指紋照合装置、指紋照合処理プログラム、および指紋照合方法
【課題】指紋画像の照合装置において、画質の悪い入力指紋画像によって照合処理に悪影響が及ぶのを防止しつつ、指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止する。
【解決手段】指紋入力部２１での被験者（本人）の入力指紋画像データＧに対し画質判断部２２で画質評価処理を実施することで適切な画質の３つの入力指紋画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３を登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３としてＦＩＦＯ形式で登録指紋記憶部２３に記録登録すると共に、照合すべき入力指紋画像データＧをも画質判断部２２で画質評価して適切な画質の照合指紋画像データＢとして照合指紋記憶部２４に読み込み、照合部２５において最新の登録指紋画像Ａ３から順次古い登録指紋画像Ａ２→Ａ１の何れかに対し照合一致した場合には、当該照合一致判定された照合指紋画像データＢを最新の登録指紋画像データＡ１としてＦＩＦＯ形式で前記登録指紋記憶部２３に登録更新する。
【解決手段】指紋入力部２１での被験者（本人）の入力指紋画像データＧに対し画質判断部２２で画質評価処理を実施することで適切な画質の３つの入力指紋画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３を登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３としてＦＩＦＯ形式で登録指紋記憶部２３に記録登録すると共に、照合すべき入力指紋画像データＧをも画質判断部２２で画質評価して適切な画質の照合指紋画像データＢとして照合指紋記憶部２４に読み込み、照合部２５において最新の登録指紋画像Ａ３から順次古い登録指紋画像Ａ２→Ａ１の何れかに対し照合一致した場合には、当該照合一致判定された照合指紋画像データＢを最新の登録指紋画像データＡ１としてＦＩＦＯ形式で前記登録指紋記憶部２３に登録更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋画像データの照合を行うための指紋照合装置、指紋照合処理プログラム、および指紋照合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば本人であるか否かの認証を行う技術的手段として、本人確認のために読み込まれた指紋画像と予め登録された指紋画像とを照合してその類似度を判定し、この照合類似度が所定の類似度より高い場合に本人であるとして認証する指紋画像の照合装置が考えられている。
【０００３】
そして、このような指紋画像の照合装置では、今回読み込まれた指紋画像（照合指紋画像）と登録された指紋画像（登録指紋画像）との類似度を判定する一つの手法として、同一出願人により出願された画像データ照合方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この画像データ照合方法では、まず、照合指紋画像上の所定の位置に複数の矩形領域（基準マスク）を定義配置し、この複数の矩形領域の各々と同一形状の各領域を登録指紋画像上に設定する。そして、この登録指紋画像上での各設定領域それぞれの位置を変化させながら、照合指紋画像と登録指紋画像上のこれらの各領域間の画像の相関係数を求め、最大の相関係数が得られた登録指紋画像上での各矩形領域間の相対位置分布と、前記照合指紋画像上に定義した複数の矩形領域間の相対位置分布との比較に基づいて類似度を判定している。
【０００５】
なお、照合指紋画像上に定義配置した複数の矩形領域（基準マスク）は、最初に登録指紋画像上にて定義配置し、これに最大相関係数が得られる複数の矩形領域を照合指紋画像上から求めてもよい。
【０００６】
一方で、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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照合装置が考えられている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−３５７２２７号公報
【特許文献２】特開平１１−０２５２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような登録指紋画像の更新機能を備えた従来の指紋照合装置にあっては、本人確認が得られた場合の最新の指紋画像を登録更新し、指紋の経年変化に対処することができるものの、指紋読み取り面の汚れなどによって指紋画像の濃淡が不十分であったり当該指紋画像における指紋部分の領域が位置ずれしたりして画質の悪いまま登録更新されると、当該登録更新されたが故、逆にその後の照合処理において本人拒否されるなど悪影響を与えかねない問題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、画質の悪い入力指紋画像によって照合処理に悪影響が及ぶのを防止しつつ、指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止することが可能になる指紋照合装置、指紋照合処理プログラム、および指紋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】
【００１１】
請求項１に記載の指紋照合装置は、複数の登録指紋画像を記憶する指紋画像記憶手段と、画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定する画質判定手段と、この画質判定手段により前記入力された指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力された指紋画像を前記指紋画像記憶手段により記憶された登録指紋画像と照合する指紋照合手段と、この指紋照合手段により前記入力された指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する登録指紋更新手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の指紋照合装置は、前記請求項１に記載の指紋照合装置において、前記画質判定手段は、前記画像入力手段により入力された指紋画像から当該画像に含まれるエッジを強調したエッジ抽出画像を生成するエッジ抽出画像生成手段と、このエッジ抽出画像生成手段により生成されたエッジ抽出画像から画像の重心を算出する画像重心算出手段と、この画像重心算出手段により算出された画像重心を中心にして前記入力された指紋画像の指紋部分を切り出す指紋画像切り出し手段と、この指紋画像切り出し手段により切り出された入力指紋画像を複数の評価領域に分割するための評価マスクを配置する評価マスク配置手段と、この評価マスク配置手段により評価マスクが配置された前記入力指紋画像の複数の評価マスク域毎に、当該評価マスク域内の濃度平均値を算出する濃度平均算出手段と、この濃度平均算出手段により算出された各評価マスク域毎の濃度平均値が所定の閾値未満であるＮＧマスク域数を計数するＮＧマスク域計数手段と、前記画像重心算出手段により算出された画像重心の、前記エッジ抽出画像の画像中心からのずれ量を算出するずれ量算出手段とを有し、前記ＮＧマスク域計数手段により計数されたＮＧマスク域数または前記ずれ量算出手段により算出された前記画像重心のずれ量に基づき、前記画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定することを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の指紋照合装置は、前記請求項１または請求項２に記載の指紋照合装置において、前記指紋照合手段は、前記入力された指紋画像を前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像とその新しい登録指紋画像から順番に照合し、前記登録指紋更新手段は、前記指紋照合手段により前記入力された指紋画像と前記複数の登録指紋画像の何れかの登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新することを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の指紋照合装置は、前記請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の指紋照合装置において、前記指紋照合手段は、照合すべき入力指紋画像と登録指紋画像のうち一方の指紋画像上に複数の基準領域を配置する基準領域配置手段と、この基準領域配置手段により一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域内それぞれの部分画像と最大の相関係数が算出される他方の指紋画像上の複数の最大相関領域を検出する相関領域検出手段とを有し、前記基準領域配置手段により一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域間の相対位置関係と前記相関領域検出手段により他方の指紋画像上で検出された複数の最大相関領域間の相対位置関係との類似度に応じて当該一方の指紋画像と他方の指紋画像との照合一致／不一致を判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１（請求項５）（請求項６）に記載の指紋照合装置（指紋照合処理プログラム）（指紋照合方法）によれば、画質判定手段により入力指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力指紋画像を指紋画像記憶手段により複数記憶された登録指紋画像と照合し、この指紋照合により前記入力指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新するので、画質の悪い入力指紋画像によって照合処理に悪影響が及ぶのを防止でき、しかも指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の指紋照合装置によれば、前記請求項１に記載の指紋照合装置において、画質判定手段では、入力指紋画像から生成されたエッジ抽出画像の画像重心を中心にして当該入力指紋画像の指紋部分を切り出し、この切り出された指紋部分の入力指紋画像に当該入力指紋画像を複数の評価領域に分割するための評価マスクを配置する。そして、評価マスクが配置された入力指紋画像の複数の評価マスク域毎に当該評価マスク域内の濃度平均値を算出し、この算出された各評価マスク域毎の濃度平均値が所定の閾値未満であるＮＧマスク域数を計数する。また入力指紋画像から生成されたエッジ抽出画像の画像重心の画像中心からのずれ量を算出する。そして、前記ＮＧマスク域数または前記画像重心のずれ量に基づき、入力指紋画像の画質が適切であるか否かを判定するので、常に良好な画質の入力指紋画像によって登録指紋画像との照合を実施し、これを当該登録指紋画像として更新して指紋の経時変化に高精度に対応させることができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の指紋照合装置によれば、前記請求項１または請求項２に記載の指紋照合装置において、指紋照合手段では、入力指紋画像を指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像とその新しい登録指紋画像から順番に照合し、登録指紋更新手段では、入力指紋画像と複数の登録指紋画像の何れかの登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新するので、より高精度に指紋の経時変化に対応させた指紋照合を行うことができる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の指紋照合装置によれば、前記請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の指紋照合装置において、指紋照合手段では、照合すべき入力指紋画像と登録指紋画像のうち一方の指紋画像上に複数の基準領域を配置し、この複数の基準領域内それぞれの部分画像と最大の相関係数が算出される他方の指紋画像上の複数の最大相関領域を検出する。そして、一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域間の相対位置関係と他方の指紋画像上で検出された複数の最大相関領域間の相対位置関係との類似度に応じて当該一方の指紋画像と他方の指紋画像との照合一致／不一致を判定するので、より高精度に入力指紋画像と登録指紋画像との照合判定を行うことができる。
【００１９】
よって本発明によれば、画質の悪い入力指紋画像によって照合処理に悪影響が及ぶのを防止しつつ、指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止することが可能になる指紋照合装置、指紋照合処理プログラム、および指紋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】
【００２０】
以下図面により本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る指紋登録・照合装置の電子回路の構成を示すブロック図である。
【００２２】
この指紋登録・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。
【００２３】
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装置制御プログラム、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に読み込まれた入力指紋画像の画質評価処理プログラムや指紋登録・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２０ａ）の記憶装置２０ｂ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に読み込まれた入力指紋画像の画質評価処理プログラムや指紋登録・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。
【００２４】
記憶装置１２は、フラッシュメモリなど半導体メモリのＲＯＭやハードディスク装置ＨＤ等で構成し、本登録・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装置制御プログラムを予め格納している。
【００２５】
ＲＡＭ１３は、前述の装置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。
【００２６】
イメージ読み取り装置１４は、被験者（本人）の指紋画像を登録指紋画像や照合指紋画像として取得（採取）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。
【００２７】
表示部１５は、入力指紋画像の画質の判定結果や登録指紋画像と照合指紋画像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。
【００２８】
入力部１６は、本登録・照合装置の使用者が指紋画像の取得指示や後述の指紋登録・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。
【００２９】
図２は、前記指紋登録・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。
【００３０】
ＲＡＭ１３には、指紋登録・照合処理を実行する際に必要な各種データを記憶するためのエリアとして、入力指紋画像メモリ１３ａ、エッジ抽出画像メモリ１３ｂ、画像中心メモリ１３ｃ、画像重心メモリ１３ｄ、重心ずれ量メモリ１３ｅ、ずれ量既定値メモリ１３ｆ、指紋切り出し画像メモリ１３ｇ、矩形評価マスクメモリ１３ｈ、マスク内平均濃度メモリ１３ｉ、マスク内濃度既定値メモリ１３ｊ、ＮＧマスク数メモリ１３ｋ、ＮＧマスク既定値メモリ１３ｌ、登録指紋画像メモリ１３ｍ、照合指紋画像メモリ１３ｎ、基準マスク領域メモリ１３ｏ、最大相関領域メモリ１３ｐ、照合類似度メモリ１３ｑ、類似度既定値メモリ１３ｒ、照合判定結果メモリ１３ｓなどが確保される。
【００３１】
図３は、前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇ（１３ａ）と矩形の指紋切り出し画像Ｇｏ（１３ｇ）との関係および当該指紋切り出し画像Ｇｏ（１３ｇ）と複数の矩形評価マスクＭｋ（１３ｈ）との関係を示す図である。
【００３２】
前記ＲＡＭ１３に確保した入力指紋画像メモリ１３ａには、イメージ読み取り装置１４により読み取られた被験者の入力指紋画像データＧ（図３（Ａ）参照）が多階調画像として一時記憶される。
【００３３】
エッジ抽出画像メモリ１３ｂには、前記入力採取指紋画像データＧに対する例えば一次微分計算や重み付け計算（局所積和演算）に基づき生成されたエッジ抽出画像データＧEが記憶される。このエッジ抽出画像ＧEとは、入力指紋画像データＧのエッジが強調されたものである。
【００３４】
画像中心メモリ１３ｃには、前記エッジ抽出画像データＧEの全画像領域の中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）が記憶される。
【００３５】
画像重心メモリ１３ｄには、前記エッジ抽出画像データＧEに基づき計算された入力指紋画像Ｇの重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）が記憶される。
【００３６】
重心ずれ量メモリ１３ｅには、前記エッジ抽出画像データＧEの画像中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）および画像重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）に基づき計算された画像重心のずれ量（Δｘ，Δｙ）が記憶される。
【００３７】
ずれ量既定値メモリ１３ｆには、前記エッジ抽出画像データＧEにおける重心ずれ量（Δｘ，Δｙ）の許容閾値であるずれ量既定値（ＴＨｘ，ＴＨｙ）が予め設定記憶される。
【００３８】
指紋切り出し画像メモリ１３ｇには、図３（Ａ）に示すように、前記入力指紋画像Ｇから前記画像重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）を中心として矩形に切り出された指紋切り出し画像Ｇｏが記憶される。
【００３９】
矩形評価マスクメモリ１３ｈには、図３（Ｂ）に示すように、前記指紋切り出し画像Ｇｏの各部の画質を評価する単位評価領域をマス目状に設定するための矩形評価マスクＭk(k=0〜m)が予め記憶される。
【００４０】
この評価マスクＭkは、例えば前記指紋切り出し画像Ｇｏに対応する領域のエッジ抽出画像データＧEに対し、それぞれその画像中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）を基準にして配置され、ｋ（Ｍ0〜Ｍ24）個の評価領域を設定する。
【００４１】
マスク内平均濃度メモリ１３ｉには、前記エッジ抽出画像データＧEに対して設定された各矩形評価マスクＭk毎に当該評価マスクＭk内に含まれる各画素値（画像濃度）の平均値ＡＶＥi(i=0〜m)が計算されて記憶される。
【００４２】
マスク内濃度既定値メモリ１３ｊには、前記エッジ抽出画像データＧEの各矩形評価マスクＭkにおける濃度平均値ＡＶＥiからそこでの指紋エッジの含有量（ＯＫ／ＮＧ）を判定するための既定の閾値ＴＨAVEが予め記憶される。
【００４３】
つまり、エッジ抽出画像データＧEの各矩形評価マスクＭkにおいて、その濃度平均値ＡＶＥiが既定閾値ＴＨAVE以上（ＡＶＥi≧ＴＨAVE）の場合にはＯＫマスクと判定され、既定閾値ＴＨAVE未満（ＡＶＥi＜ＴＨAVE）の場合にはＮＧマスクと判定される。
【００４４】
ＮＧマスク数メモリ１３ｋには、前記エッジ抽出画像データＧEの各矩形評価マスクＭkにおける前記ＮＧマスクの合計数ＮＧMkが記憶される。
【００４５】
ＮＧマスク既定値メモリ１３ｌには、前記入力指紋画像データＧの画質について登録指紋画像Ａｎや照合指紋画像Ｂとして不適切な指紋画像であるかを判定するための前記ＮＧマスク数ＮＧＭkの許容閾値であるＮＧマスク既定値ＴＨNGが予め設定記憶される。
【００４６】
図４は、前記指紋登録・照合装置の指紋照合処理に伴う照合指紋画像Ｂ上での基準マスク領域Ｂjの配置位置分布と登録指紋画像Ａｎ上での最大相関領域Ａjの検出位置分布との対比状態を示す図である。
【００４７】
登録指紋画像メモリ１３ｍには、前記ＮＧマスク数ＮＧMkがＮＧマスク既定値ＴＨNG未満（ＮＧMk＜ＴＨNG）で例えば指紋稜線のかすれ・つぶれを含まない指紋画像データと判定されるか、または前記エッジ抽出画像データＧEにおける重心ずれ量（Δｘ，Δｙ）が既定値（ＴＨｘ，ＴＨｙ）以内（｜Δｘ｜≦ＴＨｘ，｜Δｙ｜≦ＴＨｙ）で読み取りずれを含まない指紋画像データと判定された画質評価の良好な被験者の３つの入力指紋画像データＧが、登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３として記憶される。
【００４８】
照合指紋画像メモリ１３ｎには、前記登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３と同様に画質評価されて良好な画質であると判定された照合すべき被験者の入力指紋画像データＧが、照合指紋画像データＢとして記憶されるもので、この照合指紋画像データＢは、前記登録指紋画像メモリ１３ｍに記憶登録された登録指紋画像データＡｎの画素数，画素ピッチに合わせて正規化されて記憶される。
【００４９】
基準マスク領域メモリ１３ｏには、前記照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶された照合指紋画像データＢに対し、図４（Ａ）に示すように、テンプレートとして定義された複数の矩形の基準マスク領域Ｂj[j=0,1,…,N］それぞれの定義位置を示す座標データが記憶される。
【００５０】
最大相関領域メモリ１３ｐには、前記照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶された照合指紋画像データＢに対し複数の基準マスク領域Ｂjがテンプレートとして定義された際に、図４（Ｂ）に示すように、そのそれぞれの部分画像と最大の相関係数が算出される前記登録指紋画像データＡｎ上での複数の矩形領域Ａjが検出され、この登録指紋画像データＡ上での複数の検出矩形領域（最大相関領域）Ａjそれぞれの位置を示す座標データが記憶される。
【００５１】
照合類似度メモリ１３ｑには、前記照合指紋画像データＢ上に配置された複数の基準マスク領域Ｂj間の相対位置関係と前記登録指紋画像データＡｎ上にて検出された複数の最大相関領域Ａj間の相対位置関係との比較に基づき計算された当該照合指紋画像データＢの登録指紋画像データＡｎに対する類似度Ｒが記憶される。
【００５２】
類似度既定値メモリ１３ｒには、前記類似度Ｒによって照合指紋画像Ｂが登録指紋画像Ａｎと一致しているか不一致であるかを判定するための既定の閾値ＴＨRが予め設定記憶される。
【００５３】
照合判定結果メモリ１３ｓには、前記基準マスク領域メモリ１３ｏに記憶された照合指紋画像データＢに対しての複数の基準マスク領域Ｂj位置の相互位置関係と、前記最大相関領域メモリ１３ｐに記憶された照合指紋画像データＡｎ上での複数の最大相関領域Ａj位置の相互位置関係との相違に応じて計算され前記照合類似度メモリ１３ｑに記憶された照合類似度Ｒが、前記類似度既定値メモリ１３ｒに記憶された閾値ＴＨR以上であるか未満であるかに応じて判定される照合指紋画像と登録指紋画像との一致／不一致の判定結果が記憶される。
【００５４】
図５は、前記指紋登録・照合装置の指紋登録・照合処理プログラムの実行に伴う動作機能の構成を示すブロック図である。
【００５５】
この指紋登録・照合装置における動作機能の機能ブロックでは、前記図１、図２における電子回路の対応構成部分を括弧書きの符号にして示す。
【００５６】
指紋入力部２１は、イメージ読み取り装置１４や入力指紋画像メモリ１３ａを含んでなり、登録すべき指紋画像や照合すべき指紋画像の候補となる複数の指紋画像を多階調画像として入力する。
【００５７】
この指紋入力部２１により入力された入力指紋画像データＧは、画質判断部２２に与えられ、登録指紋画像や照合指紋画像としての画質適否の評価判定処理を経た後に登録指紋画像データＡｎまたは照合指紋画像データＢとして登録指紋記憶部２３（１３ｍ）または照合指紋記憶部２４（１３ｎ）により記憶される。
【００５８】
画質判断部２２は、制御部（ＣＰＵ）１１、記憶装置１２内の画質評価処理プログラム、エッジ抽出画像メモリ１３ｂ、画像中心メモリ１３ｃ、画像重心メモリ１３ｄ、重心ずれ量メモリ１３ｅ、ずれ量既定値メモリ１３ｆ、指紋切り出し画像メモリ１３ｇ、矩形評価マスクメモリ１３ｈ、マスク内平均濃度メモリ１３ｉ、マスク内濃度既定値メモリ１３ｊ、ＮＧマスク数メモリ１３ｋ、ＮＧマスク既定値メモリ１３ｌを含んでなり、指紋入力部２１から与えられた登録指紋候補画像や照合指紋候補画像としての入力指紋画像データＧを対象に、画質適否の評価判定処理を実施する。
【００５９】
指紋画像の登録処理において前記画質判断部２２により画質ＯＫと判定された入力指紋画像データＧは、登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３として登録指紋記憶部２３に順次与えられ、登録指紋画像メモリ１３ｍに記憶登録される。
【００６０】
指紋画像の照合処理において前記画質判断部２２により画質ＯＫと判定された入力指紋画像データＧは、照合指紋画像データＢとして照合指紋記憶部２４に与えられ、照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶される。
【００６１】
この照合指紋記憶部２４により記憶された照合指紋画像データＢと前記登録指紋記憶部２３により記憶登録された登録指紋画像データＡｎは、照合部２５に与えられる。
【００６２】
照合部２５は、制御部（ＣＰＵ）１１、記憶装置１２内の指紋照合処理プログラム、基準マスク領域メモリ１３ｏ、最大相関領域メモリ１３ｐ、照合類似度メモリ１３ｑ、類似度既定値メモリ１３ｒ、照合判定結果メモリ１３ｓを含んでなる。
【００６３】
この照合部２５では、まず照合指紋画像データＢに対し、複数の矩形基準マスク領域Ｂj[j=0,1,…,N(N:整数)](この場合N=8)]をテンプレートとして定義して配置する（図４（Ａ）参照）。そして、この照合指紋画像データＢに配置された基準マスク領域Ｂjそれぞれに対応する部分画像を、登録指紋画像データＡｎ上で走査させながら当該各基準マスク領域Ｂj内の画素データとそれに対応する登録指紋画像データＡｎ内の画素データとを用いて相関係数を計算し、その相関係数が最大となる複数の領域（最大相関領域）Ａjを登録指紋画像データＡｎ上から検出する（図４（Ｂ）参照）。
【００６４】
そして、照合指紋画像データＢ上での基準マスク領域Ｂjそれぞれの位置を示す座標データと、登録指紋画像データＡｎ上で検出された複数の最大相関領域Ａjそれぞれの位置を示す座標データとに基づき、基準マスク領域Ｂjの配置位置分布（相互位置関係）と最大相関領域Ａjの検出位置分布（相互位置関係）とを比較し、その相違から登録指紋画像と照合指紋画像との類似度を判定して同一性を評価する。そして、この照合部２５により得られた登録指紋画像と照合指紋画像との同一性の判定評価結果は、結果報知部２６に与えられて表示部１５に表示される。
【００６５】
図６は、前記指紋登録・照合装置の登録指紋記憶部２３（１３ｎ）における３つの登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３の記憶登録状態とその登録更新時の書き換え手順を示す図である。
【００６６】
登録指紋画像メモリ１３ｎには、３つの登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３がＦＩＦＯ形式で記憶登録される。
【００６７】
指紋画像の照合処理に際しては最新の登録指紋画像３（Ａ３）に対しての照合判定により不一致判定された場合に２番目の登録指紋画像２（Ａ２）に対しての照合判定が実施され、さらに不一致判定された場合に３番目の登録指紋画像１（Ａ１）に対しての照合判定が実施されるもので、３つの登録指紋画像データＡ３→Ａ２→Ａ１の全てについて不一致判定された場合に、照合指紋画像データＢは照合不一致として報知される。
【００６８】
また、３つの登録指紋画像データＡ３→Ａ２→Ａ１の何れか１つについて一致判定された場合には、当該一致判定された照合指紋画像データＢが最新の登録指紋画像データＡ３として登録指紋画像メモリ１３ｍに登録更新され、これまでの最も古い３番目の登録指紋画像１（Ａ１）が削除されてその順番が書き換えられる。
【００６９】
次に、前記構成による指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの画質評価を伴う指紋登録・照合機能について説明する。
【００７０】
図７は、前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの画質評価処理を示すフローチャートである。
【００７１】
この入力指紋画像Ｇの画質評価処理は、後述の指紋画像登録（図８参照）および指紋画像照合処理（図９参照）のそれぞれにおいて当該入力指紋画像Ｇが登録指紋画像Ａｎや照合指紋画像Ｂとして適切な画質であるか否かを判定するために実施される。
【００７２】
イメージ読み取り装置１４により被験者の指紋画像が読み取られ、図３（Ａ）に示すように、入力指紋画像データＧとして入力指紋画像メモリ１３ａに記憶されると、図７における画質評価処理が起動される。
【００７３】
この画質評価処理では、まず、入力指紋画像メモリ１３ａに記憶された入力指紋画像データＧ（図３（Ａ）参照）のエッジが強調されたエッジ抽出画像データＧEが生成され、エッジ抽出画像メモリ１３ｂに記憶される（ステップＳ１）。
【００７４】
また、前記エッジ抽出画像データＧEに基づき、入力指紋画像（Ｇ）の重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）が算出され、画像重心メモリ１３ｄに記憶されると共に、画像中心メモリ１３ｃに記憶されている全画像領域の中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）に基づき、画像重心のずれ量（Δｘ，Δｙ）が算出され、重心ずれ量メモリ１３ｅに記憶される（ステップＳ２）。
【００７５】
すると、前記入力指紋画像（Ｇ）の重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）を基準として指紋部分に対応した矩形領域が切り出され指紋切り出し画像Ｇｏとして指紋切り出し画像メモリ１３ｇに記憶される（ステップＳ３）。
【００７６】
そして、前記指紋切り出し画像Ｇｏに対して、図３（Ｂ）に示すように、矩形評価マスクメモリ１３ｈに予め記憶されたマス目状の矩形評価マスクＭkが、その画像中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）を基準にして配置され、各評価マスクＭk毎に当該評価マスクＭk内に含まれる各画素値（画像濃度）の平均値ＡＶＥiが算出され、マスク内平均濃度メモリ１３ｉに記憶される（ステップＳ４）。
【００７７】
すると、前記指紋切り出し画像Ｇｏの各評価マスクＭkにおいて、その濃度平均値ＡＶＥiがマスク内濃度既定値メモリ１３ｊに予め記憶された既定閾値ＴＨAVE未満（ＡＶＥi＜ＴＨAVE）であると判断されるＮＧマスク数ＮＧMkがカウントされＮＧマスク数メモリ１３ｋに記憶される（ステップＳ５）。
【００７８】
そして、このＮＧマスク数メモリ１３ｋに記憶されたＮＧマスク数ＮＧMkがＮＧマスク既定値メモリ１３ｌに予め記憶されたＮＧマスク既定値ＴＨNG未満（ＮＧMk＜ＴＨNG）であると判断されることで今回の入力指紋画像データＧがかすれ・つぶれを含まない適切な画質の指紋画像であると判定されるか、または前記重心ずれ量メモリ１３ｅに記憶された画像重心のずれ量（Δｘ，Δｙ）がずれ量既定値メモリ１３ｆに予め記憶された許容の閾値（ＴＨｘ，ＴＨｙ）以下であると判断されることで今回の入力指紋画像データＧが読み取りずれのない適切な画質の指紋画像であると判定されるか、またはそうでない不適切な画質の指紋画像であるかが判断される（ステップＳ６）。
【００７９】
ここで、今回の入力指紋画像データＧが適切な画質の指紋画像であると判定された場合には、画質評価判定ＯＫが通知されて指紋画像の読み取りＯＫを示すメッセージが表示部１５に表示される（ステップＳ６→Ｓ７）。
【００８０】
一方、今回の入力指紋画像データＧが不適切な画質の指紋画像であると判定された場合には、画質評価判定ＮＧが通知されて指紋画像の読み取りＮＧを示すメッセージが表示部１５に表示され、被験者に対し指紋画像の再入力が促される（ステップＳ６→Ｓ８）。
【００８１】
図８は、前記指紋登録・照合装置による指紋画像登録処理を示すフローチャートである。
【００８２】
イメージ読み取り装置１４により被験者（本人）の指紋画像が読み取られ、図３（Ａ）に示すように、入力指紋画像データＧとして入力指紋画像メモリ１３ａに記憶されると（ステップＴ１）、前記図７における画質評価処理に移行されて当該入力指紋画像データＧが適切な画質の指紋画像であるか否かの評価判定処理が実施され（ステップＴＳ）、画質評価の判定ＯＫが通知されたか、または判定ＮＧが通知されたか判断される（ステップＴ２）。
【００８３】
ここで、画質評価判定ＮＧが通知された場合には、指紋画像の読み取りＮＧを示すメッセージが表示部１５に表示され、被験者（本人）に対し指紋画像の登録のための再入力が促される（ステップＴ２→Ｔ１）。
【００８４】
一方、画質評価判定ＯＫが通知された場合には、今回の指紋画像の読み取りＯＫを示すメッセージが表示部１５に表示されると共に、この画質評価判定ＯＫと通知された入力指紋画像データＧが既定データ数（本実施形態の場合は３データ）の登録用データ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）として採取済みであるか否か判断され（ステップＴ３）、既定データ数採取済みでないと判断された場合には、前記指紋データの採取処理が繰り返され（ステップＴ３→Ｔ１）、被験者（本人）の指紋画像が繰り返し入力されて前記画質評価処理が繰り返される（ステップＴＳ）。
【００８５】
そして、前記画質評価判定ＯＫと通知された入力指紋画像データＧが既定データ数（本実施形態の場合は３データ）の登録用データ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）として採取済みであると判断された場合には、当該画質ＯＫ判定された３つの入力指紋画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３がそれぞれ登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３として、ＦＩＦＯ形式の登録指紋画像メモリ１３ｍ（図６参照）に記憶登録される（ステップＴ３→Ｔ４）。
【００８６】
このように、被験者（本人）の入力指紋画像データＧに対し、画質判断部２２において画質評価処理を実施することで、かすれ・つぶれまたは採取ずれを含まない適切な画質の入力指紋画像データＧを登録指紋画像データＡｎとして登録することができる。
【００８７】
図９は、前記指紋登録・照合装置による指紋画像照合処理を示すフローチャートである。
【００８８】
イメージ読み取り装置１４により被験者の指紋画像が読み取られ、図３（Ａ）に示すように、入力指紋画像データＧとして入力指紋画像メモリ１３ａに記憶されると（ステップＰ１）、前記図７における画質評価処理に移行されて当該入力指紋画像データＧが適切な画質の指紋画像であるか否かの評価判定処理が実施され（ステップＰＳ）、画質評価の判定ＯＫが通知されたか、または判定ＮＧが通知されたか判断される（ステップＰ２）。
【００８９】
ここで、画質評価判定ＮＧが通知された場合には、指紋画像の読み取りＮＧを示すメッセージが表示部１５に表示され、被験者に対し指紋画像の照合のための再入力が促される（ステップＰ２→Ｐ１）。
【００９０】
一方、画質評価判定ＯＫが通知された場合には、今回の指紋画像の読み取りＯＫを示すメッセージが表示部１５に表示されると共に、当該入力指紋画像データＧが照合指紋画像データＢとして照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶された後、登録指紋画像メモリ１３ｍ（図６参照）に記憶されている最新の登録指紋画像データＡ３との間での照合処理が実施される（ステップＰ２→Ｐ３）。
【００９１】
すなわち、この照合処理（ステップＰ３）では、まず、図４（Ａ）に示すように、照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶された照合指紋画像データＢに対して、基準マスク領域メモリ１３ｏに記憶定義されている基準マスク情報に基づき、当該照合指紋画像Ｂの重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）を基準にした９つの基準マスク領域Ｂ0，Ｂ1，…，Ｂ8が配置される。そして、この照合指紋画像Ｂ上での９つの基準マスク領域Ｂ0，Ｂ1，…，Ｂ8それぞれの部分画像に対して、登録指紋画像メモリ１３ｍに記憶されている先頭（最新）の照合指紋画像Ａ３上で最大の相関係数が算出される各最大相関（位置）領域Ａ0，Ａ1，…，Ａ8が、各基準マスク毎に、図４（Ｂ）に示すように検出され最大相関領域メモリ１３ｐに記憶される。すると、照合指紋画像Ｂに配置した基準マスク領域Ｂ0，Ｂ1，…，Ｂ8相互間の位置関係ＸＹB1，…，ＸＹB8と、登録指紋画像Ａ３上で検出された最大相関（位置）領域Ａ0，Ａ1，…，Ａ8相互間の位置関係ＸＹA1，…，ＸＹA8が算出され、各位置関係ＸＹB：ＸＹAの類似度Ｒが算出されて照合類似度メモリ１３ｑに記憶される（ステップＰ３）。
【００９２】
すると、前記照合類似度メモリ１３ｑに記憶された照合類似度Ｒ（位置ずれ「小」→類似度「大」）が類似度既定値メモリ１３ｒに予め設定された閾値ＴＨR以上であるか否か判断され、登録指紋画像Ａ３に対する照合指紋画像Ｂの一致判定、または不一致判定がなされる（ステップＰ４）。
【００９３】
ここで、前記照合類似度Ｒが予め設定された閾値ＴＨR以上でないと判断され、照合指紋画像Ｂの最新の登録指紋画像Ａ３に対する不一致判定がなされた場合には、登録指紋画像メモリ１３ｍに用意されている３つの登録指紋画像Ａ１，Ａ２，Ａ３の全てについて照合処理（３回）を行ったか否か判断される（ステップＰ４→Ｐ５）。
【００９４】
そしてこの時点で、登録指紋画像メモリ１３ｍに用意されている３つの登録指紋画像Ａ１，Ａ２，Ａ３に基づいた３回の照合処理が終了していないと判断された場合には、その２番目の登録指紋画像データＡ２との間での照合処理が前記同様に実施される（ステップＰ５→Ｐ３）。
【００９５】
そして、この２番目の登録指紋画像データＡ２に対しての照合指紋画像データＢの照合類似度Ｒも予め設定された閾値ＴＨR以上でないと判断された場合には、さらに３番目の登録指紋画像データＡ１との間での照合処理が前記同様に実施される（ステップＰ４→Ｐ５→Ｐ３）。
【００９６】
ステップＰ４において、３つの登録指紋画像データＡ３，Ａ２，Ａ１の何れかに対しての照合指紋画像データＢの照合類似度Ｒが予め設定された閾値ＴＨR以上であると判断され、当該照合指紋画像Ｂの登録指紋画像Ａｎに対する一致判定がされた場合には、照合ＯＫのメッセージが表示部１５に表示される（ステップＰ４→Ｐ６）。
【００９７】
そして、今回照合一致判定された照合指紋画像データＢが先頭（最新）の登録指紋画像データＡ１として図６に示すように登録指紋画像メモリ１３ｍに追加記憶されると共に、これまでの３番目の登録指紋画像データＡ１が削除されて更新される（ステップＰ７）。
【００９８】
一方、前記ステップＰ５において、登録指紋画像メモリ１３ｍに用意されている３つの登録指紋画像Ａ１，Ａ２，Ａ３に基づいた３回の照合処理が何れも照合不一致のまま終了したと判断された場合には、当該照合不一致のメッセージが表示部１５に表示される（ステップＳ５→Ｐ８）。
【００９９】
したがって、前記構成の指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの画質評価を伴う指紋登録・照合・更新機能によれば、被験者（本人）の入力指紋画像データＧに対し画質評価処理を実施することで適切な画質の３つの入力指紋画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３を登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３としてＦＩＦＯ形式で記録登録すると共に、照合すべき入力指紋画像データＧをも画質評価して適切な画質の照合指紋画像データＢとして読み込み、最新の登録指紋画像Ａ３から順次古い登録指紋画像Ａ２→Ａ１の何れかに対し照合一致した場合には、当該照合一致判定された照合指紋画像データＢを最新の登録指紋画像データＡ１としてＦＩＦＯ形式で登録更新するようにしたので、画質の悪い入力指紋画像Ｇによって照合処理に悪影響が及ぶのを防止でき、しかも指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止することが可能になる。
【０１００】
（他の実施形態）
なお、前記実施形態における入力指紋画像Ｇの画質評価処理（図７参照）では、イメージ読み取り装置１４により読み取られた入力指紋画像データＧについて、そのままの画像データでもって画質評価処理（ステップＳ１〜Ｓ８）に移行して画質のＯＫ／ＮＧ判定を実施する構成としたが、次の図１０に示すように、図７における画質表示処理（ステップＳＳ）に移行する以前に、イメージ読み取り装置１４により読み取られた入力指紋画像データＧについて（ステップＳ００）、ガウシアンフィルタ処理（ＬＰＦ）（ステップＳ０１）とラプラシアンフィルタ処理（ＨＰＦ）（ステップＳ０２）との組合せによる簡易的な帯域通過フィルタ処理を予め実施しておくことにより、入力指紋画像Ｇに経時変化による稜線のつぶれ・かすれあるいは傷などが生じている場合の照合処理への悪影響を軽減することができる。
【０１０１】
図１０は、前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの他の実施形態による画質評価処理を示すフローチャートである。
【０１０２】
また、前記実施形態の指紋画像照合処理では、照合指紋画像データＢに対して複数の基準マスク領域Ｂjを配置し、これの最大相関領域Ａjを登録指紋画像データＡｎ上から検出して、当該Ａj：Ｂj相互の領域分布の比較から登録：照合指紋画像の同一性を評価する構成としたが、これとは逆に、複数の基準マスク領域Ａjを登録指紋画像データＡｎ上に配置した後に、これの最大相関領域Ｂjを照合指紋画像データＢ上から検出して当該登録：照合指紋画像の同一性を評価する構成としてもよい。
【０１０３】
なお、前記各実施形態において記載した手法、すなわち、図７のフローチャートに示す画質評価処理、図８のフローチャートに示す指紋画像登録処理、図９のフローチャートに示す指紋画像照合処理、図１０のフローチャートに示す他の実施形態の画質評価処理などの各手法は、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憶媒体１８ａに格納して配布することができる。そして、指紋・登録照合装置のコンピュータは、この外部記憶媒体１８ａに記憶されたプログラムを記憶装置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入力指紋画像Ｇの画質評価を伴う指紋登録・照合・更新機能を実現し、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。
【０１０４】
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ネットワーク（公衆回線）２０上を伝送させることができ、このネットワーク２０に接続された指紋登録・照合装置の伝送制御部１９によって前記のプログラムデータを取り込み、前述した入力指紋画像Ｇの画質評価を伴う指紋登録・照合・更新機能を実現することもできる。
【０１０５】
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】
【０１０６】
【図１】本発明の実施形態に係る指紋登録・照合装置の電子回路の構成を示すブロック図。
【図２】前記指紋登録・照合装置のＲＡＭ１３に確保されるデータメモリを示す図。
【図３】前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇ（１３ａ）と矩形の指紋切り出し画像Ｇｏ（１３ｇ）との関係および当該指紋切り出し画像Ｇｏ（１３ｇ）と複数の矩形評価マスクＭｋ（１３ｈ）との関係を示す図。
【図４】前記指紋登録・照合装置の指紋照合処理に伴う照合指紋画像Ｂ上での基準マスク領域Ｂjの配置位置分布と登録指紋画像Ａｎ上での最大相関領域Ａjの検出位置分布との対比状態を示す図。
【図５】前記指紋登録・照合装置の指紋登録・照合処理プログラムの実行に伴う動作機能の構成を示すブロック図。
【図６】前記指紋登録・照合装置の登録指紋記憶部２３（１３ｎ）における３つの登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３の記憶登録状態とその登録更新時の書き換え手順を示す図。
【図７】前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの画質評価処理を示すフローチャート。
【図８】前記指紋登録・照合装置による指紋画像登録処理を示すフローチャート。
【図９】前記指紋登録・照合装置による指紋画像照合処理を示すフローチャート。
【図１０】前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの他の実施形態による画質評価処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１０７】
１１ …制御部（ＣＰＵ）
１２ …記憶装置
１３ …ＲＡＭ
１３ａ…入力指紋画像メモリ（Ｇ）
１３ｂ…エッジ抽出画像メモリ（ＧE）
１３ｃ…画像中心メモリ（Ｃｘ，Ｃｙ）
１３ｄ…画像重心メモリ（Ｇｘ，Ｇｙ）
１３ｅ…重心ずれ量メモリ（Δｘ，Δｙ）
１３ｆ…ずれ量既定値メモリ（ＴＨｘ，ＴＨｙ）
１３ｇ…指紋切り出し画像メモリ（Ｇｏ）
１３ｈ…矩形評価マスクメモリ（Ｍk）
１３ｉ…マスク内平均濃度メモリ（ＡＶＥi）
１３ｊ…マスク内濃度既定値メモリ（ＴＨAVE）
１３ｋ…ＮＧマスク数メモリ（ＮＧMk）
１３ｌ…ＮＧマスク既定値メモリ（ＴＨNG）
１３ｍ…登録指紋画像メモリ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）
１３ｎ…照合指紋画像メモリ（Ｂ）
１３ｏ…基準マスク領域メモリ（Ｂj）
１３ｐ…最大相関領域メモリ（Ａj）
１３ｑ…照合類似度メモリ（Ｒ）
１３ｒ…類似度既定値メモリ（ＴＨR）
１３ｓ…照合判定結果メモリ
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 …伝送制御部
２０ …ネットワーク
２０ａ…プログラムサーバ（外部のコンピュータ端末）
２０ｂ…外部端末の記憶装置
２１ …指紋入力部
２２ …画質判断部
２３ …登録指紋記憶部
２４ …照合指紋記憶部
２５ …照合部
２６ …結果報知部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋画像データの照合を行うための指紋照合装置、指紋照合処理プログラム、および指紋照合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば本人であるか否かの認証を行う技術的手段として、本人確認のために読み込まれた指紋画像と予め登録された指紋画像とを照合してその類似度を判定し、この照合類似度が所定の類似度より高い場合に本人であるとして認証する指紋画像の照合装置が考えられている。
【０００３】
そして、このような指紋画像の照合装置では、今回読み込まれた指紋画像（照合指紋画像）と登録された指紋画像（登録指紋画像）との類似度を判定する一つの手法として、同一出願人により出願された画像データ照合方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この画像データ照合方法では、まず、照合指紋画像上の所定の位置に複数の矩形領域（基準マスク）を定義配置し、この複数の矩形領域の各々と同一形状の各領域を登録指紋画像上に設定する。そして、この登録指紋画像上での各設定領域それぞれの位置を変化させながら、照合指紋画像と登録指紋画像上のこれらの各領域間の画像の相関係数を求め、最大の相関係数が得られた登録指紋画像上での各矩形領域間の相対位置分布と、前記照合指紋画像上に定義した複数の矩形領域間の相対位置分布との比較に基づいて類似度を判定している。
【０００５】
なお、照合指紋画像上に定義配置した複数の矩形領域（基準マスク）は、最初に登録指紋画像上にて定義配置し、これに最大相関係数が得られる複数の矩形領域を照合指紋画像上から求めてもよい。
【０００６】
一方で、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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照合装置が考えられている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−３５７２２７号公報
【特許文献２】特開平１１−０２５２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような登録指紋画像の更新機能を備えた従来の指紋照合装置にあっては、本人確認が得られた場合の最新の指紋画像を登録更新し、指紋の経年変化に対処することができるものの、指紋読み取り面の汚れなどによって指紋画像の濃淡が不十分であったり当該指紋画像における指紋部分の領域が位置ずれしたりして画質の悪いまま登録更新されると、当該登録更新されたが故、逆にその後の照合処理において本人拒否されるなど悪影響を与えかねない問題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、画質の悪い入力指紋画像によって照合処理に悪影響が及ぶのを防止しつつ、指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止することが可能になる指紋照合装置、指紋照合処理プログラム、および指紋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】
【００１１】
請求項１に記載の指紋照合装置は、複数の登録指紋画像を記憶する指紋画像記憶手段と、画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定する画質判定手段と、この画質判定手段により前記入力された指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力された指紋画像を前記指紋画像記憶手段により記憶された登録指紋画像と照合する指紋照合手段と、この指紋照合手段により前記入力された指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する登録指紋更新手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の指紋照合装置は、前記請求項１に記載の指紋照合装置において、前記画質判定手段は、前記画像入力手段により入力された指紋画像から当該画像に含まれるエッジを強調したエッジ抽出画像を生成するエッジ抽出画像生成手段と、このエッジ抽出画像生成手段により生成されたエッジ抽出画像から画像の重心を算出する画像重心算出手段と、この画像重心算出手段により算出された画像重心を中心にして前記入力された指紋画像の指紋部分を切り出す指紋画像切り出し手段と、この指紋画像切り出し手段により切り出された入力指紋画像を複数の評価領域に分割するための評価マスクを配置する評価マスク配置手段と、この評価マスク配置手段により評価マスクが配置された前記入力指紋画像の複数の評価マスク域毎に、当該評価マスク域内の濃度平均値を算出する濃度平均算出手段と、この濃度平均算出手段により算出された各評価マスク域毎の濃度平均値が所定の閾値未満であるＮＧマスク域数を計数するＮＧマスク域計数手段と、前記画像重心算出手段により算出された画像重心の、前記エッジ抽出画像の画像中心からのずれ量を算出するずれ量算出手段とを有し、前記ＮＧマスク域計数手段により計数されたＮＧマスク域数または前記ずれ量算出手段により算出された前記画像重心のずれ量に基づき、前記画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定することを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の指紋照合装置は、前記請求項１または請求項２に記載の指紋照合装置において、前記指紋照合手段は、前記入力された指紋画像を前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像とその新しい登録指紋画像から順番に照合し、前記登録指紋更新手段は、前記指紋照合手段により前記入力された指紋画像と前記複数の登録指紋画像の何れかの登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新することを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の指紋照合装置は、前記請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の指紋照合装置において、前記指紋照合手段は、照合すべき入力指紋画像と登録指紋画像のうち一方の指紋画像上に複数の基準領域を配置する基準領域配置手段と、この基準領域配置手段により一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域内それぞれの部分画像と最大の相関係数が算出される他方の指紋画像上の複数の最大相関領域を検出する相関領域検出手段とを有し、前記基準領域配置手段により一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域間の相対位置関係と前記相関領域検出手段により他方の指紋画像上で検出された複数の最大相関領域間の相対位置関係との類似度に応じて当該一方の指紋画像と他方の指紋画像との照合一致／不一致を判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１（請求項５）（請求項６）に記載の指紋照合装置（指紋照合処理プログラム）（指紋照合方法）によれば、画質判定手段により入力指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力指紋画像を指紋画像記憶手段により複数記憶された登録指紋画像と照合し、この指紋照合により前記入力指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新するので、画質の悪い入力指紋画像によって照合処理に悪影響が及ぶのを防止でき、しかも指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の指紋照合装置によれば、前記請求項１に記載の指紋照合装置において、画質判定手段では、入力指紋画像から生成されたエッジ抽出画像の画像重心を中心にして当該入力指紋画像の指紋部分を切り出し、この切り出された指紋部分の入力指紋画像に当該入力指紋画像を複数の評価領域に分割するための評価マスクを配置する。そして、評価マスクが配置された入力指紋画像の複数の評価マスク域毎に当該評価マスク域内の濃度平均値を算出し、この算出された各評価マスク域毎の濃度平均値が所定の閾値未満であるＮＧマスク域数を計数する。また入力指紋画像から生成されたエッジ抽出画像の画像重心の画像中心からのずれ量を算出する。そして、前記ＮＧマスク域数または前記画像重心のずれ量に基づき、入力指紋画像の画質が適切であるか否かを判定するので、常に良好な画質の入力指紋画像によって登録指紋画像との照合を実施し、これを当該登録指紋画像として更新して指紋の経時変化に高精度に対応させることができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の指紋照合装置によれば、前記請求項１または請求項２に記載の指紋照合装置において、指紋照合手段では、入力指紋画像を指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像とその新しい登録指紋画像から順番に照合し、登録指紋更新手段では、入力指紋画像と複数の登録指紋画像の何れかの登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新するので、より高精度に指紋の経時変化に対応させた指紋照合を行うことができる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の指紋照合装置によれば、前記請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の指紋照合装置において、指紋照合手段では、照合すべき入力指紋画像と登録指紋画像のうち一方の指紋画像上に複数の基準領域を配置し、この複数の基準領域内それぞれの部分画像と最大の相関係数が算出される他方の指紋画像上の複数の最大相関領域を検出する。そして、一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域間の相対位置関係と他方の指紋画像上で検出された複数の最大相関領域間の相対位置関係との類似度に応じて当該一方の指紋画像と他方の指紋画像との照合一致／不一致を判定するので、より高精度に入力指紋画像と登録指紋画像との照合判定を行うことができる。
【００１９】
よって本発明によれば、画質の悪い入力指紋画像によって照合処理に悪影響が及ぶのを防止しつつ、指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止することが可能になる指紋照合装置、指紋照合処理プログラム、および指紋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】
【００２０】
以下図面により本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る指紋登録・照合装置の電子回路の構成を示すブロック図である。
【００２２】
この指紋登録・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。
【００２３】
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装置制御プログラム、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に読み込まれた入力指紋画像の画質評価処理プログラムや指紋登録・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２０ａ）の記憶装置２０ｂ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に読み込まれた入力指紋画像の画質評価処理プログラムや指紋登録・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。
【００２４】
記憶装置１２は、フラッシュメモリなど半導体メモリのＲＯＭやハードディスク装置ＨＤ等で構成し、本登録・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装置制御プログラムを予め格納している。
【００２５】
ＲＡＭ１３は、前述の装置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。
【００２６】
イメージ読み取り装置１４は、被験者（本人）の指紋画像を登録指紋画像や照合指紋画像として取得（採取）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。
【００２７】
表示部１５は、入力指紋画像の画質の判定結果や登録指紋画像と照合指紋画像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。
【００２８】
入力部１６は、本登録・照合装置の使用者が指紋画像の取得指示や後述の指紋登録・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。
【００２９】
図２は、前記指紋登録・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。
【００３０】
ＲＡＭ１３には、指紋登録・照合処理を実行する際に必要な各種データを記憶するためのエリアとして、入力指紋画像メモリ１３ａ、エッジ抽出画像メモリ１３ｂ、画像中心メモリ１３ｃ、画像重心メモリ１３ｄ、重心ずれ量メモリ１３ｅ、ずれ量既定値メモリ１３ｆ、指紋切り出し画像メモリ１３ｇ、矩形評価マスクメモリ１３ｈ、マスク内平均濃度メモリ１３ｉ、マスク内濃度既定値メモリ１３ｊ、ＮＧマスク数メモリ１３ｋ、ＮＧマスク既定値メモリ１３ｌ、登録指紋画像メモリ１３ｍ、照合指紋画像メモリ１３ｎ、基準マスク領域メモリ１３ｏ、最大相関領域メモリ１３ｐ、照合類似度メモリ１３ｑ、類似度既定値メモリ１３ｒ、照合判定結果メモリ１３ｓなどが確保される。
【００３１】
図３は、前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇ（１３ａ）と矩形の指紋切り出し画像Ｇｏ（１３ｇ）との関係および当該指紋切り出し画像Ｇｏ（１３ｇ）と複数の矩形評価マスクＭｋ（１３ｈ）との関係を示す図である。
【００３２】
前記ＲＡＭ１３に確保した入力指紋画像メモリ１３ａには、イメージ読み取り装置１４により読み取られた被験者の入力指紋画像データＧ（図３（Ａ）参照）が多階調画像として一時記憶される。
【００３３】
エッジ抽出画像メモリ１３ｂには、前記入力採取指紋画像データＧに対する例えば一次微分計算や重み付け計算（局所積和演算）に基づき生成されたエッジ抽出画像データＧEが記憶される。このエッジ抽出画像ＧEとは、入力指紋画像データＧのエッジが強調されたものである。
【００３４】
画像中心メモリ１３ｃには、前記エッジ抽出画像データＧEの全画像領域の中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）が記憶される。
【００３５】
画像重心メモリ１３ｄには、前記エッジ抽出画像データＧEに基づき計算された入力指紋画像Ｇの重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）が記憶される。
【００３６】
重心ずれ量メモリ１３ｅには、前記エッジ抽出画像データＧEの画像中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）および画像重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）に基づき計算された画像重心のずれ量（Δｘ，Δｙ）が記憶される。
【００３７】
ずれ量既定値メモリ１３ｆには、前記エッジ抽出画像データＧEにおける重心ずれ量（Δｘ，Δｙ）の許容閾値であるずれ量既定値（ＴＨｘ，ＴＨｙ）が予め設定記憶される。
【００３８】
指紋切り出し画像メモリ１３ｇには、図３（Ａ）に示すように、前記入力指紋画像Ｇから前記画像重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）を中心として矩形に切り出された指紋切り出し画像Ｇｏが記憶される。
【００３９】
矩形評価マスクメモリ１３ｈには、図３（Ｂ）に示すように、前記指紋切り出し画像Ｇｏの各部の画質を評価する単位評価領域をマス目状に設定するための矩形評価マスクＭk(k=0〜m)が予め記憶される。
【００４０】
この評価マスクＭkは、例えば前記指紋切り出し画像Ｇｏに対応する領域のエッジ抽出画像データＧEに対し、それぞれその画像中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）を基準にして配置され、ｋ（Ｍ0〜Ｍ24）個の評価領域を設定する。
【００４１】
マスク内平均濃度メモリ１３ｉには、前記エッジ抽出画像データＧEに対して設定された各矩形評価マスクＭk毎に当該評価マスクＭk内に含まれる各画素値（画像濃度）の平均値ＡＶＥi(i=0〜m)が計算されて記憶される。
【００４２】
マスク内濃度既定値メモリ１３ｊには、前記エッジ抽出画像データＧEの各矩形評価マスクＭkにおける濃度平均値ＡＶＥiからそこでの指紋エッジの含有量（ＯＫ／ＮＧ）を判定するための既定の閾値ＴＨAVEが予め記憶される。
【００４３】
つまり、エッジ抽出画像データＧEの各矩形評価マスクＭkにおいて、その濃度平均値ＡＶＥiが既定閾値ＴＨAVE以上（ＡＶＥi≧ＴＨAVE）の場合にはＯＫマスクと判定され、既定閾値ＴＨAVE未満（ＡＶＥi＜ＴＨAVE）の場合にはＮＧマスクと判定される。
【００４４】
ＮＧマスク数メモリ１３ｋには、前記エッジ抽出画像データＧEの各矩形評価マスクＭkにおける前記ＮＧマスクの合計数ＮＧMkが記憶される。
【００４５】
ＮＧマスク既定値メモリ１３ｌには、前記入力指紋画像データＧの画質について登録指紋画像Ａｎや照合指紋画像Ｂとして不適切な指紋画像であるかを判定するための前記ＮＧマスク数ＮＧＭkの許容閾値であるＮＧマスク既定値ＴＨNGが予め設定記憶される。
【００４６】
図４は、前記指紋登録・照合装置の指紋照合処理に伴う照合指紋画像Ｂ上での基準マスク領域Ｂjの配置位置分布と登録指紋画像Ａｎ上での最大相関領域Ａjの検出位置分布との対比状態を示す図である。
【００４７】
登録指紋画像メモリ１３ｍには、前記ＮＧマスク数ＮＧMkがＮＧマスク既定値ＴＨNG未満（ＮＧMk＜ＴＨNG）で例えば指紋稜線のかすれ・つぶれを含まない指紋画像データと判定されるか、または前記エッジ抽出画像データＧEにおける重心ずれ量（Δｘ，Δｙ）が既定値（ＴＨｘ，ＴＨｙ）以内（｜Δｘ｜≦ＴＨｘ，｜Δｙ｜≦ＴＨｙ）で読み取りずれを含まない指紋画像データと判定された画質評価の良好な被験者の３つの入力指紋画像データＧが、登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３として記憶される。
【００４８】
照合指紋画像メモリ１３ｎには、前記登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３と同様に画質評価されて良好な画質であると判定された照合すべき被験者の入力指紋画像データＧが、照合指紋画像データＢとして記憶されるもので、この照合指紋画像データＢは、前記登録指紋画像メモリ１３ｍに記憶登録された登録指紋画像データＡｎの画素数，画素ピッチに合わせて正規化されて記憶される。
【００４９】
基準マスク領域メモリ１３ｏには、前記照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶された照合指紋画像データＢに対し、図４（Ａ）に示すように、テンプレートとして定義された複数の矩形の基準マスク領域Ｂj[j=0,1,…,N］それぞれの定義位置を示す座標データが記憶される。
【００５０】
最大相関領域メモリ１３ｐには、前記照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶された照合指紋画像データＢに対し複数の基準マスク領域Ｂjがテンプレートとして定義された際に、図４（Ｂ）に示すように、そのそれぞれの部分画像と最大の相関係数が算出される前記登録指紋画像データＡｎ上での複数の矩形領域Ａjが検出され、この登録指紋画像データＡ上での複数の検出矩形領域（最大相関領域）Ａjそれぞれの位置を示す座標データが記憶される。
【００５１】
照合類似度メモリ１３ｑには、前記照合指紋画像データＢ上に配置された複数の基準マスク領域Ｂj間の相対位置関係と前記登録指紋画像データＡｎ上にて検出された複数の最大相関領域Ａj間の相対位置関係との比較に基づき計算された当該照合指紋画像データＢの登録指紋画像データＡｎに対する類似度Ｒが記憶される。
【００５２】
類似度既定値メモリ１３ｒには、前記類似度Ｒによって照合指紋画像Ｂが登録指紋画像Ａｎと一致しているか不一致であるかを判定するための既定の閾値ＴＨRが予め設定記憶される。
【００５３】
照合判定結果メモリ１３ｓには、前記基準マスク領域メモリ１３ｏに記憶された照合指紋画像データＢに対しての複数の基準マスク領域Ｂj位置の相互位置関係と、前記最大相関領域メモリ１３ｐに記憶された照合指紋画像データＡｎ上での複数の最大相関領域Ａj位置の相互位置関係との相違に応じて計算され前記照合類似度メモリ１３ｑに記憶された照合類似度Ｒが、前記類似度既定値メモリ１３ｒに記憶された閾値ＴＨR以上であるか未満であるかに応じて判定される照合指紋画像と登録指紋画像との一致／不一致の判定結果が記憶される。
【００５４】
図５は、前記指紋登録・照合装置の指紋登録・照合処理プログラムの実行に伴う動作機能の構成を示すブロック図である。
【００５５】
この指紋登録・照合装置における動作機能の機能ブロックでは、前記図１、図２における電子回路の対応構成部分を括弧書きの符号にして示す。
【００５６】
指紋入力部２１は、イメージ読み取り装置１４や入力指紋画像メモリ１３ａを含んでなり、登録すべき指紋画像や照合すべき指紋画像の候補となる複数の指紋画像を多階調画像として入力する。
【００５７】
この指紋入力部２１により入力された入力指紋画像データＧは、画質判断部２２に与えられ、登録指紋画像や照合指紋画像としての画質適否の評価判定処理を経た後に登録指紋画像データＡｎまたは照合指紋画像データＢとして登録指紋記憶部２３（１３ｍ）または照合指紋記憶部２４（１３ｎ）により記憶される。
【００５８】
画質判断部２２は、制御部（ＣＰＵ）１１、記憶装置１２内の画質評価処理プログラム、エッジ抽出画像メモリ１３ｂ、画像中心メモリ１３ｃ、画像重心メモリ１３ｄ、重心ずれ量メモリ１３ｅ、ずれ量既定値メモリ１３ｆ、指紋切り出し画像メモリ１３ｇ、矩形評価マスクメモリ１３ｈ、マスク内平均濃度メモリ１３ｉ、マスク内濃度既定値メモリ１３ｊ、ＮＧマスク数メモリ１３ｋ、ＮＧマスク既定値メモリ１３ｌを含んでなり、指紋入力部２１から与えられた登録指紋候補画像や照合指紋候補画像としての入力指紋画像データＧを対象に、画質適否の評価判定処理を実施する。
【００５９】
指紋画像の登録処理において前記画質判断部２２により画質ＯＫと判定された入力指紋画像データＧは、登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３として登録指紋記憶部２３に順次与えられ、登録指紋画像メモリ１３ｍに記憶登録される。
【００６０】
指紋画像の照合処理において前記画質判断部２２により画質ＯＫと判定された入力指紋画像データＧは、照合指紋画像データＢとして照合指紋記憶部２４に与えられ、照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶される。
【００６１】
この照合指紋記憶部２４により記憶された照合指紋画像データＢと前記登録指紋記憶部２３により記憶登録された登録指紋画像データＡｎは、照合部２５に与えられる。
【００６２】
照合部２５は、制御部（ＣＰＵ）１１、記憶装置１２内の指紋照合処理プログラム、基準マスク領域メモリ１３ｏ、最大相関領域メモリ１３ｐ、照合類似度メモリ１３ｑ、類似度既定値メモリ１３ｒ、照合判定結果メモリ１３ｓを含んでなる。
【００６３】
この照合部２５では、まず照合指紋画像データＢに対し、複数の矩形基準マスク領域Ｂj[j=0,1,…,N(N:整数)](この場合N=8)]をテンプレートとして定義して配置する（図４（Ａ）参照）。そして、この照合指紋画像データＢに配置された基準マスク領域Ｂjそれぞれに対応する部分画像を、登録指紋画像データＡｎ上で走査させながら当該各基準マスク領域Ｂj内の画素データとそれに対応する登録指紋画像データＡｎ内の画素データとを用いて相関係数を計算し、その相関係数が最大となる複数の領域（最大相関領域）Ａjを登録指紋画像データＡｎ上から検出する（図４（Ｂ）参照）。
【００６４】
そして、照合指紋画像データＢ上での基準マスク領域Ｂjそれぞれの位置を示す座標データと、登録指紋画像データＡｎ上で検出された複数の最大相関領域Ａjそれぞれの位置を示す座標データとに基づき、基準マスク領域Ｂjの配置位置分布（相互位置関係）と最大相関領域Ａjの検出位置分布（相互位置関係）とを比較し、その相違から登録指紋画像と照合指紋画像との類似度を判定して同一性を評価する。そして、この照合部２５により得られた登録指紋画像と照合指紋画像との同一性の判定評価結果は、結果報知部２６に与えられて表示部１５に表示される。
【００６５】
図６は、前記指紋登録・照合装置の登録指紋記憶部２３（１３ｎ）における３つの登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３の記憶登録状態とその登録更新時の書き換え手順を示す図である。
【００６６】
登録指紋画像メモリ１３ｎには、３つの登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３がＦＩＦＯ形式で記憶登録される。
【００６７】
指紋画像の照合処理に際しては最新の登録指紋画像３（Ａ３）に対しての照合判定により不一致判定された場合に２番目の登録指紋画像２（Ａ２）に対しての照合判定が実施され、さらに不一致判定された場合に３番目の登録指紋画像１（Ａ１）に対しての照合判定が実施されるもので、３つの登録指紋画像データＡ３→Ａ２→Ａ１の全てについて不一致判定された場合に、照合指紋画像データＢは照合不一致として報知される。
【００６８】
また、３つの登録指紋画像データＡ３→Ａ２→Ａ１の何れか１つについて一致判定された場合には、当該一致判定された照合指紋画像データＢが最新の登録指紋画像データＡ３として登録指紋画像メモリ１３ｍに登録更新され、これまでの最も古い３番目の登録指紋画像１（Ａ１）が削除されてその順番が書き換えられる。
【００６９】
次に、前記構成による指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの画質評価を伴う指紋登録・照合機能について説明する。
【００７０】
図７は、前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの画質評価処理を示すフローチャートである。
【００７１】
この入力指紋画像Ｇの画質評価処理は、後述の指紋画像登録（図８参照）および指紋画像照合処理（図９参照）のそれぞれにおいて当該入力指紋画像Ｇが登録指紋画像Ａｎや照合指紋画像Ｂとして適切な画質であるか否かを判定するために実施される。
【００７２】
イメージ読み取り装置１４により被験者の指紋画像が読み取られ、図３（Ａ）に示すように、入力指紋画像データＧとして入力指紋画像メモリ１３ａに記憶されると、図７における画質評価処理が起動される。
【００７３】
この画質評価処理では、まず、入力指紋画像メモリ１３ａに記憶された入力指紋画像データＧ（図３（Ａ）参照）のエッジが強調されたエッジ抽出画像データＧEが生成され、エッジ抽出画像メモリ１３ｂに記憶される（ステップＳ１）。
【００７４】
また、前記エッジ抽出画像データＧEに基づき、入力指紋画像（Ｇ）の重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）が算出され、画像重心メモリ１３ｄに記憶されると共に、画像中心メモリ１３ｃに記憶されている全画像領域の中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）に基づき、画像重心のずれ量（Δｘ，Δｙ）が算出され、重心ずれ量メモリ１３ｅに記憶される（ステップＳ２）。
【００７５】
すると、前記入力指紋画像（Ｇ）の重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）を基準として指紋部分に対応した矩形領域が切り出され指紋切り出し画像Ｇｏとして指紋切り出し画像メモリ１３ｇに記憶される（ステップＳ３）。
【００７６】
そして、前記指紋切り出し画像Ｇｏに対して、図３（Ｂ）に示すように、矩形評価マスクメモリ１３ｈに予め記憶されたマス目状の矩形評価マスクＭkが、その画像中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）を基準にして配置され、各評価マスクＭk毎に当該評価マスクＭk内に含まれる各画素値（画像濃度）の平均値ＡＶＥiが算出され、マスク内平均濃度メモリ１３ｉに記憶される（ステップＳ４）。
【００７７】
すると、前記指紋切り出し画像Ｇｏの各評価マスクＭkにおいて、その濃度平均値ＡＶＥiがマスク内濃度既定値メモリ１３ｊに予め記憶された既定閾値ＴＨAVE未満（ＡＶＥi＜ＴＨAVE）であると判断されるＮＧマスク数ＮＧMkがカウントされＮＧマスク数メモリ１３ｋに記憶される（ステップＳ５）。
【００７８】
そして、このＮＧマスク数メモリ１３ｋに記憶されたＮＧマスク数ＮＧMkがＮＧマスク既定値メモリ１３ｌに予め記憶されたＮＧマスク既定値ＴＨNG未満（ＮＧMk＜ＴＨNG）であると判断されることで今回の入力指紋画像データＧがかすれ・つぶれを含まない適切な画質の指紋画像であると判定されるか、または前記重心ずれ量メモリ１３ｅに記憶された画像重心のずれ量（Δｘ，Δｙ）がずれ量既定値メモリ１３ｆに予め記憶された許容の閾値（ＴＨｘ，ＴＨｙ）以下であると判断されることで今回の入力指紋画像データＧが読み取りずれのない適切な画質の指紋画像であると判定されるか、またはそうでない不適切な画質の指紋画像であるかが判断される（ステップＳ６）。
【００７９】
ここで、今回の入力指紋画像データＧが適切な画質の指紋画像であると判定された場合には、画質評価判定ＯＫが通知されて指紋画像の読み取りＯＫを示すメッセージが表示部１５に表示される（ステップＳ６→Ｓ７）。
【００８０】
一方、今回の入力指紋画像データＧが不適切な画質の指紋画像であると判定された場合には、画質評価判定ＮＧが通知されて指紋画像の読み取りＮＧを示すメッセージが表示部１５に表示され、被験者に対し指紋画像の再入力が促される（ステップＳ６→Ｓ８）。
【００８１】
図８は、前記指紋登録・照合装置による指紋画像登録処理を示すフローチャートである。
【００８２】
イメージ読み取り装置１４により被験者（本人）の指紋画像が読み取られ、図３（Ａ）に示すように、入力指紋画像データＧとして入力指紋画像メモリ１３ａに記憶されると（ステップＴ１）、前記図７における画質評価処理に移行されて当該入力指紋画像データＧが適切な画質の指紋画像であるか否かの評価判定処理が実施され（ステップＴＳ）、画質評価の判定ＯＫが通知されたか、または判定ＮＧが通知されたか判断される（ステップＴ２）。
【００８３】
ここで、画質評価判定ＮＧが通知された場合には、指紋画像の読み取りＮＧを示すメッセージが表示部１５に表示され、被験者（本人）に対し指紋画像の登録のための再入力が促される（ステップＴ２→Ｔ１）。
【００８４】
一方、画質評価判定ＯＫが通知された場合には、今回の指紋画像の読み取りＯＫを示すメッセージが表示部１５に表示されると共に、この画質評価判定ＯＫと通知された入力指紋画像データＧが既定データ数（本実施形態の場合は３データ）の登録用データ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）として採取済みであるか否か判断され（ステップＴ３）、既定データ数採取済みでないと判断された場合には、前記指紋データの採取処理が繰り返され（ステップＴ３→Ｔ１）、被験者（本人）の指紋画像が繰り返し入力されて前記画質評価処理が繰り返される（ステップＴＳ）。
【００８５】
そして、前記画質評価判定ＯＫと通知された入力指紋画像データＧが既定データ数（本実施形態の場合は３データ）の登録用データ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）として採取済みであると判断された場合には、当該画質ＯＫ判定された３つの入力指紋画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３がそれぞれ登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３として、ＦＩＦＯ形式の登録指紋画像メモリ１３ｍ（図６参照）に記憶登録される（ステップＴ３→Ｔ４）。
【００８６】
このように、被験者（本人）の入力指紋画像データＧに対し、画質判断部２２において画質評価処理を実施することで、かすれ・つぶれまたは採取ずれを含まない適切な画質の入力指紋画像データＧを登録指紋画像データＡｎとして登録することができる。
【００８７】
図９は、前記指紋登録・照合装置による指紋画像照合処理を示すフローチャートである。
【００８８】
イメージ読み取り装置１４により被験者の指紋画像が読み取られ、図３（Ａ）に示すように、入力指紋画像データＧとして入力指紋画像メモリ１３ａに記憶されると（ステップＰ１）、前記図７における画質評価処理に移行されて当該入力指紋画像データＧが適切な画質の指紋画像であるか否かの評価判定処理が実施され（ステップＰＳ）、画質評価の判定ＯＫが通知されたか、または判定ＮＧが通知されたか判断される（ステップＰ２）。
【００８９】
ここで、画質評価判定ＮＧが通知された場合には、指紋画像の読み取りＮＧを示すメッセージが表示部１５に表示され、被験者に対し指紋画像の照合のための再入力が促される（ステップＰ２→Ｐ１）。
【００９０】
一方、画質評価判定ＯＫが通知された場合には、今回の指紋画像の読み取りＯＫを示すメッセージが表示部１５に表示されると共に、当該入力指紋画像データＧが照合指紋画像データＢとして照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶された後、登録指紋画像メモリ１３ｍ（図６参照）に記憶されている最新の登録指紋画像データＡ３との間での照合処理が実施される（ステップＰ２→Ｐ３）。
【００９１】
すなわち、この照合処理（ステップＰ３）では、まず、図４（Ａ）に示すように、照合指紋画像メモリ１３ｎに記憶された照合指紋画像データＢに対して、基準マスク領域メモリ１３ｏに記憶定義されている基準マスク情報に基づき、当該照合指紋画像Ｂの重心位置（Ｇｘ，Ｇｙ）を基準にした９つの基準マスク領域Ｂ0，Ｂ1，…，Ｂ8が配置される。そして、この照合指紋画像Ｂ上での９つの基準マスク領域Ｂ0，Ｂ1，…，Ｂ8それぞれの部分画像に対して、登録指紋画像メモリ１３ｍに記憶されている先頭（最新）の照合指紋画像Ａ３上で最大の相関係数が算出される各最大相関（位置）領域Ａ0，Ａ1，…，Ａ8が、各基準マスク毎に、図４（Ｂ）に示すように検出され最大相関領域メモリ１３ｐに記憶される。すると、照合指紋画像Ｂに配置した基準マスク領域Ｂ0，Ｂ1，…，Ｂ8相互間の位置関係ＸＹB1，…，ＸＹB8と、登録指紋画像Ａ３上で検出された最大相関（位置）領域Ａ0，Ａ1，…，Ａ8相互間の位置関係ＸＹA1，…，ＸＹA8が算出され、各位置関係ＸＹB：ＸＹAの類似度Ｒが算出されて照合類似度メモリ１３ｑに記憶される（ステップＰ３）。
【００９２】
すると、前記照合類似度メモリ１３ｑに記憶された照合類似度Ｒ（位置ずれ「小」→類似度「大」）が類似度既定値メモリ１３ｒに予め設定された閾値ＴＨR以上であるか否か判断され、登録指紋画像Ａ３に対する照合指紋画像Ｂの一致判定、または不一致判定がなされる（ステップＰ４）。
【００９３】
ここで、前記照合類似度Ｒが予め設定された閾値ＴＨR以上でないと判断され、照合指紋画像Ｂの最新の登録指紋画像Ａ３に対する不一致判定がなされた場合には、登録指紋画像メモリ１３ｍに用意されている３つの登録指紋画像Ａ１，Ａ２，Ａ３の全てについて照合処理（３回）を行ったか否か判断される（ステップＰ４→Ｐ５）。
【００９４】
そしてこの時点で、登録指紋画像メモリ１３ｍに用意されている３つの登録指紋画像Ａ１，Ａ２，Ａ３に基づいた３回の照合処理が終了していないと判断された場合には、その２番目の登録指紋画像データＡ２との間での照合処理が前記同様に実施される（ステップＰ５→Ｐ３）。
【００９５】
そして、この２番目の登録指紋画像データＡ２に対しての照合指紋画像データＢの照合類似度Ｒも予め設定された閾値ＴＨR以上でないと判断された場合には、さらに３番目の登録指紋画像データＡ１との間での照合処理が前記同様に実施される（ステップＰ４→Ｐ５→Ｐ３）。
【００９６】
ステップＰ４において、３つの登録指紋画像データＡ３，Ａ２，Ａ１の何れかに対しての照合指紋画像データＢの照合類似度Ｒが予め設定された閾値ＴＨR以上であると判断され、当該照合指紋画像Ｂの登録指紋画像Ａｎに対する一致判定がされた場合には、照合ＯＫのメッセージが表示部１５に表示される（ステップＰ４→Ｐ６）。
【００９７】
そして、今回照合一致判定された照合指紋画像データＢが先頭（最新）の登録指紋画像データＡ１として図６に示すように登録指紋画像メモリ１３ｍに追加記憶されると共に、これまでの３番目の登録指紋画像データＡ１が削除されて更新される（ステップＰ７）。
【００９８】
一方、前記ステップＰ５において、登録指紋画像メモリ１３ｍに用意されている３つの登録指紋画像Ａ１，Ａ２，Ａ３に基づいた３回の照合処理が何れも照合不一致のまま終了したと判断された場合には、当該照合不一致のメッセージが表示部１５に表示される（ステップＳ５→Ｐ８）。
【００９９】
したがって、前記構成の指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの画質評価を伴う指紋登録・照合・更新機能によれば、被験者（本人）の入力指紋画像データＧに対し画質評価処理を実施することで適切な画質の３つの入力指紋画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３を登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３としてＦＩＦＯ形式で記録登録すると共に、照合すべき入力指紋画像データＧをも画質評価して適切な画質の照合指紋画像データＢとして読み込み、最新の登録指紋画像Ａ３から順次古い登録指紋画像Ａ２→Ａ１の何れかに対し照合一致した場合には、当該照合一致判定された照合指紋画像データＢを最新の登録指紋画像データＡ１としてＦＩＦＯ形式で登録更新するようにしたので、画質の悪い入力指紋画像Ｇによって照合処理に悪影響が及ぶのを防止でき、しかも指紋の経時変化による本人拒否などの誤判定をも防止することが可能になる。
【０１００】
（他の実施形態）
なお、前記実施形態における入力指紋画像Ｇの画質評価処理（図７参照）では、イメージ読み取り装置１４により読み取られた入力指紋画像データＧについて、そのままの画像データでもって画質評価処理（ステップＳ１〜Ｓ８）に移行して画質のＯＫ／ＮＧ判定を実施する構成としたが、次の図１０に示すように、図７における画質表示処理（ステップＳＳ）に移行する以前に、イメージ読み取り装置１４により読み取られた入力指紋画像データＧについて（ステップＳ００）、ガウシアンフィルタ処理（ＬＰＦ）（ステップＳ０１）とラプラシアンフィルタ処理（ＨＰＦ）（ステップＳ０２）との組合せによる簡易的な帯域通過フィルタ処理を予め実施しておくことにより、入力指紋画像Ｇに経時変化による稜線のつぶれ・かすれあるいは傷などが生じている場合の照合処理への悪影響を軽減することができる。
【０１０１】
図１０は、前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの他の実施形態による画質評価処理を示すフローチャートである。
【０１０２】
また、前記実施形態の指紋画像照合処理では、照合指紋画像データＢに対して複数の基準マスク領域Ｂjを配置し、これの最大相関領域Ａjを登録指紋画像データＡｎ上から検出して、当該Ａj：Ｂj相互の領域分布の比較から登録：照合指紋画像の同一性を評価する構成としたが、これとは逆に、複数の基準マスク領域Ａjを登録指紋画像データＡｎ上に配置した後に、これの最大相関領域Ｂjを照合指紋画像データＢ上から検出して当該登録：照合指紋画像の同一性を評価する構成としてもよい。
【０１０３】
なお、前記各実施形態において記載した手法、すなわち、図７のフローチャートに示す画質評価処理、図８のフローチャートに示す指紋画像登録処理、図９のフローチャートに示す指紋画像照合処理、図１０のフローチャートに示す他の実施形態の画質評価処理などの各手法は、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憶媒体１８ａに格納して配布することができる。そして、指紋・登録照合装置のコンピュータは、この外部記憶媒体１８ａに記憶されたプログラムを記憶装置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入力指紋画像Ｇの画質評価を伴う指紋登録・照合・更新機能を実現し、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。
【０１０４】
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ネットワーク（公衆回線）２０上を伝送させることができ、このネットワーク２０に接続された指紋登録・照合装置の伝送制御部１９によって前記のプログラムデータを取り込み、前述した入力指紋画像Ｇの画質評価を伴う指紋登録・照合・更新機能を実現することもできる。
【０１０５】
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】
【０１０６】
【図１】本発明の実施形態に係る指紋登録・照合装置の電子回路の構成を示すブロック図。
【図２】前記指紋登録・照合装置のＲＡＭ１３に確保されるデータメモリを示す図。
【図３】前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇ（１３ａ）と矩形の指紋切り出し画像Ｇｏ（１３ｇ）との関係および当該指紋切り出し画像Ｇｏ（１３ｇ）と複数の矩形評価マスクＭｋ（１３ｈ）との関係を示す図。
【図４】前記指紋登録・照合装置の指紋照合処理に伴う照合指紋画像Ｂ上での基準マスク領域Ｂjの配置位置分布と登録指紋画像Ａｎ上での最大相関領域Ａjの検出位置分布との対比状態を示す図。
【図５】前記指紋登録・照合装置の指紋登録・照合処理プログラムの実行に伴う動作機能の構成を示すブロック図。
【図６】前記指紋登録・照合装置の登録指紋記憶部２３（１３ｎ）における３つの登録指紋画像データＡ１，Ａ２，Ａ３の記憶登録状態とその登録更新時の書き換え手順を示す図。
【図７】前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの画質評価処理を示すフローチャート。
【図８】前記指紋登録・照合装置による指紋画像登録処理を示すフローチャート。
【図９】前記指紋登録・照合装置による指紋画像照合処理を示すフローチャート。
【図１０】前記指紋登録・照合装置における入力指紋画像Ｇの他の実施形態による画質評価処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１０７】
１１ …制御部（ＣＰＵ）
１２ …記憶装置
１３ …ＲＡＭ
１３ａ…入力指紋画像メモリ（Ｇ）
１３ｂ…エッジ抽出画像メモリ（ＧE）
１３ｃ…画像中心メモリ（Ｃｘ，Ｃｙ）
１３ｄ…画像重心メモリ（Ｇｘ，Ｇｙ）
１３ｅ…重心ずれ量メモリ（Δｘ，Δｙ）
１３ｆ…ずれ量既定値メモリ（ＴＨｘ，ＴＨｙ）
１３ｇ…指紋切り出し画像メモリ（Ｇｏ）
１３ｈ…矩形評価マスクメモリ（Ｍk）
１３ｉ…マスク内平均濃度メモリ（ＡＶＥi）
１３ｊ…マスク内濃度既定値メモリ（ＴＨAVE）
１３ｋ…ＮＧマスク数メモリ（ＮＧMk）
１３ｌ…ＮＧマスク既定値メモリ（ＴＨNG）
１３ｍ…登録指紋画像メモリ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）
１３ｎ…照合指紋画像メモリ（Ｂ）
１３ｏ…基準マスク領域メモリ（Ｂj）
１３ｐ…最大相関領域メモリ（Ａj）
１３ｑ…照合類似度メモリ（Ｒ）
１３ｒ…類似度既定値メモリ（ＴＨR）
１３ｓ…照合判定結果メモリ
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 …伝送制御部
２０ …ネットワーク
２０ａ…プログラムサーバ（外部のコンピュータ端末）
２０ｂ…外部端末の記憶装置
２１ …指紋入力部
２２ …画質判断部
２３ …登録指紋記憶部
２４ …照合指紋記憶部
２５ …照合部
２６ …結果報知部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の登録指紋画像を記憶する指紋画像記憶手段と、
画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定する画質判定手段と、
この画質判定手段により前記入力された指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力された指紋画像を前記指紋画像記憶手段により記憶された登録指紋画像と照合する指紋照合手段と、
この指紋照合手段により前記入力された指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する登録指紋更新手段と、
を備えたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項２】
前記画質判定手段は、
前記画像入力手段により入力された指紋画像から当該画像に含まれるエッジを強調したエッジ抽出画像を生成するエッジ抽出画像生成手段と、
このエッジ抽出画像生成手段により生成されたエッジ抽出画像から画像の重心を算出する画像重心算出手段と、
この画像重心算出手段により算出された画像重心を中心にして前記入力された指紋画像の指紋部分を切り出す指紋画像切り出し手段と、
この指紋画像切り出し手段により切り出された入力指紋画像を複数の評価領域に分割するための評価マスクを配置する評価マスク配置手段と、
この評価マスク配置手段により評価マスクが配置された前記入力指紋画像の複数の評価マスク域毎に、当該評価マスク域内の濃度平均値を算出する濃度平均算出手段と、
この濃度平均算出手段により算出された各評価マスク域毎の濃度平均値が所定の閾値未満であるＮＧマスク域数を計数するＮＧマスク域計数手段と、
前記画像重心算出手段により算出された画像重心の、前記エッジ抽出画像の画像中心からのずれ量を算出するずれ量算出手段とを有し、
前記ＮＧマスク域計数手段により計数されたＮＧマスク域数または前記ずれ量算出手段により算出された前記画像重心のずれ量に基づき、前記画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の指紋照合装置。
【請求項３】
前記指紋照合手段は、前記入力された指紋画像を前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像とその新しい登録指紋画像から順番に照合し、
前記登録指紋更新手段は、前記指紋照合手段により前記入力された指紋画像と前記複数の登録指紋画像の何れかの登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の指紋照合装置。
【請求項４】
前記指紋照合手段は、
照合すべき入力指紋画像と登録指紋画像のうち一方の指紋画像上に複数の基準領域を配置する基準領域配置手段と、
この基準領域配置手段により一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域内それぞれの部分画像と最大の相関係数が算出される他方の指紋画像上の複数の最大相関領域を検出する相関領域検出手段とを有し、
前記基準領域配置手段により一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域間の相対位置関係と前記相関領域検出手段により他方の指紋画像上で検出された複数の最大相関領域間の相対位置関係との類似度に応じて当該一方の指紋画像と他方の指紋画像との照合一致／不一致を判定する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の指紋照合装置。
【請求項５】
指紋照合装置のコンピュータを制御するための指紋照合処理プログラムであって、
前記コンピュータを、
複数の登録指紋画像をメモリに記憶させる指紋画像記憶制御手段、
画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定する画質判定手段、
この画質判定手段により前記入力された指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力された指紋画像を前記指紋画像記憶制御手段によりメモリに記憶された登録指紋画像と照合する指紋照合手段、
この指紋照合手段により前記入力された指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶制御手段によりメモリに記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する登録指紋更新手段、
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指紋照合処理プログラム。
【請求項６】
コンピュータによって指紋照合装置を制御するための指紋照合方法であって、
前記コンピュータにより、
複数の登録指紋画像をメモリに記憶させる指紋画像記憶制御ステップと、
画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定する画質判定ステップと、
この画質判定ステップにて前記入力された指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力された指紋画像を前記メモリに記憶された登録指紋画像と照合する指紋照合ステップと、
この指紋照合ステップにて前記入力された指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記メモリに記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する登録指紋更新ステップと、
を備えていることを特徴とする指紋照合方法。
【請求項１】
複数の登録指紋画像を記憶する指紋画像記憶手段と、
画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定する画質判定手段と、
この画質判定手段により前記入力された指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力された指紋画像を前記指紋画像記憶手段により記憶された登録指紋画像と照合する指紋照合手段と、
この指紋照合手段により前記入力された指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する登録指紋更新手段と、
を備えたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項２】
前記画質判定手段は、
前記画像入力手段により入力された指紋画像から当該画像に含まれるエッジを強調したエッジ抽出画像を生成するエッジ抽出画像生成手段と、
このエッジ抽出画像生成手段により生成されたエッジ抽出画像から画像の重心を算出する画像重心算出手段と、
この画像重心算出手段により算出された画像重心を中心にして前記入力された指紋画像の指紋部分を切り出す指紋画像切り出し手段と、
この指紋画像切り出し手段により切り出された入力指紋画像を複数の評価領域に分割するための評価マスクを配置する評価マスク配置手段と、
この評価マスク配置手段により評価マスクが配置された前記入力指紋画像の複数の評価マスク域毎に、当該評価マスク域内の濃度平均値を算出する濃度平均算出手段と、
この濃度平均算出手段により算出された各評価マスク域毎の濃度平均値が所定の閾値未満であるＮＧマスク域数を計数するＮＧマスク域計数手段と、
前記画像重心算出手段により算出された画像重心の、前記エッジ抽出画像の画像中心からのずれ量を算出するずれ量算出手段とを有し、
前記ＮＧマスク域計数手段により計数されたＮＧマスク域数または前記ずれ量算出手段により算出された前記画像重心のずれ量に基づき、前記画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の指紋照合装置。
【請求項３】
前記指紋照合手段は、前記入力された指紋画像を前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像とその新しい登録指紋画像から順番に照合し、
前記登録指紋更新手段は、前記指紋照合手段により前記入力された指紋画像と前記複数の登録指紋画像の何れかの登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶手段により記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の指紋照合装置。
【請求項４】
前記指紋照合手段は、
照合すべき入力指紋画像と登録指紋画像のうち一方の指紋画像上に複数の基準領域を配置する基準領域配置手段と、
この基準領域配置手段により一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域内それぞれの部分画像と最大の相関係数が算出される他方の指紋画像上の複数の最大相関領域を検出する相関領域検出手段とを有し、
前記基準領域配置手段により一方の指紋画像上に配置された複数の基準領域間の相対位置関係と前記相関領域検出手段により他方の指紋画像上で検出された複数の最大相関領域間の相対位置関係との類似度に応じて当該一方の指紋画像と他方の指紋画像との照合一致／不一致を判定する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の指紋照合装置。
【請求項５】
指紋照合装置のコンピュータを制御するための指紋照合処理プログラムであって、
前記コンピュータを、
複数の登録指紋画像をメモリに記憶させる指紋画像記憶制御手段、
画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定する画質判定手段、
この画質判定手段により前記入力された指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力された指紋画像を前記指紋画像記憶制御手段によりメモリに記憶された登録指紋画像と照合する指紋照合手段、
この指紋照合手段により前記入力された指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記指紋画像記憶制御手段によりメモリに記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する登録指紋更新手段、
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指紋照合処理プログラム。
【請求項６】
コンピュータによって指紋照合装置を制御するための指紋照合方法であって、
前記コンピュータにより、
複数の登録指紋画像をメモリに記憶させる指紋画像記憶制御ステップと、
画像入力手段により入力された指紋画像の画質が適切であるか否かを判定する画質判定ステップと、
この画質判定ステップにて前記入力された指紋画像の画質が適切であると判定された場合に、この入力された指紋画像を前記メモリに記憶された登録指紋画像と照合する指紋照合ステップと、
この指紋照合ステップにて前記入力された指紋画像と登録指紋画像とが照合一致した場合に、前記メモリに記憶された複数の登録指紋画像のうちの古い登録指紋画像を前記照合一致した入力指紋画像と置き換えて更新する登録指紋更新ステップと、
を備えていることを特徴とする指紋照合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−４１９２５（Ｐ２００７−４１９２５Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２６７０９（Ｐ２００５−２２６７０９）
【出願日】平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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