JP2944557B2 - 縞パターン照合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、採取した指紋等の
縞パターンを、ファイルに登録してある縞パターンと照
合するための縞パターン照合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は縞パターンの一例の指紋の特徴点
を示す平面図である。

【０００３】指紋等の縞パターンは、照合のために用い
る特徴点として、図２に示すように、紋様を構成する盛
上った線の隆線１ａ〜１ｇの端部の点である端点２ａ〜
２ｃおよび２本の隆線の合流する点である分岐点３ａを
特徴点として用い、任意の一つの特徴点（図２において
は端点２ａ）を原点（親特徴点）として、その特徴点か
ら隆線（図２においては隆線１ａ）の伸びる方向にｙ軸
を、ｙ軸に対して直角方向にｘ軸を設け、ｘ軸およびｙ
軸で形成される４っの象限のそれぞれの象限内において
原点に最も近い位置にある特徴点（図２においては端点
２ｂおよび端点２ｃおよび端点２ｄおよび分岐点３ａ）
を子特徴点とし、親特徴点と子特徴点との間の隆線の数
をリレーションＲ１〜Ｒ４として用いることが特公昭６
０−１２６７４号公報において提案されている。

【０００４】図２において、画像の中央の点を原点とし
てＸ軸方向は縞パターンの原点から右への水平方向を示
し、Ｙ軸の正方向（図示省略）は原点からＸ軸に垂直な
上の方向を示す。ｙ軸とＸ軸とのなす角度すなわちｙ軸
の方向Ｄｉは、Ｘ軸を基準として測られる。すなわち、
隆線１ａは、Ｘ軸に対して角度Ｄｉの方向に伸びている
ことを示している。分岐点３ａの方向は、２本の隆線１
ｆおよび１ｇの間の方向として定義される。また、第一
〜第四象限における各リレーションＲ１〜Ｒ４は、リレ
ーションＲ１は端点２ａと端点２ｂの間にある隆線が隆
線１ａの延長部と隆線２ａの２本であるので、Ｒ１＝２
であり、同様に、Ｒ２＝１、Ｒ３＝２、Ｒ４＝１ で
ある。親特徴点と子特徴点との間に不明な部分がある場
合は、 Ｒｉ＝× と示す。

【０００５】照合すべき探索縞パターン（探索パター
ン）をファイルに登録してあるファイル縞パターン（フ
ァイルパターン）と照合するための縞パターン照合装置
としては、特公昭６３−２１２３３号公報に開示されて
いる。

【０００６】指紋のような縞パターンの照合には、犯罪
捜査のときのように、採取した未知の指紋を既に登録し
てあるファイル指紋と照合してその未知の指紋を特定す
る場合と、入出門管理等のためにあらかじめ特定の個人
の指紋およびＩＤ番号を登録しておき、入出門時に指紋
およびＩＤ番号を入力して登録してある指紋およびＩＤ
番号と照合して個人を確認する場合との２通りの照合形
態がある。

【０００７】図１４は、これらのうちの前者の場合の動
作を示すフローチャートであり、図１５は、後者の場合
の動作を示すフローチャートである。

【０００８】図１４においては、まず探索縞パターンの
特徴である領域パターンと特徴点リストとを入力した後
（ステップ４７）、ファイル縞パターンの特徴である領
域パターンと特徴点リストとを入力し（ステップ４
８）、各特徴点リストに登録されている全特徴点につい
て、総当り的にそれらの位置および方向およびリレーシ
ョンを調べ、対応する可能性のある特徴点の組（特徴点
対）を候補対として候補対リストに登録する（ステップ
４９）。次に、この候補対リストを用いて対応する特徴
点が最もよく一致する最適な座標整合量を求め（ステッ
プ５０）、候補対リストにある探索縞パターンの特徴点
を、この座標整合量に従って座標の整合を行う（ステッ
プ５１および５２）。ステップ４９およびステップ５０
の動作が粗照合６１である。

【０００９】次に、座標の整合後の探索縞パターンの特
徴点リストとファイル縞パターンの特徴点リストによっ
てそれらの位置および方向を調べ、候補対を精選する
（ステップ５３）。更に、精選した候補対を基に、リレ
ーションによる対応関係を調べ、各候補対に与えられて
いる候補対値を修正する（ステップ５４）。

【００１０】このようにして得られた候補対リストか
ら、１個の探索縞パターンの特徴点Ｓｉに対応する１個
のファイル縞パターンの特徴点Ｆｊを決定してそれらを
対値と共に対リストに登録して対リストを生成する（ス
テップ５５）。続いて再度リレーションによる対値の修
正を行い、更に領域パターンおよび対向特徴点を調べて
有効特徴点の数を減らして対値の最終的な値を決定する
（ステップ５６）。対値の最終的な値を決定したら、対
値を集計して有効照合特徴点数で正規化した照合値を求
め（ステップ５７）、このような動作をすべてのファイ
ル縞パターンに対して行って最も大きな照合値を示すフ
ァイル縞パターンの番号を出力する（ステップ５８）。
ステップ５１からステップ５７までの動作が詳細照合６
２である。

【００１１】図１５においては、まずファイル縞パター
ンのＩＤ番号を入力し（ステップ５９）、以下図１４の
ステップ４７からステップ５７までＩＤ番号の動作を行
い、最後に、照合値が一定値以上のとき、探索縞パター
ンのＩＤ番号ＩＤＭを回答として出力するする（ステッ
プ６０）。

【００１２】図１６は、多数のファイル縞パターンの特
徴点｛Ｆｊ｝が多数ある中から探索縞パターンの特徴点
｛Ｓｉ｝に最も類似したものを探す犯罪捜査のときの、
上記の縞パターン照合装置の動作、すなわち図１４の動
作の詳細を示すフローチャートである。

【００１３】まずステップ７１において、探索縞パター
ンＳからその特徴点｛Ｓｉ｝を抽出し、最大照合値ＳＣ
の値を０（ＳＣ＝０）、最高類似ファイル縞パターンの
ＩＤ番号Ｎを０（Ｎ＝０）に設定する。次にステップ７
２において、ファイル縞パターンの特徴点｛Ｆｊ｝と、
ファイル縞パターンのＩＤ番号ｍとを読み込む。２回目
以降の読み込みのとき、ファイル縞パターンがあればス
テップ７３に移行し、ファイル縞パターンがなければス
テップ８５に移行する。

【００１４】ステップ７３においては、探索縞パターン
の特徴点｛Ｓｉ｝の各特徴点Ｓｉと類似するファイル縞
パターンの特徴点Ｆｉｊの位置および方向およびリレー
ションの差がそれぞれ一定の値以下の場合に、それらの
候補値対ｖｉｊを求め、それら候補対リストＣｉｊ（Ｓ
ｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）に登録する。

【００１５】すなわち、Ｓ１：Ｆ１１／ｖ１１，Ｓ１：
Ｆ１２／ｖ１２，……Ｓ１：Ｆ１ｊ／ｖ１ｊ，……Ｓ
ｉ：Ｆｉ１／ｖｉ１，Ｓｉ：Ｆｉ２／ｖｉ２，……Ｓ
ｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ，……Ｓｎ：Ｆｎ１／ｖｎ１，Ｓ
ｎ：Ｆｎ２／ｖｎ２，……Ｓｎ：Ｆｎｊ／ｖｎｊ，……
を作成する。そして最大集中度を０に設定する。

【００１６】次に、ステップ７４において回転角ｒとし
て例えば−２９．４度を設定し、ステップ７５において
回転角ｒを１．４度増やす。

【００１７】次に、ステップ７６において、候補対Ｃｉ
ｊ（Ｓｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）のＳｉをｒ度回転させたと
きの位置（座標）および方向の各値（ｒＸｉ，ｒＹｉ，
ｒＤｉ）とＦｉｊの位置（座標）および方向の各値（Ｘ
ｉｊ：Ｙｉｊ，Ｄｉｊ）とを比較し、方向の差ΔＤ＝ｒ
Ｄｉ−Ｄｉｊの絶対値が所定の閾値ＴＤ以下のとき、偏
差平面（ΔＸ，ΔＹ）すなわちΔＸ＝ｒＸｉ−Ｘｉｊお
よびΔＹ＝ｒＹｉ−Ｙｉｊの点に候補対値ｖｉｊを加算
する。このようにして候補対リストの全候補対について
偏差平面上への候補対値ｖｉｊを加算が終了した後、最
も多くの点が集中している極大集中部（ΔＸ′，Δ
Ｙ′）と、その集中度合を示す極大集中度Ｍ′とを求
め、このときの回転角ｒをｒ′とする。

【００１８】次に、ステップ７７において、回転角ｒが
２８．０度よりも小さいときはステップ７５に戻り、２
８．０度よりも大きいときはステップ７８に移行する。

【００１９】次に、ステップ７８において、最大集中度
と極大集中度とを比較し、極大集中度が最大集中度より
も大きいときは、最大集中度Ｍ″および最適回転角ｒ″
および最適位置変位（Ｘ″，Ｙ″）を、極大集中度Ｍ′
および回転角ｒ′および極大集中部（ΔＸ′，ΔＹ′）
により更新する。

【００２０】次に、ステップ７９において、最大集中度
Ｍ″を一定の値と比較し、一定の値よりも小さいとき
は、照合値ＳＣ＝０としてステップ７２に戻る（ステッ
プ８０）。一定の値以上のときは、ステップ８１に移行
する。

【００２１】ステップ８１においては、最適回転角ｒ″
および最適位置変位（Ｘ″，Ｙ″）を座標整合量とし、
探索縞パターンの特徴点Ｓｉをこの座標整合量で変換し
て特徴点ｔＳｉとしてステップ８２に移行する。

【００２２】ステップ８２においては、候補対Ｃｉｊ
（Ｓｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）の 特徴点Ｓｉの代りに特徴
点ｔＳｉを用い、特徴点ｔＳｉと特徴点Ｆｉｊの比較
（詳細照合）を行い、ステップ８３において、探索縞パ
ターンの特徴点ｔＳｉとＩＤ番号ＩＤＭのファイル縞パ
ターンの特徴点Ｆｊとの照合値ＳＣを計算する。この照
合値ＳＣが最大照合値ＭＳＣよりも大きいときは、ＭＳ
ＣをＳＣに更新し、ＩＤ番号ＩＤＭで回答ＩＤ番号Ｎを
ｎに更新し、次のファイル縞パターンの特徴点を読み出
すためにステップ７２に戻る（ステップ８４）。

【００２３】ステップ８５においては、最大照合値ＭＳ
Ｃが一定の閾値よりも大きいときは探索縞パターンのＩ
Ｄ番号はＮであるとし、その閾値よりも大きくないとき
は探索縞パターンのＩＤ番号は該当するもながないとす
る。

【００２４】このように、特公昭６３−２１２３３号公
報に開示されている縞パターン照合装置は、例えば探索
縞パターンが指紋の場合、探索縞パターンの特徴点｛Ｓ
ｉ｝およびファイル縞パターンの特徴点｛Ｆｊ｝を表現
するとき、指紋の紋様の中心を原点、指の先端の方向を
Ｙ軸、Ｙ軸に直角の方向をＸ軸として座標系を決め、指
紋の各特徴点の位置や方向をこの座標系によって表現す
ることが前提となっている。従ってステップ７３におけ
る位置の検査が重要な役割を担っており、ステップ７４
および７５および７６および７８においては、その原点
および座標軸を基本として特徴点Ｓｉを回転させてい
る。このため、品質の悪い片鱗遺留指紋や渦状や蹄状の
紋様がない遺留掌紋の照合の場合は、紋様の中心や軸の
方向をセットし直したり、中心と軸の方向の組を複数組
セットして照合することが必要である。

【００２５】特開平２−１８３３８０号公報には、入室
管理用等を目的とする個人照合装置が開示されている。
この個人照合装置は、入力された指紋画像を二値化処理
し、この二値化データに基づいて特定個人の指紋の登録
・照合を行うため、指紋の二値化像に対応する縞催を有
するマスクを複数個設け、二値化像にこのマスクをあて
がってそれらの不一致度を求め、指紋像の方向を検出す
るようにしたことを特徴とするものであり、犯人が犯罪
現場に残した遺留指紋が探索縞パターンであるときのよ
うに、探索縞パターンが、ファイル縞パターンを登録す
るときと位置がずれたり縞パターンの方向がずれたりす
ると、照合ができなくなる方式のものである。

【００２６】また、特開昭５９−１４４９８２号公報に
開示されている縞状パターン照合方式は、画像入力装置
から得られた探索縞パターンとファイル（登録）縞パタ
ーンとを照合するとき、探索縞パターンの端点および分
岐点の特徴点とファイル縞パターンの特徴点とを照合す
るのではなく、二つのパターンの隆線同士が一致するか
否かを照合する方式のものであり、位置ずれや方向ずれ
が起きても照合できるようにすることには対応不可能で
ある。本号公報には、上述の特開平２−１８３３８０号
公報の個人照合装置と同様にファイル縞パターンの特徴
を記憶しておき、探索縞パターンと照合する時点でファ
イル縞パターンに登録した通りの特徴が存在するか否か
を確認するため、各ファイル縞パターン毎に探索縞パタ
ーンからその都度特徴を抽出する方法も提示されている
が、この方法でも、探索縞パターンの位置や方向がファ
イル縞パターンの登録時の位置や方向とずれている場合
は、照合ができなくなる方式である。

【００２７】上述の二つの方式は、例えば登録指紋数と
して１０万人分の指紋が必要な犯罪捜査用の指紋照合装
置用としては、適用が不可能なものである。なぜなら、
１指分の特徴点の数を１２個（一般に、二つの指紋の間
で１２個の特徴が一致するときは、これらの二つの指紋
は同一人の指紋であるとされている。）とするとき、１
０万人のそれぞれについて１０本の指の指紋が登録され
ているとすると、１００万個の指の指紋との照合が必要
となる。従って、１個の遺留指紋に対して１００万×１
２個 の特徴点の方向抽出を行わなければならず、実用
上極めて能率が低くなるからである。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題、すなわち本発明の目的は、犯人が犯罪現場に
残した遺留指紋のような探索縞パターンを、極めて多数
の指紋が登録されているファイル縞パターンと照合する
とき、探索縞パターンの位置や方向に無関係に対応する
特徴点間の対値やパターン間照合値を求めることができ
るようにして、高速かつ高精度に縞パターンの照合を行
うことができる縞パターン照合装置を提供することにあ
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、探索縞パター
ンの方向または位置の一方または両方が特定できない場
合にも、探索縞パターンの特徴点に対応するファイル縞
パターンの特徴点を選択して候補対リストを作成できる
ようにしたものである。すなわち、対検査回路は、探索
縞パターンの特徴点とファイル縞パターンの特徴点とを
比較するとき、探索縞パターンの特徴点の周囲の子特徴
点との間の距離や方向やリレーション（隆線数）と、フ
ァイル縞パターンの特徴点の周囲の子特徴点との間の距
離や方向やリレーションとを比較することができる。従
ってファイル縞パターンに対する探索縞パターンの方向
または位置の一方または両方が不明なとき、無理に探索
縞パターンの方向や位置を推測する必要がない。

【００３０】本発明はまた、探索縞パターンの方向また
は位置の一方または両方が特定できない場合にも、ファ
イル縞パターンと最もよく合致する探索縞パターンの方
向および位置を決定することができるようにしたもので
ある。すなわち、候補対リストのなかの一つの候補対を
軸候補対とし、軸候補対の二つの特徴点の方向の差で決
まる回転角だけ探索縞パターンを回転させた回転済探索
縞パターンの特徴点とファイル縞パターンの特徴点との
方向の差および座標値のＸ座標およびＹ座標の差が与え
られた条件を満たすときに、偏差平面に候補対値を加算
する作業を行い、一つの軸候補対に対するすべての加算
作業の終了後、偏差平面上において極大集中部と極大値
とを求め、順次に指定する軸候補対のすべてについて極
大集中部と極大値とを求め、それらの極大値の中の最大
値を求めることによって探索縞パターンとファイル縞パ
ターンとの最適整合値を求めることができるようにした
ものである。従ってファイル縞パターンに対する探索縞
パターンの方向または位置の一方または両方が不明なと
き、ファイル縞パターンと最もよく合致する探索縞パタ
ーンの方向および位置を自動的に決定することができる
ため、指紋の照合の専門家等が、方向決めや位置決めの
ための煩わしい作業を行なう必要がない。

【００３１】本発明は更に、最適整合値を求めるために
偏差平面に候補対値を加算するとき、高速に候補対値を
加算することができるようにしたものである。すなわ
ち、探索縞パターンの任意の特徴点の座標（Ｘｉ，Ｙ
ｉ）を、画像の原点を中心として一定角度（例えば１．
４度）ずつ回転することによって複数個（例えば左右に
各２０個）の回転済探索縞パターンの特徴点にあらかじ
め変換して記憶しておき、候補対リストのなかの一つの
候補対を軸候補対としたとき、その二つの特徴点の方向
の差で決まる回転角だけ探索縞パターンを回転させた回
転済探索縞パターンの特徴点とファイル縞パターンの特
徴点とを比較できるようにしたものである。従って、軸
候補対の二つの特徴点の方向の差を計算する度に探索縞
パターンを回転させる作業を行う必要がなくなる。

【００３２】本発明においては、偏差平面に候補対値を
加算するとき、軸候補対の探索縞パターンの特徴点をフ
ァイル縞パターンの特徴点に重ね合わせるために軸候補
対の探索縞パターンを回転させてＸ軸方向およびＹ軸方
向に平行移動させるが、そのときの平行移動量は、候補
対リスト中の回転後の探索縞パターンの特徴点を、ファ
イル縞パターンの特徴点に重ね合わせるための平行移動
量とほぼ同じである。

【００３３】すなわち、回転後の探索縞パターンの特徴
点とファイル縞パターンの特徴点の方向の差（ｒＤｉ−
Ｄｉｊ）の絶対値が閾値ＴＤ以下であり、それらのＸ座
標値の差ΔＸ＝（ｒＸｉ−Ｘｉｊ）およびＹ座標値の差
ΔＹ＝（ｒＹｉ−Ｙｉｊ）がそれぞれ （ｒＸｍ−Ｘｍｎ−ＴＴ）≦ΔＸ≦（ｒＸｍ−Ｘｍｎ＋
ＴＴ） （ｒＹｍ−Ｙｍｎ−ＴＴ）≦ΔＹ≦（ｒＹｍ−Ｙｍｎ＋
ＴＴ） を満たすとき、すなわち、回転済探索縞パターンの特徴
点とファイル縞パターンの特徴点の方向の差がＴＤ以下
であり、それらのＸ座標値の差およびＹ座標値の差が±
ＴＴ以下であるとき（回転済探索縞パターンの特徴点Ｓ
ｍと特徴点Ｆｍｎとを結んだ線が回転済探索縞パターン
の特徴点Ｓｉとファイル縞パターンの特徴点Ｆｊとを結
んだ線とほぼ平行であるとき）、偏差平面（ΔＸ，Δ
Ｙ）に候補対値を加算する作業を行い、加算終了後、極
大集中部と極大値とを求めることができる。従って探索
縞パターンがファイル縞パターンに対してどの程度の歪
まで許容できるかによっ上式のＴＴの値を設定すること
ができる。

【００３４】本発明の縞パターン照合装置は、探索縞パ
ターンがすでに登録してある複数のファイル縞パターン
のうちの一つのファイル縞パターンと同一の縞パターン
であるか否かを両者の特徴点を照合することによって判
断するため、前記探策縞パターンを入力してその特徴点
を抽出する探策縞パターン入力特徴抽出部と、前記探策
縞パターン入力特徴抽出部が抽出した前記探策縞パター
ンの特徴点を記憶する探策縞パターン特徴記憶部と、あ
らかじめ前記ファイル縞パターンの特徴点を記憶してい
るファイル縞パターン特徴記憶部と、前記探策縞パター
ン特徴記憶部に記憶した前記探策縞パターンの特徴点と
前記ファイル縞パターン特徴記憶部に記憶してある前記
ファイル縞パターンの特徴点との一致性を検査する対検
査回路と、前記対検査回路によって前記探策縞パターン
の特徴点と前記ファイル縞パターンの特徴点との特徴点
が類似すると判断されて候補対となった特徴点の組と候
補対値とを記憶する候補対リストと、前記探策縞パター
ンの特徴点を例えば画像の中央の点の座標を中心して一
定角度ずつ回転することによって複数個の回転済探策縞
パターン特徴点を作成する座標変換回路と、前記座標変
換回路が作成した回転済探策縞パターン特徴点を記憶す
る回転済探策縞パターン特徴記憶部と、候補対リストに
記憶した候補対のうち候補対値が一定の条件を満足する
候補対を軸候補対とし、前記軸候補対となった前記探策
縞パターン特徴点の方向と同じく前記軸候補対となった
前記ファイル縞パターンとの方向との差に相当する所定
の角度だけ前記探策縞パターンの特徴点を回転させた回
転済探策縞パターン特徴点と前記ファイル縞パターン特
徴点とを用い、それらの方向の差およびＸ軸の値の差お
よびＹ軸の差がそれぞれ一定の条件を満足するとき、偏
差平面上の前記Ｘ軸の値の差および前記Ｙ軸の差の位置
に候補対値を加える偏差平面記録部とを備え、前記対検
査回路において前記探策縞パターン特徴記憶部に記憶し
てある任意の前記探策縞パターンの特徴点が前記ファイ
ル縞パターン特徴記憶部に記憶してある任意の前記ファ
イル縞パターンの特徴点と所定の条件で合致する場合に
それらを候補対として前記候補対リストに記憶し、前記
候補対リストの中の特定の条件を満足する候補対を軸候
補対とし、前記軸候補対の方向の差によって決まる前記
回転済探策パターンの特徴点の座標値および方向と前記
ファイル縞パターンの特徴点の座標値および方向との差
が与えられた条件を満たすときに軸候補対値を前記偏差
平面記録部によって偏差平面にＸ軸の値の差およびＹ軸
の差に加算し、前記軸候補対に関するすべての加算が終
了したとき前記偏差平面記録部から極大集中部および極
大値を求め、順次に指定される前記軸候補対の回転角と
その回転角のときに決定した前記極大値のうちの最大と
なる前記極大集中部を前記探策縞パターンと前記ファイ
ル縞パターンとの間の最適位置変位とし、前記最適位置
変位の求まるときの回転角である最適回転角を最適座標
整合量として前記候補対リストの探策縞パターンの特徴
点に適用して整合後探策縞パターン特徴点とし、前記整
合後探策縞パターン特徴点と前記ファイル縞パターンの
特徴点の間で詳細照合を実行することを含むものであ
り、特に、前記探策縞パターンの特徴点と前記ファイル
縞パターンの特徴点との候補対を検出するとき、前記探
策縞パターンの任意の一つの探策縞パターンの特徴点を
親特徴点とし、その座標を第一の局所原点としその方向
を第一の局所方向としたときの前記探策縞パターンの親
特徴点の４象限の各子特徴点との間の隆線数および前記
第一の局所原点からの位置および前記第一の局所方向か
らの方向と、前記ファイル縞パターンの任意の一つのフ
ァイル縞パターンの特徴点を親特徴点とし、その座標を
第二の局所原点としその方向を第二の局所方向としたと
きの前記ファイル縞パターンの親特徴点の４象限の各子
特徴点との間の隆線数および前記第二の局所原点からの
位置および前記第二の局所方向からの方向との比較によ
って候補対を検出する、または、前記探策縞パターンの
特徴点と前記ファイル縞パターンの特徴点との候補対を
検出するとき、前記探策縞パターンの任意の一つの探策
縞パターンの特徴点を親特徴点とし、その座標を第一の
局所原点としその方向を第一の局所方向としたときの前
記探策縞パターンの親特徴点の４象限の各子特徴点およ
び孫特徴点との間の隆線数および前記第一の局所原点か
らの位置および前記第一の局所方向からの方向と、前記
ファイル縞パターンの任意の一つのファイル縞パターン
の特徴点を親特徴点とし、その座標を第二の局所原点と
しその方向を第二の局所方向としたときの前記ファイル
縞パターンの親特徴点の４象限の各子特徴点および孫特
徴点との間の隆線数および前記第二の局所原点からの位
置および前記第二の局所方向からの方向との比較によっ
て候補対を検出するものであり、更に、前記候補対リス
トの中の一つの候補対の値が一定値以上のものまたは一
定値以上のもののうちに最大のものから一定数の候補対
を軸候補対とし、前記探策縞パターンの特徴点と前記フ
ァイル縞パターンの特徴点との方向の差で決まる前記回
転済探策パターンの特徴点と前記ファイル縞パターンの
特徴点とを比較するため、前記候補対リストの中の前記
探策パターンの特徴点の代りに前記回転済探策パターン
の特徴点を利用し、前記回転済探策パターンの特徴点と
前記ファイル縞パターンの特徴点との方向の差の絶対値
が所定の閾値以下であり、かつ座標値のＸ座標およびＹ
座標の差がそれぞれ前記軸候補対のＸ座標およびＹ座標
の差とほぼ同じである条件を満たすときにＸ座標および
Ｙ座標の偏差平面に候補対値を加算する作業を行い、前
記加算作業の終了後前記偏差平面上において極大集中部
と極大値とを求め、前記軸候補対のすべてについて極大
集中部と極大値とを求めた後極大値の最大値となる極大
集中部を最大集中部とし、そのときの回転角を最適回転
角とすることによって最適整合値を求め、また、最大集
中部を含む複数の極大集中部において整合後探策パター
ン特徴点を作成し、複数回の詳細照合を実行して複数の
照合値を求め、前記複数の照合値の最大値または和を前
記探策縞パターンの特徴点と前記ファイル縞パターンの
特徴点との照合値とするものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３６】図１は本発明の一実施形態を示すブロック
図、図３は図１の実施形態の第一の動作を示すフローチ
ャート、図４は図１の実施形態の第二の動作を示すフロ
ーチャート、図５は図１の実施形態の詳細照合における
探索縞パターンの特徴点とファイル縞パターンの特徴点
の関係を示す平面図、図６は図１の実施形態に適用する
探索縞パターンの一例を線画で示した模式図、図７は図
１の実施形態に適用するファイル縞パターンの一例を線
画で示した模式図、図８は図６の探索縞パターンと図７
のファイル縞パターンの特徴点を同一画面上に重ねて図
示した模式図、図９は図６の軸候補１と図７の軸候補２
の方向を一致させたときの集中度を示す模式図、図１０
は図６の軸候補２と図７の軸候補３の方向を一致させた
ときの集中度を示す模式図、図１１は図６の軸候補２と
図７の軸候補７の方向を一致させたときの集中度を示す
模式図、図１２は図６の軸候補３と図７の軸候補３の方
向を一致させたときの集中度を示す模式図、図１３は図
６の軸候補２と図７の軸候補７の方向を一致させて最適
座標整合を行った後の状態を示す模式図である。

【００３７】本装置の説明の前に、縞パターンの特徴点
とその特性値（データ）の表現形式について定義してお
く。図２において、端点２ａ〜２ｅおよび分岐点３ａは
すべて特徴点であるが、一般的に探索縞パターン｛Ｓ
ｉ：ｉ＝１，２，……，Ｉ｝のの特徴点をＳｉ、ファイ
ル縞パターン｛Ｆｉｊ：ｊ＝１，２，……，Ｊ｝の特徴
点を特徴点Ｆｉｊで表わす。また、探索縞パターンの特
徴点Ｓｉの位置（座標）を（Ｘｉ，Ｙｉ）、方向をＤ
ｉ、特徴点Ｓｉの子特徴点をＳｉｋ、特徴点Ｓｉと子特
徴点をＳｉｋとのリレーションをＲｉｋ、子特徴点の座
標を（Ｘｉｋ，Ｙｉｋ）で表わす。同様に、ファイル縞
パターンの座標を（Ｘｊ，Ｙｊ）、方向をＤｊ、特徴点
Ｆｊの子特徴点をＦｊｋ、特徴点Ｆｊと子特徴点をＦｊ
ｋとのリレーションをＲｊｋ、子特徴点の座標を（Ｘｊ
ｋ，Ｙｊｋ）で表わす。

【００３８】図１において、探索縞パターン入力特徴抽
出部１１は、スキャナー等の入力装置から探索縞パター
ン（探索縞パターン）を入力してその特徴点（Ｓｉ：
（Ｘｉ，Ｙｉ），Ｄｉ，Ｓｉｋ，Ｄｉｋ，ｉ＝１〜Ｉ）
を抽出する。

【００３９】探索縞パターン特徴記憶部１２は、探索縞
パターン入力特徴抽出部１１が抽出した探索縞パターン
の特徴点（探索パターン特徴点）を記憶する。記憶した
探索縞パターン特徴点は、随時読出すことができる。

【００４０】ファイル縞パターン特徴記憶部１３は、フ
ァイル縞パターン（ファイルパターン）の特徴点（Ｆ
ｊ：（Ｘｊ，Ｙｊ），Ｄｊ，Ｆｊｋ，Ｄｊｋ，，ｊ＝１
〜Ｊ）を記憶している。記憶しているファイル縞パター
ンの特徴点は、随時読出すことができる。

【００４１】座標変換回路１７は、探索縞パターン特徴
点を、特徴点の座標（Ｘｉ，Ｙｉ）を、画像の原点を中
心として一定角度（例えば１．４度）ずつ回転すること
によって、複数回（例えば左右に各２０回）の回転済探
索縞パターンの特徴点（回転済探索縞パターン特徴点）
を作成する。回転済探索縞パターン特徴点は、探索縞パ
ターンのすべての特徴点について作成する。

【００４２】回転済探索縞パターン特徴記憶部１４は、
座標変換回路１７が作成した回転済探索縞パターン特徴
点を記憶する。回転済探索縞パターン特徴記憶部１４に
記憶した回転済探索縞パターン特徴点は、随時読出すこ
とができる。

【００４３】対検査回路１６は、探索縞パターン特徴記
憶部１２に記憶した任意の探索縞パターンの特徴点Ｓｉ
と、ファイル縞パターン特徴記憶部１３に記憶した任意
のファイル縞パターンの特徴点Ｆｊとの一致性を検査す
る。特徴点Ｓｉと対応する候補特徴点Ｆｉｊとの一致の
度合が一定値以上の場合（詳細は後述する）は、それら
を候補対Ｃｉｊ（Ｓｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）とする。

【００４４】候補対リスト１５は、対検査回路１６が検
出した候補対Ｃｉｊを記憶する。

【００４５】偏差平面記録部１９は、候補対リスト１５
に記憶した候補対Ｃｉｊのうち、候補対値ｖｉｊ（詳細
は後述する）が一定値以上の候補対Ｃｍｎ（Ｓｍ：Ｆｍ
ｎ／ｖｎｍ）を軸候補対とし、軸候補対値ｖｍｎの探索
縞パターンの特徴点Ｓｍの方Ｄｍと軸候補対のファイル
縞パターンＦｍｎの方向Ｄｍとの差Ｄｒに相当する角度
だけ探索縞パターンを回転させた回転済探索縞パターン
特徴点ｒＳｉ（ｒＸｊ，ｒＹｊ，ｒＤｉ，Ｒｉｋ）とＳ
ｉとの候補となるファイル縞パターン特徴点Ｆｉｊ（Ｘ
ｉｊ，Ｙｉｊ，Ｄｉｊ，Ｒｉｊｋ）とを用い、それらの
方向の差（ｒＤｉ−Ｄｉｊ）の絶対値が閾値ＴＤ以下で
あり、Ｘ軸の値の差ΔＸおよびＹ軸の値の差ΔＹがそれ
ぞれ ΔＸ＝（ｒＸｉ−Ｘｉｊ：ｒＸｉは回転済探索縞
パターンの特徴点ｒＳｉのＸ座標値）およびΔＹ＝（ｒ
Ｙｉ−Ｙｍ：ｒＹｉは回転済探索縞パターンの特徴点ｒ
ＳｉのＹ座標値）が与えられた条件を満たす場合、ΔＸ
およびΔＹをそれぞれｘ軸およびｙ軸とする偏差平面
（ΔＸ，ΔＹ）に軸候補対値ｖｉｊを加算する作業を行
う。指定の軸候補対についての加算が終了した後、極大
集中部（ΔＸ′，ΔＹ′）と極大値ｖ′ｉｊを求め（詳
細は後述）、このときの回転済探索縞パターン特徴点ｒ
Ｓｉの回転角をｒ′として記憶する。

【００４６】制御部１０は、探索縞パターン入力特徴抽
出部１１および探索縞パターン特徴記憶部１２およびフ
ァイル縞パターン特徴記憶部１３および対検査回路１６
および候補対リスト１５および回転済探索縞パターン特
徴記憶部１４および偏差平面記録部１９の動作を制御す
ると共に、偏差平面記録部１９によって順次に指定され
る軸候補対毎に決定される極大値のうちの最大の極大値
となる極大集中部を、探索縞パターンとファイル縞パタ
ーンとの間の最適距離（ΔＸ″，ΔＹ″）とし、これが
求まるときの回転角すなわち最適回転角ｒ″と最適位置
変位とを最適整合量とする。

【００４７】この後、探索縞パターンの特徴点に対して
上記の最適整合量を適用した整合後探索縞パターンの特
徴点ｔＳｉを、候補対Ｃｉｊ（Ｓｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）
のＳｉの代りに用いて後述の詳細照合を行う。

【００４８】詳細照合においては、候補対Ｃｉｊの中か
ら特徴点Ｓｉに対する唯一の特徴点Ｆｉｊの対とその対
値を決定した後、残りの非対の特徴点について、照合相
手の縞パターンの不明領域に位置しているかあるいは探
索縞パターン内またはファイル縞パターン内で対向して
いるかを検査することにより、有効照合特徴点数を減ず
る。このことから、二つの指紋の照合値を算出する。

【００４９】ファイル縞パターン特徴記憶部１３に登録
されている指紋が複数個ある場合でも、ＩＤカードやキ
ーボードから個人のＩＤ番号が指定された場合は、その
指定されたＩＤ番号に対応する一組のファイル縞パター
ンの特徴点と探索縞パターンの特徴点との照合を行うの
みでよい。個人のＩＤ番号が指定されない場合は、複数
組のファイル縞パターンの特徴点の中から最も類似した
ファイル縞パターンの特徴点を求めることになるが、こ
の場合は、複数組のファイル縞パターンの特徴点の中の
一組のファイル縞パターンの特徴点を順次に制御部１０
に呼び出して探索縞パターンの特徴点との照合を行う。

【００５０】対検査回路１６は、探索縞パターンの特徴
点｛Ｓｉ：（Ｘｉ，Ｙｉ），Ｄｉ，Ｓｉｋ，Ｒｉｋ｝
と、ファイル縞パターンの特徴点｛Ｆｊ：（Ｘｊ，Ｙ
ｊ），Ｄｊ，Ｆｊｋ，Ｒｊｋ｝とにおいて、方向の差の
絶対値｜Ｄｉ−Ｄｊ｜が ｜Ｄｉ−Ｄｊ｜≦Ｒｏｔ（Ｒｏｔは指定された角度で、
例えば２８度） を満足し、かつ、探索縞パターンの特徴点のリレーショ
ンＲｉｋ（ｋ＝１〜４）とファイル縞パターンの特徴点
のリレーションＲｊｋ（ｋ＝１〜４）との差の絶対値｜
Ｒｉｋ−Ｒｊｋ｜が ｜Ｒｉｋ−Ｒｊｋ｜≦ＴＲ（ＴＲ
は指定された値：閾値）を満たす回数ＳＰＣが所定の値
の閾値ＴＳ以上であるときは、これを特徴点Ｓｉとそれ
に対する特徴点Ｆｉｊとの間の候補対値ｖｉｊとして成
功回数ＳＰＣを特徴点Ｓｉおよび特徴点Ｆｉｊと共に制
御部１０に出力する。

【００５１】探索縞パターンの特徴点の座標および方向
を変換する座標変換回路１７は、制御部１０を介して逐
次与えられる探索縞パターンの特徴点の座標（Ｘｉ，Ｙ
ｉ）および方向（角度）Ｄｉを、予め与えられいる値
（ａ，ｂ，ｃ）を用いて、次式によって変換する。

【００５２】ｈＸｉ＝（Ｘｉ−ａ）Ｃos（Ｄｉ−ｃ）＋
（Ｙｉ−ｂ）Ｓin（Ｄｉ−ｃ） ｈＸｉ＝（Ｙｉ−ｂ）Ｃos（Ｄｉ−ｃ）＋（Ｘｉ−ａ）
Ｓin（Ｄｉ−ｃ） ｈＤｉ＝Ｄｉ−ｃ 変換後の探索縞パターンの特徴点の座標値として（ｈＸ
ｉ，ｈＹｉ）を、方向（角度）として ｈＤｉ を出力
する。上式のｈをｒに置換すると回転済探索縞パターン
の特徴点が得られ、ｈをｔに置換すると整合後探索縞パ
ターンの特徴点が得られる。

【００５３】次に、図３のフローチャートを参照して、
上述のように構成した縞パターン照合装置の動作につい
て説明する。図３には、図１６の動作と対比するため、
回転済探索縞パターン特徴点を用意しない場合の動作に
ついて示してある。

【００５４】まずステップ３１において、探索縞パター
ン入力特徴抽出部１１によって、スキャナー等の入力装
置から入力した探索縞パターンのＩ個の特徴点Ｓｉ（ｉ
＝１〜Ｉ）を抽出し、最大照合値ＭＳＣ＝０、最高類似
パターンのＩＤ番号＝０とする。探索縞パターン特徴記
憶部１２は、探索縞パターン入力特徴抽出部１１によっ
て抽出したそれらの特徴点を記憶する。探索縞パターン
は、スキャナー等によって直接に入力される場合の他
に、遠隔地に設置されている機器から通信回線を介して
電子的に送られてくる場合もある。

【００５５】次にステップ３２において、ファイル縞パ
ターン特徴記憶部１３に記憶しているファイル縞パター
ンのＪ個の特徴点Ｆｊ（ｊ＝１〜Ｊ）とそのＩＤ番号Ｉ
ＤＭとを読み出す。

【００５６】次にステップ３３において、特徴点Ｓｉと
特徴点Ｆｉｊ（Ｓｉに対応する候補として判るようにＦ
ｉｊと表現する）との位置は比較せず、それらの方向の
差が指定値以下（図１６の動作と対比のために±２８．
０度以下とするが、基本的には方向の比較がなくても不
都合はない）であり、リレーション同士の候補対値ｖｉ
ｊが一定値以上の場合に、それらを候補対Ｃｉｊ（Ｓ
ｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）として候補対リストに登録する。
また最大集中度を０とする。

【００５７】ステップ３３においては、探索縞パターン
特徴記憶部１２に記憶した任意の特徴点Ｓｉが、指定さ
れた制限内で、ファイル縞パターン特徴記憶部１３に記
憶しているファイル縞パターンのＪ個の特徴点のうちの
いずれか一つの特徴点Ｆｊと合致するか否かを判定する
ため、対検査回路１６に閾値ＴＸおよびＴＹおよびＴＤ
およびＴＲおよびＴＳをセットしておき、探索縞パター
ンの特徴点｛Ｓｉ：（Ｘｉ，Ｙｉ），Ｄｉ，Ｓｉｋ，Ｒ
ｉｋ（ｋ＝１〜４）｝を１個セットする度に、ファイル
縞パターンのＪ個の特徴点｛Ｆｊ：（Ｘｊ，Ｙｊ），Ｄ
ｊ，Ｆｊｋ，Ｒｊｋ（ｋ＝１〜４）｝を順次に入力し、
探索縞パターンの特徴点Ｓｉとファイル縞パターンの特
徴点Ｆｊとの方向の差の絶対値｜Ｄｉ−Ｄｊ｜が一定値
ＴＤ以下のとき、それらのリレーションＲｉｋ（ｋ＝１
〜４）とリレーションＲｊｋ（ｋ＝１〜４）の差が閾値
ＴＲ以下のものの個数（成功回数）ＳＰＣが閾値ＴＳ以
上のものがあるときは、成功回数ＳＰＣを候補対値ｖｉ
ｊとして探索縞パターンの特徴点Ｓｉおよびこれに対応
する候補としてのファイル縞パターンの特徴点Ｆｉｊと
共に候補対Ｃｉｊ（Ｓｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）として制御
部１０に出力し、制御部１０はこれを候補対リスト１５
に格納する。

【００５８】次に、ステップ３４において、候補対リス
ト１５の中の候補対Ｃｉｊ（Ｓｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）の
うちの候補対値ｖｉｊの値が一定値以上のもの、または
一定値以上であってかつ最大のものから順に一定数のも
のを軸候補Ｃｎｍ（Ｓｍ：Ｆｍｎ／ｖｍｎ）として選択
し、ステップ３５に移行する。

【００５９】ステップ３５においては、特徴点Ｓｍを特
徴点Ｆｍｎに合わせるために必要な回転角ｒを特徴点Ｓ
ｍに適用して特徴点ｒＳｉとし（これにより探索縞パタ
ーンの１個の特徴点とファイル縞パターンの１個の特徴
点とによって原点および座標軸が仮に設定されたことに
なり、特公昭６３−２１２３３号公報における指紋の中
心および座標系の設定という制限がなくなる）、 ＴＸ＝（ｒＸｍ−Ｘｍｎ）およびＴＹ＝（ｒＹｍ−Ｙｍ
ｎ） を求め、方向の差ΔＤ＝（ｒＤｉ−Ｄｊ）の絶対値が閾
値ＴＤ以下であり、Ｘ座標値の差 ΔＸ＝（ｒＸｉ−Ｘ
ｉｊ）および Ｙ座標値の差 ΔＹ＝（ｒＹｉ−Ｙｉ
ｊ）がそれぞれ （ＴＸ−ＴＴ）≦ΔＸ≦（ＴＸ＋ＴＴ） （ＴＹ−ＴＴ）≦ΔＹ≦（ＴＹ＋ＴＴ） を満たすとき、偏差平面記録部１９によって偏差平面
（ΔＸ，ΔＹ）に候補対Ｃｉｊを記録（プロット）する
作業を行い、プロット終了後極大集中部と極大値とを求
める。

【００６０】すなわち、ファイル縞パターン特徴点Ｆｉ
ｊと回転済探索縞パターン特徴点ｒＳｉとの方向の差Δ
Ｄが閾値ＴＤ以下であり、それらのＸ座標値およびＹ座
標値の差が±ＴＴ以内であってほぼ同じであると認めら
れるとき（特徴点Ｓｍと特徴点Ｆｍｎを結んた線が回転
済特徴点ｒＳｉと特徴点Ｆｉｊを結んた線とほぼ平行で
あるとき）、偏差平面（ΔＸ，ΔＹ）に候補対値ｖｉｊ
を加算する作業を行い、加算終了後極大集中部（Δ
Ｘ′，ΔＹ′）と極大集中度Ｍ′とを求める。このとき
の回転角をｒ′とする。

【００６１】ステップ３６においては、極大集中度Ｍ′
と最大集中度Ｍ″とを比較し、極大集中度Ｍ′が最大集
中度Ｍ″よりも大きい場合は最大集中度Ｍ″および最適
回転角ｒ″および最適位置変位（ΔＸ″，ΔＹ″）を極
大集中度Ｍ′および回転角ｒ′および極大集中部（Δ
Ｘ′，ΔＹ′）に更新し、次の軸候補Ｖｎｍがある場合
はステップ３５に戻り、次の軸候補Ｃｍｎがない場合は
ステップ３８に移行する（ステップ３７）。

【００６２】ステップ３８においては、最大集中度Ｍ″
が一定値以下であるか否かを判断し、一定値以下である
ときはステップ３９に移行し、一定値を超えるときはス
テップ４０に移行する。

【００６３】ステップ３９においては、照合値ＳＣを０
としてステップ３２に戻る。

【００６４】ステップ４０においては、最大集中度Ｍ″
（軸候補Ｃｍｎについて順次に検出した極大集中度Ｍ′
のうちの最大のもの）が一定値を超えるとき、最適回転
角ｒ″および最適位置変位（ΔＸ″，ΔＹ″）を最適座
標整合量とし、この最適回転角ｒ″および最適位置変位
（ΔＸ″，ΔＹ″）で特徴点Ｓｉを座標整合して整合後
探索縞パターン特徴点ｔＳｉとする。

【００６５】次にステップ４１において、候補対Ｃｉｊ
（Ｓｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）の特徴点Ｓｉの代りに特徴点
ｔＳｉを用い、特徴点ｔＳｉおよび特徴点Ｆｉｊに対し
て詳細照合を行う。すなわち、制御部１０は、候補対Ｃ
ｉｊ（Ｓｉ：Ｆｉｊ／ｖｉｊ）の特徴点Ｓｉの代りに、
特徴点Ｓｉを最適回転角ｒ″および最適位置変位（Δ
Ｘ″，ΔＹ″）で座標変換した整合後探索縞パターン特
徴点ｔＳｉを用い、これとファイル縞パターン特徴点Ｆ
ｉｊとの照合を行う。詳細照合は、一つの特徴点ｔＳｉ
に対して候補対リストから唯一の特徴点Ｆｉｊが決定で
きるように、候補対の中から対を決定して対値ｗｉｊを
決め、非対の特徴点については、照合相手の縞パターン
の不明領域に位置しているか、あるいは、探索縞パター
ン内またはファイル縞パターン内で対向しているかを検
査することによって有効な照合特徴点の数を減らす。

【００６６】次にステップ４２において、これらの対値
の和と有効な照合特徴点の数によって探索縞パターン特
徴点ＳｉおよびそのＩＤ番号ＩＤＭとファイル縞パター
ン特徴点Ｆｉｊとの照合値ＳＣを計算し、その値をこれ
ら２個の縞パターン特徴点間のパターン間照合値とす
る。

【００６７】次にステップ４３において、照合値ＳＣが
最大照合値ＭＳＣより大きい場合は照合値ＳＣで最大照
合値ＭＳＣを更新し、回答用ＩＤ番号ＮをＩＤ番号ＩＤ
Ｍにより更新しステップ３２に戻る。

【００６８】ステップ４４においては、最大照合値ＭＳ
Ｃが一定の閾値よりも大きいときは、探索縞パターン特
徴点のＩＤ番号をＩＤＭとし、最大照合値ＭＳＣが一定
の閾値よりも大きくないときは該当するＩＤ番号はない
とする。

【００６９】上述の動作は、探索縞パターン特徴点Ｓｉ
の回転角ｒを変更する度に回転済探索縞パターン特徴点
ｒＳｉを求めているが、ファイル縞パターンの数が多く
なると、各ファイル縞パターンに対してその都度探索縞
パターン特徴点Ｓｉを回転させる動作を行うと、動作時
間が膨大となる。これを回避するため、探索縞パターン
の特徴点を入力した直後、あらかじめ回転済探索縞パタ
ーン特徴点ｒＳｉを求めて回転済探索縞パターン特徴点
記憶部１４に格納しておき、軸候補Ｃｍｎ（Ｓｍ：Ｆｍ
ｎ／ｖｍｎ）が決まった時点で回転済探索縞パターン特
徴点記憶部１４に格納してある回転済探索縞パターン特
徴点ｒＳｉを参照するようにする方式を採用することが
できる。

【００７０】図４は、このような動作を示すフローチャ
ートである。

【００７１】図４において、最初の動作のステップ３１
は、図３のステップ３１と同じ動作である。

【００７２】次のステップ４５において、探索縞パター
ン特徴点Ｓｉを、例えば１．４度（３６０度／２５６）
ずつ回転させた回転済探索縞パターン特徴点ｒＳｉ（ｒ
＝−２８．０〜＋２８．０）を求め、回転済探索縞パタ
ーン特徴点記憶部１４に格納する。すなわち、画像の中
心を原点として探索縞パターン特徴点Ｓｉの座標（Ｘ，
Ｙ）および方向Ｄを一定角度ずつ回転させた回転済探索
縞パターン特徴点ｒＳｉを作成し、回転済探索縞パター
ン特徴点記憶部１４に格納しておく。

【００７３】ステップ４５に続くステップ３２〜３４お
よびステップ４４の動作は図３の動作と同じである。

【００７４】ステップ４６においては、特徴点Ｓｍを特
徴点Ｆｍｎに合わせるために必要な回転角ｒを与えてあ
る回転済探索縞パターン特徴点ｒＳｉを指定して回転済
探索縞パターン特徴点記憶部１４から読み出し、 ＴＸ＝（ｒＸｍ−Ｘｍｎ）およびＴＹ＝（ｒＹｍ−Ｙｍ
ｎ） を求め、方向の差ΔＤ＝（ｒＤｉ−Ｄｊ）の絶対値が閾
値ＴＤ以下であり、Ｘ座標値の差 ΔＸ＝（ｒＸｉ−Ｘ
ｉｊ）および Ｙ座標値の差 ΔＹ＝（ｒＹｉ−Ｙｉ
ｊ）がそれぞれ （ＴＸ−ＴＴ）≦ΔＸ≦（ＴＸ＋ＴＴ） （ＴＹ−ＴＴ）≦ΔＹ≦（ＴＹ＋ＴＴ） を満たすとき、偏差平面記録部１９によって偏差平面
（ΔＸ，ΔＹ）に候補対値ｖｉｊを加算する作業を行
い、加算終了後極大集中部（ΔＸ′，ΔＹ′）と極大値
Ｍ′とを求める。このときの回転角ｒをｒ′とする。

【００７５】以下ステップ３６〜４３の動作は図３の動
作と同じである。

【００７６】次に詳細照合について説明する。

【００７７】最適座標整合を行った後は、縞パターンの
候補対の位置および方向は、座標整合前よりも近接して
いる筈であるとし、座標整合後の座標系における各特徴
点の位置および方向のチェックの他に、特徴点の局所的
な位置（位置差）および方向（方向差）を厳しく検査し
て精選し、精選した候補対を基にしてリレーションによ
る対応関係を検査して各候補対の候補対値を修正する。
例えば図５に示すように、ファイル縞パターン（Ｆ）４
の特徴点Ｆ４の第１象限にある３個の特徴点Ｆ１および
Ｆ２およびＦ５が探索縞パターン（Ｓ）５の特徴点Ｓ１
の第１象限にある特徴点Ｓ４に対する対の候補となって
いる場合、特徴点Ｓ１および特徴点Ｆ４に対する相対位
置が最も近い特徴点は、それぞれ特徴点Ｓ４および特徴
点Ｆ２であるので、特徴点Ｓ４に対する特徴点Ｆ２に候
補対値を増加させる。

【００７８】このようにして得られた候補対から、最終
的に１対１に対応する特徴点の対と対値とからなる対リ
ストを作成する。

【００７９】次に、対となる特徴点が見つからない特徴
点が他方のパターンの画像不明部分の位置にあれば、照
合特徴点から削除する。

【００８０】更に、画像の明瞭領域中の対向特徴点（近
接して互いに反対方向を向いた２個の特徴点）が共に対
リストになければ、それは隆線の切れやノイズ等による
短い隆線によって生じた対向特徴点であるとして有効照
合特徴点から削除する。

【００８１】最後に、対リスト中の対値を集計し、有効
特徴点の数で正規化した値を照合値として出力する。

【００８２】以上が詳細照合の概要である。この詳細照
合は、特公昭６３−２１２３３号公報に開示されている
方法をそのまま本発明に適用することができる。

【００８３】以下、上述の動作の詳細について、具体的
な指紋の一例を用いて図６〜図１３を参照して説明す
る。

【００８４】図６は探索縞パターンの一例として探索指
紋Ｓの一例を示す図、図７は図６の指紋と照合するため
のファイル指紋Ｆの一例を示す図である。図６に示す矢
印Ｓおよび図７に示す矢印Ｆは、それぞれの指紋画像の
中央を仮の座標原点としたときのＹ軸方向を示す。

【００８５】

【００８６】対検査回路１６による候補対の探索は、次
のようにして行う。

【００８７】探索指紋Ｓのすべての特徴点と、ファイル
指紋Ｆのすべての特徴点との組合わせについて、二つの
特徴点の方向の差の絶対値が閾値ＴＤ（例えばＴＤ＝４
５度）以下であるものを選択し、選択した組合わせの二
つの特徴点の４個の同一象限のリレーションの差が１以
下のものの数が２個以上である特徴点の組合わせを選択
してそれを候補対とする。

【００８８】

【００８９】

【００９０】図８は、上記の候補対の状況がよくわかる
ように、図６および図７の特徴点のみを同一平面上に記
録し、このようにして候補対リスト１５に登録した候補
対を実線で結んで示した図である。候補対リスト１５に
登録したすべての候補対を軸候補対とすることが可能で
あるが、候補対の数が多い場合は、候補対値の値が一定
値以上（例えば３）の候補対のみを軸候補対とするか、
または、候補対値の値が一定値以上であって候補対値の
値の大きい方から数えて一定数の候補対を軸候補対とす
るのが実際の作業においては実用的である。

【００９１】

【００９２】

【００９３】

【００９４】

【００９５】

【００９６】

【００９７】

【００９８】また、特公昭６３−２１２３３号公報に説
明されているような、親特徴点と子特徴点との間のリレ
ーションの他に親特徴点と孫特徴点との間のリレーショ
ンを計算によってっ求めることによって候補対リストを
作成したり、詳細照合に用いたりすることも可能であ
る。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の縞パター
ン照合装置は、探索縞パターンの特徴点とファイル縞パ
ターンの特徴点とを比較するとき、探索縞パターンの特
徴点の周囲の特徴点との間の距離や方向やリレーション
と、ファイル縞パターンの特徴点の周囲の特徴点との間
の距離や方向やリレーションとを比較することができる
ため、探索縞パターンの方向または位置の一方または両
方が特定できない場合にも、無理に探索縞パターンの方
向や位置を推測する必要がなく、探索縞パターンの特徴
点に対応するファイル縞パターンの特徴点を選択して候
補対リストを作成できるという効果がある。

【０１００】本発明はまた、候補対リストのなかの一つ
の候補対を軸候補対とし、軸候補対の二つの特徴点の方
向の差で決まる回転角だけ探索縞パターンを回転させた
回転済探索縞パターンの特徴点とファイル縞パターンの
特徴点との方向の差の絶対値、および座標値のＸ座標お
よびＹ座標の差の絶対値が与えられた条件を満たすとき
に、Ｘ座標およびＹ座標の偏差平面に候補対を追加して
プロットする作業を行い、プロット作業の終了後、偏差
平面上において極大集中部と極大値とを求め、順次に指
定する軸候補対のすべてについて極大集中部と極大値と
を求めた後、それらの極大値の中の最大値を求めること
によって探索縞パターンとファイル縞パターンとの最適
整合値を求めることができるため、探索縞パターンの方
向または位置の一方または両方が特定できない場合に
も、ファイル縞パターンと最もよく合致する探索縞パタ
ーンの方向および位置を自動的に決定することができ、
従って指紋や掌紋の照合の専門家等が方向決めや位置決
めのための煩わしい作業を行なう必要がないという効果
がある。

【０１０１】本発明は更に、探索縞パターンの任意の特
徴点の座標（Ｘｉ，Ｙｉ）を中心（Ｘｉ＝０，Ｙｉ＝
０）として一定角度（例えば１．４度）ずつ回転するこ
とによって複数個（例えば左右に各２０個）の回転済探
索縞パターンの特徴点にあらかじめ変換して記憶してお
き、候補対リストのなかの一つの候補対を軸候補対とし
たとき、その二つの特徴点の方向の差で決まる回転角だ
け探索縞パターンを回転させた回転済探索縞パターンの
特徴点とファイル縞パターンの特徴点とを比較できるよ
うにしたもの最適整合値を求めることができるため、軸
候補対の二つの特徴点の方向の差を計算する度に探索縞
パターンを回転させる作業を行う必要がなくなり、偏差
平面に候補対をプロットするとき、高速に候補対をプロ
ットすることができるという効果がある。

【０１０２】本発明は更に、回転後の探索縞パターンの
特徴点とファイル縞パターンの特徴点の方向の差（ｒＤ
ｉ−Ｄｊ）の絶対値が閾値ＴＤ以下であり、それらのＸ
座標値の差ΔＸ＝（ｒＸｉ−Ｘｊ）およびＹ座標値の差
ΔＹ＝（ｒＹｉ−Ｙｉｊ）がそれぞれ （ｒＸｍ−Ｘｍｎ−ＴＴ）≦ΔＸ≦（ｒＸｍ−Ｘｍｎ＋
ＴＴ） （ｒＹｍ−Ｙｍｎ−ＴＴ）≦ΔＹ≦（ｒＹｍ−Ｙｍｎ＋
ＴＴ） を満たすとき、すなわち、回転済探索縞パターンの特徴
点とファイル縞パターンの特徴点の方向の差がＴＤ以下
であり、それらのＸ座標値の差およびＹ座標値の差が±
ＴＴ以下であるとき（回転済探索縞パターンの特徴点Ｓ
ｍと特徴点Ｆｍｎとを結んだ線が回転済特徴点ｒＳｉと
特徴点Ｆｉｊとを結んだ線とほぼ平行であるとき）偏差
平面（ΔＸ，ΔＹ）に候補対値ｖｉｊを加算する作業を
行い、加算終了後、極大集中部と極大値とを求めること
ができる。従って探索縞パターンがファイル縞パターン
に対してどの程度の歪まで許容できるかによっ上式のＴ
Ｔの値を設定することができるため、偏差平面に候補対
をプロットするとき、軸候補対の探索縞パターンの特徴
点をファイル縞パターンの特徴点に重ね合わせるために
軸候補対の探索縞パターンを回転して更にＸ軸方向およ
びＹ軸方向に平行移動させるが、そのときの平行移動量
は、候補対リスト中の回転後の探索縞パターンの特徴点
を、ファイル縞パターンの特徴点に重ね合わせるための
平行移動量とほぼ同じとすることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。

【図２】縞パターンの一例の指紋の特徴点を示す平面図
である。

【図３】図１の実施形態の第一の動作を示すフローチャ
ートである。

【図４】図１の実施形態の第二の動作を示すフローチャ
ートである。

【図５】図１の実施形態の詳細照合における探索縞パタ
ーンの特徴点とファイル縞パターンの特徴点の関係を示
す平面図である。

【図６】図１の実施形態に適用する探索縞パターンの一
例を線画で示した模式図である。

【図７】図１の実施形態に適用するファイル縞パターン
の一例を線画で示した模式図である。

【図８】図６の探索縞パターンと図７のファイル縞パタ
ーンの特徴点を同一画面上に重ねて図示した模式図であ
る。

【図９】図６の軸候補１と図７の軸候補２の方向を一致
させたときの集中度を示す模式図である。

【図１０】図６の軸候補２と図７の軸候補３の方向を一
致させたときの集中度を示す模式図である。

【図１１】図６の軸候補２と図７の軸候補７の方向を一
致させたときの集中度を示す模式図である。

【図１２】図６の軸候補３と図７の軸候補３の方向を一
致させたときの集中度を示す模式図である。

【図１３】図６の軸候補２と図７の軸候補７の方向を一
致させて位置決めを行った後の状態を示す模式図であ
る。

【図１４】従来の縞パターン照合装置において、採取し
た未知の指紋を既に登録してあるファイル指紋と照合し
てその未知の指紋を特定する場合の動作を示すフローチ
ャートである。

【図１５】従来の縞パターン照合装置において、あらか
じめ特定の個人の指紋およびＩＤ番号を登録しておき、
入出門等の時に指紋およびＩＤ番号を入力して登録して
ある指紋およびＩＤ番号と照合して個人を確認する場合
の動作を示すフローチャートである。

【図１６】図１４の動作の詳細を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ａ〜１ｇ 隆線 ２ａ〜２ｅ 端点 ３ａ 分岐点 ４ 探索縞パターン ５ ファイル縞パターン １０ 制御部 １１ 探索縞パターン入力特徴抽出部 １２ 探索縞パターン特徴記憶部 １３ ファイル縞パターン特徴記憶部 １４ 回転済探索縞パターン特徴記憶部 １５ 候補対リスト １６ 対検査回路 １７ 座標変換回路 １９ 偏差平面記録部 ３１〜６０・７１〜８４ ステップ ６１ 粗照合 ６２ 詳細照合

フロントページの続き (72)発明者 国方 純一 東京都港区芝浦２丁目13番11号 日本電 気セキュリティシステム株式会社内 (72)発明者 高橋 良英 東京都港区芝浦２丁目13番11号 日本電 気セキュリティシステム株式会社内 審査官 小池 正彦 (56)参考文献 特開 平２−183380（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−144982（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−21233（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 7/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探索縞パターンがすでに登録してある複
   数のファイル縞パターンのうちの一つのファイル縞パタ
   ーンと同一の縞パターンであるか否かを両者の特徴点を
   照合することによって判断するため、前記探策縞パター
   ンを入力してその特徴点を抽出する探策縞パターン入力
   特徴抽出部と、 前記探策縞パターン入力特徴抽出部が抽出した前記探策
   縞パターンの特徴点を記憶する探策縞パターン特徴記憶
   部と、 あらかじめ前記ファイル縞パターンの特徴点を記憶して
   いるファイル縞パターン特徴記憶部と、 前記探策縞パターン特徴記憶部に記憶した前記探策縞パ
   ターンの特徴点と前記ファイル縞パターン特徴記憶部に
   記憶してある前記ファイル縞パターンの特徴点との一致
   性を検査する対検査回路と、 前記対検査回路によって前記探策縞パターンの特徴点と
   前記ファイル縞パターンの特徴点との特徴点が類似する
   と判断されて候補対となった特徴点の組と候補対値とを
   記憶する候補対リストと、 前記探策縞パターンの特徴点を前記探策縞パターンの画
   像の原点を中心して一定角度ずつ回転することによって
   複数個の回転済探策縞パターン特徴点を作成する座標変
   換回路と、 前記座標変換回路が作成した回転済探策縞パターン特徴
   点を記憶する回転済探策縞パターン特徴記憶部と、 候補対リストに記憶した候補対のうち候補対値が一定の
   条件を満足する候補対を軸候補対とし、前記軸候補対と
   なった前記探策縞パターン特徴点の方向と同じく前記軸
   候補対となった前記ファイル縞パターンとの方向との差
   に相当する所定の角度だけ前記探策縞パターンの特徴点
   を回転させた回転済探策縞パターン特徴点と前記ファイ
   ル縞パターン特徴点とを用い、それらの方向の差および
   Ｘ軸の値の差およびＹ軸の差がそれぞれ一定の条件を満
   足するとき、偏差平面上の前記Ｘ軸の値の差および前記
   Ｙ軸の差の位置に候補対値を加える偏差平面記録部とを
   備え、 前記対検査回路において前記探策縞パターン特徴記憶部
   に記憶してある任意の前記探策縞パターンの特徴点が前
   記ファイル縞パターン特徴記憶部に記憶してある任意の
   前記ファイル縞パターンの特徴点と所定の条件で合致す
   る場合にそれらを候補対として前記候補対リストに記憶
   し、 前記候補対リストの中の特定の条件を満足する候補対を
   軸候補対とし、前記軸候補対の方向の差によって決まる
   前記回転済探策パターンの特徴点の座標値および方向と
   前記ファイル縞パターンの特徴点の座標値および方向と
   の差が与えられた条件を満たすときに軸候補対値を前記
   偏差平面記録部によって偏差平面にＸ軸の値の差および
   Ｙ軸の差に加算し、前記軸候補対に関するすべての加算
   が終了したとき前記偏差平面記録部から極大集中部およ
   び極大値を求め、 順次に指定される前記軸候補対の回転角とその回転角の
   ときに決定した前記極大値のうちの最大となる前記極大
   集中部を前記探策縞パターンと前記ファイル縞パターン
   との間の最適位置変位とし、 前記最適位置変位の求まるときの回転角である最適回転
   角を最適座標整合量として前記候補対リストの探策縞パ
   ターンの特徴点に適用して整合後探策縞パターン特徴点
   とし、 前記整合後探策縞パターン特徴点と前記ファイル縞パタ
   ーンの特徴点の間で詳細照合を実行することを含むこと
   を特徴とする縞パターン照合装置。
2. 【請求項２】 前記探策縞パターンの特徴点と前記ファ
   イル縞パターンの特徴点との候補対を検出するとき、前
   記探策縞パターンの任意の一つの探策縞パターンの特徴
   点を親特徴点とし、その座標を第一の局所原点としその
   方向を第一の局所方向としたときの前記探策縞パターン
   の親特徴点の４象限の各子特徴点との間の隆線数および
   前記第一の局所原点からの位置および前記第一の局所方
   向からの方向と、前記ファイル縞パターンの任意の一つ
   のファイル縞パターンの特徴点を親特徴点とし、その座
   標を第二の局所原点としその方向を第二の局所方向とし
   たときの前記ファイル縞パターンの親特徴点の４象限の
   各子特徴点との間の隆線数および前記第二の局所原点か
   らの位置および前記第二の局所方向からの方向との比較
   によって候補対を検出することを特徴とする請求項１記
   載の縞パターン照合装置。
3. 【請求項３】 前記探策縞パターンの特徴点と前記ファ
   イル縞パターンの特徴点との候補対を検出するとき、前
   記探策縞パターンの任意の一つの探策縞パターンの特徴
   点を親特徴点とし、その座標を第一の局所原点としその
   方向を第一の局所方向としたときの前記探策縞パターン
   の親特徴点の４象限の各子特徴点および孫特徴点との間
   の隆線数および前記第一の局所原点からの位置および前
   記第一の局所方向からの方向と、前記ファイル縞パター
   ンの任意の一つのファイル縞パターンの特徴点を親特徴
   点とし、その座標を第二の局所原点としその方向を第二
   の局所方向としたときの前記ファイル縞パターンの親特
   徴点の４象限の各子特徴点および孫特徴点との間の隆線
   数および前記第二の局所原点からの位置および前記第二
   の局所方向からの方向との比較によって候補対を検出す
   ることを特徴とする請求項１記載の縞パターン照合装
   置。
4. 【請求項４】 前記候補対リストの中の一つの候補対の
   値が一定値以上のものまたは一定値以上のもののうちに
   最大のものから一定数の候補対を軸候補対とし、前記探
   策縞パターンの特徴点と前記ファイル縞パターンの特徴
   点との方向の差で決まる前記回転済探策パターンの特徴
   点と前記ファイル縞パターンの特徴点とを比較するた
   め、前記候補対リストの中の前記探策パターンの特徴点
   の代りに前記回転済探策パターンの特徴点を利用し、前
   記回転済探策パターンの特徴点と前記ファイル縞パター
   ンの特徴点との方向の差の絶対値が所定の閾値以下であ
   り、かつ座標値のＸ座標およびＹ座標の差がそれぞれ前
   記軸候補対のＸ座標およびＹ座標の差とほぼ同じである
   条件を満たすときにＸ座標およびＹ座標の偏差平面に候
   補対値を加算する作業を行い、前記加算作業の終了後前
   記偏差平面上において極大集中部と極大値とを求め、前
   記軸候補対のすべてについて極大集中部と極大値とを求
   めた後極大値の最大値となる極大集中部を最大集中部と
   し、そのときの回転角を最適回転角とすることによって
   最適整合値を求めることを特徴とする請求項１または請
   求項２または請求項３記載の縞パターン照合装置。
5. 【請求項５】 最大集中部を含む複数の極大集中部にお
   いて整合後探策パターン特徴点を作成し、複数回の詳細
   照合を実行して複数の照合値を求め、前記複数の照合値
   の最大値または和を前記探策縞パターンの特徴点と前記
   ファイル縞パターンの特徴点との照合値とすることを特
   徴とする請求項１または請求項２または請求項３または
   請求項４記載の縞パターン照合装置。