JP2003030661A

JP2003030661A - 指紋照合装置および方法

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Publication number: JP2003030661A
Application number: JP2001218333A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Hayashi; 邦彦林; Yasuyuki Tokoro; 泰之所; Yasuo Utsunomiya; 康夫宇都宮; Masahiro Mimura; 昌弘三村; Yoichi Seto; 洋一瀬戸
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】１の照合指紋を多数の登録指紋と照合する場
合でも、照合指紋以外の情報を必要とせず、高速に照合
が可能な指紋照合装置及び方法を提供する。【解決手段】指紋センサー手段３０から読み込んだか
ら指紋のコアと特徴点を抽出するコア・特徴点抽出手段
３０と、抽出されたコア・特徴点を使って登録指紋と照
合指紋を照合する指紋照合手段４０を備え、照合指紋を
既登録の多数の登録指紋と照合する指紋照合装置は、さ
らに、既登録の複数の登録指紋から照合指紋に類似する
指紋だけを抽出する指紋分類手段１を備える。この指紋
分類手段は、格子領域分析手段２と、大きさの異なる複
数の種類の格子領域内に存在する特徴点の数を算出する
特徴点数算出手段４と、照合指紋との類似度を得点とし
て算出する得点算出手段５と、記憶手段３を備え、予め
設定した得点閾値と比較して、得点閾値より得点が大き
い登録指紋のみを照合対象として抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋センサーから
読み込んだ指紋画像を、既に登録されている多数の指紋
画像と照合する指紋照合装置とその照合方法に関し、特
に、登録されている指紋の数が多くなった場合でも高速
に検出することができる指紋照合装置とそのための方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】多数の隆線によって構成される指紋は、
一般に、終生不変、万人不同という特徴を持っており、
そのため、例えば、犯罪操作などにおいて、犯人を特定
するために使用されている。一方、その特徴から、近年
におけるコンピュータの普及に伴って、そのセキュリテ
ィーを確保するため、この指紋による個人の識別照合が
利用されており、特に、近年におけるコンピュータの性
能向上と共に、この指紋を使って自動的に個人を識別す
指紋照合システムが広く実現されてきている。

【０００３】かかる従来の指紋照合システムとしては、
例えば、特開平１０−２９３８４４号公報によれば、指
置き位置がずれても、指紋の照合が確実に行われるよう
にした指紋照合装置の参照枠設定方法が開示されてお
り、撮像手段による画像データを二値化して、指の形状
データを得る第一の段階と、上記指の形状データに基づ
いて、指の形状の中心データを得る第二の段階と、上記
指の形状の中心データによる画面座標位置を中心とし
て、所定の参照枠を設定する第三の段階とを行うという
ものである。

【０００４】また、やはり従来の指紋照合システムとし
て、例えば、特開２０００−７６４２２号公報によれ
ば、指掌紋データベースを持つ照合装置のあるセンタ側
に処理が集中し、照合処理を依頼したローカル側が照合
結果を得るまでに時間がかかるという問題を解消するた
め、指掌紋押捺装置において、入力された隆線画像から
隆線紋様の特徴点を抽出する手段と、この特徴点を使っ
て個人照合する照合装置にネットワークを介して特徴点
情報を転送する手段とを備えるものが提案されている。

【０００５】加えて、従来では、複数の登録指紋の中か
ら照合用指紋に該当する１つの指紋を抽出して個人を識
別する場合、照合時に指紋以外の個人情報、例えば、個
人の識別番号などを事前に入力させ、これにより照合用
指紋に該当する登録指紋を予め指定した上で、この登録
指紋と照合指紋とを照合し、本人であるか否かを識別す
ることも行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記前者の
従来技術（特開平１０−２９３８４４号公報）は、格子
領域（第１のメッシュデータや第２のメッシュデータ）
を用いて、登録された指紋１つと照合用指紋１つの指紋
照合、つまり１対１の指紋照合を確実に実現する方法に
ついて述べているものであり、１の照合用指紋を多数
（複数）の登録された指紋と比較照合するための具体的
な方法を教示するものではない。

【０００７】また、上記後者の従来技術（特開２０００
−７６４２２号公報）は、いわゆる、複数のコンピュー
タがネットワークを介して接続されてなる指紋照合シス
テムにおいて、指掌紋データベースを持つ照合装置のあ
るセンタ側に処理が集中することを避けるため、すなわ
ち、照合処理を依頼したローカル側が照合結果を得るま
でに時間がかかるという問題を解消すべく、入力された
隆線画像から隆線紋様の特徴点を抽出する処理を入力装
置側に分散して、システム的な処理の効率を高めて指紋
照合を高速かつ高精度で実現するシステムを提供するも
のである。

【０００８】すなわち、従来の技術には、特に、多数の
登録指紋の中から任意の照合指紋１つに該当する指紋を
高速かつ高精度に検出し、個人を識別するため、その具
体的な方法を明確に提供するものは見当たらない。

【０００９】また、従来の、照合時において指紋以外の
個人情報を入力することにより照合用指紋に該当する登
録指紋を指定するものでは、指紋以外の個人情報を個人
が記憶あるいは入力する必要があり、また、かかる情報
を入力するための手間や時間も必要となり、これでは利
便性が悪いという問題点があった。

【００１０】すなわち、従来技術における指紋の照合
は、照合指紋と全ての登録指紋とを１つ１つ照合し、そ
の中から最も類似度の高い登録指紋を選出し個人を識別
する仕組みとなっていた。そのため、登録された指紋の
数が少ない場合は特に問題を生じないが、しかしなが
ら、かかる方法では、その登録指紋が多くなった場合に
も全ての登録指紋と照合を行なうこととなるため、この
指紋照合のための処理時間が長くなり、現実的に利用可
能なシステムからはほど遠いものであった。尚、上記従
来例の他に、特開２００１−１１８０６５号公報、特開
平９−１６７２２９号公報、特開平２−２４５９８０号
公報、特開２０００−３３９４５５号公報等がある
が、いずれも１対１の指紋照合例である。

【００１１】そこで、本発明は、上記の従来技術におけ
る問題点に鑑み、個人識別指紋照合において、１の照合
指紋を複数の登録されている指紋と比較照合し、特にそ
の数が多くなった場合でも、従来のような照合指紋以外
の情報を必要とすることなく、高速かつ高精度に検出す
ることが可能な、新たな指紋照合方式になる指紋照合装
置及び方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、指紋センサー手段から読み込んだ
から指紋の中心となるコアと特徴点を抽出するコア・特
徴点抽出手段と、前記コア・特徴点抽出手段により抽出
されたコア・特徴点の情報を使って登録指紋と照合指紋
を照合する指紋照合手段を備え、１の照合指紋を既に登
録されている複数の登録指紋と照合する指紋照合装置で
あって、さらに、前記既登録の複数の登録指紋から、当
該照合指紋に類似する指紋だけを抽出して照合する指紋
分類手段を備えた指紋照合装置が提案される。

【００１３】また、本発明によれば、前記した指紋照合
装置において、前記指紋分類手段は：格子領域情報を用
いて指紋を分析する格子領域分析手段と；大きさの異な
る複数の種類の格子領域内に存在する特徴点の数を算出
する、特徴点数算出手段と；後述する記憶手段により記
憶された前記特徴点数算出手段の出力である特徴点の数
を基に、照合指紋との類似度を得点として算出する得点
算出手段と；対象となる指紋の識別番号、格子領域情
報、前記特徴点数算出手段により算出した特徴点の数、
前記得点算出手段の出力を、前記大きさの異なる複数の
種類の格子領域ごとに記憶する記憶手段と；前記得点算
出手段で算出した得点と、予め設定した得点閾値を比較
して得点閾値より得点が大きい前記指紋識別番号の登録
指紋のみを照合対象として抽出する登録指紋照合対象抽
出手段とを具備している。

【００１４】さらに、本発明によれば、やはり上記の目
的を達成するため、指紋センサー手段から読み込んだ指
紋画像から指紋のコアとその特徴点とを抽出したコア・
特徴点の情報を利用して登録指紋と照合指紋を照合し、
既に登録されている複数の登録指紋と１の照合指紋を照
合する指紋照合方法において、前記既登録の複数の登録
指紋から、当該照合指紋に類似する指紋だけを抽出し、
もって、前記抽出された既登録の複数の登録指紋を前記
１の照合指紋と照合する指紋照合方法が提案されてい
る。

【００１５】なお、本発明によれば、前記した指紋照合
方法において、前記抽出手順は：既登録の複数の登録指
紋から、格子領域情報を用いて特徴点のコアからの相対
座標を算出し；大きさの異なる複数の種類の格子領域内
に存在する特徴点の数を、前記大きさの異なる複数の種
類の格子領域毎に算出し；複数の格子領域毎に算出した
特徴点の数を基に、照合指紋との類似度として得点を算
出し；算出した得点と予め設定した得点閾値を比較し
て、得点閾値より得点が大きい登録指紋のみを照合対象
として抽出するものである。

【００１６】上述した本発明になる指紋照合装置及びそ
の方法によれば、従来の指紋照合装置および指紋照合方
法では実現する事が出来なかった、照合指紋以外の情報
を利用する事無く、多数の登録指紋の中からより精度良
く該当する指紋を抽出し、個人を識別することが可能な
指紋照合システムを提供する事が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を用いて詳細に説明する。まず、図１
は、本発明の一実施の形態に係る指紋照合装置の全体構
成を示した構成図である。図１に示すように、本装置
は、指紋センサー手段２０と、コア・特徴点抽出手段３
０と、指紋分類手段１と、指紋照合手段４０とを備えて
構成されている。

【００１８】上記の構成において、指紋センサー手段２
０は、特定すべき人間の指から照合指紋を得るため、そ
の指紋を画像として取り込むためのセンサーである。な
お、かかるセンサーとしては、例えば、スキャナなどに
代表される光学式のもの、あるいは、指紋の隆線紋様を
直接電子化することのできる半導体センサー（ライブス
キャナー）で検出する半導体タイプの指紋入力装置を利
用することによって実現することが可能である。

【００１９】次に、コア・特徴点抽出手段３０は、上記
した指紋センサー手段２０から入力した指紋画像（画像
信号）から、その指紋の中心となるコアと共に、その特
徴点を抽出するためのものである。

【００２０】すなわち、指紋や掌紋などの人体の皮膚上
にある隆線紋様は、各人不同であり、生涯不変の特徴が
ある。この指紋や掌紋などの人体の皮膚上にある隆線紋
様には、マニューシャと呼ばれる隆線の端点、および、
分岐点に特徴点があり、これらの特徴を利用して特徴点
を抽出することができる。

【００２１】具体的には、まず、隆線紋様の特徴点とな
る分岐点や端点に、特徴点のＩＤ番号を付し、その特徴
点が端点か分岐点かを示す種類、特徴点の位置情報を示
すｘ座標及びｙ座標、更には、特徴点の向き等の情報、
以上の情報を使った特徴点の相互関係と画像から得られ
る別の情報等を得る。例えば、特徴点の向き情報は、特
徴点の端点に続く隆線方向と反対方向、及び、特徴点の
分岐点が分岐してできる内側空間の方向の反対方向を特
徴点の向き情報とする。

【００２２】また、かかる特徴点の抽出方法としては、
まず、スキャナなどの指紋センサー手段２０から得た隆
線画像を読み込む。この読み込んだ隆線画像を、例え
ば、しきい値処理により２値化し、隆線領域とそれ以外
の領域を分離し、さらに、細線化処理を行う。次いで、
特徴点の２値マスクを用意しておき、このマスク処理に
より特徴点を抽出する。さらに、必要に応じて、にせ特
徴点の出現知識情報により、にせ特徴点を除去する。以
上の処理で抽出された点を、特徴点とすることができ
る。コアについても種々の検出法がある。

【００２３】また、上記の指紋照合手段４０は、上記の
ようにして抽出された、照合する指紋のコアや特徴点を
使って、登録されている指紋のコアや特徴点の情報と照
合することとなる。

【００２４】そして、本発明では、さらに、指紋分類手
段１が設けられており、この指紋分類手段１は、以下に
も詳細に説明するが、格子領域分析手段２と、記憶手段
３と、特徴点数算出手段４と、得点算出手段５と、そし
て、登録指紋照合対象抽出手段６とを有して構成されて
いる。

【００２５】まず、上記格子領域分析手段２について、
図２を用いて説明する。この格子領域分析手段２は、上
記のコア・特徴点抽出手段３０により抽出されたコア及
び特徴点を、格子領域に分割して分析するものである。
例えば、図２（ａ）に示されるような場合、コア（図中
の「×」）と特徴点（図中の「◇」）を基にして、特徴
点のコアからの相対座標を算出し、この算出したコアを
基準とし、予め決められた一定の領域を設定する（この
図２（ａ）の場合では、コアを領域の右下に含む正方領
域）。そして、この設定した領域を、ｍ×ｎ（ｍ，ｎ：
任意の整数）の複数の格子状の領域に区切る。図２
（ｂ）に示す例では、２×２個の格子領域に区切る。そ
の後、これらの区切った格子領域について、各格子領域
内に存在する特徴点の数を抽出する。例えば、図２
（ｂ）では、格子領域（行：１，列１）内に存在する特
徴点の個数は「１」となる。その後、順次、隣接する格
子領域についても、その領域内に存在する特徴点の個数
を調べる。例えば、図２（ｃ）に示すように、格子領域
（１，２）では、特徴点の個数は「０」となり、さら
に、図示しないが、格子領域（２，１）及び（２，２）
では、その特徴点の個数は、それぞれ、「１」、「１」
となる。

【００２６】より具体的には、添付の図７を参照して、
上記格子領域分析手段２における処理について説明す
る。まず、ステップＳ１１００では、上記のコア・特徴
点抽出手段３０により抽出されたコア及び特徴点の座標
から、個々の特徴点のコアに対する相対座標を算出す
る。次に、ステップＳ１２００では、上記のコアを基準
とした一定の領域を抽出し、さらに、ステップＳ１３０
０において、この抽出した領域を、ｍ×ｎ（ｍ，ｎ：任
意の整数）の複数の格子状の領域に区切る。その後、ス
テップＳ１４００では、各格子領域内にある特徴点の数
を抽出する。

【００２７】次に、記憶手段３は、上記で示したよう
に、格子領域分析手段２により抽出された、各格子領域
内に存在する特徴点の数を、各格子毎に、その格子サイ
ズ（例えば、上記図２（ｂ）や（ｃ）の例では、ｍ＝
２、ｎ＝２）と共に記憶する。

【００２８】また、記憶手段３は、例えば、図３で示す
ように、上記の特徴点数算出手段４によって算出された
各格子領域内に存在する特徴点の数（この例では、
「１」）と、その領域を表す始点の格子座標（この例で
は、「１−１」）を記録する。任意の複数個の格子領域
を組み合わせて作られた領域（以下、「大領域」とす
る）のサイズｐ×ｑ（ｐ，ｑ：任意の整数）、（この図
３（ａ）では、ｐ＝２，ｑ＝２）も合わせて記録する。

【００２９】ここで、図８を参照して、上記特徴点算出
手段4の処理について説明すると、まず、ステップＳ２
１００では、上記の格子領域分析手段２により抽出さ
れ、記憶手段３に記憶された各格子領域内にある特徴点
の数を基に、大領域内にある特徴点の個数を数える。そ
の後、ステップＳ２２００では、次の大領域があるか否
かを確認し、その結果により、終了の判定を行う。そし
て、判定結果が終了でなければ、次の大領域に対して上
記ステップＳ２１００の処理を行う。

【００３０】更に、得点算出手段５で算出した得点を記
録する。ここで、添付の図９を参照して、上記得点算出
手段５における処理の内容について説明する。まず、ス
テップＳ３１００で、上記の記憶手段３で記憶されてい
る登録指紋及び複数の照合用指紋の特徴点数算出手段４
による出力を基にして、前記始点の座標が示す大領域毎
に、照合用指紋の特徴点の個数ｉと登録指紋の特徴点の
個数ｊとを比較する。次に、ステップＳ３２００では、
上記の個数ｉと個数ｊとを比較した結果、ｉ＜ｊの場合
には、ステップＳ３３１０において得点にｉを加え、一
方、ｉ≧ｊの場合には、ステップＳ３３２０で得点にｊ
を加える。そして、ステップＳ３４００では、次の大領
域があるか否かを確認し、その結果に基づいて終了の判
定を行う。なお、終了でなければ、次の大領域に対して
上記のステップＳ３１００の処理を行うこととなる。な
お、これらの情報は、対象となる登録指紋の指紋識別番
号と共に記録される。また、照合用指紋の場合では、上
記の格子領域分析手段２及び特徴点数算出手段４によっ
て出力された情報を記録する。また、上記の特徴点の情
報は、以上に説明した記憶手段３で記憶する場合、その
種類（端点，分岐点）別に記憶する事が可能であり、こ
の記憶手段３は、例えば、ファイルやＲＡＭ等を利用す
ることにより実現可能である。

【００３１】ここで、上記の特徴点数算出手段４におけ
る特徴点の数の算出について、やはり上記の図３を用い
て説明する。まず、上記の格子領域分析手段２により抽
出されて上記記憶手段３に記憶された情報、すなわち、
各格子領域内にある特徴点の数を基にして、大領域内に
ある特徴点の個数を数える。例えば、図３（ａ）では、
互いに隣接する４つの格子領域（１，１）、（１，
２）、（２，１）、（２，２）を組み合わせ、これを大
領域として、それぞれの格子領域内の特徴点の個数の和
をとることにより、その大領域内に存在する特徴点の個
数を算出する。例えば、ここで、始点を一番左上の格子
領域（１，１）とした場合、図３（ａ）に示すように、
その結果を始点の座標と特徴点の個数で表し、「始点
（１，１）の枠内の特徴点の個数は１」とする。さら
に、図３（ｂ）や図３（ｃ）にも示すように、隣接する
大領域に対し、順次、同様の処理を行う。すなわち、図
３（ｂ）では、「始点（１−２）」では、その特徴点の
「枠内の個数」は「１」、そして、図３（ｃ）では、
「始点（１−３）」では、その特徴点の「枠内の個数」
は「０」となる。

【００３２】続いて、上記の得点算出手段５について、
図４を用いて説明する。なお、この得点算出手段５によ
る得点の算出は、上記記憶手段３で記憶されている複数
（多数）の登録指紋についての上記特徴点数算出手段４
による出力と、照合用指紋についての上記特徴点数算出
手段４による出力とを基にして行う。

【００３３】具体的には、前記始点の座標が示す大領域
毎に、照合用指紋の特徴点の個数ｉと、登録指紋の特徴
点の個数ｊとを比較し、その結果により、照合用指紋の
特徴点の個数ｉ又は登録指紋の特徴点の個数ｊを、登録
指紋の得点として加えていく。例えば、ｉ＜ｊの場合に
は、得点としてｉを加え、他方、ｉ≧ｊの場合には、得
点としてｊを加える。

【００３４】例えば、登録指紋が図４（ａ）、そして、
照合用指紋が図４（ｂ）であり、大領域が２×２であっ
た場合には、上述したように、登録指紋（図４（ａ））
の得点は、図４（ｃ）に示すように、始点（１，１）で
は、得点「１」、始点（１，２）では、得点「１」、…
…始点（９，９）では、得点「０」となる。ここで、始
点（１，７）での得点が「１」であるのは、登録指紋
（図４（ａ））の特徴点の個数ｊが「２」であるのに対
して、照合用指紋（図４（ｂ））の特徴点の個数ｉが
「１」であるためである。その結果、この場合の登録指
紋（図４（ａ））の「合計得点」は、図４（ｄ）に示す
ように、「４０」点となる。

【００３５】そして、登録指紋照合対象抽出手段６は、
得点算出手段５によって上記のようにして算出された得
点の高い順に指紋番号を並べ替え、そして、これらを予
め与えられた得点閾値と比較し、この閾値より上位の登
録指紋だけを抽出するものである。

【００３６】ここで、添付の図１０を参照して、上記登
録指紋照合対象抽出手段６における処理の内容について
説明する。まず、ステップＳ４１００で、得点算出手段
５によって算出された得点を、その得点の高い順に、指
紋番号を並べ替える。次に、ステップＳ４２００では、
予め与えられた得点の閾値と比較して、この閾値より上
位の登録指紋のみを抽出する。

【００３７】なお、以上の説明は、特徴点のみについて
述べたものであるが、しかしながら、同様の処理を、端
点と分岐点の区別を行い、適用することも、有効である
ことは言うまでもなかろう。

【００３８】続いて、上述したように、格子領域分析手
段２と、記憶手段３と、特徴点数算出手段４と、得点算
出手段５と、そして、登録指紋照合対象抽出手段６とを
有して構成された指紋分類手段１の動作について、以下
に詳細に説明する。

【００３９】まず、登録指紋の登録手順について、添付
の図１１を参照して説明する。最初に、ステップＳ５１
００では、上記の指紋センサー手段２０及びコア・特徴
点抽出手段３０を用い、照合指紋のコア座標、特徴点座
標を読込む。次に、ステップＳ５２００では、上記の格
子領域分析手段２を用い、照合指紋のコア座標を基準と
した場合の特徴点の相対座標を求め、そして、任意の格
子領域のサイズ及び参照する領域のサイズに基づいて、
対象とする指紋の特徴点の格子領域座標を算出する。そ
の後、ステップＳ５３００では、上記特徴点数算出手段
４を用いて、任意の格子領域のサイズ及び参照する領域
のサイズにおける、格子領域座標毎の特徴点の数を算出
し、これを登録指紋の指紋番号と共に、上記の記憶手段
３に記録する。

【００４０】一方、上記指紋分類手段１における照合手
順について、添付の図１２を参照して説明する。最初
に、ステップＳ６１００で、上記指紋センサー手段２０
及びコア・特徴点抽出手段３０を用い、照合指紋のコア
座標、特徴点座標を読込む。次に、ステップＳ６２００
では、上記格子領域分析手段２を用い、照合指紋のコア
座標を基準とした場合の特徴点の相対座標を求め、そし
て、任意の格子領域のサイズ及び参照する領域のサイズ
に基づいて、対象とする指紋の特徴点の格子領域座標を
算出する。その後、ステップＳ６３００では、上記特徴
点数算出手段４を用いて、任意の格子領域のサイズ及び
参照する領域のサイズにおける、格子領域位置毎の特徴
点の数を算出し、これを上記の記憶手段３に記録する。
次に、ステップＳ６４００では、上記の記憶手段３及び
特徴点数算出手段４を用いて、任意の大領域のサイズで
得た結果を算出し、この算出した大領域のサイズ及びそ
の結果を、上記記憶手段３に記憶する。その後、ステッ
プＳ６５００では、上記記憶手段３及び得点算出手段５
を用いて、格子領域のサイズ及び参照する領域のサイズ
及び大領域サイズが合致する登録指紋のデータを基にし
て、登録指紋毎に得点を算出し、これを記憶手段３に記
憶する。続いて、ステップＳ６６００では、上記記憶手
段３のデータを基に、上述した登録指紋照合対象抽出手
段６によって、上記得点算出手段５によって算出された
得点の高い順に、指紋番号を並べ替え、そして、予め与
えられた得点閾値よって上位の登録指紋登録指紋を抽出
する。さらに、ステップＳ６７００では、この抽出した
登録指紋について、上記の指紋照合手段４０を用いて照
合を行うものである。

【００４１】このように、本発明の指紋照合装置は：指
紋センサー手段２０と；この指紋センサー手段から読み
込んだ指紋画像から指紋の中心となるコア（核）と隆線
が途切れた端点や隆線が合流、分岐する分岐点と呼ばれ
る指紋の特徴点を抽出するコア・特徴点抽出手段３０
と；このコア・特徴点の情報を使って１つの登録指紋と
１つの照合指紋を照合する指紋照合手段４０とから構成
されており、この指紋照合手段を使って、既に登録され
ている多数の登録指紋と１つの照合指紋を照合すること
によって個人識別を行なうものである。そして、本発明
によれば、指紋照合装置は、さらに、指紋分類手段１を
備えている。

【００４２】なお、この指紋分類手段１は、格子領域情
報を用いて指紋を分析する格子領域分析手段２と；複数
の格子領域内に存在する特徴点の数を算出する、特徴点
数算出手段４と；後述する記憶手段により記憶された特
徴点数算出手段の出力である特徴点の数を基に、照合指
紋との類似度を得点として算出する得点算出手段５と；
対象となる指紋の識別番号、格子領域情報、前記特徴点
数算出手段により算出した特徴点の数、前記得点算出手
段の出力を前記複数の格子領域ごとに記憶する記憶手段
３とを備えている。そして、この指紋分類手段１は、さ
らに、前記得点算出手段で算出した得点と予め設定した
得点閾値を比較して得点閾値より得点が大きい前記指紋
識別番号の登録指紋のみを照合対象として抽出する、登
録指紋照合対象抽出手段６を具備している。

【００４３】すなわち、本発明の指紋照合装置は、上記
の指紋分類手段１を持つ事により、多数の登録指紋の中
からでも、従来技術のように、個人の識別番号などの照
合指紋以外の情報を利用する事無く、当該照合指紋に類
似すると想定される指紋だけを照合対象として抽出する
ことから、指紋照合手段４０による指紋の照合作業を全
ての登録指紋に対して行うことなく、抽出されたものと
だけと比較照合することとなり、もって、高速に指紋照
合する事により、個人識別を実現することが可能とな
る。

【００４４】また、上記の本発明になる指紋照合方法
は：指紋センサー手段２から読み込んだ指紋画像から、
指紋の中心となるコア（核）と隆線が途切れた端点や隆
線が合流、分岐する分岐点と呼ばれる指紋の特徴点（コ
ア・特徴点）を抽出し、これを利用して登録指紋と照合
指紋を照合し、既に登録されている複数の登録指紋と１
の照合指紋を照合する指紋照合方法において、その照合
以前に、前記既登録の複数の登録指紋から、当該照合指
紋に類似する指紋だけを抽出することにより、従来技術
のように、個人の識別番号などの照合指紋以外の情報を
利用する事無く、高速な指紋照合を実現するものであ
る。

【００４５】なお、より詳細には、既登録の複数の登録
指紋から、格子領域情報を用いて特徴点のコアからの相
対座標を算出し、このコア・特徴点の情報を使って、１
つの登録指紋と１つの照合指紋とを、指紋照合手段を使
って照合する際、複数の格子領域内に存在する特徴点の
数を複数の格子領域ごとに算出し、複数の格子領域ごと
に算出した特徴点の数を元に照合指紋との類似度として
得点を算出し、照合指紋との類似度として算出した得点
と予め設定した得点閾値を比較して得点閾値より得点が
大きい指紋識別番号の登録指紋のみを照合対象として抽
出することにより、多数の登録指紋の中から、照合指紋
以外の情報を利用する事無く、照合指紋に類似すると想
定される指紋だけを抽出して指紋照合する事により高速
に個人識別を実現する事を可能としたものである。

【００４６】さらに、以上に述べた指紋照合装置及びそ
の方法によれば、ずれに対して耐性があることを、上記
の図４、さらには、図５及び図６をも参照しながら、以
下に一例を用いて説明する。

【００４７】なお、上記図４〜図６における（ａ）の特
徴点及びその位置は、全て同じであり、上記図４〜図６
における（ｂ）の特徴点及びその位置は、上記図４〜図
６の（ａ）の特徴点の位置を少し右方向にずらしたもの
である。

【００４８】図５の（ｃ）は、格子領域の座標毎に存在
する特徴点の「個数」をまとめたものであり、図５の
（ｄ）は、格子領域の座標毎に存在する特徴点の「個
数」をまとめたものと、上記のずれによって変化した格
子領域の座標及び特徴点の「個数」を示している。な
お、図４の（ｃ）と図６の（ｃ）は、図５の（ｄ）に相
当するものである。また、図４の（ｄ）と図６の（ｄ）
及び図５の（ｅ）は、上記得点算出手段５により算出さ
れた結果を示している。

【００４９】ここで、上記図４〜図６において、類似度
を示すヒット率（＝（合計得点／全特徴点数）＊100）
を見ると、この場合では、上記の図４と図６とを比較し
ても、このヒット率には、格子領域のサイズによる影響
は見受けられなかった。

【００５０】一方、上記図４〜図６を比較すると、上記
の本発明の方法によれば、そのヒット率が上昇している
ことが分かる。すなわち、図５や図６において、特徴点
が一つ隣の格子領域にずれこむと、図５や図６では、そ
のヒット率が（１／１２）＊１００＝８.３（％）低下
するが、一方、図４では、（２／４４）＊１００＝４.
５５（％）だけしか低下しないことによる。

【００５１】

【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明によれば、従来の指紋照合装置および指紋照
合方法では実現する事が出来なかった、照合指紋以外の
情報を利用する事無く、多数の登録指紋の中からより精
度良く該当する指紋を抽出し、これにより、高速に個人
を識別することが可能な指紋照合システムを提供する事
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る指紋照合装置の全体構
成を示す構成図である。

【図２】上記指紋照合装置における格子領域分析手段の
動作を説明する図である。

【図３】やはり、上記指紋照合装置における格子領域分
析手段の動作を説明する図である。

【図４】上記指紋照合装置における得点算出手段の動作
を説明する図である。

【図５】上記指紋照合装置における、ずれへの耐性を説
明するための図である。

【図６】やはり、上記指紋照合装置における、ずれへの
耐性を説明するための図である。

【図７】上記指紋照合装置における格子領域分析手段の
処理内容を説明するフロー図である。

【図８】上記指紋照合装置における特徴点算出手段の処
理内容を説明するフロー図である。

【図９】上記指紋照合装置における得点算出手段の処理
内容を説明するフロー図である。

【図１０】上記指紋照合装置における登録指紋照合対象
抽出手段の処理内容を説明するフロー図である。

【図１１】上記指紋照合装置における登録指紋の登録手
順を説明するフロー図である。

【図１２】上記指紋照合装置における指紋照合手順を説
明するフロー図である。

【符号の説明】

１指紋分類手段２格子領域分析手段３記憶手段４特徴点数算出手段５得点算出手段６登録指紋照合対象抽出手段２０指紋センサー手段３０コア・特徴点抽出手段４０指紋照合手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者所泰之茨城県日立市幸町３丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (72)発明者宇都宮康夫茨城県日立市幸町３丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (72)発明者三村昌弘神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者瀬戸洋一神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内Ｆターム(参考） 5B043 AA09 BA02 DA04 EA06 EA07 GA02 GA05 GA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指紋センサー手段から読み込んだ指紋の
中心となるコアと特徴点を抽出するコア・特徴点抽出手
段と、前記コア・特徴点抽出手段により抽出されたコア
・特徴点の情報を使って登録指紋と照合指紋を照合する
指紋照合手段を備え、１の照合指紋を既に登録されてい
る複数の登録指紋と照合する指紋照合装置であって、さ
らに、前記既登録の複数の登録指紋から、当該照合指紋
に類似する指紋だけを抽出して照合する指紋分類手段を
備えたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項２】前記請求項１に記載した指紋照合装置に
おいて、前記指紋分類手段は：格子領域情報を用いて指
紋を分析する格子領域分析手段と；大きさの異なる複数
の種類の格子領域内に存在する特徴点の数を算出する、
特徴点数算出手段と；後述する記憶手段により記憶され
た前記特徴点数算出手段の出力である特徴点の数を基
に、照合指紋との類似度を得点として算出する得点算出
手段と；対象となる指紋の識別番号、格子領域情報、前
記特徴点数算出手段により算出した特徴点の数、前記得
点算出手段の出力を、前記大きさの異なる複数の種類の
格子領域ごとに記憶する記憶手段と；前記得点算出手段
で算出した得点と、予め設定した得点閾値を比較して得
点閾値より得点が大きい前記指紋識別番号の登録指紋の
みを照合対象として抽出する登録指紋照合対象抽出手段
とを具備することを特徴とする指紋照合装置。
【請求項３】指紋センサー手段から読み込んだ指紋画
像から指紋のコアとその特徴点とを抽出したコア・特徴
点の情報を利用して登録指紋と照合指紋を照合し、既に
登録されている複数の登録指紋と１の照合指紋を照合す
る指紋照合方法において、前記既登録の複数の登録指紋
から、当該照合指紋に類似する指紋だけを抽出し、もっ
て、前記抽出された既登録の複数の登録指紋を前記１の
照合指紋と照合することを特徴とする指紋照合方法。
【請求項４】前記請求項３に記載した指紋照合方法に
おいて、前記抽出手順は：既登録の複数の登録指紋か
ら、格子領域情報を用いて特徴点のコアからの相対座標
を算出し；大きさの異なる複数の種類の格子領域内に存
在する特徴点の数を、複数の格子領域毎に算出し；前記
大きさの異なる複数の種類の格子領域毎に算出した特徴
点の数を基に、照合指紋との類似度として得点を算出
し；算出した得点と予め設定した得点閾値を比較して、
得点閾値より得点が大きい登録指紋のみを照合対象とし
て抽出する手順を備えていることを特徴とする指紋照合
方法。