JPH0797404B2 - 指紋像の方向分布検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は指紋像の方向分布検出装置に関し、 短時間で的確に指紋の隆線の方向分布を検出できるよう
にすることを目的とし、 指紋の濃淡画像を二値化像に変換し、該二値化像を格子
状に分割して得られた各枡目内をＸ方向（またはＹ方
向）に順次走査して画素の値を調べ、 画素の値が変化する変化点が検知されない場合は次位の
走査線上を走査し、変化点が検知された場合には該検知
された変化点を始点として、変化点の近傍の未走査部を
走査し、画素の値の変化点を検知する操作を繰り返して
隆線の輪郭線を追跡し、一つの変化点の近傍に変化点が
存在しないとき該変化点を終点と見做して、前記始点と
終点とを結んでベクトルを算出し、前記走査が最終走査
線に到達したら得られた全ベクトルを合成し、該合成ベ
クトルを方向量子と比較して当該枡目の方向量子を求め
る操作を、全枡目について実行することにより、前記指
紋像の方向分布を検出するよう構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は指紋像の方向分布検出装置に関する。

〔従来の技術〕

指紋の照合は、予め個人対応に指紋像またはその部分画
像や、指紋像の特徴などを辞書に登録しておき、これと
照合対象の指紋像を比較し、両者が一致するか否かを調
べることによって行われる。

この照合を高速に行い、且つ、照合精度を向上させるに
は、何をどのように比較するかということが重要であ
る。即ち、どんな照合法を用いても必ず照合の曖昧さが
存在し、完璧な比較を行うことは困難である。この曖昧
さを克服して照合の精度を高めるには、原理の異なる二
つの照合法を効果的に組み合わせることが必要となる。

このような目的から異なる原理に基づく種々の照合法が
提案されており、指紋像の隆線の方向分布の比較を行う
ことも一つの有効な方法と考えられる。

指紋像における隆線の方向を検出するには、従来は指紋
の濃淡画像の全画素を走査して各画素の濃度を調べ、次
いでこれから隣接する２×２＝４画素ずつを取り出し、
その濃度が全部白，または全部黒のもの以外のものが濃
度の変化点と見做し、その４画素をパターンにより分離
してヒストグラムを算出し、最も頻度の高いパターンを
もとにして隆線の方向を検出する方法や、或いは８方向
に方向量子のマスクを作って濃淡画像にあてがい、各マ
スクに対応する画素の濃度の変化を調べ、最も変化の少
ない方向を、その領域における方向とする方式が用いら
れていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これら従来の隆線の方向検出方法は、いずれも走査画素
数およびデータの処理回数が多く、そのため隆線の方向
分布検出に要する時間が長いという問題があった。

そこで本発明においては、短時間で的確に指紋の隆線の
方向分布を検出できるようにすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

指紋の濃淡画像を二値化し、これを格子状に分割する。

上記格子の各枡目を構成する複数個の画素をＸ（または
Ｙ）方向に走査して、画素の値が０から1,或いは１から
０に変化する点を検出する。変化点が見つかったらその
近傍の未走査領域を走査して変化点を検知することによ
り輪郭線を追跡する。

近傍の走査において変化点がない場合は、その点を輪郭
線の終点とし、始点と終点を結んでベクトルを得る。

次いで上記終点の次位の走査線上を端から再びＸ（また
はＹ）方向に走査して、画素の値が変化する点をさが
し、上述したのと同一の処理を、最終走査線まで繰り返
し、その枡目の中で得られたベクトルを合成する。

上記の合成ベクトルを例えば８通りの方向量子と比較
し、最も近いものをその枡目における方向量子とする。

〔作 用〕

上記走査法によれば、１個の枡目内では１本の走査線上
で輪郭線が見つかると、その近傍の未走査部を走査して
輪郭線を追跡して行き、１本の走査線上で一旦輪郭線が
検出されると、その走査線上はもはや走査しない。つま
り隆線の輪郭の片側のみを検知し、その輪郭線の方向を
その隆線の方向として近似する。従って走査する画素数
は少なくて済み、データの処理回数も減少するので、処
理時間が短くなる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図に上記一実施例の処理手順を、第２図に一実施例
で使用した指紋像の方向分布検出装置の構成を示す。

まず指紋を入力し〔1,21参照〕、入力された指紋の濃淡
画像を二値化し〔2,22参照〕、これを更に格子状に分割
する。第３図は上記二値化像を格子状に分割した状態を
示す図で、41は指紋の二値化像、42は二値化像41を格子
状に分割した枡目である。同図で斜線を付した領域は隆
線43を示す。

この枡目42の各々について、第４図（ａ）に示すように
走査開始位置（本実施例では枡目42の左側外枠44の最上
部の点）45からＸ方向に走査〔6,23参照〕を行う。この
走査は各枡目42ごとに予め走査範囲を枡目42の一辺の長
さに指定〔27参照〕して行う。途中で画素が０から1,或
いは１から０に変化する境目の点47を検知すると走査を
打ち切り、これを始点として以後の走査範囲を選択す
る。

即ち、走査がまだ最終走査線に到達せず〔８参照〕しか
も枡目からはみ出ていない〔11参照〕場合は、走査範囲
指定回路27で次位の走査線（次の行）上におけるＸ方向
の走査範囲を、上述の変化点のＸ座標に対し±ｎ画素
（ｎ＝整数）に限定して走査〔10参照〕し、画素の値の
変化点を求めることにより輪郭線の追跡を行う。

この2n＋１画素の走査範囲で枡目からはみ出た時〔11参
照〕，例えば第４図（ａ）左枠上の点46に到達した場合
には、これを終点として上述の始点47とを結んだベクト
ル〔第４図（ｂ）参照〕を算出する〔9,25参照〕。こ
のベクトルはベクトル記憶装置34に記憶させておく。

次に再び走査範囲を枡目の一辺全体に拡張し、次位の走
査線上を上述したのと同様に、当該枡目42の左枠44から
走査を行う。この走査により第４図（ａ）の例では点48
において画素の値が変化する。そこでこの点を再び始点
48として上記走査を打ち切り、この始点48を基にして画
素の値の変化点を追跡し、終点49を検知すると、始点48
と終点49とを結んだベクトルを算出する。

次いで同様にしてベクトルを求める。

このように枡目内の各隆線上で順次画素の変化点を探
し、最初に見つけた変化点と最後に検知した変化点を始
点，終点とするベクトルを求める操作を繰り返し、走査
が当該枡目42の最終走査線に達した時〔8,5参照〕、こ
の枡目内の走査を終了する。

次いでこのようにして得られた総てのベクトル，，
〔第４図（ｂ）参照〕を合成して、第４図（ｃ）に示
すように当該枡目の方向ベクトルを算出する〔12,31
参照〕。

ここでの長さが閾値以下の時は同一の枡目を今度はＹ
方向に走査して、枡目の方向ベクトルを求める。得られ
た方向ベクトルを第５図に示すように、例えば図示の８
通りの方向量子と比較し、方向ベクトルと最も近い方
向量子を選び、これをこの枡目の方向量子とする〔13,3
2参照〕。図示の例では、ベクトルに最も近いのは方
向量子であるので、この枡目の方向量子はとする。

全枡目についてこの操作が終了すると〔3,33参照〕、第
６図に示すような指紋像の方向分布が得られる。

得られた方向分布は印字出力〔14,30参照〕することが
できる。

以上説明した本実施例では、指紋の方向分布を検出する
のに、各枡目内における走査線上で隆線の輪郭線を検出
すると、以後その走査線上の走査を行わない。つまり枡
目内に隆線が複数本存在していても、同一走査線上では
隆線の輪郭線を１本のみ検出し、これの方向をその走査
線上の隆線の方向の代表とするものである。これは狭い
枡目内では、隆線が複数本存在していても、これらの方
向はほぼ同一と見做せるので、隆線の輪郭線の片側の方
向でもって代表しても大きな誤差はないことに基づく。

従って本実施例では指紋像の二値化像を格子状に分割し
て各枡目内を走査し、各走査線上で最初に検出した隆線
の輪郭線の方向ベクトルを求め、これらを合成したベク
トルの方向量子をその枡目の方向とすることによって、
処理データ量を減少させることが可能となり、指紋像の
方向分布を高速且つ容易に検出できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、従来法
に比べ迅速に指紋像の方向分布を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の処理手順説明図、 第２図は上記一実施例に用いた指紋像の方向分布検出装
置の構成説明図、 第３図は上記一実施例における指紋の二値化像の分割方
法説明図、 第４図は上記一実施例の枡目の方向ベクトルの決定法説
明図、 第５図は上記一実施例における枡目の方向量子の決定法
説明図、 第６図は上記一実施例で得られた指紋像の方向分布説明
図である。 図において、２は指紋像の二値化処理、３は全枡目にわ
たって方向検出が終了したか否かの判断処理、4,10は走
査範囲の指定処理、５は枡目内の走査が全行にわたって
完了したか否か判断処理、６は枡目内の走査処理、７は
画素の値が変化する点の有無の判断処理、８は枡目内の
走査が最後の行か否かの判断処理、９はベクトルの算出
処理、11は走査範囲が枡目をはみ出すか否かの判断処
理、12はベクトル合成処理、13は方向量子決定処理、41
は枡目、42は画素、43は隆線、45は走査開始位置、46,4
9は終点、47,48は始点、，，は方向ベクトル、
は合成ベクトル、〜は方向量子を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 雄史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−19452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−46878（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−61870（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】指紋の濃淡画像を二値化像に変換（２）
   し、該二値化像を格子状に分割して得られた各枡目内を
   Ｘ方向（またはＹ方向）に順次走査（６）して画素の値
   を調べ（７）、 画素の値が変化する変化点が検知されない場合は次位の
   走査線上を走査（10,6）し、 変化点が検知された場合には該検知された変化点を始点
   として、変化点の近傍の未走査部を走査（10,6）し、画
   素の値の変化点を検知する操作を繰り返して隆線の輪郭
   線を追跡し、一つの変化点の近傍に変化点が存在しない
   とき該変化点を終点と見做して、前記始点と終点とを結
   んでベクトルを算出（９）し、 前記走査が最終走査線に到達（８）したら得られた全ベ
   クトルを合成（12）し、 該合成ベクトルを方向量子と比較して当該枡目の方向量
   子を求める（13）操作を、全枡目について（３）実行す
   ることにより、前記指紋像の方向分布を検出することを
   特徴とする指紋像の方向分布検出方法。