JPH11134498A - Pattern collating device - Google Patents

Pattern collating device

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Publication number
JPH11134498A
JPH11134498A JP9298602A JP29860297A JPH11134498A JP H11134498 A JPH11134498 A JP H11134498A JP 9298602 A JP9298602 A JP 9298602A JP 29860297 A JP29860297 A JP 29860297A JP H11134498 A JPH11134498 A JP H11134498A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
pattern
background
fingerprint
background image
Prior art date
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Pending
Application number
JP9298602A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nakajima
寛 中島
Koji Kobayashi
孝次 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP9298602A priority Critical patent/JPH11134498A/en
Publication of JPH11134498A publication Critical patent/JPH11134498A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365Matching; Classification
    • G06V40/1376Matching features related to ridge properties or fingerprint texture

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the influence of a background or stain as much as possible and to improve a recognition rate by adopting differences in a gradation value between a pattern image and a background image, and collating an image only of registered patterns and an image only of collated patterns. SOLUTION: At the time of fingerprint registering, a control part 20-1 fetches the image on a prism 10-32 with a frame memory 20-5 as a background image in a state where a light source 10-31 is turned on and a finger is not placed on a fingerprint sensor 10-3. Then, a user puts the finger on a prism 10-32 and fetches it as a registered fingerprint image A including the background. After that, difference in the gradation value between the registered fingerprint image A and the background image B is adopted so as to obtain an image C of only a registered fingerprint. At the time of a fingerprint collation, the finger is put on the prism 10-32, the fingerprint is obtained in the same way as that of registering and it is fetched as a collated fingerprint image D including the background. Difference between the collated fingerprint image D and the background image B is adopted so as to obtain the image E of only a collated fingerprint. Then, the fingerprint is collated based on the images C and E.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、登録パターンと
照合パターンとの照合を行うパターン照合装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern matching device for matching a registered pattern with a matching pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータ室や重要機械室への
入退室管理、コンピュータ端末や銀行の金融端末へのア
クセス管理などの個人認識を必要とする分野において、
これまでの暗証番号やIDカードに代わって、音声照合
装置や指紋照合装置が採用されつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, in fields requiring personal recognition such as access control to computer rooms and important machine rooms, access control to computer terminals and financial terminals of banks, etc.
A voice collation device and a fingerprint collation device are being adopted in place of conventional passwords and ID cards.

【0003】〔先願〕本出願人は、先に特願平7−1
08526号として、「パターン照合装置」を提案し
た。このパターン照合装置では、照合指紋の画像データ
(2次元パターンデータ)に2次元離散的フーリエ変換
を施して照合フーリエ画像データを作成する。そして、
この照合フーリエ画像データと同様の処理を施して作成
されている登録指紋の登録フーリエ画像データとを合成
し、この合成フーリエ画像データに対して振幅抑制処理
(log処理)を行ったうえ、2次元離散的フーリエ変
換を施す。そして、この2次元離散的フーリエ変換の施
された合成フーリエ画像データに出現する所定の相関成
分エリアよりその相関成分の強度の高い上位n画素を抽
出し、この抽出したn画素の相関成分の強度の平均を相
関値とし、しきい値と比較する。相関値がしきい値より
も高ければ登録指紋と照合指紋とは一致したと判断す
る。
[Prior application] The applicant of the present application has previously filed Japanese Patent Application No. 7-1.
No. 08526 proposes a “pattern matching device”. In this pattern matching device, two-dimensional discrete Fourier transform is performed on the image data (two-dimensional pattern data) of the matching fingerprint to create matching Fourier image data. And
The matching Fourier image data is combined with the registered Fourier image data of the registered fingerprint created by performing the same processing, and the combined Fourier image data is subjected to amplitude suppression processing (log processing). Perform a discrete Fourier transform. Then, from the predetermined correlation component area appearing in the synthesized Fourier image data subjected to the two-dimensional discrete Fourier transform, upper n pixels having a higher intensity of the correlation component are extracted, and the intensity of the correlation component of the extracted n pixels is extracted. Is used as a correlation value and compared with a threshold value. If the correlation value is higher than the threshold value, it is determined that the registered fingerprint matches the collation fingerprint.

【0004】しかしながら、この先願では、入力画像
の照度変化の影響を受けにくい反面、登録指紋の画像デ
ータおよび照合指紋の画像データの背景にある僅かな濃
淡変化も識別情報として取り込んでしまう。このため、
登録直後では、例えば指紋入力装置のプリズム表面に汚
れがあったような場合、他人の指紋でも背景情報がマッ
チングしてしまい、相関値が高めとなってしきい値を越
えてしまうこともあり、本人と他人を同一と誤判定して
しまう虞れがある。
However, in the prior application, although it is hardly affected by the change in illuminance of the input image, a slight change in shading in the background of the image data of the registered fingerprint and the image data of the verification fingerprint is also taken in as identification information. For this reason,
Immediately after registration, for example, if there is dirt on the surface of the prism of the fingerprint input device, the background information also matches with the fingerprint of another person, and the correlation value becomes higher and may exceed the threshold value. There is a possibility that the person and another person are erroneously determined to be the same.

【0005】〔先願〕そこで、本出願人は、特願平8
−219759号として、背景の影響を排除して、認識
率を高めることのできるパターン照合装置を提案した。
このパターン照合装置では、照合指紋の画像データに、
低照度の部分をカットする、低照度の部分を白色ノイズ
化する等の背景分離処理を施したうえ、2次元離散的フ
ーリエ変換を施して照合フーリエ画像データを得る。例
えば、指紋入力系の光学系を光路分離法で構成すると、
プリズムの指載置面に接触するところ(指の隆線)は明
るく写り、接触しないところ(指の谷線や背景)は暗く
写るので、背景に相当する低照度の部分をカットするた
めにしきい値を設定し、このしきい値以下のところを強
制的に0とする。そして、この照合フーリエ画像データ
と同様の処理を施して作成されている登録フーリエ画像
データとを合成し、先願と同様にして登録指紋と照合
指紋とを照合する。
[Prior application] Then, the present applicant has filed Japanese Patent Application No.
No. 219759 proposes a pattern matching device capable of removing the influence of the background and increasing the recognition rate.
In this pattern matching device, the image data of the matching fingerprint is
After performing a background separation process such as cutting a low illuminance portion or converting a low illuminance portion into white noise, a two-dimensional discrete Fourier transform is performed to obtain collation Fourier image data. For example, if the optical system of the fingerprint input system is configured by the optical path separation method,
Where the prism touches the finger placement surface (the ridge of the finger) appears bright, and where it does not touch (the valley or the background of the finger) appears dark, so it is necessary to cut off the low-light portions corresponding to the background. A value is set, and a value below this threshold is forcibly set to 0. Then, the registered Fourier image data created by performing the same processing as the collated Fourier image data is synthesized, and the registered fingerprint and the collated fingerprint are collated in the same manner as in the prior application.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この先
願の場合でも、製造時の指紋入力部(指紋センサ)の
光学系のバラツキ(背景がしきい値よりも明るく写るも
のが存在する)やプリズムの指載置面の指の汚れ(指の
輪郭部に生じる環状の汚れ)などがノイズとして残って
しまい、認識性能が悪くなってしまうことがある。
However, even in the case of this prior application, variations in the optical system of the fingerprint input unit (fingerprint sensor) at the time of manufacturing (some backgrounds appear brighter than the threshold value) and prisms do not. Finger dirt on the finger placement surface (ring-shaped dirt generated on the contour of the finger) may remain as noise, resulting in poor recognition performance.

【0007】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、背景や汚れ
の影響を可能な限り排除して、さらに認識率を高めるこ
とのできるパターン照合装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to reduce the influence of background and dirt as much as possible and to further improve the recognition rate. It is to provide a device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第1発明(請求項1に係る発明)は、パター
ン入力前の背景画像を取り込む背景画像取り込み手段
と、背景画像を含んだ登録パターン画像と前記背景画像
との濃淡値の差分をとり登録パターンのみ画像とする第
1の背景分離手段と、背景画像を含んだ照合パターン画
像と前記背景画像との濃淡値の差分をとり照合パターン
のみ画像とする第2の背景分離手段と、登録パターンの
み画像と照合パターンのみ画像との照合を行うパターン
照合手段とを設けたものである。この発明によれば、背
景画像を含んだ登録パターン画像とパターン入力前の背
景画像との濃淡値の差分をとって登録パターンのみ画像
が作成され、背景画像を含んだ照合パターン画像とパタ
ーン入力前の背景画像との濃淡値の差分をとって照合パ
ターンのみ画像が作成され、この作成された登録パター
ンのみ画像と照合パターンのみ画像との照合が行われ
る。
In order to achieve such an object, a first invention (an invention according to claim 1) includes a background image capturing means for capturing a background image before pattern input, and a background image. A first background separating unit that obtains a difference in gray value between the registered pattern image and the background image and obtains only the registered pattern as an image; and obtains a difference in gray value between the comparison pattern image including the background image and the background image. A second background separating unit that uses only the matching pattern as an image, and a pattern matching unit that performs matching between the registered pattern only image and the matching pattern only image are provided. According to the present invention, an image of only a registered pattern is created by taking a difference in gray value between a registered pattern image including a background image and a background image before pattern input, and a matching pattern image including a background image and a pattern image before pattern input are created. The image of only the matching pattern is created by taking the difference between the grayscale values of the background image and the image of the created matching pattern and the image of the matching pattern only.

【0009】第2発明(請求項2に係る発明)は、第1
発明において、背景画像を含んだ登録パターン画像とそ
の登録パターン入力直前の背景画像との濃淡値の差分を
とり登録パターンのみ画像とし、背景画像を含んだ照合
パターン画像とその照合パターン入力直前の背景画像と
の濃淡値の差分をとり照合パターンのみ画像とするよう
にしたものである。この発明によれば、背景画像を含ん
だ登録パターン画像と登録パターン入力直前の背景画像
との濃淡値の差分をとって登録パターンのみ画像が作成
され、背景画像を含んだ照合パターン画像と照合パター
ン入力直前の背景画像との濃淡値の差分をとって照合パ
ターンのみ画像が作成され、この作成された登録パター
ンのみ画像と照合パターンのみ画像との照合が行われ
る。
The second invention (the invention according to claim 2) is the first invention.
In the present invention, a contrast pattern image including a background image and a background immediately before the input of the matching pattern are obtained by taking a difference in gray value between the registered pattern image including the background image and the background image immediately before the input of the registered pattern. The difference of the gray value from the image is obtained, and only the collation pattern is used as the image. According to the present invention, only the registered pattern image is created by taking the difference in the gray value between the registered pattern image including the background image and the background image immediately before the input of the registered pattern, and the matching pattern image including the background image and the matching pattern The image of only the matching pattern is created by taking the difference in the gray value from the background image immediately before the input, and the created image of only the registered pattern and the image of only the matching pattern are compared.

【0010】第3発明(請求項3に係る発明)は、第1
および第2発明において、パターン入力前の入力画像の
濃淡値の平均値が所定の判断基準を満たしている場合、
その入力画像を背景画像として取り込むようにしたもの
である。この発明によれば、パターン入力前の入力画像
の濃淡値の平均値が所定の判断基準を満たしていなけれ
ば、その入力画像は背景画像として取り込まれることは
ない。第4発明(請求項4に係る発明)は、第3発明に
おいて、パターン入力前の入力画像の濃淡値の平均値が
所定の判断基準に満たない場合、一時パターンの入力操
作を中止した後に再度入力操作を行うように操作指示を
与えるようにしたものである。この発明によれば、パタ
ーン入力前の入力画像の濃淡値の平均値が所定の判断基
準に満たないと、例えば「指を正しい位置に置いて下さ
い。<ガラス面掃除>」などの指示が出される。
The third invention (the invention according to claim 3) is the first invention.
In the second aspect, when the average value of the grayscale values of the input image before the pattern input satisfies a predetermined criterion,
The input image is taken in as a background image. According to the present invention, if the average value of the grayscale values of the input image before the pattern input does not satisfy the predetermined criterion, the input image is not taken in as the background image. A fourth invention (an invention according to a fourth invention) is the third invention, wherein, when the average value of the grayscale values of the input image before the pattern input is less than a predetermined judgment criterion, the input operation of the temporary pattern is stopped and then the second pattern is again performed. An operation instruction is given to perform an input operation. According to the present invention, if the average value of the grayscale values of the input image before the pattern input does not satisfy the predetermined criterion, an instruction such as “place your finger at the correct position. <Cleaning the glass surface>” is issued. It is.

【0011】第5発明(請求項5に係る発明)は、第1
〜第4発明において、背景画像を含んだ登録パターン画
像とその登録パターン入力前の背景画像との濃淡値の差
分をとる際、その差分が所定値以下の画素の濃淡値を最
小値又は最大値に置き換え、背景画像を含んだ照合パタ
ーン画像とその照合パターン入力前の背景画像との濃淡
値の差分をとる際、その差分が所定値以下の画素の濃淡
値を最小値又は最大値に置き換えるようにしたものであ
る。この発明によれば、背景画像を含んだ登録パターン
画像とその登録パターン入力前の背景画像との濃淡値の
差分をとる際、その差分が所定値以下の画素はその濃淡
値が最小値又は最大値に置き換えられる。また、背景画
像を含んだ登録パターン画像とパターン入力前の背景画
像との濃淡値の差分をとる際、その差分が所定値以下の
画素はその濃淡値が最小値又は最大値に置き換えられ
る。これにより、パターンとそれ以外の画像のコントラ
ストがはっきりした登録パターンのみ画像および照合パ
ターンのみ画像が得られる。
The fifth invention (the invention according to claim 5) is the first invention.
In the fourth invention, when calculating the difference between the gray value of the registered pattern image including the background image and the background image before the input of the registered pattern, the gray value of a pixel whose difference is equal to or less than a predetermined value is set to the minimum value or the maximum value. When calculating the difference in gray value between the matching pattern image including the background image and the background image before the input of the matching pattern, the gray value of a pixel whose difference is equal to or less than a predetermined value is replaced with a minimum value or a maximum value. It was made. According to the present invention, when calculating the difference between the gray value of the registered pattern image including the background image and the background image before the input of the registered pattern, the pixel whose difference is equal to or less than the predetermined value has the minimum or maximum gray value. Is replaced by the value. Further, when calculating the difference in the gray value between the registered pattern image including the background image and the background image before the pattern input, the pixel whose difference is equal to or less than a predetermined value is replaced with the minimum value or the maximum value of the gray value. As a result, an image of only the registered pattern and an image of only the verification pattern are obtained in which the contrast between the pattern and the other images is clear.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図2はこの発明の一実施の形態を示
す指紋照合装置のブロック構成図である。同図におい
て、10は操作部、20はコントロール部であり、操作
部10にはテンキー10−1,ディスプレイ(LCD)
10−2と共に指紋センサ10−3が設けられている。
指紋センサ10−3は光源(LED)10−31,プリ
ズム10−32,CCDカメラ10−33を備えてな
る。コントロール部20は、CPUを有してなる制御部
20−1と、ROM20−2と、RAM20−3と、ハ
ードディスク(HD)20−4と、フレームメモリ(F
M)20−5と、外部接続部(I/F)20−6と、フ
ーリエ変換部(FFT)20−7とを備えてなり、RO
M20−2には登録プログラムと照合プログラムが格納
されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. FIG. 2 is a block diagram of a fingerprint matching device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an operation unit, and reference numeral 20 denotes a control unit. The operation unit 10 includes a numeric keypad 10-1, a display (LCD).
A fingerprint sensor 10-3 is provided together with 10-2.
The fingerprint sensor 10-3 includes a light source (LED) 10-31, a prism 10-32, and a CCD camera 10-33. The control unit 20 includes a control unit 20-1 having a CPU, a ROM 20-2, a RAM 20-3, a hard disk (HD) 20-4, and a frame memory (F).
M) 20-5, an external connection unit (I / F) 20-6, and a Fourier transform unit (FFT) 20-7.
A registration program and a collation program are stored in M20-2.

【0013】〔指紋の登録〕この指紋照合装置において
利用者の指紋は次のようにして登録される。すなわち、
運用する前に、利用者は、電源をオンとし、光源10−
31を点灯させる(図3に示すステップ301)。この
時、指紋センサ10−3のプリズム10−32上には、
まだ指を置かない。すると、制御部20−1は、この時
のプリズム10−32上の画像を背景画像候補として、
フレームメモリ20−5を介して取り込む(ステップ3
02)。そして、この取り込んだ背景画像候補の画像エ
リアの濃淡値の平均値Mを求める(ステップ303)。
[Registration of Fingerprint] In this fingerprint collating apparatus, the fingerprint of the user is registered as follows. That is,
Before operation, the user turns on the power and turns on the light source 10-.
31 is turned on (step 301 shown in FIG. 3). At this time, on the prism 10-32 of the fingerprint sensor 10-3,
Do not put your finger yet. Then, the control unit 20-1 sets the image on the prism 10-32 at this time as a background image candidate.
Captured via the frame memory 20-5 (step 3
02). Then, the average value M of the grayscale values of the image area of the captured background image candidate is obtained (step 303).

【0014】制御部20−1は、この求めた背景画像候
補の濃淡値の平均値Mと所定値aとを比較し(ステップ
304)、M<aであれば、その背景画像候補を背景画
像Bとして取り込む(ステップ305)。なお、この実
施の形態では、光学系を光路分離法で構成しており、プ
リズム10−32の指載置面に接触するところ(指の隆
線)は明るく写り、接触しないところ(指の谷線や背
景)は暗く写る。すなわち、この実施の形態では、所定
値aを適切な値として設定しておくことにより、その濃
淡値の平均値Mが所定値aを下回る背景画像候補をノイ
ズを含まない背景画像Bとして取り込む。
The control unit 20-1 compares the obtained average value M of the grayscale values of the background image candidate with a predetermined value a (step 304). If M <a, the background image candidate is compared with the background image candidate. Captured as B (step 305). In this embodiment, the optical system is configured by the optical path separation method, and the place where the finger rests on the finger placement surface of the prism 10-32 (the ridge of the finger) appears bright, and the place where it does not contact (the finger valley). (Lines and backgrounds) appear dark. That is, in this embodiment, by setting the predetermined value a as an appropriate value, a background image candidate having an average value M of the shading values smaller than the predetermined value a is fetched as a background image B containing no noise.

【0015】なお、光学系を全反射法で構成した場合に
は、プリズム10−32の指載置面に接触するところ
(指の隆線)は暗く写り、接触しないところ(指の谷線
や背景)は明るく写る。したがってこの場合には、所定
値aを適切な値として設定しておくことにより、その濃
淡値の平均値Mが所定値aを上回る背景画像候補をノイ
ズを含まない背景画像Bとして取り込む。
In the case where the optical system is constructed by the total reflection method, the portion that comes into contact with the finger mounting surface of the prism 10-32 (the ridge of the finger) appears dark, and the portion that does not come into contact (the valley line of the finger or the like). Background) is bright. Therefore, in this case, by setting the predetermined value a as an appropriate value, a background image candidate having an average value M of the shading values exceeding the predetermined value a is taken in as a background image B containing no noise.

【0016】ステップ304において、M≧aであれ
ば、プリズム10−32上に既に指が置かれているか、
またはプリズム10−32の指載置面が汚れているもの
と判断して、ステップ306へ進む。ステップ306に
おいて、制御部20−1は、ディスプレイ10−2上に
図5に示すようなメッセージ(「指を正しい位置に置い
て下さい。<ガラス面掃除>」)を追加表示する。この
場合、同様のメッセージを、音声で行うようにしてもよ
い。なお、この実施の形態において、イニシャル時、背
景画像Bは平均的な背景値とされている。したがって、
ステップ304においてM≧aであった場合、イニシャ
ル時には背景画像Bとして平均的な背景値が使用され、
イニシャル時を過ぎれば前回の背景画像Bが使用され
る。
In step 304, if M ≧ a, it is determined whether a finger is already placed on the prism 10-32.
Alternatively, it is determined that the finger placement surface of the prism 10-32 is dirty, and the process proceeds to step 306. In step 306, the control unit 20-1 additionally displays a message (“Place your finger at the correct position. <Clean glass surface>”) as shown in FIG. 5 on the display 10-2. In this case, a similar message may be given by voice. In this embodiment, at the time of the initial state, the background image B has an average background value. Therefore,
If M ≧ a in step 304, an average background value is used as the background image B at the time of initializing,
After the initial time, the previous background image B is used.

【0017】次に、利用者は、テンキー10−1を用い
て自己に割り当てられたIDナンバを入力のうえ(図4
に示すステップ401)、指紋センサ10−3のプリズ
ム10−32上に指を置く。プリズム10−32には光
源10−31から光が照射されており、光学系が光路分
離法で構成されていることから、指紋の谷線部は暗く、
隆線部は明るい、コントラストのある指紋の紋様が採取
される。この採取された指紋(登録指紋)の紋様は、A
/D変換により、320×400画素,256階調の濃
淡画像(画像データ:2次元パターンデータ)として、
コントロール部20へ与えられる。
Next, the user inputs the ID number assigned to the user using the numeric keypad 10-1 (FIG. 4).
Step 401), a finger is placed on the prism 10-32 of the fingerprint sensor 10-3. The prism 10-32 is irradiated with light from the light source 10-31, and since the optical system is configured by the optical path separation method, the valley portion of the fingerprint is dark,
At the ridges, bright and contrast fingerprint patterns are collected. The pattern of this collected fingerprint (registered fingerprint) is A
By the / D conversion, as a grayscale image (image data: two-dimensional pattern data) of 320 × 400 pixels and 256 gradations,
It is provided to the control unit 20.

【0018】制御部20−1は、この操作部10より与
えられる登録指紋の画像データをフレームメモリ20−
5を介し、背景画像を含んだ登録指紋画像Aとして取り
込む(ステップ402)。そして、登録指紋画像Aと背
景画像Bとの濃淡値の差分をとり、登録指紋のみ画像C
(C=A−B)を求める(ステップ403)。但し、登
録指紋画像Aと背景画像Bとの濃淡値の差分が所定値b
以下の画素C(x,y)があれば、その画素の濃淡値を
最小値(=0)にする。なお、この時、その画素C
(x,y)の濃淡値を最大値とするようにしてもよい。
これにより、登録指紋とそれ以外の画像とのコントラス
トがはっきりした登録指紋のみ画像Cが得られ、照合精
度が向上する。
The control unit 20-1 stores the image data of the registered fingerprint provided by the operation unit 10 in the frame memory 20-
Then, the image is taken in as a registered fingerprint image A including a background image through Step 5 (Step 402). Then, the difference between the gray value of the registered fingerprint image A and the background image B is calculated, and only the registered fingerprint image C is obtained.
(C = AB) is obtained (step 403). However, the difference between the grayscale values of the registered fingerprint image A and the background image B is a predetermined value b.
If there is the following pixel C (x, y), the gray value of that pixel is set to the minimum value (= 0). At this time, the pixel C
The gray value of (x, y) may be set to the maximum value.
As a result, only the registered fingerprint in which the contrast between the registered fingerprint and the other images is clear is obtained, and the matching accuracy is improved.

【0019】そして、制御部20−1は、この登録指紋
のみ画像Cに対し縮小処理を行う(ステップ404)。
この縮小処理は、320×400画素,256階調の原
画像データに対し、そのx方向(横方向)については左
右の端を32画素づつ除いて4画素ビッチで間引くこと
により、そのy方向(縦方向)については上下の端を8
画素づつ除いて3画素ピッチで間引くことにより行う。
これにより、登録指紋のみ画像Cが、64×128画
素,256階調の画像データに縮小される(図6参
照)。
Then, the control unit 20-1 performs a reduction process on the image C of only the registered fingerprint (step 404).
In this reduction processing, the original image data of 320 × 400 pixels and 256 gradations is thinned out by 4 pixel bits in the x direction (horizontal direction) by excluding the left and right ends by 32 pixels, thereby obtaining the y direction ( 8) for the top and bottom edges
This is performed by thinning out at a three-pixel pitch except for each pixel.
As a result, the image C of only the registered fingerprint is reduced to image data of 64 × 128 pixels and 256 gradations (see FIG. 6).

【0020】そして、制御部20−1は、この縮小した
登録指紋のみ画像C(図1(a)参照)をフーリエ変換
部20−7へ送り、この登録指紋のみ画像Cに2次元離
散的フーリエ変換(DFT)を施す(ステップ40
5)。これにより、図1(a)に示された登録指紋のみ
画像Cは、同図(b)に示されるようなフーリエ画像デ
ータ(登録フーリエ画像データ)となる。制御部20−
1は、このフーリエ画像データを登録指紋の原画像デー
タ(登録指紋のみフーリエ画像)C’として、ハードデ
ィスク20−4内にIDナンバと対応させてファイル化
する(ステップ406)。
Then, the control unit 20-1 sends the reduced registered fingerprint only image C (see FIG. 1A) to the Fourier transforming unit 20-7, and converts the registered fingerprint only image C into a two-dimensional discrete Fourier Perform a transform (DFT) (Step 40)
5). Thus, the registered fingerprint only image C shown in FIG. 1A becomes Fourier image data (registered Fourier image data) as shown in FIG. 1B. Control unit 20-
1 creates a file of the Fourier image data as original image data of the registered fingerprint (only the registered fingerprint is a Fourier image) C 'in the hard disk 20-4 in association with the ID number (step 406).

【0021】なお、2次元離散的フーリエ変換について
は、例えば「コンピュータ画像処理入門、日本工業技術
センター編、総研出版(株)発行、P.44〜45(文
献1)」等に説明されている。
The two-dimensional discrete Fourier transform is described in, for example, "Introduction to Computer Image Processing, edited by Japan Industrial Technology Center, published by Soken Shuppan Co., Ltd., pp. 44-45 (Document 1)". .

【0022】〔指紋の照合〕この指紋照合装置において
利用者の指紋の照合は次のようにして行われる。すなわ
ち、利用者は、電源をオンとし、光源10−31を点灯
させる。この時、指紋センサ10−3のプリズム10−
32上には、まだ指を置かない。すると、制御部20−
1は、図3に示したフローチャートにしたがって、背景
画像Bを取り込む。
[Fingerprint Verification] In this fingerprint verification apparatus, verification of a user's fingerprint is performed as follows. That is, the user turns on the power and turns on the light source 10-31. At this time, the prism 10- of the fingerprint sensor 10-3
Do not place your finger on 32 yet. Then, the control unit 20-
1 captures the background image B according to the flowchart shown in FIG.

【0023】次に、利用者は、テンキー10−1を用い
て自己に割り当てられたIDナンバを入力のうえ(図7
に示すステップ701)、指紋センサ10−3のプリズ
ム10−32上に指を置く。これにより、指紋の登録の
場合と同様にして、採取された指紋(照合指紋)の紋様
が、320×400画素,256階調の濃淡画像(画像
データ:2次元パターンデータ)として、コントロール
部20へ与えられる。
Next, the user inputs the ID number assigned to the user using the numeric keypad 10-1 (see FIG. 7).
Step 701), a finger is placed on the prism 10-32 of the fingerprint sensor 10-3. As a result, in the same manner as in the case of fingerprint registration, the pattern of the collected fingerprint (collation fingerprint) is converted into a grayscale image (image data: two-dimensional pattern data) having 320 × 400 pixels and 256 gradations. Given to.

【0024】制御部20−1は、テンキー10−1を介
してIDナンバが与えられると、ハードディスク20−
4内にファイル化されている登録指紋から、そのIDナ
ンバに対応する登録指紋の原画像データ(登録指紋のみ
フーリエ画像)C’を読み出す(ステップ702)。
When the control unit 20-1 receives the ID number via the numeric keypad 10-1, the control unit 20-1 sends the ID number to the hard disk 20-.
From the registered fingerprint stored in the file 4, the original image data of the registered fingerprint (only the registered fingerprint is a Fourier image) C ′ corresponding to the ID number is read (step 702).

【0025】また、制御部20−1は、操作部10より
与えられる照合指紋の画像データをフレームメモリ20
−5を介し、背景画像を含んだ照合指紋画像Dとして取
り込む(ステップ703)。そして、照合指紋画像Dと
背景画像Bとの濃淡値の差分をとり、照合指紋のみ画像
E(E=D−B)を求める(ステップ704)。但し、
照合指紋画像Dと背景画像Bとの濃淡値の差分が所定値
b以下の画素E(x,y)があれば、その画素の濃淡値
を最小値(=0)にする。なお、この時、その画素E
(x,y)の濃淡値を最大値とするようにしてもよい。
これにより、照合指紋とそれ以外の画像とのコントラス
トがはっきりした照合指紋のみ画像Eが得られ、照合精
度が向上する。
The control unit 20-1 stores the image data of the collation fingerprint given from the operation unit 10 in the frame memory 20.
Via -5, it is captured as a collation fingerprint image D including a background image (step 703). Then, the difference between the gray values of the collation fingerprint image D and the background image B is obtained, and only the collation fingerprint image E (E = D−B) is obtained (step 704). However,
If there is a pixel E (x, y) in which the difference in gray value between the verification fingerprint image D and the background image B is equal to or smaller than the predetermined value b, the gray value of that pixel is set to the minimum value (= 0). At this time, the pixel E
The gray value of (x, y) may be set to the maximum value.
As a result, the image E is obtained only for the collation fingerprint in which the contrast between the collation fingerprint and the other images is clear, and the collation accuracy is improved.

【0026】そして、制御部20−1は、この照合指紋
のみ画像Eに対してステップ404で行ったと同様の縮
小処理を行う(ステップ705)。これにより、照合指
紋のみ画像Eが、64×128画素,256階調の画像
データに縮小される。
Then, the control unit 20-1 performs the same reduction processing as that performed in step 404 on the image E only for the collated fingerprint (step 705). As a result, the image E of only the verification fingerprint is reduced to image data of 64 × 128 pixels and 256 gradations.

【0027】そして、制御部20−1は、この縮小した
照合指紋のみ画像E(図1(e)参照)をフーリエ変換
部20−7へ送り、この照合指紋のみ画像Eに2次元離
散的フーリエ変換(DFT)を施す(ステップ70
6)。これにより、図1(e)に示された照合指紋のみ
画像Eは、同図(f)に示されるようなフーリエ画像デ
ータ(照合フーリエ画像データ)となる。
The control unit 20-1 sends the reduced verification fingerprint only image E (see FIG. 1 (e)) to the Fourier transforming unit 20-7, and converts the verification fingerprint only image E into a two-dimensional discrete Fourier transform. Transform (DFT) (Step 70)
6). Accordingly, the image E of only the collation fingerprint shown in FIG. 1E becomes Fourier image data (collation Fourier image data) as shown in FIG.

【0028】次に、制御部20−1は、このフーリエ画
像データを照合指紋の原画像データ(照合指紋のみフー
リエ画像)E’とし、この照合指紋のみフーリエ画像
E’ととステップ702で読み出した登録指紋のみフー
リエ画像C’とを合成し(ステップ707)、合成フー
リエ画像データを得る。
Next, the control unit 20-1 uses the Fourier image data as the original image data of the collated fingerprint (only the collated fingerprint is a Fourier image) E ', and reads out the Fourier image E' only of the collated fingerprint in step 702. Only the registered fingerprint is combined with the Fourier image C ′ (step 707) to obtain combined Fourier image data.

【0029】ここで、合成フーリエ画像データは、照合
指紋のフーリエ画像データをA・ejθとし、登録指紋
のフーリエ画像データをB・ejφとした場合、A・B
・ej(θ-φ) で表される。但し、A,B,θ,φとも
周波数(フーリエ)空間(u,v)の関数とする。
Here, the synthesized Fourier image data is expressed as A · e j θ where the Fourier image data of the collation fingerprint is A · e j θ and A · B when the Fourier image data of the registered fingerprint is B · e j φ.
-It is expressed by e j ( θ - φ ) . However, A, B, θ, and φ are all functions of the frequency (Fourier) space (u, v).

【0030】そして、A・B・ej(θ-φ)は、 A・B・ej(θ-φ)=A・B・cos(θ−φ)+j・A・B・sin(θ− φ) ・・・(1) として表され、A・ejθ=α1 +jβ1 、B・ejφ=
α2 +jβ2 とすると、A=(α1 2+β1 21/2,B=
(α2 2+β2 21/2,θ=tan-1(β1 /α1),φ=
tan-1(β2 /α2 )となる。この(1)式を計算す
ることにより合成フーリエ画像データを得る。
[0030] and, A · B · e j ( θ - φ) is, A · B · e j ( θ - φ) = A · B · cos (θ-φ) + j · A · B · sin (θ- φ) (1) where A · e j θ = α 1 + jβ 1 , B · e j φ =
When α 2 + jβ 2, A = (α 1 2 + β 1 2) 1/2, B =
(Α 2 2 + β 2 2 ) 1/2, θ = tan -1 (β 1 / α 1), φ =
tan -12 / α 2 ). By calculating this equation (1), synthetic Fourier image data is obtained.

【0031】なお、A・B・ej(θ-φ)=A・B・ej
θ・e-jφ=A・ejθ・B・e-jφ=(α1 +j
β1 )・(α2 −jβ2 )=(α1 ・α2 +β1
β2 )+j(α2 ・β1 −α1 ・β2 )として、合成フ
ーリエ画像データを求めるようにしてもよい。
Note that A.B.e j ( θ - φ ) = A.B.e j
θ ・ e- j φ = A ・ e j θ ・ B ・ e- j φ = (α 1 + j
β 1 ) · (α 2 −jβ 2 ) = (α 1 · α 2 + β 1 ·
The combined Fourier image data may be obtained as β 2 ) + j (α 2 β 1 −α 1 β 2 ).

【0032】そして、制御部20−1は、このようにし
て合成フーリエ画像データを得た後、振幅抑制処理を行
う(ステップ708)。この実施の形態では、振幅抑制
処理として、log処理を行う。すなわち、前述した合
成フーリエ画像データの演算式であるA・B・ej(θ-
φ)のlogをとり、log(A・B)・ej(θ-φ)
することにより、振幅であるA・Bをlog(A・B)
に抑制する(A・B>log(A・B))。
After obtaining the synthesized Fourier image data in this way, the control unit 20-1 performs an amplitude suppression process (step 708). In this embodiment, log processing is performed as amplitude suppression processing. That is, an arithmetic equation of synthesized Fourier image data described above A · B · e j (θ -
φ ) is taken as log (A · B) · ej ( θ φ ) , so that the amplitude A · B is log (A · B)
(A · B> log (A · B)).

【0033】図1(d)に振幅抑制処理後の合成フーリ
エ画像データを示す。振幅抑制処理を施した合成フーリ
エ画像データでは登録指紋の採取時と照合指紋の採取時
の照度差による影響が小さくなる。すなわち、振幅抑制
処理を行うことにより、各画素のスペクトラム強度が抑
圧され、飛び抜けた値がなくなり、より多くの情報が有
効となる。また、振幅抑制処理を行うことにより、指紋
情報の内、個人情報である特徴点(端点,分岐点)や隆
線の特徴(渦,分岐)がより強調され、一般的指紋情報
である隆線全体の流れ・方向が抑えられる。
FIG. 1D shows the synthesized Fourier image data after the amplitude suppression processing. In the synthesized Fourier image data subjected to the amplitude suppression processing, the influence of the illuminance difference between when the registered fingerprint is collected and when the verification fingerprint is collected is reduced. That is, by performing the amplitude suppression processing, the spectrum intensity of each pixel is suppressed, there is no outstanding value, and more information becomes effective. In addition, by performing amplitude suppression processing, feature points (end points, branch points) and ridge features (vortex, branch), which are personal information, are more emphasized in the fingerprint information, and ridges, which are general fingerprint information, are emphasized. The overall flow and direction can be suppressed.

【0034】なお、この実施の形態では、振幅抑制処理
としてlog処理を行うものとしたが、√処理を行うよ
うにしてもよい。また、log処理や√処理に限らず、
振幅を抑制することができればどのような処理でもよ
い。振幅抑制で全ての振幅を例えば1にすると、すなわ
ち位相のみにすると、log処理や√処理等に比べ、計
算量を減らすことができるという利点とデータが少なく
なるという利点がある。
In this embodiment, log processing is performed as amplitude suppression processing. However, Δ processing may be performed. In addition to log processing and √ processing,
Any processing may be used as long as the amplitude can be suppressed. If all the amplitudes are set to, for example, 1 in the amplitude suppression, that is, if only the phase is used, there is an advantage that the amount of calculation can be reduced and an amount of data can be reduced as compared with the log processing or the √ processing.

【0035】ステップ708で振幅抑制処理を行った
後、制御部20−1は、その振幅抑制処理を行った合成
フーリエ画像データをフーリエ変換部20−7へ送り、
第2回目の2次元離散的フーリエ変換(DFT)を施す
(ステップ709)。これにより、図1(d)に示され
た合成フーリエ画像データは、同図(h)に示されるよ
うな合成フーリエ画像データとなる。
After performing the amplitude suppression processing in step 708, the control unit 20-1 sends the synthesized Fourier image data subjected to the amplitude suppression processing to the Fourier transformation unit 20-7.
A second two-dimensional discrete Fourier transform (DFT) is performed (step 709). Thus, the combined Fourier image data shown in FIG. 1D becomes the combined Fourier image data shown in FIG.

【0036】そして、制御部20−1は、ステップ70
9で得られた合成フーリエ画像データを取り込み、この
合成フーリエ画像データより所定の相関成分エリアの各
画素の相関成分の強度(振幅)をスキャンし、各画素の
相関成分の強度のヒストグラムを求め、このヒストグラ
ムより相関成分の強度の高い上位n画素(この実施の形
態では、8画素)を抽出し、この抽出したn画素の相関
成分の強度の平均を相関値(スコア)として求める(ス
テップ710)。ここで、上記相関成分エリアは、図1
(h)に示される合成フーリエ画像データに対し、白い
点線で囲んだ領域S0として定められている。
Then, the control unit 20-1 executes step 70
9 is obtained, the intensity (amplitude) of the correlation component of each pixel in the predetermined correlation component area is scanned from the synthesized Fourier image data, and a histogram of the intensity of the correlation component of each pixel is obtained. The upper n pixels (8 pixels in this embodiment) having a higher correlation component intensity are extracted from the histogram, and the average of the extracted correlation component intensities of the n pixels is obtained as a correlation value (score) (step 710). . Here, the correlation component area is shown in FIG.
With respect to the synthesized Fourier image data shown in (h), it is defined as a region S0 surrounded by a white dotted line.

【0037】そして、制御部20−1は、ステップ71
0で得た相関値を予め定められているしきい値と比較し
(ステップ711)、相関値がしきい値以上であれば、
登録指紋と照合指紋とが一致したと判断し(ステップ7
12)、その旨の表示を行うと共に電気錠用の出力を送
出する。相関値がしきい値未満であれば、登録指紋と照
合指紋とが一致しないと判断し(ステップ713)、そ
の旨の表示を行ったうえ、ステップ701へ戻る。
Then, the control section 20-1 executes step 71
The correlation value obtained at 0 is compared with a predetermined threshold value (step 711).
It is determined that the registered fingerprint and the matching fingerprint match (step 7).
12), a message to that effect is displayed and the output for the electric lock is transmitted. If the correlation value is less than the threshold value, it is determined that the registered fingerprint and the collation fingerprint do not match (step 713), the fact is displayed, and the process returns to step 701.

【0038】なお、この実施の形態においては、相関成
分エリアS0の各画素から相関成分の強度の高い上位n
画素を抽出しその平均を相関値としたが、その上位n画
素の相関成分の強度の加算値を相関値としてもよい。ま
た、しきい値を越える全ての画素の相関成分の強度を加
算し、その加算値を相関値としたり、その加算値の平均
を相関値とするなどとしてもよい。また、各画素の相関
成分の強度のうち1つでもしきい値以上のものがあれば
「一致」と判断してもよく、しきい値を越えるものがn
個以上であれば「一致」と判断する等、種々の判定方法
が考えられる。
Note that, in this embodiment, from the pixels in the correlation component area S0, the upper n
Although the pixels are extracted and the average is used as the correlation value, the sum of the intensities of the correlation components of the upper n pixels may be used as the correlation value. Further, the intensities of the correlation components of all the pixels exceeding the threshold value may be added, and the added value may be used as the correlation value, or the average of the added values may be used as the correlation value. If at least one of the intensities of the correlation components of each pixel is equal to or greater than the threshold value, it may be determined that “match”.
If the number is equal to or more than one, various judgment methods such as judging “match” can be considered.

【0039】また、この実施の形態では、2次元離散的
フーリエ変換をフーリエ変換部20−7において行うも
のとしたが、CPU20−1内で行うものとしてもよ
い。また、この実施の形態では、登録指紋の画像データ
に対しステップ404で縮小処理を行うようにしたが、
登録指紋のフーリエ画像データを読み出した後の段階
(ステップ702と703との間)で縮小処理を行うよ
うにしてもよい。また、登録指紋や照合指紋の画像デー
タに対しては必ずしも縮小処理を行わなくてもよく、入
力画像データをそのまま用いてフーリエ画像データを作
成するようにしてもよい。縮小処理を行うようにすれ
ば、その分、入力画像データの処理に際して用いる画像
メモリの容量を少なくすることができる。
In this embodiment, the two-dimensional discrete Fourier transform is performed in the Fourier transform unit 20-7, but may be performed in the CPU 20-1. In this embodiment, the reduction processing is performed on the image data of the registered fingerprint in step 404.
The reduction processing may be performed at a stage after reading the Fourier image data of the registered fingerprint (between steps 702 and 703). Further, it is not always necessary to perform the reduction processing on the image data of the registered fingerprint or the collated fingerprint, and the Fourier image data may be created using the input image data as it is. If the reduction processing is performed, the capacity of the image memory used for processing the input image data can be reduced accordingly.

【0040】また、この実施の形態では、図7に示した
ステップ709にて2次元離散的フーリエ変換を行うよ
うにしたが、2次元離散的フーリエ変換ではなく2次元
離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよい。すなわ
ち、振幅抑制処理の施された合成フーリエ画像データに
対して2次元離散的フーリエ変換を行うのに代えて、2
次元離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよい。2
次元離散的フーリエ変換と2次元離散的逆フーリエ変換
とは、定量的にみて照合精度は変わらない。2次元離散
的逆フーリエ変換については、先の文献1に説明されて
いる。
In this embodiment, the two-dimensional discrete Fourier transform is performed in step 709 shown in FIG. 7, but the two-dimensional discrete inverse Fourier transform is performed instead of the two-dimensional discrete Fourier transform. You may do so. That is, instead of performing two-dimensional discrete Fourier transform on the synthesized Fourier image data subjected to the amplitude suppression processing,
A dimensional discrete inverse Fourier transform may be performed. 2
The matching accuracy between the two-dimensional discrete Fourier transform and the two-dimensional discrete inverse Fourier transform does not change quantitatively. The two-dimensional discrete inverse Fourier transform is described in the aforementioned reference 1.

【0041】また、この実施の形態では、図7に示した
ステップ708で振幅抑制処理を行うようにしたが、振
幅抑制処理を省略してもよい。ステップ708で振幅抑
制処理を行うことにより、合成フーリエ画像データにお
ける登録指紋の採取時と照合指紋の採取時の照度差によ
る影響が小さくなり、また指紋情報の内、個人情報であ
る特徴点(端点,分岐点)や隆線の特徴(渦,分岐)が
より強調され、照合精度が格段にアップする。
Further, in this embodiment, the amplitude suppression processing is performed in step 708 shown in FIG. 7, but the amplitude suppression processing may be omitted. By performing the amplitude suppression processing in step 708, the influence of the illuminance difference between the time when the registered fingerprint is collected and the time when the verification fingerprint is collected in the synthesized Fourier image data is reduced. , Bifurcation points) and features of ridges (vortices, bifurcations) are further emphasized, and the matching accuracy is significantly improved.

【0042】また、この実施の形態では、合成後のフー
リエ画像データに対して振幅抑制処理を施して2次元離
散的フーリエ変換を行うようにしたが(ステップ70
8,709)、合成前の登録指紋および照合指紋のフー
リエ画像データにそれぞれ振幅抑制処理を行った後に合
成するようにしてもよい。すなわち、図8(a)に示す
ように、図4のステップ405と406との間に振幅抑
制処理を行うステップ407を設け、図8(b)に示す
ように、図7のステップ707と708とを入れ替える
ようにしてもよい。
In this embodiment, the two-dimensional discrete Fourier transform is performed by performing amplitude suppression processing on the synthesized Fourier image data (step 70).
8, 709), and may be combined after performing amplitude suppression processing on the Fourier image data of the registered fingerprint and the collated fingerprint before combining, respectively. That is, as shown in FIG. 8A, a step 407 for performing amplitude suppression processing is provided between steps 405 and 406 in FIG. 4, and as shown in FIG. 8B, steps 707 and 708 in FIG. May be replaced.

【0043】このようにした場合、ステップ407の振
幅抑制処理によって、図1(c)に示すような振幅抑制
処理の施された登録指紋のフーリエ画像データ(登録フ
ーリエ画像データ)が得られ、ステップ707と708
との入れ替えによって、図1(g)に示すような振幅抑
制処理の施された照合指紋のフーリエ画像データ(照合
フーリエ画像データ)が得られる。そして、それぞれ振
幅抑制処理の施された登録指紋および照合指紋のフーリ
エ画像データが合成され、図1(d)に示されるような
合成フーリエ画像データが得られる。
In this case, the Fourier image data (registered Fourier image data) of the registered fingerprint subjected to the amplitude suppression process as shown in FIG. 1C is obtained by the amplitude suppression process of step 407. 707 and 708
As a result, Fourier image data (collation Fourier image data) of the collation fingerprint subjected to the amplitude suppression processing as shown in FIG. Then, the Fourier image data of the registered fingerprint and the verification fingerprint subjected to the amplitude suppression processing are combined, and combined Fourier image data as shown in FIG. 1D is obtained.

【0044】この時の合成フーリエ画像データの振幅の
抑制率は、合成フーリエ画像データとしてから振幅抑制
処理を行う場合(図7)に対して小さい。したがって、
合成フーリエ画像データとしてから振幅抑制処理を行う
(図7)方が、振幅抑制処理を行ってから合成フーリエ
画像データとする方法(図8)に比べて、その照合精度
がアップする。なお、振幅抑制処理を行ってから合成フ
ーリエ画像データとする場合(図8)にも、合成フーリ
エ画像データに対して2次元離散的フーリエ変換ではな
く、2次元離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよ
い。
At this time, the suppression rate of the amplitude of the combined Fourier image data is smaller than the case where the amplitude suppression processing is performed on the synthesized Fourier image data (FIG. 7). Therefore,
When the amplitude suppression processing is performed on the synthesized Fourier image data (FIG. 7), the matching accuracy is improved as compared with the method of performing amplitude suppression processing and then generating the synthesized Fourier image data (FIG. 8). In the case where the synthesized Fourier image data is obtained after performing the amplitude suppression process (FIG. 8), the synthesized Fourier image data is not subjected to the two-dimensional discrete Fourier transform, but to the two-dimensional discrete inverse Fourier transform. You may.

【0045】参考として図9に照合指紋が他人である場
合の指紋照合過程の各画像を図1と対応して示す。図1
は照合指紋が本人である場合の指紋照合過程の各画像で
あり、照合指紋が本人である場合には相関成分エリアS
0に相関成分の強度の高い部分が生じるが、照合指紋が
他人である場合には生じない。
For reference, FIG. 9 shows each image of the fingerprint collation process when the collation fingerprint is another person, corresponding to FIG. FIG.
Are the images in the fingerprint collation process when the collation fingerprint is the principal, and the correlation component area S when the collation fingerprint is the principal.
A portion where the intensity of the correlation component is high occurs at 0, but does not occur when the verification fingerprint is another person.

【0046】なお、この実施の形態では、指紋照合を行
う場合を例として説明したが、声紋照合を行う場合にも
同様にして適用することができ、指紋,声紋に拘らず画
像データとして取り扱うことのできる各種の2次元パタ
ーンの照合に用いることができる。また、2次元パター
ンの照合に限ることはなく、1次元パターンや3次元パ
ターン等、N次元パターンの照合についても同様にして
行うことが可能である。
In this embodiment, the case of performing fingerprint collation has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to the case of performing voiceprint collation, and can be handled as image data regardless of fingerprints and voiceprints. It can be used for collation of various two-dimensional patterns that can be performed. Further, the present invention is not limited to the two-dimensional pattern collation, and the same can be applied to the N-dimensional pattern collation such as a one-dimensional pattern or a three-dimensional pattern.

【0047】また、この実施の形態では、2次元パター
ンを画像として得るものとしたが、必ずしも画像として
得るようにしなくてもよい。例えば、振動検出器を各場
所に2次元的に配置し、この2次元的に配置された振動
検出器により得られる2次元パターン(地震波)を照合
パターンとし、予め登録されているパターンと照合する
ようにしてもよい。また、各部位に流量計測器を2次元
的に配置し、この2次元的に配置された流量計測器によ
り得られる2次元パターン(流量分布)を照合パターン
とし、予め登録されているパターンと照合するようにし
てもよい。
In this embodiment, the two-dimensional pattern is obtained as an image. However, it is not always necessary to obtain the two-dimensional pattern as an image. For example, a vibration detector is two-dimensionally arranged at each location, and a two-dimensional pattern (seismic wave) obtained by the two-dimensionally arranged vibration detector is used as a collation pattern, which is collated with a pattern registered in advance. You may do so. In addition, a flow measuring device is two-dimensionally arranged at each part, and a two-dimensional pattern (flow distribution) obtained by the two-dimensionally arranged flow measuring device is set as a collation pattern, and collated with a pre-registered pattern. You may make it.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第1発明では、背景画像を含んだ登録パ
ターン画像とパターン入力前の背景画像との濃淡値の差
分をとって登録パターンのみ画像が作成され、背景画像
を含んだ照合パターン画像とパターン入力前の背景画像
との濃淡値の差分をとって照合パターンのみ画像が作成
され、この作成された登録パターンのみ画像と照合パタ
ーンのみ画像との照合が行われるものとなり、背景や汚
れの影響を可能な限り排除して、さらに認識率を高める
ことができるようになり、照合精度が格段に向上する。
第2発明では、背景画像を含んだ登録パターン画像と登
録パターン入力直前の背景画像との濃淡値の差分をとっ
て登録パターンのみ画像が作成され、背景画像を含んだ
照合パターン画像と照合パターン入力直前の背景画像と
の濃淡値の差分をとって照合パターンのみ画像が作成さ
れ、この作成された登録パターンのみ画像と照合パター
ンのみ画像との照合が行われるものとなり、第1発明の
効果に加えて、背景や汚れの変化に対応することができ
るという効果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the first invention, registration is performed by taking a difference in gray value between a registered pattern image including a background image and a background image before pattern input. An image of only the pattern is created, an image of only the matching pattern is created by taking the difference in the gray value between the matching pattern image including the background image and the background image before the pattern input, and the created registered pattern only image and the matching pattern are created. Only the collation with the image is performed, so that the influence of the background and dirt can be eliminated as much as possible, and the recognition rate can be further increased, so that the collation accuracy is remarkably improved.
In the second invention, only the registered pattern image is created by taking the difference in the gray value between the registered pattern image including the background image and the background image immediately before the input of the registered pattern, and the matching pattern image including the background image and the matching pattern input are created. The image of only the matching pattern is created by taking the difference in the gray value from the immediately preceding background image, and the created image of only the registered pattern is compared with the image of only the matching pattern. Thus, it is possible to respond to changes in the background and dirt.

【0049】第3発明では、パターン入力前の入力画像
の濃淡値の平均値が所定の判断基準を満たしていなけれ
ば、その入力画像は背景画像として取り込まれることが
ないので、背景画像にパターンが含まれたものを背景画
像として取り込んでしまうことがなく、背景画像を含ん
だパターン画像と背景画像との濃淡値の差分をとる際に
パターンが消えてしまうといった失敗を防ぐことができ
る。第4発明では、パターン入力前の入力画像の濃淡値
の平均値が所定の判断基準に満たないと、例えば「指を
正しい位置に置いて下さい。<ガラス面掃除>」などの
指示が出されるので、操作者が戸惑わずに済む。第5発
明では、パターンとそれ以外の画像とのコントラストが
はっきりした登録パターンのみ画像および照合パターン
のみ画像が得られ、照合精度が向上する。
According to the third aspect of the present invention, if the average value of the grayscale values of the input image before the pattern input does not satisfy the predetermined criterion, the input image is not taken in as the background image. It is possible to prevent the included image from being taken in as a background image, and to prevent a failure such as disappearing of a pattern when calculating a difference in gray value between the pattern image including the background image and the background image. In the fourth aspect, if the average value of the grayscale values of the input image before the pattern input does not satisfy the predetermined criterion, an instruction such as “place your finger at the correct position. <Clean glass surface>” is issued. Therefore, the operator need not be confused. In the fifth invention, only the registered pattern image and only the collation pattern image in which the contrast between the pattern and the other image is clear are obtained, and the collation accuracy is improved.

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

【図1】 本発明に係る指紋照合装置における指紋照合
過程を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a fingerprint matching process in a fingerprint matching device according to the present invention.

【図2】 この指紋照合装置のブロック構成図である。FIG. 2 is a block diagram of the fingerprint matching device.

【図3】 この指紋照合装置における背景画像の取り込
み動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of capturing a background image in the fingerprint collation apparatus.

【図4】 この指紋照合装置における指紋登録動作を説
明するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining a fingerprint registration operation in the fingerprint matching device.

【図5】 ディスプレイ上に追加表示されるメッセージ
を例示する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a message additionally displayed on a display;

【図6】 画像データに対する縮小処理を説明するため
の図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a reduction process on image data.

【図7】 この指紋照合装置における指紋照合動作を説
明するためのフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining a fingerprint matching operation in the fingerprint matching device.

【図8】 指紋登録動作および指紋照合動作の他の例を
説明するためのフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart for explaining another example of the fingerprint registration operation and the fingerprint collation operation.

【図9】 照合指紋が他人である場合の指紋照合過程の
各画像を図1と対応して示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing each image in a fingerprint matching process when the matching fingerprint is another person, corresponding to FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…操作部、20…コントロール部、10−1…テン
キー、10−2…ディスプレイ(LCD)、10−3…
指紋センサ、10−31…光源、10−32,プリズ
ム、10−33…CCDカメラ、20−1…制御部、2
0−2…ROM、20−3…RAM、20−4…ハード
ディスク(HD)、20−5…フレームメモリ(F
M)、20−6…外部接続部(I/F)、20−7…フ
ーリエ変換部(FFT)。
10 operation section, 20 control section, 10-1 numeric keypad, 10-2 display (LCD), 10-3 ...
Fingerprint sensor, 10-31: light source, 10-32, prism, 10-33: CCD camera, 20-1: control unit, 2
0-2 ROM, 20-3 RAM, 20-4 Hard disk (HD), 20-5 Frame memory (F
M), 20-6: external connection unit (I / F), 20-7: Fourier transform unit (FFT).

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パターン入力前の背景画像を取り込む背
景画像取り込み手段と、 背景画像を含んだ登録パターン画像と前記背景画像との
濃淡値の差分をとり登録パターンのみ画像とする第1の
背景分離手段と、 背景画像を含んだ照合パターン画像と前記背景画像との
濃淡値の差分をとり照合パターンのみ画像とする第2の
背景分離手段と、 前記登録パターンのみ画像と前記照合パターンのみ画像
との照合を行うパターン照合手段とを備えたことを特徴
とするパターン照合装置。
1. A background image capturing means for capturing a background image before a pattern is input, and a first background separation for obtaining a difference in gray level between a registered pattern image including the background image and the background image to obtain only a registered pattern image. Means, a second background separating means for obtaining a difference in gray level between the matching pattern image including the background image and the background image and setting only the matching pattern as an image; and A pattern matching device comprising: pattern matching means for performing matching.
【請求項2】 請求項1において、 第1の背景分離手段は、背景画像を含んだ登録パターン
画像とその登録パターン入力直前の背景画像との濃淡値
の差分をとり登録パターンのみ画像とし、 第2の背景分離手段は、背景画像を含んだ照合パターン
画像とその照合パターン入力直前の背景画像との濃淡値
の差分をとり照合パターンのみ画像とすることを特徴と
するパターン照合装置。
2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the first background separating means obtains only the registered pattern by taking a difference in gray value between the registered pattern image including the background image and the background image immediately before the input of the registered pattern. 2. A pattern matching device, wherein the background separating means obtains only a matching pattern image by calculating a difference in gray level between the matching pattern image including the background image and the background image immediately before the input of the matching pattern.
【請求項3】 請求項1又は2において、 背景画像取り込み手段は、パターン入力前の入力画像の
濃淡値の平均値が所定の判断基準を満たしている場合、
その入力画像を背景画像として取り込むことを特徴とす
るパターン照合装置。
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the background image capturing unit is configured to determine whether an average value of the grayscale values of the input image before the pattern input satisfies a predetermined criterion.
A pattern matching device characterized by taking in the input image as a background image.
【請求項4】 請求項3において、パターン入力前の入
力画像の濃淡値の平均値が所定の判断基準に満たない場
合、一時パターンの入力操作を中止した後に再度入力操
作を行うように操作指示を与える操作指示手段を備えた
ことを特徴とするパターン照合装置。
4. The operation instruction according to claim 3, wherein when the average value of the grayscale values of the input image before the pattern input is less than a predetermined judgment criterion, the input operation of the temporary pattern is stopped and then the input operation is performed again. A pattern matching device comprising an operation instructing means for giving the following.
【請求項5】 請求項1〜4の何れか1項において、 第1の背景分離手段は、背景画像を含んだ登録パターン
画像とその登録パターン入力前の背景画像との濃淡値の
差分をとる際、その差分が所定値以下の画素の濃淡値を
最小値又は最大値に置き換え、 第2の背景分離手段は、背景画像を含んだ照合パターン
画像とその照合パターン入力前の背景画像との濃淡値の
差分をとる際、その差分が所定値以下の画素の濃淡値を
最小値又は最大値に置き換えることを特徴とするパター
ン照合装置。
5. The method according to claim 1, wherein the first background separating unit calculates a difference in gray value between the registered pattern image including the background image and the background image before the input of the registered pattern. At this time, the grayscale value of the pixel whose difference is equal to or less than a predetermined value is replaced with a minimum value or a maximum value, and the second background separation means performs shading between the collation pattern image including the background image and the background image before the collation pattern input. A pattern matching apparatus characterized in that, when calculating a difference between values, a grayscale value of a pixel whose difference is equal to or smaller than a predetermined value is replaced with a minimum value or a maximum value.
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