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JPS63132386A - Fingerprint collating method - Google Patents

Fingerprint collating method

Info

Publication number
JPS63132386A
JPS63132386A JP61278698A JP27869886A JPS63132386A JP S63132386 A JPS63132386 A JP S63132386A JP 61278698 A JP61278698 A JP 61278698A JP 27869886 A JP27869886 A JP 27869886A JP S63132386 A JPS63132386 A JP S63132386A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fingerprint
matching
area
core
picture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61278698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Kubota
靖夫 久保田
Yuji Kobayashi
雄二 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP61278698A priority Critical patent/JPS63132386A/en
Publication of JPS63132386A publication Critical patent/JPS63132386A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365Matching; Classification

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a check error changing the size of a protruding line due to a pressure and the pattern of the protruding line according to the direction of the pressure by binarizing a fingerprint picture and thinning, extracting the core lines of the protruding line parts and recessed parts and collating the number of the intersections of the core lines between a registered fingerprint and an inspected fingerprint. CONSTITUTION:The finger print picture signal of a finger F through a video camera 14 is converted to a digital signal of 4-8bie, a correction by a shading correction circuit 21 is applied, it is binarized in a binarization circuit 22 and stored in a picture memory. A fetched picture decision part 30, when the sum of the area of the binarized protruding lines in an area is within a constant range, stores it in a fingerprint picture memory 31. A core line extracting part 40 reads data from the fingerprint picture memory 31 to thin the protruding parts and the recessed parts of the fingerprint, extracts the core lines to have core line picture data and stores in a memory 41. An area (ten plate) required for the collation is selected from a core line picture and recorded in a fingerprint registering file. A collation decision part 50 executes a rough collation and a fine collation in order to obtain a high speed processing. The number of the intersections is counted by the use of the plate for the rough collation. The fine collation is carried out to a part below a constant value in the collating error.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、画像データ処理によるパターン照合に係り、
特に、身元確認に好適な指紋照合方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to pattern matching by image data processing,
In particular, the present invention relates to a fingerprint matching method suitable for identity verification.

〔従来技術〕[Prior art]

指紋照合の従来例としては、情報処理学会誌、Vo12
5.No、6、(1984,6月号P、599〜P、6
05)に記載されている例がある。
As a conventional example of fingerprint matching, see Information Processing Society of Japan, Vol. 12.
5. No, 6, (1984, June issue P, 599-P, 6
There is an example described in 05).

このシステムは、第16図に示すように、指紋入力サブ
システム、指紋照合サブシステムの2システムから成る
もので、まず、指紋入力サブシステムについて説明する
と、このシステムでは、指紋を画像読取り装置で多値デ
ータとして読取り、次に、雑音を除去し、画質を改善す
る目的で、指紋の隆線の流れ方向には低域フィルタで、
法線方向には帯域フィルタの性質を持った異方性フィル
タによりフィルタ処理を行った後、浮動二値化により二
値化データとする。ここで、浮動二値化とは処理画素周
辺の画素(例えば8×8領域)の平均値を二値化のしき
い値とする手法である。
As shown in Fig. 16, this system consists of two systems: a fingerprint input subsystem and a fingerprint verification subsystem. First, the fingerprint input subsystem will be explained. It is read as value data, and then a low-pass filter is applied in the flow direction of the fingerprint ridges to remove noise and improve image quality.
After filtering is performed in the normal direction using an anisotropic filter having properties of a bandpass filter, the data is converted into binary data by floating binarization. Here, floating binarization is a method in which the average value of pixels (for example, an 8×8 area) surrounding the processing pixel is used as the threshold for binarization.

2値化された指紋の隆線は細線化(骨格化)され心線(
骨格パターン)とした後、特徴点(端点、分岐点)をテ
ンプレートマツチングにより抽出し、その種類と位置を
記録する。
The ridges of the binarized fingerprint are thinned (skeletonized) and converted into core lines (
After creating a skeleton pattern), feature points (end points, branch points) are extracted by template matching, and their types and positions are recorded.

抽出した特徴点は、誤検出による特徴点を除去する修正
処理を行った後、真の特徴点として記録する。なお、修
正処理の内容としては隆線の切れによって発生した端点
や、隆線の小突起によって発生した分岐点の除去であり
、具体的には、端点の隆線方向の近傍を調べ、対となる
べき端点が存在すれば隆線の切れによる端点と判断し、
隆線の分岐したごく近傍に端点が存在すれば、隆線の小
突起によって生じた分岐点および端点と判断するのであ
る。
The extracted feature points are recorded as true feature points after a correction process is performed to remove feature points due to erroneous detection. The content of the correction process is to remove end points caused by breaks in ridges and branch points caused by small protrusions on ridges. Specifically, the vicinity of the end points in the ridge direction is examined, and pairs are removed. If the desired end point exists, it is determined that the end point is due to a break in the ridge,
If an end point exists in the vicinity of a branch of a ridge, it is determined that the branch point and end point are caused by a small protrusion of the ridge.

このようにして抽出、修正した特徴点は、第17図に示
すように、指紋の中心を原点とし、中心下部の隆線の流
れ方向をY軸とした皮表によりその位置を記述する。
The position of the feature points extracted and corrected in this way is described by the skin surface, with the center of the fingerprint as the origin and the direction of flow of the ridge below the center as the Y axis, as shown in FIG.

こうして、位置種類が記述された特徴点は、さらに第1
7図に示すように、特徴点間のりレーションと呼ばれる
関連が調べられる。ここで、リレーションとは、ある特
徴点(親特徴点)を中心とする局所皮表系(隆線方向を
Y軸とする)を設定し、各象限内で最も頂点に近い特徴
点を1個づつ合計4個の子特徴点として選び、これらの
点と親特徴点との間に存在するそれぞれの隆線数R,,
R,。
In this way, the feature points whose position types are described are further
As shown in Figure 7, relationships called relationships between feature points are investigated. Here, a relation is defined as a local skin surface system (with the ridge direction as the Y-axis) centered around a certain feature point (parent feature point), and one feature point closest to the vertex in each quadrant. A total of 4 child minutiae points are selected, and the number of ridges R, , which exist between these points and the parent minutiae point is
R.

R3,R4のことであり、これを親特徴点に付随する特
徴として考えるためのものである。
This refers to R3 and R4, and is intended to be considered as features attached to the parent minutiae.

最終的に1つの特徴点に関しては、位置(x。Finally, for one minutiae, the position (x.

y)、方向d、リレーション(R1,R2,R3,Ra
 )の情報が得られる。つまり1つの特徴点は(xry
、d、R+、Rz、R:l、Ra )で記述され、1つ
の指紋は、最終的にこれらの特徴点の記述の集り(約1
00個)で表現される。
y), direction d, relation (R1, R2, R3, Ra
) information can be obtained. In other words, one feature point is (xry
, d, R+, Rz, R:l, Ra), and one fingerprint is finally a collection of descriptions of these minutiae points (approximately 1
00 pieces).

次に、指紋照合サブシステムについて説明する。Next, the fingerprint matching subsystem will be explained.

このサブシステムでの照合は、登録済みの指紋と、検査
のため入力された指紋のそれぞれの特徴点を表わすデー
タ間での一致の度合を測るものであるが、具体的には、
第18図に示すように、指紋全体の位置合わせを行う粗
照合と、位置合わせ後、対の特徴点のデータに基いて一
致の度合を測る精照合から成る。
Verification in this subsystem measures the degree of agreement between the registered fingerprint and the data representing the minutiae of the fingerprint input for inspection. Specifically,
As shown in FIG. 18, this process consists of coarse matching in which the entire fingerprint is aligned, and fine matching in which the degree of matching is measured based on the data of paired minutiae after alignment.

粗照合は、まず登録指紋(ファイル指紋)と検査指紋(
サーチ指紋)の″対″とすべき特徴点の決定から始まる
。ここで、特徴点については、第19図に示すように、
■親特徴点同志の方向差、■4組の子特徴点の位置、方
向リレーションの差、のそれぞれについて調べ、それら
が成る許容値以内であれば″対″の候補とする。
Rough matching is performed by first comparing the registered fingerprint (file fingerprint) and the test fingerprint (
The process begins with determining the minutiae to be paired with the search fingerprint. Here, regarding the feature points, as shown in Fig. 19,
(2) The difference in direction between the parent feature points, (2) The difference in the position and direction relation of the four child feature points, and if they are within the allowable values, they are considered as "pair" candidates.

次に、登録指紋と検査指紋とを、例えば角度を△θ(△
θ=π/32)づつ、15種類はど変化させて重ね合わ
せ、それぞれの角度t゛対″候補の特徴点の位置の差 △x=lx、−Xr 1 △y=1y*  ’jt 1 を計算し、第20図に示すように、△X−△y平面上に
上記点(△X、△y)をプロットする。
Next, the registered fingerprint and the test fingerprint are separated, for example, at an angle of △θ(△
θ=π/32), 15 types are changed and superimposed, and the difference between each angle t′ and the position of the candidate feature point △x=lx, -Xr 1 △y=1y* 'jt 1 The above points (ΔX, Δy) are calculated and plotted on the ΔX-Δy plane as shown in FIG.

このようにすると、ある回転角θのとき△x −△y平
面上の(△X、△Y)の位置を中心にプロットが密集す
る現象が起るが、このときの(△X。
If this is done, a phenomenon will occur where the plots will be concentrated around the position (ΔX, ΔY) on the Δx - Δy plane at a certain rotation angle θ, but at this time (ΔX.

△Y)θが登録指紋と検査指紋の位置および角度の差で
ある。
ΔY)θ is the difference in position and angle between the registered fingerprint and the test fingerprint.

精照合は、上記の位置および角度差(△X。Precise matching is performed using the above position and angle differences (△X).

△Y)eを補正した後、再度″対1′候補を調べ、−政
変の高い順に選択しながら指紋全体として矛盾のない対
”特徴点を選ぶ。このようにして選ばれた″対1′特徴
点に対し位置差、方向差、隆線数差を調べ、さらに子特
徴点同志に関しても位置差、方向差、隆線数差を調べ、
指紋全体の特徴点の一致の度合を総合し、最終的に指紋
の一致の度合として出力する。
After correcting ΔY)e, examine the ``pair 1'' candidates again, and select the ``pair 1'' minutiae that are consistent with the fingerprint as a whole, selecting them in descending order of political change. Examining the position difference, direction difference, and ridge number difference for the ``pair 1'' minutiae selected in this way, and further examining the position difference, direction difference, and ridge number difference for child minutiae,
The degree of matching of the minutiae of the entire fingerprint is summed up and finally output as the degree of matching of the fingerprints.

ところで、以上述べて来た従来技術によれば、確かに高
精度な指紋照合を達成した反面、その分、処理内容が複
雑であり、実用化のために専用の高速演算処理装置と大
型汎用コンピュータを必要とした。
By the way, although the conventional technology described above has certainly achieved highly accurate fingerprint verification, the processing content is complicated and requires a dedicated high-speed arithmetic processing unit and a large general-purpose computer to put it into practical use. required.

一方、現在、入室管理や取引管理に使用されている本人
の確認方法としては、暗証番号によるものが一般的であ
るが、第三者に番号を知られた場合は無力であり、従っ
て、より確実な方法が望まれており、この為、指紋照合
の適用が考えられる。
On the other hand, the current method of verifying the identity of the person used for room entry control and transaction management is generally using a personal identification number, but this is powerless if a third party learns the number, so A reliable method is desired, and for this reason, fingerprint matching may be applied.

しかしながら、このような要望を満すためには、端末装
置程度の処理能力でも実時間処理可能な簡易な指紋照合
アルゴリズムの開発が必要である。
However, in order to satisfy such demands, it is necessary to develop a simple fingerprint matching algorithm that can be processed in real time even with the processing power of a terminal device.

そこで、簡易な指紋照合アルゴリズムとして、パターン
マツチングによる照合が考えられる。なお、このパター
ンマツチングによる方法は、例えば登録した指紋画像と
検査する指紋画像の差の絶対値の総和、即ち照合誤差を
取り、これがあるシきい値″′より小さいとき、2つの
画像、つまり指紋が一致したとするものである。
Therefore, as a simple fingerprint matching algorithm, pattern matching can be considered. Note that this pattern matching method takes, for example, the sum of the absolute values of the differences between the registered fingerprint image and the fingerprint image to be inspected, that is, the matching error, and when this is smaller than a certain threshold value, the two images, i.e. It is assumed that the fingerprints match.

しかしながら、この方法では、画像同志の位置ズレや角
度ズレがあった場合には、照合誤差は小さくならず誤判
定を起す。そこで、これをさけるため、通常一方の画像
の角度、位置を少しづつ変更して照合誤差を計算し、最
小の照合誤差を与える角度、位置で2つの画像の角度、
位置が一致したとし、その照合誤差がしきい値以下の場
合、両者が同一であると判断するようにしている。
However, in this method, if there is a positional or angular shift between the images, the matching error will not be reduced and an erroneous determination will occur. Therefore, in order to avoid this, the matching error is usually calculated by changing the angle and position of one image little by little, and the angle and position of the two images are calculated at the angle and position that give the minimum matching error.
If the positions match and the matching error is less than a threshold, it is determined that the two are the same.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このパターンマツチングによる従来例によれば、アルゴ
リズムが単純でハード化が容易なため高速化しやすいな
どの利点を持ち、指紋の照合に一応利用可能であるが、
指紋画像の読取り方法と関連して、次のような問題点を
持つ。
Conventional methods using pattern matching have the advantage of being easy to speed up because the algorithm is simple and can be easily made into hardware, and can be used for fingerprint matching.
There are the following problems related to the method of reading fingerprint images.

即ち、まず、指紋照合のためには、指紋の撮像を要する
。そして、この指紋の読取りに良く用いられる方法とし
ては、従来からプリズムの全反射を利用したものがある
。なお、この方法は、第21図(a)に示すように、直
角プリズムの全反射面に指を押し当てると、隆線部だけ
がガラス面に接し、全反射すべき光が指の側に透過して
出てしまうため、全反射方向から見ると、同図(b)に
示すように、隆線部だけが黒く見えることを利用したも
のである。
That is, first, for fingerprint verification, it is necessary to capture an image of the fingerprint. A method commonly used for reading fingerprints is one that utilizes total internal reflection of a prism. In this method, as shown in Figure 21(a), when a finger is pressed against the total reflection surface of a rectangular prism, only the ridges come into contact with the glass surface, and the light that should be totally reflected is directed toward the finger. This takes advantage of the fact that since the light passes through and comes out, only the ridges appear black when viewed from the direction of total reflection, as shown in FIG. 6(b).

この方式は簡単にコントラストの良い指紋画像が得られ
るため良く用いられるのであるが、指紋はゴム状の弾性
体であるため、押しつけ圧の強弱により隆線がガラス面
に接する太さが変化し、得られた画像の隆線の太さが変
化する。さらに押しつけた圧力の方向により指紋が変形
し、通常のパターンマツチングで行われているように、
角度、位置を合わせただけでは十分照合誤差が小さくな
らない。
This method is often used because it can easily obtain fingerprint images with good contrast, but since fingerprints are rubber-like elastic bodies, the thickness of the ridges in contact with the glass surface changes depending on the strength of the pressing pressure. The thickness of the ridges in the obtained image changes. Furthermore, the fingerprint is deformed depending on the direction of the pressure applied, and as is done in normal pattern matching,
Merely matching the angle and position does not sufficiently reduce the matching error.

この理由を、以下、第22図によって説明する。The reason for this will be explained below with reference to FIG.

この第22図にいて、(a)、  (b)は同一の指紋
を押付は圧を変化させて採取した場合を示したもので、
(a)が通常の圧力でものを、(b)が強い圧力でのも
のである。
In Fig. 22, (a) and (b) show the same fingerprints collected by changing the pressing pressure.
(a) is the one under normal pressure, and (b) is the one under strong pressure.

ところで、これら(a)、  (b)は全く同一のよう
に見えるが、同図(c)、  (d)に示すように2値
化したものを実際に重ね合わせてみると、同図(e)に
示すように中心周辺の隆線3木分程度の領域ではほぼ一
致するが、その外側の領域では隆線の位置が一致せず、
全体として照合誤差は小さくならない。この結果、同一
指紋と判定する為の照合誤差のレベルを高く取る必要が
生じ、逆に異った指紋を同一と判定してしまう確率が高
くなる。又中心付近でのパターンがほぼ一致する部分で
も、隆線の太さが異るため、こ部分でも照合誤差が生じ
、完全な一致(照合誤差が0)は得られない。
By the way, these (a) and (b) appear to be exactly the same, but if you actually superimpose the binarized images shown in (c) and (d) in the same figure, you will see (e) in the same figure. ), the ridges almost match in the area around the center, which is about 3 tree lengths, but the ridge positions do not match in the area outside of that, and
Overall, the matching error does not become smaller. As a result, it becomes necessary to set a high level of matching error in order to determine that fingerprints are the same, and conversely, the probability that different fingerprints will be determined to be the same increases. Furthermore, even in a portion where the patterns almost match near the center, since the thickness of the ridges differs, a matching error occurs in this portion as well, and complete matching (matching error is 0) cannot be obtained.

なお、第22図(f)は、参考のため、異なった指紋で
のパターンマツチング例を示したものである。
For reference, FIG. 22(f) shows an example of pattern matching using different fingerprints.

本発明の目的は、上記した従来例の問題点に充分に対処
でき、パターンマツチングにより容易に、しかも確実に
指紋照合が得られ、本人確認などに節単に適用可能な指
紋照合方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a fingerprint matching method that can sufficiently address the problems of the conventional methods described above, easily and reliably obtain fingerprint matching by pattern matching, and that can be easily applied to identity verification. There is a particular thing.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この目的を達成するため、本発明は、以下のようにした
ものである。
In order to achieve this object, the present invention is as follows.

即ち、まず、上記従来例の問題点を整理すると、下記の
2点となる。
That is, first, the problems of the above conventional example can be summarized into the following two points.

(イ)隆線の太さが圧力により変化し、照合誤差が生じ
る。
(b) The thickness of the ridge changes due to pressure, causing a matching error.

(ロ)隆線のパターンが圧力の方向により変化し、照合
誤差が生じる。
(b) The ridge pattern changes depending on the direction of pressure, causing a matching error.

上記したように、従来のパターンマツチングによる方法
では、画像データ同志で直接差を取り、その差の絶対値
の照合エリア内の総和を照合誤差としているため、上記
(イ)、(ロ)の変形がそのまま照合誤差となって現わ
れてしまうのである。
As mentioned above, in the conventional pattern matching method, the difference is directly taken between image data and the sum of the absolute values of the difference within the matching area is used as the matching error. The deformation directly appears as a matching error.

そこで、本発明では、まず、第2図(a)に示すように
、指紋画像を2値化してから細線化し、ついで同図(b
)に示すように、隆線部、又は谷部の心線を抽出し、登
録指紋谷部の心線と、検査指紋隆線部の心線との交点の
数、又は登録指紋隆線部の心線と検査指紋谷部の心線と
の交点の数を照合誤差とする事で上記(イ)(ロ)の問
題を軽減することができるようにしたものである。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2(a), the fingerprint image is first binarized and then thinned, and then
), the core lines of the ridges or valleys are extracted, and the number of intersections between the core lines of the registered fingerprint trough and the core lines of the test fingerprint ridge is calculated. The above-mentioned problems (a) and (b) can be alleviated by using the number of intersections between the core wire and the core wire in the trough of the inspection fingerprint as the matching error.

〔作用〕[Effect]

上記(イ)にいう、押しつけ圧の大小による隆線幅の変
化は、上記細線化により照合誤差に対する影響が除かれ
、上記(ロ)にいう、押しつける方向による隆線のパタ
ーン(指紋)の変形は、細線化を行う事で、第3図に示
すように、隆線のピッチ幅が位置ズレに対する許容幅と
なり、照合誤差に対す−る影響が除かれる。即ち、許容
幅以内の隆線パターンの変形は、交点を生じないため照
合誤差とはならない。一方、細線化を行わない場合は変
形はそのまま隆線パターン相互のズレとなり、変形量は
微少であっても照合誤差となってしまうのである。
The change in ridge width due to the magnitude of the pressing pressure mentioned in (a) above has no effect on matching errors due to the thinning, and the deformation of the ridge pattern (fingerprint) depending on the pressing direction mentioned in (b) above. By thinning the lines, as shown in FIG. 3, the pitch width of the ridges becomes an allowable width for positional deviation, and the influence on matching errors is eliminated. That is, deformation of the ridge pattern within the allowable width does not result in a matching error because no intersection occurs. On the other hand, if line thinning is not performed, the deformation will directly result in a shift between the ridge patterns, resulting in a matching error even if the amount of deformation is minute.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明による指紋照合方法について、実施例によ
り詳細に説明する。
Hereinafter, the fingerprint verification method according to the present invention will be explained in detail with reference to examples.

まず、本発明の原理について、第4図により説明する。First, the principle of the present invention will be explained with reference to FIG.

この第4図において、(a)は通常の圧力で採取した指
紋画像、(b)は強い圧力が加えられた状態で採取した
指紋画像をそれぞれ示しており、これは第19図の従来
例の場合における(a)。
In Fig. 4, (a) shows a fingerprint image taken under normal pressure, and (b) shows a fingerprint image taken under strong pressure, which is different from the conventional example in Fig. 19. (a) in case.

(b)に対応したものである。This corresponds to (b).

そして、本発明では、これら(a)、  (b)に示す
指紋画像は、まず、同図(c)、  (d)に示すよう
に、一方では谷部の細線化による心線となり、他方では
隆線部の細線化による心線となった上で、同図(e)に
示すようにパターンマツチングされる。
In the present invention, the fingerprint images shown in (a) and (b) first become core lines due to thinning of the troughs on the one hand, and on the other hand, as shown in (c) and (d) of the same figure. After the ridges are thinned to form core wires, pattern matching is performed as shown in FIG. 2(e).

ここで、この第4図の本発明の場合と、第22図の従来
例の場合とを比較してみると、まず、第22図の(6)
では、両パターンが一致している中心部でも隆線幅が微
妙に異り、照合誤差が発生しているのに対して、第4図
の(e)では細線化されている為、中心骨に交点は現わ
れず、中心部では照合誤差は零である。
Now, when comparing the case of the present invention shown in FIG. 4 and the case of the conventional example shown in FIG. 22, first, (6) in FIG.
In Fig. 4(e), the ridge width is slightly different even in the center where both patterns match, causing a matching error, whereas in Fig. 4(e), the lines are thinner, so the central bone No intersection appears in the center, and the matching error is zero at the center.

さらに、この第4図(e)の指紋の周辺部では、心線の
4本口まで交点が無く、第19図の場合に比較して照合
誤差が小さい(はぼ零)範囲が広っており、全体として
本発明の場合のほうが変形等に、強い事が判る。なお、
第4図(「)は、参考のため異った指紋の場合を示した
ものである。
Furthermore, in the periphery of the fingerprint shown in Figure 4(e), there are no intersections up to the four ends of the core wires, and compared to the case in Figure 19, the range in which the matching error is small (nearly zero) is widened. It can be seen that the case of the present invention is more resistant to deformation as a whole. In addition,
FIG. 4 ( ) shows the case of different fingerprints for reference.

しかしながら、第4図の本発明の場合でも、さらに外側
に到ると交点を生じ、やはり照合誤差が増大する。この
事は、照合において、照合誤差を計算する領域(範囲)
を変形の少い小領域に限定しなければならない事を示し
ている。そして、このように照合領域を限定した場合に
は、その領域の大きさにより認識率が左右される。
However, even in the case of the present invention shown in FIG. 4, an intersection occurs when reaching further to the outside, and the matching error also increases. This is the area (range) in which the matching error is calculated during matching.
This shows that it is necessary to limit the deformation to a small region with little deformation. When the matching area is limited in this way, the recognition rate is influenced by the size of the area.

つまり、照合領域を小さくした場合には、変形の影響は
受けにくいが、異った指紋でも部分パターンが一致する
確率が高くなり、誤認識を生じやすくなり、他方、照合
領域を大きく取った場合には、変形の影響を受けやすく
なり、同一指紋でも異った指紋と認識しやすくなる。
In other words, when the matching area is made small, it is less susceptible to deformation, but the probability that partial patterns match even with different fingerprints increases, making it more likely to cause misrecognition.On the other hand, when the matching area is made large, , it becomes more susceptible to deformation, and even the same fingerprint can be easily recognized as a different fingerprint.

そこで、以下の本発明の実施例では、このような照合領
域の設定に影響されにくい照合方法も提供している。即
ち、照合を単に画像の絶対値の和又は交点数の和として
求めるようにすると、この場合、前述のような照合領域
設定の問題を生じる。
Therefore, in the following embodiments of the present invention, a verification method that is not easily influenced by such verification area settings is also provided. That is, if matching is simply determined as the sum of the absolute values of images or the sum of the number of intersections, the problem of setting the matching area as described above will arise in this case.

そこで、このような問題を解決するため、以下の実施例
では、照合方式として差の絶対値又は交点の分布により
パターンの一敗している領域の大きさを測定し、この一
致領域の大きさが一定以上の場合を同一の指紋と判定す
る方式としているのである。
Therefore, in order to solve this problem, in the following example, the size of the area where the pattern is defeated is measured by the absolute value of the difference or the distribution of the intersection point as a matching method, and the size of this matching area is calculated. If the number of fingerprints exceeds a certain level, the fingerprints are determined to be the same.

これを第4図(e)で説明すると、登録指紋画像と検査
指紋画像が同一指紋の場合、位置合わせをし重ね合わせ
ると、図のよう中心部では交点が生ぜず、照合誤差はほ
ぼ零となるが、周辺部では指紋の変形の為位置関係がズ
して交点を生じる。
To explain this with Figure 4(e), when the registered fingerprint image and the test fingerprint image are the same fingerprint, when they are aligned and superimposed, no intersection will occur in the center as shown in the figure, and the matching error will be almost zero. However, due to deformation of the fingerprint in the peripheral area, the positional relationship shifts and an intersection occurs.

この分布を模式的に示すと、第5図(a)のようになり
、同図(C)に示す領域に対して同図 。
This distribution is schematically shown in FIG. 5(a), and the area shown in FIG. 5(C) is the same as that in FIG.

(d)に示すパターンを呈する。次に、異った指紋画像
を重ね合わせた場合には、交点は、位置とは無関係に各
部に分散し、同一指紋のときのようなパターンは見られ
ない。この状態を第5図(b)。
It exhibits the pattern shown in (d). Next, when different fingerprint images are superimposed, the intersection points are dispersed in various parts regardless of the position, and no pattern can be seen as in the case of the same fingerprint. This state is shown in FIG. 5(b).

(e)に模式的に示す。It is schematically shown in (e).

従って、交点の分布、つまり画像の一致している領域の
大きさを調べ、この領域の大きさが一定値以上であれば
同一指紋であり、一定値以下であれば異った指紋と判断
できることになり、以下の実施例では、この方式を採用
している。
Therefore, by examining the distribution of intersection points, that is, the size of the matching area in the image, if the size of this area is above a certain value, it is the same fingerprint, and if it is below a certain value, it can be determined that it is a different fingerprint. This method is adopted in the following embodiments.

この方式では、あらかじめ変形を予測して照合領域を決
定する必要がなく、実用的な照合方式を提供できる。な
お、このような照合方式については、交点の数の例で説
明したが、もちろん単なる画像の差の絶対値を評価の基
準とした場合にも適用できるのはいうまでもない。
With this method, there is no need to predict the deformation in advance and determine the matching area, and a practical matching method can be provided. Although such a matching method has been described using the example of the number of intersections, it goes without saying that it can also be applied to cases where the absolute value of the difference between images is used as the evaluation standard.

以下、本発明の一実施例について、具体的に説明を進め
ることにする。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained in detail.

第1図は本発明の一実施例で、全体は、指紋読取部1、
信号処理部2)取込判定部3、心線抽出記憶部4、それ
に照合判定部5で構成されており、以下、これらについ
て順次、説明する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, which generally includes a fingerprint reading section 1,
The signal processing section 2) is composed of an intake determination section 3, a fiber extraction storage section 4, and a collation determination section 5, and these will be explained in sequence below.

まず、指紋読取部1は、光源10、拡散板11、プリズ
ム12)撮像レンズ13、それにビデオカメラ14など
で構成されている。
First, the fingerprint reading section 1 includes a light source 10, a diffusion plate 11, a prism 12, an imaging lens 13, a video camera 14, and the like.

光源10から出た光は拡散板11により均一な拡散光に
された後、プリズム12内に入射する。
The light emitted from the light source 10 is made into uniformly diffused light by the diffuser plate 11 and then enters the prism 12.

プリズム12は直角プリズムで構成されており、このプ
リズム12に入射した光は、通常は45゜の全反射面に
より反射されてカメラ14にとどいているが、プリズム
12の全反射面に指Fが押し付けられると、その指紋の
隆線が接している部分では光が反射されなくなり、隆線
側へ透過してしまう。そこで、これをカメラ14側から
見ると、第18図(b)に示すように、全反射面に隆線
のパターンが黒く見える。このとき背影としては拡散板
11が焦点の合わない状態で撮像される。従って、拡散
板11が無いと光源10が直接撮像され、隆線の背影と
して好ましくない。なお、このようなプリズムを用いた
方式を、ここでは直角プリズム撮像方式と呼ぶ。
The prism 12 is composed of a right-angle prism, and the light that enters the prism 12 is normally reflected by a 45° total reflection surface and reaches the camera 14. When pressed, light is no longer reflected in the areas where the ridges of the fingerprint touch, but instead passes through to the ridges. When this is viewed from the camera 14 side, the pattern of ridges appears black on the total reflection surface, as shown in FIG. 18(b). At this time, the back shadow is imaged with the diffuser plate 11 out of focus. Therefore, without the diffuser plate 11, the light source 10 would be directly imaged, which is not preferable as a background of the ridge. Note that a method using such a prism is herein referred to as a right-angle prism imaging method.

こうして、プリズム12によってコントラストが付けら
れた指紋パターンは、次に、カメラ14のレンズ13に
よって撮像面(COD等)14aに結像されるが、この
とき、プリズム12の全反射面が光軸に対して傾斜して
いるため、レンズ13の結像面も光軸に対して傾斜して
現われる。
The fingerprint pattern contrasted by the prism 12 is then imaged onto the imaging surface (COD, etc.) 14a by the lens 13 of the camera 14, but at this time, the total reflection surface of the prism 12 is aligned with the optical axis. Since the lens 13 is tilted relative to the optical axis, the image forming surface of the lens 13 also appears to be tilted with respect to the optical axis.

そこで、この実施例では、撮像面14aをこの傾斜に合
わせて設置することで、プリズム12の全反射面、つま
り、指紋を撮像すべき面の全体にわたっての焦点合わせ
を可能にするようになっているのである。
Therefore, in this embodiment, by installing the imaging surface 14a in accordance with this inclination, it is possible to focus on the entire total reflection surface of the prism 12, that is, the surface on which the fingerprint is to be imaged. There is.

これを第6図により、さらに詳しく説明する。This will be explained in more detail with reference to FIG.

なお、この第6図は、撮像用のレンズ13を、その直径
方向を示す直線で表わしたもので、この図において、プ
リズム12の全反射面の中心Oを通った光は、焦点Fの
レンズ13を通りO′に結像する。これに対し、例えば
全反射面上の点Pからの光についてみると、幾何光学に
従えば、このP点からレンズ13の中心りを通った光は
そのまま直進するが、Pから光軸と平行に出た光はレン
ズして焦点Fを通る光に屈折させられ、前記のP点から
出てレンズの中心りを通る光とP′点で交差し、この点
でP点の像を結ぶ。同様に、全反射面上のQ点はQ′点
に結像する。
In addition, this FIG. 6 represents the imaging lens 13 with a straight line indicating its diametrical direction. In this figure, the light that passes through the center O of the total reflection surface of the prism 12 is directed to the lens at the focal point F. 13 and is imaged at O'. On the other hand, if we look at the light from a point P on the total reflection surface, for example, according to geometric optics, the light that passes from this point P through the center of the lens 13 will travel straight, but from P parallel to the optical axis. The light emitted from the lens is refracted into light that passes through the focal point F, and intersects the light that exits from point P and passes through the center of the lens at point P', forming an image of point P at this point. Similarly, point Q on the total reflection surface forms an image at point Q'.

このようにプリズム13の全反射面はP’O”Q′を通
る面で結像し、通常の光学系の場合とは異って、結像面
は光軸と垂直にならない。
In this way, the total reflection surface of the prism 13 forms an image on the plane passing through P'O''Q', and unlike in a normal optical system, the image forming surface is not perpendicular to the optical axis.

従って単に光軸に垂直に撮像面を設けたのでは、像がボ
ケしいまうことになり、このため、上記実施例では、撮
像面14aを傾け、レンズ13による結像面と一致する
ように設けているのである。
Therefore, if the imaging surface is simply provided perpendicular to the optical axis, the image will be blurred. Therefore, in the above embodiment, the imaging surface 14a is tilted so that it coincides with the imaging surface formed by the lens 13. It is set up.

しかしながら、この実施例では、プリズム12の全反射
面が光軸に対して傾いており、この結果、I最像すべき
指紋を斜め方向から見ることになってしまうことによる
画像ひずみの発生については、無防備である。
However, in this embodiment, the total reflection surface of the prism 12 is tilted with respect to the optical axis, and as a result, the fingerprint to be imaged is viewed from an oblique direction, resulting in image distortion. , defenseless.

そこで、このひずみの発生をなくすことができる光学系
について第7図によって説明する。
Therefore, an optical system that can eliminate the occurrence of this distortion will be explained with reference to FIG.

この第7図の光学系では、レンズ13をプリズム12の
全反射面と平行になるように、即ち、レンズ13の光軸
がプリズム12の全反射面と直角になるように配置した
もので、このようにすると、プリズム12の全反射面と
レンズ130面が平行になる為、結像面もプリズムの全
反射面と平行となり、結果的に像のひずみが無くなる。
In the optical system shown in FIG. 7, the lens 13 is arranged parallel to the total reflection surface of the prism 12, that is, the optical axis of the lens 13 is arranged at right angles to the total reflection surface of the prism 12. In this case, since the total reflection surface of the prism 12 and the lens 130 surface become parallel, the image formation surface also becomes parallel to the total reflection surface of the prism, and as a result, image distortion is eliminated.

第7図はこれを幾何光学的に示したもので、PL:LP
”。
Figure 7 shows this in terms of geometric optics, where PL:LP
”.

OL:LO”、QL、:LQ′の各比率がみな同一とな
っているのが判る。
It can be seen that the ratios of OL:LO'', QL, and :LQ' are all the same.

実際には、このようにレンズの光軸と光学系の光軸とを
ずらせると、レンズに対し斜から光が入るため、各種の
収差が増大して実用的ではなくなってしまう。このため
光学系の光軸とレンズの光軸のなす角度を、零と、上記
角度の中間に配置する事で、上記収差が比較的少なく、
しかも像のひずみも許容出来る程度とする事ができ、こ
のようにした光学系の一例を第8図に示す。そして、本
発明の一実施例としては、この第8図に示すように光学
系を構成し、その結像面に一致させてビデオカメラ14
の撮像面14aを設置すればよい。
In reality, if the optical axis of the lens and the optical axis of the optical system are shifted in this way, light enters the lens obliquely, which increases various aberrations and makes it impractical. Therefore, by arranging the angle between the optical axis of the optical system and the optical axis of the lens between zero and the above angle, the above aberration is relatively small.
Furthermore, image distortion can be kept to an acceptable level. An example of such an optical system is shown in FIG. In one embodiment of the present invention, an optical system is configured as shown in FIG.
What is necessary is to install the imaging surface 14a.

次に、信号処理部2は、A/D変換器20、シェーディ
ング補正回路21,2値化回路22などから構成されて
いる。
Next, the signal processing section 2 includes an A/D converter 20, a shading correction circuit 21, a binarization circuit 22, and the like.

ビデオカメラ14によって指Fから読み込まれた指紋画
像信号は、A/D変換器20により、4〜8 bieの
デジタル信号に変換された後、シェーディング補正回路
21による補正が加えられ、さらに2値化回路22によ
って2値化れた後、画像メモリ (後述)に一旦、格納
される。
The fingerprint image signal read from the finger F by the video camera 14 is converted into a 4 to 8 bie digital signal by the A/D converter 20, then corrected by the shading correction circuit 21, and then binarized. After being binarized by the circuit 22, it is temporarily stored in an image memory (described later).

ここでのシェーディング補正は、予め指紋の背景の明る
さの分布を記憶しておき、この値から実際に入力した指
紋画像の差を取る事により行なわれ、これにより明るさ
の分布を均一化し、二値化の際の誤差を軽減するために
行なわれる。
The shading correction here is performed by storing the brightness distribution of the fingerprint background in advance and taking the difference between the actually input fingerprint images from this value, thereby making the brightness distribution uniform, This is done to reduce errors during binarization.

また、2値化回路22による2値化は、上記シェーディ
ング補正した画像〔(背景の明るさの分布)−(指紋画
像)〕の値が一定のしきい値を越えた部分を黒画素とし
てII I 11に設定し、しきい値以下となった部分
を白画素として′0゛′に設定することにより行なう。
Furthermore, in the binarization by the binarization circuit 22, the portion where the value of the above-mentioned shading-corrected image [(background brightness distribution) - (fingerprint image)] exceeds a certain threshold value is treated as a black pixel. This is done by setting I11 and setting the portion below the threshold value to '0'' as a white pixel.

なお、他の実施例としては、上記したシェーディング補
正した後での2値化に限らず、浮動2値化方式によって
もよい。
In addition, as another embodiment, the floating binarization method is not limited to the above-described binarization after shading correction.

続いて、取込判定部3は、取込画像決定部30と指紋画
像メモリ31で構成されている。
Subsequently, the capture determining section 3 includes a capture image determining section 30 and a fingerprint image memory 31.

プリズム12の全反射面に指Fを押し付けたとき、その
圧力や指先での発汗の状態により取込まれる指紋画像の
隆線の濃淡が変化し、極端な場合にはカスレによる隆線
の途切れや、逆にツブシによる隆線の短絡などが生じ、
誤判定の原因となる。
When a finger F is pressed against the total reflection surface of the prism 12, the shading of the ridges in the captured fingerprint image changes depending on the pressure and the state of perspiration on the fingertip, and in extreme cases, the ridges may be interrupted or faded due to scratches. , conversely, short circuits of ridges due to whelks occur,
This may cause erroneous judgments.

従って、取込み画像の良否を判定して指紋画像メモリに
入力する必要がある。
Therefore, it is necessary to determine the quality of the captured image and input it into the fingerprint image memory.

取込画像決定部30はこのためのものであり、あらかじ
め決めた領域内の二値化された隆線の面積、つまり黒画
素の総和が一定範囲内となった時、良好な画像が得られ
たものとして指紋画像メモリ31に記憶させる働きをす
る。つまり、カスした状態では黒画素数が少なく、ツブ
した状態では黒画素数が多くなる為、これらの場合を除
いて良好な画像が取込めるよう、取込画像設定部30で
の許容範囲の上限および下限を決定すればよい。このよ
うにすれば従来の画像隆線の濃淡を直接検知する方式に
比べ、簡略な構成とすることができる。
The captured image determining unit 30 is for this purpose, and when the area of the binarized ridges in a predetermined area, that is, the total sum of black pixels, is within a certain range, a good image can be obtained. It serves to store the fingerprint image in the fingerprint image memory 31 as a fingerprint image. In other words, the number of black pixels is small in a dull state, and the number of black pixels is large in a dull state, so in order to capture a good image except for these cases, the upper limit of the allowable range in the captured image setting section 30 is set. and the lower limit. In this way, the configuration can be simpler than the conventional method of directly detecting the shading of image ridges.

さらに、心線抽出記憶部4は、心線抽出部40と心線画
像メモリ41から構成されている。
Furthermore, the core wire extraction storage section 4 is composed of a core wire extraction section 40 and a core wire image memory 41.

心線抽出部40は指紋画像メモリ31から指紋画像デー
タを読み出し、第2図ないし第4図で説明した、指紋の
隆線部と谷部の細線化を行ない、心線を抽出して心線画
像データとし、それを心線画像メモリ41に記憶させて
ゆく。
The core wire extraction unit 40 reads the fingerprint image data from the fingerprint image memory 31, thins the ridges and valleys of the fingerprint as explained in FIGS. 2 to 4, extracts the core wires, and extracts the core wires. The image data is stored in the fiber image memory 41.

このとき、指紋の隆線部では、画像データをそのままで
、つまり、黒画素を11″としたままで上記の細線化処
理を行えばよいが、谷部の細線化処理に際しては、黒画
素IF I 11と白画素II OIIについて、If
 I II→II Q It、  II Q IT−F
f I Itと置き換えて細線化を行う必要がある。こ
のように細線化したデータは二値画像として、上記した
ように、心線画像メモリ41に記憶される。
At this time, for the ridges of the fingerprint, the above-mentioned thinning process can be performed with the image data as it is, that is, with the black pixels set to 11", but when thinning the valleys, the black pixel IF For I 11 and white pixel II OII, If
I II → II Q It, II Q IT-F
It is necessary to thin the line by replacing it with f I It. The data thinned in this way is stored as a binary image in the cardiac line image memory 41, as described above.

一方、新たに指紋を登録する場合にも、この心線画像デ
ータが用いられるのであるが、このときには、上記心線
画像の中から照合に必要な領域(テンプレート)を選択
し、それを指紋登録ファイル(後述)に記録するのであ
る。なお、この照合を行う領域としては、通常、指紋の
中心を含んだ領域を抽出するのが一般的であり、認識結
果も比較的良好である。
On the other hand, this heart line image data is also used when registering a new fingerprint, but in this case, an area (template) necessary for verification is selected from the above heart line image and then registered as a fingerprint. It is recorded in a file (described later). Note that, as the area for this verification, it is common to extract an area that includes the center of the fingerprint, and the recognition results are also relatively good.

ところで、ここにおける心線抽出は、上記したように、
指紋の変形に対する対策であるが、これを具体的に実行
するための方法としてはヒリディッチ(HILIDIT
ICH) 、村田等によって提案されている各種のアル
ゴリズムを用いればよい。しかして、これらはそれぞれ
特徴を持っているが、詳しくは文献(口材、パ細緑化法
についての諸考察パ電子通信学会研究会資料pRL75
−66等)に開示があるので、ここではその詳しい説明
は省略する。
By the way, the core wire extraction here is as described above.
This is a countermeasure against deformation of fingerprints, but as a concrete method to implement this, HILIDIT
Various algorithms proposed by ICH), Murata et al. may be used. However, each of these has its own characteristics, but for details, please refer to the literature (various discussions on mouthpieces and greening methods), Materials of the Institute of Electronics and Communication Engineers, pRL75.
-66, etc.), so a detailed explanation thereof will be omitted here.

最後に、照合判定部5は、同名のブロック50と、指紋
登録ファイル5■とで構成されている。
Finally, the collation determination unit 5 is composed of a block 50 with the same name and a fingerprint registration file 5■.

ここで、この照合判定部50では、処理の高速化を図る
ため、第9図に示すように、粗照合と精照合に分けて照
合を行う。
Here, in order to speed up the processing, the matching determination unit 50 performs matching by dividing it into rough matching and fine matching, as shown in FIG.

まず、第9図(a)に示すように、粗照合用の、小領域
をカバーするテンプレートを用い、これにより交点数を
数えるのであるが、これを検査指紋画像中の候補領域全
体に渡って1画素づつ、順次位置をずらせて行ない、各
位置における交点数、つまり照合誤差を計算する。そし
て、このようにして得た、照合誤差が一定値以下の部分
(複数)を精照合を行う位置とし、これらの部分に対し
て第9図(b)に示すように、カバー領域の大きな精照
合用のテンプレートを用い、精照合を行なう。
First, as shown in Fig. 9(a), a template for rough matching that covers a small area is used to count the number of intersections, and this is applied over the entire candidate area in the test fingerprint image. This is performed by sequentially shifting the positions one pixel at a time, and calculating the number of intersections at each position, that is, the matching error. Then, the parts (plurality) obtained in this way where the matching error is below a certain value are set as the positions for fine matching, and as shown in FIG. Perform detailed matching using a matching template.

このように、精照合に先立って、まず、粗照合を行う事
で、精照合を行なう位置を絞る事が出来、従って、この
実施例によれば、データ処理量が節約できる。又、粗照
合自身は、テンプレートが小さいため、データ処理量が
少くて済み、全体として効率の良い処理となる。
In this way, by first performing rough verification before fine verification, it is possible to narrow down the locations for fine verification, and therefore, according to this embodiment, the amount of data processing can be saved. In addition, since the template for rough matching itself is small, the amount of data processing is small, resulting in efficient processing as a whole.

次に、照合判定部50による照合判定処理について、第
10図のフローチャートにより、さらに詳細に説明する
Next, the matching and determining process by the matching and determining section 50 will be explained in more detail with reference to the flowchart in FIG.

なお、このフローチャートには記していないが、まずテ
ンプレートを作り、指紋登録ファイル51に指紋指定番
号を付して記憶しておく。
Although not shown in this flowchart, a template is first created and stored in the fingerprint registration file 51 with a fingerprint designation number attached thereto.

このときのテンプレートは、例えば登録指紋の谷部を心
線化し、心線化結果が第11図(a)に示すような8連
結の場合は、同図(b)に示すような心線の近傍で3方
向へ拡大し、and結果を残す処理を行ない、これによ
り同図(C)に示すような4連結に変換し、テンプレー
トとして記憶したものである。これは、8連結同志の心
線は、第12図(a)に示すように、単純なandの演
算のみでは交点が検出できないことがあり、これを防ぐ
ためである。つまり、第12図(b)に示すように、8
連結と4連結とならandで検出できるからである。
The template at this time is, for example, by converting the valleys of the registered fingerprint into core wires, and if the result of core wire creation is 8 connections as shown in FIG. 11(a), the core wires are as shown in FIG. 11(b). A process is performed to enlarge the vicinity in three directions and leave the AND result, thereby converting it into a 4-connection as shown in FIG. 3(C) and storing it as a template. This is to prevent the intersection of 8-connected core wires from being unable to be detected by a simple AND operation, as shown in FIG. 12(a). In other words, as shown in FIG. 12(b), 8
This is because a concatenation and a 4-concatenation can be detected using an and.

なお、以上のand操作では、まず、心線同志の重なり
として現われる画素数が求まるが、これを交点の数に変
換するには、例えば、画像中の粒子数(例えば赤血球の
数)を数えるアルゴリズムを用いればよく、このような
例としては、特開昭51−41578号公報による「個
数認識法」等がある。しかし、歩点の数と重なって現わ
れる画素数とはほぼ比例しているから、交点の数を求め
る代りに、簡単に求まる、上記した重なって現われる画
素数を用いるようにしてもよい。
In addition, in the above AND operation, the number of pixels that appear as overlapping core lines is first found, but in order to convert this to the number of intersection points, for example, an algorithm that counts the number of particles (for example, the number of red blood cells) in the image is used. An example of this is the "number recognition method" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-41578. However, the number of overlapping pixels is approximately proportional to the number of steps, so instead of finding the number of intersections, the easily determined number of overlapping pixels may be used.

第10図のフローチャートに戻り、この処理が開始され
ると、まず、入力された検査指紋画像の隆線部を心線化
し照合判定部に読込み(Sl、なお、Sはステップを表
わす)、次に、指紋指定番号に従い粗照合用テンプレー
トを読込む(S2)。
Returning to the flowchart in FIG. 10, when this process is started, first, the ridges of the input inspection fingerprint image are converted into core lines and read into the verification determination section (Sl, S represents step), and then Then, a rough verification template is read according to the fingerprint designation number (S2).

なお、このときの粗照合の小領域としては、例えば第1
3図に示すような大きさのものを用いれば良いが、これ
は一実施例にすぎず、大きさ、形状等については、処理
速度が向上するよう適宜くふうしてやればよいことは言
うまでもない。
Note that the small area for rough matching at this time is, for example, the first
It is sufficient to use the size shown in FIG. 3, but this is just one example, and it goes without saying that the size, shape, etc. may be adjusted as appropriate to improve the processing speed.

次に、テンプレートと心線化した検査指紋画像のand
を取り、II I IIとなった画素の数を粗照合領域
内で数え、交点画素数CNとする(S3)。
Next, the template and the cored inspection fingerprint image and
, and the number of pixels that become II I II is counted in the rough matching area and set as the number of intersection pixels CN (S3).

交点画素数が一定値TH,を越えた場合は、その位置で
の照合は−敗しなかったとしくS4)、照合位置を次の
位置(1画素分)へずらし、(S1L、512)、同一
の処理をする。
If the number of intersection pixels exceeds the fixed value TH, it is assumed that the matching at that position did not fail (S4), and the matching position is shifted to the next position (by one pixel), (S1L, 512), the same process.

照合位置としてすべての位置をテストし、不一致のみし
か検出できなかった場合、検査指紋は登録指紋と異ると
判定される。
If all positions are tested as matching positions and only mismatches are detected, the test fingerprint is determined to be different from the registered fingerprint.

このときでの粗照合のテンプレートの移動の様子(経路
)の−例を第14図の(a)、  (b)に示す。
An example of how the template moves (route) for rough matching at this time is shown in FIGS. 14(a) and 14(b).

粗照合で交点数が一定値THI以下の場合は(S4での
結果がyes)、粗照合が一致したとし、精照合に進み
、一致領域の大きさを求める。
If the number of intersections is equal to or less than the constant value THI in the rough matching (result in S4 is yes), it is assumed that the rough matching is a match, and the process proceeds to the fine matching to find the size of the matching area.

精照合(S5ないしS8)は、粗照合に対し順次照合領
域の大きさを拡大して交点画素数を計算し、この値があ
る一定値、T Htを越えたときの照合領域の大きさを
、その照合位置での一致領域の大きさとする(39,5
10)。
In fine matching (S5 to S8), compared to rough matching, the size of the matching area is sequentially enlarged to calculate the number of intersection pixels, and when this value exceeds a certain value, T Ht, the size of the matching area is calculated. , the size of the matching area at the matching position (39,5
10).

全体の判定処理としては、さらに照合位置を1画素づつ
ずらせた場合の一致領域の大きさの変化を調べ、その最
大のものを検査指紋と登録指紋の一致領域の大きさとす
るようになっている。
As for the overall judgment process, the change in the size of the matching area when the matching position is shifted one pixel at a time is investigated, and the largest change is taken as the size of the matching area between the test fingerprint and the registered fingerprint. .

照合領域の拡大の一例を第15図に示す。FIG. 15 shows an example of enlargement of the verification area.

この第15図において、中央の領域は粗照合で用いた領
域であり、精照合ではその周囲へ順次照合領域を拡大し
てゆくようになっていることが判る。
In FIG. 15, it can be seen that the central area is the area used in rough matching, and in fine matching, the matching area is gradually expanded around it.

このように、以上の処理で一致領域の大きさが求まるが
、このとき、粗照合のみで終った場合は、指紋は不一致
である。一方、一致領域の大きさがある程度以上の場合
は、指紋は一致していると判断出来るが、このときでの
一致領域の大きさとしては、判定に際して要求される照
合精度に応じてしきい値を決めれば良い。
In this way, the size of the matching area is determined through the above processing, but if only rough matching is completed at this time, the fingerprints do not match. On the other hand, if the size of the matching area is larger than a certain level, it can be determined that the fingerprints match, but the size of the matching area at this time is determined by a threshold value depending on the matching accuracy required for the judgment. All you have to do is decide.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、パターンマツチ
ングにより充分な確度のもとての指紋照合を行なうこと
ができるから、従来技術の問題点に充分に対処し、簡単
な構成で指紋照合が可能になり、身元確認などに容易に
適用することができる。
As explained above, according to the present invention, since it is possible to perform fingerprint verification with sufficient accuracy through pattern matching, the problems of the prior art can be fully addressed and fingerprint verification can be performed with a simple configuration. This makes it possible to easily apply it to identity verification, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による指紋照合方法の一実施例を示すブ
ロック図、第2図は画像データ細線化の説明図、第3図
は細線化による許容幅の説明図、第4図はパターンマツ
チングの説明図、第5図はパターンマツチング判定の説
明図、第6図、第7図、第8図はそれぞれ光学系の説明
図、第9図はテンプレートの説明図、第10図は本発明
の一実施例における動作説明用のフローチャート、第1
1図はデータ変換の説明図、第12図は交点検出の説明
図、第13図は粗照合用小領域の説明図、第14図は粗
照合用テンプレートの移動経路の説明図、第15図は精
照合領域拡大経路の説明図、第16図は指紋照合システ
ムの従来例を示すブロック図、第17図は特徴点抽出の
説明図、第18図は照合処理説明用のフローチャート、
第19図は特徴点の説明図、第20図は特徴点の位置の
差の説明図、第21図は指紋読取装置の説明図、第22
図はパターンマツチングにおける照合誤差の説明図であ
る。 1・・・・・・指紋読取部、2・・・・・・信号処理部
、3・・・・・・取込判定部、4・・・・・・心線抽出
記憶部、5・・・・・・照合判定部、10・・・・・・
光源、11・・・・・・拡散板、12・・・・・・プリ
ズム、13・・・・・・レンズ、14・・・・・・ビデ
オカメラ。 第2図 (aン (b) 谷部の心臓 第3図 隆玖部の心赤鼠 区へ ((’(’(’(’−” 計℃l@a!冊5 Q−1X4邦 第6図 第7図 第8図 (0)         (b) 第1I図 (Q)         (b)        (C
)(0)                     
   (b)第13図 第14図 第15図 第18図 RLI114F     罎銀合 第19図 トーー:ファイルfI耘Φη償Aと万司第20図 第21図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the fingerprint verification method according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of image data thinning, FIG. 3 is an explanatory diagram of the allowable width by thinning, and FIG. 4 is a diagram of pattern mating. Fig. 5 is an explanatory diagram of pattern matching judgment, Fig. 6, Fig. 7, and Fig. 8 are explanatory diagrams of the optical system, Fig. 9 is an explanatory diagram of the template, and Fig. 10 is an illustration of the book. Flowchart for explaining operation in one embodiment of the invention, 1st
Fig. 1 is an explanatory diagram of data conversion, Fig. 12 is an explanatory diagram of intersection detection, Fig. 13 is an explanatory diagram of a small area for rough matching, Fig. 14 is an explanatory diagram of the movement path of a rough matching template, and Fig. 15 16 is a block diagram showing a conventional example of a fingerprint matching system, FIG. 17 is an explanatory diagram of feature point extraction, and FIG. 18 is a flowchart for explaining the matching process.
Fig. 19 is an explanatory diagram of the minutiae, Fig. 20 is an explanatory diagram of the difference in the position of the minutiae, Fig. 21 is an explanatory diagram of the fingerprint reading device, and Fig. 22 is an explanatory diagram of the fingerprint reading device.
The figure is an explanatory diagram of matching errors in pattern matching. 1... Fingerprint reading unit, 2... Signal processing unit, 3... Intake determination unit, 4... Core wire extraction storage unit, 5... ...Verification and determination section, 10...
Light source, 11... Diffusion plate, 12... Prism, 13... Lens, 14... Video camera. Figure 2 (a) (b) Heart of Tanibe Figure 3 Heart of Ryukube To the Red Rat Ward (('('('('-) Total °Cl@a! Book 5 Q-1X4 Country No. 6 Figure 7 Figure 8 (0) (b) Figure 1I (Q) (b) (C
)(0)
(b) Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 Fig. 18 RLI 114F 罎gin combination Fig. 19 Tor: File fI 耘Φη A and Manji Fig. 20 Fig. 21

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)予め登録してある指紋を表わす登録指紋画像デー
タと、検査すべき指紋の撮像により入力された検査指紋
画像データとの比較により両者の一致を調べる指紋照合
方法において、上記画像データの一方の隆線部と他方の
谷部とをそれぞれ心線として抽出する画像処理手段を設
け、両画像データの重ね合わせにより両心線間に現われ
る交点の数に基いて上記両指紋の一致判定を行なうよう
に構成したことを特徴とする指紋照合方法。
(1) In a fingerprint matching method in which registered fingerprint image data representing a fingerprint that has been registered in advance is compared with inspection fingerprint image data input by imaging the fingerprint to be inspected to determine whether the two match, one of the image data is Image processing means is provided to extract the ridges of the one and the troughs of the other as core lines, and a match between the two fingerprints is determined based on the number of intersections that appear between the two core lines by superimposing the two image data. A fingerprint verification method characterized by being configured as follows.
(2)特許請求の範囲第1項において、上記一致判定を
、画像面での上記交点の分布密度が所定値以下となつて
いる領域の大きさにより行なうように構成したことを特
徴とする指紋照合方法。
(2) The fingerprint according to claim 1, wherein the match determination is performed based on the size of an area where the distribution density of the intersection points on the image plane is less than or equal to a predetermined value. Matching method.
(3)特許請求の範囲第1項において、上記交点の数を
、上記心線同志で重なつて現われる画素の数によつて求
めるように構成したことを特徴とする指紋照合方法。
(3) The fingerprint verification method according to claim 1, characterized in that the number of intersections is determined by the number of pixels that appear overlapping each other in the core wires.
(4)特許請求の範囲第1項又は第3項において、上記
心線が4連結構成のデータとして抽出されていることを
特徴とする指紋照合方法。
(4) The fingerprint verification method according to claim 1 or 3, characterized in that the core wires are extracted as data in a four-connected configuration.
(5)特許請求の範囲第1項又は第3項において、上記
心線の一方が4連結構成のデータとして、他方が8連結
構成のデータとして、それぞれ抽出されていることを特
徴とする指紋照合方法。
(5) The fingerprint verification according to claim 1 or 3, wherein one of the core wires is extracted as data of a 4-connection configuration, and the other is extracted as data of an 8-connection configuration, respectively. Method.
(6)特許請求の範囲第1項において、上記各画像デー
タの取り込みが、撮像したデータの所定範囲内での黒画
素の個数が所定値以内に納まつたときに行なわれるよう
に構成されていることを特徴とする指紋照合方法。
(6) In claim 1, each image data is captured when the number of black pixels within a predetermined range of captured data falls within a predetermined value. A fingerprint verification method characterized by:
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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