JP2019133287A - 生体認証装置、生体認証プログラム、及び生体認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生体画像を取得する生体認証において、認証精度を向上させる。【解決手段】表示部３１１は、生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示し、検出部３１２は、対象領域内の２点に生体が接触している接触状態を検出する。判定部３１４は、接触状態において撮像部３１３と生体との距離を判定し、判定結果に基づいて図形を変更する。撮像部３１３は、変更された図形が示す対象領域内の２点に生体が接触している接触状態において生体を撮影することで、生体画像を取得し、認証部３１５は、生体画像に基づいて生体に対する認証を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、生体認証装置、生体認証プログラム、及び生体認証方法に関する。

近年、指紋、掌紋、静脈、顔等の生体情報を用いてユーザを認証する、生体認証技術が開発されている。例えば、生体認証技術を利用して装置又はシステムのユーザを認証する生体認証装置は、認証対象者の生体画像が表す入力生体情報を、予め登録された登録者の生体画像が表す登録生体情報と照合する。そして、生体認証装置は、照合結果に基づいて、入力生体情報と登録生体情報とが一致すると判定した場合、認証対象者を正当な権限を有する登録者として認証し、生体認証装置が組み込まれた装置又は生体認証装置と接続された他の装置の使用を許可する。

携帯端末装置を用いる生体認証技術、及びユーザの手又は指を案内するガイド、誘導画像等を用いる生体認証技術も知られている（例えば、特許文献１〜特許文献７を参照）。

特開２０１６−１７３６６９号公報 特開２０１７−０９７５７４号公報 特開２０１６−２１２６３６号公報 国際公開第２０１２／０１４３０４号パンフレット 国際公開第２０１３／０４６３６５号パンフレット 特開２０１０−２１１５７９号公報 特開２０１７−１３６１３６号公報

携帯端末装置のタッチパネルに操作用のガイド図形を表示し、ユーザがガイド図形に従ってタッチパネルにタッチした状態で、ユーザの手の生体画像を取得する方法では、手の大きさがガイド図形に適合していない場合、生体画像が不鮮明になることがある。この場合、手の生体画像から検出される生体情報の精度が低下するため、生体認証の認証精度も低下する。

なお、かかる問題は、手の生体画像を用いて生体認証を行う場合に限らず、別の生体画像を用いて生体認証を行う場合においても生ずるものである。

１つの側面において、本発明は、生体画像を取得する生体認証において、認証精度を向上させることを目的とする。

１つの案では、生体認証装置は、表示部、検出部、撮像部、判定部、及び認証部を含む。

表示部は、生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示し、検出部は、対象領域内の２点に生体が接触している接触状態を検出する。判定部は、接触状態において撮像部と生体との距離を判定し、判定結果に基づいて図形を変更する。撮像部は、変更された図形が示す対象領域内の２点に生体が接触している接触状態において生体を撮影することで、生体画像を取得し、認証部は、生体画像に基づいて生体に対する認証を行う。

実施形態によれば、生体画像を取得する生体認証において、認証精度を向上させることができる。

ガイド図形を用いた生体画像の取得方法を示す図である。 ガイドレールの間隔と手の大きさとの関係を示す図である。 生体認証装置の機能的構成図である。 生体認証処理のフローチャートである。 生体認証装置の具体例を示す機能的構成図である。 調整処理を示す図である。 登録処理のフローチャートである。 第１の特徴検出処理のフローチャートである。 特定領域を示す図である。 特定領域の変換結果を示す図である。 変換結果の比較を示す図である。 第２の特徴検出処理のフローチャートである。 画素値の分布を示す図である。 画素値の分布の比較を示す図である。 検出処理を示す図である。 ピーク値に対する閾値を示す図である。 撮像装置の特性情報を示す図である。 センサと手のひらとの位置関係を示す図である。 ガイド図形の移動を示す図である。 判定用生体画像の変化を示す図である。 手領域の割合の変化を示す図である。 第３の特徴検出処理のフローチャートである。 手領域の割合に対する閾値を示す図である。 ガイド図形を示す図である。 指の接触位置の変化を示す図である。 認証処理のフローチャートである。 情報処理装置の構成図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。
生体認証装置は、パーソナルコンピュータのログオン管理、銀行のAutomated teller machine（ＡＴＭ）、入退室管理等の様々な分野で利用されている。近年では、生体認証装置の適用範囲をさらに拡大するため、小型の携帯端末装置等に搭載可能な生体認証装置、又は小型の携帯端末装置でも利用可能な生体認証方法の開発が進められている。

多くの場合、ユーザは、携帯端末装置を手で保持して、携帯端末装置に設けられたタッチパネル等を操作することで、携帯端末装置を使用する。このような携帯端末装置特有の使用方法では、手を空間内にかざす等の操作を行う場合、手の位置が安定しないため、生体画像から検出される生体情報も不安定になる。そこで、タッチパネルに操作用のガイド図形を表示し、ユーザがガイドに従ってタッチパネルにタッチする操作方法が用いられることがある。

図１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）等、小型の携帯端末装置に搭載される表示デバイスとタッチパネルで構成される画面に表示されたガイド図形を用いた生体画像の取得方法の例を示している。図１（ａ）は、表示デバイスとタッチパネルで構成される画面上に表示されたガイド図形の例を示している。携帯端末装置１０１は、タッチパネル１０２及びセンサ１０３を含む。

タッチパネル１０２の画面上に表示されたガイド図形は、指を接触させる位置を示すマーク１０４−１及びマーク１０４−２と、それらのマークが移動する領域を示すガイドレール１０５−１及びガイドレール１０５−２とを含む。マーク１０４−１は、ガイドレール１０５−１上を矢印１０６−１が示す向きに移動し、マーク１０４−２は、ガイドレール１０５−２上を矢印１０６−２が示す向きに移動する。

図１（ｂ）は、ガイド図形に合わせた手の移動の例を示している。ユーザは、手１１１の人差し指をマーク１０４−１に接触させ、親指をマーク１０４−２に接触させた状態で、ガイドレール１０５−１及びガイドレール１０５−２を２本の指でなぞる。これにより、矢印１１２及び矢印１１３が示す向きに手１１１が移動する。センサ１０３は、静脈センサ、カメラ等の生体認証センサであり、手１１１が移動している間に手のひらを撮影することで、手のひらの生体画像を取得する。

ユーザが２本の指をガイド図形に接触させることで、手１１１の揺れが収まり、手１１１の動きが安定する。そして、手１１１の動きが安定した状態で手のひらの生体画像を取得することにより、携帯端末装置１０１と手１１１との相対的な位置関係を固定して、確実に生体情報を検出することが可能になる。

図１の生体画像の取得方法では、例えば、特許文献１〜特許文献３の技術を用いることができる。特許文献１の技術によれば、ユーザが接触したタッチパネル上の位置の座標と、センサの撮影範囲とを対応付けることにより、認証精度の向上を図ることができる。特許文献２の技術によれば、複数の指を同時にタッチパネルに接触させることにより、携帯端末装置に対する手の回転を抑制し、相対的な位置関係を固定することができる。特許文献３の技術によれば、ユーザが接触すべきタッチパネル上の位置を逐次表示して、生体画像を撮影することにより、効率良く生体情報を取得することができる。

しかしながら、図１の生体画像の取得方法では、ガイドレール１０５−１とガイドレール１０５−２との間隔が固定されているため、手１１１の大きさがこの間隔に適合していない場合、センサ１０３が撮影する生体画像が不鮮明になることがある。

図２は、ガイドレールの間隔と手の大きさとの関係の例を示している。センサ１０３に含まれるカメラは、一定の被写界深度を有する。

図２（ａ）は、ガイドレールの間隔に適合している手の例を示している。上面図２０１は、タッチパネル１０２の画面を見下ろす方向から見た図であり、側面図２０２は、タッチパネル１０２の真横から見た図である。この場合、上面図２０１に示すように、手２１１の大きさは、ガイドレール１０５−１とガイドレール１０５−２との間隔に適合しており、ユーザは、余裕を持ってマーク１０４−１及びマーク１０４−２を２本の指でタッチすることができる。

このため、側面図２０２に示すように、２本の指がマーク１０４−１及びマーク１０４−２に接触した状態において、センサ１０３と手のひらとの距離２２１（手のひらの高さ）は、センサ１０３の被写界深度内である。したがって、センサ１０３は、鮮明な手のひらの生体画像を撮影することができ、手のひらの生体画像から検出される生体情報の精度が向上する。

図２（ｂ）は、ガイドレールの間隔に適合していない手の例を示している。この場合、上面図２０３に示すように、手２１２の大きさは、ガイドレール１０５−１とガイドレール１０５−２との間隔と比べて小さく、手２１２の大きさに依存して、各指の長さも短くなる。このため、ユーザは、２本の指の間隔を大きく広げて、それらの指をマーク１０４−１及びマーク１０４−２に接触させる。

これにより、側面図２０４に示すように、センサ１０３と手のひらとの距離が近くセンサ１０３の被写界深度外となり、センサ１０３が撮影する手のひらの生体画像は不鮮明になる。したがって、手のひらの生体画像から検出される生体情報の精度が低下する。

また、手の大きさがガイドレールの間隔と比べて大きい場合は、手の大きさに依存して、各指の長さも長くなる。このため、ユーザは、２本の指の間隔を十分に広げることが困難になり、それらの指を狭い間隔でマーク１０４−１及びマーク１０４−２に接触させる。これにより、センサ１０３と手のひらとの距離が遠くセンサ１０３の被写界深度外となり、手のひらの生体画像が不鮮明になるため、生体情報の精度が低下する。

図３は、生体認証装置の機能的構成例を示している。図３の生体認証装置３０１は、表示部３１１、検出部３１２、撮像部３１３、判定部３１４、及び認証部３１５を含む。

図４は、図３の生体認証装置３０１が行う生体認証処理の例を示すフローチャートである。まず、表示部３１１は、生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示し（ステップ４０１）、検出部３１２は、対象領域内の２点に生体が接触している接触状態を検出する（ステップ４０２）。そして、判定部３１４は、接触状態において撮像部３１３と生体との距離を判定し（ステップ４０３）、判定結果に基づいて図形を変更する（ステップ４０４）。

次に、撮像部３１３は、変更された図形が示す対象領域内の２点に生体が接触している接触状態において生体を撮影することで、生体画像を取得する（ステップ４０５）。そして、認証部３１５は、生体画像に基づいて生体に対する認証を行う（ステップ４０６）。

このような生体認証装置３０１によれば、生体が接触する領域を示す図形を表示して生体画像を取得する生体認証において、認証精度を向上させることができる。

図５は、図３の生体認証装置３０１の具体例を示している。図５の生体認証装置３０１は、例えば、スマートフォン、タブレット等の携帯端末装置であり、判定部３１４、認証部３１５、タッチパネル５０１、センサ５０２、生体情報検出部５０３、及び記憶部５０４を含む。記憶部５０４は、ガイド図形を表すガイド情報５２１を記憶する。ガイド図形は、ユーザの指が接触する対象領域を示す図形である。

タッチパネル５０１は、表示部３１１及び検出部３１２を含む。表示部３１１は、ガイド情報５２１が表すガイド図形を画面上に表示する。表示部３１１としては、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等を用いることができる。

検出部３１２は、画面上で指が接触している位置を示す座標を検出し、検出した座標を用いて、２本の指が対象領域内の２点にそれぞれ接触している接触状態を検出する。検出部３１２としては、抵抗膜方式、静電容量方式等のタッチセンサを用いることができる。

センサ５０２は、撮像部３１３を含み、撮像部３１３は、２本の指が対象領域内の２点にそれぞれ接触している接触状態において、ユーザの手のひらを撮影し、判定用生体画像５２２を取得する。撮像部３１３が取得した判定用生体画像５２２は、記憶部５０４に格納される。

撮像部３１３は、Complementary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）、Charge Coupled Device（ＣＣＤ）等の撮像素子を有するカメラであり、判定用生体画像５２２は、静脈画像、掌紋画像等である。判定用生体画像５２２が静脈画像である場合、センサ５０２として静脈センサが用いられ、センサ５０２は、近赤外線等を手のひらに照射して、手の内部の血管等を撮影する。

判定部３１４は、特徴検出部５１１、距離判定部５１２、位置判定部５１３、及び変更部５１４を含む。特徴検出部５１１は、判定用生体画像５２２から特徴情報５２３を検出して、記憶部５０４に格納する。距離判定部５１２は、特徴情報５２３を用いて、センサ５０２と手のひらとの距離が手のひらの撮影に適しているか否かを判定する。位置判定部５１３は、特徴情報５２３を用いて、画面上におけるガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適しているか否かを判定する。

センサ５０２と手のひらとの距離又はガイド図形の表示位置のうち少なくとも一方が手のひらの撮影に適していない場合、変更部５１４は、ガイド情報５２１を変更することで、ガイド図形の形状又は表示位置を変更する。一方、センサ５０２と手のひらとの距離及びガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適している場合、変更部５１４は、そのときのガイド情報５２１を、最適ガイド情報５２４として記憶部５０４に格納する。最適ガイド情報５２４は、ユーザの手の大きさに適合したガイド図形を表す。

例えば、生体認証装置３０１は、登録者の生体情報を登録する登録処理において、最適ガイド情報５２４を生成し、最適ガイド情報５２４を画面上に表示することで、登録者の生体画像を撮影する。そして、生体認証装置３０１は、認証対象者に対する認証を行う認証処理において、最適ガイド情報５２４を画面上に表示することで、認証対象者の生体画像を撮影する。

なお、生体認証装置３０１は、認証処理において、最適ガイド情報５２４を改めて生成し、その最適ガイド情報５２４を画面上に表示することで、認証対象者の生体画像を撮影することもできる。

表示部３１１は、登録処理又は認証処理において、最適ガイド情報５２４が表すガイド図形を画面上に表示し、検出部３１２は、ユーザの２本の指が対象領域内の２点にそれぞれ接触している接触状態を検出する。撮像部３１３は、検出された接触状態において手のひらを撮影し、静脈画像、掌紋画像等の生体画像５２５を取得する。撮像部３１３が取得した生体画像５２５は、記憶部５０４に格納される。

生体情報検出部５０３は、生体画像５２５から生体情報５２６を検出して、記憶部５０４に格納する。例えば、生体画像５２５が静脈画像である場合、静脈パターンの特徴量が生体情報５２６として抽出され、生体画像５２５が掌紋画像である場合、掌紋の特徴量が生体情報５２６として抽出される。ユーザが登録者である場合、生体情報検出部５０３は、生体情報５２６を含む登録生体情報５２７を生成して、記憶部５０４に格納する。

ユーザが認証対象者である場合、認証部３１５は、生体情報５２６と登録生体情報５２７とを比較し、比較結果に基づいて認証対象者に対する認証を行う。例えば、認証部３１５は、生体情報５２６と登録生体情報５２７との間の類似度が閾値を超えている場合、認証対象者が登録者本人であると判定する。そして、表示部３１１は、画面上に認証結果を表示する。

図６は、図５の生体認証装置３０１がガイド情報５２１を変更する調整処理の例を示している。図６（ａ）は、調整前のガイド情報５２１が表すガイド図形の例を示している。上面図６０１は、タッチパネル５０１の画面を見下ろす方向から見た図であり、側面図６０２は、タッチパネル５０１の真横から見た図である。

上面図６０１に示すように、ガイド図形は、指を接触させる対象領域を示すマーク６１２−１及びマーク６１２−２を含む。この場合、対象領域は、マーク６１２−１及びマーク６１２−２の２つの図形が表す２つの領域を含み、対象領域内の２点は、マーク６１２−１の領域内の点とマーク６１２−２の領域内の点に対応する。

手６１３の大きさは、マーク６１２−１とマーク６１２−２との距離６２２−１と比べて小さいため、ユーザは、２本の指の間隔を大きく広げて、それらの指をマーク６１２−１及びマーク６１２−２に接触させる。これにより、側面図６０２に示すように、センサ５０２と手のひらとの距離が撮像部３１３の被写界深度よりも小さくなり、距離判定部５１２は、その距離が手のひらの撮影に適していないと判定する。

そこで、変更部５１４は、ガイド情報５２１を変更することで、調整範囲６２１−１内でマーク６１２−１の位置を変更し、調整範囲６２１−２内でマーク６１２−２の位置を変更する。これにより、距離６２２−１が変化するとともに、センサ５０２からマーク６１２−２までの距離６２２−２も変化する。

図６（ｂ）は、調整後のガイド情報５２１が表すガイド図形の例を示している。上面図６０３に示すように、調整後のマーク６１２−１とマーク６１２−２との距離６２３−１は、調整前の距離６２２−１よりも小さくなっている。また、調整後のセンサ５０２からマーク６１２−２までの距離６２３−２は、調整前の距離６２２−２よりも小さくなっている。この場合、マーク６１２−１及びマーク６１２−２の位置と距離６２３−１が、手６１３の大きさに適合しており、ユーザは、余裕を持ってマーク６１２−１及びマーク６１２−２を２本の指でタッチすることができる。

このため、側面図６０４に示すように、２本の指がマーク６１２−１及びマーク６１２−２に接触した状態において、センサ５０２と手のひらとの距離６２４は、センサ５０２の被写界深度内である。したがって、距離判定部５１２は、その距離６２４が手のひらの撮影に適していると判定し、変更部５１４は、変更後のガイド情報５２１を、最適ガイド情報５２４として記憶部５０４に格納する。

図５の生体認証装置３０１によれば、センサ５０２と手のひらとの距離又はガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適していない場合、ガイド図形の形状又は表示位置を変更することで、適切なガイド図形が表示される。これにより、低コストの構成で、ユーザの手のひらを撮像部３１３の被写界深度内の位置に誘導することができ、鮮明な生体画像を取得することが可能になる。したがって、生体画像から検出される生体情報の精度が向上し、その生体情報を用いた生体認証の認証精度も向上する。

図７は、図５の生体認証装置３０１が行う登録処理の例を示すフローチャートである。まず、表示部３１１は、ガイド情報５２１が表すガイド図形を画面上に表示し（ステップ７０１）、検出部３１２は、登録者の２本の指が対象領域内の２点にそれぞれ接触している接触状態を検出する（ステップ７０２）。そして、撮像部３１３は、接触状態においてユーザの手のひらを撮影し、判定用生体画像５２２を取得する（ステップ７０３）。

次に、特徴検出部５１１は、判定用生体画像５２２から特徴情報５２３を検出し（ステップ７０４）、距離判定部５１２は、特徴情報５２３を用いて、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄが手のひらの撮影に適しているか否かを判定する（ステップ７０５）。

距離Ｄが手のひらの撮影に適していない場合（ステップ７０５，ＮＯ）、変更部５１４は、ガイド情報５２１を変更し（ステップ７１４）、生体認証装置３０１は、ステップ７０１以降の処理を繰り返す。

距離Ｄが手のひらの撮影に適している場合（ステップ７０５，ＹＥＳ）、位置判定部５１３は、特徴情報５２３を用いて、ガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適しているか否かを判定する（ステップ７０６）。

ガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適していない場合（ステップ７０６，ＮＯ）、変更部５１４は、ガイド情報５２１を変更し（ステップ７１４）、生体認証装置３０１は、ステップ７０１以降の処理を繰り返す。

ガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適している場合（ステップ７０６，ＹＥＳ）、変更部５１４は、そのときのガイド情報５２１を、最適ガイド情報５２４として記憶部５０４に登録する（ステップ７０７）。

次に、表示部３１１は、最適ガイド情報５２４が表すガイド図形を画面上に表示し（ステップ７０８）、検出部３１２は、登録者の２本の指が対象領域内の２点にそれぞれ接触している接触状態を検出する（ステップ７０９）。撮像部３１３は、検出された接触状態において手のひらを撮影し、生体画像５２５を取得する（ステップ７１０）。

次に、生体情報検出部５０３は、生体画像５２５から生体情報５２６を検出し（ステップ７１１）、生体情報５２６を含む登録生体情報５２７を生成して、記憶部５０４に登録する（ステップ７１２）。

次に、生体認証装置３０１は、生体情報の登録を終了するか否かを判定し（ステップ７１３）、生体情報の登録を終了しない場合（ステップ７１３，ＮＯ）、ステップ７０１以降の処理を繰り返す。一方、生体情報の登録を終了する場合（ステップ７１３，ＹＥＳ）、生体認証装置３０１は、処理を終了する。

例えば、登録者の両手の生体情報を登録する場合、生体認証装置３０１は、一方の手の生体情報のみを登録したとき、生体情報の登録を終了しないと判定し、未登録の他方の手を登録対象としてステップ７０１以降の処理を繰り返す。そして、生体認証装置３０１は、両方の手の生体情報を登録したとき、生体情報の登録を終了すると判定する。

図７のステップ７０４において、特徴検出部５１１は、判定用生体画像５２２の周波数成分又は画素値の分布に基づいて、特徴情報５２３を検出することができる。

図８は、判定用生体画像５２２の周波数成分の分布に基づいて特徴情報５２３を検出する第１の特徴検出処理の例を示すフローチャートである。まず、特徴検出部５１１は、判定用生体画像５２２から所定サイズの特定領域を抽出し（ステップ８０１）、抽出した特定領域の画像を空間周波数領域の信号に変換する（ステップ８０２）。例えば、特徴検出部５１１は、２次元の高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform，ＦＦＴ）を用いて、特定領域の画像を空間周波数領域の信号に変換することができる。

図９は、判定用生体画像５２２内の特定領域の例を示している。図９の特定領域９０１は、判定用生体画像５２２に写っている手のひらの一部に対応する。特徴検出部５１１は、特定領域９０１の代わりに、判定用生体画像５２２全体を特定領域として用いてもよい。

図１０は、２次元ＦＦＴによる特定領域の変換結果の例を示している。図１０の変換結果の横軸は、判定用生体画像５２２の水平方向の周波数を表し、縦軸は、判定用生体画像５２２の垂直方向の周波数を表し、変換結果は、判定用生体画像５２２の周波数成分の分布を表す。変換結果の原点は、直流成分に対応する。

センサ５０２と手のひらとの距離Ｄが被写界深度内であり、判定用生体画像５２２が鮮明である場合、特定領域の変換結果には、高周波成分が多く含まれる。一方、距離Ｄが被写界深度外であり、判定用生体画像５２２が不鮮明である場合、特定領域の変換結果から高周波成分が欠落し、主として低周波成分を含む変換結果が得られる。

図１１は、鮮明な生体画像の変換結果と不鮮明な生体画像の変換結果との比較の例を示している。距離Ｄが被写界深度内である場合、判定用生体画像５２２として鮮明な生体画像１１０１が得られ、生体画像１１０１の周波数成分の分布１１１１には、高周波成分が多く含まれている。一方、距離Ｄが被写界深度よりも小さい場合、判定用生体画像５２２として、生体画像１１０１の一部の領域１１０３に対応する不鮮明な生体画像１１０２が得られ、生体画像１１０２の周波数成分の分布１１１２には、高周波成分がほとんど含まれていない。

特徴検出部５１１は、このような距離Ｄに応じた周波数成分の分布の違いを利用して、変換結果に含まれる高周波成分を検出することで、距離Ｄが手のひらの撮影に適しているか否かを判定することができる。そこで、特徴検出部５１１は、特定領域の変換結果が示す周波数成分の分布を解析して、高周波成分の振幅を検出し（ステップ８０３）、検出した振幅の統計値を計算する（ステップ８０４）。統計値としては、平均値、中央値、最大値、最小値等を用いることができる。

図１０の例では、特徴検出部５１１は、変換結果の原点を中心とする半径ｒ１の円１００１と、原点を中心とする半径ｒ２の円１００２とを用いて、周波数成分の分布を解析する。半径ｒ２は半径ｒ１よりも大きい。この場合、特徴検出部５１１は、円１００２から円１００１を除外した差分領域内の各点における振幅（階調値）を、高周波成分の振幅として検出し、その領域内のすべての振幅の統計値を計算する。

なお、高周波成分として用いる領域は、直流成分を除く領域であればよく、図１０に示した差分領域には限られない。例えば、円１００１を除外した残りの領域全体を高周波成分として用いてもよく、原点を通る所定の直線上の点を高周波成分として用いてもよい。

図８の特徴検出処理によって計算された振幅の統計値は、図７のステップ７０５において、特徴情報５２３として用いられる。この場合、距離判定部５１２は、振幅の統計値を所定の閾値と比較する。そして、距離判定部５１２は、統計値が閾値よりも大きい場合、距離Ｄが手のひらの撮影に適していると判定し、統計値が閾値以下である場合、距離Ｄが手のひらの撮影に適していないと判定する。

このように、判定用生体画像５２２の周波数成分の分布に基づいて特徴情報５２３を検出することで、距離センサを用いることなく、センサ５０２と手のひらとの距離を判定することができる。

図１２は、判定用生体画像５２２の画素値の分布に基づいて特徴情報５２３を検出する第２の特徴検出処理の例を示すフローチャートである。まず、特徴検出部５１１は、判定用生体画像５２２から所定サイズの特定領域を抽出し（ステップ１２０１）、抽出した特定領域において、各画素値を有する画素が出現する頻度を計算する（ステップ１２０２）。例えば、特徴検出部５１１は、輝度値（階調値）を画素値として用いて、画素値の頻度を計算することができる。

図１３は、判定用生体画像５２２の画素値の分布の例を示している。輝度値の分布１３０１は、特定領域において各輝度値を有する画素が出現する頻度を表す。

センサ５０２が照明光学系を搭載している場合、センサ５０２は、手のひらに対して光を照射し、手のひらで反射された光を撮像部３１３により受光することで、手のひらの生体画像を取得する。このため、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄが被写界深度よりも小さい場合、生体画像内の多くの位置で、いわゆる白飛びが発生し、距離Ｄが被写界深度内である場合と比べて、多くの画素の輝度値が大きくなる。一方、距離Ｄが被写界深度よりも大きい場合、生体画像が暗くなり、距離Ｄが被写界深度内である場合と比べて、多くの画素の輝度値が小さくなる。

図１４は、適切な明るさの生体画像の画素値の分布と白飛びが発生した生体画像の画素値の分布との比較の例を示している。距離Ｄが被写界深度内である場合、判定用生体画像５２２として、適切な明るさの生体画像１４０１が得られる。一方、距離Ｄが被写界深度よりも小さい場合、判定用生体画像５２２として、生体画像１４０１の一部の領域１４０３に対応する、白飛びが発生した生体画像１４０２が得られる。生体画像１４０２の輝度値の分布１４１２は、生体画像１４０１の輝度値の分布１４１１と比べて、輝度値が大きくなる方向にシフトしている。

特徴検出部５１１は、距離Ｄに応じた画素値の分布の違いを利用して、頻度が最大となる画素値を検出することで、距離Ｄが手のひらの撮影に適しているか否かを判定することができる。そこで、特徴検出部５１１は、画素値の分布から最大頻度に対応する画素値を、ピーク値として検出する（ステップ１２０３）。図１３の例では、特徴検出部５１１は、輝度値の分布１３０１のピークに対応する輝度値を、ピーク値として検出する。

なお、特徴検出部５１１は、画素値の分布全体のピークに対応する画素値の代わりに、所定範囲のピークに対応する画素値を、ピーク値として検出することもできる。

図１５は、画素値の分布の所定範囲からピーク値を検出する検出処理の例を示している。特徴検出部５１１は、輝度値の分布１３０１に対して幅Ｗのウィンドウを設定し、ウィンドウを所定ステップでシフトしながら、各位置におけるウィンドウ内の複数の輝度値の頻度を加算して、頻度の合計を計算する。そして、特徴検出部５１１は、頻度の合計が最大となるウィンドウの位置を求め、その位置におけるウィンドウ内のピークに対応する画素値を、ピーク値として検出する。

このような検出処理によれば、輝度値の分布１３０１に頻度の大きなノイズが含まれている場合であっても、本来のピーク値を精度良く検出することができる。

図１２の特徴検出処理によって検出されたピーク値は、図７のステップ７０５において、特徴情報５２３として用いられる。この場合、距離判定部５１２は、ピーク値を所定の閾値と比較し、比較結果に基づいて、距離Ｄが手のひらの撮影に適しているか否かを判定する。

図１６は、ピーク値に対する閾値の例を示している。閾値Ｔ１は、低域閾値を表し、閾値Ｔ２は、高域閾値を表す。距離判定部５１２は、ピーク値が閾値Ｔ１以上、かつ、ピーク値が閾値Ｔ２以下である場合、距離Ｄが手のひらの撮影に適していると判定する。また、距離判定部５１２は、ピーク値が閾値Ｔ１よりも小さい場合、又は、ピーク値が閾値Ｔ２よりも大きい場合、距離Ｄが手のひらの撮影に適していないと判定する。

このように、判定用生体画像５２２の画素値の分布に基づいて特徴情報５２３を検出することで、距離センサを用いることなく、センサ５０２と手のひらとの距離を判定することができる。

図７のステップ７０４において、特徴検出部５１１は、特許文献７の技術を用いて特徴情報５２３を検出することもできる。この場合、特徴検出部５１１は、撮像部３１３の特性と、画面上において指の接触位置が移動したときの接触位置の移動量と、判定用生体画像５２２に写っている生体特徴の移動量とに基づいて、特徴情報５２３を検出する。

図１７は、特許文献７に開示された撮像装置の特性情報の例を示している。図１７の横軸は、撮像装置が撮影する画像の単位画素あたりの撮影範囲ｆ（ｍｍ／ｐｉｘ）を表し、縦軸は、撮影距離ｚ（ｍｍ）を表し、特性情報は、撮影範囲ｆと撮影距離ｚとの関係を表している。撮影範囲ｆは、画像内の１画素に対応する被写体のサイズを表し、撮影距離ｚは、撮像装置と被写体との距離を表す。

図１７の特性情報は、撮像装置の画角等の光学的な特性に応じて決定され、予め生成して記憶部５０４に格納しておくことが可能である。そこで、特徴検出部５１１は、図１７の特性情報を、撮像部３１３の特性情報として用いて、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄを計算する。

まず、特徴検出部５１１は、表示部３１１の画面上においてユーザの指の接触位置が移動したとき、検出部３１２が検出する座標が示す接触位置の移動量αを計算する。このとき、特徴検出部５１１は、撮像部３１３が取得した判定用生体画像５２２に写っている生体特徴の移動量を表す画素数βも計算する。生体特徴としては、例えば、掌紋の一部である特定の皺、又は静脈パターンの一部を用いることができる。

次に、特徴検出部５１１は、移動量αを画素数βで除算することで撮影範囲ｆを求め、撮像部３１３の特性情報から、撮影範囲ｆに対応する撮影距離ｚを求める。得られた撮影距離ｚは、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄに対応する。

撮影距離ｚは、図７のステップ７０５において、特徴情報５２３として用いられる。この場合、距離判定部５１２は、撮影距離ｚを撮像部３１３の被写界深度と比較する。そして、距離判定部５１２は、撮影距離ｚが被写界深度内である場合、距離Ｄが手のひらの撮影に適していると判定し、撮影距離ｚが被写界深度外である場合、距離Ｄが手のひらの撮影に適していないと判定する。

このように、撮像部３１３の特性情報、画面上の接触位置の移動量、及び判定用生体画像５２２における生体特徴の移動量に基づいて、特徴情報５２３を検出することで、距離センサを用いることなく、センサ５０２と手のひらとの距離を判定することができる。

なお、生体認証装置３０１は、判定用生体画像５２２から特徴情報５２３を検出する代わりに、距離センサを用いてセンサ５０２と手のひらとの距離を計測し、計測した距離に対する判定を行ってもよい。

ところで、生体認証装置３０１は、手のひらの特定部分の画像を用いて生体認証を行う場合、ガイド図形の表示位置を調整することで、撮像部３１３がその特定部分を撮影できるように、手のひらを誘導することが可能である。これにより、撮像部３１３は、特定部分の画像を、判定用生体画像５２２及び生体画像５２５として取得することができる。

図１８は、ガイド図形の表示位置を変化させた場合のセンサ５０２と手のひらとの位置関係の例を示している。例えば、手のひらの特定部分としては、手のひらの中央部分、親指の付け根を含む部分（拇指球）、小指の付け根を含む部分等が用いられる。

図１８（ａ）は、手のひらの中央部分を撮影する場合の位置関係を示している。この場合、ユーザが２本の指でマーク６１２−１及びマーク６１２−２をタッチすることで、手のひらの中央部分がセンサ５０２の真上の位置に固定される。

図１８（ｂ）は、拇指球を撮影する場合の位置関係を示している。この場合、ユーザが２本の指でマーク６１２−１及びマーク６１２−２をタッチすることで、拇指球がセンサ５０２の真上の位置に固定される。

図１８（ｃ）は、小指の付け根を含む部分を撮影する場合の位置関係を示している。この場合、ユーザが２本の指でマーク６１２−１及びマーク６１２−２をタッチすることで、小指の付け根を含む部分がセンサ５０２の真上の位置に固定される。

このように、生体認証に用いる手のひらの特定部分の画像を判定用生体画像５２２として取得することで、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄに対する判定、及びガイド図形の表示位置に対する判定を、より適切に行うことができる。これにより、最適ガイド情報５２４の精度が向上する。

センサ５０２と手のひらとの距離Ｄが手のひらの撮影に適している場合であっても、ガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適しているとは限らない。そこで、図７のステップ７０６において、位置判定部５１３は、特徴情報５２３を用いて、ガイド図形の表示位置に対する判定を行う。

図１９は、タッチパネル５０１の画面上におけるガイド図形の移動の例を示している。タッチパネル５０１の画面上において、ガイド図形に含まれるマーク６１２−１及びマーク６１２−２の表示位置は、矢印１９０１が示すように、水平方向に移動することができ、矢印１９０２が示すように、垂直方向に移動することもできる。マーク６１２−１及びマーク６１２−２の表示位置の移動に合わせて、それらのマークにタッチしている手６１３も、水平方向又は垂直方向に移動する。

例えば、手のひらの中央部分の画像を用いて生体認証を行う場合、生体画像５２５から生体情報５２６をより多く検出するためには、手のひらの中央部分がセンサ５０２の真上に位置していることが望ましい。この場合、手のひらの中央部分をセンサ５０２の真上に誘導するようなガイド図形の表示位置が、ガイド図形の最適位置となる。

図２０は、図１９のガイド図形の移動に応じて変化する判定用生体画像５２２の例を示している。ガイド図形が最適位置に表示され、手のひらの中央部分がセンサ５０２の真上に位置している場合、生体画像２００１が判定用生体画像５２２として取得される。一方、ガイド図形の表示位置が最適位置から水平方向にずれている場合、生体画像２００２又は生体画像２００３が判定用生体画像５２２として取得される。また、ガイド図形の表示位置が最適位置から垂直方向にずれている場合、生体画像２００４又は生体画像２００５が判定用生体画像５２２として取得される。

最適位置における生体画像２００１と、その他の生体画像２００２〜生体画像２００５とでは、生体画像に写っている手のひらと背景との間の境界線の形状が異なるため、生体画像に含まれる手領域の割合も異なっている。そこで、位置判定部５１３は、判定用生体画像５２２に含まれる手領域の割合に基づいて、ガイド図形の表示位置が最適位置に対応するか否かを判定することが可能である。

図２１は、ガイド図形の移動に応じて変化する手領域の割合の例を示している。図２１の横軸は、ガイド図形の表示位置を表し、縦軸は、判定用生体画像５２２に含まれる手領域の割合を表す。ガイド図形の表示位置は、画面上における水平方向の座標（ｘ座標）又は垂直方向の座標（ｙ座標）によって表される。マーク６１２−１及びマーク６１２−２の表示位置が水平方向又は垂直方向に移動すると、手領域の割合は、曲線２１０１のように変化する。この場合、手領域の割合の極大値に対応する表示位置が最適位置である。

判定用生体画像５２２において、手領域の画素値は、背景の画素値とは大きく異なるため、例えば、所定の画素値を有する領域を手領域として抽出することで、手領域の割合を求めることができる。この場合、特徴検出部５１１は、判定用生体画像５２２の画素値の分布に基づいて、ガイド図形の表示位置に対する判定で用いる特徴情報５２３を検出することができる。

図２２は、ガイド図形の表示位置に対する判定で用いる特徴情報５２３を検出する第３の特徴検出処理の例を示すフローチャートである。図２２のステップ２２０１〜ステップ２２０３の処理は、図１２のステップ１２０１〜ステップ１２０３の処理と同様である。

次に、特徴検出部５１１は、画素値の分布から検出したピーク値を用いて、特定領域に対する手領域の割合を計算する（ステップ１２０４）。例えば、特徴検出部５１１は、特定領域の画素の総数Ｎ０と、ピーク値を含む所定範囲の画素値を有する画素の個数Ｎ１とを用いて、次式により手領域の割合Ｒを計算することができる。
Ｒ＝Ｎ１／Ｎ０ （１）

図２２の特徴検出処理によって検出された手領域の割合は、図７のステップ７０６において、特徴情報５２３として用いられる。この場合、位置判定部５１３は、手領域の割合を所定の閾値と比較し、比較結果に基づいて、ガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適しているか否かを判定する。

図２３は、手領域の割合に対する閾値の例を示している。閾値Ｔ１１は、低域閾値を表し、閾値Ｔ１２は、高域閾値を表す。位置判定部５１３は、手領域の割合が閾値Ｔ１１以上、かつ、手領域の割合が閾値Ｔ１２以下である場合、ガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適していると判定する。また、位置判定部５１３は、手領域の割合が閾値Ｔ１１よりも小さい場合、又は、手領域の割合が閾値Ｔ１２よりも大きい場合、ガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適していないと判定する。

なお、手のひらの中央部分の画像を用いて生体認証を行う場合、位置判定部５１３は、閾値Ｔ１２を用いた判定を省略して、手領域の割合が閾値Ｔ１１以上である場合、ガイド図形の表示位置が手のひらの撮影に適していると判定してもよい。

このように、判定用生体画像５２２の画素値の分布に基づいて特徴情報５２３を検出することで、ガイド図形の表示位置を計測することなく、その表示位置が適切であるか否かを判定することができる。

図７のステップ７１４において、変更部５１４は、ガイド情報５２１が表すガイド図形の形状又は表示位置を変更することができる。例えば、ガイド図形が、指を接触させる位置を示すマークと、そのマークが移動する領域を示す移動領域とを含む場合、変更部５１４は、移動領域内でマークを所定量だけ移動させることで、ガイド図形を変更する。

図２４は、マーク及び移動領域を含むガイド図形の例を示している。図２４（ａ）は、折れ線形状の移動領域を含むガイド図形の例を示している。図２４（ａ）のガイド図形は、マーク６１２−１及びマーク６１２−２と、移動領域２４１１−１及び移動領域２４１１−２とを含む。移動領域２４１１−１及び移動領域２４１１−２の形状は、上下左右に伸びる複数のガイドレールを組み合わせた別の形状であってもよい。

折れ線形状の移動領域２４０１は、移動領域２４１１−１又は移動領域２４１１−２を拡大した領域を表し、移動領域２４０１内を移動するマーク２４０２は、マーク６１２−１又はマーク６１２−２に対応する。この場合、変更部５１４は、移動領域２４０１の形状に合わせてマーク２４０２を所定量だけ移動させることで、ユーザに対して、指の接触位置を変更するように促す。

図２４（ｂ）は、曲線形状の移動領域を含むガイド図形の例を示している。図２４（ｂ）のガイド図形は、マーク６１２−１及びマーク６１２−２と、移動領域２４３１−１及び移動領域２４３１−２とを含む。移動領域２４３１−１及び移動領域２４３１−２の形状は、円又は楕円であってもよい。

曲線形状の移動領域２４２１は、移動領域２４３１−１又は移動領域２４３１−２を拡大した領域を表し、移動領域２４２１内を移動するマーク２４２２は、マーク６１２−１又はマーク６１２−２に対応する。この場合、変更部５１４は、移動領域２４２１の形状に合わせてマーク２４２２を所定量だけ移動させることで、ユーザに対して、指の接触位置を変更するように促す。

図２５は、図２４のガイド図形を用いた場合の指の接触位置の変化の例を示している。マーク６１２−１及びマーク６１２−２を移動領域２４１１−１及び移動領域２４１１−２内でそれぞれ移動させることで、それらのマークの表示位置が変更されるとともに、マーク６１２−１とマーク６１２−２との距離も変更される。これにより、ユーザの指の接触位置と手６１３の形状が変化するため、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄも変化する。

同様に、マーク６１２−１及びマーク６１２−２を移動領域２４３１−１及び移動領域２４３１−２内でそれぞれ移動させた場合も、ユーザの指の接触位置と手６１３の形状が変化するため、距離Ｄも変化する。

このように、マーク６１２−１及びマーク６１２−２を所定量だけ移動させる処理を繰り返すことにより、手のひらの撮影に適したマーク６１２−１及びマーク６１２−２の表示位置が決定され、最適ガイド情報５２４が生成される。

なお、ガイド図形は、必ずしも移動領域を含んでいる必要はなく、マーク６１２−１及びマーク６１２−２のみを含んでいても構わない。また、変更部５１４がマーク６１２−１及びマーク６１２−２の移動量を決定する代わりに、ユーザがそれらのマークの移動量を決定することも可能である。

この場合、ステップ７１４において、ユーザは、マーク６１２−１及びマーク６１２−２にタッチした２本の指の接触位置を所定量だけ移動させ、変更部５１４は、接触位置の移動に合わせてマーク６１２−１及びマーク６１２−２の表示位置を変更する。このような変更操作を行った場合でも、指の接触位置の変化が、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄの変化に反映されるため、手のひらの撮影に適したマーク６１２−１及びマーク６１２−２の表示位置を決定することができる。

さらに、ガイド図形は、必ずしもマーク６１２−１及びマーク６１２−２を含んでいる必要はなく、２本の指が接触する対象領域を示す矩形、円等の図形であっても構わない。この場合、ステップ７１４において、変更部５１４は、ガイド図形の形状又は表示位置を変更し、ユーザは、変更されたガイド図形内で、画面にタッチした２本の指の接触位置を移動させる。

図２６は、図５の生体認証装置３０１が行う認証処理の例を示すフローチャートである。まず、表示部３１１は、最適ガイド情報５２４が表すガイド図形を画面上に表示し（ステップ２６０１）、検出部３１２は、認証対象者の２本の指が対象領域内の２点にそれぞれ接触している接触状態を検出する（ステップ２６０２）。撮像部３１３は、検出された接触状態において手のひらを撮影し、生体画像５２５を取得する（ステップ２６０３）。

次に、生体情報検出部５０３は、生体画像５２５から生体情報５２６を検出する（ステップ２６０４）。そして、認証部３１５は、生体情報５２６と登録生体情報５２７との間の類似度を計算し（ステップ２６０５）、類似度を閾値と比較する（ステップ２６０６）。

類似度が閾値を超えている場合（ステップ２６０６，ＹＥＳ）、認証部３１５は、認証成功と判定し（ステップ２６０７）、表示部３１１は、認証成功を示す認証結果を表示する（ステップ２６０８）。一方、類似度が閾値以下である場合（ステップ２６０６，ＮＯ）、認証部３１５は、認証失敗と判定し（ステップ２６０９）、表示部３１１は、認証失敗を示す認証結果を表示する（ステップ２６０８）。

図２６の認証処理によれば、図７の登録処理によって生成された最適ガイド情報５２４に従ってガイド図形が表示され、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄが適切な状態で手のひらが撮影されるため、認証対象者の鮮明な生体画像を取得することができる。したがって、生体画像から検出される生体情報の精度が向上し、その生体情報を用いた生体認証の認証精度も向上する。

図３及び図５の生体認証装置３０１の構成は一例に過ぎず、生体認証装置３０１の用途又は条件に応じて一部の構成要素を省略又は変更してもよい。例えば、図５の生体認証装置３０１において、ガイド図形の表示位置に対する判定を行わない場合は、位置判定部５１３を省略することができる。また、距離センサを用いてセンサ５０２と手のひらとの距離を計測する場合は、特徴検出部５１１を省略することができる。生体認証装置３０１は、必ずしも携帯端末装置には限られず、ログオン管理又は入退室管理を行う情報処理装置、ＡＴＭ等であってもよい。

図４、図７、図８、図１２、図２２、及び図２６のフローチャートは一例に過ぎず、生体認証装置３０１の構成又は条件に応じて、一部の処理を省略又は変更してもよい。例えば、図７の登録処理において、ガイド図形の表示位置に対する判定を行わない場合は、ステップ７０６の処理を省略することができる。また、距離センサを用いてセンサ５０２と手のひらとの距離を計測する場合は、ステップ７０３及びステップ７０４の処理を省略することができる。

図８の特徴検出処理において、特徴検出部５１１は、ＦＦＴの代わりに、ウェーブレット変換等の他の変換を用いて、特定領域の画像を空間周波数領域の信号に変換してもよい。

図２６の認証処理において、生体認証装置３０１は、登録処理と同様に、センサ５０２と手のひらとの距離Ｄに対する判定と、ガイド図形の表示位置に対する判定とを行うことも可能である。この場合、ステップ２６０１の処理の前に、ステップ７０１〜ステップ７０７及びステップ７１４と同様の処理が行われる。

図１、図２、図６、図１８、図１９、図２４、及び図２５のガイド図形は一例に過ぎず、ガイド図形の形状は他の形状であってもよい。図９の特定領域は一例に過ぎず、特定領域の形状は他の形状であってもよい。図１０及び図１１の特定領域の変換結果は一例に過ぎず、特定領域の変換結果は、判定用生体画像５２２に応じて変化する。図１３〜図１６の画素値の分布は一例に過ぎず、画素値の分布は、判定用生体画像５２２に応じて変化する。

図１７の撮像装置の特性情報は一例に過ぎず、撮像装置の特性情報は、撮像部３１３の光学的な特性に応じて変化する。図２０の生体画像は一例に過ぎず、生体画像は、手のひらの位置に応じて変化する。図２１及び図２３の手領域の割合は一例に過ぎず、手領域の割合は、判定用生体画像５２２に応じて変化する。生体認証装置３０１は、手の生体画像の代わりに、別の生体画像を用いて生体認証を行ってもよい。

図２７は、図３及び図５の生体認証装置３０１として用いられる情報処理装置（コンピュータ）の構成例を示している。図２７の情報処理装置は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）２７０１、メモリ２７０２、入力装置２７０３、出力装置２７０４、補助記憶装置２７０５、媒体駆動装置２７０６、及びネットワーク接続装置２７０７を備える。これらの構成要素はバス２７０８により互いに接続されている。図５のセンサ５０２は、バス２７０８に接続されていてもよい。

メモリ２７０２は、例えば、Read Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリであり、処理に用いられるプログラム及びデータを格納する。メモリ２７０２は、図５の記憶部５０４として用いることができる。

ＣＰＵ２７０１（プロセッサ）は、例えば、メモリ２７０２を利用してプログラムを実行することにより、図３及び図５の判定部３１４及び認証部３１５として動作する。ＣＰＵ２７０１は、メモリ２７０２を利用してプログラムを実行することにより、図５の生体情報検出部５０３、特徴検出部５１１、距離判定部５１２、位置判定部５１３、及び変更部５１４としても動作する。

入力装置２７０３は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス等であり、オペレータ又はユーザからの指示又は情報の入力に用いられる。出力装置２７０４は、例えば、表示装置、プリンタ、スピーカ等であり、オペレータ又はユーザへの問い合わせ又は処理結果の出力に用いられる。図３のタッチパネル５０１は、入力装置２７０３と出力装置２７０４の組み合わせに対応し、出力装置２７０４は、表示部３１１として用いることができる。処理結果は、認証結果であってもよい。

補助記憶装置２７０５は、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、テープ装置等である。補助記憶装置２７０５は、フラッシュメモリ又はハードディスクドライブであってもよい。情報処理装置が携帯端末装置である場合、補助記憶装置２７０５としてフラッシュメモリを用いることができる。情報処理装置は、補助記憶装置２７０５にプログラム及びデータを格納しておき、それらをメモリ２７０２にロードして使用することができる。補助記憶装置２７０５は、図５の記憶部５０４として用いることができる。

媒体駆動装置２７０６は、可搬型記録媒体２７０９を駆動し、その記録内容にアクセスする。可搬型記録媒体２７０９は、メモリデバイス、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク等である。可搬型記録媒体２７０９は、Compact Disk Read Only Memory（ＣＤ−ＲＯＭ）、Digital Versatile Disk（ＤＶＤ）、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）メモリ等であってもよい。情報処理装置が携帯端末装置である場合、可搬型記録媒体２７０９としてメモリカードを用いることができる。オペレータ又はユーザは、この可搬型記録媒体２７０９にプログラム及びデータを格納しておき、それらをメモリ２７０２にロードして使用することができる。

このように、処理に用いられるプログラム及びデータを格納するコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、メモリ２７０２、補助記憶装置２７０５、又は可搬型記録媒体２７０９のような、物理的な（非一時的な）記録媒体である。

ネットワーク接続装置２７０７は、Local Area Network、Wide Area Network等の通信ネットワークに接続され、通信に伴うデータ変換を行う通信インタフェース回路である。情報処理装置は、プログラム及びデータを外部の装置からネットワーク接続装置２７０７を介して受信し、それらをメモリ２７０２にロードして使用することができる。

なお、情報処理装置が図２７のすべての構成要素を含む必要はなく、用途又は条件に応じて一部の構成要素を省略することも可能である。例えば、情報処理装置が可搬型記録媒体２７０９又は通信ネットワークを利用しない場合は、媒体駆動装置２７０６又はネットワーク接続装置２７０７を省略してもよい。

情報処理装置が携帯端末装置である場合、情報処理装置は、マイク及びスピーカのような通話用の装置を含んでいてもよい。

開示の実施形態とその利点について詳しく説明したが、当業者は、特許請求の範囲に明確に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更、追加、省略をすることができるであろう。

図１乃至図２７を参照しながら説明した実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示する表示部と、
前記対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態を検出する検出部と、
前記生体を撮影する撮像部と、
前記接触状態において前記撮像部と前記生体との距離を判定し、判定結果に基づいて前記図形を変更する判定部と、
前記生体に対する認証を行う認証部とを備え、
前記撮像部は、変更された図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において前記生体を撮影することで、生体画像を取得し、前記認証部は、前記生体画像に基づいて前記生体に対する認証を行うことを特徴とする生体認証装置。
（付記２）
前記撮像部は、変更される前の図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において前記生体を撮影することで判定用生体画像を取得し、前記判定部は、前記判定用生体画像を用いて前記距離を判定し、前記距離が前記生体の撮影に適していないことを前記判定結果が示している場合、前記図形を変更することを特徴とする付記１記載の生体認証装置。
（付記３）
前記判定部は、前記判定用生体画像の周波数成分の分布に基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする付記２記載の生体認証装置。
（付記４）
前記判定部は、前記判定用生体画像の画素値の分布に基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする付記２記載の生体認証装置。
（付記５）
前記判定部は、前記撮像部の特性情報と、前記画面上において前記生体の接触位置が移動したときの前記接触位置の移動量と、前記接触位置が移動したときの前記判定用生体画像に写っている生体特徴の移動量とに基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする付記２記載の生体認証装置。
（付記６）
前記生体は手のひらであり、前記変更される前の図形及び前記変更された図形は、２本の指それぞれが接触する対象である２つの図形を含み、前記判定部は、前記距離が前記手のひらの撮影に適していないことを前記判定結果が示している場合、前記２つの図形の間の距離を変更することを特徴とする付記２乃至５のいずれか１項に記載の生体認証装置。
（付記７）
前記判定用生体画像は、前記手のひらの中央部分の画像、親指の付け根を含む部分の画像、又は小指の付け根を含む部分の画像であることを特徴とする付記６記載の生体認証装置。
（付記８）
前記判定部は、前記判定用生体画像を用いて、前記２つの図形の表示位置が前記手のひらの撮影に適しているか否かをさらに判定し、前記２つの図形の表示位置が前記手のひらの撮影に適していない場合、前記２つの図形の表示位置を変更することを特徴とする付記６又は７記載の生体認証装置。
（付記９）
生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示し、
前記対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態を検出し、
前記接触状態において撮像部と前記生体との距離を判定し、
判定結果に基づいて前記図形を変更し、
変更された図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において、前記撮像部に前記生体を撮影させることで、生体画像を取得し、
前記生体画像に基づいて前記生体に対する認証を行う、
処理をコンピュータに実行させるための生体認証プログラム。
（付記１０）
前記コンピュータは、変更される前の図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において、前記撮像部に前記生体を撮影させることで、判定用生体画像を取得し、前記判定用生体画像を用いて前記距離を判定し、前記距離が前記生体の撮影に適していないことを前記判定結果が示している場合、前記図形を変更することを特徴とする付記９記載の生体認証プログラム。
（付記１１）
前記コンピュータは、前記判定用生体画像の周波数成分の分布に基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする付記１０記載の生体認証プログラム。
（付記１２）
前記コンピュータは、前記判定用生体画像の画素値の分布に基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする付記１０記載の生体認証プログラム。
（付記１３）
前記コンピュータは、前記撮像部の特性情報と、前記画面上において前記生体の接触位置が移動したときの前記接触位置の移動量と、前記接触位置が移動したときの前記判定用生体画像に写っている生体特徴の移動量とに基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする付記１０記載の生体認証プログラム。
（付記１４）
コンピュータが、
生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示し、
前記対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態を検出し、
前記接触状態において撮像部と前記生体との距離を判定し、
判定結果に基づいて前記図形を変更し、
変更された図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において、前記撮像部に前記生体を撮影させることで、生体画像を取得し、
前記生体画像に基づいて前記生体に対する認証を行う、
ことを特徴とする生体認証方法。
（付記１５）
前記コンピュータは、変更される前の図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において、前記撮像部に前記生体を撮影させることで、判定用生体画像を取得し、前記判定用生体画像を用いて前記距離を判定し、前記距離が前記生体の撮影に適していないことを前記判定結果が示している場合、前記図形を変更することを特徴とする付記１４記載の生体認証方法。

１０１ 携帯端末装置
１０２、５０１ タッチパネル
１０３、５０２ センサ
１０４−１、１０４−２、６１２−１、６１２−２、２４０２、２４２２ マーク
１０５−１、１０５−２ ガイドレール
１０６−１、１０６−２、１１２、１１３、１９０１、１９０２ 矢印
１１１、２１１、２１２、６１３ 手
２０１、２０３、６０１、６０３ 上面図
２０２、２０４、６０２、６０４ 側面図
２２１、６２２−１、６２２−２、６２３−１、６２３−２、６２４ 距離
３０１ 生体認証装置
３１１ 表示部
３１２ 検出部
３１３ 撮像部
３１４ 判定部
３１５ 認証部
５０３ 生体情報検出部
５０４ 記憶部
５１１ 特徴検出部
５１２ 距離判定部
５１３ 位置判定部
５１４ 変更部
５２１ ガイド情報
５２２ 判定用生体画像
５２３ 特徴情報
５２４ 最適ガイド情報
５２５、１１０１、１１０２、１４０１、１４０２、２００１〜２００５ 生体画像
５２６ 生体情報
５２７ 登録生体情報
６２１−１、６２１−２ 調整範囲
６２２−１、６２２−２、６２３−１、６２３−２ 間隔
９０１ 特定領域
１００１、１００２ 円
１１０３、１４０３ 領域
１１１１、１１１２ 周波数成分の分布
１３０１、１４１１、１４１２ 輝度値の分布
２１０１ 曲線
２４０１、２４１１−１、２４１１−２、２４２１、２４３１−１、２４３１−２ 移動領域
２７０１ ＣＰＵ
２７０２ メモリ
２７０３ 入力装置
２７０４ 出力装置
２７０５ 補助記憶装置
２７０６ 媒体駆動装置
２７０７ ネットワーク接続装置
２７０８ バス
２７０９ 可搬型記録媒体

Claims (10)

1. 生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示する表示部と、
   前記対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態を検出する検出部と、
   前記生体を撮影する撮像部と、
   前記接触状態において前記撮像部と前記生体との距離を判定し、判定結果に基づいて前記図形を変更する判定部と、
   前記生体に対する認証を行う認証部とを備え、
   前記撮像部は、変更された図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において前記生体を撮影することで、生体画像を取得し、前記認証部は、前記生体画像に基づいて前記生体に対する認証を行うことを特徴とする生体認証装置。
2. 前記撮像部は、変更される前の図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において前記生体を撮影することで判定用生体画像を取得し、前記判定部は、前記判定用生体画像を用いて前記距離を判定し、前記距離が前記生体の撮影に適していないことを前記判定結果が示している場合、前記図形を変更することを特徴とする請求項１記載の生体認証装置。
3. 前記判定部は、前記判定用生体画像の周波数成分の分布に基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする請求項２記載の生体認証装置。
4. 前記判定部は、前記判定用生体画像の画素値の分布に基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする請求項２記載の生体認証装置。
5. 前記判定部は、前記撮像部の特性情報と、前記画面上において前記生体の接触位置が移動したときの前記接触位置の移動量と、前記接触位置が移動したときの前記判定用生体画像に写っている生体特徴の移動量とに基づいて、前記距離が前記生体の撮影に適しているか否かを判定することを特徴とする請求項２記載の生体認証装置。
6. 前記生体は手のひらであり、前記変更される前の図形及び前記変更された図形は、２本の指それぞれが接触する対象である２つの図形を含み、前記判定部は、前記距離が前記手のひらの撮影に適していないことを前記判定結果が示している場合、前記２つの図形の間の距離を変更することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の生体認証装置。
7. 前記判定用生体画像は、前記手のひらの中央部分の画像、親指の付け根を含む部分の画像、又は小指の付け根を含む部分の画像であることを特徴とする請求項６記載の生体認証装置。
8. 前記判定部は、前記判定用生体画像を用いて、前記２つの図形の表示位置が前記手のひらの撮影に適しているか否かをさらに判定し、前記２つの図形の表示位置が前記手のひらの撮影に適していない場合、前記２つの図形の表示位置を変更することを特徴とする請求項６又は７記載の生体認証装置。
9. 生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示し、
   前記対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態を検出し、
   前記接触状態において撮像部と前記生体との距離を判定し、
   判定結果に基づいて前記図形を変更し、
   変更された図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において、前記撮像部に前記生体を撮影させることで、生体画像を取得し、
   前記生体画像に基づいて前記生体に対する認証を行う、
   処理をコンピュータに実行させるための生体認証プログラム。
10. コンピュータが、
    生体が接触する対象領域を示す図形を画面上に表示し、
    前記対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態を検出し、
    前記接触状態において撮像部と前記生体との距離を判定し、
    判定結果に基づいて前記図形を変更し、
    変更された図形が示す対象領域内の２点に前記生体が接触している接触状態において、前記撮像部に前記生体を撮影させることで、生体画像を取得し、
    前記生体画像に基づいて前記生体に対する認証を行う、
    ことを特徴とする生体認証方法。