JPH06176134A - Fingerprint recognition device - Google Patents

Fingerprint recognition device

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Publication number
JPH06176134A
JPH06176134A JP4325508A JP32550892A JPH06176134A JP H06176134 A JPH06176134 A JP H06176134A JP 4325508 A JP4325508 A JP 4325508A JP 32550892 A JP32550892 A JP 32550892A JP H06176134 A JPH06176134 A JP H06176134A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fingerprint
pattern
image
transparent body
recognition
Prior art date
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Pending
Application number
JP4325508A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruyoshi Toyoda
晴義 豊田
Yuji Kobayashi
祐二 小林
Terushige Hori
輝成 堀
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.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP4325508A priority Critical patent/JPH06176134A/en
Publication of JPH06176134A publication Critical patent/JPH06176134A/en
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Abstract

PURPOSE:To remove noise on account of the distortion of the image of a fingerprint and to improve a recognition rate by moving or rotating a transparent body perpendicularly to the pressure-installation direction of the transparent body and to a two-dimensional direction. CONSTITUTION:A fingerprint pattern is obtained from the difference of a reflection condition when light is projected from a light source (LED) 330 to a prism 320 and a finger 301 is pressed. A lens 312 imageforms the fingerprint pattern on a CCD camera 310, and the CCD camera 310 converts the pattern into a video signal and transmits it to a recognition device 10. It frequently occurs that distortion is generated in the fingerprint pattern by the inputting method of force into the finger 301 and an attitude, and therefore erroneous recognition is liable to occur. Thus, erroneous recognition is prevented by driving stages 422, 424 and 426 and giving vibration. The recognition device 101 collates all the generated fingerprint patterns with a previously registered pattern so as to recognize them on a real time basis. When the coincident pattern exists, it is recognized to be the same or the previously registered one.

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、パターン認識などにお
ける空間フーリエ変換を用いた光情報処理技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information processing technique using spatial Fourier transform in pattern recognition and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】パターン認識は、個人の識別をするのに
用いることができるため、例えば、指紋パターンを個人
情報として用い、これにより個人の識別をする装置が考
えられている(特開平3−204625など)。
2. Description of the Related Art Since pattern recognition can be used to identify an individual, a device for identifying an individual by using a fingerprint pattern as personal information, for example, has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 3-3003). 204625).

【0003】パターンの相関を光演算で高速で行う方法
は種々提案されており、そのうちの一つに、合同変換相
関法(Joint Transform Correlation:JTC)と呼ばれ
るものがある(「光情報処理におけるフーリエ変換」、
光学 21,6,392-399 )。この方法は、Vander-Lugt の光
相関器を用いる方法(「光学的相関系位相フィルタによ
るパターン認識」、応用物理 58,6(1989) )と比較して
パターンが書き込まれたホログラム乾板の正確な位置合
わせを必要としない、という利点がある。
Various methods for performing pattern correlation at high speed by optical calculation have been proposed, and one of them has been called the joint transform correlation (JTC) method ("Fourier in optical information processing"). conversion",
Optics 21,6,392-399). This method is more accurate than the method using an optical correlator of Vander-Lugt (“Pattern recognition by an optical correlation system phase filter”, Applied Physics 58,6 (1989)), which is more accurate than a hologram dry plate on which a pattern is written. The advantage is that no alignment is required.

【0004】図6は、合同変換相関法による一例を示し
たものである。高解像度の空間光変調器(SLM)を用
いて構成したものである。入力パターンと参照パターン
とを同時にSLMに書き込み、これらのパターンをもう
一度SLMで読みだし、光フーリエ変換を行ってこれら
のパターンの相関信号を得ている。
FIG. 6 shows an example of the joint transform correlation method. It is configured by using a high resolution spatial light modulator (SLM). The input pattern and the reference pattern are simultaneously written in the SLM, these patterns are read again by the SLM, and the optical Fourier transform is performed to obtain the correlation signals of these patterns.

【0005】図7は、図6の装置で指紋パターンの認識
装置を構成したものであり、入力パターン(入力像)と
参照パターン(参照像)とをCRTに同時に描画させて
一致を検出しようとするものである。図3(a)に示す
ように入力像(左)と参照像(右)とにより、図3
(b)に示すフーリエパターンがえられる。そして、入
力像と参照像とが一致していることから、図3(c)に
示すように2つの輝度の高い点が入力像,参照像の位置
に対応して左右に現れる。これにより、入力パターンと
参照パターンの一致が検出される。
FIG. 7 shows a fingerprint pattern recognizing device configured by the device of FIG. 6, and an attempt is made to simultaneously draw an input pattern (input image) and a reference pattern (reference image) on a CRT to detect a match. To do. The input image (left) and the reference image (right) as shown in FIG.
The Fourier pattern shown in (b) is obtained. Since the input image and the reference image match, two high-luminance points appear on the left and right corresponding to the positions of the input image and the reference image, as shown in FIG. As a result, a match between the input pattern and the reference pattern is detected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】指紋のパターンを採取
する場合、プリズムへの指の押し付け方やおき方で像に
歪みが発生することが多い。前述の図7の装置のよう
に、入力パターンと参照パターンとを相関により認識を
行う場合、このような像の歪みはノイズとなり、一致と
は見なされなくなるので誤認識の原因になる。こうした
歪みにより、実際の指紋認識装置では、予め登録された
者であっても、一致していないと判定されるため、当人
ではないと判断され排他されてしまうことになる。
When a fingerprint pattern is taken, the image is often distorted depending on how the finger is pressed against the prism or how it is placed. When the input pattern and the reference pattern are recognized by correlation as in the apparatus shown in FIG. 7, such image distortion causes noise and is not regarded as a match, which causes erroneous recognition. Due to such distortion, in an actual fingerprint recognition device, even a person who is registered in advance is determined not to be in agreement, so it is determined that the person is not the person and is excluded.

【0007】この歪みを抑えるために、指のガイドシス
テムや特徴抽出システムなどが考えられている。しか
し、ガイドシステムを用いた場合でも、指とプリズムと
の間の摩擦に因る歪みが生じ誤認識が起こるのである。
また、特徴抽出としては、マニューシャ特徴により高い
認識率が実現し得ることが知られているが、そのために
は大規模な計算機が必要である、という欠点がある
(「指紋自動識別技術」、計測と制御 25,8,701(1986)
;特開昭59−32064)。さらに、計算機により
画像処理を行って歪みを補正するものがあり、これも同
様の欠点がある(特開平2−270076)。
In order to suppress this distortion, a finger guide system, a feature extraction system, etc. have been considered. However, even when the guide system is used, distortion due to friction between the finger and the prism occurs, resulting in erroneous recognition.
In addition, it is known that minutia features can achieve a high recognition rate as feature extraction, but there is a drawback that a large-scale computer is required for that (“fingerprint automatic identification technology”, measurement And Control 25,8,701 (1986)
JP-A-59-32064). Further, there is a computer that performs image processing to correct the distortion, which also has the same drawback (Japanese Patent Laid-Open No. 2-270076).

【0008】本発明は上述の問題点に鑑み、指紋の像の
歪みによるノイズを除去する機構を付加することによ
り、認識率の良い高速で安価な指紋認識装置を提供する
ことを目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a high-speed and inexpensive fingerprint recognition device having a high recognition rate by adding a mechanism for removing noise due to distortion of a fingerprint image.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の指紋認識装置は、指を押着した透明体に光
源からの光を反射させて得た指紋画像を、予め登録され
た参照すべきパターンと合同フーリエ変換を行ってその
相関値から指紋画像の認識をする指紋認識装置であっ
て、透明体の押着の方向に対し垂直で2次元の方向へ透
明体を移動若しくは回転させるための駆動をする第1の
手段(例えば、XYステージ又は回転ステージのいずれ
か若しくは両方)と、指紋画像の認識をする際に第1の
手段の駆動の制御(例えば、所定の長さの往復運動や振
動あるいはランダムな運動)をする第2の手段とを備え
る。
In order to solve the above problems, the fingerprint recognition device of the present invention registers in advance a fingerprint image obtained by reflecting light from a light source on a transparent body on which a finger is pressed. A fingerprint recognition device for performing a joint Fourier transform with a pattern to be referenced and recognizing a fingerprint image from the correlation value thereof, wherein the transparent body is moved in a two-dimensional direction perpendicular to the pressing direction of the transparent body or First means for driving to rotate (for example, either or both of the XY stage and the rotating stage) and control of driving of the first means when recognizing a fingerprint image (for example, a predetermined length). Second reciprocating motion, vibration, or random motion).

【0010】第2の手段は、相関値が大きくなれば、透
明体の駆動が小さくなるように前記第1の手段の駆動の
制御をすることを特徴としても良い。
The second means may be characterized in that the drive of the first means is controlled so that the drive of the transparent body becomes smaller as the correlation value increases.

【0011】指紋画像の認識は、指紋画像を撮像して得
た像と参照すべきパターンとの合同フーリエ変換を空間
光変調器で行ってなされることを特徴としても良い。ま
た、指紋画像と参照すべきパターンとの一致を所定の時
間内で検出してなされることを特徴としても良い。
The fingerprint image may be recognized by performing a joint Fourier transform of the image obtained by picking up the fingerprint image and the pattern to be referenced by the spatial light modulator. Further, the feature may be that the matching between the fingerprint image and the pattern to be referred to is detected within a predetermined time.

【0012】[0012]

【作用】本発明の指紋認識装置では、指紋画像の認識を
する際に、透明体は、その押着の方向に対し垂直で2次
元の方向へ移動若しくは回転し、指紋画像は透明体の移
動若しくは回転によって形が変化する。指紋画像の本人
は予め登録された指紋を持つ者であれば、指紋画像が当
初は歪んだものでもその変化により参照すべきパターン
と一致する指紋画像(歪みが矯正されたもの)が生じる
ことになる。指紋画像の一致は、合同フーリエ変換の相
関値から実時間で一致が検出され、その持ち主が予め登
録された指紋を持つ者であることが検知される。一方、
この駆動は第2の手段の制御に応じて第1の手段によっ
てなされ、予め登録された指紋を持つ者でない場合、い
かに駆動しても指紋画像が一致することはないので、一
定時間認識を行えば良く、相関値が大きくなれば、透明
体の駆動を小さくすることで、より精度の良い認識が行
える。
In the fingerprint recognition device of the present invention, when recognizing a fingerprint image, the transparent body moves or rotates in a two-dimensional direction perpendicular to the pressing direction, and the fingerprint image moves the transparent body. Or the shape changes by rotation. If the person who owns the fingerprint image has a pre-registered fingerprint, even if the fingerprint image is initially distorted, the change causes a fingerprint image that matches the pattern to be referred (the distortion is corrected). Become. Matching of fingerprint images is detected in real time from the correlation value of the joint Fourier transform, and it is detected that the owner of the fingerprint image is a person who has a fingerprint registered in advance. on the other hand,
This drive is performed by the first means according to the control of the second means, and if the person who does not have the fingerprint registered in advance does not match the fingerprint images no matter how the person drives, recognition is performed for a certain period of time. If the correlation value becomes large, the driving of the transparent body is made small so that the recognition can be performed with higher accuracy.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の指紋認識装置の一実施例の概念図であ
り、透明体としてのプリズム320 を振動させる機構とし
てXリニアステージ422 ,Yリニアステージ424 で、回
転させる機構として回転ステージ426 で実現したもので
ある。これらの機構は、コントローラ部410 で駆動制御
される。また、指紋パターン(指紋画像)を得るのに全
反射入力法を用いており、光源(LED)330 から光を
プリズム320 にあて、指301 を押し付けたときの反射条
件の違いから指紋パターンを得ている。この指紋パター
ンを、レンズ312 はCCDカメラ310 上に結像し、CC
Dカメラ310 は映像信号に変換し認識装置101 に送る。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a fingerprint recognition device of the present invention, in which an X linear stage 422 and a Y linear stage 424 are used as a mechanism for vibrating a prism 320 as a transparent body, and a rotary stage 426 is used as a mechanism for rotating. It was realized. These mechanisms are drive-controlled by the controller unit 410. In addition, the total reflection input method is used to obtain a fingerprint pattern (fingerprint image), and light is emitted from a light source (LED) 330 to a prism 320 and a fingerprint pattern is obtained from the difference in reflection condition when a finger 301 is pressed. ing. The lens 312 forms an image of this fingerprint pattern on the CCD camera 310, and CC
The D camera 310 converts it into a video signal and sends it to the recognition device 101.

【0014】このとき、指301 への力の入れ方や姿勢に
よって指紋パターンに歪みが生じる場合が多く、これに
よって誤認識が起こり易いのであるが、ステージ422 ,
424,426 を駆動し振動などを与えることによって、誤
認識を防いでいる。振動などを与えて指紋パターンにさ
らに歪みを付加して、等価的に複数の指紋パターンを生
成しているのである。認識装置101 は、生じるすべての
指紋パターンと、予め登録したパターン(以下、参照
像)とを照合してリアルタイムの認識を行い、一致して
いるものがあれば同一人若しくは予め登録されているも
のとして認定する。
At this time, there are many cases in which the fingerprint pattern is distorted due to the way of applying force to the finger 301 and the posture thereof, which easily causes erroneous recognition.
Misrecognition is prevented by driving 424 and 426 to give vibrations. The fingerprint pattern is further distorted by applying vibration or the like to equivalently generate a plurality of fingerprint patterns. The recognition device 101 performs real-time recognition by collating all the generated fingerprint patterns with a pre-registered pattern (hereinafter referred to as a reference image), and if there is a match, the same person or a pre-registered one. Certify as.

【0015】図2は、さらに具体的に構成を示したもの
である。
FIG. 2 shows the configuration more specifically.

【0016】プリズム320 ,LED330 ,レンズ312 ,
CCDカメラ310 は、指紋入力部を構成し、前述したよ
うに、指紋パターンを得るものである。プリズム320
は、LED330 とともにステージ422 ,424 ,426 に取
り付けられ、x,y方向及び回転方向に移動するように
なっている。即ち指301 を押す方向に垂直な面上におい
て2次元的な移動が可能になっている。認識部101 は、
指紋パターンを入力像とし、参照像との光相関演算で認
識を行うものであり、CRT150 ,レンズ121,122,123,
124 、SLM110,112 、フィルタ114 などで構成され
る。
The prism 320, the LED 330, the lens 312,
The CCD camera 310 constitutes a fingerprint input section and obtains a fingerprint pattern as described above. Prism 320
Are attached to the stages 422, 424, and 426 together with the LED 330 so as to move in the x, y and rotation directions. That is, two-dimensional movement is possible on a plane perpendicular to the direction in which the finger 301 is pushed. The recognition unit 101
The fingerprint pattern is used as an input image, and recognition is performed by optical correlation calculation with a reference image. The CRT 150, lenses 121, 122, 123,
124, SLMs 110 and 112, a filter 114, and the like.

【0017】CRT150 は、入力像,参照像を同じ画面
上に映しだし、レンズ121 は入力像,参照像をSLM11
0 上に結像させるものである。レンズ123 はSLM110
から読み出された入力像,参照像をフーリエ変換し、フ
ーリエパターンをSLM112上に形成する。レンズ124
はSLM112 上に形成されたフーリエパターンを再度フ
ーリエ変換し、相関値に応じたパターンを検出器(フォ
トダイオード,PD)140 上に形成する。検出器140
は、一致した場合に輝度の高くなる点におかれ、これを
検出し相関信号として出力する。
The CRT 150 displays the input image and the reference image on the same screen, and the lens 121 displays the input image and the reference image on the SLM 11.
0 is an image to be formed. Lens 123 is SLM110
The input image and the reference image read from are subjected to Fourier transform to form a Fourier pattern on the SLM 112. Lens 124
Re-transforms the Fourier pattern formed on the SLM 112, and forms a pattern corresponding to the correlation value on the detector (photodiode, PD) 140. Detector 140
Is placed at a point where the brightness becomes high when they match, and this is detected and output as a correlation signal.

【0018】レンズ121 の焦点面におかれたSLM110
は、書き込み光によって書き込まれた像を読み出し光で
読みだし、像の再生を行うためのものである(オプトロ
ニクス(1985)No.4)。書き込まれた入力像,参照像をレ
ーザー光で再生するようになっている。これには、アモ
ルファスシリコンと液晶を用いたいわゆるFLC−SL
M(強誘電性液晶空間光変調器)やLCLV(液晶ライ
トバルブ),TN−SLM(ツイストネマティック液晶
−SLM)、光電面と光学結晶の組み合わせによるもの
(MSLM)などを用いることができる。
SLM 110 placed on the focal plane of lens 121
Is for reading out an image written by writing light by reading light and reproducing the image (Opttronics (1985) No. 4). The written input image and reference image are reproduced by laser light. This includes so-called FLC-SL using amorphous silicon and liquid crystal.
M (ferroelectric liquid crystal spatial light modulator), LCLV (liquid crystal light valve), TN-SLM (twisted nematic liquid crystal-SLM), or a combination of a photocathode and an optical crystal (MSLM) can be used.

【0019】偏光ビームスプリッタ130,132,ハ
ーフミラー133,ミラー134は、SLM110,112 へ
の読みだし光の光学系を形成している。検出器140 は、
レンズ124 の焦点面上におかれ、一致した場合、図8
(c)の輝度の高い点に対応する位置におかれる。
The polarization beam splitters 130 and 132, the half mirror 133 and the mirror 134 form an optical system for reading light to the SLMs 110 and 112. The detector 140 is
If they are placed on the focal plane of the lens 124 and they match each other, FIG.
It is placed at a position corresponding to the high brightness point in (c).

【0020】入力像(入力パターン),参照像(参照パ
ターン)は、レンズ121 によりSLM110 上に結像す
る。この像がレーザ光によりSLM110 から読み出さ
れ、フーリエ変換されてフーリエパターンがSLM112
に書き込まれる。この時、フィルター114により、ノ
イズとなる0字光の部分を遮光して、S/Nを上げる操
作を施してもよい。そしてフーリエパターンがSLM11
2 から読み出され、フーリエ変換される。そして相関値
に応じたパターンから相関信号が出力される。
The input image (input pattern) and the reference image (reference pattern) are formed on the SLM 110 by the lens 121. This image is read out from the SLM110 by the laser beam and Fourier-transformed to obtain a Fourier pattern SLM112.
Written in. At this time, the S / N may be increased by blocking the 0-shaped light that becomes noise by the filter 114. And the Fourier pattern is SLM11
It is read from 2 and Fourier transformed. Then, a correlation signal is output from the pattern according to the correlation value.

【0021】コントローラ部410 は、パターンの一致即
ち相関信号に応じてステージ422 ,424 ,426 を駆動制
御するものであり、マンマシンインターフェイスを兼
ね、コントローラ412 ,認識結果表示部414 ,参照画像
保持部416 ,暗証番号入力装置418 で構成される。暗証
番号入力装置418 は暗証番号が入力される部分であり、
コントローラ412 は、暗証番号に対応して参照画像を保
持している参照画像保持部416 から参照像を読み出して
CRT150 に出力する。コントローラ412 は、相関信号
の強度から一致の程度を検出し、相関信号が大きければ
ステージ422 ,424 ,426 の駆動範囲を小さくする。ま
た、一致しているか否かを認識結果表示部414 に出力
し、認識結果表示部414 はこれを表示する。一定の時間
一致しなければ、登録されていない旨を表示する。操作
開始時に電源をオンにし、認識結果が得られると電源を
オフにして電力の節約を行う。
The controller unit 410 drives and controls the stages 422, 424 and 426 according to the pattern matching, that is, the correlation signal, and also functions as a man-machine interface, and also functions as a controller 412, a recognition result display unit 414, and a reference image holding unit. 416 and a personal identification number input device 418. The personal identification number input device 418 is a part for inputting a personal identification number,
The controller 412 reads the reference image from the reference image holding unit 416 holding the reference image corresponding to the personal identification number and outputs it to the CRT 150. The controller 412 detects the degree of coincidence from the strength of the correlation signal, and reduces the drive range of the stages 422, 424, 426 if the correlation signal is large. Further, whether or not they match is output to the recognition result display unit 414, and the recognition result display unit 414 displays this. If they do not match for a certain period of time, the fact that they are not registered is displayed. When the operation starts, the power is turned on, and when the recognition result is obtained, the power is turned off to save the power.

【0022】つぎにこの装置の動作を順を追って説明す
る。
Next, the operation of this apparatus will be described step by step.

【0023】まず、暗証番号入力装置418 から暗証番号
が入力されると、登録された参照パターン(指紋パター
ン)のうち暗証番号に対応する参照パターンが認識部10
1 に参照像として送られる。同時にLED330 ,CCD
カメラ310 ,SLM110,112の電源及びこれらのレーザ
光源の電源がオンになる。プリズム320 上におかれた指
301 の指紋パターンがCCDカメラを介して認識部101
に入力像として送られる。
First, when a personal identification number is input from the personal identification number input device 418, the reference pattern corresponding to the personal identification number out of the registered reference patterns (fingerprint patterns) is recognized by the recognition unit 10.
It is sent as a reference image to 1. LED330 and CCD at the same time
The power supplies of the cameras 310, SLMs 110 and 112, and these laser light sources are turned on. Finger placed on prism 320
The fingerprint pattern of 301 is recognized by the CCD camera through the recognition unit 101.
Sent as an input image.

【0024】認識部101 では、指紋パターンと参照パタ
ーンとが距離dだけはなれてCRT150 の画面上に表示
され、SLM110 にかきこまれる(図3(a)、入力像
左,参照像右)。SLM110 上の像はレーザ光で読み出
され、これらの空間フーリエ変換がされたパターンがS
LM112 に書き込まれる(図3(b))。このフーリエ
パターンはSLM112 からレーザ光で読み出され、相関
値即ち合同フーリエ変換がされた結果が輝点となって検
出器140 上に現れる(図3(c))。図の中央部は0次
光によるものであり、対象内地にあるのが相関信号とし
て検出される輝点である。これが検出器140 で検出さ
れ、相関信号としてコントローラ412 に出力される。
In the recognition unit 101, the fingerprint pattern and the reference pattern are displayed on the screen of the CRT 150 with a distance d, and are scratched by the SLM 110 (FIG. 3A, input image left, reference image right). The image on the SLM110 is read by the laser beam, and the pattern obtained by performing the spatial Fourier transform is S
It is written in the LM112 (FIG. 3 (b)). This Fourier pattern is read out from the SLM 112 by laser light, and the correlation value, that is, the result of the joint Fourier transform appears as a bright spot on the detector 140 (FIG. 3C). The central portion of the figure is due to the 0th-order light, and the bright spot detected as a correlation signal is in the target inland. This is detected by the detector 140 and output to the controller 412 as a correlation signal.

【0025】相関信号が予め定められた閾値より大きい
場合は、指紋パターンと参照パターンとが一致している
ものとされ、その人を本人であると認定する。そして、
LED330 ,CCDカメラ310 ,SLM110,112 の電源
及びこれらのレーザ光源の電源をオフにする。
If the correlation signal is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the fingerprint pattern and the reference pattern match, and the person is identified as the person. And
The power sources of the LED 330, the CCD camera 310, the SLMs 110 and 112 and the power sources of these laser light sources are turned off.

【0026】もし相関信号が閾値よりも小さい場合は、
ステージ422 ,424 ,426 を駆動し移動させ、指紋パタ
ーンに適度な歪みを与えて新しい入力像として入力し、
再度認識を行う。そして、これを閾値以上の相関信号が
得られるまで繰り返し、一定時間以上経過しても一致が
検出されない場合は、未登録のものであるとして排除す
る旨を認識結果表示部414 に表示する。
If the correlation signal is less than the threshold,
The stage 422, 424, 426 is driven and moved to give a proper distortion to the fingerprint pattern and input as a new input image,
Recognize again. Then, this is repeated until a correlation signal equal to or more than a threshold value is obtained, and if no match is detected even after a lapse of a certain period of time, it is displayed on the recognition result display unit 414 that it is excluded as an unregistered one.

【0027】指紋パターンの歪みは、大きく分けて、指
の押し付け方の違いによる像の歪み,指のおき方による
像の回転,指のおき方による像の平行移動などがある。
これらの歪みに対して、ステージ422 ,424 ,426 で移
動させているうちに歪みがキャンセルされた像が得ら
れ、この像によって一致が検出されるのである。
The distortion of the fingerprint pattern is roughly classified into image distortion due to the difference in how the finger is pressed, rotation of the image depending on how the finger is placed, and parallel movement of the image depending on the way the finger is placed.
With respect to these distortions, an image in which the distortions are canceled is obtained while moving the stages 422, 424, and 426, and the coincidence is detected by this image.

【0028】図4は簡単な認識結果を示したものである
(試行Event と相関値Correrationの関係)。図2の装
置においてプリズムを1方向に任意に(ランダムに)移
動させた場合について、相関信号の強度変化を示したも
のである。入力像及び参照像は同一の指紋を用いてい
る。入力像には歪みが生じているのであるが、プリズム
を移動させることによって相関値即ち相関信号の強度は
変化し、歪みが打ち消された時点で相関信号の強度がピ
ークになる。この結果は、プリズムを任意に移動させる
ことによって、一致するものが得られることを示してい
る。
FIG. 4 shows a simple recognition result (relationship between trial Event and correlation value Correration). 3 is a diagram showing a change in intensity of a correlation signal when the prism is arbitrarily (randomly) moved in one direction in the apparatus of FIG. The input image and the reference image use the same fingerprint. Although the input image is distorted, moving the prism changes the correlation value, that is, the strength of the correlation signal, and the strength of the correlation signal reaches a peak when the distortion is canceled. This result shows that by moving the prism arbitrarily, a match can be obtained.

【0029】特に、この実施例では認識のために、高速
の相関演算が行える装置を認識部101 を用いている。こ
の装置の光演算は非常に高速のものであるので、CRT
150の1フレームまたは1フィールドの時間(1/3
0,1/60秒)以下で認識を完了し、指紋パターンに
歪みが与えられる。1秒間に30,60回以上指紋パタ
ーンを変化させて認識をすることができる。そのため、
高速で認識率の高いものとし得る。
In particular, in this embodiment, a recognition unit 101 is used as a device capable of high-speed correlation calculation for recognition. The optical operation of this device is very fast, so the CRT
150 1 frame or 1 field time (1/3
Recognition is completed in less than 0, 1/60 second), and the fingerprint pattern is distorted. It is possible to recognize by changing the fingerprint pattern 30 or 60 times or more per second. for that reason,
It can be fast and have a high recognition rate.

【0030】プリズムを移動させる機構としてステージ
422 ,424 ,426 を用い、x方向,y方向,回転という
最も簡単なものにし、相関信号が大きくなったら振動の
速さ距離を小さくしてつぎに加える歪みの変化を小さく
する。これによって、より確実な認識が行えるようにな
る。
A stage as a mechanism for moving the prism
422, 424, and 426 are used to make the x-direction, y-direction, and rotation the simplest, and when the correlation signal increases, the vibration speed distance is reduced to reduce the change in the strain to be added next. This enables more reliable recognition.

【0031】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but various modifications can be made.

【0032】プリズムを移動させる機構を最も簡単なも
のにしたが、プリズムの下部に圧力センサを配置して指
の押された方向を検知して、歪みの方向を予測しその方
向にステージで移動させればより確実な認識になる。ス
テージについては、例えば、移動速度100mm/s,移
動量20mmのものが市販されている。この他にピエゾア
クチュエータも使用でき、これによると数10μmを数
10kHzで可動できる。
Although the mechanism for moving the prism is the simplest, a pressure sensor is arranged below the prism to detect the direction in which the finger is pressed, predict the direction of strain, and move in that direction on the stage. If you do, it will be a more reliable recognition. As the stage, for example, a stage having a moving speed of 100 mm / s and a moving amount of 20 mm is commercially available. In addition to this, a piezo actuator can be used, and according to this, it is possible to move several tens of μm at several tens of kHz.

【0033】指紋入力には、プリズムによるもの以外に
も、図5に示すようにホログラフィックによるものにし
ても良い。このセンサは、透明なガラス平板(導光板)
322の一部にホログラム324 が形成され、他端の反対側
からレーザ光を照射するようにしたもので、撮像素子31
0 で指紋パターンが検出される。
The fingerprint input may be holographic as shown in FIG. 5, instead of prism. This sensor is a transparent glass plate (light guide plate)
A hologram 324 is formed on a part of 322, and laser light is emitted from the opposite side of the other end.
At 0, a fingerprint pattern is detected.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上の通り本発明の指紋認識装置によれ
ば、透明体の駆動によって指紋画像は透明体の移動若し
くは回転によって形が変化するため、指紋画像が当初は
歪んだものでも歪みが矯正されたものを生じさせ得るの
で、構成が簡単で押着の際の指紋画像の歪みに強いもの
にすることができ、認識率の向上に寄与することができ
る。
As described above, according to the fingerprint recognition device of the present invention, the shape of the fingerprint image changes due to the movement or rotation of the transparent body when the transparent body is driven. Since a corrected product can be produced, the structure is simple, and it can be made resistant to distortion of the fingerprint image at the time of pressing, which can contribute to the improvement of the recognition rate.

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

【図1】本発明の一実施例の概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】フーリエ変換する様子を示す図。FIG. 3 is a diagram showing how a Fourier transform is performed.

【図4】試行Event と相関値Correration の関係を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a trial event and a correlation value Correration.

【図5】指紋入力のほかの変形例を示した図。FIG. 5 is a diagram showing another modification of fingerprint input.

【図6】合同変換相関法による空間フーリエ変換装置の
一例を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a spatial Fourier transform device based on a joint transform correlation method.

【図7】図6の装置で指紋パターンの認識装置を構成し
た場合の例を示す図。
7 is a diagram showing an example in which a fingerprint pattern recognition device is configured by the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…認識装置、110,112…SLM、121,
122,123,124,312…レンズ、140…フ
ォトダイオード、310…CCDカメラ、320…プリ
ズム、330…光源、410…コントローラ、422…
Xリニアステージ、424…Yリニアステージ424 、4
26…回転ステージ。
101 ... Recognition device, 110, 112 ... SLM, 121,
122, 123, 124, 312 ... Lens, 140 ... Photo diode, 310 ... CCD camera, 320 ... Prism, 330 ... Light source, 410 ... Controller, 422 ...
X linear stage, 424 ... Y linear stage 424, 4
26 ... Rotary stage.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 指を押着した透明体に光源からの光を反
射させて得た指紋画像を、予め登録された参照すべきパ
ターンと合同フーリエ変換を行ってその相関値から前記
指紋画像の認識をする指紋認識装置であって、 前記透明体の押着の方向に対し垂直で2次元の方向へ前
記透明体を移動若しくは回転させるための駆動をする第
1の手段と、 前記指紋画像の認識をする際に前記第1の手段の駆動の
制御をする第2の手段とを備える指紋認識装置。
1. A fingerprint image obtained by reflecting light from a light source on a transparent body on which a finger is pressed is subjected to a joint Fourier transform with a pattern to be referenced in advance, and the correlation value of the fingerprint image of the fingerprint image is obtained. A fingerprint recognition device for recognizing, comprising: first means for driving to move or rotate the transparent body in a two-dimensional direction perpendicular to the pressing direction of the transparent body; A fingerprint recognition device comprising: a second means for controlling the drive of the first means for recognition.
【請求項2】 前記第1の手段は、前記透明体の押着の
方向に対し垂直な方向へ前記透明体を駆動するXYステ
ージまたは回転駆動する回転ステージのいずれか若しく
は両方を有することを特徴とする請求項1記載の指紋認
識装置。
2. The first means has one or both of an XY stage for driving the transparent body and a rotary stage for rotationally driving the transparent body in a direction perpendicular to the pressing direction of the transparent body. The fingerprint recognition device according to claim 1.
【請求項3】 前記第2の手段は、前記相関値が大きく
なれば、前記透明体の駆動が小さくなるように前記第1
の手段の駆動の制御をすることを特徴とする請求項1記
載の指紋認識装置。
3. The first means is configured to reduce the drive of the transparent body when the correlation value increases.
The fingerprint recognition device according to claim 1, wherein the driving of the means is controlled.
【請求項4】 前記指紋画像の認識は、前記指紋画像を
撮像して得た像と前記参照すべきパターンとの合同フー
リエ変換を空間光変調器で行ってなされることを特徴と
する請求項1記載の指紋認識装置。
4. The recognition of the fingerprint image is performed by performing a congruent Fourier transform of an image obtained by picking up the fingerprint image and the pattern to be referenced by a spatial light modulator. The fingerprint recognition device according to 1.
【請求項5】 前記指紋画像の認識は、前記指紋画像と
前記参照すべきパターンとの一致を所定の時間内で検出
してなされることを特徴とする請求項1記載の指紋認識
装置。
5. The fingerprint recognition device according to claim 1, wherein the fingerprint image is recognized by detecting a match between the fingerprint image and the pattern to be referred within a predetermined time.
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