JP2016125995A - 三次元形状測定装置、三次元形状測定方法、及び、プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、認証する際の手のひらSTの傾きを示す図である。本実施形態1の生体認証装置100は、生体認証の対象が手のひらの静脈である手のひら静脈認証装置であり、三次元形状測定装置の一例である。本実施形態1における生体認証装置100には、手の位置を案内する案内部材が設けられていないものとする。そのため、図1に示すように、認証する際に手のひらSTが生体認証装置100に対して水平にならず傾いてしまう場合がある。図1の例は、生体認証装置100の光軸(光源と撮像素子との光軸)と直交する水平線(図1中の破線)と手のひらSTとの成す角度がθiである例である。
である。
実施形態1においては、被写体STの高さzに応じて係数αが設定される方式について説明した。本実施形態2においては、被写体STの高さzが被写体STの位置を案内する案内部材が生体認証装置100に設けられている場合を想定する。案内部材が生体認証装置100に設けられている場合、被写体STの高さzは固定されるが、xy方向における被写体STの位置は一定の範囲内で変動し、固定されない。そこで、本実施形態2においては、被写体STの高さzが固定されている場合に、被写体STのxy方向の位置に応じて係数αが設定される方式について説明する。このように、被写体STのxy方向の位置に応じて係数αを設定するのは、生体認証装置100が複数の光源LSを有する場合、xy方向の被写体STの位置により被写体STが照明される光源LSの数が異なる場合があるからである。
である。
実施形態1においては、被写体STの高さzに応じて係数αが設定される方式について説明した。また、実施形態2においては、被写体STの高さzが固定されている場合に、被写体STのxy方向の位置に応じて係数αが設定される方式について説明した。
実施形態1乃至3においては、生体認証装置100自体がデータベース部32を備え、照合用の特徴データをデータベース32に登録されている登録用の特徴データと照合する機能も備えている。本実施形態4においては、1又は複数の生体認証センサ70とサーバ装置80からなる生体認証システム1を例に説明する。なお、実施形態1乃至3のいずれの場合も、生体認証システム1に適用することが可能であるが、ここでは、実施形態1を生体認証システム1に適用した場合について説明する。
(付記1)
撮像画像に含まれる被写体の三次元形状を測定する三次元形状測定装置であって、
所定の条件に基づいて、前記撮像画像の輝度値を光源から該輝度値の測定点までの距離のべき乗の逆数に比例させるモデル式における前記べき乗の指数である係数を設定する設定手段と、
前記撮像画像の輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする三次元形状測定装置。
(付記2)
前記設定手段は、前記被写体の位置に応じて、前記係数を設定することを特徴とする付記1に記載の三次元形状測定装置。
(付記3)
前記設定手段は、前記被写体の前記光源からの高さに基づいて、前記係数を設定する、
ことを特徴とする付記2に記載の三次元形状測定装置。
(付記4)
前記設定手段は、前記被写体の前記撮影画像における位置に基づいて、前記係数を設定する、
ことを特徴とする付記2に記載の三次元形状測定装置。
(付記5)
前記設定手段は、前記撮像画像における前記被写体の領域を特定し、前記領域に含まれる各画素に対応する前記指数の平均値を前記係数とする、
ことを特徴とする付記4に記載の三次元形状測定装置。
(付記6)
予め保持している反射率が一定且つ既知の平面体であるリファレンス物体の輝度値と、前記撮像画像の前記被写体における輝度値と、に基づいて、前記被写体の反射率を推定し、推定した前記反射率に基づいて、前記被写体の反射率を前記リファレンス物体の反射率と略等しくするための補正を、前記撮像画像の前記輝度値に対して行う第1補正手段を、更に、備え、
前記測定手段は、補正後の前記撮像画像の前記輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする付記1乃至5のいずれか一に記載の三次元形状測定装置。
(付記7)
前記撮像画像の前記輝度値における周辺減光の影響を除去するための補正を、前記撮像画像の前記輝度値に対して行う第2補正手段を、更に、備え、
前記測定手段は、補正後の前記撮像画像の前記輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする付記1乃至5のいずれか一に記載の三次元形状測定装置。
(付記8)
前記第2補正手段は、前記周辺減光が略比例する前記光源からの前記距離のべき乗の指数が前記係数であるとの仮定の下、前記周辺減光の影響を除去するための補正を行う、
ことを特徴とする付記7に記載の三次元形状測定装置。
(付記9)
前記被写体の三次元形状に基づいて、前記撮像画像における前記被写体の傾きを補正する傾き補正手段を、更に、備える、
ことを特徴とする付記1乃至8のいずれか一に記載の三次元形状測定装置。
(付記10)
撮像画像に含まれる被写体の三次元形状を測定する三次元形状測定方法であって、
所定の条件に基づいて、前記撮像画像の輝度値を光源から該輝度値の測定点までの距離のべき乗の逆数に比例させるモデル式における前記べき乗の指数である係数を設定し、
前記撮像画像の輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする三次元形状測定方法。
(付記11)
撮像画像に含まれる被写体の三次元形状を測定する三次元形状測定装置のコンピュータに、
所定の条件に基づいて、前記撮像画像の輝度値を光源から該輝度値の測定点までの距離のべき乗の逆数に比例させるモデル式における前記べき乗の指数である係数を設定し、
前記撮像画像の輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
処理を実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
(付記12)
撮像画像に含まれる被写体の三次元形状を測定する三次元形状測定装置のコンピュータに、
所定の条件に基づいて、前記撮像画像の輝度値を光源から該輝度値の測定点までの距離のべき乗の逆数に比例させるモデル式における前記べき乗の指数である係数を設定し、
前記撮像画像の輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
処理を実行させる、
ことを特徴とするプログラムを記憶した記録媒体。
10 撮像部
20 距離センサ
30 記憶部
31 係数記憶部
32 データベース部
40 制御部
41 三次元形状測定処理部
41A 距離測定部
41B 反射率推定部
41C 係数設定部
41D 輝度値補正部
41E 三次元形状測定
41F 姿勢補正部
42 特徴抽出部
43 照合処理部
1 生体認証システム
70 生体認証センサ
50 通信部
80 サーバ装置
81 通信部
82 記憶部
82A データベース部
83 制御部
83A 照合処理部
NW ネットワーク
ST 被写体(手のひら)
LS 光源
IL 照明光
TM 導光体
BD 基盤
W 照明光の重なっている部分
201 CPU
202 RAM
203 ROM
204 フラッシュメモリ
205 カメラインターフェース
206 機器インターフェース
207 通信モジュール
208 読取装置
209 バス
210 記録媒体
Claims (11)
- 撮像画像に含まれる被写体の三次元形状を測定する三次元形状測定装置であって、
所定の条件に基づいて、前記撮像画像の輝度値を光源から該輝度値の測定点までの距離のべき乗の逆数に比例させるモデル式における前記べき乗の指数である係数を設定する設定手段と、
前記撮像画像の輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする三次元形状測定装置。 - 前記設定手段は、前記被写体の位置に応じて、前記係数を設定することを特徴とする請求項1に記載の三次元形状測定装置。
- 前記設定手段は、前記被写体の前記光源からの高さに基づいて、前記係数を設定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の三次元形状測定装置。 - 前記設定手段は、前記被写体の前記撮影画像における位置に基づいて、前記係数を設定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の三次元形状測定装置。 - 前記設定手段は、前記撮像画像における前記被写体の領域を特定し、前記領域に含まれる各画素に対応する前記指数の平均値を前記係数とする、
ことを特徴とする請求項4に記載の三次元形状測定装置。 - 予め保持している反射率が一定且つ既知の平面体であるリファレンス物体の輝度値と、前記撮像画像の前記被写体における輝度値と、に基づいて、前記被写体の反射率を推定し、推定した前記反射率に基づいて、前記被写体の反射率を前記リファレンス物体の反射率と略等しくするための補正を、前記撮像画像の前記輝度値に対して行う第1補正手段を、更に、備え、
前記測定手段は、補正後の前記撮像画像の前記輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の三次元形状測定装置。 - 前記撮像画像の前記輝度値における周辺減光の影響を除去するための補正を、前記撮像画像の前記輝度値に対して行う第2補正手段を、更に、備え、
前記測定手段は、補正後の前記撮像画像の前記輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の三次元形状測定装置。 - 前記第2補正手段は、前記周辺減光が略比例する前記光源からの前記距離のべき乗の指数が前記係数であるとの仮定の下、前記周辺減光の影響を除去するための補正を行う、
ことを特徴とする請求項7に記載の三次元形状測定装置。 - 前記被写体の三次元形状に基づいて、前記撮像画像における前記被写体の傾きを補正する傾き補正手段を、更に、備える、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一に記載の三次元形状測定装置。 - 撮像画像に含まれる被写体の三次元形状を測定する三次元形状測定方法であって、
所定の条件に基づいて、前記撮像画像の輝度値を光源から該輝度値の測定点までの距離のべき乗の逆数に比例させるモデル式における前記べき乗の指数である係数を設定し、
前記撮像画像の輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする三次元形状測定方法。 - 撮像画像に含まれる被写体の三次元形状を測定する三次元形状測定装置のコンピュータに、
所定の条件に基づいて、前記撮像画像の輝度値を光源から該輝度値の測定点までの距離のべき乗の逆数に比例させるモデル式における前記べき乗の指数である係数を設定し、
前記撮像画像の輝度値と前記係数とに基づいて、前記被写体の三次元形状を測定する、
処理を実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
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