專利名稱：指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)以及指紋掌紋圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)以及指紋掌紋圖像處理方法，特別是，涉及一種提高了指紋掌紋的圖像處理功能的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)和指紋掌紋圖像處理方法。
背景技術(shù)：
在含有指紋掌紋(下面稱為“指掌紋”)的圖像中，通過對該圖像施加規(guī)定的圖像處理來識別指掌紋的指掌紋圖像處理技術(shù)是公知的。
指掌紋圖像處理技術(shù)的一個例子已經(jīng)在特開2002-99912號公報中公開。該技術(shù)的圖像處理方法從輸入的圖像中除去噪音后復(fù)原原圖像。具有將輸入的圖像分割成多個塊的過程；對由上述塊分割裝置得到的各塊的圖像進(jìn)行傅立葉變換的過程；通過推測各個頻率中的原圖像的功率和噪音功率，使用這兩種功率的推測值設(shè)定增益使得該頻率下的噪音功率的相對大小越大越取較小的值，并通過將該增益乘以傅立葉成分信息的該頻率的振幅來抑制噪音功率的過程；對上述振幅改變后的傅立葉成分進(jìn)行逆傅立葉變換的過程；將由上述逆傅立葉變換裝置變換后的各塊的圖像組合后構(gòu)成復(fù)原后的整個圖像的過程。
在該公報中記載了該技術(shù)通過在傅立葉變換后的圖像數(shù)據(jù)中使用忽視微小成分的函數(shù)使噪音成分減少，此后進(jìn)行逆傅立葉變換來復(fù)原原始圖像，可以使噪音減少并突出脊線。此外，記載了由于不進(jìn)行調(diào)查各個象素和區(qū)域的方向，所以即使將分割圖像的單位，即微小塊的尺寸假定為寬條紋的間隔并將其設(shè)定得很大，也不會產(chǎn)生所謂的在窄條紋間隔的區(qū)域不能精確地進(jìn)行方向性測量的惡劣影響。
在現(xiàn)有的指掌紋圖像處理技術(shù)中，判斷指掌紋圖像區(qū)域的技術(shù)的一個例子記載在特開2003-44856號公報、特開平8-110949號公報、特開平8-129644號公報中。特開2003-44856號公報中記載的指掌紋校對裝置的背景分離處理，通過對輸入指掌紋圖形通過高斯變換暈色后進(jìn)行二值化，判斷變?yōu)楹谙笏氐膮^(qū)域為具有指掌紋的區(qū)域，變?yōu)榘紫笏氐膮^(qū)域為背景區(qū)域。
記載在特開平8-110949號公報中的指紋輸入方法的指掌紋圖像的畫質(zhì)判斷方法中，將輸入圖像二值化，如果變?yōu)楹谙笏氐谋壤?.4到0.55之間則判斷輸入圖像是優(yōu)良畫質(zhì)。記載在特開平8-129644號公報中的指紋圖像的畫質(zhì)判斷方法是使輸入圖像二值化且細(xì)線化，提取端點和分歧點，如果端點和分歧點的密度在規(guī)定的范圍內(nèi)，則判斷為是優(yōu)良畫質(zhì)。
此外，在現(xiàn)有的指掌紋圖像處理技術(shù)中，提取指掌紋脊線的技術(shù)的一個例子記載在特開平8-110945號公報、特開平9-167230號公報、特開2002-288641號公報、特開2002-288672號公報中。特開平8-110945號公報中記載的指紋圖像的畫質(zhì)判斷方法中，通過在每個小區(qū)域由象素值的柱狀圖求出二值化閾值來對指掌紋圖像進(jìn)行二值化，從而提取脊線圖像。在特開平9-167230號公報、特開2002-288641號公報、特開2002--288672號公報中記載的指掌紋圖像處理裝置中，按每個小區(qū)域?qū)斎雸D像進(jìn)行頻率分析并檢測出多個候補脊線，在每個這樣的區(qū)域通過與周圍區(qū)域的候補脊線的連續(xù)性從候補脊線中選擇表示正確脊線的脊線，并提取脊線圖像。
上述判斷指掌紋圖像區(qū)域的技術(shù)，當(dāng)背景中存在污染或者噪音這樣的濃淡不勻的情況下，具有區(qū)域判斷精度下降的可能性。上述提取指掌紋脊線的技術(shù)，在指掌紋中存在褶皺或者損傷的情況下，存在不能提取正確的脊線，而且不能提取指掌紋脊線的微小結(jié)構(gòu)的可能性。
專利文獻(xiàn)1特開2002-99912號公報專利文獻(xiàn)2特開2003-44856號公報專利文獻(xiàn)3特開平8-110949號公報專利文獻(xiàn)4特開平8-129644號公報專利文獻(xiàn)5特開平8-110945號公報專利文獻(xiàn)6特開平9-167230號公報專利文獻(xiàn)7特開2002-288641號公報專利文獻(xiàn)8特開2002-288672號公報非專利文獻(xiàn)1大津展之，“基于判斷和最小二次方基準(zhǔn)的自動閾值選擇法”，電子信息通信學(xué)會論文雜志，Vol.J63-D、No.4、pp.349-356

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種即使在背景中存在指紋掌紋(下面稱為“指掌紋”)以外的濃淡不勻，也可以正確地判斷具有指掌紋的區(qū)域(下面稱為“指掌紋區(qū)域”)的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)和指紋掌紋圖像處理方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種即使在指掌紋區(qū)域中存在不清楚的部分也可以正確地識別不清楚部分的指掌紋圖像處理系統(tǒng)和指掌紋圖像處理方法。
本發(fā)明的又一目的是提供一種即使在指掌紋區(qū)域中存在褶皺或者損傷，也可以正確地提取脊線，且可提取脊線的細(xì)微結(jié)構(gòu)的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)和指紋掌紋圖像處理方法。
下面，使用用于實施發(fā)明的最佳實施例的標(biāo)記、符號說明用于解決問題的方法。為了明確權(quán)利要求記載的范圍和用于實施發(fā)明的最佳實施例間的對應(yīng)關(guān)系，這些標(biāo)記、符號附加在括號中。但是，這些標(biāo)記、符號不能用于權(quán)利要求范圍記載的發(fā)明技術(shù)范圍的解釋。
用于解決上述問題的本發(fā)明的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)包括頻率成分分析部(11、11a)和頻率成分判斷部(12、12a)。頻率成分分析部(11、11a)對分割成多個小區(qū)域的指掌紋圖像中的上述多個小區(qū)域的每一個進(jìn)行頻率分析，并求出代表上述多個小區(qū)域的每一個的多個頻率成分。頻率成分判斷部(12、12a)根據(jù)頻率成分，判斷對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域的清楚性。指掌紋圖像表示指紋和掌紋中的至少一個。
在本發(fā)明中由于將指掌紋圖像分割成小區(qū)域，求出代表小區(qū)域的頻率成分，并判斷頻率成分是否是清楚脊線中可見的頻率，所以即使在背景中存在污染這種指掌紋以外任何的濃淡不勻或者噪音的情況下，也可以正確地判斷指掌紋區(qū)域。即使在指掌紋區(qū)域中存在由于噪音的影響而不清楚的部分的情況或者脊線為微小結(jié)構(gòu)的情況下，也可以正確地判斷指掌紋區(qū)域。
在上述指掌紋圖像處理系統(tǒng)中，頻率成分分析部(11、11a)使用傅立葉變換進(jìn)行上述頻率分析。頻率成分判斷部(12、12a)根據(jù)頻率成分以及對清楚的二維正弦波進(jìn)行傅立葉變換后的結(jié)果，判斷對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域的清楚性。
在上述指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)中，頻率成分分析部(11、11a)根據(jù)上述頻率分析結(jié)果，決定頻率空間的一點作為上述頻率成分，將對應(yīng)于上述頻率成分的小區(qū)域通過作為與上述頻率空間的一點對應(yīng)的二維正弦波的代表點二維正弦波來近似。
在上述指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)中，頻率成分判斷部(12、12a)使用代表點二維正弦波的振幅的大小，或代表點二維正弦波的振幅的大小占規(guī)定頻帶的二維正弦波的振幅的總和的比例中的任意一個來判斷對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域的清楚性。
在上述指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)中，頻率成分判斷部(12、12a)判斷滿足如下任意一種情形的小區(qū)域為清楚指紋區(qū)域，即滿足小區(qū)域的代表點二次正弦波的振幅的大小在規(guī)定值以上的情況、以及將小區(qū)域的代表點二次正弦波的振幅的大小通過多個小區(qū)域中的最大的代表點二次正弦波的振幅的大小進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值在規(guī)定值以上的情況。
在上述指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)中，頻率成分分析部(11、11a)求出對小區(qū)域的中心部進(jìn)行頻率分析后的第一分析結(jié)果、以及包含周圍部在內(nèi)對小區(qū)域進(jìn)行頻率分析的第二分析結(jié)果。頻率成分判斷部(12、12a)在第一分析結(jié)果和第二分析結(jié)果之間存在差別的情況下，判斷小區(qū)域為具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域，在第一分析結(jié)果和第二分析結(jié)果之間沒有差別的情況下，判斷小區(qū)域為單調(diào)流向的區(qū)域。
在上述指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括根據(jù)全部多個小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果判斷指掌紋圖像品質(zhì)的畫質(zhì)判斷部(13)。
在上述指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)中，指掌紋圖像由指掌紋圖像輸入裝置輸入。畫質(zhì)判斷部(13)判斷規(guī)定數(shù)量的指掌紋圖像的畫質(zhì)，并判斷指掌紋圖像輸入裝置的品質(zhì)。
在上述指掌紋圖像處理系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括按照多個小區(qū)域的每一個中，根據(jù)小區(qū)域的清楚性判斷結(jié)果，改變小區(qū)域的指掌紋圖像中的脊線提取方法，并進(jìn)行脊線的提取的脊線圖像提取部(15)。
在上述指掌紋圖像處理系統(tǒng)中，頻率成分分析部(11、11a)按照小區(qū)域部分的每一個順序輸入指掌紋圖像，并按照每個小區(qū)域進(jìn)行頻率分析。
在上述指掌紋圖像處理系統(tǒng)中，頻率成分分析部(11、11a)輸入整個指掌紋圖像。分割成小區(qū)域并進(jìn)行頻率分析。
用于解決上述問題的本發(fā)明的指紋掌紋圖像處理方法，包括(a)對分割成多個小區(qū)域的指掌紋圖像中的多個小區(qū)域的每一個進(jìn)行頻率分析，并求出代表多個小區(qū)域的每一個的多個頻率成分的步驟；(b)根據(jù)頻率成分，判斷對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域的清楚性的步驟。這里，指掌紋圖像表示指紋和掌紋中的至少一個。
在上述指掌紋圖像處理方法中，(a)步驟包括(a1)使用傅立葉變換進(jìn)行頻率分析的步驟。(b)步驟包括(b1)根據(jù)頻率成分和對清楚的二維正弦波進(jìn)行傅立葉變換后的結(jié)果，進(jìn)行對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域的清楚性判斷的步驟。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中，(a)步驟包括(a2)根據(jù)頻率分析的結(jié)果，決定頻率空間的一個點作為頻率成分的步驟；(a3)將對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域由與頻率空間的一個點對應(yīng)的作為二維正弦波的代表點二維正弦波進(jìn)行近似的步驟。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中，(b)步驟包括(b2)使用代表點二維正弦波的振幅的大小或代表點二維正弦波的振幅大小占規(guī)定頻帶的二維正弦波的振幅總和的比例中的任何一個進(jìn)行判斷的步驟。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中，(b2)步驟包括(b21)將滿足以下任意一種情形的小區(qū)域判斷為清楚的指紋區(qū)域的步驟，即滿足小區(qū)域的代表點二次正弦波的振幅的大小在規(guī)定值以上的情形、以及將小區(qū)域的代表點二次正弦波的振幅的大小通過多個小區(qū)域中的最大的代表點二次正弦波的振幅的大小進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值在規(guī)定值以上的情形。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中，(a)步驟包括(a4)求出對小區(qū)域的中心部進(jìn)行頻率分析的第一分析結(jié)果以及對包含周圍部在內(nèi)的小區(qū)域進(jìn)行頻率分析的第二分析結(jié)果的步驟。(b)步驟包括(b3)在第一分析結(jié)果和第二分析結(jié)果之間存在差別的情況下，判斷小區(qū)域為具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域，在第一分析結(jié)果和第二分析結(jié)果沒有差別的情況下，判斷小區(qū)域為單調(diào)流向的區(qū)域的步驟。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中進(jìn)一步包括(c)根據(jù)全部多個小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，判斷指掌紋圖像品質(zhì)的步驟。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中，(a)步驟包括(a5)從指掌紋圖像輸入裝置獲取指掌紋圖像的步驟；(b)步驟包括(b4)判斷規(guī)定數(shù)的指掌紋圖像的畫質(zhì)，并判斷指掌紋圖像輸入裝置的品質(zhì)的步驟。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中，進(jìn)一步包括(d)按照多個小區(qū)域的每一個，根據(jù)小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，改變小區(qū)域的指掌紋圖像中的脊線的提取方法，并進(jìn)行脊線的提取的步驟。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中，(a)步驟包括(a6)按照每個小區(qū)域順序輸入指掌紋圖像的步驟。頻率分析按照每個小區(qū)域進(jìn)行。
在上述指紋掌紋圖像處理方法中，(a)步驟包括(a7)輸入全部指掌紋圖像的步驟；(a8)將指掌紋圖像分割為小區(qū)域的步驟。頻率分析按照每個小區(qū)域進(jìn)行。
為了解決上述問題，本發(fā)明的程序在計算機(jī)中執(zhí)行如下方法，該方法包括(a)對分割成多個小區(qū)域的指掌紋圖像中的多個小區(qū)域的每一個進(jìn)行頻率分析，并求出代表多個小區(qū)域的每一個的多個頻率成分的步驟，(b)根據(jù)頻率成分，判斷對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域的清楚性的步驟。這里，指掌紋圖像表示指紋和掌紋中的至少一個。
在上述程序中，(a)步驟包括(a1)使用傅立葉變換進(jìn)行頻率分析的步驟；(b)步驟包括(b1)根據(jù)頻率成分和對清楚的二維正弦波進(jìn)行傅立葉變換后的結(jié)果，進(jìn)行對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域的清楚性的判斷的步驟。
在上述程序中，(a)步驟包括(a2)根據(jù)頻率分析的結(jié)果，決定頻率空間的一個點作為頻率成分的步驟；(a3)將對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域由與頻率空間的一個點對應(yīng)的作為二維正弦波的代表點二維正弦波進(jìn)行近似的步驟。
在上述程序中，(b)步驟包括(b2)使用代表點二維正弦波的振幅的大小或代表點二維正弦波的振幅大小占規(guī)定頻帶的二維正弦波的振幅的總和的比率中的任何一個進(jìn)行判斷的步驟。
在上述程序中，(b2)步驟包括(b21)將滿足如下任意一種情況的小區(qū)域判斷為清楚指紋區(qū)域的步驟，即滿足小區(qū)域的代表點二次正弦波的振幅的大小在規(guī)定值以上的情況、以及將小區(qū)域的代表點二次正弦波的振幅的大小通過多個小區(qū)域中的最大的代表點二次正弦波的振幅的大小進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值在規(guī)定值以上的情況。
在上述程序中，(a)步驟包括(a4)求出對小區(qū)域的中心部進(jìn)行頻率分析的第一分析結(jié)果以及對包含周圍部在內(nèi)的小區(qū)域進(jìn)行頻率分析的第二分析結(jié)果的步驟。(b)步驟包括(b3)在第一分析結(jié)果和第二分析結(jié)果之間存在差別的情況下，判斷小區(qū)域為具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域；在第一分析結(jié)果和第二分析結(jié)果沒有差別的情況下，判斷小區(qū)域為單調(diào)流向的區(qū)域的步驟。
在上述程序中，進(jìn)一步包括(c)根據(jù)全部多個小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，判斷指掌紋圖像品質(zhì)的步驟。
在上述程序中，(a)步驟包括(a5)從指掌紋圖像輸入裝置獲取指掌紋圖像的步驟。(b)步驟包括(b4)判斷規(guī)定數(shù)的指掌紋圖像的畫質(zhì)，并判斷指掌紋圖像輸入裝置的品質(zhì)的步驟。
在上述程序中，進(jìn)一步包括(d)按照多個小區(qū)域的每一個，根據(jù)小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，改變小區(qū)域的指掌紋圖像中的脊線的提取方法，并進(jìn)行脊線的提取的步驟。
在上述程序中，(a)步驟包括(a6)按照每個小區(qū)域順序輸入指掌紋圖像的步驟。頻率分析按照每個小區(qū)域進(jìn)行。
在上述程序中，(a)步驟包括(a7)輸入全部指掌紋圖像的步驟；(a8)將指掌紋圖像分割為小區(qū)域的步驟。頻率分析按照每個小區(qū)域進(jìn)行。
通過本發(fā)明，即使在背景中存在污染這種指掌紋以外的任何濃淡不勻的情況下，也可以正確地判斷指掌紋區(qū)域。即使在指掌紋區(qū)域中由于噪音的影響而存在不清楚的部分的情況下也可以正確地判斷指掌紋區(qū)域。即使是具有褶皺或損傷的部分或脊線為微小結(jié)構(gòu)的情況下，也可以正確地提取脊線。


圖1是表示本發(fā)明指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第一實施例結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第一實施例動作的流程圖。
圖3是表示小區(qū)域中的二維正弦波的圖像和對該二維正弦波進(jìn)行二維傅立葉變化后得到的頻率空間上的二維正弦波的曲線圖。
圖4是表示指掌紋圖像的小區(qū)域內(nèi)的指掌紋的脊線和二維正弦波的圖。
圖5是表示進(jìn)行指掌紋圖像中的頻率分析的區(qū)域的圖。
圖6是表示指掌紋圖像的一個例子的圖。
圖7是表示本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第二實施例結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖8是表示本發(fā)明指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第二實施例動作(指掌紋圖像處理方法的第二實施例)的流程圖。
圖9是表示小區(qū)域中的指掌紋圖像的一個例子的圖。
圖10是表示小區(qū)域中的指掌紋圖像的一個例子的圖。
圖11是表示小區(qū)域中的指掌紋圖像的一個例子的圖。
圖12是表示小區(qū)域中的指掌紋圖像的一個例子的圖。
圖13是表示小區(qū)域中的指掌紋圖像的一個例子的圖。
圖14是表示小區(qū)域中的指掌紋圖像的一個例子的圖。
具體實施例方式
下面，參照

涉及本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)以及指掌紋圖像處理方法的實施例。
(第一實施例)針對本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)和指掌紋圖像處理方法的第一實施例進(jìn)行說明。
首先，說明本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第一實施例的結(jié)構(gòu)。
圖1是表示本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第一實施例的結(jié)構(gòu)的方框圖。本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)1包括指掌紋圖像輸入裝置3、指掌紋圖像處理裝置4和輸出裝置5。
指掌紋圖像輸入裝置3獲得表示指掌紋圖像的指掌紋圖像數(shù)據(jù)，并將該指掌紋圖像數(shù)據(jù)輸出到指掌紋圖像處理裝置4。指掌紋圖像輸入裝置3示例性地表示為指掌紋傳感器和掃描儀。指掌紋圖像輸入裝置3和指掌紋圖像處理裝置4可以通過網(wǎng)絡(luò)連接，也可以通過通常的連接電纜連接。
指掌紋圖像處理裝置4獲取指掌紋圖像數(shù)據(jù)。并且，將對獲取的指掌紋圖像數(shù)據(jù)施加規(guī)定的圖像處理后的圖像處理結(jié)果和使用該圖像處理結(jié)果進(jìn)行規(guī)定判斷的判斷結(jié)果輸出到輸出裝置5。指掌紋圖像處理裝置4示例性地表示為個人計算機(jī)或者工作站、便攜式信息終端。但是，作為指掌紋圖像數(shù)據(jù)，可以使用已經(jīng)輸入且存儲在指掌紋圖像處理裝置4的存儲部(未圖示)中的數(shù)據(jù)。圖像處理結(jié)果和判斷結(jié)果的輸出地點可以存儲在指掌紋圖像處理裝置4的存儲部(未圖示)中、或者通過網(wǎng)絡(luò)(未圖示)輸出到其它信息處理裝置(未圖示)。其它信息處理裝置可以示例性地表示為通過指掌紋識別人物的識別裝置。
輸出裝置5輸出指掌紋圖像處理裝置4的圖像處理結(jié)果和判斷結(jié)果。輸出裝置5示例性地表示為顯示器或打印機(jī)。但是，輸出裝置5和指掌紋圖像處理裝置4可以通過網(wǎng)絡(luò)連接，也可以通過通常的連接電纜連接。
指掌紋圖像處理裝置4包括作為程序的頻率成分分析部11、頻率成分判斷部12以及畫質(zhì)判斷部13。
頻率成分分析部11從指掌紋圖像輸入裝置3獲取指掌紋圖像數(shù)據(jù)。將該指掌紋圖像數(shù)據(jù)的指掌紋圖像分割為多個小區(qū)域。對該多個小區(qū)域的每一個，分析指掌紋圖像的頻率成分。每個小區(qū)域的分析結(jié)果輸出到頻率成分判斷部12。分析結(jié)果包含該小區(qū)域的圖像頻率成分(垂直頻率、水平頻率)及其振幅。
這里，在對小區(qū)域的分割方法中，分割為欲判斷具有指掌紋的區(qū)域是否清楚的任意單位。作為分析方法，例如對多個小區(qū)域的每一個，可以使用如二維傅立葉變換、離散余弦變換、沃爾什變換、小波變換這樣的正交變換或自相關(guān)。
頻率成分判斷部12根據(jù)頻率成分分析部11的分析結(jié)果，判斷各個小區(qū)域是否是清楚的指掌紋區(qū)域。每個小區(qū)域的判斷結(jié)果輸出到畫質(zhì)判斷部13。判斷方法例如判斷代表各小區(qū)域的頻率成分是否滿足在指掌紋的脊線清楚出現(xiàn)的情況下所能看到的規(guī)定條件。
畫質(zhì)判斷部13綜合由頻率成分判斷部12求出的每個小區(qū)域的判斷結(jié)果，判斷所輸入的指掌紋圖像數(shù)據(jù)的全部指掌紋圖像是否清楚。判斷結(jié)果輸出到輸出裝置5。
接下來，針對本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第一實施例的動作進(jìn)行說明。
圖2是表示本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第一實施例的動作(指掌紋圖像處理方法的第一實施例)的流程圖。
(1)步驟S01指掌紋圖像輸入裝置3獲取表示指掌紋圖像的指掌紋圖像數(shù)據(jù)。指掌紋圖像處理裝置4輸入來自指掌紋圖像輸入裝置3的指掌紋圖像數(shù)據(jù)。
(2)步驟S02頻率成分分析部11將指掌紋圖像數(shù)據(jù)的指掌紋圖像分割為小區(qū)域。這里，在對小區(qū)域的分割方法中，分割為判斷具有指掌紋的區(qū)域是否清楚的單位。例如，分割成規(guī)定大小的正方形格子狀。
(3)步驟S03頻率成分分析部11按每個分割的小區(qū)域進(jìn)行頻率分析，檢測該小區(qū)域的圖像頻率成分(垂直頻率、水平頻率)及其振幅。并且，決定代表該小區(qū)域的頻率成分。例如，在多個小區(qū)域的每一個中通過二維傅立葉變換進(jìn)行頻率分析。
圖3是表示二維正弦波的圖像(左圖)和對該二維正弦波進(jìn)行二維傅立葉變換得到的頻率空間上的二維正弦波的曲線圖(右圖)。在右圖中，縱軸是垂直方向頻率，橫軸是水平方向頻率。如圖所示，在通過二維傅立葉變換得到的頻率空間上一對點表示一個二維正弦波。
圖4是表示指掌紋圖像的小區(qū)域21內(nèi)的指掌紋的脊線23(左圖)和二維正弦波(右圖)的圖。如圖所示，當(dāng)小區(qū)域21小到將指掌紋的脊線23看作平行線的情況下，小區(qū)域21內(nèi)的指掌紋的脊線23可以近以為二維正弦波25。
從圖3和圖4可知，對指掌紋脊線23被看作平行線的較小的小區(qū)域21，如果進(jìn)行二維傅立葉變換，則在頻率空間上出現(xiàn)一個與二維正弦波25對應(yīng)的點?？梢赃x擇其中的一點作為代表點。并且，使指掌紋的脊線23與該頻率空間上的一點所對應(yīng)的二維正弦波近似。在頻率空間中在小區(qū)域21內(nèi)具有多個點的情況下，選擇二維正弦波的振幅(實際空間以及頻率空間中的至少一個，下面相同)最大的作為代表點。
作為在頻率空間上的小區(qū)域21內(nèi)具有多個點情況下的代表點的選擇方法，使用評價特開平9-167230號公報、特開2002-288641號公報以及特開2002-288672號公報中記載的各個小區(qū)域的頻率成分與附近區(qū)域的頻率成分的連續(xù)性，并且選擇代表各區(qū)域的頻率成分以使指掌紋的脊線相連續(xù)的方法，也可以根據(jù)與周圍區(qū)域的連接性進(jìn)行選擇。
圖5表示進(jìn)行指掌紋圖像的頻率分析的區(qū)域的圖。在對于指掌紋圖像20的各個小區(qū)域21進(jìn)行小區(qū)域的頻率分析的情況下，進(jìn)行該頻率分析的范圍是包含小區(qū)域21的稍寬的區(qū)域27。這種情況下，提高了判斷結(jié)果的穩(wěn)定性。
為了正確地判斷指掌紋脊線的周期性，進(jìn)行頻率分析的范圍(小區(qū)域21或區(qū)域27)優(yōu)選至少含有兩根脊線的大小。如果進(jìn)行頻率分析的范圍過大，則由于受脊線彎曲的影響較大，所以優(yōu)選包含四根脊線以下的大小。為了提高頻率分析的穩(wěn)定性，優(yōu)選在進(jìn)行頻率分析之前對周圍部進(jìn)行暈色等圖像處理。
(4)步驟S04參照圖2，頻率成分判斷部12按各個小區(qū)域判斷代表由頻率成分分析部11按各個小區(qū)域確定的各個小區(qū)域的頻率成分，是否滿足當(dāng)出現(xiàn)指掌紋脊線清楚的情況下所能夠看到的規(guī)定條件。
作為指掌紋脊線清楚出現(xiàn)的情況下所能夠看見的規(guī)定條件，例如，存在代表(近似)各個小區(qū)域的二維正弦波的振幅比規(guī)定基準(zhǔn)值大的情況。該情況下，頻率成分判斷部12判斷該小區(qū)域為具有清楚指掌紋的區(qū)域。
如果二維正弦波的振幅大，則可以判斷具有清楚指掌紋的原因如下。
圖6是表示指掌紋圖像的一個例子的圖。輸入的指掌紋圖像20可以分為沒有指掌紋的背景區(qū)域31、存在指掌紋的脊線且指掌紋的脊線清楚的區(qū)域33、以及雖然存在指掌紋的脊線但由于損傷或者污染導(dǎo)致指掌紋的脊線不清楚的區(qū)域35。
此時，指掌紋的脊線可以進(jìn)一步近似為二維正弦波。為此，在指掌紋脊線較清楚的區(qū)域33，近似該區(qū)域的二維正弦波的振幅變大。但是，在沒有指掌紋脊線的背景區(qū)域31中，由于沒有以二維正弦波表示的區(qū)域，沒有該二維正弦波的振幅或者振幅非常小。在由于損傷或者污染而導(dǎo)致指掌紋脊線不清楚的區(qū)域35，由于損傷或污染而不能近似為二維正弦波，近似該區(qū)域的二維正弦波的振幅應(yīng)較小。即，如果二維正弦波的振幅大，則可以判斷為存在清楚的指掌紋。
在較清楚的情況下，指掌紋的脊線類似于作為清楚波形的二維正弦波。另一方面，在不清楚的情況下，指掌紋的脊線不太類似于清楚的波形，即二維正弦波。因此，如上所述，根據(jù)類似的二維正弦波的振幅或與該二維正弦波對應(yīng)的頻率成分的振幅的大小進(jìn)行判斷，也可以考慮通過所輸入的圖像中的指掌紋的脊線與二維正弦波的類似程度進(jìn)行判斷的方法。
在頻率成分判斷部12中，二維正弦波的振幅大小受到輸入圖像的濃度的直接影響。為此，在考慮輸入圖像中濃淡不勻的情況下，由代表各個區(qū)域的二維正弦波中的最大振幅使二維正弦波的振幅標(biāo)準(zhǔn)化之后，可以進(jìn)行上述的判斷。
也可以通過代表區(qū)域的二維正弦波的大小相對于所有頻率的振幅大小之和所占的比例、以及代表區(qū)域的二維正弦波的大小相對于作為指掌紋脊線的頻帶的振幅大小之和所占的比例是否超過規(guī)定比例來進(jìn)行判斷。
作為判斷的基準(zhǔn)，不僅與規(guī)定值比較，也可以使用在文獻(xiàn)“大津展之，‘基于判斷和最小二次方基準(zhǔn)的自動值選定法’，電子信息通信學(xué)會論文雜志，Vol.J63-D，No.4、pp.349-356”記載的方法等統(tǒng)計性判斷方法，決定是否判斷存在清楚的指掌紋區(qū)域的閾值，也可以使用其組合進(jìn)行判斷。
(5)步驟S05參照圖2，頻率成分判斷部12在滿足規(guī)定條件的情況下(步驟S04；Yes)，判斷該小區(qū)域是清楚指掌紋的區(qū)域。
(6)步驟S06頻率成分判斷部12在不滿足規(guī)定條件的情況下(步驟S04No)，判斷為該小區(qū)域不是清楚指掌紋區(qū)域。
(7)步驟S07頻率成分判斷部12調(diào)查所有小區(qū)域中的判斷是否結(jié)束。此外，如果有未檢查的小區(qū)域，則返回到步驟S03中進(jìn)行下一區(qū)域的檢查。頻率成分判斷部12根據(jù)該判斷，將各個小區(qū)域是否是清楚指掌紋區(qū)域的判斷結(jié)果輸出到畫質(zhì)判斷部13。也可以將判斷結(jié)果輸出到輸出裝置5。
這里，判斷指掌紋脊線清楚存在的區(qū)域及其以外的區(qū)域。但是，使用特開2003-44856號公報等的方法判斷背景區(qū)域，可以使用頻率成分判斷剩余部分中的存在清楚指掌紋脊線的區(qū)域及其以外的區(qū)域。這種情況下，如圖6所示，可以分為背景區(qū)域31、脊線清楚區(qū)域33、脊線不清楚區(qū)域35三種。由此，可以通過剩余部分中清楚區(qū)域所占的比例進(jìn)行判斷，可以不受所輸入的指掌紋圖像中指掌紋區(qū)域的大小不同的影響。
此外，不僅通過規(guī)定的閾值判斷脊線清楚的區(qū)域和不清楚的區(qū)域，也可以將用于上述各種判斷的值、或通過規(guī)定函數(shù)將用于該判斷方法的值變換后的值作為表示清楚度的程度輸出到輸出裝置5。
(8)步驟S08參照圖2，畫質(zhì)判斷部13綜合每個頻率成分判斷部12的各個小區(qū)域的判斷結(jié)果，判斷是否滿足規(guī)定的條件。規(guī)定的條件示例性地表示為由多個小區(qū)域中的頻率成分判斷部12判斷為清楚指掌紋圖像的小區(qū)域的比例在規(guī)定比例以上的情況。這種情況下，畫質(zhì)判斷部13判斷所輸入的指掌紋圖像是良好的。
(9)步驟S09畫質(zhì)判斷部13在滿足規(guī)定條件的情況下(步驟S08Yes)，判斷所輸入的指掌紋圖像整體為良好。將判斷結(jié)果輸出到輸出裝置5。
(10)步驟S10畫質(zhì)判斷部13在不滿足規(guī)定條件的情況下(步驟S08No)，判斷所輸入的指掌紋圖像整體不好。將判斷結(jié)果被輸出到輸出裝置5。
步驟S07、步驟S09以及步驟S10輸出的判斷結(jié)果在輸出裝置5中表示并輸出。
在本實施例中，由于構(gòu)成為按每個輸入的指掌紋圖像的小區(qū)域判斷代表該區(qū)域的頻率成分是否表示清楚的指掌紋脊線，所以可以判斷各個小區(qū)域的指掌紋是否為清楚的。此外，由于構(gòu)成為綜合每個小區(qū)域的判斷結(jié)果來進(jìn)行輸入圖像的判斷，所以可以判斷全部輸入圖像。
此外，不僅判斷所輸入的每個指掌紋圖像的優(yōu)良與否，還可以判斷規(guī)定數(shù)量的輸入指掌紋圖像的優(yōu)良與否，判斷為是良好的圖像的比例在規(guī)定比例以上的情況下，判斷指掌紋掃描儀等的指掌紋圖像輸入裝置3良好。即，可以用于判斷指掌紋輸入裝置3的優(yōu)良與否。
(第二實施例)針對本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)和指掌紋圖像處理方法的第二實施例進(jìn)行說明。
首先，說明本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第二實施例的結(jié)構(gòu)。
圖7是表示本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第二實施例的結(jié)構(gòu)的方框圖。本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)1a包括指掌紋圖像輸入裝置3、指掌紋圖像處理裝置4a和輸出裝置5a。
由于指掌紋圖像輸入裝置3與第一實施例相同，所以省略其說明。
指掌紋圖像處理裝置4a獲取指掌紋圖像數(shù)據(jù)。并且，將獲取的指掌紋圖像數(shù)據(jù)的圖像處理分割為多個小區(qū)域。在分割后的各個小區(qū)域中進(jìn)行圖像處理，判斷各個小區(qū)域的狀態(tài)。根據(jù)判斷結(jié)果，按各個小區(qū)域的每一個確定脊線的復(fù)原方法，提取并復(fù)原脊線。將提取、復(fù)原結(jié)果輸出到輸出裝置5a。指掌紋圖像處理裝置4a示例性地表示為個人計算機(jī)或者工作站、便攜信息終端。但是，作為指掌紋圖像數(shù)據(jù)也可以使用已經(jīng)輸入并存儲在指掌紋圖像處理裝置4a的存儲部(未圖示)中的數(shù)據(jù)。復(fù)原結(jié)果的輸出地點可以存儲在指掌紋圖像處理裝置4的存儲部(未圖示)中、或通過網(wǎng)絡(luò)(未圖示)輸出到其它信息處理裝置(未圖示)。其它信息處理裝置可以示例性地表示為通過指掌紋識別人物的識別裝置。
輸出裝置5a輸出指掌紋圖像處理裝置4a的提取、復(fù)原結(jié)果。輸出裝置5a示例性地表示為顯示器或者打印機(jī)。但是，輸出裝置5a和指掌紋圖像處理裝置4a可以通過網(wǎng)絡(luò)連接，也可以通過通常的連接電纜進(jìn)行連接。
指掌紋圖像處理裝置4a包括作為程序的頻率成分分析部11a、頻率成分判斷部12a以及脊線圖像提取部15。
頻率成分分析部11a從指掌紋圖像輸入裝置3獲取指掌紋圖像數(shù)據(jù)。將該指掌紋圖像數(shù)據(jù)的指掌紋圖像分割為多個小區(qū)域。在該多個小區(qū)域的每一個中，分析指掌紋圖像的頻率成分。此外，在各個小區(qū)域中，在僅其中心部分的情況下和包含周圍部分的情況(整體)下，分別分析頻率成分。每個小區(qū)域的分析結(jié)果輸出到頻率成分判斷部12。這里，由于對小區(qū)域的分割方法、分析方法與第一實施例相同，所以省略其說明。
頻率成分判斷部12a根據(jù)頻率成分分析部11a的分析結(jié)果，判斷各個小區(qū)域的狀態(tài)。即，在分析結(jié)果為每個指掌紋圖像的小區(qū)域的代表性頻率成分的情況下，判斷各個小區(qū)域是否是清楚的指掌紋區(qū)域。分析結(jié)果在僅有中心部分的情況下和全部各個頻率成分的情況下，判斷各個小區(qū)域是具有單調(diào)結(jié)構(gòu)的區(qū)域還是具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域。根據(jù)分析結(jié)果，也可以進(jìn)行兩種判斷。將每個小區(qū)域的判斷結(jié)果輸出到脊線圖像提取部15。關(guān)于清楚指掌紋區(qū)域，判斷方法例如判斷代表各個小區(qū)域的頻率成分是否滿足在指掌紋脊線清楚出現(xiàn)的情況下所能夠看見的規(guī)定條件。關(guān)于具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域，判斷小區(qū)域中心部的頻率成分和全部頻率成分的關(guān)系是否滿足在具有微小結(jié)構(gòu)的情況下所能夠看見的規(guī)定條件。
脊線圖像提取部15根據(jù)頻率成分判斷部12a求出的各個小區(qū)域中的判斷結(jié)果，選擇每個小區(qū)域適宜的脊線提取、復(fù)原方法，提取、復(fù)原脊線圖像。將提取、復(fù)原結(jié)果輸出到輸出裝置5a。作為提取方法，例如可以使用特開平8-110945號公報或者特開平9-167230號公報的方法。
接下來，針對本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第二實施例的動作進(jìn)行說明。
圖8是表示本發(fā)明的指掌紋圖像處理系統(tǒng)的第二實施例的動作(指掌紋圖像處理方法的第二實施例)的流程圖。
(1)步驟S21指掌紋圖像輸入裝置3獲取表示指掌紋圖像的指掌紋圖像數(shù)據(jù)。指掌紋圖像處理裝置4a輸入來自指掌紋圖像輸入裝置3的指掌紋圖像數(shù)據(jù)。
(2)步驟S22頻率成分分析部11a將指掌紋圖像數(shù)據(jù)的指掌紋圖像分割為小區(qū)域。這里，在對小區(qū)域的分割方法中，分割為判斷具有指掌紋的區(qū)域是否清楚的單位。例如，分割成規(guī)定大小的正方形格子狀。
(3)步驟S23按照每個分割的小區(qū)域進(jìn)行頻率分析，檢測該小區(qū)域的圖像的頻率成分(垂直頻率、水平頻率)及其振幅。或者，確定代表該小區(qū)域的頻率成分。此外，按每個小區(qū)域在僅有該中心部的情況下和包含周圍部分的整體情況下分別進(jìn)行頻率分析，檢測該小區(qū)域的圖像的中心部及整體頻率成分(垂直頻率，水平頻率)及其振幅。并且，也可以確定代表其小區(qū)域中心部的頻率成分和代表整個情況的頻率成分。由于頻率成分的確定方法與第一實施例相同(步驟S23中的說明)，所以省略其說明。
(4)步驟S24頻率成分判斷部12a判斷代表由頻率成分分析部11a按各個小區(qū)域確定的各個小區(qū)域的頻率成分、或代表各個小區(qū)域的中心部和整體的每一個的頻率成分是否滿足規(guī)定的條件。
此時，在判斷每個小區(qū)域的代表性的頻率成分的情況下，判斷各小區(qū)域是否是清楚的指掌紋區(qū)域。該判斷方法由于與第一實施例相同(在步驟S04中的說明)，所以省略其說明。
判斷分別代表各小區(qū)域的中心部分和整體頻率成分的情況如下進(jìn)行判斷，即在各個小區(qū)域中，比較中心部的頻率成分和全部頻率成分。如果比較的結(jié)果，兩者的差不在規(guī)定的范圍，則可以判斷為具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域，如果在規(guī)定的范圍則可以判斷為單調(diào)流向的區(qū)域。使用圖9～圖14說明該理由。
圖9～圖14是表示小區(qū)域中的指掌紋圖像的一個例子的圖。在表示如圖9中所示的脊線為單調(diào)流向的小區(qū)域21a中，由周期性的直線將中心部28a的脊線近似成為由圖10表示的小區(qū)域41這樣的直線，將包含周圍部的全部21a的脊線由周期性直線近似成為圖11表示的小區(qū)域42這樣的直線。因此，基于中心部28a的近似(41)和基于整體21a的近似(42)為同樣的圖案。另一方面，在具有圖12中所示的特征點等的微小結(jié)構(gòu)的小區(qū)域21b中，由周期性的直線將中心部28b的脊線近似成為圖13中示出的小區(qū)域44這樣的傾斜直線，由周期性的直線將包含周圍部的整體21b的脊線近似成為圖14所示的小區(qū)域45這樣的直線。因此，基于中心部28b的近似(44)和基于整體21b的近似(45)成為彼此不同的圖案。由此，如果比較中心部的頻率成分和全部頻率成分，并判斷兩者是否一致或是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，則可以判斷小區(qū)域是單調(diào)區(qū)域還是具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
(5)步驟S25參照圖8，脊線圖像提取部15根據(jù)由頻率成分判斷部12a求出的各個小區(qū)域中的判斷結(jié)果，按每個小區(qū)域選擇適宜的脊線提取、復(fù)原方法，并提取、復(fù)原脊線的圖像。將提取、復(fù)原結(jié)果輸出到輸出裝置5。
對于清楚的小區(qū)域，與特開平8-110945號公報相同，通過根據(jù)各個小區(qū)域的象素值的柱狀圖，求出將指掌紋圖像分割為適宜的脊線和谷線的閾值并進(jìn)行二值化，可以忠實地將脊線復(fù)原為原圖像。對于具有褶皺或者損傷等不清楚的小區(qū)域，與特開平9-167230號公報一樣，通過將一個小區(qū)域復(fù)原為二維正弦波等單調(diào)的圖案，可以不受損傷或者褶皺的影響而復(fù)原脊線。
在判斷為具有微小結(jié)構(gòu)的小區(qū)域中，與特開平8-110945號公報相同，通過根據(jù)各個小區(qū)域中的象素值的柱狀圖，求出將指掌紋圖像分割為適宜的脊線和谷線的閾值并進(jìn)行二值化，可以將脊線忠實地復(fù)原為原圖像。在判斷為單調(diào)流向的小區(qū)域中，與特開平9-167230號公報相同，也可以將一個小區(qū)域復(fù)原為二維正弦波等的單調(diào)圖案。
將由頻率成分判斷部12a判斷是否清楚、是微小結(jié)構(gòu)還是單調(diào)區(qū)域時的特征量作為表示清楚和單調(diào)的尺度，對應(yīng)于該尺度而改變方向性濾波器的參數(shù)，對應(yīng)于單調(diào)性使用強方向性濾波器，對應(yīng)于復(fù)雜性或清楚性而使用弱方向性濾波器來強調(diào)輸入圖像，從而可以按每個小區(qū)域提取、復(fù)原適宜的脊線圖像。
(6)步驟S26參照圖8，脊線圖像提取部15調(diào)查在全部的小區(qū)域中是否提取、復(fù)原結(jié)束。此外，如果存在沒有提取、復(fù)原的小區(qū)域，則返回到步驟S23進(jìn)行下一個區(qū)域的檢查。
(7)步驟S27脊線圖像復(fù)原部15根據(jù)被復(fù)原的各個小區(qū)域的脊線，進(jìn)行整個指掌紋圖像的復(fù)原，并輸出到輸出裝置5。輸出裝置5輸出該指掌紋圖像。
在本發(fā)明中，由于使用每個小區(qū)域的判斷結(jié)果確定脊線的提取方法并復(fù)原脊線，所以可以更正確地復(fù)原指掌紋的脊線。
在本發(fā)明中，指掌紋圖像輸入裝置3不是一次性輸入指掌紋圖像，而是可以依次地輸入用于在指掌紋圖像處理裝置4(a)分析小區(qū)域的部分圖像。在輸入整個指掌紋圖像的情況下，考慮到指掌紋圖像處理裝置4(a)的存儲容量小而不能一次性存儲全部指掌紋圖像的情況下，則不能進(jìn)行圖像處理。但是，通過依次輸入部分圖像，僅需要處理小區(qū)域所必須的存儲容量就可以進(jìn)行圖像處理。
此外，如果在指掌紋圖像輸入裝置3通過通信速度慢的網(wǎng)絡(luò)接收來自指掌紋傳感器的輸入的情況下，或指掌紋圖像輸入裝置3和指掌紋圖像處理裝置4(a)之間的通信速度慢的情況下，輸入整個指掌紋圖像，則直到整個指掌紋圖像的通信結(jié)束也不能開始圖像處理。但是，通過依次輸入部分圖像，可以在僅輸入頻率成分分析部11(a)所必需的小區(qū)域的圖像的階段就開始圖像處理。由此，可以同步進(jìn)行通信和頻率成分分析，縮短處理時間。作為輸入方法，考慮如下方法每次獲得小區(qū)域圖像便通過指掌紋圖像輸入裝置3向計算機(jī)依次傳送的方法、或者在由頻率成分分析部11(a)結(jié)束一個小區(qū)域的圖像處理的階段，指掌紋圖像處理裝置4(a)向指掌紋圖像輸入裝置3請求下一個小區(qū)域的圖像，并根據(jù)請求由指掌紋圖像輸入裝置3發(fā)送圖像的方法。但是，并不局限于該例子。
在本發(fā)明中，在指掌紋圖像的畫質(zhì)的判斷過程中，由于不僅判斷象素的濃淡不勻，還判斷是否是在指掌紋脊線中所能看到的頻率成分，故可以區(qū)別具有與指掌紋相同程度的象素值的背景和指掌紋的脊線區(qū)域。由此，即使在背景中存在污染這樣指掌紋以外的某種濃淡不勻的情況下，也可以正確地判斷指掌紋區(qū)域。
在本發(fā)明中，在指掌紋圖像的畫質(zhì)判斷中，由于不使用象素的濃淡不勻或端點以及分歧點的密度，而是使用是否是在指掌紋的清楚脊線中所能看到的頻率成分進(jìn)行判斷，所以可以區(qū)別由于損傷或者損壞等導(dǎo)致不清楚的區(qū)域以及脊線清楚存在的區(qū)域。由此，即使在指掌紋領(lǐng)域中存在由于噪音的影響而不清楚的部分的情況下也可以正確地判斷指掌紋區(qū)域。
在本發(fā)明中，可以判斷是單調(diào)流向表現(xiàn)良好的區(qū)域還是需要微小復(fù)原的區(qū)域，并根據(jù)判斷結(jié)果使用適宜的復(fù)原方法。由此，即使是具有褶皺或損傷的部分或脊線較微小的結(jié)構(gòu)時，也可以正確地提取脊線。
如上所述，對于本發(fā)明，適用于提高指掌紋的圖像處理功能的指掌紋圖像處理系統(tǒng)以及指掌紋圖像處理方法等用途中。
權(quán)利要求
1.一種指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)，包括頻率成分分析部，對分割成多個小區(qū)域的指掌紋圖像中的上述多個小區(qū)域的每一個進(jìn)行頻率分析，并求出代表上述多個小區(qū)域的每一個的多個頻率成分；以及頻率成分判斷部，根據(jù)上述頻率成分，判斷對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域的清楚性，上述指掌紋圖像表示指紋和掌紋中的至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于上述頻率成分分析部使用傅立葉變換作為上述頻率分析，上述頻率成分判斷部根據(jù)上述頻率成分以及對青楚的二維正弦波進(jìn)行傅立葉變換后的結(jié)果，判斷對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域的清楚性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于上述頻率成分分析部根據(jù)上述頻率分析結(jié)果，確定頻率空間的一點作為上述頻率成分，通過與上述頻率空間的一點相對應(yīng)的作為二維正弦波的代表點二維正弦波，對上述頻率成分所對應(yīng)的上述小區(qū)域進(jìn)行近似。
4.根據(jù)權(quán)利要求3記載的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于上述頻率成分判斷部使用上述代表點二維正弦波的振幅的大小、或上述代表點二維正弦波的振幅的大小占規(guī)定頻帶的二維正弦波的振幅總和的比例中的任意一個，判斷對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域的清楚性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4記載的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于上述頻率成分判斷部將滿足以下情形中的任意一個的小區(qū)域判斷為清楚的指紋掌紋區(qū)域，該情形為上述小區(qū)域的上述代表點二次正弦波的振幅大小在規(guī)定值以上的情形、以及通過上述多個小區(qū)域中的最大的上述代表點二次正弦波的振幅大小將上述小區(qū)域的上述代表點二次正弦波的振幅大小進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值在規(guī)定值以上的情形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于上述頻率成分分析部求出對上述小區(qū)域的中心部進(jìn)行頻率分析后的第一分析結(jié)果、以及包含周圍部在內(nèi)對上述小區(qū)域進(jìn)行頻率分析的第二分析結(jié)果；上述頻率成分判斷部在上述第一分析結(jié)果和上述第二分析結(jié)果之間存在差別的情況下，判斷上述小區(qū)域為具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域，在上述第一分析結(jié)果和上述第二分析結(jié)果之間沒有差別的情況下，判斷上述小區(qū)域為單調(diào)流向的區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項記載的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括根據(jù)全部上述多個小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，判斷上述指掌紋圖像品質(zhì)的畫質(zhì)判斷部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7記載的指紋掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于上述指掌紋圖像由指掌紋圖像輸入裝置輸入，上述畫質(zhì)判斷部判斷規(guī)定數(shù)量的指掌紋圖像的畫質(zhì)，并判斷上述指掌紋圖像輸入裝置的品質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項記載的指掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括按上述多個小區(qū)域的每一個，根據(jù)上述小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，改變上述小區(qū)域的上述指掌紋圖像中的脊線提取方法，并進(jìn)行上述脊線的提取的脊線圖像提取部。
10.據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項記載的指掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于上述頻率成分分析部按照每個上述小區(qū)域部分依次輸入上述指掌紋圖像，并按每一個上述小區(qū)域進(jìn)行上述頻率分析。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項記載的指掌紋圖像處理系統(tǒng)，其特征在于上述頻率成分分析部輸入上述整個指掌紋圖像，分割成上述小區(qū)域并進(jìn)行上述頻率分析。
12.一種指紋掌紋圖像處理方法，包括如下步驟(a)對分割成多個小區(qū)域的指掌紋圖像中的上述多個小區(qū)域的每一個進(jìn)行頻率分析，并求出代表上述多個小區(qū)域的每一個的多個頻率成分的步驟，這里，上述指掌紋圖像表示指紋和掌紋中的至少一個；(b)根據(jù)上述頻率成分，判斷對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域的清楚性的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12記載的指掌紋圖像處理方法，其特征在于上述(a)步驟包括(a1)使用傅立葉變換作為頻率分析的步驟；上述(b)步驟包括(b1)根據(jù)上述頻率成分和對清楚的二維正弦波進(jìn)行傅立葉變換后的結(jié)果，進(jìn)行對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域的清楚性判斷的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于上述(a)步驟包括(a2)根據(jù)上述頻率分析的結(jié)果，決定頻率空間的一個點作為上述頻率成分的步驟；(a3)將對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域通過與上述頻率空間的一個點相對應(yīng)的作為二維正弦波的代表點二維正弦波進(jìn)行近似的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于上述(b)步驟包括(b2)使用上述代表點二維正弦波的振幅大小、或上述代表點二維正弦波的振幅大小占規(guī)定頻帶的二維正弦波的振幅總和的比例中的任何一個進(jìn)行判斷的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于上述(b2)步驟包括(b21)將滿足以下情形中的任意一個的小區(qū)域判斷為清楚的指掌紋區(qū)域，該情形為滿足上述小區(qū)域的上述代表點二次正弦波的振幅大小在規(guī)定值以上的情形；以及將上述小區(qū)域的上述代表點二次正弦波的振幅大小通過上述多個小區(qū)域中的最大上述代表點二次正弦波的振幅大小進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值在規(guī)定值以上的情形。
17.根據(jù)權(quán)利要求12或13記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于上述(a)步驟包括(a4)求出對上述小區(qū)域的中心部進(jìn)行頻率分析的第一分析結(jié)果以及包含周圍部在內(nèi)對上述小區(qū)域進(jìn)行頻率分析的第二分析結(jié)果的步驟；上述(b)步驟包括(b3)在上述第一分析結(jié)果和上述第二分析結(jié)果之間存在差別的情況下，判斷上述小區(qū)域為具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域；在上述第一分析結(jié)果和上述第二分析結(jié)果沒有差別的情況下，判斷上述小區(qū)域為單調(diào)流向的區(qū)域的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求12-17中任意一項記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于進(jìn)一步包括(c)根據(jù)全部上述多個小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，判斷上述指掌紋圖像品質(zhì)的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于上述(a)步驟包括(a5)從上述指掌紋圖像輸入裝置獲取上述指掌紋圖像的步驟；上述(b)步驟包括(b4)判斷規(guī)定數(shù)的指掌紋圖像的畫質(zhì)，并判斷上述指掌紋圖像輸入裝置的品質(zhì)的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任意一項權(quán)利要求記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于，進(jìn)一步包括(d)按照上述多個小區(qū)域的每一個，根據(jù)上述小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，改變上述小區(qū)域的上述指掌紋圖像中的脊線的提取方法，并進(jìn)行上述脊線的提取的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至20中任意一項記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于上述(a)步驟包括(a6)按照上述每個小區(qū)域依次輸入上述指掌紋圖像的步驟；上述頻率分析按照上述每個小區(qū)域進(jìn)行。
22.根據(jù)權(quán)利要求12至20中任意一項記載的指紋掌紋圖像處理方法，其特征在于上述(a)步驟包括(a7)輸入全部上述指掌紋圖像的步驟；(a8)將上述指掌紋圖像分割為上述小區(qū)域的步驟，上述頻率分析按照上述每個小區(qū)域進(jìn)行。
23.一種用于在計算機(jī)中執(zhí)行如下方法的程序，該方法包括(a)對分割成多個小區(qū)域的指掌紋圖像中的上述多個小區(qū)域的每一個進(jìn)行頻率分析，并求出代表上述多個小區(qū)域的每一個的多個頻率成分的步驟，這里，上述指掌紋圖像表示指紋和掌紋中的至少一個；(b)根據(jù)上述頻率成分，判斷對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域的清楚性的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求23記載的程序，其特征在于上述(a)步驟包括(a1)使用傅立葉變換作為上述頻率分析的步驟；上述(b)步驟包括(b1)根據(jù)上述頻率成分和對清楚的二維正弦波進(jìn)行傅立葉變換后的結(jié)果，進(jìn)行對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域的清楚性判斷的步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24記載的程序，其特征在于上述(a)步驟包括(a2)根據(jù)上述頻率分析的結(jié)果，決定頻率空間的一個點以作為上述頻率成分的步驟；(a3)將對應(yīng)于上述頻率成分的上述小區(qū)域通過與上述頻率空間的一個點相對應(yīng)的作為二維正弦波的代表點二維正弦波進(jìn)行近似的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求25記載的程序，其特征在于上述(b)步驟包括(b2)使用上述代表點二維正弦波的振幅大小或上述代表點二維正弦波的振幅大小占規(guī)定頻帶的二維正弦波的振幅總和的比例中的任何一個進(jìn)行判斷的步驟。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26記載的程序，其特征在于上述(b2)步驟包括(b21)將滿足以下任意一種情形的小區(qū)域判斷為清楚的指掌紋區(qū)域的步驟，該情形為上述小區(qū)域的上述代表點二次正弦波的振幅大小在規(guī)定值以上的情形；以及將上述小區(qū)域的上述代表點二次正弦波的振幅大小通過上述多個小區(qū)域中的最大的上述代表點二次正弦波的振幅大小進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值在規(guī)定值以上的情形。
28.根據(jù)權(quán)利要求23或24記載的程序，其特征在于上述(a)步驟包括(a4)求出對上述小區(qū)域的中心部進(jìn)行頻率分析的第一分析結(jié)果以及包含周圍部在內(nèi)對上述小區(qū)域進(jìn)行頻率分析的第二分析結(jié)果的步驟；上述(b)步驟包括(b3)在上述第一分析結(jié)果和上述第二分析結(jié)果之間存在差別的情況下，判斷上述小區(qū)域為具有微小結(jié)構(gòu)的區(qū)域；在上述第一分析結(jié)果和上述第二分析結(jié)果沒有差別的情況下，判斷上述小區(qū)域為單調(diào)流向的區(qū)域的步驟。
29.根據(jù)權(quán)利要求23至28中任意一項記載的程序，其特征在于進(jìn)一步包括(c)根據(jù)全部上述多個小區(qū)域的清楚生的判斷結(jié)果，判斷上述指掌紋圖像品質(zhì)的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求29記載的程序，其特征在于上述(a)步驟包括(a5)從上述指掌紋圖像輸入裝置獲取上述旨掌紋圖像的步驟；上述(b)步驟包括(b4)判斷規(guī)定數(shù)的指掌紋圖像的畫質(zhì)，并判斷上述指掌紋圖像輸入裝置的品質(zhì)的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求23至28中任意一項記載的程序，其特征在于，進(jìn)一步包括(d)按照上述多個小區(qū)域的每一個，根據(jù)上述小區(qū)域的清楚性的判斷結(jié)果，改變上述小區(qū)域的上述指掌紋圖像中的脊線的提取方法，并進(jìn)行上述脊線的提取的步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求23至31中任意一項記載的程序，其特征在于上述(a)步驟包括(a6)按照上述每個小區(qū)域依次輸入上述指掌紋圖像的步驟；上述頻率分析按照上述每個小區(qū)域進(jìn)行。
33.根據(jù)權(quán)利要求23至31中任意一項記載的程序，其特征在于上述(a)步驟包括(a7)輸入全部上述指掌紋圖像的步驟；(a8)將上述指掌紋圖像分割為上述小區(qū)域的步驟，上述頻率分析按照上述每個小區(qū)域進(jìn)行。
全文摘要
使用這樣一種指掌紋圖像處理系統(tǒng)，該指掌紋圖像處理系統(tǒng)包括頻率成分分析部(11)和頻率成分判斷部(12)。頻率成分分析部(11)對分割成多個小區(qū)域的指掌紋圖像中的多個小區(qū)域的每一個進(jìn)行頻率分析，并求出代表多個小區(qū)域的每一個的多個頻率成分。頻率成分判斷部(12)根據(jù)頻率成分，判斷對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域的清楚性。指掌紋圖像表示指紋和掌紋中的至少一個。使用傅立葉變換作為頻率分析。頻率成分判斷部(12)根據(jù)頻率成分和對清楚的二維正弦波進(jìn)行傅立葉變換后的結(jié)果，判斷對應(yīng)于頻率成分的小區(qū)域的清楚性。由此，即使在背景中存在濃淡不勻、或在指掌紋區(qū)域中具有由于損傷等導(dǎo)致的不清楚部分，也可以判斷出存在清楚脊線的區(qū)域。
文檔編號G06K9/00GK1954341SQ200580006830
公開日2007年4月25日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者門田啟 申請人:日本電氣株式會社