JPH07104942B2 - Fingerprint matching device - Google Patents
Fingerprint matching deviceInfo
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- JPH07104942B2 JPH07104942B2 JP63032640A JP3264088A JPH07104942B2 JP H07104942 B2 JPH07104942 B2 JP H07104942B2 JP 63032640 A JP63032640 A JP 63032640A JP 3264088 A JP3264088 A JP 3264088A JP H07104942 B2 JPH07104942 B2 JP H07104942B2
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- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/1365—Matching; Classification
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Collating Specific Patterns (AREA)
- Character Discrimination (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えばキーレスエントリーシステム、ある
いはコンピュータ室等の特別室の入室管理システム等に
適用されるようになる指紋照合装置に関する。The present invention relates to a fingerprint collation device adapted to be applied to, for example, a keyless entry system or an entrance management system for a special room such as a computer room.
[従来の技術] 上記のようなエントリーシステム、入室管理システム等
におけるセキュリティ管理のために、各個人でそれぞれ
相違する指紋照合システムを用いるようにすることが考
えられている。[Prior Art] For security management in the above-mentioned entry system, entry management system, etc., it is considered to use different fingerprint collation systems for each individual.
このような目的に使用される指紋の照合装置としては、
予め登録された人達それぞれの指紋模様を、登録指紋と
して記憶装置に予め記憶設定しているもので、これら登
録指紋模様と入力された指紋模様とを比較し、その一致
あるいは不一致を判定するものであり、従来から種々の
方式の装置が考えられている。As a fingerprint collation device used for such a purpose,
The fingerprint pattern of each person who is registered in advance is stored in the storage device as a registered fingerprint in advance, and the registered fingerprint pattern is compared with the input fingerprint pattern to determine whether they match or not. Therefore, various types of devices have been conventionally considered.
このような指紋照合装置としては、例えば特開昭56-246
75号公報に示されるように、指紋の特徴点として指紋模
様を構成する隆線の端点あるいは分岐点(以後マニュー
シャと称する)を抽出することが考えられている。そし
て、登録された指紋のマニューシャ相互の位置関係と、
入力された指紋のマニューシャの位置、方向、さらに相
対位置関係を比較し、あるいはマニューシャ間に存在す
る隆線数を用いて、登録指紋と入力指紋とを比較して、
登録指紋と入力指紋とが同一指紋であるか否かの照合が
行われるようにするものである。As such a fingerprint collation device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-246
As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 75-75, it is considered to extract the end points or branch points (hereinafter referred to as minutiae) of ridges forming a fingerprint pattern as feature points of a fingerprint. And the positional relationship between the minutiae of the registered fingerprints,
The minutiae position, direction, and relative positional relationship of the input fingerprints are compared, or the number of ridges existing between the minutiae is used to compare the registered fingerprint and the input fingerprint,
The registration fingerprint and the input fingerprint are collated to determine whether they are the same fingerprint.
また、特開昭58-176781号公報、あるいは通信学会研究
会資料PRU87-31に示されているように、マニューシャ近
傍の部分パターンに着目し、照合を行うようにするパタ
ーンマッチング法が提案されている。Further, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 58-176781 or PRU87-31 of the Institute of Communication Engineers of Japan, a pattern matching method has been proposed which focuses on a partial pattern in the vicinity of a minutia to perform matching. There is.
しかし、これらの指紋照合方法にあっては、マニューシ
ャの抽出を前提とし、このマニューシャを基準にした照
合を行うようにしているものであるため、例えば入力す
る指の表面が荒れていたり、あるいは指紋を形成する隆
線の凸部が低いような場合には、必然的に隆線の切れあ
るいは潰れが多く発生する。したがって、このような状
態では安定して特徴点を抽出することが困難となり、照
合認識率が低下されるようになる。However, in these fingerprint collation methods, since minutia is extracted and collation is performed based on this minutia, for example, the surface of the finger to be input is rough or the fingerprint is If the ridge forming the ridge has a low convex portion, the ridge is inevitably broken or crushed. Therefore, in such a state, it becomes difficult to stably extract the feature points, and the collation recognition rate is lowered.
[発明が解決しようとする課題] この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、上記
のようなマニューシャの抽出を行うことなく、例えば指
紋隆線に切れや潰れが多く存在するような低品質の入力
指紋画像においても適確な照合が行われるようにし、さ
らに認識率が向上されると共に誤認識率が確実に低下さ
れ、信頼性が充分に得られるようにする指紋照合装置を
提供しようとするものである。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above points, and for example, a fingerprint ridge is often cut or crushed without extracting minutiae as described above. Provide a fingerprint collation device that enables accurate collation even for low-quality input fingerprint images, further improves the recognition rate, reliably reduces the misrecognition rate, and ensures sufficient reliability. Is what you are trying to do.
[課題を解決するための手段] すなわち、この発明に係る指紋照合装置にあっては、ま
ず認識されるべき特定の人の指紋画像の主要部分に対応
するようにして第1のウインド領域を設定し、この第1
のウインド領域に対応する登録指紋画像が予め記憶され
るようにする。そして、この登録の後に入力される入力
指紋画像の上記第1のウインド領域に対応する入力指紋
画像と登録指紋画像とを照合するものであるが、この照
合に際しては、まず指紋入力手段において特定される指
の指紋画像を入力すると共に、この指紋画像から第1の
ウインド領域およびその外側に設定される第2のウイン
ド領域に対応する指紋画像をそれぞれ切出し、第1のウ
インド領域に対応する登録指紋画像と、同じく第1のウ
インド領域に対応する入力指紋画像との不一致状態の画
素数を計測する。そして、この不一致画素数が第1の設
定値より少ない状態で照合一致と判定すると共に、この
第1の設定値より大きい第2の設定値より不一致画素数
が多いときには、照合不一致と判定する。そして不一致
画素数が上記第1の設定値と第2の設定値との間にある
ときは、上記第1のウインド領域の外部に設定されてい
る第2のウインド領域において上記同様の照合を行い、
不一致画素数が第3の設定値より少ないときに照合一致
と判定し、逆にこの第3の設定値より不一致画素数が多
いときには、照合不一致と判定させるようにする。[Means for Solving the Problem] That is, in the fingerprint collating apparatus according to the present invention, first, the first window area is set so as to correspond to the main part of the fingerprint image of the specific person to be recognized. Then this first
The registered fingerprint image corresponding to the window area of is stored in advance. Then, the input fingerprint image corresponding to the first window area of the input fingerprint image input after this registration is collated with the registered fingerprint image. At the time of this collation, the fingerprint input means first identifies the fingerprint image. A fingerprint image of a finger is input, and the fingerprint images corresponding to the first window region and the second window region set outside the fingerprint image are respectively cut out from the fingerprint image, and the registered fingerprint corresponding to the first window region is cut out. The number of pixels in the mismatched state between the image and the input fingerprint image corresponding to the first window region is measured. Then, when the number of non-matching pixels is smaller than the first set value, it is determined to be the collation matching, and when the number of non-matching pixels is larger than the second setting value that is larger than the first setting value, it is determined to be the collation non-matching. When the number of mismatched pixels is between the first setting value and the second setting value, the same collation is performed in the second window area set outside the first window area. ,
When the number of non-matching pixels is smaller than the third set value, it is determined to be a collation matching, and when the number of non-matching pixels is larger than the third setting value, it is determined to be a collation mismatch.
[作用] このように構成される指紋照合装置にあっては、指紋の
照合に際してマニューシャを使用することがないもので
あるため、低品質な入力指紋画像の照合も効果的に行わ
れるようになる。そして、第1のウインド領域における
パターン比較によって、不一致画素数が第1の設定値よ
り小さいような場合にはそのまま照合一致と判定され、
また、不一致画素数が第2の設定値より多いときには、
そのまま照合不一致と判定される。したがって、この状
態における照合信頼性は効果的に向上可能とされる。そ
して、この第1のウインド領域での照合で、不一致画素
数が第1の設定値と第2の設定値との間にあり、判定困
難なときには、さらに周辺の第2のウインドにおける照
合を行ない、不一致画素数によって照合一致および照合
不一致が判定されるようになるもので、認識率が向上さ
れると共に、誤認識率が確実に低下されるようになる。
特に照合時の指紋入力に際して、入力手段に対して入力
された指紋画像から第1および第2のウインドに対応す
る指紋画像パターンが同時に抽出されているものであ
り、照合作用に伴ってその第1のウインドおよび第2の
ウインドにそれぞれ対応する切出し指紋画像パターンが
照合されて不一致画素数が計数され、1度の指紋入力動
作によって第1および第2のウインドそれぞれに対応す
る照合が連続して行われるようになって、第2のウイン
ドによる再照合に際しても同一の入力画像による同一条
件の下に登録指紋画像との照合が行われる。したがっ
て、指紋照合精度を効果的に向上させるようになると共
に、人に最も煩わしさを感じさせる「指を照合装置上に
おく」動作が1回で済ますことができ、キーレスエント
リーシステムが効果的に実現できるようになる。[Operation] In the fingerprint collation device configured as described above, since a minutia is not used for collating a fingerprint, collation of a low-quality input fingerprint image is also effectively performed. . Then, if the number of unmatched pixels is smaller than the first set value by the pattern comparison in the first window area, it is directly determined as the matching match,
When the number of mismatched pixels is larger than the second set value,
As it is, it is determined that the collation does not match. Therefore, the collation reliability in this state can be effectively improved. When the number of mismatched pixels is between the first setting value and the second setting value in the collation in the first window area, and it is difficult to make a determination, the collation in the second window in the vicinity is performed. Since the matching match and the matching mismatch are determined by the number of mismatched pixels, the recognition rate is improved and the false recognition rate is surely reduced.
In particular, at the time of fingerprint input at the time of collation, the fingerprint image patterns corresponding to the first and second windows are simultaneously extracted from the fingerprint image input to the input means, and the first of them is accompanied by the collation action. Of the extracted fingerprint image patterns respectively corresponding to the first and second windows are counted, the number of mismatched pixels is counted, and the verification corresponding to each of the first and second windows is continuously performed by one fingerprint input operation. As a result, the collation with the registered fingerprint image is performed under the same condition with the same input image also in the re-collation with the second window. Therefore, the fingerprint collation accuracy can be effectively improved, and the "put your finger on the collation device" action that makes people feel the most annoying can be done only once, and the keyless entry system can be effectively used. It will be realized.
[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第1図は指紋照合装置の構成を示しているもので、照合
すべき入力指紋は、イメージセンサ11から指紋パターン
の画像として取込まれる。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a fingerprint collation device. An input fingerprint to be collated is taken in from the image sensor 11 as an image of a fingerprint pattern.
このイメージセンサ11で取込まれた指紋パターンの画像
信号は、画像入力回路12に供給されるもので、この入力
回路12からの指紋画像に対応する画像出力信号は、画像
バス13を介して画像メモリ14に供給され、格納記憶保持
されるようになる。そして、この画像メモリ14は格納さ
れた指紋画像パターンの指紋データは、画像バス13を介
して画像処理回路15に供給され、この画像処理回路15に
おいて適宜照合処理等が実行れるようにしている。The image signal of the fingerprint pattern captured by the image sensor 11 is supplied to the image input circuit 12, and the image output signal corresponding to the fingerprint image from the input circuit 12 is an image through the image bus 13. It is supplied to the memory 14 and stored and held. Then, the fingerprint data of the fingerprint image pattern stored in the image memory 14 is supplied to the image processing circuit 15 through the image bus 13 so that the image processing circuit 15 can appropriately execute the collation process and the like.
上記画像入力回路12、画像メモリ14、さらに画像処理回
路15等は、制御バス16を介してマイクロコンピュータ17
に接続されるようになっているもので、画像入力回路12
および画像処理回路15はマイクロコンピュータ17によっ
て制御され、画像処理回路15で処理された結果が出力さ
れるようになる。The image input circuit 12, the image memory 14, the image processing circuit 15, and the like are connected to the microcomputer 17 via the control bus 16.
It is designed to be connected to the image input circuit 12
The image processing circuit 15 is controlled by the microcomputer 17, and the result processed by the image processing circuit 15 is output.
制御バス16には、さらにディスクドライバ18を介して外
部記憶装置を構成するフロッピィディスク19が接続され
るもので、このフロッピィディスク19には、入力された
指紋データや処理結果、あるいは制御プログラムが記憶
されるもので、特に照合のための登録指紋データが記憶
されている。A floppy disk 19 that constitutes an external storage device is further connected to the control bus 16 via a disk driver 18. The floppy disk 19 stores input fingerprint data, processing results, or a control program. In particular, registered fingerprint data for verification is stored.
第2図は上記のように構成される指紋照合装置の、特に
画像処理回路15と画像メモリ14部の詳細な構成を示して
いるもので、画像メモリ14は登録指紋画像を記憶する第
1の画像記憶部21と、照合時に入力された指紋画像デー
タを格納する第2の画像記憶部22と、さらに処理結果が
格納されるようになる第3の画像記憶部23とによって構
成される。FIG. 2 shows a detailed configuration of the fingerprint collation device configured as described above, particularly the image processing circuit 15 and the image memory 14 section. The image memory 14 stores the registered fingerprint image in the first section. The image storage unit 21, the second image storage unit 22 that stores the fingerprint image data input at the time of matching, and the third image storage unit 23 that further stores the processing result.
ここで、上記第1の画像記憶部21には、まず特定される
指先の中央領域に対応する主要領域とされる第1のウイ
ンド領域aの指紋画像データが登録記憶されている。こ
れは従来の指紋照合装置における登録画像領域に対応す
るものである。Here, in the first image storage unit 21, fingerprint image data of the first window area a, which is a main area corresponding to the central area of the fingertip specified first, is registered and stored. This corresponds to the registered image area in the conventional fingerprint collation device.
そして、この第1の画像記憶部21には、さらに上記第1
のウインド領域aの両側それぞれに位置する第2のウイ
ンド領域bおよびcに対応する指紋画像データも同時に
登録記憶されている。Then, in the first image storage unit 21, the first image
The fingerprint image data corresponding to the second window areas b and c located on both sides of the window area a are also registered and stored at the same time.
そして、照合時においては、第2の画像記憶部22に記憶
された入力指紋画像から、上記第1のウインド領域aに
対応する領域の指紋画像データを、切出し回路24からの
指令によって切出し出力し、第1の画像記憶部21からの
第1のウインド領域aの登録指紋データと共に、マッチ
ング回路25に供給する。そして、第1のウインド領域に
対応する登録指紋画像と、同様の領域に対応して切出さ
れた入力指紋画像とのマッチングを取る。そして、この
マッチングの結果は第3の画像記憶部23に送られると共
に、画素数計測回路26において、上記登録指紋画像と入
力指紋画像との間で、一致しない画素数を計数計測する
ようにしている。Then, at the time of matching, the fingerprint image data of the area corresponding to the first window area a is cut out from the input fingerprint image stored in the second image storage unit 22 according to a command from the cutting circuit 24 and output. , And the registered fingerprint data of the first window area a from the first image storage unit 21 are supplied to the matching circuit 25. Then, the registered fingerprint image corresponding to the first window area and the input fingerprint image cut out corresponding to the same area are matched. Then, the result of this matching is sent to the third image storage unit 23, and at the same time, the pixel number measuring circuit 26 counts and measures the number of unmatched pixels between the registered fingerprint image and the input fingerprint image. There is.
すなわち、上記指紋照合装置にあっては、切れや潰れの
多い低品質の指紋画像における照合を可能とするため
に、従来のようにマニューシャを抽出するようなことは
行わず、マッチング回路25において登録指紋画像と入力
照合指紋画像とのマッチングを行うようにしている。That is, in the fingerprint matching device, in order to enable matching in a low-quality fingerprint image with many cuts and crushes, the minutiae is not extracted as in the conventional case, and registration is performed in the matching circuit 25. The fingerprint image and the input verification fingerprint image are matched.
このような指紋パターンのマッチングを行う場合、マッ
チングの対象となる画像の面積が広い程、誤って一致の
判定を行う割合いである誤認識の確率を低くすることが
可能である。しかし、指紋画像の入力を行う際には、正
確に入力指紋画像の位置を登録指紋画像と一致させるこ
とが困難であり、また照合すべき指先が柔らかいために
入力指紋画像に歪が存在するようになる。このため、単
純にマッチング領域を拡大するようにした場合には、登
録指紋画像と入力指紋画像とが同一であることを照合で
きる割合い、すなわち認識率が低下するようになる。When such fingerprint pattern matching is performed, the larger the area of the image to be matched, the lower the probability of erroneous recognition, which is the rate of erroneous matching determination. However, when inputting a fingerprint image, it is difficult to accurately match the position of the input fingerprint image with the registered fingerprint image, and there is distortion in the input fingerprint image because the fingertip to be matched is soft. become. Therefore, if the matching area is simply enlarged, the rate at which the registered fingerprint image and the input fingerprint image are the same can be collated, that is, the recognition rate decreases.
このため、この実施例に示された指紋照合装置にあって
は、まず指紋画像の一部分である第1のウインド領域a
に対応する指紋画像を登録し、この領域の登録指紋画像
パターンと、照合時に入力される指紋画像とをパターン
マッチングにより照合する。そして、上記登録指紋画像
のパターンと最も一致するパターンを入力指紋画像パタ
ーン内で探索し、この探索された指紋パターンと上記登
録指紋画像パターンとのマッチングを行って、不一致と
判定される画素数を計測する。そして、この不一致画素
数を用いて設定された基準値と比較し、入力された指紋
が登録された指紋と一致するか否かを判定する。Therefore, in the fingerprint collation device shown in this embodiment, first, the first window area a, which is a part of the fingerprint image, is formed.
The fingerprint image corresponding to is registered, and the registered fingerprint image pattern in this area is matched with the fingerprint image input at the time of matching by pattern matching. Then, a pattern that best matches the pattern of the registered fingerprint image is searched in the input fingerprint image pattern, and the searched fingerprint pattern and the registered fingerprint image pattern are matched to determine the number of pixels determined to be inconsistent. measure. Then, the number of mismatched pixels is compared with a reference value set, and it is determined whether the input fingerprint matches the registered fingerprint.
上記基準値は判定閾値となるものであり、この判定閾値
の設定状態によって、認識率さらに誤認識率が変わる。
第3図は認識率と誤認識率の状態を示しているもので、
判定閾値をN1として、不一致画素数がこのN1以下のとき
には同一指紋と判定させる場合には、曲線Bで示す誤認
識率を完全に無くすことができる。しかし、このような
状態では照合一致と判定された場合に信頼性は得られる
ものであるが、その反面曲線Aで示す認識率が低くな
り、実用性に乏しいものとなる。The reference value serves as a determination threshold value, and the recognition rate and the erroneous recognition rate change depending on the setting state of the determination threshold value.
FIG. 3 shows the states of the recognition rate and the false recognition rate.
When the determination threshold is N1 and the same fingerprint is determined when the number of mismatched pixels is N1 or less, the false recognition rate indicated by the curve B can be completely eliminated. However, in such a state, the reliability is obtained when it is determined that the collation matches, but on the other hand, the recognition rate indicated by the curve A is low and the practicality is poor.
これに対して、閾値N1より充分に大きい判定閾値N3とす
ると、認識率は高くなるものであるが、同時に誤認識率
が上昇するようになり、信頼性に乏しいものとなる。す
なわち、認識率の向上と誤認識率の低下は相反する性質
を有するものであり、したがって判定閾値の操作のみで
は、この問題は解決することができない。On the other hand, if the judgment threshold value N3 is sufficiently larger than the threshold value N1, the recognition rate increases, but at the same time, the erroneous recognition rate increases, resulting in poor reliability. That is, the improvement of the recognition rate and the reduction of the false recognition rate have the contradictory properties, and therefore, this problem cannot be solved only by operating the determination threshold value.
このため、この実施例に示した装置にあっては、認識率
の向上と誤認識率の低下が同時に可能とされるように、
2段階照合を行うようにする。このため、第1のウイン
ド領域aに対応する従来と同様の登録画像に対して、さ
らにこの第1のウインド領域の両側に位置する第2のウ
インド領域bおよびcに対応する指紋画像をも登録する
ようにする。Therefore, in the device shown in this embodiment, it is possible to improve the recognition rate and decrease the false recognition rate at the same time.
Perform two-step verification. Therefore, the fingerprint images corresponding to the second window regions b and c located on both sides of the first window region are also registered with respect to the registration image similar to the conventional image corresponding to the first window region a. To do so.
そして照合時においては、第1のウインド領域aに対す
るパターンマッチングによる照合を行い、不一致画素数
Naが第3図における判定閾値N1以下のときには、そのま
ま照合一致と判定し、さらに不一致画素数Naが判定閾値
N3以上であれば、照合不一致として入力指紋が他人の指
紋であると判定させるようにする。Then, at the time of matching, matching is performed by pattern matching for the first window area a, and the number of unmatched pixels
When Na is equal to or less than the determination threshold N1 in FIG. 3, it is determined as a matching match as it is, and the number of unmatched pixels Na is the determination threshold.
If it is N3 or more, it is determined that the input fingerprint is a fingerprint of another person as a collation mismatch.
また、不一致画素数Naが上記判定閾値N1とN3の間である
場合には、この第1段階の照合では判定不能として第2
段階の照合を行うもので、第2のウインド領域bおよび
cの登録指紋画像との照合を行うようにする。すなわ
ち、上記と同様に第1の画像記憶部21から第2のウイン
ド領域bおよびcの登録指紋画像を読み出し、また第2
の指紋画像を切出し回路24によって上記第2のウインド
領域bおよびcに対応して切出し出力し、マッチング回
路25でパターンマッチングする。そして、画素数計測回
路26で不一致画素数NbおよびNcを計測する。If the number of unmatched pixels Na is between the determination thresholds N1 and N3, it is determined that the determination cannot be performed in the first-stage matching, and the second determination is performed.
The step-by-step verification is performed, and the verification is performed with the registered fingerprint images of the second window regions b and c. That is, similarly to the above, the registered fingerprint images of the second window regions b and c are read from the first image storage unit 21, and the second fingerprint regions are read.
The fingerprint image is cut out by the cutout circuit 24 corresponding to the second window regions b and c and output, and the matching circuit 25 performs pattern matching. Then, the pixel number measuring circuit 26 measures the numbers Nb and Nc of mismatched pixels.
このようにして不一致画素数NbおよびNcが計測されたな
らば、これを第2段階の照合の判定閾値N4と比較し、Nb
およびNcが共に判定閾値N4より少なければ照合一致と認
定して同一指紋と判定する。If the non-matching pixel numbers Nb and Nc are measured in this way, this is compared with the determination threshold N4 for the second-stage matching, and Nb
If both Nc and Nc are smaller than the judgment threshold value N4, it is determined that the fingerprints match each other and the fingerprints are judged to be the same.
ここで、第2のウインド領域NbおよびNcの登録指紋画像
は、従来より一般的に採用されている第1のウインド領
域Naから相対的に見て所定距離だけ離れた位置の指紋画
像であり、この第2のウインド領域NbおよびNcの指紋画
像を用いて照合することは、照合指紋画像の面積を広げ
たことと等価となる。したがって、同一指紋である場合
には、入力指紋画像が多少歪んでいるような場合であっ
ても、第1段階の照合で入力指紋画像と登録指紋画像と
が最も一致するようにされたときの、入力指紋画像の位
置ずれ量とほぼ同じ位置ずれ量の状態で、第2のウイン
ド領域bおよびcの登録指紋画像と入力指紋画像とが一
致するようになる。Here, the registered fingerprint images of the second window regions Nb and Nc are fingerprint images at positions separated by a predetermined distance relative to the first window region Na that is generally adopted in the past, Matching using the fingerprint images of the second window regions Nb and Nc is equivalent to widening the area of the matching fingerprint image. Therefore, in the case of the same fingerprint, even if the input fingerprint image is distorted to some extent, when the input fingerprint image and the registered fingerprint image are best matched in the first-stage matching. The registered fingerprint image in the second window regions b and c and the input fingerprint image are matched with each other in a state where the positional shift amount is substantially the same as the positional shift amount of the input fingerprint image.
もし、入力指紋画像が登録指紋画像の当人とは異なる他
人の指紋画像である場合には、第1のウインド領域aに
おいて登録指紋画像と入力指紋画像とが多少一致するよ
うな状態であっても、すなわち第1段階の照合で不一致
画素数が判定閾値N1とN3との間の状態であっても、第2
段階の照合で不一致の判定がされるようになる。すなわ
ち、第1段階の照合において、第1のウインド領域aの
入力指紋画像は探索されたものであるため、ある程度の
一致を有しているが、この第1のウインド領域から所定
量離れた第2のウインド領域b、cにおいては、本来異
なる指紋であるため、登録指紋画像と入力指紋画像とが
一致することがない。もし一致することがあったとして
も、それはウインド領域bあるいはcの一方であり、あ
るいは入力画像を大きく移動した位置ずれ量の大きい状
態であり、第1の段階の照合における位置ずれ量と大き
く相違するようになる。If the input fingerprint image is a fingerprint image of another person different from the registered fingerprint image, it means that the registered fingerprint image and the input fingerprint image in the first window area a are slightly coincident with each other. In other words, even if the number of unmatched pixels in the first-stage matching is between the determination thresholds N1 and N3, the second
It becomes possible to judge the non-coincidence by the step verification. That is, in the first-stage matching, the input fingerprint image of the first window area a has been searched and therefore has some degree of coincidence, but the first fingerprint area a predetermined distance away from the first window area a. In the second window regions b and c, since the fingerprints are originally different, the registered fingerprint image and the input fingerprint image do not match. Even if there is a match, it is one of the window regions b or c, or is a state in which the amount of positional shift is large due to a large movement of the input image, and it is significantly different from the amount of positional shift in the first-stage matching. Come to do.
このように、第1のウインド領域aにおける照合結果で
ある不一致画素数が、判定閾値N1とN3の間であったとき
には、第2のウインド領域bおよびcを用いて再度照合
を行う2段階照合を行うことによって、前記相反する性
質を有するようになる認識率の向上と、誤認識率の低下
の目的を、同時に達成できるようになる。Thus, when the number of mismatched pixels, which is the matching result in the first window area a, is between the determination thresholds N1 and N3, the two-step matching is performed again using the second window areas b and c. By performing the above, it becomes possible to simultaneously achieve the object of improving the recognition rate and the reduction of the erroneous recognition rate which have the contradictory properties.
第4図は上記のような指紋照合動作の流れを示している
もので、照合動作の開始に伴ってまずステップ11で第1
のウインド領域aの指紋画像の粗照合を行う。すなわ
ち、このステップ101においては、照合処理の高速化の
ために第1のウインド領域aに対応した登録指紋画像
を、例えば指紋隆線間隔の半分のピッチで上下左右に移
動させ、第1のウインド領域に対応して切出された入力
指紋画像と上記登録指紋画像とが最も一致されるように
する。そして、この登録指紋画像と入力指紋画像とが最
も一致する状態とされたときの、上記登録指紋画像の移
動量に対応する位置ずれ量を求める。FIG. 4 shows the flow of the fingerprint collating operation as described above. First, in step 11, the first step is performed along with the start of the collating operation.
The fingerprint image of the window area a of is roughly collated. That is, in this step 101, the registered fingerprint image corresponding to the first window region a is moved up and down, left and right at a pitch of, for example, half of the fingerprint ridge interval in order to speed up the matching process, and the first window is moved. The input fingerprint image cut out corresponding to the area and the registered fingerprint image are matched best. Then, the amount of positional deviation corresponding to the amount of movement of the registered fingerprint image when the registered fingerprint image and the input fingerprint image are in the most matched state is obtained.
このステップ101で位置ずれ量を求める粗照合が行われ
たならば、次の精照合を行うステップ102に進む。この
ステップ102においては、登録指紋画像を上記位置ずれ
量に対応する位置に設定した状態、すなわち登録指紋画
像と入力指紋画像とが最も一致するようにされた状態
で、上記位置ずれ量に対応する位置を中心にして、登録
指紋画像を一画素づつ移動して、上下および左右のいず
れの方向に移動されても、不一致画素数が現在の不一致
画素数より多くなる場所を求める。すなわち、不一致画
素数が最も少なくなる登録指紋画像の場所が求められる
もので、この場所の位置ずれ量を求め、次のステップ10
3でこの場所における不一致画素数Naを求める。If the rough collation for obtaining the positional deviation amount is performed in step 101, the process proceeds to step 102 for performing the next fine collation. In this step 102, the registered fingerprint image is set at a position corresponding to the positional deviation amount, that is, the registered fingerprint image and the input fingerprint image are made to match each other most, and the positional deviation amount is corresponded to. The registered fingerprint image is moved pixel by pixel around the position, and a location where the number of mismatched pixels is larger than the current number of mismatched pixels, regardless of whether the fingerprint image is moved in the vertical or horizontal direction, is obtained. That is, the location of the registered fingerprint image where the number of mismatched pixels is the smallest is required, and the position shift amount of this location is determined, and the next step 10
At 3, the number of unmatched pixels Na at this location is calculated.
ステップ104では、上記ステップ103で求められた不一致
画素数Naと第3図で示した第1の判定値N1とを比較する
第1の判定処理を行う。In step 104, the first determination process of comparing the number of unmatched pixels Na obtained in step 103 with the first determination value N1 shown in FIG. 3 is performed.
このステップ104で“N1<Na<N3"と判定されたときに
は、ステップ105に進むものであり、また“Na≦N1"と判
定されたときは“照合一致”の判定の出力が得られるよ
うにし、“Na≧N3"と判定されたときには“照合不一
致”の出力が得られるようにする。If "N1 <Na <N3" is determined in step 104, the process proceeds to step 105. If "Na≤N1" is determined, the output of the "matching match" determination is obtained. , If “Na ≧ N3” is determined, an output of “collation mismatch” is obtained.
すなわち、ステップ104における第1の判定処理におい
て、照合一致とも照合不一致とも判定できない場合にス
テップ105に進むもので、このステップ105においては、
前記ステップ102の精照合の過程で求められた最終的な
位置ずれ量に対応する場所を中心として、第2のウイン
ド領域bに対応する登録指紋画像と、このウインド領域
bに対応する入力画像との精照合を行ない、ステップ10
6でこの照合によって得られた不一致画素数Nbを求め
る。そして、次のステップ107では上記ステップ105と同
様にして、第2のウインド領域cの登録指紋画像と入力
指紋画像との精照合を行ない、ステップ108でこのウイ
ンド領域cにおける不一致画素数Ncを計測する。That is, in the first determination process in step 104, when it is not possible to determine whether the collation matches or the collation does not occur, the process proceeds to step 105. In step 105,
A registered fingerprint image corresponding to the second window area b, and an input image corresponding to the window area b, centered on the location corresponding to the final positional deviation amount obtained in the fine matching process of step 102. Step 10
At 6, the number Nb of mismatched pixels obtained by this matching is obtained. Then, in the next step 107, the registered fingerprint image in the second window area c and the input fingerprint image are precisely matched in the same manner as in step 105, and in step 108, the number Nc of mismatched pixels in this window area c is measured. To do.
このようにして第2のウインド領域bおよびcにおける
精照合によって、不一致画素数NbおよびNcが求められた
ならば、ステップ109で第2の判定処理を行う。すなわ
ち、このステップ109に対応して設定される判定閾値N4
と上記不一致画素数NbおよびNcそれぞれとの比較を行う
もので、“Nb>N4"あるいは“Nc>N4"の判定結果が得ら
れたならば、“照合不一致”の判定出力が得られるよう
にする。また、“Nb≦N4"且つ“Nc≦N4"の判定が得られ
たならば、“照合一致”の判定出力が得られるようにし
ている。In this way, if the non-matching pixel numbers Nb and Nc are obtained by fine matching in the second window regions b and c, the second determination processing is performed in step 109. That is, the determination threshold N4 set corresponding to step 109
And the above-mentioned non-matching pixel numbers Nb and Nc are respectively compared. If a judgment result of "Nb>N4" or "Nc>N4" is obtained, a judgment output of "matching mismatch" is obtained. To do. Further, if the determinations of “Nb ≦ N4” and “Nc ≦ N4” are obtained, the determination output of “matching match” is obtained.
尚、上記実施例においては、第2段階の照合処理におい
て、照合の主要部となる第1のウインド領域aの両側
に、2つの第2のウインド領域bおよびcを設定し、こ
の2つのウインド領域bおよびcそれぞれで不一致画素
数を計測するようにした。しかし、実際にはその一方の
領域bあるいはcのみによっても、充分に信頼性のある
照合結果が得られるものであり、したがって第2段階の
照合においては、第1のウインド領域aの右あるいは左
側のみに、第2段階の照合処理のためのウインド領域を
設定するようにしてもよい。In the above-described embodiment, in the second-stage matching process, two second window regions b and c are set on both sides of the first window region a, which is the main part of the matching, and these two windows are set. The number of mismatched pixels is measured in each of the regions b and c. However, in reality, only one of the areas b or c can provide a sufficiently reliable matching result. Therefore, in the second-stage matching, the right or left side of the first window area a can be obtained. Only, the window area for the second-stage collation processing may be set.
[発明の効果] 以上のようにこの発明に係る指紋照合装置にあっては、
パターンマッチングによって指紋の主要部分の照合を行
う第1段階の照合処理によって、照合一致あるいは不一
致の判定を行うものであり、この第1段階の照合に際し
て設定される判定閾値は、一致および不一致の判定が確
実に行なえるそれぞれ別個の値に設定される。したがっ
て、この段階における認識率は容易に高い値に設定でき
るものであり、同時に誤認識率を充分に低減できる。ま
たこの第1段階の照合において、判定ができない状態に
あっては、上記指紋の主要部の両側に位置する第2のウ
インド領域における照合を、上記第1段階の照合に際し
ての位置ずれ量と同じ状態で行うものであり、すなわち
照合に使用する面積を拡大した状態で第2段階の照合が
行われ、この照合結果によって照合一致あるいは照合不
一致の判定が行われる。したがって、入力指紋の切れや
潰れのある低品質の状態であっても、精度の高い指紋照
合が実行されるようになる。[Effects of the Invention] As described above, in the fingerprint collation device according to the present invention,
Matching or non-matching is determined by the first-stage matching process that matches the main part of the fingerprint by pattern matching. The determination threshold set during the first-stage matching is the match or mismatch determination. Are set to different values that can be ensured. Therefore, the recognition rate at this stage can be easily set to a high value, and at the same time, the false recognition rate can be sufficiently reduced. Further, in the case where the determination cannot be made in the first-stage matching, the matching in the second window regions located on both sides of the main part of the fingerprint is the same as the positional deviation amount in the first-stage matching. This is performed in the state, that is, the second-stage collation is performed in a state in which the area used for the collation is enlarged, and the collation coincidence or collation non-coincidence is determined based on the collation result. Therefore, even in a low-quality state where the input fingerprint is broken or crushed, highly accurate fingerprint collation can be executed.
第1図はこの発明の一実施例に係る指紋照合装置を説明
する構成図、第2図は上記実施例における特に画像処理
回路部さらに画像メモリ部の構成を説明する図、第3図
は判定閾値と認識率さらに誤認識率との関係を示した
図、第4図は上記指紋認識装置の認識動作の流れを説明
するフローチャートである。 11……イメージセンサ(指紋画像入力)、12……画像入
力回路、14……画像メモリ、15……画像処理回路、17…
…マイクロコンピュータ、19……外部記憶装置(フロッ
ピディスク)、21〜23……第1乃至第3の画像記憶部
(登録指紋画像記憶、入力指紋画像記憶、処理画像記
憶)、24……切出し回路、25……マッチング回路、26…
…画素数(不一致)計測回路。FIG. 1 is a block diagram illustrating a fingerprint collation device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of an image processing circuit unit and an image memory unit in the above embodiment, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the threshold value, the recognition rate and the erroneous recognition rate, and FIG. 4 is a flow chart for explaining the flow of the recognition operation of the fingerprint recognition apparatus. 11 ... Image sensor (fingerprint image input), 12 ... Image input circuit, 14 ... Image memory, 15 ... Image processing circuit, 17 ...
... microcomputer, 19 ... external storage device (floppy disk), 21 to 23 ... first to third image storage units (registered fingerprint image storage, input fingerprint image storage, processed image storage), 24 ... cutout circuit , 25 ... Matching circuit, 26 ...
… Pixel number (mismatch) measurement circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名倉 道長 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 江口 理 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−15779(JP,A) 特開 昭61−98483(JP,A) 実開 昭62−195874(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Michicho Nagura, 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture, Nihon Denso Co., Ltd. (72) Inventor, Ri: Eguchi, 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture, Nihon Denso Co., Ltd. Incorporated (56) References JP-A-60-15779 (JP, A) JP-A-61-98483 (JP, A) Actually developed-62-195874 (JP, U)
Claims (1)
第1のウインド領域の第1の指紋画像、および上記第1
のウインド領域の外側に位置するように設定される少な
くとも1つの第2のウインド領域の指紋画像をそれぞれ
記憶設定した登録指紋画像記憶手段と、 指紋照合に際して特定される指の指紋画像を読み取る指
紋入力手段と、 この指紋入力手段に入力された入力指紋画像から上記第
1および第2のウインド領域それぞれに対応した指紋画
像パターンを切出し、これらを記憶する入力指紋画像記
憶手段と、 上記登録指紋画像記憶手段および上記入力指紋画像記憶
手段それぞれに記憶された指紋画像の中から、それぞれ
上記第1のウインド領域に対応する登録指紋画像および
入力指紋画像を取出し照合し、不一致画素数を計測する
第1の画素数計測手段と、 この第1の画素数計測手段で計測された不一致画素数
を、第1の設定値およびこの第1の設定値より大きい第
2の設定値と比較し、不一致画素数が上記第1の設定値
より少ないか、あるいは上記第2の設定値より大きい
か、さらに第1の設定値と第2の設定値との間にあるか
を判定する第1の判定手段と、 この第1の判定手段で上記不一致画素数が第1および第
2の設定値の間にあると判定された状態で、上記登録指
紋画像記憶手段および上記入力指紋画像記憶手段それぞ
れに記憶された指紋画像の中から、それぞれ上記第2の
ウインド領域に対応する登録指紋画像および入力指紋画
像を取出し照合し、不一致画素数を計測する第2の画素
数計測手段と、 この第2の画素数計測手段で計測された不一致画素数を
第3の設定値と比較する第2の判定手段とを具備し、 上記第1の判定手段で不一致画素数が第1の設定値より
少ない状態、および第2の判定手段で不一致画素数が第
3の設定値より少ない状態でそれぞれ一致を判定し、上
記第1の判定手段で不一致画素数が第2の設定値より多
い状態、および上記第2の判定手段で不一致画素数が第
3の設定値より多い状態でそれぞれ不一致が判定される
ようにしたことを特徴とする指紋照合装置。1. A first fingerprint image of a first window region corresponding to a main part of a fingerprint to be collated, and the first fingerprint image.
Registered fingerprint image storage means for storing and setting fingerprint images of at least one second window region that are set to be located outside the window region, and a fingerprint input for reading a fingerprint image of a finger specified at the time of fingerprint matching. Means, an input fingerprint image storage means for cutting out a fingerprint image pattern corresponding to each of the first and second window areas from the input fingerprint image input to the fingerprint input means, and storing the fingerprint image patterns, and the registered fingerprint image storage. Of the registered fingerprint image and the input fingerprint image corresponding to the first window area from the fingerprint images stored in the means and the input fingerprint image storage means, respectively, and the number of mismatched pixels is measured. The number-of-pixels measuring means and the number of non-matching pixels measured by the first number-of-pixels measuring means are set to the first set value and the first set value. Compared with a second set value larger than the set value, the number of mismatched pixels is smaller than the first set value, or larger than the second set value, and further the first set value and the second set value. And the registered fingerprint in the state where the first determination means determines that the number of mismatched pixels is between the first and second set values. From the fingerprint images stored in the image storage means and the input fingerprint image storage means, respectively, a registered fingerprint image and an input fingerprint image corresponding to the second window area are extracted and collated, and the number of non-matching pixels is measured. The second pixel number measuring means and the second judging means for comparing the number of mismatched pixels measured by the second pixel number measuring means with the third set value, and the first judging means does not match. The number of pixels is less than the first set value , And the second determining means determines a match when the number of non-matching pixels is less than the third set value, and the first determining means determines the number of non-matching pixels is more than the second set value, and 2. A fingerprint collation device, wherein the determination means of 2 determines the mismatches in a state where the number of mismatched pixels is larger than the third set value.
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DE68918724T DE68918724T2 (en) | 1988-02-17 | 1989-02-17 | Fingerprint verification process using multiple correlation decision levels and successive decision levels. |
US07/311,834 US5040223A (en) | 1988-02-17 | 1989-02-17 | Fingerprint verification method employing plural correlation judgement levels and sequential judgement stages |
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---|---|
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1988
- 1988-02-17 JP JP63032640A patent/JPH07104942B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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