JPH0256077A

JPH0256077A - 個人照合装置

Info

Publication number: JPH0256077A
Application number: JP63206754A
Authority: JP
Inventors: Hironori Yahagi; 裕紀矢作; Seigo Igaki; 井垣　誠吾
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-08-20
Filing date: 1988-08-20
Publication date: 1990-02-26
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JP2557487B2

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】〔目次〕概要産業上の利用分野従来の技術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め原理説明本発明の一実施例発明の効果（第１〜３図）（第４〜ｌＯ図）〔概要〕個人照合装置に関し、指紋の二値化像にある橋・切れ目を正確に検出でき、橋
・切れ目を適切に除去す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、隆線について橋・切れ目
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、前記橋・切れ目を除去する橋・切れ目除
去手段を設け、該橋・切れ目除去手段は、隆線および谷
線の一対の分岐点とその近傍の一対の端点を検出し、該
一対の分岐点同士を結ぶ線と該一対の端点同士を結ぶ線
が所定の十文字状に交われば橋・切れ目とみなし、該端
点近傍のパターンを該橋・切れ目に複写して橋・切れ目
を除去するように構成されている。

〔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Ｉ
Ｄ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
う三大特徴を持つため、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
上十分な信頬度を保ちつつ、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、レーザーを光源とし、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、ガラスに指を付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「部分パターンマツチン
グ法」のもつ冗長性と、「特徴抽出法」のもつ構造解祈
性とを兼ね備えた［ムービング・ウィンド・アルゴリズ
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、およびマツチング回路を付加した１６ビ
ツトパソコンと、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。

ところで、ガラス面に指を置（際、指紋に汗が付着して
いると隆線という肉の盛り上っている部分が隣の隆線と
つながって“′橋゛となることがある。また、指紋は必
ずしも完全なものではなく切れているところもあり、こ
れは“切れ目”と呼ばれる。いずれにしてもこのような
橋・切れ目は真の特徴点でではなく、いわば雑音に相当
するものであって指紋登録、照合の精度を向上させるた
めにはこれら橋・切れ目を適切に除去する必要がある。

例えば、橋を検出するための従来では、まず、隆線のみ
を細線化し、分岐点（三ツ又になっている点）が二つで
形成されるＨ形の隆線の構造があるとこれを橋とみなす
ようにしている。

（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である分岐点の近
傍に他の分岐点があった場合、互いに近傍にある二つの
分岐点を橋の条件とする構成となっていたため、実際に
は橋でない場合であっても橋と誤認識してしまうことが
あり、指紋登録照合の精度が低下するという問題点があ
った。

そこで本発明は、指紋の二値化像にある橋・切れ目を正
確に検出でき、橋・切れ目を適切に除去することのでき
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、
隆線について橋・切れ目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、前記橋・切れ目
を除去する橋・切れ目除去手段を設け、該橋・切れ目除
去手段は、隆線および谷線の一対の分岐点とその近傍の
一対の端点を検出し、該一対の分岐点同士を結ぶ線と該
一対の端点同士を結ぶ線が所定の十文字状に交われば橋
・切れ目とみなし、該端点近傍のパターンを該橋・切れ
目に複写して橋・切れ目を除去するように構成されてい
る。

〔作用〕

本発明では、隆線および谷線の一対の分岐点とその近傍
の一対の端点が検出され、該一対の分岐点を結ぶ線と該
一対の端点を結ぶ線が所定の十文字状に交われば橋・切
れ目とみなし、該端点近傍のパターンが該橋・切れ目に
複写される。

したがって、橋・切れ目が正確に検出され、該橋・切れ
目が適切に除去される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明の基本原理を説明するための図であ
り、実線で囲まれたハツチング部分は指紋の隆線（いわ
ゆる６分て山に相当する）を示し、実線で囲まれた白部
分は谷線（凹状で谷に相当する）を示している。第１図
は橋の検出方法を説明するために指紋画像の特徴点近傍
を示したものであり、この図において、Ｂは隆線を細線
化（図中破線部参照）した場合の分岐点を表し、Ｅは谷
線を細線化（図中破線部参照）した場合の端点を表して
いる。いま、一対の分岐点Ｂ同士を直線で結ぶとともに
、一対の端点Ｅ同士を直線で結び、両方の直線が十文字
状に交わるときを橋として検出する。また、第２図は切
れ目の検出方法を説明するために指紋画像の特徴点近傍
を示したものであり、この図において、Ｂは谷線を細線
化（図中破線部参照）した場合の分岐点を表し、Ｅは隆
線を細線化（図中破線部参照）した場合の端点を表して
いる。いま、一対の分岐点Ｂ同士を直線で結ぶとともに
、一対の端点Ｅ同士を直線で結び、両方の直線が十文字
状に交わるときを切れ目として検出する。すなわち、本
発明では従来例のように互いに近傍にある二つの分岐点
から無条件に橋・切れ目を検出する態様とは異なり、隆
線と谷線を両方とも細線化して隆線部、谷線部内に端点
同士、分岐点同士の対を検出し、両者を結ぶ線が十文字
に交わるときにはじめて橋・切れ目として検出するよう
にしている。したがって、従来の問題点で指摘したよう
な橋・切れ目でないものを誤認識してしまう事態が避け
られ、正確に橋・切れ目が検出される。

このようにして検出した橋・切れ目を第３図に示す方法
により除去する。第３図（ａ）において、分岐点Ｂ同士
、端点Ｅ同士を結ぶ点で橋が検出された場合、端点Ｅ近
傍の破線で囲んだパターンを切り出し、このパターンを
第３図（ｂ）に示すように橋上に移植して橋を除去する
。第２図に示した切れ目の場合も同様にして除去するこ
とができる。

以下、上記基本原理に基づいて実施例を説明する。第４
〜１０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４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ビントのパ
ーソナルコンピュータを用いて構成され、太き（分けて
画像入力系１、画像記憶回路２、二値化回路３、細線化
回路４、特徴点検出回路５、交角交点検査回路６、近傍
パターン移植回路７および動作制御回路８により表され
る機能を有している。

画像入力系１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２は画像入力系１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、二値化回
路３に送られ、二値化回路３との間でデータの授受が行
われる。

二値化回路３は画像データを二値化し、細線化回路４は
二値化されたディジタルデータに基づいて隆線と谷線に
細線化する。特徴点検出回路５は細線化された画像から
特徴点を抽出し、交角・交点検査回路６は特徴点のうち
分岐点同士、端点同士を結んだ線の交角・交点を検査す
る。近傍パターン移植回路７は交角・交点検査回路６の
出力に基づいて端点の近傍の二値化パターンを切り出し
、橋・切れ目の近傍に移植する。動作制御回路８は個人
の指紋の登録およびこの登録データを画像人力データと
比較して指紋の照合を行う。

なお、以上の画像処理のデータは画像記憶回路２あるい
は動作制御回路８から外部のＣＲＴデイスプレー等に送
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ィ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。

次に、作用を説明する。

第５図は個人照合装置のうち、特に指紋像の橋・切れ目
除去のプログラムを示すフローチャートであり、図中Ｐ
Ｉ”””Ｐｌ５はプログラムのステップを示す。

まず、Ｐ、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２５６Ｘ　２
５６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
Ｘ１６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、それを闇値として二値化する。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゛°の二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、Ｐ、で隆線の細線化処
理を行い、Ｐ４で特徴点として全ての分岐点を調査した
か否かを判別して、ＮｏのときはＰ５に進み、ＹＥＳの
ときばＰ、。に進む。

Ｐ、では第６図（ａ）に示すように隆線部の分岐点１１
近傍を点線枠（四角領域）１０として切り出し、点線枠
１０内で他の分岐点１２を検出する。次いで、Ｐ６で第
６図（ｂ）に示すようにこの点線枠（四角領域）１０の
谷線部を細線化し、その谷線部の端点１３．１４を検出
する。次いで、Ｐ７で第６図（ｃ）に示すように、隆線
部の分岐点１１．１２同士を結んだベクトルｂと谷線部
の端点１３．１４同士を結んだベクトルｅとの交点・交
角を調査し、ｐＨで橋であるか否かを判別する。交点・
交角の調査は具体的には第７図に示すように二つのベク
トルが十文字に交わっているか否かを調べることにより
行う。すなわち、第７図において、分岐点１１．１２を
結ぶベクトルの始点をＢ、終点をＢ′とし、端点１３．
１４を結ぶベクトルの始点をＥ、終点をＥ′とし、二つ
のベクトルの交点をＣ１交角をψとすると、交角ψが９
０°前後（ψ′、９０°）であり、かつ交点Ｃが二つの
ベクトルのほぼ中心にある（ＢＣ＃ＣＢ’　、ＥＣζＣ
Ｅ’　）とき等の条件が満たされている場合橋であると
判別する。橋であるときはＰ、で端点１３の近傍の二値
化パターンを切り出して橋の近傍に移植してＰ４に戻り
、橋でないときはそのままＰ４に戻る。近傍パターンの
移植は、例えば第８図に示すように端点１３Ｅを中心と
してベクトルｂに平行な長方形ＰＱＲ３の領域を切り出
し、それを同ベクトルｂにかぶさるように複写する。こ
れにより橋は除去される。

一方、Ｐ４で全ての分岐点が調査されたときはＰｌ。で
全ての端点を調査したか否かを判別して、Ｎｏのときは
Ｐ、に進み、ＹＥＳのときは本ルーチンの処理を終了す
る。ｐＨでは第９図（ａ）に示すように隆線部の端点１
６近傍を点線枠（四角領域）１５として切り出し、点線
枠１５内、で他の端点１７を検出する。次いで、Ｐｌ２
で第９図（ｂ）に示すようにこの点線枠（四角領域）１
５の谷線部を細線化し、その谷線部の分岐点１８．１９
を検出する。次いで、Ｐｌ＋で第９図（Ｃ）に示すよう
に隆線部の端点１６．１７同士を結んだベクトルｂと谷
線部の分岐点１８．１９同士を結んだベクトルｅとの交
点・交角を調査し、Ｐ　１４で切れ目であるか否かを判
別する。交点・交角の調査は前述した第７図の場合と同
様にして二つのベクトルが十文字に交わっているか否か
を調べることにより行う。切れ目であるときはｐｕｓで
端点１６の近傍の二値化パターンを切り出して切れ目の
近傍に移植してＰＩｏに戻り、切れ目でないときはその
ままＰ　１Ｇに戻る。近傍パターンの移植は、前述した
橋の移植の場合と同様にして第１０図（ａ）に示すよう
に端点１６Ｅを中心としてベクトルｂに平行な長方形Ｐ
ＱＲ３の領域を切り出し、それを同ベクトルｂにかぶさ
るように複写する（第１０図（ｂ）参照）。これにより
切れ目は除去される。

このように、隆線と谷線を両方とも細線化して谷線のパ
ターンも調べるようにしているので、従来例より正しく
橋を検出することができ、橋でないものを橋として誤認
識することがなくなる。また、隆線の切れ目も、同様の
アルゴリズムで検出することができ、近傍の二値化パタ
ーンの複写により、簡便に橋・切れ目を除去することが
できる。

その結果、指紋登録や照合の精度を゛向上させることが
できる。

〔効果〕

本発明によれば、指紋の二値化像にある橋・切れ目を正
確に検出することができ、橋・切れ目を適切に除去する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る個人照合装置の基本源゛理を
説明するための図であり、第１図はその橋の検出方法を説明する図、第２図はその
切れ目の検出方法を説明する図、第３図はその橋の除去
を説明する図、第４〜ＩＯ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４図はその機能ブロック図、第５図はその指紋像の橋・切れ目除去プログラムを示す
フローチャート、第６図はその橋の検出処理を説明する図、第７図はその
交角・交点の調査を説明する図、第８図はその橋の除去
を説明する図、第９図はその切れ目の検出処理を説明する図、第１０図
はその切れ目の除去を説明する図である。Ｅ、Ｅ’：端点、Ｃ：交角、 ψ：交点。ｌ・・・・・・画像入力系、２・・・・・・画像記憶回路、３・・・・・・二値化回路、４・・・・・・細線化回路、５・・・・・・特徴点検出回路、６・・・・・・交角・交点検査回路、７・・・・・・近傍パターン移植回路、８・・・・・・
動作制御回路、１０、１５・・・・・・点線枠、１１．１２．１８．１９・・・・・・分岐点、１３．１
４．１６．１７・・・・・・端点、Ｂ、Ｂ’：分岐点、／１５一実施例の切れ目の除去を説明する図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】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、隆線について橋・切れ目を
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、前記橋・切れ目を除去する橋・切れ目除去手段を設け、該橋・切れ目除去手段は、隆線および谷線の一対の分岐
点とその近傍の一対の端点を検出し、該一対の分岐点同
士を結ぶ線と該一対の端点同士を結ぶ線が所定の十文字
状に交われば橋・切れ目とみなし、該端点近傍のパター
ンを該橋・切れ目に複写して橋・切れ目を除去するよう
に構成されていることを特徴とする個人照合装置。