JPS6336033B2 - - Google Patents

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JPS6336033B2
JPS6336033B2 JP58137989A JP13798983A JPS6336033B2 JP S6336033 B2 JPS6336033 B2 JP S6336033B2 JP 58137989 A JP58137989 A JP 58137989A JP 13798983 A JP13798983 A JP 13798983A JP S6336033 B2 JPS6336033 B2 JP S6336033B2
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JP
Japan
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JP58137989A
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JPS6029875A (ja
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Hiroshi Asai
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、指紋を用いて個人を同定する装置、
特に2つの指紋の同一性を判別する指紋照合装置
に関するものである。
指紋を用いて個人を同定する信頼性は、指紋の
「万人不同」「終生不変」の特質から極めて高いも
のである。指紋を用いて、近代的なパターン認識
技術による自動照合を行う装置は既に特願昭54−
39648、特願昭54−98966、特願昭57−111114、特
願昭57−133230をはじめとして多くの研究開発、
製品化が行われている。これらは主として犯罪捜
査等を目的とする比較的大規模な指紋システムに
用いられている。一方、近年の情報化社会の進展
とともに、個人同定の必要性がコンピユータ端
末、窓口業務、要所入門管理等で増大しつゝあ
る。照合装置に関してこれら用途に要求されるも
のは、個人識別番号(以後IDコードと称す)に
よつて1つ又は極く限定されたフアイルとの小
型・低価格でしかも信頼性の高い照合装置でなけ
ればならない。現在までに、いくつかの方式があ
るが大別すると2方式になる。一つは、光学的又
は電子的に指紋紋様の一部又は全部を画像相関を
とる方式であり、他の一つは指紋紋様の特異点
(端点、分岐点)および特徴点を照合するもので
ある。前者は、処理量が大きく高価な処理に比較
して精密な照合が容易でない、又後者は、特徴点
抽出時に原紋様画像に対する画像処理が要求され
装置が高価となる。
本発明の目的は、入門管理等の場面に適合す
る、精密かつ高信頼性で小型低価格の指紋照合装
置を提供することにある。
本発明は、IDコードを入力する鍵盤と、指紋
紋様画像を採取するための指紋入力装置と、これ
を2次元量子化画像に変換・蓄積するA/D変換
装置及び画像メモリと、照合用登録指紋の特徴点
リストを格納しておくフアイルと、鍵盤から入力
されたIDコードによつてフアイルから特徴点リ
ストを選択保持し、特徴点リストに登録されてい
る各特徴点の配置、紋様方向及びリレーシヨン
を、画像メモリ内に蓄積された画像データ上で同
定及び照合する機能を有し、特徴点及びリレーシ
ヨンが一定数以上同定及び照合できたとき、特徴
点リストで登録されていた指紋と画像データに蓄
積された指紋とが同一であることを判定する照合
プロセツサとから構成される。
以上本発明について実施例を示す図面を参照し
て説明する。
第1図は本発明の構成を示すブロツク図であ
り、鍵盤15、指紋入力装置11、A/D変換装
置12、画像メモリ13、照合プロセツサ10、
フアイル14より構成され、それぞれ各部は図の
ような各種データを授受するための信号線で結線
される。
指紋入力装置11については、ガラス板上に置
かれた指に対して、裏面からガラスの光学的境界
条件を利用して、光源とITV等の撮像装置によ
り指紋紋様の光電変換画像を入力する装置、例え
ば特願昭52−137052、153921があり利用される。
またITV等の光電変換信号を量子化するA/D
変換装置12及び画像メモリ3についても、一般
的なものであり当業者には容易になし得るもので
詳細を省略する。このようにして得られた2値又
は多値の2次元量子化画像が画像メモリに格納さ
れた場合、鍵盤15を押鍵すること等により得ら
れたIDコードが照合プロセツサで受取られ、こ
のIDコードによつてフアイル14から読み出さ
れた指紋特徴は照合プロセツサ10内の作業メモ
リ103に保持される。指紋特徴は第2図a,b
に示されるような、特徴点Mの位置(X、Y)紋
様方向D、近傍特徴点とのリレーシヨンR1,R2
R2,R4を単位として、一指紋内に複数存在する
特徴点Mに対してリスト状に表現したもので、同
図aは指紋の特徴構造の概念図を、同図bはaに
対応する特徴点リストのデータ構造をを示した図
である。これらの詳細な定義、抽出法については
特願昭54−39648に詳述されている。
照合プロセツサ10の機能は、前記指紋入力装
置から画像メモリ13に蓄積された指紋紋様画像
データと、フアイル14から読出され、作業メモ
リ103内に第2図bのようなデータ構造で蓄積
された特徴点データとを照合させることにある。
即ち、第3図に示した如く、画像メモリ13に格
納された指紋画像30とフアイル14から読出さ
れた特徴点群(例えば31)及びリレーシヨン
(例えば32)とを正確に対応させることに帰着
される。もし、対応が成功すれば合致、そうでな
ければ不一致として各種目的に於ける管理上の判
定を行うことができる。
照合プロセツサ10によつて行われるべき照合
処理は以下のようになる。先づ、照合プロセツサ
10は、内部の作業メモリ103に格納されてい
る特徴点リストの第1の特徴点を取出す。特徴点
リストのデータ構造は第2図bに示した如く、各
特徴点M毎に配置(X、Y)、紋様方向Dが登録
されているので、第1の特徴点のX、Y、Dを基
にして画像データ上の局所画像を検査する。
第4図a,bを参照して、フアイルから読出さ
れた特徴点(X、Y)(図上40)の位置に対応
する画像メモリ上の局所パターン41に対し、特
徴点位置を原点として、特徴点方向Dの依存し、
予じめ定めた大きさの矩形領域をラスタ走査する
ように、特徴点方向に直交する複数の走査41
1,…412,413,414,415,41
6,…417を設定する。ここでラスタ走査41
1の始点即ち前記矩形領域の左上端点は、画像メ
モリアドレスを画像メモリ左下端(x=0、y=
0)とする2次元アドレス(X、Y)と表わし、
矩形領域が正方形で一辺をlとするとき を演算して求める。ただし、intは()内の結果
を整数化する関数であり、(X、Y)は、(x、
y)と同じ座標系かつ方向Dは、x正軸からの反
時計回り角度である。第1の走査411始点か
ら、次の走査始点への移動(Δx、Δy)は予じめ
定められた移動平行距離により Δx=int(kcosD)、Δy=int(ksinD) で定められる。さらに次の走査始点は、上式の
()内を2倍、3倍…とすればよい。一方、各走
査の始点から直線走査に対応するアドレス発生
は、グラフイツクスやデイジタル数値加工などで
よく用いられるデイジタル直線発生のアルゴリズ
ムが適用できるので詳細は省略する。尚、第4図
aで示した如く一般には、指紋入力装置に指を押
捺する位置をガイドなどを設けて可能な限り固定
しても、特徴点リストから定められる特徴点位置
40に対応すべき画像データ上の特徴点は43の
ように移動して存在している。上記の演算アルゴ
リズムによつて生成されるアドレス群を、ラスタ
走査に従う順序に画像メモリ13に供給すること
により、照合プロセツサは、ラスタ走査に従つて
得られる画像データを読出すと、例えば図aの4
12,413,…,416が図bの422,42
3,…426のようになる。各画像データの点線
で対応づけられるパターンエツヂの対応付けによ
り、特徴点(例えば端点)43が発見される。ま
たパターンエツヂの対応付け角度を平均すること
により特徴方向が決定される。このようにして発
見される特徴点43と40は、その位置変位及び
方向差によつて候補対応点として保持される。
特徴点43が複数個発見される場合は、これも
特徴点40の候補として保持し、最近の候補対応
点について以降の対応処理を行い、もし一定数以
上の特徴点が同定できない場合は次の近い候補対
応点で対応処理を行う。候補対応点が得られる
と、照合プロセツサは、特徴点リスト40のリレ
ーシヨンR1,R2,R3,R4に格納されている近傍
特徴点と紋様線数m1,r1,m2,r2,m3,r3,m4
r4の順に各mで指定された特徴点配置、方向を、
特徴点リストから読出して、上記候補対応点43
と特徴点40の位置偏差、方向を補正して、各近
傍特徴点の候補特徴点を検査する。検査処理は特
徴点40の場合と同様なので省略する。各近傍特
徴点の候補特徴点が得られると照合プロセツサ1
0は、直ちに特徴点40の候補特徴点と、各近傍
特徴点の候補特徴点の位置に対する画像データ上
のアドレスからリレーシヨンr1,r2,r3,r4の照
合を行う。例えば第5図aにおいて、2つの候補
特徴点51,52であるとき、第5図bによつて
示された如く、2つの近傍特徴点51,52に対
して、その連結直線上の指紋紋様線53は図bの
如く「Y1=3」と計数し、特徴点リストからの
紋様線数r1と照合する。同様にして、r2,r3,r4
の順に照合ができたとき、特徴点40とその候補
特徴点43が同定されたことになる。実際には、
近傍特徴点が4点存在しない場合や、紋様線数が
完全一致しないこともあり、適宜紋様線照合条件
がゆるめられるのが実用的である。特徴点リスト
上の第1の特徴点が同定されると、照合プロセツ
サ10は同定特徴点数及び照合された紋様線数を
計数し、特徴点リスト上の第2の特徴点につい
て、上述の処理を繰返す。この場合、第2の特徴
点については特徴点リスト順に従うのでなはく、
第1の特徴点で同定された近傍特徴点m1,m2
m3,m4のうち紋様線数の照合された最初の近傍
特徴点を第2の特徴点とするのが経済的である。
なぜなら、すでに第2特徴点の候補特徴点検査は
終了しており、直ちに第2特徴点の近傍特徴点に
関する候補特徴点及び紋様線数の同定及び照合に
処理を移行できるからである。
以上のようにして、特徴点の配置及び近傍特徴
点間リレーシヨンを、順次検査することによつ
て、照合プロセツサ10は、順次同定できた特徴
点数を照合された紋様線数の計数を繰返し、この
計数値を予じめ定められた一定数値以上になつた
とき画像メモリ13に蓄積された指紋と、作業メ
モリ103に蓄積された特徴点リストとは同一指
紋であると判定する。
照合プロセツサ10は、上記処理を専用的に構
成することも可能であるが、既述した如く本照合
処理については、基本的な処理順序を制御する機
構及び数値演算と判定、画像メモリ、フアイルに
対するアドレス生成と入力機構、及び画像メモリ
上での局所直線走査のみで実現されるため、第1
図に示した如く、中央処理装置101、プログラ
ムメモリ102、外部インターフエイス104で
構成される汎用マイクロプロセツサを用いること
ができる。
以上のようにして、画像上の指紋パターンに対
し、直線走査により読出される画像データのみを
用いて、簡便なマイクロコンピユータ処理によつ
て、特徴点の配置のみでなく近傍特徴点間のリレ
ーシヨンを検査する極めて高性能な指紋照合装置
が得られる。
尚、本発明では説明上簡単のため画像データは
2値としたが、多値画像データとしても処理の本
質は何ら変わることはなく、多値画像における紋
様線の存在、或はエツジの認識はすでに発表され
ている一般的な方法が採用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明になる装置のブロツク図、第2
図a,bは特徴点情報を定義する図、第3図は照
合状態を示す図、第4図は特徴点配置の検査を説
明する図、第5図はリレーシヨンの検査を説明す
る図である。 図において、指紋入力装置……11、A/D変
換装置……12、画像メモリ……13、照合プロ
セツサ……10、鍵盤……15、フアイル……1
4、をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 指紋の同一性を照合する装置において、ID
    コードを押鍵するための鍵盤と、指先端の指紋を
    直接採取光電変換する指紋入力装置と、前記光電
    変換信号を2次元量子化画像データに変換する
    A/D変換装置と、前記画像データを蓄積する画
    像メモリと、照合用登録指紋の特徴点リストを多
    数格納するフアイルと、前記鍵盤から入力された
    IDコード、により前記フアイルから該当する特
    徴点リストを読出し保持し、前記画像メモリに蓄
    積された画像データとから、 特徴点リストの各特徴点の配置及び紋様方向
    によつて定められる画像データ上の局所画像デ
    ータをラスタ走査することによつて、走査デー
    タに出現する紋様構造変化部から、前記各特徴
    点を同定し、 前記特徴点リストの各特徴点毎に登録されて
    いる近傍特徴点間リレーシヨンで示される紋様
    線数データを、前記同定された特徴点の配置に
    よつて定められる前記画像データ上の2点間を
    直線走査することによつて得られる紋様線数に
    よつて照合する機能を有し、前記同定された特
    徴点及び照合されたリレーシヨンの一定数以上
    であることによつて同一指紋と判定する照合プ
    ロセツサとからなる指紋照合装置。
JP58137989A 1983-07-28 1983-07-28 指紋照合装置 Granted JPS6029875A (ja)

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JP58137989A JPS6029875A (ja) 1983-07-28 1983-07-28 指紋照合装置

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JPS6029875A JPS6029875A (ja) 1985-02-15
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