JPH05233782A - Image collation method and image collation device - Google Patents
Image collation method and image collation deviceInfo
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Landscapes
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- Image Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像の識別のために、2つの二値画像の照合
を高速に行い、かつ登録情報のメモリ量を小さくする。
【構成】 二値画像である第1画像と第2画像の照合を
行う画像照合装置1において、1つ以上の黒画素の集合
を線として扱い、第1画像の線幅を、元の線幅未満の線
幅指定値の細め処理手段で処理して得られる第1変換画
像の個々の黒画素アドレスを登録情報としてメモリ6に
格納し、第2画像を画像メモリ4に格納し、第1画像と
第2画像の照合では、第1画像の登録情報と、第2画像
の線幅を元のままとする場合も含めて線幅指定値の細め
処理手段で処理して得られる第2変更画像の個々の黒画
素アドレスとの照合処理手段により、第1画像と第2画
像の一致性を処理装置5で判定する。
(57) [Summary] [Purpose] To identify images, two binary images are collated at high speed and the memory amount of registration information is reduced. In an image matching device 1 for matching a first image and a second image, which are binary images, a set of one or more black pixels is treated as a line, and the line width of the first image is set to the original line width. The individual black pixel addresses of the first converted image obtained by processing by the line width designation value narrowing processing means of less than are stored in the memory 6 as registration information, the second image is stored in the image memory 4, and the first image is stored. In the comparison between the second image and the second image, the registration information of the first image and the second changed image obtained by processing with the line width designation value narrowing processing means including the case where the line width of the second image remains unchanged. The processing device 5 determines the matching between the first image and the second image by the matching processing means with the individual black pixel addresses.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル化された画
像(指紋,印影,図形,文字など)のパターン認識を画像
照合装置(電子計算機,電子交換機,通信制御装置,I
Cカード,画像処理装置,又は認識装置などにおけるハ
ードウェア及び/又はソフトウェア)により行う場合、
2つの画像の照合によって、それらの画像の一致性(一
致の度合い)により、一致又は不一致を判定するための
画像照合方法及び画像照合装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to pattern recognition of digitized images (fingerprints, imprints, figures, characters, etc.) to an image collation device (electronic computer, electronic exchange, communication control device, I
When using hardware and / or software such as a C card, an image processing device, or a recognition device),
The present invention relates to an image collating method and an image collating apparatus for collating two images and determining whether they are coincident or not based on the coincidence (degree of coincidence) of those images.
【0002】[0002]
【従来の技術】パターン認識の対象とする画像の例とし
て、画像が指紋の場合を説明する。指紋は、指の隆線の
紋様である。なお、谷線(隆線と隆線の間)は隆線で定ま
るので隆線の代わりに谷線の描く紋様を指紋として用い
てもよい。指紋として扱う線を指紋線を呼ぶ。2. Description of the Related Art As an example of an image targeted for pattern recognition, a case where the image is a fingerprint will be described. A fingerprint is a ridge pattern on a finger. Since the valley line (between ridges) is determined by the ridge line, the pattern drawn by the valley line may be used as the fingerprint instead of the ridge line. The line treated as a fingerprint is called a fingerprint line.
【0003】本人確認のための指紋の入力装置は、撮像
装置(例えば、CCD(電荷結合素子)カメラ)から入力す
る方式として、プリズム方式(例えば、清水ほか著「プ
リズムを用いた指紋情報検出方法−全反射法と光路分離
法の比較−」、電子通信学会論文誌,Vol.J68-D,No.
3,pp.414-415(1985年))、及びホログラム方式(例え
ば、井垣ほか著「ホログラフィック指紋センサを用いた
個人照合装置」、電子情報通信学会技術研究報告,PRU8
7-31,pp.27-33(1987年))などがある。A fingerprint input device for identifying a person is a prism system (for example, Shimizu et al., “French information detection method using prism”) as a system for inputting from an image pickup device (for example, CCD (charge coupled device) camera). -Comparison of total internal reflection method and optical path separation method- ", IEICE Transactions, Vol.J68-D, No.
3, pp.414-415 (1985)), and hologram method (for example, Igaki et al. "Personal collation device using holographic fingerprint sensor", IEICE technical research report, PRU8
7-31, pp.27-33 (1987)).
【0004】撮像装置から入力されたアナログ情報の指
紋画像は、A/D(アナログ/ディジタル)変換器によ
り、ディジタル化された指紋の濃淡画像に変換される。
この指紋の濃淡画像は、画像メモリの画素アドレスであ
る座標(X,Y)と、画像メモリの各画素アドレス構成要
素である画素の輝度により表示される。なお、指紋の凹
凸を直接に二値画像に変換して、指紋画像としてもよ
い。A fingerprint image of analog information input from the image pickup device is converted into a digitized grayscale image of the fingerprint by an A / D (analog / digital) converter.
The grayscale image of the fingerprint is displayed by the coordinates (X, Y) which are the pixel addresses of the image memory and the brightness of the pixels which are the constituent elements of each pixel address of the image memory. In addition, the unevenness of the fingerprint may be directly converted into a binary image to be a fingerprint image.
【0005】指紋の濃淡画像は、平滑化、隆線の方向な
どにより補正を行える。指紋の特徴を表す特徴点として
は、端点、分岐点、交差点がある。ディジタル化された
指紋の濃淡画像の特徴点は、指紋画像を二値化し、更に
細線化して、特徴点を表す画素の範囲(例えば、特徴点
を中心とする3×3個の画素集合)のパターンと同じパ
ターンが細線化画像に存在することにより検出できる
(例えば、笹川ほか著「低品質画像への対応能力を高め
た個人確認用指紋照合装置」、電子情報通信学会論文
誌,Vol.J72-D-II,No.5,pp.707-714(1990年))。The grayscale image of the fingerprint can be corrected by smoothing, ridge direction, and the like. There are end points, branch points, and intersections as the characteristic points that represent the characteristics of the fingerprint. For the feature points of the digitized fingerprint image of the fingerprint, the fingerprint image is binarized and further thinned, and the range of pixels representing the feature points (for example, a set of 3 × 3 pixels centering on the feature points) is used. Can be detected by the presence of the same pattern as the pattern in the thinned image
(For example, Sasakawa et al., "Fingerprint collation device for personal identification with enhanced ability to deal with low quality images", IEICE Transactions, Vol.J72-D-II, No.5, pp.707-714 ( 1990)).
【0006】指紋の照合において、あらかじめ照合のた
めの情報をメモリに登録しておく指紋を登録指紋、登録
指紋との一致性を照合する指紋を検査指紋と呼ぶ。登録
指紋と検査指紋の照合方式として、特徴点を用いる方
式、隆線の方向を用いる方式、及び登録指紋と検査指紋
の原画像同士のパターンマッチングによる方式などが知
られている。細線化画像同士のパターンマッチングによ
る方式として、特願昭63−132386号は、登録指紋の細線
化画像と検査指紋の細線化画像の重ね合わせによる照合
方式を記述している。In the collation of fingerprints, a fingerprint for which information for collation is registered in a memory in advance is referred to as a registered fingerprint, and a fingerprint for matching with the registered fingerprint is referred to as an inspection fingerprint. Known methods of collating the registered fingerprint and the inspection fingerprint include a method using a feature point, a method using the direction of a ridge, and a method using pattern matching between original images of the registered fingerprint and the inspection fingerprint. As a method of pattern matching between thinned images, Japanese Patent Application No. 63-132386 describes a matching method by superimposing a thinned image of a registered fingerprint and a thinned image of an inspection fingerprint.
【0007】平滑化は、指紋画像の雑音の影響を減らす
ための処理であり、例えば、任意の画素の近傍画素の値
を用いる局所加重平均フィルタがあり、高木・下田(監
修)「画像解析ハンドブック」,pp.538-548,東大出版
会(1991年)、などに述べられている。Smoothing is a process for reducing the influence of noise on a fingerprint image. For example, there is a locally weighted average filter that uses the values of neighboring pixels of an arbitrary pixel. Takagi and Shimoda (supervised) "Image Analysis Handbook" , Pp.538-548, University of Tokyo Press (1991), etc.
【0008】二値画像の細線化は、線の対象とする種類
の画素について、大部分(大部分とは、半分以上から全
部までの意味とし、理想的には全部)の線幅を1画素と
することであり、対象とする種類の画素は、黒画素又は
白画素のいずれか一方であるが、黒画素として以後記述
する。The thinning of a binary image means that the line width of most of the pixels (the majority means more than half to all, and ideally all) of the pixels of the type of line object is one pixel. The pixel of the target type is either a black pixel or a white pixel, but will be described as a black pixel hereinafter.
【0009】濃淡画像を二値化して、二値画像の線細化
を行う方式として、黒画素の集合内で、外側にある黒画
素を、黒画素の連結性(4連結又は8連結)を保持して順
次に削除して行くヒルディッチ(Hilditch)の細線化方
式などがある(例えば、田村(監修)「コンピュータ画
像処理入門」,総研出版,pp.80-83(1985年)、田村著
「多面的画像処理とそのソフトウェア・システムに関す
る研究」,電子技術総合研究所研究報告,pp.25-64,83
5号(1984年2月)、及び森ほか著「画像認識の基礎
[I]」,pp.65-71,オーム社(1986年))。特願平2−24
2473号(濃淡画像の二値化及び細線化方式)、特願平3−
45136号(画像の細線化方式)においても濃淡画像又は二
値画像の細線化方式が述べられている。As a method for binarizing a grayscale image and thinning the binary image, the black pixels on the outer side in the set of black pixels are connected to each other (4 connection or 8 connection). There is a Hilditch thinning method that holds and sequentially deletes (for example, Tamura (supervised) "Introduction to Computer Image Processing", Soken Publishing, pp.80-83 (1985), Tamura, " Research on multi-faceted image processing and its software system ", Research Report of Electrotechnical Laboratory, pp.25-64, 83
No. 5 (February 1984) and Mori et al., "Basics of Image Recognition [I]", pp.65-71, Ohmsha (1986)). Japanese Patent Application 2-24
No. 2473 (binarization and thinning of grayscale images), Japanese Patent Application No. 3-
No. 45136 (Image thinning method) also describes a thinning method for a grayscale image or a binary image.
【0010】指紋の入力では、検査指紋と登録指紋で、
位置ずれ(回転及び/又は平行移動)が生じるので、検
査指紋と登録指紋の照合では、両指紋についての位置合
わせが必要となる。位置合わせ方式(回転と平行移動)と
しては、隆線方向を用いる方式、代表特徴点と周辺特徴
点による方式、平行移動のみを可能な範囲について試行
錯誤し、最も一致数の多い場合を最終設定位置とする方
式などが知られている。位置合わせのときに必要な座標
変換や幾何学的変換の公式は、例えば、プラストックほ
か著、郡山訳「コンピュータグラフィックス」,pp.84-
88,マグロウヒルブック(1987年)、に述べられている。When inputting a fingerprint, an inspection fingerprint and a registered fingerprint are used.
Since the positional deviation (rotation and / or parallel movement) occurs, the verification of the inspection fingerprint and the registered fingerprint requires alignment of both fingerprints. As the alignment method (rotation and parallel movement), the method that uses the ridge direction, the method that uses the representative feature points and the peripheral feature points, and the trial and error for the range in which only parallel movement is possible Positioning method and the like are known. The formulas of coordinate transformation and geometric transformation required for alignment are described in, for example, Plastock et al., Koriyama Translation "Computer Graphics", pp.84-
88, McGraw-Hill Book (1987).
【0011】照合のときの位置合わせにおいて、指紋画
像の近似的中心点を求めることが有用である。特公昭58
−55548号「図形中心位置決定方法」では、隆線の勾配
が急な方向を逐次に探索して中心点を求める方法が述べ
られている。伊藤ほか著「中心点に着目した指紋画像の
一分類法」,信学技報,PRU89-79,pp.15-22(1989年)に
おいては、長方形の各辺の平行線との交点数を用いて、
逐次に中心位置に接近する方法が述べられている。「指
紋照合における基準点抽出に関する一検討」、昭和62年
電子情報通信学会情報・システム部門全国大会、No.12
5、においては、走査線ごとに通過する隆線数を計数し
た情報から、近似的中心点を求めている。It is useful to find an approximate center point of the fingerprint image in the alignment at the time of matching. Japanese Patent Sho 58
No. 55548 "Method of determining center position of figure" describes a method of sequentially searching in a direction in which the slope of a ridge is steep to obtain a center point. In Ito et al., "Classification Method of Fingerprint Images Focusing on Central Point", Technical Report, PRU89-79, pp.15-22 (1989), the number of intersections with parallel lines on each side of a rectangle is described. make use of,
A method of sequentially approaching the center position is described. "A Study on Extraction of Reference Points in Fingerprint Matching", 1987 IEICE National Conference on Information and Systems, No.12
In 5, the approximate center point is obtained from the information obtained by counting the number of ridges passing through each scanning line.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】画像の特徴点(端点、
分岐点、交差点)による照合方式では、特徴点が不明確
な場合や特徴点数が少ない場合の照合が困難である。隆
線方向による照合方式では、入力された指紋の傾きが大
きい場合や隆線方向の変動が大きい指紋の照合が困難で
ある。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the collation method based on branch points and intersections, it is difficult to perform collation when feature points are unclear or the number of feature points is small. In the ridge direction collation method, it is difficult to collate a fingerprint when the input fingerprint has a large inclination or a large variation in the ridge direction.
【0013】また、特徴点や隆線方向による方式では、
画像の線の切れや癒着を修正する処理時間が大きい。原
画像同士のパターンマッチングによる照合方式では、押
捺時の指紋の隆線の幅には、指の圧力や乾燥状態により
変動があるために、誤識別が発生しやすく、しかも、登
録情報の格納のための記憶量が大きくなる。Further, in the method based on the feature points and the ridge direction,
It takes a lot of processing time to correct broken lines and adhesions in the image. In the matching method based on pattern matching between original images, the width of the ridge of the fingerprint at the time of imprinting varies depending on the pressure of the finger and the dry state, so that misidentification is likely to occur, and moreover, the registration information is stored. The amount of memory for this is increased.
【0014】また、細線化画像同士のパターンマッチン
グによる照合方式では、一方の指紋が低品質であった
り、入力に回転移動があったりする場合には、細線化画
像が変形するため、照合が困難である。Further, in the collation method based on the pattern matching between the thinned images, when one of the fingerprints has a low quality or the input has a rotational movement, the thinned image is deformed, and thus the collation is difficult. Is.
【0015】本発明は、上述したような問題を解決し、
画像識別のために、2つの二値画像の照合を高速に行
い、かつ、登録情報の記憶量も小さくすることを目的と
する。The present invention solves the above problems,
It is an object of the present invention to compare two binary images at high speed for image identification and to reduce the storage amount of registration information.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、黒画素と白画
素を画像の画素の構成要素とする二値画像の2つの画像
を第1画像と第2画像とし、1つ以上の黒画素の集合を
線として扱うこととし、第1画像の大部分の線幅を元の
線幅未満の線幅に細める処理を行って得られる第1変更
画像の個々の黒画素と、第2画像の線幅を元のままとす
る場合を含めて大部分の線幅を指定の値以下に細める処
理を行って得られる第2変更画像の個々の黒画素につい
て、少なくとも一方の前記の変更画像の個々の黒画素に
おける画素アドレスを零回以上に変換する位置合わせ後
に一致性を調べる照合処理により、第1画像と第2画像
の一致性を判定することを特徴とする。According to the present invention, two images of a binary image having black pixels and white pixels as constituent elements of the pixels of the image are defined as a first image and a second image, and one or more black pixels. Is treated as a line, and each black pixel of the first modified image obtained by performing the process of thinning the line width of most of the first image to a line width smaller than the original line width and the second image For each black pixel of the second modified image obtained by performing the process of thinning most of the line width to a specified value or less, including the case where the line width remains unchanged, at least one of the modified images It is characterized in that the matching between the first image and the second image is judged by the matching process for checking the matching after the positioning for converting the pixel address of the black pixel to zero or more times.
【0017】[0017]
【作用】本発明によれば、第1画像(例えば、登録画像
の二値画像)に適用する細め処理手段の線幅指定値は、
第2画像(例えば、検査画像の二値画像)に適用する細め
処理手段の線幅指定値よりも小さくできるので、登録画
像と検査画像の元の物体が同一である場合には、各対応
場所において、第1変更画像の線幅を、第2変更画像の
線幅よりも小さくすることができる。According to the present invention, the line width designation value of the thinning processing means applied to the first image (for example, the binary image of the registered image) is
Since the line width can be made smaller than the line width specification value of the thinning processing means applied to the second image (for example, the binary image of the inspection image), if the original object of the registered image and the inspection image are the same, each corresponding place In, the line width of the first modified image can be made smaller than the line width of the second modified image.
【0018】したがって、第1画像の登録情報である第
1変更画像の個々の黒画素を、第2画像に細め処理(元
のままの画像とする場合も含む)を行った情報である第
2変更画像の個々の黒画素と照合すると、次の効果があ
る。Therefore, the second image which is the information obtained by performing the thinning process (including the case where the image is the original image) on each black pixel of the first modified image which is the registration information of the first image is performed on the second image. Matching with the individual black pixels of the modified image has the following effects.
【0019】 特徴点を抽出するための複雑な画像補
正処理(例えば、線の方向を利用した補正等)が不要であ
る。A complicated image correction process (for example, correction using the direction of a line) for extracting a feature point is unnecessary.
【0020】 第1画像の線幅は第2画像の線幅より
も小さく設定できるので、第1画像と第2画像が同じ物
体から取得された画像である場合、両画像の位置ずれの
影響が少ない。Since the line width of the first image can be set smaller than the line width of the second image, when the first image and the second image are images obtained from the same object, the influence of the positional deviation between the two images is affected. Few.
【0021】 細め処理を行った画像の黒画素数は、
元の画像の総黒画素数よりも少ないので、元の画像をそ
のまま登録情報とする場合よりも、登録情報のために必
要なメモリ量が少ない。The number of black pixels of the image subjected to the thinning processing is
Since the total number of black pixels of the original image is smaller than that of the original image, the amount of memory required for the registration information is smaller than when the original image is used as the registration information as it is.
【0022】[0022]
【実施例】実施例として、画像が指紋(指紋画像と呼ぶ
ことがある)である場合を述べる。図1は、本発明の一
実施例に係る指紋の識別システムの一構成例である。画
像入力装置2から入力された指紋は、画像照合装置1に
おいて処理される。画像照合装置1は、ディジタル化さ
れた指紋の濃淡画像、二値画像、及び各種の処理(細め
処理など)を行った画像を必要時に格納するための画像
メモリ4、処理プロセッサ(1つ以上のCPU)である処
理装置5、及びプログラム、データ、ファイル(データ
の集合)などの情報の記憶のためのメモリ6を備えてい
る。メモリ6に特性の異なる記憶装置(例えば、半導体
メモリと磁気ディスク)が混在する場合には、それらの
相互間における情報の移動は、必要に応じてハードウェ
アやソフトウェアで行うものとする。ここで、画像メモ
リ4とメモリ6は、格納情報による区分であり、同じ記
憶装置で実現することもできる。EXAMPLE As an example, a case where an image is a fingerprint (which may be referred to as a fingerprint image) will be described. FIG. 1 is a configuration example of a fingerprint identification system according to an embodiment of the present invention. The fingerprint input from the image input device 2 is processed in the image matching device 1. The image matching apparatus 1 includes an image memory 4 for storing a digitized grayscale image of a fingerprint, a binary image, and an image subjected to various kinds of processing (thinning processing, etc.) when necessary, a processor (one or more processors). It has a processing unit 5 which is a CPU) and a memory 6 for storing information such as programs, data and files (collection of data). When storage devices having different characteristics (for example, a semiconductor memory and a magnetic disk) coexist in the memory 6, information transfer between them is performed by hardware or software as needed. Here, the image memory 4 and the memory 6 are divisions based on stored information, and can be realized by the same storage device.
【0023】画像入力装置2は、撮像装置7を備え、A
/D変換器3は、撮像装置7からのアナログ情報をディ
ジタル情報に変換する。ここで、直接にディジタル画像
が得られる種類の画像入力装置を用いる場合は、A/D
変換器は不要である。The image input device 2 includes an image pickup device 7,
The / D converter 3 converts analog information from the image pickup device 7 into digital information. Here, when an image input device of a type that can directly obtain a digital image is used, the A / D
No converter is needed.
【0024】また、ディジタル化された指紋の濃淡画像
である指紋画像を格納する画像メモリ4における画素ア
ドレスは、X座標とY座標により(X,Y)と表す。画素
アドレス(X,Y)を、画素(X,Y)、もしくは、単に
(X,Y)と表すことがある。1つの画像を格納する画像
メモリ4の部分を画面と呼ぶ、画像メモリ4は、1つ以
上の画面を持つことができる。Further, the pixel address in the image memory 4 for storing the fingerprint image which is the grayscale image of the digitized fingerprint is represented as (X, Y) by the X coordinate and the Y coordinate. Pixel address (X, Y) is the pixel (X, Y), or simply
Sometimes expressed as (X, Y). The portion of the image memory 4 that stores one image is called a screen, and the image memory 4 can have one or more screens.
【0025】画像メモリ4の各画面は、画素で構成さ
れ、その全部の画素アドレスの範囲を0≦X≦Xh、0
≦Y≦Yhとすると、この画素アドレスの範囲内で更に
指定された処理範囲が処理の対象となる。画素アドレス
や画素数を含む計算により、画素アドレスや画素数に小
数点以下の数が発生する場合には、小数点以下を切り捨
て、四捨五入、又は切り上げのいずれかにより処理す
る。画素の値は輝度で表わされる。輝度のどの部分が隆
線となるかは、画像入力装置2の処理方式と画像処理装
置1における画像の処理とに依存し、いずれの場合でも
隆線に対応する輝度の特性を画像照合装置1に事前に設
定しておくことにより処理が可能である。Each screen of the image memory 4 is composed of pixels, and the range of all pixel addresses is 0≤X≤Xh , 0.
If ≦ Y ≦ Y h , the processing range further specified within this pixel address range is to be processed. If a number after the decimal point is generated in the pixel address or the number of pixels due to the calculation including the pixel address or the number of pixels, the process is performed by rounding down, rounding down or rounding up. Pixel values are represented by brightness. Which part of the luminance becomes the ridge depends on the processing method of the image input device 2 and the image processing in the image processing device 1. In any case, the characteristic of the luminance corresponding to the ridge is determined by the image matching device 1. It is possible to process by setting in advance.
【0026】次に、指紋の識別において、画像照合装置
1のメモリ6に登録するために画像入力装置2から入力
される指紋を登録指紋、検査のために画像入力装置2か
ら入力される指紋を検査指紋と呼ぶ。黒画素と白画素に
二値化された画像において、指紋線としては、黒画素と
白画素のいずれか一方を選定できる(それらの内のいず
れかが隆線と谷線にそれぞれ対応していればよい)。Next, in fingerprint identification, a fingerprint input from the image input device 2 for registration in the memory 6 of the image matching device 1 is a registered fingerprint, and a fingerprint input from the image input device 2 for inspection is selected. Called inspection fingerprint. In the image binarized into black pixels and white pixels, either black pixels or white pixels can be selected as the fingerprint line (if either of them corresponds to a ridge line or a valley line, respectively). Good luck).
【0027】本実施例では、黒画素を指紋線として扱
う。細線化は、大部分の線幅が1画素となるようにする
処理のことであるが、本実施例では、元の二値画像の黒
画素による画像に含まれるように黒画素集合の線幅を部
分的又は全体的に細めることを細め処理と呼び、細め処
理の結果得られる画像を細め画像と呼ぶ。したがって、
細線化は、本実施例における細め処理の1つの形態であ
る。なお、線幅は、任意の線の縁の点を定めたときに、
その線内を通って他の縁に達する最小距離(画素数)と定
義する(線の縁の位置ごとに定まる)。In this embodiment, black pixels are treated as fingerprint lines. The thinning is a process in which most of the line width is set to one pixel, but in the present embodiment, the line width of the black pixel set is included in the image of black pixels of the original binary image. Is called a thinning process, and an image obtained as a result of the thinning process is called a thinning image. Therefore,
Thinning is one form of thinning processing in this embodiment. In addition, line width, when the point of the edge of an arbitrary line is determined,
It is defined as the minimum distance (number of pixels) to reach another edge through the line (determined by the position of the edge of the line).
【0028】図2(a)は、画像メモリ4に格納される画
像データの状況を示している。画像10の画面には、画像
入力装置2から入力された画像から得られてディジタル
化された画像(二値画像又は濃淡画像)を格納する。画像
11の画面には、例えば、過去の画像を格納しておき、画
像10の処理に利用できる。処理手段の選定により、画像
11が不要な場合もあり、その場合には、画像メモリ4
は、画像10だけでよい。FIG. 2A shows the status of the image data stored in the image memory 4. The screen of the image 10 stores a digitized image (binary image or grayscale image) obtained from the image input from the image input device 2. image
For example, a past image is stored in the screen 11 and can be used for processing the image 10. Image by selecting the processing method
In some cases, 11 is unnecessary, in which case the image memory 4
Requires only image 10.
【0029】図2(b)は、メモリ6に格納されたデータ
等の状況を示しており、プログラム及びデータ12には、
本実施例を実現するためのプログラム及びデータを格納
し、登録情報13には、登録指紋画像の登録情報をファイ
ルに格納して保存する。FIG. 2B shows the status of data and the like stored in the memory 6, and the program and data 12 include
The program and data for realizing the present embodiment are stored, and the registration information 13 stores the registration information of the registered fingerprint image in a file.
【0030】画像が濃淡画像の場合は、輝度に対応した
符号値を定めておく。二値画像は、画像入力方式に依存
して、画像メモリ4に設定された濃淡画像を二値化して
得られる場合と、画像メモリ4に直接に二値画像が設定
される場合とがある。When the image is a grayscale image, a code value corresponding to the brightness is set. The binary image may be obtained by binarizing the grayscale image set in the image memory 4 or may be directly set in the image memory 4 depending on the image input method.
【0031】二値画像は、黒画素と白画素のみで表わさ
れるが、黒画素と白画素のそれぞれの輝度の値に対応し
た符号値(例えば、黒画素が1、白画素が0)を定めてお
くものとする。黒画素が輝度の高い部分であるか低い部
分であるかは、対象とする画像とその入力方法などによ
り定まるものであり、いずれの場合に対応させてもよ
い。二値画像は濃淡画像よりも小さいメモリ量で画像メ
モリに格納してもよい。The binary image is represented by only black pixels and white pixels, but code values (for example, 1 for black pixels and 0 for white pixels) corresponding to the respective luminance values of the black and white pixels are determined. I will keep it. Whether the black pixel has a high brightness part or a low brightness part depends on the target image and the input method thereof, and may correspond to either case. The binary image may be stored in the image memory with a smaller memory amount than the grayscale image.
【0032】画像メモリ4に格納する画像の論理的な原
点及び座標軸は、物理的な画像メモリ4の画素の位置と
独立に定めることができる。X軸とY軸の設定は自由で
あるが、説明の便宜上、X方向は左から右(すなわち、
Xの増加方向)に水平方向、Y方向は上から下(すなわ
ち、Yの増加方向)に垂直方向とする。The logical origin and coordinate axes of the image stored in the image memory 4 can be determined independently of the physical pixel position of the image memory 4. The X and Y axes can be set freely, but for convenience of explanation, the X direction is from left to right (that is,
The X direction is the horizontal direction, and the Y direction is the vertical direction from top to bottom (that is, the Y increasing direction).
【0033】次に記法と定義を説明するが、これらの記
法の一部は、以下の説明中に現れない場合もある。The notations and definitions are described below, but some of these notations may not appear in the following description.
【0034】[m]: 任意の数mの小数点以下切り捨
てを表す。 f(X,Y): 画素のアドレス(X,Y)における輝度で
ある。 FA: 指紋領域である。この指紋領域は、指紋境界の
みで表現できるので、指紋境界情報としてメモリ6に記
憶する。また指紋境界は、指紋領域内として扱う。 (XC,YC): 指紋の近似的中心点のアドレスである。 (XRC,YRC): 登録指紋の近似的中心点のアドレスで
ある。 (XTC,YTC): 検査指紋の近似的中心点のアドレスで
ある。 Rth: 登録指紋画像(濃淡画像又は二値画像)から得ら
れる登録指紋二値画像(第1画像)に、少なくとも細め処
理を行うことにより得られた、登録指紋変更画像(すな
わち、第1変更画像)である。 Tth: 検査指紋画像(濃淡画像又は二値画像)から得ら
れる登録指紋二値画像に、少なくとも細め処理(元のま
まとする場合も含む)を行うことにより得られた、検査
指紋変更画像(すなわち、第2変更画像)である。 RA: 登録指紋変更画像Rthにおける指紋領域内にあ
る全部の黒画素のアドレス(X,Y)の集合である。RA
をテンプレートと呼ぶ。 RT(0): RAの中心部小領域であるXRC−a≦X≦
XRC+a,かつ、YRC−b≦Y≦YRC+bにある黒画素
のアドレス(X,Y)の集合である。つまり、RT(0)
は、RAの部分集合であり、このRT(0)を、サブテン
プレートと呼ぶ。 RB(0): RAからRT(0)を除いた部分の黒画素の
アドレスの集合である。RB(0)は、RAの部分集合で
ある。RB(0)を、非サブテンプレートと呼ぶ。 RT(S): 登録指紋変更画像の座標軸を、任意に定め
た点を中心にS度回転させたときのサブテンプレートR
T(0)の黒画素のアドレス(X,Y)の集合である。 RT(S,H,V): 登録指紋変更画像の座標軸を、任
意の点(例えば、登録指紋の近似的中心点)を中心にS度
回転後、水平移動H、垂直移動Vを行った後の座標軸に
おけるサブテンプレートRT(0)のアドレスの集合であ
る。RT(0,0,0)=RT(0)、RT(S,0,0)=
RT(S)である。 RB(S,H,V): 登録指紋変更画像の座標軸を、任
意の点(例えば、登録指紋の近似的中心点)を中心にS度
回転後、水平移動H、垂直移動Vを行った後の座標軸に
おける非サブテンプレートRB(0)のアドレスの集合で
ある。RB(0,0,0)=RB(0)、RB(S,0,0)
=RB(S)である。 N1m : サブテンプレート一致黒画素数であり、登録
指紋のサブテンプレートの黒画素と検査指紋の黒画素と
の一致黒画素数を表す。 N1c : サブテンプレート総黒画素数であり、登録指
紋のサブテンプレートの総黒画素数を表す。 N2m : 非サブテンプレート一致黒画素数であり、登
録指紋の非サブテンプレートの黒画素と検査指紋の黒画
素との一致黒画素数を表す。 N2c : 非サブテンプレート総黒画素数であり、登録
指紋の非サブテンプレートの総黒画素数を表す。[M]: represents truncation after the decimal point of an arbitrary number m. f (X, Y): The luminance at the pixel address (X, Y). FA: Fingerprint area. Since this fingerprint area can be expressed only by the fingerprint boundary, it is stored in the memory 6 as fingerprint boundary information. The fingerprint boundary is treated as within the fingerprint area. (X C , Y C ): Address of the approximate center point of the fingerprint. (X RC , Y RC ): The address of the approximate center point of the registered fingerprint. (X TC , Y TC ): Address of the approximate center point of the test fingerprint. R th : Registered fingerprint change image (that is, first change) obtained by at least thinning the registered fingerprint binary image (first image) obtained from the registered fingerprint image (grayscale image or binary image) Image). T th : An inspection fingerprint change image (at least obtained by subjecting a registered fingerprint binary image obtained from the inspection fingerprint image (grayscale image or binary image) to thinning processing (including the case of leaving it as it is) That is, the second modified image). RA: A set of addresses (X, Y) of all black pixels in the fingerprint area in the registered fingerprint change image R th . RA
Is called a template. RT (0): X RC −a ≦ X ≦, which is a small area in the center of RA
It is a set of addresses (X, Y) of black pixels in X RC + a and Y RC −b ≦ Y ≦ Y RC + b. That is, RT (0)
Is a subset of RA, and this RT (0) is called a sub-template. RB (0): This is a set of addresses of black pixels in a portion of RA excluding RT (0). RB (0) is a subset of RA. RB (0) is called a non-subtemplate. RT (S): Sub-template R when the coordinate axis of the registered fingerprint change image is rotated S degrees about an arbitrarily determined point
It is a set of addresses (X, Y) of black pixels of T (0). RT (S, H, V): After the coordinate axis of the registered fingerprint change image is rotated S degrees about an arbitrary point (for example, the approximate center point of the registered fingerprint), horizontal movement H and vertical movement V are performed. Is a set of addresses of the sub-template RT (0) on the coordinate axis of. RT (0,0,0) = RT (0), RT (S, 0,0) =
It is RT (S). RB (S, H, V): After the coordinate axis of the registered fingerprint change image is rotated S degrees about an arbitrary point (for example, the approximate center point of the registered fingerprint), horizontal movement H and vertical movement V are performed. Is a set of addresses of the non-sub-template RB (0) on the coordinate axis of. RB (0,0,0) = RB (0), RB (S, 0,0)
= RB (S). N1 m : The number of sub-template matching black pixels, which represents the number of matching black pixels between the sub-template black pixels of the registered fingerprint and the inspection fingerprint black pixel. N1 c : The total number of black pixels of the sub-template, which represents the total number of black pixels of the sub-template of the registered fingerprint. N2 m : The number of non-subtemplate matching black pixels, which represents the number of matching black pixels of the registered fingerprint non-subtemplate black pixels and the inspection fingerprint black pixels. N2 c : The total number of black pixels of the non-sub-template, which represents the total number of black pixels of the non-sub-template of the registered fingerprint.
【0035】図3は、画像メモリ4における画像10にお
いて、指紋境界14により定まる指紋領域と、サブテンプ
レートRT(0)を抽出する部分及び非サブテンプレート
RB(0)を抽出する部分の関係の例を表している。FIG. 3 shows an example of the relationship between the fingerprint area defined by the fingerprint boundary 14 in the image 10 in the image memory 4 and the part extracting the sub-template RT (0) and the part extracting the non-sub-template RB (0). Is represented.
【0036】指紋画像の処理を行うための手段を以下に
述べる。なお、各手段の手順におけるステップで、次の
処理の記述がない場合は、直後のステップに進むものと
する。各手段で用いる定数は、画像照合装置1及び画像
入力装置2における種々の条件を考慮して、静的または
動的に適切な値を設定することとする。各ステップの実
現は、処理の内容が同じであれば、変形可能である。The means for processing the fingerprint image will be described below. If there is no description of the next process in the steps of the procedure of each means, the process immediately follows. The constant used in each means is set to an appropriate value statically or dynamically in consideration of various conditions in the image matching device 1 and the image input device 2. The implementation of each step can be modified as long as the content of the process is the same.
【0037】(1)平滑化の処理手段 平滑化は、指紋画像の雑音の影響を減らすための処理で
ある。平滑化の処理は、公知の方法を用いることができ
る。例えば、任意の画素の近傍画素の値を用いる局所加
重平均フィルタなどを用いることができる。(1) Smoothing processing means Smoothing is processing for reducing the influence of noise on the fingerprint image. A known method can be used for the smoothing process. For example, a local weighted average filter that uses the values of neighboring pixels of an arbitrary pixel can be used.
【0038】画像メモリ4に直接に二値画像を入力でき
る場合には、平滑化は省略する。When the binary image can be directly input to the image memory 4, the smoothing is omitted.
【0039】(2)二値化と背景分離の処理手段 二値化は、濃淡画像を二値画像に変換する処理である。
背景分離は、画像メモリ4における画像10の指紋画像の
有効な範囲を明確化する処理である。二値化と背景分離
を行う手順の例を以下の手順Bに述べる。手順Bの入力
情報は、入力画像情報である。手順Bの出力情報は、出
力画像の二値画像、及び指紋境界情報である。画像メモ
リ4に直接に二値画像を入力できる種類の画像入力装置
を用いる場合には、二値化(ステップB2)は省略して、
背景分離だけを実行する。(2) Binarization and Background Separation Processing Means Binarization is a process of converting a grayscale image into a binary image.
Background separation is a process of clarifying the effective range of the fingerprint image of the image 10 in the image memory 4. An example of a procedure for performing binarization and background separation is described in procedure B below. The input information of the procedure B is input image information. The output information of the procedure B is the binary image of the output image and the fingerprint boundary information. When using an image input device of the type capable of directly inputting a binary image to the image memory 4, the binarization (step B2) is omitted,
Performs only background separation.
【0040】(手順B)Kを部分領域のX方向の長さ
(=部分領域のY方向の長さ)を表す定数とする。(Procedure B) K is the length of the partial region in the X direction
It is a constant representing (= the length of the partial area in the Y direction).
【0041】[0041]
【数1】L=(Xh+1)/K とする。ここでは、Lが整数となるようにKを選択する
(一般的には、部分領域の長さを、部分領域ごとに可変
することが可能)。## EQU1 ## Let L = (X h +1) / K. Here, K is selected so that L becomes an integer.
(Generally, the length of the partial area can be changed for each partial area).
【0042】[0042]
【数2】Kmax=((Xh+1)/K)−1 とする。画像10について、部分領域を一意に識別するた
めの部分領域アドレスを各部分領域の先頭の画素アドレ
スとする。任意の画素アドレス(X,Y)は、部分領域ア
ドレスJ(M,N)では、M=[X/Y]、かつ、N=
[Y/K]である。したがって、部分領域アドレスJ
(M,N)に対応する画素アドレス(X,Y)は、## EQU2 ## Let K max = ((X h +1) / K) -1. In the image 10, the partial area address for uniquely identifying the partial area is set as the leading pixel address of each partial area. An arbitrary pixel address (X, Y) is M = [X / Y] at the partial area address J (M, N), and N =
[Y / K]. Therefore, the partial area address J
The pixel address (X, Y) corresponding to (M, N) is
【0043】[0043]
【数3】 X=K・M,(M=0,1,2,・・・,Kmax) Y=K・N,(N=0,1,2,・・・,Kmax) により求まる。## EQU00003 ## X = K.M, (M = 0,1,2, ..., Kmax ) Y = K.N, (N = 0,1,2, ..., Kmax ) ..
【0044】ステップB1(有効部分領域の判定): M=0,1,2,・・・,Kmax N=0,1,2,・・・,Kmax について、以下の処理を行う。各部分領域アドレスJ
(M,N)ごとに、各部分領域内のすべての画素の輝度平
均値Bav(M,N)を、 Bav(M,N)=(部分領域内の画素の輝度の和)/(部分
領域内の画素数) により求める。BL及びBHを、有効部分領域と無効部分
領域を区分するための定数とする。各部分領域ごとに、 BL≦Bav(M,N)≦BH であるときに、その部分領域が有効部分領域であると判
定し、有効部分領域テーブルG(その要素は、G(M,
N))に有効表示(表示値は1とする)を設定し、 Bav(M,N)<BL 又は、Bav(M,N)>BH のときは、G(M,N)に無効表示(表示値は0とする)を
設定する。図4は、指紋の部分領域の有効部分領域テー
ブルGの一例を示し、K=16の場合である。[0044] Step B1 (determination of the effective partial region): M = 0,1,2, ···, K max N = 0,1,2, ···, the K max, the following process is performed. Each partial area address J
For each (M, N), the brightness average value B av (M, N) of all pixels in each partial area is expressed as B av (M, N) = (sum of brightness of pixels in partial area) / ( The number of pixels in the partial area). BL and BH are constants for distinguishing the effective partial area and the invalid partial area. For each partial area, when BL ≤ B av (M, N) ≤ B H , it is determined that the partial area is an effective partial area, and the effective partial area table G (the element is G (M ,
N)) is set to a valid display (display value is 1), and when B av (M, N) <B L or B av (M, N)> B H , G (M, N) Sets invalid display (display value is 0). FIG. 4 shows an example of the effective partial area table G of the partial area of the fingerprint, where K = 16.
【0045】無効部分領域の画素(X,Y)は、便宜上、
すべて白画素の符号値に設定する。For the sake of convenience, the pixel (X, Y) in the invalid partial area is
All are set to the code value of white pixels.
【0046】なお、部分領域の輝度の平均値だけでな
く、輝度の分布状況(分散値など)も用いて、有効部分領
域と無効部分領域の区分を行ってもよい。The effective partial area and the invalid partial area may be divided not only by using the average value of the brightness of the partial areas but also by the distribution status of the brightness (variance value etc.).
【0047】ステップB2(二値化): M=0,1,2,・・・,Kmax N=0,1,2,・・・,Kmax について、以下の処理を行う。有効部分領域について、
Bav(M,N)を求めた部分領域の画素(X,Y)の輝度f
(X,Y)について、二値化のしきい値TBを、[0047] Step B2 (binarization): M = 0,1,2, ···, K max N = 0,1,2, ···, the K max, the following process is performed. About the effective partial area,
The brightness f of the pixel (X, Y) in the partial area for which B av (M, N) is obtained
For (X, Y), the threshold value T B for binarization is
【0048】[0048]
【数4】TB=Bav(M,N)+DB とし(DBは、二値化のしきい値を調整するための整数
(正,負,又は零)の定数)、このときの部分領域アドレ
スJ(M,N)における画素(X,Y)について、輝度の低
い方を黒画素とする場合は、 K・M≦X≦K・(M+1)−1 K・N≦Y≦K・(N+1)−1 の範囲の(X,Y)について、 f(X,Y)≧TBのとき、画素(X,Y)の輝度に白画素
の符号値を設定し、 f(X,Y)<TBのとき、画素(X,Y)の輝度に黒画素
の符号値を設定する なお、輝度の高い方を黒画素とする場合は、本ステップ
で、白画素と黒画素を上述の逆に設定する。[Formula 4] T B = B av (M, N) + D B (where D B is an integer for adjusting the threshold value for binarization)
(Constant of positive, negative, or zero)), for the pixel (X, Y) at the partial area address J (M, N) at this time, if the one with lower luminance is a black pixel, K · M ≦ X ≦ K · (M + 1) -1 K · N ≦ Y ≦ K · (N + 1) -1 range of (X, Y) for, f (X, Y) when ≧ T B, the pixel (X, Y) of sets a code value of the white pixels in luminance, when f (X, Y) <T B, still sets a code value of black pixels to the luminance of the pixel (X, Y), and black pixels the higher luminance If so, in this step, the white pixel and the black pixel are set in the opposite manner to the above.
【0049】ステップB3(有効部分領域の数の検
査):有効部分領域テーブルGにより、有効部分領域の
数GEを計数し、 GE≧GC であればステップB4に行き(GCは、有効部分領域が十
分存在することを判定するための定数)、 GE<GC であれば、有効部分領域数不足により、本手順を異常終
了する。 Step B3 (inspection of the number of effective partial areas): The number of effective partial areas G E is counted by the effective partial area table G, and if G E ≧ G C , go to step B4 (G C is If G E <G C , a constant for determining that there are sufficient valid partial areas), this procedure ends abnormally due to insufficient number of valid partial areas.
【0050】ステップB4(部分領域単位の指紋境界の
左端):部分領域指紋境界情報を{(NT,ML,MR),
NT=0〜Kmax}で表し、各N=NTの値について、ML
≦M≦MRが部分領域単位の指紋領域である。 Step B4 (left end of fingerprint boundary in units of partial area): The partial area fingerprint boundary information is set to {(N T , M L , M R ),
N T = 0 to K max }, and for each N = N T value, M L
≦ M ≦ M R is the fingerprint area of each partial area.
【0051】ここでは、部分領域単位に、指紋境界の左
端MLを求める。N=0から開始して、N=NT,(NT=
0〜Kmax)について、次の処理を行う。左端(M=0)か
らMの増加方向について、順次に有効部分領域テーブル
Gの要素G(M,N)の1(有効部分領域表示)を探索し、
1がKC個以上(KCは、部分領域の指紋境界14を判定す
るための、1以上の定数)連続する部分の最初のMの値
MLをそのときのNについての指紋領域の左端とする。
M=0〜Kmaxで1(有効領域表示)が連続してKC個以上
発見できないときは、そのNの値は、すべてのMについ
て非指紋領域であり、非指紋領域のNTでは、 ML=MR=−1 とする。Here, the left end M L of the fingerprint boundary is obtained for each partial area. Starting from N = 0, N = N T , (N T =
The following processing is performed for 0 to K max ). In the increasing direction of M from the left end (M = 0), 1 (effective partial area display) of the element G (M, N) of the effective partial area table G is sequentially searched,
1 is K C or more (K C is a constant of 1 or more for determining the fingerprint boundary 14 of the partial area) The first M value M L of the continuous part is the left end of the fingerprint area for N at that time. And
When 1 (effective area display) is not continuously found by K C or more at M = 0 to K max , the value of N is a non-fingerprint area for all M, and N T of the non-fingerprint area is Let M L = M R = −1.
【0052】ステップB5(部分領域ごとの指紋境界の
右端):ここでは、部分領域単位に、指紋境界の右端M
Rを求める。N=0から開始して、N=NT,(NT=0〜
Kmax)について、ステップB4で左端が設定されていな
いN(すなわち、ML=−1のときのN)は飛ばして、右
端(M=Kmax)からMの減少方向について、順次に有効
部分領域テーブルGの要素G(M,N)の1(有効部分領
域表示)を探索し、1がKC個以上(KCは定数)連続する
部分の最初のMの値MRをそのときのNについての指紋
指域の右端とする。以上により、部分領域指紋境界情報
{(NT,ML,MR),NT=0〜Kmax}が求まる。 Step B5 (right edge of fingerprint boundary for each partial area): Here, the right edge M of the fingerprint boundary is set for each partial area.
Find R. Starting from N = 0, N = N T , (N T = 0 to
K max ), N for which the left end is not set in step B4 (that is, N when ML = -1) is skipped, and the effective part is sequentially increased from the right end (M = K max ) in the decreasing direction. Search for 1 (effective partial area display) of the element G (M, N) of the area table G, and find the value M R of the first M of a continuous section where 1 is K C or more (K C is a constant) at that time. Let N be the right edge of the fingerprint finger area. From the above, partial area fingerprint boundary information {(N T , M L , M R ), N T = 0 to K max } is obtained.
【0053】ステップB6(各画素ごとの指紋境界情
報):部分領域指紋境界情報{(NT,ML,MR),NT=
0〜Kmax}から、画素ごとの指紋境界情報を求める。
画素ごとの指紋境界情報を{(YT,XL,XR),YT=0
〜Yh−1)}で表し、これは、各YTの値について、XL
≦X≦XRが指紋領域の意味である。 Step B6 (fingerprint boundary information for each pixel): partial area fingerprint boundary information {(N T , M L , M R ), N T =
The fingerprint boundary information for each pixel is obtained from 0 to K max }.
The fingerprint boundary information for each pixel is represented by {(Y T , XL , X R ), Y T = 0.
Expressed in to Y h -1)}, which, for each value of Y T, X L
≦ X ≦ X R means the fingerprint area.
【0054】部分領域指紋境界情報により、N=0〜K
maxにおいて、K・N≦Y≦K・N+KmaxのY=YTに
ついて、Depending on the partial area fingerprint boundary information, N = 0 to K
At max , for Y = Y T of K · N ≦ Y ≦ K · N + K max ,
【0055】[0055]
【数5】XL=K・ML XR=K・MR+Kmax として、各画素ごとの指紋境界情報{(YT,XL,
XR),YT=0〜Yh−1)}を求める。
(手順B終り)。Equation 5] as X L = K · M L X R = K · M R + K max, fingerprint boundary information of each pixel {(Y T, X L,
X R ), Y T = 0 to Y h -1)}.
(End of procedure B).
【0056】なお、以後、単に指紋境界情報というとき
には、各画素ごとの指紋境界情報{(YT,XL,XR),
YT=0〜Yh−1)}を意味する。Note that, hereinafter, when simply referred to as fingerprint boundary information, the fingerprint boundary information for each pixel {(Y T , XL , X R ),
Y T = 0 to Y h -1)}.
【0057】(3)画像補正の処理手段 画像補正をどの程度行うかは、画像の品質に依存して定
める必要があるものであり、必要に応じて、省略又は増
強を行う。本実施例における画像補正の目的は、細め処
理が十分に実行できるようにするためのものである。こ
こでは、画像10に対して、二値画像の指紋領域内の各画
素の周辺の画素パターンにより、孤立黒画素集合の除去
(白画素に変更)、孤立白画素集合の穴埋め(黒画素に変
更)などの簡易な画像補正を行う手順の例を、以下の手
順Tに示す。(3) Image Correction Processing Means The degree of image correction needs to be determined depending on the image quality, and may be omitted or enhanced as necessary. The purpose of the image correction in this embodiment is to allow the thinning processing to be sufficiently executed. Here, for the image 10, the removal of the isolated black pixel set is performed by the pixel pattern around each pixel in the fingerprint area of the binary image.
An example of a procedure for performing simple image correction such as (changing to white pixels) or filling in a set of isolated white pixels (changing to black pixels) is shown in the following procedure T.
【0058】この手順Tは、5×5個の画素集合に個々
の処理を適用する場合を示しており、一般に、n×n個
(n=2k+1,k=1,2,・・・)の画素集合につい
て、同様な処理が可能である。画像補正を行う画素集合
の大きさは、画像メモリ4の画素数、画像の品質などに
応じて適当に定める必要がある。任意の画素P0を中心
とする5×5個の画素集合の個々の名称P0〜P24の位
置と手順Tを適用した場合の黒画素と白画素の変化の例
を、図5(a)と図5(b)に示す。手順Tの入力情報は、入
力画素情報、及び指紋境界情報である。また、出力情報
は、出力画像情報である。This procedure T shows the case where each processing is applied to a set of 5 × 5 pixels, and in general, n × n
Similar processing can be performed on a pixel set of (n = 2k + 1, k = 1, 2, ...). The size of the pixel set for image correction needs to be appropriately determined according to the number of pixels in the image memory 4, the image quality, and the like. An example of the positions of the individual names P 0 to P 24 of the 5 × 5 pixel group centered on an arbitrary pixel P 0 and the change of the black pixel and the white pixel when the procedure T is applied is shown in FIG. ) And FIG. 5 (b). The input information of the procedure T is input pixel information and fingerprint boundary information. The output information is output image information.
【0059】(手順T)画像10にある指紋領域内(境界を
含む)の注目画素をP0=(X,Y)とし、(Procedure T) The pixel of interest in the fingerprint area (including the boundary) in the image 10 is set to P 0 = (X, Y),
【0060】[0060]
【数6】X=2,3,・・・,Xh−2 Y=2,3,・・・,Yh−2 について、ステップT1〜ステップT4の処理を反復す
る。なお、指紋領域外は、二値化で白画素に設定されて
いるため、5×5個の画素集合の画素は、すべて白画素
か黒画素であり、P0を指紋領域内で選択後の5×5個
の画素集合の処理時点では、指紋領域を意識する必要は
ない。## EQU6 ## The processing of steps T1 to T4 is repeated for X = 2, 3, ..., X h -2 Y = 2, 3, ..., Y h -2. Note that the pixels outside the fingerprint area are set to white pixels by binarization, so that the pixels of the 5 × 5 pixel set are all white pixels or black pixels, and P 0 after selecting P 0 in the fingerprint area At the time of processing a set of 5 × 5 pixels, it is not necessary to be aware of the fingerprint area.
【0061】ステップT1(P0の選定):画素P0=
(X0,Y0)が指紋境界内であるかどうかを、指紋境界情
報(YT,XL,XR)により調べる。すなわち、Y0=YT
となるYTのXLとXRについて、XL≦X0≦XRであれば
P0は指紋境界内であり、そうでなければ指紋境界外で
ある。次に、 P0が指紋境界内のとき、ステップT2へ行く。 Step T1 (selection of P 0 ): Pixel P 0 =
Whether or not (X 0 , Y 0 ) is within the fingerprint boundary is checked by the fingerprint boundary information (Y T , XL , X R ). That is, Y 0 = Y T
For X L and X R of Y T , if P L ≦ X 0 ≦ X R , then P 0 is within the fingerprint boundary, and otherwise P 0 is outside the fingerprint boundary. Then, when P 0 is within the fingerprint boundary, go to step T2.
【0062】 P0が指紋境界外のとき、次のP0へ行
き、ステップT1から処理を行う。When P 0 is outside the fingerprint boundary, the process goes to the next P 0 and the processes are performed from step T 1.
【0063】ステップT2(孤立した黒画素集合の除
去):ここでは、孤立した黒画素集合の除去を行う。 Step T2 (Removal of Isolated Black Pixel Set): Here, an isolated black pixel set is removed.
【0064】 P9〜P24がすべて白画素であるとき
に、P0〜P8の画素をすべて白画素とし、ステップT3
へ行く。そうでないときは、へ行く。When P 9 to P 24 are all white pixels, the pixels P 0 to P 8 are all white pixels, and step T3
Go to If not, go to.
【0065】 P1〜P8がすべて白画素のときに、P
0を白画素にし、ステップT3へ行く。そうでないとき
は、何もせずにステップT3へ行く。When P 1 to P 8 are all white pixels, P
Set 0 to a white pixel and go to step T3. If not, go to step T3 without doing anything.
【0066】ステップT3(孤立した白画素集合の除
去):ここでは、孤立した白画素集合(いわゆる穴)に対
する穴埋めの処理を行う。 Step T3 (Removal of Isolated White Pixel Set): Here, the process of filling the isolated white pixel set (so-called hole) is performed.
【0067】 P9〜P24がすべて黒画素であるとき
に、P0〜P8の画素をすべて黒画素とし、ステップT4
へ行く。そうでないときは、へ行く。When P 9 to P 24 are all black pixels, all the pixels of P 0 to P 8 are black pixels, and step T4
Go to If not, go to.
【0068】 P1〜P8がすべて黒画素のときに、P
0を黒画素にし、ステップT4へ行く。そうでないとき
は、何もせずにステップT4へ行く。When P 1 to P 8 are all black pixels, P
Set 0 to a black pixel and go to step T4. If not, go to step T4 without doing anything.
【0069】ステップT4:本手順を終了する。
(手順T終り)。 Step T4 : This procedure is ended.
(End of procedure T).
【0070】手順Tにおける、ステップT2及びステッ
プT3では、更新の対象とする画素が、すでに更新しよ
うとする値のときは、更新する必要はないが、値の確認
の処理を避けるために、更新してもよい。At step T2 and step T3 in the procedure T, when the pixel to be updated has the value to be updated, it is not necessary to update, but in order to avoid the value confirmation processing, the update is performed. You may.
【0071】(4)近似的中心点を求める処理手段 画像10にある指紋の二値画像から、指紋領域の近似的中
心点(XC,YC)を求めるための手順を以下の手順Qに示
す。手順Qの入力情報は、入力画像情報、及び指紋境界
情報である。手順Qの出力情報は、近似的中心点(XC,
YC)である。図6に、各定数と指紋領域及び近似的中心
点の関係の例を示す。(4) Processing means for obtaining approximate center point The procedure for obtaining the approximate center point (X C , Y C ) of the fingerprint area from the binary image of the fingerprint in the image 10 is shown in the following procedure Q. Show. The input information of the procedure Q is input image information and fingerprint boundary information. The output information of the procedure Q is the approximate center point (X C ,
Y C ). FIG. 6 shows an example of the relationship between each constant, the fingerprint area, and the approximate center point.
【0072】(手順Q)ステップQ1 (YCを求めるための処理):VL≦X≦V
Rの範囲について、水平線Y=KAi,(i=1,2,・・・,n;
HD≦Y≦HU)と、指紋線である黒画素線との交線数K
Hi,(i=1,2,・・・,n)を求める。ここで、個々の交わった
部分の黒画素の部分幅は一定値(例えば1画素)以上とす
る。HD,HU,VL,VRは、VL≦X≦VR、かつHD≦
Y≦HUの区間が、指紋領域内であり、かつ、近似的中
心点の設定可能な範囲となるように選択した定数であ
る。KAi,(i=1,2,・・・,n)は、走査位置を定める定数で
ある。(Procedure Q) Step Q1 (Process for Obtaining Y C ): V L ≦ X ≦ V
For the range of R , the horizontal line Y = KA i , (i = 1,2, ..., n;
H D ≤ Y ≤ H U ) and the number of intersections K of the black pixel lines which are fingerprint lines
Find H i , (i = 1, 2, ..., N). Here, the partial width of the black pixel in each intersecting portion is set to a certain value (for example, one pixel) or more. H D, H U, V L , V R is, V L ≦ X ≦ V R , and H D ≦
The section of Y ≦ H U is a constant selected so as to be within the fingerprint area and within a settable range of the approximate center point. KA i , (i = 1, 2, ..., N) is a constant that determines the scanning position.
【0073】次に、水平線Y=KAiに対する交線数K
Hi,(i=1,2,・・・,n)について、KHi,(i=1,2,・・・,n)が
最大となるi=imを求める。一般にはimは、1つ以上
ある(Ty個とする)。近似的中心点のY座標であるY
cを、Next, the number of intersecting lines K with respect to the horizontal line Y = KA i
For H i , (i = 1, 2, ..., N), i = i m that maximizes KH i , (i = 1, 2, ..., N) is obtained. Generally i m is (the T y pieces) are one or more. Y which is the Y coordinate of the approximate center point
c
【0074】[0074]
【数7】 [Equation 7]
【0075】[0075]
【外1】 [Outer 1]
【0076】ステップQ2(XCを求めるための処
理):HD≦Y≦HUの範囲について、垂直線X=K
Bi,(i=1,2,・・・,n; VL≦X≦VR)と、指紋線である
黒画素線との交線数KVi,(i=1,2,・・・,n)を求める。こ
こで、交わった部分の黒画素の線分幅は、一定値(例え
ば1画素)以上とする。KBi,(i=1,2,・・・,n)は定数で
ある。 Step Q2 (Process for obtaining X C ): Vertical line X = K in the range of H D ≦ Y ≦ H U
B i , (i = 1,2, ..., n; V L ≦ X ≦ V R ) and the number of intersections KV i of the black pixel line, which is a fingerprint line, (i = 1,2, ...・, N) is calculated. Here, the line segment width of the black pixel in the intersecting portion is set to a certain value (for example, one pixel) or more. KB i , (i = 1, 2, ..., N) is a constant.
【0077】次に、垂直線X=KBiに対する交線数K
Vi,(i=1,2,・・・,n)について、KVi,(i=1,2,・・・,n)が
最大となるi=isを求める。一般にはisは、1つ以上
ある(Tx個とする)。近似的中心点のX座標であるX
cを、Next, the number of intersecting lines K with respect to the vertical line X = KB i
For V i , (i = 1,2, ..., N), i = i s that maximizes KV i , (i = 1, 2, ..., N) is obtained. Generally, there is one or more i s (T x ). X which is the X coordinate of the approximate center point
c
【0078】[0078]
【数8】 [Equation 8]
【0079】[0079]
【外2】 [Outside 2]
【0080】ステップQ3:(XC,YC)を指紋領域の
近似的中心点とする。 (手順Q終り)。 Step Q3 : Let (X C , Y C ) be the approximate center point of the fingerprint area. (End of procedure Q).
【0081】なお、手順Qの1つの代替として、画像10
の中心(〔Xh/2〕,〔Yh/2〕)を近似的中心点
(XC,YC)とみなす手段がある。As an alternative to the procedure Q, the image 10
The center ([X h / 2], [Y h / 2]) of
There is a means to regard it as (X C , Y C ).
【0082】(5)細め処理手段 1画素以上の黒画素の集合を画像の線として扱う。線幅
指定値の保持方法は任意であり、細め処理手段の入力情
報とすることも、細め処理手段の中で保持することも可
能である。線幅指定値は、1つの細め処理の中で1つ以
上保持してもよい。本実施例では、細め処理手段を、線
幅指定値に応じて、使い分けることができる。ただし、
画像照合装置1は、第1画像に適用する線幅指定値の細
め処理手段と第2画像に適用する細め処理手段だけを、
備えればよい。線幅指定値に依存した細め処理手段の例
を以下に示す。(5) Thinning processing means A set of one or more black pixels is treated as an image line. The method of holding the line width designation value is arbitrary, and it is possible to use it as the input information of the thinning processing means or to hold it in the thinning processing means. One or more line width designation values may be held in one thinning process. In the present embodiment, the thinning processing means can be selectively used according to the line width designation value. However,
The image matching device 1 includes only the thinning processing means for the line width designation value applied to the first image and the thinning processing means applied to the second image.
Be prepared. An example of the thinning processing means depending on the specified line width value is shown below.
【0083】 大部分の線幅を1画素とするための細
め処理(線幅指定値が1画素)二値画像の線幅を細める手
段(又は濃淡画像を二値化しかつ線幅を細める手段)であ
り、公知の方法(例えば、大部分の線幅を1画素とする
ことのできる細線化方法)を用いることができる。ま
た、濃淡画像を直接に二値化及び細線化する方法もあ
る。Thinning processing for setting most line widths to 1 pixel (line width specified value is 1 pixel) Means for thinning the line width of a binary image (or means for binarizing a grayscale image and narrowing the line width) It is possible to use a known method (for example, a thinning method capable of making most of the line width one pixel). There is also a method of directly binarizing and thinning a grayscale image.
【0084】 線幅は変更しない細め処理(線幅指定
値で、無変更指定の表示を指定)元の二値画像に処理を
行わない(元のまま)とする場合であることは、自明であ
る。It is self-evident that the thinning process in which the line width is not changed (the line width designation value is used to designate the display with no change designation) is the case where the original binary image is not processed (as it is). is there.
【0085】 大部分の線について線幅指定値以下に
細めるための細め処理(線幅指定値が任意の数値)公知の
方法を基にして実現できる。例えば、次のごとき手段で
ある。A thinning process for thinning most of the lines to the line width specified value or less (the line width specified value is an arbitrary value) can be realized based on a known method. For example, the following means.
【0086】(a)画像を構成する線(本実施例では指紋
線である黒画素に相当)の外側から線の要素を1画素ず
つ消除する1画面分の処理を、大部分の線幅が1画素に
なるまで反復する細線化方法の場合、細線化の処理で
は、(A) Most of the line width is obtained by performing the processing for one screen in which the elements of the line are erased pixel by pixel from the outside of the line (corresponding to the black pixel which is the fingerprint line in the present embodiment) forming the image. In the case of a thinning method that repeats until one pixel is reached,
【0087】[0087]
【数9】 [Equation 9]
【0088】となるように反復回数を定めておけばよ
い。The number of repetitions may be set so that
【0089】(b)画像を構成する線の要素の中心から黒
画素を残す細線化方法の場合 任意の直線を画像の線が交わる部分の線分上の黒画素に
ついて、該線分の中心を含む線幅指定値以下の画素を残
す(線分幅が線幅指定値以上の場合は線分の中点を中心
として線幅指定値分の黒画素を残し、線分幅が線幅指定
値未満の線分上の黒画素はすべて残す)ことにより実現
できる。具体的な手順の例を次の手順Fに示す。(B) In the case of a thinning method in which a black pixel is left from the center of an element of a line forming an image, an arbitrary straight line is set to the center of the black pixel on the line segment where the lines of the image intersect. Pixels less than or equal to the specified line width are left (if the line segment width is greater than or equal to the line width specified value, the black pixels for the line width specified value are left around the midpoint of the line segment and the line segment width is specified This can be achieved by leaving all black pixels on the line segment below An example of a specific procedure is shown in the following procedure F.
【0090】1つの直線Lx及びその並行線として、X
軸及びその並行線を用い、直線Lxを零度以上の一定角
度だけ回転した直線Ly及びLyの並行線として、Y軸及
びその並行線を用いる場合(すなわち、回転角度が90度)
の実施例をのべる。なお、ここで、並行線は、各座標上
を通るもののみとする。以下の手順Fの入力情報は、入
力画像情報である。出力情報は、出力画像である。As one straight line L x and its parallel line, X
When the Y axis and its parallel line are used as the parallel lines of the straight lines L y and L y obtained by rotating the straight line L x by a constant angle of 0 ° or more using the axis and its parallel line (that is, the rotation angle is 90 degrees).
The following examples will be given. Note that, here, the parallel lines are limited to those that pass on each coordinate. The input information in the following procedure F is input image information. The output information is an output image.
【0091】(手順F)ステップF1 (X方向の細め処理):ここでは、X軸及
びその並行線上の黒画素を、黒画素と白画素に区分し直
す。画像10について、Y=Y0,(Y0=0,1,2,・・・,Yh)
とし、そのときの黒画素の連続範囲を、XLi≦X≦
XHi,(i=1,2,・・・)とする。次に、すべてのX方向に対
して、線幅指定値wx以上の黒画素連続部分(すなわち、
XHi−XLi+1≧wxを満たすiについての座標(X,Y
0)である、XLi≦X≦XHi、の線分の区間)について、
線分の長さ(画素数)がwx以上の場合は線分の中点を中
心としてwx個の黒画素を残し、線分の長さがwx未満の
線分上の黒画素はすべて残す。(Procedure F) Step F1 (thinning process in the X direction): Here, the black pixels on the X axis and the parallel lines thereof are redone into black pixels and white pixels. For image 10, Y = Y 0 , (Y 0 = 0,1,2, ..., Y h ).
And the continuous range of black pixels at that time is X Li ≦ X ≦
Let X Hi be (i = 1,2, ...). Next, with respect to all X directions, a black pixel continuous portion having a line width specified value w x or more (that is,
The coordinates (X, Y) for i satisfying X Hi −X Li + 1 ≧ w x
0 ) which is a segment of X Li ≤X ≤X Hi ),
When the length (number of pixels) of the line segment is w x or more, w x black pixels are left around the midpoint of the line segment, and black pixels on the line segment whose line segment length is less than w x are Leave all.
【0092】以上の結果を画像10に設定する。本ステッ
プの処理を、Y0を1ずつ増加して、すべてのY0につい
て、実施する。The above result is set in the image 10. The process of this step is executed for all Y 0 by increasing Y 0 by 1.
【0093】ステップF2(Y方向の細め処理):ここ
では、Y軸及びその並行線上の黒画素を、黒画素と白画
素に区分し直す。画像10について、X=X0,(X0=0,
1,2,・・・,Xh)とし、そのときの黒画素の連続範囲を、Y
Li≦Y≦YHi,(i=1,2,・・・)とする。次に、すべてのY
方向に対して、線幅指定値wy個以上の黒画素連続部分
(すなわち、YHi−YLi+1≧wyを満たすiについての
座標(X0,Y)である、YLi≦Y≦YHi、の線分の区間)
について、線分の長さがwy以上の場合は線分の中点を
中心としてwy個の黒画素を残し、線分の長さがwy未満
の線分上の黒画素はすべて残す。 Step F2 (thinning process in Y direction): Here, the black pixels on the Y axis and the parallel lines thereof are redone into black pixels and white pixels. For image 10, X = X 0 , (X 0 = 0,
1,2, ..., X h ), and the continuous range of black pixels at that time is Y
Li ≦ Y ≦ Y Hi , (i = 1,2, ...). Then all Y
Consecutive black pixels with line width specified value w y or more in the direction
(I.e., Y Hi -Y Li + 1 is ≧ w satisfying y coordinates for i (X 0, Y), Y Li ≦ Y ≦ Y Hi, line section of)
, If the length of the line segment is greater than or equal to w y , then w y black pixels are left around the midpoint of the line segment, and all black pixels on the line segment whose length is less than w y are left. ..
【0094】以上の結果を画像10に設定する。本ステッ
プの処理を、X0を1ずつ増加して、すべてのX0につい
て、実施する。 (手順F終
り)。The above result is set in the image 10. The processing of this step is performed for all X 0 by increasing X 0 by 1. (End of procedure F).
【0095】本実施例では、登録指紋画像と検査指紋画
像について、細め処理を行う場合の線幅指定値は任意に
指定できるが、入力される画像の線の品質や特性、細め
処理の線幅指定値に対する性能、画像照合装置1に要求
される性能などから定める必要がある。In the present embodiment, the line width designation value when performing the thinning process on the registered fingerprint image and the inspection fingerprint image can be arbitrarily designated, but the quality and characteristics of the line of the input image and the line width of the thinning process It is necessary to determine it from the performance with respect to the designated value, the performance required for the image matching device 1, and the like.
【0096】登録指紋画像と検査指紋画像のそれぞれの
細め処理における線幅指定値の差を大きくすれば、両画
像の位置ずれには強くなるが、差を大きくしすぎると、
照合精度の低下をが生じることがある。登録指紋変更画
像の線幅は小さい方が、黒画素数が少なくなるため、登
録情報に必要なメモリ量を小さくできる。これらのこと
を勘案すると、例えば、次のいずれかの指定が有効な場
合がある。If the difference between the line width designation values in the respective thinning processing of the registered fingerprint image and the inspection fingerprint image is increased, the positional deviation between the two images becomes stronger, but if the difference is too large,
The collation accuracy may be deteriorated. The smaller the line width of the registered fingerprint change image is, the smaller the number of black pixels is, so that the memory amount required for the registration information can be reduced. Considering these matters, for example, one of the following specifications may be valid.
【0097】 登録指紋画像の細め処理では線幅指定
値を1画素とし、検査指紋画像の細め処理では線幅指定
値を無変更とする。In the thinning process of the registered fingerprint image, the designated line width value is set to 1 pixel, and in the thinning process of the inspection fingerprint image, the designated line width value is unchanged.
【0098】 登録指紋画像の細め処理では線幅指定
値を1画素とし、検査指紋画像の細め処理では線幅指定
値を2画素以上の適当な値とする。In the thinning process of the registered fingerprint image, the designated line width value is set to 1 pixel, and in the thinning process of the inspection fingerprint image, the designated line width value is set to an appropriate value of 2 pixels or more.
【0099】 登録指紋画像の細め処理の線幅指定値
を、検査指紋画像の細め処理の線幅指定値よりも小さい
値とする条件で、適当に選択する。The line width designation value for the thinning process of the registered fingerprint image is appropriately selected under the condition that it is smaller than the line width designation value for the thinning process of the inspection fingerprint image.
【0100】手順Fは、線幅指定値が小さいと、黒画素
の連結性が保たれにくくなるので、線幅指定値を比較的
大きくとれる場合に有効である。また、手順Fを濃淡画
像に適用する拡張は、容易に実現できる。すなわち、各
画素の輝度に、黒画素と見なす輝度と、白画素と見なす
輝度の範囲を、動的又は静的に設定して、手順Fと同様
な処理を行う。The procedure F is effective when the line width designation value can be made relatively large because it is difficult to maintain the connectivity of the black pixels when the line width designation value is small. Further, the extension of applying the procedure F to the grayscale image can be easily realized. That is, for the brightness of each pixel, a range of brightness considered as a black pixel and a range considered as a white pixel is set dynamically or statically, and the same process as in step F is performed.
【0101】(6)登録画像の登録情報の登録処理手段 指紋情報の登録処理は、登録指紋として画像メモリ4の
画像10に入力されて、細め処理までの処理がされた結果
である画像10にある登録指紋変更画像Rthからサブテン
プレートRT(0)を作成して、サブテンプレートRT
(0)のファイルに格納する処理である。指紋情報の登録
処理を行う手順を、以下の手順Rに示す。手順Rの入力
情報は、登録指紋のファイル名、登録指紋変更画像
Rth、登録指紋の指紋境界情報、及び登録指紋の近似的
中心点(XRC,YRC)である。手順Rの出力情報は、サブ
テンプレートRT(0)のファイル、及び非サブテンプレ
ートRB(0)のファイルである。(6) Registration processing means for registration information of registered image In the registration processing of fingerprint information, an image 10 which is the result of the processing up to the narrowing processing is input to the image 10 of the image memory 4 as a registered fingerprint. A sub template RT (0) is created from a certain registered fingerprint change image R th, and the sub template RT (0) is created.
This is the process of storing in the file (0). The procedure for registering fingerprint information is shown in procedure R below. The input information of the procedure R is the file name of the registered fingerprint, the registered fingerprint change image R th , the fingerprint boundary information of the registered fingerprint, and the approximate center point (X RC , Y RC ) of the registered fingerprint. The output information of the procedure R is the file of the sub template RT (0) and the file of the non-sub template RB (0).
【0102】(手順R)ステップR1 (サブテンプレートRT(0)の作成):登
録指紋変更画像Rthから、指紋領域FA内にあり、かつ
登録指紋変更画像Rthの中心部小領域(XRC−a≦X≦
XRC+a,かつYRC−b≦Y≦YRC+bの範囲。a,b
は定数。)にある黒画素アドレスを抽出して、サブテン
プレートRT(0)を作成し、このRT(0)のファイルを
作成する。また、このRT(0)の格納ファイルには、登
録指紋近似的中心点(XRC,YRC)も格納する。[0102] (Formation of sub-template RT (0)) (Step R) Step R1: from modified image of the registered fingerprint R th, located in the fingerprint region FA, and the modified image of the registered fingerprint R th center small region (X RC −a ≦ X ≦
The range of X RC + a and Y RC −b ≦ Y ≦ Y RC + b. a, b
Is a constant. The black pixel address in () is extracted, a sub-template RT (0) is created, and a file of this RT (0) is created. Further, the registered file approximate center point (X RC , Y RC ) is also stored in this RT (0) storage file.
【0103】ステップR2(非サブテンプレートRB
(0)の作成):登録指紋変更画像Rthから、サブテレプ
レートRT(0)外、かつ指紋領域FA内にある黒画素ア
ドレスを抽出して、非サブテンプレートRB(0)を作成
し、このRB(0)のファイルを作成する。
(手順R終り)。 Step R2 (Non-sub-template RB
(0) Creation): Black pixel addresses outside the sub-teleplate RT (0) and within the fingerprint area FA are extracted from the registered fingerprint change image R th to create a non-sub-template RB (0), Create a file for this RB (0).
(End of procedure R).
【0104】なお、サブテンプレート及び非サブテンプ
レートの各ファイルのデータの格納形式は任意である。
例えば、データ圧縮して格納し、利用時にデータ伸長を
行ってもよい。The storage format of the data of each file of the sub-template and the non-sub-template is arbitrary.
For example, the data may be compressed and stored, and the data may be expanded at the time of use.
【0105】(7)登録画像と検査画像の照合処理手段 照合処理は、検査指紋として画像メモリ4の画像10に入
力されて、細め処理(無変更の場合も含む)までの処理が
なされた結果である検査指紋変更画像の黒画素集合のお
のおのの黒画素と、登録指紋に関する登録情報としてメ
モリ6に格納されている黒画素集合のおのおのの黒画素
との一致性を調べる処理である。(7) Collation processing means of registered image and inspection image The collation processing is a result obtained by inputting the inspection fingerprint into the image 10 of the image memory 4 and performing the processing up to the narrowing processing (including the case of no change). Is a process of checking the consistency between each black pixel of the black pixel set of the inspection fingerprint changed image and each black pixel of the black pixel set stored in the memory 6 as the registration information regarding the registered fingerprint.
【0106】登録指紋と検査指紋の位置合わせのための
座標軸の回転及び平行移動による座標変換は、いずれか
一方の画像について行えばよいが、本実施例では、指紋
領域内について、登録指紋の方が、細め処理の線幅指定
値が小さいために、黒画素数が少なくなることを想定し
て、登録指紋を移動して検査指紋に合わせる。The coordinate conversion by rotating and translating the coordinate axes for aligning the registered fingerprint and the inspection fingerprint may be performed on either one of the images, but in this embodiment, the registered fingerprint is more However, the registered fingerprint is moved to match the inspection fingerprint on the assumption that the number of black pixels is reduced because the line width designation value of the thinning process is small.
【0107】照合処理の概要を次に述べる。The outline of the matching process will be described below.
【0108】 サブテンプレートの照合(一次照合) サブテンプレートの照合は、登録指紋のサブテンプレー
トRT(0)について、登録指紋変更画像の黒画素と検査
指紋変更画像の黒画素とが最も良く一致する位置を求め
る処理である。すなわち、まず、登録指紋変更画像Rth
のサブテンプレートRT(0)について、登録指紋の近似
的中心を検査指紋の近似的中心と一致させたときのサブ
テンプレートRT(0,H,V)を、登録指紋の座標軸の
平行移動により求める。Sub Template Matching (Primary Matching) The sub template matching is performed at the position where the black pixel of the registered fingerprint changed image and the black pixel of the inspection fingerprint changed image are the best match in the registered fingerprint sub template RT (0). Is a process for obtaining. That is, first, the registered fingerprint change image R th
For the sub-template RT (0) of, the sub-template RT (0, H, V) when the approximate center of the registered fingerprint is matched with the approximate center of the inspection fingerprint is obtained by parallel movement of the coordinate axes of the registered fingerprint.
【0109】次に、中心近傍で、サブテンプレートRT
(0,H,V)の座標軸を、回転、及び上下左右に平行移
動したときに、検査指紋変更画像と、黒画素が最も多く
一致するときの登録指紋のサブテンプレートRT(S,
H,V)の変換角度Sと平行移動量(水平移動量H,垂直
移動量V)を求める(S,H,Vは整数)。Next, in the vicinity of the center, the sub template RT
When the coordinate axes of (0, H, V) are rotated and translated in the vertical and horizontal directions, the registered fingerprint sub-template RT (S, S,
The conversion angle S of (H, V) and the parallel movement amount (horizontal movement amount H, vertical movement amount V) are obtained (S, H, V are integers).
【0110】 非サブテンプレートの照合(二次照合) 非サブテンプレートの照合は、サブテンプレートの照合
で得られた登録指紋のRT(S,H,V)のS,H,Vに
より、登録指紋の非サブテンプレートRB(0)の黒画
素アドレスの座標変換を行って、黒画素アドレスを求
め、検査指紋変更画像の黒画素アドレスとの一致性を調
べ、登録指紋と検査指紋の一致性に関する情報を出力す
る処理である。Non-sub-template verification (secondary verification) Non-sub-template verification is performed by using the registered fingerprint's RT (S, H, V) S, H, V obtained by the sub-template verification. Coordinate conversion of the black pixel address of the non-sub-template RB (0) is performed to obtain the black pixel address, and the match with the black pixel address of the inspection fingerprint change image is checked to obtain information on the match between the registered fingerprint and the inspection fingerprint. This is the process of outputting.
【0111】すなわち、まず、サブテンプレート照合に
より得られた登録指紋のサブテンプレートの座標軸の角
度回転量S,水平移動量H,及び垂直移動量Vを用い
て、登録指紋の非サブテンプレートRB(0)の黒画素の
座標変換を行ってRB(S,H,V)を得る。次に、登録
指紋変更画像のRB(S,H,V)の黒画素と、検査指紋
変更画像の黒画素の一致性を調べる。That is, first, by using the angular rotation amount S, the horizontal movement amount H, and the vertical movement amount V of the coordinate axis of the sub-template of the registered fingerprint obtained by the sub-template matching, the non-sub-template RB (0 ), The coordinate conversion of the black pixel is performed to obtain RB (S, H, V). Next, the match between the black pixel of RB (S, H, V) of the registered fingerprint change image and the black pixel of the inspection fingerprint change image is checked.
【0112】以上の照合処理の概要に基づき、照合処理
を行う手順を以下の手順Cに示す。この手順Cの入力情
報は、登録指紋のファイル名、検査指紋変更画像、及び
検査指紋の近似的中心点(XTC,YTC)である。手順Cの
出力情報は、照合情報である。Based on the outline of the collation processing described above, the procedure for performing the collation processing is shown in the following procedure C. The input information of this procedure C is the file name of the registered fingerprint, the inspection fingerprint change image, and the approximate center point (X TC , Y TC ) of the inspection fingerprint. The output information of procedure C is collation information.
【0113】(手順C)ステップC1 (サブテンプレートの照合):メモリ6に
格納されているサブテンプレートRT(0),S=Smin
〜Smax,(Sの増加刻み幅Ks)、H=Hmin〜Hmax,
(Hの増加刻み幅Kh)、及びV=Vmin〜Vmax,(Vの増
加刻み幅Kv)、を用いて、後述の画像一致性チェック補
助手順(手順W)を実行する。この結果、サブサンプレー
ト一致率T1が最大となる最適なS,H,及びVの各値
と、このときのT1として、(Procedure C) Step C1 (Verification of Sub Template): Sub template RT (0), S = S min stored in the memory 6.
To S max, (incremental value K s of S), H = H min ~H max,
An image consistency check auxiliary procedure (procedure W) described below is executed using (H increment step width K h ), V = V min to V max , and (V increment step width K v ). As a result, the optimum values of S, H, and V at which the sub-sample rate matching rate T1 is maximum and T1 at this time are
【0114】[0114]
【数10】 [Equation 10]
【0115】を得る(N1m,N1cの計算法は、手順T
を参照)。次に、定数TK1について、 T1≧TK1 であれば、登録指紋と検査指紋は一致と判定し、ステッ
プC2に行き、 T1<TK1 であれば、登録指紋と検査指紋は不一致と判定し、手順
Cを終了する。(N1 m , N1 c is calculated by the procedure T
See). Next, regarding the constant TK1, if T1 ≧ TK1, it is determined that the registered fingerprint and the inspection fingerprint match, and the process proceeds to step C2. If T1 <TK1, it is determined that the registered fingerprint and the inspection fingerprint do not match, and the procedure C To finish.
【0116】ステップC2(非サブテンプレートの照
合):メモリ6の非サブテンプレートRB(0)、及びス
テップC1により得られた最適なS,H,Vを入力情報
として、画像一致性チェック補助手順(手順W)を実行す
る。この結果、非サブテンプレート一致率T2として、 Step C2 (collation of non-sub-template): Non-sub-template RB (0) in the memory 6 and the optimum S, H, V obtained in step C1 as input information, the image consistency check auxiliary procedure ( Perform step W). As a result, as the non-subtemplate matching rate T2,
【0117】[0117]
【数11】 [Equation 11]
【0118】を得る(N2m,N2cの計算法は、後述の
手順Wを参照)。次に、定数TK2について、 T2≧TK2 であれば、登録指紋と検査指紋は一致と判定し、ステッ
プC3に行き、 T2<TK2 であれば、登録指紋と検査指紋は不一致と判定し、手順
Cを終了する。(手順C終り)。Is obtained (for the calculation method of N2 m and N2 c , see the procedure W described later). Next, regarding the constant TK2, if T2 ≧ TK2, it is determined that the registered fingerprint and the inspection fingerprint match, and the process proceeds to step C3. If T2 <TK2, it is determined that the registered fingerprint and the inspection fingerprint do not match, and the procedure C To finish. (End of procedure C).
【0119】手順Cの出力情報である照合情報(途中経
過及び結果)の項目例を次に示す。An example of items of collation information (progress and result) which is output information of the procedure C is shown below.
【0120】 サブテンプレートの照合(一次照合) 登録指紋の座標軸最適回転角度S、登録指紋の座標軸最
適水平移動量H、登録指紋の座標軸最適垂直移動量V、
サブテンプレート一致黒画素数N1m、サブテンプレー
トの総黒画素数N1c、サブテンプレート一致率T1=
N1m/N1c、及び一次照合結果(一致又は不一致)。Sub Template Matching (Primary Matching) Coordinate axis optimum rotation angle S of registered fingerprint, coordinate axis optimum horizontal movement amount H of registered fingerprint, coordinate axis optimum vertical movement amount V of registered fingerprint,
Number of sub-template matching black pixels N1 m , total number of sub-template black pixels N1 c , sub-template matching rate T1 =
N1 m / N1 c , and the primary matching result (match or mismatch).
【0121】 非サブテンプレートの照合(二次照合) 非サブテンプレート一致黒画素数N2m、非サブテンプ
レート総黒画素数N2c、非サブテンプレート一致率T
2=N2m/N2c、及び二次照合結果(一致又は不一
致)。Non-sub-template matching (secondary matching) Non-sub-template matching black pixel count N2 m , non-sub-template total black pixel count N2 c , non-sub-template matching rate T
2 = N2 m / N2 c , and the secondary matching result (match or mismatch).
【0122】(8)画像一致性チェック補助手順 画像一致性チェック補助手順(手順W)の処理概要は、次
のとおりである。登録指紋についてのサブテンプレート
RT(0)又は非サブテンプレートRB(0)の各画素アド
レス(XR,YR)について、登録指紋(XR,YR)の近似的
中心点(XRC,YRC)を、検査指紋(XT,YT)の近似的中
心点(XTC,YTC)と一致させるように平行移動し、更に
登録指紋の座標軸を回転し変換後の黒画素アドレス(XR
@,YR@)が、検査指紋変更画像の指紋領域内で黒画素
かどうかを調べ、RT(S,H,V)の場合は、S,H,
Vの各値における一致率T1=N1m/N1cが最大とな
るときのS,H,V、及びT1,N1m,N1cを求め
る。ここでN1mはサブテンプレートの一致黒画素数で
あり、N1cはサブテンプレートの総黒画素数である。(8) Image Consistency Check Auxiliary Procedure The processing outline of the image consistency check auxiliary procedure (procedure W) is as follows. For each pixel address (X R , Y R ) of the sub-template RT (0) or non-sub-template RB (0) for the registered fingerprint, the approximate center point (X RC , Y R ) of the registered fingerprint (X R , Y R ). (RC ) is moved in parallel so as to match the approximate center point (X TC , Y TC ) of the inspection fingerprint (X T , Y T ), and the coordinate axis of the registered fingerprint is further rotated to convert the black pixel address (X R
@, Y R @) is a black pixel in the fingerprint area of the inspection fingerprint change image, and if RT (S, H, V), S, H,
S, H, V and T1, N1 m , N1 c when the matching rate T1 = N1 m / N1 c at each value of V becomes maximum are obtained. Here, N1 m is the number of matching black pixels of the sub template, and N1 c is the total number of black pixels of the sub template.
【0123】RB(S,H,V)については、S,H,V
がそれぞれただ1つの場合であり、そのときの値が最大
のT2を与える(N2mは非サブテンプレートの一致黒画
素数であり、N2cは非サブテンプレートの総黒画素数
である)。なお、T1,T2,N1m,N2m,N1c,N
2cは、本手順では、一致照合と二次照合で共通なた
め、T,Nm,Ncと呼ぶ。For RB (S, H, V), S, H, V
, Respectively, and the value at that time gives the maximum T2 (N2 m is the number of matching black pixels in the non-subtemplate, and N2 c is the total number of black pixels in the non-subtemplate). In addition, T1, T2, N1 m , N2 m , N1 c , N
In the present procedure, 2 c is called T, N m , and N c because it is common to the coincidence collation and the secondary collation.
【0124】手順Wの入力情報は、登録指紋変更画像の
指定部分(RT(0)又はRB(0)のいずれか一方)の黒画
素アドレス集合、座標軸の角度変換量S(格納形式:最
小値Smin,最大値Smax,増加刻み幅Ks)、登録指紋の
座標軸の水平移動量H(格納形式:最小値Hmin,最大値
Hmax,増加刻み幅Kh)、登録指紋の座標軸の垂直移動
量V(格納形式:最小値Vmin,最大値Vmax,増加刻み
幅Kv)、及び検査指紋変更画像である。手順Wの出力情
報は、登録指紋の最適座標軸回転角度S、登録指紋の最
適座標軸水平移動量H、登録指紋の最適座標軸垂直移動
量V、指定領域(RT(0)又はPB(0)のいずれか一方)
の登録指紋変更画像と検査指紋変更画像の一致黒画素数
Nm、指定領域の登録指紋変更画像の総黒画素数Nc、及
び一致率Tである。手順Wの処理手順を次に示す。図7
に手順Wの概略の流れ図を示す。The input information of the procedure W is the set of black pixel addresses of the designated portion (either RT (0) or RB (0)) of the registered fingerprint change image, the angle conversion amount S of the coordinate axis (storage format: minimum value). S min , maximum value S max , increased step size K s ), horizontal movement amount H of coordinate axis of registered fingerprint (storage format: minimum value H min , maximum value H max , increased step size K h ), coordinate axis of registered fingerprint A vertical movement amount V (storage format: minimum value V min , maximum value V max , increment step width K v ) and inspection fingerprint change image. The output information of the procedure W is any of the optimum coordinate axis rotation angle S of the registered fingerprint, the optimum coordinate axis horizontal movement amount H of the registered fingerprint, the optimum coordinate axis vertical movement amount V of the registered fingerprint, and the designated area (RT (0) or PB (0)). One side)
Of the registered fingerprint changed image and the inspection fingerprint changed image, N m , the total number of black pixels N c of the registered fingerprint changed image of the designated area, and the matching rate T. The processing procedure of procedure W is shown below. Figure 7
A schematic flow chart of the procedure W is shown in FIG.
【0125】(手順W)ステップW1 (角度Sの選択):角度Sを格納域に設定
されている順に、S=Smin〜Smaxまで、増加刻み幅K
s(すなわち、S=Smin,Smin+Ks,Smin+2Ks,
・・・,により最大Smaxまで変化させる)で、順次に選択
し、S=0を選択したとき、ステップW4へ行き、S≠
0を選択したとき、ステップW2へ行く。(Procedure W) Step W1 (Selection of Angle S): Incremental step width K from S = S min to S max in the order in which the angle S is set in the storage area.
s (that is, S = S min , S min + K s , S min + 2K s ,
..., change to maximum S max ), and when S = 0 is selected, go to step W4 and S ≠
If 0 is selected, go to step W2.
【0126】ステップW2(角度Sによる座標変換):
入力された登録指紋変更画像の黒画素集合(RT(0)又
はRB(0)のいずれか一方)についてのすべての黒画素
アドレス(XR,YR)に対して、登録指紋の近似的中心点
(XRC,YRC)を検査指紋の近似的中心点(XTC,YTC)に
合わせる平行移動の後に、(XTC,YTC)を中心とする角
度Sの座標軸回転を行う。このことは、 Step W2 (coordinate conversion by angle S):
The approximate center of the registered fingerprint with respect to all the black pixel addresses (X R , Y R ) for the black pixel set (either RT (0) or RB (0)) of the input registered fingerprint modified image point
After (X RC , Y RC ) is moved in parallel to the approximate center point (X TC , Y TC ) of the inspection fingerprint, the coordinate axis is rotated about the angle (X TC , Y TC ) by the angle S. This is
【0127】[0127]
【数12】 XR@=(XR−XRC)・cos(S)+(YR−YRC)・sin(S)+XTC YR@=−(XR−XRC)・sin(S)+(YR−YRC)・con(S)+YTC により行える(手順Wを参照)。これにより、 H=V=0 のときの新登録指紋のすべての黒画素アドレス(XR@,
YR@)の集合を求める。[Expression 12] X R @ = (X R −X RC ) · cos (S) + (Y R −Y RC ) · sin (S) + X TC Y R @ = − (X R −X RC ) · sin ( This can be done by S) + (Y R −Y RC ) · con (S) + Y TC (see Procedure W). Thus, when H = V = 0, all black pixel addresses (X R @,
Seek a set of Y R @).
【0128】ステップW3(一致率Tの計算):ステップW3a :一致黒画素数Nm及び総黒画素数N
cを、それぞれ0に初期設定する。 Step W3 (calculation of matching rate T): Step W3a : Matching black pixel number N m and total black pixel number N
Initialize each c to 0.
【0129】ステップW3b:(XR@,YR@)の集合の
各黒画素アドレスについて、検査指紋変更画像を調べ、
検査指紋領域内の黒画素であれば、一致黒画素数
Nmに1を加算し、かつ総黒画素数Ncにも1を加算す
る。 Step W3b : For each black pixel address of the set (X R @, Y R @), check the inspection fingerprint change image,
If it is a black pixel in the inspection fingerprint area, 1 is added to the matching black pixel number N m, and 1 is also added to the total black pixel number N c .
【0130】 以外のとき(すなわち、検査指紋領
域内の白画素又は指紋領域外(黒画素でも白画素でもな
い扱い))であれば、総黒画素数Ncに1を加算する。In other cases (that is, white pixels within the inspection fingerprint area or outside the fingerprint area (treated as neither black pixels nor white pixels)), 1 is added to the total number of black pixels N c .
【0131】ステップW3c:(XR@,YR@)の集合の
すべてのアドレスについて、ステップW3bを終了した
場合は、 T=Nm/Nc を計算する。そして、このときの(S,H,V)につい
て、Nm,Nc,Tを照合作業域に出力する。 Step W3c : For all addresses in the set of (X R @, Y R @), when step W3b is completed, T = N m / N c is calculated. Then, for (S, H, V) at this time, N m , N c , and T are output to the collation work area.
【0132】ステップW4(HとVによる平行移動):
H=V=0のときの新登録指紋黒画素アドレス集合(X
@,Y@)について、H,V格納域に設定されている
H,Vを順に選択し(ここで、H=V=0のときは、す
でにステップW3で計算ずみのため、計算不要であ
る)。 Step W4 (translation by H and V):
Newly registered fingerprint black pixel address set (X = H = 0)
(@, Y @), sequentially select H and V set in the H and V storage areas (here, when H = V = 0, calculation is already performed in step W3, so calculation is unnecessary. ).
【0133】H=Hmin〜Hmax,V=Vmin〜Vmax と順次に各増加刻み幅(Hの増加刻み幅がKh,Vの増加
刻み幅がKv)で変化させたとき(すなわち、Hは、H=
Hmin,Hmin+Kh,Hmin+2Kh,・・・,により最大H
maxまで変化させる。Vは、V=Vmin,Vmin+Kv,V
min+2Kv,・・・,により最大Vmaxまで変化させ
る。)、個々の(S,H,V)について、(X@−H,Y@
−V)が平行移動後の新登録指紋黒画素アドレス集合と
なるので、個々の(S,H,V)の組み合わせについて、
ステップW3と同じ処理を行って、一致率を照合作業域
に出力する。When H = H min to H max and V = V min to V max are successively changed with each increment (the increment increment of H is K h , and the increment increment of V is K v ). That is, H is H =
Maximum H due to H min , H min + K h , H min +2 K h , ...
Change to max . V is V = V min , V min + K v , V
The maximum V max is changed by min + 2K v , .... ), For each (S, H, V), (X @ -H, Y @
-V) is a set of newly registered fingerprint black pixel addresses after translation, so for each combination of (S, H, V),
The same processing as step W3 is performed and the matching rate is output to the collation work area.
【0134】ステップW5(未処理のSのチェック):
未処理のSの値があるとき、ステップW1に行く。未処
理のSの値がないとき、ステップW6に行く。 Step W5 (check unprocessed S):
If there is an unprocessed S value, go to step W1. When there is no unprocessed S value, the process goes to step W6.
【0135】ステップW6(最大の一致率の判定):S
の各値と、H=Hmin〜Hmax,V=Vmin〜Vmaxの変化
による各(S,H,V)について、 T=Nm/Nc が最大となるときのS,H,V,及びT,Nm,Ncを求
め、出力情報とする。S,H,Vがそれぞれ1つだけ入
力されている場合には、そのときの一致率が出力情報と
なる。
(手順W終り)。 Step W6 (determination of maximum matching rate): S
For each value (S, H, V) due to changes in H = H min to H max and V = V min to V max , S, H when T = N m / N c is maximum, V, and T, N m , and N c are obtained and used as output information. When only one S, H, and V is input, the matching rate at that time is output information.
(End of procedure W).
【0136】手順Wで照合作業域に格納する情報は、
(S,H,V)ごとに、各値を設定し、その項目は、登録
指紋の座標軸回転角度S,登録指紋の座標軸水平移動量
H,登録指紋の座標軸垂直移動量V,サブテンプレート
(又は非サブテンプレート)一致黒画素数Nm,サブテン
プレート(又は非サブテンプレート)総黒画素数Nc,及
び一致率T=Nm/Ncである。The information stored in the collation work area in the procedure W is
Each value is set for each (S, H, V), and the items include the coordinate fingerprint rotation angle S of the registered fingerprint, the coordinate axis horizontal movement amount H of the registered fingerprint, the coordinate axis vertical movement amount V of the registered fingerprint, and the sub template.
(Or non-sub-template) number of matching black pixels N m , total number of sub-template (or non-sub-template) black pixels N c , and matching rate T = N m / N c .
【0137】ここで手順W:ステップW2の式は次の意
味である。ステップW2において、アドレス(XR,YR)
のすべてについて、登録指紋の近似的中心点(XRC,Y
RC)を検査指紋の近似的中心点(XTC,YTC)に一致させ
る平行移動後の新アドレスは、Procedure W: The expression of step W2 has the following meaning. In step W2, the address (X R , Y R )
For all of, the approximate center point of the enrolled fingerprint (X RC , Y
The new address after parallel translation that makes ( RC ) match the approximate center point (X TC , Y TC ) of the inspection fingerprint is
【0138】[0138]
【数13】XR#=XR−(XRC−XTC) YR#=YR−(YRC−YTC) であり、(XR#,YR#)が新アドレスとなる。次に、
(XTC,YTC)を中心とする角度Sの座標軸回転を行う。
このことは、X R # = X R − (X RC −X TC ) Y R # = Y R − (Y RC −Y TC ) and (X R #, Y R #) is the new address. next,
Rotate the coordinate axis at an angle S centered at (X TC , Y TC ).
This is
【0139】[0139]
【数14】 XR@=(XR#−XTC)・cos(S)+(YR#−YTC)・sin(S)+XTC =(XR−XRC)・cos(S)+(YR−YRC)・sin(S)+XTC YR@=−(XR#−XTC)・sin(S)+(YR#−YTC)・con(S)+YTC =−(XR−XRC)・sin(S)+(YR−YRC)・con(S)+YTC により求めることができる。ここで、三角関数 sin
(・),cos(・)の値は、あらかじめ角度Sの変動の範囲の
値を保持しておいてよい。[Formula 14] X R @ = (X R # -X TC ) ・ cos (S) + (Y R # -Y TC ) ・ sin (S) + X TC = (X R −X RC ) ・ cos (S) + (Y R -Y RC ) ・ sin (S) + X TC Y R @ =-(X R # -X TC ) ・ sin (S) + (Y R # -Y TC ) ・ con (S) + Y TC = It can be calculated by − (X R −X RC ) · sin (S) + (Y R −Y RC ) · con (S) + Y TC . Where the trigonometric function sin
As the values of (•) and cos (•), values in the range of fluctuation of the angle S may be held in advance.
【0140】(9)登録処理と照合処理の流れ 指紋の登録処理と照合処理の概略の流れを図8に示す。
登録処理は、指紋の登録情報を画像照合装置1のメモリ
6に登録する処理である。照合処理は検査指紋と登録指
紋の一致性を判定する処理である。指紋の入力から、登
録又は照合までの流れの概要を以下の手順Zに示す。(9) Flow of registration process and collation process FIG. 8 shows an outline flow of the fingerprint registration process and collation process.
The registration process is a process of registering the registration information of the fingerprint in the memory 6 of the image matching device 1. The matching process is a process of determining the match between the inspection fingerprint and the registered fingerprint. An outline of the flow from fingerprint input to registration or verification is shown in Procedure Z below.
【0141】(手順Z)ステップZA1〜ステップZA
5は、登録処理と照合処理に共通な処理である。ステップZA1 :指紋を画像入力装置2から、画像メモ
リ4に入力する。ステップZA2 :画像メモリ4の画像10にある指紋の濃
淡画像の平滑化を行う。ステップZA3 :画像10を手順Bにより二値化と背景分
離を行う。ステップZA4 :画像10の補正を手順Tにより行う。ステップZA5 :画像10にある指紋画像の近似的中心点
を手順Qにより求める。(ステップZA1〜ステップZ
A5終り)。(Procedure Z) Step ZA1 to step ZA
5 is a process common to the registration process and the collation process. Step ZA1 : Input a fingerprint from the image input device 2 into the image memory 4. Step ZA2 : The grayscale image of the fingerprint in the image 10 of the image memory 4 is smoothed. Step ZA3 : The image 10 is binarized and the background is separated according to the procedure B. Step ZA4 : The image 10 is corrected by the procedure T. Step ZA5 : The approximate center point of the fingerprint image in the image 10 is obtained by the procedure Q. (Step ZA1 to Step Z
A5 end).
【0142】以後の処理は、登録処理と照合処理で分か
れる。ステップZR1,ステップZR2は、登録処理の
場合であり、登録指紋の登録情報をメモリ6に登録す
る。Subsequent processing is divided into registration processing and collation processing. Steps ZR1 and ZR2 are the case of the registration process, and the registration information of the registered fingerprint is registered in the memory 6.
【0143】ステップZR1:画像10にある登録指紋二
値画像(第1画像)に指紋領域内で細め処理を行い、登録
指紋変更画像(第1変更画像)を得る。ステップZR2 :登録指紋の登録情報の処理(手順R)を
行う。(ステップZR1〜ステップZR2終り)。 Step ZR1 : The registered fingerprint binary image (first image) in the image 10 is thinned within the fingerprint area to obtain a registered fingerprint changed image (first changed image). Step ZR2 : The registration information of the registered fingerprint is processed (procedure R). (End of step ZR1 to step ZR2).
【0144】ステップZC1,ステップZC2は、照合
処理の場合であり、登録指紋の検査指紋の照合を行う。ステップZC1 :画像10にある検査指紋二値画像(第2
画像)の指紋領域内での細め処理(無変換の場合もある)
を行い、検査指紋変更画像(第2変更画像)を得る。ステップZC2 :照合処理(手順C,手順W)により、登
録指紋と検査指紋の一致性を判定する。(ステップZC
1〜ステップZC2終り)。Steps ZC1 and ZC2 are the case of the collation processing, in which the inspection fingerprint of the registered fingerprint is collated. Step ZC1 : Binary image of the inspection fingerprint in image 10 (second
Thinning process in the fingerprint area of (image) (may not be converted)
And an inspection fingerprint change image (second change image) is obtained. Step ZC2 : The matching process (procedure C, procedure W) determines the coincidence between the registered fingerprint and the inspection fingerprint. (Step ZC
1 to the end of step ZC2).
【0145】本発明は、以上に述べた実施例に限定され
るものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲にお
いて、例えば、次のような拡張又は変形に対しても適用
が可能である。画像の入力方法、平滑化の処理、二値化
の処理、背景分離の処理、補正処理、近似的中心点を求
める処理、細め処理、及び照合処理における一致率の計
算式などについては、他の方法(例えば、公知の方法)を
用いる変形,拡張又は部分的省略が可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be applied to the following expansions or modifications within the scope of the claims. .. For the image input method, smoothing processing, binarization processing, background separation processing, correction processing, processing for obtaining an approximate center point, thinning processing, and the matching rate calculation formula in matching processing, etc. Modifications, extensions, or partial omissions using methods (eg, known methods) are possible.
【0146】また、位置合わせは、回転のずれが無視で
きるほど小さいときは、可能性のある平行移動だけの位
置ずれで調べて、最も一致率がよいときの一致率により
判定してもよい。手順WのステップW2において、XR
@とYR@を求める式は、回転と平行移動を行える変換
であれば使用可能であり、本実施例に限定されるもので
はない。例えば、Further, when the positional deviation is so small as to be negligible, the positional alignment may be determined by the positional deviation of only a possible parallel movement, and may be judged by the matching rate when the matching rate is the best. In step W2 of procedure W, X R
The equations for obtaining @ and Y R @ can be used as long as they are transformations that can rotate and translate, and are not limited to the present embodiment. For example,
【0147】[0147]
【数15】XR@=XR・cos(S)+YR・sin(S) YR@=−XR・sin(S)+YR・con(S) を用いることもできる。X R @ = X R · cos (S) + Y R · sin (S) Y R @ = − X R · sin (S) + Y R · con (S) can also be used.
【0148】また、座標変換又は幾何学的変換の使い方
は自由である。サブテンプレートの回転や平行移動を行
った値を登録情報として追加することにより、照合のた
めの処理量を削減できる(この場合、メモリ量は増加す
る)。Also, the usage of coordinate transformation or geometric transformation is free. By adding the value obtained by rotating or translating the sub template as registration information, the processing amount for collation can be reduced (in this case, the memory amount increases).
【0149】本実施例では、画像が指紋の場合を述べた
が、指紋以外の画像についても画像が線により構成され
ていると見なせる場合には、本発明を適用できる。実施
例では、1つの検査指紋と1つの登録指紋の照合を述べ
たが、1つの検査指紋について、2つ以上の登録指紋の
中から最も良く一致する登録指紋を探索する場合にも、
本実施例の照合を繰り返すことにより適用できる。サブ
テンプレートと非サブテンプレートの区分は、自由であ
り、両者を区分しないこと、又はより多くの区分を設け
ることなどの拡張がある。In the present embodiment, the case where the image is a fingerprint has been described, but the present invention can be applied to an image other than the fingerprint when the image can be regarded as being composed of lines. In the embodiment, the collation of one inspection fingerprint and one registered fingerprint is described, but when searching for the best matching registered fingerprint from two or more registered fingerprints for one inspection fingerprint,
It can be applied by repeating the collation of this embodiment. The sub-template and the non-sub-template can be freely divided, and there is an extension such as not dividing them or providing more divisions.
【0150】[0150]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像照合
方法及びその装置は、第1画像に適用する細め処理手段
の線幅指定値は、第2画像に適用する細め処理手段の線
幅指定値よりも小さくできるので、登録画像と検査画像
の元の物体が同一である場合には、各対応場所におい
て、第1変更画像の線幅を、第2変更画像の線幅よりも
小さくすることができる。As described above, in the image collating method and apparatus of the present invention, the line width designation value of the thinning processing means applied to the first image is the line width of the thinning processing means applied to the second image. Since it can be smaller than the specified value, when the original objects of the registered image and the inspection image are the same, the line width of the first changed image is made smaller than the line width of the second changed image at each corresponding location. be able to.
【0151】したがって、第1画像の登録情報である第
1の変更画像の個々の黒画素を、第2画像に基づく情報
である第2変更画像の個々の黒画素と照合すると、次の
効果がある。Therefore, if the individual black pixels of the first modified image, which are the registration information of the first image, are compared with the individual black pixels of the second modified image, which is the information based on the second image, the following effects are obtained. is there.
【0152】 特徴点を抽出するための複雑な画像補
正の処理(例えば、線の方向を利用した補正等)が不要で
ある。A complicated image correction process (for example, correction using the direction of a line) for extracting a feature point is unnecessary.
【0153】 第1画像の線幅は第2画像の線幅より
も小さく設定できるので、第1画像と第2画像が同じ対
象物から取得された画像である場合、両画像の位置ずれ
の影響が少ない。Since the line width of the first image can be set smaller than the line width of the second image, when the first image and the second image are images acquired from the same object, the influence of the positional shift between the two images is affected. Less is.
【0154】 細め処理を行った画像の黒画素数は、
元の画像の総黒画素数よりも少ないので、元の画像をそ
のまま登録情報とする場合よりも、登録情報のために必
要なメモリ量が少ない。The number of black pixels of the image subjected to the thinning processing is
Since the total number of black pixels of the original image is smaller than that of the original image, the amount of memory required for the registration information is smaller than when the original image is used as the registration information as it is.
【図1】本発明の一実施例に係る指紋の識別システムの
一構成例の図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a fingerprint identification system according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の画像メモリ及びメモリの使用の説明図で
ある。2 is an illustration of the image memory of FIG. 1 and the use of the memory.
【図3】指紋領域の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a fingerprint area.
【図4】指紋の有効部分領域テーブルの一例である。FIG. 4 is an example of an effective partial area table of a fingerprint.
【図5】簡易な画像補正の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of simple image correction.
【図6】指紋画像の近似的中心点を求める手段の例の説
明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of means for obtaining an approximate center point of a fingerprint image.
【図7】画像一致性チェック補助手順(手順W)の概略の
流れ図である。FIG. 7 is a schematic flowchart of an image consistency check assisting procedure (procedure W).
【図8】指紋の登録処理と照合処理の概略の流れ図の例
である。FIG. 8 is an example of a schematic flowchart of fingerprint registration processing and collation processing.
1…画像照合装置、 2…画像入力装置、 3…A/D
変換器、 4…画像メモリ、 5…処理装置、 6…メ
モリ、 7…撮像装置、 10,11…画像、 12…プログ
ラム及びデータ、 13…指紋の登録情報、 14…指紋境
界。1 ... Image collation device, 2 ... Image input device, 3 ... A / D
Converter, 4 ... Image memory, 5 ... Processing device, 6 ... Memory, 7 ... Imaging device, 10, 11 ... Image, 12 ... Program and data, 13 ... Fingerprint registration information, 14 ... Fingerprint boundary.
Claims (5)
とする二値画像の2つの画像を第1画像と第2画像と
し、1つ以上の黒画素の集合を線として扱うこととし、 第1画像の大部分の線幅を元の線幅未満の線幅に細める
処理を行って得られる第1変更画像の個々の黒画素と、
第2画像の線幅を元のままとする場合を含めて大部分の
線幅を指定の値以下に細める処理を行って得られる第2
変更画像の個々の黒画素について、少なくとも一方の前
記の変更画像の個々の黒画素における画素アドレスを零
回以上に変換する位置合わせ後に一致性を調べる照合処
理により、 第1画像と第2画像の一致性を判定することを特徴とす
る画像照合方法。1. Two images of a binary image having black pixels and white pixels as constituent elements of image pixels are defined as a first image and a second image, and a set of one or more black pixels is treated as a line. , Individual black pixels of the first modified image obtained by performing a process of reducing the line width of most of the first image to a line width smaller than the original line width,
The second obtained by performing the process of thinning most of the line width to a specified value or less, including the case where the line width of the second image remains unchanged.
With respect to each black pixel of the modified image, a matching process for checking the consistency after the alignment for converting the pixel address of at least one of the individual black pixels of the modified image to zero times or more is performed. An image collation method characterized by determining coincidence.
て第1変更画像を作成し、第2画像の大部分の線幅を元
のままとする場合も含めて指定の線幅以下に細めること
により第2変更画像を作成することを特徴とする請求項
1記載の画像照合方法。2. A specified line including a case where the line width of most of the first image is narrowed to 1 pixel to create a first modified image and the line width of most of the second image is left unchanged. The image matching method according to claim 1, wherein the second modified image is created by narrowing the width to a width or less.
とする二値画像の2つの画像を第1画像と第2画像と
し、1つ以上の黒画素の集合を線として扱うこととし、 二値画像の線幅を指定により元のままとする場合を含め
て大部分の線について線幅指定値以下に線幅を細めるた
めの1つ以上の細め処理手段を備え、かつ、 第1画像の線幅を前記の細め処理手段により元の線幅未
満の線幅指定値を定めて処理して得られる第1変更画像
の個々の黒画素と、第2画像の線幅を前記の細め処理手
段により元のままとする場合を含めて線幅指定値を定め
て処理して得られる第2変更画像の個々の黒画素につい
て、少なくとも一方の前記の変更画像の個々の黒画素に
おける画素アドレスを零回以上に変換する位置合わせ後
に一致性を調べる照合処理手段を備え、該照合処理手段
により、 第1画像と第2画像の一致性を判定することを特徴とす
る画像照合装置。3. Two images of a binary image having black pixels and white pixels as constituent elements of image pixels are defined as a first image and a second image, and a set of one or more black pixels is treated as a line. , Including one or more thinning processing means for thinning the line width to a line width specified value or less for most of the lines including the case where the line width of the binary image is left unchanged by the designation, and The line widths of the second image and the individual black pixels of the first modified image obtained by processing the line width of the image with the line width designation value smaller than the original line width by the line narrowing processing unit are reduced. With respect to each black pixel of the second modified image obtained by processing by setting the line width designation value including the case of leaving the original as it is by the processing means, at least one pixel address of each black pixel of the modified image Matching processing means for checking the consistency after registration for converting the number of times to zero or more Comprising, by collating processing unit, an image collating apparatus characterized by determining a coincidence of the first and second images.
指定値の線幅は1画素であり、第2画像に適用する細め
処理手段の線幅指定値は第2画像の線幅を元のままとす
る場合を含めて任意の線幅の内の1つの値であることを
特徴とする請求項3記載の画像照合装置。4. The line width specified value of the thinning processing means applied to the first image is one pixel, and the line width specified value of the thinning processing means applied to the second image is the line width of the second image. 4. The image matching apparatus according to claim 3, wherein the value is one of arbitrary line widths including the case of keeping the original size.
及びその並行線と、画像の線が交わる部分のおのおのの
線分上の黒画素集合において、該線分の画素数がwx個
以上の場合は該線分のwx個の黒画素を残して他の黒画
素を白画素とし、該線分の画素数がwx個未満の黒画素
連続部分のすべての画素は、そのまま黒画素として残す
第1の過程と、 細め処理手段の線幅指定値をwyとし、直線Lxを零度以
上の一定の角度回転した直線Ly及び直線Lyの並行線と
画像の線が交わる部分のおのおのの線分上の黒画素集合
において、該線分の画素数がwy個以上の場合は該線分
のwy個の黒画素を残して他の黒画素を白画素とし、該
線分の画素数がwy個未満の黒画素連続部分のすべての
画素はそのまま黒画素として残す第2の過程とにより、 画像の細め処理を行う手段を細め処理手段の内の1つと
して備えることを特徴とする請求項3記載の画像照合装
置。5. For an image having two or more luminance values, the line width designation value of the thinning processing means is set to w x, and each line on the one straight line L x and its parallel line intersects the line of the image. of the black pixel set on the line segment, the other black pixels, leaving w x number of black pixels of the line segment if the number of pixels of the line segment is w x more than the white pixel, the line segment All the pixels in the black pixel continuous portion where the number of pixels is less than w x are left as black pixels as they are, and the line width designation value of the thinning processing means is set to w y , and the straight line L x is constant above zero degree. in the angular rotation to linear L y and black pixel set segments on parallel lines and the portion line intersects the image each of the straight line L y, if the number of pixels of the line segment is w y or more line segments all pixels of the other black pixels and white pixels, leaving w y number of black pixels, the number of pixels of the line segment is black pixel contiguous portion of less than w y pieces As the second step to be left as black pixels, the image matching system according to claim 3, characterized in that it comprises as one of the narrowing process means a means for performing the narrowing process of the image.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3171298A JPH05233782A (en) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Image collation method and image collation device |
DE69232183T DE69232183T2 (en) | 1991-03-11 | 1992-03-11 | Image processing method and apparatus |
EP92400638A EP0508845B1 (en) | 1991-03-11 | 1992-03-11 | Method and apparatus for image processing |
US08/425,772 US5537484A (en) | 1991-03-11 | 1995-04-20 | Method and apparatus for image processing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3171298A JPH05233782A (en) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Image collation method and image collation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05233782A true JPH05233782A (en) | 1993-09-10 |
Family
ID=15920701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3171298A Pending JPH05233782A (en) | 1991-03-11 | 1991-07-11 | Image collation method and image collation device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH05233782A (en) |
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