JP3208652B2

JP3208652B2 - 指紋登録方法

Info

Publication number: JP3208652B2
Application number: JP07350596A
Authority: JP
Inventors: 雅彦山口
Original assignee: 富士通電装株式会社
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 2001-09-17
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: JPH09265528A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋照合装置に於
ける指紋登録方法に関する。指紋照合装置は、予め登録
した指紋と、新たに押捺した指紋とを照合して本人確認
を行うものであり、登録指紋は、押捺指紋を撮像した多
値画像データの中の複数の特徴点対応に各特徴点を含む
領域を登録ファイルに格納したものである。そして、指
紋照合時の押捺指紋を撮像した二値画像データと、登録
ファイルから読出した特徴点を含む二値画像データの各
領域とを比較照合し、所定数以上の領域について一致点
があれば、指紋照合一致とするものである。そこで、こ
の指紋照合精度を向上できるように、所望の精度の指紋
を登録することが要望されている。

【０００２】

【従来の技術】指紋には、隆線の端点と分岐点との二大
特徴点があり、殆どの指紋照合装置に於いては、この特
徴点部分を登録データとして登録ファイルに格納してい
る。この指紋登録の処理は、押捺指紋を撮像した多値画
像データを二値化処理し、この二値化された画像データ
を細線化処理し、この細線化処理された隆線について、
端点と分岐点とを特徴点として抽出し、この特徴点の座
標情報を基に、二値画像データの領域を切り出して、登
録ファイルに登録データとして格納する。

【０００３】図２は指紋照合装置の説明図であり、１は
指紋押捺撮像部、２はデータ処理部、３はバス、４はプ
ロセッサ（ＣＰＵ）、５はインタフェース部（ＩＦ）、
６はプログラム等を格納したリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）、７は多値画像メモリ、８は二値画像メモリ、９は
二値画像退避メモリ、１０は細線画像メモリ、１１は特
徴点リストメモリ、１２は登録データ用不揮発性メモリ
を示す。プロセッサ４はバス３を介して接続された各部
を制御し、又画像データの処理を行う機能を備えてい
る。

【０００４】指紋押捺撮像部１は、図示を省略している
が、指紋を押捺する押捺台と、照明用光源と、ＣＣＤカ
メラと、表示部と、テンキー等の入力操作部とを含み、
指紋登録時は、入力操作部によりＩＤ番号，暗証番号等
の情報と共に指紋登録要求を入力し、押捺台に指紋を押
捺し、ＣＣＤカメラにより指紋を撮像する構成を備えて
いる。この指紋押捺撮像部１により撮像した指紋撮像画
像信号をインタフェース部５によりＡ／Ｄ変換して多値
画像データとする。

【０００５】又データ処理部２の各メモリは７〜１１は
初期設定によりクリアされている。そして、インタフェ
ース部５によりＡ／Ｄ変換した多値画像データを多値画
像メモリ７に書込み、この多値画像メモリ７の内容の多
値画像データをプロセッサ４のデータ処理機能によって
二値化して二値画像メモリ８に書込む。

【０００６】又この二値画像メモリ８の内容の二値画像
データを二値画像データ退避メモリ９にコピーして退避
させる。そして、二値画像メモリ８の内容を細線化処理
する。即ち、指紋の隆線を細線化する。その細線画像デ
ータを細線画像メモリ１０に書込む。この細線画像メモ
リ１０の内容の細線画像データを基に、端点と分岐点と
の特徴点を抽出して、その特徴点の座標情報を特徴点リ
ストメモリ１１に書込む。この特徴点の数が所定数以上
ある場合は、二値画像退避メモリから特徴点部分の画像
を切り出して、登録データ用不揮発性メモリ１２に、Ｉ
Ｄ番号，暗証番号等と共に格納する。

【０００７】指紋照合時は、指紋押捺撮像部１の入力操
作部からＩＤ番号，暗証番号等を入力して指紋を押捺
し、その指紋を撮像する。この指紋撮像画像信号は、指
紋登録時と同様にして、多値画像データとして多値画像
メモリ７に格納される。そして、プロセッサ４は、入力
されたＩＤ番号，暗証番号を検証し、正規の場合は登録
用不揮発性メモリ１２から登録指紋を読出し、この特徴
点を含む領域の登録指紋を基に、入力された指紋と照合
し、所定数以上の一致点があれば、本人確認と判定す
る。

【０００８】図３は指紋の二値画像の説明図であり、押
捺指紋を撮像したアナログ画像信号をディジタル化し、
その多値画像データを前述のように多値画像メモリ７に
一旦格納し、その多値画像データを二値化処理すること
により、図３に示すような谷線部分を黒、隆線部分を白
とした二値画像が得られる。この二値画像の状態で、ａ
の端点又はｂの分岐点を抽出することは容易でないの
で、隆線を細線化処理する。図４は図３の二値画像を細
線化処理した画像を示し、隆線（白線で示す）の端点ａ
及び分岐点ｂをプロセッサによるデータ処理によって容
易に抽出することができる。

【０００９】又押捺指紋の状態による指紋撮像画像が不
良の場合、例えば、図５の（Ａ）のｃに示すように、二
値画像に於ける隆線が実際には連続しているにも拘らず
分断された状態となると、前述のように細線化処理を行
って特徴点を抽出すると、この分断された点を端点とし
て抽出することになる。

【００１０】この場合の特徴点の座標は近接しているか
ら、或る範囲内、例えば、０．５ｍｍ以内に近接してい
る特徴点を疑似特徴点として、特徴点リストから削除す
る方法が知られている。それにより、図５の（Ａ）のｃ
の隆線分断点による特徴点は疑似特徴点として削除され
ることになる。

【００１１】このような疑似特徴点の削除の処理を行う
と、正規の特徴点も近接している場合に削除されるか
ら、特徴点リストに登録される特徴点数は少なくなる。
前述の図５の（Ａ）の二値画像について細線化処理し、
特徴点を抽出すると、図３のように比較的良好な二値画
像の場合の特徴点の抽出数より多い特徴点を抽出するこ
とができるが、疑似特徴点削除処理を行うと、残存する
特徴点は減少して、所望の数の特徴点が得られない場合
が生じる。指紋登録に於いては、所定数以上の特徴点が
必要であるから、疑似特徴点削除処理によって登録処理
が失敗する場合があり、再登録処理を行うことになる。

【００１２】そこで、図５の（Ａ）の指紋の二値画像の
ようなかすれ指紋の場合、隆線の分断点を連続化させる
為の空間フィルタ処理を行うことが知られている。この
空間フィルタ処理により、図５の（Ａ）に示すかすれ指
紋の二値画像の隆線（白線で示す）は、図５の（Ｂ）に
示す二値画像となる。即ち、隆線の分断点は連続化され
る。従って、この二値画像についての細線化処理を行う
と、疑似特徴点に相当する部分が削除されて、正規特徴
点に相当する部分のみが残ることになり、従って、所定
数以上の特徴点の抽出が可能となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】隆線の分断点は、正規
特徴点に相当する場合と疑似特徴点に相当する場合があ
る。前述のように、かすれ指紋は、空間フィルタ処理に
より疑似特徴点に相当する分断点を連続化し、二値画像
に於ける疑似特徴点に相当する部分を削除することがで
きる。その場合でも、正規特徴点数は所定数以上となる
から、登録処理の失敗の確率は低くなり、疑似特徴点を
含めて登録する場合に比較して、指紋照合時に於ける照
合率も向上することになる。しかし、指紋撮像画像の品
質が良好な場合、空間フィルタ処理を行うことにより、
疑似特徴点を正規特徴点に変換する可能性が大きい問題
がある。

【００１４】例えば、図６の（Ａ）に示す指紋の二値画
像は、比較的品質が良い場合であるが、ｄのように、亀
裂を含む場合に空間フィルタ処理を行うと、（Ｂ）に示
す二値画像となり、（Ａ）のｄの亀裂部分は、（Ｂ）の
ｅのように正規特徴点に変換されて登録されることにな
る。

【００１５】図７の（Ａ）は大きな亀裂を含む指紋の多
値画像を示し、（Ｂ）は空間フィルタ処理を行った多値
画像を示し、ｆは亀裂が連続化された状態を示す。又指
紋照合時は、指紋撮像画像データに対して空間フィルタ
処理を施さないで、登録指紋との照合を行うものであ
り、その指紋の照合率は、疑似特徴点を登録するより
も、亀裂のある正規特徴点を登録した方が高くなり、又
亀裂の無い正規特徴点を登録した方が更に高くなる。即
ち、空間フィルタ処理により指紋の照合率を向上できる
場合と、反対に照合率を向上できない場合とがある。本
発明は、再登録処理に於いてのみ自動的に空間フィルタ
処理を適用して、照合率の高い指紋を登録することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の指紋登録方法
は、押捺指紋を撮像した多値画像信号を二値化処理し、
この二値化処理による画像データを細線化処理し、この
細線化処理された画像データを基に特徴点を抽出し、こ
の特徴点について疑似特徴点の削除処理を行い、残存す
る特徴点の数が所定数以上の場合に、二値画像データに
よる特徴点の指紋を登録する過程を含む指紋登録方法に
於いて、１回目の前記過程による指紋登録処理が失敗し
た時に、２回目以降の前記過程による指紋登録処理に於
いて、多値画像データに対して指紋の隆線方向の連続化
を行う空間フィルタ処理を行い、この空間フィルタ処理
された多値画像データを二値化処理して、細線化処理を
行い、この細線化処理された画像データを基に特徴点抽
出を行い、この特徴点について疑似特徴点の削除処理を
行い、残存する特徴点の数が所定数以上の場合に二値画
像データによる特徴点の指紋を登録する過程を含むもの
である。即ち、１回目の指紋登録処理は、指紋撮像画像
が良好であれば、空間フィルタ処理を行うことなく、所
定数以上の正規特徴点が得られる。１回目の登録処理が
失敗した場合は、指紋撮像画像が不良な場合であるか
ら、空間フィルタ処理を行って、特徴点抽出を行う。

【００１７】又前述の指紋登録処理過程に於ける疑似特
徴点の削除処理は、抽出された特徴点が相互に所定範囲
内に存在する場合に疑似特徴点と判定して、この疑似特
徴点を特徴点リストから削除する過程を含むものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態のフロ
ーチャートであり、（１）〜（１５）は指紋登録過程の
ステップを示し、図２の構成を参照して指紋登録方法を
説明する。先ず、指紋登録処理を開始すると、指紋押捺
有りか否かを判定し（１）、指紋押捺撮像部１による撮
像画像信号の所定範囲の平均レベルが所定値以上の場合
に指紋押捺有りと判定し、撮像画像信号をインタフェー
ス部５によりＡ／Ｄ変換した指紋多値画像データを多値
画像メモリ７へ書込む（２）。この多値画像メモリ７の
内容の多値画像データを二値化して二値画像メモリ８へ
書込み（３）、この二値画像メモリ８の内容の二値画像
データを二値画像退避メモリ９へコピーして書込む
（４）。

【００１９】次に、登録操作が１回目か否かを判定し
（５）、１回目の場合は、細線化処理（８）に移行し
て、二値画像メモリ８の内容の二値画像データの細線化
処理により、指紋の隆線の細線化を行って細線画像メモ
リ１０へ書込み、この細線画像データを用いて、隆線の
端点又は分岐点の特徴点を抽出し、抽出された特徴点位
置（座標情報）を特徴点リストメモリ１１に書込み
（９）、この特徴点の所定範囲、例えば、０，５ｍｍの
範囲内の特徴点を疑似特徴点として、特徴点リストメモ
リ１１から削除する（１０）。

【００２０】そして、残存する特徴点数が所定数以上か
否かを判定し（１１）、所定数以上の場合は、特徴点の
座標情報を基に、二値画像退避メモリ９から特徴点部分
の画像を切り出して登録データ用不揮発性メモリ１２に
書込む（１２）。それによって、指紋登録処理は完了す
る（１３）。

【００２１】又特徴点数が所定数以上ない場合は、登録
操作回数が３回目か否かを判定し（１３）、３回目の場
合は登録失敗とする。なお、この回数は４回或いは５回
等とすることも可能である。そして、３回目でない場合
は、ステップ（１）に移行して、最初の指紋押捺から
（１）〜（４）の登録処理のステップを行う。又この場
合は、ステップ（５）に於いて、登録操作が１回目でな
いことにより、指紋画像が不良と判定して、多値画像メ
モリ７の内容の多値画像データに対して空間フィルタ処
理を行う（６）。この空間フィルタ処理された多値画像
データは、多値画像メモリ７に書込まれ、多値画像メモ
リ７の内容が更新されることになる。

【００２２】又前述の空間フィルタ処理は、隆線の方向
を判定し、その隆線の方向に所定画素数以下の間隔を連
続化する処理を行うものであり、例えば、多値画像デー
タを二値化し、１画面分を所定画素数のブロック領域に
分けて、各ブロック領域内の画素配列パターンを基に、
各ブロック領域内の隆線方向を判定し、多値画像データ
に対して、その隆線方向に所定画素数を伸張して、亀裂
等を連続化させるものである。従って、例えば、図７の
（Ａ）の多値画像の亀裂は、空間フィルタ処理により、
（Ｂ）のｆのように連続化されることになる。

【００２３】この空間フィルタ処理された多値画像メモ
リ７内の多値画像データを二値化して二値画像メモリ９
に書込む（７）。従って、ステップ（３）に於いて書込
まれた二値画像メモリ９の内容は更新される。そして、
ステップ（８）に移行し、ステップ（８）〜（１０）に
より細線化処理、特徴点抽出処理、疑似特徴点削除処理
を行い、残存する特徴点数が所定数以上か否かを判定し
（１１）、所定数以上の場合は、特徴点の座標情報を基
に、二値画像退避メモリ９から特徴点部分の画像を切り
出して登録データ用不揮発性メモリ１２に書込む（１
２）。それによって、指紋登録処理は完了する（１
３）。

【００２４】又残存する特徴点の数が所定数以上でない
場合は、登録操作回数は３回目か否かを判定し（１
４）、３回目でない場合はステップ（１）に移行する。
又３回目の場合は登録失敗とする（１５）。このような
登録操作回数は、簡単なカウンタを設けておくことによ
り、容易に識別することができる。

【００２５】又指紋の撮像画像が比較的良好な場合、例
えば、図３の（Ａ）に示すように、部分的には亀裂があ
るが、その亀裂部分を疑似特徴点として削除しても、正
規特徴点数が所定数以上得られると、正規特徴点につい
て登録されるから、指紋照合率を向上することができ
る。

【００２６】又指紋の撮像画像が不良の場合、例えば、
図７の（Ａ）に示す多値画像を二値化し、更に細線化処
理して特徴点を抽出する場合に、疑似特徴点が多くなっ
て、その疑似特徴点削除処理により所定数以上の特徴点
が得られない時は、空間フィルタ処理により、例えば、
図７の（Ｂ）に示す多値画像が得られるから、これを二
値化し、更に細線化処理して特徴点を抽出する。この場
合は、疑似特徴点が減少するから、疑似特徴点削除処理
による正規特徴点の削除が回避されることになり、所定
数以上の特徴点が得られる確率が高くなって、指紋登録
処理の失敗を回避できる。

【００２７】又ステップ（１１）に於ける特徴点につい
ての所定数は、例えば、１０〜２０等に設定することが
可能であり、指紋照合精度に対応して選択することがで
きる。又残存する特徴点数が所定数以上ない場合の登録
操作の繰り返し回数は、前述のように、カウンタにより
容易に識別することができるから、必要に応じて、その
回数を増加することも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、１回目
の指紋登録操作に於いては、指紋撮像画像が良好なもの
として処理し、疑似特徴点削除処理により残存する特徴
点の数が所定数以上でない場合は、指紋撮像画像が不良
と判定して、再登録操作を行うことになり、その場合
は、空間フィルタ処理を行うことにより、疑似特徴点が
少なくなるような指紋画像とするから、指紋登録操作の
失敗が少なくなり、且つ正規特徴点についての登録によ
って、指紋照合率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のフローチャートである。

【図２】指紋照合装置の説明図である。

【図３】指紋の二値画像の説明図である。

【図４】指紋の細線化画像の説明図である。

【図５】かすれ指紋の場合の説明図である。

【図６】指紋の二値画像の説明図である。

【図７】指紋の多値画像の説明図である。

【符号の説明】

（１）〜（１５）ステップ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】押捺指紋を撮像した多値画像データを二
値化処理し、該二値化処理による二値画像を細線化処理
し、該細線化処理された細線画像データを基に特徴点を
抽出し、該特徴点について疑似特徴点の削除処理を行
い、残存する特徴点の数が所定数以上の場合に前記二値
画像データによる特徴点の指紋を登録する過程を含む指
紋登録方法に於いて、１回目の前記過程による指紋登録処理が失敗した時に、
２回目以降の前記過程による指紋登録処理に於いて、前
記多値画像データに対して指紋の隆線方向の連続化を行
う空間フィルタ処理を行い、該空間フィルタ処理された
多値画像データを二値化処理して、前記細線化処理を行
い、該細線化処理された細線画像データを基に前記特徴
点抽出を行い、該特徴点について前記疑似特徴点の削除
処理を行い、残存する特徴点の数が所定数以上の場合に
前記二値画像データによる特徴点の指紋を登録する過程
を含むことを特徴とする指紋登録方法。
【請求項２】前記疑似特徴点の削除処理は、抽出され
た特徴点が相互に所定範囲内に存在する場合に疑似特徴
点と判定して、該疑似特徴点を特徴点リストから削除す
る過程を含むことを特徴とする請求項１記載の指紋登録
方法。