JP2742936B2 - 像相関を用いて正体を確認する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に像相関法によって物体の正体を確認す
る分野に関し、さらに詳しく述べれば指紋像の相関によ
って個人の身元を確認する方法および装置に関する。 指紋照合は個人識別に通常使用されるよく認められる
生物測定法である。各指紋には、指紋を独特にするうね
と谷の区別できるパターンがある。指紋の全うねパター
ンは、その区別できる形状にしたがって輪、弓、および
渦巻などの何種類かの形態に分類することができる。指
紋の個々のうねは、区別できる配置、間隔、成端、およ
び分岐を有している。指紋照合法は、どれでも１つの指
紋におけるこれらの特徴の組合せが独特であるという前
提に基づく。 指紋照合法の１つの使用は、指紋のデータ・ベースと
の比較に基づき制限区域への立入りを許可したり、禁止
したりする立入り制限である。制限区域は、立入りが物
理的障壁によって制限される物理的区域であったり、立
入りが電子障壁によって制限されるコンピュータ・プロ
グラムやデータ・ベースのような仮想区域であることが
できる。指紋のデータ・ベースは、立入り許可すべき者
の指紋をある形で記録する登録手続の際に作られる。い
ったんデータ・ベースが作られると、個人は確認のため
に提出された指紋が特定の登録者の記憶済指紋データと
合致する場合にのみ、確認手続を経て立入りを許可され
る。 指紋照合の手動方法は面倒であるので、立入り制限に
関する個人確認の自動方法が望ましい。役に立つように
するには、かかる自動方法は登録者を正確に確認すると
ともに非登録者を正確に確認するとともに非登録者を正
確に拒否しなければならない。確認過程での誤りは２つ
の形に分けられ、第１の形の誤りは登録者の間違った拒
否であり、第２の形の誤りは非登録者の間違った確認で
ある。理想的には、いずれの形の誤りも最小にすべきで
あるが、応用次第では、１つの形の誤りの増加率が他の
形の誤り率を最小にするために許容されることがある。
例えば、機密度の高い文書を保管する書庫への立入りを
制限する自動方法が使用される場合、誤確認率は許可さ
れない立入りを防ぐために０に等しくなくとも０に極め
て近くなければならず、一方では比較的大きな誤拒否に
伴う不便は許容されることがある。他では、誤拒否のコ
ストが高くかつ誤確認の罰が低い場合は、誤拒否率を最
小にするために比較的高い誤確認率が許容されることが
ある。 立入り制限の自動方法の制度に影響する１つの要素
は、登録または確認すべき指紋を作像する工程の信頼性
である。上記の通り、立入り制限における指紋照合の使
用は２つの事なる手続、すなわち登録と確認を利用す
る。立入り制限の代表的な自動方法では、登録手続およ
び確認手続は、登録または確認すべき個人の指紋の光学
像を形成する作業を伴う。指紋を作像する工程は普通、
指紋から反射された光を感知する作業を伴い、その場合
指紋のうねと谷は光を別々に反射する。誤りは作像装置
に起因する指紋像のひずみによって作像工程自体から生
じたり、指と作像装置との整合不良または指表面の水分
量の変化から生じることもある。指紋照合の自動方法の
精度に影響するもう１つの要素は、指自体が生理的また
は温度関連の原因により大きさが変わることである。 精度のほかに、指紋照合の自動方法を役立たせる他の
要素は、自動装置のコスト、登録および確認手続の速
度、ならびに改ざんと誤用に対する方法の抵抗などであ
る。コストおよび速度は、最小量のデータを操作しかつ
記憶することによって指紋を正確に特徴づける登録手続
の効率により直接影響される。 広義に述べれば、本発明は物体の正体を確認するのに
用いる像相関法を意味する。本方法の１つの面は登録手
続を意味し、他の面は確認手続を意味する。さらに詳し
く述べれば、本方法の登録手続は、基準物体の基準像を
作り、基準像の複数個の基準区分を識別し、その場合各
基準区分に含まれる像データは基準区分に隣接しかつそ
れを囲む像データに関して相異なり、また確認手続で後
に使用する各基準区分の像データを保護することから成
る。登録手続遂行後に、確認手続を遂行することができ
る。確認手続は、正体を確認すべき物体の確認像を作
り、その場合確認像はおのおのが基準区分の１つに位置
的に対応しかつおのおのがその対応する基準区分より広
さが大きい複数個の確認領域を有し、また像データがそ
の対応する基準区分の像データに最もよく似ている各確
認領域内の最良合致位置を決定し、さらに最良合致位置
と対応する基準区分との間の相似度によりかつ最良合致
位置の相対位置と対応する基準区分との間の相似度によ
り物体の正体を確認することから成る。 さらに狭義に述べかつ説明のための好適な実施例によ
れば、本発明は指紋像の相関によって個人の身元を確認
するほうほうおよび装置を提供する。本方法は、個人の
指紋の基準像を作り、基準像の中の複数個の基準区分を
識別し、その場合各基準区分に含まれる像データは局部
的に独特であり、また各基準区分の像データを保護す
る、ことによってまず個人を登録する段階と；次に登録
者の基準区分の像データを検索し、登録要求者の指紋の
確認像を作り、その場合確認像はおのおのが基準区分の
１つに相対位置的に対応しかつおのおのがその対応する
区分より広さの大きい複数個の確認領域を含み、また像
データがその対応する基準区分の像データに最もよく似
ている各確認領域内の最良合致位置を決定し、さらに最
良合致位置の像データと対応する基準区分との間の相似
度によりかつ最良合致位置の相対位置と対応する基準区
分との間の相似度により登録要求者の身元を確認する、
ことによって登録要求者の身元を確認する段階とから成
っている。 本発明の装置は主として、指紋の像を作る作像装置
と、プログラム式コンピュータと、基準区分を選択する
タスクを遂行し、基準区分に含まれる像データを保護・
検索し、最良合致位置を計算することによって確認すべ
き指紋像に基準区分を整合し、整合タスクの結果に基づ
き身元を確認する適当なインターフェース回路と、から
成っている。好適な実施例では、作像装置はピクセル
（画素）の矩形アレイから成る指紋のグレー・スケール
像を作り、ここで各ピクセルは白を表わす１つの値から
黒を表わすもう１つの値に及ぶディジタル値を有し、値
は中間でグレーの陰を表わす。コンピュータ内で、計算
を容易にするため、指紋像は２進の形、すなわち黒と白
のピクセルで表わされることが望ましく、グレー・スケ
ールから２進形への変換はコンピュータ外部のハードウ
ェアまたはコンピュータ自体のいずれかによって行われ
る。 指紋の相関による身元確認の方法の１つの面は、登録
者の指紋を特徴づける基準区分の定義を含んでいる。登
録手続の際、個人登録の基準指紋像は指紋像の区別でき
る区域を識別する目的で分析される。多くの場合、これ
らの区別できる区域はうねの成端および分岐、うねの
島、コア、デルタ、ならびに指紋に普通見られる他の区
別する特徴のような指紋特徴に対応する。 基準指紋像は比較的小さな一連の候補基準区分に有効
に分割され、その各区分はそれが基準区分の１つとして
選択されるに足るだけ区別できるかどうかを決定するた
めに分析される。好適な実施例では、品質管理の目的
で、最初の評価が各候補基準区分のグレー・スケール像
データについて行われる。もし候補基準区分が明る過ぎ
るならば、その候補基準区分は役立つ指紋像の境界外で
あるので拒否される。もし候補基準区分のピクセル間の
コントラストが小さ過ぎるならば、それも拒否される。
また、候補基準区分は指紋像の物理的縁に近過ぎたり、
暗過ぎる場合も拒否される。 候補基準区分の最初の評価後、残りの各候補基準区分
がそれを直接囲んでいる基準指紋像の区域に比べて独特
であったり区別可能であるかどうかを決定する一連の計
算が好適実施例において行われる。なるべく、計算速度
の理由で、これらの計算はグレー・スケール像ではなく
２進（白黒）像で行われることが望ましい。候補基準区
分と囲む区域は、その区域内の中間のグレー・レベルに
より２進増により変換される。すなわち、中間グレー・
レベルよりも暗い値を持つすべてのピクセルは黒ピクセ
ルに交換され、中間グレー・レベルより明るい値を持つ
すべてのピクセルは白ピクセルに変換される。同時に、
ノイズを除去して縁を平滑にするフィルタまたは平滑の
工程が行われる。 各候補基準区分はグレー像に等しい２進像にも変換さ
れるが、もう１つの工程によってここで「３進化」と呼
ばれるものになる。中間グレー・レベルにしたがってグ
レー像を２進像に変換する工程において縁決定の不確実
さと変わりやすさをなくすために、トライアリゼーショ
ン法はすべてのピクセルを３つのレベルすなわち黒、グ
レー、および白の１つに分ける。グレー・スケール像の
グレー値のヒストグラムが求められかつ黒・グレーおよ
びグレー・白のしきい値が設定されるのは、等しい1/3
分布による。黒・グレーしきい値よりも暗いグレー値を
持つすべてのピクセルは黒ピクセルに変換され；グレー
・白しきい値よりも明るいグレー値を持つすべてのピク
セルは白ピクセルに変換され；他のすべてのピクセルは
次の相関計算で無視される。かくて、黒および白ピクセ
ルは指紋像のうねと谷の領域を高い信頼度で表わす一
方、グレー・ピクセルはうねと谷との間の遷移領域を表
わす。 いったん候補基準区分が３進化されかつ周囲の区域が
２進化されると、自動相関計算が好適な実施例で行わ
れ、下にある基準指紋像に関する候補基準区分の局部区
別可能性が決定される。「自動相関」なる語は、本明細
書において候補基準区分の３進化像データと、候補基準
区分に大きさが等しくかつ変化する量によって周囲区域
内で分岐する周囲区域のサブフィールドの２進化像デー
タとの間でおのおの行われる個々の相関計算の連続を意
味する。本発明の方法は、候補基準区分と周囲区域内の
他の場所との間の高い相関により候補基準区分が極めて
区別し難く、したがって指紋像の特徴づけに用いるのに
不適当であると思われる。かかる高い相関は、例えば候
補基準区分像が平行なうねのみを有し、区別できる指紋
の特徴を少しも持たない場合に生じる。かかる候補基準
区分とその周囲の区域内にある位置との間の高い相関
は、候補基準区分がうねに平行な方向に変位させたりう
ねに垂直な方向にうね間隔の倍数だけ変位されるときに
生じると思われる。他方では、うね成端を含む候補基準
区分像は周囲区域内で目立つことがあり、その場合低い
相関のみが見いだされる。高い相関は候補基準区分の原
位置またはそれに近い位置で得られるので、かかる位置
は自動相関計算では無視される。各候補基準区分の自動
相関スコアは周囲区域内に生じる最高の相関値である
が、周囲区域の中心に近い無視された領域を除く。 いったん自動相関計算が基準指紋像の各候補基準区分
とその対応する周囲区域との間で行われると、候補基準
区分はその自動相関スコアにしたがって好適な実施例に
おいてランクされ、低い相関のスコアが最も望ましいの
はかかるスコアが局部的に目立ったり区別できる候補基
準区分を表わすからである。次に、所定数の最もよく区
別できる候補基準区分が同一人物の追加の基準指紋像に
対してさらにテストされ、候補基準区分を以後の指紋像
に正確に照合する反復性が決定される。最もよく区別で
きかつ反復し得る候補基準区分は、以後の指紋像に関し
て型板（tamplate）の基準区分を整合する確認手続の際
に使用される１次基準区分として識別される。この基準
区分識別および選択工程が終ると、１組の区別できる基
準区分が基準指紋像を最もよく表わす「型板」として選
択される。相対位置を特徴づけるデータと共に型板の基
準区分に含まれる３進化された像データがそのとき記憶
され、それによって登録手続が完了する。 指紋像の相関による身元確認法のもう１つの面は、立
入りを求めかつ登録を要求する者が登録者の型板と比較
する指紋を提供する確認手続を含む。好適な実施例で
は、確認指紋像は立入りを求める者から得られ、フィル
タされ、そして２進化される。登録者の型板によって定
められる像データは記憶装置から検索されて、確認指紋
像に比較される。 好適実施例による確認手続の第１段階として、型板は
確認指紋像に関し整合されて作像装置における人の指の
変形による誤整合を打ち消す。型板を確認指紋像に整合
するために、１次基準区分と下にある確認指紋像との間
の相関が最大となる捜索領域内の「最良合致」位置を決
定することによって、１次基準区分がまず確認指紋像の
上に置かれる。 １次基準区分が確認指紋像の上にいったん置かれる
と、残りの基準区分はそのとき１次基準区分の最良合致
位置に関して置かれる。２次元変形相関は１次基準区分
の最良合致位置により決定され、以後残りの基準区分の
予想位置をさがすのに用いられる。残りの各基準区分に
ついては、確認領域は基準区分の予想位置を中心とする
ように定められる。確認領域は、指の回転誤整合および
寸法変形を許容するように基準区分より広い。最良合致
位置は、基準区分の３進化像データと確認指紋像の２進
化像データとの間の相関が最も高い確認領域内の位置
で、各確認領域内に決定される。各基準区分の最良合致
位置は確認領域の中心に生じたり、そこから変位された
位置に生じることがある。次に、登録手続の際に得られ
た基準指紋像に関する確認指紋像の回転誤整合を打消す
ために、それぞれの予想位置からの最良整合位置の変位
を最小にする回転修正が行われる。 すべての基準部分がいったん確認指紋像に合致されか
つその相関が算出されると、相関値および修正された変
位の評価が次に行われて、立入りを求める者を登録者と
して確認すべきか拒否すべきかを決定する。各基準区分
は、その相関値および修正変位により「当たり」または
「はずれ」と分類される。比較的高い相関値および比較
的低い変位値は当たりとして分類されるように要求され
る。最後に当たりの数または百分率が所定のしきい値を
越えるとその者は確認され、越えない場合はその物は拒
否される。 本発明のいくつかの特徴は、先行技術で知られ他のか
かる方法に断然勝る確認方法を提供するように組み合わ
されている。１つの特徴は、登録に提出された各指紋の
正確かつ反復可能な特徴づけを保証する型板の基準区分
を選択する際の注意である。もう１つの特徴は、容易に
かつ効率的にかかるデータを記憶させる基準区分の像デ
ータの簡潔なサイズである。もう１つの特徴は、方法の
効率および型板データの簡潔さにより、指紋確認装置が
完結かつ安価に作られることである。もう１つの特徴
は、誤整合、部分像、および他の要素に起因する不完全
な指紋像を許容する確認手続の強固さである。もう１つ
の特徴は、本発明により作られた確認装置の有用性を増
す確認手続の速度および精度である。もう１つの特徴
は、物体識別の基本的方法が指紋像識別だけに制限され
る必要がなく、本発明の方法に関する他の役立つ応用が
物体識別の当業者にとって明らかなことである。 本明細書に記載された特徴および利点はすべて網羅す
るものではなく、特に、多くの追加の特徴ならびに利点
は図面、明細書およびその特徴請求の範囲を見れば当業
者にとって明らかであると思う。さらに、注目すべきこ
とは、明細書に使用される言語が読みやすさおよび指導
的な目的で主として選択され、発明の主題事項を説明す
るように選択されたものではなく、特許請求の範囲への
異存はかかる発明の主題事項を決定するために必要であ
るということである。 図面の第１図から第17図までは、本発明のいろいろな
好適実施例を説明の目的でのみ示す。当業者は、ここに
説明される装置および方法の代替実施例をここに記載さ
れる本発明の原理から逸脱せずに使用できることを以下
の説明から容易に認識するものと思われる。 本発明の好適な実施例は、指紋像の相関によって個人
の身元を確認する方法および装置である。第１図に示さ
れる通り、指紋確認端末装置10は本発明の方法および装
置を取り入れている。確認端末装置10は本発明の指紋確
認装置を収容するハウジング12を含む。ハウジング12は
キーボード16およびディスプレイ18を取り付ける傾斜全
面パネル14を含む。全面パネル14はさらに作像装置の光
学素子20を取付ける凹部を含む。本発明の装置の好適な
実施例は参考としてここに取り入れられる、ホウラー
（Fowler）らに対して1985年８月27日に発行された米国
特許第4,537,484号に開示された作像装置のある面を取
り入れている。 確認端末装置10は、登録および確認の両方に使用され
る。個人が既に登録済であるならば、個人は彼の個人識
別番号、名前、または他の識別形式を入れることを要求
される。次に、個人は光学素子20によって形成される凹
部に指22を置く。確認端末装置10の感知回路は素子の上
の数字の存在を検出し、それによって一連の敏速なメッ
セージがディスプレイ18に表示される。そのとき指22
は、個人の指紋に対応する像を提供する作像装置を用い
て走査される。次に、現在の指紋像と登録の際に既に定
められかつ記憶された指紋像データとの間で比較が行わ
れる。比較の結果が正であれば、個人の身元は確認さ
れ、彼は立入りを許可される。比較の結果が負であれ
ば、同人は立入りを許可されない。 登録手続は、個人の指が光学走査されて指紋像に対応
する像データが処理されかつ持久記憶装置に記憶される
点で、確認手続に似ている。また、個人の名前や個人識
別番号のような識別情報はキーボード16を介して端末装
置10に入力される。個人の身元を確認する保安要因は、
登録手続の際に立会うのが普通である。いったん個人が
登録されると、物理的または仮想の立入りは前述の確認
手続を利用して個人によって得られ、その時間中保安要
因は立会う必要がない。 光学素子20、光源24、鏡26および28、レンズ30ならび
に光センサ32を含む作像装置52が第２図に見られる。素
子24〜32は、ステップ・モータ38によって軸線36のまわ
りに回転自在に置かれるキャリッジ34の上に取り付けら
れている。光学素子20は静止し、その曲面はそこを通る
光を分散しないように研磨される。光学素子20の曲面
は、キャリッジの回転軸線36と一致する軸を有すること
が望ましい。 第３図および第４図に示される通り、光源24からの光
線は光学素子20に入り、その若干はその上部曲面40から
反射されて鏡26および28ならびにレンズ30を経てセンサ
32に送られる。指が指紋の谷42の存在により接触してい
ない曲面40の場所では、入射光44はセンサ32に全部反射
される。しかし、指紋のうね46が曲面40と接触している
曲面40上の場所では、入射光48の大部分はセンサ32に全
部反射されずに指22によって吸収される。 キャリッジの任意な１つの回転包囲で、センサ32は軸
線36に平行な指紋の一部の１次元像を作るように走査さ
れる。指紋の２次元像を作るために、キャリッジ34は弧
状に回転され、センサ32は指紋像が完全に作られるまで
周期的に走査される。 指紋確認端末装置10のハードウェアは第５図に見られ
る通り、端末装置の制御およびデータ処理ハブとして利
用されるプログラム式コンピュータ50を組んでいる。確
認方法で要求される計算の単純さにより、コンピュータ
50はマイクロプロセッサに基づくマイクロコンピュータ
であることができる。上述の素子に加えて、作像装置52
は、ステップ・モータ38およびキャリッジ34の回転位置
を検出するためにステップ・モータ38に結合されている
位置検出器54をも含んでいる。作像装置52は制御インタ
ーフェース58を介してコンピュータ50に結合されている
ランプ、モータおよび検出器制御回路56をも含んでい
る。制御回路56はコンピュータの制御を受けて、光源24
をターン・オンさせ、かつ指紋像が必要とされるときス
テップ・モータ38にキャリッジを回転させる。位置検出
器54はモータ38およびキャリッジ34の回転位置をコンピ
ュータ50に告げるので、光源は指紋の２次元ビデオ像を
作る適当な時間に走査される。コンピュータ50は光セン
サ32から、同センサによって作られたアナログ信号をデ
ィジタル化するビデオ・インターフェース回路60を経
て、指紋像を受信する。別法として、ビデオ信号はビデ
オ・インタフェース回路60から、フィルタ回路62および
２進化回路64を経てコンピュータ50に送られる。フィル
タ回路62は、縁を平滑にしかつ像データからノイズを除
去するラプラシアン・フィルタ法を利用することが望ま
しい。２進化回路64は、ビデオ・インターフェース回路
60によって供給されるグレー・スケール像データを、ピ
クセルごとに、２進像データすなわち白黒に変換する
が、これは到束ピクセルの局部中間グルー・レベルによ
ることが望ましい。 作像装置52に加えて、コンピュータ50に他の周辺装置
が結合されている。記憶装置66がコンピュータ50に結合
されており、登録および確認手続の際に作業記憶装置と
して利用される。記憶装置66はコンピュータ50により実
行されたプログラムを記憶するとともに、登録手続の際
に作られかつ確認手続の際に検索される指紋登録データ
をも記憶するのに用いる持久部分をも含む。指紋登録デ
ータを記憶する他の記憶装置は、入／出力インターフェ
ース回路68を経て呼び出される。処理および記憶能力を
持つクレジット・カード大の装置であるスマートなカー
ドは、どんな特定個人の指紋登録データでも記憶するの
に用いるスマート・カード・インターフェース回路70を
経て呼び出される。このような場合、個人は自らの特定
な登録データをいつでも所持することができ、それは局
部データ記憶装置を持たない確認端末装置で呼出しを要
求される。ディスク・ドライブまたは他のコンピュータ
のような他の記憶装置は、RS−232端子72またはネット
ワーク・ドライバ回路74を経て呼び出される。 またコンピュータは、指紋確認端末装置10の面上に置
かれて端末装置の使用者と相互作用するように使用され
るキーパッド16およびディスプレイ18を含む他の入出力
装置とインターフェース接続している。ドア・リレー76
は入／出力インターフェース68を経てコンピュータ50に
より作動され、確認手続の良好な終了と同時に個人の立
入りを許可する手段を提供する。 本発明の指紋確認装置をこれまで説明したが、本発明
の指紋確認方法を第６図〜第17図に関してこれから説明
する。第６図に示される通り、指紋確認方法は２つの手
続、すなわち登録と確認とに分けられる。登録手続の目
的は、登録者の指紋を特徴づけ、確認手続で後に使用す
る指紋に関する一定の情報を記憶することである。登録
手続の第１歩として、登録しようとする者は彼の指を光
学素子20の上に置き、登録プロセスを開始するように指
紋確認端末装置10に命令を与える。指紋確認端末装置10
の作像装置52は、第６図に基準像として表示されている
個人の指紋の像をまず補足する。前述の通り、基準指紋
像は作像装置52によって作られるピクセルの２次元アレ
イから成る。コピュータはプログラム制御を受けて、こ
こでは候補基準区分として示される比較的小さな区域に
像を細分する。各候補基準区分はその局部区別性および
反復可能性のレベルを決定するために分析され、最も明
確かつ反復可能な基準区分が当該指紋の特徴づけに選択
され、使用される。ここでは型板として表わされるこの
基準区分群は、おのおのが局部的に独特な目印の特徴を
含む基準指紋像の像データの微小片を含む。登録手続が
終ると、型板はスマート・カード78のようなある形の持
久記憶装置に記憶される。 指紋確認方法の第２の半分は確認手続を意味し、その
目的は立入り要求者の指紋と、本人であることを主張す
るだれでもの型板との比較に基づいて、当人を確認した
り拒否することである。確認手続の際に、立入り要求者
は彼の名前や識別番号あるいは彼の身元に関する他のあ
る表示をキーで入力することによって自らを識別する。
コンピュータはプログラム制御を受けて、当人が登録者
であるか否かを確認するのに用いる立入り要求者により
識別された登録者の型板を検索する。またコンピュータ
は立入り要求者からの確認指紋像を補足するように作像
装置52に命令する。いったん確認指紋像が得られると、
方法の次の段階は型板を確認指紋像と重ね合わせて、型
板に含まれる像データが確認指紋の対応する像データと
どれだけよく合致するかを決定することである。この決
定の結果に基づき、立入り要求者が登録者と同一人であ
るか否かの決定が次に行われる。もし当人の身元が確認
されれば立入りが許可され、確認されなければ立入りが
拒否される。 本発明の方法の上記の簡単な説明を基に、本方法をこ
れから一段と詳しく説明する。第7A図および第7B図は登
録手続の際にコンピュータ50によって実行されるプログ
ラムの流れ図を示す一方、第８図は登録手続の概略を示
す。個人を登録する第１ステップは指紋、すなわち第１
基準指紋像を捕捉することである。そうするために、コ
ンピュータは作像装置52に個人の指22を照射させ、キャ
リッジ34および取り付けられた作像装置を回転させ、そ
して個人の指紋のグレー・トーンの２次元ピクセル像を
作らせることを命令する。登録手続のこの初期段階で
は、コンピュータ50は２進等価値の代わりに実際のグレ
ー値を使用し、かくてビデオ・データはこの場合コンピ
ュータに直接供給されて、フィルタ62および２進化回路
64を素通りする。 いったん基準指数像80（第８図）が捕捉されると、指
紋像は候補基準区分82に分割され、その各区分は型板に
含まれる可能性を評価される。各候補基準区分82は全基
準指紋像に比べて面積が小さい。好適な実施例では、例
えば、像面積の大きさは384×384ピクセルであるが、各
区分の大きさは32×32ピクセルである。基準指紋像の区
別できる面積が捕え損なわれないことを保証するため
に、隣接する候補基準区分は16ピクセルだけ重複してい
る。 各候補基準区分はいくつかの尺度によって１つずつ評
価される。プログラム・ループの初めに、ノイズを除去
しかつ縁を平滑にするラプラシア・フィルタの計算が行
われる。次に、候補基準区分のグレー・レベル値は記憶
装置の作業区域にコピーされて、いろいろな統計パラメ
ータが算出される。候補基準区分のピクセルのグレー値
分布のヒストグラムが作られて、中間、1/3、および2/3
のグレーしきい値が求められる。中間グレー・レベルが
明る過ぎたり暗過ぎるならば、その候補基準区分は拒否
される。基準指紋像80における候補基準区分の底の列は
このテストによって拒否される。次に、1/3および2/3し
きい値間の距離が狭過ぎるならば、コントラストは不良
であり、その候補基準区分は拒否される。物理的指紋像
の縁に余りにも近い候補基準区分はそれ以上考えられな
い。 候補基準区分がこれらの初期テストを通過するなら
び、グレー・スケール像データは「３進化」されて、2/
3の分布のグレー・スケール値を持つピクセルを後続の
計算から除去する。この３進化プロセスによって、以後
の相関計算は２進演算を用いて行われる一方、グレー・
スケール像データを２進像データに変換する際の縁配置
に起因する不確実性と変動性が除去される。第９回に示
される通り、候補基準区分84のピクセルは、1/3および2
/3しきい値に関するそのグレー・スケール値次第で、ブ
ラック値、グレー値、またはホワイト値のいずれかを有
するものと考えられる。３進化プロセスの際に、候補基
準区分84のホワイトおよびブラック・ピクセルのみが以
後の計算に使用され、グレー・ピクセルは有効に廃棄さ
れる。２つの新しい像、すなわちうね区分86と谷区分88
が３進化プロセスで作られる。ブラック・ピクセルが指
紋のうねを表わすものとすれば、グレー・スケール分布
の第３ブラックにあるすべてのピクセルはうね区分86で
ブラック値（１または真）を与えられ、他のすべてはホ
ワイト値（０または偽）を与えられる。かくて、うね区
分86のブラック（真）ピクセルはうねを表わし、谷区分
88のブラック（真）ピクセルは谷を表わす。うね区分86
および谷区分88に含まれる合成２進データは、うねおよ
び谷が縁の変動性にかかわらず一致して発見される基準
指紋像の面積を表わす。 いま第7A図を振り返って見ると、３進化後の次の段階
は、いま３進化されたうね区分像86および谷区分像88が
十分のブラック・ピクセルを含むかどうかをテストする
ことである。理想的には、各区分像約1/3のブラック・
ピクセルを含むべきであるが、もしピクセルの数が例え
ば20％のしきい値未満であるならば、候補基準区分は拒
否されて、ループは次の隣接する候補基準区分を続け
る。候補基準区分がこのテストに合格すれば、候補基準
区分の位置が保たれて、候補基準区分の位置を囲む基準
指紋像の面積が２進化される。プログラム式コンピュー
タによるこの２進化の際に、候補基準区分を囲む基準指
紋像の面積は、同面積内の中間グレー・レベルによる２
進像に変換される。換言すれば、局部中間グレー・レベ
ルより暗い値を持つすべてのピクセルはホワイト・ピク
セルに変換される。第10回はグレー・レベル像90の２進
像92への変換を表わす。 ２進化された面積が候補基準区分より大きいのは、次
の段階がその周囲面積内の候補基準区分の局部的独特さ
を決定することだからである。好適実地例では、第11回
に示される通り、候補基準区分94は32×32ピクセル大で
あり、周囲面積96は64×64ピクセル大である。いったん
候補基準区分が３進化されて周囲面積が２進化される
と、自動相関計算が行われて、その周囲面積内の候補基
準区分の区別できる特徴が求められる。「自動相関」と
いう語は、ここでは候補基準区分の３進化像データと候
補基準区分に大きさが等しくかつ変化する量だけ周囲面
積内で分岐する周囲面積のサブフィールドの２進化像デ
ータとのでおのおの行われる一連の個別相関計算を表わ
すのに用いられる。この計算が「自動」と称せられるの
は、それが同じ像データの部分間の相関を意味するから
である。 各相関計算の結果、候補基準区分と基準指紋像のサブ
フィールドとの間の類似度を示す自動相関スコアを生じ
る。３進化候補基準区分と２進化サブフィールドとの両
像データは２進値であるので、相関計算は全く簡単であ
り、その結果独特さの尺度はすぐに求められる。この公
式は下記の通りである： CV＝和［（ＲおよびＳ）または（Ｖおよび非Ｓ）］／
和〔ＲまたはＶ〕；ただしCVは相関値、和は候補基準区
分の全ピクセル（例えば32×32）にわたる加算、Ｒは候
補基準区分の３進化されたうね区分86の２進値（１また
は０）、Ｖは候補基準区分の３進化された谷区分88の２
進値（１または０）、Ｓは周囲面積96のサブフィールド
の２進値（１または０）である。実際に、この計算はう
ね（Ｒ＝１およびＳ＝１）が候補基準区分とサブフィー
ルドとの両方に生じる回数と、谷が候補基準区分とサブ
フィールド（Ｖ＝１およびＳ＝０）との両方に生じる回
数とを足して、候補基準区分にあるうねと谷の総数で割
ったものをカウントする。相関値が１に等しければ、候
補基準区分とサブフィールドの像データ間に完全な一致
があり、相関値が０に等しければ、候補基準区分とサブ
フィールドの像データ間に関係は存在しない。 自動相関ルーチンは、候補基準区分がその周囲面積に
関してどれだけ独特であるかを決定しようとする。相関
値は周囲面積内の候補基準区分のほとんどすべての可能
な位置について計算される。相関値が高いほど、候補基
準区分は周囲面積のその位置によく似る。候補基準区分
の内容にかかわらず、周囲面積の中心に置かれるサブフ
ィールドとの相関値は、定義により１に等しい。高い相
関値は、３進化プロセスの際にうね区分86および谷区分
88から中間グレー・ピクセルを除くことにより中心位置
から分岐する数個のピクセル内にも得られる。したがっ
て、高い相関値が予想される位置は、中心位置から小さ
な半径の外側の位置でのみ相関計算を行うことによっ
て、自動相関計算から除去される。32×32の基準区分お
よび64×64の周囲面積を有する好適な実施例では、半径
６ピクセルの面積が除外面積として利用される。 候補基準区分の独特性または区別性は、中央除外面積
の外側の最大相関値の関数である。例えば、第11図候補
基準区分94のようなうね分岐を持つよく区別できたり独
特な候補基準区分は、周囲面積96の中心付近および除外
面積内でのみ高い相関値を有する。この結果は第12A図
に示され、ここでは高い相関値は周囲面積96の中心での
み発見され、低い相関値は他のどこかに発見される。候
補基準区分94が中央除外面積の外側に低い相関値を有す
る理由は、周囲面積内に他のうね分岐が存在しないから
である。 他方では、候補基準区分が平行なうねおよび谷のみを
含むならば自動相関プロセスの結果は第12C図に示され
るような相関値のマップとなる。候補基準区分のうねは
周囲面積内ではきわめて独特でないので、十分に高い相
関値は中央位置からのうね間隔の倍数で得られることが
注目される。かくて、中央除外面積の外側に高い相関値
を持つ候補基準区分は型板の良好な選択を示さないが、
中央除外面積の外側に低い相関値を持つ候補基準区分は
型板の良好な選択を示す。 自動相関ステップの結果はある数、すなわち自動相関
スコアであり、これは中央除外面積の外側に見られる最
高相関値に等しい、低い自動相関スコアは局部的に独特
な候補基準区分を示すが、高い自動相関スコアは特別に
独特ではない候補基準区分を示す。 いま第7A図から、自動相関計算後のプロセスの次の段
階は、ループから逆戻りして次の隣接する候補基準区分
で同じことを繰り返すことである。いったん候補基準区
分のすべてが評価されると、考慮中の残りの候補基準区
分の数が十分残っているかどうかをテストされる。もし
残っていなければ、登録手続は登録要求者に対して示さ
れる無効登録で終る。もし十分な候補基準区分が残って
いれば、それらは自動相関スコアにしたがって記憶さ
れ、低い自動相関スコアは最も独特で望ましい候補基準
を表わす。次に、候補基準区分のリストは、任意な２つ
の隣接候補基準区分がリストに残っているかどうかを知
るために走査され、もし残っていれば独特でない候補基
準区分は廃棄される。50％の重複（隣接候補基準区分）
は許されないが、25％の重複（斜めの候補基準区分）は
許される。この点で、候補基準区分は基準指数像のホワ
イト過剰（明る過ぎ）であったりグレー過剰（コントラ
スト不良）である領域に近づき過ぎるとして拒否される
こともある。候補基準区分が一段と独特な隣接候補基準
区分と重複しなければ、その候補基準区分の像データは
記憶装置に記憶される。受入れ可能な候補基準区分のす
べての３進化像データおよび位置座標がいったん記憶さ
れると、その数は再びテストされる。もし十分な受入れ
可能の候補基準区分、例えば25個が残っていれば、登録
手続は第7B図に示される通り続行する。この点で、第８
図に示される通り、数個の候補基準区分98が考慮中に残
る。最も独特な候補基準区分、すなわち最低の自動相関
スコアを有する候補基準区分は、１次候補基準区分とし
て本明細書で言及され、他のすべての候補基準区分は２
次候補基準区分として言及される。 この点までの登録手続は、第１基準指紋像の独特な基
準区分の選択に関するものであった。次の段階は、追加
の基準指数像を見ることによって第１基準指紋像から選
択された候補基準区分の反復能力を調べることである。
したがって、登録要求者はもう１つの基準指紋像が得ら
れるように同じ指を提供することを命じられる。いった
ん第２基準指紋像が捕捉されると、像データはこの場合
フィルタ62および２進化回路64によって、フィルタされ
かつ２進化される。フィルタ62および２進化回路64は、
登録手続の第１部分の際にプログラム式コンピュータ50
が第１基準指紋像を内部でフィルタしかつ２進化するの
と同じ方法で到来する像データでそれぞれの動作を実行
する。次に、１次候補基準区分は記憶装置から検索され
て、２次候補基準区分を第２基準指紋像100（第８図）
と合わせるのに使用される。この点で、捜索面積104の
中の１次候補基準区分102について最良合致位置を発見
する捜索が行われる。捜索面積は、第１基準指紋像から
決定された１次候補基準区分102の座標を中心としてい
る。捜索面積104の大きさは、指22と光学素子20との重
なりの一定量の誤りを許すに足るだけ大きい。相関計算
は捜索面積を通じて行われ、捜索面積104の中の１次候
補基準区分102は２次候補基準区分を配置するために施
すべき整合修正を定める。 なるべく、最良合致位置は粗グリッドをまず利用し、
次に密グリッドを利用する２段階プロセスによって決定
されることが望ましい。まず、例えば第３位置ごとに相
関値を計算しながら、全捜索面積に及ぶ。次に、まず発
見された数個の最良位置を囲むすべての位置について相
関計算が行われる。かくて、最良合致位置を発見する時
間が減少される。 第８図に示される通り、第２基準指紋像100は第１基
準指紋像80と十分よく合っており、その結果１次候補基
準区分102の最良合致位置は捜索面積104の中央にある。
しかし、第３基準指紋像106は第１基準指紋像80に関し
て少し右にずれており、その結果１次候補基準区分102
の最良合致位置も捜索面積104の右側に少しずれる。第
４基準指紋像108は第１基準指紋像80に関して少し下方
にずれており、その結果１次候補基準区分102の最良合
致位置も下方にずれる。 １次候補基準区分の最良合致位置およびその対応する
相関値が求められると、２次候補基準区分のすべては基
準指紋像に合致される。２次候補基準区分108の可捜索
面積106は、２次候補基準区分と１次候補基準区分との
間の既知相対位置により、１次候補基準区分102の最良
合致位置に関して配置される。かくて、１次候補基準区
分によって定められた整合修正は、予想される最良合致
位置に近い２次候補基準区分の捜索面積を中心に置くの
に用いられる。２次候補基準区分の捜索面積は、整合修
正の結果として１次候補基準区分の捜索面積より小さい
ことがある。好適な実施例では、例えば１次候補基準区
分の捜索面積は160×192ピクセルであるが、２次候補基
準区分の捜索の捜索面積は64×64ピクセルである。格２
次候補基準区分では、相関値はその対応する捜索面積内
のその最良合致位置で計算され、その値は後で使用する
ために記憶される。 いったん最良合致位置および対応する最良相関値がす
べての候補基準区分について計算されると、登録要求者
からもう１つの指紋像が得られ、相関ループは繰り返さ
れる。追加の基準指紋像のすべて、すなわち第８図に示
される例では合計３個、について相関ループが計算され
てから、候補基準区分の評価が行われる。格候補基準区
分は、上記再検出プロセスによって求められたその最良
相関値の平均によりランクされる。もし例えば、最初の
基準指紋像に加えて３個の基準指紋像が得られるなら
ば、各候補基準区分は平均すべき３個の対応する最良相
関値を有するはずである。この点で最高にランクされた
候補基準区分はそのとき、登録手続の頂点を表わす型板
に含まれる基準区分109として選択される。好適な実施
例では、最高にランクされた９個の候補基準区分109が
型板に含まれる。以下１次基準区分という、最高の再検
出スコアを有する基準区分は、再検出プロセスで１次候
補基準区分が利用されるのと全く同じ方法で、確認手続
の際に利用される。 相関値が少なくとも所定の最小値に等しいことを確認
する１つの追加テストが行なわれる。このテストは、登
録者が最初の基準指紋像を得た後で指を変えないことを
確実にする。この点で、選択された基準区分は充分に再
検出可能となるはずであり、したがっておそらく80％平
均相関のしきい値が正当に使用されると思われる。いっ
たんこのテストに合格すると、選択された基準区分の３
進化像データは、それらの相対位置を特徴づけるデータ
と共に、確認手続で後に使用するため持久記憶装置にそ
のとき記憶される。第13図は指紋の型板を構成する９個
の基準区分を有する模範的な指紋像を示す。 かくて上述の登録手続は、広い範囲および公平な位置
に基づいて、登録者の指紋を特徴づける１組の局部的に
独特な基準区分を選択する。これらの基準区分も、以下
に説明される実際の確認手続をシミュレートする再配置
ルーチンによって保証される通り繰返し可能である。 個人が登録されると、彼は後に本発明の確認手続に参
加することによって立入りを要求することができる。第
14図に示される確認手続は、名前や個人識別番号によ
り、または記憶された型板データを含むスマート・カー
ドをスマート・カード・インターフェース装置70に挿入
することにより、端末装置に対し自らを識別する個人に
よって開始される。個人の主張した身分に基づき、端末
装置は確認の際に使用する型板データを検索する。次に
個人は彼の指22を指紋確認端末装置10の光学素子20の上
に置き、彼の身元を確認するように端末装置に命令す
る。コンピュータ50は、確認要求者の確認指紋像を得る
ように作像装置52に司令する。確認指紋像は、コンピュ
ータ50に達する前にフィルタ62および２進化回路64によ
ってフィルタされかつ２進化される。 いったんコンピュータ50が確認指紋像を入手しかつ型
板データを検索すると、型板は確認指紋に関して整合さ
れ、作像装置における個人の指の移動誤整合を打ち消
す。型板を確認指紋像に整合するために、１次基準区分
110（第15図）は、１次基準区分と下にある確認指紋像
との間の相関が最大である比較的広い捜索領域112の中
の最良合致位置を求めることによって確認指紋像の上に
まず置かれる。上述の通り、最良合致位置は、１次基準
区分の３進化されたうねおよび谷部分の像データならび
に確認指紋像の２進化された像データを用い、また相関
値についての上述の公式を用い、さらになるべく上述の
ような粗／密グリッド位置ルーチンを用いて決定され
る。 １次基準区分の最良合致位置がいったん決定される
と、型板の残りの基準区分はそのとき確認指紋像の上に
置かれる。残りの基準区分の捜索領域を見出す際に２次
元整合修正が決定され、使用される。残りの各基準区分
114では、確認領域116が１次基準区分の位置に関する基
準区分の予想位置で中心となるように定められる。確認
領域はその対応する基準区分より広いので、膨脹および
収縮による指に対する回転誤整合および寸法変化が許容
される。最良合致位置は、基準区分の重なった位置を囲
む確認領域内に決定される。最良合致位置は、基準区分
の３進化像データと確認指紋像の２進化像データとの間
の相関値が最高である確認領域内の位置として定められ
る。各基準区分の最良合致値は確認領域の中心に生じた
り、そこから変位した位置に生じることがある。各基準
区分では、２つの値が記憶され、すなわち最良合致位置
で計算された相関値と、基準区分の予想位置からの最良
合致位置の変位とが記憶される。 型板の基準区分のすべてがいったん確認指紋像に合致
されると、登録手続の際に得られた基準指紋像に関する
確認指紋像の回転誤整合を打ち消す回転修正が行われ
る。なるべく、予想位置からの変位が最小組となる基準
区分の回転を決定する最小２乗フィット・ルーチンが実
行されることが望ましい。 回転修正プロセスは第16図に示されている。１次基準
区分120はその捜索領域内に置かれ、残りの基準区分122
の確認領域124が定められている。確認指紋像が基準指
紋像とぴったり整合するならば回転修正は不要であり、
基準区分122の最良合致位置は第16A図に示されるように
置かれる。他方では、確認指紋像が基準指紋像に関して
回転されるならば、第16B図に示される通り回転修正が
必要である。第16B図のすべての基準区分122がそれぞれ
の確認領域124の中心で予想位置からずらされるが、回
転修正は明白な誤整合を打ち消す。 第16A図および第16B図は、確認要求者が登録者と同一
人物であると想定しているが、第16C図は偽名者からの
予想結果を示している。いったん１次基準区分120がそ
の最良合致位置に置かれると、残りの基準区分122はそ
れぞれの最良合致位置に置かれる。人間確認指紋像は偽
名者からのものであるので、基準区分122の最良合致位
置は確認領域124の中心の予想位置からランダムな変位
に生じる。この場合、回転修正は、累積した変位誤差を
目立って減少させない。 いったん基準区分のすべてが配置され、回転修正され
て、それぞれの相関値が算出されると、相関値および修
正された変位の評価が次に行われて、立入り要求者を登
録者として確認したり拒否すべきかどうかを決定する。
各基準区分は、その相関値および修正変位にしたがい
「ヒット」または「ミス」と分類される。基準区分をヒ
ットして分類するには、比較的高い相関値と比較的低い
変位が要求される。もし確認要求者が登録者と同じであ
るならば、高い相関値と低い変位が予想される。他方で
は、確認要求者が偽名者であるならば、低い相関値と比
較的高い変位が予想される。第17図に示される通り、直
線126は相関値および修正変位の関数として設定され、
それより上はミス、それより下はヒットと定められる。
もしヒットの数が型板にある基準区分の数の半分のよう
な所定のしきい値を越えるならば、確認は成功である
が、さもなければその者は拒否される、ことが望まし
い。 第17図に示される通り、本当の人のエンベロープと偽
名者のエンベロープとの間にはわずかな重複が存在する
ことがある。タイプ２の誤り（誤確認）をぜひとも回避
すべき場合、直線126は「ヒット」について所要の相関
および変位値の上に締め上げたり、確認に要するヒット
の百分率を増加させることによって、偽名者エンベロー
ブの外側の点まで下げることができる。ヒット−ミス基
準を適当に選ぶことにより、本発明の方法はタイプ２の
誤りをほぼ０まで減少することができる。タイプ１の誤
り（設拒否）は、使用者が指紋確認端末装置10に指を正
しく置くことにより最小にすることができる。第17図の
エンベロープは、高相関および低変位に向ってひどく重
みを付けられる本当の人の確率分布を示さないことが注
目される。本当の人の基準区分の大部分が重複区域に生
じるとは思われない。 １次基準区分の最良合致位置の決定に関する上述のル
ーチンの１つの別法は、指紋確認端末装置10に指を正確
に置く個人の確認プロセスの速度を上げるように膨脹可
能な捜索面積を使用することである。この別法により、
最良合致の捜索がまず、１次基準区分の予想位置を囲む
事実上減少された面積内で行われる。この減少された面
積内で極めて高い相関値が算出されるならば、その位置
は最良合致位置であると思われ、全捜索領域を捜索する
必要はない。最良相関値が十分高くないならば、捜索面
積は最良合致位置が検出されるまで段階的に膨脹され
る。この別法の利点は、確認プロセスの速度を上げるこ
とによって正確な指の配置に報いる点である。 上述の好適な実施例からいろいろな方法で派出する他
の別法が存在する。例えば、固定グリットの上に基準区
分を固定させる代わりに、固定グリッドから定められた
基準区分を囲む領域を調べることによって局部的により
良い基準区分が得られる。利用される基準区分の数を選
択する場合に、数を増加して得られる精度の向上と計算
時間の増大との間に取引きがある。もう１つの別法は基
準区分のサブセットに基づき回転修正することであり、
その結果どれでも１個のまたは数個の不十分に置かれた
基準区分があっても修正を悪化させることはない。ま
た、基準区分の像データは２進化される一方、基準およ
び確認指紋像の像データは３進化される。さらに、２つ
のデータ組間の比較を測定する他の相関公式が利用され
ることがある。 上記の説明から明らかであると思うが、ここに開示さ
れた発明は、像相関によって物体の正体を確認する新し
い有利な方法および装置を提供し、さらに詳しく述べれ
ば指紋像の相関によって個人の身元を確認する方法およ
び装置を提供する。上記の解説は、本発明の模範的な方
法および実施例を開示しかつ説明するに過ぎない。当業
者が理解する通り、本発明はその主旨または基本的特徴
から逸脱せずに他の特有な形に具体化することができ
る。例えば、物体識別法は指紋以外の物体を識別するよ
うに使用される。したがって、本発明の開示は、特許請
求の範囲に示される発明の範囲を説明するためのもので
あり、制限しようとするものではない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を組み入れる指紋確認端末装置の斜視
図、第２図は指紋確認端末装置の指紋作像装置の概略斜
視図、第３図は指紋作像装置の光学素子を通る模範的な
光通路の概略説明図、第４図は第３図の一部の拡大図、
第５図は指紋作像装置、コンピュータ、および関連イン
ターフェース回路を含む指紋確認端末装置のブロック
図、第６図は本発明の指紋確認方法の簡潔化された流れ
図、第7A図および第7B図は指紋確認方法の登録手続の詳
細な流れ図、第８図は登録手続の際に基準区分を選択す
るプロセスの概略図、第９図は基準区分の像データを３
進化するプロセスの概略図、第10図は指紋像データを２
進化するプロセスの概略図、第11図は内部で自動相関計
算が行われる基準区分および基準区分を囲む面積の概略
図、第12A図から第12C図までは自動相関計算の結果を表
わす概略図、第13図は選択された基準区分を含む模範的
な基準指紋像の概略図、第14図は指紋確認方法の確認手
続の詳細な流れ図、第15図は１次基準区分および２つの
２次基準区分が整合される指紋像の概略図、第16A図か
ら第16C図までは確認手続の際に行われる回転修正の概
略図、第17図は確認手続の際に決定されかつ確認および
拒否の基準として使用される相関値と修正変位との関係
を示す概略プロット図である。 符号の説明： 10……指紋確認端末装置;12……ハウジング;14……前面
パネル;16……キーボード;18……ディスプレイ;20……
光学素子;22……指;24……光源;26,28……鏡;30……レ
ンズ;32……光センサ;34……キャリッジ;38……ステッ
プ・モータ;40……局面;42……谷;46……うね;52……作
像装置;50……コンピュータ;58……制御インターフェー
ス;54……位置検出器;56……ランプ，モータおよび検出
制御回路;60……ビデオ・インタフェース;62……フィル
タ;64……２進化回路;66,78……記憶装置;68……入／出
力インターフェース;70……スマート・カード・インタ
フェース;72……RS232端子;74……ネットワーク・ドラ
イバ;76……ドア・リレー;80,100,106,108……基準指紋
像;82,94,102,109……候補基準区分;86……うね;88……
谷;104,106……捜索面積;90……グレー・レベル像;92…
…２進像;96……周囲面積

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス・ラビー アメリカ合衆国オレゴン州フローレン ス、コンドン・クリーク・ロード 89060 (72)発明者 ジェームス・ジェイ・ラッセル アメリカ合衆国カリフォルニア州マウン テン・ビュー、ノース・レングストー フ・アベニュー 768、ナン バー １ (72)発明者 ジョン・ジー・ワトソン アメリカ合衆国カリフォルニア州メン ロ・パーク、リー・ドライブ 939

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．対象の正体を確認する像相関の方法であって、 ａ）基準対象の基準像を作り； ｂ）前記基準像から複数個の基準区分を認識するが、こ
   れは、 b1）前記基準像を、候補となる複数の基準区分に分割
   し、それらの候補となる基準区分から前記複数の基準区
   分が選択されるようにし、 b2）各候補基準区分に対し自動相関計算を実行して前記
   候補基準区分を囲む前記基準像の局部的領域に対する前
   記候補基準区分の区別できる程度を決定し、さらに、 b3）前記区別できる程度の決定の結果に基づいて前記候
   補基準区分のもっとも区別できるものから前記基準区分
   を選択することによって実行され； ｃ）次に正体を確認すべき対象の確認像を作り、この場
   合前記確認像は複数個の確認領域を含み、該複数個の確
   認領域は、各位置が前記基準区分の１つに対応しかつ各
   広さがその対応する基準区分より大きいものであり； ｄ）次に像データがその対応する基準区分の像データに
   最も近似する各認識領域内の最良合致位置を決定し； ｅ）前記最良合致位置と前記対応する基準区分との像デ
   ータ間の近似度により、また前記最良合致位置と前記対
   応する基準区分との相対位置ぎめ間の近似度により、前
   記対象の正体を確認する、ことを特徴とする前記方法。 ２．前記基準対象の基準像を作ることには、最初にブラ
   ックとホワイトとの間にわたるグレー・スケールで複数
   個の明るさの値を持つグレー・ピクセルから成る像を作
   り、次に前記グレー・ピクセルをブラックまたはホワイ
   トの明るさの値を持つ２値ピクセルに変換することが含
   まれる、ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載に
   よる方法。 ３．前記グレー・ピクセルを２値ピクセルに変換するこ
   とには、まず前記基準像のサブフィールドの局部中間グ
   レー値を決定し、次に前記サブフィールド内の各グレー
   ・ピクセルを前記中間グレー値に関するそのグレー・ス
   ケールの明るさの値にしたがって２値ピクセルに変換す
   ることが含まれる、ことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載による方法。 ４．前記複数個の基準区分を識別することには、前記基
   準像を前記基準区分が選択される複数個の候補基準区分
   に分割し、前記候補基準区分を囲む局部領域に関する前
   記候補基準区分の区別できる程度を決定するために各候
   補基準区分について自動相関計算を行い、さらに、前記
   自動相関計算の結果に基づき前記候補基準区分の最も区
   別できるものから前記基準区分を選択することが含まれ
   る、ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載による
   方法。 ５．各候補基準区分について前記自動相関計算を行うこ
   とには、複数個の相関値を計算し、その場合各相関値は
   前記候補基準区分の像データと前記局部領域の等面積の
   像データとの比較に基づくようにされ、次に前記局部領
   域内でしかも前記候補基分の位置に近い領域外で計算さ
   れた最高相関値に基づいて自動相関スコアを計算し、こ
   の場合高い自動相関スコアは局部的に明確でない候補基
   準区分を表わすようにされることが含まれる、ことを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載による方法。 ６．前記相関値を計算することは、前記候補基準の像デ
   ータと前記局部領域の前記等面積の像データとの間のピ
   クセルごとの比較を含む、ことを特徴とする特許請求の
   範囲第５項記載による方法。 ７．前記基準対象の基準像を作ることは、ブラックおよ
   びホワイトの間にわたるグレー・スケールで複数個の明
   るさの値を持つグレー・ピクセルから成る像を作ること
   を含み、また前記自動相関計算を行うことは、前記候補
   基準区分および前記局部領域のグレー・ピクセルを前記
   相関値計算が行なわれる前にブラックまたはホワイトの
   明るさの値を個つ２値ピクセルに変換することを含む、
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載による方
   法。 ８．前記局部領域のグレー・ピクセルを２値ピクセルに
   変換することには、まず前記局部領域内の中間グレー値
   を決定し、次に前記局部領域の各グレー・ピクセルを前
   記中間グレー値に関するそのグレー・スケールの明るさ
   の値にしたがって２値ピクセルに変換することが含まれ
   る、ことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載による
   方法。 ９．前記候補基準区分のグレー・ピクセルを２値ピクセ
   ルに変換することには、まず前記候補基準区分内のグレ
   ー・スケールの明るさの値の分布に基づいてブラック−
   グレーしきい値およびグレー−ホワイトしきい値をまず
   求め、次に前記ブラック−グレーおよびグレー−ホワイ
   トしきい値に関するそれぞれのグレー・スケールの明る
   さの値にしたがって前記候補基準区分のグレー・スケー
   ル・ピクセルをブラック、グレーおよびホワイトのピク
   セルに変換することによって、前記候補基準区分の像デ
   ータを３進化することが含まれる、ことを特徴とする特
   許請求の範囲第７項記載による方法。 １０．前記相関値を計算することは、前記候補基準区分
   のブラック・ピクセルおよびホワイト・ピクセルを前記
   局部領域のブラック・ピクセルならびにホワイト・ピク
   セルに比較し、前記候補基準区分のブラックまたはホワ
   イト・ピクセルと前記局部領域のブラックまたはホワイ
   ト・ピクセルとの間の合致の数を加え、さらに、前記候
   補基準区分のブラックおよびホワイト・ピクセルの数で
   割り、その場合生じる値が前記相関値と等しくなるよう
   にすることを含む、ことを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載による方法。 １１．前記ブラック−グレーおよびグレー−ホワイトし
   きい値は、前記候補基準区分のグレー・スケール・ピク
   セルの約1/3がブラック・ピクセルに変換され、前記候
   補基準区分のグレー・スケール・ピクセルの約1/3がホ
   ワイト・ピクセルに変換されるように選択される、こと
   を特徴とする特許請求の範囲第９項記載による方法。 １２．前記基準像を分割することにより隣接する候補基
   準区分と重複する複数個の候補基準区分が形成され、ま
   た前記候補基準区分の最も区別できるものから前記基準
   区分を選択することは、より高い局部区別可能な程度を
   有する他の候補基準区分と最小量より多く重複する候補
   基準区分を拒否することを含む、ことを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載による方法。 １３．前記基準対象の基準像を作ることはブラックとホ
   ワイトとの間にわたるグレー・スケールで複数個の明る
   さの値を有するグレー・ピクセルから成る像を作ること
   を含み、また前記方法はさらに前記候補基準区分内のピ
   クセルのグレー・スケールの値に基づき一定の候補基準
   区分を拒否することを含む、ことを特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載による方法。 １４．前記候補基準区分を拒否することは、前記候補基
   準区分内の中間グレー値が明る過ぎたり暗過ぎる場合に
   候補基準区分を拒否することを含む、ことを特徴とする
   特許請求の範囲第13項記載による方法。 １５．前記中間グレー値が明る過ぎる場合に候補基準区
   分を拒否することにより前記基準像の縁における候補基
   準区分を除去し、また前記候補基準区分を拒否すること
   には前記候補基準区分が明る過ぎるとして拒否された候
   補基準区分に接近し過ぎる場合に候補基準区分を拒否す
   ることが含まれる、ことを特徴とする特許請求の範囲第
   14項記載による方法。 １６．前記候補基準区分を拒否することには候補基準区
   分内のグレー・スケールの明るさの値の分布に基づきブ
   ラック−グレーしきい値およびグレー−ホワイトしきい
   値をまず決定し、その場合前記候補基準区分のピクセル
   の事実上1/3は前記ブラック−グレーしきい値より暗
   く、ピクセルの事実上1/3は前記グレー−ホワイトしき
   い値より明るくされ、次に前記ブラック−グレーおよび
   グレー−ホワイトしきい値があまりにも接近した値であ
   る場合に前記候補基準区分を拒否することが含まれる、
   ことを特徴とする特許請求の範囲第13項記載による方
   法。 １７．前記複数個の基準区分を識別することには、前記
   基準像を前記基準区分が選択される複数個の候補基準区
   分に分割し、前記候補基準区分を囲む局部領域に関する
   前記候補基準区分の区別可能の程度を決定するために残
   りの各候補基準区分について自動相関計算を行い、自動
   相関計算の結果に基づいて前記候補基準区分の多数の最
   も区別できるものを選択し、前記基準対象の１個以上の
   後続の像に関して残りの各候補基準区分の再検出能力を
   測定し、前記残りの候補基準区分の像データと前記１個
   以上の後続の像の像データとの間の前記相似度により前
   記基準区分を選択することが含まれる、ことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載による方法。 １８．前記残りの各候補基準区分の再検出能力を測定す
   ることは、前記基準対象の１個以上の後続の像を作り、
   残りの各候補基準区分の像データと前記１個以上の後続
   の像の像データとの間の相似度を決定することを含む、
   ことを特徴とする特許請求の範囲第17項記載による方
   法。 １９．前記残りの各候補基準区分の像データと前記１個
   以上の後続の像の像データとの間の相似度を決定するこ
   とには、前記各後続の像について前記後続の像の対応す
   る捜索面積内の前記残りの候補基準区分の最良合致位置
   を決定し、この場合各操作面積は対応する候補基準区分
   の予想位置を囲む前記後続の像の領域であり、各最良合
   致位置は対応する候補基準区分の像データと後続の像の
   像データとの間の相関が最高である捜索面積内の位置で
   あり、各最良合致で計算された相関値は前記相似度を表
   わすようさされることが含まれる、ことを特徴とする特
   許請求の範囲第18項記載による方法。 ２０．前記後続の像の対応する捜索面積内の前記残りの
   候補基準区分の最良合致位置を決定することには、前記
   後続の像の第１捜索領域内の前記残りの候補基準区分の
   １つの最良合致位置をまず決定し、この場合前記１つの
   候補基準区分の最良合致位置のその予想位置からの変位
   は前記基準像に関する前記後続の像の位置の誤りを形成
   するようにされ、次に最良合致位置について第２捜索領
   域内を捜索することによって前記後続の像に関する前記
   残りの候補基準区分の残りの最良合致位置を決定し、こ
   の場合前記第２捜索領域は前記位置の誤りに関して置か
   れ、かつ前記第２捜索領域は前記第１捜索領域よりも小
   さくされることが含まれる、ことを特徴とする特許請求
   の範囲第19項記載による方法。 ２１．前記基準区分の像データと前記１個以上の後続の
   像の像データとの間の前記相似度により残りの候補基準
   区分から前記基準区分を選択することは、前記各後続の
   像について最良合致位置で計算された相関値の平均によ
   り前記残りの候補基準区分を分類し、次に多数の最高ラ
   ンクの候補基準区分を前記基準区分として選択すること
   を含む、ことを特徴とする特許請求の範囲第20項記載に
   よる方法。 ２２．前記の対象の正体を確認する際に後で使用される
   複数個の基準区分の識別後に、前記各基準区分の像およ
   び相対位置データを記憶することをさらに含む、ことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載による方法。 ２３．前記確認像を作ることは、ブラックとホワイトと
   の間にわたるグレーケールで複数個の明るさの値を持つ
   グレーピクセルから成る像をまず作り、次に前記グレー
   ピクセルをブラックまたはホワイトの明るさの値を持つ
   ２値ピクセルに変換することを含む、ことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載による方法。 ２４．前記各確認領域内の最良合致位置を決定すること
   には、前記確認像の第１確認領域内の前記基準区分の１
   つの最良合致位置をまず決定し、この場合前記１つの基
   準区分の最良合致位置のその予想位置からのずれは前記
   基準像に関する前記確認像の位置の誤りであることが明
   確にするようにされ、次に最良合致位置について第２確
   認領域内を捜索することによって前記確認像に関する前
   記基準区分の残りの最良合致位置を決定することが含ま
   れる、ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載によ
   る方法。 ２５．前記第２確認領域は前記第１確認領域よりも小さ
   い、ことを特徴とする特許請求の範囲第24項記載による
   方法。 ２６．前記第１確認領域内の前記基準区分の前記１つの
   最良合致位置をまず決定することは、前記第１確認領域
   のサブフィールド内の最高相関値を見出して前記最高相
   関値が所定値を超えるならば前記相関値が最高である前
   記サブフィールド内の位置として最良合致位置を規定
   し、また前記最高相関値が所定を超えないならば全第１
   確認領域内の最高相関値を見出して相関値が最高である
   全第１確認領域内の位置として最良合致位置を規定し、
   この場合各相関値は前記１つの基準区分の像データと前
   記第１確認領域の等面積の像データとの間の相似度を表
   わすようにされることを含む、ことを特徴とする特許請
   求の範囲第24項記載による方法。 ２７．前記サブフィールドは前記１つの基準区分の予想
   位置を囲む位置で前記第１確認領域内に置かれる、こと
   を特徴とする特許請求の範囲第26項記載による方法。 ２８．前記最良合致位置を決定することは、前記確認領
   域を通じて相関値を計算し、この場合各相関値は基準区
   分の像データと対応する確認領域の等面積の像データと
   の間の相似度を表わすようにされ、次に相関値が最高で
   ある前記確認領域内の位置として最良合致位置を規定す
   ることを含む、ことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載による方法。 ２９．前記相関値を計算することは前記基準区分の像デ
   ータと前記確認領域の等面積の像データとをピクセルご
   とに比較することを含む、ことを特徴とする特許請求の
   範囲第28項記載による方法。 ３０．前記最良合致位置を決定することは、前記確認領
   域を通じて分布された選択された位置で相関値をまず計
   算し、次に比較的高い相関値が見出された位置に近いす
   べての可能な位置で相関値を計算することを含む、こと
   を特徴とする特許請求の範囲第28項記載による方法。 ３１．前記基準対象の基準像を作ることは、ブラックと
   ホワイトの間にわたるグレー・スケールで複数個の明る
   さの値を持つグレー・ピクセルから成る像を作ることを
   含み、前記複数個の基準区分を識別することは、各基準
   区分のグレー・ピクセルをブラックまたはホワイトの明
   るさの値を持つ２値ピクセルに変換することを含み、前
   記確像を作ることはブラックとホワイトとの間にわたる
   グレー・スケールで複数個の明るさの値を持つグレー・
   ピクセルから成る像をまず作り、次に前記グレー・ピク
   セルをブラックまたはホワイトの明るさの値を持つ２値
   に変換することを含み、さらに、前記各確認領域内の最
   良位置を決定することは、前記確認領域を通じて相関値
   を計算し、この場合各相関値は前記基準区分の２値像デ
   ータと前記確認領域の等面積の２進像データとの間のピ
   クセルごとの比較によって計算され、そして相関が最高
   である前記確認領域内の位置として最良合致位置を規定
   することを含む、ことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載による方法。 ３２．前記各基準区分のグレー・ピクセルを２値ピクセ
   ルに変換することは、前記基準区分内のグレー・スケー
   ルの明るさの値の分布に基づきブラック−グレーしきい
   値およびグレー−ホワイトしきい値をまず決定し、次に
   前記基準区分のグレー・スケール・ピクセルを前記ブラ
   ック−グレーおよびグレー−ホワイトしきい値に関する
   それぞれのグレー・スケールの明るさの値によりブラッ
   ク、グレー、ならびにホワイトに変換することによって
   基準区分の像データを３進化することを含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第31項記載による方法。 ３３．前記相関値を計算することは、前記基準区分のブ
   ラック・ピクセルおよびホワイト・ピクセルを前記確認
   領域のブラック・ピクセルおよびホワイト・ピクセルに
   比較し、前記基準区分のブラックまたはホワイト・ピク
   セルと前記確認領域のブラックまたはホワイト・ピクセ
   ルとの間の合致の数を加え、そして前記基準区分のブラ
   ックおよびホワイト・ピクセルの数で割り、この場合生
   じる値が前記相関値に等しくなるようにされることを含
   む、ことを特徴とする特許請求の範囲第32項記載による
   方法。 ３４．前記最良合致位置を決定することは前記確認領域
   を通じて相関値を計算し、この場合各相関値は基準区分
   の像データと対応する確認領域の等面積の像データとの
   間の相似度を表わすようにされ、そして相関値が最高で
   ある前記確認領域内の位置として最良合致位置を規定す
   ることを含み、また前記対象の正体を確認することは前
   記各基準区分の変位値をまず決定し、この場合各変位値
   は前記基準像内の基準セグメントの位置と前記確認像内
   の対応する最良合致位置の位置との間の距離に比例する
   ようにされ、次に前記相関値が比較的高くかつ前記変位
   値が比較的低いときに前記対象が前記基準対象と同一で
   あることを確認することを含む、ことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載による方法。 ３５．前記対象の正体を確認することは、前記基準像に
   関する前記確認像の並進および回転運動の誤整合を修正
   するように前記変位値を調節することを含む、ことを特
   徴とする特許請求の範囲第34項記載による方法。 ３６．前記対象の正体を確認することは相関値および変
   位値を利用して関数式を作り、その結果各基準区分は前
   記関数式に関するその対応する相関および変位値により
   確認になるのか否かに分類されることになることを含
   み、また、前記対象の正体は前記基準区分の所定数が対
   象の正体を確認することになるときに限り確認される、
   ことを特徴とする特許請求の範囲第34項記載による方
   法。 ３７．前記対象の正体は前記基準区分の多数が確認につ
   ながる場合に確認される、ことを特徴とする特許請求の
   範囲第36項記載による方法。 ３８．前記基準物の基準像を作ることは登録要求者の指
   紋の像を作ることを含み、また正体を確認すべき対象の
   前記確認像を作ることは確認要求者の指紋の像を作るこ
   とを含む、ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   による人間の身元を確認する指紋確認方法。 ３９．現在得られた指紋データを以前に得られた指紋デ
   ータと比較することによって人間の身元を確認する指紋
   確認方式であって、 ａ）最初に１または２以上の人間を登録する段階であっ
   て、 a1）各登録者の指紋の基準像を作り； a2）前記基準像から複数個の基準区分を識別するが、こ
   れは、 a2−１）前記基準像を、候補となる複数の基準区分に分
   割し、それらの候補となる基準区分から前記複数の基準
   区分が選択されるようにし、 a2−２）各候補基準区分に対し自動相関計算を実行して
   前記候補基準区分を囲む前記基準像の局部的領域に対す
   る前記候補基準区分の区別できる程度を決定し、さら
   に、 a2−３）前記区別できる程度の決定の結果に基づいて前
   記候補基準区分のもっとも区別できるものから前記基準
   区分を選択することによって実行され；さらに、 a3）前記各基準区分の像および相対位置データを登録者
   の指紋データとして保存することによって１または２以
   上の人間を登録する段階と、 ｂ）登録者であることを主張する者の身元を確認できる
   段階であって、 b1）登録者の基準区分の像および相対位置データを検索
   し、 b2）登録済であることを主張する人間の指紋の確認像を
   作り、この場合前記確認像は複数個の確認領域を含み、
   該複数個の確認領域はおのおのが前記基準区分の１つに
   対応する位置を有しかつおのおのがその対応する基準区
   分より広いものであり、 b3）像データがその対応する基準区分の像データに最も
   近似する各認識領域内の最良合致位置を決定し、さら
   に、 b4）最良合致位置の像データと前記対応する基準区分の
   像データとの間の相似度にしたがい、かつ前記最良合致
   位置の相対位置と前記対応する基準区分の相対位置との
   相似度にしたがって、登録済を主張する人間の身元を確
   認することによって登録者であることを主張する者の身
   元を確認する段階とを含む、ことを特徴とする前記方
   法。 ４０．現在得られた指紋データを以前に得られた指紋デ
   ータと比較することによって人間の身元を確認する指紋
   確認方法であって： まず下記により１人以上の人間を登録し、すなわち： 登録要求者の指紋の基準像を作り、 前記候補基準区分を囲む局部領域内の各候補基準区分の
   区別可能な程度を決定し、 前記候補基準区分の像データと前記１個以上の後続像の
   データとの間の相似度を決定することによって登録要求
   者の指紋の１個以上の後続像に関して各候補基準区分の
   再検出能力を決定し、 前記候補基準区分の区別可能性の程度および再検出能力
   の程度により前記候補基準区分から１群の基準区分を選
   択し、 確認要求者の身元を確認するのに後で使用する指紋デー
   タとして選択された各基準区分の像データおよび相対位
   置データを保存し； そして次に下記により確認要求者の身元を確認し、すな
   わち： 確認要求者が主張する既登録者の表示を入手し、 既登録者の基準区分の像および相対位置データを検索
   し、 確認要求者の指紋の確認像を作り、この場合前記確認像
   はおのおの相対位置で対応しかつおのおのが前記基準区
   分の対応する１つより広い複数個の確認領域を含むよう
   にされ、 それぞれの対応する確認領域内の前記基準区分の最良合
   致位置を決定し、この場合各最良合致位置は像データが
   対応する基準区分の像データに最もよく似ている確認領
   域内の位置であり、 前記各基準区分の変位値を決定し、この場合各変位値は
   最良合致位置とその予想位置との間の距離を表わすよう
   にされ、 前記基準像に関する前記確認像の誤整合を修正するよう
   に前記変位値の１つ以上を調節し、 各基準区分をその対応する相関および変位値に基づき確
   認することになるのか否かにして分類し、この場合比較
   的高い相関値および比較的低い変位値は確認することに
   役立ち、さらに、 少なくとも所定数の前記基準区分が確認に役立つように
   分類されるならば確認要求者の身元を確認する、ことを
   特徴とする指紋確認方法。 ４１．現在得られた指紋データを以前に得られた指紋デ
   ータと比較することによって人間の身元を確認する指紋
   確認方法であって： まず下記により１人以上の人間を登録し、すなわち： 登録要求者の指紋の基準像を作り、この場合前記基準像
   はブラックとホワイトとの間にわたるグレー・スケール
   で複数個の明るさの値を持つグレイ・ピクセルから成
   り、 前記基準像を１組の基準区分が選択される複数個の候補
   基準区分に分割し、 前記候補基準区分内のピクセルのグレー・スケール値に
   基づき一定の候補基準区分を拒否し、 前記候補基準区分を囲む局部領域内の前記候補基準区分
   の区別可能性の程度を決定するように残りの各候補基準
   区分について自動相関を行い、この場合前記自動相関計
   算は、前記局部領域を通じて複数個の相関値を計算する
   段階であって、各相関値は前記局部領域の等面積の像デ
   ータと前記候補基準区分の像データとの間の相似度を表
   わすようにされる段階と、前記局部領域内であるが前記
   候補基準区分の位置に近い領域の外で計算された最高相
   関値に基づいて自動相関スコアを計算する段階であっ
   て、高い自動相関値は局部的に区別できない候補基準区
   分を示すようにされる段階とを含み、 自動相関計算の結果に基づき前記候補基準区分の多数の
   最も区別できるものを選択し、 前記残りの候補基準区分の像データと前記１個以上の後
   続像の像データとの間の相似度を決定することによって
   登録要求者の指紋の１個以上の後続像に関して残りの各
   候補基準区分の再検出能力を測定し、 前記１個以上の後続像に関する前記残りの候補基準区分
   の前記再検出能力により残りの候補基準区分の組から基
   準区分の型板を選択し、 選択された各基準区分の像および相対位置データを確認
   要求者の身元確認に後で使用する指紋データとして保存
   し； そして次に下記により確認要求者の身元を確認し、すな
   わち： 確認要求者が主張する既登録者の表示を確認要求者から
   入手し、 既登録者の基準区分の像および相対位置データを検索
   し、 確認要求者の指紋の確認像を作り、この場合前記確認像
   はおのおのが相対位置に対応しかつおのおのが前記基準
   区分の対応する１つより広い複数個の確認領域を有する
   ようにされ、 前記確認像の対応する確認領域内の前記基準区分の最良
   合致位置を決定し、この場合各最良合致位置は像データ
   が対応する基準区分の像データに最も似ている確認領域
   内の位置とされ、この場合前記最良合致位置は、前記確
   認領域を通じて相関値を計算する段階であって、各相関
   値が前記対応する基準区分の像データと前記確認領域の
   等面積の像データとの間の相似度の測定値である段階
   と、相関値が最も高い前記確認領域内の位置として最良
   合致位置を規定する段階とにより決定され、 前記各基準区分の変位値を決定し、この場合各変位値は
   最良合致位置とその予想位置との間の距離を表わすよう
   にされ、 前記基準像に関する前記確認像の誤整合を修正するよう
   に前記変位値の１つ以上を調節し、 各基準区分をその対応する相関および変位値に基づいて
   確認するようになるのか否かに分類し、この場合比較的
   高い相関値および比較的低い変位値は確認することにな
   り、さらに、 少なくとも所定数の前記基準区分が確認に役立つものと
   して分類されるならば確認要求者の身元を確認する、こ
   とを特徴とする指紋確認方法。 ４２．前記自動相関計算を行うことは、前記局部領域の
   グレー・ピクセルをブラックまたはホワイトの明るさの
   値を持つ２値ピクセルに変換し、前記候補基準区分のグ
   レー・スケール・ピクセルをブラック、グレーまたはホ
   ワイトの明るさの値を持つ３進ピクセルに変換し、また
   前記局部領域を通じて相関値を計算することは前記候補
   基準区分のグレー３進ピクセルを無視することを含む、
   ことを特徴とする特許請求の範囲第41項記載による方
   法。 ４３．前記局部領域内の相関値の各計算は、前記候補基
   準区分のブラック・ピクセルおよびホワイト・ピクセル
   を前記局部領域のブラック・ピクセルおよびホワイト・
   ピクセルに比較し、前記候補基準区分のブラックまたは
   ホワイト・ピクセルと前記局部領域のそれぞれのブラッ
   クまたはホワイト・ピクセルとの間の合致の数を加え、
   前記候補基準区分のブラック・ピクセルおよびホワイト
   ・ピクセルの数で割り、この場合生じる値は前記相関値
   に等しくされる、ことを特徴とする特許請求の範囲第42
   項記載による方法。 ４４．前記方法はさらに前記基準区分のグレー・ピクセ
   ルをブラック、グレーまたはホワイトの明るさの値を持
   つ３連ピクセルに変換し、前記確認像を作ることはブラ
   ックまたはホワイトの明るさの値を持つ２値ピクセルの
   像を作り、そして前記各確認領域を通じ相関値を計算す
   ることは前記基準区分のグレー３進ピクセルを無視する
   ことを含む、ことを特徴とする特許請求の範囲第41項記
   載による方法。 ４５．前記確認領域内の相関値の各計算は、前記基準区
   分のブラック・ピクセルおよびホワイト・ピクセルを前
   記確認領域のブラック・ピクセルおよびホワイト・ピク
   セルに比較し、前記基準区分のブラックまたはホワイト
   ・ピクセルに比較し、前記基準区分のブラックまたはホ
   ワイト・ピクセルと前記確認領域のそれぞれのブラック
   またはホワイト・ピクセルとの間の合致の数を加え、前
   記基準区分のブラック・ピクセルおよびホワイト・ピク
   セルの数で割り、この場合生じる値は前記相関値に等し
   くされる、ことを特徴とする特許請求の範囲第44項記載
   による方法。 ４６．前記確認像のそれぞれの確認領域内の前記基準区
   内の最良合致位置を決定することには、前記確認像の対
   応する第１確認領域内の前記基準区分の１つの第１最良
   合致を決定し、次に前記第１最良合致位置に関する前記
   確認領域の残りをさがし、さらに前記基準区分の残りの
   最良合致位置を決定することを含む、ことを特徴とする
   特許請求の範囲第41項記載による方法。 ４７．前記確認像の誤整合を修正するように前記変位値
   を調節することは、変位値の２乗の和が最小にされる前
   記確認像に関する基準区分の前記型板の回転位置を見出
   すことによって前記確認像の回転方向の誤整合を調節す
   ることを含む、ことを特徴とする特許請求の範囲第46項
   記載による方法。 ４８．現在得られた指紋データを以前に得られた指紋デ
   ータと比較することによって人間の身元を確認する指紋
   確認方法であって： まず下記により一人以上の人間を登録し、すなわち： 登録要求者の指紋のうねおよび谷の基準像を作り、この
   場合前記基準像はブラックとホワイトとの間にわたるグ
   レー・スケールで複数個の明るさの値を持つグレー・ピ
   クセルから成り、かつ前記指紋のうねおよび谷はブラッ
   クまたはホワイトになりがちな明るさの値によって表わ
   されるようにされ、 前記基準像を１組の基準区分が選択される複数個の候補
   基準区分に分割し、 前記候補基準区分内のピクセルのグレー・スケール値に
   基づき一定の候補基準区分を拒否し、 前記小候補基準区分を囲む局部領域内の前記候補基準区
   分の区別可能性の程度を決定するために残りの各候補基
   準区分について自動相関計算を行い、この場合前記自動
   相関計算は前記局部領域のグレー・ピクセルをブラック
   またはホワイトの明るさの値を持つ２進ピクセルに変換
   し、前記候補基準区分のグレー・スケール・ピクセルを
   ブラック、グレーまたはホワイトの明るさの値を持つ３
   進ピクセルに変換し、前記局部領域を通じて複数個の相
   関停を計算し、この場合各相関値は前記候補基準区分の
   ブラックおよびホワイト３進ピクセルと前記局部領域の
   等面積のブラックおよびホワイト２値ピクセルとの間の
   相似度を表わし、さらに前記局部領域内であるが前記候
   補基準区分の位置に近い領域の外で計算された最高相関
   値に基づいて自動相関スコアを計算し、この場合高い自
   動相関スコアは局部的に区別できない候補基準区分を示
   し、 自動相関計算の結果に基づき前記候補基準区分の多数の
   最も区別できるものを選択し、 残りの候補基準区分の像データと１つ以上の後続像の像
   データとの間の相似度を決定することによって登録要求
   者の指紋の前記１つ以上の後続像に関する前記残りの各
   候補基準区分の再検出能力を測定し、 前記１つ以上の後続像に関する前記残りの候補基準区分
   の前記再検出能力により残りの候補基準区分の組から基
   準区分の型板を選択し、この場合前記各基準区分に含ま
   れる像データは局部的に独特であり、 選択された各基準区分の像および相対位置データを確認
   要求者の身元確認に後で使用する指紋データとして保存
   し； 次に下記により確認要求者の身元を確認し、すなわち： 確認要求者が既登録者であると主張する表示を確認要求
   者から入手し、 既登録者の基準区分の像および相対位置データを検索
   し、 確認要求者の指紋のうねおよび谷の確認像を作り、この
   場合前記確認像は前記うねおよび谷を示すブラックまた
   はホワイトの明るさの値を持つ２進ピクセルを含むよう
   にされ、また前記確認像はおのおのが相対位置で対応し
   かつおのおのが前記基準区分の対応する１つよりも広い
   複数個の確認領域を含むようにされ、 前記確認像の第１確認領域内の前記基準区分の１つの第
   １最良合致位置を決定し、この場合各最良合致位置は像
   データが対応する基準区分の像データに最もよく似てい
   る確認領域内の位置とされ、この場合各最良合致位置は
   確認領域を通じて相関値を計算しかつ第１最良合致値を
   相関値が最高である確認領域内の位置として規定され、
   この場合各相関値は基準区分のブラックおよびホワイト
   ・ピクセルと対応する確認領域の等面積のブラックおよ
   びホワイト・ピクセルとの間の相似度を表わすようにさ
   れ、次に 前記第１最良合致位置に関して前記確認領域の残りを配
   置し、次に 前記確認領域の残り内の最良合致位置を検索することに
   よって前記確認像に関して前記基準区分の残りの最良合
   致位置を決定し、 前記各基準区分の変位値を決定し、この場合各変位値は
   最良合致位置とその予想位置との間の距離を表わすよう
   にされ、 前記基準像に関して前記確認像の回転方向の誤整合を修
   正するように前記変位値の１つ以上を調節し、 各基準区分をその対応する相関および変位値により確認
   に役立つか否かに分類し、この場合比較的高い相関値お
   よび比較的低い変位値は確認に役立ち、また 前記基準区分の少なくとも所定数が確認に役立つと分類
   されるならば確認要求者の身元を確認する、ことを特徴
   とする指紋確認方法。 ４９．人の指紋の像を前の登録手続の際に得られた指紋
   像から得られた基準データに比較することによって人の
   身元を確認する装置であって： 登録および確認の両手続の際に指紋の像を作る装置と、 登録手続の際に指紋から得られた指紋像から基準データ
   を発生させる装置において、前記基準データは指紋像の
   複数個の基準区分の像データおよび相対位置データを含
   み、かつ前記各基準区分に含まれる像データは前記基準
   区分に隣接してこれを囲む像データに関して区別される
   とともに指紋の１つ以上の後続像の像データとのその相
   似性により再検出可能である、前記発生装置と、 確認手続の際に後で使用する前記基準データと保存する
   装置と、 既登録者であると主張する人間が確認を要求するとき既
   登録者と組み合わされた基準データを検索する装置と、 確認要求者の指紋像に複数個の確認領域を形成する装置
   において、各確認領域は前記基準区分の１つに位置的に
   対応しかつ各確認領域はその対応する基準区分よりも広
   い、前記形成装置と、 像データがその対応する基準区分の像データに最もよく
   似ている各確認領域内の最良合致位置を決定する装置
   と、 前記最良合致位置の像データと前記対応する基準区分の
   像データとの４間の相似度によりかつ前記最良合致位置
   の相対位置ぎめと前記対応する基準区分の相対位置ぎめ
   との間の相似度により、登録済であると主張する者の身
   元を確認する装置とを含むことを特徴とする身元確認装
   置。