JPH01271882A - 個人照合装置 - 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】 〔概　要〕 本発明は可塑的部分画像照合方式に関し、指紋隆線の紋
様の種別に関係なく−様な弁別能力が得られるようにす
ることを目的とし、内部に特徴点を有する小領域に関し
て、パターン・マツチング法と局所的な構造的特徴抽出
・解析とを併用したもので、特徴点を含む小領域の画像
、即ち特徴点部分画像と、この特徴点部分画像の特徴を
示す特徴コードと、特徴小領域の座標とを個人対応に登
録しておき、個人識別に際しては位置合わせのあと、入
力された指紋画像の上で上記特徴点部分画像を走査させ
、一定の範囲内において上記特徴点部分画像と一致する
と判定された小領域に関して、この小領域の特徴に対応
する特徴コードと、該小領域に対応する特徴点部分画像
の特徴コードとの照合を併用するようにしたごとにより
、可塑的部分画像照合における誤照合の発生を防止する
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は可塑的部分画像照合方式に係り、特に部分画像
の照合と部分画像の特徴コードを用いた再確認とを併用
した信頼度の高い指紋照合方式に関する。

〔従来の技術〕

現在、指紋の認識技術は、個人識別の分野の中でも非常
に重要な一部門となっており、認識性能のより一層の向
上が望まれている。

近年、コンピュータが社会システムのなかに広く導入さ
れるに伴い、システム・セキュリティを如何に確保する
かという点に関係者の関心が集まっている。例えば、コ
ンピュータルーム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ＩＤカードやパス
ワードには、セキュリティ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
ステムに関して多くの研究開発が行われている。

従来の指紋画像照合のための手段としては、基準となる
指紋画像全体の中から特徴的な複数の部分画像を抜き出
し、これを特徴点部分画像として個人対応に予め外部媒
体に登録しておき、これらを入力指紋画像上で走査させ
てパターン整合を行うようにしたものが知られている。

更に、上記パターン整合のやり方としては、複数の特徴
点部分画像の相対位置関係を完全に束縛（固定）したま
ま指紋画像上で走査を行うものと、上記束縛を外して各
特徴点部分画像を自由に走査さセるものとがある。

上記パターン整合の際に特徴点部分画像の相対位置関係
を束縛するようにしたものでは、それらが完全に元の関
係と一致しなければ「一致」と判断されないので、指紋
の押し具合等の違いによって指紋画像に歪みが生じた場
合、その歪みに対処することができなかった。

一方、各特徴点部分画像を自由に走査させる方法は上記
歪めには対処できるが、各特徴点部分画像が本来の相対
位置関係とは全く異なる位置でパターンの一致が生しる
場合があるため、他人の指紋であっても誤って「一致」
と判断してしまう危険があった。

そこで本発明者らは先に、特願昭６ｌ−２２０−５＝ ８６９号にて指紋画像の歪みに対処し、且つ誤照合のな
いパターン整合を可能にする指紋画像照合方法を提案し
た。これは入力された指紋画像を、指紋照合用に予め記
憶された複数個の特徴点部分画像と照合し、それら画像
の一致、不一致を判断する指紋照合方法において、前記
複数個の特徴点部分画像のうちの１個の特徴点部分画像
を前記入力された指紋画像上で走査させ、その各位置毎
に画像の不一致度を算出し、該不一致度が最低となる位
置に前記１個の特徴点部分画像を移動させ、これに伴い
残りの特徴点部分画像をも平行移動させた後、該平行移
動後の位置の近傍で前記残・りの特徴点部分画像を走査
させて、各部分画像毎に画像の不一致度を求めていき、
所定の闇値以下の不一致度を示す位置が見出されたか否
かで前記一致。

不一致を判断することにより、指紋画像の歪みに対処し
、且つ誤照合の発生を防止するものである。

上述の個人特徴情報（例えば指紋、網膜像のように個人
固有の情報）と予め登録された特徴点部分画像との一致
画素数により、本人確認をするための個人照合装置の要
部構成を第４図に示す。

同図において、１ば個人特徴情報の入力部であって、個
人特徴情報として指紋を用いる場合には指紋セン９“が
これに当たる。２は個人特徴情報−時記憶部で、指紋セ
ンサで検知された指紋画像の２値化像を一時的に記憶す
るフレーＪ、メモリである。３は登録済個人特徴情報記
憶部で、予め個人対応に登録された複数個の特徴点部分
画像とその登録時の座標を格納した辞書である。ごれは
、個人照合装？ｉＷに一括し７て格納したものであって
も、或いは磁気カード、ＩＣカードのような持ち運び可
能な可搬型記憶装置に格納したものであってもよい。４
は個人特徴情報比較部で、上記登録済個人特徴情報記憶
部（３から詩７．だした特徴点部分画像を入力された指
紋画像性の上で位置出しを行う位置合わせ部と、入力さ
れた指紋画像の小領域画像と′ｌ、＋Ｉ徴点部分画点部
分画像を行う小領域１．５徴照合部とを具備する。

この個人照合装置を用いて前述した可塑的部分画像の照
合法を実施すれば、全面照合法にくらべて照合画素数が
少ないので、高速化が図れるという利点がある。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかし上記登録済個人特徴情報と入力された個人特徴情
報から切り出した小領域画像双方の対応する画素を比較
し、不一致の画素数が所定の闇値以下の時に「一致」と
判定すると、第５図（ａ）に示す指紋のように平行な隆
線が多い場合には、第５図（ｂ）に示すような「端点」
を含んだ特徴点部分画像は、同図（ｂ）に示すような本
来は別個の画像と「一致」したと誤認する危険がある。

なお同図（ａ）は指紋センサで検知し、コンピュータに
よって画像処理を施した後出力した指紋画像を示す図で
あって、図中の小四角（ロ）で囲んだ部分は特徴点を含
む小領域であって、これらのうち、太線で囲んだ小領域
を拡大したものが同図（ｂ）である。　このように従来
の可塑的部分画像照合力性では指紋の隆線の紋様によっ
て弁別能力に差が生しるという問題があった。

そこで本発明においては、指紋隆線の紋様の種別に関係
なり−様な弁別能力か得られるようにすることを目的と
する。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明においては、照合用に予め登録しておく個人特徴
情報として、特徴点部分画像と小領域の座標に、上記各
特徴点部分画像の特徴を示す特徴コートを付加するとと
もに、個人照合装置の個人特徴情報比較部に小領域特徴
照合部を付加する。

個人照合に際しては、入力された指紋画像のような個人
特徴情報画像に対して、上記登録済みの個人特徴情報の
中の複数個の特徴点部分画像を用いて前述の可塑的部分
画像照合法を実行するに際し、パターン・マツチング的
手法で−・致Ｕ７たと判断された特徴点部分画像と指紋
画像上の小領域画像に対して更に両者の特徴コードを照
合するという、局所的な構造的特徴を用いた再吟味を行
い、画像１月が整合し且つ構造的特徴が整合した場合に
始めて両者が一致したと判定するようにした。

−９＝ 〔作　用〕 本発明は小領域の画素情報の不一致度を所定の闇値と比
較するパターン・マツチング法と、局所的な構造的特徴
の比較という二つの照合法が、原理及び観点が互いに異
なり、その長所・短所が相補い合うことを利用し、」−
記憶つの照合結果の論理積を合格条件としたことにより
、各照合法の弱点が補ぎなわれ、信頼度の高い個人照合
が実現される。

（実　施　例］ 以下本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明する
。本実施例では個人特徴情報として指紋を用いる例を説
明する。

第１図は本実施例に使用した個人照合装置の要部構成の
説明に供する図であって、１は個人特徴情報入力部で、
個人照合に際して使用する各個人に固有のパターンを検
知するセンサであって、個人特徴情報として指紋を用い
る本実施例では指紋セン→ノ、２は個人特徴情報−時記
憶部で、指紋センザで採取され２値化処理を施して出力
された指紋画像を一時的に格納するフレームメモリ、３
は登録済個人特徴情報記憶部でこれの構成は後述する。

４は個人特徴情報比較部で、これの構成要素として位置
合わせ部６と小領域画像照合部７は従来より具備されて
いるが、本実施例は更に小領域特徴照合部８を付設した
。

上記登録済個人特徴情報記憶部３は、前述したように個
人照合装置に設けたものであっても、磁気カード、ＩＣ
カードのような可搬型の記憶装置であってもよい。これ
の内容は第２図に示すように、内部に特徴点を有する小
領域の画像の２値化パターンである従来の特徴点部分画
像１１と、その特徴点の登録時に採取した指紋パターン
における座標である特徴小領域座標１２に、上記特徴点
部分画像１１の特徴の型を示す特徴コード１３を付加し
た。

次に本実施例の登録及び照合動作を説明する。

個人特徴情報として指紋を登録する時には、個人特徴情
報入力部（以下指紋センサと略記する）１により人力し
た指紋像を２値化・細線化する。

この指紋像を予め定めらられた大きさの小領域に分割し
、この小領域毎に端点・分岐点などの特徴点を求める。

次に、視野の中心部に近い小領域から順に特徴点を有す
る小領域を求め、該特徴点が小領域の略中心に来るよう
に特徴小領域を切り出す。この各特徴小領域ごとに、第
２回に示す如く特徴点部分画像１１．特徴小領域座標１
２．及び各特徴小領域内に存在する特徴点の種類〔第３
図参照。

詳細は後述する〕を示す特徴コードを、登録済個人特徴
記憶部３に記憶さゼる。この登録情報は前述したように
、個人照合装置内に設けた記憶装置に記録してもよく、
また可搬型の記憶媒体上に記録することも出来る。

個人特徴情報の照合時には、先ず登録済個人特徴情報記
憶部３から局徴点部分画像１１を呼び出す。

後は、位置合わせ部６及び小領域画像照合部７により通
常の可塑的部分画像照合法の処理手順に従って照合を行
い、位置合わせの後、各特徴小領域ごとに特徴点部分画
像の一致度を調べる。不一致度が所定の闇値以下の合格
小領域については、小領域特徴照合部８により、更に細
線化し小領域内の特徴点の有無を調べ、その小領域が特
徴点を有する場合には、その特徴点の種類が登録済個人
情報記憶部３から読みだした特徴コード１３と一致する
か否かを調べる。

特徴点の形状は第３図に見られるように多くの種類が存
在するが、端点と分岐点とに大別され、その向きによっ
て端点の場合は例えば（ａ）〜（ｄ）の４種類に、分岐
点の場合は例えば（ｅ）〜（１）の８種類に分類できる
。そこで（ａ）〜（ｄ）にそれぞれＥ−１〜Ｅ−４゜（
ｅ）〜（１）にそれぞれＢ−１〜Ｂ−８のように特徴コ
ードを付与することができる。

上記特徴コード１３としてはこのようなコードを格納し
ておき、特徴コードの照合に際しては、特徴点部分画像
と一致した特徴小領域の特徴点の種類を調べ、その特徴
コードと読みだした特徴コード１３とを比較する。

本実施例では以上の如く２値化像が一致した場合には更
に特徴コードが一致するか否かを調べ、両者とも合格し
た場合にのみ合格と判定する。

但し合格条件は上述したように全小領域について２値化
像と特徴コードの双方が一致した場合に合格とするのに
変えて、２値化像が一致した小領域のうち、特徴コード
が一致するものの割合が所定の値を越えていれば合格と
することもでき、合格判定条件は種々変形することがで
きる。例えば特徴コードの種類ごとに一致する小領域が
、その特徴コードに区分される小領域数に対して一定割
合以上になっていることを合格条件とすることも可能で
あり、また特徴コードの種類ごとに上記割合を異ならし
めることもできる。或いは、２値化像の一致した小領域
全体のうち、成る割合以上のものが、特徴コードも一致
していぼ合格としてもよく、これは本人確認の受は付は
率、即ち本人を本人と正しく判定する割合、またはこれ
の逆に本人を本人でないと誤判定する危険率を幾らにす
るかという点にかかり、この受は入れ率に応して種々選
択できる。

このように本実施例では一つの照合法のみで照合した場
合には避けることのできない曖昧さを、照合原理の異な
る二つの照合法を併用することによって補強し、照合精
度をＩ；１］上させたものである。

即ち、小領域画像を構成する各画素の“１’、’Ｏ’を
特徴点部分画像と比較し、両者の画素情報の不一致度を
所定の闇値と比較するパターンマツチング法に基づく照
合のめでは、前述の第５図（ａ）に示すように平行な隆
線の多い指紋の場合、同図（Ｃ）に示す、Ｌうなの小領
域画像を、同図（ｂ）に示す特徴点部分画像と弁別する
のが困難である。

そのため通常の部分画像照合方法では上記憶つの画像を
一致と誤判定するｆｅｉ険性がある。

しかし同図（Ｃ）の小領域画像は内部に端点も分岐点も
ないので、内部に特徴点は存在しない。従って特徴コー
ドを比較することにより、局所的な構造的特徴を抽出し
解析すれば両者が異なる種類のパターンであることを的
（ｒ（ｃ目−つ容易に検知し得る。

このように本実施例では所謂パターン・マンチング法と
局所的な構造的特徴比較という原理の異なる二つの照合
法を併用し、そのいずれも一致と判定される場合のみを
合格条件としたごとにより、それぞれの画像照合法に存
在する照合の曖昧さを補完し、照合精度を向」ニさせる
ことが出来る。

なお本発明は上記一実施例に限定されるものではなく、
種々変形して実施し得る。即ち、個人照合に使用する個
人特徴情報は指紋以外に、例えば網膜パターンを利用す
ることも可能である。

また個人特徴情報入力部に使用した指紋センサは、ホロ
グラムを用いた平板状センリ゛、プリズム方式の指紋セ
ンリー等いずれであっても良く、更に使用する個人特徴
情報によって選択できる。

また、入力された個人特徴情報画像−Ｌの小領域と登録
された特徴点部分画像との照合法は特に限定される必要
はなく、通常用いられる部分画像照合法のいずれを用い
ても差し支えない。更に位置合わせ法も上記一実施例に
限定されることなく、種々変形して実施できるものであ
る。

［発明の効果〕 以」−説明した如く本発明によれば、２値化像の一致度
のめならず特徴コードも一致することを合格条件とする
ことにより、照合の精度を向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例に使用した個人照合装置の要部
構成説明図、 第２図は上記一実施例の辞書構成説明図、第３図（ａ）
〜（１）は上記一実施例の特徴小領域のコート比例説明
図、 第４図は従来の個人照合装置の構成説明図、第５図は従
来の部分画像照合方法の問題点説明図で、同図（ａ）は
指紋センサで採取し、コンピュータで処理した後出力し
た指紋の２値化像の例を示す図、同図（ｂ）は（ａ）の
太線で囲んだ小領域の拡大図、同図（Ｃ）は上記（ｂ）
と誤照合されやすい例を示す図である。 図において、１は個人特徴情報入力部、２ば個人特徴情
報−時記憶部、３は登録済個人特徴情報記憶部、４は個
人特徴情報比較部、５ば判定結果、６は位置合ね−せ部
、７は小領域画像照合部、８は小領域特徴照合部、１１
は特徴点部分画像、１２は特−Ｊ−続　ネ市　ｉ二ＩＥ
　　Ｊ１４：（カテ（）ＩＶ卦１１６λ年ダ月λ／１１ １．１貫牛の耘 昭和６２年特許願第１５４１３４号 ２　発明の名称 可塑的部分画像照合方式 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神奈川県用崎市中原区−ヒ小田［１月０１５番地
名称（５２２）　　富士通株式会社 ５、補正命令の日付（発送日）　昭和６２年８１５日（
ａ）　　　　　　　（ｂ）　　　　　　（ｃ、）　　　
　　　　（ｄ）（ｅ）　　　　　　　（ｆ）　　　　　
　（ｇ）　　　　　　　（ｈ）（ｉ）　　　　　　　　
０１　　　　　　　（ｋ）　　　　　　　（１）本発明
一実施例の特徴小領域のコード北側説明同第　　　３　
　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）照合対象の個人特徴情報を検出する個人特徴情報
   入力部（１）と、 予め個人対応に記憶された登録済個人特徴情報を構成す
   る複数個の部分画像のそれぞれと、前記個人特徴情報入
   力部から入力された照合対象の個人特徴情報との位置合
   わせを行う位置合わせ部（６）と、 前記複数個の部分画像のそれぞれを、前記照合対象の個
   人特徴情報上における候補位置近傍で走査させて、各部
   分画像ごとに所定の不一致度を示す位置が見出されたか
   否かで、前記一致、不一致を判断する個人特徴情報比較
   部（４）とを具備する個人照合装置において、 前記登録済個人特徴情報として内部に特徴点を有する複
   数個の小領域のそれぞれについて、該小領域の画像を示
   す特徴点部分画像（１１）と、該小領域の座標を示す特
   徴小領域座標（１２）と、該小領域内の特徴点の種類を
   示す特徴コード（１３）とを記憶しておくとともに、前
   記個人特徴情報比較部（４）に小領域特徴照合部（８）
   を付設し、 前記小領域画像照合部（７）により、対応する特徴点部
   分画像（１１）と一致すると判断された前記照合対象の
   個人特徴情報内の小領域の画像について、前記小領域特
   徴照合部（８）によりその特徴を調べ、その特徴を示す
   特徴コードを対応する特徴点部分画像（１１）の特徴コ
   ード（１３）と照合するようにしたことを特徴とする可
   塑的部分画像照合方式。
2. （２）前記個人特徴情報として指紋を用いることを特徴
   とする特許請求の範囲第一項記載の可塑的部分画像照合
   方式。