JP2002366950A - 指紋検出リニアセンサーによる指紋採取方法 - Google Patents

指紋検出リニアセンサーによる指紋採取方法

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JP2002366950A JP2002073541A JP2002073541A JP2002366950A JP 2002366950 A JP2002366950 A JP 2002366950A JP 2002073541 A JP2002073541 A JP 2002073541A JP 2002073541 A JP2002073541 A JP 2002073541A JP 2002366950 A JP2002366950 A JP 2002366950A
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Kitoku Lee
基 徳 李
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指紋の画像を複数の領域に分割して各分割領
域の最適な調整点を算出し、その調整点を基準にして歪
んだ指紋画像を水平または垂直方向、回転方向に補償さ
せることにより正確な指紋画像を復元できるようにした
指紋検出リニアセンサーによる指紋採取方法を提供す
る。 【解決手段】 指紋検出センサーで検出された複数の指
紋画像により全体画像を復元する方法は、指紋検出セン
サーで順次的に指紋画像を検出する段階と、所定の時間
と速度に基づいて走査された指紋画像を所定の区分に分
割する段階と各画像片及びその区分を隣り合う画像片と
比較して最適な重畳される畳領域を検出する段階とその
重畳される畳領域を通じて平均画像変形値を算出する段
階と、平均画像変形値を各画像片に適用して全体画像を
組み合わせる段階とから成る。本発明を適用すれば、指
紋認識センサーで走査された画像を判定及び補正するこ
とによって原形の画像を正確に復元させることにより、
その認識率を非常に高く向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、指紋検出リニアセ
ンサーによる指紋採取方法に関し、更に詳細に述べる
と、指紋検出リニアセンサーによって検出された指紋画
像が指紋画像の判定及び復元を通じて採取されるように
した指紋検出リニアセンサーによる指紋採取方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】周知の通り、最近、エドワードR.ヘン
リー(Edward R.Henry)によって現代の指紋方法が確立
されて以来、指紋は多くの分野に適用されてきた。特
に、指紋は強力な個人の認証手段として金銭の支払い、
人事、金融、犯罪捜査及び保安などの分野で広く使われ
ている。
【0003】指紋を多く用いる個人の認証段階は、多様
な指紋を形態別に区分する分類と、本人であることを確
認する調整の手順からなる。
【0004】この際、指紋の 形態別分類の前に指紋の
画像が検出され、次いで、その指紋画像が登録された画
像か否かを確認して指紋を認証するようにしている。
【0005】従来における指紋を認識するための方法と
してリニアセンサーを使用する場合には、複数の画像片
が検出されるので、検出された画像片を組み合わせるた
めの画像組み合わせ方法が必要とされた。
【0006】米国特許第6、002、815号は、画像
片の組み合わせ方法を開示している。この画像組み合わ
せ方法は、対象体である指の移動速度差を垂直的に補償
することにより、リニアセンサーで検出された一連の画
像片を利用して全体の画像を復元する方法である。
【0007】しかし、上記の米国特許第6、002、8
15号で開示された画像復元方法も、既存の問題点であ
る指のセンサーに対する圧力差と水平及び回転方向に対
する補償方法が提案されていないという問題点を有す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
米国特許第6、002、815号で開示された画像復元
方法も、既存の問題点である指のセンサーに対する圧力
差と水平及び回転方向に対する補償方法が提案されてい
ないという問題点を有する。
【0009】本発明の目的は、前記の従来技術の問題点
に鑑み、指紋画像を複数の領域に分割して、各分割領域
の最適な調整点を算出し、その調整点を基準にして歪ん
だ指紋画像を水平または垂直方向に補償させることによ
り正確な指紋画像を復元できるようにした指紋検出リニ
アセンサーによる指紋採取方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の指紋検出リニアセンサーによる指紋採取
方法は、指紋検出センサーで検出(取得)された複数の
指紋画像により全体画像を復元する方法において、指紋
検出センサーで順次的に指紋画像を採取する段階と、所
定の時間と速度に基づいて走査された指紋画像を所定の
区分に分割する段階と、各画像片及びその区分を隣り合
う画像片と比較して最適な重畳領域を検出する段階と、
その重畳領域から平均画像変形値を算出する段階と、平
均画像変形値を各画像片に適用して全体画像を組み合わ
せる段階と、から成ることを特徴とする。
【0011】また、検出された一つの指紋画像は、その
幅方向に高さと同一の個数の区分に分割されることが好
ましい。
【0012】また、画像の変形値を算出する段階は、単
一の画像片と隣り合う画像片とを比較して、その変位値
を算出することにより指紋画像の垂直移動値を判定する
ことが好ましい。
【0013】さらに、画像の変形値を算出する段階は、
単一の画像片と隣り合う画像片とを比較して、その変位
値を算出することにより指紋画像の垂直移動値を判定す
ることが好ましい。
【0014】さらに、各画像片の重畳率は、次式の各パ
ラメーターの限界値を持つことにより50%以上が重畳
されるようにすることが好ましい。
【0015】
【数式5】
【0016】またさらに、指紋画像を検出する段階にお
ける指紋の移動速度による検出率の調整は、次式の各パ
ラメーターの限界値が適用された速度変化を利用して調
整されることが好ましい。
【0017】
【数式6】
【0018】(式で、Mは画像片の縦方向長さ、Nは画
像片の横方向長さである。) またさらに、指紋画像を検出する段階において、指紋の
移動速度による検出率は、下式の各パラメーターの限界
値が適用された速度変化を利用して調整されることが好
ましい。
【0019】
【数式7】
【0020】(式で、Mは画像片の縦方向長さ、Nは画
像片の横方向長さである。) また、全体画像を組み合わせる段階は、次式で基準にな
る画像片からの地域座標(水平、垂直、傾斜度)変化値を
合算することにより、全域座標を判定することが好まし
い。
【0021】
【数式8】
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照して詳細に説明する。
【0023】図1は本発明の一実施の形態に係る指紋検
出リニアセンサーを利用した指紋採取方法を概略的に示
すフローチャートである。
【0024】先ず、指紋検出リニアセンサーを利用して
指紋画像を検出する場合、(第100段階、ST-10
0)、使用者の指が前記指紋検出センサーの上面で一定
の方向に移動するために、その指紋検出センサーで検出
された指紋画像は連続的で、断片的な画像を有する。
【0025】前記指紋検出センサーで指紋画像の判定及
び再組み合わせを通じて指紋画像が復元されるようにな
り(第200段階、ST-200)、本発明はこのような
指紋画像の判定及び再組み合わせを通じた指紋画像の復
元による指紋画像の採取方法である。
【0026】すなわち、指紋画像を検出するための指紋
検出リニアセンサーの種類にも関係がなく、その適用分
野も出入口における管理のためであっても、携帯電話や
各種電子機器の所有者か否かを識別するためであって
も、犯罪の捜査に使われるためであっても、それらに限
らず、広範囲に使われることが十分に可能である。
【0027】指紋画像が検出された状態では、前記のよ
うにその適用分野によって検出された指紋画像が登録さ
れた画像か否かを判断する指紋画像認識段階を経由する
(第300段階、ST-300)。
【0028】まず、指紋検出センサーは連続する画像片
を生成し、二つの順次的画像片間の重畳領域を利用して
各画像片間の変化値を判定する。各画像片は離散的な点
や画素から構成された少なくとも二つの行を有する。セ
ンサーから採取された画像片は、次の段階で画像片間の
距離が判定されて、画像が組み合わされる。
【0029】使用者が指を指紋検出センサーに密着させ
れば、それと同時に、走査と画像の復元とが開始される
(第210段階、ST-210)。
【0030】この時、前記指紋検出センサーは、所定の
時間と速度とに基づいて指紋画像を走査する(第220
段階、ST-220)。
【0031】より詳細には、指紋認識センサーの上面を
移動する対象物である指の移動方向と指で指紋認識セン
サーを加圧する圧力が各々異なると仮定する場合に生成
される画像は指の移動特性に影響を受けるようになる。
【0032】したがって、本発明から提供される指紋採
取方法は順次的に検出された画像片を組み合わせること
ができるように検出されて各々の画像に対する一組の座
標変数(x、y 座標移動)が形成される。
【0033】本発明において、前記座標集合は各々の画
像が全体画像に組み合わせる時、該当画像片の正確な位
置を提供する。また、本発明に係る指紋採取方法は、画
像の開始位置と終了位置、同期化の喪失状態などの指紋
画像の組み合わせに対する付加情報が加えられて、適応
的検出率が各画像片の移動量を通じて演算して算出され
る。
【0034】このために、本発明に係る指紋採取方法で
は検出された指紋画像を、隣り合う二つの間の地域座標
系のために(x、y、α)を使用し、全体画像対象の全域座
標系のために(X、Y、A)を使用し、その地域座標系の座
標差は式1で示す。
【0035】
【数式9】
【0036】したがって、指が移動しながら検出され複
数の区分に分割された画像片で重畳領域を判定すれば、
図7に示すように一定傾斜面を有する状態で各区分が移
動するような画像変位を示す。
【0037】前記の区分の画像変位に対する傾斜度は式
1によって表現される。
【0038】
【数式10】
【0039】体の画像緩衝の(全域座標)好適な位置に緩
衝し(第260段階、ST-260)、この緩衝が完了す
れば該当全体画像を保存する(第270段階、ST-27
0)。
【0040】この時、走査が完了されたか否かを判断す
る(第280段階、ST-280)。
【0041】もし、走査が完了されなかった場合には、
持続的に各画像片の一定領域が重畳されることができる
ように指の移動速度変化による検出率の調整が要求され
るが、その検出率の変動条件は少なくとも座標パラメー
ターのうちのいずれかが、予め定義された限界値だけ隔
離されていなければならない。
【0042】
【数式11】
【0043】
【数式12】
【0044】本発明では上式4を指紋画像を検出する段
階の220段階に適用して検出率を調整する(第290
段階、ST-290)。
【0045】図8a乃至図8および図9a乃至図9eを参照
すると、指紋の画像は各移動による変化値に図8aない
し8eに示されたように色々な形態の類型を示す。各類
型によって該当パラメーターの値は各々異なるところ、
例えば、図8aの場合には指のx座標移動と回転が行われ
ない垂直平行移動の場合であるのでx値とアルファ値は
0を示すようになる。
【0046】また、図8bはセンサーと指の移動方向が
直交せず、側面移動成分のみを有する場合であり、図8
cの場合は垂直移動と回転を組み合わせたものであり、
図8dの場合は中心位置で回転差により画像座標で水平
移動が生じることを除いては図8cと類似である。図8e
の場合には、指の全ての部分が検出領域から外れるた
め、画像の組み合わせが不可能である。
【0047】この際、X、Y、Aの値は完全に全域の画像
座標で、現在の画像片の位置を定義するので、地域座標
(センサーの座標)で全域座標(画像座標)は次の式のよう
な循環的手順により達成される。
【0048】
【数式13】
【0049】その変化値が合算されることにより全域座
標を算出して画像を組み合わせることができるようにな
る。 図10、図11a、11bを参照すると、図10は
前記指紋検出センサーに対して使用者が指に圧力を加え
て、指紋が水平または垂直方向に歪んだ画像を検出した
図面を示すが、本発明に係る指紋認識システムは図8の
ように走査された指紋画像を画像判定及び復元アルゴリ
ズムを通じて復元することができる。
【0050】この際、本発明では図11aに示すよう
に、走査された画像をまず多段の画像片に割った後、画
像の重畳領域を基準にして、一つの画像片とそれと隣り
合う画像片を比較して各画像片間の回転及び画像変形を
算出し、その算出された値に基づいて、図11bのよう
な原状の画像が復元される。
【0051】一方、本発明に係る指紋検出リニアセンサ
ーを利用した指紋採取方法は、出入口における管理及び
パソコンの駆動前に使用者を識別するための方式や携帯
電話などの使用者を識別するための手段として使用する
ことができる。すなわち、各種の個人用電子機器の正確
な使用者の識別のための方法として広範囲に使用するこ
とができ、各種犯罪捜査等の指紋認識のための認識率を
向上させるための全ての対象にその適用が可能である。
また、本発明の実施の形態に係る指紋検出リニアセンサ
ーを利用した指紋採取方法は、単に前記の実施の形態に
限定されることなく、その技術的要旨を離脱しない範囲
内で多様な変更が可能である。
【0052】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る指紋検出リ
ニアセンサーを利用した指紋採取方法は指紋認識センサ
ーで走査された画像を判定及び補正することにより原形
の画像を正確に復元させて、その認識率を非常に高く向
上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の一実施の形態に係る指紋検出
リニアセンサーによる指紋採取方法を概略的に示すフロ
ーチャートである。
【図2】 図2は本発明の一実施の形態に係る指紋検出
リニアセンサーによる指紋採取方法により検出された指
紋画像を構成する方法を示すフローチャートである。
【図3】 図3は本発明に係る指紋検出リニアセンサー
で検出された検出領域を示す図である。
【図4】 図4は画像片の変化値を示す図である。
【図5】 図5は特定区分に分割された検出領域を示す
図である。
【図6】 図6a及び6bは画像片の移動による傾斜値を
示す図である。
【図7】 図7は図6a及び6bによる近似関数による結
果値を示す図である。
【図8】 図8aないし図8eは指紋変化値の類型を示す
図である。
【図9】 図9aないし図9eは指紋変化値の類型により
検出された形態を示す図である。
【図10】 図10は本発明による指紋認識システムを
通じて画像復元状態を示す状態図である。
【図11】 図11aは本発明による指紋認識システムを
通じて画像復元状態を示す状態図である。図11bは本
発明による指紋認識システムを通じて画像復元状態を示
す状態図である。
【符号の説明】
2、画像片 Δx、水平変位 Δy、垂直変位 Δa、角度変位 [v]_[i]、検出速度 M、画像片の縦方向長さ N、画像片の横方向長さ
フロントページの続き Fターム(参考) 4C038 FF01 FF05 FG00 5B047 AA25 AB02 BA01 CB23 DC09 5B057 BA19 CA12 CA16 CB12 CB16 CC02 CD12 CE10 DB02 DC05 DC07 DC08 DC30 DC32

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】指紋検出センサーで検出された複数の指紋
    画像により全体画像を復元する方法において、 指紋検出センサーで順次的に指紋画像を検出する段階
    と、 所定の時間と速度に基づいて走査された指紋画像を所定
    の区分に分割する段階と、 各画像片及びその区分を隣り合う画像片と比較して最適
    な重畳領域を検出する段階と、 該重畳領域から平均画像変形値を算出する段階と、 該平均画像変形値を各画像片に適用して全体画像を組み
    合わせる段階と、 からなることを特徴とする指紋検出リニアセンサーによ
    る指紋採取方法。
  2. 【請求項2】検出された一つの指紋画像は、その幅方向
    に高さと同一の個数の区分に分割されることを特徴とす
    る請求項1記載の指紋検出リニアセンサーによる指紋採
    取方法。
  3. 【請求項3】画像の変形値を算出する段階は、単一の画
    像片と隣り合う画像片とを比較して、その変位値を算出
    することにより指紋画像の垂直移動値を判定することを
    特徴とする請求項1記載の指紋検出リニアセンサーによ
    る指紋採取方法。
  4. 【請求項4】画像の変形値を算出する段階は、単一の画
    像片と隣り合う画像片とを比較して、その変位値を算出
    することにより指紋画像の垂直移動値を判定することを
    特徴とする請求項1記載の指紋検出リニアセンサーによ
    る指紋採取方法。
  5. 【請求項5】 各画像片の重畳率は、下式の各パラメー
    ターの限界値を持つことにより50%以上が重畳される
    ようにすることを特徴とする請求項1記載の指紋検出リ
    ニアセンサーによる指紋採取方法。 【数式1】
  6. 【請求項6】 指紋画像を検出する段階における指紋の
    移動速度による検出率の調整は、下式の各パラメーター
    の限界値が適用された速度変化を利用して調整されるこ
    とを特徴とする請求項1又は 請求項5記載の指紋検出
    リニアセンサーによる指紋採取方法。 【数式2】 (式で、Mは画像片の縦方向長さ、Nは画像片の横方向
    長さである。)
  7. 【請求項7】 指紋画像を採取する段階において、指紋
    の移動速度による検出率は、下式の各パラメーターの限
    界値が適用された速度変化を利用して調整されることを
    特徴とする請求項1記載の指紋検出リニアセンサーによ
    る指紋採取方法。 【数式3】 (式で、Mは画像片の縦方向長さ、Nは画像片の横方向
    長さである。)
  8. 【請求項8】全体画像を組み合わせる段階は、下式で基
    準になる画像片からの地域座標(水平、垂直、傾斜度)変
    化値を合算することにより、全域座標を判定することを
    特徴とする請求項1記載の指紋検出リニアセンサーによ
    る指紋採取方法。 【数式4】
JP2002073541A 2001-05-25 2002-03-18 指紋検出リニアセンサーによる指紋採取方法 Pending JP2002366950A (ja)

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