(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
認識対象となる指紋画像を取得し、前記認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出するステップと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点の数が所定の閾値未満かを判定するステップと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点の数が前記所定の閾値未満であるときに、前記第１特徴点の数に基づいて指紋テンプレート画像を選択するステップと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点とマッチする前記指紋テンプレート画像の第２特徴点を抽出するステップと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像を前記認識対象となる指紋画像と重ねて重なり合う画像を形成するステップと、
前記重なり合う画像内における、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との有効な一致領域を判定するステップと、
前記有効な一致領域に基づいて前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチするかを判定し、マッチング結果を生成し前記マッチング結果に基づいて指紋認識を実行するステップと、
を備える指紋認識方法。
【請求項２】
前記有効な一致領域に基づいて前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチするかを判定し、マッチング結果を生成し前記マッチング結果に基づいて指紋認識を実行するステップが、さらに、
前記有効な一致領域の面積を算出するステップと、
前記有効な一致領域の面積が所定の領域閾値以上かを判定するステップと、
前記有効な一致領域の面積が前記所定の領域閾値以上であるときに、前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチすることを判定し前記指紋テンプレート画像を用いて前記指紋認識を実行するステップと、
前記有効な一致領域の面積が前記所定の領域閾値未満であるときに、前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチせず前記指紋認識が失敗することを判定するステップと、
を備える、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記指紋テンプレート画像を用いて前記指紋認識を実行するステップが、さらに、
前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との指紋線のマッチ度を算出するステップと、
前記指紋線のマッチ度が所定のマッチ閾値より大きいかを判定するステップと、
前記指紋線のマッチ度が前記所定のマッチ閾値より大きいときには、前記認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが同一の指によるものであることを判定するステップと、
を備え、
前記指紋線のマッチ度とは、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との間でマッチする指紋線の画素数とマッチしない指紋線の画素数との比である、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記指紋テンプレート画像は三値化された画像であり、
前記指紋テンプレート画像内の隆線及び／または谷線の幅が第１幅値であり、
前記指紋テンプレート画像の前記隆線の画素値が第１画素値であり、前記指紋テンプレート画像の前記谷線の画素値が第２画素値であり、前記指紋テンプレート画像の背景の画素値が第３画素値である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像とを重ねるステップの前に、さらに、
前記認識対象となる指紋画像に対して、前記認識対象となる指紋画像の隆線の画素値を前記第１画素値として設定し、前記認識対象となる指紋画像の谷線の画素値を前記第２画素値として設定し、前記認識対象となる指紋画像の背景の画素値を前記第３画素値として設定する三値化処理を実行するステップと、
前記認識対象となる指紋画像内の隆線及び／または谷線の幅を前記第１幅値として設定するステップと、
を備える請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記重なり合う画像内における、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との有効な一致領域を取得するステップが、
前記重なり合う画像内の画素の第４画素値と第５画素値と第６画素値とを前記有効な一致領域内の画素として設定するステップ、
を備え、
前記第４画素値は前記第１画素値の２倍であり、前記第５画素値は前記第１画素値と前記第２画素値との和であり、前記第６画素値は前記第２画素値の２倍である、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像を前記認識対象となる指紋画像と重ねて重なり合う画像を形成するステップが、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像と前記認識対象となる指紋画像との間における回転角とシフト値とを算出するステップと、
前記回転角と前記シフト値とに基づいて前記認識対象となる指紋画像を処理し、処理済みの認識対象となる指紋画像を形成するステップと、
前記指紋テンプレート画像と前記処理済みの認識対象となる指紋画像とを重ね、前記重なり合う画像を形成するステップと、
を備える、
請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
認識対象となる指紋画像を取得し、前記認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出する抽出モジュールと、
前記認識対象となる指紋画像の第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときに、前記第１特徴点の数に基づいて指紋テンプレート画像を選択し、前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点とマッチする前記指紋テンプレート画像の第２特徴点を抽出する選択モジュールと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像を前記認識対象となる指紋画像と重ねて重なり合う画像を形成する生成モジュールと、
前記重なり合う画像内における、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との有効な一致領域を判定する採取モジュールと、
前記有効な一致領域に基づいて前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチするかを判定し、マッチング結果を生成し前記マッチング結果に基づいて指紋認識を実行する認識モジュールと、
を備える指紋認識装置。
【請求項９】
前記認識モジュールが、さらに、
前記有効な一致領域の面積を算出し、
前記有効な一致領域の面積が所定の領域閾値以上であるときに、前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチすることを判定し前記指紋テンプレート画像を用いて前記指紋認識を実行し、
前記有効な一致領域の面積が前記所定の領域閾値未満であるときに、前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチせず前記指紋認識が失敗することを判定する、
請求項８に記載の指紋認識装置。
【請求項１０】
前記認識モジュールが、さらに、
前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との指紋線のマッチ度を算出し、
前記指紋線のマッチ度が所定のマッチ閾値より大きいときには、前記認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが同一の指によるものであることを判定し、
前記指紋線のマッチ度とは、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との間でマッチする指紋線の画素数とマッチしない指紋線の画素数との比である、
請求項９に記載の指紋認識装置。
【請求項１１】
前記指紋テンプレート画像は三値化された画像であり、
前記指紋テンプレート画像内の隆線及び／または谷線の幅が第１幅値であり、
前記指紋テンプレート画像の前記隆線の画素値が第１画素値であり、前記指紋テンプレート画像の前記谷線の画素値が第２画素値であり、前記指紋テンプレート画像の背景の画素値が第３画素値である、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の指紋認識装置。
【請求項１２】
前記認識対象となる指紋画像に対して、前記認識対象となる指紋画像の隆線の画素値を前記第１画素値として設定し、前記認識対象となる指紋画像の谷線の画素値を前記第２画素値として設定し、前記認識対象となる指紋画像の背景の画素値を前記第３画素値として設定する三値化処理を実行する処理モジュールと、
前記認識対象となる指紋画像内の隆線及び／または谷線の幅を前記第１幅値として設定する設定モジュールと、
をさらに備える請求項１１に記載の指紋認識装置。
【請求項１３】
前記採取モジュールは、前記重なり合う画像内の画素の第４画素値と第５画素値と第６画素値とを前記有効な一致領域内の画素として設定し、
前記第４画素値は前記第１画素値の２倍であり、前記第５画素値は前記第１画素値と前記第２画素値との和であり、前記第６画素値は前記第２画素値の２倍である、
請求項１２に記載の指紋認識装置。
【請求項１４】
前記生成モジュールが、さらに、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像と前記認識対象となる指紋画像との間における回転角とシフト値とを算出し、
前記回転角と前記シフト値とに基づいて前記認識対象となる画像を処理して処理済みの認識対象となる指紋画像を形成し、
前記指紋テンプレート画像と前記処理済みの認識対象となる指紋画像とを一致部分で重ね、前記重なり合う画像を形成する、
請求項８から１３のいずれか１項に記載の指紋認識装置。
【請求項１５】
コンピュータ上で実行したときに請求項１から７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コンピュータプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のコンピュータプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は指紋認識技術の分野に関し、特に指紋認識方法及び指紋認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
指紋検出及び認識の技術の発達により、指紋認識技術は、あらゆる分野においてさらに応用されてきている。例えば、指紋認識技術は、携帯電話、コンピュータ及びその他の携帯端末の指紋アンロック機能に用いられている。多数の指紋検出及び認識の方法のうち、小サイズ、低消費電力等の理由により、チップベースの静電容量式による検出及び認識の方法が、携帯電話及びタブレット市場において最初の選択肢に入る。
【０００３】
近年、指紋認識方法のほとんどは特徴点アルゴリズムに基づいている。このアルゴリズムにおいて、特徴点とは、指紋の隆線の分岐点及び端点である。指紋を採取するとき、指紋検出チップのサイズが大きいほど、より広範囲の指紋画像を採取でき、採取した指紋画像内の特徴点が比較的増大する。一方、指紋検出チップのサイズが小さいほど、含まれる特徴点が比較的少ない指紋画像のみしか採取できなくなる。指紋画像に含まれる特徴点が少ない場合、指紋認識をするにはある種の困難がある。しかし、多くの状況において、特徴点が少ない指紋画像を用いて指紋認識を行う必要が生じる。例えば、携帯端末のサイズ及び厚さの制限により、指紋検出チップの大きさが小さくなるほど、そして指紋検出チップの厚さが薄くなるほど、指紋画像から検出された特徴点は少なくなる。また、人によっては指紋の特徴点がとても少なく、採取範囲が十分に大きくても多数の特徴点を検出するのが困難となる。
【０００４】
これらの条件下では、特徴点情報が少なすぎるため、マッチングが失敗しやすく、よって採取した指紋が認識できない、または、マッチングは成功するものの、誤った認識結果となる。したがって、指紋認識成功率が低く、正確性も乏しい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の実施形態は、従来技術に存在する少なくとも１つの問題を、少なくともある程度解決しようとするものである。よって、本開示は、少ない特徴点による指紋認識を実現し、指紋認識の成功率を改善し、認識失敗率を減少させ、ユーザ体験を向上させる指紋認識方法を提供する。
【０００６】
本開示は、指紋認識装置も提供する。
【０００７】
本発明の第１の観点に係る実施形態にしたがって、指紋認識方法が提供される。本方法は、以下のステップを含む：認識対象となる指紋画像を取得し、認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出するステップと、認識対象となる指紋画像の第１特徴点の数が所定の閾値未満かを判定するステップと、認識対象となる指紋画像の第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときに、第１特徴点の数に基づいて指紋テンプレート画像を選択するステップと、認識対象となる指紋画像の第１特徴点とマッチする指紋テンプレート画像の第２特徴点を抽出するステップと、認識対象となる指紋画像の第１特徴点と指紋テンプレート画像の第２特徴点とに基づいて、指紋テンプレート画像を認識対象となる指紋画像と重ねて重なり合う画像を形成するステップと、重なり合う画像内における、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との有効な一致領域を判定するステップと、有効な一致領域に基づいて認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチするかを判定し、マッチング結果を生成しマッチング結果に基づいて指紋認識を実行するステップ。
【０００８】
本開示の実施形態に開示された指紋認識方法によれば、認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出し、第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときに、第１特徴点に基づいて指紋テンプレート画像を選択することによって、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが、第１特徴点がマッチする指紋テンプレート画像の第１特徴点と第２特徴点とに基づいて、重なり、マッチし、マッチングの結果に基づいて指紋認識が実行される。そして、特徴点が相対的に少ないとき、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との類似性についての第２のマッチングを実行することができ、より少ない特徴点による指紋認識が実現でき、それにより、指紋認識の成功率が改善し、認識失敗率が減少し、ユーザの経験を向上させる。
【０００９】
本開示の第２の観点に係る実施形態にしたがって、指紋認識装置が提供される。本指紋認識装置は以下を含む：認識対象となる指紋画像を取得し、認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出する抽出モジュールと、認識対象となる指紋画像の第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときに、第１特徴点の数に基づいて指紋テンプレート画像を選択し、認識対象となる指紋画像の第１特徴点とマッチする指紋テンプレート画像の第２特徴点を抽出する選択モジュールと、認識対象となる指紋画像の第１特徴点と指紋テンプレート画像の第２特徴点とに基づいて、指紋テンプレート画像を認識対象となる指紋画像と重ねて重なり合う画像を形成する生成モジュールと、重なり合う画像内における、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との有効な一致領域を判定する採取モジュールと、有効な一致領域に基づいて認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチするかを判定し、マッチング結果を生成しマッチング結果に基づいて指紋認識を実行する認識モジュール。
【００１０】
本開示の実施形態に開示された指紋認識装置によれば、認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出し、第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときに、第１特徴点に基づいて指紋テンプレート画像を選択することによって、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが、第１特徴点がマッチする指紋テンプレート画像の第１特徴点と第２特徴点とに基づいて、重なり、マッチし、マッチングの結果に基づいて指紋認識が実行される。そして、特徴点が相対的に少ないとき、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との類似性についての第２のマッチングを実行することができ、より少ない特徴点による指紋認識が実現でき、それにより、指紋認識の成功率が改善し、認識失敗率が減少し、ユーザの経験を向上させる。
【００１１】
本開示のさらなる観点及び利点は、以下の説明にて次第に示され、以下の説明にて次第に明らかになる、あるいは本開示の実施により理解されうる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の例示的な実施形態に係る指紋検出方法のフローチャート
【図２】本開示の例示的な実施形態に係る指紋入力処理の概略図
【図３】本開示の例示的な実施形態に係る、認識対象となる指紋画像の概略図
【図４】本開示の例示的な実施形態に係る、指紋テンプレート画像と認識対象となる指紋画像とをマッチングし、第１特徴点と第２特徴点とに基づいて一致領域を生成する処理のフローチャート
【図５】本開示の例示的な実施形態に係る、指紋テンプレート画像と認識対象となる指紋画像との一致領域の概略図
【図６】本開示の例示的な実施形態に係る指紋認識装置の概略図
【図７】本開示の別の例示的な実施形態に係る指紋認識装置の概略図
【図８】本開示の別の例示的な実施形態に係る指紋認識装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例示的な実施形態をここに詳細に記載し、図面を参照しながら例を説明する。本開示の実施形態について詳細に説明する。以下の記載において、同一または類似の要素及び同一または類似の機能を有する要素には同様の参照符号が付される。以下、図面を参照しながら記載される実施形態は、例示的であり、説明的であり、本開示を一般的に理解できるように使われている。本実施形態は本開示を限定するように解釈されるものではない。
【００１４】
以下、指紋認識方法、指紋認識装置について図面を参照しながら詳細に記載する。
【００１５】
図１は本開示の例示的な実施形態に係る指紋検出方法のフローチャートである。図１に示すとおり、指紋検出方法は以下のステップを含む。
【００１６】
ステップＳ１０１では、認識対象となる指紋画像が取得され、認識対象となる指紋画像から第１特徴点が抽出される。
【００１７】
実施形態において、認識対象となる指紋画像は、携帯電話、タブレットＰＣ及びノートパソコンのような、任意の指紋入力システムにより取得できる。図２は、本開示の例示的な実施形態に係る、指紋検出機器による指紋入力処理の概略図である。図２に示すとおり、符号５は指を示し、符号４は指紋検出部のアレイを示し、符号１１０は単一の指紋検出部を示し、符号２００は検出機器の指紋検出モジュールを示している。図３は、本開示の例示的な実施形態に係る、認識対象となる指紋画像の概略図である。
【００１８】
本開示の実施形態における特徴点（第１特徴点及び第２特徴点）またはフィーチャ点は、指紋の隆線の分岐点及び端点のような、任意の適切な指紋特徴点情報を示すことに注意すべきである。指紋から特徴点を抽出する方法は一種の写真技術において言及されうるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１９】
実施形態において、認識対象となる指紋画像を取得したのち、認識対象となる指紋画像は、フィルタリング及び平滑化をされうる。第１特徴点は、フィルタリング及び平滑化後に認識対象となる指紋画像から抽出されうる。第１特徴点を抽出する方法は、一種の写真技術において言及されうる。
【００２０】
ステップＳ１０２では、認識対象となる指紋画像の第１特徴点の数が所定の閾値未満である場合、認識対象となる指紋画像の第１特徴点に基づいて指紋テンプレート画像が選択され、認識対象となる指紋画像の第１特徴点にマッチする、指紋テンプレート画像の第２特徴点が抽出される。
【００２１】
具体的には、第１特徴点を抽出した後、第１特徴点の数が所定の閾値未満であるかを判断する。第１特徴点の数が所定の閾値以上であるとき、特徴点アルゴリズムにより指紋がマッチされ、認識されうる。すなわち、抽出された第１特徴点が、指紋テンプレートデータベースからの指紋テンプレート画像の特徴点と比較され、比較結果に基づいて、認識対象となる指紋画像とマッチする指紋テンプレート画像が決定される（つまり、抽出された第１特徴点とマッチする特徴点を有する指紋テンプレート画像）。認識結果も得られる。
【００２２】
しかし、第１特徴点の数が比較的少ないとき、つまり、第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときは、第１特徴点が指紋テンプレート画像の特徴点とマッチしたときであっても、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチしたことを示す必要はない。したがって、指紋テンプレート画像が選択され、ステップＳ１０３からＳ１０４が実行される。
【００２３】
さらに、第２特徴点は、第１特徴点とマッチする指紋テンプレート画像の特徴点を参照する。
【００２４】
本開示の実施形態において、指紋テンプレート画像は三値化され、指紋テンプレート画像内の隆線または谷線の幅は第１幅値である。さらに、指紋テンプレート画像の隆線の画素値は第１画素値であり、指紋テンプレート画像の谷線の画素値は第２画素値であり、指紋テンプレート画像の背景の画素値は第３画素値である。例えば、指紋テンプレート画像の隆線の画素値を１２７とし、谷線の画素値を１とし、背景の画素値を０としてもよい。第１幅値を５画素としてもよい。
【００２５】
ステップＳ１０３では、指紋テンプレート画像及び認識対象となる指紋画像は、認識対象となる指紋画像の第１特徴点と指紋テンプレート画像の第２特徴点とに基づいて、互いが重なり、重なり合う画像を形成する。これは、重なり合う画像内における、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との有効な一致領域を得られるようにするためである。換言すると、指紋テンプレート画像と認識対象となる指紋画像とのマッチ部分は、有効な一致領域として互いに一致する。
【００２６】
図４は、本開示の例示的な実施形態に係る指紋検出方法のフローチャートである。図４に示すとおり、指紋テンプレート画像及び認識対象となる指紋画像は、認識対象となる指紋画像の第１特徴点と指紋テンプレート画像の第２特徴点とに基づいて、互いが重なり、重なり合う画像を形成する。そして、以下のステップを含む。
【００２７】
ステップＳ４０１では、認識対象となる指紋画像の第１特徴点と指紋テンプレート画像の第２特徴点とに基づいて、指紋テンプレート画像と認識対象となる指紋画像との間における回転角及びシフト値が算出される。
【００２８】
ステップＳ４０２では、回転角及びシフト値に基づいて認識対象となる指紋画像が処理され、処理済みの認識対象となる指紋画像を形成し、指紋テンプレート画像と処理済みの認識対象となる指紋画像とが互いに重ねられ、重なり合う画像を形成する。
【００２９】
実施形態において、認識対象となる指紋画像は、回転角に基づいて回転され、回転された認識対象となる指紋画像はシフト値に基づいてシフトされ、そして、指紋テンプレート画像の一部と処理済みの認識対象となる指紋画像とが互いに重なり、有効な一致領域を伴う重なり合う画像を形成する。図５は、本開示の例示的な実施形態に係る、指紋テンプレート画像及び認識対象となる指紋画像によって生成された重なり合う画像の概略図である。図５に示すとおり、認識対象となる指紋画像Ａは指紋テンプレート画像Ｂと重なり、有効な一致領域Ｃを形成する。
【００３０】
実施形態において、認識対象となる指紋画像の第１特徴点及び指紋テンプレート画像の第２特徴点に基づいて、指紋テンプレート画像及び認識対象となる指紋画像が互いに重なる前に、本方法はさらに以下を含む：認識対象となる指紋画像に対して行われ、指紋テンプレート画像の隆線の画素値を第１画素値として設定し、指紋テンプレート画像の谷線の画素値を第２画素値として設定し、指紋テンプレート画像の背景の画素値を第３画素値として設定する三値化処理。指紋テンプレート画像の隆線または谷線の幅は第１幅値として設定される。
【００３１】
例えば、指紋テンプレート画像の隆線の画素値を１２７（第１画素値）に設定し、指紋テンプレート画像の隆線の画素値を１（第２画素値）に設定し、指紋テンプレート画像の背景の画素値を０（第３画素値）に設定しうる。
【００３２】
二値画像も、指紋認識の際の特徴点マッチングを使用するのに必要であるため、認識対象となる指紋画像の画素数が少ないとき、マッチング及び認識結果は誤ったものとなりうる。隆線及び谷線に対してのみ画素値が設定された二値画像と比べると、三値画像は、隆線、谷線及び背景の画素値に異なった画素値を使用し、三値画像内の３つの画素値（０、１及び１２７）は、二値画像内の画素値（０及び１）と比べて、より大きな値差を生じうる。さらに、異なる３つの画素値を用いて重なり合う画像の画素値を統計分析することにより、有効な一致領域の面積を示すために、有効な一致領域内の三値画素の数が算出される。画素数は特徴点の数に影響を及ぼさないため、認識対象となる指紋画像の三値化処理、重複／一致、マッチング及び認識において、より正確な結果が生じ、認識方法がより単純、より効果的となり、かつ、より正確な認識結果を得られるものとなる。
【００３３】
また、異なる押圧力、異なる気温または湿度のような、一種の状態に応じて、同じ指から得られる２つの指紋の線幅が少々異なる可能性があり、これにより指紋の一致及びマッチが妨害される。したがって、認識対象となる指紋画像の隆線または谷線の幅を第１幅値に設定することにより、つまり、認識対象となる指紋画像の指紋線の幅が均一に処理されまたは均一化されることにより、異なる押圧力、異なる気温または湿度のような、上述の状態による指紋の一致、マッチの妨害を効果的に避けることができる。これにより、指紋画像はより容易に認識され、かつマッチされ、指紋マッチ認識分解能及び正確性がさらに改善される。
【００３４】
したがって、認識対象となる指紋画像に対する三値化の後、処理済みの認識対象となる指紋画像内の隆線または谷線の幅は、第１幅値に設定される。隆線を例にとると、認識対象となる指紋画像内の各隆線は５画素幅に設定されうる。
【００３５】
指紋テンプレート記憶部内の指紋テンプレート画像もまた、上述の処理（三値化処理と隆線及び／または谷線の幅の均一化処理とを含む）によって三値化されうる。
【００３６】
重なり合う画像の生成後には、重なり合う画像内の、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との有効な一致領域の面積が得られる。有効な一致領域とは、２つの画像の隆線が互いに一致し、２つの画像の谷線が互いに一致し、２つの画像の隆線が谷線と一致する領域である。図５に示すとおり、有効な一致領域は領域Ｃである。
【００３７】
実施形態において、重なり合う画像内の、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との有効な一致領域の取得は以下を含みうる：重なり合う画像から、第４画素値を有する画素、第５画素値を有する画素及び第６画素値を有する画素を有効な一致領域内の画素として決定する。第４画素値は第１画素値の２倍であり、第５画素値は第１画素値と第２画素値との和であり、第６画素値は第２画素値の２倍である。
【００３８】
例えば、第１画素値が１２７、第２画素値が１、第３画素値が０のとき、第４画素値は２５４、第５画素値は１２８、第６画素値は２となる。三値化された認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とを重ねることにより得られた重なり合う画像において、重なり合う画像内の画素は０、１、２、１２７、１２８、２５４の画素値を取りうる。これらの画素値はそれぞれ以下を意味する。
０：この画素は、２画像内の２つの背景画素が重なった画素であるか、または単に２画像のうちの１画像内の（重複しない）背景画素である。これは、指紋情報を有さない画素である。
１：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の谷線の画素（画素値１の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の背景画素（画素値０の画素）と重なった画素であるか、または単に２画像のうちの１画像内の（重複しない）指紋の谷線の画素である。
２：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の谷線の画素（画素値１の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の指紋の谷線の画素と重なった画素である。
１２７：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の隆線の画素（画素値１２７の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の背景画素（画素値０の画素）と重なった画素であるか、または単に２画像のうちの１画像内の（重複しない）指紋の隆線の画素である。
１２８：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の隆線の画素（画素値１２７の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の指紋の谷線の画素（画素値１の画素）と重なった画素である。つまり、２画像の有効な一致領域内の指紋の画素は互いに一致しない。
２５４：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の隆線の画素（画素値１２７の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の指紋の隆線の画素と重なった画素である。
【００３９】
三値画像の無効な領域は０であるため、画素値０を加算した画素値は全て、一致しない領域の画素または一致領域内の無効な領域によるものである。三値画像の有効な領域内の画素の画素値は１と１２７のみである。重なり合う画像内では、互いに一致する２画像内の指紋の隆線の画素を合成した画素の画素値は２５４であり、一致しない指紋の隆線の画素を合成した画素の画素値は１２８であり、互いに一致する２画像内の指紋の谷線の画素を合成した画素の画素値は２であることがわかる。上述の３画素値を有する画素により合成された領域は有効な一致領域である。その他の画素値である０、１、１２７を有する画素により合成された領域は一致しない領域または一致グランド領域である。これは、無効な領域であると考えられる。
【００４０】
ステップ１０４では、有効な一致領域に基づいて、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが互いにマッチするかを判定し、マッチングの結果に基づいて指紋認識を行う。
【００４１】
有効な一致領域が小さすぎるとき、一致領域は代表性に欠け、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチするかを判定することが困難となる。有効な一致領域が十分に大きいとき、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチするかを判定することができ、指紋認識の実行を決定することができる。
【００４２】
実施形態において、有効な一致領域に基づいて、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチするかを判定することには、以下が含まれうる：有効な一致領域の面積の算出；有効な一致領域の面積が所定の領域閾値以上かの判断；有効な一致領域の面積が所定の領域閾値以上であるときにおける、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチすることの判定及びマッチする指紋テンプレート画像を使用した指紋認識の実行；有効な一致領域の面積が所定の領域閾値未満であるときにおける、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチすることの判定及び指紋認識が失敗することの判定。
【００４３】
実施形態において、有効な一致領域の面積は、有効な一致領域内の画素の総数により表現できる。総数が所定の領域閾値未満である場合（所定の領域閾値は画素数による形式で設定され、例えば５００００画素である）、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とがマッチせず、指紋認識が失敗することが判定される。総数が所定の領域閾値以上である場合、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とがマッチすることを判定し、マッチする指紋テンプレート画像を使用して指紋認識が実行される。
【００４４】
実施形態において、画素値が２５４、１２８、２である画素の重なり合う画像内での総数は、有効な一致領域の面積を表現できる。この３画素値を有する画素の総数が所定の領域閾値以上である場合、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とがマッチすることを判定し、マッチする指紋テンプレート画像を使用して指紋認識が実行される。
【００４５】
実施形態において、マッチする指紋テンプレート画像を使用した指紋認識の実行は以下を含む：有効な一致領域内における、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との指紋線のマッチ度の算出及び指紋線のマッチ度が所定のマッチ閾値より大きいかを判定（指紋線のマッチ度は、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との間における、マッチした指紋線の画素数とマッチしない指紋線の画素数との比）；指紋線のマッチ度が所定のマッチ閾値より大きいときにおける、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが同一の指によるものかを判定。指紋線は、指紋の谷線と隆線を含む。
【００４６】
実施形態において、指紋線のマッチ度は画素値が２、２５４である画素の総数と画素値が１２８である画素の総数との比である。この比が大きくなるほど、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との差が小さくなり、この比が小さくなるほど、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との差が大きくなる。当然ながら、指紋線のマッチ度は、別の形式による、有効な一致領域内における一致する画素の数と一致しない画素の比に基づいても得ることができる。このような比は、例えば、画素値が２である画素の数と画素値が１２８である画素の数との比、または画素値が２５４である画素の数と画素値が１２８である画素の数との比である。このようにして、比が所定のマッチ閾値より大きいとき、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが同一の指によるものかを判定できる。
【００４７】
したがって、認識対象となる指紋画像及び指紋テンプレート画像に対する三値化処理の実行後、第４画素値、第５画素値及び第６画素値を有する画素の数と関連する比とを算出するのみで、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との間における指紋線のマッチ度が決定され、そしてより単純かつ高速に認識結果を得ることができる。さらに、二値化方法を用いているが故に小面積の指紋画像を効率的に認識するのが困難な従来技術と比べて、本開示の方法は認識対象となる指紋画像の大きさに制限されず、認識効率が増大する。
【００４８】
本開示の実施形態に開示された指紋認識方法によれば、認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出し、第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときに、第１特徴点に基づいて指紋テンプレート画像を選択することによって、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが、第１特徴点がマッチする指紋テンプレート画像の第１特徴点と第２特徴点とに基づいて、重なり、マッチし、マッチングの結果に基づいて指紋認識が実行される。そして、特徴点が相対的に少ないとき、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との類似性についての第２のマッチングを実行することができ、より少ない特徴点による指紋認識が実現でき、それにより、指紋認識の成功率が改善し、認識失敗率が減少し、ユーザの経験を向上させる。
【００４９】
図６は、本開示の例示的な実施形態に係る指紋認識装置の概略図である。図６に示すとおり、指紋認識装置は、抽出モジュール１０と、選択モジュール２０と、生成モジュール３０と、採取モジュール４０と、認識モジュール５０と、を含む。
【００５０】
実施形態において、抽出モジュール１０は、認識対象となる指紋画像を採取し、認識対象となる指紋画像の第１特徴点またはフィーチャ点を抽出するように構成されている。認識対象となる指紋画像は、携帯電話、タブレットＰＣ、ノートパソコンなど任意の指紋入力システムにより得られる。図２は本開示の例示的な実施形態に係る指紋検出機器の指紋入力処理の概略図である。この図では、符号５が指、符号４が指紋検出部のアレイ、符号１１０が単一の指紋検出部、符号２００が検出機器の指紋検出モジュールを示している。図３は、本開示の例示的な実施形態に係る、認識対象となる指紋画像の概略図である。
【００５１】
実施形態において、抽出モジュール１０は、認識対象となる指紋画像を採取したのち、認識対象となる指紋画像をフィルタリング及び平滑化し、フィルタリング及び平滑化ののち、認識対象となる指紋画像から第１特徴点を抽出するように構成されている。第１特徴点の抽出方法は関連技術を参照してもよい。
【００５２】
選択モジュール２０は、認識対象となる指紋画像の第１特徴点の数が所定の閾値未満であるとき、認識対象となる指紋画像の第１特徴点に基づいて指紋テンプレート画像を選択し、認識対象となる指紋画像の第１特徴点とマッチする、指紋テンプレート画像の第２特徴点を抽出するように構成されている。
【００５３】
実施形態において、第１特徴点を抽出した後、第１特徴点の数が所定の閾値未満であるかを判断する。第１特徴点の数が所定の閾値以上であるとき、特徴点アルゴリズムにより指紋がマッチされ、認識されうる。すなわち、抽出された第１特徴点が、指紋テンプレートデータベースからの指紋テンプレート画像の特徴点と比較され、比較結果に基づいて、認識対象となる指紋画像とマッチする指紋テンプレート画像が決定される（つまり、抽出された第１特徴点とマッチする特徴点を有する指紋テンプレート画像）。認識結果も得られる。
【００５４】
しかし、第１特徴点の数が比較的少ないとき、つまり、第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときは、第１特徴点が指紋テンプレート画像の特徴点とマッチしたときであっても、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチしたことを示す必要はない。したがって、選択モジュール２０は指紋テンプレート画像を選択でき、生成モジュール３０、採取モジュール４０及び認識モジュール５０により指紋認識が実行される。
【００５５】
さらに、第２特徴点は、第１特徴点とマッチする指紋テンプレート画像の特徴点を参照する。
【００５６】
本開示の実施形態において、指紋テンプレート画像は三値化され、指紋テンプレート画像内の隆線または谷線の幅は第１幅値である。さらに、指紋テンプレート画像の隆線の画素値は第１画素値であり、指紋テンプレート画像の谷線の画素値は第２画素値であり、指紋テンプレート画像の背景の画素値は第３画素値である。例えば、指紋テンプレート画像の隆線の画素値を１２７とし、谷線の画素値を１とし、背景の画素値を０としてもよい。第１幅値を５画素としてもよい。
【００５７】
生成モジュール３０は、指紋テンプレート画像及び認識対象となる指紋画像を、認識対象となる指紋画像の第１特徴点と指紋テンプレート画像の第２特徴点とに基づいて重ねて重なり合う画像を形成し、重なり合う画像内の、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との有効な一致領域を取得するように構成されている。
【００５８】
図７は、本開示の例示的な実施形態に係る指紋認識装置の概略図である。図７に示すとおり、生成モジュール３０は、算出部３１と生成部３２とを含む。
【００５９】
算出部３１は、認識対象となる指紋画像の第１特徴点と指紋テンプレート画像の第２特徴点とに基づいて、指紋テンプレート画像と認識対象となる指紋画像との間における回転角及びシフト値を算出する。
【００６０】
生成部３２は、回転角及びシフト値に基づいて認識対象となる指紋画像を処理し、処理済みの認識対象となる指紋画像を形成し、指紋テンプレート画像を処理済みの認識対象となる指紋画像と重ね、一致部分を有する重なり合う画像を形成するように構成されている。実施形態において、生成部３２は、認識対象となる指紋画像を回転角に基づいて回転し、回転後に認識対象となる指紋画像をシフト値に基づいてシフトするように構成されているので、指紋テンプレート画と処理済みの認識対象となる指紋画像とが互いに重なり、重なり合う画像を形成する。図５は、本開示の例示的な実施形態に係る、指紋テンプレート画像及び認識対象となる指紋画像によって生成された重なり合う画像の概略図である。図５に示すとおり、認識対象となる指紋画像Ａは、一致領域Ｃが指紋テンプレート画像Ｂと一致する。
【００６１】
図８は、本開示の例示的な実施形態に係る指紋認識装置の概略図である。図８に示すとおり、指紋認識装置はさらに、処理モジュール６０及び設定モジュール７０を含む。これらは、認識対象となる指紋画像に対して三値化処理を行い、指紋線の幅の均一化処理を行う。
【００６２】
実施形態において、処理モジュール６０は、三値化処理を実行し、指紋テンプレート画像の隆線の画素値を第１画素値として設定し、指紋テンプレート画像の谷線の画素値を第２画素値として設定し、指紋テンプレート画像の背景の画素値を第３画素値として設定するように構成されている。
【００６３】
例えば、指紋テンプレート画像の隆線の画素値を１２７（第１画素値）に設定し、指紋テンプレート画像の隆線の画素値を１（第２画素値）に設定し、指紋テンプレート画像の背景の画素値を０（第３画素値）に設定しうる。
【００６４】
二値画像も、指紋認識の際の特徴点マッチングを使用するのに必要であるため、認識対象となる指紋画像の画素数が少ないとき、マッチング及び認識結果は誤ったものとなりうる。隆線及び谷線に対してのみ画素値が設定された二値画像と比べると、三値画像は、隆線、谷線及び背景の画素値に異なった画素値を使用し、三値画像内の３つの画素値（０、１及び１２７）は、二値画像内の画素値（０及び１）と比べて、より大きな値差を生じうる。さらに、異なる３つの画素値を用いて重なり合う画像の画素値を統計分析することにより、有効な一致領域の面積を示すために、有効な一致領域内の三値画素の数が算出される。画素数は特徴点の数に影響を及ぼさないため、認識対象となる指紋画像の三値化処理、重複／一致、マッチング及び認識において、より正確な結果が生じ、認識方法がより単純、より効果的となり、かつ、より正確な認識結果を得られるものとなる。
【００６５】
設定モジュール７０は、認識対象となる指紋画像内の隆線及び／または谷線の幅を第１幅値に設定するように構成されている。第１幅値は予め定めることができ、例えば、第１幅値を５画素としてよい。認識対象となる指紋画像に対する三値化処理の実行後、処理済みの認識対象となる指紋画像の隆線及び／または谷線の幅は第１幅値に設定される。隆線を例にとると、認識対象となる指紋画像の各隆線は５画素に設定されうる。
【００６６】
また、異なる押圧力、異なる気温または湿度のような、一種の状態に応じて、同じ指から得られる２つの指紋の線幅が少々異なる可能性があり、これにより指紋の一致及びマッチが妨害される。したがって、認識対象となる指紋画像の隆線または谷線の幅を第１幅値に設定することにより、つまり、認識対象となる指紋画像の指紋線の幅が均一に処理されまたは均一化されることにより、異なる押圧力、異なる気温または湿度のような、上述の状態による指紋の一致、マッチの妨害を効果的に避けることができる。これにより、指紋画像はより容易に認識され、かつマッチされ、指紋マッチ認識分解能及び正確性がさらに改善される。
【００６７】
指紋テンプレート記憶部内の指紋テンプレート画像もまた、上述の処理（三値化処理と隆線及び／または谷線の幅の均一化処理とを含む）によって三値化されうる。
【００６８】
採取モジュール４０は、重なり合う画像内の、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との有効な一致領域を採取する。有効な一致領域とは、２つの画像の隆線が互いに一致し、２つの画像の谷線が互いに一致し、２つの画像の隆線が谷線と一致する領域である。図５に示すとおり、有効な一致領域は領域Ｃである。
【００６９】
実施形態において、採取モジュール４０は、重なり合う画像から、第４画素値を有する画素、第５画素値を有する画素及び第６画素値を有する画素を有効な一致領域内の画素として決定する。第４画素値は第１画素値の２倍であり、第５画素値は第１画素値と第２画素値との和であり、第６画素値は第２画素値の２倍である。
【００７０】
例えば、第１画素値が１２７、第２画素値が１、第３画素値が０のとき、第４画素値は２５４、第５画素値は１２８、第６画素値は２となる。三値化された認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とを重ねることにより得られた重なり合う画像において、重なり合う画像内の画素は０、１、２、１２７、１２８、２５４の画素値を取りうる。これらの画素値はそれぞれ以下を意味する。
０：この画素は、２画像内の２つの背景画素が重なった画素であるか、または単に２画像のうちの１画像内の（重複しない）背景画素である。これは、指紋情報を有さない画素である。
１：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の谷線の画素（画素値１の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の背景画素（画素値０の画素）と重なった画素であるか、または単に２画像のうちの１画像内の（重複しない）指紋の谷線の画素である。
２：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の谷線の画素（画素値１の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の指紋の谷線の画素と重なった画素である。
１２７：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の隆線の画素（画素値１２７の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の背景画素（画素値０の画素）と重なった画素であるか、または単に２画像のうちの１画像内の（重複しない）指紋の隆線の画素である。
１２８：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の隆線の画素（画素値１２７の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の指紋の谷線の画素（画素値１の画素）と重なった画素である。つまり、２画像の有効な一致領域内の指紋の画素は互いに一致しない。
２５４：この画素は、２画像のうちの１画像内の指紋の隆線の画素（画素値１２７の画素）が２画像のうちのもう一方の画像内の指紋の隆線の画素と重なった画素である。
【００７１】
三値画像の無効な領域は０であるため、画素値０を加算した画素値は全て、一致しない領域の画素または一致領域内の無効な領域によるものである。三値画像の有効な領域内の画素の画素値は１と１２７のみである。重なり合う画像内では、互いに一致する２画像内の指紋の隆線の画素を合成した画素の画素値は２５４であり、一致しない指紋の隆線の画素を合成した画素の画素値は１２８であり、互いに一致する２画像内の指紋の谷線の画素を合成した画素の画素値は２であることがわかる。上述の３画素値を有する画素により合成された領域は有効な一致領域である。その他の画素値である０、１、１２７を有する画素により合成された領域は一致しない領域または一致グランド領域である。これは、無効な領域であると考えられる。
【００７２】
認識モジュール５０は、有効な一致領域に基づいて、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが互いにマッチするかを判定し、マッチングの結果に基づいて指紋認識を行うように構成されている。
【００７３】
有効な一致領域が小さすぎるとき、一致領域は代表性に欠け、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチするかを判定することが困難となる。有効な一致領域が十分に大きいとき、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチするかを判定することができ、指紋認識の実行を決定することができる。
【００７４】
実施形態において、認識モジュール５０は、さらに、以下のように構成されている：有効な一致領域の面積を算出する；有効な一致領域の面積が所定の領域閾値以上かを判断する；有効な一致領域の面積が所定の領域閾値以上であるときにおける、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチすることを判定し、マッチする指紋テンプレート画像を使用した指紋認識を実行する；有効な一致領域の面積が所定の領域閾値未満であるときにおける、認識対象となる指紋画像が指紋テンプレート画像とマッチすることを判定し、指紋認識が失敗することを判定する。
【００７５】
実施形態において、有効な一致領域の面積は、有効な一致領域内の画素の総数により表現できる。総数が所定の領域閾値未満である場合（所定の領域閾値は画素数による形式で設定され、例えば５００００画素である）、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とがマッチせず、指紋認識が失敗することが判定される。総数が所定の領域閾値以上である場合、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とがマッチすることを判定し、マッチする指紋テンプレート画像を使用して指紋認識が実行される。
【００７６】
実施形態において、画素値が２５４、１２８、２である画素の重なり合う画像内での総数は、有効な一致領域の面積を表現できる。この３画素値を有する画素の総数が所定の領域閾値以上である場合、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とがマッチすることを判定し、マッチする指紋テンプレート画像を使用して指紋認識が実行される。
【００７７】
実施形態において、認識モジュール５０は、さらに、以下のように構成されている：有効な一致領域内における、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との指紋線のマッチ度の算出及び指紋線のマッチ度が所定のマッチ閾値より大きいかを判定する（指紋線のマッチ度は、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との間における、マッチした指紋線の画素数とマッチしない指紋線の画素数との比）；指紋線のマッチ度が所定のマッチ閾値より大きいときにおける、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが同一の指によるものかを判定する。つまり、認識モジュール５０は、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とのマッチ度を算出することによって指紋認識を実行できる。指紋線は、指紋の谷線と隆線を含む。
【００７８】
例えば、指紋線のマッチ度は画素値が２、２５４である画素の総数と画素値が１２８である画素の総数との比である。この比が大きくなるほど、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との差が小さくなり、この比が小さくなるほど、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との差が大きくなる。当然ながら、指紋線のマッチ度は、別の形式による、有効な一致領域内における一致する画素の数と一致しない画素の比に基づいても得ることができる。このような比は、例えば、画素値が２である画素の数と画素値が１２８である画素の数との比、または画素値が２５４である画素の数と画素値が１２８である画素の数との比である。このようにして、比が所定のマッチ閾値より大きいとき、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが同一の指によるものかを判定できる。
【００７９】
したがって、認識対象となる指紋画像及び指紋テンプレート画像に対する三値化処理の実行後、第４画素値、第５画素値及び第６画素値を有する画素の数と関連する比とを算出するのみで、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との間における指紋線のマッチ度が決定され、そしてより単純かつ高速に認識結果を得ることができる。さらに、二値化方法を用いているが故に小面積の指紋画像を効率的に認識するのが困難な従来技術と比べて、本開示の方法は認識対象となる指紋画像の大きさに制限されず、認識効率が増大する。
【００８０】
本開示の実施形態に係る指紋認識装置によれば、認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出し、第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときに、第１特徴点に基づいて指紋テンプレート画像を選択することによって、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが、第１特徴点がマッチする指紋テンプレート画像の第１特徴点と第２特徴点とに基づいて、重なり、マッチし、マッチングの結果に基づいて指紋認識が実行される。そして、特徴点が相対的に少ないとき、認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像との類似性についての第２のマッチングを実行することができ、より少ない特徴点による指紋認識が実現でき、それにより、指紋認識の成功率が改善し、認識失敗率が減少し、ユーザの経験を向上させる。
【００８１】
本明細書中において、別途明記する場合または限定する場合を除き、「中央」「縦」「横」「前」「後」「右」「左」「内」「外」「低」「高」「水平」「垂直」「上方」「下方」「上」「上面」「底面」「内」「外」「時計回り」「反時計回り」及びこれらの派生語（「水平に」「下向きに」「上向きに」など）のような相対的な用語は、議論にて説明されまたは図面に示されたような方向を参照して解釈されるべきである。これらの相対的な用語は説明の便宜のためであり、本開示が特定の方向に解釈されまたは取り扱われることを要求するものではない。
【００８２】
また、「第１」「第２」のような用語は説明のためにここに用いられるのであり、相対的な重要性もしくは意義を表すもしくは示唆することを意図されたものではない。よって、「第１」及び「第２」で限定された特徴は１以上のこの特徴を備えることを表すもしくは示唆することを意図されている。本開示の記載において、「複数の」とは、２つ以上であることを意味する。
【００８３】
本開示の記載において、別途明記する場合または限定する場合を除き、「装着された」「接続された」「結合された」「固定された」の用語は、永続的な接続または着脱可能な接続、電気的な接続または機械的な接続、直接的な接続または仲介物を介した間接的な接続、内部の通信または２要素間の相互作用、というように広く理解されうることに注意すべきである。当業者は、具体的な状況に基づいて、本開示内での具体的な意味を理解可能である。
【００８４】
本明細書中において、別途明記する場合または限定する場合を除き、第１の特徴が第２の特徴の「上方」または「下方」にあることとは、第１と第２の特徴が互いに直接的にまたは中間媒体を介して接触していることを意味しうる。さらに、第１の特徴が第２の特徴より「上方」「上」「上方向」にあることとは、第１の特徴が第２の特徴の直上または斜め上に位置することを意味し、または、単に第１の特徴が第２の特徴よりも高さが高いことを意味しうる。第１の特徴が第２の特徴の「下方」「下」「下方向」にあることとは、第１の特徴が第２の特徴の直下または斜め下に位置することを意味し、または、単に第１の特徴が第２の特徴よりも高さが低いことを意味しうる。
【００８５】
本明細書を通して、「実施形態」「いくつかの実施形態」「１つの実施形態」「他の例」「例」「具体例」または「いくつかの例」への言及は、実施形態または例と関連して記載された特定の特徴、構造、材質または特性が少なくとも１つの本開示の実施形態または例に含まれることを意味する。したがって、本明細書中の随所に出現する「いくつかの実施形態において」「１つの実施形態において」「実施形態において」「他の例において」「例において」「具体例において」または「いくつかの例において」のようなフレーズは、必ずしも本開示の同一の実施形態または例を参照するものではない。さらに、特定の特徴、構造、材質または特性は、１またはそれ以上の実施形態または例において、任意の適した方法によって組み合わされる。矛盾することなく、当業者は本開示の異なる実施形態または例から特徴を組み合わせることができる。
【００８６】
注目すべきは、本開示は実施形態を参照しながら説明されてきたものの、本開示は、当業者が本開示を実施することとなる他の例も含むことが当業者に認識される、ということである。したがって、本開示は実施形態に限定されるものではない。
【００８７】
（付記）
（付記１）
認識対象となる指紋画像を取得し、前記認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出するステップと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点の数が所定の閾値未満かを判定するステップと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点の数が前記所定の閾値未満であるときに、前記第１特徴点の数に基づいて指紋テンプレート画像を選択するステップと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点とマッチする前記指紋テンプレート画像の第２特徴点を抽出するステップと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像を前記認識対象となる指紋画像と重ねて重なり合う画像を形成するステップと、
前記重なり合う画像内における、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との有効な一致領域を判定するステップと、
前記有効な一致領域に基づいて前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチするかを判定し、マッチング結果を生成し前記マッチング結果に基づいて指紋認識を実行するステップと、
を備える指紋認識方法。
【００８８】
（付記２）
前記有効な一致領域に基づいて前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチするかを判定し、マッチング結果を生成し前記マッチング結果に基づいて指紋認識を実行するステップが、さらに、
前記有効な一致領域の面積を算出するステップと、
前記有効な一致領域の面積が所定の領域閾値以上かを判定するステップと、
前記有効な一致領域の面積が前記所定の領域閾値以上であるときに、前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチすることを判定し前記指紋テンプレート画像を用いて前記指紋認識を実行するステップと、
前記有効な一致領域の面積が前記所定の領域閾値未満であるときに、前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチせず前記指紋認識が失敗することを判定するステップと、
を備える、
付記１に記載の方法。
【００８９】
（付記３）
前記指紋テンプレート画像を用いて前記指紋認識を実行するステップが、さらに、
前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との指紋線のマッチ度を算出するステップと、
前記指紋線のマッチ度が所定のマッチ閾値より大きいかを判定するステップと、
前記指紋線のマッチ度が前記所定のマッチ閾値より大きいときには、前記認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが同一の指によるものであることを判定するステップと、
を備え、
前記指紋線のマッチ度とは、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との間でマッチする指紋線の画素数とマッチしない指紋線の画素数との比である、
付記２に記載の方法。
【００９０】
（付記４）
前記指紋テンプレート画像は三値化された画像であり、
前記指紋テンプレート画像内の隆線及び／または谷線の幅が第１幅値であり、
前記指紋テンプレート画像の前記隆線の画素値が第１画素値であり、前記指紋テンプレート画像の前記谷線の画素値が第２画素値であり、前記指紋テンプレート画像の背景の画素値が第３画素値である、
付記１から３のいずれか１つに記載の方法。
【００９１】
（付記５）
前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像とを重ねるステップの前に、さらに、
前記認識対象となる指紋画像に対して、前記認識対象となる指紋画像の隆線の画素値を前記第１画素値として設定し、前記認識対象となる指紋画像の谷線の画素値を前記第２画素値として設定し、前記認識対象となる指紋画像の背景の画素値を前記第３画素値として設定する三値化処理を実行するステップと、
前記認識対象となる指紋画像内の隆線及び／または谷線の幅を前記第１幅値として設定するステップと、
を備える付記４に記載の方法。
【００９２】
（付記６）
前記重なり合う画像内における、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との有効な一致領域を取得するステップが、
前記重なり合う画像内の画素の第４画素値と第５画素値と第６画素値とを前記有効な一致領域内の画素として設定するステップ、
を備え、
前記第４画素値は前記第１画素値の２倍であり、前記第５画素値は前記第１画素値と前記第２画素値との和であり、前記第６画素値は前記第２画素値の２倍である、
付記５に記載の方法。
【００９３】
（付記７）
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像を前記認識対象となる指紋画像と重ねて重なり合う画像を形成するステップが、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像と前記認識対象となる指紋画像との間における回転角とシフト値とを算出するステップと、
前記回転角と前記シフト値とに基づいて前記認識対象となる指紋画像を処理し、処理済みの認識対象となる指紋画像を形成するステップと、
前記指紋テンプレート画像と前記処理済みの認識対象となる指紋画像とを重ね、前記重なり合う画像を形成するステップと、
を備える、
付記１から６のいずれか１つに記載の方法。
【００９４】
（付記８）
認識対象となる指紋画像を取得し、前記認識対象となる指紋画像の第１特徴点を抽出する抽出モジュールと、
前記認識対象となる指紋画像の第１特徴点の数が所定の閾値未満であるときに、前記第１特徴点の数に基づいて指紋テンプレート画像を選択し、前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点とマッチする前記指紋テンプレート画像の第２特徴点を抽出する選択モジュールと、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像を前記認識対象となる指紋画像と重ねて重なり合う画像を形成する生成モジュールと、
前記重なり合う画像内における、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との有効な一致領域を判定する採取モジュールと、
前記有効な一致領域に基づいて前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチするかを判定し、マッチング結果を生成し前記マッチング結果に基づいて指紋認識を実行する認識モジュールと、
を備える指紋認識装置。
【００９５】
（付記９）
前記認識モジュールが、さらに、
前記有効な一致領域の面積を算出し、
前記有効な一致領域の面積が所定の領域閾値以上であるときに、前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチすることを判定し前記指紋テンプレート画像を用いて前記指紋認識を実行し、
前記有効な一致領域の面積が前記所定の領域閾値未満であるときに、前記認識対象となる指紋画像が前記指紋テンプレート画像とマッチせず前記指紋認識が失敗することを判定する、
付記８に記載の指紋認識装置。
【００９６】
（付記１０）
前記認識モジュールが、さらに、
前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との指紋線のマッチ度を算出し、
前記指紋線のマッチ度が所定のマッチ閾値より大きいときには、前記認識対象となる指紋画像と指紋テンプレート画像とが同一の指によるものであることを判定し、
前記指紋線のマッチ度とは、前記認識対象となる指紋画像と前記指紋テンプレート画像との間でマッチする指紋線の画素数とマッチしない指紋線の画素数との比である、
付記９に記載の指紋認識装置。
【００９７】
（付記１１）
前記指紋テンプレート画像は三値化された画像であり、
前記指紋テンプレート画像内の隆線及び／または谷線の幅が第１幅値であり、
前記指紋テンプレート画像の前記隆線の画素値が第１画素値であり、前記指紋テンプレート画像の前記谷線の画素値が第２画素値であり、前記指紋テンプレート画像の背景の画素値が第３画素値である、
付記８から１０のいずれか１つに記載の指紋認識装置。
【００９８】
（付記１２）
前記認識対象となる指紋画像に対して、前記認識対象となる指紋画像の隆線の画素値を前記第１画素値として設定し、前記認識対象となる指紋画像の谷線の画素値を前記第２画素値として設定し、前記認識対象となる指紋画像の背景の画素値を前記第３画素値として設定する三値化処理を実行する処理モジュールと、
前記認識対象となる指紋画像内の隆線及び／または谷線の幅を前記第１幅値として設定する設定モジュールと、
をさらに備える付記１１に記載の指紋認識装置。
【００９９】
（付記１３）
前記採取モジュールは、前記重なり合う画像内の画素の第４画素値と第５画素値と第６画素値とを前記有効な一致領域内の画素として設定し、
前記第４画素値は前記第１画素値の２倍であり、前記第５画素値は前記第１画素値と前記第２画素値との和であり、前記第６画素値は前記第２画素値の２倍である、
付記１２に記載の指紋認識装置。
【０１００】
（付記１４）
前記生成モジュールが、さらに、
前記認識対象となる指紋画像の前記第１特徴点と前記指紋テンプレート画像の前記第２特徴点とに基づいて、前記指紋テンプレート画像と前記認識対象となる指紋画像との間における回転角とシフト値とを算出し、
前記回転角と前記シフト値とに基づいて前記認識対象となる画像を処理して処理済みの認識対象となる指紋画像を形成し、
前記指紋テンプレート画像と前記処理済みの認識対象となる指紋画像とを一致部分で重ね、前記重なり合う画像を形成する、
付記８から１３のいずれか１つに記載の指紋認識装置。
【０１０１】
（付記１５）
装置のプロセッサによって実行されたときに付記１から７のいずれか１つに記載の方法を前記装置に実行させる命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【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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【図８】
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