der Voraussetzung, dass eine durch Subtraktion von 20% eines Histogrammsummenwertes von der Weißdichte erhaltene Dichte ThW ist und eine durch Subtraktion von 20% eines Histogrammsummenwertes von der Schwarzdichte erhaltene Dichte ThB ist, werden die zwei Schwellenwerte ThH und ThL wie folgt gesetzt: ThH = (ThW + ThB)/2 ThL = (ThW·9 + ThW·1)/10
Es werden nun die Bedeutungen der zwei Schwellenwerte ThH und ThL erklärt. Der Schwellenwert ThH ist ein Schwellenwert, bei dem ein Pixel mit einem Dichtewert größer als der Schwellenwert als ein Bergpixel bestimmt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird ThH als ein Zwischenwert zwischen ThW und ThB gesetzt. Weiterhin ist der Schwellenwert ThL ein Schwellenwert, bei dem ein Pixel mit einem Dichtewert kleiner als der Schwellenwert als nicht ein Bergpixel bestimmt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird ThL als ein Wert näher an ThW als der Zwischenwert zwischen ThW und ThB gesetzt. Weiterhin wird ein Pixel, bei dem der Schwellenwert größer als ThL, aber kleiner als ThH ist, als möglicherweise ein Bergpixel darstellend bestimmt, so dass das Pixel einer detaillierteren Porenprüfung unterzogen wird.
Diese Berechnung ist zwar einfach, der Rechenaufwand nimmt aber zu, wenn sie für alle Pixel durchgeführt wird. Um damit fertig zu werden, ist es möglich, wenn ein (Zahlwort) repräsentatives Pixel je kleine Flächeneinheit wie z.B. 4·4 Pixel oder 8·8 Pixel gesetzt wird und ein Bergdichte-Schwellenwert derselben auf alle Pixel innerhalb der kleinen Fläche angewandt wird, den Rechenaufwand wesentlich zu vermindern, und ist auch praktisch.
Ein auf diese Weise berechneter Bergdichte-Schwellenwert wird als eine Tabelle aufgezeichnet, die nach einer Pixelkoordinate durchsucht werden kann, und wird an die nachfolgende Verarbeitung ausgegeben.
Als Nächstes, im Schritt S2, wird unter Verwendung einer radialen Maske eine Pore extrahiert. Die Extraktion wird mittels der in 1[1] gezeigten Porenextraktionseinrichtung 17 durchgeführt. Die Porenextraktion ist eine Verarbeitung zur Extraktion einer Gruppe von Porenpixeln unter Verwendung einer vorbestimmten radialen Maske, was die Kernverarbeitung bei der vorliegenden Erfindung ist, so dass sie unter Verwendung eines in 4 gezeigten Flussdiagramms im Detail beschrieben wird.
Zuerst wird eine kurze Erläuterung zu Poren gegeben. Poren sind auf Fingerabdruck-Bergen sitzende zusammengesunkene Löcher. Diese sind tatsächlich wie Kreise geformt. In einem abgetasteten Bild mit typischerweise übernommenen 500 dpi Auflösung oder mehr sind die Formen jedoch weniger wahrscheinlich kreisförmig. Die Form einer in dem in 5 gezeigten Probenbild erscheinenden typischen Pore 701 ist nicht kreis förmig. Und obwohl die Peripherie eines Pore in einem tatsächlichen Fingerabdruck von Bergen umgeben ist, wird die äußere Peripherie in einem abgetasteten Bild mit 500 dpi Auflösung möglicherweise als abgeschnitten gezeigt, da ein Teil einer eine Pore umgebenden Gruppe von Pixeln in geringer Dichte digitalisiert wird, was ein einem Tal ähnlicher Pegel ist, wie bei einer exemplarischen Pore 702 in 5 gezeigt.
In Übereinstimmung mit dem Flussdiagramm von 4 werden bei der Porenextraktionsverarbeitung zuerst im Schritt S301 ein Fingerabdruckbild und eine Bergdichte-Schwellenwerttabelle geladen, und es wird ein Anfangswert des Zielpixels gesetzt. Danach, im Schritt S302, wird bestimmt, ob die Verarbeitung für alle Pixel beendet ist, und wenn sie beendet ist, geht die Verarbeitung zum nächsten Schritt weiter.
Im Schritt S303 wird ein Anfangswert der radialen Maske gesetzt. Zum Beispiel wird eine Maske von 7·7 Pixeln rings um das Zielpixel, wie in 6(a) gezeigt, als radiale Maske verwendet. 49 Teilpixel dieser Maske haben die gezeigten Kennungscodes (ID). Das Zielpixel wird als X0 gesetzt, und eine Gruppe von Pixeln gerade außerhalb von X0 wird so gesetzt, dass die rechte Seite von X0 gleich X1 ist, und Codes von X2 bis X8 werden im Gegenuhrzeigersinn gesetzt. Weiterhin wird eine zwei Reihen außerhalb von X0 liegende Gruppe von Pixeln so gesetzt, dass die rechte Seite von X1 gleich X9 ist, und Codes von X10 bis X24 werden im Gegenuhrzeigersinn gesetzt. Ähnlich wird eine drei Reihen außerhalb von X0 liegende Gruppe von Pixeln so gesetzt, dass die rechte Seite von X9 gleich X25 ist, und Codes von X26 bis X48 werden im Gegenuhrzeigersinn gesetzt.
Die typische Größe einer Pore in einem mit 500 dpi abgetasteten Bild kann gewöhnlich innerhalb eines Rechtecks von 5·5 Pixeln ausgedrückt werden. Zur Bestimmung von Bergpixeln, die die äußere Peripherie der Porengröße bilden, wird daher eine Maskengröße von 7·7 mit einem Rahmen festgesetzt, der für eine jede Oberseite, Unterseite, rechte Seite und linke Seite desselben ein Pixel enthält. Die Maskengröße kann vergrößert werden (z.B. 9·9-Maske), um mit einer größeren Pore fertig zu werden, jedoch nimmt der Rechenaufwand zu.
Als Nächstes werden radiale Richtungen gesetzt. Vom Zentrum X0 aus in 24 Richtungen zu einer Gruppe von Pixeln von X9 bis X48 gezogene radial lineare Richtungen werden auf d0 bis d23 gesetzt. In 6(b) ist eine eine Reihe außerhalb des Zentrumpixels X0 liegende Gruppe von Pixeln als o1 bezeichnet, ist eine zwei Reihen außerhalb liegende Gruppe von Pixeln als o2 bezeichnet und ist eine drei Reihen außerhalb liegende Gruppe von Pixeln als o3 bezeichnet, wobei "o" für "heraus" (out) steht.
Für die 24 Richtungen werden Pixel, durch die jede radiale Linie hindurchgeht, aus den jeweiligen Außenrahmen von drei Stufen definiert, eines aus einem jeden. Das Ergebnis ist in 6(b) gezeigt. Zum Beispiel wird definiert, dass d0 eine von X0 startende und durch X1, X9 und X25 hindurchgehende Richtung ist, d1 eine von X0 startende und durch X1, X10 und X26 hindurchgehende Richtung ist, und dergleichen. Für diese 24 Richtungen wird bestimmt, ob jede radiale Linie ein als Berg angesehenes Bergpixel antrifft. Wenn die Pore ein Bergpixel antrifft, wird das Bergpixel äußeres peripheres Pixel genannt.
Ein Fall, in dem X0, X2, X10 und 25 aufeinander folgen, wie in 7 gezeigt, ist in den 24 Richtungen jedoch nicht definiert, so dass nicht bestimmt werden kann, ob ein äußeres peripheres Pixel angetroffen wird. Um detailliertere Richtungen zu prüfen, werden nun 72 Richtungen definiert, wie in 8(a) und 8(b) gezeigt. Bei den 72 Richtungen wird eine Richtung, die sich von X0 nach X2, X10 und 25 fortsetzt, als d5 definiert. In Übereinstimmung mit dieser Definition wird die Genauigkeit der Porenbeurteilung besser, auch wenn der Rechenaufwand zunimmt. Daher benutzt die vorliegende Erfindung 72 Richtungen.
Als Nächstes, im Schritt S303, wird d0 als ihr Anfangswert gesetzt. Im Schritt S304 wird bestimmt, ob die Verarbeitung für alle Richtungen beendet ist, und wenn sie beendet ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S309 weiter. Im Schritt S305 wird geprüft, ob die Porenbedingungen erfüllt sind. Wenn bei dieser Prüfung die Beziehung zwischen dem Zentrumpixel X0 und der Dichte eines Pixels, das drei Reihen außerhalb definiert für jede Zielrichtung liegt, der in 9 gezeigten Bedingungsformel genügt, wird sie als das äußere periphere Pixel antreffend angesehen, auf der rechten Seite (Kennung Rand) gezeigt.
Zum Beispiel, in Übereinstimmung mit der ersten Bedingung cd1 in 9 ist die Dichte g(o1) des Pixels o1, das eine Reihe außerhalb liegt, größer als die Dichte g(X0) des Zentrumpixels und ist dieselbe wie oder größer als die Dichte g(o2) des Pixels o2, das zwei Reihen außerhalb liegt, und ist dieselbe wie oder größer als die Dichte g(o3) des Pixels o3, das drei Reihen außerhalb liegt, und ist größer als der Bergdichte-Schwellenwert ThH, wobei das Pixel o1 als das erste Pixel bestimmt wird, an dem die Pore einen Berg antrifft. Man beachte, dass das Pixel o1 ein äußeres peripheres Pixel in der Richtung ist, da eine Gruppe von Pixeln auf der Bergseite in der Umgebung der Pore äußere periphere Pixel genannt werden.
Wenn in Übereinstimmung mit der vierten Bedingung cd4 in 9 die Dichte g(o1) des Pixels o1, das eine Reihe außerhalb liegt, größer als die Dichte g(X0) des Zentrumpixels und dieselbe wie oder größer als die Dichte g(o2) des Pixels o2 ist, das zwei Reihen außerhalb liegt, und größer als die Dichte g(o3) des Pixels o3 ist, das drei Reihen außerhalb liegt, und größer als der Bergdichte-Schwellenwert ThL ist, wird das Pixel o1 als äußeres peripheres Pixel bestimmt. Diese Bedingung gilt für den Fall, dass man einen Gipfel hat, bei dem die Dichtewerte vom Zielpixel aus nach außen größer werden und dann kleiner werden. Selbst wenn die Dichte des Gipfelpixels o1 gering ist, wird das Pixel o1 hier als eine hohe Wahrscheinlichkeit aufweisend bestimmt, ein äußeres peripheres Pixel zu sein, so dass es beurteilt wird, indem die Bedingung des Bergdichte-Schwellenwert vereinfacht wird. Zum Beispiel, wenn in einem Beispiel mit dem Dichtewert eines 7·7-Pixelbereichs wie in 10(a) gezeigt die Dichteänderung in einer Richtung d19 (X0, X3, X13, X32) geprüft wird, wird der Gipfel bei X13 gefunden, so dass X13 als äußeres peripheres Pixel bestimmt wird.
Wenn im Schritt S306 das Prüfungsergebnis von Schritt S305 mit irgendeiner der Bedingungen in 9 übereinstimmt, geht die Verarbeitung zum Schritt S307 weiter, und wenn es nicht mit irgendeiner davon übereinstimmt, geht die Verarbeitung zum Schritt S308 weiter. Im Schritt S307 wird das äußere periphere Pixel bestimmt, so dass der Kennungscode (ID) des Pixels in einer Tabelle einer Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore registriert wird. 10(b) zeigt so eine Gruppe von äußeren peripheren Pixeln in einer 7·7-Maske an.
Im Schritt S308 hat die gegenwärtig verarbeitete Richtung drei Pixel außerhalb erreicht, ohne ein äußeres peripheres Pixel anzutreffen. In Übereinstimmung mit dem Prüfungsergebnis in Bezug auf diese Richtung wird daher bestimmt, dass die Wahrscheinlich keit, dass das Zielpixel eine Pore ist, gering ist. Wenn der Dichtewert einer Gruppe von Pixeln entsprechend dieser Richtung klein ist, werden das Zielpixel und die Gruppe von Pixeln in dieser Richtung als Tal bestimmt. So eine Richtung wird als offene Richtung definiert. In diesem Fall wird die Richtung in einer Tabelle offener Richtungen registriert. Gleichzeitig wird auch eine Koordinate des Zielpixels registriert. Dies bedeutet, dass die offene Richtung zu dem Zielpixel (Anwärter für Porenzentrumpixel) gehört.
Im Schritt S309 wurde die radiale Prüfung in allen Richtungen beendet, und eine Tabelle offener Richtungen in diesem Zeitpunkt wird geladen, um das Vorhandensein von offenen Richtungen und deren Zahl zu prüfen. Bei der Prüfung offener Richtungen in der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, dass keine offene Richtung existiert, wenn es im Prinzip keine offene Richtung gibt. Bei der Prüfung in 72 Richtungen könnte jedoch selbst im Falle einer realen Pore eine offene Richtung auftauchen. Wenn daher die Zahl der offenen Richtungen nicht größer als zum Beispiel zwei ist, kann als ohne offene Richtung bestimmt werden. Wird im Schritt S310 bestimmt, dass eine offene Richtung im Prüfungsergebnis offener Richtungen existiert, geht die Verarbeitung zum Schritt S312 weiter. Wird andererseits bestimmt, dass keine offene Richtung existiert, geht die Verarbeitung zum Schritt S311 weiter.
Im Schritt S311 werden Porenpixel in den folgenden Prozeduren bestimmt. Zuerst wird eine Gruppe von im Schritt S307 registrierten äußeren peripheren Pixeln einer Pore auf einer 7·7-Maske angezeigt, wie in 10(b) gezeigt. Dies wird anhand eines Beispiels unter Verwendung einer Bildes erläutert, dass die in 10(a) gezeigten Pixeldichtewerte enthält. In diesem Beispiel sind die Bergdichte-Schwellenwerte ThH und ThL gleich 92 bzw. 48. Eine Gruppe von im Schritt S307 registrierten äußeren peripheren Pixeln einer Pore ist eine Gruppe von in 10(b) mit "E" registrierten Pixeln.
Als Nächstes werden alle Pixel außerhalb der in Bezug auf jeweilige radiale Richtungen definierten äußeren peripheren Pixel einer Pore der Bequemlichkeit halber als äußere periphere Pixel betrachtet. Außerdem werden in Bezug auf offene Richtungen Pixel auf der äußersten Seite der Bequemlichkeit halber als äußere periphere Pixel einer Pore registriert. Als Folge bilden die äußeren peripheren Pixel einer Pore eine Gruppe von in 10(c) mit "E" markierten Pixeln.
Als Nächstes wird eine Gruppe von Porenpixeln bestimmt. Eine Gruppe von Porenpixeln wird leicht als Gruppe von innerhalb der Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore vorhandenen Pixeln bestimmt. Als Folge bildet die Gruppe von Porenpixeln eine Gruppe von in 10(d) mit "P" markierten Pixeln. Als Nächstes wird eine auf diese Weise definierte Gruppe von Porenpixeln in einer Porentabelle registriert. In der Porentabelle wird das Zielpixel als Porenzentrumpixel registriert, und eine Gruppe von anderen Porenpixeln als das Zentrumpixel, die bei der radial vom Zentrumpixel aus durchgeführten Prüfung gefunden werden, wird als nicht zum Porenzentrumpixel gehörend registriert.
Als nächstes wird eine Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore endgültig definiert. Eine Gruppe von äußeren peripheren Pixeln, die eine Gruppe von auf die oben beschriebene Weise mit Vier-Nachbarschafts-Verbindung bestimmten Porenpixeln berührt, wird als eine endgültige Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore definiert. Die Vier-Nachbarschafts-Verbindung bedeutet einen Zustand, in dem in Bezug auf ein schwarzes Pixel irgendeines von vier in den Richtungen oben, unten, rechts und links daran angrenzenden benachbarten Pixeln ein schwarzes Pixel enthält, wodurch eine Verbindung möglich ist. Als Folge ist eine endgültige Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore eine Gruppe von in 10(d) mit "E" markierten Pixeln. Als Nächstes wird eine Gruppe auf diese Weise bestimmten äußeren peripheren Pixeln einer Pore in der Porentabelle registriert. In der Porentabelle wurde das Zentrumpixel registriert, und die Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore wird als zum Porenzentrumpixel gehörend registriert.
Als Nächstes, im Schritt S312, ist die Verarbeitung des aktuellen Zielpixels beendet, weshalb das nächste Pixel gesetzt wird und die Verarbeitung zum Schritt S302 zurückkehrt. Das nächste Pixel kann ein an das gegenwärtige Zielpixel angrenzendes Pixel sein. Man beachte, dass eine Gruppe von rings um ein Zielpixel extrahierten Porenpixeln und eine Gruppe von rings um ein Pixel in der Nähe des Zielpixels extrahierten Porenpixeln möglicherweise miteinander übereinstimmen. Um die Verarbeitung zu vereinfachen, wird die vorliegende Ausführungsform so beschrieben, dass in Bezug auf jedes Pixel eine Gruppe von Porenpixeln bestimmt wird und nicht mit einer Gruppe von Porenpixeln entsprechend einem in der Nähe liegenden Pixel zusammengefasst wird.
Als Nächstes, wie im Schritt S3 in 1[2] gezeigt, wird eine Gruppe von im Schritt S2 extrahierten Porenpixeln geprüft, und nur die als Poren bestimmten Pixel werden ausgewählt. Diese Verarbeitung wird mittels der Porenauswahleinrichtung 18 in 1[1] durchgeführt. Die Porenauswahleinrichtung 18 lädt die Porentabelle und die mittels der Porenextraktionseinrichtung 17 extrahierte Tabelle offener Richtungen und wählt auf Basis der vorbestimmten Regel eine Pore aus. Wenn es in der vorliegenden Ausführungsform mindestens eine offene Richtung gibt, wird sie als nicht für eine Pore passend bestimmt, und die entsprechende Gruppe von Porenpixeln wird gelöscht. Bei der Prüfung in 72 Richtungen gibt es jedoch einen Fall, in dem selbst für eine tatsächliche Pore eine offene Richtung auftaucht, weshalb der Bequemlichkeit halber als ohne offene Richtung beurteilt werden kann, wenn es zum Beispiel zwei oder weniger offene Richtungen gibt. Wenn das Beurteilungsergebnis dasselbe wie jenes im Schritt S2 ist, wird die Verarbeitung des Schritts S3 möglicherweise nicht durchgeführt.
Als Nächstes, wie im Schritt S4 von 1[2] gezeigt, wird unter Verwendung einer Gruppe von im Schritt S3 ausgewählten Porenpixeln Beseitigung einer Pore versucht, und wenn das Ergebnis als Fingerabdruck-Berg passend ist, wird es übernommen. Diese Verarbeitung wird mittels der Porenbeseitigungseinrichtung 19 in 1[1] durchgeführt. Die Porenbeseitigungseinrichtung 19 lädt ein Fingerabdruck-Graubild und die mittels der Porenauswahleinrichtung 18 ausgewählte Porentabelle und ändert den Dichtewert einer Gruppe von Porenpixeln und beseitigt so die Pore. Die in der vorliegenden Ausführungsform übernommene Porenbeseitigungsverarbeitung wird nun unter Verwendung eines Flussdiagramms in 11 erläutert.
In Übereinstimmung mit dem Flussdiagramm in 11 werden im Schritt S501 zuerst ein Fingerabdruckbild und die im Schritt S3 ausgegebene Porentabelle geladen, und das erste Porenzentrumpixel in der Porentabelle wird als Anfangswert gesetzt und wird als Zentrumpixel der Zielpore gesetzt. Im Schritt S502 wird bestimmt, ob die Verarbeitung für alle Zentrumpixel der Poren in der Porentabelle beendet ist, und wenn sie beendet ist, geht die Verarbeitung zum nächsten Schritt weiter.
Im Allgemeinen gibt es eine Mehrzahl von Gruppen von Porenpixeln in Bezug auf das Zentrumpixel der Zielpore. Im Schritt S503 wird ein in Bezug auf die Gruppe von Porenpixeln zuerst zu verarbeitendes Pixel gesetzt und wird als Zielpixel B gesetzt. Im Schritt S504 wird bestimmt, ob die Verarbeitung in Bezug auf alle Pixel in der Gruppe von Porenpixeln beendet ist. Wenn sie nicht beendet ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S505 weiter, und wenn sie beendet ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S506 weiter.
Im Schritt S505 wird unter Verwendung von Dichtewerten einer Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore in der Nähe des Zielpixels B ein gewichteter Mittelwert berechnet. Hier wird eine inverse Zahl der Distanz als Gewichtung übernommen. Wenn die Distanz näher ist, nimmt die Gewichtung folglich zu, wodurch der Einfluss auf den gewichteten Mittelwert größer wird. Es können alle Pixel als eine Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore in der Nähe des Zielpixels B übernommen werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch eine Verfolgung vom Zielpixel B aus in den Richtungen nach oben, nach unten, rechts und links durchgeführt, und es werden nur äußere periphere Pixel benutzt, die in den jeweiligen Richtungen angetroffen werden, um den Rechenaufwand zu vermindern. Wenn dieser gewichtete Mittelwert größer als der Dichtewert des Zielpixels B ist, wird der Dichtewert des Zielpixels B durch den gewichteten Mittelwert ersetzt.
Zum Beispiel hat ein Pixel X1 in 10(a) den ursprünglichen Dichtewert 62. Das Ergebnis der Berechnung des gewichteten Mittelwertes der vier Dichtewerte 132, 145, 154, 119 der äußeren peripheren Pixel X17, X22, X25 und X30 ist 141. Dieser Wert ist größer als der ursprüngliche Dichtewert, so dass er ersetzt wird. Der gewichtete Mittelwert in diesem Zeitpunkt ist gegeben durch (1/3·132 + 1/2·145 + 1/2·154 + 1/3·119)/(1/3 + 1/2 + 1/2 + 1/3) = 141. Als Folge dieser Verarbeitung werden die Dichtewerte von 10(a) ersetzt, wie in 10(e) gezeigt, wodurch die Pore beseitigt wird.
Als Nächstes wird das Ergebnis der Porenbeseitigung kurz darauf geprüft, ob es als Fingerabdruck-Berg passend ist. Wenn in Übereinstimmung mit dieser Prüfung die Bergbreite in Bezug auf das Bild nach dem Beseitigen der Pore beträchtlich größer als die mittlere Bergbreite ist, wird das Ergebnis als unpassend bestimmt. Da in der vorliegenden Ausführungsform keine Bergrichtung extrahiert wird, wird die Bestimmung unter Verwendung des Durchmessers einer Gruppe von Pixeln, die als Berg angesehen wird, als Bergbreite durchgeführt. Die detaillierte Prozedur wird nun unter Verwendung eines Flussdiagramms in 11 erläutert.
Im Schritt S506 wird das Bild nach dem Beseitigen der Pore geladen, und ein in Bezug auf eine Gruppe von Porenpixeln zuerst zu verarbeitendes Pixel wird gesetzt und wird als Zielpixel B gesetzt. Im Schritt S507 wird bestimmt, ob die Verarbeitung für alle Pixel einer Gruppe von zum Zentrumpixel der Pore gehörenden Porenpixeln beendet ist. Wenn sie nicht beendet ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S508 weiter, und wenn sie beendet ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S512 weiter, ohne die Porenbeseitigungsverarbeitung fallen zu lassen, da die Porenbeseitigungsverarbeitung passend ist.
Im Schritt S508 wird bestimmt, ob es ein als Tal angesehenes Pixel in einer Gruppe von Pixeln innerhalb 7 Pixeln in der Nähe des Zielpixels B gibt. Wenn der Dichtewert kleiner als ThL ist, wird es als Tal bestimmt. Die Länge von 7 Pixeln wird hier als 70 Prozent der mittleren Berglänge von 10 Pixeln gesetzt, und im Falle von typischen Fingerabdruck-Bergen wird angenommen, dass in diesem Bereich (±15 Pixel) ein Tal existiert.
Wenn es im Schritt S509 ein als Tal bestimmtes Pixel gibt, geht die Verarbeitung zum Schritt S510 weiter, und wenn es kein als Tal bestimmtes Pixel gibt, geht sie zum Schritt S511 weiter. Im Schritt S510 ist die Porenbeseitigungsverarbeitung passend, weshalb das nächste Pixel aus einer Gruppe von Porenpixeln herausgenommen wird, welches als Zielpixel B gesetzt wird, und die Verarbeitung geht zum Schritt S507 zurück. Im Schritt S511 ist die Porenbeseitigungsverarbeitung unpassend, weshalb die Porenbeseitigungsverarbeitung einer Gruppe von zum Zentrumpixel der Zielpore gehörenden Porenpixeln fallen gelassen wird, und der Dichtewert wird auf denjenigen des ursprünglichen Bildes wiederhergestellt. Als Folge wird ein Graubild ausgegeben, aus dem eine Pore beseitigt ist. Damit endet die Erläuterung der ersten Ausführungsform.
12[1] und 12[2] zeigen eine zweite Ausführungsform eines Porenbeseitigungsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei 12[1] ein Blockdiagramm ist und 12[2] ein Flussdiagramm ist. Nachfolgend wird eine Erläuterung hauptsächlich unter Bezugnahme auf diese Figuren gegeben. Jedoch wird eine Erläuterung derselben Teile wie jenen in der ersten Ausführungsform weggelassen.
Das Porenbeseitigungsgerät 25 der vorliegenden Ausführungsform enthält eine Bergdichte-Schwellenwert-Berechnungseinrichtung 16, eine Porenextraktionseinrichtung 17, eine Porenauswahleinrichtung 18, eine Porenbeseitigungseinrichtung 19 und außerdem eine Bergrichtung-Extraktionseinrichtung 20. Das Gerät 25 ist so gestaltet, dass, wenn eine Pore aus einem in der Fingerabdruckbild-Speichereinrichtung 12 gespeicherten Fingerabdruckbild extrahiert und beseitigt wird, die Genauigkeit der Schwitzerhebungsextraktion unter Verwendung einer Bergrichtung noch mehr verbessert wird. Man beachte, dass "Bergrichtung-Erkennungseinrichtung", wie in den Ansprüchen beschrieben, der Bergrichtung-Extraktionseinrichtung 20 entspricht, und ein Teil der Funktion der "Porenbeurteilungseinrichtung" entspricht der Porenauswahleinrichtung 18. Außerdem werden jeweilige Einrichtungen des Porenbeseitigungsgeräts 25 mittels Programmen auf einem Computer realisiert.
Die Bergrichtung-Extraktionseinrichtung 20 extrahiert eine Richtung eines Berges auf Basis der Änderungen in den Fingerabdruckbild-Dichten in der Nähe des Zielpixels in einer kleinen Flächeneinheit. Die Porenauswahleinrichtung 18 der vorliegenden Ausführungsform vergleicht mittels der Porenextraktionseinrichtung 17 extrahierte Informationen zu offenen Richtungen mit mittels der Bergrichtung-Extraktionseinrichtung 20 extrahierten Bergrichtungsinformationen und wählt nur diejenigen aus, die den vorbestimmten Bedingungen genügen. Mit anderen Worten, die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass eine Bergrichtung extrahiert wird und auf Basis der Informationen eine Pore ausgewählt wird.
Zuerst, im Schritt S21, wird ein vorausgesetzter Schwellenwert der Bergdichte berechnet. Diese Berechnung wird mittels der Bergdichte-Schwellenwert-Berechnungseinrichtung 16 durchgeführt, und das Verfahren ist dasselbe wie jenes in der ersten Ausführungsform.
Als Nächstes, im Schritt S22, wird eine Bergrichtung extrahiert. Diese Extraktion wird mittels der Bergrichtung-Extraktionseinrichtung 20 durchgeführt. Die Bergrichtung eines Fingerabdrucks wird automatisch extrahiert, zum Beispiel mittels einer konventionellen Technik, die in dem japanischen geprüften Patent mit der Offenlegungsnummer 59-27945 offenbart ist. Das heißt, unter Verwendung des Umstandes, dass in einem Bild mit einem Streifenmuster die Dichteschwankung in derselben Richtung wie der Streifen klein ist und in einer Richtung senkrecht zum Streifen groß ist, werden die Extremwerte der Schwankungsbeträge der Dichten in Bezug auf eine Mehrzahl von vorbestimmten Quantisierungsrichtungen berechnet, aus denen die Streifenrichtung bestimmt wird.
13 zeigt das Ergebnis der Extraktion einer Richtung mittels eines in dem japanischen geprüften Patent mit der Offenlegungsnummer 59-27945 offenbarten Verfahrens in Bezug auf das Fingerabdruckbild in 3. In 13 sind Bergrichtungen in 16 Richtungen angezeigt, wie in 14 in Bezug auf eine kleine Fläche eines 8-Pixel-Quadrats gezeigt.
Als Nächstes, im Schritt S23, wird unter Verwendung einer radialen Maske ein Porenanwärter extrahiert. Diese Extraktion wird mittels der Porenextraktionseinrichtung 17 durchgeführt und ist grundsätzlich dieselbe wie jene in der ersten Ausführungsform. Der Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform ist eine Beurteilung einer offenen Richtung im Schritt S309 von 4. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Pore bestimmt, indem der Innenwinkel zwischen einer Bergrichtung und einer offenen Richtung geprüft wird. Selbst wenn es einige offene Richtungen gibt, wird daher der Bequemlichkeit halber als ohne offene Richtung bestimmt. Zum Beispiel im Falle von radialer Prüfung in 24 Richtungen wird als ohne offene Richtung bestimmt, wenn die Zahl der offenen Richtungen zwei oder weniger ist, und im Falle von radialer Prüfung in 72 Richtungen wird als ohne offene Richtung bestimmt, wenn die Zahl der offenen Richtungen sechs oder weniger ist, der Bequemlichkeit halber.
Als Nächstes, im Schritt S24, wird eine Gruppe von im Schritt S23 extrahierten Porenpixeln geprüft, und es werden nur die als Pore bestimmten Pixel ausgewählt. Diese Verarbeitung wird mittels der Porenauswahleinrichtung 18 durchgeführt. Die Porenauswahleinrichtung 18 lädt nicht nur die Porentabelle und die mittels der Porenextraktionseinrichtung 17 extrahierte Tabelle offener Richtungen, sondern auch die mittels der Bergrichtung-Extraktionseinrichtung 20 extrahierten Bergrichtungen und wählt auf Basis der vorbestimmten Regel eine Pore aus.
Wenn es bei der radialen Prüfung in 24 Richtungen mehr als zwei offene Richtungen gibt, wird die Gruppe von Pixeln als unpassend als eine Pore bestimmt. Selbst wenn die offenen Richtungen zwei oder weniger sind, wird die Gruppe von Pixeln als unpassend als eine Pore bestimmt, wenn eine Richtung als beinahe parallel zur Bergrichtung bestimmt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Innenwinkel zwischen einer offenen Richtung und einer Bergrichtung berechnet, und wenn der Innenwinkel kleiner als 45 Grad ist, werden sie als beinahe parallel bestimmt.
Wenn es bei der radialen Prüfung in 72 Richtungen mehr als sechs offene Richtungen gibt, wird die Gruppe von Pixeln als unpassend als eine Pore bestimmt. Selbst wenn die offenen Richtungen sechs oder weniger sind, wird die Gruppe von Pixeln als unpassend als eine Pore bestimmt, wenn eine Richtung unter ihnen als beinahe parallel zur Bergrichtung bestimmt wird. Wird als unpassend bestimmt, werden die Gruppe von Porenpixeln und eine Gruppe von äußeren peripheren Pixeln einer Pore aus der Porentabelle entfernt.
Zum Beispiel wird nun eine exemplarische Pore in 16[1] erläutert. Die Dichtewerte einer 7·7-Maske rings um die Pore sind in 15(a) gezeigt. Wenn die Pixelgruppe radial geprüft wird, werden fünf Richtungen, d.h. d9, d13, d16, d18 und d56, als offene Richtungen extrahiert. Da eine Bergrichtung in der Nähe dieses Teils gleich d33 ist, sind alle Innenwinkel mit den offenen Richtungen gleich 45 Grad oder mehr. In diesem Beispiel wird die Gruppe daher als Pore passend bestimmt.
Als Nächstes, im Schritt S25, wird unter Verwendung der Gruppe von im Schritt S24 ausgewählten Porenpixeln Beseitigung der Pore versucht, und wenn das Ergebnis als Fingerabdruck-Berg passend ist, wird es übernommen. Diese Verarbeitung wird mittels der Porenbeseitigungseinrichtung 19 durchgeführt und ist grundsätzlich dieselbe wie jene der ersten Ausführungsform. Der Unterschied ist, dass, da die Bergrichtung in der vorliegenden Ausführungsform bekannt ist, eine Prüfung der Bergbreite nur für die zur Bergrichtung senkrechten Richtungen erforderlich ist, so dass es nicht nötig ist, die Prüfung für alle Richtungen durchzuführen.
15(b), 15(c), 15(d) und 15(e) zeigen Ergebnisse der Verarbeitung der in 16[1] gezeigten Pore unter Verwendung der vorliegenden Ausführungsform.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eins und zwei beschränkt. Die Erläuterung wurde zwar anhand von Beispielen wie z.B. einer radialen Porenextraktionsmaske und verschiedenen Parametern unter der Prämisse eines typischerweise übernommenen Fingerabdruckbildes mit 500 dpi gegeben, die vorliegende Erfindung kann aber auf mit anderen Auflösungen als 500 dpi unter Verwendung von für solche Auflösungen passenden Masken und Parametern abgetastete Fingerabdruckbilder angewandt werden. Außerdem kann in der zweiten Ausführungsform eine Bergrichtung-Extraktionseinrichtung in der Gestaltung einer Detailextraktionseinrichtung enthalten sein. In so einem Fall lädt das Porenbeseitigungsgerät eine Bergrichtung zusammen mit einem Fingerabdruck-Graubild.
(Industrielle Anwendbarkeit)
Das Verarbeitungsobjekt der vorliegenden Erfindung ist nicht auf ein Fingerabdruckbild beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auf Bilder anwendbar, die aus Bergen gebildet sind, die ähnliche Formen wie Poren haben, wie z.B. ein Handflächendruckbild.

Claims

Porenbeseitigungsgerät zum Beseitigen einer Pore aus einem Fingerabdruck-Graubild beim Extrahieren eines Details aus dem Fingerabdruckbild, mit: einer Bergpixel-Erkennungseinrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins eines Bergpixels in jeder radialen Richtung von einem Zielpixel als Zentrum davon auf Basis einer Dichteänderung in Bezug auf eine Gruppe von Pixeln in einer bestimmten Fläche, die das Zielpixel enthält, innerhalb des Fingerabdruck-Graubildes; und einer Porenbeurteilungseinrichtung, die dafür eingerichtet ist, in Übereinstimmung mit einem von der Bergpixel-Erkennungseinrichtung erkannten Ergebnis das Bergpixel, wenn es eines gibt, als peripheres Pixel zu betrachten, und wenn es kein Bergpixel gibt, solch eine Richtung als eine durch ein Tal definierte offene Richtung zu betrachten, und auf Basis einer Gesamtzahl der offenen Richtungen zu beurteilen, ob das Zielpixel die Pore ist.
Porenbeseitigungsgerät wie in Anspruch 1 beansprucht, bei dem die Bergpixel-Erkennungseinrichtung ein Pixel mit einem Dichtewert nicht kleiner als ein bestimmter Pegel als das Bergpixel erkennt.
Porenbeseitigungsgerät wie in Anspruch 2 beansprucht, bei dem, wenn die Dichteänderung einen Dichtewertgipfel zeigt, bei dem der Dichtewert entlang der Richtung einmal zunimmt und dann abnimmt, die Bergpixel-Erkennungseinrichtung ein Pixel mit dem Dichtewertgipfel als das Bergpixel erkennt.
Porenbeseitigungsgerät wie in Anspruch 1, 2 oder 3 beansprucht, bei dem die Porenbeurteilungseinrichtung das Zielpixel als die Pore beurteilt, wenn die Gesamtzahl der offenen Richtungen null oder nicht größer als eine bestimmte Zahl ist.
Porenbeseitigungsgerät wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, das außerdem eine Porenbeseitigungseinrichtung aufweist, die dafür eingerichtet ist, ein Pixel innerhalb der peripheren Pixel als Porenpixel zu betrachten, wenn das Zielpixel von der Porenbeurteilungseinrichtung als die Pore beurteilt wird, und eine Dichte des Porenpixels durch eine Dichte nahe bei den Dichten der peripheren Pixel zu ersetzen.
Porenbeseitigungsgerät wie in Anspruch 5 beansprucht, bei dem die Porenbeseitigungseinrichtung die Dichte des Porenpixels durch einen Mittelwert der gewichteten Dichten der peripheren Pixel ersetzt, wobei die Gewichtung stärker ist, wenn eine Distanz zum Zielpixel kürzer ist.
Porenbeseitigungsgerät wie in Anspruch 5 beansprucht, bei dem, nachdem die Dichte des Porenpixels ersetzt ist, die Porenbeseitigungseinrichtung die ersetzte Dichte wiederherstellt, wenn eine als das Bergpixel angesehene Fläche nicht weniger als eine bestimmte Breite hat.
Porenbeseitigungsgerät wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, das außerdem eine Bergrichtung-Erkennungseinrichtung zum Erkennen von Bergrichtungen enthält, wobei die Porenbeurteilungseinrichtung das Zielpixel als die Pore beurteilt, wenn ein Innenwinkel, der durch die von der Bergrichtung-Erkennungseinrichtung erkannte Bergrichtung und die offene Richtung definiert ist, nicht kleiner als ein bestimmter Winkel ist.
Porenbeseitigungsverfahren zum Beseitigen einer Pore aus einem Fingerabdruck-Graubild beim Extrahieren eines Details aus dem Fingerabdruck-Graubild, mit den Schritten: das Vorhandensein eines Bergpixels in jeder radialen Richtung von einem Zielpixel als Zentrum davon auf Basis einer Dichteänderung in Bezug auf eine Gruppe von Pixeln in einer bestimmten Fläche, die das Zielpixel enthält, innerhalb des Fingerabdruck-Graubildes zu erkennen; und in Übereinstimmung mit einem durch den Schritt, das Vorhandensein eines Bergpixels zu erkennen, erkannten Ergebnis das Bergpixel, wenn es eines gibt, als peripheres Pixel zu betrachten, und wenn es kein Bergpixel gibt, solch eine Richtung als eine durch ein Tal definierte offene Richtung zu betrachten, und auf Basis einer Gesamtzahl der offenen Richtungen zu beurteilen, ob das Zielpixel die Pore ist.
Porenbeseitigungsprogramm, benutzt zum Beseitigen einer Pore aus einem Fingerabdruck-Graubild beim Extrahieren eines Details aus dem Fingerabdruckbild, zum Auffordern eines Computers, Folgendes auszuführen: eine Funktion, das Vorhandensein eines Bergpixels in jeder radialen Richtung von einem Zielpixel als Zentrum davon auf Basis einer Dichteänderung in Bezug auf eine Gruppe von Pixeln in einer bestimmten Fläche, die das Zielpixel enthält, innerhalb des Fingerabdruck-Graubildes zu erkennen; und eine Funktion, in Übereinstimmung mit einem durch den Schritt, das Vorhandensein eines Bergpixels zu erkennen, erkannten Ergebnis das Bergpixel, wenn es eines gibt, als peripheres Pixel zu betrachten, und wenn es kein Bergpixel gibt, solch eine Richtung als eine durch ein Tal definierte offene Richtung zu betrachten, und auf Basis einer Gesamtzahl der offenen Richtungen zu beurteilen, ob das Zielpixel die Pore ist.