JP2014194696A - 生体情報登録方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 撮影した指の置き方が安定しているかどうかを判定し、適切な生体情報を登録可能にすること。
【解決手段】 指静脈を撮影して得られる指静脈画像から指静脈の特徴をそれぞれ抽出し、特徴抽出画像を作成する第１のステップと、抽出された指静脈の特徴をパターンマッチングにより比較して類似度を算出する第２のステップと、類似度を評価して適正な画像かどうかを判定する第３のステップと、登録に適する類似度の適正な画像が得られるまで前記第１〜第３のステップを繰り返し実行し、登録に適する適正な画像が得られた段階で特徴抽出画像データを記憶手段に登録する第４のステップとを備えることを特徴とする。
【選択図】 図３
【解決手段】 指静脈を撮影して得られる指静脈画像から指静脈の特徴をそれぞれ抽出し、特徴抽出画像を作成する第１のステップと、抽出された指静脈の特徴をパターンマッチングにより比較して類似度を算出する第２のステップと、類似度を評価して適正な画像かどうかを判定する第３のステップと、登録に適する類似度の適正な画像が得られるまで前記第１〜第３のステップを繰り返し実行し、登録に適する適正な画像が得られた段階で特徴抽出画像データを記憶手段に登録する第４のステップとを備えることを特徴とする。
【選択図】 図３
Description
本発明は、指静脈を用いた認証装置において適正な登録情報を取得するための生体情報登録方法およびシステムに関するものである。
指静脈を用いた認証装置は、指に近赤外線を照射し、その透過光または反射光を撮影し、その画像データから静脈部分を抽出し、パターンマッチングを行うことにより本人かどうかを認証するものである。
認証を行うためには、まず、最初に指静脈を登録するが、登録時の指の置き方と認証時の指の置き方が異なると、同じ指であっても静脈パターンの写り方に違いが生じて認証失敗となることがある。このため、認証時の指の置き方は登録時と同じにする必要がある。
認証を行うためには、まず、最初に指静脈を登録するが、登録時の指の置き方と認証時の指の置き方が異なると、同じ指であっても静脈パターンの写り方に違いが生じて認証失敗となることがある。このため、認証時の指の置き方は登録時と同じにする必要がある。
指静脈を用いた本人認証においては、指を指静脈撮影装置に提示する必要があるが、不慣れな人が指を提示する場合、指を押し付けてしまうことによる静脈パターンの変形が発生することがある。
指の押し付けによる静脈パターンの変形について説明する。
指静脈は、指の手のひら側の皮膚の内側に位置している。皮膚には伸縮性があり、皮膚が引っ張られて伸びた場合、その内側にある静脈も伸びる傾向がある。
指静脈撮影装置においては、図１に示すように指１０１を乗せる台１０２および１０３が設置されているものがある。台１０２に指１０１の付け根を軽く接触させて載せた状態を指の手のひら側から見たものを図２（Ａ）に示す。指２０１は台２０２および２０３の上に軽く接触した状態で置かれている。この状態では静脈２０４のように写ると仮定する。
ここで、図２（Ｂ）に示すように指２１１の付け根を台２１２に力を入れて押し付けた状態で指２１１を指先方向に移動させると、指の付け根付近の皮膚が引っ張られることにより静脈も伸びて静脈２１４のように変形する。
指の押し付けによる静脈パターンの変形について説明する。
指静脈は、指の手のひら側の皮膚の内側に位置している。皮膚には伸縮性があり、皮膚が引っ張られて伸びた場合、その内側にある静脈も伸びる傾向がある。
指静脈撮影装置においては、図１に示すように指１０１を乗せる台１０２および１０３が設置されているものがある。台１０２に指１０１の付け根を軽く接触させて載せた状態を指の手のひら側から見たものを図２（Ａ）に示す。指２０１は台２０２および２０３の上に軽く接触した状態で置かれている。この状態では静脈２０４のように写ると仮定する。
ここで、図２（Ｂ）に示すように指２１１の付け根を台２１２に力を入れて押し付けた状態で指２１１を指先方向に移動させると、指の付け根付近の皮膚が引っ張られることにより静脈も伸びて静脈２１４のように変形する。
このままの状態で登録した場合、直後の認証操作においては同じような指の置き方(すなわち力が入って変形した状態)となることが多いので一時的に認証成功となるが時間の経過とともに装置に慣れることにより、押し付けることなくスムーズに指を提示できるようになると、指静脈の変形が生じないので最初に登録したものと一致しなくなり認証失敗となるケースが増える。
本発明の目的は、撮影した指の置き方が安定しているかどうかを判定し、適切な生体情報を登録することができる生体情報登録方法およびシステムを提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の方法は、指静脈を撮影して得られる指静脈画像から指静脈の特徴をそれぞれ抽出し、特徴抽出画像を作成する第１のステップと、抽出された指静脈の特徴をパターンマッチングにより比較して類似度を算出する第２のステップと、類似度を評価して適正な画像かどうかを判定する第３のステップと、登録に適する類似度の適正な画像が得られるまで前記第１〜第３のステップを繰り返し実行し、登録に適する適正な画像が得られた段階で特徴抽出画像データを記憶手段に登録する第４のステップとを備えることを特徴とする。
また、本発明のシステムは、指静脈を撮影して得られる指静脈画像から指静脈の特徴をそれぞれ抽出し、特徴抽出画像を作成する第１の手段と、抽出された指静脈の特徴をパターンマッチングにより比較して類似度を算出する第２の手段と、類似度を評価して適正な画像かどうかを判定する第３の手段と、登録に適する類似度の適正な画像が得られるまで前記第１〜第３の手段による処理を繰り返し実行し、登録に適する適正な画像が得られた段階で特徴抽出画像データを記憶手段に登録する第４の手段とを備えることを特徴とする。
本発明の生体情報登録方法によれば、次のような効果がある。
（１）登録時、指静脈撮影装置に対して複数回、指を提示することにより、指静脈の変形が少ない指静脈登録情報が得られ、以後の認証動作においても同様な指静脈情報が得られるので、認証失敗となるケースを減らすことができる。
（２）評価対象領域を分割してパターンマッチングすることにより、分割せずにパターンマッチングする場合に比べて相違点の検出能力が高まり、再提示を促すことができ、その結果登録画像としてより適正なものが得られる。
（１）登録時、指静脈撮影装置に対して複数回、指を提示することにより、指静脈の変形が少ない指静脈登録情報が得られ、以後の認証動作においても同様な指静脈情報が得られるので、認証失敗となるケースを減らすことができる。
（２）評価対象領域を分割してパターンマッチングすることにより、分割せずにパターンマッチングする場合に比べて相違点の検出能力が高まり、再提示を促すことができ、その結果登録画像としてより適正なものが得られる。
以下、本発明を適用した生体情報登録方法の一実施の形態について説明する。
図３は、本発明による生体情報登録方法を用いる場合のシステム構成図であり、制御部３０１は特徴抽出部３０１に指示を出して指静脈の撮影と特徴抽出画像の作成を行い、変位量算出部３０３が前回の特徴抽出画像と今回の特徴抽出画像を分割してパターンマッチングすることによりそれぞれの分割領域同士の類似度を算出し、変位量評価部３０４が類似度について予め決められた回数だけ連続して類似度がしきい値を上回ることを確認することにより、適正な登録画像かどうかを判定するものである。
なお、ここでは類似度として０〜１の値をとるものとし、１に近いほど双方の画像は似ているものとする。
図３は、本発明による生体情報登録方法を用いる場合のシステム構成図であり、制御部３０１は特徴抽出部３０１に指示を出して指静脈の撮影と特徴抽出画像の作成を行い、変位量算出部３０３が前回の特徴抽出画像と今回の特徴抽出画像を分割してパターンマッチングすることによりそれぞれの分割領域同士の類似度を算出し、変位量評価部３０４が類似度について予め決められた回数だけ連続して類似度がしきい値を上回ることを確認することにより、適正な登録画像かどうかを判定するものである。
なお、ここでは類似度として０〜１の値をとるものとし、１に近いほど双方の画像は似ているものとする。
図６および図７は、本発明による生体情報の登録方法を適用した指静脈登録装置において、適正な画像かどうかを判定するためのフローチャートである。なお、図７は図６の続きを示すフローチャートであり、ステップ番号は図６の続き番号で示している。
ステップ６０１は何枚目の撮影を行ったかをカウントするカウンタ（ｎ）をゼロクリアするものである。
ステップ６０２は、類似度が連続してしきい値を上回ったかどうかを示すカウンタ（ｏｋ）に初期値をセットするものである。ここでは“３”をセットしている。
ステップ６０３は、登録者に対して指を提示するように促すメッセージを表示するものである。
ステップ６０４は、指静脈撮影装置により指静脈を撮影し指静脈の特徴抽出画像を作成するものである。
ステップ６０１は何枚目の撮影を行ったかをカウントするカウンタ（ｎ）をゼロクリアするものである。
ステップ６０２は、類似度が連続してしきい値を上回ったかどうかを示すカウンタ（ｏｋ）に初期値をセットするものである。ここでは“３”をセットしている。
ステップ６０３は、登録者に対して指を提示するように促すメッセージを表示するものである。
ステップ６０４は、指静脈撮影装置により指静脈を撮影し指静脈の特徴抽出画像を作成するものである。
ステップ６０５は、ステップ６０４で得られた特徴抽出画像を、２面分のバッファｇｂに格納するものである。ｇｂのインデックスは何枚目の画像かを示すカウンタｎを２で割った余りを用いる。
ステップ６０６は、何枚目の画像かを示すカウンタｎをインクリメントするものである。
ステップ６０７は、１枚目の画像かどうかを判定するものであり、１枚目の画像である場合はステップ６０２へ飛ぶ。
ステップ６０８は、インデックスｍ０に前回の画像が格納されている画像バッファｇｂのインデックスを、インデックスｍ１に今回の画像が格納されている画像バッファｇｂのインデックスを、それぞれ求めるものである。
ステップ６０６は、何枚目の画像かを示すカウンタｎをインクリメントするものである。
ステップ６０７は、１枚目の画像かどうかを判定するものであり、１枚目の画像である場合はステップ６０２へ飛ぶ。
ステップ６０８は、インデックスｍ０に前回の画像が格納されている画像バッファｇｂのインデックスを、インデックスｍ１に今回の画像が格納されている画像バッファｇｂのインデックスを、それぞれ求めるものである。
ステップ６０９は、４分割した領域を調べるための項目の初期値を設定するものであり、ｄｘに分割後の幅を求め、ｘにｘ位置の初期値として０を、分割領域を列挙するためのカウンタｉに４をセットするものである。
ステップ６１０は、分割領域を全て列挙したかどうかを判定するものである。
ステップ６１１は、前回の特徴抽出画像のｉ番目の分割領域と、今回の特徴抽出画像のｉ番目の分割領域をパターンマッチングして類似度を求め、類似度保存リストｑのｉ番目に保存するものである。
ステップ６１０は、分割領域を全て列挙したかどうかを判定するものである。
ステップ６１１は、前回の特徴抽出画像のｉ番目の分割領域と、今回の特徴抽出画像のｉ番目の分割領域をパターンマッチングして類似度を求め、類似度保存リストｑのｉ番目に保存するものである。
ステップ６１２は、分割領域のインデックスｉをインクリメントし、分割領域のｘ位置を次の領域の位置に設定するものである。
ステップ６１３は、類似度保存リストｑのインデックスｉを初期化するものである。
ステップ６１４は、類似度保存リストｑのエントリを全て列挙したかどうかを判定するものである。
ステップ６１５は、類似度保存リストｑのｉ番目の値（類似度）が、しきい値より小さいかどうかを判定するものであり、小さい場合は相違点ありとしてステップ６０２へ飛ぶ。
ステップ６１６は、類似度保存リストｑのインデックスｉをインクリメントするものである。
ステップ６１３は、類似度保存リストｑのインデックスｉを初期化するものである。
ステップ６１４は、類似度保存リストｑのエントリを全て列挙したかどうかを判定するものである。
ステップ６１５は、類似度保存リストｑのｉ番目の値（類似度）が、しきい値より小さいかどうかを判定するものであり、小さい場合は相違点ありとしてステップ６０２へ飛ぶ。
ステップ６１６は、類似度保存リストｑのインデックスｉをインクリメントするものである。
ステップ６１７は、連続する「相違点なし」の状態を数えるカウンタ（ｏｋ）をデクリメントするものである。
ステップ６１８は、連続して一定回数（このフローの場合はステップ６０２で設定した３回）相違点なしを達成したかどうかを判定するものであり、Ｙｅｓの場合には適正画像として判断し、記憶手段（図示せず）に登録する。
ステップ６１８は、連続して一定回数（このフローの場合はステップ６０２で設定した３回）相違点なしを達成したかどうかを判定するものであり、Ｙｅｓの場合には適正画像として判断し、記憶手段（図示せず）に登録する。
以上により、指の置き方の相違によらず複数回撮影した静脈画像のうち類似度が許容値を超えたものが適正画像として登録される。
なお、パターンマッチングの仕方としては、画像の全域を対象とする方法でも全域を分割して比較する方法であってもよい。図６、図７のフローチャートでは全域を４分割する方法を用いている。
図４に、４分割してパターンマッチングする例を示す。分割した特徴抽出画像４０１，４０２，４０３，４０４は前回撮影時に得られたものであり、分割した特徴抽出画像４１１，４１２，４１３，４１４は今回撮影して得られたものである。
各部分のパターンマッチング結果すなわち４０１と４１１、４０２と４１２は類似度が極めて高いが、４０３と４１３および４０４と４１４については、４１５に示す部分に変形があるために類似度が非常に低くなるため、相違ありとして判定される。
図４に、４分割してパターンマッチングする例を示す。分割した特徴抽出画像４０１，４０２，４０３，４０４は前回撮影時に得られたものであり、分割した特徴抽出画像４１１，４１２，４１３，４１４は今回撮影して得られたものである。
各部分のパターンマッチング結果すなわち４０１と４１１、４０２と４１２は類似度が極めて高いが、４０３と４１３および４０４と４１４については、４１５に示す部分に変形があるために類似度が非常に低くなるため、相違ありとして判定される。
一方、図５に示すように分割しないで特徴抽出画像５０１と５１１をパターンマッチングした場合、５１５に示す相違点が全体に占める割合が図４の４１３または４１５の場合に比べて小さいため、類似度はそれほど低くならず相違なしと判定されるケースが増えるので、分割してパターンマッチングする方法が望ましい。
１０１ 撮影対象の指
２０２、２０３、２１２、２１３ 指を乗せる台
２０４ 指静脈
４０５、５０２ 特徴抽出した指静脈イメージ
２０２、２０３、２１２、２１３ 指を乗せる台
２０４ 指静脈
４０５、５０２ 特徴抽出した指静脈イメージ
Claims (2)
- 指静脈を撮影して得られる指静脈画像から指静脈の特徴をそれぞれ抽出し、特徴抽出画像を作成する第１のステップと、
抽出された指静脈の特徴をパターンマッチングにより比較して類似度を算出する第２のステップと、類似度を評価して適正な画像かどうかを判定する第３のステップと、登録に適する類似度の適正な画像が得られるまで前記第１〜第３のステップを繰り返し実行し、登録に適する適正な画像が得られた段階で特徴抽出画像データを記憶手段に登録する第４のステップとを備えることを特徴とする生体情報登録方法。 - 指静脈を撮影して得られる指静脈画像から指静脈の特徴をそれぞれ抽出し、特徴抽出画像を作成する第１の手段と、抽出された指静脈の特徴をパターンマッチングにより比較して類似度を算出する第２の手段と、類似度を評価して適正な画像かどうかを判定する第３の手段と、登録に適する類似度の適正な画像が得られるまで前記第１〜第３の手段による処理を繰り返し実行し、登録に適する適正な画像が得られた段階で特徴抽出画像データを記憶手段に登録する第４の手段とを備えることを特徴とする生体情報登録システム。
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|---|---|---|---|
| JP2013071035A JP2014194696A (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | 生体情報登録方法およびシステム |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009088801A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Hitachi Software Eng Co Ltd | 撮影対象物の静止判定方法および装置 |
| JP2011065659A (ja) * | 2010-10-21 | 2011-03-31 | Hitachi Ltd | 個人認証装置及び方法 |
| JP2012103900A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Hitachi Omron Terminal Solutions Corp | 生体認証ユニット、自動取引処理装置、生体認証方法、及び生体認証プログラム |
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-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013071035A patent/JP2014194696A/ja active Pending
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