JP3113572B2

JP3113572B2 - 回転指紋検出方法及び装置

Info

Publication number: JP3113572B2
Application number: JP08006717A
Authority: JP
Inventors: 信之瀬川; 康広三代; 浩美山崎; 孝之駒村
Original assignee: 日立エンジニアリング株式会社
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 2000-12-04
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: JPH09198485A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指を回転して得ら
れる回転指紋を自動採取する回転指紋検出方法及び装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に光学プリズムを有する回転指紋入
力装置の光学系ブロックを示す。ここで回転指紋とは、
指を回転させることで得られる指の囲りの指紋を云う。
指がまるく、且つ単なる１回の指の押圧ではその指の周
りの指紋が得られないことから、回転指紋の検出が必要
となる。そして、この回転指紋を自動検出するのが回転
指紋検出装置であり、その際の入力を行うのが回転指紋
入力装置である。本図は全反射光をセンサに入射するや
り方をとり、光学プリズム１上に指が置かれていない場
合は光源４より出た光６はプリズムの光学面２で全反射
され２次元センサ５に入射するよう光源４、プリズム
１、２次元センサ５が配置されている。図４に全反射光
による入力方法について示す。プリズム上の光学面２に
指３が置かれると指紋の隆線部分は光学面２に接触し、
この部分では光の散乱が起こるため一部の光だけセンサ
に入射する。この様子を光線６Ａにより示す。一方指紋
の谷線部分は光学面２に接触しないため光線６Ｂは全反
射しセンサ５にほとんどすべての光が入射する。このよ
うにして指紋をコントラストよくセンサ５に入力するこ
とができる。また散乱光をセンサに入射する方法もあ
る。この場合は光源の全反射光はセンサに入射しないよ
うに配置されており、指がプリズムに置かれたとき、隆
線による散乱光をセンサにより検出するようになってい
る。

【０００３】図５及び図６によりセンサ５で検出した回
転指紋画像からの回転指紋の合成方法を示す。図５にお
いて、指は光学面２上を滑らかに回転していく。ある時
間Ｔ＝ｔ₁、Ｔ＝ｔ₂、Ｔ＝ｔ₃における指の位置を指３
ａ、３ｂ、３ｃで示す。これに対応する２次元センサ５
の出力はそれぞれ指３ａの指紋像、指３ｂの指紋像、指
３ｃの指紋像となる。このような時間的に継続した指紋
像を合成し図６にあるような回転指紋の合成像を得る。
尚、図５の指３ａ、３ｂ、３ｃの位置は説明のために互
いに離れているが、実際上は互いにもっと近接してい
る。

【０００４】このような光学面上で指を回転し回転画像
を得る方法としては特開平２−１７１８８１の「指紋画
像入力装置」、特開平５−１０１１６８の「指紋識別装
置」、特開平６−５００６５４「皮膚痕跡画像を補足す
るための方法と装置」に開示されている。特開平２−１
７１８８１の「指紋画像入力装置」では予め回転画像の
領域を短冊形に領域分割し、その領域に指紋が入力され
たことを判断し入力されたある時点の指紋から対応する
短冊部分を切り出して合成していく方法である。特開平
５−１０１１６８の「指紋識別装置」ではある時点に入
力された指紋画像の中心もしくは回転方向と直交する中
心線のまわりの垂直カラムを合成していく旨記載がある
が、具体的な合成方法についての記載はない。特開平６
−５００６５４「皮膚痕跡画像を補足するための方法と
装置」では画像の強度により画素毎の置換を行ってい
る。即ちすでに入力されている指紋像よりも明るさの強
度が高ければ画素毎に置換していく方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に対し、
さらに指の回転によるダイナミックな歪みに関しての対
策を行うため実験を行った。実験した結果ある時点ｔ_i
の指紋像を解析すると不鮮明な領域が存在することが分
かった。図７により指紋像の各領域について説明する。
領域Ｅ₁は指が離れかかっていく領域であり、いままで
押し付けられていた部分が離れるため不鮮明かつ歪みが
大きい領域である。領域Ｅ₂はまさに押し付けられてい
る領域であり鮮明な領域である。領域Ｅ₃はこれから押
し付けられる部分であり不鮮明領域である。指紋像の回
転方向と直交する中心線Ｃ（中心線とは、図７の領域Ｅ
₁、Ｅ₂、Ｅ₃より成る指紋画像における画像重心位置を
通り、且つ回転方向と直交する方向の直線。又は、この
指紋画像の左右の端部に対してその中心位置を通る直
線、例えば左右の端部位置を回転方向の座標値でａ₁、
ａ₂とすると、中心線はａ₁＋（ａ₁＋ａ₂）／２の位置を
通る直線。）をひくと、領域Ｅ₂は中心線Ｃに対し回転
方向にずれる。即ち、中心線Ｃの左側よりは右側に広が
りを持つ。従って各指紋像を合成していく場合はこうし
た回転方向へのずれを意識して合成していく必要があ
る。

【０００６】一方、指を回転させる場合に、この回転そ
のものに歪み（ダイナミックな歪み）が発生することが
あるが、従来例では解決策の提案はない。指の回転によ
るダイナミックな歪みに関して図８、図９を用いて説明
する。図８と図９とは、画像Ｇ₁に対してｄ₁〜ｄ₂なる
任意の区間で切り出し、画像Ｇ₂に対してｄ₂〜ｄ₃なる
任意の区間で切り出しを行い、これを並べて合成した例
である。ｄ₁、ｄ₂を画像Ｇ₁、Ｇ₂の中心線とすれば、こ
の合成は後述の第２の実施の形態に係るものであり、そ
の課題を提供したものとなる。図８は回転中に指紋が回
転方向と直交する方向にずれた場合を示す。図８には、
ある時間Ｔ＝ｔ_iにサンプルした指紋像Ｇ₁に対し、Ｔ＝
ｔ_i+1で指に回転と同時に長軸方向のずれがある指紋像
Ｇ₂を示す。この両者を合成すると図８の右側に示すよ
うに、本来１本の同一であるべき隆線１０が隆線１０ａ
と隆線１０ｂのように不連続となってしまう。図９は回
転中に指が光学面と直交する軸のまわりにずれた場合の
合成像を示す。この場合は図の右側に示すように、合成
像には本来分岐していない隆線１０ａ、１０ｂが分岐す
るように誤合成されてしまう。

【０００７】本発明の目的は、回転方向を考慮しての画
像合成をはかって鮮明な回転指紋の検出を可能にする回
転指紋検出装置を提供するものである。更に本発明の目
的は、回転歪みによる誤合成の解消を可能にする回転指
紋検出装置を提供するものである。更に本発明の目的
は、回転歪みの補正を可能にする回転指紋検出装置を提
供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、光学面上で指
を回転させ、これを測定して回転指紋全体像を検出する
回転指紋検出方法において、光学面上の回転指紋像を画
像として測定する第１のステップと、かくして得た各画
像について、その画像の回転方向に直交する中心線を検
出する第２のステップと、この中心線から回転方向に向
う所定幅の画像を短冊状に切り出す第３のステップと、
この切り出した画像を合成して回転指紋全体像を得る第
４のステップと、を有する回転指紋検出方法を開示す
る。

【０００９】更に本発明は、光学面上で指を回転させ、
これを測定して回転指紋全体画像を検出する回転指紋検
出方法において、光学面上の回転指紋像を画像として測
定する第１のステップと、かくして得た各画像につい
て、その画像の回転方向に直交する中心線位置を検出す
る第２のステップと、この中心線位置から回転方向に沿
う次の画像の中心線位置までの区間の、画像を短冊状に
切り出す第３のステップと、この切り出した画像を合成
して回転指紋全体像を得る第４のステップと、を有する
回転指紋検出方法を開示する。

【００１０】更に本発明は、光学面上で指を回転させ、
これを測定して回転指紋全体像を検出する回転指紋検出
方法において、光学面上の回転指紋像を画像として測定
する第１のステップと、かくして得た各画像について、
その画像の回転方向に直交する中心線を検出する第２の
ステップと、この中心線から最大サンプル幅（Ｗ_m）の
画像を短冊状に切り出す第３のステップと、この切り出
した画像を合成して回転指紋全体像を得る第４のステッ
プと、を有する回転指紋検出方法を開示する。

【００１１】更に本発明は、検出方法において、第２の
ステップと第３のステップとの間に、開始画像か否かを
判定し、開始画像であればその中心線よりも手前側の画
像の切り出しを行い、開始画像でなければ第３のステッ
プへ処理を移す第５のステップを有する回転指紋検出方
法を開示する。

【００１２】更に本発明は、回転指紋検出方法におい
て、切り出し区間が予め定めた第１の基準値（Ｗ₀）よ
りも大きい場合にはその切り出しは欠陥として報知する
ステップを有する回転指紋検出方法を開示する。

【００１３】更には本発明は、回転指紋検出方法におい
て、最大サンプル幅Ｗ_mが、隣合う次の画像の中心線位
置に達しない場合にはその切り出しは欠陥として報知す
る第５のステップを有する回転指紋検出方法を開示す
る。

【００１４】更に本発明は、光学面上で指を回転させ、
これを測定して回転指紋全体像を検出する回転指紋検出
装置において、光学面の回転指紋像を撮像する第１の手
段と、かくして得た各画面について、その画像の回転方
向に直交する中心線を検出する第２の手段と、この中心
線から回転方向に向う、所定幅の画像を短冊状に切り出
す第３の手段と、この切り出した画像を合成して回転指
紋全体像を検出する第４の手段と、より成る回転指紋検
出装置を開示する。

【００１５】更に本発明は、光学面上で指を回転させ、
これを測定して回転指紋全体像を検出する回転指紋検出
装置において、光学面の回転指紋像を撮像する第１の手
段と、かくして得た各画面について、その画像の回転方
向に直交する中心線を検出する第２の手段と、この中心
線位置から回転方向に沿う次の画像の中心線位置までの
区間の、画像を短冊状に切り出す第３の手段と、この切
り出した画像を合成して回転指紋全体像を検出する第４
の手段と、より成る回転指紋検出装置を開示する。

【００１６】更には本発明、光学面上で指を回転させ、
これを測定して回転指紋全体像を検出する回転指紋検出
装置において、光学面の回転指紋像を撮像する第１の手
段と、かくして得た各画面について、その画像の回転方
向に直交する中心線を検出する第２の手段と、この中心
線から回転方向に向う、最大サンプル幅（Ｗ_m）の画像
を短冊状に切り出す第３の手段と、この切り出した画像
を合成して回転指紋全体像を検出する第４の手段と、よ
り成る回転指紋検出装置を開示する。

【００１７】更に本発明は、検出装置において、第２の
手段と第３の手段との間に、開始画像か否かを判定し、
開始画像であればその中心線よりも手前側の画像の切り
出しを行い、開始画像でなければ第３の手段を動作させ
る第５の手段を有する回転指紋検出装置を開示する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て説明する。図７に示したように、鮮明領域Ｅ₂は回転
方向に広がるような特徴となる。そこで、指紋画像から
短冊状に切り出して回転指紋画像として合成する場合
に、各指紋画像の短冊状の切り出し方は、中心線Ｃを基
準とし、中心線Ｃよりも回転方向に存在する指紋画像の
一部を切り出すやり方をとる。各指紋画像毎に切り取っ
た短冊状の画像を合成（つなぐこと）することで、回転
指紋画像を得る。

【００１９】第２の実施の形態を説明する。第１の実施
の形態では、中心線Ｃよりも回転方向に存在する領域を
切り出すものとしたが、その切り出し幅は特に限定して
いない。鮮明領域Ｅ₂を含む任意の位置であれば特に限
定されない。そこで、第２の実施の形態では、その切り
出し幅を限定するものとした。以下詳細に述べる。

【００２０】図１０（イ）、（ロ）には指を右回転させ
た時の、隣合うサンプル時間ｔ_i、ｔ_i+1で得た指紋画像
Ｇ₁、Ｇ₂を示す。図１０（イ）は、画像Ｇ₁の中心線Ｃ₁
よりも右側の鮮明領域中に、画像Ｇ₂の中心線Ｃ₂が存在
する場合である。図１０（ロ）は、画像Ｇ₂の中心線Ｃ₂
が、画像Ｇ₁の鮮明領域よりも離れた右側の位置に存在
する場合である。図１０（イ）の如き場合では、合成用
の切り出しは画像Ｇ₁に関しては中心線Ｃ₁〜中心線Ｃ₂
とする。かくして切り出した画像の合成例を図１０
（ハ）に示す。ここで、Ｃ₃はｔ_i+1の右隣りのｔ_i+2の
指紋画像の中心線、Ｃ₄はｔ_i+3の指紋画像の中心線であ
る。このように、中心線間隔Ｗ₁が鮮明領域内に存在す
れば、各サンプル時間で得た指紋画像の切り出しは、隣
合う中心線間隔を切り出し幅とする。一方、図１０
（ロ）では、画像Ｇ₁からの切り出し幅を、中心線Ｃ₁〜
Ｃ₂までの幅（Ｗ₂）とし、画像Ｇ₂についても画像Ｇ₃と
の間で中心線間隔が幅（Ｗ₂）程度であるとする。そこ
でこうした中心線間隔幅（Ｗ₂）で切り出しを行って合
成（配置）した結果を図１０（ニ）に示す。図１０
（ハ）の合成画像は、鮮明画像のみの切り出しが行われ
た合成画像であり、理想的な回転指紋画像となる。一
方、図１０（ニ）の合成画像は不鮮明領域を含むと共
に、回転指紋として途中で途切れた（不連続）ものとな
り、回転指紋画像として扱うことができない欠陥画像で
ある。

【００２１】そこで、隣合う中心線間隔Ｗに基準値Ｗ₀
を設け、基準値Ｗ₀よりも中心線間隔Ｗが小さければ
（Ｗ≦Ｗ₀）、画像の切り出しは、中心線間隔Ｗで行う
ものとし、Ｗ＞Ｗ₀であれば、画像の切り出しは行わな
いものとした。尚、図１０（イ）と図１０（ロ）とは、
指の回転速度の大きさによって出現する。回転速度が予
想以上に大きい時が図１０（ロ）であり、回転速度が小
さくなることによって、Ｗ₂よりも小さいＷへと移行す
る。図１０（イ）は適正回転速度の時である。基準値Ｗ
₀は、中心線間隔の中で鮮明領域を含んで切り出しが可
能なような値であり、事前に定めておく。

【００２２】図１１には、指の右回転に伴ってサンプル
した、指紋画像のメモリＭ上での配置例を示す。各サン
プル点ごとに１つのメモリＭ_iを割り当てる。メモリＭ_i
は、ｘ、ｙの座標系から成る２次元メモリであり、ｘ、
ｙの座標系は、光学面上２の２次元平面の座標系ｘ、ｙ
と対応する。従って、光学面上の（ｘ、ｙ）座標はメモ
リＭ_iの（ｘ、ｙ）座標と対応する。かくして、光学面
上に出現した指紋画像は、その光学面上の位置に対応し
たメモリＭ_i上の位置に格納がなされる。

【００２３】図１１のメモリＭ_iを利用して切り出しを
行う。先ずサンプル時刻ｔ₁で得たメモリＭ₁の画像Ｇ₁
について中心線Ｃ₁のｘ位置を算出する。隣合うサンプ
ル時刻ｔ₂についてメモリＭ₂の画像Ｇ₂を得た後に、画
像Ｇ₂の中心線Ｃ₂のｘ位置を算出する。そして、Ｃ₁の
ｘ位置とＣ₂のｘ位置との差分（間隔）Ｗを求め、これ
が基準値Ｗ₀よりも大きいか小さいか判定する。Ｗ≦Ｗ₀
であれば、画像Ｇ₁について、中心線Ｃ₁のｘ位置を始点
として間隔Ｗで画像切り出しを行う。以下、サンプル時
刻ｔが更新されて同様の処理がなされる。そしてそれら
の切り出し画像を連続的に配置すればそれが合成であ
り、合成画像（回転指紋全体像）が得られる。この連続
的な配置による合成例が図１０（ハ）である。

【００２４】尚、図１１は、サンプル数だけのメモリＭ
_iが必要となる。しかし、図１１から分かるように、サ
ンプル時刻毎のメモリＭ_iにあっては空白エリアを多く
持ち、メモリを余りに多く使いすぎる。そこで実際に
は、１指紋画像の最大容量と思われるメモリＭ_iとして
おき、ソフト処理で中心線Ｃ₁、Ｃ₂及び間隔Ｗを求め、
Ｗ≦Ｗ₀の条件で間隔Ｗでの切り出しを行う。また、１
個のメモリのみでも可能である。

【００２５】本発明の第３の実施の形態について説明す
る。第２の実施の形態では、切り出しは隣合う中心線間
隔としたが、許容最大サンプル間隔値Ｗ_mで切り出すよ
うにしたのが、この第３の実施の形態である。許容最大
サンプル間隔値Ｗ_mとは、切り出しが不連続とならず、
且つ鮮明画像を切り出しうる最大許容値である。そし
て、中心線を基準に、この中心線から右方向にＷ_mの幅
の画像を切り出すようにした。一方、このような一定間
隔値Ｗ_mで切り出しを行っていくと、指の回転速度が予
想以上に速いと切り出し画像が不連続になることがあ
る。そこで、現在の取り込み画像Ｇ₁に対して中心線Ｃ₁
からＷ_mの幅で切り出しを行っておき、隣合う次の画像
Ｇ₂の中心線Ｃ₂を求めた後でこの中心線Ｃ₂の位置と、
前回の画像Ｇ₁の（中心線Ｃ₁＋Ｗ_m）とを比較し、（中
心線Ｃ₁＋Ｗ_m）が中心線Ｃ₂を越えるか否かを判定す
る。そしてＣ₂を越えていれば不連続な切り出しではな
いとみて、前回の切り出しを許す。Ｃ₂を越えていなけ
れば前回の切り出しと今回の切り出しとの間に不連続な
部分が存在するとしてアラームを出し、指紋の取り込み
を中心とし、始めからの指回転を再度行わせて、再取り
込みをはかる。

【００２６】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。この実施の形態は、回転歪み是正を目的とす
る。前記課題中に述べた歪みには、回転方向に直交する
方向での歪みと、回転方向に直交する方向の軸まわりの
回転歪みとがある例を述べたが、これらは、指先の曲率
が大きいことに主たる原因がある。これを図１２に示し
た。図１２の領域Ｅが曲率半径の大きい個所を示す。こ
うした曲率の大きい指先を含めて指の回転を行うと、回
転は左から右へ直線的に行われるが、指先はその直線通
りには動かずに曲率に沿った動きをする。これが回転歪
みを生む。勿論、それ以外の指の動かし方や指形状の相
異等によっても若干発生する。そこで、合成境界線であ
る中心線Ｃの前後で、その中心線に沿う前後の画像を比
較してずれが発生しているか否かを検出することにし
た。更にずれ発生の検出があれば、曲率が大きいための
ずれが主原因であるため、アフィン変換もしくはその他
の方法により２次元画像をリニアもしくは非線形に形状
変換してずれの補正を行わしめた。

【００２７】次に、かかるずれ検出とずれ補正の実施の
形態を図１３、図１４に示す。図１３はずれ検出の概念
図である。ｔ₁時刻でサンプルした画像をＧ₁（図１０
（イ））、ｔ₁に隣合うｔ₂時刻でサンプルした画像をＧ
₂（図１０（ロ））とする。画像Ｇ₁の中心線Ｃ₁のｘ座
標位置をｘ₁、画像Ｃ₂の中心線Ｃ₂のｘ座標位置をｘ₂と
する。画像Ｇ₁において、ｘ₁〜ｘ₂の区間の斜線画像、
画像Ｇ₂において、ｘ₂〜ｘ₃の区間の斜線画像が切り出
し画像となり、これを連続配置することで、図１０
（ハ）の合成画像が得られる。そこで、ずれの検出のた
めに、画像Ｇ₁についてのｘ座標ｘ₂の±ΔＷの近傍（ｘ
₂−ΔＷ〜ｘ₂＋ΔＷの区間）と、画像Ｇ₂についてのｘ
座標ｘ₂の±ΔＷの近傍（ｘ₂−ΔＷ〜ｘ₂＋ΔＷの区
間）との間で互いのずれ量を算出する。ずれがなければ
両者は一致する。ずれがあるとずれ量対応の不一致が現
れる。これを、ｙ軸−ずれ量との関係で示したのが、図
１３（ニ）である。図１１に示した曲率半径の大きい指
先で比較的大きいずれが発生していることが示されてい
る。

【００２８】図１４にはずれ補正方法を示す。そのため
に、図１３（ニ）から、ずれの開始点Ｐ₂、指紋像Ｇ₁の
任意の点Ｐ₃、Ｐ₃に対応する指紋像Ｇ₂の点Ｐ₄、及び位
置ｘ₂での指紋像Ｇ₁の上側の端点Ｐ₁を求める。そし
て、点Ｐ₁から指紋像Ｇ₁の上側に接する接線を求め、こ
れと、画像Ｇ₂の位置ｘ₂の直線Ｃ₂との交点Ｐ₅を求め
る。ずれの補正は点Ｐ₁からＰ₂、Ｐ₅で囲まれる三角形
を、点Ｐ₁、Ｐ₂を固定し点Ｐ₃とＰ₄とが同一点になるよ
うに２次元の形状変換を行うことで達成する。

【００２９】図１は本発明の回転指紋検出装置の一実施
の形態を示す。本実施例は、光源４、光学プリズム１、
２次元センサ５より成る光学系の他に、２次元センサ５
で検出された撮像指紋画像の合成を行う合成処理部１
５、及び表示手段としてのモニタ１４を持つ。合成処理
部１５は、ＡＤ変換器７、遅延回路８、中心検出回路
９、合成用メモリ１０、書き込み制御回路１１、ＤＡ変
換器１２、歪補正回路１３より成る。動作を説明する。
２次元センサ５より入力された指紋像はＡ／Ｄ変換器７
により多階調のディジタルデータに変換される。変換さ
れたデータは中心検出回路９に送付される。中心検出回
路９は各サンプル指紋像の中心線Ｃの位置ｘを求める。
中心位置ｘを求める方法は指紋像のｘ方向の重心を中心
としてもよいし、あるいは元の指紋像を２値化しその重
心を求めてもよい。さらには指紋エリアのある帯状の範
囲での中心を求めてもよい。中心を求める方法はいかな
る方法を用いてもよい。

【００３０】中心検出回路９は求まった中心線Ｃの座標
を書き込み制御回路１１に送る。中心検出回路９及び書
き込み制御回路１１では、ある時間（一般的には画像の
１フレーム時間）の処理時間が必要なためＡ／Ｄ変換器
７よりのディジタルデータは遅延回路８により時間調整
され合成用メモリ１０に送られる。合成用メモリ１０は
書き込み制御回路１１の指令により合成を行う。合成後
は、ＤＡ変換器１２を介してモニタ１４に回転指紋とし
て表示される。また歪補正の必要があれば歪補正回路１
３で歪検出の補正を行う。必要ならこの補正結果をモニ
タに表示する。尚、遅延回路８を取り去り、代わりにバ
ッファメモリを設けてもよい。この場合は、バッファメ
モリからの読み出し・書き込みのタイミングを調整する
ことで遅延回路８の機能を達成する。このバッファメモ
リは例えば図１１の如きメモリＭ_iである。さらに、図
１１のメモリＭ_iは合成用メモリ１０とみてよい。

【００３１】書き込み制御回路１１を中心にして実行さ
れる合成処理フローを図２に示す。回転指紋入力が開始
されるとフロー１００で内部のレジスタが初期化され、
また合成メモリも初期化する。次のフロー１０１は取り
込み終了か否かを判断する部分であり取り込みが右回り
であれば右側の指紋像まで入力し且つ送られてきた中心
線がある期間ほとんど進まないことを検出し、これが検
出されれば、回転中止で指紋採取作業は終了したとみ
て、取り込み終了する。

【００３２】フロー１０２では、取り込み画像Ｇ_iの中
心位置ｘ_iを算出し、これをラッチする。フロー１０３
では、取り込み画像Ｇ_iが回転指紋の開始画像か否かを
チェックする。開始画像であれば、フロー１０４へ移
り、フロー１０２で求めた中心位置ｘ_iよりも左側の画
像の全てを合成メモリ１０に書き込む。書き込み位置は
左側の画像対応位置（０〜ｘ_i）である。

【００３３】開始画像でなければ、フロー１０５へ移
り、前回の取り込み画像Ｇ_i-1について、そのラッチ中
の中心位置ｘ_i-1から、Ｇ_iの中心位置ｘ_iまでの間隔に
わたって画像切り出しを行い、それを合成メモリにｘ
_i-1〜ｘ_iの位置に書き込む。フレーム１０６では、中心
位置間隔Ｗ＝ｘ_i−ｘ_i-1を求め、それが基準値Ｗ₀以内
か否かをチェックする。Ｗ＞Ｗ₀であればアラームをフ
ロー１０７でアラームを発生して指紋採取を中止し、最
初からの採取を行わせる。このフロー１０７はフロー１
０３と１０５との間に設けてもよい。Ｗ≦Ｗ₀であれ
ば、次の画像Ｇ_i+1の取り込みを行うべくステップ１０
１へ飛ぶ。また、フロー１０４の開始画像の時も、ステ
ップ１０１へ飛ぶ。

【００３４】図１５には、第３の実施の形態を実現する
合成処理フローを示す。この合成処理は、最大許容間隔
Ｗｍを定めておき、取り込んだ画像Ｇ_iに対して、中心
位置ｘ_i〜（ｘ_i＋Ｗ_m）までの区間の画像を自動的に切
り出すものとした。そして、（ｘ_i＋Ｗ_m）が次の取り込
み画像Ｇ_i+1の中心位置ｘ_i+1と比較して、（ｘ_i＋Ｗ_m）
≧ｘ_i+1であれば、ｘ_i〜（ｘ_i＋Ｗ_m）までのＧ_iからの
切り出しは有効なものと見なして以降の合成処理を続け
る。（ｘ_i＋Ｗ_m）＜ｘ_i+1であれば、切り出し画像は不
連続なものとなるため不適切な切り出しと見なして合成
処理を中断し、アラームを鳴らして、再採取を行わせ
る。

【００３５】以上の考え方のもとに図１５の処理を説明
する。回転指紋入力が開始されるとフロー１００で内部
のレジスタが初期化され、また合成メモリも初期化す
る。次のフロー１０１は取り込み終了か否かを判断する
部分であり取り込みが右回りであれば右側の指紋像まで
入力し且つ送られてきた中心線がある期間ほとんど進ま
ないことを検出し取り込み終了と判断する。次にフロー
１０８では前回の指紋像の切り取り範囲を退避し、今回
の送られてきた中心線を切り取り開始場所として保存す
る。また切り取り終了点は切り取り開始点に最大サンプ
ル間隔Ｗ_mを加算して保存する。フロー１０９で回転指
紋入力開始後初めての指紋像か否かを判断する。初めて
の指紋像の場合はフロー１１０で中心線の回転方向と反
対の部分も書き込むため回転開始側の座標０より幅Ｗ_m
までを合成メモリ１０に書き込む。また途中の指紋像で
あればフロー１１１で取り込み画像Ｇ_iの中心位置ｘ_iよ
り座標（ｘ_i＋Ｗ_m）までを合成メモリに配置し合成す
る。次にフロー１１２で前回の書き込み終了座標と今回
の書き込み開始座標を比較し（ｘ_i-1＋Ｗ_m）がｘ_iより
小さい場合は許容サンプル間隔以上にサンプル間隔が広
いケースであり、フロー１０７によりアラームを出力す
る。書き込み制御回路１０は本フロー以外に、歪み補正
回路１２に対し各指紋像の中心線の座標及び歪み検出の
ための中心線の前後の座標を出力する。

【００３６】フロー１１１での書き込みは、図１６のよ
うに隣合う画像Ｇ_i、Ｇ_i+1間でｘ座標の一部で重複す
る。即ち、図１６で０〜Ｗ_mの区間が前回の切り出し画
像Ｇ₁₁、ｘ₁〜（ｘ₁＋Ｗ_m）の区間が今回の切り出しが
Ｇ₂₁である。そしてｘ₁〜Ｗ_mの区間は、画像Ｇ₂₁の書き
込みに際して、既書き込み画像Ｇ₁₁の上に上書きするの
で、この重複による問題はない。尚、図２の合成処理で
はｘ座標の重複はない。

【００３７】図１において合成用メモリ１０で合成が完
了すると、その結果は歪補正回路１３に送付され歪検出
や補正が行われる。また合成途中及び合成結果はＤ／Ａ
変換器１２を通してモニタ１４に送られ随時モニタリン
グが可能である。歪補正回路１３は一般的にはＣＰＵと
メモリより構成され、合成用メモリ１０の合成出力と、
書き込み制御回路１１からの各指紋像の中心線、歪み検
出のための中心線の前後の座標、及び歪み検出のための
中心線の前後の座標により範囲指定された遅延回路８よ
りの中心線前後の指紋データを入力し歪みの補正、及び
誤合成の補正を行う。このようにして鮮明且つ誤合成の
ない回転指紋の入力が可能となる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、鮮明で且つ誤合成が起
こらない回転指紋検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転指紋検出装置の一実施の形態を示
す図である。

【図２】本発明の合成処理のフローチャート例を示す図
である。

【図３】従来の回転指紋入力系を示す図である。

【図４】従来の回転指紋の反射を示す図である。

【図５】従来の回転指紋の合成の説明図である。

【図６】従来の回転指紋の合成図である。

【図７】回転指紋の検出に伴う問題の説明図である。

【図８】回転歪みの説明図である。

【図９】回転歪みの説明図である。

【図１０】本発明の合成処理の説明図である。

【図１１】本発明の合成処理のメモリ上での説明図であ
る。

【図１２】指の回転歪みの説明図である。

【図１３】本発明の回転歪み検出の説明図である。

【図１４】本発明の回転歪み補正の説明図である。

【図１５】本発明の回転指紋の合成処理のフローチャー
ト例を示す図である。

【図１６】図１３の処理フローでのメモリ上での一部重
複を示す図である。

【符号の説明】

１プリズム２光学面３指４光源５２次元センサ７ＡＤ変換器８遅延回路９中心検出回路１０合成用メモリ１１書き込み制御回路１２ＤＡ変換器１３歪補正回路１４モニタ１５合成処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者駒村孝之茨城県日立市幸町３丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献特開平５−101168（ＪＰ，Ａ) 特開平２−171881（ＪＰ，Ａ) 特表平６−500654（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 400

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学面上で指を回転させ、これを測定し
て回転指紋全体像を検出する回転指紋検出方法におい
て、光学面上の回転指紋像を画像として測定する第１のステ
ップと、かくして得た各画像について、その画像の回転方向に直
交する中心線を検出する第２のステップと、この中心線から回転方向に向う所定幅の画像を短冊状に
切り出す第３のステップと、この切り出した画像を合成して回転指紋全体像を得る第
４のステップと、を有する回転指紋検出方法。
【請求項２】光学面上で指を回転させ、これを測定し
て回転指紋全体画像を検出する回転指紋検出方法におい
て、光学面上の回転指紋像を画像として測定する第１のステ
ップと、かくして得た各画像について、その画像の回転方向に直
交する中心線位置を検出する第２のステップと、この中心線位置から回転方向に沿う次の画像の中心線位
置までの区間の、画像を短冊状に切り出す第３のステッ
プと、この切り出した画像を合成して回転指紋全体像を得る第
４のステップと、を有する回転指紋検出方法。
【請求項３】光学面上で指を回転させ、これを測定し
て回転指紋全体像を検出する回転指紋検出方法におい
て、光学面上の回転指紋像を画像として測定する第１のステ
ップと、かくして得た各画像について、その画像の回転方向に直
交する中心線を検出する第２のステップと、この中心線から最大サンプル幅（Ｗ_m）の画像を短冊状
に切り出す第３のステップと、この切り出した画像を合成して回転指紋全体像を得る第
４のステップと、を有する回転指紋検出方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかの検出方法にお
いて、第２のステップと第３のステップとの間に、開始画像か
否かを判定し、開始画像であればその中心線よりも手前
側の画像の切り出しを行い、開始画像でなければ第３の
ステップへ処理を移す第５のステップを有する回転指紋
検出方法。
【請求項５】請求項２の回転指紋検出方法において、
切り出し区間が予め定めた第１の基準値（Ｗ₀）よりも
大きい場合にはその切り出しは欠陥として報知する第５
のステップを有する回転指紋検出方法。
【請求項６】請求項３の回転指紋検出方法において、
最大サンプル幅Ｗ_mが、隣合う次の画像の中心線位置に
達しない場合にはその切り出しは欠陥として報知する第
５のステップを有する回転指紋検出方法。
【請求項７】光学面上で指を回転させ、これを測定し
て回転指紋全体像を検出する回転指紋検出装置におい
て、光学面の回転指紋像を撮像する第１の手段と、かくして得た各画面について、その画像の回転方向に直
交する中心線を検出する第２の手段と、この中心線から回転方向に向う、所定幅の画像を短冊状
に切り出す第３の手段と、この切り出した画像を合成して回転指紋全体像を検出す
る第４の手段と、より成る回転指紋検出装置。
【請求項８】光学面上で指を回転させ、これを測定し
て回転指紋全体像を検出する回転指紋検出装置におい
て、光学面の回転指紋像を撮像する第１の手段と、かくして得た各画面について、その画像の回転方向に直
交する中心線を検出する第２の手段と、この中心線位置から回転方向に沿う次の画像の中心線位
置までの区間の、画像を短冊状に切り出す第３の手段
と、この切り出した画像を合成して回転指紋全体像を検出す
る第４の手段と、より成る回転指紋検出装置。
【請求項９】光学面上で指を回転させ、これを測定し
て回転指紋全体像を検出する回転指紋検出装置におい
て、光学面の回転指紋像を撮像する第１の手段と、かくして得た各画面について、その画像の回転方向に直
交する中心線を検出する第２の手段と、この中心線から回転方向に向う、最大サンプル幅
（Ｗ_m）の画像を短冊状に切り出す第３の手段と、この切り出した画像を合成して回転指紋全体像を検出す
る第４の手段と、より成る回転指紋検出装置。
【請求項１０】請求項７〜９のいずれかの検出装置に
おいて、第２の手段と第３の手段との間に、開始画像か否かを判
定し、開始画像であればその中心線よりも手前側の画像
の切り出しを行い、開始画像でなければ第３の手段を動
作させる第５の手段を有する回転指紋検出装置。