JP2007102421A - Biometrics authentication device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、生体に光を照射して生体を撮像し、その生体の画像と登録画像を照合する生体認証装置に関するものである。 The present invention relates to a biometric authentication device that irradiates a living body with light and images the living body, and collates the image of the living body with a registered image.
従来の生体認証装置は、光源が押捺台上に置かれている指に光を照射すると、カメラが指を撮像し、画像取込部がカメラにより撮影された画像の取り込みを行う。
そして、生体認証装置の画像取込判定部が画像取込部により取り込まれた画像が正常な画像あるか否かを判定し、画像取込判定部が正常であると判定する場合には、指紋処理本体部が画像取込部により取り込まれた画像と登録画像の照合を行う。
一方、生体認証装置のゲイン調整判定部は、画像取込部により取り込まれた画像のゲインを判定し、ゲイン制御部がゲイン調整判定部の判定結果に応じて画像取込部により取り込まれた画像に対するゲインを制御する(例えば、特許文献1参照)。
In a conventional biometric authentication device, when a light source irradiates light on a finger placed on a stamping table, the camera captures the finger, and an image capturing unit captures an image captured by the camera.
When the image capture determination unit of the biometric authentication device determines whether the image captured by the image capture unit is a normal image and determines that the image capture determination unit is normal, The processing body unit compares the image captured by the image capturing unit with the registered image.
On the other hand, the gain adjustment determination unit of the biometric authentication apparatus determines the gain of the image captured by the image capture unit, and the gain control unit captures the image captured by the image capture unit according to the determination result of the gain adjustment determination unit. Is controlled (see, for example, Patent Document 1).
従来の生体認証装置は以上のように構成されているので、画像取込部により取り込まれた画像のゲインが適宜調整される。しかし、画像取込部により取り込まれる画像は、光源の光量と指の物理的形状及び光学的内部特性の関係によって大きく変化するため、正常な指の画像を得るには、光源の光量の適正化を図る必要があるが、光源の光量を適正値に制御する手段を有しておらず、安定的な生体認証を実施することができない課題があった。 Since the conventional biometric authentication apparatus is configured as described above, the gain of the image captured by the image capturing unit is appropriately adjusted. However, since the image captured by the image capturing unit varies greatly depending on the relationship between the light source light amount, the physical shape of the finger, and the optical internal characteristics, in order to obtain a normal finger image, the light source light source is optimized. However, there is a problem that stable biometric authentication cannot be performed because there is no means for controlling the light amount of the light source to an appropriate value.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光源の光量を適正にして、安定的な生体認証を実現することができる生体認証装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a biometric authentication apparatus capable of realizing stable biometric authentication with an appropriate light amount of a light source.
この発明に係る生体認証装置は、光源により光が照射されている生体を撮像する撮像手段と、その撮像手段により撮像された生体の画像を解析し、その解析結果から光源の適正な光量を算出する光量算出手段とを設け、その光源の光量が光量算出手段により算出された光量と一致するように光源を制御するようにしたものである。 The biometric authentication device according to the present invention analyzes an image of a living body irradiated with light from a light source, an image of the living body imaged by the image capturing means, and calculates an appropriate light amount of the light source from the analysis result A light quantity calculating means for controlling the light source so that the light quantity of the light source matches the light quantity calculated by the light quantity calculating means.
この発明によれば、光源により光が照射されている生体を撮像する撮像手段と、その撮像手段により撮像された生体の画像を解析し、その解析結果から光源の適正な光量を算出する光量算出手段とを設け、その光源の光量が光量算出手段により算出された光量と一致するように光源を制御するように構成したので、光源の光量を適正にして、安定的な生体認証を実現することができる効果がある。 According to this invention, the imaging unit that images the living body irradiated with light from the light source, and the biological image captured by the imaging unit, and the light amount calculation that calculates the appropriate light amount of the light source from the analysis result And the light source is controlled so that the light quantity of the light source matches the light quantity calculated by the light quantity calculating means, so that the light quantity of the light source is appropriate and stable biometric authentication is realized. There is an effect that can.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による生体認証装置を示す構成図であり、図において、光源部1は例えば発光ダイオードや白熱ランプなどの光源1i(i=1,2,・・・,N)から構成されており、複数の光源1iが生体である指2に光を照射する。
撮像部3は光学系4とカメラ5から構成されており、光源1iにより光が照射されている指2を撮像し、その指2の画像を画像評価部6に出力する。なお、撮像部3は撮像手段を構成している。
1 is a block diagram showing a biometric authentication apparatus according to
The imaging unit 3 includes an optical system 4 and a camera 5, images the finger 2 irradiated with light from the
画像評価部6の画像解析部7は撮像部3により撮像された指2の画像を解析して、指2の画像の輝度分布を求めるなどの処理を実施する。
画像評価部6の光量算出部8は画像の輝度分布の均一化を実現する光源1iの光量を算出する処理を実施する。
画像評価部6のパラメータ決定部9は画像解析部7の解析結果からカメラ制御用のパラメータ(例えば、ゲイン、シャッタースピード)を決定する処理を実施する。
なお、画像解析部7及び光量算出部8から光量算出手段が構成されている。
The
The light
The
The
光源制御部10は光源1iの光量が光量算出部8により算出された光量と一致するように光源1iを制御する処理を実施する。なお、光源制御部10は光源制御手段を構成している。
カメラ制御部11はパラメータ決定部9により決定されたパラメータにしたがって撮像部3のカメラ5を制御する処理を実施する。
登録照合処理部12は画像解析部7から画像を取得すると、その画像を登録画像として登録する処理や、その画像を登録画像と照合する処理を実施する。なお、登録照合処理部12は照合手段を構成している。
図2はこの発明の実施の形態1による生体認証装置の処理内容を示すフローチャートである。
Light
The
When the registration
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the biometric authentication apparatus according to
次に動作について説明する。
最初に、光源部1を構成しているN個の光源1iのうち、光源11が基準光量led1で点灯されるが、光源12〜光源1Nは消灯している。
光源11から照射されて、生体である指2を透過した光は、撮像部3の光学系4に入射される。
ここでは、指2を透過した光が撮像部3の光学系4に入射されるものについて説明するが、指2に反射した光が撮像部3の光学系4に入射されるようにしてもよい。
撮像部3のカメラ5は、光学系4から指2を透過した光を受けると、その光を入光して指2を撮像し、その指2の画像を画像評価部6に出力する(ステップST1)。
Next, the operation will be described.
First, among the
Is emitted from the
Here, a description will be given of a case where light transmitted through the finger 2 is incident on the optical system 4 of the imaging unit 3. However, light reflected on the finger 2 may be incident on the optical system 4 of the imaging unit 3. .
Upon receiving the light transmitted through the finger 2 from the optical system 4, the camera 5 of the imaging unit 3 receives the light and images the finger 2 and outputs an image of the finger 2 to the image evaluation unit 6 (Step S ST1).
画像評価部6の画像解析部7は、撮像部3のカメラ5から指2の画像を受けると、その指2の画像を解析し、下記の式(1)を計算して、画像の輝度分布の変化を表す画像のプロファイルprofile1(x)を作成する(ステップST2)。
なお、プロファイルprofilei(x)は、上述したように、画像の輝度分布の変化を表しており、値が大きい場所では画像が明るく、値が小さい場所では画像が暗いことを意味している。認証処理に用いる画像としては、画像全体が均一な明るさであることが望ましく、明るさの均一・不均一を評価する指標としてプロファイルを用いる。
When the
Note that, as described above, the profile profile i (x) represents a change in the luminance distribution of the image, which means that the image is bright at a place where the value is large and dark at a place where the value is small. As an image used for the authentication process, it is desirable that the entire image has uniform brightness, and a profile is used as an index for evaluating whether the brightness is uniform or non-uniform.
画像評価部6の画像解析部7は、上記のようにして、画像のプロファイルprofile1(x)を作成すると、そのプロファイルprofile1(x)における輝度値の最大値max1と、その最大値max1をとる座標値max1_xを検出する(ステップST3)。
画像解析部7による最大値max1等の検出処理が終了すると、今度は、光源11が消灯されて、光源12のみが点灯される。
撮像部3及び画像評価部6の画像解析部7は、上記と同様の処理を実施することにより、光源12の光で撮像された画像のプロファイルprofile2(x)を作成し、そのプロファイルprofile2(x)における輝度値の最大値max2と、その最大値max2をとる座標値max2_xを検出する(ステップST1〜ST5)。
最終的に、全ての光源1iの光で撮像された画像のプロファイルprofilei(x)を作成し、そのプロファイルprofilei(x)における輝度値の最大値maxiと、その最大値maxiをとる座標値maxi_xを検出するまで、ステップST1〜ST4の処理を繰り返し実施する。
When the
When the detection processing such maximum value max 1 by the
Finally, create a profile profile i (x) of the image captured by the light of all
画像評価部6の画像解析部7は、ステップST1〜ST5の処理が完了すると、下記の式(2)に示すように、N個のプロファイルprofilei(x)を合計して、合計プロファイルprofile(x)を作成する(ステップST6)。
画像評価部6の光量算出部8は、画像解析部7が合計プロファイルprofile(x)における輝度値の最小値minを検出すると、画像の輝度分布の均一化を実現する光源1iの光量new_lediを算出する(ステップST8〜ST11)。
即ち、光量算出部8は、光源1i毎に、光源1iにおけるプロファイルprofilei(x)の輝度値の最大値maxiと、合計プロファイルprofile(x)の輝度値の最小値minと、光源1iの基準光量lediとを下記の式(3)に代入して、画像の輝度分布の均一化を実現する光源1iの光量new_lediを算出する。
That is, for each
光源制御部10は、画像評価部6の光量算出部8が光源1iの光量new_lediを算出すると、指2の画像の輝度分布の均一化を実現するため、光源1iの光量が光量算出部8により算出された光量new_lediと一致するように光源1iを制御する処理を実施する。
When the light
一方、画像評価部6のパラメータ決定部9は、画像解析部7の解析結果からカメラ制御用のパラメータ(例えば、ゲイン、シャッタースピード)を決定する。ゲインなどを決定する処理内容は、例えば、上記の特許文献1に開示されているため、詳細な説明を省略する。
カメラ制御部11は、パラメータ決定部9がカメラ制御用のパラメータを決定すると、そのパラメータにしたがって撮像部3のカメラ5を制御する処理を実施する。
On the other hand, the
When the
画像評価部6の画像解析部7は、光源制御部10及びカメラ制御部11による制御が完了すると、制御完了後に撮像部3のカメラにより撮像された指2の画像を登録照合処理部12に出力する。
登録照合処理部12は、画像評価部6の画像解析部7から画像を取得すると、その画像を登録画像として登録する処理や、その画像を登録画像と照合する処理を実施する。
画像解析部7から画像を取得した画像と登録画像の照合処理は、例えば、双方の画像から特徴点を抽出し、相互に一致している特徴点の個数が所定の閾値を上回っていれば、双方の画像が同一の生体の画像であると認定する処理である。
When the control by the light
When the registration
The collation process between the image acquired from the
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、光源1iにより光が照射されている指2を撮像する撮像部3と、その撮像部3により撮像された指2の画像を解析し、その解析結果から光源1iの適正な光量を算出する画像評価部6とを設け、その光源1iの光量が画像評価部6により算出された光量1iと一致するように光源1iを制御するように構成したので、光源1iの光量を適正にして、安定的な生体認証を実現することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the first embodiment, the imaging unit 3 that images the finger 2 irradiated with light from the
また、この実施の形態1によれば、複数の光源1iが指2に光を照射する場合、撮像部3により撮像された指2の画像を解析して、その画像の輝度分布を求め、その輝度分布の均一化を実現する光源1iの光量new_lediを算出するように構成したので、全体が均一な明るさの画像が得られるようになり、生体の認証精度を高めることができる効果を奏する。
Further, according to the first embodiment, when the plurality of
なお、この実施の形態1では、指2の画像を撮像して生体認証を実施するものについて示したが、撮像する生体は指に限るものではなく、例えば、手や目などの生体を撮像するようにしてもよい。 In the first embodiment, the image of the finger 2 is captured and biometric authentication is performed. However, the image of the living body is not limited to the finger. For example, a living body such as a hand or an eye is imaged. You may do it.
また、この実施の形態1では、画像の輝度分布の均一や不均一を表す評価指標として、プロファイルを用いるものについて示したが、これに限るものではなく、他の評価指標を用いてもよい。
また、指2の画像の輝度分布の均一化を実現するために、式(3)を用いて、光源1iの光量new_lediを算出するものについて示したが、後段の認証処理の都合を考えて、他の数式を用いても計算してもよい。
In the first embodiment, the evaluation index indicating the uniformity or non-uniformity of the luminance distribution of the image is shown using the profile. However, the present invention is not limited to this, and another evaluation index may be used.
In addition, in order to realize the uniform luminance distribution of the image of the finger 2, the calculation of the light amount new_led i of the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、式(3)を用いて、光源1iの光量new_lediを算出するものについて示したが、この場合、光源1iの光量new_lediが当該光源1iの最大光量ledi_maxより少なくなることがある。
生体認証に利用する画像は、出来る限り明るい方が望ましいので、全ての光源1iの光量new_lediが当該光源1iの最大光量ledi_maxより少ない場合、下記の式(4)に示すように、全ての光源1iの光量new_lediが当該光源1iの最大光量ledi_maxを超えない範囲で、複数の光源1iの光量new_lediを比例的に高めるようにする。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, by using the equation (3), it has been described and calculates the amount New_led i of the
Image to be used for biometric authentication, since brighter as possible is desired, when the amount New_led i of all the
したがって、式(4)は、new_lediを光源の許す限りの最大光量に更新していることを意味している。
Therefore, the equation (4) means that new_led i is updated to the maximum light amount allowed by the light source.
1 光源部、1i 光源、2 指(生体)、3 撮像部(撮像手段)、4 光学系、5 カメラ、6 画像評価部、7 画像解析部(光量算出手段)、8 光量算出部(光量算出手段)、9 パラメータ決定部、10 光源制御部(光源制御手段)、11 カメラ制御部、12 登録照合処理部(照合手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
The light quantity calculation means is proportional to the light quantity of the plurality of light sources in a range where the light quantity of the plurality of light sources does not exceed the maximum light quantity of the light source when the light quantity of the light source that realizes uniform luminance distribution is less than the maximum light quantity of the light source. The biometric authentication device according to claim 2, wherein the biometric authentication device is enhanced.
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2005
- 2005-10-03 JP JP2005290192A patent/JP2007102421A/en active Pending
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