專利名稱：指紋對(duì)照裝置、指紋對(duì)照方法以及計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指紋對(duì)照裝置以及指紋對(duì)照方法和計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
使用指紋的個(gè)人核對(duì)方法中，通過(guò)盡量多地取得指紋的特征，提高對(duì)照的精度。作為其方法的一種，特開昭61-59583號(hào)公報(bào)公開的圖形中心位置決定方法為人所知。圖18中，表示采用圖形中心決定方法的以往的指紋對(duì)照裝置的構(gòu)成。圖18所示的指紋對(duì)照裝置，由輸入指紋圖像的輸入部1801、輸入ID號(hào)碼的鍵盤1802、控制部1803、存儲(chǔ)通過(guò)輸入部被輸入的指紋圖像的圖像存儲(chǔ)器1804對(duì)照、對(duì)照輸入指紋圖像的特征與被存儲(chǔ)的特征數(shù)據(jù)的對(duì)照部1805、特征數(shù)據(jù)預(yù)存儲(chǔ)文件1806、從被輸入的指紋圖像檢測(cè)圖形的方向的方向檢測(cè)部1807、和從由方向檢測(cè)部1807所檢測(cè)的方向，判定圖形中心的中心線判定部1808構(gòu)成。
被輸入到指紋對(duì)照裝置的指紋圖像，在輸入部1801被掃描，被數(shù)字化，存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器1804。由鍵盤1802ID號(hào)碼被輸入后，多個(gè)指紋的特征信息預(yù)存儲(chǔ)文件1806被訪問，通過(guò)ID號(hào)碼被確定的指紋特征信息被讀出，被送到對(duì)照部1805。另一方面，圖像存儲(chǔ)器1804中存儲(chǔ)的指紋圖像，在方向檢測(cè)部1807中，指紋圖形的方向被檢測(cè)出。在中心線判定部1808，由在方向檢測(cè)部1807所檢測(cè)的方向，判定指紋圖形的垂直方向的中心線。根據(jù)中心線的判定結(jié)果，通過(guò)控制部1803的控制，從圖像存儲(chǔ)器1804的指紋圖像指紋特征被抽取。在對(duì)照部1805，從圖像存儲(chǔ)器1804的指紋圖像得到的指紋特征與從文件1806的特征信息被比較，指紋被對(duì)照。
求指紋圖像的線的方向和線的方向分布，求指紋的垂直方向的中心線。在輸入部掃描指紋圖像的指紋輸入時(shí)，使掃描線的中心，和指紋的垂直方向的中心線一致。由此，能夠從輸入的指紋圖像掃描指紋全體。從指紋圖像得到的特征量增加，對(duì)照精度提高。
但是，在上述以往的指紋對(duì)照方法中，有不能正確取得指紋圖像的問題。即，在以往的方法中，由于只檢測(cè)指紋的垂直方向的中心方向，指紋輸入時(shí)，由于手指的位置偏離在偏向于水平的方向被取得時(shí)，并不進(jìn)行水平方向的修正。因此，不能取得正確的指紋圖像。特別是，在對(duì)照算法中應(yīng)用頻率解析抽取特征時(shí)，因?yàn)槿缢椒较蚱x特征量就會(huì)變化，所以有對(duì)照精度下降的問題。另外，因要檢測(cè)垂直方向的中心線，與掃描中心線核對(duì)，從而需要圖像數(shù)據(jù)的全部，所以就會(huì)有必須準(zhǔn)備大容量的圖像存儲(chǔ)器的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，其目的在于解決上述以往的問題，用含有多特征量的區(qū)域進(jìn)行指紋的數(shù)據(jù)對(duì)照，即使在發(fā)生手指的位置偏離情況下，也可以在高精度地對(duì)照指紋的同時(shí)，大幅度削減存儲(chǔ)容量。
為解決上述問題，在本發(fā)明中，指紋對(duì)照裝置的構(gòu)成具備，取得指紋圖像的輸入單元，由指紋圖像檢測(cè)指紋中心點(diǎn)的中心檢測(cè)單元，抽取以指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域的中心指紋圖像的區(qū)域抽取單元和，對(duì)照預(yù)注冊(cè)的注冊(cè)指紋圖像與中心指紋圖像的對(duì)照單元。
通過(guò)此構(gòu)成，可以用含有多特征量的區(qū)域?qū)φ罩讣y的數(shù)據(jù)，即使在發(fā)生手指的位置偏離情況下，也可以在高精度地對(duì)照指紋的同時(shí)，大幅度削減存儲(chǔ)容量。


圖1是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的功能框圖。
圖2是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的中心檢測(cè)部的功能框圖。
圖3是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的區(qū)域抽取部的功能框圖。
圖4是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的方向檢測(cè)的一例。
圖5是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的方向檢測(cè)時(shí)的八種的方向的示意圖。
圖6是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的中心點(diǎn)檢測(cè)的一例。
圖7是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的區(qū)域抽取的一例。
圖8是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的處理流程圖。
圖9是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的中心檢測(cè)部的處理流程圖。
圖10是在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的中心檢測(cè)部的框圖。
圖11是在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的關(guān)節(jié)判定的一例。
圖12是在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的中心檢測(cè)部的處理流程圖。
圖13是在本發(fā)明的第三實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的區(qū)域抽取部的框圖。
圖14是在本發(fā)明的第三實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的指尖檢測(cè)的一例。
圖15是在本發(fā)明的第三實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的區(qū)域抽取部的處理流程圖。
圖16是在本發(fā)明的第四實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的框圖。
圖17是在本發(fā)明的第四實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的處理流程圖。
圖18是在以往的指紋對(duì)照裝置中的中心位置決定單元的功能框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D1-17，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。
(第一實(shí)施方案)本發(fā)明的第一實(shí)施方案是，求指紋圖像的隆線方向的水平分布和垂直分布，從水平分布和垂直分布決定指紋的中心點(diǎn)，抽取以指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域的中心指紋圖像，與注冊(cè)指紋圖像相對(duì)照的指紋對(duì)照裝置。
圖1是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的功能框圖。在圖1中，輸入部101，是輸入指紋圖像變換成量化信號(hào)的單元。實(shí)現(xiàn)輸入部的硬件是，例如，可以由讀取圖像的掃描儀，和將用掃描儀讀取的數(shù)據(jù)變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的AD轉(zhuǎn)換器的組合構(gòu)成?？刂撇?02是控制各塊的單元。圖像存儲(chǔ)器103，是由控制部102的控制，存儲(chǔ)在輸入部101取得的指紋圖像的存儲(chǔ)器。中心檢測(cè)部104是根據(jù)指紋圖像檢測(cè)指紋中心的單元。區(qū)域抽取部105，是將以指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域的中心指紋圖像，從指紋圖像抽取，作為對(duì)照用指紋圖像輸出給對(duì)照部107的單元。文件106，是將預(yù)先注冊(cè)的指紋圖像作為注冊(cè)指紋圖像存儲(chǔ)的單元。對(duì)照部107是將注冊(cè)指紋圖像與對(duì)照用指紋圖像相對(duì)照的單元。
圖2是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的中心檢測(cè)部104的功能框圖。在圖2中，隆線方向檢測(cè)部201是檢測(cè)指紋圖像的指紋的隆線的單元。在此隆線是指，形成指紋的紋樣的凹凸的凸的部分。隆線方向水平分布計(jì)算部202是計(jì)算指紋圖像的隆線方向的水平分布的單元。隆線方向垂直分布計(jì)算部203是計(jì)算指紋圖像的隆線方向的垂直方向分布的單元。中心點(diǎn)決定部204是根據(jù)隆線方向的水平方向分布和垂直方向分布決定指紋中心點(diǎn)的單元。
圖3是在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的區(qū)域抽取部105的功能框圖。在圖3中，截取區(qū)域決定部301，是將指紋中心點(diǎn)的上下左右的規(guī)定寬度的區(qū)域作為截取區(qū)域的決定單元。區(qū)域截取部302，是按照截取區(qū)域從指紋圖像截取中心指紋圖像的單元。
下面，說(shuō)明在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中的指紋對(duì)照裝置的工作。
首先，參照?qǐng)D1，說(shuō)明指紋對(duì)照裝置的功能的概略。輸入部101取得指紋圖像變換為量化信號(hào)。在輸入部101取得的指紋圖像，由控制部102存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器103。中心檢測(cè)部104，從圖像存儲(chǔ)器103輸入指紋圖像的數(shù)據(jù)，檢測(cè)指紋中心點(diǎn)。區(qū)域抽取部105，從存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器103的指紋圖像，抽取以由中心檢測(cè)部104檢測(cè)出的指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域，將抽取的規(guī)定區(qū)域作為對(duì)照用指紋數(shù)據(jù)的中心指紋圖像輸出到對(duì)照部107。在文件106內(nèi)，預(yù)先被注冊(cè)的指紋圖像作為注冊(cè)指紋圖像被存儲(chǔ)。由控制部102的控制，ID等被指定的注冊(cè)指紋圖像的數(shù)據(jù)從文件106被讀出。在對(duì)照部107，進(jìn)行從文件106讀出的注冊(cè)指紋圖像，與從區(qū)域抽取部105被抽取的中心指紋圖像的對(duì)照。
下面，參照?qǐng)D2，說(shuō)明指紋對(duì)照裝置的中心檢測(cè)部104的功能。在隆線方向檢測(cè)部201，檢測(cè)指紋圖像的指紋的隆線，求指紋圖像的隆線方向。在隆線方向檢測(cè)部201檢測(cè)的隆線方向的數(shù)據(jù)，輸出到隆線方向水平分布計(jì)算部202以及隆線方向垂直分布計(jì)算部203。隆線方向水平分布計(jì)算部202，計(jì)算指紋圖像的隆線方向的水平方向分布。隆線方向垂直分布計(jì)算部203，計(jì)算指紋圖像的隆線方向的垂直方向分布。中心點(diǎn)決定部204，根據(jù)隆線方向的水平方向分布和垂直方向分布，決定指紋中心點(diǎn)。指紋中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從中心檢測(cè)部輸出。
下面，參照?qǐng)D3，說(shuō)明指紋對(duì)照裝置的區(qū)域抽取部105的功能。截取區(qū)域決定部301，將以指紋中心點(diǎn)為中心的上下左右的規(guī)定寬度的區(qū)域?yàn)榻厝^(qū)域。區(qū)域截取部302，按照截取區(qū)域，從指紋圖像截取中心指紋圖像。在區(qū)域截取部302被截取的中心指紋圖像的數(shù)據(jù)，成為區(qū)域抽取部105的輸出。
下面，參照?qǐng)D4和圖5，說(shuō)明隆線方向的檢測(cè)方法。圖4是表示指紋圖像中的某個(gè)像素作為側(cè)重像素時(shí)的，周邊像素的圖。圖5是表示隆線方向的8方向的角度的圖。用圖4所示的縱3像素×橫3像素的共9像素，通過(guò)檢查9像素的濃淡水平差，判定隆線方向。在圖4(a)所示的例中，周邊像素中，像素4，像素5，像素6的濃淡差小，連接這些像素的信號(hào)，可作為顯示隆線方向的信號(hào)。此時(shí)，隆線的方向是，圖5所示的0度的方向。即，傾斜是0度的水平方向。另外，在圖4(b)所示的例中，周邊像素中，像素3，像素5，像素7的濃淡差小，連接這些像素的信號(hào)，可作為顯示隆線方向的信號(hào)。此時(shí)，隆線的方向是圖5所示的45度的方向。
圖2所示的隆線方向水平分布計(jì)算部202，用由隆線方向檢測(cè)部201檢測(cè)的隆線方向的數(shù)據(jù)，計(jì)算水平方向的隆線的分布。同樣，隆線方向垂直分布計(jì)算部203，用由隆線方向檢測(cè)部201檢測(cè)的隆線方向的數(shù)據(jù)，計(jì)算垂直方向的隆線的分布。
圖6，是表示某指紋中的隆線的水平方向分布和垂直方向分布的圖。圖6(a)所示的指紋圖像時(shí)，水平方向的隆線的頻度分布，如圖6(b)的曲線所示。從圖6(b)可知，水平方向的隆線，在指紋的中心分布多。垂直方向降線的頻度分布，如圖6c的曲線所示。垂直方向的隆線，也在指紋的中心分布多。
由隆線方向水平分布計(jì)算部202以及隆線方向垂直分布計(jì)算部203計(jì)算的水平分布和垂直分布的數(shù)據(jù)，被輸出到中心點(diǎn)決定部204。中心點(diǎn)決定部204，根據(jù)圖6(b)以及(c)所示的隆線方向的頻度分布，決定指紋中心點(diǎn)。圖6(b)中，水平方向的隆線，在指紋圖像的中心分布多，將相當(dāng)于最大分布的位置X0，決定為水平方向的中心。在此，將通過(guò)X0的直線稱為中心線X。同樣，在圖6(c)中，垂直方向的隆線，在指紋圖像的中心分布多，將相當(dāng)于最大分布的位置Y0，決定為垂直方向的中心。在此，將通過(guò)Y0的直線稱為中心線Y。水平方向的中心線X和垂直方向的中心線Y的交點(diǎn)Z，成為指紋圖像的中心點(diǎn)。中心檢測(cè)部104將指紋中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)輸出。
從中心檢測(cè)部104輸出的指紋中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)，被輸入到區(qū)域抽取部105。區(qū)域抽取部105，根據(jù)指紋中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從圖像存儲(chǔ)器103中的指紋圖像，截取中心指紋圖像。截取中心指紋圖像時(shí)，將以指紋中心點(diǎn)Z為中心的上下方向的一定寬度和左右方向的一定寬度包圍來(lái)的區(qū)域，決定為截取區(qū)域。按照被決定的截取區(qū)域，從指紋圖像抽取中心指紋圖像。以圖7的四邊形A包圍來(lái)的區(qū)域，相當(dāng)于被抽取的中心指紋圖像。
在區(qū)域抽取部105被抽取的中心指紋圖像，作為對(duì)照用數(shù)據(jù)，被輸出給對(duì)照部107。另一方面，從文件106中被預(yù)先注冊(cè)的注冊(cè)指紋圖像中讀出與ID對(duì)應(yīng)的指紋圖像，輸出到對(duì)照部107。這樣得到的中心指紋圖像和注冊(cè)指紋圖像在對(duì)照部107被對(duì)照。
參照?qǐng)D8的流程圖，說(shuō)明指紋對(duì)照裝置的工作順序。
(1)在步驟S801，輸入部101取得指紋圖像。
(2)在步驟S802，控制部102將指紋圖像的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器103。
(3)在步驟S803，中心檢測(cè)部104檢測(cè)指紋中心。
(4)在步驟S804，區(qū)域抽取部105抽取指紋中心的周圍的規(guī)定區(qū)域的指紋圖像，得到中心指紋圖像。
(5)在步驟S805，控制部102，從文件106讀出與被指定的ID對(duì)應(yīng)的注冊(cè)指紋圖像。
(6)在步驟S806，對(duì)照部107對(duì)照中心指紋圖像和注冊(cè)指紋圖像。
(7)指紋對(duì)照處理結(jié)束。
參照?qǐng)D9的流程圖，說(shuō)明圖8所示的步驟S803的中心檢測(cè)處理的順序。
中心檢測(cè)部104(1)在步驟S901，從指紋圖像，檢測(cè)隆線方向。
(2)在步驟S902，計(jì)算隆線方向的水平分布。
(3)在步驟S903，計(jì)算隆線方向的垂直分布。
(4)在步驟S904，根據(jù)隆線方向的水平分布和垂直分布，決定指紋中心。
(5)處理結(jié)束。
如上所述，在本發(fā)明的第一實(shí)施方案說(shuō)明的指紋對(duì)照裝置，有以下的構(gòu)成。
(1)求指紋圖像的隆線方向的水平分布和垂直分布。
(2)根據(jù)水平分布和垂直分布決定指紋中心點(diǎn)。
(3)抽取以指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域。
(4)對(duì)照被抽取的規(guī)定區(qū)域與注冊(cè)數(shù)據(jù)。
通過(guò)上述構(gòu)成，可以得到能用含有較多特征量的區(qū)域?qū)φ罩讣y，在發(fā)生手指的位置偏離時(shí)，也可以在高精度地指紋對(duì)照的同時(shí)，大幅度削減存儲(chǔ)容量的效果。
另外，垂直方向和水平方向的兩方向的中心可以高精度檢測(cè)出，抽取以指紋中心點(diǎn)為中心的中心指紋圖像對(duì)照，即使在發(fā)生手指的位置偏離時(shí)也可以高精度地對(duì)照。
(第2實(shí)施方案)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，是根據(jù)指紋圖像的濃度投影，檢測(cè)比指紋的第一關(guān)節(jié)靠指尖方向的指紋區(qū)域，從指紋區(qū)域中的隆線方向的水平分布和垂直分布檢測(cè)指紋中心點(diǎn)，將指紋中心點(diǎn)的周圍的規(guī)定區(qū)域作為中心指紋圖像抽取，與注冊(cè)指紋圖像對(duì)照的指紋對(duì)照裝置。
圖10是本發(fā)明的第二實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的中心檢測(cè)部的功能框圖。在圖10中，隆線方向檢測(cè)部1001是檢測(cè)指紋圖像的指紋的隆線的單元。隆線方向水平分布計(jì)算部1002是計(jì)算指紋圖像的隆線方向的水平方向分布的單元。隆線方向垂直分布計(jì)算部1003是計(jì)算指紋圖像的隆線方向的垂直方向分布的單元。中心點(diǎn)決定部1004是決定指紋中心點(diǎn)的單元。濃度投影部1005是求指紋圖像的垂直方向的投影圖像濃度的單元。區(qū)域檢測(cè)部1006是從投影圖像濃度，檢測(cè)指紋圖像中的指紋區(qū)域的單元。
圖11是用本發(fā)明的第二實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的關(guān)節(jié)判定方法的說(shuō)明圖。圖12是表示在指紋對(duì)照裝置的中心檢測(cè)部的處理順序的流程圖。第二實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的基本構(gòu)成，與圖1所示的第一實(shí)施方案相同。
說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的工作。
在圖10所示的中心檢測(cè)部，隆線方向檢測(cè)部1001，檢測(cè)指紋圖像的指紋的隆線。在此，隆線是形成指紋的紋樣的凹凸的凸的部分。隆線方向水平分布計(jì)算部1002，計(jì)算由隆線方向檢測(cè)部1001檢測(cè)的隆線方向的水平方向分布。隆線方向垂直分布計(jì)算部1003，計(jì)算隆線方向的垂直方向分布。由隆線方向水平分布計(jì)算部1002計(jì)算的水平方向分布的數(shù)據(jù)和由隆線方向垂直分布計(jì)算部1003計(jì)算的垂直方向分布的數(shù)據(jù)，被輸出到中心決定部1004。
另一方面，濃度投影部1005，從指紋圖像，求垂直方向的投影圖像濃度。區(qū)域抽取部1006，根據(jù)由濃度投影部1005求出的投影圖像濃度，檢測(cè)指紋圖像的指紋區(qū)域，將檢測(cè)結(jié)果輸出給中心點(diǎn)決定部1004。
中心決定部1004，根據(jù)隆線方向水平分布計(jì)算部1002輸出的水平方向分布，隆線方向垂直分布計(jì)算部1003輸出的垂直方向分布，和區(qū)域檢測(cè)部1006輸出的指紋區(qū)域，決定指紋中心點(diǎn)。中心點(diǎn)決定部1004決定的指紋中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從中心檢測(cè)部104輸出。
取得指紋圖像存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器，到指紋圖像被輸出到中心檢測(cè)部為止，因?yàn)榕c第一實(shí)施方案是同一工作，故省略說(shuō)明。另外，從在圖10中的隆線方向檢測(cè)部1001到隆線方向垂直分布計(jì)算部1003為止，與從圖2中的隆線方向檢測(cè)部201到隆線方向垂直分布計(jì)算部203為止的工作相同，故省略說(shuō)明。
以下，說(shuō)明作為指紋圖像的，圖11(a)所示的圖像被輸入時(shí)的情況。在隆線方向水平分布計(jì)算部1002，圖11(b)所示的隆線方向水平分布被計(jì)算出。在隆線方向垂直分布計(jì)算部1003，圖11(c)所示的隆線方向水平分布被計(jì)算出。
如圖10所示，指紋圖像的數(shù)據(jù)，也被輸入到濃度投影部1005。在濃度投影部1005，在垂直方向合算指紋圖像的像素的濃度，求濃度投影的數(shù)據(jù)。圖11(a)所示的指紋圖像被輸入時(shí)，垂直方向的濃度投影為，圖11(d)所示的曲線圖。指紋圖像取得時(shí)，手指的第一關(guān)節(jié)以下部分的圖像也取入時(shí)，如圖11(a)所示。如圖11(d)所示的濃度投影，以第一關(guān)節(jié)部分為界，在關(guān)節(jié)上部和下部出現(xiàn)濃度的峰值。為檢測(cè)指紋中心，必須從第一關(guān)節(jié)以上區(qū)域抽取指紋圖像。于是，利用此濃度分布，檢測(cè)指紋區(qū)域。首先，計(jì)算相當(dāng)于濃度分布的峰值的位置的重心。接著，以重心為中心，將相當(dāng)于重心的濃度水平的二分之一的濃度水平的區(qū)域，定義為指紋區(qū)域。在圖11(d)中，濃度分布的重心是，濃度峰值M，以有重心M的濃度水平的二分之一的濃度水平的區(qū)域包圍來(lái)的指紋圖像的區(qū)域B，為指紋區(qū)域。
由區(qū)域檢測(cè)部1006檢測(cè)的指紋區(qū)域的數(shù)據(jù)，被輸出到中心決定部1004。中心決定部1004，從在區(qū)域檢測(cè)部1006檢測(cè)的指紋區(qū)域，用圖11(b)以及(c)所示的隆線方向的頻度分布，決定指紋中心點(diǎn)。
與第一實(shí)施方案相同，以0度的隆線的分布的最大位置X0，為水平方向的中心。另外，如圖11(b)所示，稱通過(guò)X0的直線為中心線X。在區(qū)域抽取部1006檢測(cè)的指紋區(qū)域中，以90度方向的隆線的分布的最大位置Y0，為垂直方向的中心。如圖11(c)所示稱通過(guò)Y0的直線稱為中心線Y。將水平方向的中心線X和垂直方向的中心線Y的交點(diǎn)Z，決定為指紋中心點(diǎn)。在指紋中心點(diǎn)決定部1004檢測(cè)出的指紋中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)，被輸出到圖1所示的區(qū)域抽取部105。
區(qū)域抽取部105之后，到在對(duì)照部107對(duì)照的工作為止，與第一實(shí)施方案相同。即，將以指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域作為指紋中心圖像截取，由中心指紋圖像和，預(yù)先注冊(cè)好的注冊(cè)指紋圖像的比較，進(jìn)行對(duì)照。
本發(fā)明的第二實(shí)施方案的工作，以圖8以及圖12的流程圖說(shuō)明。圖8的各步驟，與本發(fā)明的第一實(shí)施方案的工作相同，故省略說(shuō)明。
圖8的中心檢測(cè)步驟(S803)，由圖12的流程圖所示的步驟構(gòu)成。以下說(shuō)明圖12的各步驟。
中心檢測(cè)部104(1)在步驟S1201，計(jì)算指紋圖像的水平方向和垂直方向的濃度投影。
(2)在步驟S1202，根據(jù)濃度投影，檢測(cè)指紋區(qū)域。
(3)在步驟S1203，在檢測(cè)出的指紋區(qū)域中檢測(cè)指紋的隆線方向。
(4)在步驟S1204，計(jì)算隆線方向的水平分布。
(5)在步驟S1205，計(jì)算隆線方向的垂直分布。
(6)在步驟S1206，根據(jù)隆線方向的水平分布和垂直分布，決定指紋中心點(diǎn)。
(7)處理結(jié)束。
如上說(shuō)明，本發(fā)明的第二實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置有以下的構(gòu)成。
(1)根據(jù)指紋圖像的濃度投影，檢測(cè)比指紋的第一關(guān)節(jié)靠近指尖方向的指紋區(qū)域。
(2)從指紋區(qū)域中的隆線方向的水平分布和垂直分布檢測(cè)指紋中心點(diǎn)。
(3)將指紋中心點(diǎn)的周圍的規(guī)定區(qū)域作為中心指紋圖像抽取，與注冊(cè)指紋圖像對(duì)照。
由此構(gòu)成，可以由濃度投影檢測(cè)指紋區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)高精度地檢測(cè)垂直方向和水平方向的兩方向的中心，抽取以指紋中心點(diǎn)為中心的中心指紋圖像來(lái)對(duì)照，在手指位置發(fā)生偏離時(shí)，也可以高精度地對(duì)照。例如，即使在比手指的第一關(guān)節(jié)靠近手指根部方向側(cè)的圖像同時(shí)被采取時(shí)，也可以高精度地檢測(cè)指紋中心點(diǎn)，在發(fā)生手指位置偏離時(shí)，也可以得到可以高精度地對(duì)照的效果。
(第三實(shí)施方案)第三實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置，抽取中心指紋圖像時(shí)，有以下的步驟。(1)從指紋圖像檢測(cè)指尖的位置、(2)以指尖的位置為上端、(3)以距指紋中心點(diǎn)規(guī)定長(zhǎng)度的垂直下方的點(diǎn)為下端、(4)決定以指紋的中心點(diǎn)的左右規(guī)定寬度的點(diǎn)為左右端的截取區(qū)域、(5)按照截取區(qū)域從指紋圖像截取中心指紋圖像。
圖13是本發(fā)明的第三實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的區(qū)域抽取部105的功能框圖。在圖13中，指尖抽取部1301是從指紋圖像檢測(cè)指紋的指尖位置的單元。截取區(qū)域決定部1302是以指紋中心點(diǎn)的左右和下方為規(guī)定寬度，以上側(cè)為指尖位置的決定截取區(qū)域的單元。區(qū)域截取部1303是按照截取區(qū)域截取中心指紋圖像的單元。
用圖14說(shuō)明在第三實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置檢測(cè)指尖的方法。另外，圖15是表示說(shuō)明指紋對(duì)照裝置的區(qū)域抽取部的處理順序的流程圖。
下面，說(shuō)明第三實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的工作。
取得指紋圖像，存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器，在中心檢測(cè)部檢測(cè)指紋中心點(diǎn)，到將指紋中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)輸入到區(qū)域抽取部105為止，因與第一實(shí)施方案的工作相同，故省略說(shuō)明。
區(qū)域抽取部105中的指尖檢測(cè)部1301，從指紋圖像檢測(cè)指尖位置。在圖14所示的指紋圖像時(shí)，根據(jù)每個(gè)小區(qū)域的平均濃度水平，將指紋區(qū)域和背景分離。分離的指紋區(qū)域中，以指紋區(qū)域的上端的位置，為指尖位置。即，以圖14中的直線T所示的位置為指尖位置。如上所述，檢測(cè)出的指尖位置的數(shù)據(jù)，被輸出到截取區(qū)域決定部1302。截取區(qū)域決定部1302，根據(jù)在指尖檢測(cè)部1301檢測(cè)的指尖位置和指紋中心點(diǎn)，決定以指紋中心點(diǎn)為中心的截取區(qū)域。在截取區(qū)域的左右方向和手指的指根方向上，使截取寬度一定。對(duì)于上方，以指尖位置為上限位置。即，以圖14中的四邊形C包圍來(lái)的區(qū)域，為截取區(qū)域。按照在截取區(qū)域決定部1302決定的截取區(qū)域，截取區(qū)域部1303，從指紋圖像整體截取指紋中心圖像。在區(qū)域截取部1303被截取的中心指紋圖像，從區(qū)域抽取部105被輸出。
區(qū)域抽取部105以后，到對(duì)照部107的對(duì)照為止的工作，與第一實(shí)施方案相同。即，將以指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域作為中心指紋圖像截取，通過(guò)將中心指紋圖像與預(yù)先注冊(cè)的指紋圖像進(jìn)行比較進(jìn)行對(duì)照。
本發(fā)明的第三實(shí)施方案的工作，用圖8以及圖15的流程圖說(shuō)明。除去區(qū)域抽取步驟的圖8的步驟，由于與本發(fā)明的第一實(shí)施方案的工作相同，故省略說(shuō)明。
以下說(shuō)明圖15的流程圖所示的區(qū)域抽取步驟(S804)。區(qū)域抽取部105(1)在步驟S1501，從指紋圖像檢測(cè)指尖位置。
(2)在步驟S1502，上方到指尖位置為止為截取區(qū)域，其他方向?yàn)橐?guī)定的寬度。
(3)在步驟S1503，按照決定的截取區(qū)域，從指紋圖像截取中心指紋圖像。
(4)處理結(jié)束。
如上所述，本發(fā)明的第三實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置有以下的構(gòu)成。(1)抽取中心指紋圖像時(shí)，從指紋圖像檢測(cè)指尖位置。(2)決定以指尖位置為上端，距指紋中心點(diǎn)的規(guī)定長(zhǎng)度的垂直下方的點(diǎn)為下端，以指紋中心點(diǎn)的左右規(guī)定寬度的點(diǎn)為左右端的截取區(qū)域。(3)按照截取區(qū)域從指紋圖像截取中心指紋圖像。
通過(guò)這樣的構(gòu)成，截取以檢測(cè)出的指紋中心點(diǎn)為中心，到指尖位置為止的截取區(qū)域，可以用含有較多指紋特征量的中心指紋圖像進(jìn)行對(duì)照，可高精度對(duì)照指紋。因此，可以用含有較多特征量的區(qū)域?qū)φ?，與以一定寬度抽取的區(qū)域的情況相比可以得到可高精度對(duì)照的效果。
(第四實(shí)施方案)本發(fā)明的第四實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置，在未能從指紋圖像檢測(cè)出指紋中心點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行提示再輸入指紋的顯示，抽取以指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域的中心指紋圖像，將中心指紋圖像和預(yù)先注冊(cè)的注冊(cè)指紋圖像相對(duì)照。
圖16是本發(fā)明的第四實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的功能框圖。在圖16中，顯示部1608是向使用者提示再輸入指紋的單元。在此，顯示部1608，例如，由控制顯示數(shù)據(jù)的微型計(jì)算機(jī)以及存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的視頻RAM和實(shí)際顯示圖像的顯示器構(gòu)成。作為顯示器可以用液晶顯示器，CRT顯示器等。
從輸入部1601到對(duì)照部1607為止，與第一實(shí)施方案中，從圖1所示的輸入部101到對(duì)照部107為止相同。圖17是表示實(shí)施方案四的指紋對(duì)照裝置的處理順序的流程圖。
說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的工作。圖16所示的指紋對(duì)照裝置中，取得指紋圖像檢測(cè)指紋中心點(diǎn)，抽取以指紋中心點(diǎn)為中心的區(qū)域的中心指紋圖像，到與預(yù)先注冊(cè)好的注冊(cè)指紋圖像對(duì)照為止，與第一實(shí)施方案相同。
中心檢測(cè)部1604，根據(jù)指紋的隆線方向的水平分布和垂直分布，判別是否為指紋圖像。在中心檢測(cè)部1604，從指紋圖像進(jìn)行指紋中心點(diǎn)的檢測(cè)時(shí)，若是指紋圖像，可得到圖6(b)、(c)所示的隆線方向的分布，可檢測(cè)指紋中心點(diǎn)。與此相對(duì)，不是指紋圖像時(shí)，不能得到圖(b)、(c)所示的分布，不能檢測(cè)指紋中心點(diǎn)。在此種情況下，判斷對(duì)象的圖像不是指紋圖像，通知控制部1602?？刂撇?602，對(duì)使用者，發(fā)出意為輸入的圖像不是指紋圖像的警告。例如，使顯示部1608，顯示“請(qǐng)?jiān)俅屋斎胫讣y”的警告畫面。另外，預(yù)先裝有LED，也可以使LED閃亮警告。由輸入部1601取得的圖像數(shù)據(jù)，若是指紋圖像，進(jìn)行指紋中心點(diǎn)的檢測(cè)。在區(qū)域抽取部1605抽取中心指紋圖像，與注冊(cè)指紋圖像對(duì)照。
用圖17的流程圖說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方案的工作。
(1)在步驟S1701，指紋圖像被取得。
(2)在步驟S1702，指紋圖像被存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器。
(3)在步驟S1703，進(jìn)行指紋中心點(diǎn)的檢測(cè)。
(4)在步驟S1704，根據(jù)指紋中心點(diǎn)是否能檢測(cè)出，判別指紋圖像。是指紋圖像時(shí)，步驟S1705被執(zhí)行。不是指紋圖像時(shí)，步驟S1708被執(zhí)行。
(5)在步驟S1705，中心指紋圖像被抽取。
(6)在步驟S1706，與被指定的ID相對(duì)應(yīng)的注冊(cè)指紋圖像，從文件被讀出。
(7)在步驟S1707，對(duì)照部將中心指紋圖像與注冊(cè)指紋圖像對(duì)照。
(8)處理結(jié)束。
(9)在步驟1708，進(jìn)行提示指紋再輸入的顯示。
(10)返回(1)。
總結(jié)本發(fā)明的第四實(shí)施方案的指紋對(duì)照裝置的構(gòu)成如下。(1)從指紋圖像未能檢測(cè)指紋中心點(diǎn)時(shí)，顯示提示指紋的再次輸入。(2)抽取以指紋中心點(diǎn)為中心的規(guī)定區(qū)域的中心指紋圖像。(3)將中心指紋圖像，與作為對(duì)照用的數(shù)據(jù)的預(yù)先注冊(cè)好的注冊(cè)指紋圖像對(duì)照。
通過(guò)這樣的構(gòu)成，僅指紋圖像被正確地輸入，可以得到指紋中心點(diǎn)的檢測(cè)，中心指紋圖像的截取，高精度地對(duì)照的效果。另外，未能取得指紋圖像未能檢測(cè)出指紋中心點(diǎn)時(shí)，向使用者顯示未能取得指紋圖像的警告，成為更容易使用的指紋對(duì)照裝置。
如上所述，本發(fā)明的指紋對(duì)照裝置是，抽取含有較多特征量的區(qū)域?qū)φ罩讣y的數(shù)據(jù)的裝置。即，可以提供發(fā)生手指的位置偏離時(shí)，也可以高精度地對(duì)照指紋的同時(shí)，還可以大幅度削減存儲(chǔ)容量的指紋對(duì)照裝置。
權(quán)利要求
1.一種指紋對(duì)照裝置，具備取得指紋圖像的輸入單元，由前述指紋圖像檢測(cè)指紋中心點(diǎn)的中心檢測(cè)單元，將包圍前述指紋中心點(diǎn)的規(guī)定區(qū)域作為中心指紋圖像抽取的區(qū)域抽取單元，和將前述中心指紋圖像與預(yù)先注冊(cè)的注冊(cè)指紋圖像相對(duì)照的對(duì)照單元。
2.按權(quán)利要求1所述的指紋對(duì)照裝置，其中，前述中心檢測(cè)單元具備，檢測(cè)前述指紋圖像的隆線方向的隆線方向檢測(cè)單元，計(jì)算前述隆線方向的水平分布的隆線方向水平分布計(jì)算單元，計(jì)算前述隆線方向的垂直分布的隆線方向垂直分布計(jì)算單元，和根據(jù)前述隆線方向的水平分布和垂直分布決定前述指紋中心點(diǎn)的中心點(diǎn)決定單元。
3.按權(quán)利要求1所述的指紋對(duì)照裝置，其中，前述中心檢測(cè)單元具備，檢測(cè)前述指紋圖像的隆線方向的隆線方向檢測(cè)單元，計(jì)算前述指紋圖像的濃度投影的濃度投影計(jì)算單元，根據(jù)前述濃度投影檢測(cè)指紋區(qū)域的區(qū)域測(cè)單元，計(jì)算前述指紋區(qū)域內(nèi)的前述隆線方向的水平分布的隆線方向水平分布計(jì)算單元，計(jì)算在前述指紋區(qū)域內(nèi)前述隆線方向的垂直分布的隆線方向垂直分布計(jì)算單元，和根據(jù)前述隆線方向的水平分布和垂直分布決定前述指紋中心點(diǎn)的中心點(diǎn)決定單元。
4.按權(quán)利要求1所述的指紋對(duì)照裝置，其中，前述區(qū)域抽取單元具備，決定前述包圍前述指紋中心點(diǎn)的規(guī)定的寬度和高度的截取區(qū)域的截取區(qū)域決定單元，和按照前述截取區(qū)域從前述指紋圖像截取前述中心指紋圖像的區(qū)域截取單元。
5.按權(quán)利要求1所述的指紋對(duì)照裝置，其中，前述區(qū)域抽取單元具備，從前述指紋圖像檢測(cè)指尖位置的指尖檢測(cè)單元，決定以前述指尖位置為上端，以距前述指紋中心點(diǎn)規(guī)定長(zhǎng)度的垂直下方的位置為下端，以前述指紋中心點(diǎn)的左右的規(guī)定寬度的位置為左右端的截取區(qū)域的截取區(qū)域決定單元，和根據(jù)前述截取區(qū)域從前述指紋圖像截取前述中心指紋圖像的區(qū)域截取單元。
6.按權(quán)利要求1所述的指紋對(duì)照裝置，其特征在于，還具有顯示單元，前述顯示單元在前述中心檢測(cè)單元中前述指紋中心點(diǎn)未被檢測(cè)出的情況下進(jìn)行提示指紋的再輸入的顯示。
7.一種指紋對(duì)照方法，具有，取得指紋圖像的取得步驟，從前述指紋圖像檢測(cè)指紋中心點(diǎn)的檢測(cè)步驟，將包圍前述指紋中心點(diǎn)的規(guī)定區(qū)域作為中心指紋圖像抽取的抽取步驟，和將前述中心指紋圖像與預(yù)先注冊(cè)的注冊(cè)指紋圖像相對(duì)照的步驟。
8.按權(quán)利要求7所述的指紋對(duì)照方法，其中，前述檢測(cè)步驟具有，檢測(cè)前述指紋圖像的隆線方向的步驟，計(jì)算前述隆線方向的水平分布和垂直分布的步驟，和根據(jù)前述隆線方向的水平分布和垂直分布決定前述指紋中心點(diǎn)的步驟。
9.按權(quán)利要求7所述的指紋對(duì)照方法，其中，前述檢測(cè)步驟具有，計(jì)算前述指紋圖像的濃度投影的步驟，從前述濃度投影檢測(cè)指紋區(qū)域的步驟，檢測(cè)前述指紋圖像的隆線方向的步驟，計(jì)算前述指紋區(qū)域內(nèi)的前述隆線方向的水平分布和垂直分布的步驟，和根據(jù)前述隆線方向的水平分布和垂直分布決定前述指紋中心點(diǎn)的步驟。
10.按權(quán)利要求7所述的指紋對(duì)照方法，其中，前述抽取步驟是從前述指紋圖像截取以前述指紋中心點(diǎn)為基準(zhǔn)的規(guī)定寬度和高度的圖像作為前述中心指紋圖像的步驟。
11.按權(quán)利要求7所述的指紋對(duì)照方法，其中，前述抽取步驟具有，從前述指紋圖像檢測(cè)指尖位置的步驟，決定以前述指尖位置為上端，以距前述指紋中心點(diǎn)規(guī)定長(zhǎng)度的垂直下方的位置為下端，以前述指紋中心點(diǎn)的左右規(guī)定寬度的位置為左右端的截取區(qū)域的步驟，和根據(jù)前述截取區(qū)域從前述指紋圖像截取前述指紋中心圖像的步驟。
12.按權(quán)利要求7所述的指紋對(duì)照方法，其中，還具有顯示步驟，前述顯示步驟是在前述指紋中心點(diǎn)未被檢測(cè)出時(shí)進(jìn)行提示指紋的再輸入顯示的步驟。
13.一種指紋對(duì)照程序，是用于計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序，具有取得指紋圖像的步驟，從前述指紋圖像檢測(cè)指紋中心點(diǎn)的檢測(cè)步驟，以包圍前述指紋中心點(diǎn)的規(guī)定區(qū)域作為中心指紋圖像抽取的抽取步驟，和將前述中心指紋圖像與預(yù)先注冊(cè)的注冊(cè)指紋圖像相對(duì)照的步驟。
14.按權(quán)利要求13所述的指紋對(duì)照程序，其特征在于，前述檢測(cè)步驟具有，檢測(cè)前述指紋圖像的隆線方向的步驟，計(jì)算前述隆線方向的水平分布和垂直分布的步驟，和根據(jù)前述隆線方向的水平分布和垂直分布，決定前述指紋中心點(diǎn)的步驟。
15.按權(quán)利要求13所述的指紋對(duì)照程序，其特征在于，前述檢測(cè)步驟具有，檢測(cè)前述指紋圖像的隆線方向的步驟，計(jì)算前述指紋圖像的濃度投影的步驟，從前述濃度投影檢測(cè)指紋區(qū)域的步驟，計(jì)算在前述指紋區(qū)域內(nèi)的前述隆線方向的水平分布和垂直分布的步驟，和根據(jù)前述隆線方向的水平分布和垂直分布決定前述指紋中心點(diǎn)的步驟。
16.按權(quán)利要求13所述的指紋對(duì)照程序，其中，前述抽取步驟是，從前述指紋圖像截取以前述指紋中心點(diǎn)為基準(zhǔn)的規(guī)定的寬度和高度的圖像作為前述中心指紋圖像的步驟。
17.按權(quán)利要求13所述的指紋對(duì)照程序，其特征在于，前述抽取步驟具有，從前述指紋圖像檢測(cè)指尖位置的步驟，決定以前述指尖位置為上端，以距前述指紋中心點(diǎn)規(guī)定長(zhǎng)度的垂直下方的位置為下端，以前述指紋中心點(diǎn)的左右規(guī)定寬度的位置為左右端的截取區(qū)域的步驟，和根據(jù)前述截取區(qū)域從前述指紋圖像截取前述中心指紋圖像的步驟。
18.按權(quán)利要求13所述的指紋對(duì)照程序，其特征在于，在前述指紋中心點(diǎn)未被檢測(cè)出時(shí)還使計(jì)算機(jī)執(zhí)行進(jìn)行提示指紋的再輸入的顯示的顯示步驟。
全文摘要
是具有取得指紋圖像的輸入單元，從前述指紋圖像檢測(cè)指紋中心點(diǎn)的中心檢測(cè)單元，以包圍前述指紋中心點(diǎn)的規(guī)定區(qū)域作為中心指紋圖像抽取的區(qū)域抽取單元，將前述中心指紋圖像與預(yù)先被注冊(cè)的注冊(cè)指紋圖像相對(duì)照的對(duì)照單元的指紋對(duì)照裝置，可以用含有較多特征量的中心指紋圖像對(duì)照指紋，在手指的位置偏離時(shí)，也可以高精度地對(duì)照指紋的同時(shí)，可以大幅度削減存儲(chǔ)容量。
文檔編號(hào)G06T7/00GK1516853SQ0380009
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月12日
發(fā)明者佐野美沙, 人, 西澤真人, 尋, 植木千尋, 行, 釣部智行, 幸, 松山好幸, 介, 飯?zhí)锪两? 井出稚惠, 惠, 子, 椎名幸子 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社