JP2557510B2 - 個人認証装置 - Google Patents

個人認証装置

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JP2557510B2
JP2557510B2 JP63330915A JP33091588A JP2557510B2 JP 2557510 B2 JP2557510 B2 JP 2557510B2 JP 63330915 A JP63330915 A JP 63330915A JP 33091588 A JP33091588 A JP 33091588A JP 2557510 B2 JP2557510 B2 JP 2557510B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、個人の認証を行う個人認証装置に関する。
(従来の技術) 指画像の濃度を指の長手方向に垂直な方向に加算して
得られる加算信号を用いる個人認証装置としては、たと
えば特願昭63−154228に記載のものがある。この個人認
証装置は、指置き台と指の接触・非接触の違いによって
得られる指の画像の濃度を指の長手方向に垂直な方向に
加算して得られる加算信号と、予め辞書に登録しておい
た加算信号との間で位置合わせを行った後、比較照合す
ることにより個人を認証するものである。この位置合わ
せの処理は、一方の加算信号をずらしながら2つの加算
信号の自乗誤差を計算することによって行う。
しかしながら、このような個人認証装置では認証精度
が悪く,位置合せに長時間要するという問題があった。
(発明が解決しようとする課題) このように従来の個人認証装置では認証精度が悪く,
位置合せに長時間要するという問題があった。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは認証精度が高く,位置合せが短時
間で行える個人認証装置を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために第1の発明は,指の入力画
像を読み取る読取手段と、前記読取手段の出力である指
の画像信号を指の長手方向に対して垂直な方向に加算す
る加算手段と、前記加算手段の出力信号である加算信号
を記憶する記憶手段と、照合時に前記読取手段によって
読み取られ前記加算手段によって加算された信号と、前
記記憶手段に記憶された加算手段とをそれぞれ間引いた
信号で位置合せを行う第1の位置合せ手段と、前記第1
の位置合せ手段により位置合せ終了後間引かない前記二
つの加算信号を用いて精密に位置合せを行う第2の位置
合せ手段と、前記第2の位置合せ手段により精密に位置
合せをした後前記二つの加算信号の照合を行う照合手段
とを具備することを特徴とする個人認証装置である。
第2の発明は,指の入力画像を読み取る読取手段と、
前記読取手段の出力である指の画像信号を指の長手方向
に対して垂直な方向に加算する加算手段と、前記加算手
段の出力信号の周波数帯域を制限する周波数帯域制限手
段と、前記周波数帯域制限手段の出力信号を記憶する記
憶手段と、照合時に前記読取手段によって読み取られ前
記加算手段により加算され前記周波数帯域制限手段によ
って周波数帯域の制限された信号と,前記記憶手段に記
憶されている信号とを照合する照合手段とを具備するこ
とを特徴とする個人認証装置である。
(作用) 第1の発明では、第1の位置合せ手段によって、加算
信号を間引いて得た信号を用いて粗く位置合せをし、そ
の後第2の位置合せ手段によって、前記加算信号そのも
のを用いて精密な位置合せを行うので演算量が減り、認
証の高速化を図ることができる。
第2の発明では、帯域制限手段により加算信号の周波
数帯域を制限し、個人性にはほとんど関係がなく、かつ
不安定な指の置き方の違いや指の細かな紋等により生ず
る雑音を取除くようにしたので、認証の精度が向上する (実施例) 以下,図面に基ずいて発明の実施例を詳細に説明す
る。
第1図は第1の発明に係る個人認証装置の構成を示す
ブロック図である。
この個人認証装置は、指9との接触・非接触の違いに
より指画像を得る直角2等辺プリズム1,直角2等辺プリ
ズム1に光を照射する照明部3、得られた指画像を電気
信号に変換するテレビカメラ5、その電気信号をディジ
タル量に変換するA/D変換器25、A/D変換器25によって得
られたディジタル指画像を格納しておく画像メモリ29、
照合等の処理の中核をなす制御部23、ICカード33に被認
証者各人の加算信号を書込み、また、逆にICカード33か
ら読み出す読取り書込み部27からなる。ホストマシン31
は、制御部23からの信号に応じて、たとえばドアの開閉
や警報ブザーの鳴動等を制御する。ホストマシン31の制
御対象はこの個人認証装置を応用するセキュリティシス
テムによって異なる。
次に、この個人認証装置の処理の流れについて述べ
る。ところで、認証は大きく2つの処理に分けることが
できる。「登録」と「照合」である。まず、登録につい
て述べる。
<登録> 登録の処理の流れを第3図に示す。まず、読取部7に
よって指画像を取込み(ステップ601)、指の長手方向
に対して垂直な方向にその指画像の濃度加算することに
よって加算信号を抽出する(ステップ602)。
第2図は指画像およびその加算信号を示すものであ
る。同図に示されるように加算信号35は指の長手方向に
xに対して垂直な方向yに指画像37の画素濃度を加算す
ることによって得られる。この加算信号35は指の関節に
対応する横ジワの位置で鋭いディップを持つ。
次に、この加算信号を辞書に登録する(ステップ60
3)。この辞書は各被認証者のICカード33である。
<照合> 照合の処理の流れを第4図に示す。ステップ701とス
テップ702における指画像の入力と加算信号の抽出は登
録時におけるそれらと同様の処理である。次に、予め辞
書(ICカード33)に登録してある加算信号を読み出し
(ステップ703)、読み出した加算信号と入力された指
画像より求めた加算信号とで粗い位置合わせをする(ス
テップ704)。
(a)粗い位置合わせ いま、辞書から読み出した加算信号をAd(i)、入力
された指画像より求めた加算信号をA(i)とし、各加
算信号の要素の数をNとする。また、Ad(i)を1/Lに
間引いた信号をAd′(i)とし、A(i)を1/Lに間引
いた信号をA′(i)とする。Ad′(i)とmだけずら
したA′(i+m)との2乗誤差をある範囲にわたって
和算したものをS′(m)とする。
m≧0のとき、 m<0のとき、 S′(m)はA′(i+m)とAd′(i)との一致度
を表わすパラメータであり、S′(m)の値が小さいほ
ど一致していることを示す。粗い位置合わせはmをある
範囲で変化させ、最もS(m)の値が小さくなるときの
M′のところで粗い位置合わせができたとする。
次に精密な位置合せを行う(ステップ705)。
(b)精密な位置合わせ 前述した粗い位置合わせが終わったが、この結果は−
L/2以上L/2以下の誤差を含んでいる。これを補正するた
めに、(a)と同様にして辞書から読み出した加算信号
をAd(i)と入力された指画像より求めた加算信号をA
(i)とから次式で表わされるS(m)を計算すること
で精密な位置合わせを行う。
m≧0のとき、 m<0のとき、 mを変化させる範囲であるが、それは M′−L/2≦m≦M′+L/2 ……(5) でよい。それは、(a)粗い位置合わせにおける位置合
わせの誤差が−L/2以上L/2以下であるからである。そし
て、最もS(m)の値が小さくなるときのMのところで
位置合わせができたとし、そのときのS(M)の値を照
合結果とする(ステップ706)。
最後に本人/他人の判断を行う(ステップ707)。こ
れは、予め本人/他人判別のためのしきい値THを定めて
おき、S(M)がこのしきい値THを越えないか、越える
かで本人/他人の判断をする。すなわち、 S(M)≦TH…本人と判断 S(M)>TH…他人と判断 である。この判断結果をホストマシン31に送出し(ステ
ップ708)、ホストマシン31では判断結果に応じた処
理、たとえば本人と判断された場合にはドアを解放する
など、また他人と判断された場合には警報ブザーを鳴ら
すなどの処理を行う、これらの処理は、この個人認証装
置を応用するセキュリティシステムによって異なる。
では、本実施例と従来例との処理速度の比較を乗算回
数を用いて行う。
従来の位置合わせ方法は粗い位置合わせを行わず、は
じめから式(3)、(4)を用いてmをある範囲で変化
させて行う。いま、mを変化させる範囲を±Mとし、加
算信号の要素の数をNとすると従来の位置合わせ方法に
要する乗算回数Nm′は等差級数の和の公式より次式で表
わせる。
Nm′=(M+1)(2N−M)−N ……(6) これに対して本実施例における乗算回数Nmは、 Nm=(M/L+1)(2N−M)/L−N/L +(L/2+1)(2N−L/2)−N ……(7) で表わせる。但し、Lは間引きの数である。式(7)で
第1項および第2項は粗い位置合わせに要する乗算回数
であり、第3項、第4項がその後の位置合わせに要する
乗算回数である。
では、実際に行われた実験の値をあてはめて、この乗
算回数の比Nm/Nm′を求めてみる。実験では入力画像の
解像度が10画素/mmで、加算信号の要素の数N=400(4c
m)、mを変化させる範囲M=100(±1cm)、間引きの
数L=4(1/4間引き)である。これらの値を式
(6)、(7)に代入して乗算回数の比を計算すると0.
092となり、本実施例の方が従来の10倍以上高速である
ことが分かる。
以上のように本実施例によれば、加算信号を間引いて
粗い位置合せを行った後に精密な位置合せを行うといっ
た2段階の位置合せを行うことにより演算値が減り、高
速処理が可能となる。
次に第2の発明について説明する。第2の発明の実施
例に係る個人認証装置のハードウエアの構成は第1図に
示すものと同様であるが、制御部23の制御動作が異な
る。
以下、制御部23の制御動作を中心に本実施例の動作に
ついて説明する。
<登録> 登録の処理の流れを第5図に示す。まず、指画像を取
込み(ステップ801)、指の長手方向に対して垂直な方
向にその指画像の濃度を加算することによって加算信号
を抽出する(ステップ802)。次に、指の置き方による
変動や細かい指の紋による影響を取除くためにBPF(Ban
d Pass Filtering)処理を加算信号に対して施す(ステ
ップ803)。指の置き方による変動は非常に低い周波数
成分しか持っていないのに対して,細かな指の紋による
振動は非常に高い周波数成分のみを持っているので、適
切な遮断周波数を持ったBPF処理を施すことによって、
この2つの影響を取除くことができる。最後に、このBP
F処理を施した加算信号を辞書(ICカード33)に登録す
る(ステップ804)。
<照合> 照合の処理の流れを第6図に示す。ステップ901から
ステップ903までの指画像入力と加算信号の抽出、およ
びBPF処理は登録におけるそれらと同様の処理である。
次に、予め辞書(ICカード33)に登録してある加算信号
を読み出し(ステップ904)、この辞書より読み出した
加算信号と入力画像より求めた加算信号とで位置合わせ
を行う(ステップ905)。
いま、辞書から読み出した加算信号Ad(i)、入力さ
れた指画像より求めBPF処理を施した加算信号をA
(i)とし、各加算信号の要素の数をNとする。Ad
(i)とmだけずらしたA(i+m)との2乗誤差をあ
る範囲にわたって和算したものをS(m)とする。
m≧0のとき、 m<0のとき、 S(m)はA(i+m)とAd(i)との一致度を表わ
すパラメータであり、S(m)の値が小さいほど一致し
ていることを示す。位置合わせはmをある範囲で変化さ
せ、最もS(m)の値が小さくなるときのMのところで
位置合わせができたとし、そのときのS(M)の値を照
合結果とする(ステップ906)。
次に前述したのと同様に本人/他人の判断を行う(ス
テップ907)。この判断結果をホストマシン31に送出し
(ステップ908)、ホストマシン31では判断結果に応じ
た処理を行う。
以上のように本実施例によれば、加算信号の周波数帯
域を制限するといった非常に簡単な処理によって、指置
き台(直角2等辺プリズム1)への指の置き方の違いや
指の細かな紋による雑音を取除くことができ、認証精度
を向上することが可能となる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、認証精度が高
く,位置合せが短時間で行える個人認証装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は個人認証装置の構成を示すブロック図、第2図
はこの個人認証装置によって得られる指画像および加算
信号を示す図、第3図および第4図は第1の発明の動作
を示すフローチャート、第5図および第6図は第2の発
明の動作を示すフローチャートである。 1……プリズム 3……照明部 5……カメラ 7……読取部 23……制御部 27……読取書込部 29……画像メモリ 31……ホストマシン

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】指の入力画像を読み取る読取手段と、 前記読取手段の出力である指の画像信号を指の長手方向
    に対して垂直な方向に加算する加算手段と、 前記加算手段の出力信号である加算信号を記憶する記憶
    手段と、 照合時に前記読取手段によって読み取られ前記加算手段
    によって加算された信号と、前記記憶手段に記憶された
    加算手段とをそれぞれ間引いた信号で位置合せを行う第
    1の位置合せ手段と、 前記第1の位置合せ手段により位置合せ終了後間引かな
    い前記二つの加算信号を用いて精密に位置合せを行う第
    2の位置合せ手段と、 前記第2の位置合せ手段により精密に位置合せをした後
    前記二つの加算信号の照合を行う照合手段と、 を具備することを特徴とする個人認証装置。
  2. 【請求項2】指の入力画像を読み取る読取手段と、 前記読取手段の出力である指の画像信号を指の長手方向
    に対して垂直な方向に加算する加算手段と、 前記加算手段の出力信号の周波数帯域を制限する周波数
    帯域制限手段と、 前記周波数帯域制限手段の出力信号を記憶する記憶手段
    と、 照合時に前記読取手段によって読み取られ前記加算手段
    により加算され前記周波数帯域制限手段によって周波数
    帯域の制限された信号と,前記記憶手段に記憶されてい
    る信号とを照合する照合手段と、 を具備することを特徴とする個人認証装置。
JP63330915A 1988-12-29 1988-12-29 個人認証装置 Expired - Lifetime JP2557510B2 (ja)

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