JPH08115425A

JPH08115425A - 指紋照合装置

Info

Publication number: JPH08115425A
Application number: JP6249876A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Abe; 正勝阿部
Original assignee: Chuo Hatsujo KK; Chuo Spring Co Ltd
Current assignee: Chuo Hatsujo KK; Chuo Spring Co Ltd
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】指紋の照合精度に優れる指紋照合装置の提
供。【構成】特定指の指紋を光学的に取り込み、指紋隆線
濃淡像を得る指紋画像採取手段１と、指紋隆線濃淡像を
ディジタル濃淡データにＡ／Ｄ変換するアナログ・ディ
ジタル変換手段２と、Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡
データの有効性を判別する大きさチェック手段３と、登
録動作時に、大きさチェック手段３が有効であると判別
した場合、そのディジタル濃淡データに所定の処理を施
した後、識別対象者の指紋データとして登録する指紋デ
ータ登録手段４と、照合動作時に、大きさチェック手段
で有効であると判別した場合、ディジタル濃淡データに
所定の処理を施した後、登録済のディジタル濃淡データ
と照合する指紋データ照合手段５と、照合結果を報知す
る報知手段６とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、指紋の照合を行なう指
紋照合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】指の腹側（指紋側）をプリズムの斜面に
押し当て、一方端面から光を透光し、斜面で全反射する
反射光を他方端面側で捕捉して原画像（指紋像）を採取
し、〜の手法を用いて指紋照合を行なう技術が従来
より知られている。

【０００３】原画像から指紋特徴点（指紋隆線の端点
や分岐点等）を探し、指紋特徴点の位置関係を個人毎の
特徴データとして蓄積し、これを照合する。原画像から上記特徴点間の隆線数を計数し、これを個
人毎の特徴データとして蓄積し、これを照合する。原画像を個人毎の特徴データとして蓄積し、原画像同
士でパターン照合する。原画像にＦＦＴ等の周波数解析を行ない、この解析結
果を個人毎の特徴データとして蓄積し、これを照合す
る。

【０００４】上記従来の技術において、以下の状態下
で、指紋照合の照合精度が低下する。（１）指押圧力の過大・過少、指先の斜面への押し当て
不良に伴う、原画像の指紋部分面積の狭小、発汗、又は
指の傾き等により、採取される原画像の品位が悪化した
時。（２）照合動作時の、指押圧力、原画像の指紋部分面
積、発汗の有無、又は指の傾き（水平／垂直）が、登録
時のものと異なって、原画像の再現性が悪い時。

【０００５】指紋照合の照合精度を上げる技術として、
以下のものが提案されている。上面に指紋入力面を形成
し、前面を斜面とし、該斜面上にセンサを配し、指の中
腹が所定位置に位置したことを検出した時のみ、指紋の
読み取りを行なう（特開平２−１６７１３９号公報）。
読み取り手段に、押捺時の指の圧力を検出する圧力検出
手段を設け、登録に際し、押捺時の指の圧力を押圧デー
タとして指紋データと共に登録手段に登録するととも
に、照合に際し、指の圧力が登録手段に記憶されている
登録動作時の押圧データと同じ、或いは所定の範囲内に
なった時、指紋像の読み取り照合を開始する（特開平２
−１９１０８３号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は、以下の様な欠点がある。（ア）指の中腹を所定位置に位置させ、且つ指の圧力を
登録手段に記憶されている登録動作時の押圧データと略
同じにした場合は、原画像の品位や再現性は改善され
る。しかし、指の状態が設定状態になる様にしているに
すぎず、高品位の原画像や、再現性に優れた原画像が常
に得られるとは限らない。例えば、登録動作時に、過度
に発汗又は乾燥していると高品位の原画像が得られな
い。又、登録動作時又は照合動作時の何れかにおいて、
過度に発汗又は乾燥していると各原画像が異なってしま
う。例えば、指紋位置の指先の状態を故意又は無意識に
変えると、原画像の品位が低下したり、再現性が悪化す
る。（イ）指の中腹が所定位置に位置したことを検出するセ
ンサ、又は指の圧力を検出するセンサの何れかが必要と
なり、構造が複雑となり、コスト高となる。

【０００７】本発明の目的は、指紋の照合精度に優れる
指紋照合装置の提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は以下の構成を採用した。〔１〕採取面に押し当てた、識別対象者の特定指の指紋
を光学的に取り込み、指紋隆線の濃淡画像を得る指紋画
像採取手段と、採取した指紋画像を、ディジタル濃淡デ
ータにＡ／Ｄ変換するアナログ・ディジタル変換手段
と、Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡データに基づい
て、採取した前記濃淡画像の指紋部分の大きさを把握
し、その大きさから前記ディジタル濃淡データの有効性
を判別する大きさチェック手段と、登録動作時に、前記
大きさチェック手段が有効であると判別した場合、その
ディジタル濃淡データに所定の処理を施した後、識別対
象者の指紋データとして登録する指紋データ登録手段
と、照合動作時に、前記大きさチェック手段が有効であ
ると判別した場合、そのディジタル濃淡データに所定の
処理を施した指紋データを、登録済の指紋データと照合
する指紋データ照合手段と、照合結果を報知する報知手
段とを具備する。

【０００９】〔２〕採取面に押し当てた、識別対象者の
特定指の指紋を光学的に取り込み、指紋隆線の濃淡画像
を得る指紋画像採取手段と、採取した指紋画像を、ディ
ジタル濃淡データにＡ／Ｄ変換するアナログ・ディジタ
ル変換手段と、Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡データ
に基づいて、前記濃淡画像の指紋隆線の採取具合を判定
し、その採取具合から前記ディジタル濃淡データの有効
性を判別する指先状態チェック手段と、登録動作時に、
前記指先状態チェック手段が有効であると判別した場
合、そのディジタル濃淡データに所定の処理を施した
後、識別対象者の指紋データとして登録する指紋データ
登録手段と、照合動作時に、前記指先状態チェック手段
が有効であると判別した場合、そのディジタル濃淡デー
タに所定の処理を施した指紋データを、登録済の指紋デ
ータと照合する指紋データ照合手段と、照合結果を報知
する報知手段とを具備する。

【００１０】〔３〕採取面に押し当てた、識別対象者の
特定指の指紋を光学的に取り込み、指紋隆線の濃淡画像
を得る指紋画像採取手段と、採取した指紋画像を、ディ
ジタル濃淡データにＡ／Ｄ変換するアナログ・ディジタ
ル変換手段と、Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡データ
に基づいて、採取した前記濃淡画像の指紋部分の大きさ
を把握し、その大きさから前記ディジタル濃淡データの
有効性を判別する大きさチェック手段と、Ａ／Ｄ変換さ
れた前記ディジタル濃淡データに基づき、前記濃淡画像
の指紋隆線の採取具合を判定し、その採取具合から前記
ディジタル濃淡データの有効性を判別する指先状態チェ
ック手段と、登録動作時に、前記大きさチェック手段及
び指先状態チェック手段の両方が有効であると判別した
場合、そのディジタル濃淡データに所定の処理を施した
後、識別対象者の指紋データとして登録する指紋データ
登録手段と、照合動作時に、前記大きさチェック手段及
び指先状態チェック手段の両方が有効であると判別した
場合、そのディジタル濃淡データに所定の処理を施した
指紋データを、登録済の指紋データと照合する指紋デー
タ照合手段と、照合結果を報知する報知手段とを具備す
る。

【００１１】

【作用および発明の効果】

｛請求項１について｝指紋画像採取手段は、採取面に押
し当てた識別対象者の特定指の指紋を光学的に取り込
み、指紋隆線の状態を濃淡模様で表現した濃淡画像を得
る。アナログ・ディジタル変換手段は、濃淡画像をＡ／
Ｄ変換してディジタル濃淡データにする。

【００１２】大きさチェック手段は、Ａ／Ｄ変換された
ディジタル濃淡データに基づいて、採取した濃淡画像の
指紋部分の大きさを把握し、その大きさからディジタル
濃淡データの有効性を判別する。指が採取面に水平に、
且つ適度な押圧力で押し当てられていると、採取した濃
淡画像の指紋部分が適正な大きさとなり、大きさチェッ
ク手段は、ディジタル濃淡データが有効であると判別す
る。又、指が採取面に水平ではなく斜めに押し当てられ
ていたり、押圧力が不足していると、採取した濃淡画像
の指紋部分が小さくなり、大きさチェック手段は、ディ
ジタル濃淡データが有効でないと判別する。

【００１３】登録動作時に、大きさチェック手段が有効
であると判別した場合、指紋データ登録手段は、そのデ
ィジタル濃淡データに所定の処理を施した後、識別対象
者の指紋データとして登録する。照合動作時に、大きさ
チェック手段が有効であると判別した場合、指紋データ
照合手段は、そのディジタル濃淡データに所定の処理を
施した指紋データを、多数の登録済の指紋データと照合
して合致するものを探す。報知手段は、照合結果を報知
する。

【００１４】大きさチェック手段が有効であると判別し
た場合（採取面に指先が正しく押し当てられ、指紋隆線
のデータ量が多く品位が良い場合）のディジタル濃淡デ
ータに所定の処理を施して登録や照合に用いる構成であ
るので指紋の照合精度に優れる。

【００１５】｛請求項２について｝指紋画像採取手段
は、採取面に押し当てた識別対象者の特定指の指紋を光
学的に取り込み、指紋隆線の状態を濃淡模様で表現した
濃淡画像を得る。アナログ・ディジタル変換手段は、採
取した濃淡画像を、Ａ／Ｄ変換してディジタル濃淡デー
タにする。

【００１６】指先状態チェック手段は、Ａ／Ｄ変換され
たディジタル濃淡データに基づいて、濃淡画像の指紋隆
線の採取具合を判定し、その採取具合からディジタル濃
淡データの有効性を判別する。例えば、指の採取面への
押し当て力が適正であり、且つ、適度に湿っている場合
は、濃淡画像の指紋隆線の採取具合が良好であると判定
し、指先状態チェック手段は、ディジタル濃淡データが
有効であると判別する。

【００１７】又、例えば、指先が過度に乾燥している場
合は、指紋隆線が掠れたり｛指紋の特徴が欠落する｝、
薄い濃淡画像｛背景に埋没する｝となり、照合精度の低
下を招くので、指先状態チェック手段は、ディジタル濃
淡データが有効でないと判別する。更に、例えば、指先
が過度に湿っている場合は、指紋隆線谷部が水分で埋ま
って指紋隆線が太くなり、隣り合う指紋隆線が結合した
濃淡画像となり、照合精度の低下を招くので、指先状態
チェック手段は、ディジタル濃淡データが有効でないと
判別する。

【００１８】登録動作時に、指先状態チェック手段が有
効であると判別した場合、指紋データ登録手段は、その
ディジタル濃淡データに所定の処理を施した後、識別対
象者の指紋データとして登録する。照合動作時に、指先
状態チェック手段が有効であると判別した場合、指紋デ
ータ照合手段は、そのディジタル濃淡データに所定の処
理を施した指紋データを、多数の登録済の指紋データと
照合して合致するものを探す。報知手段は、照合結果を
報知する。

【００１９】指先状態チェック手段が有効であると判別
した場合｛指の採取面への押し当て力が適正であり、且
つ適度に湿っており、指紋隆線の濃淡画像が高品位とな
る｝のディジタル濃淡データに所定の処理を施して登録
や照合に用いる構成であるので指紋の照合精度に優れ
る。

【００２０】｛請求項３について｝指紋画像採取手段
は、識別対象者の特定指の指紋を光学的に取り込み、指
紋隆線の状態を濃淡模様で表現した濃淡画像を得る。ア
ナログ・ディジタル変換手段は、採取した濃淡画像を、
Ａ／Ｄ変換してディジタル濃淡データにする。

【００２１】大きさチェック手段は、Ａ／Ｄ変換された
ディジタル濃淡データに基づいて、採取した濃淡画像の
指紋部分の大きさを把握し、その大きさからディジタル
濃淡データの有効性を判別する。例えば、指が採取面に
水平に、且つ適度な押圧力で押し当てられていると、採
取した濃淡画像の指紋部分が適正な大きさとなり、大き
さチェック手段は、ディジタル濃淡データが有効である
と判別する。又、例えば、指が採取面に水平ではなく斜
めに押し当てられていたり、押圧力が不足していると、
採取した濃淡画像の指紋部分が小さくなり、大きさチェ
ック手段は、ディジタル濃淡データが有効でないと判別
する。

【００２２】指先状態チェック手段は、Ａ／Ｄ変換され
たディジタル濃淡データに基づいて、濃淡画像の指紋隆
線の採取具合を判定し、その採取具合からディジタル濃
淡データの有効性を判別する。例えば、指の採取面への
押し当て力が適正であり、且つ、適度に湿っている場合
は、濃淡画像の指紋隆線の採取具合が良好であると判定
し、指先状態チェック手段は、ディジタル濃淡データが
有効であると判別する。又、例えば、指先が過度に乾燥
している場合は、指紋隆線が掠れたり｛指紋の特徴が欠
落する｝、薄い濃淡画像｛背景に埋没する｝となり、照
合精度の低下を招くので、指先状態チェック手段は、デ
ィジタル濃淡データが有効でないと判別する。更に、例
えば、指先が過度に湿っている場合は、指紋隆線谷部が
水分で埋まって指紋隆線が太くなり、隣り合う指紋隆線
が結合した濃淡画像となり、照合精度の低下を招くの
で、指先状態チェック手段は、ディジタル濃淡データが
有効でないと判別する。

【００２３】登録動作時に、大きさチェック手段及び指
先状態チェック手段の両方が有効であると判別した場
合、指紋データ登録手段は、そのディジタル濃淡データ
に所定の処理を施した後、識別対象者の指紋データとし
て登録する。報知手段は、照合結果を報知する。

【００２４】Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡データ
が、大きさチェック手段及び指先状態チェック手段の両
方でもって有効であると判別される場合｛濃淡画像の大
きさが大きく、指の採取面への押し当て力が適正であ
り、且つ、適度に湿っている場合｝のディジタル濃淡デ
ータに所定の処理を施して登録や照合に用いる構成であ
るので指紋の照合精度に優れる。

【００２５】

【実施例】本発明の第１実施例（請求項１に対応）を図
１〜図７、及び表１に基づいて説明する。指紋照合装置
Ａは、図１に示すように、識別対象者の特定指の指紋を
光学的に取り込み、指紋隆線濃淡像を得る指紋画像採取
手段１と、指紋隆線濃淡像をディジタル濃淡データ１０
にＡ／Ｄ変換するアナログ・ディジタル変換手段２と、
Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡データ１０の有効性を
判別する大きさチェック手段３と、登録動作時に、大き
さチェック手段３が有効であると判別した場合、そのデ
ィジタル濃淡データ１０に所定の処理を施した後、識別
対象者の指紋データとして登録する指紋データ登録手段
４と、照合動作時に、大きさチェック手段３が有効であ
ると判別した場合、ディジタル濃淡データ１０に所定の
処理を施した後、登録済のディジタル濃淡データ１０と
照合する指紋データ照合手段５と、照合結果を報知する
報知手段６とを具備する。

【００２６】指紋画像採取手段１は、例えば、図２に示
すように、指１１の指紋面１１２がプリズム面１２１に
押圧される直角プリズム１２と、端面１２２に垂直に照
明光１３１を投光する光源１３と、プリズム面１２１で
反射する反射光１３２を垂直に捕捉できる様に斜面１２
３と平行に配され、指紋隆線山部に対応する反射光１３
２を明るい像、指紋隆線谷部に対応する反射光１３２を
暗い像として取り込むＣＣＤ素子１４とで構成され、Ｃ
ＣＤ素子１４は電気出力（指紋隆線の濃淡画像）をアナ
ログ・ディジタル変換手段２に転送する。アナログ・デ
ィジタル変換手段２は、指紋画像採取手段１から転送さ
れた電気出力をＡ／Ｄ変換した二次元のディジタル濃淡
データ１０（図３のａに示す）を内蔵メモリに格納す
る。

【００２７】大きさチェック手段３は、以下に示す様
に、Ａ／Ｄ変換した二次元のディジタル濃淡データ１０
に対して、検出ラインを設定し、指紋部分の長さを求
め、指紋部分の大きさを把握して、二次元のディジタル
濃淡データ１０の有効性を判別する。

【００２８】〔検出ラインを設定する〕 (1) 全ラインを検出ラインとする。 (2) 等間隔に検出ラインを設定する。 (3) 重み付けを行ない、特定部分（例えば中央部分）の
検出ラインの間隔を狭く設定する（図６参照）。

【００２９】〔指紋部分の長さを求める；探索は検出ラ
インの片端又は両端の何方でも良い〕 (1) 濃度値に閾値を設定し、濃度値が閾値以上となる部
分を切り出す。 (2) 濃度値の傾きに閾値を設定し、傾きが閾値以上とな
る部分を切り出す。

【００３０】〔指紋部分の大きさ（面積）から有効性を
判別する〕 (1) 各検出ラインの指紋部分の長さ｛又は幅、又は長さ
と幅の両方｝を加算｛又は各々加算｝し、加算値が閾値
以上であれば、二次元のディジタル濃淡データ１０が有
効であると判別する。 (2) 指紋部分の長さ｛又は幅、又は長さと幅の両方｝に
閾値を設定し、各検出ラインにおける指紋部分の長さ
｛又は幅、又は長さと幅の両方｝が閾値以上となる検出
ライン数が一定数以上であれば、二次元のディジタル濃
淡データ１０が有効であると判別する。 (3) 図７に示す様に、各検出ラインにおける指紋部分の
長さ｛又は幅、又は長さと幅の両方｝から近似的に面積
を求め、求めた面積が閾値以上であれば、二次元のディ
ジタル濃淡データ１０が有効であると判別する。

【００３１】

【表１】

【００３２】上述したことを組み合わせると、表１に示
す１６通りの方法が考えられるが、本実施例では、精度
やアルゴリズムの簡素化等により、表１中に“Ａ”で示
す方法を採用している。具体的には、ｙ軸を等間隔（例
えば８毎）に区切り、検出ラインを設定（例えば１６
本）する。

【００３３】つぎに、各検出ライン毎に、０〜１２７の
ｘ座標位置における濃淡度合を０〜２５５迄の濃度値に
変換し、図３の（ｂ）に示す濃度値カーブを得る。そし
て、この濃度値カーブの片端（ｘ＝０ｏｒｘ＝１２
７）又は両端（ｘ＝０及びｘ＝１２７）から探索して、
ｘ＝０側及びｘ＝１２７側において、最初に閾値以上
（例えば、濃度値＝９０以上）となるディジタル濃淡デ
ータ１０のｘ方向における濃淡画像の指紋部分の長さ
を、各検出ライン毎に切り出す。切り出した指紋部分の
長さを、各検出ラインについて加算（積算）し、この加
算値が閾値以上である場合、二次元のディジタル濃淡デ
ータ１０が有効性有りとする。

【００３４】例えば、図５の（ｂ）に示す様に、指１１
をプリズム面１２１に水平で且つ適度な押圧力で押し当
てた場合、矢印で示す様に濃淡画像を十分大きく採取で
き、大きさチェック手段３は、ディジタル濃淡データ１
０が有効であると判別する。又、例えば、図４に示す様
に、指１１をプリズム面１２１に斜めに押し当てた場
合、又は、図５の（ａ）に示す様に、指１１をプリズム
面１２１に軽く押し当てた場合は、十分な大きさの濃淡
画像を採取することができず、大きさチェック手段３
は、ディジタル濃淡データ１０が無効であると判別す
る。尚、この場合は、指紋画像採取手段１を再動作させ
るべく指示する。

【００３５】指紋データ登録手段４は、登録操作時に、
採取したディジタル濃淡データ１０が有効であると大き
さチェック手段３が判別した場合、そのディジタル濃淡
データ１０に所定の処理｛例えば、マニューシャ等の特
徴点を抽出、ＦＦＴ等の周波数解析を実施｝を施した
後、識別対象者の指紋データとして指紋データ格納用の
記憶装置（Ｅ²ＰＲＯＭ、ハードディスク、フロッピー
等）に登録する。

【００３６】指紋データ照合手段５は、照合操作時に、
採取したディジタル濃淡データ１０が有効であると大き
さチェック手段３が判別した場合、そのディジタル濃淡
データ１０に上述した所定の処理を施した指紋データ
を、記憶装置に登録されている多数のディジタル濃淡デ
ータと照合して合致するものを探す。

【００３７】報知手段６は、合致するものがあると指紋
データ照合手段５が判別した場合、その指紋データを登
録した者の氏名や認識番号をディスプレイ上に表示し、
合致するものがないと判別された場合は、“該当者無
し”と表示する。

【００３８】つぎに、本実施例に係る指紋照合装置Ａの
利点を述べる。図４に示す様に指先のみをプリズム面１
２１に押し当てた場合や、図５の（ａ）に示す様にプリ
ズム面１２１への押し当て力が不足する場合は、図３の
（ｂ）に示すｘ方向における濃淡画像の指紋部分の長さ
が短くなり、指紋隆線のデータ量が少なく（品位が悪
い）、照合に適さない場合は指紋データが記憶装置に格
納されず｛指紋データの登録動作時｝、合致するものが
あるか否かの照合を行なわない｛指紋照合動作時｝構成
である。この為、ｘ方向における濃淡画像の指紋部分の
長さが長く、指紋隆線１１１のデータ量が多い（品位が
良い）、有効な指紋データを用いて照合が行なわれるの
で、照合精度の向上が図れる。尚、ディジタル濃淡デー
タ１０のｙ方向における濃淡画像の指紋部分の幅につい
ても｛幅のみでも良い｝、有効か無効かを、大きさチェ
ック手段３が判別する構成であっても良い。この場合
は、指の水平状態のチェックもできるので、更に照合精
度が向上する。

【００３９】本発明の第２実施例（請求項１に対応）を
図１、図２、図４、図５、図８〜図１０、及び表２に基
づいて説明する。指紋照合装置Ｂは、図１に示す様に、
指紋画像採取手段１と、アナログ・ディジタル変換手段
２と、大きさチェック手段３と、指紋データ登録手段４
と、指紋データ照合手段５と、報知手段６とを具備し、
大きさチェック手段３以外の構成は、第１実施例と同一
である。

【００４０】アナログ・ディジタル変換手段２は、指紋
画像採取手段１のＣＣＤ素子１４（図２に示す）から転
送される電気出力をＡ／Ｄ変換して、二次元のディジタ
ル濃淡データ１０（図８のａに示す）を、内蔵メモリ
（ｘ方向が０〜１２７、ｙ方向が０〜１２７のメモリ空
間を有する）に格納する。

【００４１】大きさチェック手段３は、以下に示す様
に、Ａ／Ｄ変換した二次元のディジタル濃淡データ１０
に対して、二次元のディジタル濃淡データ１０を特定方
法で分割し、検出区画を決定して、指紋部分を検出し、
指紋部分の大きさを把握して、二次元のディジタル濃淡
データ１０の有効性を判別する。

【００４２】〔分割方法〕 (1) 図８の（ａ）に示す様に、二次元のディジタル濃淡
データ１０を等間隔に分割する。 (2) 図１０に示す様に、特定部分（例えば中央部）を細
かく分割する。

【００４３】〔検出区画〕 (1) 検出区画を全区画とする。 (2) 区画を間引きして検出区画を設定する。

【００４４】〔指紋部分の検出方法〕 (1) 平均濃度値に閾値を設定し、調べる検出区画の平均
濃度が閾値以上ならば、その検出区画に指紋部分が存在
すると見なす。 (2) 濃度値の中央値に閾値を設定し、調べる検出区画の
中央値｛最大濃度値と最小濃度値の中間に最も近い、実
在する濃度値｝が閾値以上ならば、その検出区画に指紋
部分が存在すると見なす。 (3) 濃度値の合計値｛濃度値の累積加算値｝に閾値を設
定し、調べる検出区画の合計値が閾値以上ならば、その
検出区画に指紋部分が存在すると見なす。

【００４５】〔指紋部分の大きさ（面積）による有効性
の判別〕指紋部分と判定される区画数が一定数以上であ
るか否かにより、ディジタル濃淡データ１０の有効性を
判別する。

【００４６】

【表２】

【００４７】上述したことを組み合わせると、表２に示
す１２通りの方法が考えられるが、本実施例では、計算
量の少なさ等により、表２中に“Ｂ”で示す方法を採用
している。

【００４８】本実施例では、大きさチェック手段３は、
図９のフローチャートに示す様に、採取したディジタル
濃淡データ１０に基づいて濃淡画像の指紋隆線１１１の
採取具合を調べ、ディジタル濃淡データ１０の有効性を
判別している。

【００４９】先ず、図８の（ａ）に示す様に、二次元の
ディジタル濃淡データ１０を、等間隔に１６分割する。
そして、区画を間引きして、検出区画を例えば、中央の
四個に設定する。

【００５０】ステップｓ１で、検出対象の、各区画の平
均濃度（濃部分の面積割合）を各区画毎に求め（図８の
ｂ参照）、ステップｓ２に進む。ステップｓ２で、平均
濃度≧所定値である区画数Ｋをカウントし、ステップｓ
３に進む。ステップｓ３で、平均濃度≧所定値である区
画数Ｋが閾値以上（例えば３以上）であるか否か判別
し、Ｋ≧閾値の場合（ＹＥＳ）はステップｓ４に進み、
Ｋ＜閾値の場合（ＮＯ）はステップｓ５に進む。

【００５１】ステップｓ４で、採取したディジタル濃淡
データ１０が、登録・照合に適したものであると判別す
る。又、ステップｓ５で、採取したディジタル濃淡デー
タ１０が無効であると判別し、指紋画像採取手段１を再
動作させるべく指示する。

【００５２】つぎに、本実施例に係る指紋照合装置Ｂの
利点を述べる。図４に示す様に指先のみをプリズム面１
２１に押し当てた場合、又は、図５に示す様に、指１１
をプリズム面１２１に軽く押し当てた場合は、平均濃度
≧所定値となる区画数Ｋが３未満となり（図９のステッ
プｓ３でＮＯ）、そのディジタル濃淡データに係る指紋
データは記憶装置に格納されず｛指紋データの登録動作
時｝、合致するものがあるか否かの照合を行なわない
｛指紋照合動作時｝。そして、指１１全体をプリズム面
１２１に適圧で押し当てることにより採取された、区画
数Ｋが多く（３以上）、指紋隆線１１１のデータ量が多
い（品位が良い）、照合に適した指紋データを用いて照
合を行なう構成であるので、照合精度が高い。

【００５３】本発明の第３実施例（請求項２に対応）を
図２、図６、図１１〜図１３、及び表３に基づいて説明
する。指紋照合装置Ｃは、図１１に示すように、指紋画
像採取手段１と、アナログ・ディジタル変換手段２と、
指先状態チェック手段７と、指紋データ登録手段４と、
指紋データ照合手段５と、報知手段６とを具備し、指先
状態チェック手段７以外の構成は第１実施例と同一であ
る。

【００５４】アナログ・ディジタル変換手段２は、転送
された電気出力をＡ／Ｄ変換して、二次元のディジタル
濃淡データ１０（図１２に示す）を内蔵メモリに格納す
る。

【００５５】指先状態チェック手段７は、以下に示す様
に、Ａ／Ｄ変換した二次元のディジタル濃淡データ１０
に対して、検出ラインを設定し、探索範囲を設定し、指
紋部分の濃度値に基づき、二次元のディジタル濃淡デー
タ１０の有効性を判別する。

【００５６】〔検出ラインを設定する〕 (1) 全ラインを検出ラインとする。 (2) 等間隔に検出ラインを設定する。 (3) 重み付けを行ない、特定部分（例えば中央部分）の
検出ラインの間隔を狭く設定する（図６参照）。

【００５７】〔探索範囲を設定する〕 (1) 検出ラインの全てを探索範囲とする｛例えば、ｘ＝
０〜１２７｝。 (2) 検出ラインの特定部分｛例えば、ｘ＝１０〜１２
０｝を探索範囲とする。

【００５８】〔指紋部分の濃度値に基づく有効性の判
別〕 (1) 全検出ラインの平均濃度値を算出し、算出した平均
濃度値が所定範囲内にあるか否かで判別する。 (2) 各検出ラインの平均濃度値を算出し、閾値範囲内の
検出ライン数が一定値以上であるか否かにより判別す
る。 (3) 全検出ラインの濃度値の中央値を算出し、算出した
中央値が所定範囲内にあるか否かで判別する。 (4) 各検出ラインの濃度値の中央値を算出し、算出した
中央値が所定範囲内におさまる検出ライン数が一定数以
上であるか否かにより判別する。 (5) 全検出ラインの濃度値の合計値を算出し、算出した
合計値が所定範囲内にあるか否かで判別する。 (6) 各検出ラインの濃度値の合計値を算出し、算出した
合計値が所定範囲内におさまる検出ライン数が一定数以
上であるか否かにより判別する。

【００５９】

【表３】

【００６０】上述したことを組み合わせると、表３に示
す３６通りの方法が考えられるが、本実施例では、判定
時間の短縮、計算量の低減等により、表３中に“Ｃ”で
示す方法を採用している。

【００６１】本実施例では、指先状態チェック手段７
は、内蔵メモリに格納されたディジタル濃淡データ１０
の特定部分の平均濃淡値が所定範囲内であるか無いか
を、等間隔（例えば４毎）に検出ラインを設定し、図１
２に示す様に、各検出ラインの全て（ｘ＝０〜１２７）
について濃淡度合を０〜２５５迄の濃度値に変換して濃
淡度合を合計し、１２８で割った値を各ラインの平均濃
度値とする。そして、各ラインの平均濃度値を加算した
ものをライン数で割って、全検出ラインの平均濃度値を
算出し、これが所定範囲内であれば、ディジタル濃淡デ
ータ１０が有効であると判別している。

【００６２】例えば、指１１の指紋面１１２の、プリズ
ム面１２１への押し当て力が適正であり｛図１３の
（ｂ）に示す｝、且つ適度に湿っている場合は、ディジ
タル濃淡データ１０の指紋隆線相当部分が掠れたり潰れ
たりしないので、指先状態チェック手段７は、ディジタ
ル濃淡データ１０が有効であると判別する。

【００６３】一方、指１１が過度に乾燥している場合
は、図１３の（ａ）に示す様に、ディジタル濃淡データ
１０の指紋隆線相当部分が掠れたり｛指紋の特徴が欠落
する｝、薄い濃淡画像｛背景に埋没する｝となり、濃度
値が下がるので、指先状態チェック手段７は、ディジタ
ル濃淡データ１０が無効であると判別する。

【００６４】又、発汗等により指が過度に湿っている場
合は、図１３の（ｃ）に示す様に、指紋隆線谷部が水分
で埋まって指紋隆線が太くなり、隣り合う指紋隆線が結
合した濃淡画像となり、濃度値が上がって所定範囲を逸
脱する。尚、これらの場合は、指紋画像採取手段１を再
動作させるべく指示する。

【００６５】つぎに、本実施例に係る指紋照合装置Ｃの
利点を述べる。指１１が過度に乾燥していたり、過度に
湿っている場合に採取したディジタル濃淡データに係る
指紋データは記憶装置に格納されず｛指紋データの登録
動作時｝、且つ合致するものがあるか否かの照合を行な
わない｛指紋照合動作時｝構成である。そして、指１１
の指紋面１１２の、プリズム面１２１への押し当て力が
適正であり、且つ適度に湿っている場合は、ディジタル
濃淡データ１０の指紋隆線相当部分が掠れたり潰れたり
しない高品位のディジタル濃淡データに係る指紋データ
を登録や照合に用いる構成であるので指紋の照合精度に
優れる。

【００６６】本発明の第４実施例（請求項３に対応）を
図２、図３、図４、図５、図１４、、図１５、表１、及
び表３に基づいて説明する。本実施例の指紋照合装置Ｄ
は、図１４に示すように、指紋画像採取手段１と、アナ
ログ・ディジタル変換手段２と、大きさチェック手段３
と、指紋データ登録手段４と、指紋データ照合手段５
と、報知手段６と、指先状態チェック手段７とを具備
し、図１５に示すフローチャート（ステップＳ１〜６）
に従って、ディジタル濃淡データ１０を有効にするか無
効にするか決定する。

【００６７】本実施例では、大きさチェック手段３は、
表１中に“Ｄ”で示す方法を採用し、内蔵メモリに格納
されたディジタル濃淡データ１０の有効性を判別してい
る。具体的には、ｙ軸を等間隔（例えば８毎）に区切
り、検出ラインを設定（例えば１６本）する。

【００６８】つぎに、各検出ライン毎に、０〜１２７の
ｘ座標位置における濃淡度合を０〜２５５迄の濃度値に
変換し、図３の（ｂ）に示す濃度値カーブを得る。そし
て、この濃度値カーブの片端（ｘ＝０ｏｒｘ＝１２
７）又は両端（ｘ＝０及びｘ＝１２７）から探索して、
ｘ＝０側及びｘ＝１２７側において、最初に閾値以上
（例えば、濃度値＝９０以上）となるディジタル濃淡デ
ータ１０のｘ方向における濃淡画像の指紋部分の長さ
を、各検出ライン毎に切り出す。切り出した指紋部分の
長さを、各検出ラインについて加算（積算）し、この加
算値が閾値以上である場合、二次元のディジタル濃淡デ
ータ１０が有効性有りとする。

【００６９】そして、図５の（ｂ）に示す様に、指１１
をプリズム面１２１に水平で且つ適度な押圧力で押し当
てた場合、図５の（ｂ）に示す様に濃淡画像の指紋部分
を十分大きく採取でき、ｘ方向における濃淡画像の指の
部分の長さが所定値以上となった場合、大きさチェック
手段３は、ディジタル濃淡データ１０が有効であると判
別する｛図１５のステップＳ３でＹＥＳ｝。又、図５の
（ａ）に示す様に、ｘ方向における濃淡画像の指の部分
の長さが、例えば所定値未満の場合、大きさチェック手
段３は、ディジタル濃淡データ１０が無効であると判別
する。尚、この場合は、指紋画像採取手段１を再動作さ
せるべく指示する｛図１５のステップＳ３でＮＯ｝。

【００７０】又、本実施例では、指先状態チェック手段
７は、表３中に“Ｄ”で示す方法を採用している。

【００７１】本実施例では、指先状態チェック手段７
は、内蔵メモリに格納されたディジタル濃淡データ１０
の特定部分の平均濃淡値が所定範囲内であるか無いか
を、等間隔（例えば４毎）に検出ラインを設定し、図３
に示す様に、先に大きさチェック手段３が求めた、指紋
隆線１１１の濃淡画像が存在する範囲｛例えば、図３の
（ａ）の検出ラインの時は、ｘ＝１０〜１２０｝につい
て濃淡度合を０〜２５５迄の濃度値に変換して濃淡度合
を合計し、濃淡画像が存在する長さ｛図３の（ａ）の検
出ラインの時は１１１｝で割った値を各ラインの平均濃
度値とする。そして、各ラインの平均濃度値を加算した
ものをライン数で割って、全検出ラインの平均濃度値を
算出し、これが所定範囲内であれば、ディジタル濃淡デ
ータ１０が有効であると判別している。

【００７２】そして、指１１の指紋面１１２の、プリズ
ム面１２１への押し当て力が適正であり、且つ、適度に
湿っている場合は、濃度値が所定範囲内となる｛図１５
のステップＳ４でＹＥＳ｝。又、指１１が発汗等により
過度に湿っている場合｛図１５のステップＳ４でＮＯ｝
は濃度値が上がって所定範囲を逸脱する。又、指１１が
過度に乾燥している場合｛図１５のステップＳ４でＮ
Ｏ｝は濃度値が下がって所定範囲を逸脱する。尚、これ
らの場合は、指紋画像採取手段１を再動作させるべく指
示する。

【００７３】つぎに、本実施例に係る指紋照合装置Ｄの
利点を述べる。図４に示す様に指先のみをプリズム面１
２１に押し当てた場合、又は図５に示す様に指１１をプ
リズム面１２１に軽く押し当てた場合の、濃淡画像が小
さく、指紋隆線１１１のデータ量が少ないディジタル濃
淡データや、指１１の湿り具合が悪い場合のディジタル
濃淡データに係る指紋データは、記憶装置に格納されず
｛指紋データの登録時｝、合致するものがあるか否かの
照合も行なわない｛指紋照合動作時｝構成である。そし
て、指１１全体がプリズム面１２１へ、適度に押し当て
られ、且つ指１１の状態が良好であり、指紋隆線１１１
のデータ量が多く、指紋隆線１１１の濃淡画像が滲んだ
り掠れたりしない高品位のディジタル濃淡データ１０に
係る指紋データを登録や照合に用いる構成であるので指
紋の照合精度が更に向上する。

【００７４】尚、本実施例の様に、大きさチェック手段
３及び指先状態チェック手段７の両方でディジタル濃淡
データ１０の有効性を判定する構成の場合、大きさチェ
ック手段３と指先状態チェック手段７の検出方法｛ライ
ンで検出、Ｎ×Ｍに分割｝を合わせるのが好ましい。

【００７５】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。ａ．ディジタル濃淡データに基づき、濃淡画像の大きさ
の有効・無効を判別する閾値や、濃淡画像の指紋隆線の
採取具合を判別する閾値を、登録動作時と照合動作時と
で異なる（例えば、登録動作時の方を厳しくする）様に
しても良い。

【００７６】ｂ．大きさチェック手段がＡ／Ｄ変換され
たディジタル濃淡データに基づいて採取した濃淡画像の
大きさを把握する際、その大きさからディジタル濃淡デ
ータの有効性を判別する方法として以下のものを用いて
も良い。所定のｙ座標位置でｘ方向に走査し、０〜１２７のｘ
座標位置における濃淡度合を０〜２５５迄の濃淡値に変
換し、濃淡値カーブの傾きが、最初に閾値以上となるデ
ィジタル濃淡データ１０のｘ方向における濃淡画像の指
の部分の長さを求める｛表１の＊印参照｝。ｘ方向に走査する所定のｙ座標位置を複数設定し、こ
れら各ｙ座標位置において夫々、同様の方法でｘ方向に
おける濃淡画像の指紋部分の長さを求めて加算し、加算
値が閾値以上の場合、濃淡画像の大きさが適正であると
する。

【００７７】ｃ．指先状態チェック手段７は、Ａ／Ｄ変
換した二次元のディジタル濃淡データ１０をＮ×Ｍに分
割して有効性を判定する方法を採用しても良く、この場
合、二次元のディジタル濃淡データ１０を特定方法で分
割し、検出区画を決定して、指紋部分の濃度値を特定方
法で測定する、以下に示す方法を組み合わせた表４の何
れかを用いても良い。

【００７８】〔分割方法〕 (1) 図８の（ａ）に示す様に、二次元のディジタル濃淡
データ１０を等間隔に分割する。 (2) 図１０に示す様に、特定部分（例えば中央部）を細
かく分割する。

【００７９】〔検出区画〕 (1) 検出区画を全区画とする。 (2) 区画を等間隔に間引きして検出区画を設定する。 (3) 区画の、ある部分を細かく間引きして検出区画を設
定する。

【００８０】〔指紋部分の濃度値に基づく有効性の判
別〕 (1) 全検出区画の平均濃度値を算出し、算出した平均濃
度値が所定範囲内におさまっているか否かで判別する。 (2) 各検出区画の平均濃度値を算出し、所定範囲内にお
さまる検出区画数が一定値以上であるか否かにより判別
する。 (3) 全ての検出区画の濃度値を求め、求めた濃度値の、
最大と最小との中間に最も近い濃度値を中央値とし、こ
の中央値が所定範囲内におさまっているか否かで判別す
る。 (4) 各検出区画の濃度値を各々求め、求めた濃度値の、
最大と最小との中間に最も近い濃度値を中央値とし、こ
の中央値が所定範囲内におさまっている検出区画数が一
定数以上であるか否かで判別する。 (5) 全検出区画の濃度値の合計値を算出し、算出した合
計値が所定範囲内におさまっているか否かで判別する。 (6) 各検出区画の合計値を算出し、所定範囲内におさま
る検出区画数が一定数以上であるか否かにより判別す
る。

【００８１】上述したことを組み合わせると、表４に示
す３６通りの方法が考えられる。

【００８２】

【表４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１、第２実施例に係る指紋照合装置
のブロック図である。

【図２】本発明の第１〜第４実施例に係る指紋照合装置
が有する指紋画像採取手段の構成図である。

【図３】アナログ・ディジタル変換手段によりＡ／Ｄ変
換されたディジタル濃淡データを示す説明図（ａ）、及
びそのディジタル濃淡データを所定ラインでｘ方向に走
査し、０〜１２７のｘ座標位置における濃淡度合を０〜
２５５迄の濃度値に変換して作成した濃度値カーブを示
すグラフ（ｂ）である。

【図４】指先のみをプリズム面に押し当てた状態を示す
説明図である。

【図５】指先を軽くプリズム面に押し当てた状態とその
時のディジタル濃淡データを示す説明図（ａ）、及び指
先を適度にプリズム面に押し当てた状態とその時のディ
ジタル濃淡データを示す説明図（ｂ）である。

【図６】中央部分の間隔を狭くした検出ラインの設定を
示す説明図である。

【図７】指紋部分の長さから近似的に面積を求める方法
を示す説明図である。

【図８】アナログ・ディジタル変換手段が、ディジタル
濃淡データを内蔵メモリに格納した状態を示す説明図
（ａ）、及びその拡大図（ｂ）である。

【図９】本発明の第２実施例に係る指紋照合装置の有す
る大きさチェック手段が、登録・照合に適したディジタ
ル濃淡データであるか否かを判別するフローチャートで
ある。

【図１０】中央部分を細かく分割する分割方法を示す説
明図である。

【図１１】本発明の第３実施例に係る指紋照合装置のブ
ロック図である。

【図１２】ディジタル濃淡データを所定ラインでｘ方向
に走査する様子を示す説明図である。

【図１３】指先の状態に応じた、ディジタル濃淡データ
の比較図である。

【図１４】本発明の第４実施例に係る指紋照合装置のブ
ロック図である。

【図１５】本発明の第４実施例に係る指紋照合装置の有
する、大きさチェック手段及び指先状態チェック手段
が、登録・照合に適したディジタル濃淡データであるか
否かを判別するフローチャートである。

【符号の説明】

１指紋画像採取手段２アナログ・ディジタル変換手段３大きさチェック手段４指紋データ登録手段５指紋データ照合手段６報知手段７指先状態チェック手段１０ディジタル濃淡データ１１指（特定指）１１１指紋隆線１１２指紋１２１プリズム面（採取面）Ａ〜Ｄ指紋照合装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】採取面に押し当てた、識別対象者の特定
指の指紋を光学的に取り込み、指紋隆線の濃淡画像を得
る指紋画像採取手段と、採取した指紋画像を、ディジタル濃淡データにＡ／Ｄ変
換するアナログ・ディジタル変換手段と、Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡データに基づいて、採
取した前記濃淡画像の指紋部分の大きさを把握し、その
大きさから前記ディジタル濃淡データの有効性を判別す
る大きさチェック手段と、登録動作時に、前記大きさチェック手段が有効であると
判別した場合、そのディジタル濃淡データに所定の処理
を施した後、識別対象者の指紋データとして登録する指
紋データ登録手段と、照合動作時に、前記大きさチェック手段が有効であると
判別した場合、そのディジタル濃淡データに所定の処理
を施した指紋データを、登録済の指紋データと照合する
指紋データ照合手段と、照合結果を報知する報知手段とを具備する指紋照合装
置。
【請求項２】採取面に押し当てた、識別対象者の特定
指の指紋を光学的に取り込み、指紋隆線の濃淡画像を得
る指紋画像採取手段と、採取した指紋画像を、ディジタル濃淡データにＡ／Ｄ変
換するアナログ・ディジタル変換手段と、Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡データに基づいて、前
記濃淡画像の指紋隆線の採取具合を判定し、その採取具
合から前記ディジタル濃淡データの有効性を判別する指
先状態チェック手段と、登録動作時に、前記指先状態チェック手段が有効である
と判別した場合、そのディジタル濃淡データに所定の処
理を施した後、識別対象者の指紋データとして登録する
指紋データ登録手段と、照合動作時に、前記指先状態チェック手段が有効である
と判別した場合、そのディジタル濃淡データに所定の処
理を施した指紋データを、登録済の指紋データと照合す
る指紋データ照合手段と、照合結果を報知する報知手段とを具備する指紋照合装
置。
【請求項３】採取面に押し当てた、識別対象者の特定
指の指紋を光学的に取り込み、指紋隆線の濃淡画像を得
る指紋画像採取手段と、採取した指紋画像を、ディジタル濃淡データにＡ／Ｄ変
換するアナログ・ディジタル変換手段と、Ａ／Ｄ変換されたディジタル濃淡データに基づいて、採
取した前記濃淡画像の指紋部分の大きさを把握し、その
大きさから前記ディジタル濃淡データの有効性を判別す
る大きさチェック手段と、Ａ／Ｄ変換された前記ディジタル濃淡データに基づき、
前記濃淡画像の指紋隆線の採取具合を判定し、その採取
具合から前記ディジタル濃淡データの有効性を判別する
指先状態チェック手段と、登録動作時に、前記大きさチェック手段及び指先状態チ
ェック手段の両方が有効であると判別した場合、そのデ
ィジタル濃淡データに所定の処理を施した後、識別対象
者の指紋データとして登録する指紋データ登録手段と、照合動作時に、前記大きさチェック手段及び指先状態チ
ェック手段の両方が有効であると判別した場合、そのデ
ィジタル濃淡データに所定の処理を施した指紋データ
を、登録済の指紋データと照合する指紋データ照合手段
と、照合結果を報知する報知手段とを具備する指紋照合装
置。