JPH01271885A - 曲線状縞紋様の方向曲率抽出方式 - 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〕 本発明は、指紋・魚鱗等縞紋様を抽出する際に用いられ
る曲線状の縞紋様方向曲率抽出方式に関するものである
。

〔従来の技術〕

一般に１曲線状の縞紋様のうち、多数の隆線によって構
成される指紋は終生不変及び万人不同という２つの大き
な特徴をもっているため１犯罪捜査等において古くから
人物確認の手段として利用されている。そして、近年、
この指紋の照合処理をコンピュータを利用したパターン
認識技術を用いて自動的に行なうシステムが実現されて
いる。

このようなシステムでは指紋上に点在する特徴点。

例えば、隆線が切れた端点及び隆線が分岐合流する分岐
点を抽出し、これら特徴点を照合することによって指紋
の照合処理を自動化している。従って、指紋から特徴点
の位置を抽出することは極めて重要である。

一方、指紋のように多数の隆線によって構成される縞紋
様では隆線の流れる方向と曲率とは非常に安定な情報で
あるから、この隆顧方向曲率を抽出できれば、照合及び
同定処理は円滑かつ安定して行うことができる。

従来、縞紋様の方向を抽出する方式として、縞紋様績淡
画像のるる絵素における縞の方向は縞と同一方向におい
て濃淡の変動が小さく、縞と直交方向において変動が大
きいことを利用して予め定められた複数の量子化力向上
の濃淡の変動量の極値を求め、この極値から縞の方向を
決定する方式がある（例えば、特公昭５２−９７２９８
号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の抽出方式では、直線的に縞紋様濃淡画像
をトレースし、ａ淡の変動を求めている。

従って原理的に縞紋様の曲率を抽出できない。また従来
の抽出方式では、直線的に縞紋様濃淡画像をトレースし
ているから指紋の中心部、三角用部近傍など隆線の曲率
が大きい領域では第５図（ａ）〜（ｃ）に示すように隆
線と同一の方向にトレースした場合でも濃淡の変動が犬
きくなシ、隆線方向抽出の信頼性が低いという問題点が
ある。即ち、隆線の方向にトレースしても曲率が大きい
ため隆線部（斜線部）と谷部（白地部）を交差し、濃淡
の変動が大きくなるという問題点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による曲線状縞紋様の方向曲率抽出方式は・２次
元アレイ状絵素に量子化された曲線状の縞紋様鑓淡画像
の画像絵素の濃淡値を保持する画像記憶部と、該画像記
憶部に保持された画像絵素の番地を指定すると共に、指
定された画像絵素の位置を中心とし、予め定められた量
子化力向上で放射直線状並びに、放射曲線状に位置する
画像絵素の番地を順次指定するアドレス変換部と、該ア
ドレス変換部によって指定された前記画像記憶部の番地
から画像絵素の濃淡値を受け、順次、放射直線状あるい
は曲線状に読み出された画像絵素の濃淡値と以前に読み
出された濃淡値との差の絶対値の増加関数値を算出する
変動算出部と、該変動算出部の出力である変動量を前記
量子化方向別に累和して、その累和の極値によ多量子化
方向並びに曲率を決定する方向曲率決定部とを有するこ
とを特徴としており、これによって曲率の大きい曲線状
の縞紋様であっても正確に方向並びに曲率の抽出が可能
となる。

〔実施例〕

以下本発明について図面を参照して説明する。

まず第１図（ａ）及び（ｂ）を参照して本発明の原理に
ついて説明する。なお、第１図（ａ）は量子化された２
次元縞紋様橋淡画像を示し、第１図（ｂ）は第１図（ａ
）の一部を拡大した図である。

第１図（、）及び（ｂ）を参照して、指紋画像によって
代表される縞紋様は複数の層状隆線ｆを有し、その方向
と曲率は非常に安定な情報である。第１図（ｂ）に示す
この部分画像では一方向に曲線状に流れる隆線ｆが示さ
れている。

ここで、隆線ｆの接線方向と同一の方向（ｄ）で隆線ｆ
の曲率と同一の曲率（Ｃ）を持つ弧状の方向をＡｄ、ｃ
（この方向を以後弧状方向と定義する）とし。

中心絵素をＶｍとして、白地部分が選択されている場合
を説明する。捷ず、隆線ｆと同一の弧状方向Ａｄ、ｃに
配列された絵素列Ｌｄ、ｃについて、絵素濃度の濃淡変
動を考えると、中心絵素Ｖｍの濃度と、この中心絵素Ｖ
ｍから量子化距離ｒ１だけ離れた絵素Ｌｄ　、　ｃ’、
　１の濃度は紙面に汚れ等がないときには、互いに等し
く、シたがって濃淡変動は生じない。以下同様に中心絵
素Ｖｍから距離ｒ２　、・・ｒｎだけ離れた点における
絵素濃度Ｌｄ、ｃ、２〜Ｌｄ、ｃ、ｎをそれぞれ直前の
距離ｒｉ　＋　””　ｎ−１の濃度Ｌｄ、ｃ、２〜Ｌｄ
、ｃ；ｎ−１と比較した場合、実質上濃淡変動は小さい
。

ここで２画像上のある絵素を中心とし、この絵画を中心
絵画Ｖｍとして、中心絵画Ｖｍから量子化距離ｒ１　、
・・・ｒｎだけ離れた点における連続絵素磯度を比較す
る操作を種々の方向１曲率を持つ弧状方向について行な
い、それぞれ濃度差の加算値を求め、各弧状方向の加算
値を比べると、隆線ｆの弧状方向Ａｄ、ｃにおける加算
値が極小であることがわかる。したがって、中心絵素Ｖ
ｍの近傍において。

上述した極小値を求める操作を行なうことにより。

隆ｉｆの方向曲率を抽出することができる。

第２図（ａ）には絵素饋度の変動を示す。第２図（ａ）
では横軸に中心絵素Ｖｍからの量子化距離ｒを、縦軸に
絵素箭度ｐをとっている。第２図（ａ）に示すように隆
線ｆと同一の弧状方向Ａｄ、ｃに配列された絵素列Ｌｄ
、ｃの濃淡変動は距離ｒ１〜ｒｎにわたって極めて少な
いが、隆ｉｆの弧状方向以外の方向１例えば。

弧状方向Ａｄ’、ｃ’に配列された絵素列Ｌｄ’、ｃ’
の屋淡変動は絵素列Ｌｄ、ｃに比して非常に大きい。

第２図（ｂ）には中心絵素Ｖｍからの距離ｒを・異軸に
とり、絵素列Ｌｄ、ｃ　、　Ｌｄ’、ｃ’の摸度変動の
積分値数Ｇ　（ｒ）を縦軸・にとった絵素濃度の変動が
示されてｂる。

ここで、絵素濃淡の変動をｆ　（ｒ）とし、所定の単調
増加関数ｇを選べば、上述の積分値は離散形表現で Ｇ（ｒｎ）−Σｇ　（ｌ　ｆ　（ｒ、）−ｆ　（ｒ、　
　、）　ｌ　）と表わすことができる。

第２図（ｂ）に示すように絵素列Ｌｄ、ｃに関する積分
値数Ｇｄ、べｒ）は濃淡の変動によって、距離ｒととも
に急速（（増加するが、絵素列Ｌｄ’＋　ｃ’に関する
積分値数Ｃｄ’、　ｃ’　（ｒ）は−度の変動の小さい
経路を通るので、増加の割合はＧｄ　、　ｃ　（ｒ）に
比べて少ない。このため、中心絵素Ｖｍから一定距離Ｒ
だけ離れた位置におけるＧ　（ｒ）を比較すると、Ｇｄ
、ｃ（Ｒ）の値はＧｄ’、　ｃ’　（Ｒ）より小さいこ
とがわかる。そこで、予め定められた弧状方向ｄ　ｉ＋
　ＣＪ　（ｉ−１＋　２＋・・・ｌ（、ｊ＝１．２．・
・・。

ｔ）におけるＧ（ｒ）をｃ　］　Ｉ　ｊ（ｒ）とし、一
定距離ＲにおけるＧｉ、ｊ（Ｒ）をそれぞれ求めると、
中心絵素Ｖｍにおける弧状方向ｄ１．Ｃｊば。

ｄｃ−ｄ・、Ｃ１ｒ′″１ｎＧ１．ｊ（Ｒ）１　　　　
コ　　　　　　　Ｉ　　　　　　　　Ｊ　　　　　］、
　　コで表わすことができる。

このように、１！に淡変動差の絶対値を求め、これを積
分することにより、隆線の方向曲率を決定しているから
経路中に雑音となる汚れ等があっても。

これらの影響による誤動作は生じない。従って。

方向曲率抽出動作を非常に安定に且つ円滑に行なうこと
ができる。

次に第３図を参照して２本発明を具体的に説明する。

本発明による方向曲率抽出方式には、２次元アレイ状絵
素に量子化された縞紋様濃淡値を記憶する画像記憶部１
０．抽出された縞紋様の方向曲率を記憶する方向曲率記
憶部２０．及び各種制御信号を発生する制御部３０が備
えられておシ、さらに１画像記憶部１０の読み出すべき
濃淡値のアドレスを指定するアドレス変換部４０．連続
する絵素の濃淡値の差の絶縁値を算出する変動算出部５
０、及び各量子化弧状方向毎に変動算出部５０からの値
の累和をとると共に、累和の極小値を算出する弧状方向
決定部６０が備えられている。弧状方向決定部６０で極
小値が見出された際、弧状方向値は一中心絵素に対する
処理の終了後、方向曲率記憶部２０に与えられる。

一方、制御部３０は画像記憶部１０の中心絵素のアドレ
スエ。、Ｊｏヲ指定すると共に、このアドレスエ。、Ｊ
ｏの近傍の濃淡値を読み出すために。

量子化弧状方向ｄ　ｉ　ｒ　（！　ｊと中心絵素からの
量子化距離ｒとを指定する。次に、アドレス変換部４０
は制御部３０から中心絵素のアドレス■。、Ｊｏを受け
ると、アドレス変換を行ない１画像記憶３０の対応アド
レスを指定し、さらに制御部３ｏから弧状方向ｄ　ｉ　
＋　Ｃｊ及び距離ｒＫが与えられると、中心絵素から指
定された弧状方向ｄ　ｉ　、（！　Ｊ及び距離ｒＫにあ
るアドレスを指定する。このような動作を行うには、弧
状方向ｄ１．　ｃ　　及び距離ｒＫに応じて中心絵素か
らのアドレスの差を予め記憶させておき。

弧状方向ｄ　ｉ　ｒ　Ｃｊ及び距離泳が指定された時点
で中心絵素のアトゞレスに上述したアドレスの差が加算
されるようすればよい。

ここで指紋隆線の方向曲率を求める場合を例にとって、
説明する。

指紋隆線の方向１曲率として、ここでは第４図（ａ）に
示される８種類の方向と、それぞれの方向について第４
図（ｂ）に示される５種類の曲率を想定する。従って２
合計４０種類の弧状方向が考えられる。

任意の中心絵素の方向１曲率を抽出する場合。

そのアドレスＩ。、Ｊｏと最初の弧状方向ｄ。１　ｅＯ
及び最初の距離ｒ。とがアドレス変換部４０に与えられ
、対応する座標が求められる。この座標に基づいてその
絵素の濃度が画像記憶部１０より取り出されそれが変動
算出部５０に送られる。

次に、同一の弧状方向ｄ。＋　ｅｏで、距離ｒ１の場合
の濃度が、同様にして、変動算出部５０へ送られ、濃度
差の絶対値が積算される。上述の処理が距離ｒｎが終了
する迄繰シ返さ名１．弧状方向ｄ。、ｃ。

における最終的な変動量が求められ弧状方向決定部６０
に送られる。

次に、弧状方向ｄ。、　ｅｌの変動量が同様に算出され
、順次最後の弧状方向ｄ７．ｃ４迄それぞれの弧状方向
の変動量が計算される。全ての弧状方向について、変動
量が求壕ると、その最小値が弧状方向決定部６０で求め
られ、その最小値に対応する弧状方向ｄｉ　＋（！ｊ即
ち接線方向ｄｉ、曲率ｃｊが方向曲率記憶部２０に登録
される。

このようにして、釉々の方向１曲率を持つ弧状方向を用
いて変動量を算出すれば、隆線曲率が大きい領域であっ
ても、変動量が極めて少ない弧状方向を求めることが可
能となり、その結果、隆線の方向と曲率が正確に抽出さ
れる。

即ち、第５図（ｂ）に示すように１曲率が大きい隆線の
場合、弧状方向Ｌｄ　１＊　ｃ　３でトレースすれば、
濃淡変動がほとんどなく、正確に方向と曲率を求めるこ
とができる。ところが、従来のように直線状の方向にト
レースした場合、たとえ、そのトレース方向が隆線と同
一の方向であっても（Ｌｄｊ、ｃｏ）。

他の隆線と交差し、濃淡の変動が大きく、方向の抽出も
困難となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば８曲線状の縞数様の
曲率の抽出が可能な上、紋様方向、正確に抽出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は方向２曲率の抽出を説明する
ための図、第２図は本発明の詳細な説明するための図、
第３図は本発明の一実施例を示すブロック向１曲率が抽
出される縞紋様の状態を説明するための図である。 １０：画像記憶、２０：方向記憶、３０：制御部、４０
ニアドレス変換部、５０：変動算出部。 ６０：弧状方向決定部。 第１図　゛ （Ｑ）　　　　　　（ｂ） 第２ （Ｑ） Ｇ（ｒ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、２次元アレイ状絵素に量子化された曲線状の縞紋様
   濃淡画像の紋様方向と曲率を抽出する際に用いられ、前
   記量子化された画像の絵素の濃淡値を保持する画像記憶
   部と、該画像記憶部に保持された画像絵素の番地を指定
   すると共に、指定された画像絵素の位置を中心とし、予
   め定められた量子化力向上で放射直線状並びに、放射曲
   線状に位置する画像絵素の番地を順次指定するアドレス
   変換部と、該アドレス変換部によって指定された番地に
   より画像絵素の濃淡値を受け、順次放射直線状あるいは
   曲線状に読み出された画像絵素の濃淡値と前に読み出さ
   れた濃淡値との差の絶対値の増加関数値を算出する変動
   算出部と、該変動算出部からの変動量を前記量子化方向
   別に累和して、該累和の極値に基づいて量子化方向並び
   に曲率を決定する方向曲率決定部とを有する曲線状縞紋
   様の方向曲率抽出方式。