米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 計算機;電気通信 -> カシオ計算機株式会社

発明の名称 画像照合装置、および画像照合処理プログラム、画像照合方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−11764(P2007−11764A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−192835(P2005−192835)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
発明者 佐藤 勝彦
要約 課題
画像照合装置において、例えば照合指紋画像と登録指紋画像が一致した場合でも、当該照合指紋画像に一時的な変化が生じているときには、登録指紋画像の更新を行うことなく、それ以降の照合処理に悪影響が及ぶのを防止する。

解決手段
登録指紋画像Goに対し照合指紋画像Gsが一致判定される毎に該照合指紋画像Gsを登録指紋画像Goとして登録更新し、登録者の指紋経時変化に起因した本人拒否等の誤判定を防止するもので、指紋登録時から今回指紋照合時までの照合類似度履歴に基づいて登録者の年齢変化などに起因する指紋の経時変化が生じているのか、又は指紋面の汚れなどに起因する指紋の一時的変化が生じているのかを判断し、指紋の経時変化が生じていると判断された場合に今回一致判定された照合指紋画像Gsを登録指紋画像Goとして更新可能判定し、指紋の一時的変化が生じていると判断された場合に更新不可能判定する。
特許請求の範囲
【請求項1】
登録画像と照合画像との類似度を算出し、この類似度に応じて両者が一致するか否かを判定する画像照合手段と、
この画像照合手段により登録画像と照合画像との類似度が算出される毎に当該類似度を時間経過に対応させて記憶し、類似度に関する時間変動分布を作成する類似度履歴作成手段と、
前記画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、前記類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、前記登録画像が更新可能か否かを判定する更新判定手段と、
この更新判定手段により前記登録画像が更新可能と判定された場合に、前記画像照合手段により登録画像と一致すると判定された照合画像を新たな登録画像として更新する登録更新手段と、
を備えたことを特徴とする画像照合装置。
【請求項2】
前記更新判定手段は、
前記画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、前記類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、類似度の平均値を算出する類似度平均算出手段を有し、
この類似度平均算出手段により算出された類似度の平均値と前記類似度履歴作成手段により今回記憶された類似度とが設定閾値より高い場合、または前記類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続した場合に、前記登録画像が更新可能と判定し、
前記類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続しない場合に、前記登録画像が更新不可能と判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像照合装置。
【請求項3】
前記類似度履歴作成手段は、新たな登録画像が登録されてから現在までの間で、前記画像照合手段により登録画像と照合画像との類似度が算出される毎に当該類似度を時間経過に対応させて記憶し、類似度に関する時間変動分布を作成する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像照合装置。
【請求項4】
前記画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致しないと判定された場合に、前記類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、前記登録画像の再登録が必要か否かを判定する再登録判定手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の画像照合装置。
【請求項5】
前記再登録判定手段は、
前記画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致しないと判定された場合に、前記類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、当該類似度分布の直線回帰を計算する回帰計算手段を有し、
この回帰計算手段により計算された回帰直線の傾きが所定角度より大きく且つ前記画像照合手段により一致しないと判定された回数が所定の回数に到達した場合に、前記登録画像の再登録が必要と判定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像照合装置。
【請求項6】
照合画像の画質を評価する画質評価手段と、
この画質評価手段により評価された照合画像の画質が良好な画質か否かを判断する画質判断手段を備え、
前記画像照合手段は、登録画像と前記画質判断手段により良好な画質と判断された照合画像との類似度を算出し、この類似度に応じて両者が一致するか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の画像照合装置。
【請求項7】
前記画質評価手段は、画像のずれ、画像のかすれ・つぶれ、画像の有効領域に関する画質を評価することを特徴とする請求項6に記載の画像照合装置。
【請求項8】
画像照合装置のコンピュータを制御するための画像照合処理プログラムであって、
前記コンピュータを、
画像メモリに記憶された登録画像と照合画像との類似度を算出し、この類似度に応じて両者が一致するか否かを判定する画像照合手段、
この画像照合手段により登録画像と照合画像との類似度が算出される毎に当該類似度を時間経過に対応させてメモリに記憶させ、類似度に関する時間変動分布を作成する類似度履歴作成手段、
前記画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、前記類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、前記登録画像が更新可能か否かを判定する更新判定手段、
この更新判定手段により前記登録画像が更新可能と判定された場合に、前記画像照合手段により登録画像と一致すると判定された照合画像を新たな登録画像として前記画像メモリに更新して登録させる登録更新制御手段、
として機能させるようにしたコンピュータ読み込み可能な画像照合処理プログラム。
【請求項9】
前記更新判定手段は、
前記画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、前記類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、類似度の平均値を算出する類似度平均算出手段を有し、
この類似度平均算出手段により算出された類似度の平均値と前記類似度履歴作成手段により今回記憶された類似度とが設定閾値より高い場合、または前記類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続した場合に、前記登録画像が更新可能と判定し、
前記類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続しない場合に、前記登録画像が更新不可能と判定する、
ことを特徴とする請求項8に記載の画像照合処理プログラム。
【請求項10】
コンピュータによって画像照合装置を制御するための画像照合方法であって、
前記コンピュータにより、
画像メモリに記憶された登録画像と照合画像との類似度を算出し、この類似度に応じて両者が一致するか否かを判定する画像照合ステップと、
この画像照合ステップにて登録画像と照合画像との類似度が算出される毎に当該類似度を時間経過に対応させてメモリに記憶させ、類似度に関する時間変動分布を作成する類似度履歴作成ステップと、
前記画像照合ステップにて登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、前記類似度履歴作成ステップにて作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、前記登録画像が更新可能か否かを判定する更新判定ステップと、
この更新判定ステップにて前記登録画像が更新可能と判定された場合に、前記画像照合ステップにて登録画像と一致すると判定された照合画像を新たな登録画像として前記画像メモリに更新して登録させる登録更新制御ステップと、
からなることを特徴とする画像照合方法。
【請求項11】
前記更新判定ステップは、
前記画像照合ステップにて登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、前記類似度履歴作成ステップにて作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、類似度の平均値を算出する類似度平均算出ステップを有し、
この類似度平均算出ステップにて算出された類似度の平均値と前記類似度履歴作成ステップにて今回記憶された類似度とが設定閾値より高い場合、または前記類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続した場合に、前記登録画像が更新可能と判定し、
前記類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続しない場合に、前記登録画像が更新不可能と判定する、
ことを特徴とする請求項10に記載の画像照合方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば指紋画像データの照合を行うための画像照合装置、および画像照合処理プログラム、画像照合方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、例えば重要施設への入退室管理システムや各種情報機器へのアクセス許可システムにおいて、指紋画像、虹彩画像、顔画像など、生体画像を基にして本人認証を行うシステムが広く導入されるようになっている。
【0003】
このような本人認証システムにおいて、例えば指紋画像照合装置の場合には、まず、イメージセンサなどにより読み取られた正規人物の特定の指(例えば人差し指)の指紋画像を登録指紋画像として予め記憶しておく。そして、本人認証に際して同様に読み取られた対象人物の特定の指の指紋画像を照合指紋画像として、前記予め記憶された登録指紋画像との照合類似度を算出することで、登録指紋画像と照合指紋画像との同一性を判定し、登録人物本人か否かの認証を行っている。
【0004】
一方で、指紋について、当該指紋のパターンそのものは、一般に年齢を重ねても基本的には同一のパターンであるものの、例えば皮膚の老化や劣化、太ったり痩せたりするなどの体型の変化などによって、前記イメージセンサによって読み取った指紋画像には経時に応じて指紋パターンの山が潰れていくなどの変化が生じる。特に人差し指など利き指である場合には、指紋面の擦れが激しく変化が著しいこともある。
【0005】
このため、前記登録指紋画像が当初登録されたままの指紋画像であると、経時変化の後、例え登録人物本人の指紋を読み取った照合指紋画像であっても同一の指紋と判定されず照合困難になってしまう。
【0006】
そこで、登録指紋画像に対して照合指紋画像が一致し、登録人物本人の認証が得られた場合には、その照合一致の都度、そのときの照合指紋画像を新たな登録指紋画像として記憶更新させることで、経時変化による本人拒否などの誤判定を防止した指紋画像照合装置が考えられている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平06−028459号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、前記登録指紋画像に対して照合指紋画像が照合一致する都度、そのときの照合指紋画像を新たな登録指紋画像として記憶更新させるようにした従来の指紋画像照合装置では、指紋画像が老化や体型の変化などにより、ある一定の方向に随時経時変化することに応じて登録更新されて行く場合は良く、順調な指紋照合処理と登録指紋画像の更新処理が繰り返されるものの、指紋に小さな傷が生じていたり若干の汚れが生じていたりして一時的な小さな変化があった場合に、照合不一致とならないまでも照合類似度が余り高くないまま登録指紋画像と照合一致して登録更新されてしまうと、これ以降の照合処理において、本人拒否などの誤判定を招き易くなる問題がある。
【0008】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、例えば照合指紋画像と登録指紋画像が一致した場合でも、当該照合指紋画像に一時的な変化が生じているときには、登録指紋画像の更新を行うことなく、それ以降の照合処理に悪影響が及ぶのを防止することが可能になる画像照合装置、および画像照合処理プログラム、画像照合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1に記載の画像照合装置は、登録画像と照合画像との類似度を算出し、この類似度に応じて両者が一致するか否かを判定する画像照合手段と、この画像照合手段により登録画像と照合画像との類似度が算出される毎に当該類似度を時間経過に対応させて記憶し、類似度に関する時間変動分布を作成する類似度履歴作成手段と、前記画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、前記類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、前記登録画像が更新可能か否かを判定する更新判定手段と、この更新判定手段により前記登録画像が更新可能と判定された場合に、前記画像照合手段により登録画像と一致すると判定された照合画像を新たな登録画像として更新する登録更新手段とを備えたことを特徴としている。
【0010】
請求項2に記載の画像照合装置は、前記請求項1に記載の画像照合装置において、前記更新判定手段は、前記画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、前記類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、類似度の平均値を算出する類似度平均算出手段を有し、この類似度平均算出手段により算出された類似度の平均値と前記類似度履歴作成手段により今回記憶された類似度とが設定閾値より高い場合、または前記類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続した場合に、前記登録画像が更新可能と判定し、前記類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続しない場合に、前記登録画像が更新不可能と判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【0011】
本発明の請求項1(請求項8)(請求項10)に記載の画像照合装置(画像照合処理プログラム)(画像照合方法)によれば、画像照合手段によって登録画像と照合画像との類似度が算出され、この類似度に応じて両者が一致するか否かが判定される毎に、当該類似度が時間経過に対応して記憶された類似度に関する時間変動分布が作成される。そして、画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合は、作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、登録画像が更新可能か否かが判定され、これにより登録画像が更新可能と判定された場合は、前記画像照合手段により登録画像と一致すると判定された照合画像が新たな登録画像として更新されるので、登録指紋画像に対して照合指紋画像が一致したと判断された場合であっても、照合類似度に関する時間変動分布に基づいて照合指紋に経年変化が生じているのか一時的変化が生じているのかを判断でき、一時的変化が生じている場合はこれを登録更新することはなく、以降の指紋照合において本人不一致など誤判定を招くのを未然に防止することができる。
【0012】
本発明の請求項2(請求項9)(請求項11)に記載の画像照合装置(画像照合処理プログラム)(画像照合方法)によれば、前記請求項1に記載の画像照合装置において、画像照合手段により登録画像と照合画像とが一致すると判定された場合に、類似度履歴作成手段により作成された類似度に関する時間変動分布に基づいて、類似度の平均値が算出され、この算出された類似度の平均値と今回記憶された照合類似度とが設定閾値より高い場合、または同類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続した場合には、登録画像が更新可能であると判定され、同類似度の平均値が設定閾値より高く且つ今回の類似度が設定閾値以下であることが連続しない場合には、登録画像が更新不可能であると判定されるので、照合指紋に経時変化が生じているときには確実に登録指紋画像を更新でき、一時的変化が生じているときには登録指紋画像を更新せず、以降の指紋照合において本人不一致など誤判定を招くのを未然に防止することができる。
【0013】
よって、本発明によれば、例えば照合指紋画像と登録指紋画像が一致した場合でも、当該照合指紋画像に一時的な変化が生じているときには、登録指紋画像の更新を行うことなく、それ以降の照合処理に悪影響が及ぶのを防止することが可能になる画像照合装置、および画像照合処理プログラム、画像照合方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下図面により本発明の実施の形態について説明する。
【0015】
(第1実施形態)
図1は、本発明の画像照合装置の実施形態に係る指紋画像照合装置の電子回路の構成を示すブロック図である。
【0016】
この指紋画像照合装置は、制御部(CPU)11、記憶装置12、RAM13、イメージ読み取り装置14、表示部15、入力部16、記憶媒体読み取り部18、伝送制御部19より構成され、バス17を介して相互に接続されている。
【0017】
制御部(CPU)11は、入力部12からの入力信号に応じて、記憶装置12に予め記憶されている制御プログラム、あるいはフロッピディスクFDなどの外部記憶媒体18aからフロッピディスクドライブFDDなどの記憶媒体読み取り部18を介して記憶装置12に読み込まれた指紋照合処理プログラム、あるいは外部のコンピュータ端末(プログラムサーバ21)の記憶装置22から通信ネットワーク20を経由し伝送制御部19を介して記憶装置12に読み込まれた指紋照合処理プログラムを起動させ、RAM13をワークメモリとして回路各部の動作を制御する。
【0018】
記憶装置12は、半導体メモリのROMやハードディスク装置HDD等で構成し、本照合装置の電源投入直後に制御部(CPU)11により読み出される前述の制御プログラムを予め格納している他に、イメージ読み取り装置14により読み取られた登録指紋画像Goを格納している。
【0019】
RAM13は、前述の制御プログラムを実行する際に制御部(CPU)11が使用するワークメモリである。
【0020】
イメージ読み取り装置14は、登録指紋画像Goや照合指紋画像Gsを取得するための装置であり、例えば、イメージスキャナ装置やCCD(電荷結合素子)などのイメージセンサである。
【0021】
表示部15は、登録指紋画像Goと照合指紋画像Gsとの照合の判定結果を表示する、例えばCRTや液晶などといったディスプレイ装置である。
【0022】
入力部16は、本照合装置の使用者が指紋画像の取得指示や後述の指紋照合処理の開始を制御部(CPU)11に指示するための、例えばキーボード装置などの入力装置である。
【0023】
図2は、前記指紋画像照合装置のRAM13に確保されるデータメモリを示す図である。
【0024】
RAM13には、読み取り画像メモリ13a、登録指紋画像メモリ13b、照合指紋画像メモリ13c、基準マスクサイズ・位置情報メモリ13d、最大相関位置情報メモリ13e、照合類似度メモリ13f、類似度履歴メモリ13g、およびその他の作業用メモリエリアが用意される。
【0025】
読み取り画像メモリ13aには、イメージ読み取り装置14により読み取られた指紋の画像データ(図3参照)が多階調画像として一時記憶される。
【0026】
登録指紋画像メモリ13bには、前記記憶装置12に格納登録すべきイメージ読み取り装置14により読み取られた登録人物本人の指紋画像データGo(図3(A)参照)が記憶保持される。
【0027】
照合指紋画像メモリ13cには、イメージ読み取り装置14により読み取られた照合すべき指紋画像データGs(図3(B)参照)が多階調画像として記憶される。
【0028】
基準マスクサイズ・位置情報メモリ13dには、本指紋照合装置において照合すべき一方の指紋画像データ(GoまたはGs)上に配置する基準マスク領域(テンプレート)t0,t1,t2,…,tn(本実施形態の場合はt0,…,t8の9つ:図3(A)参照)のマスクサイズ、配置位置情報が予めデフォルトで設定記憶される。
【0029】
最大相関位置情報メモリ13eには、前記照合すべき一方の指紋画像データ(GoまたはGs)上に配置した基準マスク領域t0,…,t8それぞれの画像に対して、他方の指紋画像データ(GsまたはGo)上で最大の相関係数が算出される各最大相関(位置)領域k0,…,k8(図3(B)参照)の位置情報が検索されて記憶される。
【0030】
照合類似度メモリ13fには、前記一方の指紋画像データ(GoまたはGs)に対しての基準マスク領域t0に対するt1,t2,…,t8間それぞれの相互位置関係XYt1,…,XYt8と、前記他方の指紋画像データ(GsまたはGo)上での最大相関(位置)領域k0に対するk1,k2,…,k8間それぞれの相互位置関係XYk1,…,XYk8との相違に応じた照合類似度Rが算出されて記憶されると共に、この照合類似度Rが予め設定された類似度閾値THbより高いか否かに応じて評価判定される登録指紋画Goと照合指紋画像Gsとの一致/不一致の判定結果が記憶される。
【0031】
類似度履歴メモリ13gには、後述する指紋画像の登録処理(図5参照)において登録候補として複数画像採取された指紋画像相互間にて実行される照合処理により算出された照合類似度Rを初期値として、後述する指紋画像の照合処理(図6参照)において登録指紋画像Goと照合指紋画像Gsとの間で実行される照合処理毎に算出された照合類似度Rの履歴が「照合類似度に関する時間変動分布」(図4参照)として記憶される。
【0032】
図3は、前記指紋画像照合装置の指紋照合処理に伴う登録指紋画像Go上での基準マスク領域(テンプレート)t0,t1,…,t8の配置状態と照合指紋画像Gs上での最大相関位置(領域)k0,k1,…,k8とを示す図である。
【0033】
図4は、前記指紋画像照合装置の類似度履歴メモリ13gに記憶された照合類似度に関する時間変動分布データの一例を示す図である。
【0034】
この指紋画像照合装置では、登録指紋画像データGoと照合指紋画像データGsとの照合一致判定が得られた際に、指紋登録時からそのときまでの照合類似度に関する時間変動分布データに基づいた類似度平均値Rav、今回類似度R、類似度閾値THbから、当該類似度平均値Ravが所定の類似度閾値THb以下になったか、または類似度閾値THbより平均値Ravおよび今回類似度Rの双方が高いか、または今回類似度Rが連続して類似度閾値THb以下であるかを確認して、今回一致判定された照合指紋画像データGsを登録指紋画像データGoとして更新し、登録人物本人の指紋の経時変化に応じた登録指紋画像データGoの随時更新を行う一方で、今回類似度Rだけが類似度閾値THb以下となった照合指紋画像データGsについては小さな傷や汚れなど一時的な変化が生じているとして登録指紋画像データGoへの更新は行わず、これ以降の指紋照合において本人拒否などの誤判定を招く虞を未然に防止する。
【0035】
また、この指紋画像照合装置では、登録指紋画像データGoと照合指紋画像データGsとの照合一致判定が得られなかった際に、指紋登録時からそのときまでの照合類似度に関する時間変動分布データに基づいた直線回帰計算を行い、その直線の右傾斜角が所定傾斜角より大きく照合類似度Rの低下した状態が所定回数(K回)以上連続している場合には、登録者本人の年齢や体型変化などにより指紋の変化が明確になったとして登録指紋画像Goの再登録が要求される。
【0036】
次に、前記構成による指紋画像照合装置における第1実施形態の指紋登録/照合機能について説明する。
【0037】
図5は、前記指紋画像照合装置における第1実施形態の指紋登録処理を示すフローチャートである。
【0038】
イメージ読み取り装置14により登録すべき本人の指紋画像が読み取られ、読み取り指紋画像データGとして読み取り画像メモリ13aに記憶されると(ステップS1)、予め設定された既定データ数(例えば、データ)分の指紋画像データGが採取済みであるか否か判断され(ステップS2)、既定データ数採取済みでないと判断された場合には、前記指紋データの読み取り処理が繰り返され(ステップS2→S1)、登録すべき本人の指紋画像Gが繰り返し読み込まれて前記読み取り画像メモリ13aに記憶される。
【0039】
そして、前記登録すべき本人の読み取り指紋画像データGが既定データ数(例えば、3データ分)採取済みと判断された場合には、読み取り画像メモリ13aに記憶された登録指紋候補画像データG1,G2,G3の相互間において、各相関関係に基づいた照合類似度R12,R13,R21,R23,R31,R32が算出されて相互照合処理が実施される(ステップS3)。
【0040】
すなわち、画像メモリ13aに記憶された登録指紋候補画像データG1,G2,G3間において、まず、候補画像G1に対するG2,G3間の各相関関係に基づいたそれぞれの照合類似度R12,R13が算出されると共に、その類似度合計RA1が算出され照合類似度メモリ13fに記憶される。次に、候補画像G2に対するG1,G3間の各相関関係に基づいたそれぞれの照合類似度R21,R23が算出されると共に、その類似度合計RA2が算出され照合類似度メモリ13fに記憶される。さらに、候補画像G3に対するG1,G2間の各相関関係に基づいたそれぞれの照合類似度R31,R32が算出されると共に、その類似度合計RA3が算出され照合類似度メモリ13fに記憶される。
【0041】
そして、前記照合類似度メモリ13fに記憶された3通りの類似度合計RA1/RA2/RA3のうちで最大の類似度合計MaxRAが決定され、この最大類似度合計MaxRAが得られた登録指紋候補画像データGi(i=1,2,3)が登録指紋画像データGoとして選定される(ステップS4)。
【0042】
この際、登録指紋画像データGoとして選定された候補画像データGiについての前記照合類似度Rijが、類似度履歴メモリ13gにおける「照合類似度に関する時間変動分布」(図4参照)の初期値として保存される(ステップS5)。
【0043】
すると、前記ステップS4において選定された登録指紋画像データGoが読み取り画像メモリ13aから読み出され、登録指紋画像メモリ13bに記憶登録される(ステップS6)。
【0044】
これにより、登録すべき本人の複数採取した登録指紋候補画像データGi(i=1,2,3)の中から最適な一つの候補画像データGiが選定されて登録指紋画像データGoとして登録される。
【0045】
図6は、前記指紋画像照合装置における第1実施形態の指紋照合処理を示すフローチャートである。
【0046】
この指紋照合処理では、イメージ読み取り装置14により照合対象人物の指紋画像Gが読み取られ、RAM13内の読み取り画像メモリ13aに記憶されると、この読み取り画像Gは照合指紋画像メモリ13cに対し照合指紋画像データGsとして記憶される(ステップA1)。
【0047】
すると、登録指紋画像メモリ13bに記憶されている登録指紋画像データGoと前記照合指紋画像メモリ13cに記憶された照合指紋画像データGsとの間での照合処理が実行される(ステップA2)。
【0048】
すなわち、この照合処理(ステップA2)では、まず、図3(A)に示すように、登録指紋画像メモリ13bに記憶されている登録指紋画像データGoに対して、基準マスクサイズ・位置情報メモリ13dに記憶定義されている基準マスク情報に基づき、当該登録指紋画像Goの重心位置を基準にした9つの基準マスク領域t0,t1,…,t8が配置される。そして、この登録指紋画像Go上での9つの基準マスク領域t0,t1,…,t8それぞれの画像と照合指紋画像メモリ13cに記憶された照合指紋画像Gs上で最大の相関係数が算出される各最大相関(位置)領域k0,k1,…,k8が、各基準マスク毎に、図3(B)に示すように検索される。すると、登録指紋画像Goに配置した基準マスク(領域)t0,t1,…,t8相互間の位置関係XYt1,…,XYt8と、照合指紋画像Gs上で検出された最大相関(位置)領域k0,k1,…,k8相互間の位置関係XYk1,…,XYk8が算出され、各位置関係XYt:XYkの類似度Rが算出される。
【0049】
この際、ステップA2の照合処理において算出された登録指紋画像Goと照合指紋画像Gsとの照合類似度Rは、類似度履歴メモリ13gにおける「照合類似度に関する時間変動分布」(図4参照)として追加記憶される(ステップA3)。
【0050】
すると、前記基準マスク(領域)t0,t1,…,t8相互間の位置関係XYt1,…,XYt8と、その最大相関(位置)領域k0,k1,…,k8相互間の位置関係XYk1,…,XYk8との誤差(位置ずれ)に応じた類似度(位置ずれ「小」→類似度「大」)が予め設定された閾値THa以上であるか否か判断され、登録指紋画像Goに対する照合指紋画像Gsの一致判定、または不一致判定がなされる(ステップA4)。
【0051】
そして、前記登録指紋画像Goに対する照合指紋画像Gsの一致または不一致の判定結果が記憶され、例えば本指紋画像照合装置が入退室管理システムに利用されている場合には、その一致/不一致の判定結果に応じて入退室が許可/拒否される。
【0052】
ここで、登録指紋画像Goに対し照合指紋画像Gsが一致判定された場合には、図7における照合AB処理に移行され、類似度履歴メモリ13gに記憶されている「照合類似度に関する時間変動分布」(図4参照)に基づいて当該登録指紋画像Goを更新するか否かの判定処理が実行される(ステップAB)。
【0053】
図7は、前記指紋画像照合装置の指紋照合処理に伴う一致判定時の登録更新判定処理(ステップAB)を示すフローチャートである。
【0054】
この一致判定時の登録更新判定処理(ステップAB)では、まず、類似度履歴メモリ13gに記憶されている「照合類似度に関する時間変動分布」データに基づいてその類似度平均値Ravが算出される(ステップB1)。
【0055】
そして、この「照合類似度に関する時間変動分布」に基づいた類似度平均値Ravが、前記ステップA4において照合一致判定するための設定閾値THaよりもさらに高い閾値THb(>THa)より高いか否か判断される(ステップB2)。
【0056】
ここで、類似度平均値Ravが前記設定閾値THb(>THa)より高いと判断されると(ステップB2(Yes))、前記ステップA2において算出された今回の照合類似度Rが同設定閾値THb(>THa)より高いか否か判断される(ステップB3)。
【0057】
そして、前記類似度平均値Ravが前記設定閾値THb(>THa)より高いと判断され(ステップB2(Yes))、しかも今回の照合類似度Rが同設定閾値THb(>THa)より高いと判断された場合には(ステップB3(Yes))、今回採取された照合指紋画像Gsは高い類似度を安定して得ている登録すべき本人の適切な指紋画像であるとして、更新可能と判定される(ステップB6)。
【0058】
一方、前記ステップB2において、「照合類似度に関する時間変動分布」に基づいた類似度平均値Ravが、設定閾値THb(>THa)以下であると判断された場合には、前記ステップA4において照合合致判定がされてはいるものの登録者本人の指紋に年齢や体型などに起因する経時変化が認められるとして、今回採取された照合指紋画像Gsを登録して更新すべきと判定される(ステップB2→B6)。
【0059】
一方さらに、前記類似度平均値Ravが前記設定閾値THb(>THa)より高いと判断された場合(ステップB2(Yes))であっても、今回の照合類似度Rが同設定閾値THb(>THa)以下であると判断された場合には(ステップB3(No))、このような今回類似度Rが設定閾値THb以下である場合がn回(例えば、3回)連続した状況であるか否か判断される(ステップB3→B4)。
【0060】
このステップB4において、前記類似度平均値Ravが設定閾値THbより高いと判断された場合であっても、今回の照合類似度Rが同設定閾値THb以下であると判断された場合がn回連続して発生したと判断された場合には、前記ステップA4において照合合致判定がされてはいるものの登録者本人の指紋に年齢や体型などに起因する経時変化が認められるとして、今回採取された照合指紋画像Gsを登録して更新すべきと判定される(ステップB4→B6)。
【0061】
一方、前記ステップB4において、前記類似度平均値Ravが設定閾値THbより高いと判断された場合であっても、今回の照合類似度Rが同設定閾値THb以下であると判断され、しかも連続的でなく例えば今回だけ同設定閾値THb以下になったと判断された場合には、今回採取した照合指紋画像Gsには不一致判定されないものの小さい傷や汚れなどの若干の一時的変化が生じている登録者本人の適切でない指紋画像であるとして、登録更新すべきでない(更新不可)と判定される(ステップB5)。これにより、これ以降の指紋照合において本人拒否などの誤判定を招く虞を未然に防止することができる。
【0062】
このような登録更新判定処理(ステップAB)において登録更新すべきと判定され、更新可能と判断された場合には(ステップA5(Yes))、今回採取された照合指紋画像データGsが登録指紋画像データGoとして登録指紋画像メモリ13bに上書き更新されて記憶される(ステップA5→A6)。
【0063】
一方、前記ステップA4において、登録指紋画像Goに対し照合指紋画像Gsが不一致判定された場合には、図8における照合AC処理に移行され、類似度履歴メモリ13gに記憶されている「照合類似度に関する時間変動分布」(図4参照)に基づいて当該不一致判定時に登録指紋画像Goを更新するか否かの判定処理が実行される(ステップAC)。
【0064】
図8は、前記指紋画像照合装置の指紋照合処理に伴う不一致判定時の登録更新判定処理(ステップAC)を示すフローチャートである。
【0065】
この不一致判定時の登録更新判定処理(ステップAC)では、まず、類似度履歴メモリ13gに記憶されている「照合類似度に関する時間変動分布」データについて直線回帰計算処理が実行され(ステップC1)、これにより計算された回帰直線の傾きが時間軸方向に下がる(類似度が低下する方向の)角度として所定角度より大きく傾いたか否か判断される(ステップC2)。
【0066】
ここで、前記「照合類似度に関する時間変動分布」データについての回帰直線の傾きが所定角度より大きく傾いたと判断された場合には(ステップC2(Yes))、今回採取された照合指紋画像Gsについての照合類似度Rが前記設定閾値THaよりも大幅に低くなっているとして、さらにこの不一致判定回数がK回以上連続したか否か判断される(ステップC3)。
【0067】
そして、このステップC3において、今回採取された照合指紋画像Gsが登録指紋画像Goと不一致判定されると共に、前記「照合類似度に関する時間変動分布」データについての回帰直線の傾きが所定角度より大きく傾いたと判断され、しかもその不一致判定回数がK回以上になったと判断された場合には、登録者本人おける指紋の経時変化が著しく生じているものとして、再登録の必要があると判定される(ステップC3→C5)。
【0068】
一方、前記「照合類似度に関する時間変動分布」データについての回帰直線の傾きが所定角度以下であると判断された場合(ステップC2(No))、または、同回帰直線の傾きが所定角度より大きいと判断された場合であってもその不一致判定回数がK回以上になっていないと判断された場合(ステップC3(No))には、再登録の必要なしと判定される(ステップC4)。
【0069】
このような不一致判定時の登録更新判定処理(ステップAC)において再登録の必要があると判定された場合には(ステップA7(Yes))、前記図5における指紋登録処理に従って登録すべき本人の適切な指紋画像データGが採取選定され、登録指紋画像データGoとして登録指紋画像メモリ13bに上書き更新されて再登録される。
【0070】
したがって、前記構成の指紋画像照合装置における第1実施形態の指紋登録/照合機能によれば、登録指紋画像データGoに対し照合指紋画像データGsが一致判定される毎に、その照合指紋画像データGsを新たな登録指紋画像データGoとして登録更新し、登録者本人の指紋の経時変化に起因した本人拒否などの誤判定を防止しようとするものにおいて、指紋登録時から今回指紋照合時までの照合類似度履歴「照合類似度に関する時間変動分布」に基づいて、登録者本人の年齢変化や体型変化などに起因する指紋の経時変化が生じているのか、または指紋面の小さな傷や汚れなどに起因する指紋の一時的変化が生じているのかを判断し、指紋の経時変化が生じていると判断された場合には今回一致判定された照合指紋画像データGsを新たな登録指紋画像データGoとして更新可能と判定し、指紋の一時的変化が生じていると判断された場合には更新不可能として判定するので、前記小さな傷や汚れなどに起因する一時的に変化した指紋画像を登録更新することはなく、その後の照合処理において本人拒否など誤判定を招く恐れを無くすることができる。
【0071】
また、前記構成の指紋画像照合装置における第1実施形態の指紋登録/照合機能によれば、登録指紋画像データGoに対し照合指紋画像データGsが不一致判定される毎に、照合類似度履歴「照合類似度に関する時間変動分布」の直線回帰計算を実行し、その回帰直線の傾きが類似度の低い方向へ所定角度以上大きくなり、所定回数以上連続して不一致判定されたと判断された場合には、登録者本人おける指紋の経時変化が著しく生じているものとして再登録の必要があると自動判定されるので、登録者本人の指紋の経時変化に起因した本人拒否などの誤判定を判断し、指紋画像の再登録を自動で促すことができる。
【0072】
なお、前記第1実施形態の指紋登録/照合機能では、イメージ読み取り装置14により読み込んだ指紋画像Gについて、画質のチェックを実施することなく登録指紋画像Goとして登録処理したり、照合指紋画像Gsとして登録指紋画像Goと照合処理したりする構成としたが、次の第2実施形態の指紋登録/照合機能において説明するように、当該指紋登録処理や指紋照合処理の対象となる指紋画像Gについては、常に画質のチェックを実施して良好な画質の指紋画像Gのみ登録指紋画像Goや照合指紋画像Gsとして扱うように構成することで、より信頼性の高い指紋画像照合装置を実現してもよい。
【0073】
(第2実施形態)
図9は、前記指紋画像照合装置における第2実施形態の指紋登録処理を示すフローチャートである。
【0074】
この第2実施形態の指紋登録処理において、前記第1実施形態の指紋登録処理(図5参照)と同一の処理ステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。
【0075】
すなわち、この第2実施形態の指紋登録処理では、ステップS1において登録候補の指紋画像Gをイメージ読み取り装置14から読み込んだ際に、当該読み込んだ指紋画像の画質評価を実施し(ステップS1a)、登録指紋画像Goの候補として良好な画質であるか否か判断する(ステップS1b)。
【0076】
この画質評価処理(ステップS1a)およびその良否判断処理(ステップS1b)において、読み込んだ指紋画像Gの画質が、登録指紋画像Goの候補として良好な画質ではないと判断された場合にはステップS1に戻り、同登録候補の指紋画像Gの再読み込みが行われる(ステップS1b→S1)。
【0077】
ここで、前記画質評価処理(ステップS1a)およびその良否判断処理(ステップS1b)について説明する。
【0078】
まず、読み込んだ指紋画像Gの全体領域の中心位置に対する指紋画像Gそれ自体の重心位置とのずれ量が計算され、所定の許容閾値内であるか否か判断されることで、今回の採取指紋画像データGが採取ずれを含む指紋画像データであるか又は採取ずれのない指紋画像データであるかが判定される。
【0079】
そして、読み込み指紋画像Gにおける画像重心のずれ量が許容の閾値以内と判断され、今回の採取指紋画像データGが採取ずれのない指紋画像データであると判定された場合には、さらに、当該今回の採取指紋画像データGが十分なエッジ(指紋稜線)を含んでいる画像であるか否か判断されることで、かすれ・つぶれを含む登録画像として不適切な指紋画像であるか又はかすれ・つぶれを含まない適切な指紋画像であるかが判定される。
【0080】
そして、読み込み指紋画像Gの中央付近において既定値以上のエッジ(指紋稜線)画像を含んでいると判断され、今回の採取指紋画像データGがかすれ・つぶれを含まない適切な指紋画像データであると判定された場合には、さらに、十分な有効データ領域を含む指紋画像データGであるか否か、コアずれを含む指紋画像データGであるか又はコアずれを含まない指紋画像データGであるかなどが判定され、読み込み指紋画像Gの画質の評価判定が実施される。
【0081】
この画質評価処理(ステップS1a)およびその良否判断処理(ステップS1b)を経て良好な画質であると判定された登録候補の指紋画像Gが設定データ数分読み込まれたと判断された場合には(ステップS2)、前記第1実施形態における指紋登録処理と同様にして適切な登録候補の指紋画像Giが選定され新たな登録指紋画像Goとして更新記憶される(ステップS3〜S6)。
【0082】
これにより、登録すべき本人の複数採取したそれぞれ良好な画質の登録指紋候補画像データGi(i=1,2,3)の中から最適な一つの候補画像データGiが選定されて登録指紋画像データGoとして登録される。
【0083】
図10は、前記指紋画像照合装置における第2実施形態の指紋照合処理を示すフローチャートである。
【0084】
この第2実施形態の指紋照合処理において、前記第1実施形態の指紋照合処理(図6参照)と同一の処理ステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。
【0085】
すなわち、この第2実施形態の指紋照合処理では、ステップS1において照合すべき指紋画像Gをイメージ読み取り装置14から読み込んだ際に、当該読み込んだ指紋画像Gの画質評価を実施し(ステップA1a)、照合指紋画像Gsとして良好な画質であるか否か判断する(ステップA1b)。
【0086】
この画質評価処理(ステップA1a)およびその良否判断処理(ステップA1b)において、読み込んだ指紋画像Gの画質が、照合指紋画像Gsとして良好な画質ではないと判断された場合にはステップA1に戻り、同照合すべき指紋画像Gの再読み込みが行われる(ステップA1b→A1)。
【0087】
ここで、前記画質評価処理(ステップA1a)およびその良否判断処理(ステップA1b)については、本第2実施形態の指紋登録処理(図9参照)に従い説明した画質評価・判断処理(ステップS1a,S1b)の内容と同一であるためその説明を省略する。
【0088】
さらに、この第2実施形態の指紋照合処理では、ステップA5において、照合指紋画像Gsを新たな登録指紋画像Goとして更新可能であると判断された際に、当該更新可能と判断された照合指紋画像Gsについてさらに登録指紋画像Goの候補として良好な画質であることが判断された後に(ステップA5a)、今回採取された照合指紋画像Gsが登録指紋画像Goとして登録指紋画像メモリ13bに上書き更新されて記憶される(ステップA6)。
【0089】
このような指紋画像照合装置における第2実施形態の指紋登録/照合機能によれば、指紋登録処理や指紋照合処理の対象となる指紋画像Gについて、常に画質のチェックを実施して良好な画質の指紋画像Gのみ登録指紋画像Goや照合指紋画像Gsとして扱うようにしたので、より高精度で信頼性の高い指紋画像照合装置を実現できる。
【0090】
なお、前記各実施形態において記載した指紋画像照合装置による各処理の手法、すなわち、図5のフローチャートに示す第1実施形態の指紋登録処理、図6のフローチャートに示す第1実施形態の指紋照合処理、図7のフローチャートに示す指紋照合処理に伴う一致判定時の登録更新判定処理、図8のフローチャートに示す指紋照合処理に伴う不一致判定時の登録更新判定処理、図9のフローチャートに示す第2実施形態の指紋登録処理、図10のフローチャートに示す第2実施形態の指紋照合処理等の各手法は、何れもコンピュータに実行させることができるプログラムとして、メモリカード(ROMカード、RAMカード等)、磁気ディスク(フロッピディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD−ROM、DVD等)、半導体メモリ等の外部記録媒体18aに格納して配布することができる。そして、指紋読み取り機能を備えた種々のコンピュータ端末は、この外部記録媒体18aに記憶されたプログラムを記憶媒体読取部18によって記憶装置12に読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、前記各実施形態において説明した指紋登録/照合機能を実現し、前述した手法による同様の処理を実行することができる。
【0091】
また、前記各手法を実現するためのプログラムのデータは、プログラムコードの形態として通信ネットワーク(インターネット)20上を伝送させることができ、この通信ネットワーク(インターネット)20に接続されたコンピュータ端末(プログラムサーバ21)の記憶装置22から前記のプログラムデータを取り込み、前述した指紋登録/照合機能を実現することもできる。
【0092】
なお、本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【0093】
【図1】本発明の画像照合装置の実施形態に係る指紋画像照合装置の電子回路の構成を示すブロック図。
【図2】前記指紋画像照合装置のRAM13に確保されるデータメモリを示す図。
【図3】前記指紋画像照合装置の指紋照合処理に伴う登録指紋画像Go上での基準マスク領域(テンプレート)t0,t1,…,t8の配置状態と照合指紋画像Gs上での最大相関位置(領域)k0,k1,…,k8とを示す図。
【図4】前記指紋画像照合装置の類似度履歴メモリ13gに記憶された照合類似度に関する時間変動分布データの一例を示す図。
【図5】前記指紋画像照合装置における第1実施形態の指紋登録処理を示すフローチャート。
【図6】前記指紋画像照合装置における第1実施形態の指紋照合処理を示すフローチャート。
【図7】前記指紋画像照合装置の指紋照合処理に伴う一致判定時の登録更新判定処理(ステップAB)を示すフローチャート。
【図8】前記指紋画像照合装置の指紋照合処理に伴う不一致判定時の登録更新判定処理(ステップAC)を示すフローチャート。
【図9】前記指紋画像照合装置における第2実施形態の指紋登録処理を示すフローチャート。
【図10】前記指紋画像照合装置における第2実施形態の指紋照合処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【0094】
11 …CPU
12 …記憶装置
13 …RAM
13a…読み取り画像(G)メモリ
13b…登録指紋画像(Go)メモリ
13c…照合指紋画像(Gs)メモリ
13d…基準マスクサイズ・位置情報(t0,t1,…,tn)メモリ
13e…最大相関位置情報(k0,k1,…,kn)メモリ
13f…照合類似度(R)メモリ
13g…類似度履歴「照合類似度に関する時間変動分布」メモリ
14 …イメージ読み取り装置
15 …表示部
16 …入力部
17 …バス
18 …記憶媒体読み取り部
18a…外部記憶媒体
19 …電送制御部
20 …通信ネットワーク(インターネット)
21 …プログラムサーバ
22 …サーバ記憶装置
Go …登録指紋画像データ
Gs …照合指紋画像データ




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013