JPH07146941A - Collation device - Google Patents

Collation device

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JPH07146941A
JPH07146941A JP5295684A JP29568493A JPH07146941A JP H07146941 A JPH07146941 A JP H07146941A JP 5295684 A JP5295684 A JP 5295684A JP 29568493 A JP29568493 A JP 29568493A JP H07146941 A JPH07146941 A JP H07146941A
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pattern
correlation
reference pattern
threshold value
value
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Haruyoshi Toyoda
晴義 豊田
Narihiro Yoshida
成浩 吉田
Naohisa Kosaka
直久 向坂
Yuji Kobayashi
祐二 小林
Tsutomu Hara
勉 原
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Abstract

PURPOSE:To detect the matching between an input pattern and a reference pattern with high precision. CONSTITUTION:A correlation arithmetic means 30 performs collation arithmetic between the input pattern and reference pattern and supplies a correlative value obtained as a result to a decision means 50, which decides whether or not the input pattern and reference pattern are the same patterns. This decision is made by comparing the correlative value obtained by the correlation arithmetic means 30 with a threshold value determined according to the degree of autocorrelation among plural reference patterns obtained by copying the reference pattern.

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、光相関演算を用いてパ
ターンの認識を行う照合装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a collation device for recognizing patterns by using optical correlation calculation.

【0002】[0002]

【従来の技術】パターン認識は、個人の識別に用いるこ
とができるため、例えば、指紋パターンを個人情報とし
て利用し、この指紋パターンから個人の照合を行う照合
装置が従来より開発されている(特開平1−22357
6など)。
2. Description of the Related Art Since pattern recognition can be used to identify an individual, for example, a collation device has been conventionally developed which utilizes a fingerprint pattern as personal information and collates an individual from this fingerprint pattern (see Kaihei 1-222357
6 etc.).

【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、例えば、ホログラムを用いた方
法や合同変換相関法(Joint Transform Correlation:J
TC)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 )。この合同変換相
関法は、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. For example, a method using a hologram or a joint transform correlation (J) method has been proposed.
There is one called TC) ("Fourier transform in optical information processing", Optics 21,6,392-399). This congruential transform correlation method uses a Vander-Lugt optical correlator (“Pattern recognition using an optical correlation system phase filter”, applied physics).
58, 6 (1989)), which has the advantage of not requiring precise alignment of the hologram plate on which the pattern is written.

【0004】図9は、合同変換相関法を用いて指紋パタ
ーンの照合を行う従来の認識装置の構成を示すブロック
図である。同図に示す認識装置は、高解像度の空間光変
調器(SLM)200,201を用いており、入力パタ
ーン(入力像)と参照パターン(参照像)とをCRT2
02に同時に描画させて両パターンの一致を検出するも
のである。入力像と参照像はSLM200に書き込ま
れ、フーリエ変換されてフーリエパターンが得られる。
これらのパターンはもう一度SLM201で読み出され
て光フーリエ変換が行われ、これらのパターンの相関信
号像がフォトディテクタ(PD)203に与えられる。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a conventional recognition device for collating fingerprint patterns using the joint transform correlation method. The recognition device shown in the figure uses high-resolution spatial light modulators (SLMs) 200 and 201, and inputs an input pattern (input image) and a reference pattern (reference image) to a CRT2.
02 is drawn at the same time to detect the coincidence of both patterns. The input image and the reference image are written in the SLM 200 and Fourier-transformed to obtain a Fourier pattern.
These patterns are read again by the SLM 201 and subjected to optical Fourier transform, and the correlation signal images of these patterns are given to the photodetector (PD) 203.

【0005】入力像と参照像が一致している場合には、
PD203に与えられる相関信号像は、原パターンの強
度に応じた0次光の点が中央に現れ、2つの輝度の高い
±1次光の点が入力像,参照像の位置に対応して左右に
現れた像となる。この像の±1次光の点から、入力パタ
ーンと参照パターンの一致を検出できる。
If the input image and the reference image match,
In the correlation signal image given to the PD 203, a point of 0th order light corresponding to the intensity of the original pattern appears in the center, and two points of ± 1st order light with high brightness correspond to the positions of the input image and the reference image. It becomes the image that appeared in. The coincidence between the input pattern and the reference pattern can be detected from the points of the ± first-order light in this image.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置で
は、±1次光点は入力パターンと参照パターンの相関強
度を示す信号になっているが、この相関強度は、パター
ンの形状、光量、空間周波数特徴などによって大きく変
わる。つまり、例えパターンの一致度が100%であっ
ても、パターンの種類によって、検出される相関強度が
大きく異なることになる。
In the above-mentioned conventional apparatus, the ± 1st-order light spot is a signal indicating the correlation strength between the input pattern and the reference pattern. It varies greatly depending on the spatial frequency characteristics. In other words, even if the degree of coincidence of the patterns is 100%, the detected correlation strength greatly differs depending on the type of the patterns.

【0007】図10に、従来の認識装置を用いて10指
の指紋パターンの自己相関演算を行った結果を示す。自
己相関演算とは、図2(a)に示したような同一のパタ
ーン間で行う相関演算をいう。図10より、自己相関値
は、最大強度2500程度から最少強度1600程度ま
で±20%程度のばらつきを持っていることが判る。サ
ンプル数が多くなった場合にはこの範囲はさらに大きく
なっていく。これは、指紋のパターンが異なれば、コン
トラストや面積、空間周波数などに違いが生じることに
起因するものである。
FIG. 10 shows the result of autocorrelation calculation of the fingerprint pattern of ten fingers using the conventional recognition device. The autocorrelation calculation is a correlation calculation performed between the same patterns as shown in FIG. It can be seen from FIG. 10 that the autocorrelation value has a variation of about ± 20% from a maximum intensity of about 2500 to a minimum intensity of about 1600. This range becomes even larger as the number of samples increases. This is because different fingerprint patterns cause differences in contrast, area, spatial frequency, and the like.

【0008】従来の照合装置では、固定のしきい値を予
め定めておき、このしきい値以上の相関度が得られた場
合に、同一パターンであると判断している。しかしなが
ら、上述したようにパターンごとに自己相関値がばらつ
くため、この判断に誤りが生じることがあった。
In the conventional collation device, a fixed threshold value is set in advance, and when a correlation degree equal to or higher than this threshold value is obtained, it is determined that the patterns are the same. However, since the autocorrelation value varies from pattern to pattern as described above, this determination may be erroneous.

【0009】本発明は、このような問題を解決し、入力
パターンと参照パターンの一致を高い精度で検出できる
照合装置を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to solve such a problem and to provide a matching device capable of detecting a match between an input pattern and a reference pattern with high accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の照合装置は、(a)参照パターンの自己相
関演算を行い、その結果得られる自己相関強度に応じた
しきい値を定めるしきい値設定手段と、(b)入力パタ
ーンと参照パターンの相関演算を行う相関演算手段と、
(c)相関演算手段から得られる相関値としきい値設定
手段から得られるしきい値を比較して、入力パターンと
参照パターンが同一パターンか判定する判定手段とを備
える。
In order to solve the above-mentioned problems, the collating apparatus of the present invention performs (a) an autocorrelation calculation of a reference pattern and sets a threshold value corresponding to the autocorrelation strength obtained as a result. A threshold value setting means to be defined, and (b) a correlation calculation means for calculating a correlation between the input pattern and the reference pattern,
(C) A determination unit that determines whether the input pattern and the reference pattern are the same pattern by comparing the correlation value obtained from the correlation calculation unit and the threshold value obtained from the threshold value setting unit.

【0011】[0011]

【作用】本発明の照合装置によれば、入力パターンと参
照パターンの相関演算が相関演算手段で行われ、その結
果得られる相関値が判定手段に与えられて、入力パター
ンと参照パターンが同一のパターンであるかが判定され
る。この判定は、参照パターンの自己相関強度に応じて
定められたしきい値と、相関演算手段で得られた相関値
との比較により行われ、相関値がしきい値以上の強度の
場合には、両パターンは同一であると判定される。ま
た、相関値がしきい値未満の強度の場合には、両パター
ンは同一でないと判定される。
According to the collating device of the present invention, the correlation calculation of the input pattern and the reference pattern is performed by the correlation calculation means, and the correlation value obtained as a result is given to the determination means so that the input pattern and the reference pattern are the same. It is determined whether it is a pattern. This determination is performed by comparing the threshold value determined according to the autocorrelation strength of the reference pattern with the correlation value obtained by the correlation calculation means, and when the correlation value is greater than or equal to the threshold value, , Both patterns are determined to be the same. If the correlation value is less than the threshold value, it is determined that the two patterns are not the same.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。図1は、本実施例に係る照合装置の
構成を示すブロック図である。この照合装置は、指の指
紋のパターンを用いて本人照合を行う装置である。同図
より、本実施例の照合装置は、指紋の入力パターンを取
り込む入力部10と、指紋の参照パターン及びしきい値
データが登録されたメモリ20と、入力パターンと参照
パターンの相関値を検出する相関演算部30とを備え
る。また、メモリ20に登録された参照パターンに基づ
いてしきい値のレベルを設定するしきい値設定部40
と、相関演算部30から出力される相関値データから入
力パターンと参照パターンが同一のパターンであるかを
判定する判定部50と、相関演算部30、しきい値設定
部40及び判定部50を制御する制御部60とを備え
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the matching device according to the present embodiment. This collation device is a device that performs personal identification using a fingerprint pattern of a finger. As shown in the figure, the collation device according to the present embodiment detects an input unit 10 that captures a fingerprint input pattern, a memory 20 in which a fingerprint reference pattern and threshold data are registered, and a correlation value between the input pattern and the reference pattern. And a correlation calculation unit 30 that In addition, the threshold setting unit 40 that sets the threshold level based on the reference pattern registered in the memory 20.
And a determination unit 50 that determines whether the input pattern and the reference pattern are the same pattern from the correlation value data output from the correlation calculation unit 30, the correlation calculation unit 30, the threshold value setting unit 40, and the determination unit 50. And a control unit 60 for controlling.

【0013】入力部10は、プリズム11と、プリズム
11に光を照射する発光ダイオード(LED)12と、
指紋の入力パターンを撮像するCCDカメラ13と、C
CDカメラ13上に入力パターンを結像するレンズ14
とを備える。
The input section 10 includes a prism 11 and a light emitting diode (LED) 12 for irradiating the prism 11 with light.
A CCD camera 13 for picking up an input pattern of a fingerprint, and C
A lens 14 that forms an input pattern on the CD camera 13
With.

【0014】相関演算部30は、入力パターンと参照パ
ターンを並べて表示するCRT301と、入力パターン
及び参照パターンをコヒーレント光像に変換する光アド
レス型の空間光変調器(SLM)302と、コヒーレン
ト光像をフーリエ変換して合同フーリエ変換光像を得る
フーリエ変換レンズ303とを備える。また、合同フー
リエ変換光像をコヒーレント光像に変換する光アドレス
型のSLM304と、コヒーレント光像をフーリエ変換
して相関信号像を得るフーリエ変換レンズ305と、相
関信号像を検出するフォトディテクタ(PD)306と
を備える。さらに、SLM302とフーリエ変換レンズ
303の間にはSLM302に読み出しレーザ光310
を与えるハーフミラー311,312を備え、SLM3
04とフーリエ変換レンズ305の間にはSLM304
に読み出しレーザ光310を与えるハーフミラー31
3,314を備える。
The correlation calculator 30 displays a CRT 301 for displaying an input pattern and a reference pattern side by side, an optical address type spatial light modulator (SLM) 302 for converting the input pattern and the reference pattern into a coherent light image, and a coherent light image. Fourier transform lens 303 to obtain a congruent Fourier transform light image by Fourier transforming Further, an optical address type SLM 304 for converting the combined Fourier transform light image into a coherent light image, a Fourier transform lens 305 for Fourier transforming the coherent light image to obtain a correlation signal image, and a photodetector (PD) for detecting the correlation signal image. And 306. Further, between the SLM 302 and the Fourier transform lens 303, the read laser beam 310 is read to the SLM 302.
SLM3 equipped with half mirrors 311 and 312 for giving
SLM304 between 04 and Fourier transform lens 305
Half mirror 31 for giving a reading laser beam 310 to the
3,314 are provided.

【0015】次に、本実施例の動作について説明する。
指紋パターンの入力は、全反射入力法を用いており、L
ED12から光をプリズム11に当て、照合対象者が自
分の指をプリズム11に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。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The fingerprint pattern is input by using the total reflection input method.
A fingerprint pattern is obtained from the difference in the reflection condition when the collation target applies his / her finger to the prism 11 by irradiating the prism 11 with light from the ED 12.

【0016】まず、照合対象者が図示していない照合開
始キーを押すことによって、照合開始信号が制御部60
に与えられ、照合処理が開始される。図示していないキ
ーボードを操作して、例えば暗証番号を入力することに
より、メモリ20に予め登録されている参照パターンが
選択され、この参照パターンが制御部60に送られる。
参照パターンの選択はキーボードを用いて行う以外に
も、IDカードをカードリーダに挿入して行ってもよ
い。次に、照合対象者が自分の指をプリズム11に押し
付けると、プリズム11の表面に得られた指紋パターン
がCCDカメラ13上に結像する。CCDカメラ13で
は、指紋パターンを映像信号に変換し、制御部60に送
る。
First, the collation start signal is sent to the control unit 60 by the collation target person pressing a collation start key (not shown).
And the verification process is started. By operating a keyboard (not shown), for example, by inputting a personal identification number, a reference pattern registered in advance in the memory 20 is selected and this reference pattern is sent to the control unit 60.
The reference pattern may be selected by inserting the ID card into the card reader instead of using the keyboard. Next, when the collation target person presses his / her finger against the prism 11, the fingerprint pattern obtained on the surface of the prism 11 is imaged on the CCD camera 13. The CCD camera 13 converts the fingerprint pattern into a video signal and sends it to the control unit 60.

【0017】制御部60では、送られてきた入力パター
ンと参照パターンをCRT301に与え、図2(a)に
示すように、CRT301の画面上に並べて表示させる
(図2(a)の左半分が入力パターン、右半分が参照パ
ターン)。CRT301に表示された入力パターン及び
参照パターンは、CRT301に対向して配置されたS
LM302に書き込まれる。
The control unit 60 gives the sent input pattern and reference pattern to the CRT 301 to display them side by side on the screen of the CRT 301 as shown in FIG. 2A (the left half of FIG. Input pattern, reference pattern on the right half). The input pattern and the reference pattern displayed on the CRT 301 are S arranged facing the CRT 301.
Written to LM 302.

【0018】SLM302に書き込まれた2つのパター
ンは読み出しレーザ光310によって読み出され、フー
リエ変換レンズ303でフーリエ変換される。そして、
図2(b)に示すような合同フーリエ変換像が、SLM
304のa−Si層上に形成される。さらに、SLM3
04はレーザ光310によって読み出され、フーリエ変
換レンズ305でフーリエ変換される。このフーリエ変
換で、図2(c)に示すような中央の0次光点とこの0
次光の両側の±1次光点よりなる相関信号像が得られ
る。この相関信号像の中の−1次光点(又は+1次光
点)の光強度がPD306で検出される。−1次光点の
光強度は2つのパターン間の相関に対応する。このPD
306からの検出信号は制御部60を介して判定部50
に与えられ、メモリ20から読み出されたしきい値デー
タを用いてしきい値処理を行い、入力パターンと参照パ
ターンが同一のパターンであるか判定される。このよう
にして得られた判定結果は、例えばドアの開閉や、コン
ピュータのロックを解除するために利用される。
The two patterns written in the SLM 302 are read by the read laser beam 310 and are Fourier transformed by the Fourier transform lens 303. And
The combined Fourier transform image as shown in FIG.
Formed on the a-Si layer 304. In addition, SLM3
04 is read by the laser beam 310 and is Fourier transformed by the Fourier transform lens 305. By this Fourier transform, the center zero-order light point as shown in FIG.
A correlation signal image consisting of ± first-order light spots on both sides of the next light is obtained. The light intensity of the −1st-order light spot (or the + 1st-order light spot) in this correlation signal image is detected by the PD 306. The light intensity of the −1 st order light spot corresponds to the correlation between the two patterns. This PD
The detection signal from 306 is sent to the determination unit 50 via the control unit 60.
Threshold value processing is performed using the threshold value data read from the memory 20 to determine whether the input pattern and the reference pattern are the same pattern. The determination result obtained in this way is used, for example, to open and close the door and unlock the computer.

【0019】上述したように、指紋の参照パターンが異
なれば、コントラストや面積、空間周波数などに違いが
生じ、参照パターンごとに自己相関度が異なる。このた
め、本実施例では、入力パターンと参照パターンの比較
を行う際に用いるしきい値データを、参照パターンごと
に設定し、メモリ20に記憶している。しきい値データ
の設定は、照合対象者が事前に行う指紋の参照パターン
の登録の際に、しきい値設定部40で行われる。
As described above, different reference patterns of fingerprints cause differences in contrast, area, spatial frequency, etc., and the degree of autocorrelation differs for each reference pattern. Therefore, in the present embodiment, the threshold data used when comparing the input pattern and the reference pattern is set for each reference pattern and stored in the memory 20. The threshold value data is set by the threshold value setting unit 40 when the reference target of the fingerprint is registered in advance by the verification target person.

【0020】従来にも、特開平63−149776の文
献のように、一致率を個人ごとに決定する試みがなされ
てきた。しかし、光相関器を用いる本実施例の場合に
は、検出される相関強度と一致率とは、そのまま対応す
ることはない(まったく同一のパターン、つまり一致率
100%でも相関強度が大きく異なる)。そのため、光
相関器独自のしきい値設定方法が必要となる。
Conventionally, an attempt has been made to determine the matching rate for each individual, as in the document of Japanese Patent Laid-Open No. 63-149776. However, in the case of the present embodiment using the optical correlator, the detected correlation intensity and the coincidence rate do not directly correspond (the exact same pattern, that is, even if the coincidence rate is 100%, the correlation intensity is significantly different). . Therefore, a threshold setting method unique to the optical correlator is required.

【0021】本実施例では、自己相関値に基づいてしき
い値を設定する方法と、自己相関値と相互相関値とに基
づいてしきい値を設定する方法とを用いている。これら
の設定方法の処理手順を、図3,4のフローチャートを
用いて説明する。図3は、自己相関値に基づいてしきい
値データを設定する処理手順を示すフローチャートであ
る。同図より、まず、照合対象者が指紋の参照パターン
の登録するために、入力部10のプリズム11に指を押
し付けると、CCDカメラ13によって、指紋の参照パ
ターンが読み込まれる(ステップ70)。読み込まれた
参照パターンは、制御部60の制御に従って、メモリ2
0に登録される(ステップ71)。
In this embodiment, a method of setting a threshold value based on an autocorrelation value and a method of setting a threshold value based on an autocorrelation value and a cross-correlation value are used. The processing procedure of these setting methods will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for setting threshold data based on the autocorrelation value. As shown in the figure, first, when the collation target person presses his / her finger against the prism 11 of the input unit 10 to register the fingerprint reference pattern, the CCD camera 13 reads the fingerprint reference pattern (step 70). The read reference pattern is stored in the memory 2 under the control of the control unit 60.
0 is registered (step 71).

【0022】また、読み込まれた参照パターンは、しき
い値設定部に与えられ、参照パターンの複製が行われる
(ステップ72)。複製された参照パターンと元の参照
パターンは相関演算部30に与えられ、これらのパター
ン間の相関演算が行われる(ステップ73)。相関演算
によって自己相関値の強度信号が得られ、この強度信号
はしきい値設定部40に与えられる。しきい値設定部4
0では、この強度信号に基づいて、参照パターンごとの
しきい値を定める(ステップ74)。このように定めら
れたしきい値のデータは、制御部60の制御に従って、
メモリ20に登録される(ステップ75)。
Further, the read reference pattern is given to the threshold value setting section to duplicate the reference pattern (step 72). The duplicated reference pattern and the original reference pattern are given to the correlation calculator 30 and the correlation calculation between these patterns is performed (step 73). An intensity signal of the autocorrelation value is obtained by the correlation calculation, and this intensity signal is given to the threshold setting unit 40. Threshold setting section 4
At 0, the threshold value for each reference pattern is determined based on this intensity signal (step 74). The data of the threshold value determined in this way is controlled by the control unit 60.
It is registered in the memory 20 (step 75).

【0023】しきい値の定め方としては、銀行のコンピ
ュータアクセスや金庫の入退室といったセキュリティの
度合が高い用途に本実施例の照合装置を使用する場合に
は、しきい値を例えば自己相関値の80%に定める。こ
のように高いレベルにしきい値を設定すれば、登録者以
外の者を登録者であると誤って判定する確率はほとんど
0となる。これに対して、一般の部屋の入退室といった
セキュリティの度合の低い用途に本実施例の照合装置を
使用する場合には、しきい値を例えば自己相関値の40
%に定める。このような低いレベルにしきい値を設定す
れば、多少の誤った判定はするものの、登録者を登録者
でないといった判定をすることはほとんどない。このよ
うに、しきい値設定部40では、セキュリティのレベル
に合わせて、しきい値の設定が行われる。
As a method of determining the threshold value, when the collating device of this embodiment is used for a high degree of security such as computer access in a bank or entry / exit of a safe, the threshold value is set to, for example, an autocorrelation value. Set to 80%. If the threshold value is set to such a high level, the probability that a person other than the registrant is erroneously determined to be the registrant becomes almost zero. On the other hand, when the collation device of the present embodiment is used for applications with low security such as entry and exit of general rooms, the threshold value is set to, for example, an autocorrelation value of 40.
Set to%. If the threshold value is set to such a low level, the registrant is rarely judged to be not the registrant, although some erroneous determination is made. In this way, the threshold setting unit 40 sets the threshold according to the security level.

【0024】図4は、自己相関値と相互相関値とに基づ
いてしきい値データを設定する処理手順を示すフローチ
ャートである。この例で、自己相関値以外に相互相関値
も用いるのは、指紋のパターンは自己相関値と同様に相
互相関値もパターンごとに異なることを利用したもので
ある。つまり、他の指紋のパターンと共通の特徴を多く
含む指紋のパターンでは、高い強度の相互相関が出力さ
れるのである。そこで、自己相関値に加えて相互相関値
も考慮に入れて、しきい値を決定することにより、より
正確なしきい値を得ようとするものである。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure for setting threshold data based on the autocorrelation value and the cross-correlation value. In this example, the cross-correlation value is also used in addition to the auto-correlation value because the fingerprint pattern has the same cross-correlation value as the auto-correlation value. That is, a fingerprint pattern including many features common to other fingerprint patterns outputs a high-intensity cross-correlation. Therefore, an attempt is made to obtain a more accurate threshold value by taking the cross-correlation value into consideration in addition to the auto-correlation value and determining the threshold value.

【0025】この処理は、まず、照合対象者が指紋の参
照パターンの登録するために、入力部10のプリズム1
1に指を押し付けると、CCDカメラ13によって、指
紋の参照パターンが読み込まれる(ステップ80)。読
み込まれた参照パターンは、制御部60の制御に従っ
て、メモリ20に登録される(ステップ81)。
In this process, first, the prism 1 of the input unit 10 is used in order for the person to be collated to register the reference pattern of the fingerprint.
When the finger is pressed against 1, the CCD camera 13 reads the reference pattern of the fingerprint (step 80). The read reference pattern is registered in the memory 20 under the control of the control unit 60 (step 81).

【0026】また、読み込まれた参照パターンは、しき
い値設定部に与えられ、参照パターンの複製が行われる
(ステップ82)。複製された参照パターンと元の参照
パターンは相関演算部30に与えられ、これらのパター
ン間で相関演算が行われて、自己相関値が検出される
(ステップ83)。
Further, the read reference pattern is given to the threshold value setting section to duplicate the reference pattern (step 82). The duplicated reference pattern and the original reference pattern are given to the correlation calculator 30, and the correlation calculation is performed between these patterns to detect the autocorrelation value (step 83).

【0027】さらに、既に登録された他の参照パターン
がメモリ20から読み出され(ステップ84)、ステッ
プ80で読み込まれた参照パターンと他の参照パターン
とが、相関演算部30に与えられる。相関演算部30で
は、これらのパターン間の相関演算が行われ、相互相関
値が検出される(ステップ85)。ステップ83で検出
された自己相関値とステップ85で検出された相互相関
値は、共に強度信号として、しきい値設定部40に与え
られる。しきい値設定部40では、これらの強度信号に
基づいて、参照パターンごとのしきい値を定める(ステ
ップ86)。このように定められたしきい値のデータ
は、制御部60の制御に従って、メモリ20に登録され
る(ステップ87)。
Further, another reference pattern already registered is read from the memory 20 (step 84), and the reference pattern read in step 80 and the other reference pattern are given to the correlation calculating section 30. The correlation calculation unit 30 performs the correlation calculation between these patterns and detects the cross-correlation value (step 85). Both the autocorrelation value detected in step 83 and the cross-correlation value detected in step 85 are given to the threshold setting unit 40 as intensity signals. The threshold value setting unit 40 determines a threshold value for each reference pattern based on these intensity signals (step 86). The threshold data thus determined is registered in the memory 20 under the control of the control unit 60 (step 87).

【0028】次に、しきい値設定部40でのしきい値の
定め方について、図5〜図7の実験結果を用いて説明す
る。図5〜図7は、指紋のパターンについての自己相関
値と相互相関値を、相関演算により検出した実験結果を
示すグラフである。各グラフでは、それぞれ異なる指紋
(指紋A〜指紋C)の参照パターンを用いて実験してい
る。これらのグラフの横軸は参照パターンの番号、縦軸
は自己相関値を1.0としたときの相関強度を示してい
る。まず、図5のグラフでは、パターン番号0番の参照
パターンが測定対象である指紋Aの参照パターンと同一
のパターンであり、このパターンとの相関値が自己相関
値である。そして、パターン番号1番から29番までの
指紋の参照パターンは指紋Aのパターンとは異なる指紋
パターンであり、これらのパターンとの相関値が相互相
関値である。このグラフより、パターン番号6番と18
番の参照パターンと測定対象の参照パターンとの相互相
関値が、自己相関値の17%で最大となる。また、図6
のグラフでは、パターン番号1番の参照パターンが測定
対象である指紋Bの参照パターンと同一のパターンであ
り、このパターンとの相関値が自己相関値である。そし
て、1番以外の参照パターンとの相関値が相互相関値で
ある。このグラフより、パターン番号4,6,29番の
参照パターンと測定対象の参照パターンとの相互相関値
が、自己相関値の19%で最大となる。さらに、図7の
グラフでは、パターン番号2番の参照パターンが測定対
象である指紋Cの参照パターンと同一のパターンであ
り、このパターンとの相関値が自己相関値である。そし
て、2番以外の参照パターンとの相関値が相互相関値で
ある。このグラフより、パターン番号5番の参照パター
ンと測定対象の参照パターンとの相互相関値が、自己相
関値の22%で最大となる。
Next, how to set the threshold value in the threshold value setting section 40 will be described with reference to the experimental results shown in FIGS. 5 to 7 are graphs showing the experimental results of detecting the autocorrelation value and the cross-correlation value of the fingerprint pattern by the correlation calculation. In each graph, reference patterns of different fingerprints (fingerprint A to fingerprint C) are used for the experiment. The horizontal axis of these graphs shows the reference pattern number, and the vertical axis shows the correlation strength when the autocorrelation value is 1.0. First, in the graph of FIG. 5, the reference pattern with the pattern number 0 is the same pattern as the reference pattern of the fingerprint A to be measured, and the correlation value with this pattern is the autocorrelation value. The reference patterns of the fingerprints with the pattern numbers 1 to 29 are fingerprint patterns different from the pattern of the fingerprint A, and the correlation value with these patterns is the cross-correlation value. From this graph, pattern numbers 6 and 18
The cross-correlation value between the second reference pattern and the reference pattern as the measurement target is maximum at 17% of the autocorrelation value. In addition, FIG.
In the graph, the reference pattern with the pattern number 1 is the same pattern as the reference pattern of the fingerprint B to be measured, and the correlation value with this pattern is the autocorrelation value. The correlation value with the reference pattern other than No. 1 is the cross-correlation value. From this graph, the cross-correlation value between the reference patterns of pattern numbers 4, 6, and 29 and the reference pattern of the measurement target is the maximum at 19% of the autocorrelation value. Further, in the graph of FIG. 7, the reference pattern of the pattern number 2 is the same pattern as the reference pattern of the fingerprint C to be measured, and the correlation value with this pattern is the autocorrelation value. Then, the correlation value with the reference pattern other than the second pattern is the cross-correlation value. From this graph, the cross-correlation value between the reference pattern of the pattern number 5 and the reference pattern of the measurement target is maximum at 22% of the autocorrelation value.

【0029】しきい値は、この相互相関の最大値、自己
相関値、検出器の大きさ、ノイズ、登録指紋の数、安全
率等から、決定する必要があるので、例えば、相互相関
値の最大値である17%(指紋Aの場合)をしきい値の
下限として、自己相関値をしきい値の上限とする。この
上限から下限の範囲でどのレベルにしきい値を設定する
かは、目的に応じて決定する。例えば、一般の部屋の入
退室といったセキュリティの度合いの低い用途に本実施
例の照合装置を使用する場合には、例えば、上限と下限
の範囲の10%のレベルをしきい値とする。指紋Aの場
合は、 (100%−17%)×0.1+17%=25.3% のレベルをしきい値とすることになる。一方、銀行のコ
ンピュータアクセスなどの高いセキュリティの場合に
は、例えば、上限と下限の範囲の70%をしきい値レベ
ルとして設定する。このように、目的に応じてしきい値
を決定すればよい。
The threshold value needs to be determined from the maximum value of this cross-correlation, the auto-correlation value, the size of the detector, noise, the number of registered fingerprints, the safety factor, etc. The maximum value of 17% (in the case of fingerprint A) is the lower limit of the threshold, and the autocorrelation value is the upper limit of the threshold. The level to which the threshold is set within the range from the upper limit to the lower limit is determined according to the purpose. For example, when the collation device of the present embodiment is used for applications with low security such as entry and exit of general rooms, for example, the threshold value is 10% of the upper and lower limits. In the case of fingerprint A, the level is (100% -17%) * 0.1 + 17% = 25.3% as the threshold value. On the other hand, in the case of high security such as bank computer access, for example, 70% of the upper and lower limits are set as the threshold level. Thus, the threshold value may be determined according to the purpose.

【0030】このように、自己相関値から期待される相
関値の上限レベルを知り、相互相関値からしきい値の下
限レベルを得ることにより、この範囲から目的(安全
率、セキュリティの度合)に応じてしきい値を設定する
ことにより、安定した認識システムが構築できる。
In this way, by knowing the upper limit level of the expected correlation value from the autocorrelation value and obtaining the lower limit level of the threshold value from the cross-correlation value, the range (safety factor, security degree) can be determined from this range. By setting the threshold value accordingly, a stable recognition system can be constructed.

【0031】なお、しきい値設定部でのしきい値の設定
は、本実施例では、参照対象者が事前に指紋の参照パタ
ーンを登録するタイミングで行っているが、このタイミ
ングに限定されることなく、例えば、参照対象者が入力
部10に指紋の入力パターンを入力したタイミングで行
ってもよい。
In the present embodiment, the threshold value setting section sets the threshold value at the timing when the reference target person registers the reference pattern of the fingerprint in advance, but the threshold value is limited to this timing. Alternatively, for example, it may be performed at the timing when the reference target person inputs the fingerprint input pattern into the input unit 10.

【0032】また、本実施例では、指紋を用いて本人照
合を行っているが、指紋に限定されることなく、例えば
手の平の模様や足の裏の模様などを用いてもよい。
In this embodiment, the fingerprint is used for the person verification, but the fingerprint is not limited to the fingerprint, and a palm pattern or a sole pattern may be used.

【0033】さらに、本実施例では、SLM302,3
04として光アドレス型のSLMを用いているが、電気
アドレス型のSLMを用いてもよい。
Further, in this embodiment, the SLMs 302, 3
Although an optical address type SLM is used as 04, an electric address type SLM may be used.

【0034】また、CRT301の代わりに、液晶ディ
スプレイやプラズマディスプレイなどのその他のディス
プレイ装置を用いてもよい。
Instead of the CRT 301, another display device such as a liquid crystal display or a plasma display may be used.

【0035】さらに、入力部10での指紋入力には、プ
リズム11によるもの以外にも、図8に示すようなホロ
グラフィックによるものにしてもよい。このセンサは、
透明なガラス平板(導光板)100の一部にホログラム
101が形成され、他端の反対側のレーザ光源102か
らレーザ光を照射するようにしたもので、撮像素子10
3で指紋パターンが検出される。
Further, the fingerprint input by the input unit 10 may be performed by the holographic as shown in FIG. 8 other than the prism 11. This sensor
A hologram 101 is formed on a part of a transparent glass flat plate (light guide plate) 100, and laser light is emitted from a laser light source 102 on the opposite side of the other end.
At 3, the fingerprint pattern is detected.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の照
合装置では、入力パターンと参照パターンの相関演算が
行われ、その結果得られる相関値に基づいて入力パター
ンと参照パターンが同一のパターンであるかが判定され
る。この判定は、参照パターンを複製して得られる複数
の参照パターン間の自己相関強度に応じて定められたし
きい値レベルと、相関演算によって得られる相関値との
比較により行われる。
As described above in detail, in the collating device of the present invention, the correlation calculation between the input pattern and the reference pattern is performed, and the input pattern and the reference pattern are the same pattern based on the correlation value obtained as a result. Is determined. This determination is performed by comparing a threshold level determined according to the autocorrelation strength between a plurality of reference patterns obtained by duplicating the reference pattern with a correlation value obtained by the correlation calculation.

【0037】本実施例は、このように自己相関強度に応
じてしきい値レベルを参照パターンごとに設定している
ので、安定した認識を行う照合装置が提供できる。
In this embodiment, since the threshold level is set for each reference pattern according to the autocorrelation strength in this way, it is possible to provide a collation device for performing stable recognition.

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

【図1】本実施例に係る照合装置の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a matching device according to an embodiment.

【図2】入力像、フーリエ像および相関信号像を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an input image, a Fourier image, and a correlation signal image.

【図3】しきい値設定方法の処理手順を示す流れ図であ
る。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a threshold value setting method.

【図4】しきい値設定方法の処理手順を示す流れ図であ
る。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a threshold value setting method.

【図5】相関演算によって自己相関値と相互相関値を検
出した実験結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an experimental result of detecting an autocorrelation value and a cross-correlation value by a correlation calculation.

【図6】相関演算によって自己相関値と相互相関値を検
出した実験結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an experimental result of detecting an autocorrelation value and a cross-correlation value by a correlation calculation.

【図7】相関演算によって自己相関値と相互相関値を検
出した実験結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an experimental result of detecting an autocorrelation value and a cross-correlation value by a correlation calculation.

【図8】ホログラフィックを用いた入力部を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing an input unit using holography.

【図9】従来の認識装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional recognition device.

【図10】従来の認識装置を用いて指紋パターンの自己
相関演算を行った結果を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a result of performing autocorrelation calculation of a fingerprint pattern using a conventional recognition device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…入力部、11…プリズム、12…発光ダイオー
ド、13…CCDカメラ、14…レンズ、20…メモ
リ、30…相関演算部、40…しきい値設定部、50…
判定部、60…制御部、100…ガラス平板、101…
ホログラム、102…レーザ光源、103…撮像素子、
301…CRT、302,304…空間光変調器、30
3,305…フーリエ変換レンズ、306…フォトディ
テクタ、310…レーザ光、311〜314…ハーフミ
ラー。
10 ... Input part, 11 ... Prism, 12 ... Light emitting diode, 13 ... CCD camera, 14 ... Lens, 20 ... Memory, 30 ... Correlation calculation part, 40 ... Threshold setting part, 50 ...
Judgment part, 60 ... Control part, 100 ... Glass flat plate, 101 ...
Hologram, 102 ... Laser light source, 103 ... Imaging element,
301 ... CRT, 302, 304 ... Spatial light modulator, 30
3, 305 ... Fourier transform lens, 306 ... Photo detector, 310 ... Laser light, 311 to 314 ... Half mirror.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9061−5L G06F 15/70 460 A (72)発明者 小林 祐二 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 原 勉 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location 9061-5L G06F 15/70 460 A (72) Inventor Yuji Kobayashi 1126 Nonomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture 1 In Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72) Inventor Tsutomu Hara 1 1126, Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture 1 In Hamamatsu Photonics Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 新たに入力した入力パターンと既に登録
された参照パターンが同一のパターンであるかを判定す
る照合装置において、 前記参照パターンの自己相関演算を行い、その結果得ら
れる自己相関強度に応じたしきい値を定めるしきい値設
定手段と、 前記入力パターンと前記参照パターンの相関演算を行う
相関演算手段と、 前記相関演算手段から得られる相関値と前記しきい値設
定手段から得られるしきい値を比較して、前記入力パタ
ーンと前記参照パターンが同一パターンか判定する判定
手段とを備えることを特徴とする照合装置。
1. A collation device for determining whether a newly input input pattern and a reference pattern already registered are the same pattern, wherein an autocorrelation operation of the reference pattern is performed, and an autocorrelation strength obtained as a result is calculated. A threshold value setting means for determining a threshold value according to the threshold value; a correlation calculation means for performing a correlation calculation between the input pattern and the reference pattern; a correlation value obtained from the correlation calculation means; and a threshold value setting means. A collation device comprising: a determination unit that compares threshold values and determines whether the input pattern and the reference pattern are the same pattern.
【請求項2】 前記しきい値設定手段では、前記参照パ
ターンの自己相関演算と、前記参照パターンと登録され
た他の参照パターンの相互相関演算とをそれぞれ行い、
その結果得られる自己相関強度および相互相関強度に応
じて、しきい値を定めていることを特徴とする請求項1
記載の照合装置。
2. The threshold value setting means performs autocorrelation calculation of the reference pattern and cross-correlation calculation of the reference pattern and other registered reference patterns, respectively.
The threshold value is set according to the resulting autocorrelation strength and cross-correlation strength.
The matching device described.
【請求項3】 前記しきい値設定手段及び前記相関演算
手段で行う相関演算は、共に合同変換型の光相関器を用
いて行っていることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の照合装置。
3. The correlation calculation performed by the threshold value setting means and the correlation calculation means is both performed by using a congruential conversion type optical correlator. Matching device.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS59144982A (en) * 1983-02-07 1984-08-20 Hitachi Ltd Stripe pattern collation system
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