JP2011203822A - 生体認証装置、生体認証方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る生体認証装置は、生体部位に対して所定波長の光を照射することで撮像された生体部位の静脈を含む画像から、静脈の位置を示す静脈画像を抽出する静脈画像抽出部と、前記静脈画像抽出部により抽出された前記静脈画像中に存在する静脈に対応する線を複数の部分静脈線へと分割し、前記部分静脈線それぞれの長さ及び角度を前記静脈画像の特徴量として算出する特徴量算出部と、前記特徴量算出部が算出した前記特徴量を、予め登録された特徴量である登録特徴量に基づいて認証する生体認証部と、を備える。
【選択図】図1
Description
前記部分静脈線の長さの正規化処理及び前記静脈画像の回転処理の少なくともいずれか一方を行って前記特徴量を補正する特徴量補正部を更に備え、前記特徴量補正部は、前記部分静脈線の長さの総和を算出し、当該部分静脈線の長さの総和を利用して、前記部分静脈線の長さを正規化し、前記静脈画像に対して主成分分析を行い、当該主成分分析によって算出される第1主成分が前記フレームとなす角度を利用して、前記部分静脈線の角度を補正することが好ましい。
(1)第1の実施形態
(1−1)生体認証装置の構成について
(1−2)生体認証方法について
(2)本発明の実施形態に係る生体認証装置のハードウェア構成について
(3)まとめ
<生体認証装置の構成について>
まず、図1を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る生体認証装置の構成について、詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る生体認証装置の構成を示した説明図である。なお、以下では、生体部位の一例として、指を例にとって説明を行うが、本発明に係る静脈が、指静脈に限定されるわけではない。
続いて、図2〜図10を参照しながら、本実施形態に係る特徴量算出部107の構成について、詳細に説明する。
まず、図2及び図3を参照しながら、本実施形態に係る特徴量算出部107における特徴量算出処理の概要について説明する。図2は、静脈画像の分岐点及び端点について説明するための説明図であり、図3は、特徴量算出部107における特徴量の算出方法について示した説明図である。
続いて、図4〜図10を参照しながら、本実施形態に係る特徴量算出部107の詳細な構成について、説明する。図4は、本実施形態に係る特徴量算出部を示したブロック図である。図5は、静脈画像の正規化について説明するための説明図である。図6及び図7は、静脈画像の回転について説明するための説明図である。図8は、静脈線の分割処理について説明するための説明図である。図9は、特徴量情報のフォーマットについて示した説明図である。図10は、部分静脈線の長さの算出方法の変形例を示した説明図である。
続いて、図11及び図12を参照しながら、本実施形態に係る生体認証部109(より詳細には、認証部113)で実施される特徴量情報の認証処理について、詳細に説明する。図11及び図12は、特徴量の認証処理について説明するための説明図である。
次に、登録点と認証点との対応付け処理について、詳細に説明する。なお、以下では、登録点の方が少なかったものとして、説明を行う。また、登録点の集合をRと表すこととし、認証点の集合をNと表すこととする。
(b)Rに含まれる2以上の点それぞれについて、最も近いNの点が同一の点であり、かつ、このNの点と該当するRの点との間の距離が同一である可能性
図12に示したように、ある認証点naに対して、登録点r1及び登録点r2が、対応する登録点の候補となっている場合を考える。ここで、認証点naの長さをLaとし、登録点r1及び登録点r2の長さを、それぞれL1及びL2とする。
続いて、図13〜図15を参照しながら、本実施形態に係る生体認証方法について、その流れを説明する。図13は、本実施形態に係る生体認証方法の流れを示した流れ図である。図14は、本実施形態に係る特徴量の算出方法の流れを示した流れ図である。図15は、本実施形態に係る特徴量の比較方法の流れを示した流れ図である。
はじめに、図13を参照しながら、本実施形態に係る生体認証方法の全体的な流れを説明する。なお、以下の説明に先立ち、生体部位(例えば、指の一部)が撮像され、生体撮像画像が生成されているものとする。
ここで、図14を参照しながら、ステップS103で実施される特徴量の算出処理の流れを簡単に説明する。
続いて、図15を参照しながら、ステップS113で実施される特徴量の比較処理の流れを簡単に説明する。なお、以下の説明に先立ち、認証部113は、各登録点について、全ての認証点との間の距離を算出しているものとする。
次に、図16を参照しながら、本発明の実施形態に係る生体認証装置10のハードウェア構成について、詳細に説明する。図16は、本発明の実施形態に係る生体認証装置10のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、静脈画像中に存在する静脈線を複数の直線及び/又は曲線(すなわち、部分静脈線)に分割し、それぞれの部分静脈線の長さ及び角度を算出する。その後、算出された部分静脈線の長さ及び角度は、静脈画像に固有の特徴量情報として、静脈認証処理におけるメタデータ認証処理に利用される。かかる特徴量情報には、部分静脈線の長さ及び角度という2つのパラメータの組み合わせが複数記載されることとなるが、かかるパラメータの組み合わせは、長さと角度とを座標軸とする座標系において、一つの点に対応する。したがって、本発明の実施形態では、登録されている特徴量情報に対応する登録点の分布と、認証すべき特徴量情報に対応する認証点の分布とを比較することで、容易に特徴量情報を認証することが可能となる。このような点の分布の比較は、比較的演算負荷の比較的少ない方法を用いて実現することが可能であるため、1対N認証において認証候補として用いられる登録データの個数を容易に絞りこむことが可能となる。
101 生体撮像部
103 撮像制御部
105 静脈画像抽出部
107 特徴量算出部
109 生体認証部
111 登録部
113 認証部
115 記憶部
121 静脈線分割部
123 静脈画素カウント部
125 角度算出部
127 特徴量補正部
Claims (9)
- 生体部位に対して所定波長の光を照射することで撮像された生体部位の静脈を含む画像から、静脈の位置を示す静脈画像を抽出する静脈画像抽出部と、
前記静脈画像抽出部により抽出された前記静脈画像中に存在する静脈に対応する線を複数の部分静脈線へと分割し、前記部分静脈線それぞれの長さ及び角度を前記静脈画像の特徴量として算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部が算出した前記特徴量を、予め登録された特徴量である登録特徴量に基づいて認証する生体認証部と、
を備える、生体認証装置。 - 前記特徴量算出部は、前記部分静脈線に対応する画素の数を前記部分静脈線の長さとし、前記部分静脈線の近似直線が前記静脈画像のフレームとなす角度を前記部分静脈線の角度とする、請求項1に記載の生体認証装置。
- 前記特徴量算出部は、
前記部分静脈線の長さの正規化処理及び前記静脈画像の回転処理の少なくともいずれか一方を行って前記特徴量を補正する特徴量補正部を更に備え、
前記特徴量補正部は、
前記部分静脈線の長さの総和を算出し、当該部分静脈線の長さの総和を利用して、前記部分静脈線の長さを正規化し、
前記静脈画像に対して主成分分析を行い、当該主成分分析によって算出される第1主成分が前記フレームとなす角度を利用して、前記部分静脈線の角度を補正する、請求項2に記載の生体認証装置。 - 前記生体認証部は、
前記部分静脈線の長さ及び前記部分静脈線の角度からなる座標系において、前記登録特徴量に対応する特徴点と、前記特徴量算出部により算出された特徴量に対応する特徴点とについて、互いに対応する特徴点を特定し、当該対応する特徴点間の距離に基づいて、前記特徴量の認証を行う、請求項3に記載の生体認証装置。 - 前記生体認証部は、
ある特徴点について、対応すると考えられる特徴点候補が複数存在した場合、当該特徴点と前記特徴点候補とのユークリッド距離が最小のものを、前記特徴点に対応する特徴点とする、請求項4に記載の生体認証装置。 - 前記生体認証部は、
ある特徴点について、対応すると考えられる特徴点候補が複数存在し、当該特徴点と前記特徴点候補とのユークリッド距離が互いに同一である場合には、前記特徴点候補の長さが最大であるものを、前記特徴点に対応する特徴点とする、請求項5に記載の生体認証装置。 - 前記登録特徴量には、前記部分静脈線の長さが長いものから順に、前記部分静脈線それぞれの長さ及び角度が格納されている、請求項3に記載の生体認証装置。
- 生体部位に対して所定波長の光を照射することで撮像された生体部位の静脈を含む画像から、静脈の位置を示す静脈画像を抽出するステップと、
抽出された前記静脈画像中に存在する静脈に対応する線を複数の部分静脈線へと分割し、前記部分静脈線それぞれの長さ及び角度を前記静脈画像の特徴量として算出するステップと、
算出した前記特徴量を、予め登録された特徴量である登録特徴量に基づいて認証するステップと、
を含む、生体認証方法。 - コンピュータに、
生体部位に対して所定波長の光を照射することで撮像された生体部位の静脈を含む画像から、静脈の位置を示す静脈画像を抽出する静脈画像抽出機能と、
前記静脈画像抽出機能により抽出された前記静脈画像中に存在する静脈に対応する線を複数の部分静脈線へと分割し、前記部分静脈線それぞれの長さ及び角度を前記静脈画像の特徴量として算出する特徴量算出機能と、
前記特徴量算出機能により算出された前記特徴量を、予め登録された特徴量である登録特徴量に基づいて認証する生体認証機能と、
を実現させるためのプログラム。
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