(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定装置であって、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえ、
該補助線作成部が、前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、
該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴とする、紋様中心決定装置。
【請求項２】
指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を決定する紋様方向決定装置であって、
前記指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定部と、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、
該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、
該基準円交点算出部により算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定する基準点決定部と、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心と該基準点決定部により決定された前記基準点とに基づいて前記紋様方向を決定する方向決定部とをそなえ、
該紋様中心決定部が、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえ、
該補助線作成部が、前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、
該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴とする、紋様方向決定装置。
【請求項３】
２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう紋様位置合わせ装置であって、
各指紋状紋様の位置合わせ基準を決定する位置合わせ基準決定部と、
該位置合わせ基準決定部により決定された前記２つの指紋状紋様の前記位置合わせ基準を一致させるように、前記２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう位置合わせ部とをそなえ、
該位置合わせ基準決定部が、
各指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を前記位置合わせ基準として決定する紋様中心決定部を含んで構成され、
該紋様中心決定部が、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえて構成され、
該補助線作成部が、前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、
該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴とする、紋様位置合わせ装置。
【請求項４】
照合用指紋状紋様から抽出された照合用特徴点と登録用指紋状紋様から予め抽出された登録特徴点との照合を行なう紋様照合装置であって、
前記照合用指紋状紋様を入力する紋様入力部と、
該紋様入力部により入力された前記照合用指紋状紋様の位置合わせ基準を決定する位置合わせ基準決定部と、
該紋様入力部により入力された前記照合用指紋状紋様から前記照合用特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
前記登録特徴点と、前記登録用指紋状紋様の位置合わせ基準（以下、登録位置合わせ基準という）とを含む登録データを取得する登録データ取得部と、
該位置合わせ基準決定部によりそれぞれ決定された前記照合用位置合わせ基準と該登録データ取得部により取得された前記登録位置合わせ基準とをそれぞれ一致させるように、前記照合用指紋状紋様もしくは前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせを行なう位置合わせ部と、
該位置合わせ部による位置合わせ完了後に前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合を行なう照合部とをそなえ、
該位置合わせ基準決定部が、前記照合用指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を前記照合用位置合わせ基準として決定する紋様中心決定部を含んで構成されるとともに、前記登録位置合わせ基準が前記登録指紋状紋様の中心を含み、
該紋様中心決定部が、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえて構成され、
該補助線作成部が、前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、
該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴とする、紋様照合装置。
【請求項５】
各指紋状紋様から特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
該位置合わせ部による位置合わせ完了後に該特徴点抽出部により前記２つの指紋状紋様からそれぞれ抽出された特徴点の照合を行なう照合部と、
前記２つの指紋状紋様の位置合わせ状態を改善するように、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方を移動調整するための移動調整量を、該照合部による照合結果に基づいて算出する移動調整量算出部と、
該移動調整量算出部により算出された前記移動調整量だけ、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方を移動させ、該位置合わせ部による位置合わせ結果の調整を行なう位置調整部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項３記載の紋様位置合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋等の生体情報を用いて個人認証を行なうシステム等において、指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定装置、及び、指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を決定する紋様方向決定装置、並びに、２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう紋様位置合わせ装置、及び、照合用指紋状紋様から抽出された照合用特徴点と登録用指紋状紋様から予め抽出された登録特徴点との照合を行なう紋様照合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータが広範な社会システムの中に導入されるに伴い、セキュリティに関心が集まっている。従来、コンピュータ室への入室や端末利用の際の本人確認手段として、ＩＤカードやパスワードが用いられてきた。しかし、それらにはセキュリティの面で多くの課題が残されている。
【０００３】
パスワードよりも信頼性の高い本人確認手段として、生体情報を利用した個人認証技術が注目されている。個人固有の生体情報を用いて本人確認をすると、その信頼性は非常に高いものとなる。
本人確認に利用できる生体情報の一つに指紋がある。指紋は、『万人不同』・『終生不変』という二大特徴を持つといわれ、本人確認の有力な手段と考えられている。近年では、指紋を用いた個人認証に関して多くの研究開発が行なわれている。
【０００４】
指紋とは、人間の指先に存在する細かな凹凸である。凸部の連なりを隆線という。隆線は、人によって固有な、様々な紋様を形成している。隆線をたどっていくと、二つに分かれる点(分岐点)や、行き止まりの点(端点)にぶつかる。この分岐点や端点の分布は、人により全く異なるため、指紋の特徴点とよばれる。このような特徴点の分布状態の照合は、個人を特定するための有力な手段として用いられている。指紋照合に際しては、これらの特徴点の位置，種類，方向等の属性を比較して、これらの属性が一致しているかどうかを確かめ、同一な指紋であるかどうかを調べている。
【０００５】
指紋を用いて個人認証を行なうシステムにおいては、各個人の指紋データを予め登録しておく。つまり、そのシステムの利用者（個人）は、所定の装置により指紋画像等の指紋生情報を入力し、その指紋生情報から特徴点データ等の指紋データを抽出して登録しておく。そして、照合時に指紋センサによって指紋画像が入力されると、その指紋画像から特徴点データを指紋データとして抽出し、上述のごとく予め登録されている指紋データと照合する。
【０００６】
一般に、指紋紋様は、指を特殊な光学系に接触させて得られる像を撮影するＣＣＤカメラや、皮膚の隆起部分のみを検出する静電容量センサなど、様々な指紋センサにより、指紋画像の形で採取される。しかし、同じ指から指紋画像を採取した場合でも、指紋センサに対して指を位置づける際に指の置かれる場所や角度によって、指紋画像に写される指紋紋様の位置や方向がばらついてしまうため、同一の指紋画像が得られることは少ない。すなわち、指紋画像における指紋紋様の位置及び方向は、指紋画像を採取する際の指紋センサに対する指の位置関係及び方向関係に応じて、指紋画像を採取する度に異なる。
【０００７】
従って、指紋を用いて個人認証を行なうシステムにおいて、登録指紋および入力指紋から抽出した特徴点の属性を比較するには、まずこれら２つの指紋画像の間で、写っている指紋紋様の位置合わせを行なわなければならない。すなわち、２つの指紋紋様間の位置関係及び方向関係を検出して、これらの関係に基づき少なくとも一方の指紋画像を移動させることにより、２つの指紋画像を適切に重ね合わせてから、それぞれの特徴点の属性を比較することになる。
【０００８】
従来、２つの指紋画像を適切に重ね合わせるための指紋画像の位置合わせ方法として、幾つかの方法が提案されているが、中でも、２つの指紋紋様間の位置関係及び方向関係に基づき、一方の指紋画像に施すべき平行移動量と回転移動量とを算出する方法が、一般に用いられている。
このうち、平行移動量については、予め２つの指紋画像から指紋紋様の特徴点を抽出した上で、一方の指紋画像を微小距離ずつ様々な方向に平行移動させて他方の指紋画像に重ね合わせ、それぞれの移動距離及び移動方向について二つの指紋画像間における特徴点の照合を行なって、照合結果が最良となる移動距離及び移動方向を平行移動量として採用する方法、並びに、それぞれの指紋画像について指紋紋様の中心（以下、紋様中心という）を後述する方法により決定して、この紋様中心の位置を２つの指紋画像間で比較することにより算出する方法などがある。
【０００９】
一方、回転移動量については、予め２つの指紋画像から指紋紋様の特徴点を抽出した上で、予め平行移動量を求めて重ね合わせた２つの指紋画像について、後述する方法により決定した紋様中心を回転の中心として、一方の指紋画像を他方の指紋画像に対して微小角度ずつ回転させ、それぞれの回転角度について２つの指紋画像間での特徴点の照合を行なって、照合結果が最良となる回転角度を回転移動量として採用する方法などが用いられている。
【００１０】
ところで、前述したように、指紋画像の位置合わせに際して、紋様中心を位置合わせの基準として用いることが、一般的に行われている。このような位置合わせを行なう場合、複数の指紋画像の各々に対する共通の指紋紋様の位置の基準として、紋様中心が予め決定される。
こうした紋様中心決定方法としては、指紋紋様を構成する隆線などの曲線（以下、紋様曲線という）について、指紋画像上の様々な位置における各紋様曲線の曲率を求め、この曲率が最大となる点を紋様中心として探索する方法、並びに、指紋画像上の様々な位置における各紋様曲線の方向を求め、この紋様曲線の方向を用いて紋様中心を決定する方法などが提案されている。
【００１１】
このうち、後者の、紋様曲線の方向を用いて紋様中心を決定する方法について、図３７〜図４０を用いて説明する。なお、図３７は、指紋画像における紋様曲線の方向の分布例を模式的に示すとともに、その方向を用いて紋様中心を決定する方法を説明するための図で、図３８は指紋紋様の中心付近における代表的な紋様曲線の方向分布を示すとともに、紋様中心を決定する際に用いられるテンプレートの例を示す図、図３９は紋様曲線の方向の種類を示す図、図４０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はいずれも２つの紋様曲線の方向を比較する方法を説明するための図である。
【００１２】
図３７では、指紋画像を数画素四方のブロックに分割し、各ブロック内に存在する紋様曲線の方向をブロック毎に示している。なお、この図３７に於いて、各ブロックにおける紋様曲線の方向は、図３９に示す様な、１８０度を８等分した単位（方向１〜方向８）のいずれか一つにより代表して示されている。つまり、図３７では、各ブロックを通過する紋様曲線の方向に最も近い方向が、図３９に示す８種類の方向１〜方向８の中から選択され、選択された方向が、各ブロックを通過する紋様曲線の方向を代表するものとして示されている。
【００１３】
ここで、指紋紋様の中心付近における紋様曲線の方向には、特有の分布形状があることが知られている。指紋紋様の中心付近では、紋様曲線の曲率が大きいため紋様曲線の方向の変化が激しく、図３８に示すように特有の分布を示す。なお、この図３８に於いても、各ブロックにおける紋様曲線の方向は、上述の図３７と同様に示されている。また、図３８の中央に表示されている黒色の四角形が、指紋紋様の中心Ｏである。
【００１４】
そして、図３７で示される指紋画像における指紋紋様の紋様中心を決定する際には、図３７で示される指紋画像の紋様曲線の方向分布の中から、図３８で示される指紋紋様の中心付近における代表的な紋様曲線の方向分布に近い分布を持つ場所を探せばよい。具体的には、図３８で示される指紋紋様の中心付近における代表的な紋様曲線の方向分布を有するテンプレート（６×１０のブロックを有するマトリックス）を用意して、このテンプレートＴＰにより、図３７に矢印で示すごとく、指紋画像を走査していく。つまり、テンプレートＴＰのブロックと指紋画像のブロックとがちょうど重なり合うようにテンプレートＴＰの位置を少しずつずらしながらテンプレートＴＰを指紋画像に順次重ね合わせていき、テンプレートＴＰの各位置について、指紋画像の各ブロックに於ける紋様曲線の方向とテンプレートＴＰの対応する各ブロックに於ける紋様曲線の方向との差の総計を求める。
【００１５】
具体的には、それぞれ図３９において説明した１８０度を８等分した単位で表されている、指紋画像の各ブロックに於ける紋様曲線の方向と、テンプレートＴＰの対応する各ブロックに於ける紋様曲線の方向との差を、今度は９０度を４等分した単位で求める。例えば、図４０（Ａ）は、方向０の曲線ｌ１と方向１の曲線ｌ２とを比較した場合を示しているが、これらの方向の差は１として求められることになる。同様に、図４０（Ｂ）では、曲線ｌ３の方向（０）と曲線ｌ４の方向（４）との差として、４という値が求められる。さらに、図４０（Ｃ）においては、方向０の曲線ｌ５と方向７の曲線ｌ６とを比較しているが、これらの方向の差は、小さい方の交差角に対応する値、すなわち１として求められる。
【００１６】
上述の手法により、テンプレート各ＴＰの位置について求めた指紋画像の各ブロックに於ける紋様曲線の方向とテンプレートＴＰの対応する各ブロックに於ける紋様曲線の方向との差を求め、この差をテンプレートＴＰの全ブロックについて総計する。この紋様曲線の方向の差の総計が最小となるテンプレートＴＰの位置に於いて、テンプレートＴＰの紋様中心候補点（テンプレートＴＰの中央に表示されている黒色の四角形）と重なる指紋画像上の点が、指紋画像における指紋紋様の中心として決定される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の紋様中心決定方法においては、指紋画像上の様々な位置に於ける紋様曲線の曲率や方向を求める必要があるので、計算が複雑化して計算量が膨大となり、演算時間がかかってしまう。従って、このような紋様中心決定方法を用いて指紋画像の位置合わせや照合を行なった場合、その位置合わせや照合に多大な時間や手間がかかってしまう。
【００１８】
また、指紋紋様の位置（紋様中心）のみならずその方向についても、複数の指紋画像の各々に対して何らかの共通の基準を設定することができれば、その基準方向に基づいて指紋画像の位置合わせや照合をより短時間におこなえるようになるものと考えられる。こうした目的から、指紋紋様の位置合わせの基準となる方向を定義して、その方向を短時間で正確に算出できるようにすることが望まれている。
【００１９】
一方、指紋画像の位置合わせ方法や照合方法に用いられている、従来の指紋画像の平行移動量の算出方法においては、指紋画像を微小距離ずつ平行移動しながら何度も指紋照合を行なうことによって最適な平行移動量を探索したり、上述の様に指紋画像上の様々な位置に於ける紋様曲線の曲率や方向を求めることによって平行移動量を算出したりしているので、計算が複雑化して計算量が膨大となり、演算時間がかかる。
【００２０】
また、同じく指紋画像の位置合わせ方法や照合方法に用いられる、従来の指紋画像の回転移動量の算出方法においても、指紋画像を微小角度ずつ回転移動しながら何度も指紋照合を行なうことによって最適な回転移動量を探索しているので、計算が複雑化して計算量が膨大となり、演算時間がかかる。
従って、上述の様な手法により平行移動量や回転移動量を算出して指紋画像の位置合わせを行なう従来の指紋画像の位置合わせ方法や照合方法では、指紋画像の位置合わせや照合のために多くの演算時間を費やさねばならないという課題がある。
【００２１】
さらに、複数の指紋画像について確実に照合や合成を行なうためには、それらの指紋画像についてできるだけ正確な位置合わせを行なう必要がある。従って、複数の指紋画像について何らかの手法を用いて位置合わせを行なった結果についても、それをできるだけ簡単な手法でより精密に補正できる様な方法が求められている。
【００２２】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、指紋状紋様の中心を短時間で正確に決定できるようにした紋様中心決定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、指紋状紋様の方向を短時間で正確に決定できるようにした紋様方向決定装置を提供することを目的とする。
【００２３】
さらに、本発明は、複数の指紋状紋様の位置合わせや照合を短時間で正確に行なえるようにした紋様位置合わせ装置を提供することを目的とする。
加えて、本発明は、複数の指紋状紋様の位置合わせや照合を短時間で正確に行なえるようにした紋様照合装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の紋様中心決定装置は、指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定装置であって、前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえ、該補助線作成部が、前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明の紋様方向決定装置は、指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を決定する紋様方向決定装置であって、前記指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定部と、該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定する基準点決定部と、該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心と該基準点決定部により決定された前記基準点とを通る基準直線の方向を、前記紋様方向として決定する方向決定部とをそなえ、該紋様中心決定部が、前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえ該補助線作成部が、前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴としている。
【００２６】
さらに、本発明の紋様位置合わせ装置は、２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう紋様位置合わせ装置であって、各指紋状紋様における指紋状紋様の位置合わせ基準を決定する位置合わせ基準決定部と、該位置合わせ基準決定部により決定された前記２つの指紋状紋様の前記位置合わせ基準を一致させるように、前記２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう位置合わせ部とをそなえ、該位置合わせ基準決定部が、各指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を前記位置合わせ基準として決定する紋様中心決定部を含んで構成され、該紋様中心決定部が、前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえて構成され、該補助線作成部が、前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴としている。
また、本発明の紋様位置合わせ装置は、各指紋状紋様から特徴点を抽出する特徴点抽出部と、該位置合わせ部による位置合わせ完了後に該特徴点抽出部により前記２つの指紋状紋様からそれぞれ抽出された特徴点の照合を行なう照合部と、前記２つの指紋状紋様の位置合わせ状態を改善するように、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方の移動調整量を、該照合部による照合結果に基づいて算出する移動調整量算出部と、該移動調整量算出部により算出された前記移動調整量だけ、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方を移動させ、該位置合わせ部による位置合わせ結果の調整を行なう位置調整部とをそなえて構成されてもよい。
【００２８】
また、本発明の紋様照合装置は、照合用指紋状紋様から抽出された照合用特徴点と登録用指紋状紋様から予め抽出された登録特徴点との照合を行なう紋様照合装置であって、前記照合用指紋状紋様を採取して入力する紋様入力部と、該紋様入力部により入力された前記照合用指紋状紋様の位置合わせ基準を決定する位置合わせ基準決定部と、該紋様入力部により入力された前記照合用指紋状紋様から前記照合用特徴点を抽出する特徴点抽出部と、前記登録特徴点と前記登録用指紋状紋様の位置合わせ基準（以下、登録位置合わせ基準という）とを含む登録データを取得する登録データ取得部と、該位置合わせ基準決定部によりそれぞれ決定された前記照合用位置合わせ基準と該登録データ取得部により取得された前記登録位置合わせ基準とをそれぞれ一致させるように、前記照合用指紋状紋様もしくは前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせを行なう位置合わせ部と、該位置合わせ部による位置合わせ完了後に前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合を行なう照合部とをそなえ、該位置合わせ基準決定部が、前記照合用指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を前記照合用位置合わせ基準として決定する紋様中心決定部を含んで構成されるとともに、前記登録位置合わせ基準が前記登録指紋状紋様の中心を含み、該紋様中心決定部が、前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえて構成され、該補助線作成部が、前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
〔１〕本発明の一実施形態としての紋様中心決定装置の説明
〔１−１〕本実施形態の紋様中心決定装置の構造の説明
図１は、本発明の一実施形態としての紋様中心決定装置の機能構成を示すブロック図であり、この図１に示す本実施形態の紋様中心決定装置１は、補助線作成部１１，中心決定部１２を有して構成されている。
【００３３】
なお、本実施形態の紋様中心決定装置１は、図２に示すような、パソコン等のコンピュータシステムにより実現されるものである。なお、図２は、本発明の各実施形態としての紋様中心決定装置，紋様方向決定装置，紋様位置合わせ装置および紋様照合装置が実現されるシステムの機能構成を示すブロック図である。この図２に示すコンピュータシステム１００は、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）１００−１，リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１００−２，ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１００−３，バスライン１００−４，入出力インターフェース１００−５を有して構成されるとともに、上記入出力インターフェース１００−５を介して、キーボード１０１，マウス１０２，ディスプレイ１０３，プリンタ１０４，スキャナ１０５，通信ネットワーク１０６，外部記憶装置１０７，記録媒体用ドライブ１０８が接続されている。
【００３４】
ここで、ＲＡＭには、補助線作成部１１，中心決定部１２を実現するためのアプリケーションプログラムが格納されており、ＣＰＵ１００−１が、上記アプリケーションプログラムを実行することにより、補助線作成部１１，中心決定部１２としての機能（各々の機能については後述する。）が実現され、本実施形態の紋様中心決定装置１が実現されるようになっている。
【００３５】
この本実施形態の紋様中心決定装置１を実現するためのプログラムは、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、コンピュータは、その記録媒体からフレキシブルディスクドライブ，ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記録媒体用ドライブ１０８を介してプログラムを読み取って、内部記憶装置（ＲＯＭ１００−２やＲＡＭ１００−３）または外部記憶装置１０７に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば通信ネットワーク１０６を介してコンピュータシステム１００と接続された別の記憶装置に記録しておき、その記憶装置から通信ネットワーク１０６を通じてコンピュータシステム１００に提供してもよい。
【００３６】
そして、本実施形態の紋様中心決定装置１としての機能をコンピュータにより実現する際には、内部記憶装置（ＲＯＭ１００−２やＲＡＭ１００−３）に格納された上記プログラムがコンピュータのマイクロプロセッサ（例えばＣＰＵ１００−１）によって実行される。このとき、上述の記録媒体に記録されたプログラムを、マイクロプロセッサが記録媒体用ドライブ１０８を介して読み取って、直接実行してもよい。
【００３７】
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーションシステムとを含む概念であり、オペレーションシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。また、オペレーションシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえている。
【００３８】
上記アプリケーションプログラムは、このようなコンピュータに、補助線作成部１１，中心決定部１２としての機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくオペレーションシステムによって実現されてもよい。
さらに、本実施形態における記録媒体としては、上述したフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスクのほか、ＩＣカード，ＲＯＭカートリッジ，磁気テープ，パンチカード，コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ），外部記憶装置等や、バーコードなどの符号が印刷された印刷物等の、コンピュータ読み取り可能な種々の媒体を利用することができる。また、この記録媒体の種類に併せて、記録媒体用ドライブ１０８としても、種々の記録媒体用ドライブを利用することができる。
【００３９】
さて、図１に示す紋様中心決定装置１は、生体情報を用いて個人認証を行なうシステム等において、指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定するものである。
ここで、指紋状紋様とは、指紋曲線によって形成される指紋紋様など、人間や動物の個体識別に用いられる生体情報であって、各個体に特有の形状を有する紋様のことを指す。形状としては、複数の楕円状曲線や波状曲線の集合であり、少なくとも部分的に、概ね楕円形の同心円状に並んだ円弧状曲線の集合が見られるものをいう。
【００４０】
また、指紋状紋様の中心とは、指紋状紋様において少なくとも部分的に見られる、概ね同心円状に並んだ円弧状曲線の集合において、その同心円のほぼ中心に相当する点と定義することができる。勿論、この定義は必ずしも正確なものではない。上述したように、指紋状紋様は各個体毎に異なる固有の形状を有するため、概ね同心円状に並んだ円弧状曲線の集合といっても形状のばらつきが大きく、その形状を正確な同心円と呼ぶのは不可能な場合が多いからである。但し、同一の指紋状紋様であれば、この紋様中心は一義的に定義できるため、常にほぼ同じ位置に決定することができる。本実施形態によって求められる紋様中心は、紋様方向（定義については後述する。）の決定および二つの指紋状紋様の位置合わせに利用されるので、同一の指紋状紋様に対して常にほぼ同じ位置に決定されれば、その機能は十分に果たせる。
【００４１】
さて、本実施形態の紋様中心決定装置１による紋様中心の決定対象となる指紋状紋様は、図２に示す内部記憶装置（ＲＯＭ１００−２やＲＡＭ１００−３）や外部記憶装置１０７に格納された紋様画像入力用プログラムをＣＰＵ１００−１で実行することにより、上述のコンピュータシステム１００に接続されたスキャナ１０５を介して紋様画像の形で採取され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様中心決定装置１）に入力される。また、上述の通信ネットワーク１０６，外部記憶装置１０７，記録媒体用ドライブ１０８を通じて、紋様画像又は紋様画像から抽出した特徴点などのデータ（紋様データ）の形で提供され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様中心決定装置１）に入力されてもよい。
【００４２】
このような図１の紋様中心決定装置１において、補助線作成部１１は、紋様中心の決定対象となる指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成するものである。
図３は、本実施形態における補助線作成部１１の機能構成を示すブロック図である。この図３に示すように、補助線作成部１１は、始点設定部１１−１，基準円作成部１１−２，基準円交点算出部１１−３，交点抽出部１１−４，終点算出部１１−５，線分作成部１１−６を有して構成されている。
【００４３】
ここで、始点設定部１１−１は、指紋状紋様における任意の一点を始点として設定するもので、基準円作成部１１−２は、始点設定部１１−１により設定された始点を中心として所定半径の基準円を作成するもので、基準円交点算出部１１−３は、基準円作成部１１−２により作成された基準円と指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出するものである。
【００４４】
また、交点抽出部１１−４は、基準円交点算出部１１−３により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出するもので、法線方向算出部１１−４１，接線方向算出部１１−４２，角度差検出部１１−４３を有して構成されている。
ここで、法線方向算出部１１−４１は、基準円交点算出部１１−３により算出された交点のうち、始点に対して特定方向側に存在する交点における基準円の法線方向を算出するもので、接線方向算出部１１−４２は、基準円交点算出部１１−３により算出された交点のうち、始点に対して特定方向側に存在する交点における各紋様曲線の接線方向を算出するもので、角度差検出部１１−４３は、法線方向算出部１１−４１により算出された法線方向と接線方向算出部１１−４２により算出された接線方向との角度差を算出するものである。
【００４５】
以上のような構成を有するとともに、交点抽出部１１−４は、角度差算出部１１−４３により算出された角度差に基づいて、基準円交点算出部１１−３により算出された交点の中から、上述した２つの交点を抽出するように構成されている。
また、終点算出部１１−５は、交点抽出部１１−４により抽出された２つの交点の中点を終点として算出するもので、線分作成部１１−６は、始点設定部１１−１により設定された始点と終点算出部１１−５により算出された終点とを結ぶ線分を作成するものである。
【００４６】
以上のような構成を有するとともに、補助線作成部１１は、始点設定部１１−１により終点を始点として再設定しながら前記の基準円作成部１１−２，基準円交点算出部１１−３，交点抽出部１１−４，終点算出部１１−５および線分作成部１１−６により線分を繰り返し作成することにより、連続した線分の集合として補助線を作成するように構成されている。
【００４７】
また、補助線作成部１１は、基準円交点算出部１１−３による基準円と紋様曲線との交点の算出結果に基づいて、始点に対して特定方向に基準円と紋様曲線との交点が存在するか否かの判断を行ない、交点が存在すると判断された場合には、前記の基準円作成部１１−２，基準円交点算出部１１−３，交点抽出部１１−４，終点算出部１１−５および線分作成部１１−６による処理を繰り返しながら補助線の作成を続けるとともに、交点が存在しないと判断された場合には、現在作成中の補助線の作成処理をその時点で終了するようになっている。
【００４８】
さらに、補助線作成部１１は、予め与えられた２以上の数の補助線を作成すると、それ以上の補助線の作成処理を終了し、補助線の作成処理の結果を処理対象の指紋状紋様とともに、図１に示す中心決定部１２に送るように構成されている。
この中心決定部１２は、補助線作成部１１により作成された２本以上の補助線の交点に基づいて紋様中心を決定するもので、補助線交点算出部１２１，最密点算出部１２２を有して構成されている。
【００４９】
ここで、補助線交点算出部１２１は、補助線作成部１１により作成された２本以上の補助線の交点を求めるもので、最密点算出部１２２は、補助線交点算出部１２１により算出された交点が最も密集する最密点を、紋様中心として算出するものである。
〔１−２〕本実施形態の紋様中心決定装置の動作の説明
次に、図４に示すフローチャート（Ａ１〜Ａ３）を参照しながら、本実施形態の紋様中心決定装置により実行される紋様中心決定手順（本実施形態の紋様中心決定手順）について説明する。
【００５０】
紋様中心の決定対象となる指紋状紋様が、上述した紋様画像又は紋様データの形で、本実施形態の紋様中心決定装置１に入力されると、まず、補助線作成部１１により、指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し、各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線が作成される（ステップＡ１）。上述したように、指紋状紋様は少なくとも部分的に、概ね同心円状に並んだ円弧状曲線の集合を有しているから、各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する補助線を作成すれば、その補助線は同心円の中心（ひいては、紋様中心）付近を通過する可能性が高いのである。
【００５１】
ここで、補助線作成部１１による補助線の作成手順（ステップＡ１）について、図５，図６（Ａ）および（Ｂ）を用いて詳細に説明する。なお、図５は、本実施形態における補助線作成手順を示すフローチャート（Ｂ１〜Ｂ１０）、図６（Ａ）および（Ｂ）はいずれも、本実施形態における補助線作成手法を説明するための図である。
【００５２】
まず、始点設定部１１−１により、指紋状紋様における任意の一点が始点（図６（Ａ）および（Ｂ）のＳ）として設定される（図５ステップＢ１）。ここで、最初に始点Ｓとして設定すべき任意の一点は、指紋状紋様を形成する紋様曲線上の点に限らず、指紋状紋様内に含まれる点であれば何処でも構わない。但し、上述したように、本実施形態における補助線作成手法は、指紋状紋様が少なくとも部分的に有している、円弧状曲線の集合が概ね同心円状に並んだ形状を利用するものであるから、その同心円状に並んだ円弧状曲線の集合に含まれる若しくは近接する部分に設定することが望ましい。例えば、指紋状紋様として指紋紋様を用いる場合には、円弧状曲線の集合が概ね同心円状に並んだ形状がほぼ確実に見られる、指先に近い部分に設定するのがよい。
【００５３】
次に、基準円作成部１１−２により、ステップＢ１で設定された始点Ｓを中心として所定半径ｒの基準円（図６（Ａ）のＣ）が作成される（ステップＢ２）。ここで、基準円Ｃと紋様状曲線とが複数箇所で交わるよう、基準円Ｃの半径ｒは指紋状紋様の種類に応じて予め適切に定めておく。
続いて、基準円交点算出部１１−３により、ステップＢ２で作成された基準円Ｃと指紋状紋様を形成する紋様曲線（図６（Ａ）のｌ１〜ｌ３）との交点（図６（Ａ）のＮ０〜Ｎ５）が算出される（ステップＢ３）。
【００５４】
次に、この算出結果に基づいて、始点に対して特定方向側に基準円Ｃと紋様曲線ｌ１〜ｌ３との交点Ｎ０〜Ｎ５が存在するか否かが判断され（ステップＢ４）、存在すると判断された場合には交点抽出部１１−４による次の処理に進む（ステップＢ４のＹＥＳルート）。なお、存在しないと判断された場合の処理については後述する。
【００５５】
ここで、以下の本実施形態の説明を通じて、特定方向側とは、補助線が紋様中心付近を通過するような補助線の進行方向のことをいう。上述の紋様中心の定義に基づいて、指紋状紋様において紋様中心が存在する場所はある程度推定することが可能である。例えば、図６（Ｂ）では、始点Ｓを指紋状紋様Ｆの左上方に設定しているが、この場合、同心円の中心に当たる紋様中心Ｏは始点Ｓ１よりも右下方に存在すると推定される。従って、始点Ｓの右下方向側を特定方向側として、この方向側に基準円Ｃと紋様曲線との交点が存在するか否かが判断されることになる。
【００５６】
続いて、ステップＢ４で始点Ｓに対して特定方向側に存在すると判断された交点（図６（Ａ）の場合はＮ１〜Ｎ４）について、法線方向算出部１１−４１により、その交点Ｎ１〜Ｎ４における基準円Ｃの法線方向（図６（Ａ）のベクトルａ１〜ａ４）が算出されるとともに、接線方向算出部１１−４２により、その交点における各紋様曲線ｌ１〜ｌ３の接線方向（図６（Ａ）のベクトルｂ１〜ｂ４）が算出される（ステップＢ５）。
【００５７】
ここで、推奨される紋様曲線の接線方向の決定手法について、図７を使って説明する。紋様曲線ｌの点Ａにおける接線方向を決定する際には、まず、点Ａから紋様曲線ｌを辿って両側にそれぞれ所定距離ｄ離れた点Ｂ，Ｃを求める。次いで、これらの点Ｂ，Ｃを通る直線ｍを作成し、この直線ｍの方向を、紋様曲線ｌの点Ａにおける接線方向とする。このように紋様曲線の接線方向を決定することで、演算が簡単になるとともに、紋様曲線の局所的な変動に影響されることなく、より大局的な紋様曲線の接線方向を確実に決定することができる。勿論、他の手法を用いても、本実施形態の紋様中心決定手順を行なうことは可能である。
【００５８】
次に、角度差算出部１１−４３により、ステップＢ４で始点Ｓに対して特定方向側に存在すると判断された各交点Ｎ１〜Ｎ４について、ステップＢ５で算出された前記基準円Ｃの法線方向ａ１〜ａ４と前記紋様曲線ｌ１，ｌ２の接線方向ｂ１〜ｂ４との角度差（図６（Ａ）のθ１〜θ４）が算出される（ステップＢ６）。
【００５９】
続いて、ステップＢ６で算出された各交点Ｎ１〜Ｎ４の角度差θ１〜θ４に基づいて、ステップＢ４で始点Ｓに対して特定方向側に存在すると判断された交点Ｎ１〜Ｎ４の中から、２つの交点が抽出される（ステップＢ７）。具体的には、ステップＢ５で算出された角度差θ１〜θ４の大きい順に二つの交点（図６（Ａ）ではＮ２，Ｎ３）を抽出する。
【００６０】
次に、終点算出部１１−５により、ステップＢ５〜ステップＢ７で抽出された２つの交点Ｎ２，Ｎ３の中点が終点Ｅ（図６（Ａ）参照）として算出される（ステップＢ８）。
最後に、線分作成部１１−６により、ステップＢ１で設定された始点ＳとステップＢ８で算出された終点Ｅとを結ぶ線分ｐ（図６（Ａ）参照）が作成される（ステップＢ９）。
【００６１】
その後、始点設定部１１−１により、ステップＢ８で決定された終点Ｅが始点Ｓとして再設定され（ステップＢ１０）、上述のステップＢ２〜Ｂ１０までの処理が繰り返されることにより、前記線分ｐが連続して繰り返し作成され、この連続した線分ｐの集合として、補助線Ｐ（図６（Ｂ）参照）が作成されることになる。
【００６２】
一方、基準円交点算出部１１−３により、始点Ｓに対して特定方向側に基準円Ｃと紋様曲線との交点が存在しないと判断された場合には、現在作成中の補助線Ｐの作成処理が終了される（ステップＢ４のＮＯルート）。
幾つかの始点（図６（Ｂ）のＳ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を設定して上述の手順を繰り返すことにより、図４のステップＡ１では、２以上の補助線（図６（Ｂ）のＰ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）が作成されることになる。そして、予め与えられた２以上の数の補助線Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が作成されると、ステップＡ１における補助線の作成処理は終了し、中心決定部１２による処理へと移行する。
【００６３】
中心決定部１２では、ステップＡ１で作成された２本以上の補助線の交点に基づいて、処理対象の指紋状紋様の紋様中心が決定される（ステップＡ２）。
具体的には、補助線交点算出部１２１により、ステップＡ１で作成された２本以上の補助線の各々間の交点が算出されるとともに、最密点算出部１２２により、指紋状紋様上で前記交点が最も密集する最密点が、前記紋様中心Ｏとして算出される。上述したように、各々の補助線は同心円の中心（ひいては、紋様中心Ｏ）付近を通過するように作成されているので、異なる始点から作成されたこれらの補助線間の交点の最密点を求めれば、その最密点は同心円の中心とほぼ一致する。
【００６４】
ここで、２つの補助線が途中で交わった後、同じ軌跡を描いて進んでいく場合には、２つの補助線の軌跡が重なり始めた点，すなわち、２つの補助線が始めて交わった点が、補助線間の交点として採用される。
また、補助線間交点の最密点は、補助線間交点が存在する領域において、各補助線間交点の集合密度が最も大きくなる点として決定される。補助線間交点の集合密度は、補助線間交点が存在する領域内の任意の点について、その点を中心とした所定の半径の円を作成し、作成した円領域内に含まれる補助線間交点の数として決定される。
【００６５】
なお、各補助線間交点について補助線間交点の集合密度を求め、この集合密度が最も大きくなる補助線間交点を、補助線間交点の最密点（すなわち、紋様中心）として決定することもできる。この場合、各補助線間交点を中心として所定半径の円を作成し、作成した円領域内に含まれる他の補助線間交点の数を、各補助線間交点における集合密度として決定すればよい。このような構成によって、演算量を削減し、より高速に補助線間交点の最密点を求めることができる。
【００６６】
このように、本実施形態の紋様中心決定装置１および紋様中心決定手順は、局所的な紋様方向を利用して補助線Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を作成し、これに基づいて紋様中心Ｏを決定しているので、紋様中心Ｏの決定処理の内容を指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しに限定することができる。よって、従来の手法と比較して紋様中心Ｏの決定処理に係る計算量を大幅に削減することが可能となり、紋様中心Ｏを高速かつ確実に決定することができる。
【００６７】
また、複数の補助線Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の交点の最密点を紋様中心Ｏとして求めることにより、誤差の少ない正確な紋様中心Ｏを決定することができる。
さらに、基準円作成，基準円交点算出，交点抽出，終点算出および線分作成という一連の処理によって線分ｐを繰り返し作成し、連続した線分ｐの集合として補助線Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を作成することにより、限られた種類の単純な演算の繰り返しによって補助線Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を作成することが可能となるため、少ない計算量で高速かつ確実に紋様中心Ｏを決定することができる。
【００６８】
加えて、基準円Ｃと紋様曲線との交点における基準円Ｃの法線方向と紋様曲線の接線方向との角度差に基づき２つの交点を抽出することにより、更なる計算量の削減を図ることができる。
〔１−３〕その他
図８は、本実施形態の紋様中心決定装置における補助線作成部の第1変形例の機能構成を示すブロック図であり、上述した補助線作成部１１に代えて、この図８に示す補助線作成部１１’を紋様中心決定装置1にそなえてもよい。ここで、この図８に示す補助線作成部１１’は、第１補助点設定部１１’−１，始点算出部１１’−２，補助線分作成部１１’−３，垂直二等分線作成部１１’−４，垂直二等分線交点算出部１１’−５，節点算出部１１’−６，直線作成部１１’−７，第２補助点算出部１１’−８，終点算出部１１’−９，第１線分作成部１１’−１０，第２線分作成部１１’−１１を有して構成されている。
【００６９】
なお、本変形例の補助線作成部１１’がそなえられる紋様中心決定装置１の他の構成要素は、図１および３〜７を使って上述した先の実施形態の紋様中心決定装置１と基本的に同一であるので、説明を省略する。すなわち、図１に示した先の実施形態としての紋様中心決定装置１の補助線作成部１１に、本実施形態における補助線作成部１１’が取って代わることになる。また、本変形例の補助線作成部１１’がそなえられる紋様中心決定装置１が、図２を使って説明したコンピュータシステム１００により実現されるものであることも、先の実施形態の紋様中心決定装置１と同一である。
【００７０】
ここで、第１補助点設定部１１’−１は、指紋状紋様を成す任意の一紋様曲線上における任意の２点を２つの第１補助点として設定するもので、始点算出部１１’−２は、第１補助点設定部１１’−１により設定された前記２つの第１補助点の中点を始点として算出するもので、補助線分作成部１１’−３は、第１補助点設定部１１’−２により設定された２つの第１補助点を結ぶ補助線分を作成するもので、垂直二等分線作成部１１’−４は、補助線分作成部１１’−３により作成された前記補助線分の垂直二等分線を作成するものである。
【００７１】
また、垂直二等分線交点算出部１１’−５は、始点に対して特定方向側に、垂直二等分線作成部１１’−４により作成された垂直二等分線と指紋状紋様を成す紋様曲線との交点が存在するか否かを判断するとともに、存在すると判断した場合にはその中で始点に最も近接する交点を算出し、存在しないと判断された場合には補助線作成部１１’における現在の補助線の作成処理をその時点で終了するものである。
【００７２】
さらに、節点算出部１１’−６は、垂直二等分線交点算出部１１’−５により算出された交点から特定方向側に所定の距離だけ離れた垂直二等分線上の点を節点として算出するもので、直線作成部１１’−７は、節点算出部１１’−６により算出された節点を通り且つ垂直二等分線と直交する直線を作成するもので、第２補助点算出部１１’−８は、直線作成部１１’−７により作成された直線と指紋状紋様を成す紋様曲線との交点のうち、節点の両側においてそれぞれ節点に最も近接する２つの交点を、第２補助点として算出するもので、終点算出部１１’−９は、第２補助点算出部により算出された２つの第２補助点の中点を終点として算出するもので、第１線分作成部１１’−１０は、始点算出部１１’−２により算出された始点と節点算出部１１’−６により算出された節点とを結ぶ第１線分を作成するもので、第２線分作成部１１’−１１は、節点算出部１１’−６により算出された節点と終点算出部１１’−９により算出された終点とを結ぶ第２線分を作成するものである。
【００７３】
以上のような構成を有するとともに、補助線作成部１１’は、第１補助点設定部１１’−１により２つの第２補助点を２つの第１補助点として再設定しながら前記の始点算出部１１’−２，補助線分算出部１１’−３，垂直二等分線作成部１１’−４，垂直二等分線交点算出部１１’−５，節点算出部１１’−６，直線作成部１１’−７，第２補助点算出部１１’−８，終点算出部１１’−９，第１線分作成部１１’−１０および第２線分作成部１１’−１１により前記第１線分および前記第２線分を交互に繰り返し作成し、交互に連続した線分の集合として補助線を作成するように構成されている。
【００７４】
さらに、補助線作成部１１’は、先の実施形態における補助線作成部１１と同様、予め与えられた２以上の数の補助線を作成すると、それ以上の補助線の作成処理を終了し、補助線の作成処理の結果を処理対象の指紋状紋様とともに、図１に示す中心決定部１２に送るように構成されている。
以上の様に構成された補助線作成部１１’による補助線の作成手順について、図９，図１０（Ａ）および（Ｂ）を用いて詳細に説明する。なお、図９は、補助線作成部１１’による補助線作成手順を示すフローチャート（Ｃ１〜Ｃ１３）、図１０（Ａ）および（Ｂ）はいずれも、補助線作成部１１’による補助線作成手法を説明するための図である。
【００７５】
図９に示すように、まず、第１補助点設定部１１’−１により、指紋状紋様を成す任意の一紋様曲線上における任意の２点が２つの第１補助点Ａ１，Ａ２（図１０（Ａ）および（Ｂ）参照）として設定される（ステップＣ１）。ここで、最初に第１補助点Ａ１，Ａ２として設定すべき任意の２点は、先の実施形態における補助線作成手順での始点と同様に、同心円状に並んだ円弧状曲線の集合に含まれる若しくは近接する部分に設定することが望ましい。
【００７６】
次に、始点算出部１１’−２により、ステップＣ１で設定された２つの第１補助点Ａ１，Ａ２の中点が始点Ｓ（図１０（Ａ）参照）として算出される（ステップＣ２）。
続いて、補助線分作成部１１’−３により、ステップＣ１で設定された２つの第１補助点Ａ１，Ａ２を結ぶ補助線分ｍ１（図１０（Ａ）参照）が作成される（ステップＣ３）。
【００７７】
さらに、垂直二等分線作成部１１’−４により、ステップＣ３で作成された補助線分ｍ１の垂直二等分線ｍ２（図１０（Ａ）参照）が作成される（ステップＣ４）。
次に、垂直二等分線交点算出部１１’−５により、始点Ｓに対して特定方向側に、ステップＣ４で作成された垂直二等分線ｍ２と指紋状紋様を成す紋様曲線ｌ１〜ｌ３（図１０（Ａ）参照）との交点が存在するか否かが判断され（ステップＣ５）、存在すると判断された場合には次の処理に進む（ステップＣ５のＹＥＳルート）。ここで、特定方向とは、先に説明した実施形態と同様、補助線が紋様中心付近を通過するような補助線の進行方向のことをいう。なお、存在しないと判断された場合の処理については後述する。
【００７８】
さらに、垂直二等分線交点算出部１１’−５により、ステップＣ５で特定方向側に存在すると判断された交点の中から、始点Ｓに最も近接する交点Ｘ（図１０（Ａ）参照）が算出される（ステップＣ６）。
次に、節点算出部１１’−６により、ステップＣ６で算出された交点Ｘから特定方向側に所定距離ｄだけ離れた垂直二等分線ｍ２上の点が節点Ｋ（図１０（Ａ）参照）として算出される（ステップＣ７）。
【００７９】
続いて、直線作成部１１’−７により、ステップＣ７で算出された節点Ｋを通り且つ垂直二等分線ｍ２と直交する直線ｍ３（図１０（Ａ）参照）が作成される（ステップＣ８）。
さらに、第２補助点算出部１１’−８により、ステップＣ８で作成された直線ｍ３と指紋状紋様を成す紋様曲線ｌ１〜ｌ３との交点のうち、節点Ｋの両側においてそれぞれ節点Ｋに最も近接する２つの交点が、第２補助点Ａ３，Ａ４（図１０（Ａ）参照）として算出される（ステップＣ９）。
【００８０】
次に、終点算出部１１’−９により、ステップＣ９で算出された２つの第２補助点Ａ３，Ａ４の中点が終点Ｅ（図１０（Ａ）参照）として算出される（ステップＣ１０）。
最後に、第１線分作成部１１’−１０により、ステップＣ２で算出された始点ＳとステップＣ７で算出された節点Ｋとを結ぶ第１線分ｐ１（図１０（Ａ）参照）が作成されるとともに（ステップＣ１１）、第２線分作成部１１’−１１により、ステップＣ７で算出された節点ＫとステップＣ１０で算出された終点Ｅとを結ぶ第２線分ｐ２（図１０（Ａ）参照）が作成される（ステップＣ１２）。
【００８１】
その後、第１補助点設定部１１’−１により、ステップＣ９で算出された２つの第２補助点Ａ３，Ａ４が２つの第１補助点Ａ１，Ａ２として再設定され（ステップＣ１３）、上述のステップＣ２〜Ｃ１３までの処理が繰り返されることにより、第１線分ｐ１および第２線分ｐ２が交互に連続して繰り返し作成され、この交互に連続した第１線分ｐ１および第２線分ｐ２の集合として、補助線Ｐ（図１０（Ｂ）参照）が作成されることになる。
【００８２】
一方、垂直二等分線交点算出部１１’−５により、始点Ｓに対して特定方向側に垂直二等分線ｍ２と紋様曲線ｌ１〜ｌ３との交点が存在しないと判断された場合には、現在作成中の補助線Ｐの作成処理が終了される（ステップＣ５のＮＯルート）。
複数の始点を設定して上述の手順を繰り返すことにより、本実施形態における補助線作成部１１’によっても、先の実施形態における補助線作成部１１と同様、２以上の補助線が作成される。そして、予め与えられた２以上の数の補助線が作成されると、補助線の作成処理が終了し、次段の中心決定部１２による処理へと移行するのも、先の実施形態と同様である。
【００８３】
図１１は、本実施形態の第２変形例のとしての紋様中心決定装置１における補助線作成部１１”の機能構成を示すブロック図であり、上述した補助線作成部１１や補助線作成部１１’に代えて、図１１に示す１１”を紋様中心決定装置１にそなえてもよい。ここで、この図１１に示す補助線作成部１１”は、始点設定部１１”−１，補助点算出部１１”−２，補助線分作成部１１”−３，直線作成部１１”−４，終点算出部１１”−５，線分作成部１１”−６を有して構成されている。
【００８４】
なお、本変形例の補助線作成部１１”がそなえられる紋様中心決定装置１の他の構成要素も、図１および３〜７を使って上述した先の実施形態の紋様中心決定装置１と基本的に同一であるので、説明を省略する。また、本変形例の補助線作成部１１”がそなえられる紋様中心決定装置１が、図２を使って説明したコンピュータシステム１００により実現されるものであることも、先の実施形態と同一である。
【００８５】
ここで、始点設定部１１”−１は、指紋状紋様を成す任意の一紋様曲線上の任意の１点を始点として設定するもので、補助点算出部１１”−２は、始点設定部１１”−１により設定された始点と同一の紋様曲線上に存在し且つこの紋様曲線に沿って始点からその両側へ向かい所定の距離だけ離れた２点を補助点として算出するもので、補助線分作成部１１”−３は、補助点算出部１１”−２により算出された２つの補助点を結ぶ補助線分を作成するもので、直線作成部１１”−４は、始点設定部１１”−１により設定された始点を通り且つ補助線分作成部１１”−３により作成された補助線分と直交する直線を作成するものである。
【００８６】
また、終点算出部１１”−５は、始点に対して特定方向側に、直線作成部１１”−４により作成された直線と指紋状紋様を成す紋様曲線との交点が存在するか否かを判断するとともに、存在すると判断した場合にはその中で始点に最も近接する交点を終点として算出し、存在しないと判断された場合には補助線作成部１１’における現在の補助線の作成処理をその時点で終了するものである。さらに、線分作成部１１”−６は、始点設定部１１”−１により設定された始点と終点算出部１１”−５により算出された終点とを結ぶ線分を作成するものである。
【００８７】
以上のような構成を有するとともに、補助線作成部１１”は、始点設定部１１”−１により終点を始点として再設定しながら前記の補助点算出部１１’−２，補助線分作成部１１”−３，直線作成部１１”−４，終点算出部１１”−５および線分作成部１１”−６により線分を繰り返し作成し、この連続した線分の集合として補助線を作成するように構成されている。
【００８８】
さらに、補助線作成部１１”は、先の２つの実施形態における補助線作成部１１および１１’と同様、予め与えられた２以上の数の補助線を作成すると、それ以上の補助線の作成処理を終了し、補助線の作成処理の結果を処理対象の指紋状紋様とともに、図１に示す中心決定部１２に送るように構成されている。
以上の様に構成された補助線作成部１１”による補助線の作成手順について、図１２，図１３（Ａ）および（Ｂ）を用いて詳細に説明する。なお、図１２は、補助線作成部１１”による補助線作成手順を示すフローチャート（Ｄ１〜Ｄ８）、図１３（Ａ）および（Ｂ）はいずれも、補助線作成部１１”による補助線作成手法を説明するための図である。
【００８９】
図１２に示すように、まず、始点設定部１１”−１により、指紋状紋様を成す任意の一紋様曲線（図１３（Ａ）ではｌ２）上の任意の１点が始点Ｓ（図１３（Ａ）および（Ｂ）参照）として設定される（ステップＤ１）。ここで、最初に始点Ｓとして設定すべき任意の２点は、先の実施形態における補助線作成手順での始点および第１補助点と同様に、同心円状に並んだ円弧状曲線の集合に含まれる若しくは近接する部分に設定することが望ましい。
【００９０】
次に、補助点算出部１１”−２により、ステップＤ１で設定された始点Ｓと同一の紋様曲線ｌ２上に存在し且つこの紋様曲線ｌ２に沿って始点Ｓからその両側へ向かい所定距離ｄだけ離れた２点が、補助点Ａ１，Ａ２（図１３（Ａ）参照）として算出される（ステップＤ２）。
続いて、補助線分作成部１１”−３により、ステップＤ２で算出された２つの補助点Ａ１，Ａ２を結ぶ補助線分ｍ１（図１３（Ａ）参照）が作成される（ステップＤ３）。
【００９１】
さらに、直線作成部１１”−４により、ステップＤ１で設定された始点Ｓを通り且つステップＤ３で作成された補助線分ｍ１と直交する直線ｍ２（図１３（Ａ）参照）が作成される（ステップＤ４）。
続いて、終点算出部１１”−５により、始点Ｓに対して特定方向側に、ステップＤ４で作成された直線ｍ１と指紋状紋様を成す紋様曲線ｌ１〜ｌ３（図１３（Ａ）参照）との交点が存在するか否かが判断され（ステップＤ５）、存在すると判断された場合には次の処理に進む（ステップＤ５のＹＥＳルート）。ここで、特定方向とは、先に説明した実施形態と同義である。なお、存在しないと判断された場合の処理については後述する。
【００９２】
さらに、終点算出部１１”−５により、ステップＤ５で特定方向側に存在すると判断された交点の中から、始点Ｓに最も近接する交点が終点Ｅ（図１３（Ａ）参照）として算出される（ステップＤ６）。
最後に、線分作成部１１”−６により、ステップＤ１で設定された始点ＳとステップＤ６で算出された終点Ｅとを結ぶ線分ｐ（図１３（Ａ）参照）が作成される（ステップＤ７）。
【００９３】
その後、始点設定部１１”−１により、ステップＤ６で算出された終点Ｅが始点Ｓとして再設定され（ステップＤ８）、上述のステップＤ２〜Ｄ８までの処理が繰り返されることにより，前記線分ｐが連続して繰り返し作成され、この連続した線分ｐの集合として、補助線Ｐ（図１３（Ｂ）参照）が作成されることになる。
【００９４】
一方、終点算出部１１”−５により、始点Ｓに対して特定方向側に直線と紋様曲線との交点が存在しないと判断された場合には、現在作成中の補助線の作成処理が終了される（ステップＤ５のＮＯルート）。
複数の始点を設定して上述の手順を繰り返すことにより、本実施形態における補助線作成部１１”によっても、先の実施形態における補助線作成部１１および第1変形例の補助線作成部１１’と同様、２以上の補助線が作成される。そして、予め与えられた２以上の数の補助線が作成されると、補助線の作成処理が終了し、次段の中心決定部１２による処理へと移行するのも、先の実施形態と同様である。
【００９５】
上述した第１および第２変形例としての補助線作成部１１’，１１”を有する紋様中心決定装置１によれば、始点算出，垂直二等分線作成，垂直二等分線交点算出，直線作成，第２補助点算出，終点算出，第１線分作成および第２線分作成という一連の処理によって第１線分ｐ１および第２線分ｐ２を交互に繰り返し作成し、交互に連続した第１線分ｐ１および第２線分ｐ２の集合として補助線Ｐを作成したり、補助点算出，補助線分作成，直線作成，終点算出および線分作成という一連の処理によって線分ｐを繰り返し作成し、連続した線分ｐの集合として補助線Ｐを作成したりすることによって、限られた種類の簡単な演算の繰り返しによって補助線Ｐを作成することが可能となるため、少ない計算量で高速かつ確実に紋様中心Ｏを決定することができる。
【００９６】
なお、上述した補助線作成部１１，１１’，１１”において補助線を作成する際に、補助線の作成を終了するか否かを判断するためのステップを設けたが（図５のステップＢ４，図９のステップＣ５，図１２のステップＤ５）、こうしたステップＢ４，Ｃ５，Ｄ５を設けることなく、その代わりに、所定の長さの補助線を作成したら補助線の作成を終了するように構成してもよい。このように構成することにより、補助線作成部１１，１１’，１１”の構成をより簡素なものにすることができ、紋様中心決定装置１の製造コストを削減することができるとともに、紋様中心決定処理に係る時間を削減することが可能となる。
【００９７】
以上、補助線作成部１１の構成が異なる２つの例について説明したが、これとは別に、中心決定部１２の構成が異なる他の実施形態を考えることもできる。すなわち、本実施形態の紋様中心決定装置１において、上述した補助線作成部１１，１１’，１１”のいずれかにより２本の補助線を作成するとともに、中心決定部１２において、補助線交点算出部１２１や最密点算出部１２２をそなえることなく、補助線作成部１１により作成された２本の補助線の交点を紋様中心Ｏとして求めるように構成してもよい。
【００９８】
こうした構成によって、本実施形態の紋様中心決定装置１は、紋様中心Ｏの決定対象となる指紋状紋様が入力されると、まず補助線作成部１１，１１’，１１”により２本の補助線が作成される。次に、中心決定部１２により２本の補助線の交点が算出され、この交点が紋様中心Ｏとして決定される。
このようにして、２本の補助線の交点を紋様中心Ｏとして求めることにより、一層簡素な処理によって高速に紋様中心Ｏを決定することができる。
【００９９】
〔２〕本発明の一実施形態としての紋様方向決定装置の説明
〔２−１〕本実施形態の紋様方向決定装置の構造の説明
図１４は、本発明の一実施形態としての紋様方向決定装置の機能構成を示すブロック図であり、この図１４に示す本実施形態の紋様方向決定装置２は、紋様方向決定部２１，基準円作成部２２，基準円交点算出部２３，基準点決定部２４，方向決定部２５を有して構成されている。
【０１００】
なお、本実施形態の紋様方向決定装置２は、先に説明した本発明の実施形態の紋様中心決定装置１と同様、図２に示す様なコンピュータシステム１００により実現されるものである。そして、紋様方向決定装置２における紋様中心決定部２１，基準円作成部２２，基準円交点算出部２３，基準点決定部２４，方向決定部２５としての機能も、先に説明した紋様中心決定装置１の構成要素と同様、記録媒体に格納されたアプリケーションプログラムをＣＰＵ等で実行することにより実現される。
【０１０１】
さて、図１４に示す紋様方向決定装置２は、例えば生体情報を用いて個人認証を行なうシステム等において、生体情報としての指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を決定するものである。
ここで、指紋状紋様の方向とは、指紋状紋様において少なくとも部分的に見られる、概ね楕円形の同心円状に並んだ円弧状曲線の集合において、その楕円形の同心円の長軸に相当する方向と定義することができる。勿論、この定義も、先の紋様中心に関する定義と同様に、指紋状紋様の形状のばらつきに左右されるため、必ずしも正確なものではない。但し、この紋様方向も、同一の指紋状紋様であれば一義的に定義できるため、常にほぼ同じ方向として決定することができる。本実施形態によって求められる紋様方向は２つの指紋状紋様の位置合わせに利用されるので、同一の指紋状紋様に対して常にほぼ同じ方向として決定されれば、その機能は十分に果たせる。
【０１０２】
また、本実施形態の紋様方向決定装置２による紋様方向の決定対象となる指紋状紋様も、先に説明した本発明の実施形態の紋様中心決定装置１による紋様中心の決定対象となる指紋状紋様と同様に、紋様画像入力用プログラムをＣＰＵ１００−１で実行することにより、スキャナ１０５を介して紋様画像の形で採取され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様方向決定装置２）に入力されるか、又は、通信ネットワーク１０６，外部記憶装置１０７，記録媒体用ドライブ１０８を通じて紋様画像又は紋様データの形で提供され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様方向決定装置２）に入力される。
【０１０３】
このような図１４の紋様方向決定装置２において、紋様中心決定部２１は、紋様方向の決定対象となる指紋状紋様の中心（以下、紋様中心または指紋中心という場合がある）を決定するものであり、この紋様中心決定部２１としては、例えば図１〜図１３を参照しながら説明した紋様中心決定装置１を用いることができる。
【０１０４】
また、基準円作成部２２は、紋様中心決定部２１により決定された紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成するもので、基準円交点算出部２３は、基準円作成部２２により作成された基準円と指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出するものである。
さらに、基準点決定部２４は、基準円交点算出部２３により算出された各交点における基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、紋様方向を示す基準点を決定するもので、交点抽出部２４１，基準点算出部２４２を有して構成されている。
【０１０５】
ここで、交点抽出部２４１は、基準円交点算出部２３により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出するもので、図１５に示すように、基準円法線方向算出部２４１−１，紋様曲線接線方向算出部２４１−２，角度差算出部２４１−３を有して構成されている。なお、図１５は、本実施形態における交点抽出部２４１の機能構成を示すブロック図である。
【０１０６】
この図１５において、基準円法線方向算出部２４１−１は、基準円交点算出部２３により算出された交点のうち、紋様中心に対して特定方向側に存在する交点における基準円の法線方向をベクトルの形で算出するもので、紋様曲線接線方向算出部２４１−２は、基準円交点算出部２３により算出された交点のうち、紋様中心に対して特定方向側に存在する交点における各紋様曲線の接線方向をベクトルの形で算出するもので、角度差算出部２４１−３は、紋様中心に対して特定方向側に存在する各交点について、基準円法線方向算出部２４１−１により算出された法線方向と紋様曲線接線方向算出部２４１−２により算出された接線方向との角度差を算出するものである。
【０１０７】
ここで、以下の本実施形態の説明を通じて、特定方向側とは、指紋状紋様の紋様曲線が構成する楕円形の同心円の長軸方向に沿った何れか一方の方向であって、もし紋様曲線がその長軸に沿って一方に流れている場合には、その方向を指すことにする。例えば、指紋状紋様が指紋である場合には、楕円形の同心円の長軸は指の向きに沿った方向となり、さらに、指紋曲線は通常は指の付け根に向かって流れているので、指の付け根側が特定方向側ということになる。
【０１０８】
以上のような構成を有するとともに、交点抽出部２４１は、角度差算出部２４１−３により算出された角度差に基づいて、基準円交点算出部２３により算出された交点の中から２つの交点を抽出するように構成されている。
また、図１４において、基準点算出部２４２は、交点抽出部２４１により抽出された２つの交点の中点を基準点として算出するものである。
【０１０９】
さらに、方向決定部２５は、紋様中心決定部２１により決定された紋様中心と基準点決定部２４により決定された基準点とに基づいて紋様方向を決定するもので、具体的には、前記紋様中心と前記基準点とを通る基準直線の方向を前記紋様方向として決定することを特徴としている。この方向決定部２５は、補正部２５１をそなえて構成されている。
【０１１０】
補正部２５１は、必要に応じて、紋様中心の位置をその紋様中心の周辺に存在する紋様曲線に基づいて補正するもので、方向決定部２５は、補正部２５１により補正された紋様中心の位置（紋様中心の補正位置）と基準点決定部２４により決定された基準点とを通る基準直線を作成し、この基準直線の方向を紋様方向として決定するようになっている。具体的に、この補正部２５１は、紋様中心に隣接した紋様曲線の紋様中心付近における方向を検出し、検出した方向に垂直且つ指紋中心を通る直線を作成し、さらに、作成した直線と指紋中心の両側に隣接する２本の紋様曲線との２つの交点を求め、この２つの交点の中点を紋様中心の補正位置として求めて、方向決定部２５にこの補正位置と基準点とを通る基準直線の作成および紋様方向の決定を行なわせるものである。
【０１１１】
〔２−２〕本実施形態の紋様方向決定装置の動作の説明
次に、本実施形態の紋様方向決定装置２により実行される紋様方向決定手順（本実施形態の紋様方向決定手順）について、図１６のフローチャート（Ｅ１〜Ｅ６）を参照しながら説明する。
図１６に示すように、紋様中心の決定対象となる指紋状紋様が、上述した紋様画像又は紋様データの形で、本実施形態の紋様方向決定装置２に入力されると、まず、紋様中心決定部２１により、指紋状紋様の中心（紋様中心，指紋中心）が決定され（ステップＥ１）、次に基準円作成部２２により、ステップＥ１で決定された紋様中心を中心として所定半径の基準円が作成される（ステップＥ２）。
【０１１２】
続いて、基準円交点算出部２３により、ステップＥ２で作成された基準円と指紋状紋様を成す紋様曲線との交点が算出される（ステップＥ３）。ここで、本実施形態における交点抽出手法を説明するための図である図１７を参照すると、ステップＥ１において決定された紋様中心Ｏを中心として、ステップＥ２で作成された所定半径ｒの基準円Ｃと、指紋状紋様を成す紋様曲線ｌ１〜ｌ４との交点として、Ａ１〜Ａ８の８つの交点が算出されている。
【０１１３】
さらに、基準点決定部２４により、ステップＥ３で算出された各交点における基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、紋様方向を示す基準点が決定される（ステップＥ４）。
具体的には、まず、交点抽出部２４１により、ステップＥ３で算出された交点Ａ１〜Ａ８の中から、所定条件を満たす２つの交点が抽出される。
【０１１４】
ここで、交点抽出部２４１による交点の抽出手段について、先の図１６および図１７に加えて、図１８および図１９を用いて詳細に説明する。なお、図１８は、図１５の交点抽出部２４１による交点抽出手順を示すフローチャート、図１９は、図１５の交点抽出部２４１による交点抽出手法を説明するための図である。
まず、図１６のステップＥ３で算出された、紋様中心Ｏに対して特定方向側に存在する交点Ａ１〜Ａ８について、図１８に示すように、基準円法線方向算出部２４１−１により、各交点Ａ１〜Ａ８における基準円Ｃの法線方向（図１９のベクトルａ１〜ａ８で表される方向）が算出されるとともに、紋様曲線接線方向算出部２４１−２により、各紋様曲線ｌ１〜ｌ４の接線方向（図１９のベクトルｂ１〜ｂ８で表される方向）が算出される（ステップＦ１）。
【０１１５】
次に、角度差算出部２４１−３により、ステップＦ１で算出された各交点Ａ１〜Ａ８における基準円Ｃの法線方向ａ１〜ａ８と各紋様曲線ｌ１〜ｌ４の接線方向ｂ１〜ｂ８との角度差θ１〜θ８（図１９参照）が算出される（ステップＦ２）。
続いて、交点抽出部２４１により、ステップＦ２で算出された各交点Ａ１〜Ａ８における角度差θ１〜θ８に基づいて、２つの交点が抽出される（ステップＦ３）。具体的には、これらの交点Ａ１〜Ａ８の中で最も小さい角度差θ４，θ５を有する２つの交点Ａ４，Ａ５（図１９参照）が選択されることになる。
【０１１６】
こうして選択された２つの交点Ａ４，Ａ５について、図１９に示すように、基準点算出部２４１により、その中点が基準点Ｐとして算出される（ステップＥ５）。
上述の手順で基準点Ｐが算出された後、最後に、方向決定部２５により、ステップＥ１で決定された紋様中心ＯとステップＥ５で決定された基準点Ｐとに基づいて基準直線ｓが作成され、この基準曲線ｓの方向が紋様方向として決定される（ステップＥ６）。
【０１１７】
なお、本実施形態では、ステップＥ６で紋様方向を決定する際に、必要に応じて、補正部２５１により、紋様中心Ｏの位置がその紋様中心Ｏの周辺に存在する紋様曲線に基づいて補正され、方向決定部２５により、補正後の紋様中心の位置と基準点Ｐとを通る基準直線の方向が接線方向として決定される。
ここで、紋様方向の決定の際における補正の必要性について、紋様中心の決定の際に生じる誤差が紋様方向の決定に与える影響を説明するための図２０（Ａ）および（Ｂ）を参照しながら説明する。
【０１１８】
図２０（Ａ）および（Ｂ）では、同一の二つの指紋状紋様についての紋様中心の決定に誤差が生じたため、隣接する２本の紋様曲線ｌ１，ｌ２の間の僅かにずれた位置に紋様中心Ｏ、Ｏ’がそれぞれ決定されている。これらの紋様中心Ｏ，Ｏ’に基づいて、基準円作成部２２による基準円Ｃ，Ｃ’の作成、基準円交点算出部２３による基準円Ｃ，Ｃ’と紋様曲線ｌ１，ｌ２との交点Ａ１，Ａ２，Ａ’１，Ａ’２の算出、基準点決定部２４による基準点Ｐ，Ｐ’の決定、方向決定部２５による紋様方向の基準となる基準直線ｓ，ｓ’の決定を順次行なうと、指紋中心Ｏ、Ｏ’の誤差が基準直線ｓ，ｓ’の傾きの誤差に影響を与える。この影響は特に、基準円作成部２２により作成される基準円Ｃ，Ｃ’の半径ｒが小さい場合に、より顕著となる。そこで、基準円Ｃ，Ｃ’の半径ｒが所定値よりも小さい場合に、補正部２５１により紋様中心の位置の補正を行なう。
【０１１９】
ここで、補正部２５１による具体的な紋様方向の補正手順を、図２１を参照しながら説明する。
紋様中心決定部２１により紋様中心Ｏが決定されると、補正部２５１により、まず、この紋様中心Ｏに近接した紋様曲線ｌ０〜ｌ３について、紋様中心Ｏ付近における方向（図２１では、ベクトルＤにより表される方向）が算出される。この方向Ｄは、紋様中心Ｏに近接した場所において各紋様曲線ｌ０〜ｌ３上に任意の点を設定し、これらの点において各紋様曲線ｌ０〜ｌ３の方向を算出して、これらの方向の平均を採ることにより求められる。
【０１２０】
次に、補正部２５１により、方向Ｄに垂直且つ指紋中心Ｏを通る直線ｑが作成される。さらに、作成された直線ｑと指紋中心Ｏの両側に隣接する２本の紋様曲線ｌ１，ｌ２との２つの交点Ｑ１，Ｑ２が算出され、この２つの交点Ｑ１，Ｑ２の中点が、紋様中心の補正位置ＯＡとして決定される。
その後、こうして補正された紋様中心の位置ＯＡを用いて、上述の基準円作成部２２による基準円の作成、基準円交点算出部２３による基準円と紋様曲線との交点の算出、基準点決定部２４による基準点の決定、方向決定部２５による紋様方向の基準となる基準直線の決定が、順次行なわれる。
【０１２１】
上述した手順により紋様中心の補正を行なうと、紋様中心決定部２１による紋様中心の決定の精度がそれほど良くない場合、すなわち、同一の二つの指紋状紋様について紋様中心の決定の際にある程度の誤差が生じてしまう場合でも、紋様方向を精度よく決定することができる。
ここで、補正部２５１による紋様方向の補正の効果について、図２２を参照しながら説明する。この図２２では、同一の二つの指紋状紋様についての紋様中心の決定に誤差が生じたため、紋様曲線ｌ１，ｌ２，ｌ３の隣接する各２曲線間の距離よりも大きく離れた２つの位置に紋様中心Ｏ、Ｏ’がそれぞれ決定されている。この状態では、紋様中心Ｏ，Ｏ’と基準点Ｐ，Ｐ’とをそれぞれ通る基準直線の方向は、全く異なってしまう。
【０１２２】
紋様中心Ｏ，Ｏ’のそれぞれについて補正部２５１により補正を行ない、新たな紋様中心ＯＡ，ＯＡ’を算出すると、補正後の紋様中心ＯＡ，ＯＡ’は依然として離れた位置に存在する。しかし、これらの補正後の紋様中心ＯＡ，ＯＡ’のそれぞれに基づいて、上述の基準円作成部２２による基準円Ｃ，Ｃ’の作成、基準円交点算出部２３による基準円Ｃ，Ｃ’と紋様曲線ｌ１，ｌ２，ｌ３との交点Ａ１，Ａ２，Ａ’１，Ａ’２の算出、基準点決定部２４による基準点Ｐ，Ｐ’の決定、方向決定部２５による紋様方向の基準となる基準直線ｓ，ｓ’の決定を行なうと、決定された基準曲線ｓ，ｓ’により表される紋様方向はほぼ一致することになる。
【０１２３】
つまり、補正部２５１による補正を行なって得られた基準直線ｓ，ｓ’の存在位置は異なっているが、これらの基準直線ｓ，ｓ’の方向(紋様方向)はほぼ一致している。従って、上述のごとく決定された紋様方向は、２つの指紋状紋様の位置合わせを行なうべく回転移動量を決めるための基準としての機能を十分に果たすことができる。また、補正部２５１による補正を行なうことにより、紋様中心Ｏ，Ｏ’の位置精度に関わらず高い精度で紋様方向を決定することができる。
【０１２４】
このように、本実施形態の紋様方向決定装置２および紋様方向決定手順は、紋様中心Ｏを中心として所定半径の基準円Ｃを作成し、この基準円Ｃと紋様曲線との各交点における基準円Ｃの方向と各紋様曲線の方向との関係に基づき、紋様方向を示す基準点Ｐを決定し、この基準点Ｐと紋様中心Ｏとに基づいて紋様方向を決定しているので、指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しによって、各指紋状紋様画像に共通の方向の基準となる紋様方向を高速かつ確実に決定することが可能となる。
【０１２５】
また、基準円Ｃと紋様曲線との交点のうち所定条件を満たす２つの交点の中点を基準点Ｐとして算出しているので、簡単な演算によって確実に基準点Ｐを求めることができる。この場合、各交点における基準円Ｃの法線方向と紋様曲線の接線方向との角度差に基づいて２つの交点を抽出することにより、基準点Ｐの算出のために用いる２つの交点を簡素な演算で確実に求めることができ、ひいては、紋様方向の決定をより高速かつ確実に行なうことが可能となる。
【０１２６】
さらに、紋様方向の決定の際に、紋様中心Ｏ近傍の紋様曲線の方向に基づいて紋様中心Ｏを補正するとともに、補正された紋様中心Ｏの位置と前記基準点Ｐとを通る基準直線の方向を前記紋様方向として決定することにより、紋様中心Ｏの誤差等に起因して紋様方向に誤差が生じる恐れのある場合でも、簡単な演算を追加することによって、極めて正確に紋様方向を決定することが可能となる。
【０１２７】
また、紋様中心Ｏと基準点Ｐとを通る基準直線ｓの方向を紋様方向とすることにより、紋様方向を簡素な演算によって確実に求めることができる。
加えて、紋様中心決定部２１として、局所的な紋様方向を利用して2以上の補助線（例えば、図６（Ｂ）のＰ，Ｐ１〜Ｐ３参照）を作成し、これに基づいて紋様中心Ｏを決定しているので、紋様中心Ｏの決定処理の内容を指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しに限定することができる。従って、紋様中心Ｏを高速かつ確実に決定することができ、ひいては、紋様方向の決定処理に係る計算量を大幅に削減することが可能となる。
【０１２８】
〔２−３〕その他
図２３は、本実施形態の紋様方向決定装置における交点抽出部の変形例の機能構成を示すブロック図であり、上述した交点抽出部２４１に代えて、この図２３に示す交点抽出部２４１’を紋様方向決定装置２にそなえてもよい。ここで、交点抽出部２４１’は、基準円接線方向算出部２４１’−１，紋様方向接線方向算出部２４１’−２，角度差算出部２４１’−３を有して構成されている。
【０１２９】
なお、本変形例の交点抽出部２４１’がそなえられる紋様方向決定装置２の他の構成要素は、図１４〜図２２を使って上述した先の実施形態の紋様方向決定装置２と基本的に同一であるので、説明を省略する。すなわち、図１４に示した先の実施形態としての紋様方向決定装置２の交点抽出部２４１に、本実施形態における交点抽出部２４１’が取って代わることになる。また、本変形例の交点抽出部２４１’をそなえた紋様方向決定装置２が、図２を使って説明したコンピュータシステム１００により実現されるものであることも、先の実施形態の紋様方向決定装置２と同一である。
【０１３０】
ここで、基準円接線方向算出部２４１’−１は、基準円交点算出部２３により算出された交点のうち、紋様中心に対して特定方向側に存在する交点における基準円の接線方向を単位ベクトルの形で算出するもので、紋様曲線接線方向算出部２４１’−２は、基準円交点算出部２３により算出された交点のうち、紋様中心に対して特定方向側に存在する交点における各紋様曲線の接線方向を単位ベクトルの形で算出するものである。
【０１３１】
また、角度差算出部２４１’−３は、紋様中心に対して特定方向側に存在する各交点について、基準円接線方向算出部２４１’−１により算出された基準円の接線方向と紋様曲線接線方向算出部２４１’−２により算出された紋様曲線の接線方向との角度差に応じた値（内積）を算出するもので、具体的には、基準円法線方向算出部２４１’−１により算出された基準円の接線方向を表す単位ベクトルと紋様曲線接線方向算出部２４１’−２により算出された紋様曲線の接線方向を表す単位ベクトルとに基づいて、各交点におけるこれらのベクトルの内積を算出するように構成されている。
【０１３２】
以上のような構成を有するとともに、交点抽出部２４１’は、角度差算出部２４１’−３により算出された内積に基づいて、基準円交点算出部２３により算出された交点の中から２つの交点を抽出するように構成されている。具体的には、交点抽出部２４１’は、角度差算出部２４１’−３により求められた内積の値が最も０に近い２つの交点を選択するようになっている。
【０１３３】
次に、交点抽出部２４１’による交点の抽出手段について、図２４および図２５を用いて説明する。なお、図２４は、図２３の交点抽出部２４１’による交点抽出手順を示すフローチャート（ステップＧ１〜Ｇ３）、図２５は、図２３の交点抽出部２４１’による交点抽出手法を説明するための図である。
まず、図１６のステップＥ３で算出された、紋様中心Ｏに対して特定方向側に存在する交点Ａ１〜Ａ８について、図２４に示すように、基準円接線方向算出部２４１’−１により、各交点Ａ１〜Ａ８における基準円Ｃの接線方向（図２５のベクトルｃ１〜ｃ８で表される方向）が算出されるとともに、紋様曲線接線方向算出部２４１’−２により、各紋様曲線ｌ１〜ｌ４の接線方向（図２５のベクトルｂ１〜ｂ８で表される方向）が算出される（ステップＧ１）。
【０１３４】
次に、角度差算出部２４１’−３により、ステップＧ１で算出された各交点Ａ１〜Ａ８における基準円Ｃの接線方向ｃ１〜ｃ８と各紋様曲線ｌ１〜ｌ４の接線方向ｂ１〜ｂ８との角度差θ’１〜θ’８（図２５参照）に応じた値が算出される（ステップＧ２）。
続いて、交点抽出部２４１’により、ステップＧ２で算出された各交点Ａ１〜Ａ８における角度差θ’１〜θ’８に応じた値に基づいて、２つの交点が抽出される（ステップＧ３）。
【０１３５】
具体的には、まず、ステップＧ１において、基準円接線方向算出部２４１’−１および紋様曲線接線方向算出部２４１’−２により、各交点Ａ１〜Ａ８における基準円Ｃの接線方向を表す単位ベクトルｃ１〜ｃ８および各紋様曲線ｌ１〜ｌ４の接線方向を表す単位ベクトルｂ１〜ｂ８が、それぞれ算出される（図２５参照）。ここで、各単位ベクトルの方向については、あらかじめ一定の基準を定めておく（例えば、基準円Ｃの接線方向を表す単位ベクトルｃ１〜ｃ８は、基準円Ｃの右回りの方向を正とし、各紋様曲線ｌ１〜ｌ４の接線方向を表す単位ベクトルｂ１〜ｂ８は、基準円Ｃの内側から外側に向かう方向とする）。
【０１３６】
次に、ステップＧ２において、角度差算出部２４１’−３により、各交点Ａ１〜Ａ８における角度差θ’１〜θ’８に応じた値として、単位ベクトルｃ１〜ｃ８と単位ベクトルｂ１〜ｂ８との内積が算出され、さらに、ステップＧ３において、各交点Ａ１〜Ａ８における角度差が最も垂直に近い２つの交点として、この内積の値が最も０に近い２つの交点Ａ４，Ａ５が選択される。
【０１３７】
以上に示したように、本変形例の交点抽出部２４１’を用いても、先の実施形態における交点抽出部２４１と同様に、２つの交点Ａ４，Ａ５を選択することができる。
なお、図２５では、交点Ａ１〜Ａ８の内積を順に見ていくと、交点Ａ４と交点Ａ５との間で、内積の値が負から正に変化する。こうした性質を利用して、交点抽出部２４１’が、角度差算出部２４１’−３により求められた内積の値が正から負，若しくは負から正に変化する２つの交点を選択するように構成してもよい。
【０１３８】
このように、本変形例の交点抽出部２４１’によれば、各交点における基準円Ｃの接線方向と紋様曲線の接線方向との角度差そのものを求めることなく、各交点における基準円Ｃの接線方向を表す単位ベクトルと紋様曲線の接線方向を表す単位ベクトルとの内積に基づいて２つの交点を抽出しているので、更なる演算の簡素化と計算量の削減を図ることができ、紋様方向の決定をより高速かつ確実に行なうことが可能となる。
【０１３９】
一方、本実施形態の紋様方向決定装置２において、補正部２５１に代えて、その変形例としての補正部２５１’（図１４参照）をそなえてもよい。この補正部２５１’は、方向決定部２５により決定された基準直線上における基準点以外の任意の一点の位置とこの任意の一点の周辺に存在する紋様曲線とに基づいて、方向決定部２５により決定された紋様方向を補正するものである。
【０１４０】
ここで、図２６は、補正部２５１’による紋様方向の補正手段を説明するための図であり、この図２６に示すごとく、補正部２５１’は、方向決定部２５により決定された基準直線ｓ上に任意の内分点Ｎを設定するとともに、この内分点Ｎに近接した紋様曲線ｌ３〜ｌ６の基準内分点Ｎ付近における方向Ｄを前述と同様にして算出する。
【０１４１】
また、補正部２５１’は、方向Ｄに垂直で且つ内分点Ｎを通る直線ｑを作成するとともに、作成した直線ｑと指紋中心Ｏの両側に隣接する紋様曲線ｌ４との２つの交点Ｑ４，Ｑ５を算出し、この２つの交点Ｑ４，Ｑ５の中点Ｎ１を求め、この中点Ｎ１と基準点Ｐとをともに通過する基準直線ｓａを算出し、このｓａの方向を、補正後の紋様方向として出力する。
【０１４２】
このように、本変形例の補正部２５１’によれば、紋様中心Ｏと基準点Ｐとを通る基準直線ｓの方向を紋様方向とする場合に、基準直線ｓ上における基準点Ｐ以外の任意の一点（内分点Ｎ）の位置とその周辺に存在する紋様曲線とに基づいて紋様方向を補正しているので、紋様方向の決定に用いる紋様中心Ｏの精度がそれほどよくない場合でも、簡単な演算の追加により紋様方向を補正することができ、効率的に正確な紋様方向を求めることが可能となる。
【０１４３】
〔３〕本発明の一実施形態としての紋様位置合わせ装置（第１例）の説明
〔３−１〕本実施形態の紋様位置合わせ装置（第１例）の構造の説明
図２７は、本発明の一実施形態としての紋様位置合わせ装置の機能構成を示すブロック図であり、この図２７に示す本実施形態の紋様位置合わせ装置３は、位置合わせ部３１および位置合わせ結果調整部３２を有して構成されている。
【０１４４】
なお、本実施形態の紋様位置合わせ装置３も、先に説明した本発明の実施形態の紋様中心決定装置１および紋様方向決定装置２と同様、図２に示す様なコンピュータシステム１００により実現されるものである。そして、紋様位置合わせ装置３における位置合わせ部３１および位置合わせ結果調整部３２としての機能も、先に説明した紋様中心決定装置１および紋様方向決定装置２の構成要素と同様、記録媒体に格納されたアプリケーションプログラムをＣＰＵ等で実行することにより実現される。
【０１４５】
さて、図２７に示す紋様位置合わせ装置３は、例えば生体情報を用いて個人認証を行なうシステム等において、生体情報としての２つの指紋状紋様の位置合わせを行なうものである。
ここで、指紋状紋様の位置合わせとは、指紋紋様を例に採って上述したように、２つの指紋状紋様間の位置関係及び方向関係を検出して、これらの関係に基づき少なくとも一方の指紋状紋様を平行移動および回転移動させることにより、２つの指紋状紋様を適切に重ね合わせることをいう。言い換えれば、例えば図３６に示すように、各指紋状紋様の形状に基づき、２つの指紋状紋様に対して共通の平面座標系（共通の座標軸）を設定することである。なお、図３６は、２つの指紋画像に対する共通の座標系の設定方法を説明するための図である。
【０１４６】
また、本実施形態の紋様位置合わせ装置３による紋様方向の決定対象となる指紋状紋様も、先に説明した本発明の実施形態の紋様中心決定装置１および紋様方向決定装置２による紋様中心および紋様方向の決定対象となる指紋状紋様と同様に、紋様画像入力用プログラムをＣＰＵ１００−１で実行することにより、スキャナ１０５を介して紋様画像の形で採取され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様位置合わせ装置３）に入力されるか、又は、通信ネットワーク１０６，外部記憶装置１０７，記録媒体用ドライブ１０８を通じて紋様画像又は紋様データの形で提供され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様位置合わせ装置３）に入力される。
【０１４７】
このような図２７の紋様位置合わせ装置３において、位置合わせ部３１は、入力された２つの指紋状紋様の概略的な位置合わせを行なうもので、具体的には、２つの指紋状紋様間の位置関係及び方向関係を検出して、これらの関係に基づき少なくとも一方の指紋状紋様を平行移動および回転移動させることにより、これら２つの指紋状紋様を適切に重ね合わせるように構成されている。
【０１４８】
また、位置合わせ結果調整部３２は、位置合わせ部３１による２つの指紋状紋様の位置合わせ結果を、各々の指紋状紋様から抽出した特徴点に基づいて調整するものである。ここで、例えば、指紋から抽出される特徴点は、指紋隆線の分岐点や端点のことをいう。
ここで、位置合わせ結果調整部３２による位置合わせ結果の調整処理の必要性について、図２８を用いて説明する。
【０１４９】
図２８には、指紋照合認証システムにおける指紋紋様の位置合わせに本実施例の紋様位置合わせ装置３を利用した場合に、同一の指紋から採られた２つの指紋紋様Ａ，Ｂについて、位置合わせ部３１により位置合わせを行なった後、照合部３２２（図２７参照；詳細は後述する）により、指紋紋様Ａから抽出された特徴点Ａ１，Ａ２，Ａ３と、指紋紋様Ｂから抽出された特徴点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３とを照合した結果が示されている。
【０１５０】
照合部３２２では、一方の指紋紋様Ｂから抽出された特徴点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を中心とする所定半径の円Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３がそれぞれ作成され、これらの円Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を各特徴点の照合一致の閾値として特徴点の照合が行なわれる。すなわち、他方の指紋紋様Ａから抽出された各特徴点Ａ１，Ａ２，Ａ３が一方の指紋紋様Ｂの対応する各特徴点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３について作成された各円Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３（以下、照合一致閾値円という）内に存在する場合に、それらの特徴点対（図２８ではＡ１とＢ１，Ａ２とＢ２）が照合一致したものと見なしている。
【０１５１】
これら２つの指紋紋様Ａ，Ｂは同一の指紋から採られたものであるから、理想的には各指紋紋様Ａ，Ｂから抽出された全ての特徴点Ａ１〜Ａ３の座標とＢ１〜Ｂ３の座標とが完全に一致するはずであるが、現実にはそのような場合はほとんどない。この理由としては、位置合わせ部３１による位置合わせ精度の限界と、指紋紋様を指紋画像として採取する際に指紋画像毎に生じる誤差が挙げられる。
【０１５２】
特に後者については、指紋画像（指紋紋様）を採取する際の指先の皮膚の状態や指紋スキャナの汚れ等により、毎回正確な指紋画像を採取することが困難であるという点に加えて、指紋画像に含まれる特徴点間の位置関係が指紋画像を採取する度に変動するという点も原因の一つとなる。人間の指先の皮膚は柔軟性に富んでいるため、指紋スキャナに指先を押し付けて指紋画像を採取する際に、指先に加わる圧力の分布に変動が生じ、採取する度に不規則に伸縮する。このため、採取される指紋画像に局所的な歪みや変形が生じ、その結果、特徴点間の位置関係が指紋画像ごとに変動する、即ち、指紋画像毎に異なる誤差を有することになる。
【０１５３】
上述したように、各指紋紋様が固有の誤差を有するため、位置合わせ部３１による位置合わせの精度を高くしても、同一の指紋について採取された２つの指紋紋様Ａ，Ｂの特徴点Ａ１，Ａ２，Ａ３とＢ１，Ｂ２，Ｂ３とは、完全には一致しないことになる。
しかし、位置合わせ部３１による位置合わせ結果を調整することにより、照合一致する特徴点対の数が増加する場合がある。図２８においては、指紋紋様Ａ上の任意の一点Ａ０（ここでは、本発明の実施形態の紋様中心決定装置１などにより指紋紋様Ａについて決定した紋様中心Ａ０を使用している）を中心として指紋紋様Ａを右回りに数度回転させると、特徴点Ａ３は特徴点Ｂ３の照合一致閾値円Ｃ３の内部に入るため、照合特徴点対Ａ３，Ｂ３についても照合一致していると判断されることになる。
【０１５４】
このように、同一の指紋に基づく２つの指紋紋様の位置合わせ部３１による位置合わせ結果に調整を施すことにより、各々の指紋紋様から抽出した特徴点の中で照合一致する特徴点対の数を増加させる（これを以下では、位置あわせ結果を改善する、と呼ぶことがある）ことが可能となる。本実施形態の紋様位置合わせ装置３（位置合わせ結果調整部３２）は、位置合わせ結果を改善するような調整を行なうことにより、指紋照合認証システム等において指紋等の生体情報の照合・認証を行なう際に、同一の指紋に基づく２つの指紋紋様について確実かつ正確に照合一致を確認し、認証を行なうことができるようにするものである。
【０１５５】
以上のような理由により、本実施形態の紋様位置合わせ装置３では位置合わせ結果調整部３２を設け、この位置あわせ結果調整部３２により、位置合わせ部３１による２つの指紋状紋様の位置合わせ結果に対して、この位置合わせ結果を改善するような調整を施している。
さて、位置合わせ結果調整部３２は、特徴点抽出部３２１，照合部３２２，許容移動範囲算出部３２３，認識部３２４，移動調整量算出部３２５，位置調整部３２６を有して構成されている。
【０１５６】
ここで、特徴点抽出部３２１は、各指紋状紋様から特徴点を抽出するもので、照合部３２２は、位置合わせ部３１による位置合わせ完了後に特徴点抽出部３２１により前記２つの指紋状紋様からそれぞれ抽出された２組の特徴点の照合を行なうものである。
また、許容移動範囲算出部３２３は、照合部３２２により照合一致関係にあると判断された特徴点対の全てまたはその一部がその照合一致関係を維持したまま、前記２つの指紋状紋様のうちの一方を他方に対して移動させることの可能な移動量の範囲を許容移動範囲として算出するもので、照合部３２２での照合一致判断基準として予め設定された、照合対象特徴点間の距離の閾値（図２８に示す照合一致閾値円Ｃ１〜Ｃ３の半径）に基づいて、前記許容移動範囲を算出するように構成されている。なお、この移動量としては、２つの指紋状紋様のうちの一方を他方に対して平行移動させた時の平行移動量、及び、２つの指紋状紋様のうちの一方を他方に対して所定点まわりに回転させた時の回転角度が使用される。
【０１５７】
さらに、認識部３２４は、許容移動範囲算出部３２３により算出された前記許容移動範囲内において、照合部３２２により新たに照合一致関係にあると判断される特徴点対を認識するものである。
また、移動調整量算出部３２５は、前記２つの指紋状紋様の位置合わせ状態を改善するように、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方を移動調整するための移動調整量を、照合部３２２による照合結果に基づいて算出するものである。この移動調整量算出部３２５は、許容移動範囲算出部３２３により算出された前記許容移動範囲内において、前記移動調整量を算出する様に構成されており、具体的には、認識部３２２による認識結果に基づいて、照合一致関係にある特徴点対の数が最大になる、前記一方の指紋状紋様の移動量を前記移動調整量として算出する。なお、この移動調整量としても、先に説明した移動量と同様に、２つの指紋状紋様のうちの一方を他方に対して平行移動させた時の平行移動量、及び、２つの指紋状紋様のうちの一方を他方に対して所定点まわりに回転させた時の回転角度が使用される。
【０１５８】
さらに、位置調整部３２６は、移動調整量算出部３２５により算出された前記移動調整量だけ、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方を移動させ、位置合わせ部３１による位置合わせ結果の調整を行なうものである。
〔３−２〕本実施形態の紋様位置合わせ装置（第１例）の動作の説明
次に、本実施形態の紋様位置合わせ装置により実行される紋様位置合わせ手順について、図２９〜図３１を参照しながら説明する。なお、図２９は、本実施形態における紋様位置合わせ結果の調整手順を説明するためのフローチャート（ステップＨ１〜Ｈ４）、図３０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はいずれも、本実施形態における紋様位置合わせ結果の調整手法を説明するための図、図３１は、本実施形態における照合一致関係にある特徴点対の数の判断手順を説明するための図である。
【０１５９】
紋様位置合わせの対象となる２つの指紋状紋様Ａ，Ｂ（図３０（Ａ）〜（Ｃ）参照）が、上述した紋様画像又は紋様データの形で、本実施形態の紋様位置合わせ装置３に入力されると、まず、位置合わせ部３１により、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの位置合わせが行なわれる。
続いて、位置合わせ結果調整部３２により、位置合わせ部３１による２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの位置合わせ結果に対して、各々の指紋状紋様Ａ，Ｂから抽出した特徴点Ａ４〜Ａ９，Ｂ４〜Ｂ９（図３０（Ａ）〜（Ｃ）参照）に基づき、この位置合わせ結果を改善するような調整が施される。
【０１６０】
具体的には、図２９に示すように、まず、特徴点抽出部３２１により、各指紋状紋様Ａ，Ｂから特徴点Ａ４〜Ａ９，Ｂ４〜Ｂ９が抽出される（ステップＨ１）。
次に、照合部３２２により、位置合わせ部３１での２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの位置合わせの後、ステップＨ１で前記２つの指紋状紋様Ａ，Ｂからそれぞれ抽出された２組の特徴点Ａ４〜Ａ９，Ｂ４〜Ｂ９の照合が行なわれる（ステップＨ２）。
【０１６１】
続いて、許容移動範囲算出部３２３，認識部３２４，移動調整量算出部３２５により、ステップＨ２での照合結果に基づいて、前記２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの位置合わせ状態を改善するような、前記２つの指紋状紋様Ａ，Ｂのうちの少なくとも一方を移動調整するための移動調整量が算出される（ステップＨ３）。
具体的には、まず、許容移動範囲算出部３２３により、ステップＨ２で照合一致関係にあると判断された特徴点対の全てまたはその一部がその照合一致関係を維持したまま、前記２つの指紋状紋様Ａ，Ｂのうちの一方を他方に対して移動させることの可能な移動量の範囲が許容移動範囲として算出される。
【０１６２】
続いて、認識部３２４により、許容移動範囲算出部３２３で算出された前記許容移動範囲内において、照合部３２２で新たに照合一致関係にあると判断される特徴点対が認識される。
さらに、移動調整量算出部３２５により、許容移動範囲算出部３２３で算出された前記許容移動範囲内において、前記移動調整量が算出される。詳しくは、認識部３２２での認識結果に基づいて、照合一致関係にある特徴点対の数が最大になるような前記一方の指紋状紋様の移動量が、前記移動調整量として算出される。
【０１６３】
最後に、位置調整部３２６により、ステップＨ３で算出された前記移動調整量だけ、前記２つの指紋状紋様Ａ，Ｂのうちの少なくとも一方が移動され、位置合わせ部３１による位置合わせ結果の調整が行なわれる（ステップＨ４）。
このように、本実施形態の紋様位置合わせ装置３（位置合わせ結果調整部３２）によれば、位置合わせ部３１による２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの位置合わせ結果に基づき、この位置合わせ結果を改善するような移動調整量を求めて２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの移動調整を行なっているので、指紋状紋様Ａ，Ｂの局所的な形状に対する単純な演算の追加によって、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂから抽出された特徴点間の照合をより正確に行なうことができる。従って、指紋照合認証システム等において指紋等の生体情報の照合・認証を行なう際に、同一の指紋に基づく２つの指紋紋様Ａ，Ｂの認証を効率的に行なうことが可能となる。
【０１６４】
また、この位置合わせ結果に基づき照合一致関係にあると判断された特徴点対（照合一致特徴点対）について、この照合一致関係が維持される許容移動範囲を求めた上で、その中から移動調整量を求めているので、照合一致特徴点対の数をできるだけ減少させることなく、位置合わせ結果を改善するような移動調整量を確実に求めることができる。
【０１６５】
さらに、この許容移動範囲の中で照合一致する特徴点対の数が最も大きくなるような移動調整量を求めているので、照合一致する特徴点対の数を確実に増やすことができ、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂについての位置合わせ結果を最も効果的に改善するような調整を行なうことが可能となる。
また、照合一致判断基準として予め設定された照合対象特徴点間の距離の閾値（照合一致閾値円の半径）に基づいて許容移動範囲を算出することにより、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂについて各々の紋様から抽出した特徴点の照合を行なう際に、各指紋状紋様Ａ，Ｂから抽出した特徴点間の位置関係に多少の誤差がある場合でも、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂについての位置合わせ結果を確実に改善することが可能となる。
【０１６６】
ここで、上述の許容移動範囲算出部３２３，認識部３２４，移動調整量算出部３２５による移動調整量の算出手順を、移動量および移動調整量が回転角度である場合を例にとって、図３０（Ａ），図３０（Ｂ）および図３１を用いてより詳細に説明する。
図３０（Ａ）は、位置合わせ部３１による位置合わせ結果に基づく特徴点対Ａ４，Ｂ４の照合結果を示している。特徴点Ａ４は特徴点Ｂ４の照合一致閾値円Ｃ４内に存在し、特徴点対Ａ４，Ｂ４は照合一致関係にある。
【０１６７】
ここで、指紋状紋様Ａ上の任意の一点Ａ０（ここでは、本発明の実施形態の紋様中心決定装置１などにより指紋状紋様Ａについて決定した紋様中心Ａ０を使用している）を中心として指紋紋様Ａを回転させた場合、指紋状紋様Ａの指紋状紋様Ｂに対する回転角度が左回りに１度以内、もしくは右回りに２度以内であれば、特徴点Ａ４は特徴点Ｂ４の照合一致閾値円Ｃ４内に留まり、特徴点対Ａ４，Ｂ４の照合一致関係は維持される。
【０１６８】
許容移動範囲算出部３２３により、このように、特徴点対の照合一致関係が維持される回転角度範囲が、位置合わせ部３１による位置合わせ結果に基づき照合一致関係にあると判断された特徴点対（照合一致特徴点対）の全てについて調べられる。
ここで、図３０（Ｂ）に示すように、紋様中心Ａ０から離れた位置に存在する特徴点対Ａ５，Ｂ５についての照合一致閾値円Ｃ５の半径、および、より紋様中心Ａ０に近い位置に存在する特徴点対Ａ６，Ｂ６についての照合一致閾値円Ｃ６の半径は、いずれも照合対象特徴点間の距離の閾値であって同じ値であるので、各特徴点対Ａ５，Ｂ５およびＡ６，Ｂ６について照合一致関係が維持される回転角度範囲は、特徴点対Ａ５，Ｂ５間またはＡ６，Ｂ６間の位置関係に加えて、各特徴点対Ａ５，Ｂ５およびＡ６，Ｂ６と紋様中心Ａ０との距離に影響される。例えば、紋様中心Ａ０からみた特徴点対Ａ５，Ｂ５間の位置関係と特徴点対Ａ６，Ｂ６間の位置関係とが同じであれば（すなわち、ベクトルＡ５−Ｂ５とベクトルＡ６−Ｂ６との各々の大きさが同じであり、且つ、直線Ａ０−Ｂ５に対するベクトルＡ５−Ｂ５の相対角度と直線Ａ０−Ｂ６に対するベクトルＡ６−Ｂ６の相対角度が同じであれば）、紋様中心Ａ０から離れた位置に存在する特徴点対Ａ５，Ｂ５について照合一致関係が維持される回転角度範囲は、より紋様中心Ａ０に近い位置に存在する特徴点対Ａ６，Ｂ６について照合一致関係が維持される回転角度範囲に比べて、より小さくなる。
【０１６９】
このように、各特徴点対Ａ５，Ｂ５間およびＡ６，Ｂ６間の位置関係に加えて、各特徴点対Ａ５，Ｂ５およびＡ６，Ｂ６と紋様中心Ａ０との距離が反映された回転角度範囲が、許容移動範囲算出部３２３により、全ての照合一致特徴点対について求められる。さらに、全ての照合一致特徴点対の照合一致関係が維持される指紋状紋様Ａの回転角度の範囲、すなわち、各照合一致特徴点対において照合一致関係が維持される回転角度範囲のうち、全ての照合位置特徴点対において共通の回転角度の範囲が、許容回転角度範囲（許容移動範囲）として求められる。
【０１７０】
続いて、許容移動範囲算出部３２３により求められた回転角度の範囲（許容移動範囲）内で指紋状紋様Ａを回転移動させた場合に、照合部３２２で新たに照合一致関係にあると判断される特徴点対が、認識部３２４により認識される。
図３１は、許容移動範囲算出部３２３により求められた回転角度の範囲である左回り１度から右回り２度の範囲内における、照合一致関係にある特徴点対の数を、角度毎にヒストグラムで示している。ここで、照合部３２２で新たに照合一致関係にあると判断された結果、認識部３２４によって認識された特徴点対に相当する数については、ヒストグラム中に網掛けで示している。なお、以下では、左回りの角度を負の数値で、右回りの角度を正の数値で表すことがある。すなわち、左回り１度は−１度、右回り２度は＋２度と表される。
【０１７１】
ここで、回転角度が０度の場合（位置合わせ部３１による位置合わせ結果に基づく位置関係）では、照合一致関係にある特徴点対の数は２組である。ところが、−１度回転させた場合には、新たに１組の特徴点対が、また、＋１度回転させた場合には、新たに２組の特徴点対が、認識部３２４により照合一致関係にあるとして認識されている。その結果、−１度回転させた場合の照合一致関係にある特徴点対の数は３組、＋１度回転させた場合の照合一致関係にある特徴点対の数は４組となり、照合一致関係にある特徴点対の数が最大になるような指紋状紋様Ａの回転角度（移動調整量）は、＋１度（右回りに１度）と求められる。
【０１７２】
以上説明したように、一方の指紋状紋様に対する他方の指紋状紋様の回転角度を移動調整量として求めた場合、下のような効果が得られることになる。
通常、上述した様な指紋状紋様の固有の誤差に起因する照合一致特徴点対数の減少を補償するためには、照合対象となる２つの指紋状紋様の間で、各特徴点対の間の座標誤差（特徴点対間の距離）を求め、この座標誤差を全特徴点対について累積加算した上で、この座標誤差の累積加算結果が最小となるような回転角度を求める。
【０１７３】
例えば、位置合わせ対象の２つの指紋状紋様の各特徴点対間の座標誤差をｄｎ（ｎは特徴点の番号）とすると、全特徴点対についての座標誤差の累積加算結果Ｓは、
Ｓ  ＝  Σｄｎ
として求められる。従って、この全特徴点対についての座標誤差の累積加算結果Ｓを最小とするような回転角度を求めることになる。
【０１７４】
ところが、このようにして求めた回転角度に基づき回転移動を行なった場合、紋様中心Ａ０から離れた位置に存在する特徴点対については、照合一致関係が維持されない場合が出てくる。例えば、図３０（Ｂ）に示した各特徴点対Ａ５，Ｂ５およびＡ６，Ｂ６について、同一の回転角度で回転移動を行なった場合、指紋状紋様Ａの紋様中心Ａ０から離れた位置に存在する特徴点対Ａ５，Ｂ５間の移動距離は、紋様中心Ａ０に近い位置に存在する特徴点対Ａ６，Ｂ６間の移動距離に比べて小さくなる。その結果、全特徴点対についての座標誤差の累積加算結果Ｓを最小とするような回転角度に基づき回転移動を行なうと、紋様中心Ａ０から離れた位置に存在する特徴点対Ａ５，Ｂ５間の照合一致関係が維持されない可能性がある。
【０１７５】
これに対して、本実施形態の紋様位置合わせ装置３（位置合わせ結果調整部３２）を回転移動調整に適用した場合には、位置合わせ部３１による２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの位置合わせ結果に基づき照合一致関係にあると判断された特徴点対（照合一致特徴点対）について、この照合一致関係が維持される許容回転角度範囲（許容移動範囲）を求めた上で、その中から回転移動調整角度（移動調整量）を求めるので、回転移動の中心から離れた位置に存在する照合一致特徴点対についても、その照合一致関係を維持することができる。従って、照合一致特徴点対の数を減少させることなく、位置合わせ結果を改善するような回転移動調整角度（移動調整量）を確実に求めることができる。
【０１７６】
さらに、この許容移動範囲の中で照合一致する特徴点対の数が最も大きくなるような回転移動調整角度（移動調整量）を求めているので、照合一致する特徴点対の数を確実に増やすことができ、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂについての位置合わせ結果を最も効果的に改善するような回転移動調整を行なうことが可能となる。
以上のように、本実施形態の紋様位置合わせ装置３（位置合わせ結果調整部３２）によれば、位置合わせ部３１による２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの位置合わせ結果に基づき、この位置合わせ結果を改善するような回転移動調整角度（移動調整量）を求めて２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの回転移動調整を行なっているので、指紋状紋様Ａ，Ｂの局所的な形状に対する単純な演算の追加によって、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂから抽出された特徴点間の照合をより正確に行なうことができる。従って、指紋照合認証システム等において指紋等の生体情報の照合・認証を行なう際に、同一の指紋に基づく２つの指紋紋様Ａ，Ｂの認証を効率的に行なうことが可能となる。
【０１７７】
〔３−３〕その他
なお、以上の説明では、照合部３２２により照合一致関係にあると判断された全ての特徴点対について、許容移動範囲算出部３２３による許容移動範囲（許容回転角度）の算出を行なっているが、照合一致関係にある特徴点対の数が多い場合には、許容移動範囲算出部３２３における許容移動範囲の算出対象となる特徴点対、もしくは、認識部３２４における新たな照合一致関係の認識対象となる特徴点対を、それぞれ一部の特徴点対に限定してもよい。
【０１７８】
例えば、照合一致関係にあると判断された１組以上の特徴点対Ａ７，Ｂ７（図３０（Ｃ）参照）を選択し、その選択された照合一致特徴点対Ａ７，Ｂ７について許容移動範囲算出部３２３により許容回転角度範囲（許容移動範囲）を求めた上で、その周辺に存在する特徴点（照合一致特徴点対Ａ７，Ｂ７に関連付けられた周辺特徴点）対Ａ８，Ｂ８およびＡ９，Ｂ９を対象として、認識部３２４における新たな照合一致関係の認識を行なう。
【０１７９】
このような構成にすることで、移動調整量の算出に必要な演算量を大幅に削減することができるため、位置合わせ結果を改善するような移動調整をより高速に行なうことが可能となる。
また、以上の説明では、移動量および移動調整量が回転角度である場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、移動量および移動調整量が平行移動量であってもよい。この場合、許容移動範囲算出部３２３により許容移動範囲が平行移動ベクトルの範囲として算出されるとともに、この平行移動ベクトルの範囲内で、移動調整量算出部３２５により移動調整量が平行移動ベクトルの形で求められることになる。
【０１８０】
このような構成によって、位置合わせ部３１による２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの位置合わせ結果を改善するような平面ベクトル（移動調整量）を求めて、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの平行移動調整を行なうことにより、２つの指紋状紋様Ａ，Ｂから抽出された特徴点間の照合をより正確に行なうことができる。従って、指紋照合認証システム等において指紋等の生体情報の照合・認証を行なう際に、同一の指紋に基づく２つの指紋紋様Ａ，Ｂの認証を効率的に行なうことが可能となる。
【０１８１】
さらに、より簡素な構成として、位置合わせ結果調整部３２が、認識部３２４および移動調整量算出部３２５をそなえず、その代わりとして、許容移動範囲算出部３２３で算出された前記許容移動範囲の中央値を前記移動調整量として算出する移動調整量算出部３２５’をそなえて構成してもよい。
この場合、上述の位置合わせ結果調整手順と同様に、まず、特徴点抽出部３２１により各指紋状紋様Ａ，Ｂから抽出された特徴点について、位置合わせ部３１での２つの指紋状紋様の位置合わせ結果に基づき、照合部３２２により特徴点の照合が行なわれる。そして、照合部３２２により照合一致関係にあると判断された特徴点対（照合一致特徴点対）について、許容移動範囲算出部３２３により、これらの照合一致特徴点対の全てまたはその一部がその照合一致関係を維持したまま、前記２つの指紋状紋様Ａ，Ｂのうちの一方を他方に対して移動させることの可能な移動量の範囲が許容移動範囲として算出される。
【０１８２】
続いて、移動調整量算出部３２５’により、許容移動範囲算出部３２３で算出された前記許容移動範囲の中央値が、前記移動調整量として算出される。
ここで、移動調整量算出部３２５’による移動調整量の算出手順を、移動量および移動調整量が回転角度である場合を例にとって、表１を使って詳しく説明する。
【０１８３】
【表１】
0004303410.tif 000002
【０１８４】
表１において、（Ａ１０，Ｂ１０）〜（Ａ１４，Ｂ１４）は、それぞれ照合部３２２により照合一致関係にあると判断された特徴点対（照合一致特徴点対）である。また、特徴点対回転角度範囲は、照合一致特徴点対（Ａ１０，Ｂ１０）〜（Ａ１４，Ｂ１４）の各々について照合一致関係を維持したまま２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの一方を他方に対して回転移動させることの可能な回転角度の範囲である。なお、Ａ１０〜Ａ１４は指紋状紋様Ａの特徴点であり、Ｂ１０〜Ｂ１４は指紋状紋様Ｂの特徴点である。
【０１８５】
ここで、表１に示すように、各照合一致特徴点対（Ａ１０，Ｂ１０）〜（Ａ１４，Ｂ１４）についての特徴点対回転角度範囲を１度単位で分割し、全照合一致特徴点対（Ａ１０，Ｂ１０）〜（Ａ１４，Ｂ１４）についての特徴点対回転角度範囲を角度毎に累積加算することにより、累積値が最大となる角度の範囲を許容回転角度範囲（許容移動範囲）として求めることが可能である。表１の例では、最大の累積値５を示す角度は０度，＋１度，＋２度となるので、許容回転角度範囲（許容移動範囲）は０度〜＋２度となる。
【０１８６】
そして、移動調整量算出部３２５’により、この許容回転角度範囲（許容移動範囲）の中央値が、回転移動調整角度（移動調整量）として算出される。表１の例では、許容回転角度範囲（許容移動範囲）０度〜＋２度の中央値である＋１度が、回転移動調整角度（移動調整量）として算出される。
最後に、上述の位置合わせ結果調整手順と同様に、位置調整部３２６により、移動調整量算出部３２５’で算出された前記移動調整量だけ、前記２つの指紋状紋様Ａ，Ｂのうちの少なくとも一方が移動され、位置合わせ部３１による位置合わせ結果の調整が行なわれる。
【０１８７】
このような構成によって、位置合わせ結果調整部３２の構成をより簡略化することができ、コストの削減が図れるとともに、位置合わせ結果の調整手順を簡略化できるため、より高速に位置合わせ結果の調整を行なうことができ、ひいては位置合わせ装置全体のパフォーマンスの向上を図ることができる。
【０１８８】
なお、上述の構成において、さらに、照合一致特徴点対の周辺に存在する特徴点対（照合一致特徴点対に関連付けられた周辺特徴点対）についても、特徴点対回転角度範囲（照合一致関係を維持したまま２つの指紋状紋様Ａ，Ｂの一方を他方に対して回転移動させることの可能な回転角度の範囲）を算出してもよい。
このような構成によって、より多くの照合一致特徴点対についての許容回転角度範囲（許容移動範囲）を調べることができるので、さらに精度よく位置合わせ結果の調整を行なうことができる。
〔４〕本発明の一実施形態としての紋様位置合わせ装置（第２例）の説明
〔４−１〕本実施形態の紋様位置合わせ装置（第２例）の構造の説明
図３２は、本発明の他の実施形態としての紋様位置合わせ装置の機能構成を示すブロック図であり、この図３２に示す本実施形態の紋様位置合わせ装置４は、位置合わせ基準決定部４１，位置合わせ部４２，位置合わせ結果調整部４３を有して構成されている。
【０１８９】
なお、本実施形態の紋様位置合わせ装置４も、先に説明した紋様位置合わせ装置３と同様、図２に示す様なコンピュータシステム１００により実現されるものである。そして、紋様位置合わせ装置４における位置合わせ基準決定部４１，位置合わせ部４２，位置合わせ結果調整部４３としての機能も、先に説明した紋様位置合わせ装置３の構成要素と同様、記録媒体に格納されたアプリケーションプログラムをＣＰＵ等で実行することにより実現される。
【０１９０】
さて、図３２に示す紋様位置合わせ装置４も、例えば生体情報を用いて個人認証を行なうシステム等において、個人認証に際して生体情報としての２つの指紋状紋様から抽出した特徴点（例えば、指紋隆線の分岐点，端点等）の照合を行なう等の目的のため、この２つの指紋状紋様の位置合わせを行なうものである。
ここで、２つの指紋状紋様の位置合わせとは、上述したように、２つの指紋状紋様の相対的な位置関係および方向関係を検出し、これを基にして、例えば図３６に示すように、２つの指紋状紋様に共通の平面座標系を設定することをいう。こうして共通に設定された平面座標系（共通の座標軸）に基づき、２つの指紋状紋様から抽出された特徴点の照合が行なわれることになる。
【０１９１】
また、本実施形態の紋様位置合わせ装置４による位置合わせの対象となる２つの指紋状紋様も、先に説明した紋様位置合わせ装置３の位置合わせ対象となる２つの指紋状紋様と同様に、紋様画像入力用プログラムをＣＰＵ１００−１で実行することにより、スキャナ１０５を介して紋様画像の形で採取され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様位置合わせ装置４）に入力されるか、又は、通信ネットワーク１０６，外部記憶装置１０７，記録媒体用ドライブ１０８を通じて紋様画像又は紋様データの形で提供され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様位置合わせ装置４）に入力される。
【０１９２】
このような図３２の紋様位置合わせ装置４において、位置合わせ基準決定部４１は、入力された２つの各指紋状紋様の位置合わせ基準を決定するもので、紋様中心決定部４１１，紋様方向決定部４１２を有して構成されている。
ここで、紋様中心決定部４１１は、各指紋状紋様について、その位置の基準となる紋様中心を、前記位置合わせ基準として決定するもので、この紋様中心決定部４１１としては、本発明の実施形態として図１および図３〜図１３を用いて説明した紋様中心決定装置１が使用される。
【０１９３】
また、紋様方向決定部４１２は、について、その方向の基準となる紋様方向を、前記位置合わせ基準として決定するもので、この紋様方向決定部４１２としては、本発明の実施形態として図１４〜図２６を用いて説明した紋様方向決定装置２が使用される。
一方、位置合わせ部４２は、位置合わせ基準決定部４１により決定された前記２つの指紋状紋様の前記位置合わせ基準を一致させるように、前記２つの指紋状紋様の位置合わせを行なうもので、具体的には、前記２つの指紋状紋様に共通の平面座標系を設定することにより、この位置合わせを行なうことになる。この位置合わせ部４２は、平行移動量算出部４２１，回転角度算出部４２２，位置調整部４２３を有して構成されている。
【０１９４】
ここで、平行移動量算出部４２１は、前記２つの指紋状紋様のうちの一方に対して他方を平行移動させ、紋様中心決定部４１１により決定された前記紋様中心を一致させるための平行移動量を算出するもので、言い換えれば、前記２つの指紋状紋様に共通の平面座標系を設定するに当たって、前記２つの指紋状紋様間における平面座標系の座標中心の位置関係を決定するものである。
【０１９５】
また、回転角度算出部４２２は、前記２つの指紋状紋様のうちの一方に対して他方を回転移動させ、紋様方向決定部４１２により決定された前記紋様方向を一致させるための回転角度を算出するもので、言い換えれば、前記２つの指紋状紋様に共通の平面座標系を設定するに当たって、前記２つの指紋状紋様間における平面座標系の座標軸の方向関係を決定するものである。
【０１９６】
さらに、位置調整部４２３は、平行移動量算出部４２１により算出された前記平行移動量と回転角度算出部４２２により算出された前記回転角度とに基づいて、前記２つの指紋状紋様のうちの一方に対して他方を平行移動かつ回転移動させるように紋様の位置を調整するもので、言い換えれば、平行移動量算出部４２１により決定された前記２つの指紋状紋様間における平面座標系の座標中心の位置関係と、回転角度算出部４２２により決定された前記２つの指紋状紋様間における平面座標系の座標軸の方向関係とに基づき、前記２つの指紋状紋様に共通の平面座標系を設定するものである。
【０１９７】
また、位置合わせ結果調整部４３は、必要に応じて、位置合わせ部４２による２つの指紋状紋様の位置合わせ結果が改善されるように、各々の指紋状紋様から抽出した特徴点に基づき、２つの指紋状紋様の位置合わせ結果を調整するものである。言い換えれば、この位置合わせ結果調整部４３は、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせ部４２による前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果に基づく、前記２つの指紋状紋様から抽出された特徴点についての照合一致関係が改善されるように（すなわち、照合一致関係にあると判定される特徴点対の数が増加するように）、位置合わせ部４２による２つの指紋状紋様の位置合わせ結果を調整する（すなわち、前記２つの指紋状紋様に共通に設定された平面座標系の調整を行なう）ように構成されている。この位置合わせ結果調整部４３は、本発明の他の実施形態として図２７〜図３１を用いて説明した紋様位置合わせ装置３の位置合わせ結果調整部３２と同様の構成をそなえている。
【０１９８】
〔４−２〕本実施形態の紋様位置合わせ装置（第２例）の動作の説明
次に、本実施形態の紋様位置合わせ装置により実行される紋様位置合わせ手順について、図３３のフローチャート（ステップＩ１〜Ｉ４）を参照しながら説明する。
紋様位置合わせの対象となる２つの指紋状紋様が、上述した紋様画像又は紋様データの形で、本実施形態の紋様位置合わせ装置４に入力されると、まず、位置合わせ基準決定部４１により、位置合わせの対象となる２つの各指紋状紋様の位置合わせ基準が決定される（ステップＩ１）。
【０１９９】
具体的には、紋様中心決定部４１１により、先に図４を用いて説明した手順に従って、各指紋状紋様の中心が前記位置合わせ基準として決定されるとともに、紋様方向決定部４１２により、先に図１６を用いて説明した手順に従って、各指紋状紋様の方向が前記位置合わせ基準として決定される。
次に、位置合わせ部４２により、ステップＩ１で決定された前記２つの指紋状紋様の前記位置合わせ基準を一致させるように、前記２つの指紋状紋様の位置合わせが行なわれる（ステップＩ２）。
【０２００】
すなわち、前記２つの指紋状紋様に共通の平面座標系を設定するに当たって、平行移動量算出部４２１により、前記２つの指紋状紋様間における平面座標系の座標中心の位置関係が決定されるとともに、回転角度算出部４２２により、前記２つの指紋状紋様間における平面座標系の座標軸の方向関係が決定される。そして、平行移動量算出部４２１により決定された前記２つの指紋状紋様間における平面座標系の座標中心の位置関係と、回転角度算出部４２２により決定された前記２つの指紋状紋様間における平面座標系の座標軸の方向関係とに基づき、前記２つの指紋状紋様に共通の平面座標系が設定される。
【０２０１】
具体的には、平行移動量算出部４２１により、紋様中心決定部４１１で決定された前記紋様中心を一致させるように前記２つの指紋状紋様のうちの一方に対して他方を平行移動させるための平行移動量が算出されるとともに、回転角度算出部４２２により、紋様方向決定部４１２で決定された前記紋様方向を一致させるように前記２つの指紋状紋様のうちの一方に対して他方を回転移動させるための回転角度が算出される。そして、位置調整部４２３により、平行移動量算出部４２１で算出された前記平行移動量と回転角度算出部４２２で算出された前記回転角度とに基づいて、前記２つの指紋状紋様のうちの一方に対して他方を平行移動かつ回転移動させるように紋様の位置が調整されることになる。
【０２０２】
次に、ステップＩ２における位置合わせ結果に調整を加える必要があるか否かが判断される（ステップＩ３）。具体的には、対象となる指紋状紋様の種類や、指紋状紋様の採取の状態に応じて、所定の判断基準を設けておく（例えば、使用した紋様データや紋様画像の状態が良くない場合のみ、位置合わせ結果に調整を加える必要があると判断する、若しくは、常に位置合わせ結果に調整を加えるよう予め定めておく、等）。
【０２０３】
そして、位置合わせ結果に調整を加える必要があると判断された場合には（ステップＩ３のＹＥＳルート）、位置合わせ結果調整部４３により、先に図２８を用いて説明した手順に従って、位置合わせ部４２による２つの指紋状紋様の位置合わせ結果が改善されるように、各々の指紋状紋様から抽出した特徴点に基づき、２つの指紋状紋様の位置合わせ結果が調整される（ステップＩ４）。具体的には、前記２つの指紋状紋様から特徴点が抽出され、ステップＩ２における前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果に基づいて特徴点の照合が行なわれる。続いて、この特徴点の照合一致関係が改善されるように（すなわち、照合一致関係にあると判定される特徴点対の数が増加するように）、ステップＩ２における前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果が調整される（すなわち、前記２つの指紋状紋様に共通に設定された平面座標系の調整が行なわれる）。
【０２０４】
そして、ステップＩ４において前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果の調整が完了した場合には、位置合わせ結果調整部４３において調整された前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果（調整済み位置合わせ結果）が、また、ステップＩ３において位置合わせ結果に調整を加える必要がないと判断された（ステップＩ３のＮＯルート）場合には、位置合わせ部４２における前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果が、図２に示すコンピュータシステム１００（紋様照合装置５）に接続されたディスプレイ１０３，プリンタ１０４，または通信ネットワーク１０６を介して接続された出力手段を通じて、コンピュータシステム１００の外部へ出力される。この出力結果に基づき、紋様位置合わせ装置４の操作者若しくはこの紋様位置合わせ装置４に接続されたコンピュータシステム等の照合手段によって、前記２つの指紋状紋様から抽出された特徴点についての照合等が行なわれることになる。
【０２０５】
このように、本実施形態の紋様位置合わせ装置４によれば、位置合わせ基準を決定するに際して、本発明の実施形態の紋様中心決定装置１と同様の構成を用いて、局所的な紋様方向に基づいて補助線Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を作成し、これに基づいて紋様中心Ｏを決定しているので、紋様中心Ｏの決定処理の内容を指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しに限定することができる。よって、紋様中心Ｏの決定処理に係る計算量を大幅に削減することが可能となり、紋様中心Ｏを位置合わせ基準として高速かつ確実に決定することができるとともに、この位置合わせ基準を用いることにより、２つの指紋状紋様の位置合わせを効率よく行なうことが可能となる。
【０２０６】
また、同じく位置合わせ基準を決定するに際して、本発明の実施形態の紋様方向決定装置２と同様の構成を用いて、紋様中心Ｏを中心として所定半径の基準円Ｃを作成し、この基準円Ｃと紋様曲線との各交点における基準円Ｃの方向と各紋様曲線の方向との関係に基づき、紋様方向を示す基準点Ｐを決定し、この基準点と紋様中心とを通る基準直線ｓの方向を紋様方向として決定している。よって、指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しにより、各指紋状紋様画像に共通の方向の基準となる紋様方向を、位置合わせ基準として高速かつ確実に決定することがとできるともに、この位置合わせ基準を使用することにより、２つの指紋状紋様の位置合わせを効率よく行なうことが可能となる。
【０２０７】
さらに、位置合わせ基準（紋様中心および紋様方向）を使用して前記２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう際に、前記２つの指紋状紋様の紋様中心を一致させるように一方の指紋状紋様に対して他方を平行移動させるための平行移動量と、前記２つの指紋状紋様の紋様方向を一致させるように一方の指紋状紋様に対して他方を回転移動させるための回転角度とを算出して、これらの平行移動量および回転角度に基づいて、一方の指紋状紋様に対して他方を平行移動かつ回転移動させるように紋様の位置を調整することにより、簡素な構成によって２つの指紋状紋様の位置合わせを効率よく行なうことが可能となる。
【０２０８】
また、本発明の実施形態の紋様位置合わせ装置３にそなえられた位置合わせ結果調整部３２と同様の構成を用いて、位置合わせ部４２による前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果に基づき、この位置合わせ結果を改善するような移動調整量を求めてよる前記２つの指紋状紋様間の移動調整を行なっているので、各々の指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の追加によって、前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果をより正確に行なうことができ、ひいては前記２つの指紋状紋様から抽出された特徴点の照合等を効率的に行なうことが可能となる。
【０２０９】
〔４−３〕その他
なお、位置合わせ基準決定部４１が、紋様中心決定部４１１および紋様方向決定部４１２のいずれか一方のみをそなえるとともに、さらに他の位置合わせ基準を求める別の位置合わせ基準決定手段をそなえてもよい。
このように構成することによって、本実施形態の紋様中心決定部４１１または紋様方向決定部４１２以外の様々な位置合わせ手段との組み合わせが可能になるので、既存の位置合わせ手段と並存させながら本実施形態の紋様位置合わせ装置４の効率的な導入が可能となる。
【０２１０】
また、図２に示すコンピュータシステム１００（紋様位置合わせ装置４）のＣＰＵ１００−１において、位置合わせ部４２による前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果に基づき、前記２つの指紋状紋様から特徴点を抽出して照合するプログラムを実行するとともに、位置合わせ部４２による前記２つの指紋状紋様の位置合わせ結果または位置合わせ結果調整部４３による前記２つの指紋状紋様の調整済み位置合わせ結果が、コンピュータシステム１００（紋様位置合わせ装置４）内でこのプログラムに渡されるように構成してもよい。
【０２１１】
このように構成することによって、前記２つの指紋状紋様の位置合わせの完了に続いて、自動的に２つの指紋状紋様から特徴点が抽出されて照合が行なわれるため、本実施形態の紋様位置合わせ装置４を個人認証システムの指紋照合システム等に応用した場合に、指紋状紋様からの特徴点の抽出および照合を効率的に行なうことが可能となる。
【０２１２】
さらに、位置合わせ結果調整部４３をそなえず、位置合わせ部による前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合結果がそのまま最終結果として出力されるように構成してもよい。
このように構成することによって、前記２つの指紋状紋様の位置合わせ処理に要する時間を短縮できるとともに、装置全体の構成の簡素化を図ることができる。
【０２１３】
〔５〕本発明の一実施形態としての紋様照合装置の説明
〔５−１〕本実施形態の紋様照合装置の構造の説明
図３４は、本発明の一実施形態としての紋様照合装置５の機能構成を示すブロック図であり、この図３４に示す本実施形態の紋様照合装置５は、紋様入力部５１，位置合わせ基準決定部５２，特徴点抽出部５３，登録データ取得部５４，位置合わせ部５５，照合部５６，位置合わせ結果調整部５７を有して構成されている。
【０２１４】
なお、本実施形態の紋様照合装置５も、先に説明した本発明の実施形態の紋様中心決定装置１，紋様方向決定装置２，紋様位置合わせ装置３，４と同様、図２に示す様なコンピュータシステム１００により実現されるものである。そして、紋様照合装置５における紋様入力部５１，位置合わせ基準決定部５２，特徴点抽出部５３，登録データ取得部５４，位置合わせ部５５，照合部５６，位置合わせ結果調整部５７としての機能も、先に説明した紋様中心決定装置１，紋様方向決定装置２，紋様位置合わせ装置３，４の各構成要素と同様、記録媒体に格納されたアプリケーションプログラムをＣＰＵ等で実行することにより実現される。
【０２１５】
さて、図３４に示す紋様照合装置５は、例えば生体情報を用いて個人認証を行なうシステム等において、認証の対象となる指紋状紋様（照合用指紋状紋様）が予め登録された指紋状紋様（登録用指紋状紋様）と同一か否かを判断するために、照合用指紋状紋様から抽出された照合用特徴点と登録用指紋状紋様から予め抽出された登録特徴点との照合を行なうものである。
【０２１６】
ここで、２つの指紋状紋様から抽出された特徴点の照合は、各指紋状紋様から抽出された特徴点の位置，種類，方向等の属性を比較して、これらの属性が一致しているかどうかを調べることになる。こうした特徴点の照合を全部もしくは一部の特徴点対について行なった上で、その照合結果に基づいてこれら２つの指紋状紋様が同一のものであるかが判断される。
【０２１７】
このような図３４の紋様照合装置５において、紋様入力部５１は、前記照合用指紋状紋様を入力するもので、この紋様入力部５１としては、先の図２において説明したスキャナ１０５，通信ネットワーク１０６，外部記憶装置１０７，記録媒体ドライブ１０８が用いられる。すなわち、紋様画像入力用プログラムをＣＰＵ１００−１で実行することにより、スキャナ１０５において前記照合用指紋状紋様が紋様画像の形で採取され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様照合装置５）に入力されるか、又は、通信ネットワーク１０６，外部記憶装置１０７，記録媒体用ドライブ１０８を通じて前記照合用指紋状紋様が紋様画像の形で提供され、コンピュータシステム１００（すなわち、紋様照合装置５）に入力される。
【０２１８】
また、位置合わせ基準決定部５２は、紋様入力部５１により入力された前記照合用指紋状紋様の位置合わせ基準を決定するもので、紋様中心決定部５２１，紋様方向決定部５２２を有して構成されている。
ここで、紋様中心決定部５２１は、前記照合用指紋状紋様について、その位置の基準となる紋様中心を、前記位置合わせ基準として決定するものである。この紋様中心決定部５２１としては、本発明の実施形態として図１および図３〜図１３を用いて説明した紋様中心決定装置１が使用される。
【０２１９】
また、紋様方向決定部５２２は、前記照合用指紋状紋様について、その方向の基準となる紋様方向を、前記位置合わせ基準として決定するものである。この紋様方向決定部５２２としては、本発明の実施形態として図１４〜図２６を用いて説明した紋様方向決定装置２が使用される。
さらに、特徴点抽出部５３は、紋様入力部５１により入力された前記照合用指紋状紋様から前記照合用特徴点を抽出するもので、具体的には、紋様画像若しくは紋様データとして入力された前記照合用指紋状紋様に含まれる特徴点（照合用特徴点）について、その位置，種類，方向等の属性を検出するものである。
【０２２０】
また、登録データ取得部５４は、前記登録特徴点と、前記登録用指紋状紋様の位置合わせ基準（以下、登録位置合わせ基準という）とを含む登録データを取得するものである。この登録データ取得部５４としても、先の図２において説明したスキャナ１０５，通信ネットワーク１０６，外部記憶装置１０７，記録媒体ドライブ１０８が用いられる。すなわち、この登録データは、予め紋様画像の形で採取された登録用指紋状紋様に基づき作成された上で、先の図２において説明したコンピュータシステム１００（すなわち、紋様照合装置５）に接続された外部記憶装置１０７または記録媒体用ドライブ１０８内に記憶され、若しくは通信ネットワーク１０６を通じてアクセス可能な記憶装置（図示せず）に記憶され、コンピュータシステム１００からアクセス可能な状態に置かれる。
【０２２１】
ここで、この登録特徴点とは、前記登録用指紋状紋様に含まれている特徴点（例えば、指紋隆線の分岐点，端点等）のことであり、スキャナ等の手段により紋様画像の形で採取された登録用指紋状紋様に基づき、予めその位置，種類，方向等の属性が検出されている。また、前記登録用指紋状紋様について、予めその位置および方向の基準となる紋様中心や紋様方向などの位置合わせ基準が、登録位置合わせ基準として決定されている。そして、前記登録データには、その位置，種類，方向等の属性により表された登録特徴点と、予め決定された登録位置合わせ基準とが含まれることになる。
【０２２２】
さらに、位置合わせ部５５は、位置合わせ基準決定部５２によりそれぞれ決定された前記照合用位置合わせ基準と登録データ取得部５４により取得された前記登録位置合わせ基準とをそれぞれ一致させるように、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせを行なうもので、具体的には、図３６に示すように、前記照合用特徴点と前記登録特徴点とに共通の平面座標系（共通の座標軸）を設定することにより、この位置合わせを行なうことになる。この位置合わせ部５５としては、本発明の実施形態として図３２，図３３を用いて説明した紋様位置合わせ装置４の位置合わせ部４２が用いられる。
【０２２３】
また、照合部５６は、位置合わせ部５５による位置合わせ結果に基づいて、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合を行なうもので、具体的には、前記照合用特徴点と前記登録特徴点とに共通に設定された平面座標系の基で、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との各々の属性を比較することにより、これらの特徴点間の照合一致関係を検出し、その結果を出力するように構成されている。そして、この照合部５６から出力された結果（特徴点の照合一致関係の検出結果）に基づいて、この紋様照合装置５の操作者若しくはこの紋様照合装置５に接続されたコンピュータシステム等の判定手段に基づき、前記照合用特徴点の基となる前記照合用指紋状紋様と前記登録特徴点の基となる前記登録用指紋状紋様とが同一のものであるかどうか判定されることになる。
【０２２４】
さらに、位置合わせ結果調整部５７は、必要に応じて、位置合わせ部５５による前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせ結果が改善されるように、照合部５６による前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合結果に基づき、前記位置合わせ結果を調整するものである。言い換えれば、この位置合わせ結果調整部５７は、照合部５６において検出される前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合一致関係が改善されるように（すなわち、照合一致関係にあると判定される特徴点対の数が増加するように）、位置合わせ部５５による前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせ結果を調整する（すなわち、前記照合用特徴点と前記登録特徴点とに共通に設定された平面座標系の調整を行なう）ように構成されている。この位置合わせ結果調整部５７は、本発明の実施形態として図２７〜図３１を用いて説明した紋様位置合わせ装置３の位置合わせ結果調整部３２と同様の構成を採るが、位置合わせ結果調整部３２にそなえられていた照合部３２２の機能は、照合部５６が兼ねるように構成されている。
【０２２５】
〔５−２〕本実施形態の紋様照合装置の動作の説明
次に、本実施形態の紋様照合装置５により実行される紋様照合手順について、図３５のフローチャート（ステップＪ１〜Ｊ８）を参照しながら説明する。
図３５に示すように、まず、登録データ取得部５４により、前記登録特徴点と前記登録位置合わせ基準とを含む登録データが取得される（ステップＪ１）。すなわち、登録データが、図２の外部記憶装置１０７または記録媒体用ドライブ１０８内に記憶され、若しくは通信ネットワーク１０６を通じてアクセス可能な記憶装置（図示せず）に記憶され、コンピュータシステム１００（紋様照合装置５）からアクセス可能な状態に置かれる。
【０２２６】
次に、紋様入力部５１により、前記照合用指紋状紋様が入力される（ステップＪ２）。すなわち、図２のスキャナ１０５により紋様画像として採取された前記照合用指紋状紋様が、コンピュータシステム１００（紋様照合装置５）に入力されるか、外部記憶装置１０７，記録媒体ドライブ，通信ネットワーク１０６に紋様データとして記憶された前記照合用指紋状紋様が、コンピュータシステム１００（紋様照合装置５）に入力される。
【０２２７】
続いて、位置合わせ基準決定部５２により、ステップＪ２で入力された前記照合用指紋状紋様の位置合わせ基準が決定される（ステップＪ３）。具体的には、紋様中心決定部５２１により、先に図４を用いて説明した手順に従って、前記照合用指紋状紋様の紋様中心が前記位置合わせ基準として決定されるとともに、紋様方向決定部５２２により、先に図１６を用いて説明した手順に従って、前記照合用指紋状紋様の紋様方向が前記位置合わせ基準として決定される。
【０２２８】
さらに、特徴点抽出部５３により、ステップＪ２で入力された前記照合用指紋状紋様から前記照合用特徴点が抽出される（ステップＪ４）。具体的には、紋様画像若しくは紋様データとして入力された前記照合用指紋状紋様に含まれる特徴点（照合用特徴点；例えば指紋隆線の分岐点，端点等）について、その位置，種類，方向等の属性が検出される。
【０２２９】
次に、位置合わせ部５５により、ステップＪ１で取得された前記登録位置合わせ基準とステップＪ３で決定された前記照合用位置合わせ基準とを一致させるように、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせが行なわれる（ステップＪ５）。具体的には、図３２および図３３を用いて説明した紋様位置合わせ装置４（位置合わせ部４２）による位置合わせ手順に従って、前記登録位置合わせ基準と前記照合用位置合わせ基準とを一致させるように、前記照合用特徴点と前記登録特徴点とに共通の平面座標系が設定される。
【０２３０】
続いて、照合部５６により、ステップＪ５における位置合わせ結果に基づいて、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合が行なわれる（ステップＪ６）。すなわち、ステップＪ５において、前記照合用特徴点と前記登録特徴点とに共通に設定された平面座標系に基づき、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との各々の属性を比較することにより、これらの特徴点間の照合一致関係が検出される。
【０２３１】
次に、ステップＪ５における位置合わせ結果に調整を加える必要があるか否かが判断される（ステップＪ７）。具体的には、対象となる指紋状紋様の種類や、登録用指紋状紋様および照合用指紋状紋様の採取の状態に応じて、所定の判断基準を設けておく（例えば、照合一致特徴点対の数が所定の範囲内に入った場合には、位置合わせ結果に調整を加える必要があると判断する、若しくは、位置合わせ結果に調整を加える回数を予め定めておく、等）。
【０２３２】
そして、位置合わせ結果に調整を加える必要があると判断された場合には（ステップＪ７のＹＥＳルート）、位置合わせ結果調整部５７により、先に図２８を用いて説明した手順と同様の手順に従って、ステップＪ５における前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせ結果が改善されるように、ステップＪ６における前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合結果に基づき、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせ結果が調整される（ステップＪ８）。具体的には、ステップＪ６において検出された前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合一致関係が改善するように（すなわち、照合一致関係にあると判定される特徴点対の数が増加するように）、ステップＪ５における前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせ結果が調整される（すなわち、前記照合用特徴点と前記登録特徴点とに共通に設定された平面座標系の調整が行なわれる）。
【０２３３】
続いて、再び照合部５６により、ステップＪ７で調整された前記照合用特徴点と前記登録特徴点との新たな位置合わせ結果に基づき、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合が行なわれた上で（ステップＪ６）、ステップＪ５における位置合わせ結果に調整を加える必要があるかの判断が行なわれる（ステップＪ７）。
【０２３４】
そして、位置合わせ結果に調整を加える必要がないと判断された場合には（ステップＪ７のＮＯルート）、照合部５６による前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合結果が、図２に示すコンピュータシステム１００（紋様照合装置５）に接続されたディスプレイ１０３，プリンタ１０４，または通信ネットワーク１０６を介して接続された出力手段を通じて、コンピュータシステム１００の外部へ出力される。この出力結果に基づき、紋様照合装置５の操作者若しくはこの紋様照合装置５に接続されたコンピュータシステム等の判定手段によって、前記照合用特徴点の基となる前記照合用指紋状紋様と前記登録特徴点の基となる前記登録用指紋状紋様とが同一のものであるかどうか判定されることになる。
【０２３５】
このように、本実施形態の紋様照合装置５によれば、位置合わせ基準を決定するに際して、本発明の実施形態の紋様中心決定装置１と同様に、局所的な紋様方向を利用して補助線Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を作成し、これに基づいて紋様中心Ｏを決定しているので、紋様中心Ｏの決定処理の内容を指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しに限定することができる。よって、紋様中心Ｏの決定処理に係る計算量を大幅に削減することが可能となり、紋様中心Ｏを位置合わせ基準として高速かつ確実に決定することができるとともに、この位置合わせ基準を用いて照合用特徴点と登録特徴点との位置合わせを行なうことにより、照合用特徴点と登録特徴点との照合を効率よく行なうことが可能となる。
【０２３６】
また、同じく位置合わせ基準を決定するに際して、本発明の実施形態の紋様方向決定装置２と同様に、紋様中心Ｏを中心として所定半径の基準円Ｃを作成し、この基準円Ｃと紋様曲線との各交点における基準円Ｃの方向と各紋様曲線の方向との関係に基づき、紋様方向を示す基準点Ｐを決定し、この基準点と紋様中心とを通る基準直線ｓの方向を紋様方向として決定している。よって、指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しにより、各指紋状紋様画像に共通の方向の基準となる紋様方向を、位置合わせ基準として高速かつ確実に決定することがとできるともに、この位置合わせ基準を用いて照合用特徴点と登録特徴点との位置合わせを行なうことにより、照合用特徴点と登録特徴点との照合を効率よく行なうことができる。
【０２３７】
さらに、本発明の実施形態の紋様位置合わせ装置３にそなえられた位置合わせ結果調整部３２と同様に、位置合わせ部５５による照合用特徴点と登録特徴点の位置合わせ結果に基づき、この位置合わせ結果を改善するような移動調整量を求めて照合用特徴点と登録特徴点との間の移動調整を行なっているので、各々の指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の追加によって、照合用特徴点と登録特徴点との照合をより正確に行なうことができ、ひいては照合用指紋状紋様と登録指紋状紋様との認証を効率的に行なうことが可能となる。
【０２３８】
〔５−３〕その他
なお、紋様入力部５１，位置合わせ基準決定部５２，特徴点抽出部５３を用いて、前記登録用指紋状紋様の採取および登録データの作成を行なうように構成してもよい。この場合、図３５のステップＪ１において、紋様入力部５１により、前記登録用指紋状紋様が入力された上で、位置合わせ基準決定部５２により、前記登録用指紋状紋様に対する位置合わせ基準（登録用位置合わせ基準）が決定されるとともに、特徴点抽出部５３により、前記登録用指紋状紋様に含まれる特徴点（登録特徴点）が抽出され、登録データ取得部５５により、これらの登録用位置合わせ基準および登録特徴点が登録データとして取得される。
【０２３９】
このように構成することによって、登録用指紋状紋様についても、照合用指紋状紋様と共通の処理によって、紋様入力，位置合わせ基準決定，特徴点抽出の各処理を行なうことにより、照合用指紋状紋様に対して用いられる既存の構成を生かして効率よく登録用指紋状紋様に関する登録データを作成することができるとともに、装置の簡素化・小型化に寄与する。
【０２４０】
また、位置合わせ基準決定部５２が、紋様中心決定部５２１および紋様方向決定部５２２のいずれか一方のみをそなえるとともに、さらに他の位置合わせ基準を求める別の位置合わせ基準決定手段をそなえてもよい。
このように構成することによって、本実施形態の紋様中心決定部５２１または紋様方向決定部５２２以外の様々な位置合わせ手段との組み合わせが可能になるので、既存の位置合わせ手段と並存させながら本実施形態の紋様照合装置５の効率的な導入が可能となる。
【０２４１】
さらに、照合用指紋状紋様から抽出した照合用特徴点ではなく、照合用指紋状紋様を用いて、位置合わせ部５５における位置合わせ処理および位置合わせ結果調整部５７による位置合わせ結果の調整処理を行なっても構わない。この場合、照合用指紋状紋様の紋様画像若しくは紋様データに加えて、位置合わせ基準決定部５２により決定された照合用位置合わせ基準および特徴点抽出部５３により抽出された照合用特徴点が、照合用データとして位置合わせ部５５，照合部５６，位置合わせ結果調整部５７に渡され、各々の処理が行なわれることになる。
【０２４２】
また、図２に示すコンピュータシステム１００（紋様照合装置５）のＣＰＵ１００−１において、照合部５６による前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合結果に基づき、前記照合用指紋状紋様と前記登録用指紋状紋様とが同一か否かを一定の基準の下に判定するプログラムを実行するとともに、照合部５６による前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合結果が、コンピュータシステム１００（紋様照合装置５）内でこのプログラムに渡されるように構成してもよい。
【０２４３】
このように構成することによって、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合の完了に続いて、自動的に前記照合用指紋状紋様と前記登録用指紋状紋様とが同一か否かが判定されるため、本実施形態の紋様照合装置５を個人認証システム等に応用した場合に、指紋状紋様の照合に基づく個人認証を効率的に行なうことが可能となる。
【０２４４】
さらに、位置合わせ結果調整部５７をそなえず、照合部５６による前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合結果がそのまま最終結果として出力されるように構成してもよい。
このように構成することによって、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合処理に要する時間を短縮できるとともに、装置全体の構成の簡素化を図ることができる。
【０２４５】
〔６〕付記
（付記１）  指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定装置であって、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえて構成されたことを特徴とする、紋様中心決定装置。
【０２４６】
（付記２）  該補助線作成部が前記補助線を２本作成するとともに、
該中心決定部が、該補助線作成部により作成された前記２本の補助線の交点を、前記紋様中心として求めることを特徴とする、付記１記載の紋様中心決定装置。
（付記３）  該中心決定部が、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点を求める補助線交点算出部と、
該補助線交点算出部により算出された前記交点が最も密集する最密点を、前記紋様中心として算出する最密点算出部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の紋様中心決定装置。
【０２４７】
（付記４）  該補助線作成部が、
前記指紋状紋様における任意の一点を始点として設定する始点設定部と、
該始点設定部により設定された前記始点を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、
該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、
該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、
該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を終点として算出する終点算出部と、
該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、
該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の基準円作成部，基準円交点算出部，交点抽出部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴とする、付記１〜付記３のいずれか１項に記載の紋様中心決定装置。
【０２４８】
（付記５）  該補助曲線作成部が、
前記指紋状紋様を成す任意の一紋様曲線上における任意の２点を２つの第１補助点として設定する第１補助点設定部と、
該第１補助点設定部により設定された前記２つの第１補助点の中点を始点として算出する始点算出部と、
該第１補助点設定部により設定された前記２つの第１補助点を結ぶ補助線分を作成する補助線分作成部と、
該補助線分作成部により作成された前記補助線分の垂直二等分線を作成する垂直二等分線作成部と、
該垂直二等分線作成部により作成された前記垂直二等分線と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点のうち、前記始点に対して特定方向側に存在し且つ前記始点に最も近接する交点を算出する垂直二等分線交点算出部と、
該垂直二等分線交点算出部により算出された前記交点から前記特定方向側に所定の距離だけ離れた前記垂直二等分線上の点を節点として算出する節点算出部と、
該節点算出部により算出された前記節点を通り且つ前記垂直二等分線と直交する直線を作成する直線作成部と、
該直線作成部により作成された前記直線と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点のうち、前記節点の両側においてそれぞれ前記節点に最も近接する２つの交点を、第２補助点として算出する第２補助点算出部と、
該第２補助点算出部により算出された前記２つの第２補助点の中点を終点として算出する終点算出部と、
該始点算出部により算出された前記始点と該節点算出部により算出された前記節点とを結ぶ第１線分を作成する第１線分作成部と、
該節点算出部により算出された前記節点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ第２線分を作成する第２線分作成部とをそなえて構成され、
該第１補助点設定部により前記２つの第２補助点を前記２つの第１補助点として再設定しながら前記の始点算出部，補助線分作成部，垂直二等分線作成部，垂直二等分線交点算出部，節点算出部，直線作成部，第２補助点算出部，終点算出部，第１線分作成部および第２線分作成部により前記第１線分および前記第２線分を交互に繰り返し作成し、交互に連続した前記第１線分および前記第２線分の集合として前記補助線を作成することを特徴とする、付記１〜付記３のいずれか１項に記載の紋様中心決定装置。
【０２４９】
（付記６）  該補助曲線作成部が、
前記指紋状紋様を成す任意の一紋様曲線上の任意の１点を始点として設定する始点設定部と、
該始点設定部により設定された前記始点と同一の紋様曲線上に存在し且つ該紋様曲線に沿って前記始点からその両側へ向かい所定の距離だけ離れた２点を補助点として算出する補助点算出部と、
該補助点算出部により算出された前記２つの補助点を結ぶ補助線分を作成する補助線分作成部と、
該始点設定部により設定された前記始点を通り且つ該補助線分作成部により作成された前記補助線分と直交する直線を作成する直線作成部と、
該直線作成部により作成された前記直線と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点のうち、前記始点に対して特定方向側に存在し且つ前記始点に最も近接する交点を終点として算出する終点算出部と、
該始点設定部により設定された前記始点と該終点算出部により算出された前記終点とを結ぶ線分を作成する線分作成部とをそなえて構成され、
該始点設定部により前記終点を前記始点として再設定しながら前記の補助点算出部，補助線分作成部，直線作成部，終点算出部および線分作成部により前記線分を繰り返し作成し、連続した前記線分の集合として前記補助線を作成することを特徴とする、付記１〜付記３のいずれか１項に記載の紋様中心決定装置。
【０２５０】
（付記７）  指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定方法であって、
指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し、各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成し、
前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定することを特徴とする、紋様中心決定方法。
【０２５１】
（付記８）  指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する機能をコンピュータに実現させるための、紋様中心決定プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
該紋様中心決定プログラムが、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部、および、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部として、該コンピュータを機能させることを特徴とする、紋様中心決定プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【０２５２】
（付記９）  指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を決定する紋様方向決定装置であって、
前記指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定部と、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、
該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、
該基準円交点算出部により算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定する基準点決定部と、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心と該基準点決定部により決定された前記基準点とに基づいて前記紋様方向を決定する方向決定部とをそなえて構成されたことを特徴とする、紋様方向決定装置。
【０２５３】
（付記１０）  該基準点決定部が、
該基準円交点算出部により算出された前記交点の中から、所定条件を満たす２つの交点を抽出する交点抽出部と、
該交点抽出部により抽出された前記２つの交点の中点を前記基準点として算出する基準点算出部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記９記載の紋様方向決定装置。
【０２５４】
（付記１１）  該方向決定部が、前記紋様中心の位置を該紋様中心の周辺に存在する紋様曲線に基づいて補正する補正部をそなえて構成され、
該方向決定部が、該補正部により補正された紋様中心の位置と前記基準点とを通る基準直線の方向を前記紋様方向として決定することを特徴とする、付記９または付記１０に記載の紋様方向決定装置。
【０２５５】
（付記１２）  該方向決定部が、前記紋様中心と前記基準点とを通る基準直線の方向を前記紋様方向として決定することを特徴とする、付記９または付記１０に記載の紋様方向決定装置。
（付記１３）  該紋様中心決定部が、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記９〜付記１２のいずれか１項に記載の紋様方向決定装置。
【０２５６】
（付記１４）  指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を決定する紋様方向決定方法であって、
前記指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定し、
前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成し、
前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出し、
算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定し、
前記紋様中心と前記基準点とに基づいて前記紋様方向を決定することを特徴とする、紋様方向決定方法。
【０２５７】
（付記１５）  指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を決定する機能をコンピュータに実現させるための、紋様方向決定プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
該紋様方向決定プログラムが、
前記指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を決定する紋様中心決定部、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部、
該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部、
該基準円交点算出部により算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定する基準点決定部、および、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心と該基準点決定部により決定された前記基準点とに基づいて前記紋様方向を決定する紋様方向決定部として、該コンピュータを機能させることを特徴とする、紋様方向決定プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【０２５８】
（付記１６）  ２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう紋様位置合わせ装置であって、
各指紋状紋様の位置合わせ基準を決定する位置合わせ基準決定部と、
該位置合わせ基準決定部により決定された前記２つの指紋状紋様の前記位置合わせ基準を一致させるように、前記２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう位置合わせ部とをそなえ、
該位置合わせ基準決定部が、
各指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を前記位置合わせ基準として決定する紋様中心決定部を含んで構成され、
該紋様中心決定部が、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえて構成されていることを特徴とする、紋様位置合わせ装置。
【０２５９】
（付記１７）  該位置合わせ基準決定部が、さらに、
各指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を前記位置合わせ基準として決定する紋様方向決定部を含んで構成され、
該紋様方向決定部が、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、
該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、
該基準円交点算出部により算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定する基準点決定部と、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心と該基準点決定部により決定された前記基準点とに基づいて前記紋様方向を決定する方向決定部とをそなえて構成されていることを特徴とする、付記１６記載の紋様位置合わせ装置。
【０２６０】
（付記１８）  ２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう紋様位置合わせ装置であって、
各指紋状紋様の位置合わせ基準を決定する位置合わせ基準決定部と、
該位置合わせ基準決定部により決定された前記２つの指紋状紋様の前記位置合わせ基準を一致させるように、前記２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう位置合わせ部とをそなえ、
該位置合わせ基準決定部が、
各指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を前記位置合わせ基準として決定する紋様方向決定部を含んで構成され、
該紋様方向決定部が、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、
該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、
該基準円交点算出部により算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定する基準点決定部と、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心と該基準点決定部により決定された前記基準点とに基づいて前記紋様方向を決定する方向決定部とをそなえて構成されていることを特徴とする、紋様位置合わせ装置。
【０２６１】
（付記１９）  各指紋状紋様から特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
該位置合わせ部による位置合わせ完了後に該特徴点抽出部により前記２つの指紋状紋様からそれぞれ抽出された特徴点の照合を行なう照合部と、
前記２つの指紋状紋様の位置合わせ状態を改善するように、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方の移動調整量を、該照合部による照合結果に基づいて算出する移動調整量算出部と、
該移動調整量算出部により算出された前記移動調整量だけ、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方を移動させ、該位置合わせ部による位置合わせ結果の調整を行なう位置調整部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１６〜付記１８のいずれか１項に記載の紋様位置合わせ装置。
【０２６２】
（付記２０）  前記移動量および前記移動調整量が、前記２つの指紋状紋様のうち一方を他方に対して所定点まわりに回転させた時の回転角度，および，前記２つの指紋状紋様のうち一方を他方に対して平行移動させた時の移動量のうち、少なくとも一方であることを特徴とする、付記１９記載の紋様位置合わせ装置。
【０２６３】
（付記２１）  照合用指紋状紋様から抽出された照合用特徴点と登録用指紋状紋様から予め抽出された登録特徴点との照合を行なう紋様照合装置であって、
前記照合用指紋状紋様を入力する紋様入力部と、
該紋様入力部により入力された前記照合用指紋状紋様の位置合わせ基準を決定する位置合わせ基準決定部と、
該紋様入力部により入力された前記照合用指紋状紋様から前記照合用特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
前記登録特徴点と、前記登録用指紋状紋様の位置合わせ基準（以下、登録位置合わせ基準という）とを含む登録データを取得する登録データ取得部と、
該位置合わせ基準決定部によりそれぞれ決定された前記照合用位置合わせ基準と該登録データ取得部により取得された前記登録位置合わせ基準とをそれぞれ一致させるように、前記照合用指紋状紋様もしくは前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせを行なう位置合わせ部と、
該位置合わせ部による位置合わせ完了後に前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合を行なう照合部とをそなえ、
該位置合わせ基準決定部が、前記照合用指紋状紋様の中心（以下、紋様中心という）を前記照合用位置合わせ基準として決定する紋様中心決定部を含んで構成されるとともに、前記登録位置合わせ基準が前記登録指紋状紋様の中心を含み、
該紋様中心決定部が、
前記指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する、２本以上の補助線を作成する補助線作成部と、
該補助線作成部により作成された前記２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定する中心決定部とをそなえて構成されていることを特徴とする、紋様照合装置。
【０２６４】
（付記２２）  該位置合わせ基準決定部が、さらに、前記照合用指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を前記位置合わせ基準として決定する紋様方向決定部を含んで構成されるとともに、前記登録位置合わせ基準が前記登録指紋状紋様の方向を含み、
該紋様方向決定部が、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、
該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、
該基準円交点算出部により算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定する基準点決定部と、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心と該基準点決定部により決定された前記基準点とに基づいて前記紋様方向を決定する方向決定部とをそなえて構成されていることを特徴とする、付記２１記載の紋様照合装置。
【０２６５】
（付記２３）  照合用指紋状紋様から抽出された照合用特徴点と登録用指紋状紋様から予め抽出された登録特徴点との照合を行なう紋様照合装置であって、
前記照合用指紋状紋様を入力する紋様入力部と、
該紋様入力部により入力された前記照合用指紋状紋様の位置合わせ基準を決定する位置合わせ基準決定部と、
該紋様入力部により入力された前記照合用指紋状紋様から前記照合用特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
前記登録特徴点と、前記登録用指紋状紋様の位置合わせ基準（以下、登録位置合わせ基準という）とを含む登録データを取得する登録データ取得部と、
該位置合わせ基準決定部によりそれぞれ決定された前記照合用位置合わせ基準と該登録データ取得部により取得された前記登録位置合わせ基準とをそれぞれ一致させるように、前記照合用指紋状紋様もしくは前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせを行なう位置合わせ部と、
該位置合わせ部による位置合わせ完了後に前記照合用特徴点と前記登録特徴点との照合を行なう照合部とをそなえ、
該位置合わせ基準決定部が、前記照合用指紋状紋様の方向（以下、紋様方向という）を前記位置合わせ基準として決定する紋様方向決定部を含んで構成されるとともに、前記登録位置合わせ基準が前記登録指紋状紋様の方向を含み、
該紋様方向決定部が、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成する基準円作成部と、
該基準円作成部により作成された前記基準円と前記指紋状紋様を成す紋様曲線との交点を算出する基準円交点算出部と、
該基準円交点算出部により算出された各交点における前記基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づいて、前記紋様方向を示す基準点を決定する基準点決定部と、
該紋様中心決定部により決定された前記紋様中心と該基準点決定部により決定された前記基準点とに基づいて前記紋様方向を決定する方向決定部とをそなえて構成されていることを特徴とする、紋様照合装置。
【０２６６】
（付記２４）  前記登録用指紋状紋様が、該紋様入力部から入力され、
前記登録位置合わせ基準が、該位置合わせ基準決定部により決定されて取得されるとともに、
前記登録特徴点が、該特徴点抽出部により前記登録用指紋状紋様から抽出されることを特徴とする、付記２１〜付記２３のいずれか１項に記載の紋様照合装置。
【０２６７】
（付記２５）  前記照合用特徴点と前記登録特徴点との位置合わせ状態を改善するように、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との少なくとも一方の移動調整量を、該照合部による照合結果に基づいて算出する移動調整量算出部と、
該移動調整量算出部により算出された前記移動調整量だけ、前記照合用特徴点と前記登録特徴点との少なくとも一方を移動させ、該位置合わせ部による位置合わせ結果の調整を行なう位置調整部とをそなえ、
該照合部が、該位置調整部による位置調整後の特徴点どうしの照合結果を出力することを特徴とする、付記２１〜付記２４のいずれか１項に記載の紋様照合装置。
【０２６８】
（付記２６）  前記移動量および前記移動調整量が、前記照合用特徴点と前記登録特徴点とのうちの一方を他方に対して所定点まわりに回転させた時の回転角度，および，前記照合用特徴点と前記登録特徴点とのうちの一方を他方に対して平行移動させた時の移動量のうち、少なくとも一方であることを特徴とする、付記２５記載の紋様照合装置。
【０２６９】
（付記２７）  ２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう位置合わせ部と、
各指紋状紋様から特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
該位置合わせ部による位置合わせ完了後に該特徴点抽出部により前記２つの指紋状紋様からそれぞれ抽出された特徴点の照合を行なう照合部と、
前記２つの指紋状紋様の位置合わせ状態を改善するように、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方を移動調整するための移動調整量を、該照合部による照合結果に基づいて算出する移動調整量算出部と、
該移動調整量算出部により算出された前記移動調整量だけ、前記２つの指紋状紋様のうちの少なくとも一方を移動させ、該位置合わせ部による位置合わせ結果の調整を行なう位置調整部とをそなえて構成されたことを特徴とする、紋様位置合わせ装置。
【０２７０】
（付記２８）  該照合部により照合一致関係にあると判断された特徴点対の全てまたはその一部がその照合一致関係を維持したまま、前記２つの指紋状紋様のうちの一方を他方に対して移動させることの可能な移動量の範囲を許容移動範囲として算出する許容移動範囲算出部をそなえ、
該移動調整量算出部が、該許容移動範囲算出部により算出された前記許容移動範囲内において、前記移動調整量を算出することを特徴とする、付記２７記載の紋様位置合わせ装置。
【０２７１】
（付記２９）  前記移動量および前記移動調整量が、前記２つの指紋状紋様のうちの一方を他方に対して所定点まわりに回転させた時の回転角度，および，前記２つの指紋状紋様のうちの一方を他方に対して平行移動させた時の移動量のうち、少なくとも一方であることを特徴とする、付記２７または付記２８記載の紋様位置合わせ装置。
【０２７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の紋様中心決定装置，紋様中心決定方法および紋様中心決定プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体によれば、指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する２本以上の補助線を作成し、この２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定することにより、紋様中心の決定処理の内容を指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しに限定することができ、従来の方法よりも計算量を削減することが可能となるので、指紋状紋様の中心を高速かつ確実に決定することができる。
【０２７３】
また、２本の補助線の交点を紋様中心として求めることにより、簡素な処理によって高速に紋様中心を決定することができ、２本以上の補助線の交点の最密点を紋様中心として求めることにより、誤差の少ない正確な紋様中心を決定することができる。
ここで、基準円作成，基準円交点算出，交点抽出，終点算出および線分作成という一連の処理によって線分を繰り返し作成し、連続した線分の集合として補助線を作成することにより、限られた種類の演算の繰り返しによって補助線を作成することが可能となるため、少ない計算量で高速かつ確実に指紋状紋様の中心を決定することができる。この場合、基準円と紋様曲線との交点における基準円の法線方向と紋様曲線の接線方向との角度差に基づき２つの交点を抽出することにより、更なる計算量の削減を図ることができる。
【０２７４】
また、始点算出，垂直二等分線作成，垂直二等分線交点算出，直線作成，第２補助点算出，終点算出，第１線分作成および第２線分作成という一連の処理によって第１線分および第２線分を交互に繰り返し作成し、交互に連続した第１線分および第２線分の集合として補助線を作成したり、補助点算出，補助線分作成，直線作成，終点算出および線分作成という一連の処理によって線分を繰り返し作成し、連続した線分の集合として補助線を作成したりすることによっても、限られた種類の演算の繰り返しによって補助線を作成することが可能となるため、少ない計算量で高速かつ確実に指紋状紋様の中心を決定することができる。
【０２７５】
一方、本発明の紋様方向決定装置，紋様方向決定方法および紋様方向決定プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体によれば、紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成し、この基準円と紋様曲線との各交点における基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づき、紋様方向を示す基準点を決定し、この基準点と紋様中心とを通る基準直線の方向を紋様方向として決定することにより、指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しによって、各指紋状紋様画像に共通の方向の基準となる紋様方向を高速かつ確実に決定することが可能となる。
【０２７６】
ここで、基準円と紋様曲線との交点のうち所定条件を満たす２つの交点の中点を基準点として算出することにより、簡素な計算によって確実に指紋状紋様の方向を決定することが可能となる。この場合、各交点における基準円の法線方向又は接線方向と紋様曲線の接線方向との角度差に基づいて２つの交点を抽出することにより、基準点の算出のために用いる２つの交点を簡素な演算で確実に求めることができ、紋様方向の決定をより高速かつ確実に行なうことが可能となる。
【０２７７】
また、紋様方向の決定の際に、紋様中心近傍の紋様曲線の方向に基づいて紋様中心を補正するとともに、補正された紋様中心の位置と前記基準点とを通る基準直線の方向を前記紋様方向として決定することにより、紋様中心の誤差等に起因して紋様方向に誤差が生じる恐れのある場合でも、簡単な演算を追加することによって、極めて正確に紋様方向を決定することが可能となる。
【０２７８】
また、紋様中心と基準点とを通る基準直線の方向を紋様方向とすることにより、紋様方向を簡素な演算によって確実に求めることができる。この場合、前記基準直線上における前記基準点以外の任意の一点の位置とこの任意の一点の周辺に存在する紋様曲線とに基づいて前記紋様方向を補正することにより、紋様方向の決定に用いる紋様中心の精度がそれほどよくない場合でも、簡単な演算の追加により紋様方向を補正することができ、効率的に正確な紋様方向を求めることが可能となる。
【０２７９】
さらに、指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する２本以上の補助線を作成し、この２本以上の補助線の交点に基づいて前記紋様中心を決定することにより、従来の紋様中心決定方法よりも演算処理の内容を限定でき、計算量を削減することが可能となるので、指紋状紋様の中心を高速かつ確実に決定することができ、ひいては紋様方向を決定するために必要な時間も削減することが可能となる。
【０２８０】
一方、本発明の紋様位置合わせ装置によれば、指紋状紋様の外周側の紋様曲線から内周側の紋様曲線へ向かって、各紋様曲線に対し各紋様曲線の法線方向または略法線方向へ交わりながら連続する２本以上の補助線を作成し、この２本以上の補助線の交点に基づいて紋様中心を決定して、これを位置合わせ基準として用いることにより、指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の追加によって、紋様中心の決定処理の内容を指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しに限定することができるので、紋様中心を位置合わせ基準として高速かつ確実に決定することができるとともに、２つの指紋状紋様の位置合わせを効率よく行なうことが可能となる。
【０２８１】
また、紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成し、この基準円と紋様曲線との各交点における基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づき、紋様方向を示す基準点を求め、この基準点と紋様中心とに基づいて紋様方向を決定し、これを位置合わせ基準として用いることにより、指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しにより、各指紋状紋様画像に共通の方向の基準となる紋様方向を、位置合わせ基準として高速かつ確実に決定することがとできるともに、この位置合わせ基準を使用することにより、２つの指紋状紋様の位置合わせを効率よく行なうことが可能となる。
【０２８２】
ここで、紋様中心および紋様方向を使用して前記２つの指紋状紋様の位置合わせを行なう場合に、一方の指紋状紋様に対する他方の平行移動量と回転角度とを算出して、これらの平行移動量および回転角度に基づいて紋様の位置を調整することにより、簡素な構成によって２つの指紋状紋様の位置合わせを効率よく行なうことが可能となる。
【０２８３】
一方、本発明の紋様照合装置によれば、位置合わせ基準を決定するに際して、局所的な紋様方向を利用して補助線を作成し、これに基づいて紋様中心を決定しているので、紋様中心の決定処理の内容を指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しに限定することができるので、紋様中心の決定処理に係る計算量を大幅に削減することが可能となり、紋様中心を位置合わせ基準として高速かつ確実に決定することができるとともに、照合用特徴点と登録特徴点との照合を効率よく行なうことが可能となる。
【０２８４】
また、位置合わせ基準を決定するに際して、紋様中心を中心として所定半径の基準円を作成し、この基準円と紋様曲線との各交点における基準円の方向と各紋様曲線の方向との関係に基づき、紋様方向を示す基準点を決定し、この基準点と紋様中心とを通る基準直線の方向を紋様方向として決定しているので、指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の繰り返しにより、各指紋状紋様画像に共通の方向の基準となる紋様方向を高速かつ確実に決定することがとできるともに、照合用特徴点と登録特徴点との照合を効率よく行なうことができる。
【０２８５】
さらに、登録用指紋状紋様についても、照合用指紋状紋様と共通の処理によって、画像入力，位置合わせ基準決定，特徴点抽出を行なうことにより、照合用指紋状紋様に対して用いられる既存の構成を生かして効率よく登録用指紋状紋様に対する処理を施すことが可能となる。
一方、本発明の紋様位置合わせ装置によれば、位置合わせ部による２つの指紋状紋様の位置合わせ結果に基づき、この位置合わせ結果を改善するような移動調整量を求めて２つの指紋状紋様の移動調整を行なっているので、指紋状紋様の局所的な形状に対する単純な演算の追加によって、２つの指紋状紋様から抽出された特徴点間の照合をより正確に行なうことができる。従って、指紋照合認証システム等において指紋等の生体情報の照合・認証を行なう際に、同一の指紋に基づく２つの指紋紋様の認証を効率的に行なうことが可能となる。
【０２８６】
また、この位置合わせ結果に基づき照合一致関係にあると判断された特徴点対（照合一致特徴点対）について、この照合一致関係が維持される許容移動範囲を求めた上で、その中から移動調整量を求めているので、照合一致特徴点対の数を減少させることなく、位置合わせ結果を改善するような移動調整量を確実に求めることができる。
【０２８７】
さらに、この許容移動範囲の中で照合一致する特徴点対の数が最も大きくなるような移動調整量を求めているので、照合一致する特徴点対の数を確実に増やすことができ、２つの指紋状紋様についての位置合わせ結果を最も効果的に改善するような調整を行なうことが可能となる。
また、照合一致判断基準として予め設定された照合対象特徴点間の距離の閾値に基づいて許容移動範囲を算出することにより、２つの指紋状紋様について各々の紋様から抽出した特徴点の照合を行なう際に、各指紋状紋様から抽出した特徴点間の位置関係に多少の誤差がある場合でも、２つの指紋状紋様についての位置合わせ結果を確実に改善することが可能となる。
【０２８８】
なお、移動量および移動調整量を、２つの指紋状紋様のうち一方を他方に対して所定点まわりに回転させた時の回転角度、または、２つの指紋状紋様のうち一方を他方に対して平行移動させた時の移動量とすることにより、２つの指紋状紋様間の位置合わせ結果において、これらの紋様間の相対角度や相対位置がずれている場合でも、僅かな演算処理の追加によって、２つの指紋状紋様についての位置合わせ結果を最も効果的に改善するような調整を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての紋様中心決定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の各実施形態としての紋様中心決定装置，紋様方向決定装置，紋様位置合わせ装置および紋様照合装置が実現されるシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における補助線作成部の機能構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の紋様中心決定手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本実施形態における補助線作成手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）はいずれも本実施形態における補助線作成手法を説明するための図である。
【図７】本実施形態における紋様方向の決定手法を説明するための図である。
【図８】本実施形態の紋様中心決定装置における補助線作成部の第１変形例の機能構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す補助線作成部の第１変形例による補助線作成手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）はいずれも図８に示す補助線作成部の第１変形例による補助線作成手法を説明するための図である。
【図１１】本実施形態の紋様中心決定装置における補助線作成部の第２変形例の機能構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す補助線作成部の第２変形例による補助線作成手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】（Ａ）および（Ｂ）はいずれも図１１に示す補助線作成部の第２変形例による補助線作成手法を説明するための図である。
【図１４】本発明の一実施形態としての紋様方向決定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１５】本実施形態における交点抽出部の機能構成を示すブロック図である。
【図１６】本実施形態の紋様方向決定手順を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１５に示す交点抽出部による交点抽出手法を説明するための図である。
【図１８】図１５に示す交点抽出部による交点抽出手順を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１５に示す交点抽出部による交点抽出手法を説明するための図である。
【図２０】（Ａ）および（Ｂ）はいずれも紋様中心の決定の際に生じる誤差が紋様方向の決定に与える影響を説明するための図である。
【図２１】図１５に示す補正部による紋様方向の補正手順を説明するための図である。
【図２２】図１５に示す補正部による紋様方向の補正の効果を説明するための図である。
【図２３】本発明の他の実施形態としての紋様方向決定装置における交点抽出部の機能構成を示すブロック図である。
【図２４】本実施形態における交点抽出手順を説明するためのフローチャートである。
【図２５】本実施形態における交点抽出手法を説明するための図である。
【図２６】本発明の他の実施形態としての紋様方向決定装置における紋様方向の補正手順を説明するための図である。
【図２７】本発明の一実施形態としての紋様位置合わせ装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２８】本実施形態の紋様位置合わせ装置における位置合わせ結果の調整処理の必要性を説明するための図である。
【図２９】本実施形態の紋様位置合わせ装置による位置合わせ結果の調整手順を説明するためのフローチャートである。
【図３０】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はいずれも、本実施形態の紋様位置合わせ装置による紋様位置合わせ結果の調整手法を説明するための図である。
【図３１】本実施形態の紋様位置合わせ装置による、照合一致関係にある特徴点対の数の判断手順を説明するための図である。
【図３２】本発明の他の実施形態としての紋様位置合わせ装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３３】本実施形態の紋様位置合わせ装置による紋様位置合わせ手順を説明するためのフローチャートである。
【図３４】本発明の一実施形態としての紋様照合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３５】本実施形態の紋様照合装置による紋様照合手順を説明するためのフローチャートである。
【図３６】２つの指紋画像に対する共通の座標系の設定方法を説明するための図である。
【図３７】指紋画像における紋様曲線の方向の分布例を模式的に示すとともに、その方向を用いて紋様中心を決定する方法を説明するための図である。
【図３８】指紋紋様の中心付近における代表的な紋様曲線の方向分布を示すとともに、紋様中心を決定する際に用いられるテンプレートの例を示す図である。
【図３９】紋様曲線の方向の種類を示す図である。
【図４０】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はいずれも、２つの紋様曲線の方向を比較する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１  紋様中心決定装置
１１  補助線作成部
１１−１  始点設定部
１１−２  基準円作成部
１１−３  基準円交点算出部
１１−４  交点抽出部
１１−４１  法線方向算出部
１１−４２  接線方向算出部
１１−４３  角度差検出部
１１−５  終点算出部
１１−６  線分作成部
１１’  補助線作成部
１１’−１  第１補助点設定部
１１’−２  始点算出部
１１’−３  補助線分作成部
１１’−４  垂直二等分線作成部
１１’−５  垂直二等分線交点算出部
１１’−６  節点算出部
１１’−７  直線作成部
１１’−８  第２補助点算出部
１１’−９  終点算出部
１１’−１０  第１線分作成部
１１’−１１  第２線分作成部
１１”   補助線作成部
１１”−１  始点設定部
１１”−２  補助点算出部
１１”−３  補助線分作成部
１１”−４  直線作成部
１１”−５  終点算出部
１１”−６  線分作成部
１２  中心決定部
１２１  補助線交点算出部
１２２  最密点算出部
２  紋様方向決定装置
２１  紋様方向決定部
２２  基準円作成部
２３  基準円交点算出部
２４  基準点決定部
２４１  交点抽出部
２４１−１  基準円法線方向算出部
２４１−２  紋様曲線接線方向算出部
２４１−３  角度差算出部
２４１’   交点抽出部
２４１’−１  基準円接線方向算出部
２４１’−２  紋様方向接線方向算出部
２４１’−３  角度差算出部
２４２  基準点算出部
２５  方向決定部
２５１，２５１’  補正部
３  紋様位置合わせ装置
３１  位置合わせ部
３２  位置合わせ結果調整部
３２１  特徴点抽出部
３２２  照合部
３２３  許容移動範囲算出部
３２４  認識部
３２５  移動調整量算出部
３２６  位置調整部
４  紋様位置合わせ装置
４１  位置合わせ基準決定部
４１１  紋様中心決定部
４１２  紋様方向決定部
４２  位置合わせ部
４２１  平行移動量算出部
４２２  回転角度算出部
４２３  位置調整部
４３  位置合わせ結果調整部
５  紋様照合装置
５１  紋様入力部
５２  位置合わせ基準決定部
５２１  紋様中心決定部
５２２  紋様方向決定部
５３  特徴点抽出部
５４  登録データ取得部
５５  位置合わせ部
５６  照合部
５７  位置合わせ結果調整部
１００  コンピュータシステム
１００−１  中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）
１００−２  リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
１００−３  ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
１００−４  バスライン
１００−５  入出力インターフェース
１０１  キーボード
１０２  マウス
１０３  ディスプレイ
１０４  プリンタ
１０５  スキャナ
１０６  通信ネットワーク
１０７  外部記憶装置
１０８  記録媒体用ドライブ
【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１０】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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