JP2551631B2 - 個人照合装置 - Google Patents

個人照合装置

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JP2551631B2 JP63168487A JP16848788A JP2551631B2 JP 2551631 B2 JP2551631 B2 JP 2551631B2 JP 63168487 A JP63168487 A JP 63168487A JP 16848788 A JP16848788 A JP 16848788A JP 2551631 B2 JP2551631 B2 JP 2551631B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 (第7図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の一実施例 (第1〜6図) 発明の効果 〔概要〕 個人照合装置に関し、 分岐点と汗腺を正確に識別して指紋登録および照合の
精度を向上させることのできる個人照合装置を提供する
ことを目的とし、 特定個人の指紋を画像入力し、該指紋画像を細線化し
た後、隆線について汗腺を除去しながら分岐点を含む特
徴点を抽出し、該特徴点に基づいて前記個人の指紋の登
録、照合を行う個人照合装置において、前記汗腺を除去
する汗腺除去手段を設け、該汗腺除去手段は、前記細線
化像について任意の二つの分岐点の間に垂直二等分線を
引き、該垂直二等分線が所定の画素数以内に二本の細線
と交われば汗腺とみなし、これら二つの分岐点を特徴点
から外すように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、個人照合装置に係り、詳しくは、指紋を用
いて個人を識別する個人照合装置に関する。
近年、電算機が社会全般に普及するに伴い、安全性
(セキュリティ)を如何に確保するかという点において
世間の関心が集まっている。電算機室への入室や端末利
用の際の本人確認の手段として、これまで用いられてき
たIDカードや暗証番号には安全確保の面から多くの疑問
が提起されている。これに対して指紋は、「万人不同」
・「終生不変」という二大特徴を持つため、本人確認の
最も有力な手段と考えられ、指紋を用いた簡便な個人照
合システムに関し多くの研究開発が行われている。
〔従来の技術〕
指紋を用いた個人照合装置の開発では、本人の指紋像
を実時間で鮮明に入力することのできる『実時間指紋セ
ンサ』と、登録済の特徴情報と入力した指紋像とを、実
用上十分な信頼度を保ちつつ、高速に照合する『アルゴ
リズム』の両者が鍵となる。
『実時間指紋センサ』では、歪みの無い鮮明な指紋像
を、前の使用者の残留指紋に影響されずに入力すること
が必要であり、このため、レーザを光源とし、ホログラ
ムと平板状全反射導光板とを組み合わせた新しい構成の
『ホログラフィック指紋センサ』を本発明者は開発して
いる。
一方、『アルゴリズム』の開発では、入力時の力の加
わり方の違いや、ガラスに指をつけたまま移動させるこ
とによって生じる指紋像の歪みに柔軟に対応することが
必要であり、このため、いわゆる『部分パターンマッチ
ング法』のもつ冗長性と、『特徴抽出法』のもつ構造解
析性とを兼ね備えた『ムービング・ウィンド・アリゴリ
ズム』を本発明者は新たに開発している。
上記開発による具体的な従来技術として、本発明者は
フレームメモリ、およびマッチング回路を付加した16ビ
ットパソコンと、独自開発の『ホログラフィック指紋セ
ンサ』からなる簡便な個人照合装置を試作し、本人確認
約0.7秒,他人排除約1.5秒という高速照合を確認してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の個人照合装置にあっ
ては、特徴抽出の済んだ細線化像についてある分岐点の
近傍に他の分岐点があった場合、そのままこれを汗腺と
して除去する構成となっていたため、これでは真の分岐
点が二つある場合も除去されてしまい、指紋登録、照合
の精度が低下するという問題点があった。
例えば、第7図は指紋画像の特徴点近傍を点線枠1と
して切り出したものであるが、この図において、実線で
示す2は指紋の隆線(いわゆる凸分で山に相当する)、
Bは降線2の交点で分岐点を表している。いま、分岐点
3の近傍に他の分岐点4がある場合、これらの分岐点
3、4はノイズの1つである汗腺として単純に除去され
てしまう。ところが、実際には分岐点3、4は隆線の真
の分岐点であるから、これを正確に識別することが望ま
れる。一方、真の汗腺の場合には、これを分岐点と明確
に識別する必要がある。
そこで本発明は、分岐点と汗腺を正確に識別して指紋
登録、照合の精度を向上させることのできる個人照合装
置を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による個人照合装置は上記目的達成のため、特
定個人の指紋を画像入力し、該指紋画像を細線化した
後、隆線について汗腺を除去しながら分岐点を含む特徴
点を抽出し、該特徴点に基づいて前記個人の指紋の登
録、照合を行う個人照合装置において、前記汗腺を除去
する汗腺除去手段を設け、該汗腺除去手段は、前記細線
化像について任意の二つの分岐点の間に垂直二等分線を
引き、該垂直二等分線が所定の画素数以内に二本の細線
と交われば汗腺とみなし、これら二つの分岐点を特徴点
から外すように構成されている。
〔作用〕
本発明では、細線化像について任意の二つの分岐点の
間に垂直二等分線が引かれ、該垂直二等分線が所定の画
素数以内に二本の細線と交われば汗腺とみなし、これら
の二つの分岐点が特徴点から外される。この場合、汗腺
は必ず閉曲線を構成し、しかもその大きさは略一律であ
るから、汗腺の検出が確実に可能となる。
したがって、分岐点と汗腺とを正確に識別できる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1〜6図は本発明に係る個人照合装置の一実施例を
示す図である。
まず、構成を説明する。第1図は個人照合装置の機能
を示すブロック図であり、この図において、個人照合装
置は例えば16ビットのパーソナルコンピュータを用いて
構成され、大きく分けて画像入力系11、画像記憶回路1
2、二値化細線化回路13、特徴抽出回路14、特徴点記憶
装置15、分岐点検索回路16、垂直二等分線算出回路17お
よび汗腺判断回路18により表わされる機能を有してい
る。
画像入力系11は、例えばレーザを光源とし、ホログラ
ムと平板状導光板とを組み合わせたタイプの指紋センサ
からなり、指紋を撮像素子で受けて画像入力に変換す
る。画像記憶回路12は画像入力系11からの画像入力をA/
D変換する等して画像を記憶するもので、その記憶デー
タは必要に応じて外部に取り出されるとともに、特徴点
記憶装置15に送られ、また二値化細線化回路13との間で
データの授受が行われる。
二値化細線化回路13は画像データを二値化し、隆線と
谷線に細線化する。特徴抽出回路14は細線化された画像
から特徴点を抽出し、特徴点記憶装置15は該特徴点を記
憶する。分岐点検索回路16は細線化画像から分岐点を検
索し、垂直二等分線算出回路17は任意の二つの分岐点の
間に垂直二等分線を引き、さらに汗腺判断回路18は該垂
直二等分線がある画素数以内に二本の細線と交われば汗
腺とみなし、これら二つの分岐点を特徴点から外す処理
を行い、その結果を特徴点記憶装置15に出力する。
なお、以上の画像処理のデータは特徴点記憶装置15あ
るいは画像記憶回路12から外部のCRTディスプレー等に
送られてモニタされる。また、画像処理に際しては、例
えばテンキーやマウス等によりウインドの作成や特徴
点、分岐点の検索等に必要な処理が行われる。
そして、個人の指紋の登録およびこの登録データを画
像入力データと比較して指紋の照合が行われる。上記垂
直二等分線17および汗腺判断回路18は汗腺除去手段19に
相当する。
次に、作用を説明する。
第2図は個人照合処理のうち、時に指紋登録のプログ
ラムを示すフローチャートであり、図中P1〜P10はプロ
グラムのステップを示す。
まず、P1で登録しようとする特定個人の指紋画像を入
力する。本実施例では画像の大きさとして256×256画素
のものが用いられる。次いで、P2で入力画像を二値化す
る。これは、例えば入力時の指押圧の不均衡などによる
画像の濃淡分布に対処するため、画像を16×16画素毎の
小領域に分割し、各小領域毎に濃淡画像の平均濃度を求
め、それを閾値として2値化する。これは、局所二値化
と称される。この二値化処理により画像は“1"と“0"の
2つのディジタル値に分解されることになるが、画像出
力としてはCRT上で実際の映像として写し出される。
次いで、P3で細線化処理を行い、指紋のパターンを明
るく見える隆線(凸状でで山の部分)と、谷線(凹状の
谷の部分)とに区分していく。P4では特徴抽出を行う。
これは、例えば第3図に示すような9画素からなる特徴
抽出マスク21を設け、中央の注目点22(中心画素に相
当)に関し、近傍の残りの8画素に白23(○所の部分)
が1つだけかあるいは連続して2つの存在する場合は
「端点」とする。また、近傍の8画素に独立して3つ以
上の白23が存在する場合は、この中心画素を「分岐点」
とする。このような特徴抽出処理は全部の分岐点につい
て行うが、P5では全分岐点について抽出されたか否かを
判別して、NOのときはP6に進み、YESのときはP7でその
結果を出力してルーチンを終了する。
P6では近傍の分岐点であるか否かを判別し、近傍でな
いときはP5に戻り、近傍であるときはP8で垂直二等分線
処理を行うとともに、P9でこの垂直二等分線と交わる交
点があるか否かを判別する。交点があるときはP10で該
当する分岐点を汗腺とみなして除去し、交点がないとき
はP5に戻る。そして、P5で全分岐点について上記処理が
終了するとP7に進んで結果を出力する。
ステップP8〜P10は汗腺除去手段19の機能を実現する
部分であり、第4図を参照して具体的に説明する。ま
ず、第4図(a)に示すような細線31と、分岐点32a、3
2bがある画像、すなわち特徴抽出の終了した細線化像に
ついて、1つの分岐点32aの近傍にある他の分岐点32bを
矢印33で示すように渦巻走査により検出する。次いで、
第4図(b)に示すように二つの分岐点32a、32bの間に
垂直二等分線33を引き、それがある所定の画素数以内に
二本の細線と交われば、汗腺とみなす。これは、汗腺の
場合、必ずその細線がループ状(閉曲線)になってお
り、しかも閉曲線の大きさが汗の出る穴として略所定の
範囲内に納まっているから、一律に検出しても誤りはな
いからである。
上記所定の画素数以内が汗腺の閉曲線の大きさの判断
として用いられる。第4図(b)の場合であれば、所定
の画素数は距離NAに対応しており、NAの範囲内で垂直二
等分線33が細線31と両方向で交わるから汗腺とみなし、
第4図(c)に示すように、これらの分岐点32a、32bを
特徴点から外す。
第5図は汗腺除去処理の場合の一例である。第5図で
は、まず、1つの分岐点+を検出し、これらの分岐点+
の近傍を破線で示すように順次渦巻走査し、他の分岐点
+を検出する。次いで、二つの分岐点+の間の中心Cを
算出し、中心Cを通る垂直二等分線○を引く。垂直二等
分線○の画素数を中心Cから二つの方向にそれぞれ数え
ていき、互いにある画素数NA以内に細線上の点に当った
場合(交点Xがこれに相当)、ここに汗腺があるものと
みなす。次いで、二つの分岐点+を特徴点から外し、そ
の後は再び画面走査に戻り、他の分岐点について上記一
連の作業を繰り返す。
第6図は従来例と同様の画像について本発明を適用し
た場合の効果を説明する図でる。この図において、隆線
2における分岐点3、4を検出し、分岐点3、4の間に
垂直二等分線41を引き、交点の数を数える。ここでは交
点は点42しかなく、垂直二等分線41上に閉曲線が形成さ
れない。したがって、汗腺ではないとみなされ、分岐点
3、4は除去されない。したがって、分岐点と汗腺とを
正確に識別することができ、指紋登録の精度を向上させ
ることができる。
なお、本実施例のプログラムは指紋登録の際の処理で
あるが、指紋を照合して個人を判断する場合も当然に分
岐点と汗腺と正確に識別して指紋照合の精度を向上させ
ることができるのは勿論である。
〔効果〕 本発明によれば、指紋の細線について分岐点と汗腺と
を正確に識別することができ、指紋登録や照合の精度を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜6図は本発明に係る個人照合装置の一実施例を示
す図であり、 第1図はその機能ブロック図、 第2図はその指紋登録処理のプログラムを示すフローチ
ャート、 第3図はその特徴抽出マスクを示す図、 第4図はその汗腺除去を説明する図、 第5図はその汗腺除去の処理を示す図、 第6図はその分岐点についての処理を説明する図、 第7図は従来の個人照合装置における分岐点処理を説明
する図である。 2……隆線、 3、4、32a、32b……分岐点、 11……画像入力系、 12……画像記憶回路、 13……二値化細線化回路、 14……特徴抽出回路、 15……特徴点記憶装置、 16……分岐点検索回路、 17……垂直二等分線算出回路、 18……汗腺判断回路、 19……汗腺除去手段、 33、41……垂直二等分線。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】特定個人の指紋を画像入力し、 該指紋画像を細線化した後、隆線について汗腺を除去し
    ながら分岐点を含む特徴点を抽出し、 該特徴点に基づいて前記個人の指紋の登録、照合を行う
    個人照合装置において、 前記汗腺を除去する汗腺除去手段を設け、 該汗腺除去手段は、前記細線化像について任意の二つの
    分岐点の間に垂直二等分線を引き、 該垂直二等分線が所定の画素数以内に二本の細線と交わ
    れば汗腺とみなし、これら二つの分岐点を特徴点から外
    すように構成されていることを特徴とする個人照合装
    置。
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