JP2763830B2 - Fingerprint input device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、指紋照合または照合識
別等に使用する指紋入力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint input device used for fingerprint collation or collation identification.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、指紋照合等に使用する指紋入力装
置として、非接触状態で直接指紋面を2次元画像として
入力する方法が考えられている。これは、指紋パターン
を入力すべき指を所定位置に導く指ガイドと、該指ガイ
ドには指紋面想定位置に対応して開口窓が設けられ、前
記指紋面想定位置に焦点を合わせて配設された2次元イ
メージセンサーと、前記指紋面想定位置を照明する光源
を備えた指紋入力装置において、指を指ガイドに沿って
挿入し、挿入した指を指の頭頂部で撮像スイッチを作動
させ、2次元イメージセンサーと、光源とを作動させ、
指紋面を直接撮像する方法である。2. Description of the Related Art Conventionally, as a fingerprint input device used for fingerprint collation, a method of directly inputting a fingerprint surface as a two-dimensional image in a non-contact state has been considered. This is because a finger guide for guiding a finger to input a fingerprint pattern to a predetermined position, an opening window is provided on the finger guide corresponding to the assumed fingerprint surface position, and the finger guide is arranged in focus on the assumed fingerprint surface position. In the fingerprint input device equipped with a light source that illuminates the assumed two-dimensional image sensor and the fingerprint surface, a finger is inserted along a finger guide, and the inserted finger is actuated by an imaging switch at the top of the finger, Activate the two-dimensional image sensor and light source,
This is a method of directly imaging the fingerprint surface.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記指紋入力装置で指
紋画像を入力する場合、例えば、指の指紋を写真に撮っ
たものを指に張り付け、入力装置に入力した場合でも、
生体の指紋と同様に入力されるため、指紋照合装置の信
頼性が低下するという問題点があった。In the case of inputting a fingerprint image with the above fingerprint input device, for example, even when a photograph of a finger is pasted on a finger and input to the input device,
Since the input is performed in the same manner as a fingerprint of a living body, there has been a problem that the reliability of the fingerprint collation device is reduced.
【0004】そこで本発明の目的は、入力された画像が
3次元的に凹凸のある生体の指紋であるか否か判定する
ことにより、人工的に作成された指紋画像による誤入力
を防ぎ信頼性の高い指紋入力装置を提供することにあ
る。Accordingly, an object of the present invention is to determine whether or not an input image is a fingerprint of a living body having three-dimensional irregularities, thereby preventing an erroneous input by an artificially created fingerprint image and improving reliability. It is to provide a fingerprint input device with high reliability.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る指紋入力装置の第1の特徴は、被撮影
対象指を挟んで互いに対向する光源の第1の点灯位置と
第2の点灯位置とを有する撮影手段と、前記第1の点灯
位置で光源を点灯して撮影した第1の指紋画像と前記第
2の点灯位置で光源を点灯して撮影した第2の指紋画像
とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された第
1の指紋画像と第2の指紋画像とに基づいて被撮影対象
指が立体物であるか否かを判別する立体物判別手段を備
える点にある。A first feature of a fingerprint input device according to the present invention for achieving the above object is that a first lighting position of a light source and a first lighting position of a light source opposed to each other with a finger to be imaged interposed therebetween. A first fingerprint image photographed by lighting the light source at the first lighting position, and a second fingerprint image photographed by lighting the light source at the second lighting position. And a three-dimensional object determining means for determining whether the subject finger is a three-dimensional object based on the first fingerprint image and the second fingerprint image stored in the storing means. The point is to prepare.
【0006】さらに、本発明に係る指紋入力装置の第2
の特徴は、被撮影対象指を挟んで互いに対向する光源の
第1の点灯位置及び第2の点灯位置と前記被撮影対象指
を挟んで互いに対向する光源の第3の点灯位置及び第4
の点灯位置とを有する撮影手段と、前記第1の点灯位置
で光源を点灯して撮影した第1の指紋画像及び前記第2
の点灯位置で光源を点灯して撮影した第2の指紋画像と
前記第3の点灯位置で光源を点灯して撮影した第3の指
紋画像及び前記第4の点灯位置で光源を点灯して撮影し
た第4の指紋画像とを記憶する記憶手段と、前記記憶手
段に記憶された第1の指紋画像と第2の指紋画像との各
画素の差の二乗の累積d1と、前記記憶手段に記憶され
た第3の指紋画像と第4の指紋画像との各画素の差の二
乗の累積d2と、前記累積d1と前記累積d2との和d
1+d2とをもとめ、前記累積d1が第1の所定値より
も大きい場合あるいは前記累積d2が第2の所定値より
も大きい場合あるいは前記和d1+d2が第3の所定値
よりも大きい場合に被撮影対象指が立体物であると判別
する立体物判別手段を備える点にある。Further, a second fingerprint input device according to the present invention
Are characterized by a first lighting position and a second lighting position of a light source opposed to each other across the subject finger, and a third lighting position and a fourth lighting position of a light source opposed to each other across the subject finger.
A first fingerprint image photographed by turning on a light source at the first lighting position;
A second fingerprint image photographed by turning on the light source at the lighting position, a third fingerprint image photographed by lighting the light source at the third lighting position, and photographing by lighting the light source at the fourth lighting position Storage means for storing the obtained fourth fingerprint image, cumulative d1 of the square of the difference of each pixel between the first fingerprint image and the second fingerprint image stored in the storage means, and storage in the storage means Of the square of the difference between each pixel of the third fingerprint image and the fourth fingerprint image, and the sum d of the cumulative d1 and the cumulative d2
1 + d2, the object to be captured is determined when the cumulative d1 is greater than a first predetermined value, when the cumulative d2 is greater than a second predetermined value, or when the sum d1 + d2 is greater than a third predetermined value. It is characterized in that a three-dimensional object discriminating means for discriminating that the finger is a three-dimensional object is provided.
【0007】[0007]
【作用】第1の特徴を有する指紋入力装置においては、
撮影手段は被撮影対象指を挟んで互いに対向する光源の
第1の点灯位置と第2の点灯位置とを有する。この第1
の点灯位置で光源を点灯して第1の指紋画像を撮影し、
また、第2の点灯位置で光源を点灯して第2の指紋画像
を撮影して記憶手段に記憶する。こうして記憶手段に記
憶された第1の指紋画像と第2の指紋画像とに基づい
て、立体物判別手段は被撮影対象指が立体物であるか否
かを判別する。In the fingerprint input device having the first feature,
The photographing means has a first lighting position and a second lighting position of the light source facing each other across the subject finger. This first
The light source is turned on at the lighting position of to take a first fingerprint image,
Further, the light source is turned on at the second lighting position, and a second fingerprint image is photographed and stored in the storage means. Based on the first fingerprint image and the second fingerprint image stored in the storage means in this way, the three-dimensional object determination means determines whether the subject finger is a three-dimensional object.
【0008】第2の特徴を有する指紋入力装置において
は、撮影手段は被撮影対象指を挟んで互いに対向する光
源の第1の点灯位置及び第2の点灯位置と被撮影対象指
を挟んで互いに対向する光源の第3の点灯位置及び第4
の点灯位置とを有する。この第1の点灯位置で光源を点
灯して第1の指紋画像を撮影し、第2の点灯位置で光源
を点灯して第2の指紋画像を撮影し、第3の点灯位置で
光源を点灯して第3の指紋画像を撮影し、さらに、第4
の点灯位置で光源を点灯して第4の指紋画像を撮影して
記憶手段に記憶する。こうして記憶手段に記憶された第
1の指紋画像と第2の指紋画像との各画素の差の二乗の
累積d1と、第3の指紋画像と第4の指紋画像との各画
素の差の二乗の累積d2と、累積d1と累積d2との和
d1+d2とを求め、累積d1が第1の所定値よりも大
きい場合あるいは累積d2が第2の所定値よりも大きい
場合あるいは和d1+d2が第3の所定値よりも大きい
場合に被撮影対象指が立体物であると判別する。[0008] In the fingerprint input device having the second feature, the photographing means includes a first lighting position and a second lighting position of the light source opposed to each other across the subject finger, and the light source and the light source facing each other across the subject finger. The third lighting position of the opposing light source and the fourth lighting position
Lighting position. The light source is turned on at this first lighting position to take a first fingerprint image, the light source is turned on at a second lighting position to take a second fingerprint image, and the light source is turned on at a third lighting position. To take a third fingerprint image,
The light source is turned on at the lighting position of, and a fourth fingerprint image is photographed and stored in the storage means. The cumulative d1 of the square of the difference between each pixel between the first fingerprint image and the second fingerprint image thus stored in the storage means, and the square of the difference between each pixel between the third fingerprint image and the fourth fingerprint image. Is obtained, and the sum d1 + d2 of the accumulation d1 and the accumulation d2 is obtained. When the accumulation d1 is larger than the first predetermined value, when the accumulation d2 is larger than the second predetermined value, or when the sum d1 + d2 is the third If it is larger than the predetermined value, it is determined that the subject finger is a three-dimensional object.
【0009】[0009]
【実施例】以下、発明の実施例を説明する。図1
(a),(b)は本発明の請求範囲第1項の一実施例を
示している。同図(a)は平面図、(b)は側面図であ
る。この実施例では、2個一対の照明装置を2組用いて
いる。図1のように構成された指紋入力装置は、指紋面
を撮影系の中心軸をはさんで相対する位置から照明する
2個一対のランプ11,12と、それとは直角に交わる
方向に配設され、指紋面を撮影系の中心軸をはさんで相
対する位置から照明する2個一対のランプ13,14
と、指紋画像を撮り込むCCD15と、指紋想定位置に
焦点をあわせるためのレンズ16と、レンズ16及びC
CD15を支持する筒17と、ランプ11〜14および
筒17を支持する支持台18とを備える。Embodiments of the present invention will be described below. FIG.
(A) and (b) show an embodiment of claim 1 of the present invention. 2A is a plan view, and FIG. 1B is a side view. In this embodiment, two pairs of two lighting devices are used. The fingerprint input device configured as shown in FIG. 1 is provided with a pair of two lamps 11 and 12 for illuminating a fingerprint surface from a position opposed to each other with a center axis of a photographing system interposed therebetween and in a direction intersecting at right angles thereto. And a pair of two lamps 13 and 14 for illuminating the fingerprint surface from opposite positions with the center axis of the imaging system interposed therebetween.
A CCD 15 for taking a fingerprint image, a lens 16 for focusing on an assumed fingerprint position, lenses 16 and C
It includes a tube 17 that supports the CD 15 and a support base 18 that supports the lamps 11 to 14 and the tube 17.
【0010】各構成部品の接続状態を図2に示す。指紋
画像を撮り込む撮像装置31(CCD15、レンズ16
を含む)と、撮像装置で撮り込まれた指紋画像を記憶す
る記憶装置33と、指紋面を照明するランプを順次点灯
する点灯装置34(ランプ11〜14を含む)と、全体
の制御を司る中央制御装置32とからなる。ここで、入
力される画像は、縦512画素、横512画素の解像度
で、指の第1関節までの部分が丁度入る大きさとする。
ランプと撮影系の距離は1cm、ランプと指紋想定面と
の距離は1cmとする。FIG. 2 shows the connection state of each component. An imaging device 31 (CCD 15, lens 16) for taking a fingerprint image
), A storage device 33 for storing a fingerprint image captured by the imaging device, a lighting device 34 (including lamps 11 to 14) for sequentially lighting lamps for illuminating the fingerprint surface, and controls the overall control. And a central control unit 32. Here, it is assumed that the input image has a resolution of 512 pixels vertically and 512 pixels horizontally, and has such a size that the portion up to the first joint of the finger can be just entered.
The distance between the lamp and the imaging system is 1 cm, and the distance between the lamp and the assumed fingerprint surface is 1 cm.
【0011】入力動作を図3及び図4に示す。以下に、
入力動作について詳しく述べる。まず、画像入力の開始
を表す信号を中央制御装置32が検知し、ランプ点灯装
置34を動作させて、ランプ11が点灯し、指紋面を照
明する。次に、指紋画像が撮像装置31に撮り込まれ
る。撮像装置31にある画像データは、中央制御装置3
2を介して、記憶装置33の特定のメモリ領域(これを
メモリ1とする)に転送され、記憶される。転送が終了
したことをランプ点灯装置34が検知し、ランプ11を
消灯する。次に、ランプ点灯装置34はランプ12を点
灯し、指紋面を照明する。次に、指紋画像が撮像装置3
1に撮り込まれる。撮像装置31にある画像データは、
中央制御装置32を介して、記憶装置33の特定のメモ
リ領域(これをメモリ2とする)に転送され、記憶され
る。転送が終了したことをランプ点灯装置34が検知
し、ランプ12を消灯する。次に、メモリ1の画像のシ
ェーディングを次式に従い除去する。The input operation is shown in FIGS. less than,
The input operation will be described in detail. First, the central control device 32 detects a signal indicating the start of image input, operates the lamp lighting device 34, turns on the lamp 11, and illuminates the fingerprint surface. Next, a fingerprint image is captured by the imaging device 31. The image data in the imaging device 31 is stored in the central controller 3
2, the data is transferred to and stored in a specific memory area of the storage device 33 (hereinafter referred to as a memory 1). The lamp lighting device 34 detects that the transfer is completed, and turns off the lamp 11. Next, the lamp lighting device 34 turns on the lamp 12 to illuminate the fingerprint surface. Next, the fingerprint image is displayed on the imaging device 3.
Captured at 1. The image data in the imaging device 31 is
The data is transferred to and stored in a specific memory area of the storage device 33 (hereinafter referred to as the memory 2) via the central control device 32. The lamp lighting device 34 detects that the transfer is completed, and turns off the lamp 12. Next, the shading of the image in the memory 1 is removed according to the following equation.
【0012】[0012]
【数1】 (Equation 1)
【0013】ここで、p(x,y)はシェーディング除
去前の位置(x,y)における画素の濃淡値、p
1(x,y)はシェーディング除去後の位置(x,y)
における画素の濃淡値、また、N=16である。同様に
して、メモリ2の画像のシェーディングを除去する。シ
ェーディング除去後の位置(x,y)における画素の濃
淡値をp2(x,y)とする。図5に示すエリア61に
おいて、メモリ1とメモリ2の画像間の各画素の差の二
乗の累積d1を次式に従い求める。Here, p (x, y) is the gray value of the pixel at the position (x, y) before shading removal,
1 (x, y) is the position (x, y) after shading removal
, And N = 16. Similarly, the shading of the image in the memory 2 is removed. Let the gray value of the pixel at the position (x, y) after shading removal be p 2 (x, y). In the area 61 shown in FIG. 5, the cumulative d 1 of the square of the difference between each pixel between the images in the memory 1 and the memory 2 is obtained according to the following equation.
【0014】[0014]
【数2】 (Equation 2)
【0015】図5において、w=512、h=512、
dw=50、dh=50、sw1=50、sw2=50、
sh1=50、sh2=50である。もし、d1>Q1な
ら、入力された指紋画像は生体のものであるので、メモ
リ1とメモリ2に記憶されている画像データは、中央制
御装置32を介して、外部出力端子から通常の指紋照合
装置の特徴抽出部等に出力される。もし、d1≦Q1な
ら、次の処理に進む。In FIG. 5, w = 512, h = 512,
dw = 50, dh = 50, sw 1 = 50, sw 2 = 50,
sh 1 = 50, is a sh 2 = 50. If d 1 > Q 1 , since the input fingerprint image is of a living body, the image data stored in the memory 1 and the memory 2 is transferred from the external output terminal via the central control device 32 to the normal output terminal. It is output to the feature extraction unit and the like of the fingerprint matching device. If d 1 ≦ Q 1 , the process proceeds to the next process.
【0016】ここで、入力画像が生体のものかそうでな
いかを判定する原理について、以下に、詳細に述べる。
図6(a)に示すように、濃淡のある指紋画像(図は、
平面に印刷されたようなものの断面図)を、ランプ11
で照明したとき(図では、左上方向から照明したとき)
のメモリ1に記憶されているシェーディング除去後の画
素の濃淡値を6図(b)に、ランプ12で照明したとき
(図では、右上方向から照明したとき)のメモリ2に記
憶されているシェーディング除去後の画素の濃淡値を図
6(c)に示す。平面に印刷されたようなものの場合
は、照明する方向によって、印刷内容物(この場合は、
指紋隆線パタン)の位置に対する濃淡分布まで変化する
ことはないので、前記メモリに記憶されている画像間の
差は小さい(図6(d))。Here, the principle of determining whether an input image is of a living body or not is described in detail below.
As shown in FIG. 6A, a fingerprint image with shading (the figure is
A cross-sectional view of what is printed on a flat surface)
(When illuminated from the upper left direction in the figure)
FIG. 6B shows the shading value of the pixel after shading removal stored in the memory 1 of FIG. 6 and the shading stored in the memory 2 when illuminated by the lamp 12 (in the figure, when illuminated from the upper right direction). FIG. 6C shows the gray value of the pixel after the removal. In the case of something printed on a flat surface, depending on the direction of illumination, the printed content (in this case,
The difference between the images stored in the memory is small (FIG. 6 (d)) because there is no change in the density distribution with respect to the position of the fingerprint ridge pattern).
【0017】図6(e)に示すように、3次元的に凹凸
のある指紋(図は、指紋の断面を概略的に描いた図)
を、ランプ11で照明したとき(図では、左上方向から
照明したとき)のメモリ1に記憶されているシェーディ
ング除去後の画素の濃淡値を図6(f)に、ランプ12
で照明したとき(図では、右上方向から照明したとき)
のメモリ2に記憶されているシェーディング除去後の画
素の濃淡値を図6(g)に示す)3次元的に凹凸のある
ものの場合は、照明する方向によって、最も明るく照明
される位置が異なるために、照明方向を変えた前記メモ
リに記憶されている画像間の差をとると、位置のずれに
相当する成分が残る。このため、入力された画像が、平
面に印刷されたようなものか、3次元的に凹凸のあるも
のの、すなわち、生体のものかの区別ができる。As shown in FIG. 6 (e), a fingerprint having three-dimensional irregularities (the figure schematically shows a cross section of the fingerprint)
FIG. 6F shows the gray value of the pixel after shading removal stored in the memory 1 when illuminated by the lamp 11 (in the figure, when illuminated from the upper left direction).
(When illuminated from the upper right direction in the figure)
The gray value of the pixel after shading removal stored in the memory 2 is shown in FIG. 6 (g). In the case of a three-dimensional unevenness, the brightest illuminated position differs depending on the illuminating direction. Then, when the difference between the images stored in the memory in which the illumination direction is changed is taken, a component corresponding to the displacement remains. Therefore, it is possible to distinguish whether the input image is printed on a flat surface or three-dimensionally uneven, that is, a living body.
【0018】もし、d1≦Q1なら、ランプ点灯装置34
がランプ13を点灯し、指紋面を照明する。次に、指紋
画像が撮像装置31に撮り込まれる。撮像装置31にあ
る画像データは、中央制御装置32を介して、記憶装置
33の特定のメモリ領域(これをメモリ3とする)に転
送され、記憶される。転送が終了したことをランプ点灯
装置34が検知し、ランプ13を消灯する。次に、ラン
プ点灯装置34はランプ14を点灯し、指紋面を照明す
る。次に、指紋画像が撮像装置31に撮り込まれる。撮
像装置31にある画像データは、中央制御装置32を介
して、記憶装置33の特定のメモリ領域(これをメモリ
4とする)に転送され、記憶される。転送が終了したこ
とを知らせる信号をランプ点灯装置34が検知し、ラン
プ14を消灯する。If d 1 ≦ Q 1 , the lamp lighting device 34
Turns on the lamp 13 to illuminate the fingerprint surface. Next, a fingerprint image is captured by the imaging device 31. The image data in the imaging device 31 is transferred to and stored in a specific memory area of the storage device 33 (this is referred to as a memory 3) via the central control device 32. The lamp lighting device 34 detects that the transfer is completed, and turns off the lamp 13. Next, the lamp lighting device 34 turns on the lamp 14 to illuminate the fingerprint surface. Next, a fingerprint image is captured by the imaging device 31. The image data in the imaging device 31 is transferred to a specific memory area of the storage device 33 (this is referred to as a memory 4) via the central control device 32 and stored therein. The lamp lighting device 34 detects a signal indicating that the transfer has been completed, and turns off the lamp 14.
【0019】次に、メモリ3の画像のシェーディングを
除去する。シェーディング除去後の位置(x,y)にお
ける画素の濃淡値をp3(x,y)とする。次に、メモ
リ4の画像のシェーディングを除去する。シェーディン
グ除去後の位置(x,y)における画素の濃淡値をp4
(x,y)とする。図5に示すエリア62において、メ
モリ3とメモリ4の画像間の各画素の差の二乗の累積d
2を次式に従い求める。Next, the shading of the image in the memory 3 is removed. Let the gray value of the pixel at the position (x, y) after shading removal be p 3 (x, y). Next, the shading of the image in the memory 4 is removed. The gray value of the pixel at the position (x, y) after shading removal is p 4
(X, y). In an area 62 shown in FIG. 5, the accumulation d of the square of the difference of each pixel between the images in the memories 3 and 4 is obtained.
2 is obtained according to the following equation.
【0020】[0020]
【数3】 (Equation 3)
【0021】もし、d2>Q2またはd1+d2>Q12な
ら、入力された指紋画像は生体のものであるので、メモ
リ3とメモリ4に記憶されている画像データは、中央制
御装置32を介して、外部出力端子から通常の指紋照合
装置の特徴抽出部等に出力される。もし、その他の場合
は、入力されたものが、平面に印刷されたものである可
能性が大きいので、リジェクト処理を行なう。If d 2 > Q 2 or d 1 + d 2 > Q 12 , since the input fingerprint image is of a living body, the image data stored in the memory 3 and the memory 4 is stored in the central controller. Via the external output terminal 32, the data is output to a feature extracting unit or the like of an ordinary fingerprint matching device. In other cases, it is highly probable that the input is printed on a flat surface, so that rejection processing is performed.
【0022】ここで、生体の指紋かどうかの判定をする
閾値の概略を図7に示す。図中、斜線部分の生体の指紋
と認める領域である。Q1、Q2、Q12の値は、実験を通
して決まるものである。ここに示す処理手順は、一例で
あって、例えば、S804の処理の次にS809の処理
を実行し、S808の処理の次にS810の処理を実行
し、S816の処理の次にS821の処理を実行し、S
820の処理の次にS822の処理を実行することも考
えられる。また、S812でd1>Q1となり、入力され
た指紋画像が生体のものであると判明したときに、S8
13〜S822の処理も行い、メモリ1〜4に記憶され
ている画像データを、外部に出力することも考えられ
る。FIG. 7 shows an outline of a threshold for determining whether or not a fingerprint is a living body. In the figure, a hatched portion is a region recognized as a fingerprint of a living body. The values of Q 1 , Q 2 , and Q 12 are determined through experiments. The processing procedure shown here is an example. For example, the processing of S809 is executed after the processing of S804, the processing of S810 is executed after the processing of S808, and the processing of S821 is executed after the processing of S816. Run and S
It is also conceivable to execute the process of S822 following the process of 820. Further, when the d 1> Q 1, and the input fingerprint image has been found to be of biological in S812, S8
It is also conceivable that the processing of 13 to S822 is also performed, and the image data stored in the memories 1 to 4 is output to the outside.
【0023】判定の精度を上げるため、S811の処理
の代わりに、メモリ1とメモリ2の画像間の差の二乗を
取った画像に対して前記シェーディング除去を行い、こ
の画像のエリア61中におれる累積をd1とする処理を
行い、以下同様の判定を行なう。また、S824の処理
の代わりに、メモリ3とメモリ4の画像間の差の二乗を
取った画像に対して前記シェーディング除去を行い、こ
の画像のエリア62中におれる累積をd2とする処理を
行い、以下同様の判定を行なう。In order to increase the accuracy of the determination, the shading removal is performed on the image obtained by taking the square of the difference between the images in the memory 1 and the memory 2 instead of the processing in S811. A process for setting the accumulated value to d 1 is performed, and the same determination is made thereafter. Also, instead of the processing in S824, the shading removal is performed on an image obtained by taking the square of the difference between the images in the memories 3 and 4, and the accumulation of the image in the area 62 is set to d 2. And the same determination is made hereinafter.
【0024】図8は本発明の他の実施例を示している。
同図(a)は平面図、(b)は側面図である。この実施
例では、照明装置が特定の回転角にあるときに指紋画像
を撮像する回数を4回、すなわち、回転角が0°、90
°、180°、270°にあるときとする。このように
構成された指紋入力装置は、指紋面を照明するランプ2
1と、ランプ21を支持する支持棒22と、支持棒22
を固定する軸24と、軸24を計時回りに回転させる駆
動装置23と、指紋想定位置に焦点をあわせるためのレ
ンズ26と、指紋画像を撮り込むCCD25と、レンズ
26およびCCD25を支持する筒27とを備える。FIG. 8 shows another embodiment of the present invention.
2A is a plan view, and FIG. 1B is a side view. In this embodiment, the number of times that the illuminating device takes a fingerprint image at a specific rotation angle is four times, that is, the rotation angle is 0 °, 90 °.
°, 180 °, and 270 °. The thus configured fingerprint input device includes a lamp 2 for illuminating a fingerprint surface.
1, a support rod 22 for supporting the lamp 21, and a support rod 22
24, a driving device 23 for rotating the shaft 24 clockwise, a lens 26 for focusing on an assumed fingerprint position, a CCD 25 for capturing a fingerprint image, and a cylinder 27 for supporting the lens 26 and the CCD 25. And
【0025】各構成部品の接続状態を図9に示す。指紋
画像を撮り込む撮像装置41(CCD25、レンズ26
を含む)と、撮像装置41で撮り込まれた指紋画像を記
憶する記憶装置43と、指紋面を照明するランプを点灯
するランプ点灯装置44(ランプ21を含む)と、撮影
系の中心軸を中心にランプを回転させる駆動装置45
(支持棒22、駆動装置23、軸24を含む)と、全体
の制御を司る中央制御装置42とからなる。FIG. 9 shows the connection state of each component. An imaging device 41 (CCD 25, lens 26) for taking a fingerprint image
), A storage device 43 for storing a fingerprint image captured by the imaging device 41, a lamp lighting device 44 (including the lamp 21) for lighting a lamp illuminating the fingerprint surface, and a central axis of the imaging system. Drive 45 for rotating the lamp in the center
(Including the support rod 22, the driving device 23, and the shaft 24) and a central control device 42 for controlling the entire system.
【0026】入力動作を図10及び図11に示す。以下
に、入力動作について詳しく述べる。まず、画像入力の
開始を表す信号を中央制御装置42が検知し、ランプ点
灯装置44を動作させて、ランプ21が点灯し、指紋面
を照明する、と同時に、駆動装置45が軸を回転させ、
ランプ撮影系の中心軸を中心として回転させる。駆動装
置は、回転を開始すると、停止するまで一定速度で回転
するものとする。ここで、前記回転角は、最初、0°よ
り反時計回りの位置にあり、指の先端方向を0°とし
て、時計回りに角度が計られるものとする。The input operation is shown in FIG. 10 and FIG. Hereinafter, the input operation will be described in detail. First, the central control device 42 detects a signal indicating the start of image input, and operates the lamp lighting device 44 to turn on the lamp 21 and illuminate the fingerprint surface. At the same time, the driving device 45 rotates the shaft. ,
Rotate around the central axis of the lamp photography system. When the driving device starts rotating, the driving device rotates at a constant speed until it stops. Here, the rotation angle is initially at a position counterclockwise from 0 °, and the angle is measured clockwise with the tip direction of the finger being 0 °.
【0027】駆動装置45が軸を回転させ、前記回転角
が0°になったときに、指紋画像が撮像装置41に撮り
込まれる。撮像装置41にある画像データは、中央制御
装置42を介して、記憶装置43の特定のメモリ領域
(これをメモリ1とする)に転送され、記憶される。次
に、前記回転角が90°になったときに、指紋画像が撮
像装置41に撮り込まれる。撮像装置41にある画像デ
ータは、中央制御装置42を介して、記憶装置43の特
定のメモリ領域(これをメモリ3とする)に転送され、
記憶される。When the driving device 45 rotates the shaft and the rotation angle becomes 0 °, a fingerprint image is captured by the imaging device 41. The image data in the imaging device 41 is transferred to a specific memory area of the storage device 43 (this is referred to as a memory 1) via the central control device 42 and stored therein. Next, when the rotation angle becomes 90 °, a fingerprint image is captured by the imaging device 41. The image data in the imaging device 41 is transferred to a specific memory area (hereinafter referred to as the memory 3) of the storage device 43 via the central control device 42.
It is memorized.
【0028】次に、前記回転角が180°になったとき
に、指紋画像が撮像装置41に撮り込まれる。撮像装置
41にある画像データは、中央制御装置42を介して、
記憶装置43の特定のメモリ領域(これをメモリ2とす
る)に転送され、記憶される。次に、前記回転角が27
0°になったときに、指紋画像が撮像装置41に撮り込
まれる。撮像装置41にある画像データは、中央制御装
置42を介して、記憶装置43の特定のメモリ領域(こ
れをメモリ4とする)に転送され、記憶される。この転
送が終了をランプ点灯装置44が検知し、ランプ21を
消灯する。また、駆動装置45も停止する。以下、上述
の第1の実施例と同様に、メモリ1の画像のシェーディ
ング除去およびメモリ2の画像のシェーディング除去を
行い、図5に示すエリア61において、メモリ1とメモ
リ2の画像間の各画素の差の二乗の累積d1を求める。Next, when the rotation angle becomes 180 °, a fingerprint image is captured by the imaging device 41. The image data in the imaging device 41 is transmitted via the central control device 42
The data is transferred to a specific memory area of the storage device 43 (this is referred to as a memory 2) and stored. Next, when the rotation angle is 27
When the angle reaches 0 °, a fingerprint image is captured by the imaging device 41. The image data in the imaging device 41 is transferred to a specific memory area of the storage device 43 (this is referred to as a memory 4) via the central control device 42 and stored therein. The end of this transfer is detected by the lamp lighting device 44, and the lamp 21 is turned off. Further, the driving device 45 also stops. Thereafter, similarly to the above-described first embodiment, the shading removal of the image of the memory 1 and the shading removal of the image of the memory 2 are performed, and in the area 61 shown in FIG. determining cumulative d 1 of the squares of the difference.
【0029】もし、d1>Q1なら、入力された指紋画像
は生体のものであるので、メモリ1とメモリ2に記憶さ
れている画像データは、中央制御装置42を介して、外
部出力端子から指紋照合装置の特徴抽出部等に出力され
る。もし、d1≦Q1なら、メモリ3の画像のシェーディ
ング除去およびメモリ4の画像のシェーディング除去を
行い、図5に示すエリアにおいて、メモリ3とメモリ4
の画像間の各画素の差の二乗の累積d2を求める。If d 1 > Q 1 , since the input fingerprint image is of a living body, the image data stored in the memory 1 and the memory 2 is transmitted to the external output terminal via the central controller 42. Is output to the feature extraction unit of the fingerprint collation device. If d 1 ≦ Q 1 , the shading removal of the image in the memory 3 and the shading removal of the image in the memory 4 are performed, and in the area shown in FIG.
Determining cumulative d 2 of the squares of differences between the pixels between the images.
【0030】もし、d2>Q2またはd1+d2>Q12な
ら、入力された指紋画像は生体のものであるので、メモ
リ3とメモリ4に記憶されている画像データは、中央制
御装置42を介して、外部出力端子から通常の指紋照合
装置の特徴抽出部等に出力される。もし、その他の場合
は、入力されたものが、平面に印刷されたものである可
能性が大きいので、リジェクト処理を行なう。If d 2 > Q 2 or d 1 + d 2 > Q 12 , since the input fingerprint image is of a living body, the image data stored in the memory 3 and the memory 4 are stored in the central control unit. Via an external output terminal 42, the data is output to a feature extracting unit or the like of a normal fingerprint matching device. In other cases, it is highly probable that the input is printed on a flat surface, so that rejection processing is performed.
【0031】ここで示した処理手順は一例であり、例え
ば、シェーディング除去の処理が高速に実行可能であ
り、駆動装置の回転角が90°進む間に、処理が終了で
きるのであれば、S905とS906の処理の間にS9
17の処理を実行し、S908とS909の処理の間に
S921の処理を実行し、S911とS912の処理の
間にS918の処理を実行し、S914とS915の処
理の間にS922の処理を実行すれば、全体として時間
の無駄がなく高速に処理することができる。The processing procedure shown here is an example. For example, if the processing of shading removal can be executed at a high speed and the processing can be completed while the rotation angle of the driving device advances by 90 °, the processing in S905 is executed. During the processing of S906, S9
17 is performed, the process of S921 is performed between the processes of S908 and S909, the process of S918 is performed between the processes of S911 and S912, and the process of S922 is performed between the processes of S914 and S915. Then, processing can be performed at high speed without wasting time as a whole.
【0032】また、S920でd1>Q1となり、入力さ
れた指紋画像が生体のものであると判明したとき、メモ
リ3とメモリ4に記憶されている画像データも、外部に
出力することも考えられる。When d 1 > Q 1 in S 920, and it is determined that the input fingerprint image is of a living body, the image data stored in the memories 3 and 4 may be output to the outside. Conceivable.
【0033】判定の精度を上げるため、S919の処理
の代わりに、メモリ1とメモリ2の画像間の差の二乗を
取った画像に対して前記シェーディング除去を行い、こ
の画像のエリア61中におれる累積をd1とする処理を
行い、以下同様の判定を行なう。また、S923の処理
の代わりに、メモリ3とメモリ4の画像間の差の二乗を
取った画像に対して前記シェーディング除去を行い、こ
の画像のエリア62中におれる累積をd2とする処理を
行い、以下同様の判定を行なう。In order to increase the accuracy of the judgment, the shading removal is performed on the image obtained by taking the square of the difference between the images in the memory 1 and the memory 2 instead of the processing in S919, and the image is stored in the area 61 of this image. A process for setting the accumulated value to d 1 is performed, and the same determination is made thereafter. Further, instead of the processing in S923, the shading removal is performed on an image obtained by taking the square of the difference between the images in the memories 3 and 4, and the accumulation of the image in the area 62 is set to d 2. And the same determination is made hereinafter.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明の方式によると、入力された指紋
画像が生体のものか、写真のような偽のものか区別がつ
く。そのため、指紋認識装置の信頼性が向上する。According to the method of the present invention, it is possible to distinguish whether the inputted fingerprint image is a living body or a fake one such as a photograph. Therefore, the reliability of the fingerprint recognition device is improved.
【図1】本発明の第1の実施例の指紋入力装置の主要部
の構造図である。FIG. 1 is a structural diagram of a main part of a fingerprint input device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例の指紋入力装置の構成図
である。FIG. 2 is a configuration diagram of the fingerprint input device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例の指紋入力装置の処理の
流れを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a flow of processing of the fingerprint input device according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施例の指紋入力装置の処理の
流れを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of processing of the fingerprint input device according to the first embodiment of the present invention.
【図5】画像間の差の二乗の累積値を求める領域を説明
する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an area for calculating the cumulative value of the square of the difference between images.
【図6】本発明の指紋入力装置の原理を説明する図であ
る。FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of a fingerprint input device according to the present invention.
【図7】生体の指紋であることを判定する領域を説明す
る図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an area for determining a fingerprint of a living body.
【図8】本発明の第2の実施例の指紋入力装置の構造図
である。FIG. 8 is a structural diagram of a fingerprint input device according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第2の実施例の指紋入力装置の構成図
である。FIG. 9 is a configuration diagram of a fingerprint input device according to a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第2の実施例の指紋入力装置の処理
の流れを説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the flow of processing of the fingerprint input device according to the second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第2の実施例の指紋入力装置の処理
の流れを説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the flow of processing of the fingerprint input device according to the second embodiment of the present invention.
11,12,13,14 ランプ 15 CCD 16 レンズ 17 筒 18 支持台 31 撮像装置 32 中央制御装置 33 記憶装置 34 ランプ点灯装置 11, 12, 13, 14 lamp 15 CCD 16 lens 17 cylinder 18 support base 31 imaging device 32 central control device 33 storage device 34 lamp lighting device
Claims (2)
源の第1の点灯位置と第2の点灯位置とを有する撮影手
段と、前記第1の点灯位置で光源を点灯して撮影した第
1の指紋画像と前記第2の点灯位置で光源を点灯して撮
影した第2の指紋画像とを記憶する記憶手段と、前記記
憶手段に記憶された第1の指紋画像と第2の指紋画像と
に基づいて被撮影対象指が立体物であるか否かを判別す
る立体物判別手段を備えることを特徴とする指紋入力装
置。1. A photographing means having a first lighting position and a second lighting position of a light source opposed to each other with a photographing target finger interposed therebetween, and a photographing device in which the light source is turned on at the first lighting position to photograph. Storage means for storing a first fingerprint image and a second fingerprint image photographed by turning on a light source at the second lighting position; a first fingerprint image and a second fingerprint image stored in the storage means And a three-dimensional object discriminating means for discriminating whether or not the subject finger is a three-dimensional object based on the above.
源の第1の点灯位置及び第2の点灯位置と前記被撮影対
象指を挟んで互いに対向する光源の第3の点灯位置及び
第4の点灯位置とを有する撮影手段と、 前記第1の点灯位置で光源を点灯して撮影した第1の指
紋画像及び前記第2の点灯位置で光源を点灯して撮影し
た第2の指紋画像と前記第3の点灯位置で光源を点灯し
て撮影した第3の指紋画像及び前記第4の点灯位置で光
源を点灯して撮影した第4の指紋画像とを記憶する記憶
手段と、 前記記憶手段に記憶された第1の指紋画像と第2の指紋
画像との各画素の差の二乗の累積d1と、前記記憶手段
に記憶された第3の指紋画像と第4の指紋画像との各画
素の差の二乗の累積d2と、前記累積d1と前記累積d
2との和d1+d2とをもとめ、前記累積d1が第1の
所定値よりも大きい場合あるいは前記累積d2が第2の
所定値よりも大きい場合あるいは前記和d1+d2が第
3の所定値よりも大きい場合に被撮影対象指が立体物で
あると判別する立体物判別手段を備えることを特徴とす
る指紋入力装置。2. A first lighting position and a second lighting position of a light source opposed to each other across a subject finger, and a third lighting position and a fourth lighting position of a light source opposed to each other across the subject finger. A first fingerprint image photographed by lighting the light source at the first lighting position, and a second fingerprint image photographed by lighting the light source at the second lighting position. Storage means for storing a third fingerprint image captured by lighting the light source at the third lighting position and a fourth fingerprint image captured by lighting the light source at the fourth lighting position; And the accumulated d1 of the square of the difference between each pixel of the first fingerprint image and the second fingerprint image stored in the storage unit, and each pixel of the third fingerprint image and the fourth fingerprint image stored in the storage unit , And the cumulative d1 and the cumulative d
And the sum d1 + d2 is obtained when the accumulated d1 is larger than a first predetermined value, when the accumulated d2 is larger than a second predetermined value, or when the sum d1 + d2 is larger than a third predetermined value. Further comprising a three-dimensional object discriminating means for discriminating that the subject finger is a three-dimensional object.
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