JP2012210384A - 擬似指を検知する生体認証システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 人間の指の静脈に関する生体情報を用いて本人確認を行う生体認証システムであって、前記生体情報を含む画像情報を認証対象から取得する撮像手段と、取得した画像情報に対して、折線ベクトル化処理及び2値化ビットマップ化処理により、前記画像情報を折線ベクトル画像及び2値化ビットマップ画像に変換する画像変換手段と、前記折線ベクトル画像と2値化ビットマップ画像に基づき前記画像情報が生体から取得した画像情報であるか擬似指から取得した画像であるかを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図9
Description
認証時には、利用者の指の画像を撮像し、認証したい指静脈パターンと予め登録した指静脈パターンを比較し本人認証を行う。
予め登録する指静脈パターンとして、生体以外のボールペンなどを登録することが可能であり、認証も可能である。これらの生体以外の人工に作成された擬似指による認証不正を防ぐ方法としては、特許文献1の脈拍測定に基づいた検知や、特許文献2の指と装置の接触による検知などがある。
生体であることを特定する方法として下記の特許文献1や特許文献2などがある。これらは、撮影装置以外の装置が必要であり、装置に指を接触する必要がある。
前記生体情報を含む画像情報を認証対象から取得する撮像手段と、取得した画像情報に対して、折線ベクトル化処理及び2値化ビットマップ化処理により、前記画像情報を折線ベクトル画像及び2値化ビットマップ画像に変換する画像変換手段と、前記折線ベクトル画像と2値化ビットマップ画像に基づき前記画像情報が生体から取得した画像情報であるか擬似指から取得した画像であるかを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
さらに、前記判定手段は、折線ベクトル画像の折線及び分岐点数が1以上であり、2値化ビットマップ画像が行または列単位で一定以上連続して同じ色ではない場合は生体から取得した画像であると判定することを特徴とする。
図1は、生体認証システムの全体構成を示すシステム構成図である。
パーソナルコンピュータ(PC)101は指静脈パターンを登録するための静脈認証装置109を備えている。ここで、指静脈パターンとは、登録者の身体の指の腹側等の表面から撮像して取得した指の静脈の血管パターンを映した画像情報を含む情報である。
PC101は、静脈認証装置109に対して信号や情報の送受信を行うI/F102と、各構成要素の動作を制御して各種の演算等の処理を行うCPU103と、CPU103が演算等の処理を行った結果等の情報を一時的に格納するメモリ104と、登録者の身体に基づいた指情報等の情報を登録し記憶するHDD105と、PCを操作する者が文字情報等の入力操作や選択操作を行うためのキーボード106と、CPU103が実行したプログラムの処理結果や情報やデータを画面に表示する手段であるディスプレイ107と、PC101の動作中の作業音等を出力するスピーカ108を備えている。
CPU103は、静脈認証装置109から送信された画像情報をメモリ104に一時的に格納し、画像情報から指静脈パターンを抽出し、各種処理を施し、HDD105に記憶する機能を有する。また、赤外線光源111が発光する赤外線の光量を調節するための処理を行う機能を有する。
本実施の形態における生体認証システムの動作について図を用いて説明する。
まず、登録者の指静脈パターンを含む指情報を登録する処理について図3に示すフローチャートを用いて説明する。
PC101を操作する者がキーボード106を操作しHDD105に記憶された静脈パターン登録プログラムを開始させると、CPU103はPC101のハードウェア全体の初期化や静脈パターン登録プログラムに必要となる一時的な編集に初期値を代入する処理を行う(ステップ301)。CPU103が初期化処理を完了すると、撮影を行うための処理に移行する。指静脈パターンとして登録したい指を、静脈認証装置109の指置き台110へ置き、「静脈撮影中」とディスプレイ107に表示(ステップ302)し、撮影を実施する。
変換された血管パターンを使用し、生体以外の擬似指から撮影した血管パターンなのか判定するための処理を行う(ステップ305)。判定処理において擬似指でないと判明した場合には、撮像した指静脈パターンをHDD105に登録する(ステップ307)。ディスプレイ107に処理を終了するメッセージ「登録完了」などを表示し(ステップ308)処理を終える。
擬似指であると判明した場合には、登録のやり直しを促すメッセージとして「登録をやり直してください」などをディスプレイ107に表示する(ステップ309)。やり直しが選択された場合には最初から処理を行うが、終了が選択された場合にはHDD105には何も登録せずに静脈パターン登録プログラムを終了する。
図4は血管パターンに対し、折線ベクトル化を施すための処理と、2値化ビットマップに変換しマトリックス化を施すための処理のフローチャートである。
まず、撮影した画像の傾きを補正し水平方向に正す(ステップ401)。続いて補正後の画像から血管部分を抽出する(ステップ402)。抽出した血管に対し、血管の曲線は線分近似を用いて、折線化処理を施す(ステップ403)。折線化処理を行った血管に対し、追跡始点を指定し、線分の自動追跡処理を行い、折線、交点の位置と数を把握する。線分の自動追跡を行う場合、交点位置は複数の線分に分かれている箇所を抽出すればよいが、折線の位置を判定する場合は、各線分に角部点があるかどうか確認することで折線の頂点を抽出し、個数を把握する(ステップ404)。処理結果はメモリ104に一時的に格納する。
再度、抽出した血管を用いて血管部分は黒、血管以外は白に分けるため、ある閾値t
で白・黒の2値化ビットマップに変換(ステップ405)し、マトリックス状にする(ステップ406)。処理結果はメモリ104に一時的に格納する。
図7は、指の第1関節から第2関節にかけての静脈を撮影した例である。生体の血管の場合には血管の形状は木の枝のように細かく枝分かれし、血が流れる管であるため入り口となる始点と出口となる終点がある。撮影した画像は指の関節から関節の間であり、今回の説明では第2関節側を始点側とする。
擬似指の血管パターンの判定の1つ目の条件は通常、本物の血管は細かく枝分かれしているため、血管がある閾値範囲内の長さを有する直線であるかどうかを判断する(ステップ801)。直線ではない場合、さらにボールペンなどの可能性を踏まえて、血管パターンが2本平行に走ってるかどうかを判断する(ステップ803)。
ある閾値を超える直線パターンではなく、2本の血管パターンが平行に走っていない場合は該当の血管パターンは血管であると判断し、処理を終了する。
該当しない場合については擬似指と特定し、次の判定は行わずパターン判定を終了する。2つ目の条件として血管には血が流れているため、血管は必ず繋がっており、血管が途中から始まることは有り得ない。従って、血管パターンが繋がっていることを判定する(ステップ803)。この条件に該当した場合には指であるとし、パターン判定処理を終了する。該当しない場合については擬似指と特定しパターン判定を終了する。
折れ線化した血管パターンの折線数及び交点数が1以上の場合(ステップ901)は、線が枝分かれもしくは分岐しており、直線ではないと判断できる。
さらに折線、交点の数が1以上あると判定された血管パターンに二値化処理を施す。
二値化された画像が、行、もしく列のように色が連続しているかどうかを判断する(ステップ902。)。血管パターンであるならば、同じ色がある長さが連続しているはずなので色が連続するパターンは血管であると判断する(ステップ903)。
もし連続しない場合は、ボールペン内のインクが途中できれていたりするケースが想定されるので擬似指の血管パターンであると判断する(ステップ904)。
2値化ビットマップのマトリックスの図が行単位または列単位が連続して同じ色でない場合(ステップ902)についても直線ではないと判断できる。
それぞれの条件に該当した場合は人間の指から撮像した血管パターンとする(ステップ903)。該当しない場合には擬似指と特定する(ステップ904)。
マトリックス化した図の行方向のいずれかに黒がある場合(ステップ1201)、血管が存在すると判断できる。
折線化した血管パターンの始点から自動追跡を行い交点または終点に辿りつく場合(ステップ1202)、血が流れていると判断できる(ステップ1203)。
交点または終点に辿りつかず再度始点を通る場合には線が環状しており血管ではないと判断できる(ステップ1204)
ここで示される図が示すものはたとえばボールペンを輪切り状にして認識できるかどうかを読み取らせた画像の一例である。
このケースでは始点と終点が連続するような、円もしくは矩形といった構造は血管パターンに当てはまることはないことを示している。
以上のように本実施形態においては、人間の指の静脈に関する生体情報を用いて本人確認を行う生体認証システムにおいて、生体情報を含む画像情報を認証対象から取得し、その取得した画像情報に対して、折線ベクトル化処理及び2値化ビットマップ化処理を施し、画像情報を折線ベクトル画像及び2値化ビットマップ画像に変換し、その折線ベクトル画像と2値化ビットマップ画像に基づき前記画像情報が生体から取得した画像情報であるか擬似指から取得した画像であるかを判定するように構成したものである。
このため、擬似指などを特別な装置を付加することなく検出することが可能になる。
102 I/F
103 CPU
104 メモリ
105 HDD
106 キーボード
107 ディスプレイ
108 スピーカ
109 静脈認証装置
110 指置き台
111、202 赤外線光源
112、203 カメラ
113 フォトセンサ
114 A/D変換器
115 画像入力部
116 発光制御部
117、201、701 指
702 指静脈パターンから血管を抽出したパターン
Claims (2)
- 人間の指の静脈に関する生体情報を用いて本人確認を行う生体認証システムであって、
前記生体情報を含む画像情報を認証対象から取得する撮像手段と、取得した画像情報に対して、折線ベクトル化処理及び2値化ビットマップ化処理により、前記画像情報を折線ベクトル画像及び2値化ビットマップ画像に変換する画像変換手段と、前記折線ベクトル画像と2値化ビットマップ画像に基づき前記画像情報が生体から取得した画像情報であるか擬似指から取得した画像であるかを判定する判定手段とを備えることを特徴とする擬似指を検知する生体認証システム。 - 前記判定手段は、折線ベクトル画像の折線及び分岐点数が1以上であり、2値化ビットマップ画像が行または列単位で一定以上連続して同じ色ではない場合は生体から取得した画像であると判定することを特徴とする請求項1に記載の擬似指を検知する生体認証システム。
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