JP2003150944A - Image recognizing device, image recognition method, recording medium and program - Google Patents

Image recognizing device, image recognition method, recording medium and program

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JP2003150944A
JP2003150944A JP2001344759A JP2001344759A JP2003150944A JP 2003150944 A JP2003150944 A JP 2003150944A JP 2001344759 A JP2001344759 A JP 2001344759A JP 2001344759 A JP2001344759 A JP 2001344759A JP 2003150944 A JP2003150944 A JP 2003150944A
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image
light source
light
image recognition
unit
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve image recognition efficiency by eliminating unnecessary light from reflected light from an object to reduce noise. SOLUTION: This image recognizing means includes a light source means 20 for applying light to an object, a filter means 40 for extracting only light having a specified light source wavelength from reflected light from the object and passing the same, an image pickup means 50 for converting the light passed through the filter means 40 to an image signal, and an image recognizing means 70 for performing recognizing processing for an image according to an image signal output by the image pickup means 50.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体の画像を認
識することが可能な画像認識装置、画像認識方法、記録
媒体及びプログラムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image recognition apparatus, an image recognition method, a recording medium and a program capable of recognizing an image of a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の指紋照合装置の一例が特開200
0−11142号公報に開示されている。本従来例によ
れば、光源手段からの光がプリズムを介して被写体であ
る人間の指へ照射される。指とプリズムとの接触部では
光は拡散し、非接触部では全反射する。そのため、プリ
ズムからの反射光は、撮像手段にて指紋の凹部の方が凸
部より輝度値が高い画像として撮像され、指の指紋画像
を得ることが出来る。撮像手段での指紋画像は後段の信
号処理手段により指紋検出が最適に行われるように信号
レベルやコントラストなどの画像処理が施される。そし
て、指紋判別手段において指紋の特徴点検出などにより
指紋照合をした人間の判別を行う。また、特開平5−1
43763号公報にはバーコードリーダに関する技術が
開示されている。
2. Description of the Related Art An example of a conventional fingerprint matching device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
No. 0-11142. According to this conventional example, the light from the light source means is applied to the human finger as the subject through the prism. Light is diffused at the contact portion between the finger and the prism, and is totally reflected at the non-contact portion. Therefore, the reflected light from the prism is captured by the image capturing means as an image in which the concave portion of the fingerprint has a higher luminance value than the convex portion, and a fingerprint image of the finger can be obtained. The fingerprint image on the image pickup means is subjected to image processing such as signal level and contrast so that fingerprint detection can be optimally performed by the signal processing means at the subsequent stage. Then, the fingerprint discrimination means discriminates the person who has collated the fingerprint by detecting the characteristic points of the fingerprint. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 5-1
Japanese Patent No. 43763 discloses a technique relating to a barcode reader.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の指紋照合装置あるいはバーコードリーダで
は以下のような問題点があった。これらの装置では、特
別に光源手段を設けているが、外部の自然光あるいは照
明光などの外乱光により被写体画像のコントラストが低
下してしまう。また、被写体の反射率あるいは透過率が
大きいことにより、画像信号の一部が飽和し信号成分が
消失してしまうことや、逆に被写体の反射率あるいは透
過率の小さいことにより、または光源の劣化による信号
成分の低下により、画像認識誤差が発生してしまうこと
が生じる。このように、従来のバーコードリーダ等では
デコード結果がNGになったり、人間の指紋照合が出来
ない確立が大きくなる欠点があった。また、LEDやセ
ンサの消費電力が大きく携帯用では電池寿命が短くなり
不適であった。
However, the conventional fingerprint collation device or bar code reader as described above has the following problems. In these devices, the light source means is specially provided, but the contrast of the subject image is deteriorated by ambient light such as external natural light or illumination light. In addition, the reflectance or transmittance of the subject is large, so that part of the image signal is saturated and the signal component disappears. Conversely, the reflectance or transmittance of the subject is low, or the light source is deteriorated. An image recognition error may occur due to the reduction of the signal component due to the. As described above, the conventional bar code reader or the like has a drawback that the decoding result becomes NG or the probability that human fingerprint collation cannot be performed becomes large. In addition, the power consumption of the LED and the sensor is large and the battery life is short for portable use, which is not suitable.

【0004】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、従来の欠点を改善し画像認識率を向上させる
ことを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the conventional defects and improve the image recognition rate.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1記載の画像認識装置は、被写体に対して
光を照射する光源手段と、当該被写体からの反射光のう
ち特定の光源波長のみを抽出し通過させる抽出手段と、
当該抽出手段の後段に配置され、当該抽出手段を通過し
た光を画像信号に変換する撮像手段と、当該撮像手段に
より出力される当該画像信号に基づき画像の認識処理を
行う画像認識手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve such an object, an image recognition apparatus according to claim 1 is a light source means for irradiating a subject with light, and a specific light source of reflected light from the subject. Extraction means for extracting and passing only the wavelength,
The image pickup means is arranged in the latter stage of the extraction means and converts the light passing through the extraction means into an image signal, and the image recognition means for recognizing an image based on the image signal output by the image pickup means. It is characterized by

【0006】また、請求項2記載の画像認識装置は、請
求項1記載の発明において、前記光源手段は、赤色発光
ダイオードであることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the image recognition device according to the first aspect, wherein the light source means is a red light emitting diode.

【0007】また、請求項3記載の画像認識装置は、請
求項1記載の発明において、前記抽出手段は、3原色の
各色に対応したフィルタにより構成されることを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, in the image recognition apparatus according to the first aspect, the extracting means is composed of a filter corresponding to each of the three primary colors.

【0008】また、請求項4記載の画像認識装置は、請
求項1記載の発明において、前記撮像手段は、3原色の
画像信号のうち、前記光源手段の光源色に対応した色の
画像信号のみを出力することを特徴とする。
Further, in the image recognition apparatus according to a fourth aspect, in the invention according to the first aspect, the image pickup means only includes an image signal of a color corresponding to the light source color of the light source means among the image signals of the three primary colors. Is output.

【0009】また、請求項5記載の画像認識装置は、請
求項4記載の発明において、前記撮像手段は、3原色の
各色に対応する複数の画素を有し、当該3原色の各色に
対応する複数の画素のうち、前記光源手段の光源色に対
応した色に該当する画素のみの画像信号を間引き走査に
よって読み出すことにより、前記光源手段の光源色に対
応した色の画像信号のみを出力することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image recognition apparatus according to the fourth aspect, the image pickup means has a plurality of pixels corresponding to each of the three primary colors and corresponds to each of the three primary colors. Among the plurality of pixels, by reading out the image signal of only the pixel corresponding to the color corresponding to the light source color of the light source means by thinning scanning, only the image signal of the color corresponding to the light source color of the light source means is output. Is characterized by.

【0010】また、請求項6記載の画像認識装置は、請
求項1記載の発明において、前記撮像手段は、任意の露
光時間を設定することを特徴とする。
An image recognition apparatus according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the image pickup means sets an arbitrary exposure time.

【0011】また、請求項7記載の画像認識装置は、請
求項1記載の発明において、2つの画像信号の差分を演
算することにより一方の画像信号から不要な光成分を除
去する除去手段を有し、前記撮像手段は、前記光源手段
が光を照射しなかったとき及び光を照射したときの画像
信号をそれぞれ出力し、当該除去手段は、前記撮像手段
により出力された当該両信号の差分を演算し、当該演算
結果に基づき当該光が照射されたときの画像信号から不
要な光成分を除去することを特徴とする。
The image recognition apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the image recognition apparatus according to the first aspect, having a removing means for removing an unnecessary light component from one image signal by calculating a difference between the two image signals. The image pickup means outputs the image signals when the light source means does not emit light and when the light source emits light, and the removing means calculates the difference between the two signals output by the image pickup means. The calculation is performed, and an unnecessary light component is removed from the image signal when the light is irradiated based on the calculation result.

【0012】また、請求項8記載の画像認識方法は、光
源手段により被写体に対して光を照射させる照射ステッ
プと、当該被写体からの反射光のうち特定の光源波長の
みを抽出手段により抽出し通過させる抽出ステップと、
当該抽出手段の後段に配置され、当該抽出手段を通過し
た光を撮像手段により画像信号に変換する撮像ステップ
と、当該撮像手段により出力される当該画像信号に基づ
き画像認識手段により画像の認識処理を行う画像認識ス
テップとを有することを特徴とする。
Further, in the image recognition method according to the eighth aspect, an irradiation step of irradiating the subject with light by the light source means, and only a specific light source wavelength of the reflected light from the subject is extracted by the extraction means and passed through. An extraction step to
An image capturing step, which is arranged in the latter stage of the extracting means, converts light passing through the extracting means into an image signal by the image capturing means, and image recognition processing by the image recognizing means based on the image signal output by the image capturing means. And an image recognition step to be performed.

【0013】また、請求項9記載の画像認識方法は、請
求項8記載の発明において、前記光源手段は、赤色発光
ダイオードであることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the invention, there is provided the image recognition method according to the eighth aspect, wherein the light source means is a red light emitting diode.

【0014】また、請求項10記載の画像認識方法は、
請求項8記載の発明において、前記抽出手段は、3原色
の各色に対応したフィルタにより構成されることを特徴
とする。
The image recognition method according to claim 10 is
In the invention according to claim 8, the extraction means is constituted by a filter corresponding to each of the three primary colors.

【0015】また、請求項11記載の画像認識方法は、
請求項8記載の発明において、前記撮像ステップでは、
3原色の画像信号のうち、前記光源手段の光源色に対応
した色の画像信号のみを前記撮像手段より出力させるこ
とを特徴とする。
The image recognition method according to claim 11 is:
In the invention according to claim 8, in the imaging step,
Among the three primary color image signals, only the image signal of a color corresponding to the light source color of the light source means is output from the image pickup means.

【0016】また、請求項12記載の画像認識方法は、
請求項11記載の発明において、前記撮像ステップで
は、前記撮像手段が有する3原色の各色に対応する複数
の画素のうち、前記光源手段の光源色に対応した色に該
当する画素のみの画像信号を間引き走査によって前記撮
像手段から読み出すことにより、前記光源手段の光源色
に対応した色の画像信号のみを前記撮像手段から出力さ
せることを特徴とする。
The image recognition method according to claim 12 is:
The invention according to claim 11, wherein in the imaging step, image signals of only the pixels corresponding to the color corresponding to the light source color of the light source means among the plurality of pixels corresponding to the three primary colors of the imaging means are provided. It is characterized in that only the image signal of the color corresponding to the light source color of the light source means is output from the image pickup means by reading out from the image pickup means by thinning scanning.

【0017】また、請求項13記載の画像認識方法は、
請求項8記載の発明において、前記撮像ステップでは、
前記撮像手段に対し任意の露光時間を設定することを特
徴とする。
The image recognition method according to claim 13 is:
In the invention according to claim 8, in the imaging step,
It is characterized in that an arbitrary exposure time is set for the image pickup means.

【0018】また、請求項14記載の画像認識方法は、
請求項8記載の発明において、2つの画像信号の差分を
演算することにより一方の画像信号から不要な光成分を
除去する除去ステップを有し、前記撮像ステップでは、
前記光源手段が光を照射しなかったとき及び光を照射し
たときの画像信号を前記撮像手段からそれぞれ出力し、
当該除去ステップでは、前記撮像手段により出力された
当該両信号の差分を演算し、当該演算結果に基づき当該
光が照射されたときの画像信号から不要な光成分を除去
することを特徴とする。
The image recognition method according to claim 14 is:
In the invention according to claim 8, there is a removal step of removing an unnecessary light component from one image signal by calculating a difference between the two image signals, and in the imaging step,
Image signals when the light source means does not emit light and when it emits light are respectively output from the image pickup means,
In the removing step, a difference between the two signals output by the image pickup means is calculated, and an unnecessary light component is removed from an image signal when the light is emitted based on the calculation result.

【0019】また、請求項15記載の記録媒体は、請求
項1〜7の何れか1項に記載の各手段としてコンピュー
タを機能させるためのプログラムを記録したことを特徴
とする。
A recording medium according to a fifteenth aspect is characterized by recording a program for causing a computer to function as each unit according to any one of the first to seventh aspects.

【0020】また、請求項16記載の記録媒体は、請求
項8〜14の何れか1項に記載の画像認識方法の処理ス
テップをコンピュータに実行させるためのプログラムを
記録したことを特徴とする。
A recording medium according to a sixteenth aspect is characterized by recording a program for causing a computer to execute the processing steps of the image recognition method according to any one of the eighth to fourteenth aspects.

【0021】また、請求項17記載のプログラムは、請
求項1〜7の何れか1項に記載の各手段としてコンピュ
ータを機能させることを特徴とする。
A program according to a seventeenth aspect causes a computer to function as each unit according to any one of the first to seventh aspects.

【0022】さらに、請求項18記載のプログラムは、
請求項8〜14の何れか1項に記載の画像認識方法の処
理ステップをコンピュータに実行させることを特徴とす
る。
Further, the program according to claim 18 is
A computer is caused to execute the processing steps of the image recognition method according to any one of claims 8 to 14.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を添付図面
を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0024】本発明の一実施形態における画像認識装置
の構成を図1に示す。図1において、10は被写体、2
0は被写体を照射する特別に設けた光源手段、30は被
写体からの反射光を集光し撮像手段に導く光学手段、4
0は光源手段20の光源波長を通過させるフィルタ手
段、50は被写体の反射像を画像信号に変換する撮像手
段、60は撮像手段からの画像信号から必要とする指紋
画像信号やバーコード信号を判別し易いように画像処理
する信号処理手段、70は信号処理手段60から出力さ
れる画像信号より画像認識を行う画像認識手段、80は
被写体像をモニター等の表示手段である。
FIG. 1 shows the arrangement of an image recognition apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 10 is a subject, 2
Reference numeral 0 is a specially provided light source means for illuminating a subject, 30 is an optical means for collecting reflected light from the subject and guiding it to an image pickup means, 4
Reference numeral 0 is a filter means for passing the light source wavelength of the light source means 20, 50 is an image pickup means for converting a reflected image of the subject into an image signal, and 60 is a fingerprint image signal or a barcode signal required from the image signal from the image pickup means. The image processing means 70 performs image processing so as to facilitate image recognition, 70 is an image recognition means for performing image recognition based on the image signal output from the signal processing means 60, and 80 is a display means such as a monitor for displaying a subject image.

【0025】図2にシステムの主要部品の分光感度特性
を示す。撮像手段50に用いている撮像センサは、図2
のセンサで示す特性を有するのが一般的である。約40
0nmから約900nmまでの分光感度を持つ。これに
対し光源手段は一般的には赤LEDが使用されている。
赤LEDはコスト的に安くまた明るい光源であるためで
ある。通常の画像認識装置には上記のセンサとLEDが
使用されるため、自然光が被写体に入射すると、赤LE
D以外の成分は画像のコントラストを低下させるノイズ
となる。LEDの分光エネルギーに対し自然光のエネル
ギーは分光帯域が広いためにこの自然光による不要信号
レベルは画像信号に対し無視することが出来なくなる。
本実施形態ではフィルタ手段40には図2に示すような
分光特性のフィルタ(R)を設けることにより、外乱光
を除去できる。このためほぼ被写体の画像のみが撮像さ
れるので、画像認識率が非常に向上する。
FIG. 2 shows the spectral sensitivity characteristics of the main parts of the system. The image sensor used in the image pickup means 50 is shown in FIG.
Generally, it has the characteristic shown by the sensor of. About 40
It has a spectral sensitivity from 0 nm to about 900 nm. On the other hand, a red LED is generally used as the light source means.
This is because the red LED is cheap in cost and is a bright light source. Since the above-mentioned sensor and LED are used in a normal image recognition device, when natural light enters a subject, red LE
Components other than D become noise that reduces the contrast of the image. Since the energy of natural light has a wide spectral band with respect to the spectral energy of the LED, the unnecessary signal level due to this natural light cannot be ignored for the image signal.
In the present embodiment, disturbance light can be removed by providing the filter means 40 with a filter (R) having a spectral characteristic as shown in FIG. For this reason, almost only the image of the subject is captured, and the image recognition rate is greatly improved.

【0026】図1ではフィルタ手段を撮像手段と光学手
段の間に設けたが、これは、光路的に撮像センサの前で
あれば良い。特に薄型の携帯用指紋照合装置などに用い
る場合は、撮像センサ上にオンチップで設けても良い。
また、撮像センサをカラーカメラとして共用する場合
は、カラー用撮像センサであっても良い。カラーカメラ
のフィルタは図2のようなフィルタ(R)、フィルタ
(G)、フィルタ(B)が使用される。この場合画像認
識装置としての光源手段20は赤LEDであるので、撮
像センサからの信号はフィルタ(R)に対する信号のみ
を使ったほうが良い。
Although the filter means is provided between the image pickup means and the optical means in FIG. 1, this may be provided in the optical path before the image pickup sensor. Especially when it is used in a thin portable fingerprint collation device or the like, it may be provided on-chip on the image sensor.
When the image sensor is also used as a color camera, it may be a color image sensor. As the filters of the color camera, filters (R), filters (G), and filters (B) as shown in FIG. 2 are used. In this case, since the light source means 20 as an image recognition device is a red LED, it is better to use only the signal for the filter (R) as the signal from the image sensor.

【0027】図3に信号読み出しの模式図を示す。図3
において、カメラとして使用する時は(A)のように各
色の信号を順次読み出す。画像認識装置で使用する時は
(B)のように赤信号のみを読み出す。こういう読み出
しに適した撮像センサとしてCMOSセンサがある。C
MOSセンサは図4に示すように画素部110と画素部
110の信号をランダム的に走査が出来る水平走査回路
120と垂直走査回路130と読み出し回路140から
構成される。
FIG. 3 shows a schematic diagram of signal reading. Figure 3
In the case of using as a camera, signals of respective colors are sequentially read out as shown in (A). When used in the image recognition device, only the red signal is read as in (B). There is a CMOS sensor as an image sensor suitable for such reading. C
As shown in FIG. 4, the MOS sensor includes a pixel unit 110, a horizontal scanning circuit 120 capable of randomly scanning the signals of the pixel unit 110, a vertical scanning circuit 130, and a reading circuit 140.

【0028】図3のカラーフィルタを有する画像認識装
置では、画像認識に利用する画素はR信号のみを使う必
要がある。信号処理手段60のR,G,B信号から形成
した輝度信号Yを画像認識に利用すると、信号GとBが
被写体の画像信号の欠落信号として判断されるため画像
認識の誤りが発生する(B)のような赤R信号のみの読
み出し(間引き走査)は垂直走査と水平走査を1行1列
スキップ走査すればよい。この結果読み出し画素数を少
なく出来るので、その分消費電力を低減可能である。
In the image recognition apparatus having the color filter shown in FIG. 3, the pixels used for image recognition need to use only the R signal. When the luminance signal Y formed from the R, G, and B signals of the signal processing means 60 is used for image recognition, the signals G and B are determined as missing signals of the image signal of the subject, so an error in image recognition occurs (B. In order to read out only the red R signal (thinning-out scanning) such as (1), vertical scanning and horizontal scanning may be skipped for one row and one column. As a result, the number of read pixels can be reduced, and power consumption can be reduced accordingly.

【0029】図5に本発明の第2の実施形態におけるタ
イミング図を示す。一般的に画像認識装置は多くのユー
ザに使用されるバーコードリーダの場合、バーコードが
印字される物体あるいは、紙は反射率が異なる。また、
反射率は汚れや,経時劣化でも異なってくる。さらに光
源手段の光量劣化もある。このため固定の露光条件では
画像認識に必要な適度な信号レベルを得ることが出来ず
認識率が悪くなってしまう。本実施形態では撮像センサ
が露光条件を変化させて撮影することにより上記欠点を
改善するものである。
FIG. 5 shows a timing chart in the second embodiment of the present invention. Generally, in the image recognition apparatus, in the case of a bar code reader used by many users, the object on which the bar code is printed or the paper has different reflectance. Also,
The reflectance also varies depending on dirt and deterioration over time. Further, there is deterioration of the light amount of the light source means. For this reason, under a fixed exposure condition, an appropriate signal level necessary for image recognition cannot be obtained, and the recognition rate deteriorates. In the present embodiment, the image sensor changes the exposure condition to take an image to improve the above-mentioned drawbacks.

【0030】露光条件は指数的に変えれば上述のような
信号レベルの変化があっても少なくとも1枚の画像から
は適正な信号レベルを得ることが出来る。図5の実施形
態では露光比1:1/2:1/4とした。図5におい
て、fv1,fv2・・・は撮像センサの垂直駆動周波
数、v1,v2・・・は水平画素行とする。
If the exposure conditions are changed exponentially, an appropriate signal level can be obtained from at least one image even if the signal level changes as described above. In the embodiment of FIG. 5, the exposure ratio is 1: 1/2: 1/4. In FIG. 5, fv1, fv2 ... Are vertical drive frequencies of the image sensor, and v1, v2 ... Are horizontal pixel rows.

【0031】図中(A)は露光時間が一定の場合の駆動
例である。各画素行を1fv毎に(C/R/T/R)駆
動する。すなわち、各行画素を後述する画素アンプのリ
セット(C)、画素アンプのノイズ転送(R)、フォト
ダイオードから画素アンプへの転送(T)、画素アンプ
から信号の転送(R)を繰り返す。この繰り返し駆動に
より撮像センサからは蓄積時間TS1の信号が読み出さ
れる。
In the figure, (A) shows an example of driving when the exposure time is constant. Each pixel row is driven (C / R / T / R) every 1 fv. That is, the resetting (C) of the pixel amplifier, the noise transfer (R) of the pixel amplifier, the transfer of the photodiode to the pixel amplifier (T), and the transfer of the signal (R) from the pixel amplifier are repeated for each row pixel. By this repeated driving, the signal of the accumulation time TS1 is read from the image sensor.

【0032】(B)は先に述べた露光時間をfv毎にT
s1:Ts2:Ts3=1:1/2:1/4とした例で
ある。蓄積中に画素をクリアする(T/C)ことにより
露光時間を変えている。
(B) shows the above-mentioned exposure time by T for each fv.
In this example, s1: Ts2: Ts3 = 1: 1/2: 1/4. The exposure time is changed by clearing the pixel (T / C) during storage.

【0033】図6に撮像センサの画素構成例とタイミン
グ図を示す。フォトダイオードは各色フィルタに対応し
ており、画素アンプは2つのフォトダイオードで共通化
されている。C期間に画素アンプのゲートがクリアさ
れ、画素アンプのノイズを読み出す前に垂直信号線とメ
モリCs(Cn)の残留電荷がリセットされる。次にR期
間に画素アンプのノイズがメモリCnに転送され、その
後にフォトダイオードの信号が画素アンプからメモリC
sに転送される。メモリからのノイズと信号は次の水平
走査期間に差動アンプ(図省略)へ転送されノイズの除
去が行われる。
FIG. 6 shows a pixel configuration example of the image sensor and a timing chart. The photodiode corresponds to each color filter, and the pixel amplifier is shared by the two photodiodes. In the period C, the gate of the pixel amplifier is cleared, and the residual charges of the vertical signal line and the memory Cs (Cn) are reset before reading the noise of the pixel amplifier. Next, the noise of the pixel amplifier is transferred to the memory Cn during the R period, and then the signal of the photodiode is transferred from the pixel amplifier to the memory Cn.
s. The noise and the signal from the memory are transferred to a differential amplifier (not shown) during the next horizontal scanning period to remove the noise.

【0034】本発明の第3の実施形態を図5−(C)に
示す。この実施形態では第1の実施形態に対しさらに外
乱光の影響を改善するものである。撮像センサは、LE
Dの不点灯時の蓄積信号をfv1期間に読み出し、LE
D点灯時の信号をfv3期間に読み出し、後段の除去手
段が両方の信号の差分を演算し、その結果に基づいてL
ED点灯時の信号から不要光成分を除去する。この場合
LEDの点灯期間は2fv期間必要である。LEDの消
費電力を低減するには画素アンプのゲート部を画素メモ
リとして利用すれば、1fv期間のLED点灯期間に短
縮できる。図7は図1の被写体を指とし、本実施形態の
画像認識装置を指紋照合装置に適用した場合の図であ
る。
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. 5- (C). In this embodiment, the influence of ambient light is further improved as compared with the first embodiment. The image sensor is LE
The accumulated signal when D is not lit is read during the fv1 period and LE
The signal at the time of lighting D is read during the fv3 period, the removing means in the subsequent stage calculates the difference between both signals, and L is calculated based on the result.
The unnecessary light component is removed from the signal when the ED is turned on. In this case, the lighting period of the LED requires 2fv period. To reduce the power consumption of the LED, if the gate portion of the pixel amplifier is used as a pixel memory, the LED lighting period of 1fv period can be shortened. FIG. 7 is a diagram when the subject of FIG. 1 is a finger and the image recognition device of the present embodiment is applied to a fingerprint collation device.

【0035】以上の実施形態によれば、特定の光源手段
を使う時、撮像系にフィルタ手段40を設けたので不要
光によるノイズを格段に低減できる。また、露光条件を
変えた複数の画像から画像認識を行うことにより画像認
識に適した信号を得ることが出来る。また、LED点灯
時と不点灯時に撮像を行い,それらの演算処理により不
要光のノイズを低減した。この結果、画像認識装置の認
識率を向上できる。さらに間引き走査により諸費電力を
低減出来る。
According to the above embodiment, when the specific light source means is used, the filter means 40 is provided in the image pickup system, so that the noise due to unnecessary light can be remarkably reduced. In addition, a signal suitable for image recognition can be obtained by performing image recognition from a plurality of images with different exposure conditions. In addition, when the LED is lit and when it is not lit, images are taken, and the noise of unnecessary light is reduced by the arithmetic processing. As a result, the recognition rate of the image recognition device can be improved. Furthermore, power consumption can be reduced by thinning scanning.

【0036】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、その
システム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやM
PU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み
出し実行することによっても、達成されることは言うま
でもない。
Further, an object of the present invention is to supply a storage medium having a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and to supply the computer (or CPU or M of the system or apparatus).
It is needless to say that it is also achieved by the PU) reading and executing the program code stored in the storage medium.

【0037】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体
は本発明を構成することになる。
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

【0038】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディ
スク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、C
D−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM
等を用いることが出来る。
As a storage medium for supplying the program code, for example, a flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, C
DR, magnetic tape, non-volatile memory card, ROM
Etc. can be used.

【0039】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also the OS (operating system) operating on the computer based on the instruction of the program code. It is needless to say that this also includes the case where () etc. perform part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

【0040】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備
わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれることは言うまでもない。
Further, after the program code read from the storage medium is written in the memory provided in the function expansion board inserted into the computer or the function expansion unit connected to the computer, based on the instruction of the program code, Needless to say, this also includes the case where the CPU or the like included in the function expansion board or the function expansion unit performs some or all of the actual processing and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、被写体からの反射光から抽出手段により不要
な光成分を透過させないように構成したので、不要光に
よるノイズを格段に低減することができ、画像認識率を
向上させることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the unnecessary light component is not transmitted from the reflected light from the subject by the extracting means, the noise due to the unnecessary light is significantly reduced. Therefore, the image recognition rate can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態における画像認識装置の構
成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image recognition device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態における画像認識装置の主
要部品の分光感度特性を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing spectral sensitivity characteristics of main components of the image recognition device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態における画像認識装置の信
号読み出し動作を模式的に示した図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a signal reading operation of the image recognition device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態における画像認識装置に適
用可能なCMOSセンサの一例を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a CMOS sensor applicable to the image recognition device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態における画像認識装置の動
作を示したタイミング図である。
FIG. 5 is a timing diagram showing an operation of the image recognition device according to the embodiment of the present invention.

【図6】画像センサの画素構成例と動作タイミングを示
した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a pixel configuration example of an image sensor and an operation timing.

【図7】本発明の一実施形態における画像認識装置を指
紋照合装置に適用した場合の図である。
FIG. 7 is a diagram when the image recognition device according to the embodiment of the present invention is applied to a fingerprint matching device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 被写体 20 光源手段 30 光学手段 40 フィルタ手段 50 撮像手段 60 信号処理手段 70 画像認識手段 80 表示手段 110 画素部 120 水平走査回路 130 垂直走査回路 140 読み出し回路 10 subject 20 light source means 30 Optical means 40 Filter means 50 Imaging means 60 signal processing means 70 Image recognition means 80 display means 110 pixels 120 horizontal scanning circuit 130 vertical scanning circuit 140 read circuit

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体に対して光を照射する光源手段
と、 当該被写体からの反射光のうち特定の光源波長のみを抽
出し通過させる抽出手段と、 当該抽出手段の後段に配置され、当該抽出手段を通過し
た光を画像信号に変換する撮像手段と、 当該撮像手段により出力される当該画像信号に基づき画
像の認識処理を行う画像認識手段とを有することを特徴
とする画像認識装置。
1. A light source unit for irradiating a subject with light, an extracting unit for extracting and passing only a specific light source wavelength of the reflected light from the subject, and an extracting unit arranged after the extracting unit. An image recognition apparatus comprising: an image pickup unit that converts light that has passed through the unit into an image signal; and an image recognition unit that performs image recognition processing based on the image signal output by the image pickup unit.
【請求項2】 前記光源手段は、赤色発光ダイオードで
あることを特徴とする請求項1記載の画像認識装置。
2. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein the light source means is a red light emitting diode.
【請求項3】 前記抽出手段は、3原色の各色に対応し
たフィルタにより構成されることを特徴とする請求項1
記載の画像認識装置。
3. The extracting means comprises a filter corresponding to each of the three primary colors.
The image recognition device described.
【請求項4】 前記撮像手段は、3原色の画像信号のう
ち、前記光源手段の光源色に対応した色の画像信号のみ
を出力することを特徴とする請求項1記載の画像認識装
置。
4. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein the image pickup unit outputs only an image signal of a color corresponding to the light source color of the light source unit among the image signals of the three primary colors.
【請求項5】 前記撮像手段は、3原色の各色に対応す
る複数の画素を有し、当該3原色の各色に対応する複数
の画素のうち、前記光源手段の光源色に対応した色に該
当する画素のみの画像信号を間引き走査によって読み出
すことにより、前記光源手段の光源色に対応した色の画
像信号のみを出力することを特徴とする請求項4記載の
画像認識装置。
5. The image pickup means has a plurality of pixels corresponding to each of the three primary colors, and corresponds to a color corresponding to the light source color of the light source means among the plurality of pixels corresponding to each of the three primary colors. The image recognition apparatus according to claim 4, wherein only the image signal of the color corresponding to the light source color of the light source means is output by reading out the image signal of only the pixels to be thinned out.
【請求項6】 前記撮像手段は、任意の露光時間を設定
することを特徴とする請求項1記載の画像認識装置。
6. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein the image pickup unit sets an arbitrary exposure time.
【請求項7】 2つの画像信号の差分を演算することに
より一方の画像信号から不要な光成分を除去する除去手
段を有し、 前記撮像手段は、前記光源手段が光を照射しなかったと
き及び光を照射したときの画像信号をそれぞれ出力し、
当該除去手段は、前記撮像手段により出力された当該両
信号の差分を演算し、当該演算結果に基づき当該光が照
射されたときの画像信号から不要な光成分を除去するこ
とを特徴とする請求項1記載の画像認識装置。
7. A removing means for removing an unnecessary light component from one image signal by calculating a difference between the two image signals, wherein the image pickup means is provided when the light source means does not emit light. And output the image signal when irradiated with light,
The removing unit calculates a difference between the two signals output by the image pickup unit, and removes an unnecessary light component from an image signal when the light is irradiated based on the calculation result. The image recognition device according to item 1.
【請求項8】 光源手段により被写体に対して光を照射
させる照射ステップと、 当該被写体からの反射光のうち特定の光源波長のみを抽
出手段により抽出し通過させる抽出ステップと、 当該抽出手段の後段に配置され、当該抽出手段を通過し
た光を撮像手段により画像信号に変換する撮像ステップ
と、 当該撮像手段により出力される当該画像信号に基づき画
像認識手段により画像の認識処理を行う画像認識ステッ
プとを有することを特徴とする画像認識方法。
8. An irradiation step of irradiating a subject with light by a light source means, an extraction step of extracting only a specific light source wavelength of reflected light from the subject by an extracting means, and a post-stage of the extracting means. And an image recognizing step for performing image recognition processing by the image recognizing means on the basis of the image signal output by the image capturing means. An image recognition method comprising:
【請求項9】 前記光源手段は、赤色発光ダイオードで
あることを特徴とする請求項8記載の画像認識方法。
9. The image recognition method according to claim 8, wherein the light source means is a red light emitting diode.
【請求項10】 前記抽出手段は、3原色の各色に対応
したフィルタにより構成されることを特徴とする請求項
8記載の画像認識方法。
10. The image recognition method according to claim 8, wherein the extraction means is composed of a filter corresponding to each of the three primary colors.
【請求項11】 前記撮像ステップでは、3原色の画像
信号のうち、前記光源手段の光源色に対応した色の画像
信号のみを前記撮像手段より出力させることを特徴とす
る請求項8記載の画像認識方法。
11. The image pickup device according to claim 8, wherein in the image pickup step, of the image signals of the three primary colors, only the image signal of a color corresponding to the light source color of the light source device is output from the image pickup device. Recognition method.
【請求項12】 前記撮像ステップでは、前記撮像手段
が有する3原色の各色に対応する複数の画素のうち、前
記光源手段の光源色に対応した色に該当する画素のみの
画像信号を間引き走査によって前記撮像手段から読み出
すことにより、前記光源手段の光源色に対応した色の画
像信号のみを前記撮像手段から出力させることを特徴と
する請求項11記載の画像認識方法。
12. In the imaging step, an image signal of only a pixel corresponding to a color corresponding to a light source color of the light source means among a plurality of pixels corresponding to respective three primary colors of the imaging means is subjected to thinning scanning. 12. The image recognition method according to claim 11, wherein only the image signal of a color corresponding to the light source color of the light source means is output from the image pickup means by reading out from the image pickup means.
【請求項13】 前記撮像ステップでは、前記撮像手段
に対し任意の露光時間を設定することを特徴とする請求
項8記載の画像認識方法。
13. The image recognition method according to claim 8, wherein in the imaging step, an arbitrary exposure time is set for the imaging means.
【請求項14】 2つの画像信号の差分を演算すること
により一方の画像信号から不要な光成分を除去する除去
ステップを有し、 前記撮像ステップでは、前記光源手段が光を照射しなか
ったとき及び光を照射したときの画像信号を前記撮像手
段からそれぞれ出力し、当該除去ステップでは、前記撮
像手段により出力された当該両信号の差分を演算し、当
該演算結果に基づき当該光が照射されたときの画像信号
から不要な光成分を除去することを特徴とする請求項8
記載の画像認識方法。
14. A step of removing an unnecessary light component from one of the image signals by calculating a difference between the two image signals, wherein in the imaging step, when the light source means does not emit light. And an image signal at the time of irradiating light is output from the image pickup means, and in the removing step, the difference between the two signals output by the image pickup means is calculated, and the light is radiated based on the calculation result. 9. An unnecessary light component is removed from the image signal at that time.
Image recognition method described.
【請求項15】 請求項1〜7の何れか1項に記載の各
手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム
を記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能
な記録媒体。
15. A computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to function as each unit according to any one of claims 1 to 7 is recorded.
【請求項16】 請求項8〜14の何れか1項に記載の
画像認識方法の処理ステップをコンピュータに実行させ
るためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体。
16. A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the processing steps of the image recognition method according to claim 8 is recorded.
【請求項17】 請求項1〜7の何れか1項に記載の各
手段としてコンピュータを機能させるためのプログラ
ム。
17. A program for causing a computer to function as each unit according to any one of claims 1 to 7.
【請求項18】 請求項8〜14の何れか1項に記載の
画像認識方法の処理ステップをコンピュータに実行させ
るためのプログラム。
18. A program for causing a computer to execute the processing steps of the image recognition method according to any one of claims 8 to 14.
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