JPH10124669A - Fingerprint collation device - Google Patents
Fingerprint collation deviceInfo
- Publication number
- JPH10124669A JPH10124669A JP8274884A JP27488496A JPH10124669A JP H10124669 A JPH10124669 A JP H10124669A JP 8274884 A JP8274884 A JP 8274884A JP 27488496 A JP27488496 A JP 27488496A JP H10124669 A JPH10124669 A JP H10124669A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fingerprint
- code
- probability model
- feature
- statistical probability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/1365—Matching; Classification
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Collating Specific Patterns (AREA)
- Image Input (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 採取指紋画像の諸変動に強く、個人識別率の
高い指紋照合装置の提供。
【解決手段】 指紋照合装置Aは、指紋を光学的に採取
して画像信号を出力する指紋画像取り込み手段1と、画
像信号を指紋画像データに変換するA/D変換手段2
と、指紋画像データから指紋特徴量を抽出する特徴抽出
手段3と、抽出された前記指紋特徴量の1フレームに最
も近いコードベクトルのコードラベルを出力することに
より、1系列の指紋特徴量に対して1系列の量子化コー
ド系列を求める量子化手段4と、量子化コード系列を用
いて統計的確率モデルを推定する統計的確率モデル推定
手段5と、登録指毎の統計的確率モデルを登録パターン
として登録する登録手段6と、登録指の統計的確率モデ
ルによる識別対象指紋のシンボル系列の受理確率を求
め、受理確率が設定閾値以上なら識別対象者が登録者で
あると判定する判定手段7とを備える。
(57) [Summary] [Problem] To provide a fingerprint matching device that is resistant to various changes in a collected fingerprint image and has a high personal identification rate. SOLUTION: A fingerprint collating apparatus A includes a fingerprint image capturing means 1 for optically collecting a fingerprint and outputting an image signal, and an A / D converting means 2 for converting the image signal into fingerprint image data.
And a feature extracting means 3 for extracting a fingerprint feature from the fingerprint image data, and outputting a code label of a code vector closest to one frame of the extracted fingerprint feature, thereby obtaining a sequence of fingerprint features. Means 4 for obtaining one sequence of quantized code sequences, a statistical probability model estimating means 5 for estimating a statistical probability model using the quantized code sequence, and a statistical pattern model for each registered finger. A registration means 6 for registering the identification target, and a determination means 7 for determining the acceptance probability of the symbol sequence of the fingerprint to be identified by the statistical probability model of the registered finger, and determining that the identification target is a registrant if the reception probability is equal to or greater than a set threshold. Is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、指紋の照合を行な
う指紋照合装置に関する。The present invention relates to a fingerprint collating apparatus for collating a fingerprint.
【0002】[0002]
【従来の技術】通常、指紋照合装置は、指の指紋をプリ
ズム等に押圧して光学的に指紋を採取する指紋画像取り
込み手段と、画像信号を指紋画像データに変換するA/
D変換手段と、変換された指紋画像データから特徴パラ
メータを抽出する特徴パラメータ抽出手段と、特徴パラ
メータを格納しておくメモリと、特徴パラメータをメモ
リ手段に格納する登録手段と、抽出された識別対象者の
特徴パラメータと記憶手段に格納されている登録者の特
徴パラメータとを照合する登録者照合動作を行う照合手
段とを有する。2. Description of the Related Art In general, a fingerprint collating apparatus includes a fingerprint image capturing means for optically capturing a fingerprint by pressing a fingerprint of a finger against a prism or the like, and an A / A converter for converting an image signal into fingerprint image data.
D conversion means, feature parameter extraction means for extracting feature parameters from the converted fingerprint image data, memory for storing the feature parameters, registration means for storing the feature parameters in the memory means, Collation means for performing a registrant collation operation for collating the registrant characteristic parameters with the registrant characteristic parameters stored in the storage means.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の指紋照
合装置では、採取指紋画像に、欠落や歪み等の諸変動が
起こると照合精度が著しく低下する。これは、照合時に
入力した指紋採取画像の諸変動を、登録時の指紋画像か
ら抽出した特徴抽出手法や照合アルゴリズムで吸収でき
ない為である。尚、指紋は終生不変であると言われてい
るが、実際には、採取された指紋画像は、季節、環境、
体調等の影響を受けて変化する。However, in the above fingerprint collating apparatus, if various variations such as missing or distortion occur in the collected fingerprint image, the collation accuracy is significantly reduced. This is because variations in the fingerprint sampled image input at the time of matching cannot be absorbed by the feature extraction method or matching algorithm extracted from the fingerprint image at the time of registration. It is said that fingerprints are lifelong, but actually, fingerprint images are collected according to season, environment,
It changes under the influence of physical condition.
【0004】指紋の特徴点(指紋隆線の端点や分岐点)
を基準にしてパターンマッチングを行う様な手法の場
合、前処理の改善、多くのルールやネットワーク生成等
により、傾いて(回転)いたり、歪みがある指紋画像で
も柔軟に照合できる。しかし、指の怪我や採取不良等に
より、登録時や照合時の採取指紋画像に皺や掠れによる
画像の欠落がある場合には、特徴点や隆線数等が充分抽
出できず照合精度が落ちる。[0004] Fingerprint feature points (end points and branch points of fingerprint ridges)
In the case of a method of performing pattern matching on the basis of, a fingerprint image that is tilted (rotated) or distorted can be flexibly collated by improving preprocessing and generating many rules and networks. However, if there is a wrinkle or blurred image in the collected fingerprint image at the time of registration or verification due to finger injury or poor collection, etc., the matching points are not sufficiently extracted, and the verification accuracy is reduced. .
【0005】これに対して、指紋の原画像レベルや周波
数領域でパターンマッチングを行う様な手法の場合に
は、指紋の特徴点抽出に重点をおいていないので、多少
の画像の欠落には対処できる反面、歪みや傾いている指
紋画像では照合精度が落ちる。本発明の目的は、採取指
紋画像の諸変動に強く、個人識別率の高い指紋照合装置
の提供にある。On the other hand, in the case of a method in which pattern matching is performed at the level of the original image of the fingerprint or in the frequency domain, the emphasis is not placed on extracting the characteristic points of the fingerprint. On the other hand, the accuracy of collation decreases with a distorted or skewed fingerprint image. An object of the present invention is to provide a fingerprint matching device that is resistant to various changes in a collected fingerprint image and has a high personal identification rate.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。 (1)指紋照合装置は、指の指紋を光学的に採取して画
像信号を出力する指紋画像取り込み手段と、前記画像信
号をデジタルデータに変換するA/D変換手段と、変換
されたデジタルデータから指紋特徴量を抽出する特徴抽
出手段と、抽出された前記指紋特徴量の1フレームに最
も近いコードベクトルのコードラベルを出力することに
より、1系列の指紋特徴量に対して1系列の量子化コー
ド系列を求める量子化手段と、該量子化手段で求めた量
子化コード系列をシンボル系列として用いて統計的確率
モデルを推定する統計的確率モデル推定手段と、該統計
的確率モデル推定手段により推定した登録指毎の統計的
確率モデルを登録する登録手段と、登録指の統計的確率
モデルによる識別対象指紋のシンボル系列の受理確率を
求め、該受理確率が設定閾値以上なら識別対象者が登録
者であると判定する判定手段とを備える。In order to solve the above-mentioned problems,
The present invention employs the following configuration. (1) The fingerprint collating device includes: a fingerprint image capturing unit that optically collects a fingerprint of a finger and outputs an image signal; an A / D conversion unit that converts the image signal into digital data; Extracting a fingerprint feature quantity from the extracted fingerprint feature quantity, and outputting a code label of a code vector closest to one frame of the extracted fingerprint feature quantity, thereby performing one-sequence quantization on one-sequence fingerprint feature quantity. A quantizing means for obtaining a code sequence; a statistical probability model estimating means for estimating a statistical probability model using the quantized code sequence obtained by the quantizing means as a symbol sequence; Registration means for registering the statistical probability model for each registered finger, and the acceptance probability of the symbol sequence of the fingerprint to be identified based on the statistical probability model of the registered finger. If more than a set threshold identification target person and a determination means that the registrant.
【0007】(2)指紋照合装置は、指の指紋を光学的
に採取して画像信号を出力する指紋画像取り込み手段
と、前記画像信号をデジタルデータに変換するA/D変
換手段と、変換されたデジタルデータから指紋特徴量を
抽出する特徴抽出手段と、抽出された前記指紋特徴量の
各フレーム毎に、それぞれ最も近いコードベクトルとの
距離(Dmin )を求め、各フレームとコードブックの各
ベクトル間距離を各距離(Dmin )によって正規化した
第1候補正規化距離(S)が閾値(γ)以下のコードベ
クトルのコードラベルをn個まで求め、1系列の特徴量
に対して最大n系列のシンボル系列を求める量子化手段
と、該量子化手段で求めた量子化コード系列を用いて統
計的確率モデルを推定する統計的確率モデル推定手段
と、該統計的確率モデル推定手段により推定した登録指
毎の統計的確率モデルを登録する登録手段と、登録指の
統計的確率モデルによる識別対象指紋のシンボル系列の
受理確率を求め、該受理確率が設定閾値以上なら識別対
象者が登録者であると判定する判定手段とを備える。(2) The fingerprint collation device optically collects a fingerprint of a finger and outputs an image signal, a fingerprint image capturing device, and an A / D converter that converts the image signal into digital data. A feature extracting means for extracting a fingerprint feature from the digital data obtained, and a distance (D min ) between each frame of the extracted fingerprint feature and a closest code vector is obtained. The first candidate normalized distance (S) obtained by normalizing the inter-vector distance by each distance (D min ) finds up to n code labels of code vectors whose thresholds are smaller than or equal to the threshold (γ). a quantizing means for obtaining an n-sequence symbol sequence; a statistical probability model estimating means for estimating a statistical probability model using the quantization code sequence obtained by the quantizing means; A registration means for registering a statistical probability model for each registered finger estimated by the determination means, and an acceptance probability of a symbol sequence of the fingerprint to be identified by the statistical probability model of the registered finger. Determining means for determining that the person is a registrant.
【0008】(3)指紋照合装置は、上記(2)の構成
を有し、前記量子化手段の閾値(γ)を、各フレーム
の指紋画像における存在領域により変化させるか、第
2候補以降における全フレームの出力ラベル総数をL個
に制限する。(3) The fingerprint matching device has the configuration of (2) above, and changes the threshold value (γ) of the quantizing means depending on the existence area in the fingerprint image of each frame, or determines whether or not the threshold value (γ) for the second candidate and thereafter is different. Limit the total number of output labels of all frames to L.
【0009】(4)指紋照合装置は、指の指紋を光学的
に採取して画像信号を出力する指紋画像取り込み手段
と、前記画像信号をデジタルデータに変換するA/D変
換手段と、変換されたデジタルデータから指紋特徴量を
抽出する特徴抽出手段と、抽出された前記指紋特徴量の
1フレームに最も近いコードベクトルのコードラベルを
出力することにより、1系列の指紋特徴量に対して1系
列の量子化コード系列を求め、この求めたシンボル系列
における変動量の大きい領域からフレームを無作為に複
数個選び、これらのフレームのシンボルを、第1候補正
規化距離(S)が閾値(γ)以下のコードベクトルのコ
ードラベルのシンボルと入れ替えたシンボル系列を複数
求める量子化手段と、該量子化手段で求めた量子化コー
ド系列をシンボル系列として用いて統計的確率モデルを
推定する統計的確率モデル推定手段と、該統計的確率モ
デル推定手段により推定した登録指毎の統計的確率モデ
ルを登録する登録手段と、登録指の統計的確率モデルに
よる識別対象指紋のシンボル系列の受理確率を求め、該
受理確率が設定閾値以上なら識別対象者が登録者である
と判定する判定手段とを備える。(4) The fingerprint collation device optically collects a fingerprint of a finger to output an image signal, and an A / D converter for converting the image signal into digital data. Means for extracting a fingerprint feature from the extracted digital data, and outputting a code label of a code vector closest to one frame of the extracted fingerprint feature, thereby obtaining one series of fingerprint features for one series. , And randomly select a plurality of frames from a region where the amount of variation in the obtained symbol sequence is large. The symbols of these frames are identified by a first candidate normalized distance (S) having a threshold (γ). Quantizing means for obtaining a plurality of symbol sequences replaced with the symbols of the following code vector code labels, and a quantized code sequence obtained by the quantizing means Statistical stochastic model estimating means for estimating a statistical stochastic model by using as a register, a registering means for registering a statistical stochastic model for each registered finger estimated by the statistical stochastic model estimating means, and a statistical stochastic model of the registered finger And determining means for determining the acceptance probability of the symbol sequence of the fingerprint to be identified by the above-described method, and determining that the identification target is a registrant if the acceptance probability is equal to or greater than a set threshold.
【0010】(5)指紋照合装置は、上記(1)〜
(4)の何れかの構成を有し、前記特徴抽出手段には、
群遅延スペクトル変換、スペクトルやケプストラム
等の分析手法、特徴点マッチングや方向コードマッチ
ングや射影マッチング等の何れかを用いる。[0010] (5) The fingerprint collation device is characterized in that
(4) The above-mentioned feature extracting means includes:
Any of group delay spectrum conversion, analysis methods such as spectrum and cepstrum, feature point matching, direction code matching, and projection matching are used.
【0011】[0011]
〔請求項1について〕指紋登録又は指紋照合の際に、指
紋画像取り込み手段は、登録者(又は識別対象者)の指
の指紋を光学的に採取して画像信号を出力する。A/D
変換手段は、変換されたデジタルデータから指紋特徴量
を抽出する。特徴抽出手段は、変換されたデジタルデー
タから指紋特徴量を抽出する。[Claim 1] At the time of fingerprint registration or fingerprint collation, the fingerprint image capturing means optically collects the fingerprint of the registrant (or identification target) finger and outputs an image signal. A / D
The conversion means extracts a fingerprint feature from the converted digital data. The feature extracting unit extracts a fingerprint feature from the converted digital data.
【0012】量子化手段は、抽出された指紋特徴量の1
フレームに最も近いコードベクトルのコードラベルを出
力することにより、1系列の指紋特徴量に対して1系列
の量子化コード系列を求める。例えば、登録時に、五個
の指紋を採取した場合、シンボル系列数kは5である。
これにより、統計的確率モデル推定手段が必要とする学
習データが生成される。[0012] The quantizing means calculates one of the extracted fingerprint features.
By outputting the code label of the code vector closest to the frame, one sequence of quantized code sequences is obtained for one sequence of fingerprint feature amounts. For example, when five fingerprints are collected at the time of registration, the number k of symbol sequences is five.
As a result, learning data required by the statistical probability model estimation unit is generated.
【0013】統計的確率モデル推定手段は、量子化手段
で求めた量子化コード系列をシンボル系列として用いて
統計的確率モデルを推定する。つまり、時系列データの
遷移を統計的確率モデルで捉えることができるので、歪
みや位置ずれを起こした指紋画像からでも登録指を認識
可能な統計的確率モデルを推定することができ、高い個
人識別率が得られる。The statistical probability model estimating means estimates a statistical probability model using the quantized code sequence obtained by the quantizing means as a symbol sequence. In other words, since the transition of the time-series data can be captured by a statistical probability model, a statistical probability model capable of recognizing a registered finger can be estimated from a fingerprint image that has been distorted or displaced. Rate is obtained.
【0014】指紋登録の際、登録手段は、統計的確率モ
デル推定手段により推定した登録指毎の統計的確率モデ
ルを登録する。これにより、登録時の入力指紋数に関わ
らず、データサイズを略一定にすることができる。At the time of fingerprint registration, the registration means registers the statistical probability model for each registered finger estimated by the statistical probability model estimation means. Thus, the data size can be made substantially constant regardless of the number of input fingerprints at the time of registration.
【0015】指紋照合の際、判定手段は、登録指の統計
的確率モデルによる識別対象指紋のシンボル系列の受理
確率を求め、該受理確率が設定閾値以上なら識別対象者
が登録者であると判定する。At the time of fingerprint collation, the determination means obtains the acceptance probability of the symbol sequence of the fingerprint to be identified based on the statistical probability model of the registered finger, and determines that the identification target is a registrant if the acceptance probability is equal to or greater than a set threshold. I do.
【0016】〔請求項2について〕量子化手段は、特徴
抽出手段が抽出した指紋特徴量の各フレーム毎に、それ
ぞれ最も近いコードベクトルとの距離(Dmin )を求
め、各フレームとコードブックの各ベクトル間距離を各
距離(Dmin )によって正規化した第1候補正規化距離
Sが閾値γ以下のコードベクトルのコードラベルを最大
n個まで求め、1系列の特徴量に対して最大n系列のシ
ンボル系列を求める。これにより、統計的確率モデル推
定に必要な学習パターンのパターン数を登録指紋数より
も多くすることができる。これにより、登録時に登録指
紋を多く採取した場合と同様の効果が得られる。The quantizing means obtains the distance (D min ) between the closest code vector for each frame of the fingerprint feature quantity extracted by the feature extracting means, and calculates the distance between each frame and the code book. The first candidate normalized distance S obtained by normalizing each inter-vector distance by each distance (D min ) finds up to n code labels of code vectors whose threshold value is equal to or less than the threshold γ. Is obtained. This makes it possible to make the number of learning patterns necessary for estimating the statistical probability model larger than the number of registered fingerprints. As a result, the same effect as when a large number of registered fingerprints are collected at the time of registration can be obtained.
【0017】〔請求項3について〕量子化手段の閾値γ
を、各フレームの指紋画像における存在領域により変
化させるか、第2候補以降における全フレームの出力
ラベル総数をL個に制限する。これにより、変動量の大
きい指紋画像外周部(上下左右)の影響が抑制され、照
合精度の低下を回避できる。[Claim 3] The threshold value γ of the quantization means
Is changed depending on the existence area of the fingerprint image of each frame, or the total number of output labels of all frames after the second candidate is limited to L. As a result, the influence of the outer peripheral portion (up, down, left, and right) of the fingerprint image having a large fluctuation amount is suppressed, and a decrease in the matching accuracy can be avoided.
【0018】〔請求項4について〕量子化手段は、抽出
された前記指紋特徴量の1フレームに最も近いコードベ
クトルのコードラベルを出力することにより、1系列の
指紋特徴量に対して1系列の量子化コード系列を求め
る。そして、この求めたシンボル系列における変動量の
大きい領域からフレームを無作為に複数個選び、これら
のフレームのシンボルを、第1候補正規化距離(S)が
閾値(γ)以下のコードベクトルのコードラベルのシン
ボルと入れ替えたシンボル系列を複数求める。According to a fourth aspect of the present invention, the quantizing means outputs a code label of a code vector closest to one frame of the extracted fingerprint feature amount, so that one series of fingerprint feature amount is output. Find a quantization code sequence. Then, a plurality of frames are randomly selected from the region where the amount of variation in the obtained symbol sequence is large, and the symbols of these frames are replaced by a code of a code vector whose first candidate normalized distance (S) is equal to or smaller than a threshold (γ). A plurality of symbol sequences replaced with label symbols are obtained.
【0019】統計的確率モデル推定手段に必要な学習パ
ターンのパターン数を登録指紋数に比べ多くすることが
できる。これにより、登録指紋を多く採取した場合と同
様の効果が得られる。尚、統計的確率モデルの学習にお
いて、学習パターンが多い程、モデルの推定精度が向上
し、照合率も向上する。The number of learning patterns required for the statistical probability model estimating means can be made larger than the number of registered fingerprints. As a result, the same effect as when a large number of registered fingerprints are collected can be obtained. In the learning of the statistical probability model, as the number of learning patterns increases, the estimation accuracy of the model improves, and the matching rate also improves.
【0020】〔請求項5について〕特徴抽出手段は、変
換されたデジタルデータから指紋特徴量を抽出するが、
特徴抽出方法としては、以下の何れかの方法を用いるの
が好適である。 (1) 群遅延スペクトル変換 指紋隆線における周波数スペクトルのなだらかな包絡成
分を抑え、個々もスペクトルピークを分離し、且つ強調
する方法。[Feature 5] The feature extracting means extracts a fingerprint feature from the converted digital data.
It is preferable to use any one of the following methods as the feature extraction method. (1) Group delay spectrum conversion A method of suppressing a gentle envelope component of a frequency spectrum in a fingerprint ridge and separating and enhancing individual spectral peaks.
【0021】(2) スペクトル分析方法、ケプストラム分
析方法 音声認識に利用される、LPCスぺクトル分析方法やL
PCケプストラム分析方法。 (3) 指紋の特徴点、特徴点間の隆線数のネットワーク構
造に着目する特徴点マッチング(マニューシャマッチン
グ)。指紋隆線の大局的な流れ方向をコード化する方向
コードマッチング。指の長手方向と直交する横方向への
濃度値の投影を特徴量とする射影マッチング。(2) Spectrum analysis method, cepstrum analysis method LPC spectrum analysis method and L
PC cepstrum analysis method. (3) Feature point matching (minutiae matching) focusing on the network structure of the feature points of fingerprints and the number of ridges between feature points. Direction code matching that codes the global flow direction of fingerprint ridges. Projection matching in which the projection of density values in the horizontal direction orthogonal to the longitudinal direction of the finger is a feature amount.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】本発明の第1実施例を図1〜図4
に基づいて説明する。指紋照合装置Aは、図1に示すよ
うに、指紋を光学的に採取して画像信号を出力する指紋
画像取り込み手段1と、画像信号をデジタルデータに変
換するA/D変換手段2と、変換されたデジタルデータ
から指紋特徴量を抽出する特徴抽出手段3と、量子化手
段4と、統計的確率モデルを推定する統計的確率モデル
推定手段5と、統計的確率モデルを登録パターンとして
登録する登録手段6と、識別対象者が登録者であるか否
かを判定する判定手段7とを備える。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
It will be described based on. As shown in FIG. 1, the fingerprint collation device A includes a fingerprint image capturing unit 1 that optically collects a fingerprint and outputs an image signal, an A / D conversion unit 2 that converts an image signal into digital data, Feature extracting means 3 for extracting a fingerprint feature quantity from the obtained digital data, quantizing means 4, statistical probability model estimating means 5 for estimating a statistical probability model, and registration for registering the statistical probability model as a registration pattern. And a determination unit for determining whether the identification target person is a registrant.
【0023】指紋画像取り込み手段1は、入室扉の近く
に設置され、指の指紋面がプリズム上面に押圧される直
角プリズムと、プリズム立設面に照明光を投光する光源
と、プリズム斜面と平行に配され、指紋隆線山部に対応
する反射光を明るい像、指紋隆線谷部に対応する反射光
を暗い像として取り込むCCD素子等により構成される
(何れも図示せず)。そして、所定時間毎(数百ms)
に1画面分のビデオ信号(指紋隆線の濃淡画像)が同軸
ケーブルを介してA/D変換手段2に伝送される。The fingerprint image capturing means 1 is installed near the entrance door, and has a right-angle prism in which the fingerprint surface of the finger is pressed against the upper surface of the prism; a light source for projecting illumination light on the prism standing surface; The CCD elements are arranged in parallel and take in the reflected light corresponding to the fingerprint ridge peak as a bright image and the reflected light corresponding to the fingerprint ridge valley as a dark image (none of them are shown). And every predetermined time (several hundred ms)
A video signal for one screen (a grayscale image of a fingerprint ridge) is transmitted to the A / D converter 2 via a coaxial cable.
【0024】A/D変換手段2はA/D変換器(図示せ
ず)を有し、指紋画像取り込み手段1から伝送されて来
るビデオ信号をデジタルデータに変換し、内蔵メモリに
格納する。尚、得られる指紋原画像は、縦128ピクセ
ル×横128ピクセル、256階調である。The A / D converter 2 has an A / D converter (not shown), converts a video signal transmitted from the fingerprint image capturing unit 1 into digital data, and stores the digital data in a built-in memory. The obtained fingerprint original image has 128 vertical pixels × 128 horizontal pixels and 256 gradations.
【0025】特徴抽出手段3は、演算器(図示せず)を
有し、図2に示す様に指紋原画像30に対して群遅延ス
ペクトル変換を横方向(x軸方向)、及び縦方向(y軸
方向)に行ない、得られた、x軸方向の群遅延スペクト
ルGDSX、及びy軸方向の群遅延スペクトルGDSY
を指紋特徴量とする。The feature extracting means 3 has an arithmetic unit (not shown), and performs group delay spectrum conversion on the original fingerprint image 30 in the horizontal direction (x-axis direction) and the vertical direction (x-axis direction) as shown in FIG. (y-axis direction), and the obtained group delay spectrum GDSX in the x-axis direction and the obtained group delay spectrum GDSY in the y-axis direction
Is the fingerprint feature amount.
【0026】x軸方向の群遅延スペクトルGDSXは、
指紋原画像の横(x軸方向)1ライン分(128ポイン
ト)の画像濃淡値(256階調)を1フレーム分の波形
データと見なし、128フレームの各フレーム毎にハミ
ング窓を掛け、14次のLPC分析を行ない、周波数帯
域チャネル数が32の群遅延スペクトルに変換すること
により求める。The group delay spectrum GDSX in the x-axis direction is
The image grayscale value (256 gradations) for one line (128 points) in the horizontal direction (x-axis direction) of the fingerprint original image is regarded as waveform data for one frame, and a hamming window is applied to each frame of 128 frames, and a 14th order LPC analysis is performed, and the frequency band channel number is obtained by converting into a group delay spectrum of 32.
【0027】この結果、群遅延スペクトルGDSXは、
128フレーム分のベクトル(32次元)で構成される
ベクトル系列となる。又、y軸方向の群遅延スペクトル
GDSYは、分析方向を縦(y軸方向)とすることで群
遅延スペクトルGDSXと同様にして求める。As a result, the group delay spectrum GDSX is
The vector sequence is composed of vectors (128 dimensions) for 128 frames. Further, the group delay spectrum GDSY in the y-axis direction is obtained in the same manner as the group delay spectrum GDSX by setting the analysis direction to vertical (y-axis direction).
【0028】尚、特徴抽出手段3は、以下の構成で指紋
特徴量を抽出しても良い。 指紋原画像の横又は縦(x軸、y軸方向)の一方から
抽出する。 指紋が存在するフレームのみを特徴量としても良い。 分析次数やチャネル数は、指紋照合に適した別の値に
設定しても良い。The feature extracting means 3 may extract a fingerprint feature by the following configuration. The fingerprint original image is extracted from either the horizontal or vertical (x-axis and y-axis directions). Only the frame where the fingerprint exists may be used as the feature amount. The order of analysis and the number of channels may be set to different values suitable for fingerprint collation.
【0029】量子化手段4は、ベクトル量子化器41と
ベクトル量子化コードブック42とを有する。ベクトル
量子化器41は、指紋特徴量を、特徴量の系列からシン
ボル(コードラベル)系列へ変換し、統計的確率モデル
推定用の学習データとする。ベクトル量子化器41は、
図3に示す様に、ベクトル量子化コードブック42を参
照し、求めた指紋の特徴量(ベクトル)に最も近いコー
ドベクトルに対応したコードラベルを出力する(ベクト
ルを量子化する)。The quantization means 4 has a vector quantizer 41 and a vector quantization codebook 42. The vector quantizer 41 converts the fingerprint feature value from a feature value sequence to a symbol (code label) sequence, and uses it as learning data for statistical probability model estimation. The vector quantizer 41 is
As shown in FIG. 3, with reference to the vector quantization codebook 42, a code label corresponding to a code vector closest to the obtained fingerprint feature amount (vector) is output (the vector is quantized).
【0030】ベクトル量子化コードブック42は、コー
ドブック作成用指紋の全特徴ベクトルを、例えば、25
6のクラスにクラスタリング40した時の代表スペクト
ルによって構成される。コードブックの作成には、例え
ば、Splitting(二分割)LBGアルゴリズム
の様な、コードブック作成時の初期条件によって学習結
果が左右されないアルゴリズムを用いる。The vector quantization codebook 42 stores all feature vectors of the codebook creation fingerprint, for example, 25
It is composed of representative spectra when clustering 40 into 6 classes. For creating a codebook, an algorithm such as a Splitting (two-split) LBG algorithm whose learning result is not affected by initial conditions at the time of creating a codebook is used.
【0031】ベクトル量子化には、量子化精度、照合率
の面でFull Search(総当り探索)ベクトル
量子化を用いるが、コードブック設計において、その学
習系列への依存性を抑え、且つ、汎用性を高めるため、
平均値分離正規化ベクトル量子化を用いる方法もある。
又、演算量(計算量)を少なくするために多段ベクトル
量子化を用いても良い。For vector quantization, Full Search (brute force search) vector quantization is used in terms of quantization accuracy and collation rate. However, in codebook design, the dependency on the learning sequence is suppressed, and general-purpose search is performed. To enhance the nature,
There is also a method using mean value separated normalized vector quantization.
Also, multi-stage vector quantization may be used to reduce the amount of calculation (the amount of calculation).
【0032】統計的確率モデル推定手段5は、特徴抽出
手段3により求めた学習データを、図4に示す様な隠れ
マルコフモデル推定に用いる。隠れマルコフモデルの学
習は、登録指における隠れマルコフモデルの出力確率及
び遷移確率の各パラメータを、学習データの受理確率が
最大になるように繰り返し計算し、修正することにより
行う(個人モデルの学習)。The statistical probability model estimating means 5 uses the learning data obtained by the feature extracting means 3 for estimating a hidden Markov model as shown in FIG. Learning of the Hidden Markov Model is performed by repeatedly calculating and correcting each parameter of the output probability and the transition probability of the Hidden Markov Model in the registered finger so that the acceptance probability of the learning data is maximized (individual model learning). .
【0033】上記パラメータの推定計算には、Forw
ard- Backwardアルゴリズムを用いているの
で、多くのルールやネットワーク生成を必要としない。
更に、各推定パラメータに対して確率値の平滑化や確率
値の底上げ処理を行う様にすれば、入力指紋数が少ない
場合に起きる、パラメータ推定精度の低下に起因する照
合率の低下や、ベクトル量子化の際の量子化誤差の影響
を軽減できる。For the above parameter estimation calculation, Forw
Since the ard-Backward algorithm is used, many rules and network generation are not required.
Furthermore, if the smoothing of the probability value or the process of raising the probability value is performed on each estimated parameter, the collation rate decreases due to the decrease in the parameter estimation accuracy, which occurs when the number of input fingerprints is small, and the vector The effect of a quantization error at the time of quantization can be reduced.
【0034】登録時に指紋入力数を増やすほど隠れマル
コフモデルの推定精度が向上し、その結果、照合精度が
向上する。尚、指紋入力数が増えても、統計的確率モデ
ル推定手段5が推定した、登録指毎の統計的確率モデル
がメモリに登録されるのでデータサイズは大きくならな
い。As the number of fingerprint inputs at the time of registration increases, the estimation accuracy of the hidden Markov model improves, and as a result, the matching accuracy improves. Even if the number of fingerprint inputs increases, the data size does not increase because the statistical probability model for each registered finger estimated by the statistical probability model estimating means 5 is registered in the memory.
【0035】登録手段6は、統計的確率モデル推定手段
5により求めた個人モデルの各推定パラメータを、登録
指の登録データとしてメモリに格納する。The registration means 6 stores each estimation parameter of the personal model obtained by the statistical probability model estimation means 5 in a memory as registration data of a registration finger.
【0036】判定手段7は、量子化手段4により変換さ
れた識別対象者のシンボル系列と、メモリに格納された
登録指毎の統計的確率モデルとの受理確率をViter
biアルゴリズムを用いて求め、該受理確率が設定閾値
以上なら識別対象指が登録指であると判定し、受理確率
が設定閾値未満なら識別対象者が登録者でないと判定す
る。上記Viterbiアルゴリズムを求める計算では
logをとり、乗算を加算演算で置き換えることができ
るので計算効率が高い。The judging means 7 determines the acceptance probability of the symbol sequence of the person to be identified converted by the quantizing means 4 and the statistical probability model for each registered finger stored in the memory as a Viter.
It is determined using a bi-algorithm, and if the acceptance probability is equal to or greater than a set threshold, the identification target finger is determined to be a registered finger. In the calculation for obtaining the above-mentioned Viterbi algorithm, a log is taken, and the multiplication can be replaced by an addition operation, so that the calculation efficiency is high.
【0037】又、識別対象者の指紋に対し、全登録指モ
デルの中で最大受理確率を与えるモデルに対応する登録
指を識別対象指紋の認識結果としても良い。Further, a registered finger corresponding to the model that gives the maximum acceptance probability among all registered finger models for the fingerprint of the identification target may be used as the recognition result of the identification target fingerprint.
【0038】つぎに、本発明の第2〜第4実施例を、図
5〜図7に基づいて説明する。各実施例の指紋照合装置
は、指紋画像取り込み手段と、A/D変換手段と、特徴
抽出手段と、量子化手段と、統計的確率モデル推定手段
と、登録手段と、判定手段とを備える。尚、指紋画像取
り込み手段、A/D変換手段は、指紋照合装置Aと同一
構造である。Next, second to fourth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The fingerprint matching device of each embodiment includes a fingerprint image capturing unit, an A / D conversion unit, a feature extraction unit, a quantization unit, a statistical probability model estimation unit, a registration unit, and a determination unit. Note that the fingerprint image capturing unit and the A / D conversion unit have the same structure as the fingerprint collation device A.
【0039】特徴抽出手段は、演算器(図示せず)を有
し、図5に示す様に指紋原画像30に対して群遅延スペ
クトル変換を横方向(x軸方向)、及び縦方向(y軸方
向)に行ない、得られた、x軸方向の群遅延スペクトル
GDSX、及びy軸方向の群遅延スペクトルGDSYを
指紋特徴量とする。The feature extracting means has an arithmetic unit (not shown), and performs a group delay spectrum conversion on the original fingerprint image 30 in the horizontal direction (x-axis direction) and the vertical direction (y-axis direction) as shown in FIG. (In the axial direction), and the obtained group delay spectrum GDSX in the x-axis direction and the obtained group delay spectrum GDSY in the y-axis direction are defined as fingerprint feature amounts.
【0040】x軸方向の群遅延スペクトルGDSXは、
指紋原画像の横(x軸方向)1ライン分(128ポイン
ト)の画像濃淡値(256階調)を1フレーム分の波形
データと見なし、128フレームの各フレーム毎にハミ
ング窓を掛け、14次のLPC分析を行ない、周波数帯
域チャネル数が32の群遅延スペクトルに変換すること
により求める。The group delay spectrum GDSX in the x-axis direction is
The image grayscale value (256 gradations) for one line (128 points) in the horizontal direction (x-axis direction) of the fingerprint original image is regarded as waveform data for one frame, and a hamming window is applied to each frame of 128 frames, and a 14th order LPC analysis is performed, and the frequency band channel number is obtained by converting into a group delay spectrum of 32.
【0041】この結果、群遅延スペクトルGDSXは、
128フレーム分のベクトル(32次元)で構成される
ベクトル系列となる。又、y軸方向の群遅延スペクトル
GDSYは、分析方向を縦(y軸方向)とすることで群
遅延スペクトルGDSXと同様にして求める。As a result, the group delay spectrum GDSX is
The vector sequence is composed of vectors (128 dimensions) for 128 frames. Further, the group delay spectrum GDSY in the y-axis direction is obtained in the same manner as the group delay spectrum GDSX by setting the analysis direction to vertical (y-axis direction).
【0042】尚、特徴抽出手段は、以下の構成で指紋特
徴量を抽出しても良い。 指紋原画像の横又は縦(x軸、y軸方向)の一方から
抽出する。 指紋が存在するフレームのみを特徴量としても良い。 分析次数、及びチャネル数は、指紋照合に適した別の
値に設定しても良い。Incidentally, the feature extracting means may extract the fingerprint feature quantity by the following configuration. The fingerprint original image is extracted from either the horizontal or vertical (x-axis and y-axis directions). Only the frame where the fingerprint exists may be used as the feature amount. The order of analysis and the number of channels may be set to different values suitable for fingerprint collation.
【0043】量子化手段は、マルチラベル出力型ベクト
ル量子化器と、ベクトル量子化コードブックとを有す
る。The quantization means has a multi-label output type vector quantizer and a vector quantization codebook.
【0044】マルチラベル出力型ベクトル量子化器は、
特徴抽出手段3が抽出した指紋特徴パラメータを、一つ
の特徴パラメータ系列から複数個のシンボル(コードラ
ベル)系列へ変換し、統計的確率モデル推定用の学習デ
ータとする。つまり、マルチラベル出力型ベクトル量子
化器は、図6に示す様にコードブックを参照し、入力さ
れた指紋の特徴パラメータ(ベクトル)に最も近いコー
ドベクトルに対応したコードラベル及びその近傍コード
ベクトルに対応したコードラベルを出力する。The multi-label output type vector quantizer is:
The fingerprint feature parameters extracted by the feature extraction means 3 are converted from one feature parameter sequence into a plurality of symbol (code label) sequences, and used as learning data for statistical probability model estimation. That is, the multi-label output type vector quantizer refers to the code book as shown in FIG. 6 and calculates a code label corresponding to the code vector closest to the characteristic parameter (vector) of the input fingerprint and a code vector in the vicinity thereof. Output the corresponding code label.
【0045】マルチラベル出力型ベクトル量子化器は、
入力ベクトルとコードブックの各ベクトル間の距離D
min に基づき、以下に示される第1候補正規化距離Sが
閾値γ以下のコードラベルを同時にn個まで出力する。
尚、第2候補以降の系列において、閾値γ以下のコード
ベクトルが存在しないフレーム(図7に示す、ラベルが
抑制された空白領域)の場合には、最適候補の同一フレ
ームに対応するラベルを適用する。The multi-label output type vector quantizer is as follows.
Distance D between input vector and each vector in codebook
Based on min , the first candidate normalized distance S shown below is output up to n code labels with the threshold γ or less at the same time.
In the case of a frame in which a code vector equal to or smaller than the threshold value γ does not exist in the series of the second and subsequent candidates (the blank area in which the label is suppressed as shown in FIG. 7), the label corresponding to the same frame as the optimal candidate is applied. I do.
【0046】第2実施例の指紋照合装置では、閾値γを
指紋画像の全フレームにおいて一定にしている。第3実
施例の指紋照合装置では、各フレームの指紋画像におけ
る存在領域によって閾値γを変化させる。又、第4実施
例の指紋照合装置では、図7に示す様に、第2候補以降
における出力ラベル数をL個までに制限する。In the fingerprint collating apparatus of the second embodiment, the threshold value γ is constant in all the frames of the fingerprint image. In the fingerprint matching device of the third embodiment, the threshold value γ is changed depending on the existence area of the fingerprint image of each frame. Further, in the fingerprint matching device of the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the number of output labels for the second and subsequent candidates is limited to L.
【0047】第2実施例や第3実施例の手法を用いれ
ば、指紋画像領域における変動量の大きい部位(上下左
右端)の照合精度への悪影響を抑制できる。By using the method of the second or third embodiment, it is possible to suppress the adverse effect on the collation accuracy of a part (upper, lower, left and right ends) in the fingerprint image area where the amount of fluctuation is large.
【数1】 (Equation 1)
【0048】d1 は入力ベクトルと各コードベクトルi
との距離を示し、Dmin は最適コードベクトルの距離を
示す。ベクトル量子化コードブックは、コードブック作
成用指紋の全特徴ベクトルを、例えば、256のクラス
にクラスタリングした時の代表スペクトルによって構成
される。コードブックの作成には、例えば、Split
ting(二分割)LBGアルゴリズムの様な、コード
ブック学習(作成)の為の初期条件によって学習結果が
左右されないアルゴリズムを用いる。D 1 is the input vector and each code vector i
, And D min indicates the distance of the optimal code vector. The vector quantization codebook is composed of representative spectra when all feature vectors of the fingerprint for creating a codebook are clustered into, for example, 256 classes. To create a codebook, for example, Split
An algorithm such as a ting (binary) LBG algorithm whose learning result is not affected by initial conditions for codebook learning (creation) is used.
【0049】上記実施例では、ベクトル量子化には、量
子化精度や照合率の面でFullSearch(総当り
探索)ベクトル量子化を用いているが、コードブック設
計において、その学習系列への依存性を抑え、且つ、汎
用性を高める為、平均値分離正規化ベクトル量子化を用
いても良い。又、演算量(計算量)を少なくするために
多段ベクトル量子化を用いても良い。In the above embodiment, FullSearch (brute force search) vector quantization is used for vector quantization in terms of quantization accuracy and collation rate. In order to suppress the noise and increase the versatility, mean value separated normalized vector quantization may be used. Also, multi-stage vector quantization may be used to reduce the amount of calculation (the amount of calculation).
【0050】統計的確率モデル推定手段は、シンボル系
列より、隠れマルコフモデルにおける出力確率、及び遷
移確率の各パラメータを、シンボル系列の受理確率が最
大になるように繰り返し計算し、修正する(個人モデル
の学習)。パラメータの推定には、Forward- B
ackwardアルゴリズムを用いる。尚、各推定パラ
メータに対する荷重和による平均化や確率値の底上げ処
理等も有効である。The statistical probability model estimating means repeatedly calculates and corrects each parameter of the output probability and the transition probability in the hidden Markov model from the symbol sequence so that the acceptance probability of the symbol sequence is maximized (individual model). Learning). For parameter estimation, Forward-B
The ackward algorithm is used. In addition, averaging based on the weighted sum for each estimated parameter, raising the probability value, and the like are also effective.
【0051】登録手段は、統計的確率モデル推定手段に
より求めた登録指毎の統計的確率モデルの各推定パラメ
ータを、登録指の登録データとしてメモリに格納する。
これにより、登録時の入力指紋数に関わらず、データサ
イズが略一定である。The registration means stores in the memory the estimated parameters of the statistical probability model for each registered finger obtained by the statistical probability model estimating means as registered finger registration data.
Thus, the data size is substantially constant regardless of the number of input fingerprints at the time of registration.
【0052】判定手段は、量子化手段により変換された
識別対象者のシンボル系列とメモリに格納された登録指
毎の統計的確率モデルとの受理確率をViterbiア
ルゴリズムを用いて求め、該受理確率が設定閾値以上な
ら識別対象者が登録者であると判定し、受理確率が設定
閾値未満なら識別対象者が登録者でないと判定する。The determining means obtains, using the Viterbi algorithm, an acceptance probability between the symbol sequence of the person to be identified converted by the quantization means and the statistical probability model for each registered finger stored in the memory. If the identification target is not less than the set threshold, it is determined that the identification target person is a registrant, and if the reception probability is less than the set threshold, the identification target is not a registrant.
【0053】又、登録指の各モデルにおいて、最大受理
確率を与えるモデルに対応した登録指を認識結果として
も良い。上記Viterbiアルゴリズムを求める計算
ではlogをとり乗算を加算演算で置き換えることがで
きるので計算効率が高い。In each model of the registered finger, the registered finger corresponding to the model giving the maximum acceptance probability may be used as the recognition result. In the calculation for obtaining the above-mentioned Viterbi algorithm, the log is taken and the multiplication can be replaced by an addition operation, so that the calculation efficiency is high.
【0054】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。上記第1実施例は、抽出された指紋特徴量
の1フレームに最も近いコードベクトルのコードラベル
を出力することにより、1系列の指紋特徴量に対して1
系列の量子化コード系列を量子化手段4が求める構成で
ある。第5実施例として、量子化手段4が、この求めた
シンボル系列における変動量の大きい領域{端点付近、
GDSXなら上下端近傍、GDSYなら左右端近傍}か
らフレームを無作為に複数個選び、これらのフレームの
シンボルを、第1候補正規化距離(S)が閾値(γ)以
下のコードベクトルのコードラベルのシンボルと入れ替
えたシンボル系列を複数求める構成でも良い。The present invention includes the following embodiments in addition to the above embodiments. In the first embodiment, the code label of the code vector closest to one frame of the extracted fingerprint feature is output, so that one fingerprint feature for one series is output.
In this configuration, the quantization means 4 obtains a sequence of quantization code sequences. As a fifth embodiment, the quantizing means 4 determines whether the obtained symbol sequence has a large variation in the symbol sequence {near the end point,
In the case of GDSX, a plurality of frames are randomly selected from the vicinity of the upper and lower ends, and in the case of GDSY, the vicinity of the right and left ends. A configuration may be used in which a plurality of symbol sequences replaced with a symbol are obtained.
【0055】統計的確率モデルの学習において、一般
に、学習パターンが多い程、モデルの推定精度が向上し
照合率も向上するが、第5実施例の場合、統計的確率モ
デル推定手段5に必要な学習パターンのパターン数を登
録指紋数に比べ多くすることができる。これにより、通
常の指紋採取数でも、登録指紋を多く採取したのと同じ
様な効果が得られ高い照合率が得られる。In the learning of the statistical probability model, generally, as the number of learning patterns increases, the estimation accuracy of the model improves and the matching rate also improves. However, in the fifth embodiment, the statistical probability model estimating means 5 is required. The number of learning patterns can be made larger than the number of registered fingerprints. As a result, even with the normal number of fingerprints collected, the same effect as when many registered fingerprints are collected can be obtained, and a high matching rate can be obtained.
【図1】本発明の第1実施例に係る指紋照合装置のブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram of a fingerprint matching device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1実施例に係る指紋照合装置において、指紋
の特徴抽出方法、及びベクトル量子化の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a fingerprint feature extraction method and vector quantization in the fingerprint matching device according to the first embodiment.
【図3】第1実施例に係る指紋照合装置における、ベク
トル量子化器の作動を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation of a vector quantizer in the fingerprint matching device according to the first embodiment.
【図4】隠れマルコフモデルの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a hidden Markov model.
【図5】本発明の第2〜第4実施例に係る指紋照合装置
における、指紋の特徴抽出方法、及びマルチラベル出力
型ベクトル量子化器の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of a fingerprint feature extracting method and a multi-label output type vector quantizer in the fingerprint matching device according to the second to fourth embodiments of the present invention.
【図6】第2〜第4実施例に係る指紋照合装置におけ
る、ベクトル量子化器の作動を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of a vector quantizer in the fingerprint matching device according to the second to fourth embodiments.
【図7】第2〜第4実施例に係る指紋照合装置におけ
る、マルチラベル出力型ベクトル量子化器の作動を示す
説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the operation of a multi-label output type vector quantizer in the fingerprint matching device according to the second to fourth embodiments.
【符号の説明】 A 指紋照合装置 1 指紋画像取り込み手段 2 A/D変換手段 3 特徴抽出手段 4 量子化手段 5 統計的確率モデル推定手段 6 登録手段 7 判定手段[Description of Signs] A Fingerprint collation device 1 Fingerprint image capturing means 2 A / D conversion means 3 Feature extraction means 4 Quantization means 5 Statistical probability model estimation means 6 Registration means 7 Judgment means
Claims (5)
出力する指紋画像取り込み手段と、 前記画像信号をデジタルデータに変換するA/D変換手
段と、 変換されたデジタルデータから指紋特徴量を抽出する特
徴抽出手段と、 抽出された前記指紋特徴量の1フレームに最も近いコー
ドベクトルのコードラベルを出力することにより、1系
列の指紋特徴量に対して1系列の量子化コード系列を求
める量子化手段と、 該量子化手段で求めた量子化コード系列をシンボル系列
として用いて統計的確率モデルを推定する統計的確率モ
デル推定手段と、 該統計的確率モデル推定手段により推定した登録指毎の
統計的確率モデルを登録する登録手段と、 登録指の統計的確率モデルによる識別対象指紋のシンボ
ル系列の受理確率を求め、該受理確率が設定閾値以上な
ら識別対象者が登録者であると判定する判定手段とを備
える指紋照合装置。1. A fingerprint image capturing means for optically sampling a fingerprint of a finger to output an image signal, an A / D conversion means for converting the image signal into digital data, and a fingerprint feature based on the converted digital data. A feature extraction unit for extracting a quantity, and outputting a code label of a code vector closest to one frame of the extracted fingerprint feature quantity, thereby forming one series of quantized code sequences for one series of fingerprint feature quantities. Quantizing means to be obtained, statistical probability model estimating means for estimating a statistical probability model using the quantization code sequence obtained by the quantizing means as a symbol sequence, and a registration finger estimated by the statistical probability model estimating means. A registration means for registering a statistical probability model for each, a reception probability of the symbol sequence of the fingerprint to be identified by the statistical probability model of the registered finger, and the reception probability is set. A fingerprint collation device comprising: a determination unit configured to determine that the identification target is a registrant if the identification target is equal to or greater than the threshold.
出力する指紋画像取り込み手段と、 前記画像信号をデジタルデータに変換するA/D変換手
段と、 変換されたデジタルデータから指紋特徴量を抽出する特
徴抽出手段と、 抽出された前記指紋特徴量の各フレーム毎に、それぞれ
最も近いコードベクトルとの距離(Dmin )を求め、各
フレームとコードブックの各ベクトル間距離を各距離
(Dmin )によって正規化した第1候補正規化距離
(S)が閾値(γ)以下のコードベクトルのコードラベ
ルをn個まで求め、1系列の特徴量に対して最大n系列
のシンボル系列を求める量子化手段と、 該量子化手段で求めた量子化コード系列を用いて統計的
確率モデルを推定する統計的確率モデル推定手段と、 該統計的確率モデル推定手段により推定した登録指毎の
統計的確率モデルを登録する登録手段と、 登録指の統計的確率モデルによる識別対象指紋のシンボ
ル系列の受理確率を求め、該受理確率が設定閾値以上な
ら識別対象者が登録者であると判定する判定手段とを備
える指紋照合装置。2. A fingerprint image capturing means for optically collecting a fingerprint of a finger to output an image signal, an A / D conversion means for converting the image signal into digital data, and a fingerprint feature based on the converted digital data. A feature extracting means for extracting a quantity, a distance (D min ) between each frame of the extracted fingerprint feature quantity and a closest code vector is obtained, and a distance between each frame and each vector of the codebook is determined by each distance. Up to n code labels of code vectors whose first candidate normalized distance (S) normalized by (D min ) is equal to or smaller than the threshold (γ) are determined, and a maximum of n symbol sequences are determined for one feature amount. Quantization means to be determined, statistical probability model estimating means for estimating a statistical probability model using the quantization code sequence obtained by the quantization means, and estimation by the statistical probability model estimating means A registration means for registering the statistical probability model of each registered finger, and an acceptance probability of the symbol sequence of the fingerprint to be identified based on the statistical probability model of the registered finger. And a determination unit for determining that the fingerprint is the same.
レームの指紋画像における存在領域により変化させる
か、第2候補以降における全フレームの出力ラベル総
数をL個に制限する請求項2記載の指紋照合装置。3. The method according to claim 2, wherein the threshold value (γ) of the quantizing means is changed depending on the existence area of each frame in the fingerprint image, or the total number of output labels of all frames after the second candidate is limited to L. Fingerprint collation device.
出力する指紋画像取り込み手段と、 前記画像信号をデジタルデータに変換するA/D変換手
段と、 変換されたデジタルデータから指紋特徴量を抽出する特
徴抽出手段と、 抽出された前記指紋特徴量の1フレームに最も近いコー
ドベクトルのコードラベルを出力することにより、1系
列の指紋特徴量に対して1系列の量子化コード系列を求
め、この求めたシンボル系列における変動量の大きい領
域からフレームを無作為に複数個選び、これらのフレー
ムのシンボルを、第1候補正規化距離(S)が閾値
(γ)以下のコードベクトルのコードラベルのシンボル
と入れ替えたシンボル系列を複数求める量子化手段と、 該量子化手段で求めた量子化コード系列をシンボル系列
として用いて統計的確率モデルを推定する統計的確率モ
デル推定手段と、 該統計的確率モデル推定手段により推定した登録指毎の
統計的確率モデルを登録する登録手段と、 登録指の統計的確率モデルによる識別対象指紋のシンボ
ル系列の受理確率を求め、該受理確率が設定閾値以上な
ら識別対象者が登録者であると判定する判定手段とを備
える指紋照合装置。4. A fingerprint image capturing means for optically collecting a fingerprint of a finger to output an image signal, an A / D conversion means for converting the image signal into digital data, and a fingerprint feature based on the converted digital data. A feature extraction unit for extracting a quantity, and outputting a code label of a code vector closest to one frame of the extracted fingerprint feature quantity, thereby forming one series of quantized code sequences for one series of fingerprint feature quantities. Then, a plurality of frames are randomly selected from an area having a large amount of variation in the obtained symbol series, and the symbols of these frames are replaced by a code of a code vector whose first candidate normalized distance (S) is equal to or smaller than a threshold (γ). Quantizing means for obtaining a plurality of symbol sequences replaced with label symbols, and statistically using the quantized code sequences obtained by the quantizing means as symbol sequences. Statistical probability model estimating means for estimating a probability model; registration means for registering a statistical probability model for each registered finger estimated by the statistical probability model estimating means; A fingerprint collation device comprising: a determination unit that determines an acceptance probability of a symbol sequence and determines that the identification target is a registrant if the acceptance probability is equal to or greater than a set threshold.
トル変換、スペクトルやケプストラム等の分析手法、
特徴点マッチングや方向コードマッチングや射影マッ
チング等の何れかの方法を用いる請求項1乃至請求項4
の何れかに記載の指紋照合装置。5. The feature extracting means includes group delay spectrum conversion, an analysis method such as spectrum or cepstrum,
5. The method according to claim 1, wherein any one of a feature point matching, a direction code matching, and a projection matching is used.
The fingerprint matching device according to any one of the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27488496A JP3799057B2 (en) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | Fingerprint verification device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27488496A JP3799057B2 (en) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | Fingerprint verification device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10124669A true JPH10124669A (en) | 1998-05-15 |
| JP3799057B2 JP3799057B2 (en) | 2006-07-19 |
Family
ID=17547887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27488496A Expired - Lifetime JP3799057B2 (en) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | Fingerprint verification device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3799057B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100384651B1 (en) * | 2000-07-06 | 2003-05-22 | (주)넥사인 | Method and apparatus for processing together various finger printer sensors and a recording medium providing program therein |
| JP2005122522A (en) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Hitachi Ltd | Unique code generation apparatus and method, program, and recording medium |
| WO2005069221A1 (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Nec Corporation | Pattern identifying system, pattern identifying method, and pattern identifying program |
| US7043083B2 (en) | 2001-03-28 | 2006-05-09 | Nec Corporation | Pattern-collating device, pattern-collating method and pattern-collating program |
| JP2009510582A (en) * | 2005-09-29 | 2009-03-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Secure protection of biometric templates |
| KR20160018318A (en) * | 2015-01-08 | 2016-02-17 | 삼성전자주식회사 | Method, apparatus and system for recognizing fingerprint |
-
1996
- 1996-10-17 JP JP27488496A patent/JP3799057B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100384651B1 (en) * | 2000-07-06 | 2003-05-22 | (주)넥사인 | Method and apparatus for processing together various finger printer sensors and a recording medium providing program therein |
| US7043083B2 (en) | 2001-03-28 | 2006-05-09 | Nec Corporation | Pattern-collating device, pattern-collating method and pattern-collating program |
| JP2005122522A (en) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Hitachi Ltd | Unique code generation apparatus and method, program, and recording medium |
| CN1306751C (en) * | 2003-10-17 | 2007-03-21 | 株式会社日立制作所 | Single password generating apparatus, method and program, recording media |
| WO2005069221A1 (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Nec Corporation | Pattern identifying system, pattern identifying method, and pattern identifying program |
| US7778463B2 (en) | 2004-01-15 | 2010-08-17 | Nec Corporation | Pattern recognition system, pattern recognition method, and pattern recognition program |
| US7983484B2 (en) | 2004-01-15 | 2011-07-19 | Nec Corporation | Pattern recognition system, pattern recognition method, and pattern recognition program |
| JP2009510582A (en) * | 2005-09-29 | 2009-03-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Secure protection of biometric templates |
| KR20160018318A (en) * | 2015-01-08 | 2016-02-17 | 삼성전자주식회사 | Method, apparatus and system for recognizing fingerprint |
| US10853617B2 (en) | 2015-01-08 | 2020-12-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method, apparatus, and system for recognizing fingerprint |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3799057B2 (en) | 2006-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3057590B2 (en) | Personal identification device | |
| EP0355748A2 (en) | A pattern recognition apparatus and method for doing the same | |
| CN112437926A (en) | Fast robust friction ridge imprint detail extraction using feed-forward convolutional neural networks | |
| JP5176763B2 (en) | Low quality character identification method and apparatus | |
| Sagayam et al. | Authentication of biometric system using fingerprint recognition with euclidean distance and neural network classifier | |
| CN110648670A (en) | Fraud identification method and device, electronic equipment and computer-readable storage medium | |
| JPWO2002029720A1 (en) | Fingerprint matching device and fingerprint matching method | |
| US20040218790A1 (en) | Print segmentation system and method | |
| Saddami et al. | Improvement of binarization performance using local otsu thresholding. | |
| CN112036323A (en) | Signature handwriting identification method, client and server | |
| CN101089874A (en) | Identify recognising method for remote human face image | |
| Schulz et al. | Identity documents image quality assessment | |
| KR101778552B1 (en) | Method for representing graph-based block-minutiae for fingerprint recognition and the fingerprint recognition system by using the same | |
| JP3799057B2 (en) | Fingerprint verification device | |
| CN110033052A (en) | A kind of the self-training method and self-training platform of AI identification hand-written script | |
| CN112766052A (en) | CTC-based image character recognition method and device | |
| CN108537213A (en) | Enhance the system and method for iris recognition precision | |
| EP0632404B1 (en) | Pattern recognition by generating and using zonal features and anti-features | |
| Martinez et al. | A comparative analysis between the performance of the extracted features of JPEG and PNG on a Raspberry Pi iris recognition system | |
| KR100726473B1 (en) | Apparatus for classifying an image and method therefor | |
| US20060238390A1 (en) | Binary image compression apparatus and method | |
| KR20100109752A (en) | Apparatus for recognizing fingerprint and method thereof | |
| US8194943B2 (en) | Method for automatically recognizing fingerprints | |
| CN112199947A (en) | Method and device for detecting program name broad | |
| Talreja | Stochastically optimized handwritten character recognition system using Hidden Markov Model |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060104 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060303 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060418 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060422 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |