ES2331138T3 - Sistema de autenticacion biometrica y metodo de registro. - Google Patents
Sistema de autenticacion biometrica y metodo de registro. Download PDFInfo
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Abstract
Un sistema de autenticación biométrica para uso al autenticar a un individuo detectando y registrando datos de características (R1, R2, R3) de una mano de un usuario, y posteriormente detectando datos de características (A) de la mano del usuario y verificando los datos de características detectados contra dichos datos de características registrados, incluyendo dicho sistema: una unidad de captura de imagen (1) para capturar imágenes de la mano de dicho usuario; y una unidad de almacenamiento (4a) para almacenar los datos de características registrados (R1, R2, R3) de la mano de dicho usuario; caracterizado por incluir además una unidad de procesado (3) para extraer segmentos de silueta (C1 ... C6) de una imagen de la mano capturada por dicha unidad de captura de imagen (1), obteniéndose los segmentos de silueta del contorno restringido de la palma de la mano en un rango de captura de imagen (V) de dicha unidad de captura de imagen (1), y para determinar a partir de dichos segmentos de silueta extraídos (C1 ... C6) si dicha imagen ha sido capturada satisfactoriamente, extraer dichos datos de características de la imagen si se determina que han sido capturados satisfactoriamente, y registrar dichos datos de características (R1, R2, R3) en dicha unidad de almacenamiento (4a), donde dicha unidad de procesado (3) puede operar para obtener una pluralidad de imágenes de la mano de dicho usuario a partir de dicha unidad de captura de imagen (1), determinar el grado de semejanza entre datos de características entre cada una de dicha pluralidad de imágenes de la mano, y registrar en dicha unidad de almacenamiento (4a) una pluralidad de conjuntos de datos de características (R1, R2, R3) con un alto grado de semejanza de la pluralidad de imágenes; donde dicha unidad de captura de imagen (1) puede operar para capturar una porción de una mano, en el rango de captura de imagen (V), incluyendo la palma de la mano de dicho usuario y una porción de los dedos, y donde dichos datos de características (R1, R2, R3) son datos de la palma de la mano; y donde dicha unidad de procesado (3) puede operar para determinar si dicha captura de imagen ha sido exitosa a partir del número de segmentos de silueta en una imagen de la palma de dicha mano dentro de dicho rango de captura de imagen (V).
Description
Sistema de autenticación biométrica y método de
registro.
Esta invención se refiere a un método de
registro para un sistema de autenticación biométrica, un sistema de
autenticación biométrica, y un programa para los mismos, que usan
las características de una porción del cuerpo humano para realizar
autenticación individual, y se refiere en particular a un método de
registro para un sistema de autenticación biométrica, un sistema de
autenticación biométrica, y un programa para los mismos, que
detectan las características de la palma de una mano por medios sin
contacto para adquirir información biométrica.
Hay numerosas porciones del cuerpo humano, tal
como las huellas dactilares y las huellas de los dedos del pie, las
retinas de los ojos, características faciales, y los vasos
sanguíneos, que permiten la discriminación de individuos. Con los
avances logrados en biometría en los últimos años, se han propuesto
varios dispositivos para la autenticación de individuos
identificando características biométricas de dichas porciones del
cuerpo humano.
Por ejemplo, los vasos sanguíneos de la palma y
dedos, y las huellas de las palmas y las huellas dactilares,
proporcionan una cantidad comparativamente grande de datos
individuales característicos, y así son adecuados para verificar
fiablemente a un individuo (autenticación). En particular, las
configuraciones de los vasos sanguíneos (venas) no cambian durante
toda la vida desde la infancia, y se considera que son completamente
únicas, y por ello adecuadas para autenticación individual. Las
figuras 18 a 21 explican técnicas convencionales de autenticación
de la palma. Como se representa en la figura 18, al tiempo del
registro o la autenticación, el usuario pone la palma de la mano
110 cerca de un dispositivo de captura de imagen 100. El dispositivo
de captura de imagen 100 emite rayos infrarrojos cercanos, que son
incidentes sobre la palma de la mano 110. El dispositivo de captura
de imagen 100 usa un sensor para capturar rayos infrarrojos cercanos
que rebotan de la palma de la mano 110.
Como se representa en la figura 19, la
hemoglobina de los corpúsculos rojos que fluyen en las venas 112 ha
perdido oxígeno. Esta hemoglobina (hemoglobina reducida) absorbe
rayos infrarrojos cercanos a longitudes de onda cerca de 760
nanómetros. En consecuencia cuando los rayos infrarrojos cercanos se
hacen incidentes en la palma de una mano, se reduce la reflexión
solamente en las zonas en que hay venas, y la intensidad de los
rayos infrarrojos cercanos reflejados puede ser usada para
identificar las posiciones de las venas.
Para empezar, el usuario usa en primer lugar el
dispositivo de captura de imagen 100 de la figura 18 para registrar
datos de imagen de las venas de la palma de su propia mano en un
servidor o en una tarjeta. Entonces, para identificarse
(autenticarse) posteriormente, el usuario emplea el dispositivo de
captura de imagen 100 de la figura 18 para leer los datos de imagen
de las venas de su propia mano.
El usuario es autenticado comparando las
configuraciones de las venas en la imagen de venas registrada
recuperada usando la ID del usuario y en la imagen de verificación
de venas así leída. Por ejemplo, al comparar las configuraciones de
las venas en la imagen registrada y una imagen de verificación como
en la figura 20, el usuario es autenticado como el individuo en
cuestión. Por otra parte, después de la comparación de las
configuraciones de las venas en una imagen registrada y en una
imagen de verificación como en la figura 21, el individuo no es
autenticado (véase por ejemplo la Publicación de Patente japonesa
número 2004-062826).
En dicha detección sin contacto de información
biométrica, la parte del cuerpo se puede mover libremente con
respecto al dispositivo de captura de imagen 100, y en particular la
mano se puede mover libremente. Por otra parte, con el fin de
realizar una detección exacta, la parte del cuerpo para detección
110 se debe colocar dentro del rango de captura de imagen del
dispositivo de captura de imagen 100. Para lograrlo, se han
propuesto métodos en los que la posición y orientación de la mano
son detectadas a partir de una imagen capturada, y cuando no es
posible la captura de imagen exacta, se emplea una salida visual o
de voz para comunicar la impropiedad de la posición u orientación
de la mano (véase por ejemplo WO04/021884). En este método
propuesto, una imagen de toda la mano es capturada y comparada con
la forma media registrada de la mano para detectar la posición y
orientación de la mano.
En el registro de dicha información biométrica,
se han propuesto métodos en los que, al registrar datos de huellas
dactilares, los datos de huellas dactilares son detectados varias
veces y los datos de características comunes son extraídos de la
pluralidad de conjuntos de datos de huellas dactilares, y estos
datos de características comunes son registrados (véase por ejemplo
la Publicación de Patente japonesa número 01-263775
y la Publicación de Patente japonesa número
11-232459). Mediante tales métodos se puede evitar
el efecto que en los datos registrados produce el ruido de
detección y los cambios de la forma de las huellas dactilares debido
a diferencias en la presión de los dedos.
En tal detección sin contacto de información
biométrica, la detección se lleva a cabo por medios sin contacto, y
además, la parte del cuerpo, y en particular la mano, se puede mover
libremente. Por otra parte, con el fin de realizar una
autenticación biométrica rápida, es necesario que la captura de
imagen se lleve a cabo frecuentemente, y que las imágenes
apropiadas sean detectadas y enviadas al proceso de
registro/autenticación. Por lo tanto, en los métodos que comparan
las imágenes de toda la mano, se necesita tiempo para detectar la
posición y orientación de la mano, y además se incrementa el tamaño
del sensor en el dispositivo de captura de imagen, haciendo que
tales métodos sean inadecuados cuando se demanda detección rápida o
equipo de tamaño pequeño.
\newpage
Además, en los métodos convencionales en los que
se extraen y registran características comunes, se puede excluir el
ruido debido al dispositivo de detección biométrica y las
diferencias en los estados de detección al tiempo de la detección
biométrica. Pero al registrar datos comunes, existe la posibilidad
de que un conjunto de datos de características biométricas
individuales del usuario obtenidos para verificación no concuerden
exactamente con sus datos registrados, y que la cantidad de datos
registrados difiera de (por ejemplo, sea menor que) la cantidad de
datos de detección de características. Por lo tanto, al comparar los
datos de verificación con datos registrados al tiempo de la
autenticación, puede ser difícil realizar la verificación con alta
exactitud.
Además, dado que los datos reales son datos
biométricos, también hay que tomar en cuenta los cambios del estado
físico. Y al registrar datos comunes, si hay diferencias en el
estado físico al tiempo de la autenticación y al tiempo del
registro, incluso cuando el individuo es el mismo, la autenticación
como el mismo individuo puede no ser posible, de modo que pueden
surgir problemas. Por ejemplo, en la autenticación usando
configuraciones de las venas, hay numerosos factores que dan lugar
a fluctuaciones, entre ellos la tasa de pulsos, el tiempo de
captura de imagen, y la manera en que se presenta la mano.
Por lo tanto, hay impedimentos para la
aplicación a equipo en general para uso en cualquier tiempo, en
cualquier lugar, por cualquier persona. Pero si las tasas de
verificación no son satisfactorias, y surgen problemas por razones
biométricas, se impide la amplia adopción tanto por parte de los
usuarios como de los fabricantes de equipos.
WO 2004/021884 describe un dispositivo de
identificación individual para formación de imágenes de vasos
sanguíneos, incluyendo el dispositivo medios de guía para ayudar al
usuario a colocar la mano.
"Biometric Template Selection: A Case Study in
Fingerprints", Jain y colaboradores, describe obtener datos
conjuntos que tienen semejanza.
US 2002/0048014 describe un sistema para obtener
una configuración de las venas de un dedo.
Por lo tanto, es deseable proporcionar un método
de registro para un sistema de autenticación biométrica, un sistema
de autenticación biométrica, y un programa para los mismos para
extraer rápidamente datos de características incluso al usar
captura de imagen sin contacto de una parte del cuerpo (por ejemplo
la palma de la mano).
También es deseable proporcionar un método de
registro para un sistema de autenticación biométrica, un sistema de
autenticación biométrica, y un programa para los mismos, para
obtener datos de características exactos, incluso cuando el
dispositivo de captura de imagen sin contacto es de tamaño
reducido.
También es deseable proporcionar un método de
registro para un sistema de autenticación biométrica, un sistema de
autenticación biométrica, y un programa para los mismos, para
utilizar efectivamente una pluralidad de conjuntos de datos de
características obtenidos por captura de imagen con un dispositivo
de captura de imagen sin contacto, para mejorar la exactitud de la
verificación.
También es deseable proporcionar un método de
registro para un sistema de autenticación biométrica, un sistema de
autenticación biométrica, y un programa para los mismos, para evitar
las reducciones de la exactitud de la verificación, incluso cuando
hay cambios en el dispositivo de captura de imagen, cambios en
condición de la parte del cuerpo, y cambios en el estado de
detección.
Un sistema de autenticación biométrica, un
método y un programa según la invención se definen en las
reivindicaciones anexas.
Además, se obtienen imágenes de la mano del
mismo usuario varias veces de la unidad de captura de imagen, se
determina el grado de semejanza mutua entre conjuntos de datos de
características de una pluralidad de imágenes de la palma de la
mano, y se registran múltiples conjuntos de datos de características
con un alto grado de semejanza en una unidad de almacenamiento.
Así, incluso cuando se usan datos de características detectados
varias veces, se puede llevar a cabo una verificación que acomoda
los cambios en el estado biométrico, sin disminuir la exactitud de
la verificación, y además se puede evitar la incomodidad del
usuario, contribuyendo a la adopción difundida del sistema de
autenticación biométrica. Dado que la forma de la mano en imágenes
se verifica usando los contornos (de la palma) de la mano en la
imagen, es posible determinar rápidamente si una captura de imagen
ha sido exitosa y extraer datos de características, e incluso usando
dicho método, el procesado de registro se puede llevar a cabo en un
período de tiempo corto.
Se hace referencia ahora, a modo de ejemplo
solamente, a los dibujos acompañantes, donde:
La figura 1 representa la configuración de un
sistema de autenticación biométrica de una realización de la
invención.
La figura 2 es una vista exterior del
dispositivo de captura de imagen de la palma de la figura 1.
La figura 3 es un diagrama de bloques
funcionales del procesado de autenticación biométrica de la figura
1.
La figura 4 es un diagrama de bloques
funcionales del procesado de registro de información biométrica de
la
figura 3.
figura 3.
La figura 5 explica el rango de captura de
imagen del dispositivo de captura de imagen de la palma de la figura
2.
La figura 6 explica la imagen de vasos
sanguíneos de la figura 4.
La figura 7 explica los datos de imagen de vasos
sanguíneos de la figura 6.
La figura 8 explica datos registrados en la
porción de almacenamiento en la figura 3.
La figura 9 representa el flujo del procesado de
detección de distancia/contorno de la mano en la figura 3.
La figura 10 explica el procesado del contorno
de la mano en la figura 9.
La figura 11 es un primer diagrama del flujo de
procesado de registro en la figura 3.
La figura 12 es un segundo diagrama del flujo de
procesado de registro en la figura 3.
La figura 13 explica la comparación de tres
conjuntos de datos de imagen de vasos sanguíneos en la figura
11.
La figura 14 explica la comparación de cuatro
conjuntos de datos de imagen de vasos sanguíneos en la figura
12.
La figura 15 es un diagrama de bloques
funcionales de procesado de autenticación de prueba en otra
realización de la invención.
La figura 16 representa el flujo del procesado
de autenticación de prueba en la figura 15.
La figura 17 explica el procesado de
verificación de la figura 15.
La figura 18 explica un dispositivo convencional
de captura de imagen de la palma.
La figura 19 explica el principio de un
dispositivo convencional de captura de imagen de la palma.
La figura 20 explica tecnología convencional de
captura de imagen de la palma.
Y la figura 21 explica tecnología convencional
de captura de imagen de la palma.
A continuación se explican realizaciones de la
invención, en el orden de un sistema de autenticación biométrica,
método de procesado de registro de datos biométricos, procesado de
detección de distancia/contorno de la mano, método de procesado de
registro de datos de características biométricas, procesado de
autenticación de prueba y de autenticación, y otras
realizaciones.
La figura 1 representa la configuración de un
sistema de autenticación biométrica de una realización de la
invención; la figura 2 es una vista exterior del dispositivo de
captura de imagen de la palma de la figura 1; y la figura 3 explica
el procesado de autenticación biométrica de la figura 1.
Como un sistema de autenticación biométrica, la
figura 1 representa un ejemplo de un sistema de autenticación de
venas de la palma en una institución financiera. Un dispositivo de
captura de imagen de la palma 1 explicado en la figura 2, y un
terminal de oficina sucursal (por ejemplo, un ordenador personal) 3
conectado al dispositivo de captura de imagen 1, están dispuestos
en una zona de servicio 2 de la institución financiera. Un usuario
que pide autenticación por configuración de las venas pone la mano
sobre el dispositivo de captura de imagen de la palma (a
continuación el "dispositivo de captura de imagen") 1. Como se
representa en la figura 3, el dispositivo de captura de imagen 1
lee la palma, y el procesado de extracción de imagen de vasos
sanguíneos 3a del terminal 3 extrae la configuración de las venas,
y la registra como datos de venas en el terminal 3.
Estos datos de venas son registrados en una
porción de almacenamiento 4a de un servidor de base de datos 4
conectado al terminal 3, o en un dispositivo de almacenamiento
personal (por ejemplo, una tarjeta CI) 5 que lleva el usuario. El
servidor 4 está conectado a un terminal de zona de servicio 8 en una
zona de servicio 7 de la institución financiera, y el terminal de
zona de servicio 8 está conectado a un dispositivo de captura de
imagen 1.
Con el fin de hacer una extracción o realizar
alguna otra transacción financiera en la zona de servicio 7 de la
institución financiera, el usuario pone la mano sobre el dispositivo
de captura de imagen 1 dispuesto en la zona de servicio 7. Como se
representa en la figura 3, el dispositivo de captura de imagen 1 lee
la palma de la mano, y la configuración de sus venas es extraída
mediante procesado de extracción de imagen de vasos sanguíneos 8a
por el terminal de zona de servicio 8. Mediante procesado de
verificación 8b, el terminal de zona de servicio 8 verifica la
configuración de las venas, como datos de venas, contra los datos de
venas registrados en el servidor de base de datos 4 para
identificar (autenticar) al individuo.
El servidor 4 está conectado a un CA (cajero
automático) 6 de la institución financiera, y el CA 6 puede ser
usado para realizar transacciones mediante autenticación por
configuración de las venas. Para utilizar el CA 6 para efectuar una
extracción o realizar alguna otra transacción financiera, el usuario
pone la mano sobre un dispositivo de captura de imagen
1-1 dispuesto en el CA 6. El dispositivo de captura
de imagen 1-1 lee la palma. Al igual que el
terminal de zona de servicio 8, el CA 6 extrae la configuración de
las venas (imagen de vasos sanguíneos), y verifica esta
configuración, como datos de venas, contra los datos de venas
registrados en una tarjeta CI 5 que lleva el usuario o en el
servidor de base de datos 4, para autenticar al individuo.
Como se representa en la figura 2, el
dispositivo de captura de imagen de la palma 1 de la figura 1 está
equipado con una unidad sensora 18 sustancialmente en el centro de
una unidad principal 10. En una porción delantera (en el lado del
usuario) de la unidad sensora 18 se ha dispuesto una guía delantera
14. La guía delantera 14 incluye una hoja de resina sintética,
transparente o sustancialmente transparente.
La guía delantera 14 cumple la finalidad de
guiar la mano del usuario sobre la unidad 18 y de soportar la
muñeca. Por lo tanto, la guía delantera 14 proporciona guía al
usuario con el fin de guiar la muñeca sobre la unidad sensora 18 y
soporta la muñeca. Como resultado, se puede colocar la postura de la
palma de la mano, es decir, la posición, la inclinación y el tamaño
sobre la unidad sensora 18.
La forma en sección transversal de la guía
delantera 14 tiene un cuerpo vertical y, en la porción superior,
una porción horizontal 14-1 para soportar la muñeca.
Se ha formado una depresión (rebaje) 14-2 de forma
continua en el centro de la porción horizontal
14-1, para facilitar la colocación de la muñeca.
Como se indica a continuación en la figura 4, la
unidad sensora 18 está provista de un sensor de infrarrojos (sensor
CMOS) y lente de enfoque 16 y un sensor de distancia 15 en el
centro; en su periferia se ha dispuesto una pluralidad de elementos
emisores de luz infrarroja cercana (LEDs) 12. Por ejemplo, los
elementos emisores de luz infrarroja cercana 12 están dispuestos en
ocho lugares en la periferia, para emitir rayos infrarrojos
cercanos hacia arriba.
La región legible V de esta unidad sensora 18 es
regulada por la relación entre el sensor, la lente de enfoque, y la
región de emisión de luz infrarroja cercana. Por lo tanto, la
posición y la altura de la guía delantera 14 se establecen de tal
manera que la muñeca soportada se coloque en la región legible
V.
La figura 4 es un diagrama de bloques del
procesado de registro de información biométrica de una realización
de la invención, la figura 5 explica la relación entre el rango de
captura de imagen del dispositivo de captura de imagen y la palma
de la mano, la figura 6 explica la imagen de vasos sanguíneos
detectada en la figura 4, la figura 7 explica los datos de
características biométricas de la figura 4, y la figura 8 explica
los datos registrados.
Como se representa en la figura 4, el
dispositivo de captura de imagen de la palma 1 de la figura 2 está
equipado con una unidad sensora 18 sustancialmente en el centro de
la unidad principal 10. Una guía delantera 14 está dispuesta en la
porción delantera (hacia el usuario) de la unidad principal 10. La
guía delantera 14 incluye una hoja de resina sintética,
transparente o sustancialmente transparente.
La guía delantera 14 cumple la finalidad de
guiar la mano del usuario en la parte delantera y de soportar la
muñeca. Por lo tanto, la guía delantera 14 proporciona guía al
usuario con el fin de guiar la muñeca sobre la unidad sensora 18 y
soporta la muñeca. Como resultado, se puede controlar la postura de
la palma de la mano, es decir, la posición, la inclinación y el
tamaño sobre la unidad sensora 18.
Además, la unidad sensora 18 está provista de un
sensor de infrarrojos (sensor CMOS) y una lente de enfoque 16 y un
sensor de distancia 15 en el centro; en su periferia se ha dispuesto
una pluralidad de elementos emisores de luz infrarroja cercana
(LEDs) 12. Por ejemplo, elementos emisores de luz infrarroja cercana
12 están dispuestos en ocho lugares en la periferia, para emitir
rayos infrarrojos cercanos hacia arriba.
La región legible V de esta unidad sensora 18 es
regulada por la configuración del sensor, la lente de enfoque, y la
región de emisión de luz infrarroja cercana. Por lo tanto, la
posición y la altura de la guía delantera 14 se establecen de tal
manera que la muñeca soportada se coloque en la región legible
V.
Como se representa en la figura 5, cuando la
mano 50 se extiende con la palma plana, la palma tiene una zona
máxima, y además es plana, de modo que cuando la palma se somete a
captura de imagen en la región de captura de imagen V de la unidad
sensora 18, se obtiene una configuración exacta de las venas que
puede ser usada en el registro y la verificación. Como se
representa en la figura 6, cuando la distancia de la unidad sensora
18 a la palma está dentro de un rango preestablecido, el sensor 16
de la unidad sensora 18 obtiene una imagen nítida enfocada de los
vasos sanguíneos.
\newpage
Por lo tanto, como se representa en la figura 4,
haciendo que la guía delantera 14 soporte la muñeca 52 encima de la
unidad sensora 18, la posición, la inclinación y la altura de la
palma encima de la unidad sensora 18 son exactas con respecto al
rango de captura de imagen de la unidad sensora 18, y la mano del
usuario puede ser guiada y soportada.
Volviendo a la figura 4, el terminal 3 conectado
al dispositivo de captura de imagen 1 ejecuta una serie de
procesado de registro 30 a 42. La porción de control del terminal 3
tiene, por ejemplo, una CPU, varios tipos de memoria, circuitería
de interface, y otros circuitos necesarios para procesado de datos.
La CPU ejecuta la serie de procesado de registro 30 a 42.
El procesado de detección de distancia/contorno
de la mano 30 recibe la distancia del dispositivo de captura de
imagen 1 medida por el sensor de distancia 15, determina si la palma
u otro objeto está a una distancia dentro de un rango
preestablecido de la unidad sensora 18. Y además el procesado de
detección de contorno 30 detecta el contorno de la mano de la
imagen capturada por la unidad sensora 18, y en base al contorno,
determina si la imagen puede ser usada en procesado de registro y
verificación. Por ejemplo, se determina si aparece una zona
suficiente de la palma en la imagen. Este procesado se describe más
adelante utilizando la figura 9.
Como se explica en la figura 9 siguiente, el
procesado de salida de mensaje de guía 32 envía a la pantalla del
terminal 3 un mensaje que guía la palma a la izquierda o la derecha,
hacia delante o hacia atrás, hacia arriba o hacia abajo, cuando la
distancia medida por el sensor de distancia 15 indica que la mano
está fuera del rango de captura de imagen, y cuando la imagen no
puede ser usada en el procesado de registro y verificación.
Mediante esto, la mano del usuario es guiada a posición sobre el
dispositivo de captura de imagen 1.
El procesado de extracción de imagen de vasos
sanguíneos 34 extrae una imagen de las venas de la imagen de la
mano cuando el procesado de detección del contorno de la mano 30
determina que una imagen ha sido capturada con la mano mantenida
correctamente. Es decir, como se explica con la figura 18 y la
figura 20, se obtiene datos en escala de grises de la imagen de la
palma, como los de la figura 7, mediante diferencias de
reflectividad. La imagen de configuración de las venas es una
imagen análoga a la representada en la figura 6; los datos son
datos en escala de grises como los de la figura 7.
El procesado de mantenimiento temporal de imagen
de vasos sanguíneos 36 mantiene temporalmente los datos de imagen
de vasos sanguíneos extraídos. El procesado de determinación de
registrabilidad 38 determina el grado de semejanza de una
pluralidad de conjuntos de datos de imagen de vasos sanguíneos, con
el fin de registrar una pluralidad de conjuntos óptimos de datos de
imagen de vasos sanguíneos de entre la pluralidad de conjuntos de
datos de imagen de vasos sanguíneos mantenidos por el procesado de
mantenimiento temporal de imagen de vasos sanguíneos 36, para
registrar los datos o no. El procesado de registro 42 registra datos
de imagen de vasos sanguíneos que se determina que se han de
registrar en una porción de almacenamiento 4a. El procesado de
salida de progreso de registro 40 envía el estado de progreso de
procesado de registro 42 a la pantalla del dispositivo terminal
3.
Así, para cada imagen capturada, no se obtienen
necesariamente exactamente los mismos datos de características
biométricas, y hay diferencias según el dispositivo de captura de
imagen, el estado físico de la palma, la manera de extender la
mano, y otros factores. Por lo tanto, la captura de imagen se lleva
a cabo varias veces, y solamente se registra información óptima
adecuada para el registro. Sin embargo, si la persona que llevase a
cabo el registro (el usuario) tuviese que realizar docenas de
operaciones de registro, la carga impuesta al usuario sería severa.
En consecuencia, el número de operaciones se limita al número que
probablemente será aceptable por parte de los usuarios, y la
información de registro óptima se obtiene de esta información y se
registra en la porción de almacenamiento 4a. Por ejemplo, como se
representa en la figura 8, para cada ID individual se registran
tres conjuntos de datos de características biométricas (datos de
imagen de vasos sanguíneos de la palma de la mano).
La figura 9 representa el flujo de procesado de
detección de distancia/contorno de la mano en la figura 4, y la
figura 10 explica el procesado para determinar la idoneidad de las
imágenes capturadas mediante el contorno de la mano.
(S10) El valor del contador de imágenes
capturadas "n" se inicializa a "1".
(S12) Se hace que el sensor de distancia 15 mida
la distancia a la palma de la mano, y se detecta la salida.
(S14) Se comparan la distancia detectada y la
longitud focal determinada por el sensor y la lente 16 de la unidad
sensora 18, y se determina si la distancia a la palma está dentro
del rango apropiado. El rango apropiado puede emplear, por ejemplo,
un margen estrecho durante el registro, poniéndose la distancia de
la unidad sensora 18 a entre 50 y 60 mm, mientras que durante la
verificación, descrita más adelante, el margen puede ser mayor,
siendo la distancia del sensor entre 40 y 70 mm. Mediante esto, se
puede mejorar la velocidad de procesado de verificación manteniendo
al mismo tiempo la exactitud de los datos de registro.
(S16) Si la distancia es apropiada, el
dispositivo de captura de imagen 1 emite luz infrarroja cercana, y
la luz reflejada es recibida por el sensor 16, para obtener una
imagen de la palma de la mano.
\newpage
(S18) El contorno de la palma de la mano es
detectado a partir de la imagen capturada por el dispositivo de
captura de imagen 1. Como se representa en la figura 5, con el fin
de obtener una imagen de vasos sanguíneos de la palma, el rango de
captura de imagen para la mano 50 se limita a V. El rango de captura
de imagen V se pone al rango en que se capture una imagen de la
palma de la mano, una porción de la muñeca, y las bases de los
cinco dedos. Mediante esto, la unidad sensora 18 se puede hacer más
pequeña. Cuando se captura una imagen con la mano abierta y en la
posición correcta como en la figura 5, hay seis contornos dentro del
rango de captura de imagen V, que son C1 (el borde izquierdo de la
mano); C2 (entre los dedos); C3 (entre los dedos); C4 (entre los
dedos); C5 (entre los dedos); y C6 (el borde derecho de la mano, que
llega a la muñeca), como se representa en la figura 10.
(S20) A continuación, para determinar si la
imagen es utilizable en el procesado de verificación basado en los
contornos, en primer lugar se cuenta el número de contornos dentro
del rango de captura de imagen (marco) V. Entonces se determina si
el número de contornos contado es apropiado. Como se ha explicado
anteriormente, cuando los dedos están extendidos y la muñeca está
presente, el número de contornos detectado es "6", y la
determinación es apropiada. Por otra parte, si el número de
contornos detectado es "5" o menos, o los dedos no están
extendidos o la posición de la palma está desplazada, o no se pueden
detectar los dedos de la mano. Esta imagen se considera
inapropiada, y el procesado pasa al paso S28.
(S22) Si el número de contornos es apropiado,
entonces se calculan las distancias entre los contornos y el marco
de imagen V, y a partir de las distancias se determina si hay
desplazamiento hacia la derecha-izquierda o hacia
delante-hacia atrás. Como se representa en la figura
10, se calcula la distancia L1 entre el borde izquierdo VL del
marco y la posición izquierda del contorno C1, y se determina si la
distancia calculada está dentro de un rango de distancia
preestablecido, y si hay desplazamiento a la
izquierda-derecha; si hay desplazamiento, el
procesado pasa al paso S28.
(S24) A continuación, como se representa en la
figura 10, se calcula la distancia L3 del borde inferior VU del
marco y la posición inferior del contorno C6, y se determina si la
distancia calculada está dentro de un rango de distancia
preestablecido, y si hay desplazamiento hacia
delante-hacia atrás; si hay desplazamiento, el
procesado pasa al paso S28.
(S26) Si no hay desplazamiento hacia delante,
porque los dedos están extendidos, la muñeca está presente, y no
hay desplazamiento de posiciones en la imagen capturada, se
determina que la captura de imagen es exitosa, y se obtiene la
imagen para procesado de registro 34-38. Entonces
tiene lugar retorno del procesado. En el procesado de registro, se
toma la imagen dentro del marco de la línea de trazos R en la figura
10, y se lleva a cabo la detección de la imagen de vasos sanguíneos
explicada en la figura 4.
(S28) Por otra parte, si en el paso S14 la
distancia no es apropiada, o en los pasos S20 a S24 los dedos no
están extendidos o se detecta un desplazamiento de posición, se
determina si el valor del contador de imágenes capturadas "n"
ha alcanzado un número predeterminado "m" (por ejemplo, 10
veces).
(S30) Si el valor del contador de imágenes
capturadas "n" no ha alcanzado el número predeterminado
"m"(por ejemplo, 10 veces), la causa de NB (fallo) de captura
de imagen (dedos insuficientemente extendidos, desplazamiento a la
izquierda-derecha/hacia
delante-hacia atrás, desplazamiento de distancia) se
(acumula) y guarda. El valor del contador de imágenes capturadas
"n" se cambia entonces a "n+1", y el procesado vuelve al
paso S12.
(S32) Por otra parte, si el valor del contador
de imágenes capturadas "n" ha alcanzado el número
predeterminado "m" (por ejemplo, 10 veces), se determina que
la relación entre la palma y el sensor debe ser modificada. Por lo
tanto, se analiza el número predeterminado m (por ejemplo, 10) de
causas NB de captura de imagen. Por ejemplo, las causas se
clasifican en insuficiente extensión de los dedos, posición
desplazada (a la izquierda-derecha/hacia
delante-hacia atrás), y distancia desplazada, y se
cuenta cada una.
(S34) Los valores contados se usan para detectar
la causa más frecuente de NB de captura de imagen. Cuando la
insuficiente extensión de los dedos y la posición desplazada son las
causas más frecuentes, se selecciona una pantalla de guía con texto
para la extensión de los dedos y el desplazamiento de posición, y el
procesado vuelve. Cuando los desplazamientos de distancia son las
causas más frecuentes, se selecciona una pantalla de guía con texto
para desplazamientos de distancia, y el procesado vuelve.
De esta forma, se limita el rango de captura de
imagen, se extraen contornos en una imagen capturada, y los
contornos se usan para determinar si la forma de la mano en la
imagen capturada es apropiada, de modo que, en comparación con los
métodos convencionales en los que se captura una imagen de toda la
mano y se compara con una configuración básica de registro, se
pueden obtener imágenes apropiadas de la palma mucho más
rápidamente. Además, se puede reducir el tamaño de la unidad
sensora.
Cuando la captura de imagen (incluyendo la
medición de la distancia) se lleva a cabo varias veces a intervalos
cortos, y NB de captura de imagen tiene lugar frecuentemente, se
guardan para uso futuro, y si después de un número preestablecido
de NB de capturas de imagen, el NB de captura de imagen no se ha
resuelto, se determina que la posición relativa de la palma y el
sensor debe ser corregida. Entonces se analiza el número
predeterminado m (por ejemplo, 10) de causas de NB de captura de
imagen guardadas, y se facilita una guía en pantalla acerca de la
forma de extender la mano según los resultados del análisis.
Por lo tanto, la pantalla de guía no cambia
frecuentemente, y así el usuario puede entender bien la causa del
problema y puede cambiar la manera de extender la mano. Como
resultado, se evita la confusión del usuario, la mano se puede
mover rápidamente a una posición y distancia apropiadas, y se puede
aumentar la velocidad de autenticación.
Además, se selecciona NB de captura de imagen
más frecuencia, y se le indica al usuario la causa en una pantalla,
de modo que se puedan evitar las causas NB (no buena) ocasionales de
captura de imagen debidas al usuario, y la guía del usuario se
puede llevar a cabo más fiablemente.
La figura 11 y la figura 12 explican el flujo
del procesado de registro de datos de características biométricas,
y la figura 13 y la figura 14 explican este procesado. El flujo de
procesado en la figura 11 y la figura 12 se explica con más
detalle, con referencia a la figura 13 y la figura 14.
(S40) Como se ha explicado anteriormente, el
dispositivo de captura de imagen 1 emite luz infrarroja cercana,
para obtener una imagen de la palma de la mano (también llamada
información biométrica).
(S42) Como se ha explicado anteriormente, por
medio del procesado de detección del contorno de la mano 30
explicado en la figura 9, el contorno de la mano es detectado a
partir de una imagen capturada por el dispositivo de captura de
imagen 1, y a partir del contorno se determina si la imagen puede
ser usada en el procesado de registro y verificación. Cuando la
palma de la mano no aparece adecuadamente en la imagen o en casos
similares, se lleva a cabo una determinación NB, el procesado de
salida de mensaje de guía 32 descrito anteriormente envía a la
pantalla del dispositivo terminal 3 un mensaje para dirigir la palma
de la mano a la izquierda o derecha, o hacia delante o hacia atrás,
y el procesado vuelve al paso S40.
(S44) Cuando el procesado de detección del
contorno de la mano 30 determina que la captura de imagen tiene
lugar con la mano extendida correctamente, el procesado de
extracción de imagen de vasos sanguíneos 34 extrae de la imagen de
la mano una imagen de las venas.
(S46) Se determina si la extracción es la
primera extracción. Si es la primera extracción, la primera imagen
de vasos sanguíneos se conserva temporalmente.
(S48) A continuación, se envía a la pantalla del
dispositivo terminal 3 un mensaje de guía pidiendo la repetición de
la operación, y el procesado vuelve al paso S40.
(S50) Por otra parte, si en el paso S46 la
extracción no es la primera extracción, sino que se determina que
es la segunda extracción o una posterior, se determina si la
extracción es la segunda extracción.
(S52) Si la extracción es la segunda extracción,
se compara el primer conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos con el segundo conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos, y se calcula el grado de semejanza. El grado de
semejanza es una cantidad que indica el grado de coincidencia de las
dos configuraciones de imagen de vasos sanguíneos; se puede aplicar
varias técnicas de concordancia de configuración. Por ejemplo, en
las dos matrices de píxeles de representación en escala de grises
para las configuraciones de imagen de vasos sanguíneos en la figura
7, se obtienen y comparan los valores de píxel (valores de escala de
grises) para un píxel de interés en las dos configuraciones. Si los
dos coinciden, se incrementa en "1" un contador de grado de
semejanza. El píxel de interés se cambia, y los valores de píxel se
comparan igualmente para determinar la coincidencia del píxel
nuevamente seleccionado. Si los dos coinciden, el contador de grado
de semejanza se incrementa en "1". Esto se lleva a cabo con
respecto a todos los píxeles en las matrices de píxeles, y se
considera que el valor del contador de grado de semejanza es el
grado de semejanza. Si el grado de semejanza es igual o mayor que
un umbral determinado con anterioridad, se determina que los dos son
similares (OK), se determina que se registre el segundo conjunto de
datos de imagen de vasos sanguíneos, se conserva temporalmente la
segunda imagen de vasos sanguíneos en el paso S46, y el procesado
pasa al paso S48. Por otra parte, si el grado de semejanza no
excede del umbral, se determina que los dos no son similares (NB).
El procesado pasa entonces al envío del mensaje de guía de
repetición de operación del paso S48.
(S54) Por otra parte, si en el paso S50 la
extracción no es la segunda, sino que es la extracción tercera o
posterior, se determina si la extracción es la tercera extracción.
Si no es la tercera extracción, el procesado pasa al paso S60 de la
figura 12.
(S56) Por otra parte, si la extracción es la
tercera extracción, entonces se calculan igualmente los grados de
semejanza entre los datos de imagen de vasos sanguíneos extraídos
hasta entonces (aquí, los conjuntos primero y segundo) y el tercer
conjunto de datos de imagen de vasos sanguíneos. Es decir, como se
representa en la figura 13, en el paso S42 se calcula el grado de
semejanza #1 entre el segundo conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos y el primer conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos. En el paso S56 se calcula el grado de semejanza #3
entre el tercer conjunto de datos de imagen de vasos sanguíneos y el
primer conjunto de datos de imagen de vasos sanguíneos, y el grado
de semejanza #2 entre el tercer conjunto de datos de imagen de
vasos sanguíneos y el segundo conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos, y se hacen las determinaciones. Si, como resultado de
estas comparaciones, todos los grados de semejanza #1, #2 y #3 son
iguales o mayores que el umbral, entonces se determina que los tres
son imágenes de vasos sanguíneos similares. El procesado pasa
entonces al paso S58 en la figura 12. Por otra parte, si las
comparaciones de la figura 13 indican que alguno de los grados de
semejanza #1, #2, #3 no excede del umbral, el procesado vuelve al
paso S48.
(S58) Se determina que se registre el tercer
conjunto de datos de imagen de vasos sanguíneos. El procesado pasa
entonces al paso S68.
(S60) Si, en el paso S54, la extracción no es la
tercera extracción, entonces se determina si la extracción es la
enésima extracción limitante (lectura final). Si lo es, entonces al
operador se le muestra en la pantalla un mensaje de operación
finalizada, y el procesado termina.
(S62) Si no es la enésima extracción limitante,
entonces se llevan a cabo comparaciones con los n conjuntos de
datos de imagen de vasos sanguíneos obtenidos hasta entonces. Por
ejemplo, si la extracción es la cuarta extracción, entonces como se
representa en la figura 14, se calculan el grado de semejanza #6
entre el cuarto conjunto de datos de imagen de vasos sanguíneos y
el primer conjunto de datos de imagen de vasos sanguíneos, el grado
de semejanza #5 entre el cuarto conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos y el segundo conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos, y el grado de semejanza #4 entre el cuarto conjunto de
datos de imagen de vasos sanguíneos y el tercer conjunto de datos
de imagen de vasos sanguíneos, y se llevan a cabo las
determinaciones.
(S64) Si todos los grados de semejanza #4, #5,
#6 son iguales o mayores que el umbral, se determina que las tres
imágenes de vasos sanguíneos con grados de semejanza más altos entre
los conjuntos primero, cuarto, segundo y tercero son similares, y
el procesado pasa al paso S66. Por otra parte, si, en las
comparaciones de la figura 14, se determina que alguno de los
grados de semejanza #4, #5, #6 no excede del umbral, el procesado
vuelve al paso S48 en la figura 11, y se capturan imágenes quinta y
posteriores, se lleva a cabo extracción de imágenes de vasos
sanguíneos, y se realizan igualmente los cálculos y determinaciones
de grado de semejanza.
(S66) Se determina si el enésimo conjunto de
datos de imagen de vasos sanguíneos está registrado.
(S68) Entonces se determina si se han obtenido
tres conjuntos de datos de imagen de vasos sanguíneos que son
similares y pueden ser registrados. Si no se obtuvieron, el
procesado vuelve al paso S48. Si se obtuvieron, los tres conjuntos
de datos de imagen de vasos sanguíneos son registrados en la porción
de almacenamiento 4a, conjuntamente con una ID de usuario (número
de cuenta o similar). Es decir, como se representa en la figura 8,
en la porción de almacenamiento 4a se registran una ID individual y
tres conjuntos de datos de imagen de vasos sanguíneos (aquí, la
serie de valores de datos binarios blanco y negro) como los datos
registrados de imagen de vasos sanguíneos de la porción de
almacenamiento 4a.
Como se ha indicado en el paso S60, cuando tiene
lugar de forma continua algún fenómeno incompatible con el
registro, se incrementa la carga impuesta al usuario, y así se puede
poner libremente un número N, y cuando se alcanza este número, se
envía un mensaje indicando al usuario que repita las operaciones
desde el inicio, o que consulte con el personal (por ejemplo, el
cajero del banco).
De esta forma, los datos de imagen de vasos
sanguíneos son detectados varias veces, y se registra una pluralidad
(aquí, tres) de conjuntos de datos de imagen de vasos sanguíneos
con alto grado de semejanza como los datos óptimos de imagen de
vasos sanguíneos. En consecuencia, aunque haya diferencias en los
datos biométricos debidas al dispositivo de captura de imagen, a
cambios físicos de la palma, o a la manera de extender la mano u
otros aspectos del estado de captura de imagen, dado que la captura
de imagen se lleva a cabo varias veces y solamente se registra
información biométrica óptima con un alto grado de semejanza
adecuado para registro, se puede registrar una pluralidad de
conjuntos de información biométrica que reflejen las diferencias,
sin disminuir la exactitud de la verificación. Si la persona que
realiza el registro (el usuario) estuviese obligado a realizar
docenas de operaciones de registro, la carga impuesta al usuario
sería excesiva, y por ello el número de operaciones se limita al
número probablemente aceptable por parte de los usuarios, y a partir
de esta información se obtiene la información de registro óptima y
se registra en la porción de almacenamiento.
Aquí, los datos iniciales de imagen de vasos
sanguíneos se usan como referencia al realizar el registro. De las
configuraciones segunda y posteriores de imagen de vasos sanguíneos
se registran dos conjuntos de datos de imagen de vasos sanguíneos
con un alto grado de semejanza. Dado que los datos iniciales se usan
como referencia, se puede evitar la continuación indefinida de los
cálculos y determinaciones del grado de semejanza.
A continuación se explica la autenticación de
prueba. Como se ha indicado anteriormente, cuando finaliza el
registro de n (en la explicación anterior, 3) conjuntos de datos, la
operación para realizar el proceso de verificación se lleva a cabo
inmediatamente. Así, el usuario extiende la mano sobre el
dispositivo para verificación, y los datos detectados y registrados
son comparados para confirmar que es posible una autenticación
fiable usando la palma del usuario. Como resultado, se incrementa
la sensación de seguridad y fiabilidad del sistema por parte del
usuario. La autenticación de prueba se realiza usando el mismo
procedimiento que el de la autenticación real. Por lo tanto, la
autenticación de prueba es también el procesado de autenticación
real. El procesado se explica a continuación usando las figuras 15
a 17.
La figura 15 es un diagrama de bloques
funcionales del procesado de autenticación en un aspecto de la
invención, la figura 16 representa el flujo de procesado de
autenticación en la figura 15, y la figura 17 explica la
operación.
En la figura 15, las porciones que son las
mismas que las de las figuras 2 y 4 se denotan con los mismos
símbolos. Es decir, la CPU del dispositivo terminal 3 conectado al
dispositivo de captura de imagen 1 ejecuta la serie de procesado de
autenticación 30 a 46.
Como se ha explicado anteriormente usando la
figura 9, el procesado de detección del contorno de la mano 30
detecta el contorno de la mano a partir de una imagen capturada por
el dispositivo de captura de imagen 1, y a partir del contorno
determina si la imagen puede ser usada en el procesado de registro y
verificación. Por ejemplo, la palma de la mano puede aparecer
adecuadamente o no en la imagen. El procesado de salida de mensaje
de guía 32 envía a la pantalla del dispositivo terminal 3 un mensaje
para guiar la palma de la mano hacia la izquierda, hacia la
derecha, hacia delante o hacia atrás cuando la imagen no puede ser
usada en el procesado de registro y verificación. Mediante esto, el
usuario en el dispositivo terminal 3 es guiado al extender la mano
del usuario sobre el dispositivo de captura de imagen 1.
Cuando el procesado de detección del contorno de
la mano 30 determina que se ha capturado satisfactoriamente una
imagen con la mano extendida correctamente, el procesado de
extracción de imagen de la sangre 34 extrae una imagen de las venas
de la imagen de la mano. Es decir, como se ha explicado usando la
figura 18 y la figura 19, los datos en escala de grises de la
imagen de la palma de la mano se obtienen de las diferencias de
reflectividad, como en la figura 6.
Como se representa en la figura 8, el procesado
de búsqueda de imagen de vasos sanguíneos registrada 46 busca en la
porción de almacenamiento 4a tres conjuntos registrados de datos de
imagen de vasos sanguíneos R1, R2, R3 correspondientes a la ID
individual (número de cuenta). Como se representa en la figura 17,
el procesado de verificación 44 compara los datos de imagen de
vasos sanguíneos A detectados por el procesado de detección de
imagen de vasos sanguíneos 34 con los tres conjuntos registrados de
datos de imagen de vasos sanguíneos R1, R2, R3, realiza el
procesado de verificación, y envía el resultado de la
verificación.
Se ofrece una explicación más detallada
utilizando la figura 16.
(S70) La ID (número de cuenta) presentada por el
usuario se emplea para leer los tres conjuntos de datos de imagen
de vasos sanguíneos R1, R2, R3 registrados correspondientes en la
porción de almacenamiento 4a.
(S72) El dispositivo de captura de imagen 1
emite luz infrarroja cercana para obtener una imagen de la palma de
la mano. Se lleva a cabo procesado de detección del contorno de la
mano 30 para detectar el contorno de la mano de la imagen capturada
por el dispositivo de captura de imagen 1, y el contorno se usa para
determinar si la imagen puede ser usada en el procesado de
verificación. Si la imagen de la palma no está colocada
correctamente o surgen otros problemas, se devuelve una
determinación NB, y se lleva a cabo el procesado de salida de
mensaje de guía antes descrito 32 para enviar a la pantalla del
dispositivo terminal 3 un mensaje que dirija la palma de la mano
hacia la izquierda, hacia la derecha, hacia delante o hacia atrás.
Cuando el procesado de detección del contorno de la mano 30
determina que se ha capturado una imagen con la mano extendida
correctamente, el procesado de extracción de imagen de vasos
sanguíneos 34 extrae una imagen de las venas de la imagen de la
mano.
(S74) Se comparan el primer conjunto registrado
de datos de imagen de vasos sanguíneos R1 y los datos de imagen de
vasos sanguíneos extraídos A, y se calcula el grado de semejanza. El
grado de semejanza es una cantidad que indica la extensión de
coincidencia de las dos configuraciones de imagen de vasos
sanguíneos; se puede aplicar varias técnicas de concordancia de
configuración. Si el grado de semejanza es igual o mayor que un
umbral determinado con anterioridad, se determina que los dos son
similares (OK), la autenticación tiene éxito, y el procesado
termina.
(S76) Por otra parte, si en el paso S74 el grado
de semejanza no excede del umbral, se devuelve una determinación de
no semejanza (NB). El segundo conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos registrado R2 se compara entonces con los datos de
imagen de vasos sanguíneos extraídos A, y se calcula el grado de
semejanza. Si el grado de semejanza es igual o mayor que un umbral
determinado con anterioridad, se determina que los dos son
similares (OK), la autenticación tiene éxito, y el procesado
termina.
(S78) Por otra parte, si en el paso S76 el grado
de semejanza no excede del umbral, se devuelve una determinación de
no semejanza (NB). El tercer conjunto de datos de imagen de vasos
sanguíneos registrado R3 se compara entonces con los datos de
imagen de vasos sanguíneos extraídos A, y se calcula el grado de
semejanza. Si el grado de semejanza es igual o mayor que un umbral
determinado con anterioridad, se determina que los dos son similares
(OK), la autenticación tiene éxito, y el procesado termina. Sin
embargo, si el grado de semejanza no excede del umbral, se devuelve
una determinación de no semejanza (NB), y el procesado termina con
un error (es decir, el usuario no es autenticado).
En esta autenticación de prueba, como se
representa en la figura 15, si el procesado de verificación no es
satisfactorio, se puede ordenar al dispositivo de captura de imagen
1 que capture una nueva imagen. Por lo tanto, el usuario tiene más
oportunidades de autenticación de prueba, y se puede acostumbrar al
método de autenticación, contribuyendo a la amplia adopción del
equipo de autenticación. Este procesado de autenticación es similar
al procesado de autenticación real, y dado que una explicación sería
redundante, se omiten detalles del procesado de autenticación real.
Naturalmente, se puede usar un criterio diferente del descrito
anteriormente (mayor o igual a) para comparación del grado de
semejanza con el umbral.
En la realización anterior se explicó la
autenticación biométrica para el caso de autenticación usando la
configuración de las venas en la palma de la mano; pero es posible
la aplicación a la autenticación biométrica empleando las huellas
de las palmas u otras características de la mano, o de otras partes
del cuerpo. Además, la explicación supuso operaciones financieras,
pero es posible la aplicación a cualquier tarea que requiera
verificación de la identidad de una persona.
Además, el cálculo de los grados de semejanza se
explicó usando técnicas de comparación de configuraciones de mapas
de bits; pero se pueden emplear métodos conocidos en los que se
vectorizan datos, y las direcciones y longitudes de los vectores se
usan también para calcular los grados de semejanza. Además, el
número de registros no se limita a tres, sino que puede ser
cualquier número superior a uno. El procesado de verificación
(autenticación) se puede realizar con el mismo método que en las
figuras 15 a 17, y puede ser ejecutado por el terminal de zona de
servicio 8 o el CA 6 de la figura 1.
En lo que antecede, se han explicado
realizaciones de la invención; pero la invención se puede modificar
de varias formas dentro del alcance de las reivindicaciones, y
estas modificaciones no quedan excluidas del alcance de la
invención.
Dado que las imágenes de la palma de una mano
del mismo cuerpo son capturadas varias veces por una unidad de
captura de imagen, se calculan los grados de semejanza entre
conjuntos de datos de características de la pluralidad de imágenes
de la palma de la mano, y se registra una pluralidad de conjuntos de
datos de características con un alto grado de semejanza en una
unidad de almacenamiento, incluso al usar datos de características
detectados varias veces, se puede realizar una verificación que
tenga en cuenta los cambios en el estado biométrico leído sin
disminuir la exactitud de la verificación, y así se puede mejorar la
fiabilidad, dando seguridad al usuario y contribuyendo a la amplia
adopción del sistema de autenticación biométrica. Además, dado que
la forma de la mano en una imagen puede ser verificada usando
contornos en la imagen de la palma de la mano, se puede determinar
rápidamente si se ha capturado una imagen apropiada y se pueden
extraer datos de características, de modo que el procesado de
registro puede ser ejecutado en un período de tiempo corto.
Claims (22)
1. Un sistema de autenticación biométrica para
uso al autenticar a un individuo detectando y registrando datos de
características (R1, R2, R3) de una mano de un usuario, y
posteriormente detectando datos de características (A) de la mano
del usuario y verificando los datos de características detectados
contra dichos datos de características registrados, incluyendo
dicho sistema:
- \quad
- una unidad de captura de imagen (1) para capturar imágenes de la mano de dicho usuario; y
- \quad
- una unidad de almacenamiento (4a) para almacenar los datos de características registrados (R1, R2, R3) de la mano de dicho usuario; caracterizado por incluir además una unidad de procesado (3) para extraer segmentos de silueta (C1 ... C6) de una imagen de la mano capturada por dicha unidad de captura de imagen (1), obteniéndose los segmentos de silueta del contorno restringido de la palma de la mano en un rango de captura de imagen (V) de dicha unidad de captura de imagen (1), y para determinar a partir de dichos segmentos de silueta extraídos (C1 ... C6) si dicha imagen ha sido capturada satisfactoriamente, extraer dichos datos de características de la imagen si se determina que han sido capturados satisfactoriamente, y registrar dichos datos de características (R1, R2, R3) en dicha unidad de almacenamiento (4a),
donde dicha unidad de procesado (3) puede operar
para obtener una pluralidad de imágenes de la mano de dicho usuario
a partir de dicha unidad de captura de imagen (1), determinar el
grado de semejanza entre datos de características entre cada una de
dicha pluralidad de imágenes de la mano, y registrar en dicha unidad
de almacenamiento (4a) una pluralidad de conjuntos de datos de
características (R1, R2, R3) con un alto grado de semejanza de la
pluralidad de imágenes;
donde dicha unidad de captura de imagen (1)
puede operar para capturar una porción de una mano, en el rango de
captura de imagen (V), incluyendo la palma de la mano de dicho
usuario y una porción de los dedos, y donde dichos datos de
características (R1, R2, R3) son datos de la palma de la mano; y
donde
dicha unidad de procesado (3) puede operar para
determinar si dicha captura de imagen ha sido exitosa a partir del
número de segmentos de silueta en una imagen de la palma de dicha
mano dentro de dicho rango de captura de imagen (V).
2. El sistema de autenticación biométrica según
la reivindicación 1, donde dicha unidad de procesado (3) puede
operar para determinar el grado de semejanza de los conjuntos de
datos de características segundo y posteriores (R2, R3) de la mano,
con referencia al primer conjunto de datos de características (R1)
de la mano.
3. El sistema de autenticación biométrica según
la reivindicación 1 o 2, donde dicha unidad de procesado (3) puede
operar para obtener imágenes de la mano de dicho mismo usuario a
partir de dicha unidad de captura de imagen (1), hasta que se
obtiene un número preestablecido de conjuntos de datos de
características (R1, R2, R3) con un alto grado de semejanza.
4. El sistema de autenticación biométrica según
cualquier reivindicación precedente, donde dicha unidad de
procesado (3), después de registrar dicha pluralidad de conjuntos de
datos de características (R1, R2, R3) con un alto grado de
semejanza en dicha unidad de almacenamiento (4a), obtiene de dicha
unidad de captura de imagen (1) una imagen de dicha mano, extrae
dichos datos de características (A), verifica dichos datos de
características (A) contra dicha pluralidad de conjuntos de datos de
características (R1, R2, R3) registrados en dicha unidad de
almacenamiento (4a), y así realiza una autenticación de prueba del
usuario.
5. El sistema de autenticación biométrica según
cualquier reivindicación precedente, donde dicha unidad de
procesado (3) también realiza autenticación individual extrayendo
segmentos de silueta (C1 ... C6) de una imagen de una mano de otro
usuario capturada por dicha unidad de captura de imagen (1),
determinando si dicha captura de imagen ha sido exitosa a partir de
dichos segmentos de silueta extraídos, extrayendo datos de
características (A) de la imagen si se determina que han sido
capturados satisfactoriamente, verificando estos datos de
características (A) contra dicha pluralidad de conjuntos de datos
de características (R1, R2, R3) registrados en dicha unidad de
almacenamiento (4a), y determinando si el otro usuario es el mismo
que el usuario.
6. El sistema de autenticación biométrica según
cualquier reivindicación precedente, donde dicha unidad de
procesado (3) determina que el grado de semejanza es alto cuando
dicho grado de semejanza es igual o mayor que un umbral
preestablecido.
7. El sistema de autenticación biométrica según
cualquier reivindicación precedente, donde dicha unidad de
procesado (3) registra el primer conjunto de datos de
características biométricas (R1), y para un enésimo conjunto de
datos de características biométricas, calcula todos los grados de
semejanza con los conjuntos de datos de características primero a
(n-1)-ésimo, y cuando todos los grados de semejanza
son iguales o mayores que un umbral, registra dicho enésimo
conjunto de datos de características biométricas en dicha unidad de
almacenamiento (4a).
8. El sistema de autenticación biométrica según
la reivindicación 5, donde, al tiempo de la autenticación
individual, dicha unidad de procesado (3) lee dicha pluralidad de
conjuntos de datos de características biométricas (R1, R2, R3) de
dicha unidad de almacenamiento (4a) según información de
identificación para el usuario, y verifica dichos datos de
características (A) obtenidos de la imagen de la mano obtenida de
dicha unidad de captura de imagen (1) contra dicha pluralidad de
conjuntos de datos de características.
9. El sistema de autenticación biométrica según
la reivindicación 8, donde dicha unidad de procesado (3) detecta el
hecho de que dichos datos de características extraídos (A) son
similares a uno de dicha pluralidad de conjuntos de datos de
características registrados (R1, R2, R3), y así autentica al otro
usuario como el usuario.
10. El sistema de autenticación biométrica según
la reivindicación 1, donde dicha unidad de procesado (3) determina
si dicha captura de imagen ha sido exitosa a partir de la relación
posicional de los segmentos de silueta (C1 ... C6) de la imagen de
la palma de dicha mano con el marco del rango de captura de imagen
(V) de dicha unidad de captura de imagen (1) y a partir del número
de dichos segmentos de silueta dentro de dicho rango de captura de
imagen
(V).
(V).
11. El sistema de autenticación biométrica según
cualquier reivindicación precedente, donde dicha unidad de
procesado (3), al determinar a partir de los segmentos de silueta
(C1 ... C6) de una imagen de la mano que dicha captura de imagen no
ha sido exitosa, hace que dicha unidad de captura de imagen (1)
realice de nuevo captura de imagen de la mano, y obtiene una nueva
imagen de la mano.
12. El sistema de autenticación biométrica según
la reivindicación 5, o cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11 en
cuanto anexas a la reivindicación 5,
donde dicha unidad de captura de imagen (1)
tiene un sensor de distancia (15) para medir la distancia entre
dicha unidad de captura de imagen (1) y la mano,
y dicha unidad de procesado (3) obtiene la
imagen de la mano de dicha unidad de captura de imagen (1) cuando
la distancia medida por dicho sensor de distancia (15) está dentro
de un rango preestablecido, y cambia dicho rango preestablecido
dependiendo de si se están capturando imágenes para registro o para
autenticación individual de un usuario.
13. Un método de registro para un sistema de
autenticación biométrica para uso al autenticar a un individuo
detectando y registrando datos de características (R1, R2, R3) de
una mano de un usuario para uso futuro, y detectando posteriormente
datos de características (A) de la mano del usuario y verificando
los datos de características detectados contra dichos datos de
características registrados, incluyendo el método el paso de:
- \quad
- obtener una imagen de la mano del usuario de una unidad de captura de imagen (1) que captura imágenes de la mano; caracterizado por incluir además
- \quad
- extraer segmentos de silueta (C1 ... C6) de la imagen de la mano, y determinar, a partir de dichos segmentos de silueta, si dicha captura de imagen ha sido exitosa, obteniéndose los segmentos de silueta del contorno restringido de la palma de la mano en un rango de captura de imagen (V) de dicha unidad de captura de imagen (1);
- \quad
- extraer los datos de características (R1, R2, R3) de una imagen de la mano cuya captura ha sido exitosa;
- \quad
- determinar el grado de semejanza entre una pluralidad de conjuntos de datos de características (R1, R2, R3) extraídos de una pluralidad de dichas imágenes capturadas; y
- \quad
- registrar una pluralidad de conjuntos de datos de características (R1, R2, R3) con un alto grado de semejanza en una unidad de almacenamiento (4a);
donde dicho paso de obtención de imagen incluye
obtener, a partir del rango de captura de imagen (V) de dicha
unidad de captura de imagen (1), una imagen capturada de una porción
de la mano incluyendo la palma de la mano de dicho usuario y una
porción de los dedos, y donde dichos datos de características (R1,
R2, R3) son datos de la palma de la mano; y donde
dicho paso de determinar el éxito de dicha
captura de imagen incluye determinar si dicha captura de imagen ha
sido exitosa a partir del número de segmentos de silueta (C1 ... C6)
en la imagen de la palma de dicha mano dentro de dicho rango de
captura de imagen (V).
14. El método de registro para un sistema de
autenticación biométrica según la reivindicación 13, donde dicho
paso de determinar el grado de semejanza incluye determinar el grado
de semejanza de los conjuntos de datos de características segundo y
posteriores (R2, R3) de la mano con referencia al conjunto inicial
de datos de características (R1) de la mano.
15. El método de registro para un sistema de
autenticación biométrica según la reivindicación 13 o 14, incluyendo
además un paso de obtener imágenes de la mano del mismo usuario de
dicha unidad de captura de imagen (1), hasta que se obtiene un
número preestablecido de dichos conjuntos de datos de
características (R1, R2, R3) con alto grado de semejanza.
16. El método de registro para un sistema de
autenticación biométrica según cualquiera de las reivindicaciones
13 a 15, incluyendo además los pasos de:
- \quad
- obtener una imagen de la mano de dicha unidad de captura de imagen (1), después de registrar una pluralidad de dichos conjuntos de datos de características (R1, R2, R3) con un alto grado de semejanza en dicha unidad de almacenamiento (4a);
- \quad
- extraer segmentos de silueta (C1 ... C6) de la imagen de la mano y determinar a partir de dichos segmentos de silueta si dicha captura de imagen ha sido exitosa;
- \quad
- extraer datos de características (A) de la imagen de la mano cuya captura ha sido exitosa; y
- \quad
- verificar dichos datos de características (A) contra la pluralidad de conjuntos de datos de características (R1, R2, R3) registrados en dicha unidad de almacenamiento (4a).
17. El método de registro para un sistema de
autenticación biométrica según cualquiera de las reivindicaciones
13 a 16, donde dicho paso de determinar el grado de semejanza
incluye determinar que el grado de semejanza es alto cuando dicho
grado de semejanza es igual a o mayor que un umbral
preestablecido.
18. El método de registro para un sistema de
autenticación biométrica según cualquiera de las reivindicaciones
13 a 17, donde dicho paso de determinar el grado de semejanza
incluye:
- \quad
- un paso de calcular, para un enésimo conjunto de datos de características biométricas, los grados de semejanza con todos los conjuntos de datos de características primero a (n-1)-ésimo; y
- \quad
- un paso de determinar que dicho enésimo conjunto de datos de características biométricas son datos de características adecuados para registro cuando todos los grados de semejanza son iguales o mayores que un umbral.
19. El método de registro para un sistema de
autenticación biométrica según cualquiera de las reivindicaciones
13 a 18, donde dicho paso de determinar el éxito de dicha captura de
imagen incluye determinar si dicha captura de imagen ha sido
exitosa a partir de la relación posicional entre los segmentos de
silueta (C1 ... C6) de la imagen de la mano con el marco del rango
de captura de imagen (V) de dicha unidad de captura de imagen (1),
y a partir del número de dichos segmentos de silueta dentro de dicho
rango de captura de imagen (V).
20. El método de registro para un sistema de
autenticación biométrica según cualquiera de las reivindicaciones
13 a 19, incluyendo además un paso de hacer que dicha unidad de
captura de imagen (1) capture de nuevo una imagen de la mano,
cuando dicho paso de determinación determina a partir de los
segmentos de silueta (C1 ... C6) de la imagen de dicha mano que
dicha captura de imagen no es exitosa.
21. El método de registro para un sistema de
autenticación biométrica según cualquiera de las reivindicaciones
13 a 20, donde dicho paso de obtención de imagen incluye un paso de
obtener una imagen de la mano de dicha unidad de captura de imagen
(1) cuando la distancia medida por un sensor de distancia (15) que
mide la distancia entre dicha unidad de captura de imagen y la mano
está dentro de un rango preestablecido.
22. Un programa conteniendo código de programa
que, cuando es ejecutado por un ordenador, hace que el ordenador
ejecute el método según cualquiera de las reivindicaciones 13 a
21.
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