JPS63229582A - 指紋画像照合方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　　要〕 本発明は、指紋画像照合方法および装置において、入力
された指紋画像を、指紋照合用に予め記憶された指紋の
複数個の部分画像と照合するにあたって、上記複数個の
部分画像のうちの最初の１つの部分画像を上記指紋画像
上に位置合わせする際、上記指紋画像の中の特徴点を予
め検出しておき、この特徴点の近傍だけで上記１つの部
分画像を走査させるようにしたことにより、上記位置合
わせを高速化し、照合結果を迅速に得られるようにした
ものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、指紋認識のために使用される指紋画像照合方
法および装置に関する。

現在、指紋の認識技術は、個人識別の分野の内でも非常
に重要な一部門となっており、認識性能のより一層の向
上が望まれている。

〔従来の技術〕

従来の指紋画像照合のための手段としては、基準となる
指紋画像全体の中から特徴的な複数の部分画像を抜き出
して予め記憶じておき、これらを、入力された指紋画像
上で移動および走査させて位置合わせした後、互いの照
合を可塑的に行うようにしたものが知られている。特に
、上記の位置合わせは、例えば第４図に示すように、ま
ず上記複数個の部分画像のうちの１番目の部分画像ｍ１
を、入力された指紋画像Ｍ上の所定の走査範囲Ｒ内で順
次走査させて、互いの不一致度が最低となる位置に移動
させ、その後に残りの部分画像を上記移動骨だけ移動さ
せることにより行っている。このようにして位置合わせ
した後に、上記残りの部分画像をその近傍で各自走査し
て照合を行うことにより、複数の部分画像間の相対位置
関係に可塑的な変化を持たせることができ、よって指紋
画像の歪みにも対処できるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の指紋画像照合方法では、部分画像ｍ、を上述した
ように走査範囲Ｒ内の全領域で走査して位置合わせしな
ければならないため、不一致度が最低となる位置を見出
すのに相当な時間を費やしてしまうことになり、従って
照合結果が迅速に得られないという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、位置合わせを高速化し、
照合結果を迅速に得ることのできる指紋画像照合方法お
よび装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の指紋画像照合方法は、１つの部分画像を位置合
わせするために、まず入力された指紋画像の中の特徴点
（指紋の特徴を示す端点や分岐点）を予め検出しておき
、上記１つの部分画像を上記特徴点上に順次移動させる
と共に、この移動毎にその特徴点の近傍で走査させて画
像の不一致度を算出していき、最低の不一致度が得られ
た位置に上記１つの部分画像を移動させるようにしたも
のである。

また、本発明の指紋画像照合装置は、１つの部分画像を
最低不一致度となる位置に移動させる手段として、入力
された指紋画像の中の特徴点を検出する特徴点検出手段
と、ここで検出された特徴点上に上記１つの部分画像を
移動させる部分画像移動手段と、移動された１つの部分
画像を上記特徴点の近傍で走査させる部分画像走査手段
と、上記の移動および走査に応じた各位置毎に、画像の
不一致度を算出して上記最低不一致度となる位置を求め
る不一致度算出手段とを備えたものである。

〔作　　　用〕

指紋画像中に存在する特徴点（端点や分岐点）の数は、
指紋画像を構成する画素数と比べて蟲かに少ない。よっ
て上述したように、このような特徴点の近傍だけで部分
画像を走査し、その中から最低不一致度となる点を求め
るようにすれば、従来のように走査範囲内を順次走査し
て最低不一致度となる点を見つけ出す場合と比較して、
走査回数が著しく減少し、それに要する時間は非常に短
縮される。すなわち、位置合わせの高速化が図られ、こ
れにより照合結果が迅速に得られるようになる。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例における概略的な処理を示
すフローチャートである。

同図では、まずステップＳＴＩで辞書人力が行われる。

この辞書入力は、外部の記録媒体内にある辞書に予め登
録されている複数個の部分画像を、必要に応じて内部の
メモリに移す処理である。上記複数個の部分画像は、基
準となる指紋画像全体の中から、特徴点（第３図に示す
ような分岐点Ｙや端点Ｔ）を含む小領域を、その特徴点
が中央に来るように抜き出したものである。次に、ステ
ップＳＴ２で画像入力が行なわれる。この画像入力は、
指紋センサからの画像をＣＣＤカメラ等に取り入れ、フ
レームメモリに蓄えること等により行う。続いて、ステ
ップＳＴ３で前処理を行う。この前処理では、二値化、
細線化、および特徴点検出の各処理が順次行われる。上
記二値化処理は、上記フレームメモリに蓄えられた指紋
画像を所定の闇値に基づいて二値化する処理である。こ
れによってえられた二値画像は、更に上記ｉ！Ｉ線化処
理によって、指紋パターンに対応した細線画像に変換さ
れる。このようにして得られた指紋画像（細線画像）中
には、上述したような特徴点（分岐点、端点）が存在し
ており、上記特徴点検出処理では、これらの特徴点がど
こにあるかが不図示の特徴点検出回路によって検出され
る。

次に、本実施例の最も特徴とするステップＳＴ４〜ＳＴ
６について簡単に説明する。まず、ステップＳＴ４およ
びＳＴ５では、上記ステップＳＴＩによって最初に入力
された１つの部分画像について、上記ステップＳＴ３で
得られた複数の特徴点だけを対象として位置ずれ検出を
行う。すなわち第３図に示すように、例えば分岐点Ｙを
含む１つの部分画像ｍ１の中心を、その走査範囲Ｒ内の
複数個（例えば５個とする）の特徴点Ｐ、〜ＰＳ上に順
次移動させると共に、各特徴点の近傍で走査させ、各走
査位置毎に互いの部分画像の不一致度を算出する。上記
走査は、各特徴点の回りで渦巻状に行ったり、あるいは
ミアンダ状、縦縞状、斜線状、楕円渦巻状と多数の方法
を用い−ることかできる。また、上記画像の不一致度は
、部分画像を構成する全画素数に対する不一致の画素数
の比として求めることができる。更に、このようにして
得られた不一致度の中から、その最低となる位置を求め
て、ここに上記部分画像ｍ、を移動させる。このように
して最初の１つの部分画像ｍ、の位置合わせが終了した
ら、残りの部分画像のそれぞれを、上記部分画像ｍ１の
移動分だけ移動させて、位置合わせを完了する。

続いて、第１図のステップＳＴ６で可塑的照合を実行す
る。この可塑的照合は、従来と同様に、残りの部分画像
のそれぞれを上記位置合わせ後の位置の近傍で走査し、
各走査位置毎に画像の不一致度を算出してい（。その結
果、所定の闇値以下の不一致度を示す位置が見出された
か否かで、画像の照合を行う。このようにして行う照合
は、複数の部分画像間の相対位置関係に可塑的な変化を
持たせることができるので、指紋画像の歪みにも対処す
ることができる。

次に、上述したステップＳＴ４〜ＳＴ６を実行するため
の具体的な回路を第２図に示す。

第２図において、特徴点レジスタ１に、不図示の特徴点
検出回路によって検出された、指紋画像内の特徴点Ｐ、
−Ｐ、の位置（例えば座標等）を予め記録しておく。第
３図に示したような最初の部分画像ｍ１の位置合わせは
、上記特徴点の位置に基づき、次のようにして行う。ま
ず、特徴点レジスタｌに記録されている複数の特徴点Ｐ
、〜Ｐ、の中から、１番目の特徴点Ｐ１の位置を部分画
像移動回路２に送る。すると部分画像移動回路２は、部
分画像ｍ、を、その中心が特徴点Ｐ、に重なる位置まで
移動させる。続いて、部分画像走査回路３によって部分
画像ｍ、を特徴点Ｐ、の近傍で例えば渦巻状に走査させ
る。そして、その各走査位置毎に不一致度算出回路４で
画像の不一致度を算出し、その不一致度と走査回数を、
それぞれ不一致度レジスタ５と走査回数レジスタ６に送
る。走査回数レジスタ６に記録された走査回数が所定の
限界値に達するまでの間、不一致度算出回路４から部分
画像走査回路３に「走査徘続信号」が送られ、上述した
走査および不一致度算出が継続して実行される。走査回
数が上記限界値に達した時は、不一致度算出回路４は「
走査′ｍｍ倍信号の送出を停止すると共に、特徴点レジ
スタ１に「特徴点検索信号」を送る。

特徴点レジスタ１が「特徴点検索信号」を受けた時は、
今度は２番目の特徴点Ｐ２の位置を部分画像移動回路２
に送り、その位置に対して、上記の回路２〜６による同
様な処理を実行する。このようにして、特徴点レジスタ
ｌ内に未検査の特徴点がなくなるまで同様な処理を繰返
す（第１図のステップＳＴ４．５参照）。そして最終的
に、これらの処理を通じて、不一致度レジスタ５に記録
された最低の不一致度が得られる位置に、部分画像移動
回路２で部分画像ｍ、を移動させる。以上のようにして
、最初の１つの部分画像ｍ１の位置合わせが終了する。

部分画像ｍ、の位置合わせが終了したら、残りの部分画
像についても同様に部分画像移動回路２によって、上記
部分画像ｍ、の移動骨だけ移動させる。これで、全ての
部分画像の位置合わせが完了する。

続いて、第１図に示したステップＳＴ６の可塑的照合の
ための処理を、部分画像走査回路３、不一致度算出回路
４および判断回路７によって実行する。まず、上述した
残りの部分画像のそれぞれについて、順次、上記位置合
わせ後の位置の近傍で、部分画像走査回路３によって走
査を行う。そして、各走査位置毎に、不一致度算出回路
４によって不一致度を算出し、その不一致度が所定の闇
値以下になったかどうかを判断回路７で判断する。

不一致度が上記闇値以下になったならば、部分画像走査
回路３よる走査を終了し、次の部分画像について上記と
同様の可塑的照合を開始する。このようにして判断回路
７は、残りの部分画像の内、指定された個数について不
一致度の上記闇値以下となる点が見出された場合に「一
致」の照合結果を出力して、照合を完了する。一方、−
通りの走査が終了しても、指定された個数の部分画像に
ついて上記闇値以下の不一致度が見出されなければ、「
不一致」の照合結果を出力して、照合を完了する。・ 以上のように本実施例では、部分画像ｍ１を位置合わせ
するのに、指紋画像中に存在する特徴点Ｐ、−Ｐ、の近
傍だけで部分画像ｍ１を走査し、その中から最低不一致
度となる位置を求めるようにしているので、そのために
要する時間は、前述した従来の場合と比較して著しく短
縮される。従って、位置合わせの高速化を図ることがで
き、よって照合結果を非常に迅速に得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力された指紋画像上で最初の１つの
部分画像を位置合わせするのに、特徴点の近傍だけを走
査すれば済むので、その走査回数が従来と比べて著しく
減少することになり、よって位置合わせを高速化するこ
とができ、これにより照合結果を非常に迅速に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における概略的な処理を示す
フローチャート、 第２図は第１図のステップＳＴ４〜ＳＴ６を実行するた
めの具体的な回路を示す回路ブロック図、第３図は上記
実施例に係る位置合わせを説明するための模式図、 第４図は従来の位置合わせを説明するための模式図であ
る。 １・・・特徴点レジスタ、 ２・・・部分画像移動回路、 ３・・・部分画像走査回路、 ４・・・不一致度算出回路、 ５・・・不一致度レジスタ、 ６・・・走査回数レジスタ、 ７・・・判断回路、 Ｍ・・・指紋画像、 ｍｌ　、ｍｚ　　・・・部分画像、 Ｐ　ｔ　””　Ｐ　ｓ　　・・・特徴点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入力された指紋画像を、指紋照合用に予め記憶され
   た指紋の複数個の部分画像と照合する際、該複数個の部
   分画像のうちの１つの部分画像を前記指紋画像上の最低
   不一致度となる位置に移動させると共に、前記複数個の
   部分画像のうちの残りの部分画像を前記移動に応じて移
   動させる指紋画像照合方法において、 前記指紋画像の中の特徴点を予め検出しておき、前記１
   つの部分画像を該特徴点上に順次移動させると共に、該
   移動毎に前記特徴点の近傍で走査させ、該走査に応じた
   各位置毎に画像の不一致度を算出していき、該不一致度
   が最低となる位置を前記最低不一致度となる位置とする
   ことを特徴とする指紋画像照合方法。 ２）前記走査は、前記特徴点の回りで渦巻状に行われる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の指紋画像
   照合方法。 ３）前記画像の不一致度は、該画像を構成する全画素数
   に対する不一致の画素数の比であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の指紋画像照合方法
   。 ４）入力された指紋画像を、指紋照合用に予め記憶され
   た指紋の複数個の部分画像と照合する際、該複数個の部
   分画像のうちの１つの部分画像を前記指紋画像上の最低
   不一致度となる位置に移動させると共に、前記複数個の
   部分画像のうちの残りの部分画像を前記移動に応じて移
   動させる指紋画像照合装置において、 前記１つの部分画像を移動させる手段として、前記指紋
   画像の中の特徴点を検出する特徴点検出手段と、 該特徴点検出手段で検出された特徴点上に前記１つの部
   分画像を移動させる部分画像移動手段と、該部分画像移
   動手段によって移動された前記１つの部分画像を前記特
   徴点の近傍で走査させる部分画像走査手段と、 前記部分画像移動手段による移動および前記部分画像走
   査手段による走査に応じた各位置毎に画像の不一致度を
   算出し、該不一致度が最低となる位置を前記最低不一致
   度となる位置とする不一致度算出手段とを備えたことを
   特徴とする指紋画像照合装置。 ５）前記部分画像走査手段は、前記走査を前記特徴点の
   回りで渦巻状に行うことを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の指紋画像照合装置。 ６）前記不一致度算出手段は、各画像を構成する全画素
   数に対する不一致の画素数の比を前記不一致度とするこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項記載の
   指紋画像照合装置。