JP4245093B2 - Fingerprint verification device and processing method thereof - Google Patents
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- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/1365—Matching; Classification
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力された指紋画像を処理して、指紋登録及び指紋照合をする装置及びその処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
建物内の特定区域へは関係者以外の立入りを禁止するため、特定区域への通路又は出入口に電気錠によって開閉される扉を設け、この扉の近傍に特定区域への通行を許可された者か否かを判別する指紋照合装置を設置する場合がある。
図15は例えば特開平3−127192号公報に示された従来の指紋照合装置を示す全体構成図である。この装置の詳細については後述するので、ここではその動作の概要を説明する。
【0003】
通行人が指紋センサ1に指を置くと、指紋センサ1は指紋画像を読み取り、これが画像メモリ2に記憶される。そして、指紋画像の特徴点を得るために、画像処理・特徴抽出手段3で、指紋の特徴点を抽出する。特徴点を抽出するために、例えば図3に示すテンプレート14を、図4に示すように指紋画像1a上を1画素ごとに走査させて抽出する。
【0004】
ここで、1画素ごとにテンプレート14を走査すると、画像処理時間が膨大となるため、図5に示す指紋の隆線ピッチPを隆線ピッチ計測手段6により測定する。実際には、図6に示す走査線L1〜L3を走らせ、これらの走査線L1〜L3ごとに求めたと隆線ピッチPの平均値を測定し、走査ピッチ設定手段7により、画像処理及び特徴点抽出時の走査ピッチを定める。図7に隆線ピッチPと画像処理走査ピッチの関係を示す。
【0005】
更に、決定された走査ピッチPは画像処理・特徴抽出手段3に入力され、指紋の隆線ピッチPに従って、隆線ピッチPが大きければ、画像処理の走査ピッチを粗く、隆線ピッチが小さければ、画像処理の走査ピッチを細かくして、最適な走査ピッチで画像処理して、指紋の特徴点を抽出する。
そして、指紋登録時には画像処理・特徴抽出手段3からの指紋情報と走査ピッチを指紋登録手段4により登録しておく。
【0006】
指紋照合時には、隆線ピッチ計測手段6で測定された隆線ピッチPにより、走査ピッチ設定手段7を介して走査ピッチを設定して、画像処理及び特徴点抽出を実施する。そして、指紋照合手段5で照合時の指紋情報と登録指紋情報とを照合する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の指紋照合装置では、隆線ピッチ計測手段6からの平均隆線ピッチにより走査ピッチを設定しているため、最適な走査ピッチで指紋画像処理を実施するが、指紋画像がない空白部分に対しても、むだな処理を実行することになり、高速処理が望めないという問題点がある。
【0008】
また、隆線ピッチPだけで最適走査ピッチを定めているため、隆線ピッチPに雑音や指置き状態の不安定による変動があると、最適でない走査ピッチで画像処理を実行することになり、かえって誤認識が増加するという問題点がある。また、照合時に繁雑な暗証番号を入力することなく照合可能とする照合方式(以下検索照合という)では、照合時に必要とするピッチ情報として、登録時のピッチ情報が使用できないという問題点もある。
【0009】
この発明は上記問題点を解消するためになされたもので画像処理が高速化でき、かつ照合時の走査ピッチを確実に定めることができるようにした指紋照合装置及びその処理方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1発明に係る指紋照合装置は、指紋センサで読み取られた指紋画像を処理して、特徴点を抽出して登録し、この登録指紋情報を用いて指紋照合する装置において、指紋画像を入力して、指の置かれた位置及び指の面積から定まる指領域を測定する指領域計測手段と、指領域計測手段によって測定された指領域から指面積を測定する指面積計測手段と、指紋画像を入力して指紋の隆線ピッチを測定する隆線ピッチ計測手段と、指領域計測手段によって測定された指領域に対してだけ指紋画像の画像処理を高解像度かつ小面積のモードで行うか、又は低解像度かつ大面積のモードで行うかを選択するモード切換手段とを備え、モード切換手段は、常時は低解像度かつ大面積のモードを選択し、指面積計測手段によって測定された指面積と隆線ピッチ計測手段によって測定された隆線ピッチとが共に各所定値以下の場合のみ、高解像度かつ小面積のモードを選択するものである。
【0011】
また、第2発明に係る指紋照合装置は、指面積計測手段の代わりに生体検知装置を備え、生体検知装置は、置かれた指の静電容量を検知して、指面積に比例した出力を送出するものである。
【0017】
また、第3発明に係る指紋照合処理方法は、指紋センサで読み取られた指紋画像を記憶し、指紋画像を入力して指の置かれた位置及び指の面積から定まる指領域を測定し、測定された指領域から指面積を測定し、指紋画像を入力して指紋の隆線ピッチを測定し、指紋画像の画像処理を行うモードとして、常時は低解像度かつ大面積のモードを選択し、測定された指面積と測定された隆線ピッチとが共に各所定値以下の場合のみ、高解像度かつ小面積のモードを選択し、上記指領域に対してだけ指紋画像を処理して指紋の特徴点を抽出し、抽出された指紋の特徴点を登録し、この登録指紋情報を用いて指紋照合する各ステップを備えたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
図1〜図9はこの発明の第1及び第8発明の一実施の形態を示す図で、図1は全体構成図、図2は指紋の特徴点説明図、図3は指紋の特徴点検出用テンプレートの平面図、図4は指紋の特徴点検出説明図、図5は指紋の隆線ピッチ説明図、図6は指紋の隆線ピッチの計測位置説明図、図7は指紋の隆線ピッチと画像処理の走査ピッチとの関係図、図8は子供指の画像処理説明図、図9は大人指の画像処理説明図であり、図中同一符号は同一部分を示す(他の実施の形態も同じ)。
【0020】
図1において、1は指紋読取器(図示しない)に置かれた指の指紋画像1aを読み取る指紋センサ、2は指紋センサ1からの指紋画像1aを記憶する画像メモリ、3は画像メモリ2上の指紋画像を画像処理して指紋の特徴点を抽出する画像処理・特徴抽出手段、4は画像処理・特徴抽出手段3からの指紋情報を登録する指紋登録手段、5は指紋登録手段4からの登録指紋情報と、照合時の画像処理・特徴抽出手段3からの指紋情報を比較して照合処理する指紋照合手段である。
【0021】
6は画像メモリ2上の指紋画像を処理して指紋の隆線ピッチを測定する隆線ピッチ計測手段、7は隆線ピッチ計測手段6からの平均隆線ピッチに基づいて画像処理・特徴抽出手段3の走査ピッチを設定する走査ピッチ設定手段、8は画像メモリ2上の指紋画像から指の置かれた位置と指の面積で決まる指領域を測定し、画像処理・特徴抽出手段3へ切出しウインドウ指定信号を与える指領域計測手段である。
【0022】
次に、この実施の形態の動作を説明する。
通行人が指紋センサ1に指を置くと、指紋センサ1は指紋画像1aを読み取り、これが画像メモリ2へ入力されて1画面分記憶される。画像メモリ2上の指紋画像の特徴点を得るために、画像処理・特徴抽出手段3で、ノイズを除去し、指紋の特徴点を抽出する。
【0023】
図2に指紋の特徴点の代表例を示す。指紋の特徴点としては、指紋の隆線11が枝分れする分岐点12及び指紋の隆線11が途切れる端点13が知られている。特徴点12,13を抽出するために、例えば図3に示すテンプレート14を図4に示すように指紋画像1a上を1画素ごとに走査させて、抽出することが行われている。
ここで、1画素ごとにテンプレート14を走査すると、画像処理時間が膨大となるため、図5に示す指紋の隆線ピッチPを隆線ピッチ計測手段6により測定する。なお、Wは指紋の隆線の幅である。
【0024】
実際には、図6に示すように、指紋画像1a上に走査線L1〜L3を走らせ、これらの走査線L1〜L3ごとに求めた隆線ピッチPの平均値を測定し、走査ピッチ設定手段7により、画像処理及び特徴点抽出の走査ピッチを定める。図7に隆線ピッチPと画像処理走査ピッチの関係を示す。すなわち、隆線ピッチPは100〜600μmに分布しており、例えば隆線ピッチPが200μmであれば画像処理走査ピッチは50μmが最適であると決定できる。
【0025】
更に、決定された走査ピッチは、画像処理・特徴抽出手段3に入力され、指紋の隆線ピッチPに従って、隆線ピッチPが大きければ、画像処理の走査ピッチを粗く、隆線ピッチPが小さければ、画像処理の走査ピッチを細かくして、最適な走査ピッチで画像処理して、指紋の特徴点を抽出する。
【0026】
ここで、指紋の隆線ピッチPだけに従って、画像処理の間引き走査ピッチを指定しても、子供指等の隆線ピッチPが細かく、かつ面積が小さい場合には、画像処理の高速化に有効でない。すなわち、従来装置では、単に処理ピッチを間引くだけであるため、全面積にわたって画像処理が行われている。そのため、子供指等では、指紋のない領域についても画像処理を実行するので、処理の高速化が望めない。
【0027】
この実施の形態では、面積が小さく、かつ隆線ピッチPの小さい指紋に対しては、画像処理を高解像度かつ小面積に対して行うことで、大幅な高速化の実現を図っている。また、現実の処理回路では、撮像素子の解像度は連続的に変化するものでなく、例えば、隆線ピッチPが200μmであれば、最適最大走査ピッチが50μmとなり、通常の子供や指紋の細かい人の場合には、隆線ピッチ100μmに対して最適走査ピッチは25μmである。
【0028】
したがって、例えば、撮像素子と画像メモリ2の解像度が640×480画素であれば、子供や指紋の細かい人は640×480画素上の部分画像を切り出すことに相当し、更に隆線ピッチPが200μm以上であれば、全体を縮小してから画像処理をすることに相当する。すなわち、2段階程度の解像度変化で、現実にはほとんどの人に対応できることになる。このため、この実施の形態では指領域計測手段8が設けられている。
【0029】
次に、指領域計測手段8の動作を図8及び図9を参照して説明する。図8は子供指の処理例であり、図9は大人指の処理例である。
例えば、画像メモリ2が640×480画素のメモリ量を有しているものとし、図8に示すように画像メモリ2へ入力された指紋画像1aに子供の指紋がある場合は、1画素単位に走査することが必要であるが、画像処理領域1bは、例えば320×240画素分でよい。したがって、画像処理の走査ピッチを1画素ごとにして、画像処理領域1bは320×240画素分を指定する。
【0030】
一方、指紋画像1aに大人の指がある場合は、全体が縮小された画像処理領域1cが画像処理・特徴抽出手段3へ送出される。この場合、図9に示すように画像処理の解像度は2画素ごとで十分であり、その代わり画像処理領域1cは640×480画素となる。この二つの例で、画像処理は320×240回実施すればよく、従来の走査ピッチだけ可変とする場合に比べて、指面積が小さく、隆線ピッチPが小さい子供指紋の場合には、従来に比べて処理時間が4倍高速化されることになる。
【0031】
そして、指紋登録時には、画像処理・特徴抽出手段3からの指紋情報と走査ピッチを指紋登録手段4により登録する。指紋照合時には、隆線ピッチ計測手段6で測定(検索照合時に測定)された隆線ピッチPにより、走査ピッチ設定手段7を介して走査ピッチを設定して、画像処理及び特徴点抽出を実施する。そして、指紋照合手段5で照合時の指紋情報と登録情報とを照合する。
【0032】
このようにして、指紋の隆線ピッチPにより、画像処理の走査ピッチを最適化するだけでなく、指紋の指領域を検出し、不要部分については画像処理を行わないため、画像処理にようする時間が短縮可能となる。
【0033】
実施の形態2
図10はこの発明の第2,第3及び第9発明の一実施の形態を示す全体構成図である。なお、図2〜図9は実施の形態2にも共用する。
図において、21は指領域計測手段8の出力である領域位置信号8aから指面積を測定する指面積計測手段、22は指面積と隆線ピッチPから画像メモリ2上の指紋画像を高解像度かつ小面積で処理するか低解像度かつ大面積で処理するかを決定する画像処理モード信号22aを出力するモード切換手段である。
【0034】
なお、領域位置信号8aは画像処理・特徴抽出手段3にも出力され、画像処理モード信号22aは画像処理・特徴抽出手段3及び指紋登録手段4に出力されている。また、指紋登録手段4の出力は画像処理・特徴抽出手段3にも出力されている。上記以外は図1と同様である。
【0035】
次に、図1と異なる部分について動作を説明する。
指紋画像1aが画像メモリ2へ入力された後、指領域計測手段8から領域位置信号8aが出力されると、指面積計測手段21は指面積を測定する。測定された指面積と、隆線ピッチ計測手段6で測定された隆線ピッチPにより、モード切換手段22は画像処理及び特徴点抽出処理を、高解像度かつ小面積のモードか、又は低解像度かつ大面積のモードで実行するかを選択する。
【0036】
ここでの選択論理は、図8に示すような子供の使用を考慮して、指紋の面積が小、かつ指紋の隆線ピッチPが一定値以下の場合だけ、高解像度かつ小面積での処理を選択する。更に、画像処理・特徴抽出手段3はモード切換手段22からの画像処理モード信号22aにより、処理を高解像度かつ小面積及び低解像度かつ大面積の一つを選択して実行する。
【0037】
更に、指紋登録時には、指紋登録手段4はこのモード信号22aだけを、指紋情報と共に記憶しておき、指紋照合時には、暗証番号入力等の操作により、指紋照合手段5は登録時に記憶したモード信号22aと指紋情報を得て、モード信号22aにより画像処理を実施し、登録指紋情報と照合時の指紋情報により照合処理を実施する。
【0038】
このようにして、従来装置では、指紋の隆線ピッチPだけで、画像処理の走査ピッチを連続可変としていたが、実際の使用では2段階程度の解像度で十分であるため、画像処理を高解像度かつ小面積のモード又は低解像度かつ大面積のモードを設け、更に指面積にも着目して、隆線ピッチPと指面積により、上記モードの選択を実施するようにしたため、画像処理の高速化と解像度選択の誤判定を減少させることが可能となる。
【0039】
実施の形態3
図11はこの発明の第4発明の一実施の形態を示す全体構成図である。なお、図2〜図9は実施の形態3にも共用する。
図において23はは静電容量により生体(指)を検出する生体検知装置で、モード切換手段22に接続されている。上記以外は図10と同様である。ただし、指面積計測手段21は使用しない。
【0040】
次に、図10と異なる部分について動作を説明する。
生体検知装置23は静電容量により生体(指)を検出し、指を置いた面積に比例した出力を、モード切換手段22へ送出する。これで、生体検知装置23からの指面積と、隆線ピッチ計測手段6からの隆線ピッチPにより、モード切換手段22は画像処理及び特徴点抽出処理を、高解像度かつ小面積のモードか、又は低解像度かつ大面積のモードで実行するかを選択する。上記以外は図10と同様であるので、説明は省略する。
【0041】
このようにして、静電容量により指を検出して指面積を出力し、隆線ピッチPと指面積により、上記モードの選択を実施ようにしたため、画像処理の高速化と解像度選択の誤判定を減少させることが可能となる。
【0042】
実施の形態4
図12はこの発明の第5発明の一実施の形態を示す全体構成図である。なお、図2〜図4、図8及び図9は実施の形態4にも共用する。
図において、24はスイッチ等で構成され、指紋画像1aを高解像度かつ小面積のモードか、又は低解像度かつ大面積のモードで実行するかを選択する画像処理モード信号24aを出力するモード入力装置である。上記以外は図10と同様である。ただし、隆線ピッチ計測手段6及び指面積計測手段21は使用しない。
【0043】
従来装置では画像処理モード信号や隆線ピッチ情報を、登録時に指紋情報と共に記憶しておき、照合時に暗証番号入力等の操作に伴い、モード信号や隆線ピッチを設定して、画像処理及び照合処理を実現している。しかし、最近では、照合時に暗証番号を入力することなく、指を置くだけの操作で、指紋データを検索して照合する検索照合が採用され始めている。しかし、この検索照合では、上記のような登録時の設定情報等が使用できないため、照合時にも指紋の隆線ピッチ情報やその他の情報を独自に得ることが必要となる。
【0044】
その際、登録時と照合時で、隆線ピッチ情報やモード情報が不一致となると、照合率が極端に低下する不具合が発生する。実施の形態4は、上記不具合に対処するため、モード状態を独自に入力しようとするものである。
次に、図10と異なる部分について動作を説明する。
モード状態を入力する場合には、モード入力装置24を手動操作して設定する。
【0045】
例えば子供が使用する場合は、スイッチを入れることにより、モード信号24aを必ず高解像度かつ小面積のモードに設定し、大人の場合には上記スイッチを切ることにより、低解像度かつ大面積のモードに設定する。上記以外は図10と同様であるので、説明は省略する。
このようにして、画像処理のモードを直接入力するようにしたため、確実に処理モードが選択され、検索照合時の画像処理モード設定の誤判定をなくすことが可能となる。
【0046】
実施の形態5
図13はこの発明の第6発明の一実施の形態を示す全体構成図である。なお、図2〜図4、図8及び図9は実施の形態5にも共用する。
図において、25は一定高さに配置された光線を通行の際に遮断することにより、身長を測定する身長測定装置で、モード切換手段22に接続されている。上記以外は図12と同様である。ただし、モード入力装置24から指紋登録装置4へのモード信号24a及び指紋登録手段4から画像処理・特徴抽出手段3への信号は用いられていない。
【0047】
この実施の形態は、実施の形態4のモード切換えを、更に確実な要素により自動化するものであり、通常大人と子供では、身長と指紋の隆線ピッチと指の大きさには相関があるのに注目したものである。
【0048】
次に、この実施の形態の動作を説明する。
身長測定装置25は通行人の身長を測定してモード切換手段22へ送出する。モード切換手段22は身長が所定のしきい値以下であれば、画像処理モード信号22aを高解像度かつ小面積のモードに設定し、身長が所定のしきい値を越えれば、低解像度かつ大面積のモードに設定する。上記以外は図10と同様であるので説明は省略する。
【0049】
このようにして、画像処理モードを身長により入力するようにしたため、確実に処理モードが選択され、検索照合時の画像処理モード設定の誤判定をなくすことが可能となる。
【0050】
実施の形態6
図14はこの発明の第7発明の一実施の形態を示す全体構成図である。なお、図2〜図4、図8及び図9は実施の形態6にも共用する。
図において、26は通行の際に体重を測定する体重測定装置で、モード切換手段22に接続されている。上記以外は図13と同様である。
この実施の形態は、実施の形態4のモード切換えを、更に確実な要素により自動化するものであり、通常大人と子供では、体重と指紋の隆線ピッチと指の大きさには相関があるのに注目したものである。
【0051】
次に、この実施の形態の動作を説明する。
体重測定装置26は通行人の体重を測定してモード切換手段22へ送出する。モード切換手段22は体重が所定のしきい値以下であれば、画像処理モード信号22aを高解像度かつ小面積のモードに設定し、体重が所定のしきい値を越えれば、低解像度かつ大面積のモードに設定する。上記以外は図10と同様であるので説明は省略する。
【0052】
このようにして、画像処理モードを体重により入力するようにしたため、確実に処理モードが選択され、検索照合時の画像処理モード設定の誤判定をなくすことが可能となる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したとおりこの発明の第1発明では、指紋画像を入力して指領域を測定し、この指領域に対してだけ指紋区画像の画像処理を高解像度かつ小面積のモードで行うか、又は低解像度かつ大面積のモードで行うかを選択するように構成して、常時は低解像度かつ大面積のモードを選択し、測定された指面積と隆線ピッチとが共に各所定値以下の場合のみ、高解像度かつ小面積のモードを選択するようにしたので、画像処理の高速化を図ることができ、かつ解像度選択の誤判定を減少させることができる。
【0054】
また、第2発明では、指の静電容量及び隆線ピッチにより上記モードを切り換えるようにしたので、画像処理の高速化を図ることができ、かつ解像度選択の誤判定を減少させることができる。
【0056】
また、第3発明では、画像記憶、指領域計測、指面積計測、隆線ピッチ計測、モード切換、画像処理・特徴抽出、指紋登録及び指紋照合の各ステップを備えたので、画像処理の高速化を図ることができ、かつ解像度選択の誤判定を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す全体構成図。
【図2】 この発明の実施の形態1を示す指紋の特徴点説明図。
【図3】 この発明の実施の形態1を示す指紋の特徴点検出用テンプレートの平面図。
【図4】 この発明の実施の形態1を示す指紋の特徴点検出説明図。
【図5】 この発明の実施の形態1を示す指紋の隆線ピッチ説明図。
【図6】 この発明の実施の形態1を示す指紋の隆線ピッチ計測位置説明図。
【図7】 この発明の実施の形態1を示す指紋の隆線ピッチと画像処理の走査ピッチとの関係図。
【図8】 この発明の実施の形態1を示す子供指の画像処理説明図。
【図9】 この発明の実施の形態1を示す大人指の画像処理説明図。
【図10】 この発明の実施の形態2を示す全体構成図。
【図11】 この発明の実施の形態3を示す全体構成図。
【図12】 この発明の実施の形態4を示す全体構成図。
【図13】 この発明の実施の形態5を示す全体構成図。
【図14】 この発明の実施の形態6を示す全体構成図。
【図15】 従来の指紋照合装置を示す全体構成図。
【符号の説明】
1 指紋センサ、1a〜1c 指紋画像、2 画像メモリ、3 画像処理・特徴抽出手段、4 指紋登録手段、5 指紋照合手段、6 隆線ピッチ計測手段、7 走査ピッチ設定手段、8 指領域計測手段、11 指紋の隆線、12,13指紋の特徴点、21 指面積計測手段、22 モード切換手段、23 生体検知装置。24 モード入力装置、25 身長測定装置、26 体重測定装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for processing fingerprint registration and fingerprint verification by processing an input fingerprint image and a processing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In order to prohibit entry of persons other than those concerned into the specific area in the building, a door that is opened and closed by an electric lock is provided at the passage or entrance to the specific area, and access to the specific area is permitted in the vicinity of this door In some cases, a fingerprint verification device is installed to determine whether or not.
FIG. 15 is an overall configuration diagram showing a conventional fingerprint collation apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-127192. Since the details of this apparatus will be described later, an outline of the operation will be described here.
[0003]
When a passerby puts a finger on the
[0004]
Here, if the
[0005]
Further, the determined scanning pitch P is input to the image processing / feature extraction means 3. If the ridge pitch P is large according to the ridge pitch P of the fingerprint, the scanning pitch for image processing is coarse and the ridge pitch is small. Then, the scanning pitch of the image processing is made fine, the image processing is performed at the optimum scanning pitch, and the feature point of the fingerprint is extracted.
Then, at the time of fingerprint registration, the fingerprint information from the image processing /
[0006]
At the time of fingerprint collation, image processing and feature point extraction are performed by setting a scanning pitch via the scanning pitch setting means 7 based on the ridge pitch P measured by the ridge pitch measuring means 6. The fingerprint collation means 5 collates the fingerprint information at the time of collation with the registered fingerprint information.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional fingerprint collation apparatus as described above, since the scanning pitch is set by the average ridge pitch from the ridge pitch measuring means 6, fingerprint image processing is performed at the optimum scanning pitch, but there is no fingerprint image. There is a problem that high-speed processing cannot be expected because unnecessary processing is executed even for a blank portion.
[0008]
In addition, since the optimum scanning pitch is determined only by the ridge pitch P, if there is a fluctuation in the ridge pitch P due to noise or unstable finger placement, image processing is executed at a non-optimal scanning pitch. On the contrary, there is a problem that misrecognition increases. Further, in a collation method (hereinafter referred to as search collation) that enables collation without inputting a complicated password at the time of collation, there is a problem that the pitch information at the time of registration cannot be used as pitch information necessary for collation.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a fingerprint collation apparatus and a processing method thereof that can speed up image processing and can reliably determine a scanning pitch during collation. Objective.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fingerprint collation apparatus that processes a fingerprint image read by a fingerprint sensor, extracts and registers feature points, and performs fingerprint collation using the registered fingerprint information. A finger area measuring means for measuring a finger area determined from the position of the finger and the area of the finger, a finger area measuring means for measuring the finger area from the finger area measured by the finger area measuring means, A ridge pitch measurement unit that inputs a fingerprint image and measures the ridge pitch of the fingerprint, and image processing of the fingerprint image is performed in a high-resolution and small-area mode only for the finger region measured by the finger region measurement unit. Or mode switching means for selecting whether to perform in a low-resolution and large-area mode. The mode switching means always selects a low-resolution and large-area mode and measures the finger measured by the finger area measuring means. surface The ridge pitch when been ridge pitch and is less than the predetermined value, both measured by the measuring means only, and selects the mode of high resolution and a small area.
[0011]
The fingerprint collation device according to the second invention includes a living body detection device instead of the finger area measuring means, and the living body detection device detects the capacitance of the placed finger and outputs an output proportional to the finger area. To be sent .
[0017]
Further, the fingerprint collation processing method according to the third invention stores a fingerprint image read by a fingerprint sensor, inputs the fingerprint image, measures a finger region determined from the position of the finger and the area of the finger, and measures Measure the finger area from the finger area, input the fingerprint image, measure the ridge pitch of the fingerprint, and select the low resolution and large area mode as the mode for processing the fingerprint image at all times. Only when both the measured finger area and the measured ridge pitch are less than or equal to each predetermined value, the high resolution and small area mode is selected, and the fingerprint image is processed only for the above finger area and the fingerprint feature point Are extracted, feature points of the extracted fingerprint are registered, and fingerprint collation is performed using the registered fingerprint information.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 to 9 are diagrams showing an embodiment of the first and eighth aspects of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram, FIG. 2 is an explanatory diagram of fingerprint feature points, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of detection of feature points of a fingerprint, FIG. 5 is an explanatory diagram of a ridge pitch of the fingerprint, FIG. 6 is an explanatory diagram of a measurement position of the ridge pitch of the fingerprint, and FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram of image processing of a child finger, FIG. 9 is an explanatory diagram of image processing of an adult finger, and the same reference numerals denote the same parts in the drawings (another embodiment). The same).
[0020]
In FIG. 1, 1 is a fingerprint sensor for reading a
[0021]
6 is a ridge pitch measuring means for processing the fingerprint image on the
[0022]
Next, the operation of this embodiment will be described.
When a passerby puts a finger on the
[0023]
FIG. 2 shows a representative example of fingerprint feature points. Known feature points of the fingerprint include a branching
Here, if the
[0024]
Actually, as shown in FIG. 6, the scanning lines L1 to L3 are run on the
[0025]
Further, the determined scanning pitch is input to the image processing / feature extraction means 3, and if the ridge pitch P is large according to the ridge pitch P of the fingerprint, the scanning pitch for image processing is coarse and the ridge pitch P is small. For example, the scanning pitch of the image processing is made fine, the image processing is performed at the optimum scanning pitch, and the feature points of the fingerprint are extracted.
[0026]
Here, even if the thinning scan pitch for image processing is specified according to only the ridge pitch P of the fingerprint, if the ridge pitch P of a child finger or the like is fine and the area is small, it is effective for speeding up the image processing. Not. That is, in the conventional apparatus, since the processing pitch is simply thinned out, image processing is performed over the entire area. For this reason, with a child's finger or the like, image processing is executed even for an area without a fingerprint, so that it is not possible to increase the processing speed.
[0027]
In this embodiment, for a fingerprint having a small area and a small ridge pitch P, image processing is performed with a high resolution and a small area, thereby realizing a significant increase in speed. In an actual processing circuit, the resolution of the image sensor does not change continuously. For example, if the ridge pitch P is 200 μm, the optimum maximum scanning pitch is 50 μm. In this case, the optimum scanning pitch is 25 μm with respect to the ridge pitch of 100 μm.
[0028]
Therefore, for example, if the resolution of the image sensor and the
[0029]
Next, the operation of the finger area measuring means 8 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows a processing example of a child finger, and FIG. 9 shows a processing example of an adult finger.
For example, assuming that the
[0030]
On the other hand, when there is an adult finger in the
[0031]
At the time of fingerprint registration, the fingerprint information from the image processing /
[0032]
In this way, not only the scanning pitch of the image processing is optimized by the ridge pitch P of the fingerprint, but also the finger region of the fingerprint is detected, and image processing is not performed on unnecessary portions, so image processing is performed. Time can be shortened.
[0033]
FIG. 10 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the second, third and ninth inventions of the present invention. 2 to 9 are also used in the second embodiment.
In the figure, 21 is a finger area measuring means for measuring the finger area from the
[0034]
The region position signal 8 a is also output to the image processing /
[0035]
Next, the operation of parts different from FIG. 1 will be described.
After the
[0036]
The selection logic here is processing with high resolution and a small area only when the fingerprint area is small and the ridge pitch P of the fingerprint is equal to or smaller than a certain value in consideration of the use of a child as shown in FIG. Select. Further, the image processing /
[0037]
Further, at the time of fingerprint registration, the fingerprint registration means 4 stores only the
[0038]
As described above, in the conventional apparatus, the scanning pitch of the image processing is continuously variable only by the ridge pitch P of the fingerprint. However, since the resolution of about two steps is sufficient in actual use, the image processing is performed at a high resolution. In addition, a mode with a small area or a mode with a low resolution and a large area is provided, and the mode is selected according to the ridge pitch P and the finger area while paying attention to the finger area. It is possible to reduce erroneous determination of resolution selection.
[0039]
FIG. 11 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the fourth aspect of the invention. 2 to 9 are also used in the third embodiment.
In the figure,
[0040]
Next, the operation of parts different from FIG. 10 will be described.
The living
[0041]
In this way, the finger is detected based on the capacitance and the finger area is output, and the above mode is selected based on the ridge pitch P and the finger area. Can be reduced.
[0042]
Embodiment 4
FIG. 12 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the fifth invention of the present invention. 2 to 4, 8, and 9 are also used in the fourth embodiment.
In the figure,
[0043]
In the conventional device, the image processing mode signal and ridge pitch information are stored together with the fingerprint information at the time of registration, and the mode signal and ridge pitch are set at the time of collation input operation, etc. at the time of collation, image processing and collation Processing is realized. However, recently, search collation is being adopted in which fingerprint data is retrieved and collated by simply placing a finger without inputting a password at the time of collation. However, in this search and collation, since the setting information at the time of registration as described above cannot be used, it is necessary to obtain the ridge pitch information of the fingerprint and other information independently at the time of collation.
[0044]
At this time, if the ridge pitch information and the mode information do not match at the time of registration and at the time of matching, there is a problem that the matching rate is extremely lowered. The fourth embodiment intends to input the mode state independently in order to deal with the above-mentioned problem.
Next, the operation of parts different from FIG. 10 will be described.
When inputting the mode state, the
[0045]
For example, when a child uses it, the
Since the image processing mode is directly input in this manner, the processing mode is surely selected, and erroneous determination of the image processing mode setting at the time of search collation can be eliminated.
[0046]
Embodiment 5
FIG. 13 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the sixth aspect of the invention. 2 to 4, 8, and 9 are commonly used in the fifth embodiment.
In the figure,
[0047]
This embodiment automates the mode switching of the fourth embodiment by a more reliable element, and there is usually a correlation between height, fingerprint ridge pitch, and finger size in adults and children. It is what paid attention to.
[0048]
Next, the operation of this embodiment will be described.
The
[0049]
In this way, since the image processing mode is input based on the height, the processing mode is surely selected, and it is possible to eliminate erroneous determination of the image processing mode setting at the time of search collation.
[0050]
FIG. 14 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the seventh invention of the present invention. 2 to 4, 8, and 9 are also used in the sixth embodiment.
In the figure,
In this embodiment, the mode switching of the fourth embodiment is automated by a more reliable element, and there is a correlation between the weight, the ridge pitch of the fingerprint, and the finger size in normal adults and children. It is what paid attention to.
[0051]
Next, the operation of this embodiment will be described.
The
[0052]
Thus, since the image processing mode is input by the body weight, the processing mode is surely selected, and it is possible to eliminate erroneous determination of the image processing mode setting at the time of search collation.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, in the first invention of the present invention, a fingerprint image is input and a finger region is measured, and image processing of the fingerprint image is performed only in the finger region in a high resolution and small area mode, or When the low resolution and large area mode is selected , the low resolution and large area mode is selected at all times, and the measured finger area and ridge pitch are both below the specified values. However, since the high-resolution and small-area mode is selected, it is possible to increase the speed of image processing and to reduce erroneous determination of resolution selection.
[0054]
In the second invention, since the mode is switched according to the finger capacitance and the ridge pitch, it is possible to increase the speed of image processing and reduce erroneous determination of resolution selection.
[0056]
In the third invention, image storage, the finger domain measurements, the finger area measurement, ridge pitch measurement, mode switching, image processing and feature extraction, since e Bei each step of the fingerprint registration and fingerprint matching, high-speed image processing And erroneous determination of resolution selection can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration
FIG. 2 is an explanatory view of feature points of a
FIG. 3 is a plan view of a fingerprint feature point detection template according to
FIG. 4 is an explanatory diagram of fingerprint feature point detection according to
FIG. 5 is an explanatory diagram of fingerprint ridge pitches according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a ridge pitch measurement position of a
FIG. 7 is a relationship diagram between fingerprint ridge pitches and image processing scanning pitches according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is an image processing explanatory diagram of a child
FIG. 9 is an explanatory diagram of adult finger image processing according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an overall configuration
FIG. 11 is an overall configuration
FIG. 12 is an overall configuration diagram showing Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 13 is an overall configuration diagram showing Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 14 is an overall configuration
FIG. 15 is an overall configuration diagram showing a conventional fingerprint collation apparatus.
[Explanation of symbols]
1 fingerprint sensor, 1a to 1c fingerprint image, 2 image memory, 3 image processing / feature extraction means, 4 fingerprint registration means, 5 fingerprint collation means, 6 ridge pitch measurement means, 7 scanning pitch setting means, 8 finger area measurement means , 11 Fingerprint ridges, 12, 13 fingerprint feature points, 21 Finger area measuring means, 22 Mode switching means, 23 Living body detection device. 24 mode input device, 25 height measuring device, 26 weight measuring device
Claims (3)
上記指紋画像を入力して、指の置かれた位置及び上記指の面積から定まる指領域を測定する指領域計測手段と、
上記指領域計測手段によって測定された指領域から指面積を測定する指面積計測手段と、
上記指紋画像を入力して指紋の隆線ピッチを測定する隆線ピッチ計測手段と、
上記指領域計測手段によって測定された指領域に対してだけ上記指紋画像の画像処理を高解像度かつ小面積のモードで行うか、又は低解像度かつ大面積のモードで行うかを選択するモード切換手段と
を備え、
上記モード切換手段は、常時は低解像度かつ大面積のモードを選択し、上記指面積計測手段によって測定された指面積と上記隆線ピッチ計測手段によって測定された隆線ピッチとが共に各所定値以下の場合のみ、高解像度かつ小面積のモードを選択することを特徴とする指紋照合装置。In a device that processes a fingerprint image read by a fingerprint sensor, extracts and registers a feature point, and performs fingerprint verification using this registered fingerprint information,
A finger region measuring means for inputting the fingerprint image and measuring a finger region determined from the position of the finger and the area of the finger;
Finger area measuring means for measuring the finger area from the finger area measured by the finger area measuring means;
A ridge pitch measuring means for inputting the fingerprint image and measuring a ridge pitch of the fingerprint;
Mode switching means for selecting whether the image processing of the fingerprint image is performed in the high resolution and small area mode or the low resolution and large area mode only for the finger area measured by the finger area measuring means. It equipped with a door,
The mode switching means always selects a mode of low resolution and large area, and the finger area measured by the finger area measuring means and the ridge pitch measured by the ridge pitch measuring means are both predetermined values. A fingerprint collation device that selects a high-resolution and small-area mode only in the following cases .
上記指紋画像を入力して指の置かれた位置及び上記指の面積から定まる指領域を測定する指領域計測ステップと、
上記測定された指領域から指面積を測定する指面積計測ステップと、
上記指紋画像を入力して指紋の隆線ピッチを測定する隆線ピッチ計測ステップと、
指紋画像の画像処理を行うモードとして、常時は低解像度かつ大面積のモードを選択し、上記測定された指面積と上記測定された隆線ピッチとが共に各所定値以下の場合のみ、高解像度かつ小面積のモードを選択するモード切換ステップと、
上記記憶された指紋画像を入力し、上記測定された指領域に対してだけ上記指紋画像を処理して上記指紋の特徴点を抽出する画像処理・特徴抽出ステップと、
上記抽出された指紋の特徴点を登録する指紋登録ステップと、
上記登録指紋情報を用いて指紋照合する指紋照合ステップと
を備えてなる指紋照合処理方法。An image storage step for storing a fingerprint image read by the fingerprint sensor;
A finger region measurement step of measuring the finger region determined from the position where the finger is placed and the area of the finger by inputting the fingerprint image;
A finger area measuring step of measuring a finger area from the measured finger region;
A ridge pitch measurement step for measuring the ridge pitch of a fingerprint by inputting the fingerprint image;
As a mode for image processing of fingerprint images, a low resolution and large area mode is always selected, and only when the measured finger area and the measured ridge pitch are less than or equal to each predetermined value, the high resolution is selected. And a mode switching step for selecting a mode of a small area ;
An image processing / feature extraction step for inputting the stored fingerprint image, processing the fingerprint image only for the measured finger region, and extracting a feature point of the fingerprint;
A fingerprint registration step of registering the extracted feature points of the fingerprint;
A fingerprint collation processing method comprising: a fingerprint collation step of collating a fingerprint using the registered fingerprint information.
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