JP2007000219A

JP2007000219A - 個人認証装置

Info

Publication number: JP2007000219A
Application number: JP2005181429A
Authority: JP
Inventors: Kaori Kashio; 香織樫尾; Ichiro Osaka; 一朗大坂; Yoshiyuki Akiyama; 吉之秋山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】
本発明では生体の状態に応じて補正を行うことで、生体の固定せずに高精度に認証を行える個人認証装置を提供する。
【解決手段】
本発明の個人認証装置は、三次元で生体を撮像する登録手段と、生体を用いた認証手段を設け、認証手段において生体の位置を測定する事により認証時の生体状態を座標化し、その生体状態にあわせるよう登録した三次元生体情報を補正して生体の状態変化に対応させ、認証を行う。
【効果】
生体状態による認証精度の変化を低減し、生体が自然な状態のまま高精度に認証できる個人認証装置が提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は指に光を透過させて個人ごとに異なる静脈を読み取ることで認証を行う個人認証装置に関する。

静脈を利用した個人認証装置において、現在二次元の静脈画像を用いて個人認証を行う装置が一般化されており、三次元の血管画像を用いた識別装置についても知られている。

また、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、かつ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ようにした装置は、例えば特許文献１で知られている。

さらには、撮影された指画像について、前記指が前記インターフェースに挿入される際に生じる撮像平面上の回転を指の輪郭の位置を利用して補正し、認証時に指の位置が異なっても認証が可能とした装置も特許文献２で知られている。

特開２００４−２７２８２１号公報特開２００４−１７８６０６号公報

上記従来技術で開示したように、静脈を利用した個人認証装置においては認証率精度向上の為レンズの歪曲に対する補正や撮像した生体画像の回転補正が行われているが、生体の状態は関節の曲げ具合などで常に一定ではなく認証精度が多少変化してしまうことから、ある程度生体を固定する必要があった。

本発明は、生体の状態に対して補正を行うことで、生体を固定せずに高精度に認証を行える個人認証装置を提供することを目的とする。

本発明は、三次元の生体情報を撮像し認証手段に登録する為の生体情報を生成する登録手段と、生体情報を撮像し個人認証を行う認証手段と、前記登録手段で登録した生体情報を認証手段で撮像した時の生体の変化に対応させるように補正する手段を備えた個人認証装置により達成される。

本発明は、三次元の生体情報を撮像し認証手段に登録する為の生体情報を生成する登録手段と、生体情報を撮像し個人認証を行う認証手段と、前記登録手段で登録した生体情報を認証手段で撮像した時の生体の変化に対応させるように補正する手段を備えた認証装置とすることで、生体状態による認証精度の変化を低減し、生体が自然な状態のまま高精度に認証できる個人認証装置が提供できる。

図１に個人認証装置の全体図を示す。個人認証装置１は生体情報登録手段２と認証手段３とで構成され、前記登録手段２にて生体情報の登録処理を行い、認証手段３にて認証処理を行う。生体情報登録時には登録手段２と認証手段３の接続を必要とし、個人認証時には認証手段３のみで認証を行う。

登録手段２は図２に示すように撮像部１０，画像処理部１１，キー入力部１２，画面表示部１３，外部通信部１４，制御部１５で構成され、キー入力部１２の操作により撮像の設定や撮像開始命令を行い、状態を画面表示部１３に表示する。撮像部１０にて三次元生体情報を撮像し、画像処理部１１で三次元生体情報の登録用データを生成する。外部通信部１４により生成した登録用の三次元生体情報を認証手段３に送信する。また、登録手段２全体の制御は制御部１５で行う。

次に、前記認証手段３は図３に示すように撮像部２０，光源部２１，焦点自動調整部
２２，生体位置測定部２３，画像処理部２４，画像補正処理部２５，認証部２６，記憶部２７，外部通信部２８，制御部２９で構成され、外部通信部２８により登録手段２との通信を行い、記憶部２７では前記登録手段２で生成した登録用の三次元生体情報を記憶（登録）する。認証時において生体位置測定部２３で生体までの位置（距離）を測定し、焦点自動調整部２２で焦点の自動調整を行い、光源部２１で生体に光を照射し、撮像部２０で生体情報を撮像する。画像処理部２４は撮像部２０で撮像した生体情報の処理を行い、画像処理補正部２５で登録した三次元生体情報の補正を行う。認証部２６では、画像処理部２４で処理された撮像画像と画像処理補正部２５で補正した登録画像を照合し、個人認証を行う。また、認証手段３全体の制御は制御部２９で行う。

前記生体情報登録手段２において、生体情報の登録処理は図４のフローチャートに沿って処理される。まず、ステップ１００にて図１に示す登録手段２と認証手段３を接続し、ステップ１０１にてキー入力部１２を操作して初期設定を行う。次にステップ１０２にて生体挿入口１６に生体を挿入し、ステップ１０３にて三次元生体情報の撮像を行う。ステップ１０４にて前記撮像した三次元の生体情報に生体関節情報と生体輪郭情報を付加して、登録用の三次元生体情報を生成する。前記三次元生体情報はステップ１０５にて認証手段３に外部通信１４を利用して送信され、図３の認証手段内部の記憶部２７に登録される。登録終了後は、ステップ１０６にて登録手段２と認証手段３の接続をはずす。

図５に個人認証の処理のフローチャートを示す。ステップ１１０にて生体検出後、ステップ１１１にて生体までの位置（生体と認証手段３の距離）を測定し、ステップ１１２にて焦点の位置を自動で生体に合わせるよう調整する。次にステップ１１３にて生体に光を照射し、ステップ１１４にて生体情報を撮像する。撮像した生体情報はステップ１１５にて生体輪郭位置を検出し左右の回転補正などの処理を行う。また、登録した三次元生体情報はステップ１１６にて生体位置を用いて補正し、ステップ１１７にて認証用の生体情報を生成する。撮像後処理した生体情報と補正した認証用の生体情報は照合されてステップ１１８にて個人認証を行う。

図５のステップ１１６の登録生体情報補正処理は図６のフローチャートに従って処理される。すなわち、指を例にとると、始めにステップ１２０にて登録生体情報の拡大，縮小を行う。次にステップ１２１にて生体縦方向の曲げ補正を、ステップ１２２にて生体横方向の捻り補正を行い、ステップ１２３にて後記する補正した登録生体情報４４より認証用の生体情報を生成する。

図７に生体方向図、図８に登録時と認証時の生体状態図、図９に生体情報の拡大縮小処理フローチャート、図１０に生体情報の拡大縮小図を示す。図１０における生体の輪郭幅４６より下側（ｘ−（−ｙ））方向の生体距離に対する拡大縮小の補正は、図９のステップ１３０において、始めに認証時に撮像生体情報４３の関節位置を検出する。次にステップ１３１にて撮像生体情報４３と登録生体情報４４の指関節位置の輪郭幅４６を検出し、ステップ１３２にて登録生体情報４４の輪郭幅４６を撮像生体情報４３の輪郭幅に合わせるよう拡大、または縮小を行う。

図６のステップ１１４において、生体縦方向の曲げ補正処理は図１１の処理フローに従って処理される。図１２にｙ−ｚ方向の生体状態図、図１３にｙ−ｚ方向の生体位置座標図、図１４に曲げ補正図を示す。

生体位置測定から認証手段３と生体の距離４７を利用し、縦側（ｙ−ｚ）方向の生体関節の曲げに対する補正を図１１のフローに沿って行う。始めにステップ１４０にて生体距離４７から指状態の座標を生成し、ステップ１４１にて関節位置座標４８と、先端部座標４９を検出し、また関節−先端部間、関節−関節間の距離５０を算出する。これらからステップ１４２にて撮像座標５２と登録座標５１の関節位置を合わせ、撮像座標５２−登録座標５１間の角度θ５３を算出する。ステップ１４３にて前記算出した角度θ５３から、登録生体情報４４を角度θ５３分変更し補正する。

個人認証の処理フロー（図６）において、図１５に捻り補正のフローチャート、図１６にｘ−ｚ方向の生体状態図、図１７にｘ−ｚ方向の生体位置座標図、図１８に捻り補正図を示す。図１５のフローにて生体位置測定から認証手段３と生体の距離を４７利用し、横側（ｘ−ｚ）方向の手首や腕の捻りに対する補正を行う。始めにステップ１５０にて生体位置の距離４７から指状態の座標を生成し、ステップ１５１にて右側輪郭座標４５と左側輪郭座標４５を検出する。次にステップ１５２にて撮像座標５２と登録座標５１の輪郭位置から差分５４を算出し、ステップ１５３にて登録生体情報４４を差分５４の分変更して補正する。

前記生体登録処理フロー図４において、三次元画像取得方法はＸ線測定，磁気共鳴測定，光測定，超音波測定などを利用して生体内部情報を読み取り必要な生体情報を摘出する方式や、二次元の生体情報画像を少なくとも３枚以上用いて座標を取る事で三次元生体情報を生成する方式を用いる。二次元の生体情報を用いる場合は、認証手段のみで個人認証装置が構成される。

前記生体登録処理フロー図４において、生体位置測定方法は光を照射してその反射時間を測定する方式や、超音波を発信してその反射時間を測定する方式等を用いる。また、焦点自動調整方法は生体までの距離を用いて、その距離によって撮像部内のモータを動作し、焦点の調整を行う。

本発明は、個人認証装置において、生体の状態に対して補正を行うことで、生体を固定せずに高精度に認証を行うことができ、多種多様なセキュリティ装置及び設備に適用可能で応用範囲は広い。

個人認証装置全体図。登録手段ブロック図。認証手段ブロック図。生体情報の登録処理のフローチャート。個人認証の処理のフローチャート。登録生体情報の補正処理のフローチャート。生体方向図。登録時と認証時の生体状態図。生体情報の拡大・縮小処理フローチャート。生体情報の拡大−縮小図。生体縦方向の曲げ補正処理のフローチャート。ｙ−ｚ方向の生体状態図。ｙ−ｚ方向の生体位置座標図。生体の曲げ補正図。生体横方向の捻り補正処理フローチャート。ｘ−ｚ方向の生体状態図。ｘ−ｚ方向の生体位置座標図。生体の捻り補正図。

符号の説明

１…個人認証装置、２…生体情報登録手段、３…認証手段、４３…撮像生体情報、４４…登録生体情報。

Claims

三次元の生体情報を撮像し認証手段に登録する為の生体情報を生成する登録手段と、生体情報を撮像し個人認証を行う認証手段と、前記登録手段で登録した生体情報を認証手段で撮像した時の生体の変化に対応させるよう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記載において、生体情報は静脈であることを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載において、関節位置情報と生体輪郭情報を含む三次元生体情報を生成する登録手段を備えている事を特徴とする個人認証装置。
請求項１記載において、生成した三次元生体情報を認証手段へ送信，登録を行う登録手段を備えている事を特徴とする個人認証装置。
請求項１記載において、生体までの距離測定を行う認証手段を備えている事を特徴とする個人認証装置。
請求項１記載において、生体情報撮像時に自動で焦点を調整する認証手段を備えている事を特徴とする個人認証装置。
請求項１記載において、登録した三次元生体情報を補正する認証手段を備えている事を特徴とする個人認証装置。
請求項１若しくは７記載において、認証時の生体の状態に合わせて登録した三次元生体情報を拡大縮小，回転，上下等の補正を行い、認証用の生体情報を生成することを特徴とする個人認証装置。
請求項１若しくは８記載において、認証時に撮像した生体情報と前記認証用の生体情報に対し認証処理を行うことを特徴とする個人認証装置。
請求項５若しくは６記載において、前記生体位置測定と前記焦点自動調整は生体情報撮像前に行うことを特徴とする個人認証装置。
請求項５若しくは８，９記載のいずれかにおいて、前記補正処理は前記生体位置測定後から前記認証前の間に行うことを特徴とする個人認証装置。
三次元の生体情報を登録する登録手段と、
生体情報を撮像する撮像手段と、
前記登録手段で登録した生体情報と前記撮像手段で撮像した像とを比較し個人認証を行うものであって、
前記生体情報および／または前記像を前記撮像手段で撮像した時の生体の状態に基づいて補正する手段を備えたことを特徴とする個人認証装置。