JP2002373334A - 指紋特徴抽出装置、指紋特徴抽出方法及び指紋抽出プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、不鮮明な指紋、特に遺留指紋の特徴
点の編集作業を行ったときに必須となる隆線数確認、お
よび修正作業を削減するものである。従来の指紋特徴修
正システムには、オペレータ処理として、指紋中心修正
処理と特徴点修正処理と隆線数修正処理の３つが必須で
あった。 【解決手段】本発明はオペレータ処理が必要な隆線数修
正処理を自動化し、オペレータの負担の軽減を図るもの
である。疑似特徴点設定部１１１，隆線方向決定部１１
２，確信度計算部１１３，２値化部１２，特徴点形状上
書部１３、細線化部１４、無条件芯線修正部１５によっ
て隆線数修正処理の自動化を行うものである。本発明で
は、以上の構成によってオペレータの修正した指紋中心
と特徴点を利用し、隆線数を間違えることなく計測する
ことで、従来では必須であった隆線数修正処理を不要と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋でオペレータ
による特徴点の抽出等の操作や目視チェックが必要とな
るような不鮮明な指紋の特徴点と隆線の生成に関し、特
に特徴点間の隆線数の生成を自動化してオペレータの負
担の軽減を図る指紋特徴抽出装置、指紋特徴抽出方法及
び指紋特徴抽出プログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、不鮮明な指紋、例えば遺留指紋の
ように指紋の一部が欠けていたりする品質の悪い指紋の
場合、その入力された２値画像からなる指紋情報におい
て、その特徴点間の隆線数を利用する指紋照合システム
では、オペレータが特徴点の追加や削除を行ったとき、
隆線数の指定、および確認／修正が必要となる。従来の
指紋特徴編集システムの一例が特開平４−３０６７７９
に、指紋特徴修正システムの一例が特開平４−３０６７
７８に記載されている。

【０００３】この公報に記載されている指紋特徴編集シ
ステムは、オペレータの追加した特徴点においてその周
囲の近傍に存在する特徴点との間の隆線数を指定する必
要があり、マニューシャリストが完成するまでに、編集
量に比例してオペレータの手間と時間がかかる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した特開平４−３
０６７７８の指紋特徴修正システムでは、平均隆線間距
離を算出することで、近傍特徴点間隆線数の設定処理
を、設定されている隆線数の確認／修正処理に代えるこ
とで、オペレータへの手間と時間の軽減を図っている
が、オペレータの確認する対象となる隆線数の本数が削
減されるわけではないので作業量を大幅に削減するまで
には至っていない。

【０００５】本発明は、このオペレータへの手間と時間
を完全に削減、あるいは大幅に削減する指紋特徴抽出装
置、指紋特徴抽出方法及び指紋特徴抽出プログラムを提
供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の指紋特徴
抽出装置は、指紋の２値画像とオペレータによって修正
された指紋の中心点と指紋の特徴点とを入力し、前記特
徴点の位置とその方向とから前記２値画像を一定の画素
数で分割したブロックの隆線方向を決定し、前記ブロッ
クの隆線方向と前記２値画像とから特徴点間の隆線数を
求めることを備える。

【０００７】本発明の第２の指紋特徴抽出装置は、指紋
中心から上部の隆線を同心円とみなして特徴点をもとに
架空の疑似特徴点をその位置と方向とともに生成し特徴
点と疑似特徴点とから指紋の２値画像を一定の画素数で
分割したブロックの隆線方向を設定する手段を備える。

【０００８】本発明の第３の指紋特徴抽出装置は、第２
の発明において、指紋の中心を垂直に通る直線を対称軸
として指紋の中心より上部にある特徴点に対し当該対称
軸の線対称位置に架空の疑似特徴点を生成する手段を有
する。

【０００９】本発明の第４の指紋特徴抽出装置は、第
２，または第３の発明において、前記特徴点と指紋の中
心を結ぶ線分の中点にも疑似特徴点を生成するとともに
前記対称軸上にも指紋の中心より一定の間隔で疑似特徴
点を生成することを備える。

【００１０】本発明の第５の指紋特徴抽出装置は、特徴
点である分岐点や端点を消去する消去形状を有する２値
画像と分岐点や端点を生成するための上書き形状を有す
る２値画像とによって、指紋の２値画像の特徴点の形状
の消去や上書きをする手段を備える。

【００１１】本発明の第６の指紋特徴抽出装置は、指紋
の２値画像の芯線化処理で発生した不正な特徴点をオペ
レータによって修正された特徴点によって無条件に修正
する手段を備える。

【００１２】本発明の第７の指紋特徴抽出装置は、オペ
レータによって修正された指紋の中心点と指紋の特徴点
とを入力し架空の疑似特徴点を発生する疑似特徴点設定
部と、前記特徴点と前記疑似特徴点のもつ位置と方向と
から指紋画像を一定の画素数で分割したブロックの隆線
方向を決定する隆線方向決定部と、前記隆線方向決定部
によるブロックの隆線方向についてその確からしさを計
算する確信度計算部と、指紋画像と前記隆線方向決定部
によるブロックの隆線方向とから２値化を行い２値画像
を生成する２値化部と、特徴点の端点や分岐点について
その２値画像である消去形状と上書き形状とを元に前記
２値画像にオペレータによって修正された特徴点を反映
する特徴点形状上書部と、前記特徴点形状上書部による
２値画像の細線化を行い細線画像を生成する細線化部
と、前記細線画像の不正な特徴点をオペレータによって
修正された特徴点によって無条件に修正する無条件芯線
修正部と、前記無条件芯線修正部による細線画像から特
徴点間の隆線数を記述したマニューシャリストを作成す
るマニューシャリスト作成部と、を備える。

【００１３】本発明の第１の指紋特徴抽出方法は、オペ
レータによって修正された指紋の中心点と指紋の特徴点
とを入力し架空の疑似特徴点を発生する第１のステップ
と、前記特徴点と前記疑似特徴点のもつ位置と方向とか
ら指紋画像を一定の画素数で分割したブロックの隆線方
向を決定する第２のステップと、前記第２のステップに
よる隆線方向についてその確からしさを計算する第３の
ステップと、指紋画像と前記第２のステップにおけるブ
ロックの隆線方向とから２値化を行い２値画像を生成す
る第４のステップと、特徴点の端点や分岐点の２値画像
である消去形状と上書き形状とを元に前記２値画像にオ
ペレータによって修正された特徴点を反映する第５のス
テップと、前記第５のステップによる２値画像に対しそ
の細線化を行い細線画像を生成する第６のステップと、
前記細線画像の不正な特徴点に対しオペレータによって
修正された特徴点によって無条件に修正する第７のステ
ップと、前記第７のステップによる細線画像から特徴点
間の隆線数を記述したマニューシャリストを作成する第
８のステップと、を備える。

【００１４】本発明の第１の指紋特徴抽出プログラム
は、オペレータによって修正された指紋の中心点と指紋
の特徴点とを入力し架空の疑似特徴点を発生する第１の
ステップ、前記特徴点と前記疑似特徴点のもつ位置と方
向とから指紋画像を一定の画素数で分割したブロックの
隆線方向を決定する第２のステップ、前記第２のステッ
プによる隆線方向についてその確からしさを計算する第
３のステップ、指紋画像と前記第２のステップにおける
ブロックの隆線方向とから２値化を行い２値画像を生成
する第４のステップ、特徴点の端点や分岐点の２値画像
である消去形状と上書き形状とを元に前記２値画像にオ
ペレータによって修正された特徴点を反映する第５のス
テップ、前記第５のステップによる２値画像に対しその
細線化を行い細線画像を生成する第６のステップ、前記
細線画像の不正な特徴点に対しオペレータによって修正
された特徴点によって無条件に修正する第７のステッ
プ、前記第７のステップによる細線画像から特徴点間の
隆線数を記述したマニューシャリストを作成する第８の
ステップ、を実行させることを備える。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の構成
について図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】本発明は、指紋の入力を行う指紋入力装置
を接続したキーボードや表示装置を備えるコンピュータ
システムで動作し、入力した指紋の特徴を抽出する内容
を有し、不鮮明な指紋、特に遺留指紋の特徴点の編集作
業を目視によってオペレータが行ったときに必須となる
特徴点間の隆線数確認、および修正作業を自動で行いオ
ペレータの負担を削減する内容を持つものである。

【００１７】図１が本発明の構成と処理の流れとを説明
するものであるが、従来との相違を明確化するため、最
初に図２について説明を行う。

【００１８】図２が従来の指紋特徴修正システムで、自
動処理が行われる指紋画像入力部１と、隆線方向抽出部
２と、２値化部３と、細線化部４と、条件付き芯線修正
部５と、マニューシャリスト作成部６と、指紋中心修正
処理７と、特徴点修正処理８と、隆線数修正処理９と、
マニューシャリスト作成部１０と、を含む。尚、指紋中
心修正処理７から隆線数修正処理９まではオペレータに
よる目視による処理が行われる。

【００１９】指紋画像入力部１ではスキャナから指紋画
像を入力し、隆線方向抽出部２では入力された指紋画像
の隆線方向を指紋画像全体を一定の画素数で分割したブ
ロック単位で抽出し、２値化部３ではブロック単位で生
成された隆線方向による画像強調を利用してフィルタリ
ングを行い入力指紋画像を２値化し、細線化部４では２
値化された画像を細線化して芯線画像を生成し、条件付
き芯線修正部５では指定条件以上に誤った芯線形状を正
しく修正し、マニューシャリスト作成部６では修正され
た芯線形状からマニューシャリストを作成する。以上の
処理は自動で行われ以降のオペレータによる目視チェッ
クをサポートする情報となる。指紋中心修正処理７では
オペレータによる指紋中心の確認および修正を行い、特
徴点修正処理８ではオペレータによる特徴点の追加およ
び削除を行い、隆線数修正処理９ではオペレータによる
隆線数の確認および修正を行う。最後のマニューシャリ
スト作成部１０ではオペレータの修正した指紋中心と特
徴点と隆線数からマニューシャリストを再作成する。

【００２０】以上説明した指紋画像入力部１から特徴点
修正処理８までを処理Ａとする。処理Ａは、図１の本発
明でも同様に行われる。

【００２１】特徴点の隆線方向は、図４のように定義さ
れる。

【００２２】尚、ここで言うブロックとは、例えば、全
体が５１２ｘ５１２の画素からなる２値画像の場合、そ
れを例えば、１６ｘ１６画素の大きさのブロックで分割
すると（５１２／１６）ｘ（５１２／１６）＝１０２４
となり１０２４個のブロックに分割されたことになる。

【００２３】さらに、マニューシャリストとは、ある特
徴点（Ａ）とその特徴点の近傍に存在し指定された条件
を持った特徴点（ｂ１、ｂ２、・・・）との間に存在す
る隆線の数をリストしたものである。形式としては、
Ａ．Ｃ．ｂ１．ｎ１．ｂ２．ｎ２．ｂ３．ｎ３．・・・
であり、ここで Ａは特徴点（Ａ）の位置、Ｃは特徴点
（Ａ）の種別（端点または分岐点）、ｎ１は特徴点
（Ａ）と特徴点（ｂ１）の間に存在する隆線数、ｎ２は
特徴点（Ａ）と特徴点（ｂ２）の間に存在する隆線数で
ある。このような形式ですべての特徴点（Ａ）に対して
リストされている。

【００２４】図１が本発明の実施の形態の構成を表し、
従来と同様の処理である処理Ａと、処理Ａに続いて実行
される隆線方向設定部１１と、２値化部１２と、特徴点
形状上書部１３と、細線化部１４と、無条件芯線修正部
１５と、マニューシャスト作成部１６と、を含む。尚、
隆線方向設定部１１からマニューシャリスト作成部１６
までは、自動処理が行われる。

【００２５】本発明では図２の従来例におけるオペレー
タによる隆線数修正処理９を不要とし、隆線数修正処理
９の内容を図１の隆線方向設定部１１から無条件芯線修
正部１５の自動処理によって達成するものである。

【００２６】隆線方向設定部１１では指紋中心修正処理
７による指紋中心修正情報と特徴点修正処理８による特
徴点修正情報とから隆線方向を一定ブロック単位で自動
設定し、２値化部１２では隆線方向設定部１１が決定し
た各ブロックについて隆線方向による画像強調を利用し
て入力指紋画像を２値化し、特徴点形状上書部１３では
２値化された画像に特徴点修正情報の特徴点形状を上書
きし、細線化部１４では特徴点形状を上書した２値画像
を細線化して芯線画像を生成し、無条件芯線修正部１５
では無条件に特徴点修正情報に存在しない誤った芯線形
状を修正し、マニューシャリスト作成部１６では修正さ
れた芯線からマニューシャリストを作成する。

【００２７】次に、図１および図２を参照して実施の形
態の動作について詳細に説明する。

【００２８】始めに図２の従来の動作について説明す
る。

【００２９】指紋画像入力部１でスキャナから与えられ
た指紋画像は、隆線方向抽出部２と２値化部３と指紋中
心修正処理７と特徴点修正処理８と隆線数修正処理９に
供給される。

【００３０】隆線方向抽出部２では、与えられた指紋画
像の一定ブロック単位における隆線の方向を抽出する。
隆線方向の抽出方式としては、画像の水平微分と垂直微
分とから勾配ベクトルを求めて隆線方向の決定を行う特
開平８−７０９７をはじめ多くの提案がなされている。
隆線方向抽出部２で抽出された隆線方向は、２値化部３
と指紋中心修正処理７に提供される。

【００３１】２値化部３では、与えられた指紋画像と隆
線方向から、２値画像を生成する。２値化の方式として
は、ブロック毎に決定した隆線方向を元に汗による隆線
間に生じた橋や乾燥指による隆線の切断等の補正を行い
ながら２値化を行う内容を記載した特開平５−２４２２
２７をはじめ多くの提案がなされている。２値化部３で
生成された２値画像は、細線化部４に提供される。

【００３２】細線化部４では、与えられた２値画像を１
ドット幅に細線化し、芯線（細線）画像を生成する。細
線化部４で生成された芯線画像は、条件付芯線修正部５
に提供される。

【００３３】条件付芯線修正部５では、与えられた芯線
画像の誤った芯線形状を条件付きで修正する。図３に条
件付きの芯線修正の例を示す。通常の指紋の隆線は、図
３の（ａ）のように途中で短く途切れていることはな
く、図３の（ｂ）のように途切れを結ぶことで正しい芯
線形状となる。しかし、途切れが一定の長さ以上の時、
例えば２ｍｍ以上の時に、芯線を結んでしまうと、正し
かった芯線形状が誤った芯線形状になる可能性がある。
この場合は、図３の（ｃ）のように芯線の接続は行わな
い。条件付芯線修正部５で修正された芯線は、マニュー
シャリスト作成部６に提供される。条件付芯線修正部５
はこのような条件をいくつか保有してその条件に従った
補正を実行する。

【００３４】マニューシャリスト作成部６では、各マニ
ューシャ（隆線の端の端点や隆線が２本に分岐する分岐
点）から近傍のマニューシャ間を横切る隆線の数を計測
し、マニューシャリストを作成する。マニューシャリス
トの内容は、概要を前述したが、特開平４−３０６７７
７の指紋特徴修正システムで詳細な説明がなされてい
る。マニューシャリスト作成部６で作成されたマニュー
シャリストは、オペレータによる特徴点修正処理８に提
供される。

【００３５】指紋中心修正処理７では、指紋画像入力部
１から与えられた指紋画像を画面に表示することで、オ
ペレータが指紋中心の入力を行う。このとき、隆線方向
抽出部２の隆線方向から指紋中心を自動で検出する方式
を利用すれば、誤って検出された指紋中心だけを修正す
れば良いので、全ての指紋画像の指紋中心を入力する必
要がなくなり、オペレータの入力作業を軽減できる。指
紋中心を自動で検出する方式は、特開平０１−２７１８
８４の指紋中心検出方式に提案されているが、当該発明
は、限られた指紋紋様のみでは無く一般的な指紋紋様に
おける指紋中心点の検出と指紋中心部が不鮮明な指紋の
場合における指紋中心点の検出を目的とした内容を持つ
ものである。

【００３６】指紋中心修正処理７で修正された指紋中心
は、マニューシャリスト作成部１０に提供される。

【００３７】特徴点修正処理８では、指紋画像入力部１
から与えられた指紋画像と、マニューシャリスト作成部
６から与えられた特徴点を画面で表示することで、オペ
レータは、誤って抽出された特徴点の削除、および抽出
されなかった特徴点の追加を行う。このとき、特徴点の
位置と方向と種別が入力される。特徴点の種別には、隆
線の端である端点と、隆線の分岐である分岐点の２種類
がある。

【００３８】特徴点修正処理８は、表示された指紋画像
データに対してオペレータによる特徴点の追加や削除を
行い、オペレータの指定する特徴点間の隆線数を算出す
る内容を持つ特開平４−３０６７７９の指紋特徴修正シ
ステムで説明がなされている。特徴点修正処理８で修正
されたマニューシャリストは、隆線数修正処理９に提供
される。

【００３９】隆線数修正処理９では、指紋画像入力部１
から与えられた指紋画像を画面に表示することで、オペ
レータは特徴点修正処理８から与えられたマニューシャ
リストの隆線数の修正を行う。特徴点修正処理８で削除
された特徴点の近傍にある特徴点からの隆線数と、特徴
点修正処理８で追加された特徴点からの隆線数は未計測
なので、オペレータが隆線数を入力する必要がある。こ
のとき、特開平４−３０６７７８の指紋特徴修正システ
ムに提案されている隆線数の推定を利用すれば、前述の
指紋中心修正処理７と同様に、オペレータの入力作業を
軽減出来るが、オペレータの入力作業が完全になくなる
訳ではない。隆線数修正処理９で修正されたマニューシ
ャリストは、マニューシャリスト作成部１０に提供され
る。

【００４０】マニューシャリスト作成部１０では、隆線
数修正処理９から与えられたマニューシャリストに、指
紋中心修正処理７から与えられた指紋中心を追加するこ
とで、最終的なマニューシャリストを作成する。

【００４１】次に、図１に基づいて本発明の実施の形態
の動作を説明する。

【００４２】尚、以降の説明における疑似特徴点設定部
１１１からマニューシャリスト作成部１６までの処理内
容はソフトウェアプログラムとしての実現が可能であ
る。

【００４３】図１の処理Ａは、前述した図２の指紋画像
入力部１から特徴点修正処理８までと同様の動作であ
る。

【００４４】隆線方向設定部１１では、処理Ａの指紋中
心修正処理７で修正された指紋中心と、特徴点修正処理
８で修正されたマニューシャリストから隆線方向を自動
で設定する。隆線方向設定部１１は、疑似特徴点設定部
１１１と、隆線方向決定部１１２と、確信度計算部１１
３と、から構成される。

【００４５】疑似特徴点設定部１１１では、指紋の性質
である指紋中心から上部の隆線方向が同心円状になって
いる性質を利用して、指紋中心から上部に擬似的に架空
の特徴点を増加させている。これにより、指紋中心より
上部の特徴点が少ないときでも、隆線方向決定部１１２
で隆線方向を決定することができる。図５が疑似特徴点
設定前の特徴点情報で、図６が疑似特徴点設定後の特徴
点情報である。図５、図６の円の中心が指紋中心で、図
６の塗りつぶされた特徴点が擬似的に追加した特徴点で
ある。

【００４６】擬似特徴点を追加する方法は、３つあり、
第１は既に存在する真の特徴点のＹ軸をはさんで線対称
の位置に擬似特徴点を発生させる。この場合の疑似特徴
点のもつ方向は真の特徴点の方向とＹ軸をはさんで線対
称とする。第２は、Ｘ軸Ｙ軸が直交する中心に位置する
指紋の中心より上部のＹ軸上には一定間隔で水平方向の
疑似特徴点を発生させる。また、第３は、中心と真の特
徴点を結ぶ直線の中点にも疑似特徴点を発生させる。こ
の疑似特徴点の方向は、元の真の特徴点の持つ方向と同
じとする。

【００４７】以上のような操作によって図５の塗りつぶ
しの無い真の特徴点を元に、塗りつぶされた疑似特徴点
を含む図６に例示する特徴点情報が生成される。

【００４８】隆線方向決定部１１２では、疑似特徴点設
定部１１１で設定された特徴点の方向を利用して、一定
のブロック単位に隆線方向を計算する。ブロックｂにお
ける隆線方向ｄ（ｂ）を以下の式（１）で計算する。図
７が式（１）で求めた隆線方向である。このとき、各ブ
ロックの中心を通る水平方向、垂直方向の直交するＸ
軸、Ｙ軸によって当該ブロックを４つの象限に分割した
局所座標を想定する。正確にはブロックが１６ｘ１６画
素からなる場合、上から８画素目を水平に通る直線をＸ
軸、左から８画素目を垂直に通る直線をＹ軸とし指紋画
像全体を４つの象限に分割する。

【００４９】 ｄ（ｂ） ＝Ｍｉｎ＿ｄ（ｆ（ｂ、ｄ））・・・・式（１） ｆ（ｂ、ｄ）＝１／Ｃ（ｂ）Σ|ｄ−Ｍ（ｂ、ｑｉ）|×（１−Ｋ（ｂ、ｑｉ ）） （Σは特徴点の存在する象限についての総和を意味す
る。） ｑｉ ：第ｉ象限に属する中心に最も近接した指紋
画像全体における特徴点。

【００５０】Ｃ（ｂ） ：ブロックｂで、隆線方向を決
定するときに使用した特徴点ｑｉの存在する象限ｑの
数。１＝＜Ｃ（ｂ）＝＜４である。

【００５１】Ｍｉｎ＿ｄ（ｆ（ｂ、ｄ））：ｆ（ｂ、
ｄ）が最小になるときの隆線方向ｄ Ｍ（ｂ、ｑｉ）：ブロックｂの象限ｉ（１＝＜ ｉ ＝
＜４）の最近傍特徴点ｑｉの特徴点方向 Ｋ（ｂ、ｑ） ：ブロックｂの象限ｑの最近傍特徴点ま
での距離。

【００５２】だたし、画面端までの距離を１とする。

【００５３】確信度計算部１１３では、隆線方向決定部
１１２で決定した隆線方向の確信度を求める。ブロック
ｂにおける確信度Ｒ（ｂ）は式（２）で計算する。図８
が式（２）で求めた隆線方向の確信度を表示したもので
ある。色が濃い（黒い）ほど確信度が高く、色が薄い
（白い）ほど確信度が低いことを表している。

【００５４】 Ｒ（ｂ） ＝ ｛ｆ（ｂ、ｇ（ｄ））） - f（ｂ、ｄ）｝×Ｃ（ｂ） ・・・・式（２） ｇ（ｄ） ＝ ｄの直角方向 Ｃ（ｂ）：ブロックｂで、隆線方向を決定するときに使
用した象限ｑの数。

【００５５】１＝＜Ｃ（ｂ）＝＜４である。

【００５６】隆線方向設定部１１で設定された隆線方向
は２値化部１２に提供され、隆線方向の確信度はマニュ
ーシャリスト作成部１６に提供される。

【００５７】２値化部１２では、処理Ａの指紋画像入力
部１の多値の指紋画像と、隆線方向決定部１１２の各ブ
ロックの持つ隆線方向から２値画像を生成する。２値化
の方式は処理Ａの２値化部３の方式と同様である。２値
化部１２で生成された２値画像は、特徴点形状上書部１
３に提供される。

【００５８】特徴点形状上書部１３では、２値化部１２
から与えられた２値画像に、処理Ａの特徴点修正処理８
でオペレータが修正した特徴点を上書きする。オペレー
タが修正した特徴点を上書きすることで、マニューシャ
リスト作成部１６において、端点と分岐点の違いから発
生する隆線数の計測誤差がなくなる。

【００５９】図９は特徴点種別による隆線数誤差が発生
した例である。図９の（ａ）は本来隆線１と隆線２は点
Ａで接触した分岐点であり隆線数は１であったが、誤っ
て非接触状態としたため上部の特徴点が端点となり隆線
数が２となっている。図９の（ｂ）は（ａ）の場合とは
逆に、本来は端点の上部の特徴点が分岐点となり隆線数
が１となっている。以上のような誤りの箇所を上書きし
て修正する。

【００６０】特徴点形状上書部１３が特徴点形状を上書
きするときは、その周囲の２値画像を消去してから行
う。分岐点の時は、図１１の白部分形状で２値画像を消
去した後、図１０の黒部分の分岐点形状で２値画像を上
書きしている。端点も同様に、図１３の白部分形状で２
値画像を消去した後、図１２の黒部分の端点形状で２値
画像を上書きしている。

【００６１】特徴点形状上書きの例を図１４、および図
１５〜図１８に示す。尚、図１４の指紋内部における上
部の網線部分は指紋の不鮮明な部分を表しているもので
以降、図１５〜図２５においても同様の内容を持つもの
とする。

【００６２】図１５の２値画像に、図１４の特徴点形状
を描画した結果が図１６である。そして、特徴点形状を
上書きしなかったときの２値画像を細線化部４により細
線化し、細線化された芯線画像を条件付芯線修正部５で
修正した芯線画像が図１７で、本発明の処理に従って特
徴点形状を上書きしたときの２値画像を細線化部１４に
より細線化し、細線化された芯線画像を無条件芯線修正
部１５で修正した芯線画像が図１８である。上書きを行
った図１８の方が上書きを行わない図１７に比べ、特徴
点と芯線の形状がより合ったものになっている。尚、図
１７、図１８に表示されている特徴点は、特徴点修正処
理８でオペレータが修正した特徴点で、丸形状のものが
端点で、四角形状のものが分岐点である。

【００６３】特徴点形状上書部１３で上書きされた２値
画像は、細線化部１４に提供される。

【００６４】細線化部１５では、与えられた２値画像を
細線化し、芯線画像を生成する。細線化部１５で生成さ
れた芯線画像は、無条件芯線修正部１６に提供される。

【００６５】無条件芯線修正部１６では、細線化部１５
から与えられた芯線画像の誤った芯線形状を無条件で修
正する。このとき、処理Ａの特徴点修正処理８でオペレ
ータが修正した特徴点に存在しない全ての特徴点を消去
するように芯線を修正する。

【００６６】図１９〜図２２に無条件芯線修正１６の動
作の例を示す。

【００６７】図１９は細線化部１５から与えられた芯線
画像から特徴点を全て抽出した結果を表している。図１
９には、特徴点修正処理８でオペレータが決定した最終
的な特徴点以外の特徴点が生成されている。図２０は処
理Ａの特徴点修正処理８でオペレータが修正した特徴点
で、図２１は、図２０の特徴点に従い無条件で芯線修正
を行う特徴点を決定した結果である。図２１の塗りつぶ
された特徴点が、処理Ａの特徴点修正処理８でオペレー
タが修正した特徴点なので、それ以外の特徴点を全て消
去するように芯線を無条件に修正する。図２２が無条件
に芯線を修正した結果である。無条件芯線修正部１６で
修正された芯線画像はマニューシャリスト作成部１６に
提供される。

【００６８】マニューシャリスト作成部１６では、各特
徴点から近傍の特徴点間への隆線の数を計測し、マニュ
ーシャリストを作成する。このときの隆線数計測におい
て、隆線方向設定部１１から与えられた隆線方向の確信
度が極端に低いときは隆線数を不明とする。図２３、図
２４に、マニューシャリスト作成部１６で計測された隆
線数の例を示す。図２３が特徴点修正処理８でオペレー
タが修正した特徴点で、図２４が自動で計測された隆線
数である。また、図２５は従来の方式によるオペレータ
の目視による確認を行った場合を例示しており、自動に
よる図２４の内容は、図２５による内容と近い内容を持
つものとなっている。

【００６９】

【発明の効果】第１の効果は、オペレータによる隆線数
修正が削減出来るため、時間が節約できる。

【００７０】第２の効果は、隆線数の計測を自動化して
いるため、オペレーションミスによる隆線数の設定間違
いがなくなることにある。

【００７１】第３の効果は、隆線数の設定間違いがなく
なるので、本発明を組み込んだ指紋照合システムの照合
精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成と処理の流れを表すブロック図で
ある。

【図２】従来の構成と処理の流れを表すブロック図であ
る。

【図３】条件付芯線修正部が使用する条件を説明した説
明図である。

【図４】特徴点と隆線の方向を説明した説明図である。

【図５】疑似特徴点を生成する前の特徴点を表示した図
である。

【図６】生成した疑似特徴点を含む特徴点を表示した図
である。

【図７】疑似特徴点を含む特徴点情報から各ブロック毎
の隆線方向の設定を行った図である。

【図８】設定した隆線方向の確信度を表示した図であ
る。

【図９】誤った特徴点の状態を説明した説明図である。

【図１０】分岐点を生成するための２値画像形状であ
る。

【図１１】分岐点を消去するための２値画像形状であ
る。

【図１２】端点を生成するための２値画像形状である。

【図１３】端点を消去するための２値画像形状である。

【図１４】特徴点の形状と位置を表す図である。

【図１５】特徴点を上書きする前の２値画像を表示した
図である。

【図１６】図１４の特徴点を図５に上書き後の２値画像
を表示した図である。

【図１７】特徴点形状による上書き処理を行わない２値
画像を表示した図である。

【図１８】特徴点形状による上書き処理を行った２値画
像を表示した図である。

【図１９】細線化された芯線画像から特徴点をすべて抽
出した状態を説明する図である。

【図２０】オペレータが決定した最終特徴点を表示した
図である。

【図２１】図１９の特徴点に対して図２０の特徴点を反
映した図である。

【図２２】図２１において必要な特徴点のみを選択して
反映した図である。

【図２３】マニューシャリストに従い特徴点間の最終的
な隆線数を表した２値画像である。

【図２４】マニューシャリストに従い特徴点間の最終的
な隆線数を表した説明図である。

【図２５】従来のオペレータの目視によって特徴点間の
隆線数を決定した場合の説明図である。

【符号の説明】

１ 指紋画像入力部 ２ 隆線方向抽出部 ３ ２値化部 ４ 細線化部 ５ 条件付芯線修正部 ６ マニューシャリスト作成部 ７ 指紋中心修正処理 ８ 特徴点修正処理 ９ 隆線数修正処理 １０ マニューシャリスト作成部 １１ 隆線方向設定部 １１１ 疑似特徴点設定部 １１２ 隆線方向決定部 １１３ 確信度計算部 １２ ２値化部 １３ 特徴点形状上書部 １４ 細線化部 １５ 無条件芯線修正部 １６ マニューシャリスト作成部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指紋の２値画像とオペレータによって修
   正された指紋の中心点と指紋の特徴点とを入力し、前記
   特徴点の位置とその方向とから前記２値画像を一定の画
   素数で分割したブロックの隆線方向を決定し、前記ブロ
   ックの隆線方向と前記２値画像とから特徴点間の隆線数
   を求めることを特徴とする指紋特徴抽出装置。
2. 【請求項２】 指紋中心から上部の隆線を同心円とみな
   して特徴点をもとに架空の疑似特徴点をその位置と方向
   とともに生成し特徴点と疑似特徴点とから指紋の２値画
   像を一定の画素数で分割したブロックの隆線方向を設定
   する手段を備えることを特徴とする指紋特徴抽出装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、指紋の中心を垂直に
   通る直線を対称軸として指紋の中心より上部にある特徴
   点に対し当該対称軸の線対称位置に架空の疑似特徴点を
   生成することを特徴とする指紋特徴抽出装置。
4. 【請求項４】 請求項２，または３において、前記特徴
   点と指紋の中心を結ぶ線分の中点にも疑似特徴点を生成
   するとともに前記対称軸上にも指紋の中心より一定の間
   隔で疑似特徴点を生成することを特徴とする指紋特徴抽
   出装置。
5. 【請求項５】 特徴点である分岐点や端点を消去する消
   去形状を有する２値画像と分岐点や端点を生成するため
   の上書き形状を有する２値画像とによって、指紋の２値
   画像の特徴点の形状の消去や上書きをする手段を備える
   ことを特徴とする指紋特徴抽出装置。
6. 【請求項６】 指紋の２値画像の芯線化処理で発生した
   不正な特徴点をオペレータによって修正された特徴点に
   よって無条件に修正する手段を備えることを特徴とする
   指紋特徴抽出装置。
7. 【請求項７】 オペレータによって修正された指紋の中
   心点と指紋の特徴点とを入力し架空の疑似特徴点を発生
   する疑似特徴点設定部と、前記特徴点と前記疑似特徴点
   のもつ位置と方向とから指紋画像を一定の画素数で分割
   したブロックの隆線方向を決定する隆線方向決定部と、
   前記隆線方向決定部によるブロックの隆線方向について
   その確からしさを計算する確信度計算部と、指紋画像と
   前記隆線方向決定部によるブロックの隆線方向とから２
   値化を行い２値画像を生成する２値化部と、特徴点の端
   点や分岐点についての２値画像である消去形状と上書き
   形状とを元に前記２値画像にオペレータによって修正さ
   れた特徴点を反映する特徴点形状上書部と、前記特徴点
   形状上書部による２値画像の細線化を行い細線画像を生
   成する細線化部と、前記細線画像の不正な特徴点をオペ
   レータによって修正された特徴点によって無条件に修正
   する無条件芯線修正部と、前記無条件芯線修正部による
   細線画像から特徴点間の隆線数を記述したマニューシャ
   リストを作成するマニューシャリスト作成部と、を備え
   ることを特徴とする指紋特徴抽出装置。
8. 【請求項８】 オペレータによって修正された指紋の中
   心点と指紋の特徴点とを入力し架空の疑似特徴点を発生
   する第１のステップと、 前記特徴点と前記疑似特徴点とのもつ位置と方向とから
   指紋画像を一定の画素数で分割したブロックの隆線方向
   を決定する第２のステップと、 前記第２のステップによるブロックの隆線方向について
   その確からしさを計算する第３のステップと、 指紋画像と前記第２のステップにおけるブロックの隆線
   方向とから２値化を行い２値画像を生成する第４のステ
   ップと、 特徴点の端点や分岐点についての２値画像である消去形
   状と上書き形状とを元に前記２値画像にオペレータによ
   って修正された特徴点を反映する第５のステップと、 前記第５のステップによる２値画像に対しその細線化を
   行い細線画像を生成する第６のステップと、 前記細線画像の不正な特徴点に対しオペレータによって
   修正された特徴点によって無条件に修正を行う第７のス
   テップと、 前記第７のステップによる細線画像から特徴点間の隆線
   数を記述したマニューシャリストを作成する第８のステ
   ップと、を備えることを特徴とする指紋特徴抽出方法。
9. 【請求項９】 オペレータによって修正された指紋の中
   心点と指紋の特徴点とを入力し架空の疑似特徴点を発生
   する第１のステップ、 前記特徴点と前記疑似特徴点とのもつ位置と方向とから
   指紋画像を一定の画素数で分割したブロックの隆線方向
   を決定する第２のステップ、 前記第２のステップによるブロックの隆線方向について
   その確からしさを計算する第３のステップ、 指紋画像と前記第２のステップにおけるブロックの隆線
   方向とから２値化を行い２値画像を生成する第４のステ
   ップ、 特徴点の端点や分岐点についての２値画像である消去形
   状と上書き形状とを元に前記２値画像にオペレータによ
   って修正された特徴点を反映する第５のステップ、 前記第５のステップによる２値画像に対しその細線化を
   行い細線画像を生成する第６のステップ、 前記細線画像の不正な特徴点に対しオペレータによって
   修正された特徴点によって無条件に修正を行う第７のス
   テップ、 前記第７のステップによる細線画像から特徴点間の隆線
   数を記述したマニューシャリストを作成する第８のステ
   ップ、を実行させるための指紋特徴抽出プログラム。