JP2003331268A - 生体認証装置および該装置実現のためのプログラム - Google Patents
生体認証装置および該装置実現のためのプログラムInfo
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- JP2003331268A JP2003331268A JP2002136442A JP2002136442A JP2003331268A JP 2003331268 A JP2003331268 A JP 2003331268A JP 2002136442 A JP2002136442 A JP 2002136442A JP 2002136442 A JP2002136442 A JP 2002136442A JP 2003331268 A JP2003331268 A JP 2003331268A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 個人認証を行う際に被認証者が生きているか
どうかをで検出し、耐偽造性の強い認証手段を提供す
る。また、生きているかを検出するための手段が非接触
方式であり、センサーを新たに付加する必要がないこと
が要求されている。 【解決手段】 光源から指に照射され、透過した光によ
って、指の静脈画像を複数枚数の画像として撮像する。
画像演算回路で取得した静脈画像を元に記録手段に登録
されている静脈パターンと照合し、個人認証を行う。同
時に、指画像における指の輪郭内部における輝度値の時
間変化を計測することで脈拍を検出し、被認証者が生き
ているかどうかの判定を行う。 【効果】 非接触で被認証者が生きているかどうかを検
出でき、耐偽造性を高めることができる。さらに、取得
した脈拍情報を用いた健康管理機能をシステムに付加す
ることが可能となる。
どうかをで検出し、耐偽造性の強い認証手段を提供す
る。また、生きているかを検出するための手段が非接触
方式であり、センサーを新たに付加する必要がないこと
が要求されている。 【解決手段】 光源から指に照射され、透過した光によ
って、指の静脈画像を複数枚数の画像として撮像する。
画像演算回路で取得した静脈画像を元に記録手段に登録
されている静脈パターンと照合し、個人認証を行う。同
時に、指画像における指の輪郭内部における輝度値の時
間変化を計測することで脈拍を検出し、被認証者が生き
ているかどうかの判定を行う。 【効果】 非接触で被認証者が生きているかどうかを検
出でき、耐偽造性を高めることができる。さらに、取得
した脈拍情報を用いた健康管理機能をシステムに付加す
ることが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指の静脈像の個人
差を生体情報として人を識別するための個人認証技術に
係わり、特にその認証過程における耐偽造性を高める技
術に関する。
差を生体情報として人を識別するための個人認証技術に
係わり、特にその認証過程における耐偽造性を高める技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】個人認証技術は、制限区域などへの入退
出管理、銀行などの現金自動預払い機、コンピュータ機
器システムへ接続許可などで、本人一致を確認する必要
がある状況下で用いられる。特に生体情報に基づく個人
認証技術は、指紋、虹彩、手の甲の静脈、掌形、声紋を
利用する方法などが広く知られている。これらに並び、
生体に照射され生体内で散乱した後に透過してくる近赤
外光によって生体の血管パターン画像を撮像し、その画
像を元に個人認証を行う技術が特開2001-184507に示さ
れている。
出管理、銀行などの現金自動預払い機、コンピュータ機
器システムへ接続許可などで、本人一致を確認する必要
がある状況下で用いられる。特に生体情報に基づく個人
認証技術は、指紋、虹彩、手の甲の静脈、掌形、声紋を
利用する方法などが広く知られている。これらに並び、
生体に照射され生体内で散乱した後に透過してくる近赤
外光によって生体の血管パターン画像を撮像し、その画
像を元に個人認証を行う技術が特開2001-184507に示さ
れている。
【０００３】従来、個人認証は多くの場合、被認証者の
生体情報を所定の方法により計測して、あらかじめ登録
してある静的な情報との一致確認で本人の認証を行って
いる。静的な情報との一致比較では、本人の精巧な生体
の一部分の複製人工物を認証のための計測手段にかける
ことによるなりすましを防ぐ必要がある。なりすましの
看破方法として、計測経過がヒトの生命活動、あるいは
認証すべき本人の生命活動を反映しているかどうかの確
認を行うことが、耐偽造性を高める方法としてはより望
ましい。
生体情報を所定の方法により計測して、あらかじめ登録
してある静的な情報との一致確認で本人の認証を行って
いる。静的な情報との一致比較では、本人の精巧な生体
の一部分の複製人工物を認証のための計測手段にかける
ことによるなりすましを防ぐ必要がある。なりすましの
看破方法として、計測経過がヒトの生命活動、あるいは
認証すべき本人の生命活動を反映しているかどうかの確
認を行うことが、耐偽造性を高める方法としてはより望
ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記課題を解決する方
法として、特開平11-45338号公報に筋電位を測定するこ
とで偽造の指ではなく生体の指でのみ認証を行うことを
可能とする技術が示されている。 電位測定用センサに
限らず、指に接触する検出手段をヒトの生命活動の検出
に使用する場合、被測定者に与える感覚刺激を十分に考
慮する必要がある。寒冷、酷暑環境になる屋外での設置
を想定した場合、接触熱移動により指の局所温度が昇降
したり、被測定者に対する温度感覚刺激や予想外の刺激
に対する心理的興奮により血流状態変化が測定に影響を
与え得る。また、指に接触する検出手段では、外食サー
ビス店舗の多人数が使用する入退室など、衛生に対する
心理的抵抗感を考慮すべき用途が存在する。
法として、特開平11-45338号公報に筋電位を測定するこ
とで偽造の指ではなく生体の指でのみ認証を行うことを
可能とする技術が示されている。 電位測定用センサに
限らず、指に接触する検出手段をヒトの生命活動の検出
に使用する場合、被測定者に与える感覚刺激を十分に考
慮する必要がある。寒冷、酷暑環境になる屋外での設置
を想定した場合、接触熱移動により指の局所温度が昇降
したり、被測定者に対する温度感覚刺激や予想外の刺激
に対する心理的興奮により血流状態変化が測定に影響を
与え得る。また、指に接触する検出手段では、外食サー
ビス店舗の多人数が使用する入退室など、衛生に対する
心理的抵抗感を考慮すべき用途が存在する。
【０００５】また、より高い信頼性を確保する目的で認
証方式に被認証者の生命活動を検出する機能を加える場
合でも、両者の両立条件で認証許可するのが通常である
ため、認証装置の故障に対する信頼性確保の観点から
は、測定デバイス数を増すことは逆に信頼性低下やコス
ト増加を招きかねない。
証方式に被認証者の生命活動を検出する機能を加える場
合でも、両者の両立条件で認証許可するのが通常である
ため、認証装置の故障に対する信頼性確保の観点から
は、測定デバイス数を増すことは逆に信頼性低下やコス
ト増加を招きかねない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題を鑑み、本発明
では生体への近赤外光照射手段と生体透過赤外光の複数
画像を撮像する手段と、撮像した画像情報を処理して複
数画像の輝度値の時間変化を計測する手段と、撮像した
画像から静脈血管網情報と脈拍とを検出する手段と、検
出された血管情報を元に被認証者の脈拍を検出する手段
により、被認証者が生きているかの判定を行う手段を提
供する。
では生体への近赤外光照射手段と生体透過赤外光の複数
画像を撮像する手段と、撮像した画像情報を処理して複
数画像の輝度値の時間変化を計測する手段と、撮像した
画像から静脈血管網情報と脈拍とを検出する手段と、検
出された血管情報を元に被認証者の脈拍を検出する手段
により、被認証者が生きているかの判定を行う手段を提
供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の第一に実施の形態を以下
に示す。
に示す。
【０００８】図１に指の静脈パターンを用いた個人認証
装置の一構成例を示す。７００〜１０００ｎｍの波長を
有する照射赤外光１０４が、照明回路１０２によって駆
動される光源１０１から赤外光透過フィルタ１０３と照
射レンズ１０５を介して指１０７に照射される。指１０
７と指内の静脈１０６を通過した透過光１０９は赤外光
透過フィルタ１１０を透過した光によって、電荷結合素
子（ＣＣＤ）方式などの撮像素子１１１で取得できる。
装置の一構成例を示す。７００〜１０００ｎｍの波長を
有する照射赤外光１０４が、照明回路１０２によって駆
動される光源１０１から赤外光透過フィルタ１０３と照
射レンズ１０５を介して指１０７に照射される。指１０
７と指内の静脈１０６を通過した透過光１０９は赤外光
透過フィルタ１１０を透過した光によって、電荷結合素
子（ＣＣＤ）方式などの撮像素子１１１で取得できる。
【０００９】撮像素子１１１は撮像素子駆動回路１１２
によって、露光積分時間やガンマ補正制御などが行われ
る。撮像素子１１１の読み出し出力はアナログ・ディジ
タル変換回路１１３で数値の階調輝度値に変換され、画
像演算回路１１４の入力となる。画像演算回路１１４は
得られた画像より指輪郭の抽出、静脈網部分の強調処理
などを行い、静脈特徴データ１１５（ａ）を作成する。
マイクロプロセッサなどで構成される制御回路１１６は
画像演算回路１１４の出力をとり込む。同時に、制御回
路１１６は必要に応じて記録手段１２２に記録された登
録データ１１７を読み出し、静脈特徴データ１１５
（ａ）との相関演算などを行って本人の認証を行う。登
録データ１１７は、静脈特徴データ１１５（ａ）と同様
に、指画像より抽出された静脈血管網の特徴データであ
る。本人認証を行うためには、最低１枚の登録画像と、
最低１枚の撮像画像があればよい。
によって、露光積分時間やガンマ補正制御などが行われ
る。撮像素子１１１の読み出し出力はアナログ・ディジ
タル変換回路１１３で数値の階調輝度値に変換され、画
像演算回路１１４の入力となる。画像演算回路１１４は
得られた画像より指輪郭の抽出、静脈網部分の強調処理
などを行い、静脈特徴データ１１５（ａ）を作成する。
マイクロプロセッサなどで構成される制御回路１１６は
画像演算回路１１４の出力をとり込む。同時に、制御回
路１１６は必要に応じて記録手段１２２に記録された登
録データ１１７を読み出し、静脈特徴データ１１５
（ａ）との相関演算などを行って本人の認証を行う。登
録データ１１７は、静脈特徴データ１１５（ａ）と同様
に、指画像より抽出された静脈血管網の特徴データであ
る。本人認証を行うためには、最低１枚の登録画像と、
最低１枚の撮像画像があればよい。
【００１０】本人の認証（照合）に加えて、生命活動で
ある脈拍の検出が撮像素子１１１からの取得画像により
行われる。時間的に連続する複数の画像を取得し、背景
より輪郭抽出した指画像の特定領域の画素値（輝度値）
の総和あるいは平均値を輝度情報データ１１５（ｂ）と
する。輝度情報データ１１５（ｂ）は制御回路１１６に
入力される。制御回路１１６は入力された輝度情報デー
タ１１５（ｂ）の時間変化に対して自己回帰分析などを
行い生体特徴としての脈拍を検出する。脈拍の検出によ
って撮像対象に血液が流れているかどうか、つまりは撮
像対象が生体であるかを判定する。 生体における近赤
外光の主な吸収は血色素ヘモグロビンに起因する。撮像
素子１１１にて取得される画像中の輝度値変化は撮像さ
れた範囲における血液の量的変化を反映するため、輝度
値の変化は脈拍に対応する。
ある脈拍の検出が撮像素子１１１からの取得画像により
行われる。時間的に連続する複数の画像を取得し、背景
より輪郭抽出した指画像の特定領域の画素値（輝度値）
の総和あるいは平均値を輝度情報データ１１５（ｂ）と
する。輝度情報データ１１５（ｂ）は制御回路１１６に
入力される。制御回路１１６は入力された輝度情報デー
タ１１５（ｂ）の時間変化に対して自己回帰分析などを
行い生体特徴としての脈拍を検出する。脈拍の検出によ
って撮像対象に血液が流れているかどうか、つまりは撮
像対象が生体であるかを判定する。 生体における近赤
外光の主な吸収は血色素ヘモグロビンに起因する。撮像
素子１１１にて取得される画像中の輝度値変化は撮像さ
れた範囲における血液の量的変化を反映するため、輝度
値の変化は脈拍に対応する。
【００１１】本人の一致認証（照合）に加えて、生命活
動を確認した後に、鍵開錠回路１２１に開錠許可指令を
出力し、鍵開閉回路１２１は錠開放動作を行う。オーデ
ィオ回路１１８はスピーカ１１９を駆動し、制御回路１
１６より音声データ信号ＳＮＤの入力を受けてスピーカ
１１９より送話を行う。必要に応じ制御回路１１６は被
検査者に対してメッセージを送り、メッセージが与える
心理的動揺に起因する脈拍変動を分析することもでき
る。
動を確認した後に、鍵開錠回路１２１に開錠許可指令を
出力し、鍵開閉回路１２１は錠開放動作を行う。オーデ
ィオ回路１１８はスピーカ１１９を駆動し、制御回路１
１６より音声データ信号ＳＮＤの入力を受けてスピーカ
１１９より送話を行う。必要に応じ制御回路１１６は被
検査者に対してメッセージを送り、メッセージが与える
心理的動揺に起因する脈拍変動を分析することもでき
る。
【００１２】次に複数の画像を用いて脈拍を検出した結
果を示す。波長８１０ｎｍの赤外光を光源として用い、
ＣＣＤ撮像素子を用いて30フレーム/秒で取得した画像
から、画像処理により指の輪郭部分を検出し、指の内部
における輝度値の時間経過を作図した結果を図２の２０
１に示す。横軸は時間を、縦軸は正規化した輝度値を示
す。
果を示す。波長８１０ｎｍの赤外光を光源として用い、
ＣＣＤ撮像素子を用いて30フレーム/秒で取得した画像
から、画像処理により指の輪郭部分を検出し、指の内部
における輝度値の時間経過を作図した結果を図２の２０
１に示す。横軸は時間を、縦軸は正規化した輝度値を示
す。
【００１３】計測で取得した画像は２５６階調のグレー
スケールであり、輝度値を０から１の値で正規化し、指
第一関節より先端の領域における正規化輝度値の平均値
を示している。正規化輝度値の変化は約１秒周期の脈拍
に対応した。正規化輝度値の変化は指内部の動脈から毛
細血管網を経て静脈に還流するため、多くの場合輝度値
の変化は指先に現れやすい。したがって、指の第一関節
より先端部分の輝度値の変化を少なくとも含む様に上述
の平均値などの演算結果の時間変化を求めることによ
り、精度や効率のよい脈拍の検出が可能である。
スケールであり、輝度値を０から１の値で正規化し、指
第一関節より先端の領域における正規化輝度値の平均値
を示している。正規化輝度値の変化は約１秒周期の脈拍
に対応した。正規化輝度値の変化は指内部の動脈から毛
細血管網を経て静脈に還流するため、多くの場合輝度値
の変化は指先に現れやすい。したがって、指の第一関節
より先端部分の輝度値の変化を少なくとも含む様に上述
の平均値などの演算結果の時間変化を求めることによ
り、精度や効率のよい脈拍の検出が可能である。
【００１４】上述の脈拍検出においては、計測を行う時
間を変化させることでセキュリティ強度を変化させるこ
とができる。認証に要する即答性を制限してでも、高い
セキュリティを要求される応用では、計測の時間を数秒
間にとり、図２に示した波形を数周期にわたって測定す
ることで被測定物が生きているヒトの指であると高い精
度で推定できる。例として正規化輝度値変化の極値２０
１を複数捕捉し、隣接するそれらの時間間隔Ｔｈの平均
を脈拍周期とすることができる。
間を変化させることでセキュリティ強度を変化させるこ
とができる。認証に要する即答性を制限してでも、高い
セキュリティを要求される応用では、計測の時間を数秒
間にとり、図２に示した波形を数周期にわたって測定す
ることで被測定物が生きているヒトの指であると高い精
度で推定できる。例として正規化輝度値変化の極値２０
１を複数捕捉し、隣接するそれらの時間間隔Ｔｈの平均
を脈拍周期とすることができる。
【００１５】一方、即答性を重視する必要がある場で
は、脈拍測定時間を数百ミリ秒程度に短くし、図２の波
形で１周期分を観測しなくとも、傾きを算出する等、輝
度値に変化があること（図２のプロットにおける傾き）
を検出することで被認証者が生きていると判定すること
が可能である。
は、脈拍測定時間を数百ミリ秒程度に短くし、図２の波
形で１周期分を観測しなくとも、傾きを算出する等、輝
度値に変化があること（図２のプロットにおける傾き）
を検出することで被認証者が生きていると判定すること
が可能である。
【００１６】以上述べた方法を用いて認証手順のフロー
チャートを図３に示す。まず、照明回路１０２の起動に
より光源１０１が点灯され、撮像素子１１１と撮像素子
駆動回路１１２、アナログ・ディジタル変換回路１１
３、画像演算回路１１４が連動して照明下の空間に指が
挿入されたことを検知し、指の中心や先端位置を画像か
ら抽出して、指の位置検出３０１を行う。計測に適する
許容視野内に置かれているかの判断分岐３０２により、
許容視野内に置かれていない場合は、指の位置検出３０
１が繰り返される。必要に応じて、オーディオ回路１１
８のスピーカー１１９を経由して被計測者に対し指の正
しいかざし方を説明する音声を流して適切な指の位置決
めを促すこともできる。以上のフローはシステム内記録
されるプログラムを制御回路１１６で読み出し実行する
ことで行われる。
チャートを図３に示す。まず、照明回路１０２の起動に
より光源１０１が点灯され、撮像素子１１１と撮像素子
駆動回路１１２、アナログ・ディジタル変換回路１１
３、画像演算回路１１４が連動して照明下の空間に指が
挿入されたことを検知し、指の中心や先端位置を画像か
ら抽出して、指の位置検出３０１を行う。計測に適する
許容視野内に置かれているかの判断分岐３０２により、
許容視野内に置かれていない場合は、指の位置検出３０
１が繰り返される。必要に応じて、オーディオ回路１１
８のスピーカー１１９を経由して被計測者に対し指の正
しいかざし方を説明する音声を流して適切な指の位置決
めを促すこともできる。以上のフローはシステム内記録
されるプログラムを制御回路１１６で読み出し実行する
ことで行われる。
【００１７】指が予め定めた許容視野内に置かれている
場合は、取得した画像を用いて本人認証演算３０３を行
う。演算は静脈網像を用いて、例えば特開平2001-18450
7に開示される方式で画像演算回路１１４にて行われ
る。本人認証の判断分岐３０４で一致と判断されない場
合は、再び指の位置検出３０１が反復される。
場合は、取得した画像を用いて本人認証演算３０３を行
う。演算は静脈網像を用いて、例えば特開平2001-18450
7に開示される方式で画像演算回路１１４にて行われ
る。本人認証の判断分岐３０４で一致と判断されない場
合は、再び指の位置検出３０１が反復される。
【００１８】次に、複数の画像を代表的には３０フレー
ム/秒で取得し、上述の指先部分の正規化輝度値の領域
内平均値の時間変化を計測する脈拍計測による生体検出
計測３０５を行う。脈拍計測によってヒトの生体である
と確認された場合には、生体検出判断の分岐３０６によ
りセキュリティロックの解錠３０７が行われる。
ム/秒で取得し、上述の指先部分の正規化輝度値の領域
内平均値の時間変化を計測する脈拍計測による生体検出
計測３０５を行う。脈拍計測によってヒトの生体である
と確認された場合には、生体検出判断の分岐３０６によ
りセキュリティロックの解錠３０７が行われる。
【００１９】次に、質疑音声を含めた生体検出判断を行
う例について図４で示す。図３の場合と同じ動作で本人
認証の判断分岐３０４で一致と判断した後に、質疑音声
出力を行う。音声出力は制御回路１１６の出力によりオ
ーディオ回路１１８経てスピーカー１１９へ質疑内容の
音声が出力される。メッセージは例としてなりすましを
意図する者の心理的動揺を引き起こすと想定される内容
を不規則かつ複数通り発生させることができる。これに
より誘起される心理的動揺から被認証者が生体の場合、
脈拍周期が次第に短くなるような変動が得られる。図２
の脈拍周期Ｔｈの間隔計測から、時系列的に脈拍周期Ｔ
ｈの測定値を蓄積してその時間的変動の様相で判断分岐
３０６を行うことができる。
う例について図４で示す。図３の場合と同じ動作で本人
認証の判断分岐３０４で一致と判断した後に、質疑音声
出力を行う。音声出力は制御回路１１６の出力によりオ
ーディオ回路１１８経てスピーカー１１９へ質疑内容の
音声が出力される。メッセージは例としてなりすましを
意図する者の心理的動揺を引き起こすと想定される内容
を不規則かつ複数通り発生させることができる。これに
より誘起される心理的動揺から被認証者が生体の場合、
脈拍周期が次第に短くなるような変動が得られる。図２
の脈拍周期Ｔｈの間隔計測から、時系列的に脈拍周期Ｔ
ｈの測定値を蓄積してその時間的変動の様相で判断分岐
３０６を行うことができる。
【００２０】なお、音声の提示を行う方法の他に照明回
路１０２の出力をパルス的に急増させ、光源１０１から
閃光を発するように制御したり、表示手段に心理的影響
を与える映像等を表示させることでも同様の心理的効果
を誘起できる。尚、上記図３及び図４に開示するフロー
においては、認証を行う前に生体検出を行ってもよい。
路１０２の出力をパルス的に急増させ、光源１０１から
閃光を発するように制御したり、表示手段に心理的影響
を与える映像等を表示させることでも同様の心理的効果
を誘起できる。尚、上記図３及び図４に開示するフロー
においては、認証を行う前に生体検出を行ってもよい。
【００２１】さらに、脈拍周期Ｔｈ等の脈拍情報を元
に、被認証者の身体状態を判定することが可能である。
脈拍の周期を検出し、頻脈、不整脈等の判定を行うこと
もできる。頻脈や不整脈が観測される場合には、制御回
路１２１はセキュリティロックを解除しない設定にした
り、通信手段１２０を経て外部に救急支援情報を発信す
ることができる。また、“具合が悪くはありませんか
？”といったメッセージをスピーカー１１９から発生さ
せることもできる。マンション等の出入り口における認
証時には、被認証者が心理的に動揺している可能性があ
ることを管理人に対して注意を促すように警報を出すこ
とも可能である。
に、被認証者の身体状態を判定することが可能である。
脈拍の周期を検出し、頻脈、不整脈等の判定を行うこと
もできる。頻脈や不整脈が観測される場合には、制御回
路１２１はセキュリティロックを解除しない設定にした
り、通信手段１２０を経て外部に救急支援情報を発信す
ることができる。また、“具合が悪くはありませんか
？”といったメッセージをスピーカー１１９から発生さ
せることもできる。マンション等の出入り口における認
証時には、被認証者が心理的に動揺している可能性があ
ることを管理人に対して注意を促すように警報を出すこ
とも可能である。
【００２２】次に、本認証システムを複数連携させた場
合の実施例を図５に示す。例えば、日常の出勤時経路の
正門玄関５０１の開閉に本発明の認証装置５０３を第一
の装置として用いる。次に徒歩区間として十分な身体運
動負荷量が期待されるだけ距離が長い経路５０５または
十分な高低差のある階段５０６を経た後、立ち入り管理
区域５０８への扉５０２に対し別の本発明の認証装置５
０４を第２の装置として用いる。認証装置５０３と認証
装置５０４とは通信路５０７で相互に接続されている。
認証装置５０３で許可された被認証者は認証装置５０３
の有する通信手段１２０での通信により扉５０２に対し
て所定の時間区間のみ認証を行った上での通過権限が与
えられる。経路５０５や上昇階段５０６を所定の時間内
に移動して認証装置５０４に到達しなければ認証装置５
０４での自動的開錠は認められない。認証装置５０３か
ら認証装置５０４までの移動時間を制限することによ
り、被認証者には運動負荷が課せられる為、脈拍数が上
昇して脈拍周期が短くなる。被認証者の心身状態が平常
状態にあれば、脈拍周期の変化は、ヒト個体差ごとに所
定の範囲に収まると考えられ、予め記憶させておいた範
囲内に取得した脈拍情報が入るかを判定し、それを逸脱
する場合には、通常とは異なる事由が発生していると推
測でき、立ち入り管理区域５０８への立ち入り許可手順
を変更できる。また、日常の各個人毎認証結果とともに
脈拍周期計測データを記録手段１２２に蓄積して表示す
れば、健康との相関付けが可能となる測定系を構築でき
る。被認証者が生体であることを確認した上で個人認証
を行いセキュリティを高める一方で、健康、心理状態の
ログ機能も容易にシステムに付加することが可能とな
る。
合の実施例を図５に示す。例えば、日常の出勤時経路の
正門玄関５０１の開閉に本発明の認証装置５０３を第一
の装置として用いる。次に徒歩区間として十分な身体運
動負荷量が期待されるだけ距離が長い経路５０５または
十分な高低差のある階段５０６を経た後、立ち入り管理
区域５０８への扉５０２に対し別の本発明の認証装置５
０４を第２の装置として用いる。認証装置５０３と認証
装置５０４とは通信路５０７で相互に接続されている。
認証装置５０３で許可された被認証者は認証装置５０３
の有する通信手段１２０での通信により扉５０２に対し
て所定の時間区間のみ認証を行った上での通過権限が与
えられる。経路５０５や上昇階段５０６を所定の時間内
に移動して認証装置５０４に到達しなければ認証装置５
０４での自動的開錠は認められない。認証装置５０３か
ら認証装置５０４までの移動時間を制限することによ
り、被認証者には運動負荷が課せられる為、脈拍数が上
昇して脈拍周期が短くなる。被認証者の心身状態が平常
状態にあれば、脈拍周期の変化は、ヒト個体差ごとに所
定の範囲に収まると考えられ、予め記憶させておいた範
囲内に取得した脈拍情報が入るかを判定し、それを逸脱
する場合には、通常とは異なる事由が発生していると推
測でき、立ち入り管理区域５０８への立ち入り許可手順
を変更できる。また、日常の各個人毎認証結果とともに
脈拍周期計測データを記録手段１２２に蓄積して表示す
れば、健康との相関付けが可能となる測定系を構築でき
る。被認証者が生体であることを確認した上で個人認証
を行いセキュリティを高める一方で、健康、心理状態の
ログ機能も容易にシステムに付加することが可能とな
る。
【００２３】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明は非接触で
“生体”情報である脈拍を検出することができ、個人認
証と“生体”情報の取得ができることから、高い信頼性
で機能を付加することが可能となる。さらに、“生体”
情報に基づき認証を行うことで、耐偽造性を強化する高
いセキュリティを実現すると同時に健康管理機能をシス
テムに付加することが可能となる。
“生体”情報である脈拍を検出することができ、個人認
証と“生体”情報の取得ができることから、高い信頼性
で機能を付加することが可能となる。さらに、“生体”
情報に基づき認証を行うことで、耐偽造性を強化する高
いセキュリティを実現すると同時に健康管理機能をシス
テムに付加することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の装置構成を示すブロック
図。
図。
【図２】指画像に基づく脈拍周期の検出結果を示す図。
【図３】認証手順のフローチャート。
【図４】被認証者へ刺激提示する認証手順のフローチャ
ート。
ート。
【図５】運動負荷を与えて認証するシステムの構成図。
１０１…光源、１０２…照明回路、１０３、１１０…赤
外光透過フィルタ、１０４…照射赤外光、１０５…照射
レンズ、１０７…指、１０６…静脈、１０９…透過光、
１１１…撮像素子、１１２…撮像素子駆動回路、１１３
…アナログ・ディジタル変換回路、１１４…画像演算回
路、１１５（ａ）…静脈特徴データ、１１５（ｂ）…輝
度値情報データ、１１６…制御回路、１１７…登録デー
タ、１１８…オーディオ回路、１１９…スピーカ、１２
０…通信手段、１２１…鍵開閉回路、１２２…記録手
段、ＳＮＤ…音声データ信号、２０１…正規化輝度値変
化の極値２０１、Ｔｈ…脈拍周期、３０１…指の位置検
出、３０２…許容視野内判断分岐、３０３…本人認証演
算、３０４…本人認証の判断分岐、３０５…生体検出計
測、３０６…生体検出判断の分岐、３０７…解錠、５０
１…正門玄関、５０２…扉、５０３、５０４…認証装
置、５０５…経路、５０６…上昇階段、５０８…立ち入
り管理区域。
外光透過フィルタ、１０４…照射赤外光、１０５…照射
レンズ、１０７…指、１０６…静脈、１０９…透過光、
１１１…撮像素子、１１２…撮像素子駆動回路、１１３
…アナログ・ディジタル変換回路、１１４…画像演算回
路、１１５（ａ）…静脈特徴データ、１１５（ｂ）…輝
度値情報データ、１１６…制御回路、１１７…登録デー
タ、１１８…オーディオ回路、１１９…スピーカ、１２
０…通信手段、１２１…鍵開閉回路、１２２…記録手
段、ＳＮＤ…音声データ信号、２０１…正規化輝度値変
化の極値２０１、Ｔｈ…脈拍周期、３０１…指の位置検
出、３０２…許容視野内判断分岐、３０３…本人認証演
算、３０４…本人認証の判断分岐、３０５…生体検出計
測、３０６…生体検出判断の分岐、３０７…解錠、５０
１…正門玄関、５０２…扉、５０３、５０４…認証装
置、５０５…経路、５０６…上昇階段、５０８…立ち入
り管理区域。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０６Ｔ 7/20 Ａ６１Ｂ 5/10 ３２０Ｚ
(72)発明者 長野 明紀
東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 鱒沢 裕
東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
Ｆターム(参考） 4C038 VA07 VB13 VC01 VC05
5B047 AA25 AB02 BB01 BC14 CA04
CB22 DC09
5B057 BA02 BA15 DA11 DB01 DB02
DB09 DC16 DC33 DC36
5B085 AE25 BA06 BG03 BG04
5L096 AA06 CA14 CA17 EA12 FA06
FA32 FA62 FA69 HA02 HA07
JA11
Claims (8)
- 【請求項１】認証対象の指への照射光を発生するための
光源手段と、前記指を経た前記照射光の撮影手段と、制
御手段とを有し、前記制御手段は、前記撮影手段を用い
て時間的に連続して複数の前記指の撮像画像を取得する
ステップと、上記複数の撮像画像の静脈網像の時間的変
化を検出するステップと、上記検出結果に基づいて上記
指が生体であるかを判定するステップとを制御すること
を特徴とする生体認証装置。 - 【請求項２】認証対象の指への照射光を発生するための
光源手段と、前記指を経た前記照射光の撮影手段と、認
証用データを記録する記録手段と、制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記撮影手段を用いて時間的に連続し
て複数の前記指の撮像画像を取得するステップと、上記
撮像画像と上記認証用データを用いて上記被認証者の認
証を行うステップと、上記複数の撮像画像の静脈網像の
時間的変化を検出するステップと、上記検出結果から上
記認証対象が生体であるかを判定するステップとを制御
することを特徴とする生体認証装置。 - 【請求項３】上記撮像手段は上記認証対象の指の先から
少なくとも第一関節までの領域を撮像することを特徴と
する請求項１乃至２に記載の生体認証装置。 - 【請求項４】上記静脈網像の時間的変化検出ステップ
は、上記撮像画像の輝度値変化を計測することにより検
出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載
の生体認証装置。 - 【請求項５】予め設定されるセュリティ強度に基づい
て、上記撮像手段により撮像する時間若しくは撮像の間
隔の何れか一方を変更させることを特徴とする請求項１
乃至４の何れかに記載の個人認証装置。 - 【請求項６】認証対象の指への照射光を発生するための
光源手段と、前記指を経た前記照射光の撮影手段と、記
録手段と、制御手段とを有し、施錠装置と接続される認
証装置であって、前記制御手段は、前記撮影手段を用い
て連続して複数の前記指の撮像画像を取得するステップ
と、上記撮像画像を上記記録手段に記録するステップ
と、上記複数の撮像画像の静脈網像の時間的変化を検出
するステップと、上記検出結果に基づいて上記指が生体
であるかを判定するステップと、生体でありかつ被認証
者が特定された場合に上記施錠装置に解除命令を出力す
るステップを制御することを特徴とする生体認証装置。 - 【請求項７】上記制御手段は、上記検出結果から脈拍周
期を抽出して上記記録手段に記録し、予め決められる脈
拍に関する条件を満たすか判定し、上記判定に基づき鍵
の解除を制御することを特徴とする請求項６記載の生体
認証装置。 - 【請求項８】撮影手段を用いて被認証者の指を透過した
光を時間的に連続して複数回撮像するステップと、上記
撮像した画像を記録手段に蓄積するステップと、上記撮
像画像と記録手段に記録される認証用データを用いて上
記被認証者の認証を行うステップと、上記複数の撮像画
像の静脈網像の時間的変化を検出するステップと、上記
検出結果を用いて上記被認証者が生体であるか判定する
ステップとを有することを特徴とする個人認証方法を実
行するためのプログラム。
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| JP2002136442A JP4200687B2 (ja) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | 生体認証装置および該装置実現のためのプログラム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003331268A true JP2003331268A (ja) | 2003-11-21 |
| JP2003331268A5 JP2003331268A5 (ja) | 2005-09-08 |
| JP4200687B2 JP4200687B2 (ja) | 2008-12-24 |
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