(57)【要約】      （修正有）【課題】指紋認証時の高い認識率を有しつつ、より速い指紋認証を行うことができる指紋認証方法及び指紋認証装置を提供する。【解決手段】本発明の指紋認証装置は、入力指紋画像に基づいて部分指紋画像を含む指紋グループのうちの１つ以上の指紋グループを選択するＳ５１０。次に指紋認証装置は、選択された指紋グループに含まれた各部分指紋画像と入力指紋画像とに基づいて認証の有無を決定するＳ５２０。【選択図】図５
2016207216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力指紋画像に基づいて部分指紋画像を含む指紋グループのうちの１つ以上の指紋グループを選択するステップと、
前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像と前記入力指紋画像とに基づいて認証の有無を決定するステップと、
を含む、指紋認証方法。
【請求項２】
前記１つ以上の指紋グループを選択するステップは、
前記入力指紋画像と前記指紋グループに含まれた各部分指紋画像との間の第１類似度を決定するステップと、
前記第１類似度に基づいて前記１つ以上の指紋グループを選択するステップと、
を含む、
請求項１に記載の指紋認証方法。
【請求項３】
前記第１類似度を決定するステップは、前記入力指紋画像の画像周波数情報と前記指紋グループに含まれた部分指紋画像の画像周波数情報とを用いて前記第１類似度を決定する、
請求項２に記載の指紋認証方法。
【請求項４】
前記第１類似度を決定するステップは、フーリエメリン方式に基づいて前記入力指紋画像と前記指紋グループに含まれた部分指紋画像との間に位相相関を行い、前記位相相関を行った結果によって検出されたピーク値に基づいて前記第１類似度を決定する、
請求項２または３に記載の指紋認証方法。
【請求項５】
前記１つ以上の指紋グループを選択するステップは、
前記入力指紋画像と前記指紋グループに含まれた各部分指紋画像との間の第１類似度を決定するステップと、
前記第１類似度に基づいて前記指紋グループ別に第１候補部分指紋画像を選択するステップと、
前記入力指紋画像と各第１候補部分指紋画像との間の第２類似度を決定するステップと、
前記第２類似度に基づいて前記１つ以上の指紋グループを選択するステップと、
を含む、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の指紋認証方法。
【請求項６】
前記第１候補部分指紋画像を選択するステップは、前記第１類似度に基づいて前記指紋グループ別に第一の前記第１候補部分指紋画像を選択する、
請求項５に記載の指紋認証方法。
【請求項７】
前記第２類似度を決定するステップは、フーリエメリン方式によって取得された回転情報及び移動情報に基づいて前記入力指紋画像を回転及び移動させ、前記回転及び移動された入力指紋画像と前記第１候補部分指紋画像との間の重なる領域に基づいて前記第２類似度を決定する、
請求項５または６に記載の指紋認証方法。
【請求項８】
前記第２類似度を決定するステップは、前記重なる領域において、画像の輝度値に基づいた正規化相関方式に基づいて前記第２類似度を決定する、
請求項７に記載の指紋認証方法。
【請求項９】
前記第２類似度は、前記第１類似度を決定する方式より高い計算複雑度を有した方式によって決定される、
請求項５乃至８のうちいずれか一項に記載の指紋認証方法。
【請求項１０】
前記認証の有無を決定するステップは、前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれる各部分指紋画像と前記入力指紋画像との間に決定された第２類似度に基づいて認証の有無を決定する、
請求項５乃至９のうちいずれか一項に記載の指紋認証方法。
【請求項１１】
前記認証の有無を決定するステップは、前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれる第１候補部分指紋画像と前記入力指紋画像との間に決定された前記第２類似度に基づいて認証の有無を決定する、
請求項５乃至１０のうちいずれか一項に記載の指紋認証方法。
【請求項１２】
前記１つ以上の指紋グループを選択するステップは、前記第２類似度に基づいて各指紋グループ別に代表値を決定し、決定された代表値に基づいて前記１つ以上の指紋グループを選択する、
請求項５乃至１１のうちいずれか一項に記載の指紋認証方法。
【請求項１３】
前記認証の有無を決定するステップは、
前記第２類似度に基づいて前記１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像のうちスコア算出に用いる１つ以上の部分指紋画像を選択するステップと、
前記選択された１つ以上の部分指紋画像に基づいて認証のためのスコアを算出するステップと、
前記スコアに基づいて前記認証の有無を決定するステップと、
を含む、
請求項５乃至１２のうちいずれか一項に記載の指紋認証方法。
【請求項１４】
前記認証の有無を決定するステップは、
前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像から１つ以上の第２候補部分指紋画像を選択するステップと、
前記入力指紋画像と前記１つ以上の第２候補部分指紋画像との間の第３類似度に基づいて認証の有無を決定するステップと、
を含む、
請求項１乃至１３のうちいずれか一項に記載の指紋認証方法。
【請求項１５】
前記指紋グループのそれぞれは、各指別に予め登録された部分指紋画像を含む、
請求項１乃至１４のうちいずれか一項に記載の指紋認証方法。
【請求項１６】
入力生体データと登録生体データとの間の第１類似度に基づいて前記登録生体データから第１候補生体データを選択するステップ（前記登録生体データは、複数の生体データグループに含まれる）と、
前記入力生体データと前記第１候補生体データとの間の第２類似度に基づいて前記生体データグループのうちの１つ以上の生体データグループを選択するステップと、
前記選択された１つ以上の生体データグループに含まれた登録生体データと前記入力生体データとを比較して認証の有無を決定するステップと、
を含む、生体認証方法。
【請求項１７】
前記入力生体データは、指紋に関する情報、身体インピーダンスに関する情報、静脈に関する情報及び虹彩に関する情報のうち少なくとも１つを含む、
請求項１６に記載の生体認証方法。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のうちいずれか一項に記載の方法を実行する命令を格納する、
コンピュータ読み出し可能な格納媒体。
【請求項１９】
１つ以上のプロセッサと、
前記１つ以上のプロセッサによって実行可能な命令を含むメモリとを含み、
前記命令は、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサによって、
入力指紋画像に基づいて部分指紋画像を含む指紋グループのうちの１つ以上の指紋グループを選択する動作と、
前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像と前記入力指紋画像とに基づいて認証の有無を決定する動作と、
が実施されるように構成される、
指紋認証装置。
【請求項２０】
前記命令は、前記プロセッサによって、
前記入力指紋画像の画像周波数情報と前記指紋グループに含まれた部分指紋画像の画像周波数情報とを用いて第１類似度を決定する動作と、
前記第１類似度に基づいて前記指紋グループ別に第１候補部分指紋画像を選択する動作と、
前記入力指紋画像と各第１候補部分指紋画像との間の第２類似度に基づいて前記１つ以上の指紋グループを選択する動作と、
が実施されるように構成される、
請求項１９に記載の指紋認証装置。
【請求項２１】
前記命令は、前記プロセッサによって、
前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像から１つ以上の第２候補部分指紋画像を選択する動作と、
前記入力指紋画像と前記１つ以上の第２候補部分指紋画像との間の第３類似度に基づいて認証の有無を決定する動作と
が実施されるように構成される、
請求項２０に記載の指紋認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の説明は、指紋認証方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体認識による認証技術は、指紋、虹彩、声、顔、血管などを用いてユーザを認証する技術である。ユーザ認証に用いられる生体特性は、人によって異なり、所持する不便がないだけでなく、盗用や偽造の危険性が低く、生涯変更しなくてもよいという長所がある。特に、指紋認証方法は、セキュリティ性及び便利性などの様々な理由によって現在多く商用化が進められている。指紋を用いたユーザ認証は、まずユーザから指紋認証に用いられる指紋画像を登録及び格納する。その後、ユーザ認証を要求するユーザから入力された指紋画像と予め登録された指紋画像とを比較し、比較した結果が予め設定された条件を満たす場合、当該ユーザを登録されたユーザとして認証する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、指紋認証方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態に係る指紋認証方法は、入力指紋画像に基づいて部分指紋画像を含む指紋グループのうちの１つ以上の指紋グループを選択するステップと、前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像と前記入力指紋画像とに基づいて認証の有無を決定するステップとを含む。
【０００５】
本発明の一実施形態に係る指紋認証方法において、前記１つ以上の指紋グループを選択するステップは、前記入力指紋画像と前記指紋グループに含まれた各部分指紋画像との間の第１類似度を決定するステップと、前記第１類似度に基づいて前記１つ以上の指紋グループを選択するステップとを含んでもよい。
【０００６】
本発明の一実施形態に係る指紋認証方法において、前記１つ以上の指紋グループを選択するステップは、前記入力指紋画像と前記指紋グループに含まれた各部分指紋画像との間の第１類似度を決定するステップと、前記第１類似度に基づいて前記指紋グループ別に第１候補部分指紋画像を選択するステップと、前記入力指紋画像と各第１候補部分指紋画像との間の第２類似度を決定するステップと、前記第２類似度に基づいて前記１つ以上の指紋グループを選択するステップとを含んでもよい。
【０００７】
本発明の一実施形態に係る指紋認証方法において、前記認証の有無を決定するステップは、前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像から１つ以上の第２候補部分指紋画像を選択するステップと、前記入力指紋と前記１つ以上の第２候補部分指紋画像との間の第３類似度に基づいて認証の有無を決定するステップとを含んでもよい。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る指紋認証方法において、前記第２類似度は、前記第１類似度を決定する方式より高い計算複雑度を有した方式によって決定されてもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る生体認証方法は、入力生体データと登録生体データとの間の第１類似度に基づいて前記登録生体データから第１候補生体データを選択するステップと、前記入力生体データと前記第１候補生体データとの間の第２類似度に基づいて１つ以上の生体データグループを選択するステップと、前記決定された１つ以上の生体データグループに含まれた登録生体データと前記入力生体データとを比較して認証の有無を決定するステップとを含む。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る指紋認証装置は、１つ以上のプロセッサと、前記１つ以上のプロセッサによって実行可能な命令を含むメモリとを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサによって、入力指紋画像に基づいて部分指紋画像を含む指紋グループのうちの１つ以上の指紋グループを選択する動作と、前記選択された１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像と前記入力指紋画像に基づいて認証の有無を決定する動作とを実行するように構成する。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る指紋認証装置において、前記命令は、前記プロセッサによって、前記入力指紋画像の画像周波数情報と前記指紋グループに含まれた部分指紋画像の画像周波数情報を用いて前記第１類似度を決定する動作と、前記第１類似度に基づいて前記指紋グループ別に第１候補部分指紋画像を選択する動作と、前記入力指紋画像と各第１候補部分指紋画像との間の第２類似度に基づいて前記１つ以上の指紋グループを選択する動作とを実行するように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、指紋登録時の計算複雑度が低く、リソースを効率的に用いる技術を提供することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、指紋認証時の高い認識率を有しつつ、より速い指紋認証を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る指紋画像を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る指紋画像を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る指紋を登録する過程を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る指紋認証を行う過程を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る指紋認証方法の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る指紋グループを選択する過程を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態に係る指紋グループを選択する過程を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る認証の有無を決定する過程を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態に係る認証の有無を決定する過程を説明するためのフローチャートである。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態に係る入力指紋画像に基づいて認証の有無を決定する一例を説明するためのフローチャートである。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態に係る入力指紋画像に基づいて認証の有無を決定する一例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係るフーリエメリン方式に基づいて類似度を決定する過程を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態に係るＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換を説明するための図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る類似度を算出するために入力指紋画像及び部分指紋画像を処理する動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る指紋認証装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態の特定の構造的または機能的説明は、単に実施形態を説明するための目的で開示したものであって、様々な形態に変更されて実施されてもよい。したがって、本発明の実施形態は、特定の開示形態に限定されるものではなく、本明細書の範囲は、技術的思想に含まれる変更、均等物、又は代替物を含む。
【００１６】
第１又は第２などの用語を様々な構成要素を説明するために用いることができるが、このような用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のためのものと解釈されるべきである。例えば、第１構成要素は、第２構成要素と命名されてもよく、同様に第２構成要素は、第１構成要素と命名されてもよい。
【００１７】
単数の表現は文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組合せたものが存在することを示そうとするものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組合せたものが存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解されなければならない。
【００１８】
異なるものとして定義されない限り、技術的であるか科学的な用語を含み、ここで用いられる全ての用語は、実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義されているような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈するべきであって、本出願で明白に定義しない限り、理想的であるか過度に形式的な意味と解釈されることはない。
【００１９】
下記において説明する本発明の実施形態は、ユーザの指紋を認証（ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）するために適用される。ユーザを認証する動作は、例えば、そのユーザが予め登録されたユーザであるか否かを判断する動作を含んでもよい。この場合、ユーザを認証する動作の結果は、認証の成功又は認証の失敗と決定される。
【００２０】
本発明の実施形態は、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットＰＣ、スマートフォン、テレビ、スマート家電、知能型自動車、キオスク、ウェアラブル装置などの様々な形態の製品で実現することができる。例えば、本発明の実施形態は、スマートフォン、モバイル機器、スマートホームシステムなどにおいてユーザを認証するのに適用されてもよい。本発明の実施形態は、ユーザ認証を用いた決済サービスに適用されてもよい。また、本発明の実施形態は、ユーザを認証して自動にエンジンをかけることができる知能型自動車システムなどに適用されてもよい。以下、実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００２１】
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る指紋画像を説明するための図である。図１及び図２に示されていない指紋センサに関しては、図４に示されている指紋認証装置４１０に含まれた指紋センサ４２０においてより詳しく説明する。
【００２２】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る指紋センサ（図示せず）は、ユーザの指紋１００を検出する。指紋センサは、検出領域を介して指紋１００を検出する。指紋センサの検出領域の大きさは指紋１００の大きさより小さい、例えば、長方形の形を有する。この場合、指紋センサは、検出領域を介して指紋１００の一部を検出することができる。
【００２３】
指紋センサは、検出された指紋をキャプチャ（ｃａｐｔｕｒｅ）することによって指紋画像を生成することができる。指紋センサの検出領域の大きさが指紋１００の大きさより小さい場合、指紋センサによって生成される指紋画像は、指紋１００の一部を含む部分画像（ｐａｒｔｉａｌ  ｉｍａｇｅ）に該当し得る。
【００２４】
指紋画像は、ユーザの指紋１００を登録（ｅｎｒｏｌｌｍｅｎｔ）したり、又はユーザを認識（ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）するのに用いられる。登録の段階において、ユーザの指紋画像が登録されて備わった保存先（例えば、データを格納するためのメモリ）に格納され、指紋センサの検出領域の大きさが指紋１００の大きさより小さい場合、ユーザの指紋１００の部分画像に該当する複数の指紋画像（１１０〜１７０）が登録され得る。部分画像（１１０〜１７０）は、それぞれの指紋１００の一部をカバーし、部分指紋画像（１１０〜１７０）が集合して指紋１００を全体的にカバーしてもよい。ここで、部分画像（１１０〜１７０）は互いに重なってもよい。
【００２５】
認識の段階において入力された指紋画像は、登録された部分指紋画像と比較されてもよい。入力された指紋画像と登録された部分指紋画像が一致するか否かによって、ユーザ認証結果又はユーザ識別結果が導き出されてもよい。
【００２６】
図１において、指紋センサの検出領域は、長方形の形を有すると説明したが、指紋センサの検出領域の大きさ及び形は、多様に変形されてもよい。例えば、図２を参照すると、指紋センサの検出領域は円形である。この場合においても、登録の段階において、１つの指紋２００に対応して複数の部分画像（２１０〜２９５）が登録される。また、認識の段階において、指紋２００の一部に該当する指紋画像が登録された複数の部分画像（２１０〜２９５）と比較され得る。
【００２７】
本発明の実施形態によって、登録の段階において用いられる指紋センサと認識の段階において用いられる指紋センサは互いに異なってもよい。例えば、登録の段階においては図１に示された長方形の形状の検出領域を有する指紋センサを用い、認識の段階においては図２に示された円形の形状の検出領域を有する指紋センサを用いてもよい。他の例として、同一のタイプの指紋センサが登録の段階及び認識の段階において用いられてもよい。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態に係る指紋を登録する過程を説明するための図である。図３を参照すると、ユーザは、指紋登録の段階において、１つ以上の指に対する部分指紋画像３１０を登録する。例えば、ユーザが指紋センサを介してインデックス指紋（ｉｎｄｅｘ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ）を何度も検出して、インデックス指（ｉｎｄｅｘ  ｆｉｎｇｅｒ）に対する複数の部分指紋画像を登録してもよい。ここで、部分指紋画像は、画像合成を用いて全ての指紋画像を生成する別途のスティッチング（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）の処理を行わずに登録され得る。そのため、本発明の実施形態は、指紋登録時の計算複雑度が低く、リソースを効率的に用いる技術を提供することができる。
【００２９】
それぞれの指に対して部分指紋画像３１０が登録されて指紋グループ別に登録データベース（ｄａｔａｂａｓｅ：ＤＢ）が生成３２０されてもよい。例えば、第１指に対して登録された部分指紋画像を含む第１指紋グループ３３２、第２指に対して登録された部分指紋画像を含む第２指紋グループ３３４、第Ｎ指に対して登録された部分指紋画像を含む第Ｎ指紋グループ３３６が登録されてもよい。ここで、各指に対する指紋グループ３３２、３３４、３３６は、１つのクラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）を形成し、互いに区別され得る。指紋グループ別に登録された登録指紋画像３１０は、登録指紋データベース３４０に格納されてもよく、指紋認証過程において用いられてもよい。
【００３０】
例えば、本発明の一実施形態によれば、指紋登録過程において指紋が始めて登録されるとき、スマートフォンのような端末のガイドインターフェースが指紋登録のために用いられてもよい。ガイドインターフェースは、ユーザが１つ以上の指に対して複数の指紋を登録するようにガイドする。したがって、指紋登録過程は、端末内にユーザの１つ以上の指に対して複数の部分指紋画像を登録する過程を含み得る。例えば、部分指紋画像をキャプチャするために端末のセンサが用いられてもよく、登録された複数の指紋画像は、端末又はデータベースに格納されてもよい。本発明の一実施形態によれば、１つの指に対する複数の部分指紋画像は、１つの指紋グループに登録されてもよい。上記に説明された複数の部分指紋画像を１つの指紋グループに登録する過程は、同一のユーザの１つ以上の他の指に対して同一に行われたり、又は他のユーザの指に対して行われてもよい。また、本発明の一実施形態によれば、各指に対応する指紋グループは、端末を用いて決定され、各指グループは単に指紋グループに対応する指の部分指紋画像を含んでもよい。また、本発明の一実施形態によれば、１つの指紋グループは、ユーザの１つの指に対する複数の部分指紋画像と定義されてもよい。指紋認証装置４１０は、上記に説明された端末の一例であってもよく、指紋認証装置４１０は、下記の図４においてより詳しく説明する。
【００３１】
図４は、本発明の一実施形態に係る指紋認証を行う過程を説明するための図である。図４を参照すると、指紋認証装置４１０は指紋センサ４２０を含み、指紋センサ４２０の検出領域の大きさはユーザの指紋の大きさより小さい場合もある。指紋認証装置４１０は、指紋センサ４２０を介して入力指紋画像４３０を取得してもよく、入力指紋画像４３０は、ユーザの特定の指に対する指紋情報を含んでもよい。指紋認証装置４１０の構造は、図１４の指紋認証装置１４１０に関連し、下記においてより詳しく説明する。
【００３２】
指紋認証装置４１０は、登録指紋データベース３４０から予め登録された指紋グループ３３２、３３４、３３６を取得することができる。登録指紋データベース３４０は、指紋認証装置４１０に含まれたメモリ（図示せず）に格納されたり、又は指紋認証装置４１０と有線、無線又はネットワークなどに接続されたり、接続可能なサーバなどの外部装置（図示せず）に格納されてもよい。
【００３３】
指紋認証装置４１０は、入力指紋画像４３０と指紋グループ３３２、３３４、３３６に含まれた部分指紋画像とを比較して指紋グループ３３２、３３４、３３６のうちの１つ以上の指紋グループを選択４４０してもよい。ここでは、指紋グループ３３２が選択されたと仮定する。指紋認証装置４１０は、選択された指紋グループ３３２に含まれた各部分指紋画像と入力指紋画像４３０とを比較して認証を行い４５０、認証結果を出力する。指紋認証装置４１０は、指紋グループに基づいて（例えば、全ての指紋グループではない単に１つ又は複数の選択された指紋グループに基づいて）指紋認証を行うことによって高い認識率を保持しながらより速い指紋認証を行うことができる。
【００３４】
図５は、本発明の一実施形態に係る指紋認証方法の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３５】
図５を参照すると、ステップＳ５１０における指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０）は、入力指紋画像に基づいて部分指紋画像を含む指紋グループのうちの１つ以上の指紋グループを選択する。指紋認証装置は、部分指紋画像の画像周波数情報と入力指紋画像の画像周波数情報を用いて各部分指紋画像と入力指紋画像との間の類似度を決定し、類似度に基づいて指紋グループのうちより細かく、且つ正確に指紋比較を行う指紋グループを選択する。
【００３６】
指紋認証装置は、指紋グループを選択する前に入力指紋画像に対する前処理過程を行ってもよい。前処理過程は、入力指紋画像の品質を向上させる一連の動作を含んでもよい。例えば、前処理過程は、入力指紋画像に含まれたノイズを除去する動作、入力指紋画像のコントラストを増加させる動作、入力指紋画像に含まれたボケ（ｂｌｕｒ）を除去するボケ除去（ｄｅｂｌｕｒｒｉｎｇ）動作、入力指紋画像に含まれた歪み（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を補正するワーピング（ｗａｒｐｉｎｇ）動作などを含んでもよい。また、前処理過程は、入力指紋画像の品質を評価する動作を含んでもよい。入力指紋画像の品質が閾値品質未満である場合、前処理過程は、取得された入力指紋画像を廃棄（ｄｉｓｃａｒｄ）して、ユーザから新しい入力指紋画像が入力される動作を含んでもよい。
【００３７】
ステップＳ５２０における指紋認証装置は、ステップＳ５１０において選択された１つ以上の指紋グループに含まれた部分指紋画像と入力指紋画像とを比較して認証の有無を決定する。指紋認証装置がステップＳ５１０において複数の指紋グループを選択した場合、指紋認証装置は、選択された指紋グループに含まれた部分指紋画像に基づいて認証過程を行うことができる。指紋認証装置は、選択された指紋グループに含まれた部分指紋画像の全て又は一部と入力指紋画像との間の類似度を決定し、類似度に基づいて認証に成功したか又は認証に失敗したかを決定することができる。
【００３８】
認証に成功したと決定された場合、指紋認証装置は、指紋認証装置と接続された端末装置のロック状態を解除したり、又はユーザ（例えば、認証に成功した入力指紋画像を提供したユーザ）に端末装置の特定機能にアクセスできる権限を付与してもよい。認証に失敗したと決定された場合、指紋認証装置は、端末装置のロック状態を保持したり、又は端末装置の特定機能にアクセスできる権限を制限してもよい。
【００３９】
指紋認証装置は、登録された指紋画像を複数の指紋グループで管理し、指紋グループのうち入力指紋画像と細かく比較する指紋グループを選択して指紋認証を行うことによって指紋認証をより速く行うことができる。例えば、全ての指紋グループではない格納された指紋グループのうち単に一部に関連して指紋を比較する動作を行うため、指紋認証をより速く行うことができ、これにしたがって、プロセッサのロード（ｌｏａｄ）を低減させることによって指紋認証を行うプロセッサの機能を向上させることができる。
【００４０】
図５に示された各ステップには、図１〜図４において上述した内容がそのまま適用されてもよい。以下、図６〜図９を参照して、ステップＳ５１０及びステップＳ５２０を詳細に説明する。
【００４１】
図６は、本発明の一実施形態に係る指紋グループを選択する過程を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ６１０における指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０）は、入力指紋画像と指紋グループに含まれた各部分指紋画像との間の第１類似度を決定する。例えば、指紋認証装置は、フーリエメリン（Ｆｏｕｒｉｅｒ−Ｍｅｌｌｉｎ）方式のような画像周波数情報に基づいたマッチング方式によって第１類似度を決定してもよい。フーリエメリン方式に基づいて第１類似度を決定する内容は、図１１〜図１３を参照して詳細に説明するようにする。
【００４３】
各登録された部分指紋画像に対して、第１類似度は、入力指紋画像に表示された指紋パターンと登録された部分指紋画像に表示された指紋パターンとの間の類似の程度を示す。したがって、第１類似度が高いとは、入力指紋画像の指紋パターンが部分指紋画像の指紋パターンと相対的に多く類似しているということを示す。上記に説明したように、指紋認証装置は、指紋グループに含まれた全ての部分指紋画像のそれぞれに対して入力指紋画像との第１類似度を決定することができる。
【００４４】
ステップＳ６２０における指紋認証装置は、ステップＳ６１０において決定された第１類似度に基づいて１つ以上の指紋グループを選択する。本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、各部分指紋画像に対して決定された第１類似度のうち最も大きい第１類似度を有する部分指紋画像の指紋グループを選択してもよい。本発明の他の実施形態によれば、指紋認証装置は、部分指紋画像に対して決定された第１類似度を指紋グループ別に平均して平均値を算出し、平均値が最も大きい指紋グループを選択してもよい。例えば、指紋認証装置は、各指紋グループに含まれた部分指紋画像の第１類似度を算出し、各指紋グループに対応する第１類似度の平均値を算出して、各指紋グループに対応する平均値のうち最も高い平均値に対応する指紋グループをステップＳ６２０において選択された１つ以上の指紋グループとして選択することができる。
【００４５】
本発明のまた他の実施形態によれば、指紋認証装置は、部分指紋画像に対して決定された第１類似度に基づいて指紋グループ別に第１類似度に対する標準偏差（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を算出して、標準偏差が一番小さい指紋グループを選択してもよい。第１類似度に基づいて指紋グループを選択することは、上述の本発明の実施形態によって限定されるものと解釈されてはならず、指紋認証装置は、様々な方式によって指紋グループを選択してもよい。例えば、指紋認証装置は、各指紋グループに含まれた部分指紋画像の第１類似度を算出し、各指紋グループに対応する第１類似度に対する標準偏差を算出して、各指紋グループに対応する標準偏差のうち一番小さい標準偏差に対応する指紋グループをステップＳ６２０において選択された１つ以上の指紋グループとして決定することができる。
【００４６】
本発明の一実施形態によれば、ステップＳ６２０における指紋認証装置は、単に１つの指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択してもよい。他の例として、指紋認証装置は、ステップＳ６２０において、複数の指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択してもよい。例えば、第１類似度に対する最も高い平均値（又は、最も低い標準偏差）を有する１つの指紋グループを選択する代わりに、指紋認証装置は、ステップＳ６２０において、第１類似度に対する平均値（又は標準偏差）に基づいてＮ（２より大きい自然数）個の指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択することができる。
【００４７】
本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、ステップＳ６２０において、閾値に基づいて単に１つの指紋グループを選択したり、又は複数の指紋グループを選択してもよい。例えば、ステップＳ６２０における指紋認証装置は、全ての指紋グループのうち第１類似度に対する最も高い平均値を有する指紋グループを決定し、当該最も高い平均値と他の指紋グループの第１類似度に対する平均値との間の差値を算出することができる。その後、指紋認証装置は、差値が閾値以下の指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択することができる。同様に、ステップＳ６２０における指紋認証装置は、全ての指紋グループのうち第１類似度に対する最も低い標準偏差を有する指紋グループを決定し、当該最も低い標準偏差と他の指紋グループの第１類似度に対する標準偏差との間の差値を算出することができる。その後、指紋認証装置は、差値が閾値以下である指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択することができる。
【００４８】
図７は、本発明の他の実施形態に係る指紋グループを選択する過程を説明するためのフローチャートである。
【００４９】
ステップＳ７１０における指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０）は、入力指紋画像と指紋グループに含まれた各部分指紋画像との間の第１類似度を決定する。図６のステップＳ６１０に対する内容をステップＳ７１０にそのまま適用することができるため、ステップＳ７１０に対する詳しい説明は省略する。
【００５０】
ステップＳ７２０における指紋認証装置は、ステップＳ７１０において決定された第１類似度に基づいて第１候補部分指紋画像を選択する。この場合、特定の指紋グループにだけ候補群が選ばれ、他の指紋グループには候補群が選ばれない。例えば、指紋認証装置は、全ての部分指紋画像において、第１類似度が大きい順に予め設定された数の第１候補部分指紋画像を選択することができる。例えば、ステップＳ７２０における指紋認証装置は、ステップＳ７１０において決定された第１類似度に基づいて全ての指紋グループから全ての部分指紋画像に対して順位を決定することができる。指紋認証装置は、最も高い第１類似度に対応する部分指紋画像を最上位レベルと決定し、最も低い第１類似度に対応する部分指紋画像を最下位レベルと決定してもよい。また、指紋認証装置は、Ｍ個（１より大きく、全ての指紋グループに含まれた全ての部分指紋画像の数であるＮより小さい自然数）の高い順位の部分指紋画像を決定してもよい。指紋認証装置は、全ての部分指紋画像のうち高いレベル順にＭ個の第１候補部分指紋画像を選択してもよい。この場合、１つ以上の指紋グループは、該当するレベルの部分指紋画像を含まないことも可能であるため、特定の指紋グループには第１候補部分指紋画像が選択されない場合がある。他の例として、指紋認証装置は、部分指紋画像のうち閾値以上の第１類似度を有する部分指紋画像を第１候補部分指紋画像として選択してもよい。閾値は、所定の値又は部分指紋画像に対する第１類似度に基づいて適応的に決定されてもよい。例えば、全ての部分指紋画像に対する第１類似度の平均値が閾値に決定されてもよい。
【００５１】
本発明の他の実施形態によれば、指紋認証装置は、第１類似度に基づいて各指紋グループ別に１つ以上の第１候補部分指紋画像を選択してもよい。例えば、指紋認証装置は、各指紋グループ別に第１類似度が大きい順に予め設定された数の第１候補部分指紋画像を選択することができる。例えば、ステップＳ７２０における指紋認証装置は、ステップＳ７１０において決定された第１類似度に基づいて全ての指紋グループのうち第１指紋グループに含まれた部分指紋画像に対して順位を決定することができる。指紋認証装置は、最も高い第１類似度に対応する部分指紋画像を最上位レベルと決定し、最も低い第１類似度に対応する部分指紋画像を最下位レベルと決定してもよい。また、指紋認証装置は、Ｋ個（１より大きく、第１指紋グループに含まれた部分指紋画像の数であるＬより小さい自然数）の高い順位の部分指紋画像を決定してもよい。指紋認証装置は、第１指紋グループに含まれた部分指紋画像のうち高いレベル順にＫ個の第１候補部分指紋画像を選択してもよい。このような過程が他の指紋グループに対しても同一に行われてもよい。例えば、ステップＳ７２０における指紋認証装置は、各指紋グループにおいて少なくともＫ個の部分指紋画像を選択してもよい。
【００５２】
ステップＳ７３０における指紋認証装置は、入力指紋画像と各第１候補部分指紋画像との間の第２類似度を決定する。指紋認証装置は、入力指紋画像の画像周波数情報と第１候補部分指紋画像のそれぞれの画像周波数情報とを用いて第２類似度を決定する。指紋認証装置は、ステップＳ７１０の第１類似度を決定する方式より高い計算複雑度（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）を有する画像周波数情報に基づいたマッチング方式を用いて第２類似度を決定する。例えば、指紋認証装置は、第１類似度を決定するために、フーリエメリン方式に基づいて導き出された位相相関情報を用いてもよく、第２類似度を決定するために、位相相関情報だけでなく画像の間の回転（ｒｏｔａｔｉｏｎ）情報及び移動（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）情報を用いてもよい。フーリエメリン方式に基づいて第２類似度を決定する内容は、図１１〜図１３を参照して詳細に説明するようにする。
【００５３】
ステップＳ７４０における指紋認証装置は、ステップＳ７３０において決定された第２類似度に基づいて１つ以上の指紋グループを選択する。本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、第１候補部分指紋画像に対して決定された第２類似度のうち最も大きい第２類似度を有する第１候補部分指紋画像の指紋グループを選択してもよい。本発明の他の実施形態によれば、指紋認証装置は、第１候補部分指紋画像に対して決定された第２類似度を指紋グループ別に平均して平均値を算出し、平均値が最も大きい指紋グループを選択してもよい。例えば、ステップＳ７４０における指紋認証装置は、第１候補部分指紋画像を有する他の指紋グループと比較して第２類似度に対する平均値のうち最も高い平均値を有する第１候補部分指紋画像が属した指紋グループを前記１つ以上の指紋グループとして選択することができる。本発明のまた他の実施形態によれば、指紋認証装置は、第１候補部分指紋画像に対して決定された第２類似度に基づいて指紋グループ別に第２類似度に対する標準偏差を算出して、標準偏差が一番小さい指紋グループを選択してもよい。第２類似度に基づいて指紋グループを選択することは、上述の本発明の実施形態によって限定されると解釈されてはならず、指紋認証装置は、様々な方式を介して指紋グループを選択してもよい。例えば、ステップＳ７４０における指紋認証装置は、第１候補部分指紋画像を有する他の指紋グループと比較して第２類似度に対する標準偏差のうち最も低い標準偏差を有する第１候補部分指紋画像が属した指紋グループを前記１つ以上の指紋グループとして選択することができる。
【００５４】
本発明の一実施形態によれば、ステップＳ７４０における指紋認証装置は、単に１つの指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループと選択する。他の例として、指紋認証装置は、ステップＳ７４０において、複数の指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択することができる。例えば、第２類似度に対する最も高い平均値（又は、最も低い標準偏差）を有する１つの指紋グループを選択する代わりに、指紋認証装置は、ステップＳ７４０において、第２類似度に対する平均値（又は標準偏差）に基づいてＪ個（２より大きい自然数）の指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択することができる。
【００５５】
本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、図６のステップＳ６２０に関連して説明された内容と同様に、ステップＳ７４０において、閾値に基づいて単に１つの指紋グループを選択したり、又は複数の指紋グループを選択してもよい。例えば、ステップＳ７４０における指紋認証装置は、全ての指紋グループのうち第２類似度に対する最も高い平均値を有する指紋グループを決定し、当該最も高い平均値と他の指紋グループの第２類似度に対する平均値との間の差値を算出することができる。その後、指紋認証装置は、差値が閾値以下である指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択することができる。同様に、ステップＳ７４０における指紋認証装置は、全ての指紋グループのうち第２類似度に対する最も低い標準偏差を有する指紋グループを決定し、当該最も低い標準偏差と他の指紋グループの第２類似度に対する標準偏差との間の差値を算出することができる。その後、指紋認証装置は、差値が閾値以下である指紋グループを前記選択された少なくとも１つの指紋グループとして選択することができる。
【００５６】
図８は、本発明の一実施形態に係る認証の有無を決定する過程を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
ステップＳ８１０における指紋認証装置は、入力指紋画像と図５のステップＳ５１０において選択された指紋グループに含まれる各部分指紋画像との間の第２類似度を決定する。例えば、指紋認証装置は、指紋グループが選択されれば、指紋グループに含まれた部分指紋画像の全てに対して第２類似度を決定することができる。この場合、指紋認証装置は、選択された指紋グループに含まれるが、図７のステップＳ７３０において、第１候補部分指紋画像に選択されなかった他の部分指紋画像に対しても第２類似度を決定することができる。
【００５８】
ステップＳ８２０における指紋認証装置は、ステップＳ８１０において決定された第２類似度に基づいて認証の有無を決定する。指紋認証装置は、部分指紋画像に対する第２類似度に基づいて指紋認証を判断するためのスコア（ｓｃｏｒｅ）を決定し、スコアによって認証の有無を決定する。例えば、第２類似度のうち最大値又は第２類似度の平均値がスコアとして決定され得る。指紋認証装置は、スコアが閾値以上である場合には、認証に成功したと決定し、スコアが閾値未満である場合には、認証に失敗したと決定することができる。本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、ステップＳ８２０に関して、上記に説明した方式と同一の方式で第２類似度を決定してもよい。
【００５９】
本発明の他の実施形態によれば、指紋認証装置は、指紋グループに含まれた部分指紋画像全てに対して第２類似度を決めず、図７のステップＳ７３０において決定された第１候補部分指紋画像に対する第２類似度を用いて認証の有無を決定してもよい。また、本発明の一実施形態によれば、ステップＳ８１０の過程は省略されてもよい。指紋認証装置は、選択された指紋グループに含まれた第１候補部分指紋画像に対する第２類似度に基づいてスコアを決定し、スコアと閾値とを比較して認証の有無を決定してもよい。
【００６０】
図９は、本発明の他の実施形態に係る認証の有無を決定する過程を説明するためのフローチャートである。
【００６１】
ステップＳ９１０における指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０）は、図５のステップ５１０において選択された指紋グループに含まれた部分指紋画像から第２候補部分指紋画像を選択する。例えば、ステップＳ９１０における指紋認証装置は、選択された指紋グループに含まれた部分指紋画像全てに対して第２類似度を決定し、第２類似度の大きさが大きい順に予め設定された数の第２候補部分指紋画像を選択することができる。本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、ステップＳ８２０に関して、上記に説明された方式と同一の方式で第２類似度を決定してもよい。
【００６２】
ステップＳ９２０における指紋認証装置は、入力指紋画像と各第２候補部分指紋画像との間の第３類似度を決定する。例えば、指紋認証装置は、入力指紋画像と各第２候補部分指紋画像から指紋パターンの特徴点（ｍｉｎｕｔｉａｅ）を抽出し、特徴点の間の整合度に基づいて第３類似度を決定してもよい。特徴点の間の整合度が高いほど第３類似度が大きくなり得る。
【００６３】
ステップＳ９３０における指紋認証装置は、ステップＳ９２０において決定された第３類似度に基づいて認証の有無を決定する。指紋認証装置は、第２候補部分指紋画像に対する第３類似度に基づいてスコアを決定し、スコアによって認証の有無を決定する。例えば、第３類似度のうち最大値又は第３類似度の平均値がスコアと決定され得る。指紋認証装置は、スコアが閾値以上である場合、認証に成功したと決定し、スコアが閾値未満である場合、認証に失敗したと決定してもよい。本発明の一実施形態によれば、閾値は、製造過程における好み及び／又はユーザの好みによって決定されてもよい。
【００６４】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の一実施形態に係る入力指紋画像に基づいて認証の有無を決定する一例を説明するためのフローチャートである。
【００６５】
図１０Ａを参照すると、ステップＳ１０１０における指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０）は、入力指紋画像を受信すると、入力指紋画像と登録指紋データベース１００５に格納された各部分指紋画像との間の第１類似度を算出する。登録指紋データベース１００５は、指紋グループ別に登録された、例えば、第１、第２及び第Ｎ指の部分指紋画像を含み、各指の部分指紋画像は、互いに区別される指紋グループを形成することができる。第１類似度は、第１、第２及び第Ｎ指の部分指紋画像のそれぞれに対して算出され得る。
【００６６】
ステップＳ１０２０における指紋認証装置は、第１類似度に基づいて候補部分指紋画像を選択する。例えば、指紋認証装置は、登録指紋画像の第１類似度の大きさによって全て登録された部分指紋画像のうち特定の数の候補部分指紋画像を選択することができる。ステップＳ１０３０における指紋認証装置は、入力指紋画像と各候補部分指紋画像との間の第２類似度を算出する。指紋認証装置は、第１類似度を算出するときよりさらに精巧で計算複雑度が高い方式を用いて第２類似度を算出することができる。
【００６７】
ステップＳ１０４０における指紋認証装置は、第２類似度に基づいて候補部分指紋画像が選択された指紋グループ別に最大値、平均値、又は標準偏差などの代表値を決定する。
【００６８】
本発明の他の実施形態によれば、上述のステップＳ１０１０〜ステップＳ１０４０は、図１０Ｂに示したように、それぞれの指紋グループ別に行われてもよい。指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０）は、例えば、第１、第２及び第Ｎ指に対する指紋グループ別に第１類似度を算出し、第１類似度に基づいて各指紋グループ別に１つ以上の候補部分指紋画像を選択することができる。その後、指紋認証装置は、入力指紋画像と候補部分指紋画像との間の第２類似度を算出し、第２類似度に基づいて各指紋グループ別に代表値を決定することができる。以下、ステップＳ１０５０〜ステップＳ１０７０は、図１０Ａ及び図１０Ｂの本発明の実施形態に同一に適用される。
【００６９】
ステップＳ１０５０における指紋認証装置は、候補部分指紋画像が選択された指紋グループ別に決定された代表値に基づいて、登録指紋データベース１００５に登録された指紋グループのうち入力指紋画像に対応する指紋グループを選択する。
【００７０】
ステップＳ１０６０における指紋認証装置は、ステップＳ１０５０において選択された指紋グループに含まれた部分指紋画像に対するスコアを決定する。本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、第２類似度に基づいて、上述の選択された指紋グループに含まれた全ての部分指紋画像のうちスコア算出に用いる１つ以上の部分指紋画像を選択してもよい。例えば、指紋認証装置は、全ての部分指紋画像のうち第２類似度の大きさが大きい順に予め設定された数の部分指紋画像を選択したり、又は閾値以上の第２類似度を有する部分指紋画像を選択することができる。指紋認証装置は、選択された１つ以上の部分指紋画像に基づいて認証のためのスコアを決定することができる。スコアを決定する方式には制限がなく、指紋認証装置は、様々な方式を介してスコアを決定してもよい。
【００７１】
ステップＳ１０７０における指紋認証装置は、スコアに基づいて認証の有無を決定する。指紋認証装置は、例えば、スコアが閾値以上である場合、認証に成功したと決定し、スコアが閾値未満である場合には、認証に失敗したと決定することができる。本発明の一実施形態によれば、閾値は製造過程における好み及び／又はユーザの好みによって決定されてもよい。
【００７２】
図１１は、本発明の一実施形態に係るフーリエメリン方式に基づいて類似度を決定する過程を説明するためのフローチャートである。
【００７３】
図１１を参照すると、ステップＳ１１１１における指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０）は、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ）を用いて入力指紋画像に含まれた空間ドメインの情報を周波数ドメインの情報に変換させる。ステップＳ１１１２における指紋認証装置は、高速フーリエ変換を用いて登録された部分指紋画像に含まれた空間ドメインの情報を周波数ドメインの情報に変換させる。周波数ドメインの情報は、（ｘ、ｙ）座標を用いて情報を表現する直交座標系に基づいてもよい。
【００７４】
ステップＳ１１２１における指紋認証装置は、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換（Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＬＰＴ）を用いて入力指紋画像に含まれた周波数ドメインの情報の座標系を極座標系に変換させる。一例として、高速フーリエ変換によって導き出されたＦＦＴ画像内におけるピクセルのマグニチュード（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）値に対してＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換が行われてもよい。極座標系においては、情報が半径（ｒａｄｉｕｓ）、角度、又は半径と角度の組み合わせを用いて表現されてもよい。ステップＳ１１２２における指紋認証装置は、部分指紋画像に含まれた周波数ドメインの情報にＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換を適用する。以下においては、図１２を参照してＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換を説明するようにする。
【００７５】
図１２は、本発明の一実施形態に係るＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換を説明するための図である。図１２を参照すると、直交座標系における中心点１２１０を基準に同心円が設定されている。同心円は、半径、角度、又は半径と角度の組み合わせによって複数の領域に分割されてもよい。一例として、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換は、直交座標系上の複数の領域を（半径、角度）の極座標系上の領域にマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）させてもよい。この場合、直交座標系の中心点１２１０は、極座標系の（０、０°）に対応する領域１２１５にマッピングされ得る。同様に、直交座標系の第１領域１２２０、第２領域１２３０、第３領域１２４０、第４領域１２５０は、それぞれの極座標系の第１領域１２２５、第２領域１２３５、第３領域１２４５、第４領域１２５５にマッピングされ得る。
【００７６】
図に示してはいないが、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換は、直交座標系上の複数の領域を角度に基づいて表示される極座標系上の領域にマッピングしてもよい。この場合、直交座標系の第１領域１２２０は極座標系の（０°）領域にマッピングされ、直交座標系の第２領域１２３０と第３領域１２４０は極座標系の（３６°）領域にマッピングされ、直交座標系の第４領域１２５０は極座標系の（３２４°）領域にマッピングされ得る。
【００７７】
再度図１１を参照すると、ステップＳ１１３１における指紋認証装置は、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換が適用された入力指紋画像に高速フーリエ変換を適用する。ステップＳ１１３２における指紋認証装置は、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換が適用された部分指紋画像に高速フーリエ変換を適用する。ステップＳ１１４０における指紋認証装置は、位相相関（ｐｈａｓｅ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が行われ、位相相関が行われた結果としてピーク（ｐｅａｋ）が検出される。検出されたピークの位置は、入力指紋画像と部分指紋画像との間の回転情報（θ）を示すことができる。
【００７８】
本発明の他の実施形態によれば、ピークの位置は、入力指紋画像と部分指紋画像との間のスケール（ｓｃａｌｅ）情報を示してもよい。例えば、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換された画像の１つの軸は角度に該当し、他の１つの軸は半径に該当し、位相相関によって検出されたピークの位置は（角度に該当する軸の座標、半径に該当する軸の座標）と示してもよい。角度に該当する軸の座標は回転情報を示し、半径に該当する軸座標はスケール情報を示してもよい。
【００７９】
一般に、指紋画像はスケールの変化がないため、半径が予め決定した値（例えば、１）に固定される。この場合、位相相関によって検出されたピークの位置は、角度に該当する軸の座標と表現され得、角度に該当する軸の座標は回転情報を示すことができる。
【００８０】
本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、上述された位相相関を行ってピーク値を検出し、ピーク値に基づいて本明細書において説明した第１類似度を決定してもよい。入力指紋画像と部分指紋画像との間に指紋パターンが同一の領域（又は、重なる領域）が多いほど又は入力指紋画像と部分指紋画像との間に指紋パターンが互いに類似するほどピーク値が大きくなる傾向がある。このような傾向に基づいて、指紋認証装置は、位相相関によって検出されたピーク値に基づいて入力指紋画像と部分指紋画像との間の第１類似度を決定してもよい。
【００８１】
ステップＳ１１５０における指紋認証装置は、回転情報（θ）に基づいて入力指紋画像を回転させる。ステップＳ１１６０における指紋認証装置は、回転された入力指紋画像に高速フーリエ変換を適用し、ステップＳ１１７０において位相相関を行う。位相相関を行った結果としてピークが検出され、検出されたピークの位置は、入力指紋画像と部分指紋画像との間の移動情報（Ｔｘ、Ｔｙ）を示す。ステップＳ１１８０における指紋認証装置は、移動情報（Ｔｘ、Ｔｙ）に基づいて、回転された入力指紋画像が移動させる。
【００８２】
指紋認証装置は、入力指紋画像と部分指紋画像が重なるように上述のフーリエメリン方式を介して取得された回転情報及び移動情報に基づいて入力指紋画像を回転及び移動させることができる。本発明の一実施形態によれば、指紋認証装置は、回転及び移動された入力指紋画像と部分指紋画像との間の重なる領域に基づいて第２類似度を決定してもよい。指紋認証装置は、様々な方式で第２類似度を決定してもよい。例えば、指紋認証装置は、画像の輝度値に基づいた正規化相関（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ｃｒｏｓｓ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）方式に基づいて第２類似度を決定してもよい。例えば、指紋認証装置は、下記の式（１）によって導き出された相関度に基づいて第２類似度を決定することができる。式（１）は、例えば、正規化相関度（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ｃｒｏｓｓ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ：ＮＣＣ）を算出するための関数である。
【００８３】
【数１】
2016207216.tif 000003
【００８４】
ここで、Ｗは、画像Ｉ１と画像Ｉ２との間の重なる領域を示し、ｎｃｃ（Ｉ１、Ｉ２）は画像Ｉ１と画像Ｉ２との間の重なる領域Ｗの相関度を示す。画像Ｉ１は回転された入力指紋画像であり、画像Ｉ２は部分指紋画像である。ｉは重なる領域内におけるピクセルのＸ軸座標を示し、ｊは重なる領域内ピクセルのＹ軸座標を示す。ｘはＸ軸方向の移動情報（Ｔｘ）を示し、ｙはＹ軸方向の移動情報（Ｔｙ）を示す。Ｉ１（ｉ、ｊ）は画像Ｉ１の（ｉ、ｊ）座標におけるピクセル値（例えば、ピクセルの輝度値）を示し、Ｉ２（ｘ＋ｉ、ｙ＋ｊ）は画像Ｉ２の（ｘ＋ｉ、ｙ＋ｊ）座標におけるピクセル値（例えば、ピクセルの輝度値）を示す。
【００８５】
図１３は、本発明の一実施形態に係る類似度を算出するために入力指紋画像及び部分指紋画像を処理する動作を説明するための図である。本発明の一実施形態によれば、図１３に関して下記に説明する動作は、指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０）によって行われてもよい。
【００８６】
図１３を参照すると、登録された部分指紋画像１３１０は、高速フーリエ変換及びＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換を介して第１ＬＰＴ画像１３２０に変換される。入力指紋画像１３１５は、高速フーリエ変換及びＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換を介して第２ＬＰＴ画像１３２５に変換される。
【００８７】
第１ＬＰＴ画像１３２０と第２ＬＰＴ画像１３２５との間の位相相関１３３０によって部分指紋画像１３１０と入力指紋画像１３１５との間の回転情報（θ）が決定され、位相相関１３３０によって検出されたピーク値に基づいて入力指紋画像１３１５と部分指紋画像１３１０との間の第１類似度が決定される。
【００８８】
入力指紋画像１３１５は回転情報（θ）によって回転される。部分指紋画像１３１０のＦＦＴ画像と回転された入力指紋画像１３４０のＦＦＴ画像との間の位相相関１３５０によって部分指紋画像１３１０と入力指紋画像１３１５との間の移動情報（Ｔｘ、Ｔｙ）が決定される。回転情報（θ）及び移動情報（Ｔｘ、Ｔｙ）に基づいて、部分指紋画像１３１０（例えば、回転された入力指紋画像１３４０）と入力指紋画像１３１５が整合され、整合された画像１３６０が生成される。整合された画像１３６０において部分指紋画像１３１０と回転された入力指紋画像１３１５との間の重なる領域において相関度が決定され、相関度に基づいて回転された指紋画像１３４０と部分指紋画像１３１０との間の第２類似度が決定される。
【００８９】
図１４は、本発明の一実施形態に係る指紋認証装置を示す図である。
【００９０】
図１４を参照すると、指紋センサ１４４０は、ユーザの指紋をキャプチャして入力指紋画像を取得する。入力指紋画像は指紋認証装置１４１０に伝達され、指紋認証装置１４１０は入力指紋画像を登録指紋データベース１４５０に登録された部分指紋画像と比較して指紋認証を行う。ユーザは、登録過程を介して１つ以上の指別に部分指紋画像を登録し、登録指紋データベース１４５０は登録された部分指紋画像を格納することができる。図１４において、指紋センサ１４４０が指紋認証装置１４１０と分離されると図に示したが、本発明の一実施形態によれば、指紋センサ１４４０は指紋認証装置１４１０に含まれてもよい。また、本発明の一実施形態によれば、指紋センサ１４４０は図４の指紋センサ４２０の一例であってもよい。
【００９１】
指紋認証装置１４１０は、ここに記述され、又は図に示された、１つ以上の指紋認証方法を行ってもよく、認証結果を出力してもよい。指紋認証装置１４１０は、認証結果を音声、振動、字、図、又は動画などの形態で出力することができるが、本発明の実施形態の範囲がこれに限定されてはならず、指紋認証装置１４１０は、様々な形態で認証結果を出力してもよい。指紋認証装置１４１０は、入出力装置（図示せず）を介して外部装置（例えば、パーソナルコンピュータ又はネットワーク）に接続され、データを交換してもよい。
【００９２】
指紋認証装置１４１０は、１つ以上のプロセッサ１４２０及びメモリ１４３０を含む。メモリ１４３０は、プロセッサ１４２０と通信し、プロセッサ１４２０によって実行可能な命令又はプロセッサ１４２０が演算するデータを格納する。プロセッサ１４２０は、命令を実行するために、内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ１４３０、又はストレージ（ｓｔｏｒａｇｅ）から命令を取り出して（ｒｅｔｒｉｅｖｅ  ｏｒ  ｆｅｔｃｈ）、命令を実行する。プロセッサ１４２０は、１つ以上の実行結果を内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ１４３０、又はストレージに記録する。本発明の一実施形態によれば、プロセッサ１４２０は、図１〜図１４を参照して説明された１つ以上の動作を実行するための命令を実行してもよい。例えば、プロセッサ１４２０は、入力指紋画像に基づいて複数の指紋グループのうちの１つ以上の指紋グループを選択し、選択された指紋グループに含まれた部分指紋画像と入力指紋画像とを比較して認証の有無を決定することができる。
【００９３】
プロセッサ１４２０は、例えば、プログラムに含まれた命令及び／又はコードを実行するために物理的に構造化された回路を有するハードウェア実行データ処理装置（ｈａｒｄｗａｒｅ−ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ  ｄａｔａ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。上述のハードウェア実行データ処理装置は、例えば、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、プロセッサコア、マルチコアプロセッサ、マルチプロセッサ、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）を含んでもよいが、これらに限定されない。プログラムコードを実行するプロセッサは、プログラム化されたプロセッサ又は特殊目的のコンピュータであってもよい。本発明の一実施形態によれば、図４の指紋認証装置４１０は指紋認証装置１４１０に関連し、図１４に示されたものと同一の構造を有してもよい。例えば、指紋認証装置４１０によって行われるものと説明された機能は、図１４に示された指紋認証装置１４１０の構造を使用して実施されてもよい。例えば、メモリ１４３０は、プログラムコードが実行されるとき、プロセッサ１４２０によって、指紋認証装置（例えば、指紋認証装置４１０及び／又は指紋認証装置１４１０）によって行われる上記に説明された、ある又は全ての機能を行うようにする命令を含むプログラムコードを含んでもよい。
【００９４】
以上においては、ユーザの指紋が表示された入力指紋画像を用いて指紋認証を行う実施形態を説明したが、本発明の実施形態は、ユーザの生体データを用いて生体認証を行うことによって拡張されてもよい。ここで、生体データは様々なセンサを介して取得され、ユーザの指紋に関する情報、 身体インピーダンス（ｂｏｄｙ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）に関する情報、静脈（ｂｌｏｏｄ  ｖｅｓｓｅｌ）に関する情報、又は虹彩（ｉｒｉｓ）に関する情報などを含み得る。プロセッサ１４２０は、入力生体データと登録生体データとの間の第１類似度を決定し、第１類似度に基づいて登録生体データから第１候補生体データを選択してもよい。プロセッサ１４２０は、入力生体データと第１候補生体データとの間の第２類似度を決定し、第２類似度に基づいて１つ以上の生体データグループを選択してもよい。プロセッサ１４２０は、選択された生体データグループに含まれた登録生体データと入力生体データとを比較して認証の有無を決定してもよい。
【００９５】
一例として、センサ（図示せず）を介してユーザの瞳孔と強膜（白目の領域）との間の虹彩パターンをスキャン又はキャプチャし、虹彩パターンのうち一部に該当する部分画像を取得してもよい。プロセッサ１４２０は、虹彩パターンのうち一部に該当する部分画像を取得してもよい。プロセッサ１４２０は、取得された部分画像と登録された虹彩パターンの部分画像を比較することによって、ユーザを認識してもよい。  上述した実施形態は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、又はハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の組合せで具現化される。例えば、本実施形態で説明した装置及び構成要素は、例えば、プロセッサ、コントローラ、ＡＬＵ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ、ＦＰＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ａｒｒａｙ）、ＰＬＵ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、又は命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実行して応答する異なる装置のように、１つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータを用いて具現化される。処理装置は、オペレーティングシステム（ＯＳ）及びオペレーティングシステム上で行われる１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答してデータをアクセス、格納、操作、処理、及び生成する。理解の便宜のために、処理装置は１つが使用されるものとして説明する場合もあるが、当該技術分野で通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）及び／又は複数類型の処理要素を含むことが分かる。例えば、処理装置は、複数のプロセッサ又は１つのプロセッサ及び１つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような、他の処理構成も可能である。
【００９６】
ソフトウェアは、コンピュータプログラム、コード、命令、又はこれらのうちの１つ以上の組合せを含み、希望通りに動作するように処理装置を構成し、独立的又は結合的に処理装置に命令する。ソフトウェア及び／又はデータは、処理装置によって解釈され、処理装置に命令又はデータを提供するためのあらゆる類型の機械、構成要素、物理的装置、仮想装置、コンピュータ格納媒体又は装置、或いは送信される信号波を介して永久的又は一時的に具現化される。ソフトウェアは、ネットワークに接続されたコンピュータシステム上に分散され、分散された方法で格納されるか又は実行される。ソフトウェア及びデータは１つ以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納される。
【００９７】
本実施形態による方法は、多様なコンピュータ手段を介して実施されるプログラム命令の形態で具現化され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独で又は組合せて含んでいる。前記記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含んでもよい。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。上述のハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。
【００９８】
上述したように、実施形態が限定された図面によって説明されたが、当技術分野における通常の知識を有する者であれば、前記の記載に基づいて様々な技術的修正及び変形が適用可能である。一例として、説明された技術が説明された方法と異なる順序で行われたり、及び／又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法と異なる形態で結合又は組み合わせたり、他の構成要素又は均等物によって代替、置換されても適切な結果が達成され得る。したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されて定められるものではなく、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
【符号の説明】
【００９９】
１４１０：指紋認証装置
１４２０：プロセッサ
１４３０：メモリ
１４４０：指紋センサ
１４５０：登録指紋データベース
【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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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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