JPH01100682A - 指紋照合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被照合指紋の画像と、予め登録した登録指紋
の画像とを照合する指紋照合装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術として出願人は、登録指紋
の２値画像から連続する黒画素（または白画素）の中点
画素を抽出し、この中点画素のみを含む画像を登録指紋
パターンとし、画像入力部より入力された被照合指紋の
２値画像と前記登録指紋パターンとを比較照合する装置
を提案した（特願昭６２−０２３８７３号公報）。

前記比較照合の方法を詳述すると、例えば登録指紋パタ
ーン中の骨格線上の適当な画素（符号“１″）をサンプ
リングし、これに対応する被照合指紋パターン上の画素
を読出し、その符号が１１であるか０１であるかを調べ
、′１２であれば一致、“０”で゛あれば不一致とし、
この登録指紋パターンと被照合指紋パターンとのチエツ
クを所定のサンプルの個数だけ繰り返し、不一致であっ
たサンプル点の占める割合が所定の閾値より大であれば
両者は異なる指紋と判定し、小であれば同一の指紋と判
定していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記方法によれば、同一の指紋画像であ
っても、指の押し具合で入力ごとに指紋パターンの領域
が微妙に変化したり、また画像入力部における指紋読取
面上の指の位置によっても、指紋の有効なパターン領域
が変化す・るため、前述の如く登録指紋パターン、被照
合指紋パターンの各々の有効なデータ領域を考慮するこ
となくそのまま照合を行なうと、前記登録指紋パターン
の有効データ領域と前記被照合指紋パターンの有効デー
タ領域とが異なるとき、同一指紋に対する照合一致率が
低下する恐れがあり、このため誤った判定をしてしまう
場合があるという問題点があった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、入力画像の指紋領
域が変化しても高精度な照合ができる信頼性の高い指紋
照合装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、入力された被照合
指紋パターンを予め登録された登録指紋パターンと照合
する指紋照合装置において、指紋の画像を白、黒の２値
画像に変換する画像入力部と、該画像入力部より入力さ
れた被照合指紋の２値画像を一時的に記憶する被照合パ
ターン記憶部と、予め記憶登録された登録指紋パターン
群中の任意の登録指紋パターンを一時的に記憶する登録
パターン記憶部と、前記被照合パターン記憶部に記憶さ
れた被照合指紋パターンまたは前記登録パターン記憶部
に記憶された登録指紋パターンのデータを走査して読出
し、各走査線ごとに有効なデータ領域を検出する有効領
域検出部と、前記有効領域検出部からの検出結果を一時
的に記憶する有効領域記憶部と、前記有効領域記憶部に
記憶された有効なデータ領域に対してのみ、前記被照合
パターン記憶部に記憶された被照合指紋パターンと前記
登録パターン記憶部に記憶された登録指紋パターンとを
照合する照合部とを設けた。

（作　用） 本発明によれば、まず、画像入力部より入力された被照
合指紋の２値画像は一時的に被照合パターン記憶部に記
憶され、一方、予め記憶登録されている登録指紋パター
ン群中の任意の登録指紋パターンは登録パターン記憶部
に一時的に記憶される。次に、被照合パターン記憶部に
記憶された被照合指紋パターンまたは登録パターン記憶
部に記憶された登録指紋パターンが有効領域検出部によ
って走査、読出しが行なわれ、各走査線ごとの有効な領
域が検出され、この検出結果が有効領域記憶部に記憶さ
れる。

続いて、照合部において有効領域記憶部に記憶された有
効なデータ領域に対してのみ、被照合パターン記憶部に
記憶されている被照合指紋パターンと登録パターン記憶
部に記憶されている登録指紋パターンとの比較・照合が
行なわれる。

（実施例） 第１図は本発明の指紋照合装置の第１の実施例を示すも
ので、図中、１０は画像式゛力部、２０は被照合パター
ンメモリ、３０は有効領域検出部、４０は有効領域パタ
ーンメモリ、５０は登録パターンメモリ、６０は照合部
である。

画像入力部１０は周知の画像読取装置であって入力する
指紋、即ち登録指紋又は被照合指紋の画像を所定の画素
数、例えば２５ｅｘ　２５Ｂ　（画素）の白、黒の２値
画像（但し、白画素を符号“０”。

黒画素を符号“１“とする。）に変換して被照合パター
ンメモリ２０に送出する。被照合パターンメモリ２０は
前記指紋の２値画像を一時記憶する。

有効領域検出部３０は、第１の塗りつぶし処理部３１と
、第２の塗りつぶし処理部３２と、有効領域計算部３３
とからなっている。

塗りつぶし処理部３１は被照合指紋の２値画像が格納さ
れた被照合パターンメモリ２０を、一の方向、例えばＸ
方向を主走査方向とし、Ｘ方向と直交する他の方向、即
ちＸ方向を副走査方向として走査し、各主走査線ごとに
連続する黒画素のうち、黒画素の連続数がＬ　（Ｌは正
の整数。）以上であるものが最初に検出された位置から
最後に検出された位置までを塗りつぶし範囲とし、この
塗りつぶし範囲内に存在する画素に対しては符号“１″
を、前記塗りつぶし範囲外にある画素に対しては符号“
０”を出力する。また、塗りつぶし処理部３２は同じく
被照合指紋の２値画像が格納された被照合パターンメモ
リ２０を、前記他の方向、即ちＸ方向を主走査方向とし
、前記一の方向、即ちＸ方向を副走査方向として走査し
、各主走査線ごとに連続する画素のうち、黒画素の連続
数がＬ以上であるものが最初に検出された位置から最後
に検出された位置までを塗りつぶし範囲とし、この塗り
つぶし範囲内に存在する画素に対しては符号“１”を、
前記塗りつぶし範囲外にある画素に対しては符号“０“
を出力する。

有効領域計算部３３は前記第１の塗りつぶし処理部３１
からの出力データと前記第２の塗りつぶし処理部３２か
らの出力データとの論理積を求め、この計算結果を有効
領域パターンとして出力する。

有効領域パターンメモリ４０は、前記有効領域検出部３
０からの出力である有効領域パターンを一時記憶する。

登録パターンメモリ５０は、予め記憶登録されている登
録指紋パターン群中の任意の登録指紋の２値画像を記憶
する。

照合部６０は、照合前処理部６１と照合判定部６２とか
らなっている。

照合前処理部６１は、前記登録パターンメモリ５０に格
納された登録指紋の２値画像データを読出して照合前に
予め必要となる処理、例えば登録指紋の２値画像に対す
る回転や平行移動等の処理を行ない、その出力画像信号
を照合判定部６２に送出する。

照合判定部６２は、画像入力部１０及び被照合パターン
メモリ２０を介して入力された被照合指紋の２値画像と
、登録パターンメモリ５ｏ及び照合前処理部６１を介し
て入力された登録指紋の２値画像とを比較・照合し、同
一指紋であるか否かの判定を行ない、その判定結果であ
る判定信号Ａを出力する。但し、被照合指紋と登録指紋
の２値画像の比較・照合は、前記有効領域パターンメモ
リ　４０に格納された有効領域パターンが符号“１”の
値を持つ画像領域に対してのみ行なわれる。

次に前記装置において、被照合指紋より有効領域パター
ンを作成する動作について説明する。

まず、被照合指紋は画像入力部１０にて２値画像に変換
され、被照合パターンメモリ２０に記憶される。

第２図（ａ）は被照合パターンメモリ２０の記憶内容を
示すもので、黒で示した領域は被照合指紋の２値画像中
、符号“１”に変換された縞状パターンを示す。なお、
第２図（ａ）〜（ｅ）において示されている略正方形の
枠は被照合パターンメモリの領域を示すものである。

被照合パターンメモリ２０に記憶された被照合指紋の２
値画像は有効領域検出部３０により、以下の如くして有
効領域パターンに変換される。

塗りつぶし処理部３１は被照合パターンメモリ２０をＸ
方向に沿って主走査し且つＸ方向に沿って副走査し、Ｘ
方向の一の走査線において、長さし以上の連続した黒画
素を最初に検出すると、連続した黒画素の先頭画素を塗
りつぶし開始点とし、更に長さし以上の連続した黒画素
を最後に検出すると連続した黒画素の最後尾画素を塗り
つぶし終了点として、前記塗りつぶし開始点から終了点
までの線分上にあるすべての画素に対しては符号“１”
を出力し、それ以外の画素に対しては符号“０”を出力
して第１の有効領域パターンを作成する。

第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の２値画像に対応するＬ
−１の場合の第１の有効領域パターンを示すものである
が、図中、２１（斜線を施した部分）は、符号“１”の
領域を示す。この場合、被照合指紋の２値画像中に照合
処理上不用あるいは有害と思われる孤立点が存在すると
きには、例えば、第２図（ａ）に示す孤立点２２に対し
ては、第２図（ｂ）の２３に示す如く、Ｘ方向に沿った
帯状パターンが第１の有効領域パターン中に発生する。

また、第２図（ｃ）は、第２図（ａ）の２値画像に対応
するＬ＞１の場合の有効領域パターンを示すものである
が、第２図（ｂ）で示したＬ−１の場合に比較してＸ方
向に沿った帯状パターンの発生箇所が少なく、より有効
な領域が抽出される。

一方、塗りつぶし処理部３２は、被照合パターンメモリ
２０をＸ方向に沿って主走査し且つＸ方向に沿って副走
査し、Ｘ方向の一の走査線において長さし以上の連続し
た黒画素を最初に検出すると、連続した黒画素を塗りつ
ぶし開始点とし、更に長さし以上の連続した黒画素を最
後に検出すると、連続した黒画素の最後尾画素を塗りつ
ぶし終了点として、前記塗りつぶし開始点から終了点ま
での線分上にあるすべての画素に対しては符号“１″を
出力し、それ以外の画素に対しては符号“０”を出力し
て、第２の有効領域パターンを作成する。なお、第２図
（ｄ）は第２図（ａ）の２値画像に対応するＬ＞１の場
合の第２の有効領域パターンを示すものである。

次に、有効領域計算部３３は、前記第１の有効領域パタ
ーンと前記第２の有効領域パターンとの論理積を求め、
この計算結果を有効領域パターンとして有効領域パター
ンメモリ４０に記憶する。

これにより前記塗りつぶし処理部３１及び塗りつぶし処
理部３２においてともに有効領域と判定された画素に対
してのみ符号“１”が有効領域パターンメモリ４０に書
き込まれることになる。

第２図（ｅ）は、第２図（ａ）の２値画像に対応する有
効領域計算部３３の出力画像を示すもので、第２図（ｅ
）に示した第１の有効領域パターンと第２図（ｄ）に示
した第２の有効領域パターンとの論理積で与えられたも
のである。

このようにして得られた有効領域パターンは有効領域パ
ターンメモリ４０に記憶され、有効領域パターンに関す
る動作が完了する。

指紋の照合を行なう場合は、予め記憶登録された登録指
紋パターン群中の任意の登録指紋の２値画像を登録パタ
ーンメモリ５０に一時記憶させ、照合前処理部６１にて
、前記登録指紋の２値画像に対し回転、平行移動等の変
換を施し、照合判定部６２にて変換後の登録指紋の２値
画像と前記被照合指紋の２値画像とを、前記有効領域パ
ターンメモリ４０において、有効領域パターンが符号“
１”を示すパターン領域に対してのみ比較・照合を行な
い、これらが同一の指紋か否かを判定させる。

なお、具体的な照合方法としては、例えば照合前処理部
６１を介して入力された登録指紋の２値画像中の適当な
画素（符号“１”）をサンプリングし、これに対応する
有効領域パターンメモリ４０上の画素を読出し、その符
号が“１″が“０”かを調べ、′０”であればこのサン
プル点を無効、“１”であれば有効とし、更に前記サン
プル点が有効である場合は、これに対応する被照合パタ
ーンメモリ２０上の画素を読出し、その符号が“１＃か
“０“かを調べ、′１”であれば一致、“ｏｌであれば
不一致とし、この登録指紋の２値画像と被照合指紋の２
値画像とのチエツクを、所定のサンプル点の個数だけ繰
返し、不一致であったサンプル点の占める割合をある閾
値と比較し、不一致の割合が前記閾値より大であれば、
両者は異なる指紋と判定し、小であれば同一の指紋と判
定する。

このように第１の実施例によれば、被照合指紋の２値画
像中で有効と思われる領域に対してのみ照合処理を行な
うので、被照合指紋の２値画像の全領域に対して照合を
行なう場合に比較して、精度の高い判定を行なうことが
できる。

＝　　１５　− なお、本第１の実施例では、指紋画像の背景部が白の場
合を例として説明したが、逆に、指紋画像の背景部が黒
の場合も本発明が適用できることは明白である。

第３図は前記第１の塗りつぶし処理部３１をマイクロプ
ロセッサによって実現する場合のプログラムを示す流れ
図で、図中、Ｘ及びＹは被照合パターンメモリ２０上の
Ｘ及びＸ座標値、Ｘ１ｌａＸ及びＹＩＩｌａｘは被照合
パターンメモリ２ｏのＸ及びＸ方向の総画素数、ＸＳ及
びＸＥは塗りつぶし開始点及び塗りつぶし終了点のＸ座
標値、ＲＬは連続する黒画素の連続数、Ｌは連続数ＲＬ
と比較すベキ正の整数、Ｐ　（Ｘ、Ｙ）は被照合パター
ンメモリ２０上の画素（Ｘ、Ｙ）の内容、Ｑ　（Ｘ、Ｙ
）は画素（Ｘ、Ｙ）に対する塗りつぶし処理部３１の出
力データである。

なお、第２の塗りつぶし処理部３２をマイクロプロセッ
サによって実現する場合のプログラムは、前記第３図に
おいてＸ方向に関わる値とＸ方向に関わる値とを入替え
れば良い。また、指紋画像の背景部が黒の場合には、前
記第３図において白画素に関する記述と黒画素に関する
記述とを入替えれば良い。

また、第４図は本発明の指紋照合装置の第２の実施例を
示すものである。本第２の実施例と前述の第１の実施例
との相違は、被照合パターンメモリ２０と登録パターン
メモリ５ｏの出力の接続先を入替えたことにある。即ち
、被照合パターンメモリ２０の出力は、照合部６ｏの照
合前処理部６１に接続され、一方、登録パターンメモリ
５゜の出力は、有効領域検出部３ｏの第１及び第２の塗
りつぶし処理部３１．３２と照合部６ｏの照合判定Ｎ６
２に接続されている。このような接続にすることにより
、登録指紋の２値画像から第１の実施例と同様の方法で
有効領域を抽出し、被照合指紋の２値画像との照合、判
定を行なうことができる。また、省略した第４図におけ
る各部構成及び作用は第１の実施例と同じであり、効果
についても同程度のものが得られる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、被照合指紋または
登録指紋に対応する白、黒の２値画像を走査して読出し
、各走査線ごとに有効領域を抽出し、この有効領域に対
してのみ被照合指紋の２値画像と登録指紋の２値画像と
の照合を行なうので、被照合指紋または登録指紋の２値
画像の全領域に対して照合を行なう場合に比べて、精度
の高い判定行なうことができ、指紋照合装置の信頼性を
向上できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の指紋照合装置の第１の実施例を示す構
成図、第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る有効領域検
出部の動作説明図、第３図は塗りつぶし処理部をマイク
ロプロセッサにて実現した場合のプログラムを示す流れ
図、第４図は本発明の指紋照合装置の第２の実施例を示
す構成図である。 １０・・・画像入力部、２０・・・被照合パターンメモ
リ、３０・・・有効領域検出部、４０・・・有効領域パ
ターンメモリ、５０・・・登録パターンメモリ、６０・
・・照合部。 （Ｃ） （ｄ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力された被照合指紋パターンを予め登録された
   登録指紋パターンと照合する指紋照合装置において、指
   紋の画像を白、黒の２値画像に変換する画像入力部と、
   該画像入力部より入力された被照合指紋の２値画像を一
   時的に記憶する被照合パターン記憶部と、予め記憶登録
   された登録指紋パターン群中の任意の登録指紋パターン
   を一時的に記憶する登録パターン記憶部と、前記被照合
   パターン記憶部に記憶された被照合指紋パターンまたは
   前記登録パターン記憶部に記憶された登録指紋パターン
   のデータを走査して読出し、各走査線ごとに有効なデー
   タ領域を検出する有効領域検出部と、前記有効領域検出
   部からの検出結果を一時的に記憶する有効領域記憶部と
   、前記有効領域記憶部に記憶された有効なデータ領域に
   対してのみ、前記被照合パターン記憶部に記憶された被
   照合指紋パターンと前記登録パターン記憶部に記憶され
   た登録指紋パターンとを照合する照合部とを設けたこと
   を特徴とする指紋照合装置。
2. （２）有効領域検出部は、被照合パターン記憶部に記憶
   された被照合指紋パターンまたは登録パターン記憶部に
   記憶された登録指紋パターンのデータを走査して読出し
   、各走査線ごとに前記被照合指紋パターンまたは登録指
   紋パターンの背景部の反対色が最初に検出された位置を
   塗りつぶし開始点とし、最後に検出された位置を塗りつ
   ぶし終了点として、前記塗りつぶし開始点から塗りつぶ
   し終了点までの線分上にあるすべての画素を有効なデー
   タ領域とするようになしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の指紋照合装置。
3. （３）有効領域検出部は、一の方向を主走査方向とし該
   一の方向と直交する他の方向を副走査方向として、被照
   合パターン記憶部に記憶された被照合指紋パターンまた
   は登録パターン記憶部に記憶された登録指紋パターンの
   データを走査して読出し、各走査線ごとに前記被照合指
   紋パターンまたは登録指紋パターンの背景部の反対色が
   最初に検出された位置を塗りつぶし開始点とし、最後に
   検出された位置を塗りつぶし終了点として、前記塗りつ
   ぶし開始点から塗りつぶし終了点までの線分上にあるす
   べての画素を有効なデータ領域の候補として検出する第
   １の塗りつぶし処理部と、前記他の方向を主走査方向と
   し前記一の方向を副走査方向として、被照合パターン記
   憶部に記憶された被照合指紋パターンまたは登録パター
   ン記憶部に記憶された登録指紋パターンのデータを走査
   して読出し、各走査線ごとに前記被照合指紋パターンま
   たは登録指紋パターンの背景部の反対色が最初に検出さ
   れた位置を塗りつぶし開始点とし、最後に検出された位
   置を塗りつぶし終了点として、前記塗りつぶし開始点か
   ら塗りつぶし終了点までの線分上にあるすべての画素を
   有効なデータ領域の候補として検出する第２の塗りつぶ
   し処理部と、前記第１の塗りつぶし処理部及び前記第２
   の塗りつぶし処理部において有効なデータの候補である
   と判定されたすべての画素を有効なデータ領域とするよ
   うになす有効領域計算部とからなることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の指紋照合装置。
4. （４）有効領域検出部においては、被照合指紋パターン
   または登録指紋パターンの背景部の反対色であって、そ
   のラン長がＬ以上（Ｌは正の整数）である画素が最初に
   検出された位置を塗りつぶし開始点とし、最後に検出さ
   れた位置を塗りつぶし終了点とするようになしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第（２）項または第（３）項
   記載の指紋照合装置。