JP2010049301A

JP2010049301A - Personal authentication apparatus

Info

Publication number: JP2010049301A
Application number: JP2008210380A
Authority: JP
Inventors: Toshio Oe; 敏男大江
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-03-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a personal authentication apparatus (fingerprint authentication apparatus) which can maintain verification accuracy even when a fingerprint image during verification rotates to the fingerprint image in registration. SOLUTION: The personal authentication apparatus 1000 irradiates a fingertip which is a tip side of a finger with light, photographs a fingerprint image of the finger lightened with the irradiated light, and authenticates an individual based on the photographed fingerprint image. This personal authentication apparatus 1000 includes: a first light source which irradiates one side face of the fingertip with the light; a second light source which irradiates the other side face of the fingertip with the light; an image photographing part 121 which photographs a first fingerprint image which is the fingerprint image when only the first light source is radiated, and a second fingerprint image which is the fingerprint image when only the second light source is radiated; and a rotating state determination part which determines a rotating state of the fingertip rotating in the direction toward the fingertip from a first indirectness to a reference status defined beforehand, based on the first fingerprint image and the second fingerprint image. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、人の指紋を照合する個人認証装置に関する。 The present invention relates to a personal authentication device for collating human fingerprints.

従来技術（例えば特許文献１）について、図を用いて説明する。図１５は、指１０１が、指を挿入する操作部１０２（指挿入部）に挿入された状態を示している。図１５（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示している。この状態で指１０１の上方にある光源１０３から光が指１０１に照射されると、レンズ１０４により、指１０１を透過した光源１０３の透過光が撮像素子１０５に結像する。図１５の場合は図１６に示すように、透過光１０６は撮像素子１０５において、指紋のある指の腹である指腹画像１０７のように撮影され、指１０１の指紋の凹凸を濃淡画像とした指紋画像１１７が得られる。 Prior art (for example, Patent Document 1) will be described with reference to the drawings. FIG. 15 shows a state where the finger 101 is inserted into the operation unit 102 (finger insertion unit) for inserting the finger. FIG. 15A shows a front view, and FIG. 15B shows a side view. In this state, when the finger 101 is irradiated with light from the light source 103 above the finger 101, the transmitted light of the light source 103 that has passed through the finger 101 is imaged on the image sensor 105 by the lens 104. In the case of FIG. 15, as shown in FIG. 16, the transmitted light 106 is photographed by the image sensor 105 like a finger pad image 107 that is the belly of a finger with a fingerprint, and the fingerprint unevenness of the finger 101 is converted into a grayscale image. A fingerprint image 117 is obtained.

図１７は、図１５の場合において、指１０１が回転した場合を示している。指１０１が回転した場合、その指腹画像は図１６の指腹画像１０７に対して、図１７の指腹画像１０８ようになり、また、指１０１が回転した場合の指紋画像１１７は図１７に示すように、指１０１の回転に合わせて右側に移動している。 FIG. 17 shows a case where the finger 101 rotates in the case of FIG. When the finger 101 rotates, the finger pad image becomes a finger pad image 108 of FIG. 17 with respect to the finger pad image 107 of FIG. 16, and the fingerprint image 117 when the finger 101 rotates is shown in FIG. As shown, it moves to the right as the finger 101 rotates.

図１８は、図１５に対応する従来の指紋認証装置のブロック図を示す。図１８の指紋認証装置では、指１０１が置かれた状態で、光源点灯部１２０により指に光源１０３から光を照射し、画像撮影部１２１にて指紋画像１１７を撮像する。指紋細線化部１２２にて細線化し、指紋特徴点データ抽出部１２３にて、特徴点データを抽出し、特徴点データ比較部１２４にて、登録されているデータと比較し、比較結果表示部１２５にて照合結果を通知する構成である。
特開２００３−８５５３８号公報 FIG. 18 shows a block diagram of a conventional fingerprint authentication apparatus corresponding to FIG. In the fingerprint authentication apparatus of FIG. 18, with the finger 101 placed, the light source lighting unit 120 irradiates the finger with light from the light source 103 and the image photographing unit 121 captures the fingerprint image 117. Thinning is performed by the fingerprint thinning unit 122, feature point data is extracted by the fingerprint feature point data extraction unit 123, and is compared with the registered data by the feature point data comparison unit 124, and the comparison result display unit 125 is compared. In this configuration, the verification result is notified.
JP 2003-85538 A

従来の指紋認証装置（例えば特許文献１）では、上記のとおり指１０１が回転して操作された場合には図１７で説明したように指紋画像１１７は移動するが、指紋認証装置側は、それが回転している画像かどうかを検出することができない。このため、指紋の登録時は指１０１が水平に操作され、指紋を照合するときには指１０１が回転されて操作された場合、照合精度が低下するという課題があった。 In the conventional fingerprint authentication device (for example, Patent Document 1), when the finger 101 is rotated and operated as described above, the fingerprint image 117 moves as described with reference to FIG. Cannot detect if is a rotating image. For this reason, when the finger 101 is operated horizontally during fingerprint registration, and when the finger 101 is rotated and operated when collating the fingerprint, there is a problem that collation accuracy is lowered.

この発明は、登録時の指紋画像に対して照合時の指紋画像が回転している場合にも、照合精度の維持可能な個人認証装置（指紋認証装置）を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a personal authentication device (fingerprint authentication device) capable of maintaining the accuracy of collation even when the fingerprint image at the time of collation is rotated with respect to the fingerprint image at the time of registration.

この発明の個人認証装置は、
指の第１関節よりも先端側である指先端部に光を照射し、照射された光に照らされた指紋の指紋画像を撮影し、撮影された指紋画像に基づき個人を認証する個人認証装置において、
前記指先端部の一方の側面に光を照射する第１光源と、
前記指先端部の他方の側面に光を照射する第２光源と、
前記第１光源のみが照射された場合の前記指紋画像である第１指紋画像と、前記第２光源のみが照射された場合の前記指紋画像である第２指紋画像とを撮影する撮影部と、
前記第１指紋画像と前記第２指紋画像とに基づいて、予め定められた基準状態に対する第１間接から指先に向かう方向回りの前記指先端部の回転状態を判定する回転状態判定部と
を備えたことを特徴とする。 The personal authentication device of this invention is
A personal authentication device that irradiates light on the tip of the finger, which is the tip of the first joint of the finger, shoots a fingerprint image of the fingerprint illuminated by the irradiated light, and authenticates the individual based on the captured fingerprint image In
A first light source that emits light to one side surface of the finger tip;
A second light source for irradiating light to the other side surface of the finger tip;
A photographing unit for photographing the first fingerprint image that is the fingerprint image when only the first light source is irradiated; and the second fingerprint image that is the fingerprint image when only the second light source is irradiated;
A rotation state determination unit that determines a rotation state of the finger tip portion around the direction from the first indirect to the fingertip with respect to a predetermined reference state based on the first fingerprint image and the second fingerprint image; It is characterized by that.

この発明により、登録時の指紋画像に対して照合時の指紋画像が回転している場合にも、照合精度の維持可能な個人認証装置（指紋認証装置）を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a personal authentication device (fingerprint authentication device) capable of maintaining collation accuracy even when the fingerprint image at the time of collation is rotated with respect to the fingerprint image at the time of registration.

実施の形態１．
図１〜図１４を参照して実施の形態１を説明する。実施の形態１の個人認証装置１０００は、指紋によって個人認証する個人認証装置において、指が操作部１０２に挿入された場合に、指の先端の左右から時間を異にして光を照射し、左右の光のそれぞれによって照らされた指紋画像を撮影し、それぞれの指紋画像に基づいて、指の回転状態を判定する構成である。この回転状態を判定することにより、登録時の指紋画像に対して照合時の指紋画像が回転している場合にも、照合精度の維持可能な個人認証装置が提供可能である。 Embodiment 1 FIG.
The first embodiment will be described with reference to FIGS. The personal authentication device 1000 according to the first embodiment is a personal authentication device that performs personal authentication using a fingerprint. When a finger is inserted into the operation unit 102, light is emitted from the left and right of the tip of the finger at different times. In this configuration, a fingerprint image illuminated by each of the light beams is photographed, and the rotation state of the finger is determined based on each fingerprint image. By determining the rotation state, it is possible to provide a personal authentication device capable of maintaining the collation accuracy even when the fingerprint image at the time of collation is rotated with respect to the fingerprint image at the time of registration.

以下の実施の形態１では、まずアイデアの内容を説明し、次に、そのアイデアを実現する装置について説明する。 In the first embodiment below, the contents of an idea will be described first, and then an apparatus for realizing the idea will be described.

図１は、実施の形態１の個人認証装置１０００に指１０１がセットされた状態を示している。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図である。すなわち、指１０１が、指を挿入する操作部１０２に挿入されている状態で、左右の側方に配置された右側光源１０３Ｒ、左側光源１０３Ｌから光が照射されている状態を示している。右側光源１０３Ｒ、左側光源１０３Ｌは、指の第１関節よりも先端側である指先端部に向けて光を照射する。図１（ｂ）は、指１０１を透過してきた光源１０３の透過光がレンズ１０４によって撮像素子１０５に結像する状態を示している。 FIG. 1 shows a state where the finger 101 is set on the personal authentication apparatus 1000 of the first embodiment. FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a front view. That is, a state is shown in which light is emitted from the right light source 103R and the left light source 103L disposed on the left and right sides while the finger 101 is inserted into the operation unit 102 for inserting the finger. The right light source 103R and the left light source 103L irradiate light toward the finger tip, which is the tip side of the first joint of the finger. FIG. 1B shows a state in which the transmitted light of the light source 103 that has passed through the finger 101 forms an image on the image sensor 105 by the lens 104.

（動作）
次に動作について説明する。 (Operation)
Next, the operation will be described.

（右側光源１０３Ｒによる照射：指１０１が水平にセット）
図２は、指１０１は回転せず水平に操作されている状態を示している。即ち、図２は、指１０１が操作部１０２に水平に挿入されている状態である。右側光源１０３Ｒ（第１光源）からの光が指１０１の右側表面に照射され（照射後のこの表面を明部１１５Ａと呼ぶ）、透過光１０６はレンズ１０４にて撮像素子１０５に結像する。 (Irradiation by right light source 103R: finger 101 is set horizontally)
FIG. 2 shows a state in which the finger 101 is operated horizontally without rotating. That is, FIG. 2 shows a state where the finger 101 is inserted horizontally into the operation unit 102. Light from the right light source 103 R (first light source) is irradiated on the right surface of the finger 101 (this surface after irradiation is referred to as a bright portion 115 A), and the transmitted light 106 forms an image on the image sensor 105 through the lens 104.

図３は、指腹画像１０９Ａが撮像素子１０５に結像した状態を示している。指腹画像１０９Ａには、右側光源１０３Ｒにより光が照射された明部１１５Ａ及び指紋画像１１７が現れている。 FIG. 3 shows a state in which the finger pad image 109 A is formed on the image sensor 105. In the finger pad image 109A, a bright portion 115A and a fingerprint image 117 irradiated with light from the right light source 103R appear.

（左側光源１０３Ｌによる照射：指１０１が水平にセット）
図４は、左側光源１０３Ｌ（第２光源）からの光が指１０１の左側表面に照射され（照射後のこの表面を明部１１５Ｂと呼ぶ）、透過光１０６はレンズ１０４によって撮像素子１０５に結像する。 (Irradiation by the left light source 103L: the finger 101 is set horizontally)
In FIG. 4, light from the left light source 103 L (second light source) is irradiated on the left surface of the finger 101 (this surface after irradiation is referred to as a bright portion 115 B), and the transmitted light 106 is coupled to the image sensor 105 by the lens 104. Image.

図５は図３に対応し、指腹画像１０９Ｂが撮像素子１０５に結像した状態を示している。指腹画像１０９Ｂには、左側光源１０３Ｌにより光が照射された明部１１５Ｂ及び指紋画像１１７が現われている。 FIG. 5 corresponds to FIG. 3 and shows a state in which the finger pad image 109B is formed on the image sensor 105. In the finger pad image 109B, a bright portion 115B and a fingerprint image 117 irradiated with light from the left light source 103L appear.

（認証用合成画像の生成）
図６の指腹画像１１０は、図３の左側半分の画像と、図５の右側半分の画像とを合成した指腹画像である。この合成は後述の左右画像合成部１２８（合成画像生成部）が行なう。図６ではそれぞれの指腹画像の明部１１５Ａ、明部１１５Ｂの反対側半分の画像を合成しているため、全体に渡って指紋画像が映っている。 (Generation of authentication composite image)
A finger pad image 110 in FIG. 6 is a finger pad image in which the left half image in FIG. 3 and the right half image in FIG. 5 are combined. This composition is performed by a left and right image composition unit 128 (composite image generation unit) described later. In FIG. 6, since the images on the opposite sides of the bright part 115A and the bright part 115B of each finger pad image are combined, the fingerprint image is shown throughout.

（回転状態判定用合成画像の生成）
図７は、図６とは反対に、図３の右側半分の画像と、図５の左側半分の画像とを合成した指腹画像である。この合成は後述の左右画像合成部１２８（合成画像生成部）が行なう。合成された指腹画像１１１には、明部１１５Ａ、１１５Ｂが映っている。図２、図４の場合、指１０１は水平に操作されているため、図７の合成画像（指腹画像１１１）では、明部１１５Ａ、１１５Ｂの面積は左右で、ほぼ同様となっている。 (Generation of composite image for rotation state determination)
FIG. 7 is a finger pad image obtained by synthesizing the right half image of FIG. 3 and the left half image of FIG. 5 contrary to FIG. This composition is performed by a left and right image composition unit 128 (composite image generation unit) described later. Bright portions 115A and 115B are shown in the synthesized finger pad image 111. In the case of FIGS. 2 and 4, since the finger 101 is operated horizontally, the areas of the bright portions 115A and 115B are substantially the same on the left and right in the composite image (finger belly image 111) of FIG.

（右側光源１０３Ｒによる照射：指１０１が回転した状態でセット）
図８は図２に対応するが、図８は指１０１を回転させて操作している。右側光源１０３Ｒからの光が指１０１の右側表面に照射され（照射後のこの表面を明部１１６Ａと呼ぶ）、透過光１０６はレンズ１０４にて撮像素子１０５に結像する。 (Irradiation by the right light source 103R: set with the finger 101 rotated)
FIG. 8 corresponds to FIG. 2, but FIG. 8 is operated by rotating the finger 101. Light from the right light source 103 R is irradiated on the right surface of the finger 101 (this surface after irradiation is referred to as a bright portion 116 A), and the transmitted light 106 is imaged on the image sensor 105 by the lens 104.

図９は図３に対応する図である。図９は、指腹画像１１２Ａが結像した状態を示している。指腹画像１１２Ａには、右側光源１０３Ｒにより光が照射された明部１１６Ａ及び指紋画像１１７が現れている。 FIG. 9 corresponds to FIG. FIG. 9 shows a state in which the finger pad image 112A is formed. In the finger pad image 112A, a bright portion 116A and a fingerprint image 117 irradiated with light from the right light source 103R appear.

（左側光源１０３Ｌによる照射：指１０１が回転した状態でセット）
図１０は図４に対応する図である。図１０は、左側光源１０３Ｌからの光が指１０１の左側表面に照射され（照射後のこの表面を明部１１６Ｂと呼ぶ）、透過光１０６はレンズ１０４にて撮像素子１０５に結像する。 (Irradiation by the left light source 103L: set with the finger 101 rotated)
FIG. 10 corresponds to FIG. In FIG. 10, light from the left light source 103 L is irradiated on the left surface of the finger 101 (this surface after irradiation is called a bright portion 116 B), and the transmitted light 106 is imaged on the image sensor 105 by the lens 104.

図１１は図５に対応する図である。図１１は、指腹画像１１２Ｂが結像した状態を示している。指腹画像１１２Ｂには、左側光源１０３Ｌにより光が照射された明部１１６Ｂ及び指紋画像１７が現れている。 FIG. 11 corresponds to FIG. FIG. 11 shows a state in which the finger pad image 112B is formed. In the finger pad image 112B, a bright portion 116B and a fingerprint image 17 that are irradiated with light from the left light source 103L appear.

（認証用合成画像の生成：左右画像合成部）
図１２は図６に対応する図である。指腹画像１１３は、図９の左側半分の画像と、図１１の右側半分の画像を合成した画像である。それぞれの指腹画像の明部１１６Ａ、１１６Ｂの反対側半分の画像を用いて合成しているが、指１０１を回転させて操作しているため、指紋画像１１７が右側に移動して映っている。 (Generation of authentication composite image: left and right image composition unit)
FIG. 12 corresponds to FIG. The finger pad image 113 is an image obtained by combining the left half image of FIG. 9 and the right half image of FIG. 11. The images of the opposite sides of the bright portions 116A and 116B of each finger pad image are combined, but since the finger 101 is rotated and operated, the fingerprint image 117 appears to move to the right. .

（回転状態判定用合成画像の生成：左右画像合成部）
図１３は図７に対応する指腹画像１１４である。図１３では図１２とは反対に、図９の右側半分の画像と、図１１の左側半分の画像とを合成した指腹画像である。図１３の指腹画像１１４は、明部１１６Ａ、明部１１６Ｂが映っている。指１０１の断面は楕円形をしており、また、図８、図１０のように回転されているため、明部１１６Ａの面積が広く、明部１１６Ｂの面積が狭くなっている。この明部の面積の比率から、個人認証装置１０００は、「指１０１の回転の向きと角度」（回転状態の一例）を検出することができる。 (Generation of rotation state composite image: left and right image synthesis unit)
FIG. 13 is a finger pad image 114 corresponding to FIG. 13 is a finger pad image obtained by synthesizing the right half image of FIG. 9 and the left half image of FIG. The finger pad image 114 in FIG. 13 includes a bright part 116A and a bright part 116B. Since the cross section of the finger 101 is elliptical and is rotated as shown in FIGS. 8 and 10, the area of the bright part 116A is large and the area of the bright part 116B is narrow. The personal authentication apparatus 1000 can detect “the direction and angle of rotation of the finger 101” (an example of a rotation state) from the area ratio of the bright part.

図１４は、実施の形態１における個人認証装置１０００のブロック図である。個人認証装置１０００は、画像撮影部１２１（撮影部）、指紋細線化部１２２、指紋特徴点データ抽出部１２３、比較結果表示部１２５、右側光源点灯部１２６、左側光源点灯部１２７、左右画像合成部１２８（合成画像生成部）、明暗分布抽出部１２９、指回転角度計算部１３０、特徴点データ・回転角度比較部１３１を備えている。明暗分布抽出部１２９と指回転角度計算部１３０は回転状態判定部を構成する。また、指紋細線化部１２２、指紋特徴点データ抽出部１２３、特徴点データ・回転角度比較部１３１は、検索部を構成する。 FIG. 14 is a block diagram of personal authentication apparatus 1000 according to the first embodiment. The personal authentication device 1000 includes an image photographing unit 121 (photographing unit), a fingerprint thinning unit 122, a fingerprint feature point data extracting unit 123, a comparison result display unit 125, a right light source lighting unit 126, a left light source lighting unit 127, and left and right image synthesis. A unit 128 (composite image generation unit), a light / dark distribution extraction unit 129, a finger rotation angle calculation unit 130, and a feature point data / rotation angle comparison unit 131. The light / dark distribution extraction unit 129 and the finger rotation angle calculation unit 130 constitute a rotation state determination unit. The fingerprint thinning unit 122, the fingerprint feature point data extraction unit 123, and the feature point data / rotation angle comparison unit 131 constitute a search unit.

（１）右側光源点灯部１２６は、右側光源１０３Ｒ（第１光源）を点灯させて、指の先端側である指先端部の右側の側面に光を照射する。
（２）左側光源点灯部１２７は、左側光源１０３Ｌ（第２光源）を点灯させて、指先端部の左側の側面に光を照射する。
（３）画像撮影部１２１は、右側光源１０３Ｒのみが照射された場合の指紋画像である第１指紋画像（例えば図９）と、左側光源１０３Ｌのみが照射された場合の指紋画像である第２指紋画像（例えば図１１）とを撮影する。
（４）回転状態判定部は、第１指紋画像と第２指紋画像とに基づいて、予め定められた基準状態に対する指の第１間接から指先に向かう方向回りの指先端部の回転状態（例えば回転の角度、及び回転の方向）を判定する。「予め定められた基準状態」とは、例えば図７に示すように、左右の明部がほぼ同じ面積の状態である。
（５）左右画像合成部１２８は、第１指紋画像と第２指紋画像とに基づいて、回転状態の判定に用いる回転状態判定用合成画像（例えば図１３）を生成する。すなわち、左右画像合成部１２８は、前記第１指紋画像のうちの右側光源１０３Ｒ側の第１光源側領域と、第２指紋画像のうちの左側光源１０３Ｌ側の第２光源側領域とから回転状態判定用合成画像を生成する。そして、回転状態判定部は、回転状態判定用合成画像の第１光源側領域の明るさ（明部１１６Ａ）と、回転状態判定用合成画像の第２光源側領域の明るさ（明部１１６Ｂ）との相違に基づいて、指の前記回転状態を判定する。
（６）また、左右画像合成部１２８は、第１指紋画像と第２指紋画像とに基づいて、認証の対象となる合成画像である認証用合成画像（例えば図１２）を生成する。ここで、「認証用合成画像」とは、真正なものかどうかを判定（認証）される画像である。また、次の「照合用登録データ」とは、真正である人物の指紋画像であって、「認証用合成画像」と同様の処理により回転角度が算出されると共に指紋特徴点データが抽出された指紋画像である。そして、検索部は、回転状態判定部により判定された前記回転状態を参照することにより、指紋が撮影された複数の照合用画像を格納する照合用画像格納部の照合用登録データの中から前記認証用合成画像の示す指紋と一致すると認められる指紋を示す照合用画像を検索する。 (1) The right light source lighting unit 126 turns on the right light source 103R (first light source) and irradiates light on the right side surface of the finger tip, which is the finger tip side.
(2) The left light source lighting unit 127 turns on the left light source 103L (second light source) and irradiates light on the left side surface of the finger tip.
(3) The image capturing unit 121 has a first fingerprint image (for example, FIG. 9) that is a fingerprint image when only the right light source 103R is irradiated and a second fingerprint image that is when only the left light source 103L is irradiated. A fingerprint image (for example, FIG. 11) is taken.
(4) The rotation state determination unit, based on the first fingerprint image and the second fingerprint image, rotates the finger tip portion around the direction from the first indirect of the finger toward the fingertip with respect to a predetermined reference state (for example, The angle of rotation and the direction of rotation). The “predetermined reference state” is a state in which the left and right bright portions have substantially the same area as shown in FIG. 7, for example.
(5) The left and right image combining unit 128 generates a rotation state determination combined image (for example, FIG. 13) used for determination of the rotation state based on the first fingerprint image and the second fingerprint image. That is, the left and right image combining unit 128 rotates from the first light source side region on the right light source 103R side in the first fingerprint image and the second light source side region on the left light source 103L side in the second fingerprint image. A composite image for determination is generated. Then, the rotation state determination unit brightness of the first light source side region of the rotation state determination composite image (bright portion 116A) and brightness of the second light source side region of the rotation state determination composite image (bright portion 116B). The rotation state of the finger is determined based on the difference.
(6) Also, the left and right image composition unit 128 generates an authentication composite image (for example, FIG. 12), which is a composite image to be authenticated, based on the first fingerprint image and the second fingerprint image. Here, the “authentication composite image” is an image that is determined (authenticated) as to whether or not it is authentic. The next “registration registration data” is a genuine fingerprint image of a person, and the rotation angle is calculated and the fingerprint feature point data is extracted by the same process as the “authentication composite image”. It is a fingerprint image. Then, the search unit refers to the rotation state determined by the rotation state determination unit, so that the collation registration data in the collation image storage unit that stores a plurality of collation images in which fingerprints are photographed is selected. A collation image indicating a fingerprint that is recognized to match the fingerprint indicated by the authentication composite image is searched.

図１４に示す個人認証装置１０００の具体的な動作を説明する。図８、図１０の場合を想定して説明する。
（１）図１４において、指１０１が操作部１０２に置かれた状態で、右側光源点灯部１２６により指１０１の右側から右側光源１０３Ｒによって光を照射し、画像撮影部１２１にて図９の指腹画像１１２Ａ（第１指紋画像）を撮像する。
（２）続いて、左側光源点灯部１２７により指１０１の左側から左側光源１０３Ｌの光を照射し、画像撮影部１２１にて図１１の指腹画像１１２Ｂ（第２指紋画像）を撮像する。
（３）左右画像合成部１２８は、指腹画像１１２Ａ、指腹画像１１２Ｂを合成して図１２の指腹画像１１３（認証用合成画像）、図１３の指腹画像１１４（回転状態判定用合成画像）を生成する。
（４）画像１１３（認証用合成画像）については、指紋細線化部１２２にて細線化し、指紋特徴点データ抽出部１２３にて特徴点データを抽出する。
（５）画像１１４（回転状態判定用合成画像）について、明暗分布抽出部１２９にて画像の右側と左側の明るさの分布を計算し、指回転角度計算部１３０にて分布から回転角度を計算する。すなわち、指回転角度計算部１３０は、図１３の指腹画像１１４単独で先端部の回転角度を算出することができる。（６）指紋の特徴点データと、指（指先端部）の回転角度から、特徴点データ・回転角度比較部１３１が、照合用画像格納部に既に登録されている照合用の照合用登録データと比較し、比較結果表示部１２５にて照合結果を通知する。すなわち、照合用画像格納部に既に登録されている照合用登録データも、回転角度が記憶されている。この場合、特徴点データ・回転角度比較部１３１は、ある照合用登録データと、認証の対象となる指紋との回転角度との差分を算出し、その算出量に応じて特徴点データを移動補正して照合処理を実行する。 A specific operation of the personal authentication apparatus 1000 shown in FIG. 14 will be described. Description will be made assuming the cases of FIGS.
(1) In FIG. 14, with the finger 101 placed on the operation unit 102, the right light source lighting unit 126 irradiates light from the right side of the finger 101 with the right light source 103 R, and the image photographing unit 121 causes the finger of FIG. An abdomen image 112A (first fingerprint image) is captured.
(2) Subsequently, the left light source lighting unit 127 irradiates light of the left light source 103L from the left side of the finger 101, and the image photographing unit 121 captures the finger pad image 112B (second fingerprint image) in FIG.
(3) The left and right image combining unit 128 combines the finger pad image 112A and the finger pad image 112B to combine the finger pad image 113 (authentication composite image) in FIG. 12, and the finger pad image 114 (rotation state determination composite in FIG. 13). Image).
(4) The image 113 (authentication composite image) is thinned by the fingerprint thinning unit 122, and the feature point data is extracted by the fingerprint feature point data extraction unit 123.
(5) For the image 114 (composition image for rotation state determination), the brightness distribution extraction unit 129 calculates the brightness distribution on the right and left sides of the image, and the finger rotation angle calculation unit 130 calculates the rotation angle from the distribution. To do. That is, the finger rotation angle calculation unit 130 can calculate the rotation angle of the tip portion by using the finger pad image 114 alone in FIG. (6) Collation registration data for collation already registered in the collation image storage unit by the feature point data / rotation angle comparison unit 131 from the feature point data of the fingerprint and the rotation angle of the finger (finger tip). The comparison result display unit 125 notifies the comparison result. That is, the rotation angle is also stored in the registration registration data already registered in the verification image storage unit. In this case, the feature point data / rotation angle comparison unit 131 calculates the difference between the registration data for verification and the rotation angle of the fingerprint to be authenticated, and corrects the movement of the feature point data according to the calculated amount. The collation process is executed.

以上のように、実施の形態１の個人認証装置は指の回転を検出することができるため、登録した時の画像と、照合した時の画像を回転に応じて移動補正することにより、照合性能の低下を防止することができる。 As described above, since the personal authentication device according to the first embodiment can detect the rotation of the finger, the collation performance is obtained by correcting the movement of the registered image and the collated image according to the rotation. Can be prevented.

実施の形態１の個人認証装置１０００は、回転状態判定部を備えたので、登録時の指紋画像に対して認証時に撮影された指紋画像が回転している場合にも、照合精度が低下することなく、登録時の指紋画像と認証時に撮影された指紋画像とを照合できる。 Since the personal authentication apparatus 1000 according to the first embodiment includes the rotation state determination unit, even when the fingerprint image taken at the time of authentication is rotated with respect to the fingerprint image at the time of registration, the verification accuracy is reduced. In addition, the fingerprint image at the time of registration can be collated with the fingerprint image taken at the time of authentication.

実施の形態１の個人認証装置１０００では、左右画像合成部１２８（合成画像生成部）が、第１指紋画像と第２指紋画像とから回転状態判定用合成画像を生成し、回転状態判定用合成画像に基づき指先端部の回転状態を判定するので、確実に指先端部の回転状態を特定することができる。 In the personal authentication device 1000 of the first embodiment, the left and right image synthesizing unit 128 (synthesized image generating unit) generates a rotation state determination combined image from the first fingerprint image and the second fingerprint image, and rotates state determination combined. Since the rotation state of the finger tip is determined based on the image, the rotation state of the finger tip can be reliably identified.

実施の形態１の個人認証装置１０００では、左右画像合成部１２８（合成画像生成部）が、第１指紋画像の第１光源側領域と、第２指紋画像の第２光源側領域とから回転状態判定用合成画像を生成し、回転状態判定部が、回転状態判定用合成画像における第１光源側領域の明るさと、第２光源側領域の明るさとの相違に基づいて、回転状態を判定するので、簡易な構成により確実に指先端部の回転状態を特定することができる。 In personal authentication device 1000 of the first embodiment, left and right image synthesis unit 128 (synthesized image generation unit) is rotated from the first light source side region of the first fingerprint image and the second light source side region of the second fingerprint image. The determination composite image is generated, and the rotation state determination unit determines the rotation state based on the difference between the brightness of the first light source side region and the brightness of the second light source side region in the rotation state determination composite image. The rotation state of the finger tip can be reliably identified with a simple configuration.

実施の形態１の個人認証装置１０００では、左右画像合成部１２８（合成画像生成部）が、第１指紋画像と第２指紋画像とから認証用合成画像を生成し、検索部が、回転状態判定部により判定された指先端部の回転状態を参照することにより、照合用画像格納部の中から認証用合成画像の示す指紋と一致すると認められる指紋を示す照合用画像を検索するので、照合精度が低下することなく、登録時の指紋画像と認証時に撮影された指紋画像とを照合できる。 In the personal authentication device 1000 of the first embodiment, the left and right image synthesis unit 128 (synthesized image generation unit) generates an authentication composite image from the first fingerprint image and the second fingerprint image, and the search unit determines the rotation state determination. By referring to the rotation state of the finger tip determined by the unit, the collation image storage unit is searched for a collation image indicating a fingerprint that is recognized as matching the fingerprint indicated by the authentication composite image. The fingerprint image at the time of registration and the fingerprint image taken at the time of authentication can be collated without lowering.

実施の形態１の個人認証装置１０００に指が水平にセットされた状態を示す図。The figure which shows the state in which the finger | toe was set to the personal authentication apparatus 1000 of Embodiment 1 horizontally. 図１の右側光源１０３Ｒが点灯した状態を示す図。The figure which shows the state which the right light source 103R of FIG. 1 turned on. 図１の右側光源１０３Ｒが点灯した場合に得られた指紋画像を示す図。The figure which shows the fingerprint image obtained when the right light source 103R of FIG. 図１の左側光源１０３Ｌが点灯した状態を示す図。The figure which shows the state in which the left light source 103L of FIG. 図１の左側光源１０３Ｌが点灯した場合に得られた指紋画像を示す図。The figure which shows the fingerprint image obtained when the left light source 103L of FIG. 1 lights. 図３の左半分と図５の右半分との合成画像（認証用合成画像）。A composite image (authentication composite image) of the left half of FIG. 3 and the right half of FIG. 図３の右半分と図５の左半分の合成画像（回転状態判定用合成画像）。3 is a composite image (rotation state determination composite image) of the right half of FIG. 3 and the left half of FIG. 実施の形態１の個人認証装置１０００に指が回転状態でセットされた状態を示す図。The figure which shows the state by which the finger | toe was set to the personal authentication apparatus 1000 of Embodiment 1 in the rotation state. 図８の右側光源１０３Ｒが点灯した場合に得られた指紋画像を示す図。The figure which shows the fingerprint image obtained when the right light source 103R of FIG. 図８の左側光源１０３Ｌが点灯した状態を示す図。The figure which shows the state in which the left light source 103L of FIG. 図８の左側光源１０３Ｌが点灯した場合に得られた指紋画像を示す図。The figure which shows the fingerprint image obtained when the left light source 103L of FIG. 8 lights. 図９の左半分と図１１の右半分の合成画像（認証用合成画像）。9 is a composite image (authentication composite image) of the left half of FIG. 9 and the right half of FIG. 図９の右半分と図１１の左半分の合成画像（回転状態判定用合成画像）。The composite image of the right half of FIG. 9 and the left half of FIG. 11 (composite image for rotation state determination). 実施の形態１の個人認証装置１０００のブロック図。1 is a block diagram of a personal authentication device 1000 according to Embodiment 1. FIG. 従来技術を示す図。The figure which shows a prior art. 従来技術を示す図。The figure which shows a prior art. 従来技術を示す図。The figure which shows a prior art. 従来技術を示す図。The figure which shows a prior art.

Explanation of symbols

１０１指、１０２操作部、１０３Ｒ右側光源、１０３Ｌ左側光源、１０４レンズ、１０５撮像素子、１０６透過光、１０７，１０８，１０９Ａ，１０９Ｂ，１１０，１１１，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１３，１１４指腹画像、１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂ明部、１１７指紋画像、１２０光源点灯部、１２１画像撮影部、１２２指紋細線化部、１２３指紋特徴点データ抽出部、１２４特徴点データ比較部、１２５比較結果表示部、１２６右側光源点灯部、１２７左側光源点灯部、１２８左右画像合成部、１２９明暗分布抽出部、１３０指回転角度計算部、１３１特徴点データ・回転角度比較部、１０００個人認証装置。 101 finger, 102 operation unit, 103R right light source, 103L left light source, 104 lens, 105 image sensor, 106 transmitted light, 107, 108, 109A, 109B, 110, 111, 112A, 112B, 113, 114 finger pad image, 115A 115B, 116A, 116B Bright part, 117 Fingerprint image, 120 Light source lighting part, 121 Image photographing part, 122 Fingerprint thinning part, 123 Fingerprint feature point data extraction part, 124 Feature point data comparison part, 125 Comparison result display part, 126 right light source lighting unit, 127 left light source lighting unit, 128 left and right image synthesis unit, 129 light / dark distribution extraction unit, 130 finger rotation angle calculation unit, 131 feature point data / rotation angle comparison unit, 1000 personal authentication device.

Claims

In the personal authentication device that irradiates the finger tip part that is the tip side of the finger, shoots a fingerprint image of the fingerprint illuminated by the irradiated light, and authenticates the individual based on the captured fingerprint image,
A first light source that emits light to one side surface of the finger tip;
A second light source for irradiating light to the other side surface of the finger tip;
A photographing unit for photographing the first fingerprint image that is the fingerprint image when only the first light source is irradiated; and the second fingerprint image that is the fingerprint image when only the second light source is irradiated;
A rotation state determination unit that determines a rotation state of the finger tip portion around the direction from the first indirect to the fingertip with respect to a predetermined reference state based on the first fingerprint image and the second fingerprint image; A personal authentication device characterized by that.

The personal authentication device further includes:
Based on the first fingerprint image and the second fingerprint image, a composite image generation unit that generates a rotation state determination composite image used for determination of the rotation state,
The rotation state determination unit
The personal authentication device according to claim 1, wherein the rotation state is determined based on the rotation state determination composite image generated by the composite image generation unit.

The composite image generation unit
The rotation state determination composition from the first light source side region on the first light source side in the first fingerprint image and the second light source side region on the second light source side in the second fingerprint image. Generate an image,
The rotation state determination unit
The rotation state is determined based on a difference between brightness of the first light source side region of the rotation state determination composite image and brightness of the second light source side region of the rotation state determination composite image. The personal authentication device according to claim 2.

The composite image generation unit
Based on the first fingerprint image and the second fingerprint image, generating an authentication composite image that is a composite image to be authenticated;
The personal authentication device further includes:
By referring to the rotation state determined by the rotation state determination unit, when the fingerprint matches the fingerprint indicated by the authentication composite image from the verification image storage unit that stores a plurality of verification images in which the fingerprints are captured. The personal authentication device according to claim 2, further comprising a search unit that searches for a collation image indicating a recognized fingerprint.