JP2009140019A - 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】抽出した静脈パターンを効果的に利用することが可能な情報処理装置、情報処理方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】本発明に係る情報処理装置は、生体の一部に所定の時間間隔で光を照射して前記生体中の静脈を撮像し、前記静脈の撮像データを生成する撮像部と、前記静脈の撮像データから静脈パターンを抽出する静脈パターン抽出部と、前記静脈パターンの時間変化を検知する時間変化検知部と、前記静脈パターンの時間変化に基づいて前記静脈を流れる血液の血流量を算出する血流量算出部と、前記静脈パターンの時間変化および前記血流量の時間変化に基づいて、所定の処理を行う処理部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法およびプログラムに関する。

個人を身体的特徴により本人と認証する方法として、本人の指紋、声紋、虹彩、網膜、手の甲や指の静脈パターン等を登録データとして予め登録しておき、認証時に入力されたデータと登録データとを照合・判定することで認証する方法がある。特に、静脈パターンによる個人認証は、その識別性の高さから注目を集めている。

近年、かかる静脈パターンを、個人認証だけでなく情報処理装置の操作手段として利用する試みがなされている（例えば、特許文献１および２を参照。）。

特開２００５−１６５６７０号公報 特開２００７−１２８３０４号公報

ここで、静脈パターン等の身体的特徴以外に、血流量等の生体情報をあわせて検知することが可能となれば、より高度な入力インターフェースを実現することが可能となるが、上述の特許文献では、身体的特徴である静脈パターンと、個人の生体情報である血流量とを同一の検知手段により検知する方法の詳細は開示されておらず、このような検知を実現可能な検知方法が希求されていた。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、身体的特徴である静脈パターンと、個人の生体情報である血流量とを同一の検知手段により検知することが可能な、新規かつ改良された情報処理装置、情報処理方法およびプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、生体の一部に所定の時間間隔で光を照射して前記生体中の静脈を撮像し、前記静脈の撮像データを複数生成する撮像部と、複数の前記静脈の撮像データそれぞれから静脈パターンを抽出する静脈パターン抽出部と、複数の前記静脈パターンに基づいて、前記静脈パターンの時間変化を検知する時間変化検知部と、前記静脈パターンの時間変化に基づいて前記静脈を流れる血液の血流量を算出する血流量算出部と、前記静脈パターンの時間変化および前記血流量の時間変化に基づいて所定の処理を行う処理部と、を備える情報処理装置が提供される。

かかる構成によれば、撮像部は、生体の一部に所定の時間間隔で光を照射して生体中の静脈を撮像し、静脈の撮像データを複数生成する。また、静脈パターン抽出部は、複数の静脈の撮像データそれぞれから静脈パターンを抽出する。また、時間変化検知部は、複数の前記静脈パターンに基づいて、静脈パターンの時間変化を検知し、血流量算出部は、静脈パターンの時間変化に基づいて前記静脈を流れる血液の血流量を算出する。また、処理部は、静脈パターンの時間変化および血流量の時間変化の少なくともいずれか一方に基づいて所定の処理を行う。本発明に係る情報処理装置１０では、体表面の撮像を行うだけで、静脈パターンのみならず、静脈パターンの時間変化や静脈を流れる血液の血流量を算出することが可能であるため、抽出した静脈パターンを入力インターフェースとして効果的に利用することが可能である。

前記血流量算出部は、前記静脈パターンの濃淡変化に基づいて、前記血流量を算出してもよい。

前記処理部は、前記血流量に基づいて、前記情報処理装置で実行されるアプリケーションの実行制御を行ってもよい。

前記情報処理装置は、当該情報処理装置に対して所定の指示を入力するための入力部を更に備え、前記撮像部は、前記入力部と一体に形成されてもよい。

前記時間変化検知部は、前記静脈パターン中の特徴点の時間変化を追跡し、前記静脈パターンの時間変化を検知してもよい。

前記処理部は、前記静脈パターンの位置変化および回転に応じて、前記情報処理装置の位置特定オブジェクトの移動制御を行ってもよい。

前記処理部は、前記静脈パターンの形状の変化に応じて、前記情報処理装置の入力制御を行ってもよい。

前記情報処理装置は、前記静脈パターンの認証を行う認証部を更に備え、前記情報処理装置では、一の前記静脈パターンと一のアプリケーションとが関連づけられて記憶されており、前記処理部は、認識した前記静脈パターンに応じて、当該認識した静脈パターンに関連づけられた前記アプリケーションを起動してもよい。

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、生体の一部に所定の時間間隔で光を照射して前記生体中の静脈を撮像し、前記静脈の撮像データを生成する撮像ステップと、前記静脈の撮像データから静脈パターンを抽出する静脈パターン抽出ステップと、前記静脈パターンの時間変化を検知する時間変化検知ステップと、前記静脈パターンの時間変化に基づいて前記静脈を流れる血液の血流量を算出する血流量算出ステップと、前記静脈パターンの時間変化および前記血流量の時間変化に基づいて、所定の処理を行うステップと、を含む情報処理方法が提供される。

上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、コンピュータに、生体の一部に所定の時間間隔で光を照射して前記生体中の静脈を撮像し、前記静脈の撮像データを複数生成する撮像機能と、複数の前記静脈の撮像データそれぞれから静脈パターンを抽出する静脈パターン抽出機能と、複数の前記静脈パターンに基づいて、前記静脈パターンの時間変化を検知する時間変化検知機能と、前記静脈パターンの時間変化に基づいて前記静脈を流れる血液の血流量を算出する血流量算出機能と、前記静脈パターンの時間変化および前記血流量の時間変化に基づいて所定の処理を行う処理機能と、を実現させるためのプログラムが提供される。

かかる構成によれば、コンピュータプログラムは、コンピュータが備える記憶部に格納され、コンピュータが備えるＣＰＵに読み込まれて実行されることにより、そのコンピュータを上記の情報処理装置として機能させる。また、コンピュータプログラムが記録された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。

本発明によれば、身体的特徴である静脈パターンと、個人の生体情報である血流量とを同一の検知手段により検知することができるため、情報処理装置のインターフェースとして静脈パターンを効果的に利用することが可能である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
＜情報処理装置の構成について＞
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る情報処理装置１０の構成について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る情報処理装置１０の構成について説明するための説明図である。

本実施形態に係る情報処理装置１０は、例えば図１に示したように、撮像部１０１と、静脈パターン抽出部１０９と、認証部１１１と、時間変化検知部１１７と、血流量算出部１１９と、記憶部１２１と、処理部１２３と、入力部１２５と、を主に備える。

撮像部１０１は、静脈パターンの登録や認証等を希望する個人の体表面Ｓを所定の時間間隔で撮像して、撮像データを生成する。すなわち、所定の時間間隔が経過する毎に、撮像部１０１により、体表面Ｓの撮影が行われることとなる。体表面Ｓの撮像を行う時間間隔は、本実施形態に係る情報処理装置１０の処理能力等に応じて任意の値に設定することが可能であるが、例えば、３０フレーム／秒程度に設定する。撮像部１０１は、例えば、所定波長の近赤外光を照射する近赤外光照射部１０３と、体表面Ｓから体内へと入射し、体内から射出した光を集光する光学レンズ部１０５と、集光した光に基づいて撮像データを生成する撮像データ生成部１０７と、を更に備える。

近赤外光照射部１０３は、体表面Ｓに対して、所定波長の光を照射する光源から構成される。近赤外光照射部１０３は、例えば、ハロゲンランプや発光ダイオード等から構成され、約６００ｎｍ〜１３００ｎｍ程度の波長を有する近赤外光１２を照射する。

近赤外光は、身体組織に対して透過性が高い一方で、血液中のヘモグロビン（還元ヘモグロビン）に吸収されるという特徴を有するため、近赤外光を指や手のひらや手の甲に照射すると、指や手のひらや手の甲の内部に分布している静脈が影となって画像に現れる。画像に表れる静脈の影を、静脈パターンという。

光学レンズ部１０５は、指表面等の体表面Ｓから体内へと入射し、体内から射出した近赤外光１４を集光し、撮像データ生成部１０７に結像する。光学レンズ部１０５には、近赤外光１４を集光するための光学レンズが設けられている。かかる光学レンズは、１枚のレンズから構成されていてもよく、複数枚のレンズから構成されていてもよい。また、かかる光学レンズは、近赤外光を効率良く集光可能であれば、任意のレンズを使用することが可能である。

撮像データ生成部１０７は、光学レンズ部１０５により結像された近赤外光１４を基に、近赤外光による撮像データを生成する。撮像データ生成部１０７は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）型画像センサや、Ｃ−ＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ−Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型画像センサ等により構成され、撮像データを、後述する静脈パターン抽出部１０９へと出力する。また、撮像データ生成部１０７は、生成した撮像データを、後述する記憶部１２１に記憶してもよい。また、記憶部１２１への記憶に際しては、生成した撮像データに撮像日や撮像時刻等を関連づけてもよい。なお、生成される撮像データは、ＲＧＢ（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ−Ｂｌｕｅ）信号であってもよいし、それ以外の色やグレースケール等の画像データであってもよい。

静脈パターン抽出部１０９は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、例えば、撮像データ生成部１０７から所定の時間間隔で伝送される複数の近赤外光撮像データそれぞれに対して、静脈パターン抽出の前処理を行なう機能と、静脈パターンの抽出を行なう機能と、静脈パターン抽出の後処理を行なう機能と、を備える。

ここで、上記の静脈パターン抽出の前処理は、例えば、近赤外光撮像データから指の輪郭を検出し、近赤外光撮像データのどの位置に指があるかを識別する処理や、検出した指の輪郭を利用して近赤外光撮像データを回転させて、近赤外光撮像データの角度（撮像画像の角度）を補正する処理等を含む。

また、上記の静脈パターンの抽出は、輪郭の検出や角度の補正が終了した近赤外光撮像データに対して差分フィルタを適用することで行なわれる。差分フィルタは、注目している画素とその周囲の画素について、注目している画素と周囲の画素との差分が大きな部分で、大きな値を出力値として出力するフィルタである。換言すれば、差分フィルタとは、注目している画素とその近傍の階調値の差分を用いた演算により、画像中の線や縁を強調するフィルタである。

一般的に、２次元平面の格子点（ｘ，ｙ）を変数とする画像データｕ（ｘ，ｙ）に対してフィルタｈ（ｘ，ｙ）を用いてフィルタ処理を行なうと、以下の式１に示すように、画像データν（ｘ，ｙ）を生成する。ここで、以下の式２において、‘＊’は畳込み積分（コンボリューション）を表す。

本実施形態に係る静脈パターンの抽出では、上記の差分フィルタとして、１次空間微分フィルタや２次空間微分フィルタ等の微分フィルタを用いてもよい。１次空間微分フィルタは、注目している画素について、横方向と縦方向の隣接している画素の階調値の差分を算出するフィルタであり、２次空間微分フィルタは、注目している画素について、階調値の差分の変化量が大きくなっている部分を抽出するフィルタである。

上記の２次空間微分フィルタとして、例えば、以下に示すＬｏｇ（Ｌａｐｌａｃｉａｎ ｏｆ Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタを用いることが可能である。Ｌｏｇフィルタ（式３）は、ガウス関数を用いた平滑化フィルタであるガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタ（式２）の２次微分で表される。ここで、以下の式２において、σはガウス関数の標準偏差を表し、ガウシアンフィルタの平滑化の度合いを表す変数である。また、以下の式３におけるσは、式２と同様にガウス関数の標準偏差を表すパラメータであり、σの値を変化させることで、Ｌｏｇフィルタ処理を行なった場合の出力値を変化させることができる。

また、上記の静脈パターン抽出の後処理は、例えば、差分フィルタ適用後の画像データに対してなされる閾値処理や、２値化処理や、細線化処理等を含む。かかる後処理を経て、静脈パターンのスケルトンを抽出することが可能となる。

静脈パターン抽出部１０７は、このようにして抽出した静脈パターンやスケルトンを、後述する認証部１１１、時間変化検知部１１７および血流量算出部１１９等に伝送する。また、静脈パターン抽出部１０７は、抽出した静脈パターンやスケルトンを、後述する記憶部１２１に記憶してもよい。なお、静脈パターン抽出部１０７は、上述の各処理を行なうに当たって生成したパラメータや処理の途中経過等を、記憶部１２１に記憶してもよい。

認証部１１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、静脈パターン抽出部１０９により生成された静脈パターンをテンプレートとして登録したり、静脈パターン抽出部１０９により生成された静脈パターンを既に登録されているテンプレートと照合して、静脈パターンの認証をおこなったりする。かかる認証部１１１は、例えば、静脈パターン登録部１１３と、静脈パターン認証部１１５と、を更に備える。

静脈パターン登録部１１３は、静脈パターン抽出部１０９により生成された静脈パターンを、テンプレートとして登録する。また、登録静脈パターンの登録に際しては、静脈パターンだけでなく、静脈パターンを有する個人を特定する他のデータ（例えば、指紋データ、顔画像データ、虹彩データ、声紋データ等）を静脈パターンに関連づけて記憶してもよい。また、テンプレートとして登録される登録静脈パターンは、例えば、ＣＢＥＦＦ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｂｉｏｍｅｔｒｉｃ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ：共通バイオメトリック交換ファイルフォーマットフレームワーク）等の規格に則ったヘッダ情報を有していてもよい。

静脈パターン認証部１１５は、静脈パターン抽出部１０９により生成された静脈パターンと、既に記録されている静脈パターンのテンプレートとに基づいて、生成された静脈パターンの認証を行なう。静脈パターン認証部１１５は、後述する記憶部１２１に対して登録静脈パターンの開示を要求し、取得した登録静脈パターンと、静脈パターン抽出部１０９から伝送された静脈パターンとの比較を行なう。登録静脈パターンと伝送された静脈パターンとの比較は、例えば以下に示す相関係数を算出し、算出した相関係数に基づいて実行することが可能である。静脈パターン認証部１１５は、比較の結果登録静脈パターンと伝送された静脈パターンが類似している場合には、伝送された静脈パターンを認証し、類似していない場合には、認証を行なわない。

相関係数は、以下の式４で定義されるものであり、２つのデータｘ＝｛ｘ_ｉ｝，ｙ＝｛ｙ_ｉ｝間の類似度を示す統計学指標であって、−１から１までの実数値をとる。相関係数が１に近い値を示す場合には、２つのデータは類似していることを示し、相関係数が０に近い値を示す場合には、２つのデータは類似していないことを示す。また、相関係数が−１に近い値を示す場合には、２つのデータの符号が反転しているような場合を示す。

また、静脈パターン認証部１１５は、認証結果を認証時刻等と関連づけて、認証履歴として記憶部１２１に記録してもよい。かかる認証履歴を生成することで、誰がいつ静脈パターンの認証を要求したのか、ひいては、誰がいつ情報処理装置１０を利用したのか、を知ることが可能となる。

時間変化検知部１１７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、静脈パターン抽出部１０９から伝送された複数の静脈パターンに基づいて、静脈パターンを表す画像の時間変化を検知する。静脈パターン抽出部１０９では、所定の時間間隔で撮影される撮像データに基づいて、連続した複数の静脈パターンを抽出するため、かかる静脈パターンを利用することで、静脈パターンを表す画像の時間経過に伴う変化を検知することが可能である。具体的には、時間変化検知部１１７は、ある時点での静脈パターンの中から、屈曲点等の特徴点を抽出し、抽出した特徴点の時間変化を、ＫＬＴ（Ｋａｎａｄｅ−Ｌｕｃａｓ−Ｔｏｍａｓｉ）法等の特徴点追跡アルゴリズムを利用して検知する。静脈パターンの時間変化は、一般的には、画像の拡大・縮小や回転（いわゆる、アフィン変換）による変化が主であるため、ＫＬＴ法等のアルゴリズムを利用することで、時間変化を追跡することが可能である。

また、情報処理装置１０のユーザが指等の体表面に意識的に力を加えると、圧力に応じて静脈パターンの変形が生じると考えられる。そこで、時間変化検知部１１７は、ある時点での静脈パターンにおいて、２点の特徴点間の距離に着目し、かかる２点間距離の時間変化を追跡することで、体表面に加わる圧力の変化（すなわち、圧力が加わったのか、圧力が取り除かれたのか等の変化）を検知することができる。

時間変化検知部１１７は、静脈パターンの時間変化を、後述する血流量算出部１１９および処理部１２３へと出力する。また、時間変化検知部１１７は、検出した静脈パターンの時間変化を、記憶部１２１に記録してもよい。

血流量算出部１１９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、時間変化検知部１１７が検知した静脈パターンの時間変化に基づいて、静脈を流れる血液の血流量を算出する。具体的には、血流量算出部１１９は、静脈パターンの濃淡の時間変化に着目することで、血流量を算出する。血流量は、ユーザの緊張度合や、体表面に加えられる圧力等に依存して変化するため、かかる量に着目することにより、血流量以外のパラメータ等についても知ることが可能となる。

従来、血流量の測定は、例えば指などの測定対象全体に対して所定の操作を行い、測定対象を流れる血流量を決定するものであったが、本実施形態に係る血流量算出部１１９は、測定対象全体ではなく、静脈パターンという限られた部分の変化に着目するため、より精密に血流量を算出することが可能となる。

記憶部１２１は、静脈パターン登録部１１３から登録要請のあった登録静脈パターンや、当該登録静脈パターンに関連付けられた他のデータを記憶する。また、これらのデータ以外にも、撮像データ生成部１０７が生成した撮像データや、静脈パターン抽出部１０９が抽出した静脈パターン等を記憶することも可能である。更に、これらのデータ以外にも、情報処理装置１０が、何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、または、各種のデータベース等を、適宜記憶することが可能である。この記憶部１２１は、撮像部１０１、静脈パターン抽出部１０９、認証部１１１、時間変化検知部１１７、血流量算出部１１９等が、自由に読み書きを行うことが可能である。

処理部１２３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、時間変化検知部１１７から伝送される静脈パターンの時間変化、および、血流量算出部１１９から伝送される静脈を流れる血流量の少なくともいずれか一方に基づいて、所定の処理を実行する。また、処理部１２３は、上述の時間変化および血流量に加えて、認証部１１１から伝送される静脈パターンの認証結果と、後述する入力部１２５から伝送される所定の入力信号に基づいて、所定の処理を実行してもよい。かかる処理部１２３については、以下で改めて詳細に説明する。

入力部１２５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力装置等から構成され、情報処理装置１０に対して所定の動作を実行させるための操作が入力される。入力部１２５は、ユーザにより入力された操作を所定の入力信号に変換して、処理部１２３へと通知する。かかる入力装置の例として、例えば、カーソルポインタ等の位置特定オブジェクトを制御するためのタッチパネルや、カーソルキーや、各種ボタンや、キーボード等を挙げることができる。

また、かかる入力部１２５には、上述の撮像部１０１が一体に形成されていてもよい。撮像部１０１が入力部１２５と一体化していることで、情報処理装置１０のユーザは、情報処理装置１０に対する所定の操作の入力と対表面の撮影の双方を、あわせて行うことが可能となり、情報処理装置１０の操作性の向上を図ることができる。

＜処理部１２３の具体例について＞
続いて、図２〜図５を参照しながら、本実施形態に係る処理部１２３が実施する処理の一例について、詳細に説明する。図２〜図５は、本実施形態に係る処理部が行う処理の一例を説明するための説明図である。

（静脈パターンの移動と回転に伴う処理）
例えば、図２に示したように、静脈パターンをマウスポインタ等の位置特定オブジェクトの操作に利用することが可能である。

図２（ａ）に示したように、撮像部１０１に指ＦＧを接触させると、右図のような静脈パターンを得ることができる。図２（ｂ）に示したように、指ＦＧを上下左右に移動すると、この指ＦＧの動きにあわせて静脈パターンも上下左右に移動することとなる。また、図２（ｃ）に示したように、指ＦＧを撮像部１０１との接触面を支点にして回転させた場合には、静脈パターンもある点を中心に回転することとなる。

本実施形態に係る撮像部１０１は、指ＦＧが撮像部１０１の撮像面に載置されると、例えば３０フレーム／秒程度の間隔で指ＦＧを連続的に撮像して、複数の撮像データを生成する。静脈パターン抽出部１０９は、得られた撮像データそれぞれから、静脈パターンを抽出する。時間変化検知部１１７は、これら複数の静脈パターンの時間変化を調べることで、指の動きを推定することができる。すなわち、時間変化検知部１１７は、静脈パターンの時間変化を検知することで、静脈パターンの移動や回転の有無や、静脈パターンの移動方向や、静脈パターンの回転方向を検出することができる。処理部１２３は、時間変化検知部１１７が検知した静脈パターンの移動方向や回転方向等に応じて、マウスポインタやカーソル等の位置特定オブジェクトの移動制御や回転制御を行う。

また、時間変化検知部１１７によって静脈パターンの時間変化が検出されると、血流量算出部１１９は、指ＦＧ内の静脈に流れる血液の血流量を算出する。また、血流量算出部１１９は、算出した血流量の時間変化を更に算出してもよい。血流量を算出することで、操作者であるユーザが焦っている、緊張している等の状態を知ることができるため、処理部１２３は、検知したユーザの状態に応じて、位置特定オブジェクトの移動速度を速くしたり、遅くしたりしてもよい。

（静脈パターンの変形に伴う処理）
続いて、図３を参照しながら、静脈パターンの時間経過に伴う変形を、マウスポインタ等の位置特定オブジェクトの操作に利用する場合について、詳細に説明する。

図３（ａ）に示したように撮像部１０１に指ＦＧを載置し、更に、図３（ｂ）に示したように指ＦＧに対して略鉛直方向に力を加えていくと、撮像部１０１への接触面が増加することとなり、図３（ｃ）〜図３（ｅ）に示したように、抽出される静脈パターンが扁平になると考えられる。従って、静脈パターンの形状変化を検知することで、指ＦＧの鉛直方向の変化を知ることが可能となる。

すなわち、時間変化検知部１１７は、静脈パターン中のある２点の特徴点に着目し、その２点間距離の変化を追跡する。時間変化に伴い２点間距離が大きくなった場合には、時間変化検知部１１７は、静脈パターンが扁平になったと判断する。処理部１２３は、かかる判断結果を受けて、例えばアイコン等のオブジェクトがクリックされたり、各種ボタンが押されたりしたと判断し、それぞれの動作に関連づけられた所定の処理を実行する。

また、静脈パターンが図３（ｅ）から図３（ｃ）のように時間変化した場合には、上述の例とは逆に、処理部１２３は指ＦＧが鉛直方向上向きに動いたと判断する。

このように、本実施形態に係る処理部１２３では、静脈パターンの前後左右への移動や、静脈パターンの変形や、静脈パターンの回転等を追跡することで、かかる静脈パターンの時間変化を位置特定オブジェクトの操作に利用することができる。

（認証した静脈パターンの違いに伴う処理）
続いて、図４を参照しながら、認証した静脈パターンの違いを、アプリケーションの起動に利用する場合について、詳細に説明する。

例えば、ユーザは、親指ＦＧ_１〜小指ＦＧ_５の静脈パターンをそれぞれ登録静脈パターンとして記憶部１２１に登録しておき、更に、それぞれの指に対応した静脈パターンに対して、あるアプリケーションを１対１に関連づけておく。静脈パターンとアプリケーションとを関連づけた後は、ユーザは、起動したいアプリケーションに対応づけられた指ＦＧを情報処理装置１０に撮像させることで、アプリケーションを起動することができる。

より詳細に説明すると、以下の通りである。まず、ユーザは、親指ＦＧ_１を撮像部１０１に載置する。すると、撮像部１０１は、親指ＦＧ_１の撮像データを生成し、静脈パターン抽出部１０９は、親指ＦＧ_１の静脈パターンを抽出する。次に、認証部１１１中の静脈パターン登録部１１３は、抽出された親指ＦＧ_１の静脈パターンを、登録静脈パターンとして記憶部１２１に記録する。次に、ユーザは、親指ＦＧ_１の静脈パターンに関連づけるアプリケーションを選択して、親指ＦＧ_１の静脈パターンとの関連づけを行う。

次に、人差し指ＦＧ_２〜小指ＦＧ_５に対しても、同様にして静脈パターンの登録を行い、アプリケーションの関連づけを行う。

図４に示した例では、人差し指ＦＧ_２にはメールソフトが対応づけられ、中指ＦＧ_３にはＷｅｂブラウザが対応づけられ、薬指ＦＧ_４には音源再生ソフトが対応づけられ、小指ＦＧ_５には電話ソフトが対応づけられている。例えばメールソフトを起動したい場合には、ユーザは、人差し指ＦＧ_２を撮像部１０１に撮像させることでメールソフトを起動することができる。

（血流量に応じたアプリケーションの実行制御）
また、本実施形態に係る情報処理装置１０では、静脈パターンの時間変化に基づいて血流量を算出することが可能である。血流量を算出することで、操作者であるユーザが焦っている、緊張している等の状態を知ることができるため、かかるユーザの状態に基づいて、アプリケーションの実行制御を行うことが可能である。

例えば、血流量算出部１１９は、算出した血流量が所定の閾値以上であった場合にはユーザは緊張状態にあると判断し、アプリケーションの実行制御を行う。例えば、情報処理装置１０がアプリケーションとしてゲームを実行している場合に、血流量算出部１１９からユーザが緊張状態にある旨が伝送されると、処理部１２３は、実行しているゲームの難易度を変化させて、難易度を高くしたり低くしたりすることができる。また、処理部１２３は、算出した血流量に基づいて、ユーザの健康状態をチェックしてもよい。

また、例えば図５に示したようなゲームパッド１６において、撮像部１０１をボタン１８に一体化させることで、ユーザは、静脈パターンの撮像（ひいては、血流量の算出）について意識することなく、ゲームを楽しむことができる。また、ボタン１８等の下部に撮像部１０１を設けることで静脈パターンを撮像することができるため、ゲームパッド１６を大型化することなく、静脈パターンの撮像を行うことができる。

以上、本実施形態に係る情報処理装置１０の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。

なお、本実施形態に係る情報処理装置１０は、例えば、コンピュータやサーバ等の情報処理装置、携帯電話やＰＨＳ等の携帯端末や携帯情報端末（ＰＤＡ）、現金自動預払機（ＡＴＭ）、入退室管理装置、ゲーム機器やゲーム機器のコントローラ等の各種装置に実装されてもよい。

また、上述の説明では、テンプレートとして登録される登録静脈パターンが、情報処理装置１０内に記録される場合について説明したが、登録静脈パターンは、ＤＶＤメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙメディア、コンパクトフラッシュ（登録商標）、メモリースティック、または、ＳＤメモリカード等の記録媒体や、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカードまたは電子機器等に記録されてもよく、情報処理装置１０とインターネット等の通信網を介して接続されたサーバに記録されてもよい。

＜情報処理方法の流れについて＞
続いて、図６を参照しながら、本実施形態に係る情報処理装置における情報処理方法について、詳細に説明する。図６は、本実施形態に係る情報処理方法を説明するための流れ図である。

本実施形態に係る情報処理方法では、まず、撮像部１０１は、撮像面上に指等の被撮像物が載置されているか否かを判断し（ステップＳ１０１）、被撮像物が載置されていない場合には、処理を行わない。また、被撮像物が撮像面上に載置されている場合には、撮像部１０１は、所定の時間間隔で被撮像物を撮像し、撮像データを生成する（ステップＳ１０３）。

続いて、静脈パターン抽出部１０９は、複数の撮像データそれぞれから、上述のような方法に基づいて静脈パターンを抽出し（ステップＳ１０５）、認証部１１１、時間変化検知部１１７、および、血流量算出部１１９に、複数の静脈パターンを伝送する。また、静脈パターン抽出部１０９は、抽出した静脈パターンを記憶部１２１に記録してもよい。

次に、認証部１１１は、抽出された静脈パターンの認証を行う（ステップＳ１０７）。ユーザが静脈パターンの登録を希望している場合には、静脈パターン登録部１１３は、抽出した静脈パターンを登録静脈パターンとして記憶部１２１に記録する。また、ユーザが静脈パターンの登録を希望していない場合には、静脈パターン認証部１１５は、記憶部１２１に記録されている登録静脈パターンと、抽出された静脈パターンとの比較を行い、抽出された静脈パターンの認証を行う。

また、時間変化検知部１１７では、静脈パターン抽出部１０９から伝送された複数の静脈パターンに基づき、静脈パターンの時間変化を検知し（ステップＳ１０９）、静脈パターンの移動、回転、変形等の有無を調べる。

続いて、血流量算出部１１９は、静脈パターンの時間変化に基づいて、静脈を流れる血液の血流量を算出する（ステップＳ１１３）。

次に、処理部１２３は、時間変化検知部１１７による検知結果と、血流量算出部１１９による血流量の算出値の少なくともいずれかに基づいて、所定の処理を行う（ステップＳ１１３）。また、処理部１２３は、静脈パターンの時間変化や血流量以外にも、認証部１１１による認証結果等に基づいて、所定の処理を実行してもよい。

なお、上述の説明では、静脈パターンの認証が終了した後に静脈パターンの時間変化の検知が行われる場合について説明したが、静脈パターンの認証と、静脈パターンの時間変化の検知は、同時に行われてもよく、静脈パターンの時間変化の検知後に、静脈パターンの認証が行われてもよい。

＜情報処理装置のハードウェア構成について＞
次に、図７を参照しながら、本実施形態に係る情報処理装置１０のハードウェア構成について、詳細に説明する。図７は、本実施形態に係る情報処理装置１０のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。

情報処理装置１０は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ホストバス９０７と、ブリッジ９０９と、外部バス９１１と、インターフェース９１３と、入力装置９１５と、出力装置９１７と、ストレージ装置９１９と、ドライブ９２１と、接続ポート９２３と、通信装置９２５とを備える。

ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１９、またはリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置１０内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。

ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス９１１に接続されている。

入力装置９１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、情報処理装置１０の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器９２９であってもよい。さらに、入力装置９１５は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。情報処理装置１０のユーザは、この入力装置９１５を操作することにより、情報処理装置１０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。

出力装置９１７は、例えば、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなど、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。出力装置９１７は、例えば、情報処理装置１０が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、情報処理装置１０が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。

ストレージ装置９１９は、情報処理装置１０の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置であり、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１９は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した音響信号データや画像信号データなどを格納する。

ドライブ９２１は、記録媒体用リーダライタであり、情報処理装置１０に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、ＤＶＤメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙメディア、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、メモリースティック、または、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等である。また、リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｒｄ）または電子機器等であってもよい。

接続ポート９２３は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、ｉ．Ｌｉｎｋ等のＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等の、機器を情報処理装置１０に直接接続するためのポートである。この接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、情報処理装置１０は、外部接続機器９２９から直接音響信号データや画像信号データを取得したり、外部接続機器９２９に音響信号データや画像信号データを提供したりする。

通信装置９２５は、例えば、通信網９３１に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９２５は、例えば、有線または無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、またはＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）用の通信カード、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）用のルータ、または、各種通信用のモデム等である。この通信装置９２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で音響信号等を送受信することができる。また、通信装置９２５に接続される通信網９３１は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。

以上、本発明の各実施形態に係る情報処理装置１０の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態においては、情報処理装置１０に反射型の撮像部が設けられる場合について説明したが、反射型の撮像部に換えて透過型の撮像部を設けてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る情報処理装置の構成について説明するためのブロック図である。 同実施形態に係る処理部が行う処理の一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係る処理部が行う処理の一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係る処理部が行う処理の一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係る処理部が行う処理の一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係る情報処理方法について説明するための流れ図である。 同実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成について説明するためのブロック図である。

符号の説明

１０ 情報処理装置
１０１ 撮像部
１０３ 近赤外光照射部
１０５ 光学レンズ部
１０７ 撮像データ生成部
１０９ 静脈パターン抽出部
１１１ 認証部
１１３ 静脈パターン登録部
１１５ 静脈パターン認証部
１１７ 時間変化検知部
１１９ 血流量算出部
１２１ 記憶部
１２３ 処理部
１２５ 入力部

Claims (10)

1. 生体の一部に所定の時間間隔で光を照射して前記生体中の静脈を撮像し、前記静脈の撮像データを複数生成する撮像部と、
   複数の前記静脈の撮像データそれぞれから静脈パターンを抽出する静脈パターン抽出部と、
   複数の前記静脈パターンに基づいて、前記静脈パターンの時間変化を検知する時間変化検知部と、
   前記静脈パターンの時間変化に基づいて前記静脈を流れる血液の血流量を算出する血流量算出部と、
   前記静脈パターンの時間変化および前記血流量の時間変化に基づいて所定の処理を行う処理部と、
   を備えることを特徴とする、情報処理装置。
2. 前記血流量算出部は、前記静脈パターンの濃淡変化に基づいて、前記血流量を算出する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記処理部は、
   前記血流量に基づいて、前記情報処理装置で実行されるアプリケーションの実行制御を行う
   ことを特徴とする、請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記情報処理装置は、当該情報処理装置に対して所定の指示を入力するための入力部を更に備え、
   前記撮像部は、前記入力部と一体に形成される
   ことを特徴とする、請求項２に記載の情報処理装置。
5. 前記時間変化検知部は、前記静脈パターン中の特徴点の時間変化を追跡し、前記静脈パターンの時間変化を検知する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の情報処理装置。
6. 前記処理部は、
   前記静脈パターンの位置変化および回転に応じて、前記情報処理装置の位置特定オブジェクトの移動制御を行う
   ことを特徴とする、請求項５に記載の情報処理装置。
7. 前記処理部は、
   前記静脈パターンの形状の変化に応じて、前記情報処理装置の入力制御を行う
   ことを特徴とする、請求項５に記載の情報処理装置。
8. 前記情報処理装置は、前記静脈パターンの認証を行う認証部を更に備え、
   前記情報処理装置では、一の前記静脈パターンと一のアプリケーションとが関連づけられて記憶されており、
   前記処理部は、認識した前記静脈パターンに応じて、当該認識した静脈パターンに関連づけられた前記アプリケーションを起動する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の情報処理装置。
9. 生体の一部に所定の時間間隔で光を照射して前記生体中の静脈を撮像し、前記静脈の撮像データを生成する撮像ステップと、
   前記静脈の撮像データから静脈パターンを抽出する静脈パターン抽出ステップと、
   前記静脈パターンの時間変化を検知する時間変化検知ステップと、
   前記静脈パターンの時間変化に基づいて前記静脈を流れる血液の血流量を算出する血流量算出ステップと、
   前記静脈パターンの時間変化および前記血流量の時間変化に基づいて、所定の処理を行うステップと、
   を含むことを特徴とする、情報処理方法。
10. コンピュータに、
    生体の一部に所定の時間間隔で光を照射して前記生体中の静脈を撮像し、前記静脈の撮像データを複数生成する撮像機能と、
    複数の前記静脈の撮像データそれぞれから静脈パターンを抽出する静脈パターン抽出機能と、
    複数の前記静脈パターンに基づいて、前記静脈パターンの時間変化を検知する時間変化検知機能と、
    前記静脈パターンの時間変化に基づいて前記静脈を流れる血液の血流量を算出する血流量算出機能と、
    前記静脈パターンの時間変化および前記血流量の時間変化に基づいて所定の処理を行う処理機能と、
    を実現させるためのプログラム。