JPH0248776A - 指紋照合方法および装置 - 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】 〔概　要〕 照合すべき対象の指紋画像と指紋の辞書画像とを照合し
て、一致または不一致を判断する指紋照合方法および装
置に関し、 照合に際し各小領域間の距離を考慮にいれて行うように
し、誤照合を防止することを目的とし、照合する指紋画
像および辞書画像を２値化し、２値化信号から特徴点を
含む小領域を取り出し、２つの画像の位置を合わせ、２
つの画像をパターンマツチングにより照合して不一致の
ものは位置合わせを繰返し、前記小領域について各画像
ごとにその距離を算出し、辞書画像における算出距離が
第１のしきい値以下であるものを辞書として登録し、対
応する辞書と照合すべき対象の小領域相互間の距離を比
較し、辞書画像と指紋画像の間で、対応する前記小領域
間の距離の差が第３のしきい値以下である数を算出し、
その数が第４のしきい値未満ならば誤照合とし、以上で
あれば一致すると判断するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、照合すべき対象の指紋画像と指紋の辞書画像
とを照合して、一致または不一致を判断する指紋照合方
法および装置に関する。

近年、電子計算機が社会の各方面に導入されるに伴い、
システムの安全性を如何に確保するかという点に関係者
の関心が集まっている。電子計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、これまで用いられてき
たＩＣカードやパスワードには安全確保の面から多くの
疑問が提起されている。これに対して指紋は「万人不同
」、「終生不変」という二人特徴を持つため、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
照合システムが待望されている。本発明はこのような分
野に用いられるものである。

〔従来の技術］ 従来技術としては、辞書画像の小領域（分岐または端点
のような特徴点を含む小さな領域）の１つを使って位置
合わせを行った後、すなわち、第６図に示すように、辞
書画像の小領域部分ｍｌを照合画像中の同じ位置に重ね
て、そこを出発点にして、渦巻状に走査する。そして走
査中の各位置でパターンマツチングを行う。マツチング
度がしきい値以上の箇所を位置合わせ候補点とし、元の
出発点との間で移動ベクトルを算出する。残りの小領域
（第７図ｍ２およびｍ、）を入力画像の上で移動ヘクト
ル分だけ平行移動し、さらに、渦巻状に走査させ、パタ
ーンマツチングを行い両指紋画像の照合を行う方法があ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の方法においては、第８図に示すように、各小領域
の走査範囲を拡げると、互いの位相関係を壊してしまい
、他人の指紋を誤照合する恐れがあった。

本発明の目的は、照合に際し各小領域間の距離を考慮に
いれて行うようにし、誤照合を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、特定発明として、第１図に例示する
ように、先ず辞書登録過程として、辞書に登録すべき指
紋画像を２値化する過程３２１と、該登録すべき指紋画
像から特徴点を中心とする小領域の抽出を行う過程Ｓ２
２と、該小領域の位置の座標、２値画像、および特徴点
の種類を辞書に登録する過程Ｓ２３と、該小領域間の相
互距離が第１のしきい値（ＴＨＩ）以下の小領域の組を
求め、該相互距離を登録する過程Ｓ２４を具備し、照合
過程として、照合対象指紋画像を２値化する過程Ｓｌと
、該照合対象指紋画像と該辞書における前記小領域の２
値画像データをパターンマツチングを行って位置合わせ
する過程Ｓ２と、前記位置合わせされた辞書の小領域画
像と対応する照合対象指紋画像の小領域画像とのパター
ンマツチングを行う過程Ｓ３と、前記パターンマツチン
グの結果、マツチング度がしきい値より大となる小領域
の個数が所定値（ＴＨ２）以下の場合、前記位置合わせ
の過程に戻り、所定値を超える場合次の過程（Ｓ５）へ
進む過程Ｓ４と、前記取り出された照合対象画像の小領
域について相互距離を算出する過程Ｓ５と、前記照合対
象画像の小領域間の距離を対応する辞書に登録された小
領域の相互距離とある組合せの数を算出する過程Ｓ７と
、第３のしきい値以下の距離差を有する組合せの数が成
るあらかじめ定められた第４のしきい値（ＴＨ４）未満
ならば誤照合と判断し、過程Ｓ２へ戻り、第４のしきい
値以上であれば該照合すべき指紋画像が辞書画像に一致
したと判定する過程Ｓ８とを具備する指紋照合方法が堤
供される。

〔作　用〕

前述の方法を用いれば、辞書画像と辞書と照合すべき照
合対象指紋画像のそれぞれにおいて、特徴点を含む小領
域を設定し、これらの組合せ、における距離の大きさに
よって選別し、選別された小領域の組合せについてその
距離を辞書画像における対応する値と比較することによ
って一層精度の高い照合が可能となる。

〔実施例〕

本発明の指紋照合方法を行う装置のブロック図が第２図
に示される。

この装置は画像入力回路１、前処理回路２、辞書入力回
路３、照合回路４、小領域間距離算出回路５、比較回路
６、および判断回路７を具備する。

画像入力回路ｌは撮像装置等を含み、照合すべき指紋を
撮像して画像信号に変換する。この画像信号は前処理回
路２に供給され、或レベルを境界として２値化され、デ
ィジタル信号に変換される。

辞書入力回路３からは登録された辞書としての指紋が２
値化出力として出力される。

辞書には、辞書として登録すべき指紋画像において、特
徴点（端点または分岐点）を中心付近に含む小領域を抽
出しく過程５２２）　、その小領域の位置を示す座標値
、小領域の２値画像、および特徴点の種類を示すコード
が格納される（過程Ｓ　２３）。

照合回路４では辞書における１つの小頭域（例えば中心
付近のものを選択する）に着目し、照合画像上の同じ位
置を出発点として渦巻状に走査し、各位置でパターンマ
ツチングを行う。そしてマツチング度がしきい値より大
となる点を位置合わせ候補点として、その点と出発点と
の間の移動ベクトルを算出して位置合わせを行い（過程
Ｓ２）、さらに辞書の残り小領域画像を前記移動ベクト
ルにより平行移動し、辞書の小領域と指紋画像の小領域
のパターンマツチングを行う（過程Ｓ３）。

この各小領域におけるマツチング度（整合度）があらか
じめ定められた所定値ＴＨ２より大きくなるケースが所
定値以上なら次の過程に進み、小さければ位置合わせが
適当でないとして位置合わせの過程造次して繰り返す（
過程Ｓ４）。平行移動の一例は第７図における直線の矢
印によって示される。

この繰返しによってもマツチング度がしきい値より大と
なる小領域数が所定値以上とならない時は、この照合対
象の指紋画像は辞書の指紋画像と一致しないと判断され
る。条件を満たす小領域数が所定値以上の時、照合対象
の指紋２値化画像と辞書２値化画像はその小領域の抽出
された信号が小領域間距離算出回路５へ供給される。

小領域間距離算出回路５では照合対象の指紋２値化信号
における小領域の間の距Ｍ　ＲＩ　Ｊ、例えば第４図に
おける小領域ｒｌ、ｒ２．ｒ３、およびｒ４、の間の距
離Ｒ１ｚ　ｒ　Ｒｉｓ　＋　Ｒ３４、およびＲＩ４、を
算出する（過程Ｓ５）。同様に辞書２値化信号における
小Ｎ域の間の距離ＤＩＪ、例えば第３の小領域ｄｌ、ｄ
２．ｄ３、およびｄ４の間の距離Ｄ　ｔ　ｚ　ｒ　Ｄ　
ｚｓ　ｒ　Ｄ　３ａ、およびＤＩ４、を算出し登録する
（過程５２４）。距離Ｄ　Ｉ　Ｊにおいて、成るあらが
しめ定められた第１のしきい値７８１以上のものは信頬
度が小さいとして距離データから除外される（過程５２
４）。第５図に示されるような小領域番号によって参照
された各小領域の組合せの交点の余白に対応して相互距
離が求められる。この組合せは中央の右下りの斜線の左
右何れか一方のみの通用でよい。

前述のような小領域の組合せにおける両小領域間の距離
が、辞書画像と照合対象画像の双方について算出され、
各々対応するものが比較回路６で比較される。そしてＩ
ＤＩＪ　　ＲＩＪＩ≦ＴＨ３を満足する組合せの数Ｐを
算出する（過程Ｓ７）。ここにＴＨ３は成るあらかじめ
定められた第３のしきい値である。判断回路７において
は、成るあらかじめ定められた第４のしきい値をＴＨ４
とした時ＰくＴＨ４を満足する時誤照合の可能性ありと
判断し、照合回路４の過程Ｓ２へ戻り、Ｐ≧ＴＨ４を満
足する時辞書の指紋と照合対象の指紋とは合致すると判
断する（過程Ｓ８）。

小領域の距離を算出するためには次のような方法が考え
られる。ただし、Ｘｌ、は２つの小領域の中心間を結ん
だベクトルのＸ座標であり、ＹＩＪは同じくＹ座標であ
る。

（Ａ）　　　Ｘ？、＋Ｙ？。

（Ｂ）　　　ＩＸ＋Ｊｌ＋ＩＹ＋Ｊ１ （Ｃ）２つの小領域の中心間に存在する隆線数（Ｄ）２
つの小領域の中心間に存在する谷線数隆線は指紋におけ
る盛り上がった線であり、谷線は指紋における富んだ線
である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、照合に際し各小領域間の距離を考慮に
いれて行い、誤照合を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の指紋照合方法の各過程を説明する流れ
図、 第２図は本発明の一実施例の指紋照合装置のブロック図
、 第３図および第４図は実施例における小領域とその距離
を説明する図、 第５図は小領域の間の距離を求める組合わせを説明する
図、 第６図および第７図は小領域による位置合わせ候補点の
検出および移動ベクトルによる他の小領域の平行移動を
説明する図、および 第８図は小領域の位相関係を説明する図である。 図において、 １・・・画像入力回路、　　２・・・前処理回路、３・
・・辞書入力回路、　　　４・・・照合回路、５・・・
小領域間距離算出回路、 ６・・・比較回路、　　　　７・・・判断回路、である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、照合対象指紋画像と指紋の辞書の画像を照合する指
   紋照合方法であって、 辞書に登録すべき指紋画像を２値化する過程（Ｓ２１）
   、 該登録すべき指紋画像から特徴点を中心とする小領域の
   抽出を行う過程（Ｓ２２）、 該小領域の位置の座標、２値画像、および特徴点の種類
   を辞書に登録する過程（Ｓ２３）、該小領域間の相互距
   離が第１のしきい値以下の小領域の組を求め、該相互距
   離を登録する過程（Ｓ２４）、 該照合対象指紋画像を２値化する過程（Ｓ１）、該照合
   対象指紋画像と該辞書における前記小領域の２値画像デ
   ータをパターンマッチングを行って位置合わせする過程
   （Ｓ２）、 前記位置合わせされた辞書の小領域画像と対応する照合
   対象指紋画像の小領域画像とのパターンマッチングを行
   う過程（Ｓ３）、 前記パターンマッチングの結果、マッチング度がしきい
   値より大となる小領域の個数が所定値以下の場合、前記
   位置合わせの過程に戻り、所定値を超える場合次の過程
   （Ｓ５）へ進む過程（Ｓ４）、前記取り出された照合対
   象画像の小領域について相互距離を算出する過程（Ｓ５
   ）、 前記照合対象画像の小領域間の距離を対応する辞書に登
   録された小領域の相互距離と比較し差を求める過程（Ｓ
   ６）、 前記距離の差があらかじめ定められた第３のしきい値以
   下である組合せの数を算出する過程（Ｓ７）、および 前記第３のしきい値以下の組合せの数があらかじめ定め
   られた第４のしきい値未満ならば誤照合と判断し、前記
   選択過程Ｓ２へ戻り、第４のしきい値以上であれば該照
   合対象指紋画像が該辞書画像に一致したと判定する過程
   （Ｓ８）、を具備する指紋照合方法。 ２、前記小領域間の距離の算出は該小領域を結ぶベクト
   ルのＸ座標とＹ座標のそれぞれの自乗値を加算した値を
   用いる請求項１記載の指紋照合方法。 ３、前記小領域間の距離の算出は該小領域を結ぶベクト
   ルのＸ座標とＹ座標のそれぞれの絶対値の和を用いる請
   求項１記載の指紋照合方法。 ４、前記小領域間の距離の算出は該小領域の中心間に存
   在する隆線数を用いる請求項１記載の指紋照合方法。 ５、前記小領域間の距離の算出は該小領域の中心間に存
   在する谷線数を用いる請求項１記載の指紋照合方法。 ６、照合対象指紋画像を撮像し画像信号を出力する画像
   入力回路（１）、 該画像信号を受け２値化する前処理回路（２）、辞書と
   して登録すべき指紋画像から特徴点を含む小領域を取り
   出して、その位置座標、２値画像、および特徴点の種類
   を登録した辞書入力回路（３）、該前処理回路（２）の
   出力と辞書からの小領域の２値画像データとのパターン
   マッチングを行う照合回路（４）、 該照合回路（４）における照合一致の場合に該照合回路
   （４）の出力および該辞書入力回路（３）の出力を受け
   、それぞれの前記小領域間の距離を算出する小領域間距
   離算出回路（５）、 該辞書画像の小領域間距離をあらかじめ定められた第１
   のしきい値と比較し、該辞書画像と照合対象指紋画像の
   パターンマッチングにおけるマッチング度をあらかじめ
   定められた第２のしきい値と比較し、該小領域間距離算
   出回路（５）からの照合対象指紋画像に対する算出値と
   対応する辞書画像からの算出値との差を求め、その差を
   あらかじめ定められた第３のしきい値と比較し、その差
   が第３のしきい値以下である小領域組合せの数をあらか
   じめ定められた第４のしきい値と比較する比較回路（６
   ）、および 該第１のしきい値との比較によって相互距離の大きい小
   領域組合せを排除し、該第２のしきい値との比較によっ
   てマッチング度の低いものを排除し、該第３および第４
   のしきい値との比較によって該照合対象指紋画像と該辞
   書画像とが一致するとの判断を行う判断回路（７）、 を具備する指紋照合装置。