JP7332037B2 - 表示制御装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、表示制御装置、方法及びプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体に関し、特に、指紋画像の表示技術に関する。

特許文献１には、指紋画像を複数の領域に分割し、不明瞭な領域以外に対して補正を行う生体認証装置が記載されている。特許文献１に記載された生体認証装置は、不明瞭な領域から誤った特徴量が抽出されることを防ぐことができる。

特開２０１９－１０９６１９号公報

ここで、オペレータが、指紋画像内の領域を品質の高い部分と品質の低い部分とに適切に分類することは困難であるという問題があった。

本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ユーザ入力に基づき指紋画像を表示させることが可能な表示制御装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本開示にかかる表示制御装置は、ユーザの入力に応じて、パラメータを設定する設定手段と、指紋画像を分割した領域毎に、前記パラメータに基づき隆線模様の品質の良否を判定する判定手段と、前記判定結果に応じて、前記指紋画像を表示手段に表示させる第１の表示制御手段と、を備える。

本開示にかかる表示制御方法は、コンピュータが、ユーザの入力に応じて、パラメータを設定し、指紋画像を分割した領域毎に、前記パラメータに基づき隆線模様の品質の良否を判定し、前記判定結果に応じて、前記指紋画像を表示手段に表示させる、ものである。

本開示にかかる表示制御プログラムは、コンピュータに、ユーザの入力に応じて、パラメータを設定する処理と、指紋画像を分割した領域毎に、前記パラメータに基づき隆線模様の品質の良否を判定する処理と、前記判定結果に応じて、前記指紋画像を表示手段に表示させる処理と、を実行させるものである。

本開示により、ユーザ入力に基づき指紋画像を表示させることが可能な表示制御装置、方法、及びプログラムを提供することができる。

本実施形態１にかかる表示制御装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態１にかか表示制御方法の流れを示すフローチャートである。 本実施形態２にかかる表示制御装置の構成を示すブロック図である。 テンプレート画像の生成に用いられるガボールフィルタを例示する図である。 指紋画像を例示する図である。 指紋画像にガボールフィルタを適用した強調画像を示した図である。 方向の異なる複数の強調画像を合成した合成画像を示した図である。 パラメータを低く設定した場合の表示画像を例示する図である。 パラメータを中程度に設定した場合の表示画像を例示する図である。 パラメータを高く設定した場合の表示画像を例示する図である。 本実施形態２にかかる表示制御装置が表示させる表示画面を例示する図である。

以下では、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜実施形態１＞
図１は、本実施形態１にかかる表示制御装置１００の構成を示すブロック図である。表示制御装置１００は、設定部１０１と、判定部１０２と、第１表示制御部１０３とを備える。設定部１０１は、ユーザの入力に応じてパラメータを設定する。パラメータは、例えば、判定部１０２が行う正則化項付き回帰における正則化パラメータである。正則化パラメータは、正則化強度ともいう。

判定部１０２は、指紋画像を分割した領域毎に、設定部１０１が設定したパラメータに基づき隆線模様の品質の良否を判定する。分割した領域は、１画素であってもよい。判定部１０２は、当該領域内、又は当該領域周辺の隆線模様の品質の良否を判定する。隆線模様に、かすれ等が存在する場合、当該模様は低品質であると判断される。分割した領域が１画素である場合、判定部１０２は、当該画素を中心とした数ピクセル分の領域の隆線模様の品質の良否を判定してもよい。

例えば、判定部１０２は、設定部１０１が設定した正則化パラメータに基づく正則化付き回帰を行い、隆線模様を複数のテンプレート画像でフィッティングする。そして、判定部１０２は、当該フィッティングの結果に応じて前記隆線模様の品質の良否を判定してもよい。

第１表示制御部１０３は、判定結果に応じて、指紋画像を表示部に表示させる。表示部は、ディスプレイ等の表示装置である。第１表示制御部１０３は、例えば、品質不良領域を所定の背景色とした表示画像を生成し、表示部に表示させてもよい。

図２は、本実施形態１にかかる表示制御方法の流れを示すフローチャートである。まず、設定部１０１は、ユーザの入力に応じてパラメータを設定する（ステップＳ１０１）。次に、判定部１０２は、ステップＳ１０１で設定したパラメータに基づき、領域毎に隆線模様の品質の良否を判定する（ステップＳ１０２）。最後に、第１表示制御部１０３は、ステップＳ１０２で行った判定の結果に応じて、指紋画像を表示部に表示させる（ステップＳ１０３）。

上述したようにこれまでは、指紋画像内の領域を、正常領域と不良領域とに適切に分類することはできなかった。これに対し、本実施形態によると、ユーザは、表示画像を確認し、適切なパラメータを設定することができるため、指紋画像内の領域を適切に分類することが可能となる。

尚、表示制御装置１００は、図示しない構成としてプロセッサ、メモリ及び記憶装置を備えるものである。また、当該記憶装置には、本実施形態にかかる表示制御方法の処理が実装されたコンピュータプログラムが記憶されている。そして、当該プロセッサは、記憶装置からコンピュータプログラムを前記メモリへ読み込ませ、当該コンピュータプログラムを実行する。これにより、前記プロセッサは、設定部１０１、判定部１０２、第１表示制御部１０３の機能を実現する。

または、設定部１０１、判定部１０２、第１表示制御部１０３は、それぞれが専用のハードウェアで実現されていてもよい。また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、汎用または専用の回路（circuitry）、プロセッサ等やこれらの組合せによって実現されもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組合せによって実現されてもよい。また、プロセッサとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を用いることができる。

また、表示制御装置１００の各構成要素の一部又は全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。また、表示制御装置１００の機能がＳａａＳ（Software as a Service）形式で提供されてもよい。

＜実施形態２＞
図３は、本実施形態２にかかる表示制御装置１００ａの構成を示すブロック図である。表示制御装置１００ａは、記憶部１１０と、制御部１２０と、メモリ１３０と、表示部１４０と、入力部１５０とを備える。

記憶部１１０は、ハードディスク、フラッシュメモリ等の記憶装置である。制御部１２０は、表示制御装置１００ａが備える各機能を制御する。メモリ１３０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶装置であり、制御部１２０の動作時に一時的に情報を保持するための記憶領域である。表示部１４０は、ディスプレイ等の表示装置と接続されるインターフェースである。入力部１５０は、マウス、キーボード等の入力機器と接続される入力インターフェースである。

記憶部１１０は、表示制御プログラム１１１と、テンプレート１１２とを少なくとも記憶する。表示制御プログラム１１１は、本実施形態にかかる表示制御方法が実装されたコンピュータプログラムである。テンプレート１１２は、指紋画像から縞模様を抽出した強調画像である。テンプレート１１２は、例えば、指紋画像にガボールフィルタによるフィルタ処理を施した強調画像であってもよい。

テンプレート１１２は、隆線の幅（ピッチ）が異なる複数種類のテンプレート画像を含んでもよく、隆線の向きが異なる複数種類のテンプレート画像を含んでもよい。テンプレート１１２は、例えば、６種類の方向と、４種類のピッチを組み合わせた２４種類のテンプレート画像を含んでいてもよい。

以下では、フィルタ処理を施してテンプレート画像を生成する方法について説明する。図４は、２４種類のガボールフィルタを１枚の画像にまとめたものである。指紋画像に対して、２４種類のガボールフィルタによるフィルタ処理を施すことにより、２４種類の強調画像が得られる。

Ａ１に示す横に並べられた６種類のフィルタは、同一のピッチを有し、方向がそれぞれ異なっている。Ａ２、Ａ３、及びＡ４も同様である。Ａ１～Ａ４のフィルタは、互いにピッチが異なっている。ここで、Ａ４に含まれる６種類のフィルタを、フィルタＡ４１～Ａ４６とする。フィルタＡ４１～Ａ４６は、同一のピッチを有しているが、互いに方向が異なる。そして、フィルタＡ４１～Ａ４６は、Ａ１～Ａ３に含まれるフィルタとはピッチが異なっている。

図５は、指紋画像の例である。例として、当該指紋画像に対して、フィルタＡ４４を適用した結果を図６に示す。フィルタＡ４４を適用することによって、指紋画像から、所定のピッチ、かつ水平方向の成分が抽出されている。図６に示す画像が、テンプレート１１２に含まれるテンプレート画像の一例である。つまり、図４に示す２４種類のフィルタによるフィルタ処理を施すことにより、指紋画像から、２４種類のテンプレート画像を生成することができる。

なお、図７は、フィルタＡ４１～Ａ４６のそれぞれを適用した強調画像を合成した画像である。このように、強調画像を合成することで、指紋画像を再現することができる。後述するように、制御部１２０の判定部１２２は、隆線模様を再現するために必要なテンプレート画像の数から、各領域の品質を判定することができる。

図３に戻って、制御部１２０について説明する。制御部１２０は、記憶部１１０から表示制御プログラム１１１をメモリ１３０へ読み込ませ、表示制御プログラム１１１を実行する。これにより、制御部１２０は、設定部１２１、判定部１２２、第１表示制御部１２３、及び第２表示制御部１２４の機能を実現する。尚、設定部１２１は設定部１０１の一例であり、判定部１２２は判定部１０２の一例であり、第１表示制御部１２３は第１表示制御部１０３の一例である。

設定部１２１は、入力部１５０からの入力に応じてパラメータを設定する。パラメータは、判定部１２２が各領域の品質を表す評価値を算出する際に使用される。入力は、後述する第２表示制御部１２４が表示するスライダーバーに対する操作であってもよい。判定部１２２は、指紋画像を分割した領域毎に、前記パラメータに基づき隆線模様の品質の良否を判定する。例えば、判定部１２２は、画素毎に品質の良否を判定してもよい。

判定部１２２は、設定部１２１が設定した正則化パラメータに基づく正則化項付きの回帰を行う。正則化項付きの回帰とは、例えば、Ｌａｓｓｏ回帰である。ここで、判定部１２２は、隆線模様に対して複数のテンプレート画像を用いたフィッティングを行う。つまり、判定部１２２は、隆線模様を、複数のテンプレート画像の線形和で再現する。換言すると、判定部１２２は、回帰係数を最適化するともいえる。そして、判定部１２２は、当該フィッティングの結果に応じて隆線模様の品質の良否を判定する。

例えば、判定部１２２は、フィッティングの結果、回帰係数が０以外となるテンプレート画像の数に基づいて隆線模様の品質を判定することができる。換言すると、判定部１２２は、隆線模様を再現するために必要なテンプレート画像の数に基づいて評価値を算出し、評価値に応じて隆線模様の品質を判定することができる。

各領域の隆線模様は、品質が高い場合、方向、線の太さ等が一定であると考えられる。このような場合、隆線模様は、少数のテンプレート画像を用いて再現することが可能である。一方、品質の低い領域は、複雑な縞模様となるため、再現に必要なテンプレートの数は多い。したがって、判定部１２２は、例えば、隆線模様を再現するために必要なテンプレート画像の数が所定値以上の場合、当該領域の品質を不良と判定することができる。

設定部１２１が設定した正則化パラメータにより、判定部１２２が行うフィッティングの結果も変化する。正則化パラメータを増加させた場合、隆線模様を再現するために必要なテンプレート画像の数は増加するため、品質不良と判定される領域が増加する。同様に、設定部１２１が正則化パラメータを減少させた場合、品質不良と判定される領域が減少することとなる。

第１表示制御部１２３は、判定部１２２の判定結果に応じて、指紋画像を表示部１４０に表示させる。例えば、第１表示制御部１２３は、品質不良領域の画素を所定の背景色とした表示画像を生成し、表示部１４０に表示させてもよい。

図８、図９、及び図１０は、第１表示制御部１２３が表示する表示画像を例示する図である。図８は、図８～図１０のうち正則化パラメータが最も小さい場合の表示画像である。図８では、品質不良と判定される領域は狭く、例えば、Ｂ１に示す品質の低い領域の画像も表示されている。

図９は、図８から正則化パラメータを増加させた場合の表示画像である。品質不良と判定される領域が図８から増加しており、図８のＢ１内の不良領域は、背景色となっている。図１０は、図９からさらに正則化パラメータを増加させた場合の表示画像である。品質不良と判定される領域が図９から増加しており、指紋画像中のほとんどの部分が背景色となっている。

図１１は、表示制御装置１００ａが表示部１４０に表示する表示画面Ｃ０を例示する図である。第１表示制御部１２３は、判定部１２２の判定結果に応じて表示画像Ｃ２を表示させる。図１１では、図９に示す画像が画像Ｃ２として表示されている。第１表示制御部１２３は、品質を判定する指紋画像Ｃ１を表示させてもよい。このような場合、ユーザは、元の指紋画像と比較することにより、正則化パラメータの設定が適切であるか否かを判断できる。

図３の第２表示制御部１２４は、例えば、図１１に示すスライダーバーＣ４及びスライダーＣ５を表示させる。このような場合、設定部１２１は、スライダーバーＣ４上のスライダーＣ５の位置に応じて正則化パラメータを設定する。

ユーザがスライダーＣ５をスライダーバーＣ４の右端に移動した場合、設定部１２１は正則化パラメータの値を最大値に設定する。例えば、第１表示制御部１２３は、図１０に示す画像を表示画像Ｃ２として表示させてもよい。

ユーザがスライダーＣ５をスライダーバーＣ４の左端に移動した場合、設定部１２１は、正則化パラメータの値を最小値に設定する。例えば、第１表示制御部１２３は、図８に示す画像を表示画像Ｃ２として表示させてもよい。

ここで、ユーザは、タッチパネル等を用いて入力を行ってもよい。このような場合、表示制御装置１００ａは、指のスワイプ操作等の方向に応じてパラメータを変化させてもよい。なお、入力操作は、マウス等によるスライダーの操作や、スワイプ操作には限定されない。

なお、第２表示制御部１２４は、スライダーバー以外のボタン等の要素を表示部１４０に表示させてもよい。このような場合、表示されたボタンへのユーザ操作に応じて、正則化パラメータが設定されることとなる。

スライダー、タッチパネル等に対する操作に応じてパラメータを変化させることにより、ユーザは、指紋画像における領域ごとの品質に応じて表示される領域を、より柔軟に選択することができる。

本実施形態によると、オペレータは、指紋画像の品質の判定結果を確認できるため、正則化パラメータを適切に設定することができる。

以下、本実施形態の効果について詳細に説明する。指紋画像には、品質の高い領域と、品質の低い領域とが混在している。したがって、品質の低い領域について補正が行われた後、補正後の指紋画像がデータベースに登録される。

ここで、補正処理を品質の高い領域に適用した場合、指紋画像の品質が下がってしまうという問題がある。したがって、指紋画像における品質の切り分けを適切に行うことにより、高品質な指紋画像をデータベースに登録することが可能となる。

本実施形態によると、品質の切り分けに使用するパラメータをユーザが変化させた場合、品質の高い部分と、低い部分との切り分けの結果が変わる。ユーザは、表示された画像を確認することにより適切なパラメータを設定することが可能となる。また、表示画像において品質が低い領域は表示されないため、補正処理において不良領域の指紋を消す手間が不要となる。

尚、上述の実施形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではない。本開示は、任意の処理を、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１００、１００ａ 表示制御装置
１０１、１２１ 設定部
１０２、１２２ 判定部
１０３、１２３ 第１表示制御部
１２４ 第２表示制御部
１１０ 記憶部
１１１ 表示制御プログラム
１１２ テンプレート
１３０ メモリ
１４０ 表示部
１５０ 入力部

Claims (8)

1. ユーザの入力に応じて、パラメータを設定する設定手段と、
   １つの指紋が写る画像である指紋画像を分割した領域毎に、前記パラメータに基づき隆線模様の品質の良否を判定する判定手段と、
   前記判定の結果に応じて、前記指紋画像を表示手段に表示させる第１の表示制御手段と、
   を備えた表示制御装置。
2. 前記設定手段は、
   前記入力に応じて、正則化付き回帰における正則化パラメータを設定し、
   前記判定手段は、
   前記正則化パラメータに基づく正則化付き回帰により、前記隆線模様を複数のテンプレート画像を用いてフィッティングし、前記フィッティングの結果に応じて前記隆線模様の品質の良否を判定する、
   請求項１に記載の表示制御装置。
3. 前記正則化付き回帰は、Ｌａｓｓｏ回帰である
   請求項２に記載の表示制御装置。
4. 前記テンプレート画像は、縞模様を抽出可能なフィルタを前記指紋画像に適用した強調画像である
   請求項２または３のいずれかに記載の表示制御装置。
5. 前記表示制御装置は、
   前記表示手段にスライダーバーを表示させる第２の表示制御手段をさらに備え、
   前記設定手段は、
   前記スライダーバー上のスライダーの位置に応じて前記パラメータを設定する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の表示制御装置。
6. コンピュータが、
   ユーザの入力に応じて、パラメータを設定し、
   １つの指紋が写る画像である指紋画像を分割した領域毎に、前記パラメータに基づき隆線模様の品質の良否を判定し、
   前記判定の結果に応じて、前記指紋画像を表示手段に表示させる、
   表示制御方法。
7. 前記入力に応じて、正則化付き回帰における正則化パラメータを設定し、
   前記正則化パラメータに基づく正則化付き回帰により、前記隆線模様を複数のテンプレート画像を用いてフィッティングし、前記フィッティングの結果に応じて前記隆線模様の品質の良否を判定する、
   請求項６に記載の表示制御方法。
8. コンピュータに、
   ユーザの入力に応じて、パラメータを設定する処理と、
   １つの指紋が写る画像である指紋画像を分割した領域毎に、前記パラメータに基づき隆線模様の品質の良否を判定する処理と、
   前記判定の結果に応じて、前記指紋画像を表示手段に表示させる処理と、を実行させる表示制御プログラム。

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