JPS63280379A - 穴状欠陥画像の処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば入力された指紋画像に存在する、汗
腺孔等による穴状に数多（存在するノイズを除去処理す
る穴状欠陥画像の処理装置に関する。

［従来の技術］ 指先の指紋画像を入力し、特定される個体の識別情報と
して登録すると共に、その後に入力された指紋画像と上
記登録指紋画像とを照合し、入力個体の識別を行なわせ
るようにする装置は、例えばキーレスエントリーシステ
ム、入室管理システムとして効果的に使用できるもので
あることが知られている。

このような指紋の照合動作を行なう場合、入力された指
紋画像が精度の高いものであることが要求される。しか
し、実際の指先には多数の汗腺孔が存在するものであり
、また小さな傷等が存在する。そして、これら汗腺孔等
は、小さな孤立した穴状の欠陥として指紋画像に現れる
ものであり、指紋の隆線に対応した指紋画像中に、この
ような穴状欠陥が多数存在するものである。したがって
、精度の高い指紋照合動作を行なわせるためには、上記
のような多数の穴状欠陥を除去した指紋画像の登録デー
タを作成する必要があるものであり、また照合時に入力
される指紋画像からも、上記のような穴状欠陥を除去し
、この欠陥に対応するノイズ成分の除去された指紋画像
データと上記登録データとの照合が行われるようにする
必要がある。

例えばＣＯＤカメラ等のイメージセンサによって入力さ
れた指紋画像は、Ａ／Ｄ変換器によって２値画像に変換
され、各種照合処理等のために使用されるようになる。

この場合、指紋画像の汗腺孔のような２値化された画像
中に存在するノイズを除去する手段としては、例えば空
間フィルタを用いる方法、膨脹・収縮法、ラベリングに
よる方法等が考えられる。

しかし、上記空間フィルタを使用する方法にあっては、
設定されるマスクサイズ以下の大きさの小さなノイズは
除去できるものであるが、このマスクサイズを越えるノ
イズを除去することができない。この場合、マスクサイ
ズを大きくすることによっである程度の大きさまでのノ
イズは除去できるものであるが、マスクサイズを大きく
すると、このノイズ除去のための処理時間がマスクサイ
ズの２乗に比例して大きくなるような問題点が存在する
。また、膨脹・収縮法では、指紋画像のように狭い線画
像で構成されるような画像の場合、この線画像の線要素
をＶ、脹させるようにすると、隣接する線の相互が接触
するような状態となり、指紋画像で重要な隆線が明確に
表坦できなくなる。

さらにラベリング方法にあっては、ノイズ処理に多くの
時間を必要となるばかりか、処理可能なりラスタの数に
制限があり、指先の汗腺孔のように多数の欠陥が存在す
るような場合には、その除去処理が困難となるものであ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたちので、例え
ば入力指紋画像において、指先の汗腺孔のような孤立し
た穴状欠陥が存在するような場合、この欠陥を２値化さ
れた指紋画像から簡単にに除去することができるように
して、特にこのような穴状欠陥に伴うノイズを短時門で
除去処理できるようにし、例えば指紋の照合が効率的に
実行できるようにする穴状欠陥画像の処理装置を提供し
ようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係る欠陥画像の処理装置にあって
は、入力画像に基づいて２１ｉ１画像を作成すると共に
、この２値化画像の縮退を行ない、この縮退された画像
から例えば汗腺孔等に対応する欠陥に対応する孤立点を
抽出する。そして、この抽出された孤立点を膨脹させ、
さらに反転・させて上記２値画像とを合成させるように
するものである。

［作用］ 上記のような処理装置にあっては、穴状欠陥画像の欠陥
部分を縮退させることによって、その欠陥領域がそれぞ
れ縮退されてそれぞれ孤立点となるものであり、欠陥そ
れぞれが点の状態とされるようになる。したがって、こ
の縮退画像から孤立点を抽出することによって、上記欠
陥に相当する部分のみが抽出されるようになり、この孤
立点をｓ脹させることによって、欠陥部分のみが抽出さ
れ、復元されるようになる。したがって、この膨脹され
た孤立点を反転することによって、指紋画像の欠陥部そ
れぞれを覆うマスク状のパターンが形成される、この反
転された孤立点画像と欠陥の存在する原画像とを合成す
ることによって、欠陥部の除去された画像が再生される
ようになるものである。

［発明の実施例コ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は汗腺孔に対応した穴状欠陥を有する指紋画像を
処理するための装置の概略的な構成を示すもので、指紋
画像は例えばＣＯＤカメラのようなイメージセンサによ
って構成される画像入力装置１１によって入力される。

この入力装置によって入力されたアナログ状の画像デー
タは、２値化画像処理手段１２によってディジタル状の
２値画像データとされるものであり、この２＠化された
指紋画像は縮退処理手段１３に供給される。

この縮退処理手段１３においては、谷線を表現するよう
になっている指紋画像の白の領域を縮小させるような処
理を行なうもので、指紋隆線の相互間が狭くされると共
に、例えば汗腺孔に対応する白の穴状欠陥部がそれぞれ
縮小されるようになり、この縮退処理の繰返しによって
、上記穴状欠陥部はそれぞれ孤立点状になる。そして、
上記谷線の連続した部分を除く上記孤立点は、孤立点抽
出手段１４によって抽出され、孤立点画像が得られるよ
うになる。

このように抽出された孤立点それぞれは、次の膨脹処理
手段１５によってそれぞれ膨脹され、膨脹した孤立点の
散在する画像とされるものであり、この孤立点はさらに
反転手段１６で黒の孤立点に反転処理されるようになる
。したがって、この反転処理された孤立点それぞれは、
２値化画像処理手段１２によって得られた２値画像の欠
陥部分をマスクするようなパターンとなるものであり、
合成手段１１によって皇紀反転画像と２１ｍ化画像とを
合成することによって、例えば汗腺孔等に対応する穴状
欠陥を有する指紋画像が、この穴状欠陥部の除去された
指紋画像とされ、認識のための照合等に使用される指紋
画像として出力されるようになるものである。

第２図は上記のような穴状欠陥を有する指紋画像の処理
装置の具体的な構成を示すもので、上記画像入力装置１
１に対応する画像入力部２１からの指紋画一は、画像入
力ボード２２でディジタル状の２ｍ画像に変換して入力
されるようになる。この入力処理は画像入力ボード２２
にデータバス２３を介して接続されるＣＰＵボード２４
により、システムメモリボード２５に記憶設定された処
理プログラムにより実行される。

このように入力された指紋画像は画像メモリ２６に記憶
されるようになるものであり、また画像処理ボード２７
でｒ３Ｘ３Ｊの近傍演算と画素間演舞を行なう画像処理
が行われるよにする。そして、このように処理された＃
Ｕ像は、画像出力ボード２８で映像信号に変換され、モ
ニタ２９で表示されるようになる。

ここで、上記画像処理ボード２７は、２値指紋画像の例
えば画素のｒ３Ｘ３Ｊ近傍の演算をルックアップテーブ
ル方式で行なわせる装置であり、例えば第３図で示すよ
うに２値化された指紋画像１００において画素のｒ３Ｘ
３Ｊのマスク１０１で設定し、このマスク１０１内の画
素１ａ　Ｐ　Ｏ〜Ｐ８を、ルックアップテーブル（ＬＵ
Ｔ）１１０と呼ばれる、例えばｒ５１２Ｘ１（ビット）
」のメモリ１１０にアドレスとして入力する。そして、
このメモリ１１０内の値を、上記マスク１０１の中心画
素Ｐ４の演算・結果Ｐ４’　として出力させ、出力画像
１２０を得るものである。

第４図の（Ａ＞は上記マスク１０１の画素値の状態を示
しているものであり、第４図（Ｂ）は上記画素値に対応
するルックアップテーブル１１０のアドレスの状態を示
しているものであり、上記画素値とアドレスとの相対関
係を表わしている。

ルックアップテーブル方式の画像処理ボード２６におけ
る画像処理によって、例えば汗腺孔に対応する欠陥の除
去手段についてさらに説明すれば、以下の通りである。

入力され２Ｍ化された指紋画像において、指紋の隆線中
に存在する汗腺孔によって、第５図の（Ａ＞に示すよう
に指紋隆線に対応する領域内に、画素値１１１　ＩＴで
表現される白い領域ａｌ　、ａ２、・・・が発生する。

そして、この汗腺孔に対応する微小の領域は、第６図で
示すような処理手順によって除去するものであり、この
ような画像に対する処理は、全て画像処理ボード２Ｇに
おいて行われるようになり、この画像処理ボード２６は
ＣＰ　Ｕ　２４によって制御されるようになる。

第６図に示した処理フローにしたがってその処理手順を
説明すれば、まずステップ２０１で上記汗線孔に対応す
る白領域の縮退を行なう。この縮退処理は、ステップ２
０２でその終了が監視されているもので、複数回繰返し
てこの縮退処理が行われるようになる。この縮退処理の
回数は、除去すべき白の小ｗ４域の半径に基づいて適宜
決定される。

ここで縮退処理とは、画素値“’Ｏ”（黒）の画素に隣
接する画素値“１”（白）の画素の画素値を０″にする
処理である。この場合、この縮退処理にあっては、画素
値“１′”の画素を画素値゛Ｏ゛にすることによって、
連続されていた゛１パの領域が切断されたり、また画素
値“１′′の画素が１個孤立したような場合に、この孤
立点を°“０°。

としないようにしているものであり、通常の細線化処理
あるいは収縮処理とは相違する。

そして、このような縮退処理を繰返し行なうことによっ
て、上記白の領域ａ１、ａ２、・・・は、第５図の（Ｂ
）でｂｌ、ｂ２、・・・で示すように、それぞれ１つの
点画像の孤立点となる。また、指紋の隆線相互間の谷線
等に対応する白の大きな領域は、同図で示されるように
線状あるいは大きな塊となって残る。

このようにして縮退処理が終了されたならば、ステップ
２０３で上記ｍ　ａ両像から孤立点となる領１１ｂ１、
ｂ２、・・・、すなわち除去すべき微小領域の中心点を
のみを抽出させ、第５図の（Ｃ）で示されるように孤立
点Ｃ１、Ｃ２、・・・のみからなる孤立点画像を作成さ
せるようにする。

このようにして孤立点が抽出されたならば、次のステッ
プ２０４で上記孤立点Ｃ１、Ｃ２、・・・をそれぞれｌ
１ｉｆｆｉさせるような処理を行なう。ここで膨脹処理
とは、画素値“１°°の画素に隣接する画素値１１０　
Ｎの画素を１″にする処理のことであり、孤立点の画素
値“１パの領域を、その周囲に膨脹させるようにする処
理である。そして、このように膨脹処理際しては、ステ
ップ２０５で入力画像に基づいて得られた原画との論理
積をとり、第５図（Ａ）示された欠陥領域ａ１、ａ２、
・・・を越えてｓ脹されることを防いでいる。

このような膨脹処理は、上記縮退処理の回数に相当する
回数だけ実行するもので、この膨脹回数はステップ２０
６で監視され、所定の膨脹処理回数が終了したならば、
除去すべき微小領域のみを抽出することができるように
なる。そして、このようにして得られた孤立点を膨脹し
た各領域の画素（１０“１″の画素を、ステップ２０７
で反転して０″とし、第５図の（Ｄ）で示されるような
微小欠陥領域それぞれに対応するマスクｄ１、ｄ２、・
・・からなるマスクパターンを形成させるようにする。

このようにして得られたマスクパターンと第５図（Ａ＞
で示された原画像とを、ステップ２０８で論理積をとり
合成することによって、欠陥領１！ａ１、ａ２、・・・
がマスクｄ１、ｄ２、・・・それぞれでマスクされた第
５図の（Ｅ）に示すような画像が得られ、例えば汗腺孔
によるようなノイズの存在しない指紋画像が得られるよ
うになるものである。

上記実施例においては、画像処理ボード２７にルックア
ップテーブル方式のものを用いるように説明したが、こ
れは２値画像の例えばｒ３Ｘ３Ｊの画素近傍の演ｎが簡
単な構成で実現できるためであり、その他に縮退、膨脹
等の近傍演算を論理回路によって実現させるようにして
もよいものである。

また、実施例においては、指紋画像の隆線は黒（画素値
１１　Ｑ　ＩＩ　）、谷線は白く画素値“’１”）とし
て述べているものであるが、これは指紋画像の入力方法
によって決定されるものであり、その逆の状態となって
もよい。この場合には、実施例中のｌ　Ｏｎと“１″と
を逆にし、且つ論理積を論理和とすればよいものである
。

尚、実施例等では全て指紋画像の処理を対蒙として説明
しているものであるが、この穴状欠陥の除去手段は、例
えば粒子解析等の２値画象中に存在する微小領域の除去
に際しても、そのまま応用できるものである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る画像の処理装置によれば、
例えば入力画像に微小な穴状欠陥が多数存在するような
場合であっち、この穴状欠陥が簡単に除去されるように
なるものであり、例えば指紋画像を入力したような場合
、この指紋画像に必然的に存在する汀線孔による欠陥が
除去されるようになる。したがって、例えば指紋の照合
装置を構成するような場合、精度の高い指紋画像が容易
且つ確実に入力されるようになり、その照合精度が容易
に向上されるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る指紋両縁から穴状欠
陥の除去処理を行なう装置の概略を示す構成図、第２図
はその具体的な構成状態を説明する構成図、第３図は上
記装置における画像処理ボードの構成を説明する図、第
４図は上記両縁処理ボードで設定される画像のマスク領
域の画素値とルックアップテーブルのアドレスとの関係
を説明する図、第５図の＜Ａ）乃至（Ｅ）はそれぞれ画
像からの欠陥除去の処理過程の状態を示す図、第６図は
穴状欠陥の除去処理の流れを説明するフローチャートで
ある。 １１・−・画像入力装置、１２・・・２１ｉ１１化画像
処理手段、１３・・・縮退処理手段、１４・・・孤立点
抽出手段、１５・・・膨脹処理手段、１６・・・反転手
段、１７・・・合成手段、２１画像入力部、２２・・・
画像入力ボード、２４・・・ｃＰＵボード、２６・・・
画像メモリボード、２１・・・画像処理ボード、２８・
・・画像出力ボード、２９・・・モニタ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 （Ａ）　　　　　　　（Ｂ） 第４図 （Ａ）　　　　　　　　　　　（Ｂ） ＣＣ’）　　　　　　　　　　　　（Ｄ）（Ｅ） 第５図 竿６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　入力画像に基づいて得られた２値画像の欠陥に相当す
   る画素値の領域を順次縮退させ、上記欠陥領域を孤立点
   とする縮退手段と、 この手段で縮退された画像の中の孤立点を抽出する手段
   と、 この手段で抽出された孤立点を、それぞれ膨脹処理させ
   る膨脹手段と、 この手段で膨脹された各孤立点画像を反転処理する反転
   手段と、 この手段で反転された孤立点画像と上記２値画像とを合
   成する手段とを具備し、 上記２値画像に存在する穴状欠陥領域が、上記膨脹され
   反転された孤立点画像によって埋められるようにしたこ
   とを特徴とする穴状欠陥画像の処理装置。