JPS5932064A - 指紋特徴抽出装置 - Google Patents
指紋特徴抽出装置Info
- Publication number
- JPS5932064A JPS5932064A JP57139831A JP13983182A JPS5932064A JP S5932064 A JPS5932064 A JP S5932064A JP 57139831 A JP57139831 A JP 57139831A JP 13983182 A JP13983182 A JP 13983182A JP S5932064 A JPS5932064 A JP S5932064A
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- JP
- Japan
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- fingerprint image
- fingerprint
- laser beam
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- fourier transform
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-
- 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
- G06V40/1347—Preprocessing; Feature extraction
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/88—Image or video recognition using optical means, e.g. reference filters, holographic masks, frequency domain filters or spatial domain filters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Collating Specific Patterns (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、光学系を用いた指紋％徴抽出装置に関する
ものである。
ものである。
従来、光学系を用いて指紋照合を行う装置には、この発
明同様フーリエ変換を行うものが実用化されていろ。こ
の装置は、レーザ，レンズ等を用いて、まず、入力指紋
画像を全画面フーリエ変換してそのホログラムを作成し
、ついで同様の手順で得られたファイル中の指紋画像の
ホログラムを重ねて逆フーリエ変換を施し、その光学的
相関を求め、指紋照合を行うものである。
明同様フーリエ変換を行うものが実用化されていろ。こ
の装置は、レーザ，レンズ等を用いて、まず、入力指紋
画像を全画面フーリエ変換してそのホログラムを作成し
、ついで同様の手順で得られたファイル中の指紋画像の
ホログラムを重ねて逆フーリエ変換を施し、その光学的
相関を求め、指紋照合を行うものである。
この従来装置は、全画面フーリエ変換を川〜・て指紋照
合を行っているため、指紋の大まかな形状分類はできる
ものの、細部にわたっての識別には適していない。すな
わち、膨大なファイルの中から、入力指紋と形状が類似
していると思われるものを抽出するのには適しているか
、例えばＩ Ｉ）カードの補助などのように１対工の高
精度プ：照合カー要求される用途圧は適し℃いない。ま
た、入力サンプルをーたんフィルム状に加工しておく必
要があることも指紋照合自動化の大きな妨げとＩよって
いる。
合を行っているため、指紋の大まかな形状分類はできる
ものの、細部にわたっての識別には適していない。すな
わち、膨大なファイルの中から、入力指紋と形状が類似
していると思われるものを抽出するのには適しているか
、例えばＩ Ｉ）カードの補助などのように１対工の高
精度プ：照合カー要求される用途圧は適し℃いない。ま
た、入力サンプルをーたんフィルム状に加工しておく必
要があることも指紋照合自動化の大きな妨げとＩよって
いる。
この発明は、上述の点にかんがみなされたもので、レー
ザビームを走査して得られる指紋画像の小領域の特徴抽
出を行う機構を有することを％徴としており、その目的
は、光学系を用いた指紋照合の高精度化、装置の小形化
、照合の自動化に好適ブエ指紋特徴抽出装置の実現にあ
る。以下、この発明を図面について説明する。
ザビームを走査して得られる指紋画像の小領域の特徴抽
出を行う機構を有することを％徴としており、その目的
は、光学系を用いた指紋照合の高精度化、装置の小形化
、照合の自動化に好適ブエ指紋特徴抽出装置の実現にあ
る。以下、この発明を図面について説明する。
第１図はこの発明の一実施例であって、この図で、１は
レーザ光源、２はレーザ光収束用レンズ、３はガルバノ
ミラ−等のレーザビーム制御機構、４はプリズム、５は
指、６はフーリエ変換レンズ、γはディテクタ（ＣＣＪ
）などのイメージセンサ）、８はレーザビーム制御回路
、９はディテクタ入力回路、１０はメモリ、１１は入力
制御回路、１２は出力制御回路、１３はＣＰＵ、１４は
共通バスである。
レーザ光源、２はレーザ光収束用レンズ、３はガルバノ
ミラ−等のレーザビーム制御機構、４はプリズム、５は
指、６はフーリエ変換レンズ、γはディテクタ（ＣＣＪ
）などのイメージセンサ）、８はレーザビーム制御回路
、９はディテクタ入力回路、１０はメモリ、１１は入力
制御回路、１２は出力制御回路、１３はＣＰＵ、１４は
共通バスである。
第１図の″％施例の装置は次の原理に基づいて動作する
。まず、レーザ光源１．レーザ光収束用しンズ２．レー
ザビーム制御機横３．レーザビーム制御回路８によって
、指５がプリズム４に圧着している面の任意の小領域に
レーザを照射する。レーザが照射されている部分は、プ
リズム４の全反射原理に基づいて隆線（（Ｉｓ分が暗（
なった指紋画像としてフーリエ変換レンズ６へ送られる
。そして、フーリエ変換レンズ６によってフーリエ変換
された結果が、ＣＯＤイメージセンサなどのディテクタ
７に取り込まれ、ディテクタ入力回路９によってデジタ
ル信号に変換されて処理系へ送られる。
。まず、レーザ光源１．レーザ光収束用しンズ２．レー
ザビーム制御機横３．レーザビーム制御回路８によって
、指５がプリズム４に圧着している面の任意の小領域に
レーザを照射する。レーザが照射されている部分は、プ
リズム４の全反射原理に基づいて隆線（（Ｉｓ分が暗（
なった指紋画像としてフーリエ変換レンズ６へ送られる
。そして、フーリエ変換レンズ６によってフーリエ変換
された結果が、ＣＯＤイメージセンサなどのディテクタ
７に取り込まれ、ディテクタ入力回路９によってデジタ
ル信号に変換されて処理系へ送られる。
フーリエ変換には、フーリエ変換する領域が平行移動し
ても変換の結果は変わらないというシフトインパリアン
ス性があるので、レーザビームスキャンにともなってフ
ーリエ変換レンズ６、ディテクタγなどを動かす必要は
ない。
ても変換の結果は変わらないというシフトインパリアン
ス性があるので、レーザビームスキャンにともなってフ
ーリエ変換レンズ６、ディテクタγなどを動かす必要は
ない。
このよつにして、レーザ照射された指紋の小領域のフー
リエ変換結果を処理系へのせることができろが、処理の
過程で、ある小領域の近傍の領域のよりくわしい情報が
必要となった場合、レーザビーム制御機構３．レーザビ
ーム制御回路８によリレーザ光源１からのレーザビーム
を制御することＫよって、その近傍を重点的にスキャン
することも可能である。また、レーザビームが指５０指
紋像に照射されろ際のビーム径は０．５ｎ〜５闘ぐらい
が適当であるが、これは処理系の種類によって異なり、
円形、方形のどちらにも設定できる。
リエ変換結果を処理系へのせることができろが、処理の
過程で、ある小領域の近傍の領域のよりくわしい情報が
必要となった場合、レーザビーム制御機構３．レーザビ
ーム制御回路８によリレーザ光源１からのレーザビーム
を制御することＫよって、その近傍を重点的にスキャン
することも可能である。また、レーザビームが指５０指
紋像に照射されろ際のビーム径は０．５ｎ〜５闘ぐらい
が適当であるが、これは処理系の種類によって異なり、
円形、方形のどちらにも設定できる。
以上が本実施例の動作原理であるが、つづいてディテク
タＴ、およびディテクタ入力回路９によって処理系へ取
り込まれたフーリエ変換面に対する処理例について述べ
る。
タＴ、およびディテクタ入力回路９によって処理系へ取
り込まれたフーリエ変換面に対する処理例について述べ
る。
第２図はディテクタ７、およびディテクタ入力回路９に
よって処理系へ取り込まれろフーリエ変換面のデータを
濃淡表現したものである。第２図の１５が波数０にあた
り最大のピークである第１ピークであり、第２図の１６
が次に大きなピークである第２ピークである。第２図の
フーリエ変換面が得られる指紋画像の原画は、第３図の
ような形状であるが、フーリエ変換の性質から、第２図
において、第１ビーク１５と第２ピーク１６とを結んだ
直線１Ｔが、第３図の指紋画像の隆線１８のほぼ法線と
なる。すなわち、フーリエ変換面の第１ビーク１５と第
２ビーク１６の位置を認識する機序＆を有することによ
って、もとの指紋画像小領域の方向性を算出することが
できる。この第１ビーク１５と第２ビーク１６の位置は
、ディテクタ７としてＣＯＤイメージセンサを用〜ろこ
とによりデジタル回路として容易に実現が可能である。
よって処理系へ取り込まれろフーリエ変換面のデータを
濃淡表現したものである。第２図の１５が波数０にあた
り最大のピークである第１ピークであり、第２図の１６
が次に大きなピークである第２ピークである。第２図の
フーリエ変換面が得られる指紋画像の原画は、第３図の
ような形状であるが、フーリエ変換の性質から、第２図
において、第１ビーク１５と第２ピーク１６とを結んだ
直線１Ｔが、第３図の指紋画像の隆線１８のほぼ法線と
なる。すなわち、フーリエ変換面の第１ビーク１５と第
２ビーク１６の位置を認識する機序＆を有することによ
って、もとの指紋画像小領域の方向性を算出することが
できる。この第１ビーク１５と第２ビーク１６の位置は
、ディテクタ７としてＣＯＤイメージセンサを用〜ろこ
とによりデジタル回路として容易に実現が可能である。
以上述べたとおり、フーリエ変換面の第１ビーク１５と
第２ピーク１６を用いることＫよって指紋画像小領域の
方向性抽出が可能であるが、指紋画像小領域には方向性
の明確なものもあれば、不明確なものもあるので、第１
ビーク１５と第２ピーク１６のみを用〜・て最優勢方向
抽出を補助する手段が必要である。
第２ピーク１６を用いることＫよって指紋画像小領域の
方向性抽出が可能であるが、指紋画像小領域には方向性
の明確なものもあれば、不明確なものもあるので、第１
ビーク１５と第２ピーク１６のみを用〜・て最優勢方向
抽出を補助する手段が必要である。
その−例を次に述べる。
フーリエ変換面は、第２図に示すように第１ピーク点を
中心に点対称になっている。したがって、第４図に示す
ように第１ビーク１５を通り、第１ビーク１５と第２ビ
ーク１６を結ぶ直線１Ｔと垂直な直線１９によって区切
られるフーリエ変換面の片側の領域２０について、第２
ビーク１６から領域２０内の各点までのベクトルの２乗
に、その点の大きさを掛けたものの総和によって周期性
の度合を評価する。すなわち、 Ｐ＝Σｒｌ（ｒｌ−ｒ。）２・・・・・・・・・・・・
・・・（１］ｒｏは第１ビーク１５から第２ビーク１６
に、至るベクトル、１厘は第１ビーク１５から領域２０
内の各点に至るベクトルである。蓋は領域２０内の各点
を規定するバラメークであり、第４図の２１に示す領域
内、すなわち、第２ビーク１６とほぼ同じ波数の領域内
の点のみを規定する。この領域２１については経験的に
決定するが、デジタル処理向きにするために近似的に方
形領域とすることは有効である。ｆｍ （１１式によっ
て求められるＰの値が大きいほど、指紋画像小領域の非
周期性が増し、小さくなるほど単一周期性が顕著となる
。この第２ビーク１６のボケ具合を評価する機能をソフ
トウェアあるいは簡易なハードウェアで実現して付加す
ることによって、先に述べた方向性と合わせて指紋画像
小領域の特徴量として用いることができる。
中心に点対称になっている。したがって、第４図に示す
ように第１ビーク１５を通り、第１ビーク１５と第２ビ
ーク１６を結ぶ直線１Ｔと垂直な直線１９によって区切
られるフーリエ変換面の片側の領域２０について、第２
ビーク１６から領域２０内の各点までのベクトルの２乗
に、その点の大きさを掛けたものの総和によって周期性
の度合を評価する。すなわち、 Ｐ＝Σｒｌ（ｒｌ−ｒ。）２・・・・・・・・・・・・
・・・（１］ｒｏは第１ビーク１５から第２ビーク１６
に、至るベクトル、１厘は第１ビーク１５から領域２０
内の各点に至るベクトルである。蓋は領域２０内の各点
を規定するバラメークであり、第４図の２１に示す領域
内、すなわち、第２ビーク１６とほぼ同じ波数の領域内
の点のみを規定する。この領域２１については経験的に
決定するが、デジタル処理向きにするために近似的に方
形領域とすることは有効である。ｆｍ （１１式によっ
て求められるＰの値が大きいほど、指紋画像小領域の非
周期性が増し、小さくなるほど単一周期性が顕著となる
。この第２ビーク１６のボケ具合を評価する機能をソフ
トウェアあるいは簡易なハードウェアで実現して付加す
ることによって、先に述べた方向性と合わせて指紋画像
小領域の特徴量として用いることができる。
以上述べた指紋画像小領域の方向性および周期性の度合
の２つの特徴を統合して指５０入力指紋の特徴量とし、
入力制御回路１１から入力されるカード情報に記された
指紋特徴等のマツチングを行い、出力制御回路１２にア
クセスしてマツチングの可否による動作を行う。これは
、例えば出入管理システムなどにおいては、ドアの０１
１−閉動作にあたる。
の２つの特徴を統合して指５０入力指紋の特徴量とし、
入力制御回路１１から入力されるカード情報に記された
指紋特徴等のマツチングを行い、出力制御回路１２にア
クセスしてマツチングの可否による動作を行う。これは
、例えば出入管理システムなどにおいては、ドアの０１
１−閉動作にあたる。
以上の入力制御、マツチング、出力制御の処理は、ＣＰ
Ｕ１３が、共通バス１４を介しての各制御回路とのやり
取り、また、メモリ１０とのやり取りを行うことによっ
て実現する。
Ｕ１３が、共通バス１４を介しての各制御回路とのやり
取り、また、メモリ１０とのやり取りを行うことによっ
て実現する。
プリズム４については、第５図に示すように、プリズム
４の一面にコート２２を施して光の入射をさえぎり、デ
ィテクタ７とレーザビームを同じ側にくるようにしたも
のを用いると、指紋のプリズムへの接触部２４と非接触
部２３からの光の通過路の違いによって、第１図の全反
射原理によって暗い指紋隆線な得るのに対して、暗い背
景の中圧指紋隆線が明るくうかんだものが得られろ。こ
の方が、高ＳＮ比の画像が得られるが、レーザビーム制
御機構３の制御が多少複雑になる。他の原理は同様であ
る。
４の一面にコート２２を施して光の入射をさえぎり、デ
ィテクタ７とレーザビームを同じ側にくるようにしたも
のを用いると、指紋のプリズムへの接触部２４と非接触
部２３からの光の通過路の違いによって、第１図の全反
射原理によって暗い指紋隆線な得るのに対して、暗い背
景の中圧指紋隆線が明るくうかんだものが得られろ。こ
の方が、高ＳＮ比の画像が得られるが、レーザビーム制
御機構３の制御が多少複雑になる。他の原理は同様であ
る。
また、レーザ光収束用レンズ２の位置を可変にしてレー
ザビーム径を制御する機能を付加すること罠よつ℃、隆
線１８の方向性のみならず、端点。
ザビーム径を制御する機能を付加すること罠よつ℃、隆
線１８の方向性のみならず、端点。
分岐点などの特徴点を見い出すことも可能である。
以上説明したように、この発明の指紋ｌ特徴抽出装置は
、指紋画像の採取、指紋画像小領域の特徴抽出を光学系
で実現するものであるため、照合の高速化、自動化がで
きる。また、指紋画像小領域のフーリエ変換を特徴とし
て用いるため、ノイズの影響を受けＫ＜＜前処理が軽減
される。また、レーザビームのスキャニング方法および
レーザビーム径を変更することによって、より幅広（多
様な特徴抽出か可能となり、照合の高精度化が実現でき
る。また、照合ソフトウェアの変更にも柔軟に対応でき
る。加えて、小形な装置規模での実現が可能であるなど
の利点がある。
、指紋画像の採取、指紋画像小領域の特徴抽出を光学系
で実現するものであるため、照合の高速化、自動化がで
きる。また、指紋画像小領域のフーリエ変換を特徴とし
て用いるため、ノイズの影響を受けＫ＜＜前処理が軽減
される。また、レーザビームのスキャニング方法および
レーザビーム径を変更することによって、より幅広（多
様な特徴抽出か可能となり、照合の高精度化が実現でき
る。また、照合ソフトウェアの変更にも柔軟に対応でき
る。加えて、小形な装置規模での実現が可能であるなど
の利点がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はデ
ィテクタより取り込まれるフーリエ変換面のデータを濃
淡表現した図、第３図を１第２図のフーリエ変換面をも
たらす原画を示す図、第４図は第（１）式の適応領域を
示す図、第５図＆ま高ＳＮ比をもたらすプリズム入力系
の図である。 図中、１はレーザ光源、２はレーザ光１区束用レンズ、
３はレーザビーム制御機構、４番１プリズム、５は指、
６はフーリエ変換レンズ、Ｔを１デイテクク、８はレー
ザビーム制御回路、９（まディテクタ入力回路、１０は
メモリ、１１は入力制御回路、１２は出力制御回路、１
３はＣＰＵ、１４）！芽（通バス、１５は第１ピーク、
１６は第２ピーク、１７゜１９は直線、１８は隆線、２
０，２１）−！、領領域２２はコート、２３は非接触部
、２４１’！、接触部である。 第１図 ５ 第４図 口 ０ 第５図 ３
ィテクタより取り込まれるフーリエ変換面のデータを濃
淡表現した図、第３図を１第２図のフーリエ変換面をも
たらす原画を示す図、第４図は第（１）式の適応領域を
示す図、第５図＆ま高ＳＮ比をもたらすプリズム入力系
の図である。 図中、１はレーザ光源、２はレーザ光１区束用レンズ、
３はレーザビーム制御機構、４番１プリズム、５は指、
６はフーリエ変換レンズ、Ｔを１デイテクク、８はレー
ザビーム制御回路、９（まディテクタ入力回路、１０は
メモリ、１１は入力制御回路、１２は出力制御回路、１
３はＣＰＵ、１４）！芽（通バス、１５は第１ピーク、
１６は第２ピーク、１７゜１９は直線、１８は隆線、２
０，２１）−！、領領域２２はコート、２３は非接触部
、２４１’！、接触部である。 第１図 ５ 第４図 口 ０ 第５図 ３
Claims (2)
- （１） レーザビームを走査する機構と、前記レーザ
ビームによって光照射された小領域部分毎の指紋像を抽
出する指紋像抽出光学系と、この指紋像抽出光学系によ
って得られる光学的な指紋画像をフーリエ変換スるフー
リエ変換光学系と、このフーリエ変換光学系によって得
られるフーリエ像を電／Ａ侶号に変換する変換機構とを
具備したことを特徴とする特許 - （２）変換機Ｍ＞は、フーリエ像から波数Ｏの位故にあ
り最大ピークである第１ピークと次に大きなピークであ
る第２ピークの位置関係を認識する機構と、前記第２ピ
ークと同じ大きさの波数を持つフーリエ成分の分散度合
を算出する機構と、前記位置関係および前記分散度合か
ら指紋像の特徴を抽出する機構とを具備したものである
特許請求の範囲第（１）項記載の指紋特徴抽出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57139831A JPS5932064A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 指紋特徴抽出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57139831A JPS5932064A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 指紋特徴抽出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5932064A true JPS5932064A (ja) | 1984-02-21 |
| JPH05747B2 JPH05747B2 (ja) | 1993-01-06 |
Family
ID=15254502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57139831A Granted JPS5932064A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 指紋特徴抽出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932064A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0377176A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-04-02 | John Tomco George | 指紋照合方法および装置 |
| JPH08287255A (ja) * | 1995-04-12 | 1996-11-01 | Nec Corp | 皮膚紋様画像の画像特徴抽出装置および画像処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5088899A (ja) * | 1973-10-16 | 1975-07-16 |
-
1982
- 1982-08-13 JP JP57139831A patent/JPS5932064A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5088899A (ja) * | 1973-10-16 | 1975-07-16 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0377176A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-04-02 | John Tomco George | 指紋照合方法および装置 |
| JPH08287255A (ja) * | 1995-04-12 | 1996-11-01 | Nec Corp | 皮膚紋様画像の画像特徴抽出装置および画像処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05747B2 (ja) | 1993-01-06 |
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