(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋の形状をパラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがって電気量に変換し、前記指紋の形状に対応する画像を表す画像データを出力する画像取り込み部と、
この画像取り込み部から出力された画像データを受け取り、この画像データより前記画像の画質を評価するための評価指標を算出し、この評価指標が予め設定されている基準値の範囲外ならば、前記基準値の範囲内となるように前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値を変更し、前記評価指標が前記基準値の範囲内にある前記画像取り込み部より受け取った画像データを出力する取り込み制御部と
を備え、
前記画像取り込み部は、
前記指紋の形状をアナログ信号に変換する検出素子と、
この検出素子から出力されたアナログ信号を、前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して前記画像データとして出力するＡ／Ｄ変換回路とから構成され、
前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値は、アナログ信号を前記デジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能であり、
前記取り込み制御部が算出する評価指標は、前記画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標であり、
前記取り込み制御部は、
前記ヒストグラムにおいて画像の濃淡が濃い階調側の極大値と、この極大値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側で前記極大値に直近の極小値との比を前記ヒストグラム指標として算出する
ことを特徴とする画像取り込み装置。
【請求項２】
指紋の形状をパラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがって電気量に変換し、前記指紋の形状に対応する画像を表す画像データを出力する画像取り込み部と、
この画像取り込み部から出力された画像データを受け取り、この画像データより前記画像の画質を評価するための評価指標を算出し、この評価指標が予め設定されている基準値の範囲外ならば、前記基準値の範囲内となるように前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値を変更し、前記評価指標が前記基準値の範囲内にある前記画像取り込み部より受け取った画像データを出力する取り込み制御部と
を備え、
前記画像取り込み部は、
前記指紋の形状をアナログ信号に変換する検出素子と、
この検出素子から出力されたアナログ信号を、前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して前記画像データとして出力するＡ／Ｄ変換回路とから構成され、
前記取り込み制御部が算出する評価指標は、前記画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標であり、
前記取り込み制御部は、
前記画像の横方向の単位長さ当たりの平均隆線数である横方向平均隆線数と、前記画像の縦方向の単位長さ当たりの平均隆線数である縦方向隆線数とを求め、
前記横方向平均隆線数と前記縦方向隆線数とのうち大きい方を前記隆線数指標として算出する
ことを特徴とする画像取り込み装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像取り込み装置において、
前記画像取り込み部は、前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値が変更されると、変更後のパラメータ値にしたがって再度変換した画像データを出力することを特徴とする画像取り込み装置。
【請求項４】
指紋の形状を予め設定されているパラメータ値にしたがって電気信号に変換して前記指紋の形状に対応する画像を表す画像データを生成し、
この画像データより前記画像の画質を評価するための評価指標を算出し、
この評価指標が予め設定されている基準値の範囲内となるように前記パラメータ値を変更する
画像取り込み方法であって、
前記パラメータ値は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能であり、
前記指紋の形状をアナログ信号に変換し、
このアナログ信号を、前記パラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して前記画像データとして出力し、
前記評価指標は、前記画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標であり、
このヒストグラム指標は、前記ヒストグラムにおいて画像の濃淡が濃い階調側の極大値とこの極大値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側で前記極大値に直近の極小値との比である
ことを特徴とする画像取り込み方法。
【請求項５】
指紋の形状を予め設定されているパラメータ値にしたがって電気信号に変換して前記指紋の形状に対応する画像を表す画像データを生成し、
この画像データより前記画像の画質を評価するための評価指標を算出し、
この評価指標が予め設定されている基準値の範囲内となるように前記パラメータ値を変更する
画像取り込み方法であって、
前記パラメータ値は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能であり、
前記指紋の形状をアナログ信号に変換し、
前記評価指標は、前記画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標であり、
前記隆線数指標は、前記画像の横方向の単位長さ当たりの平均隆線数と縦方向の単位長さ当たりの平均隆線数とのうち大きい方である
ことを特徴とする画像取り込み方法。
【請求項６】
指紋による凹凸をパラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがって電気量に変換し、前記指紋の凹凸に対応する指紋画像を表す画像データを出力する画像取り込み部と、
この画像取り込み部から出力された画像データを受け取り、この画像データより前記指紋画像の画質を評価するための評価指標を算出し、この評価指標が予め設定されている基準値の範囲外ならば、前記基準値の範囲内となるように前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値を変更し、前記評価指標が前記基準値の範囲内にある前記画像取り込み部より受け取った画像データを出力する取り込み制御部と、
この取り込み制御部から出力された画像データと予め用意されている登録画像データとを比較して照合する照合手段と
を備え
前記画像取り込み部は、
指紋による凹凸をアナログ信号に変換する検出素子と、
この検出素子から出力されたアナログ信号を、前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して前記画像データとして出力するＡ／Ｄ変換回路とから構成され、
前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値は、アナログ信号を前記デジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能であり、
前記取り込み制御部が算出する評価指標は、前記画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標であり、
このヒストグラム指標は、前記ヒストグラムにおいて画像の濃淡が濃い階調側の極大値とこの極大値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側で前記極大値に直近の極小値との比である
ことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項７】
指紋による凹凸をパラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがって電気量に変換し、前記指紋の凹凸に対応する指紋画像を表す画像データを出力する画像取り込み部と、
この画像取り込み部から出力された画像データを受け取り、この画像データより前記指紋画像の画質を評価するための評価指標を算出し、この評価指標が予め設定されている基準値の範囲外ならば、前記基準値の範囲内となるように前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値を変更し、前記評価指標が前記基準値の範囲内にある前記画像取り込み部より受け取った画像データを出力する取り込み制御部と、
この取り込み制御部から出力された画像データと予め用意されている登録画像データとを比較して照合する照合手段と
を備え
前記画像取り込み部は、
指紋による凹凸をアナログ信号に変換する検出素子と、
この検出素子から出力されたアナログ信号を、前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して前記画像データとして出力するＡ／Ｄ変換回路とから構成され、
前記取り込み制御部が算出する評価指標は、前記画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標であり、
この隆線数指標は、前記画像の横方向および縦方向の単位長さ当たりの平均隆線数をそれぞれ算出し、算出された横方向および縦方向の前記平均隆線数のうち大きい方である
ことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の指紋照合装置において、
前記画像取り込み部は、前記パラメータ設定部に設定されているパラメータ値が変更されると、変更後のパラメータ値にしたがって再度変換した画像データを出力することを特徴とする指紋照合装置。
【請求項９】
指紋による凹凸を予め設定されているパラメータ値にしたがって電気信号に変換して前記指紋の凹凸に対応する指紋画像を表す画像データを生成し、
この画像データより前記指紋画像の画質を評価するための評価指標を算出し、
この評価指標が予め設定されている基準値の範囲内となるように前記パラメータ値を変更し、
前記評価指標が基準値の範囲内となった画像データと予め用意されている登録画像データとを比較して照合する
指紋照合方法であって、
前記パラメータ値は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能であり、
指紋による凹凸をアナログ信号に変換し、
このアナログ信号を、前記パラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して前記画像データとして出力し、
前記評価指標は、前記画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標であり、
このヒストグラム指標は、前記ヒストグラムにおいて画像の濃淡が濃い階調側の極大値とこの極大値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側で前記極大値に直近の極小値との比である
ことを特徴とする指紋照合方法。
【請求項１０】
指紋による凹凸を予め設定されているパラメータ値にしたがって電気信号に変換して前記指紋の凹凸に対応する指紋画像を表す画像データを生成し、
この画像データより前記指紋画像の画質を評価するための評価指標を算出し、
この評価指標が予め設定されている基準値の範囲内となるように前記パラメータ値を変更し、
前記評価指標が基準値の範囲内となった画像データと予め用意されている登録画像データとを比較して照合する
指紋照合方法であって、
前記パラメータ値は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能であり、
指紋による凹凸をアナログ信号に変換し、
このアナログ信号を、前記パラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して前記画像データとして出力し、
前記評価指標は、前記画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標であり、
この隆線数指標は、前記画像の横方向の単位長さ当たりの平均隆線数と縦方向の単位長さ当たりの平均隆線数とのうち大きい方である
ことを特徴とする指紋照合方法。
【請求項１１】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の指紋照合装置において、
前記画像取り込み部へ指が置かれたことを検出する指置き検出部を備え、
前記画像取り込み部は、前記指置き検出部が前記画像取り込み部に指が置かれたことを検出したら、指紋による凹凸をパラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがって電気量に変換し、前記指紋の凹凸に対応する指紋画像を表す画像データを出力する
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、対象となる物体の形状を画像データとして取り込む画像取り込み装置および画像取り込み方法、ならびにこれらを利用して指紋による凹凸を画像データとして検出して照合を行う指紋照合装置および指紋照合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
指紋照合を行う場合、照合精度を向上させるためには、指紋の凹凸が鮮明になるように指紋画像を取り込む必要がある。この種の指紋照合装置で指紋画像を取り込むために用いられる指紋センサとしては、光学式指紋センサや容量式指紋センサなどがある。指紋センサは、指紋の凹凸を光学屈折率の違いや、容量値の違いとして検出し、濃淡画像として生成するものである。
【０００３】
上記指紋照合装置は、指紋を用いて利用者の認証を行う場合、まず、予め利用者の指紋データを登録しておく。この状態で、指紋センサにより利用者の指紋の画像を取得して指紋データを生成し、生成した指紋データと登録されている指紋データとを比較し、両者が一致すると利用者本人であることを認識する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、人間の指先は、乾燥肌や脂性肌などのように、皮膚の状態に個人差がある。また、同一人物であっても、季節や体調により、指先の皮膚の状態は変化する。従来の指紋照合装置は、上述のようなことにより変化する指紋画像を、同一条件で検出しているため、照合に必要な的確な指紋画像が得られないという問題があった。このように、所望とする状態の画像が得られないと、正確な指紋照合に支障を来す。
【０００５】
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、所望とする状態の画像が得られるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態における画像取り込み装置は、対象物の形状をパラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがって電気量に変換し、対象物の形状に対応する画像を表す画像データを出力する画像取り込み部と、この画像取り込み部から出力された画像データを受け取り、この画像データより画像の画質を評価するための評価指標を算出し、この評価指標が予め設定されている基準値の範囲外ならば、基準値の範囲内となるようにパラメータ設定部に設定されているパラメータ値を変更し、評価指標が基準値の範囲内にある画像取り込み部より受け取った画像データを出力する取り込み制御部とを備えたものである。
この画像取り込み装置によれば、画像取り込み部から出力される画像データの状態によって、画像取り込み部における変換状態が変更される。
【０００７】
上記画像取り込み装置において、画像取り込み部は、パラメータ設定部に設定されているパラメータ値が変更されると、変更後のパラメータ値にしたがって再度変換した画像データを出力する。また、上記発明において、画像取り込み部は、対象物の形状をアナログ信号に変換する検出素子と、この検出素子から出力されたアナログ信号を、パラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して画像データとして出力するＡ／Ｄ変換回路とから構成され、パラメータ設定部に設定されているパラメータ値は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能である。
【０００９】
また、上記画像取り込み装置において、取り込み制御部が算出する評価指標は、例えば、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標であってもよい。この場合、取り込み制御部は、ヒストグラムにおいて画像の濃淡が濃い階調側の極大値と、この極大値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側で極大値に直近の極小値との比をヒストグラム指標として算出するようにすればよい。
【００１０】
また、上記画像取り込み装置において、取り込み制御部が算出する評価指標は、例えば、画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標であってもよい。この場合、取り込み制御部は、画像の横方向の単位長さ当たりの平均隆線数である横方向平均隆線数と、画像の縦方向の単位長さ当たりの平均隆線数である縦方向隆線数とを求め、横方向平均隆線数と縦方向隆線数とのうち大きい方を隆線数指標として算出するようにすればよい。
なお、評価指標は、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標と画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標とを組み合わせたものであってもよい。
【００１１】
本発明の一形態における画像取り込み方法は、対象物の形状を予め設定されているパラメータ値にしたがって電気信号に変換して対象物の形状に対応する画像を表す画像データを生成し、この画像データより画像の画質を評価するための評価指標を算出し、この評価指標が予め設定されている基準値の範囲内となるようにパラメータ値を変更しようとしたものである。
この画像取り込み方法によれば、生成される画像データの状態によって、画像データへの変換状態が変更される。
【００１２】
上記画像取り込み方法において、パラメータ値は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能であり、指紋の形状をアナログ信号に変換し、このアナログ信号を、パラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して画像データとして出力する。
【００１３】
また、上記画像取り込み方法において、評価指標は、例えば、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標や、画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標であってもよい。例えば、ヒストグラム指標には、ヒストグラムにおいて画像の濃淡が濃い階調側の極大値と、この極大値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側で極大値に直近の極小値との比を用いるようにすればよい。また、例えば、画像の横方向の単位長さ当たりの平均隆線数である横方向平均隆線数と、画像の縦方向の単位長さ当たりの平均隆線数である縦方向隆線数とを求め、横方向平均隆線数と縦方向隆線数とのうち大きい方を隆線数指標とすればよい。
なお、評価指標は、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標と画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標とを組み合わせたものであってもよい。
【００１４】
本発明の一形態における指紋照合装置は、指紋による凹凸をパラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがって電気量に変換し、指紋の凹凸に対応する指紋画像を表す画像データを出力する画像取り込み部と、この画像取り込み部から出力された画像データを受け取り、この画像データより指紋画像の画質を評価するための評価指標を算出し、この評価指標が予め設定されている基準値の範囲外ならば、基準値の範囲内となるようにパラメータ設定部に設定されているパラメータ値を変更し、評価指標が基準値の範囲内にある画像取り込み部より受け取った画像データを出力する取り込み制御部と、この取り込み制御部から出力された画像データと予め用意されている登録画像データとを比較して照合する照合手段とを備えたものである。
この指紋照合装置によれば、画像取り込み部から出力される画像データの状態によって、画像取り込み部における変換状態が変更される。
【００１５】
上記指紋照合装置において、画像取り込み部は、パラメータ設定部に設定されているパラメータ値が変更されると、変更後のパラメータ値にしたがって再度変換した画像データを出力するものである。
また、上記指紋照合装置において、画像取り込み部は、指紋による凹凸をアナログ信号に変換する検出素子と、この検出素子から出力されたアナログ信号を、パラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して画像データとして出力するＡ／Ｄ変換回路とから構成され、パラメータ設定部に設定されているパラメータ値は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能である。
【００１７】
また、上記指紋照合装置において、取り込み制御部が算出する評価指標は、例えば、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標であってもよい。この場合、取り込み制御部は、ヒストグラムにおいて画像の濃淡が濃い階調側の極大値と、この極大値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側で極大値に直近の極小値との比をヒストグラム指標として算出するようにすればよい。
【００１８】
また、上記指紋照合装置において、取り込み制御部が算出する評価指標は、例えば、画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標であってもよい。この場合、取り込み制御部は、画像の横方向の単位長さ当たりの平均隆線数である横方向平均隆線数と、画像の縦方向の単位長さ当たりの平均隆線数である縦方向隆線数とを求め、横方向平均隆線数と縦方向隆線数とのうち大きい方を隆線数指標として算出するようにすればよい。
なお、評価指標は、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標と画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標とを組み合わせたものであってもよい。
【００１９】
また、上記指紋照合装置において、画像取り込み部へ指が置かれたことを検出する指置き検出部を備え、画像取り込み部が、指置き検出部が画像取り込み部に指が置かれたことを検出したら、指紋による凹凸をパラメータ設定部に設定されているパラメータ値にしたがって電気量に変換し、指紋の凹凸に対応する指紋画像を表す画像データを出力するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明の一形態における指紋照合方法は、指紋による凹凸を予め設定されているパラメータ値にしたがって電気信号に変換して指紋の凹凸に対応する指紋画像を表す画像データを生成し、この画像データより画質を評価するための評価指標を算出し、この評価指標が予め設定されている基準値の範囲内となるようにパラメータ値を変更し、評価指標が基準値の範囲内となった画像データと予め用意されている登録画像データとを比較して照合しようとしたものである。
この指紋照合方法によれば、生成される画像データの状態によって、画像データへの変換状態が変更される。
【００２１】
上記指紋照合方法において、パラメータ値は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の変換範囲と変換分解能であり、指紋による凹凸をアナログ信号に変換し、このアナログ信号を、パラメータ値にしたがってデジタル信号に変換して画像データとして出力しようとしたものである。
【００２２】
また、上記指紋照合方法において、評価指標は、例えば、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標や、画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標であってもよい。
例えば、ヒストグラム指標には、ヒストグラムにおいて画像の濃淡が濃い階調側の極大値と、この極大値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側で極大値に直近の極小値との比を用いるようにすればよい。また、例えば、画像の横方向の単位長さ当たりの平均隆線数である横方向平均隆線数と、画像の縦方向の単位長さ当たりの平均隆線数である縦方向隆線数とを求め、横方向平均隆線数と縦方向隆線数とのうち大きい方を隆線数指標とすればよい。
なお、上記指紋照合方法において、評価指標は、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標と画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標とを組み合わせたものであってもよい。
【００２３】
【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画像取り込み装置の構成を示す構成図である。本実施の形態では、画像取り込み装置を指紋照合に適用した場合を例にし、以降では指紋照合装置として説明する。本指紋照合装置は、まず、指紋の凹凸画像を電気信号である画像データに変換して出力する画像取り込み部１を備えている。画像取り込み部１は、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータにより、画像データへの変換状態を決定する。
【００２４】
また、図１の装置は、指紋照合用の登録画像データＧ1〜ＧNを記憶する記憶部４、照合を行う利用者に対して画像取り込み部１へ指を置くことを指示する指置き指示部６、画像取り込み部１へ指が置かれたことを検出する指置き検出部７、および装置全体を制御する制御部３を備えている。
【００２５】
制御部３は、プログラムで所定の演算処理を行うＣＰＵからなり、まず、画像取り込み部１から出力された画像データを判定し、パラメータ設定部１ａのパラメータを変更する取り込み制御手段３ａを備えている。また、制御部３は、画像取り込み部１により取り込んだ画像データ２と、記憶部４に記憶されている登録画像データＧ1〜ＧNとを照合し、この結果を照合結果５として出力する照合手段３ｂとを備えている。これら取り込み制御手段３ａおよび照合手段３ｂは、プログラムで実現されている。
【００２６】
図２は、画像取り込み部１の構成を示す斜視図である。画像取り込み部１の検出面１２には、マトリクス状に縦方向横方向に多数のセンサセル１１が配置されている。センサセル１１は、対象の微小な凹凸を電気量に変換する素子から構成されており、指２１が検出面１２に接触することにより、各センサセル１１で指紋２２の凹凸を検出する。全センサセルの検出結果として、図３に示すような指紋画像を表す１つの画像データ２が、画像取り込み部１より出力される。
【００２７】
図４は、画像取り込み部１の構成を示す構成図である。センサセル１１は、検出素子１１ａとセンサ回路１１ｂとで構成されている。検出素子１１ａは、例えば、表面に絶縁層を備えた電極から構成された容量式のセンサである。また、検出素子１１ａは、例えば、フォトダイオードなどから構成された光学式センサとしてもよい。
【００２８】
検出素子１１ａにより、指紋の凹凸が電気信号に変換され、変換された信号がセンサ回路１１ｂにより増幅される。各センサセル１１のセンサ回路１１ｂの出力は、共通のデータ線１３に接続されている。センサセル１１は、逐次選択され、指紋の凹凸に応じたアナログ信号をデータ線１３に出力する。
Ａ／Ｄ変換回路１４は、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータにしたがい、データ線１３を介して伝達されるアナログ信号を、例えば２５６階調のデジタル信号に逐次変換して出力する。全センサセル１１のデジタル信号を、各センサセルの配置を反映させてマトリクスに配置すると、図３に示したような状態の指紋画像データとなる。
【００２９】
なお、Ａ／Ｄ変換回路１４は、指紋の凹凸に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換するものであるが、パラメータ設定部１ａに設定されるパラメータ値に応じてアナログ値とデジタル値との対応関係は変化する。
図５は、Ａ／Ｄ変換回路１４（図４）に設定されるパラメータの一例を示す説明図である。パラメータＡ，Ｂは、各々０以上の有理数である。Ａ／Ｄ変換回路１４に入力されたアナログ値が、設定されているパラメータ値（Ａ＋Ｂ）未満のレベルであれば、Ａ／Ｄ変換回路１４から階調０の指紋画像データが得られる。階調０の指紋画像データは、黒色の画像となるものである。
【００３０】
また、Ａ／Ｄ変換回路１４に入力されたアナログ値が、設定パラメータ値（Ａ＋２５５×Ｂ）以上であれば、Ａ／Ｄ変換回路１４から階調２５５の指紋画像データが得られる。階調２５５の指紋画像データは、白色の画像となるものである。さらに、Ａ／Ｄ変換回路１４に入力されたアナログ値が、パラメータ値（Ａ＋ｎ×Ｂ）以上で、かつパラメータ値｛Ａ＋（ｎ＋１）×Ｂ｝未満のレベルであれば、Ａ／Ｄ変換回路１４から階調ｎの画像データが得られる。
【００３１】
以上説明したように、パラメータ値Ａを大きく設定すると、Ａ／Ｄ変換回路１４から得られる指紋画像は黒くなり、パラメータ値Ａを小さく設定すると、Ａ／Ｄ変換回路１４から得られる指紋画像は白くなる。また、パラメータ値Ｂを大きく設定すると、Ａ／Ｄ変換回路から得られる指紋画像の分解能は粗くなり、パラメータ値Ｂを小さく設定すると、Ａ／Ｄ変換回路１４から得られる指紋画像の分解能は細かくなる。なお、階調数は２５６に限るものではなく、６４や１２８としてもよい。
【００３２】
なお、パラメータ設定部１ａに設定され、画像取り込み部１における変換に用いられるパラメータとして、上述したパラメータ値Ａとパラメータ値Ｂを用いるようにしているが、これに限るものではない。例えば、輝度と分解能を制御するために、信号の変換領域の最小値と最大値とを、各々パラメータ値Ａ，パラメータ値Ｂとして用いるようにしても同様である。
【００３３】
以上説明したように、Ａ／Ｄ変換回路１４のパラメータ値を変えることにより、Ａ／Ｄ変換回路１４から得られる指紋画像の輝度や分解能を変えることができる。したがって、乾燥指や脂性肌などのような、個人差や季節・体調により状態が変化する人間の指先の指紋画像を検出する場合に、適正なパラメータ値を設定して画像を取り込むようにすれば、個人差や状態変化に影響されない的確な指紋画像を取得することができる。
【００３４】
つぎに、図６のフローチャートを用いて、指紋照合装置（画像取り込み装置）の動作について説明する。
まず、制御部３の取り込み制御部３ａは、指置き指示部６から照合を行う利用者に対して画像取り込み部１の検出面１２（図２）への指置きを指示する（ステップＳ１）。指置き指示の具体例としては、ＬＥＤなどの発光素子による表示器を用いて指示を表示する形態や、所定の指示ＯＮや音声メッセージなどを出力する形態がある。指置き指示により利用者が指を検出面１２へ置いたことを指置き検出部７で検出した後（ステップＳ２）、画像取り込み部１が指紋画像の取り込み、画像データ２を出力する（ステップＳ３）。
【００３５】
画像データ２が出力されると、取り込み制御部３ａは、画像データ２の画質評価として、まず、取り込んだ画像の濃淡度合いを示す濃淡指標Ｙを算出する（ステップＳ４）。濃淡指標は、評価する画像データの濃淡バランスを示すものであれば、どのような指標を用いるようにしてもよい。例えば、画像データの全画素のうち、所定の階調値以下となる画素数の割合を、指標として用いるようにしてもよい。また、全画素数を指標算出の対象とせず、所定領域、例えば検出面１２の中央付近に設けられた領域を指標算出の対象領域としてもよく、この場合、全画素数を対象とする場合に比較して、短い時間で濃淡指標を算出できる。
【００３６】
つぎのステップＳ５〜ステップＳ１５で、取り込み制御部３ａは、上述のことにより得られた濃淡指標Ｙと、予め設定してある閾値Ｙth1とＹth2とを比較する。
まず、取り込み制御部３ａは、ステップＳ５で、算出した濃淡指標Ｙが、閾値Ｙth1以上かどうかを判断する。ステップＳ５で、濃淡指標Ｙが閾値Ｙth1以上と判断した場合、ステップＳ６に進み、今度は、濃淡指標Ｙが閾値Ｙth2以下かどうかを判断する。ステップＳ６で、濃淡指標Ｙが、閾値Ｙth2以下と判断した場合、ステップＳ７に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
【００３７】
一方、ステップＳ５で、濃淡指標Ｙが閾値Ｙth1未満と判断した場合、ステップＳ８に進み、まず、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが、最大値であるかどうかを判断する。
ステップＳ８で、設定されているパラメータ値Ｂが最大値でないと判断した場合、ステップＳ９に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ｂを所定の値だけ増加させ、ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ８で、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが最大値であると判断した場合、ステップＳ１０に進み、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが最大値であるかどうかを判断する。
【００３８】
ステップＳ１０で、設定されているパラメータ値Ａが最大値でないと判断した場合、ステップＳ１１に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ａを所定の値だけ増加させ、ステップＳ３に戻る。ステップＳ１０で、最大値であると判断したら、ステップＳ７に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
Ｙ＜Ｙth1の場合は、取り込んだ画像がやや薄い状態であるため、以上のことにより、パラメータ値Ａ，Ｂを増加させて再度指紋画像の取り込みを行うようにしている。
【００３９】
ステップＳ６の判断で、濃淡指標Ｙが閾値Ｙth2を越えていると判断した場合、ステップＳ１２に進み、ここでは、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが、最小値例えば０であるかどうかを判断する。
設定されているパラメータ値Ａが０でないと判断した場合、ステップＳ１３に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ａを所定の値だけ減少させ、ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ１２で、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが０であると判断した場合、ステップＳ１４に進み、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが最小値であるかどうかを判断する。
【００４０】
ステップＳ１４で、設定されているパラメータ値Ｂが最小値でないと判断した場合、ステップＳ１５に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ｂを所定の値だけ減少させ、ステップＳ３に戻る。ステップＳ１４で、最小値であると判断したら、ステップＳ７に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
Ｙth2＜Ｙの場合は、取り込んだ画像がやや濃い状態であるため、以上のことにより、パラメータ値Ａ，Ｂを減小させて再度指紋画像の取り込みを行うようにしている。
【００４１】
取り込み制御部３ａは、画像データにおける画質が、所定の条件を満たすまで、上記一連の動作を繰り返し、条件を満たした場合に、認証に適した画像として画像データを照合手段３ｂに出力する。このように、設定したパラメータの範囲内となる所望とする状態の画像が得られるようになる。
この後、画像データを受け取った照合手段３ｂでは、受け取った画像データと記憶部４に記憶されている登録画像データＧ1〜ＧNとを比較することで認証処理を行う。
【００４２】
なお、上述では、取り込んだ画像のデータの画質評価指標として濃淡指標を用いるようにしたが、これに限るものではない。例えば、彩度，明度，コントラストなどを指標として用いるようにしてもよい。
また、取り込んだ画像のデータより、フーリエ変換などの処理を行って空間周波数成分を取り出し、これを指標として用いるようにしてもよい。この場合、濃淡だけでなく、指紋の応答が適切に画像として取得されているかどうかを評価することができる。また、これに濃淡指標を組み合わせて画像を評価するようにしてもよい。
【００４３】
ところで、上述の形態では、画質評価指標として濃淡指標を用いるようにしたが、指紋パターンの隆線の太さや間隔は、対象とする人により異なるため、濃淡指標により最適とされた画質の画像データが、認証にも最適な画質の画像データとは言えない場合もある。以下の形態では、例えば、画質の評価にヒストグラム指標を用い、上述のことを解消するものである。なお、隆線とは、指紋の凸部により得られる紋様を示す線である。
【００４４】
図７に示すように、取り込んだ画像データから、この画像データが示す画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標を算出することができる。図７において、横軸は階調値を示し、縦軸は度数を示している。階調値は、白黒の濃淡の度合いを２５６段階（階調）で示し、階調０が黒、階調２５５が白としている。図７（ａ）に示すように取り込まれた画像データからは、図７（ｂ）に示すようにヒストグラム指標が算出され、図７（ｃ）に示すように取り込まれた画像データからは、図７（ｄ）に示すようにヒストグラム指標が得られる。
【００４５】
ところで、通常は、図８（ａ）に示すように画像データが取り込まれた場合、隆線の濃度とノイズ等を示す２つの凸部が、図８（ｂ）に示すようにヒストグラム中に現れる。しかし、以降に説明するように、画像取り込み部１（図１）にキャリブレーション回路を設け、ノイズ等を抑制・低減することによって、図７（ｂ），（ｄ）に示すように、隆線の濃度を示す１つの凸部だけを、ヒストグラムに出現させるようにすることもできる。
【００４６】
本実施の形態では、ヒストグラム指標に示される階調値の低い側であり、画像の濃淡が濃い階調側の極大値の度数をピーク値とし、このピーク値を示す階調値よりも画像の濃淡が薄い階調側でピーク値に直近の極小値の度数をテール値とし、ヒストグラム指標Ｈは、Ｈ＝ピーク値／テール値と定義する。本実施の形態では階調値２５５を白としたので、図７のヒストグラムにおいてテール値は、ピーク値よりも右側に存在することになる。なお、  図８では、隆線の濃度を示す凸部は、ヒストグラムにおいて画像の階調値が濃い階調側に存在するため、２つの凸部の間にある極小値がテール値、このテール値の左側にある凸部の極大値がピーク値となる。
【００４７】
上述したように定義したヒストグラム指標Ｈは、値が小さいと画像のコントラストが小さくなり、値が大きいとコントラストが大きくなる。本実施の形態においては、このようなヒストグラム指標Ｈに基づいて、パラメータＡ、Ｂを設定するものである。図７（ａ）に示すような白黒の不明瞭な画像データの場合、図７（ｂ）に示すように、ヒストグラム指標Ｈ（＝ピーク値／テール値）が小さいものとなる。
【００４８】
このような場合、図７（ｄ）に示すような結果が得られるように、ヒストグラム指標Ｈが大きくなるようにパラメータＡ、Ｂの値を設定する。このことにより、図７（ｃ）に示すように指紋画像のコントラストが大きくなり、くっきりした指紋画像を得ることができる。このように、ヒストグラム指標Ｈが予め設定された基準値の範囲、すなわち適正な範囲になるようにパラメータＡ、Ｂを設定することにより、指紋の濃淡に影響されることなく、指紋認証を行うに際して適切な指紋画像を取得することができる。
【００４９】
つぎに、図９のフローチャートを用いて、評価指標にヒストグラム指標を用いた指紋照合装置（画像取り込み装置）の動作について説明する。
まず、制御部３の取り込み制御部３ａは、指置き指示部６から照合を行う利用者に対して画像取り込み部１の検出面１２（図２）への指置きを指示する（ステップＳ１）。指置き指示の具体例としては、ＬＥＤなどの発光素子による表示器を用いて指示を表示する形態や、所定の指示ＯＮや音声メッセージなどを出力する形態がある。指置き指示により利用者が指を検出面１２へ置いたことを指置き検出部７で検出した後（ステップＳ２）、画像取り込み部１が指紋画像を取り込み、画像データ２を出力する（ステップＳ３）。これらのことは、図６に示した実施の形態と同様である。
【００５０】
本実施の形態では、画像データ２が出力されると、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像の画質評価指標として、画像データ２からヒストグラム指標Ｈを算出する（ステップＳ１０１）。なお、ヒストグラム指標Ｈは、取り込んだ画像の全画素のみならず、取り込んだ画像の所定領域、例えば検出面１２の中央付近に設けられた領域から算出するようにしてもよい。この場合は、全画素を対象とする場合より短い時間でヒストグラム指標Ｈを算出することができる。
【００５１】
つぎのステップＳ１０２〜ステップＳ１１２で、取り込み制御部３ａは、上述したようにして得られたヒストグラム指標Ｈと、予め設定してある閾値Ｈth1とＨth2とを比較する。
まず、取り込み制御部３ａは、ステップＳ１０２で、算出したヒストグラム指標Ｈが、閾値Ｈth1以上かどうかを判断する。ステップＳ１０２で、ヒストグラム指標Ｈが閾値Ｈth1以上と判断した場合、ステップＳ１０３に進み、今度は、ヒストグラム指標Ｈが閾値Ｈth2以下かどうかを判断する。ステップＳ１０３で、ヒストグラム指標Ｈが、閾値Ｈth2以下と判断した場合、ステップＳ１０４に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
【００５２】
一方、ステップＳ１０２で、ヒストグラム指標Ｈが閾値Ｈth1未満と判断した場合、ステップＳ１０５に進み、まず、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが、最大値であるかどうかを判断する。
ステップＳ１０５で、設定されているパラメータ値Ｂが最大値でないと判断した場合、ステップＳ１０６に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ｂを所定の値だけ増加させ、ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ１０５で、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが最大値であると判断した場合、ステップＳ１０７に進み、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが最大値であるかどうかを判断する。
【００５３】
ステップＳ１０７で、設定されているパラメータ値Ａが最大値でないと判断した場合、ステップＳ１０８に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ａを所定の値だけ増加させ、ステップＳ３に戻る。ステップＳ１０７で、最大値であると判断したら、ステップＳ１０４に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
Ｈ＜Ｈth1の場合は、取り込んだ画像のコントラストがやや小さい状態であるため、以上のことにより、パラメータ値Ａ，Ｂを増加させて再度指紋画像の取り込みを行う。
【００５４】
ステップＳ１０３の判断で、ヒストグラム指標Ｈが閾値Ｈth2を越えていると判断した場合、ステップＳ１０９に進み、ここでは、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが、最小値例えば０であるかどうかを判断する。
設定されているパラメータ値Ａが０でないと判断した場合、ステップＳ１１０に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ａを所定の値だけ減少させ、ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ１０９で、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが０であると判断した場合、ステップＳ１１１に進み、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが最小値であるかどうかを判断する。
【００５５】
ステップＳ１１１で、設定されているパラメータ値Ｂが最小値でないと判断した場合、ステップＳ１１２に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ｂを所定の値だけ減少させ、ステップＳ３に戻る。ステップＳ１１１で、最小値であると判断したら、ステップＳ１０４に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
Ｈth2＜Ｈの場合は、取り込んだ画像のコントラストがやや大きい状態であるため、以上のことにより、パラメータ値Ａ，Ｂを減小させて再度指紋画像の取り込みを行うようにしている。
【００５６】
取り込み制御部３ａは、画像データにおける画質が、所定の条件を満たすまで、上記一連の動作を繰り返し、条件を満たした場合に、認証に適した画像として画像データを照合手段３ｂに出力する。このように、本実施の形態によれば、指紋パターンの濃淡および個人差や状態変化に影響されずに、コントラストがくっきりした指紋画像を取得することができる。
【００５７】
なお、例外処理として、パラメータＡ、Ｂの値が最大値または最小値になっても条件を満たさない場合は、この時の取り込み画像を出力する。この後、画像データを受け取った照合手段３ｂでは、受け取った画像データと記憶部４に記憶されている登録画像データＧ1〜ＧNとを比較することで認証処理を行う。
また、本実施の形態において、上記動作は、取り込んだ指紋画像のヒストグラムを平滑化してから行うこともできる。このようにすると、ノイズやばらつき等によるヒストグラムの変動の影響を低減させることができる。
【００５８】
以下、図９のフローチャートを用いて動作例を説明した本実施の形態における指紋照合装置（画像取り込み装置）の構成例について説明する。以降では、ノイズ等を抑制・低減するために、画像取り込み部１（図１）にキャリブレーション回路を設けた構成について説明する。図１０は、キャリブレーション回路１０１を設けた画像取り込み部１の構成を示す構成図である。なお、図１０では、多数のセンサセルが同一構成であることを考慮し、１個のセンサセルを代表して示している。
【００５９】
センサセル１１は、図１０に示されるように、検出素子１１ａとセンサ回路１１ｂおよび出力信号レベル補正回路１０１により構成され、出力信号レベル補正回路１０１は、センサ回路１１ｂの出力を取り込み、センサ回路１１ｂの出力を比較回路１０２の入力の一つに供給する。比較回路１０２は、センサ回路１１ｂの出力とキャリブレーション用基準信号発生回路１０３の出力であるキャリブレーション基準値（信号）とを比較する。キャリブレーション回路１０５は、比較回路１０２が出力する両者の差がなくなるように、センサ回路１１ｂの入力側あるいはセンサ回路１１ｂの利得制御などによりセンサ回路１１ｂの出力レベルを調整（補正）する。
【００６０】
キャリブレーション用基準信号発生回路１０３は、各センサセルに対して同じレベルのキャリブレーション用基準信号を発生するように構成されるのが望ましい。
出力信号レベル補正回路１０１は、各センサセル１１の出力のばらつきをできるだけなくすように作用する機能を持っており、このような動作をするものであれば公知の種々の構成のものが適用できる。このようにすれば、各センサ回路の出力、すなわち各センサセル１１の出力レベルを同じに調整でき、感度バラツキによるノイズを抑制できるようになり、図８に示したようなヒストグラム指標中のノイズによる山をなくすことが可能となる。
【００６１】
以下、より詳細に説明する。図１１は、キャリブレーション回路１０５を備えたセンサセル１１による画像取り込み部１の一部構成を示す構成図である。各センサセル１１は、各々同一構成をなしており、検出素子１１ａとセンサ回路１１ｂおよびキャリブレーション回路（感度調整回路）１０５により構成され、キャリブレーション回路１０５を用いて各センサセル１１の検出感度を調整する。また、キャリブレーション回路１０５、信号処理回路１１０および制御線ＬCを備えている。
【００６２】
センサセル１１は、検出素子１１ａとセンサ回路１１ｂおよびキャリブレーション回路１０５で構成される。検出素子１１ａは、表面形状を電気信号に変換するための素子である。センサ回路１１ｂは表面形状により変化する検出素子１１ａの電気量を測定する回路である。
各センサセル１１の出力レベル補正すなわちキャリブレーションを行うときは、被測定物として、凹凸のない基準サンプルをセンサセル１１で検出したり、センサセルに何も置かずに検出を行うことで、各センサセル１１に同一の測定値を検出させる。センサセル１１から出力された信号は、データ線ＬDを介してＡ／Ｄ変換回路１４に入力されデジタル出力信号４Ａとして出力される。
【００６３】
Ａ／Ｄ変換回路１４から出力されたデジタル出力信号４Ａは、信号処理回路１１０にも入力される。信号処理回路１１０は、Ａ／Ｄ変換回路１４から出力されたデジタル出力信号４Ａと本来出力すべきデジタル出力信号（以下、期待値という）とを比較して、センサ回路１１ｂの検出感度を調整するための調整パラメータを算出する。そして、算出した調整パラメータに基づき、制御線ＬCを用いてキャリブレーション回路１０５を制御する。
【００６４】
データ線ＬDおよび制御線ＬCは、各センサセル１１で共用されており、順次センサセル１１が選択されて、逐次的にセンサセル１１の出力信号２ＡがＡ／Ｄ変換回路１４に入力され、信号処理回路１１０によりセンサセル１１内のキャリブレーション回路１０５が制御される。
この動作を各センサセル１１に対して１回または複数繰り返すことにより個々のセンサ回路１１ｂの感度を調整し、各センサセル１１の性能を均一にする。
【００６５】
この場合、信号処理回路１１０は、図１０で説明した比較回路１０２と、キャリブレーション用基準信号発生回路１０３を、別の信号処理回路１１０として有している。図１１の例では、入力信号がデジタルの場合であり、このようにデジタル信号のまま比較回路１０２へ入力する場合、比較回路１０４としては、公知のデジタル比較回路が使用可能である。比較回路１０４が通常のアナログ比較回路であれば、一度Ｄ／Ａ変換されて比較回路１０４に供給される。もちろん、キャリブレーション用基準信号発生回路１０３も同様である。
【００６６】
また、図１２に示すように、キャリブレーション回路１０５を備えたセンサセル１１による画像取り込み部１を構成してもよい。図１２に示す画像取り込み部１は、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’と時間信号比較回路１０６を用いるようにしたものである。電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’は、対応する検出素子１１ａからの電気量に応じた出力信号を、時間軸方向に変化する信号へ変換するセンサ回路である。また、時間信号比較回路１０６は、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’から出力された電圧−時間変換信号とキャリブレーション用基準信号とを比較し、この信号差を制御信号としてキャリブレーション回路１０５へ出力する。このように構成した画像取り込み部１の各センサセル１１のキャリブレーションを行うときは、被測定物として凹凸のない基準サンプルをセンサセル１１で検出し、各センサセル１１に同一の測定値を検出させる。
【００６７】
このことにより、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’は、電圧値としてアナログ情報を持った信号を時間軸方向にアナログ情報を持った信号に変換し、図１４に示すような出力信号２Ｂとして出力する（図１４参照：ｔSは出力時間であり、このｔSが変化する）。出力信号２Ｂは、データ線ＬDを介してＡ／Ｄ変換回路４に入力されデジタル出力信号として出力される。これと同時にこの出力信号２Ｂは、センサセル１１内部で時間信号比較回路１０６を介してキャリブレーション回路１０５に供給される。時間信号比較回路１０６は、図１０の比較回路１０２に対応するもので、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’のデジタル出力２Ｂと、キャリブレーション用基準信号発生回路からの基準時間ｔRを有する基準パルス信号との時間差を求める。
【００６８】
時間信号比較回路１０６は、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’によって電圧−時間変換された信号を基準パルス信号と比較し、これらの時間差を表す比較パルス信号をキャリブレーション回路１０５に送る。これによりキャリブレーション回路１０５は、基準パルス信号とセンサ回路電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’からの出力との時間差がなくなるように制御動作を行う。データ線ＬDは、複数のセンサセル１１で共有されており、順次、センサセル１１が選択されて、上記の動作が行われる。
【００６９】
上述した動作を各センサセル１１に対して１回または複数繰り返すことにより、個々の電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’の感度を調整し、各センサセル１１の性能を均一にする。また、センサセル１１を複数同時に選択してもキャリブレーションを各センサセルごとに並列的に行うことができ、高速にキャリブレーションを行うこともできる。
【００７０】
図１３は、電圧−時間変換機能付きセンサ回路を有するセンサセルの具体的な構成例を示す。電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’は、例えば、電圧−時間変換回路１２１を備え、電圧−時間変換回路１２１としては、汎用的なものを用いてもよく、定電流回路と容量素子およびしきい値回路１２１ａから構成してもよい（例えば、特願平１１−１５７７５５号参照）。
【００７１】
電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’を用いた場合のキャリブレーション回路の動作原理を、図１３を参照して簡単に説明する。
まず、時間信号比較回路１０６は、代表的には論理積回路によって構成され、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’の出力信号２Ｂと図示していない基準パルス信号発生回路からの基準パルス信号の論理積をとり、この結果を比較パルス信号としてカウンタ回路１５４へ出力する。
【００７２】
カウンタ回路１５４の値は、負荷回路１５１を構成する全ての負荷素子Ｚ1〜ＺNを非活性状態に制御するような初期設定値に予め設定し、さらに電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’の出力信号２Ｂも初期設定値に設定しておく。１回目のセンス動作において、所定の時間よりも早く出力信号２Ｂが変化した場合（例えば、画像取り込み部１の検出面１２に指２１などの対象物を置かずにセンス動作を行い、センス時間中にセンサセルの出力信号が変化した場合）、時間信号比較回路１０６の出力に基づきカウンタ回路１５４では１つカウントアップされる。この結果、カウンタ回路１５４のデータは、負荷素子Ｚ1〜ＺNを１つ活性化するように変化する。また、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’の出力信号２Ｂも初期設定値に戻してしておく。
【００７３】
つぎ２回目のセンス動作でも所定の時間よりも早く出力信号が変化した場合（例えば、指１３を置かずにセンス動作を行い、センス時間中にセンサセルの出力信号が変化した場合）、カウンタ回路１５４はさらに１つカウントアップされる。ここで、負荷素子Ｚ1〜ＺNの値をカウンタの桁に合わせて２倍ずつに設定しておけば、結果として２倍の数の負荷素子が活性化されることになる。例えばＺ1＝Ｚ、Ｚ2＝２Ｚ、Ｚ3＝４Ｚ、…、ＺN＝２(N-1)Ｚと設定しておき、カウンタ回路１５４の下位ビットから順にＺ1〜ＺNを制御するようにしておけば、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’へ接続する負荷素子Ｚ1〜ＺNの値がカウントアップごとにＺずつ大きくなることになる。
【００７４】
この動作は、電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’の出力信号が、所定時間の間に変化しなくなるまで（例えば、指１３を置かずにセンス動作を行い、センス時間中にセンサセルの出力信号が変化しなくなるまで）繰り返す。所定時間の間で出力信号が変化しなくなると、カウンタ回路１５４がカウントアップされることはなく、これ以上負荷素子が電圧−時間変換機能付きセンサ回路１１ｂ’に接続されることはない。
【００７５】
このように、電圧−時間変換をすることによってキャリブレーションを含む出力レベル補正系に直流電流が流れなくなるため、装置全体の消費電力を他の実施の形態に比べて少なくすることができる。
以上説明したように、センサ回路１１ｂにキャリブレーション回路１０５を付加し、キャリブレーション回路１０５内部の負荷素子Ｚ1〜ＺNを適当な数だけセンサ回路１１ｂに接続することで、プロセスばらつき等によるセンサセルの性能ばらつきは見えなくなり、結果として各センサセルの性能を均一にすることができる。
【００７６】
＜実施の形態３＞
つぎに、本発明の他の形態における画像取り込み方法について説明する。本実施の形態では、画質の評価指標として隆線数指標を用いた。まず、図１５を用いて、隆線数指標について説明する。指紋の隆線は、指紋画像中に階調の低い（黒い）線となって表れる。隆線数指標Ｎは、図１５に示した指紋の判定エリア内（ｎ×ｍピクセル）において、横方向と縦方向の指紋の平均隆線数を数え、この平均隆線数が大きい方を隆線数指標Ｎとするものである。
【００７７】
隆線数の数え方について説明する。例えば、横方向の隆線数を数える場合は、縦方向にピクセルをスキャンし、この時に横切る隆線を数える。縦方向に１列分のピクセルをスキャンした時の隆線数をＮｉとすると、判定エリアはｎ列あるので、ｎ列分の平均隆線数は、以下に示す数１で表される。
【００７８】
【数１】
0003706334.tif 000002
【００７９】
縦方向の一列の長さはｍピクセルであるので、Ｐピクセル当たりの隆線数に規格化するためにＰ／ｍを数１に乗ずることで、以下の数２に示すように、ピクセル数Ｐ当たりの横方向の平均隆線数Ｎｖを算出する。
【００８０】
【数２】
0003706334.tif 000003
【００８１】
縦方向についても同様にして求めると、ピクセル数Ｐ当たりの縦方向の平均隆線数Ｎｈは、以下に示す数３で表される。
【００８２】
【数３】
0003706334.tif 000004
【００８３】
したがって、隆線数指標Ｎは、Ｎ＝ＭＡＸ（Ｎｖ，Ｎｈ）と表され、ＮｖとＮｈのうち大きい方を隆線数指標Ｎとする。
【００８４】
図１６は、隆線判定条件を説明する図である。図１６において、縦軸は各ピクセルの階調値、横軸は判定エリアの縦または横方向のピクセルを表している。各ピクセルの階調値は、指紋画像の凹凸により波打っており、この波の数が隆線の数となる。隆線の数え方は、例えば、２つの閾値ＨＶＴＨとＬＶＴＨを用いて、ＨＶＴＨからＬＶＴＨをまたいだ場合に隆線が１つあるとカウントする。ここで、２つの閾値を用いるのは、ノイズ等による画素を隆線としてカウントするのを防ぐためであるが、もちろんＨＶＴＨ＝ＬＶＴＨとして閾値を１つにすることもできる。
【００８５】
また、指紋画像の階調値を平滑化してから隆線を数えることもできる。このようにすると、ノイズや装置のばらつき等による指紋画像の変動による影響を低減させることができる。
【００８６】
隆線数指標Ｎは、この値が極端に小さい場合は、指紋画像がつぶれてしまっている状態である。逆に、隆線数指標Ｎの値が大きい場合は、指紋画像がかすれて、隆線がとぎれてしまっている状態である。したがって、隆線数指標Ｎが極端に小さい場合には、画像がつぶれないように画質を薄めにするように、逆に隆線数指標Ｎが極端に大きい場合には、画像を濃くするように、パラメータＡ、Ｂを調整する。このようにすることにより、指紋パターンの濃淡に左右されない適正な指紋画像を取得することができる。
【００８７】
なお、隆線（図１５の指紋画像において黒い線）の代わりに谷線（図１５の指紋画像において白い線）から隆線数指標を算出することができる。この場合も、隆線数指標と同等の評価指標となる。谷線の数え方は、例えば図１６で説明すると、２つの閾値ＨＶＴＨとＬＶＴＨにおいて、ＬＶＴＨからＨＶＴＨをまたいだ場合に谷線が１つあると数えることができる。また、この場合も閾値を１つにすることができる。
【００８８】
本実施の形態においても、装置の構成は、前述した他の実施の形態と同様の画像取り込み装置（指紋照合装置）と同様であり、図１７に示すように取り込み制御部３ａが動作するものである。以下、本実施の形態の指紋照合装置における取り込み制御部３ａの動作について説明する。なお、図９と同等の構成用件については、説明を適宜省略する。
【００８９】
まず、指置き指示部６から照合を行う利用者に対して画像取り込み部１の検出面１２（図２）への指置きを指示する（ステップＳ１）。指置き指示の具体例としては、ＬＥＤなどの発光素子による表示器を用いて指示を表示する形態や、所定の指示ＯＮや音声メッセージなどを出力する形態がある。指置き指示により利用者が指を検出面１２へ置いたことを指置き検出部７で検出した後（ステップＳ２）、画像取り込み部１が指紋画像の取り込み、画像データ２を出力する（ステップＳ３）。
【００９０】
画像データ２が出力されると、取り込み制御部３ａは、画像データ２の画質評価として、まず、取り込んだ画像の隆線数指標Ｎを算出する（ステップＳ２０１）。なお、隆線数指標Ｎは、取り込んだ画像の全画素のみならず、取り込んだ画像の所定領域、例えば検出面１２の中央付近に設けられた領域から算出するようにしてもよい。この場合は、全画素を対象とする場合より短い時間で隆線数指標Ｎを算出することができる。
【００９１】
つぎのステップＳ２０２〜ステップＳ２１２で、取り込み制御部３ａは、上述のことにより得られた隆線数指標Ｎと、予め設定してある閾値Ｎth1とＮth2とを比較する。
まず、取り込み制御部３ａは、ステップＳ２０２で、算出した隆線数指標ＮがＮth2以下と判断した場合、ステップＳ２０３に進み、今度は、隆線数指標Ｎが閾値Ｎth1以上かどうかを判断する。ステップＳ２０３で、隆線数指標Ｎが、閾値Ｎth1以上と判断した場合、ステップＳ２０４に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
【００９２】
一方、ステップＳ２０２で、隆線数指標Ｎが閾値Ｎth2を超えていると判断した場合、ステップＳ２０５に進み、まず、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが、最大値であるかどうかを判断する。
ステップＳ２０５で、設定されているパラメータ値Ｂが最大値でないと判断した場合、ステップＳ２０６に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ｂを所定の値だけ増加させ、ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ２０５で、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが最大値であると判断した場合、ステップＳ２０７に進み、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが最大値であるかどうかを判断する。
【００９３】
ステップＳ２０７で、設定されているパラメータ値Ａが最大値でないと判断した場合、ステップＳ２０８に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ａを所定の値だけ増加させ、ステップＳ３に戻る。ステップＳ２０７で、最大値であると判断したら、ステップＳ２０４に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
Ｎ＞Ｎth2の場合は、取り込んだ画像がかすれて薄すぎる状態であるため、以上のことにより、パラメータ値Ａ，Ｂを増加させて再度指紋画像の取り込みを行う。
【００９４】
ステップＳ２０３の判断で、隆線数指標Ｎが閾値Ｎth1未満と判断した場合、ステップＳ２０９に進み、ここでは、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが、最小値例えば０であるかどうかを判断する。
設定されているパラメータ値Ａが０でないと判断した場合、ステップＳ２１０に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ａを所定の値だけ減少させ、ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ２０９で、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ａが０であると判断した場合、ステップＳ２１１に進み、パラメータ設定部１ａに設定されているパラメータ値Ｂが最小値であるかどうかを判断する。
【００９５】
ステップＳ２１１で、設定されているパラメータ値Ｂが最小値でないと判断した場合、ステップＳ２１２に進み、取り込み制御部３ａは、パラメータ設定部１ａにおけるパラメータ値Ｂを所定の値だけ減少させ、ステップＳ３に戻る。ステップＳ２１１で、最小値であると判断したら、ステップＳ２０４に進み、取り込み制御部３ａは、取り込んだ画像データを照合手段３ｂに出力する。
Ｎ＜Ｎth1の場合は、取り込んだ画像がつぶれている状態であるため、以上のことにより、パラメータ値Ａ，Ｂを減小させて再度指紋画像の取り込みを行うようにしている。
【００９６】
取り込み制御部３ａは、画像データにおける画質が、所定の条件を満たすまで、上記一連の動作を繰り返し、条件を満たした場合に、認証に適した画像として画像データを照合手段３ｂに出力する。このように、本実施の形態によれば、指紋パターンの濃淡および個人差や状態変化に影響されずに、つぶれまたは擦れがない指紋画像を取得することができる。
なお、例外処理として、パラメータＡ、Ｂの値が最大値または最小値になっても条件を満たさない場合は、この時の取り込み画像を出力する。
本実施の形態において、指紋の判定エリアは、必要に応じて場所および大きさを自由に設定することができる。
【００９７】
＜実施の形態４＞
本実施の形態は、画像処理装置および指紋照合装置における評価指標に、ヒストグラム指標と隆線数指標とを、組み合わせて適用したものである。
例えば、ヒストグラム指標と隆線数指標の各々について所定の範囲内となるようにパラメータＡ、Ｂを変更するようにしてもよい。
また、ヒストグラム指標と隆線数指標から所定の演算により新たな指標を導出し、この指標に基づいてパラメータＡ、Ｂを変更するようにしてもよい。
【００９８】
このような構成にすることより、指紋パターンの濃淡および個人差や状態変化に影響されずに、コントラストが強くかつつぶれまたは擦れがない指紋画像を取得することができる。
なお、本実施の形態において、隆線数指標を第２の実施の形態で説明した谷線を用いて算出した隆線数指標に置き換えて適用することも可能である。
【００９９】
また、上述した実施の形態では、アナログ値を２５６階調のデジタル値に変換する場合について説明したが、２５６以外の階調に変換することも可能である。
本発明は、パラメータ設定部１ａに設定され、画像取り込み部１における変換に用いられるパラメータとして、パラメータ値Ａとパラメータ値Ｂを用いるようにしているが、これに限るものではない。例えば、輝度と分解能を制御するために、信号の変換領域の最小値と最大値とを、各々パラメータ値Ａ，パラメータ値Ｂとして用いるようにしても同様である。また、設定されるパラメータの数もこれに限定されず、必要に応じて自由に変更することができる。
【０１００】
なお、上記実施の形態では、評価指標として、画像データの濃淡度合いを示す濃淡指標と画像の空間周波数成分を示す指標とを組み合わせたもの、および、画像の濃淡を表現したヒストグラムから生成されるヒストグラム指標と画像中の隆線の数に基づいて生成される隆線数指標とを組み合わせたものを例示したが、これらの組み合わせに限るものではない。各評価指標を適宜に組み合わせて新たな評価指標として用いるようにしても良いことは、いうまでもない。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば指紋照合の対象として、ある範囲内に画像の評価指標が入る画像データを取り込むようにしたので、所望とする状態の画像が得られるようになるという優れた効果が得られ、例えば、指紋照合の精度を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態における画像取り込み装置を用いた指紋照合装置の構成を示す構成図である。
【図２】  図１の指紋照合装置の画像取り込み部の一部構成を示す斜視図である。
【図３】  画像取り込み部に取り込まれた指紋の画像データの状態を示す説明図である。
【図４】  画像取り込み部の概略的な構成を示す構成図である。
【図５】  Ａ／Ｄ変換回路１４に設定されるパラメータの一例を示す説明図である。
【図６】  本発明の実施の形態における指紋照合装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】  取り込んだ画像データと、この画像データが示す画像の濃淡を表現したヒストグラムを示す説明図である。
【図８】  取り込んだ画像データと、この画像データが示す画像の濃淡を表現したヒストグラムを示す説明図である。
【図９】  本発明の他の形態における指紋照合装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】  本発明の他の形態における指紋照合装置の一部構成を示す構成図である。
【図１１】  本発明の他の形態における指紋照合装置の一部構成を示す構成図である。
【図１２】  本発明の他の形態における指紋照合装置の一部構成を示す構成図である。
【図１３】  本発明の他の形態における指紋照合装置の一部構成を示す回路図である。
【図１４】  図１３に示す指紋照合装置の具体的な動作例を示すタイミングチャートである。
【図１５】  隆線指標を説明する説明図である。
【図１６】  隆線判定条件を説明する特性図である。
【図１７】  本発明の他の形態における指紋照合装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…画像取り込み部、１ａ…パラメータ設定部、２…画像データ、３…制御部、３ａ…取り込み制御部、３ｂ…照合手段、４…記憶部、５…照合結果、６…指置き指示部、７…指置き検出部、Ｇ1〜ＧN…登録画像データ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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