JP3254622B2 - パターン照合装置 - Google Patents

パターン照合装置

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JP3254622B2
JP3254622B2 JP20983496A JP20983496A JP3254622B2 JP 3254622 B2 JP3254622 B2 JP 3254622B2 JP 20983496 A JP20983496 A JP 20983496A JP 20983496 A JP20983496 A JP 20983496A JP 3254622 B2 JP3254622 B2 JP 3254622B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、空間周波数特性
に基づいてN次元のパターン〔例えば、音声(1次
元)、指紋,網膜,顔(2次元)、立体像(3次元)〕
の照合を行うパターン照合装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータ室や重要機械室への
入退室管理、コンピュータ端末や銀行の金融端末へのア
クセス管理などの個人認識を必要とする分野において、
これまでの暗証番号やIDカードに代わって、音声照合
装置や指紋照合装置が採用されつつある。
【0003】本出願人は、先に特願平7−108526
号として、「パターン照合装置」を提案した。このパタ
ーン照合装置では、照合指紋の画像データ(2次元パタ
ーンデータ)に2次元離散的フーリエ変換を施して照合
フーリエ画像データを作成する。そして、この照合フー
リエ画像データと同様の処理を施して作成されている登
録指紋の登録フーリエ画像データとを合成し、この合成
フーリエ画像データに対して振幅抑制処理(log処
理)を行ったうえ、2次元離散的フーリエ変換を施す。
そして、この2次元離散的フーリエ変換の施された合成
フーリエ画像データに出現する所定の相関成分エリアよ
りその相関成分の強度の高い上位n画素を抽出し、この
抽出したn画素の相関成分の強度の平均を相関値とし、
しきい値と比較する。相関値がしきい値よりも高ければ
登録指紋と照合指紋とは一致したと判断する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このパ
ターン照合装置では、相関成分エリアの画素から求めら
れる相関値を用いて指紋照合を行うようにしているが、
認識率が充分であるとは言えず、さらなる認識率のアッ
プが望まれている。
【0005】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、振幅成分が
持っている識別能力を活用して、認識率を高めることの
できるパターン照合装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第1発明(請求項1に係る発明)は、登録パ
ターンのN次元パターンデータにN次元離散的フーリエ
変換を施して登録フーリエN次元パターンデータを作成
し、照合パターンのN次元パターンデータにN次元離散
的フーリエ変換を施して照合フーリエN次元パターンデ
ータを作成し、登録フーリエN次元パターンデータと照
合フーリエN次元パターンデータとを合成し、これによ
って得られる合成フーリエN次元パターンデータに対し
て振幅抑制処理を行ったうえN次元離散的フーリエ変換
およびN次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施
し、このフーリエ変換の施された合成フーリエN次元パ
ターンデータに出現する相関成分エリアのN次元パター
ンデータを構成する個々のデータ毎の相関成分の強度に
基づいて登録パターンと照合パターンとの照合を行い、
これにより登録パターンと照合パターンとが同一と判定
されなかった場合、登録フーリエN次元パターンデータ
を構成する個々のデータから振幅成分のみを抽出してこ
れに振幅圧縮処理を施し、また照合フーリエN次元パタ
ーンデータを構成する個々のデータから振幅成分のみ
抽出してこれに振幅圧縮処理を施し、これらの振幅圧縮
処理を施したデータから登録パターンと照合パターンと
の相関距離を求め、この求めた相関距離に基づいて登録
パターンと照合パターンとの照合を行うようにしたもの
である。
【0007】この発明によれば、最初に、相関成分エリ
アのN次元パターンデータを構成する個々のデータ毎の
相関成分の強度に基づいて登録パターンと照合パターン
との照合が行われる。この照合の結果、不一致である場
合には、登録フーリエN次元パターンデータを構成する
個々のデータから振幅成分のみが抽出されてこれにlo
g処理や√処理等の振幅圧縮処理が施され、また照合フ
ーリエN次元パターンデータを構成する個々のデータか
振幅成分のみが抽出されてこれにlog処理や√処理
等の振幅圧縮処理が施され、これらの振幅圧縮処理の施
されたデータから登録パターンと照合パターンとの相関
距離(例えば、ユークリッド距離)が求められ、この求
められた相関距離に基づいて登録パターンと照合パター
ンとの照合が行われる。
【0008】第2発明(請求項2に係る発明)は、登録
パターンのN次元パターンデータにN次元離散的フーリ
エ変換を施してから振幅抑制処理を行うことにより登録
フーリエN次元パターンデータを作成し、照合パターン
のN次元パターンデータにN次元離散的フーリエ変換を
施してから振幅抑制処理を行うことにより照合フーリエ
N次元パターンデータを作成し、登録フーリエN次元パ
ターンデータと照合フーリエN次元パターンデータとを
合成し、これによって得られる合成フーリエN次元パタ
ーンデータに対してN次元離散的フーリエ変換およびN
次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施し、このフ
ーリエ変換の施された合成フーリエN次元パターンデー
タに出現する相関成分エリアのN次元パターンデータを
構成する個々のデータ毎の相関成分の強度に基づいて登
録パターンと照合パターンとの照合を行い、これにより
登録パターンと照合パターンとが同一と判定されなかっ
た場合、N次元離散的フーリエ変換の施された登録パタ
ーンのN次元パターンデータを構成する個々のデータか
振幅成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処理を施し、
またN次元離散的フーリエ変換の施された照合パターン
のN次元パターンデータを構成する個々のデータから
幅成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処理を施し、これ
らの振幅圧縮処理を施したデータから登録パターンと照
合パターンとの相関距離を求め、この求めた相関距離に
基づいて登録パターンと照合パターンとの照合を行うよ
うにしたものである。
【0009】この発明によれば、最初に、相関成分エリ
アのN次元パターンデータを構成する個々のデータ毎の
相関成分の強度に基づいて登録パターンと照合パターン
との照合が行われる。この照合の結果、不一致である場
合には、N次元離散的フーリエ変換の施された登録パタ
ーンのN次元パターンデータ(振幅抑制処理が施される
前の登録フーリエN次元パターンデータ)を構成する個
々のデータから振幅成分のみが抽出されてこれにlog
処理や√処理等の振幅圧縮処理が施され、またN次元離
散的フーリエ変換の施された照合パターンのN次元パタ
ーンデータ(振幅抑制処理が施される前の照合フーリエ
N次元パターンデータ)を構成する個々のデータから
幅成分のみが抽出されてこれにlog処理や√処理等の
振幅圧縮処理が施され、これらの振幅圧縮処理の施され
たデータから登録パターンと照合パターンとの相関距離
(例えば、ユークリッド距離)が求められ、この求めら
れた相関距離に基づいて登録パターンと照合パターンと
の照合が行われる。
【0010】第3発明(請求項3に係る発明)は、登録
パターンのN次元パターンデータにN次元離散的フーリ
エ変換を施して登録フーリエN次元パターンデータを作
成し、照合パターンのN次元パターンデータにN次元離
散的フーリエ変換を施して照合フーリエN次元パターン
データを作成し、登録フーリエN次元パターンデータを
構成する個々のデータから振幅成分のみを抽出してこれ
に振幅圧縮処理を施し、また照合フーリエN次元パター
ンデータを構成する個々のデータから振幅成分のみを抽
出してこれに振幅圧縮処理を施し、これらの振幅圧縮処
理を施したデータから登録パターンと照合パターンとの
相関距離を求め、この求めた相関距離に基づいて登録パ
ターンと照合パターンとの照合を行い、これにより登録
パターンと照合パターンとが同一と判定されなかった場
合、登録フーリエN次元パターンデータと照合フーリエ
N次元パターンデータとを合成し、これによって得られ
る合成フーリエN次元パターンデータに対して振幅抑制
処理を行ったうえN次元離散的フーリエ変換およびN次
元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施し、このフー
リエ変換の施された合成フーリエN次元パターンデータ
に出現する相関成分エリアのN次元パターンデータを構
成する個々のデータ毎の相関成分の強度に基づいて登録
パターンと照合パターンとの照合を行うようにしたもの
である。
【0011】この発明によれば、最初に、登録フーリエ
N次元パターンデータを構成する個々のデータから振幅
成分のみが抽出されてこれにlog処理や√処理等の振
幅圧縮処理が施され、また照合フーリエN次元パターン
データを構成する個々のデータから振幅成分のみが抽出
されてこれにlog処理や√処理等の振幅圧縮処理が施
され、これらの振幅圧縮処理の施されたデータから登録
パターンと照合パターンとの相関距離(例えば、ユーク
リッド距離)が求められ、この求められた相関距離に基
づいて登録パターンと照合パターンとの照合が行われ
る。この照合の結果、不一致である場合には、相関成分
エリアのN次元パターンデータを構成する個々のデータ
毎の相関成分の強度に基づいて登録パターンと照合パタ
ーンとの照合が行われる。
【0012】第4発明(請求項4に係る発明)は、登録
パターンのN次元パターンデータにN次元離散的フーリ
エ変換を施してから振幅抑制処理を行うことにより登録
フーリエN次元パターンデータを作成し、照合パターン
のN次元パターンデータにN次元離散的フーリエ変換を
施してから振幅抑制処理を行うことにより照合フーリエ
N次元パターンデータを作成し、N次元離散的フーリエ
変換の施された登録パターンのN次元パターンデータを
構成する個々のデータから振幅成分のみを抽出してこれ
に振幅圧縮処理を施し、またN次元離散的フーリエ変換
の施された照合パターンのN次元パターンデータを構成
する個々のデータから振幅成分のみを抽出してこれに振
幅圧縮処理を施し、これらの振幅圧縮処理を施したデー
タから登録パターンと照合パターンとの相関距離を求
め、この求めた相関距離に基づいて登録パターンと照合
パターンとの照合を行い、これにより登録パターンと照
合パターンとが同一と判定されなかった場合、登録フー
リエN次元パターンデータと照合フーリエN次元パター
ンデータとを合成し、これによって得られる合成フーリ
エN次元パターンデータに対してN次元離散的フーリエ
変換およびN次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を
施し、このフーリエ変換の施された合成フーリエN次元
パターンデータに出現する相関成分エリアのN次元パタ
ーンデータを構成する個々のデータ毎の相関成分の強度
に基づいて登録パターンと照合パターンとの照合を行う
ようにしたものである。
【0013】この発明によれば、最初に、N次元離散的
フーリエ変換の施された登録パターンのN次元パターン
データ(振幅抑制処理が施される前の登録フーリエN次
元パターンデータ)を構成する個々のデータから振幅成
分のみが抽出されてこれにlog処理や√処理等の振幅
圧縮処理が施され、またN次元離散的フーリエ変換の施
された照合パターンのN次元パターンデータ(振幅抑制
処理が施される前の照合フーリエN次元パターンデー
タ)を構成する個々のデータから振幅成分のみが抽出さ
れてこれにlog処理や√処理等の振幅圧縮処理が施さ
れ、これらの振幅圧縮処理の施されたデータから登録パ
ターンと照合パターンとの相関距離(例えば、ユークリ
ッド距離)が求められ、この求められた相関距離に基づ
いて登録パターンと照合パターンとの照合が行われる。
この照合の結果、不一致である場合には、相関成分エリ
アのN次元パターンデータを構成する個々のデータ毎の
相関成分の強度に基づいて登録パターンと照合パターン
との照合が行われる。第5発明(請求項5に係る発明)
は、登録パターンのN次元パターンデータにN次元離散
的フーリエ変換を施して登録フーリエN次元パターンデ
ータを作成し、照合パターンのN次元パターンデータに
N次元離散的フーリエ変換を施して照合フーリエN次元
パターンデータを作成し、登録フーリエN次元パターン
データを構成する個々のデータから振幅成分のみを抽出
してこれに振幅圧縮処理を施し、また照合フーリエN次
元パターンデータを構成する個々のデータから振幅成分
のみを抽出してこれに振幅圧縮処理を施し、これらの振
幅圧縮処理を施したデータから登録パターンと照合パタ
ーンとの相関距離を求め、この求めた相関距離に基づい
て登録パターンと照合パターンとの照合を行うようにし
たものである。この発明によれば、登録フーリエN次元
パターンデータを構成する個々のデータから振幅成分の
が抽出されてこれにlog処理や√処理等の振幅圧縮
処理が施され、また照合フーリエN次元パターンデータ
を構成する個々のデータから振幅成分のみが抽出されて
これにlog処理や√処理等の振幅圧縮処理が施され、
これらの振幅圧縮処理の施されたデータから登録パター
ンと照合パターンとの相関距離(例えば、ユークリッド
距離)が求められ、この求められた相関距離に基づいて
登録パターンと照合パターンとの照合が行われる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図2はこの発明の一実施の形態を示
す指紋照合装置のブロック構成図である。同図におい
て、10は操作部、20はコントロール部であり、操作
部10にはテンキー10−1,ディスプレイ(LCD)
10−2と共に指紋センサ10−3が設けられている。
指紋センサ10−3は光源10−31,プリズム10−
32,CCDカメラ10−33を備えてなる。コントロ
ール部20は、CPUを有してなる制御部20−1と、
ROM20−2と、RAM20−3と、ハードディスク
(HD)20−4と、フレームメモリ(FM)20−5
と、外部接続部(I/F)20−6と、フーリエ変換部
(FFT)20−7とを備えてなり、ROM20−2に
は登録プログラムと照合プログラムが格納されている。
【0015】〔指紋の登録〕この指紋照合装置において
利用者の指紋は次のようにして登録される。すなわち、
運用する前に、利用者は、テンキー10−1を用いて自
己に割り当てられたIDナンバを入力のうえ(図3に示
すステップ301)、指紋センサ10−3のプリズム1
0−32上に指を置く。プリズム10−32には光源1
0−31から光が照射されており、プリズム10−32
の面に接触しない指紋の凹部(谷線部)では、光源10
−31からの光は全反射し、CCDカメラ10−33に
至る。逆にプリズム10−32の面に接触する指紋の凸
部(隆線部)では全反射条件がくずれ、光源10−31
からの光は散乱する。これにより、指紋の谷線部は明る
く、隆線部は暗い、コントラストのある指紋の紋様が採
取される。この採取された指紋(登録指紋)の紋様は、
A/D変換により、320×400画素,256階調の
濃淡画像(画像データ:2次元パターンデータ)とし
て、コントロール部20へ与えられる。
【0016】制御部20−1は、この操作部10より与
えられる登録指紋の画像データをフレームメモリ20−
5を介して取り込み(ステップ302)、この取り込ん
だ登録指紋の画像データに対し縮小処理を行う(ステッ
プ303)。この縮小処理は、320×400画素,2
56階調の原画像データに対し、そのx方向(横方向)
については左右の端を32画素づつ除いて4画素ビッチ
で間引くことにより、そのy方向(縦方向)については
上下の端を8画素づつ除いて3画素ピッチで間引くこと
により行う。これにより、登録指紋の画像データが、6
4×128画素,256階調の画像データに縮小される
(図5参照)。
【0017】そして、制御部20−1は、この縮小した
登録指紋の画像データ(図1(a)参照)をフーリエ変
換部20−7へ送り、この登録指紋の画像データに2次
元離散的フーリエ変換(DFT)を施す(ステップ30
4)。これにより、図1(a)に示された登録指紋の画
像データは、同図(b)に示されるようなフーリエ画像
データ(登録フーリエ画像データ)となる。制御部20
−1は、このフーリエ画像データを登録指紋の原画像デ
ータとして、ハードディスク20−4内にIDナンバと
対応させてファイル化する(ステップ305)。
【0018】なお、2次元離散的フーリエ変換について
は、例えば「コンピュータ画像処理入門、日本工業技術
センター編、総研出版(株)発行、P.44〜45(文
献1)」等に説明されている。
【0019】〔指紋の照合〕この指紋照合装置において
利用者の指紋の照合は次のようにして行われる。すなわ
ち、運用中、利用者は、テンキー10−1を用いて自己
に割り当てられたIDナンバを入力のうえ(図4に示す
ステップ401)、指紋センサ10−3のプリズム10
−32上に指を置く。これにより、指紋の登録の場合と
同様にして、採取された指紋(照合指紋)の紋様が、3
20×400画素,256階調の濃淡画像(画像デー
タ:2次元パターンデータ)として、コントロール部2
0へ与えられる。
【0020】制御部20−1は、テンキー10−1を介
してIDナンバが与えられると、ハードディスク20−
4内にファイル化されている登録指紋から、そのIDナ
ンバに対応する登録指紋のフーリエ画像データを読み出
す(ステップ402)。また、制御部20−1は、操作
部10より与えられる照合指紋の画像データをフレーム
メモリ20−5を介して取り込み(ステップ403)、
この取り込んだ照合指紋の画像データに対してステップ
303で行ったと同様の縮小処理を行う(ステップ40
4)。これにより、照合指紋の画像データが、64×1
28画素,256階調の画像データに縮小される。
【0021】そして、制御部20−1は、この縮小した
照合指紋の画像データ(図1(e)参照)をフーリエ変
換部20−7へ送り、この照合指紋の画像データに2次
元離散的フーリエ変換(DFT)を施す(ステップ40
5)。これにより、図1(e)に示された照合指紋の画
像データは、同図(f)に示されるようなフーリエ画像
データ(照合フーリエ画像データ)となる。
【0022】次に、制御部20−1は、ステップ405
で得た照合指紋のフーリエ画像データとステップ402
で読み出した登録指紋のフーリエ画像データとを合成し
(ステップ406)、合成フーリエ画像データを得る。
【0023】ここで、合成フーリエ画像データは、照合
指紋のフーリエ画像データをA・ejθとし、登録指紋
のフーリエ画像データをB・ejφとした場合、A・B
・ej(θ-φ) で表される。但し、A,B,θ,φとも
周波数(フーリエ)空間(u,v)の関数とする。
【0024】そして、A・B・ej(θ-φ)は、 A・B・ej(θ-φ)=A・B・cos(θ−φ)+j・A・B・sin(θ− φ) ・・・(1) として表され、A・ejθ=α1 +jβ1 、B・ejφ=
α2 +jβ2 とすると、A=(α1 2+β1 21/2,B=
(α2 2+β2 21/2,θ=tan-1(β1 /α1),φ=
tan-1(β2 /α2 )となる。この(1)式を計算す
ることにより合成フーリエ画像データを得る。
【0025】なお、A・B・ej(θ-φ)=A・B・ej
θ・e-jφ=A・ejθ・B・e-jφ=(α1 +j
β1 )・(α2 −jβ2 )=(α1 ・α2 +β1
β2 )+j(α2 ・β1 −α1 ・β2 )として、合成フ
ーリエ画像データを求めるようにしてもよい。
【0026】そして、制御部20−1は、このようにし
て合成フーリエ画像データを得た後、振幅抑制処理を行
う(ステップ407)。この実施の形態では、振幅抑制
処理として、log処理を行う。すなわち、前述した合
成フーリエ画像データの演算式であるA・B・ej(θ-
φ)のlogをとり、log(A・B)・ej(θ-φ)
することにより、振幅であるA・Bをlog(A・B)
に抑制する(A・B>log(A・B))。
【0027】図1(d)に振幅抑制処理後の合成フーリ
エ画像データを示す。振幅抑制処理を施した合成フーリ
エ画像データでは登録指紋の採取時と照合指紋の採取時
の照度差による影響が小さくなる。すなわち、振幅抑制
処理を行うことにより、各画素のスペクトラム強度が抑
圧され、飛び抜けた値がなくなり、より多くの情報が有
効となる。また、振幅抑制処理を行うことにより、指紋
情報の内、個人情報である特徴点(端点,分岐点)や隆
線の特徴(渦,分岐)がより強調され、一般的指紋情報
である隆線全体の流れ・方向が抑えられる。
【0028】なお、この実施の形態では、振幅抑制処理
としてlog処理を行うものとしたが、√処理を行うよ
うにしてもよい。また、log処理や√処理に限らず、
振幅を抑制することができればどのような処理でもよ
い。振幅抑制で全ての振幅を例えば1にすると、すなわ
ち位相のみにすると、log処理や√処理等に比べ、計
算量を減らすことができるという利点とデータが少なく
なるという利点がある。
【0029】ステップ407で振幅抑制処理を行った
後、制御部20−1は、その振幅抑制処理を行った合成
フーリエ画像データをフーリエ変換部20−7へ送り、
第2回目の2次元離散的フーリエ変換(DFT)を施す
(ステップ408)。これにより、図1(d)に示され
た合成フーリエ画像データは、同図(h)に示されるよ
うな合成フーリエ画像データとなる。
【0030】そして、制御部20−1は、ステップ40
8で得られた合成フーリエ画像データを取り込み、この
合成フーリエ画像データより所定の相関成分エリアの各
画素の相関成分の強度(振幅)をスキャンし、各画素の
相関成分の強度のヒストグラムを求め、このヒストグラ
ムより相関成分の強度の高い上位n画素(この実施の形
態では、8画素)を抽出し、この抽出したn画素の相関
成分の強度の平均を相関値(スコア)として求める(ス
テップ409)。ここで、上記相関成分エリアは、図1
(h)に示される合成フーリエ画像データに対し、白い
点線で囲んだ領域S0として定められている。この相関
成分エリアS0の一部における各画素の相関成分の強度
の数値例を図6に示す。この図において、○で囲んだ値
が、上位8画素の相関成分の強度である。
【0031】そして、制御部20−1は、ステップ40
9で得た相関値を予め定められているしきい値と比較し
(ステップ410)、相関値がしきい値以上であれば、
登録指紋と照合指紋とが一致したと判断し(ステップ4
11)、その旨の表示を行うと共に電気錠用の出力を送
出する。相関値がしきい値以下であれば、登録指紋と照
合指紋とが一致しないと判断する(ステップ412)。
【0032】ここで、相関値と比較されるしきい値は、
サンプルとして20〜50歳代の男女10人の人指し指
の指紋を各10回入力して得た合計100指をそれぞれ
登録と照合に用いて1万回の照合を行い、この照合結果
から求めている。この場合、他人排他率が100%とな
る所の相関値をしきい値として用いる。なお、他人排他
率は100%でなくても良く、目的に合わせて任意の率
に定めれば良い。
【0033】ステップ412で登録指紋と照合指紋とが
一致しないと判断した場合、制御部20−1は、ステッ
プ402で読み出した登録指紋のフーリエ画像データを
構成する個々のデータから振幅をCとして抽出し(図7
に示すステップ701)、これに振幅圧縮処理(log
処理)を施してC’とする(ステップ702)。また、
ステップ405で得た照合指紋のフーリエ画像データを
構成する個々のデータから振幅をDとして抽出し(ステ
ップ703)、これに振幅圧縮処理(log処理)を施
してD’とする(ステップ704)。
【0034】そして、制御部20−1は、ステップ70
2で振幅圧縮処理を施した個々のデータの振幅C’とス
テップ704で振幅圧縮処理を施した個々のデータの振
幅D’とのユークリッド距離を、U=(Σ(C’−
D’)2 1/2 として求める(ステップ705)。そし
て、この求めたユークリッド距離(相関距離)Uを予め
定められているしきい値と比較し(ステップ706)、
ユークリッド距離Uがしきい値以下であれば、登録指紋
と照合指紋とが一致したと判断し(ステップ411)、
その旨の表示を行うと共に電気錠用の出力を送出する。
ユークリッド距離Uががしきい値以上であれば、登録指
紋と照合指紋とが一致しないと判断し(ステップ70
7)、その旨の表示を行ったうえ、ステップ401へ戻
る。
【0035】なお、この実施の形態では、ステップ70
2,704での振幅圧縮処理としてlog処理を行って
いるが、√処理を行うようにしてもよい。また、log
処理や√処理に限らず、振幅を圧縮することができれば
どのような処理でもよい。この場合、振幅圧縮処理の概
念には、全ての振幅を所定値とする処理は含まれない。
【0036】また、この実施の形態では、登録指紋と照
合指紋との相関距離をユークリッド距離として求めるよ
うにしたが、必ずしも相関距離をユークリッド距離とし
て求めなくてもよい。例えば、文献2(「画像解析ハン
ドブック」、財団法人 東京大学出版会発行、高木幹
雄,下田陽久 監修、653〜665頁)に示されてい
るような「重み付きユークリッド距離」、「マハラノビ
ス距離」、「市街地距離」、「チェス盤距離」、「Mink
owski 距離」、「Chebyshev 距離」等を、相関距離のバ
リエーションとすることができる。
【0037】また、この実施の形態においては、相関成
分エリアS0の各画素から相関成分の強度の高い上位n
画素を抽出しその平均を相関値としたが、その上位n画
素の相関成分の強度の加算値を相関値としてもよい。ま
た、しきい値を越える全ての画素の相関成分の強度を加
算し、その加算値を相関値としたり、その加算値の平均
を相関値とするなどとしてもよい。また、各画素の相関
成分の強度のうち1つでもしきい値以上のものがあれば
「一致」と判断してもよく、しきい値を越えるものがn
個以上であれば「一致」と判断する等、種々の判定方法
が考えられる。
【0038】また、この実施の形態では、2次元離散的
フーリエ変換をフーリエ変換部20−7において行うも
のとしたが、CPU20−1内で行うものとしてもよ
い。また、この実施の形態では、登録指紋の画像データ
に対しステップ303で縮小処理を行うようにしたが、
登録指紋のフーリエ画像データを読み出した後の段階
(ステップ402と403との間)で縮小処理を行うよ
うにしてもよい。また、登録指紋や照合指紋の画像デー
タに対しては必ずしも縮小処理を行わなくてもよく、入
力画像データをそのまま用いてフーリエ画像データを作
成するようにしてもよい。縮小処理を行うようにすれ
ば、その分、入力画像データの処理に際して用いる画像
メモリの容量を少なくすることができる。
【0039】また、この実施の形態では、図4に示した
ステップ408にて2次元離散的フーリエ変換を行うよ
うにしたが、2次元離散的フーリエ変換ではなく2次元
離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよい。すなわ
ち、振幅抑制処理の施された合成フーリエ画像データに
対して2次元離散的フーリエ変換を行うのに代えて、2
次元離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよい。2
次元離散的フーリエ変換と2次元離散的逆フーリエ変換
とは、定量的にみて照合精度は変わらない。2次元離散
的逆フーリエ変換については、先の文献1に説明されて
いる。
【0040】また、この実施の形態では、合成後のフー
リエ画像データに対して振幅抑制処理を施して2次元離
散的フーリエ変換を行うようにしたが(ステップ40
7,408)、合成前の登録指紋および照合指紋のフー
リエ画像データにそれぞれ振幅抑制処理を行った後に合
成するようにしてもよい。すなわち、図8(a)に示す
ように、図3のステップ304と305との間に振幅抑
制処理を行うステップ306を設け、図8(b)に示す
ように、図4のステップ406と407とを入れ替える
ようにしてもよい。
【0041】このようにした場合、ステップ306の振
幅抑制処理によって、図1(c)に示すような振幅抑制
処理の施された登録指紋のフーリエ画像データ(登録フ
ーリエ画像データ)が得られ、ステップ406と407
との入れ替えによって、図1(g)に示すような振幅抑
制処理の施された照合指紋のフーリエ画像データ(照合
フーリエ画像データ)が得られる。そして、それぞれ振
幅抑制処理の施された登録指紋および照合指紋のフーリ
エ画像データが合成され、図1(d)に示されるような
合成フーリエ画像データが得られる。
【0042】この時の合成フーリエ画像データの振幅の
抑制率は、合成フーリエ画像データとしてから振幅抑制
処理を行う場合(図4)に対して小さい。したがって、
合成フーリエ画像データとしてから振幅抑制処理を行う
(図4)方が、振幅抑制処理を行ってから合成フーリエ
画像データとする方法(図8)に比べて、その照合精度
がアップする。なお、振幅抑制処理を行ってから合成フ
ーリエ画像データとする場合(図8)にも、合成フーリ
エ画像データに対して2次元離散的フーリエ変換ではな
く、2次元離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよ
い。
【0043】なお、この場合、ステップ701,702
では、振幅抑制処理が施される前の登録フーリエ画像デ
ータを構成する個々のデータから振幅をCとして抽出
し、これに振幅圧縮処理を施してC’とする。また、ス
テップ703,704では、振幅抑制処理が施される前
の照合フーリエ画像データを構成する個々のデータから
振幅をDとして抽出し、これに振幅圧縮処理を施して
D’とする。
【0044】また、この実施の形態では、最初に、相関
成分の強度に基づいて登録パターンと照合パターンとの
照合を行い、この照合の結果、不一致である場合に、ユ
ークリッド距離に基づいて登録パターンと照合パターン
との照合を行うようにしたが、最初にユークリッド距離
に基づいて登録パターンと照合パターンとの照合を行
い、この照合の結果、不一致である場合に、相関成分の
強度に基づいて登録パターンと照合パターンとの照合を
行うようにしてもよい(第3発明,第4発明)。
【0045】参考として図9に照合指紋が他人である場
合の指紋照合過程の各画像を図1と対応して示す。図1
は照合指紋が本人である場合の指紋照合過程の各画像で
あり、照合指紋が本人である場合には相関成分エリアS
0に相関成分の強度の高い部分が生じるが、照合指紋が
他人である場合には生じない。
【0046】なお、この実施の形態では、指紋照合を行
う場合を例として説明したが、声紋照合を行う場合にも
同様にして適用することができ、指紋,声紋に拘らず画
像データとして取り扱うことのできる各種の2次元パタ
ーンの照合に用いることができる。また、2次元パター
ンの照合に限ることはなく、1次元パターンや3次元パ
ターン等、N次元パターンの照合についても同様にして
行うことが可能である。
【0047】また、この実施の形態では、2次元パター
ンを画像として得るものとしたが、必ずしも画像として
得るようにしなくてもよい。例えば、振動検出器を各場
所に2次元的に配置し、この2次元的に配置された振動
検出器により得られる2次元パターン(地震波)を照合
パターンとし、予め登録されているパターンと照合する
ようにしてもよい。また、各部位に流量計測器を2次元
的に配置し、この2次元的に配置された流量計測器によ
り得られる2次元パターン(流量分布)を照合パターン
とし、予め登録されているパターンと照合するようにし
てもよい。
【0048】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第1および第2発明では、最初に、相関
成分エリアのN次元パターンデータを構成する個々のデ
ータ毎の相関成分の強度に基づいて登録パターンと照合
パターンとの照合が行われ、この照合の結果、不一致で
ある場合には、登録パターンと照合パターンとの相関距
離(例えば、ユークリッド距離)が求められ、この求め
られた相関距離に基づいて登録パターンと照合パターン
との照合が行われるものとなり、また、第3および第4
発明では、最初に、登録パターンと照合パターンとの相
関距離(例えば、ユークリッド距離)が求められ、この
求められた相関距離に基づいて登録パターンと照合パタ
ーンとの照合が行われ、この照合の結果、不一致である
場合には、相関成分エリアのN次元パターンデータを構
成する個々のデータ毎の相関成分の強度に基づいて登録
パターンと照合パターンとの照合が行われるものとな
り、振幅成分が持っている識別能力を活用して、認識率
をさらに高めることができるようになる。また、第5発
明では、登録フーリエN次元パターンデータを構成する
個々のデータから振幅成分のみが抽出されてこれにlo
g処理や√処理等の振幅圧縮処理が施され、また照合フ
ーリエN次元パターンデータを構成する個々のデータか
ら振幅成分のみが抽出されてこれにlog処理や√処理
等の振幅圧縮処理が施され、これらの振幅圧縮処理の施
されたデータから登録パターンと照合パターンとの相関
距離(例えば、ユークリッド距離)が求められ、この求
められた相関距離に基づいて登録パターンと照合パター
ンとの照合が行われるものとなり、振幅成分が持ってい
る識別能力を活用して、高精度で照合を行うことができ
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る指紋照合装置における指紋照合
過程を説明する図である。
【図2】 この指紋照合装置のブロック構成図である。
【図3】 この指紋照合装置における指紋登録動作を説
明するためのフローチャートである。
【図4】 この指紋照合装置における指紋照合動作(相
関値を用いての照合動作)を説明するためのフローチャ
ートである。
【図5】 画像データに対する縮小処理を説明するため
の図である。
【図6】 相関成分エリアの一部における各画素の相関
成分の強度の数値例を示す図である。
【図7】 この指紋照合装置における指紋照合動作(相
関距離を用いての照合動作)を説明するためのフローチ
ャートである。
【図8】 指紋登録動作および指紋照合動作の他の例を
説明するためのフローチャートである。
【図9】 照合指紋が他人である場合の指紋照合過程の
各画像を図1と対応して示す図である。
【符号の説明】
10…操作部、20…コントロール部、10−1…テン
キー、10−2…ディスプレイ(LCD)、10−3…
指紋センサ、10−31…光源、10−32,プリズ
ム、10−33…CCDカメラ、20−1…制御部、2
0−2…ROM、20−3…RAM、20−4…ハード
ディスク(HD)、20−5…フレームメモリ(F
M)、20−6…外部接続部(I/F)、20−7…フ
ーリエ変換部(FFT)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 7/00 - 7/60 JICSTファイル(JOIS)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 登録パターンのN次元パターンデータに
    N次元離散的フーリエ変換を施して登録フーリエN次元
    パターンデータを作成する登録フーリエパターンデータ
    作成手段と、 照合パターンのN次元パターンデータにN次元離散的フ
    ーリエ変換を施して照合フーリエN次元パターンデータ
    を作成する照合フーリエパターンデータ作成手段と、 前記登録フーリエN次元パターンデータと前記照合フー
    リエN次元パターンデータとを合成し、これによって得
    られる合成フーリエN次元パターンデータに対して振幅
    抑制処理を行ったうえN次元離散的フーリエ変換および
    N次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施すパター
    ン処理手段と、 このパターン処理手段によってフーリエ変換の施された
    合成フーリエN次元パターンデータに出現する相関成分
    エリアのN次元パターンデータを構成する個々のデータ
    毎の相関成分の強度に基づいて前記登録パターンと前記
    照合パターンとの照合を行う第1のパターン照合手段
    と、 この第1のパターン照合手段により前記登録パターンと
    前記照合パターンとが同一と判定されなかった場合、前
    記登録フーリエN次元パターンデータを構成する個々の
    データから振幅成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処理
    を施し、また前記照合フーリエN次元パターンデータを
    構成する個々のデータから振幅成分のみを抽出してこれ
    に振幅圧縮処理を施し、これらの振幅圧縮処理を施した
    データから前記登録パターンと前記照合パターンとの相
    関距離を求め、この求めた相関距離に基づいて前記登録
    パターンと照合パターンとの照合を行う第2のパターン
    照合手段とを備えたことを特徴とするパターン照合装
    置。
  2. 【請求項2】 登録パターンのN次元パターンデータに
    N次元離散的フーリエ変換を施してから振幅抑制処理を
    行うことにより登録フーリエN次元パターンデータを作
    成する登録フーリエパターンデータ作成手段と、 照合パターンのN次元パターンデータにN次元離散的フ
    ーリエ変換を施してから振幅抑制処理を行うことにより
    照合フーリエN次元パターンデータを作成する照合フー
    リエパターンデータ作成手段と、 前記登録フーリエN次元パターンデータと前記照合フー
    リエN次元パターンデータとを合成し、これによって得
    られる合成フーリエN次元パターンデータに対してN次
    元離散的フーリエ変換およびN次元離散的逆フーリエ変
    換の何れか一方を施すパターン処理手段と、 このパターン処理手段によってフーリエ変換の施された
    合成フーリエN次元パターンデータに出現する相関成分
    エリアのN次元パターンデータを構成する個々のデータ
    毎の相関成分の強度に基づいて前記登録パターンと前記
    照合パターンとの照合を行う第1のパターン照合手段
    と、 この第1のパターン照合手段により前記登録パターンと
    前記照合パターンとが同一と判定されなかった場合、N
    次元離散的フーリエ変換の施された前記登録パターンの
    N次元パターンデータを構成する個々のデータから振幅
    成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処理を施し、またN
    次元離散的フーリエ変換の施された前記照合パターンの
    N次元パターンデータを構成する個々のデータから振幅
    成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処理を施し、これら
    の振幅圧縮処理を施したデータから前記登録パターンと
    前記照合パターンとの相関距離を求め、この求めた相関
    距離に基づいて前記登録パターンと照合パターンとの照
    合を行う第2のパターン照合手段とを備えたことを特徴
    とするパターン照合装置。
  3. 【請求項3】 登録パターンのN次元パターンデータに
    N次元離散的フーリエ変換を施して登録フーリエN次元
    パターンデータを作成する登録フーリエパターンデータ
    作成手段と、 照合パターンのN次元パターンデータにN次元離散的フ
    ーリエ変換を施して照合フーリエN次元パターンデータ
    を作成する照合フーリエパターンデータ作成手段と、 前記登録フーリエN次元パターンデータを構成する個々
    のデータから振幅成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処
    理を施し、また前記照合フーリエN次元パターンデータ
    を構成する個々のデータから振幅成分のみを抽出してこ
    れに振幅圧縮処理を施し、これらの振幅圧縮処理を施し
    たデータから前記登録パターンと前記照合パターンとの
    相関距離を求め、この求めた相関距離に基づいて前記登
    録パターンと照合パターンとの照合を行う第1のパター
    ン照合手段と、 この第1のパターン照合手段により前記登録パターンと
    前記照合パターンとが同一と判定されなかった場合、前
    記登録フーリエN次元パターンデータと前記照合フーリ
    エN次元パターンデータとを合成し、これによって得ら
    れる合成フーリエN次元パターンデータに対して振幅抑
    制処理を行ったうえN次元離散的フーリエ変換およびN
    次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施し、このフ
    ーリエ変換の施された合成フーリエN次元パターンデー
    タに出現する相関成分エリアのN次元パターンデータを
    構成する個々のデータ毎の相関成分の強度に基づいて前
    記登録パターンと前記照合パターンとの照合を行う第2
    のパターン照合手段とを備えたことを特徴とするパター
    ン照合装置。
  4. 【請求項4】 登録パターンのN次元パターンデータに
    N次元離散的フーリエ変換を施してから振幅抑制処理を
    行うことにより登録フーリエN次元パターンデータを作
    成する登録フーリエパターンデータ作成手段と、 照合パターンのN次元パターンデータにN次元離散的フ
    ーリエ変換を施してから振幅抑制処理を行うことにより
    照合フーリエN次元パターンデータを作成する照合フー
    リエパターンデータ作成手段と、 N次元離散的フーリエ変換の施された前記登録パターン
    のN次元パターンデータを構成する個々のデータから
    幅成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処理を施し、また
    N次元離散的フーリエ変換の施された前記照合パターン
    のN次元パターンデータを構成する個々のデータから
    幅成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処理を施し、これ
    らの振幅圧縮処理を施したデータから前記登録パターン
    と前記照合パターンとの相関距離を求め、この求めた相
    関距離に基づいて前記登録パターンと照合パターンとの
    照合を行う第1のパターン照合手段と、 この第1のパターン照合手段により前記登録パターンと
    前記照合パターンとが同一と判定されなかった場合、前
    記登録フーリエN次元パターンデータと前記照合フーリ
    エN次元パターンデータとを合成し、これによって得ら
    れる合成フーリエN次元パターンデータに対してN次元
    離散的フーリエ変換およびN次元離散的逆フーリエ変換
    の何れか一方を施し、このフーリエ変換の施された合成
    フーリエN次元パターンデータに出現する相関成分エリ
    アのN次元パターンデータを構成する個々のデータ毎の
    相関成分の強度に基づいて前記登録パターンと前記照合
    パターンとの照合を行う第2のパターン照合手段とを備
    えたことを特徴とするパターン照合装置。
  5. 【請求項5】 登録パターンのN次元パターンデータに
    N次元離散的フーリエ変換を施して登録フーリエN次元
    パターンデータを作成する登録フーリエパターンデータ
    作成手段と、 照合パターンのN次元パターンデータにN次元離散的フ
    ーリエ変換を施して照合フーリエN次元パターンデータ
    を作成する照合フーリエパターンデータ作成手段と、 前記登録フーリエN次元パターンデータを構成する個々
    のデータから振幅成分のみを抽出してこれに振幅圧縮処
    理を施し、また前記照合フーリエN次元パターンデータ
    を構成する個々のデータから振幅成分のみを抽出してこ
    れに振幅圧縮処理を施し、これらの振幅圧縮処理を施し
    たデータから前記登録パターンと前記照合パターンとの
    相関距離を求め、この求めた相関距離に基づいて前記登
    録パターンと照合パターンとの照合を行うパターン照合
    手段とを備えたことを特徴とするパターン照合装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7778467B2 (en) 2003-02-05 2010-08-17 Sony Corporation Image matching system and image matching method and program
WO2019123917A1 (ja) 2017-12-22 2019-06-27 日本電気株式会社 画像照合装置
WO2020230320A1 (ja) 2019-05-16 2020-11-19 日本電気株式会社 画像照合装置
US11132582B2 (en) 2017-10-05 2021-09-28 Nec Corporation Individual identification device
US11748442B2 (en) 2018-04-24 2023-09-05 Nec Corporation Image matching device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220335617A1 (en) * 2020-03-27 2022-10-20 Nec Corporation Individual identification system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7778467B2 (en) 2003-02-05 2010-08-17 Sony Corporation Image matching system and image matching method and program
US11132582B2 (en) 2017-10-05 2021-09-28 Nec Corporation Individual identification device
WO2019123917A1 (ja) 2017-12-22 2019-06-27 日本電気株式会社 画像照合装置
US11227196B2 (en) 2017-12-22 2022-01-18 Nec Corporation Image collating device
US11748442B2 (en) 2018-04-24 2023-09-05 Nec Corporation Image matching device
WO2020230320A1 (ja) 2019-05-16 2020-11-19 日本電気株式会社 画像照合装置
US20220198777A1 (en) * 2019-05-16 2022-06-23 Nec Corporation Image matching apparatus
US11989925B2 (en) * 2019-05-16 2024-05-21 Nec Corporation Image matching apparatus

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