JP2695238B2 - 個人照合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 指紋により個人を識別する個人照合装置に関し、異な
る線幅をもつ指紋に対して適切な二値化を行って個人照
合の精度を向上できる個人照合装置を提供することを目
的とし、 特定個人の指紋画像を入力し、前記指紋画像を格子で
分割して格子で区画される各ます目毎に二値化のための
局所平均しきい値を算出し各ます目毎に前記指紋画像を
二値化処理する二値化手段を備え、該二値化データに基
づいて特定個人の指紋の登録・照合を行う個人照合装置
において、前記二値化手段は、指紋画像に対して大きさ
の異なる複数の格子を有し、該複数の格子により指紋画
像を二値化するとともに、複数の格子による二値化デー
タの論理和を取る論理和手段を設け、該論理和手段の出
力に基づいて指紋の登録・照合を行うようにしたことを
特徴とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、個人照合装置に関し、詳しくは、指紋を用
いて個人を識別する個人照合装置に関する。

近年、電算機が社会全般に普及するに伴い、安全性
（セキュリティ）を如何に確保するかという点において
世間の関心が集まっている。電算機室への入室や端末利
用の際の本人確認の手段としては、従前、IDカードや暗
証番号によるものが一般的であった。IDカードは磁気情
報が複製されてしまうと対処できない。また、暗証番号
は、通常、覚えやすい生年月日や電話番号等とすること
が多く、本人の周辺情報を調べることで暗証番号が見破
られることもある。

これに対して指紋は、「万人不同」・「終生不変」と
いう二大特性を持つため、本人確認の最も有力な手段と
考えられ、指紋を用いた簡便な個人照合システムに関し
多くの研究開発が行われている。

〔従来の技術〕

指紋を用いた個人照合装置の開発では、本人の指紋像
を実時間で鮮明に入力することのできる実時間指紋セン
サを実現すること、登録済の特徴情報と入力した指紋像
とを、実用上十分な信頼度を保ちつつ、高速に照合する
アルゴリズムを開発することの両者が鍵となる。

従来の個人照合装置では、指紋センサで読み取られた
指紋像を画像処理して、各人固有の指紋の特徴点（隆線
の終端している端点や枝分かれしたいる分岐点）情報を
抽出し、この特定個人の特徴点情報を登録しておき、適
宜入力される入力指紋画像の特徴点情報と上記登録され
た特徴点情報とを比較して特定個人の照合を行ってい
る。

この場合、特徴点を抽出する際には指紋像を等しい幅
の格子で分割し、格子で区画される各ます目毎に局所平
均を算出し、それを同ます目内の局所しきい値として隆
線を得ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の個人照合装置にあっ
ては、指紋像を等しい幅の格子で分割して、各ます目毎
に局所平均を算出し、これから二値画像を得るという構
成になっていたため、実際には同一人の指紋であっても
場所により隆線、谷線の幅が異なることがあることか
ら、一律なます目による局所平均では十分に滑らかな二
値画像を得ることができないことがあり、個人照合の精
度が低下するという問題点があった。

すなわち、第７図に示すように、ある指紋像１を等し
い幅ｌの格子２で分割した場合、隆線３の太い所と細い
所があり、これは谷線４についても同様であるため、隆
線幅の格子幅に対する比が不適切となって画像の一部が
欠けてしまったり、滑らかにならなかったりする。な
お、隆線幅の格子幅に対する比は詳細を後述するが、0.
3〜0.6のとき二値化像が滑らかになることが判明してい
る。

そこで本発明は、異なる線幅をもつ指紋に対して適切
な二値化を行って個人照合の精度を向上できる個人照合
装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による個人照合装置は上記目的達成のため、特
定個人の指紋画像を入力し、前記指紋画像を格子で分割
して格子で区画される各ます目毎に二値化のための局所
平均しきい値を算出し各ます目毎に前記指紋画像を二値
化処理する二値化手段を備え、第二値化データに基づい
て特定個人の指紋の登録・照合を行う個人照合装置にお
いて、前記二値化手段は、指紋画像に対して大きさの異
なる複数の格子を有し、該複数の格子により指紋画像を
二値化するとともに、複数の格子による二値化データの
論理和を取る論理和手段を設け、該論理和手段の出力に
基づいて指紋の登録・照合を行うようにしたことを特徴
とする。

〔作用〕

本発明では、指紋画像に対して大きさの異なる複数の
格子が設けられ、指紋画像がこれらの格子で分割されて
二値化され、その後、複数の二値化データの論理和が取
られ、これから指紋の登録・照合が行われる。

したがって、異なる線幅をもつ指紋に対しても二値化
が適切に行われ、個人照合の精度が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜６図は本発明に係る個人照合装置の一実施例を
示す図である。

まず、構成を説明する。第１図は個人照合装置の機能
を示すブロック図であり、この図において、個人照合装
置は、例えば16ビットのパーソナルコンピュータを含ん
で構成され、大きくわけて指紋センサ11、濃淡画像記憶
装置12、第１、第２二値化回路13、14、第１〜３二値化
像記録装置15〜17、論理和回路18、登録照合回路19およ
び制御回路20により表される各機能部を有している。

指紋センサ11は、例えばレーザを光源とし、ホログラ
ムと平板状導光板とを組合わせたタイプのものあるいは
プリズムタイプのもので、指紋を撮像素子を受けて画像
信号に変化する。濃淡画像記憶装置12は指紋センサ11か
らの画像信号をA/D変換する等して画像を記憶するもの
で、その記憶データは第１、第２二値化回路13、14に送
られる。第１二値化回路13は第２図（ａ）に示すよう
に、一画像21に対し小さい格子幅l₁（太い隆線幅を0.6
倍で割った値）を有する格子22で画像データを二値化
し、一方、第２二値化回路14は同図（ｂ）に示すように
一画像21に対し大きい格子幅l₂（細い隆線幅を0.3倍で
割った幅）を有する格子23で画像データを二値化する。
なお、上記二値化データは指紋の隆線（凸状で山の部
分）が“1"に、また、谷線（凹状で谷の部分）が“0"に
対応するいわゆるシルエット化された二値図形である。

第１、第２二値化像記憶装置15、16はそれぞれ第１、
第２二値化回路13、14における上記二値化データを記憶
し、これらの第１、第２二値化像記憶装置15、16の記憶
データは論理和回路18へ送られる。論理和回路（論理和
手段）18は第１、第２二値化像記憶装置15、16からの記
録データから二値化像の論理和を取り、その結果は第３
二値化像記憶装置17に記憶される。登録照合回路19は第
３二値化像記録装置17からの記憶データを隆線および谷
線に細線化し、これから指紋の特徴点を抽出し、特定個
人の指紋を代表するパターンデータとして辞書に登録し
たり、あるいは辞書に登録された照合データを基に個人
の照合を行い、その照合結果は、例えば図示しない表示
装置に出力される。

制御回路20は上記画像処理に関して各回路の作動を制
御するもので、図中、実線はデータの流れ、破線は制御
信号の流れを示している。なお、画像処理に際しては、
例えばテンキーやマウス等によりウインドの作成や特徴
点、分岐点の検索等に必要な処理が行われる。

上記第１二値化回路13および第２二値化回路14は二値
化手段30を構成する。

次に、作用を説明する。

第３図は個人照合処理のプログラムを示すフローチャ
ートであり、図中P₁〜P₅はプログラムのステップを示
す。

まず、P₁で登録しようとする特定個人の指紋画像を入
力する。本実施例では画像の大きさとして、例えば256
×256画素のものが用いられる。次いで、P₂、_３で入力
画像を二値化するが、ここで本実施例の特徴部分を説明
する。

一般に、局所平均による二値化では、第４図に示すよ
うに隆線幅の格子幅に対する比が0.3〜0.6のときに二値
化像の連続度（％）が高く、最も滑らかになることが確
認されている。本実施例ではかかる事項に着目し、二種
類の格子幅を持った二値化手段30を用いている。すなわ
ち、P₂では第２図（ａ）に示すように太い隆線幅を0.6
倍で割った小さい幅l₁の格子22で画像データを二値化し
（二値化（Ｉ）という）、またP₃では第２図（ｂ）に示
すように細い隆線幅を0.3倍で割った大きい幅l₂の格子2
3で画像データを二値化する（二値化（II）という）。
なお、これらは実際上では両極端な幅であり、通常の幅
の隆線は、この何れかの幅で滑らかになる。

これらの処理は、局所二値化と称されるものである。
この二値化処理により画像は“1"と“0"の二つのディジ
タル値に分解されることになるが、画像出力としてはCR
T上で実際の映像として写し出される。

次いで、P₄で二値化（Ｉ）（II）による二種類の二値
化像の論理和を取る。このとき、二つの二値化像には隆
線幅の格子幅に対する比が不適切であったために欠けて
しまった部分も存在するが、こうした部分については両
者の二値化像の論理和を取ることで穴埋めされ、また、
前述した第４図の原理から両者の論理和を取ることによ
り従来に比して滑らかな二値化像が迅速に得られる。例
えば、第５図（ａ）はある指紋画像41を小さい格子22で
二値化したものであり、同図（ｂ）は指紋画像41を大き
い格子23で二値化したものである。第５図（ａ）の方は
小さい格子22を用いているため、きめ細かく二値化で
き、細い隆線については再現性がよく有効であるが、太
い隆線については凹凸の激しい二値化像となっている。
一方、第５図（ｂ）の方は太い隆線については適切で滑
らかになっているが、細い隆線の二値化精度が粗くなっ
ている。そこで両者の論理和を取ると、第５図（ｃ）に
示すようになり、両者の長所を取り入れて極めて滑らか
な二値化像24が得られる。

一方、特定の隆線43部分を拡大して上記処理を説明す
ると、第６図（ａ）〜（ｃ）のように示される。すなわ
ち、第６図（ａ）はある特定部分の隆線43を小さい格子
22で二値化したものであり、図中、Ｇは一画素を表して
いる。小さい格子22のため、きめ細かく二値化されてい
るが、隆線幅の格子幅に対する比が不適切となることも
あって欠けてしまっている部分も存在している。一方、
第６図（ｂ）は隆線43を大きい格子23で二値化したもの
であり、隆線43の太い部分については適切な二値化像と
なっている。そして、両者の論理和を取ると、第６図
（ｃ）に示すような隆線43の二値化像44が得られ、これ
によるときわめて滑らかな二値化データとなっている。

次いで、P₅で上記二値化データに基づき隆線および谷
線の細分化や特徴点抽出を行って特定個人の指紋データ
を辞書に登録したり、あるいは登録された照合データか
ら個人の照合を行う。このとき、二値化データが二種類
の格子幅を持った二値化処理により極めて滑らかになっ
ているため、個人の登録や照合の精度を向上させること
ができる。

なお、本実施例では二種類の格子を用いているが、こ
れに限るものではなく、他の複数種類の格子を用いても
よい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、異なる線幅をもつ指紋に対して、適
切で滑らかな二値化像を得ることができ、個人照合の精
度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明に係る個人照合装置の一実施例を示
す図であり、 第１図はその機能ブロック図、 第２図はその二種類の格子を説明する図、 第３図はその指紋照合の処理を示すフローチャート、 第４図はその二値化像の連続特性を示す図、 第５図はその指紋の二値化処理を説明する図、 第６図はその一部の隆線についての二値化処理を説明す
る図、 第７図は一様な格子による従来の問題点を説明する図で
ある。 11……指紋センサ、 12……濃淡画像記憶装置、 13……第１二値化回路、 14……第２二値化回路、 15……第１二値化像記憶装置、 16……第２二値化像記憶装置、 17……第３二値化像記憶装置、 18……論理和回路（論理和手段）、 19……登録照合回路、 20……制御回路、 21……一画像、 22、23……格子、 30……二値化手段、 41……指紋画像、 42、44……二値化像、 43……隆線。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】特定個人の指紋画像を入力し、前記指紋画
   像を格子で分割して格子で区画される各ます目毎に二値
   化のための局所平均しきい値を算出し各ます目毎に前記
   指紋画像を二値化処理する二値化手段を備え、該二値化
   データに基づいて特定個人の指紋の登録・照合を行う個
   人照合装置において、 前記二値化手段は、指紋画像に対して大きさの異なる複
   数の格子を有し、該複数の格子により指紋画像を二値化
   するとともに、 複数の格子による二値化データの論理和を取る論理和手
   段を設け、 該論理和手段の出力に基づいて指紋の登録・照合を行う
   ようにしたことを特徴とする個人照合装置。