(57)【要約】皮膚紋イメージ、特に指紋イメージの処理方法および装置において、イメージはグレイレベルイメージとして存在し、準備が２つの軸（ｘ，ｙ）の方向に一般化されたグラディエント(gradient)フィルタ（Ｇｘ，Ｇｙ）によって畳み込まれ(convolved)グレイレベル、  このようにして得られた正規化されるように一般化されたグラディエント（Ｂｘ，Ｂｙ）、それぞれ一般化されたグラディエントフィルタ（Ｑｘ，Ｑｙ）により畳み込まれ、正規化され、一般化されたグラディエント（Ｃｘ，Ｃｙ）、および２進形式に変換される、正規化され、一般化されたグラディエント（Ｃｘ，Ｃｙ）のコンホリューション(convolution)の２つの結果（Ｄｘ，Ｄｙ）の合計（Ｄ）に対してなされる。
2005537562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グレイレベルイメージとして存在する、皮膚紋イメージ、特に指紋イメージを処理する方法であって、
グレイレベルイメージが２つの軸（ｘ，ｙ）の方向に一般化されたグラディエントフィルタ（Ｇｘ，Ｇｙ）によって畳み込まれ、
このようにして一般化されたグラディエント（Ｂｘ，Ｂｙ）が正規化され、
正規化され、一般化されたグラディエント（Ｃｘ，Ｃｙ）はそれぞれ一般化されたグラディエントフィルタ（Ｑｘ，Ｑｙ）により畳み込まれ、
正規化され、一般化されたグラディエント（Ｃｘ，Ｃｙ）の畳み込みの２つの結果（Ｄｘ，Ｄｙ）の合計（Ｄ）が２進形式に変換される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
一般化されたグラディエントフィルタ（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｑｘ，Ｑｙ）のそれぞれが２次元のガウスの釣鐘状曲線の重ね合わせと適当に拡大されたグラディエントフィルタをなし、それらのそれぞれは皮膚紋イメージにおける溝の平均密度に合うように調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
皮膚紋イメージの関心領域が一般化されたグラディエント（Ｂｘ，Ｂｙ）から決定されるように、プリセットされた長さと比較され、そしてこのプリセット長さが過剰であるときには、着目画素は関心領域に属していると指定される、長さ情報の項目（Ｌ）が得られることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
グレイレベルイメージとして存在する、皮膚紋イメージ、特に指紋イメージを処理する構成であって、
グレイレベルイメージを２つの軸（ｘ，ｙ）の方向に一般化されたグラディエント(gradient)フィルタ（Ｇｘ，Ｇｙ）によって畳み込む手段、
このようにして得られた一般化されたグラディエント（Ｂｘ，Ｂｙ）を正規化する手段、
正規化され、一般化されたグラディエント（Ｃｘ，Ｃｙ）をそれぞれ一般化されたグラディエントフィルタ（Ｑｘ，Ｑｙ）により畳み込む手段と、
正規化され、一般化されたグラディエント（Ｃｘ，Ｃｙ）の畳み込みの２つの結果（Ｄｘ，Ｄｙ）の合計（Ｄ）を２進形式に変換する手段と、を備えた構成。
【請求項５】
一般化されたグラディエントフィルタ（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｑｘ，Ｑｙ）内でそれぞれが２次元のガウスの釣鐘状曲線の重ね合わせと適当に拡大されたグラディエントフィルタをなし、それらのそれぞれは皮膚紋イメージにおける溝の平均密度に合うように調整されることを特徴とする請求項４に記載の構成。
【請求項６】
皮膚紋イメージの関心領域が一般化されたグラディエント（Ｂｘ，Ｂｙ）から決定されるように、プリセットされた長さと比較され、そしてこのプリセット長さが過剰であるときには、着目画素は関心領域に属していると指定される、長さ情報の項目（Ｌ）を得る手段を有することを特徴とする請求項４または５に記載の構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は皮膚紋イメージ、特にグレイレベルイメージとしてイメージが存在する指紋イメージの処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
皮膚からの紋からイメージが形成されるとき、特に指紋イメージが形成されるとき、得られるものは数字、より大きいかより小さいかの大きさ、グレイレベルの形でイメージを代表するデータである。現在作成されたイメージと記憶されたものを比較して、指紋イメージの後続する解析のためには、関連する特徴を抽出する必要がある。このことは、例えば、枝分かれの位置と数、隆起部（特徴点）の終点を含む。この種の処理のためには２進イメージ、すなわちその明度値がただ２つの状態、例えば白の背景上の黒線、を呈するイメージ、が発生されることが一般的に必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
グレイレベルイメージの形態中に存在する皮膚紋イメージの処理を行う方法を特定することが本発明の目的である。皮膚からのこの種の紋のイメージを処理するための構成を特定することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は本発明にしたがった方法により達成される。すなわちその方法は、
グレイレベルイメージが２つの軸（ｘ，ｙ）の方向に一般化されたグラディエント(gradient)フィルタ（Ｇｘ，Ｇｙ）によって畳み込まれ(convolved)、
このようにして一般化されたグラディエント（Ｂｘ，Ｂｙ）が正規化され、
正規化され、一般化されたグラディエント（Ｃｘ，Ｃｙ）はそれぞれ一般化されたグラディエントフィルタ（Ｑｘ，Ｑｙ）により畳み込まれ、
正規化され、一般化されたグラディエント（Ｃｘ，Ｃｙ）の畳み込み(convolution)の２つの結果（Ｄｘ，Ｄｙ）の合計（Ｄ）が２進形式に変換される。
【０００５】
目的は、本発明にしたがって、本発明による方法で指定された信号処理ステップを行う手段を備えた構成により達成される。
【０００６】
本発明の場合においてなされた特別の準備(provision)は、それぞれ２次元のガウスの釣鐘状曲線をなす一般化されたグラディエントフィルタ（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｑｘ，Ｑｙ）と、適当に拡大されたグラディエントフィルタであり、それぞれの大きさは皮膚紋イメージの溝の平均密度に最適に調整される。
【０００７】
抽出されるべき皮膚紋イメージ関連した特徴を有効にするために、関心領域（ＲＯＩ）内に位置する、処理すべきイメージの部分のみが必要である。これらを決定するために、
本発明にしたがった方法において、長さ情報の項目（Ｌ）がプリセット長さと比較され、もしプリセット長さが多いときには、着目画素は関心領域に属するものと指定される。
【０００８】
本発明による方法は、計算時間、必要なＲＡＭスペースおよび必要なプログラムメモリスペースの項目において特に効率的なように実行できる。
【０００９】
本発明によれば、もとのイメージにおける異常、例えば裂け目、孔、傷、しわ、乾燥や湿気により引きおこされた強度差、および／または汚れを複雑かつ高価なフィルタリング、例えばガボール(Gabor)フィルタや高速フーリエ変換などを用いることなく修正できる。また、使用されるパラメータの数は比較的少数であるので、異なるセンサに容易に適用することができる。着目領域は低い計算付加で中間結果から計算される。
【００１０】
本発明のこれらおよび他の特徴は後述する実施例を参照して説明される。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は７×７画素サイズの一般化されたグラディエントフィルタＧｘ（図１ａ）およびＧｙ（図１ｂ）の例の図式表現である。通常のグラディエントフィルタ（例えばｘ軸に対して−１、０、＋１であるもの）と対照的に、符号は回転対称であるガウスの釣鐘曲線にしたがって半分ごとに反転される。フィルタＧｘの大きさはこの場合、イメージの解像度あるいは指紋の溝の平均間隔に適合するように選択されている必要がある。反時計回りに９０度回転されたとき、これはｙ方向における一般化されたグラディエントフィルタＧｙを与える。
【００１２】
図２に示すフローチャートでは、プログラムは１で開始し、これに続いてステップ２でコンボリューション  Ｂｘ＝Ａ＊Ｇｘ  および  Ｂｙ＝Ａ＊Ｇｙ  が形成される。コンボリューションは総ての画素にＢｘおよびＢｙの値を生じる。それから、３において、一般化されたグラディエントＢｘとＢｙが各画素について計算される。長さ値は４でバッファされる。
【００１３】
プログラムのステップ５では一般化されたグラディエントが同様に画素ごとに結果ＣｘおよびＣｙを与えるように正規化される。
【００１４】
正規化され、一般化されたグラディエントＣｘおよびＣｙは、次に６で一般化されたグラディエントフィルタＱｘおよびＱｙでグラディエントＤｘおよびＤｙを与えるように巻き込む。
【００１５】
７において、グラディエントＤｘおよびＤｙは画素ごとに加算される。それからＤ＝（ｄｋ，ｌ）は、各ｄｋ，ｌについてはちょうど同じ数のタイルに存在する等しいサイズのオーパラップした矩形タイルに分割される。各タイルはこのタイルの２進形式への変換用のしきい値ｂとしてタイル中に発生するすべてのグレイレベルの平均をとって個々に２進形式に変換される。すべてのｂ以上のｄｋ，ｌは１にセットされ、ｂ未満のｄｋ，ｌは０にセットされる。このようにして２進形式に変換されたタイルはライン中でその位置で互いに加算され、８で最大ｅ＋１の異なるグレイレベルを有するグレイレベルイメージＢを与える。このグレイレベルイメージはプログラムのステップ９でイメージＦを与えるために、適当なしきい値Ｃを用いて２進形式に変換される。
【００１６】
１０では、記憶された長さＬは結果Ｍを得るためにガウスの釣鐘状曲線にしたがって２次元に畳み込まれる。この結果Ｍは１１においてＭの全体的に２進化されたバージョンＲとして評価される。１２において、イメージＥおよびイメージＲは結果のイメージＨを得るために合成され、１３でプログラムは終了する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般化されたグラディエントフィルタの例を示す。
【図２】本発明にしたがった方法を実行するためのコンピュータプログラムの実施例のフローチャートである。
2005537562.tif 000003
【図２】
2005537562.tif 000004
【国際調査報告】
2005537562.tif 000005
2005537562.tif 000006
2005537562.tif 000007