JP5273801B2

JP5273801B2 - 指紋特徴点決定システム、指紋特徴点決定方法、指紋特徴点決定プログラム

Info

Publication number: JP5273801B2
Application number: JP2009116893A
Authority: JP
Inventors: 聡廣川
Original assignee: NEC Solutions Innovators Ltd
Current assignee: NEC Solutions Innovators Ltd
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-05-13
Also published as: JP2010267016A

Description

本発明は、指紋照合を行うシステムに関し、特に指紋照合に利用される指紋画像における特徴点を設定するシステムに関する。

指紋照合装置では、一般的に、入力された指紋画像に対して、指紋隆線の特徴点に係る情報（特徴点情報）の設定、登録が行われる。
ここでは、入力された指紋画像内における隆線の形状に基づき、分岐点や端点といった特徴点の位置を指定(特徴点位置指定)し、この特徴点における特徴点方向を指定する(特徴点方向指定)、と共に、特徴点の種別が、分岐点あるいは端点であるかを特定する（特徴点種別設定）。

ここで、上記特徴点方向について、図７、図８に基づき説明する。
２本の隆線（ｇ１，ｇ３）の間において、特徴点ｐ１を端点とする隆線ｇ２が存在する場合、この特徴点ｐ１の方向(特徴点方向)は、特徴点ｐ１から隆線ｇ２が発生する方向（つまり矢印ｄ１で示す方向：図７）と定義する。
また、図８に示すように、隆線ｇ４が特徴点（分岐点ｐ２）で２本の隆線ｇ４１、ｇ４２に分岐している場合、この特徴点ｐ２の方向（特徴点方向）は、特徴点ｐ２から２本の隆線の間を進行する方向（つまり矢印ｄ２で示す方向：図８）と定義する。

以上のように、指紋照合装置では、設定された特徴点情報に基づき、照合処理を行うことによって、より迅速で精度の高い指紋照合処理を行うことが可能となる。

ところで、特徴点情報の設定（特徴点の位置指定、特徴点方向指定、および特徴点種別設定）では、入力された指紋画像に対して、例えば、指紋照合装置のオペレータなどによって、人為的に行われる場合が多い。

このため、オペレータによる特徴点情報の見過ごし、見誤りなど特徴点情報の入力ミスなどが生じ得るといった不都合がある。
また、入力される指紋画像には、遺留指紋などのように、画像内の隆線などが不明瞭、低品質なものがあるため、例えば、特徴点の位置を指定することができた場合であっても当該特徴点の方向を決定することが困難である場合など、特徴点情報の設定、登録に膨大な手間がかかってしまうといった不都合がある。

これに対する関連技術として、特徴点についての情報を含む指紋データを指紋画像ごとに作成して、複数の指紋データ相互間における特徴点の対応関係から同一の特徴点である共通特徴点を求め、この共通特徴点に基づき合成指紋データを作成し、この合成指紋データにより指紋照合を行うことにより、照合性能を向上させる手法が開示されている(特許文献１)。

特開２００１−３４４６０４公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された関連技術においても、特徴点情報の設定および登録に膨大な手間がかかってしまい、更には、正確な特徴点情報を設定することが困難であるといった不都合がある。

［発明の目的］
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、指紋画像に対して当該指紋画像内の特徴点にかかる情報を迅速に設定し得る指紋画像特徴点決定システム、指紋画像特徴点決定方法、および指紋画像特徴点決定プログラムを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る指紋画像特徴点決定システムは、外部から入力された指紋画像内における特徴点の位置を設定する特徴点設定部と、前記設定された各特徴点における特徴点方向を設定する特徴点方向設定部とを備えた指紋画像特徴点決定システムであって、前記特徴点方向設定部は、前記各特徴点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す隆線方向直線を設定する隆線方向直線設定手段と、前記隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定すると共に、当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定する端点隆線方向設定手段と、前記一方および他方の端点隆線方向直線上に位置する２点間の距離を示し且つ前記隆線方向直線に直交する側線間距離線分を設定する側線間距離線分設定手段と、前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線間距離線分の距離が大きくなる方向を前記特徴点方向として決定する特徴点方向決定手段を備えたことを特徴としている。

また、本発明にかかる特徴点方向決定装置は、予め特徴点の位置が設定された指紋画像を取得し、当該指紋画像における前記各特徴点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す隆線方向直線を設定する隆線方向直線設定手段と、前記隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定すると共に、当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定する端点隆線方向直線設定手段と、前記一方および他方の端点隆線方向直線上に位置する２点間の距離を示し且つ前記隆線方向直線に直交する側線間距離線分を設定する側線間距離線分設定手段と、前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線間距離線分の距離が大きくなる方向を前記特徴点方向として決定する特徴点方向決定手段を備えたことを特徴としている。

又、本発明にかかる指紋画像特徴点決定方法は、予め特徴点の位置が設定された指紋画像を取得し、当該指紋画像における前記各特徴点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す隆線方向直線を設定し、前記隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定すると共に、当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定し、前記一方および他方の端点隆線方向直線上に位置する２点間の距離を示し且つ前記隆線方向直線に直交する側線間距離線分を設定し、前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線間距離線分の距離が大きくなる方向を前記特徴点方向として決定することを特徴としている。

又、予め特徴点の位置が設定された指紋画像を取得し、当該指紋画像における前記各特徴点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す隆線方向直線を設定する隆線方向直線設定機能と、前記隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定すると共に当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定する端点隆線方向設定機能と、
前記一方および他方の端点隆線方向直線上に位置する２点間の距離を示し且つ前記隆線方向直線に直交する側線間距離線分を設定する側線間距離線分設定機能と、前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線間距離線分の距離が大きくなる方向を前記特徴点方向として決定する特徴点方向決定機能と、をコンピュータに実行させることを特徴としている。

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、指紋画像における各特徴点を通る隆線方向直線を設定する手段と、設定された隆線方向直線の左右に設定した端点を通る一方および他方の端点隆線方向直線を設定する手段と、上記隆線方向直線に沿って一方および他方の端点隆線方向直線上の２点間の距離が広がる方向を上記特徴点における特徴点方向として決定する手段とを備えたことにより、指紋画像に対して当該指紋画像内の特徴点にかかる情報を迅速に設定し得る指紋画像特徴点決定システム、指紋画像特徴点決定方法、指紋画像特徴点決定プログラムを提供することができる。

本発明による指紋画像特徴点決定システムにおける一実施形態（実施形態１）を示す概略ブロック図である。図１に開示した指紋画像特徴点決定システムにおける隆線方向の抽出を行う手法の一例を示した説明図である。図１に開示した指紋画像特徴点決定システムにおける特徴点方向の抽出を行う手法の一例を示した説明図である。図１に開示した指紋画像特徴点決定システムにおける全体の動作処理ステップを示すフローチャートである。本発明による指紋画像特徴点決定システムの実施形態２全体の動作処理ステップを示すフローチャートである。本発明による指紋画像特徴点決定システムの実施形態２における特徴点方向を決定する手法の一例を示した説明図である。指紋画像における端点の定義を示した説明図である。指紋画像における分岐点の定義を示した説明図である。

［実施形態］
次に、本発明の実施形態について、その基本的構成内容を説明する。

本実施形態は、図１に示す指紋画像特徴点決定システムであって、外部から入力された指紋画像を受信し、この指紋画像内の隆線に基づいて当該指紋画像内における特徴点の位置を指定する特徴点位置指定部１と、指定された各特徴点における特徴点方向を決定する特徴点方向決定部２と、特徴点方向が決定された各特徴点の種別を特定する、つまり、各特徴点が端点または分岐点であるかを特定する特徴点種別特定部３とを備えた構成である。

特徴点方向決定部２は、指定された特徴点位置(Ｘ，Ｙ)について、当該特徴点位置を中心とした予め設定された一定範囲の周囲画素含まれる画素濃度値に基づいて、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における隆線方向直線を決定する隆線方向特定手段(隆線方向直線設定手段)２１と、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から等距離に位置する左右端点を決定する左右端点決定手段２２と、上記決定された左右端点それぞれを中心とした隆線方向直線（直線Ｌ、Ｒ）を決定する左右線分決定手段２３と、上記設定された直線Ｌ，Ｒ上の特定の点相互間距離に基づいて、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における特徴点方向を決定するための判定を行う特徴点方向判別手段２４とを備えた構成となっている。
尚、特徴点位置（Ｘ，Ｙ）のＸ，Ｙは、指紋画像を構成する画素の座標を示すものとする。

以下、これを詳説する。
隆線方向特定手段（隆線方向直線特定手段）２１は、図２に示すように、指紋画像における水平線分Ｈを基準として、指紋画像内に予め設定された特徴点位置(Ｘ，Ｙ)を角度θで通過する一定長の線分ｎ(θ)を設定する。ここで、線分ｎ(θ)の角度θは、０°〜１８０°で一定間隔の角度で設定されるものとする。
尚、図２は、指紋画像における特定の特徴点位置近傍を拡大した図である。

また、隆線方向特定手段２１は、設定された各ｎ(θ)上の各画素について、隣り合う画素における濃度値の差分値(濃度差分値)を累積加算した濃度差分総和値Ｓ(Ｌ(θ))として算出する。ここで、累積加算される線分ｎ(θ)の角度θは、０°〜１８０°の角度で、例えば５°毎に算出された値とする。
更に、隆線方向特定手段２１は、算出された濃度差分総和値Ｓ(ｎ(θ))が最小となるときの角度（minθ）を特定し、特定されたminθの線分ｎ（minθ）を、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における隆線方向（隆線方向直線）Ｄ_ＸＹとして決定する(隆線方向直線特定機能)。

尚、この隆線方向直線Ｄ_ＸＹは、図２に示すように、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)を中心とした、一定の領域における隆線方向を示す。
また、隆線方向特定手段２１は、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)の周囲一定範囲（例えば区画領域Ｓ）内における一定数の画素について、上述の隆線方向直線特定機能と同様に隆線方向直線を決定し、決定された隆線方向直線の平均の方向（角度）を特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における隆線方向（隆線方向直線）Ｄ_ＸＹとして決定する設定であってもよい。

左右端点設定手段２２は、隆線方向特定手段２１に接続して設けられ、隆線方向特定手段２１で決定された隆線方向Ｄ_ＸＹに直交し、且つ特徴点位置(Ｘ，Ｙ)を通る直線Ｄ’（図示なし）を設定する。
ここで、左右端点設定手段２２は、直線Ｄ’上における、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から予め設定された距離だけ離れた点(端点Ｌ、Ｒ)を設定する。
尚、この端点Ｌ、Ｒにおける特徴点位置(Ｘ，Ｙ)からの距離を、例えば、平均指紋隆線幅２つ分以内とし、この端点Ｌ，Ｒはそれぞれ、特徴点が設定された隆線の両隣の隆線上に設定されることが望ましい。

更に、隆線方向特定手段２１は、設定された端点Ｌ，Ｒそれぞれについて、上記隆線方向特定機能と同様の処理を実行することにより、端点Ｌおよび端点Ｒにおける隆線方向（端点隆線方向直線）を決定する（端点隆線方向直線特定機能）。

以下、これを詳説する。
まず、隆線方向特定手段２１は、上記隆線方向特定機能の場合と同様に、指紋画像における水平線分Ｈを基準として、端点Ｌを角度θで通過する一定長の線分ｍ(θ)を設定する。ここで、線分ｍ(θ)の角度θは、０°〜１８０°で一定間隔の角度で設定されるものとする。

また、隆線方向特定手段２１は、設定された各ｍ(θ)上の各画素について、隣り合う画素における濃度値の差分値(濃度差分値)を累積加算した濃度差分総和値Ｓ(ｍ(θ))として算出する。ここで、累積加算される線分ｍ(θ)の角度θは、０°〜１８０°の角度で、例えば５°毎に算出された値とする。
更に、隆線方向特定手段２１は、算出された濃度差分総和値Ｓ(ｍ(θ))が最小となるときの角度（minθ）を特定し、特定されたminθの線分ｍ（minθ）を、端点Ｌにおける隆線方向（端点隆線方向直線）ＤＬとして決定する。

尚、この端点隆線方向直線ＤＬは、端点Ｌを中心とした、一定の領域における隆線方向を示す。
このため、隆線方向特定手段２１は、端点Ｌの周囲一定範囲（例えば区画領域ＬＳ：図３）内における一定数の画素について、上述の隆線方向直線特定機能と同様に隆線方向直線を決定し、決定された隆線方向直線の平均の方向（角度）を端点Ｌにおける隆線方向（端点隆線方向直線）ＤＬとして決定する設定であってもよい。

また、隆線方向特定手段２１は、上記点Ｌにおける場合と同様にして、端点隆線方向特定機能を実行することにより、上記設定された端点Ｒにおける端点隆線方向直線ＤＲを決定する。
また、隆線方向特定手段２１は、端点Ｒの周囲一定範囲（例えば区画領域ＲＳ：図３）内における一定数の画素について、上述の隆線方向直線特定機能と同様に隆線方向直線を決定し、決定された隆線方向直線の平均の方向（角度）を端点Ｒにおける隆線方向（端点隆線方向直線）ＤＲとして決定する設定であってもよい。
尚、上記区画領域ＲＳおよび区画領域ＬＳの大きさは一定であるものとする。

これにより、図３に示すように、隆線方向直線Ｄ_ＸＹを挟んで相互に対向する端点隆線方向直線ＤＬおよびＤＲが設定される。

左右線分決定手段２３は、図３に示すように、決定された端点隆線方向直線ＤＬ上で端点Ｌを中点とした予め設定された一定長の線分Ｄａを設定する。ここで、設定された線分Ｄａの端点をＬ１、Ｌ２とする。
また、左右線分決定手段２３は、図３に示すように、端点隆線方向直線ＤＲ上で端点Ｒを中点とした予め設定された一定長の線分Ｄｂを設定する。ここで、設定された線分Ｄｂの端点をＲ１、Ｒ２とする。

ここで、左右線分決定手段２３は、Ｌ１、Ｒ１を結んだ線分、および、Ｌ２、Ｒ２を結んだ線分がそれぞれ隆線方向直線Ｄ_ＸＹに直交するように、線分Ｄａ、Ｄｂを設定するようにしてもよい。

特徴点方向判別手段２４は、端点Ｌ１およびＲ１の距離を示す線分を端点距離線分Ｋ１、端点Ｌ２およびＲ２の距離を示す線分を端点距離線分Ｋ２として、それぞれの距離を測定すると共に、Ｋ１およびＫ２の大きさ(長さ)の比較判別を行う（端点間距離比較機能）。

ここで、特徴点方向判別手段２４は、Ｋ１＞Ｋ２である場合に、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)からＫ１の中点へのベクトル（方向）を、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における特徴点方向と決定する。
また、特徴点方向判別手段２４は、Ｋ１＜Ｋ２である場合に、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)からＫ２の中点へのベクトル（方向）を、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)の特徴点方向として決定する（特徴点方向決定機能）。

尚、特徴点方向判別手段２４は、Ｋ１＞Ｋ２である場合に、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から特徴点方向直線Ｄ_ＸＹおよび線分Ｋ１と交点へのベクトル、つまり、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から特徴点方向Ｄ_ＸＹに平行にＫ１側に向かうベクトル方向を特徴点位置(Ｘ，Ｙ)の特徴点方向として決定する設定であってもよい。

また、特徴点方向判別手段２４は、Ｋ１＜Ｋ２である場合に、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から特徴点方向直線Ｄ_ＸＹおよび線分Ｋ２と交点へのベクトル、つまり、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から特徴点方向Ｄ_ＸＹに平行にＫ２側に向かうベクトル方向を特徴点位置(Ｘ，Ｙ)の特徴点方向として決定する設定であってもよい。

以上のように、本実施形態では、特徴点方向決定部２が、特徴点における隆線方向(直線)の左右両側に設定された端点隆線方向（直線）が相互に離れていく方向、つまり端点隆線方向（直線）広がっていく方向を迅速に判別し、この方向を特徴点方向として設定することができる。

［実施形態１の動作説明］
次に、上記実施形態１の動作について、その概略を説明する。
予め特徴点位置の設定された指紋画像を取得した隆線方向特定手段２１が、各特徴点を含み予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す隆線方向直線を設定し（隆線方向直線設定工程）、左右端点設定手段２２が、隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定し、隆線方向特定手段２１が、当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定し（端点隆線方向設定工程）、左右線分設定手段２３が、一方および他方の端点隆線方向直線上に位置する２点間の距離を示し且つ隆線方向直線に直交する端点距離線分（Ｋ１、Ｋ２）を設定し（側線間距離線分設定工程）、特徴点方向判別手段２４が、特徴点から隆線方向直線に沿って端点距離線分の距離が大きくなる方に向かう方向を特徴点方向として決定する（特徴点方向決定工程）。
ここで、上記隆線方向直線設定工程、端点隆線方向設定工程、側線間距離線分設定工程および特徴点方向決定工程については、その実行内容をプログラム化し、コンピュータに実行させるように構成してもよい。

告ぎに、本実施形態である指紋特徴点決定システムの動作について、図４のフローチャートに基づき説明する。

まず、隆線方向特定手段２１が、特徴点位置指定部１で特徴点の位置（特徴点位置）が指定（設定）された指紋画像を取得し、図２に示すように、この指紋画像における水平線分Ｈを基準として、各特徴点位置(Ｘ，Ｙ)を角度θで通過する一定長の線分ｎ(θ)を設定する。
ここで、線分ｎ(θ)の角度θは、０°〜１８０°で一定間隔の角度で設定されるものとする。

次いで、隆線方向特定手段２１は、設定された各ｎ(θ)上の各画素について、隣り合う画素における濃度値の差分値(濃度差分値)を累積加算した濃度差分総和値Ｓ(Ｌ(θ))として算出する。
ここで、累積加算される線分ｎ(θ)の角度θは、０°〜１８０°の角度で、例えば５°毎に算出された値とする。
次に、隆線方向特定手段２１は、算出された濃度差分総和値Ｓ(ｎ(θ))が最小となるときの角度（minθ）を特定し、特定されたminθの線分ｎ（minθ）を、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における隆線方向（隆線方向直線）Ｄ_ＸＹとして決定する(隆線方向直線特定工程：ステップＳ１)。
尚、この隆線方向直線Ｄ_ＸＹは、図２に示すように、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)を中心とした、一定の領域における隆線方向を示す。
ここで、隆線方向特定手段２１は、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)の周囲一定範囲（例えば区画領域Ｓ）内における一定数の画素について、上述の隆線方向直線特定機能と同様に隆線方向直線を決定し、決定された隆線方向直線の平均の方向（角度）を特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における隆線方向（隆線方向直線）Ｄ_ＸＹとして決定する設定であってもよい。

次に、左右端点設定手段２２が、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)を通り、上記決定された隆線方向Ｄ_ＸＹに直交する直線Ｄ’（図示なし）を設定する。
ここで、左右端点設定手段２２は、直線Ｄ’上における、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から予め設定された距離だけ離れた点(端点Ｌ、Ｒ)を設定する（左右端点設定：ステップＳ２）。
尚、この端点Ｌ、Ｒにおける特徴点位置(Ｘ，Ｙ)からの距離を、例えば、平均指紋隆線幅２つ分以内とし、この端点Ｌ，Ｒがそれぞれ特徴点が設定された隆線の両隣の隆線上に設定されることが望ましい。

次いで、隆線方向特定手段２１が、設定された端点Ｌ，Ｒそれぞれについて、上記隆線方向特定機能と同様の処理を実行することにより、端点Ｌおよび端点Ｒにおける隆線方向（端点隆線方向直線ＤＬおよびＤＲ)を決定する（端点隆線方向直線特定工程：ステップＳ３）。

次いで、左右線分決定手段２３は、図３に示すように、決定された端点隆線方向直線ＤＬ上で端点Ｌを中点とした予め設定された一定長の線分Ｄａを設定する。ここで、設定された線分Ｄａの端点をＬ１、Ｌ２とする。また、左右線分決定手段２３は、図３に示すように、端点隆線方向直線ＤＲ上で端点Ｒを中点とした予め設定された一定長の線分Ｄｂを設定する。ここで、設定された線分Ｄｂの端点をＲ１、Ｒ２とする（左右線分設定工程：ステップＳ４）。

次いで、特徴点方向判別手段２４が、端点Ｌ１およびＲ１の距離を示す線分を端点距離線分Ｋ１、端点Ｌ２およびＲ２の距離を示す線分を端点距離線分Ｋ２として、それぞれの距離を測定すると共に、Ｋ１およびＫ２の大きさ(長さ)の比較判別を行う。

ここで、特徴点方向判別手段２４は、Ｋ１＞Ｋ２である場合に、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)からＫ１の中点へのベクトル（方向）を、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における特徴点方向と決定する。
また、特徴点方向判別手段２４は、Ｋ１＜Ｋ２である場合に、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)からＫ２の中点へのベクトル（方向）を、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)の特徴点方向として決定する（特徴点方向決定工程：ステップＳ５）。

次いで、特徴点種別決定部３が、指紋画像内の各特徴点における周囲の隆線方向に基づいて、特徴点方向の決定された各特徴点が分岐点であるか、端点であるかを決定する(特徴点種別決定工程)。
尚、この特徴点種別決定工程では、本実施形態であるシステムのオペレータが各特徴点についてその特徴点種別を設定するようにしてもよい。

［実施形態２］
次に、本発明に係る実施形態２のシステムについて説明する。ここで、前述した実施形態１と同一の部分については、同一の符号を付するものとする。
この実施形態２は、システムの機器構成部分は前述した実施形態１（図１）とほぼ同一の構成を備えており、左右線分設定手段２３に代えて、以下に説明する交点抽出手段２５を備えた点が実施形態１の場合と相違する。
以下、実施形態１と異なる構成について説明する。

交点抽出手段２５は、隆線方向直線Ｄ_ＸＹおよび端点隆線方向直線ＤＬを交点ＣＬと設定すると共に、隆線方向直線Ｄ_ＸＹおよび端点隆線方向直線ＤＲを交点ＣＲと設定する（交点設定機能）。
また、交点抽出手段２５は、上記設定された二つの交点のうち、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)により近い方の交点（交点Ｃ）を求める（交点抽出機能）。

特徴点方向判別手段２４は、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から、隆線方向直線Ｄ_ＸＹに対して平行で、且つ特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から交点Ｃに対して遠ざかる方向を判別し、当該方向を特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における特徴点方向として決定する(特徴点方向交点決定機能)。
［実施形態２の動作説明］
次に、本実施形態である指紋特徴点決定システムの動作について、図５のフローチャートに基づき説明する。

次いで、隆線方向特定手段２１は、設定された各ｎ(θ)上の各画素について、隣り合う画素における濃度値の差分値(濃度差分値)を累積加算した濃度差分総和値Ｓ(Ｌ(θ))として算出する。
ここで、累積加算される線分ｎ(θ)の角度θは、０°〜１８０°の角度で、例えば５°毎に算出された値とする。
次に、隆線方向特定手段２１は、算出された濃度差分総和値Ｓ(ｎ(θ))が最小となるときの角度（minθ）を特定し、特定されたminθの線分ｎ（minθ）を、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における隆線方向（隆線方向直線）Ｄ_ＸＹとして決定する(隆線方向直線特定工程：ステップＳ１１)。
尚、この隆線方向直線Ｄ_ＸＹは、図２に示すように、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)を中心とした、一定の領域（例えば、矩形領域：図２）における隆線方向を示す。
ここで、隆線方向特定手段２１は、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)の周囲一定範囲（例えば区画領域Ｓ）内における一定数の画素について、上述の隆線方向直線特定機能と同様に隆線方向直線を決定し、決定された隆線方向直線の平均の方向（角度）を特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における隆線方向（隆線方向直線）Ｄ_ＸＹとして決定する設定であってもよい。

次に、左右端点設定手段２２が、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)を通り、上記決定された隆線方向Ｄ_ＸＹに直交する直線Ｄ’（図示なし）を設定する。
ここで、左右端点設定手段２２は、直線Ｄ’上における、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から予め設定された距離だけ離れた点(端点Ｌ、Ｒ)を設定する（左右端点設定：ステップＳ１２）。
尚、この端点Ｌ、Ｒにおける特徴点位置(Ｘ，Ｙ)からの距離を、例えば、平均指紋隆線幅２つ分以内とし、この端点Ｌ，Ｒがそれぞれ特徴点が設定された隆線の両隣の隆線上に設定されることが望ましい。

次いで、隆線方向特定手段２１が、設定された端点Ｌ，Ｒそれぞれについて、上記隆線方向特定機能と同様の処理を実行することにより、端点Ｌおよび端点Ｒにおける隆線方向（端点隆線方向直線ＤＬおよびＤＲ)を決定する（端点隆線方向直線特定工程：ステップＳ１３）。

次いで、交点抽出手段２５が、交点抽出手段２５は、隆線方向直線Ｄ_ＸＹおよび端点隆線方向直線ＤＬを交点ＣＬと設定すると共に、隆線方向直線Ｄ_ＸＹおよび端点隆線方向直線ＤＲを交点ＣＲと設定する（交点設定機能）。
次に、交点抽出手段２５は、上記設定された二つの交点のうち、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)により近い方の交点を交点Ｃとして設定する（交点決定工程：ステップＳ１４）。

次いで、特徴点方向判別手段２４は、隆線方向直線Ｄ_ＸＹに重なり（つまり、隆線方向直線Ｄ_ＸＹに平行）、且つ特徴点位置(Ｘ，Ｙ)から遠ざかるベクトル方向を、特徴点位置(Ｘ，Ｙ)における特徴点方向として決定する(特徴点方向交点決定工程：ステップＳ１５）。

次いで、特徴点種別決定部３が、実施形態１の場合と同様に、指紋画像内の各特徴点における周囲の隆線方向に基づいて、特徴点方向の決定された各特徴点が分岐点であるか、端点であるかを決定する(特徴点種別決定工程)。
尚、この特徴点種別決定工程では、本実施形態であるシステムのオペレータが各特徴点についてその特徴点種別を設定するようにしてもよい。

以上のように、実施形態１および２に示した指紋特徴点決定システムでは、特徴点方向決定部２が、特徴点における隆線方向(直線)の左右両側に設定された端点隆線方向（直線）が相互に離れていく方向、つまり広がっていく方向を判別し、当該方向を特徴点方向に設定する構成としたことにより、指紋画像内に設定された特徴点における特徴点方向を迅速かつ正確に設定することが可能となる。

本発明は、指紋画像を用いて個人確認を行う指紋照合システムに関し、指紋特徴点情報の登録を行なう指紋情報登録システムに対して有用に適用することができる。

１特徴点位置指定部
２特徴点方向決定部(特徴点方向決定装置)
３特徴点種別決定部
２１隆線方向特定手段（隆線方向設定手段）
２２左右端点設定手段
２３左右線分設定手段
２４特徴点方向判別手段

Claims

外部から入力された指紋画像内における特徴点の位置を設定する特徴点設定部と、前記設定された各特徴点における特徴点方向を設定する特徴点方向設定部とを備えた指紋画像特徴点決定システムであって、
前記特徴点方向設定部は、
前記各特徴点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線に基づき特定の隆線の流れ方向を示す隆線方向直線を設定する隆線方向直線設定手段と、
前記隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定すると共に、当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線に基づき特定の隆線の流れ方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定する端点隆線方向設定手段と、
前記一方および他方の端点隆線方向直線上の対向する２点間の距離を示し且つ前記隆線方向直線に直交する側線相互間距離線分を設定する側線間距離線分設定手段と、
前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線相互間距離線分の距離が大きくなる方向を前記特徴点方向として決定する特徴点方向決定手段を備えたことを特徴とする指紋画像特徴点決定システム。
前記請求項１に記載の指紋画像特徴点決定システムにおいて、
前記特徴点方向決定手段が、
前記隆線方向直線上で前記特徴点を基準として前記側線間距離線分の距離が大きくなる側に設定された前記側線間距離線分の中点に向けて前記特徴点から設定されたベクトルを前記特徴点方向として決定する方向ベクトル決定機能を備えたことを特徴とする指紋画像特徴点決定システム。
前記請求項１に記載の指紋画像特徴点決定システムにおいて、
前記特徴点方向決定手段が、
前記一方および他方の端点隆線方向直線と前記隆線方向直線とが交わる交点のうち前記特徴点に近い交点を側線交点として求め、前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線交点に対して遠ざかる方向を前記特徴点方向として決定する交点方向決定機能を備えたことを特徴とする指紋画像特徴点決定システム。
予め特徴点の位置が設定された指紋画像を取得し、当該指紋画像における前記各特徴点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線に基づき特定の隆線の流れ方向を示す隆線方向直線を設定する隆線方向直線設定手段と、
前記隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定すると共に、当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線に基づき特定の隆線の流れ方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定する端点隆線方向設定手段と、
前記一方および他方の端点隆線方向直線上の対向する２点間の距離を示し且つ前記隆線方向直線に直交する側線相互間距離線分を設定する側線間距離線分設定手段と、
前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線相互間距離線分の距離が大きくなる方向を前記特徴点方向として決定する特徴点方向決定手段を備えたことを特徴とする指紋画像特徴点決定装置。
前記請求項４に記載の指紋画像特徴点決定装置において、
前記特徴点方向決定手段が、
前記隆線方向直線上で前記特徴点を基準として前記側線間距離線分の距離が大きくなる側に設定された前記側線間距離線分の中点に向けて前記特徴点から設定されたベクトルを前記特徴点方向として決定する方向ベクトル決定機能を備えたことを特徴とする指紋画像特徴点決定装置。
前記請求項４に記載の指紋画像特徴点決定装置において、
前記特徴点方向決定手段が、
前記一方および他方の端点隆線方向直線と前記隆線方向直線とが交わる交点のうち前記特徴点に近い交点を側線交点として求め、前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線交点に対して遠ざかる方向を前記特徴点方向として決定する交点方向決定機能を備えたことを特徴とする指紋画像特徴点決定装置。
予め特徴点の位置が設定された指紋画像を取得し、当該指紋画像における前記各特徴点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す隆線方向直線を設定し、前記隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定すると共に、当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定し、前記一方および他方の端点隆線方向直線上に位置する２点間の距離を示し且つ前記隆線方向直線に直交する側線間距離線分を設定し、前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線間距離線分の距離が大きくなる方向を前記特徴点方向として決定することを特徴とする指紋画像特徴点決定方法。
予め特徴点の位置が設定された指紋画像を取得し、当該指紋画像における前記各特徴点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す隆線方向直線を設定する隆線方向直線設定機能と、
前記隆線方向直線に直交し前記特徴点を中点とする予め設定された長さの直交線分を設定すると共に当該直交線分の両端点で当該各端点を含む予め設定された一定範囲内に存在する隆線方向に基づき特定の隆線方向を示す一方および他方の端点隆線方向直線をそれぞれ設定する端点隆線方向設定機能と、
前記一方および他方の端点隆線方向直線上に位置する２点間の距離を示し且つ前記隆線方向直線に直交する側線間距離線分を設定する側線間距離線分設定機能と、
前記特徴点から前記隆線方向直線に沿って前記側線間距離線分の距離が大きくなる方向を前記特徴点方向として決定する特徴点方向決定機能とを、予め設定されたコンピュータに実行させることを特徴とする指紋画像特徴点決定プログラム。