JP2000268162A - 指紋画像入力システム - Google Patents

指紋画像入力システム

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JP2000268162A
JP2000268162A JP11073246A JP7324699A JP2000268162A JP 2000268162 A JP2000268162 A JP 2000268162A JP 11073246 A JP11073246 A JP 11073246A JP 7324699 A JP7324699 A JP 7324699A JP 2000268162 A JP2000268162 A JP 2000268162A
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JP11073246A
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Hideji Murai
秀次 村井
Hideki Yoshino
英樹 吉野
Yoshitaka Unno
義貴 海野
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Hitachi Engineering Co Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指紋画像入力装置により取得中の画像情報を
モニタ装置へ転送するとき、不要な情報を削除して経済
的に転送速度の改善を行う。 【解決手段】 プリズム1によって採取される指紋映像
をカメラなどの画像入力部3で撮像し、回転合成部5で
指の回転指紋を合成し、画像機億部6に記憶するととも
に、画像情報制御部9によってこの情報を外部インタフ
ェース部8経由でホスト計算機12へ送り、その表示部
14へ表示する。このホスト計算機への情報転送時に、
任意矩形枠指定手段11で画面上の必要部分のみの画素
を取り出すように設定し、更に下位ビット切り捨て手段
10で各画素8ビット中の下位4ビットを切り捨て、転
送情報量を削減する。これにより、指紋採取中の合成画
像を短い周期で更新しながら表示できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、指紋を電気的に量
子化されたデジタル量で採取する指紋画像入力システム
に係わり、特に、回転指紋の合成過程を表示装置で確認
しながら採取するようにした指紋画像入力システムに関
する。
【0002】
【従来の技術】プリズム上に置かれた指を回転させ、そ
の撮像情報を合成しながら回転指紋を採取する指紋画像
入力装置が、特開平2−171881号に開示されてい
る。このような装置では、採取者が採取動作を確認する
ために、採取中の画像情報を表示手段へ表示するように
しており、上記の公知例では、合成中の画像情報を指紋
画像入力装置の外部インタフェースを介して別に設けた
出力部に表示する構成となっていた。また指紋画像入力
装置の動作制御や採取した画像の保存、その画像につけ
る被採取者の名前や採取日時の入力等を行うために、画
像記憶装置を備えたパソコン等のホスト計算機が用いら
れることが多いが、この場合には指紋画像入力装置で採
取し合成中の画像データをそのホスト計算機へ転送し、
ビデオキャプチャとスーパーインポーズ手法などのハー
ドウェア表示機構を用意してホスト計算機の表示手段に
表示するか、あるいは同様な表示機能をソフトウェアで
実現してホスト計算機の表示手段に表示していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】指紋画像入力装置の動
作制御、採取画像保存等を行うホスト計算機を備えた指
紋画像入力システムでは、合成中の画像をホスト計算機
とは別の表示手段に表示すると、採取者は2つの表示手
段を目視することになり、使い勝手がよくない。また、
合成中画像のデータをホスト計算機へ送り、ビデオキャ
プチャ等のハードウェアを介してホスト計算機の表示手
段に表示する方法では、ビデオキャプチャ等のハードウ
ェアを余分に必要とし、システムが高価になる問題があ
る。さらに、ビデオキャプチャ等の機能をソフトウェア
で実現したときは、とくに、指紋画像の合成過程を滑ら
かに表示しようとするほど、単位時間内に多くの画像情
報を転送して更新表示する必要があり、情報の転送量が
膨大となる。このため、表示処理能力の高いホスト計算
機が必要となる欠点がある。
【0004】本発明の目的は、情報の転送効率を改善す
ることによって、ホスト計算機に合成中の画像を経済的
にかつ十分な更新頻度で表示できるようにした指紋画像
入力システムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、プリズムの1
つの面上で指を回転させ、その面上の指紋をホスト計算
機からの指示により撮像手段で逐次撮像して合成し、合
成画像を逐次記憶手段へ記憶するとともに、指紋採取中
にその時点まで合成された合成中画像をホスト計算機へ
転送しその表示部に表示するように構成した指紋画像入
力システムにおいて、撮像手段により得られた画面の
内、指紋画像の表示に必要な部分だけの画素情報をとり
出してホスト計算機へ転送するための任意枠設定手段を
設けたことを特徴とする指紋画像入力システムを開示す
る。
【0006】更に本発明は、プリズムの1つの面上で指
を回転させ、その面上の指紋をホスト計算機からの指示
により撮像手段で逐次撮像して合成し、合成画像を逐次
記憶手段へ記憶するとともに、指紋採取中にその時点ま
で合成された合成中画像をホスト計算機へ転送しその表
示部に表示するように構成した指紋画像入力システムに
おいて、撮像手段により得られた画面を構成するところ
の複数ビット構成の画素情報の各々から、予め定めたビ
ット数だけ最下位ビットから切り捨ててホスト計算機へ
転送するための下位ビット切り捨て手段を設けたことを
特徴とする指紋画像入力システムを開示する。
【0007】更に本発明は、プリズムの1つの面上で指
を回転させ、その面上の指紋をホスト計算機からの指示
により撮像手段で逐次撮像して合成し、合成画像を逐次
記憶手段へ記憶するとともに、指紋採取中にその時点ま
で合成された合成中画像をホスト計算機へ転送しその表
示部に表示するように構成した指紋画像入力システムに
おいて、撮像手段により得られた画面の内、指紋画像の
表示に必要な部分だけの画素情報をとり出すための任意
枠設定手段と、この手段によりとり出されたところの複
数ビット構成の画素情報の各々から、予め定めたビット
数だけ最下位ビットから切り捨ててホスト計算機へ転送
するための下位ビット切り捨て手段と、を設けたことを
特徴とする指紋画像入力システムを開示する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は、本発明になる指紋画像入力
システムの構成例を示すブロック図で、指紋画像入力装
置16では、指紋を採取するプリズム1には三角プリズ
ムを用い、鮮明な像を得るために光源2には面光源を使
用している。プリズム1により映し出された指紋の像
は、画像入力部3によって電気信号に変換される。画像
入力部3にはビデオカメラを使用し、光を電気信号に変
換するのにCCD(固体撮像素子)を用いている。ビデ
オカメラは、1秒あたり30フレームを電気信号に変換
する能力を有し、これを更新表示すれば動画像を得る事
ができる。画像入力部3によって電気信号に変換された
画像情報は画像入力制御部4によって量子化され、デジ
タル信号へと変換される。デジタル信号に変換された画
像情報を回転合成部5は、指の回転に追従しながら像を
合成し、回転指紋を生成し、画像記憶部6に格納する。
画像入力制御部4、回転合成部5、画像記憶部6は画像
入力部3の動作速度に充分追従できるように構成してあ
る。画像記憶部6に格納された情報は、画像情報制御部
9によって随時取り出すことが可能で、外部インタフェ
ース部8を介す事でホスト計算機12へ情報を伝達する
ことが可能な構成になっている。
【0009】ホスト計算機12には、表示部14および
入力部13があり、指紋画像入力装置16が合成する指
紋を表示したり、使用者が入力部13に指示することで
その動作を制御することができる構成となっている。表
示部14にはCRTモニタを使用し、ホスト計算機12
上で動作する指紋画像入力装置16の制御プログラムに
よって、指紋の採取状況や採取後情報の登録・表示を行
う事ができる。そして、回転指紋の採取開始や採取終了
後の画像情報の転送などを外部インタフェース部8を介
し、中央処理部7に伝達することで指紋画像入力装置1
6を制御可能としている。中央処理部7では、ホスト計
算機12の指令を解釈し、画像入力制御部4、回転合成
部5、画像記憶部6、画像情報制御部9、外部インタフ
ェース部8を制御することで以下の動作を実現する。 (1)回転指紋の採取。 (2)回転合成終了をホスト計算機12に通知。 (3)回転指紋の採取状況を画像情報としてホスト計算
機12に逐次転送。 (4)回転合成後の画像情報を一度転送。
【0010】ホスト計算機12の制御部にはキーボー
ド、マウス、その他押しボタンスイッチを用いる。ま
た、採取した指紋(画像情報)を自ら備えるハードディ
スクや光磁気ディスクに代表される記憶媒体15に記憶
・格納することができる。
【0011】プリズム1の上を回転させた指の回転指紋
が回転合成部5によって画像記憶部6に生成されて行く
過程は、図2の如くになる。指紋の採取者は、指が置か
れている位置と回転させていく方向、速度を、ホスト計
算機12の表示部14上に映し出される像によって確認
しながら、回転指紋を採取する。ホスト計算機12の表
示部14では、随時画像記憶部6に格納された情報を更
新表示するため、単位時間あたりの更新表示回数が多い
ほど指紋採取者にはより現実的で滑らかな動画像として
採取過程を確認することが可能である。
【0012】ホスト計算機12上で更新表示する回数を
決定づける要素は、画像入力部3すなわちビデオカメラ
が指紋を電気信号に変換する能力が1秒当たり30フレ
ームと十分に高速であるため、画像記憶部6から、画像
情報制御部9及び外部インタフェース部8を介して転送
されてくる転送能力と、ホスト計算機12の表示部14
への表示能力に依存する。そこで、画像情報を圧縮アル
ゴリズムを用いて圧縮し、ホスト計算機12でこれを展
開すれば転送能力を向上することが考えられるが、この
方法であると、指紋画像入力装置16側に、高速な圧縮
アルゴリズムを実行するエンコーダーが必要であり、ま
たホスト計算機12側にもこれを展開するデコーダーを
備える必要があり、装置全体としては高速かつ高度な論
理回路を追加しなくてはならず、ビデオキャプチャの設
置と同様にコスト面で不利である。
【0013】そこで本発明では、指紋画像入力装置から
ホスト計算機へ転送する情報の内容を検討し、必要な情
報のみを転送することによって所要の品質と更新回数を
もつ画像を、ホスト計算機側の表示部に表示できるよう
にしている。その第1の方法は、合成中画像の表示階調
数を減らして転送する方法であり、第2の方法は、ビデ
オカメラの撮像したデータの内、必要な部分のみを転送
する方法である。以下、これらをくわしく説明する。
【0014】まず、指紋画像の各画素には8ビットを割
り当てて256階調の濃淡を表現できるものとする。1
画素当たり8ビット構成とした理由は、画像入力部3に
使用するビデオカメラは通常256階調以上の濃淡を分
解可能であるためと、精度の高い画像を得るのに充分な
階調数だからである。しかし、ホスト計算機12の表示
部に使用されるCRTは、必ずしも256階調の表現能
力が無いことと、この表示部に表示される回転指紋合成
中の画像は、濃淡情報は重要ではなく、正確な位置と高
速な表示画面の更新が要求されることから、下位ビット
切り捨て手段10によって8ビットで濃淡表現していた
画素情報の下位4ビットを切り捨て、16階調表現とす
る。これによってまず、転送情報量を半分に軽減するこ
とができ、かつ合成中画像の表示には充分な階調が得ら
れる。また、下位ビットの切り捨て情報量を4ビットと
したのは、外部インタフェース部8およびホスト計算機
12との情報転送単位が通常8ビットであるので、構成
する論理回路が簡易となるためである。1ビット単位の
転送(シリアル転送)であるならば、情報量を1ビット
から7ビットまで自在に変更する論理回路も容易に構成
可能である。
【0015】次に、画像入力部3が取得した映像信号は
m×n画素の情報からなっているとすると、各画素の座
標は図3のように表すことができる。各画素は8ビット
情報としてその座標対応に画像記憶部6に格納されてい
る。また、通常のテレビ用ビデオカメラ等では、画像入
力部3が撮像したプリズム1を含む画像は、図4に示す
ように、プリズム1自体の像とその縦横比が一致してい
るわけではなく、無効な領域を含んでいる。そこで、画
像情報制御部9内に、任意矩形枠指定手段11を設け、
画像記憶部6内に格納されている情報から更に、指定さ
れた任意矩形枠内の情報のみを転送することで、ホスト
計算機12とのデータ転送量を縮減することが可能であ
る。実際には、ホスト計算機12より、あらかじめ最適
な矩形枠座標を指紋画像入力装置16に通知しておき、
中央処理部7が、任意矩形枠指定手段11にその値を指
定しておく。回転合成中の画像及びその採取結果を転送
するときは、指定された矩形枠の中に位置する画素の情
報だけを転送し、無効領域分の情報転送量を縮減する。
【0016】なお、図4では、像として映し出されたプ
リズムを全て取り込めるようにするため、画像入力部3
に使用したビデオカメラの取り付け機械精度を吸収でき
るように余裕のある矩形枠(点線枠)を定義している。
この任意矩形枠は、充分に大きなプリズムを用いた場合
は、プリズム内に位置するように定義しても差し支えな
い。また、図1のように三角プリズムを使用した場合
は、撮像されたプリズム1は台形となり、任意矩形枠よ
りも任意台形枠を指定可能とした方が無効領域を転送す
る情報量は少なくなる。また、回転合成時の画像の変化
部分のみを転送する方法として任意形状枠を指定すれば
より効率的であるが、台形枠や画像変化部分のみをとり
出す任意矩形枠の指定は、より複雑な論理回路を必要と
する。
【0017】以上で、図1の、特に本発明の特徴とする
下位ビット切り捨て手段10及び任意矩形枠指定手段1
1についてくわしく説明したが、次に図1のシステムの
全体の動作を説明する。まず、ホスト計算機12から指
紋画像入力装置16内の中央処理部7に回転指紋の採取
指令が与えられると、中央処理部7は、画像入力制御部
4、回転合成部5及び画像記憶部6を制御し、回転指紋
の合成を開始する。それと同時に中央処理部7は、画像
情報制御部9に、画像記憶部6に格納されている画像情
報の任意矩形枠内の情報のみを切り出して転送するよう
に任意矩形枠指定手段11に矩形枠の座標を指示する。
任意矩形枠指定手段11は指定された矩形枠分の画素情
報を画像記憶部6から切り出し、さらにその画素情報の
各々の下位4ビットを下位4ビット切り捨て手段10に
より切り捨て、残りをホスト計算機12へ転送する。こ
うして効率よく転送されてきた合成中画像をホスト計算
機の表示部で表示しながら指紋採取を行う。この際の合
成中の画像表示は、転送情報量が削減されたことで更新
回数を大きくとれるので、指紋採取の操作が従来より一
層やり易くなる。さらにこれら情報転送量削減のための
手段である任意矩形枠指定手段11、下位4ビット切り
捨て手段10は簡単なソフト処理で容易に実現可能であ
り、本発明のためのコスト増加はわずかで、要求される
表示処理能力も特に増大することはない。
【0018】
【発明の効果】本発明によると、高速動作する高価な画
像情報転送手段を用いなくても、回転指紋の採取状況を
より高速に表示可能な指紋画像入力システムを実現でき
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる指紋画像入力システムの構成例を
示すブロック図である。
【図2】回転させた指紋の採取状況を示した図である。
【図3】画像記憶部6内の画素配置の説明図である。
【図4】任意矩形枠設定方法の説明図である。
【符号の説明】
1 プリズム 2 光源 3 画像入力部 4 画像入力制御部 5 回転合成部 6 画像記憶部 7 中央処理部 8 外部インタフェース部 9 画像情報制御部 11 任意矩形枠指定手段 12 ホスト計算機 13 入力部 14 表示部 15 記憶媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海野 義貴 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 4C038 FF01 FF06 FG01 5B043 BA02 CA09 DA05 FA02 5B047 AA25 AB02 BB04 CA14 CB16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリズムの1つの面上で指を回転させ、
    その面上の指紋をホスト計算機からの指示により撮像手
    段で逐次撮像して合成し、合成画像を逐次記憶手段へ記
    憶するとともに、指紋採取中にその時点まで合成された
    合成中画像をホスト計算機へ転送しその表示部に表示す
    るように構成した指紋画像入力システムにおいて、 撮像手段により得られた画面の内、指紋画像の表示に必
    要な部分だけの画素情報をとり出してホスト計算機へ転
    送するための任意枠設定手段を設けたことを特徴とする
    指紋画像入力システム。
  2. 【請求項2】 プリズムの1つの面上で指を回転させ、
    その面上の指紋をホスト計算機からの指示により撮像手
    段で逐次撮像して合成し、合成画像を逐次記憶手段へ記
    憶するとともに、指紋採取中にその時点まで合成された
    合成中画像をホスト計算機へ転送しその表示部に表示す
    るように構成した指紋画像入力システムにおいて、 撮像手段により得られた画面を構成するところの複数ビ
    ット構成の画素情報の各々から、予め定めたビット数だ
    け最下位ビットから切り捨ててホスト計算機へ転送する
    ための下位ビット切り捨て手段を設けたことを特徴とす
    る指紋画像入力システム。
  3. 【請求項3】 プリズムの1つの面上で指を回転させ、
    その面上の指紋をホスト計算機からの指示により撮像手
    段で逐次撮像して合成し、合成画像を逐次記憶手段へ記
    憶するとともに、指紋採取中にその時点まで合成された
    合成中画像をホスト計算機へ転送しその表示部に表示す
    るように構成した指紋画像入力システムにおいて、 撮像手段により得られた画面の内、指紋画像の表示に必
    要な部分だけの画素情報をとり出すための任意枠設定手
    段と、 この手段によりとり出されたところの複数ビット構成の
    画素情報の各々から、予め定めたビット数だけ最下位ビ
    ットから切り捨ててホスト計算機へ転送するための下位
    ビット切り捨て手段と、 を設けたことを特徴とする指紋画像入力システム。
  4. 【請求項4】 請求項1又は3に記載の指紋画像入力シ
    ステムにおいて、前記任意枠設定手段の設定する枠を矩
    形形状としたことを特徴とする指紋画像入力システム。
  5. 【請求項5】 請求項2又は3に記載の指紋画像入力シ
    ステムにおいて、撮像手段により得られる画面を構成す
    る画素が8ビットの情報であるとき、前記下位ビット切
    り捨て手段はその下位4ビットを切り捨てることを特徴
    とする指紋画像入力システム。
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