JPH0668241A - 指紋識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 誤識別の生じるおそれの少ない指紋識別装置
を提供することである。 【構成】 指紋入力装置１から入力された指紋画像デー
タは、一致度検出装置３によって、登録画像記憶装置６
に記憶された登録部分画像に基づいて走査し、その不一
致度を求める。その結果によって得られた最小不一致度
は不一致度加算メモリ４に加算される。加算結果を本人
判定装置５によって調べることによって、その値がしき
い値を超えていれば識別結果は他人と判定され、一方、
その値がしきい値を超えていなければ次の登録部分画像
に基づいて、同様の処理を繰り返す。そして、すべての
登録部分画像について処理を繰り返した後、不一致度加
算メモリの値が所定のしきい値を超えていなければ識別
結果は本人と判定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は指紋識別装置に関し、
特に入力指紋画像と登録された部分画像とに基づいて識
別を行なう指紋識別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】指紋画像を入力して予め登録された部分
画像との一致度で個人を識別する方法が知られている。

【０００３】たとえば、指紋を読取って得られた図６の
（ａ）のような入力指紋画像４１に対して識別処理を行
なうとする。この場合、図６の（ｂ）に示すような予め
登録されている４つの部分画像Ｔ_A ，Ｔ_B ，Ｔ_C および
Ｔ_D に基づいて入力指紋画像中のそれぞれ定められた領
域内で走査し画像間の不一致度を求める。ここで、不一
致度とは２値化した画像を重ねたときその値が一致しな
かった画素の割合であり、完全に一致すれば０、全く一
致しなければ１００という値をとるものである。結果と
して、各部分画像Ｔ_A 〜Ｔ_D について走査領域内での最
小の不一致度と、その位置が図６の（ｃ）のように定ま
ることになる。この最小不一致度を用いた指紋識別方法
の内容を示したのが図７のフローチャートである。

【０００４】まず、ステップＳ４１において、メモリに
格納されている合計個数の値を０として、指紋の読取り
すなわち画像入力を行なう（Ｓ４２）。そして、ステッ
プＳ４３で、部分画像のデータをもとに、入力指紋画像
の走査領域内で走査を行ない、不一致度の計算を行な
う。走査領域内での不一致度の計算の結果から、ステッ
プＳ４４で、最小不一致度を検出する。次にステップＳ
４５で、検出された最小不一致度が予め定められたしき
い値以下であるか否かが判別される。最小不一致度がし
きい値以下である場合は、ステップＳ４６で、メモリに
格納されている合計個数に１を加算し、ステップＳ４７
で、合計個数の値が、基準値以上であるか否かが判別さ
れる。合計個数の値が基準値以上である場合は、ステッ
プＳ４９で、読取られた指紋が予め登録された指紋と一
致している、すなわち識別結果が本人と判断され、処理
は終了する。

【０００５】一方、ステップＳ４５で、最小不一致度が
しきい値以下でないときは、ステップＳ４６およびＳ４
７をスキップしてステップＳ４３に戻る。このステップ
Ｓ４３〜ステップＳ４７までの処理が登録された部分画
像の数だけ繰り返して行なわれる。そして、登録された
部分画像の数だけ繰り返し処理がされた結果、ステップ
Ｓ４７で、合計個数の値が基準値を超えていない場合
は、フローはステップＳ４８に進み、読取られた指紋が
予め登録された指紋と一致していない、すなわち識別結
果が他人と判断されて、フローは終了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の指
紋識別方法では、登録された各部分画像ごとに不一致度
がしきい値以下であるか否かが判断されている。したが
って、識別すべき指紋と登録されている指紋とは同一人
の場合でも、入力時の読取られた画像データのノイズや
歪等の影響で、一部の部分画像の不一致度がわずかにし
きい値を超えたような場合は、たとえそれ以外の部分画
像の不一致度が非常に小さい場合であっても、誤って他
人と判断されるおそれがある。このような誤検出を防ぐ
ために、不一致度を判定するしきい値を大きくすると、
逆に他人が誤って本人と判断される可能性が増加するこ
とになる。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、誤識別の生じるおそれの少ない指
紋識別装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る指
紋識別装置は、識別すべき指紋を読取り、指紋画像デー
タを入力する入力手段と、特定された指紋を読取って得
られた指紋画像データを構成する複数の部分画像データ
を記憶する記憶手段と、入力された指紋画像データと部
分画像データの各々とを比較し、各々の不一致度を検出
する不一致度検出手段と、検出された不一致度の各々の
合計値が所定値以下のとき、前記識別すべき指紋と前記
特定された指紋とが同一人のものであると判定する判定
手段とを備えたものである。

【０００９】請求項２の発明に係る指紋識別装置は、識
別すべき複数の指の指紋を読取り、指ごとの指紋画像デ
ータを入力する入力手段と、同一人の特定された複数の
指ごとの指紋を読取って得られた指紋画像データの各々
を構成する複数の部分画像データを記憶する記憶手段
と、識別すべき指ごとに入力された指紋画像データと対
応する特定された指ごとに記憶された部分画像データの
各々とを指ごとに比較し各々の不一致度を検出する不一
致度検出手段と、いずれか１本の指に対して検出された
不一致度の各々の合計値が第１の所定値以下のとき、識
別すべき指の指紋と特定された指の指紋とが同一人のも
のであると判定し、いずれか１本の指に対する合計値が
第１の所定値を超えるとき、複数の指ごとに検出された
不一致度の各々の合計値の各々の総計値が第２の所定値
以下のとき、識別すべき指の指紋と特定された指の指紋
とが同一人のものであると判定する判定手段とを備えた
ものである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明においては、検出された不一致
度の各々の合計値に基づいて指紋の識別が行なわれる。

【００１１】請求項２の発明においては、１本の指に対
する合計値で指紋の識別が行なえないとき、各指ごとの
総計値に基づいて指紋の識別が行なわれる。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例による指紋識
別装置の構成を示すブロック図である。

【００１３】図を参照して、指紋入力装置１から入力さ
れた指紋画像データは、前処理装置２によってノイズ除
去などの前処理がなされた後２値化される。得られた２
値化入力画像データに対してたとえばマイクロコンピュ
ータ等によって構成される一致度検出装置３によって、
たとえばＥＥＰＲＯＭ、ＣＤＲＯＭ等によって構成され
る登録画像記憶装置に記憶された部分画像データに基づ
いて走査が行なわれ、相互のデータの不一致度が求めら
れる。このようにして求められた最小不一致度は、たと
えばＤＲＡＭ等によって構成される不一致度加算メモリ
４に加算され、たとえばマイクロコンピュータより構成
される本人判定装置５によって、不一致度加算メモリ４
の内容が調べられる。そして、その調べられたメモリ内
容が、所定のしきい値を超えていれば、識別結果は他人
と判定され処理を終わる。一方、調べられたメモリ内容
が所定のしきい値を超えていない場合は、一致度検出装
置３において、次の登録された部分画像について、上記
と同様の処理が繰り返される。そして、すべての登録さ
れた部分画像について、同様の処理を繰り返した後、不
一致度加算メモリの内容が所定のしきい値を超えていな
ければ、識別結果は本人であると判定されて、識別処理
が終了する。

【００１４】図２は図１の実施例で示した指紋識別装置
の具体的な識別処理内容を示したフローチャートであ
る。

【００１５】まず、ステップＳ１において、初期設定と
して不一致度加算メモリの値が０とされ、次に指紋の読
取りすなわち画像データが入力される（Ｓ２）。そし
て、登録されている部分画像データに基づいて、入力指
紋画像に対して、所定領域において走査が行なわれ、デ
ータ同士の不一致度の計算が行なわれる（Ｓ３）。そし
て、ステップＳ４において、走査領域内での最小不一致
度が求められ、その求められた最小不一致度を不一致度
加算メモリに加算する（Ｓ５）。

【００１６】次に、ステップＳ６で、不一致度加算用メ
モリの値が所定のしきい値を超えているか否かが判別さ
れる。メモリの値が所定のしきい値を超えている場合
は、ステップＳ７で、識別結果は他人であると判断し
て、識別処理は終了する。

【００１７】一方、ステップＳ６において、不一致度加
算メモリの値がしきい値以下であるときは、ステップＳ
３からステップＳ６の処理を、登録された部分画像の数
だけ繰返すことになる。そして、すべての部分画像につ
いての上記の処理を繰り返した場合であって、不一致度
加算メモリの値が、所定のしきい値以下であるときは、
フローはステップＳ８に進み、識別結果は本人と判断し
て識別処理は終了する。

【００１８】なお、この実施例で、登録された部分画像
が従来例の図６で示したように、Ｔ _A 〜Ｔ_D の４つの部
分画像よりなり、部分画像Ｔ_A の不一致度をｍ_A と、部
分画像Ｔ_B の不一致度をｍ_B と、部分画像Ｔ_C の不一致
度をｍ_C と、および部分画像Ｔ_D の不一致度をｍ_D とす
ると、上記のステップＳ６の判断条件は下記の式で表わ
される。

【００１９】ｍ_A ＋ｍ_B ＋ｍ_C ＋ｍ_D ≦しきい値 なお、上記の実施例では、各登録された部分画像に対す
る不一致度の重みは上記の式から明らかなように、すべ
て１として等しいとしている。しかし、各部分画像に対
する不一致度の信頼性に応じて上記の式に重みをつけて
各不一致度を加算することも可能である。図３はこの重
みづけの例として示した入力指紋画像と、登録部分画像
との位置関係を示した図である。

【００２０】図において“Ｘ”は、各登録された部分画
像の本来あるべき位置の基準となる基準点を示してお
り、Ａは部分画像Ｔ_A の、Ｂは部分画像Ｔ_B の、Ｃは部
分画像Ｔ_C の、Ｄは部分画像Ｔ_D の、各々本来あるべき
位置（破線で示したもの）を示している。しかし実際
は、図の実線で示したような位置が、すなわちＡ′、
Ｂ′、Ｃ′およびＤ′の位置が、各部分画像の不一致度
が最小となる位置となったとする。この結果から、距離
ｄ_A 〜ｄ_D の値は各部分画像の、本来あるべき位置から
不一致度が最小となる位置への位置ずれを示しているこ
とになる。そして、この位置ずれの値を基準として、重
みづけ関数ｗ（ｄ）を定めることによって、上記の式の
信頼度をさらに向上させることができる。すなわち、こ
の重みづけ関数は、位置ずれの値が小さければ小さいほ
ど、識別結果の評価値がよくなるように重みを与えれば
よい。なぜなら画像データが他人同士のものである場合
は、部分画像の本来あるべき位置と不一致度が最小とな
る位置との間に特有の関係がなにもないので、位置ずれ
の値は一般に大きくなるからである。このようにするこ
とによって、他人同士では評価値が悪くなり、他人との
誤った識別をより排除することができる。上記のような
重み付けを加えた判断条件は下記のように表わされる。

【００２１】ｗ（ｄ_A ）ｍ_A ＋ｗ（ｄ_B ）ｍ_B ＋ｗ（ｄ
_C ）ｍｃ＋ｗ（ｄ_D ）ｍ_D ＜しきい値 このように、各部分画像ごとの不一致度の合計を識別の
判断に用いるのは、一般にその不一致度は他人同士のデ
ータ間では大きな値をとるが、本人のデータ同士では小
さな値に分布しているため、他人同士の関係と、本人同
士の関係とをより分離しやすくなり、結果として、他人
の誤検出のおそれを排除しつつ、かつ本人である識別率
を向上させることができるからである。

【００２２】図４はこの発明の第２の実施例による指紋
識別装置の構成を示すブロック図である。

【００２３】以下の説明では、先の第１の実施例を示す
図１の装置との相違点について主に説明する。

【００２４】図を参照して、複数指紋入力装置２１は、
複数の指の指紋から画像データを入力する。不一致度加
算メモリ２４ａ，２４ｂ…は、入力される指の数だけ準
備されており、登録画像記憶装置２６には、やはり入力
される指の数に対応して予め登録された部分画像が各々
の指について複数個記憶されている。指紋識別処理とし
ては、入力された各指の指紋について、先の第１の実施
例で示した指紋識別処理と同様の処理を行なう。

【００２５】図５はこの発明の第２の実施例による指紋
識別処理の内容を示すフローチャートである。

【００２６】なお、この実施例では、説明の便宜上入力
すべき指の数を２本として処理した場合の例を示してい
る。

【００２７】まずステップＳ３１において、不一致度加
算メモリ１と不一致度加算メモリ２の値を初期設定とし
て０にクリアしておく。次にステップＳ３２で２本の指
の各々の画像データが入力され、以下各指ごとに部分画
像の不一致度計算が行なわれる。すなわち、ステップＳ
３３において、まず最初に入力された指に対する予め登
録された部分画像を所定領域の範囲内で走査し、不一致
度の計算を行なう。そしてステップＳ３４において、不
一致度計算の結果から、最小不一致度を検出し、その値
を不一致度加算メモリ１に加算する（Ｓ３５）。このス
テップＳ３３〜Ｓ３５の処理は、最初の指に対応する部
分画像の数の分だけ繰り返えされる。そして、ステップ
Ｓ３６で、不一致度加算メモリ１の値が、１本指に対し
て設定されたしきい値以下であるか否かが判別される。
判別の結果、不一致度加算メモリ１の値が１本指のしき
い値以下である場合は、フローはステップＳ３７に進
み、識別結果が本人であると判別され、以後の処理は終
了する。

【００２８】一方、ステップＳ３６において不一致度加
算メモリ１の値が、１本指に対するしきい値以下でない
ときは、２本目の指について、上記で示したのと同様の
処理を行なう。２本目の指に対しても、ステップＳ３６
の判別結果で、不一致度加算メモリ２の値が１本指のし
きい値以下であるときは、やはりフローはステップＳ３
７に進み、識別結果が本人であると判断され処理は終了
する。２本目の指に対して処理が行なわれた結果、不一
致度加算メモリ２の値が、１本指に対して設定されたし
きい値以下でないときは、フローはステップＳ３８に進
み、不一致度加算メモリ１と不一致度加算メモリ２との
値が合計される。それらの合計値が、２本指に対し設定
されたしきい値以下であるか否かが判別される。その合
計値が、２本指に設定されたしきい値以下であるとき
は、フローはステップＳ３７に進み、識別結果は本人と
判断され処理は終了する。一方、合計値が２本指に対す
るしきい値以下でないときは、フローはステップＳ３９
に進み識別結果は他人であると判断され処理は終了す
る。

【００２９】複数の指について上記のような識別処理を
行なったのは、一般に他人同士では、２本の指の指紋の
形状がともによく似ている例は少ないので、１本指に対
して識別結果が明確でないときは、２本指全体の不一致
度の合計を用いることによって、他人と誤検出される可
能性をより排除するためである。そしてこのように複数
の指を用いて識別処理を行なうことによって、一方の指
の指紋画像の入力状態がやや悪い場合であっても、複数
の指全体として判断するため、本人であるとの識別率を
より向上させることが可能となる。さらに、上記のよう
に、複数の指を読取った場合であっても、どちらか一方
の指だけでも本人であるとの識別条件を充足すれば、識
別結果が本人であると判断できるので、一方の指にたと
えば傷がついたような場合や、一方の指だけ特に入力状
態が悪かった場合等においても十分対応でき、本人であ
るとの識別率がより向上する。

【００３０】なお、複数の指を入力してこれを識別する
場合であっても、先の第１の実施例の１本指の識別方法
のように、各部分画像の不一致度に重みを付けて加算し
てもよい。

【００３１】また、上記の第２の実施例では、２本の指
の入力を例としたが、３本以上の指の入力に対しても同
様にこの発明を適用できることは言うまでもない。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明は以上説明したとおり、
検出された不一致度の各々の合計値に基づいて、指紋の
識別が行なわれるので、精度の高い指紋識別処理が可能
となる。

【００３３】請求項２の発明は以上説明したとおり、１
本の指に対する不一致度の合計値で指紋の識別が行なえ
ないとき、各指ごとの総計値に基づいて、指紋の識別が
行なわれるので、より精度の高い指紋の識別処理が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による指紋識別装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１の指紋識別装置が行なう処理の内容を示し
たフローチャートである。

【図３】この発明の第１の実施例における処理の変形例
として重みづけ処理を行なった場合のその重みづけの内
容を説明するための図である。

【図４】この発明の第２の実施例による指紋識別装置の
構成を示すブロック図である。

【図５】図４の指紋識別装置の処理内容を示すフローチ
ャートである。

【図６】従来の指紋識別装置の識別方法の内容を説明す
るための図である。

【図７】従来の指紋識別装置の処理内容を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 指紋入力装置 ３ 一致度検出装置 ４ 不一致度加算メモリ ５ 本人判定装置 ６ 登録画像記憶装置 ２１ 複数指紋入力装置 ２３ 一致度検出装置 ２４ａ，２４ｂ 不一致度加算メモリ ２５ 本人判定装置 ２６ 登録画像記憶装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 識別すべき指紋を読取り、指紋画像デー
   タを入力する入力手段と、 特定された指紋を読取って得られた指紋画像データを構
   成する複数の部分画像データを記憶する記憶手段と、 前記入力された指紋画像データと前記部分画像データの
   各々とを比較し、各々の不一致度を検出する不一致度検
   出手段と、 前記検出された不一致度の各々の合計値が所定値以下の
   とき、前記識別すべき指紋と前記特定された指紋とが同
   一人のものであると判定する判定手段とを備えた、指紋
   識別装置。
2. 【請求項２】 識別すべき複数の指の指紋を読取り、前
   記指ごとの指紋画像データを入力する入力手段と、 同一人の特定された複数の指ごとの指紋を読取って得ら
   れた指紋画像データの各々を構成する複数の部分画像デ
   ータを記憶する記憶手段と、 前記識別すべき指ごとに入力された指紋画像データと、
   対応する前記特定された指ごとに記憶された部分画像デ
   ータの各々とを指ごとに比較し、各々の不一致度を検出
   する不一致度検出手段と、 いずれか１本の指に対して前記検出された不一致度の各
   々の合計値が第１の所定値以下のとき、前記識別すべき
   指の指紋と前記特定された指の指紋とが同一人のもので
   あると判定し、 前記いずれか１本の指に対する合計値が前記第１の所定
   値を超えるとき、前記複数の指ごとに前記検出された不
   一致度の各々の合計値の各々の総計値が第２の所定値以
   下のとき、前記識別すべき指の指紋と前記特定された指
   の指紋とが同一人のものであると判定する判定手段とを
   備えた、指紋識別装置。