JP2008217688A - Collation device - Google Patents

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JP2008217688A JP2007057523A JP2007057523A JP2008217688A JP 2008217688 A JP2008217688 A JP 2008217688A JP 2007057523 A JP2007057523 A JP 2007057523A JP 2007057523 A JP2007057523 A JP 2007057523A JP 2008217688 A JP2008217688 A JP 2008217688A
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Kanji Yokogawa
完治 横川
Sen Kubota
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten collation processing time by solving the problem that very long response time is required in collation of one-to-multiple authentication. <P>SOLUTION: An image coincident with a collation image is specified from registration images by a block similarity calculation part 105 which calculates block similarities for each block for a collation image and registration images each of which are divided into predetermined blocks, a first similarity calculation part 106 which selects a registered image in which all block similarities exceed a predetermined threshold, and calculates a first similarity between the collation image and the registration image based on the block similarities, and a second similarity calculation part 107 which calculates, when the registration image with the similarities exceeding the threshold is selected by the calculation part 106, a second similarity between the collation image and the registration image. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、照合技術に関し、特に、指紋・指静脈・手のひら静脈・虹彩など画像に基づく生体認証システムに用いられる照合技術に関する。   The present invention relates to a matching technique, and more particularly, to a matching technique used in a biometric authentication system based on images such as fingerprints, finger veins, palm veins, and irises.

銀行のATMの認証、オフィスの入退室管理、コンピュータシステムのログイン手続きなど重要な情報又はエリアへのアクセスの際に、アクセスする人物にその資格があるか否か判定するために生体認証技術が利用される。生体認証技術の基本は、2つの画像等の照合に基づいて行われる。照合は、2つの画像の類似度を算出することにより類似しているか否かを判定することで行われる。照合の代表的な手法は正規化相関マッチングである。   Biometric authentication technology is used to determine whether a person accessing the system is qualified when accessing important information or areas such as bank ATM authentication, office entry / exit management, and computer system login procedures. Is done. The basis of biometric authentication technology is performed based on collation of two images or the like. The collation is performed by determining whether or not they are similar by calculating the similarity between the two images. A typical method of matching is normalized correlation matching.

Figure 2008217688
と照合画像
Figure 2008217688
And matching image

Figure 2008217688
との正規化相関
Figure 2008217688
Normalized correlation with

Figure 2008217688
は次の式で与えられる。
Figure 2008217688
Is given by:

Figure 2008217688
Figure 2008217688

但し、

Figure 2008217688
However,
Figure 2008217688

上記の正規化相関は、−1から1までの値をとり、値が大きいほど類似性が高い。したがって、正規化相関の最大値を求めることにより、複数の画像を含む集合から与えられた画像と最も類似した画像を取り出すことができる。正規化相関は画像全体の一様な濃度変化に強く、軽微な幾何学的変化に対応可能であるという利点を持つ。しかしながら、平方根を計算する必要があることなどにより、計算量が多いという問題点がある。   The normalized correlation takes a value from −1 to 1, and the similarity is higher as the value is larger. Therefore, by obtaining the maximum value of the normalized correlation, an image most similar to an image given from a set including a plurality of images can be extracted. Normalized correlation has the advantage that it is resistant to uniform density changes throughout the image and can accommodate minor geometrical changes. However, there is a problem that the calculation amount is large due to the necessity of calculating the square root.

生体認証データを任意のサイズに分割して記録し、その分割単位で認証を行うことにより分割単位で認証結果を得て、パフォーマンスの向上をはかる技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。   A technique has been proposed in which biometric authentication data is divided into arbitrary sizes and recorded, and authentication results are obtained in divided units to obtain authentication results in divided units to improve performance (see, for example, Patent Document 1). .

この技術は、生体認証に係わる生体認証データを任意のサイズに分割して登録し、登録された生体認証データと、センサを介して取り込まれた生体認証データと、を分割単位で照合して認証を行うものである。また、分割単位のそれぞれに認証レベルを設定定義することにより、部分的な認証、あるいは重点的に認証したい部分を指定することによる柔軟性の高い認証を行うことができる。   This technology divides and registers biometric authentication data related to biometric authentication into an arbitrary size, and authenticates the registered biometric authentication data with biometric authentication data captured via a sensor in units of division. Is to do. Further, by setting and defining an authentication level for each division unit, it is possible to perform partial authentication or highly flexible authentication by designating a portion to be focused on.

特開2006−85249号公報JP 2006-85249 A

上述のように、画像の照合処理は計算量が多くなりがちであり、実用性を考慮すると、計算処理の高速化したいという要求がある。特に、一対多認証の照合、すなわち予め登録しておいたN個の登録画像の中から照合対象画像と最も一致する登録画像を取り出す処理においても、処理の高速化が求められている。一対多認証の照合で多、すなわちNが大きい数である場合に、正確な照合結果が必要であるとすると、正規化相関マッチングのような計算量の多い照合処理を多数回実行しなければならない。   As described above, the image collation process tends to be computationally intensive, and there is a demand for speeding up the calculation process in consideration of practicality. In particular, in the verification of one-to-many authentication, that is, the processing for extracting the registered image that most closely matches the verification target image from N registered images registered in advance, the processing speed is required to be increased. If one-to-many authentication collation is many, that is, if N is a large number, if an accurate collation result is required, collation processing with a large amount of calculation such as normalized correlation matching must be executed many times.

ところで、一般的に許容される照合処理に関する応答時間は数秒以下である。ところが、一対多認証の照合では、しばしばこの応答時間を越えてしまうという問題が生じている。   By the way, generally the response time regarding the collation processing permitted is several seconds or less. However, in the verification of one-to-many authentication, there is a problem that this response time is often exceeded.

例えば、会社全体で使用されるような大規模な生体認証システムにおける一対多認証の場合に、登録画像の数Nは例えば社員数に対応する。従って、Nは数百から数万のオーダーの数になり、一般的な一対多認証方法を用いると、要求される数秒以下の応答時間を実現することは困難であった。
本発明は、照合処理時間の短縮を目的とする。
For example, in the case of one-to-many authentication in a large-scale biometric authentication system used in the entire company, the number N of registered images corresponds to the number of employees, for example. Therefore, N is in the order of hundreds to tens of thousands, and it has been difficult to achieve a required response time of several seconds or less using a general one-to-many authentication method.
An object of the present invention is to shorten the verification processing time.

本発明の一観点によれば、照合対象画像と複数の登録画像とを照合する一対多照合を行う照合装置であって、前記照合対象画像と前記登録画像とを複数のブロックに分割し、ブロック単位でブロック間類似度を算出するブロック間類似度算出部と、前記ブロック間類似度が第1の閾値に満たない登録画像を除外し、前記第1の閾値以上である登録画像のみに関して、前記ブロック間類似度算出部において算出されたブロック間類似度に基づいて、照合画像と登録画像との間の第一類似度を算出する第一類似度算出部と、第一類似度が第2の閾値に満たない登録画像を除外し、前記第2の閾値以上である登録画像のみについて、照合画像と登録画像との間の第二類似度を算出する第二類似度算出部、を有し、登録画像の中から照合画像と一致するものを特定することを特徴とする照合装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a collation apparatus that performs one-to-many collation that collates a collation target image and a plurality of registered images, and divides the collation target image and the registered image into a plurality of blocks, and And an inter-block similarity calculating unit that calculates an inter-block similarity, and excluding registered images whose inter-block similarity is less than a first threshold, and only the registered images that are greater than or equal to the first threshold A first similarity calculating unit that calculates a first similarity between the collation image and the registered image based on the inter-block similarity calculated by the inter-similarity calculating unit, and the first similarity is a second threshold value And a second similarity calculating unit that calculates a second similarity between the matching image and the registered image for only registered images that are equal to or greater than the second threshold, Matches the matching image in the image Collating apparatus is provided, wherein the identifying things.

本発明の認証方法の利点は次の通りである。
1)比較的計算量が少ないブロック間の類似度と第一類似度の照合が多くの登録画像を排除し、比較的計算量が多い第二類似度の照合が最小限で済むため、高速化が達成される。
2)登録画像および照合画像が2値画像あるいは濃度レベルが少ない画像の場合でも適用可能である。
3)ブロック間の類似度の照合はブロック単位の情報を扱うので細かいノイズに対して影響を受けにくい。
The advantages of the authentication method of the present invention are as follows.
1) The comparison between the similarity between the blocks with a relatively small amount of calculation and the first similarity eliminates many registered images, and the amount of the second similarity with a relatively large amount of calculation can be minimized. Is achieved.
2) The present invention is applicable even when the registered image and the collation image are binary images or images with a low density level.
3) Collation of similarities between blocks handles information in units of blocks, and is not easily affected by fine noise.

以下、本発明の一実施の形態による照合技術について図面を参照しながら説明を行う。図1は、本実施の形態による照合装置の一構成例を示す機能ブロック図である。図1に示す照合装置は、類似度算出処理を行う処理装置104と、記憶装置108と、入力装置a1〜an(nは整数)と、を有している。さらに、照合を確認するためのディスプレイ111を備えていても良い。入力装置a1…は、デジタルカメラなどの画像入力装置(画像取得装置)101と、キーボード102、および/又は、マウス103などの入力インターフェイスが、処理装置104と接続されている。画像入力装置101は、例えば、指紋、指静脈や手のひら静脈などの濃淡画像を取得する撮像装置を含む。キーボード102および/又はマウス103は、コマンドの起動やパラメータの入力などに使われる。これらの入力系は、a1からanまでの多数のインターフェイスが処理装置104に接続されているケースが多い。出力装置として用いられるディスプレイ111もシステムに結合している。ディスプレイ111は、システムの状態や入力のプロンプトなどを表示する。   Hereinafter, a verification technique according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration example of a collation device according to the present embodiment. The collation device shown in FIG. 1 includes a processing device 104 that performs similarity calculation processing, a storage device 108, and input devices a1 to an (n is an integer). Furthermore, you may provide the display 111 for confirming collation. The input device a1... Is connected to an image input device (image acquisition device) 101 such as a digital camera, an input interface such as a keyboard 102 and / or a mouse 103, and the processing device 104. The image input device 101 includes, for example, an imaging device that acquires grayscale images such as fingerprints, finger veins, and palm veins. The keyboard 102 and / or the mouse 103 are used for starting commands and inputting parameters. In these input systems, many interfaces from a1 to an are connected to the processing device 104 in many cases. A display 111 used as an output device is also coupled to the system. The display 111 displays a system status, an input prompt, and the like.

処理装置104は、ブロック間類似度算出部105と、第一類似度算出部106と、第二類似度算出部107と、を含む。記憶装置108は、登録画像記憶部109と照合画像記憶部110とを含み、照合画像記憶部110は少なくとも照合処理時に一時的に照合対象となる画像を記憶する。処理装置104の3つの類似度算出部105・106・107は、いずれも登録画像109と照合画像110とを比較し、両者の類似度を算出する。   The processing device 104 includes an inter-block similarity calculation unit 105, a first similarity calculation unit 106, and a second similarity calculation unit 107. The storage device 108 includes a registered image storage unit 109 and a collation image storage unit 110, and the collation image storage unit 110 stores at least an image to be collated temporarily at the time of collation processing. The three similarity calculation units 105, 106, and 107 of the processing device 104 compare the registered image 109 and the collation image 110, and calculate the similarity between them.

図2は、本実施の形態による照合処理の流れを示すフローチャート図である。特許文献1に記載のように、照合画像と登録画像とのぞれぞれの全体画像に関して、照合画像と登録画像との対応する領域について複数のブロック領域に分割する。分割するブロック数は、限定されるものではないが例えば3〜100程度でも良い。   FIG. 2 is a flowchart showing the flow of collation processing according to this embodiment. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688, the entire image corresponding to each of the collation image and the registered image is divided into a plurality of block areas for the areas corresponding to the collation image and the registration image. The number of blocks to be divided is not limited, but may be about 3 to 100, for example.

次に、図2の中で使われている記号について説明する。変数iは登録画像のインデックスである。また、定数Iは登録画像の総数である。   Next, symbols used in FIG. 2 will be described. Variable i is the index of the registered image. The constant I is the total number of registered images.

照合画像と登録画像とは、上記のように複数の対応するブロックに分割されるが、変数jはそのブロックのインデックスである。また、定数Jはブロックの総数である。変数Rは照合画像のブロックjと登録画像iのブロックjとの間の類似度を示す。定数RTはブロック間の類似度に対する閾値である。この閾値を用いて類似・非類似を判定する。変数R1は、照合画像と登録画像i間の第一類似度を示す値である。定数R1Tは第一類似度に対する閾値である。変数R2は照合画像と登録画像iと間の第二類似度を示す変数である。定数RT2は第二類似度に関する閾値である。変数R2Maxと変数iMaxとは、第二類似度R2の最大値を算出する際、使用される変数である。   The verification image and the registered image are divided into a plurality of corresponding blocks as described above, and the variable j is an index of the block. The constant J is the total number of blocks. The variable R indicates the similarity between the block j of the collation image and the block j of the registered image i. The constant RT is a threshold for similarity between blocks. Similarity / dissimilarity is determined using this threshold value. The variable R1 is a value indicating the first similarity between the collation image and the registered image i. The constant R1T is a threshold value for the first similarity. The variable R2 is a variable indicating the second similarity between the collation image and the registered image i. The constant RT2 is a threshold regarding the second similarity. The variable R2Max and the variable iMax are variables used when calculating the maximum value of the second similarity R2.

図2において、まず、ステップ201で、変数R2Maxに対して初期値を設定する。ステップ202以降は変数iについてのループを形成している。ステップ202において、変数iに初期値0を設定し、ステップ203において、全ての登録画像について処理を終えているか否かを判定する。処理を終えていなければ(YES)、ステップ206以降の変数jについてのループに入る。   In FIG. 2, first, in step 201, an initial value is set for the variable R2Max. After step 202, a loop for variable i is formed. In step 202, an initial value 0 is set in the variable i, and in step 203, it is determined whether or not processing has been completed for all registered images. If the process has not been completed (YES), a loop for variable j after step 206 is entered.

ステップ205において、変数jに初期値0を設定し、ステップ206において、全てのブロックについて処理を終えているか否かを判定する。終えていなければ(YES)、ステップ208において、ブロック間の類似度Rを算出する。ステップ209において、このブロック間の類似度Rが閾値RT以上であるか判定する。そうであれば(YES)、ステップ207に進み、変数jの値を1増やして、変数jについてのループを繰り返す。そうでなければ(NO)、照合画像と登録画像iとが全体として類似していないと判断されるため、ステップ204において変数iの値を一つ増やして、変数iについてのループを繰り返す。ステップ206において、全てのブロックについて処理を終えていれば(NO)、変数jについてループを脱出して、ステップ210に進む。   In step 205, an initial value 0 is set in the variable j, and in step 206, it is determined whether or not processing has been completed for all blocks. If not completed (YES), in step 208, the similarity R between blocks is calculated. In step 209, it is determined whether the similarity R between the blocks is greater than or equal to a threshold RT. If so (YES), the process proceeds to step 207, the value of variable j is incremented by 1, and the loop for variable j is repeated. Otherwise (NO), since it is determined that the collation image and the registered image i are not similar as a whole, the value of the variable i is increased by one in step 204, and the loop for the variable i is repeated. If it is determined in step 206 that all blocks have been processed (NO), the process exits the loop for variable j and proceeds to step 210.

ステップ210において、照合画像と登録画像Iとの間の第一類似度R1を算出する。ステップ211において、この第一類似度R1が閾値R1T以上であるか否かを判定する。第一類似度R1が閾値R1T以上でなければ(NO)、ステップ204に進み変数iの値を1増やして、変数iについてのループを繰り返す。第一類似度R1が閾値R1T以上であれば(YES)、すなわち、比較する画像の対応する各ブロックが全て類似していれば、第1の類似度に基づく類似性が認められるため、そのような画像のみについて次の第2の類似度に基づく類似性を判断する。すなわち、ステップ212に進み、照合画像と登録画像iとの間の第二類似度R2を算出する。ステップ213において、この第二類似度R2が変数R2Max以上か否かを判定する。以上でなければ(NO)、ステップ204に進み変数iの値を一つ増やして、変数iについてのループを繰り返す。以上であれば(YES)、ステップ214に進み、変数R2Maxに対してこの第二類似度の値を代入し、ステップ215において、変数iMaxにこの時の登録画像のインデックスiの値を記憶する。次に、変数iの値を一つ増やして(ステップ204)、変数iについてのループを繰り返す。   In step 210, a first similarity R1 between the collation image and the registered image I is calculated. In step 211, it is determined whether or not the first similarity R1 is greater than or equal to a threshold value R1T. If the first similarity R1 is not greater than or equal to the threshold value R1T (NO), the process proceeds to step 204, the value of the variable i is increased by 1, and the loop for the variable i is repeated. If the first similarity R1 is equal to or greater than the threshold value R1T (YES), that is, if all the corresponding blocks of the images to be compared are similar, the similarity based on the first similarity is recognized, so that The similarity based on the following second similarity is determined only for a simple image. That is, the process proceeds to step 212, and the second similarity R2 between the collation image and the registered image i is calculated. In step 213, it is determined whether the second similarity R2 is greater than or equal to a variable R2Max. If not (NO), the process proceeds to step 204, the value of the variable i is incremented by 1, and the loop for the variable i is repeated. If it is above (YES), the process proceeds to step 214, and the value of the second similarity is substituted for the variable R2Max. In step 215, the value of the index i of the registered image at this time is stored in the variable iMax. Next, the value of variable i is incremented by one (step 204), and the loop for variable i is repeated.

ステップ203で、全ての登録画像について処理を終えていれば(NO)、変数iについてのループを脱出して、ステップ216に進み、変数R2Maxが閾値R2T以上であるか否かを判定する。以上であれば(YES)、ステップ217に進み、照合が成功して全処理を終了する。以上でなければ(NO)、ステップ218に進み、照合が失敗しとなって全処理を終了する。   If all the registered images have been processed in step 203 (NO), the process exits the loop for variable i, proceeds to step 216, and determines whether variable R2Max is greater than or equal to threshold value R2T. If it is above (YES), the process proceeds to step 217, the collation is successful, and all the processes are completed. If not (NO), the process proceeds to step 218, the collation fails and the entire process is terminated.

以下、本発明を指静脈認証に適用した例についてより具体的に説明する。ブロック間の類似度Rは、以下のように、ヒストグラムインタセクションで定義することができる(下記参考文献1参照)。画像におけるあるブロックの濃度ヒストグラムを   Hereinafter, an example in which the present invention is applied to finger vein authentication will be described more specifically. The similarity R between blocks can be defined by the histogram intersection as follows (see Reference 1 below). A density histogram of a block in an image

Figure 2008217688
とする。
Figure 2008217688
And

Figure 2008217688
の値はヒストグラムの性質上、そのブロックの画素数となる。正規化ヒストグラム
Figure 2008217688
The value of is the number of pixels in the block due to the nature of the histogram. Normalized histogram

Figure 2008217688
とは濃度ヒストグラムの各要素を画素数で割ったものである。すなわち、
Figure 2008217688
Is obtained by dividing each element of the density histogram by the number of pixels. That is,

Figure 2008217688
Figure 2008217688

Figure 2008217688
は1に正規化されている。登録画像のブロックの正規化ヒストグラムを
Figure 2008217688
Is normalized to 1. Registered image block normalization histogram

Figure 2008217688
とし、対応する照合画像のブロックの正規化ヒストグラムを
Figure 2008217688
And the normalized histogram of the corresponding matching image block

Figure 2008217688
とすると、ヒストグラムインタセクション
Figure 2008217688
Then the histogram intersection

Figure 2008217688
は次の式で定義される。
Figure 2008217688
Is defined as:

Figure 2008217688
Figure 2008217688

図3は、1つのブロックに関するヒストグラムインタセクションの概念を示す図である。図3(a)は、登録画像のブロックの正規化ヒストグラムを示し、図3(b)は照合画像の対応するブロックの正規化ヒストグラムを示す図である。図3(a)、図3(b)のいずれも、横軸が画素の濃度(明るさのレベル:輝度)、縦軸が画素の個数を表す。図3(c)は、これら図3(a)と図3(b)との二つの正規化ヒストグラムを重ね合わせ、それらの共通部分であるヒストグラムインタセクションの領域を灰色で表した図である。ブロック間の類似度Rは正規化されているため、“0”から“1”までの値を取り、その値が大きい程、2つのブロックは類似していると判定できる。   FIG. 3 is a diagram showing the concept of a histogram intersection for one block. FIG. 3A shows a normalized histogram of a block of a registered image, and FIG. 3B shows a normalized histogram of a corresponding block of a collation image. In both FIG. 3A and FIG. 3B, the horizontal axis represents pixel density (brightness level: luminance), and the vertical axis represents the number of pixels. FIG. 3 (c) is a diagram in which the two normalized histograms of FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) are overlapped, and the area of the histogram intersection which is a common part thereof is represented in gray. Since the similarity R between blocks is normalized, it takes values from “0” to “1”, and it can be determined that the two blocks are more similar as the value increases.

簡単のため、登録画像と照合画像とは、同じ大きさの画像とする。同じでない場合には、同じになるようにいずれか一方の画像を拡大縮小処理する。   For simplicity, the registered image and the collation image are images of the same size. If they are not the same, either one of the images is enlarged or reduced so as to be the same.

登録画像および照合画像を例えば15個のブロックに分割し、ブロック毎に正規化ヒストグラムを生成する。登録画像のブロックの正規化ヒストグラムは、認証以前の前処理で生成することができる。従って、この生成処理に要する時間は、認証の応答時間に含める必要がなく、応答速度を律速しない。   The registered image and the collation image are divided into, for example, 15 blocks, and a normalized histogram is generated for each block. A normalized histogram of a block of registered images can be generated by preprocessing before authentication. Therefore, the time required for this generation process does not need to be included in the authentication response time, and does not limit the response speed.

次に、図2に示した処理と同様にして以下の算出処理を行う。すなわち、まず、全てのブロック間の類似度Rが十分大きい画像のみについて、画像全体の類似度を算出する。   Next, the following calculation processing is performed in the same manner as the processing shown in FIG. That is, first, the similarity of the entire image is calculated only for images having a sufficiently high similarity R between all the blocks.

登録画像と照合画像との間の第一類似度R1としては、例えば以下の2通りの定義を用いることができる。
1)ブロック間の類似度の画像全体に対する平均値。
2)ブロック間の類似度に閾値処理を適用して2値化した値の画像全体に対する平均値。
As the first similarity R1 between the registered image and the verification image, for example, the following two definitions can be used.
1) Average value of similarity between blocks for the entire image.
2) An average value for the entire image of values binarized by applying threshold processing to the similarity between blocks.

上記1)、2)のいずれの場合も、第一類似度R1は、明らかに0から1までの値を取り、その値が大きい程、2つの画像は類似していると判断できる。   In both cases 1) and 2), the first similarity R1 clearly takes a value from 0 to 1, and it can be determined that the larger the value, the more similar the two images are.

以下では上記定義1)を用いた例で説明する。尚、上記の第一類似度R1の2つの定義は、ブロック間の類似度Rと直接連係しているので、新たに必要とする計算量が少なくて良いという利点を持つ。   Hereinafter, an example using the above definition 1) will be described. Note that the above two definitions of the first similarity R1 are directly linked to the similarity R between blocks, and therefore have the advantage of requiring less calculation amount.

登録画像と照合画像間との第一類似度R1が十分大きいものだけ、その登録画像と照合画像とについて、第二類似度R2を算出する。この第二類似度R2の算出処理前に、ブロック間の類似度Rに基づく対象画像からの除外と、第一類似度R1に関する対象画像からの除外との二段階の照合に関する枝刈り(除外)が実行されている。   The second similarity R2 is calculated for the registered image and the collated image only for those having a sufficiently high first similarity R1 between the registered image and the collated image. Prior to the calculation process of the second similarity R2, pruning (exclusion) related to two-stage collation: exclusion from the target image based on the similarity R between blocks and exclusion from the target image regarding the first similarity R1. Is running.

従って、第二類似度R2を算出する回数が少なくなる。第二類似度R2に対応する量には、比較的精度の高いという利点を重視して、ミスマッチ率に基づく照合を使用するのが好ましい。このミスマッチ率に基づく照合に関しては、非特許文献2に記載されている。   Therefore, the number of times of calculating the second similarity R2 is reduced. For the amount corresponding to the second similarity R2, it is preferable to use collation based on the mismatch rate, focusing on the advantage of relatively high accuracy. Non-patent document 2 describes collation based on the mismatch rate.

以上に説明したように、本発明の実施の形態では、精度は高いが必要とする計算量の多いミスマッチ率による照合処理の適用を最小限にすることによって高速な認証を実現するために、前もってブロック間の類似度と第一類似度による枝刈りを行っている。より正確には、ミスマッチ率Mは0から1までの値をとり、値が小さいほど二つの画像が類似するので、1−Mを類似度として再定義する必要がある。ミスマッチ率は、以下のように定義される。   As described above, in the embodiment of the present invention, in order to realize high-speed authentication in advance by minimizing the application of a matching process with a high accuracy but a large amount of calculation required. Pruning is performed based on the similarity between blocks and the first similarity. More precisely, the mismatch rate M takes a value from 0 to 1, and the smaller the value, the more similar the two images. Therefore, it is necessary to redefine 1-M as the similarity. The mismatch rate is defined as follows.

静脈認証を例にすると、画像を、1)指静脈領域、2)背景領域、3)曖昧領域、に分割する。ミスマッチ数を、登録画像の画素が指静脈領域に属し、かつ、照合画像の対応する画素が背景領域に属するケース、または、その逆である場合の数とする。ミスマッチ率は、ミスマッチ数を登録画像と照合画像との指静脈領域の画素総数で除算したものである。   Taking vein authentication as an example, an image is divided into 1) a finger vein region, 2) a background region, and 3) an ambiguous region. The number of mismatches is the number when the pixel of the registered image belongs to the finger vein region and the corresponding pixel of the verification image belongs to the background region, or vice versa. The mismatch rate is obtained by dividing the number of mismatches by the total number of pixels in the finger vein region between the registered image and the collation image.

登録画像と照合画像との照合の結果には、照合が成功した「成功」の場合と、見落としによって照合が不成功になった「本人拒否」の場合と、他の画像と間違って照合してしまった「他人受入れ」の場合と、の3通りがある。本実施の形態による照合技術における認証方法は、本人拒否の割合が若干増えるが、処理時間が数分の一に短縮できる。   The result of collation between the registered image and the collation image is that the collation was successful (success), the collation was unsuccessful due to an oversight (rejected person), and other images were collated incorrectly. There are three ways: “Accept others”. In the verification method in the verification technique according to the present embodiment, the ratio of rejecting the person is slightly increased, but the processing time can be reduced to a fraction.

以上に説明したように、本実施の形態による照合技術は以下のような利点を有する。
1)比較的計算量が少ない、ブロック間の類似度と第一類似度に基づく照合処理によって多くの登録画像を排除することにより、比較的計算量が多い第二類似度の照合処理の対象画像数を最小限にすることができるため、照合処理の高速化が可能である。
2)登録画像および照合画像が2値画像あるいは濃度レベルが少ない画像の場合でも適用可能である。
3)ブロック間の類似度の照合処理については、ブロック単位の情報を扱うので、細かいノイズに対しても影響を受けにくい。
As described above, the matching technique according to the present embodiment has the following advantages.
1) The target image of the second similarity matching process with a relatively large calculation amount by eliminating many registered images by the matching process based on the similarity between blocks and the first similarity, which has a relatively small calculation amount Since the number can be minimized, the collating process can be speeded up.
2) The present invention is applicable even when the registered image and the collation image are binary images or images with a low density level.
3) About the similarity collation process between blocks, since the information of a block unit is handled, it is hard to be influenced also to a fine noise.

尚、本発明は、上記照合処理技術を利用したプログラム、このプログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能な記録媒体にも適用可能である。   Note that the present invention can also be applied to a program using the above collation processing technique and a computer-readable recording medium storing the program.

(参考文献)
1)参考文献1
村瀬洋、V. V. Vinode:局所色情報を用いた高速物体探索―――アクティブ探索法―――:電子情報通信学会論文誌、D−II、Vol. J81−D−II、No. 9、 pp.2035−2042、19
98年
2)参考文献2
三浦直人、長坂晃朗、宮武孝文:線追跡の反復試行に基づく指静脈パターンの抽出と個人認証への応用:電子情報通信学会論文誌、D−II、Vol. J86−D−II、No. 5、pp.678
−687、2003年
(References)
1) Reference 1
Murase Hiroshi, VV Vinode: Fast object search using local color information --- Active search method--: IEICE Transactions, D-II, Vol. J81-D-II, No. 9, pp. 2035-2042, 19
1998 2) Reference 2
Naoto Miura, Goro Nagasaka, Takafumi Miyatake: Extraction of finger vein pattern based on repeated trials of line tracking and application to personal authentication: IEICE Transactions, D-II, Vol. J86-D-II, No. 5 , Pp.678
−687, 2003

本発明は、画像照合装置、生体情報に基づく認証装置などに利用可能である。   The present invention can be used for an image verification device, an authentication device based on biometric information, and the like.

本発明の一実施の形態による画像照合装置の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the image collation apparatus by one embodiment of this invention. 本実施の形態による照合処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of the collation process by this Embodiment. (a)〜(c)までは、ヒストグラムインタセクションの概念を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the concept of a histogram intersection.

符号の説明Explanation of symbols

101…画像入力装置、102…キーボード、103…マウス、104…処理装置、105…ブロック類似度モジュール、106…第一類似度モジュール、107…第二類似度モジュール、108…記憶装置、109…登録画像、110…照合画像、111…ディスプレイ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Image input device, 102 ... Keyboard, 103 ... Mouse, 104 ... Processing device, 105 ... Block similarity module, 106 ... First similarity module, 107 ... Second similarity module, 108 ... Storage device, 109 ... Registration Image, 110 ... collation image, 111 ... display.

Claims (1)

照合対象画像と複数の登録画像とを照合する一対多照合を行う照合装置であって、
前記照合対象画像と前記登録画像とを複数のブロックに分割し、互いに対応するブロック単位でブロック間類似度を算出するブロック間類似度算出部と、
前記ブロック間類似度が第1の閾値に満たない登録画像を除外し、前記第1の閾値以上である登録画像のみに関して、前記ブロック間類似度算出部において算出されたブロック間類似度に基づいて、照合画像と登録画像との間の第一類似度を算出する第一類似度算出部と、
第一類似度が第2の閾値に満たない登録画像を除外し、前記第2の閾値以上である登録画像のみについて、照合画像と登録画像との間の第二類似度を算出する第二類似度算出部、を有し、登録画像の中から照合画像と一致するものを特定することを特徴とする照合装置。
A collation device that performs one-to-many collation for collating a target image and a plurality of registered images,
An inter-block similarity calculating unit that divides the verification target image and the registered image into a plurality of blocks and calculates an inter-block similarity in units corresponding to each other;
Based on the inter-block similarity calculated by the inter-block similarity calculation unit for only registered images that exclude the registered image whose inter-block similarity is less than the first threshold and is equal to or greater than the first threshold. A first similarity calculation unit that calculates a first similarity between the verification image and the registered image;
A second similarity that excludes registered images whose first similarity is less than the second threshold and calculates a second similarity between the matching image and the registered image for only registered images that are equal to or greater than the second threshold A collation apparatus comprising: a degree calculation unit, wherein a matching image is identified from registered images.
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Cited By (2)

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