JP2909136B2 - Fingerprint image processing device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 指紋画像処理装置に関し、 指紋画像処理装置のハードウェアの規模の小型化を図
ることを目的とし、 入力された指紋濃淡画像から指紋二値画像を作成する
指紋画像処理装置において、前記指紋濃淡画像を分割し
て形成される個々の領域毎にその局所濃淡画像の平均濃
淡度を求め、この平均濃淡度が所定の範囲に入っている
領域の当該局所濃淡画像を二値化して有効な局所二値画
像を作成する局所二値画像作成部と、この局所二値画像
を格納する保持部と、当該保持部に格納されている前記
局所二値画像を合成して前記指紋二値画像とする指紋二
値画像作成部と、を備えたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] Regarding a fingerprint image processing apparatus, the purpose of the present invention is to reduce the size of the hardware of the fingerprint image processing apparatus, and to create a fingerprint binary image from an input fingerprint grayscale image. In the image processing apparatus, an average density of the local density image is obtained for each area formed by dividing the fingerprint density image, and the local density image of the area where the average density is within a predetermined range is obtained. A local binary image creating unit that creates an effective local binary image by binarizing the image, a holding unit that stores the local binary image, and synthesizes the local binary image stored in the holding unit. And a fingerprint binary image creating section that uses the fingerprint binary image as the fingerprint binary image.
本発明は、指紋画像処理装置、特に電子計算機室への
入室や端末装置の利用の際の本人確認手段として用いら
れ、また入力された指紋濃淡画像から作成した指紋二値
画像と、予め登録されている登録指紋画像とを照合する
ことにより、本人である旨の確認を行う際に用いられる
指紋画像処理装置に関する。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used as a personal identification means when entering a fingerprint image processing apparatus, particularly an electronic computer room or using a terminal device, and a fingerprint binary image created from an input fingerprint grayscale image and registered in advance. The present invention relates to a fingerprint image processing apparatus used when confirming the identity of a person by checking the registered fingerprint image.
一般に、指紋照合による本人確認の手順は第６図に示
すようになっている。In general, the procedure of identity verification by fingerprint collation is as shown in FIG.
すなわち、 ″先ず、利用者は指紋センサ61に指を置き、指紋濃淡
画像が入力される。That is, first, the user places his / her finger on the fingerprint sensor 61 and a fingerprint grayscale image is input.
″入力された指紋濃淡画像について画像処理をするこ
とにより、指紋二値画像を作成してステップ″に進
む。The image processing is performed on the input fingerprint grayscale image to create a fingerprint binary image, and the process proceeds to step.
″テンキー62等により本人のパスワードを入力する。"Enter the user's password using the numeric keypad 62 or the like.
″各利用者の登録指紋画像が格納されている登録画像
ファイル63から、入力されたパスワードに相当する登録
指紋画像を検索する。"Search for a registered fingerprint image corresponding to the input password from the registered image file 63 storing the registered fingerprint images of each user.
″ステップ″で作成した指紋二値画像と、ステップ
″で検索した登録指紋画像とを照合する。The fingerprint binary image created in “Step” is compared with the registered fingerprint image searched in “Step”.
″照合結果により、本人であるかどうかの確認を行
う。″ According to the collation result, it is confirmed whether or not the user is the principal.
ここで、指紋センサ61から入力される指紋濃淡画像
は、第３図に示すように、隆線部31と谷線部32とからな
る濃淡画像である。そして、ステップ″における、指
紋二値画像作成のための画像処理は、入力された指紋濃
淡画像の全体を処理単位として行われている。また、指
紋センサから入力される指紋画像は、指紋センサの「押
圧むら」や利用者の「汗」等のため、隣接する隆線部同
士が接続した状態、例えば第３図（ｂ）の入力画像の中
央部の状態の橋部が生じることや、隆線部の一部が欠落
した状態、例えば第３図（ａ）の入力画像の周辺部の状
態が生じることがある。そして、このような橋部等が生
じた場合には、当該橋部の除去等の処理を指紋二値画像
作成のための画像処理の中で併せて行なっていた。Here, the fingerprint grayscale image input from the fingerprint sensor 61 is a grayscale image including ridges 31 and valleys 32, as shown in FIG. The image processing for creating a fingerprint binary image in step ″ is performed using the entire input fingerprint grayscale image as a processing unit. The fingerprint image input from the fingerprint sensor is Due to "uneven pressure" or "sweat" of the user, a state in which adjacent ridges are connected to each other, for example, a bridge in the center of the input image shown in FIG. A state where a part of the line portion is missing, for example, a state of a peripheral portion of the input image in FIG. 3A may occur. When such a bridge or the like occurs, processing such as removal of the bridge is performed in the image processing for creating a fingerprint binary image.
以上のように、従来の画像処理方式では、入力された
指紋濃淡画像全体を処理単位としているため、前記橋部
の除去等に必要な画像処理プログラムの開発負担が大き
なものとなり、また対応するハードウェアの規模も大き
なものとなっている。As described above, in the conventional image processing method, since the entire input fingerprint grayscale image is used as a processing unit, the development load of an image processing program necessary for removing the bridge portion and the like becomes large, and the corresponding hardware The size of the wear has also become large.
そこで、本発明では、入力された指紋濃淡画像を複数
の領域に分割し、この各領域から前記橋部等の障害のな
い領域を選択し、また再入力の指紋濃淡画像についても
同様の分割，選択処理を繰り返して所定数の各領域の局
所濃淡画像を求め、これらの局所濃淡画像を二値化，合
成して照合用の指紋二値画像を作成することにより、指
紋画像処理装置のハードウェアの規模の小型化を図るこ
とを目的とする。Therefore, in the present invention, the input fingerprint grayscale image is divided into a plurality of regions, an area free from obstacles such as the bridge is selected from each of the regions, and a similar division, The selection processing is repeated to obtain local grayscale images of a predetermined number of regions, and these local grayscale images are binarized and combined to create a fingerprint binary image for collation. It is intended to reduce the size of the device.
本発明は、指紋センサから入力される指紋濃淡画像を
複数の領域に分割し、この個々の領域の局所濃淡画像の
欠陥状態を判断して欠陥の少ない局所濃淡画像について
はその局所二値画像を作成するといった処理を繰り返す
ことにより、所定数の領域についてそれぞれの局所二値
画像を求め、続いてこの所定数の局所二値画像を合成し
て照合用の指紋二値画像とするようにしたものである。The present invention divides a fingerprint grayscale image input from a fingerprint sensor into a plurality of regions, determines the defect state of the local grayscale image of each region, and converts the local binary image for a local grayscale image with few defects. By repeating processing such as creating, a local binary image is obtained for each of a predetermined number of regions, and then the predetermined number of local binary images are combined into a fingerprint binary image for verification. It is.
第１図は本発明の原理説明図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
第１図において、 １は、指紋センサであり、当該指紋センサに使用者が指
を置くことにより、使用者の指紋濃淡画像が入力され
る。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fingerprint sensor, and when a user places his / her finger on the fingerprint sensor, a fingerprint grayscale image of the user is input.
２は、指紋画像処理装置であり、局所二値画像作成部3,
局所画像ファイル4,指紋二値画像作成部5,登録画像ファ
イル６等を備えている。Reference numeral 2 denotes a fingerprint image processing device, and a local binary image creating unit 3,
It includes a local image file 4, a fingerprint binary image creating unit 5, a registered image file 6, and the like.
３は、局所二値画像作成部であり、指紋センサ１から入
力された指紋濃淡画像を分割して形成される個々の領域
毎にその局所濃淡画像の平均濃淡度を求め、この平均濃
淡度が所定の範囲に入っている領域については当該局所
濃淡画像を、例えば当該平均濃淡度を閾値として二値化
することにより局所二値画像としている。Reference numeral 3 denotes a local binary image creating unit, which obtains an average density of the local density image for each of the regions formed by dividing the fingerprint density image input from the fingerprint sensor 1, and calculates the average density of the local density image. For a region that falls within a predetermined range, the local grayscale image is binarized using, for example, the average grayscale value as a threshold value to obtain a local binary image.
４は、局所画像ファイル（保持部）であり、局所二値画
像作成部３で作成した局所二値画像を、順次格納してい
る。Reference numeral 4 denotes a local image file (holding unit) that sequentially stores the local binary images created by the local binary image creating unit 3.
５は、指紋二値画像作成部であり、局所画像ファイル４
に格納されている、所定数の領域についての局所二値画
像を合成して指紋二値画像を作成している。Reference numeral 5 denotes a fingerprint binary image creating unit, which stores a local image file 4
Are combined with the local binary images for a predetermined number of regions to create a fingerprint binary image.
６は、登録画像ファイルであり、各使用者の登録済の指
紋画像を格納している。Reference numeral 6 denotes a registered image file which stores a registered fingerprint image of each user.
また、指紋画像処理装置２のブロック中に示されてい
るフロー′ないし′は、本発明による照合用の指紋
二値画像を作成し、登録画像ファイル６に格納されてい
る登録指紋画像と照合する際の各手順を示す。Further, the flow 'or' shown in the block of the fingerprint image processing device 2 creates a fingerprint binary image for verification according to the present invention and verifies it with the registered fingerprint image stored in the registered image file 6. The following shows each procedure.
すなわち、 ′指紋センサからの指紋濃淡画像を入力する。 That is, input the grayscale image of the fingerprint from the fingerprint sensor.
′入力された指紋濃淡画像を分割して形成される個々
の領域毎にその局所濃淡画像の平均濃淡度を求める。'For each individual area formed by dividing the input fingerprint density image, the average density of the local density image is obtained.
′この平均濃淡度が所定の範囲に入っているかどうか
を判断する。'It is determined whether or not the average density is within a predetermined range.
′前記平均濃淡度が所定の範囲に入っている、すなわ
ち欠陥の少ない局所濃淡画像については二値化を行な
い、局所二値画像を作成する。'The local grayscale image having the average grayscale within a predetermined range, that is, the local grayscale image having few defects is binarized to generate a local binary image.
′ステップ′で求めた局所二値画像を局所画像ファ
イル４に格納する。The local binary image obtained in the 'step' is stored in the local image file 4.
′局所画像ファイル４に格納されている、所定数の領
域についての局所二値画像を合成して指紋二値画像を作
成する。'Create a fingerprint binary image by combining local binary images for a predetermined number of areas stored in the local image file 4.
′ステップ′で求めた指紋二値画像と、登録画像フ
ァイル６を検索して求めた登録指紋画像とを照合する。The fingerprint binary image obtained in the 'step' is compared with the registered fingerprint image obtained by searching the registered image file 6.
の手順により、照合用の指紋二値画像作成等の処理を行
なっている。According to the above procedure, processing such as creation of a fingerprint binary image for collation is performed.
なお、ステップ′ないし′の処理は異なる領域に
ついて順次行なわれる。そして、ある時点の（入力であ
る）指紋濃淡画像から所定数の前記領域についての局所
二値画像を求めることが出来ない場合には、別の時点の
指紋濃淡画像に対して同様な画像処理を行なうことによ
り、先に局所二値画像を求めることができなかった領域
についての局所二値画像を作成している。例えば、時点
t1において指紋センサ１から入力される指紋濃淡画像が
第３図（ａ）のような場合に、この画像を例えば25個の
領域に分割し、個々の領域毎に前記ステップ′ないし
′の処理を行なうとき、周辺部の19個の各領域は前記
ステップ′の判断処理において除外されることにな
り、局所二値画像が得られる領域は、第４図（ａ）に示
すように、対象指紋画像の一部分にすぎない中央部の６
つの領域だけとなる。そして、この６領域それぞれの局
所二値画像を合成しても不完全な指紋二値画像しか得る
ことができない。そこで、このような場合には時点t2で
の入力である、例えば第３図（ｂ）の指紋濃淡画像につ
いて同様な処理を行ない、第４図（ｂ）のような周辺の
19の領域についての局所二値画像を求め、この局所二値
画像と、先に求めた略中央部の６領域についての局所二
値画像とを合成して照合用の指紋二値画像（第５図参
照）を作成する。なお、時点t2での濃淡画像についての
前記画像処理に際しては、ステップ′における所定の
範囲の値を変更してもよい。Note that the processing of steps な い し to ′ is sequentially performed for different areas. If it is not possible to obtain a local binary image for a predetermined number of the regions from a fingerprint grayscale image at a certain time (input), similar image processing is performed on the fingerprint grayscale image at another time. By doing so, a local binary image is created for a region where a local binary image could not be obtained first. For example, time
If the fingerprint gray image input from the fingerprint sensor 1 in t 1 is like FIG. 3 (a), the process of dividing the image, for example, in 25 regions, 'to' step for each individual region Is performed, the 19 peripheral areas are excluded in the judgment processing of the step ', and the area where the local binary image is obtained is, as shown in FIG. Central part 6 which is only part of the image
Only one area. Then, even if the local binary images of the six regions are combined, only an incomplete fingerprint binary image can be obtained. Therefore, it is input at time t 2 in this case performs the same processing for the fingerprint gray image, for example, FIG. 3 (b), peripheral, such as FIG. 4 (b)
A local binary image is obtained for the 19 regions, and the local binary image is combined with the local binary images obtained for the six regions at the substantially central portion obtained earlier to obtain a fingerprint binary image for verification (the fifth binary image). (See figure). Note that when the image processing for the gray-scale image at the time t 2 may change the value of the predetermined range in step '.
また、ステップ′の処理において、所定の範囲の上
限値は、第３図（ｂ）の中央部で生じているような橋部
を検出するためのものであり、また下限値は、第３図
（ａ）の画像の周辺部で生じているような隆線部の欠落
を検出するためのものである。In the processing of step ', the upper limit value of the predetermined range is for detecting a bridge portion occurring at the center of FIG. 3B, and the lower limit value is the lower limit value of FIG. This is for detecting the lack of a ridge portion occurring in the peripheral portion of the image of FIG.
本発明においては、指紋センサから入力される、ある
時点での指紋濃淡画像を複数の領域に分割し、この個々
の領域の部分濃淡画像の中、欠陥の少ないものについて
のみ局所二値画像とし、当該二値画像を得ることができ
なかった領域については次の時点での指紋濃淡画像から
局所二値画像を得るといった処理を繰り返して、所定数
の領域についてそれぞれの局所二値画像を求めている。
そして、この局所二値画像を合成することにより、照合
用の指紋二値画像を作成している。In the present invention, the fingerprint grayscale image at a certain time, which is input from the fingerprint sensor, is divided into a plurality of regions, and among the partial grayscale images of the individual regions, only those having few defects are used as local binary images, For a region where the binary image could not be obtained, a process of obtaining a local binary image from the fingerprint grayscale image at the next time point is repeated, and each local binary image is obtained for a predetermined number of regions. .
Then, by synthesizing the local binary image, a fingerprint binary image for collation is created.
第２図を参照して本発明の実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第２図は、入力された指紋濃淡画像から照合用の指紋
二値画像を作成するための具体的手順を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific procedure for creating a fingerprint binary image for collation from an input fingerprint grayscale image.
すなわち、 Ｎ＝０ として、次のステップに進む。 That is, N = 0 is set and the process proceeds to the next step.
指紋センサからの指紋濃淡画像を入力して、次のス
テップに進む。The fingerprint density image from the fingerprint sensor is input, and the process proceeds to the next step.
入力された指紋濃淡画像を分割して形成される個々
の領域のすべてが、すでに指紋二値画像作成のための処
理対象となったかどうかを判断し、「YES」の場合はス
テップに進み、「NO」の場合は、次に当該処理を行な
う予定領域を登録してからステップに進む。It is determined whether or not all of the individual regions formed by dividing the input fingerprint grayscale image have already been processed for creating a fingerprint binary image. In the case of "NO", the area for performing the process is registered next, and the process proceeds to the step.
前記予定領域が、すでに局所二値画像が作成され、
当該画像が局所画像ファイルに格納されている領域かど
うかを判断し、「YES」の場合はステップに戻り、「N
O」の場合はステップに進む。The scheduled area is already a local binary image created,
It is determined whether the image is an area stored in the local image file, and if “YES”, the process returns to the step and “N
If "O", go to step.
局所濃淡画像の平均濃淡度を算出して、次のステッ
プに進む。The average density of the local density image is calculated, and the process proceeds to the next step.
ステップで求めた平均濃淡度が所定の範囲に入っ
ているかどうかを判断し、「YES」の場合はステップ
に進み、「NO」の場合はステップに戻る。It is determined whether or not the average density determined in the step is within a predetermined range. If “YES”, the process proceeds to the step, and if “NO”, the process returns to the step.
Ｎ＝Ｎ＋１ として、次のステップに進む。 The process proceeds to the next step assuming that N = N + 1.
局所濃淡画像から局所二値画像を作成して、次のス
テップに進む。A local binary image is created from the local grayscale image, and the process proceeds to the next step.
ステップで求めた局所二値画像を局所画像ファイ
ルに格納して、次のステップに進む。The local binary image obtained in the step is stored in the local image file, and the process proceeds to the next step.
ステップの処理を行なった領域を登録して、ステ
ップに戻る。The area in which the processing of the step has been performed is registered, and the process returns to the step.
Ｎの値が所定値（Ｌ）をこえたかどうかを判断し、
「YES」の場合はステップに進み、「NO」の場合はス
テップに戻る。Judge whether the value of N exceeds a predetermined value (L),
If “YES”, the process proceeds to the step, and if “NO”, the process returns to the step.
なお、ステップに戻った場合、指紋濃淡画像は，次
の時点のものとなっている。When returning to the step, the fingerprint grayscale image is the one at the next point in time.
ファイルに格納されている各局所二値画像を合成し
て指紋二値画像を作成する。Each local binary image stored in the file is combined to create a fingerprint binary image.
の手順により指紋二値画像の作成処理を行なっている。The process of creating a fingerprint binary image is performed according to the procedure described above.
本発明は、指紋センサから入力される指紋濃淡画像を
分割して形成される個々の領域の中、その局所濃淡画像
の欠陥の少ない領域についてそれぞれの局所二値画像を
求め、この局所二値画像を合成することにより照合用の
指紋二値画像を形成する構成にしているため、指紋画像
処理装置のハードウェアの規模の小型化を図ることがで
きる。The present invention obtains a local binary image for each of the regions having a small number of defects in the local grayscale image among the individual regions formed by dividing the fingerprint grayscale image input from the fingerprint sensor. Are combined to form a fingerprint binary image for verification, so that the size of the hardware of the fingerprint image processing apparatus can be reduced.
第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
を示す説明図、第３図は各時点での指紋濃淡画像を示す
説明図、第４図は局所二値画像を示す説明図、第５図は
局所二値画像を合成して求めた指紋二値画像を示す説明
図、第６図は一般的な、指紋照合による本人確認の手順
を示す説明図である。 第１図において、 １……指紋センサ ２……指紋画像処理装置 ３……局所二値画像作成部 ４……局所画像ファイル ５……指紋二値画像作成部 ６……登録画像ファイルFIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a fingerprint grayscale image at each time point, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a fingerprint binary image obtained by synthesizing a local binary image, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a general procedure of identity verification by fingerprint collation. In FIG. 1, 1... Fingerprint sensor 2... Fingerprint image processing device 3... Local binary image creating unit 4... Local image file 5... Fingerprint binary image creating unit 6.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 1/00,7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06T 1/00, 7/00
Claims (1)
を作成する指紋画像処理装置において、 前記指紋濃淡画像を分割して形成される個々の領域毎に
その局所濃淡画像の平均濃淡度を求め、この平均濃淡度
が所定の範囲に入っている領域の当該局所濃淡画像を二
値化して有効な局所二値画像を作成する局所二値画像作
成部と、 この局所二値画像を格納する保持部と、 当該保持部に格納されている前記局所二値画像を合成し
て前記指紋二値画像とする指紋二値画像作成部と、 を備えたことを特徴とする指紋画像処理装置。1. A fingerprint image processing apparatus for creating a fingerprint binary image from an input fingerprint grayscale image, comprising the steps of: determining an average grayscale of a local grayscale image for each area formed by dividing the fingerprint grayscale image; A local binary image creating unit that creates a valid local binary image by binarizing the local grayscale image in an area where the average grayscale is within a predetermined range; and stores the local binary image. A fingerprint image processing apparatus, comprising: a holding unit; and a fingerprint binary image creating unit that combines the local binary images stored in the holding unit to obtain the fingerprint binary image.
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