JP4583819B2 - Fingerprint input device, fingerprint input method and program - Google Patents
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Description
本発明は、指紋入力装置、指紋入力方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a fingerprint input device, a fingerprint input method, and a program.
従来の指紋入力装置は、前回受理された指紋画像を記憶する参照画像記憶手段と、入力指紋画像と参照画像記憶手段に記憶されている参照指紋画像との濃度相関値の類似度を求めて、類似度が定められた閾値より小なる時に入力画像を受理とする画像判定手段と、類似度が閾値より大なる時に置き直しを要求するメッセージを出力するメッセージ出力手段とを有している(特許文献1参照)。 The conventional fingerprint input device obtains the similarity between the reference image storage means for storing the fingerprint image received last time, and the density correlation value between the input fingerprint image and the reference fingerprint image stored in the reference image storage means, Image determining means for accepting an input image when the similarity is smaller than a predetermined threshold, and message output means for outputting a message requesting repositioning when the similarity is larger than the threshold (patent) Reference 1).
また、指紋を検出する指紋センサーを覆うように設けた蓋と、蓋の開閉の状態を検出する検出手段とを備え、検出手段による蓋の閉状態検出信号に基づいて、指置き判定為の背景画像を取得する背景画像取得回路を動作させる指紋照合装置がある。使用者が指紋センサーに指を当てると、指紋センサーで検出した指紋画像は、画像取込回路を経てテンポラリフレームに取込まれる。指置き判定回路は、テンポラリフレームの画像と背景画像フレームの画像の差分から、指が置かれたことを検出し、指紋照合回路に検出信号を出力する。指紋照合回路は、テンポラリフレームの画像を処理し、特徴データを生成し、あらかじめ登録されている指紋データと照合することで、照合判定信号を出力する(特許文献2参照)。
しかし、上述の従来の方法では、次のような問題点があった。 However, the conventional method described above has the following problems.
従来技術では、取得される画像の全画素出力平均値がある値を超えたら指が置かれたと判断しており、指紋センサー上に汚れやくもりなどが常時存在する場合も、指が入力されていると判断され、画像を取得してしまうという問題点が存在した。 In the conventional technology, it is determined that the finger is placed when the average value of all the pixel outputs of the acquired image exceeds a certain value, and even if dirt or cloudiness is always present on the fingerprint sensor, the finger is input. There was a problem that an image was acquired.
本発明の目的は、ライン指紋センサー面に常時存在する汚れやくもりによって、指が入力されたと誤判断することを防止する指紋入力装置、指紋入力方法及びプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fingerprint input device, a fingerprint input method, and a program that prevent erroneous determination that a finger has been input due to dirt or cloudiness always present on the surface of a line fingerprint sensor.
本発明の指紋入力装置は、
ライン指紋センサーと、中央処理装置と、中央処理装置により、ライン指紋センサーから取得した直前の1フレーム画像を格納する、直前1フレーム記憶装置と、中央処理装置により、ライン指紋センサーから取得した現在の1フレーム画像を格納する、現在1フレーム記憶装置と、中央処理装置により、現在フレーム記憶装置へ格納されている1フレーム分の各画素出力と、直前1フレーム記憶装置へ格納されている1フレーム分の各画素出力とについて、ライン指紋センサー上の位置が対応する画素どうしの差分値を計算し、差分値を格納する1フレーム差分記憶装置と、中央処理装置により、1フレーム差分記憶装置の差分値の分散値を計算し、格納する1フレーム差分データ分散値記憶装置と、中央処理装置により、1フレーム差分データ分散値記憶装置へ格納されている分散値と所定の値とを比較し、分散値が所定の値よりも大きい場合は、指紋画像が入力されていると判断して、指紋入力処理を開始し、分散値が所定の値よりも小さい場合は、指紋画像が入力されていないと判断し、現在1フレーム記憶装置へ格納されている画像を直前1フレーム記憶装置へ移動し、ライン指紋センサーから現在の1フレーム画像を取得し、現在1フレーム記憶装置へ格納し、指紋画像が入力されていると判断されるまで、前記の処理を繰り返し、指紋画像が入力されていると判断した場合は、指紋入力処理を開始して、1指分の指紋画像を取得し、1指指紋画像を格納する1指指紋画像記憶装置とを有する。
The fingerprint input device of the present invention is
The line fingerprint sensor, the central processing unit, and the central processing unit store the previous one frame image acquired from the line fingerprint sensor, the previous one frame storage device, and the current acquired from the line fingerprint sensor by the central processing unit One frame storage device that stores one frame image, each pixel output for one frame stored in the current frame storage device by the central processing unit, and one frame stored in the previous one frame storage device For each pixel output, a difference value between pixels corresponding to positions on the line fingerprint sensor is calculated, and the difference value of the one frame difference storage device is stored by the central processing unit and the one frame difference storage device that stores the difference value. 1 frame difference data by a central processing unit and a 1 frame difference data dispersion value storage device that calculates and stores the variance value of Comparing the variance value with a predetermined value stored into over data variance value storage unit, if the variance value is greater than a predetermined value, it is determined that the fingerprint image is input, a fingerprint input process If the variance value is smaller than the predetermined value, it is determined that no fingerprint image has been input, the image currently stored in one frame storage device is moved to the previous one frame storage device, and the line fingerprint sensor If it is determined that the fingerprint image is input, the current one frame image is acquired from the current frame, stored in the current one frame storage device, and the above process is repeated until it is determined that the fingerprint image is input. The fingerprint input processing is started, a fingerprint image for one finger is acquired, and a one-finger fingerprint image storage device for storing the one-fingerprint fingerprint image is provided.
本発明の指紋入力方法は、
中央処理装置により、ライン指紋センサーから直前の1フレーム画像を取得し、直前1フレーム記憶装置へ格納するステップと、中央処理装置により、ライン指紋センサーから現在の1フレーム画像を取得し、現在1フレーム記憶装置へ格納するステップと、中央処理装置により、現在フレーム記憶装置へ格納されている1フレーム分の各画素出力と、直前1フレーム記憶装置へ格納されている1フレーム分の各画素出力とについて、ライン指紋センサー上の位置が対応する画素どうしの差分値を計算し、差分値を1フレーム差分記憶装置へ格納するステップと、中央処理装置により、1フレーム差分記憶装置の差分値の分散値を計算し、1フレーム差分データ分散値記憶装置へ格納するステップと、中央処理装置により、1フレーム差分データ分散値記憶装置へ格納されている分散値と所定の値とを比較し、分散値が所定の値よりも大きい場合は、指紋画像が入力されていると判断して、指紋入力処理を開始し、分散値が所定の値よりも小さい場合は、指紋画像が入力されていないと判断し、現在1フレーム記憶装置へ格納されている画像を直前1フレーム記憶装置へ移動し、ライン指紋センサーから現在の1フレーム画像を取得し、現在1フレーム記憶装置へ格納し、指紋画像が入力されていると判断されるまで、前記の処理を繰り返すステップと、指紋画像が入力されていると判断した場合は、指紋入力処理を開始して、1指分の指紋画像を取得し、1指指紋画像を1指指紋画像記憶装置へ格納するステップとを有する。
The fingerprint input method of the present invention includes:
The central processing unit acquires the immediately preceding 1 frame image from the line fingerprint sensor and stores it in the immediately preceding 1 frame storage device; the central processing unit acquires the current 1 frame image from the line fingerprint sensor; The step of storing in the storage device, the pixel output for one frame currently stored in the frame storage device by the central processing unit, and the pixel output for one frame stored in the immediately previous one frame storage device Calculating a difference value between pixels corresponding to positions on the line fingerprint sensor, storing the difference value in a one-frame difference storage device, and a central processing unit to calculate a variance value of the difference values in the one-frame difference storage device. Calculating and storing in a one-frame difference data distributed value storage device, and a central processing unit, Comparing the variance values that are stored in the data variance value storage unit with a predetermined value, when the variance value is greater than a predetermined value, it is determined that the fingerprint image is input, it starts the fingerprint input process If the variance value is smaller than the predetermined value, it is determined that no fingerprint image is input, and the image currently stored in the one-frame storage device is moved to the previous one-frame storage device, and the line fingerprint sensor When acquiring the current one frame image , storing it in the current one frame storage device, repeating the above processing until it is determined that the fingerprint image is input, and when determining that the fingerprint image is input Includes a step of starting a fingerprint input process, acquiring a fingerprint image for one finger, and storing the one-fingerprint fingerprint image in the one-fingerprint fingerprint image storage device.
本発明は、先の従来の課題を解決するために、ライン指紋センサーから現在取得した画像の画素出力と、直前に取得した画像の画素出力との差分値の分散値を確認することによって、ライン指紋センサーに指が入力されているかどうかを判断する。現在取得した画像の画素出力と、直前に取得した画像の画素出力との差分値の分散値に大きな値が認められた場合は、ライン指紋センサーに指が入力されていると判断し、指紋画像の取得処理を開始する。この様な処理を行うことによって、もし、ライン指紋センサー上に常時汚れやくもりが存在したとしても、取得した画像と直前に取得した画像の間に大きな差異となってあらわれないため、誤って指紋画像として取得することを防ぐことが可能となる。 In order to solve the above-described conventional problems, the present invention confirms the variance value of the difference value between the pixel output of the image currently acquired from the line fingerprint sensor and the pixel output of the image acquired immediately before. Determine whether a finger is input to the fingerprint sensor. If a large value is found in the variance value of the difference between the pixel output of the currently acquired image and the pixel output of the image acquired immediately before, it is determined that the finger is input to the line fingerprint sensor, and the fingerprint image The acquisition process is started. By performing such a process, even if dirt or cloudiness always exists on the line fingerprint sensor, there will be no significant difference between the acquired image and the image acquired immediately before. It is possible to prevent acquisition as an image.
本発明は、1ラインまたは複数ラインからなるライン指紋センサー上で指を掃引して指紋画像を入力する装置において、現在の画像と直前に入力された画像の画素出力値の差分値の分散値を比較することによって、ライン指紋センサー上の入力される指の有無を判断し、指紋入力処理を開始する方法を提案するものである。 The present invention relates to a device for inputting a fingerprint image by sweeping a finger on a line fingerprint sensor composed of one line or a plurality of lines, and calculating a variance value of a difference value between pixel output values of the current image and the image input immediately before. A method for determining the presence or absence of an input finger on a line fingerprint sensor by comparison and starting a fingerprint input process is proposed.
本発明には、以下の効果がある。 The present invention has the following effects.
第1の効果は、現在の1フレームと直前の1フレームを比較することにより、ライン指紋センサー面に常時存在する汚れやくもりによって、指が入力されたと誤判断することを防止し、実際に指が入力されたときのみ、指紋画像を取得することができる。 The first effect is to compare the current one frame with the immediately preceding one frame, thereby preventing an erroneous determination that a finger has been input due to dirt or cloudiness always present on the surface of the line fingerprint sensor. A fingerprint image can be obtained only when is input.
第2の効果は、ライン指紋センサー面に汚れやくもりが徐々に発生し、画像が変化したとしても、直前の1フレームと比較することで、発生した汚れやくもりで、指が入力されたと誤判断することを防ぐことができる。 The second effect is that even when the line fingerprint sensor surface is gradually soiled and cloudy, and the image changes, it is mistaken that the finger has been input due to the soiled and clouded material generated by comparing with the previous frame. Judgment can be prevented.
(発明の第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態の指紋入力装置として、ライン指紋センサー11とRAM(Random Access Memory)とROM(Read Only Memory)及びCPUで構成される中央処理装置12、現在の1フレーム画像を格納する現在1フレーム記憶装置13、直前の1フレーム画像を格納しておく直前1フレーム記憶装置14、現在1フレーム記憶装置13に格納された現在の1フレーム画像の各画素(8画素)出力と直前1フレーム記憶装置14に格納された直前の1フレーム画像の各画素(8画素)出力との対応する各画素(8画素)の差分値を格納する1フレーム差分記憶装置15、1フレーム差分記憶装置15の差分値から計算した分散値を格納する1フレーム差分データ分散値記憶装置16、複数のフレーム画像から構成された1指指紋画像記憶装置17からなるブロック図を、図1に示す。
(First Embodiment of the Invention)
As a fingerprint input device according to the first embodiment of the present invention, a central processing unit 12 including a
現在1フレーム記憶装置13、直前1フレーム記憶装置14、1フレーム差分記憶装置15、1フレーム差分データ分散値記憶装置16、1指指紋画像記憶装置17は、全てRAM(Random Access Memory)やハードディスクの情報記憶媒体から構成され、中央処理装置12とは、LANやRS232Cシリアル通信,バス信号線で接続される。
The current 1-frame storage device 13, the immediately preceding 1-
現在1フレーム記憶装置13、直前1フレーム記憶装置14、1フレーム差分記憶装置15の情報記憶媒体の容量は、ライン指紋センサー11の画像が格納できる容量を必要とする。1フレーム差分データ分散値記憶装置16の情報記憶媒体容量は、中央処理装置12で計算された分散値が記憶できる容量、1指指紋画像記憶装置17の情報記憶媒体容量は、1本の指の指紋データが格納できるだけの容量である。
The capacity of the information storage medium of the current one-frame storage device 13, the immediately preceding one-
指紋入力装置へ指紋を入力するには、図2のように指22をライン指紋センサー11と垂直に交差するよう横向きに置き、指でライン指紋センサーをこするように図中矢印方向(掃引方向23)へ掃引する。すると、ライン指紋センサーに、図3へ示すような指紋画像の横長な1フレーム分短冊状画像24が取得される。
In order to input a fingerprint to the fingerprint input device, the finger 22 is placed sideways so as to intersect the
図1のブロック図と図4の本発明の第1の実施の形態の処理のフロチャートを参照し、本発明の第1の実施の形態の動作を説明する。 The operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. 1 and the flowchart of the processing of the first embodiment of the present invention of FIG.
指入力有無判断処理が開始されると(S1)、図1の中央処理装置12は、ライン指紋センサー11から1フレーム分画像を取得し、その画像を直前1フレーム記憶装置14へ格納する(S2)。次に、中央処理装置12は、ライン指紋センサー11から1フレーム分画像を取得し、現在1フレーム記憶装置13へ格納する(S3)。中央処理装置12は、現在フレーム記憶装置13へ格納されている1フレーム分の各画素出力から直前1フレーム記憶装置14へ格納されている1フレーム分の各画素出力について、ライン指紋センサー上の位置が対応する画素どうしの差分値を計算し、その差分値を1フレーム差分記憶装置15へ格納する(S4)。次に、中央処理装置12は、1フレーム差分記憶装置15の差分値の分散値σ2を式(1)のように計算し、1フレーム差分データ分散値記憶装置16へ格納する(S5)。
When the finger input presence / absence determination process is started (S1), the central processing unit 12 in FIG. 1 acquires an image for one frame from the
ここで、iは画素番号を示す。Nは全画素数であり、例えば、8画素2ラインで構成されるライン指紋センサーを使用する場合はN=16となる。f(i)は画素番号がiである画素の出力を表す。 Here, i indicates a pixel number. N is the total number of pixels. For example, when a line fingerprint sensor composed of two lines of 8 pixels is used, N = 16. f (i) represents the output of the pixel whose pixel number is i.
中央処理装置12は、1フレーム差分データ分散値記憶装置16に記憶されている分散値σ2と予め決定されている値εと比較し(S6)、分散値σ2が予め指定されているεよりも大きい場合は、指紋が入力されたと判断し、指紋入力処理を実行して(S7)、1指分の指紋画像を取得し、1指指紋画像を1指指紋画像記憶装置17へ格納する。 The central processing unit 12 compares the variance value σ 2 stored in the 1-frame difference data variance value storage device 16 with a predetermined value ε (S6), and the variance value σ 2 is designated in advance ε If it is larger than that, it is determined that a fingerprint has been input, and a fingerprint input process is executed (S7) to acquire a fingerprint image for one finger and store the one-fingerprint image in the one-fingerprint image storage device 17 .
もし、分散値σ2がεよりも小さいならば、指紋が入力されていないと判断され、現在1フレーム記憶装置13へ格納されている画像を直前1フレーム記憶装置14へ移動し(S8)、ライン指紋センサー11から現在の1フレーム分の画像を取得し、現在1フレーム記憶装置13へ格納する。その後、分散値σ2が予め決定されている値εより大きくなり、指紋が入力されていると判断されるまで、前述の処理を繰り返す。
If the variance value σ 2 is smaller than ε, it is determined that no fingerprint is input, and the image currently stored in the 1-frame storage device 13 is moved to the previous 1-frame storage device 14 (S8). An image for the current one frame is acquired from the
(発明の第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態について説明する。本発明では,直前の1フレームと現在の1フレームの差の分散値を用いて、指紋入力有無の判断を行ったが、過去複数フレーム間の差の分散値を計算し、複数フレーム間で得られる全ての分散値と予め指定した値を比較することによって、指紋入力有無の判断を行うことも可能である。
(Second Embodiment of the Invention)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present invention, the presence / absence of fingerprint input is determined using the variance value of the difference between the immediately preceding one frame and the current one frame, but the variance value of the difference between the past plural frames is calculated and obtained between the plural frames. It is also possible to determine whether or not there is a fingerprint input by comparing all the distributed values with a predesignated value.
また、上述の本発明の実施の形態についての指紋入力装置のプログラムにより、コンピュータを指紋入力装置として機能させることができる。 Further, the computer can function as a fingerprint input device by the program of the fingerprint input device according to the above-described embodiment of the present invention.
また、上述の本発明の実施の形態についての指紋入力方法のプログラムにより、コンピュータにその指紋入力方法を実行させることができる。 Further, the fingerprint input method program according to the embodiment of the present invention described above can cause a computer to execute the fingerprint input method.
11 ライン指紋センサー
12 中央処理装置
13 現在1フレーム記憶装置
14 直前1フレーム記憶装置
15 1フレーム差分記憶装置
16 1フレーム差分データ分散値記憶装置
17 1指指紋画像記憶装置
22 入力指
23 掃引方向
24 1フレーム分短冊状画像
11 Line fingerprint sensor 12 Central processing unit 13 Current 1
Claims (2)
中央処理装置と、
前記中央処理装置により、前記ライン指紋センサーから取得した直前の1フレーム画像を格納する、直前1フレーム記憶装置と、
前記中央処理装置により、前記ライン指紋センサーから取得した現在の1フレーム画像を格納する、現在1フレーム記憶装置と、
前記中央処理装置により、前記現在フレーム記憶装置へ格納されている1フレーム分の各画素出力と、前記直前1フレーム記憶装置へ格納されている1フレーム分の各画素出力とについて、前記ライン指紋センサー上の位置が対応する画素どうしの差分値を計算し、該差分値を格納する1フレーム差分記憶装置と、
前記中央処理装置により、前記1フレーム差分記憶装置の差分値の分散値を計算し、格納する1フレーム差分データ分散値記憶装置と、
前記中央処理装置により、前記1フレーム差分データ分散値記憶装置へ格納されている分散値と所定の値とを比較し、前記分散値が所定の値よりも大きい場合は、指紋画像が入力されていると判断して、指紋入力処理を開始し、前記分散値が所定の値よりも小さい場合は、指紋画像が入力されていないと判断し、前記現在1フレーム記憶装置へ格納されている画像を前記直前1フレーム記憶装置へ移動し、前記ライン指紋センサーから現在の1フレーム画像を取得し、前記現在1フレーム記憶装置へ格納し、指紋画像が入力されていると判断されるまで、前記の処理を繰り返し、指紋画像が入力されていると判断した場合は、指紋入力処理を開始して、1指分の指紋画像を取得し、1指指紋画像を格納する1指指紋画像記憶装置とを有することを特徴とする、指紋入力装置。 Line fingerprint sensor,
A central processing unit;
The immediately preceding 1 frame storage device for storing the immediately preceding 1 frame image acquired from the line fingerprint sensor by the central processing unit;
A current one-frame storage device for storing a current one-frame image acquired from the line fingerprint sensor by the central processing unit;
The line fingerprint sensor for each pixel output for one frame stored in the current frame storage device and for each pixel output for one frame stored in the immediately preceding one frame storage device by the central processing unit. A one-frame difference storage device for calculating a difference value between pixels corresponding to the upper position and storing the difference value;
A one-frame difference data distribution value storage device for calculating and storing a variance value of difference values of the one-frame difference storage device by the central processing unit;
The central processing unit compares the variance value stored in the one-frame difference data variance value storage device with a predetermined value, and if the variance value is larger than the predetermined value, a fingerprint image is input. If the variance value is smaller than a predetermined value, it is determined that no fingerprint image has been input, and the image currently stored in the one-frame storage device is selected. The process proceeds to the previous one frame storage device, acquires the current one frame image from the line fingerprint sensor, stores it in the current one frame storage device, and determines that the fingerprint image is input. When it is determined that a fingerprint image has been input, a fingerprint input process is started, a fingerprint image for one finger is acquired, and a one-finger fingerprint image storage device for storing the one-finger fingerprint image is provided. This And wherein, the fingerprint input apparatus.
前記中央処理装置により、前記ライン指紋センサーから現在の1フレーム画像を取得し、現在1フレーム記憶装置へ格納するステップと、
前記中央処理装置により、前記現在フレーム記憶装置へ格納されている1フレーム分の各画素出力と、前記直前1フレーム記憶装置へ格納されている1フレーム分の各画素出力とについて、前記ライン指紋センサー上の位置が対応する画素どうしの差分値を計算し、該差分値を1フレーム差分記憶装置へ格納するステップと、
前記中央処理装置により、前記1フレーム差分記憶装置の差分値の分散値を計算し、1フレーム差分データ分散値記憶装置へ格納するステップと、
前記中央処理装置により、前記1フレーム差分データ分散値記憶装置へ格納されている分散値と所定の値とを比較し、前記分散値が所定の値よりも大きい場合は、指紋画像が入力されていると判断して、指紋入力処理を開始し、前記分散値が所定の値よりも小さい場合は、指紋画像が入力されていないと判断し、前記現在1フレーム記憶装置へ格納されている画像を前記直前1フレーム記憶装置へ移動し、前記ライン指紋センサーから現在の1フレーム画像を取得し、前記現在1フレーム記憶装置へ格納し、指紋画像が入力されていると判断されるまで、前記の処理を繰り返すステップと、
指紋画像が入力されていると判断した場合は、指紋入力処理を開始して、1指分の指紋画像を取得し、1指指紋画像を1指指紋画像記憶装置へ格納するステップとを有することを特徴とする、指紋入力方法。 Obtaining the immediately preceding 1 frame image from the line fingerprint sensor by the central processing unit and storing it in the immediately preceding 1 frame storage device;
Obtaining a current one frame image from the line fingerprint sensor by the central processing unit and storing it in a current one frame storage device;
The line fingerprint sensor for each pixel output for one frame stored in the current frame storage device and for each pixel output for one frame stored in the immediately preceding one frame storage device by the central processing unit. Calculating a difference value between pixels corresponding to the upper position, and storing the difference value in a one-frame difference storage device;
Calculating a variance value of the difference value of the one-frame difference storage device by the central processing unit and storing it in the one-frame difference data variance value storage device;
The central processing unit compares the variance value stored in the one-frame difference data variance value storage device with a predetermined value, and if the variance value is larger than the predetermined value, a fingerprint image is input. If the variance value is smaller than a predetermined value, it is determined that no fingerprint image has been input, and the image currently stored in the one-frame storage device is selected. The process proceeds to the previous one frame storage device, acquires the current one frame image from the line fingerprint sensor, stores it in the current one frame storage device, and determines that the fingerprint image is input. Repeating steps,
If it is determined that a fingerprint image has been input, a fingerprint input process is started, a fingerprint image for one finger is obtained, and the one-fingerprint fingerprint image is stored in the one-fingerprint image storage device. A fingerprint input method characterized by the above.
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