JPH06111005A - 位置合わせ用窓変更式指紋照合方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、位置合わせ用窓変更式指紋照合方
法及びその装置に関し、窓位置合わせに複数の位置合わ
せ用窓を用いて照合率の向上を図ることを目的とする。 【構成】 ムービング・ウィンドウ式の指紋照合装置に
おいて、登録位置合わせ用窓記憶手段と、登録照合用窓
の登録の際に、所定数の登録照合用窓を登録位置合わせ
用窓として用いる順位を決定して登録位置合わせ用窓記
憶手段に登録する窓登録制御手段と、所定数の照合が照
合手段で得られないとき登録位置合わせ用窓記憶手段か
ら次順位にある登録照合用窓を入力指紋画像内の該登録
照合用窓に対応する照合用窓との照合のための登録位置
合わせ用窓として出力する窓読み出し制御手段とを設け
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置合わせ用窓による
位置合わせが困難な場合に位置合わせ用窓に照合用窓を
用いる位置合わせ用窓変更式指紋照合方法及びその装置
に関する。

【０００２】近年、コンピュータが広範な社会システム
の中に導入されるに伴い、そのシステムのセキュリティ
を維持する必要性が生じている。例えば、コンピュータ
ルーム等の入室や、端末装置の利用に際して、その者が
本人であるか否かを確認する手段として従来用いられて
いるＩＤカードや、パスワードには、セキュリティ確保
上に、なお問題があることから、それに代わる有力な手
段として指紋照合装置を用いることが検討されている。
指紋照合が用いられるのは、指紋には『万人不同』、
『終生不変』という二大特徴があるからである。

【０００３】

【従来の技術】従来から指紋照合には、前述のような特
徴を有効に利用するために、指紋の特徴点を利用する。
特徴点とは、指先に型作られている細かな凹凸のうちの
凸部の連なりからなる隆線が２つに分かれる点（分岐
点）や、行き止まりの点（端点）をいう。これらの特徴
点が、指紋の前記二大特徴を形成している。

【０００４】前記指紋照合では、その高速化にも、又指
紋入力時の力の加わり方の違い及びガラスに指を付けた
まま移動することによる指紋像の部分的な伸び縮みにも
柔軟に対応し得ることが解決されるべき課題となる。こ
の要求に応えるために、本出願人によって、『ムービン
グ・ウインドウ法』という指紋の登録照合方式が、既に
提案されている。この指紋の登録照合方式の概要は、次
の通りである。

【０００５】この指紋の登録照合方式では、その登録に
おいて１つの位置合わせ用窓と、この位置合わせ用窓に
取り巻くようにして取得される複数の照合用窓とを特徴
情報記憶部に記憶させる。前記１つの位置合わせ用窓
と、複数の照合用窓とを入力指紋画像上に示す例を図４
に示す。これを図５を参照して説明すると、指紋センサ
２２からの指紋信号を２値化回路２２で２値化して２値
化メモリ２４に格納する。２値化メモリ２４の指紋の２
値画像を特徴抽出部２８で細線化して特徴点を抽出す
る。抽出された所定数の特徴点の近傍の２値画像を窓切
り出し部３０で『窓』として切り出してその窓を特徴情
報記憶部３２に登録する。

【０００６】その登録の際に、登録情報として、
『窓』の中の２値画像、『窓』と『窓』との相対的な
位置関係、『窓』の中の特徴点の種類等を特徴情報記
憶部３２に登録すると共に、それら登録される『窓』の
内の比較的指紋の中心部に近く安定な窓を１つ選んで
『登録位置合わせ用窓』とし、残りを『登録照合用窓』
として定義して登録する。

【０００７】次に、『照合』処理においては、特徴情報
記憶部３２に登録済の『登録位置合わせ用窓』の座標を
主変位量変更手段３４で用いてメモリアドレス指定手段
３８からその読み出しアドレスを出力させ、特徴情報記
憶部３２から『登録位置合わせ用窓』を読み出す。その
『登録位置合わせ用窓』と、前述のようにして２値化メ
モリ２４に書き込まれた入力指紋画像内の対応窓（以
下、入力指紋画像窓という。）とのパターンマッチング
を画素値比較手段４０にて行ない（図６のＳ１参照）、
登録時と照合時の入力位置の違いを示す変位量を抽出す
る。この変位量の抽出は、図６に示すように、前記『登
録位置合わせ用窓』と、前記入力指紋画像との照合にお
いて候補点が見い出されるまで（図６のＳ２のYes 参
照）、前記『登録位置合わせ用窓』の位置を１乃至２ド
ットずつ移動させては（図６のＳ３参照）その移動が所
定の移動範囲内にあるか否かを判定しつつ（図６のＳ４
参照）パターンマッチングを行なって（図６のＳ１参
照）候補点を抽出する（図６のＳ２のYes 参照）。前記
移動が所定の移動範囲内にあるか否かの判定において、
その範囲外になると（図６のＳ４のNo参照）、当該入力
画像についての指紋照合は不可として指紋照合を拒否す
る（図６のＳ５参照）。

【０００８】前記変位量を登録照合用窓と、入力指紋画
像窓との照合に用いる。即ち、前記変位量だけ移動させ
た登録照合用窓と、該登録照合用窓に対応する入力指紋
画像窓との比較を行なう。この各登録照合用窓とこれに
対応する入力指紋画像窓との照合において、各窓毎に、
登録照合用窓の前記変位量だけの変位を当該登録照合用
窓に与えるほか、前記『登録位置合わせ用窓』と、前記
入力指紋画像内の対応位置合わせ用窓とのパターンマッ
チングにおいて渦巻き状の移動を副変位量変更手段３６
により登録照合用窓に与えた状態で登録照合用窓をメモ
リアドレス指定手段３８により特徴情報記憶部３２から
読み出してその登録照合用窓と、入力画像内の対応照合
用窓との照合を画素値比較手段４０で行なう（図６のＳ
６参照）。これは、人間の指は、非常に柔らかいので、
押捺時の力の加わり方の違いなどにより、入力指紋画像
が部分的に伸び縮みするのを吸収するためである。

【０００９】その照合（パターンマッチング）におい
て、照合が得られて（合格となって）画素値比較手段４
０から合格信号が出力された場合において（図６のＳ７
のYes参照）、その合格数が予め決められた閾値より大
きいときには（図６のＳ８のYes 参照）、本人の確認が
得られたとする信号が合格窓評価手段４２から出力され
る（図６のＳ１１参照）。

【００１０】前記合格でないか（図６のＳ７のNo参
照）、又は合格数が前記閾値未満であり（図６のＳ8 の
No参照）、前述の処理が全部の窓について終了していな
いならば（図６のＳ９のNo参照）、特徴情報記憶部３２
に登録されている次の登録照合用窓についての座標情報
を用いて（図６のＳ１０参照）当該照合用窓についての
前述処理、即ちステップＳ６乃至Ｓ９を行なう。

【００１１】全ての窓について前述の処理ステップ６乃
至Ｓ８を行なったが、それでもなお、合格数が前記閾値
に達しないならば（図６のＳ９のYes 参照）、照合対象
の人に対する照合処理を拒否する（図６のＳ１２参
照）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述の『ムービング・
ウインドウ方法』は、前述のようにして指紋の照合処理
を行なうが、登録位置合わせ用窓がただ１つであるた
め、その照合失敗に終わると、その後の照合用窓につい
ても、照合を行なうことができないことになる。照合率
の向上という観点からすると、なお問題を含んでいる。

【００１３】本発明は、斯かる技術的課題に鑑みて創作
されたもので、窓位置合わせに複数の位置合わせ用窓を
用いて照合率の向上を図る位置合わせ用窓変更式指紋照
合方法及びその装置を提供することをその目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明、即
ち位置合わせ用窓変更式指紋照合方法の発明は、登録位
置合わせ用窓と、入力指紋画像内の当該登録位置合わせ
用窓対応の位置合わせ用窓との照合により、前記登録位
置合わせ用窓と前記入力指紋画像内の前記登録位置合わ
せ用窓対応の位置合わせ用窓との間の変位量を決定し、
該変位量に応じた相対的な修正を照合に用いる所定数の
登録照合用窓と該登録照合用窓の各々に対応する前記入
力指紋画像内の照合用窓との間に行なって両窓間の照合
を行ない、当該順位で所定数の登録照合用窓と該登録照
合用窓の各々に対応する入力指紋画像内の各照合用窓と
の照合が得られないとき、登録位置合わせ用窓として用
いられる次の順位にある登録照合用窓（以下、仮の登録
位置合わせ用窓という。）と、前記仮の登録位置合わせ
用窓に対応する入力指紋画像内の位置合わせ用窓との照
合により、前記仮の登録位置合わせ用窓と前記入力指紋
画像内の前記仮の登録位置合わせ用窓対応の位置合わせ
用窓との間の変位量を決定し、該変位量に応じた相対的
な修正を前記仮の登録位置合わせ用窓として用いられた
登録照合用窓以外の所定数の登録照合用窓と該登録照合
用窓に対応する入力画像内の照合用窓との間の照合を行
なう処理を当該順位で繰り返すことを特徴とする。

【００１５】請求項２に係る発明、即ち位置合わせ用窓
変更式指紋照合装置の発明は、図１に示すように、登録
位置合わせ用窓と、入力指紋画像内の当該登録位置合わ
せ用窓対応の位置合わせ用窓との変位量を決定し、該変
位量に応じた修正を所定数の登録照合用窓に対して施
し、前記所定数の登録照合用窓と、入力指紋画像内の当
該登録照合用窓の各々に対応する照合用窓との照合を行
なう指紋照合装置において、登録位置合わせ用窓記憶手
段２と、登録照合用窓の登録の際に、所定数の登録照合
用窓を登録位置合わせ用窓として用いる順位を決定して
前記登録位置合わせ用窓記憶手段２に登録する窓登録制
御手段４と、前記所定数の登録照合用窓と、入力指紋画
像内の当該登録照合用窓の各々に対応する照合用窓との
照合が照合手段６で得られないとき前記登録位置合わせ
用窓記憶手段２から前記決定された順位において次順位
にある登録照合用窓を入力指紋画像内の該登録照合用窓
に対応する照合用窓との照合のための登録位置合わせ用
窓として出力する窓読み出し制御手段８とを設け、該窓
読み出し制御手段８から出力された登録位置合わせ用窓
を前記入力指紋画像内の当該登録位置合わせ用窓対応の
位置合わせ用窓との間の変位量決定に用いることを特徴
とする。

【００１６】

【作用】請求項１に係る発明においては、先ず登録位置
合わせ用窓と、該登録位置合わせ用窓に対応する入力指
紋画像内の位置合わせ用窓との照合で、これら両者間の
変位量が決定される。

【００１７】その変位量に応じた相対的な修正が、所定
数の登録照合用窓と該登録照合用窓の各々に対応する前
記入力指紋画像内の照合用窓との間に行われた後に、そ
の両窓間の照合を行なう。

【００１８】その照合において、所定数の登録照合用窓
と該登録照合用窓の各々に対応する入力指紋画像内の各
照合用窓との照合が得られないとき、次の処理を行な
う。登録位置合わせ用窓として用いられる次の順位にあ
る登録照合用窓（以下、仮の登録位置合わせ用窓とい
う。）と、該仮の登録位置合わせ用窓に対応する入力指
紋画像内の位置合わせ用窓との照合により、前記仮の登
録位置合わせ用窓と前記入力指紋画像内の前記仮の登録
位置合わせ用窓対応の位置合わせ用窓との間の変位量を
決定した後、該変位量に応じた相対的な修正を前記仮の
登録位置合わせ用窓として用いられた登録照合用窓以外
の所定数の登録照合用窓と該登録照合用窓の各々に対応
する入力画像内の照合用窓との間の照合を行なう処理を
当該順位で繰り返し、当該順位において、所定数の登録
照合用窓と該登録照合用窓の各々に対応する入力指紋画
像内の各照合用窓との照合が得られるときには、当該指
紋につき本人を確認するが、得られないとき、更に次の
順位において同様の処理を繰り返す。

【００１９】前述のように、登録位置合わせ用窓とし
て、本来の目的は照合に用いられる登録照合用窓を仮の
登録位置合わせ用窓として用いるので、たとえ登録位置
合わせ用窓について照合に失敗したとしても、それだけ
で当該指紋についての照合処理を拒否することはなくな
るから、指紋照合率の向上となる。

【００２０】請求項２に係る発明は、登録照合用窓の登
録の際に、所定数の登録照合用窓を登録位置合わせ用窓
として用いる順位を決定して登録位置合わせ用窓記憶手
段２に登録する。

【００２１】そして、照合手段６における所定数の登録
照合用窓と、該登録照合用窓の各々に対応する入力指紋
画像内の照合用窓との照合において、所定数の照合が得
られないとき、窓読み出し制御手段８は、前記登録位置
合わせ用窓記憶手段２に登録されている次の順位にある
登録照合用窓を入力指紋画像内の該登録照合用窓に対応
する照合用窓との位置照合のための登録位置合わせ用窓
として読み出す。

【００２２】その登録位置合わせ用窓は、入力指紋画像
内の該登録位置合わせ用窓（本来は照合用用窓として用
いられる窓）に対応する照合用窓との位置照合に用いら
れてそれら両窓間の変位量の決定を行ない、その変位量
はムービング・ウインドウ方式による指紋照合に用いら
れる。

【００２３】請求項２に係る発明も、所定数の登録照合
用窓と、該登録照合用窓の各々に対応する入力指紋画像
内の照合用窓との照合において、請求項１との差異を有
するだけで、請求項１に係る発明とほぼ同じ効果を得る
ことができる。

【００２４】

【実施例】図２は、請求項１及び請求項２に係る発明の
一実施例を示す。この実施例も、ムービンク・ウィンド
ウ法による指紋照合装置である。この図において、図５
と同じ参照番号は、同一の構成要素を示しているので、
その詳細は省略する。図２に示す実施例において、請求
項２に係る発明の特徴部分は、窓切り出し部３０に接続
された位置合わせ窓順位判定部３１と、特徴情報記憶部
３３とにあるほか、合格窓数評価手段４３も特徴部分を
為す。合格窓数評価手段４３は、本人確認信号の出力の
ほか、登録位置あわせ用窓変更信号を出力する。

【００２５】個人特徴情報には、従来と同様に例えば、
氏名、従業員番号、２値画像情報、窓座標情報などを含
む。又、個人特徴情報には、位置合わせ用窓利用順位情
報を含む。位置合わせ窓用利用順位情報は、位置合わせ
処理において照合用窓を位置合わせ用窓として使用する
順位を示し、その順位は、位置合わせ用窓に対して位置
的に近い照合用窓であることを示す順位、又は背景画像
との相関が弱いものから強いものへ順位等で決められ
る。

【００２６】図２において、特徴情報記憶部３３は、図
１の登録位置合わせ用窓記憶手段２に対応し、特徴抽出
部２８、窓画像切り出し部３０、位置合わせ用窓利用順
位判定部３１は、図１の窓登録制御手段４に対応する。
主変位量変更手段３４、副変位量変更手段３６、メモリ
アドレス指定手段３８、画素値比較手段４１は、図１の
照合手段６に対応する。合格窓数評価手段４３は、図１
の窓読み出し制御手段８に対応する。

【００２７】このような構成になる装置の動作を図２及
び図３を用いて以下に説明する。図示の都合上、図３の
ステップＳ２は、図６のステップＳ８を表している。窓
情報の登録において、〔従来の技術〕の項で説明したよ
うに、指紋センサ２０で読み取られた指紋信号は、２値
化回路２２で２値化されて２値化メモリ２４に記憶され
る。その入力画像は、特徴抽出部２６で細線化されて特
徴点の抽出が行われる。その特徴点を用いて窓の抽出が
窓切り出し部３０で行われる。その窓の抽出、即ち登録
位置合わせ用窓、及び登録照合用窓の抽出において、従
来と同様にして個人特徴情報が当該窓に付与される。そ
して、位置合わせ窓利用順位判定部３１において、各照
合用窓毎に位置合わせ用窓利用順位が付与される。

【００２８】前記登録位置合わせ用窓、及び登録照合用
窓毎の個人特徴情報は、特徴情報記憶部３３に登録され
る。指紋の照合処理においては、２値化メモリ２４から
従来方式に従って読み出されて来る入力画像と、特徴情
報記憶部３３から主変位量変更手段３４、メモリアドレ
ス指定手段３８によって指定される第１順位の『登録位
置合わせ用窓』との図６に従うパターンマッチングが画
素値比較手段４０において行われる。

【００２９】そのパターンマッチング（比較）におい
て、位置合わせができると、従来と同様に登録照合用窓
と入力指紋画像内の対応照合用窓の照合に入る。そし
て、その照合用窓の照合において、合格数が、予め決め
られた閾値より大きいならば（図６のステップＳ８のYe
s 参照）、照合対象の人を本人と確認する。

【００３０】本人を確認できず（図３のステップＳ２の
No参照）、位置合わせ用窓として順位付けられている照
合用窓の全てが、位置合わせに用いられていないならば
（図３のステップＳ３のNo参照）、画素値比較手段４１
から不合格信号が合格窓数評価手段４３へ転送される。
合格窓数評価手段４３は、位置合わせ用窓変更信号を特
徴情報記憶部３３へ転送する。これにより、登録位置合
わせ用窓として第２の順位、又は位置合わせ用窓として
次の順位にあるとされる照合用窓を次の位置合わせ用窓
として図６に示す処理を繰り返す。そのいずれかの位置
合わせ用窓における照合処理において、本人を確認でき
れば（図３のステップＳ２のYes 参照）、目下照合処理
中の人を本人として確認する。逆に、位置合わせ用窓と
して順位付けられている照合用窓の全てが、位置合わせ
に用いられているならば（図３のステップＳ３のYes 参
照）、本人を確認できないとしてその照合処理を拒否す
る。なお、前記実施例においては、照合用窓をすべて使
用する場合について説明したが、位置合わせ窓として使
用される照合用窓が、予め決められた数だけ使用したと
きに、本人を確認できないとしてその照合処理を拒否す
るようにしてもよい。前記変位量に応答して登録位置合
わせ用窓、及び又は登録照合用窓と、入力指紋画像窓を
相対的に移動させるように構成してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
合用窓も、位置合わせ用窓として用いるようにしている
から、撮像指紋にその登録時とは異なる傷等があって
も、従来１つの位置合わせ用窓を用いる場合に比して、
照合率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項２に係る発明の原理ブロック図である。

【図２】請求項１及び請求項２に係る発明の一実施例を
示す図である。

【図３】請求項１及び請求項２に係る発明の一実施例の
処理フローを示す図である。

【図４】公知のムービングウィンドウ法の説明図であ
る。

【図５】従来の指紋照合装置の構成図である。

【図６】第５図装置の処理フローを示す図である。

【符号の説明】

２ 登録位置合わせ用窓記憶手段 ４ 窓登録制御手段 ６ 照合手段 ８ 窓読み出し制御手段 ２８ 特徴抽出部 ３０ 窓画像切り出し部 ３１ 位置合わせ用窓利用順位判定部 ３３ 特徴情報記憶部 ３４ 主変位量変更手段 ３６ 副変位量変更手段 ３８ メモリアドレス指定手段 ４１ 画素値比較手段 ４３ 合格窓数評価手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 登録位置合わせ用窓と、入力指紋画像内
   の当該登録位置合わせ用窓対応の位置合わせ用窓との照
   合により、前記登録位置合わせ用窓と前記入力指紋画像
   内の前記登録位置合わせ用窓対応の位置合わせ用窓との
   間の変位量を決定し、 該変位量に応じた相対的な修正を照合に用いる所定数の
   登録照合用窓と該登録照合用窓の各々に対応する前記入
   力指紋画像内の照合用窓との間に行なって両窓間の照合
   を行ない、 当該順位で所定数の登録照合用窓と該登録照合用窓の各
   々に対応する入力指紋画像内の各照合用窓との照合が得
   られないとき、登録位置合わせ用窓として用いられる次
   の順位にある登録照合用窓（以下、仮の登録位置合わせ
   用窓という。）と、前記仮の登録位置合わせ用窓に対応
   する入力指紋画像内の位置合わせ用窓との照合により、
   前記仮の登録位置合わせ用窓と前記入力指紋画像内の前
   記仮の登録位置合わせ用窓対応の位置合わせ用窓との間
   の変位量を決定し、 該変位量に応じた相対的な修正を前記仮の登録位置合わ
   せ用窓として用いられた登録照合用窓以外の所定数の登
   録照合用窓と該登録照合用窓に対応する入力画像内の照
   合用窓との間の照合を行なう処理を当該順位で繰り返す
   ことを特徴とする位置合わせ用窓変更式指紋照合方法。
2. 【請求項２】 登録位置合わせ用窓と、入力指紋画像内
   の当該登録位置合わせ用窓対応の位置合わせ用窓との変
   位量を決定し、該変位量に応じた修正を所定数の登録照
   合用窓に対して施し、前記所定数の登録照合用窓と、入
   力指紋画像内の当該登録照合用窓の各々に対応する照合
   用窓との照合を行なう指紋照合装置において、 登録位置合わせ用窓記憶手段（２）と、 登録照合用窓の登録の際に、所定数の登録照合用窓を登
   録位置合わせ用窓として用いる順位を決定して前記登録
   位置合わせ用窓記憶手段（２）に登録する窓登録制御手
   段（４）と、 前記所定数の登録照合用窓と、入力指紋画像内の当該登
   録照合用窓の各々に対応する照合用窓との照合が照合手
   段（６）で得られないとき前記登録位置合わせ用窓記憶
   手段（２）から前記決定された順位において次順位にあ
   る登録照合用窓を入力指紋画像内の該登録照合用窓に対
   応する照合用窓との照合のための登録位置合わせ用窓と
   して出力する窓読み出し制御手段（８）とを設け、 該窓読み出し制御手段（８）から出力された登録位置合
   わせ用窓を前記入力指紋画像内の当該登録位置合わせ用
   窓対応の位置合わせ用窓との間の変位量決定に用いるこ
   とを特徴とする位置合わせ用窓変更式指紋照合装置。