DE60129526T2

DE60129526T2 - Verfahren und Gerät zur Bilderfassung und Verfahren und Gerät zum Vergleichen von Fingerabdrücken

Info

Publication number: DE60129526T2
Application number: DE60129526T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Musashino-shi Morimura; Toshishige Musashino-shi Shimamura; Kenichi Musashino-shi Saito; Yukio Musashino-shi Okazaki; Hakaru Musashino-shi Kyuragi; Chikara Musashino-shi Yamaguchi; Hiroki Musashino-shi Suto; Satoshi Musashino-shi Shigematsu
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2021-12-15
Also published as: US20020146156A1; EP1215620A3; US6990219B2; EP1215620A2; DE60129526D1; EP1215620B1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fingerabdruckvergleichsverfahren und eine Vorrichtung, die unter Verwendung des Bilderfassungsverfahrens und der Vorrichtung ein Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmuster als Bilddaten detektiert und einen Vergleich ausführt.
Beim Ausführen eines Fingerabdruckvergleichs muss, um die Vergleichsgenauigkeit zu verbessern, ein Fingerabdruckbild erfasst werden, um ein eindeutiges Bild eines Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmusters zu erhalten. Fingerabdrucksensoren, die verwendet werden, um Fingerabdruckbilder in einer Fingerabdruckvergleichsvorrichtung dieser Art zu erfassen, umfassen einen optischen Fingerabdrucksensor, einen kapazitiven Fingerabdrucksensor und Ähnliches. Ein Fingerabdrucksensor ist ausgestaltet, um ein Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmuster als optische refraktive Indexdifferenzen oder kapazitive Wertdifferenzen zu detektieren und das Muster als ein Halbtonbild zu erzeugen.
Gemäß der zuvor genannten Fingerabdruckvergleichsvorrichtung werden die Fingerabdruckdaten des Benutzers im Voraus registriert, wenn ein Benutzer unter Verwendung eines Fingerabdrucks zu authentifizieren ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Fingerabdruckbild des Benutzers von einem Fingerabdrucksensor erworben und die Fingerabdruckdaten werden erzeugt. Die erzeugten Fingerabdruckdaten werden dann mit den registrierten Fingerabdruckdaten verglichen. Wenn sie miteinander übereinstimmen, wird der Benutzer authentifiziert.
Der Zustand der Haut menschlicher Fingerspitzen variiert von Person zu Person. Einige Personen haben beispielsweise trockene Finger und andere haben fettige Finger. Außerdem ändert sich der Zustand der Haut einer Fingerspitze einer gegebenen Person abhängig von den Jahreszeiten und von körperlichen Zuständen. In einer herkömmlichen Fingerabdruckvergleichsvorrichtung werden Fingerabdruckbilder, die sich aus den zuvor genannten Gründen ändern, unter der gleichen Bedingung detektiert und somit können keine genauen Fingerabdruckbilder erhalten werden, die für einen Vergleich erforderlich sind. Wenn ein Bild in einem gewünschten Zustand nicht erhalten werden kann, kann kein genauer Fingerabdruckvergleich ausgeführt werden.
WO 98 52 157 A offenbart eine Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
JP 03 296 873 A , WO 99 26 187 und EP 0 640 933 A offenbaren weitere Fingerabdruckvergleichsvorrichtungen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Vergleichsgenauigkeit zu verbessern.
Um die zuvor genannte Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 bereitgestellt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung einer Fingerabdruckvergleichsvorrichtung unter Verwendung einer Bilderfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung eines Teils des Bilderfassungsabschnitts der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung von 1 zeigt;
3 ist eine Ansicht zum Erklären des Zustands der Fingerabdruckbilddaten, die von dem Bilderfassungsabschnitt erfasst werden;
4 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Anordnung des Bilderfassungsabschnitts zeigt;
5 ist eine Ansicht zum Erklären von Beispielen der Parameter, die in einer A/D-Wandlerschaltung 14 eingestellt sind;
6 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7A bis 7D sind Ansichten, die die erfassten Bilddaten und Histogramme zeigen, die die Grauskala von Bildern darstellen, die von den Bilddaten dargestellt werden;
8A und 8B sind Ansichten, die erfasste Bilddaten und ein Histogramm zeigen, das die Grauskala eines Bilds darstellt, das von den Bilddaten dargestellt wird;
9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Teils der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Teils der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Teils der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Teils der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 ist ein Zeitdiagramm, das ein spezifisches Beispiel des Betriebs der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung von 13 zeigt;
15 ist eine Ansicht zum Erklären eines Erhöhungszählindex';
16 ist eine Grafik zum Erklären einer Erhöhungsbestimmungsbedingung; und
17 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
1 zeigt die Anordnung einer Bilderfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform stellt beispielhaft einen Fall dar, in dem die Bilderfassungsvorrichtung auf den Fingerabdruckvergleich angewandt und nachfolgend als Fingerabdruckvergleichsvorrichtung beschrieben wird. Diese Fingerabdruckvergleichsvorrichtung umfasst einen Bilderfassungsabschnitt 1 zum Umwandeln eines Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsbilds in Bilddaten, die ein elektrisches Signal sind, und zum Ausgeben derselben. Der Bilderfassungsabschnitt 1 bestimmt einen Umwandlungszustand für die Bilddaten gemäß dem Parametersatz in einem Parametereinstellabschnitt 1a.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung umfasst außerdem einen Speicherabschnitt 4, der registrierte Bilddaten G₁ bis G_N für den Fingerabdruckvergleich speichert, einen Fingerruheaufforderungsabschnitt 6 zum Auffordern eines Benutzers, der versucht, eine Kollationierung auszuführen, seinen/ihren Finger auf dem Bilderfassungsabschnitt 1 ruhen zu lassen, einen Fingerruhedetektionsabschnitt 7 zum Detektieren, dass der Finger auf dem Bilderfassungsabschnitt 1 ruhen gelassen wird, und einen Steuerabschnitt 3 zum Steuern der gesamten Vorrichtung.
Der Steuerabschnitt 3 umfasst einen Erfassungssteuerabschnitt 3a, der von einer CPU zum Ausführen vorbestimmter Rechenverarbeitung gemäß einem Programm gebildet wird. Der Erfassungssteuerabschnitt 3a bestimmt zuerst die Bilddaten, die vom Bilderfassungsabschnitt 1 ausgegeben werden, und ändert dann den Parameter in dem Parametereinstellabschnitt 1a. Der Steuerabschnitt 3 umfasst außerdem ein Vergleichsmittel 3b zum Kollationieren von Bilddaten 2, die von dem Bilderfassungsabschnitt 1 mit den registrierten Bilddaten G₁ bis G_N, die in dem Speicherabschnitt 4 gespeichert sind, erfasst werden, und zum Ausgeben der sich ergebenden Daten als ein Vergleichsergebnis 5. Dieser Erfassungssteuerabschnitt 3a und das Vergleichsmittel 3b sind durch Programme implementiert.
2 zeigt die Anordnung des Bilderfassungsabschnitts 1. Viele Sensorzellen 11 sind vertikal und horizontal auf einer Detektionsfläche 12 des Bilderfassungsabschnitts 1 in Form einer Matrix angeordnet. Die Sensorzellen 11 werden durch Elemente zum Umwandeln eines feinen Erhöhung-/Vertiefungsmusters eines Ziels in eine elektrische Menge gebildet. Wenn ein Finger 21 die Detektionsfläche 12 berührt, detektieren die jeweiligen Sensorzellen 11 ein Erhöhungs-/Vertiefungsmuster eines Fingerabdrucks 22. Als Detektionsergebnis, das von allen Sensorzellen erhalten wird, wird ein Bilddatensatz 2, der ein Fingerabdruckbild wie das von 3 darstellt, von dem Bilderfassungsabschnitt 1 ausgegeben.
4 zeigt die Anordnung des Bilderfassungsabschnitts 1. Jede Sensorzelle 11 umfasst ein Detektionselement 11a und eine Sensorschaltung 11b. Das Detektionselement 11a ist ein kapazitiver Sensor, der von einer Elektrode gebildet wird, auf deren Oberfläche ein Isolierfilm ausgebildet ist.
Das Detektionselement 11a wandelt ein Fingerabdruckerhöhungs/-vertiefungsmuster in ein elektrisches Signal um. Die Sensorschaltung 11b verstärkt dann das umgewandelte Signal. Der Ausgang der Sensorschaltung 11b jeder Sensorzelle 11 ist an eine gemein same Datenleitung 13 angeschlossen. Die Sensorzellen 11 werden sequenziell ausgewählt, um ein analoges Signal entsprechend einem Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmuster an die Datenleitung 13 auszugeben.
Eine A/D-Wandlerschaltung 14 wandelt sequenziell die analogen Signale, die durch die Datenleitung 13 übermittelt werden, in beispielsweise digitale Graustufensignale mit 256 Stufen gemäß dem Parameter, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, um und gibt die Signale aus. Wenn die digitalen Signale von allen Sensorzellen 11 in Form einer Matrix angeordnet sind, so dass sie die Positionen der jeweiligen Sensorzellen widerspiegeln, werden Fingerabdruckbilddaten wie die von 3 erhalten.
Es ist zu beachten, dass die A/D-Wandlerschaltung 14 so ausgestaltet ist, dass sie ein analoges Signal entsprechend einem Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmuster in ein digitales Signal umwandelt. Die Beziehung zwischen dem analogen Wert und dem digitalen Wert ändert sich gemäß dem Parameterwert, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist.
5 stellt beispielhaft die Parameter dar, die in der A/D-Wandlerschaltung 14 (4) eingestellt worden sind. Die Parameter A und B sind rationale Zahlen gleich oder größer als 0. Wenn der analoge Wert, der in die A/D-Wandlerschaltung 14 eingegeben wurde, einen Pegel aufweist, der geringer als ein eingestellter Parameterwert (A + B) ist, werden Grauskala-Fingerabdruckbilddaten mit 0 Stufen von der A/D-Wandlerschaltung 14 erhalten. Die Grauskala-Fingerabdruckbilddaten mit 0 Stufen stellen ein schwarzes Bild dar.
Wenn der analoge Wert, der in die A/D-Wandlerschaltung 14 eingegeben wurde, gleich oder größer als ein eingestellter Parameterwert (A + 255 × B) ist, werden Grauskala-Fingerabdruckbilddaten mit 255 Stufen von der A/D-Wandlerschaltung 14 erhalten. Die Grauskala-Fingerabdruckbilddaten mit 255 Stufen stellen ein weißes Bild dar. Wenn der analoge Wert, der in die A/D-Wandlerschaltung 14 eingegeben wurde, gleich oder größer als ein Parameterwert (A + n × B) und geringer als ein Parameterwert {A + (n + 1) × B} ist, werden Grauskala-Bilddaten mit n Stufen von der A/D-Wandlerschaltung 14 erhalten.
Wie zuvor beschrieben, wird, wenn der Parameterwert A groß eingestellt ist, das Fingerabdruckbild, das von der A/D-Wandlerschaltung 14 erhalten wird, schwarz. Wenn der Parameterwert A klein eingestellt ist, wird das Fingerabdruckbild, das von der A/D-Wandlerschaltung 14 erhalten wird, weiß. Wenn der Parameterwert B groß eingestellt ist, nimmt die Auflösung des Fingerabdruckbilds, das von der A/D-Wandlerschaltung 14 erhalten wird, ab. Wenn der Parameterwert B klein eingestellt ist, nimmt die Auflösung des Fingerabdruckbilds, das von der A/D-Wandlerschaltung 14 erhalten wird, zu. Es ist zu beachten, dass die Anzahl Grauskalastufen nicht auf 256 begrenzt ist und 64 oder 128 sein kann.
Es ist zu beachten, dass die vorgenannten Parameterwerte A und B als Parameter verwendet werden, die in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt sind, der zur Umwandlung in dem Bilderfassungsabschnitt 1 verwendet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf sie begrenzt. Beispielsweise können die Helligkeit und die Auflösung auf gleiche Weise gesteuert werden, selbst durch Verwenden des minimalen und maximalen Werts eines Signalumwandlungsbereichs als Parameterwert A beziehungsweise B.
Wie zuvor beschrieben, können durch Ändern der Parameterwerte in der A/D-Wandlerschaltung 14 die Helligkeit und Auflösung des Fingerabdruckbilds, das von der A/D-Wandlerschaltung 14 erhalten wird, geändert werden. Wenn daher die Fingerabdruckbilder menschlicher Fingerspitzen ihre Zustande abhängig von individuellen Unterschieden, z.B. trockene Finger und fettige Finger, Jahreszeiten und körperliche Zustände ändern, können durch Erfassen von Bildern nach dem Einstellen passender Parameterwerte genaue Fingerabdruckbilder erworben werden, die frei von den Einflüssen individueller Unterschiede und Zustandsänderungen sind.
Der Betrieb der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung (Bilderfassungsvorrichtung) gemäß dieser Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezug auf das Flussdiagramm von 6 beschrieben.
Zuerst veranlasst der Erfassungssteuerabschnitt 3a des Steuerabschnitts 3 den Fingerruheaufforderungsabschnitt 6, den Benutzer aufzufordern, der versucht, eine Kollationierung auszuführen, seinen/ihren Finger auf der Detektionsfläche 12 des Bilderfassungsabschnitts 1 ruhen zu lassen (2) (Schritt S1). Genauer gesagt fordert beispielsweise der Fingerruheaufforderungsabschnitt 6 den Benutzer auf, seinen/ihren Finger ruhen zu lassen, indem unter Verwendung einer Anzeigeeinheit wie einer LED oder einem Licht-aussendenden Element eine Aufforderung ausgegeben wird, wobei eine vorbestimmte Anzeige eingeschaltet oder eine Sprachmitteilung ausgegeben wird. Nachdem der Fingerruhedetektionsabschnitt 7 detektiert, dass der Benutzer seinen/ihren Finger auf der Detektionsfläche 12 nach Ausgeben der Aufforderung ruhen lässt (Schritt S2), erfasst der Bilderfassungsabschnitt 1 ein Fingerabdruckbild und gibt die Bilddaten 2 aus (Schritt S3).
Wenn die Bilddaten 2 ausgegeben werden, berechnet der Erfassungssteuerabschnitt 3a einen Grauskalaindex Y als Bildqualitätsbewertung, der die Dichte des erfassten Bilds angibt (Schritt S4). Jede Indexart kann als Grauskalaindex verwendet werden, solange er das Dichtegleichgewicht von Bilddaten angibt, die zu bewerten sind. Beispielsweise kann das Verhältnis der Anzahl Pixel mit Grauskalawerten gleich oder geringer als ein vorbestimmter Grauskalawert zur Gesamtzahl Pixel von Bilddaten als ein Index verwendet werden. Alternativ kann ein Index unter Verwendung eines vorbestimmten Bereichs, zum Beispiel eines Bereichs neben der Mitte der Detektionsfläche 12 als ein Zielbereich berechnet werden, anstatt dass die Gesamtzahl Pixel verwendet wird. In diesem Fall kann ein Grauskalaindex innerhalb eines kurzen Zeitraums berechnet werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem auf die Gesamtzahl Pixel abgezielt wird.
In Schritten S5 bis S15 vergleicht der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Grauskalaindex Y, der auf die zuvor genannte Weise erhalten wird, mit den voreingestellten Schwellen Y_th1 und Y_th2.
Zunächst prüft in Schritt S5 der Erfassungssteuerabschnitt 3a, ob der berechnete Grauskalaindex Y gleich oder größer ist als die Schwelle Y_th1. Wenn in Schritt S5 bestimmt wird, dass der Grauskalaindex Y gleich oder größer ist als die Schwelle Y_th1, fährt der Fluss fort mit Schritt S6, um zu prüfen, ob der Grauskalaindex Y gleich oder kleiner ist als die Schwelle Y_th2. Wenn in Schritt S6 bestimmt wird, dass der Grauskalaindex Y gleich oder kleiner ist als die Schwelle Y_th2, fährt der Fluss fort mit Schritt S7, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an das Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn in Schritt S5 bestimmt wird, dass der Grauskalaindex Y kleiner ist als die Schwelle Y_th1, fährt der Fluss fort mit Schritt S8, um zu prüfen, ob der Parameter B, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist.
Wenn in Schritt S8 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameter B nicht der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S9, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameter in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert erhöht. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S8 bestimmt wird, dass der Parameter B, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S10, um zu prüfen, ob der Parameter A, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist.
Wenn in Schritt S10 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameter A nicht der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S11, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameter A in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert erhöht. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S10 bestimmt wird, dass der Parameter der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S7, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an das Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn Y < Y_th1, wird erneut, da das erfasste Bild leicht hell gefärbt ist, nachdem die Parameterwerte A und B auf die vorgenannte Weise erhöht worden sind, ein Fingerabdruckbild erfasst.
Wenn in Schritt S6 bestimmt wird, dass der Grauskalaindex Y die Schwelle Y_th2 übersteigt, fährt der Fluss fort mit Schritt S12, um zu prüfen, ob der Parameterwert A, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der minimale Wert ist, z.B. 0.
Wenn bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert A nicht 0 ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S13, um den Parameterwert A in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert herabzusetzen. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S12 bestimmt wird, dass der Parameterwert A, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, 0 ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S14, um zu prüfen, ob der Parameterwert B, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der minimale Wert ist.
Wenn in Schritt S14 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert B nicht der minimale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S15, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert B in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert herabsetzt. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S14 bestimmt wird, dass der Parameterwert B der minimale Wert ist, führt der Fluss fort mit Schritt S7, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an das Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn Y_th2 < Y, wird erneut, da das erfasste Bild leicht dunkel gefärbt ist, nachdem die Parameterwerte A und B auf die zuvor genannte Weise herabgesetzt wurden, ein Fingerabdruckbild erfasst.
Der Erfassungssteuerabschnitt 3a wiederholt die zuvor genannte Reihe von Operationen, bis die Bildqualität der Bilddaten einen vorbestimmten Zustand erfüllt. Wenn der Zustand erfüllt ist, gibt der Erfassungssteuerabschnitt 3a die Bilddaten als ein Bild an das Vergleichsmittel 3b aus, das zur Authentifizierung geeignet ist. Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dieser Ausführungsform ein Bild in einem gewünschten Zustand erhalten werden, der in die Bereiche der eingestellten Parameter fällt.
Nachfolgend führt das Vergleichsmittel 3b, das die Bilddaten empfangen hat, eine Authentifizierungsverarbeitung aus, indem es die empfangenen Bilddaten mit den registrierten Bilddaten G₁ bis G_N vergleicht, die in dem Speicherabschnitt 4 gespeichert sind.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird ein Grauskalaindex als Bildqualitätbewertungsindex für erfasste Bilddaten verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Sättigung, die Helligkeit, der Kontrast oder Ähnliches als Index verwendet werden.
Außerdem kann eine räumliche Frequenzkomponente, die von erfassten Bilddaten durch eine Fourier-Transformation extrahiert wurde, als Index verwendet werden. In diesem Fall kann, zusätzlich zu einer Grauskalastufe, bewertet werden, ob das Ansprechen eines Fingerabdrucks ordentlich als Bild erworben worden ist. Außerdem kann ein Bild in Kombination mit einem Grauskalaindex bewertet werden.
<Zweite Ausführungsform>
Als Nächstes wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird ein Grauskalaindex als Bildqualitätsbewertungsindex verwendet. Die Erhöhungen von Fingerabdruckmustern sind bei unterschiedlichen Zielpersonen hinsichtlich der Dicke und der Intervalle unterschiedlich. Aus diesem Grund dürfen Bilddaten, die als Daten bestimmt werden, die eine optimale Bildqualität auf Basis eines Grauskalaindex' aufweisen, keine Bilddaten sein, die eine optimale Bildqualität für die Authentifizierung aufweisen. In der folgenden Ausführungsform wird beispielsweise ein Histogrammindex für die Bewertung der Bildqualität verwendet, um das zuvor genannte Problem zu lösen. Es ist zu beachten, dass die Erhöhungen Linien sind, die ein Muster bilden, das von den Erhöhungsabschnitten der Hautoberfläche einer Fingerspitze erhalten wird.
Wie in 7A bis 7D gezeigt, kann ein Histogrammindex, von dem ein Histogramm, das die Grauskala eines Bilds darstellt, das durch erfasste Bilddaten dargestellt wird, erzeugt wird, von den erfassten Bilddaten berechnet werden. Mit Bezug auf 7 stellt die Abszisse den Grauskalawert dar; und die Ordinate die Frequenz. Die Grauskalawerte stellen die Dichten zwischen Schwarz und Weiß in 256 Stufen dar (Grauskalastufen). Die Grauskalastufe 0 stellt Schwarz dar und die Grauskalastufe 255 stellt Weiß dar. Ein Histogrammindex wie der von 7B wird von erfassten Bild daten wie die von 7A berechnet. Ein Histogrammindex wie der von 7D wird von erfassten Bilddaten wie denen von 7C berechnet.
Im Allgemeinen erscheinen, wenn Bilddaten erfasst werden, wie in 8A gezeigt, zwei Spitzenabschnitte, die die Dichte einer Erhöhung und das Rauschen oder Ähnliches darstellen, in einem Histogramm, wie in 8B gezeigt. Wie nachfolgend beschrieben wird, kann, wenn eine Kalibrierungsschaltung für einen Bilderfassungsabschnitt 1 bereitgestellt ist (1), um Rauschen und Ähnliches zu unterdrücken/herabzusetzen, nur ein Spitzenabschnitt, der die Dichte einer Erhöhung darstellt, dazu gebracht werden, in einem Histogramm zu erscheinen, wie in 7B und 7D gezeigt.
In dieser Ausführungsform wird die Frequenz, die sich an der kleinen Grauskalawertseite befindet, die durch den Histogrammindex dargestellt ist und den maximalen Wert an der hohen Dichteseite zeigt, als Spitzenwert betrachtet, wobei die Frequenz, die dem minimalen Wert unmittelbar neben dem Spitzenwert an der unteren Dichteseite als die des Spitzenwerts entspricht, als Talwert betrachtet wird. Der Histogrammindex H ist als H = Spitzenwert/Talwert definiert. In dieser Ausführungsform ist, da der Grauskalawert 255 weiß darstellt, der Talwert an der rechten Seite des Spitzenwerts in dem Histogramm von 7 vorhanden. Mit Bezug auf 8 wird, da der Spitzenabschnitt, der die Dichte der Erhöhung darstellt, an der hohen Dichteseite des Bilds in dem Histogramm vorhanden ist, der minimale Wert zwischen den zwei Spitzenabschnitten ein Talwert, wobei der maximale Wert des Spitzenabschnitts links an dem Talwert den Spitzenwert darstellt.
Wenn der Wert des Histogrammindex' H, der auf die zuvor genannten Weise definiert ist, abnimmt, nimmt der Kontrast des Bilds ab und umgekehrt. In dieser Ausführungsform werden die Parameter A und B auf Grundlage dieses Histogrammindex' eingestellt. In Bilddaten mit einer geringen Schwarz- und Weißdifferenz wie in 7A gezeigt, wird der Histogrammindex H (= Spitzenwert/Talwert) klein, wie in 7B gezeigt.
In diesem Fall sind die Werte der Parameter A und B so eingestellt, dass der Histogrammindex H zunimmt, so dass ein Ergebnis wie das von 7D erhalten wird. Mit dieser Operation nimmt der Kontrast des Fingerabdruckbilds zu, wie in 7C gezeigt, wodurch ein klares Fingerabdruckbild erhalten wird. Wie zuvor beschrieben, kann durch Einstellen der Parameter A und B, damit der Histogrammindex H innerhalb eines voreingestellten Referenzwertbereichs, das heißt eines passenden Bereichs, fällt, ungeachtet der Dichte eines Fingerabdrucks ein Fingerabdruckbild erworben werden, das geeignet für die Fingerabdruckauthentifizierung ist.
Der Betrieb einer Fingerabdruckvergleichsvorrichtung (Bilderfassungsvorrichtung) unter Verwendung eines Histogrammindex' als Bewertungsindex wird als Nächstes mit Bezug auf das Flussdiagramm von 9 beschrieben.
Der Erfassungssteuerabschnitt 3a eines Steuerabschnitts 3 veranlasst den Fingerruheaufforderungsabschnitt 6, eine Aufforderung an einen Benutzer auszugeben, der versucht, eine Kollationierung auszuführen, um seinen/ihren Finger auf der Detektionsfläche 12 (2) des Bilderfassungsabschnitts 1 (Schritt S1) ruhen zu lassen. Insbesondere fordert der Fingerruheaufforderungsabschnitt 6 den Benutzer auf, seinen/ihren Finger ruhen zu lassen, indem unter Verwendung einer Anzeigeeinheit wie einer LED oder einem Licht-aussendenden Element, wodurch eine vorbestimmte Anzeige eingeschaltet wird, eine Aufforderung angezeigt oder eine Sprachmeldung ausgegeben wird. Nachdem der Fingerruhedetektionsabschnitt 7 detektiert, dass der Benutzer nach Ausgeben der Aufforderung seinen/ihren Finger auf der Detektionsfläche 12 ruhen lässt (Schritt S2), erfasst der Bilderfassungsabschnitt 1 ein Fingerabdruckbild und gibt Bilddaten 2 aus (Schritt S3). Diese Operationen sind die gleichen wie die in der Ausführungsform von 6.
In dieser Ausführungsform berechnet der Erfassungssteuerabschnitt 3a, wenn die Bilddaten 2 ausgegeben werden, den Histogrammindex H als Bildqualitätsbewertungsindex für das erfasste Bild von den Bilddaten 2 (Schritt S101). Es ist zu beachten, dass der Histogrammindex H von einem vorbestimmten Bereich des erfassten Bilds, z.B. einem Bereich neben der Mitte der Detektionsfläche 12 anstelle aller Pixel des erfassten Bilds, berechnet werden kann. In diesem Fall kann der Histogrammindex H innerhalb eines kurzen Zeitraums berechnet werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem auf alle Pixel abgezielt wird.
In den Schritten S102 bis S112 vergleicht der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Histogrammindex H, der auf die vorgenannte Weise erhalten wird, mit voreingestellten Schwellen H_th1 und H_th2.
Zuerst prüft der Erfassungssteuerabschnitt 3a in Schritt S102, ob der berechnete Histogrammindex H gleich oder größer ist als die Schwelle H_th1. Wenn in Schritt S102 bestimmt wird, dass der Histogrammindex H gleich oder größer ist als die Schwelle H_th1, fährt der Fluss fort mit Schritt S103, um zu prüfen, ob der Histogrammindex H gleich oder niedriger ist als die Schwelle H_th2. Wenn in Schritt S103 bestimmt wird, dass der Histogrammindex H gleich oder niedriger ist als die Schwelle H_th2, fährt der Fluss fort mit Schritt S104, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an ein Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn in Schritt S102 bestimmt wird, dass der Histogrammindex H niedriger ist als die Schwelle H_th1, fährt der Fluss fort mit Schritt S105, um zu prüfen, ob der Parameterwert B, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist.
Wenn in Schritt S105 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert B nicht der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S106, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert B in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einem vorbestimmten Wert erhöht. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S105 bestimmt wird, dass der Parameterwert B, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S107, um zu prüfen, ob der Parameterwert A, der im Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist.
Wenn in Schritt S107 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert A nicht der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S108, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert A in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert erhöht. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S107 bestimmt wird, dass der Parameterwert A der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S104, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an das Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn H < H_th1, wird, da der Kontrast des erfassten Bilds leicht geringer ist als H_th1, erneut ein Fingerabdruckbild erfasst, nachdem die Parameterwerte A und B auf die vorgenannte Weise erhöht worden sind.
Wenn in Schritt S103 bestimmt wird, dass der Histogrammindex H die Schwelle H_th2 überschreitet, fährt der Fluss fort mit Schritt S109, um zu prüfen, ob der Parameterwert A, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der minimale Wert ist, z.B. 0.
Wenn bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert A nicht 0 ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S110, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert A in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert herabsetzt. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S109 bestimmt wird, dass der Parameterwert A, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, 0 ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S111, um zu prüfen, ob der Parameterwert B, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der minimale Wert ist.
Wenn in Schritt S111 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert B nicht der minimale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S112, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert B in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert herabsetzt. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S111 bestimmt wird, dass der Parameterwert B der minimale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S104, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an das Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn H_th2 < H, wird erneut, da der Kontrast des erfassten Bilds leicht geringer ist als H_th2, ein Fingerabdruckbild erfasst, nachdem die Parameterwerte A und B auf die zuvor genannte Weise herabgesetzt worden sind.
Der Erfassungssteuerabschnitt 3a wiederholt die zuvor genannte Reihe von Operationen, bis die Bildqualität der Bilddaten eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Wenn die Bedingung erfüllt wird, gibt der Erfassungssteuerabschnitt 3a die Bilddaten als Bild, das geeignet für die Authentifizierung ist, an das Vergleichsmittel 3b aus. Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dieser Ausführungsform ein Fingerabdruckbild mit ausgezeichnetem Kontrast erworben werden, ohne dass es von der Dichte eines Fingerabdruckmusters und von individuellen Unterschieden beeinflusst wird.
Es ist zu beachten, dass, wenn die Bedingung nicht erfüllt werden kann, selbst wenn die Parameter A und B den maximalen oder minimalen Wert einnehmen, eine außergewöhnliche Verarbeitung ausgeführt wird, um das derzeit erfasste Bild auszugeben. Nachfolgend führt das Vergleichsmittel 3b, das die Bilddaten empfangen hat, eine Authentifizierungsverarbeitung aus, indem es die empfangenen Bilddaten mit registrierten Bilddaten G₁ bis G_N vergleicht, die in dem Speicherabschnitt 4 gespeichert sind.
In dieser Ausführungsform kann die vorgenannte Operation ausgeführt werden, nachdem das Histogramm des erfassten Fingerabdruckbilds geglättet wurde. Dies ermöglicht, den Einfluss von Fluktuationen im Histogramm aufgrund von Rauschen, Veränderungen oder Ähnlichem herabzusetzen.
Ein Beispiel der Anordnung der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung (Bilderfassungsvorrichtung) gemäß dieser Ausführungsform, ein Beispiel der Operation, die in Bezug auf das Flussdiagramm von 9 beschrieben worden ist, wird nachfolgend beschrieben. Eine Anordnung, in der eine Kalibrierungsschaltung für den Bilderfassungsabschnitt 1 vorgesehen ist (1), um Rauschen und Ähnliches zu unterdrücken/herabzusetzen, wird nachfolgend beschrieben. 10 zeigt die Anordnung des Bilderfassungsabschnitts 1, der eine Kalibrierungsschaltung 105 aufweist. Es ist zu beachten, dass, da viele Sensorzellen die gleiche Anordnung aufweisen, 10 repräsentativ eine Sensorzelle zeigt.
Wie in 10 gezeigt, umfasst die Sensorzelle 11 das Detektionselement 11a, die Sensorschaltung 11b und die Ausgabesignalpegel-Korrekturschaltung 101. Die Ausgabesignalpegel-Korrekturschaltung 101 empfängt eine Ausgabe von der Sensorschaltung 11b und führt die Ausgabe von der Sensorschaltung 11b einem der Eingänge einer Vergleichsschaltung 104 zu. Die Vergleichsschaltung 104 vergleicht die Ausgabe von der Sensorschaltung 11b mit dem Kalibrierungsreferenzwert (Signal), der von einer Kalibrierungsreferenzsignal-Erzeugungsschaltung 103 ausgegeben wurde. Die Kalibrierungsschaltung 105 passt den Ausgabepegel der Sensorschaltung 11b an (korrigiert ihn), indem sie eine Verstärkungssteuerung an der Eingangsseite der Sensorschaltung 11b oder der Sensorschaltung 11b ausführt, um die Differenz zwischen den zuvor genannten zwei Werten zu beseitigen, die von der Vergleichsschaltung 104 ausgegeben wird.
Die Kalibrierungsreferenzsignal-Erzeugungsschaltung 103 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie Kalibrierungsreferenzwertsignale auf dem gleichen Pegel für die jeweiligen Sensorzellen erzeugt.
Es kann eine beliebige bekannte Anordnung, die die Funktion zum Minimieren von Veränderungen in Ausgaben von dem jeweiligen Sensorzellen 11 aufweist und auf die zuvor genannte Weise arbeitet, als Ausgabesignalpegel-Korrekturschaltung 101 verwendet werden. Mit dieser Anordnung können die Ausgaben der jeweiligen Sensorschaltungen, das heißt die Ausgabepegel der jeweiligen Sensorzellen 11, auf den gleichen Pegel angepasst werden, wodurch Rauschen aufgrund von Empfindlichkeitsvariationen unterdrückt und ein Spitzenabschnitt aufgrund von Rauschen von einem Histogrammindex ähnlich dem von 8B beseitigt wird.
Diese Anordnung wird nachfolgend ausführlicher beschrieben. 11 zeigt die Anordnung eines Teils des Bilderfassungsabschnitts 1, der von den Sensorzellen 11 gebildet wird, die jeweils die Kalibrierungsschaltung 105 aufweisen. Jede Sensorzelle 11 weist die gleiche Anordnung auf und umfasst das Detektionselement 11a, die Sensorschaltung 11b und die Kalibrierungsschaltung (Empfindlichkeitsanpassungsschaltung) 105. Die Detektionsempfindlichkeit jeder Sensorzelle 11 wird unter Verwendung der Kalibrierungsschaltung 105 angepasst. Jede Sensorzelle umfasst die Kalibrierungsschaltung 105, eine Signalverarbeitungsschaltung 110 und eine Steuerleitung L_C.
Die Sensorzelle 11 umfasst das Detektionselement 11a, die Sensorschaltung 11b und die Kalibrierungsschaltung 105. Das Detektionselement 11a ist ein Element zum Umwan deln einer Oberflächenform in ein elektrisches Signal. Die Sensorschaltung 11b ist eine Schaltung zum Messen einer elektrischen Menge in dem Detektionselement 11a, die sich abhängig von der Oberflächenform ändert.
Wenn der Ausgabepegel jeder Sensorzelle 11 korrigiert werden muss, das heißt, eine Kalibrierung muss ausgeführt werden, wird ein Referenzmuster ohne irgend ein ungleichmäßiges Muster als Messziel von der Sensorzelle 11 detektiert oder eine Detektion wird ausgeführt, ohne dass irgendein Objekt auf der Sensorzelle platziert ist, wodurch es dazu kommt, dass jede Sensorzelle 11 den gleichen Messwert detektiert. Die Signalausgabe von der Sensorzelle 11 wird in eine A/D-Wandlerschaltung 14 durch eine Datenleitung L_D eingegeben und als digitales Ausgabesignal 4A ausgegeben.
Das digitale Ausgabesignal 4A, das von der A/D-Wandlerschaltung 14 ausgegeben wird, wird in die Signalverarbeitungsschaltung 110 eingegeben. Die Signalverarbeitungsschaltung 110 vergleicht das digitale Ausgabesignal 4A, das von der A/D-Wandlerschaltung 14 ausgegeben wurde, mit dem digitalen Ausgabesignal, das ausgegeben werden sollte (nachfolgend als erwarteter Wert bezeichnet), um einen Anpassungsparameter zum Anpassen der Detektionsempfindlichkeit der Sensorschaltung 11b zu berechnen. Die Kalibrierungsschaltung 105 wird dann durch die Steuerleitung L_C auf Grundlage des berechneten Anpassungsparameters gesteuert.
Die Datenleitung L_D und die Steuerleitung L_C sind den jeweiligen Sensorzellen 11 gemeinsam. Die Sensorzellen 11 werden sequenziell ausgewählt, und die Ausgabesignale 2A von den Sensorzellen 11 werden sequenziell in die A/D-Wandlerschaltung 14 eingegeben. Folglich steuert die Signalverarbeitungsschaltung 110 die Kalibrierungsschaltung 105 in der Sensorzelle 11.
Die Empfindlichkeit jeder Sensorschaltung 11b wird durch einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen dieser Operation angepasst, wodurch die Leistung jeder Sensorzelle 11 gleichmäßig gemacht wird.
In diesem Fall umfasst die Signalverarbeitungsschaltung 110 die Vergleichsschaltung 104 und die Kalibrierungsreferenzsignal-Erzeugungsschaltung 103, die mit Bezug auf 10 beschrieben wird.
In dem in 11 gezeigten Fall ist das Eingabesignal ein digitales Signal. Wenn ein digitales Signal in die Vergleichsschaltung 104 ohne Umwandlung eingegeben wird, kann eine bekannte digitale Vergleichsschaltung als Vergleichsschaltung 104 verwendet werden. Wenn die Vergleichsschaltung 104 eine allgemeine analoge Vergleichsschaltung ist, wird ein Eingabesignal zuerst D/A-gewandelt und dann der Vergleichsschaltung 104 zugeführt. Das gleiche gilt für die Kalibrierungsreferenzsignal-Erzeugungsschaltung 103.
Wie in 12 gezeigt, kann der Bilderfassungsabschnitt 1 von Sensorzellen 11 gebildet sein, die jeweils die Kalibrierungsschaltung 105 aufweisen. Der Bilderfassungsabschnitt 1, der in 12 gezeigt ist, verwendet eine Sensorschaltung 11b' mit einer Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion und eine Zeitsignal-Vergleichsschaltung 106. Die Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion ist eine Sensorschaltung zum Wandeln eines Ausgabesignals entsprechend einer elektrischen Menge von dem Detektionselement 11a in ein Signal, das sich entlang der Zeitachse ändert. Die Zeitsignal-Vergleichsschaltung 106 vergleicht das Spannung/Zeit-Wandlungssignal, das von der Sensorschaltung 11b' ausgegeben wurde, mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion mit einem Kalibrierungsreferenzsignal und gibt die Signaldifferenz als Steuersignal an die Kalibrierungsschaltung 105 aus. Wenn jede Sensorzelle 11 des Bilderfassungsabschnitts 1 zu kalibrieren ist, wird ein Referenzmuster ohne irgend ein ungleiches Muster als Messziel von der Sensorzelle 11 detektiert, wodurch jede Sensorzelle 11 dazu gebracht wird, den gleichen Messwert zu detektieren.
Die Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion wandelt ein Signal, das analoge Informationen als Spannungswert aufweist, in ein Signal um, das analoge Informationen in der Zeitachsenrichtung aufweist, und gibt das sich ergebende Signal als ein Ausgabesignal 2B wie das von 14 aus (siehe 14: t_s ist die Ausgabezeit und ändert sich). Das Ausgabesignal 2B wird in die A/D-Wandlerschaltung 14 durch die Datenleitung L_D eingegeben und als digitales Ausgabesignal ausgegeben.
Gleichzeitig wird das Ausgabesignal 2B durch die Zeitsignal-Vergleichsschaltung 106 in der Sensorzelle 11 der Kalibrierungsschaltung 105 zugeführt. Die Zeitsignal-Vergleichsschaltung 106 entspricht der Vergleichsschaltung 102 von 10 und erhält die Zeitdifferenz zwischen dem Ausgabesignal 2B von der Sensorschaltung 11b' und der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion und ein Referenzpulssignal, das eine Referenzzeit t_R von der Kalibrierungsreferenzsignal-Erzeugungsschaltung aufweist.
Die Zeitsignal-Vergleichsschaltung 106 vergleicht die Signalspannung/-zeit, die von der Sensorschaltung 11b' gewandelt wurde, mit dem Referenzpulssignal und sendet ein Vergleichspulssignal, das die Zeitdifferenz zwischen ihnen darstellt, an die Kalibrierungsschaltung 105. Mit dieser Operation führt die Kalibrierungsschaltung 105 eine Steueroperation aus, um die Zeitdifferenz von der Ausgabe von der Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion zu beseitigen. Die Datenleitung L_D wird von der Mehrzahl Sensorzellen 11 geteilt. Die Sensorzellen 11 werden sequenziell ausgewählt und die zuvor genannte Operation wird ausgeführt.
Durch einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen der zuvor genannten Operation für jede Sensorzelle 11, die Empfindlichkeit für jede Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion, um die Leistung jeder Sensorzelle 11 gleichmäßig zu machen.
Selbst wenn eine Mehrzahl Sensorzellen 11 gleichmäßig ausgewählt wird, kann die Kalibrierung für jede Sensorzelle gleichzeitig ausgeführt werden. Dies ermöglicht es, die Kalibrierung bei hoher Geschwindigkeit auszuführen.
13 zeigt ein Beispiel der Anordnung jeder Sensorschaltung mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion. Die Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion weist beispielsweise eine Spannung/Zeit-Wandlungsschaltung 121 auf. Als Spannung/Zeit-Wandlungsschaltung 121 kann eine Allzweckschaltung oder Ähnliches verwendet werden. Alternativ umfasst diese Schaltung eine Konstantstromschaltung, ein kapazitives Element und eine Schwellenschaltung 121a (siehe beispielsweise die japanische Patentanmeldung Nr. 11-157755 ).
Das Arbeitsprinzip der Kalibrierungsschaltung unter Verwendung der Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion wird kurz mit Bezug auf 13 beschrieben.
Die Zeitsignalvergleichsschaltung 106 ist typischerweise durch eine UND-Schaltung gebildet. Die Zeitsignalvergleichsschaltung 106 verknüpft das Ausgabesignal 2B von der Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion und das Referenzpulssignal von der Referenzpulssignalerzeugungsschaltung (nicht dargestellt) und gibt die sich ergebenden Daten als Vergleichsignal an eine Zählerschaltung 154 aus.
Der Wert der Zählerschaltung 154 wird im Voraus auf einen Anfangssollwert eingestellt, der alle Lastelemente Z₁ bis Z_N, die eine Lastschaltung 151 bilden, in einem inaktiven Zustand steuert, und das Ausgabesignal 2B von der Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion wird ebenfalls im Voraus auf einen Anfangssollwert eingestellt. Wenn sich das Ausgabesignal 2B früher ändert, als eine vorbestimmte Zeit in der ersten Abtastoperation (beispielsweise wird die Abtastoperation ausgeführt, ohne ein Objekt wie einen Finger 21 auf die Detektionsfläche 12 des Bilderfassungsabschnitts 1 zu platzieren, und ein Ausgabesignal von der Sensorzelle ändert sich innerhalb einer Abtastzeit), wird die Zählerschaltung 154 auf der Grundlage der Ausgabe von der Zeitsignalvergleichsschaltung 106 um eins hoch gezählt. Folglich ändern sich die Daten in der Zählerschaltung 154, um eines der Lastelemente Z₁ bis Z_N zu aktivieren. Außerdem wird das Ausgabesignal 2B von der Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion ebenfalls im Voraus auf den Anfangssollwert gespeichert.
Wenn sich das Ausgabesignal ebenfalls früher ändert als eine vorbestimmte Zeit in der zweiten Abtastoperation (beispielsweise wird die Abtastoperation ohne Ruhen eines Fingers 13 ausgeführt, und das Ausgabesignal von der Sensorzelle ändert sich innerhalb der Abtastzeit), wird die Zählerschaltung 154 weiter um eins hochgezählt. In diesem Fall werden, wenn die Werte der Lastelemente Z₁ bis Z_N so eingestellt sind, dass sie sequenziell gemäß den Bits der Zähler gedoppelt werden, als Folge doppelt so viele Lastelemente aktiviert. Wenn beispielsweise Z₁ = Z, Z₂ = 2Z, Z₃ = 4Z,..., Z_N = 2^(N-1)Z eingestellt sind und Z₁ bis Z_N sequenziell vom unteren Bit der Zählerschaltung 154 ge steuert werden, erhöhen sich die Werte der Lastelemente Z₁ bis Z_N, die an die Sensorschaltung 11b' angeschlossen sind, mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion sequenziell um Z, jedes Mal wenn der Zähler hochgezählt wird.
Diese Operation wird solange wiederholt, bis sich das Ausgabesignal von der Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion nicht in der vorbestimmten Zeit ändert (beispielsweise wird die Abtastoperation ohne Platzieren des Fingers 13 ausgeführt, und das Ausgabesignal von der Sensorzelle ändert sich nicht in der Abtastzeit). Wenn sich das Ausgabesignal nicht in der vorbestimmten Zeit ändert, wird die Zählerschaltung 154 nicht länger hochgezählt, und kein Lastelement wird mehr an die Sensorschaltung 11b' mit der Spannung/Zeit-Wandlungsfunktion angeschlossen.
Wie zuvor beschrieben, kann, da, wenn die Spannung/Zeit-Wandlung ausgeführt wird, in dem Ausgabepegelkorrektursystem umfassend die Kalibrierung kein Gleichstrom fließt, der Energieverbrauch der gesamten Vorrichtung im Vergleich zu anderen Ausführungsformen herabgesetzt werden.
Wie zuvor beschrieben, können Leistungsschwankungen der Sensorzellen aufgrund von Prozessschwankungen und Ähnlichem beseitigt werden, indem die Kalibrierungsschaltung 105 der Sensorschaltung 11b hinzugefügt und eine angemessene Anzahl Lastelemente Z₁ bis Z_N in der Kalibrierungsschaltung 105 an die Sensorschaltung 11b angeschlossen wird. Folglich kann die Leistung aller Sensorzellen vereinheitlich werden.
<Dritte Ausführungsform>
Ein Bilderfassungsverfahren gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Nächstes beschrieben. In dieser Ausführungsform wird ein Erhöhungszählindex als Bildqualitätsbewertungsindex verwendet. Ein Erhöhungszählindex wird als erstes mit Bezug auf 15 beschrieben. Eine Erhöhung eines Fingerabdrucks erscheint als (schwarze) Linie der unteren Grauskala in einem Fingerabdruckbild. Ein Erhöhungszählindex N wird auf folgende Weise erhalten. Zuerst werden durchschnittliche Erhöhungszählungen eines Fingerabdrucks in horizontaler und vertikaler Richtung mit dem Fingerabdruckbestimmungsbereich (n×m Pixel) gezählt, der in 15 gezeigt ist. Eine größere der Durchschnitts-Erhöhungszählungen wird dann als Erhöhungszählindex N ausgewählt.
Nachfolgend wird die Weise des Zählens von Erhöhungen beschrieben. Wenn beispielsweise Erhöhungen in horizontaler Richtung zu zählen sind, werden Pixel in vertikaler Richtung abgetastet, und die Anzahl Erhöhungen, die der Abtaststrahl kreuzt, wird gezählt. Wenn Ni die Erhöhungszählung ist, die erhalten wird, wenn Pixel, die einer Spalte entsprechen, in vertikaler Richtung abgetastet werden, ist, da die Bestimmungsbereiche n Spalten umfassen, die Durchschnitts-Erhöhungszählung entsprechend n Spalten gegeben durch
Da die Länge einer Spalte in vertikaler Richtung m Pixel entspricht, wird eine Durchschnitts-Erhöhungszählung Nv in horizontaler Richtung pro Pixelzählung P durch Multiplizieren des mathematischen Ausdrucks (1) mit P/m berechnet, um die zuvor genannte Durchschnitts-Erhöhungszählung in eine bestimmte Zählung pro P Pixel gemäß Gleichung (2) zu normalisieren:
Eine Durchschnitts-Erhöhungszählung Nh in vertikaler Richtung pro Pixelzählung P wird auf gleiche Weise wie folgt erhalten:
Der Erhöhungszählindex N wird daher ausgedrückt als N = MAX(Nv, Nh) und ein größerer von Nv und Nh wird als Erhöhungszählindex N eingestellt.
16 erklärt eine Erhöhungsbestimmungsbedingung. Mit Bezug auf 16 stellt die Ordinate den Grauskalawert jedes Pixels dar; und die Abszisse die Pixel in vertikaler oder horizontaler Richtung in dem Bestimmungsbereich. Die Kurve, die den Grauskalawert jedes Pixels darstellt, wellt sich gemäß dem Erhöhungs-/Vertiefungsmuster eines Fingerabdruckbilds, wobei die Anzahl Wellen die Anzahl Erhöhungen angibt. Die Erhöhungen werden wie nachfolgend beschrieben gezählt. Beispielsweise werden zwei Schwellen HVTH und LVTH verwendet. Wenn die Kurve die Schwellen HVTH und LVTH in der genannten Reihenfolge kreuzt, wird eine Erhöhung gezählt. In diesem Fall werden die zwei Schwellen verwendet, um zu verhindern, das Pixel, die von Rauschen herrühren und Ähnliches als Erhöhung gezählt werden. Offensichtlich können HVTH = LVTH so eingestellt werden, dass sie eine Schwelle verwenden.
Außerdem können Erhöhungen gezählt werden, nachdem der Grauskalawert eines Fingerabdruckbilds geglättet worden ist. Dies ermöglicht es, die Einflüsse von Fluktuationen in dem Fingerabdruckbild aufgrund von Rauschen, Vorrichtungsschwankungen und Ähnlichem herabzusetzen.
Wenn der Erhöhungszählindex N einen sehr kleinen Wert annimmt, gibt er einen Zustand an, in dem das Fingerabdruckbild zusammengefallen ist. Wenn der Erhöhungszählindex N einen großen Wert annimmt, gibt er einen Zustand an, in dem das Fingerabdruckbild erblasst ist und Erhöhungen gebrochen sind. Wenn daher der Erhöhungszählindex N einen sehr kleinen Wert annimmt, werden die Parameter A und B ange passt, um die Bilddichte herabzusetzen, so dass verhindert wird, dass das Bild zusammenfällt. Wenn der Erhöhungszählindex N einen sehr großen Wert annimmt, werden die Parameter A und B angepasst, um die Bilddichte zu erhöhen. Mit dieser Operation kann ein geeignetes Fingerabdruckbild erworben werden, das frei von den Einflüssen der Dichte eines Fingerabdruckmusters ist.
Es ist zu beachten, dass ein Erhöhungszählindex auch von Vertiefungen (den weißen Linien in dem Fingerabdruckbild von 15) anstatt von Erhöhungen (den schwarzen Linien in dem Fingerabdruckbild von 15) berechnet werden kann. In diesem Fall kann ebenfalls ein Bewertungsindex erhalten werden, der einem Erhöhungszählindex äquivalent ist. Die Vertiefungen können wie folgt gezählt werden. Mit Bezug auf 16 kann beispielsweise, wenn die Kurve die zwei Schwellen LVTH und HVTH in der genannten Reihenfolge kreuzt, eine Vertiefung gezählt werden. In diesem Fall kann auch eine Schwelle eingestellt werden.
Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform weist die gleiche Anordnung auf wie die der Bilderfassungsvorrichtung (Fingerabdruckvergleichsvorrichtung) gemäß jeder der anderen zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Ein Erfassungssteuerabschnitt 3a arbeitet wie in 17 gezeigt. Der Betrieb des Erfassungssteuerabschnitts 3a in der Fingerabdruckvergleichsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. Es ist zu beachten, dass eine Beschreibung von Bestandelementen, die denen von 9 äquivalent sind, nach Bedarf ausgelassen wird.
Zuerst fordert der Fingerruheaufforderungsabschnitt 6 den Benutzer auf, der versucht, eine Kollationierung auszuführen, seinen/ihren Finger auf der Detektionsfläche 12 (2) des Bilderfassungsabschnitts 1 ruhen zu lassen (Schritt S1). Genauer gesagt fordert beispielsweise der Fingerruheaufforderungsabschnitt 6 den Benutzer auf, seinen/ihren Finger ruhen zu lassen, indem unter Verwendung einer Anzeigeeinheit wie einer LED oder einem Licht-aussendenden Element eine Aufforderung angezeigt wird, wobei eine vorbestimmte Anzeige eingeschaltet oder eine Sprachmeldung ausgegeben wird. Nachdem der Fingerruhedetektionsabschnitt 7 detektiert, dass der Benutzer seinen/ihren Finger auf der Detektionsfläche 12 nach Ausgeben der Aufforderung ruhen lässt (Schritt S2), erfasst der Bilderfassungsabschnitt 1 ein Fingerabdruckbild und gibt Bilddaten 2 aus (Schritt S3).
Wenn die Bilddaten 2 ausgegeben worden sind, berechnet der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Erhöhungszählindex N des erfassten Bilds als einen Bildqualitätsbewertungsindex für die Bilddaten 2 (Schritt S201). Es ist zu beachten, dass der Erhöhungszählindex N von einem vorbestimmten Bereich des erfassten Bilds berechnet werden kann, das heißt einem Bereich neben der Mitte der Detektionsfläche 12, anstatt von allen Pixeln des erfassten Bilds. In diesem Fall kann der Erhöhungszählindex N in einem kurzen Zeitraum im Vergleich zu dem Fall berechnet werden, in dem auf alle Pixel abgezielt wird.
In Schritten S202 bis S212 vergleicht der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Erhöhungszählindex N, der auf die zuvor genannte Weise erhalten wird, mit den Schwellen N_th1 und N_th2.
Wenn der Erfassungssteuerabschnitt 3a in Schritt S202 bestimmt, dass der berechnete Erhöhungszählindex N gleich oder niedriger ist als N_th2, fährt der Fluss fort mit Schritt 203, um zu prüfen, ob der Erhöhungszählindex N gleich oder größer als N_th1 ist. Wenn in Schritt S203 bestimmt wird, dass der Erhöhungszählindex N gleich oder größer ist als die Schwelle N_th1, fährt der Fluss fort mit Schritt S204, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an das Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn in Schritt S202 bestimmt wird, dass der Erhöhungszählindex N die Schwelle N übersteigt, fährt der Fluss fort mit Schritt S205, um zu prüfen, ob der Parameterwert B, der in einem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist.
Wenn in Schritt S205 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert B nicht der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S206, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert B in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert erhöht. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S205 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert B, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S207, um zu prüfen, ob der Parameterwert A, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der maximale Wert ist.
Wenn in Schritt S207 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert A nicht der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S208, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert A in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert erhöht. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S207 bestimmt wird, dass der Parameterwert A der maximale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S204, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an das Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn N > N_th2, wird, da dies angibt, dass das erfasste Bild verblasst und zu hell gefärbt ist, erneut ein Fingerabdruckbild erfasst, nachdem die Parameterwerte A und B auf die zuvor genannte Weise erhöht wurden.
Wenn in Schritt S203 bestimmt wird, dass der Erhöhungszählindex N niedriger ist als die Schwelle N_th1, fährt der Fluss fort mit Schritt S209, um zu prüfen, ob der Parameterwert A, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der minimale Wert, beispielsweise 0, ist.
Wenn bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert A nicht 0 ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S210, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert A in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert herabsetzt. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S209 bestimmt wird, dass der Parameterwert A, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, 0 ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S211, um zu prüfen, ob der Parameterwert B, der in dem Parametereinstellabschnitt 1a eingestellt ist, der minimale Wert ist.
Wenn in Schritt S211 bestimmt wird, dass der eingestellte Parameterwert B nicht der minimale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S212, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a den Parameterwert B in dem Parametereinstellabschnitt 1a um einen vorbestimmten Wert herabsetzt. Der Fluss kehrt dann zurück zu Schritt S3. Wenn in Schritt S211 bestimmt wird, dass der Parameterwert B der minimale Wert ist, fährt der Fluss fort mit Schritt S204, in dem der Erfassungssteuerabschnitt 3a die erfassten Bilddaten an das Vergleichsmittel 3b ausgibt.
Wenn N < N_th1, wird, da dies angibt, dass das erfasste Bild zusammengefallen ist, erneut ein Fingerabdruckbild erfasst, nachdem die Parameterwerte A und B auf die zuvor genannte Weise herabgesetzt wurden.
Der Erfassungssteuerabschnitt 3a wiederholt die zuvor genannte Reihe von Operationen, bis die Bildqualität der Bilddaten eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Wenn die Bedingung erfüllt ist, gibt der Erfassungssteuerabschnitt 3a die Bilddaten als ein Bild an das Vergleichsmittel 3b aus, das für die Authentifizierung geeignet ist. Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dieser Ausführungsform ein Fingerabdruckbild erworben werden, das frei von Zusammenfallen oder Verblassen ist, ohne dass es von der Dichte eines Fingerabdruckmusters, von individuellen Unterschieden und Zustandsänderungen beeinflusst wird.
Es ist zu beachten, dass, wenn die Bedingung nicht erfüllt werden kann, selbst wenn die Parameter A und B den maximalen oder minimalen Wert annehmen, eine außergewöhnliche Verarbeitung ausgeführt wird, um das derzeit erfasste Bild auszugeben.
In dieser Ausführungsform können der Ort und die Größe eines Fingerabdruckbestimmungsbereichs nach Bedarf willkürlich eingestellt werden.
<Vierte Ausführungsform>
In dieser Ausführungsform wird eine Kombination aus einem Histogrammindex und einem Erhöhungszählindex als Bewertungsindex in einer Bildverarbeitungsvorrichtung und einer Fingerabdruckvergleichsvorrichtung verwendet.
Die Parameter A und B können beispielsweise geändert werden, um dafür zu sorgen, dass ein Histogrammindex und ein Erhöhungszählindex jeweils in einen vorbestimmten Bereich fallen.
Außerdem kann ein neuer Index von einem Histogrammindex und einem Erhöhungszählindex durch eine vorbestimmte Berechnung erhalten werden, und die Parameter A und B können auf Grundlage dieses Index' geändert werden.
Mit dieser Anordnung kann ein Fingerabdruckbild mit hohem Kontrast erhalten werden, das frei von Zusammenfallen oder Verblassen ist, ohne dass es von der Dichte eines Fingerabdruckmusters, von individuellen Unterschieden und Zustandsänderungen beeinflusst wird.
In dieser Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung nach dem Ersetzen des Erhöhungszählindex' angewandt werden, wobei der Erhöhungszählindex unter Verwendung von Vertiefungen berechnet wird, wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben.
In den zuvor genannten Ausführungsformen werden analoge Werte in digitale Werte mit 256 Grauskalastufen umgewandelt. Solche Werte können jedoch in andere Werte als Werte mit 256 Grauskalastufen umgewandelt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Parameterwerte A und B als Parameter verwendet, die in dem Parametereinstellabschnitt 1a einzustellen sind und zur Umwandlung in dem Bilderfassungsabschnitt 1 zu verwenden sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf sie begrenzt. Beispielsweise können zum Steuern der Helligkeit und der Auflösung der minimale und maximale Wert eines Signalwandlungsbereichs als die Parameterwerte A und B verwendet werden. Die Anzahl der einzustellenden Parameter ist nicht darauf begrenzt und kann nach Bedarf willkürlich geändert werden.
Die zuvor genannten Ausführungsformen haben die Kombination aus einem Grauskalaindex, der die Dichte von Bilddaten angibt, und eines Index', der die räumliche Frequenzkomponente eines Bilds angibt, und die Kombination aus einem Histogrammindex, der von einem Histogramm erzeugt wurde, das die Dichte eines Bilds darstellt und einem Erhöhungszählindex, der auf der Grundlage der Anzahl Erhöhungen in dem Bild erzeugt wurde, beispielhaft dargestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf sie begrenzt. Offensichtlich kann ein neuer Bewertungsindex erzeugt werden, indem die jeweiligen Bewertungsindizes nach Bedarf kombiniert werden.
Wie zuvor beschrieben worden ist, werden gemäß der vorliegenden Erfindung Bilddaten erfasst, derart, dass die Bewertungsindizes für ein Bild, wie beispielsweise ein Fingerabdruckvergleichsziel, in gewisse Bereiche fallen. Dies führt zu einem ausgezeichneten Effekt. Das heißt, ein Bild in einem gewünschten Zustand kann erhalten werden. Beispielsweise kann die Fingerabdruckvergleichsgenauigkeit verbessert werden.

Claims

Fingerabdruckvergleichsvorrichtung umfassend: einen Bilderfassungsabschnitt (1) umfassend eine Mehrzahl kapazitiver Erkennungselemente (11a) zum Umwandeln eines Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmusters, das in Kontakt mit den kapazitiven Erkennungselementen (11a) kommt, in eine elektrische Größe in Übereinstimmung mit einem Parameterwert, der in einem Parametereinstellabschnitt (1a) eingestellt wird, und Ausgeben von Bilddaten, die ein Fingerabdruckbild wiedergeben, das dem Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmuster entspricht; einen Erfassungssteuerabschnitt (3a) zum Empfangen der von dem Bilderfassungsabschnitt (1) ausgegebenen Bilddaten, Berechnen eines Bewertungsindex zum Bewerten der Bildqualität des Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmusters aus den Bilddaten, und, wenn der Bewertungsindex außerhalb eines Bereichs eines voreingestellten Referenzwerts fällt, Ändern des in dem Parametereinstellabschnitt (1a) eingestellten Parameterwerts, um den Bewertungsindex innerhalb des Bereichs des Referenzwerts fallen zu lassen, um Bilddaten auszugeben, die von dem Bilderfassungsabschnitt (1) empfangen werden und deren Bewertungsindex innerhalb des Bereichs des Referenzwerts fällt, und Vergleichsmittel (3b) zum Vergleichen und Kollationieren der von dem Erfassungssteuerabschnitt (3a) ausgegebenen Bilddaten mit im Voraus vorbereiteten registrierten Bilddaten, wobei, wenn der in dem Parametereinstellabschnitt (1a) eingestellte Parameterwert geändert wird, der Bilderfassungsabschnitt (1) Bilddaten ausgibt, die durch erneutes Durchführen der Umwandlung in Übereinstimmung mit dem geänderten Parameterwert erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Erfassungssteuerabschnitt (3a) berechnete Bewertungsindex ein aus der folgenden Gruppe ausgewählter ist: a) ein Index, der eine räumliche Frequenzkomponente der von dem Erfassungsabschnitt (1) ausgegebenen Bilddaten angibt, b) ein Histogrammindex, der aus einem Histogramm erzeugt wird, dass eine Dichte des Bilds wiedergibt, als Verhältnis eines maximalen Werts auf einer Seite des Histogramms, auf der eine Dichte des Bilds hoch ist, zu einem minimalen Wert unmittelbar nahe dem maximalen Wert auf einer Seite, auf der die Dichte des Bilds niedriger als die Dichte ist, die den maximalen Wert wiedergibt; c) ein Erhöhungszählindex, der auf Basis der Anzahl der Erhöhungen in dem Bild erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei im Fall a) der von dem Erfassungssteuerabschnitt (3a) berechnete Bewertungsindex eine Kombination aus einem Grauskalaindex, der eine Dichte der von dem Bilderfassungsabschnitt (1) ausgegebenen Bilddaten angibt, und einem Index ist, der eine räumliche Frequenzkomponente des von dem Bilderfassungsabschnitt (1) ausgegebenen Bilds angibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei im Fall c) der von dem Erfassungssteuerabschnitt berechnete Bewertungsindex eine Kombination aus einem Histogrammindex, der aus einem Histogramm erzeugt wird, das eine Dichte des Bilds wiedergibt, und einem Erhöhungszählindex ist, der auf Basis der Anzahl der Erhöhungen in dem Bild erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei im Fall c) der Erfassungssteuerabschnitt eine mittlere Erhöhungszählung in der horizontalen Richtung, die eine mittlere Erhöhungszählung pro Einheitslänge des Bilds in der horizontalen Richtung ist, und eine mittlere Erhöhungszählung in der vertikalen Richtung, die eine mittlere Erhöhungszählung pro Einheitslänge des Bilds in der vertikalen Richtung ist, erhält, und eine größere der mittleren Erhöhungszählung in der horizontalen Richtung und der mittleren Erhöhungszählung in der vertikalen Richtung als Erhöhungszählindex berechnet.
Fingerabdruckvergleichsverfahren, umfassend: Umwandeln eines Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmusters, das mit einer Mehrzahl kapazitiver Erkennungselemente (11a) in Kontakt kommt, in eine elektrische Größe in Übereinstimmung mit einem voreingestellten Parameterwert, um Bilddaten zu erzeugen, die ein Fingerabdruckbild wiedergeben, das dem Fingerabdruckerhöhungs-/vertiefungsmuster entspricht; Berechnen eines Bewertungsindex zum Bewerten der Bildqualität des Bilds aus den Bilddaten; Ändern des Parameterwerts, um den Bewertungsindex innerhalb eines Bereichs eines voreingestellten Referenzwerts fallen zu lassen; erneutes Durchführen der Umwandlung in Übereinstimmung mit dem geänderten Parameterwert; und Vergleichen und Kollationieren der durch die wiederholte Umwandlung erhaltenen Bilddaten, deren Bewertungsindex innerhalb des Bereichs des Referenzwerts mit registrierten, im Voraus vorbereiteten Bilddaten fällt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewertungsindex ein aus der folgenden Gruppe ausgewählter ist: a) ein Index, der eine räumliche Frequenzkomponente der Bilddaten angibt, b) ein Histogrammindex, der aus einem Histogramm erzeugt wird, das eine Dichte des Bilds wiedergibt, als Verhältnis eines maximalen Werts auf einer Seite des Histogramms, auf der eine Dichte des Bilds hoch ist, zu einem minimalen Wert unmittelbar nahe dem maximalen Wert auf einer Seite, auf der die Dichte des Bilds niedriger als die Dichte ist, die den maximalen Wert wiedergibt; c) ein Erhöhungszählindex, der auf Basis der Anzahl der Erhöhungen in dem Bild erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei im Fall a) der Bewertungsindex eine Kombination aus einem Grauskalaindex, der eine Dichte der Bilddaten angibt, und einem Index ist, der eine räumliche Frequenzkomponente der Bilddaten angibt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei im Fall c) der Bewertungsindex eine Kombination aus einem Histogrammindex, der aus einem Histogramm erzeugt wird, das eine Dichte des Bilds wiedergibt, und einem Erhöhungszählindex ist, der auf Basis der Anzahl der Erhöhungen in dem Bild erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei im Fall c) der Erhöhungszählindex die größere einer mittleren Erhöhungszählung pro Einheitslänge des Bilds in der horizontalen Richtung und einer mittleren Erhöhungszählung pro Einheitslänge des Bilds in der vertikalen Richtung ist.