JP7256512B2 - Personal identification system, personal identification method and program - Google Patents
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Description
本発明は、個人識別システム、個人識別方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an individual identification system, an individual identification method and a program.
入室管理又は電子機器の使用制限には、PIN(Personal Identification Number)コードの暗証番号による認証システム、IC(Integrated Circuit)カードによる認証システムが用いられるのが一般的である。これらの認証システムでは、一度、ログインに成功した後では、なりすましや入れ替わり(例えば、コンピュータ端末のキーボードを操作する人が途中で入れ替わること)を検出するのは困難である。そのため、正規にログインした後でも、継続的な本人認証(継続認証)を行うことが求められている(例えば、特許文献1参照)。
An authentication system using a PIN (Personal Identification Number) code and an authentication system using an IC (Integrated Circuit) card are generally used for room entry management or usage restrictions on electronic devices. With these authentication systems, it is difficult to detect spoofing or a change of person (for example, a person who operates the keyboard of a computer terminal changes in the middle) after a successful login. Therefore, there is a demand for continuous personal authentication (continuous authentication) even after regular login (see
継続認証の方法は、新たなパスワード入力などの特別な操作を、認証対象者に要求することのない方法、すなわち認証対象者が意識することなく認証を行うことができる方法であることが望ましい。 The continuous authentication method should preferably be a method that does not require the person to be authenticated to perform special operations such as entering a new password, that is, a method that allows the person to be authenticated without being aware of it.
しかしながら、上記特許文献1に開示された情報処理装置では、上述のような自然な継続認証のために、キーボードに加速度センサや圧力センサなどの特別な設備を設ける必要があった。
However, in the information processing apparatus disclosed in
本発明は、特別な設備を設けることなく、自然に継続認証を行うことができる個人識別システム、個人識別方法及びプログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a personal identification system, a personal identification method, and a program that enable continuous authentication to be performed naturally without providing special equipment.
上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る個人識別システムは、
電子機器に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、前記手により複数の操作入力が行われる一定時間連続して画像センサにより撮像させる撮像部と、
前記画像センサで撮像された複数の画像同士を合成するか、当該複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部で合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化部と、
前記正規化部で生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証部と、
を備え、
前記画像センサは、前記手全体を被写体とする画像として、各画素の値が前記画像センサと前記被写体との距離を示す距離画像を撮像し、
前記画像合成部は、各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を前記画像センサで撮像された複数の画像に対して行い、
前記認証部は、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する。
In order to achieve the above object, the personal identification system according to the first aspect of the present invention includes:
an imaging unit that captures an image of an entire hand that performs an operation input to an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
Synthesizing a plurality of images captured by the image sensor or synthesizing a plurality of images obtained by processing the plurality of images to generate a synthetic image showing how the hand movement spreads during the predetermined period of time. an image synthesizing unit to generate;
a normalization unit that normalizes the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication unit that performs personal authentication based on the normalized image generated by the normalization unit;
with
The image sensor captures a distance image in which the value of each pixel indicates the distance between the image sensor and the subject as an image of the entire hand as a subject;
The image synthesizing unit performs a process of dividing the value of each pixel by the maximum value that the pixel can take on a plurality of images captured by the image sensor,
The authentication unit
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated degree of similarity exceeds the threshold, the person is authenticated.
本発明の第2の観点に係る個人識別システムは、
電子機器に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、前記手により複数の操作入力が行われる一定時間連続して画像センサにより撮像させる撮像部と、
前記画像センサで撮像された複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部で合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化部と、
前記正規化部で生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証部と、
を備え、
前記画像センサは、
前記手全体を被写体とする画像として、可視光による画像を撮像し、
前記画像合成部は、
前記画像センサで撮像された複数の画像を、手の領域とそれ以外の領域とを区別する二値画像に変換し、前記二値画像の各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を行い、
前記認証部は、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する。
A personal identification system according to a second aspect of the present invention includes:
an imaging unit that captures an image of an entire hand that performs an operation input to an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
an image synthesizing unit for synthesizing a plurality of images obtained by processing a plurality of images captured by the image sensor to generate a synthetic image showing how the movement of the hand spreads during the predetermined time period;
a normalization unit that normalizes the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication unit that performs personal authentication based on the normalized image generated by the normalization unit;
with
The image sensor is
Capturing an image with visible light as an image of the entire hand as a subject,
The image synthesizing unit
A plurality of images captured by the image sensor are converted into a binary image that distinguishes the hand region from other regions, and the value of each pixel of the binary image is divided by the maximum value that the pixel can take. and
The authentication unit
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated degree of similarity exceeds the threshold, the person is authenticated.
前記認証部は、
前記正規化画像の各画素と、前記テンプレート画像の各画素との値の差の二乗和か、前記正規化画像の各画素と、前記テンプレート画像の各画素との値の差の絶対値和か、前記正規化画像の各画素と、前記テンプレート画像の各画素との値の正規化相互相関か、前記正規化画像の各画素と、前記テンプレート画像の各画素との値の零平均正規化相互相関か、のいずれかを、前記類似度として算出する、
こととしてもよい。
The authentication unit
Is the sum of the squares of the difference in value between each pixel of the normalized image and each pixel of the template image, or the sum of the absolute values of the difference between each pixel of the normalized image and each pixel of the template image ? , a normalized cross-correlation of the values of each pixel of the normalized image and each pixel of the template image, or a zero-mean normalized cross-correlation of the values of each pixel of the normalized image and each pixel of the template image. Calculate either the correlation or as the similarity,
You can do it.
本発明の第3の観点に係る個人識別方法は、
電子機器に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、前記手により複数の操作入力が行われる一定時間連続して画像センサにより撮像させる撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像された複数の画像同士を合成するか、当該複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップで合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化ステップと、
前記正規化ステップで生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証ステップと、
を含み、
前記画像センサは、前記手全体を被写体とする画像として、各画素の値が前記画像センサと前記被写体との距離を示す距離画像を撮像し、
前記画像合成ステップでは、各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を前記画像センサで撮像された複数の画像に対して行い、
前記認証ステップでは、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する。
本発明の第4の観点に係る個人識別方法は、
電子機器に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、前記手により複数の操作入力が行われる一定時間連続して画像センサにより撮像させる撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像された複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップで合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化ステップと、
前記正規化ステップで生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証ステップと、
を含み、
前記画像センサは、
前記手全体を被写体とする画像として、可視光による画像を撮像し、
前記画像合成ステップでは、
前記画像センサで撮像された複数の画像を、手の領域とそれ以外の領域とを区別する二値画像へ変換し、前記二値画像の各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を行い、
前記認証ステップでは、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する。
A personal identification method according to a third aspect of the present invention includes:
an imaging step of capturing an image of an entire hand that performs an operation input on an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
Synthesizing a plurality of images captured in the imaging step or synthesizing a plurality of images obtained by processing the plurality of images to generate a synthetic image showing how the movement of the hand spreads during the predetermined period of time. an image synthesizing step to generate;
a normalization step of normalizing the synthesized image synthesized in the image synthesizing step with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication step of performing personal authentication based on the normalized image generated in the normalization step;
including
The image sensor captures a distance image in which the value of each pixel indicates the distance between the image sensor and the subject as an image of the entire hand as a subject;
In the image synthesizing step, a plurality of images captured by the image sensor are processed by dividing the value of each pixel by the maximum value that the pixel can take,
In said authentication step,
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated degree of similarity exceeds the threshold, the person is authenticated.
A personal identification method according to a fourth aspect of the present invention includes:
an imaging step of capturing an image of an entire hand that performs an operation input on an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
an image synthesizing step of synthesizing a plurality of images obtained by processing the plurality of images captured in the imaging step to generate a synthetic image showing how the hand movement spreads during the predetermined time;
a normalization step of normalizing the synthesized image synthesized in the image synthesizing step with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication step of performing personal authentication based on the normalized image generated in the normalization step;
including
The image sensor is
Capturing an image with visible light as an image of the entire hand as a subject,
In the image synthesizing step,
A plurality of images captured by the image sensor are converted into a binary image that distinguishes the hand region from other regions, and the value of each pixel of the binary image is divided by the maximum value that the pixel can take. and
In said authentication step,
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated degree of similarity exceeds the threshold, the person is authenticated.
本発明の第5の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
電子機器に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、前記手により複数の操作入力が行われる一定時間連続して画像センサにより撮像させる撮像部、
前記画像センサで撮像された複数の画像同士を合成するか、当該複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成部、
前記画像合成部で合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化部、
前記正規化部で生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証部、
として機能させ、
前記画像センサは、前記手全体を被写体とする画像として、各画素の値が前記画像センサと前記被写体との距離を示す距離画像を撮像し、
前記画像合成部は、各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を前記画像センサで撮像された複数の画像に対して行い、
前記認証部は、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する。
本発明の第6の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
電子機器に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、前記手により複数の操作入力が行われる一定時間連続して画像センサにより撮像させる撮像部、
前記画像センサで撮像された複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成部、
前記画像合成部で合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化部、
前記正規化部で生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証部、
として機能させ、
前記画像センサは、
前記手全体を被写体とする画像として、可視光による画像を撮像し、
前記画像合成部は、
前記画像センサで撮像された複数の画像を、手の領域とそれ以外の領域とを区別する二値画像に変換し、前記二値画像の各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を行い、
前記認証部は、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する。
A program according to a fifth aspect of the present invention comprises
the computer,
An imaging unit that captures an image of the entire hand that performs operation input on an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
Synthesizing a plurality of images captured by the image sensor or synthesizing a plurality of images obtained by processing the plurality of images to generate a synthetic image showing how the hand movement spreads during the predetermined period of time. an image synthesizing unit to generate,
a normalization unit that normalizes the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication unit that performs personal authentication based on the normalized image generated by the normalization unit;
function as
The image sensor captures a distance image in which the value of each pixel indicates the distance between the image sensor and the subject as an image of the entire hand as a subject;
The image synthesizing unit performs a process of dividing the value of each pixel by the maximum value that the pixel can take on a plurality of images captured by the image sensor,
The authentication unit
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated degree of similarity exceeds the threshold, the person is authenticated.
A program according to a sixth aspect of the present invention comprises
the computer,
An imaging unit that captures an image of the entire hand that performs operation input on an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
an image synthesizing unit for synthesizing a plurality of images obtained by processing a plurality of images captured by the image sensor to generate a synthetic image showing how the movement of the hand spreads during the predetermined time period;
a normalization unit that normalizes the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication unit that performs personal authentication based on the normalized image generated by the normalization unit;
function as
The image sensor is
Capturing an image with visible light as an image of the entire hand as a subject,
The image synthesizing unit
A plurality of images captured by the image sensor are converted into a binary image that distinguishes the hand region from other regions, and the value of each pixel of the binary image is divided by the maximum value that the pixel can take. and
The authentication unit
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated degree of similarity exceeds the threshold, the person is authenticated.
本発明によれば、電子装置に対して操作入力を行う手の動きを、複数の操作入力を行う一定時間連続撮像して、その間の手の動きの広がり具合を示す正規化画像を生成する。複数の操作入力を行う時の手の動きの広がり具合は、人によって異なり模倣できないものであるため、正規化画像から個人を特定することができる。このようにすれば、カメラで手の動きを撮像するだけで、特別な設備を設けることなく、自然に継続認証を行うことができる。 According to the present invention, the motion of a hand that performs an operation input on an electronic device is continuously imaged for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed, and a normalized image is generated that indicates the spread of the hand motion during that time. Since the spread of hand movements when performing a plurality of operation inputs differs from person to person and cannot be imitated, an individual can be identified from the normalized image. In this way, continuous authentication can be naturally performed simply by imaging the movement of the hand with the camera, without providing special equipment.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。全図において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号が付されている。本実施の形態に係る個人識別システム1は、継続して個人認証を行うシステムである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all figures, the same reference numerals are attached to the same or corresponding components. The
実施の形態1.
まず、本発明の実施の形態1について説明する。図1に示すように、本実施の形態に係る個人識別システム1は、画像センサ2と、情報処理装置3と、を備える。
First,
画像センサ2は、例えば図2に示すように、セキュリティ保護対象であるコンピュータ端末4のディスプレイ5の中央上部に取り付けられている。画像センサ2の撮像視野は、コンピュータ端末4のキーボード6全体を捉えており、その位置は固定されている。
The
本実施の形態では、画像センサ2は、電子機器としてのコンピュータ端末4のキーボード6を操作する手(両手)を被写体とする画像を撮像する。画像センサ2は、距離画像を撮像するカメラである。距離画像は、各画素の値が、画像センサ2から被写体までの距離を示す画像である。距離画像では、通常、距離が近い方が、輝度値が高くなる。
In this embodiment, the
このような距離画像を撮像する撮像原理としては、2台のカメラの視差を利用する方式、1台のプロジェクタと1台のカメラとの視差を利用する方式、1台のプロジェクタと2台のカメラとの視差を利用する方式がある。プロジェクタからは、被写体に様々なパターンが投影され、そのパターンをカメラで計測することにより、距離が計測される。また、光源から赤外線等の光を照射し、物体で反射して戻るまでの時間差や受光位置等に基づいて距離を計測する方式も採用することができる。 As imaging principles for capturing such a distance image, there are a method using parallax between two cameras, a method using parallax between one projector and one camera, and a method using one projector and two cameras. There is a method using the parallax between Various patterns are projected onto the object from the projector, and the distance is measured by measuring the patterns with the camera. A method of measuring the distance based on the time difference between when light such as infrared light is emitted from a light source and reflected by an object and returned, the light receiving position, or the like can also be adopted.
情報処理装置3は、画像センサ2で撮像された画像に基づいて、個人認証を行うコンピュータである。情報処理装置3は、撮像部10と、画像合成部11と、正規化部12と、認証部13と、記憶部20,21と、を備える。
The
撮像部10は、画像センサ2を制御する。具体的には、撮像部10は、画像センサ2に対して、撮像開始指示を出力し、一定時間T(図3参照)経過後、撮像終了指示を出力する。一定時間Tは、コンピュータ端末4のキーボード6に対して手により複数の文字入力が行われる時間であり、例えば5分間とする。画像センサ2は、撮像開始指示を入力すると、連続撮像を開始し、撮像終了指示を入力すると、連続撮像を終了する。画像センサ2は、一定のサンプリング間隔で連続撮像を行い、撮像された画像をそれぞれ撮像部10に送る。
The
すなわち、撮像部10は、画像センサ2を制御して、コンピュータ端末4のキーボード6に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、その手により複数の操作入力が行われる一定時間T(図3参照)連続して撮像する。例えば、図3に示すように、一定時間Tにおけるサンプリング時間t1、t2、t3、t4、t5、t6、…、tN-1、tNで、画像センサ2が撮像を行い、画像G1、G2、G3、G4、G5、G6、…、GN-1、GNが生成される。生成された画像Gn(n=1~N)は、情報処理装置3の撮像部10に送られた後、記憶部20に記憶される。
That is, the
なお、一定時間Tは5分には限られず、5分より短くてもよいし、5分を超える時間であってもよい。一定時間Tとしては、生成される画像に手の動きの広がり具合に個人個人の特徴が表れている時間とするのが望ましい。また、撮像のサンプリング間隔も任意に決定することができる。 Note that the fixed time T is not limited to 5 minutes, and may be shorter than 5 minutes or longer than 5 minutes. It is desirable that the fixed time T be a time during which an individual's characteristics appear in the degree of spread of the hand movement in the generated image. Also, the sampling interval for imaging can be arbitrarily determined.
画像合成部11は、撮像部10により撮像された複数の画像Gn(n=1~N)の加工により得られた画像Gn’(n=1~N)を合成し、一定時間Tにおける手の動きの広がり具合を示す合成画像SGを生成する。具体的には、図3に示すように、画像合成部11は、まず、画像Gn(n=1~N)の各画素を、輝度の最大値である255で除算することにより、画像Gn’(n=1~N)を生成する。そして、画像合成部11は、画像Gn’(n=1~N)を足し合わせて合成画像SGを生成する。これにより、合成画像SGは、キーボード6に対して複数の操作入力を行った手の動きを合成した画像となる。生成された合成画像SGは、記憶部20に記憶される。
The
正規化部12は、画像合成部11で合成された合成画像SGを正規化して正規化画像SG’を生成する。具体的には、正規化部12は、記憶部20から合成画像SGを読み出す。そして、正規化部12は、合成画像SGにおいて輝度が最大となっている画素の輝度値を探索する。そして、正規化部12は、探索された輝度値に基づいて、輝度の最大値が255となるように合成画像SGを正規化して、正規化画像SG’を得る。
The
認証部13は、正規化部12で生成された正規化画像SG’に基づいて、本人認証を行う。図4(A)~図4(D)には、それぞれ異なる人の手の動きの広がり具合を示す正規化画像SG’が示されている。それぞれの正規化画像SG’は、模倣が困難なタイピング時の癖を表す画像であり、人によって異なる。このため、この正規化画像SG’に基づいて、本人認証を行うことができる。記憶部21には、予め、個人と対応付けられた手の動きの広がり具合を示すテンプレート画像TGが記憶されている。認証部13は、正規化画像SG’と、テンプレート画像TGとを比較するテンプレートマッチングを行い、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの類似度Rを算出する。認証部13は、算出された類似度Rに基づいて、本人認証を行う。
The
図5は、図1の情報処理装置3のハードウエア構成を示す。図5に示すように、個人識別システム1の情報処理装置3は、制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、操作部34、表示部35及び入出力部36を備える。主記憶部32、外部記憶部33、操作部34、表示部35、入出力部36は、いずれも内部バス30を介して制御部31に接続されている。なお、情報処理装置3は、コンピュータ端末4に組み込まれていてもよい。
FIG. 5 shows the hardware configuration of the
制御部31は、CPU(Central Processing Unit)等から構成されている。このCPUが、外部記憶部33に記憶されているプログラム39を実行することにより、図1に示す個人識別システム1の各構成要素が実現される。本実施の形態では、制御部31により、画像合成部11、正規化部12及び認証部13が構成される。
The
主記憶部32は、RAM(Random-Access Memory)等から構成されている。主記憶部32には、外部記憶部33に記憶されているプログラム39がロードされる。この他、主記憶部32は、制御部31の作業領域(データの一時記憶領域)として用いられる。
The
外部記憶部33は、フラッシュメモリ、ハードディスク、DVD(登録商標)-RAM(Digital Versatile Disc Random-Access Memory)、DVD(登録商標)-RW(Digital Versatile Disc ReWritable)等の不揮発性メモリから構成される。外部記憶部33には、制御部31に実行させるためのプログラム39があらかじめ記憶されている。また、外部記憶部33は、制御部31の指示に従って、このプログラム39の実行の際に用いられるデータを制御部31に供給し、制御部31から供給されたデータを記憶する。図1の記憶部20,21は、外部記憶部33に対応する。
The
操作部34は、キーボード及びマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボード及びポインティングデバイス等を内部バス30に接続するインターフェイス装置から構成されている。操作部34を介して、操作者が操作した内容に関する情報が制御部31に入力される。なお、操作部34は、キーボード6であってもよい。
The operating
表示部35は、CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display)又は有機EL(ElectroLuminescence)などから構成される。操作者が操作情報を入力する場合は、表示部35には、操作用の画面が表示される。なお、表示部35は、ディスプレイ5であってもよい。
The
入出力部36は、各種デバイスとのデータ入出力を行うインターフェイスである。入出力部36は、画像センサ2と接続され、制御部31から出力された指令データを画像センサ2に出力するとともに、画像センサ2から撮像画像データを入力する。本実施の形態では、制御部31及び入出力部36で、撮像部10が構成される。
The input/
情報処理装置3の各種構成要素は、プログラム39が、制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、操作部34、表示部35及び入出力部36などをハードウエア資源として用いて実行されることによってその機能を発揮する。
Various components of the
次に、本実施の形態に係る個人識別システム1の動作について説明する。個人識別システム1では、まず、テンプレート画像の生成処理が行われた後、継続認証処理が行われる。
Next, the operation of the
まず、テンプレート画像の生成処理について説明する。図6に示すように、まず、撮像部10は、画像センサ2を用いてコンピュータ端末4のキーボード6に対して文字入力を行う手全体を被写体とする画像を、手により複数の文字が入力される一定時間T連続して撮像し、複数の距離画像Gn(n=1~N)を取得する(ステップS1)。
First, the process of generating a template image will be described. As shown in FIG. 6, first, the
続いて、画像合成部11は、取得した複数の距離画像Gn(n=1~N)の各画素の輝度値を、255で除算して距離画像Gn’(n=1~N)を生成する(ステップS2)。
Subsequently, the
続いて、画像合成部11は、ステップS2で距離画像Gn(n=1~N)を255で除算することにより得られた複数の距離画像Gn’(n=1~N)を足し合わせて合成画像SGを生成する(ステップS3)。
Subsequently, in step S2, the
続いて、正規化部12は、合成画像SGの手領域の輝度の最大値を探索する(ステップS4)。正規化部12は、合成画像SGにおける手の領域の中で輝度値が最大となる部分を探索し、その輝度値を求める。このときの輝度値を255で割った数値をXとする。
Subsequently, the
続いて、正規化部12は、探索された最大値で、合成画像SGを正規化して最大の輝度値が255となるような正規化画像SG’を生成する(ステップS5)。正規化部12は、合成画像SGの各画素値をXで除算する。正規化画像SG’は、手の動きの広がり具合を示す画像であるため、手の領域の輝度の最大値で正規化を行うのが適切である。
Subsequently, the
続いて、正規化部12は、この正規化画像SG’を上下反転する(ステップS6)。この正規化画像SG’は、図4(A)~図4(D)に例示されるような画像となる。正規化部12は、この正規化画像SG’を、テンプレート画像TGとして、記憶部21に記憶する(ステップS7)。これにより、テンプレート画像TGの生成処理が終了する。
Subsequently, the
続いて、継続認証の処理について説明する。図7に示すように、まず、撮像部10は、画像センサ2を用いてコンピュータ端末4のキーボード6に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、その手により複数の操作入力が行われる一定時間T連続して撮像し、複数の距離画像Gn(n=1~N)を取得する(ステップS10;撮像ステップ)。図8には、このときに取得された距離画像Gn(n=1~N)の一例が示されている。図8に示すように、距離画像Gn(n=1~N)では、キーボード6を操作する手が他の部分と識別可能に表示されている。
Next, the continuous authentication process will be described. As shown in FIG. 7, first, the
続いて、画像合成部11は、取得した複数の距離画像Gn(n=1~N)の各画素の輝度値を255で除算して、距離画像Gn’(n=1~N)を生成する(ステップS11)。距離画像Gn’(n=1~N)の各画素の輝度値は、距離画像Gn(n=1~N)の各画素の255分の1となる。
Subsequently, the
続いて、画像合成部11は、距離画像Gn(n=1~N)に被写体として含まれている手の本数を取得する(ステップS12)。画像合成部11は、手の本数が2本であるか否かを判定する(ステップS13)。手の本数が2本でなければ(ステップS13;No)、情報処理装置3は、ステップS10に戻る。図9(A)には、手が1本である距離画像が示されている。この場合には、ステップS13における判定が否定され、情報処理装置3は、ステップS10に戻る。
Subsequently, the
一方、図9(B)に示すように、手の本数が2本であれば(ステップS13;Yes)、画像合成部11は、ステップS11で255が除算された複数の距離画像Gn’(n=1~N)を足し合わせて合成画像SGを生成する(ステップS14;画像合成ステップ)。図10には、合成画像SGの一例が示されている。
On the other hand, as shown in FIG. 9B, if the number of hands is two (step S13; Yes), the
続いて、正規化部12は、合成画像SGにおける手領域の輝度の最大値を探索する(ステップS15)。このときの輝度値を255で割った数値をXとする。続いて、正規化部12は、探索された最大値で、合成画像SGを正規化して正規化画像SG’を生成する(ステップS16;正規化ステップ)。具体的には、正規化部12は、合成画像SGの各画素値をXで除算する。図11には、正規化画像SG’の一例が示されている。正規化部12は、この正規化画像SG’を上下反転する(ステップS17)。図12には、このように上下反転された画像が示されている。
Subsequently, the
続いて、認証部13は、テンプレートマッチングを行う(ステップS18)。ここでは、ステップS17で生成された正規化画像SG’と、記憶部20に記憶されたテンプレート画像TGとのテンプレートマッチングを行って、両者の類似度Rを算出する。
Subsequently, the
類似度Rは、以下の式で示されるRssd、Rsad、Rncc、Rznccのいずれかを採用することができる。ここで、I(i,j)は、正規化画像SG’の各画素(i,j)の輝度値を示し、T(i,j)は、テンプレート画像TGの各画素(i,j)の輝度値を示す。i,jは、各画素の横軸の位置及び縦軸の位置を示す。
上記式(1)のRssdは、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの各画素の輝度値の差の二乗和(SSD:Sum of Squares Difference)を示す。Rssdは、0に近づけば近づくほど(低ければ低いほど)、類似度Rが高いということになる。認証部13が、類似度Rとして二乗和Rssdを算出する場合には、計算量を少なくすることができるという特徴がある。
上記式(2)のRsadは、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの各画素の輝度値の差の絶対値和を示す。Rsadは、0に近づけば近づくほど(低ければ低いほど)、類似度Rが高いということになる。認証部13が、類似度Rとして絶対値Rsad(SAD:Sum of Absolute Difference)を算出する場合には、外れ値(ノイズ等の原因より統計的に見て誤差成分の大きい画素の輝度値)の影響を受けにくいという利点がある。
上記式(3)のRnccは、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの各画素の輝度値の正規化相互相関を示す。認証部13が、類似度Rとして正規化相互相関Rnccを算出する場合には、正規化画像SG’が撮像された時の周囲の明るさと、テンプレート画像TGが撮像された時の周囲の明るさとの違いによる影響を受けにくいという利点がある。
上記式(4)のRznccは、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの各画素の輝度値の零平均正規化相互相関を示す。認証部13が、類似度Rとして、零平均正規化相互相関Rznccを算出する場合には、正規化相互相関Rnccよりも、正規化画像SG’が撮像された時の周囲の明るさと、テンプレート画像TGが撮像された時の周囲の明るさとの違いによる影響を受けにくいという利点がある。
As the degree of similarity R, any one of R ssd , R sad , R ncc and R zncc represented by the following formulas can be adopted. Here, I(i, j) indicates the brightness value of each pixel (i, j) of the normalized image SG′, and T(i, j) indicates the brightness value of each pixel (i, j) of the template image TG. Indicates luminance value. i and j indicate the position of each pixel on the horizontal axis and the position on the vertical axis.
R ssd in the above formula (1) represents the sum of squares (SSD: Sum of Squares Difference) of the difference in luminance value of each pixel between the normalized image SG′ and the template image TG. The closer R ssd is to 0 (the lower it is), the higher the similarity R is. When the authenticating
R sad in the above equation (2) indicates the sum of absolute values of differences in luminance values of pixels between the normalized image SG′ and the template image TG. The closer R sad is to 0 (the lower it is), the higher the similarity R is. When the
R ncc in the above equation (3) represents the normalized cross-correlation of the luminance value of each pixel between the normalized image SG′ and the template image TG. When the
R zncc in the above equation (4) represents the zero-mean normalized cross-correlation of the brightness values of each pixel between the normalized image SG′ and the template image TG. When the authenticating
続いて、認証部13は、算出された類似度Rが閾値を上回るか否かにより、本人認証を行う(ステップS19;認証ステップ)。具体的には、上述のようにして求められた類似度Rが閾値より高ければ、本人であると認証し、コンピュータ端末4の使用を続行可能とする。一方、類似度Rが閾値より低ければ、別人であるとして、例えばコンピュータ端末4の使用を不可とする。
Subsequently, the
図13には、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの画素値の差の二乗和Rssdを類似度Rとした場合のグラフが示されている。図13に示すように、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとが同一人物のものである場合には、二乗和Rssdの値は、0近傍となり、異なる人物である場合には、0より大きくなっている。したがって、このグラフにおける同一人物の領域(点線)と、異なる人物の領域(実線)との間を閾値とすれば、本人認証を高精度に行うことができる。 FIG. 13 shows a graph where the similarity R is the sum of squares Rssd of the pixel value differences between the normalized image SG′ and the template image TG. As shown in FIG. 13, when the normalized image SG′ and the template image TG are of the same person, the value of the sum of squares R ssd is close to 0. It's getting bigger. Therefore, if a threshold value is set between the area of the same person (dotted line) and the area of a different person (solid line) in this graph, the person can be authenticated with high accuracy.
図14には、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの画素値の差の絶対値和Rsadを類似度Rとした場合のグラフが示されている。図14に示すように、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとが同一人物のものである場合には、絶対値和Rsadの値は、0近傍となり、異なる人物である場合には、0より大きくなっている。したがって、このグラフにおける同一人物の領域(点線)と、異なる人物の領域(実線)との間を閾値とすれば、本人認証を高精度に行うことができる。 FIG. 14 shows a graph in which the similarity R is defined as the sum of absolute values R sad of the pixel value differences between the normalized image SG′ and the template image TG. As shown in FIG. 14, when the normalized image SG′ and the template image TG are of the same person, the value of the absolute value sum R sad is close to 0, and when they are of different persons, the value is 0 getting bigger. Therefore, if a threshold value is set between the area of the same person (dotted line) and the area of a different person (solid line) in this graph, the person can be authenticated with high accuracy.
図15には、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの各画素の輝度値の正規化相互相関Rnccを類似度Rとした場合のグラフが示されている。縦軸がRnccである。図15に示すように、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとが同一人物のものである場合には、正規化相互相関Rnccの値は、1近傍となり、異なる人物である場合には、1より小さくなっている。したがって、このグラフにおける同一人物の領域(点線)と、異なる人物の領域(実線)との間を閾値とすれば、本人認証を高精度に行うことができる。 FIG. 15 shows a graph where the similarity R is the normalized cross-correlation Rncc of the brightness values of the pixels of the normalized image SG′ and the template image TG. The vertical axis is Rncc . As shown in FIG. 15, when the normalized image SG′ and the template image TG are of the same person, the value of the normalized cross-correlation R ncc is close to 1, and when they are of different persons, is smaller than 1. Therefore, if a threshold value is set between the area of the same person (dotted line) and the area of a different person (solid line) in this graph, the person can be authenticated with high accuracy.
図16には、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとの各画素の輝度値の差の零平均正規化相互相関Rznccを類似度Rとした場合のグラフが示されている。縦軸がRznccである。図16に示すように、正規化画像SG’とテンプレート画像TGとが同一人物のものである場合には、零平均正規化相互相関Rznccの値は、1近傍となり、異なる人物である場合には、1より小さくなっている。したがって、このグラフにおける同一人物の領域(点線)と、異なる人物の領域(実線)との間を閾値とすれば、本人認証を高精度に行うことができる。 FIG. 16 shows a graph in which the similarity R is defined as the zero-mean normalized cross-correlation R zncc of the luminance value difference of each pixel between the normalized image SG′ and the template image TG. The vertical axis is Rzncc . As shown in FIG. 16, when the normalized image SG′ and the template image TG are of the same person, the value of the zero-mean normalized cross-correlation R zncc is close to 1, and when they are of different persons, is less than 1. Therefore, if a threshold value is set between the area of the same person (dotted line) and the area of a different person (solid line) in this graph, the person can be authenticated with high accuracy.
このように、類似度Rにより、同一人物の類似度Rと、異なる人物の類似度Rとを明確に分離可能であることが明らかとなった。したがって、類似度Rを閾値と比較することにより、本人認証が可能となる。 In this way, it has been clarified that the degree of similarity R can be used to clearly separate the degree of similarity R of the same person from the degree of similarity R of a different person. Therefore, by comparing the degree of similarity R with a threshold value, personal authentication becomes possible.
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態に係る個人識別システム1は、画像センサ2と、情報処理装置3と、を備える点は、上記実施の形態1に係る個人識別システム1と異なる。
Next,
本実施の形態に係る個人識別システム1の構成は、図1に示す上記実施の形態1に係る個人識別システム1と同じである。ただし、本実施の形態では、画像センサ2は、距離画像ではなく、可視光による画像を撮像するセンサ(可視光域に感度のある2次元画像センサ)である。
The configuration of the
図17に示すように、本実施の形態では、画像の取得(ステップS10)と、画像の除算(ステップS11)との間に、画像合成部11は、画像の二値化を行う(ステップS30)。具体的には、画像合成部11は、撮像部10で撮像された画像を、手の領域とそれ以外の領域とを区別する二値画像に変換する。この二値画像は、手の領域の輝度が高く、その他の領域の輝度が低い画像となる。
As shown in FIG. 17, in the present embodiment, between image acquisition (step S10) and image division (step S11), the
図17における他の処理は、上記実施の形態1と同様である。その後、撮像部10は、二値画像の各画素の値を255で除算し(ステップS11)、画像合成部11は、除算された二値画像を足し合わせて合成画像SGを生成する(ステップS14)。そして、認証部13は、生成された合成画像SGに基づいて、正規化画像SG’を生成する(ステップS17)。テンプレートマッチングは、この正規化画像SG’を用いて行われる。
Other processes in FIG. 17 are the same as those in the first embodiment. After that, the
以上詳細に説明したように、上記各実施の形態によれば、コンピュータ端末4のキーボード6に対して操作入力を行う手の動きを、複数の操作入力を行う間連続撮像して、その間の手の動きの広がり具合を示す正規化画像SG’を生成する。複数の操作入力を行う時の手の動きの広がり具合は、人によって全く異なるため、手の動きの広がり具合を示す正規化画像SG’から個人を特定することができる。このようにすれば、画像センサ2で手の動きを撮像するだけで、特別な設備を設けることなく、自然に継続認証を行うことができる。
As described in detail above, according to the above-described embodiments, the motion of the hand for inputting an operation to the
上記各実施の形態では、キーボード6を操作する手(注目領域)の複数の画像を加算し、輝度の最大値が255となるように正規化された正規化画像SG’(FEI(Fingering Energy Image)画像という)に基づいて、継続認証を行う。正規化画像SG’では、手がほとんど動かない場所では像が白くなり、手が頻繁に動く場所では像がぼやける。この結果、正規化画像SG’は、キーボード6を操作する手の動きの広がり具合を示す画像となり、個人の特徴を示す画像となる。
In each of the above embodiments, a normalized image SG′ (FEI (Finger Energy Image ) image) to perform continuous authentication. In the normalized image SG', the image appears white where the hand hardly moves, and the image becomes blurred where the hand frequently moves. As a result, the normalized image SG' becomes an image showing the spread of the movement of the hand operating the
上記各実施の形態によれば、キーボード6のタイピング時の手の動き(運指)の違いを示す手の動きの広がり具合に基づいて、個人認証が行われる。したがって、タイピングの正確性、早さ、キーを押す強さを検出する必要はない。
According to each of the embodiments described above, personal authentication is performed based on the degree of spread of hand movements, which indicates differences in hand movements (fingering) during typing on the
また、認証を行うのに、特定のキーワードやフレーズを文字入力する必要もないので、途中で作業を中断せずに、認証を行うことができる。このため、コンピュータ端末4の利便性を損なわないようにすることができる。また、指紋や虹彩などの個人の身体的特徴を用いて認証を行う必要もない。
In addition, since it is not necessary to input a specific keyword or phrase for authentication, the authentication can be performed without interrupting the work. Therefore, the convenience of the
なお、上記各実施の形態では、コンピュータ端末4のキーボード6を操作する手の動きの広がり具合に基づいて本人認証を行ったが、本発明はこれには限られない。例えば、図18(A)及び図18(B)に示すように、スマートフォンを操作する手の動きの広がり具合を示す正規化画像SG’を生成し、生成された正規化画像SG’に基づいて、本人認証を行うようにしてもよい。なお、この場合には、画像センサ2の位置と、スマートフォンの位置とが撮像の度にずれるため、複数の画像を合成する場合には、例えばスマートフォンの位置を画像間で合わせてから画像を合成する必要がある。
In each of the above-described embodiments, personal authentication is performed based on the extent of movement of the hand operating the
なお、上記各実施の形態では、撮像された画像を255で除算したが、本発明はこれには限られない。撮像された画像をそのまま合成するようにしてもよい。また、上記各実施の形態では、正規化画像SG’を上下反転させたが、本発明はこれには限られない。正規化画像SG’を反転させずに、テンプレートマッチングを行うようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the captured image is divided by 255, but the present invention is not limited to this. You may make it synthesize|combine the imaged image as it is. Also, in each of the above embodiments, the normalized image SG' is vertically inverted, but the present invention is not limited to this. Template matching may be performed without inverting the normalized image SG'.
その他、個人識別システム1のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。
In addition, the hardware configuration and software configuration of the
制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、操作部34、表示部35、入出力部36及び内部バス30などから構成される個人識別システム1の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(フレキシブルディスク、CD-ROM、DVD(登録商標)-ROM等)に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する個人識別システム1を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで個人識別システム1を構成してもよい。
The main processing part of the
個人識別システム1の機能を、OS(オペレーティングシステム)とアプリケーションプログラムの分担、またはOSとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
When the functions of the
搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS, Bulletin Board System)にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。 It is also possible to superimpose a computer program on a carrier wave and distribute it via a communication network. For example, the computer program may be posted on a bulletin board system (BBS, Bulletin Board System) on a communication network and distributed over the network. Then, the computer program may be configured to be started and executed in the same manner as other application programs under the control of the OS so that the above processes can be executed.
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。 The present invention is capable of various embodiments and modifications without departing from the broader spirit and scope of the invention. Moreover, the embodiment described above is for explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is indicated by the claims rather than the embodiments. Various modifications made within the scope of the claims and within the meaning of equivalent inventions are considered to be within the scope of the present invention.
本発明は、継続的な個人認証に適用することができる。 The present invention can be applied to continuous personal authentication.
1 個人識別システム、2 画像センサ、3 情報処理装置、4 コンピュータ端末、5 ディスプレイ、6 キーボード、10 撮像部、11 画像合成部、12 正規化部、13 認証部、20,21 記憶部、30 内部バス、31 制御部、32 主記憶部、33 外部記憶部、34 操作部、35 表示部、36 入出力部、39 プログラム 1 personal identification system, 2 image sensor, 3 information processing device, 4 computer terminal, 5 display, 6 keyboard, 10 imaging unit, 11 image synthesis unit, 12 normalization unit, 13 authentication unit, 20, 21 storage unit, 30 inside bus, 31 control unit, 32 main storage unit, 33 external storage unit, 34 operation unit, 35 display unit, 36 input/output unit, 39 program
Claims (7)
前記画像センサで撮像された複数の画像同士を合成するか、当該複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部で合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化部と、
前記正規化部で生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証部と、
を備え、
前記画像センサは、前記手全体を被写体とする画像として、各画素の値が前記画像センサと前記被写体との距離を示す距離画像を撮像し、
前記画像合成部は、各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を前記画像センサで撮像された複数の画像に対して行い、
前記認証部は、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する、
個人識別システム。 an imaging unit that captures an image of an entire hand that performs an operation input to an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
Synthesizing a plurality of images captured by the image sensor or synthesizing a plurality of images obtained by processing the plurality of images to generate a synthetic image showing how the hand movement spreads during the predetermined period of time. an image synthesizing unit to generate;
a normalization unit that normalizes the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication unit that performs personal authentication based on the normalized image generated by the normalization unit;
with
The image sensor captures a distance image in which the value of each pixel indicates the distance between the image sensor and the subject as an image of the entire hand as a subject;
The image synthesizing unit performs a process of dividing the value of each pixel by the maximum value that the pixel can take on a plurality of images captured by the image sensor,
The authentication unit
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated similarity exceeds the threshold, the person is authenticated;
personal identification system.
前記画像センサで撮像された複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部で合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化部と、
前記正規化部で生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証部と、
を備え、
前記画像センサは、
前記手全体を被写体とする画像として、可視光による画像を撮像し、
前記画像合成部は、
前記画像センサで撮像された複数の画像を、手の領域とそれ以外の領域とを区別する二値画像に変換し、前記二値画像の各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を行い、
前記認証部は、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する、
個人識別システム。 an imaging unit that captures an image of an entire hand that performs an operation input to an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
an image synthesizing unit for synthesizing a plurality of images obtained by processing a plurality of images captured by the image sensor to generate a synthetic image showing how the movement of the hand spreads during the predetermined time period;
a normalization unit that normalizes the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication unit that performs personal authentication based on the normalized image generated by the normalization unit;
with
The image sensor is
Capturing an image with visible light as an image of the entire hand as a subject,
The image synthesizing unit
A plurality of images captured by the image sensor are converted into a binary image that distinguishes the hand region from other regions, and the value of each pixel of the binary image is divided by the maximum value that the pixel can take. and
The authentication unit
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated similarity exceeds the threshold, the person is authenticated;
personal identification system.
前記正規化画像の各画素と、前記テンプレート画像の各画素との値の差の二乗和か、前記正規化画像の各画素と、前記テンプレート画像の各画素との値の差の絶対値和か、前記正規化画像の各画素と、前記テンプレート画像の各画素との値の正規化相互相関か、前記正規化画像の各画素と、前記テンプレート画像の各画素との値の零平均正規化相互相関か、のいずれかを、前記類似度として算出する、
請求項1又は2に記載の個人識別システム。 The authentication unit
Is the sum of the squares of the difference in value between each pixel of the normalized image and each pixel of the template image, or the sum of the absolute values of the difference between each pixel of the normalized image and each pixel of the template image? , a normalized cross-correlation of the values of each pixel of the normalized image and each pixel of the template image, or a zero-mean normalized cross-correlation of the values of each pixel of the normalized image and each pixel of the template image. Calculate either the correlation or as the similarity,
3. Personal identification system according to claim 1 or 2.
前記撮像ステップで撮像された複数の画像同士を合成するか、当該複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップで合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化ステップと、
前記正規化ステップで生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証ステップと、
を含み、
前記画像センサは、前記手全体を被写体とする画像として、各画素の値が前記画像センサと前記被写体との距離を示す距離画像を撮像し、
前記画像合成ステップでは、各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を前記画像センサで撮像された複数の画像に対して行い、
前記認証ステップでは、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する、
個人識別方法。 an imaging step of capturing an image of an entire hand that performs an operation input on an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
Synthesizing a plurality of images captured in the imaging step or synthesizing a plurality of images obtained by processing the plurality of images to generate a synthetic image showing how the movement of the hand spreads during the predetermined period of time. an image synthesizing step to generate;
a normalization step of normalizing the synthesized image synthesized in the image synthesizing step with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication step of performing personal authentication based on the normalized image generated in the normalization step;
including
The image sensor captures a distance image in which the value of each pixel indicates the distance between the image sensor and the subject as an image of the entire hand as a subject;
In the image synthesizing step, a plurality of images captured by the image sensor are processed by dividing the value of each pixel by the maximum value that the pixel can take,
In said authentication step,
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated similarity exceeds the threshold, the person is authenticated;
Personal identification method.
前記撮像ステップで撮像された複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップで合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化ステップと、
前記正規化ステップで生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証ステップと、
を含み、
前記画像センサは、
前記手全体を被写体とする画像として、可視光による画像を撮像し、
前記画像合成ステップでは、
前記画像センサで撮像された複数の画像を、手の領域とそれ以外の領域とを区別する二値画像へ変換し、前記二値画像の各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を行い、
前記認証ステップでは、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する、
個人識別方法。 an imaging step of capturing an image of an entire hand that performs an operation input on an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
an image synthesizing step of synthesizing a plurality of images obtained by processing the plurality of images captured in the imaging step to generate a synthetic image showing how the hand movement spreads during the predetermined time;
a normalization step of normalizing the synthesized image synthesized in the image synthesizing step with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication step of performing personal authentication based on the normalized image generated in the normalization step;
including
The image sensor is
Capturing an image with visible light as an image of the entire hand as a subject,
In the image synthesizing step,
A plurality of images captured by the image sensor are converted into a binary image that distinguishes the hand region from other regions, and the value of each pixel of the binary image is divided by the maximum value that the pixel can take. and
In said authentication step,
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated similarity exceeds the threshold, the person is authenticated;
Personal identification method.
電子機器に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、前記手により複数の操作入力が行われる一定時間連続して画像センサにより撮像させる撮像部、
前記画像センサで撮像された複数の画像同士を合成するか、当該複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成部、
前記画像合成部で合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化部、
前記正規化部で生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証部、
として機能させ、
前記画像センサは、前記手全体を被写体とする画像として、各画素の値が前記画像センサと前記被写体との距離を示す距離画像を撮像し、
前記画像合成部は、各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を前記画像センサで撮像された複数の画像に対して行い、
前記認証部は、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する、
プログラム。 the computer,
An imaging unit that captures an image of the entire hand that performs operation input on an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
Synthesizing a plurality of images captured by the image sensor or synthesizing a plurality of images obtained by processing the plurality of images to generate a synthetic image showing how the hand movement spreads during the predetermined period of time. an image synthesizing unit to generate,
a normalization unit that normalizes the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication unit that performs personal authentication based on the normalized image generated by the normalization unit;
function as
The image sensor captures a distance image in which the value of each pixel indicates the distance between the image sensor and the subject as an image of the entire hand as a subject;
The image synthesizing unit performs a process of dividing the value of each pixel by the maximum value that the pixel can take on a plurality of images captured by the image sensor,
The authentication unit
calculating a degree of similarity between the normalized image and the template image by performing template matching for comparing the normalized image with a pre-stored template image;
If the calculated similarity exceeds the threshold, the person is authenticated;
program.
電子機器に対して操作入力を行う手全体を被写体とする画像を、前記手により複数の操作入力が行われる一定時間連続して画像センサにより撮像させる撮像部、
前記画像センサで撮像された複数の画像の加工により得られた複数の画像同士を合成して、前記一定時間における手の動きの広がり具合を示す合成画像を生成する画像合成部、
前記画像合成部で合成された前記合成画像を前記合成画像における画素の最大値を基準として正規化して正規化画像を生成する正規化部、
前記正規化部で生成された前記正規化画像に基づいて、本人認証を行う認証部、
として機能させ、
前記画像センサは、
前記手全体を被写体とする画像として、可視光による画像を撮像し、
前記画像合成部は、
前記画像センサで撮像された複数の画像を、手の領域とそれ以外の領域とを区別する二値画像に変換し、前記二値画像の各画素の値をその画素が取り得る最大値で除算する加工を行い、
前記認証部は、
前記正規化画像と、予め記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを行うことにより、前記正規化画像と前記テンプレート画像との類似度を算出し、
算出された類似度が閾値を上回る場合、本人であると認証する、
プログラム。 the computer,
An imaging unit that captures an image of the entire hand that performs operation input on an electronic device as a subject, with an image sensor continuously for a certain period of time during which a plurality of operation inputs are performed with the hand;
an image synthesizing unit for synthesizing a plurality of images obtained by processing a plurality of images captured by the image sensor to generate a synthetic image showing how the movement of the hand spreads during the predetermined time period;
a normalization unit that normalizes the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit with reference to the maximum value of pixels in the synthesized image to generate a normalized image;
an authentication unit that performs personal authentication based on the normalized image generated by the normalization unit;
function as
The image sensor is
Capturing an image with visible light as an image of the entire hand as a subject,
The image synthesizing unit
A plurality of images captured by the image sensor are converted into a binary image that distinguishes the hand region from other regions, and the value of each pixel of the binary image is divided by the maximum value that the pixel can take. and
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program.
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JP2010128822A (en) | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Fujitsu Ltd | Apparatus, method and program for biometric authentication |
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-
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- 2018-05-15 JP JP2018093836A patent/JP7256512B2/en active Active
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江尻 正員,ディジタル画像処理 [改訂新版] 第一版 DIGITAL IMAGE PROCESSING,第1版,日本,公益財団法人画像情報教育振興協会(CG-ARTS協会) 松阪 喜幸,2015年03月09日,p.218-220 |
Also Published As
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