JP3002003B2 - 指紋の特徴表示方法および装置 - Google Patents
指紋の特徴表示方法および装置Info
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- G—PHYSICS
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- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
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- G06V40/1347—Preprocessing; Feature extraction
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- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は指紋の特徴表示のための
技術に関し、例えば構内や銀行口座にアクセスしようと
する人の指紋が権限を有する人の指紋を表す記録データ
と比較されるアクセス・コントロール・システムに用い
る技術に関する。
技術に関し、例えば構内や銀行口座にアクセスしようと
する人の指紋が権限を有する人の指紋を表す記録データ
と比較されるアクセス・コントロール・システムに用い
る技術に関する。
【０００２】
【従来技術】本発明は指紋のパターンの相対移動が認識
の目的のために用いられる技術に関係しており、この種
の技術の代表的な例が米国特許第４４１４６８４号およ
び英国特許第１５０６６１１号に記載されている。
の目的のために用いられる技術に関係しており、この種
の技術の代表的な例が米国特許第４４１４６８４号およ
び英国特許第１５０６６１１号に記載されている。
【０００３】上記米国特許は、指紋の記録された光学的
表示と、その記録された光学的表示を介してｘおよびｙ
方向に走査させられる実際の指紋の光検知器に対する移
動する投影との間の一致を検知するためにその光検知器
を用いる指紋特徴表示技術を開示している。上記英国特
許は指紋の一対の画像が同じ指紋から得られたものかど
うかを決定するために同様の技術を利用した自動光機械
的画像比較器を開示している。この後者のシステムで
は、同一の対の指紋画像が用いられる場合には、それら
２つの画像が直接重畳されかつ相互に整列されたとき
に、それらの画像のうちの１つの明るい部分が他方の画
像の明るい部分と直接合致し（暗い部分についても同
様）、その重畳した一対の画像を通じてまたはそれから
光の透過または反射の最大値が生ずる。あるいは、それ
らの画像の一方が「極性反転」している場合（例えばそ
の画像のポジではなくてネガが用いられている場合）に
は、それら２つの画像が同一でかつ合致したときに、透
過または反射の最小値が生ずる。
表示と、その記録された光学的表示を介してｘおよびｙ
方向に走査させられる実際の指紋の光検知器に対する移
動する投影との間の一致を検知するためにその光検知器
を用いる指紋特徴表示技術を開示している。上記英国特
許は指紋の一対の画像が同じ指紋から得られたものかど
うかを決定するために同様の技術を利用した自動光機械
的画像比較器を開示している。この後者のシステムで
は、同一の対の指紋画像が用いられる場合には、それら
２つの画像が直接重畳されかつ相互に整列されたとき
に、それらの画像のうちの１つの明るい部分が他方の画
像の明るい部分と直接合致し（暗い部分についても同
様）、その重畳した一対の画像を通じてまたはそれから
光の透過または反射の最大値が生ずる。あるいは、それ
らの画像の一方が「極性反転」している場合（例えばそ
の画像のポジではなくてネガが用いられている場合）に
は、それら２つの画像が同一でかつ合致したときに、透
過または反射の最小値が生ずる。
【０００４】上述の提案のような技術は、特にアクセス
・コントロール・システムに用いる場合には幾つかの重
大な欠点を有する。
・コントロール・システムに用いる場合には幾つかの重
大な欠点を有する。
【０００５】商業的に利用できるためには、アクセス・
コントロール・システムは理想的には廉価でかつ高い信
頼性を有するものでなければならない。
コントロール・システムは理想的には廉価でかつ高い信
頼性を有するものでなければならない。
【０００６】上述したもののような従来のシステムで
は、検査対象指紋の画像との光学的比較を行なわなけれ
ばならないので、指紋基準画像の大きなライブラリにア
クセスしなければならない。上述した従来のシステムで
使用するための特定の指紋の基準画像を作成しかつ記憶
するためには、光学的（例えば写真）手段を用いる必要
がある。画像を電気的に記憶するのが好ましい場合に
は、非常に大規模なデータ記憶と処理が必要となる。現
在では、「家庭用の」品質のＣＣＤ型テレビカメラでも
妥当な解像度を有する指紋画像を得るのには十分であ
り、それらは通常３７０×４１０個のピクセル（即ち、
１５１，７００個のピクセル）を有する。このような大
量のデータを例えば磁気カード・ストライプに記憶する
のは容易ではない。
は、検査対象指紋の画像との光学的比較を行なわなけれ
ばならないので、指紋基準画像の大きなライブラリにア
クセスしなければならない。上述した従来のシステムで
使用するための特定の指紋の基準画像を作成しかつ記憶
するためには、光学的（例えば写真）手段を用いる必要
がある。画像を電気的に記憶するのが好ましい場合に
は、非常に大規模なデータ記憶と処理が必要となる。現
在では、「家庭用の」品質のＣＣＤ型テレビカメラでも
妥当な解像度を有する指紋画像を得るのには十分であ
り、それらは通常３７０×４１０個のピクセル（即ち、
１５１，７００個のピクセル）を有する。このような大
量のデータを例えば磁気カード・ストライプに記憶する
のは容易ではない。
【０００７】光学的比較操作を行なうためには、複雑な
光機械的機構が必要であり、一回の比較を十分に行なう
のに要する時間は比較的長い（数十秒）。これらの事項
はすべて上述のような従来のシステムが商業的に受入れ
られることの妨げとなる。
光機械的機構が必要であり、一回の比較を十分に行なう
のに要する時間は比較的長い（数十秒）。これらの事項
はすべて上述のような従来のシステムが商業的に受入れ
られることの妨げとなる。
【０００８】多くの従来の指紋認識システムの他の欠点
は、画像整合プロセスが個々の画像の位置と配向との不
確定性に非常に感応しやすい点である。一連の記録され
た画像に対して指紋画像を順次的に重畳し、そしてその
重畳した対の光透過率（または反射率）をモニタする方
法を利用する上述の形式のシステムはほぼ完全な画像整
合を要求し、従って指紋の配向と位置の誤差の許容範囲
が非常に狭い。このようなシステムの他の要件は、例え
ば指の傷や汚れによって、あるいは画像の取得時におけ
る皮膚の塑性変形によって生ずる好ましい指紋とそれの
予め記録された画像との間の回避できない微小な差異を
許容する。
は、画像整合プロセスが個々の画像の位置と配向との不
確定性に非常に感応しやすい点である。一連の記録され
た画像に対して指紋画像を順次的に重畳し、そしてその
重畳した対の光透過率（または反射率）をモニタする方
法を利用する上述の形式のシステムはほぼ完全な画像整
合を要求し、従って指紋の配向と位置の誤差の許容範囲
が非常に狭い。このようなシステムの他の要件は、例え
ば指の傷や汚れによって、あるいは画像の取得時におけ
る皮膚の塑性変形によって生ずる好ましい指紋とそれの
予め記録された画像との間の回避できない微小な差異を
許容する。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】信頼性がありかつ廉
価なアクセス・コントロール・システムに使用するため
の指紋特徴表示技術は魅力的な提案である。従って、指
紋を特徴表示する方法および特にアクセス・コントロー
ル・システムに使用するための技術を提供することが本
発明のひとつの目的である。
価なアクセス・コントロール・システムに使用するため
の指紋特徴表示技術は魅力的な提案である。従って、指
紋を特徴表示する方法および特にアクセス・コントロー
ル・システムに使用するための技術を提供することが本
発明のひとつの目的である。
【００１０】本発明によれば、指紋の画像の自己相関パ
ターンを表わすデータを発生し、そして記録されたデー
タを少なくとも１つの他の自己相関パターンを表わすデ
ータと比較してそれらの自己相関パターンが同じ指紋ま
たは同じ組の指紋から得られたかどうかを決定すること
よりなる、指紋を特徴表示するための技術が提供され
る。このようにして、複数の組の指紋の画像間の比較の
ためのデータを与えるために自己相関技術を用いること
によって、指紋自体を分析する必要がなくなる。
ターンを表わすデータを発生し、そして記録されたデー
タを少なくとも１つの他の自己相関パターンを表わすデ
ータと比較してそれらの自己相関パターンが同じ指紋ま
たは同じ組の指紋から得られたかどうかを決定すること
よりなる、指紋を特徴表示するための技術が提供され
る。このようにして、複数の組の指紋の画像間の比較の
ためのデータを与えるために自己相関技術を用いること
によって、指紋自体を分析する必要がなくなる。
【００１１】本発明の他の目的は、１つの指紋の画像の
自己相関パターンを表わすデータを発生するための発生
手段と、記録されたデータを少なくとも１つの他の自己
相関パターンを表わすデータと比較して、それらの自己
相関パターンが同じ指紋または同じ組の指紋から得られ
たものかどうかを決定するための手段を具備した、指紋
を特徴表示するための装置を提供することである。
自己相関パターンを表わすデータを発生するための発生
手段と、記録されたデータを少なくとも１つの他の自己
相関パターンを表わすデータと比較して、それらの自己
相関パターンが同じ指紋または同じ組の指紋から得られ
たものかどうかを決定するための手段を具備した、指紋
を特徴表示するための装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】自己相関パターンは、２
つの同一画像が重畳されたときに発生される。この自己
相関パターンは原画像の性質に依存するだけではなく、
各画像上の共通の基準点間のベクトルの（ａ）絶対値、
（ｂ）偏角、および（ｃ）２つの画像間の相対的な角度
変位（配向）にも依存する。
つの同一画像が重畳されたときに発生される。この自己
相関パターンは原画像の性質に依存するだけではなく、
各画像上の共通の基準点間のベクトルの（ａ）絶対値、
（ｂ）偏角、および（ｃ）２つの画像間の相対的な角度
変位（配向）にも依存する。
【００１３】好ましくは、自己相関パターンを発生する
ための指紋画像の変位距離（変位ベクトルの係数）は指
紋パターンに平均うね間（inter-ridge ）間隔のほぼ半
分である。このことは、発生する自己相関パターンに最
大のコントラストを得るために望ましい。
ための指紋画像の変位距離（変位ベクトルの係数）は指
紋パターンに平均うね間（inter-ridge ）間隔のほぼ半
分である。このことは、発生する自己相関パターンに最
大のコントラストを得るために望ましい。
【００１４】指紋の自己相関パターンは象限に分割され
るのが都合がよい場合があり、その場合には、自己相関
ベクトル偏角として測定される各象限内における自己相
関処理によって発生される光強度分布は変化させられ
る。そのようにして発生されたデータはもし所望される
ならばグラフィック形式で表示されうる。光強度分布を
測定するためには象限フォトダイオードを用いるのが都
合が良い場合がありうる。
るのが都合がよい場合があり、その場合には、自己相関
ベクトル偏角として測定される各象限内における自己相
関処理によって発生される光強度分布は変化させられ
る。そのようにして発生されたデータはもし所望される
ならばグラフィック形式で表示されうる。光強度分布を
測定するためには象限フォトダイオードを用いるのが都
合が良い場合がありうる。
【００１５】本発明の技術および装置はアクセス・コン
トロールの目的のために適当に用いられる。
トロールの目的のために適当に用いられる。
【００１６】
【実施例】まず図１を参照すると、指紋を表わす単純な
幾何学的パターンが示されている。このパターンは図１
Ａに示されているように、それの正確なコピー上に直接
重畳される。これら２つの画像の相対的な変位が画像平
面内で行なわれ、そしてそれが４つの四角よりなる最下
位置の画像と、各画像対（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図
１Ｄ）の左上および右下のコーナーにおけるクロス（図
１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ）の整合マークを点検することに
よって確認される。
幾何学的パターンが示されている。このパターンは図１
Ａに示されているように、それの正確なコピー上に直接
重畳される。これら２つの画像の相対的な変位が画像平
面内で行なわれ、そしてそれが４つの四角よりなる最下
位置の画像と、各画像対（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図
１Ｄ）の左上および右下のコーナーにおけるクロス（図
１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ）の整合マークを点検することに
よって確認される。
【００１７】変位距離が「指紋」パターンのうね間間隔
の半分となるように２つの画像が相互に変位している場
合には、その変位の方向に対して平行に走る第２の画像
の「暗い」ラインは影響を受けないが、変位方向に対し
て直交する方向に走る第２の画像上の「暗い」ラインは
第１の画像上の「明るい」ライン間スペース上に来て、
新しい「暗い」領域、すなわち干渉「ドメイン」を形成
する。
の半分となるように２つの画像が相互に変位している場
合には、その変位の方向に対して平行に走る第２の画像
の「暗い」ラインは影響を受けないが、変位方向に対し
て直交する方向に走る第２の画像上の「暗い」ラインは
第１の画像上の「明るい」ライン間スペース上に来て、
新しい「暗い」領域、すなわち干渉「ドメイン」を形成
する。
【００１８】図１Ａは基本的な幾何学的パターンを示し
ている。図１Ｂは右方への小さい水平方向の相対変位を
ともなった２つの重畳パターンを示している。図１Ｃは
小さい上方および右方への相対変位をともなって重畳さ
れた２つのパターンを示している。図１Ｄは小さい上方
への相対変位をともなって重畳された２つのパターンを
示している。ラインが変位の方向に対して直交関係にあ
る領域は暗くなるが、変位の方向に対して平行なライン
が存在する領域は変化しないことが図１Ｂ、１Ｃおよび
１Ｄからわかるであろう。
ている。図１Ｂは右方への小さい水平方向の相対変位を
ともなった２つの重畳パターンを示している。図１Ｃは
小さい上方および右方への相対変位をともなって重畳さ
れた２つのパターンを示している。図１Ｄは小さい上方
への相対変位をともなって重畳された２つのパターンを
示している。ラインが変位の方向に対して直交関係にあ
る領域は暗くなるが、変位の方向に対して平行なライン
が存在する領域は変化しないことが図１Ｂ、１Ｃおよび
１Ｄからわかるであろう。
【００１９】図２は実際の指紋の画像の表示を示してお
り、この画像は主として異なる配向を有する多数の屈曲
した平行なラインよりなっていることがわかるであろ
う。上述のようにして得られた自己相関パターンは、任
意の相互変位方向および距離に対して多数の暗い干渉領
域（ドメイン）を常に含んでいるであろう。このことが
自己相関パターンを表わすデータを発生するための基礎
となる。原配向を基準にするが、得られた自己相関パタ
ーンは完全に配向とは独立である。
り、この画像は主として異なる配向を有する多数の屈曲
した平行なラインよりなっていることがわかるであろ
う。上述のようにして得られた自己相関パターンは、任
意の相互変位方向および距離に対して多数の暗い干渉領
域（ドメイン）を常に含んでいるであろう。このことが
自己相関パターンを表わすデータを発生するための基礎
となる。原配向を基準にするが、得られた自己相関パタ
ーンは完全に配向とは独立である。
【００２０】図２は象限Ａ，Ｂ，ＣおよびＤに分割され
た指紋の画像を表わしていることがわかるであろう。
た指紋の画像を表わしていることがわかるであろう。
【００２１】これは自己相関パターンを表わすデータの
同化の便宜のために用いられる。
同化の便宜のために用いられる。
【００２２】図３を参照すると、図２の指紋画像が簡明
のためにアウトラインだけで示されている。
のためにアウトラインだけで示されている。
【００２３】相対変位ベクトル（絶対値ｒ）の偏角
（θ）が、２つの重畳された画像（Ａ，Ａ′）が周期的
態様で変位されるとともに、平面内に一定の相対配向を
維持している場合には、その結果生じた周期的態様での
干渉パターン変化は指紋のうねの局部的な角度配向に関
係する。
（θ）が、２つの重畳された画像（Ａ，Ａ′）が周期的
態様で変位されるとともに、平面内に一定の相対配向を
維持している場合には、その結果生じた周期的態様での
干渉パターン変化は指紋のうねの局部的な角度配向に関
係する。
【００２４】この自己相関パターンの局部的強度の周期
的変化は指紋画像の自己相関パターンの特徴であり、従
って指紋パターン自体がこれらの強度変化を記録するこ
とによって特徴づけられる。
的変化は指紋画像の自己相関パターンの特徴であり、従
って指紋パターン自体がこれらの強度変化を記録するこ
とによって特徴づけられる。
【００２５】図４はこのようにして得られた自己相関パ
ターンを示しており、偏角（θ）は各パターン間で０°
〜１５０°にわたり３０°の増分だけ変化する。
ターンを示しており、偏角（θ）は各パターン間で０°
〜１５０°にわたり３０°の増分だけ変化する。
【００２６】図４Ａは相互変位をともなわずにそれ自体
に直接重畳された画像を示している。
に直接重畳された画像を示している。
【００２７】図４Ｂは変位偏角が０°で変位絶対値がｒ
の自己相関パターンを示している。
の自己相関パターンを示している。
【００２８】図４Ｃは変位偏角が３０°で変位絶対値が
ｒの自己相関パターンを示している。
ｒの自己相関パターンを示している。
【００２９】図４Ｇは変位偏角が１５０°で変位絶対値
がｒの自己相関パターンを示している。
がｒの自己相関パターンを示している。
【００３０】変位絶対値ｒが平均指紋うね間間隔の半分
に等しい場合には、得られる自己相関パターンに最大の
コントラストが実現されるであろうことが理解されるで
あろう。
に等しい場合には、得られる自己相関パターンに最大の
コントラストが実現されるであろうことが理解されるで
あろう。
【００３１】従って、図３に示されているような変位ベ
クトルの回転によって、２つの重畳された画像Ａ，Ａ′
の光強度変化が４つの象限Ａ，Ｂ，ＣおよびＤのそれぞ
れにおいて観察されるであろう。各象限におけるこれら
の変化も例えば３０°の一定の角度増分で記録されう
る。
クトルの回転によって、２つの重畳された画像Ａ，Ａ′
の光強度変化が４つの象限Ａ，Ｂ，ＣおよびＤのそれぞ
れにおいて観察されるであろう。各象限におけるこれら
の変化も例えば３０°の一定の角度増分で記録されう
る。
【００３２】各変位で得られた４つの強度分布の大きさ
は、記録されて、この例では２４の測定値（４つの象限
で、各象限につき６の測定値）よりなる全体の分布を与
えるようになしうる。この方策は、特に１５０，０００
個以上のピクセルを含む画像を整合させるために通常必
要とされる従来の電子システムによって記憶されかつ処
理されるべきデータと比較された場合に、データを大幅
に圧縮する。本発明の技術によって発生されたはるかに
少量のデータが例えば磁気カード・ストライプまたはバ
ーコード等に容易に記憶されうる。
は、記録されて、この例では２４の測定値（４つの象限
で、各象限につき６の測定値）よりなる全体の分布を与
えるようになしうる。この方策は、特に１５０，０００
個以上のピクセルを含む画像を整合させるために通常必
要とされる従来の電子システムによって記憶されかつ処
理されるべきデータと比較された場合に、データを大幅
に圧縮する。本発明の技術によって発生されたはるかに
少量のデータが例えば磁気カード・ストライプまたはバ
ーコード等に容易に記憶されうる。
【００３３】図５は上述のようにして得られた２４の強
度測定値のプロットを示している。しかし、図示された
結果は、標準化されている。これは、各象限分布におけ
るデータサンプルの平均強度値を評価しかつその象限に
おける個々のサンプル値のそれぞれからその平均値を引
き算することによって（各場合において）、象限分布ベ
ースで行われた。
度測定値のプロットを示している。しかし、図示された
結果は、標準化されている。これは、各象限分布におけ
るデータサンプルの平均強度値を評価しかつその象限に
おける個々のサンプル値のそれぞれからその平均値を引
き算することによって（各場合において）、象限分布ベ
ースで行われた。
【００３４】図６は、同じ指から取られた指紋の３０の
独立したサンプルに対して、±２標準偏差（±２S.D.s
）信頼区間にわたる、図５の２４の標準化された強度
値のプロットを示している。これは、３０の独立のサン
プル測定値につき１つの指から得られた指紋に関し自己
相関技術の再現性を示すために行われた。
独立したサンプルに対して、±２標準偏差（±２S.D.s
）信頼区間にわたる、図５の２４の標準化された強度
値のプロットを示している。これは、３０の独立のサン
プル測定値につき１つの指から得られた指紋に関し自己
相関技術の再現性を示すために行われた。
【００３５】信頼区間が確立されると、検査中の指紋が
システムに既知の指紋に対応していないことを、検査中
の指紋と既知の指紋の規格化された個々の強度サンプル
値の和の簡単な解析によって、統計上の限界内で評価す
ることができる。
システムに既知の指紋に対応していないことを、検査中
の指紋と既知の指紋の規格化された個々の強度サンプル
値の和の簡単な解析によって、統計上の限界内で評価す
ることができる。
【００３６】図７は標準化された強度分布の他のプロッ
トを、それに関連した±２S.D.信頼区間とともに象限ベ
ースで示している。これらの結果は、異なる指紋画像を
表わしている点を除いて図６に対するものと同じ方法に
よって得られた。
トを、それに関連した±２S.D.信頼区間とともに象限ベ
ースで示している。これらの結果は、異なる指紋画像を
表わしている点を除いて図６に対するものと同じ方法に
よって得られた。
【００３７】記憶されたデータ（すなわち図６）がテス
ト中のデータ（すなわち図５）と比較される技術につい
て次に説明しよう。
ト中のデータ（すなわち図５）と比較される技術につい
て次に説明しよう。
【００３８】テストデータの最初の要素とサンプルデー
タの最初の要素との間の標準化された強度差が記憶され
たデータの最初の要素の標準偏差によって割算され、そ
の結果得られた値が自乗される。
タの最初の要素との間の標準化された強度差が記憶され
たデータの最初の要素の標準偏差によって割算され、そ
の結果得られた値が自乗される。
【００３９】データの残りの２３の要素に対して同じ手
法が繰り返される。
法が繰り返される。
【００４０】次に記憶データとテストデータとの間の統
計的比較として用いられる最終的な値を発生するために
そのようにして得られた２４の自乗値が加算される。こ
れが図８に詳細に示されている。
計的比較として用いられる最終的な値を発生するために
そのようにして得られた２４の自乗値が加算される。こ
れが図８に詳細に示されている。
【００４１】図８の縦座標は二組のデータのそれぞれに
対する比較のために最終値の発生回数を表わし、横座標
は不連続の区間に区分された最終値を表わしている。
対する比較のために最終値の発生回数を表わし、横座標
は不連続の区間に区分された最終値を表わしている。
【００４２】図８の左側における指紋の画像（記憶デー
タを発生した）が３０のサンプルのうちの１４個に対す
る０〜２５の範囲内の最終値と、３０のサンプルのうち
の１５に対する２５〜５０の範囲内の最終値と、３０の
サンプルのうちの１つに対する５０〜７５の範囲内の最
終値を生ずる。これは約２２の平均最終値を生ずる。
タを発生した）が３０のサンプルのうちの１４個に対す
る０〜２５の範囲内の最終値と、３０のサンプルのうち
の１５に対する２５〜５０の範囲内の最終値と、３０の
サンプルのうちの１つに対する５０〜７５の範囲内の最
終値を生ずる。これは約２２の平均最終値を生ずる。
【００４３】同様に、図８の右側における指紋の画像
（これがテストデータを発生した）が約４３８の平均最
終値を生ずる。
（これがテストデータを発生した）が約４３８の平均最
終値を生ずる。
【００４４】記憶データの統計的分析を再度参照すれ
ば、９５％の信頼区間を有する最終値は約３９．４であ
る。従って、データをテストする場合には、３９．４よ
り大きい派生最終値（すなわち図８の右側における指紋
の画像）は、指紋画像は記憶データと同じ指からは恐ら
く派生しないことを示している。逆に言うと、最終値が
３９．４より小さい場合には、２つの指紋画像が同じ指
から派生しうることを示している。
ば、９５％の信頼区間を有する最終値は約３９．４であ
る。従って、データをテストする場合には、３９．４よ
り大きい派生最終値（すなわち図８の右側における指紋
の画像）は、指紋画像は記憶データと同じ指からは恐ら
く派生しないことを示している。逆に言うと、最終値が
３９．４より小さい場合には、２つの指紋画像が同じ指
から派生しうることを示している。
【００４５】さらに、確率の値は最終値に対数的に関係
しているから、派生された最終値が３９．４から相当に
除去されると（すなわち数単位だけ）、同じまたは異な
る指紋からの派生の確実性が増大される。従って、この
実施例では、２２の最終値が＞９９％の信頼レベルに相
当し、４３８の最終値が＜＜９９．９９９％の信頼レベ
ルに相当する。
しているから、派生された最終値が３９．４から相当に
除去されると（すなわち数単位だけ）、同じまたは異な
る指紋からの派生の確実性が増大される。従って、この
実施例では、２２の最終値が＞９９％の信頼レベルに相
当し、４３８の最終値が＜＜９９．９９９％の信頼レベ
ルに相当する。
【００４６】明らかに、データ処理の他の統計的方法お
よび／または形式が、システムの指紋間の識別能力を高
めるため、および指紋の整合と不整合を確実にするため
に、データに適用されうる。
よび／または形式が、システムの指紋間の識別能力を高
めるため、および指紋の整合と不整合を確実にするため
に、データに適用されうる。
【００４７】指の角度的な不整合の影響は象限間の強度
分布を単に移動させることにすぎないことが認識される
であろう。これは適当な電子処理手段によって補償され
うるが、この手段は当業者には容易に明らかであろうか
ら、それについては本明細書では説明しない。
分布を単に移動させることにすぎないことが認識される
であろう。これは適当な電子処理手段によって補償され
うるが、この手段は当業者には容易に明らかであろうか
ら、それについては本明細書では説明しない。
【００４８】上述した実施例では、記憶データは２つの
画像間の相互変位ベクトルが回転された場合に観察され
る自己相関パターンを表わすが、例えば図１に関連して
説明されたように、２つの画像の直線変位によって他の
適当な自己相関パターンが発生されうることが理解され
るであろう。
画像間の相互変位ベクトルが回転された場合に観察され
る自己相関パターンを表わすが、例えば図１に関連して
説明されたように、２つの画像の直線変位によって他の
適当な自己相関パターンが発生されうることが理解され
るであろう。
【００４９】自己相関パターンを発生するための任意の
方法が用いられうること、例えば指紋の画像がインク・
オン・ペーパ画像として、または指を透明な紙の上にま
たはプリズム等の表面上に押しつけることによって発生
されうることが当業者には明らかであろう。
方法が用いられうること、例えば指紋の画像がインク・
オン・ペーパ画像として、または指を透明な紙の上にま
たはプリズム等の表面上に押しつけることによって発生
されうることが当業者には明らかであろう。
【００５０】上述の実施例では、検査中の指紋の画像が
図２に示されているようにそれの中心のまわりで複数の
象限に分割される。オリジナル画像とレプリカ画像を結
合させるために論理ＯＲ演算を用いて、論理シフト・ア
ンド・コンバイン演算によってオリジナル画像に対する
レプリカ画像の重畳が行われる。「ＡＮＤ」や「ＸＯ
Ｒ」（排他ＯＲ）のような他の演算も同様に適用できる
ことは明らかであろう。
図２に示されているようにそれの中心のまわりで複数の
象限に分割される。オリジナル画像とレプリカ画像を結
合させるために論理ＯＲ演算を用いて、論理シフト・ア
ンド・コンバイン演算によってオリジナル画像に対する
レプリカ画像の重畳が行われる。「ＡＮＤ」や「ＸＯ
Ｒ」（排他ＯＲ）のような他の演算も同様に適用できる
ことは明らかであろう。
【００５１】上述の実施例において自己相関パターンに
よって発生された画像強度は、「オン」状態にある（す
なわちホワイトであり、ブラックではない）各象限にお
ける基準点の合計数を参照することによって計算され
た。
よって発生された画像強度は、「オン」状態にある（す
なわちホワイトであり、ブラックではない）各象限にお
ける基準点の合計数を参照することによって計算され
た。
【００５２】画像強度は例えば象限フォトダイオードや
ＣＣＤカメラ等のような任意適当な手段によって測定さ
れうる。
ＣＣＤカメラ等のような任意適当な手段によって測定さ
れうる。
【００５３】上述の手法に従って一連の自己相関された
画像対が発生される場合には、レプリカ画像が望ましく
はうね間間隔の半分だけ連続的に変位されるから、結合
された画像対の周辺に小さい縁端重畳領域（および反対
側の縁端上における関連したアンダーラップ領域）が形
成されるであろう。干渉ドメインを含んでいないこれら
の領域は、比較データを発生する目的に対してはリダン
ダントであるが、相互変位ベクトルの回転時に強度変化
に対して小さい周期的な変化を寄与する。従って、各画
像対より周辺的に小さくなるようにかつそれを中心とす
るように自己相関パターンを境界づけることによりまた
はフレームづけることによってそのパターンの縁端を
「クロップ」するのが有益であることが認められてい
る。これは画像の縁端を効果的にマクスする。
画像対が発生される場合には、レプリカ画像が望ましく
はうね間間隔の半分だけ連続的に変位されるから、結合
された画像対の周辺に小さい縁端重畳領域（および反対
側の縁端上における関連したアンダーラップ領域）が形
成されるであろう。干渉ドメインを含んでいないこれら
の領域は、比較データを発生する目的に対してはリダン
ダントであるが、相互変位ベクトルの回転時に強度変化
に対して小さい周期的な変化を寄与する。従って、各画
像対より周辺的に小さくなるようにかつそれを中心とす
るように自己相関パターンを境界づけることによりまた
はフレームづけることによってそのパターンの縁端を
「クロップ」するのが有益であることが認められてい
る。これは画像の縁端を効果的にマクスする。
【００５４】特徴的な指紋データが自己相関手段によっ
て得られるから、そのように用いられる方法は、傷や汚
れマークによって生じるような原指紋と好ましい指紋の
いずれかに存在する欠陥に対して不当に感応することは
ないことがわかる。このことは、実際の指紋の画像を直
接比較する従来のシステムとは対照的である。その理由
は、本発明による技術は自己相関パターンを表わすにす
ぎないデータを発生するものであり、光強度分布に対す
るこのような汚れの影響は局部的な自己相関強度分布の
振幅を若干減させかつ多分ピークの位置をシフトさせる
ことであろう。
て得られるから、そのように用いられる方法は、傷や汚
れマークによって生じるような原指紋と好ましい指紋の
いずれかに存在する欠陥に対して不当に感応することは
ないことがわかる。このことは、実際の指紋の画像を直
接比較する従来のシステムとは対照的である。その理由
は、本発明による技術は自己相関パターンを表わすにす
ぎないデータを発生するものであり、光強度分布に対す
るこのような汚れの影響は局部的な自己相関強度分布の
振幅を若干減させかつ多分ピークの位置をシフトさせる
ことであろう。
【００５５】指紋画像が象限内のちょうど中心にあるこ
とは重要ではないが、４つの強度分布の再現性はある程
度位置依存性を有する。指の定所の位置決めは機械的な
指ガイド等によって実現されうる。このような指ガイド
が本発明で用いられることが有益であり、検査中の画像
の整列および領域における改善された賢実性を与える。
指ガイドと自己相関パターンの境界づけの効果が図４に
明瞭に示されている。
とは重要ではないが、４つの強度分布の再現性はある程
度位置依存性を有する。指の定所の位置決めは機械的な
指ガイド等によって実現されうる。このような指ガイド
が本発明で用いられることが有益であり、検査中の画像
の整列および領域における改善された賢実性を与える。
指ガイドと自己相関パターンの境界づけの効果が図４に
明瞭に示されている。
【００５６】上記に例示されたように本発明はアクセス
・コントロール・システムで使用するための指紋自己相
関化の技術を教示するが、上述した技術は例えば犯罪上
の識別を含む指紋特徴の認識を必要とする任意の目的の
ために用いられるのに十分な汎用性を有するものである
ことがさらに理解されるであろう。しかし、この技術
は、セキュリティ・システムに対して特に適用しうるも
のと考えられ、かつ特にクレジットカードのＲＩＮ数に
代わるものとして適用しうるものと考えられる。正当な
使用者の指紋から得られた自己相関パターンを表わすデ
ータがクレジットカードの磁気ストライプ上に記憶さ
れ、その場合、ユーザは、クレジットカードを使用した
い場合には、記憶されたデータに対応した指紋から直接
他の自己相関パターンを発生する必要がある。
・コントロール・システムで使用するための指紋自己相
関化の技術を教示するが、上述した技術は例えば犯罪上
の識別を含む指紋特徴の認識を必要とする任意の目的の
ために用いられるのに十分な汎用性を有するものである
ことがさらに理解されるであろう。しかし、この技術
は、セキュリティ・システムに対して特に適用しうるも
のと考えられ、かつ特にクレジットカードのＲＩＮ数に
代わるものとして適用しうるものと考えられる。正当な
使用者の指紋から得られた自己相関パターンを表わすデ
ータがクレジットカードの磁気ストライプ上に記憶さ
れ、その場合、ユーザは、クレジットカードを使用した
い場合には、記憶されたデータに対応した指紋から直接
他の自己相関パターンを発生する必要がある。
【００５７】図９は自己相関パターンを表わす発生デー
タを表示する他の態様を示している。このデータは数の
配列として、またはバーコード等としても表示されう
る。
タを表示する他の態様を示している。このデータは数の
配列として、またはバーコード等としても表示されう
る。
【００５８】記憶された自己相関パターンと好ましい自
己相関パターンとの比較は例えば光学的にまたは電気的
に任意適当な手段によって行われうることが理解される
であろう。
己相関パターンとの比較は例えば光学的にまたは電気的
に任意適当な手段によって行われうることが理解される
であろう。
【００５９】上述の実施例では、検査中の指紋の１つの
画像とデータを記憶された１つの既知の指紋との間で比
較がなされ、検査中の指紋の画像のデータは、検査中の
画像が記憶器内に保持された１つの組のデータと首尾よ
く対比するかどうかを確認するために複数の記憶された
データと比較されうる。
画像とデータを記憶された１つの既知の指紋との間で比
較がなされ、検査中の指紋の画像のデータは、検査中の
画像が記憶器内に保持された１つの組のデータと首尾よ
く対比するかどうかを確認するために複数の記憶された
データと比較されうる。
【図１】２つの単純な幾何学的パターンを重畳させる効
果を示している。
果を示している。
【図２】指紋の画像とそれの象限分割を示している。
【図３】重畳された画像対の相互変位ベクトルの係数と
偏角を示す。
偏角を示す。
【図４】図２に示された指紋の画像の自己相関パターン
の概略的な表示を示す。
の概略的な表示を示す。
【図５】図４の標準化された自己相関パターンを象限ご
とにベクトル回転（３０°の増分で１〜１５０°の範
囲）に対してプロットして示している。
とにベクトル回転（３０°の増分で１〜１５０°の範
囲）に対してプロットして示している。
【図６】図４に示された指紋の標準化された強度パター
ンを、象限ごとにベクトル回転につきプロットして示
し、中黒円のマークは３０の独立したサンプルの平均を
示しており、下限は平均値を中心とした＋２および−２
の標準偏差を表わしている。
ンを、象限ごとにベクトル回転につきプロットして示
し、中黒円のマークは３０の独立したサンプルの平均を
示しており、下限は平均値を中心とした＋２および−２
の標準偏差を表わしている。
【図７】異なる指紋を表わしている点を除き図６と同様
のプロットを概略的に示している。
のプロットを概略的に示している。
【図８】図６と図７に示されたデータ間の統計的比較を
概略的に示している。
概略的に示している。
【図９】自己相関データを表示する他の方法を示してい
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−220076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−132132（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−12381（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 7/00 G06T 1/00
Claims (7)
- 【請求項１】 同一の指紋の一組の画像を重畳し、各画
像上の共通の基準点間に伸延するベクトルの絶対値およ
び偏角を変化させることによって制御される一組の画像
間の相互移動を行わせることによって１つの指紋の画像
の自己相関パターンを表すデータを発生するステップで
あって、自己相関パターンの光強度分布の計測を含むス
テップと、そのデータを記憶するステップと、 この記憶したデータを少なくとも１つの他の自己相関パ
ターンと比較して、それらの自己相関パターンが同じ指
紋から得られたものであるかを決定するステップと、を
具備する 指紋の特徴表示方法。 - 【請求項２】 自己相関パターンの発生のための指紋の
画像のベクトルの絶対値の変位が、指紋パターンの平均
うね間隔のほぼ半分である請求項１に記載の指紋の特徴
表示方法。 - 【請求項３】 自己相関パターンを表す複数の値を発生
し、 前記複数の値を、前記少なくとも１つの他の自己相関パ
ターンを表す対応する記憶値と比較し、 すべての記憶値の標準偏差値を算出し、 前記複数の値と前記複数の記憶値の前記標準偏差値で除
算された差の２乗値と等価な他の複数の値を発生し、 前記発生された値と記憶値との比較のための最終値を発
生するために、値の全数にわたって他の複数の値を加算
する請求項１または２に記載の指紋の特徴表示方法。 - 【請求項４】 記憶データと前記少なくとも１つの他の
自己相関パターンを表すデータとの比較は、前記自己相
関パターンが同一の指紋または１組の指紋から生成され
たものであるか否かを決定するために前記比較のための
最終値を使用する請求項３に記載の指紋の特徴表示方
法。 - 【請求項５】 同一の指紋の一組の画像を重畳し、各画
像上の共通の基準点間に伸延するベクトルの絶対値およ
び偏角を変化させることによって制御される一組の画像
間の相互移動を行わせることによって１つの指紋の画像
の自己相関パ ターンを表すデータの発生手段であって、
自己相関パターンの光強度分布の計測を含む発生手段
と、 そのデータを記憶する記憶手段と、 該記憶された自己相関パターン及び前記少なくとも１つ
の他の自己相関パターンが同じ指紋から得られたもので
あるかを決定するために、該記憶されたデータを少なく
とも１つの他の自己相関パターンを表すデータと比較す
る比較手段と、を具備する指紋の特徴表示装置。 - 【請求項６】 前記発生手段が、その画像が生成される
べき指紋を固定位置に拘束する位置拘束手段をさらに含
む請求項５に記載の指紋の特徴表示装置。 - 【請求項７】 前記位置拘束手段が堅固な指ガイドより
なる請求項６に記載の指紋の特徴表示装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9006370.2 | 1990-03-21 | ||
| GB909006370A GB9006370D0 (en) | 1990-03-21 | 1990-03-21 | Fingerprint characterization technique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223161A JPH06223161A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3002003B2 true JP3002003B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=10673006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3081137A Expired - Fee Related JP3002003B2 (ja) | 1990-03-21 | 1991-03-22 | 指紋の特徴表示方法および装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0450786B1 (ja) |
| JP (1) | JP3002003B2 (ja) |
| AT (1) | ATE172804T1 (ja) |
| DE (1) | DE69130402T2 (ja) |
| ES (1) | ES2121767T3 (ja) |
| GB (1) | GB9006370D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102543886B1 (ko) * | 2021-05-06 | 2023-06-20 | 신은경 | 다양한 바닥패턴을 구현하는 디자인블록 세트 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2150676A1 (en) * | 1992-12-02 | 1994-06-09 | Francine J. Prokoski | Method and apparatus for flash correlation |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL279805A (ja) * | 1960-07-25 | |||
| US3968476A (en) * | 1974-07-17 | 1976-07-06 | Sperry Rand Corporation | Spurious signal removal in optical processor fingerprint identification apparatus |
| US3944978A (en) * | 1974-09-09 | 1976-03-16 | Recognition Systems, Inc. | Electro-optical method and apparatus for making identifications |
| GB8723299D0 (en) * | 1987-10-05 | 1987-11-11 | Imagepack Ltd | Identity verification |
-
1990
- 1990-03-21 GB GB909006370A patent/GB9006370D0/en active Pending
-
1991
- 1991-03-18 AT AT91302280T patent/ATE172804T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-03-18 DE DE69130402T patent/DE69130402T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-18 ES ES91302280T patent/ES2121767T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-18 EP EP91302280A patent/EP0450786B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-22 JP JP3081137A patent/JP3002003B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102543886B1 (ko) * | 2021-05-06 | 2023-06-20 | 신은경 | 다양한 바닥패턴을 구현하는 디자인블록 세트 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0450786A2 (en) | 1991-10-09 |
| EP0450786B1 (en) | 1998-10-28 |
| JPH06223161A (ja) | 1994-08-12 |
| ATE172804T1 (de) | 1998-11-15 |
| DE69130402D1 (de) | 1998-12-03 |
| EP0450786A3 (en) | 1993-03-24 |
| ES2121767T3 (es) | 1998-12-16 |
| DE69130402T2 (de) | 1999-06-10 |
| GB9006370D0 (en) | 1990-05-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |