JP2000357222A - 指紋検出装置 - Google Patents

指紋検出装置

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JP2000357222A
JP2000357222A JP11168993A JP16899399A JP2000357222A JP 2000357222 A JP2000357222 A JP 2000357222A JP 11168993 A JP11168993 A JP 11168993A JP 16899399 A JP16899399 A JP 16899399A JP 2000357222 A JP2000357222 A JP 2000357222A
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Toshio Oe
敏男 大江
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指紋の登録時又は照合時の指置きの際、乾い
た指の指紋でも容易に検出できるようにする。 【解決手段】 指紋入力部1に入力された画像データ
を、算出手段3,4,6で2値化データ、濃淡量データ
及び方向角安定値を算出し、これに基づいて指置き判定
手段8で指置きを検出する。このとき、指紋入力部1に
指が置かれてから一定時間経過すると、しきい値減少手
段9,10,12が動作して、2値化しきい値、濃淡し
きい値及び方向角安定値しきい値を所定値減少(甘く)
して、乾いた指の指紋でも検出可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】この発明は、指紋の登録又は照合時に、指
が確実に指置き窓に置かれているかを検出する装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】指紋登録時又は指紋照合時には、指紋照
合装置の指置き窓に指を置いて指紋を読み取らせる必要
があり、その後所定の手順で処理が進行することにな
る。その詳細については後述するが、ここではその概要
について説明する。図2に示すように、利用者が指Aを
指置き窓1aに置くと、指置き窓1aに映った指紋画像
を光学的に読み取り、図3に示すように、指紋隆線14
の凹凸を白黒のコントラストとして、離散値化したm×
n画素の原画像15が算出される。
【0003】そして、この原画像15を2値化処理した
指紋の2値化画像を得て、それらの画像データを任意の
指紋検出処理によって、指Aが指置き窓1aに置かれて
いるかが検出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の指
紋検出装置では、指紋画像を光学的に読み取るようにし
ているため、指Aの表面状態の影響で濃度の不均一が生
じ、特に乾燥した指などでは、低コントラストな指紋画
像となり、指紋検出が不正確又は不能になるという問題
点がある。
【0005】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、乾燥した指の指紋でも容易に検出できる
ようにした指紋検出装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の第1発明に係
る指紋検出装置は、指が入力部に置かれてから一定時間
経過後に、画像を処理するしきい値を所定値減少するよ
うにしたものである。
【0007】また、第2発明に係る指紋検出装置は、指
が入力部に置かれてから一定時間経過後に、2値化しき
い値、濃淡しきい値及び方向角安定値しきい値のいずれ
かを所定値減少するしきい値減少手段を備えたものであ
る。
【0008】また、第3発明に係る指紋検出装置は、第
2発明のものにおいて、しきい値減少手段を、2値化し
きい値を減少するようにしたものである。
【0009】また、第4発明に係る指紋検出装置は、第
2発明のものにおいて、しきい値減少手段を、濃淡しき
い値を減少するようにしたものである。
【0010】また、第5発明に係る指紋検出装置は、第
2発明のものにおいて、濃淡量判定に用いられる複数個
の参照ウインドウを、指紋の輪郭内に設定し、指が入力
部に置かれてから一定時間経過後に、参照ウインドウの
位置を内側へ1段階のウインドウ分移動するようにした
ものである。
【0011】また、第6発明に係る指紋検出装置は、第
2発明のものにおいて、しきい値減少手段を、方向角安
定値のしきい値を減少するようにしたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1〜図10はこ
の発明の第1〜第3発明の一実施の形態を示す図で、図
1は全体構成図、図2は指紋入力時の斜視図、図3は指
紋の原画像図、図4は指紋の原画像メモリ図、図5は指
紋の原画像の離散値化データ図、図6は指紋の原画像の
2値化データ図、図7は指紋の原画像の濃淡量データ
図、図8は指紋の原画像の方向角安定値データ図、図9
は指紋検出動作フローチャート、図10は参照ウインド
ウ設定の説明図であり、図中同一符号は同一部分を示
す。
【0013】図1及び図2において、1は指紋入力部
で、指Aが置かれる指置き窓1aを有し、光源、プリズ
ム、撮像素子等(図示しない)で構成されている。2は
指紋入力部1に接続され、指紋を多数の画素で示した原
画像データから離散値化データを算出する離散値化デー
タ算出手段、3は離散値化データを任意の2値化しきい
値Bsによって白黒の2値化データに変換する2値化デ
ータ算出手段、4は2値化データからウインドウ(複数
の画素群を1ウインドウとする。)ごとの濃淡量データ
を算出する濃淡量データ算出手段である。
【0014】5は濃淡量データから任意の参照ウインド
ウの濃淡量が濃淡量しきい値Cs以上かを判定する濃淡
量判定手段、6は2値化データから指紋の隆線の明瞭度
を示す方向角安定値を算出する方向角安定値算出手段、
7は全ウインドウの方向角安定値の合計値が方向角安定
値しきい値Fs以上かを判定する方向角安定値判定手
段、8は指Aが置かれているかを判定する指置き判定手
段である。
【0015】9は2値化データ算出手段3で用いられる
2値化しきい値Bsを減少させる2値化しきい値減少手
段、10は濃淡量判定手段5で用いられる濃淡しきい値
を減少させる濃淡しきい値減少手段、11は任意の参照
ウインドウ位置を内側に1段階移動させるウインドウ移
動手段、12は方向角安定値判定手段7で用いられる方
向角安定値しきい値を減少させる方向角安定値しきい値
減少手段である。
【0016】次に、上記各手段による画像処理につい
て、図3〜図10により説明する。図3は、図2に示す
ように、指Aが指置き窓1aに置かれたとき、その指紋
画像を光学的に読み取り、指紋隆線14の凹凸を、白黒
のコントラストとして離散化処理したm×n画素の原画
像15を示す。図4は、指紋の原画像15の白黒コント
ラストを視覚的に表現したもので、m×n画素の原画像
15のメモリイメージであり、16は原画像15の任意
の1画素であり、例えば画素17は座標(28,16)
画素の白黒コントラストを表現している。
【0017】図5は図4を数値的に表現したもので、1
9は原画像データで、図4の各画素16に対応する図5
の各画素16に、図4で示した白黒コントラストを数字
で表している。例えば画素20は座標(28,16)画
素の白黒コントラストの離散値が「180」であること
を示している。図6は、原画像データ19を2値画像化
したメモリイメージで、21は2値画像データで、画素
23は座標(28,16)画素の白黒が「1」(黒)で
あることを示す。
【0018】図7は原画像データ19のv×wウインド
ウごとの濃淡量を示し、24は濃淡量データ、25は任
意のウインドウで、1ウインドウはp×q画素からなっ
ている。ウインドウ26は座標(8,2)ウインドウの
濃淡量が「106」であることを示す。すなわち、1ウ
インドウを構成するp×q画素中、106個の画素が
「1」となっていることを示す。ここで、m=v×p,
n=w×qである。
【0019】図8は原画像データ19のウインドウごと
の方向角安定値(以下F値という)を示し、27はF値
データ、28は任意のウインドウで、1ウインドウはp
×q画素からなっている。画素29は座標(8,2)ウ
インドウのF値が「33」であることを示す。ここで、
F値はそのウインドウ内の指紋隆線の大局的な流れの方
向を表す数値であり、そのウインドウを構成するp×q
画素の「1」「0」の配列に基づいて算出されるもので
あるが、詳細については省略する。
【0020】次に、この実施の形態の動作を図9及び図
10を参照して説明する。ステップS1で指紋検出処理
を開始し、ステップS2で利用者が指置き窓1aに指A
を置くと、ステップS3で指置き窓1aに物体(指Aを
含む)が置かれたかを検出する。この検出手段には、指
Aの押圧による指置き窓1aの変位を検出する等がある
が、詳細は省略する。ステップS4で指置き窓1aに物
体が置かれているかを判定し、置かれていなければステ
ップS2へ戻り、置かれていればステップS5へ進む。
ステップS5では、撮像素子に蓄積された画像データ
を、指紋の原画像データ19としてメモリに読み込む。
ステップS6では、ステップS4で物体が置かれてか
ら、一定時間が経過したかを判定する。
【0021】一定時間が経過していない場合はステップ
S8へ進む。経過している場合はステップS7へ進み、
2値化しきい値Bsを任意値減らしてステップS8へ進
む。ステップS8では、原画像データ19を、2値化し
きい値Bsを用いて白黒の2値化変換し、2値画像デー
タ21を算出する。ステップS9で原画像データ19の
任意の参照ウインドウについて、白黒比を意味する濃淡
量Cij(i=0,1,…,v、j=0,1,…,w)
を算出して、濃淡量データ24を生成する。
【0022】ここで、参照ウインドウの濃淡量Cijの
1例を図10に示す。すなわち、濃淡量データ24の4
隅から3ウインドウ分内側の4個のウインドウが参照ウ
インドウであり、この参照ウインドウの濃淡量Cij
が、それぞれC2・2,CV−2・2,C2・W−2,
CV−2・W−2である。なお、A1は指紋の輪郭であ
る。ステップS10でこの4個の参照ウインドウの濃淡
量Cijがすべて濃淡しきい値以上かを判定する。
【0023】1個でも濃淡しきい値Cs未満の場合はス
テップS3へ戻り、4個すべてが濃淡しきい値Cs以上
の場合は、ステップS11へ進む。これで、一定の面積
を持つ指紋など、濃淡画像を有する物体が置かれている
ことを検出している。ステップS11では、原画像デー
タ19の指紋隆線のF値Fij(i=0,1,…v、j
=0,1,…w)を全ウインドウについて算出し、F値
データ27を生成する。ステップS12では、ステップ
S11で生成したF値データ27の全ウインドウのF値
Fijの合計が、F値しきい値Fs以上かを判定する。
【0024】F値Fijの合計値がF値しきい値Fs未
満であればステップS3へ戻り、F値しきい値Fs以上
であればステップS13へ進む。これで、明瞭な隆線で
形成された指紋が置かれていることを検出し、指紋検出
処理終了となる。このようにして、指置き後一定時間経
過すると、2値化しきい値Bsを減少させ、指紋の検出
条件を甘くすることにより、乾いた指紋など特殊な状態
の指紋が置かれた場合も、これを容易に検出することが
可能となる。
【0025】実施の形態2.図11はこの発明の第1、
第2及び第4発明の一実施の形態を示す動作フローチャ
ートである。なお、図1〜図8及び図10は実施の形態
2にも共用する。図11は図9のステップS6,S7を
削除し、ステップS15,S16を付加したものであ
る。
【0026】次に、この実施の形態の動作を、実施の形
態1との相違点を主にして説明する。ステップS1〜S
5,S8〜S13は既述のとおりである。ステップS1
0で参照ウインドウの濃淡量Cijの1個でも濃淡しき
い値Cs未満のものがあると判定されると、ステップS
15へ進む。ステップS15ではステップS4で物体が
置かれてから、一定時間が経過したかを判断する。一定
時間が経過していない場合はステップS3へ戻り、経過
している場合はステップS16へ進み、濃淡しきい値C
sを任意値減らしてステップS3へ戻る。
【0027】このようにして、指置き後一定時間経過す
ると、濃淡しきい値Csを減少させ、指紋の検出条件を
甘くすることにより、乾いた指紋など特殊な状態の指紋
が置かれた場合も、これを容易に検出することが可能と
なる。
【0028】実施の形態3.図12はこの発明の第1、
第2及び第5発明の一実施の形態を示す動作フローチャ
ートである。なお、図1〜図8及び図10は実施の形態
2にも共用する。図12は図11のステップS16を削
除し、ステップS17を付加したものである。
【0029】次に、この実施の形態の動作を、実施の形
態2との相違点を主にして説明する。ステップS1〜S
5,S8〜S13は既述のとおりである。ステップS1
0,S15で参照ウインドウの濃淡量Cijの1個でも
濃淡しきい値Cs未満のものがあると判定され、物体が
置かれてから一定時間が経過したと判定されるとステッ
プS17へ進む。
【0030】ステップS17では、図10で設定した参
照ウインドウ位置(2.2,v−2・2,2・w−2,
v−2・w−2)から更に内側に1段階移動させた参照
ウインドウ位置(3・3,v−3・3,3・w−3,v
−3・w−3)を設定して、ステップS3へ戻る。これ
を繰り返してこの4個の参照ウインドウの濃淡量C3・
3,CV−3・3,C3・W−3,CV−3・W−3が
すべてしきい値Cs以上になり、かつステップS11,
S12で各ウインドウのF値Fijの合計がF値しきい
値Fs以上になれば指紋検出終了となる。
【0031】このようにして、指置き後一定時間経過す
ると、参照ウインドウの位置を内側へ移動して、濃淡量
Cijの算出をすることにより、乾いた指紋など特殊な
状態の指紋が置かれた場合も、これを容易に検出するこ
とが可能となる。
【0032】実施の形態4.図13はこの発明の第1、
第2及び第6発明の一実施の形態を示す全体構成図であ
る。なお、図1〜図8及び図10は実施の形態4にも共
用する。図13は図9のステップS6,S7を削除し、
ステップS15,S18を付加したものである。
【0033】次に、この実施の形態の動作を、実施の形
態1との相違点を主にして説明する。ステップS1〜S
5,S8〜S13は既述のとおりである。ステップS1
2で参照ウインドウのF値Fijの合計が、F値のしき
い値Fs未満と判定されると、ステップS15へ進む。
ステップS15ではステップS4で物体が置かれてか
ら、一定時間が経過したかを判定する。一定時間が経過
していない場合はステップS3へ戻り、経過している場
合は、ステップS18へ進み、F値のしきい値Fsを任
意値減らしてステップS3へ戻る。
【0034】このようにして、指置き後一定時間経過す
ると、F値のしきい値Fsを減少させ、指紋の検出条件
を甘くすることにより、乾いた指紋など特殊な状態の指
紋が置かれた場合も、これを容易に検出することが可能
となる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第1発明
では、指が入力部に置かれてから一定時間経過後に、画
像を処理するしきい値を所定値減少し、第2発明では指
が入力部に置かれてから一定時間経過後に、2値化しき
い値、濃淡しきい値及び方向角安定値しきい値のいずれ
かを所定値減少するしきい値減少手段を備えたものであ
る。
【0036】また、第3発明では、しきい値減少手段
を、2値化しきい値を減少するようにし、第4発明で
は、しきい値減少手段を、濃淡しきい値を減少するよう
にし、第5発明では、濃淡量判定に用いられる複数個の
参照ウインドウを、指紋の輪郭内に設定し、指が入力部
に置かれてから一定時間経過後に、参照ウインドウの位
置を内側へ1段階のウインドウ分移動するようにし、第
6発明では、しきい値減少手段を、方向角安定値のしき
い値を減少するようにしたものである。
【0037】このようにして、指紋の検出条件を甘くす
ることにより、乾いた指紋など特殊な状態の指紋が置か
れた場合も、これを容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す全体構成図。
【図2】 この発明の実施の形態1及び従来の指紋検出
装置を示す指紋入力時の斜視図。
【図3】 図2により得られる指紋の原画像図。
【図4】 この発明の実施の形態1を示す指紋の原画像
メモリ図。
【図5】 この発明の実施の形態1を示す指紋の原画
像の離散値化データ図。
【図6】 この発明の実施の形態1を示す指紋の原画像
の2値化データ図。
【図7】 この発明の実施の形態1を示す指紋の原画像
の濃淡量データ図。
【図8】 この発明の実施の形態1を示す指紋の原画像
の方向角安定値データ図。
【図9】 この発明の実施の形態1を示す動作フローチ
ャート。
【図10】 この発明の実施の形態1を示す参照ウイン
ドウ設定の説明図。
【図11】 この発明の実施の形態2を示す動作フロー
チャート。
【図12】 この発明の実施の形態3を示す動作フロー
チャート。
【図13】 この発明の実施の形態4を示す動作フロー
チャート。
【符号の説明】
A 指、A1 指紋の輪郭、1 指紋入力部、1a 指
置き窓、2 離散値化データ算出手段、3 2値化デー
タ算出手段、4 濃淡量データ算出手段、5濃淡量判定
手段、6 方向角安定値算出手段、7 方向角安定値判
定手段、8指置き判定手段、9 2値化しきい値減少手
段、10 濃淡しきい値減少手段、11 ウインドウ移
動手段、12 方向角安定値しきい値減少手段、14
指紋隆線、15 指紋の原画像、19 原画像データ、
21 2値画像データ、24濃淡量データ、27 方向
角安定値データ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力部に置かれた指の指紋の凹凸を光学
    的に読み取り、これをしきい値により処理した画像デー
    タを用いて、上記指が上記入力部に置かれていることを
    検出する装置において、上記指が上記入力部に置かれて
    から一定時間経過後に、上記しきい値を所定値減少する
    しきい値減少手段を備えたことを特徴とする指紋検出装
    置。
  2. 【請求項2】 入力部に置かれた指の指紋の凹凸を光学
    的に読み取り、上記指紋の凹凸を白黒コントラストとし
    て離散値化処理した画素からなる指紋の画像データを算
    出する離散値化データ算出手段と、上記画像データを2
    値化しきい値により白黒の2値化データを算出する2値
    化データ算出手段と、上記2値化データから画像の濃淡
    量を算出する濃淡量データ算出手段と、複数画素を1ウ
    インドウとし、このウインドウの内任意の参照ウインド
    ウの上記濃淡量が所定のしきい値以上かを判定する濃淡
    量判定手段と、上記2値化データから上記指紋の隆線の
    明瞭度合いを示す方向角安定値を算出する方向角安定値
    算出手段と、すべての上記ウインドウの上記方向角安定
    値の合計値が所定のしきい値以上かを判定する方向角安
    定値判定手段と、上記方向角安定値判定手段が動作する
    と上記指が上記入力部に置かれていることを検出する指
    置き判定手段とを有するものにおいて、上記指が上記入
    力部に置かれてから一定時間経過後に、上記しきい値の
    いずれかを所定値減少するしきい値減少手段を備えたこ
    とを特徴とする指紋検出装置。
  3. 【請求項3】 しきい値減少手段は、2値化しきい値を
    減少するものとしたことを特徴とする請求項2記載の指
    紋検出装置。
  4. 【請求項4】 しきい値減少手段は、濃淡しきい値を減
    少するものとしたことを特徴とする請求項2記載の指紋
    検出装置。
  5. 【請求項5】 濃淡量判定手段で用いられる複数個の参
    照ウインドウを、指紋の輪郭内に設定し、上記指が入力
    部に置かれてから一定時間経過後に、上記参照ウインド
    ウの位置を内側へ1段階のウインドウ分移動するウイン
    ドウ移動手段を設けたことを特徴とする請求項2記載の
    指紋検出装置。
  6. 【請求項6】 しきい値減少手段は、方向角安定値のし
    きい値を減少するものとしたことを特徴とする請求項2
    記載の指紋検出装置。
JP11168993A 1999-06-15 1999-06-15 指紋検出装置 Withdrawn JP2000357222A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5191027B2 (ja) * 2000-07-03 2013-04-24 株式会社Access 携帯情報端末装置、ストレージサーバ、およびストレージ領域の提供方法

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