JP6101723B2 - 個人認証装置及び方法 - Google Patents
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Description
。また特許文献3には、指静脈パターン認証における認証ごとの撮影条件を均一にさせるための指ガイド部と指先部のボタンスイッチを用いる装置が開示されている。
は指置きガイド部9に置かれる。指1が装置に挿入されると認証処理が開始される。なお認証装置6は側面からの断面図である。
。
。
判定されたことによるもの、などがある。本実施例では、前者の方法によるものとする。利用者が指先ガイド部4を指先で押し下げると、同時に認証スイッチ8が押下される。このときインターフェイス13を介してコンピュータ10内部に認証スイッチ8が導通したとの信号が伝わり、CPU11が認証スイッチ8の押下状態を検知し、認証が開始される
。
の位置ずれを抑制し、指1と撮像装置2との距離を一定に保ち、さらに指1の腹側が装置に接触しないように保つ役割を果たす。もし指1の腹側が装置に接触した場合、指の腹側に分布する静脈が圧迫されて血液が通らなくなり、パターンが見えなくなる。
、近接した暗線がある場合、あるいは光量に変動がある場合でも、安定して鮮明に暗線を強調できる。さらに、血管の中心を抽出しているため、気温の変化、体調の変化などによる血管の膨張、収縮に対する血管幅の変動の影響を受けずに認証することが可能となる。
に接触する。すると、接触した部分や関節圧力が加わるため、その周辺部分から血液が逃げることになる。このような状態で、指先ガイド部4を押し下げるあるいは画像処理部により指挿入が確認されるなどで認証が開始された場合、撮像された指画像内の第1関節周
辺には指静脈が映らない。従って個人を特徴付ける情報が欠落し、認識率が著しく低下する。
る部分に押下スイッチ20を設置する。指1の接触により指挿入ガイド部5が全体的に押
し下げられると、押下スイッチ20も押し下げられる。この状態をCPU11が検知し、もし押下スイッチ20が押し下げられている場合は認証スイッチ8が押下された場合でも認証を開始しない。また、指挿入ガイド部5は、指先を支点として関節に応力を加え、指の腹側が反り返るように突っ張り屈曲させると触れる形状及び、配置とすることもできる
。これにより、指表面の接触による静脈パターンの欠落状態で認証が実行されなくなり、認識率の低下を防ぐことができる。
、光源3を消灯した状態で、反射光源22を照射した場合は指の表面が映った画像が撮像される。すなわち、認証を行う場合は光源3を点灯し反射光源22を消灯するが、その直前または直後に点灯、消灯の状態を入れ替え、指表面の反射光による指画像を取得し解析することで、認証を行うために獲得した指画像が妥当な指であるかを評価できる。
1の中心軸に対し、関節しわ30は上下に偏りなく分布している。図4(b)は指の中心軸
回転がある場合の指の表面の画像である。関節しわ30は大きく下側に偏り、関節しわの端点31が見られる。さらに指先には、関節しわ30の偏りの方向とは逆の方向に爪32も撮像されていることが分かる。つまり、指の関節しわ30あるいは爪32の撮像状態を調べることにより、指1が中心軸回転をしているかが判定できる。この回転を検出した場合には、利用者に対して警告を発し、認証処理を行わない。これにより誤認識を低減することが可能となる。
。まず得られた画像に対し、エッジ強調フィルタを施すことによって画像の縦方向成分の線を強調する。次に強調された画像を2値化、細線化する。その後、線が縦方向に連続して並んでいるかどうかを線追跡処理により評価する。もしその線が関節のしわ部分であれば比較的長距離の追跡が実行されることになる。この追跡長を元に、関節しわであるかを判定する。その後、辿った線分の端点の位置を求め、指の輪郭位置との距離関係を算出することで、関節しわの端点31の位置に偏りがあるかを評価する。また、関節しわの端点31を求めずに回転を検出する方法として、関節しわの分布の重心位置を算出し、この上下方向の位置に偏りがあるかを評価する方法がある。その他、従来の画像認識に基づく手法を利用して関節しわ30の偏りを検出してもよい。以上の画像処理により、特別なセンサを用いずに指の回転検出が可能となり、装置製造コストを上げずに認識率の低下を防ぐことが可能となる。以下に、爪32を検出する画像処理の一例を示す。まず、小領域の濃度ヒストグラム分析や周波数成分分析などの一般的な手法により画像のテクスチャ分析を行い領域分割を実行した結果、指先付近の上部または下部に、ある面積以上の分割領域が連結している場合、あるいは統計的に算出された爪32のテクスチャ特徴との比較で類似している領域がある場合は、その部分を爪32と判定する。ただし従来の画像認識に基づくその他の手法により爪32を検出してもよい。
ここでは鮮明な指静脈パターン41が見えている。ただしこの画像からは指静脈が本物か複写かは判別できない。この状態から、光源3を消灯し、反射光源22を照射する。このとき、撮像された指静脈パターンが本物の生体である場合、図5(b)のように指静脈パタ
ーンはほとんど見えない、あるいは不鮮明な指静脈パターン40が確認される。しかしながら、光源3の光を透過する材質あるいは光に対して半透明な材質のシート上に光源3の光を遮断する材質の物体で偽造の指静脈パターンを描き指1に貼付する、あるいは直接指に光を遮断する物体でパターンを描いた場合、図5(c)のように反射光源22のみの照射
でも指静脈パターンが鮮明に確認される。従って、反射光のみで鮮明な指静脈パターンが撮像されるかを判定することにより、偽造パターン貼付の有無を判定できる。光源3のみ照射したときに得られる画像と、反射光源22のみ照射したときに得られる画像との高い相関が認められた場合は、偽造パターンが貼付あるいは直接描かれているものと判定し、利用者に対し、表示手段15あるいはスピーカ17を介して警告を発し、認証処理は行わないようにすれば良い。これにより、偽造指静脈パターンに対する誤認識を防止することが可能となる。
、その位置に鮮明なパターンが存在すると判定できる。ただし、その他の従来の画像処理方法によって鮮明に映るパターンを検出してもよい。鮮明に映るパターンの位置が毎回同じ場所であれば、装置内に汚れや埃がたまっていると判定でき、また位置が変動する場合は指に汚れが付着していると判定できる。この結果を表示手段15あるいはスピーカ17を介して利用者または管理者に通知する。この通知に基づき洗浄、清掃等の対策を施すことが可能となり、認識率の低下を防止できる。
、指1を指先ガイド部4に乗せた状態で、認証スイッチ8を押下する直前までは、受光素子50の受光量には大きな変動はなく、脈拍に同期した微小な脈動あるいは指のぶれによる変動が確認されるほか、変動は起こらない。指先で認証スイッチ8を押下した場合、認
証スイッチ8が導通し、流れる電流量が瞬間的に増加する。それと共に、指先が指先ガイド部4により圧迫を受け、指先の血量が低下し、生体検知用光源51から発せられる光の透過率が高まる。これにより、認証スイッチ8の押下と同期して、受光素子50の受光量が増加する。認証スイッチ8を押下する圧力が弱まると認証スイッチ8が非導通状態となり、それに伴って指先の血量が増加し、徐々に受光素子50の受光量も減少していく。指1が生体でない偽造指である場合は、指内に血流が流れていないため認証スイッチ押下前の脈動はなく、押下時の指先の血量も変化しない。従って、図8に示されるような受光素子50の受光量の変動は見られない。このように、認証スイッチ8の押下のタイミング時の受光素子50の受光量の変動量を評価することにより、生体指か偽造指かを判定することができる。
出し、指1の輪郭を合わせる目安となる輪郭ガイド61を重ねて表示する。利用者はこの
撮影画像モニタ60を見ながら自分の指の位置を合わせることができる。このとき、指1が平面回転している、指1が中心軸回転している、指1が指挿入ガイド部5に接触している、指1が偽造指である、指1に偽造指静脈パターンが貼付されている、などの指状態をガイダンス文表示部65に文章で表現する。さらに、ガイダンス表示部63内部に指状態を示すガイダンス図64を表示する。これらの情報を基に、利用者は指の状態をどのように補正すれば良いかを知ることができる。このように利用者が画面の案内に従い正しく登録作業を行うことで、登録時に管理者が行う作業を低減できる、あるいは管理者が立ち会う必要がなくなり、管理者の負担を軽減することができる。
ーンとのパターン照合を行い、パターンの変動の度合いを照合結果表示部62に表示し、また指挿入の変動グラフ表示部66に時系列に表示する。さらにガイダンス表示部63に指の状態や変動した理由などの情報を表示してもよい。利用者はこのような履歴情報を見ながら何回も試行し、指1の入れ方に応じた指挿入の変動を視覚的に理解することができる。またこの履歴を用いて、指の入れ方の変動が大きいときはデータを登録せず、変動が小さい状態が続いた場合に指静脈パターンを登録することができる。この登録は利用者が手動で行ってもよいし、システムが自動的に判定して登録を行ってもよい。また登録データは1枚でもよく複数枚でもよい。
入力することなく、登録した指を提示するだけで認証が実行される形態の認証モードであり、利用者から見た場合には利便性が高い。ただし、登録データとの照合における登録者判定の相関値の閾値は全登録者で共通となるため、本人データとの相関が低くなりやすい利用者は本人拒否が生じやすくなる。一方、1−1認証は、認証を受ける個人を特定するID番号などの情報を事前に入力した後、指を提示することで認証が実行される形態の認証モードであり、利便性は低下するが個人ごとに閾値を設定できるため装置に習熟していない利用者に対して認識率を高めることができる。本実施例では、登録データに1−N認証の有効/無効の属性を持たせ、1−N認証モード動作を自動的に有効/無効にすることで
1システム内で2つの認証モードを個人ごとに切り替え、さらに登録データとの相関が低下していると判定された場合は登録データを自動更新することで、利便性を高め、かつ高認識率を実現する。
ID番号の入力があるかを判定する。ID番号の入力があり、さらにS140で認証スイッチが押下されたと判定された場合は、S150の1−1認証モードを実行する。S12
0の1−Nモードの詳細は図12を用いて後述する。各認証モードが終了した場合、S160で認証システムの認証モード自体から抜ける場合は終了、そうでない場合は再度認証モードを繰り返す。本手順によれば、利便性の高い1−N認証と信頼性の高い1−1認証が切り替わり、利便性と信頼性を共に含んだシステムが実現できる。
ドを終了する。
認証回数を共に0に初期化する。さらにS410ではID番号に対応した登録データを、現在入力されたデータに置き換える。このデータは当該認証者のデータであると正しく確認済みであるため、意図的に他人のデータを登録することはできず、データの信頼性が保たれている。そしてS420で登録データの置き換えを認証システム管理者に通知する。そして本認証モードを終了する。
、自動的に登録データを更新することに対応する。これにより、1−N認証モードかつ1−1認証モードで相関値が高めになって安定した認証ができない利用者が、現在の指の入れ方において最も相関が高くなるようにできる。この効果は、登録時の指の入れ方と運用時での指の入れ方に変化が生じている利用者の認識率を高めると共に、指静脈パターンの経年変化や体調変化、病気、成長過程によって変動している場合においても有効であり、データの自動更新によりシステムの運用コストをかけずに認識率を高く保つことが可能となる。また利用者によっては季節変動に伴う気温の変化で血流量が変動し、指静脈パターン画像の鮮明度が変化する場合がある。特に気温の低い季節では血流量が減少するため、気温の高い時期に登録した登録パターンとの相関が低下する。これは数ヶ月単位で緩やかに変動すると考えられ、相関が低下した場合に登録データを差し替えることで、現在の季節に応じた登録パターンを利用でき、認識率の低下を防止することが可能となる。ここで
、図12の1−N認証モードにおいて不安定認証回数が閾値T1を上回った時点でS27
0のように1−N認証を無効にする代わりに、1−1認証を経ずに登録データを差し替えてもよい。これによると1−1認証でのID番号入力が不要となり、利便性を損なわない運用が可能となる。しかしながら、本実施例のように1−N認証から1−1認証を経て登録データを差し替えることで、確実に登録者を同定でき、より安全に登録データを更新することができる。
させたが、1−N認証用と1−1認証用の2つのデータベースを用意し、1−N認証の有
効/無効の切り替えは1−N認証用のデータベースに対するデータの書き込み/削除で実現してもよい。これにより、保存するデータに特別な属性を設けずに1−N認証と1−1認証の切り替えができ、保存する情報量が削減できる。
認証に限るものではなく、照合パターンが体調、病気、成長過程、季節によって変動する指紋認証、虹彩認証に代表される生体認証に適用可能である。
・関節しわ、31・・・関節しわ端点、32・・・爪、40・・・不鮮明な指静脈パターン、41・・・偽造指静脈パターン、50・・・受光素子、51・・・生体検知用光源、52・・・光遮蔽部材、60・・・撮影画像モニタ、61・・・輪郭ガイド、62・・・照合結果表示部、63・・・ガイダンス図表示部、64・・・指挿入状態を示すガイダンス図、65・・・ガイダンス文表示部、66・・・指挿入の変動グラフ表示部。
Claims (7)
- 個人の血管情報を用いて認証を行う演算部を有する個人認証装置であって、
前記演算部は、
撮像部によって撮影された、前記血管情報を含む入力データを取得し、
前記入力データと、前記個人と対応する登録データとを照合して相関値を算出し、
前記相関値が所定値以上である場合、前記入力データと、前記登録データを含む複数の登録データの夫々との照合処理を有効モードに変更することを特徴とする個人認証装置。 - 個人の血管情報を用いて認証を行う演算部を有する個人認証装置であって、
前記演算部は、
撮像部によって撮影された、前記血管情報を含む入力データを取得し、
前記入力データと、前記個人と対応する登録データとを照合して相関値を算出し、
前記相関値が所定値以上である場合、
前記入力データは、前記登録データを含む複数の登録データの夫々と照合することが可能なデータとして判定されることを特徴とする個人認証装置。 - 前記登録データと、前記撮像部によって撮像された認証用画像とを照合して認証を実行することを特徴とする請求項1または2記載の個人認証装置。
- 前記登録データを、記憶部に記憶させることを特徴とする請求項3に記載の個人認証装置。
- 個人の血管情報を用いて認証を行う演算装置であって、
撮像部によって撮影された、前記血管情報を含む入力データを取得し、
前記入力データと、前記個人と対応する登録データとを照合して相関値を算出し、
前記相関値が所定値よりも大きい値である場合、
前記入力データと、前記登録データを含む複数の登録データの夫々との照合処理を許可することを特徴とする演算装置。 - 前記登録データと、前記撮像部によって撮像された認証用画像とを照合して認証を実行することを特徴とする請求項5記載の演算装置。
- 前記登録データを、記憶部に記憶させることを特徴とする請求項5または6記載の演算装置。
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