JP3793977B2 - 画像照合装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像照合装置に関し、例えば指紋照合装置に適用することができる。本発明は、複数の領域について検出された一致度の分布を、各領域の相対位置関係により補正して集計し、その結果得られる一致度の分布集計に基づいて、画像の一致、不一致を判定することにより、簡易かつ確実に一致、不一致を判定することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像照合装置でなる指紋照合装置においては、撮像手段を介して得られた指紋の画像より、指紋の分岐、点、切れ等の特徴的な部分（以下、特徴点と呼ぶ）を抽出することにより、この特徴点を基準にして指紋を照合するようになされている。
【０００３】
すなわち従来の指紋照合装置においては、例えば各指紋の特徴点とその座標値を基準にして、予め照合に供する指紋をデータベース化する。これに対して検査対象でなる指紋の画像を画像処理し、特徴点を抽出する。さらに抽出した特徴点によりデータベースをアクセスし、これにより対応する特徴点の有無により指紋照合するようになされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の指紋照合においては、処理に時間を要する問題がある。短時間で、確実に指紋照合することができれば、この種の指紋照合装置の使い勝手を向上でき、便利であると考えられる。
【０００５】
この問題を解決する１つの方法として、検査対象の指紋画像より線状の画像を切り出し、この切り出した線状画像を判定対象の画像上で順次変位させて比較結果を得る方法が考えられる。ところがこの方法の場合、このようにして検出された比較結果の処理に時間を要し、実用上未だ不十分な問題がある。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、指紋等の画像について、簡易かつ確実に一致、不一致を判定することができる画像照合装置を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、第１の画像より切り出した複数の領域を第２の画像上で順次変位させて、各領域及び第２の画像の一致の程度を示す一致度を、第２の画像の座標値を基準にして順次検出することにより、一致度の分布を各領域毎に検出する。続いて、複数の領域間の相対位置により、一致度の分布の座標値を補正して、一致度の分布集計を得、この分布集計のピーク値より画像の一致又は不一致を判定する。
【０００８】
第１の画像より切り出した各領域を第２の画像上で順次変位させ、各領域及び第２の画像の一致の程度を示す一致度を順次検出すれば、第１及び第２の画像が本来一致すべき画像の場合、対応する位置で高い一致度が検出される。また対応する位置以外でも、さらには第１及び第２の画像が異なる場合でも、一致度の高い部分が検出される。
【０００９】
このようにして検出される一致度から第２の画像の各画素の座標値を基準にして作成される一致度の分布について、複数の領域間の相対位置により座標値を補正して、一致度の分布集計を得るようにすれば、第１及び第２の画像が本来一致すべき画像の場合、複数の領域間の相対位置関係を満足する座標値において、それぞれ各領域において値の大きな一致度が順次加算され、値の大きなピーク値が検出されることになる。これに対して、第１及び第２の画像が異なる場合、複数の領域間の相対位置関係を満足する座標値においても、又、何ら相対位置関係を満足しない座標値においても、値の大きなピーク値を検出することが困難になる。
【００１０】
これによりこのピーク値を基準にして一致、不一致を判定して、確実に判定結果を得ることができる。また一致度の分布集計においては、メモリに記録した一致度の分布を累積加算する簡易な処理により作成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１２】
（１）実施例の構成
（１─１）全体構成
図２は、本発明の実施の形態に係る指紋照合装置の全体構成を示すブロック図である。この指紋照合装置１においては、キー入力部２を介して入力されるユーザーの操作に応動してシステム制御回路３により全体の動作を制御することにより、所定のユーザーについて、事前に、指紋データ入力部４を介して指紋データＤ１を取り込み、この取り込んだ指紋データＤ１を登録して指紋データベース５を構築する。
【００１３】
これに対してユーザーが指紋照合の要求を入力すると、指紋データ入力部４を介して検査対象の指紋データＤ２を取り込み、この取り込んだ指紋データＤ２を検査指紋メモリ６に一時保持する。さらにキー入力部２を介して入力されるユーザーの操作に応動して、検査指紋メモリ６に一時保持した指紋データＤ２と、指紋データベース５に登録された対応する指紋データＤ１とを照合率検出部７に入力する。さらにこれら指紋データＤ１及びＤ２間の一致の程度を検出し、システム制御回路３において、この一致の程度に応じて指紋の一致不一致を判断する。
【００１４】
これにより指紋照合装置１は、ユーザーの入力したユーザーＩＤにより特定される指紋データＤ１と、指紋データ入力部４を介して入力される指紋データＤ２とが一致するか否か判断し、指紋照合を要求したユーザーが該当する人物か否かの判断結果を出力する。
【００１５】
図３は、指紋データ入力部を示すブロック図である。この指紋データ入力部４においては、所定の光学系を介して、所定の指載置位置に保持されたユーザーの指より指紋を撮像し、この撮像結果より指紋データＤ１及びＤ２を生成する。
【００１６】
ここでこの光学系は、指紋を採取する指を底面に載置可能に保持された二等辺三角形プリズム１１と、この二等辺三角形プリズム１１の斜面より底面を照明する光源１２と、底面で反射された光源１２の照明光を残る斜面より撮像するＣＣＤカメラ１３とにより構成される。なお光源１２は、発光ダイオードアレイ等により構成される。
【００１７】
これによりこの光学系は、二等辺三角形プリズム１１の底面に皮膚が接触していない部分については、光源１２から射出された照明光を底面により全反射してＣＣＤカメラ１３に導き、これとは逆に、二等辺三角形プリズム１１の底面に皮膚が接触している部分については、底面において照明光を乱反射してＣＣＤカメラ１３へ照明光が入射しないようにする。その結果この光学系は、指紋の模様に対応した明暗の画像をＣＣＤカメラ１３よりビデオ信号ＳＶの形式で出力するようになされている。
【００１８】
アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）ＡＤは、このビデオ信号ＳＶをアナログディジタル変換処理してディジタルビデオ信号を出力する。比較回路１４は、基準データ設定回路１５より出力される基準データＲＥＦを基準にして、このアナログディジタル変換回路ＡＤより出力されるディジタルビデオ信号を２値化して２値化信号Ｓ１を出力する。ここで基準データ設定回路１５は、システム制御回路３による制御により、光学系の光量ムラを補正すると共に、指紋画像の明暗部の比が所定値になるように、基準データＲＥＦを生成する。ラッチ回路１８は、比較回路１４の出力信号を所定のラッチパルスにより順次ラッチし、ラッチ結果でなる１ビットの画像データＤＶ１を出力する。
【００１９】
シリアルパラレル変換回路（Ｓ／Ｐ）２１は、このラッチ回路１８より出力される画像データＤＶ１を８ビット単位で取り込んで間欠的に出力することにより、１ビット×８画素の画像データＤＶ１を１バイトの指紋データＤ１又はＤ２に変換してデータバスＢＵＳに出力する。これにより指紋データ入力部４は、図４に示すように、水平方向２５６サンプリング、垂直方向１２８サンプリングでなる２値の指紋画像を出力する。
【００２０】
図５は、指紋データベース５及び検査指紋メモリ６を、システム制御回路３、照合率検出部７の一部と共に示すブロック図である。ここで検査指紋メモリ６は、指紋データベース５への指紋データＤ１の登録時、また指紋照合時、上述した指紋データ入力部４より出力される指紋データＤ１、Ｄ２を保持する。
【００２１】
さらに検査指紋メモリ６は、システム制御回路３により制御されて実行されるメモリ制御回路３０によるアドレス制御により、指紋登録時、保持した指紋データＤ１を８ピクセルを単位にして水平方向、垂直方向に所定順序で出力する。また検査指紋メモリ６は、指紋照合時、保持した指紋データＤ２を、後述する照合率検出部７の動作に応動して順次選択的に出力する。
【００２２】
指紋データベース５は、事前に登録したユーザーデータ、指紋データＤ１等により構成される。すなわち図６に示すように、この指紋データベース５は、登録したユーザーデータ毎に、ユーザーＩＤが記録され、さらに各ユーザーＩＤ毎にそれぞれ９本の水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８及び垂直方向登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８が、各登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８の位置情報（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ８，Ｙ０）、（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ０，Ｙ８）と共に記録されるようになされている。
【００２３】
ここで水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８は、図７に示すように、検査指紋メモリ６に一時保持した指紋データＤ１による画像を、水平方向に延長するように、順次、６４ピクセル切り出して指紋データベース５に登録される。これにより指紋データベース５は、照合対象の画像の１つより、垂直方向に１画素、水平方向に６４画素の領域を計９個切り出して保持することになる。これに対して垂直方向登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８は、図８に示すように、検査指紋メモリ６に一時保持した指紋データＤ１による画像を、垂直方向に延長するように、順次、６４ピクセル切り出して指紋データベース５に登録する。これにより指紋データベース５は、照合対象の画像の１つより、水平方向に１画素、垂直方向に６４画素の領域を計９個切り出して保持することになる。
【００２４】
これに対して位置情報（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ８，Ｙ０）、（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ０，Ｙ８）は、このようにして切り出される線状画像の基準位置を、指紋データＤ１による画像上において特定する座標値により構成される。この実施例において、水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８及び垂直方向登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８は、検査指紋メモリ６より順次所定間隔で切り出されるようになされている。
【００２５】
さらに指紋データベース５は、指紋照合時、この保持した水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８及び垂直方向登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８、位置情報（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ８，Ｙ０）、（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ０，Ｙ８）を、システム制御回路３の制御によりバスＢＵＳに出力する。
【００２６】
照合率検出部７（図５）は、各線状画像の画像データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８を順次入力し、この入力した線状画像を照合対象でなる指紋データＤ２による画像上で順次変位させる。さらに照合率検出部７は、各変位位置で、重なり合う線状画像と指紋データＤ２による画像間で順次比較結果を得ることにより、前記各線状画像と前記第２の画像との間で一致の程度を示す一致度を順次検出する。照合率検出部７は、これにより一致度の分布を検出する。
【００２７】
さらに照合率検出部７は、一致度の分布を補正し、この補正結果より指紋データＤ１及びＤ２による指紋画像間で照合率を算出し、この照合率より一致不一致を判定する。なおここで照合率検出部７は、順次検出される一致度より所定のしきい値以上の一致度を検出し、このしきい値以上の一致度を、各変位位置を示す座標値と共に一致度、座標メモリ３２に格納することにより、また続いて後述する丸め処理を実行することにより、この一致度分布の補正処理を実行する。
【００２８】
すなわち一致度検出部４０は、システム制御回路３の制御により、指紋データベース５に格納された画像データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８を選択的にラッチ回路４１にセットする。続いて一致度検出部４０は、メモリ制御回路３０のアドレス制御により、一致度検出部４０にセットした指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８による画像が、指紋データＤ２による画像上でラスタ走査の順序で順次変位するように、連続する指紋データＤ２が検査指紋メモリ６より順次供給される。
【００２９】
一致度検出部４０において、パラレルシリアル変換回路（Ｐ／Ｓ）４２は、順次入力される指紋データＤ２をシリアルデータに変換して、一定周期でシフトレジスタ４３に出力する。シフトレジスタ４３は、このシリアルデータを６４ビット分保持し、パラレルシリアル変換回路４２より出力されるシリアルデータに同期して順次ビットシフトさせると共に、ビットシフトさせたデータを６４ビットパラレルにより出力する。
【００３０】
ラッチ回路４１は、ラッチした８バイトの指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８を６４ビットパラレルにより出力する。比較回路４４は、６４系統のイクスクルーシブオア回路により構成され、シフトレジスタ４３の出力データとラッチ回路４１の出力データとの間で、各ビットの比較結果をそれぞれ出力する。
【００３１】
これにより一致度検出部４０は、例えば水平方向に連続する画素による指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８がセットされた場合、図９に示すように、指紋データＤ２により形成される画像上を、この指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８により形成される線状の画像をラスタ走査させ、重なり合う指紋データＤ２及びＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８間で、各ビットの一致不一致を判定する。
【００３２】
また一致度検出部４０は、例えば垂直方向に連続する画素による指紋データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８がセットされた場合、図１０に示すように、指紋データＤ２により形成される画像上を、この指紋データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８により形成される線状の画像をラスタ走査させ、重なり合う指紋データＤ２及びＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８間で、各ビットの一致不一致を判定する。
【００３３】
カウンタ４５は、このようにして比較回路４４より得られる６４系統の比較結果をカウントし、カウント値を出力する。これによりカウンタ４５においては、指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８により形成される線状の画像と、この線状の画像と重なり合う指紋データＤ２より形成される画像との間の一致の程度（すなわち一致度でなる）を検出するようになされ、この重なり合った画像が完全に一致した場合、値６４の一致度を出力するようになされている。かくするにつき照合率検出部７においては、このようにして一致度検出回路４０により順次検出される一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８が、システム制御回路３により所定のしきい値以上か否か判定されて、このしきい値以上の一致度が検出されるようになされている。
【００３４】
一致度、座標メモリ３２は、図１１に示すように、各線状画像の指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８に対応して、システム制御回路３により検出されたしきい値以上の一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８（６２／６４、６３／６４、５７／６４、……）を、その座標値（（Ｘ０１、Ｙ０１）、（Ｖ０２、Ｙ０２）、（Ｘ０３、Ｙ０３）、……）と共に格納する。さらに一致度、座標メモリ３２は、システム制御回路３の制御により、この格納した一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８と座標値とを順次出力する。
【００３５】
図１２は、照合率検出部７の残りの部分を示すブロック図である。この照合率検出部７において、テンポラリ用メモリ５０は、メモリ制御回路３０を介して実行されるシステム制御回路３の制御により、指紋照合時、内容を値０にクリヤした後、順次バスＢＵＳに出力される一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８のデータを格納し、また格納した一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８のデータをバスＢＵＳに出力する。
【００３６】
このときテンポラリ用メモリ５０は、一致度、座標メモリ３２に格納された一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８の周囲の所定範囲の一致度が、この所定値以上の一致度に設定されて入力される。
【００３７】
これによりこの実施の形態においては、各線状画像について検出された一致度の分布に対して、事前に一種の丸め処理を実行し、この丸め処理において、所定値以上の一致度については、周囲所定範囲をこの一致度に設定すると共に、他の範囲については値０の一致度に設定し、その分処理に要する時間を短縮できるようになされている。
【００３８】
足し合わせ部５１は、システム制御回路３の制御により動作を開始し、足し合わせ用メモリ５２に保持された一致度ＤＭＡと、テンポラリ用メモリ５０に格納された対応する一致度とを加算し、その結果得られる累積の一致度ＤＭＡを足し合わせ用メモリ５２に格納する。
【００３９】
足し合わせ用メモリ５２は、メモリ制御回路３０を介して実行されるシステム制御回路３の制御により、指紋照合時、内容を更新した後、順次バスＢＵＳに出力される一致度ＤＭＡを格納し、また格納した一致度ＤＭＡをバスＢＵＳに出力する。
【００４０】
これによりこの実施の形態においては、各線状画像について検出された一致度の分布を事前に丸め処理した後、各線状画像の相対位置関係で補正して足し合わせ用メモリ５２にて集計するようになされ、その集計結果により一致不一致の判定を実行するようになされている。
【００４１】
かくするにつき、テンポラリ用メモリ５０、足し合わせ用メモリ５２は、指紋画像の画素値２５６×１２８に対応する広がりと、各メモリに要求される高さにより構成されるようになされている。因みに、この実施の形態において、一致度は、最大値が値６４でなることにより、足し合せ用メモリ５２は、２５６×１２８×１０ビットのメモリ空間が確保されることになる。
【００４２】
最大値検出部５３は、システム制御回路３の制御により動作を開始し、全ての線状画像について、足し合わせ用メモリ５２に一致度分布の集計が得られると、バスＢＵＳを介して、この一致度を順次入力し、その最大値を検出する。さらに検出した最大値をシステム制御回路３に出力する。
【００４３】
システム制御回路３は、マイクロコンピュータにより構成され、この指紋照合装置１全体の動作を制御して、指紋データベース５に指紋データＤ１を登録し、またこの指紋データベース５を基準にして指紋照合の処理を実行する。
【００４４】
図１３は、このシステム制御回路３の処理手順を大まかに示すフローチャートである。システム制御回路３は、電源が投入されると、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、所定のメモリに保持された基準データを基準データ設定回路１５にセットする。これによりシステム制御回路３は、光学系の光量ムラを補正するように、比較回路１４の基準データＲＥＦをセットし、簡易な構成の光学系によっても、正しい照合結果を得ることができるようにする。
【００４５】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ３に移り、指紋登録要求が入力されたか否か判断する。ここでこの実施の形態においては、キー入力部２を介して所定のコマンド、暗証番号等を入力することにより指紋登録要求を入力できるようになされ、この指紋登録要求により各ユーザーの指紋データＤ１を指紋データベース５に登録する。システム制御回路３は、この指紋登録要求が入力されると、ステップＳＰ３において肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ４に移って指紋登録処理を実行してステップＳＰ３に戻る。
【００４６】
この指紋登録処理において、システム制御回路３は、シリアルパラレル変換回路２１の出力データＤ１を監視し、プリズム１１上に指が載置されるのを検出する。さらにシステム制御回路３は、指が載置されると、シリアルパラレル変換回路２１の出力データＤ１を検査指紋メモリ６に取り込む。さらにこの検査指紋メモリ６に取り込んだ指紋データＤ１より、図７及び図８について上述した線状画像を切り出して指紋データベース５に登録する。
【００４７】
これに対して指紋登録要求が入力されていない場合、システム制御回路３は、ステップＳＰ３よりステップＳＰ５に移り、キー入力部２の操作により指紋照合要求が入力されたか否か判断する。ここで否定結果が得られると、システム制御回路３は、ステップＳＰ３に戻る。これに対して指紋照合要求が検出されると、システム制御回路３は、ステップＳＰ５よりステップＳＰ６に移り、指紋照合処理を実行してステップＳＰ３に戻る。
【００４８】
図１４は、この指紋照合処理の処理手順を示すフローチャートである。システム制御回路３は、ユーザーがキー入力部２を操作して指紋照合の要求を入力すると、ステップＳＰ５からステップＳＰ６に移り、バスＢＵＳに出力される指紋データＤ２の論理レベルを監視し、ユーザーがプリズム１１上に指を載置すると、指紋データＤ２を検査指紋メモリ６に格納する。
【００４９】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ７に移り、変数ｍを値０にセットする。ここで変数ｍは、１のユーザーＩＤについて、指紋データベース５に登録された９×２個の登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｖ８を特定する変数である。
【００５０】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ８に移り、キー入力部２を介して入力されるユーザーＩＤを基準にして、対応するユーザーＩＤについて登録された水平方向のｍ番目の登録データＤ１Ｈ０をロードし、この登録データＤ１Ｈ０を一致度検出部４０にセットする。
【００５１】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ９に移り、検査指紋メモリ６に格納した指紋データＤ２を、順次、一致度検出部４０に出力し、これにより図９について上述したように、登録データＤ２Ｈ０による水平方向の線状画像を指紋データＤ２による画像上でラスタ走査させながら、各位置における一致度ＤＭＨ０を検出する。さらにシステム制御回路３は、この検出した一致度ＤＭＨ０を順次所定のしきい値と比較し、このしきい値以上の一致度を、対応する指紋データＤ２の座標値と共に一致度、座標メモリ３２に格納する。これによりシステム制御回路３は、一致度の分布を補正して一致度、座標メモリ３２に記録する。
【００５２】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ１０に移り、変数ｍをインクリメントした後、ステップＳＰ１１に移る。ここでシステム制御回路３は、変数ｍが値９を越えたか否か判断することにより、９本の線状画像について、それぞれ一致度分布を検出したか否か判断し、この場合否定結果が得られることにより、ステップＳＰ８に戻る。これによりシステム制御回路３は、ステップＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ１０−ＳＰ１１−ＳＰ８の処理手順を繰り返し、水平方向に切り出した９本の線状画像についてそれぞれ一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＨ８の分布を検出する。
【００５３】
このようにして９本の線状画像についてそれぞれ一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＨ８の分布を検出すると、システム制御回路３は、ステップＳＰ１１において、肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ１２に移る。ここでシステム制御回路３は、垂直方向の登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８について、一致度ＤＭＶ０〜ＤＭＶ８の分布を検出したか否か判断し、この場合否定結果が得られることにより、ステップＳＰ１３に移る。ここでシステム制御回路３は、処理対象を垂直方向の登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８に切り換えた後、変数ｍを値０にリセットしてステップＳＰ８に戻る。
【００５４】
これによりシステム制御回路３は、同様に、ステップＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ１０−ＳＰ１１−ＳＰ８の処理手順を繰り返し、垂直方向に切り出した９本の線状画像についてそれぞれ一致度ＤＭＶ０〜ＤＭＶ８の分布を検出し、その検出結果を補正して一致度、座標メモリ３２に格納する。
【００５５】
このようにして垂直方向の線状画像について、一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８の分布を検出すると、システム制御回路３は、ステップＳＰ１２において肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ１４に移る。ここでシステム制御回路３は、照合率検出処理を実行し、９×２本の線状画像について検出した一致度分布より照合率を検出する。
【００５６】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ１５に移り、ここで照合率Ｎが一定値以上か否か判断する。ここで照合率Ｎが一定値以下の場合、システム制御回路３は、ステップＳＰ１６に移り、不一致の判定結果を出力するのに対し、照合率Ｎが一定値以上の場合、ステップＳＰ１７に移り、一致の判定結果を出力する。その後、システム制御回路３は、ステップＳＰ１８に移って、この処理手順を終了する。
【００５７】
図１は、このシステム制御回路３による照合率検出処理を示すフローチャートである。システム制御回路３は、ステップＳＰ２０からステップＳＰ２１に移り、足し合わせ用メモリ５２をクリアした後、ステップＳＰ２２に移る。ここでシステム制御回路３は、変数ｎを値０にセットした後、ステップＳＰ２４に移る。ここで変数ｎは、一致度、座標メモリ３２に格納した各一致度分布を特定する変数である。
【００５８】
続いてシステム制御回路３は、テンポラリ用メモリ５０の内容をクリアした後、ステップＳＰ２４に移り、変数ｎにより指定される一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８を丸め処理してテンポラリ用メモリ５０に格納する。ここでシステム制御回路３は、変数ｎにより特定される一致度分布（この場合、水平後方登録データＤ１Ｈ０について検出されたしきい値以上の一致度と、その座標値でなる）について、この分布度を形成する一致度のデータＤＭＨ０を順次一致度、座標メモリ３２より読み出し、その周囲所定範囲ＡＲの一致度ＤＭＨ０をこの読み出した一致度ＤＭＨ０で更新する。このとき図１６に示すように、システム制御回路３は、所定のしきい値を越える一致度ＤＭＨ０が近接して、この近接した一致度ＤＭＨ０の各領域ＡＲ１及びＡＲ２が重なり合う場合、この重なり合う部分については、値の大きな一致度ＤＭＨ０を割り当てる。
【００５９】
このとき図１７に示すように、システム制御回路３は、９本の水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８による線状画像のうちの、中央の線状画像を基準にして、この中央の線状画像より遠ざかるに従って、この一致度ＤＭＨ０を更新する領域ＡＲが拡大するように、一致度ＤＭＨ０を更新する。
【００６０】
このようにして第１の一致度分布について、一致度ＤＭＨ０を丸め処理してテンポラリ用メモリ５０に格納すると、システム制御回路３は、ステップＳＰ２５に移り、足し合わせ部５１に動作の開始を指示する。これによりシステム制御回路３は、テンポラリ用メモリ５０の一致度ＤＭＨ０を、足し合わせ用メモリ５２に記録した対応する内容に加算し、加算結果により足し合わせ用メモリ５２を順次更新する。この場合システム制御回路３は、ステップＳＰ２１において足し合わせ用メモリ５２をクリアしていることにより、テンポラリ用メモリ５０の一致度ＤＭＨ０を足し合わせ用メモリ５２に格納することになる。
【００６１】
このときシステム制御回路３は、９本の水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８による線状画像のうちの、中央の線状画像を基準にして、図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この中央の線状画像から登録データＤ１Ｈ０による線状画像の距離を補正して（すなわち図６においては、（Ｘ４−Ｘ０，Ｙ４−Ｙ０）の分だけ座標値をシフトさせて）、テンポラリ用メモリ５０の一致度ＤＭＨ０を足し合わせ用メモリ５２に格納する。なおこの図１８においては、ステップＳＰ２４において、所定値以上の一致度に設定された領域ＡＲを矩形により示す。
【００６２】
このようにして足し合わせ用メモリ５２の内容を更新すると、システム制御回路３は、ステップＳＰ２６に移り、ここで変数ｎをインクリメントした後、ステップＳＰ２７に移る。ここでシステム制御回路３は、変数ｎが値９を越えたか否か判断することにより、水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８についてそれぞれ検出した９個の一致度分布について、処理を完了したか否か判断する。ここで否定結果が得られると、システム制御回路３は、ステップＳＰ２３に戻り、続く一致度ＤＭＨ１の分布について、処理を繰り返す。
【００６３】
これによりシステム制御回路３は、ステップＳＰ２３−ＳＰ２４−ＳＰ２５−ＳＰ２６−ＳＰ２７−ＳＰ２３の処理手順を繰り返し、水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８についてそれぞれ検出した９個の一致度分布について、丸め処理した後、この丸め処理した一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＨ８を、中央の線状画像からの距離で補正してテンポラリ用メモリ５０の一致度ＤＭＨ０に足し合わせる（図１８（Ｃ）及び（Ｄ））。
【００６４】
これによりシステム制御回路３は、水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８による線状画像と、指紋データＤ２による指紋画像とが本来一致すべきものの場合、指紋データＤ２による指紋画像と各線状画像とが正しく重なり合う位置にて検出される一致度が累積されるように、一致度の分布を集計する。
【００６５】
すなわちこのように明暗の繰り返しでなる線状画像を指紋データＤ２による画像上で走査させて一致度を検出する場合、線状画像と、指紋データＤ２による指紋画像とが本来一致すべきものでない場合でも、各線状画像においては、複数の箇所で高い一致度が検出される。また線状画像と、指紋データＤ２による指紋画像とが本来一致すべきものの場合でも、指紋データＤ２による指紋画像と各線状画像とが正しく重なり合う位置以外で、高い一致度が検出される。
【００６６】
ところがこのような一致度については、線状画像の相対位置関係により座標値を補正して一致度の分布を集計した場合、高いピーク値を検出することが困難になる。これに対して指紋データＤ２による指紋画像と線状画像とが本来一致すべきものの場合で、かつ指紋データＤ２による指紋画像と各線状画像とが正しく重なり合う位置にて検出される一致度においては、線状画像の相対位置関係により座標値を補正して一致度の分布を集計した場合、高いピーク値（図１８においては符号ＤＭＡにより示す）が検出されるようになる。この原理に基づいて、この実施の形態では、このピーク値を検出して照合率を計算する。
【００６７】
すなわちシステム制御回路３は、このように水平方向の９本の線状画像について、一致度の分布を集計すると、ステップＳＰ２８に移り、ここで垂直方向について、一致度分布の集計を完了したか否か判断し、この場合否定結果が得られることにより、ステップＳＰ２９に移る。ここでシステム制御回路３は、垂直方向の線状画像について検出された一致度に処理対象を切り換えた後、変数ｎを値０にセットしてステップＳＰ２４に戻る。
【００６８】
これによりシステム制御回路３は、垂直方向の線状画像について検出された一致度ＤＭＶ０〜ＤＭＶ８の分布について、同様に、丸め処理した後、足し合わせ用メモリ５２の内容を更新して一致度分布を集計する。
【００６９】
さらにシステム制御回路３は、このように垂直方向についても一致度分布を集計すると、ステップＳＰ２８よりステップＳＰ３０に移り、最大値検出部５３に動作の開始を指示し、これにより足し合わせ用メモリ５２の内容を順次読み出し、集計した一致度の最大値ＤＭＡを検出した後、ステップＳＰ３１に移ってこの処理手順を終了する。これによりシステム制御回路３は、この集計結果のピーク値でなる最大値ＤＭＡを照合率に設定して、一致、不一致を判定することになる。
【００７０】
以上の構成において、指紋照合装置１は、電源が立ち上げられると（図２、図３、図１３）、システム制御回路３の制御により、所定の基準データが基準データ設定回路１５にセットされ、これにより光学系の光量ムラを補正するように比較回路１４の基準データＲＥＦが設定される。
【００７１】
続いてユーザーがキー入力部２（図２）を操作すると、指紋照合装置１は、対応する指紋登録処理、指紋照合処理を実行する。
【００７２】
この指紋登録処理において、指紋照合装置１は、光源１２より射出された照明光が二等辺三角形プリズム１１の底面で反射されてＣＣＤカメラ１３により撮像され、この撮像結果が比較回路１４により２値化のディジタルビデオ信号に変換される。またこの比較回路１４より出力された２値化信号Ｓ１が、ラッチ回路１８によりラッチされて１ビットの画像データＤＶ１に変換された後、シリアルパラレル変換回路２１により８ピクセルを単位にした８ビットの画像データＤ１に変換される。
【００７３】
指紋照合装置１は、このシリアルパラレル変換回路２１より出力される画像データＤ１の変化により、指紋登録の処理を開始し、これにより簡易な操作で指紋登録できるようになされている。
【００７４】
指紋照合装置１は、指紋登録の処理を開始すると、シリアルパラレル変換回路２１より出力される画像データＤ１が検査指紋メモリ６（図５）に格納される。さらにこの指紋データＤ１より、垂直方向及び水平方向に延長する各９本の線状画像が切り出され（図７及び図８）、この線状画像の画像データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｖ８が、各線状画像の座標値、ユーザーＩＤと共に指紋データベース５に格納され（図６）、これにより指紋登録の処理が完了する。
【００７５】
これに対してユーザーがユーザーＩＤを入力して指紋照合を指示すると、指紋照合装置１は、指紋登録時と同様にして、バスＢＵＳに出力される画像データの論理レベルに基づいて指紋照合の処理を開始し、ユーザーの入力した指紋画像を検査指紋メモリ６に格納する（図２、図３、図５、図１４）。
【００７６】
さらに指紋照合装置１は、このユーザーＩＤにより指紋データベース５がアクセスされ、始めに水平方向登録データＤ１Ｈ０が一致度検出部４０に格納される。指紋照合装置１は、この水平方向登録データＤ１Ｈ０による線状画像が指紋データＤ２による指紋画像上をラスタ走査するように、検査指紋メモリ６に格納された指紋データＤ２が一致度検出部４０に供給される（図９）。
【００７７】
この２系統の指紋データＤ１Ｈ０及びＤ２は、順次比較回路４４において、各画素の一致、不一致が検出され、一致結果がカウンタ４５によりカウントされる。これにより指紋照合装置１は、各ラスタ走査位置で、線状画像及び指紋データＤ２による指紋画像の一致の程度を示す一致度ＤＭＨ０を順次検出する。さらに順次検出される一致度より所定のしきい値を越える一致度が検出され、この一致度と対応する座標値が順次一致度、座標メモリ３２に格納され、これにより一致度ＤＭＨ０の分布が補正されて検出される。
【００７８】
このようにして第１の水平方向登録データＤ１Ｈ０について、一致度ＤＭＨ０の分布を検出すると、指紋照合装置１は、同様にして、第２〜第９の水平方向登録データＤ１Ｈ１〜Ｄ１Ｈ８について、一致度ＤＭＨ１〜ＤＭＨ８の分布を検出した後、さらに垂直方向登録データＤ１Ｖ１〜Ｄ１Ｖ８について、一致度ＤＭＶ１〜ＤＭＶ８の分布を検出する（図１０、図１１）。
【００７９】
続いて指紋照合装置１は、この検出した一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８の分布より、第１の水平方向登録データＤ１Ｈ０について、丸め処理により、しきい値以下の一致度は値０に、所定値以上の一致度は、周辺の領域がこの所定値以上の一致度に更新され、この丸め処理の結果がテンポラリ用メモリ５０に格納される（図１２）。
【００８０】
その後、足し合わせ用メモリ５２の内容がクリアされた後、足し合わせ部５１において、テンポラリ用メモリ５０に格納された丸め処理結果の座標値が補正されて、足し合わせ用メモリ５２の内容に加算される。
【００８１】
この丸め処理、足し合わせ用メモリ５２への加算処理が、各一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８の分布について実行され、これにより線状画像の相対位置関係により一致度分布の座標値を補正して一致度の分布が集計される（図１８）。
【００８２】
このとき基準の線状画像からの距離に応じて、一致度を更新する範囲ＡＲが拡大される（図１７）。また隣接して高い一致度が検出された場合、重なり合う部分については、高い一致度が割り当てられる（図１６）。
【００８３】
さらにこの集計結果より、ピーク値が照合率として検出され、この照合率が一定値以上の場合に、一致の判定結果が出力される。これにより指紋照合装置１では、簡易かつ確実に指紋照合できるようになされている。
【００８４】
すなわちこの照合の判定において、一定値以上の一致度が検出される座標値を各線状画像について検出し、各線状画像の相対位置関係を満足する座標値の組み合わせを検出することにより、一致不一致を判定することも可能である。しかしながら、例えば、各線状画像について、所定値以上の一致度が５個づつ検出されたとすると、９×２本の線状画像にあっては、５の（９×２）乗個の組み合わせが可能となり、これら全ての組み合わせについて、線状画像の相対位置関係を満足するか否か判定する必要がある。
【００８５】
ところがこの実施の形態によれば、各線状画像について、丸め処理した一致度をテンポラリ用メモリ５０に格納した後、足し合わせ用メモリ５２を用いて累積加算するだけの簡易な処理により照合率を検出することができ、その分簡易に指紋照合することができる。
【００８６】
またこの処理においては、各線状画像の一致度が累積されて照合率が検出されることにより、各線状画像の指紋画像に対する一致の程度が照合率に反映され、これによって確実に指紋照合結果を得ることができる。
【００８７】
さらに丸め処理において、所定値以上の一致度は、周辺の所定範囲ＡＲがこの所定値以上の一致度に更新されることにより、指の押圧力により指紋が変化した場合、さらには子供の指が大きくなったような場合でも、確実に指紋照合結果を得ることができる。さらにこのとき基準の線状画像からの距離に応じてこの範囲ＡＲが拡大されることにより、指紋照合の精度がさらに一段と向上される。
【００８８】
以上の構成によれば、線状画像を順次検査対象の画像上でラスタ走査させて一致度の分布を検出し、各一致度の分布を丸め処理した後、各線状画像の相対位置関係を補正して集計することにより、簡易かつ確実に指紋照合結果を得ることができる。
【００８９】
またこの丸め処理において、所定値以上の一致度については、周辺の所定範囲ＡＲがこの所定値以上の一致度で更新することにより、さらには基準の線状画像からの距離に応じてこの範囲ＡＲを拡大することにより、指の押圧力により指紋が変化した場合、さらには子供にあって指が大きくなったような場合でも、確実に指紋照合結果を得ることができる。
【００９０】
なお上述の実施の形態においては、順次検出される一致度を所定の基準と比較する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各一致度の分布より一致度の高い順に所定個数の一致度を検出し、この検出した一致度についてだけ周囲の領域を更新し、また他の一致度を値０にセットしても良い。
【００９１】
また上述の実施の形態においては、所定値以上の一致度は、周辺の所定範囲ＡＲをこの所定値以上の一致度で更新する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、所定値以上の一致度は、周辺の所定範囲ＡＲと共に、値１に設定してもよい。このようにすれば、メモリを小容量化してさらに全体構成を簡略化することができる。尚この場合、照合率の判定基準に応じて、論理レベルを逆転して、所定値以上の一致度を値０にセットしても良い。
【００９２】
また上述の実施の形態においては、一致度を更新する範囲ＡＲを、基準の線状画像からの距離に応じて拡大する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上充分な場合等にあっては、この範囲ＡＲを一定値に固定してもよい。
【００９３】
さらに上述の実施の形態においては、一致度が所定値以上の場合、周辺の所定範囲ＡＲを更新する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じてこの処理を省略してもよい。また同様に、所定値以下の一致度を値０に設定する処理を省略してもよい。
【００９４】
また上述の実施の形態においては、各線状画像について、一致度の分布を検出した後、一致度の分布を集計する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、一致度分布の検出処理、一致度分布の集計処理を、各線状画像について逐次実行してもよく、また同時並列的に実行してもよい。
【００９５】
さらに上述の実施の形態においては、一致度の分布検出は、比較回路による比較処理により、一致度の分布集計は、システム制御回路３及び足し合せ部５１の演算処理により実行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて一致度の分布検出、一致度の分布集計をハード構成により、又は演算処理により実行してもよい。
【００９６】
また上述の実施の形態においては、指紋データベースに線状画像を登録し、検査対象の指紋画像上で走査させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、検査対象の指紋画像より線状画像を切り出し、指紋データベースに登録した指紋画像上で走査させるようにしてもよい。
【００９７】
さらに上述の実施の形態においては、幅が１画素の線状画像を走査させて一致度を検出し、この一致度を処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、２次元的な広がりを有する所定領域を切り出して一致度を検出する場合にも広く適用することができる。
【００９８】
さらに上述の実施の形態においては、本発明を指紋照合装置に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば印影の照合装置、さらにはデータベース化された画像間で、全体又は部分的に類似、比類似を判定する画像照合装置等に広く適用することができる。
【００９９】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、処理対象の１の画像より切り出した複数の領域を、他の画像上で走査させて一致度の分布を検出し、この一致度の分布を各領域の相対位置関係により補正して足し合わせ、その結果得られる一致度の分布集計に基づいて、画像の一致、不一致を判定することにより、簡易かつ確実に一致、不一致を判定することができるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る指紋照合装置の動作の説明に供するフローチャートである。
【図２】図１の指紋照合装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図２の指紋照合装置の指紋データ入力部を示すブロック図である。
【図４】図３の指紋データ入力部による指紋の画像を示す略線図である。
【図５】照合率検出部の一部を周辺回路と共に示すブロック図である。
【図６】指紋データベースの内容を示す略線図である。
【図７】線状画像の切り出しの説明に供する略線図である。
【図８】図７の線状画像と異なる方向について切り出される線状画像の説明に供する略線図である。
【図９】図７の線状画像の走査の説明に供する略線図である。
【図１０】図８の線状画像の走査の説明に供する略線図である。
【図１１】一致度、座標メモリの説明に供する略線図である。
【図１２】図５の照合率検出部の残りを示すブロック図である。
【図１３】システム制御回路３の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】指紋照合処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】丸め処理の説明に供する略線図である。
【図１６】図１５の領域が重なり合う場合の処理の説明に供する略線図である。
【図１７】基準の線状画像と図１５の領域との関係を示す略線図である。
【図１８】一致度分布の集計の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１……指紋照合装置、３……システム制御回路、４……指紋データ入力部、５……指紋データベース、６……検査指紋メモリ、７……照合率検出部、４０……一致度検出部、３２……一致度、座標メモリ、テンポラリ用メモリ、５１……足し合わせ部、５２……足し合わせ用メモリ、５３……最大値検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像照合装置に関し、例えば指紋照合装置に適用することができる。本発明は、複数の領域について検出された一致度の分布を、各領域の相対位置関係により補正して集計し、その結果得られる一致度の分布集計に基づいて、画像の一致、不一致を判定することにより、簡易かつ確実に一致、不一致を判定することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像照合装置でなる指紋照合装置においては、撮像手段を介して得られた指紋の画像より、指紋の分岐、点、切れ等の特徴的な部分（以下、特徴点と呼ぶ）を抽出することにより、この特徴点を基準にして指紋を照合するようになされている。
【０００３】
すなわち従来の指紋照合装置においては、例えば各指紋の特徴点とその座標値を基準にして、予め照合に供する指紋をデータベース化する。これに対して検査対象でなる指紋の画像を画像処理し、特徴点を抽出する。さらに抽出した特徴点によりデータベースをアクセスし、これにより対応する特徴点の有無により指紋照合するようになされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の指紋照合においては、処理に時間を要する問題がある。短時間で、確実に指紋照合することができれば、この種の指紋照合装置の使い勝手を向上でき、便利であると考えられる。
【０００５】
この問題を解決する１つの方法として、検査対象の指紋画像より線状の画像を切り出し、この切り出した線状画像を判定対象の画像上で順次変位させて比較結果を得る方法が考えられる。ところがこの方法の場合、このようにして検出された比較結果の処理に時間を要し、実用上未だ不十分な問題がある。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、指紋等の画像について、簡易かつ確実に一致、不一致を判定することができる画像照合装置を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、第１の画像より切り出した複数の領域を第２の画像上で順次変位させて、各領域及び第２の画像の一致の程度を示す一致度を、第２の画像の座標値を基準にして順次検出することにより、一致度の分布を各領域毎に検出する。続いて、複数の領域間の相対位置により、一致度の分布の座標値を補正して、一致度の分布集計を得、この分布集計のピーク値より画像の一致又は不一致を判定する。
【０００８】
第１の画像より切り出した各領域を第２の画像上で順次変位させ、各領域及び第２の画像の一致の程度を示す一致度を順次検出すれば、第１及び第２の画像が本来一致すべき画像の場合、対応する位置で高い一致度が検出される。また対応する位置以外でも、さらには第１及び第２の画像が異なる場合でも、一致度の高い部分が検出される。
【０００９】
このようにして検出される一致度から第２の画像の各画素の座標値を基準にして作成される一致度の分布について、複数の領域間の相対位置により座標値を補正して、一致度の分布集計を得るようにすれば、第１及び第２の画像が本来一致すべき画像の場合、複数の領域間の相対位置関係を満足する座標値において、それぞれ各領域において値の大きな一致度が順次加算され、値の大きなピーク値が検出されることになる。これに対して、第１及び第２の画像が異なる場合、複数の領域間の相対位置関係を満足する座標値においても、又、何ら相対位置関係を満足しない座標値においても、値の大きなピーク値を検出することが困難になる。
【００１０】
これによりこのピーク値を基準にして一致、不一致を判定して、確実に判定結果を得ることができる。また一致度の分布集計においては、メモリに記録した一致度の分布を累積加算する簡易な処理により作成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１２】
（１）実施例の構成
（１─１）全体構成
図２は、本発明の実施の形態に係る指紋照合装置の全体構成を示すブロック図である。この指紋照合装置１においては、キー入力部２を介して入力されるユーザーの操作に応動してシステム制御回路３により全体の動作を制御することにより、所定のユーザーについて、事前に、指紋データ入力部４を介して指紋データＤ１を取り込み、この取り込んだ指紋データＤ１を登録して指紋データベース５を構築する。
【００１３】
これに対してユーザーが指紋照合の要求を入力すると、指紋データ入力部４を介して検査対象の指紋データＤ２を取り込み、この取り込んだ指紋データＤ２を検査指紋メモリ６に一時保持する。さらにキー入力部２を介して入力されるユーザーの操作に応動して、検査指紋メモリ６に一時保持した指紋データＤ２と、指紋データベース５に登録された対応する指紋データＤ１とを照合率検出部７に入力する。さらにこれら指紋データＤ１及びＤ２間の一致の程度を検出し、システム制御回路３において、この一致の程度に応じて指紋の一致不一致を判断する。
【００１４】
これにより指紋照合装置１は、ユーザーの入力したユーザーＩＤにより特定される指紋データＤ１と、指紋データ入力部４を介して入力される指紋データＤ２とが一致するか否か判断し、指紋照合を要求したユーザーが該当する人物か否かの判断結果を出力する。
【００１５】
図３は、指紋データ入力部を示すブロック図である。この指紋データ入力部４においては、所定の光学系を介して、所定の指載置位置に保持されたユーザーの指より指紋を撮像し、この撮像結果より指紋データＤ１及びＤ２を生成する。
【００１６】
ここでこの光学系は、指紋を採取する指を底面に載置可能に保持された二等辺三角形プリズム１１と、この二等辺三角形プリズム１１の斜面より底面を照明する光源１２と、底面で反射された光源１２の照明光を残る斜面より撮像するＣＣＤカメラ１３とにより構成される。なお光源１２は、発光ダイオードアレイ等により構成される。
【００１７】
これによりこの光学系は、二等辺三角形プリズム１１の底面に皮膚が接触していない部分については、光源１２から射出された照明光を底面により全反射してＣＣＤカメラ１３に導き、これとは逆に、二等辺三角形プリズム１１の底面に皮膚が接触している部分については、底面において照明光を乱反射してＣＣＤカメラ１３へ照明光が入射しないようにする。その結果この光学系は、指紋の模様に対応した明暗の画像をＣＣＤカメラ１３よりビデオ信号ＳＶの形式で出力するようになされている。
【００１８】
アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）ＡＤは、このビデオ信号ＳＶをアナログディジタル変換処理してディジタルビデオ信号を出力する。比較回路１４は、基準データ設定回路１５より出力される基準データＲＥＦを基準にして、このアナログディジタル変換回路ＡＤより出力されるディジタルビデオ信号を２値化して２値化信号Ｓ１を出力する。ここで基準データ設定回路１５は、システム制御回路３による制御により、光学系の光量ムラを補正すると共に、指紋画像の明暗部の比が所定値になるように、基準データＲＥＦを生成する。ラッチ回路１８は、比較回路１４の出力信号を所定のラッチパルスにより順次ラッチし、ラッチ結果でなる１ビットの画像データＤＶ１を出力する。
【００１９】
シリアルパラレル変換回路（Ｓ／Ｐ）２１は、このラッチ回路１８より出力される画像データＤＶ１を８ビット単位で取り込んで間欠的に出力することにより、１ビット×８画素の画像データＤＶ１を１バイトの指紋データＤ１又はＤ２に変換してデータバスＢＵＳに出力する。これにより指紋データ入力部４は、図４に示すように、水平方向２５６サンプリング、垂直方向１２８サンプリングでなる２値の指紋画像を出力する。
【００２０】
図５は、指紋データベース５及び検査指紋メモリ６を、システム制御回路３、照合率検出部７の一部と共に示すブロック図である。ここで検査指紋メモリ６は、指紋データベース５への指紋データＤ１の登録時、また指紋照合時、上述した指紋データ入力部４より出力される指紋データＤ１、Ｄ２を保持する。
【００２１】
さらに検査指紋メモリ６は、システム制御回路３により制御されて実行されるメモリ制御回路３０によるアドレス制御により、指紋登録時、保持した指紋データＤ１を８ピクセルを単位にして水平方向、垂直方向に所定順序で出力する。また検査指紋メモリ６は、指紋照合時、保持した指紋データＤ２を、後述する照合率検出部７の動作に応動して順次選択的に出力する。
【００２２】
指紋データベース５は、事前に登録したユーザーデータ、指紋データＤ１等により構成される。すなわち図６に示すように、この指紋データベース５は、登録したユーザーデータ毎に、ユーザーＩＤが記録され、さらに各ユーザーＩＤ毎にそれぞれ９本の水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８及び垂直方向登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８が、各登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８の位置情報（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ８，Ｙ０）、（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ０，Ｙ８）と共に記録されるようになされている。
【００２３】
ここで水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８は、図７に示すように、検査指紋メモリ６に一時保持した指紋データＤ１による画像を、水平方向に延長するように、順次、６４ピクセル切り出して指紋データベース５に登録される。これにより指紋データベース５は、照合対象の画像の１つより、垂直方向に１画素、水平方向に６４画素の領域を計９個切り出して保持することになる。これに対して垂直方向登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８は、図８に示すように、検査指紋メモリ６に一時保持した指紋データＤ１による画像を、垂直方向に延長するように、順次、６４ピクセル切り出して指紋データベース５に登録する。これにより指紋データベース５は、照合対象の画像の１つより、水平方向に１画素、垂直方向に６４画素の領域を計９個切り出して保持することになる。
【００２４】
これに対して位置情報（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ８，Ｙ０）、（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ０，Ｙ８）は、このようにして切り出される線状画像の基準位置を、指紋データＤ１による画像上において特定する座標値により構成される。この実施例において、水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８及び垂直方向登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８は、検査指紋メモリ６より順次所定間隔で切り出されるようになされている。
【００２５】
さらに指紋データベース５は、指紋照合時、この保持した水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８及び垂直方向登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８、位置情報（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ８，Ｙ０）、（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ０，Ｙ８）を、システム制御回路３の制御によりバスＢＵＳに出力する。
【００２６】
照合率検出部７（図５）は、各線状画像の画像データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８を順次入力し、この入力した線状画像を照合対象でなる指紋データＤ２による画像上で順次変位させる。さらに照合率検出部７は、各変位位置で、重なり合う線状画像と指紋データＤ２による画像間で順次比較結果を得ることにより、前記各線状画像と前記第２の画像との間で一致の程度を示す一致度を順次検出する。照合率検出部７は、これにより一致度の分布を検出する。
【００２７】
さらに照合率検出部７は、一致度の分布を補正し、この補正結果より指紋データＤ１及びＤ２による指紋画像間で照合率を算出し、この照合率より一致不一致を判定する。なおここで照合率検出部７は、順次検出される一致度より所定のしきい値以上の一致度を検出し、このしきい値以上の一致度を、各変位位置を示す座標値と共に一致度、座標メモリ３２に格納することにより、また続いて後述する丸め処理を実行することにより、この一致度分布の補正処理を実行する。
【００２８】
すなわち一致度検出部４０は、システム制御回路３の制御により、指紋データベース５に格納された画像データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８を選択的にラッチ回路４１にセットする。続いて一致度検出部４０は、メモリ制御回路３０のアドレス制御により、一致度検出部４０にセットした指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８による画像が、指紋データＤ２による画像上でラスタ走査の順序で順次変位するように、連続する指紋データＤ２が検査指紋メモリ６より順次供給される。
【００２９】
一致度検出部４０において、パラレルシリアル変換回路（Ｐ／Ｓ）４２は、順次入力される指紋データＤ２をシリアルデータに変換して、一定周期でシフトレジスタ４３に出力する。シフトレジスタ４３は、このシリアルデータを６４ビット分保持し、パラレルシリアル変換回路４２より出力されるシリアルデータに同期して順次ビットシフトさせると共に、ビットシフトさせたデータを６４ビットパラレルにより出力する。
【００３０】
ラッチ回路４１は、ラッチした８バイトの指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８を６４ビットパラレルにより出力する。比較回路４４は、６４系統のイクスクルーシブオア回路により構成され、シフトレジスタ４３の出力データとラッチ回路４１の出力データとの間で、各ビットの比較結果をそれぞれ出力する。
【００３１】
これにより一致度検出部４０は、例えば水平方向に連続する画素による指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８がセットされた場合、図９に示すように、指紋データＤ２により形成される画像上を、この指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８により形成される線状の画像をラスタ走査させ、重なり合う指紋データＤ２及びＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８間で、各ビットの一致不一致を判定する。
【００３２】
また一致度検出部４０は、例えば垂直方向に連続する画素による指紋データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８がセットされた場合、図１０に示すように、指紋データＤ２により形成される画像上を、この指紋データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８により形成される線状の画像をラスタ走査させ、重なり合う指紋データＤ２及びＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８間で、各ビットの一致不一致を判定する。
【００３３】
カウンタ４５は、このようにして比較回路４４より得られる６４系統の比較結果をカウントし、カウント値を出力する。これによりカウンタ４５においては、指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８により形成される線状の画像と、この線状の画像と重なり合う指紋データＤ２より形成される画像との間の一致の程度（すなわち一致度でなる）を検出するようになされ、この重なり合った画像が完全に一致した場合、値６４の一致度を出力するようになされている。かくするにつき照合率検出部７においては、このようにして一致度検出回路４０により順次検出される一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８が、システム制御回路３により所定のしきい値以上か否か判定されて、このしきい値以上の一致度が検出されるようになされている。
【００３４】
一致度、座標メモリ３２は、図１１に示すように、各線状画像の指紋データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８、Ｄ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８に対応して、システム制御回路３により検出されたしきい値以上の一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８（６２／６４、６３／６４、５７／６４、……）を、その座標値（（Ｘ０１、Ｙ０１）、（Ｖ０２、Ｙ０２）、（Ｘ０３、Ｙ０３）、……）と共に格納する。さらに一致度、座標メモリ３２は、システム制御回路３の制御により、この格納した一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８と座標値とを順次出力する。
【００３５】
図１２は、照合率検出部７の残りの部分を示すブロック図である。この照合率検出部７において、テンポラリ用メモリ５０は、メモリ制御回路３０を介して実行されるシステム制御回路３の制御により、指紋照合時、内容を値０にクリヤした後、順次バスＢＵＳに出力される一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８のデータを格納し、また格納した一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８のデータをバスＢＵＳに出力する。
【００３６】
このときテンポラリ用メモリ５０は、一致度、座標メモリ３２に格納された一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８の周囲の所定範囲の一致度が、この所定値以上の一致度に設定されて入力される。
【００３７】
これによりこの実施の形態においては、各線状画像について検出された一致度の分布に対して、事前に一種の丸め処理を実行し、この丸め処理において、所定値以上の一致度については、周囲所定範囲をこの一致度に設定すると共に、他の範囲については値０の一致度に設定し、その分処理に要する時間を短縮できるようになされている。
【００３８】
足し合わせ部５１は、システム制御回路３の制御により動作を開始し、足し合わせ用メモリ５２に保持された一致度ＤＭＡと、テンポラリ用メモリ５０に格納された対応する一致度とを加算し、その結果得られる累積の一致度ＤＭＡを足し合わせ用メモリ５２に格納する。
【００３９】
足し合わせ用メモリ５２は、メモリ制御回路３０を介して実行されるシステム制御回路３の制御により、指紋照合時、内容を更新した後、順次バスＢＵＳに出力される一致度ＤＭＡを格納し、また格納した一致度ＤＭＡをバスＢＵＳに出力する。
【００４０】
これによりこの実施の形態においては、各線状画像について検出された一致度の分布を事前に丸め処理した後、各線状画像の相対位置関係で補正して足し合わせ用メモリ５２にて集計するようになされ、その集計結果により一致不一致の判定を実行するようになされている。
【００４１】
かくするにつき、テンポラリ用メモリ５０、足し合わせ用メモリ５２は、指紋画像の画素値２５６×１２８に対応する広がりと、各メモリに要求される高さにより構成されるようになされている。因みに、この実施の形態において、一致度は、最大値が値６４でなることにより、足し合せ用メモリ５２は、２５６×１２８×１０ビットのメモリ空間が確保されることになる。
【００４２】
最大値検出部５３は、システム制御回路３の制御により動作を開始し、全ての線状画像について、足し合わせ用メモリ５２に一致度分布の集計が得られると、バスＢＵＳを介して、この一致度を順次入力し、その最大値を検出する。さらに検出した最大値をシステム制御回路３に出力する。
【００４３】
システム制御回路３は、マイクロコンピュータにより構成され、この指紋照合装置１全体の動作を制御して、指紋データベース５に指紋データＤ１を登録し、またこの指紋データベース５を基準にして指紋照合の処理を実行する。
【００４４】
図１３は、このシステム制御回路３の処理手順を大まかに示すフローチャートである。システム制御回路３は、電源が投入されると、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、所定のメモリに保持された基準データを基準データ設定回路１５にセットする。これによりシステム制御回路３は、光学系の光量ムラを補正するように、比較回路１４の基準データＲＥＦをセットし、簡易な構成の光学系によっても、正しい照合結果を得ることができるようにする。
【００４５】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ３に移り、指紋登録要求が入力されたか否か判断する。ここでこの実施の形態においては、キー入力部２を介して所定のコマンド、暗証番号等を入力することにより指紋登録要求を入力できるようになされ、この指紋登録要求により各ユーザーの指紋データＤ１を指紋データベース５に登録する。システム制御回路３は、この指紋登録要求が入力されると、ステップＳＰ３において肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ４に移って指紋登録処理を実行してステップＳＰ３に戻る。
【００４６】
この指紋登録処理において、システム制御回路３は、シリアルパラレル変換回路２１の出力データＤ１を監視し、プリズム１１上に指が載置されるのを検出する。さらにシステム制御回路３は、指が載置されると、シリアルパラレル変換回路２１の出力データＤ１を検査指紋メモリ６に取り込む。さらにこの検査指紋メモリ６に取り込んだ指紋データＤ１より、図７及び図８について上述した線状画像を切り出して指紋データベース５に登録する。
【００４７】
これに対して指紋登録要求が入力されていない場合、システム制御回路３は、ステップＳＰ３よりステップＳＰ５に移り、キー入力部２の操作により指紋照合要求が入力されたか否か判断する。ここで否定結果が得られると、システム制御回路３は、ステップＳＰ３に戻る。これに対して指紋照合要求が検出されると、システム制御回路３は、ステップＳＰ５よりステップＳＰ６に移り、指紋照合処理を実行してステップＳＰ３に戻る。
【００４８】
図１４は、この指紋照合処理の処理手順を示すフローチャートである。システム制御回路３は、ユーザーがキー入力部２を操作して指紋照合の要求を入力すると、ステップＳＰ５からステップＳＰ６に移り、バスＢＵＳに出力される指紋データＤ２の論理レベルを監視し、ユーザーがプリズム１１上に指を載置すると、指紋データＤ２を検査指紋メモリ６に格納する。
【００４９】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ７に移り、変数ｍを値０にセットする。ここで変数ｍは、１のユーザーＩＤについて、指紋データベース５に登録された９×２個の登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｖ８を特定する変数である。
【００５０】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ８に移り、キー入力部２を介して入力されるユーザーＩＤを基準にして、対応するユーザーＩＤについて登録された水平方向のｍ番目の登録データＤ１Ｈ０をロードし、この登録データＤ１Ｈ０を一致度検出部４０にセットする。
【００５１】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ９に移り、検査指紋メモリ６に格納した指紋データＤ２を、順次、一致度検出部４０に出力し、これにより図９について上述したように、登録データＤ２Ｈ０による水平方向の線状画像を指紋データＤ２による画像上でラスタ走査させながら、各位置における一致度ＤＭＨ０を検出する。さらにシステム制御回路３は、この検出した一致度ＤＭＨ０を順次所定のしきい値と比較し、このしきい値以上の一致度を、対応する指紋データＤ２の座標値と共に一致度、座標メモリ３２に格納する。これによりシステム制御回路３は、一致度の分布を補正して一致度、座標メモリ３２に記録する。
【００５２】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ１０に移り、変数ｍをインクリメントした後、ステップＳＰ１１に移る。ここでシステム制御回路３は、変数ｍが値９を越えたか否か判断することにより、９本の線状画像について、それぞれ一致度分布を検出したか否か判断し、この場合否定結果が得られることにより、ステップＳＰ８に戻る。これによりシステム制御回路３は、ステップＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ１０−ＳＰ１１−ＳＰ８の処理手順を繰り返し、水平方向に切り出した９本の線状画像についてそれぞれ一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＨ８の分布を検出する。
【００５３】
このようにして９本の線状画像についてそれぞれ一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＨ８の分布を検出すると、システム制御回路３は、ステップＳＰ１１において、肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ１２に移る。ここでシステム制御回路３は、垂直方向の登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８について、一致度ＤＭＶ０〜ＤＭＶ８の分布を検出したか否か判断し、この場合否定結果が得られることにより、ステップＳＰ１３に移る。ここでシステム制御回路３は、処理対象を垂直方向の登録データＤ１Ｖ０〜Ｄ１Ｖ８に切り換えた後、変数ｍを値０にリセットしてステップＳＰ８に戻る。
【００５４】
これによりシステム制御回路３は、同様に、ステップＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ１０−ＳＰ１１−ＳＰ８の処理手順を繰り返し、垂直方向に切り出した９本の線状画像についてそれぞれ一致度ＤＭＶ０〜ＤＭＶ８の分布を検出し、その検出結果を補正して一致度、座標メモリ３２に格納する。
【００５５】
このようにして垂直方向の線状画像について、一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８の分布を検出すると、システム制御回路３は、ステップＳＰ１２において肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ１４に移る。ここでシステム制御回路３は、照合率検出処理を実行し、９×２本の線状画像について検出した一致度分布より照合率を検出する。
【００５６】
続いてシステム制御回路３は、ステップＳＰ１５に移り、ここで照合率Ｎが一定値以上か否か判断する。ここで照合率Ｎが一定値以下の場合、システム制御回路３は、ステップＳＰ１６に移り、不一致の判定結果を出力するのに対し、照合率Ｎが一定値以上の場合、ステップＳＰ１７に移り、一致の判定結果を出力する。その後、システム制御回路３は、ステップＳＰ１８に移って、この処理手順を終了する。
【００５７】
図１は、このシステム制御回路３による照合率検出処理を示すフローチャートである。システム制御回路３は、ステップＳＰ２０からステップＳＰ２１に移り、足し合わせ用メモリ５２をクリアした後、ステップＳＰ２２に移る。ここでシステム制御回路３は、変数ｎを値０にセットした後、ステップＳＰ２４に移る。ここで変数ｎは、一致度、座標メモリ３２に格納した各一致度分布を特定する変数である。
【００５８】
続いてシステム制御回路３は、テンポラリ用メモリ５０の内容をクリアした後、ステップＳＰ２４に移り、変数ｎにより指定される一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８を丸め処理してテンポラリ用メモリ５０に格納する。ここでシステム制御回路３は、変数ｎにより特定される一致度分布（この場合、水平後方登録データＤ１Ｈ０について検出されたしきい値以上の一致度と、その座標値でなる）について、この分布度を形成する一致度のデータＤＭＨ０を順次一致度、座標メモリ３２より読み出し、その周囲所定範囲ＡＲの一致度ＤＭＨ０をこの読み出した一致度ＤＭＨ０で更新する。このとき図１６に示すように、システム制御回路３は、所定のしきい値を越える一致度ＤＭＨ０が近接して、この近接した一致度ＤＭＨ０の各領域ＡＲ１及びＡＲ２が重なり合う場合、この重なり合う部分については、値の大きな一致度ＤＭＨ０を割り当てる。
【００５９】
このとき図１７に示すように、システム制御回路３は、９本の水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８による線状画像のうちの、中央の線状画像を基準にして、この中央の線状画像より遠ざかるに従って、この一致度ＤＭＨ０を更新する領域ＡＲが拡大するように、一致度ＤＭＨ０を更新する。
【００６０】
このようにして第１の一致度分布について、一致度ＤＭＨ０を丸め処理してテンポラリ用メモリ５０に格納すると、システム制御回路３は、ステップＳＰ２５に移り、足し合わせ部５１に動作の開始を指示する。これによりシステム制御回路３は、テンポラリ用メモリ５０の一致度ＤＭＨ０を、足し合わせ用メモリ５２に記録した対応する内容に加算し、加算結果により足し合わせ用メモリ５２を順次更新する。この場合システム制御回路３は、ステップＳＰ２１において足し合わせ用メモリ５２をクリアしていることにより、テンポラリ用メモリ５０の一致度ＤＭＨ０を足し合わせ用メモリ５２に格納することになる。
【００６１】
このときシステム制御回路３は、９本の水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８による線状画像のうちの、中央の線状画像を基準にして、図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この中央の線状画像から登録データＤ１Ｈ０による線状画像の距離を補正して（すなわち図６においては、（Ｘ４−Ｘ０，Ｙ４−Ｙ０）の分だけ座標値をシフトさせて）、テンポラリ用メモリ５０の一致度ＤＭＨ０を足し合わせ用メモリ５２に格納する。なおこの図１８においては、ステップＳＰ２４において、所定値以上の一致度に設定された領域ＡＲを矩形により示す。
【００６２】
このようにして足し合わせ用メモリ５２の内容を更新すると、システム制御回路３は、ステップＳＰ２６に移り、ここで変数ｎをインクリメントした後、ステップＳＰ２７に移る。ここでシステム制御回路３は、変数ｎが値９を越えたか否か判断することにより、水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８についてそれぞれ検出した９個の一致度分布について、処理を完了したか否か判断する。ここで否定結果が得られると、システム制御回路３は、ステップＳＰ２３に戻り、続く一致度ＤＭＨ１の分布について、処理を繰り返す。
【００６３】
これによりシステム制御回路３は、ステップＳＰ２３−ＳＰ２４−ＳＰ２５−ＳＰ２６−ＳＰ２７−ＳＰ２３の処理手順を繰り返し、水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８についてそれぞれ検出した９個の一致度分布について、丸め処理した後、この丸め処理した一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＨ８を、中央の線状画像からの距離で補正してテンポラリ用メモリ５０の一致度ＤＭＨ０に足し合わせる（図１８（Ｃ）及び（Ｄ））。
【００６４】
これによりシステム制御回路３は、水平方向登録データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｈ８による線状画像と、指紋データＤ２による指紋画像とが本来一致すべきものの場合、指紋データＤ２による指紋画像と各線状画像とが正しく重なり合う位置にて検出される一致度が累積されるように、一致度の分布を集計する。
【００６５】
すなわちこのように明暗の繰り返しでなる線状画像を指紋データＤ２による画像上で走査させて一致度を検出する場合、線状画像と、指紋データＤ２による指紋画像とが本来一致すべきものでない場合でも、各線状画像においては、複数の箇所で高い一致度が検出される。また線状画像と、指紋データＤ２による指紋画像とが本来一致すべきものの場合でも、指紋データＤ２による指紋画像と各線状画像とが正しく重なり合う位置以外で、高い一致度が検出される。
【００６６】
ところがこのような一致度については、線状画像の相対位置関係により座標値を補正して一致度の分布を集計した場合、高いピーク値を検出することが困難になる。これに対して指紋データＤ２による指紋画像と線状画像とが本来一致すべきものの場合で、かつ指紋データＤ２による指紋画像と各線状画像とが正しく重なり合う位置にて検出される一致度においては、線状画像の相対位置関係により座標値を補正して一致度の分布を集計した場合、高いピーク値（図１８においては符号ＤＭＡにより示す）が検出されるようになる。この原理に基づいて、この実施の形態では、このピーク値を検出して照合率を計算する。
【００６７】
すなわちシステム制御回路３は、このように水平方向の９本の線状画像について、一致度の分布を集計すると、ステップＳＰ２８に移り、ここで垂直方向について、一致度分布の集計を完了したか否か判断し、この場合否定結果が得られることにより、ステップＳＰ２９に移る。ここでシステム制御回路３は、垂直方向の線状画像について検出された一致度に処理対象を切り換えた後、変数ｎを値０にセットしてステップＳＰ２４に戻る。
【００６８】
これによりシステム制御回路３は、垂直方向の線状画像について検出された一致度ＤＭＶ０〜ＤＭＶ８の分布について、同様に、丸め処理した後、足し合わせ用メモリ５２の内容を更新して一致度分布を集計する。
【００６９】
さらにシステム制御回路３は、このように垂直方向についても一致度分布を集計すると、ステップＳＰ２８よりステップＳＰ３０に移り、最大値検出部５３に動作の開始を指示し、これにより足し合わせ用メモリ５２の内容を順次読み出し、集計した一致度の最大値ＤＭＡを検出した後、ステップＳＰ３１に移ってこの処理手順を終了する。これによりシステム制御回路３は、この集計結果のピーク値でなる最大値ＤＭＡを照合率に設定して、一致、不一致を判定することになる。
【００７０】
以上の構成において、指紋照合装置１は、電源が立ち上げられると（図２、図３、図１３）、システム制御回路３の制御により、所定の基準データが基準データ設定回路１５にセットされ、これにより光学系の光量ムラを補正するように比較回路１４の基準データＲＥＦが設定される。
【００７１】
続いてユーザーがキー入力部２（図２）を操作すると、指紋照合装置１は、対応する指紋登録処理、指紋照合処理を実行する。
【００７２】
この指紋登録処理において、指紋照合装置１は、光源１２より射出された照明光が二等辺三角形プリズム１１の底面で反射されてＣＣＤカメラ１３により撮像され、この撮像結果が比較回路１４により２値化のディジタルビデオ信号に変換される。またこの比較回路１４より出力された２値化信号Ｓ１が、ラッチ回路１８によりラッチされて１ビットの画像データＤＶ１に変換された後、シリアルパラレル変換回路２１により８ピクセルを単位にした８ビットの画像データＤ１に変換される。
【００７３】
指紋照合装置１は、このシリアルパラレル変換回路２１より出力される画像データＤ１の変化により、指紋登録の処理を開始し、これにより簡易な操作で指紋登録できるようになされている。
【００７４】
指紋照合装置１は、指紋登録の処理を開始すると、シリアルパラレル変換回路２１より出力される画像データＤ１が検査指紋メモリ６（図５）に格納される。さらにこの指紋データＤ１より、垂直方向及び水平方向に延長する各９本の線状画像が切り出され（図７及び図８）、この線状画像の画像データＤ１Ｈ０〜Ｄ１Ｖ８が、各線状画像の座標値、ユーザーＩＤと共に指紋データベース５に格納され（図６）、これにより指紋登録の処理が完了する。
【００７５】
これに対してユーザーがユーザーＩＤを入力して指紋照合を指示すると、指紋照合装置１は、指紋登録時と同様にして、バスＢＵＳに出力される画像データの論理レベルに基づいて指紋照合の処理を開始し、ユーザーの入力した指紋画像を検査指紋メモリ６に格納する（図２、図３、図５、図１４）。
【００７６】
さらに指紋照合装置１は、このユーザーＩＤにより指紋データベース５がアクセスされ、始めに水平方向登録データＤ１Ｈ０が一致度検出部４０に格納される。指紋照合装置１は、この水平方向登録データＤ１Ｈ０による線状画像が指紋データＤ２による指紋画像上をラスタ走査するように、検査指紋メモリ６に格納された指紋データＤ２が一致度検出部４０に供給される（図９）。
【００７７】
この２系統の指紋データＤ１Ｈ０及びＤ２は、順次比較回路４４において、各画素の一致、不一致が検出され、一致結果がカウンタ４５によりカウントされる。これにより指紋照合装置１は、各ラスタ走査位置で、線状画像及び指紋データＤ２による指紋画像の一致の程度を示す一致度ＤＭＨ０を順次検出する。さらに順次検出される一致度より所定のしきい値を越える一致度が検出され、この一致度と対応する座標値が順次一致度、座標メモリ３２に格納され、これにより一致度ＤＭＨ０の分布が補正されて検出される。
【００７８】
このようにして第１の水平方向登録データＤ１Ｈ０について、一致度ＤＭＨ０の分布を検出すると、指紋照合装置１は、同様にして、第２〜第９の水平方向登録データＤ１Ｈ１〜Ｄ１Ｈ８について、一致度ＤＭＨ１〜ＤＭＨ８の分布を検出した後、さらに垂直方向登録データＤ１Ｖ１〜Ｄ１Ｖ８について、一致度ＤＭＶ１〜ＤＭＶ８の分布を検出する（図１０、図１１）。
【００７９】
続いて指紋照合装置１は、この検出した一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８の分布より、第１の水平方向登録データＤ１Ｈ０について、丸め処理により、しきい値以下の一致度は値０に、所定値以上の一致度は、周辺の領域がこの所定値以上の一致度に更新され、この丸め処理の結果がテンポラリ用メモリ５０に格納される（図１２）。
【００８０】
その後、足し合わせ用メモリ５２の内容がクリアされた後、足し合わせ部５１において、テンポラリ用メモリ５０に格納された丸め処理結果の座標値が補正されて、足し合わせ用メモリ５２の内容に加算される。
【００８１】
この丸め処理、足し合わせ用メモリ５２への加算処理が、各一致度ＤＭＨ０〜ＤＭＶ８の分布について実行され、これにより線状画像の相対位置関係により一致度分布の座標値を補正して一致度の分布が集計される（図１８）。
【００８２】
このとき基準の線状画像からの距離に応じて、一致度を更新する範囲ＡＲが拡大される（図１７）。また隣接して高い一致度が検出された場合、重なり合う部分については、高い一致度が割り当てられる（図１６）。
【００８３】
さらにこの集計結果より、ピーク値が照合率として検出され、この照合率が一定値以上の場合に、一致の判定結果が出力される。これにより指紋照合装置１では、簡易かつ確実に指紋照合できるようになされている。
【００８４】
すなわちこの照合の判定において、一定値以上の一致度が検出される座標値を各線状画像について検出し、各線状画像の相対位置関係を満足する座標値の組み合わせを検出することにより、一致不一致を判定することも可能である。しかしながら、例えば、各線状画像について、所定値以上の一致度が５個づつ検出されたとすると、９×２本の線状画像にあっては、５の（９×２）乗個の組み合わせが可能となり、これら全ての組み合わせについて、線状画像の相対位置関係を満足するか否か判定する必要がある。
【００８５】
ところがこの実施の形態によれば、各線状画像について、丸め処理した一致度をテンポラリ用メモリ５０に格納した後、足し合わせ用メモリ５２を用いて累積加算するだけの簡易な処理により照合率を検出することができ、その分簡易に指紋照合することができる。
【００８６】
またこの処理においては、各線状画像の一致度が累積されて照合率が検出されることにより、各線状画像の指紋画像に対する一致の程度が照合率に反映され、これによって確実に指紋照合結果を得ることができる。
【００８７】
さらに丸め処理において、所定値以上の一致度は、周辺の所定範囲ＡＲがこの所定値以上の一致度に更新されることにより、指の押圧力により指紋が変化した場合、さらには子供の指が大きくなったような場合でも、確実に指紋照合結果を得ることができる。さらにこのとき基準の線状画像からの距離に応じてこの範囲ＡＲが拡大されることにより、指紋照合の精度がさらに一段と向上される。
【００８８】
以上の構成によれば、線状画像を順次検査対象の画像上でラスタ走査させて一致度の分布を検出し、各一致度の分布を丸め処理した後、各線状画像の相対位置関係を補正して集計することにより、簡易かつ確実に指紋照合結果を得ることができる。
【００８９】
またこの丸め処理において、所定値以上の一致度については、周辺の所定範囲ＡＲがこの所定値以上の一致度で更新することにより、さらには基準の線状画像からの距離に応じてこの範囲ＡＲを拡大することにより、指の押圧力により指紋が変化した場合、さらには子供にあって指が大きくなったような場合でも、確実に指紋照合結果を得ることができる。
【００９０】
なお上述の実施の形態においては、順次検出される一致度を所定の基準と比較する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各一致度の分布より一致度の高い順に所定個数の一致度を検出し、この検出した一致度についてだけ周囲の領域を更新し、また他の一致度を値０にセットしても良い。
【００９１】
また上述の実施の形態においては、所定値以上の一致度は、周辺の所定範囲ＡＲをこの所定値以上の一致度で更新する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、所定値以上の一致度は、周辺の所定範囲ＡＲと共に、値１に設定してもよい。このようにすれば、メモリを小容量化してさらに全体構成を簡略化することができる。尚この場合、照合率の判定基準に応じて、論理レベルを逆転して、所定値以上の一致度を値０にセットしても良い。
【００９２】
また上述の実施の形態においては、一致度を更新する範囲ＡＲを、基準の線状画像からの距離に応じて拡大する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上充分な場合等にあっては、この範囲ＡＲを一定値に固定してもよい。
【００９３】
さらに上述の実施の形態においては、一致度が所定値以上の場合、周辺の所定範囲ＡＲを更新する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じてこの処理を省略してもよい。また同様に、所定値以下の一致度を値０に設定する処理を省略してもよい。
【００９４】
また上述の実施の形態においては、各線状画像について、一致度の分布を検出した後、一致度の分布を集計する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、一致度分布の検出処理、一致度分布の集計処理を、各線状画像について逐次実行してもよく、また同時並列的に実行してもよい。
【００９５】
さらに上述の実施の形態においては、一致度の分布検出は、比較回路による比較処理により、一致度の分布集計は、システム制御回路３及び足し合せ部５１の演算処理により実行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて一致度の分布検出、一致度の分布集計をハード構成により、又は演算処理により実行してもよい。
【００９６】
また上述の実施の形態においては、指紋データベースに線状画像を登録し、検査対象の指紋画像上で走査させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、検査対象の指紋画像より線状画像を切り出し、指紋データベースに登録した指紋画像上で走査させるようにしてもよい。
【００９７】
さらに上述の実施の形態においては、幅が１画素の線状画像を走査させて一致度を検出し、この一致度を処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、２次元的な広がりを有する所定領域を切り出して一致度を検出する場合にも広く適用することができる。
【００９８】
さらに上述の実施の形態においては、本発明を指紋照合装置に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば印影の照合装置、さらにはデータベース化された画像間で、全体又は部分的に類似、比類似を判定する画像照合装置等に広く適用することができる。
【００９９】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、処理対象の１の画像より切り出した複数の領域を、他の画像上で走査させて一致度の分布を検出し、この一致度の分布を各領域の相対位置関係により補正して足し合わせ、その結果得られる一致度の分布集計に基づいて、画像の一致、不一致を判定することにより、簡易かつ確実に一致、不一致を判定することができるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る指紋照合装置の動作の説明に供するフローチャートである。
【図２】図１の指紋照合装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図２の指紋照合装置の指紋データ入力部を示すブロック図である。
【図４】図３の指紋データ入力部による指紋の画像を示す略線図である。
【図５】照合率検出部の一部を周辺回路と共に示すブロック図である。
【図６】指紋データベースの内容を示す略線図である。
【図７】線状画像の切り出しの説明に供する略線図である。
【図８】図７の線状画像と異なる方向について切り出される線状画像の説明に供する略線図である。
【図９】図７の線状画像の走査の説明に供する略線図である。
【図１０】図８の線状画像の走査の説明に供する略線図である。
【図１１】一致度、座標メモリの説明に供する略線図である。
【図１２】図５の照合率検出部の残りを示すブロック図である。
【図１３】システム制御回路３の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】指紋照合処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】丸め処理の説明に供する略線図である。
【図１６】図１５の領域が重なり合う場合の処理の説明に供する略線図である。
【図１７】基準の線状画像と図１５の領域との関係を示す略線図である。
【図１８】一致度分布の集計の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１……指紋照合装置、３……システム制御回路、４……指紋データ入力部、５……指紋データベース、６……検査指紋メモリ、７……照合率検出部、４０……一致度検出部、３２……一致度、座標メモリ、テンポラリ用メモリ、５１……足し合わせ部、５２……足し合わせ用メモリ、５３……最大値検出部
Claims (10)
- 第１及び第２の画像間で、画像の一致又は不一致を判定する画像照合装置において、
前記第１の画像より切り出した複数の領域を前記第２の画像上で順次変位させて、前記各領域及び前記第２の画像の一致の程度を示す一致度を、前記第２の画像の座標値を基準にして順次検出することにより、前記変位の各位置の座標値と、前記各位置における前記一致度とによる一致度の分布を前記各領域毎に検出し、
前記第１の画像上における前記複数の領域のうちの１つの基準の領域の座標値から他の領域の座標値を減算した減算値を、前記他の領域の一致度の分布における前記各位置の座標値に加算して前記一致度の分布を補正した後、座標値毎に、前記基準の領域の一致度の分布における一致度に、前記他の領域の一致度の分布における一致度を加算して一致度の分布集計を得、
前記分布集計における一致度のピーク値より前記画像の一致又は不一致を判定する
ことを特徴とする画像照合装置。 - 前記切り出した各領域を前記第２の画像上で順次変位させて検出した一致度を補正処理して、前記一致度の分布を検出し、
前記補正処理は、
所定の基準値と前記一致度を順次比較し、前記基準値以上の一致度については、周囲の所定範囲の一致度を基準値以上の前記一致度に設定すると共に、他の一致度を最低値に設定する処理でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像照合装置。 - 前記切り出した各領域を前記第２の画像上で順次変位させて検出した一致度を補正処理して、前記一致度の分布を検出し、
前記補正処理は、
前記各領域毎に、一致度の高い順に、所定個数の一致度を選択し、該選択した一致度の周囲の所定範囲の一致度を中心の一致度に設定すると共に、他の一致度を最低値に設定する処理でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像照合装置。 - 前記切り出した各領域を前記第２の画像上で順次変位させて検出した一致度を補正処理して、前記一致度の分布を検出し、
前記補正処理は、
所定の基準値と前記一致度を順次比較し、
前記基準値以上の一致度については、前記基準値以上の一致度及び周囲の所定範囲の一致度を値１又は値０の一致度に設定し、
他の一致度を値０又は値１の一致度に設定する処理でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像照合装置。 - 前記切り出した各領域を前記第２の画像上で順次変位させて検出した一致度を補正処理して、前記一致度の分布を検出し、
前記補正処理は、
前記各領域毎に、一致度の高い順に、所定個数の一致度を値１又は値０の一致度に設定すると共に、周囲の所定範囲の一致度を値１又は値０の一致度に設定し、
他の一致度を値０又は値１の一致度に設定する処理でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像照合装置。 - 前記所定範囲は、
前記基準の領域に対して前記他の各領域が遠ざかるに従って、各領域で拡大するように設定された
ことを特徴とする請求項２に記載の画像照合装置。 - 前記所定範囲は、
前記基準の領域に対して前記他の各領域が遠ざかるに従って、各領域で拡大するように設定された
ことを特徴とする請求項３に記載の画像照合装置。 - 前記所定範囲は、
前記基準の領域に対して前記他の各領域が遠ざかるに従って、各領域で拡大するように設定された
ことを特徴とする請求項４に記載の画像照合装置。 - 前記所定範囲は、
前記基準の領域に対して前記他の各領域が遠ざかるに従って、各領域で拡大するように設定された
ことを特徴とする請求項５に記載の画像照合装置。 - 前記領域は、
幅が１画素の線状の画像でなる
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の画像照合装置。
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