JP3972779B2 - 個人認証装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指の静脈像の個人差を生体情報として人を識別するための個人認証技術に関わり、特にこれを用いた入退室管理技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】
個人認証技術のひとつとして、近赤外光を用いて撮像した指の静脈パターン画像を用いて認証を行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
管理区域等への出入り口等、比較的高度なセキュリティの要求される場においては、本人が本人であることの認証を行う他に、脅されて開錠させられようとしているような非常事態への対策として、被認証者と管理区域の両方の安全を確保するための手段を講じる必要がある。広く知られている手段としては、非常ボタンが存在する。現金自動取引装置においては、利用者が身の危険を感じた際に緊急用コードを用いて装置から現金が引き出せないようにする方法や（例えば、特許文献２参照）、緊急通報暗証番号を用いて顧客の身近にいる強盗に覚られずに緊急通報を行うことができる方式がある（例えば、特許文献３参照）。また、指紋認証や網膜認証方式では、通常の認証用と異なる指や目あるいは、通常と異なる向きの指や目をセキュリティ連動認証情報とする方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】
特開２００１−１８４５０７号公報
【特許文献２】
特開平１０−７９０７１号公報
【特許文献３】
特開２０００−２０７９４号公報
【特許文献４】
特開２０００−２９８７５６号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記記載の非常ボタンを用いる方法では、脅している犯人が近くにいる場合には、ボタンを押すという行動を起こすことは非常に困難である。上記の通常の認証用指と異なる指を非常事態用の認証指として用いる方法は、非常ボタンを押すこと程あからさまな行動を必要とはしないとはいえ、通常とは異なる動作を行う必要がある。実際には、この動作さえも恐ろしくてできない場面が想定され、たとえ勇気をもって行動を起こしても通常と異なる不自然な動作は、普段の行動を監視していた犯人に看破される危険性を伴う。そこで、犯人に知られることなく、非常事態であることを内外関係機関に緊急通報を行うための手段が必要である。また、装置が誤動作しないことも要求される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
登録指静脈パターンを記録しておく記憶手段と、光源及び指透過光を撮影するカメラを備えたインターフェイスと、制御部と、外部ネットワークに接続される通信手段とを有している個人認証装置であって、制御部は、インターフェイスで撮影された指透過光画像から静脈パターンを抽出して登録指静脈パターンとを照合して個人認証を行い、前記指透過光画像の前記静脈パターンが検出されない面積が所定値以上の場合に緊急通知を送出する。又は、インターフェイスに所定時間以上指がおかれている場合に緊急通知を送出する個人認証装置。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に示す。図１はレスキューモードを搭載した指静脈認証システムの概念図である。光源（１０１）より指（１０２）に放出された近赤外光（１０３）を用い、カメラを含む撮像手段（１０５）を用いて指の静脈パターン画像を撮像する。通常の認証装置では、制御手段（１０８）を用いて、個人情報データベース（１０７）に登録された指静脈パターンと認証の演算及び、ドアの開閉等の制御を行う。本発明は、これらに加えて通信手段（１０８）を有し、認証の過程において非常事態であることが検出された場合には、内部外部の関係機関への緊急通報をも行うものである。
【０００６】
非常事態であるかどうかを検出するためには、意図的に崩した静脈パターン画像を用いる。意図的に崩した静脈パターン画像とは、指の手のひら側を装置に押し付けたり、指の関節部分を通常曲げる側と反対側に反らすことによって静脈の血流を部分的に阻害し、近赤外光を指に透過させて得られる画像において本来検出される静脈パターンの一部あるいは大部分が消失している画像を指す。装置に押しつけられた部分や、反らした指における２つの関節間の部分では、血流が阻害されたために指の表面部分で近赤外光の吸収体（ヘモグロビンに代表される）が検出されない。つまり、静脈パターンの一部あるいは大部分が消失している画像とは、画像における指の一部あるいは大部分の輝度値が登録画像より高い、つまり肉眼では白っぽく見える画像である。この画像を認証装置が検出した場合には非常事態が発生したものとして、内部外部の関係機関への緊急通報を行う。
【０００７】
本方式は、通常の認証用の指を変更する動作を伴わないために、看破されにくい。また、指が装置に触れた程度では静脈パターンを撮像画像上で消失させることはできないために、誤動作の危険性も極めて低い。
【０００８】
図２に、非常事態下における認証のフローチャート図を示す。図３には、通常の認証用指静脈パターン（３０１）と非常時用指静脈パターン（３０２）とを示す。ここで非常時用指静脈パターンとは前述の意図的に崩した静脈パターン画像のことである。図４には、スイッチ付き認証装置における指置き部分のインターフェースの概略図を示す。図４において、電気的配線は省略する。
【０００９】
図２において、まず、指静脈認証装置に指を入れ（２０１）、指の腹を装置に押しつける（２０２）ことによって図３の非常時用指静脈パターン（３０２）のように指静脈パターン画像を崩す。認証装置が図４に示すようなスイッチ付き認証装置の場合には、スイッチが押された時に、撮像（例えば30フレーム/秒）が開始され、認証用プログラムが動作を開始する。スイッチ用押しボタン（４０１）を押すと同時に、装置のパネル部分（４０２）に指の腹を押しつける。指の腹を装置に押しつけるかわりに、関節部分を通常曲げる側と反対側に反らすことによっても画像上から静脈パターンを消失させることができるため、同等の効果を得ることができる。ＣＣＤカメラに代表される撮像手段（１０５）が指静脈パターンを撮像し、制御手段（１０６）が指静脈パターンの検出（２０３）を行い、非常事態が発生しているかどうかの判定（２０４）を行う。この判定は、図３の３０２に示した静脈パターンの消失している部分の面積が所定の面積を越えているかどうかを検出するか、あらかじめ登録しておいた非常事態用のパターンとの一致を判定するかによって行う。
【００１０】
撮像手段（１０５）によって撮像された画像において、例えば特開2002-83298に記載の方法によって、指の輪郭（３０３）を基に、指の中心線（３０４）の同定と認証用指画像の切り出しを行う。次に切り出した指画像（３０５）の中心（３０６）付近における所定の範囲（３０７）において、静脈パターンが検出できるかどうかを判定する。この範囲は例えば、切り出した指画像と中心を共通とし、指の長軸方向には切り出し画像の1/2の長さ、指の短軸方向には、中心（３０６）を通り中心線（３０４）に直交する直線（３０８）上における輪郭線間距離（３０９）の1/3の長さを有する長方形の範囲とする。この範囲は、通常の認証時にはパターンが検出されるが、指を撮像用窓パネル（４０２）部分に押しつけた場合には輪郭付近よりも先にパターンが消失する部分である。
【００１１】
以下に、認証用画像として３値化画像を用いる場合の判定方法を例として説明する。ここでの３値化とは画像上のピクセル値を、１．静脈が存在している、２．静脈が存在しているかどうかがあいまいである、３．静脈は存在していないという３つの項目のいずれに該当するかによって割り当てることを示す。静脈パターンの存在判定用範囲（３０７）におけるピクセル値のいずれもが、上記１の静脈が存在していることを示す値を持っていない場合、この範囲内では静脈パターンが消失しているものと判定し、非常事態が発生したものとする。この場合、警備員、警察等、あらかじめ登録しておいた緊急通報先へ、図１の通信手段（１０８）によって通報を行い、例えば指先がふれる部分に設置されたスイッチ（４０１）が振動する等、本人以外にはわからない方法によって、通報したという事実を知らせる（２０６）。接触させていた指を装置から離した瞬間、制御手段（１０６）によって指静脈の検出とデータベース（１０７）の登録情報との照合が行われる。登録情報は、指静脈パターンを抽出あるいは強調処理した後の３値化画像に代表される画像データ、あるいはセキュリティ強化のためにこれを暗号化したデータである。照合の結果、本人であることが認められた場合はロックを解除（２１０）し、認められなかった場合はロックを解除しない（２１１）。この時、フローチャートの一連の流れに要する時間は、数秒程度である。
【００１２】
さらに、認証装置に設置されている認証開始用ボタン（４０１）を通常より長く押すことにより同様の機能を認証装置に持たせることも可能である。この場合には、スイッチが押されている時間を検出し、これが所定の時間より長い場合には、非常事態が生じたものと判定し、関係機関への緊急通報を行う。この方式は、上記時間の閾値を２秒程度と長めの時間に設定すれば、確実にレスキューモードを起動することが可能である。
次に、認証用装置が図５に示すようなスイッチなしタイプの場合におけるレスキューモードの起動例について、説明する。図５においても電気的配線は省略してある。光源（１０１）と撮像手段（１０５）を有し、装置底部には光源光量制御回路等が組み込まれる。また、光源部分の背は、撮像手段であるカメラに迷光が入り込まない程度の高さを持たせた構造となっている。この装置を使用する際の指と装置との位置関係は図６（Ａ）に示す通りである。これは装置を上から見た図である。指の背の部分を光源側に軽くあてるように置くと、指の先端部分が画像の所定の範囲に置かれたことを検出することによって、指静脈パターンの撮像と認証が開始される。この時、通常通り認証を行うための指の置き方は６０１であるが、レスキューモードを起動するためにまず、図６の６０２の置き方で指を装置に入れる。それぞれの指の置き方において撮像される静脈パターン画像の例を図６の（Ｃ）と（Ｄ）に示す。６０２の指の向きから９０度回転させ６０１の向きにする。（Ｄ）の画像が認識された時にレスキューモードが起動準備モードとなる。さらに指の向きが変わり（Ｃ）の画像で本人認証が行われた場合に、ロックを解除すると同時にレスキューモードを起動し、緊急通報を行う。（Ｃ）と（Ｄ）の静脈パターン画像は共に登録しておくものとする。
【００１３】
以上が異なる２つの装置形状を用いる場合におけるそれぞれのレスキューモードの起動方式である。いずれの方式でも、登録データベースの量が数十人程度までであれば、全ての登録データとの照合を行い上記一連の処理を行うことができる。スイッチなしの装置の場合には、データベースの量が百人オーダーの場合は処理時間を短縮するために付与されたＩＤ番号を併用する。この場合は、ＩＤ番号をキー入力することで、対応する人の通常の認証用画像とレスキューモード用画像の2枚のみを用いて、認証装置で撮像される画像との照合を行う。
【００１４】
さらに、万が一誤ってレスキューモードを起動してしまった場合等、解除の必要な際には、認証装置付属のテンキー等の異なる入力手段を用いる。予め解除用に設定された番号をテンキーから入力することや、割り当てられたキー（クリアボタン等）を押すことによってレスキューモードの解除を行う。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、指静脈を用いた個人認証を行う場において、脅されて開錠させられようとしているような場合に、看破される危険性と装置の誤動作の危険性が共に低い方法でレスキューモードを起動させることを可能とする。また、起動したレスキューモードにおいては、警備員や警察等の関係機関に緊急通報を行うことにより、被認証者並びに管理区域や管理データに及ぶ被害を最小限度に食い止めることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】レスキューモードを搭載した指静脈認証システムの概念図。
【図２】非常事態下における認証のフローチャート図。
【図３】通常の認証用指静脈パターンと非常時用指静脈パターン。
【図４】スイッチ付き認証装置における指置き部分のインターフェースの概略図。
【図５】スイッチなしタイプの認証装置の構造を示す概略図。
【図６】スイッチなしタイプ認証装置における指の置き方を説明する図面。
【符号の説明】
１０１…光源、１０２…指、１０３…指の静脈、１０４…近赤外光、１０５…撮像手段、１０６…制御部、１０７…個人情報データベース、１０８…通信手段、３０１…認証用指静脈パターンの例、３０２…意図的に崩した指静脈パターンの例、３０３…指の輪郭、３０４…指の中心線、３０５…切り出した指画像、３０６…切り出した指画像の中心、３０７…静脈パターンの存在判定用範囲、３０８…切り出した指画像の中心を通り中心線に直交する直線、３０９…切り出した指画像の中心部分における輪郭線間距離、４０１…認証開始用ボタン、４０２…撮像用窓パネル、６０１…認証用の指の置き方、６０２…レスキューモード起動用の指の置き方。

Claims (6)

1. 登録指静脈パターンを格納する記憶手段と、
   光源及び指透過光を撮影するカメラを備えたインターフェイスと、
   制御部と、
   外部ネットワークに接続される通信手段とを有し、
   前記制御部は、上記インターフェイスで撮影された指透過光画像から静脈パターンを抽出し、該パターンと前記登録指静脈パターンとを照合して個人認証を行い、上記指透過光画像から指の輪郭を検出し、該輪郭に基づいて抽出した所定領域を抽出した上で前記指透過光画像の前記静脈パターンが検出されない面積が所定値以上の場合に前記通信手段を介して緊急通知を送出することを特徴とする個人認証装置。
2. 前記検出されない面積が所定値かは、上記記録手段に記録された緊急用登録パターンと比較することで判定することを特徴とする請求項１記載の個人認証装置。
3. 上記制御部は上記緊急通知を行った旨を上記個人認証装置の利用者に伝えることを特徴とする請求項１又は２に記載の個人認証装置。
4. 上記制御部は、インターフェイスを振動させることで上記緊急通知を行った旨伝えることを特徴とする請求項３記載の個人認証装置。
5. 上記個人認証装置は入力手段をさらに有し、
   上記制御部は、緊急通知が送出された後に、上記入力手段を介して該通知を解除する旨の指示を受けた場合はその旨を上記通信手段を介して送出することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の個人認証装置。
6. 管理センターに接続されるセュリティシステムであって、登録指静脈パターンを記憶する記憶装置と、光源及び指透過光を撮影するカメラを備えたインターフェイスと制御部を有する認証装置と、前記インターフェイスに指を置く者を撮像する撮像装置を備え、前記認証装置は、前記インターフェイスに置かれた指の指透過光画像から静脈パターンを抽出し、該パターンと前記記憶装置から読み出した登録指静脈パターンとを照合して個人認証を行い、上記指透過光画像から指の輪郭を検出し、該輪郭に基づいて抽出した所定領域を抽出した上で前記指透過光画像の静脈パターンが所定面積以下の場合には前記管理センターに緊急通知を送出するとともに前記撮像装置を用いて撮像を開始し、該撮像画像を上記管理センターの表示手段に表示するように送出することを特徴とするセキュリティシステム。

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