(57)【要約】【課題】光学的に読み取った画像から指紋などの画像を抽出する画像処理方法及び画像読取装置並びに指紋読取装置に関し、簡単な構成で正確に所望の画像を抽出することができる画像処理方法及び画像読取装置並びに指紋読取装置を提供することを目的とする。【解決手段】読み取った画像情報から指紋などの所望の画像情報を抽出する際、読み取った画像情報の画素位置毎に画像情報のゲインやオフセットなどの抽出処理のための情報を制御することを特徴とする。【選択図】　図２
2004110520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像から所望の画像を抽出する画像処理方法であって、
前記入力画像の処理を制御する処理制御情報を取得する第１手順と、
前記第１の手順で取得された前記処理制御情報に基づいて前記入力画像の処理を制御し、前記入力画像から前記所望の画像を抽出する第２の手順とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記第１の手順は、前記入力画像情報を直線補間して、前記処理制御情報を取得することを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記第１の手順は、予め設定された画像の画素位置に応じて前記処理制御情報を取得することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記第２の手順は、前記処理制御情報のうち前記入力画像の入力画素位置に応じた処理制御情報に基づいて前記入力画像の処理を制御することを特徴とする請求項３記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記処理制御情報は、前記入力画像から得られる画像信号を増幅する際のゲイン及び／又はオフセット値であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の画像処理方法。
【請求項６】
画像を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段で読み取った画像情報から所望の画像情報を抽出する画像抽出手段と、
前記画像読取手段で読み取った画像情報の画素位置毎に前記画像抽出手段による抽出処理を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
前記制御手段は、予め入力画像の処理を制御する処理制御情報を取得し、取得された処理制御情報に基づいて前記画像読取手段で読み取った画像情報の前記画像抽出手段での処理を画素位置毎に制御することを特徴とする請求項６記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記画像情報を直線補間して、前記処理制御情報を取得することを特徴とする請求項７記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記制御手段は、予め設定された画像の画素位置に応じて前記処理制御情報を取得することを特徴とする請求項７又は８記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記処理制御情報のうち前記入力画像の入力画素位置に応じた処理制御情報に基づいて前記入力画像の前記画像抽出手段による処理を制御することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記処理制御情報は、前記入力画像から得られる画像信号を増幅する際のゲイン及び／又はオフセット値であることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記画像抽出手段は、前記画像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段で増幅された画像信号の高周波成分を強調する高周波強調手段と、
前記高周波強調手段で高周波成分が強調された画像信号を二値化する二値化手段とを含むことを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか一項記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記処理制御情報として前記増幅手段のゲイン及び出力信号のオフセットを制御することを特徴とする請求項１２記載の画像読取装置。
【請求項１４】
指の画像を読み取る読取手段と、
前記読取手段で読み取った指の画像情報から指紋を抽出する指紋抽出手段と、前記読取手段で読み取った指の画像情報の前記画像抽出手段による抽出処理を画素位置毎に制御する制御手段とを有することを特徴とする指紋読取装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、予め入力画像の処理を制御する処理制御情報を取得し、取得された処理制御情報に基づいて前記読取手段で読み取った指の画像情報の前記画像抽出手段での処理を画素位置毎に制御することを特徴とする請求項１４記載の指紋読取装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記画像情報を直線補間して、前記処理制御情報を取得することを特徴とする請求項１５記載の指紋読取装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、予め設定された画像の画素位置に応じて前記処理制御情報を取得することを特徴とする請求項１５又は１６記載の指紋読取装置。
【請求項１８】
前記制御手段は、前記処理制御情報のうち入力した指の画像の入力画素位置に応じて予め設定された処理制御情報に基づいて前記入力した指の画像の前記画像抽出手段による抽出処理を制御することを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか一項記載の指紋読取装置。
【請求項１９】
前記処理制御情報は、前記入力画像から得られる画像信号を増幅する際のゲイン及び／又はオフセット値であることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか一項記載の指紋読取装置。
【請求項２０】
前記画像抽出手段は、前記画像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段で増幅された画像信号の高周波成分を強調する高周波強調手段と、
前記高周波強調手段で高周波成分が強調された画像信号を二値化する二値化手段とを含むことを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか一項記載の指紋読取装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、前記処理制御情報として前記増幅手段のゲイン及び出力信号のオフセットを制御することを特徴とする請求項２０記載の指紋読取装置。
【請求項２２】
前記指紋抽出手段により抽出された指紋に基づいて認証処理を行う認証処理手段を有することを特徴とする請求項１４乃至２１のいずれか一項記載の指紋読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理方法及び画像読取装置並びに指紋読取装置に係り、特に、光学的に読み取った画像から指紋などの画像を抽出する画像処理方法及び画像読取装置並びに指紋読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
指紋読取装置には、指紋の読取に光学式センサを用いた装置と静電気センサを用いた装置が存在する。また、光学式センサを用いた指紋読取装置には、二次元センサを用いたものと、ラインセンサを用いたものがある。
【０００３】
光学式センサを用いた指紋読取装置では、光学系にレンズを有する。レンズは、一般的にその周辺で中心部分に比べて照度が低下し、濃度にむらが発生する。光学ラインセンサによる指紋センサの場合、光学系にレンズアレイを用いることがある。レンズアレイは、微小なレンズを複数に配列したものである。このレンズアレイを用いると、画像上、レンズサイズと等しい周期で縦縞が現れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような、縦縞の周波数、および、コントラストは実際の指紋との差がなく、指紋の認証率を低下させるなどの問題点があった。
【０００５】
このような、縦縞を補正する方式として、シェーディング補正と呼ばれる方式が既に確立されている。シェーディング補正は、一般に、ＡＤ（ａｎａｌｏｇ　ｄｉｇｉｔａｌ
）
コンバータにより変換されたディジタルデータに対してＣＰＵや高度なＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ）などのディジタルデバイスを用いて行われる。この場合、１ピクセルを１〜２μＳｅｃで処理できるような超高速なＡＳＩＣを使用したり、ＲＡＭに画像データを一旦保存した後、処理を行ったりする必要がある。このような構成とすると、コストが高くなる。
【０００６】
さらに、指紋認証の場合、通常、シェーディング補正後に、画像の高周波成分を強調することによりエッジ強調を行う。これをＣＰＵやＡＳＩＣなどのディジタルデバイスを用いて場合には、高速フーリエ変換などを実装する必要があり、現実的な時間内で指紋認証を行おうとすると、更に高速なＣＰＵを用いたり、ＡＳＩＣを用いたりする必要があるため、更にコストが上昇するなどの問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で正確に所望の画像を抽出することができる画像処理方法、画像読取装置及び指紋読取装置並びに指紋認証装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、読み取った画像情報から指紋などの所望の画像情報を抽出する際、読み取った画像情報の画素位置毎に画像情報のゲインやオフセットなどの抽出処理のための情報を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、読み取った画像情報から指紋などの所望の画像情報を抽出する際、読み取った画像情報の画素位置毎に画像情報のゲインやオフセットなどの抽出処理のための処理制御情報を設定することにより、レンズむらや照度むらなどを考慮して予め処理制御情報を設定することができるため、正確に画像を抽出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は指紋認証システムのシステム構成図を示す。
【００１１】
指紋認証システム１は、指紋認証モジュール１１とコンピュータ１２とをインタフェースケーブル１３を用いて接続し、通信可能とした構成とされている。指紋認証モジュール１１は、指紋を読み取り、予め登録された指紋否かを判定し、その判定結果をコンピュータ１２に送信する装置である。コンピュータ１２は、指紋認証モジュール１１で指紋が認証された場合にコンピュータ１２を操作可能とする。指紋認証モジュール１１とコンピュータ１２とは、例えば、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　ｓｅｒｉａｌ　ｂｕｓ）インタフェースなどによってインタフェースがとられている。なお、本実施例では、指紋認証モジュール１１とコンピュータ１２とをＵＳＢインタフェースによってインタフェースととったが、指紋認証モジュール１１とコンピュータ１２とのインタフェースは、これに限定されるものではなく、無線ＬＡＮ、無線通信システムなどを用いたインタフェースを用いてもよい。また、指紋認証モジュール１１を接続する相手はコンピュータである必要はなく、例えば、携帯電話機などの携帯端末装置などであってもよく、特定の装置に限定されるものではない。
【００１２】
図２は指紋認証モジュール１１のブロック構成図を示す。
【００１３】
指紋認証モジュール１１は、読取窓２０、発光ダイオード（ＬＥＤ：ｌｉｇｈｔ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｄｉｏｄｅ）２１、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）２２、乗算型ＤＡＣ（ｄｉｇｉｔａｌ　ａｎａｌｏｇ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２３、アンプ２４、ＤＡＣ（ｄｉｇｉｔａｌ　ａｎａｌｏｇ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２５、高域強調回路２６、二値化回路２７、ＣＰＵ２８、インタフェース回路２９、メモリ３０から構成される。
【００１４】
図３は指紋認証モジュール１１の要部の斜視図を示す。
【００１５】
指４０は、読取窓２０を通過する。読取窓２０には、図３に示すように発光ダイオード２１から読取光Ｌが照射される。読取光Ｌは、読取窓２０を通して指４０に照射される。指４０で反射された光Ｌは、読取窓２０を通してＣＣＤ２２に供給される。ＣＣＤ２２は、例えば、ライン型ＣＣＤであり、指４０から読取窓２０を通して供給された光を受光してライン毎に電気信号に変換し、１画素（ピクセル）毎に順次出力する。
【００１６】
ＣＣＤ２２から出力された電気信号ｓｉｇｉは、乗算型ＤＡＣ２３に供給される。乗算型ＤＡＣ２３には、ＣＰＵ２８からゲイン設定値ｇａｉｎｉが供給されている。乗算型ＤＡＣ２３は、ＣＣＤ２２からの電気信号ｓｉｇｉをゲイン設定値ｇａｉｎｉに応じたゲインＫｖｉ倍した信号ｓｉｇｘｉを出力する。
【００１７】
アンプ２４は、乗算型ＤＡＣ２３の出力信号ｓｉｇｘｉをＤＡＣ２５から供給されるオフセット電圧ｏｆｆｓｅｔｉによりオフセットさせる。ＤＡＣ２５は、ＣＰＵ２８から供給されるオフセット設定値ｏｆｓｉに基づいたオフセット電圧ｏｆｆｓｅｔｉを出力する。
【００１８】
アンプ２４の出力信号ｓｉｇｙｉは、高域強調回路２６及びシェーディング補正値設定用出力ポートＰ１に供給される。高域強調回路２６は、例えば、ハイパスフィルタなどから構成されており、アンプ２４からの出力信号ｓｉｇｙｉのうち高周波数成分を強調する。高域強調回路２６で強調された信号は、二値化回路２７に供給される。
【００１９】
二値化回路２７は、高域強調回路２６から供給された信号を二値化する。二値化回路２７で二値化された信号Ｄは、ＣＰＵ２８に供給される。
【００２０】
ＣＰＵ２８は、二値化された信号Ｄに基づいて指紋認証処理を行い、認証結果をインタフェース２９に供給する。インタフェース２９は、認証結果を入出力ポートＰ３からインタフェースケーブ１３を介してコンピュータ１２に送信する。
【００２１】
ＣＰＵ２８は、コンピュータ１２などの外部機器から入出力ポートＰ３を介して供給される指示に基づいて乗算型ＤＡＣ２３及びＤＡＣ２５に供給するゲイン設定値ｇａｉｎｉ及びオフセット設定値ｏｆｓｉを取得し、メモリ３０に記憶する処理を行う。また、ＣＰＵ２８は、通常動作時にメモリ３０に記憶されたゲイン設定値ｇａｉｎｉ及びオフセット設定値ｏｆｓｉに基づいて指紋を読み取り、指紋認証を行う。
【００２２】
次にシェーディング補正データの取得方法を説明する。
【００２３】
シェーディング補正データ取得時には、指紋認証ユニット１１をインタフェースケーブル１３によりコンピュータ１２に接続する。また、指紋認証ユニット１１の入力ポートＰ１及び出力ポートＰ２にＡＤＣ（ａｎａｌｏｇ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４を接続する。さらに、２色のシェーディング補正用シートを用意する。
【００２４】
図４はシェーディング補正時の動作説明図を示す。
【００２５】
図４に示すようにシェーディング補正データ取得時には、シェーディング補正用シート４１、４２を用意する。シェーディング補正用シート４１は、指紋読取時の読み取った指紋画像の白色部分に相当する色が全面に均一に色付けされている。このとき、シェーディング補正用シート４１は、実際の指紋画像の白色部分に近似した色に色付けされていることが望まれる。シェーディング補正用シート４２は、指紋読取時の読み取った指紋画像の白色部分に相当する色が全面に均一に色付けされている。このとき、シェーディング補正用シート４２は、実際の指紋画像の黒色部分に近似した色に色付けされていることが望まれる。
【００２６】
シェーディング補正用シート４１又はシェーディング補正用シート４２を指紋認証モジュール１１の読取窓２０にかざし、ＣＣＤ２１によりシェーディング補正用シート４１又はシェーディング補正用シート４２を読み取る。
【００２７】
ＣＰＵ２８は、シェーディング補正用シート４１及びシェーディング補正用シート４２を読み取った結果を外付けされたＡＤＣ１４により二値化せずにディジタルデータに変換して取得し、取得したディジタルデータに基づいてシェーディング補正データを作成する。ＡＤＣ１４は、出荷前のシェーディング補正データの設定時にポートＰ１、Ｐ２に接続され、シェーディング補正データ設定後には、取り外される。
【００２８】
図５はシェーディング補正データ取得処理の処理フローチャートを示す。
【００２９】
操作者は、シェーディング補正用シート４１を読取窓２０上に載置した状態で、コンピュータ１２からシェーディング補正データ取得処理開始指示を行う。
【００３０】
ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−１でコンピュータ１２などからシェーディング補正データ取得処理開始指示を受信すると、ステップＳ１−２でゲイン設定値ｇａｉｎｉ及びオフセット設定値ｏｆｓｉを所定の固定値に設定する。
【００３１】
次に、ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−３で変数ｉに１を代入する。次にＣＰＵ２８は、ステップＳ１−４でＣＣＤ２１を駆動し、画像の読み取りを開始する。ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−５でディジタルデータを読み取り、メモリ３０に記憶する。
【００３２】
次にＣＰＵ２８は、ステップＳ１−６で変数ｉを「ｉ＋１」にする。ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−７で変数ｉがＣＣＤ２１の画素数（ｎ−１）に達したか否かを判定し、ステップＳ１−７で変数ｉがＣＣＤ２１の画素数（ｎ−１）になるまで、ステップＳ１−５、Ｓ１−６を繰り返す。
【００３３】
ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−７でＣＣＤ２１の画素番号１〜（ｎ−１）のすべての画素から画像データを取得すると、ステップＳ１−８でｍラインの読み取りが終了したか否かを判定する。ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−８でｍライン分の画素データが読み取られていなければ、ステップＳ１−３に戻って次のラインの画素データを読み取る。
【００３４】
また、ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−８でｍライン分の画素データの読み取りが完了すると、ステップＳ１−９でシェーディング補正用シート４１及び４２の両方の画像データが取得されているか否かを判定する。ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−９で他方のシェーディング補正用シート４２の画像データが取得されていない場合には、ステップＳ１−１０でシェーディング補正用シート４２について画像の読み取りを行う旨の表示を行うようにコンピュータ１２に指示する。
【００３５】
また、ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−９でシェーディング補正用シート４１及び４２の両方の画像データが取得された場合には、ステップＳ１−１１で各画素の画素データのｍライン平均を算出する。ＣＰＵ２８は、ステップＳ１−１１で各画素データのｍライン平均を算出すると、ステップＳ１−１２でシェーディング補正データを算出する。
【００３６】
ここで、シェーディング補正データの取得方法について説明する。
【００３７】
まず、図２に示す各ブロック間の信号の関係について説明する。
【００３８】
図２において、乗算型ＤＡＣ２３の出力信号ｓｉｇｘｉは、入力信号をｓｉｇｉ、乗算型ＤＡＣ２３のゲインをＫｖｉとすると、
ｓｉｇｘｉ＝Ｋｖｉ×ｓｉｇｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）
で表すことができる。
【００３９】
なお、ここで、ｉは、ＣＣＤ２２のピクセル番号を示している。例えば、ＣＣＤ２２が２５６ピクセルのライン型の構造であれば、ｉは１〜２５６を取り得る。
【００４０】
乗算型ＤＡＣ２３にＣＰＵ２８から供給されるゲイン設定値ｇａｉｎｉは、０〜１０２３の設定値に対応するディジタルデータであり、式（１）に示す乗算型ＤＡＣ２３のゲインＫｖｉは、
Ｋｖｉ＝−（ｇａｉｎｉ／１０２４）　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
で表される。
【００４１】
アンプ２４には、ＤＡＣ２５からオフセット電圧ｏｆｆｓｅｔｉが供給されており、乗算型ＤＡＣ２３の出力信号ｓｉｇｘｉのオフセットはアンプ２４で調整される。ＤＡＣ２５は、ＣＰＵ２８から供給されるオフセット設定値ｏｆｓｉに基づいてオフセット電圧ｏｆｆｓｅｔｉを生成する。例えば、ＤＡＣ２５のレファレンス電圧をＶＤＡとし、ＣＰＵ２８からのオフセット設定値ｏｆｓｉが８ビット、０〜２５５までの値をとるものとすると、ＤＡＣ２５から供給されるオフセット電圧ｏｆｆｓｅｔｉは、
ｏｆｆｓｅｔｉ＝（ｏｆｓｉ／２５６）×ＶＤＡ　　　　　　　　　　　　　　…（３）
で表せる。
【００４２】
ここで、アンプ２４の入力信号ｓｉｇｘｉに対するゲインをＫｇ、オフセット電圧ｏｆｆｓｅｔｉに対するゲインをＫｏ、リファレンス電圧をＶｒｅｆ、出力信号ｓｉｇｙｉをＡＤＣ１４の入力範囲に入れるためのオフセット電圧をＶＡＤとすると、アンプ２４の出力信号ｓｉｇｙｉは、
ｓｉｇｙｉ＝Ｋｇ（ｓｉｇｘｉ−Ｖｒｅｆ）＋Ｋｏ（ｏｆｆｓｅｔｉ−Ｖｒｅｆ）＋Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ…（４）
で表せる。
【００４３】
式（４）のｓｉｇｘｉを式（１）の右辺で置き換えると、
2004110520.tif 000003
で表せる。
【００４４】
ここで、シェーディング補正データを
（Ｋｖｉ×Ｋｇ）＝Ｋｘ
ｏｆｆｓｅｔｉ＝Ｖｒｅｆ
として取得するものとすると、式（５）は
ｓｉｇｙｉ＝（Ｋｘ×ｓｉｇｉ）−（Ｋｇ×Ｖｒｅｆ）＋（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）　　　…（６）
で表せる。
【００４５】
ここで、シェーディング補正用シート４１を読み取った際、アンプ２４から出力される信号をｓｉｇｙＸｉ、シェーディング補正用シート４２を読み取った際、アンプ２４から出力される信号をｓｉｇｙＹｉとする。ここで、シェーディング補正用シート４１のｓｉｇｙＸｉの平均をｓｉｇｙＸ、シェーディング補正用シート４２のｓｉｇｙＹｉの平均をｓｉｇｙＹとする。
【００４６】
シェーディング補正しなかった場合に、第ｉピクセルの読取値としてｓｉｇｙＸｉやｓｉｇｙＹｉが読み取れるような入力に対して、ｓｉｇｙＸやｓｉｇｙＹを出力するように補正する。また、それ以外の濃度（シェーディング補正シート４１、４２と異なる濃度）の入力があった時は、直線補間により補正する。（以上の補正をシェーディング補正と呼んでいる。）そのために、以下のような計算でｇａｉｎｉとｏｆｆｓｅｔｉを求める。
【００４７】
また、ＳＩＧＹｉを第ｉピクセルの補正結果とすると、
ＳＩＧＹｉ＝Ａｉ×ｓｉｇｙｉ＋Ｂｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（７）
で表せる。
【００４８】
ここで、Ａｉは、ゲインに相当しており、
Ａｉ＝（ｓｉｇｙＸ−ｓｉｇｙＹ）／（ｓｉｇｙＸｉ−ｓｉｇｙＹｉ）　　　　　　　　…（８）
で表せる。
【００４９】
また、ｓｉｇｙＸは、
ｓｉｇｙＸ＝Ａｉ×ｓｉｇｙＸｉ＋Ｂｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（９）
さらに、Ｂｉは、
Ｂｉ＝ｓｉｇｙＸ−Ａｉ×ｓｉｇｙＸｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１０）
また、ｓｉｇｙＹは、
ｓｉｇｙＹ＝Ａｉ×ｓｉｇｙＹｉ＋Ｂｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１１）
で表せる。
【００５０】
よって、ＳＩＧＹｉは、
ＳＩＧＹｉ＝Ａｉ｛（Ｋｘ×ｓｉｇｉ）−（Ｋｇ×Ｖｒｅｆ）＋（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）｝＋Ｂｉ…（１２）
で表せる。
ここで、Ｋｖｉを
Ａｉ×Ｋｘ＝Ｋｇ×Ｋｖｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１３）
となるように定めると、
Ｋｖｉは、
Ｋｖｉ＝（Ａｉ×Ｋｘ）／Ｋｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１４）
で表せる。
【００５１】
Ｋｘ、Ｋｇは既知であり、Ａｉは式（８）により算出できるので、Ｋｖｉは式（１４）から算出できる。
【００５２】
従って、ＳＩＧＹｉは、
ＳＩＧＹｉ＝（Ｋｇ×Ｋｖｉ×ｓｉｇｉ）＋〔（−Ｋｇ＾２×Ｋｖｉ×Ｖｒｅｆ）＋｛Ｋｇ×Ｋｖｉ（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）｝〕／Ｋｘ＋Ｂｉ…（１５）
ここで、以下のようにｏｆｆｓｅｔｉを定めると式（５）と式（１５）が等しくなる。
【００５３】
（Ｋｏ×ｏｆｆｓｅｔｉ）−（Ｋｇ＋Ｋｏ）Ｖｒｅｆ＋（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）＝〔（−Ｋｇ＾２×Ｋｖｉ×Ｖｒｅｆ）＋｛Ｋｇ×Ｋｖｉ（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）｝〕／Ｋｘ＋Ｂｉ…（１６）
【００５４】
式（１６）から
（Ｋｏ×ｏｆｆｓｅｔｉ）＝（Ｋｇ＋Ｋｏ）Ｖｒｅｆ＋（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）＋〔（−Ｋｇ＾２×Ｋｖｉ×Ｖｒｅｆ）＋｛Ｋｇ×Ｋｖｉ（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）｝〕／Ｋｘ＋Ｂｉ…（１７）
で表せる。
【００５５】
式（１７）よりオフセットｏｆｆｓｅｔｉは、
ｏｆｆｓｅｔｉ＝〔｛（Ｋｇ＋Ｋｏ）Ｖｒｅｆ＋（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）＋Ｂｉ｝／Ｋｏ〕＋［〔（−Ｋｇ＾２×Ｋｖｉ×Ｖｒｅｆ）＋｛Ｋｇ×Ｋｖｉ（Ｖｒｅｆ＋ＶＡＤ）｝〕／（Ｋｏ×Ｋｘ）］…（１８）
で表せる。
【００５６】
式（１８）において、Ｂｉは式（１０）より求められ、かつ、Ｂｉ以外の値は全て既知であるため、式（１８）よりオフセットｏｆｆｓｅｔｉを求めることができる。
【００５７】
以上によりゲインに相当するＫｖｉ及びオフセットｏｆｆｓｅｔｉを求めることができる。
【００５８】
ゲイン設定値ｇａｉｎｉは、ゲインＫｖｉとは式（２）に示す関係にあるので、式（１４）で求められたゲインＫｖｉより容易に取得できる。また、オフセット設定値ｏｆｓｉは、オフセットｏｆｆｓｅｔｉと式（３）に示す関係にあるので、式（１８）で求められたオフセットｏｆｆｓｅｔｉから容易に取得できる。
【００５９】
なお、取得してシェーディング補正データは、メモリ３０のシェーディング補正データテーブル３１に記憶される。
【００６０】
図６はシェーディング補正データテーブル３１のデータ構成図を示す。
【００６１】
シェーディング補正データテーブル３１では、シェーディング補正データであるゲイン設定値ｇａｉｎｉ及びオフセット設定値ｏｆｓｉがピクセル番号Ｐｉ毎に設定されている。ＣＰＵ２８は、指紋読取時にメモリ３０に設定されたシェーディング補正データテーブル３１を参照して、読み取ったピクセルに対応するゲイン設定値ｇａｉｎｉ及びオフセット設定値ｏｆｓｉを読み取り、読み取られたゲイン設定値ｇａｉｎｉ及びオフセット設定値ｏｆｓｉに基づいて増幅を行う。
【００６２】
なお、本実施例では、全ピクセルについてシェーディング補正データであるゲイン設定値ｇａｉｎｉ及びオフセット設定値ｏｆｓｉを作成したが所定のピクセルについてシェーディング補正データを取得し、他のピクセルについては取得したシェーディング補正データを直線補間することにより求めるようにしてもよい。
【００６３】
次にシェーディング補正処理について詳細に説明する。
【００６４】
図７はシェーディング補正処理の処理フローチャートを示す。
【００６５】
ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−１で読取指示が入力されると、ステップＳ２−２でピクセル番号に相当する変数ｉを１にセットする。
【００６６】
次にＣＰＵ２８は、ステップＳ２−３でピクセル番号ｉに対応するゲイン設定値ｇａｉｎｉ及びオフセット設定値ｏｆｓｉをメモリ３０のシェーディング補正データテーブルから読み出す。次にＣＰＵ２８は、ステップＳ２−４で、二値化回路２７で二値化されたデータＤを読み取る。ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−５で変数ｉを（ｉ＋１）にする。
【００６７】
次にＣＰＵ２８は、ステップＳ２−６で変数ｉが（ｎ＋１）に達したか否かを判定する。なお、ｎは、ピクセル番号の最大値を示す。ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−６で最大のピクセル番号になるまで、ステップＳ２−３〜Ｓ２−６の処理を繰り返す。
【００６８】
ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−７で読取処理が終了したか否かを判定する。ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−７で読取処理が終了しない場合には、ステップＳ２−２で戻って次のラインの読取処理を続ける。
【００６９】
また、ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−７で読取処理が終了した場合には、ステップＳ２−８で処理モードが登録処理か否かを判定する。ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−８で処理モードが登録処理であると判定した場合には、ステップＳ２−９で指紋を登録するための登録処理を実行する。また、ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−８で処理モードが認証処理であると判定した場合には、ステップＳ２−１０で指紋により認証を行うための認証処理を実行する。
【００７０】
【００７１】
次に、ＣＰＵ２８は、ステップＳ２−９、Ｓ２−１０で認証又は登録処理が終了すると、ステップＳ２−１１で認証結果あるいは登録処理の終了などをコンピュータ１２に通知する。
【００７２】
【００７３】
なお、本実施例では、指紋認証モジュールで指紋検出及び認証処理を行ったが、認証処理をコンピュータ１２側で行うようにしてもよい。
【００７４】
また、本実施例では、指紋認証モジュールを例に説明を行ったが、一般の画像処理に適用することも可能である。例えば、検査ラインにおける製品の自動検査装置などに適用可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、読み取った画像情報から指紋などの所望の画像情報を抽出する際、読み取った画像情報の画素位置毎に画像情報のゲインやオフセットなどの抽出処理のための処理制御情報を設定することにより、画像情報のむらなどを考慮して予め処理制御情報を設定することができるため、正確に画像を抽出することができるなどの特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】指紋認証システム１のシステム構成図である。
【図２】指紋認証モジュール１１のブロック構成図である。
【図３】指紋認証モジュール１１の要部の斜視図である。
【図４】シェーディング補正時の動作説明図を示す。
【図５】シェーディング補正データ取得処理の処理フローチャートである。
【図６】シェーディング補正データテーブル３１のデータ構成図である。
【図７】シェーディング補正処理の処理フローチャートである。
【符号の説明】
１　指紋認証システム
１１　指紋認証モジュール、１２　コンピュータ
１３　インタフェースケーブル、１４　ＡＤＣ
２１　発光ダイオード、２２　ＣＣＤ、２３　乗算型ＤＡＣ、２４　アンプ
２５　ＤＡＣ、２６　高域強調回路、２７　二値化回路、２８　ＣＰＵ
２９　インタフェース、３０　メモリ
３１　シェーディング補正データテーブル
【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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