JPH02153478A

JPH02153478A - 個人照合装置

Info

Publication number: JPH02153478A
Application number: JP63309063A
Authority: JP
Inventors: Hironori Yahagi; 裕紀矢作; Seigo Igaki; 井垣　誠吾
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1990-06-13

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、個人照合装置に関し、詳しくは、指紋を用い
て個人を識別する個人照合装置に関する。

近年、電算機が社会全般に普及するに伴い、保全性（セ
キュリティ）を如何に確保するかという点において世間
の関心が集まっている。電算機室ヘの入室や端末利用の
際の本人確認の手段としては、従前、ＩＤカードや暗証
番号によるものが一般的であった。しかし、ＩＤカード
は磁気情報が複製されてしまうとこの偽造カードを用い
て容易に侵入される。また、暗証番号は、通常、憶えや
すい生年月日や電話番号等とすることが多く、本人の周
辺情報を調べることで簡単に見破られることもある。

これに対して指紋は、「万人不同」・「終生不変」とい
う三大特性を持つため、本人の確認の最も有力な手段と
考えられ、指紋を用いた簡便な個人照合システムに関し
多くの研究開発が行われている。

〔従来の技術〕

指紋を用いた個人照合装置の開発では、本人の指紋像を
実時間で鮮明に入力することのできる実時間指紋センサ
を実現すること、登録済の特徴情報と入力した指紋とを
、実用上十分な信頼度を保ちつつ、高速に照合するアル
ゴリズムを開発することの両者が鍵となる。

実時間指紋センサでは、歪みの無い鮮明な指紋像を、前
の使用者の残留指紋に影響されずに入力することが必要
であり、このため、レーザを光源とし、ホログラムと平
板状全反射導光板とを組み合わせた新しい構成のホログ
ラフィック指紋センサを本発明者は開発している。

一方、アルゴリズムの開発では、入力時の力の加わり方
の違いや、ガラスに指を付けたまま移動させることによ
って生じる指紋像の歪みに柔軟に対応することが必要で
あり、このため、いわゆる部分パターンマツチング法の
持つ冗長性と、特徴抽出法のもつ構造解析性とを兼ね備
えたムービング・ウィンド・アルゴリズムを本発明者は
新たに開発している。

一般に、指紋のように線（隆線や谷線）を主体とした画
像を２値化する場合、線の太さに関する情報はさほど重
要ではない。したがって、指紋を２値図形化する際には
、線の中心線を抽出し、この抽出された線で指紋の隆線
や谷線を現す手法、いわゆる細線化処理が行われる。細
線化処理は情報を圧縮する手法としても有効であり、画
像の高速処理に貢献する。このような細線化処理の一例
としては、隆線領域の最も外側にある画素を内部領域が
な（なるまで（り返し削除していき、削除されずに残っ
た画素の連なりを中心線とするものがある。具体的には
、与えられた２値図形における任意の図形領域Ｄｏから
その輪郭線を構成する画素で多重点でない画素を削除し
、その結果得られる図形をＤｌとする。同様に、Ｄｌか
らＤ２、Ｄ２からＤ３、・・・・・・・・・・・・とい
った処理を削除する画素がなくなるまで繰返す。そして
、最終的に得られた図形をＤｎとすれば、ＤｎがＤＯの
中心線となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の個人照合装置にあって
は、その細線化処理において、各画素毎に削除あるいは
非削除の判定を行う構成となっていたため、指紋の紋様
は一般に複雑で、その紋様を現す画素数も多いことから
、処理速度に時間がかかるといった問題点があった。

そこで、本発明は、画素毎の削除、非削除といった複雑
なアルゴリズムによらずに細線化像を得るようにし、画
像処理、特に細線化処理の高速化を図ることを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る個人照合装置は、上記目的を達成するため
に、入力された指紋画像を細線化処理し、該細線化デー
タに基づいて特定個人の指紋の登録・照合を行う個人照
合装置において、前記指紋画像内の汗腺の位置を検出す
る汗腺検出手段と、同一の隆線上に属する汗腺を選別す
る選別手段と、該選別手段により選別された同一隆線上
に属する汗腺同士を線分で連結する連結手段と、を備え
て構成している。

〔作用〕

本発明では、同一隆線に属する汗腺同士が線分で連結さ
れ、この線分によって細線化像が作られる。したがって
、画素単位に細線化処理をしなくてもよくなり、処理の
高速化が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜６図は本発明に係る個人照合装置の一実施例を示
す図である。

まず、構成を説明する。第１図は個人照合装置の機能を
示すブロック図であり、この図において、個人照合装置
は例えば、１６ビツトのパーソナルコンピュータを含ん
で構成され、大きく分けて指紋センサ１、濃淡画像記憶
装置２、二値化回路３、二値化像記憶装置４、汗腺検出
回路（汗腺検出手段）５、調査回路（選別手段）６、汗
腺の座標管理簿７、汗腺の組合わせ管理簿８、Ｈ字型構
造検出回路９、特徴抽出回路（連結手段）１０および登
録・照合回路１１により表わされる各機能部を有してい
る。

指紋センサ１は、例えばレーザを光源とし、ホログラム
と平板状導光板とを組合わせたタイプのものあるいはプ
リズムタイプのもので、指紋を撮像素子で受けて画像信
号に変換する。濃淡画像記憶装置２は指紋センサ１から
の画像信号をＡ／Ｄ変換する等して画像を記憶するもの
で、その記憶データは二値化回路３に送られて二値化さ
れる。

なお、上記二値化データは指紋の隆線（凸状で山の部分
）が“１゛′に、また、谷線（凹状で谷の部分）が“′
０”に対応するいわゆるシルエット化された二値図形で
ある。２値化像記憶装置４は上記二値化データを記憶し
、この二値化像記憶装置４の記憶データは汗腺検出回路
５に送られるとともに、汗腺間の線分上の画素を調査す
る調査回路６にも送られる。汗腺検出回路５は、二値化
像記憶装置４から送られてきた２値化データのなかから
汗腺の位置を検出するもので、その検出方法としては、
例えば、２値化データのなかから輪郭線の分岐点を見つ
け出し、そして、任意の二つの分岐点を結ぶ直線と直交
する検査線を引き、この検査線が所定の画素数以内で他
の輪郭線と交われば汗腺とみなす方法を用いてもよい。

因にこの方法は、汗腺の輪郭線は必ず閉曲線を構成し、
しがもその大きさは略−律であるといった原理に基づ（
。汗腺検出回路５で検出された汗腺の座標データは、汗
腺の座標管理簿７に送られ、この座標管理簿７は送られ
てきた多数の汗腺座標データを記憶して管理する。調査
回路６は汗腺の座標管理７８７上の管理データすなわち
多数の汗腺座標から１つの汗腺座標Ａを取出し、このＡ
を基準として、他の汗腺座標Ｃ，Ｄ、Ｅ、・・・・・・
・・・との間の画素を調査する。具体的には、第２図に
示すように、Ａを中心とした±ｉＶ画素四方の調査領域
内において、ＡとＢ、ＡとＣ，ＡとＤＳＡとＥのそれぞ
れの間に線分ＡＢＳＡＣ，ＡＤ、、ＡＥ、を想定し、各
線分上の点Ｃ（第３図参照）の座標を次式■に従って算
出する。

ｃ＝ｐ−ａ＋　（１−ｐ）　　・ｂ　・旧・・■（０＜
ｐ＜ｌ）但し、ａＳｂＳｃは、それぞれ線分をＡＢとした場合の
汗腺Ａ、Ｂおよび点Ｃの位置ベクトル。

上式■において、媒介変数Ｐを適当に変化させるとＣが
変化する。すなわち、第３図に示すようを変化させて、
この点Ｃの画素を調べると、例えば第２図に示すＡＢ、
ＡＤの場合にはその画素は連続して“°１“°であるか
ら、汗腺ＡとＢ、ＡとＤは同一の隆線上に属しているこ
とが調査される。

一方、ＡＣ，ＡＥについては、谷線をまたいでいるので
、その画素は谷線部分において“０“′となり、これら
の汗腺ＡとＣ，ＡとＥは同一隆線に属していないことが
調査される。調査回路６の調査結果、すなわち、同一隆
線に属している汗腺の組み合わせデータは、汗腺の組合
わせ管理簿８に送られ、この汗腺の組合わせ管理簿８に
おいて記憶されて管理される。Ｈ字型構造検出回路９は
、上記組み合わせデータのなかから「橋」による不要な
データを除くもので、「橋」は水分等によって谷線が埋
められることにより生じ、この橋はあたかも隆線と誤認
されるので完全にデータ中から除去しなければならない
。本実施例では、例えば第４図に示すような橋の場合、
この橋を通って任意の２つの汗腺同士を画素“１゛で連
続して結ぶ線分はない。したがって、汗腺の組合わせ管
理簿８に管理される組み合わせデータ中には、第４図に
示すような橋のデータは含まれない。また、第５図（ａ
）に示すような汗腺ＡＢの間に橋が存在している場合、
この場合には、汗腺ＡＢ間に線分ＡＢが引かれ、しかも
、このＡＢは画素“°１°“で連続しているので、隆線
と誤認する恐れがある。しかし、次の条件を与えること
によって橋による隆線を除去することができる。すなわ
ち、任意の汗腺から３つ以上の線分が引かれている場合
、この任意の汗腺と線分を共有する他の汗腺のなかで３
つ以上の線分が引かれている汗腺を調べる。そして、こ
の汗腺と上記任意の汗腺間の線分を「橋」によって作ら
れた誤ったものとして除去すればよい。その結果、第５
図（ｂ）に示すように例えば汗腺ＡＢ間に橋があったと
しても、この橋による隆線を除くことができる。特徴抽
出回路１０は、汗腺の組合わせ管理簿８に管理されてい
る同一隆線上に属する汗腺の組合わせデータを受け、こ
れら組合わされた汗腺同士を線分で連結して細線化像を
生成し、この細線化像から特徴点（例えばＹ分岐点や端
点）を抽出する。登録・照合回路１１は抽出された特徴
点を特定個人の指紋を代表する照合データとして登録す
るとともに、照合時、この照合データを用いて特定個人
の照合動作を行う。

次に、作用を説明する。

第６図は個人照合処理のうち、特に指紋登録のプログラ
ムを示すフローチャートであり、図中Ｐ＋〜ＰＩＯはプ
ログラムのステップ番号である。

まず、Ｐ、で登録しようとする特定個人の指紋画像を入
力する。本実施例では画像の大きさとして例えば２５６
Ｘ　２５６画素のものを用いる。次いで、Ｐ２で入力画
像を２値化する。この２値化において、例えば画像を１
６　Ｘ　１６画画素毎小領域に分割し各領域毎に濃淡画
像の平均濃度を求めその値をしきい値として２値化する
と、入力時の指押圧の不均衡などによる画像の濃淡分布
に対処できるので好ましい。

次いで、Ｐ、で２値化データのなかから多数の汗腺座標
を検出し、汗腺の座標管理’；ＩＪ　７に登録する。Ｐ
４〜Ｐ７では、１つの汗腺と近傍の他の汗腺とを結ぶ線
分上の画素を調べ“１”が連続すれば、その汗腺の組合
わせは同一の隆線上にあるとし、また、０”があれば谷
線をまたいで異なった隆線上にあるとしてその組合わせ
を除去するといった処理をすべての汗腺について調査す
る。次いで、Ｐ、〜ＰＩＧでは、すべての汗腺の組合わ
せに対して「橋」すなわちＩ（字型構造が存在している
か否かを判定し、存在していれば、その汗腺の組合わせ
を除去する。最後にＰｌ＋で、橋を含まない汗腺の組合
わせデータに基づいて作られた細線化像から特徴点を抽
出して登録し、必要に応じこの特徴点を用いて照合動作
を実行する。

以上述べたように、本実施例によれば、同一隆線上に属
する汗腺同士を連結して細線化像が作られる。したがっ
て、従来のように、隆線図形を形成する多数の画素のそ
れぞれについて、削除、非削除を判定するといった複雑
なアルゴリズムを用いなくてもよく、処理の高速化が図
られる。また、本実施例では、橋を容易に除去すること
もできる。

（発明の効果）本発明によれば、画素毎の削除／非削除といった複雑な
アルゴリズムによらずに、細線化像を得ることができ、
画像処理の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明に係る個人照合装置の一実施例を示
す図であり、第１図はその機能ブロック図、第２図はその汗腺同士の関係を調査する概念図、第３図
はその汗腺ＡＢ間の任意の点Ｃを説明する図、第４図はその汗腺と橋とが離れている場合の図、第５図
（ａ）（ｂ）はその汗腺と橋とが近い場合の図、第６図はその指紋登録プログラムのフローチャートであ
る。５・・・・・・汗腺検出回路（汗腺検出手段）、６・・
・・・・調査回路（選別手段）、１０・・・・・・特徴
抽出回路（連結手段）一実施例の汗腺同士の関係を調査
する概念図第２因第図第図一実施例の汗腺と橋とが離れている場合の図第４図 −１ｍ９１ｏｉ″５凶

Claims

【特許請求の範囲】入力された指紋画像を細線化処理し、該細線化データに基づいて特定個人の指紋の登録・照合
を行う個人照合装置において、前記指紋画像内の汗腺の位置を検出する汗腺検出手段と
、同一の隆線上に属する汗腺を選別する選別手段と、該選別手段により選別された同一隆線上に属する汗腺同
士を線分で連結する連結手段と、を備えたことを特徴とする個人照合装置。