(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋重複領域の面積算出方法であって、
照合対象の指紋画像を取得するために、照合対象の指紋を採集すること、
前記照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する特徴点の複数の対を検索すること、
前記合致する特徴点の複数の対に従って前記照合対象の指紋画像の画像オフセットを取得すること、
前記画像オフセットに基づいて、前記照合対象の指紋画像と前記予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の重複領域を取得するために、前記照合対象の指紋画像の位置を調節すること、並びに、
前記重複領域内の画像画素の総数を計数し、及び、前記重複領域内の前記画像画素の前記総数に基づいて前記重複領域の面積を算出すること、を含み、
前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数し、及び、前記重複領域内の前記画像画素の前記総数に基づいて前記重複領域の前記面積を算出することは、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像に基づいて座標系を設定すること、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標範囲内に位置する、前記照合対象の指紋画像の画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定すること、並びに、
前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数し、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の総数に対する前記重複領域内の前記画像画素の前記総数の割合を算出し、及び、前記割合に基づいて前記重複領域の前記面積を算出すること、を含む、
方法。
【請求項２】
前記照合対象の指紋画像と前記予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する前記特徴点の複数の対を検索することは、
複数の第１特徴点を抽出するために、前記照合対象の指紋画像にフィルタリング強調、二値化処理、及び、高精度化演算を行うこと、並びに、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点から、前記複数の第１特徴点とそれぞれ合致する複数の第２特徴点を検索すること、を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記画像オフセットは、回転角と並進との少なくとも１つを含む、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標範囲内に位置する、前記照合対象の指紋画像の前記画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定することは、
Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２及びＹ１＜Ｙ＜Ｙ２を満足する、前記照合対象の指紋画像の画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定すること、を含み、
Ｘは前記照合対象の指紋画像の画像画素の前記座標系における水平座標であり、Ｙは前記照合対象の指紋画像の前記画像画素の前記座標系における垂直座標であり、Ｘ１からＸ２までは、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標系における水平座標範囲であり、Ｙ１からＹ２までは、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標系における垂直座標範囲であり、かつ、｜Ｘ２−Ｘ１｜＊｜Ｙ２−Ｙ１｜は前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像解像度である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記重複領域の前記面積は、式Ｓ＝Ｓａ＊Ｎ／Ｎｓを使用して決定され、
Ｓは、前記重複領域の前記面積であり、Ｓａは前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の面積であり、Ｎは前記重複領域内の前記画像画素の前記総数であり、かつ、Ｎｓは前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記画像画素の前記総数である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
取得モジュールと、
処理モジュールと、を備え、
前記取得モジュールは、照合対象の指紋を採集し、及び、照合対象の指紋画像を取得する、ように構成されており、
前記処理モジュールは、前記照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する特徴点の複数の対を検索し、前記合致する特徴点の複数の対に従って前記照合対象の指紋画像の画像オフセットを取得し、前記画像オフセットに基づいて、前記照合対象の指紋画像と前記予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の重複領域を取得するために、前記照合対象の指紋画像の位置を調節し、及び、前記重複領域内の画像画素の総数に基づいて前記重複領域の面積を算出するために、前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数する、ように構成されており、並びに、
前記重複領域内の前記画像画素の前記総数に基づいて前記重複領域の前記面積を算出するために、前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数することは、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像に基づいて座標系を設定すること、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標範囲内に位置する、前記照合対象の指紋画像の画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定すること、並びに、
前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数し、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の総数に対する前記重複領域内の前記画像画素の前記総数の割合を算出し、及び、前記割合に基づいて前記重複領域の前記面積を算出すること、を含む、
電子機器。
【請求項７】
前記処理モジュールは、
複数の第１特徴点を抽出するために、前記照合対象の指紋画像にフィルタリング強調、二値化処理、及び、高精度化演算を行い、並びに、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点から、前記複数の第１特徴点とそれぞれ合致する複数の第２特徴点を検索する、ように、特に、構成されている、
請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記画像オフセットは、回転角と並進との少なくとも１つを含む、
請求項６又は７に記載の電子機器。
【請求項９】
前記処理モジュールは、Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２及びＹ１＜Ｙ＜Ｙ２を満足する、前記照合対象の指紋画像の画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定する、ように構成されており、
Ｘは前記照合対象の指紋画像の画像画素の前記座標系における水平座標であり、Ｙは前記照合対象の指紋画像の前記画像画素の前記座標系における垂直座標であり、Ｘ１からＸ２までは、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標系における水平座標範囲であり、Ｙ１からＹ２までは、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標系における垂直座標範囲であり、かつ、｜Ｘ２−Ｘ１｜＊｜Ｙ２−Ｙ１｜は前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像解像度である、
請求項６から８のいずれか一項に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記重複領域の前記面積は、式Ｓ＝Ｓａ＊Ｎ／Ｎｓを使用して決定され、
Ｓは、前記重複領域の前記面積であり、Ｓａは前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の面積であり、Ｎは前記重複領域内の前記画像画素の前記総数であり、かつ、Ｎｓは前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記画像画素の前記総数である、
請求項６から９のいずれか一項に記載の電子機器。
【請求項１１】
コンピュータで実行された場合に、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法を前記コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、中国国家知識産権局に２０１５年２月１３日に出願された中国特許出願２０１５１００７９５７７．０号の優先権及び利益を主張し、その全内容を参照によりここに取り込む。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、指紋検出の技術分野に関し、特に、指紋重複領域の面積算出方法、それを行う電子機器、コンピュータプログラム、及び、記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００３】
指紋認識の分野では、指紋センサの面積が小さくなっているので、指紋入力段階で、指全体の指紋が記録されていない場合がある。後続の使用処理において採集された指紋と、登録された指紋とが、部分的にのみ一致することがある。異なる人が類似した全体の指紋を有する確率は７０億分の１である。しかし、指紋全体の小部分だけが比較された場合、異なる指紋が、部分的に相似する確率は高い。採集された指紋と登録された指紋との間の重複面積が小さい場合、合致する特徴点の数がより少ないだけでなく、合致する特徴点間の距離もまた近すぎ、照合の信頼性が非常に低く、誤識別が容易に生じる。そのため、特徴点の合致が信頼できるものかを決定するために重複領域の面積を算出することが望ましい。
【０００４】
現在、合致した２つの指紋の間の重複領域の面積を算出するために、全ての合致する特徴点を含む最小の方形を各指紋について取得し、これら２つの方形の面積Ｓ１とＳ２とを求め、重複領域の面積として、Ｓ＝（Ｓ１＋Ｓ２）／２を求める、ことが技術常識である。
【０００５】
しかしながら、上記方法で取得された面積は、特徴点の分布の影響を受ける。特徴点の分布が均一である場合、上記方法で取得された面積は、真の重複面積に近い。特徴点の分布が比較的集中している場合、上記方法で取得された面積は、真の重複面積よりもはるかに小さい。特徴点の分布がより分散している場合、上記方法で取得された面積は、真の重複面積よりも大きいことがある。
【０００６】
また、指は異なる角度で指紋センサを押すので、指紋画像はいくらかの回転角を有し、採集された指紋から取得された方形面積と、登録された指紋から取得された方形面積と、の間の差が大きすぎ、取得された面積が正確でないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示の実施形態は、関連技術に存在する問題の少なくとも１つを少なくともある程度解決することを目的とする。そのため、本開示は、指紋重複領域の面積算出方法、それを行う電子機器、コンピュータプログラム、及び、記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
指紋重複領域の面積算出方法は、以下のステップを含む。
照合対象の指紋画像を取得するために、照合対象の指紋を採集すること、
照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する特徴点の複数の対を検索すること、
合致する特徴点の複数の対に従って照合対象の指紋画像の画像オフセットを取得すること、
画像オフセットに基づいて、照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の重複領域を取得するために、照合対象の指紋画像の位置を調節すること、並びに、
重複領域内の画像画素の総数を計数し、及び、重複領域内の画像画素の総数に基づいて重複領域の面積を算出すること。
【０００９】
上記算出方法では、重複領域を個別の画像画素に分割し、重複領域の面積を算出するために、重複領域における画像画素の数を計数することで、いかなる形でも重複領域の面積を算出することが可能であり、かつ、算出された面積は、画素レベルで正確である。このように、算出された面積がより正確であり、後続の計算を容易にし、指紋照合をより正確にし、かつ、使いやすさを向上させる。
【００１０】
一実施形態において、照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する特徴点の複数の対を検索するステップは、以下のステップを含む。
複数の第１特徴点を抽出するために、照合対象の指紋画像にフィルタリング強調、二値化処理、及び、高精度化演算を行うこと、並びに、
予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点から、複数の第１特徴点とそれぞれ合致する複数の第２特徴点を検索すること。
【００１１】
一実施形態において、画像オフセットは、回転角と並進との少なくとも１つを含む。
【００１２】
一実施形態において、重複領域内の画像画素の総数を計数し、及び、重複領域内の画像画素の総数に基づいて重複領域の面積を算出するステップは、特に、以下を含む。予め用意されたテンプレートの指紋画像に基づいて座標系を設定すること、予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標範囲内に位置する、照合対象の指紋画像の画像画素を、重複領域の画像画素として決定すること、並びに、重複領域内の画像画素の総数を計数し、予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の総数に対する重複領域内の画像画素の総数の割合を算出し、及び、割合に基づいて重複領域の面積を算出すること。
【００１３】
一実施形態において、予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標範囲内に位置する、照合対象の指紋画像の画像画素を、重複領域の画像画素として決定するステップは、特に、以下を含む。Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２及びＹ１＜Ｙ＜Ｙ２を満足する、照合対象の指紋画像の画像画素を、重複領域の画像画素として決定すること。但し、Ｘは照合対象の指紋画像の画像画素の座標系における水平座標であり、Ｙは照合対象の指紋画像の画像画素の座標系における垂直座標であり、Ｘ１からＸ２までは、予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標系における水平座標範囲であり、Ｙ１からＹ２までは、予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標系における垂直座標範囲であり、かつ、｜Ｘ２−Ｘ１｜＊｜Ｙ２−Ｙ１｜は予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像解像度である。
【００１４】
一実施形態において、重複領域の面積は、式Ｓ＝Ｓａ＊Ｎ／Ｎｓを使用して決定される。但し、Ｓは、重複領域の面積であり、Ｓａは予め用意されたテンプレートの指紋画像の面積であり、Ｎは重複領域内の画像画素の総数であり、かつ、Ｎｓは予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の総数である。
【００１５】
電子機器は、取得モジュールと処理モジュールとを含む。取得モジュールは、照合対象の指紋を採集し、照合対象の指紋画像を取得する、ように構成されており、並びに、処理モジュールは、照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する特徴点の複数の対を検索し、合致する特徴点の複数の対に従って照合対象の指紋画像の画像オフセットを取得し、画像オフセットに基づいて、照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の重複領域を取得するために、照合対象の指紋画像の位置を調節し、及び、重複領域内の画像画素の総数に基づいて重複領域の面積を算出するために、重複領域内の画像画素の総数を計数する、ように構成されている。
【００１６】
一実施形態において、処理モジュールは、複数の第１特徴点を抽出するために、照合対象の指紋画像にフィルタリング強調、二値化処理、及び、高精度化演算を行い、並びに、予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点から、複数の第１特徴点とそれぞれ合致する複数の第２特徴点を検索する、ように、特に、構成されている。
【００１７】
一実施形態において、画像オフセットは、回転角と並進との少なくとも１つを含む。
【００１８】
一実施形態において、処理モジュールは、予め用意されたテンプレートの指紋画像に基づいて座標系を設定し、予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標範囲内に位置する、照合対象の指紋画像の画像画素を、重複領域の画像画素として決定し、並びに、重複領域内の画像画素の総数を計数し、予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の総数に対する重複領域内の画像画素の総数の割合を算出し、及び、割合に基づいて重複領域の面積を算出する、ように構成されている。
【００１９】
一実施形態において、処理モジュールは、Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２及びＹ１＜Ｙ＜Ｙ２を満足する、照合対象の指紋画像の画像画素を、重複領域の画像画素として決定する、ように構成されている。但し、Ｘは照合対象の指紋画像の画像画素の座標系における水平座標であり、Ｙは照合対象の指紋画像の画像画素の座標系における垂直座標であり、Ｘ１からＸ２までは、予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標系における水平座標範囲であり、Ｙ１からＹ２までは、予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標系における垂直座標範囲であり、かつ、｜Ｘ２−Ｘ１｜＊｜Ｙ２−Ｙ１｜は予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像解像度である。
【００２０】
一実施形態において、重複領域の面積は、式Ｓ＝Ｓａ＊Ｎ／Ｎｓを使用して決定される。但し、Ｓは、重複領域の面積であり、Ｓａは予め用意されたテンプレートの指紋画像の面積であり、Ｎは重複領域内の画像画素の総数であり、かつ、Ｎｓは予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の総数である。
【００２１】
本開示に付属の観点及び利点は、以下の説明で示され、それらの一部は、以下の説明で明かになるか、又は、本開示の実施によって習得される。
【００２２】
本開示の実施形態のこれら及び他の態様及び利点は、図面を参照してなされる以下の説明から明らかとなり、より容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本開示の実施形態に係る指紋重複領域の面積算出方法のフローチャートである。
【図２】図２は、本開示の実施形態に係る指紋重複領域の面積算出方法の他のフローチャートである。
【図３】図３は、本開示の実施形態に係る指紋重複領域の面積算出方法の模式図である。
【図４】図４は、本開示の実施形態に係る指紋重複領域の面積算出方法で使用される指紋画像の模式図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態に係る指紋重複領域の面積算出方法の座標系を設定する模式図である。
【図６】図６は、本開示の実施形態に係る電子機器のモジュール図である。
【図７】図７は、本開示の実施形態に係る電子機器の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施形態の一例がここで詳細に説明され、その例が添付の図面に示される。本開示の実施形態に対して詳細な参照がなされる。図面を参照してここで説明される実施形態は、実例及び解説であり、本開示の一般的な理解に用いられる。実施形態は、本開示を限定するものと解釈されるべきではない。同一又は類似の要素と、同一又は類似の機能を有する要素と、は、明細書を通じて同一の参照番号で示される。
【００２５】
本開示の明細書において、「第１」及び「第２」のような用語は、ここでは、説明のために使用され、相対的な重要性、若しくは、重大性を示す、若しくは、暗示する、又は、指し示される技術的特徴の番号を暗示することが意図されていないということが理解されるべきである。従って、「第１」及び「第２」を使って定義された特徴は、１以上のこの特徴からなるものでも良い。本開示の明細書において、「複数の」は、他に明記されていない限り、２以上を意味する。
【００２６】
本開示の明細書では、他に明記されていない又は限定されていない限り、「搭載された」、「接続された」、及び「連結された」という用語、並びに、それらの変形は、広く使用され、機械的な又は電気的な搭載、接続、及び、連結を包含することが理解されるべきである。機械的な又は電気的な搭載、接続、及び、連結は、２つの構成要素の内部での搭載、接続、及び、連結であっても良いし、さらに直接的な及び間接的な搭載、接続、連結であっても良く、これらのことは、本開示の詳細な実施形態を参照した当業者が理解できる。
【００２７】
本開示の異なる構成を実装するために、様々な実施形態及び実施例が以下の明細書に記載されている。本開示を簡素化するために、いくつかの要素及び設定について説明する。しかし、これらの要素及び設定は、単に例示の目的であって、本開示を限定することを目的としていない。また、参照番号は、本開示の異なる実施例で繰り返されても良い。この繰り返しは、簡素化及び明確化を目的としており、異なる実施形態及び／又は設定間の関係に言及するのではない。さらに、本開示では、様々な処理及び材料の実施例が示される。しかし、当業者は、他の処理及び／又は材料が適用可能であることを理解する。
【００２８】
図１から５を参照すると、本開示の実施形態に係る指紋重複領域の面積算出方法は、以下のステップを含む。
Ｓ１１：照合対象の指紋を採取し、照合対象の指紋画像を取得する。
Ｓ１２：照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する特徴点の複数の対を見つける。
Ｓ１３：合致する特徴点の複数の対に従って照合対象の指紋画像の画像オフセットを取得する。
Ｓ１４：画像オフセットを用い、照合対象の指紋画像の位置を調整し、照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の重複領域を取得する。
Ｓ１５：重複領域内の画素数を計数し、重複領域内の画素数に基づいて重複領域の面積を算出する。
【００２９】
ステップＳ１１において、ユーザに指紋照合の必要がある場合、ユーザは、指示に従って指で指紋センサを押しても良い。指紋センサは、例えば、携帯電話、タブレット型パーソナルコンピュータ、オーディオプレーヤー、又はビデオプレーヤー、及び、他の電子機器内に設置されても良く、指紋センサ採集窓は、電子機器の前面、側面、背面、及び／又は、他の場所に配置されても良い。
【００３０】
ステップＳ１２において、合致した特徴点の複数の対は、合致した特徴点の少なくとも２つの対について言及している。予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２は、例えば、照合対象の指紋の採集前に、予め電子機器に保存されても良い。ユーザが指紋認識機能を使用する場合、テンプレートの指紋は、電子機器の指紋センサを介して、予め入力されていても良い。電子機器は、テンプレートの指紋を処理し、複数の予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２を形成する。後続の指紋照合では、照合対象の指紋が、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２と合致する場合、該当の機能が有効にされて良い。特に、複数の予め用意されたテンプレートの指紋画像が存在する場合、各予め用意されたテンプレートの指紋画像がそれぞれ照合されても良い。
【００３１】
さらに図２を参照すると、ステップＳ１２は、以下のステップを含む。
Ｓ２１：照合対象の指紋画像にフィルタリング強調、二値化処理、及び、高精度化演算を実行し、かつ、複数の第１特徴点を抽出する。複数の第１特徴点は、少なくとも２つの第１特徴点について言及している。
Ｓ２２：複数の第１特徴点に基づいて、予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点から、複数の第１特徴点と合致する複数の第２特徴点をそれぞれ検索する。複数の第２特徴点は、少なくとも２つの第２特徴点について言及している。
【００３２】
ステップＳ２１では、二値化処理は、２種類のグレースケール値のみを有する画像を形成するために、指紋画像の隆線のグレースケールに０を設定し、指紋画像の谷線のグレースケールに２５５を設定する一連の画像処理演算について一般的に言及している。指紋画像の取得は、指紋認識の分野におけるいかなる方法で行われても良いため、ここでは、詳細に説明されない。
【００３３】
指紋画像では、指紋の特徴的な部分のいくつかは、特徴点として抽出されても良い。これらの特徴点は、例えば、指紋隆線の端点や分岐点でも良い。特徴点の選択において、以下の要因を考慮しても良い。１）一般的な特徴と異なる特徴を有する特徴点、２）比較的に安定性を有する特徴点、３）組み合わせの特徴点を選択する試み。
【００３４】
ステップＳ２２では、複数の第１特徴点に基づいて、予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点から、複数の第１特徴点に合致する複数の第２特徴点をそれぞれ検索することは、以下を含んでも良い。
【００３５】
特に、図３を参照すると、予め定められたテンプレートの指紋画像と、照合対象の指紋画像の双方それぞれから、局所的な中心点として、特徴点がランダムに選択される。例えば、図３において、白点Ｚは局所的な中心点であり、白点Ｚと白点Ｚをそれぞれ囲む特徴点Ａ、Ｂ、及び、Ｃとは３つのベクトルをそれぞれ形成し、それぞれは［ｄ，α，β］で表される。但し、ｄは２つの特徴点間の距離であり、αは２つの特徴点の方向間の角差を示し、かつ、βは特徴点Ａと局所的な中心点Ｚとの接続の方向と、特徴点Ａの方向と、の間の角を示す。特徴点の方向は、特徴点が位置する隆線の接線方向と、距離、角差、特徴点間の他の情報に言及する特徴点間の関係と、に言及する。
【００３６】
例えば、予め用意されたテンプレートの指紋画像における特徴点Ｍｉを局所的な中心点として使用して、特徴点Ｍｉと特徴点Ｍｉを囲む特徴点との間の相関ベクトルが算出される。次に、照合対象の指紋画像の特徴点Ｎｊを局所的な中心点として用い、特徴点Ｎｊと特徴点Ｎｊを囲む特徴点との間の相関ベクトルが算出される。但し、ｉ，ｊは、特徴点の連続番号である。例えば、予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点Ｍｉが局所的な中心点として用いられる場合、特徴点Ｍｉと特徴点Ｍｉを囲む特徴点Ａ１、Ｂ１、Ｃ１との間の相関ベクトルが取得でき、その相関ベクトルは、ＶＭｉＡ１、ＶＭｉＢ１、ＶＭｉＣ１としてそれぞれ登録される。照合対象の指紋画像の特徴点Ｎｊが局所的な中心点として用いられる場合、特徴点Ｎｊと特徴点Ｎｊを囲む特徴点Ａ２、Ｂ２、Ｃ２との間の相関ベクトルが取得でき、その相関ベクトルは、ＶＮｊＡ２、ＶＮｊＢ２、ＶＮｊＣ２としてそれぞれ登録される。ベクトルＶＭｉＡ１とＶＮｊＡ２、ベクトルＶＭｉＢ１とＶＮｊＢ２、及び、ベクトルＶＭｉＣ１とＶＮｊＣ２がそれぞれ比較される。それぞれ比較されたベクトルグループにおけるｄ、α及びβの差が予め定められた閾値よりもより小さい場合、特徴点Ｍｉと特徴点Ｎｊとは、合致する特徴点の対であるとみなされる。Ｎｊは、照合対象の指紋画像１００の合致する特徴点である。合致する特徴点の対の数は、例えば、１０対であり、実際の適用に照らして決定できる。画像オフセットは、特徴点の方向間の角差と特徴点間の距離差とに従って算出される。画像オフセットは回転角と並進との少なくとも１つを含む。
【００３７】
特に、画像オフセットが取得された後に、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２の位置を固定し、照合対象の指紋画像１００の位置を調節することが望ましい。本実施形態では、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２と比較して、照合対象の指紋画像１００が回転オフセットと並進オフセットとを含む場合、画像オフセットは回転角及び並進を含む。
【００３８】
勿論、他の実施形態では、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２と比較して、照合対象の指紋画像１００が回転オフセットのみ有する場合、画像オフセットは回転角だけを含む。予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２と比較して、照合対象の指紋画像１００が並進オフセットのみ有する場合、画像オフセットは並進だけを含む。稀なケースであるが、照合対象の指紋画像１００がオフセットを全く含まない場合、画像オフセットはゼロである。
【００３９】
ステップＳ１４では、照合対象の指紋画像１００内の合致した特徴点と、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２内の合致した特徴点と、が一致するように、ステップＳ１３で算出された回転角と並進とに基づいて、照合対象の指紋画像１００に対して同じ回転と並進とが行われる。図４を参照すると、説明の便宜のため、より明色の指紋画像が予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２であり、より暗色の指紋画像が照合対象の指紋画像１００である。２つの指紋画像内の合致する特徴点が一致するように、照合対象の指紋画像１００の位置が調整された後、２つの画像の重複領域１０４は、不規則な形状（図４において実線で囲まれた領域）をしている。
【００４０】
図４に示されたように、重複領域１０４は不規則な形をしており、幾何学的な方法では正確な面積を算出できない。ステップＳ１５では、指紋画像の画像画素の座標に基づいて、指紋画像の画像画素が重複領域１０４内に位置するかどうかを判別でき、次に、重複領域１０４内の画像画素の数を計数できる。同じ指紋センサでは、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２の解像度は、照合対象の指紋画像１００の解像度に等しい。
【００４１】
先ず、予め用意されたテンプレート指紋画像１０２に基づいて座標系が設定される。例えば、図５に示されたように、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２の左下の角を原点とし、２つの隣接する境界を軸とする。次に、指紋画像の解像度は、｜Ｘｅ−０｜＊｜Ｙｅ−０｜＝Ｘｅ＊Ｙｅであり、指紋画像の画像画素の総数は、Ｎｓ＝Ｘｅ＊Ｙｅである。
【００４２】
さらに、予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標範囲内にある、照合対象の指紋画像の画像画素が、重複領域の画像画素として決定される。つまり、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２の座標範囲内に位置する、照合対象の指紋画像１００の画像画素が最初に決定され、次に、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２の座標範囲内に位置し、重複領域１０４の画像画素に属する、照合対象の指紋画像の画像画素が決定される。本実施形態では、図５に示されたように、予め用意されたテンプレート指紋画像１０２の位置範囲内に同時に位置する、照合対象の指紋画像１００の画像画素のみが重複領域１０４の画像画素であっても良い。そのため、座標範囲は、予め用意されたテンプレート指紋画像の座標系における位置範囲であり、つまり、０からＸｅまでの水平範囲と０からＹｅまでの垂直範囲とであり、予め用意されたテンプレートの指紋画像１０２の解像度範囲でもある。
【００４３】
図５に示されたように、２つの指紋画像の合致する特徴点が一致するように、照合対象の指紋画像１００の位置を調整した後、照合対象の指紋画像１００内の重複領域の画像画素のＸ座標及びＹ座標は、それぞれ、０からＸｅまでの範囲及び０からＹｅまでの範囲である。さらに、照合対象の指紋画像１００内の非重複領域の画像画素の座標は０より少ない又はＸｅ，Ｙｅよりも大きい。そのため、照合対象の指紋画像１００の位置が図５で示された位置に調整される場合、０＜Ｘ＜Ｘｅ及び０＜Ｙ＜Ｙｅを満足する座標を有する、照合対象の指紋画像１００の画像画素は、重複領域１０４の画像画素である。このようにして、照合対象の指紋画像１００の全ての画像画素の座標が決定され、水平座標０＜Ｘ＜Ｘｅ及び垂直座標０＜Ｙ＜Ｙｅ内の画像画素の数Ｎが計数され、予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の数Ｎｓに対する重複領域内の画像画素の数Ｎの割合が算出され、かつ、重複領域の面積Ｓがその割合に基づいて算出される。特に、重複領域の面積Ｓは、式Ｓ＝Ｓａ＊Ｎ／Ｎｓに従って算出される。但し、Ｓａは、予め用意されたテンプレートの指紋画像の面積であり、Ｎ／Ｎｓは、上記で求められた割合である。
【００４４】
ステップＳ１５において、デジタル画像は、画像画素１つ１つで形成されるという特別な属性を用い、照合対象の指紋画像に回転と並進とを行った後、照合対象の指紋画像１００における、重複領域１０４の画像画素の座標は、Ｘｅ＊Ｙｅ解像度範囲内であり、座標範囲を満足する画像画素の数が、例えば、不規則な形状の重複領域の面積を算出するために、計数される。
【００４５】
Ｘｅ＝１００，Ｙｅ＝１００とすると、指紋画像の解像度は１００×１００で、テンプレートの指紋画像の画素の総数は、Ｎｓ＝１００×１００である。照合対象の指紋画像１００内の重複領域１０４の画像画素の水平座標は、０＜Ｘ＜１００を満足し、照合対象の指紋画像１００内の重複領域１０４の画像画素の垂直座標は、０＜Ｙ＜１００を満足する。つまり、重複領域内の画像画素のＸ座標及びＹ座標は、０から１００までの範囲にある。
【００４６】
従って、上記算出方法では、重複領域を個別の画像画素に分割し、重複領域の面積を算出するために、重複領域における画像画素の数を計数することで、いかなる形でも重複領域の面積を算出することが可能であり、かつ、算出された面積は、画素レベルで正確である。このように、算出された面積がより正確であり、後続の計算を容易にし、指紋照合をより正確にし、かつ、使いやすさを向上させる。
【００４７】
図６を参照すると、本開示の本実施形態に係る電子機器２００は、取得モジュール２０２と処理モジュール２０４とを含む。
【００４８】
取得モジュール２０２は、照合対象の指紋を採集し、かつ、照合対象の指紋画像を取得する、ように構成されている。取得モジュール２０２は、指紋画像を取得するため、指紋センサ２０６に接続されている。
【００４９】
図７を参照し、本実施形態において、電子機器２００は、電話機を例として説明することができる。他の実施形態では、電子機器２００は、タブレット型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、インテリジェントウェアラブルデバイス、オーディオプレーヤー、ビデオプレーヤー、又は、指紋検出の必要がある他の電子機器であっても良い、ということが理解され得る。取得モジュールと処理モジュールは、電子機器２００に内蔵されても良い。指紋センサ２０６の採集窓２０８は、ユーザの指紋の採集を容易にするために、電子機器２００の前面２１０に配置されても良い。勿論、採集窓２０８は、電子機器２００の側面、裏面、又は、電子機器２００の他の位置に配置されても良い。
【００５０】
処理モジュール２０４は、照合対象の指紋画像と、予め用意されたテンプレートの指紋画像と、の合致する特徴点の複数の対を抽出し、合致する特徴点の複数の対に従って、照合対象の指紋画像の画像オフセットを取得し、照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の重複領域を取得するために、画像オフセットを使用して照合対象の指紋画像の位置を調整し、重複領域内の画像画素の総数を計数し、かつ、重複領域内の画像画素の数に基づいて、重複領域の面積を算出する、ように構成されている。
【００５１】
処理モジュール２０４の詳細な処理は、上記の指紋重複領域の面積算出方法を参照できるため、ここでは詳細について繰り返さない。
【００５２】
従って、電子機器２００は、重複領域を個別の画像画素に分割し、重複領域における画像画素の数を計数することで、重複領域の面積を算出する。いかなる形でも重複領域の面積を算出することが可能であり、かつ、算出された面積は、画素レベルで正確である。このように、算出された面積がより正確であり、後続の計算を容易にし、指紋照合をより正確にし、かつ、使いやすさを向上させる。
【００５３】
本明細書を通じて、「実施形態」、「ある実施形態」、「一実施形態」、「他の実施例」、「実施例」、「具体例」、又は、「ある実施例」との言及は、実施形態又は実施例に関連して記述された特別な特性、構造、材料、特徴が本開示の少なくとも一の実施形態又は実施例に含まれることを意味する。このように、「ある実施形態において」、「一実施形態において」、「実施形態において」、「他の実施例において」、「実施例において」、「具体例において」、又は、「ある実施例において」などの文言が様々な場所で本明細書を通じて出現することは、本開示の同じ実施形態又は同じ実施例を必ずしも参照するのではない。さらに、特別な特性、構造、材料、特徴は、１以上の実施形態又は実施例において、任意の適切な方法で組み合わされて良い。
【００５４】
本開示の各部は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は、それらの組み合わせで実現されても良いということは、明らかである。上記実施形態では、複数のステップ又は方法は、メモリに保存され、好適な命令実行システムで実行されるソフトウェア、又は、ファームウェアによって実現されて良い。例えば、ハードウェアによって実現される場合、他の実施形態と同様に、ステップ又は方法は、当該技術分野で周知の以下の技術の１つ又は組み合わせによって実現されて良い。すなわち、データ信号の論理機能を実現する論理ゲート回路を有する離散論理回路、適切な組合せ論理ゲート回路を有する特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等である。
【００５５】
当業者は、本開示の上記例示の方法のステップの全て、又は、一部分は、プログラムに関連したハードウェアに命令することによって達成されても良いということを理解する。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に保存されても良い。プログラムは、コンピュータ上で実行される場合、本開示の方法の実施形態におけるステップの１つ又は組み合わせを含む。
【００５６】
さらに、本開示の実施形態の各機能セルは、１つの処理モジュールに統合されても良いし、これらのセルが別個の物理的存在であっても良いし、２以上のセルが１つの処理モジュールに統合されても良い。統合されたモジュールは、ハードウェアの形で、又は、ソフトウェア機能モジュールの形で、実現されても良い。統合されたモジュールがソフトウェア機能モジュールの形で実現され、かつ、スタンドアローン製品として販売される又は使用される場合、統合されたモジュールは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に保存されても良い。
【００５７】
上述された記憶媒体は、読み出し専用メモリ、磁気ディスク、ＣＤ等であっても良い。本開示は、実施形態に言及して説明されたが、当業者が当該開示を実施するために知る他の実施例を本開示は含むということを、当業者は理解するということに注意が必要である。このため、本開示は、実施形態に限定されない。
【００５８】
（付記）
（付記１）
指紋重複領域の面積算出方法であって、
照合対象の指紋画像を取得するために、照合対象の指紋を採集すること、
前記照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する特徴点の複数の対を検索すること、
前記合致する特徴点の複数の対に従って前記照合対象の指紋画像の画像オフセットを取得すること、
前記画像オフセットに基づいて、前記照合対象の指紋画像と前記予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の重複領域を取得するために、前記照合対象の指紋画像の位置を調節すること、並びに、
前記重複領域内の画像画素の総数を計数し、及び、前記重複領域内の前記画像画素の前記総数に基づいて前記重複領域の面積を算出すること、を含む、
方法。
【００５９】
（付記２）
前記照合対象の指紋画像と前記予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する前記特徴点の複数の対を検索することは、
複数の第１特徴点を抽出するために、前記照合対象の指紋画像にフィルタリング強調、二値化処理、及び、高精度化演算を行うこと、並びに、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点から、前記複数の第１特徴点とそれぞれ合致する複数の第２特徴点を検索すること、をさらに含む、
付記１に記載の方法。
【００６０】
（付記３）
前記画像オフセットは、回転角と並進との少なくとも１つを含む、
付記１又は２に記載の方法。
【００６１】
（付記４）
前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数し、及び、前記重複領域内の前記画像画素の前記総数に基づいて前記重複領域の前記面積を算出することは、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像に基づいて座標系を設定すること、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標範囲内に位置する、前記照合対象の指紋画像の画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定すること、並びに、
前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数し、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の総数に対する前記重複領域内の前記画像画素の前記総数の割合を算出し、及び、前記割合に基づいて前記重複領域の前記面積を算出すること、をさらに含む、
付記１から３のいずれか一つに記載の方法。
【００６２】
（付記５）
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標範囲内に位置する、前記照合対象の指紋画像の前記画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定することは、
Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２及びＹ１＜Ｙ＜Ｙ２を満足する、前記照合対象の指紋画像の画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定すること、をさらに含み、
Ｘは前記照合対象の指紋画像の画像画素の前記座標系における水平座標であり、Ｙは前記照合対象の指紋画像の前記画像画素の前記座標系における垂直座標であり、Ｘ１からＸ２までは、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標系における水平座標範囲であり、Ｙ１からＹ２までは、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標系における垂直座標範囲であり、かつ、｜Ｘ２−Ｘ１｜＊｜Ｙ２−Ｙ１｜は前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像解像度である、
付記４に記載の方法。
【００６３】
（付記６）
前記重複領域の前記面積は、式Ｓ＝Ｓａ＊Ｎ／Ｎｓを使用して決定され、
Ｓは、前記重複領域の前記面積であり、Ｓａは前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の面積であり、Ｎは前記重複領域内の前記画像画素の前記総数であり、かつ、Ｎｓは前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記画像画素の前記総数である、
付記４又は５に記載の方法。
【００６４】
（付記７）
取得モジュールと、
処理モジュールと、を備え、
前記取得モジュールは、照合対象の指紋を採集し、及び、照合対象の指紋画像を取得する、ように構成されており、並びに、
前記処理モジュールは、前記照合対象の指紋画像と予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の合致する特徴点の複数の対を検索し、前記合致する特徴点の複数の対に従って前記照合対象の指紋画像の画像オフセットを取得し、前記画像オフセットに基づいて、前記照合対象の指紋画像と前記予め用意されたテンプレートの指紋画像との間の重複領域を取得するために、前記照合対象の指紋画像の位置を調節し、及び、前記重複領域内の画像画素の総数に基づいて前記重複領域の面積を算出するために、前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数する、ように構成されている、
電子機器。
【００６５】
（付記８）
前記処理モジュールは、
複数の第１特徴点を抽出するために、前記照合対象の指紋画像にフィルタリング強調、二値化処理、及び、高精度化演算を行い、並びに、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の特徴点から、前記複数の第１特徴点とそれぞれ合致する複数の第２特徴点を検索する、ように、特に、構成されている、
付記７に記載の電子機器。
【００６６】
（付記９）
前記画像オフセットは、回転角と並進との少なくとも１つを含む、
付記７又は８に記載の電子機器。
【００６７】
（付記１０）
前記処理モジュールは、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像に基づいて座標系を設定し、
前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の座標範囲内に位置する、前記照合対象の指紋画像の画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定し、並びに、
前記重複領域内の前記画像画素の前記総数を計数し、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像画素の総数に対する前記重複領域内の前記画像画素の前記総数の割合を算出し、及び、前記割合に基づいて前記重複領域の前記面積を算出する、ように構成されている、
付記７から９のいずれか一つに記載の電子機器。
【００６８】
（付記１１）
前記処理モジュールは、Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２及びＹ１＜Ｙ＜Ｙ２を満足する、前記照合対象の指紋画像の画像画素を、前記重複領域の前記画像画素として決定する、ように構成されており、
Ｘは前記照合対象の指紋画像の画像画素の前記座標系における水平座標であり、Ｙは前記照合対象の指紋画像の前記画像画素の前記座標系における垂直座標であり、Ｘ１からＸ２までは、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標系における水平座標範囲であり、Ｙ１からＹ２までは、前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記座標系における垂直座標範囲であり、かつ、｜Ｘ２−Ｘ１｜＊｜Ｙ２−Ｙ１｜は前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の画像解像度である、
付記１０に記載の電子機器。
【００６９】
（付記１２）
前記重複領域の前記面積は、式Ｓ＝Ｓａ＊Ｎ／Ｎｓを使用して決定され、
Ｓは、前記重複領域の前記面積であり、Ｓａは前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の面積であり、Ｎは前記重複領域内の前記画像画素の前記総数であり、かつ、Ｎｓは前記予め用意されたテンプレートの指紋画像の前記画像画素の前記総数である、
付記１０又は１１に記載の電子機器。
【００７０】
（付記１３）
付記１から６のいずれか１つに記載の指紋重複領域の面積算出方法を実行させるためのコンピュータ指令が記憶されるように構成されるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【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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