JPH05205034A - Fingerprint collating device - Google Patents

Fingerprint collating device

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Publication number
JPH05205034A
JPH05205034A JP4011396A JP1139692A JPH05205034A JP H05205034 A JPH05205034 A JP H05205034A JP 4011396 A JP4011396 A JP 4011396A JP 1139692 A JP1139692 A JP 1139692A JP H05205034 A JPH05205034 A JP H05205034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fingerprint
circuit
image
curvature
dictionary
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4011396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironori Yahagi
裕紀 矢作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP4011396A priority Critical patent/JPH05205034A/en
Publication of JPH05205034A publication Critical patent/JPH05205034A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365Matching; Classification

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a fingerprint collating device which can quickly perform the matching of position between fingerprints collated with each other. CONSTITUTION:A fingerprint collating device consists of a fingerprint sensor 1 which reads the fingerprint images, a binarization processing part 10 which applies the binarization processing, the line thinning processing, etc., to the fingerprint image read by the sensor 1, a feature extracting circuit 20 which extracts the feature points out of the part 10, a window selecting circuit which receives the output of the circuit 20 and segments the feature points and their peripheries as the windows, a position matching pattern extracting circuit which tracks the lines out of the fingerprint images read out of the part 10 to calculate the curvature of each fingerprint image and stores such a line part with which the curvature satisfies the prescribed conditions as the shape information on the fingerprints, and a fingerprint dictionary output circuit 22 which outputs the outputs of both circuits 21 and 30 as fingerprint dictionary.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は指紋照合装置に関する。
近年、電子計算機が社会全般に普及するのに伴い、安全
性(セキュリテイ)を如何に確保するかという点に世間
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、これまで用いられてきたI
Dカードや暗証番号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2大特徴を持つため、本人確認の最
も有効な手段と考えられ、指紋を用いた簡便な個人照合
システムに関して多くの研究開発が行われている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint collation device.
With the spread of electronic computers in society in recent years, public attention has been focused on how to secure security. I have been used so far as a means of verifying identity when entering a computer room or using a terminal.
Many questions have been raised regarding the security of D cards and personal identification numbers. On the other hand, fingerprints are "universal",
Since it has the two major characteristics of "lifetime immutability", it is considered to be the most effective means for personal identification, and much research and development has been conducted on a simple personal identification system using fingerprints.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は従来の指紋照合装置の構成概念
図である。先ず、登録時の動作について説明する。指紋
センサ1を指に押しつけておいて指紋のパターンを検出
し、指紋センサ1内のA/D変換器(図示せず)により
ディジタルデータに変換する。変換されたディジタルデ
ータ(指紋データ)は、続く2値化回路2により、
“0”,“1”の2値データに変換され、2値化メモリ
3に格納される。
2. Description of the Related Art FIG. 11 is a conceptual diagram showing the construction of a conventional fingerprint collation device. First, the operation at the time of registration will be described. The fingerprint sensor 1 is pressed against a finger to detect a fingerprint pattern, and is converted into digital data by an A / D converter (not shown) in the fingerprint sensor 1. The converted digital data (fingerprint data) is processed by the subsequent binarization circuit 2.
It is converted into binary data of “0” and “1” and stored in the binarization memory 3.

【0003】2値化メモリ3に格納された指紋データ
は、順次読み出された後、特徴情報が抽出される。ここ
で、特徴情報とは、例えば図12(a)に示すような分
岐点や(b)に示すような端点等をいう。このような分
岐点や端点がどの位置に何個あるかで指紋を特定するこ
とができる。抽出された特徴情報は、指紋辞書記憶部5
に格納される。以上の動作が複数の個人について繰り返
され、個人の特徴情報が指紋辞書記憶部5に格納され
る。
The fingerprint data stored in the binarized memory 3 is sequentially read out and then the characteristic information is extracted. Here, the characteristic information means, for example, a branch point as shown in FIG. 12A, an end point as shown in FIG. The fingerprint can be specified by the number of such branch points and end points at which positions. The extracted feature information is stored in the fingerprint dictionary storage unit 5
Stored in. The above operation is repeated for a plurality of individuals, and the characteristic information of the individuals is stored in the fingerprint dictionary storage unit 5.

【0004】この場合において、特徴情報は、各特徴点
を中心としたその近傍を含む窓として抽出される。抽出
された窓とその座標が指紋辞書記憶部5に記憶されるこ
とになる。図13は窓の登録方法の説明図である。指紋
辞書を登録する場合には、入力画像Aから特徴情報を抽
出し、図に示すように複数の窓(1〜6)と、位置合わ
せ用窓(図の太い□窓)として登録する。位置合わせ用
窓としては、画像の中心近辺の窓が選ばれる。
In this case, the characteristic information is extracted as a window including each characteristic point and its vicinity. The extracted window and its coordinates are stored in the fingerprint dictionary storage unit 5. FIG. 13 is an explanatory diagram of a window registration method. When registering the fingerprint dictionary, the characteristic information is extracted from the input image A and registered as a plurality of windows (1 to 6) and a positioning window (thick □ window in the figure) as shown in the figure. A window near the center of the image is selected as the alignment window.

【0005】このようにして、特徴情報の指紋辞書記憶
部5への登録が終了すると、今度は個人の指紋の照合動
作に入る。照合の場合、指紋センサ1に指(予め登録に
用いた指。例えば人差し指)を乗せてから、テンキー
(図示せず)で自分のID番号を入力する。この結果、
照合部6はID番号を基に指紋辞書記憶部6の検索する
範囲を決定して照合時に読み出すことにより、検索する
範囲を絞ることができる。
When the registration of the characteristic information in the fingerprint dictionary storage unit 5 is completed in this way, the collation operation of the individual fingerprint is started this time. In the case of collation, a finger (a finger used for registration in advance; for example, an index finger) is placed on the fingerprint sensor 1, and then an ID number of the user is input with a ten-key pad (not shown). As a result,
The collation unit 6 can narrow the search range by determining the search range of the fingerprint dictionary storage unit 6 based on the ID number and reading it out at the time of matching.

【0006】登録時と同様にして、図12に示すような
入力画像Bの指紋のパターンを入力し、指紋センサ1内
のA/D変換器によりディジタルデータに変換する。変
換されたディジタルデータは、続く2値化回路2により
“0”,“1”の2値データに変換され、2値化メモリ
3に格納される。
Similar to the registration, the fingerprint pattern of the input image B as shown in FIG. 12 is input and converted into digital data by the A / D converter in the fingerprint sensor 1. The converted digital data is converted into binary data of “0” and “1” by the subsequent binarization circuit 2 and stored in the binarization memory 3.

【0007】照合部6は、2値化メモリ3に格納されて
いる照合用指紋画像と、指紋辞書記憶部5に格納されて
いる個人毎の特徴情報とを読み出し、双方の照合(パタ
ーンマッチング)を行う。
The collation unit 6 reads out the fingerprint image for collation stored in the binarization memory 3 and the characteristic information of each individual stored in the fingerprint dictionary storage unit 5, and collates both (pattern matching). I do.

【0008】具体的には、図14に示すように、位置合
わせ用窓で入力画像B上を走査し、パターンの一致する
箇所を位置合わせの候補点とする。図ではA,B,Cの
点を、候補点としている。これら候補点から最終的に位
置合わせ窓を選ぶ。次に、照合部6は、位置合わせ用窓
と各候補点との移動ベクトルを計算し、それにより各照
合用窓を平行移動させて、更に移動先の周辺を走査さ
せ、各位置でパターンマッチングを行わせる。
Specifically, as shown in FIG. 14, the input image B is scanned by the alignment window, and the portions where the patterns match are used as alignment candidate points. In the figure, points A, B, and C are candidate points. A registration window is finally selected from these candidate points. Next, the matching unit 6 calculates a movement vector between the position matching window and each candidate point, thereby moving each matching window in parallel, further scanning the periphery of the moving destination, and pattern matching at each position. To perform.

【0009】パターンマッチングの不一致度が閾値以下
になれば、パターンが一致したものと、照合用窓全体の
中で一定数以上、パターンが一致したら、本人と判定す
る(ムービングウィンド法という)。
If the degree of non-coincidence in the pattern matching is equal to or less than the threshold value, if the pattern matches and a certain number or more of the patterns in the entire matching window, it is determined that the person is the true person (referred to as moving window method).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の装置で
は、類似のパターンが数多く存在するため、照合位置に
達する前に多くの候補点をチェックする必要があるた
め、照合位置に達するまでにてら要する時間がかかって
しまうという問題があった。
In the above-mentioned conventional apparatus, since many similar patterns exist, it is necessary to check many candidate points before reaching the matching position. There was a problem that it took time.

【0011】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、指紋照合時の位置合わせを迅速に行うこ
とができる指紋照合装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fingerprint collation device that can quickly perform position alignment during fingerprint collation.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理ブロ
ック図である。図11と同一のものは、同一の符号を付
して示す。図において、1は指紋画像を読み取る指紋セ
ンサ、10は該指紋センサ1から読取った指紋画像に対
して、2値化処理,細線化処理等を行う2値化処理部、
20は該2値化処理部10から特徴点を抽出する特徴抽
出回路、21は該特徴抽出回路20の出力を受けて特徴
点及びその近傍を窓として切り出す窓選択回路、30は
前記2値化処理部10から読出した指紋画像から線上を
追跡して指紋像の曲率を算出し、該曲率が所定の条件を
満たすような線の部分を指紋の形状情報として記憶させ
る位置合わせパターン抽出回路、22は前記窓選択回路
21及び位置合わせパターン抽出回路30の出力を指紋
辞書として出力する指紋辞書出力回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. The same parts as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals. In the figure, 1 is a fingerprint sensor that reads a fingerprint image, 10 is a binarization processing unit that performs binarization processing, thinning processing, and the like on the fingerprint image read by the fingerprint sensor 1.
Reference numeral 20 is a feature extraction circuit that extracts feature points from the binarization processing unit, 21 is a window selection circuit that receives the output of the feature extraction circuit 20 and cuts out the feature points and their vicinity as windows, and 30 is the binarization unit. An alignment pattern extraction circuit for tracing the line from the fingerprint image read from the processing unit 10 to calculate the curvature of the fingerprint image, and storing the line portion where the curvature satisfies a predetermined condition as fingerprint shape information, 22 Is a fingerprint dictionary output circuit for outputting the outputs of the window selection circuit 21 and the alignment pattern extraction circuit 30 as a fingerprint dictionary.

【0013】[0013]

【作用】指紋像の中心位置は、曲率が大きくなる場合が
多い。そこで、この曲率が大きい領域の指紋像を指紋辞
書に記憶させておけば、先ずこの指紋像で照合用指紋像
との位置合わせを行うことにより、指紋照合時の位置合
わせを速やかに行うことができる。
In many cases, the center of the fingerprint image has a large curvature. Therefore, if the fingerprint image of the area having the large curvature is stored in the fingerprint dictionary, the position of the fingerprint image for the collation can be swiftly adjusted by first aligning the fingerprint image with the fingerprint image for collation. it can.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図2は本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して
示す。図において、2値化処理部10は、指紋画像記憶
部11,2値化回路12,2値化像記憶部13,細線化
回路14及び細線化像記憶部15より構成されている。
このように構成された装置の登録時の動作を説明すれ
ば、以下のとおりである。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In the figure, the binarization processing unit 10 includes a fingerprint image storage unit 11, a binarization circuit 12, a binarized image storage unit 13, a thinning circuit 14, and a thinned image storage unit 15.
The operation at the time of registration of the device configured as described above will be described below.

【0015】指紋センサ1は、指紋像を読込んで、ディ
ジタルデータ(多階調データ)に変換し、指紋画像記憶
部11に記憶させる。2値化回路12は、該指紋画像記
憶部11に記憶されている多階調画像を読出して、ある
閾値で“1”,“0”の2値画像に変換する。例えば、
隆線部が“1”に、谷線部が“0”という具合に変換さ
れる。2値化された指紋画像データは、2値化像記憶部
14に記憶される。
The fingerprint sensor 1 reads a fingerprint image, converts it into digital data (multi-gradation data), and stores it in the fingerprint image storage unit 11. The binarization circuit 12 reads the multi-tone image stored in the fingerprint image storage unit 11 and converts it into a binary image of "1" and "0" with a certain threshold. For example,
The ridge portion is converted into "1" and the valley portion is converted into "0". The binarized fingerprint image data is stored in the binarized image storage unit 14.

【0016】細線化回路13は、2値化像記憶部14に
記憶されている2値化像を読出して、細線に変換する。
細線化回路13で変換された2値化像データは、2値化
像記憶部15に記憶される。特徴抽出回路20は、図1
2に示すような特徴点を抽出して出力する。窓選択回路
21は、特徴抽出回路20で抽出した特徴点及びその近
傍を窓として切り出す。
The thinning circuit 13 reads the binarized image stored in the binarized image storage unit 14 and converts it into a thin line.
The binarized image data converted by the thinning circuit 13 is stored in the binarized image storage unit 15. The feature extraction circuit 20 is shown in FIG.
The feature points as shown in 2 are extracted and output. The window selection circuit 21 cuts out the feature points extracted by the feature extraction circuit 20 and the vicinity thereof as windows.

【0017】一方、位置合わせパターン抽出回路30
は、細線化像記憶部15に記憶されている細線化像の線
を順序追跡し、指紋像の曲率を算出し、該曲率が所定の
条件を満たすような線の部分を指紋の形状情報として記
憶させる。ここで、位置合わせパターン抽出回路30動
作について、詳細に説明する。
On the other hand, the alignment pattern extraction circuit 30
Calculates the curvature of the fingerprint image by sequentially tracking the lines of the thinned image stored in the thinned image storage unit 15, and uses the line portion whose curvature satisfies a predetermined condition as fingerprint shape information. Remember. Here, the operation of the alignment pattern extraction circuit 30 will be described in detail.

【0018】図3を用いて説明する。図における線分L
が、例えば指紋像における隆線,谷線又はこれらの線の
境界線であるものとする。平面曲線y=f(x)が、前
記線分Lを表しているものとする。L上の3点P,Q,
Rを考え、PQRを通る円の中心をKとして、この円の
半径をρとすると、次式が成立する。
Description will be made with reference to FIG. Line segment L in the figure
Is, for example, a ridge line, a valley line, or a boundary line between these lines in the fingerprint image. It is assumed that the plane curve y = f (x) represents the line segment L. 3 points on L P, Q,
Considering R, if the center of the circle passing through the PQR is K and the radius of this circle is ρ, the following equation holds.

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】ここで、1/ρは曲率、ρは曲率半径であ
る。図4は平均曲率算出の説明図である。図(a)に示
すように線分L上を出発点X=0から終着点X=Sまで
追跡しつつ、(1)式に従って、曲率を求めていく。そ
して、指紋像全体の中で最も大きく湾曲する曲線部分を
検出する。(b)は求めた曲率特性図である。縦軸が曲
率R,横軸が追跡位置xである。(b)において、A
(a)は、線幅b(x=aからx=a+bまでの幅)に
おける曲率の平均値であるものとする。
Here, 1 / ρ is the curvature and ρ is the radius of curvature. FIG. 4 is an explanatory diagram of calculating the average curvature. As shown in FIG. 10A, the curvature is calculated according to the equation (1) while tracing the line segment L from the starting point X = 0 to the ending point X = S. Then, the curved portion having the largest curvature in the entire fingerprint image is detected. (B) is a calculated curvature characteristic diagram. The vertical axis represents the curvature R and the horizontal axis represents the tracking position x. In (b), A
It is assumed that (a) is the average value of the curvature in the line width b (width from x = a to x = a + b).

【0021】この曲率平均値を追跡位置全てにわたって
プロットしたのが、(c)に示す図である。縦軸は曲率
の平均値A(x)、横軸は追跡位置xである。ここで、
閾値をTHとして、A(x)≧THとなる区間(p,
q)内の任意の点rを採用するものとすると、x=rか
らx=r+bまでの曲線部分を位置合わせパターンとし
て採用することになる。この曲率が大きい部分は、指の
中心付近である。
The average curvature value is plotted over all tracking positions, as shown in (c). The vertical axis represents the average value A (x) of curvature, and the horizontal axis represents the tracking position x. here,
With a threshold value of TH, a section where A (x) ≧ TH (p,
If an arbitrary point r in q) is adopted, the curve portion from x = r to x = r + b will be adopted as an alignment pattern. The part where the curvature is large is near the center of the finger.

【0022】このようにして位置合わせパターン抽出回
路30で採用された位置合わせパターンは、辞書出力回
路22から指紋辞書(図示せず)に記憶される。このよ
うにして登録されたパターンは、指の中心付近のパター
ンとなるので、指紋照合の際には、この位置合わせパタ
ーンを用いて指紋辞書パターンと照合用パターンとのマ
ッチングをとることにより、位置合わせが速やかに行わ
れるようになる。
The alignment pattern thus adopted by the alignment pattern extraction circuit 30 is stored in the fingerprint dictionary (not shown) from the dictionary output circuit 22. The pattern registered in this way becomes a pattern near the center of the finger.Therefore, at the time of fingerprint matching, by using this alignment pattern to match the fingerprint dictionary pattern with the matching pattern, Matching will be done promptly.

【0023】次に、位置合わせを更に高速に行わせる方
法について説明する。より高速に位置合わせを行うため
には、窓として選んだ線の湾曲部分の画素数を減らせば
よい。従来法では、図13に示すように、窓として2値
化像から四角状に部分画像を切り出していた。そのた
め、隆線部分(黒画素),谷線部分(白画素)の両者の
画素に関してパターンマッチングを行い、不一致度を計
算するようになっている。
Next, a method of performing the alignment at a higher speed will be described. In order to perform the alignment at a higher speed, the number of pixels in the curved portion of the line selected as the window may be reduced. In the conventional method, as shown in FIG. 13, a rectangular partial image is cut out from a binarized image as a window. Therefore, pattern matching is performed for both the ridge portion (black pixel) and the valley portion (white pixel) to calculate the degree of mismatch.

【0024】これに対し、本発明では図5に示すよう
に、2値化像における曲率の高い隆線又は谷線の部分か
ら、細線,細線画像の一部の線又は1,2画素程度に太
くした線を生成し、これらの白画素又は黒画素の座標を
辞書に記憶させるようにする。図5において、(a)は
曲率の高い細線像、(b)は(a)に示す細線像から画
素数を減らした像、(c)は(a)に示す像に1,2画
素付加して太らせた像である。このように、元の細線に
処理を施したものを位置合わせ辞書として利用すれば、
位置合わせが更に速くなる。
On the other hand, according to the present invention, as shown in FIG. 5, from a ridge or a valley having a high curvature in a binarized image to a thin line, a part of a line of a thin line image, or about 1 or 2 pixels. A thickened line is generated and the coordinates of these white pixels or black pixels are stored in the dictionary. In FIG. 5, (a) is a thin-line image having a high curvature, (b) is an image obtained by reducing the number of pixels from the thin-line image shown in (a), and (c) is one or two pixels added to the image shown in (a). It is a fat statue. In this way, if you use the original thin line processed as the alignment dictionary,
Alignment becomes faster.

【0025】また、照合用指紋が回転して入力される場
合に備えて、図5の(a)に示す画像を±θ°回転した
図6に示すような画像を位置合わせ用辞書パターンとし
て登録しておく。この結果、照合用指紋像が回転して入
力されても位置合わせが速やかに行われるようになる。
Further, in preparation for the case where the collation fingerprint is rotated and inputted, the image shown in FIG. 6 obtained by rotating the image shown in FIG. 5A by ± θ ° is registered as the alignment dictionary pattern. I'll do it. As a result, even if the collation fingerprint image is rotated and input, the alignment can be quickly performed.

【0026】図7は位置合わせパターン抽出回路30の
具体的構成例を示すブロック図である。図2と同一のも
のは、同一の符号を付して示す。実線の矢印はデータの
流れを、破線の矢印は信号の流れをそれぞれ示す。位置
合わせパターン抽出回路30において、31は全体の制
御動作を行う制御回路、32は細線化像記憶部15から
細線化像を読出して、ある点を出発点として追跡する細
線追跡回路である。この場合において、細線化像記憶部
15に記憶される細線の種類は、隆線,谷線のいずれを
細線化したものであってもよい。
FIG. 7 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the alignment pattern extraction circuit 30. The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. A solid arrow indicates a data flow, and a broken arrow indicates a signal flow. In the alignment pattern extraction circuit 30, 31 is a control circuit for performing the overall control operation, and 32 is a fine line tracking circuit for reading a thinned image from the thinned image storage unit 15 and tracing a certain point as a starting point. In this case, the type of thin line stored in the thinned image storage unit 15 may be a thin line of either a ridge line or a valley line.

【0027】33は細線追跡回路32の出力を受けて追
跡画素数を記憶する追跡画素数記憶部、34は細線化像
記憶部15から細線像を読出して、その終端を検出する
細線終端検出回路である。該細線終端検出回路34の出
力は、制御部31に入っている。35は、細線追跡回路
32で追跡する細線のある区間における曲率を(1)式
に従って、計算する曲率計算回路、36は該曲率計算回
路35の出力を受けて、計算した曲率を記憶する曲率計
算値記憶部、37は該曲率計算値記憶部36からの曲率
データを受けて、所定の条件を満たす部分を位置合わせ
用パターンとして辞書出力回路22に出力する部分画素
検出回路である。このように構成された回路の動作を図
8のフローチャートを参照して説明すれば、以下のとお
りである。
Reference numeral 33 denotes a tracking pixel number storage unit for receiving the output of the fine line tracking circuit 32 and storing the number of tracking pixels, and 34 denotes a fine line end detection circuit for reading the fine line image from the fine line image storage unit 15 and detecting the end thereof. Is. The output of the thin line end detection circuit 34 is input to the control unit 31. Reference numeral 35 is a curvature calculation circuit for calculating the curvature in a section of the fine line traced by the fine line tracking circuit 32 according to the equation (1), and 36 is a curvature calculation for receiving the output of the curvature calculation circuit 35 and storing the calculated curvature. The value storage unit 37 is a partial pixel detection circuit that receives the curvature data from the curvature calculation value storage unit 36 and outputs a portion satisfying a predetermined condition to the dictionary output circuit 22 as an alignment pattern. The operation of the circuit thus configured will be described below with reference to the flowchart of FIG.

【0028】指紋センサ1から指紋画像が入力される
(S1)と、この指紋画像は2値化回路12で2値化さ
れ(S2)、2値化像記憶部14に記憶される。細線化
回路13は、2値化像記憶部14に記憶されている2値
化像を読出して細線化処理を行う(S3)。細線化処理
が終了した2値化像は、細線化像記憶部15に記憶され
る。特徴抽出回路20は、細線化像記憶部15に記憶さ
れている細線化像を読出して特徴を抽出する(S4)。
次に、窓選択回路21は、特徴抽出回路20で抽出され
た特徴点及びその近傍の画像を含む窓を選択して切り出
す(S5)。
When a fingerprint image is input from the fingerprint sensor 1 (S1), the fingerprint image is binarized by the binarization circuit 12 (S2) and stored in the binarized image storage unit 14. The thinning circuit 13 reads the binarized image stored in the binarized image storage unit 14 and performs thinning processing (S3). The binarized image that has undergone the thinning processing is stored in the thinned image storage unit 15. The feature extraction circuit 20 reads the thinned image stored in the thinned image storage unit 15 and extracts the features (S4).
Next, the window selection circuit 21 selects and cuts out the window including the feature points extracted by the feature extraction circuit 20 and the image in the vicinity thereof (S5).

【0029】以下、位置合わせパターン抽出回路30の
動作に入る。制御回路31は、全細線の追跡が終了した
かどうかチェックする(S6)。追跡が終了していない
場合には、細線終端検出回路34が細線の終端を検出す
る(S7)。ここで、追跡画素数Nの初期値をN=1と
する(S8)。次に、N=N+1を計算する(S9)。
Then, the operation of the alignment pattern extraction circuit 30 starts. The control circuit 31 checks whether or not the tracing of all thin lines has been completed (S6). If the tracking is not completed, the thin line end detection circuit 34 detects the end of the thin line (S7). Here, the initial value of the number N of tracking pixels is set to N = 1 (S8). Next, N = N + 1 is calculated (S9).

【0030】Nの更新計算が終了したら、制御回路31
は追跡画素数記憶部33に記憶されている追跡画素数と
閾値を比較する(S10)。ここで、追跡画素数に閾値
を設けているのは、どこまでも細線追跡回路32が追跡
動作を続行するのを防止するためである。追跡画素数が
閾値よりも大きくなったら、ステップS6に戻って全細
線の追跡が終了したかの判断に入る。
When the update calculation of N is completed, the control circuit 31
Compares the tracking pixel number stored in the tracking pixel number storage unit 33 with the threshold value (S10). Here, the threshold value is set for the number of tracking pixels in order to prevent the fine line tracking circuit 32 from continuing the tracking operation indefinitely. When the number of tracking pixels becomes larger than the threshold value, the process returns to step S6 to determine whether the tracking of all thin lines has been completed.

【0031】追跡画素数が閾値よりも小さい場合には、
追跡動作を続行する。即ち、曲率計算回路35は、細線
追跡回路32で追跡された細線領域内における曲率計算
を、(1)式に従って行い(S11)、その結果は曲率
計算値記憶部36に記憶される(S12)。この後、ス
テップS9に戻り、追跡画素数が閾値を越えるまで、曲
率計算処理を行う。
When the number of tracking pixels is smaller than the threshold value,
Continue the tracking operation. That is, the curvature calculation circuit 35 performs the curvature calculation in the thin line area traced by the thin line tracking circuit 32 according to the equation (1) (S11), and the result is stored in the curvature calculation value storage unit 36 (S12). .. After that, the process returns to step S9, and curvature calculation processing is performed until the number of tracking pixels exceeds the threshold value.

【0032】ステップS10において、追跡画素数が閾
値を越えた場合には、ステップS6に戻る。そして、全
ての細線について追跡処理が終了したかどうかチェック
する。追跡が終了した場合には、ステップS13に進
み、制御回路31が曲率平均≧閾値となる部分があるか
どうかチェックする(S13)。あった場合には、部分
画素検出回路37が当該部分の位置を算出し(S1
4)、辞書出力回路22に出力する(S15)。この
時、窓選択回路21で選択された窓画像も同時に辞書出
力回路22に出力される。ステップS13において、曲
率平均≧閾値となる部分がない場合には、何もしない。
If the number of tracking pixels exceeds the threshold value in step S10, the process returns to step S6. Then, it is checked whether the tracking processing has been completed for all the thin lines. When the tracking is completed, the process proceeds to step S13, and the control circuit 31 checks whether or not there is a portion where curvature average ≧ threshold (S13). If so, the partial pixel detection circuit 37 calculates the position of the portion (S1).
4), output to the dictionary output circuit 22 (S15). At this time, the window image selected by the window selection circuit 21 is also output to the dictionary output circuit 22 at the same time. In step S13, if there is no portion where curvature average ≧ threshold value, nothing is done.

【0033】図9は本発明の他の実施例を示す構成ブロ
ック図である。図2と同一のものは、同一の符号を付し
て示す。図において、1は指紋センサ、11は指紋画像
記憶部、12は2値化回路、14は2値化像記憶部であ
る。40は、前述した方法により特徴点を含む窓パター
ンと、曲率の大きい部分画素を記憶している辞書記憶
部、41は該辞書記憶部40に記憶されている部分画素
及び窓を走査する走査回路である。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. In the figure, 1 is a fingerprint sensor, 11 is a fingerprint image storage unit, 12 is a binarization circuit, and 14 is a binarized image storage unit. Reference numeral 40 is a dictionary storage unit that stores a window pattern including feature points and a partial pixel having a large curvature by the above-described method, and 41 is a scanning circuit that scans the partial pixel and the window stored in the dictionary storage unit 40. Is.

【0034】42は走査回路41で読出した画像と、2
値化像記憶部14から読出した照合用画像とのパターン
マッチングを行うパターンマッチング回路、43は該パ
ターンマッチング回路42のマッチング結果を判定する
マッチング判定回路、44は該マッチング判定回路43
の出力を受けて最終的な照合判定を行う判定回路であ
る。このように構成された装置の照合時の動作を図10
を用いて説明すれば、以下のとおりである。
Reference numeral 42 denotes the image read by the scanning circuit 41 and 2
A pattern matching circuit that performs pattern matching with the matching image read from the binarized image storage unit 14, 43 is a matching determination circuit that determines the matching result of the pattern matching circuit 42, and 44 is the matching determination circuit 43.
Is a determination circuit for receiving the output of the above and making a final collation determination. FIG. 10 shows an operation at the time of collation of the device configured as described above.
The following is a description using.

【0035】先ず指紋センサ1から照合用の指紋画像を
入力する(S1)。入力された指紋画像は、指紋画像記
憶部11に記憶される。該指紋画像記憶部11に記憶さ
れた指紋画像は、2値化回路12により読み出されて2
値化される(S2)。2値化された指紋画像は、2値化
像記憶部14に記憶される。次に、装置は走査回路40
の走査が終了したかどうかチェックする(S3)。若
し、走査が終了していた場合には、照合を拒否する(S
4)。
First, a fingerprint image for collation is input from the fingerprint sensor 1 (S1). The input fingerprint image is stored in the fingerprint image storage unit 11. The fingerprint image stored in the fingerprint image storage unit 11 is read out by the binarization circuit 12 and
It is digitized (S2). The binarized fingerprint image is stored in the binarized image storage unit 14. Next, the device scan circuit 40
It is checked whether or not the scanning has been completed (S3). If the scanning is completed, the collation is rejected (S
4).

【0036】走査が終了していない場合には、パターン
マッチング回路42は、回転角θ=0゜の位置合わせを
行う。この時には、走査回路41は辞書記憶部40に記
憶されている曲率の大きい部分画素を読出し、2値化像
記憶部14に記憶されている2値化像を読出し、両方の
パターンが一致するように位置決めを行う(S5)。前
述したように、曲率の大きい部分のパターンは、指の中
心近辺に存在するので、位置決めを速やかに行うことが
できる。
When the scanning is not completed, the pattern matching circuit 42 performs the alignment of the rotation angle θ = 0 °. At this time, the scanning circuit 41 reads a partial pixel having a large curvature stored in the dictionary storage unit 40 and a binarized image stored in the binarized image storage unit 14 so that both patterns match. Is positioned (S5). As described above, since the pattern of the portion having a large curvature exists near the center of the finger, positioning can be performed quickly.

【0037】そして、この位置で位置合わせが行なわれ
るかどうかチェックし(S6)、若し、回転角θ=0゜
での位置合わせができなかった場合には、回転角θ=−
5゜の部分画素で位置合わせを行う(S7)。そして、
回転角θ=−5゜の部分画素で位置合わせができるかど
うかチェックする(S8)。位置合わせが行えなかった
場合には、今度は回転角θ=5゜の位置の部分画素で位
置合わせを行う(S9)。そして、この位置で位置合わ
せが行えるかどうかチェックする(S10)。若し、こ
の位置で位置合わせがうまくいかなかった場合には、ス
テップS3に戻って位置合わせをやり直す。
Then, it is checked whether or not the alignment is performed at this position (S6). If the alignment at the rotation angle θ = 0 ° is not possible, the rotation angle θ = −
Positioning is performed with 5 ° partial pixels (S7). And
It is checked whether or not the alignment can be performed with the partial pixel having the rotation angle θ = −5 ° (S8). If the alignment cannot be performed, the alignment is performed on the partial pixel at the position of the rotation angle θ = 5 ° (S9). Then, it is checked whether or not alignment can be performed at this position (S10). If the alignment fails at this position, the process returns to step S3 and the alignment is performed again.

【0038】ステップS6,S8,S10で位置合わせ
がうまくいった場合には、パターンマッチング回路42
は、今度は走査回路41で読出した照合用窓パターンを
用いて照合を行う(S11)。マッチング判定回路43
は、パターンマッチング回路42でマッチングがとれた
状態で両方のパターンが一致しているかどうかチェック
する。判定回路44は、マッチング判定回路43の判定
を基に、最終的判定を行い、照合条件をチェックする
(S12)。照合の結果、不一致と判定されれば、ステ
ップS3に戻る。一致と判定されれば、本人と確認する
(S13)。
If the alignment is successful in steps S6, S8 and S10, the pattern matching circuit 42
Performs collation using the collation window pattern read by the scanning circuit 41 this time (S11). Matching determination circuit 43
Checks whether or not both patterns match each other while the pattern matching circuit 42 has matched them. The judgment circuit 44 makes a final judgment based on the judgment of the matching judgment circuit 43 and checks the matching condition (S12). If it is determined that they do not match as a result of the collation, the process returns to step S3. If it is determined that they match, the person is confirmed (S13).

【0039】[0039]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば指紋照合時の位置合わせを迅速に行うことができ
る指紋照合装置を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a fingerprint collation device which can quickly perform position alignment during fingerprint collation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理ブロック図である。FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
FIG. 2 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】曲率算出の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of curvature calculation.

【図4】平均曲率算出の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of calculating an average curvature.

【図5】湾曲部分の部分画素を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing partial pixels of a curved portion.

【図6】湾曲部分回転の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of curved portion rotation.

【図7】位置合わせパターン抽出回路の具体的構成例を
示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a specific configuration example of an alignment pattern extraction circuit.

【図8】本発明の登録時の動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation at the time of registration of the present invention.

【図9】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図であ
る。
FIG. 9 is a configuration block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の照合時の動作を示すフローチャート
である。
FIG. 10 is a flowchart showing an operation at the time of matching according to the present invention.

【図11】従来の指紋照合装置の構成概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram showing a configuration of a conventional fingerprint matching device.

【図12】指紋の特徴情報例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of fingerprint characteristic information.

【図13】窓の登録方法の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a window registration method.

【図14】位置合わせと照合の関係を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a relationship between alignment and verification.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 指紋センサ 10 2値化回路 20 特徴抽出回路 21 窓選択回路 22 指紋辞書出力回路 30 位置合わせパターン抽出回路 1 Fingerprint Sensor 10 Binarization Circuit 20 Feature Extraction Circuit 21 Window Selection Circuit 22 Fingerprint Dictionary Output Circuit 30 Registration Pattern Extraction Circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 指紋画像を読み取る指紋センサ(1)
と、 該指紋センサ(1)から読取った指紋画像に対して、2
値化処理,細線化処理等を行う2値化処理部(10)
と、 該2値化処理部(10)から特徴点を抽出する特徴抽出
回路(20)と、 該特徴抽出回路(20)の出力を受けて特徴点及びその
近傍を窓として切り出す窓選択回路(21)と、 前記2値化処理部(10)から読出した指紋画像から線
上を追跡して指紋像の曲率を算出し、該曲率が所定の条
件を満たすような線の部分を指紋の形状情報として記憶
させる位置合わせパターン抽出回路(30)と、 前記窓選択回路(21)及び位置合わせパターン抽出回
路(30)の出力を指紋辞書として出力する指紋辞書出
力回路(22)とにより構成された指紋照合装置。
1. A fingerprint sensor (1) for reading a fingerprint image
And 2 for the fingerprint image read from the fingerprint sensor (1).
A binarization processing unit (10) that performs binarization processing, thinning processing, etc.
A feature extraction circuit (20) for extracting feature points from the binarization processing unit (10); and a window selection circuit () that receives the output of the feature extraction circuit (20) and cuts out the feature points and the vicinity thereof as windows ( 21), the curvature of the fingerprint image is calculated by tracing the line from the fingerprint image read from the binarization processing unit (10), and the line portion where the curvature satisfies a predetermined condition is fingerprint shape information. A fingerprint including a registration pattern extraction circuit (30) for storing as a fingerprint and a fingerprint dictionary output circuit (22) for outputting the output of the window selection circuit (21) and the registration pattern extraction circuit (30) as a fingerprint dictionary. Matching device.
【請求項2】 前記位置合わせパターン抽出回路(3
0)は、隆線の細線化像上を追跡して指紋像の曲率を算
出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の指紋
照合装置。
2. The alignment pattern extraction circuit (3)
The fingerprint collation device according to claim 1, wherein 0) is adapted to trace the thinned image of the ridge to calculate the curvature of the fingerprint image.
【請求項3】 前記位置合わせパターン抽出回路(3
0)は、谷線の細線化像上を追跡して指紋像の曲率を算
出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の指紋
照合装置。
3. The alignment pattern extraction circuit (3)
2. The fingerprint collation device according to claim 1, wherein 0) is adapted to trace the thinned image of the valley line to calculate the curvature of the fingerprint image.
【請求項4】 前記位置合わせパターン抽出回路(3
0)は、平均曲率が閾値以上になる線の部分を検出して
指紋辞書として登録するようにしたことを特徴とする請
求項1記載の指紋照合装置。
4. The alignment pattern extraction circuit (3)
The fingerprint collation device according to claim 1, wherein 0) is adapted to detect a line portion having an average curvature equal to or more than a threshold value and register it as a fingerprint dictionary.
【請求項5】 前記位置合わせパターン抽出回路(3
0)は、一定の区間幅の曲率の最低値が閾値以上になる
線の部分を検出して指紋辞書として登録するようにした
ことを特徴とする請求項1記載の指紋照合装置。
5. The alignment pattern extraction circuit (3)
The fingerprint collation device according to claim 1, wherein 0) is adapted to detect a line portion where the minimum value of the curvature of a certain section width is equal to or more than a threshold value and register it as a fingerprint dictionary.
【請求項6】 指紋の細線化像の中から、所定の間隔毎
に画素を抽出し、これら抽出した画素を指紋辞書として
登録するようにしたことを特徴とする請求項4乃至5記
載の指紋照合装置。
6. The fingerprint according to claim 4, wherein pixels are extracted from the thinned image of the fingerprint at predetermined intervals, and these extracted pixels are registered as a fingerprint dictionary. Matching device.
【請求項7】 条件を満たす登録部分の他に、その部分
を一定角度だけ回転させた像も指紋辞書として登録する
ようにしたことを特徴とする請求項4乃至6記載の指紋
照合装置。
7. The fingerprint collation apparatus according to claim 4, wherein, in addition to the registration portion satisfying the condition, an image obtained by rotating the portion by a predetermined angle is also registered as a fingerprint dictionary.
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