JP2004272821A

JP2004272821A - 個人認証装置

Info

Publication number: JP2004272821A
Application number: JP2003065874A
Authority: JP
Inventors: Takashi Matsumura; 隆史松村; Naoto Miura; 直人三浦; Akio Nagasaka; 晃朗長坂; Takafumi Miyatake; 孝文宮武; Yuichi Kashimura; 祐一鹿志村; Ichiro Osaka; 一朗大坂
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】指静脈パターンを利用した個人認証装置において、指の位置に関係なく認証され、かつ、自動車に搭載しやすいように小型化する手段を提供する。
【解決手段】認証装置の調整時にあらかじめ画像の歪曲の補正式を求め、マイコン３００に記憶させる。登録時や認証時に、マイコン３００により撮像画像の歪曲を補正式により補正する。
【効果】指７とイメージセンサ３０１との距離を小さくすることにより画像の歪曲が生じても、この歪曲が撮像後に補正されて正確な画像を得ることができるので、登録時と認証時に指の位置が異なっても、血管パターンの特徴パラメータが同じとなり、照合結果が合致する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の生体情報を認証の手段として利用する個人認証装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、自動車のドアロック解除や始動するために鍵が用いられており、鍵をイグニッションスイッチに挿入し、回転させることで自動車を始動状態に遷移させることが知られている。この従来から用いられている鍵においては、鍵を盗難された場合や鍵穴のピッキング等により、自動車のオーナ以外の悪意を持った人物に運転されてしまう可能性がある。ピッキングもしくは複製鍵使用の防止のため、特許文献１に記載されているように、鍵の中に埋め込まれたトランスポンダーと呼ばれるＩＣが入っているものだけがエンジンを始動することができるイモビライザー機能を搭載した自動車の始動方法がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０８８４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような撮像系では指と撮像素子との距離（ワーキングディスタンスと呼ばれる）が小さいと画像の周辺部に歪曲（ディストーションとも呼ばれる）が生じやすい。この場合、登録した際に指静脈パターンを撮像した画像位置と認証時の位置が異なる、例えば、登録時に指を撮像画像範囲の中心においたが、認証時に撮像画像範囲の端とした場合、認証時の画像パターンが歪曲するために登録時のパターンと同一指静脈パターンでないと判断され、認証されない問題があった。このために、ワーキングディスタンスを大きくして画像に歪曲を生じないようにする必要がある。しかし、自動車に搭載する場合、装置を取り付けるスペースが限られることから、十分なワーキングディスタンスを確保できない問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記指静脈パターンを利用した個人認証装置において、指の位置に関係なく認証され、かつ、自動車に搭載しやすいように小型化する手段を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記目的を達成するために、生体透過光または生体反射光を撮像する生体情報撮像手段で撮像した画像の歪曲を撮像後に補正する手段を備えた。これにより、認証装置を小型化するためにワーキングディスタンスを小さくして画像に歪曲が生じても、この歪曲が撮像後に補正されて歪曲のない正確な画像を得ることができるので、登録時と認証時に指の位置が異なっても認証が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について、以下、詳細に説明する。
【０００８】
図１に指静脈パターンを利用した個人認証装置を自動車の始動システムに応用した構成図の一例を示す。図１に示す個人認証装置３は、指静脈を用いた認証装置の例であり、マイコン３００，イメージセンサ３０１，レンズ３０２，赤外光源３０３，表示器３１２，赤外透過フィルタ３０４，赤外光源３０３および表示器３１２の駆動回路３０７，マイコン３００に接続された不揮発性メモリ３０６，認証開始スイッチ３０５，電源回路３０８から構成される。認識対象である指７は、赤外光源３０３と赤外透過フィルタ３０４の間に置かれると、赤外光は血液のヘモグロビンで吸収されるため、イメージセンサ３０１上に血管パターンが結像される。なお、赤外透過フィルタ３０４は可視光をカットする。一方、イメージセンサ３０１は、ある波長より長い波長に感度のない特性を持っている。つまり、赤外透過フィルタ３０４の透過特性とイメージセンサ３０１の波長感度特性から、イメージセンサ３０１は任意波長幅のみに感度を持つ。
【０００９】
赤外光源３０３の波長をこの波長幅の範囲で適切に選択することにより、ノイズの少ない血管パターンを得ることができる。図２に、指をイメージセンサ３０１の撮像範囲３１０の中心においた場合の指７と血管パターン１の撮像例を示す。この血管パターン１は個人により異なるので、あらかじめ血管パターン１を不揮発性メモリ３０６に登録しておき、認証時に登録パターンと認証パターンの一致，不一致を判定することにより個人を特定することができる。
【００１０】
押しボタン形式の認証開始スイッチ３０５は、押されることにより、イメージセンサ３０１により撮像した血管パターン１を電気信号に変換し、マイコン３００に取り込む開始信号を生成する。電源回路３０８には、イグニッションスイッチ２がＡＣＣ，ＯＮの状態にあるときに、外部から電源が供給されている。さらに、エンジン制御装置１２４とは、ＬＡＮでつながる構成となっている。さらに、オプションとして、ＩＣカードリーダや、イモビライザとマイコン３００が通信できるように構成される。
【００１１】
認証装置３による自動車のエンジン始動の動作は、図１に示したマイコン３００に記憶されたプログラムにより制御される。マイコン３００の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。
【００１２】
イグニッションスイッチがＯＮ状態に移行すると認証装置３全体へ電源が供給され、動作を開始する。マイコン３００は、内蔵されたメモリに記憶されたプログラムに従い動作し始める。まずステップＳ１において必要な初期化を行う。初期化処理の内容は、たとえば、内部のメモリの初期化やイメージセンサ３０１の初期設定などが含まれる。次に、ステップＳ２において、認証開始スイッチ３０５が押されたかどうかを判定する。もし押されていなければ、ステップＳ２に戻る。押された場合はステップＳ３に移行し、指静脈の特徴パラメータ抽出処理を行う。本処理の詳細は、後に説明する。次にステップＳ４に移行し、抽出された特徴パラメータが、あらかじめ不揮発性メモリ３０６に記憶された単数もしくは複数のパラメータとの照合を行う。ステップＳ５において、照合結果の判定を行う。もし、合致するパラメータが無ければ、未登録者、または照合失敗として、ステップＳ２に戻る。照合結果が合致すれば、正規の運転者として認証されたことになる。次にステップＳ５に移行し、表示器３１２が点灯し、さらに、エンジン制御ユニットに対して、ＬＡＮを経由して、始動許可のコマンドを発行し、エンジンが始動される。
【００１３】
図４は図３におけるステップＳ３の処理の詳細を説明するものである。まずステップＳ３１において、指７を照明する赤外光源３０３を駆動回路３０７により点灯する。次に、ステップＳ３２において、イメージセンサ３０１により獲得された映像をマイコン３００に取り込む。次にステップＳ３３において、赤外光源３０３を消灯する。次にステップＳ３４において、取得された画像に対して、演算処理を行い血管パターンの特徴パラメータを抽出する。なお、本ステップにおける処理の方法については、特開２００１−１８４５０７号公報に開示されているように、積分処理，微分処理を組み合わせたフィルタ処理を行うことにより実現が可能である。
【００１４】
次に、図１の個人認証装置３の調整方法について説明する。
【００１５】
まず、レンズの焦点位置を合わせた後、図５に示す格子状パターン８を図６に示すように指７の代わりに置き、イメージセンサ３０１で撮像させる。イメージセンサでは図７に示すように、格子状パターンから周辺部が歪曲したパターンが結像される。マイコン３００を利用して、図７に示す取り込んだ格子状パターンの各交点（ｘ′，ｙ′）を図５に示す正規の交点位置（ｘ，ｙ）となるように演算式（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ′，ｙ′）をあらかじめ求め、不揮発性メモリ３０６に記憶させる。なお、各交点（ｘ′，ｙ′）以外の点については式ｆ（ｘ′，ｙ′）を補間することにより正規の点を求めることが可能である。
【００１６】
また、イメージセンサの最大撮像範囲が実際に必要となる取込範囲よりも大きければ、この調整の際に、図８に示すように取込範囲のみに格子状パターンがイメージセンサに結像される。したがって、取込範囲の４つの頂点（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ４，ｙ４）を不揮発性メモリ３０６に記憶させ、登録時や認証時にこの範囲のみをマイコン３００に取り込むようにすることも可能である。これにより、レンズ３０２やイメージセンサ３０１の位置の機械的な調整をなくし、電気的な調整が可能となる。
【００１７】
このような調整方法は、特に、イメージセンサ３０１と指７との距離（ワーキングディスタンス）が小さい場合に有効である。
【００１８】
例えば、図１において指７を撮像範囲の端においた場合の血管パターンの撮像例を図９に示す。このような場合、血管パターン１は画像の周辺部に歪曲が生じるために、図２に示した指を撮像範囲３１０の中心においた場合の血管パターン１の撮像例から歪曲することになる。このまま図３の特徴パラメータ抽出処理Ｓ３を行うと、照合処理Ｓ４において、登録パターンと同一指静脈パターンでないと判断され、認証されない可能性がある。ここで、図３のフローチャートに図１０に示すように赤外照明消灯Ｓ３３の後に歪曲補正演算処理ｆ（ｘ′，ｙ′）Ｓ３５を追加することにより、図９の撮像例は図１１のごとく補正され、特徴パラメータＳ３４において、図２と同様の特徴点が検出されるので、照合結果の判定で合致と判断される。なお、血管パターンの登録においても、同様の歪曲の補正が可能である。
【００１９】
本実施例については、指静脈パターンを利用した個人認証装置を自動車の始動システムに適用した例について説明したが、住宅やビルなどの入室管理用の個人認証装置などにも応用が可能である。また、指静脈パターンを利用した個人認証装置を例にとり説明したが、指紋認証や虹彩認証などの、イメージセンサを利用した個人認証装置にも応用が可能である。
【００２０】
【発明の効果】
本実施例によれば、指と撮像素子との距離を小さくすることが可能であり、特に自動車に搭載しやすい小型の個人認証装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における指静脈パターンを利用した個人認証装置を自動車の始動システムに応用した構成図の一例。
【図２】指と血管パターンの撮像例。
【図３】認証装置のマイコンのプログラム動作フローチャート。
【図４】特徴パラメータの処理を説明するフローチャート。
【図５】認証装置の調整時にイメージセンサに取り込ませる格子状パターン。
【図６】認証装置の調整時における構成の一例。
【図７】認証装置のイメージセンサで取り込んだ格子状パターンの一例。
【図８】認証装置の調整時にイメージセンサに結像される格子状パターンの一例。
【図９】指と血管パターンの撮像例。
【図１０】実施例における特徴パラメータの処理を説明するフローチャート。
【図１１】実施例における血管パターンの補正の一例。
【符号の説明】
１…血管パターン、３…個人認証装置、７…指、８…格子状パターン、３００…マイコン、３０１…イメージセンサ、３０２…レンズ。

Claims

生体透過光または生体反射光を撮像する生体情報撮像手段を備えた個人認証装置において、撮像した画像の歪曲を撮像後に補正する手段を備えたことを特徴とする個人認証装置。
請求項１において、赤外光源部と、任意波長幅の光透過特性を持つ光フィルタと、生体透過光を撮像する撮像手段を備え、前記撮像手段により指の静脈パターンを取得し、前記取得データと登録データとの照合により個人を識別することを特徴とする個人認証装置。
請求項１または２において、自動車に装着され、特定の者を識別することを特徴とする個人認証装置。