JP2003132341A - 指紋照合装置および方法 - Google Patents
指紋照合装置および方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサ表面に付着している汚れの影響を抑制
して指置きを正確に検出できるようにする。 【解決手段】 指紋センサ１に設けられた小領域１１を
用いて、連続して２つの画像データを読み取り、これら
画像データについて小領域での非白画素数の割合すなわ
ち黒割合をそれぞれ算出する。そして、２つの黒割合の
変化量が予め設定しておいたしきい値を上回った場合
に、指紋センサ１に指が置かれたと判断し、指紋照合処
理を開始する。
して指置きを正確に検出できるようにする。 【解決手段】 指紋センサ１に設けられた小領域１１を
用いて、連続して２つの画像データを読み取り、これら
画像データについて小領域での非白画素数の割合すなわ
ち黒割合をそれぞれ算出する。そして、２つの黒割合の
変化量が予め設定しておいたしきい値を上回った場合
に、指紋センサ１に指が置かれたと判断し、指紋照合処
理を開始する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指紋照合装置およ
び方法に関し、特に指の指紋を示す凹凸を画像データと
して検出し、登録済みの情報と照合を行う指紋照合装置
および方法に関するものである。
び方法に関し、特に指の指紋を示す凹凸を画像データと
して検出し、登録済みの情報と照合を行う指紋照合装置
および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高度情報化社会では、情報処理との親和
性を持って厳密にユーザ本人を認証したいという要求が
高い。特に、予め承認したユーザだけに入室を許可する
入室管理システムや個人情報などの重要な情報を扱うよ
うな情報管理システム、あるいは電子決済を行う決済シ
ステムなどでは、上記のような要求が極めて高い。この
ような要求に対し、半導体装置の製造技術や情報処理技
術をベースとして、電子的に検出した固有の生体情報、
特に指紋に基づきユーザ本人を認証するための認証シス
テムの研究が盛んに行われている。
性を持って厳密にユーザ本人を認証したいという要求が
高い。特に、予め承認したユーザだけに入室を許可する
入室管理システムや個人情報などの重要な情報を扱うよ
うな情報管理システム、あるいは電子決済を行う決済シ
ステムなどでは、上記のような要求が極めて高い。この
ような要求に対し、半導体装置の製造技術や情報処理技
術をベースとして、電子的に検出した固有の生体情報、
特に指紋に基づきユーザ本人を認証するための認証シス
テムの研究が盛んに行われている。
【０００３】このような認証システムで指紋照合を行う
場合、指紋の画像を検出できる指紋測定装置と、この指
紋測定装置が読み取った指紋画像と登録済みの特徴情報
とを照合する照合装置が必要となる。図６に、従来の指
紋測定装置として、機械式圧力スイッチにより指が指紋
センサ表面に当てられたことを検出するタイプの装置を
示す。この指紋測定装置では、指紋センサ５１の下に機
械式圧力スイッチ５２が配置されており、この機械式圧
力スイッチ５２に指紋センサ５１が搭載された構成にな
っている。したがって、指５０の押す力によって指紋セ
ンサ５１を押下すると、指紋センサと一緒に機械式圧力
スイッチ５２も押下される。そして、この機械式圧力ス
イッチ５２の押下により指紋センサ５１の画像読み取り
動作が開始され、指紋の認証が行われる。
場合、指紋の画像を検出できる指紋測定装置と、この指
紋測定装置が読み取った指紋画像と登録済みの特徴情報
とを照合する照合装置が必要となる。図６に、従来の指
紋測定装置として、機械式圧力スイッチにより指が指紋
センサ表面に当てられたことを検出するタイプの装置を
示す。この指紋測定装置では、指紋センサ５１の下に機
械式圧力スイッチ５２が配置されており、この機械式圧
力スイッチ５２に指紋センサ５１が搭載された構成にな
っている。したがって、指５０の押す力によって指紋セ
ンサ５１を押下すると、指紋センサと一緒に機械式圧力
スイッチ５２も押下される。そして、この機械式圧力ス
イッチ５２の押下により指紋センサ５１の画像読み取り
動作が開始され、指紋の認証が行われる。
【０００４】この場合、機械式圧力スイッチ５２を使用
しているため、指紋測定装置を薄くできず、例えばＩＣ
カードなどには搭載することができないので適用範囲が
限られてしまうという問題があった。本出願人は、これ
を解決する方法として図７に示すような照合方法を提案
している（例えば、特願２０００−２６９７８８号など
参照）。この照合方法では、待機状態における読み取り
画像のうち、全画素数に対する白画素以外の画素の割合
すなわち黒割合の値から指置きを検出し、指紋画像の読
み取りと指紋の認証を開始するものとなっている。
しているため、指紋測定装置を薄くできず、例えばＩＣ
カードなどには搭載することができないので適用範囲が
限られてしまうという問題があった。本出願人は、これ
を解決する方法として図７に示すような照合方法を提案
している（例えば、特願２０００−２６９７８８号など
参照）。この照合方法では、待機状態における読み取り
画像のうち、全画素数に対する白画素以外の画素の割合
すなわち黒割合の値から指置きを検出し、指紋画像の読
み取りと指紋の認証を開始するものとなっている。
【０００５】すなわち、待機状態に指紋センサで画像デ
ータを読み取り（ステップ２００）、読み取った画像デ
ータの黒割合を計算し（ステップ２０１）、その黒割合
の値が予め設定されているしきい値よりも大きいかどう
かを判定する（ステップ２０２）。ここで、指紋センサ
に指が置かれた場合は、指がない場合と比較して黒割合
が大きくなる。したがって、所定のしきい値を予め設定
しておき、黒割合がそのしきい値より大きい場合は（ス
テップ２０２：ＹＥＳ）、指紋センサに指が置かれてい
ると判断して、指紋センサの全領域で画像を読み取り
（ステップ２０３）、その画像データを用いて指紋照合
を行う（ステップ２０４）ものとなっていた。
ータを読み取り（ステップ２００）、読み取った画像デ
ータの黒割合を計算し（ステップ２０１）、その黒割合
の値が予め設定されているしきい値よりも大きいかどう
かを判定する（ステップ２０２）。ここで、指紋センサ
に指が置かれた場合は、指がない場合と比較して黒割合
が大きくなる。したがって、所定のしきい値を予め設定
しておき、黒割合がそのしきい値より大きい場合は（ス
テップ２０２：ＹＥＳ）、指紋センサに指が置かれてい
ると判断して、指紋センサの全領域で画像を読み取り
（ステップ２０３）、その画像データを用いて指紋照合
を行う（ステップ２０４）ものとなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の指紋
照合装置では、機械式圧力スイッチを用いていないため
に、測定装置を薄くできないという問題は発生しない
が、読み取った画像データの黒割合の値から、指がセン
サに置かれたかどうかを判定するため、センサ表面に汚
れがついた場合に指と汚れの区別をすることができな
い。したがって、正確に指置きを検出できず、誤って指
紋照合を開始してしまうという問題点があった。本発明
はこのような課題を解決するためのものであり、センサ
表面に付着している汚れの影響を抑制して指置きを正確
に検出できる指紋照合装置および方法を提供することを
目的としている。
照合装置では、機械式圧力スイッチを用いていないため
に、測定装置を薄くできないという問題は発生しない
が、読み取った画像データの黒割合の値から、指がセン
サに置かれたかどうかを判定するため、センサ表面に汚
れがついた場合に指と汚れの区別をすることができな
い。したがって、正確に指置きを検出できず、誤って指
紋照合を開始してしまうという問題点があった。本発明
はこのような課題を解決するためのものであり、センサ
表面に付着している汚れの影響を抑制して指置きを正確
に検出できる指紋照合装置および方法を提供することを
目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明にかかる指紋照合装置は、指の指紋を
示す凹凸を画像データとして検出し、登録済みの情報と
照合を行う指紋照合装置において、指紋の紋様を示す凹
凸を電気量に変換する複数の検出セルからなり、これら
検出セルの出力を白から黒までの濃淡を示す階調値を有
する複数の画素から構成された画像データとして読み取
る指紋センサと、指紋の紋様データが予め登録されてい
る指紋辞書と、この指紋辞書に登録されている指紋の紋
様データと指紋読み取り部で読み取られた指紋画像デー
タとを比較照合する指紋照合部と、指紋読み取り部が読
み取った複数の画像データから得られた白以外の画素の
数の変化に基づき、指紋センサへ指が置かれたことを検
出し、指紋センサへの指置きを検出した後、指紋照合部
による比較照合を行う動作切替部とを備えるものであ
る。
るために、本発明にかかる指紋照合装置は、指の指紋を
示す凹凸を画像データとして検出し、登録済みの情報と
照合を行う指紋照合装置において、指紋の紋様を示す凹
凸を電気量に変換する複数の検出セルからなり、これら
検出セルの出力を白から黒までの濃淡を示す階調値を有
する複数の画素から構成された画像データとして読み取
る指紋センサと、指紋の紋様データが予め登録されてい
る指紋辞書と、この指紋辞書に登録されている指紋の紋
様データと指紋読み取り部で読み取られた指紋画像デー
タとを比較照合する指紋照合部と、指紋読み取り部が読
み取った複数の画像データから得られた白以外の画素の
数の変化に基づき、指紋センサへ指が置かれたことを検
出し、指紋センサへの指置きを検出した後、指紋照合部
による比較照合を行う動作切替部とを備えるものであ
る。
【０００８】動作切替部で、指置きを検出する際に用い
る画像データとしては、指紋センサに設けられた一部の
検出セルを複数含む小領域を用いて読み取った画像デー
タを用いるようにしてもよい。指置きの判断について
は、動作切替部で、指紋センサで連続して読み取った２
つの画像データから、各画素データのうち白以外の画素
の数の割合を示す黒割合をそれぞれ算出し、得られた２
つの黒割合の変化量が予め設定されたしきい値を上回っ
た場合に、指紋センサへの指置きありと判断するように
してもよい。白以外の画素の数として、白以外の階調を
有する画素のうち、所定範囲の階調値を有する画素の数
を用いるようにしてもよい。動作切替部で、指紋読み取
り部が読み取った３つ以上の画像データから白以外の画
素の数の変化を複数取得し、これら複数の白以外の画素
の数の変化に基づき、指紋センサへ指が置かれたことを
検出するようにしてもよい。
る画像データとしては、指紋センサに設けられた一部の
検出セルを複数含む小領域を用いて読み取った画像デー
タを用いるようにしてもよい。指置きの判断について
は、動作切替部で、指紋センサで連続して読み取った２
つの画像データから、各画素データのうち白以外の画素
の数の割合を示す黒割合をそれぞれ算出し、得られた２
つの黒割合の変化量が予め設定されたしきい値を上回っ
た場合に、指紋センサへの指置きありと判断するように
してもよい。白以外の画素の数として、白以外の階調を
有する画素のうち、所定範囲の階調値を有する画素の数
を用いるようにしてもよい。動作切替部で、指紋読み取
り部が読み取った３つ以上の画像データから白以外の画
素の数の変化を複数取得し、これら複数の白以外の画素
の数の変化に基づき、指紋センサへ指が置かれたことを
検出するようにしてもよい。
【０００９】また、本発明にかかる指紋照合方法は、指
紋の紋様を示す凹凸を電気量に変換する複数の検出セル
からなる指紋センサで、これら検出セルの出力を白から
黒までの濃淡を示す階調値を有する複数の画素から構成
された画像データとして読み取り、指紋辞書に登録され
ている指紋の紋様データと指紋読み取り部で読み取られ
た指紋画像データとを指紋照合部で比較照合する指紋照
合装置の指紋照合方法において、指紋照合装置に設けら
れた動作切替部で、指紋読み取り部が読み取った複数の
画像データから得られた白以外の画素の数の変化に基づ
き、指紋センサへ指が置かれたことを検出し、指紋セン
サへの指置きを検出した後、指紋照合部による比較照合
を行うようにしたものである。
紋の紋様を示す凹凸を電気量に変換する複数の検出セル
からなる指紋センサで、これら検出セルの出力を白から
黒までの濃淡を示す階調値を有する複数の画素から構成
された画像データとして読み取り、指紋辞書に登録され
ている指紋の紋様データと指紋読み取り部で読み取られ
た指紋画像データとを指紋照合部で比較照合する指紋照
合装置の指紋照合方法において、指紋照合装置に設けら
れた動作切替部で、指紋読み取り部が読み取った複数の
画像データから得られた白以外の画素の数の変化に基づ
き、指紋センサへ指が置かれたことを検出し、指紋セン
サへの指置きを検出した後、指紋照合部による比較照合
を行うようにしたものである。
【００１０】動作切替部で、指置きを検出する際に用い
る画像データとして、指紋センサに設けられた一部の検
出セルを複数含む小領域を用いて読み取った画像データ
を用いるようにしてもよい。指置きの判断については、
動作切替部で、指紋センサで連続して読み取った２つの
画像データから、各画素データのうち白以外の画素の数
の割合を示す黒割合をそれぞれ算出し、得られた２つの
黒割合の変化量が予め設定されたしきい値を上回った場
合に、指紋センサへの指置きありと判断するようにして
もよい。白以外の画素の数として、白以外の階調を有す
る画素のうち、所定範囲の階調値を有する画素の数を用
いるようにしてもよい。動作切替部で、指紋読み取り部
が読み取った３つ以上の画像データから白以外の画素の
数の変化を複数取得し、これら複数の白以外の画素の数
の変化に基づき、指紋センサへ指が置かれたことを検出
するようにしてもよい。
る画像データとして、指紋センサに設けられた一部の検
出セルを複数含む小領域を用いて読み取った画像データ
を用いるようにしてもよい。指置きの判断については、
動作切替部で、指紋センサで連続して読み取った２つの
画像データから、各画素データのうち白以外の画素の数
の割合を示す黒割合をそれぞれ算出し、得られた２つの
黒割合の変化量が予め設定されたしきい値を上回った場
合に、指紋センサへの指置きありと判断するようにして
もよい。白以外の画素の数として、白以外の階調を有す
る画素のうち、所定範囲の階調値を有する画素の数を用
いるようにしてもよい。動作切替部で、指紋読み取り部
が読み取った３つ以上の画像データから白以外の画素の
数の変化を複数取得し、これら複数の白以外の画素の数
の変化に基づき、指紋センサへ指が置かれたことを検出
するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形
態にかかる指紋照合装置の構成を示すブロック図であ
る。この指紋照合装置には、指紋の紋様を画像データと
して読み取る指紋センサ１、読み取った画像データにノ
イズ除去や二値化などの画像処理を加える指紋画像処理
部２、指紋画像処理部２により画像処理された指紋画像
と指紋辞書５に予め登録されている登録指紋画像とを比
較照合する指紋照合部３、指紋センサ１の読み取った画
像データの状態変化により動作を切り替える動作切替部
４、指紋センサ１への指置き有無を判断するためのデー
タや各種処理に必要な情報を記憶するメモリが設けられ
ている。
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形
態にかかる指紋照合装置の構成を示すブロック図であ
る。この指紋照合装置には、指紋の紋様を画像データと
して読み取る指紋センサ１、読み取った画像データにノ
イズ除去や二値化などの画像処理を加える指紋画像処理
部２、指紋画像処理部２により画像処理された指紋画像
と指紋辞書５に予め登録されている登録指紋画像とを比
較照合する指紋照合部３、指紋センサ１の読み取った画
像データの状態変化により動作を切り替える動作切替部
４、指紋センサ１への指置き有無を判断するためのデー
タや各種処理に必要な情報を記憶するメモリが設けられ
ている。
【００１２】図２に指紋センサ１のセンサ表面を示す。
指紋センサ１には、センサ表面上部に配置された物体ま
での距離を検出する検出セル１Ａがマトリクス状に配置
されている。この検出セル１Ａとしては、例えば静電容
量を検出するセンサや、光量を検出するセンサ（例えば
フォトダイオード）を利用できる。静電容量を検出する
タイプの場合、検出セル１Ａは、例えば上部の物体が接
触している状態を「０」とし、上部の物体が検出不可能
な距離まで離れた状態を「２５５」とし、上部に存在す
る物体までの距離に対応して２５６階調の多値信号を出
力する。
指紋センサ１には、センサ表面上部に配置された物体ま
での距離を検出する検出セル１Ａがマトリクス状に配置
されている。この検出セル１Ａとしては、例えば静電容
量を検出するセンサや、光量を検出するセンサ（例えば
フォトダイオード）を利用できる。静電容量を検出する
タイプの場合、検出セル１Ａは、例えば上部の物体が接
触している状態を「０」とし、上部の物体が検出不可能
な距離まで離れた状態を「２５５」とし、上部に存在す
る物体までの距離に対応して２５６階調の多値信号を出
力する。
【００１３】このような指紋センサ１に指の指紋部分が
置かれる（接触する）と、各検出セル１Ａは、上部の指
紋の凹凸に対応して、凸部については「０」に近い値を
出力し、凹部については「２５５」に近い値を出力す
る。したがって、検出セル１Ａのマトリクス配置の状態
と、上述した各検出セル１Ａの出力値に濃淡を反映させ
て合成すれば、指紋の紋様に対応した画像データが得ら
れる。指紋を指紋センサ１で検出したときの検出する濃
淡の階調ごとの検出セル１Ａ（画素）の数は、図３のヒ
ストグラムで示されるようになる。ここでは，階調０が
黒（真黒）、階調２５５が白（真白）を示し、その間の
階調（１〜２５４）がグレーを示すことになる。
置かれる（接触する）と、各検出セル１Ａは、上部の指
紋の凹凸に対応して、凸部については「０」に近い値を
出力し、凹部については「２５５」に近い値を出力す
る。したがって、検出セル１Ａのマトリクス配置の状態
と、上述した各検出セル１Ａの出力値に濃淡を反映させ
て合成すれば、指紋の紋様に対応した画像データが得ら
れる。指紋を指紋センサ１で検出したときの検出する濃
淡の階調ごとの検出セル１Ａ（画素）の数は、図３のヒ
ストグラムで示されるようになる。ここでは，階調０が
黒（真黒）、階調２５５が白（真白）を示し、その間の
階調（１〜２５４）がグレーを示すことになる。
【００１４】図４は、白以外の濃淡を持つ画素の数の変
化を示すグラフであり、指紋センサ１に指を置いた時の
画素分布２１と、離した時の画素分布２２が示されてい
る。このように、指が置かれていない時に読み込んだ画
像データでは、白（階調が２５５）以外の濃淡を持つ画
素すなわち非白画素の数（階調が０〜２５４の画素数）
は少ないが、指を置いた後に読み込んだ画像データの非
白画素数は急激に増え、指の状態に対応する値になって
一定となる。そして指を離した後に読み込んだ画像デー
タの非白画素数は再び少なくなる。
化を示すグラフであり、指紋センサ１に指を置いた時の
画素分布２１と、離した時の画素分布２２が示されてい
る。このように、指が置かれていない時に読み込んだ画
像データでは、白（階調が２５５）以外の濃淡を持つ画
素すなわち非白画素の数（階調が０〜２５４の画素数）
は少ないが、指を置いた後に読み込んだ画像データの非
白画素数は急激に増え、指の状態に対応する値になって
一定となる。そして指を離した後に読み込んだ画像デー
タの非白画素数は再び少なくなる。
【００１５】本実施の形態では、動作切替部４を用い
て、指紋センサ１の小領域１１内に配置されている各検
出セル１Ａで検出された濃淡の階調データにより、白以
外の階調を出力する検出セルの数すなわち画素数を算出
し、その数の時間変化量を検出して指紋センサ１に指が
置かれたことを判定し、待機状態と認証動作状態とを切
り替えるようにしたものである。
て、指紋センサ１の小領域１１内に配置されている各検
出セル１Ａで検出された濃淡の階調データにより、白以
外の階調を出力する検出セルの数すなわち画素数を算出
し、その数の時間変化量を検出して指紋センサ１に指が
置かれたことを判定し、待機状態と認証動作状態とを切
り替えるようにしたものである。
【００１６】次に、図５を参照して、本実施の形態にか
かる指紋照合装置の動作について説明する。図５は本実
施の形態にかかる指紋照合装置の動作を示すフローチャ
ートである。まず、動作切替部４では、指置きが検出さ
れていない待機状態において、図２に示す小領域１１の
領域だけで画像読み取りを行い（ステップ１００）、読
み取った画像に含まれる非白画素（階調０〜２５４の画
素）の割合すなわち黒割合を算出する（ステップ１０
１）。
かる指紋照合装置の動作について説明する。図５は本実
施の形態にかかる指紋照合装置の動作を示すフローチャ
ートである。まず、動作切替部４では、指置きが検出さ
れていない待機状態において、図２に示す小領域１１の
領域だけで画像読み取りを行い（ステップ１００）、読
み取った画像に含まれる非白画素（階調０〜２５４の画
素）の割合すなわち黒割合を算出する（ステップ１０
１）。
【００１７】続いて、上記黒割合と直前に算出した黒割
合の値とを比較し、連続して取り込んだ２つの画像デー
タの黒割合の変化量を算出する（ステップ１０２）。ス
テップ１００で小領域１１から読み取った画像の画素数
をＮ、その画像に含まれている非白画素数をＢとする
と、そのときの黒割合Ｐは、 Ｐ＝Ｂ／Ｎ で求められる。また、前回の黒割合をＰ’とすると、黒
割合の変化量ΔＰは、 ΔＰ＝Ｐ−Ｐ’ で求められる。なお、変化量ΔＰについては、ＰとＰ’
との差を示す絶対量でもよく、ＰとＰ’との比率を示す
変化率、 ΔＰ＝Ｐ／Ｐ’ であってもよい。
合の値とを比較し、連続して取り込んだ２つの画像デー
タの黒割合の変化量を算出する（ステップ１０２）。ス
テップ１００で小領域１１から読み取った画像の画素数
をＮ、その画像に含まれている非白画素数をＢとする
と、そのときの黒割合Ｐは、 Ｐ＝Ｂ／Ｎ で求められる。また、前回の黒割合をＰ’とすると、黒
割合の変化量ΔＰは、 ΔＰ＝Ｐ−Ｐ’ で求められる。なお、変化量ΔＰについては、ＰとＰ’
との差を示す絶対量でもよく、ＰとＰ’との比率を示す
変化率、 ΔＰ＝Ｐ／Ｐ’ であってもよい。
【００１８】次に、その黒割合の変化量と、予め設定し
ておいたしきい値とを比較する（ステップ１０３）。こ
こで、指紋センサ１に指が置かれると、小領域１１内の
いくつかの検出セル１Ａは、濃淡の階調がそれまで２５
５であったものが、２５５以外のデータを出力するよう
に変化するので、黒割合の変化量が増加する。したがっ
て、その変化量がしきい値を超えた場合には（ステップ
１０３）、指が置かれたと判断して、当該指紋照合装置
の動作を待機状態における指置き検出処理（ステップ１
００〜１０３）から指紋照合処理（ステップ１０４，１
０５）へ切り替える。
ておいたしきい値とを比較する（ステップ１０３）。こ
こで、指紋センサ１に指が置かれると、小領域１１内の
いくつかの検出セル１Ａは、濃淡の階調がそれまで２５
５であったものが、２５５以外のデータを出力するよう
に変化するので、黒割合の変化量が増加する。したがっ
て、その変化量がしきい値を超えた場合には（ステップ
１０３）、指が置かれたと判断して、当該指紋照合装置
の動作を待機状態における指置き検出処理（ステップ１
００〜１０３）から指紋照合処理（ステップ１０４，１
０５）へ切り替える。
【００１９】そして、指紋センサ１の全領域の検出セル
１Ａを用いて画像読み取りを行い（ステップ１０４）、
読み取った指紋画像の認証を指紋照合部３で行う（ステ
ップ１０５）。指紋照合部３では、読み取った指紋画像
と指紋辞書５の登録指紋画像とが、所定の許容誤差内で
一致するか否かにより照合判定される。
１Ａを用いて画像読み取りを行い（ステップ１０４）、
読み取った指紋画像の認証を指紋照合部３で行う（ステ
ップ１０５）。指紋照合部３では、読み取った指紋画像
と指紋辞書５の登録指紋画像とが、所定の許容誤差内で
一致するか否かにより照合判定される。
【００２０】一方、ステップ１０３において、黒割合の
変化量がしきい値以下であった場合（ステップ１０３：
ＮＯ）、当該指紋照合装置の動作を指紋照合処理へ切り
替えずに、ステップ１０１で得られた黒割合をメモリ６
に保存し（ステップ１０６）、ステップ１００に戻っ
て、小領域１１内の検出セル１Ａを用いた指置き検出処
理（ステップ１００〜１０３）を繰り返し行う。これに
より、指紋センサ１に汚れが付いていた場合でも、黒割
合の変化量は変わらないことから、汚れなど指とは異な
るものを非白画素として検出した場合でも、指置きを精
度よく検出できる。
変化量がしきい値以下であった場合（ステップ１０３：
ＮＯ）、当該指紋照合装置の動作を指紋照合処理へ切り
替えずに、ステップ１０１で得られた黒割合をメモリ６
に保存し（ステップ１０６）、ステップ１００に戻っ
て、小領域１１内の検出セル１Ａを用いた指置き検出処
理（ステップ１００〜１０３）を繰り返し行う。これに
より、指紋センサ１に汚れが付いていた場合でも、黒割
合の変化量は変わらないことから、汚れなど指とは異な
るものを非白画素として検出した場合でも、指置きを精
度よく検出できる。
【００２１】このように、本実施の形態では、指紋セン
サ１の小領域１１は常に検出状態とし、連続して読み取
った２つの画像データの小領域における黒割合の変化量
が予め設定しておいたしきい値を上回った場合に、指紋
センサ１に指が置かれたと判断するようにした。この結
果、本実施の形態によれば、機械式圧力スイッチを用い
ることなく、指紋センサ１への指置きを検出して待機状
態と指紋認証動作状態を切り替えることができる。ま
た、センサ表面に予め汚れが付着していたとしても、正
確に指置きを検出でき、誤って待機状態と指紋認証動作
状態とを切り替えることはない。
サ１の小領域１１は常に検出状態とし、連続して読み取
った２つの画像データの小領域における黒割合の変化量
が予め設定しておいたしきい値を上回った場合に、指紋
センサ１に指が置かれたと判断するようにした。この結
果、本実施の形態によれば、機械式圧力スイッチを用い
ることなく、指紋センサ１への指置きを検出して待機状
態と指紋認証動作状態を切り替えることができる。ま
た、センサ表面に予め汚れが付着していたとしても、正
確に指置きを検出でき、誤って待機状態と指紋認証動作
状態とを切り替えることはない。
【００２２】また、小領域１１として、指紋照合と比較
して狭い領域を設け、その領域の検出セル１Ａで読み取
った画像に基づき指置き検出を行うようにしたので、静
電容量を検出する複数の検出セルがマトリクス状に配置
された指紋センサの場合には、その検出に要する画素数
を削減でき、指置き検出に要する時間を短縮できる。な
お、指置き検出は、指紋センサ１の全域で行うようにし
ても良い。電荷転送素子（ＣＣＤ）などのイメージセン
サを指紋センサに用いる場合には、全域で検出するよう
にしても小領域で検出するようにしても検出にかかる時
間に大きな差は発生しない。
して狭い領域を設け、その領域の検出セル１Ａで読み取
った画像に基づき指置き検出を行うようにしたので、静
電容量を検出する複数の検出セルがマトリクス状に配置
された指紋センサの場合には、その検出に要する画素数
を削減でき、指置き検出に要する時間を短縮できる。な
お、指置き検出は、指紋センサ１の全域で行うようにし
ても良い。電荷転送素子（ＣＣＤ）などのイメージセン
サを指紋センサに用いる場合には、全域で検出するよう
にしても小領域で検出するようにしても検出にかかる時
間に大きな差は発生しない。
【００２３】小領域１１の位置については、指紋センサ
１に対して指が最初に接触する位置、具体的には指紋セ
ンサ１の中央位置に配置することにより、指置きを早期
に判断でき、指紋照合終了までの全体の処理に要する時
間を短縮できる。また、指を指紋センサ１へ置く動作に
おいて、指の左右方向に比較して前後方向にずれやすい
ため、小領域１１を指の長手方向に長い辺を有する長方
形の形状とすることにより、指置き位置のずれをある程
度吸収して安定した指置き検出を行うことができる。
１に対して指が最初に接触する位置、具体的には指紋セ
ンサ１の中央位置に配置することにより、指置きを早期
に判断でき、指紋照合終了までの全体の処理に要する時
間を短縮できる。また、指を指紋センサ１へ置く動作に
おいて、指の左右方向に比較して前後方向にずれやすい
ため、小領域１１を指の長手方向に長い辺を有する長方
形の形状とすることにより、指置き位置のずれをある程
度吸収して安定した指置き検出を行うことができる。
【００２４】なお、小領域１１の位置については中央位
置に限定されるものではなく、中央からずれた場所に設
けてもよい。また、図２に示したように、中央位置では
なく他の位置に設けられた小領域１２Ａ，１２Ｂのよう
な複数の小領域で行うようにしてもよい。さらに、小領
域１１内のすべての検出セル１Ａを用いる必要はなく、
間隔をあけて選択した複数の検出セル１Ａを用いてもよ
く、これにより処理対象画素数を削減でき、指置き検出
処理の所要時間を短縮できる。
置に限定されるものではなく、中央からずれた場所に設
けてもよい。また、図２に示したように、中央位置では
なく他の位置に設けられた小領域１２Ａ，１２Ｂのよう
な複数の小領域で行うようにしてもよい。さらに、小領
域１１内のすべての検出セル１Ａを用いる必要はなく、
間隔をあけて選択した複数の検出セル１Ａを用いてもよ
く、これにより処理対象画素数を削減でき、指置き検出
処理の所要時間を短縮できる。
【００２５】また、指置き検出処理では、待機状態にお
ける指紋センサが読み取った画像データの状態を示す指
標として、非白画素（階調が０〜２５４）の画素の割合
を示す黒割合を用いるようにしたが、これに限るもので
はない。この指標として任意の階調範囲、例えば階調０
〜１００を有する検出セルの数の割合を用い、その変化
量に基づき指置き有無を判定するようにしてもよい。こ
れにより、指以外のものが非白画素として検出される場
合でも、その階調を避けた階調範囲を用いることによ
り、正確に指置きを検出できる。
ける指紋センサが読み取った画像データの状態を示す指
標として、非白画素（階調が０〜２５４）の画素の割合
を示す黒割合を用いるようにしたが、これに限るもので
はない。この指標として任意の階調範囲、例えば階調０
〜１００を有する検出セルの数の割合を用い、その変化
量に基づき指置き有無を判定するようにしてもよい。こ
れにより、指以外のものが非白画素として検出される場
合でも、その階調を避けた階調範囲を用いることによ
り、正確に指置きを検出できる。
【００２６】また、指置き検出処理では、待機状態に連
続して取り込んだ２つの画像データの黒割合の変化量を
算出して、その変化量が予め設定したしきい値を超えた
場合に指置きありと判定する場合について説明したが、
画像データの数について３つ以上用いてもよい。例え
ば、待機状態に連続した３つの画像データを取り込み、
その中の連続した２つの画像データの黒割合の変化量を
算出して、初めの２つの画像データにおける黒割合の変
化量と後の２つの黒割合の変化量が、それぞれ予め設定
したしきい値を超える場合に、待機状態と認証状態を切
り替えるようにしてもよい。このようにすることで、ノ
イズなどによる一時的な黒割合の変化による誤検出を防
止することができる。なお、黒割合については、例えば
図４に示したように、指置きまたは指離しの際、ある程
度の傾斜を持って変化する。したがって、この黒割合の
変化よりも短い周期で画像データを取り込むことによ
り、黒割合の増加や減少を複数回にわたり連続して検出
でき、さらに確実に指置きを検出できる。
続して取り込んだ２つの画像データの黒割合の変化量を
算出して、その変化量が予め設定したしきい値を超えた
場合に指置きありと判定する場合について説明したが、
画像データの数について３つ以上用いてもよい。例え
ば、待機状態に連続した３つの画像データを取り込み、
その中の連続した２つの画像データの黒割合の変化量を
算出して、初めの２つの画像データにおける黒割合の変
化量と後の２つの黒割合の変化量が、それぞれ予め設定
したしきい値を超える場合に、待機状態と認証状態を切
り替えるようにしてもよい。このようにすることで、ノ
イズなどによる一時的な黒割合の変化による誤検出を防
止することができる。なお、黒割合については、例えば
図４に示したように、指置きまたは指離しの際、ある程
度の傾斜を持って変化する。したがって、この黒割合の
変化よりも短い周期で画像データを取り込むことによ
り、黒割合の増加や減少を複数回にわたり連続して検出
でき、さらに確実に指置きを検出できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、指紋照
合装置に設けられた動作切替部で、指紋読み取り部が読
み取った複数の画像データから得られた白以外の画素の
数の変化に基づき、指紋センサへ指が置かれたことを検
出し、指紋センサへの指置きを検出した後、指紋照合部
による比較照合を行うようにしたので、機械式圧力スイ
ッチを用いなくても、指が置かれた状態を検出して指紋
認証動作が始まるので、指紋照合装置をより薄くできる
という優れた効果が得られる。また、複数の画像データ
から得られた白以外の画素の数の変化に基づき指置きの
有無を判断しているため、センサ表面に汚れが付着して
いた場合でも、指置きの有無を正確に判断できる。
合装置に設けられた動作切替部で、指紋読み取り部が読
み取った複数の画像データから得られた白以外の画素の
数の変化に基づき、指紋センサへ指が置かれたことを検
出し、指紋センサへの指置きを検出した後、指紋照合部
による比較照合を行うようにしたので、機械式圧力スイ
ッチを用いなくても、指が置かれた状態を検出して指紋
認証動作が始まるので、指紋照合装置をより薄くできる
という優れた効果が得られる。また、複数の画像データ
から得られた白以外の画素の数の変化に基づき指置きの
有無を判断しているため、センサ表面に汚れが付着して
いた場合でも、指置きの有無を正確に判断できる。
【図１】 本発明の一実施の形態にかかる指紋照合装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】 指紋センサのセンサ表面を示す説明図であ
る。
る。
【図３】 読み取った画像データの階調ヒストグラムを
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】 白以外の濃淡を持つ画素の数の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】 本発明の実施形態における指紋照合装置の動
作を示すフローチャートである。
作を示すフローチャートである。
【図６】 従来の指紋照合装置を示す構成図である。
【図７】 従来の他の指紋照合方法を示すフローチャー
トである。
トである。
１…指紋センサ、２…指紋画像処理部、３…指紋照合
部、４…動作切替部、５…指紋辞書、６…メモリ、１
１，１２Ａ，１２Ｂ…小領域。
部、４…動作切替部、５…指紋辞書、６…メモリ、１
１，１２Ａ，１２Ｂ…小領域。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山口 力
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 首藤 啓樹
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 久良木 億
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 小林 一夫
東京都渋谷区道玄坂一丁目12番１号 エヌ
ティティエレクトロニクス株式会社内
Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB05 CC16 FF04 FF63
JJ03 QQ38
4C038 FF01 FG00
5B047 AA25 AB02 BA02 BB04 BC14
BC23 CA02 CB22 DC09
Claims (10)
- 【請求項１】 指の指紋を示す凹凸を画像データとして
検出し、登録済みの情報と照合を行う指紋照合装置にお
いて、 指紋の紋様を示す凹凸を電気量に変換する複数の検出セ
ルからなり、これら検出セルの出力を白から黒までの濃
淡を示す階調値を有する複数の画素から構成された画像
データとして読み取る指紋センサと、 指紋の紋様データが予め登録されている指紋辞書と、 この指紋辞書に登録されている指紋の紋様データと前記
指紋読み取り部で読み取られた指紋画像データとを比較
照合する指紋照合部と、 前記指紋読み取り部が読み取った複数の画像データから
得られた白以外の画素の数の変化に基づき、前記指紋セ
ンサへ指が置かれたことを検出し、前記指紋センサへの
指置きを検出した後、前記指紋照合部による比較照合を
行う動作切替部とを備えることを特徴とする指紋照合装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の指紋照合装置において、 前記動作切替部は、指置きを検出する際に用いる前記画
像データとして、前記指紋センサに設けられた一部の検
出セルを複数含む小領域を用いて読み取った画像データ
を用いることを特徴とする指紋照合装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の指紋照合装置において、 前記動作切替部は、前記指紋センサで連続して読み取っ
た２つの画像データから、各画素データのうち白以外の
画素の数の割合を示す黒割合をそれぞれ算出し、得られ
た２つの黒割合の変化量が予め設定されたしきい値を上
回った場合に、前記指紋センサへの指置きありと判断す
ることを特徴とする指紋照合装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の指紋照合装置において、 前記動作切替部は、前記白以外の画素の数として、前記
白以外の階調を有する画素のうち、所定範囲の階調値を
有する画素の数を用いることを特徴とする指紋照合装
置。 - 【請求項５】 請求項１記載の指紋照合装置において、 前記動作切替部は、前記指紋読み取り部が読み取った３
つ以上の画像データから白以外の画素の数の変化を複数
取得し、これら複数の白以外の画素の数の変化に基づ
き、前記指紋センサへ指が置かれたことを検出すること
を特徴とする指紋照合装置。 - 【請求項６】 指紋の紋様を示す凹凸を電気量に変換す
る複数の検出セルからなる指紋センサで、これら検出セ
ルの出力を白から黒までの濃淡を示す階調値を有する複
数の画素から構成された画像データとして読み取り、指
紋辞書に登録されている指紋の紋様データと前記指紋読
み取り部で読み取られた指紋画像データとを指紋照合部
で比較照合する指紋照合装置の指紋照合方法において、 前記指紋照合装置に設けられた動作切替部で、 前記指紋読み取り部が読み取った複数の画像データから
得られた白以外の画素の数の変化に基づき、前記指紋セ
ンサへ指が置かれたことを検出し、 前記指紋センサへの指置きを検出した後、前記指紋照合
部による比較照合を行うことを特徴とする指紋照合方
法。 - 【請求項７】 請求項６記載の指紋照合方法において、 前記動作切替部で、指置きを検出する際に用いる前記画
像データとして、前記指紋センサに設けられた一部の検
出セルを複数含む小領域を用いて読み取った画像データ
を用いることを特徴とする指紋照合方法。 - 【請求項８】 請求項６記載の指紋照合方法において、 前記動作切替部で、前記指紋センサで連続して読み取っ
た２つの画像データから、各画素データのうち白以外の
画素の数の割合を示す黒割合をそれぞれ算出し、得られ
た２つの黒割合の変化量が予め設定されたしきい値を上
回った場合に、前記指紋センサへの指置きありと判断す
ることを特徴とする指紋照合方法。 - 【請求項９】 請求項６記載の指紋照合方法において、 前記動作切替部で、前記白以外の画素の数として、前記
白以外の階調を有する画素のうち、所定範囲の階調値を
有する画素の数を用いることを特徴とする指紋照合方
法。 - 【請求項１０】 請求項６記載の指紋照合方法におい
て、 前記動作切替部で、前記指紋読み取り部が読み取った３
つ以上の画像データから白以外の画素の数の変化を複数
取得し、これら複数の白以外の画素の数の変化に基づ
き、前記指紋センサへ指が置かれたことを検出すること
を特徴とする指紋照合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001324755A JP2003132341A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 指紋照合装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001324755A JP2003132341A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 指紋照合装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003132341A true JP2003132341A (ja) | 2003-05-09 |
Family
ID=19141430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001324755A Pending JP2003132341A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 指紋照合装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003132341A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005010860A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Sony Corp | 指紋認証装置及び指紋センサに対する指置き検出方法 |
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-
2001
- 2001-10-23 JP JP2001324755A patent/JP2003132341A/ja active Pending
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