(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力指紋画像を受け取り、前記指紋画像について方向現場推定を行うステップと、
前記指紋画像内の画素を目標画素として走査し、方向現場推定に従って得られる前記目標画素の隆線方向および前記隆線方向に垂直な法線方向を取得するステップと、
前記目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定するステップであって、前記長方形領域の縦および横に延びる方向はそれぞれ、前記目標画素の隆線方向および法線方向に対応しており、前記長方形領域は、前記法線方向に配置される複数の画素列を含む、ステップと、
各画素列内の画素のグレースケール値の和を計算し、前記目標画素を含む画素列に対応するグレースケール値の和が、最小値であるとき、前記目標画素が、指紋隆線点であると決定するステップと
を備える、指紋隆線点を認識するための方法。
【請求項２】
前記目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定する前記ステップはさらに、
前記指紋画像の平均隆線距離を計算し、前記平均隆線距離に従って前記画素列の第1の量を設定するステップを備える、請求項1に記載の指紋隆線点を認識するための方法。
【請求項３】
隆線間隔の長さに従って前記画素列の量を設定する前記ステップの後、前記方法はさらに、
前記画素列の量に従って、各画素列内に含まれる画素の第2の量を設定するステップを含み、
前記第2の量の値は、前記第1の量のそれの1/3から2/3である、請求項2に記載の指紋隆線点を認識するための方法。
【請求項４】
各画素列内の画素のグレースケール値の和を計算する前記ステップは、
画素列を走査し、走査された画素列を目標画素列として取得するステップと、
前記目標画素列として使用される前記走査された画素列内の画素のグレースケール値および対応する重み係数を取得するステップと、
前記対応する重み係数を前記走査された画素列内の前記画素の前記グレースケール値に乗じ、加重和を得るためにその積を加算するステップと
を備える、請求項1に記載の指紋隆線点を認識するための方法。
【請求項５】
前記目標画素列内の前記画素の前記重み係数は、前記目標画素列内の中心画素からの距離とともに減少する、請求項4に記載の指紋隆線点を認識するための方法。
【請求項６】
前記指紋画像内の画素を目標画素として走査する前記ステップの後、前記方法はさらに、
前記目標画素のグレースケール値を取得し、前記目標画素の前記グレースケール値が、しきい値よりも大きいかどうかを決定し、もし前記グレースケール値が、前記しきい値よりも大きいならば、前記目標画素が、非指紋隆線点であると決定するステップを備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の指紋隆線点を認識するための方法。
【請求項７】
入力指紋画像を受け取り、前記指紋画像について方向現場推定を行うように構成される、指紋画像を受け取るためのモジュールと、
前記指紋画像内の画素を目標画素として走査し、方向現場推定に従って得られる前記目標画素の隆線方向および前記隆線方向に垂直な法線方向を取得するように構成される、画素方向を取得するためのモジュールと、
前記目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定するように構成される、参照画素を選択するためのモジュールであって、前記長方形領域の縦および横に延びる方向はそれぞれ、前記目標画素の前記隆線方向および前記法線方向に対応しており、前記長方形領域は、前記法線方向に配置される複数の画素配列を含む、モジュールと、
各画素列内の画素のグレースケール値の和を計算し、前記目標画素を含む画素列に対応するグレースケール値の和が、最小値であるとき、前記目標画素が、指紋隆線点であると決定するように構成される、指紋隆線点を決定するためのモジュールと
を備える、指紋隆線点を認識するための装置。
【請求項８】
参照画素を選択するための前記モジュールはさらに、前記指紋画像の平均隆線距離を計算し、前記平均隆線距離に従って前記画素列の第1の量を設定するように構成される、請求項7に記載の指紋隆線点を認識するための装置。
【請求項９】
参照画素を選択するための前記モジュールはさらに、前記画素列の量に従って、各画素列内に含まれる画素の第2の量を設定するように構成され、前記第2の量の値は、前記第1の量のそれの1/3から2/3である、請求項8に記載の指紋隆線点を認識するための装置。
【請求項１０】
指紋隆線点を決定するための前記モジュールはさらに、画素列を走査し、走査された画素列を目標画素列として取得し、前記目標画素列として使用される前記走査された画素列内の画素のグレースケール値および対応する重み係数を取得し、前記対応する重み係数を前記走査された画素列内の前記画素の前記グレースケール値に乗じ、加重和を得るためにその積を加算するように構成される、請求項7に記載の指紋隆線点を認識するための装置。
【請求項１１】
前記装置はさらに、前記目標画素のグレースケール値を取得し、前記目標画素の前記グレースケール値が、しきい値よりも大きいかどうかを決定し、もし前記グレースケール値が、前記しきい値よりも大きいならば、前記目標画素が、非指紋隆線点であると決定するように構成される、プレフィルタリングモジュールを備える、請求項7から10のいずれか一項に記載の指紋隆線点を認識するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、参照によりその全体が組み込まれる、2015年9月8日に出願された、「FINGERPRINT RIDGE POINT RECOGNITION METHOD AND APPARATUS」と題する中国特許出願第201510566721.3号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、画像認識技術の分野に関し、詳しくは指紋隆線点を認識するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
指紋は、個人の一生にわたって唯一で、簡便で、永続性があり、したがってほとんど生体識別と同義語になっている。何世紀にもわたる発展の後、指紋認識は、識別認証の非常に重要な技術になっている。指紋は、人の指の端部における表皮上の隆線である。2つの指紋は通常、同じ全体的特徴を有するが、しかし2つの指紋の細かな特徴は、同一であるはずがない。指紋隆線は、連続的でなく、滑らかでなく、または真っすぐでなく、代わりにしばしば終了し、分岐し、または屈曲する。これらの隆線終点、分岐点、および屈曲点は、「特徴点」と呼ばれる。指紋認識は、異なる指紋の特徴点を比較することによって識別認証を行う技術である。
【０００４】
従来技術では、指紋認識における特徴点の検出は、指紋隆線に依存する。すなわち、特徴点は、指紋隆線を分析することによって得られる。集められた指紋画像は、指紋画像に従って指紋隆線を得るために二値化される。すなわち、黒画素は、指紋隆線点のために使用され、白画素は、指紋隆線の両側の背景領域のために使用され、それによって指紋の特徴点の認識を容易にする。
【０００５】
従来技術では、一般的な二値化方法は通常、ガボール(Gabor)フィルタおよび類似のものに基づく局所的二値化方法を含む。ガボールフィルタに基づく方法が、使用されるとき、局所的方向および隆線周波数が、正確に計算される必要がある。しかしながら、いくつかの低品質指紋画像の前処理において局所的方向および隆線周波数を正確に計算することは、比較的困難である。その結果、堅牢性は、比較的低く、最終的な認識性能は、影響を受ける。結果として、指紋認識の精度は、比較的低い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これに基づくと、二値画像の堅牢性は、従来技術でのガボールフィルタに基づいて指紋画像を二値化する方法では比較的低いので、指紋認識の比較的低い精度の前述の技術的問題を解決するために、指紋隆線点を認識するための方法が、特に提供される。
【０００７】
指紋隆線点を認識するための方法は、
入力指紋画像を受け取り、指紋画像について方向現場推定(orientation field estimation)を行うステップと、
指紋画像内の画素を目標画素として走査し、方向現場推定に従って得られる目標画素の隆線方向および隆線方向に垂直な法線方向を取得するステップと、
目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定するステップであって、長方形領域の縦および横に延びる方向はそれぞれ、目標画素の隆線方向および法線方向に対応しており、長方形領域は、法線方向に配置される複数の画素列を含む、ステップと、
各画素列内の画素のグレースケール値の和を計算し、目標画素を含む画素列に対応するグレースケール値の和が、最小値であるとき、目標画素が、指紋隆線点であると決定するステップとを含む。
【０００８】
加えて、二値画像の堅牢性は、従来技術でのガボールフィルタに基づいて指紋画像を二値化する方法では比較的低いので、指紋認識の比較的低い精度の前述の技術的問題を解決するために、指紋隆線点を認識するための装置が、特に提供される。
【０００９】
指紋隆線点を認識するための装置は、
入力指紋画像を受け取り、指紋画像について方向現場推定を行うように構成される、指紋画像を受け取るためのモジュールと、
指紋画像内の画素を目標画素として走査し、方向現場推定に従って得られる目標画素の隆線方向および隆線方向に垂直な法線方向を取得するように構成される、画素方向を取得するためのモジュールと、
目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定するように構成される、参照画素を選択するためのモジュールであって、長方形領域の縦および横に延びる方向はそれぞれ、目標画素の隆線方向および法線方向に対応しており、長方形領域は、法線方向に配置される複数の画素列を含む、モジュールと、
各画素列内の画素のグレースケール値の和を計算し、目標画素を含む画素列に対応するグレースケール値の和が、最小値であるとき、目標画素が、指紋隆線点であると決定するように構成される、指紋隆線点を決定するためのモジュールとを含む。
【００１０】
本発明の実施形態を実施することによって、下記の有益な効果が、得られる。
【００１１】
指紋隆線点を認識するための前述の方法および装置を用いて、指紋画像の二値化中に、指紋画像内の画素が、走査される。長方形領域は、走査された画素を中心点として使用することによって規定される。長方形領域の縦および横に延びる方向はそれぞれ、目標画素の隆線方向および法線方向に対応しており、長方形領域は、法線方向に配置される複数の画素列を含む。各画素列内の画素のグレースケール値の和が、計算され、目標画素を含む画素列に対応するグレースケール値の和が、最小値であるとき、目標画素が、指紋隆線点であると決定される。従来技術でのフィルタまたはしきい値フィルタリングを使用する方法と比較して、走査された画素のグレースケール値および走査された画素の隣接位置における画素のグレースケール値の両方が、参照用に使用され、その結果間違って決定されるノイズが、効果的に除去され、認識精度が、改善される。
【００１２】
本発明の実施形態の技術的解決策または既存の技術をより明瞭に述べるために、下記の事項は、実施形態または既存の技術を述べるために必要とされる添付図面を簡潔に導入する。明らかに、下記の説明での添付図面は、本発明のいくつかの実施形態だけを示し、当業者はなお、創造的努力なしにこれらの添付図面から他の図面を導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態による指紋隆線点を認識するための方法の流れ図である。
【図２】実施形態による目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定する概略図である。
【図３】実施形態による長方形領域における画素列内の各画素のグレースケール値の概略図である。
【図４】実施形態による受け取られた指紋画像の概略図である。
【図５】実施形態に従って行われた二値化指紋隆線画像の概略図である。
【図６】実施形態による隆線距離の定義の概略図である。
【図７】実施形態による画素列内の画素のグレースケール値の和として加重和を計算するプロセスの流れ図である。
【図８】実施形態による指紋隆線点を認識するための装置の概略図である。
【図９】実施形態による指紋隆線点を認識するための前述の方法を行うためのコンピュータデバイスの概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
下記の事項は、本発明の実施形態での添付図面を参照して本発明の実施形態での技術的解決策を明瞭にかつ完全に述べる。明らかに、述べられる実施形態は、実施形態のすべてではなく、本発明の実施形態のいくつかである。創造的努力なしに本発明の実施形態に基づいて当業者によって得られるすべての他の実施形態は、本開示の保護範囲内に入るものとする。
【００１５】
二値画像の堅牢性は、従来技術でのガボールフィルタに基づいて指紋画像を二値化する方法では比較的低いので、指紋認識の比較的低い精度の前述の技術的問題を解決するために、実施形態では、指紋隆線点を認識するための方法が、提供される。本方法は、コンピュータを使用することによって実施されてもよく、フォンノイマンアーキテクチャに基づいているコンピュータシステム上で行われてもよい。コンピュータプログラムは、指紋認識プログラムであってもよい。コンピュータシステムは、指紋センサが、導入される、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パームトップコンピュータ、ノートブックコンピュータまたはパーソナルコンピュータなどの端末デバイスであってもよい。
【００１６】
具体的には、図1に示されるように、本方法は、下記のステップを含む。
【００１７】
ステップS102:  入力指紋画像を受け取り、指紋画像について方向現場推定を行うステップ。
【００１８】
ステップ104:  指紋画像内の画素を目標画素として走査し、方向現場推定に従って得られる目標画素の隆線方向および隆線方向に垂直な法線方向を取得するステップ。
【００１９】
この実施形態では、指紋画像は、カメラを使用することによって集められてもよい。ユーザは、指紋センサのガラスパネル上に指を置き、ガラスパネルの下に位置する画像収集デバイスは、指の指紋画像を得ることができる。別の実施形態では、別のデバイスによって撮影された指紋画像が、受け取られてもよく、指紋認識は、得られた指紋画像について行うことができる。
【００２０】
好ましくは、指紋画像が、集められた後、照明正規化が最初に、指紋画像について行われる。照明正規化の目的は、指紋画像の収集中の指紋画像への光の影響を除去することである。すなわち、指紋画像の収集中に、異なる光源場所または光強度に起因して、集められた指紋画像のいくつかの領域は、比較的明るく、いくつかの他の領域は、比較的暗く、または指紋画像全体は、比較的明るいまたは暗い。照明正規化が、行われた後、比較的明るいまたは暗い領域は、補正されることもあり、それによって集められた指紋画像への光の影響を除去する。この実施形態では、照明正規化は、特徴部分空間に基づく方法またはヒストグラム平坦化に基づく補正方法を使用することによって実施されてもよい。
【００２１】
指紋画像の方向現場推定は、指紋画像内の各画素を通過する隆線の方向情報を取得することである。この実施形態では、各点の方向情報は、画素のグレースケール値の勾配分布に基づいて計算されてもよい。例えば、もし画素のグレースケール値とその画素の右または左側に隣接する画素のグレースケール値との間の差が、比較的小さく、その画素のグレースケール値とその画素の上または下側に隣接する画素のグレースケール値との間の差が、比較的大きいならば、隆線方向は、その画素の左側から右側への水平方向であり、隆線方向に垂直な法線方向は、その画素の上側から下側への垂直方向である。
【００２２】
ステップS106:  目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定するステップであって、長方形領域の縦および横に延びる方向はそれぞれ、目標画素の隆線方向および法線方向に対応しており、長方形領域は、法線方向に配置される複数の画素列を含む、ステップ。
【００２３】
図2に示されるように、指紋画像は、複数の画素を含む。画素Aが、走査されるとき、画素Aは、目標画素として使用される。画素A1、A2、A、A3、およびA4を接続することによって形成される方向は、画素Aについて方向現場推定を行うことによって得られる画素Aの隆線方向である。E、D、C、B、F、G、H、およびIを接続することによって形成される方向は、画素Aについて方向現場推定を行うことによって得られる画素Aの法線方向である。画素Aの隆線方向は、画素Aの法線方向に垂直である。
【００２４】
この実施形態では、画素Aを中心点として使用することによって規定される長方形領域は、E1、E4、I4、およびI1を頂点として使用することによって形成される長方形領域である。長方形領域の4辺は、画素E1、D1、C1、B1、F1、G1、H1、およびI1を接続することによって形成される長辺、画素E1、E2、E、E3、およびE4を接続することによって形成される短辺、画素E4、D4、C4、B4、F4、G4、H4、およびI4を接続することによって形成される長辺、ならびに画素I1、I2、I、I3、およびI4を接続することによって形成される短辺である。
【００２５】
図2に示されるように、長方形(E1、E4、I4、I1)内の画素Aの法線方向に配置される複数の画素列は、
第1の画素列: E1、E2、E、E3、およびE4;
第2の画素列: D1、D2、D、D3、およびD4;
第3の画素列: C1、C2、C、C3、およびC4;
......
第9の画素列: I1、I2、I、I3、およびI4を含む。
【００２６】
ステップS108:  各画素列内の画素のグレースケール値の和を計算し、目標画素を含む画素列に対応するグレースケール値の和が、最小値であるとき、目標画素が、指紋隆線点であると決定するステップ。
【００２７】
図3に示されるように、図3は、図2での長方形(E1、E4、I4、I1)に含まれる画素のグレースケール値を示し、各画素列のグレースケール値の和が、計算され、
第1の画素列E1、E2、E、E3、およびE4のグレースケール値の和は、79+45+83+84+51=342であり;
第2の画素列D1、D2、D、D3、およびD4のグレースケール値の和は、42+80+49+97+96=364であり;
第3の画素列C1、C2、C、C3、およびC4のグレースケール値の和は、43+46+88+50+58=285であり;
......
第5の画素列A1、A2、A、A3、およびA4のグレースケール値の和は、12+11+7+23+4=57であり;
......
第9の画素列I1、I2、I、I3、およびI4のグレースケール値の和は、98+54+48+49+53=302である。
【００２８】
比較を用いて、第5の画素列内の画素のグレースケール値の和は、57であり、第5の画素列は、目標画素Aを含むと習得されてもよい。すなわち、目標画素Aを含む画素列に対応するグレースケール値の和は、すべての画素列に対応するグレースケール値の和の最小値である。したがって、目標画素Aは、指紋隆線点であると決定される。
【００２９】
第5の画素列内の画素A1、A2、A3、およびA4は、目標画素Aの隆線方向でのすべての画素である。別の画素列内の画素、例えば第4の画素列内のB1、B2、B、B3、およびB4もまた、隆線方向にあり、第5の画素列に対して法線方向に隣接しかつ平行である画素列を形成する。もし第5の画素列内の画素のグレースケール値の和が、第4の画素列内の画素のグレースケール値の和よりも小さいならば、それは、第5の画素列内の画素の色が、第4の画素列内の画素の色よりも全体的に暗いことを示し、その結果第5の画素列は、指紋隆線の特徴をより良く満たす。したがって、第5の画素列によって形成される候補指紋隆線は、指紋隆線として第4の画素列によって形成される候補指紋隆線を超えて確実に選択される。目標画素Aは、指紋隆線内の指紋隆線点であると決定することができる。
【００３０】
加えて、この実施形態では、長方形領域が、規定され、画素列のグレースケール値の和が、計算され、比較される。したがって、指紋隆線点の決定中に、目標画素Aのグレースケール値が、決定する基礎として使用されるだけでなく、目標画素Aに対して隆線方向に隣接する画素のグレースケール値もまた、参照用に使用される。例えば、もし目標画素のグレースケール値が、比較的大きいが、しかしA1、A2、A3、およびA4のグレースケール値が、比較的小さいならば、第5の画素列のグレースケール値の全体的和は、比較的小さい。これは、目標画素Aが、ノイズのこともあるが、しかし目標画素はなお、指紋隆線点として決定されてもよいということを示す。したがって、ノイズからの妨害は、除去され、認識精度は、改善される。
【００３１】
上で述べられるように、ステップ104からステップS108が、全指紋画像内の画素が走査されるまで連続して行われた後、指紋画像内に含まれる指紋隆線点は、決定することができる。指紋隆線点のグレースケール値は、比較的大きい値(例えば、255)に設定され、指紋画像内の非指紋隆線点である画素のグレースケール値は、比較的小さい値(例えば、0)に設定され、その結果指紋画像は、二値化され、それによって指紋画像に含まれる特徴の下記の認識プロセスを容易にする。例えば、図4および図5に示されるように、図4は、入力指紋画像を示し、図5は、入力指紋画像内のすべての画素を走査することによって生成される二値化画像である。指紋隆線点のグレースケール値は、255であり、非指紋隆線点のグレースケール値は、0である(すなわち、カラーネガ処理が行われる)。
【００３２】
さらに、この実施形態では、長方形の長辺の長さは、前もって設定されてもよい。具体的には、目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定するステップは、指紋画像の平均隆線距離を計算するステップ、および平均隆線距離に従って画素列の第1の量を設定するステップである。
【００３３】
図6に示されるように、指紋の隆線と隣接する溝との間の距離は、通常指紋隆線距離として定義される。技術実施の観点からすれば、隆線の中心と溝の中心との間の長さは、通常隆線距離として計算される。n個の隆線があり、その幅はそれぞれ、指紋画像内でw1、...、wnであり、隆線は、n-1個の溝によって分離されると規定され、その溝の幅は、v1、...、vnであると仮定される。図6に示されるように、隆線距離は、次の通りに、
ri=wi/2+vi+wi+1/2
と計算される。
【００３４】
指紋画像の平均隆線距離(今後は略して隆線距離)は、特定の領域内での隆線距離の平均値を指す。一般的に、隆線距離のサイズは、指紋の構造および画像収集の分解能に依存する。指紋画像内では、隆線距離が、より大きいとき、それは、そこでの隆線が、よりまばらであることを示す。対照的に、隆線距離が、より小さいとき、それは、そこでの隆線が、より高密度であることを示す。別法として、平均隆線距離は、隆線周波数を推定することによって得られてもよい。隆線距離を推定するための方法は、幾何学的方法およびスペクトル分析方法を含む。Yilong Yinによって提案される方法が、使用されてもよく、その方法では、隆線距離は、統計ウィンドウに基づいて推定される。別法として、En Zhuによって提案される方法が、使用されてもよく、その方法では、局所的領域が、その領域の中心を通過する曲線上に投影され、その場合すべての点の接線方向は、隆線方向に垂直である。このようにして、全画像の平均隆線距離が、計算される。
【００３５】
この実施形態では、平均隆線距離が、推定された後(平均隆線距離は、画素の量を使用することによって表されてもよい)、平均隆線距離に従って画素列の第1の量を設定することは、具体的には画素列の第1の量を平均隆線距離に対応する画素の量よりも少なく設定することであってもよい。
【００３６】
図2、図3、および図6を参照すると、もし画素列の第1の量が、比較的大きく設定されるならば、既定される長方形領域は、目標画素Aの法線方向に大きく延びる。この場合、長方形領域は、2つの隆線にわたって延びることもある。その結果、平行にされた指紋隆線内の画素は、目標画素Aの決定に影響を及ぼす。画素列の第1の量が、平均隆線距離に対応する画素の量として設定された後、既定される長方形領域は、目標画素Aの法線方向において複数の隆線をカバーしないこともある。したがって、別の隆線からの妨害は、除去され、二値化画像の精度は、改善される。
【００３７】
それに応じて、この実施形態では、隆線間隔の長さに従って画素列の量を設定するステップの後、各画素列内に含まれる画素の第2の量が、画素列の量に従って設定されてもよい。第2の量の値は、第1の量のそれの1/3から2/3である。
【００３８】
すなわち、長方形領域が、目標画素に従って規定されるとき、目標画素の隆線方向において選択される画素の量は、目標画素の法線方向において選択される画素よりも少なくてもよい。すなわち、目標画素の法線方向に延びる長方形領域の辺は、長方形領域の長辺であり、目標画素の隆線方向に延びる長方形領域の辺は、長方形領域の短辺である。短辺の長さは、長辺の長さの1/3から2/3の間であるように選択される。
【００３９】
もし第2の量が、比較的大きく設定されるならば、指紋隆線が鋭く曲がる位置における目標画素の決定は、湾曲隆線内の別の指紋隆線点によって容易に妨害される。もし第2の量が、比較的小さく設定されるならば、ノイズとして間違って集められる目標画素の決定が、依存する隣接参照画素の量は、低減される。したがって、デジタルノイズとして間違って集められる目標画素は、容易に無視される。もし第2の量の値が、第1の量のそれの1/3から2/3であるように設定されるならば、第1の量と第2の量との間のバランスが、達せられてもよく、その結果二値化の精度は、改善される。
【００４０】
好ましくは、各画素列内の画素のグレースケール値の和の計算中に、画素列内の画素のグレースケール値の和を計算するために代数和方法を使用する代わりに、対応する重み係数が、画素列内の各画素について設定され、加重和が、画素列内の画素のグレースケール値の和として重み係数に従って計算される。具体的には、図7に示されるように、本方法は、下記のステップを含む。
【００４１】
ステップS202:  画素列を走査し、走査された画素列を目標画素列として取得するステップ。
【００４２】
ステップS204:  目標画素列として使用される走査された画素列内の画素のグレースケール値および対応する重み係数を取得するステップ。
【００４３】
ステップS206:  対応する重み係数を走査された画素列内の画素のグレースケール値に乗じ、加重和を得るためにその積を加算するステップ。
【００４４】
例えば、図3に示されるように、第1の画素列E1、E2、E、E3、およびE4について、もしE1およびE4に対応する重み係数が、b1であり、E2およびE3に対応する重み係数が、b2であり、Eに対応する重み係数が、b3であるならば、第1の画素列E1、E2、E、E3、およびE4のグレースケール値の和は、
79×b1+45×b2+83×b3+84×b2+51×b1
である。
【００４５】
適切な重み係数は、画素列内の各位置における画素について前もって設定され、その結果画素列のグレースケール値の計算された和において各画素のグレースケール値によって占められる割合は、変えられてもよく、画素列内のいくつかの位置における画素は、画素列全体のグレースケール値の和に対してより大きい影響を有することもある。
【００４６】
好ましくは、目標画素列内の画素の重み係数は、目標画素列内の中心画素からの距離とともに減少する。
【００４７】
前述の例では、E1およびE4と比較して、E2およびE3は、Eが指紋隆線点であるかどうかの決定に対して比較的強い影響を有する。したがって、E1およびE4に対応する重み係数b1は、E2およびE3に対応する重み係数b2よりも小さく設定されてもよい。E2およびE3と比較して、Eのグレースケール値は、Eが指紋隆線点であるかどうかの決定に対して比較的強い影響を有する。したがって、E2およびE3に対応する重み係数b2は、Eに対応する重み係数b3よりも小さく設定されてもよい。
【００４８】
目標画素列内の各画素の重み係数は、重み係数が目標画素列内の中心画素からの距離とともに減少する仕方で設定される。この場合、目標画素列内の中心画素に比較的近い画素(すなわち、その画素および目標画素は両方とも、目標画素の法線方向にある)のグレースケール値は、目標画素列のグレースケール値の和に対して比較的大きい影響を有してもよく、目標画素列内の中心画素から比較的遠い画素のグレースケール値は、目標画素列のグレースケール値の和に対して比較的小さい影響を有することを可能にされ、それによって決定精度を改善する。
【００４９】
好ましくは、指紋画像内の画素を目標画素として走査するステップの後、目標画素のグレースケール値が、取得されてもよい。目標画素のグレースケール値が、しきい値よりも大きいかどうかが、決定される。もしグレースケール値が、しきい値よりも大きいならば、目標画素は、非指紋隆線点であると決定される。
【００５０】
すなわち、明らかに比較的大きいグレースケール値を有する画素が、非指紋隆線点であると直接決定するために、事前推定が、指紋画像について行われてもよい。したがって、長方形領域を規定するステップは、除去され、それによって認識速度を向上させる。
【００５１】
二値画像の堅牢性は、従来技術でのガボールフィルタに基づいて指紋画像を二値化する方法では比較的低いので、指紋認識の比較的低い精度の前述の技術的問題を解決するために、実施形態では、図8に示されるように、指紋隆線点を認識するための装置が、さらに提供される。本装置は、指紋画像を受け取るためのモジュール102と、画素方向を取得するためのモジュール104と、参照画素を選択するためのモジュール106と、指紋隆線点を決定するためのモジュール108とを含む。
【００５２】
指紋画像を受け取るためのモジュール102は、入力指紋画像を受け取り、指紋画像について方向現場推定を行うように構成される。
【００５３】
画素方向を取得するためのモジュール104は、指紋画像内の画素を目標画素として走査し、方向現場推定に従って得られる目標画素の隆線方向および隆線方向に垂直な法線方向を取得するように構成される。
【００５４】
参照画素を選択するためのモジュール106は、目標画素を中心点として使用することによって長方形領域を規定するように構成され、その場合長方形領域の縦および横に延びる方向はそれぞれ、目標画素の隆線方向および法線方向に対応しており、長方形領域は、法線方向に配置される複数の画素列を含む。
【００５５】
指紋隆線点を決定するためのモジュール108は、各画素列内の画素のグレースケール値の和を計算し、目標画素を含む画素列に対応するグレースケール値の和が、最小値であるとき、目標画素が、指紋隆線点であると決定するように構成される。
【００５６】
この実施形態では、参照画素を選択するためのモジュール106はさらに、指紋画像の平均隆線距離を計算し、平均隆線距離に従って画素列の第1の量を設定するように構成される。
【００５７】
この実施形態では、参照画素を選択するためのモジュール106はさらに、画素列の量に従って、各画素列に含まれる画素の第2の量を設定するように構成され、その場合第2の量の値は、第1の量のそれの1/3から2/3である。
【００５８】
この実施形態では、指紋隆線点を決定するためのモジュール108はさらに、画素列を走査し、走査された画素列を目標画素列として取得し、目標画素列として使用される走査された画素列内の画素のグレースケール値および対応する重み係数を取得し、対応する重み係数を走査された画素列内の画素のグレースケール値に乗じ、加重和を得るためにその積を加算するように構成される。
【００５９】
この実施形態では、図8に示されるように、指紋隆線点を認識するための装置はさらに、目標画素のグレースケール値を取得し、目標画素のグレースケール値がしきい値よりも大きいかどうかを決定し、もしグレースケール値が、しきい値よりも大きいならば、目標画素が、非指紋隆線点であると決定するように構成される、プレフィルタリングモジュール110を含む。
【００６０】
本発明の実施形態を実施することによって、下記の有益な効果が、得られる。
【００６１】
指紋隆線点を認識するための方法および装置を用いて、指紋画像の二値化中に、指紋画像内の画素が、走査される。長方形領域は、走査された画素を中心点として使用することによって規定される。長方形領域の縦および横に延びる方向はそれぞれ、目標画素の隆線方向および法線方向に対応しており、長方形領域は、法線方向に配置される複数の画素列を含む。各画素列内の画素のグレースケール値の和が、計算され、目標画素を含む画素列に対応するグレースケール値の和が、最小値であるとき、目標画素が、指紋隆線点であると決定される。従来技術でのフィルタまたはしきい値フィルタリングを使用する方法と比較して、走査された画素のグレースケール値および走査された画素の隣接位置における画素のグレースケール値の両方が、参照用に使用され、その結果間違って決定されたノイズは、効果的に除去され、認識精度は、改善される。
【００６２】
実施形態では、図9に示されるように、図9は、フォンノイマンアーキテクチャに基づき、ユーザリスト内の複数のユーザにメッセージを送るために前述の方法を行うコンピュータシステム10を示す。コンピュータシステム10は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パームトップコンピュータ、ノートブックコンピュータまたはパーソナルコンピュータなどの端末デバイスであってもよい。具体的には、コンピュータシステム10は、システムバスを通じて接続される外部入力インターフェース1001、プロセッサ1002、メモリ1003、および出力インターフェース1004を含んでもよい。外部入力インターフェース1001はオプションとして、マウス10012、キーボード10014、タッチパッド10016またはネットワークインターフェース10018の少なくとも1つを含んでもよい。メモリ1003は、外部メモリ10032(例えばハードディスク、光ディスクまたはフロッピーディスク)および内部メモリ10034を含んでもよい。出力インターフェース1004は、ディスプレイスクリーン10042およびスピーカ10044などのデバイスを含んでもよい。
【００６３】
この実施形態では、本方法は、コンピュータプログラムに基づいて行われる。コンピュータプログラムのプログラムファイルは、フォンノイマンアーキテクチャに基づくコンピュータシステム10の外部メモリ10032に記憶され、実行されるときに内部メモリ10034にロードされる。プログラムファイルは、次いでマシンコードにコンパイルされ、マシンコードは、プロセッサ1002に伝送され、プロセッサ1002によって実行される。このようにして、論理命令受け取りモジュール102、第1の目標属性パラメータ取得モジュール104、グループ生成モジュール106、およびグループチャッティングモジュール108が、フォンノイマンアーキテクチャに基づくコンピュータシステム10内に形成される。加えて、ユーザリスト内の複数のユーザにメッセージを送るために本方法を行うプロセスにおいて、入力パラメータはすべて、外部入力インターフェース1001を使用することによって受け取られ、メモリ1003に伝送されて、その中にキャッシュされ、次いで処理されるためにプロセッサ1002に入力される。処理の結果データは、その後の処理のためにメモリ1003にキャッシュされてもよく、または出力のために出力インターフェース1004に伝送されてもよい。
【００６４】
上で開示されるものは、単に本発明の好ましい実施形態であり、確かに本開示の保護範囲を限定することを目的としていない。したがって、本開示の請求項に従ってなされる等価な変形は、本開示の範囲内に入るものとする。
【符号の説明】
【００６５】
10  コンピュータシステム
102  指紋画像を受け取るためのモジュール、論理命令受け取りモジュール
104  画素方向を取得するためのモジュール、第1の目標属性パラメータ取得モジュール
106  参照画素を選択するためのモジュール、グループ生成モジュール
108  指紋隆線点を決定するためのモジュール、グループチャッティングモジュール
110  プレフィルタリングモジュール
1001  外部入力インターフェース
1002  プロセッサ
1003  メモリ
1004  出力インターフェース
10012  マウス
10014  キーボード
10016  タッチパッド
10018  ネットワークインターフェース
10032  外部メモリ
10034  内部メモリ
10042  ディスプレイスクリーン
10044  スピーカ
【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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