JPH02196380A - 指紋登録装置 - 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、キーレスエントリーシステム、コンピユータ
室等の入室管理システムのための指紋照合システムに係
り、特ｔこ、当該指紋照合システムに採用するに適した
指紋登録装置に関す不。

（従来技術） 従来、この種の指紋照合システムにおいては、指紋照合
に先立っで、例えば、特開昭６．３−７８２８６号公報
に示すように、基準となる指紋画像全体の中から特徴的
な小領域を複数抜き出してそれぞれ部分画像として登録
するようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような構成においては、各登録部分画像の
品質が、つぶれ、かすれ等のために低下しでおり、指紋
の特徴たるマニューシャが明瞭でない場合には、指紋の
照合精度が低くなるという不具合がある。また、各登録
部分画像を特定するためのマニューシャの数が不十分な
場合には、適正な照合精度が確保できにくいという不具
合もある。

そこで、本発明は、このようなことに対処すべく、指紋
照合を常に適正になし得るような指紋登録画像を作成し
登録するようにした指紋登録装置を提供しようとするも
のである。

（課題を解決するための手段） かかる課題の解決にあたり、本発明の構成上の特徴は、
第１図にて例示するごとく、人間の指紋を光学的に指紋
画像として読取る光学的読取手段１と、前記指紋画像を
二値化して二値化画像とする二値化手段２と、前記二値
化画像の画像中央領域中の各マニューシャを抽出し抽出
マニューシャ群とする抽出手段３と、前記抽出マニュー
シャ群の各マニューシャを前記二値化画像の中心に近い
順に分類し初期分類マニューシャ群とする初期分類手段
４と、前記初期分類マニューシャ群の各マニューシャを
それぞれ中心とする前記画像中央領域における各所定範
囲内のマニューシャの数を調べ、この数の多い順に前記
初期分類マニューシャ群の各マニューシャを再分類し再
分類マニューシャ群とする再分類手段５と、前記再分類
マニューシャ群の一マニューシャを中心とする前記画像
中央領域の所定範囲を第１ウィンド領域と決定し、この
第１ウィンド領域との重合及び相互の重合を少なくする
ように前記画像中央領域の他の所定範囲を少なくとも第
２のウィンド領域として決定し、かつこれら第１及び第
２のウィンド領域を登録する決定登録手段６とを設ける
ようにしたことにある。

（作用） このように本発明を構成したことにより、光学的読取手
段１により人間の指紋を光学的に指紋画像として読取れ
ば、この指紋画像が二値化手段２により二値化画像とし
て二値化され、この二値化画像の画像中央領域中の各マ
ニューシャが抽出手段３により抽出マニューシャ群とし
て抽出され、この抽出マニューシャ群の各マニューシャ
が前記二値化画像の中心に近い順に初期分類手段４によ
り初期分類マニューシャ群として分類され、この初期分
類マニューシャ群の各マニューシャをそれぞれ中心とす
る前記画像中央領域における各所定範囲内のマニューシ
ャの数が再分類手段５により調べられ、当該マニューシ
ャの数の多い順に前記初期分類マニューシャ群の各マニ
ューシャが同再分類手段５により再分類マニューシャ群
として再分類される。然る後、決定登録手段６により、
前記再分類マニューシャ群の一マニューシャを中心とす
る前記画像中央領域の所定範囲が第１ウィンド領域と決
定され、前記画像中央領域の他の所定範囲が、前記第１
ウィンド領域との重合及び相互の重合を少なくするよう
に少なくとも第２のウィンド領域として決定され、かつ
これら第１及び第２のウィンド領域が登録される。

（効果） 従って、前記第１ウィンド領域が、指紋の歪みの少ない
中央部分であってマニューシャをより多く含む画像部分
で特定され、かつ前記第２のウィンド領域が、前記第１
ウィンド領域に次いでマニューシャを多く含む実質的に
相互に異なりかつ前記第１ウィンド領域とも異なる各画
像部分で特定されることとなる。その結果、前記指紋画
像が低品質のものであっても、前記第１及び第２の登録
ウィンド領域は、指紋の特徴を精度よく特定し得る登録
指紋情報となる。また、かかる登録指紋情報を利用すれ
ば、照合時の指紋画像の品質が低くても常に精度よく指
紋照合が行なえる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第２
図は、入室管理の必要なコンピユータ室等の特別室のド
アに設けられるドアロック機構１０に適用した指紋照合
システムに本発明が適用された例を示しでいる。この指
紋照合システムは、登録ボタンスイッチ２０を備えでお
り、この登録ボタンスイッチ２０は、指紋登録時に操作
されて登録操作信号を発生する。照合ボタンスイッチ３
０は、指紋照合時に操作されて照合操作信号を発生する
。テンキー４０は、後述のようにマイクロコンピュータ
６０に登録した複数の登録指紋画像情報の中から操作者
が自己の登録指紋画像情報を指定するとき操作されて指
定コード信号を発生する。なお、同指定コード信号の内
容たる指定コードは、操作者のみが知る自己の指紋に対
応する。

画像入力装置５０は、その内蔵イメージセンサの読取画
面への操作者の指の押付のもとに、同操作者の指の指紋
を光学的に読取り、この読取結果を、指紋画像情報を表
わす指紋画像信号として発生する。マイクロコンピュー
タ６０は、直流電源Ｂから常時給電されて、第３図に示
す７０−チャートに従い、登録ボタンスイッチ２０、照
合ボタンスイッチ３０、テンキー４０及び画像入力装置
５０との協働により、コンピュータプログラムを実行し
、この実行中において、操作者の指の指紋の登録、照合
及びドアロック機構１０のための駆動回路７０の駆動制
御に必要な演算処理をする。

なお、上述のコンピュータプログラムは、マイクロコン
ピュータ６０のＲＯＭに予め記憶されている。

以上のように構成した本実施例において、マイクロコン
ピュータ６０が、第３図の７０−チャートに従いステッ
プ８０ａにて開始済みのコンピュータプログラムのステ
ップ８１において、登録ボタンスイッチ２０及び照合ボ
タンスイッチ３０の両未操作に基き、非登録要求及び非
照合要求との判定処理を繰返す。かかる状態において、
−操作者がその指を前記内蔵イメージセンサの読取画面
に押付けた状態にて、同操作者の指の指紋が画像入力装
置５０により読取られること、この画像入力装置５０か
らその読取指紋画像に相当する指紋画像情報が指紋画像
信号としで生じる。

このような段階において登録ボタンスイッチ２０から登
録操作信号を発生させると、マイクロコンピュータ６０
が、ステップ８１にて、登録要求と判定し、ステップ８
２にて、画像入力装置５０から指紋画像信号を受け、ス
テップ８３にで、同＝７ 信号の内容を二値化処理し二値化指紋画像とする。

かかる場合、この二値化指紋画像の各画素中、各点（即
ち、「０」）の画素が前記−操作者の指紋の各隆線に対
応し、一方、各自（即ち「１」）の画素が前記−操作者
の指紋の各谷線に対応する。但し、前記谷線は、前記指
紋の互いに隣接し合う一対の隆線間の谷に相当する。

ついで、マイクロコンピュータ６０が、ステップ８４に
て、前記二値化指紋画像をノイズ除去等ｔこより平滑化
して平滑化指紋画像とし、ステップ８５にて、同平滑化
指紋画像を細線化してマニューシャ抽出処理をするとと
もに疑似マニューシャ除去処理をする。かかる場合、疑
似マニューシャとは、隆線の切れ、ヒデ、！！着等によ
り発生する見かけ上のマニューシャをいう。然る後、マ
イクロコンピュータ６０が、ステップ８６にて、上述の
ような疑似マニューシャ除去後の画像（第４図参照）中
、その周辺画像領域を除いた中央画像領域を指紋領域Ａ
として抽出し、かつこの指紋領域Ａ内に存在する各マニ
ューシャ（以後、各マニュ−シャＭ旨（ｉ＝０．１．・
・・＋ｎ）という）を求める。但し、指紋領域Ａを特定
する画素数は、例えば５１２×５１２である。

このように、ステップ８６における処理が行なわれると
、マイクロコンピュータ６０が、ステップ８７ａにおい
て、平滑化指紋画像の中心画素からの距離に応じて各マ
ニューシャＭ＋ｉを分類し、各マニューシャＭ　２ｉ　
（ｉ　＝　０　、１　、・・・、！〕）を求める。但し
、指紋領域Ａの画素を座標（ｘ、ｙ）で表わせば、前記
中心画素は（ｘ、ｙ）＝（２５５，２５５）で特定され
る。ついで、マイクロコンピュータ６０が、ステップ８
７１）にて、マニューシャＭ２ｉの各々を中心とする各
範囲（Δｘ×Δｙ＝１２８Ｘ１２８）に属するマニュー
シャの数を調べ、この数の多い順に各マニューシャＭ　
２　ｉを再分類して各マニューシャＭ３ｉ（ｉ二〇、１
．・・・、【］）を求める。かかる場合、両ステップ８
７ａ、８７ｂにおける分類処理の結果、各マニューシャ
Ｍ　３ｉは、指紋領域Ａの中心に近い順のマニューシャ
により構成される。但し、含まれるマニューシャが同一
の場合には、中心に近い方が優先される。

以上のようにマニューシャの分類処理が終了すると、マ
イクロコンピュータ６０が、ステップ８８ａにて、各マ
ニューシャＭ３ｉを第１ウィンド領域Ａ１に対応するも
のと仮定し、この第１ウィンド領域Ａ１の画像のがすれ
、っぷれが多くないとき、各マニューシャＭ　ｊｉの中
の単一のマニューシャＭ３ｋを中心とする画素領域（１
２８Ｘｉ２８）を第１ウィンド領域Ａ１　と決定しその
ＲＡＭに登録する。但し、マニューシャＭ３ｋにおいて
、符号にはｏ＜ｋ＜ｎの範囲のｉを示し、第１ウィンド
領域Ａ、の中心を特定する。

ついで、マイクロコンピュータ６０が、ステップ８８ｂ
において、ｋ＋１≦ｉ≦ｎの範囲の各マニューシャＭ３
ｉ　を第２ウィンド領域Ａ２に対応するものと仮定し、
この第２ウィンド領域Ａ２の画像のかすれ、っぷれが多
くないとき、第１ウィンド領域Ａ、との重合部分を少な
くするようにして、各マニューシャＭ３ｉ　中の単一マ
ニューシャＭ３！を中心とする画素領域（例えば、３２
Ｘ６４）を第２ウィンド領域Ａ２と決定しそのＲＡＭに
登録する。但し、マニューシャＭ３ｐにおいて、符号ｐ
は、ｋ＋１．　＜　ｌ　＜ｎの範囲のｉを示し、第２ウ
ィンド領域Ａ２（第４図参照）の中心を特定する。また
、上述の第１ウィンド領域Ａ１　との重合部分を少なく
するという条件は、第１ウィンド領域Ａ１におけるマニ
ューシャＭ３＋［を中心とする画素領域６４×６４と第
２ウィンド領域Ａ２との重合が成立しない場合に相当す
る。なお、画素領域６４Ｘ６４は、照合時の絹胆合の範
囲に対応する。

然る後、マイクロコンピュータ６０が、ステップ８８ｃ
ｋこおいて、ｊ７＋１≦ｊ≦ｎの範囲の各マニューシャ
Ｍ　、ｉを第３ウィンド領域Ａ３（第４図参照）に対応
するものと仮定し、この第３ウィンド領域Ａ３の画像の
かすれ、つぶれが多くないとき第２ウィンド領域Ａ２と
の重合部分を少なくするようにして、各マユ１−シャＭ
３１中の単一マニューシャＭ、ｍを中心とする画素領域
を第３ウィンド領域Ａ３と決定しそのＲＡＭに登録する
。但し、マニューシャＭ、Ｂｎにおいて、符号１ｎは１
．ｐ＋１＜ｍ〈ｎの範囲のｉを示し、第３ウィンド領域
Ａ３の中心を特定する。また、上述の第２ウィンド領域
Ａ２との重合部分を少なくするという条件は、第２ウィ
ンド領域Ａ２におけるマニューシャＭ３ｎを中心とする
画素領域３２Ｘ６４と第３ウィンド領域Ａ３との重合が
成立しない場合に相当する。なお、残余の各操作者の指
紋についても一ヒ述と実質的に同様に第１〜第３のウィ
ンド領域が決定登録される。

然る後、前記−操作者が前記特別室へ入室するに際し、
同操作者がその指を画像入力装置５０の内蔵イメージセ
ンサの読取画面ｌこ押付けるとともに照合ボタンスイッ
チ３０及びテンキー４０を操作すれば、画像入力装置５
０が上述と同様に指紋画像信号を発生し、照合ボタンス
インチ３０が照合操作信号を発生し、かつテンキー４０
が指定コード信号を発生する。すると、マイクロコンピ
ュータ６０が、前記照合操作信号に基き、ステラ７８１
にて、照合要求と判定し、コンピュータプログラムを指
紋照合ルーティン８９に進める。しかして、この指紋照
合ルーティン８９においては、マイクロコンピュータ６
０が、前記指定コード信号に基き、この信号の内容に相
当する第１〜第３のウィンド領域をＲＡＭから読出して
前記指紋画像信号の二値化画像と照合する。この照合結
果が一致であれば、ドアロック機構１０が駆動回路７０
により駆動されてドアのロック状態を解除する。

以上説明したように、各ステップ８６〜８８ｃを通る演
算処理過程において上述のように第１〜第３のウィンド
領域Ａ　＋　−Ａ　２　、Ａ　３が決定登録されるので
、第１ウィンド領域Ａ１が、前記指紋領域のうち指紋の
歪の少ない中央部分であってマニューシャをより多く含
む画像部分で特定され、かつ第２及び第３のウィンド領
域Ａ２及びＡ３が、第１ウィンド領域Ａ１に次いでマニ
ューシャを多く含む実質的に相互に異なりかつ第１ウィ
ンド領域Ａとも異なる各画像部分で特定されることとな
る。

従って、二値化画像が低品質のものであっても、各ウィ
ンド領域Ａ、〜Ａ３は、指紋の特徴部分を精度よく特定
できるものとなる。また、かかるウィンド領域Ａ、□〜
Ａ３を利用すれば、照合時の二値化画像の品質が低くて
も常に高精度の指紋照合が可能となる。

なお、本実施例において、第１ウィンド領域Ａの画素数
を１２８　Ｘ　１２８としたのは、画素数が大きすぎる
と歪が増大して本人の照合認識率が低下し、逆に画素数
が小さすぎると他人との誤認識率が高くなるためである
。また、各ウィンド領域Ａ１〜へつを角形にしたのは、
ハードウェア、ソフトウェアにとって便利なためである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲の記載に対する対応図、第２図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図は第２図
のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャート、
及び第４図は、指紋画像の二値化例示図である。 符号の説明 ２０・・・登録ボタンスイッチ、５０・・・画像入力装
置、６０・・・マイクロコンピュータ。 第１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 人間の指紋を光学的に指紋画像として読取る光学的読取
   手段と、前記指紋画像を二値化して二値化画像とする二
   値化手段と、前記二値化画像の画像中央領域中の各マニ
   ューシャを柚出し柚出マニューシャ群とする抽出手段と
   、前記抽出マニューシャ群の各マニューシャを前記二値
   化画像の中心に近い順に分類し初期分類マニューシャ群
   とする初期分類手段と、前記初期分類マニューシャ群の
   各マニューシャをそれぞれ中心とする前記画像中央領域
   における各所定範囲内のマニューシャの数を調べ、この
   数の多い順に前記初期分類マニューシャ群の各マニュー
   シャを再分類し再分類マニューシャ群とする再分類手段
   と、前記再分類マニューシャ群の一マニューシャを中心
   とする前記画像中央領域の所定範囲を第１ウィンド領域
   と決定し、この第１ウィンド領域との重合及び相互の重
   合を少なくするように前記画像中央領域の他の所定範囲
   を少なくとも第２のウィンド領域として決定し、かつこ
   れら第１及び第２のウィンド領域を登録する決定登録手
   段とを設けるようにした指紋登録装置。