JP2003242489A - 画像入力装置及び指紋認識装置 - Google Patents
画像入力装置及び指紋認識装置Info
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- JP2003242489A JP2003242489A JP2002043238A JP2002043238A JP2003242489A JP 2003242489 A JP2003242489 A JP 2003242489A JP 2002043238 A JP2002043238 A JP 2002043238A JP 2002043238 A JP2002043238 A JP 2002043238A JP 2003242489 A JP2003242489 A JP 2003242489A
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Image Input (AREA)
- Collating Specific Patterns (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型の光センサを用いて認証に適した静止画
像に近い画像を得る。 【解決手段】 光センサ１０上で被写体（指）を移動
し、撮影した画像の一部が重複するように被写体（指）
を分割して複数撮影し、光センサ１０から出力される複
数の画像の特徴点を特徴点抽出部１１で抽出し、複数の
画像の特徴点を比較して複数の画像の重複部を重複部検
出手段１１で検出し、画像修正（合成）部１７で複数の
画像の重複部において一つの画像を残し他の重複部の画
像をなくすように補正して複数の画像を合成する。
像に近い画像を得る。 【解決手段】 光センサ１０上で被写体（指）を移動
し、撮影した画像の一部が重複するように被写体（指）
を分割して複数撮影し、光センサ１０から出力される複
数の画像の特徴点を特徴点抽出部１１で抽出し、複数の
画像の特徴点を比較して複数の画像の重複部を重複部検
出手段１１で検出し、画像修正（合成）部１７で複数の
画像の重複部において一つの画像を残し他の重複部の画
像をなくすように補正して複数の画像を合成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原稿やバーコード、
指紋など文字や画像などを認識する画像入力装置及び指
紋認識装置に関する。
指紋など文字や画像などを認識する画像入力装置及び指
紋認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、原稿やバーコードなどの文字や画
像などを認識する画像入力装置には、原稿等の上を手送
りでハンドスキャナなどを移動させ、画像読み取りを行
う構成のものがある。この構成は装置の小型化、携帯化
が可能であるが、ハンドスキャナの手の送り速度が変化
し画像が歪む場合があった。
像などを認識する画像入力装置には、原稿等の上を手送
りでハンドスキャナなどを移動させ、画像読み取りを行
う構成のものがある。この構成は装置の小型化、携帯化
が可能であるが、ハンドスキャナの手の送り速度が変化
し画像が歪む場合があった。
【０００３】また、２次元上の半導体センサ（静電容量
型や光学読み取り型など）に指を直接接触させて指紋を
読み取り、指紋認証を行う画像入力装置がある。近年、
このような指紋センサは企業あるいは個人のセキュリテ
ィの強化面で注目されており、さらに、携帯電話や携帯
機器を利用したイー・コマースなどで、指紋センサが小
型、軽量、低コストになれば飛躍的な市場の拡大が期待
される。しかし、現状の指紋センサは指の大きさと同じ
サイズでセンサを構成させるために、センササイズが大
型にならざるをえない。
型や光学読み取り型など）に指を直接接触させて指紋を
読み取り、指紋認証を行う画像入力装置がある。近年、
このような指紋センサは企業あるいは個人のセキュリテ
ィの強化面で注目されており、さらに、携帯電話や携帯
機器を利用したイー・コマースなどで、指紋センサが小
型、軽量、低コストになれば飛躍的な市場の拡大が期待
される。しかし、現状の指紋センサは指の大きさと同じ
サイズでセンサを構成させるために、センササイズが大
型にならざるをえない。
【０００４】半導体はウエハ収量で値段が一義的に決ま
るため、サイズが大きいことは高価格につながり携帯電
話に搭載させるにはコスト的に問題がある。また小型の
携帯機器に大型の指紋センサは不向きである。このよう
な事から、センサを小型にすればコスト的にも、形状的
にも有利である。解決策として、光学読み取り型を採用
し、光センサをラインセンサで構成すればセンサを小型
化できる。しかし、この場合、指紋を読み取るにはライ
ンセンサと指とを相対的に動かす必要があるので、ハン
ドスキャナによる画像読み取りと同様に、読み取った指
紋画像が歪み、認証精度が著しく低下してしまうことに
なる。
るため、サイズが大きいことは高価格につながり携帯電
話に搭載させるにはコスト的に問題がある。また小型の
携帯機器に大型の指紋センサは不向きである。このよう
な事から、センサを小型にすればコスト的にも、形状的
にも有利である。解決策として、光学読み取り型を採用
し、光センサをラインセンサで構成すればセンサを小型
化できる。しかし、この場合、指紋を読み取るにはライ
ンセンサと指とを相対的に動かす必要があるので、ハン
ドスキャナによる画像読み取りと同様に、読み取った指
紋画像が歪み、認証精度が著しく低下してしまうことに
なる。
【０００５】そこで、この欠点を改善する従来の公知例
として、特許第３１９８８１０号がある。これは原稿の
文字読み取り時の手送り速度を判断し、その判断結果を
タイミング発生手段にフィードバックさせて画像歪みを
補正しようとするものである。
として、特許第３１９８８１０号がある。これは原稿の
文字読み取り時の手送り速度を判断し、その判断結果を
タイミング発生手段にフィードバックさせて画像歪みを
補正しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記特許第３１９８８
１０号に開示された技術では、原稿読み取りで注意深く
ゆっくりと原稿あるいは手を送る場合は低解像度で画像
の認証を行うことができるかも知れない。ただ高解像度
が必要で、高認証精度が要求される指紋センサのような
用途には使うことができない。
１０号に開示された技術では、原稿読み取りで注意深く
ゆっくりと原稿あるいは手を送る場合は低解像度で画像
の認証を行うことができるかも知れない。ただ高解像度
が必要で、高認証精度が要求される指紋センサのような
用途には使うことができない。
【０００７】本発明の目的は比較的少画素行のエリアセ
ンサで読み取り画像の高再現性を達成する画像入力装置
を提供するものである。
ンサで読み取り画像の高再現性を達成する画像入力装置
を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の画像認識装置
は、被写体とセンサとを相対的に移動させることによ
り、得られた被写体の画像の一部が重複するように前記
被写体の画像を分割して取得する画像入力装置であっ
て、該センサから出力される複数の画像の重複部を補正
して該複数の画像を合成する画像合成手段を有する画像
入力装置である。なお、ここでいうセンサとは、被認識
体からの光、圧力、熱、容量等の情報を電気信号に変換
して画像情報として認識するための手段である。
は、被写体とセンサとを相対的に移動させることによ
り、得られた被写体の画像の一部が重複するように前記
被写体の画像を分割して取得する画像入力装置であっ
て、該センサから出力される複数の画像の重複部を補正
して該複数の画像を合成する画像合成手段を有する画像
入力装置である。なお、ここでいうセンサとは、被認識
体からの光、圧力、熱、容量等の情報を電気信号に変換
して画像情報として認識するための手段である。
【０００９】本発明は、移動速度が未定、不安定な原
稿、指あるいは手などの画像情報を、被認識体又は被写
体を分割して撮影できる程度の少画素行のセンサで複数
撮像し、複数の画像の重複部において一つの画像を残し
他の重複部の画像をなくすように補正して複数の画像を
合成するものである。本発明ではラインセンサよりも画
素行の多いセンサを用いることで、画像毎の走査速度の
違いにより画像が歪むのを抑制し、各複数の画像を合成
することで認証に適した静止画像に近い画像を得ること
ができるようにしたものである。
稿、指あるいは手などの画像情報を、被認識体又は被写
体を分割して撮影できる程度の少画素行のセンサで複数
撮像し、複数の画像の重複部において一つの画像を残し
他の重複部の画像をなくすように補正して複数の画像を
合成するものである。本発明ではラインセンサよりも画
素行の多いセンサを用いることで、画像毎の走査速度の
違いにより画像が歪むのを抑制し、各複数の画像を合成
することで認証に適した静止画像に近い画像を得ること
ができるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。以下の説明では、主として、特
に高精度の画像再生が必要な指紋読み取りを例にとって
説明するが、本発明はかかる例に限定されず、原稿読み
取りやバーコードなどにも適用できることは勿論であ
る。また、センサに対して被写体となる指を動かしてい
るが、被写体に対してセンサを移動させてもよい。
図面を用いて説明する。以下の説明では、主として、特
に高精度の画像再生が必要な指紋読み取りを例にとって
説明するが、本発明はかかる例に限定されず、原稿読み
取りやバーコードなどにも適用できることは勿論であ
る。また、センサに対して被写体となる指を動かしてい
るが、被写体に対してセンサを移動させてもよい。
【００１１】図２（ａ）はセンサと指の移動を模式的に
表わしたものである。図２（ｂ）は光学式による指紋読
み取り装置の概略的構成を示す図である。本実施形態で
は水平画素数５４０画素、垂直画素数２０画素のセンサ
１０を用いる。例えば、指紋認証を行う場合、通常垂直
画素数は５００画素程度のものを用いるので、それに比
べて本実施形態で用いるセンササイズは非常に小さい。
なお、本実施形態ではセンサにより全体画像を読み取る
のではなく、その一部の画像が読み取れればよいので、
垂直画素数も一部の画像を読み取るに充分な画素数であ
ればよい。センサ１０上に（必要に応じてセンサ１０上
に薄板ガラスやファイバープレート等の保護部材を配置
する）、指を配置し、本実施形態では図２に示すよう
に、センサ１０の長さ方向に対して垂直方向に指を移動
させ（図２中矢印で示す）、画像を順次読み取る。
表わしたものである。図２（ｂ）は光学式による指紋読
み取り装置の概略的構成を示す図である。本実施形態で
は水平画素数５４０画素、垂直画素数２０画素のセンサ
１０を用いる。例えば、指紋認証を行う場合、通常垂直
画素数は５００画素程度のものを用いるので、それに比
べて本実施形態で用いるセンササイズは非常に小さい。
なお、本実施形態ではセンサにより全体画像を読み取る
のではなく、その一部の画像が読み取れればよいので、
垂直画素数も一部の画像を読み取るに充分な画素数であ
ればよい。センサ１０上に（必要に応じてセンサ１０上
に薄板ガラスやファイバープレート等の保護部材を配置
する）、指を配置し、本実施形態では図２に示すよう
に、センサ１０の長さ方向に対して垂直方向に指を移動
させ（図２中矢印で示す）、画像を順次読み取る。
【００１２】図２（ｂ）に示すように、指の側部側（上
方向、上斜め方向、下方向、下斜め方向でもよいが装置
の小型化を図る上では側部側からが好ましい。）から光
照射手段となるＬＥＤ１により光を照射して、指内で光
散乱・透過させ、その光を指からセンサ１０に入射して
指紋画像を得る。
方向、上斜め方向、下方向、下斜め方向でもよいが装置
の小型化を図る上では側部側からが好ましい。）から光
照射手段となるＬＥＤ１により光を照射して、指内で光
散乱・透過させ、その光を指からセンサ１０に入射して
指紋画像を得る。
【００１３】図１は本発明の画像入力装置の一実施形態
のシステム図である。センサ１０は指の一部の撮像画像
を順次出力する。センサ１０によりそれぞれ読み取られ
る指の一部の画像は、重複する部分が存在する。指の移
動速度が遅くなるに従い重複する部分の割合が多くな
る。センサ１０は、不図示の駆動回路によって駆動制御
される。
のシステム図である。センサ１０は指の一部の撮像画像
を順次出力する。センサ１０によりそれぞれ読み取られ
る指の一部の画像は、重複する部分が存在する。指の移
動速度が遅くなるに従い重複する部分の割合が多くな
る。センサ１０は、不図示の駆動回路によって駆動制御
される。
【００１４】センサ１０からの画像信号は、メモリ１２
に一時蓄積後、あるいは直接、特徴点抽出部１１に入力
され、指の一部の画像の特徴点抽出が行われる。特徴点
抽出に関しては別途後述する。特徴点は一フレーム毎に
任意の画素行毎にメモリ１３に蓄積される。例えば一フ
レーム目はメモリ領域１、二フレーム目はメモリ領域
２、・・・、ｎフレーム目はメモリ領域ｎに書き込まれ
る。フレーム毎の特徴点は特徴点比較部１４で比較さ
れ、特徴点が一致した画素行の位置で指の移動速度ある
いは速度変化が速度判定部１６で計算される。また、同
時にフレーム間での画像の重なり、即ち画像のオーバラ
ップ領域がオーバラップ判定部１５で決定され、画像修
正部（画像合成部）１７で画像のオーバラップが無いよ
うに修正（補正）され、表示部１８で表示される。その
画像は登録時はデータ保存部２０に保存され、認証時は
認証部１９で保存されているデータと比較され、指紋の
一致、不一致の示す認証結果が修正された指の画像とと
もに表示部１８に表示され、不一致の場合は再度の指移
動を、一致の場合はその機器の目的に進む（例えば携帯
電話の使用を許可し、通話を可能とする）ことになる。
に一時蓄積後、あるいは直接、特徴点抽出部１１に入力
され、指の一部の画像の特徴点抽出が行われる。特徴点
抽出に関しては別途後述する。特徴点は一フレーム毎に
任意の画素行毎にメモリ１３に蓄積される。例えば一フ
レーム目はメモリ領域１、二フレーム目はメモリ領域
２、・・・、ｎフレーム目はメモリ領域ｎに書き込まれ
る。フレーム毎の特徴点は特徴点比較部１４で比較さ
れ、特徴点が一致した画素行の位置で指の移動速度ある
いは速度変化が速度判定部１６で計算される。また、同
時にフレーム間での画像の重なり、即ち画像のオーバラ
ップ領域がオーバラップ判定部１５で決定され、画像修
正部（画像合成部）１７で画像のオーバラップが無いよ
うに修正（補正）され、表示部１８で表示される。その
画像は登録時はデータ保存部２０に保存され、認証時は
認証部１９で保存されているデータと比較され、指紋の
一致、不一致の示す認証結果が修正された指の画像とと
もに表示部１８に表示され、不一致の場合は再度の指移
動を、一致の場合はその機器の目的に進む（例えば携帯
電話の使用を許可し、通話を可能とする）ことになる。
【００１５】特徴点抽出法に関しては次の３つの方法が
一般的である。指紋画像から隆線の構造など指紋の特徴
（端点や分岐点）を抽出する方法と（例えばマーシャル
リレーション法）、画像の類似度を評価する画像（パタ
ーン）マッチング法、指紋画像を横方向（指の長さ方向
と垂直な方向）に細かく分解し、それぞれの画像の隆線
の濃淡の違いを周波数解析する周波数解析法がある。
一般的である。指紋画像から隆線の構造など指紋の特徴
（端点や分岐点）を抽出する方法と（例えばマーシャル
リレーション法）、画像の類似度を評価する画像（パタ
ーン）マッチング法、指紋画像を横方向（指の長さ方向
と垂直な方向）に細かく分解し、それぞれの画像の隆線
の濃淡の違いを周波数解析する周波数解析法がある。
【００１６】図３は比較的形状の認識が簡単な「Ｍ」形
状の字が被写体像の場合の画像データを示す模式図であ
る。データＡはある時刻ｔ１の被写体像の画像データ、
データＢは時刻ｔ２（＞ｔ１）での被写体像の画像デー
タ、データＣは重なった部分の画像データを示す。デー
タＡの画像データとデータＢの画像データとを比較する
ことで、画像の重なり部分のデータＣを認識し、「Ｍ」
形状の被写体像の画像データに修正する。
状の字が被写体像の場合の画像データを示す模式図であ
る。データＡはある時刻ｔ１の被写体像の画像データ、
データＢは時刻ｔ２（＞ｔ１）での被写体像の画像デー
タ、データＣは重なった部分の画像データを示す。デー
タＡの画像データとデータＢの画像データとを比較する
ことで、画像の重なり部分のデータＣを認識し、「Ｍ」
形状の被写体像の画像データに修正する。
【００１７】図３の模式図に示すように、比較的形状の
認識が簡単な被写体像の場合には、データＡとデータＢ
の特徴を比較する方法としては画像の類似度を評価する
画像マッチング法が望ましい。指紋のように複雑で、一
部の指紋を比較するのであれば周波数解析法は処理が比
較的簡単である。マーシャルリレーション法は隆線の端
点や分岐点を検知するために、多少センサ面積が大きい
方が望ましい。
認識が簡単な被写体像の場合には、データＡとデータＢ
の特徴を比較する方法としては画像の類似度を評価する
画像マッチング法が望ましい。指紋のように複雑で、一
部の指紋を比較するのであれば周波数解析法は処理が比
較的簡単である。マーシャルリレーション法は隆線の端
点や分岐点を検知するために、多少センサ面積が大きい
方が望ましい。
【００１８】図４及び図５はセンサ１０の一構成例を示
す図であり、図４はセンサの回路ブロックを示す図、図
５はセンサ画素部を示す図である。
す図であり、図４はセンサの回路ブロックを示す図、図
５はセンサ画素部を示す図である。
【００１９】図４において、３０が画像を読み取る光電
変換部、３１は光電変換部３０の走査行を選択する垂直
走査回路（Ｖ・ＳＲ）、３２は光電変換部３０からの信
号を一時的に蓄積する一時蓄積メモリ、３３は一時蓄積
メモリ３２からの信号を後段の差動アンプとゲイン可変
アンプ（ＰＧＡ）３４に転送制御する水平走査回路（Ｈ
・ＳＲ）である。ＰＧＡ３４からの信号はアナログデジ
タル変換器（ＡＤ変換器）３６でデジタル信号に変換さ
れ後段の図１に示した特徴抽出部１１に導かれる。垂直
走査回路３１，一時蓄積メモリ３２，水平走査回路３
３，ＰＧＡ３４，ＡＤ変換器３６はタイミング発生器
（ＴＧ）３５からの制御信号で制御される。
変換部、３１は光電変換部３０の走査行を選択する垂直
走査回路（Ｖ・ＳＲ）、３２は光電変換部３０からの信
号を一時的に蓄積する一時蓄積メモリ、３３は一時蓄積
メモリ３２からの信号を後段の差動アンプとゲイン可変
アンプ（ＰＧＡ）３４に転送制御する水平走査回路（Ｈ
・ＳＲ）である。ＰＧＡ３４からの信号はアナログデジ
タル変換器（ＡＤ変換器）３６でデジタル信号に変換さ
れ後段の図１に示した特徴抽出部１１に導かれる。垂直
走査回路３１，一時蓄積メモリ３２，水平走査回路３
３，ＰＧＡ３４，ＡＤ変換器３６はタイミング発生器
（ＴＧ）３５からの制御信号で制御される。
【００２０】次に図４に示した光電変換部３０及び一時
蓄積メモリ３２の構成を図５を用いて説明する。ここで
用いる光電変換部はＣＭＯＳセンサと呼ばれる画素アン
プ形式で構成している。各画素は６個の素子から形成さ
れる。すなわち、一画素は、ホトダイオードＰＤ、ホト
ダイオードＰＤの残留電荷を除去するリセットスイッチ
ＭV、ホトダイオードＰＤの信号電荷を後段のアンプに
転送するための転送スイッチＭTX、アンプ（バッファト
ランジスタ）のゲート部の残留電荷を除去するためのリ
セットスイッチＭRES、ゲート部の信号電圧をバッファ
するアンプとなるバッファトランジスタＭSF、バッファ
トランジスタＭSFの信号を垂直信号線に出力制御するス
イッチＭSELからなる。Ｍ1とＭ2は垂直信号線からの信
号を一時蓄積用の容量ＣS，ＣNに転送するためのスイッ
チである。Ｍ3，Ｍ4は容量ＣS，ＣNからの信号Ｓ1とノ
イズＮ1をそれぞれ水平出力線を介して、次の差動アン
プ（不図示）に転送するためのスイッチである。全画素
一括露光手段は一括リセットを行うためのリセットスイ
ッチＭV、ＭRES及び一括転送を行うための転送スイッチ
ＭTXが該当する。全画素一括露光期間は全画素がリセッ
トされてから転送スイッチＭTXによる信号転送が終了す
るまでの期間であり、この間にＬＥＤ１を点灯させるこ
とで指の指紋画像を得ることができる。
蓄積メモリ３２の構成を図５を用いて説明する。ここで
用いる光電変換部はＣＭＯＳセンサと呼ばれる画素アン
プ形式で構成している。各画素は６個の素子から形成さ
れる。すなわち、一画素は、ホトダイオードＰＤ、ホト
ダイオードＰＤの残留電荷を除去するリセットスイッチ
ＭV、ホトダイオードＰＤの信号電荷を後段のアンプに
転送するための転送スイッチＭTX、アンプ（バッファト
ランジスタ）のゲート部の残留電荷を除去するためのリ
セットスイッチＭRES、ゲート部の信号電圧をバッファ
するアンプとなるバッファトランジスタＭSF、バッファ
トランジスタＭSFの信号を垂直信号線に出力制御するス
イッチＭSELからなる。Ｍ1とＭ2は垂直信号線からの信
号を一時蓄積用の容量ＣS，ＣNに転送するためのスイッ
チである。Ｍ3，Ｍ4は容量ＣS，ＣNからの信号Ｓ1とノ
イズＮ1をそれぞれ水平出力線を介して、次の差動アン
プ（不図示）に転送するためのスイッチである。全画素
一括露光手段は一括リセットを行うためのリセットスイ
ッチＭV、ＭRES及び一括転送を行うための転送スイッチ
ＭTXが該当する。全画素一括露光期間は全画素がリセッ
トされてから転送スイッチＭTXによる信号転送が終了す
るまでの期間であり、この間にＬＥＤ１を点灯させるこ
とで指の指紋画像を得ることができる。
【００２１】ホトダイオードＰＤの信号は容量ＣSに転
送され、画素アンプ（バッファトランジスタＭSF）のリ
セットノイズは容量ＣNに転送される。
送され、画素アンプ（バッファトランジスタＭSF）のリ
セットノイズは容量ＣNに転送される。
【００２２】センサの動作のタイミングについて図６を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００２３】図６の基本的駆動タイミングは、センサの
全画素が全面一括クリアされた後、図２（ｂ）に示した
ＬＥＤ１が点灯され指紋の一部が読みとられる。その信
号は全面一括で各画素のアンプゲート部（バッファトラ
ンジスタＭSFのゲート部）に一括転送される。ゲート部
の信号は各行毎に容量ＣSに転送され蓄積される。その
後ゲート部はリセットされ、そのノイズが容量ＣNに蓄
積される。信号とノイズは同時に後段の差動アンプへ転
送され、信号からノイズが除去される。この動さが各行
毎に繰り返される。
全画素が全面一括クリアされた後、図２（ｂ）に示した
ＬＥＤ１が点灯され指紋の一部が読みとられる。その信
号は全面一括で各画素のアンプゲート部（バッファトラ
ンジスタＭSFのゲート部）に一括転送される。ゲート部
の信号は各行毎に容量ＣSに転送され蓄積される。その
後ゲート部はリセットされ、そのノイズが容量ＣNに蓄
積される。信号とノイズは同時に後段の差動アンプへ転
送され、信号からノイズが除去される。この動さが各行
毎に繰り返される。
【００２４】上記動作を図６を用いてより詳細に説明す
る。まず、センサ１０上の指が検知されると、Ｔ１期間
にセンサの動作がスタートし、タイミング発生部３５か
ら制御信号φstartが出力される。制御信号φstartを受
けた垂直走査回路３１は、Ｔ２期間にまず信号φC1，φ
C2(n)，φC2(n+1)，・・・をＨレベルとして、スイッチ
ＭV，ＭRESをＯＮしホトダイオードＰＤとアンプのゲー
ト部（バッファトランジスタＭSFのゲート部）を全画素
でクリアする。次に信号φPを全画素同時にＨレベルと
して、転送スイッチＭTXをＯＮし、このときＬＥＤ１が
点灯されて（φ LEDがＨレベル）、移動する指に照射さ
れ、指からの反射光が各画素のホトダイオードＰＤで光
電変換され、アンプのゲート部（バッファトランジスタ
ＭSFのゲート部）にホトダイオードＰＤからの信号が転
送される。こうして指紋画像が２０行分読み取られる。
なお、転送スイッチＭTXをＯＦＦとした状態で期間Ｔ3
の間ＬＥＤ１を点灯し、その後転送スイッチＭTXをＯＮ
して信号を転送してもよい。ＬＥＤ１の点灯期間（光照
射期間）は、全画素一括露光手段による露光期間と一致
するように又は該露光期間内にあるように制御すること
で、消費電力を低減することができる。アンプの出力信
号は信号φsel(n)とφSをＨレベルとしてスイッチＭSEL
とＭ1をＯＮすることで、容量ＣSに蓄積される。
る。まず、センサ１０上の指が検知されると、Ｔ１期間
にセンサの動作がスタートし、タイミング発生部３５か
ら制御信号φstartが出力される。制御信号φstartを受
けた垂直走査回路３１は、Ｔ２期間にまず信号φC1，φ
C2(n)，φC2(n+1)，・・・をＨレベルとして、スイッチ
ＭV，ＭRESをＯＮしホトダイオードＰＤとアンプのゲー
ト部（バッファトランジスタＭSFのゲート部）を全画素
でクリアする。次に信号φPを全画素同時にＨレベルと
して、転送スイッチＭTXをＯＮし、このときＬＥＤ１が
点灯されて（φ LEDがＨレベル）、移動する指に照射さ
れ、指からの反射光が各画素のホトダイオードＰＤで光
電変換され、アンプのゲート部（バッファトランジスタ
ＭSFのゲート部）にホトダイオードＰＤからの信号が転
送される。こうして指紋画像が２０行分読み取られる。
なお、転送スイッチＭTXをＯＦＦとした状態で期間Ｔ3
の間ＬＥＤ１を点灯し、その後転送スイッチＭTXをＯＮ
して信号を転送してもよい。ＬＥＤ１の点灯期間（光照
射期間）は、全画素一括露光手段による露光期間と一致
するように又は該露光期間内にあるように制御すること
で、消費電力を低減することができる。アンプの出力信
号は信号φsel(n)とφSをＨレベルとしてスイッチＭSEL
とＭ1をＯＮすることで、容量ＣSに蓄積される。
【００２５】次に信号φC2(n)をＨレベルとして、スイ
ッチＭRESをＯＮとしアンプゲード部（バッファトラン
ジスタＭSFのゲート部）がリセットされ、その後φ
sel(n)とφ NをＨレベルとしてスイッチＭSELとＭ2をＯ
Ｎすることで、リセットノイズが容量ＣNに転送され
る。この時、ホトダイオードＰＤは外光などにより電荷
過剰による電荷のゲート部への漏れを防ぐため、信号φ
C1をＨレベルとしてスイッチＭ VをＯＮとし固定電位に
制御される。容量ＣS，ＣNに蓄積された信号とノイズは
順次後段に転送処理される。こうしてｎ行目の画素の信
号とノイズが列ごとに順次読み出されると、次のｎ＋１
行目の画素のアンプの出力信号を容量ＣS、リセットノ
イズを容量ＣNに転送し、後段に転送処理する読み出し
動作が行われる。このように各画素行の読み出しが行わ
れる。期間Ｔ４が全画素信号を後段に読み出す期間であ
る。センサ１０上に指がないことが検知されると、タイ
ミング発生部３５から信号φendが出力され、センサの
動作を停止する。
ッチＭRESをＯＮとしアンプゲード部（バッファトラン
ジスタＭSFのゲート部）がリセットされ、その後φ
sel(n)とφ NをＨレベルとしてスイッチＭSELとＭ2をＯ
Ｎすることで、リセットノイズが容量ＣNに転送され
る。この時、ホトダイオードＰＤは外光などにより電荷
過剰による電荷のゲート部への漏れを防ぐため、信号φ
C1をＨレベルとしてスイッチＭ VをＯＮとし固定電位に
制御される。容量ＣS，ＣNに蓄積された信号とノイズは
順次後段に転送処理される。こうしてｎ行目の画素の信
号とノイズが列ごとに順次読み出されると、次のｎ＋１
行目の画素のアンプの出力信号を容量ＣS、リセットノ
イズを容量ＣNに転送し、後段に転送処理する読み出し
動作が行われる。このように各画素行の読み出しが行わ
れる。期間Ｔ４が全画素信号を後段に読み出す期間であ
る。センサ１０上に指がないことが検知されると、タイ
ミング発生部３５から信号φendが出力され、センサの
動作を停止する。
【００２６】ここで全画素を読み出す時間の設定方法は
重要である。すなわち指の移動の最高速度を予想して、
あるいは想定設定して、センサのフレーム速度を決める
必要がある。フレーム速度が遅いと指の移動により指紋
がボケてしまう、あるいは、フレーム速度を早くし過ぎ
ると指の移動が遅い場合画像メモリを多く準備する必要
がある。
重要である。すなわち指の移動の最高速度を予想して、
あるいは想定設定して、センサのフレーム速度を決める
必要がある。フレーム速度が遅いと指の移動により指紋
がボケてしまう、あるいは、フレーム速度を早くし過ぎ
ると指の移動が遅い場合画像メモリを多く準備する必要
がある。
【００２７】本実施形態では画素サイズを３０μｍ角、
指の最高移動速度を１ｃｍ／０．１ｓｅｃと設定した。
その時、ＬＥＤ点灯時間を２８μｓｅｃにすればその期
間の指の移動は２．８μｍとなり、画像のボケ分あるい
は、フレーム間のサンプリング誤差はｍａｘ画素サイズ
の１／１０以下となる。フレームレートは画像のオーバ
ラップをミニマム５画素分とすると、１５０μｍで約
１．４ｍｓｅｃ繰り返しとなり、約７１４フレーム／秒
である。φｒｅａｄ期間は約１．４ｍｓｅｃあるので信
号出力周波数は約８ＭＨｚとなる。ＬＥＤ点灯期間をさ
らに短い時間にすると画像のサンプリング誤差は小さく
でき、画像合成後の指紋再現性が高いので認証精度が向
上できる。
指の最高移動速度を１ｃｍ／０．１ｓｅｃと設定した。
その時、ＬＥＤ点灯時間を２８μｓｅｃにすればその期
間の指の移動は２．８μｍとなり、画像のボケ分あるい
は、フレーム間のサンプリング誤差はｍａｘ画素サイズ
の１／１０以下となる。フレームレートは画像のオーバ
ラップをミニマム５画素分とすると、１５０μｍで約
１．４ｍｓｅｃ繰り返しとなり、約７１４フレーム／秒
である。φｒｅａｄ期間は約１．４ｍｓｅｃあるので信
号出力周波数は約８ＭＨｚとなる。ＬＥＤ点灯期間をさ
らに短い時間にすると画像のサンプリング誤差は小さく
でき、画像合成後の指紋再現性が高いので認証精度が向
上できる。
【００２８】これを前提にセンサを駆動し後述の画像合
成が出来れば、特徴点抽出方法が周波数解析法、画像マ
ッチング法、リレーション法でも満足が出来る認証が出
来た。ただ、目的に応じて（必要とされる認証精度）特
徴点抽出法あるいはフレーム速度を設定すればよい。
成が出来れば、特徴点抽出方法が周波数解析法、画像マ
ッチング法、リレーション法でも満足が出来る認証が出
来た。ただ、目的に応じて（必要とされる認証精度）特
徴点抽出法あるいはフレーム速度を設定すればよい。
【００２９】なお、指紋検出の方法としては、指に光を
照射して、その反射光又は透過光（又は散乱・透過光）
を光センサで指紋を検出する光学式の他に、指を圧電素
子，静電容量検出素子，温度検出素子等の半導体センサ
に載せて、圧力,容量，温度を検出することで指紋を検
出する半導体センサ方式があるが、本発明ではどのよう
な検出方法を用いてもよい。ただし、本発明では動画像
の一部が重複するように画像を撮影するので、センサ１
０の読み取り速度が指の移動速度に比べて速いセンサで
あることを要する。
照射して、その反射光又は透過光（又は散乱・透過光）
を光センサで指紋を検出する光学式の他に、指を圧電素
子，静電容量検出素子，温度検出素子等の半導体センサ
に載せて、圧力,容量，温度を検出することで指紋を検
出する半導体センサ方式があるが、本発明ではどのよう
な検出方法を用いてもよい。ただし、本発明では動画像
の一部が重複するように画像を撮影するので、センサ１
０の読み取り速度が指の移動速度に比べて速いセンサで
あることを要する。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小さ
いセンサを使うので低コストであり、小型化が可能にな
る。また、消費電力を低減でき、高精度の認証が可能と
なり、携帯機器にも使えるようになる。
いセンサを使うので低コストであり、小型化が可能にな
る。また、消費電力を低減でき、高精度の認証が可能と
なり、携帯機器にも使えるようになる。
【図１】本発明の画像入力装置の一実施形態のシステム
図である。
図である。
【図２】（ａ）はセンサと指の移動を模式的に表わした
図、（ｂ）は光学式による指紋読み取り装置の概略的構
成を示す図である。
図、（ｂ）は光学式による指紋読み取り装置の概略的構
成を示す図である。
【図３】比較的形状の認識が簡単な「Ｍ」形状の字が被
写体像の場合の画像データを示す模式図である。
写体像の場合の画像データを示す模式図である。
【図４】センサの回路ブロックを示す図である。
【図５】センサ画素部を示す図である。
【図６】センサの動作のタイミングを示すタイミングチ
ャートである。
ャートである。
１０ センサ
１１ 特徴点抽出部
１２ メモリ
１３ メモリ
１４ 特徴点比較部
１５ オーバラップ判定部
１６ 速度判定部
１７ 画像修正部（画像合成部）
１８ 表示部
１９ 認証部
２０ データ保存部
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０６Ｔ 1/00 ４６０ Ｇ０６Ｔ 1/00 ４６０Ａ
Ａ６１Ｂ 5/117 Ａ６１Ｂ 5/10 ３２２
Claims (6)
- 【請求項１】 被写体とセンサとを相対的に移動させる
ことにより、得られた被写体の画像の一部が重複するよ
うに前記被写体の画像を分割して取得する画像入力装置
であって、 該センサから出力される複数の画像の重複部を補正して
該複数の画像を合成する画像合成手段を有する画像入力
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の画像入力装置において、
前記センサから出力される複数の画像から前記被写体と
センサとの相対的な速度あるいは速度変化を検出する手
段を有し、前記画像合成手段は、この検出結果に基づい
て画像の合成を行うことを特徴とする画像入力装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の画像入力装置に
おいて、前記センサは２次元状に配列された複数の画素
を有するとともに、前記２次元状に配列された複数の画
素を一括露光する駆動手段を有する画像入力装置。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の画像入力装置に
おいて、前記センサは２次元状に配列された複数の画素
を有するとともに、前記２次元状に配列された複数の画
素一括露光する駆動手段と、 前記被写体に光を照射する光照射手段とを有し、前記駆
動手段は、該光照射手段の光照射期間が、前記２次元状
に配列された複数の画素の露光期間と一致するように又
は該露光期間内にあるように制御することを特徴とする
画像入力装置。 - 【請求項５】 請求項３又は４に記載の画像入力装置に
おいて、前記駆動手段は、前記露光期間に光電変換され
た光信号を読み出した後に、前記画素のノイズ信号を読
み出す画像入力装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の画像入
力装置を用いた指紋認識装置であって、前記被写体は指
であり、前記複数の画像は指紋画像である指紋認識装
置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002043238A JP2003242489A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 画像入力装置及び指紋認識装置 |
| CNB2006100959752A CN100430956C (zh) | 2002-02-20 | 2003-02-18 | 图像输入装置 |
| CNB031045715A CN1235172C (zh) | 2002-02-20 | 2003-02-18 | 图像输入装置 |
| CNB2005101170231A CN100362526C (zh) | 2002-02-20 | 2003-02-18 | 图像输入装置 |
| EP03003745A EP1339010A3 (en) | 2002-02-20 | 2003-02-19 | Image input apparatus |
| TW092103439A TWI225223B (en) | 2002-02-20 | 2003-02-19 | Image input apparatus |
| US10/368,578 US7110579B2 (en) | 2002-02-20 | 2003-02-20 | Image synthesizing apparatus which switches between a first and second mode of reading different number of pixels |
| KR10-2003-0010552A KR20030069858A (ko) | 2002-02-20 | 2003-02-20 | 화상입력장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002043238A JP2003242489A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 画像入力装置及び指紋認識装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004072838A Division JP2004213689A (ja) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | 画像入力装置及び指紋認識装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003242489A true JP2003242489A (ja) | 2003-08-29 |
| JP2003242489A5 JP2003242489A5 (ja) | 2004-10-28 |
Family
ID=27783089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002043238A Pending JP2003242489A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 画像入力装置及び指紋認識装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003242489A (ja) |
| CN (2) | CN100362526C (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004026139A1 (ja) * | 2002-09-17 | 2006-01-12 | 富士通株式会社 | 生体情報取得装置および生体情報による認証装置 |
| JP2007004823A (ja) * | 2006-08-18 | 2007-01-11 | Fujitsu Ltd | 生体情報取得装置および生体情報による認証装置 |
| US7412083B2 (en) | 2004-04-13 | 2008-08-12 | Nec Infrontia Corporation | Fingerprint reading method and fingerprint reading system |
| US7760922B2 (en) | 2004-07-05 | 2010-07-20 | Nec Infrontia Corporation | Fingerprint reading method for a sweep-type fingerprint sensor, fingerprint reading system and program |
| US7760920B2 (en) | 2003-11-17 | 2010-07-20 | Fujitsu Limited | Biometric information obtaining apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2455761B1 (de) * | 2010-11-23 | 2018-08-08 | Hach Lange GmbH | Verfahren zum Auffinden einer optischen Kennzeichnung auf einer Laboranalyse-Küvette |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2749955B1 (fr) * | 1996-06-14 | 1998-09-11 | Thomson Csf | Systeme de lecture d'empreintes digitales |
| US6259108B1 (en) * | 1998-10-09 | 2001-07-10 | Kinetic Sciences Inc. | Fingerprint image optical input apparatus |
| AUPP839199A0 (en) * | 1999-02-01 | 1999-02-25 | Traffic Pro Pty Ltd | Object recognition & tracking system |
| JP3780830B2 (ja) * | 2000-07-28 | 2006-05-31 | 日本電気株式会社 | 指紋識別方法及び装置 |
-
2002
- 2002-02-20 JP JP2002043238A patent/JP2003242489A/ja active Pending
-
2003
- 2003-02-18 CN CNB2005101170231A patent/CN100362526C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-18 CN CNB2006100959752A patent/CN100430956C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004026139A1 (ja) * | 2002-09-17 | 2006-01-12 | 富士通株式会社 | 生体情報取得装置および生体情報による認証装置 |
| US7627150B2 (en) | 2002-09-17 | 2009-12-01 | Fujitsu Limited | Biometric information obtaining apparatus and biometric information verification apparatus |
| US7760920B2 (en) | 2003-11-17 | 2010-07-20 | Fujitsu Limited | Biometric information obtaining apparatus |
| US7801340B2 (en) | 2003-11-17 | 2010-09-21 | Fujitsu Limited | Biometric information obtaining apparatus |
| US7412083B2 (en) | 2004-04-13 | 2008-08-12 | Nec Infrontia Corporation | Fingerprint reading method and fingerprint reading system |
| US7760922B2 (en) | 2004-07-05 | 2010-07-20 | Nec Infrontia Corporation | Fingerprint reading method for a sweep-type fingerprint sensor, fingerprint reading system and program |
| JP2007004823A (ja) * | 2006-08-18 | 2007-01-11 | Fujitsu Ltd | 生体情報取得装置および生体情報による認証装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100362526C (zh) | 2008-01-16 |
| CN1873655A (zh) | 2006-12-06 |
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| CN1758267A (zh) | 2006-04-12 |
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