JPS63236173A - 特徴抽出装置 - 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） 本発明は指紋照合に関し、特に入力指紋と登録指紋とを
指紋紋様特徴によってその同一性を判別し、個人識別を
行う指紋照合処理において用いられ、特徴を格納する特
徴ファイルをマンマシン対話により形成する特徴抽出装
置に関する。

（従来の技術とその問題点） 指紋を用いて個人を識別するシステムは、指紋が「万人
不同」および「終生不変」の特質を有するから、極めて
信頼性が高い、そこで、バタン認識技術を用いて採取指
紋とあらかじめ登録された登録指紋との同一性の自動照
合を行う装置については、既に特願昭５４−３９６４８
号、特願昭５７−１１１１１４号をはじめとし、多くの
提案がなされている。

一方、近年の情報化社会の進展とともにコンピュータ端
末やデータベースへのアクセスや機密地域への大出門管
理時の個人識別の必要が増大しつつめる。現在、これら
の多くは、暗証番号やＩＤカードなどにより行われてい
るが、忘却、盗難。

紛失によりその効力を失うものであり、その信頼性は低
いと言わざるをえない、そこで、指紋照合技術を用いた
個人識別装置の実現に大きな期待がかけられてきた。こ
の個人識別装置には、入力指紋と登録指紋との照合に用
いられる特徴を格納した特徴ファイルが必要である。特
徴ファイルは、従来、登録濃淡指紋画像への濃淡補正、
濃淡強調から始まり芯線化等の種々の画像処理を経た後
に特徴点を抽出し、その位置、方向、近傍特徴点間に存
在する隆線数等を求めて作成していた。ところが、この
ようにして特徴ファイルを作成する従来の特徴抽出装置
は、その処理量の膨大さ、複雑さからミニコンピユータ
システムレベルの大規模かつ高価格なものであった。

上述の如く、既存の自動特徴抽出装置には、装置自体の
規模や価格について問題があった。そこで、本発明の目
的は従来の大規模かつ高価格な特徴抽出装置の欠点を除
去し、従来より簡便で低価格な特徴抽出装置を提供する
ことにある。また、重要機密地域への偽造指紋による不
法侵入や、重要ファイルへの不法アクセスの防止のため
に人体指以外の偽造指紋の登録をも防がなければならな
い。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本発明が提供する手段は
、入力された指紋の画像と登録されている指紋の画像と
が同一の指紋を現すか否かを前記二つの指紋画像の紋様
特徴によって判定するのに用いられる紋様特徴を、マン
マシン対話によって抽出して登録し、当該指紋の特徴フ
ァイルを作成する特徴抽出装置であって、指紋の光学画
像を入力し、その光学画像を電気信号に変換して電気信
号のアナログ指紋画像を生成する指紋画像入力部と、前
記アナログ指紋画像を２次元量子化画像に変換するＡ／
Ｄ変換部と、前記２次元量子化画像中の所定位置の画素
の濃淡値を検出し、記憶し、その濃淡値の変化により指
紋の載置が完了したことを検査し、検査の結果を出力す
る指紋載置検査部と、このｔｌ、Ｗ検査部の載置完了検
出出力を受けた時刻およびこの時刻以降であり一定時間
内にとりこまれた画像中の前記所定位置の画素の濃淡値
を検出し、前記指紋載置検査部に記憶された濃淡値と比
較し、正常なる指紋が載置されたが否かの判定をする偽
造入力判定部と、この偽造入力判定部において正常入力
と判定された後の前記所定位置または新たな位置の画素
の濃淡値が所定の閾値以上となった時に前記指紋画像入
力部で入力された画像を入力画像として採取する入力画
像採取制御部と、この入力画像採取制御部で採取された
前記入力画像の前記２次元量子化画像を記憶する画像記
憶部と、この画像記憶部内に蓄えられた前記２次元量子
化画像を表示する画像出力部と、前記画像記憶部に蓄え
られている前記２次元量子化画像の指紋に含まれる特徴
点の位置および紋様方向を示す点を入力するポインティ
ングデバイスと、前記特徴点の最近傍四特徴点を求め、
各特徴点間に存在する隆線数を求める特徴抽出部と、前
記画像記憶部に蓄えられている前記２次元量子化画像の
指紋から抽出された特徴点の位置、紋様方向および近傍
特徴点間に存在する隆線数および端点か又は分岐点かの
区別を少なくとも含む特徴を登録した特徴リストを格納
するファイルと、前記特徴リスト作成時にマンマシン対
話を行なうための確認情報を入力する入力部と、特徴抽
出および特徴ファイル作成過程を出力する出力部とから
なり、前記指紋画像入力部により採取された指紋画像上
の特徴点の位置および方向を示す点をユーザが前記画像
出力部に表示された濃淡画像上で目視により定め、前記
ポインティングデバイスにより、前記出力部に表示され
た二値画像上での当該特徴点の前記点の位置が入力され
たとき、前記特徴抽出部は当該特徴点の位置および方向
を自動的に算出し、当該指紋の特徴ファイルを作成する
ことを特徴とする。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。本
実施例は、入力された濃淡画像に含まれる特徴をマンマ
シン対話により格納する特徴ファイルを作成する特徴抽
出装置である。この実施例は、載置された指紋の濃淡画
像を採取し光電変換する指紋画像入力部１００と、光電
変換信号を２次元量子化画像データに変換するＡ／Ｄ変
換部１０１と、採取画像中の所定の位置の画素の濃淡値
を検出、記憶し、その濃淡変化により指紋が透明体へ載
置完了したことを検出、出力する指紋載置検査部１０２
と、指紋載置検査部１０２の検査出力を受けた後の時刻
およびこの時刻以降であり、一定時間内に取り込まれた
画像中の前記所定位置の画素の濃淡値を検出し、前記記
憶された濃淡値と比較し、偽造でなく正常なる指紋が載
置されたか否かの判定をする偽造入力判定部１０３と、
前記偽造入力判定部１０３において正常入力と判定され
た後の所定位置または新たな位置の画素の濃淡値が所定
の閾値以上となった時、入力画像を採取する画像採取制
御部１０４と、２次元量子化画像データを記憶する画像
記憶部１０５と、２次元量子化画像データを表示する画
像出力部１１５と、特徴抽出部１１０と、ファイル１１
１と、出力部１１２と、入力部１１３と、ポインティン
グデバイス１１４とからなっている。

特徴抽出部１１０は外部インタフェース１０６．中央処
理装置１０７．プログラムメモリ　１０８及び作業メモ
リ　１０９からなっている。ポインティングデバイス１
１４からボインティングされた出力部１１２上の座標値
および入力部１１３から入力される種々の情報は外部イ
ンタフェース１０６を介して中央処理装置１０７に受は
取られる。プログラムメモリ　１０８はプログラムを格
納し、中央処理装置１０７はそのプログラムにより作動
し、作業メモリ　１０９は特徴ファイル作成時にマニュ
ーシャの座標値等を一時記憶する。ここで作成された特
徴ファイルは入力部１１３から入力されるＩＤコードを
割当てられ、ファイル１１１に記憶される。

指紋画像入力部１００については透明体上に載置された
指に対して、光源からの光による光学的境界条件を利用
して、Ｉ　Ｔ　Ｖ　（１ｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｔｅｌｅ
−ｖｉｓｉｏｎ）等の撮像装置により指紋紋様バタンの
光電変換像を入力する装置で、例えば、特開昭５４−６
９３００号および特開昭５４−８５６００号公報に記載
されている装置があり利用される。

指紋載置検査部１０２．偽造入力判定部１０３および画
像採取制御部１０４からなる部分は、ＩＴＶより繰り返
し取り込まれる画像中の所定位置の画素の濃淡値変化に
より指紋載π完了を検査し、この検査出力を受けた後の
時刻およびこの時刻以降であり一定時間内に取り込まれ
た画像中の前記所定位置の画素の濃淡値を前記記憶され
た濃淡値と比較し平常なる指紋の入力を判定し、正常入
力と判定された後の前記所定位ｙＬまたは、新たな位置
の画素の濃淡値が所定の閾値以上となった時、入力画像
を採取するもので例えば、特願昭６０−０９７１２７号
に記載されている装置があり利用される。このようにし
て得られた多値の２次元量子化画像は画像記憶部１０５
に記憶される。

第２図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本実施例における
特徴点（以下、マニューシャと呼ぶ）を含む指紋バタン
、マニューシャリスト、および方向を示す、第２図（ａ
）〜（Ｃ）において、指紋の特徴はマニューシャＭの位
置（Ｘ、Ｙ）、紋様方向り、近傍マニューシャとのりレ
ーションｒｌ＋ｒ２１　ｒ３１　！”４を単位として、
−指紋内に複数個存在するマニューシャＭ＋　　（ｔ＝
１．２．・、・。

ｎ）に対してリスト状に表現したもので、これらの詳細
な定義は特開昭５５−１３８１７４号に記述されており
、リレーションの求め方については特願昭６０−２５９
９８９号に記述されているから、ここでは、これらの詳
細な説明を省略する。

第３図に本実施例におけるマニューシャリスト作成の流
れ図を示す、第３図において、ステップＳ１およびＳ２
では前述の方法により指紋の載置を検査後、偽造入力か
否かの判定を行い、ステップＳ３で、その判定結果に応
じて再押捺を要求する。ここで、再押捺回数が連続し、
所定回数を越えた場合は、全処理を停止するものである
。ステップＳ４では前述の方法により指紋採゛取制御を
行い、ステップＳ５ではその結果に応じて、再押捺を要
求する。ここでも、再押捺回数が連続し、所定回数を越
えた場合は、全処理を終了する。ステップｓ６では、画
像採取時に用いた閾値による二値画像を出力部１１２に
表示する。ここで画像記憶部１０５に記憶されている濃
淡指紋画像は画像出力部１１５に表示される。ステップ
ｓ６では、ユーザは画像出力部１１５に表示されている
濃淡指紋画像でマニューシャを探し、出力部１１２に表
示されている二値画像で、ポインティングデバイス１１
４により、マニューシャおよびその方向を示す２点のボ
インティングを行う、ここでマニューシャＭ１の座標＠
！　（Ｘ＋　、Ｙ＋　）は作業メモリ　１０９に一時記
憶される。出力部１１２には画像記憶部１０５内の濃淡
画像を所定の閾値で二値化したものが表示されているが
、二値画像では汗腺口等により隆線の途切れを生じたり
し、マニューシャの存在が不安定となり、また、端点／
分岐点の区別も不安定なものなので、画像出力部１１５
に表示される濃淡画像上でマニューシャの選定を行う方
が安定なマニューシャ抽出が行われる。ステップＳ７で
はマニューシャの方向を表わす点をボインティングする
と、ステップＳ６で得られたマニューシャの座標値（Ｘ
、、ｙ、）と方向を表わす点（Ｘｎｔ、Ｙ＋ｏ）を結ぶ
線分とＸ軸のなす角りが算出される。ステップＳ８では
ステップＳ６でボインティングされた点の複数個の近傍
点の画素の濃淡値より、前述のマニューシャが端点が分
岐点かの判定を特徴抽出部１１０が行い、出力部１１２
への出力結果をユーザが確認する。端点か分岐点かの区
別は作業メモリ　１０９に第２図（ｂ）の形式に従い、
一時記憶される。ステップＳ９では、ユーザが、全マニ
ューシャのボインティングが終了したことを示す終了信
号を入力部１１３又はポインティングデバイス１１４か
ら入力しステップＳ６へと進む、そうでなければ、同様
のボインティングを繰り返す。ここで、ボインティング
済みのマニューシャには、その中心位置を中心とした円
形を措き、その方向を示す点と前記中心とを結ぶ線分を
出力部１１２に表示されている二値画像上に表示するこ
とによりボインティングの進捗状況を知ることができる
。全マニューシャのボインティング終了後は、各マ二ュ
ーシャを中心座標とし、第２図（ａ）のような局所ａ！
標系を形成し、その各象限における最近例レーションｒ
１　＋　ｒ２　＋　ｒ３　Ｈｒ４を前記特願昭６０−２
５９９８９号記載の方法により求める。なお最近傍マニ
ューシャが存在しない場合は所定の定数（例えば２５５
）をリレーションとして格納する。

ステップＳｈｏでは全マニューシャについてリレーショ
ンが求められ、マニューシャネットワークが構成される
。ステップＳ１１では、まず、あるマニューシャの第一
象限の最近傍マニューシャとのりレーションが表示され
、ユーザは画像出力部１１５に表示されている濃淡画像
上で、前記リレーションを確認し、正しい値が算出され
ているならば、次のリレーション確認へと移る。もし、
誤った値が算出されているならば、正しい値を入力部１
１３から入力し、訂正後に次のリレーション確認へと移
る。確認されたりレーションは随時、マニューシャリス
トへ格納されてゆく、ステップＳ１２において全マニュ
ーシャに対するリレーション確認終了が検出されると、
ステップＳ１３で作成したマニューシャリストに入力部
１１３から入力したＩＤコードを割り当てた後、ファイ
ル１１１に記憶することによりマニューシャリストの作
成を終える。

なお、本実施例においては画像記憶部１０５に記憶され
る指紋画像は多値画像としたが、公知なる方法により、
二値化を施された二値画像を記憶し、その画像を処理す
ることにしても、処理の本質は変わることなく行える。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、入力濃淡指紋画像が偽造
指紋であるか否かの検査を行った後、正常入力であれば
、その二値画像上でマニューシャの位置および方向を示
す点をポインティングデバイスで示すことにより種々の
画像処理を施すことなく、前記マニューシャの方向およ
びリレーションを算出し、それらをユーザが順次、確認
し、マニューシャリストへ格納してゆく特徴抽出装置を
提供するものである０本装置は、前述の如く、種々の複
雑な画像処理を必要としないから、パーソナルコンピュ
ータシステム上で実現可能であり、簡便に低価格に実施
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本実施例におけるマニュー
シャ、マニューシャリストおよび方向の概念をそれぞれ
示す図、第３図は本実施例における処理の手順を示す流
れ図である。 １００・・・指紋画像入力部、１０１・・・Ａ／Ｄ２ｆ
ｉ部、１０２・・・指紋載置検査部、１０３・・・偽造
入力判定部、１０４・・・画像採取制御部、１０５・・
・画像記憶部、１０６・・・外部インタフェース、１０
７・・・中央処理装置、１０８・・・プログラムメモリ
、１０９・・・作業メモリ、１１０・・・特徴抽出部、
１１１・・・ファイル、１１２・・・出力部、１１３・
・・入力部、１１４・・・ポインティングデバイス、１
１５・・・画像出力部、２０１・・・端点、２０２・・
・分岐点、２０３・・・リレーション、２０４・・・方
向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力された指紋の画像と登録されている指紋の画像とが
   同一の指紋を現すか否かを前記二つの指紋画像の紋様特
   徴によって判定するのに用いられる紋様特徴を、マンマ
   シン対話によって抽出して登録し、当該指紋の特徴ファ
   イルを作成する特徴抽出装置において、 指紋の光学画像を入力し、その光学画像を電気信号に変
   換して電気信号のアナログ指紋画像を生成する指紋画像
   入力部と、 前記アナログ指紋画像を２次元量子化画像に変換するＡ
   ／Ｄ変換部と、 前記２次元量子化画像中の所定位置の画素の濃淡値を検
   出し、記憶し、その濃淡値の変化により指紋の載置が完
   了したことを検査し、検査の結果を出力する指紋載置検
   査部と、 この載置検査部の載置完了検出出力を受けた時刻および
   この時刻以降であり一定時間内にとりこまれた画像中の
   前記所定位置の画素の濃淡値を検出し、前記指紋載置検
   査部に記憶された濃淡値と比較し、正常なる指紋が載置
   されたか否かの判定をする偽造入力判定部と、 この偽造入力判定部において正常入力と判定された後の
   前記所定位置または新たな位置の画素の濃淡値が所定の
   閾値以上となつた時に前記指紋画像入力部で入力された
   画像を入力画像として採取する入力画像採取制御部と、 この入力画像採取制御部で採取された前記入力画像の前
   記２次元量子化画像を記憶する画像記憶部と、 この画像記憶部内に蓄えられた前記２次元量子化画像を
   表示する画像出力部と、 前記画像記憶部に蓄えられている前記２次元量子化画像
   の指紋に含まれる特徴点の位置および紋様方向を示す点
   を入力するポインティングデバイスと、 前記特徴点の最近傍四特徴点を求め、各特徴点間に存在
   する隆線数を求める特徴抽出部と、前記画像記憶部に蓄
   えられている前記２次元量子化画像の指紋から抽出され
   た特徴点の位置、紋様方向および近傍特徴点間に存在す
   る隆線数および端点か又は分岐点かの区別を少なくとも
   含む特徴を登録した特徴リストを格納するファイルと、
   前記特徴リスト作成時にマンマシン対話を行うための確
   認情報を入力する入力部と、 特徴抽出および特徴ファイル作成過程を出力する出力部
   とからなり、 前記指紋画像入力部により採取された指紋画像上の特徴
   点の位置および方向を示す点をユーザが前記画像出力部
   に表示された濃淡画像上で目視により定め、前記ポイン
   ティングデバイスにより、前記出力部に表示された二値
   画像上での当該特徴点の前記点の位置が入力されたとき
   、前記特徴抽出部は当該特徴点の位置および方向を自動
   的に算出し、当該指紋の特徴ファイルを作成することを
   特徴とする特徴抽出装置。