JP3971963B2

JP3971963B2 - Automatic setting method of luminance frequency distribution reference value in finger / palm collection and finger / palm collection device using it

Info

Publication number: JP3971963B2
Application number: JP2002180798A
Authority: JP
Inventors: 康広三代; 義貴海野
Original assignee: 日立エンジニアリング株式会社
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2004029879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指掌紋採取画像の自動濃度調整における輝度頻度分布基準値を自動的に設定する方法及びそれを用いた指掌紋採取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来の指掌紋採取装置の構成をブロック図で示す。光源４から照射される光がプリズム１の光学面２で全反射して撮像手段であるＣＣＤカメラ５に入射するように、光源４、プリズム１、ＣＣＤカメラ５が配置されている。したがってプリズム１に採取対象となる指または掌が置かれていない場合、光源から照射された光はプリズム１の光学面２で全反射されＣＣＤカメラ５に入射する。一方、プリズム１の光学面２に例えば指３が置かれると、指紋の隆線部分は光学面２に接触し、指紋の谷部分は光学面２に接触しない。そして光学面２に接触する隆線部分については、光の散乱が生じるために部分反射光がＣＣＤカメラ５に入射し、光学面２に接触しない谷部分については光の散乱を生じずに全反射光がＣＣＤカメラ５に入射することになり、これにより濃淡を生じて指紋像が得られる。
【０００３】
このような指掌紋採取装置において、指紋や掌紋の画像を採取すると、入射光量が多すぎる場合は採取した指掌紋画像で隆線部分が薄くなる。一方、入射光量が不足の場合は採取した指掌紋画像で谷部分や背景が濃くなり、汚れなどが写ってしまう。つまりＣＣＤカメラ５への入射光量を適切にすることが良好な指掌紋画像を一定して得る上で重要になる。しかるに光源４は経年変化や周囲温度の変化により光量が変化する。このため、一定した良好な指掌紋画像を得られるようにするには光源４の光量に応じた調整が必要となる。
【０００４】
指掌紋画像の濃度調整に関しては例えば特開平８−２７２９５３号公報に、手動によりそれを調整する方法が開示されている。特開平８−２７２９５３号公報の「指掌紋押捺装置」は、入力操作部からの濃度を上げるか下げるかの濃度調整入力毎に、多値画像信号を画素対応に画素値が閾値を超えている場合のみ、その画素値に対して所定値を加算または減算する処理を最適な濃度になるまで手動による濃度調整入力で繰り返し行なうものである。
【０００５】
上記のように従来の指掌紋採取装置には、ＣＣＤカメラへの入射光量を適切にすることが重要であるのに、光源の光量が経年変化や周囲温度の変化により変化し、これにより採取した指掌紋画像の濃度が採取時ごとに異なってしまうという問題があった。また特開平８−２７２９５３号公報の「指掌紋押捺装置」おけるように、手動で指掌紋画像の濃度調整を行なう手法はあったものの、この手動濃度調整手法には、指掌紋の採取ごとに必要となる濃度調整に時間がかかることから採取時間が長くなってしまうという問題があり、また調整の基準が調整する人の視覚の個人差により変わってしまい、良好な指掌紋画像を一定して得ることが容易でないといった問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するために、経年変化や周囲温度により光源の光量が変化した場合でも一定した良好な指掌紋画像を容易に得ることを可能とする指掌紋採取画像自動濃度調整方法が特願２００２−０９５４８５号として提案されている。その自動濃度調整方法の概略は以下の通りである。すなわち、プリズムの光学面に採取対象の指や掌が置かれていない状態で撮像を行ない、これで得られた画像について、輝度状態を求め、この輝度状態を予め設定してある基準輝度状態と比較し、その結果に基づいてＣＣＤカメラの露光時間を制御することで指掌紋画像の濃度を最適化するようにしているものである。そして露光時間制御のパラメータとなる輝度状態としては、例えば画像中の指定領域における平均輝度と指定範囲の輝度を有する画素の合計画素数による輝度頻度分布が組み合わせて用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特願２００２−０９５４８５号における自動濃度調整方法では、所定の条件を満たす指掌紋について複数のサンプル画像を撮影し、この複数のサンプル画像から指掌紋の隆線部分と谷部分のコントラストが最大となる画像を目視判定により抽出し、この抽出した画像の輝度状態に基づいて基準輝度状態を定めるものとしている。つまりサンプル画像におけるコントラストを目視により判定し、この目視判定を基に基準輝度状態を定めるものである。このため目視判定の個人差による影響を受けることになり、基準輝度状態の精度に問題を残している。特に、輝度頻度分布基準値については、目視判定によるばらつきが濃度調整の良否に無視できない影響を及ぼす。また指掌紋を採取する範囲を変える場合には輝度頻度分布基準値を設定し直す必要があるが、それについて上記のような処理をその都度行なうのは負担が大きいという問題もある。
【０００８】
このような事情を背景になされたのが本発明であり、輝度頻度分布基準値を自動的に設定するための方法及びそれを用いた指掌紋採取装置の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的のために本発明では、光源と、この光源から照射される照明光を全反射可能に形成された光学面と、この光学面を前記光源で照明されている側の面について撮像する撮像手段を有し、前記光学面に前記光源で照明されている側の反対側から指掌紋の採取対象となる指または掌が置かれることで生じる前記光学面での反射光量の変化として与えられる指掌紋像を前記撮像手段で撮像するようになっている指掌紋採取装置に関して、前記光学面に指掌紋採取対象の指や掌が置かれていない状態で撮像を行ない、これで得られた画像について、指定範囲の輝度を有する画素の合計画素数である輝度頻度分布を求め、この輝度頻度分布を所定の輝度頻度分布基準値と比較し、その結果に基づいて前記撮像手段の露光時間を制御することで指掌紋画像の濃度を最適化できるようにされてなる指掌紋採取画像自動濃度調整方法における前記所定の輝度頻度分布基準値を自動的に設定する方法として、順次値を増大させるようにして仮の輝度頻度分布基準値Ｓ(Ｉ)（Ｉ:１〜ｎ）を設定した前記自動濃度調整方法で濃度調整しながら指掌紋像を撮像して複数の指掌紋画像Ｍ(Ｉ)を得る処理、前記指掌紋画像Ｍ(Ｉ)それぞれについて、平均輝度を求めて予め設定の平均輝度基準値と比較する処理、及び前記指掌紋画像Ｍ(Ｉ)それぞれについて、指掌紋像部分における輝度頻度のピークの前後一定範囲に含まれる輝度を有する画素の合計数であるピーク前後一定範囲画素数Ｐ(Ｉ)を求める処理を前記平均輝度が前記平均輝度基準値よりも小さくなるまで繰り返し、それからピーク前後一定範囲画素数Ｐ(Ｉ)から最大のピーク前後一定範囲画素数Ｐ(ｘ)を抽出し、この最大のピーク前後一定範囲画素数Ｐ(ｘ)に対応する仮の輝度頻度分布基準値Ｓ(ｘ)を前記所定の輝度頻度分布基準値として自動的に設定するようにされてなる輝度頻度分布基準値の自動設定方法を提供する。
【００１０】
また本発明では上記目的のために、上記のごとき輝度頻度分布基準値の自動設定方法を用いた指掌紋採取装置として、光学面に指掌紋採取対象の指や掌が置かれていない状態で撮像した画像について輝度頻度分布を求める手段と、前記輝度頻度分布を所定の輝度頻度分布基準値と比較する手段と、前記手段による比較結果に基づいて前記撮像手段の露光時間を制御する手段と、前記所定の輝度頻度分布基準値を自動的に設定する手段とを備えてなる指掌紋採取装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１に、一実施形態による指掌紋採取装置の構成をブロック図で示す。本発明による指掌紋採取装置は、光学系と処理系から構成されている。光学系は、光源４、プリズム１、及び電子的な撮像手段であるＣＣＤカメラ５からなり、そのＣＣＤカメラ５には電子シャッター６が設けられている。一方、処理系は、ＣＣＤカメラ５から出力されるアナログ画像データをデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器７、Ａ／Ｄ変換器７から出力されるデジタル画像データから採取画像の輝度を検出する輝度検出回路１１、Ａ／Ｄ変換器７から出力されるデジタル画像データを記憶するメモリ９、電子シャッター６の露光時間（シャッタースピード）を制御する露光時間制御回路１２、メモリ９へのデジタル画像データの書込みを制御する書込み制御回路１０、メモリ９に格納の画像データを出力する映像出力回路１９、映像出力回路１９で出力された画像を表示するディスプレイ２０、及び所定の各種処理を行なう処理手段であるＣＰＵ８からなる。
【００１２】
そのＣＰＵ８においては、自動濃度調整に関する処理として、輝度検出回路１１から出力される輝度データから輝度の頻度分布を作成し、指定範囲の輝度を有する画素の合計画素数を算出する頻度分布算出（輝度頻度分布算出）１３、輝度検出回路１１から出力される輝度データから画像中の指定領域について平均輝度を求める平均輝度検出１４、平均輝度検出１４で求めた平均輝度とあらかじめ設定されている平均輝度基準値１６とを比較する平均輝度比較１５、平均輝度比較１５の出力と頻度分布算出１３の出力、及びあらかじめ設定されている頻度分布基準値（輝度頻度分布基準値）１８とから頻度分布の比較を行なう頻度分布比較１７の各処理がなされる。また自動濃度調整で用いられる頻度分布基準値の自動設定に関する処理として、輝度頻度ピーク検出（ピーク輝度検出）２１、ピーク前後一定範囲画素数算出（ピーク輝度範囲画素数算出）２２、自動設定開始２３、輝度頻度分布基準値設定２４の各処理がなされる。頻度分布基準値の自動設定に関してはこの他にも、平均輝度についての処理を必要とするが、それは上記の平均輝度検出１４や平均輝度比較１５を利用してなされる。
【００１３】
以下では、頻度分布基準値の自動設定とその前提となる指掌紋採取画像の自動濃度調整処理について説明する。まず自動濃度調整処理の概略について説明する。自動濃度調整のためにはプリズム１の光学面２に採取対象物がない状態での撮像を行なう。そしてこの撮像におけるＣＣＤカメラ５からのアナログデータをＡ／Ｄ変換器７でデジタルデータに変換し、このデジタルデータから輝度検出回路１１で輝度データを検出する。ＣＰＵ８では、この輝度検出回路１１からの出力を受けて、画像中の指定領域について平均輝度を求める平均輝度検出１４と指定範囲の輝度を有する画素の合計画素数を求める頻度分布算出１３を行なうとともに、その結果を平均輝度基準値１６及び頻度分布基準値１８と比較する平均輝度比較１５と頻度分布比較１７を行ない、そしてその結果に基づいて、画像中の指定領域における平均輝度が平均輝度基準値１６以上で、かつ指定範囲の輝度の合計画素数が頻度分布基準値１８と一致するようにＣＣＤカメラ５の露光時間を制御する。
【００１４】
すなわち光学面２に採取対象の指や掌が置かれていない状態で撮像を行ない、これで得られた画像について、所定の基準による輝度状態を求め、この輝度状態を予め設定してある基準輝度状態と比較し、その結果に基づいて電子シャッター６の露光時間を制御することで指掌紋画像の濃度を最適化するようにしているものである。そして露光時間制御のパラメータとなる輝度状態として、本実施形態では画像中の指定領域における平均輝度と指定範囲の輝度を有する画素の合計画素数による輝度頻度分布を組み合わせて用いているものである。
【００１５】
次に、自動濃度調整処理の詳細について説明する。本実施形態では、撮影画像の１画素の輝度データを８ビットのデータとして扱い、輝度は１０進数の０〜２５５の数値データとして表現し、最も暗い値が０で、最も明るい値が２５５としている。
【００１６】
図２は、指紋や掌紋を採取可能な状態においてプリズム１の光学面２に採取対象物がない状態で撮影した画像における輝度頻度分布の例を示す。この例では画像が全面で明るいために輝度２００以上に集中して、輝度分布のピークが輝度２５５となっている。
【００１７】
図３は、プリズム１の光学面２に採取対象物がない状態で撮影した画像における輝度頻度分布を示しており、画像が全体的に「ａ：やや暗いとき」、「ｂ：暗いとき」及び「ｃ：明るいとき」の３段階についての例を示す。「明るいとき」は、輝度分布のピークが輝度２５５（最も明るい）となり、平均輝度が２５５に近い値となる。「やや暗いとき」及び「暗いとき」は、輝度分布のピークが輝度０側に移動し、平均輝度も低い値となる。この例における「やや暗いとき」及び「暗いとき」は、撮影した画像の背景が暗くなり、指紋や掌紋の濃度のコントラストが悪化するため実用範囲ではない。
【００１８】
図４は、指紋や掌紋を採取した際にコントラストの良い画像が得られる条件、つまり平均輝度が２４０以上であるような条件においてプリズム１の光学面２に採取対象物がない状態で撮影した画像について、「ｄ０：明るいとき」、「ｄ1：やや明るいとき」、「ｄ２：やや暗いとき」、「ｄ３：暗いとき」の４段階の輝度頻度分布の例を示す。「ｄ０：明るいとき」は、輝度２５５の値が多くなり、輝度２４０〜２５４までの分布は少なく、「ｄ1：やや明るいとき」、「ｄ２：やや暗いとき」、「ｄ３：暗いとき」と暗くなるに従い、輝度２４０〜２５４までの分布が多くなる。このように、平均輝度が２４０以上である条件においても、微妙な明るさの変化があり、それが輝度２４０〜２５４の範囲での輝度頻度分布の変化として反映される。
【００１９】
自動濃度調整は、以上のような分析を前提にして、プリズム１の光学面２に採取対象物がない状態で撮影した画像の指定領域における平均輝度と、指定範囲、例えば輝度２４０〜２５４の範囲の輝度を有する画素の合計画素数である輝度頻度分布をパラメータとして、ＣＣＤカメラ５の露光時間を制御することで行なう。本実施形態では、平均輝度基準値１６は「２４０」とする。一方、頻度分布基準値１８は後述のようにして自動的に設定される。
【００２０】
図５に自動濃度調整における一連の処理手順を示す。図５のステップ１０１及びステップ１０２において、プリズム１の光学面２に採取対象物がない状態で画像を採取し、図１の平均輝度検出１４により平均輝度を求め、また頻度分布算出１３により指定範囲の輝度２４０〜２５４を有する画素の合計画素数Σ（２４０−２５４）を算出する。次いで、ステップ１０３において、平均輝度検出１４で求めた平均輝度が平均輝度基準値「２４０」より大きいか否かを判定する。その結果が否定的であった場合には、画像が「暗すぎる」と判断して、ステップ１０４に進む。ステップ１０４においは下記式により露光時間の設定条件を求める。（露光時間設定値）＝現在の（露光時間設定値）＋（２５５−平均輝度）× syoklow
syoklow:「暗すぎる」場合の露光時間変更幅の規定定数
それからこれで求まった条件による露光時間の設定を行ない（ステップ１１３）、その露光時間条件で再度ステップ１０１〜ステップ１０３の処理を行なう。この一連の処理は、ステップ１０３の結果が肯定的になるまで繰り返して行なう。ここまでは、平均輝度に基づく調整であり、この調整に続いて輝度頻度分布に基づく調整を行なう。
【００２１】
ステップ１０３における結果が肯定的であった場合、あるいは上記のような平均輝度に基づく調整によりステップ１０３における結果が肯定的になった場合には、ステップ１０５、１０７，１０９，１１１において、指定範囲の輝度２４０〜２５４を有する画素の合計画素数Σ（２４０−２５４）と、「目標Σ」、「閾値大」、「閾値小」による計算式の数値を比較して、平均輝度比較１５、頻度分布比較１７、露光時間制御回路１２の各処理により露光時間設定値を決定する。ここで、「目標Σ」は頻度分布基準値１８の中心値であり、「閾値大」及び「閾値小」は「目標Σ」からの差の大きさを判定する判定値であり、「目標Σ」、「閾値大」及び「閾値小」は何れも複数台の装置の事前検証により求めるものとする。
【００２２】
ステップ１０５においては、輝度２４０〜２５４の合計画素数値が（目標Σ）−（閾値大）＝Ａより小さいか否かを判定し、肯定的な場合には、輝度が「明るい」と判断してステップ１０６において、平均輝度比較１５、頻度分布比較１７、露光時間制御回路１２により露光時間設定値を下記式により設定する。ここで、「輝度２４０〜２５４の合計画素数値」は、指定範囲の輝度についての輝度頻度分布に関するものであり、面積的なものを表しており、したがってそれが小さいほど最高輝度２５５の画素数が増加する、つまり明るいことを意味することになる。
（露光時間設定値）＝現在の（露光時間設定値）−（ｔ１）
（ｔ１）：「明るい」場合の露光時間変更幅定数
【００２３】
ステップ１０５において否定的であった場合にはステップ１０７において、輝度２４０〜２５４の合計画素数値が（目標Σ）−（閾値小）＝Ｂより小さいか否かを判定し、肯定的な場合には、輝度が「やや明るい」と判断してステップ１０８において、平均輝度比較１５、頻度分布比較１７、露光時間制御回路１２により（露光時間設定値）を下記式により設定する。
（露光時間設定値）＝現在の（露光時間設定値）−（ｔ２）
（ｔ２）：「やや明るい」場合の露光時間変更幅定数
【００２４】
ステップ１０７において否定的であった場合にはステップ１０９において、輝度２４０〜２５４の合計画素数値が（目標Σ）＋（閾値大）＝Ｃより大きいか否かを判定し、肯定的な場合には、輝度が「暗い」と判断してステップ１１０において、平均輝度比較１５、頻度分布比較１７、露光時間制御回路１２により（露光時間設定値）を下記式により設定する。
（露光時間設定値）＝現在の（露光時間設定値）＋（ｔ３）
（ｔ３）：「暗い」場合の露光時間変更幅定数
【００２５】
ステップ１０９において否定的であった場合にはステップ１１１において、輝度２４０〜２５４の合計画素数値が（目標Σ）＋（閾値小）＝Ｄより多いか否かを判定し、肯定的であった場合には、輝度が「やや暗い」と判断してステップ１１２において、平均輝度比較１５、頻度分布比較１７、露光時間制御回路１２により（露光時間設定値）を下記式により設定する。
（露光時間設定値）＝現在の（露光時間設定値）＋（ｔ４）
（ｔ４）：「やや暗い」場合の露光時間変更幅定数
平均輝度が基準値２４０以上であり、輝度２４０〜２５４の合計画素数値が（目標Σ）−（閾値小）＝Ｂより大きく、（目標Σ）＋（閾値小）＝Ｄより小さい場合は、適正値と判断し露光時間は変更せず前回値を維持する。
【００２６】
以上の処理による自動濃度調整を指掌紋採取装置の電源投入から採取開始までの間と、指掌紋採取装置が待機状態のときに、一定周期で実行することにより、指掌紋採取装置の光源４における周囲温度や経年変化による光量の変化、あるいはＣＣＤカメラ５の感度の変化があっても、これらに影響されることなく、一定の濃度の指掌紋画像を安定的に得ることが可能となる。
【００２７】
次に、頻度分布基準値の自動設定処理について説明する。図６は、頻度分布基準値１８を仮に変えながら、各仮の頻度分布基準値の基で、プリズム１上の光学面２に指掌紋採取対象の指または掌を置いて撮影した画像における輝度頻度分布の例を示す。この例では仮の頻度分布基準値として３つの異なる値が用いられており、「ｃ０：明るいとき」、「ｃ1：やや明るいとき」、「ｃ２：やや暗いとき」の３画像となっている。
【００２８】
例えば「ｃ1：やや明るいとき」に対して仮の輝度頻度分布基準値を小さくすると「ｃ０：明るいとき」の画像となる。この画像では、最も明るい輝度２５５の画素数が増え採取画像の背景が明るくなり、指掌紋像部分つまり指掌紋像を与える暗い画素の輝度頻度のピーク（図中の左側部分における輝度頻度分布曲線のピーク）は輝度２５５の方向に移動し、そのピークの前後一定範囲における合計画素数が増大する。言い換えれば、指掌紋像部分に関する輝度頻度分布曲線が緩やかになり、指掌紋像部分のコントラストが減少する。
【００２９】
逆に、仮の輝度頻度分布基準値を「ｃ1：やや明るいとき」に対して大きくすると「ｃ２：やや暗いとき」の画像となる。この画像では、最も明るい輝度２５５の画素数が減り背景が暗くなり、指掌紋像部分の輝度頻度のピークは輝度０の方向に移動し、そのピークの前後一定範囲の合計画素数は減少する。言い換えれば、指掌紋像部分に関する輝度頻度分布曲線がより鋭くなり、指掌紋像部分のコントラストが増大する。
【００３０】
頻度分布基準値の自動設定方法は、以上のような分析を基にして構成されている。図７に頻度分布基準値の自動設定についての一連の処理手順を示す。ステップ２０１においてＩ＝１とし、ステップ２０２で仮の頻度分布基準値Ｓ(１)の値（初期値）を設定する。図の例では初期値として「０」を設定するようにしてあるが、実際の頻度分布基準値として設定される値のおおよそのレベルが、例えば１０００〜２０００の間とかあるいは１００００程度とか、予めわかっている場合には、それを基に初期値を設定するようにしてもよい。これらステップ２０１と２０２における各処理は図１における輝度頻度分布基準値設定２４に含まれ機能によりなされる。仮の頻度分布基準値Ｓ(１)を設定したら、ステップ２０３でプリズム１の光学面２に指や掌が置かれた状態での撮像を行ない、指掌紋画像Ｍ(１)を採取する。それからステップ２０４でこの画像について平均輝度検出１４（図１）により平均輝度を算出する。なお指掌紋画像の採取にあたっては上で説明した自動濃度調整手法による濃度調整が仮の頻度分布基準値Ｓ(１)の下でなされる。
【００３１】
ステップ２０５においては、この算出した平均輝度を頻度分布基準値自動設定のための平均輝度基準値（指掌紋像を含んでいる画像の平均輝度基準値）と比較する。この処理は図１の平均輝度比較１５でなされる。図７の例では平均輝度基準値として「１２０」を用いている。これは、自動濃度調整における指掌紋像を含んでいない画像についての平均輝度基準値に対して半分の値であり、一般的にはこの程度の値が適切である。算出した平均輝度が平均輝度基準値（１２０）以上の場合には、ステップ２０６において、指掌紋画像Ｍ(Ｉ)について指掌紋像部分に関する輝度頻度のピークを検出する処理である輝度頻度ピーク検出２１（図１）と、この輝度頻度ピーク検出２１で検出された輝度頻度ピークの前後一定範囲に含まれる画素の合計数を求める処理であるピーク前後一定範囲画素数算出２２（図１）を行ない、ピーク前後一定範囲画素数（ピーク輝度画素数）Ｐ(Ｉ)を求める。図の例ではピーク前後の一定範囲として±５を用いているが、これはこの程度の範囲で適宜に選択することができる。ステップ２０７においてはピーク前後一定範囲画素数Ｐ(Ｉ)を記憶する。
【００３２】
それからステップ２０８においてＩを一つ繰り上げ、ステップ２０９において仮の頻度分布基準値Ｓ(Ｉ)よりも大きな次の仮の頻度分布基準値Ｓ(Ｉ＋１)を設定してステップ２０３からの処理を繰り返す。この繰り返しは、ステップ２０５において平均輝度が平均輝度基準値（１２０）より小さくなるまでなされる。すなわち、上で説明した自動濃度調整方法から理解できるように、仮の頻度分布基準値Ｓ(Ｉ)の値を順次増大させるのに応じて指掌紋画像Ｍ(Ｉ)の平均輝度が小さくなるので、適切な平均輝度基準値を設定しておき、この平均輝度基準値を満足させる範囲の仮の頻度分布基準値Ｓ(Ｉ)（Ｉ:１〜ｎ）を求めようとするのが上記の繰り返し処理である。なお図の例では仮の頻度分布基準値Ｓ(Ｉ)の増大単位として１００という値を用いているが、これは適宜に変更してもよい。
【００３３】
この繰り返しによりｎ個の指掌紋画像Ｍ(Ｉ)が得られ、このｎ個の指掌紋画像Ｍ(Ｉ)のそれぞれについてピーク前後一定範囲画素数Ｐ(Ｉ)が求まるので、ステップ２１０においてこのｎ個のピーク前後一定範囲画素数Ｐ(Ｉ)から最大であるピーク前後一定範囲画素数Ｐ(ｘ)を抽出する。そしてステップ２１１においてこのピーク前後一定範囲画素数Ｐ(ｘ)に対応する仮の輝度頻度分布基準値Ｓ(ｘ)を自動濃度調整における輝度頻度分布基準値１８として設定して終了する。これらステップ２１０と２１１における各処理は図１における輝度頻度分布基準値設定２４に含まれ機能によりなされる。ここで、ピーク前後一定範囲画素数Ｐ(ｘ)を有する画像Ｍ(ｘ)は、図６に基づいた上での説明から判るように、指掌紋像の隆線部分と谷部分のコントラストが最も大きい画像である。したがって、指掌紋採取装置の自動濃度調整に最適な頻度分布基準値、つまり指掌紋像の隆線部分と谷部分のコントラストが最も大きくなる照明条件を与える頻度分布基準値を自動的に設定することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、輝度頻度分布を制御パラメータとする自動濃度調整で用いられる輝度頻度分布基準値を自動的に設定することができる。この結果、サンプル画像におけるコントラストを目視により判定し、これに基づいて輝度頻度分布基準値を設定する場合に比べて、輝度頻度分布基準値の安定性と精度を高めることが可能となり、また採取エリアの変化などに伴う輝度頻度分布基準値の更新に際しての操作負担を大幅に軽減することも可能となり、これにより自動濃度調整機能のより一層の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による指掌紋採取装置の構成を示すブロック図である。
【図２】自動濃度調整の基準となる頻度分布の例を示す図である。
【図３】背景画像が暗い場合と明るい場合の頻度分布の例を示す図である。
【図４】明るさによる頻度分布の違いの例を示す図である。
【図５】自動濃度調整における一連の処理手順を示す図である。
【図６】それぞれ異ならせた仮の頻度分布基準値で採取した各指掌紋画像における輝度頻度分布の例を示す図である。
【図７】頻度分布基準値自動設定における一連の処理手順を示す図である。
【図８】従来の指掌紋採取装置のシステム構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１プリズム
２光学面
３指
４光源
５ＣＣＤカメラ（撮像手段）
６電子シャッター
８ＣＰＵ（各種処理のための処理手段）
１２露光時間制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for automatically setting a luminance frequency distribution reference value in automatic density adjustment of a finger / palm-printed image and a finger / palm-printing device using the method.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a conventional finger / palm-printing device. The light source 4, the prism 1, and the CCD camera 5 are arranged so that the light emitted from the light source 4 is totally reflected by the optical surface 2 of the prism 1 and enters the CCD camera 5 that is an imaging unit. Therefore, when the finger or palm to be collected is not placed on the prism 1, the light emitted from the light source is totally reflected by the optical surface 2 of the prism 1 and enters the CCD camera 5. On the other hand, when the finger 3 is placed on the optical surface 2 of the prism 1, the ridge portion of the fingerprint is in contact with the optical surface 2, and the valley portion of the fingerprint is not in contact with the optical surface 2. The ridge portion that contacts the optical surface 2 causes light scattering, so that partially reflected light enters the CCD camera 5, and the valley portion that does not contact the optical surface 2 does not cause light scattering and is totally reflected. Light enters the CCD camera 5, thereby producing a shade and obtaining a fingerprint image.
[0003]
In such a finger / palm-printing device, when a fingerprint or palm-print image is collected, if the amount of incident light is too large, the ridge portion becomes thin in the collected finger / palm-print image. On the other hand, when the amount of incident light is insufficient, the valley portion and the background become dark in the collected finger / palm print image, and stains and the like appear. That is, it is important to appropriately obtain a good finger / palm-print image by appropriately adjusting the amount of light incident on the CCD camera 5. However, the light amount of the light source 4 changes due to aging and ambient temperature. For this reason, adjustment according to the light quantity of the light source 4 is required to obtain a constant and good finger / palm-print image.
[0004]
Regarding the density adjustment of the finger / palm-print image, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-272953 discloses a method of adjusting it manually. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-272953 discloses a finger / palm-printing device that has a pixel value exceeding a threshold value corresponding to a multi-value image signal corresponding to each pixel for every density adjustment input to increase or decrease the density from the input operation unit. Only in this case, the process of adding or subtracting a predetermined value to the pixel value is repeatedly performed by manual density adjustment input until the optimum density is obtained.
[0005]
As described above, in the conventional finger / palm-printing device, it is important that the amount of light incident on the CCD camera is appropriate, but the amount of light from the light source changes due to aging and changes in ambient temperature, and the sample is collected by this. There has been a problem that the density of the finger / palm-print image is different every time it is collected. In addition, as in the “finger and palm print stamping apparatus” of Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-272953, there is a method for manually adjusting the density of the finger / palm print image. However, this manual density adjustment method is necessary for each collection of the finger / palm pattern. Since it takes time to adjust the density, it takes a long time to collect, and the reference for adjustment changes depending on the individual difference of the person who adjusts the image. There was a problem that it was not easy.
[0006]
In order to solve such a problem, a finger / palm-printed image automatic density adjustment method that makes it possible to easily obtain a constant and good finger / palm-print image even when the light amount of the light source changes due to aging or ambient temperature is a special feature. This is proposed as Japanese Patent Application No. 2002-095485. The outline of the automatic density adjustment method is as follows. That is, imaging is performed in a state where a finger or palm to be sampled is not placed on the optical surface of the prism, and a luminance state is obtained for an image obtained thereby, and this luminance state is set in advance as a reference luminance state. In comparison, the exposure time of the CCD camera is controlled based on the result to optimize the density of the finger / palm-print image. As the luminance state that is a parameter for the exposure time control, for example, a luminance frequency distribution based on the total number of pixels having the average luminance in the designated area in the image and the luminance in the designated range is used.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the automatic density adjustment method in the above Japanese Patent Application No. 2002-095485, a plurality of sample images are photographed with respect to a finger / palm pattern satisfying a predetermined condition, and the contrast between the ridge portion and the valley portion of the finger / palm pattern is maximized from the sample images. The image is extracted by visual determination, and the reference luminance state is determined based on the luminance state of the extracted image. That is, the contrast in the sample image is visually determined, and the reference luminance state is determined based on this visual determination. For this reason, it is influenced by individual differences in visual determination, and there remains a problem in the accuracy of the reference luminance state. In particular, with respect to the luminance frequency distribution reference value, variations due to visual determination have a non-negligible effect on the quality of density adjustment. In addition, when changing the range for collecting the finger / palm print, it is necessary to reset the luminance frequency distribution reference value. However, there is a problem that it is burdensome to perform the above-described processing each time.
[0008]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and is to provide a method for automatically setting a luminance frequency distribution reference value and a finger / palm print collecting apparatus using the method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
For the above purpose, in the present invention, a light source, an optical surface formed so as to be able to totally reflect illumination light emitted from the light source, and imaging for imaging the optical surface on a surface illuminated by the light source And a finger given as a change in the amount of reflected light on the optical surface caused by placing a finger or palm from which the palm or palm print is collected from the side opposite to the side illuminated by the light source on the optical surface With respect to a finger / palm-printing device configured to pick up a palm-print image with the image pickup means, the image is obtained in a state where a finger or palm for finger-palm-print collection is not placed on the optical surface. A luminance frequency distribution which is the total number of pixels having the luminance in the specified range is obtained, the luminance frequency distribution is compared with a predetermined luminance frequency distribution reference value, and the exposure time of the imaging unit is controlled based on the result. Finger palm As a method of automatically setting the predetermined luminance frequency distribution reference value in the finger / palm-printed image automatic image density adjustment method that can optimize the image density, a provisional luminance frequency is increased by sequentially increasing the value. A process of obtaining a plurality of finger / palm print images M (I) by capturing a finger / palm-print image while adjusting the density by the automatic density adjustment method in which the distribution reference value S (I) (I: 1 to n) is set; Processing for obtaining average luminance for each image M (I) and comparing it with a preset average luminance reference value, and for each finger / palm-print image M (I), a certain range before and after the peak of luminance frequency in the finger / palm-print image portion Is repeated until the average luminance is smaller than the average luminance reference value, and the number of pixels within a certain range before and after the peak is obtained. The number P (x) of pixels within a certain range before and after the maximum peak is extracted from P (I), and the provisional luminance frequency distribution reference value S (x) corresponding to the number of pixels within a certain range before and after the peak P (x) Provided is an automatic setting method of a luminance frequency distribution reference value that is automatically set as a predetermined luminance frequency distribution reference value.
[0010]
Further, in the present invention, for the above purpose, as a finger / palm collection device using the automatic setting method of the luminance frequency distribution reference value as described above, imaging is performed in a state where a finger or palm to be collected is not placed on the optical surface. Means for obtaining a luminance frequency distribution for the obtained image; means for comparing the luminance frequency distribution with a predetermined luminance frequency distribution reference value; means for controlling an exposure time of the imaging means based on a comparison result by the means; There is provided a finger / palm-printing device comprising means for automatically setting a predetermined luminance frequency distribution reference value.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a finger / palm-printing apparatus according to an embodiment. The finger / palm-printing apparatus according to the present invention includes an optical system and a processing system. The optical system includes a light source 4, a prism 1, and a CCD camera 5 that is an electronic imaging means, and the CCD camera 5 is provided with an electronic shutter 6. On the other hand, the processing system detects the brightness of the collected image from the A / D converter 7 that converts analog image data output from the CCD camera 5 into digital image data, and the digital image data output from the A / D converter 7. Brightness detection circuit 11, memory 9 for storing digital image data output from the A / D converter 7, exposure time control circuit 12 for controlling the exposure time (shutter speed) of the electronic shutter 6, and digital image to the memory 9 Write control circuit 10 for controlling writing of data, video output circuit 19 for outputting image data stored in memory 9, display 20 for displaying an image output from video output circuit 19, and processing means for performing various predetermined processes CPU8 which is.
[0012]
In the CPU 8, as processing related to automatic density adjustment, a frequency distribution of luminance is generated from the luminance data output from the luminance detection circuit 11 and the total number of pixels having the luminance in the specified range is calculated (luminance) (Frequency distribution calculation) 13, average luminance detection 14 for obtaining the average luminance for the designated area in the image from the luminance data output from the luminance detection circuit 11, the average luminance obtained by the average luminance detection 14 and a preset average luminance reference The frequency distribution is compared from the average luminance comparison 15 for comparing the value 16, the output of the average luminance comparison 15 and the output of the frequency distribution calculation 13, and the preset frequency distribution reference value (luminance frequency distribution reference value) 18. Each process of the frequency distribution comparison 17 to be performed is performed. Further, as processing relating to automatic setting of a frequency distribution reference value used in automatic density adjustment, luminance frequency peak detection (peak luminance detection) 21, constant range pixel number calculation before and after peak (peak luminance range pixel number calculation) 22, automatic setting start 23 Each process of the luminance frequency distribution reference value setting 24 is performed. In addition to the automatic setting of the frequency distribution reference value, a process for the average luminance is required, which is performed using the average luminance detection 14 and the average luminance comparison 15 described above.
[0013]
In the following, automatic setting of the frequency distribution reference value and automatic density adjustment processing of the finger / palm-printed image that is the premise thereof will be described. First, an outline of the automatic density adjustment process will be described. For automatic density adjustment, imaging is performed in a state where there is no object to be collected on the optical surface 2 of the prism 1. Then, analog data from the CCD camera 5 in this imaging is converted into digital data by the A / D converter 7, and luminance data is detected from the digital data by the luminance detection circuit 11. The CPU 8 receives the output from the luminance detection circuit 11 and performs an average luminance detection 14 for obtaining an average luminance for a designated area in the image and a frequency distribution calculation 13 for obtaining the total number of pixels having the luminance in the designated range. The average luminance comparison 15 and the frequency distribution comparison 17 for comparing the result with the average luminance reference value 16 and the frequency distribution reference value 18 are performed, and based on the result, the average luminance in the designated area in the image is the average luminance reference value. The exposure time of the CCD camera 5 is controlled so that the total number of pixels of the brightness in the specified range equals or exceeds 16 and the frequency distribution reference value 18.
[0014]
That is, imaging is performed in a state where a finger or palm to be sampled is not placed on the optical surface 2, and a luminance state based on a predetermined standard is obtained for an image obtained by this, and the luminance state is set in advance. The density of the finger / palm-print image is optimized by controlling the exposure time of the electronic shutter 6 based on the result compared with the state. In this embodiment, a luminance frequency distribution based on the total number of pixels having the average luminance in the designated area and the luminance in the designated range is used as the luminance state as a parameter for the exposure time control.
[0015]
Next, details of the automatic density adjustment processing will be described. In this embodiment, the luminance data of one pixel of the photographed image is treated as 8-bit data, the luminance is expressed as numerical data of 0 to 255 in decimal number, the darkest value is 0, and the brightest value is 255. .
[0016]
FIG. 2 shows an example of the luminance frequency distribution in an image taken in a state where there is no collection target on the optical surface 2 of the prism 1 in a state where fingerprints and palm prints can be collected. In this example, since the image is bright on the entire surface, the luminance is concentrated to 200 or more, and the luminance distribution peak is 255.
[0017]
FIG. 3 shows a luminance frequency distribution in an image photographed without an object to be collected on the optical surface 2 of the prism 1. The entire image is “a: slightly dark”, “b: dark”, and An example of three stages “c: When bright” is shown. When “bright”, the peak of the luminance distribution is luminance 255 (brightest), and the average luminance is a value close to 255. When “slightly dark” and “dark”, the peak of the luminance distribution moves to the luminance 0 side, and the average luminance is also a low value. In this example, “when slightly dark” and “when dark” are not practical because the background of the captured image becomes dark and the contrast of the fingerprint and palm print density deteriorates.
[0018]
FIG. 4 shows an image taken in a state where there is no object to be collected on the optical surface 2 of the prism 1 under the condition that an image with good contrast is obtained when fingerprints or palm prints are collected, that is, the average brightness is 240 or more. Shows an example of the luminance frequency distribution in four stages of “d0: bright”, “d1: slightly bright”, “d2: slightly dark”, and “d3: dark”. When “d0: bright”, the value of luminance 255 increases, and the distribution from luminance 240 to 254 is small, “d1: slightly bright”, “d2: slightly dark”, and “d3: dark”. As it becomes, the distribution from luminance 240 to 254 increases. Thus, even under the condition where the average luminance is 240 or more, there is a subtle change in brightness, which is reflected as a change in luminance frequency distribution in the range of luminance 240 to 254.
[0019]
The automatic density adjustment is based on the above analysis, and the average luminance in the designated area of the image photographed in the state where there is no collection target on the optical surface 2 of the prism 1 and the designated range, for example, the range of luminance 240 to 254 This is performed by controlling the exposure time of the CCD camera 5 using the luminance frequency distribution, which is the total number of pixels having the luminance, as a parameter. In the present embodiment, the average luminance reference value 16 is “240”. On the other hand, the frequency distribution reference value 18 is automatically set as described later.
[0020]
FIG. 5 shows a series of processing procedures in automatic density adjustment. In step 101 and step 102 in FIG. 5, an image is collected in a state in which there is no collection target on the optical surface 2 of the prism 1, the average luminance is obtained by the average luminance detection 14 in FIG. 1, and the specified range is obtained by the frequency distribution calculation 13. The total number of pixels Σ (240-254) of pixels having the luminance of 240 to 254 is calculated. Next, at step 103, it is determined whether or not the average luminance obtained by the average luminance detection 14 is larger than the average luminance reference value “240”. If the result is negative, it is determined that the image is “too dark” and the process proceeds to step 104. In step 104, an exposure time setting condition is obtained by the following equation. (Exposure time setting value) = current (exposure time setting value) + (255−average luminance) × syoklow
syoklow: Specified constant for exposure time change width when “too dark”
Then, the exposure time is set according to the conditions obtained in this way (step 113), and the processing from step 101 to step 103 is performed again under the exposure time conditions. This series of processing is repeated until the result of step 103 becomes affirmative. Up to this point, the adjustment is based on the average luminance, and this adjustment is followed by adjustment based on the luminance frequency distribution.
[0021]
If the result in step 103 is affirmative, or if the result in step 103 is affirmative due to the adjustment based on the average luminance as described above, in steps 105, 107, 109, and 111, the specified range Comparing the total number of pixels Σ (240-254) of pixels having luminance 240 to 254 with numerical values of the calculation formulas of “target Σ”, “large threshold”, and “low threshold”, the average luminance comparison 15, frequency distribution The exposure time setting value is determined by each process of the comparison 17 and the exposure time control circuit 12. Here, “target Σ” is the center value of the frequency distribution reference value 18, “large threshold” and “small threshold” are determination values for determining the magnitude of the difference from “target Σ”, and “target Σ” ”,“ Large threshold ”, and“ small threshold ”are all obtained by prior verification of a plurality of apparatuses.
[0022]
In step 105, it is determined whether or not the total pixel value of luminance 240 to 254 is smaller than (target Σ) − (high threshold) = A. If the result is affirmative, the luminance is determined to be “bright”. In step 106, the exposure time set value is set by the following equation using the average luminance comparison 15, the frequency distribution comparison 17, and the exposure time control circuit 12. Here, the “total pixel value of luminance 240 to 254” relates to the luminance frequency distribution with respect to the luminance in the specified range, and represents an area-like one. Therefore, the smaller the value is, the more the number of pixels of the maximum luminance 255 is. It means increasing, meaning brighter.
(Exposure time setting value) = current (exposure time setting value)-(t1)
(T1): Exposure time change width constant for “bright”
[0023]
If negative in step 105, it is determined in step 107 whether or not the total pixel value of luminance 240 to 254 is smaller than (target Σ) − (threshold small) = B. The brightness is judged to be “slightly bright”, and in step 108, the average brightness comparison 15, the frequency distribution comparison 17, and the exposure time control circuit 12 set (exposure time set value) by the following equation.
(Exposure time setting value) = current (exposure time setting value)-(t2)
(T2): Exposure time change width constant for “slightly bright”
[0024]
If negative in step 107, it is determined in step 109 whether the total pixel value of luminance 240 to 254 is greater than (target Σ) + (high threshold) = C. When the brightness is determined to be “dark”, in step 110, the average brightness comparison 15, the frequency distribution comparison 17, and the exposure time control circuit 12 set (exposure time set value) by the following equation.
(Exposure time setting value) = current (exposure time setting value) + (t3)
(T3): Exposure time change width constant for “dark”
[0025]
If negative in step 109, it is determined in step 111 whether or not the total pixel value of luminance 240 to 254 is greater than (target Σ) + (small threshold) = D. In step 112, the brightness is determined to be “slightly dark”, and in step 112, the average brightness comparison 15, the frequency distribution comparison 17, and the exposure time control circuit 12 set (exposure time set value) by the following equation.
(Exposure time setting value) = current (exposure time setting value) + (t4)
(T4): Exposure time change width constant for “slightly dark”
Appropriate when the average luminance is greater than or equal to the reference value 240 and the total pixel value of the luminances 240 to 254 is larger than (target Σ) − (small threshold) = B and smaller than (target Σ) + (small threshold) = D The exposure time is not changed and the previous value is maintained.
[0026]
By performing automatic density adjustment by the above processing from the time when the finger / palm-printing device is turned on until the start of collection, and when the finger / palm-printing device is in a standby state, the light source 4 of the finger / palm-printing device is used. Even if there is a change in the amount of light due to an ambient temperature or a secular change, or a change in the sensitivity of the CCD camera 5, it is possible to stably obtain a finger / palm-print image having a constant density without being affected by these changes.
[0027]
Next, frequency distribution reference value automatic setting processing will be described. FIG. 6 shows a luminance frequency in an image taken by placing a finger or palm of a finger / palm print collection target on the optical surface 2 on the prism 1 based on the provisional frequency distribution reference value while temporarily changing the frequency distribution reference value 18. An example of distribution is shown. In this example, three different values are used as provisional frequency distribution reference values, which are three images of “c0: bright”, “c1: slightly bright”, and “c2: slightly dark”.
[0028]
For example, if the provisional luminance frequency distribution reference value is reduced with respect to “c1: slightly bright”, an image of “c0: brightly” is obtained. In this image, the number of pixels with the brightest brightness 255 increases, the background of the collected image becomes brighter, and the luminance frequency peak of the dark pixel giving the finger / palm print image portion, that is, the finger / palm print image (the luminance frequency distribution curve in the left portion in the figure). Peak) moves in the direction of luminance 255, and the total number of pixels in a certain range before and after the peak increases. In other words, the luminance frequency distribution curve related to the finger / palm print image portion becomes gentle, and the contrast of the finger / palm print image portion decreases.
[0029]
Conversely, when the provisional luminance frequency distribution reference value is increased with respect to “c1: slightly bright”, an image of “c2: slightly dark” is obtained. In this image, the number of pixels with the brightest luminance 255 decreases and the background becomes dark, the peak of the luminance frequency of the finger / palm-print image portion moves in the direction of luminance 0, and the total number of pixels in a certain range before and after the peak decreases. In other words, the luminance frequency distribution curve related to the finger / palm print image portion becomes sharper, and the contrast of the finger / palm print image portion increases.
[0030]
The automatic setting method of the frequency distribution reference value is configured based on the above analysis. FIG. 7 shows a series of processing procedures for automatic setting of the frequency distribution reference value. In step 201, I = 1, and in step 202, the value (initial value) of the temporary frequency distribution reference value S (1) is set. In the example of the figure, “0” is set as the initial value, but it is known in advance that the approximate level of the value set as the actual frequency distribution reference value is, for example, between 1000 and 2000 or about 10,000. If it is, the initial value may be set based on that. Each processing in these steps 201 and 202 is included in the luminance frequency distribution reference value setting 24 in FIG. When the provisional frequency distribution reference value S (1) is set, in step 203, imaging is performed with a finger or palm placed on the optical surface 2 of the prism 1, and a finger / palm print image M (1) is collected. Then, in step 204, the average luminance is calculated for this image by the average luminance detection 14 (FIG. 1). Note that when collecting the finger / palm-print image, density adjustment by the automatic density adjustment method described above is performed under the provisional frequency distribution reference value S (1).
[0031]
In step 205, the calculated average luminance is compared with an average luminance reference value for automatically setting the frequency distribution reference value (an average luminance reference value of an image including a finger / palm-print image). This process is performed in the average luminance comparison 15 of FIG. In the example of FIG. 7, “120” is used as the average luminance reference value. This is half of the average luminance reference value for an image that does not include a finger / palm-print image in automatic density adjustment, and generally this value is appropriate. If the calculated average luminance is equal to or greater than the average luminance reference value (120), in step 206, luminance frequency peak detection 21 is processing for detecting the luminance frequency peak related to the finger / palm print image portion of the finger / palm print image M (I). (FIG. 1), and a constant number of pixels before and after peak calculation 22 (FIG. 1), which is a process for obtaining the total number of pixels included in the fixed range before and after the luminance frequency peak detected by the luminance frequency peak detection 21, The number of pixels within a certain range before and after the peak (the number of peak luminance pixels) P (I) is obtained. In the example of the figure, ± 5 is used as a certain range before and after the peak, but this can be appropriately selected within this range. In step 207, the fixed range pixel number P (I) before and after the peak is stored.
[0032]
Then, in step 208, I is incremented by one. In step 209, the next temporary frequency distribution reference value S (I + 1) larger than the temporary frequency distribution reference value S (I) is set, and the processing from step 203 is repeated. This process is repeated until the average brightness becomes smaller than the average brightness reference value (120) in step 205. That is, as can be understood from the automatic density adjustment method described above, the average luminance of the finger / palm-print image M (I) decreases as the value of the temporary frequency distribution reference value S (I) is sequentially increased. An appropriate average luminance reference value is set in advance and an attempt is made to obtain a temporary frequency distribution reference value S (I) (I: 1 to n) within a range that satisfies this average luminance reference value. It is processing. In the example of the figure, a value of 100 is used as the increment unit of the provisional frequency distribution reference value S (I), but this may be changed as appropriate.
[0033]
By repeating this operation, n finger / palm-print images M (I) are obtained, and for each of the n finger / palm-print images M (I), the fixed range pixel number P (I) before and after the peak is obtained. The maximum number of pixels P (x) before and after the peak is extracted from the number of pixels P (I) before and after the peak. In step 211, the provisional luminance frequency distribution reference value S (x) corresponding to the number P (x) of pixels within a certain range before and after the peak is set as the luminance frequency distribution reference value 18 in the automatic density adjustment, and the process ends. Each processing in these steps 210 and 211 is included in the luminance frequency distribution reference value setting 24 in FIG. Here, the image M (x) having a certain number of pixels P (x) before and after the peak has the highest contrast between the ridge portion and the valley portion of the palm print image as can be seen from the above description based on FIG. It is a big image. Therefore, it is possible to automatically set a frequency distribution reference value that is optimal for automatic density adjustment of the finger / palm-printing device, that is, a frequency distribution reference value that gives an illumination condition that maximizes the contrast between the ridge and valley portions of the finger / palm-print image. Can do.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to automatically set the luminance frequency distribution reference value used in the automatic density adjustment using the luminance frequency distribution as a control parameter. As a result, it is possible to improve the stability and accuracy of the luminance frequency distribution reference value compared to the case where the contrast in the sample image is visually determined and the luminance frequency distribution reference value is set based on this, and the sampling area It is also possible to greatly reduce the operation burden when updating the luminance frequency distribution reference value due to changes in the brightness, and this can contribute to further improvement of the automatic density adjustment function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a finger / palm-printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frequency distribution serving as a reference for automatic density adjustment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frequency distribution when a background image is dark and bright.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a difference in frequency distribution depending on brightness.
FIG. 5 is a diagram showing a series of processing procedures in automatic density adjustment.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a luminance frequency distribution in each finger / palm-print image collected with provisional frequency distribution reference values made different from each other.
FIG. 7 is a diagram showing a series of processing procedures in automatic setting of a frequency distribution reference value.
FIG. 8 is a block diagram showing a system configuration of a conventional finger / palm-printing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Prism
2 Optical surfaces
3 fingers
4 Light source
5 CCD camera (imaging means)
6 Electronic shutter
8 CPU (Processing means for various processes)
12 Exposure time control circuit

Claims

A light source, an optical surface formed so that the illumination light emitted from the light source can be totally reflected, and imaging means for imaging the optical surface with respect to a surface illuminated by the light source; The imager captures a finger / palm-print image that is given as a change in the amount of reflected light on the optical surface caused by placing a finger or palm from which the finger / palm is collected from the side opposite to the side illuminated by the light source. With respect to the finger / palm-printing device configured as described above, imaging is performed in a state where the finger / palm of the finger / palm-printing target is not placed on the optical surface. Obtain the luminance frequency distribution that is the total number of pixels, compare this luminance frequency distribution with a predetermined luminance frequency distribution reference value, and control the exposure time of the imaging means based on the result to optimize the density of the finger / palm-print image Can be The predetermined luminance frequency distribution reference value in the by palm print taken image automatic density adjustment method comprising a method of automatically set,
A plurality of finger / palm prints are obtained by capturing a finger / palm-print image while adjusting the density by the automatic density adjustment method in which temporary luminance frequency distribution reference values S (I) (I: 1 to n) are set so as to sequentially increase the value. A process for obtaining an image M (I), a process for obtaining an average brightness for each of the finger / palm-print image M (I) and comparing it with a preset average brightness reference value, and a process for obtaining a finger / palm-print image M (I) In the palm pattern image portion, a process for obtaining the number P (I) of pixels within a certain range before and after the peak, which is the total number of pixels having a luminance included in a certain range before and after the peak of the luminance frequency, is obtained by making the average luminance smaller than the average luminance reference value. The maximum number of fixed range pixels P (x) before and after the peak is extracted from the fixed range pixel number P (I) before and after the peak, and a temporary range corresponding to the maximum fixed range of pixels P (x) before and after the peak is extracted. The luminance frequency distribution reference value S (x) A method for automatically setting a luminance frequency distribution reference value that is automatically set as a predetermined luminance frequency distribution reference value.

A finger / palm-printing device using the automatic setting method of the luminance frequency distribution reference value according to claim 1,
Means for obtaining a luminance frequency distribution for an image picked up in a state where no finger or palm is to be collected on the optical surface; means for comparing the luminance frequency distribution with a predetermined luminance frequency distribution reference value; A finger / palm-printing device comprising: means for controlling the exposure time of the image pickup means based on the comparison result by; and means for automatically setting the predetermined luminance frequency distribution reference value.