JP2012194849A - Discrimination device and discrimination method - Google Patents

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JP2012194849A JP2011059036A JP2011059036A JP2012194849A JP 2012194849 A JP2012194849 A JP 2012194849A JP 2011059036 A JP2011059036 A JP 2011059036A JP 2011059036 A JP2011059036 A JP 2011059036A JP 2012194849 A JP2012194849 A JP 2012194849A
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Japan
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subject
identification
target person
registration
shooting
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Japanese (ja)
Inventor
Kimii Mizobe
公威 溝部
Hirokazu Kasahara
広和 笠原
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To speed up discrimination processing while maintaining precision of the discrimination processing.SOLUTION: A discrimination device includes a photography part which photographs a subject; a storage part which associatively stores a specific photographic parameter and a feature quantity of a subject as a person to be registered when the photography part photographs the subject as the person to be registered; and a discrimination part which discriminates a person to be discriminated by collating a feature quantity of the subject as the person to be discriminated that the photography part photographs with the feature quantity of the subject as the person to be registered stored in the storage part. The photography part photographs the subject as the person to be registered multiple times while changing photographic parameters when photographing the subject as the person to be registered, and photographs the subject as the person to be discriminated using the specific photographic parameter when the photographing the subject as the person to be discriminated.

Description

本発明は、識別装置及び識別方法に関する。   The present invention relates to an identification device and an identification method.

指の静脈画像に基づいて認証を行う認証装置が開発されている。そして、静脈画像を得
る際において、適切な画像を得るための手法が考えられている。特許文献1には、撮像部
における撮像素子の増幅率を変化させる利得変化手段を有する認証装置が示されている。
Authentication devices that perform authentication based on finger vein images have been developed. In obtaining a vein image, a method for obtaining an appropriate image has been considered. Patent Document 1 discloses an authentication device having gain changing means for changing the amplification factor of an image pickup element in an image pickup unit.

特開2006−155575号公報JP 2006-155575 A

特許文献1に記載の認証装置においては、認証に必要な画像を得るために、撮像のたび
に撮像パラメータ(露光、ゲインなど)を調整する。したがって、適切な明るさの画像が
撮像されるまでに時間を要する場合がある。このため、静脈認証装置が認証処理を行う間
、認証対象者は不自然に装置に指をかざしておかなければならず、利便性が低いという問
題があった。すなわち、認証装置において認証処理の精度を維持しつつ高速化したいとい
う要求がある。ここで、認証とは、登録された画像等と認証時に得られた画像等を照合す
ることによって、認証(識別)対象者が登録者であるか否かを識別し、識別結果に基づい
て、例えば電子錠等の制御対象を制御することである。したがって、認証の精度と速度は
識別の精度と速度に依存するので、認証においては、識別処理の精度を維持しつつ高速化
できるようにすることが望ましい。
In the authentication device described in Patent Document 1, the imaging parameters (exposure, gain, etc.) are adjusted every time imaging is performed in order to obtain an image necessary for authentication. Therefore, it may take time until an image with appropriate brightness is captured. For this reason, while the vein authentication apparatus performs the authentication process, the person to be authenticated must unnaturally hold his / her finger over the apparatus, resulting in a problem that convenience is low. That is, there is a demand for speeding up the authentication device while maintaining the accuracy of the authentication process. Here, the authentication identifies whether or not the authentication (identification) target person is a registrant by collating the registered image and the like with the image obtained at the time of authentication, and based on the identification result, For example, controlling a control target such as an electronic lock. Therefore, since the accuracy and speed of authentication depend on the accuracy and speed of identification, it is desirable that the authentication can be speeded up while maintaining the accuracy of the identification process.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、識別処理の精度を維持しつつ
識別処理を高速化することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to speed up the identification process while maintaining the accuracy of the identification process.

上記目的を達成するための主たる発明は、
被写体を撮影する撮影部と、
前記撮影部が登録対象者の被写体を撮影したときの特定の撮影パラメータと前記登録対
象者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記撮影部が撮影する識別対象者の被写体の特徴量と、前記記憶部に記憶された前記登
録対象者の被写体の特徴量とを照合することによって、前記識別対象者の識別を行う識別
部と、
を含み、
前記撮影部は、前記登録対象者の被写体を撮影する場合には、撮影パラメータを変化さ
せて前記登録対象者の被写体を複数回撮影し、かつ、前記識別対象者の被写体を撮影する
場合には、前記特定の撮影パラメータを用いて前記識別対象者の被写体を撮影する、
識別装置である。
The main invention for achieving the above object is:
A shooting section for shooting the subject;
A storage unit for storing a specific shooting parameter and a feature amount of the subject of the registration target in association with each other when the shooting unit captures the subject of the registration target;
An identification unit for identifying the identification target person by comparing the feature quantity of the subject of the identification target person photographed by the imaging unit with the feature quantity of the subject of the registration target person stored in the storage unit; ,
Including
In the case of photographing the subject of the registration target person, the photographing unit photographs the subject of the registration target person a plurality of times by changing photographing parameters, and when photographing the subject of the identification target person. Photographing the subject of the identification subject using the specific photographing parameters;
It is an identification device.

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。   Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

図1Aは、第1実施形態における静脈認証装置1のブロック図であり、図1Bは、第1実施形態における静脈認証装置1の概念図である。FIG. 1A is a block diagram of the vein authentication device 1 in the first embodiment, and FIG. 1B is a conceptual diagram of the vein authentication device 1 in the first embodiment. 登録処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a registration process. 特徴量抽出処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a feature-value extraction process. 特徴点の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a feature point. 得られた輝度勾配の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the obtained brightness | luminance gradient. 輝度勾配のヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the histogram of a brightness | luminance gradient. 図7Aは、基準方向に座標軸を合わせたときの輝度勾配の一例を示す図、図7Bは図7Aの輝度勾配に基づいて求めたベクトルの一例を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a luminance gradient when the coordinate axis is aligned with the reference direction, and FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a vector obtained based on the luminance gradient of FIG. 7A. 選択される露光時間の第1の説明図である。It is a 1st explanatory view of the exposure time selected. 選択される露光時間の第2の説明図である。It is a 2nd explanatory view of the exposure time selected. 特徴量のデータベースの例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of the database of a feature-value. 認証処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an authentication process. 認証処理の概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of an authentication process. 図13Aは、第2実施形態において登録される情報の一例を示す図であり、図13Bは、第2実施形態における特徴量のデータベースの例を示す表である。FIG. 13A is a diagram illustrating an example of information registered in the second embodiment, and FIG. 13B is a table illustrating an example of a feature amount database in the second embodiment. 第2実施形態における認証処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the authentication process in 2nd Embodiment.

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
被写体を撮影する撮影部と、
前記撮影部が登録対象者の被写体を撮影したときの特定の撮影パラメータと前記登録対
象者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記撮影部が撮影する識別対象者の被写体の特徴量と、前記記憶部に記憶された前記登
録対象者の被写体の特徴量とを照合することによって、前記識別対象者の識別を行う識別
部と、
を含み、
前記撮影部は、前記登録対象者の被写体を撮影する場合には、撮影パラメータを変化さ
せて前記登録対象者の被写体を複数回撮影し、かつ、前記識別対象者の被写体を撮影する
場合には、前記特定の撮影パラメータを用いて前記識別対象者の被写体を撮影する、
識別装置。
このようにすることで、撮影部は、登録対象者の被写体を撮影する場合には撮影パラメ
ータを変化させて複数の被写体を撮影し、そのうちの特定の撮影パラメータと、登録対象
者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶部に記憶する。識別対象者の被写体を撮影する場
合には特定のパラメータを用いるので、登録対象者の被写体の特徴量と対応付けられた適
切な撮影パラメータを用いて撮影することができる。そのため、識別対象者の被写体を撮
影する場合に複数の画像を撮影する必要がなくなるため、識別処理の精度を維持しつつ識
別処理を高速化することができる。
At least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.
A shooting section for shooting the subject;
A storage unit for storing a specific shooting parameter and a feature amount of the subject of the registration target in association with each other when the shooting unit captures the subject of the registration target;
An identification unit for identifying the identification target person by comparing the feature quantity of the subject of the identification target person photographed by the imaging unit with the feature quantity of the subject of the registration target person stored in the storage unit; ,
Including
In the case of photographing the subject of the registration target person, the photographing unit photographs the subject of the registration target person a plurality of times by changing photographing parameters, and when photographing the subject of the identification target person. Photographing the subject of the identification subject using the specific photographing parameters;
Identification device.
In this way, when shooting the subject of the registration target person, the shooting unit changes the shooting parameters to shoot a plurality of subjects, and the specific shooting parameters and characteristics of the subject of the registration target person The amount is associated and stored in the storage unit. Since a specific parameter is used when shooting the subject of the identification target person, it is possible to take a picture using an appropriate shooting parameter associated with the feature amount of the subject of the registration target person. Therefore, it is not necessary to take a plurality of images when photographing the subject of the person to be identified, so that the speed of the identification process can be increased while maintaining the accuracy of the identification process.

かかる識別装置であって、前記特徴量は、前記被写体の位置及び姿勢によらずに特徴付
けられる特徴量であることが望ましい。
このようにすることで、登録対象者の被写体を撮影する場合と識別対象者の被写体を撮
影する場合とで、撮影された被写体の位置や方向が異なっていたとしても容易かつ高精度
に認証を行うことができる。
In this identification device, it is desirable that the feature amount is a feature amount characterized regardless of the position and orientation of the subject.
In this way, even when the subject of the registration subject is photographed and when the subject of the identification subject is photographed, even if the position and direction of the photographed subject are different, authentication can be performed easily and with high accuracy. It can be carried out.

また、前記特徴量は、前記被写体の位置及び姿勢によらずに特徴付けられる特徴点に対
応する量であり、前記特定の撮影パラメータは、前記撮影パラメータを変化させて前記登
録対象者の被写体を複数回撮影して最も多い数の特徴点が得られる撮影パラメータである
ことが望ましい。
このようにすることで、識別対象者の被写体を撮影する場合に最も多い数の特徴点が得
られる撮影パラメータで撮影を行うことができる。つまり、登録対象者の被写体の特徴量
が最も抽出されやすい撮影パラメータを用いて識別対象者の被写体を撮影できるので、認
証処理の精度を維持しつつ認証処理を高速化することができる。
Further, the feature amount is an amount corresponding to a feature point characterized regardless of the position and orientation of the subject, and the specific photographing parameter is obtained by changing the photographing parameter to change the subject of the registration target person. It is desirable that the shooting parameters be obtained by obtaining the largest number of feature points by shooting a plurality of times.
In this way, it is possible to perform imaging with imaging parameters that can obtain the largest number of feature points when imaging the subject of the person to be identified. That is, since the subject of the subject of identification can be photographed using the photographing parameters that most easily extract the feature amount of the subject of the subject of registration, the authentication processing can be speeded up while maintaining the accuracy of the authentication processing.

また、前記撮影パラメータは、前記被写体を撮影する露光時間、前記撮影部のゲイン、
及び、光源の光量のうちの少なくとも一つであることが望ましい。
このようにすることで、適切な撮影パラメータを用いることができる。
The shooting parameters include an exposure time for shooting the subject, a gain of the shooting unit,
And it is desirable that it is at least one of the light quantity of a light source.
In this way, appropriate shooting parameters can be used.

また、前記撮影パラメータは、露光時間を含み、前記記憶部は、複数の登録対象者につ
いて、前記特定の撮影パラメータと前記登録対象者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶
し、前記識別部は、前記記憶部に記憶された前記複数の登録対象者の被写体の特徴量のう
ち、前記特定の撮影パラメータに含まれる前記露光時間が短い登録対象者の被写体の特徴
量から順に前記識別対象者の被写体の特徴量との照合を行うことが望ましい。
このように、露光時間が短い登録対象者の被写体の特徴量から順に照合を行うことで、
複数の登録対象者が記憶部に記憶されている場合にも、照合を行なう場合のトータルの露
光時間が短い間に、より多い人数の登録対象者の被写体の特徴量と識別対象者の被写体の
特徴量とを照合することができるので、短時間に識別対象者を識別できる確率が高くなる
。したがって、認証処理を高速化することができる。
Further, the shooting parameter includes an exposure time, and the storage unit stores the specific shooting parameter and a feature amount of the subject of the registration target person in association with each other for a plurality of registration target persons, and the identification unit Is the identification target person in order from the feature quantity of the subject of the registration subject having a short exposure time included in the specific imaging parameter among the feature quantities of the subject of the plurality of registration subject persons stored in the storage unit. It is desirable to collate with the feature amount of the subject.
In this way, by collating in order from the feature amount of the subject of the registration subject with a short exposure time,
Even when a plurality of registration subjects are stored in the storage unit, while the total exposure time for collation is short, the features of the subjects of a larger number of registration subjects and the subjects of the identification subjects Since the feature quantity can be collated, the probability that the person to be identified can be identified in a short time increases. Therefore, the authentication process can be speeded up.

また、前記記憶部は、複数の登録対象者について、前記特定の撮影パラメータと前記登
録対象者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶し、かつ、前記複数の登録対象者について
前記識別を行う頻度を記憶し、前記識別部は、前記複数の登録対象者の被写体の特徴量の
うち、前記識別を行う頻度が高い登録対象者の被写体の特徴量から順に前記識別対象者の
被写体の特徴量との照合を行うこととしてもよい。
このように、識別を行う頻度が高い登録対象者の被写体の特徴量から順に照合を行うこ
とで、早期に認証対象者が認証される確率が高まるので、認証処理を高速化することがで
きる。
In addition, the storage unit stores, for a plurality of registration target persons, the specific imaging parameter and the feature amount of the subject of the registration target person in association with each other, and performs the identification for the plurality of registration target persons. The identification unit stores the feature amount of the subject of the identification target person in order from the feature amount of the subject of the registration subject who is frequently identified among the feature amounts of the subject of the registration subject. It is good also as collating with.
In this way, by performing the matching in order from the feature amount of the subject of the registration target person who is frequently identified, the probability that the authentication target person is authenticated early increases, so that the authentication process can be speeded up.

また、前記記憶部は、複数の登録対象者について、前記特定の撮影パラメータと前記登
録対象者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶し、かつ、前記複数の登録対象者について
前記認証を行う頻度を時間帯毎に記憶し、前記識別部は、前記複数の登録対象者の被写体
の特徴量のうち、前記識別が行われる時間帯において識別の頻度が高い登録対象者の被写
体の特徴量から順に前記識別対象者の被写体の特徴量との照合を行うこととしてもよい。
このように、時間帯に応じて認証頻度の高い登録対象者の被写体の特徴量から順に照合
を行うことで、早期に認証対象者が認証される確率が高まるので、認証処理を高速化する
ことができる。
In addition, the storage unit stores, for a plurality of registration target persons, the specific imaging parameter and the feature amount of the subject of the registration target person in association with each other, and performs the authentication for the plurality of registration target persons. The frequency is stored for each time zone, and the identification unit is configured to calculate, from among the feature quantities of the subjects of the plurality of registration target persons, the feature quantities of the subject of the registration target person having a high identification frequency in the time zone in which the identification is performed. It is good also as collating with the feature-value of the subject of the said identification subject in order.
In this way, since the probability of the authentication target person being authenticated is increased by collating in order from the feature amount of the subject of the registration target person with high authentication frequency according to the time zone, the authentication process can be speeded up. Can do.

また、本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項も明らかとなる。
すなわち、
撮影パラメータを変化させて登録対象者の被写体を複数回撮影することと、
前記登録対象者の被写体を撮影したときの特定の撮影パラメータと前記登録対象者の被
写体の特徴量とを対応付けて記憶することと、前記特定の撮影パラメータを用いて前記識
別対象者の被写体を撮影することと、
前記識別対象者の被写体の特徴量と、前記記憶部に記憶された前記登録対象者の被写体
の特徴量とを照合することによって前記識別対象者の識別を行うことと、
を含む、識別方法である。
このようにすることで、登録対象者の被写体を撮影する場合には撮影パラメータを変化
させて複数の被写体を撮影し、そのうちの特定の撮影パラメータと、登録対象者の被写体
の特徴量とを対応付けて記憶する。識別対象者の被写体を撮影する場合には特定のパラメ
ータを用いるので、登録対象者の被写体の特徴量と対応付けられた適切な撮影パラメータ
を用いて撮影することができる。そのため、識別対象者の被写体を撮影する場合に複数の
画像を撮影する必要がなくなるため、識別処理の精度を維持しつつ識別処理を高速化する
ことができる。
In addition, at least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.
That is,
Changing the shooting parameters and shooting the subject of the registration subject multiple times;
A specific shooting parameter when the subject of the registration target person is shot and a feature amount of the subject of the registration target person are stored in association with each other, and the subject of the identification target person is stored using the specific shooting parameter. Shooting,
Identifying the identification target person by comparing the feature quantity of the subject of the identification target person with the feature quantity of the subject of the registration target person stored in the storage unit;
It is an identification method including.
In this way, when shooting a subject of a registration target person, a plurality of subjects are shot by changing the shooting parameters, and a specific shooting parameter among them is associated with a feature amount of the subject of the registration target person. Add and remember. Since a specific parameter is used when shooting the subject of the identification target person, it is possible to take a picture using an appropriate shooting parameter associated with the feature amount of the subject of the registration target person. Therefore, it is not necessary to take a plurality of images when photographing the subject of the person to be identified, so that the speed of the identification process can be increased while maintaining the accuracy of the identification process.

===実施形態===
図1Aは、第1実施形態における静脈認証装置1のブロック図であり、図1Bは、第1
実施形態における静脈認証装置1の概念図である。静脈認証装置1は、識別(認証)対象
者を認証する。すなわち、静脈認証装置1は、識別対象者を識別して、後述する制御対象
50を制御する。静脈認証装置1は、演算部10とセンサー部20と光源部30とを備え
る。センサー部20はインターフェース28を介して演算部10に接続されており、また
、光源部30はインターフェース38を介して演算部10に接続されている。また、静脈
認証装置1は、インターフェース48とインターフェース58を介してトリガセンサー4
0と制御対象50に接続されている。
=== Embodiment ===
FIG. 1A is a block diagram of the vein authentication device 1 according to the first embodiment, and FIG.
It is a key map of vein authentication device 1 in an embodiment. The vein authentication device 1 authenticates an identification (authentication) target person. That is, the vein authentication device 1 identifies the person to be identified and controls the control object 50 described later. The vein authentication device 1 includes a calculation unit 10, a sensor unit 20, and a light source unit 30. The sensor unit 20 is connected to the calculation unit 10 via an interface 28, and the light source unit 30 is connected to the calculation unit 10 via an interface 38. Further, the vein authentication device 1 includes the trigger sensor 4 via the interface 48 and the interface 58.
0 and the control target 50 are connected.

演算部10は、演算を行うCPU(Central Processing Unit)12と記憶部としてのR
AM(Random Access Memory)14及びEEPROM(Electronically Erasable and Progr
ammable Read Only Memory)16を含む。CPU12は、EEPROM16に記憶された
プログラムを実行することにより静脈認証を行う。RAM14には、静脈認証を行う際に
必要な演算結果等が記憶される。そして、演算部10は、後述する登録処理及び認証処理
を行う。つまり、演算部10は認証部および記憶部として機能し、認証部は識別を行う識
別部および制御対象を制御する制御部としての機能を含む。
The calculation unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 12 that performs calculation and an R as a storage unit.
AM (Random Access Memory) 14 and EEPROM (Electronically Erasable and Progr
ammable Read Only Memory) 16. The CPU 12 performs vein authentication by executing a program stored in the EEPROM 16. The RAM 14 stores calculation results and the like necessary for performing vein authentication. And the calculating part 10 performs the registration process and authentication process which are mentioned later. That is, the calculation unit 10 functions as an authentication unit and a storage unit, and the authentication unit includes a function as an identification unit that performs identification and a control unit that controls a control target.

センサー部20は、指の静脈を撮影するためのセンサーである。つまり、本実施形態に
おける被写体は指であり、静脈画像(血管画像)が撮影される。センサー部20は、登録
対象者の指または識別対象者の指を撮影するが、その際の露光時間を調整することができ
るようになっている。
The sensor unit 20 is a sensor for photographing a finger vein. That is, the subject in this embodiment is a finger, and a vein image (blood vessel image) is captured. The sensor unit 20 photographs the finger of the registration subject or the finger of the identification subject, and can adjust the exposure time at that time.

光源部30は、撮影する指に所定波長の光を照らすための装置である。ここでは、近赤
外線のLED(Light Emitting Diode)光源を含み、700nm〜900nmの波長帯を多
く含む光を照射する。このように、700nm〜900nmの波長帯を多く含む光を照射
することとしているのは、この波長帯は特に、血液のヘモグロビンと水の両方の吸収が低
くなり、透過率が高くなる波長であるためである。本実施形態においては、センサー部2
0及び光源部30が撮影部に相当する。
The light source unit 30 is a device for illuminating a finger to be photographed with light having a predetermined wavelength. Here, a near-infrared LED (Light Emitting Diode) light source is included, and light including a large wavelength band of 700 nm to 900 nm is irradiated. As described above, the light that includes a large wavelength band of 700 nm to 900 nm is irradiated with light that has a low absorption of blood hemoglobin and water and a high transmittance. Because. In the present embodiment, the sensor unit 2
0 and the light source unit 30 correspond to an imaging unit.

トリガセンサー40は、指の接近を感知し、撮影処理を開始するためのトリガーを演算
部10に送る装置である。トリガセンサー40には、例えば、静電容量センサーが用いら
れる。このトリガセンサー40により、後述するドアなどに静脈認証装置1を設けた場合
において、指をドアに近づけただけでセンサー部20が指の撮影処理を開始することがで
きるようになる。
The trigger sensor 40 is a device that senses the approach of a finger and sends a trigger for starting a photographing process to the calculation unit 10. As the trigger sensor 40, for example, a capacitance sensor is used. With the trigger sensor 40, when the vein authentication device 1 is provided on a door, which will be described later, the sensor unit 20 can start the finger photographing process only by bringing the finger close to the door.

制御対象50は、静脈認証装置1による識別結果に応じて演算部10によって制御され
る対象物である。例えば、制御対象50がコンピュータであるときには、静脈認証装置1
による識別結果に応じて、識別対象者に対してコンピュータのアクセス権を付与する。ま
た、制御対象50がドアの電子錠である場合には、静脈認証装置1による識別結果に応じ
てドアの電子錠の解錠を行う。本実施形態では、以下に制御対象50がドアの電子錠であ
るものとして説明を行う。
The control object 50 is an object controlled by the arithmetic unit 10 according to the identification result by the vein authentication device 1. For example, when the control object 50 is a computer, the vein authentication device 1
In accordance with the identification result of, the computer access right is given to the identification target person. When the control object 50 is an electronic door lock, the electronic door lock is unlocked according to the identification result of the vein authentication device 1. In the present embodiment, description will be given below assuming that the control target 50 is an electronic lock of a door.

本実施形態における静脈認証装置1では、後述する登録処理と、認証処理の2つの処理
が行われる。
In the vein authentication device 1 according to the present embodiment, two processes of a registration process and an authentication process described later are performed.

図2は、登録処理のフローチャートである。登録処理とは、登録者の指の静脈の特徴量
を登録する処理である。本実施形態における特徴量は、位置不変、及び、回転不変なもの
が採用される。これは、同じ人物の静脈パターンに対しては、撮影範囲が変化(位置が変
化した場合)した場合でも、撮影方向が回転(回転変化)した場合でも、パターンに対し
て同じ位置が特定され(位置不変)、その位置周辺の局所領域の特徴を数値化した特徴量
と同じ値が得られる(回転不変)という特性を有するものである。
FIG. 2 is a flowchart of the registration process. The registration process is a process of registering the feature quantity of the registrant's finger vein. As the feature amount in the present embodiment, a position invariant and a rotation invariant are employed. This is because, for the same person's vein pattern, the same position is specified for the pattern regardless of whether the shooting range changes (when the position changes) or the shooting direction rotates (rotation changes) ( (Position invariant), and the same value as the feature quantity obtained by quantifying the characteristics of the local region around the position can be obtained (rotation invariant).

まず、登録対象者の静脈画像撮影が行われる(S102)。静脈画像の撮影は、静脈認
証装置1のセンサー部20を用いて行うこともできるし、他の撮影可能な装置を用いて行
うこともできる。指の静脈パターン画像を撮影するにあたり、光源部30から700nm
〜900nmの波長帯を多く含む光が照射される。この波長帯においては、ヘモグロビン
による光の吸収が水による光の吸収よりも大きいため、指の静脈が影となった画像が撮影
されることになる。そして、撮影パラメータを少しずつ異ならせつつ、複数枚の画像を撮
影する。ここでは、撮影パラメータを露光時間としている。よって、露光時間を少しずつ
異ならせつつ、複数枚の画像を撮影する。露光時間を変化させる量は、数ミリ秒から数百
ミリ秒とすることができる。
First, a vein image of a registration target person is taken (S102). The vein image can be captured using the sensor unit 20 of the vein authentication device 1 or using another device capable of capturing images. In photographing a finger vein pattern image, the light source unit 30 to 700 nm
Irradiation with light including a large wavelength band of ˜900 nm is applied. In this wavelength band, the absorption of light by hemoglobin is larger than the absorption of light by water, so an image in which the finger vein is shaded is taken. Then, a plurality of images are photographed while slightly varying the photographing parameters. Here, the imaging parameter is the exposure time. Therefore, a plurality of images are taken while changing the exposure time little by little. The amount by which the exposure time is changed can be several milliseconds to several hundred milliseconds.

次に、撮影された静脈画像から特徴量抽出を行う(S104)。これらの特徴量抽出処
理は、S102で撮影された複数の画像のそれぞれについて行われる。
Next, feature amount extraction is performed from the photographed vein image (S104). These feature quantity extraction processes are performed for each of the plurality of images taken in S102.

図3は、特徴量抽出処理を説明するフローチャートである。
本実施形態の特徴量抽出処理(S104)においては、最初に、撮影した静脈画像の画
像補正が行われる(S202)。ここで画像補正が行われるのは、主に以下の3つの理由
からである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the feature amount extraction processing.
In the feature amount extraction process (S104) of the present embodiment, first, image correction of the captured vein image is performed (S202). The image correction is performed mainly for the following three reasons.

(1)指に対する光の透過率には個人差があり、取得した画像の全体の輝度がばらつくこ
とがある。
(2)指の透過率の個人差により明暗分布が生じてしまうことがある。例えば、指の関節
部は明るく画像が取得され、関節と関節との間は暗く画像が取得される。
(3)静脈と表皮との間の生体組織により、光が拡散し、撮影した静脈パターンがぼやけ
る場合がある。
(1) There is an individual difference in the light transmittance with respect to the finger, and the entire luminance of the acquired image may vary.
(2) A light-dark distribution may occur due to individual differences in finger transmittance. For example, a bright image is acquired at the joint portion of the finger, and a dark image is acquired between the joints.
(3) The living tissue between the vein and the epidermis may diffuse light and blur the photographed vein pattern.

これらの課題を解決するために、フィルタ処理を行う。上記(1)の課題を解決するた
めには、正規化が必要であり、そのために平均値(直流成分)を除去する必要がある。ま
た、上記(2)の課題を解決するためには、均一化が必要であり、そのために、緩やかな
変動を除去する必要がある。よって、これら(1)と(2)の課題を解決するために、静
脈画像に対してハイパスフィルタを適用する。
In order to solve these problems, filter processing is performed. In order to solve the above problem (1), normalization is required, and therefore, it is necessary to remove the average value (DC component). Moreover, in order to solve the above problem (2), it is necessary to make uniform, and for this reason, it is necessary to remove moderate fluctuations. Therefore, in order to solve the problems (1) and (2), a high-pass filter is applied to the vein image.

また、上記(3)の課題を解決するためには、シャープネス処理が必要であるから、静
脈画像に対してアンシャープマスクを適用し高周波成分を強調する。すなわち、これらハ
イパスフィルタとアンシャープマスクを統合したフィルタを作成し適用する。具体的には
、2つのフィルタの周波数応答(MTF: Modulation Transfer Function)を周波数空間で積
算し、これを逆フーリエ変換したフィルタを適用することになる。
Further, in order to solve the above problem (3), sharpness processing is necessary. Therefore, an unsharp mask is applied to the vein image to emphasize high frequency components. That is, a filter integrating these high-pass filter and unsharp mask is created and applied. Specifically, the frequency response (MTF: Modulation Transfer Function) of the two filters is integrated in the frequency space, and a filter obtained by performing inverse Fourier transform on this is applied.

次に、特徴点抽出処理(S204)が行われる。本実施形態における特徴点抽出及び特
徴量抽出は、SIFT(Scale Invariant Feature Transform)が採用される。センサー部
20と指との位置関係が固定ではない場合、センサー部20に対する指の位置及び角度が
一定とならない可能性がある。このような認証装置において高精度な識別を行うために、
位置及び回転によらない特徴量を与える特徴点を抽出したいという要求がある。この要求
を満たす手法の一例としてSIFTを採用している。
Next, feature point extraction processing (S204) is performed. SIFT (Scale Invariant Feature Transform) is employed for feature point extraction and feature quantity extraction in the present embodiment. When the positional relationship between the sensor unit 20 and the finger is not fixed, the position and angle of the finger with respect to the sensor unit 20 may not be constant. In order to perform highly accurate identification in such an authentication device,
There is a demand for extracting feature points that give a feature quantity independent of position and rotation. SIFT is adopted as an example of a method that satisfies this requirement.

S204の処理においては、まず、ノイズを取り除き、安定した特徴点を得るために、
静脈画像にガウスフィルタを適用して平均化処理を行う。そして、ある周波数以上の成分
をカットする処理を行う。また、ガウスフィルタを適用した画像の二次微分を算出し、そ
の極値を特徴点候補とする。さらに、ノイズに由来する特徴点を取り除くために、極値の
絶対値が所定のしきい値以上の点を特徴点として採用する。上記において、特徴点候補を
得るために二次微分を算出しているのは、均一な領域ではなく、変化があるエッジ部を画
像から抽出するためである。また、撮影において斜めから光源照射がなされたときにおい
て、一定の傾きで変化する領域が画像に生ずることがあるが、このような領域を特徴点候
補としないためである。二次微分の算出は、具体的には、ガウス導関数の畳み込み積分を
行うことにより行われる。
In the process of S204, first, in order to remove noise and obtain a stable feature point,
An averaging process is performed by applying a Gaussian filter to the vein image. And the process which cuts the component more than a certain frequency is performed. Further, the second derivative of the image to which the Gaussian filter is applied is calculated, and the extreme value is set as a feature point candidate. Further, in order to remove feature points derived from noise, a point having an absolute value of an extreme value equal to or greater than a predetermined threshold is adopted as a feature point. In the above description, the second derivative is calculated in order to obtain the feature point candidate because the edge portion having a change is extracted from the image instead of the uniform region. In addition, when light source irradiation is performed obliquely during photographing, a region that changes with a certain inclination may appear in the image, but such a region is not used as a feature point candidate. Specifically, the calculation of the second derivative is performed by performing convolution integration of a Gaussian derivative.

図4は、特徴点の一例を示す図である。図には、撮影された静脈と、その静脈の分岐点
において特定された特徴点が示されている。特徴点は、輝度勾配の二次微分の極値の場所
が選択されるので、輝度の変化量が大きな箇所が選択されることになる。すなわち、静脈
とそうでない場所とを分ける場所が特徴点として選択されることになる。また、二次微分
の極値の場所は、一次微分の変化量が極大となる場所であるから、周囲に比べて曲率(す
なわり曲がり方)が大きい点が選択される。よって、静脈の分岐点や血管内部も特徴点と
して選択されることになる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of feature points. In the figure, the photographed vein and the feature point specified at the branch point of the vein are shown. As the feature point, the location of the extreme value of the second derivative of the luminance gradient is selected, so that a portion having a large luminance change amount is selected. That is, a place that separates a vein from a place that is not so is selected as a feature point. Further, since the place of the extreme value of the second derivative is a place where the amount of change of the first derivative is maximized, a point having a larger curvature (ie, how to bend) than the surroundings is selected. Therefore, the branch point of the vein and the inside of the blood vessel are also selected as the feature points.

次に、特徴量抽出が行われる(S206)。特徴量抽出は、上記の処理において得られ
たそれぞれの特徴点に対して以下の処理を行うことにより行われる。まず、特徴点周辺の
輝度勾配を算出する。
Next, feature amount extraction is performed (S206). The feature amount extraction is performed by performing the following processing on each feature point obtained in the above processing. First, the brightness gradient around the feature point is calculated.

図5は、得られた輝度勾配の一例を示す図である。図5には、特徴点を中心とした複数
のマス目(本実施形態では、8×8のマス目)が示されている。そして、各マス目におけ
る輝度勾配がベクトル量として示されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the obtained luminance gradient. FIG. 5 shows a plurality of grids (in this embodiment, 8 × 8 grids) centering on the feature points. And the brightness | luminance gradient in each square is shown as a vector amount.

次に、図5のように得られた輝度勾配についてヒストグラムを作成する。そして、最も
頻度の高い方向を特徴量の基準方向とする。
Next, a histogram is created for the luminance gradient obtained as shown in FIG. The direction with the highest frequency is set as the reference direction of the feature amount.

図6は、輝度勾配のヒストグラムの一例を示す図である。本図では、36方向のヒスト
グラムが示されている。本図では、「peak」と記載した方向の値が最も高くなってい
る。よって、この方向が特徴量の基準方向となる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a histogram of luminance gradient. In this figure, a histogram in 36 directions is shown. In this figure, the value of the direction described as “peak” is the highest. Therefore, this direction becomes the reference direction of the feature amount.

次に、特徴点を中心として、前述の処理で選択された基準方向に合わせて、再度8×8
のマス目を作成する。そして、この8×8のマス目を4×4のマス目に対応させ、この4
×4のマス目毎の輝度勾配について、マス目ごとに8方向のベクトルに分解する。
Next, centering on the feature point, the 8 × 8 is again set in accordance with the reference direction selected in the above-described processing.
Create the squares. Then, this 8 × 8 cell is made to correspond to the 4 × 4 cell,
The luminance gradient for each square of × 4 is decomposed into eight-direction vectors for each square.

図7は、基準方向に座標軸を合わせたときの輝度勾配の一例を示す図である。図7Aに
おいては、太矢印の方向が前述の基準方向であり、基準方向に方向を合わせた8×8のマ
ス目を再作成して、基準方向を基準として輝度勾配を求め直したものである。また、図7
Bは、この8×8のマス目を4×4のマス目に対応させ、マス目毎に輝度勾配を8方向の
ベクトルに分解したものである。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the luminance gradient when the coordinate axis is aligned with the reference direction. In FIG. 7A, the direction of the thick arrow is the above-described reference direction, and an 8 × 8 cell whose direction is aligned with the reference direction is re-created, and the luminance gradient is obtained again using the reference direction as a reference. . In addition, FIG.
B corresponds to the 8 × 8 cells corresponding to the 4 × 4 cells, and the luminance gradient is decomposed into vectors in eight directions for each cell.

ここでは、8方向のベクトルに分解しているので、0°、45°、90°、135°、
180°、225°、270°、及び、315°のそれぞれの方向について、ベクトルの
スカラー量が得られる。また、4×4のマス目のそれぞれについて、これらのスカラー量
が得られるため、4×4×8=128次元のスカラー量を得ることができる。本実施形態
において、特徴点における特徴量は、これら複数次元のスカラー量である。
Here, since it is decomposed into vectors in 8 directions, 0 °, 45 °, 90 °, 135 °,
A vector scalar quantity is obtained for each direction of 180 °, 225 °, 270 °, and 315 °. In addition, since these scalar quantities are obtained for each 4 × 4 cell, 4 × 4 × 8 = 128-dimensional scalar quantities can be obtained. In the present embodiment, the feature quantity at the feature point is a multi-dimensional scalar quantity.

このようにすることで、1枚の画像について複数の特徴点と各特徴点に対応する特徴量
が得られることになる。このような処理がS102で撮影された複数枚の画像のそれぞれ
について行われ、それぞれに対応する特徴量が得られることになる。次に、得られた複数
の画像の特徴点の数に基づいて、登録する撮影パラメータを選択する(S106)。
In this way, a plurality of feature points and a feature amount corresponding to each feature point can be obtained for one image. Such processing is performed for each of a plurality of images taken in S102, and feature amounts corresponding to the respective images are obtained. Next, a shooting parameter to be registered is selected based on the number of feature points of the obtained plurality of images (S106).

図8は、選択される露光時間の第1の説明図である。図には、露光時間が短いときの画
像から露光時間を長くしたときの画像まで、11枚の画像サンプルが示されている。また
、図には、露光時間を変化させて撮影した画像において得られた特徴点の数を示すグラフ
が示されている。グラフの横軸は露光時間であり、縦軸は各画像における特徴点数である
。露光時間が最も短い点がI−01の画像に対応し、最も長い点がI−11の画像に対応
する。
FIG. 8 is a first explanatory diagram of the selected exposure time. In the figure, 11 image samples are shown, from an image with a short exposure time to an image with a long exposure time. In the figure, a graph showing the number of feature points obtained in an image taken by changing the exposure time is shown. The horizontal axis of the graph is the exposure time, and the vertical axis is the number of feature points in each image. The point with the shortest exposure time corresponds to the image of I-01, and the longest point corresponds to the image of I-11.

I−01では露光時間を最も短くしたため、全体的に静脈の画像が最も暗くなっている
。一方、I−11では露光時間を最も長くしたため、全体的に静脈の画像が最も明るくな
っている。グラフを参照すると、露光時間が短過ぎると、コントラストが低いため特徴点
数は少ない。露光時間を長くしていくと、特徴点の数は増加していく。しかしながら、露
光時間を長くしすぎると、静脈画像に白飛びという現象が発生するため、急激に特徴点の
数は減少する。
In I-01, since the exposure time is the shortest, the vein image is darkest overall. On the other hand, since the exposure time is the longest in I-11, the whole vein image is brightest. Referring to the graph, if the exposure time is too short, the number of feature points is small because the contrast is low. As the exposure time is increased, the number of feature points increases. However, if the exposure time is excessively long, a phenomenon of whiteout occurs in the vein image, and the number of feature points decreases rapidly.

本実施形態では、このような11通りの撮影パラメータ(ここでは、露光時間)のうち
、撮影した画像から得られた特徴点の数が最大となる撮影パラメータがS106において
選択される。図8では、I−07の画像において、得られた特徴点の数が最大となってい
るため、ここでは、I−07の撮影に用いた露光時間が選択される。
In the present embodiment, among the 11 kinds of shooting parameters (here, exposure time), a shooting parameter that maximizes the number of feature points obtained from the shot image is selected in S106. In FIG. 8, since the number of obtained feature points is the maximum in the image of I-07, the exposure time used for the shooting of I-07 is selected here.

図9は、選択される露光時間の第2の説明図である。本図では、指の透過率の高い人物
の静脈画像を撮影したときの静脈画像と露光時間に対する特徴点の数を示している。図9
では、図8における人物のグラフが点線で表され、図8における人物よりも指に対する光
の透過率の高い人物のグラフが実線で表されている。このように、透過率の高い人物のグ
ラフを参照すると、得られた特徴点の数が最大となる露光時間が、図8における人物のも
のよりも短いものになる。このように、人物によっても適切な撮影パラメータが異なるこ
とから、撮影パラメータの異なる複数枚の静脈画像に基づいて適切な撮影パラメータを選
択することが望ましいということになる。
FIG. 9 is a second explanatory diagram of the selected exposure time. This figure shows the number of feature points with respect to the vein image and exposure time when a vein image of a person with high finger transmittance is taken. FIG.
In FIG. 8, the graph of the person is represented by a dotted line, and the graph of the person having a higher light transmittance to the finger than the person in FIG. 8 is represented by a solid line. Thus, referring to the graph of a person with high transmittance, the exposure time with the maximum number of obtained feature points is shorter than that of the person in FIG. As described above, since appropriate photographing parameters differ depending on a person, it is desirable to select appropriate photographing parameters based on a plurality of vein images having different photographing parameters.

次に、S106において選択された撮影パラメータと、その撮影パラメータで撮影した
静脈画像に基づいて得られた複数の特徴量と、を演算部10(RAM14)に保存する(
S108)。
Next, the imaging parameter selected in S106 and a plurality of feature amounts obtained based on the vein image captured with the imaging parameter are stored in the calculation unit 10 (RAM 14) (
S108).

図10は、特徴量のデータベースの例を示す表である。表には、撮影パラメータとして
の露光時間と、特徴量として0〜127の128次元のスカラー量が示されている。この
ようにして、ある特定の登録対象者についてのS106において選択された特定の撮影パ
ラメータと、この登録対象者についての特徴量が複数登録される。本実施形態においては
、S106において、抽出された特徴点の数が最も多かった撮影パラメータを選択するこ
ととしたので、特徴点に対応する特徴量が複数登録される。なお、一人の登録者について
一つの特徴点に関する特徴量が登録されるようにしてもよい。登録処理が完了すると、静
脈認証装置1の演算部10に記憶された、登録者の特徴量を用いて認証処理を行うことが
できるようになる。以下、認証処理について説明する。
FIG. 10 is a table showing an example of a feature amount database. In the table, an exposure time as a photographing parameter and a 128-dimensional scalar amount of 0 to 127 as a feature amount are shown. In this manner, a plurality of specific imaging parameters selected in S106 for a specific registration target person and a plurality of feature amounts for the registration target person are registered. In the present embodiment, since the shooting parameter having the largest number of extracted feature points is selected in S106, a plurality of feature amounts corresponding to the feature points are registered. Note that a feature amount related to one feature point may be registered for one registrant. When the registration process is completed, the authentication process can be performed using the registrant's feature amount stored in the calculation unit 10 of the vein authentication device 1. Hereinafter, the authentication process will be described.

図11は、認証処理のフローチャートである。図12は、認証処理の概念を説明するた
めの図である。認証処理では、最初に、静脈画像撮影処理(S302)が行われる。認証
処理における静脈画像撮影処理(S302)は、前述の登録処理における静脈画像撮影処
理と同様に、識別対象者の指の静脈画像を撮影する処理であるが、S108において登録
された撮影パラメータにて1枚の静脈画像が撮影される。
FIG. 11 is a flowchart of the authentication process. FIG. 12 is a diagram for explaining the concept of the authentication process. In the authentication process, first, a vein image photographing process (S302) is performed. The vein image capturing process (S302) in the authentication process is a process for capturing a vein image of the finger of the person to be identified, similar to the vein image capturing process in the registration process described above. One vein image is taken.

次に、特徴量抽出処理(S304)が行われる。特徴量の抽出処理も、前述のステップ
S202〜S206の処理と同様であるので説明を省略する。尚、ここではS302にお
いて撮影された1枚の静脈画像内の特徴点の特徴量を全て抽出することになる。
Next, feature amount extraction processing (S304) is performed. Since the feature amount extraction processing is the same as the processing in steps S202 to S206 described above, description thereof is omitted. Here, all feature quantities of feature points in one vein image photographed in S302 are extracted.

このようにして求められた特徴量は、前述のように128次元のスカラー量として得る
ことができる。図12には、予め登録された登録者の特徴量が「登録特徴量」として複数
の棒グラフとして示されている。また、ステップS304において求められた識別対象者
の特徴量が「認証特徴量」として複数の棒グラフとして示されている。概念的には、以下
のS306及びS308において、認証特徴量に類似する登録特徴量を検索し、類似度と
して示す指数が所定量よりも大きいか否かに基づいて識別対象者を識別する。
The feature quantity obtained in this way can be obtained as a 128-dimensional scalar quantity as described above. In FIG. 12, the registered registrant feature amounts are shown as “registered feature amounts” as a plurality of bar graphs. Further, the feature quantity of the person to be identified obtained in step S304 is shown as a plurality of bar graphs as “authentication feature quantities”. Conceptually, in the following S306 and S308, a registered feature amount similar to the authentication feature amount is searched, and the identification target person is identified based on whether or not the index indicated as the similarity is larger than a predetermined amount.

次に、照合処理(S306)が行われる。この処理では、登録された特徴量と比較する
ために、登録された特徴量と認証時に取得された特徴量との類似度を求める。ここで類似
度は、得られた128次元のスカラー量についてのユークリッド距離に基づいて求めるこ
とができる。そして、これらの距離の値が所定のしきい値よりも小さい場合には類似度が
高いと判定することができる。尚、ここでは、ユークリッド距離に基づいて類似度を求め
ることとしたが、市街地距離やマハラノビスの距離に基づいて類似度を求めることとして
もよい。このようにすることによって、認証処理において撮影された静脈画像に基づいて
求められた特徴量と登録された特徴量との類似度を求めることができる。そして、求めら
れた類似度が高い(距離の値が所定のしきい値よりも小さい)と判定された特徴量の数に
ついてカウントを行う。
Next, collation processing (S306) is performed. In this process, in order to compare with the registered feature value, the similarity between the registered feature value and the feature value acquired at the time of authentication is obtained. Here, the similarity can be obtained based on the Euclidean distance for the obtained 128-dimensional scalar quantity. And when these distance values are smaller than a predetermined threshold value, it can be determined that the similarity is high. Here, the similarity is obtained based on the Euclidean distance, but the similarity may be obtained based on the city distance or the Mahalanobis distance. By doing in this way, it is possible to obtain the degree of similarity between the feature quantity obtained based on the vein image photographed in the authentication process and the registered feature quantity. And it counts about the number of the feature-values determined that the calculated | required similarity is high (the value of distance is smaller than a predetermined threshold value).

次に、カウントした値に基づいて識別対象者が登録者(登録対象者)であるか否かを判
定する(S308)。具体的には、カウントした値が所定のカウント値よりも大きい場合
には、識別対象者が登録者であると判定する(S308がYES)。一方、カウントした
値が所定のカウント値以下の場合には、識別対象者が登録者でないと判定する(S308
がNO)。そして、判定結果(S308の結果)がYESの場合には制御対象の動作を許
可する許可信号を制御対象である電子錠50に送信する(S310)。判定結果(S30
8の結果)がNOの場合には制御対象の動作を許可しない拒否信号を電子錠50に送信す
る(S312)。電子錠50は、許可する信号を受信した場合には解錠し、許可しない信
号を受信した場合には解錠を行わない、すなわち動作しないものとする。
Next, it is determined whether or not the identification target person is a registrant (registration target person) based on the counted value (S308). Specifically, when the counted value is larger than a predetermined count value, it is determined that the person to be identified is a registrant (YES in S308). On the other hand, if the counted value is less than or equal to the predetermined count value, it is determined that the person to be identified is not a registered person (S308).
NO). If the determination result (result of S308) is YES, a permission signal for permitting the operation of the controlled object is transmitted to the electronic lock 50 that is the controlled object (S310). Judgment result (S30
When the result of 8) is NO, a rejection signal not permitting the operation of the control target is transmitted to the electronic lock 50 (S312). The electronic lock 50 is unlocked when a signal to permit is received, and is not unlocked when it receives a signal that is not permitted, that is, does not operate.

上述のように、認証対象者の被写体を撮影するときの撮影パラメータを、登録対象者の
被写体を撮影したときに特徴点の数が最大であった撮影パラメータに設定して撮影するこ
とで、認証時に複数の画像を撮影することなく高精度な認証処理を行うことができるよう
になる。また、認証処理を高速化することができることになる。
As described above, authentication is performed by setting the shooting parameter when shooting the subject of the authentication target to the shooting parameter having the maximum number of feature points when shooting the subject of the registration target. Sometimes it is possible to perform highly accurate authentication processing without taking a plurality of images. In addition, the authentication process can be speeded up.

図13Aは、第2実施形態において登録される情報の一例を示す図である。図には、登
録対象者のIDと、撮影パラメータと、頻度が示されている。第2実施形態では、複数の
登録対象者の特徴量が記憶される。各登録者を登録する登録処理は、第1実施形態の登録
処理(S102〜S108)と同様である。このため、登録対象者毎に特徴量と対応付け
られた撮影パラメータが記憶されることになる。本実施形態においては、以下に述べるよ
うに、登録対象者が認証を行う頻度をIDに対応付けて記録しておき、その頻度の高い撮
影パラメータから順に認証時の撮影パラメータとして採用する。ここでは、最初に登録対
象者のIDが「2」の撮影パラメータが採用されることになる。なお、ここで、「頻度」
は、過去数日間の認証頻度とすることができる。第1実施形態と同様の構成については、
第1実施形態と共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 13A is a diagram illustrating an example of information registered in the second embodiment. In the figure, the ID of the person to be registered, the shooting parameters, and the frequency are shown. In the second embodiment, feature quantities of a plurality of registration subjects are stored. The registration process for registering each registrant is the same as the registration process (S102 to S108) of the first embodiment. For this reason, the imaging parameters associated with the feature amount are stored for each registration target person. In the present embodiment, as described below, the frequency with which the person to be registered performs authentication is recorded in association with the ID, and the shooting parameters with the highest frequency are used as shooting parameters at the time of authentication. Here, first, a shooting parameter whose registration target person ID is “2” is employed. Here, “Frequency”
Can be the authentication frequency for the past few days. For the same configuration as the first embodiment,
The same reference numerals as those in the first embodiment are attached and detailed description is omitted.

図13Bは、第2実施形態における特徴量のデータベースの例を示す表である。表には
、登録者のIDと、特徴量として0〜127の128次元のスカラー量が示されている。
登録者IDとして複数の同じ数字が並んでいるのは、一人の登録者について複数の特徴点
に関する特徴量が登録されるためである。なお、一人の登録者について一つの特徴点に関
する特徴量が登録されるようにしてもよい。
FIG. 13B is a table illustrating an example of a feature amount database according to the second embodiment. The table shows the ID of the registrant and 128-dimensional scalar quantities from 0 to 127 as feature quantities.
The reason why a plurality of the same numbers are arranged as the registrant ID is that feature quantities relating to a plurality of feature points are registered for one registrant. Note that a feature amount related to one feature point may be registered for one registrant.

保存する特徴量の数は任意である。但し、複数の登録者が登録されている場合には、後
述する識別時において、特定の登録者の特徴量の登録数が他の登録者の特徴量の登録数よ
りも極端に多いと、識別対象者が登録数の多い登録者に一致すると誤って識別してしまう
可能性が確率的に高まる。このような認証の偏りを減らすために、各登録者についてそれ
ぞれ一定数の制限を設けた数の特徴量を保存することとしてもよい。また、その際、保存
しておく特徴量は、ランダムに選択することとしてもよいし、選択基準を設けてその上位
から一定数を登録することとしてもよい。また、一人の登録者が複数本の指の特徴量を登
録することとしてもよい。このようにすることによって、認証可能な指の本数を増やすこ
とができる。
The number of feature quantities to be stored is arbitrary. However, when multiple registrants are registered, at the time of identification described later, if the number of registered feature quantities of a specific registrant is extremely greater than the number of registered feature quantities of other registrants, If the target person matches a registrant who has a large number of registrations, the possibility of erroneous identification increases probabilistically. In order to reduce such an authentication bias, it is also possible to store a number of feature quantities each having a certain number of restrictions for each registrant. In this case, the feature amount to be stored may be selected at random, or a predetermined number may be registered from the top by providing a selection criterion. One registrant may register the feature quantities of a plurality of fingers. In this way, the number of fingers that can be authenticated can be increased.

図14は、第2実施形態における認証処理のフローチャートである。最初に、登録対象
者のうち一人を選択する(S402)。このとき、図13Aの表が参照され、「頻度」が
最も高い登録対象者が選択される。ここでは、IDが「2」の登録対象者が選択されるこ
とになる。
FIG. 14 is a flowchart of authentication processing in the second embodiment. First, one of the registration subjects is selected (S402). At this time, the table of FIG. 13A is referred to, and the registration target person with the highest “frequency” is selected. Here, the registration target person whose ID is “2” is selected.

次に、選択した登録対象者の撮影パラメータを用いて撮影処理が行われる(S404)
。ここでは、S402においてIDが「2」の撮影パラメータが選択されたため、100
(msec)が選択されることになる。そして、この撮影パラメータで識別対象者の指の
撮影が行われ、1枚の静脈画像が取得される。
Next, a shooting process is performed using the shooting parameters of the selected registration target person (S404).
. Here, since the shooting parameter with ID “2” is selected in S402, 100 is selected.
(Msec) is selected. Then, the finger of the person to be identified is photographed with this photographing parameter, and one vein image is acquired.

次に、S404で得られた静脈画像について特徴量抽出処理が行われる(S406)。
特徴量抽出処理については、既に説明がなされているため、説明を省略する。
Next, a feature amount extraction process is performed on the vein image obtained in S404 (S406).
Since the feature amount extraction processing has already been described, the description is omitted.

次に、照合処理(S408)が行われる。照合処理も、前述のステップS306とほぼ
同様であるが、第2実施形態では複数の登録対象者の特徴量が登録されているため、登録
対象者のID毎にカウント値が求まることになる。
Next, collation processing (S408) is performed. The collating process is also substantially the same as the above-described step S306. However, in the second embodiment, since the feature amounts of a plurality of registration target persons are registered, a count value is obtained for each registration target person ID.

次に、選択した登録対象者のカウント値が最も大きいか否かについて判定が行われる(
S410)。すなわち、ここではIDが「2」の登録対象者のカウント値が最も多いか否
かについて判定が行われることになる。そして、カウント値が最も多い場合、つまり他の
登録者のカウント値よりも大きい場合には、その登録対象者が識別対象者であると判定す
る(S410がYES)。一方、選択した登録対象者のカウント値が最も多くなかった場
合、つまり他の登録者のカウント値以下である場合には、登録対象者のうち、選択されて
いない登録対象者がいるか否かについて判定される(S414)。そして、まだ選択され
ていない登録対象者がいる場合(S414がYES)には、次に「頻度」が高い登録対象
者が選択される。ここでは、IDが「4」の登録対象者が選択されることになる。そして
、ステップS404に戻り、同様の処理が行われる。一方、まだ選択されていない登録対
象者がいない場合(S414がNO)には、登録対象者の中に識別対象者はいないと判定
する(S414がNO)。
Next, a determination is made as to whether the selected registration target person has the largest count value (
S410). That is, here, a determination is made as to whether or not the count value of the registration target person whose ID is “2” is the largest. When the count value is the largest, that is, when the count value is larger than the count value of another registrant, it is determined that the registration target person is the identification target person (YES in S410). On the other hand, when the count value of the selected registration target person is not the largest, that is, when the count value of other registrants is less than or equal to, whether there is a registration target person not selected among the registration target persons It is determined (S414). When there is a registration target person who has not yet been selected (YES in S414), the next registration target person with the highest "frequency" is selected. Here, the registration target person whose ID is “4” is selected. And it returns to step S404 and the same process is performed. On the other hand, when there is no registration target person who has not yet been selected (S414 is NO), it is determined that there is no identification target person among the registration target persons (S414 is NO).

そして、判定結果(S410の結果)がYESの場合には制御対象の動作を許可する許
可信号を制御対象である電子錠50に送信する(S412)。また、S414において選
択していない登録対象者がいない場合(S414がNO)の場合には制御対象の動作を許
可しない拒否信号を電子錠50に送信する(S418)。電子錠50は、許可する信号を
受信した場合には解錠し、許可しない信号を受信した場合には解錠を行わない、すなわち
動作しないものとする。
If the determination result (result of S410) is YES, a permission signal for permitting the operation of the controlled object is transmitted to the electronic lock 50 that is the controlled object (S412). Further, when there is no registration target person who is not selected in S414 (S414 is NO), a rejection signal not permitting the operation of the control target is transmitted to the electronic lock 50 (S418). The electronic lock 50 is unlocked when a signal to permit is received, and is not unlocked when it receives a signal that is not permitted, that is, does not operate.

このようにすることによって、複数の登録対象者の特徴量が登録される場合であっても
、認証頻度の高い登録対象者の被写体の特徴量から順に照合を行うことで早期に識別対象
者が認証される確率が高まるので、認証精度を維持しつつ高速で認証処理を行うことがで
きる。
In this way, even when the feature quantities of a plurality of registration target persons are registered, the identification target person can be identified early by collating in order from the feature quantity of the subject of the registration target person with a high authentication frequency. Since the probability of authentication increases, authentication processing can be performed at high speed while maintaining authentication accuracy.

尚、上述の実施形態では、撮影パラメータを撮影部の露光時間としたが、得られた輝度
について増幅処理を行っている場合には、そのゲインとしてもよい。また、光源部30の
光量としてもよい。
In the above-described embodiment, the photographing parameter is the exposure time of the photographing unit. However, when amplification processing is performed on the obtained luminance, the gain may be used. Alternatively, the light amount of the light source unit 30 may be used.

また、上述の実施形態では、「頻度」が高い順に特徴量との照合が行われたが、露光時
間の短い順に照合を行うこととしてもよい。この場合、認証時におけるトータルの露光時
間を短くすることができるので、認証処理を高速化することができる。
Further, in the above-described embodiment, matching with the feature amount is performed in descending order of “frequency”. However, matching may be performed in ascending order of exposure time. In this case, since the total exposure time at the time of authentication can be shortened, the authentication process can be speeded up.

また、時間帯毎に登録対象者の認証頻度を記憶しておき、認証が行われる時間において
認証頻度が高い登録対象者の順に特徴量の照合を行うこととしてもよい。この場合、時間
帯に応じて認証頻度の高い登録対象者の被写体の特徴量から順に照合を行うことで、早期
に識別対象者が認証される確率が高まるので、認証処理を高速化することができる。
In addition, the authentication frequency of the registration target person may be stored for each time period, and the feature amounts may be collated in the order of the registration target person with the highest authentication frequency during the authentication time. In this case, it is possible to speed up the authentication process because the probability that the identification target person is authenticated at an early stage increases by performing the matching in order from the feature amount of the subject of the registration target person who has a high authentication frequency according to the time zone. it can.

また、特徴点の検索手法、及び、特徴量の算出において、上記ではSIFTを用いるこ
ととしたが、特徴点及び特徴量の求め方はこれに限られない。
In the feature point search method and the feature amount calculation, SIFT is used in the above description, but the method of obtaining the feature point and feature amount is not limited to this.

例えば、MSER(Maximally Stable External Regions)を用いることとし、グレース
ケール画像に対して領域分割を行い、しきい値を徐々に上げて行った場合に、二値化の結
果が最も変わらない領域を特徴点として採用することとしてもよい。
For example, when MSER (Maximally Stable External Regions) is used, and the region is divided into grayscale images and the threshold is gradually increased, the binarization result is the most unchanged region. It is good also as adopting as a point.

また、特徴量を求める際に、SURF(Speeded Up Robust Features)、GLOH(Gradi
ent Location and Orientation Histogram)、Shape Contextなどの手法を
用いることとしてもよい。
Also, when obtaining the feature amount, SURF (Speeded Up Robust Features), GLOH (Gradient
ent Location and Orientation Histogram) and Shape Context may be used.

1 静脈認証装置、
10 演算部、12 CPU、14 RAM、16 EEPROM、
20 センサー部、
30 光源部、
40 トリガセンサー、
50 制御対象
1 vein authentication device,
10 arithmetic units, 12 CPU, 14 RAM, 16 EEPROM,
20 Sensor part,
30 light source section,
40 trigger sensor,
50 Control target

Claims (8)

被写体を撮影する撮影部と、
前記撮影部が登録対象者の被写体を撮影したときの特定の撮影パラメータと前記登録対
象者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記撮影部が撮影する識別対象者の被写体の特徴量と、前記記憶部に記憶された前記登
録対象者の被写体の特徴量とを照合することによって、前記識別対象者の識別を行う識別
部と、
を含み、
前記撮影部は、前記登録対象者の被写体を撮影する場合には、撮影パラメータを変化さ
せて前記登録対象者の被写体を複数回撮影し、かつ、前記識別対象者の被写体を撮影する
場合には、前記特定の撮影パラメータを用いて前記識別対象者の被写体を撮影する、
識別装置。
A shooting section for shooting the subject;
A storage unit for storing a specific shooting parameter and a feature amount of the subject of the registration target in association with each other when the shooting unit captures the subject of the registration target;
An identification unit for identifying the identification target person by comparing the feature quantity of the subject of the identification target person photographed by the imaging unit with the feature quantity of the subject of the registration target person stored in the storage unit; ,
Including
In the case of photographing the subject of the registration target person, the photographing unit photographs the subject of the registration target person a plurality of times by changing photographing parameters, and when photographing the subject of the identification target person. Photographing the subject of the identification subject using the specific photographing parameters;
Identification device.
前記特徴量は、前記被写体の位置及び姿勢によらずに特徴付けられる特徴量である、請
求項1に記載の識別装置。
The identification device according to claim 1, wherein the feature amount is a feature amount characterized regardless of a position and a posture of the subject.
前記特徴量は、前記被写体の位置及び姿勢によらずに特徴付けられる特徴点に対応する
量であり、
前記特定の撮影パラメータは、前記撮影パラメータを変化させて前記登録対象者の被写
体を複数回撮影して最も多い数の特徴点が得られる撮影パラメータである、請求項1又は
2に記載の識別装置。
The feature amount is an amount corresponding to a feature point characterized regardless of the position and posture of the subject,
The identification device according to claim 1, wherein the specific shooting parameter is a shooting parameter that obtains the largest number of feature points by shooting the subject of the registration target person a plurality of times by changing the shooting parameter. .
前記撮影パラメータは、前記被写体を撮影する露光時間、前記撮影部のゲイン、及び、
光源の光量のうちの少なくとも一つである、請求項1〜3のいずれかに記載の識別装置。
The shooting parameters include an exposure time for shooting the subject, a gain of the shooting unit, and
The identification device according to claim 1, wherein the identification device is at least one of the light amounts of the light sources.
前記撮影パラメータは、露光時間を含み、
前記記憶部は、複数の登録対象者について、前記特定の撮影パラメータと前記登録対象
者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶し、
前記識別部は、前記記憶部に記憶された前記複数の登録対象者の被写体の特徴量のうち
、前記特定の撮影パラメータに含まれる前記露光時間が短い登録対象者の被写体の特徴量
から順に前記識別対象者の被写体の特徴量との照合を行う、請求項4に記載の識別装置。
The shooting parameter includes an exposure time,
The storage unit stores the specific shooting parameter and the feature amount of the subject of the registration target person in association with each other for a plurality of registration target persons,
The identification unit is configured in order from the feature amount of the subject of the registration subject having a short exposure time included in the specific imaging parameter among the feature amounts of the subject of the plurality of registration subjects stored in the storage unit. The identification apparatus according to claim 4, wherein collation is performed with a feature amount of a subject of an identification target person.
前記記憶部は、複数の登録対象者について、前記特定の撮影パラメータと前記登録対象
者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶し、かつ、前記複数の登録対象者について前記識
別を行う頻度を記憶し、
前記識別部は、前記複数の登録対象者の被写体の特徴量のうち、前記識別を行う頻度が
高い登録対象者の被写体の特徴量から順に前記識別対象者の被写体の特徴量との照合を行
う、請求項1〜4のいずれかに記載の識別装置。
The storage unit stores, for a plurality of registration target persons, the specific imaging parameter and the feature amount of the subject of the registration target person in association with each other, and the frequency of performing the identification for the plurality of registration target persons. Remember,
The identification unit collates with the feature amount of the subject of the identification target in order from the feature amount of the subject of the registration subject who frequently performs the identification among the feature amounts of the subject of the plurality of registration subjects. The identification device according to claim 1.
前記記憶部は、複数の登録対象者について、前記特定の撮影パラメータと前記登録対象
者の被写体の特徴量とを対応付けて記憶し、かつ、前記複数の登録対象者について前記識
別を行う頻度を時間帯毎に記憶し、
前記識別部は、前記複数の登録対象者の被写体の特徴量のうち、前記識別が行われる時
間帯において識別の頻度が高い登録対象者の被写体の特徴量から順に前記識別対象者の被
写体の特徴量との照合を行う、請求項1〜4のいずれかに記載の識別装置。
The storage unit stores, for a plurality of registration target persons, the specific imaging parameter and the feature amount of the subject of the registration target person in association with each other, and the frequency of performing the identification for the plurality of registration target persons. Remember every time zone,
The identification unit includes, in order from the feature amount of the subject of the plurality of registration subjects, the feature amount of the subject of the identification subject in order from the feature amount of the subject of the registration subject who is frequently identified in the time zone in which the identification is performed. The identification device according to any one of claims 1 to 4, wherein collation with an amount is performed.
撮影パラメータを変化させて登録対象者の被写体を複数回撮影することと、
前記登録対象者の被写体を撮影したときの特定の撮影パラメータと前記登録対象者の被
写体の特徴量とを対応付けて記憶することと、前記特定の撮影パラメータを用いて前記識
別対象者の被写体を撮影することと、
前記識別対象者の被写体の特徴量と、前記記憶部に記憶された前記登録対象者の被写体
の特徴量とを照合することによって前記識別対象者の識別を行うことと、
を含む、識別方法。
Changing the shooting parameters and shooting the subject of the registration subject multiple times;
A specific shooting parameter when the subject of the registration target person is shot and a feature amount of the subject of the registration target person are stored in association with each other, and the subject of the identification target person is stored using the specific shooting parameter. Shooting,
Identifying the identification target person by comparing the feature quantity of the subject of the identification target person with the feature quantity of the subject of the registration target person stored in the storage unit;
Including the identification method.
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