JP2009003710A

JP2009003710A - 個人認証装置

Info

Publication number: JP2009003710A
Application number: JP2007164127A
Authority: JP
Inventors: Takushi Maeda; 卓志前田; Takahiro Nakamura; 高宏中村; Emiko Kurata; 恵美子倉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2009-01-08

Abstract

【課題】取得した画像の背景などの変動要素に対してロバストに指または手領域の情報を得ることができ、信頼性の高い個人認証を行うことのできる個人認証装置を得る。
【解決手段】被写体１００の側面に対して光源１３ａ，１３ｂから光を照射する。撮像部１１は、被写体１００の画像を取得し、認証部２０に送る。認証部２０では、入力された画像から指または手の領域を切り出し、この画像に基づいて個人認証を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、指または手の情報によって個人の認証を行う個人認証装置に関するものである。

今日、指の指紋といった生体情報を用いて個人認証を行う個人認証装置が用いられている。このような個人認証装置として、従来では、例えば特許文献１に示すように、対象パターン画像の角度を検出するために、先ず画像を二値化し、二値化画像の２次元フーリエ変換によって得られるパワースペクトルを各回転角度方向に周波数積分し、その積分結果に最大累積強度値が得られた回転角度をもって回転角度として検出するようにしたものがあった。
また、特許文献２に示すように、入力画像を二値化することで、二値画像の重心座標と入力画像の傾きとをモーメント法によって計算するようにしたものがあった。

特開２００２−６３５８１号公報特開２００１−７６１４５号公報

上記従来の個人認証装置では、対象画像の角度を算出するために画像を二値化しており、このような処理を行うためには、先ず、画像を正しく二値化できることが前提である。しかしながら、取得した画像の背景などの変動要素により、対象画像を正しく二値化できない場合があり、このような場合は、回転角も正しく求めることはできないことになる。従って、個人認証装置として正しく二値化することのできる指の画像が必要であるが、従来ではこのような画像が得られない場合があった。

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、取得した画像の背景などの変動要素に対してロバストに指または手領域の情報を得ることができ、信頼性の高い個人認証を行うことのできる個人認証装置を得ることを目的とする。

この発明に係る個人認証装置は、指または手の画像を撮影する撮像部と、撮像部の撮影方向に対して指または手の側面を能動的に照射する光源と、撮像部で撮影された画像に基づいて個人認証を行う認証部とを備えたものである。

この発明の個人認証装置は、撮影する指または手の側面を能動的に照射する光源を設けたので、取得した画像の背景などの変動要素に対してロバストに指または手領域の情報を得ることができ、信頼性の高い個人認証を行うことができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による個人認証装置を示す構成図である。
図において、個人認証装置は、センサ部ｌ０と認証部２０とからなる。センサ部１０は、個人認証を行うための生体情報である指の画像を取得する機能部であり、撮像部１１、制御部１２、光源１３ａ，１３ｂを備えている。認証部２０は、センサ部１０で取得された画像に基づいて個人認証を行う機能部であり、画像処理部２１、登録部２２、登録データ記憶部２３、照合部２４を備えている。

センサ部ｌ０における撮像部１１は、被写体１００である指の画像を撮像するカメラであり、制御部１２によって制御される。制御部１２は撮像部１１および光源１３ａ，１３ｂを制御し、センサ部ｌ０としての動作を制御するものである。光源１３ａ，１３ｂは、被写体１００の撮像部１１による撮影方向に対して側面方向から光を照射するためのものであり、例えば、図２に示すように指の撮像位置に対して左右に配置されている。

認証部２０における画像処理部２１は、センサ部ｌ０から出力された画像に対して、指の輪郭抽出や角度補正といった画像処理を行う機能部である。登録部２２は、画像処理部２１で画像処理された指の画像データを登録データとして登録データ記憶部２３に記憶させる機能部である。登録データ記憶部２３は、登録部２２によって登録された画像データを格納する記憶部である。照合部２４は、画像処理部２１で画像処理された照合対象となるデータに対して、登録データ記憶部２３に記憶されている登録データと照合し、個人認証を行う機能部である。

次に、実施の形態１の個人認証装置の動作について説明する。
ここでは指先の指紋パターンを用いた個人認証を例に挙げて説明する。
図２に示すように、被写体１００である指に対して、光源１３ａ，１３ｂを左右に配置した場合、センサ部１０にかざされた指は、光源１３ａおよび光源１３ｂによって、その側面が照射され、照射された状態で撮像部１１がその画像を撮像する。尚、これらの同期制御は制御部１２にて実施する。このとき、被写体１００は、自然光だけではなく、光源１３ａ，１３ｂによって意図的に光が照射されているため、図３に示すように被写体１００の側面だけが明るくなり、背景および指領域の内部とは輝度が異なる画像を得ることができる。

ここで得られた画像は認証部２０の画像処理部２１にて画像処理が施され、指の輪郭を抽出すると共に、回転角を検出して、指の姿勢を常に一定に補正する。登録処理であれば、その画像データを登録部２２にて登録データ記憶部２３に記憶する。照合処理であれば、照合対象の登録データを登録データ記憶部２３から読み出し、照合部２４にて登録データと入力データとの比較を行い、照合結果を出力する。

このようにセンサ部１０を構成することで、被写体１００の側面の輝度が、自然光だけではなく、光源１３ａ，１３ｂによる照射光により、背景や被写体１００の内部とは異なる画像が得られるため、画像から被写体１００の有効領域を抽出し易くなり、取得した画像の背景などの変動要因に対してロバストな被写体１００の抽出、および、被写体１００領域に基づいた回転角の検出を行うことができる。

尚、上記実施の形態１では、指の左右側面に光源を設置した例を説明したが、図４に示すように、更に指先の側面にもう一つ光源１３ｃを設置するなど、光源の数を増やしてもよい。また、上記実施の形態１では、個人認証の手段として指紋パターンを例に挙げ、被写体１００が指先である場合について説明したが、被写体１００が、指全体、複数の指、手全体（手首より先の部分）であってもよく、また、個人認証の手段も指紋パターン以外のものであってもよい。

以上のように、実施の形態１の個人認証装置によれば、指または手の情報を用いて個人認証を行う装置において、指または手の画像を撮影する撮像部と、撮像部の撮影方向に対して指または手の側面を能動的に照射する光源と、撮像部で撮影された画像に基づいて個人認証を行う認証部とを備えたので、取得した画像の背景などの変動要素に対してロバストに指または手領域の情報を得ることができ、信頼性の高い個人認証を行うことができる。

また、実施の形態１の個人認証装置によれば、光源は複数設けられ、これら複数の光源が、指または手のそれぞれ異なる側面を照射するようにしたので、背景などの変動要素の影響をより排除することができ、更に信頼性の高い個人認証を行うことができる。

実施の形態２．
実施の形態２の個人認証装置における図面上の構成は実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
実施の形態２における認証部２０は、指の画像に対してエッジ強調を行って指の輪郭を抽出すると共に、抽出した輪郭に基づいて指の角度を推定するよう構成されている。即ち、画像処理部２１は、エッジ強調を行って対象画像の輪郭抽出、角度補正を行い、照合部２４は、この画像に対して認証を行うよう構成されている。認証部２０における他の構成およびセンサ部ｌ０の構成については実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。

次に、実施の形態２の動作について説明する。
センサ部ｌ０における動作は実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略し、認証部２０の動作について説明する。また、被写体１００は図２〜図４に示すような指先であるとする。
図５は、実施の形態２における画像処理部２１の動作を示すフローチャートである。
画像処理部２１は、センサ部ｌ０で取得した画像を入力し、この入力画像に対してエッジ強調処理を行う（ステップＳＴ１）。入力画像は、光源１３ａ，１３ｂによって、指の両側が照射された画像であるため、指の両側のエッジが特に強調された画像を容易に得ることができる。尚、エッジ強調処理については公知の方法を用いる。
次に、ステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で得られたエッジ強調画像を元に、エッジの候補点を抽出する。ステップＳＴ１で得られたエッジ強調画像では、指の両側のエッジが特に強調されているため、指の両側エッジがエッジ候補点として抽出されるが、外乱要因によりそれ以外の点もエッジ候補点と抽出される可能性がある。次に、ステップＳＴ３ではステップＳＴ２で得られた複数のエッジ候補点の中から、真に指の輪郭に沿ったエッジ点を選別する。指の両側の輪郭はほぼ直線と近似できると考え、ステップＳＴ２で得られたエッジ候補点のうち、直線上に近似する候補点の集合を真のエッジ点として選別する。

次に、ステップＳＴ４では、ステップＳＴ３で得られた真のエッジ点を接続することで指の輪郭を抽出し、例えば、指の領域を白で、指の外側の領域を黒とした画像を作成し、指の輪郭を画像化する。次に、ステップＳＴ５では、ステップＳＴ４で得られた指の輪郭画像を元に、その重心、および、指両側の傾きから、指全体の回転角度を推定する。

認証部２０では、上述したステップＳＴ１〜ＳＴ５で得られた処理結果を元に、登録、照合のモードに応じて登録部２２による登録データ記憶部２３への登録、または、照合部２４での照合を行うことで個人認証を行う。
尚、上記実施の形態２では、エッジ候補点からの真のエッジ点の選別のために、直線モデルを用いたがより詳細な指輪郭モデルを用いてもよく、このように構成することで更に検出精度を向上させる効果がある。
また、実施の形態２においても、被写体１００は指先だけでなく指全体や手を対象としてもよい。

以上のように、実施の形態２の個人認証装置によれば、認証部は、指または手の画像に対してエッジ強調を行って指または手の輪郭を抽出すると共に、抽出した輪郭に基づいて指または手の角度を推定するようにしたので、指または手の有効領域を正確に抽出でき、無効領域の外乱に影響されずに個人認証を行うことができる。また、正確に指や手の姿勢を検出できるため、信頼性の高い個人認証を行うことができる。

この発明の実施の形態１による個人認証装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１による個人認証装置の光源の設置状態を示す説明図である。この発明の実施の形態１による個人認証装置で得られる画像の説明図である。この発明の実施の形態１による個人認証装置の他の光源設置例を示す説明図である。この発明の実施の形態２による個人認証装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０センサ部、１１撮像部、１２制御部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ光源、２０認証部、１００被写体。

Claims

指または手の情報を用いて個人認証を行う装置において、
前記指または手の画像を撮影する撮像部と、
前記撮像部の撮影方向に対して前記指または手の側面を照射する光源と、
前記撮像部で撮影された画像に基づいて個人認証を行う認証部とを備えたことを特徴とする個人認証装置。
光源は複数設けられ、これら複数の光源が、指または手のそれぞれ異なる側面を照射することを特徴とする請求項１記載の個人認証装置。
認証部は、指または手の画像に対してエッジ強調を行って当該指または手の輪郭を抽出すると共に、抽出した輪郭に基づいて前記指または手の角度を推定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の個人認証装置。