JPH05242227A - Fingerprint collating device - Google Patents

Fingerprint collating device

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JPH05242227A
JPH05242227A JP4045526A JP4552692A JPH05242227A JP H05242227 A JPH05242227 A JP H05242227A JP 4045526 A JP4045526 A JP 4045526A JP 4552692 A JP4552692 A JP 4552692A JP H05242227 A JPH05242227 A JP H05242227A
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JP
Japan
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fingerprint
image
collation
window
matching
Prior art date
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JP4045526A
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Japanese (ja)
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Taku Niizaki
卓 新崎
Ken Yokoyama
乾 横山
Seigo Igaki
誠吾 井垣
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • 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
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  • Collating Specific Patterns (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the fingerprint collating device which shortens the time required for collation even at the time of using a directional filter to improve the picture. CONSTITUTION:This device consists of a first binarizing circuit 10 which reads in and binarizes a fingerprint picture, a register part 20 which divides the output of the binarizing circuit 10 into plural blocks and extracts the direction of rising lines in each block to register a fingerprint dictionary, a second binarizing circuit 12 which binarizes the output of a fingerprint sensor 1 after using a directional filter corresponding to the direction of rising lines in each block detected by the register part 20 to eliminate bridges and cracks of rising lines of fingerprint, a feature extracting circuit 13 which extracts feature point information of the output of the binarizing circuit 12 to give it to the register part 20, a fingerprint dictionary register part 30 where feature point information, window picture data of the periphery of feature points, and rising line direction data of a pertinent window picture are received and registered from the register part 20, and a collating part 40 which collates the picture for collation from the binarizing circuit 12 with the fingerprint dictionary from the fingerprint dictionary storage part 30.

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8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. 8 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9(3a)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. 9 (3a), an end point as shown in FIG. 9 (b), or the like. 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.

【0005】登録時と同様にして、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。
The fingerprint pattern is detected and converted into digital data by the A / D converter in the fingerprint sensor 1 in the same manner as the registration. 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.

【0006】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。特徴パターンの一致の数が所
定数以上あった場合には、指紋が一致したと判定する
(ムービングウィンド法)。
The collation unit 6 reads out the fingerprint image for collation stored in the binarization memory 3 and the characteristic information for each individual stored in the fingerprint dictionary storage unit 5, and collates both (pattern matching). I do. When the number of matching feature patterns is equal to or more than a predetermined number, it is determined that the fingerprints match (moving window method).

【0007】次に、ムービングウィンド法について詳し
く説明する。図10に示すような指紋隆線画像から図1
1に示すように特徴点及びその近傍を含む複数個の窓を
切り出す。切り出した窓のうち、真ん中の窓を位置合わ
せ用窓とする。図11に示す窓は辞書として登録する。
つまり、指紋辞書は1個の位置合わせ用窓と複数の照合
用窓とに2分されることになる。
Next, the moving window method will be described in detail. From the fingerprint ridge image as shown in FIG.
As shown in 1, a plurality of windows including the feature point and its vicinity are cut out. Of the cut out windows, the window in the middle is the alignment window. The window shown in FIG. 11 is registered as a dictionary.
That is, the fingerprint dictionary is divided into one alignment window and a plurality of matching windows.

【0008】次に、照合時には照合用指紋画像と位置合
わせ用窓との位置合わせを行い、図12に示すように照
合用窓とのパターンマッチングを行う。最初に位置合わ
せ用窓を指紋像全体に対し走査させ、パターンマッチン
グを行い、登録画像に対する入力画像の位置ずれ量を把
握しておく。その後、照合用窓を位置合わせ用窓のずれ
量だけずらして照合させる。この時、人間の皮膚の柔ら
かさによる歪みに対応させるため、照合用窓を若干量だ
け2次元的に走査させパターンマッチングを行う。
Next, at the time of matching, the matching fingerprint image is aligned with the positioning window, and pattern matching with the matching window is performed as shown in FIG. First, the registration window is scanned over the entire fingerprint image, pattern matching is performed, and the positional deviation amount of the input image with respect to the registered image is grasped. After that, the collation window is displaced by the displacement amount of the alignment window and collation is performed. At this time, in order to cope with the distortion caused by the softness of human skin, the matching window is two-dimensionally scanned by a slight amount to perform pattern matching.

【0009】図13は従来装置の動作を示すフローチャ
ートである。先ず、位置合わせ用窓画像のパターンマッ
チングを行う(S1)。このパターンマッチングは、図
12に示したように、位置合わせ用窓を読み込んだ指紋
画像に重ね合わせて、両方の画像が一致するようにする
ことである。そして、位置合わせ用窓のマッチングがと
れるかどうかで、候補点であるかどうかチェックする
(S2)。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the conventional device. First, pattern matching of the alignment window image is performed (S1). In this pattern matching, as shown in FIG. 12, the position matching window is superimposed on the read fingerprint image so that both images match. Then, it is checked whether or not it is a candidate point depending on whether or not the positioning window can be matched (S2).

【0010】候補点でなかった場合には、位置合わせ用
窓を移動させ(S3)、行動範囲内であるかどうかチェ
ックする(S4)。行動範囲内であった場合には、ステ
ップS1に戻る。行動範囲外であった場合には、指紋照
合を拒否する(S5)。
If it is not a candidate point, the positioning window is moved (S3) and it is checked whether it is within the action range (S4). If it is within the action range, the process returns to step S1. If it is outside the range of action, the fingerprint collation is rejected (S5).

【0011】ステップS2において、候補点が見つかっ
た場合には、位置合わせ用窓の移動量と同じだけ、その
他の照合用窓(照合用特徴点)画像のパターンマッチン
グを行う(S6)。その後パターンマッチングが合格し
たかどうかチェックする(S7)。合格した場合には、
それまで合格したパターンマッチングの数に1を加え、
合格数と基準閾値との比較を行う(S8)。合格数≧閾
値となった場合には、本人と確認する(S9)。
If a candidate point is found in step S2, pattern matching is performed on the other matching window (matching feature point) images by the same amount as the movement amount of the positioning window (S6). Then, it is checked whether the pattern matching has passed (S7). If you pass,
Add 1 to the number of pattern matchings that have passed until then,
The number of passes is compared with the reference threshold (S8). When the number of passes ≧ threshold value, the person is confirmed (S9).

【0012】若し、ステップS7で不合格となった場合
には、全窓が終了したかどうかチェックし(S10)、
全窓が終了した場合には、合格数が基準閾値に達しなか
ったことになるので、本人と判定することを拒否する
(S11)。若し、全窓のパターンマッチングが終了し
ていない場合には、他の周辺画像に移り(S12)、パ
ターンマッチングを行う。なお、ステップS10は、ス
テップS8で合格数≧閾値でなかった場合にも実行され
る。
If it fails in step S7, it is checked whether all windows are finished (S10),
When all windows are completed, it means that the number of passes does not reach the reference threshold value, and therefore it is refused to be judged as the person (S11). If the pattern matching for all windows has not been completed, the process moves to another peripheral image (S12) and pattern matching is performed. It should be noted that step S10 is also executed when the number of passes is not greater than or equal to the threshold value in step S8.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】指紋照合は、前述した
ように指紋の特徴点の分布及び形状の一致を見ることに
より行う。しかしながら、一般に指紋入力部は指とガラ
スの光学的な接触を利用しているため、指が汗ばんでい
る場合には、指紋隆線の間に汗による橋ができ、指紋隆
線パターンにあたかも分岐点が存在しているように指紋
像が検出される。逆に、指が乾燥している場合には、指
とガラスの接触が悪くなり、指紋像のなかに指紋隆線の
切断が生じるようになる。
The fingerprint collation is performed by observing the coincidence of the distribution and shape of the characteristic points of the fingerprint as described above. However, since the fingerprint input unit generally uses the optical contact between the finger and the glass, if the finger is sweating, a bridge due to sweat is formed between the fingerprint ridges, and the fingerprint ridge pattern looks like a branch. The fingerprint image is detected as if the dots were present. On the contrary, when the finger is dry, the contact between the finger and the glass becomes poor and the fingerprint ridge is cut in the fingerprint image.

【0014】そのため、指紋像の中に多量の指紋端点が
存在したようになり、特徴点抽出を行った際には指紋隆
線の切断点を特徴点として抽出する可能性がある。この
ような不具合を除去するため、検出した指紋画像の指紋
隆線又は谷線の方向を抽出し、隆線方向に沿った方向性
フィルタにより指紋隆線の橋,亀裂を除去する方法があ
るが、登録時,照合時に指紋隆線の方向抽出を行ない、
方向性フィルタを使用して画像の改善を行う場合には、
照合に時間がかかるという欠点がある。
Therefore, a large number of fingerprint end points appear in the fingerprint image, and when the feature points are extracted, the cut points of the fingerprint ridges may be extracted as the feature points. In order to eliminate such inconvenience, there is a method of extracting the direction of the fingerprint ridges or valleys of the detected fingerprint image and removing the bridges or cracks of the fingerprint ridges with a directional filter along the ridge direction. , The direction of fingerprint ridges is extracted during registration and verification,
If you use a directional filter to improve the image,
There is a drawback that matching takes time.

【0015】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、方向性フィルタを用いて画像改善を行う
場合にも照合に要する時間を短縮することができる指紋
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 provides a fingerprint collation device capable of reducing the time required for collation even when an image is improved by using a directional filter. It is an object.

【0016】[0016]

【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。図において、1は指紋画像を読み込む指
紋センサ、10は該指紋センサ1の出力を2値化する第
1の2値化回路、20は該第1の2値化回路10の出力
を受けて、複数のブロック毎に分け、ブロック毎の隆線
の方向を抽出すると共に、指紋辞書の登録を行う登録部
である。11は前記指紋センサ1の出力を受け、登録部
20で検出された各ブロックの隆線方向に対応した方向
性フィルタを用いて多値画像の処理を行って、指紋隆線
の橋,亀裂の除去を行うフィルタ部、12は該フィルタ
部11の出力を受けて2値化を行う第2の2値化回路で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. In the figure, 1 is a fingerprint sensor for reading a fingerprint image, 10 is a first binarization circuit for binarizing the output of the fingerprint sensor 1, and 20 is an output of the first binarization circuit 10. A registration unit that divides each block into a plurality of blocks, extracts the direction of the ridge for each block, and registers the fingerprint dictionary. Reference numeral 11 receives the output of the fingerprint sensor 1 and performs multi-valued image processing using a directional filter corresponding to the ridge direction of each block detected by the registration unit 20 to detect fingerprint ridge bridges and cracks. A filter unit 12 for removing is a second binarization circuit for receiving the output of the filter unit 11 and binarizing it.

【0017】13は該第2の2値化回路12の出力を受
けて特徴情報の抽出を行い、その結果を前記登録部20
に与える特徴抽出回路、30は特徴抽出回路13から出
力される特徴点情報及びその近傍を窓として切り出し、
特徴点窓画像として出力されるデータ及び当該窓画像の
隆線方向データを登録部20から受けて登録する指紋辞
書登録部、40は前記第2の2値化回路12から出力さ
れる照合用画像と指紋辞書記憶部30から出力される指
紋辞書との照合を行う照合部である。
A reference numeral 13 receives the output of the second binarization circuit 12, extracts characteristic information, and outputs the result to the registration unit 20.
A feature extraction circuit 30 for giving the feature point information output from the feature extraction circuit 13 and its vicinity as a window,
A fingerprint dictionary registration unit that receives and registers the data output as the feature point window image and the ridge direction data of the window image from the registration unit 20, and 40 is a collation image output from the second binarization circuit 12. And a fingerprint dictionary output from the fingerprint dictionary storage unit 30.

【0018】[0018]

【作用】登録部20で、2値化された指紋画像のブロッ
ク毎の方向データを求め、フィルタ部11に与える。フ
ィルタ部11は、登録部20から与えられた方向データ
を基にその方向に向かって画像処理を行い、その方向以
外の画像、例えば橋や亀裂を除去していく。橋や亀裂が
除去された画像に対して、2値化回路12で2値化を行
い、特徴抽出回路13で特徴点を抽出する。抽出された
特徴点及びその周辺情報は窓として登録部20から指紋
辞書記憶部30に記憶される。更に、隆線の方向決めに
用いた方向データもブロック対応で指紋辞書記憶部30
に登録部20が記憶する。
In the registration unit 20, the direction data for each block of the binarized fingerprint image is obtained and given to the filter unit 11. The filter unit 11 performs image processing in that direction based on the direction data provided from the registration unit 20, and removes images other than that direction, such as bridges and cracks. The binarization circuit 12 binarizes the image from which the bridges and cracks are removed, and the feature extraction circuit 13 extracts feature points. The extracted feature points and their peripheral information are stored as windows in the fingerprint dictionary storage unit 30 from the registration unit 20. Furthermore, the direction data used to determine the direction of the ridge is also block-compatible with the fingerprint dictionary storage unit 30.
The registration unit 20 stores the information.

【0019】このように構成しておけば、照合用指紋画
像が入力された場合でも、照合用指紋画像の注目ブロッ
ク内の方向データと、位置合わせ用窓画像の方向データ
の比較を照合部40で行うことにより、方向データの比
較ですむので位置合わせを速やかに行えるようになる。
また、この方向データによる位置合わせが不一致であっ
たら、パターンマッチングまで行かない状態で照合不一
致と判定することもできるので、指紋照合が速くなる。
With this configuration, even if the collation fingerprint image is input, the collation unit 40 compares the direction data in the target block of the collation fingerprint image with the direction data of the alignment window image. By doing so, it is only necessary to compare the direction data, so that the alignment can be performed quickly.
Further, if the alignment based on the direction data does not match, it is possible to determine that the matching does not match without performing the pattern matching, so that the fingerprint matching becomes faster.

【0020】[0020]

【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、指紋センサ1は指紋画像入力部1aと
A/D変換器1bから構成されている。登録部20にお
いて、21は2値化データに対してブロック化し、各ブ
ロック毎の方向データを抽出する方向データ抽出部、2
2は特徴抽出回路13の出力を受けて、特徴点及びその
近傍を含む画像を窓として切り出す窓画像作成部、23
は方向データ抽出部21からの方向データ及び窓画像作
成部22からの特徴点窓画像を受けて、窓画像方向のデ
ータを作成する窓画像方向データ作成部である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing the structure of 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 fingerprint sensor 1 is composed of a fingerprint image input section 1a and an A / D converter 1b. In the registration unit 20, 21 is a direction data extraction unit that divides the binarized data into blocks and extracts direction data for each block.
Reference numeral 2 denotes a window image creation unit that receives an output of the feature extraction circuit 13 and cuts out an image including a feature point and its vicinity as a window.
Is a window image direction data creation unit that receives the direction data from the direction data extraction unit 21 and the feature point window image from the window image creation unit 22 and creates the window image direction data.

【0021】指紋辞書記憶部30は、窓画像方向辞書デ
ータ31,位置合わせ用窓画像辞書データ32及び照合
用周辺窓辞書データ33より構成されている。照合部4
0において、41は指紋辞書記憶部30に記憶されてい
る方向データと2値化回路12から読出した照合用画像
の方向データの照合を行う方向データ照合部、42は指
紋辞書記憶部30に記憶されている位置合わせ用窓画像
と2値化回路12から読出した照合用画像との位置合わ
せを行う位置合わせ部、43は指紋辞書記憶部33に記
憶されている周辺の照合用窓画像と2値化回路12から
読出した照合用画像との照合を行う周辺窓照合部であ
る。このように構成された装置の動作をフローチャート
を参照しつつ説明すれば、以下のとおりである。
The fingerprint dictionary storage unit 30 is composed of window image direction dictionary data 31, alignment window image dictionary data 32, and matching peripheral window dictionary data 33. Collation unit 4
In 0, 41 is a direction data collating unit that collates the direction data stored in the fingerprint dictionary storage unit 30 with the direction data of the collation image read from the binarization circuit 12, and 42 is stored in the fingerprint dictionary storage unit 30. An alignment unit for aligning the registered alignment window image with the matching image read from the binarization circuit 12, 43 is a peripheral matching window image stored in the fingerprint dictionary storage unit 33 and 2 It is a peripheral window matching unit that performs matching with the matching image read from the binarization circuit 12. The operation of the apparatus thus configured will be described below with reference to the flowchart.

【0022】図3は本発明の第1の実施例の動作を示す
フローチャートで、照合時の動作を示している。照合動
作が行えるためには、指紋辞書記憶部30に辞書データ
が記憶されている必要がある。そこで、登録時の動作に
ついて説明する。指紋画像入力部1aから入力した指紋
画像は、続くA/D変換器1bで多値画像データに変換
される。この多値データは2値化回路10によって2値
化された後、登録部20に入る。
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the first embodiment of the present invention, showing the operation at the time of collation. In order to perform the collating operation, the dictionary data needs to be stored in the fingerprint dictionary storage unit 30. Therefore, the operation at the time of registration will be described. The fingerprint image input from the fingerprint image input unit 1a is converted into multivalued image data by the subsequent A / D converter 1b. This multi-valued data is binarized by the binarization circuit 10 and then enters the registration unit 20.

【0023】登録部20では、方向データ抽出部21が
2値化回路10の出力を受けて、複数のブロックに分割
し、ブロック毎の隆線の方向を抽出する。図4は隆線方
向データの例を示す図である。(a)に示す2値化指紋
画像をブロックに分割し、分割したブロック毎に隆線の
方向を抽出する。抽出した結果は(b)に示すようなも
のとなる。
In the registration unit 20, the direction data extraction unit 21 receives the output of the binarization circuit 10, divides it into a plurality of blocks, and extracts the direction of the ridge for each block. FIG. 4 is a diagram showing an example of ridge direction data. The binarized fingerprint image shown in (a) is divided into blocks, and the direction of the ridge is extracted for each divided block. The extracted result is as shown in (b).

【0024】方向データ抽出部21で抽出されたブロッ
ク毎の方向データは、フィルタ部11に送られる。該フ
ィルタ部11には、2値化しない前の多値画像データが
入力されている。フィルタ部11は、方向データ抽出部
21から与えられるブロック毎の方向データを基に当該
ブロック内の橋や亀裂等のノイズを除去する処理を行
う。図5は方向性フィルタによる橋,亀裂の補正説明図
である。(a)に示すように亀裂や、橋が含まれる画像
でも、方向性フィルタ部11で隆線方向へのフィルタ処
理を行うことにより、(b)に示すように橋や亀裂が除
去されたものとなる。
The direction data for each block extracted by the direction data extraction unit 21 is sent to the filter unit 11. Multi-valued image data that has not been binarized is input to the filter unit 11. The filter unit 11 performs processing for removing noise such as bridges and cracks in the block based on the direction data for each block provided from the direction data extraction unit 21. FIG. 5 is an explanatory view of correcting bridges and cracks by the directional filter. Even if the image contains cracks or bridges as shown in (a), the bridges and cracks are removed as shown in (b) by filtering in the ridge direction with the directional filter unit 11. Becomes

【0025】フィルタ部11で補正された多値指紋画像
に対して、2値化回路12により2値化を行う。そし
て、該2値化回路12により2値化された指紋画像デー
タに対して細線化を行った後、特徴抽出回路13で特徴
抽出を行う。抽出された特徴点は、窓画像作成部22に
与えられる。窓画像作成部22では、入力された特徴点
及びその近傍の画像を含む窓を切り出す。方向データ抽
出部21で抽出された方向データ及び窓画像作成部22
で作成された窓画像は、窓画像方向データ作成部23に
与えられる。そして、画素窓画像方向データ作成部23
は、入力した窓画像とその窓に対する方向データを指紋
辞書記憶部30に送出する。指紋辞書記憶部30では、
入力された指紋辞書データを窓画像方向辞書データ3
1,位置合わせ用窓画像辞書データ32及び照合用周辺
窓辞書データ33としてその内部に記憶する。
The multi-valued fingerprint image corrected by the filter unit 11 is binarized by the binarization circuit 12. Then, after the fingerprint image data binarized by the binarization circuit 12 is thinned, the feature extraction circuit 13 performs feature extraction. The extracted feature points are provided to the window image creation unit 22. The window image creation unit 22 cuts out a window including the input feature points and images in the vicinity thereof. Direction data and window image creation unit 22 extracted by the direction data extraction unit 21
The window image created in 3 is given to the window image direction data creation unit 23. Then, the pixel window image direction data creation unit 23
Sends the input window image and the direction data for the window to the fingerprint dictionary storage unit 30. In the fingerprint dictionary storage unit 30,
Input the fingerprint dictionary data to the window image direction dictionary data 3
1, the window image dictionary data 32 for alignment and the peripheral window dictionary data 33 for matching are stored therein.

【0026】このようにして指紋辞書が登録された後
に、指紋照合動作に入る。照合用指紋画像が指紋センサ
1から入力されると(S1)、この指紋センサ1からは
多値データが出力される。この多値データは、2値化回
路10によって2値化された後、方向データ抽出部21
に入る。該方向データ抽出部21は、入力2値画像を複
数のブロックに分け、ブロック毎の隆線の方向を抽出す
る(S2)。
After the fingerprint dictionary is registered in this way, the fingerprint collation operation is started. When the fingerprint image for collation is input from the fingerprint sensor 1 (S1), multivalued data is output from the fingerprint sensor 1. This multivalued data is binarized by the binarization circuit 10 and then the direction data extraction unit 21.
to go into. The direction data extraction unit 21 divides the input binary image into a plurality of blocks and extracts the direction of the ridge for each block (S2).

【0027】フィルタ部11は、方向データ抽出部21
から出力される方向データを基に、その方向へのフィル
タ処理を行い、橋,亀裂の除去を行う(S3)。橋,亀
裂が除去された多値画像に対して、2値化回路10で2
値化を行う(S4)。方向データ照合部41は、窓画像
方向辞書データ31から読出した位置合わせ用窓画像の
方向データと、2値化回路12の出力である照合用指紋
像の方向データの比較による位置合わせ領域の選択を行
う(S5)。
The filter unit 11 includes a direction data extraction unit 21.
Based on the direction data output from, the filter process in that direction is performed to remove bridges and cracks (S3). For the multi-valued image from which bridges and cracks have been removed, the binarization circuit 10
The value is converted (S4). The direction data matching unit 41 selects a position matching area by comparing the direction data of the position matching window image read from the window image direction dictionary data 31 with the direction data of the matching fingerprint image output from the binarization circuit 12. Is performed (S5).

【0028】方向データ照合部41による照合が一致し
た時には、次に位置合わせ部42が選択された領域での
位置合わせ用窓画像辞書データ32から読出した位置合
わせ用窓画像と2値化回路12から読出した照合用窓画
像とのパターンマッチングを行う(S6)。このマッチ
ングが一致したら、次に周辺窓照合部43は、照合用周
辺窓辞書データ33から読出した照合用周辺窓画像と、
2値化回路12から読出した2値化像とのパターンマッ
チングを行う(S7)。そして、パターンマッチングの
結果、マッチング誤差が閾値以下であれば、本人と確認
する。このように、本発明によれば、方向性フィルタを
用いて画像改善を行う場合にも先ず方向データで位置合
わせを行うため、照合に要する時間を短縮することがで
きる。図6は本発明の第2の実施例の動作を示すフロー
チャートである。指紋辞書登録までのシーケンスは図3
と同じであるので、照合時の動作について説明する。照
合用指紋画像が指紋センサ1から入力されると(S
1)、この指紋センサ1からは多値データが出力され
る。この多値データは、2値化回路10によって2値化
された後、方向データ抽出部21に入る。該方向データ
抽出部21は、入力2値画像を複数のブロックに分け、
ブロック毎の隆線の方向を抽出する(S2)。
When the matching by the direction data matching unit 41 coincides, the position matching window image read from the position matching window image dictionary data 32 in the region selected next by the position matching unit 42 and the binarization circuit 12 are read. Pattern matching is performed with the matching window image read from (S6). If this matching is matched, the peripheral window matching unit 43 then compares the matching peripheral window image read from the matching peripheral window dictionary data 33,
Pattern matching with the binary image read from the binary circuit 12 is performed (S7). Then, as a result of the pattern matching, if the matching error is equal to or less than the threshold value, the person is confirmed. As described above, according to the present invention, even when the image is improved by using the directional filter, the alignment is first performed using the directional data, so that the time required for the matching can be shortened. FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the second embodiment of the present invention. Figure 3 shows the sequence until the fingerprint dictionary is registered.
The operation at the time of matching will be described. When the verification fingerprint image is input from the fingerprint sensor 1 (S
1), multi-valued data is output from the fingerprint sensor 1. This multi-valued data is binarized by the binarization circuit 10 and then enters the direction data extraction unit 21. The direction data extraction unit 21 divides the input binary image into a plurality of blocks,
The direction of the ridge for each block is extracted (S2).

【0029】フィルタ部11は、方向データ抽出部21
から出力される方向データを基に、その方向へのフィル
タ処理を行い、橋,亀裂の除去を行う(S3)。橋,亀
裂が除去された多値画像に対して、2値化回路10で2
値化を行う(S4)。方向データ照合部41は、窓画像
方向辞書データ31から読出した位置合わせ用窓画像の
方向データと、2値化回路12の出力である照合用指紋
像の方向データの比較を行う(S5)。
The filter unit 11 includes a direction data extraction unit 21.
Based on the direction data output from, the filter process in that direction is performed to remove bridges and cracks (S3). For the multi-valued image from which bridges and cracks have been removed, the binarization circuit 10
The value is converted (S4). The direction data matching unit 41 compares the direction data of the alignment window image read from the window image direction dictionary data 31 with the direction data of the matching fingerprint image output from the binarization circuit 12 (S5).

【0030】この比較動作により、方向データ照合部4
1は、両方の画像の方向が一致したかどうかチェックす
る。一致しない場合には、ステップS5に戻り、両方の
方向データの比較動作を再開する。若し、両方の方向デ
ータが一致した時には、次に図7に示すように、照合用
窓画像の方向データと照合用窓指紋像の各ブロックでの
隆線方向データの比較を行う(S7)。(a)に示すよ
うに、照合用窓画像の隆線方向データが6個あるものと
する。この6個の隆線方向データと、(b)に示すよう
な照合用指紋画像の方向データとを比較するのである。
By this comparison operation, the direction data collating unit 4
1 checks if the orientations of both images match. If they do not match, the process returns to step S5, and the comparison operation of both direction data is restarted. If both direction data match, then the direction data of the matching window image and the ridge direction data in each block of the matching window fingerprint image are compared as shown in FIG. 7 (S7). .. As shown in (a), it is assumed that there are six ridge direction data in the matching window image. The six ridge direction data are compared with the direction data of the collation fingerprint image as shown in (b).

【0031】そして、比較の結果、所定数の一致が得ら
れた場合には、照合部40では、位置合わせ部42が位
置合わせ用窓(図7の太い□)を用いて、位置合わせ用
窓のパターンマッチングを行う(S9)。即ち、位置合
わせ用窓画像辞書データ32を読出して、2値化回路1
2から読出した照合用窓画像とのパターンマッチングを
行う。若し、ステップS8で所定数の一致が得られなな
い場合には、ステップS5に戻って位置合わせ用窓の方
向データの比較をやりなおす。
When a predetermined number of matches are obtained as a result of the comparison, in the collating unit 40, the aligning unit 42 uses the aligning window (thick □ in FIG. 7) to make the aligning window. Pattern matching is performed (S9). That is, the alignment window image dictionary data 32 is read out and the binarization circuit 1 is read.
The pattern matching with the matching window image read out from 2 is performed. If the predetermined number of matches cannot be obtained in step S8, the process returns to step S5 and the direction data of the alignment window is compared again.

【0032】ステップS9で、位置合わせ用窓画像のパ
ターンマッチングを行ったら、この時の原点位置からの
ずれを求めておく。そして、周辺窓照合部43は照合用
周辺窓辞書データ33を読出して照合用指紋像とのパタ
ーンマッチングを行う(S10)。照合部40は、パタ
ーンマッチングによる窓画像の一致画素数が閾値以上あ
れば、本人と確認する。
In step S9, after the pattern matching of the positioning window image is performed, the deviation from the origin position at this time is obtained. Then, the peripheral window matching unit 43 reads the matching peripheral window dictionary data 33 and performs pattern matching with the matching fingerprint image (S10). If the number of matching pixels of the window image by pattern matching is equal to or more than the threshold value, the matching unit 40 confirms that the person is the person.

【0033】次に、本発明の照合方法の第3の実施例に
ついて説明する。指紋辞書記憶部30には、窓画像方向
辞書データ31,位置合わせ用窓画像辞書データ32及
び照合用周辺窓辞書データ33にはそれぞれの辞書デー
タが記憶されているものとする。先ず、各ブロックにお
いて抽出した隆線方向に対応したフィルタを用いてフィ
ルタ部11で多値画像の補正を行い、橋,亀裂の除去を
行う。次に、位置合わせ部40は、位置合わせ部42で
辞書の位置合わせ用窓画像のパターンマッチングを行
う。
Next, a third embodiment of the matching method of the present invention will be described. It is assumed that the fingerprint dictionary storage unit 30 stores the respective dictionary data in the window image direction dictionary data 31, the alignment window image dictionary data 32, and the matching peripheral window dictionary data 33. First, a filter corresponding to the ridge direction extracted in each block is used to correct the multivalued image in the filter unit 11 to remove bridges and cracks. Next, the alignment unit 40 causes the alignment unit 42 to perform pattern matching on the alignment window image of the dictionary.

【0034】次に、位置合わせ用窓が一致した場所にお
いて、方向データ照合部41は、位置合わせ用窓が一致
した場所において、照合用指紋画像の隆線方向データ
と、照合窓画像の隆線方向データの一致の確認を行う。
閾値以上の窓数の隆線方向が一致した場合は、周辺窓照
合部43で照合用窓のパターンマッチングを行う。照合
部40は、窓画像の一致数が閾値以上の時、本人と確認
する。
Next, at the position where the alignment window coincides, the direction data collating unit 41 causes the ridge direction data of the collation fingerprint image and the ridge line of the collation window image at the place where the alignment window coincides. Confirm that the direction data match.
When the ridge directions of the number of windows equal to or more than the threshold value match, the peripheral window matching unit 43 performs pattern matching of the matching window. The collation unit 40 confirms the identity of the person when the number of coincidences of the window images is equal to or larger than the threshold value.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、方向性フ
ィルタを用いて画像改善を行う場合にも照合に要する時
間を短縮する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, it is possible to provide a fingerprint collation device capable of shortening the time required for collation even when an image is improved by using a directional filter.

【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】本発明の第1の実施例の動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the first exemplary embodiment of the present invention.

【図4】隆線方向データの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of ridge direction data.

【図5】方向性フィルタによる橋,亀裂の補正説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram for correcting bridges and cracks by using a directional filter.

【図6】本発明の第2の実施例の動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the second exemplary embodiment of the present invention.

【図7】照合用窓画像の隆線方向データの比較を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing comparison of ridge direction data of matching window images.

【図8】従来の指紋照合装置の構成概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing the configuration of a conventional fingerprint matching device.

【図9】指紋の特徴情報例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of fingerprint characteristic information.

【図10】指紋隆線画像例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a fingerprint ridge image.

【図11】指紋辞書画像例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a fingerprint dictionary image.

【図12】照合画像と辞書のマッチングを示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing matching between a collation image and a dictionary.

【図13】従来装置の動作を示すフローチャートであ
る。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 指紋センサ 10 2値化回路 11 フィルタ部 12 2値化回路 13 特徴抽出回路 20 登録部 30 指紋辞書記憶部 40 照合部 1 Fingerprint Sensor 10 Binarization Circuit 11 Filter Section 12 Binarization Circuit 13 Feature Extraction Circuit 20 Registration Section 30 Fingerprint Dictionary Storage Section 40 Matching Section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 指紋画像を読み込む指紋センサ(1)
と、 該指紋センサ(1)の出力を2値化する第1の2値化回
路(12)と、 該第1の2値化回路(12)の出力を受けて、複数のブ
ロック毎に分け、ブロック毎の隆線の方向を抽出すると
共に、指紋辞書の登録を行う登録部(20)と、 前記指紋センサ(1)の出力を受け、登録部(20)で
検出された各ブロックの隆線方向に対応した方向性フィ
ルタを用いて多値画像の処理を行って、指紋隆線の橋,
亀裂の除去を行うフィルタ部(11)と、 該フィルタ部(11)の出力を受けて2値化を行う第2
の2値化回路(12)と、 該第2の2値化回路(12)の出力を受けて特徴情報の
抽出を行い、その結果を前記登録部(20)に与える特
徴抽出回路(13)と、 該特徴抽出回路(13)から出力される特徴点情報及び
その近傍を窓として切り出し、特徴点窓画像として出力
されるデータ及び当該窓画像の隆線方向データを登録部
(20)から受けて登録する指紋辞書登録部(30)
と、 前記第2の2値化回路(12)から出力される照合用画
像と指紋辞書記憶部(30)から出力される指紋辞書と
の照合を行う照合部(40)より構成される指紋照合装
置。
1. A fingerprint sensor (1) for reading a fingerprint image
And a first binarization circuit (12) for binarizing the output of the fingerprint sensor (1), and receiving the output of the first binarization circuit (12) and dividing into a plurality of blocks. , The ridge direction of each block is extracted, and the registration unit (20) that registers the fingerprint dictionary and the output of the fingerprint sensor (1) receive the ridges of each block detected by the registration unit (20). The multi-valued image is processed using the directional filter corresponding to the line direction, and the bridge of fingerprint ridges,
A filter unit (11) for removing cracks, and a second unit for receiving the output of the filter unit (11) and performing binarization.
And a feature extraction circuit (13) which receives the output of the second binarization circuit (12) and extracts feature information, and gives the result to the registration unit (20). And the feature point information output from the feature extraction circuit (13) and its vicinity are cut out as a window, and the data output as a feature point window image and the ridge direction data of the window image are received from the registration unit (20). Fingerprint dictionary registration unit (30)
And a collation unit (40) for collating the collation image output from the second binarization circuit (12) with the fingerprint dictionary output from the fingerprint dictionary storage unit (30). apparatus.
【請求項2】 前記照合部(40)は、指紋照合を行う
に際し、照合用指紋画像に対して位置合わせ用窓画像を
照合する際、最初に照合画像中の注目ブロック内の方向
データと、位置合わせ用窓画像の方向データとを比較
し、閾値以上の一致がみられた場合にのみ、位置合わせ
窓画像のパターンマッチングを開始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 collation unit (40), when performing fingerprint collation, when collating the alignment window image with the collation fingerprint image, first, the direction data in the block of interest in the collation image, The fingerprint collation according to claim 1, wherein the pattern matching of the alignment window image is started only when the direction data of the alignment window image is compared with each other and a match equal to or more than a threshold value is found. apparatus.
【請求項3】 前記照合部(40)は、指紋照合を行う
に際し、照合用指紋画像に対し位置合わせ用窓画像を照
合する際、最初に照合画像中の注目ブロック内の方向デ
ータと位置合わせ用窓画像の方向データとの比較を行
い、閾値以上の一致がみられ、かつ照合用窓画像の方向
データの比較を行い、所定個数以上の照合用窓画像にお
いて方向の一致がみられた場合にのみ、位置合わせ用窓
画像と照合用窓画像のパターンマッチングを開始するよ
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 collation unit (40), when collating a registration window image with a collation fingerprint image when performing fingerprint collation, first aligns with the direction data in the target block in the collation image. When the comparison is made with the direction data of the window images for a match or more, and the direction data of the matching window images are compared, and a direction match is found for a predetermined number or more of the matching window images. 2. The fingerprint collation apparatus according to claim 1, wherein pattern matching between the position alignment window image and the collation window image is started only in step 1.
【請求項4】 前記照合部(40)は、照合用指紋画像
に対し位置合わせ用窓画像のパターンマッチングを行
い、マッチング誤差が所定の値以下である場合、次に照
合用窓画像の方向データの照合を行い、一定個数以上の
窓画像の方向データが一致した時、照合用窓画像のパタ
ーンマッチングを開始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 matching unit (40) performs pattern matching of a positioning window image with a matching fingerprint image, and if the matching error is less than or equal to a predetermined value, then the matching window image orientation data is acquired. 2. The fingerprint collation apparatus according to claim 1, wherein the pattern collation of the collation window image is started when the direction data of a certain number or more of the window images are coincident with each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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