(57)【要約】皮膚紋様画像、特に指紋画像の品質を評価するための方法と構成において、準備は、皮膚紋様画像の個々の画素（ピクセル）のための勾配と、画像の１つの領域（タイル）ずつにおけるピクセルの勾配から形成されるための平均値と、および品質の基準を形成するタイルからタイルまでの平均値の類似度とから形成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚紋様画像の個々の画素（ピクセル）のための勾配が形成され、
画像の１つの領域（タイル）ずつのピクセルの勾配から平均値が形成され、
タイルからタイルまでの平均値の類似度が品質の基準を形成することを特徴とする皮膚紋様画像、特に指紋画像の品質を評価する方法。
【請求項２】
成分gx(alt)と成分gｙ(alt)とを有する勾配が、始めに形成され、そして、式gx= gx(alt)2- gy(alt)2 と式gy = 2gx(alt)*gy(alt)とにより、複素数形式を求めて二乗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】
前記平均値は、ｘとｙの２つの方向性行列に入力され、
スカラ積は、水平、垂直に置き換えられ１つのタイルの両方の対角線方向にある行列とともに、前記方向性行列により形成され、
前記行列を掛け合わせることによりそのように取得された各々の積は、全てのタイルに渡って加算され、
前記和が一緒に加算されるとともに、品質基準を形成するためにそれら自体の前記方向性行列の前記スカラ積の和により割られ、それら自体の方向性行列のスカラ積の前記和は、全てのタイルについて加算されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
平均勾配の長さは、走査された皮膚紋様の関心領域を決定するために用いられることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
皮膚紋様画像の個々の画素（ピクセル）のための勾配、
画像の１つの領域（タイル）ずつのピクセルの勾配からの平均値、
タイルからタイルまでの平均値の類似度からの品質の基準、を形成するためのシステムにより特徴付けられる皮膚紋様画像、特に指紋画像の品質を評価するための構成。
【請求項６】
皮膚紋様画像の個々の画素（ピクセル）のための勾配の形成、および、
成分gx(alt)と成分gｙ(alt)とを有する始めに形成された勾配を、式gx= gx(alt)2- gy(alt)2 と式gy = 2gx(alt)*gy(alt)とにより、複素数形式を求めて二乗するよう調整された、画像の１つの領域（タイル）ずつのピクセルの勾配からの平均値の形成、のためのシステムにより特徴付けられる請求項５に記載の構成。
【請求項７】
ｘとｙの２つの方向性行列への平均値の入力と、
水平、垂直に置き換えられ、１つのタイルの両方の対角線の方向にある行列を有する方向性行列のスカラ積の形成と、
前記行列を掛け合わせることにより取得される各々の積の、全てのタイルに渡る、加算と、
前記和を一緒に加えるとともに、それら自体により全てのタイルについて加算された、前記方向性行列の前記スカラ積を除算することによる前記品質基準の形成と、を備える、タイルからタイルまでの前記平均値の類似度からの前記品質の基準を形成するためのシステムにより特徴付けられる請求項５又は６に記載の構成。
【請求項８】
皮膚紋様画像の各々の画素（ピクセル）のための勾配と、
平均勾配の長さから、走査された皮膚紋様の関心領域を決定するために調整される、画像の１つの領域ずつのピクセルの勾配の平均値と、を形成するためのシステムにより特徴付けられる請求項５ないし７の何れかに記載の構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、皮膚紋様画像、特に、指紋画像の品質を評価するための方法に関する。この発明は、さらにこの種の方法を実行するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像は、指紋若しくは他の皮膚紋様から形成される場合、それらの品質に不利な影響を有する種々の要素があるかもしれず、１組の参照紋様が組み込まれている場合と指紋が続いて確認若しくは識別される場合との両方で、確認若しくは識別のどちらかを不可能にする問題を引き起こし、または誤った結果にさえも至るかもしれない。使用されるこのセンサの原理および構造により、作られた画像の品質は、ほこり又は湿気、指の上の油脂、またはあまりに乾燥している指による不利な影響を受けるかもしれない。このセンサ自体の中又は上のほこりや汚れは、他の考えられる皮膚の紋様の低品質な画像の原因となる。加えて、ユーザ自身による誤った操作の可能性もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
皮膚紋様の劣った品質の画像は、通常、画像が不合格となることに帰着するが、最悪の場合には、システムの低品質により、システムが妥協した結果になるかもしれず、この指紋は正しいものとして間違って受け入れられる。それ故、指紋から作られた画像の品質の評価を可能にすることは重要である。
【０００４】
それ故、皮膚紋様の、特に、指紋の画像の品質を決定する方法を記述することは、本発明の目的である。このような方法を実行するための構成を提供することもまた本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、皮膚紋様画像の個々の画素（ピクセル）のための勾配が形成され、画像の１つの領域（タイル）ずつのピクセルの勾配から平均値が形成され、タイルからタイルまでの平均値の類似度が品質の基準を形成する、本発明に従って、達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
勾配の計算において、最終的に隆線の方向を明記し、反対方向の勾配もまた計算されるが、これらは、それでも最終的に隆線の同一方向を描写する。これが実施されたときこの符号を除去するためには、本発明の有利な実施例において、式gx= gx(alt)2- gy(alt)2 と式gy = 2gx(alt)*gy(alt)とにより複素数形式を求めて二乗されるための、成分gx(alt)と成分gｙ(alt)とを有する始めに形成された勾配について準備が行われる。
【０００７】
皮膚紋様画像の隆線の方向を１つのタイルから隣接したタイルにむけて少しだけ変化させることが、本発明の目的のため採用される。これは、完全な皮膚紋様画像が十分に多数のタイルに分割されることを前提とし、とにかく後の解析ため、特に、特徴的な素性の抽出のために必要である。このようにして、タイルのサイズは、例えば、１０×１０ピクセルになるかもしれない。
【０００８】
平均値が、タイルからタイルまでで、より大きいまたはより小さい角度へ変化するか否かを決定する特に有利な方法は、他の実施例において、ｘとｙの２つの方向性行列への平均値の入力と、スカラ積が水平、垂直に置き換えられ１つのタイルの両方の対角線方向にある行列とともに方向性行列により形成されることと、この行列を掛け合わせることによりそのように取得された各々の積が、全てのタイルに渡って加算されることと、この和が、一緒に加算されるとともに、品質基準を形成するためにそれら自体の方向性行列のスカラ積の和により割られ、それら自体の方向性行列のこのスカラ積の和は、全てのタイルについて加算されることと、を備えている。
【０００９】
センサは、通常、長方形領域を網羅し、この場合、領域の端または角において指がセンサに載らない。品質が評価されているとき、このように指によって占有されない領域は、あるケースにおいて、妨害が検認されるかもしれない。これは、指によって占有されていない領域、つまり、関心領域（ＲＯＩ）と称された領域の外側、が同質であるセンサにはそれほど多くないケースである。しかしながら、関心領域の外側でラスタパターン（raster pattern）またはストライプ（stripe）を生成するセンサもまた使用される。このタイプのセンサでは、品質の評価は、関心領域に限定されるのが望ましい。
【００１０】
この目的のために関心領域が決定されるのを可能にするため、準備は、他の実施例において、走査された皮膚紋様の関心領域を決定するために用いられるための、形成された平均値のための勾配の長さについて行われる。
【００１１】
本発明による構成は、本発明による方法ステップを実行するためのデジタル信号処理手段を有するよう有利に配置される。このケースにおいて、信号処理の個々のステップのためのそれ自体が知られているシステムが頼りになる。 
本発明のこれらおよび他の外観は、以下で記述された実施例の参照により、明白となるとともに、解明される。
【００１２】
明瞭化の目的のため、図１に示されたタイル１は、４×４ピクセルのみ有する。このタイルには、−再度の大きな単純化として−特許の図面に関係する規則の目的のために、斜め線として示された、２つの隆線２、３の部分がある。また、描写において、グレーレベルに従う特徴、又は走査工程による局所的な量子化のどちらも考慮はされていない。
【００１３】
各々のピクセルのため、−既述のように−隆線２、３のエッジの様子に依存しない勾配４が、それ自体が知られている方法によって計算される。この隆線は、皮膚紋様画像におけるポイントの大部分で、特定の顕著な曲率を有さないので、勾配は、ほぼ類似した向きを示す。
【００１４】
勾配の長さもまた、実際の信頼できる描写ではない。勾配が異なった長さであるかも知れないことを単に示すものである。更なる処理のため、ｘ方向とｙ方向における成分は、それぞれの方向性行列に入力される。
【００１５】
図解として、図２は、タイル１のそれぞれの勾配のため計算された勾配の代表的な平均値を含む皮膚紋様の全体画像を示す。
【００１６】
既述のように、関心領域５は、センサによって走査された領域の全てが網羅されていない。もし、使用されたセンサが、関心領域５の外側で、例えば、黒または白のような、同種の信号を生成しするものであるならば、そのため、本発明による方法の次のステップにおいて、全体領域６が網羅されることは全く可能である。関心領域の外側に位置するタイルにおいて、勾配のために得られた平均値は、今度はゼロになり、そしてそれ故、妨害が無い。一部のみが関心領域５に位置するタイルに対して同様である。
【００１７】
品質基準を形成するため、自己相関が平均値ｇにおいて実行される。この目的のために、スカラ積Aｘ、Aｙ、Aｘｙ、およびAｙｘは、図３で示される式を用いることによって形成される。また、値Ａは、自己相関のために中心として導かれる。品質基準Ｑは、Q＝（Aｘ＋Aｙ＋Aｘｙ＋Aｙｘ）/４Aとして計算される。
【００１８】
この加算は、全体領域６のそれぞれのケース、すなわち、ｋ＝１およびｌ＝１からそれらの最大値まで実行される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】タイルにおいて決定された勾配の概略図である。
【図２】全体像のための、それぞれのタイルに渡って決定された勾配の平均値を示す図である。
【図３】品質基準を計算するための式を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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