(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋の紋様を画像データとして読み取る指紋センサと、
この指紋センサが読み取った指紋の画像データの一部が、登録指紋画像データとして記憶される指紋辞書と、
前記指紋センサが読み取った指紋の画像データ中より紋様が不連続に変化する特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
予め設定された面積を有する判断領域を備え、この判断領域内に前記特徴点が最も多く存在するように前記判断領域の前記画像データ中における位置を決定する領域決定部と、
前記登録指紋画像データの記録において、前記指紋センサに読み取られた画像データの中より前記領域決定部が決定した位置における前記判断領域内のデータを前記指紋辞書に前記登録指紋画像データとして記憶させる辞書登録部と、
指紋照合において前記指紋センサに読み取られた画像データの中より前記領域決定部が決定した位置における前記判断領域内のデータと、前記指紋辞書に格納されている登録指紋画像データとを比較照合する比較照合部と
を備えたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項２】
請求項１記載の指紋照合装置において、
前記指紋センサが読み取った画像データを所定の閾値で二値化して処理画像データを生成する指紋画像処理部を備え、
前記特徴点抽出部は、前記処理画像データ中より前記特徴点を抽出し、
前記辞書登録部は、前記処理画像データ中より前記登録指紋画像データを前記指紋辞書に記憶させ
ることを特徴とする指紋照合装置。
【請求項３】
請求項１記載の指紋照合装置において、前記指紋画像処理部は、二値化した画像データを細線化して前記処理画像を生成することを特徴とする指紋照合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指の指紋を照合する指紋照合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の進展と現代社会の環境において、セキュリティ技術への関心が高まっている。例えば、情報化社会では、電子現金化などのシステム構築のための本人認証技術が、重要なかぎとなってきる。また、盗難やカードの不正使用の防御策のための認証技術についても研究開発が活発になっているのが実情である（例えば、清水良真他、個人認証付き機能付きＩＣカードに関する一検討、信学技報、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ＩＥＩＣＥ，ＯＦＳ９２−３２，ｐ２５−３０（１９９２））。
【０００３】
このような、不正使用防御策のための認証方式には、指紋や声紋などを利用したものが種々あるが、中でも、指紋照合技術については、これまで多くの技術開発がなされている。指紋照合においては、指紋の像を入力することができる指紋センサと、指紋センサが取り込んだ指紋像と登録済みの特徴情報とを照合する照合装置とが必要となる。
【０００４】
この指紋照合においては、実用十分な信頼度を保ちつつ高速な照合を行うために、指紋画像を画像処理し、Ｙ字分岐点や端点などの特徴点を抽出し、獲得頂点を中心とした所定領域を照合用の窓として用いる技術がある。これによれば、入力時の力の加わり方の違いや、指紋センサの表面に指を付けたまま移動させることによって生じる指紋像のゆがみなどに柔軟に対応させることができる。
しかしながら、特徴点の類似した指紋同士では、これらを識別して排除することが困難である。
【０００５】
ところが、渦巻き型指紋の渦の中心のような指紋の中心点付近では、稜線（凸状で山の部分）と谷線（凹状で谷の部分）のパターン形状が、複雑で多くの場合各人毎に異なっている傾向が強い。
この傾向を利用し、「へそ」とよばれる指紋の中心点を検出して中心点を中心とした所定の領域で指紋像を抽出し、抽出した指紋像の基づいて登録済みの特徴情報と照合する技術が提案されている。この技術によれば、特徴点のみを用いた指紋照合に比較して、照合速度を遅くすることなく照合精度の向上を図ることができる。
【０００６】
指紋の「へそ」は、例えば、つぎのようにして求めるようにしている。読み取った指紋画像を画像処理して線画像とし、図３に示すように、まず、線画像とした指紋の紋様の情報のある点Ｓ０を開始点とし、点Ｓ０から直下の指紋線を選択し、この指紋線の極大点Ｓ１を検出する。次いで、極大点Ｓ１のある指紋線とは異なる点Ｓ１の直下の指紋線を選択し、この指紋線の極大点Ｓ２を検出する。同様にして直下の指紋線の極大点を検出していくと、ついには極大点のある指紋線とは異なる極大点直下の指紋線が無くなる。この極大点直下の指紋線がない状態における極大点３０１を、指紋の「へそ」とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示すような弓状指紋では指紋の中心（へそ）を検出することが困難であり、上記技術を適用できないという問題があった。また、実際の指紋では、「へそ」の近辺に特徴点が多く存在するとは限らないため、「へそ」を含む小領域を照合対象としても、照合精度は向上しないという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、指紋照合における精度を向上させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の指紋照合装置は、指紋の紋様を画像データとして読み取る指紋センサと、この指紋センサが読み取った指紋の画像データの一部が、登録指紋画像データとして記憶される指紋辞書と、指紋センサが読み取った指紋の画像データ中より紋様が不連続に変化する特徴点を抽出する特徴点抽出部と、予め設定された面積を有する判断領域を備え、この判断領域内に特徴点が最も多く存在するように判断領域の画像データ中における位置を決定する領域決定部と、登録指紋画像データの記録において、指紋センサに読み取られた画像データの中より領域決定部が決定した位置における判断領域内のデータを指紋辞書に登録指紋画像データとして記憶させる辞書登録部と、指紋辞書に格納されている登録指紋画像データと、指紋照合において指紋センサに読み取られた画像データの中より領域決定部が決定した位置における判断領域内のデータとを比較照合する比較照合部とを備えるようにしたものである。
この発明によれば、指紋の紋様の特徴点が多い箇所が、比較照合対象として比較照合される。
【００１０】
上記発明において、新たに、指紋センサが読み取った画像データを所定の閾値で二値化して処理画像データを生成する指紋画像処理部を備え、特徴点抽出部は、処理画像データ中より特徴点を抽出し、辞書登録部は、処理画像データ中より登録指紋画像データを指紋辞書に記憶させるようにしてもよい。また、指紋画像処理部は、二値化した画像データを細線化して処理画像を生成するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態における指紋照合装置の構成を示す構成図であり、本指紋照合装置は、まず、指紋の紋様を画像データとして読み取る指紋センサ１０１と、読み取った画像データを二値化処理する指紋画像処理部１０２とを備えている。また、指紋照合装置は、指紋画像処理部１０２により二値化処理された指紋画像の中の特徴点を抽出する特徴点抽出部１０３と、特徴点抽出部１０３で抽出した特徴点の状態により、予め備えられた判断領域の位置を決定する領域決定部１０４とを備えている。
【００１２】
また、指紋照合装置は、領域決定部１０４に決定された判断領域内の指紋画像を記憶・保持する指紋辞書１０５と、決定された判断領域内の指紋画像を指紋辞書１０５に対して記憶させる辞書登録部１０６とを備える。加えて、照合時には、指紋辞書１０５に記憶されている指紋画像と、領域決定部１０４に決定された判断領域内の指紋画像とを比較照合する指紋照合部１０７を備えている。
【００１３】
指紋センサ１０１で読み取り指紋画像処理部１０２で処理された指紋画像は、例えば図２に示すように、指紋の凹凸が白黒で示された二値化画像として得られる。以下、この二値化画像による登録指紋画像データの記録に関して説明する。まず、指紋画像処理部１０２より図２の指紋画像が得られると、特徴点抽出部１０３は、指紋画像を構成している指紋の線がとぎれたところと分岐しているところを特徴点として抽出する。
【００１４】
特徴点抽出部１０３が特徴点を抽出すると、領域決定部１０４では、判断領域２１０内に抽出された特徴点が一番多く存在するように、判断領域２１０の位置を決定する。判断領域２１０は、予め領域決定部１０４に用意されたものであり、所定の面積に設定されているものである。この結果、例えば、図２に示すように、判断領域２１０の中には、特徴点２０３〜２０６の４つが存在した状態となる。最後に、辞書登録部１０６は、領域決定部１０４で決定された判断領域２１０内の指紋画像を、登録指紋画像として指紋辞書１０５に登録する。
【００１５】
以上のことにより、図２に示す指紋画像が本指紋照合装置に登録されたことになり、図２に示す指紋画像が得られた利用者の指紋照合が、本指紋照合装置で行える状態となる。従来では、「へそ」２２０を中心とした領域２３０が判断領域となるため、図２に示した場合では、特徴点２０１，２０２の２つしか存在しない状態となるが、これに比較して、判断領域２１０内には、特徴点が４つ含まれることになり、より多くの特徴点が、照合における判断の対象となる。
【００１６】
つぎに、上記利用者の指紋照合に関して説明すると、指紋照合を行う利用者が、照合対象となる自身の指の指紋（紋様）を指紋センサ１０１に読み取らせると、指紋画像処理部１０２が読み取った指紋画像を二値化処理する。次いで、二値化処理した指紋画像より、特徴点抽出部１０３が特徴点を抽出する。特徴点抽出部１０３が特徴点を抽出すると、領域決定部１０４では、判断領域内に抽出された特徴点が一番多く存在するように、判断領域の位置を決定する。
領域決定部１０４が判断領域を決定すると、指紋照合部１０７は、この判断領域内の指紋画像と、指紋辞書１０５に格納されている登録指紋画像とを比較することで、指紋センサ１０１が読み取った指紋画像の照合を行う。
【００１７】
なお、上記実施の形態では、指紋センサ１０１が読み取った指紋の紋様画像を、指紋画像処理部１０２で二値化処理するようにしたが、これに限るものではない。指紋センサ１０１が読み取った紋様画像を、二値化処理に加えて細線化処理するようにしてもよい。細線化処理は、二値化処理した画像データの黒部分の中心を通る線を描くような処理である。この細線化処理により、特徴点抽出部１０３における特徴点の抽出がより容易になる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、指紋の紋様の特徴点が多い箇所が、比較照合対象として比較照合されるので、指紋照合における精度を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の指紋照合装置の構成を示す構成図である。
【図２】指紋センサ１０１が読み取った指紋の紋様を示す画像データを示す説明図である。
【図３】指紋の「へそ」を抽出する方法を説明するための指紋を示す説明図である。
【図４】弓状指紋の形状を示す図である。
【符号の説明】
１０１…指紋センサ、１０２…指紋画像処理部、１０３…特徴点抽出部、１０４…領域決定部、１０５…指紋辞書、１０６…辞書登録部、１０７…指紋照合部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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