JPH01248284A

JPH01248284A - パターン画像処理装置

Info

Publication number: JPH01248284A
Application number: JP63076935A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takeda; 昌弘竹田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1989-10-03

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は、例えば指紋によって取引者の正否を判別す
る自動入出金機に適用されるパターン画像処理装置に関
する。

（従来の技術）一般に、銀行等における現金の取引や、クレジットカー
ドによる買物等においては、取引者が正当な権利が与え
られた本人自身であるか否かを確認する必要がある。

従来、この種の確認は、カード、印鑑、暗証番号等を使
用して行われていた。しかし、カード、印鑑の場合、紛
失や盗難が生ずることがあり、暗証番号の場合は、暗証
番号を忘れることがあるという不都合を有している。

そこで、近時、個人の身体的な特徴を用いた認証方式が
有力と考えられるようになってきた。なかでも、指紋は
個人性が著しいといわれ、個人認証の手段として有力な
ものである。

ところで、指紋パターンは、小領域（以下、ブロックと
称す）を単位として見ると、はぼ平行な直線パターンに
よって構成されており、各ブロック内の指紋の向きを代
表する方向が通常−つ決る。

これを例えば８方向に量子化し、この方向に対応した１
〜８の方向コードを与えることにより、指紋画像を方向
コードを使って記述することができる。

また、二つの指紋を照合する場合は、両者の方向コード
を適当な評価関数を使用して比較し、その結果に応じて
両指紋が一致するか、否かを判定することができる。

評価関数としては、対応する方向コードの差の二乗和を
とる方法が一般的であり、この値が小さいほど両指紋が
類似していると判断される。両指紋の最も良く対応する
位置は、両指紋を構成する方向コードの比較位置を変え
ながら、評価関数の値を調べ、この値が最小になる部分
を捜すことにより決定される。

ところで、上記指紋照合を行う場合、従来では方向コー
ドが設定されている１ブロック単位に照合位置をＸ、ｙ
方向に移動して、評価関数を計算する方法がとられてい
た。したがって、評価関数を計算して最も良く一致して
いると判定された場合においても、最大】ブロック分の
辺の長さの１／２以内のずれが生じている可能性があり
、照合のｆΔ顆性が劣ることがあった。

（発明が解決しようとする課題）この発明は、指紋照合を行う場合、指紋の方向コードが
設定されているブロックｍ位に照合位置を移動していた
ことによる照合精度の低下に係わる課題を解決するもの
であり、その目的とするところは、方向コードを決定す
る場合におけるブロック化の基準位置を１ブロック分の
辺の長さ以内で微小移動して方向コードを設定し、この
ようにして設定された方向コードに対して照合をとるこ
とにより、照合精度を十分に向上することが可能であり
、照合の信頼性を向上することが可能なパターン画像処
理装置を提供しようとするものである。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）この発明は、第１のパターン画像を小領域のブロックに
分割するブロック化手段と、前記ブロックに含まれるパ
ターン画像の特徴をコード化するコード化手段と、この
コード化された第１のパターン画像を、予めコード化さ
れ記憶手段に記憶された第２のパターン画像と照合する
照合手段とを具備したパターン画像照合装置において、
前記ブロック化手段によるパターン画像のブロック化の
基僧位置をブロックの１辺のサイズ内で変化させ、この
ブロック化の基準位置が変化された状態において各ブロ
ックに含まれるパターン画像の特徴を前記コード化手段
によってコード化し、このコード化された第１のパター
ン画像と第２のパターン画像を前記照合手段によって照
合させる制御手段とから構成されている。

（作用）この発明は、ブロック化手段によってパターン画像をブ
ロック化する場合、制御手段によってブロック化の基準
位置をブロックの１辺のサイズ以内の範囲において変化
可能とし、このブロック化の基準位置がずらされて、コ
ード化手段によってコード化された第１のパターン画像
を、照合手段によって、記憶手段に記憶されている第２
のパターン画像と照合することにより、照合精度を向上
することができ、照合の信頼性を向上可能としている。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図は、この発明が適用される自動入出金機を示すも
のである。この自動入出金機本体３１には、通帳挿入部
３２、ＩＣカード挿入部３３、現金出入口３４、入金や
払出し等の各種動作モードを設定するモード設定キー３
　ｓ　ａや、数値情報を人力するテンキー３らｂからな
る操作パネル３５、モード設定キー３５によって設定さ
れた動作モードに対応する案内等が表示される第１の表
示部３６が設けられている。

さらに、この自動入出金機本体１には、操作者が指紋を
人力する場合、指を当接する当接手段としての、プリズ
ム３７の表面が露出されている。

また、前記第１の表示部３６の近傍には、人力された指
紋画像を表示する第２の表示部３８が設けられるととも
に、この指紋画像の入力を指示するスイッチ３つが設け
られている。

第１図は、第２図の回路構成を示すものであり、第１図
と同一部分には同一符号を付す。

第１図において、プリズム３７の近傍には、プリズム３
７の表面に光を照射する光源４０が設けられるとともに
、プリズム３７の表面に当接された指からの反射光を受
光し、指紋画像を撮像する例えばＣＣＤカメラ４１が設
けられている。このカメラ４１から出力される指紋画像
は、Ａ／Ｄ変換回路４２に供給され、ディジタル信号に
変換されるようになっている。

また、ＣＰＵ４Ｂは、自動入出金機本体１全体の制御を
行うものであり、このＣＰＵ４３には、前記操作パネル
３５、第１、第２の表示部３６．３８、スイッチ３９、
および通帳挿入部３２に挿入された通帳を処理する図示
せぬ処理装置、現金出入口３４に人出力される現金を処
理する図示せぬ処理装置等が接続されるとともに、前記
ＩＣカード挿入部３３に装着されたＩＣカード４４と情
報の授受を行うＩＣカード読取書込装置４５が接続され
、さらに、前記Ａ／Ｄ変換回路４２、このＡ／Ｄ変換回
路４２の出力を記憶する画像メモリ４６が接続されてい
る。

上記構成において、先ず、指紋を登録する場合について
、第３図乃至第７図を参照して説明する。

先ず、指紋が登録される一ＩＣカードの真偽が判別され
る。即ち、操作パネル３５のモード設定キー３５ａによ
って、指紋の登録モードを設定した状態において、ＩＣ
カードをＩＣカード挿入口３３に挿入し、テンキー３５
ｂから暗証番号を入力する。この人力した暗証番号がＩ
Ｃカード４４のメモリ４４ａに記憶されている暗証番号
と一致している場合、このＩＣカードが正規のＩＣカー
ドと判別され、指紋の登録処理が開始される。

即ち、第１の表示部３６に指紋登録の案内が表示され、
この表示に従って、指をプリズム３７の表面に当接する
と、光源４０によって指に光が照射され、この指の表面
から反射された光は、カメラ４１に入射される（ステッ
プ５ＴＩ）。このカメラ４１から出力される指紋画像は
、Ａ／Ｄ変換回路４２によってディジタル信号に変換さ
れ、画像メモリ４６に記憶される（ステップ５Ｔ２）。

このディジタル信号とされた指紋画像は、第４図に示す
如く、ＬＸＬ個の画素によって構成されており、この指
紋画像を例えばｎＸｎの小ブロックに分割すると、各ブ
ロックの辺長は、ｘ１ｙ方向ともＬ　／　ｎとなる。例
えばＬ−５１２画素、ｎ−１６とすると、各ブロックは
３２Ｘ３２画素によって構成されることとなる。前記カ
メラ４１から出力される指紋画像の分解能を１６本／１
ｎｒａとすると、各ブロックの大きさは、指紋上で２Ｘ
２■２に相当し、この内部において、指紋の隆線はほぼ
平行な３〜４本の直線となる。

次に、上記小ブロツク内に含まれる指紋画像の最も有力
な方向が、例えば周知の３×３マスク法によって求めら
れる（ステップ５Ｔ３）。この求められた各ブロック内
の方向は、第５図に示す量子化の方向に従って８方向に
量子化され、第６図（ａ）に示す如く、方向に対応した
１〜８まての整数からなる方向コードによって表わされ
る（ステップ５Ｔ４）。この方向コードによって表わさ
れた指紋画像は画像メモリ４６に記憶される。尚、指紋
のない背景部分には“Ｏ゛が設定されている。

また、第２の表示部３８には、前記８方向に量子化した
状態の指紋画像が、第７図に示す如く表示される（ステ
ップ５Ｔ５）。

指紋画像の人力範囲の指定は、例えば６×６ブロツクに
よって構成される範囲と定められており、この６×６ブ
ロツクの左上角の座標を例えばテンキー３５ｂによって
、指定するようになされている。

即ち、第７図に示す表示状部において、任意の座標位置
Ｓを、テンキー３５ｂによって（６，５）と入力すると
、この座標位置Ｓを基準として６×６ブロソクの範囲が
指定され、この指定された範囲に対応する方向コード（
第６図（ｂ）に示すＳＱによって囲まれた範囲の方向コ
ード）が、画像メモリ４６から読出される。この読出さ
れた方向コードは、ＩＣカード読取書込装置４５を介し
てＩＣカード４４のメモリ４４ａに記憶され（ステップ
ＳＴ６．７）、指紋の登録動作が終了される。

次に、例えば払出し等の取引動作を行う場合における指
紋照合動作について、第８図乃至第１０図を参照して説
明する。

操作パネル３５のモード設定キー３５ａを操作して、払
出しモードを設定した状態において、ＩＣカードをＩＣ
カード挿入口３３に挿入し、テンキー３５ｂから暗証番
号を入力する。この入力した暗証番号が、ＩＣカード４
４のメモリ４４ａに記憶されている暗証番号と一致して
いる場合、第１の表示部３６に指紋照合案内が表示され
る。

この表示に従って、指をプリズム３７の表面に当接する
と、前述した々目＜、指紋画像がカメラ４１によって撮
像され（ステップ５Ｔ１１）、この撮像された指紋画像
は、２値化、３×３マスク処理が行イつれる（ステップ
５Ｔ１２．１３）。この後、前記３×３マスク処理され
た指紋画像のブロック化の基準位置を示すポインタＰが
“１”に初期設定されるとともに、ＣＰＵ４３の図示せ
ぬ内部メモリＡか十分大きな値に初期設定される（ステ
ップ５Ｔ１４．１５）。この状態において、前記指紋筒
１象がポインタＰによって指定されている位置を基準と
してブロック化され、このブロック化された各ブロック
内の指紋画像の方向コードか、第９図（ａ）に示す如く
、画像メモリ４６に設定される（ステップ５Ｔ１６）。

第１０図は、ブロック化の基準位置を示すものである。

前述したように、ＬＸＬ個の画素によって構成されてい
る指紋画像をｎｘｎの小ブロックに分割した場合、各ブ
ロックの辺長は、Ｘ％Ｙ方向ともＬ　／　ｎとなり、こ
のブロックの１辺を例えば４等分した各位置がブロック
化の基準位置とされている。前記ポインタＰは、この基
準位置を示すものであり、ポインタの値と基準位置に付
されている１〜１６の番号とは対応されている。

次に、後述する評価関数の計算結果が記憶される、ＣＰ
Ｕ４３の図示せぬ内部メモリＢに十分大きな任意の値が
設定され、この内部メモリＢが初期化される（ステップ
５Ｔ１７）。そして、画像メモリ４６内に記憶されてい
る方向コードと、ＩＣカード４４のメモリ４４ａに記憶
されている方向コードとの類似度が求められる（ステッ
プ５Ｔ１８）。この類似度は、例えば画像メモリ４６に
記憶されている１６Ｘ１６ブロツクの方向コードを、第
９図（ｂ）に枠ＳＱ１．１で示す如＜、６Ｘ６ブロツク
づつ指定し、この指定された範囲の方向コードと、ＩＣ
カード４４に記憶されている方向コードとの評価関数を
計算することによって求められる。この評価関数は、例
えば対応する方向コードの差の２乗和をとるものであり
、この値が小さいほど指紋が類似しているものと判断さ
れる。

即ち、ＩＣカード４４のメモリ４４ａに記憶された方向
コードをＰＰＩ　　（１％　　Ｊ）と表わし、画像メモ
リ４６に記憶されている方向コードのうち、枠ＳＱ１．
１によって指定された範囲内の方向コード（ＳＱ＋　、
２〜５Ｑ１１．１１も同様）をＰＰ２　　（ｉＳ　ｊ）
と表わすと、評価関数ＥＶは、ｄｉ　ｊ＝ｌＰＰ１　　
（ｉ、ｊ） −ＰＰ２　　（ｉ、ｊ）ｌと表わされる。但し、ＰＰ２　（ｉ、ｊ）矢０ｄｄｉ　ｊ−ｄｉ　ｊ　　（ｄｉ　ｊ≦４）ｄｄ　ｉ　
ｊ−８−ｄ　ｉ　ｊ　　（ｄ　ｉ’ｊ　＞４）である。

このようにしてＳ　Ｑ　１．１の評価関数ＥＶを求めた
状態において、この評価関数ＥＶと前記内部メモリＢに
記憶された値とか比較される（ステップ５Ｔ１９）。こ
の結果、評価関数ＥＶが内部メモリＢの値より大きい場
合は内部メモリＢの値が保持され、小さい場合は、内部
メモリＢの値が評価関数ＥＶによって書換えられる（ス
テップ５Ｔ２０）。

この後、画像メモリ４６の方向コード全てについて照合
が終了したか否かが判別され（ステップ５Ｔ２０）、こ
の結果、全て終了していない場合は、制御が前記ステッ
プＳＴ１ｇに移行され、第９図（ｂ）に枠ＳＱ１．２で
示す如く、照合位置を１ブロツクずらして、前述した処
理が行われる。

このようにして、同図に枠５Ｑ１１．１１で示す範囲ま
での評価関数の計算が終了したか否かが判別される（ス
テップＳＴ２１）。この結果、終了の場合は、前記内部
メモリＢに記憶された評価関数の値が前記内部メモリＡ
に記憶された値より小さいか否かが判別される（ステッ
プ５Ｔ２２）。

この結果、内部メモリＢに記憶されている値が、内部メ
モリＡに記憶されている値より大きい場合は、内部メモ
リＡの値が保持され、小さい場合は内部メモリＡの値が
内部メモリＢの値によって書換えられるとともに、ポイ
ンタＰの値がＣＰＵ４３の内部メモリＣに記憶される（
ステップ５Ｔ２３．２４）。

この後、前記ポインタＰの値がカウントアツプされ（ス
テップ５Ｔ２５）、このポインタＰの値が“１７”を越
えているか否かが判別される（ステップ５Ｔ２６）。こ
の結果、ポインタＰの値が“１７″以下の場合は、制御
が前記ステップ５Ｔ１６に移行され、ポインタＰに設定
されている値“２″に従って指紋画像のブロック化の位
置が第１０図に示す“２″番の位置に移動され、この位
置を基県としてブロック化、およびこのブロック化され
た各ブロック内の方向コードが設定される。

そして、この方向コードとＩＣカード４４に記憶されて
いる指紋とで、前述した評価関数の計算が行われる。

このようにして、ポインタＰの値が“１７″以上となる
と、前記内部メモリＡに記憶されている評価関数の値と
予め設定された閾値とが比較される（ステップ５Ｔ２７
）。ここで、前記内部メモリＡには、ブロック化の基準
位置を移動してブロック化した状態において求めた評価
関数のうち、最小の値が記憶されている。したがって、
この内部メモリＡに記憶されている評価関数の値が所定
の閾値より小さい場合は、ＩＣカード４４に登録されて
いる指紋と、入力された指紋とが一致しているものと判
別され、取引動作が開始される（ステップ５Ｔ２８）。

また、評価関数の値が閾値より大きいものと判別された
場合は、ＩＣカード４４に記憶されている指紋と入力さ
れた指紋とが不一致であると判別され、この場合は、例
えば指紋の再入力を指示する案内が行われ（ステップ５
Ｔ２９）　、制御が再び前記ステップ５Ｔ１１に移行さ
れる。

上記実施例によれば、指紋画像に対するブロック化の基
準位置をブロックの１辺のサイズの範囲内において移動
可能とし、ブロック化の基準位置を移動した状態におい
て、ＩＣカード４４に記憶されている指紋画像との評価
関数を求め、この評価関数の最小値を求めるようにして
いる。したがって、従来、ブロックの辺の長さの１／２
以内で生していた位置ずれを基準位置相互間以内に減少
させることができ、照合精度の向上を図ることができる
ものである。

尚、前記メモリＣには、評価関数が最小となるブロック
化の基準位置が記憶されているため、これを指紋の位置
合せに使用することができる。

また、この実施例を指紋照合の前処理として指紋の位置
合せを行ない、この後、指紋に含まれる端点、分岐点を
用いて正確に照合することも可能である。

さらに、上記実施例では、指紋をＩＣカードに登録する
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、例えば指紋情報を自動入出金機が接続されるセンタ
の記憶装置に記憶することも可能である。

また、登録された指紋と入力された指紋の照合方法は、
上記実施例に限定されるものではない。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］以上、詳述したようにこの発明によれば、ブロック化手
段によってパターン画像をブロック化する場合、制御手
段によってブロック化の基準位置をブロックの１辺のサ
イズ以内の範囲において変化可能とし、このブロック化
の基準位置がずらされて、コード化手段によってコード
化された第１のパターン画像を、照合手段によって、記
憶手段に記憶されている第２のパターン画像と照合する
ことにより、照合精度を向上することができ、照合の信
頼性を向上することが可能なパターン画像処理装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
はこの発明が適用される自動入出金機を示す斜視図、第
３図乃至第７図はそれぞれ指紋の登録動作を説明するた
めに示す図、第８図乃至第１０図はそれぞれ指紋の照合
動作を説明するために示す図である。１・・・自動入出金機、３５・・・操作パネル、３６・
・・第１の表示部、３７・・・プリズム、３８・・・第
２の表示部、３９・・・スイッチ、４０・・・光源、４
］・・・カメラ、４３・・ＣＰＵ、４４・・ＩＣカード
、４５・・・ｒｃカード読取書込装置。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦４ａ第　１　図 ζ′；　２０第３図第　４　図第　５　図４．６　　　　　　　　　　　　　４．６第　６　口第　７　諺ノ′ （ａ　、　　　　　　　　　　（ｂ、　ＳＱ＋＋、ｎ第
　９（２１

Claims

【特許請求の範囲】第１のパターン画像を小領域のブロックに分割するブロ
ック化手段と、前記ブロックに含まれるパターン画像の
特徴をコード化するコード化手段と、このコード化され
た第１のパターン画像を、予めコード化され記憶手段に
記憶された第２のパターン画像と照合する照合手段とを
具備したパターン画像照合装置において、前記ブロック化手段によるパターン画像のブロック化の
基準位置をブロックの１辺のサイズ内で変化させ、この
ブロック化の基準位置が変化された状態において各ブロ
ックに含まれるパターン画像の特徴を前記コード化手段
によってコード化し、このコード化された第１のパター
ン画像と第２のパターン画像を前記照合手段によって照
合させる制御手段と、を具備したことを特徴とするパタ
ーン画像処理装置。