JP2011100317A - Personal authentication method and personal authentication system using vein pattern during bending and stretching motion of finger - Google Patents
Personal authentication method and personal authentication system using vein pattern during bending and stretching motion of finger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011100317A JP2011100317A JP2009254776A JP2009254776A JP2011100317A JP 2011100317 A JP2011100317 A JP 2011100317A JP 2009254776 A JP2009254776 A JP 2009254776A JP 2009254776 A JP2009254776 A JP 2009254776A JP 2011100317 A JP2011100317 A JP 2011100317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- finger
- personal authentication
- unit
- imaging
- vein pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 title claims abstract description 72
- 238000005452 bending Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 68
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 3
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 abstract 1
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 170
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 210000005224 forefinger Anatomy 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Collating Specific Patterns (AREA)
- Image Input (AREA)
Abstract
Description
本発明は、バイオメトリック認証技術に関し、より詳細には、なりすまし耐性を有する指静脈認証技術に関する。 The present invention relates to a biometric authentication technique, and more particularly to a finger vein authentication technique having impersonation resistance.
近年、指の静脈パターンを認証情報として利用する指静脈認証が銀行のATMなどで実用化されはじめているが、最近、この指静脈認証について、その脆弱性を指摘する研究報告がなされている。例えば、非特許文献1は、本人の静脈の二次元画像を転写したOHPシートと人工雪剤を用いて作製した人工指を使用して既存のシステムに対し認証を試みたところ、当該人工指が他人の指と比べて本人により近いと判定された結果について報告する。この事実は、本人の静脈画像が何らかの不正な手段により奪取された場合に、人工指の作製によって本人になりすまされる可能性があることを示唆している。 In recent years, finger vein authentication using finger vein patterns as authentication information has begun to be put into practical use at bank ATMs and the like. Recently, research reports have pointed out the vulnerability of finger vein authentication. For example, Non-Patent Document 1 tried to authenticate an existing system using an artificial finger made using an OHP sheet and an artificial snow agent to which a two-dimensional image of a person's vein was transferred. Report on results that were determined to be closer to the person compared to the other person's finger. This fact suggests that if a person's vein image is taken by some unauthorized means, the person may be impersonated by making an artificial finger.
一方、特開2007−287080号公報(特許文献1)は、認証しようとする指を回転させて撮像し、同一の指について角度毎の指静脈情報を登録する指静脈認証システムを開示する。特許文献1の方法は、一つの指について複数の異なる静脈パターンを認証情報とするため、一方向から撮像された静脈パターンのみが転写された人工指(非特許文献1)によるなりすましに対しては、一定の耐性を有するものと推認される。しかしながら、仮に、指について全ての角度毎の静脈パターン画像が奪取された場合には、これら複数の画像から本人の静脈パターンの三次元構造を解析し、その結果に基づき三次元プリンターなどを使用して人工指の内部に静脈の三次元パターンを再現することは不可能でなく、そのような人工指を特許文献1のシステムの撮像部に挿入し、回転させることによって、本人になりすますことができる可能性がある。 On the other hand, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-287080 (Patent Document 1) discloses a finger vein authentication system in which a finger to be authenticated is rotated and imaged, and finger vein information for each angle is registered for the same finger. In the method of Patent Document 1, since a plurality of different vein patterns are used as authentication information for one finger, impersonation by an artificial finger (Non-Patent Document 1) in which only a vein pattern imaged from one direction is transferred is used. It is assumed that it has a certain tolerance. However, if a vein pattern image for every angle is taken for a finger, the 3D structure of the person's vein pattern is analyzed from these multiple images, and a 3D printer or the like is used based on the result. It is not possible to reproduce the three-dimensional pattern of veins inside the artificial finger, and it is possible to impersonate the person by inserting and rotating such an artificial finger into the imaging part of the system of Patent Document 1. there is a possibility.
指静脈認証システムは、必然的に、テンプレート画像を保持せざるを得ないのであり、常に、テンプレート画像の流出リスクはつきまとう。この点につき、従来の指静脈認証システムは、十分ななりすまし耐性を有するものとはいえなかった。 The finger vein authentication system inevitably has to hold a template image, and there is always a risk of the template image being leaked. In this regard, the conventional finger vein authentication system cannot be said to have sufficient spoofing resistance.
本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、なりすまし耐性を有する、静脈パターンを利用した個人認証方法及び個人認証システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a personal authentication method and a personal authentication system using a vein pattern having spoofing resistance.
本発明者は、なりすまし耐性を有する、静脈パターンを利用した個人認証方法につき鋭意検討した結果、指の屈伸運動の再現性が極めて高いことに着目し、指の屈伸運動時の静脈パターンの時系列的な変化を認証情報とする構成に想到して、本発明に至ったのである。 As a result of earnestly examining the personal authentication method using a vein pattern having spoofing resistance, the present inventor has focused on the extremely high reproducibility of finger bending and stretching movements, and the time series of vein patterns during finger bending and stretching movements The present invention has been conceived by conceiving a configuration in which such changes are used as authentication information.
すなわち、本発明によれば、指の屈伸運動を利用した個人認証方法であって、屈伸運動を行なう被認証者の指の側面を透過する光を撮像して、該指の側面について複数の連続したデジタル画像を取得するステップと、各前記デジタル画像について、静脈パターンを抽出するステップと、前記静脈パターンを前記指の曲げ角度と対応づけて記憶するステップとを含み、被認証者の前記静脈パターンを所定の指の曲げ角度ごとにパターンマッチングすることによって認証を行なうことを特徴とする、個人認証方法が提供される。本発明においては、前記指の曲げ角度を前記指の輪郭線の曲率の極値に対応する位置情報に基づいて求めることができる。 That is, according to the present invention, there is provided a personal authentication method using finger flexion / extension motion, imaging light transmitted through the side surface of the finger of the person to be authenticated who performs the flexion / extension motion, and performing a plurality of continuous operations on the finger side surface. Obtaining a digital image, extracting a vein pattern for each of the digital images, and storing the vein pattern in association with a bending angle of the finger. A personal authentication method is provided, in which authentication is performed by pattern matching for each bending angle of a predetermined finger. In the present invention, the bending angle of the finger can be determined based on position information corresponding to the extreme value of the curvature of the contour of the finger.
また、本発明によれば、指の屈伸運動を利用した個人認証システムであって、屈伸運動を行なう被認証者の指の側面を透過する光を撮像して、該指の側面について複数の連続したデジタル画像を取得する指撮像部と、前記指撮像部が取得したデジタル画像の情報が入力される個人認証部とを含み、前記個人認証部は、静脈パターン抽出部と、指の曲げ角度算出部と、認証データ生成部と、テンプレート記憶部と、パターンマッチング部とを含んで構成され、前記静脈パターン抽出部は、前記指の側面の複数のデジタル画像ごとに前記静脈パターンを抽出し、前記認証データ生成部は、前記静脈パターンを前記指の曲げ角度と対応づけて認証データを生成し、ユーザ登録時には、前記認証データをテンプレート情報としてテンプレート記憶部に記憶し、認証時には、前記認証データを前記パターンマッチング部に出力し、前記パターンマッチング部は、前記認証データと前記テンプレート情報とをパターンマッチングすることによって認証を行なう個人認証システムが提供される。本発明においては、前記指撮像部を、前記指の側面に近赤外光を照射するための発光手段と、前記指の側面を透過する光を撮像するための撮像手段とを含み、偏光方向を直交させた二つの偏光フィルタの間に前記指の撮像空間を形成するように構成することができ、さらに、指の出し入れを感知するセンサを備え、指が撮像空間に挿入されたことを契機に自動的に撮像を開始し、指が撮像空間から抜かれたことを契機に自動的に撮像を終了するように構成することができる。また、本発明においては、前記指の曲げ角度算出部が、前記指の輪郭線の曲率の極値に対応する位置情報に基づいて前記指の曲げ角度を算出するように構成することができる。 Further, according to the present invention, there is provided a personal authentication system using the bending / extending motion of a finger, imaging light transmitted through the side surface of the finger of the person to be authenticated who performs the bending / extending motion, and performing a plurality of continuous operations on the side surface of the finger A finger imaging unit that acquires the digital image obtained, and a personal authentication unit to which information on the digital image acquired by the finger imaging unit is input. The personal authentication unit includes a vein pattern extraction unit and a finger bending angle calculation. Unit, an authentication data generation unit, a template storage unit, and a pattern matching unit, wherein the vein pattern extraction unit extracts the vein pattern for each of a plurality of digital images on the side of the finger, The authentication data generation unit generates authentication data by associating the vein pattern with the bending angle of the finger, and at the time of user registration, the authentication data is stored as template information in a template storage unit. And 憶, during authentication, and outputs the authentication data to the pattern matching unit, the pattern matching unit, personal authentication system that performs authentication by pattern matching and the template information and the authentication data is provided. In the present invention, the finger imaging unit includes a light emitting unit for irradiating the side surface of the finger with near-infrared light, and an imaging unit for imaging light transmitted through the side surface of the finger. An imaging space for the finger can be formed between two polarizing filters that are orthogonal to each other, and a sensor for detecting the insertion and removal of the finger is provided, and the finger is inserted into the imaging space. The camera can be configured to automatically start imaging and automatically end imaging when the finger is removed from the imaging space. In the present invention, the finger bending angle calculation unit may be configured to calculate the finger bending angle based on position information corresponding to the extreme value of the curvature of the finger outline.
上述したように、本発明によれば、静脈パターンを利用した新規な個人認証方法及び個人認証システムが提供される。本発明の個人認証システムは、万が一、システムからテンプレート画像が流出した場合であっても、なりすまし耐性を有する。 As described above, according to the present invention, a novel personal authentication method and personal authentication system using a vein pattern are provided. The personal authentication system of the present invention has impersonation resistance even if a template image leaks from the system.
以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings. In the drawings referred to below, the same reference numerals are used for common elements, and the description thereof is omitted as appropriate.
図1は、本発明の実施形態である個人認証システム10を示す。本実施形態の個人認証システム10は、指撮像部12と個人認証部14を含んで構成されている。個人認証システム10においては、認証に際し、被認証者であるユーザ16に対して、自身の指18(好ましくは、人差し指)を指撮像部12に挿入して屈伸運動をすることを求める。指撮像部12は、屈伸運動をする指18の側面を連続したデジタル画像として取得し、個人認証部14にその画像データを転送する。 FIG. 1 shows a personal authentication system 10 according to an embodiment of the present invention. The personal authentication system 10 of the present embodiment includes a finger imaging unit 12 and a personal authentication unit 14. In the personal authentication system 10, at the time of authentication, the user 16 who is the person to be authenticated is requested to insert his / her finger 18 (preferably, forefinger) into the finger imaging unit 12 and perform bending and stretching movements. The finger imaging unit 12 acquires the side surface of the finger 18 that bends and stretches as a continuous digital image, and transfers the image data to the personal authentication unit 14.
個人認証部14は、指撮像部12から転送された画像データに基づいて、ユーザ16が正規の登録ユーザであるか否かについて判断する。本実施形態における個人認証部14は、システム・コントローラとして機能するCPU、アプリケーション・ソフトウェアの実行空間を与えるためのRAM、プログラムなどを格納したROM、および、ハードディスクなどの記憶デバイスを備えるサーバ装置として構成することができ、MacOS(商標)、Windows(登録商標)、UNIX(登録商標)、LINUX(登録商標)またはそれ以外の適切なオペレーション・システムを使用し、C、C++、Visual C++、VisualBasic、Java(登録商標)などにより記述されたアプリケーション・プログラムを実行することによって、個人認証を行なうための機能手段を提供する。また、本実施形態においては、個人認証部14が導出した認証結果を表示するための認証結果表示部20を設けることもできる。なお、本実施形態においては、個人認証部14が導出した認証結果を所定の制御手段に出力するように構成することができる。例えば、認証結果をドア・ロックの解錠制御手段に直接出力して、認証結果とドア・ロックの解錠を連動させるように構成することもできる。 The personal authentication unit 14 determines whether or not the user 16 is a regular registered user based on the image data transferred from the finger imaging unit 12. The personal authentication unit 14 in the present embodiment is configured as a server device that includes a CPU that functions as a system controller, a RAM that provides an execution space for application software, a ROM that stores programs, and a storage device such as a hard disk. Using MacOS (TM), Windows (R), UNIX (R), LINUX (R) or other suitable operating systems, C, C ++, Visual C ++, Visual Basic, Java By executing an application program described in (registered trademark) or the like, a functional means for performing personal authentication is provided. Moreover, in this embodiment, the authentication result display part 20 for displaying the authentication result derived | led-out by the personal authentication part 14 can also be provided. In the present embodiment, the authentication result derived by the personal authentication unit 14 can be output to a predetermined control means. For example, the authentication result can be directly output to the door lock unlocking control means, and the authentication result and the door lock unlocking can be linked.
図2は、本実施形態における指撮像部12の構造を示す概略図であり、図2(a)は、指撮像部12を上から見た透視図を示す。図2(a)に示すように、指撮像部12は、撮像空間を内部に有する筐体30として構成されており、筐体30には、指18を挿入するための開口部32が形成されている。認証を受ける際、ユーザ16は、指18の腹を下に向けた状態で、指18を開口部32から筐体30内に挿入する。筐体30の内部は、少なくとも第2関節(近位指節間関節)まで指18を挿入することができ、指18の第1および第2関節を曲げて屈伸運動をすることが可能な充分な空間を有している。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the finger imaging unit 12 in the present embodiment, and FIG. 2A shows a perspective view of the finger imaging unit 12 as viewed from above. As shown in FIG. 2A, the finger imaging unit 12 is configured as a casing 30 having an imaging space inside, and the casing 30 is formed with an opening 32 for inserting the finger 18. ing. When receiving authentication, the user 16 inserts the finger 18 into the housing 30 through the opening 32 with the belly of the finger 18 facing down. Inside the housing 30, the finger 18 can be inserted up to at least the second joint (proximal interphalangeal joint), and the first and second joints of the finger 18 can be bent and bent and extended. It has a space.
さらに、指撮像部12は、指18の側面に近赤外光を照射するための発光手段34と、指18の側面を透過する近赤外光を撮像して、指18の側面について複数の連続したデジタル画像を取得するための撮像手段36を含んで構成されている。撮像手段36は、指18の側面を撮像可能に位置決めされており、指18の側面を時系列的に撮像することによって、連続的なデジタル画像を取得する。本実施形態においては、撮像手段36をCCDビデオカメラによって構成することができる。なお、本実施形態においては、指撮像部12に指の出し入れを感知するセンサを設け、指が撮像空間に挿入されたことを契機に自動的に撮像を開始し、指が撮像空間から抜かれたことを契機に自動的に撮像を終了するように構成することが好ましい。また、撮像時間に所定の制限時間を設け、タイムアウトした場合にはエラー出力するように構成することもできる。 Furthermore, the finger imaging unit 12 captures a plurality of light emission means 34 for irradiating the side surface of the finger 18 with near-infrared light, and near-infrared light transmitted through the side surface of the finger 18. The image pickup means 36 for acquiring continuous digital images is included. The imaging means 36 is positioned so that the side surface of the finger 18 can be imaged, and acquires a continuous digital image by imaging the side surface of the finger 18 in time series. In the present embodiment, the imaging means 36 can be constituted by a CCD video camera. In the present embodiment, the finger imaging unit 12 is provided with a sensor for detecting the insertion / removal of the finger, and imaging is automatically started when the finger is inserted into the imaging space, and the finger is removed from the imaging space. It is preferable to configure so that the imaging is automatically terminated upon the occasion. It is also possible to provide a predetermined time limit for the imaging time and output an error when a timeout occurs.
本実施形態における指撮像部12は、従来の静脈認証技術と同様に、血液中のヘモグロビンが近赤外光を吸光することによって静脈部分が暗く写る現象を利用して静脈パターン画像を取得する。なお、指撮像部12においては、近赤外領域以外の波長の光を遮断するために、撮像手段36側にバンドフィルタ37を設けることが好ましい。ここで、従来の指静脈認証装置においては、近赤外光の通り道を指で完全に塞いだ上で、当該指を透過する光のみを撮像するように構成されていた。一方、本実施形態においては、図2(b)に示すように、指18が屈伸運動をする様子を連続的に撮像する必要があるため、破線で囲んで示す指18の運動範囲に対して常に近赤外光を照射する必要があるが、そのままでは指18を透過しない直接光が撮像手段36に入射して白飛びを起こしてしまい、鮮明な画像を撮像することが出来ない。この点につき、本実施形態における指撮像部12は、偏光方向を直交させた二つの偏光フィルタの間に指18の撮像空間を形成することによって、この問題を解決する。 The finger imaging unit 12 according to the present embodiment acquires a vein pattern image using a phenomenon in which a vein portion appears dark when hemoglobin in blood absorbs near-infrared light, as in the conventional vein authentication technique. In the finger imaging unit 12, it is preferable to provide a band filter 37 on the imaging unit 36 side in order to block light having a wavelength other than the near infrared region. Here, in the conventional finger vein authentication device, the path of near-infrared light is completely blocked with a finger, and only light that passes through the finger is imaged. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 2B, since it is necessary to continuously capture an image of the finger 18 bending and stretching, the movement range of the finger 18 surrounded by a broken line is shown. Although it is necessary to always irradiate near-infrared light, direct light that does not pass through the finger 18 as it is enters the imaging means 36 and causes whiteout, so that a clear image cannot be captured. In this regard, the finger imaging unit 12 in the present embodiment solves this problem by forming an imaging space for the finger 18 between two polarizing filters whose polarization directions are orthogonal.
図3は、指撮像部12において指18の透過光以外の光を遮断する機構を説明するための概念図である。なお、図3においては、説明の便宜のため、バンドフィルタ37を省略して示している。指撮像部12においては、図示しない発光手段34側に偏光フィルタ38が設けられており、発光手段34から出射する近赤外光Aのうち偏光Bのみが撮像空間に入射する。一方、撮像手段36側に、偏光フィルタ38の偏光方向に直交する偏光方向を有する偏光フィルタ39が設けられているため、指18を透過しない偏光B1は偏光フィルタ39によって遮断される。一方、指18に入射した偏光B2は、指18内で散乱し散乱光Cとなって指18から出射する。その結果、散乱光Cに含まれる所定の偏光成分(偏光D)が偏光フィルタ39を通過し、これが撮像手段36に入射して結像する。上述した機構を採用することにより、指18の屈伸運動に合わせて、指18の透過光以外の光を遮断すること可能になり、指18の屈伸運動に伴う静脈パターンの変化を鮮明な画像として取得することができる。 FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a mechanism for blocking light other than the transmitted light of the finger 18 in the finger imaging unit 12. In FIG. 3, for convenience of explanation, the band filter 37 is omitted. In the finger imaging unit 12, a polarizing filter 38 is provided on the light emitting means 34 (not shown), and only polarized light B out of the near infrared light A emitted from the light emitting means 34 enters the imaging space. On the other hand, since the polarization filter 39 having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the polarization filter 38 is provided on the imaging means 36 side, the polarization B 1 that does not transmit the finger 18 is blocked by the polarization filter 39. On the other hand, the polarized light B <b> 2 that has entered the finger 18 is scattered within the finger 18 and becomes scattered light C and is emitted from the finger 18. As a result, a predetermined polarization component (polarized light D) included in the scattered light C passes through the polarization filter 39 and enters the imaging means 36 to form an image. By adopting the above-described mechanism, it becomes possible to block light other than the transmitted light of the finger 18 in accordance with the bending / extending movement of the finger 18, and the change in the vein pattern accompanying the bending / extending movement of the finger 18 as a clear image. Can be acquired.
本発明の個人認証方法は、上述した指撮像部によって取得される、指の屈伸運動に伴って変化する静脈パターンを認証情報として使用する。人間の指の関節が1自由度の蝶番関節であることに加え、第1関節と第2関節の動きが連動していることから、指の屈伸運動の再現性は極めて高いことが知られている。本発明者は、この点に着目し、指の屈伸運動に伴って変化する静脈パターンを動的な特徴量として捉え、これを認証情報として採用することに想到したのである。 The personal authentication method of the present invention uses, as authentication information, a vein pattern that is acquired by the above-described finger imaging unit and changes with the bending and stretching motion of the finger. It is known that the reproducibility of finger flexion and extension is extremely high because the joints of human fingers are hinge joints with one degree of freedom and the movements of the first and second joints are linked. Yes. The present inventor has focused on this point, and has come up with the idea that a vein pattern that changes as the finger bends and stretches is regarded as a dynamic feature amount and is used as authentication information.
次に、本実施形態における個人認証部14が実行する処理について、順を追って説明する。まず、上述した指撮像部12によって取得された、被認証者の指18の屈伸運動の様子を収めた複数のデジタル画像データが個人認証部14に転送される。図4は、指撮像部12から転送された指18の連続画像を例示する。なお、図4においては、説明に便宜のため、6コマの連続画像を示したが、実際には数十コマ以上の画像を取得することが好ましい。個人認証部14においては、まず、指撮像部12から取得した各デジタル画像について、指18の静脈パターンを抽出するための画像処理が施される。この点について、以下、図5を参照して説明する。 Next, the processing executed by the personal authentication unit 14 in this embodiment will be described in order. First, a plurality of digital image data including the state of bending / extending movement of the finger 18 of the person to be authenticated, acquired by the finger imaging unit 12 described above, is transferred to the personal authentication unit 14. FIG. 4 illustrates a continuous image of the finger 18 transferred from the finger imaging unit 12. In FIG. 4, six frames of continuous images are shown for convenience of explanation, but it is actually preferable to acquire images of several tens of frames or more. In the personal authentication unit 14, first, image processing for extracting the vein pattern of the finger 18 is performed on each digital image acquired from the finger imaging unit 12. This point will be described below with reference to FIG.
図5は、指撮像部12から取得した指18のデジタル画像について実行される画像処理を時系列的に示す。図5(a)は、画像処理前の原画像を示す。原画像には、着目すべき指18以外の背景が写り込んでいるため、最初に原画像から指18の像のエリアだけを抽出する処理を以下の手順で実行する。まず、指の輝度に着目した二値化処理を施す。図5(a)に示されるように、指18の部分の明るさは所定の範囲内に収まっているため、輝度値について指18の部分の明るさに対応する適切な閾値(上限値および下限値)を設定し、当該閾値内の輝度値を持つ画素を白(輝度値255)に、それ以外の範囲の輝度値を持つ画素を黒(輝度値0)に変換することによって、図5(b)に示される、指18の部分が白抜きになった画像を生成する。次に、図5(b)に示した画像に対してノイズ除去を行ない、ノイズ除去後の画像と図5(a)に示した原画像のアンド処理を実行することによって、図5(c)に示されるような、黒の背景の上に指18の部分だけがトリミングされた画像を生成する。 FIG. 5 shows, in time series, image processing performed on the digital image of the finger 18 acquired from the finger imaging unit 12. FIG. 5A shows an original image before image processing. Since the background other than the finger 18 to be noticed is reflected in the original image, the process of extracting only the area of the image of the finger 18 from the original image is first executed in the following procedure. First, binarization processing focusing on the brightness of the finger is performed. As shown in FIG. 5A, since the brightness of the finger 18 is within a predetermined range, an appropriate threshold (upper limit value and lower limit) corresponding to the brightness of the finger 18 in terms of luminance value. Value), and a pixel having a luminance value within the threshold is converted to white (luminance value 255), and a pixel having a luminance value in the other range is converted to black (luminance value 0). As shown in b), an image in which the part of the finger 18 is white is generated. Next, noise removal is performed on the image shown in FIG. 5B, and AND processing of the image after noise removal and the original image shown in FIG. As shown in FIG. 5, an image is generated in which only the portion of the finger 18 is trimmed on a black background.
次に、静脈パターンを抽出するために図5(c)に示す画像に二値化処理を施す。すなわち、図5(c)に示す画像において、画素の輝度に着目して、静脈に相当する部分を黒画素とし、その他の部分を白画素として保存する。その結果、図5(d)に示される画像が生成される。最後に、図5(d)に示す画像に対してノイズ除去を行ない、図5(e)に示される静脈パターン画像を取得する。以上、本実施形態における静脈パターン抽出の手順について説明してきたが、続いて、本実施形態の個人認証システム10における個人認証のアルゴリズムについて、図6を参照しながら以下説明する。 Next, in order to extract the vein pattern, the binarization process is performed on the image shown in FIG. That is, in the image shown in FIG. 5C, paying attention to the luminance of the pixel, the portion corresponding to the vein is stored as a black pixel and the other portion is stored as a white pixel. As a result, the image shown in FIG. 5D is generated. Finally, noise is removed from the image shown in FIG. 5D to obtain the vein pattern image shown in FIG. The vein pattern extraction procedure in the present embodiment has been described above. Next, an algorithm for personal authentication in the personal authentication system 10 of the present embodiment will be described below with reference to FIG.
図6は、本実施形態の個人認証システム10の機能ブロック図を示す。個人認証部14は、静脈パターン抽出部40と、指の曲げ角度算出部42と、認証データ生成部44と、テンプレート記憶部46と、パターンマッチング部48とを含んで構成されている。ユーザは、本システムの使用に際し、ユーザ登録を行なうために指撮像部12において指の屈伸運動を撮像する。指の屈伸運動に伴う一連のデジタル画像が個人認証部14に転送されると、静脈パターン抽出部40が各画像から指の静脈パターン画像を生成するとともに、指の曲げ角度算出部42が各画像について「指の曲げ角度θ」を算出する。なお、「指の曲げ角度θ」の求め方については、後述する。 FIG. 6 shows a functional block diagram of the personal authentication system 10 of the present embodiment. The personal authentication unit 14 includes a vein pattern extraction unit 40, a finger bending angle calculation unit 42, an authentication data generation unit 44, a template storage unit 46, and a pattern matching unit 48. When the user uses the system, the finger imaging unit 12 images a finger bending / extension motion in order to perform user registration. When a series of digital images accompanying finger flexion / extension motion is transferred to the personal authentication unit 14, the vein pattern extraction unit 40 generates a finger vein pattern image from each image, and the finger bending angle calculation unit 42 performs each image. The “bending angle θ of the finger” is calculated. The method of obtaining “finger bending angle θ” will be described later.
認証データ生成部44は、各画像について、抽出された静脈パターン画像とその時の「指の曲げ角度θ」を対応づけて認証データを生成し、これをテンプレート情報としてユーザの登録情報(氏名・ユーザID等)に関連づけて、ハードディスクなどの記憶デバイスによって構成されるテンプレート記憶部46に記憶する。以上の手順によりユーザ登録が完了する。 For each image, the authentication data generation unit 44 generates authentication data by associating the extracted vein pattern image with the “finger bending angle θ” at that time, and uses this as template information to register user registration information (name / user In the template storage unit 46 constituted by a storage device such as a hard disk. User registration is completed by the above procedure.
次に、本実施形態の個人認証システム10が実行する個人認証の手順について、同じく図6を参照して説明する。認証に際し、被認証者が指撮像部12に指を挿入して屈伸運動を行なうと、先述したユーザ登録時と同様に、静脈パターン抽出部40および指の曲げ角度算出部42からの出力を元に認証データ生成部44が認証データを生成し、これをパターンマッチング部48に出力する。 Next, a personal authentication procedure executed by the personal authentication system 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG. During authentication, when the person to be authenticated inserts his / her finger into the finger imaging unit 12 and performs a bending / extending motion, the outputs from the vein pattern extraction unit 40 and the finger bending angle calculation unit 42 are obtained based on the above-described user registration. Then, the authentication data generation unit 44 generates authentication data and outputs it to the pattern matching unit 48.
パターンマッチング部48は、任意の指の曲げ角度θを選択し、認証データ生成部44から入力された認証データから当該角度θに対応する静脈パターン画像のみを取り出す。ここでは、説明の便宜のため、指の曲げ角度θ=15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°という7つの角度に対応する静脈パターン画像を取りだした場合を例にとって説明する。 The pattern matching unit 48 selects an arbitrary finger bending angle θ, and extracts only the vein pattern image corresponding to the angle θ from the authentication data input from the authentication data generation unit 44. Here, for convenience of explanation, a case where a vein pattern image corresponding to seven angles of finger bending angles θ = 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 35 °, 40 °, and 45 ° is extracted. Let's take an example.
次に、パターンマッチング部48は、テンプレート記憶部46に記憶されたテンプレート情報を登録ユーザごとに読み出し、そのテンプレート情報の中から、先に選択した角度と同じ指の曲げ角度θ=15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°に対応づけて格納された7つの静脈パターン画像を取り出す。 Next, the pattern matching unit 48 reads out the template information stored in the template storage unit 46 for each registered user, and from the template information, the finger bending angle θ = 15 °, which is the same as the previously selected angle, 20 Seven vein pattern images stored in correspondence with °, 25 °, 30 °, 35 °, 40 °, and 45 ° are extracted.
続いて、パターンマッチング部48は、テンプレート情報から取り出した静脈パターン画像をテンプレートとして、認証データから取り出した静脈パターン画像についてパターンマッチングを実施する。このパターンマッチングを指の曲げ角度θ=15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°ごとに全て実施し、各角度についてのマッチング結果(類似度)について、これらの平均値を求める。 Subsequently, the pattern matching unit 48 performs pattern matching on the vein pattern image extracted from the authentication data using the vein pattern image extracted from the template information as a template. This pattern matching is performed every finger bending angle θ = 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 35 °, 40 °, 45 °, and the matching result (similarity) for each angle Find the average value.
パターンマッチング部48は、上述した手順で求めたマッチング結果(類似度)の平均値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、いずれかのテンプレート情報について、閾値以上の平均値を導出した場合に、当該テンプレート情報に対応する登録ユーザを特定し、被認証者が当該登録ユーザである旨を判定する。一方、いずれかのテンプレート情報についても、そのマッチング結果(類似度)の平均値が所定の閾値を超えない場合には、パターンマッチング部48は、被認証者の認証が失敗した旨を判定する。上述した判定結果は、図6に示されるように、パターンマッチング部48から認証結果表示部20に出力することができる。なお、上述した閾値ついては、要求される認証の精度等に鑑みて、適宜決定することができる。 The pattern matching unit 48 determines whether the average value of the matching results (similarity) obtained in the above-described procedure is equal to or greater than a predetermined threshold value, and derives an average value equal to or greater than the threshold value for any template information. In this case, a registered user corresponding to the template information is specified, and it is determined that the person to be authenticated is the registered user. On the other hand, if the average value of the matching results (similarity) does not exceed a predetermined threshold for any of the template information, the pattern matching unit 48 determines that the authentication of the person to be authenticated has failed. The above-described determination result can be output from the pattern matching unit 48 to the authentication result display unit 20 as shown in FIG. Note that the above-described threshold value can be appropriately determined in view of the required accuracy of authentication and the like.
ここで、指の曲げ角度算出部42が各画像について「指の曲げ角度θ」を算出する方法について説明する。本実施形態における「指の曲げ角度θ」を算出については、本出願人が先に出願した特願2008−91920号(特開2009−245231号公報)に開示した方法と同様の手順に従って行なうことができる。以下、その手順について、図7を参照して概説する。指撮像部12から転送されたデジタル画像について、背景画素を黒(輝度値0)、指部分を白(輝度値255)に二値化する二値化処理を施した後、ラプラシアンフィルタ等を適宜用いて指の輪郭となるエッジ画素を抽出する。その結果、指の側面の輪郭線が図7(a)に示すような1画素幅の細線Eとして取得される。なお、図7においては、説明の便宜のため、黒と白を反転して示している。 Here, a method in which the finger bending angle calculation unit 42 calculates “finger bending angle θ” for each image will be described. The “bending angle θ of the finger” in the present embodiment is calculated according to the same procedure as the method disclosed in Japanese Patent Application No. 2008-91920 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-245231) filed earlier by the present applicant. Can do. The procedure will be outlined below with reference to FIG. The digital image transferred from the finger imaging unit 12 is subjected to a binarization process for binarizing the background pixel to black (luminance value 0) and the finger portion to white (luminance value 255), and then appropriately using a Laplacian filter or the like. The edge pixel which becomes the outline of the finger is extracted. As a result, the outline of the side surface of the finger is acquired as a thin line E having a width of one pixel as shown in FIG. In FIG. 7, for convenience of explanation, black and white are shown inverted.
次に、図7(a)に示す輪郭線Eについて、図中に示す「START」という地点から始め、図中に示す「END」という地点に至るまで、輪郭線Eを構成する画素を走査して順次曲率を算出していく。ここで、曲率とは、曲線の曲がりの程度を表す量をいい、二次元の場合、曲線上の任意の3点で作られる三角形の外接円半径Rの逆数(1/R)で与えられる値であり、曲がりの程度が大きい程大きくなる。 Next, with respect to the contour line E shown in FIG. 7A, the pixels constituting the contour line E are scanned from the point “START” shown in the figure to the point “END” shown in the figure. Then calculate the curvature sequentially. Here, the curvature means an amount representing the degree of curve bending, and in the case of two dimensions, a value given by the reciprocal (1 / R) of the circumscribed circle radius R of a triangle formed by any three points on the curve. And the greater the degree of bending, the greater.
上述した手順で算出した曲率は、図7(b)に示す、指の第2関節に関連した符号1および符号6の部分、指の第1関節に関連した符号2および符号5の部分、爪の付け根に対応する符号3の部分、ならびに、指の先端部に対応する符号4の部分で、常に極値(極大値/極小値)を示す。ここで、指の先端部に対応する符号4の部分において曲率は常に最小値となることから、算出した曲率が最小値を示す位置を指の先端部として特定し、指の先端部の位置から符号1〜符号6の位置を演繹的に特定する。 The curvature calculated by the above-described procedure is shown in FIG. 7B by reference numerals 1 and 6 related to the second joint of the finger, reference numerals 2 and 5 related to the first joint of the finger, and the nail. The extreme value (maximum value / minimum value) is always shown in the portion of reference numeral 3 corresponding to the root of the symbol and the portion of reference numeral 4 corresponding to the tip of the finger. Here, since the curvature is always the minimum value in the portion 4 corresponding to the tip of the finger, the position where the calculated curvature shows the minimum value is specified as the tip of the finger, and from the position of the tip of the finger The positions of reference numerals 1 to 6 are specified a priori.
上述した手順で特定した符号1〜符号6が示す画素の座標から本実施形態における「指の曲げ角度」を求める。すなわち、指の第2関節に関連する符号1の位置にある画素Oと符号6の位置にある画素Pを結んだ線分の中点Mを通る垂直二等分線L1を基準線とし、中点Mと、指の先端部に対応する符号4の位置にある画素Qとを結んだ線分L2とL1とが為す角度θを本実施形態における「指の曲げ角度」として定義する。 The “finger bending angle” in the present embodiment is obtained from the coordinates of the pixels indicated by the reference numerals 1 to 6 specified in the above-described procedure. That is, the vertical bisector L1 passing through the midpoint M of the line segment connecting the pixel O at the position 1 and the pixel P at the position 6 related to the second joint of the finger is used as a reference line. The angle θ formed by the line segments L2 and L1 connecting the point M and the pixel Q located at the position 4 corresponding to the tip of the finger is defined as the “finger bending angle” in this embodiment.
最後に、本発明の個人認証方法および個人認証システムの優位性について、なりすまし耐性の観点から、以下説明する。ここで、仮に、本発明の個人認証システムから連続するテンプレート画像(指の屈伸運動に伴って変化する静脈パターンの連続画像)が流出した場合を考える。これらのテンプレート画像を取得した第三者は、当該テンプレート画像を転写した人工指を作製することは可能である。しかしながら、本発明の個人認証システムになりすましをかけるには、異なる曲げ角度の指の静脈パターンを、システムに対して時系列的に連続して提示する必要がある。 Finally, the superiority of the personal authentication method and personal authentication system of the present invention will be described below from the viewpoint of impersonation resistance. Here, suppose a case where a continuous template image (a continuous image of a vein pattern that changes with the bending and stretching motion of a finger) flows out from the personal authentication system of the present invention. A third party who acquires these template images can produce an artificial finger to which the template images are transferred. However, in order to impersonate the personal authentication system of the present invention, it is necessary to continuously present finger vein patterns of different bending angles to the system in time series.
ここで、仮に、取得した連続するテンプレート画像のすべてについて、対応する人工指を複数作製することができたとしても、それらを短時間で順番に本システムに提示することは、物理的に不可能である。また、それが可能であったと仮定しても、そのようななりすましは、指が撮像空間に挿入された時点から次に抜かれる時点までを撮像期間と定めることによって、容易に排除することができる。つまり、本システムになりすましをかけるには、本人の指と同じ静脈パターンと骨格を備え、本人の指と同じように屈伸運動することができる立体的な可動式の人工指を作製する必要があるが、テンプレート画像から本人の指の骨格に関する情報までは取得できないため、そのような人工指を作製することは、現実的に不可能である。したがって、本発明の個人認証システムは、万が一、システムからテンプレート画像(認証情報)が流出したとしても、なりすましに対して高い耐性を有する。 Here, even if it is possible to create a plurality of corresponding artificial fingers for all of the acquired continuous template images, it is physically impossible to present them to the system in a short time in order. It is. Moreover, even if it is assumed that this is possible, such impersonation can be easily eliminated by defining the imaging period from the time when the finger is inserted into the imaging space to the next time it is removed. . In other words, in order to impersonate this system, it is necessary to create a three-dimensional movable artificial finger that has the same vein pattern and skeleton as the person's finger and can bend and stretch like the person's finger. However, since information about the skeleton of the person's finger cannot be acquired from the template image, it is practically impossible to produce such an artificial finger. Therefore, even if the template image (authentication information) leaks from the system, the personal authentication system of the present invention has high resistance against impersonation.
以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、指撮像部における上述した偏光フィルタの代替手段として、黒い溶液(光吸収性の液体)を指の側面が軽く浸かる程度に貯留した透明容器を採用することができる。透明容器の底面から近赤外光を照射し、指の側面を透明容器の底面に当接した状態で屈伸運動するようにすれば、指の動きに応じて指の透過光以外の光を自動的に遮断することができる。その他、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 As described above, the present invention has been described with the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as an alternative to the above-described polarizing filter in the finger imaging unit, a black solution (light-absorbing It is possible to employ a transparent container in which liquid is stored to such an extent that the side surface of the finger can be dipped lightly. By irradiating near-infrared light from the bottom surface of the transparent container and bending and stretching with the side surface of the finger in contact with the bottom surface of the transparent container, light other than the transmitted light of the finger is automatically generated according to the movement of the finger. Can be blocked. In addition, it is included in the scope of the present invention as long as the effects and effects of the present invention are exhibited within the scope of embodiments that can be considered by those skilled in the art.
以下、本発明について、実施例を用いてより具体的に説明を行なうが、本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples described below.
図1について上述した個人認証システム10を構築し、4名の被験者(A,B,C,D)の協力を得て、本システムの評価実験を行なった。最初に、4名の被験者(A,B,C,D)のそれぞれについて、人差し指の屈伸運動をその側面から撮像した連続画像を取得した。取得した各連続画像の中から、「指の曲げ角度θ」を算出し、角度θが15°,20°,25°,30°,35°,40°,45°のときの各画像について、静脈パターン画像(登録画像)を生成し、それぞれを角度θに対応付けて各人のテンプレート情報とした。 The personal authentication system 10 described above with reference to FIG. 1 was constructed, and an evaluation experiment of this system was performed with the cooperation of four subjects (A, B, C, D). First, for each of the four subjects (A, B, C, D), a continuous image was acquired in which the index finger's flexion and extension motion was imaged from the side. From each of the acquired continuous images, calculate the `` finger bending angle θ '', and for each image when the angle θ is 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 35 °, 40 °, 45 °, A vein pattern image (registered image) was generated, and each was associated with an angle θ to serve as template information for each person.
なお、図5(d)について上述した、静脈パターンを抽出するための二値化処理を以下の手順で行なった。すなわち、注目画素Xを中心とした13×13画素の領域を定義し、当該領域の最外周を構成する画素を周辺画素Yとして定義した。なお、上記領域は、周辺画素Yが注目画素Xに対して、画像上、静脈の太さの半分程度に相当する距離だけ離れるように定義したものである(したがって、注目画素Xが静脈部にかかっている場合、注目画素Xの輝度値は、周辺画素Yの輝度値の平均値に比べて小さくなるはずである)。そこで、「注目画素の輝度値 < 周辺画素の輝度値の平均」となる場合に、この注目画素Xを静脈部と判断して黒画素として保存し、それ以外の場合には注目画素Xを静脈部でないと判断し白画素として保存した。 The binarization process for extracting the vein pattern described above with reference to FIG. 5D was performed according to the following procedure. That is, a 13 × 13 pixel area centered on the target pixel X is defined, and a pixel constituting the outermost periphery of the area is defined as a peripheral pixel Y. The region is defined such that the peripheral pixel Y is separated from the target pixel X by a distance corresponding to about half of the vein thickness on the image (therefore, the target pixel X is located in the vein portion). In this case, the luminance value of the target pixel X should be smaller than the average value of the luminance values of the peripheral pixels Y). Therefore, when “the luminance value of the pixel of interest <the average of the luminance values of the surrounding pixels”, the pixel of interest X is determined as a vein part and stored as a black pixel. It was judged that it was not part and was saved as a white pixel.
さらに、図5について上述したノイズ処理を以下の手順で行なった。すなわち、注目画素を中心とした9×9画素の領域を定義して、当該領域内の黒画素と白画素の数をカウントし、黒画素の数が7割より小さい場合に、注目画素を白画素として保存する処理を画像内の全画素について繰り返した。 Further, the noise processing described above with reference to FIG. 5 was performed according to the following procedure. That is, a 9 × 9 pixel area centered on the target pixel is defined, the number of black pixels and white pixels in the area is counted, and if the number of black pixels is less than 70%, the target pixel is The process of saving as pixels was repeated for all pixels in the image.
次に、上述したのと同じ手順で、4名の被験者(A,B,C,D)のそれぞれについて、屈伸運動する人差し指の連続画像を再度取得し、取得した各連続画像の中から、「指の曲げ角度θ」が15°,20°,25°,30°,35°,40°,45°のときの各画像について、静脈パターン画像(入力画像)を生成し、それぞれを角度θに対応付けて各人の入力情報とした。 Next, in the same procedure as described above, for each of the four subjects (A, B, C, D), a continuous image of the index finger that flexes and stretches is acquired again, and from each of the acquired continuous images, “ For each image when the finger bending angle θ is 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 35 °, 40 °, 45 °, a vein pattern image (input image) is generated, and each is set to an angle θ Corresponding information was input for each person.
その上で、各人のテンプレート情報を使用して、本人ならびに本人以外の各人(3名)の入力情報との間でパターンマッチングを行ない、それぞれの組み合わせについて類似度を算出した。なお、パターンマッチングは、各組み合わせにつき、2回ずつ行なった。また、本実施例においては、類似度を下記式1を用いて算出した。 Then, using the template information of each person, pattern matching was performed with the input information of the person and each person (three persons) other than the person, and the similarity was calculated for each combination. Pattern matching was performed twice for each combination. In this example, the similarity was calculated using the following formula 1.
図8に実験結果を示す。表(a)は、被験者A〜Dの入力情報と本人のテンプレート情報との間でパターンマッチングを行なった結果を示す。また、表(b)は、被験者Aの入力情報と被験者B,C,D(3名)のテンプレート情報との間でパターンマッチングを行なった結果を示し、表(c)は、被験者Bの入力情報と被験者A,C,D(3名)のテンプレート情報との間でパターンマッチングを行なった結果を示し、表(d)は、被験者Cの入力情報と被験者A,B,D(3名)のテンプレート情報との間でパターンマッチングを行なった結果を示し、表(e)は、被験者Dの入力情報と被験者A,B,C(3名)のテンプレート情報との間でパターンマッチングを行なった結果を示す。なお、表(a)〜(e)においては、各組み合わせについて算出された類似度を「指の曲げ角度θ」(15°〜 45°)ごとに示し、最下段にその平均値を示した。 FIG. 8 shows the experimental results. Table (a) shows the result of pattern matching between the input information of subjects A to D and the template information of the person. Table (b) shows the result of pattern matching between the input information of subject A and the template information of subjects B, C, and D (three persons). Table (c) shows the input of subject B. The results of pattern matching between the information and template information of subjects A, C, and D (3 persons) are shown. Table (d) shows the input information of subject C and subjects A, B, and D (3 persons). (E) shows the result of pattern matching between the template information of the subject D and the pattern matching between the input information of the subject D and the template information of the subjects A, B, and C (three persons). Results are shown. In Tables (a) to (e), the degree of similarity calculated for each combination is shown for each “finger bending angle θ” (15 ° to 45 °), and the average value is shown in the bottom row.
上記表(a)に示されるように、本人の入力情報と本人のテンプレート情報との間でパターンマッチングを行なった場合は、いずれの組み合わせについても、0.50を超える類似度を示したのに対し、表(b)〜(e)に示されるように、本人の入力情報と他人のテンプレート情報との間でパターンマッチングを行なった場合には、いずれの組み合わせについても、0.50を下回る類似度を示し、両者の間に有意な差が見られた。上記結果により、本発明の個人認証システムの実用性が示された。 As shown in the above table (a), when pattern matching was performed between the input information of the principal and the template information of the principal, the degree of similarity exceeding 0.50 was shown for any combination. On the other hand, as shown in Tables (b) to (e), when pattern matching is performed between the input information of the person and the template information of the other person, the similarity is less than 0.50 for any combination. A significant difference was observed between the two. The above results showed the practicality of the personal authentication system of the present invention.
以上、説明したように、本発明によれば、静脈パターンを利用した新規な個人認証方法及び個人認証システムが提供される。本発明は、指静脈認証技術において、なりすまし耐性の向上に寄与することが期待される。 As described above, according to the present invention, a novel personal authentication method and personal authentication system using a vein pattern are provided. The present invention is expected to contribute to improvement of impersonation resistance in finger vein authentication technology.
10…個人認証システム、12…指撮像部、14…個人認証部、16…ユーザ、18…指、20…認証結果表示部、30…筐体、32…開口部、34…発光手段、36…撮像手段、37…バンドフィルタ、38…偏光フィルタ、39…偏光フィルタ、40…静脈パターン抽出部、42…指の曲げ角度算出部、44…認証データ生成部、46…テンプレート記憶部、48…パターンマッチング部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Personal authentication system, 12 ... Finger imaging part, 14 ... Personal authentication part, 16 ... User, 18 ... Finger, 20 ... Authentication result display part, 30 ... Case, 32 ... Opening part, 34 ... Light emission means, 36 ... Imaging means 37... Band filter 38. Polarization filter 39. Polarization filter 40. Vein pattern extraction unit 42. Finger bending angle calculation unit 44. Authentication data generation unit 46. Template storage unit 48. Matching part
Claims (6)
屈伸運動を行なう被認証者の指の側面を透過する光を撮像して、該指の側面について複数の連続したデジタル画像を取得するステップと、
各前記デジタル画像について、静脈パターンを抽出するステップと、
前記静脈パターンを前記指の曲げ角度と対応づけて記憶するステップと
を含み、
被認証者の前記静脈パターンを所定の指の曲げ角度ごとにパターンマッチングすることによって認証を行なうことを特徴とする、個人認証方法。 A personal authentication method using finger flexion and extension,
Imaging light transmitted through the side surface of the finger of the subject performing bending and stretching, and obtaining a plurality of continuous digital images for the side surface of the finger;
Extracting a vein pattern for each digital image;
Storing the vein pattern in association with the bending angle of the finger,
A personal authentication method, wherein authentication is performed by pattern matching the vein pattern of the person to be authenticated for each predetermined finger bending angle.
屈伸運動を行なう被認証者の指の側面を透過する光を撮像して、該指の側面について複数の連続したデジタル画像を取得する指撮像部と、
前記指撮像部が取得したデジタル画像の情報が入力される個人認証部とを含み、
前記個人認証部は、
静脈パターン抽出部と、指の曲げ角度算出部と、認証データ生成部と、テンプレート記憶部と、パターンマッチング部とを含んで構成され、
前記静脈パターン抽出部は、前記指の側面の複数のデジタル画像ごとに前記静脈パターンを抽出し、
前記認証データ生成部は、前記静脈パターンを前記指の曲げ角度と対応づけて認証データを生成し、ユーザ登録時には、前記認証データをテンプレート情報としてテンプレート記憶部に記憶し、認証時には、前記認証データを前記パターンマッチング部に出力し、
前記パターンマッチング部は、前記認証データに含まれる静脈パターンと前記テンプレート情報に含まれる静脈パターンとを所定の指の曲げ角度ごとにパターンマッチングすることによって認証を行なう、
個人認証システム。 A personal authentication system that uses the bending and stretching movements of fingers,
A finger imaging unit that images light transmitted through the side surface of the finger of the person to be authenticated performing bending and stretching movements, and acquires a plurality of continuous digital images for the side surface of the finger
Including a personal authentication unit to which information of a digital image acquired by the finger imaging unit is input,
The personal authentication unit
A vein pattern extraction unit, a finger bending angle calculation unit, an authentication data generation unit, a template storage unit, and a pattern matching unit;
The vein pattern extraction unit extracts the vein pattern for each of a plurality of digital images on the side surface of the finger,
The authentication data generation unit generates authentication data by associating the vein pattern with the bending angle of the finger, and stores the authentication data as template information in a template storage unit at the time of user registration, and the authentication data at the time of authentication. Is output to the pattern matching unit,
The pattern matching unit performs authentication by pattern matching a vein pattern included in the authentication data and a vein pattern included in the template information for each predetermined finger bending angle.
Personal authentication system.
The finger imaging unit includes a sensor for detecting the insertion / removal of a finger, automatically starts imaging when the finger is inserted into the imaging space, and automatically when the finger is removed from the imaging space. The personal authentication system according to claim 3, wherein the imaging is terminated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009254776A JP2011100317A (en) | 2009-11-06 | 2009-11-06 | Personal authentication method and personal authentication system using vein pattern during bending and stretching motion of finger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009254776A JP2011100317A (en) | 2009-11-06 | 2009-11-06 | Personal authentication method and personal authentication system using vein pattern during bending and stretching motion of finger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011100317A true JP2011100317A (en) | 2011-05-19 |
Family
ID=44191439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009254776A Pending JP2011100317A (en) | 2009-11-06 | 2009-11-06 | Personal authentication method and personal authentication system using vein pattern during bending and stretching motion of finger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011100317A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016174624A (en) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, imaging system, imaging method abd support member used in imaging apparatus |
WO2017086033A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-26 | シャープ株式会社 | Imaging device, biometric authentication device, and semiconductor laser |
WO2017115512A1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | シャープ株式会社 | Image capture device and biometric authentication device |
WO2021095903A1 (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | 엘지전자 주식회사 | User authentication device for performing user authentication by using vein, and method therefor |
WO2023176858A1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Blood vessel determination device, blood vessel determination method, and blood vessel determination program |
-
2009
- 2009-11-06 JP JP2009254776A patent/JP2011100317A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016174624A (en) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, imaging system, imaging method abd support member used in imaging apparatus |
WO2017086033A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-26 | シャープ株式会社 | Imaging device, biometric authentication device, and semiconductor laser |
JPWO2017086033A1 (en) * | 2015-11-16 | 2018-09-20 | シャープ株式会社 | Imaging device, biometric authentication device, and semiconductor laser |
WO2017115512A1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | シャープ株式会社 | Image capture device and biometric authentication device |
CN108475409A (en) * | 2015-12-28 | 2018-08-31 | 夏普株式会社 | Photographic device and organism authentication apparatus |
JPWO2017115512A1 (en) * | 2015-12-28 | 2018-09-20 | シャープ株式会社 | Imaging device and biometric authentication device |
US10511790B2 (en) | 2015-12-28 | 2019-12-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image capture device and biometric authentication device |
CN108475409B (en) * | 2015-12-28 | 2022-03-22 | 夏普株式会社 | Biometric authentication device |
WO2021095903A1 (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | 엘지전자 주식회사 | User authentication device for performing user authentication by using vein, and method therefor |
WO2023176858A1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Blood vessel determination device, blood vessel determination method, and blood vessel determination program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5292821B2 (en) | Vein image acquisition device and vein image acquisition method | |
KR101222308B1 (en) | Biometric information processing device and recording medium | |
JP4748199B2 (en) | Vein imaging apparatus and vein imaging method | |
JP6165540B2 (en) | Blood vessel imaging device and terminal | |
US6813010B2 (en) | Personal identification system | |
JP6467852B2 (en) | Biological information correction apparatus, biological information correction method, and biological information correction computer program | |
JP2009544108A (en) | Multispectral image for multiple biometric authentication | |
JP5556663B2 (en) | Verification device, verification method, and program | |
KR20110063679A (en) | A vein pattern recognition based biometric system and methods thereof | |
JP6160148B2 (en) | Biological information input device, biometric information input program, and biometric information input method | |
KR20090058460A (en) | Authentication apparatus and authentication method | |
JP2011100317A (en) | Personal authentication method and personal authentication system using vein pattern during bending and stretching motion of finger | |
JP2008181220A (en) | Personal authentication apparatus and personal authentication method | |
JP4882794B2 (en) | Image determination apparatus, image determination method, and program | |
JP6846330B2 (en) | Biometric device and biometric system | |
JP5923524B2 (en) | Biometric authentication device, blood vessel imaging device, and method | |
JP2010240215A (en) | Vein depth determination apparatus, vein depth determination method and program | |
JP5618267B2 (en) | Vein authentication system | |
JP2008005854A (en) | Vein authentication device | |
JP5521973B2 (en) | Personal authentication apparatus and method | |
JP5056662B2 (en) | Subcutaneous pattern acquisition device, subcutaneous pattern acquisition method, and structure template | |
JP5765071B2 (en) | Biological information processing apparatus, biological information processing method, and biological information processing program | |
JP6101723B2 (en) | Personal authentication apparatus and method | |
JP2007079771A (en) | Personal identification device | |
JP5991338B2 (en) | Personal authentication apparatus and method |