CN102682277A

CN102682277A - 指静脉认证系统

Info

Publication number: CN102682277A
Application number: CN2012100118555A
Authority: CN
Inventors: 加藤厚志
Original assignee: Hitachi Omron Financial System Co Ltd
Current assignee: Hitachi Omron Financial System Co Ltd
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: CN102682277B; JP2012164043A; WO2012105138A1; JP5618414B2

Abstract

本发明涉及一种指静脉认证系统，判定手指是否正确地放置在规定的位置，在不正确的情况下通知利用者本人。指静脉认证系统具备：传感器，将指信息作为图像取得；认证机构，使用从该传感器取得的图像信息进行指认证；以及指位置正确性判定机构，根据从该传感器取得的图像信息的像素值饱和的区域的有无，检测手指是否正确地放置在该传感器上。

Description

指静脉认证系统

技术领域

本发明涉及指静脉认证系统，尤其涉及在指静脉认证装置中具有判定手指是否放置在正确的位置上的功能的指静脉认证系统。

背景技术

使用指纹或指静脉等指信息对本人进行认证的装置已经得到了实际应用。例如，指静脉认证装置通过传感器将被光源照射的指静脉信息作为图像取得，从该图像提取指静脉特征量，计算与预先作为本人登记的指静脉特征量、即模板的不一致程度(对照距离值)，其结果，如果计算出的对照距离值小于预先设定的阈值则判定为本人，如果大于预先设定的阈值则判定为他人。

在这样的指静脉认证装置中，为了高精度地对本人进行认证，需要稳定地取得指信息，为此，手指正确地放置在指静脉认证装置的规定的位置很重要。作为这种关联技术，例如在专利文献1中公开有，在手指正确地放置在规定的位置时进行本人的认证的指认证装置。即，具备判定机构，基于射出的光来判定利用者的手指的姿势，通过该判定机构，在判定为利用者的手指为基准示范引导所示的姿势时，对利用者进行认证。

专利文献1：日本特开2010-211579公报

例如，在利用设置于银行的窗口的指认证装置的情况下，因为工作人员陪同并引导手指向认证装置的正确的放置方法，所以一般没有问题。但是，也有利用者尚未习惯指认证装置的利用。特别是，如果在没有工作人员等的场所设置的指信息认证装置发生故障，则利用者不知道该如何放置手指。

特别是，在指静脉认证装置的情况下，与指纹认证装置的装置形状相似，此外，放置的手指的部位也很相近，容易成为混乱的原因。在指纹认证的情况下，将第1关节以上的指端部分按压在传感器上，而在指静脉认证的情况下，主要是将手指的第一关节和第二关节之间附近罩在传感器上，在非接触状态下由传感器读取静脉图案。这样，由于装置形状和安装部位相似，在指静脉认证装置中错误地放置了手指的利用者经常出现。这样的手指的错误放置，结果会成为认证拒绝，造成便利性(usability，方便性)降低。

发明内容

本发明提供一种指静脉认证系统，判定手指是否正确地放置在了规定的位置，在不正确的情况下能够通知利用者本人。

本发明的指静脉认证系统优选为，用于使用利用者的指信息进行本人确认，其特征在于，具有：传感器，将指信息作为图像取得；认证机构，使用从该传感器取得的图像信息进行指认证；指位置正确性判定机构，根据从该传感器取得的图像信息的像素值饱和的区域的有无，检测手指是否正确地放置在该传感器上。

在优选的例中，作为所述指位置正确性判定机构，将从所述传感器取得的图像信息分为映有手指的有效区域和未映有手指的无效区域，对于各个区域，根据像素值饱和的区域的有无，判断手指是否正确地放置在了该传感器上。

此外，优选为，指静脉认证系统具有显示装置，显示所述指位置正确性判定机构的判定结果，该指位置正确性判定机构判断为手指未正确地放置在所述传感器上的情况下，在该显示装置上显示重新放置手指的意思的指导信息。

发明的效果

根据本发明，当手指放置在指静脉认证装置的传感器部上时，判定指端是否正确地放置，并显示其判定结果。由此，在手指的放置的状态错误的情况下，进行引导以使利用者将手指放置在正确的位置，所以能够提高认证装置的便利性。

附图说明

图1是表示一实施例所提供的指静脉认证系统的结构例的图。

图2是表示一实施例中的指静脉认证装置1的结构例的图。

图3是表示一实施例中的指静脉认证装置的传感器部12的剖面的图。

图4是表示一实施例中的计算机2的结构例的图。

图5是表示手指未放置在传感器部上的状态的图。

图6是表示手指正确地放置在传感器部上的状态的图。

图7是表示手指错误地放置在传感器部上的状态的图。

图8是表示手指错误地放置在传感器部上的状态的图。

图9是表示手指错误地放置在传感器部上的其他状态的图。

图10是表示在手指正确地放置在传感器部上的状态下拍摄的指静脉图像的例的图。

图11是表示在手指错误地放置在传感器部上的状态下拍摄的指静脉图像的例的图。

图12是表示在手指错误地放置在传感器部上的其他状态下拍摄的指静脉图像的例的图。

图13是表示一实施例中的指静脉认证的处理动作的流程图。

图14是表示显示指导信息的例的图。

符号说明

1：指静脉认证装置

2：计算机

12：传感器部

101：CPU

102：周边装置I/O设备

103：指静脉认证用照明LED

104：图像传感器

105：总线

106：主存储装置

107：装置整体控制程序

108：周边装置I/O控制程序

109：认证程序

110：指位置正确性判定程序

111：图像缓冲器

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。图1表示指静脉认证系统的整体结构。在图1中，1是指静脉认证装置，12是罩住手指的传感器部。2是与指静脉认证装置1连接的PC(个人计算机)这样的计算机。

图2表示指静脉认证装置1的结构例。

在图2中，CPU101是承担指静脉认证装置(以下简称为认证装置)中的数据处理的处理器，进行后述的各种程序的执行、及各种数据的处理及控制。周边装置I/O设备102是用于将认证装置1和计算机2连接的接口。指静脉认证用照明LED(以下简称为LED)103是用于取得指图像的装置，在指静脉认证中使用适合于手指的静脉图案的取得的近红外光LED。图像传感器104是用于取得指图像的传感器，通过例如CCD等设备，将由LED103照射的手指的静脉图案作为图像数据取得。

主存储装置106中确保有用于使装置动作的各种程序和数据区域。装置整体控制程序107是对认证装置1整体进行控制的程序。图像缓冲器111是用于储存由图像传感器104取得的指图像数据的区域。

对程序进行说明，周边装置I/O控制程序108对周边装置I/O设备102进行控制。认证程序109是如下的程序，即，由图像传感器104捕捉对手指照射了LED103的光而得到的指信息，对从图像传感器104输出的指图像进行处理并进行指静脉认证的程序。指位置正确性判定程序110是判定手指是否正确地按压并放置在传感器部12上的程序。从LED103照射的光照在手指上，由图像传感器104捕捉其透过光和反射光，并对由此得到的的图像进行解析，从而判定手指是否正确地放置在规定的位置。

这样，通过由CPU101执行各程序，来发挥规定的功能，进行各自的处理。这些程序如图2所示，虽然存储在主存储装置106中，但是在由CPU101执行时，可以作为实现例如装置整体控制机构、周边I/O控制机构、认证机构、指位置正确性判定机构等的功能的机构来表现。

图3表示传感器部12的剖面图。

一对LED103埋入导引架303中。LED103对手指302从侧面照射近红外光，由图像传感器104捕捉手指内部的静脉图案。301是可见光截止滤光片。在此，图像传感器104的视场角的1个特征是，设定为能够捕捉可见光截止滤光片301的整个区域(将该区域以符号304表示)。

图4表示计算机2的结构例。

CPU401是承担认证系统整体的数据处理、各种控制的处理器。周边装置I/O设备402是用于将指静脉认证装置1连接的接口。显示装置403是将指静脉认证的结果(成功或失败的状态)和指导信息显示给操作者的监视器。键输入装置404是操作者的键输入装置。405是将终端内的各装置连接起来的总线。

在主存储装置406中储存有各种程序。指静脉认证装置控制程序407是对经由周边装置I/O设备402连接的指静脉认证装置1进行控制的程序。周边装置I/O控制程序408对周边装置I/O设备402进行控制。指导信息显示程序409是在手指未正确地放置在传感器部12上的情况下，从指位置正确性判定程序110向计算机2发出该信息，接受到该信息时，显示指导信息的程序。

接着，参照图5～图9说明判定手指是否正确地放置在传感器部12上的原理。另外，在这些图中，(A)表示从上观察的俯视图，(B)表示侧视图。

图5表示手指未放置在传感器部12上的状态。505表示图像传感器104的拍摄区域。一对LED103埋入在导引架303中。

即使在手指未放置的状态下，左右一对LED103也始终点灯，以便将手指放置时能够立刻进行指静脉的认证处理。在手指未放置的状态下，从LED103发出的光507分别照亮对置的导引架303，通过其反射扩散光，在与区域506对应的部分发生像素的饱和。

在此，将各像素的图像传感器104的输出值称为像素值。例如，能够将各像素以2位来表现，如果像素值＝0，则判断为手指不存在，如果像素值＝3，则手指存在。

图6表示将手指正确地放置在传感器部12的规定的位置的状态。

在此，正确地放置的状态是指，手指601相对于图像传感器104及LED103平行放置的状态，在该状态下LED103向手指601的照射是均匀的，能够从图像传感器4无斑点地取得指信息。此外，由于从左右一对LED103发出的光607被手指601遮挡，所以无法照亮对置的导引架303，因此在拍摄区域505中不发生像素的饱和。

图7表示手指错误地放置在传感器部上的状态。

手指701虽然相对于图像传感器104平行放置，但是向下方向偏移。此外，手指701的指端按压可见光截止滤光片301，手指701相对于LED103不平行。因此，LED103向手指701的照射变得不均匀，通过图像传感器104取得的指信息中产生斑点，对认证精度产生不良影响。

此外，从左右的LED103发出的光707被手指701部分地遮挡，但是在区域702中，通过手指701按压可见光截止滤光片301，光不被手指701遮挡而从上部通过。因此，由于照亮了对置的导引架303的侧面704，所以通过其扩散光取得指图像时，在与区域703对应的部分发生像素的饱和。

图8是从指端方向观察图7的图。通过手指701按压可见光截止滤光片301，由LED103照亮对置的导引架303的侧面704，通过其扩散光，在由图像传感器104拍摄的图像中产生像素的饱和区域。根据这些饱和区域发生的位置，能够判定放置的手指的状态。

接着，图9表示手指错误地放置在传感器部上的其他状态。手指901像山一样弯曲地放置，相对于LED103，手指901的大部分不位于同一高度。因此，LED103向手指901的照射变得不均匀，由图像传感器104取得的指信息中产生斑点，对认证精度产生不良影响。

此外，从左右的LED103发出的光907被手指901部分地遮挡，但是在区域902中，由于手指901像山一样弯曲，所光不被手指901遮挡地从下部通过。因此，将对置的导引架303的侧面904照亮，所以通过该扩散光取得指图像时，在与区域903对应的部分发生像素的饱和。

图10表示在手指放置在正确的位置的状态下，由图像传感器104拍摄的指静脉图像的例。在图像的中央附近1003拍摄有手指1002的指静脉图像。此外，在图像的周边部1001，像素值变低。

对此，图11表示在手指错误地放置在传感器部12上的状态、即手指按压可见光截止滤光片的状态下拍摄的指静脉图像的例。在图像的中央附近1104拍摄有手指1102的指静脉图像，但是在图像的周边部1101，在图7中作为区域703示出的指端附近发生像素的饱和区域1103。这种情况下，优选为对利用者通知手指未放置在正确的位置这一情况。

接着，图12表示在手指错误地放置在传感器部12上的其他状态、即手指像山一样弯曲地放置的状态下拍摄的指静脉图像的例。在图像的中央附近1204拍摄有手指1202的指静脉图像，但是在图像的周边部1201，在图9中作为区域903示出的手指中央附近发生像素的饱和区域1203。在这种情况下，也优选为对利用者通知手指未放置在正确的位置这一情况。

综上所述，本发明者认为，在指静脉认证装置中，通过调查拍摄区域505中的像素的饱和区域的有无，能够判定手指是否正确地放置。

接着，参照图13，特别以指位置的正确性判定的处理为中心说明指静脉认证装置1及计算机2中的指静脉认证的处理动作。首先，在计算机2的CPU401中执行指静脉认证装置控制程序407，向指静脉认证装置1发送指特征量登记处理的启动信号(S111)。指静脉认证装置1根据接收的启动信号启动CPU101，执行各程序107～110。

在指静脉认证装置1中，由CPU101执行认证程序109，对指静脉认证用照明LED103及图像传感器104进行控制，取得指图像并储存到图像缓冲器111中(S112)。然后，由CPU101执行指位置正确性判定程序110，读出储存在图像缓冲器111中的指信息，对于其中央附近的区域，进行与手指未放置的状态下的平均像素值的比较，计算其变化量(S113)。

然后，判定计算出的变化量是否为阈值以上(S114)。判定的结果为小于阈值的情况下，判断为手指未放置在传感器部12上，从步骤S112的指图像的取得开始重复处理。另一方面，在计算出的变化量为阈值以上的情况下，判断手指是否罩在指静脉认证装置上，进入步骤S115。

在步骤S115中，由CPU101执行指位置正确性判定程序110，读出储存在图像缓冲器111中的指信息，对于其周边区域，进行与手指未放置的状态下的平均像素值的比较，计算其变化量。判定该计算出的变化量是否为阈值以上(S116)。

在判定的结果为该变化量为阈值以上的情况下，判定手指已正确地放置在了传感器部12的规定的位置，进入认证处理118。另一方面，在计算出的变化量小于阈值的情况下(存在饱和区域的情况)，判定为手指未正确地放置。然后，由计算机2的CPU401执行指导信息显示程序409，在显示装置403上显示手指的放置方法错误这样的意思的指导信息(S117)。该显示例在图14中示出。在此，优选为具有判定机构，在手指的前端侧存在变化量小于阈值的饱和区域的情况下，判定为手指置于近侧。此外，这时，通知手指置于近这一情况，进行引导以使手指向装置更里侧放置。

此外，优选为具有判定机构，在手指的前端侧及指根侧的变化量为阈值以上、且在手指的前端侧及指根侧之间的指静脉图像的中央区域存在变化量小于阈值的部分的情况下，判定为手指弯曲。这时，通知手指弯曲这一情况，进行引导以使手指以伸直的状态放置。

利用者看到该指导信息显示，从而将手指再次正确地放置在传感器部12上。然后，重复从步骤S112开始的处理。

以上说明了本发明优选实施例，但是本发明不限定为上述实施例，可以进行各种变形来实施。

例如，通过执行指静脉认证装置1和计算机2中的程序来实现各功能的指静脉认证系统不限定于图1所示的结构。该指静脉认证系统也可以应用于例如现金自动交易装置(ATM)。这种情况下，由图10的指静脉认证装置1及计算机2执行的各功能的一部分或全部，通过设于ATM的主控制部中的处理器或利用者的认证处理用的处理器来实现。

Claims

1.一种指静脉认证系统，用于使用利用者的指信息进行本人确认，其特征在于，具有：

传感器，将指信息作为图像取得；

认证机构，使用从该传感器取得的图像信息进行指认证；以及

指位置正确性判定机构，根据从该传感器取得的图像信息的像素值饱和的区域的有无，检测手指是否正确地放置在该传感器上。

2.如权利要求1所述的指静脉认证系统，其特征在于，

作为所述指位置正确性判定机构，将从所述传感器取得的图像信息分为映有手指的有效区域和未映有手指的无效区域，对于各个区域，根据像素值饱和的区域的有无，判断手指是否正确地放置在了该传感器上。

3.如权利要求1或2所述的指静脉认证系统，其特征在于，

具有显示装置，显示所述指位置正确性判定机构的判定结果，

该指位置正确性判定机构判断为手指未正确地放置在所述传感器上的情况下，在该显示装置上显示重新放置手指的意思的指导信息。

4.如权利要求1所述的指静脉认证系统，其特征在于，

所述指位置正确性判定机构根据手指未放置的状态的平均像素值和手指已放置的状态的平均像素值的变化量是否小于阈值来进行判定。

5.一种指静脉认证系统，用于使用利用者的指信息进行本人确认，其特征在于，具有：

传感器，将指信息作为图像取得；

手指放置状态判定机构，基于从该传感器取得的图像信息的像素值饱和的区域的有无及位置，判定放置在该传感器上的手指的状态。

6.如权利要求5所述的指静脉认证系统，其特征在于，

所述图像信息的像素值饱和的区域根据手指未放置的状态的像素值和手指已放置的状态的像素值的变化量是否小于阈值来进行判定。

7.如权利要求5所述的指静脉认证系统，其特征在于，

所述图像信息的像素值饱和的区域存在于指静脉图像的中央区域的情况下，判定为手指弯曲。