JPH10187970A - 指紋カード絞り込み装置及び指紋カード絞り込み方法 - Google Patents

指紋カード絞り込み装置及び指紋カード絞り込み方法

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JPH10187970A
JPH10187970A JP8349879A JP34987996A JPH10187970A JP H10187970 A JPH10187970 A JP H10187970A JP 8349879 A JP8349879 A JP 8349879A JP 34987996 A JP34987996 A JP 34987996A JP H10187970 A JPH10187970 A JP H10187970A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指紋カードの同定で指の詳細照合にかかる演
算量を低減するために、データベースに登録されたファ
イル(F)側十指カードと与えられたサーチ(S)側カ
ードのそれぞれからパターンの特徴を抽出し、特徴同士
の類似度を評価することにより詳細照合対象とするF側
カードを絞り込む。この絞り込み処埋において類似度評
価の対象とするカード数を削減することにより、絞り込
みの精度を劣化させることなく絞り込み処理を高速化す
る。 【解決手段】 指紋から得られた紋様パターンの組み合
わせ等の特徴情報を用いて、クラスタに分割してF側の
データをF側カード特徴記憶部3に登録しておき、S側
データの特徴と矛盾しないクラスタのみをF側カードク
ラスタ選択部4で選択してそこに登録されたF側データ
を指紋カード対判定装置8で実行される類似度評価の対
象とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、指紋カードの照合
装置に関し、特に詳細照合するべきカードを選択する指
紋カード絞り込み装置及び指紋カード絞り込み方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】登録指紋の大規模な指紋カードデータベ
ースを対象とし、ある人間から採取された10指分の指
紋押捺印象を含む探索指紋カード(以下「サーチ側カー
ド」=「S側カード」)について、同一人から別の機会
に採取されたカードが、予め登録された同一の形式を持
つM枚の登録指紋カード(以下「ファイル側カード」=
「F側カード」)群の中に存在するか否かを判定しよう
とする場合を考える。
【0003】与えられた指紋画像対の同一性の判定のた
めの照合の実現としては、例えば指紋同士のマニューシ
ャ(特徴点)を利用して詳細照合を行う指紋照合装置が
良く知られている。このような指紋照合装置は、例えば
特公昭63−13226号公報や特公昭63−3450
8号公報に記述されている。S側と同一人のカードをF
側カード群から探す場合、上記のような照合装置を繰り
返し用いてF側カードの全てとS側カードとの対応する
10指それぞれについて同一であるか否かの照合処理を
行い判定することにより、必要な精度で所望の判定を行
なうことができる。しかしこのやり方ではM×(カード
当たりで必要な平均照合指数)回という多数の照合が必
要となり、特にMが大きい場合には時間がかかり過ぎ
る。
【0004】この照合処理にかかる演算量を低減するた
めに、データベースに登録されたF側十指カードと与え
られたS側カードのそれぞれの各指の画像からパターン
の特徴を抽出し、それらの特徴を比較してSに類似した
特徴を有するF側カードのみ「選択」と判定して前記の
詳細照合処理に回し、その他の場合は「非選択」と判定
して照合を行なわずにカード対は「不一致」と判断す
る、という詳細照合対象の予備選択を行うことが効果的
である。このようにS側カードとF側カード群が与えら
れた時にF側カード群のうちS側カードと詳細照合され
るべきであると「選択」されるFカード群の部分集台を
決定することを「絞り込み」処理と呼ぶ。
【0005】この絞り込みの実現法として本発明者は先
に、カード上の十指から得られる紋様パターン及び副パ
ターンの組み合わせを用いてカード間の類似度を評価
し、その閾値との大小に従って判定する装置を提案して
いる(特願平7−293620号)。本装置の構成・動
作を図5を参照して説明する。
【0006】外部画像記憶装置に保持されたM枚分のF
側十指カードの各指画像について、あらかじめ指紋紋様
パターン判定装置95と指紋特徴抽出装置97において
その紋様パターン及び副パターンが求められ、その特徴
がF側カード特徴記憶部93に保持される。またあるS
側カードが与えられると、同様に指紋紋様パターン判定
装置96と指紋特徴抽出装置98においてその紋様パタ
ーン及び副パターンが求められ、その特徴がS側カード
特徴記憶部94に保持される。
【0007】絞り込み動作としては、1枚のF側カード
についての特徴とS側カードの特徴が指紋カード選択装
置91に入力され、それらの類似度が計算されてその結
果とあらかじめ与えられた閾値との大小に基づいて、そ
のF側カードを「選択」として詳細照合にかけるか、あ
るいは「不一致」とするかが判定される。この対につい
ての類似度評価動作を順にM枚全てのF側カードについ
て繰り返すことにより、絞り込みが実現される。この絞
り込み処理にかかる処理量は詳細照合処理の処理量より
十分小さく、同時に絞り込みにより詳細照合にかけるカ
ード数をMよりかなり小さくすることができるため、処
理全体の処理量をかなり削減し、処理の大幅な高速化を
実現することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法では、
絞り込みに当たって全てのF側カードに対して、指紋カ
ード選択装置91における類似度の評価処理を順次実行
するため、Mが大きい場合には処理時間が掛かり、また
これを高速に実行するための大きな計算パワーを必要と
する、という問題がある。
【0009】本発明の目的は、あらかじめF側カードに
ついてその指紋から得られる特徴の組み合わせに基づく
クラスタ分けを行っておき、S側カードの特徴の組み合
わせから同様のルールにより得た情報を元に選択処理の
対象とすべきF側クラスタを決定し、そこに登録された
F側カードのみを類似度評価処理の対象とすることによ
り絞り込みを高速化することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明の指紋カード
絞り込み装置は、複数の指紋画像を含む指紋カードにつ
いて、S側カード(サーチ側カード)と類似するカード
を複数のF側カード(ファイル側カード)群中で絞り込
む装置において、F側カード上の各指紋から得られる特
徴の組み合わせによって登録すべきクラスタを決定する
F側クラスタインデクス決定部と、F側クラスタインデ
クス決定部の出力に従ってクラスタに分割してF側カー
ド群の特徴情報を登録するF側カード特徴記憶部と、S
側カードの特徴情報を一時的に保持するS側カード特徴
記憶部と、S側カードの上の各指紋から得られる特徴の
組み合わせから探索すべきクラスタを決定するS側クラ
スタインデクス決定部と、S側クラスタインデクス決定
部の出力に従ってF側カード特徴記憶部の一部のクラス
タを選択するF側カードクラスタ選択部と、S側カード
特徴記憶部に登録されたS側カードの特徴情報と、F側
カードクラスタ選択部で選択されたクラスタ内のF側カ
ードの特徴情報とを入力し、そのカード対について選択
結果を決定する指紋カード対判定装置とからなることを
特徴とする。
【0011】第2の発明の指紋カード絞り込み方法は、
複数の指紋画像を含む指紋カードについて、S側カード
と類似するカードをF側カードデータベース内で絞り込
む方法において、あらかじめF側の各々のカードについ
て、そのカード上の各指紋から得られる特徴の組み合わ
せに基づいて、そのカードをどのクラスタに登録するか
を、決められたルールに従って決定し、その特徴情報を
決定されたクラスタに登録しておき、S側カードが与え
られた際には、そのカード上の各指紋から得られる特徴
の組み台わせに基づいて、保持されたF側カードのどの
クラスタ内のカードを対象として指紋カード対類似度評
価動作を行うかを、決められたルールに従って決定して
選択し、選択された全てのクラスタ内の各F側カードに
ついて、それとS側カードとの特徴情報の類似度を評価
することにより、そのカード対について詳細照合すべき
か否かの選択結果を決定することを特徴とする。
【0012】第3の発明の指紋カード絞り込み方法は、
第2の発明の指紋カード絞り込み方法において、F側及
びS側でクラスタを決定するルールとして、カード上で
の特定の単数又は複数の指の指紋の紋様パターン判定の
組み合わせを利用することを特徴とする。
【0013】第4の発明の指紋カード絞り込み方法は、
第2の発明の指紋カード絞り込み方法において、F側及
びS側でクラスタを決定するルールとして、ある紋様パ
ターンに判定される指のカード上での本数を利用するこ
とを特徴とする。
【0014】第5の発明の指紋カード絞り込み方法は、
第2の発明の指紋カード絞り込み方法において、F側カ
ード上の最も多数である紋様パターンに判定される指の
本数に対応するクラスタに登録するというルールに基づ
いて登録クラスタを決定し、またS側については最も多
数である紋様パターンに判定される指の本数と不明と判
定された指のカード上での本数に基づいて探索クラスタ
を決定することを特徴とする。
【0015】第6の発明の指紋カード絞り込み方法は、
第2の発明の指紋カード絞り込み方法において、F側及
びS側でクラスタを決定するルールとして、ある紋様パ
ターンに判定される指のカード上での本数とその紋様パ
ターンでない指の位置に基づいてクラスタを決定するこ
とを特徴とする。
【0016】第7の発明の指紋カード絞り込み方法は、
第2の発明の指紋カード絞り込み方法において、F側で
登録クラスタを決定するルールとして、F側カード上で
最も多数である紋様パターンに判定される指のカード上
での本数とその紋様パターンでない指の位置に基づいて
決定される単数又は複数のクラスタにそのカードを登録
し、S側についてもカード上で最も多数である紋様パタ
ーンに判定される指のカード上での本数と、不明と判定
された指のカード上での本数とその位置と、その紋様パ
ターンでない指の位置とに基づいて決定される単数又は
複数のクラスタを探索対象とすることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
[実施例1]まず本発明の請求項2を精密化した請求項
3の実施例を、それを実現する請求項1の装置上での実
現を例として図面を用いて説明する。図1は本発明の請
求項1の指紋カード絞り込み装置の一実施例の基本構成
図である。
【0018】本指紋カード絞り込み装置1では、まず全
てのF側カード(M枚)について、カード上のそれぞれ
N指の押捺画像データを指紋紋様パターン判定装置10
及び指紋特徴抽出装置11に与え、各カード上のN指の
紋様から得られる特徴を求める。以下の説明では、指紋
カード上には同一人から得られるN=10指分の押捺印
象画像があり、分類処理はこれら10指の情報を用いる
ものとして説明を進める。
【0019】指紋紋様パターン判定装置10、12は、
前述の特願平7−293620号における二つの指紋紋
様パターン判定装置と同様に、例えば特願平7−197
711号「皮膚紋様の線の追跡装置および指紋分類装
置」に記述された装置を用いて構成する。これらは指の
画像が与えられた時に、その隆線紋様の全体的パターン
の形状と特徴点の位置関係によって蹄状紋、渦状紋、弓
状紋などの種別の、1つまたは複数の順位づけされた主
分類判定結果とそれぞれの確信度を与える。画質が悪い
などの埋由により決定できない時は、「不明」との判定
を与える。
【0020】指紋紋様パターン判定装置11、13は、
前述の特願平7−293620号における二つの指紋特
徴抽出装置と同様に、例えば特開平5−108806号
(特願平3−271618号)公報に記述された技術を
用いて情成でき、指紋紋様上のコア点、デルタ点などの
特徴点を自動抽出し、それらの位置座標とその自動抽出
の確信度を副特徴情報として出力する。画質が悪いなど
の理由により抽出できない時は、「不明」との判定を与
える。
【0021】ついでF側クラスタインデクス決定部2に
おいて、指紋紋様パターン判定装置で得られた情報のう
ち、右手人差し指及び左手人差し指の紋様パターンの組
み合わせに従って、そのカードをどのクラスタに登録す
るかを決定する。一指のパターンは“U”(“Ulna
r Loop”:乙種蹄状紋=流れが小指側から起こり
元の方向へ還流する蹄状紋)、“W”(“Whorl:
渦状紋)、“A”(“Arch”:弓状紋)、“x”
(その他の紋様;分類不能・不明も含む)の4つのいず
れかである。よって左右の組み合わせをクラスタインデ
クスとして、次のように16個のクラスタに分けること
ができる。
【0022】(左手人差し指,右手人差し指)=(U,
U),(U,W),(U,A),(U,X),(W,
U),…,(X,X) F側カード特徴記憶部3では、このクラスタインデクス
に基づき、そのカードの特徴情報を16のクラスタのい
ずれかに登録する。これをM枚のF側カードについて繰
り返すことで、F側カード特徴記憶部3にはM枚分のF
側カードの情報が、16のクラスタに分散されて記憶さ
れる。
【0023】あるS側カードのデータが与えられ、これ
と同一人による指紋カードがF側カードのデータベース
内に存在するかどうかを調べる場合、このS側カードの
各指の画像を指紋紋様パターン判定装置12と指紋特徴
抽出装置13に与え、指紋特徴情報を得、それをS側カ
ード特徴記憶部5に保持する。S側クラスタインデクス
決定部6では、F側クラスタインデクス決定部2と同様
にS側カードの両人差し指の紋様パターンの組み合わせ
によって、上記の16のクラスタインデクスのいずれか
を決定する。F側カードクラスタ選択部4では、次のル
ールにより指紋カード対判定装置8へ送るカードを得る
べきクラスタを選択する。
【0024】1.S側のクラスタインデクスと一致する
クラスタインデクスを持つF側のクラスタは選択する。
【0025】2.S側のクラスタインデクスに“X”が
含まれれば、そこを“U”,“W”,“A”に置き換え
たクラスタインデクスを持つ3つのクラスタも選択す
る。
【0026】3.従ってS側が(X,X)なら全てのク
ラスタを選択する。
【0027】例えばS側のクラスタインデクスが(U,
X)ならば(U,X),(U,U),(U,W),
(U,A)の4つのクラスタを選択する。
【0028】指紋カード対判定装置8では、F側カード
クラスタ選択部4で選択されたクラスタ内の全てのカー
ドに対し順に、そのF側カードの特徴情報とS側カード
特徴記憶部5内に保持されたカードの特徴情報とを入力
とした類似度評価動作を実行する。指紋カード対判定装
置8は、前述の特願平7−293620号における指紋
カード選択装置と同様に構成できる。
【0029】図2の基本構成図を参照してその構成と基
本動作を説明する。F側の第j番目のカードとS側それ
ぞれの第i番目の指紋の画像を指紋紋様パターン判定装
置10、12に入力した際の紋様パターン判定結果Pi
Fj,Pi S とその確信度情報Ai Fj,Ai S が指紋様パ
ターン相違度計算部32に、F側S側それぞれの画像を
指紋特徴抽出装置96に入力した際の副特徴情報とその
確信度情報が指副パターン計算部35に入力される(1
≦j≦M,1≦i≦N)。
【0030】指紋様パターン相違度計算部32において
は、F側とS側の紋様パターンらが一致すればF側S側
両者の確信度の積の符号を反転した値が、不一致ならば
積が、主分類に関する相違度Dpiとして指毎に計算され
る。指副パターン計算部35では、指紋特徴抽出装置か
ら与えられた特徴点の位置座標、及び指紋様パターン相
違度計算部から人力される紋様パターン情報から、これ
らの間の距離を副パターンとして計算し、また両点の確
信度から副パターンの確信度を決定する。指副パターン
相違度計算部36では、副パターンの相違度を計算す
る。例えば本実施例の選択装置では、まずF側S側の1
枚目のカードの指1に対応して 1.主分類が蹄状紋で一致すれば、相違度は(F側とS
側のコアデルタ間距離の差の絶対値に、F側とS側の距
離値の確信度の積を乗じたもの−30) 2.主分類が渦状紋で一致すれば、相違度は(F側とS
側の6種類のコアデルタ間距離の差の絶対値に、F側と
S側の距離値の確信度の積を乗じた値の(6つの)平均
−30) 3.その他の場合は相違度は0を相違度DS1として出力
する。また使用された確信度積ES1の値も出力する。同
様に、指i(i=2,…,N)に対応する指副パターン
相違度計算部36も、F側の1枚目のカードとS側のカ
ードの各々第i指について同様の結果を相違度DS1、確
信度積ES1として出力する。
【0031】カード相違度計算部33では指紋様パター
ン相違度計算部32が出力するDpi(i=1,…,N)
の値のN指分の和と、指副パターン相違度計算部36の
出力値から計算される
【数1】 の値を求め、その両者の和
【数2】 を求めてカード相違度とする。後者は指ごとの副パター
ン量差(距離差)の確信度積による加重平均を計算して
いることに相当する。
【0032】上記の和DC をカード選択判定部34にお
いて予め設定されたカード相違度閾値δC と比較し、こ
れより大きければ「照合の必要なし」として「非選択」
と判定し、そうでなければ「照合の要あり」として「選
択」と判定する。「選択」と判定された場合は、そのF
側カードは照合部へ送られ、S側カードと1指毎に詳細
照合されて、本当の一致カードであるかどうかを検査さ
れる。
【0033】以上の動作をまとめると、上述の特願平7
−293620号公報ではS側カードが1枚与えられた
時に、指紋カード対判定装置において第j番目のF側カ
ードとS側カードの紋様パターンと副特徴から相違度を
評価するという動作を、F側カードとして登録された全
てのカードについて順に実行するのに対し、本発明の装
置においては、F側カードクラスタ選択部4で選択され
た限られたクラスタ内のF側カードのみを対象として相
違度を評価するという動作を行うことになる。
【0034】指紋カード対判定を実行されないF側カー
ドは、F側カード特徴記憶部で選択されなかったクラス
タに登録されたものであり、つまり両人差し指の紋様パ
ターンの組み合わせがS側カードと異なっている訳であ
るから、S側カードと同一人によるものである可能性が
低い。従つてこのクラスタを使用することによる絞り込
み処理の精度の劣化は限られていると考えられる一方、
クラスタ選択を通じて指紋カード対判定装置に送られる
カード数はMよりかなり小さくすることが可能であり、
指紋カード対判定の回数は大幅に削減されるという効果
が得られる。
【0035】上記実施例では、F側S側とも両手の人差
し指の紋様パターンによってクラスタを決定している。
これはあるサンブルでの評価の結果、両手の人差し指で
は紋様パターン判定で不明・不能が少なくかつ自動判定
の精度が高く、さらに紋様パターン間の発生頻度の分散
が望ましいものであることが示されたことによる。もち
ろんこれは他の指、あるいは複数の指の組み合わせを使
用することも可能である。
【0036】また上記実施例のS側クラスタインデクス
決定部6並ぴにF側カードクラスタ選択部4では紋様パ
ターンの判定結果のみに従ってクラスタ選択を行ってい
るが、さらにこれをS側紋様パターン判定の確信度を加
味して、確信度が閾値以下ならそれは不明とする、など
のルールを加えることもできる。これはF側クラスタイ
ンデクス決定部2についても同様である。
【0037】[実施例2]次に本発明の請求項4の方法
の実施例について説明する。本方法は図1の構成の装置
で実現され、以下に説明する、F側クラスタインデクス
決定部2、S側クラスタインデクス決定部6、F側カー
ド特徴記憶部3、F側カードクラスタ選択部4の動作を
除いては先の実施例と同様の動作をする。
【0038】本実施例の方法では、F側クラスタインデ
クス決定部2では各F側カードについて、その10指の
紋様パターンのうち多数であるパターンと、その紋様パ
ターンを持つ指の本数を調べ、次のルールでそのカード
のF側カード特徴記憶部3での登録クラスタを決定す
る。ただし不明である指は無視する。
【0039】1.多数パターンが“U”(Ulnar
Loop)であり、10指のうちn本(n≧5)が
“U”であるとき、そのカードの登録クラスタは“U
n” 2.また多数パターンが“W”(Whorl)であり、
10指のうちn本(n≧6)が“W”であるとき、その
カードの登録クラスタは“Wn” 3.その他の場合登録クラスタは“M”(Mix)とす
る。
【0040】この動作のフローチャートを図3に示す。
【0041】S側クラスタインデクス決定部6では、あ
るS側カードが与えられたとき、同様にカード内で多数
であるパターンと、その紋様パターンを持つ指の本数を
調べる。F側カードクラスタ選択部4では次のルールで
そのS側カードに対応してクラスタを選択し、そこに含
まれるカードを指紋カード対判定の対象とする。ただし
不明である指は無視する。
【0042】1.多数パターンが“U”(Uhlar
LooP)であり、10指のうちn本(n≧5)が
“U”であるとき、“Un”を選択する。
【0043】2.また多数パターンが“W”(Whor
l)であり、10指のうちn本(n≧6)が“W”であ
るとき、選択クラスタは“Wn” 3.その他の場合、選択クラスタは“M”(Mix)と
する。
【0044】この動作のフローチャートを図4に示す。
【0045】上記のルールに従って選択されたクラスタ
内のF側カードの情報を順に指紋カード対判定装置に入
力し、実施例1の場合と同様に各々とS側カードとの相
違度を評価し閾値と比較することにより絞り込みを実現
する。この絞り込み方法では、指紋カード内の同一人の
10本の指の紋様パターンについては高い相関があり、
例えば10指の紋様パターンの組み合わせで例えばUl
narが多数である(あるいはWhorlが多数であ
る)発生確率は他の場合(10指の紋様パターンが相関
無く分散している場合)より高い、という観察に基づい
ている。この実施例ではこの性質を利用して、「その他
の場合」のクラスタ“M”のメンバー数がなるべく小さ
くなり、個々のクラスタサイズがなるべく同じような大
きさになるように考慮して決められている。
【0046】上の実施例では、UlnarかWhorl
が多数パターンである場合にその本数を用いてクラスタ
を決定しているが、これはあるサンプルでの評価の結
果、UlnarとWhorlの発生頻度が高いと観察さ
れたことを根拠としており、他のパターンを使用した分
け方を採用するなどのバリエーションを実現することも
可能である。
【0047】また、クラスタ分けを進め絞り込みを高め
るために、「その他」のクラス“M”について、そこに
含まれるカードを対象として両手人差し指の紋様パター
ンの組み合わせに従って実施例1の場合と同様にさらに
クラスタを分割する、というように実施例2と実施例1
を融合して実現することもできる。
【0048】[実施例3]上記実施例2のF側カードク
ラスタ選択部4ではS側紋様パターンの決定結果に従っ
て1つのクラスタのみを選択しているが、紋様パターン
の自動判定が不能で紋様パターンが「不明」となる可能
性を考慮して実施することも有効である。請求項5に対
応する実施例として、F側クラスタインデクス決定部
2、F側カード特徴記憶部3の動作は実施例2と同じ
で、S側カードが与えられた際の動作を変え、例えば次
のように複数のクラスタを選択してそれらのクラスタに
含まれるカードの集合を指紋カード対判定の対象とする
方法を示す。
【0049】1.S側で「不明」“X”と判定される指
の数が0であれば、上の実施例2のように選択する。
【0050】2.S側で「不明」“X”と判定される指
の数が1であれば、隣接するクラスタも対象とする。す
なわち: (a)S側が“Un”(6≦n≦9)であれば“U(n
+1)”と“Un”を対象とする。
【0051】(b)S側が“U5”であれば“U6”と
“U5”゛と“M”を対象とする。
【0052】(c)S側が“Wn”(7≦n≦9)であ
れば“W(n+1)”と“Wn”を対象とする。
【0053】(d)S側が“W6”であれば“W7”と
“W6”と“M”を対象とする。
【0054】(e)その他の場合、“M”と“U5”と
“W6”を対象とする。
【0055】3.S側で「不明」“X”と判定される指
の数が2以上であれば、全てのF側クラスタを対象とす
る。
【0056】この実施例ではS側で“X”と判定される
指の数が2以上であれば、全てのF側クラスタを対象と
するとしているが、ここでも指の数が1の場合を拡張
し、一致するクラスタに隣接する3ないし4の複数クラ
スタを対象とするようにルールを作ることもできる。
【0057】さらに、不明である指の本数のみで対象範
囲の広さを決めるのでなく、さらにS側紋様パターン判
定の確信度を加味し、「紋様パターン判定の確信度が閾
値以下ならば不明と見なす」というルールを加えること
もできる。これはF側クラスタインデクス決定部2につ
いても同様である。
【0058】[実施例4]次に、本発明の請求項6を精
密化した請求項7の方法の実施例について説明する。本
方法は図1の構成の装置で実現され、以下に説明する、
F側クラスタインデクス決定部2、S側クラスタインデ
クス決定部6、F側カード特徴記憶部3、F側カードク
ラスタ選択部4の動作を除いては先の実施例1と同様の
動作をする。
【0059】本実施例の方法では、F側クラスタインデ
クス決定部2ではF側カード内の10指の紋様パターン
のうち、多数であるパターンと、その紋様パターンを持
つ指の本数、及びその多数パターンでない指紋を持つ指
の位置(指番号:仮に右手の親指から小指の順に0〜
4、左手の同順に5〜9とする)を調べ、それに応じ
て、次のルールでそのカードのF側カード特徴記憶部3
での登録クラスタを決定する。
【0060】1.多数パターンが“U”(Ulnar
Loop)であり、10指のうちn本(n≧6)が
“U”であり、かつ“U”でない10−n本の位置がp
i (0≦i<10−n)であるとき、“U(n,
i )”(0≦i<10−n)の10−n個のクラスタ
に登録する。
【0061】2.多数パターンが“W”(Whorl)
であり、10指のうちn本(n≧6)が“W”であり、
かつ“W”でない10−n本の位置がpi (0≦i<1
0−n)であるとき、“W(n,pi )”(0≦i<1
0−n)の10−n個のクラスタに登録する。
【0062】3.その他の場合、登録クラスタは“M”
(Mix)とする。
【0063】S側クラスタインデクス決定部6では、あ
るS側カードが与えられたとき、同様に ・カード内で多数であるパターンQ ・紋様パターンが不明である指の本数Nx ・不明である指の指番号a,b,c,…(Nx 指) ・その紋様パターンを持つ指の本数n ・その多数パターンでない指紋を持つ指の指番号z,
y,x,…(10−Nx−n指) を調べる。F側カードクラスタ選択部4ではこの情報を
もとに、下記の表1に基づいてクラスタを選択し、それ
らの複数クラスタ内のF側カードの情報を順に指紋カー
ド対判定装置に入力し、実施例1の場合と同様に各々と
S側カードとの相違度を評価し閾値と比較することによ
り絞り込みを実現する。
【0064】
【表1】
【0065】表1を使用するには、与えられたS側カー
ドの、紋様パターンが不明である指の本数Nx とその紋
様パターンを持つ指の本数nでこの表の行を引き、「探
索クラスタ」に挙げられたクラスタ内のカード全てをF
側カードクラスタ選択部4の出力とし、指紋カード対判
定の対象とする。なお“−”とあれば同行のその欄より
上に値が挙げられていない他の値全てを示す。
【0066】また「探索クラスタ」にQm-s とあれば、
カード内で多数であるパターンQとm、指番号sで決ま
るF側カード特徴記憶部3内のクラスタ“Q(m,s) ”を
選択することを示す。指番号sは不明である指の指番号
a,b,c,…あるいは多数パターンでない指紋を持つ
指の指番号z,y,x,…である。また「全て」とあれ
ばクラスタにかかわらずF側カード特徴記憶部3に保持
されたカード全てを指紋カード対判定の対象とすること
を示す。
【0067】例えばS側カードで指番号3が不明で指番
号7が“Arch”であり、他の8指が全て“Ulna
r loop”であれば、Nx =1,n=8であるので
その行を参照し、その探索クラスタが「Q9-z Q8-a Q
8-z 」とあるので、“U(9,7) ”,“U(8,3) ”,“U
(8,7) ”の3つのクラスタ内のカードの和集合を指紋カ
ード対判定の対象とすることになる。
【0068】この実現例を示す表1の作成に当たって
は、例えば不明指a,b、多数である紋様パターンQで
ない指zを持つNx =2,n=7のケースであれば、不
明なa,bの紋様パターンの可能性で場合分けし、 1.a,bともQである場合、zを除いてQは9本にな
るのでQ9-z を対象とする。
【0069】2.aがQであり、bがQでない場合、
b,zを除いてQは8本になるのでQ8-b とQ8-z を対
象とする。
【0070】3.bがQであり、aがQでない場合、
a,zを除いてQは8本になるのでQ8-a とQ8-z を対
象とする。
【0071】4.a,bともQでない場合、a,b,z
を除いてQは7本になるのでQ7-a,Q-b,Q-zを対象
とする。
【0072】の4つの可能性があるので、探索クラスタ
としてこれらの和集合であるQ9-z Q8-a Q8-b Q8-z
Q7-a Q7-b Q7-z の7つを選択する、という論理を根
拠とし、これをクラスタ絞り込みが有効な各場合につい
て使用することで全体のルールを決定した。
【0073】上の表でNx やnが“一”となっていたり
あるいは探索クラスタが「全て」となっている欄につい
てもさらに細かい場合分けをし、より絞り込んだ探索ク
ラスタを与えることも可能である。
【0074】なお一般に同一のF側カードは複数のクラ
スタに登録され得る。よってF側の複数クラスタが選択
される順にその中に登録されたカードに対してこのまま
順に指紋カード対判定を実行すると、1つのS側カード
に対する絞り込みにおいて同一F側カードが複数回指紋
カード対判定装置に入力され、冗長な演算が実行される
ことになる。これを防ぐため、S側カード毎にリセット
され、一度指紋カード対判定装置に入力されるとセット
されるフラグをF側カード特徴記憶部で実装し、これが
セットされていれば指紋カード対判定装置に入力されな
いように制御するのが望ましい。
【0075】本実施例においてもさらにクラスタ分けを
進め絞り込みを高めるために、「その他」のクラス
“M”について、そこに含まれるカードを対象として両
手人差し指の紋様パターンの組み合わせに従って実施例
1の場合と同様にさらにクラスタを分割する、というよ
うに実施例1を融合して実現することもできる。また紋
様パターン判定の確信度を加味して実現することもでき
る。
【0076】
【発明の効果】本発明の装置及び方法を用いることによ
り、指紋カード対判定装置において従来F側カード全体
の枚数であるM回実行されていた相違度を評価するとい
う動作は、F側カードクラスタ選択部で選択された、限
られたクラスタ内のF側カードのみを対象ノとして行わ
れることになる。
【0077】請求項3の方法に従ったクラスタを採用し
た場合、S側カードと単数又は複数の指紋の紋様パター
ン判定の組み合わせが矛盾するF側カードは選択されな
いことになり、指紋カード対判定装置において相違度を
評価するという処理の実行回数をその分だけ削減するこ
とができる。
【0078】請求項4及び5の方法に従ったクラスタを
採用した場合は、ある紋様パターン(例えば多数パター
ン)に判定される指のカード上での本数が、S側カード
と大きく矛盾するF側カードは、選択されないことにな
り、指紋カード対判定装置において相違度を評価すると
いう処理の実行回数をその分だけ削減することができ
る。
【0079】これは人間の10指の間にある紋様パター
ンの相関の強さを利用し、カードレベルの特徴を少ない
計算量で求めることにより、カードレベルの特徴がS側
カードと異なるF側カードを予め排除することにより全
体の計算量を削減するという考え方である。
【0080】同様に請求項6及び7の方法に従ったクラ
スタを採用した場合、ある紋様パターン(多数パター
ン)に判定される指のカード上での本数、及びそうでな
い少数紋様パターンの位置が、S側カードと大きく矛盾
するF側カードは選択されないことになり、やはり指紋
カード対判定装置において相違度を評価するという処理
の実行回数をその分だけ削減することができる。
【0081】指紋カード対判定を実行されないF側カー
ドは、これらのカードレベルの特徴においてS側カード
と大きく異なっている訳であるから、S側カードと同一
人によるものである可能性が低い。従ってこのクラスタ
を使用することによる絞り込み処理の精度の劣化は限ら
れていると考えられる。この方法の導入により新たに必
要となる計算量はごくわずかであり、一方クラスタ選択
を通じて指紋カード対判定装置に送られるカード数は総
当たりの場合であるMよりかなり小さくすることが可能
である。従って絞り込みの精度を保ちながら、指紋カー
ド対判定の回数は大幅に削減されることになり、これに
より全体の処理が高速化され、また処理に必要な計算機
パワーを小さく抑えられるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明請求項1の指紋カード絞り込み装置の実
施例の構成を示すブロック図である。
【図2】指紋カード絞り込み装置で使用される指紋カー
ド対判定装置の実施例の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明実施例2でF側カード登録時の処理の流
れを示す流れ図である。
【図4】本発明実施例2でS側カード入力時の処理の流
れを示す流れ図である。
【図5】従来の指紋カード絞り込み装置の一例の構成を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1 指紋カード絞り込み装置 2 F側クラスタインデクス決定部 3 F側カード特徴記憶部 4 F側カードクラスタ選択部 5 S側カード特徴記憶部 6 S側クラスタインデクス決定部 8 指紋カード対判定装置 10,12 紋様パターン判定装置 11,13 指紋特徴抽出装置

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の指紋画像を含む指紋カードについ
    て、S側カード(サーチ側カード)と類似するカードを
    複数のF側カード(ファイル側カード)群中で絞り込む
    装置において、 F側カード上の各指紋から得られる特徴の組み合わせに
    よって登録すべきクラスタを決定するF側クラスタイン
    デクス決定部と、 F側クラスタインデクス決定部の出力に従ってクラスタ
    に分割してF側カード群の特徴情報を登録するF側カー
    ド特徴記憶部と、 S側カードの特徴情報を一時的に保持するS側カード特
    徴記憶部と、 S側カードの上の各指紋から得られる特徴の組み合わせ
    から探索すべきクラスタを決定するS側クラスタインデ
    クス決定部と、 S側クラスタインデクス決定部の出力に従ってF側カー
    ド特徴記憶部の一部のクラスタを選択するF側カードク
    ラスタ選択部と、 S側カード特徴記憶部に登録されたS側カードの特徴情
    報と、F側カードクラスタ選択部で選択されたクラスタ
    内のF側カードの特徴情報とを入力し、そのカード対に
    ついて選択結果を決定する指紋カード対判定装置とから
    なることを特徴とする指紋カード絞り込み装置。
  2. 【請求項2】 複数の指紋画像を含む指紋カードについ
    て、S側カードと類似するカードをF側カードデータベ
    ース内で絞り込む方法において、 あらかじめF側の各々のカードについて、そのカード上
    の各指紋から得られる特徴の組み合わせに基づいて、そ
    のカードをどのクラスタに登録するかを、決められたル
    ールに従って決定し、その特徴情報を決定されたクラス
    タに登録しておき、 S側カードが与えられた際には、そのカード上の各指紋
    から得られる特徴の組み台わせに基づいて、保持された
    F側カードのどのクラスタ内のカードを対象として指紋
    カード対類似度評価動作を行うかを、決められたルール
    に従って決定して選択し、 選択された全てのクラスタ内の各F側カードについて、
    それとS側カードとの特徴情報の類似度を評価すること
    により、そのカード対について詳細照合すべきか否かの
    選択結果を決定することを特徴とする指紋カード絞り込
    み方法。
  3. 【請求項3】 F側及びS側でクラスタを決定するルー
    ルとして、カード上での特定の単数又は複数の指の指紋
    の紋様パターン判定の組み合わせを利用することを特徴
    とする請求項2記載の指紋カード絞り込み方法。
  4. 【請求項4】 F側及びS側でクラスタを決定するルー
    ルとして、ある紋様パターンに判定される指のカード上
    での本数を利用することを特徴とする請求項2記載の指
    紋カード絞り込み方法。
  5. 【請求項5】 F側カード上の最も多数である紋様パタ
    ーンに判定される指の本数に対応するクラスタに登録す
    るというルールに基づいて登録クラスタを決定し、また
    S側については最も多数である紋様パターンに判定され
    る指の本数と不明と判定された指のカード上での本数に
    基づいて探索クラスタを決定することを特徴とする請求
    項2記載の指紋カード絞り込み方法。
  6. 【請求項6】 F側及びS側でクラスタを決定するルー
    ルとして、ある紋様パターンに判定される指のカード上
    での本数とその紋様パターンでない指の位置に基づいて
    クラスタを決定することを特徴とする請求項2記載の指
    紋カード絞り込み方法。
  7. 【請求項7】 F側で登録クラスタを決定するルールと
    して、F側カード上で最も多数である紋様パターンに判
    定される指のカード上での本数とその紋様パターンでな
    い指の位置に基づいて決定される単数又は複数のクラス
    タにそのカードを登録し、 S側についてもカード上で最も多数である紋様パターン
    に判定される指のカード上での本数と、不明と判定され
    た指のカード上での本数とその位置と、その紋様パター
    ンでない指の位置とに基づいて決定される単数又は複数
    のクラスタを探索対象とすることを特徴とする請求項2
    記載の指紋カード絞り込み方法。
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