JP2010039534A - Biological information acquisition device and personal authentication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体情報を利用する個人認証の分野に関する。 The present invention relates to the field of personal authentication using biometric information.
情報化社会の中、機器や情報にアクセスする個人が所定の者かどうかを判定するための個人認証装置の需要がますます高くなっている。既に指紋や顔、目の虹彩、指や手の静脈などの生体情報を利用する個人認証装置が多く実用化されているが、認証の精度、偽造による不正アクセス、装置のサイズやコスト等の問題で、まだまだ実用に制約がかけられるケースが少なくない。 In the information society, there is an increasing demand for personal authentication devices for determining whether an individual who accesses equipment or information is a predetermined person. Many personal authentication devices that already use biological information such as fingerprints, faces, irises of eyes, veins of fingers and hands, etc. have already been put into practical use. However, there are problems such as authentication accuracy, unauthorized access due to counterfeiting, device size and cost, etc. However, there are many cases where practical use is still restricted.
個人認証方法のひとつとして、指や手の静脈パターンを利用する認証方法がある。この静脈認証方法は、生体内部の静脈をカメラで撮影し、撮影した静脈パターンをあらかじめデータベースに登録しておいた静脈パターンと照合することにより、被認証者が所定の人物であるか否かを判定する。静脈パターンは生体部位の内部に隠された生体情報であり、指紋や顔を用いる他の認証方法に比べて模造品を作りにくく、簡便でかつ認証精度が高いというメリットを有する。そのため現在、高い認証精度が求められる場面で静脈認証が利用されている。 As one of personal authentication methods, there is an authentication method using a finger or hand vein pattern. In this vein authentication method, a vein inside the living body is photographed with a camera, and the photographed vein pattern is collated with a vein pattern registered in a database in advance to determine whether or not the person to be authenticated is a predetermined person. judge. The vein pattern is biometric information concealed inside the living body part, and has the merit that it is difficult to make a counterfeit compared to other authentication methods using a fingerprint or a face, is simple, and has high authentication accuracy. Therefore, vein authentication is currently used in situations where high authentication accuracy is required.
静脈認証には、手のひらや甲の静脈パターンを対象にする方法と指の静脈パターンを対象とする方法がある。手のひらや甲を正しい位置に静止させるためには比較的サイズが大きな固定台などが必要となるが、手の指はそのような大きな固定台などを設けなくとも正しい位置に容易に静止させることできる。したがって、手のひらや甲の静脈パターンを利用する方法に比べ、手の指の静脈パターンを利用する方法は装置の小型化の点で一般に有利である。 In vein authentication, there are a method for targeting the vein pattern of the palm and the back and a method for targeting the vein pattern of the finger. A relatively large fixed base is required to keep the palm and back in the correct position, but the fingers of the hand can be easily stopped in the correct position without providing such a large fixed base. . Therefore, a method using a finger vein pattern is generally advantageous in terms of downsizing of the apparatus, compared to a method using a palm or back vein pattern.
指の静脈認証を行う装置として、例えば特許文献1,2に開示されているようなものがある。
As an apparatus for performing finger vein authentication, there are devices disclosed in
特許文献1のような装置の場合、指には元々血管が少ないので指のできるだけ広い範囲を撮影したいという要請から、指とカメラとの距離、並びにカメラの撮影レンズの撮像距離をある程度確保する必要があり、この点が装置小型化の妨げとなっている。
In the case of the device as disclosed in
一方、特許文献2のようなレンズアレイを用いたカメラにより個人認証装置を構成するならば、通常の単眼レンズを用いたカメラに比べて装置の薄型化を図ることができる。しかし、特許文献2のような構成であっても、小面積化が進む汎用の撮像素子を用いる場合に、至近距離にある被写体の広い範囲を撮影することに関して限界があることは否めない。時流に従い撮像素子のさらなる小面積化が進むと、至近距離にある被写体に対し、視野角をより大きく広げて撮影する必要性が高くなるため、シェーディングやディストーション等の光学的な不具合の影響により、品質のよい静脈パターン画像を取得することが困難になってくるからである。
On the other hand, if the personal authentication apparatus is configured by a camera using a lens array as in
本発明は以上の諸点に鑑みなされたもので、生体情報を利用する個人認証装置について認証精度を確保しつつ一層の小型化を可能にすること、また、そのような個人認証装置の実現を可能にする生体情報取得装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described points, and enables further downsizing of a personal authentication device using biometric information while ensuring authentication accuracy, and also enables realization of such a personal authentication device. An object of the present invention is to provide a biological information acquisition device.
請求項1の発明は、
複数のレンズがアレイ配列されたレンズアレイとその像側に位置する撮像素子とを含み、前記レンズアレイの被写体側に位置する生体部位の内部の血管を被写体として、前記レンズアレイの各レンズにより結像される像(個眼像と記す)の集合である複眼像を前記撮像素子で撮像する複眼撮像系、
前記複眼撮像系により撮像された複眼像中の複数の個眼像に基づいて前記被写体の立体像を生成する立体像生成手段、
を有し、
前記立体像生成手段により生成される立体像を前記生体部位に関する生体情報として取得する生体情報取得装置である。
The invention of
It includes a lens array in which a plurality of lenses are arrayed and an image sensor located on the image side thereof, and is connected by each lens of the lens array with a blood vessel inside a living body part located on the subject side of the lens array as a subject. A compound eye imaging system that captures a compound eye image, which is a set of images to be imaged (denoted as a single eye image), with the imaging element;
Stereoscopic image generating means for generating a stereoscopic image of the subject based on a plurality of single-eye images in a compound eye image captured by the compound eye imaging system;
Have
It is a biological information acquisition device that acquires a stereoscopic image generated by the stereoscopic image generation means as biological information related to the biological part.
請求項2の発明は、
複数のレンズがアレイ配列されたレンズアレイとその像側に位置する撮像素子とを含み、前記レンズアレイの被写体側に位置する生体部位の内部の血管を被写体として、前記レンズアレイの各レンズにより結像される像(個眼像と記す)の集合である複眼像を前記撮像素子で撮像する複眼撮像系、
前記複眼撮像系により撮像された複眼像中の複数の個眼像に基づいて前記被写体の複数の立体像を生成する立体像生成手段、
前記立体像生成手段により生成された複数の立体像を合成して単一の立体像を生成する立体像合成手段、
を有し、
前記立体像合成手段により生成される立体像を前記生体部位に関する生体情報として取得する生体情報取得装置である。
The invention of
It includes a lens array in which a plurality of lenses are arrayed and an image sensor located on the image side thereof, and is connected by each lens of the lens array with a blood vessel inside a living body part located on the subject side of the lens array as a subject. A compound eye imaging system that captures a compound eye image, which is a set of images to be imaged (denoted as a single eye image), with the imaging element;
Stereoscopic image generating means for generating a plurality of stereoscopic images of the subject based on a plurality of single-eye images in a compound eye image captured by the compound eye imaging system;
3D image synthesis means for generating a single 3D image by combining a plurality of 3D images generated by the 3D image generation means;
Have
It is a biological information acquisition device that acquires a stereoscopic image generated by the stereoscopic image synthesis means as biological information relating to the biological part.
請求項3の発明は、
複数のレンズがアレイ配列されたレンズアレイとその像側に位置する撮像素子とを含み、前記レンズアレイの被写体側に位置する生体部位の内部の血管を被写体として、前記レンズアレイの各レンズにより結像される像(個眼像と記す)の集合である複眼像を前記撮像素子で撮像する複眼撮像系、
前記複眼撮像系により撮像された複眼像中の複数の所定の個眼像に基づいて前記被写体の立体像を生成する立体像生成手段、
前記撮像素子により撮像された複眼像中の前記所定の個眼像以外の複数の個眼像に基づいて、前記被写体の平面的な再構成像を生成する再構成像生成手段、
を有し、
前記立体像生成手段により生成される立体像及び前記再構成像生成手段により生成される再構成像を前記生体部位に関する生体情報として取得する生体情報取得装置である。
The invention of
It includes a lens array in which a plurality of lenses are arrayed and an image sensor located on the image side thereof, and is connected by each lens of the lens array with a blood vessel inside a living body part located on the subject side of the lens array as a subject. A compound eye imaging system that captures a compound eye image, which is a set of images to be imaged (denoted as a single eye image), with the imaging element;
Stereoscopic image generating means for generating a stereoscopic image of the subject based on a plurality of predetermined single-eye images in a compound eye image captured by the compound eye imaging system;
Reconstructed image generating means for generating a planar reconstructed image of the subject based on a plurality of single-eye images other than the predetermined single-eye image in the compound-eye image captured by the image sensor;
Have
The biological information acquisition apparatus acquires a stereoscopic image generated by the stereoscopic image generation unit and a reconstructed image generated by the reconstructed image generation unit as biological information related to the biological part.
請求項4の発明は、請求項1,2又は3の発明の生体情報取得装置において、前記複眼撮像系が、前記レンズアレイの各レンズを通過する光線の像面上でのクロストークを防止するための遮光手段を含むことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the biological information acquiring apparatus according to the first, second, or third aspect of the invention, the compound-eye imaging system prevents crosstalk on the image plane of a light beam that passes through each lens of the lens array. The light-shielding means for this is included.
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項の発明の生体情報取得装置において、前記複眼撮像系が前記生体部位に光を照射する照明手段を有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the biological information acquiring apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the compound eye imaging system includes an illuminating unit that irradiates light to the biological part.
請求項6の発明は、請求項5の発明の生体情報取得装置において、前記照明手段の光射出部が前記生体部位の表面に接触するように配置されたことを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the biological information acquiring apparatus according to the fifth aspect of the present invention, wherein the light emitting part of the illumination means is arranged so as to contact the surface of the biological part.
請求項7の発明は、請求項5の発明の生体情報取得装置において、前記照明手段が近赤外光を照射することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the biological information acquiring apparatus according to the fifth aspect of the invention, the illumination means irradiates near infrared light.
請求項8の発明は、
請求項1乃至7のいずれか1項の発明の生体情報取得装置、
前記生体情報取得装置により取得された生体情報又は該生体情報から抽出した特徴量を予め登録されたデータと照合することにより個人認証を行う認証処理手段、
を有する個人認証装置である。
The invention of
The biological information acquisition device according to any one of
Authentication processing means for performing personal authentication by collating biometric information acquired by the biometric information acquisition apparatus or feature amounts extracted from the biometric information with pre-registered data;
Is a personal authentication device.
請求項9の発明は、
請求項1乃至7のいずれか1項の発明の生体情報取得装置、
動作を登録動作又は認証動作に切り替える動作切替手段、
前記動作切替手段により動作が登録動作に切り替えられた場合に、前記生体情報取得装置により取得された生体情報又は該生体情報から抽出した特徴量を、個人認証のためのデータとして登録するデータベース手段、
前記動作切替手段により動作が認証動作に切り替えられた場合に、前記生体情報取得装置により取得された生体情報又は該生体情報から抽出した特徴量を前記データベース手段に登録されているデータと照合することにより個人認証を行う認証処理手段、
を有する個人認証装置である。
The invention of
The biological information acquisition device according to any one of
An operation switching means for switching the operation to a registration operation or an authentication operation;
Database means for registering the biometric information acquired by the biometric information acquisition device or the feature quantity extracted from the biometric information as data for personal authentication when the operation is switched to the registration operation by the action switching means;
When the operation is switched to the authentication operation by the operation switching unit, the biometric information acquired by the biometric information acquisition device or the feature amount extracted from the biometric information is collated with the data registered in the database unit. Authentication processing means for performing personal authentication by
Is a personal authentication device.
請求項1乃至7記載の発明に係る生体情報取得装置においては、生体部位内の血管の立体像を生体情報として取得するが、これは、二次元平面内のみならず奥行き方向に関しても血管パターンの情報が取得されるということである。したがって、この生体情報取得装置により取得した生体情報を用いて個人認証を行うならば、二次元平面内のみについての血管パターン情報を利用して個人認証を行う場合(例えば特許文献2の装置の場合)に比べ、生体部位の撮像する範囲が狭くとも認証精度を確保可能である。そして、生体部位のさほど広くない範囲を撮像するのであれば、被写体すなわち血管が至近距離にあっても視野角を狭くできるため、シェーディングやディストーションといった光学的な不具合の影響を抑えつつ複眼撮像系の薄型化を図ることができ、さらに、生体部位と複眼撮像系との接触面積も小さくでき、したがって装置全体を小型化することができる。よって、この生体情報取得装置を個人認証装置に適用するならば、認証精度を確保しつつ個人認証装置のいっそうの小型化を実現することが可能になる。 In the biological information acquisition apparatus according to the first to seventh aspects of the present invention, a three-dimensional image of a blood vessel in a biological part is acquired as biological information. This is not limited to a two-dimensional plane but also in the depth direction. Information is acquired. Therefore, if personal authentication is performed using the biometric information acquired by the biometric information acquisition apparatus, personal authentication is performed using blood vessel pattern information only in the two-dimensional plane (for example, in the case of the apparatus of Patent Document 2). ), The authentication accuracy can be ensured even if the imaging range of the living body part is narrow. And if you want to image a not so wide range of a living body part, the viewing angle can be narrowed even if the subject, that is, the blood vessel is at a close distance, so that the influence of optical defects such as shading and distortion can be suppressed and the compound eye imaging system The thickness can be reduced, and the contact area between the living body part and the compound-eye imaging system can be reduced, so that the entire apparatus can be reduced in size. Therefore, if this biometric information acquisition apparatus is applied to a personal authentication apparatus, it is possible to achieve further downsizing of the personal authentication apparatus while ensuring authentication accuracy.
さて、立体像を生成するためには、視差を有する少なくとも2つの個眼像があればよいが、その個眼像間の視差が大きいほど距離分解能は上がる。そこで、高い距離分解能を得るために、視差の大きな個眼像の対、例えば複眼像における対角方向で最も離れた個眼像の対を立体像の生成に用いてもよい。しかし、被写体距離が得られるのは個眼像間の重複領域でのみであり、その重複領域は視差が大きいほど小さくなるので、視差の大きな個眼像対を用いると生成される立体像の面内のサイズは小さくなってしまう。このような個人認証に利用される生体情報としての立体像のサイズ縮小は、情報不足により認証精度の低下をまねくおそれがある。 Now, in order to generate a stereoscopic image, it is sufficient to have at least two single-eye images having parallax, but the distance resolution increases as the parallax between the single-eye images increases. Therefore, in order to obtain a high distance resolution, a pair of single-eye images having a large parallax, for example, a pair of single-eye images farthest in a diagonal direction in a compound eye image may be used for generating a stereoscopic image. However, the subject distance can be obtained only in the overlapping area between the single-eye images, and the overlapping area becomes smaller as the parallax becomes larger. The size inside becomes smaller. Such a reduction in the size of a stereoscopic image as biometric information used for personal authentication may lead to a decrease in authentication accuracy due to insufficient information.
請求項2記載の発明に係る生体情報取得装置においては、複眼像中の複数の個眼像に基づいて生体部位内の血管の複数の立体像を生成し、それらを合成した立体像を生体情報として取得する。したがって、生体情報としての立体像の面内でのサイズの縮小を抑えることができる。 In the biological information acquisition apparatus according to the second aspect of the present invention, a plurality of stereoscopic images of blood vessels in the biological part are generated based on a plurality of single-eye images in a compound eye image, and a stereoscopic image obtained by synthesizing them is converted into biological information. Get as. Therefore, it is possible to suppress the size reduction in the plane of the stereoscopic image as the biological information.
請求項3記載の発明に係る生体情報取得装置においては、複眼像中の複数の所定個眼像に基づいて生成した生体部位内の血管の立体像に加え、複眼像中の他の複数の個眼像に基づいて生成した生体部以内の血管の平面的な再構成像も生体情報として取得する。したがって、この生体情報取得装置で取得した生体情報を利用して個人認証を行う場合、上記のように立体像の面内におけるサイズが小さくなったとしても、情報不足による認証精度の低下を防止することができる。 In the biological information acquiring apparatus according to the third aspect of the invention, in addition to the three-dimensional image of the blood vessel in the living body region generated based on the plurality of predetermined single-eye images in the compound eye image, the other plurality of individual images in the compound eye image A planar reconstructed image of the blood vessel within the living body part generated based on the eye image is also acquired as biological information. Therefore, when performing personal authentication using the biometric information acquired by this biometric information acquisition apparatus, even if the size of the three-dimensional image in the plane is reduced as described above, a decrease in authentication accuracy due to lack of information is prevented. be able to.
請求項4記載の発明に係る生体情報取得装置においては、レンズアレイの各レンズを通過する光線の像面上でのクロストークを防止し、コーストやフレアなどのノイズの少ない血管パターンを撮像することができる。請求項5記載の発明に係る生体情報取得装置においては、生体部位に光を照射するため、血管パターンをコントラストよく撮像することができる。請求項6記載の発明に係る生体情報取得装置においては、照明手段の光出射部が生体部位の表面に略接触するため、生体部位表面での照明光の反射によるハレーションノイズや照明光量ロスを減らすことができる。請求項7記載の発明に係る生体情報取得装置においては、生体部位に近赤外光を照射するが、近赤外光は血液中の還元ヘモグロミンでよく吸収されるため、静脈パターンをコントラストよく撮像することができる。 In the biometric information acquisition device according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent crosstalk on the image plane of the light beam passing through each lens of the lens array, and to image a blood vessel pattern with less noise such as coast and flare. Can do. In the biological information acquiring apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the blood vessel pattern can be imaged with good contrast because the biological part is irradiated with light. In the biological information acquisition apparatus according to the sixth aspect of the invention, since the light emitting part of the illumination means is substantially in contact with the surface of the living body part, the halation noise and the illumination light amount loss due to the reflection of the illumination light on the living body part surface are reduced. be able to. In the biological information acquisition apparatus according to the seventh aspect of the invention, the near-infrared light is irradiated to the living body part, but the near-infrared light is well absorbed by the reduced hemoglobin in the blood, so that the vein pattern is imaged with high contrast. can do.
以上に説明した生体情報取得装置を含み、該装置により取得した生体情報を利用し個人認証を行う構成の請求項8,9記載の発明に係る個人認証装置は、良好な認証精度を確保しつつ装置全体を小型化可能である。請求項9記載の発明に係る個人認証装置は、個人認証動作と個人認証用データの登録動作とを1台の装置で行うことができる。
The personal authentication device according to
以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る個人認証装置の構成説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a personal authentication device according to the first embodiment of the present invention.
この個人認証装置は、複眼撮像系と処理系とから構成されているが、まず複眼撮像系について説明する。図1において、1は人間の手の指である。10は指1を撮像時に密着させる平板である。ここでは、指1を指先方向から観察している。2は指1の内部に存在する血管であり、当該複眼撮像系の被写体となる。3は被写体像を結像させるためのレンズアレイであり、複数の球面単レンズが、レンズ光軸と略直交する平面内に、二次元的にアレイ配列されてなるものである。レンズアレイ3を構成する各レンズとして、非球面単レンズ、両面球面レンズ又は両面非球面レンズを用いてもよく、あるいは、フレネルレンズや回折レンズを用いてもよい。4は、レンズアレイ3の各レンズを通過する光線の像面上でのクロストークを防止し、ゴーストやフレアなどのノイズ光を抑制するための遮光部材である。6はレンズアレイ3による像を撮像するための撮像素子であり、多数の画素6aが二次元的にアレイ配置されたものである。7は筐体であり、側壁部7aと底板部7bとから構成される。
This personal authentication apparatus is composed of a compound eye imaging system and a processing system. First, the compound eye imaging system will be described. In FIG. 1, 1 is a finger of a human hand.
図2は、指1のない状態で複眼撮像系を被写体側から観察した図である。図2に見られるように、遮光部材4は平板に矩形穴をあけたもので、各矩形穴の一辺の長さは、レンズアレイ3の各レンズの有効径と略一致するか、その直径より大きくなっている。遮光部材4の各矩形穴は撮像素子6の撮像面近くまで伸びており、矩形穴のサイズによってレンズアレイ3の各レンズによる像、すなわち個眼像のサイズが決まる。レンズアレイ3を構成する各レンズは円形であるため、被写体からの光がレンズの有効範囲と矩形孔との隙間から撮像面に入射することを防止するために、レンズアレイ3の撮像側の面におけるレンズ有効径以外の部分に、被写体側から入射する光を反射するための薄膜5が形成されている。このレンズアレイ面に設けられた薄膜5は遮光部材4とともに、隣接レンズ間でのクロストークなどによるフレア光を除去するための遮光手段を構成している。薄膜5は金属膜の蒸着や着色樹脂の印刷等で形成できる。
FIG. 2 is a view of the compound eye imaging system observed from the subject side without the
レンズアレイ3は、透明の樹脂やガラス材料を用い、リフロー法や面積階調マスク法、研磨法などの加工法、あるいは、それらの加工法で作製した型を用いた成形加工法などで作製できる。遮光部材4は、樹脂、ガラス、金属などを材料とした平板に、エッチングやドリル加工、レーザ加工等で穴あけすることにより製作される。エッチングやレーザ加工を用いると、遮光部材4のレンズ光軸方向への高さに制約がある場合があるが、その場合は薄く製作した遮光部材をレンズ光軸方向に重ねて接着することにより、必要な高さを確保すればよい。なお、遮光部材4は、材料に不透明なものを用いたり、透明材料にコーティングを施したり壁面を荒らしたりして、光の透過や反射を抑制できるようにする。
The
撮像素子6は例えばCMOS撮像素子であるが、CCD撮像素子などであってもよい。CMOS撮像素子等には、撮像面を保護するためのカバーガラスが設けられたものがあるが、本実施例ではカバーガラスのない撮像素子が示されている。カバーガラスのある撮像素子を用いてもよいが、その場合は、カバーガラスによる光の屈折の影響を考慮して、レンズアレイ3の形状や位置を設計する必要がある。また撮像素子にはエイリアジング防止のための光学的なローパスフィルタが撮像面付近に設けられたものがあるが、ここでは装置の薄型化のため、ローパスフィルタは設けられていないものとする。遮光部材4と撮像面との接触により撮像素子4の破壊を防止するため、遮光部材4を撮像素子4の撮像面からわずかに浮かせている。レンズアレイ3と遮光部材4は筐体7の底板部7aで保持されている。撮像素子4の撮像面がカバーガラスなどで保護されている場合は、遮光部材4をカバーガラス面に接触させて配置してもよい。
The
図1の構成では、レンズアレイ3と筐体7の底板部7bとで撮像面のある空間が密閉されるため、撮像面へのゴミ等の混入付着を防止することができる。また、遮光部材4が撮像面からわずかに浮いているため、遮光部材底面と撮像面との間の空間を光が通過して光線のクロストークを生ずることがないように、撮像面と平行な方向の面内でのレンズアレイ3のレンズのピッチが設定されている。なお、被写体と像との位置関係について、レンズの結像関係は必ずしも成立する必要はなく、レンズのカットオフ周波数が要求される被写体の周波数を下回らない範囲で位置を定めればよい。
In the configuration of FIG. 1, since the space with the imaging surface is sealed by the
複眼撮像系は、指1に光を照射するための照明手段を有する。本実施例では、この照明手段として、生体に対する吸収率が低い波長の光、好ましくは近赤外光を発する複数の発光ダイオード(LED)8が、レンズアレイ3の周囲を取り囲むように、筐体7の側壁部7aに設けられている。9はLED8を駆動する発光制御部である。LED8の発光のON・OFFを装置電源のON・OFFと連動させることもできるが、装置電源がONしている間、常時LED8が発光するのは安全上などから望ましくない。したがって、好ましくは、例えば、指1を検知するためのスイッチ(不図示)を設け、このスイッチにより指1が検知されたときに発光制御部9でLED8の発光をONするようにするとよい。
The compound eye imaging system has illumination means for irradiating the
平板10は、LED8による照射光に対して透過率を有する材料、例えばレンズアレイ3と同じ材料からなり、その内側の面に、LED8による照射光の波長近傍の光を通過させるバンドパスフィルターとして作用する光学薄膜が蒸着されている。平板10は、レンズアレイ3との間に空気層11を設けるように設置されているが、空気層11を設けず平板10をレンズアレイ3と密着させてもよい。図1のように空気層11を設ける場合は、平板10の厚み、空気層厚み、並びにレンズアレイ3の厚みから、レンズアレイ3を構成する各レンズの主平面から被写体までの距離、すなわち被写体距離が規定される。平板10とレンズアレイ3を密着させる場合は、平板10の厚みとレンズアレイ3の厚みから被写体距離が規定される。なお、空気層11は、真空の層としてもよいし、空気以外の気体を充填した層としてもよい。
The
生体情報を取得する場合、図1に見られるように、指1を平板10に接触させるが、この際に、光出射部となる筐体側壁部7aの上端に指1が略接触した状態となる。赤外光はこの光出射部より射出して指に照射されるが、光出射部と指とが略接触しているため、指表面での赤外光の反射によるハレーションノイズや光量ロスを減らすことができる。近赤外光は、生体に対して透過率を有するが、血液中の還元ヘモグロビンでよく吸収を受けることが知られており、そのため照射されたれた近赤外光は生体内部で透過散乱したのち撮像素子6の撮像面に到達し、被写体である血管2(特に静脈)により吸収を受けた部分のパターン像が撮像素子6で撮像される。
When obtaining biometric information, as shown in FIG. 1, the
なお、図1ではLED8からの光は真上方向に、すなわち撮像面に対し垂直な方向に出射されるようになっているが、より適正なコントラストの血管パターン画像が得られるように、指1の中心や側面などに向けて斜め上方に出射させるようにしてもよい。また、LED8からの光をより効率的に指に照射するため、図1に示すように、LED8と光出射部の間の光路中にレンズ8aを設けてもよい。
In FIG. 1, the light from the
図3(a)は実際に観察されるべき指の血管パターンの模式図であり、図中の12は血管に相当する。このような血管パターンは、図3(b)に示すような複眼像として撮像素子6で撮像される。図3(b)において、13はレンズアレイ3の個々のレンズによる像、すなわち個眼像であり、14は遮光部材4の影像である。レンズごとに少しずつ視野が異なるため、個眼像間に視差を有する。また、複眼像において、血管パターンは上下左右に反転した像となっている。
FIG. 3A is a schematic diagram of a blood vessel pattern of a finger to be actually observed, and 12 in the figure corresponds to a blood vessel. Such a blood vessel pattern is captured by the
以上、複眼撮像系について説明した。次に処理系について説明する。処理系には画像入力部101、立体像演算部102、登録/認証切替部103、立体像登録データベース部(DB)104、立体像照合演算部105、判定出力部106が含まれる。
The compound eye imaging system has been described above. Next, the processing system will be described. The processing system includes an
画像入力部101は、複眼撮像系の撮像素子6より出力される図3(b)に示すような複眼像のデータを取り込み、その複眼像から遮光部材4による影の領域を除去して複眼像を構成する個眼像を抽出する。遮光部材の影領域は各個眼像より暗くなるため、複眼像を適当な閾値を用い2値化するなどの方法により遮光部材の影領域を容易に除去できる。あるいは、レンズアレイ3のレンズピッチ、撮像素子6の画素のサイズ、遮光部材4の壁厚により、複眼像におけるどの領域が個眼像に相当するかはほぼ予測できるため、複眼像内で予測した位置から一意的に各個眼像を抽出するようにしてもよい。複眼像から抽出された個眼像は立体像演算部102に入力される。なお、個眼像の抽出を立体像演算部102で行うようにしてもよい。
The
立体像演算部102は、複数の個眼像に基づいて演算処理により被写体の1以上の立体像を生成する手段(立体像生成手段)である。立体像を得るための演算処理はステレオ法をベースとする。図4のようなモデルにおいて、15は被写体位置にある任意の点を表し、3と4はレンズアレイと遮光部材である。3aと3bはレンズアレイを構成する任意位置でのレンズを表す。図4ではレンズ3a,3bは隣接したレンズとして示してあるが、隣接せず離れた位置にあるレンズであってもよい。被写体距離をa、撮像距離をb、レンズピッチをpとし、レンズ3aによる点15の像とレンズ3bによる点15の像の個眼像上でのずれ、すなわち視差をsとする。図3(b)における任意の2つの個眼像について、被写体像を構成する特定点の両画像間でのずれを検出することにより、sを検出する。そしてsに基づき次の(1)式から点15の被写体距離aを求めることができる。
a=p・b/s (1)
The stereoscopic
a = p ・ b / s (1)
実際のsの検出については、被写体像のテクスチャを利用できる。個眼像の全体にわたってテクスチャが存在する場合は、例えば一方の画像の5×5画素小領域を他方の画像上で移動させながら両者の画素輝度の偏差を求める。図5はその様子を説明する図であり、図5(a)は上記一方の画像に相当し、図5(b)は上記他方の画像に相当する、任意の小領域16aを他方の画像上のxy方向に移動させ、一方の画像と他方の画像における小領域の画素輝度の偏差を求める。図5(b)の16a’の位置で当該偏差が最小になった場合は、その移動量sxa、syaから√(sxa2+sya2)として、その小領域の視差saとする。また図5(a)における小領域16bについて、上記と同様にしてその視差sbを求める。このように、小領域内に含まれる被写体の被写体距離に応じて、上記sは変わってくるため、注目する小領域を逐次変えながら、画像を構成する全部の小領域についてsを求め、(1)式に基づきそれぞれの小領域の被写体距離aを算出すると被写体の距離画像、すなわち立体像を取得することができる。小領域のサイズにより立体像における面内空間分解能が決まる。そのため小領域のサイズを小さくすると当該面内空間分解能は上がるが、計算時間がかかることになる。必要な面内空間分解能や計算時間に応じて小領域のサイズを決めればよい。また、距離分解能を上げたい場合は、画像を補間拡大してから上記処理を実行すればよい。
For actual detection of s, the texture of the subject image can be used. When the texture exists over the entire single-eye image, for example, the deviation of the pixel luminance between the two images is obtained while moving a 5 × 5 pixel small area of one image on the other image. FIG. 5 is a diagram for explaining the situation. FIG. 5 (a) corresponds to the one image, and FIG. 5 (b) corresponds to the other image. An arbitrary
小領域にテクスチャが含まれないと、上記両画像の小領域間での画素輝度の偏差が生じにくくなり、距離の計算結果の信頼性が低くなる。そのため、血管像のようにテクスチャが少ない場合は、はじめに画像内で血管像に相当する領域を、テクスチャが存在する有効領域として抜き出しておき、当該有効領域でのみ被写体距離を求めるようにするとよく、それにより、信頼性の低い距離計算結果を排除するとともに、計算を高速化することができる。 If no texture is included in the small area, a deviation in pixel luminance between the small areas of the two images is less likely to occur, and the reliability of the distance calculation result is reduced. Therefore, when there are few textures like a blood vessel image, it is better to first extract the region corresponding to the blood vessel image in the image as an effective region where the texture exists, and obtain the subject distance only in the effective region, Thereby, the distance calculation result with low reliability can be eliminated and the calculation can be speeded up.
本実施例に係る個人認証装置は、以上のようにして生成された被写体の立体像を、指1に固有の生体情報として取得し、これを個人認証に利用する。すなわち、本実施例に係る個人認証装置は、個人認証のための生体情報を取得する生体情報取得装置を包含するものである。
The personal authentication device according to the present embodiment acquires the stereoscopic image of the subject generated as described above as biometric information unique to the
本実施例に係る個人認証装置は、登録/認証切替部103により、動作を認証動作又は登録動作に切り替えることができる。
In the personal authentication apparatus according to the present embodiment, the registration /
ある人物について登録を行いたい場合には、動作を登録動作に切り替え、その人物の指を図1に示すようにセットしてその生体情報である被写体の立体像を取得させる。この立体像は登録/認証切替部103を介し立体像登録データベース部104へ転送され、個人認証用データとして登録される。
When it is desired to perform registration for a certain person, the operation is switched to the registration operation, and the person's finger is set as shown in FIG. 1 to acquire a stereoscopic image of the subject as the biological information. This stereoscopic image is transferred to the stereoscopic image
個人認証を行いたい場合には、動作を認証動作に切り替え、被認証者の指を図1のようにセットしてその生体情報である被写体の立体像を取得させる。この立体像は登録/認証切替部103を介して立体像照合演算部105に転送される。また、立体像登録データベース部104から登録立体像が順次取り出され、立体像照合演算部105に入力される。立体像照合演算部105において、登録/認証切替部103から入力された立体像(取得立体像と呼ぶ)と、立体像登録データベース部104から取り出された登録立体像との照合演算を行う。判定出力部106は、立体像照合演算部105による照合演算の結果に基づき被認証者が登録済み人物であるか否かを判定し、その判定結果を出力する。例えば、取得立体像が、登録立体像のひとつと一致したときに被認証者が登録済みの人物であると判定し、登録立体像のいずれとも一致しないときは登録済みの人物でないと判定する。このように、判定出力部106は立体像照合演算部105とともに認証処理手段を構成するものである。
When it is desired to perform personal authentication, the operation is switched to the authentication operation, and the finger of the person to be authenticated is set as shown in FIG. 1 to obtain a stereoscopic image of the subject as the biometric information. The three-dimensional image is transferred to the three-dimensional image matching
立体像照合演算部105での照合演算には公知のパターンマッチング演算などを用いればよい。なお、登録動作において、立体像登録データベース部104で、立体像から血管パターンの分岐点の位置座標や分岐方向などの特徴量を抽出し、この特徴量を認証用データとして登録するようにし、認証動作において、立体像照合演算部105で取得立体像から同様の特徴量を抽出して、この特徴量と立体像登録データベース部104に登録された特徴量とを照合するようにしてもよい。このようにすると照合演算時間を短縮化することができる。かかる形態も本発明に包含される。
A known pattern matching calculation or the like may be used for the matching calculation in the stereoscopic image matching
ここまでの説明から理解されるように、本実施例に係る個人認証装置は、生体情報を取得し、取得した生体情報又はそれより抽出した特徴量を個人認証用データとして登録する装置を包含するものである。なお、立体像登録データベース部104を装置内に設けず、装置外に設けられた立体像登録データベースより個人登録データ(立体像又はその特徴量)を取り込んで立体像照合演算部105に入力するような構成とすることもでき、かかる構成の個人認証装置も本発明に包含される。
As can be understood from the above description, the personal authentication device according to the present embodiment includes a device that acquires biometric information and registers the acquired biometric information or a feature amount extracted therefrom as personal authentication data. Is. The stereoscopic image
図1に示したレンズアレイ3は、1つの部材として一体的に形成されたものであった。しかし、レンズアレイ3は、物理的に独立した複数のレンズを2次元的にアレイ配列したものであってもよく、そのようなレンズアレイを用いた複眼撮像系の一例を図6に示す。図6において、22はレンズアレイを構成する物理的に独立したレンズであり、その光軸に略垂直な平面に2次元的にアレイ配列されている。この例では、レンズ22は、紙面と平行方向に2列に、紙面と垂直方向に例えば2列に並べられ、それぞれが筐体底板部7bに保持されている。筐体底板部7bはレンズ22を保持する部分が矩形孔状にくりぬかれており、筐体底板部7bの隣り合うレンズ22の間に位置する部位が隣接レンズ間のクロストークを抑える遮光手段として作用する。
The
図7は、本発明の実施例2に係る個人認証装置の構成説明図である。本実施例に係る個人認証装置と前記実施例1に係る個人認証装置との相違点は、処理系に立体像合成演算部107(立体像合成手段)が追加され、立体像演算部102で複数の個眼像対それぞれに基づき複数の立体像が生成され、これら複数の立体像から、立体像合成演算部107で、よりサイズの大きな1つの立体像が合成される(この合成立体像が生体情報として取得される)ことである。この相違点についてさらに説明する。 FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of the personal authentication device according to the second embodiment of the present invention. The difference between the personal authentication apparatus according to the present embodiment and the personal authentication apparatus according to the first embodiment is that a stereoscopic image synthesis calculation unit 107 (stereoscopic image synthesis unit) is added to the processing system, and a plurality of stereoscopic image calculation units 102 A plurality of three-dimensional images are generated based on each pair of single-eye images, and a one-dimensional image having a larger size is synthesized from the plurality of three-dimensional images by the three-dimensional image synthesis calculation unit 107 (this synthesized three-dimensional image is a living body image). Is acquired as information). This difference will be further described.
立体像生成において、距離検出のためには視差を有する少なくとも2つの画像があればよく、また、その視差が大きいほど距離分解能は上がる。そのため、例えば複眼像における対角方向で最も離れた個眼像2つを用いて立体像を生成してもよい。しかし一方で、当該被写体距離は両個眼像で重複する領域でしか得られないため、両個眼像間での視差が大きいほど重複領域は小さくなって生成される立体像の面内でのサイズは小さくなる。例えば、レンズアレイ3のレンズ3aによる個眼像とレンズ3cによる個眼像の対から立体像を生成する場合、レンズ3a,3cの視野の重複領域2aでしか立体像を得られない。このようにサイズの小さな立体像を生体情報として個人認証に利用すると、情報不足により認証精度が低下するおそれがある。
In generating a stereoscopic image, it is only necessary to have at least two images having a parallax for distance detection, and the distance resolution increases as the parallax increases. Therefore, for example, a stereoscopic image may be generated using two single-eye images that are farthest in the diagonal direction in the compound eye image. However, on the other hand, since the subject distance can be obtained only in the overlapping area between the binocular images, the larger the parallax between both binocular images, the smaller the overlapping area, and in the plane of the generated stereoscopic image. The size becomes smaller. For example, when a stereoscopic image is generated from a pair of a single eye image by the
そこで、本実施例では、複眼像における複数の個眼像対それぞれから複数の立体像を生成し、これら複数の立体像を1つの立体像に合成することにより、面内でのサイズの大きな立体像を取得しようとするものである。以下、図8乃至図10を参照して説明する。 Therefore, in this embodiment, a plurality of stereoscopic images are generated from each of a plurality of single-eye image pairs in a compound eye image, and the plurality of stereoscopic images are combined into a single stereoscopic image, whereby a stereoscopic image having a large in-plane size is obtained. I want to get an image. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.
図8に処理フローの一例を示す。step1において、複眼撮像系により撮像された複眼像が画像入力部101に取り込まれ、該複眼像の各個眼像が抽出されて立体像演算部102(立体像生成手段)に入力される。
FIG. 8 shows an example of the processing flow. In
step2からstep10までは立体像演算部102での処理ステップである。ここでは、図9のような複眼像における個眼像配置を想定している。MとNはx方向とy方向における個眼像数であり、ここではM=N=5である。
最初の個眼像対として個眼像A(1,1),A(2、1)が選択され、この個眼像対から1つの立体像が生成される。個眼像対から立体像を生成する方法は前記実施例1で述べた通りである。次の個眼像対として個眼像A(2,1),A(3、1)が選択され、この個眼像対に基づいて1つの立体像が生成される。次に個眼像A(3,1),A(4、1)が選択され、この個眼像対に基づいて1つの立体像が生成される。次に個眼像A(4,1),A(5、1)が選択され、この個眼像対に基づいて1つの立体像が生成される。次に個眼像A(1,2),A(2、2)が選択され、この個眼像対に基づいて1の立体像が生成される。このように、複眼像においてラスタ順に1つずつずらしながら個眼像対を順次選択して立体像を生成する。生成された各立体像は立体像合成演算部107に順次転送される。
Individual eye images A (1,1) and A (2,1) are selected as the first individual image pair, and one stereoscopic image is generated from this individual image pair. The method for generating a stereoscopic image from a single-eye image pair is as described in the first embodiment. A single eye image A (2,1), A (3,1) is selected as the next single eye image pair, and one stereoscopic image is generated based on this single eye image pair. Next, single-eye images A (3, 1) and A (4, 1) are selected, and one stereoscopic image is generated based on the single-eye image pair. Next, single-eye images A (4, 1) and A (5, 1) are selected, and one stereoscopic image is generated based on this single-eye image pair. Next, single-eye images A (1, 2) and A (2, 2) are selected, and one stereoscopic image is generated based on this single-eye image pair. In this way, a stereoscopic image is generated by sequentially selecting single-eye image pairs while shifting one by one in raster order in a compound eye image. Each generated stereoscopic image is sequentially transferred to the stereoscopic image
次に、立体像合成演算部107において、立体像演算部102より転送された複数の立体像から単一の立体像を合成する処理を行い(step11)、得られた合成立体像を出力する(step12)。
Next, the stereoscopic image
図10は、立体像合成処理の説明図である。図10において、17は各個眼像対から生成された立体像を表す。各立体像17における升目は距離演算で用いた小領域を表し、各小領域に対応して算出された被写体距離が格納されている。図10において、各立体像17は、その生成に用いられた個眼像対の位置に応じて配置されている。図9に示す複眼像における隣接するレンズによる個眼像対から立体像を生成した場合、16個の立体像17が得られている。18は、合成される単一の立体像(合成立体像)を表し、メモリ空間に仮想的に生成するものである。各立体像17は、レンズアレイにおけるレンズピッチ分ずつシフトした位置から被写体を観察しており、例えば小領域17aと小領域17bとはレンズピッチだけ実空間でシフトした位置に相当する。当該シフト量に応じて、各立体像17の距離データを図10のように空間18に順次配置していき、全立体像のデータを配置すれば単一の合成立体像が得られる。図10の空間18ではデータの配置間隔をちょうど1(単位は小領域)としているが、1を超え、あるいは、0.5や2.1など小数を含むような場合は、補間により配置すべきデータの値を求めてもよい。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the stereoscopic image synthesis process. In FIG. 10,
ここでは立体像演算部102において、隣接した個眼像の対を用いて立体像を生成したが、これに限られない。個眼像A(1,1),A(3,1)というように隣接しない個眼像の対を用いて立体像を生成してもよいし、また、複眼像中の一部の個眼像のみ立体像生成に利用するようにしてもよい。立体像の生成のために、どのような個眼像対を用いるか、あるいは、複眼像中の個眼像のいくつを用いるか等は、要求される計算時間、立体像のサイズ、距離分解能等を考慮して適宜決めればよい。
Here, the stereoscopic
さて、登録/認証切替部103で動作が登録動作に切り替えられた場合には、立体像登録データベース部104において、立体像合成演算部107より出力された立体像、あるいは、該立体像から抽出された特徴量(血管パターンの分岐点の位置座標や分岐方向など)が、個人認証用データとして登録される。登録/認証切替部103で動作が認証動作に切り替えられた場合には、立体像照合演算部105で、立体像合成演算部107より出力された立体像又はそれから抽出した特徴量と、立体像登録データベース部104から取り出された立体像又は特徴量との照合演算が行われ、照合演算の結果から判定出力部106で被認証者が登録済みの人物であるか否かが判定され、その結果が出力される。
When the registration /
ここまでの説明から理解されるように、本実施例に係る個人認証装置は、立体像合成演算部107による合成立体像を指1に固有の生体情報として取得する生体情報取得装置を包含するものであり、また、この生体情報又はそれより抽出した特徴量を個人認証用データとして登録する装置を包含するものである。
As can be understood from the description so far, the personal authentication device according to the present embodiment includes a biological information acquisition device that acquires a combined stereoscopic image by the stereoscopic image combining
なお、立体像登録データベース部104を装置内に設けず、装置外に設けられた立体像登録データベースより個人登録データ(立体像又はその特徴量)を取り込んで立体像照合演算部105に入力するような構成とすることもでき、かかる構成の個人認証装置も本発明に包含される。
The stereoscopic image
前記実施例2においては、複数の個眼像対に基づいて生成した複数の立体像から、よりサイズの大きな1つの立体像を合成し、これを認証に利用することにより、個眼像対から生成される個眼像のサイズが小さい場合にも高い認証精度を確保することができる。しかし、複数の立体像を1つの立体像に合成する処理のために演算時間が増大する点が難点である。 In the second embodiment, a single stereoscopic image having a larger size is synthesized from a plurality of stereoscopic images generated based on a plurality of single-eye image pairs, and this is used for authentication. Even when the size of the generated single eye image is small, high authentication accuracy can be ensured. However, the point that calculation time increases for the process which synthesize | combines a some stereo image into one stereo image is a difficulty.
本発明の実施例3においては、複眼像中の複数の所定の個眼像を利用して被写体の1以上の立体像を生成するとともに、他の複数の個眼像から被写体の平面的な単一の再構成像を生成し、被写体の立体像と再構成像の両方を個人認証に利用することにより、立体像のサイズが小さい場合にも情報不足による認証精度の低下を防止することができる。また、平面的な再構成像の生成処理は、立体像の合成処理に比べ演算時間は少なくて済むため、必要な演算時間を抑えることができる。
In
図11は、このような実施例3に係る個人認証装置の構成説明図である。複眼撮像系は前記実施例1,2と同様である。処理系は、再構成像演算部202、再構成像登録データベース部(DB)204、再構成像照合演算部205が追加されている点などが前記実施例1,2と異なる。
FIG. 11 is a configuration explanatory diagram of such a personal authentication device according to the third embodiment. The compound eye imaging system is the same as in the first and second embodiments. The processing system is different from the first and second embodiments in that a reconstructed
本実施例において、立体像演算部102(立体像生成手段)では、レンズアレイ3の両端部のレンズ3a,3cによる個眼像の対、すなわち、図9に示す左端列と右端列の個眼像の対(A(1,1)とA(5,1)の対、A(1,2)とA(5,2)の対、A(1,3)とA(5,3)の対、A(1,4)とA(5,4)の対、A(1,5)とA(5,5)の対)に基づいて被写体の5つの立体像を生成する。各個眼像対から立体像を生成する方法は前記実施例1に述べた通りである。再構成像演算部202(再構成像生成手段)では、レンズアレイの残りのレンズによる個眼像、すなわち図9に示す複眼像における中央部3列の個眼像から、被写体の平面的な単一の再構成像を生成する。
In the present embodiment, the stereoscopic image calculation unit 102 (stereoscopic image generating means) is a pair of single-eye images by the
再構成像を生成するための演算処理について以下に説明する。個眼像で観察される血管(静脈)パターンは、本来はその奥行き方向の位置ごとに異なる視差を有するが、再構成像の生成の場合は、個眼像内では被写体は一定の視差を有するとして取り扱う。つまり、レンズ主平面から血管パターンが分布する平面との距離が一定であり、光学倍率及びレンズアレイにおける各レンズ間隔により決定される視差が一定であるとして扱う。 An arithmetic process for generating a reconstructed image will be described below. The blood vessel (vein) pattern observed in a single-eye image originally has different parallax for each position in the depth direction, but in the case of generating a reconstructed image, the subject has a constant parallax in the single-eye image Treat as. That is, the distance from the lens main plane to the plane on which the blood vessel pattern is distributed is constant, and the parallax determined by the optical magnification and the lens spacing in the lens array is constant.
図12は再構成像の生成の説明図である。図12に示すように、再構成像生成に用いられる個眼像21から画素輝度21aを取り出し、個眼像の位置と視差に応じた、演算器内の仮想空間における再構成像22の位置に、取り出した画素輝度を配置する。各個眼像の全画素に対して上記画素輝度の配置を繰り返すことにより、拡大像を取得することができる。仮想空間における再構成像22のサイズを個眼像21のサイズより大きくしておき、サブピクセルの視差を考慮しながら上記処理を実施すれば、個眼像の解像力より高い解像力で再構成像を生成することができる。なお、複眼像を構成する個眼像は、被写体の上下左右が反転しているが、図12における個眼像21は上下左右の反転を戻す処理をした後のものである。
FIG. 12 is an explanatory diagram of generation of a reconstructed image. As shown in FIG. 12, the
図13に、上述した再構成像生成に関連した処理フローを示す。画像入力部101において、撮像素子6から取り込んだ複眼像の上記中央部分を抽出し、該中央部分から遮光部材の影を除去した個眼像を抽出し、抽出した個眼像を再構成像演算部202へ転送する(step21,22)。再構成像演算部202において、それら個眼像についてレンズアレイ3のレンズ間隔等で一意的に決まる視差を取得し(step23)、その視差を利用して図12で説明したような個眼像の画素輝度の再配置により再構成像を生成し、出力する(step24,25)。
FIG. 13 shows a processing flow related to the above-described reconstruction image generation. In the
なお、皮膚厚みの個人差などで血管平面までの距離が変わり、視差を一意的に決定できない場合は、各個眼像間の視差をブロックマッチング演算等により検出して、検出した視差を上記再構成処理に反映させてもよい。レンズアレイにおけるレンズピッチに誤差が少ない場合は、複眼像を構成する個眼像の中から基準とする個眼像1つと視差検出のための個眼像1つを取り出し、それらの個眼像間の視差を検出して、他の個眼像の基準個眼像に対する視差をレンズピッチに基づき算出してもよく、このようにすれば視差検出演算が一回で済むため演算負荷を低減することができる。 If the distance to the blood vessel plane changes due to individual differences in skin thickness, etc., and the parallax cannot be determined uniquely, the parallax between each eye image is detected by block matching calculation etc., and the detected parallax is reconstructed above It may be reflected in the processing. When there is little error in the lens pitch in the lens array, one single eye image as a reference and one single eye image for parallax detection are extracted from the single eye images constituting the compound eye image, and the distance between these single eye images is extracted. The parallax of the other single-eye image with respect to the reference single-eye image may be calculated based on the lens pitch, and in this way, the calculation load is reduced because only one parallax detection calculation is required. Can do.
さて、本実施例に係る個人認証装置は、登録/認証切替部103で動作を登録動作又は認証動作に切り替えることができる。
In the personal authentication apparatus according to the present embodiment, the registration /
登録動作に切り替えられた場合には、立体像演算部10で生成された立体像及び再構成像演算部202で生成された再構成像が、立体像登録データベース部104及び再構成像データベース部205に個人認証用データとしてそれぞれ登録される。本実施例の場合、一人分の個人認証用データは、5つの立体像と1つの再構成像とからなる。
When the registration operation is switched, the stereoscopic image generated by the stereoscopic
認証動作に切り替えられた場合には、立体像照合演算部105において、立体像演算部102により生成された立体像と、立体像登録データベース部104より取り出された立体像との照合演算が行われ、また、再構成像照合演算部205において、再構成像演算部202により生成された再構成像と再構成像データベース部204より取り出された再構成像との照合演算が行われる。この立体像及び再構成像の照合演算には、公知のパターンマッチング演算などを用いればよい。そして、判定出力部206において、同じ登録者に関する登録データについて、立体像照合演算部105の照合で一致がとれたと判定し、かつ、再構成像照合演算部205の照合で一致がとれたと判定した場合にのみ、被認証者を当該登録者と同一人であると最終的に判定し、その旨を出力する。このように、判定出力部206は、立体像照合演算部105及び再構成像照合演算部205とともに認証処理手段を構成するものである。なお、立体像照合演算部105の照合で一致がとれた場合とは、具体的には例えば、複数の個眼像対から生成された複数の立体像のうちの所定個数以上の立体像について一致した場合、所定位置の個眼像対から生成された立体像について一致した場合などである。
In the case of switching to the authentication operation, the stereoscopic image matching
登録動作の際に、立体像登録データベース部104及び/又は再構成像登録データベース部204において、立体像又は再構成像から血管パターンの分岐点の位置座標や分岐方向などの特徴量を抽出し、該特徴量を認識用データとして登録するようにしてもよい。この場合、認証動作時に、立体像照合演算部105及び/又は再構成像照合演算部205において、被認証者について取得した立体像又は再構成像から同様の特徴量を抽出し、この特徴量と各データベース部104,204に登録されている特徴量との照合演算を行うようにする。かかる構成も本発明に包含される。
During the registration operation, in the stereoscopic image
ここまでの説明から理解されるように、本実施例に係る個人認証装置は、指1に係る生体情報として、立体像演算部102により生成される被写体の立体像と、再構成像演算部202により生成される被写体の平面的な再構成像とを取得する生体情報取得装置を包含するものであり、また、この生体情報又はそれより抽出した特徴量を個人認証用データとして登録する個人認証用データ登録装置を包含するものである。
As understood from the description so far, the personal authentication device according to the present embodiment uses the stereoscopic image of the subject generated by the stereoscopic
なお、立体像登録データベース部104及び再構成像登録データベース204を装置内に設けず、装置外に設けられた各データベースより個人登録データ(立体像又はその特徴量と再構成像又はその特徴量)を取り込んで立体像照合演算部105及び再構成像照合演算部205にそれぞれ入力するような構成とすることもでき、かかる構成の個人認証装置も本発明に包含される。
Note that the stereoscopic image
1 指(生体部位)
2 血管(被写体)
3 レンズアレイ
4 遮光部材
6 撮像素子
8 発光ダイオード
102 立体像演算部
103 登録/認証切替部
104 立体像登録データベース部
105 立体像照合演算部
106 判定出力部
107 立体像合成演算部
202 再構成像演算部
204 再構成像データベース部
205 再構成像照合演算部
206 判定出力部
1 finger (living part)
2 Blood vessels (subject)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複眼撮像系により撮像された複眼像中の複数の個眼像に基づいて前記被写体の立体像を生成する立体像生成手段、
を有し、
前記立体像生成手段により生成される立体像を前記生体部位に関する生体情報として取得する生体情報取得装置。 It includes a lens array in which a plurality of lenses are arrayed and an image sensor located on the image side thereof, and is connected by each lens of the lens array with a blood vessel inside a living body part located on the subject side of the lens array as a subject. A compound eye imaging system that captures a compound eye image, which is a set of images to be imaged (denoted as a single eye image), with the imaging element;
Stereoscopic image generating means for generating a stereoscopic image of the subject based on a plurality of single-eye images in a compound eye image captured by the compound eye imaging system;
Have
A biological information acquisition apparatus that acquires a stereoscopic image generated by the stereoscopic image generation means as biological information related to the biological part.
前記複眼撮像系により撮像された複眼像中の複数の個眼像に基づいて前記被写体の複数の立体像を生成する立体像生成手段、
前記立体像生成手段により生成された複数の立体像を合成して単一の立体像を生成する立体像合成手段、
を有し、
前記立体像合成手段により生成される立体像を前記生体部位に関する生体情報として取得する生体情報取得装置。 It includes a lens array in which a plurality of lenses are arrayed and an image sensor located on the image side thereof, and is connected by each lens of the lens array with a blood vessel inside a living body part located on the subject side of the lens array as a subject. A compound eye imaging system that captures a compound eye image, which is a set of images to be imaged (denoted as a single eye image), with the imaging element;
Stereoscopic image generating means for generating a plurality of stereoscopic images of the subject based on a plurality of single-eye images in a compound eye image captured by the compound eye imaging system;
3D image synthesis means for generating a single 3D image by combining a plurality of 3D images generated by the 3D image generation means;
Have
A biological information acquisition apparatus that acquires a stereoscopic image generated by the stereoscopic image synthesis means as biological information related to the biological part.
前記複眼撮像系により撮像された複眼像中の複数の所定の個眼像に基づいて前記被写体の立体像を生成する立体像生成手段、
前記撮像素子により撮像された複眼像中の前記所定の個眼像以外の複数の個眼像に基づいて、前記被写体の平面的な再構成像を生成する再構成像生成手段、
を有し、
前記立体像生成手段により生成される立体像及び前記再構成像生成手段により生成される再構成像を前記生体部位に関する生体情報として取得する生体情報取得装置。 It includes a lens array in which a plurality of lenses are arrayed and an image sensor located on the image side thereof, and is connected by each lens of the lens array with a blood vessel inside a living body part located on the subject side of the lens array as a subject. A compound eye imaging system that captures a compound eye image, which is a set of images to be imaged (denoted as a single eye image), with the imaging element;
Stereoscopic image generating means for generating a stereoscopic image of the subject based on a plurality of predetermined single-eye images in a compound eye image captured by the compound eye imaging system;
Reconstructed image generating means for generating a planar reconstructed image of the subject based on a plurality of single-eye images other than the predetermined single-eye image in the compound-eye image captured by the image sensor;
Have
The biological information acquisition apparatus which acquires the three-dimensional image produced | generated by the said three-dimensional image production | generation means and the reconstruction image produced | generated by the said reconstruction image production | generation means as biological information regarding the said biological body part.
前記生体情報取得装置により取得された生体情報又は該生体情報から抽出した特徴量を予め登録されたデータと照合することにより個人認証を行う認証処理手段、
を有する個人認証装置。 The biological information acquisition apparatus according to any one of claims 1 to 7,
Authentication processing means for performing personal authentication by collating biometric information acquired by the biometric information acquisition apparatus or feature amounts extracted from the biometric information with pre-registered data;
A personal authentication device.
動作を登録動作又は認証動作に切り替える動作切替手段、
前記動作切替手段により動作が登録動作に切り替えられた場合に、前記生体情報取得装置により取得された生体情報又は該生体情報から抽出した特徴量を、個人認証のためのデータとして登録するデータベース手段、
前記動作切替手段により動作が認証動作に切り替えられた場合に、前記生体情報取得装置により取得された生体情報又は該生体情報から抽出した特徴量を前記データベース手段に登録されているデータと照合することにより個人認証を行う認証処理手段、
を有する個人認証装置。 The biological information acquisition apparatus according to any one of claims 1 to 7,
An operation switching means for switching the operation to a registration operation or an authentication operation;
Database means for registering the biometric information acquired by the biometric information acquisition device or the feature quantity extracted from the biometric information as data for personal authentication when the operation is switched to the registration operation by the action switching means;
When the operation is switched to the authentication operation by the operation switching unit, the biometric information acquired by the biometric information acquisition device or the feature amount extracted from the biometric information is collated with the data registered in the database unit. Authentication processing means for performing personal authentication by
A personal authentication device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008198344A JP2010039534A (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Biological information acquisition device and personal authentication device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2450829A2 (en) | 2010-11-04 | 2012-05-09 | Hitachi, Ltd. | Biometrics authentication device and method |
-
2008
- 2008-07-31 JP JP2008198344A patent/JP2010039534A/en active Pending
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EP2450829A2 (en) | 2010-11-04 | 2012-05-09 | Hitachi, Ltd. | Biometrics authentication device and method |
US8908930B2 (en) | 2010-11-04 | 2014-12-09 | Hitachi, Ltd. | Biometrics authentication device and method |
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