JP2006155575A - 指認証装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】指を通過する光を照射する光源と、上記指を透過した光を撮像する撮像部と
、上記指が所定位置に存在することを検知する指検知手段と、上記撮像部によって撮影された画像の中から上記指の占める領域を抽出する指領域抽出手段と、上記抽出された領域内部の特定部位の画質により上記撮像部における撮像素子の増幅率を変化させる利得変化手段とを有することを特徴とする個人認証装置。
【選択図】図3
Description
血管部分で光が吸収され、周辺組織に比べて暗く写る。この明暗の差による紋様が静脈パターンとなる。
上記特許文献1記載の発明では、静脈パターンを鮮明に撮像するための方法として、様々な指の状態に応じて撮影用光源の明るさを調節する方法を開示する。しかし、屋内使用が前提で、外光変動の想定範囲も限られており、上記のような強い外光の下では光源の強さを最小としても白飛びを解消できないことも多い。また、上記のようなケースでは、指に照射される光が、静脈パターンを撮像するのに十分な量だけあるにも関わらず、それを適切に活用できていないことにより、撮像用の専用光源に対して不必要にエネルギーを供給していることにもなる。
指を通過する光を照射する光源と、上記指を透過した光を撮像する撮像部と、上記指が所定位置に存在することを検知する指検知手段と、上記撮像部によって撮影された画像の中から上記指の占める領域を抽出する指領域抽出手段と、上記抽出された領域内部の特定部位の画質により上記撮像部における撮像素子の増幅率を変化させる利得変化手段とを有することを特徴とする個人認証装置。
より詳しくは、上記利得変化手段における特定部位を、上記光源の出力状態に応じて選択する手段、上記利得変化手段における増幅率の変化を、上記光源の光量変化と組み合わせて行う手段を設ける等の構成を開示する。
図1は、本発明を実現する認証装置100の概略図である。本体には、上面に、指102を置く場所を直感的に理解しやすい形で提示するガイド溝108があり、その左右に光源部104が配置されている。このガイド溝は指下半面分が隠れる程度の低い遮光壁として機能も持ち、低位置から指に差し込む外光については、それを物理的に遮ることができる。撮像したい静脈パターンは、指の下半面に存在し、左右の光源から照射された光が、指内部で散乱して指下面から出てくるときに、静脈の有無による光の吸収量の違いで明暗のコントラストによる紋様が形作られる。このとき、指の下半面に向けて直接強い外光が入り込んだ場合、指を透過した光源からの光が、その外光によって打ち消され、静脈パターンが不鮮明になる。遮光壁は、この不必要な外光の流入を抑制する。それと同時に、上方は完全に開放されているため、指を所定位置に置くことが容易で、かつ外光を積極的に指の上半面に導くことが可能になっている。指の上半面への光の入射はすべて、指下半面の静脈パターン撮像のための光源として利用可能であるからである。このように、外光の中に認証装置をそのまま曝すのではなく、有効な光は利用しやすい形に導き、不要な光は遮ることができる装置構造とすることで、積極的に外光を利用して省エネルギー性を高める特徴もある。
ここで、ボタンスイッチ等の接触センサを用いずに、画像をもとに検出を行うため、装置に指が所定位置に到達しない段階で早めに検知することができる。これにより、カメラの感度や光量の制御の開始時期を早め、指が所定位置に到達したときには、最適なパラメータが設定された状態で円滑に特徴抽出処理に移行でき、ユーザの体感する認証応答時間を短縮できる。もちろん、認証の開始はボタンスイッチ118への接触によって開始する構成であっても良い。
画像を判定しながら適切なゲイン値を探索するには、最適値までの収束に幾枚かの画像を検証する必要が生じ、その間に指の出入り等の変化が生じた場合、適切なゲイン値を求めることができない可能性がある。が、上記本願構成によれば設定時間は短くこのような恐れもない。
ここで、強い外光が指に照射されている場合、外光が光源と同じ役割を果たし、光源が点灯しているのと同様の状態になる。外光の強さや当たり方によっては、左右の光源のうち一方を完全に消灯させた状態であっても、点灯させた光源の側とは反対の半面まで、明るく白飛びした領域となって、静脈パターンの抽出が困難になる。そこで、本実施例においては光量とカメラの感度とを適応的に組み合わせて調節することで画質の改善を図る。調節にあたっては、撮像画像の画質と設定光量値との間でフィードバック制御を行う必要があるが、撮像画像の全体を画質判定の対象とした場合には、指以外の背景部分の明るさに影響されて、指部分が正しい画質に調整されるとは限らない。そのため、画像中から指の占める領域を抽出し、その領域のみを画質判定の対象とする(310)。そこで、まずカメラ112で撮像した画像の画像処理によって指の輪郭線を抽出する。輪郭抽出については、従来から様々な手法が知られているので、ここでは詳しく言及しない。そして、抽出された輪郭線の内側で、点灯中の光源から遠い側の領域402を画質判定の対象とする。つまり、最も光源の光が届きにくい箇所を選択する。具体的には、指の中心線と輪郭線との間の中線と輪郭線との間付近の領域を選ぶと良い。特に、指先と付け根付近は光源から遠く光が届かない場合もあるので、さらにその付近の領域を除いた領域を利用すると所望の性能が得られやすい。ここで輪郭付近を選択するのは、指の厚さが薄く外光が指を透過する際に失われる量が少ないため、外光が強いと最初に白飛びし、静脈パターンに問題が生じやすい領域であるためである。もし、領域402に白飛びが生じていた場合には、外光が強いということなので、まず点灯中の光源の光量を下げる。そして、カメラの感度を優先的に制御するモード(モードB)に入る。
、208…メモリ、210…表示器、212…キーボード、214…制御対象、216…光量制御部、218…感度制御部、220…カードリーダライタ,222…カード,400…画質判定最適部位1、402…画質判定最適部位2、500…遮光隔壁、502…レンズ穴。
Claims (10)
- 上記指を透過した光を撮像する撮像部と、
上記撮像部で撮像した画像から血管パターンを抽出して個人認証を行う演算部とを有し。
上記演算部は、上記指が所定位置に存在することを検知し、上記撮像された画像の中から上記指の占める領域を抽出し、
上記抽出された領域内部の情報に基づいて、上記光源の光量変化させる光量制御部又は上記撮像部における撮像素子の増幅率を変化させる感度制御部の少なくとも何れか一方を制御することを特徴とする個人認証装置。 - 上記演算部は、
上記領域内部の情報に基づいて、上記指に照射される光量が所定値範囲内であるかを判定し、上記所定範囲外であると判断された場合には、上記光量制御部を制御することで上記指に照射される光量を所定範囲内にできるか判定し、
できないと判定した場合に上記感度制御部の制御を行うことを特徴とする請求項1記載の個人認証装置。 - 上記演算部は、
上記光量が上記所定範囲より強いと判定された場合には上記光量制御部を介して上記光源からの光量を低くし、上記光量が上記所定範囲より弱いと判定された場合には上記光源からの光量を高く制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の指認証装置。 - 上記演算部は、
上記光源からの光量を最低としても上記指に照射される光が強いと判断した場合、もしくは、上記光源からの光量を最高としても上記指に照射される光が弱いと判断した場合に、上記感度制御部を介して上記撮像部の感度を制御することを特徴とする請求項3に記載の指認証装置。 - 上記光源は上記指を左右2方向から交互に照射するものであって、
上記演算部は、上記抽出された領域中の上記消灯されている光源側の部分領域の情報を用いることを特徴とする請求項1記載の個人認証装置。 - 上記演算部は、上記カメラによる撮像画像の時間変化から上記指の存在を検知することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の個人認証装置。
- さらに補助光源を設け、
上記演算部は、上記補助光源からの光による撮像画像を用いて上記指の存在を検知することを特徴とする請求項6に記載の個人認証装置。 - さらに光センサを有し
上記演算部は、上記光センサの測定結果を用いてゲイン値を算出し、上記感度制御部を介して上記撮像部の感度を上記ゲイン値になるように制御して上記指検知を行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の個人認証装置。 - 請求項1から6までの何れかに記載の個人認証装置において、上記指と上記カメラとの間設けられる開口部と、上記カメラの開口とを滑らかな面で構成される隔壁で囲み、他の内部構成を該隔壁の外部に設けたことを特徴とする個人認証装置。
- 車の一部にとりつけられ、上記個人認証が成功すると該車の制御が可能となることを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の個人認証装置。
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