JP4093280B2 - Biometric identification device - Google Patents
Biometric identification device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4093280B2 JP4093280B2 JP2006340664A JP2006340664A JP4093280B2 JP 4093280 B2 JP4093280 B2 JP 4093280B2 JP 2006340664 A JP2006340664 A JP 2006340664A JP 2006340664 A JP2006340664 A JP 2006340664A JP 4093280 B2 JP4093280 B2 JP 4093280B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blood vessel
- image
- light
- vessel image
- imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
本発明はIDカード読み取り装置や暗証番号入力装置など、個人識別を行う装置に関す
る。
The present invention relates to an apparatus for performing personal identification, such as an ID card reading apparatus and a personal identification number input apparatus.
これまで、立入制限区域への入室や銀行預金入出力等の際、IDカードや暗証番号によ
って個人識別を行っていた。
Until now, when entering a restricted access area or entering or leaving bank deposits, personal identification was performed using an ID card or PIN.
従来用いられている磁気カードや暗証番号による個人識別では、紛失や盗難などによっ
て他人に流用され、機密情報漏洩や資産横領の危険性がある。そこで、他人の流用の可能
性のない簡便な個人識別装置及び方法が必要である。
In the conventional personal identification using a magnetic card or a personal identification number, there is a risk of leakage of confidential information or asset misappropriation due to loss or theft. Therefore, there is a need for a simple personal identification device and method that is not likely to be used by others.
本発明では個人の生体構造の画像を個人情報(氏名,暗証番号,磁気カード等)と対応付
けてデータベース内に登録し、個人識別の際に登録してある生体構造部位の画像計測を行
い、データベースとマッチングする。生体構造(特に内部構造)は他人に流用される可能性
はなく、前記課題を解決することが可能である。具体的には、光を用いて計測される血管
パターンと生体外部形状を用いる。
In the present invention, an image of an individual anatomy is registered in the database in association with personal information (name, password, magnetic card, etc.), and an image measurement of the anatomy site registered at the time of individual identification is performed. Match the database. The anatomy (especially the internal structure) is not likely to be diverted to other people and can solve the above problems. Specifically, a blood vessel pattern measured using light and a shape outside the living body are used.
生体外部構造画像と生体内部の血管走行画像を用い、他人に流用出来ない個人識別方法
を提供する。
Provided is a personal identification method that cannot be diverted to others by using an external structure image and a blood vessel running image inside the living body.
生体の光透過性は非常に低いが、光の波長600nmから1300nmまでの赤色から
赤外にかけては比較的透過性が高い。そして、この波長領域では血中ヘモグロビンの光吸
収が支配的となる。そのため、例えば、手の掌側より光を照射し手の甲側から透過光を撮
像すると、甲側表面近傍の太い血管像を見ることができる。この血管の走行は個人差が大
きく、画像として抽出すれば個人識別に使用することが可能である。本発明は、生体の血
管像あるいはその血管が走行する部位の生体外部形状を簡便に撮像し、それぞれの画像を
個人識別に用いることを特徴とする。
Although the light transmittance of a living body is very low, the light transmittance is relatively high from red to infrared of wavelengths from 600 nm to 1300 nm. In this wavelength region, light absorption of blood hemoglobin is dominant. Therefore, for example, if light is irradiated from the palm side of the hand and transmitted light is imaged from the back side of the hand, a thick blood vessel image near the back side surface can be seen. This blood vessel travel varies greatly between individuals, and can be used for personal identification if extracted as an image. The present invention is characterized in that a blood vessel image of a living body or a shape outside the living body of a portion where the blood vessel travels is simply captured and each image is used for personal identification.
図1は本発明の一実施例の基本的な装置構成を示す。 FIG. 1 shows a basic apparatus configuration of an embodiment of the present invention.
画像の撮像には、生体固定部1に被識別者2の任意部位(本実施例では手)を固定し、
光源3(ハロゲンランプ等)から照射光を2回間欠的に照射し、各照射毎に透過光画像を
撮像器4(CCDカメラ等)で撮像する。生体固定部には、毎回同じ位置に被識別者2の
任意部位を固定できるように、指等のガイド(図示略)を設置しておく。光フィルタホルダ
5には、透過光波長の中心波長がλ1の光フィルタ6と、透過光波長の中心波長がλ2の
光フィルタ7が固定されており、各撮像毎にモータ8を駆動して2種類の光フィルタを切
り替える。従って、撮像器4で撮像された各画像は、各々異なる波長の透過光画像である
。ここで、光源3からの光照射および光フィルタ6及び7の切り替え及び撮像の時刻は同
期している。これらは全て演算装置9で制御されている。
For imaging, an arbitrary part (hand in the present embodiment) of the person to be identified 2 is fixed to the living
Irradiation light is intermittently irradiated twice from the light source 3 (halogen lamp or the like), and a transmitted light image is captured by the imaging device 4 (CCD camera or the like) for each irradiation. A guide (not shown) such as a finger is installed in the living body fixing unit so that an arbitrary part of the person to be identified 2 can be fixed at the same position every time. An optical filter 6 having a center wavelength of transmitted light λ1 and an optical filter 7 having a center wavelength of transmitted light wavelength λ2 are fixed to the
また、各画像毎に濃淡値の正規化を行うために、生体固定部に生体任意部位をおかない
状態で、各光フィルタ6及び7の画像を定期的あるいは各撮像時に撮像し、正規化補正用
画像として記憶装置10に保存する。各生体透過光画像は、アナログ−デジタル変換され
2枚の濃淡のデジタル画像(以降デジタル濃淡画像と略す)となり、1または複数ある演
算装置9に転送され、画像記憶装置10に保存される。
In addition, in order to normalize the gray value for each image, the images of the optical filters 6 and 7 are taken periodically or at the time of each imaging in a state where the living body fixing part does not have any living body arbitrary part, and normalization correction is performed. It is stored in the storage device 10 as an image for use. Each living body transmitted light image is converted from analog to digital into two grayscale digital images (hereinafter abbreviated as digital grayscale images), transferred to one or a plurality of arithmetic devices 9 and stored in the image storage device 10.
各生体透過光画像は、保存された各正規化補正用画像で画像除算することで正規化補正
される。光フィルタの透過光波長の中心波長λ1及びλ2を適切に選択すれば、保存され
た2枚のデジタル濃淡画像の差分画像から血管走行画像を容易に抽出することができる(
その理由に関しては後述する)。
Each biological transmitted light image is normalized and corrected by dividing the image by each stored normalization correction image. If the center wavelengths λ1 and λ2 of the transmitted light wavelengths of the optical filter are appropriately selected, the blood vessel traveling image can be easily extracted from the difference image between the two stored digital grayscale images (
The reason will be described later).
演算装置9では、任意の1枚のデジタル濃淡画像から血管走行部位における外形形状の
二値画像(以降外形形状画像と略す)を、差分画像から血管走行の二値画像(以降血管走
行画像と略す)を、それぞれ画像処理を行うことで得る。外形形状画像と血管走行画像か
ら被識別者の特徴画像を合成し、既に記憶装置11にデータベースとして登録された被識
別者の特徴画像とのパターンマッチングを行い識別を行う。画像処理及びパターンマッチ
ングに関するフローの詳細は後述する。被識別者2の情報(氏名,暗証番号,磁気記憶カ
ード等)は入力装置12により入力する。
In the arithmetic unit 9, a binary image (hereinafter abbreviated as an outer shape image) of an outer shape of a blood vessel running region from an arbitrary digital gray image is abbreviated as a binary image (hereinafter abbreviated as a blood vessel running image) of a blood vessel from a difference image. ) Are obtained by performing image processing. A feature image of the identified person is synthesized from the outer shape image and the blood vessel running image, and identification is performed by pattern matching with the feature image of the identified person already registered in the
外形形状画像と血管走行画像の合成画像例を図2に示す。 An example of a composite image of the outer shape image and the blood vessel traveling image is shown in FIG.
次に、2枚の異なる波長の透過光画像の差分画像より、血管走行画像が抽出される理由
に関して説明する。まず、雑音の少ない質の高い生体透過光画像を撮像するには、生体透
過性の高い波長の照射光を選択しなければならない。生体透過性の高い光の波長は、生体
の60〜70%を構成する水の吸収特性から、おおよそ600〜1300nmである。ま
た、この波長帯の中でも、生体中に比較的多く存在する血液(特に血中の約45%を占め
るヘモグロビン)の吸収が少ない600〜1000nmの光が生体透過性が高い波長帯で
ある。
Next, the reason why the blood vessel traveling image is extracted from the difference image between the two transmitted light images having different wavelengths will be described. First, in order to capture a high-quality living body transmitted light image with less noise, it is necessary to select irradiation light having a wavelength that is highly biologically permeable. The wavelength of light having high biological permeability is approximately 600 to 1300 nm because of the absorption characteristics of water constituting 60 to 70% of the living body. Among these wavelength bands, light of 600 to 1000 nm with little absorption of blood (particularly hemoglobin occupying about 45% of blood) present in a living body is a wavelength band with high biological permeability.
図3に、この波長帯における酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの光吸収特性を示
す。縦軸は分子吸光係数であり、値が大きいほど光の吸収が大きく、生体透過光強度が低
下することを表す。ここで重要な点は、この波長帯ではヘモグロビンの光吸収特性が波長
に依存して顕著に変化する点と、ヘモグロビン以外の生体を構成する物質は非常に含有量
が少ないか、あるいはその光吸収特性がこの波長帯では顕著に変化しない点である。これ
らの点から、同じ強度かつ波長の異なる光を照射して2枚の生体透過光画像を撮像すると
、血液が多い部分(即ち血管の走行している部分)で濃淡値が異なる2枚の画像が得られ
る。したがって、これらの2枚の画像の差分画像からは血管走行のある部位が強調されて
得られる。
FIG. 3 shows the light absorption characteristics of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin in this wavelength band. The vertical axis represents the molecular extinction coefficient, and the larger the value, the greater the light absorption and the lower the intensity of transmitted light through the living body. The important points here are that the light absorption characteristic of hemoglobin changes significantly depending on the wavelength in this wavelength band, and the substance constituting the living body other than hemoglobin has very little content or its light absorption. The characteristic does not change significantly in this wavelength band. From these points, when two living body transmitted light images are captured by irradiating light with the same intensity and different wavelengths, two images having different gray values in a portion where there is a lot of blood (that is, a portion where a blood vessel is running) Is obtained. Therefore, a region where blood vessel travels is emphasized and obtained from the difference image of these two images.
さらに、600〜1000nmの光に対する生体の散乱特性は極めて高く、体深部の血
液によって吸収された情報は拡散してしまうため、得られる血管走行画像は画像撮像側の
生体表面にある血管走行を示している。人間の血管は、生体表面には静脈、そして生体深
部には動脈が位置していることから、抽出される血管系は静脈系である。静脈系の血液に
は還元ヘモグロビンが多く含まれており、2枚の生体透過画像の血管像をコントラスト強
く撮像するためには、図3の波長特性から、例えば700nm近傍から2波長選択するよ
うに、図1中光フィルタ6及び7を選択すればよい。
Furthermore, the scattering characteristics of the living body with respect to light of 600 to 1000 nm are extremely high, and the information absorbed by the blood in the deep part of the body diffuses, so that the obtained blood vessel running image shows the blood vessel running on the living body surface on the imaging side. ing. Since human blood vessels have veins on the surface of the living body and arteries in the deep part of the living body, the extracted vascular system is the venous system. The venous blood contains a lot of reduced hemoglobin, and in order to capture the blood vessel images of the two biological transmission images with high contrast, for example, two wavelengths are selected from around 700 nm from the wavelength characteristics of FIG. The optical filters 6 and 7 in FIG. 1 may be selected.
次に、画像処理及びパターンマッチングのフローに関して説明する。 Next, the flow of image processing and pattern matching will be described.
まず、図4に画像処理のフローを示す。step1では、中心波長がλ1及びλ2のデジタ
ル透過光画像が入力され、step2で2枚の画像間の差分を計算する。前述したように、2
枚の差分画像は、生体表面近傍の血管走行のみの濃淡画像を表している(step3)。この
血管走行濃淡画像に対し任意の閾値を設けて、血管走行二値化画像をstep4−1で取得す
る。一方、中心波長λ1あるいはλ2の透過画像のうち1枚を用い、任意の閾値を用いて
二値化処理し、血管走行している部位の外形形状を取得する(step4−2)。取得した、
血管走行二値画像と外部形状二値画像をstep5で融合する。
First, FIG. 4 shows a flow of image processing. In
The difference image of the sheet represents a grayscale image of only the blood vessel running near the surface of the living body (step 3). An arbitrary threshold value is provided for the blood vessel running density image, and the blood vessel running binarized image is acquired in step 4-1. On the other hand, one of the transmission images having the center wavelength λ1 or λ2 is used, and binarization processing is performed using an arbitrary threshold value, thereby obtaining the outer shape of the site where the blood vessel is running (step 4-2). Acquired
In
図5に、得られた融合画像から個人識別するための、パターンマッチングのフローを示
す。Aから図4に示した処理結果である融合画像が入力される。記憶装置11(図1)に
保存されているデータベースには、あらかじめ取得された被識別者2(図1)の血管走行
部位の外形形状と血管走行の二値画像の融合画像(図2参照)が登録されている。従って
、step6で被識別者の名前、あるいは暗証番号あるいはIDカード等で被識別者情報を入
力(図1中入力装置12より入力する)し、被識別者の融合画像を呼び出す。呼び出した
被識別者の融合画像を、画像処理フローで処理された融合画像とパターンマッチングを行
う(step7)。
step8では、パターンマッチング結果がある任意の許容誤差範囲以内であれば、step9−
1に進み許可情報を発行し、許容誤差範囲外であればstep9−2に進み不許可情報を発行
する。
FIG. 5 shows a pattern matching flow for personal identification from the obtained fused image. A fusion image which is the processing result shown in FIG. In the database stored in the storage device 11 (FIG. 1), a fusion image of the binary shape image of the blood vessel running and the external shape of the blood vessel running site of the identified person 2 (FIG. 1) acquired in advance (see FIG. 2). Is registered. Therefore, in step 6, the identification person information is input (input from the
In
Proceed to step 1 to issue permission information, and if it is outside the allowable error range, go to step 9-2 to issue non-permission information.
本実施例には、2波長の透過光画像を用いた、個人識別装置の基本構成について説明し
たが、その他にも図1中光源3及び撮像装置4を同じ側に配置し反射画像で同様の処理を
行ってもよい。また、精度向上のために、複数の生体部位を撮像し個人識別に用いたり(
例えば両手を用いる)、波長数をさらに増やす(実質的には光フィルタを増やす)ことも
容易である。
In the present embodiment, the basic configuration of the personal identification device using a transmitted light image of two wavelengths has been described. In addition, the light source 3 and the
For example, using both hands), it is easy to further increase the number of wavelengths (substantially increase the number of optical filters).
1…生体固定部、2…被識別者、3…光源、4…撮像器、5…フィルタホルダ、6…フ
ィルタ、7…フィルタ、8…モータ、9…演算装置、10…記憶装置、11…記憶装置、
12…入力装置。
DESCRIPTION OF
12: Input device.
Claims (3)
前記手の掌に照射された光の透過光又は反射光をフィルタリングする光フィルタと、
前記フィルタリングされた透過光又は反射光を撮像する撮像器と、
前記撮像器によって撮像された画像から血管画像を抽出し、前記血管画像を予め登録された被識別者の血管画像と照合することにより、前記被識別者を識別する演算装置を有し、
前記光フィルタは、相異なる特定波長幅の光透過特性を有する複数の光フィルタであって、前記撮像器は、複数の光フィルタによる複数の濃淡画像を撮像し、前記演算装置は、複数の濃淡画像間の差分を計算することにより血管画像を抽出することを特徴とする個人認証装置。 A light source that emits light to the palm of the hand;
An optical filter for filtering transmitted light or reflected light of the light irradiated on the palm of the hand;
An imager for imaging the filtered transmitted or reflected light;
The extracted blood vessel image from the image captured by the imaging device, by matching the blood vessel image of the identified person that is registered in advance the blood vessel image, have a computing device for identifying the identification target person,
The optical filter is a plurality of optical filters having light transmission characteristics with different specific wavelength widths, the imaging device captures a plurality of gray images by the plurality of optical filters, and the arithmetic device includes a plurality of gray levels. A personal authentication device that extracts a blood vessel image by calculating a difference between images.
撮像部において、前記掌からの透過光又は反射光を撮像する工程と、In the imaging unit, imaging the transmitted light or reflected light from the palm;
撮像された画像から血管画像を抽出する工程と、Extracting a blood vessel image from the imaged image;
IDカード又は暗証番号又は氏名の入力を受け付ける工程と、Accepting input of ID card or PIN or name;
入力を受け付けたIDカード又は暗証番号又は氏名から、データベースに登録された該当する血管画像を抽出する工程と、Extracting the corresponding blood vessel image registered in the database from the ID card or PIN number or name received from the input;
前記撮像された血管画像と、前記データベースから抽出された血管画像とを照合する工程と、Collating the imaged blood vessel image with the blood vessel image extracted from the database;
照合が任意の許容誤差範囲内かどうか判別して、被識別者の認証を行う工程とを有し、Determining whether the verification is within an allowable error range and authenticating the identified person,
前記撮像する工程は、相異なる特定波長幅を有する複数の前記透過光又は反射光による濃淡画像撮像し、血管画像を抽出する工程は、The step of imaging is a step of taking a gray image by a plurality of the transmitted light or reflected light having different specific wavelength widths, and extracting a blood vessel image.
複数の濃淡画像間の差分を計算することにより血管画像を抽出することを特徴とする個人認証方法。A personal authentication method, wherein a blood vessel image is extracted by calculating a difference between a plurality of grayscale images.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006340664A JP4093280B2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Biometric identification device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006340664A JP4093280B2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Biometric identification device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006205555A Division JP4625790B2 (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Personal identification device and blood vessel image extraction device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008009987A Division JP4492705B2 (en) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Biometric identification device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007144195A JP2007144195A (en) | 2007-06-14 |
JP4093280B2 true JP4093280B2 (en) | 2008-06-04 |
Family
ID=38206251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006340664A Expired - Lifetime JP4093280B2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Biometric identification device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4093280B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008165813A (en) * | 2008-01-21 | 2008-07-17 | Hitachi Ltd | Biological identification device |
-
2006
- 2006-12-19 JP JP2006340664A patent/JP4093280B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008165813A (en) * | 2008-01-21 | 2008-07-17 | Hitachi Ltd | Biological identification device |
JP4492705B2 (en) * | 2008-01-21 | 2010-06-30 | 株式会社日立製作所 | Biometric identification device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007144195A (en) | 2007-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3567651B2 (en) | Biological identification device | |
JP7088225B2 (en) | Biometric device | |
WO2017187718A1 (en) | Imaging apparatus, authentication processing apparatus, imaging method, authentication processing method, and program | |
US9659205B2 (en) | Multimodal imaging system and method for non-contact identification of multiple biometric traits | |
JP5056798B2 (en) | Determination device, fingerprint input device, determination method, and determination program | |
JP3869545B2 (en) | Finger feature pattern feature detection device and personal identification device | |
CN106236060A (en) | Bioinformation detecting device | |
JP4819606B2 (en) | Device part discrimination device and gender judgment device | |
JPH0721373A (en) | Individual identifying device | |
KR101313301B1 (en) | Method for validating a biometrical acquisition, mainly a body imprint | |
TW200939134A (en) | Imaging apparatus and method for authentication of user | |
JP4344986B2 (en) | Authentication method and authentication apparatus | |
WO2013084719A1 (en) | Measurement device, measurement method, program and recording medium | |
JP2007219625A (en) | Blood vessel image input device and personal identification system | |
JP2010267087A (en) | Vein imaging apparatus, vein image interpolation method, and program | |
JP7392779B2 (en) | Imaging device, biological image processing system, biological image processing method, and biological image processing program | |
JP5811386B2 (en) | Authentication device, authentication prism body, and authentication method | |
JP5811385B2 (en) | Authentication device, authentication prism body, and authentication method | |
JP4893850B2 (en) | Biometric identification device | |
JP4093280B2 (en) | Biometric identification device | |
JP3861870B2 (en) | Biometric identification device | |
JP4492705B2 (en) | Biometric identification device | |
JP4625790B2 (en) | Personal identification device and blood vessel image extraction device | |
JP4659691B2 (en) | Feature pattern detector | |
KR101496852B1 (en) | Finger vein authentication system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071127 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080225 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120314 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314 Year of fee payment: 5 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |