JP2008165813A - 生体識別装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 個人別の生体構造の画像情報を個人情報(氏名,暗証番号,磁気カード等
)と対応付けてデータベース内に登録し、光を用いて計測される血管パターンと生体外部
形状からなる画像情報と上記データベースの画像情報とを照合する。
【選択図】 図1
Description
る。
って個人識別を行っていた。
て他人に流用され、機密情報漏洩や資産横領の危険性がある。そこで、他人の流用の可能
性のない簡便な個人識別装置及び方法が必要である。
けてデータベース内に登録し、個人識別の際に登録してある生体構造部位の画像計測を行
い、データベースとマッチングする。生体構造(特に内部構造)は他人に流用される可能性
はなく、前記課題を解決することが可能である。具体的には、光を用いて計測される血管
パターンと生体外部形状を用いる。
を提供する。
赤外にかけては比較的透過性が高い。そして、この波長領域では血中ヘモグロビンの光吸
収が支配的となる。そのため、例えば、手の掌側より光を照射し手の甲側から透過光を撮
像すると、甲側表面近傍の太い血管像を見ることができる。この血管の走行は個人差が大
きく、画像として抽出すれば個人識別に使用することが可能である。本発明は、生体の血
管像あるいはその血管が走行する部位の生体外部形状を簡便に撮像し、それぞれの画像を
個人識別に用いることを特徴とする。
光源3(ハロゲンランプ等)から照射光を2回間欠的に照射し、各照射毎に透過光画像を
撮像器4(CCDカメラ等)で撮像する。生体固定部には、毎回同じ位置に被識別者2の
任意部位を固定できるように、指等のガイド(図示略)を設置しておく。光フィルタホルダ
5には、透過光波長の中心波長がλ1の光フィルタ6と、透過光波長の中心波長がλ2の
光フィルタ7が固定されており、各撮像毎にモータ8を駆動して2種類の光フィルタを切
り替える。従って、撮像器4で撮像された各画像は、各々異なる波長の透過光画像である
。ここで、光源3からの光照射および光フィルタ6及び7の切り替え及び撮像の時刻は同
期している。これらは全て演算装置9で制御されている。
状態で、各光フィルタ6及び7の画像を定期的あるいは各撮像時に撮像し、正規化補正用
画像として記憶装置10に保存する。各生体透過光画像は、アナログ−デジタル変換され
2枚の濃淡のデジタル画像(以降デジタル濃淡画像と略す)となり、1または複数ある演
算装置9に転送され、画像記憶装置10に保存される。
される。光フィルタの透過光波長の中心波長λ1及びλ2を適切に選択すれば、保存され
た2枚のデジタル濃淡画像の差分画像から血管走行画像を容易に抽出することができる(
その理由に関しては後述する)。
二値画像(以降外形形状画像と略す)を、差分画像から血管走行の二値画像(以降血管走
行画像と略す)を、それぞれ画像処理を行うことで得る。外形形状画像と血管走行画像か
ら被識別者の特徴画像を合成し、既に記憶装置11にデータベースとして登録された被識
別者の特徴画像とのパターンマッチングを行い識別を行う。画像処理及びパターンマッチ
ングに関するフローの詳細は後述する。被識別者2の情報(氏名,暗証番号,磁気記憶カ
ード等)は入力装置12により入力する。
に関して説明する。まず、雑音の少ない質の高い生体透過光画像を撮像するには、生体透
過性の高い波長の照射光を選択しなければならない。生体透過性の高い光の波長は、生体
の60〜70%を構成する水の吸収特性から、おおよそ600〜1300nmである。ま
た、この波長帯の中でも、生体中に比較的多く存在する血液(特に血中の約45%を占め
るヘモグロビン)の吸収が少ない600〜1000nmの光が生体透過性が高い波長帯で
ある。
す。縦軸は分子吸光係数であり、値が大きいほど光の吸収が大きく、生体透過光強度が低
下することを表す。ここで重要な点は、この波長帯ではヘモグロビンの光吸収特性が波長
に依存して顕著に変化する点と、ヘモグロビン以外の生体を構成する物質は非常に含有量
が少ないか、あるいはその光吸収特性がこの波長帯では顕著に変化しない点である。これ
らの点から、同じ強度かつ波長の異なる光を照射して2枚の生体透過光画像を撮像すると
、血液が多い部分(即ち血管の走行している部分)で濃淡値が異なる2枚の画像が得られ
る。したがって、これらの2枚の画像の差分画像からは血管走行のある部位が強調されて
得られる。
液によって吸収された情報は拡散してしまうため、得られる血管走行画像は画像撮像側の
生体表面にある血管走行を示している。人間の血管は、生体表面には静脈、そして生体深
部には動脈が位置していることから、抽出される血管系は静脈系である。静脈系の血液に
は還元ヘモグロビンが多く含まれており、2枚の生体透過画像の血管像をコントラスト強
く撮像するためには、図3の波長特性から、例えば700nm近傍から2波長選択するよ
うに、図1中光フィルタ6及び7を選択すればよい。
ル透過光画像が入力され、step2で2枚の画像間の差分を計算する。前述したように、2
枚の差分画像は、生体表面近傍の血管走行のみの濃淡画像を表している(step3)。この
血管走行濃淡画像に対し任意の閾値を設けて、血管走行二値化画像をstep4−1で取得す
る。一方、中心波長λ1あるいはλ2の透過画像のうち1枚を用い、任意の閾値を用いて
二値化処理し、血管走行している部位の外形形状を取得する(step4−2)。取得した、
血管走行二値画像と外部形状二値画像をstep5で融合する。
す。Aから図4に示した処理結果である融合画像が入力される。記憶装置11(図1)に
保存されているデータベースには、あらかじめ取得された被識別者2(図1)の血管走行
部位の外形形状と血管走行の二値画像の融合画像(図2参照)が登録されている。従って
、step6で被識別者の名前、あるいは暗証番号あるいはIDカード等で被識別者情報を入
力(図1中入力装置12より入力する)し、被識別者の融合画像を呼び出す。呼び出した
被識別者の融合画像を、画像処理フローで処理された融合画像とパターンマッチングを行
う(step7)。
step8では、パターンマッチング結果がある任意の許容誤差範囲以内であれば、step9−
1に進み許可情報を発行し、許容誤差範囲外であればstep9−2に進み不許可情報を発行
する。
たが、その他にも図1中光源3及び撮像装置4を同じ側に配置し反射画像で同様の処理を
行ってもよい。また、精度向上のために、複数の生体部位を撮像し個人識別に用いたり(
例えば両手を用いる)、波長数をさらに増やす(実質的には光フィルタを増やす)ことも
容易である。
ィルタ、7…フィルタ、8…モータ、9…演算装置、10…記憶装置、11…記憶装置、
12…入力装置。
Claims (5)
- 複数の生体部位に対して光を照射する光源と、
前記複数の生体部位からの光を撮像する撮像器と、
演算装置とを有し、
前記演算装置は、前記撮像器で撮像された前記複数の生体部位の画像に基づき、少なくとも1の生体部位の血管走行画像を抽出し、該血管走行画像により個人の識別を行うことを特徴とする個人識別装置。 - 請求項1記載の個人識別装置において、
前記複数の生体部位は手の掌であって、
前記演算装置は、前記画像から、指部を含む手の外形形状画像を抽出することを特徴とする個人識別装置。 - 請求項1または2記載の個人識別装置において、
前記撮像器は前記生体部位を反射した光を撮像することを特徴とする個人識別装置。 - 請求項1または2記載の個人識別装置において、
前記撮像器は前記生体部位を透過した光を撮像することを特徴とする個人識別装置。 - 請求項4に記載の個人識別装置において、
相異なる特定波長幅の光透過特性を有する複数の光フィルタとを有し、
前記演算装置は、前記相異なる任意波長幅の光透過特性を有する複数の光フィルタを通して撮像した複数の濃淡画像から前記複数の濃淡画像間の差分を計算し、前記濃淡画像の差分に対して任意の閾値を設けて血管走行二値化画像を取得することにより前記血管走行画像の抽出を行い、
前記相異なる任意波長幅の光透過特性を有する複数の光フィルタを通して撮像した複数の濃淡画像の一に対して所定の閾値を設けて外形形状二値化画像を取得することにより前記外形形状画像の抽出を行うことを特徴とする個人識別装置。
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