JPH02153479A

JPH02153479A - 個人照合装置

Info

Publication number: JPH02153479A
Application number: JP63309067A
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
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JP2720995B2

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、安全性（セ
キエリティ）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。電算機室へ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。ＩＤカードは磁気情
報が複製されてしまうと対処できない。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（、本人の周辺情報を調べることで暗証番号が見破
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像と
を、実用上十分な信顛度を保ちつつ、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ＦＪ　Ｍ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
もつ冗長性と、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。

上記開発による具体的な従来技術として、本発明者はフ
レームメモリ、およびマツチング回路を付加した１６ビ
ツトパソコンと、独自開発のホログラフィック指紋セン
サからなる簡便な個人照合装置を試作し、本人確認約０
．７秒、他人排除約１．５秒という高速照合を確認して
いる。

〔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、指紋像を画像処理して特徴点（Ｙ字分岐点や端点な
ど）を抽出し、各特徴点を中心とした所定領域を、照合
用の窓として登録する構成となっていたため、仮に、特
徴点の類似した指紋同士（例えば、第４．５図に示すよ
うな２つの指紋）の場合には、これを識別して排除する
ことが困難であるといった問題点があった。

すなわち、指紋の紋様それ自体は万人不同、終生不変で
あるが、この紋様の極く一部でしかない特徴点は必ずし
も万人不同とは言い難い。したがって、抽出された特徴
点がまれに一致した場合には、他人の指紋であってもこ
れを同一人として照合してしまう恐れがあり、照合精度
の面で改善の余地がある。

そこで、本発明は、各人の指紋の「へそ」、すなわち、
紋様の中心点（例えば、うず巻形紋様の場合のうす中心
点に相当する）に注目すると、この中心点付近の隆線（
凸状で山の部分）および谷線（凹状で谷の部分）のパタ
ーン形状は、第４．５図に例示するように複雑で、多く
の場合各人毎に異なっている傾向が強く、すなわち、部
分抽出の特徴点に比して万人不同性が高いものであると
いった観点から、この「へそ」を中心とした所定領域の
指紋像を照合用のパターンデータに採用し、もって、照
合精度を向上させ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
、特定個人の指紋を代表するパターンデータを予め登録
し、該パターンデータに基づいて特定個人の指紋の照合
を行う個人照合装置において、指紋像の紋様のへそ位置
に相当する中心位置を検出する検出手段と、該へそ位置
を中心とする所定の領域で、前記指紋像を領域抽出し、
該抽出された領域の指紋像に基づいて前記パターンデ−
夕を生成する生成手段と、を備えて構成している。

〔作用〕

本発明では、登録時、指紋のへそを中心とした所定の領
域内の指紋像を用いてパターンデータが生成される。

したがって、へそを中心とした所定の領域内には、前記
特定個人を代表するに充分な複雑な紋様が含まれている
から、特徴点のみを用いた照合処理に比して照合精度の
向上が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜５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ビン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、細線化回
路５、汗腺・ひげ除去回路６、細線化像記憶装置７、特
徴抽出回路８、小領域選択回路９、キーボード等の入力
装置を含む表示装置ｌＯ１登録回路１１、辞書記憶装置
１２および照合回路１３により表わされる各機能部を有
している。

指紋センサｌ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２値図形である。

二値化像記憶装置４は上記２値化データを記憶し、この
二値化像記憶装置４の記憶データは細線化回路５に送ら
れ、また、汗腺・ひげ除去回路６との間でデータ授受さ
れて不要な汗腺やひげ等のノイズ成分除去が行われる。

細線化回路５は、ノイズ成分が除去された二値化像記憶
装置４の記憶データを隆線および谷線に細線化し、細線
化像記憶装置７は細線化データを記憶する。細線化像記
憶装置７の記憶データは小領域選択回路９に送られ、ま
た、特徴抽出回路８との間でデータ授受されて特徴点（
例えばＹ字分岐点や端点）の抽出が行われる。小領域選
択回路９は画面の中心から、辞書に用いる特徴点を中心
とした四角状の小領域を選択するとともに、中心領域指
定情報（すなわち、指紋像のへそ位置を示す位置情報）
に従ってへその近傍を領域指定し、この措定された領域
データを登録回路１１に送る。ここでえ上記中心領域指
定情報は、既存の手法により、自動的に検出されるもの
である。既存の手法としては、例えば、指紋像の上部か
ら細線化された隆線を順にたどっていく方法等がある（
［情報管理Ｊ　Ｖｏｌ、２６　　Ｎｏ、４　　Ｊｕｌｙ
１９８３　２５５ｐ　〜２６５ｐ）。

これは、細線化された指紋パターンの画像上方にある任
意の芯線上にスタートポイントＳ０を定め、Ｓｏから芯
線を１本下り、その芯線を左右にトレースして頂点ＳＩ
を求め、Ｓ、からさらに芯線を１木下ってその芯線の頂
点Ｓ２を求めるといった操作を、Ｓ、　、Ｓ、・・・・
・・と繰返していくと、ついには芯線を下ることができ
なくなる点（すなわち、紋様の中心点）に到達し、この
中心点の位置を「へそ位置」とするものである。

登録回路１１は、細線化像のなかから、既存手法により
自動的に検出された「へそ」を中心とする中心領域およ
びその中心領域に接する複数の周辺領域を抜き出し、そ
れらを、小頭°域選択回路９で選ばれた小領域と共に特
定個人の指紋を代表するパターンデータとして辞書記憶
装置１２に登録する。

以下、辞書記憶装置１２に登録されたデータを照合デー
タという。

なお、上記小領域選択回路９は検出手段としての機能を
有し、また、登録回路１１および辞書記憶装置１２は生
成手段としての機能を有している。

照合回路１３は二値化像記憶装置４からの二値化データ
（照合すべき指紋情報）と辞書記憶装置Ｉ２に登録され
た照合データとを比較して指紋の照合を行うもので、そ
の照合結果は、例えば図示しない表示ランプに出力され
る。

次に、作用を説明する。

第２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Ｐ１〜Ｐ７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
１６　Ｘ　１６画素毎の小領域に分割し、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揮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、Ｐ３で汗腺やひげ等を除去して２値化データの
信転性向上を図り、Ｐ４で細線化を行う。

Ｐ、では特徴点の抽出処理を行う。この処理は任意の細
線が途中で切れている場合には「端点」とし、また、分
岐している場合には「分岐点」として特徴点の抽出を行
う。Ｐ６では、前述した方法等によってへそ位置を検出
するとともに、このへそ位置に従って中心領域および周
辺領域を指定するといった小領域選択処理を実行する。

これは、第３図に示すような指紋像において、その「へ
そ」位置の中心領域■およびその■に接する複数の周辺
領域■〜■を選択する処理であり、これら■〜■の小領
域内には、当該指紋の特異なパターンが多く存在してい
る。そして、Ｐ７では選択された■〜■までの小領域を
登録する。なお、これに併せてステップＰ、で抽出され
た特徴点及びその近傍を含んだ小領域も登録すると信頬
性の面で一層好ましい。

このようにして登録された照合データは、照合時におい
て、照合対象の指紋データと比較されることとなるが、
照合において、位置合わせ等で大きな役割をはたすデー
タは特定個人の「へそ」を中心とした所定の領域（■〜
■までの小領域）内データであって、このデータの特異
性は特徴点のみのものに比して高いから、誤った照合動
作が抑えられる結果、照合の精度を向上させることがで
きる。

なお、本実施例では、■〜■までの小領域指定を二値化
データに対して行っているが、これに限らず、濃淡画像
や、細線化データに対して行ってもよい。

また、小領域の数は、■〜■までの９個に限定されるの
ではなく、１０個以上であってもよい。

第２図はその指紋登録処理プログラムのフローチャート
、第３図はその「へそ」を中心とした複数の小領域を示す
図、第４．５図は指紋の例をそれぞれ示す図である。

９・・・・・・小領域選択回路（検出手段）、〔発明の
効果〕本発明によれば、特に複雑な形状で隆線や谷線が集中す
る「へそ」を中心とした所定領域の指紋像を照合用のデ
ータとしているので、照合精度の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３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、一実施例の機能ブロック図第１図一実施例の「へそ」を中心とした複数の小領域を示す口筒図一実施例の指紋登録処理プログラムのフローチャート第
２図指紋の例を示す図第４図指紋の例を示す図第５図

Claims

【特許請求の範囲】特定個人の指紋を代表するパターンデータを予め登録し
、該パターンデータに基づいて特定個人の指紋の照合を行
う個人照合装置において、指紋像の紋様のへそ位置に相当する中心位置を検出する
検出手段と、該へそ位置を中心とする所定の領域で、前記指紋像を領
域抽出し、該抽出された領域の指紋像に基づいて前記パ
ターンデータを生成する生成手段と、を備えたことを特徴とする個人照合装置。