CN101587547A - 静脉认证装置以及静脉认证方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供了一种静脉认证装置和静脉认证方法。所述静脉认证装置包括：成像单元，用于生成复数件静脉成像数据；静脉纹提取单元，用于从复数件静脉成像数据中的每个静脉成像数据来提取静脉纹；旋转量计算单元，用于伴随着所提取的每个静脉纹的旋转运动来对手指的旋转量和旋转方向进行计算；以及注册信息选择单元，用于如果在对成像范围的偏移量进行计算以及对所述成像范围的偏移宽度是否等于或大于预定的阈值进行确定之后，所述成像范围的偏移宽度小于所述预定的阈值，则从复数个静脉纹中选择要被注册为模板的静脉纹，以制作静脉纹注册信息。

Description

静脉认证装置以及静脉认证方法

技术领域

本发明涉及静脉认证装置以及静脉认证方法。

背景技术

近年来，随着信息通信技术的发展，用诸如PDA(个人数字助理)的移动终端以及诸如移动电话的移动设备来使用诸如电子货币以及月票的各种服务成为可能。可以使用各种认证方法来保证使用这些服务时的安全。

已知通过使用静脉纹来进行个人认证的静脉认证技术是这些认证方法中的一种，所述静脉纹可以通过对身体的一部分进行成像来获得。静脉认证由于其确定精度高且窜改和伪造困难而被期望成为下一代的生物特征个人认证。

然而，在生物特征个人认证中，不必每次都由于认证的生物特征状态或环境的改变而对同样的信息进行输入，以及，必须在一定分布的范围内对输入进行概率假定。因此，难以用统一的模板信息来稳定地进行认证处理。

所以，出现了一种通过把围绕被设置为手指的长度方向的轴来轻轻旋转手指所获得的不同的纹保留为模板来稳定地进行认证的方法(例如，见日本专利申请公开No.2007-213427)。

发明内容

然而，根据日本专利申请公开No.2007-213427中所描述的方法，虽然在认证过程中对用户没有特别的负担，但问题是：用户接口使得在注册过程中不可避免地需要不合理地进行移动或者迫使用户单方面地进行移动。

因此，鉴于以上问题，做出了本发明，期望提供一种静脉认证装置和静脉认证方法，能够获取其中无需迫使用户进行不合理的移动即可出现稳定不同的旋转偏移的模板数据，以及还能够获取能够实现稳定的认证处理的模板。

根据本发明的实施例，提供了一种静脉认证装置，包括：光源单元，用于用预定波长的近红外光、对围绕沿长度方向的轴进行旋转运动的手指的表面进行照射；成像单元，用于按预定时间间隔对被近红外光照射的手指的表面进行成像，以生成复数件成像范围互不相同的静脉成像数据；静脉纹提取单元，用于从复数件静脉成像数据中的每个静脉成像数据来提取静脉纹；旋转量计算单元，用于相对于静脉纹中的一个静脉纹的成像范围、伴随着所提取的静脉纹中的每个静脉纹的旋转运动来对手指的旋转量和旋转方向进行计算；以及，注册信息选择单元，用于如果在基于旋转方向和旋转量对成像范围的偏移量进行计算以及对所述成像范围的偏移宽度是否等于或大于预定的阈值进行确定之后，所述成像范围的偏移宽度小于所述预定的阈值，则从复数个静脉纹中选择要被注册为模板的静脉纹，以制作静脉纹注册信息。

根据这种配置，光源单元用预定波长的近红外光、对围绕沿长度方向的轴进行旋转运动的手指的表面进行照射；成像单元按预定时间间隔对被近红外光照射的手指的表面进行成像，以生成复数件成像范围互不相同的静脉成像数据；以及，静脉纹提取单元从复数件静脉成像数据中的每个静脉成像数据来提取静脉纹。旋转量计算单元相对于静脉纹中的一个静脉纹的成像范围、伴随着所提取的静脉纹中的每个静脉纹的旋转运动来对手指的旋转量和旋转方向进行计算。注册信息选择单元进行以下操作：如果在基于旋转方向和旋转量对成像范围的偏移量进行计算以及对所述成像范围的偏移宽度是否等于或大于预定的阈值进行确定之后，所述成像范围的偏移宽度小于所述预定的阈值，则注册信息选择单元从复数个静脉纹中选择要被注册为模板的静脉纹，以制作静脉纹注册信息。

优选地，注册信息选择单元保留处于成像范围的两端的静脉纹，以及，从所述处于两端的静脉纹之间所存在的静脉纹之中选择存在于如下位置的静脉纹：到相邻的静脉纹的距离接近于基本上均等。

静脉认证装置还进一步包括：静脉纹认证单元，用于基于被注册为模板的注册信息来对所提取的静脉纹进行认证，其中：注册信息选择单元可以使用所述注册信息以及被认证的静脉纹对所注册的注册信息的内容进行更新。

旋转量计算单元可以对一个要作为参考的静脉纹与其它的静脉纹之间的相关系数进行计算，以基于所述相关系数的峰值位置的偏移量和偏移方向来计算旋转方向和旋转量。

成像范围的偏移宽度的阈值可以为代表一个要作为参考的静脉纹的成像范围的像素量的10％。

根据本发明的另一实施例，提供了一种静脉认证方法，包括步骤：用预定波长的近红外光、对围绕沿长度方向的轴进行旋转运动的手指的表面进行照射；按预定时间间隔对被近红外光照射的手指的表面进行成像，以生成复数件成像范围互不相同的静脉成像数据；从复数件静脉成像数据中的每个静脉成像数据来提取静脉纹；相对于静脉纹中的一个静脉纹的成像范围、伴随着所提取的静脉纹中的每个静脉纹的旋转运动来对手指的旋转量和旋转方向进行计算；以及，如果在基于旋转方向和旋转量对成像范围的偏移量进行计算以及对所述成像范围的偏移宽度是否等于或大于预定的阈值进行确定之后，所述成像范围的偏移宽度小于所述预定的阈值，则从复数个静脉纹中选择要被注册为模板的静脉纹，以制作静脉纹注册信息。

根据本发明的上述实施例，能够获取其中无需迫使用户进行不合理的移动即可出现稳定不同的旋转偏移的模板数据，以及还能够获取能够实现稳定的认证处理的模板。

附图说明

图1A是示意了根据本发明第一实施例的静脉认证方法的概况的解释性的视图；

图1B是示意了根据该实施例的静脉认证方法的概况的解释性的视图；

图2是示意了根据该实施例的静脉认证方法的概况的解释性的视图；

图3A是示意了根据该实施例的静脉认证方法的概况的解释性的视图；

图3B是示意了根据该实施例的静脉认证方法的概况的解释性的视图；

图4是示意了根据该实施例的静脉认证装置的配置的方框图；

图5是示意了旋转量的计算以及旋转方向的解释性的视图；

图6是示意了由根据该实施例的静脉认证装置所进行的注册信息的选择处理的解释性的视图；

图7是示意了由根据该实施例的静脉认证装置所进行的注册信息的选择处理的解释性的视图；

图8是示意了由根据该实施例的静脉认证装置所进行的注册信息的选择处理的解释性的视图；

图9A是示意了由根据该实施例的静脉认证装置所进行的注册信息的选择处理的解释性的视图；

图9B是示意了由根据该实施例的静脉认证装置所进行的注册信息的选择处理的解释性的视图；

图10是示意了由根据该实施例的静脉认证装置所进行的注册信息的选择处理的解释性的视图；

图11是示意了根据该实施例的静脉认证方法的流程图；

图12是示意了由根据该实施例的静脉认证装置所进行的注册信息的选择处理的流程图；

图13是示意了在认证处理过程中注册信息的更新的解释性的视图；

图14是示意了在认证处理过程中注册信息的更新方法的流程图；

图15是示意了根据该实施例的信息处理装置的硬件配置的方框图；

图16是示意了根据相关领域中的信息处理方法的模板的注册方法的解释性的视图；以及

图17是示意了根据相关领域中的信息处理方法的模板的注册方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参考附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。注意，在本说明书以及附图中，具有基本相同的功能和结构的结构元件被标注了同样的附图标记，略去了对这些结构元件的重复描述。

在开始对根据本发明各实施例的静脉认证装置和静脉认证方法进行描述之前，将参考图16和图17对相关领域中的静脉认证方法的问题进行描述。

图16是示意了根据相关领域中的信息处理方法的模板的注册方法的解释性的视图，以及，图17是示意了根据相关领域中的信息处理方法的模板的注册方法的流程图。

以相关领域中的模板的注册方法为例，例如，以下将对在获取了总共三个图像(左，中，右)之后把不同的旋转偏移获取为模板数据的方法进行描述。

根据此方法，如图16所示，首先确定参考模板。即，对其中手指处于停留的状态进行捕捉并将其定义为参考位置，以及，根据此状态的图像来生成参考模板。处于停留状态中的手指是指成像帧单元，以及此处，没有对用户施加负担。接下来，如图16所示，模板数据在从参考位置被顺时针或逆时针旋转之后、在获得预设的旋转的位置(即，在右边和左边±dmax的旋转限制位置)处被注册为参考图像。在相关领域的方法中，旋转偏移的注册范围w_thr为2d_max。

以下将参考图17对模板数据的注册方法的流程图进行描述。

根据相关领域中的方法，通过在显示屏幕上来显示用于提示用户将他的(她的)手指进行停留的GUI(图形用户接口)，用户被提示将他的(她的)手指进行停留(步骤S1)。随后，根据相关领域中的方法，对手指的表面进行成像以产生第一件成像数据且所述数据被选择为第一候选(步骤S3)。

接下来，根据相关领域中的该方法，在显示屏幕上来显示用于提示用户逆时针旋转他的(她的)手指的消息并对手指实际上是否进行了旋转进行检测(步骤S5)。当旋转量达到其限制时(步骤S7)，根据相关领域中的该方法，对手指的表面进行成像以产生第二件成像数据且所述数据被选择为第二候选(步骤S9)。

接下来，根据相关领域中的该方法，在显示屏幕上来显示用于提示用户顺时针旋转他的(她的)手指的消息并对手指实际上是否进行了旋转进行检测(步骤S11)。当旋转量达到其限制时(步骤S13)，根据相关领域中的该方法，对手指的表面进行成像以产生第三件成像数据且所述数据被选择为第三候选(步骤S15)。

在此情形中，如上所述，对通常不经常使用的手指进行旋转的动作在应用的GUI指令下来进行。如果预先设置了顺时针/逆时针旋转的顺序，流程变得更复杂，以及进一步地，会存在如下的旋转方向：一些人在该方向上来旋转他们的手指有困难。这种对于用户而言非常麻烦的动作其本身会是使用的障碍。

因此，在以下所描述的根据本发明各实施例的静脉认证装置和静脉认证方法中，迫使用户所做的事项被减少了，以及，GUI和注册处理不相关联，使得以用户自由移动的方式来提取注册所必需的信息。

以下的描述以获取三件模板数据的情形为例，但是，如果三件或更多件模板数据被获取，则在根据本发明各实施例的静脉认证装置和静脉认证方法中也能够类似地进行处理。

(第一实施例)

<根据本实施例的静脉认证方法的概况>

以下将参考图1A至图3B对根据本实施例的静脉认证方法的概况进行描述。图1A至图3B是示意了根据本实施例的静脉认证方法的概况的解释性的视图。

在根据本实施例的静脉认证方法中，如图1A所示，图像传感器Cam对被置于静脉认证装置10的光源单元LS上方的手指表面FG进行成像，以及，静脉纹被提取。在对手指表面FG进行成像时，用户围绕沿长度方向的旋转轴来旋转手指，而所述轴几乎是固定的。作为结果，用户的手指无需靠近光源单元LS进行平移即会呈现。

如果在此状态中对手指进行成像，如图1B所示，要被成像的手指将从各种方向被成像，作为结果，在宽度方向上具有预定延展的成像数据被获取，而长度方向上的尺寸几乎是恒定的。成像数据的宽度成为要注册为模板的注册范围。

接下来，将参考图2对根据本实施例的静脉认证方法中的手指的旋转运动进行描述。下部所示出的图都示意了作为手指移动的在成像范围中被摄像的图像的平移量(换言之，旋转所致的弧的长度)，而旋转轴则几乎是固定的，且没有示出正在对手指本身进行平移。

根据本实施例的静脉认证方法，需要保留针对用户的移动的成像的历史。在此，需要首先捕捉停留状态，以及随后，基于从所述停留状态所获得的参考模板，根据用户的自由移动来捕捉位置偏移且其位置将被保留为历史。然而，无需保留所有的位置偏移，以及，仅在对注册范围进行扩展的位置偏移产生时，才需要对所保持有的历史进行更新。

因此，相比于相关领域中的技术，如图2所示，只要能够覆盖注册范围，则手指是相对于停留状态被顺时针以及逆时针旋转或者从所述停留状态仅在顺时针或逆时针中的一个方向上被旋转是没有差别的。

根据此方法，即便根据手指的情况难以对该手指进行顺时针或逆时针旋转，通过在单独的一个方向上来旋转手指仍可以对模板进行注册。在根据本实施例的静脉认证方法中，对于结合GUI进行工作的用户不强制旋转方向，以及，能够构建如下机制：用户通过在观看示出了注册情景的视频时自由地对手指进行旋转而能够对模板进行注册。

接下来，将参考图3A和图3B对用于保留位置偏移的历史的方法进行描述。

根据相关领域中的方法，通过结合GUI进行工作来在右边以及在左边提供限制位置，以及因此，通过保留基本上在中心的位置以及在右边和在左边的限制位置，三件模板数据明显具有位置偏移，使得能够几乎均等地覆盖注册范围。

然而，在根据本实施例的方法中，结合GUI进行工作时没有提供在右边和左边的限制位置。因此，只有当每个时刻都进行变化的位置偏移数据之中在对注册范围进行扩展的方向上出现位置偏移时，才需要对历史进行更新，以及，如何选择在此点处、由在右边和在左边的限制位置所夹持的中心位置(不必是参考位置)变得重要。

即，如图3A和图3B所示，如果中心选择得不正确，则模板数据会是偏斜的数据且所述模板数据的排列位置会变得不均等，产生被称作死区的空白位置。如果如图3A或图3B所示的复数个模板被注册，则存在以下可能：在存在朝着与偏斜侧相反的方向进行倾斜的静脉纹时，认证变得难以通过。

因此，在根据本实施例的静脉认证方法中，被成像以及被提取以使得能够有赖于模板的数量而均等地对注册范围进行覆盖的静脉纹的历史被保留并被用作模板数据。

<静脉认证装置的配置>

然后，将参考图4对根据本发明的静脉认证装置10的配置进行详细的描述。图4是示意了根据该实施例的静脉认证装置的配置的方框图。

如图4所示，根据本实施例的静脉认证装置10主要包括：光源单元101、成像单元103、静脉纹提取单元105、旋转量计算单元107、注册信息选择单元109、模板注册单元111、静脉纹认证单元113、受限处理执行单元115、以及存储单元117。

光源单元101用具有预定波段的近红外光对身体表面(例如，手指表面)FG进行照射。近红外光具有如下特点：在通过身体的组织时容易被血液中的血红蛋白(还原血红蛋白)吸收，以及因此，如果用近红外光对手指、手掌或脚背进行照射，则所述手指、手掌或脚背内所分布的静脉在图像中显现为阴影。在图像中所显现的静脉的阴影被称为静脉纹。为了对这种良好的静脉纹进行成像，由发光二极管等光源单元101所照射出的近红外光的波长为约600nm至1300nm，优选700nm至900nm。

在此，如果由光源单元101所照射出的近红外光的波长小于600nm或大于1300nm，则被血红蛋白吸收的近红外光的比率变得较小，使得难以获得良好的静脉纹。如果由光源单元101所照射出的近红外光的波长为约700nm至900nm，则所述近红外光具体地由脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白所吸收，以及因此，可以获得良好的静脉纹。

如果不使用具有上述波段的发光二极管，还可以使用能够发射以上所提及的波段的光的发光二极管与对所发射的光进行光学限制的滤光器的组合。

从光源单元101发射的近红外光朝着手指表面FG进行传播并以直射光的形式从其一侧等进入身体。在此，由于身体是近红外光的良好的散射体，进入身体的直射光进行传播，同时在所有方向上进行散射。通过了身体的近红外光将进入成像单元103的光学元件。

成像单元103包括光学系统，所述光学系统包括诸如CCD(电荷耦合器件)以及CMOS(互补金属氧化物半导体)的成像元件；以及诸如透镜的光学元件；包括CPU(中央处理器)、ROM(只读存储器)、以及RAM(随机访问存储器)并对光学系统的驱动进行控制的成像控制单元(未示出)。

包括在成像单元103中的光学系统包括一个或复数个光学元件以及一个或复数个成像元件。根据本实施例的成像单元103的光学系统可以专用于静脉认证处理或者预先存在的光学系统可以被用作静脉成像光学系统。例如，当在诸如移动电话的移动设备中来实施根据本实施例的静脉认证装置10时，光学系统中所预先实施的光学系统可以被用作静脉成像光学系统。

已知的是，人类的皮肤具有表皮、真皮层、以及皮下组织的三层结构，存在静脉的静脉层位于真皮层中。真皮层是距离手指表面约0.1mm至0.3mm而存在、具有约2mm至3mm厚度的层。所以，通过把诸如透镜的光学元件的焦点位置设置到真皮层存在的位置(例如，距离手指表面约1.5mm至2.0mm)，通过了静脉层的透射光能够被有效率地聚光。

通过了静脉层之后被光学元件聚光的透射光在成像元件上被形成为图像，以成为静脉成像数据。

通过在每次预定的时间间隔过去时对光学系统和成像元件进行控制，成像控制单元生成复数件成像数据。按照根据本实施例的静脉认证装置10的处理能力等，可以把用于对手指表面FG进行成像的时间间隔设置成任何的值。

成像控制单元把成像元件所生成的成像数据输出到后面所描述的静脉纹提取单元105。成像控制单元还可以把所获得的成像数据记录在后面所描述的存储单元117中。在存储单元117中进行记录时，成像控制单元可以把成像日期、成像时间等与所生成的成像数据相关联。所要生成的成像数据可以是RGB(红-绿-蓝)信号或除了RGB的彩色图像数据或灰度。

根据本实施例的成像单元103可以是对从光源单元101照射出并通过手指的投射光进行成像的所谓的透射型成像单元，或者，是对在手指内被反射的近红外光的反射光进行成像的所谓的反射型成像单元。

静脉纹提取单元105包括诸如CPU、ROM、RAM等，并具有诸如对从成像单元103传输的近红外光成像数据进行静脉纹提取的预处理的功能、提取静脉纹的功能、以及进行静脉纹提取的后处理的功能。

在此，例如，静脉纹提取的预处理包括：用以通过从成像数据来检测手指的轮廓而在所述成像数据中对手指的位置进行识别的处理、用以通过使用被检测手指的轮廓、在平面中对成像数据进行旋转来对成像数据的角度(摄像图像的角度)进行校正的处理。

通过把差分滤波器应用于对其完成轮廓检测和角度校正的成像数据来提取静脉纹。差分滤波器是这样的滤波器：对于聚焦像素与周围像素之间的差大的部分，将大的值输出为输出值。换言之，差分滤波器是通过使用聚焦像素与周围的渐变值(gradation value)之间的差的操作来强调图像中的线条或边缘的滤波器。

通常，如下面所示出的公式1所示，如果通过使用滤波器h(x，y)对以二维平面中的网格点(x，y)为变量的成像数据u(x，y)进行滤波处理，则生成图像数据v(x，y)。在下面所示出的公式1中，“^＊”表示卷积。

$v(x,y)=u(x,y)*h(x,y)$

$=\underset{m_1}{\mathrm{\&Sigma;}}\underset{m_2}{\mathrm{\&Sigma;}}h(m_1,m_2)u(x-m_1,y-m_2)$ (公式1)

$=\underset{m_1}{\mathrm{\&Sigma;}}\underset{m_2}{\mathrm{\&Sigma;}}u(m_1,m_2)h(x-m_1,y-m_2)$

在根据本实施例的静脉纹提取中，诸如一次空间差分滤波器以及二次空间差分滤波器的差分滤波器可以被用作所述差分滤波器。一次空间差分滤波器是针对聚焦像素、对水平和垂直方向上的相邻像素的渐变值的差进行计算的滤波器，以及，二次空间差分滤波器是对针对聚焦像素的渐变值的差的变化大的部分进行提取的滤波器。

例如，以下所示的Log(Laplacian of Guassian，高斯型的拉普拉斯)滤波器可以被用作二次空间差分滤波器。Log滤波器(公式3)被表示为高斯滤波器(公式2)的二阶导数，所述高斯滤波器是使用高斯函数的平滑滤波器。在此，在以下所示出的公式2中，σ是高斯函数的标准偏差且是表示高斯滤波器的平滑度的参数。以下所示的公式3中的σ，如公式2中的σ一样，是表示高斯函数的标准偏差的参数，以及，在进行Log滤波处理时，可以通过改变σ的值来改变输出值。

$h_{\mathrm{gauss}}(x,y)=\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}{\mathrm{\&sigma;}}^2}\exp \{-\frac{(x^2+y^2)}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}\}$ (公式2)

$h_{\mathrm{Log}}(x,y)={\&dtri;}^2\&CenterDot;h_{\mathrm{gauss}}(x,y)$

$=(\frac{{\&PartialD;}^2}{\&PartialD;x^2}+\frac{{\&PartialD;}^2}{\&PartialD;y^2})h_{\mathrm{gauss}}$ (公式3)

$=\frac{(x^2+y^2-2{\mathrm{\&sigma;}}^2)}{2\mathrm{\&pi;}{\mathrm{\&sigma;}}^6}\exp \{-\frac{(x^2+y^2)}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}\}$

例如，静脉纹提取的后处理包括：在应用了差分滤波器之后对图像数据所进行的阈值处理、二值化处理、以及用以使得线条更窄的处理。在进行后处理之后，提取静脉纹的构架成为可能。

静脉纹提取单元105把以此方式提取的静脉纹或构架发送到旋转量计算单元107、静脉纹认证单元113等。静脉纹提取单元105可以把所提取的静脉纹或构架存储在后面所描述的存储单元117中。顺带提及，静脉纹提取单元105可以把进行上述各处理时所生成的进行到中途的处理或参数存储在存储单元117中。

例如，旋转量计算单元107包括CPU、ROM、RAM等，并从静脉纹提取单元105所发送的复数个静脉纹来选择一个静脉纹。优选地，此静脉纹是在停留状态中被成像的第一个静脉纹。旋转量计算单元107相对于所选择的静脉纹的成像范围、伴随着所提取的各静脉纹的旋转运动来对旋转方向和旋转量进行计算。各种方法都可以被用作用于对旋转方向和旋转量进行计算的方法，以及例如，可以使用以下所示出的方法。

例如，可以通过对被选择为参考的静脉纹与除了被选择的静脉纹的其它静脉纹之间的相关系数进行计算来计算旋转方向和旋转量。

相关系数由以下所示的公式4来定义，是示出了两件数据f1与f2之间的相似度的统计学指标，并取范围为-1至1的实数值。示出接近1的值的相关系数表明两件数据是相似的，以及，示出接近0的值的相关系数表明两件数据是不相似的。当相关系数示出接近-1的值时，两件数据的符号相反，等等。

在此，此处假定f1和f2是示出了静脉纹的数据，并且具有M行和N列的图像尺寸。进一步地，各静脉纹的像素将被表示为(m，n)。

$S(f1,f2)=\frac{\underset{m=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}f1(m,n)\&CenterDot;f2(m,n)}{\sqrt{\left\{\underset{m=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}f1{(m,n)}^2\right\}}\sqrt{\left\{\underset{m=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}f2{(m,n)}^2\right\}}}$ (公式4)

在此，如果两件数据f1和f2完全一致，则其相关系数的值变为1，以及，如图5所示，其峰值位置基本上是mn平面的中心位置。因此，如果相关系数被计算为相对于两件数据f1和f2所选择的静脉纹，则在对旋转方向和旋转量进行计算时，其峰值位置变为参考峰值位置且其相关系数的值变为1。

接下来，将通过假定被选择为参考的静脉纹为f1以及除了所选择的静脉纹的其它静脉纹为f2来对相关系数进行计算。如果所计算的相关系数等于或大于预定的阈值，则这意味着很可能：除了所选择的静脉纹的其它静脉纹是从旋转的手指所实际获得的图像。如图5中的实线所示，相对于参考峰值位置所计算的峰值位置的偏移的方向对应于旋转方向，以及，峰值位置的偏移量对应于旋转量。

旋转量计算单元107把所计算的旋转方向和旋转量发送到后面所描述的注册信息选择单元109。旋转量计算单元107可以通过把所计算的旋转方向和旋转量与相关的静脉纹相关联来把它们存储在存储单元117中。

注册信息选择单元109包括诸如CPU、ROM、RAM等，并基于从旋转量计算单元107发送的旋转方向和旋转量来计算成像范围的偏移量，以确定成像范围的偏移宽度是否等于或大于预定的阈值。例如，如果所生成的静脉纹的尺寸是长160像素×宽60像素，则阈值可以被设置为诸如代表参考静脉纹的成像范围的像素量的约10％，即，约六个像素。成像范围的偏移宽度的阈值成为包含旋转偏移的模板的注册范围(w＝w_thr)。

在此，如果作为确定的结果，成像范围的偏移宽度等于或大于预定的阈值，则注册信息选择单元109把所提取的全部静脉纹选择为注册信息并把选择结果通知给模板注册单元111。

如果作为确定的结果，成像范围的偏移宽度小于预定的阈值，则注册信息选择单元109把要注册为模板的静脉纹选择为注册信息。更具体地，注册信息选择单元109保留处于成像范围的两端的静脉纹，以及，从处于两端的静脉纹之间所存在的静脉纹之中来选择那些存在于如下位置的静脉纹：到相邻的静脉纹的距离接近于基本上均等。

注册信息选择单元109还可以在认证之后、通过使用从后面所描述的静脉纹认证单元113发送的静脉纹来对被注册为模板的静脉纹的内容进行复查，以使用所注册的静脉纹以及认证之后的静脉纹来重新选择注册信息。

以下将对由注册信息选择单元109进行的注册信息的选择处理再次进行详细的描述。

模板注册单元111包括诸如CPU、ROM、RAM等，并把从注册信息选择单元109发送的、后面所描述的存储单元117中的注册信息(即，静脉纹)注册为模板。在对注册静脉纹进行注册时，不仅静脉纹，而且用于识别具有所述静脉纹的个体的其它数据(例如，手印数据、面部图像数据、虹膜数据、以及声纹数据)也可以通过与静脉纹相关联而被存储。例如，要被注册为模板的注册静脉纹可以具有符合CBEFF(通用生物特征交换文件格式)的标准的首部信息。

静脉纹认证单元113包括诸如CPU、ROM、RAM等，并基于由静脉纹提取单元105生成的静脉纹以及所记录的静脉纹的模板来对所生成的静脉纹进行认证。静脉纹认证单元113请求公开来自存储单元117的模板，并把所获取的模板与从静脉纹提取单元105发送的静脉纹相比较。例如，可以在对相关系数进行计算之后基于公式4中所示的相关系数来对模板和所发送的静脉纹进行比较。如果作为比较的结果，模板和所发送的静脉纹是相似的，则静脉纹认证单元113认证所发送的静脉纹，以及，如果模板和所发送的静脉纹是不相似的，则静脉纹认证单元113不认证所发送的静脉纹。

静脉纹认证单元113可以通过与认证时间等相关联、作为认证历史来把认证结果存储在存储单元117中。通过生成这种认证历史，可以知道谁请求了静脉纹的认证以及何时，以及最终，谁使用了认证装置10以及何时。

静脉纹认证单元113可以把认证成功的静脉纹通知给注册信息选择单元109，使得所述静脉纹被用来对注册信息进行更新。

受限处理执行单元115包括诸如CPU、ROM、RAM等，并根据从静脉纹认证单元113输出的静脉纹的认证结果来进行其执行受限的预定的处理。即，在从静脉纹认证单元113接收到静脉纹认证成功的通知之后，受限处理执行单元115解除对预定处理的执行的限制并进行所述处理。

存储单元117对模板注册单元111所请求注册的注册静脉纹、其它与注册静脉纹相关联的数据进行存储。除了以上数据，存储单元117可以对成像单元103所生成的成像数据、以及静脉纹提取单元105所提取的静脉纹进行存储。进一步地，除了以上数据，存储单元117可以在需要时对静脉认证装置10进行一些处理时变得需要被存储的、进行到中途的处理以及各种参数，以及各种数据库等进行存储。存储单元117可以被光源单元101、成像单元103、静脉纹提取单元105、旋转量计算单元107、注册信息选择单元109、模板注册单元111、静脉纹认证单元113、以及受限处理执行单元115自由地读取以及写入。

以上，对根据本发明的静脉认证装置10的功能的实例进行了描述。可以从通用部件或电路或者从被设计成各组件的功能的硬件来构建各组件。可替选地，各组件的所有功能都可以由CPU来进行。所以，在实施本实施例时可以根据技术水平来适当地对要使用的配置进行改变。

<注册信息的选择方法>

接下来，将参考图6至图10对根据本实施例的静脉认证装置10的注册信息选择单元109所进行的注册信息的选择方法进行详细的描述。

在此，为了简明起见，将对三个静脉纹被注册为注册信息时的方法进行描述。如上所述，要作为参考的静脉纹在捕捉第一停留状态时被确定且第一注册候选被确定。接下来，当存在对注册范围进行扩展的输入时，对应于所述输入的静脉纹作为注册候选被保留(历史)。随后，如果范围被进一步地扩展且所述范围在所计划的注册范围(w＝w_thr)之内，则对所保留的历史进行更新。在此，虽然可以保留所有的历史，但鉴于所消耗的存储，期望对历史进行更新。在此，由于三个静脉纹被注册为模板，在停留状态被捕捉的第一静脉纹之后的两个静脉纹将被更新。

如图6所示，假定首先被提取的第一静脉纹的注册数据为I₁，以及，从注册数据I₁的位置偏移量为d₁ ¹。在此情形中，采用d₁ ¹＝0。类似地，对于随后所提取的两个静脉纹，假定注册数据为I₂和I₃，以及，相对于注册数据I₁的位置偏移量分别为d₂ ¹和d₃ ¹。

由于紧接着停留状态被捕捉之后，仅第一静脉纹作为注册信息候选而存在，旋转量计算单元107每一时刻相对于注册数据I₁对数据(静脉纹)的位置偏移进行测量，以及，注册信息选择单元109基于从旋转量计算单元107通知的结果来确定是否添加为注册候选。

当第三静脉纹被添加为注册候选(I₃)时，旋转量计算单元107对相对于注册候选I₁和I₂的位置偏移进行测量。对于相对于I₁的位置偏移，位置偏移本身d₃ ¹被保留。对于相对于I₂的位置偏移，旋转量计算单元107基于I₂本身相对于I₁的位置偏移量d₂ ¹以及I₃相对于I₂的位置偏移量d₃ ²而把d₃ ²计算为d₃ ¹←d₂ ¹+d₃ ²。

在对位置偏移进行测量时，并非仅从互相关值(相关系数)的峰值位置进行测量，仅在基于峰值的值确保相似度为一定范围时才采用其位置偏移量。因此，注册候选被采用所根据的位置偏移测量值取决于用户如何移动他的(她的)手指。在本实施例中，直到第三注册候选都被机械地确定，但是之后，三个注册候选中的两个注册候选会被更新以覆盖所计划的注册范围(w＝w_thr)。

然后，将对用于对两个静脉纹进行更新的方法进行详细的描述。在此情形中，可以假定以下两个状态：

(A)注册范围在一个方向上被延伸。

(B)注册范围在两个方向(向右和向左)上被延伸。

[当注册范围在一个方向上被延伸时]

首先，将参考图7至图9对(A)注册范围在一个方向上被延伸的情形进行详细的描述。在此情形中，例如，如图7的上面的部分所示，通过对停留状态进行捕捉所获得的第一静脉纹通常会处于注册范围的一端，以及，第二和第三静脉纹的注册候选在从第一静脉纹离开的方向上被确定。

在此，如图7的上面的部分所示，由于通过直到第三静脉纹而确定的注册范围比注册范围的阈值(w＝w_thr)窄，如果如图7的下面的部分所示，第四或之后的新的候选被输入，则需要对注册候选的均等的间距进行考虑。在此情形中，在保留处于由复数个静脉纹的注册候选所规定的注册范围的两端的两个注册候选时，注册信息选择单元109从存在于所述注册范围内的注册候选之中选择那些存在于如下位置的注册候选：到相邻的注册候选的距离接近于基本上均等。即，在图7的下面的部分所示的实例中，在当前所保留的注册候选I₁至I₃之中，注册候选I₂的内容会被新的注册候选的内容所更新。

如果在对如上所述的注册候选的均等的间距进行考虑时，对其中注册范围基于候选选择而被覆盖的注册候选情况进行比较，则不利的注册实例会出现，如图3A和图3B所示，取决于注册候选的选择。即，如果如图8所示(情形1)，I₃的历史被删除以把I₁、I₃和I₄选择为注册候选，则在I₂与I₄之间会生成死区，这不是所期望的。如果如图8所示(情形2)，I₄的历史被删除以把I₁、I₂和I₃选择为注册候选，则在I₂与I₃之间会生成死区，这不是所期望的。

因此，注册信息选择单元109在新的候选被定义为I_x时对新输入的候选与各注册候选之间的位置偏移量进行计算，以使得注册候选在注册范围内均等地分配。

如图9A所示，旋转量计算单元107首先对新的候选数据I_x相对于各注册候选的位置偏移量进行计算，并把所计算的位置偏移量通知给注册信息选择单元。注册信息选择单元109在保留处于两端的注册候选I₁和新的候选I_x的情况下，在四个注册候选之中确定将选择处于注册候选I₁与新的候选I_x之间的注册候选I₂和注册候选I₃中的哪个注册候选。

注册信息选择单元109首先对注册候选I₂进行检查。当注册候选I₂被留作注册候选的中心时，通过关注相对于I₂的位置偏移量的差Δd₂可以获知注册候选I₂是否在注册范围中被均等地排列。如图9A所示，可以使用相对于I₂的位置偏移量d₂ ¹和d_x ²来表达相对于I₂的位置偏移量的差Δd₂，如下面所示出的(公式5)。

类似地，注册信息选择单元109通过计算相对于I₃的位置偏移量的差Δd₃来对注册候选I₃进行检查。注册信息选择单元109可以使用相对于I₃的位置偏移量d₃ ¹和d_x ³来表达相对于I₃的位置偏移量的差Δd₃，如下面所示出(公式6)。

$\mathrm{\&Delta;}{d}_2=|d_2^1-d_x^2|$ (公式5)

$\mathrm{\&Delta;}{d}_3=|d_3^1-d_x^3|$ (公式6)

所计算的Δd的下降的值意味着目标注册候选处于更靠近注册范围的中心处。因此，如果注册范围仅在一个方向上被延伸，则所述差较小的静脉纹需要被留作注册候选。

即，如图9A所示，Δd₃小于Δd₂，因此，注册信息选择单元109对注册候选I₂的历史进行更新，并把注册候选I₁、注册候选I₃以及新的候选I_x新近选择为注册候选。

进一步地，在注册范围在一个方向上被延伸的实例中，即使注册范围没有被新的候选所延伸，如果新的候选对均等的排列起到作用，则注册候选也需要被更新。

即，如图9B所示，如果虽然所排列的注册范围没有被延伸，但通过把新的候选选择为注册候选而使得排列更均等，则注册候选被更新。在如图9B所示的情形中，通过保留新近输入的新的候选I_x而使得相邻注册候选的距离更接近于基本上均等，而非保留注册候选I₂的历史。因此，注册信息选择单元109对注册候选I₂的历史进行更新，并把注册候选I₁、注册候选I₃以及新的候选I_x新近选择为注册候选。

[当注册范围在两个方向(向右和向左)上被延伸时]

然后，将参考图10对(B)注册范围在两个方向(向右和向左)上被延伸的情形进行详细的描述。当注册范围在两个方向(向右和向左)上被延伸时，旋转量计算单元107首先对位置偏移量进行计算以检测延伸方向是右方向还是左方向，并把检测结果通知给注册信息选择单元109。基于所通知的位置偏移量，注册信息选择单元109确定是否出现了对注册范围进行延伸的位置偏移量。如果出现了对注册范围进行延伸的位置偏移量，则注册信息选择单元109可以把所检测的方向上可采用的注册候选用新的数据更新为新的候选。

即，在图10所示的情形中，旋转量计算单元107计算出关于新的候选的旋转方向是左方向以及旋转量(相关的位置偏移量)，并把旋转方向和位置偏移量通知给注册信息选择单元109。注册信息选择单元109确定出现了对注册范围进行延伸的位置偏移量并随后把注册候选I₂更新为新的候选I_x。

然而，当注册范围在两个方向(向右和向左)上被延伸时，可能出现不利的注册实例，如图3A和图3B所示。如果手指在注册过程中在一个方向上轻微地旋转以产生一个注册候选，以及随后，通过仅在相反的方向上对手指进行旋转来延伸注册范围，则这种情形会出现。在此情形中，如同在注册范围仅在一个方向上被延伸时的情形一样，通过留下在注册范围的两端处的候选并把存在于其之间的候选中的一个作为候选移除来进行用以把注册候选排列得尽可能地均等的处理。

即，在图10所示的情形中，在保留注册候选I₃以及新的候选I_x的情况下，注册信息选择单元109为注册候选I₁和注册候选I₂中的每个来计算Δd，并选择具有较小的Δd值的注册候选。作为结果，如图10中所清楚示出的，注册信息选择单元109把注册候选I₁、注册候选I₃以及注册候选I_x选择为注册信息。

以上，对根据本实施例的静脉认证装置10所进行的注册信息的选择处理进行了详细的描述。然后，将参考图11和图12对根据本实施例的静脉认证方法(更具体地，模板的注册处理)进行详细的描述。

[使用流程图的描述]

图11是示意了根据该实施例的静脉认证方法的流程图，以及，图12是示意了旋转量计算单元107和注册信息选择单元109所进行的注册信息的选择处理的流程图。

在根据本实施例的静脉认证方法中，首先，在用户进行命令选择的时刻来开始静脉纹的注册处理。在注册处理开始之后，静脉认证装置10的显示控制单元(未示出)使得显示单元显示消息，以提示用户把他的(她的)手指放置并停留在预定位置处。此外随着注册处理的开始，光源单元101用预定波长的近红外光来对手指所放置的位置进行照射。如果手指被放置以及手指是处于停留的事实被捕捉(S101)，则成像单元103对手指进行成像以生成成像数据。然后，静脉纹提取单元105从成像单元103所生成的成像数据来提取静脉纹。所提取的静脉纹被发送到旋转量计算单元107，并且在对位置偏移量等进行计算之后被发送到注册信息选择单元109。注册信息选择单元109把最先发送的静脉纹选择为第一注册候选(步骤S103)。

在第一注册候选被选择之后，例如，显示控制单元(未示出)使得显示单元显示手指进行旋转的图，或显示对象以提示用户开始旋转运动。由于成像单元103以预定的时间间隔重复地对手指表面进行成像，用户可以自由地旋转他的(她的)手指而不用了解静脉认证装置10的成像间隔。

当成像单元103在预定的时间间隔过去之后生成第二成像数据时，静脉纹提取单元105从第二成像数据提取静脉纹并把所述静脉纹发送到旋转量计算单元107。旋转量计算单元107为从静脉纹提取单元105发送的第二静脉纹计算旋转方向和旋转量(步骤S105)，并把所述旋转方向和旋转量记录在存储单元117中。接下来，注册信息选择单元109把第二静脉纹选择为注册信息(步骤S107)。

进一步地，成像单元103在预定的时间间隔过去之后生成第三成像数据时，静脉纹提取单元105从第三成像数据提取静脉纹并把所述静脉纹发送到旋转量计算单元107。旋转量计算单元107为从静脉纹提取单元105发送的第三静脉纹计算旋转方向和旋转量(步骤S109)，并把所述旋转方向和旋转量记录在存储单元117中。接下来，注册信息选择单元109把第三静脉纹选择为注册信息(步骤S111)。

在此，当选择了三件注册信息时，注册信息选择单元109对由所述三件注册信息所规定的注册范围w是否等于或大于注册范围的阈值w_thr进行确定(步骤S113)。如果注册范围w等于或大于阈值w_thr，则注册信息选择单元109把确定结果通知给成像单元103以停止成像，并把所选择的所述三个静脉纹选择为注册信息，并把所选择的三个静脉纹通知给模板注册单元111。模板注册单元111用存储单元117把所通知的注册信息注册为模板(步骤S115)，并终止注册处理。

如果注册范围w小于阈值w_thr，则成像单元103对手指表面进行成像以生成第四成像数据。接下来，静脉纹提取单元105从第四成像数据提取静脉纹并把所述静脉纹发送到旋转量计算单元107。旋转量计算单元107为从静脉纹提取单元105发送的第四静脉纹计算旋转方向和旋转量(步骤S117)，并把所述旋转方向和旋转量记录在存储单元117中。接下来，注册信息选择单元109把第四静脉纹选择为新的候选(步骤S119)。

在此，注册信息选择单元109获取关于被选择为注册候选的三个静脉纹的旋转方向和旋转量的信息，并基于关于新的候选的旋转方向和旋转量的信息来进行注册候选的选择处理(步骤S121)。将参考图12对选择处理再次进行详细的描述。在决定了要被选择的注册候选时，注册信息选择单元109再次对注册范围进行确定(步骤S113)。

然后，将参考图12对基于均等排列的注册候选的选择处理的流程进行详细的描述。

如上所述，注册信息选择单元109从存储单元117获取关于第一至第三注册候选的旋转方向和旋转量的信息(步骤S201)。在此，关于旋转方向和旋转量，例如，从参考位置进行顺时针旋转的旋转的量可以被表达为正的旋转量，以及，从参考位置进行逆时针旋转的旋转的量可以被表达为负的旋转量。

接下来，注册信息选择单元109还获取新的候选的旋转方向和旋转量(步骤S203)。

然后，注册信息选择单元109基于旋转量(即，正的位置偏移量)以升序的方式对三个注册候选以及一个新的候选重新进行排列(步骤S205)。例如，如果如上所述，进行顺时针旋转的旋转的量被表达为正的旋转量，则候选从处于右端的候选到处于左端的候选依次被重新进行排列。

然后，注册信息选择单元109为处于内部的候选(例如，从右端处于第二的候选)计算候选之间的距离d₂ ¹和d₄ ²并随后计算Δd₂(步骤S207)。类似地，注册信息选择单元109为处于内部的候选(例如，从左端处于第二的候选)计算候选之间的距离d₃ ¹和d₄ ³并随后计算Δd₃(步骤S209)。

接下来，注册信息选择单元109对所计算的Δd₂和Δd₃的大小进行比较(步骤S211)。如果Δd₂较小，则注册信息选择单元109把第一、第二和第四候选选择为注册信息而不用保留第三候选(例如，从右侧的第三个)(步骤S213)。如果Δd₃较小，则注册信息选择单元109把第一、第三和第四候选选择为注册信息而不用保留第二候选(例如，从右侧的第二个)(步骤S215)。

然后，注册信息选择单元109基于处于两端的注册信息的旋转量(位置偏移量)对注册范围w进行计算(步骤S217)。

如上所述，由于根据本实施例的静脉认证方法(注册信息的选择方法)，以下成为可能：在对用于生物特征认证的模板进行注册时，可以在某一范围内均等地来排列注册数据而不用迫使用户进行用于注册的特定的移动。相应地，可以更加稳定地进行静脉认证处理。此外，通过采用根据本实施例的静脉认证方法，可以实现较之现有的注册系统更加容易使用的注册系统。

<在认证处理过程中注册信息的更新>

在上述模板的注册方法中，如图11的步骤S113所明显示出的，模板的注册在注册范围w被覆盖时(即，w≥w_thr)终止。这是因为：如果进行设置以使得直到所有注册候选都被均等地排列注册才终止，则注册处理会成为用户的负担。因此，在最先提取的三个静脉纹被选择时，有可能注册处理终止而无需进行基于均等的排列的注册选择，使得可能不确保绝对均等的排列。

因此，以下是可能的：通过使用认证处理所使用的静脉纹来进行所注册的模板的更新处理，在认证过程中对注册过程中可能会生成的死区进行校正。以下将对认证处理过程中的注册信息的更新处理进行详细的描述。

考虑以下情况：在模板的注册过程中用以把注册信息精确地均等排列的处理没有进行，在静脉纹的认证过程中对相对于所注册的信息(模板)的位置偏移进行检测，以及认证是成功的。静脉纹认证单元113计算了相关系数，以及因此，可以对所输入的用于认证的静脉纹的位置偏移量(即，旋转方向和旋转量)进行计算。因此，如果认证是成功的，则静脉纹认证单元113把成功被认证的静脉纹(以下，被称为认证信息)发送到注册信息选择单元109。

在被通知了认证信息之后，注册信息选择单元109对当前所注册的注册信息(模板)与认证信息的位置偏移量的相对位置关系进行计算。如果认证信息比当前所注册的注册信息更接近均等的排列，则注册信息选择单元109进行注册信息的选择处理，以通过所存在的用于认证的信息(认证信息)来代替所注册的注册信息而对模板进行更新。

注意，在此，延伸了注册范围的模板不应当被更新。如果进行这种更新，则存在死区被延伸的可能性。

图13是示意了认证处理过程中的注册信息的更新的解释性的视图。考虑如图13的上面的部分所示出的实例的、注册信息I₁至注册信息I₃被注册为模板以及在注册信息I₂至注册信息I₃之间生成死区的情形。如果在此情形中，进行静脉认证处理且认证成功，则静脉纹认证单元113把被成功认证的静脉纹通知给注册信息选择单元109。

注册信息选择单元109首先确定所通知的认证信息是否存在于图13的上面的部分中的注册信息I₁至注册信息I₃之间。如果所通知的认证信息存在于注册信息I₁或注册信息I₃之外，则如上所述，更新会对注册范围进行延伸，以及，死区会进一步地被延伸。

例如，如果被通知给注册信息选择单元109的认证信息存在于图13的下面的部分所示出的位置处，则这不是会延伸注册范围的模板更新，以及因此，注册信息选择单元109使用所注册的注册信息I₁至注册信息I₃以及所通知的认证信息来进行注册信息的更新处理。以与用于对模板进行注册的注册信息的选择处理的流程同样的流程来进行注册信息的更新处理。

如果作为更新处理的结果，如图13的下面的部分所示，通过认证信息得到了比注册信息I₂更均等的排列(换言之，认证信息存在于使得死区更小的位置处)，则注册信息选择单元109把认证信息选择为注册信息，以代替注册信息I₂。

[使用流程图的描述]

图14是示意了在认证处理过程中注册信息的更新的流程图。

首先，在用户所进行的命令选择的时刻来开始静脉纹的认证处理本身。在认证处理开始之后，静脉认证装置10的显示控制单元(未示出)使得显示单元显示消息，以提示用户把他的(她的)手指放置并停留在预定位置处。此外随着认证处理的开始，光源单元101用预定波长的近红外光来对手指所放置的位置进行照射。随后，成像单元103对手指进行成像以生成成像数据。然后，静脉纹提取单元105从成像单元103所生成的成像数据来提取静脉纹(步骤S301)。所提取的静脉纹被通知给静脉纹认证单元113。

静脉纹认证单元113首先读取存储单元117中所记录的模板(步骤S303)，并对所注册的模板和所提取的静脉纹进行比较。更具体地，静脉纹认证单元113对(公式4)中所示的相关系数进行计算并对所获得的相关系数是否超过预定的阈值进行确定(步骤S305)。如果相关系数小于预定的阈值，则静脉纹认证单元113确定所提取的静脉纹与所注册的模板是不相似的，认证失败。

如果所获得的相关系数等于或大于预定的阈值，则静脉纹认证单元113确定所提取的静脉纹与所注册的模板是相似的，认证成功。

如果认证成功，则静脉纹认证单元113把成功的认证通知给受限处理执行单元115，以及，受限处理执行单元115进行其执行受限的处理(步骤S307)。

如果认证成功，则静脉纹认证单元113把被成功认证的静脉纹(认证信息)通知给注册信息选择单元109，以及，注册信息选择单元109基于均等的排列做出候选选择(步骤S309)。更具体地，确定所通知的认证信息并非存在于对注册范围进行延伸的位置处，以及随后，根据图12所示的流程图来进行注册信息的更新处理。

如果作为注册信息的更新处理的结果，选择认证信息以代替所注册的注册信息，则注册信息选择单元109把选择结果通知给模板注册单元111，以及，模板注册单元111把所述认证信息注册为新的注册信息(步骤S313)。如果认证信息没有被选择为新的注册信息，则模板注册单元111终止处理而无需对模板进行更新。

通过以该方式在认证过程中进行注册信息的更新处理，在必要时对模板进行更新，以同时在认证过程中减少死区，从而使得模板在每次进行认证时都能够达到更高的成熟度。

在以上对本发明的各实施例的描述中，对三个静脉纹被注册为注册信息的情形进行了描述，但是，在四个或更多个静脉纹被选择为注册信息时也可以进行类似的处理。即，在保留处于注册范围的两端的静脉纹的情况下，对处于内部的各静脉纹计算到其它静脉纹的距离，以及，可以把产生到相邻的静脉纹基本上均等的距离的那些静脉纹选择为注册候选。

<硬件配置>

接下来，将参考图15对根据本发明各实施例的静脉认证装置10的硬件配置进行详细的描述。图15是示意了根据本实施例的静脉认证装置10的硬件配置的方框图。

静脉认证装置10主要包括CPU 901、ROM 903、RAM 905、主机总线907、桥接器909、外部总线911、接口913、输入设备915、输出设备917、存储设备919、驱动器921、连接端口923、以及通信设备925。

CPU 901用作算术处理单元和控制设备，并根据记录在ROM 903、RAM 905、存储设备919、或者可移动记录介质927中的各种程序来对静脉认证装置10的全部操作或其一部分进行控制。ROM 903对CPU 901所使用的程序、算术参数等进行存储。RAM 905对CPU 901所进行的执行所使用的程序、在其执行中适当变化的参数等进行暂时的存储。这些组件通过诸如CPU总线的内部总线所形成的主机总线907相互连接。

主机总线907通过桥接器909被连接到诸如PCI(外设互连/接口)的外部总线911。

输入设备915是由用户进行操作的操作单元，如鼠标、键盘、触摸板、按钮、开关、以及控制杆。例如，输入设备915还可以是使用红外线或其它电波的远程控制单元或者诸如符合静脉认证装置10的操作的PDA和移动电话的外部连接设备929。进一步地，输入设备915包括用于基于由用户所输入的信息、使用例如以上的操作单元来生成输入信号，并把所述输入信号输出到CPU 901的输入控制电路。静脉认证装置10的用户可以把各种类型的数据输入到静脉认证装置10并通过对输入设备915进行操作来指示进行处理操作。

例如，输出设备917包括诸如CRT显示设备、液晶显示设备、等离子体显示设备、EL显示设备、以及灯的显示设备；诸如扬声器和耳麦的声音输出设备；以及诸如打印机、移动电话和传真的能够从视觉上或听觉上把所获取的信息通知给用户的设备。例如，输出设备917对通过静脉认证装置10所进行的各种类型的处理所获得的结果进行输出。更具体地，显示设备把通过静脉认证装置10所进行的各种类型的处理所获得的结果显示为文本或图像。另一方面，声音输出设备把诸如再现的声音数据和声学数据的音频信号转换成模拟信号并把所述模拟信号输出。

存储设备919是用于数据存储、被配置成静脉认证设备10的存储单元的实例的设备，以及，例如包括诸如HDD(硬盘驱动)的磁存储设备、半导体存储设备、光学存储设备、以及磁光设备。存储设备919对CPU 901所执行的程序、各种类型的数据、以及从外部获取的各种类型的数据进行存储。

驱动器921是用于对媒体进行记录的读写器，并被包含在静脉认证装置10中或被进行外部连接。驱动器921读取所插入的诸如磁盘、光盘、磁光盘以及半导体存储器的可移动记录介质927中所记录的信息，并把所述信息输出到RAM 905。驱动器921还可以把记录写入所插入的诸如磁盘、光盘、磁光盘以及半导体存储器的可移动记录介质927中。例如，可移动记录介质927是DVD介质、HD-DVD介质、Blu-ray(蓝光)介质、CompactFlash(CF)(注册商标)、记忆棒、或者SD存储卡(安全数码存储卡)。例如，可移动记录介质927可以是其上安装有非接触IC芯片的IC卡(集成电路卡)、或者电子设备。

连接端口923是用以把设备直接连接到静脉认证装置10的端口，如USB(通用串行总线)端口、诸如i.Link的IEEE1394端口、SCSI(小型计算机系统接口)端口、RS-232C端口、光学音频端子、以及HDMI(高清晰多媒体接口)端口。通过把外部连接设备929连接到连接端口923，静脉认证装置10直接从外部连接设备929获取各种类型的数据并向所述外部连接设备929提供各种类型的数据。

通信设备925是通过例如通信设备进行配置的、用于连接到通信网络931的通信接口。例如，通信设备925是有线或无线LAN(局域网)、用于蓝牙或WUSB(无线USB)的通信卡、用于光通信的路由器、用于ADSL(非对称数字用户线)的路由器、或者用于各种类型的通信的调制解调器。通信设备925可以根据诸如TCP/IP的预定的协议向/从因特网以及其它的通信设备来传输/接收信号等。被连接到通信设备925的通信网络931由通过有线或无线进行连接的网络等来进行配置，以及例如可以是，因特网、家庭LAN、红外线通信、射频波通信、或者卫星通信。

以上，示出了能够实现根据本发明各实施例的静脉认证装置10的功能的硬件配置的实例。可以使用通用部件或被设计成各组件的功能的硬件来构建以上组件中的各组件。因此，在实施本实施例时可以根据技术水平在必要时对要使用的硬件配置进行改变。

顺带提及，根据本发明各实施例的静脉认证装置10可以被提供成具有如下所示的功能的程序。所述程序是如下功能的程序：用以使得计算机实现光源单元控制功能，用以对光源单元进行控制，所述光源单元用于用预定波长的近红外光、对围绕沿长度方向的轴进行旋转运动的手指的表面进行照射；成像控制功能，用以对成像单元进行控制，所述成像单元用于按预定时间间隔对被近红外光照射的手指的表面进行成像，以生成复数件成像范围互不相同的静脉成像数据；静脉纹提取功能，用以从复数件静脉成像数据中的每个静脉成像数据来提取静脉纹；旋转量计算功能，用于相对于静脉纹中的一个静脉纹的成像范围、伴随着所提取的静脉纹中每个静脉纹的旋转运动来对手指的旋转量和旋转方向进行计算；以及，注册信息选择功能，用以如果在基于旋转方向和旋转量对成像范围的偏移量进行计算以及对所述成像范围的偏移宽度是否等于或大于预定的阈值进行确定之后，所述成像范围的偏移宽度小于所述预定的阈值，则从复数个静脉纹中选择要被注册为模板的静脉纹，以制作静脉纹注册信息。

计算机程序被存储在计算机所提供的存储单元中，并通过被计算机所提供的CPU来读取和执行而使得计算机像静脉认证装置10一样来运行。进一步地，可以提供其上记录有计算机程序的计算机可读记录介质。例如，记录介质是磁盘、光盘、磁光盘、或闪存。例如，还可以通过网络而无需使用记录介质来传送计算机程序。

本申请包含2008年5月21日提交日本专利局的日本在先专利申请JP 2008-133484的公开所涉及的主题，其全部内容经引用并入本文。

本领域技术人员应当理解的是，根据设计需要以及其它因素，会出现各种修改、组合、子组合以及替选，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (6)

1.一种静脉认证装置，包括：

光源单元，用于用预定波长的近红外光、对围绕沿长度方向的轴进行旋转运动的手指的表面进行照射；

成像单元，用于按预定时间间隔对被近红外光照射的手指的表面进行成像，以生成复数件成像范围互不相同的静脉成像数据；

静脉纹提取单元，用于从复数件静脉成像数据中的每个静脉成像数据来提取静脉纹；

旋转量计算单元，用于相对于静脉纹中的一个静脉纹的成像范围、伴随着所提取的静脉纹中的每个静脉纹的旋转运动来对手指的旋转量和旋转方向进行计算；以及

注册信息选择单元，用于如果在基于旋转方向和旋转量对成像范围的偏移量进行计算以及对所述成像范围的偏移宽度是否等于或大于预定的阈值进行确定之后，所述成像范围的偏移宽度小于所述预定的阈值，则从复数个静脉纹中选择要被注册为模板的静脉纹，以制作静脉纹注册信息。

2.如权利要求1所述的静脉认证装置，其中，注册信息选择单元保留处于成像范围的两端的静脉纹，以及，从所述处于两端的静脉纹之间所存在的静脉纹之中来选择存在于如下位置的静脉纹：到相邻的静脉纹的距离接近于基本上均等。

3.如权利要求2所述的静脉认证装置，进一步包括：静脉纹认证单元，用于基于被注册为模板的注册信息来对所提取的静脉纹进行认证，其中：

注册信息选择单元使用所述注册信息以及被认证的静脉纹对所注册的注册信息的内容进行更新。

4.如权利要求1所述的静脉认证装置，其中，旋转量计算单元对一个要作为参考的静脉纹与其它的静脉纹之间的相关系数进行计算，以基于所述相关系数的峰值位置的偏移量和偏移方向来计算旋转方向和旋转量。

5.如权利要求1所述的静脉认证装置，其中，成像范围的偏移宽度的阈值为代表一个要作为参考的静脉纹的成像范围的像素量的10％。

6.一种静脉认证方法，包括步骤：

用预定波长的近红外光、对围绕沿长度方向的轴进行旋转运动的手指的表面进行照射；

按预定时间间隔对被近红外光照射的手指的表面进行成像，以生成复数件成像范围互不相同的静脉成像数据；

从复数件静脉成像数据中的每个静脉成像数据来提取静脉纹；

相对于静脉纹中的一个静脉纹的成像范围、伴随着所提取的静脉纹中的每个静脉纹的旋转运动来对手指的旋转量和旋转方向进行计算；以及

如果在基于旋转方向和旋转量对成像范围的偏移量进行计算以及对所述成像范围的偏移宽度是否等于或大于预定的阈值进行确定之后，所述成像范围的偏移宽度小于所述预定的阈值，则从复数个静脉纹中选择要被注册为模板的静脉纹，以制作静脉纹注册信息。

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