JP4547604B2 - 認証情報生成装置及び認証情報装置 - Google Patents

Description

本発明は、認証情報生成装置及び認証情報装置に関し、例えばバイオメトリクス認証する場合に適用して好適なものである。

従来、生体の指紋をバイオメトリクス認証の対象とした認証装置が数多く提案されているが、近年、生体における血管の血管形成パターン自体がバイオメトリクス認証の対象の１つとして着目されており、当該血管形成パターンを認証情報として用いる認証装置が提案されている（特許文献１参照）。

この種の認証装置においては、血管内の脱酸素化ヘモグロビン（静脈血）に近赤外線帯域の光（近赤外光）が特異的に吸収され、当該近赤外光を照射した生体を経由して得られる散乱光が血管組織の形成パターンを表す血管パターン光として得られることを利用したものであり、かかる血管パターン光を血管画像信号として生成し、この血管画像から抽出した血管形成パターンを認証情報として用いるようになされている。
「週刊バイオ」第４９号、静脈照合装置、[online]、[平成１５年１１月２４日検索]、インターネット＜ＵＲＬ:http//www.mackport.co.jp/WEEKLY-BIO/bio49/bio.049.htm＞

しかしながらこの種の認証装置においては、生体を経由して得られる血管パターン光を光電変換した結果得られる血管画像については、個人差に起因して人体内方での近赤外光の散乱光の散乱経路等が可変するため、例えば図７に示すように、撮像対象である血管組織を適度に現すことができず、この結果、認証情報としての信頼性が乏しい問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、認証情報自体の信頼性を向上し得る認証情報生成装置及び認証情報生成方法と、認証処理精度を向上し得る認証装置及び認証方法とを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明は、認証情報生成装置（認証情報生成方法）であって、生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで照射される撮像光の光電変換結果が撮像素子に蓄積可能な信号量以下となるよう露光期間を調整する調整手段（調整ステップ）と、調整手段（調整ステップ）の調整により撮像素子に設定される露光期間と、生体の内方に有する被写体のパターンとを、生体を証明するための認証情報として生成する認証情報生成手段（認証情報生成ステップ）とを有する。
また本発明は、認証情報生成装置であって、生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで撮像光を照射するための光源と、光源に設定される出力値と、生体の内方に有する被写体のパターンとを、生体を証明するための認証情報として生成する認証情報生成手段とを有する。

また本発明は、認証情報生成装置（認証情報生成方法）であって、生体の内方に有する被写体の像を、該像よりも前に出力された像の合成結果と合成する処理を、合成像に占めるノイズ成分率が閾値以下となるまで繰り返す画像合成手段（画像合成ステップ）と、画像合成手段（画像合成ステップ）で実行される合成回数と、生体の内方に有する被写体のパターンとを、生体を証明するための認証情報として生成する認証情報生成手段（認証情報生成ステップ）とを有する。

さらに本発明は、認証装置（認証方法）であって、生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで照射される撮像光の光電変換結果が撮像素子に蓄積可能な信号量以下となるよう露光期間を調整する調整手段（調整ステップ）の調整により撮像素子に設定される露光期間と、生体の内方に有する被写体のパターンとを照合対象の一方とし、照合対象の他方としてメモリに記憶される情報と照合する照合手段（照合ステップ）とを有する。
また本発明は、認証装置であって、生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで撮像光を照射するための光源と、光源に設定される出力値と、生体の内方に有する被写体のパターンとを照合対象の一方とし、照合対象の他方としてメモリに記憶される情報と照合する照合手段とを有する。

さらに本発明は、認証装置（認証方法）であって、生体の内方に有する被写体の像を、該像よりも前に出力された像の合成結果と合成する処理を、合成像に占めるノイズ成分率が閾値以下となるまで繰り返す画像合成手段（画像合成ステップ）と、画像合成手段（画像合成ステップ）で実行される合成回数と、生体の内方に有する被写体のパターンとを照合対象の一方とし、照合対象の他方としてメモリに記憶される情報と照合する照合手段（照合ステップ）とを有する。

本発明によれば、生体の個人差に起因して生体内方の被写体の像に生じる画質劣化を回避するためのパラメータ自体を生体固有の情報としても用いるため、生体に適応的な撮像条件を備えつつ識別対象ともなる認証情報を得ることができる。かくして認証情報自体の信頼性を向上し得る認証情報生成装置及び認証情報生成方法と、認証精度の信頼性を向上し得る認証装置及び認証方法が実現可能となる。

以下図面について本発明を適用した実施の形態を詳述する。

（１）認証装置の構成
図１は、本実施の形態による認証装置１０を示したものであり、この認証装置１０は、撮像対象を撮像する撮像部１１と、当該撮像部１１を制御する制御部１２とよって構成されており、当該撮像対象として生体や背景等の被写体を撮像する第１のモード（以下、これを通常撮像モードと呼ぶ）を実行するようになされている。

この場合、撮像部１１は、前方の被写体から到来する反射光を、カメラ部２１のレンズ２１Ａ、絞り２１Ｃ、レンズ２１Ｂ及び紫外線カットフィルタ２１Ｄを順次介してＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子２１Ｅに導光する。因みに紫外光カットフィルタ２１Ｄは、可視光及び近赤外光を透過するＲＧＢフィルタでなる。

そして固体撮像素子２１Ｅは、かかる紫外光カットフィルタ２１Ｄを介して導光される反射光を光電変換素子で光電変換し、この結果光電変換素子に蓄えられる電荷信号を、クロック発生器(図示せず)の読出クロックに従って被写体画像信号Ｓ１として読み出し、これをＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換部２２に送出する。

Ａ／Ｄ変換部２２は、被写体画像信号Ｓ１をディジタル変換してディジタル被写体画像信号Ｄ１を生成し、これを制御部１２に送出する。

一方、制御部１２は、光源制御部３１、絞り・レンズ制御部３２、撮像感度制御部３３及び３次元ＤＮＲ(Digital Noise Reduction)処理部３４からなる撮像制御部３０と、認証情報処理部４０とを有し、通常撮像モード時には、当該撮像制御部３０の絞り・レンズ制御部３２及び３次元ＤＮＲ(Digital Noise Reduction)処理部３４のみを起動して各種処理を実行する。

実際上、絞り・レンズ制御部３２は、Ａ／Ｄ変換部２２から与えられるディジタル被写体画像信号Ｄ１の被写体画像の輝度レベルに基づいて絞り２１Ｃの絞り値を制御する自動露出制御処理を実行し、撮像対象を経由して固体撮像素子２１Ｅに入射する反射光の光量が最適となるように当該絞り値を設定する。

また絞り・レンズ制御部３２は、ディジタル被写体画像信号Ｄ１に含まれるフォーカス制御信号に基づいてレンズ２１Ａ、２１Ｂのレンズ位置を制御するオートフォーカス処理を実行し、撮像対象に対する焦点距離及びフォーカス位置が最適となるように当該レンズ位置を設定する。

３次元ＤＮＲ処理部３４は、Ａ／Ｄ変換部２２からディジタル被写体画像信号Ｄ１が与えられるごとに、当該ディジタル被写体画像信号Ｄ１を、過去にＡ／Ｄ変換部２２から与えられたディジタル被写体画像信号Ｄ１の合成結果と合成する３次元ＤＮＲ処理を実行し、当該被写体画像中に占める固体撮像素子２１Ｅの熱雑音等のノイズ成分（以下、これをノイズ成分率と呼ぶ）を低減するようになされている。

この場合、３次元ＤＮＲ処理部３４は、かかる被写体画像のノイズ成分率が予め設定された所定の閾値以下となるまで３次元ＤＮＲ処理を実行し、当該閾値以下のディジタル被写体画像信号Ｄ１を内蔵メモリＢＭに記憶する。

このようにして認証装置１０は通常撮像モードを実行し、生体や背景等の被写体をディジタル被写体画像信号Ｄ１として内蔵メモリＢＭに保存することができるようになされている。

かかる構成に加えてこの認証装置１０は、生体の内方に有する血管組織を撮像対象（以下、これを生体内撮像対象と呼ぶ）として撮像する第２のモード（以下、これを血管撮像モードと呼ぶ）も実行するようになされている。

この場合、例えば図２に示すように、撮像部１１には、カメラ部２１の配置位置と略同一面上に、当該カメラ部２１に入射する雰囲気中の外光に対向する方向へ近赤外光を照射する近赤外光光源ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）が配置されており、当該照射方向に配された指ＦＧに近赤外光が照射されるようになされている。

この近赤外光は、指ＦＧ内方における血管組織（図示せず）では内在するヘモグロビンに特異的に吸収され、それ以外の組織では透過又は反射する。従って指ＦＧを経由して得られる散乱光は血管組織の形成パターンを表す血管パターン光として、カメラ部２１に入射することとなる。

そしてカメラ部２１（図１）は、かかる血管パターン光を、レンズ２１Ａ、絞り２１Ｃ、レンズ２１Ｂ、紫外線カットフィルタ２１Ｄ及び固体撮像素子２１Ｅを順次介して血管画像信号Ｓ２として生成し、これをＡ／Ｄ変換部２２を介してディジタル血管画像信号Ｄ２として制御部１２に送出するようになされている。

一方、制御部１２は、血管撮像モード時には、通常撮像モード時に起動した絞り・レンズ制御部３２及び３次元ＤＮＲ処理部３４に加えて、光源制御部３１、撮像感度制御部３３及び認証情報処理部４０をも起動して各種処理を実行する。

そして制御部１２の撮像制御部３０は、Ａ／Ｄ変換部２２から与えられるディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像に基づいて、生体内撮像対象に対する撮像部１１の撮像状態及び当該血管画像の画像状態が最適となるように制御する最適化処理を実行する。

実際上、撮像制御部３０の光源制御部３１は、ディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像の輝度レベルに基づいて近赤外光光源ＬＳに出力する電圧等の出力値を制御する自動光源制御処理を実行し、当該近赤外光光源ＬＳから生体内撮像対象に照射される近赤外光の輝度状態が最適となるように当該出力値を設定する。

この場合、光源制御部３１は、例えば指ＦＧの色や指ＦＧ内方での脂肪量等の生体内撮像対象以外の個人差に起因する血管画像の画質劣化を低減することができるようになされている。

これに加えて光源制御部３１は、かかる自動光源制御処理時において、近赤外光光源ＬＳから照射される近赤外光の輝度状態が雰囲気中で通常得られる外光の強度（例えば部屋の中における可視光の一般的な輝度等）以上となるように予め設定された下限出力値よりも大きい出力値を設定するようになされている。

これにより光源制御部３１は、図２に示したように、近赤外光光源ＬＳから照射する近赤外光を、このとき指ＦＧ内方における骨等により減衰してカメラ部２１に到来する外光を実質上無視できる近赤外光としてカメラ部２１に与えることができるようになされている。

また撮像制御部３０の絞り・レンズ制御部３２は、通常モード時と同様にして自動露出制御処理を実行し、固体撮像素子２１Ｅに入射する血管パターン光の光量が最適となるように当該絞り値を設定するとともに、通常モード時と同様にしてオートフォーカス処理を実行し、生体内撮像対象（血管組織）に対する焦点距離及びフォーカス位置が最適となるように当該レンズ位置を設定するようになされている。

この場合、絞り・レンズ制御部３２は、例えば指ＦＧの色や指ＦＧ内方での脂肪量等の生体内撮像対象以外の個人差や、生体内での生体内撮像対象の深度等に起因する血管画像の画質劣化を回避することができるようになされている。

また撮像制御部３０の撮像感度制御部３３は、ディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像の輝度レベル等に基づいて固体撮像素子２１Ｅの光電変換素子に蓄えられる電荷信号量の電荷蓄積期間を電気的に制御する露光時間制御処理（いわゆる電子シャッタ）を実行し、固体撮像素子２１Ｅでの血管パターン光の撮像感度を調整する。

具体的に撮像感度制御部３３は、図３に示すように、読出クロックの立ち下がりから次の読出タイミングである立ち上がりまでの電荷蓄積期間ｔ１内における所定のリセットタイミング値を可変制御し、リセットタイミング時点から読出タイミングまでの期間(以下、これを露光期間と呼ぶ)ｔ２（図３（Ａ））を通常撮像モード時（図３（Ｂ））よりも短くするようにして固体撮像素子２１Ｅでの血管パターン光の撮像感度が最適となるように当該リセットタイミング値を設定する。

この場合、撮像感度制御部３３は、図４（Ａ）に示すように、近赤外光光源ＬＳから照射される近赤外光の輝度が外光よりも大きいことに起因して電荷蓄積期間ｔ１（図４）の途中で光電変換素子に蓄積される電荷信号が飽和するといった事態を未然に回避するのみならず、図４（Ｂ）に示すように、血管パターン光及びこのとき到来する外光に対する光電変換結果として光電変換素子に蓄えられる電荷信号量を相対的に減少させ、固体撮像素子２１Ｅにおける外光に対する撮像感度のみを低減することができるようになされている。またこの場合、撮像感度制御部３３は、例えば指ＦＧの色や指ＦＧ内方での脂肪量等の生体内撮像対象以外の個人差に起因する血管画像の画質劣化を回避することができるようになされている。

また撮像制御部３０の３次元ＤＮＲ処理部３４は、通常モード時と同様にして、ディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像に占めるノイズ成分率が所定の閾値以下となるまで３次元ＤＮＲ処理を実行し、当該閾値以下のディジタル血管画像信号Ｄ２（合成結果）を認証情報処理部４０に送出する。

この場合、３次元ＤＮＲ処理部３４は、固体撮像素子２１Ｅ自体の個体差や、指ＦＧ内方での反射経路や透過率等の個人差に起因する血管画像の画質劣化を回避することができるようになされている。

このようにして撮像制御部３０は最適化処理を実行することにより、生体の個人差に応じてその内方に有する血管組織が適度に現された高画質の血管画像を撮像部１１を介してディジタル血管画像信号Ｄ２として得ることができるようになされている。

制御部１２の認証情報処理部４０は、かかるディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像から固有の血管形成パターンを抽出する。そして認証情報処理部４０は、この血管形成パターンを登録する場合には、当該血管形成パターンを、このとき撮像した生体であることを証明する第１の生体認証情報Ｄ３として生成して内蔵メモリＢＭに記憶することにより保持する。

この場合、認証情報処理部４０は、生体からの直接的な盗用が困難な生体内方における血管組織の血管形成パターンを抽出するため、生体表面に有する指紋等のパターンを抽出する場合に比して秘匿性の高い第１の生体認証情報Ｄ３を登録対象として生成することができるようになされている。

これに対して認証情報処理部４０は、認証処理を実行する場合には、このとき抽出した血管形成パターンを、既に登録された第１の生体認証情報Ｄ３の血管形成パターンと照合するようになされている。

ここで、かかる撮像制御部３０の最適化処理により設定された各種設定パラメータ（近赤外光光源ＬＳへの出力値、絞り２１Ｃの絞り値、レンズ２１Ａ、２１Ｂのレンズ位置及び固体撮像素子２１Ｅのリセットタイミング値）と、３次元ＤＮＲ処理により得られる処理パラメータ(即ち、３次元ＤＮＲ処理により合成したディジタル血管画像信号Ｄ１の合成処理回数）とは、ともに、個人差のある生体の内方に有する血管組織を適度に現すことを目的として調整された結果として得られる値ではあるが、当該生体での血管組織の深度等の個人差に応じて適応的に制御されるものであることから、当該生体の立体的な状態を表した固有の情報としての性質をも有している。

従って本実施の形態の制御部１２は、血管形成パターンに加えて、かかる各種パラメータを、第２の生体認証情報として用いるようになされている。

この場合、撮像制御部３０は、自動光源制御処理を実行して設定した出力値を設定パラメータデータＤ１１として、自動露出制御処理を実行して設定した絞り値及びオートフォーカス処理を実行して設定したレンズ位置を設定パラメータデータＤ１２として、露光時間制御処理を実行して設定したリセットタイミング値を設定パラメータデータＤ１３として、３次元ＤＮＲ処理により得られる合成処理回数を処理パラメータデータＤ１４としてそれぞれ認証情報処理部４０に送出する。

そして認証情報処理部４０は、これらパラメータデータＤ１１〜Ｄ１４を登録する場合には、当該パラメータデータＤ１１〜Ｄ１４を第２の生体認証情報Ｄ４として生成し、これを第１の生体認証情報Ｄ３との組み合わせとして内蔵メモリＢＭに記憶することにより保持する。

これに対して認証情報処理部４０は、認証処理を実行する場合には、かかるパラメータデータＤ１１〜Ｄ１４を制御部１２の対応する各部に設定し、この後、撮像部１１から３次元ＤＮＲ処理部３４を順次介して得られるディジタル血管画像信号Ｄ２から抽出した血管形成パターンを、第１の認証情報Ｄ３の血管形成パターンと照合する。そして認証情報処理部４０は、かかる照合結果が所定の許容範囲内にあった場合には、パラメータデータＤ１１〜Ｄ１４を、既に登録された第２の生体認証情報Ｄ４のパラメータデータＤ１１〜Ｄ１４と照合するようになされている。

このようにして認証装置１０は血管撮像モードを実行し、生体内撮像対象（血管組織）自体を第１の生体認証情報Ｄ１として登録又は照合するのみならず、当該生体内撮像対象に対する撮像部１１の撮像状態の調整結果（設定パラメータデータＤ１１〜Ｄ１３）と、生体内撮像対象の撮像結果である血管画像の画像状態の調整結果（処理パラメータデータＤ１４）とについても第２の生体証情報Ｄ４として登録又は照合することができるようになされている。

（２）認証情報生成処理
ここで、かかる第１の生体認証情報Ｄ３、第２の生体認証情報Ｄ４を生成する認証情報生成処理は、図５に示す認証情報生成処理手順ＲＴ１に従って実行される。

すなわち制御部１２は、例えば操作部（図示せず）から認証情報登録命令が与えられると、この認証登録処理手順ＲＴ１をステップＳＰ０から開始し、ステップＳＰ１において自動光源制御処理を実行して生体内撮像対象に対する輝度状態が最適となるように近赤外光光源ＬＳに出力する電圧等の出力値を設定し、ステップＳＰ２においてこのときディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像に血管組織が適度に現れているか否かを判断する。

ここで否定結果が得られると、制御部１２は、続くステップＳＰ３において自動露出制御処理を実行して生体内撮像対象に対する輝度状態が最適となるように絞り２１Ｃの絞り値を設定するとともに、オートフォーカス処理を実行して生体内撮像対象に対する焦点位置等が最適となるようにレンズ２１Ａ、２１Ｂのレンズ位置を設定し、ステップＳＰ４においてこのときディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像に血管組織が適度に現れているか否かを判断する。

ここでも否定結果が得られると、制御部１２は、続くステップＳＰ５において露光時間制御処理を実行して生体内撮像対象に対する固体撮像素子２１Ｅの撮像感度（露光期間ｔ２（図３））が最適となるように当該固体撮像素子２１Ｅのリセットタイミング値を設定し、ステップＳＰ６においてこのときディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像に血管組織が適度に現れているか否かを判断する。

ここでも否定結果が得られると、制御部１２は、続くステップＳＰ７においてディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像のノイズ成分率が予め設定された所定の閾値以下となるまで３次元ＤＮＲ処理を実行し、ステップＳＰ８に移る。

これに対してステップＳＰ２、ＳＰ４又はＳＰ６で肯定結果が得られると、このことは撮像部１１に設定されている初期の各設定値が、その後の処理（露光時間制御処理、露出制御処理、オートフォーカス処理又は３次元ＤＮＲ処理）を実行するまでもなく、生体内撮像対象（血管組織）に対する撮像状態が最適となる設定値であることを意味し、このとき制御部１２は、当該初期の設定値のままの状態でステップＳＰ８に移る。

そして制御部１２は、ステップＳＰ８において、かかるステップＳＰ１〜ＳＰ７までの最適化処理後に撮像部１１よりディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像から所定部位の血管形成パターンを抽出し、当該抽出した固有の血管形成パターンを第１の生体認証情報Ｄ３として生成し、ステップＳＰ９において、このとき撮像部１１に設定されている各種設定パラメータと、ステップＳＰ７で実行された３次元ＤＮＲ処理により得られる処理パラメータ（合成処理回数）とを第２の生体認証情報Ｄ４として生成し、これを内蔵メモリＢＭに登録した後、ステップＳＰ１０に移ってこの認証情報生成処理手順ＲＴ１を終了する。

このようにして制御部１２は、生体内撮像対象（血管組織）と、各種パラメータとをそれぞれ第１及び第２の生体認証情報Ｄ３、Ｄ４として生成し、これら生体認証情報Ｄ３、Ｄ４の組み合わせを内蔵メモリＢＭに登録することができるようになされている。

（３）認証処理
また、かかる認証情報生成処理により内蔵メモリＢＭに登録された第１の生体認証情報Ｄ３、第２の生体認証情報Ｄ４を用いた認証処理は、図６に示す認証処理手順ＲＴ２に従って実行される。

すなわち制御部１２は、例えば、内蔵メモリＢＭに記憶されたディジタル被写体信号Ｄ１やその他の個人情報を認証装置１０外に転送する転送指令が操作部（図示せず）から与えられると、この照合処理手順ＲＴ２ステップＳＰ１０から開始し、ステップＳＰ１１において照射対象の指ＦＧ（図２）を所定位置に配して血管を撮像すべきことを例えば表示部（図示せず）を介してこのとき操作部（図示せず）を操作する使用者に通知する。

そして制御部１２は、ステップＳＰ１２において上述のステップＳＰ１〜ＳＰ８の各処理と同様の最適化処理を実行し、ステップＳＰ１３において当該処理後に撮像部１１で撮像された使用者における血管画像の血管形成パターンを抽出し、ステップＳＰ１４において当該使用者の血管形成パターンを、内蔵メモリＢＭに既に登録された第１の生体認証情報Ｄ４の血管形成パターンと照合して、これら血管形成パターン同士の相関値を算出した後、ステップＳＰ１５においてこの相関値が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。

ここで肯定結果が得られると、このことは、このときデータ転送しようとする使用者が事前に登録した正規の登録者である可能性が高いことを意味しており、このとき制御部１２は、ステップＳＰ１６において、ステップＳＰ１２で実行した最適化処理により撮像部１１に設定された設定パラメータデータＤ１１〜Ｄ１３と、３次元ＤＮＲ処理部３４での３次元ＤＮＲ処理結果として得られる処理パラメータＤ１４とを取得する。

そして制御部１２は、ステップＳＰ１７においてこれらパラメータデータＤ１１〜Ｄ１４を、内蔵メモリＢＭに既に登録された第２の生体認証情報Ｄ４の対応するパラメータデータＤ１１〜Ｄ１４とそれぞれ照合して差分値を算出した後、ステップＳＰ１８においてこの差分値が所定の許容範囲内にあるか否かを判定する。

ここでも肯定結果が得られると、このことは、このときデータ転送しようとする使用者が例えば登録者の血管画像を認証装置１０にかざす等して登録者本人になりすましたものでもなく、当該使用者が事前に登録した正規の登録者本人であることを意味しており、このとき制御部１２は、ステップＳＰ１９において予め規定された処理として内蔵メモリＢＭに保持された個人情報の転送を許可した後、ステップＳＰ２０に移ってこの認証処理手順ＲＴ２を終了する。

これに対してステップＳＰ１５又はＳＰ１８で否定結果が得られると、このことは、このときデータ転送しようとする使用者が事前に登録した登録者ではない不正使用者であることを意味しており、このとき制御部１２は、ステップＳＰ２１において個人情報のデータ転送を禁止する旨を表示部（図示せず）を介して使用者に通知した後、ステップＳＰ２０に移ってこの認証処理手順ＲＴ２を終了する。

このようにして制御部１２は、第１の生体認証情報Ｄ３と第２の生体認証情報Ｄ４との双方を用いて登録者本人の可否を判定することにより、登録者本人のなりすましをも防止することができるようになされている。

（４）本実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この認証装置１０は、撮像部１１から撮像結果として与えられるディジタル血管画像信号Ｄ２の血管画像に基づいて、生体内撮像対象に対する撮像部１１の撮像状態及び当該血管画像の画像状態が最適となるように制御する最適化処理を実行する。

そして認証装置１０は、かかる最適化処理の結果撮像部１１に設定される設定パラメータＤ１１〜Ｄ１３と、３次元ＤＮＲ処理により得られる処理パラメータＤ１４とを認証情報Ｄ４として生成する。

従って、この認証装置１０では、生体の個人差に起因して血管組織の撮像結果に生じる画質劣化を回避するパラメータ自体を生体固有の情報としても用いるため、生体に適応的な撮像条件を備えつつ識別対象ともなる認証情報を確実に生成することができる。これに加えてこの認証装置１０では、パラメータ自体を認証情報としても用いる分、認証情報を生成するための特別な処理が不要となるため、処理負荷を低減することもできる。

またこの場合、この認証装置１０は、かかる認証情報Ｄ４の組み合わせとして、当該認証情報Ｄ４生成の際に撮像部１１から３次元ＤＮＲ処理部３４を介して得られる当該生体固有の血管組織自体でなる認証情報Ｄ３をも生成する。

従って、この認証装置１０は、これら認証情報Ｄ３、Ｄ４を組み合わせとして生成しているため、これら認証情報Ｄ３、Ｄ４を用いて認証処理を実行する場合には、血管組織自体でなる認証情報Ｄ３のみの場合に比して登録者本人のなりすましを確実に防止することができる。

以上の構成によれば、生体内撮像対象の撮像する際にその生体の個人差に応じて変化するパラメータを認証情報として用いるようにしたことにより、生体の個人差に起因して血管組織の撮像結果に生じる画質劣化を回避するのみならず、当該生体に適応的な認証情報を確実に生成することができ、又は当該パラメータを用いて生体に適応的な認証処理を実行することができ、かくして認証情報自体又は認証精度の信頼性を向上することができる。

（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、生体の内方に有する固有の生体内撮像対象を撮像する撮像手段として、図１に示した構成の撮像部１１を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、近赤外光光源ＬＳと、この他種々の構成のＣＣＤカメラ部とを有する撮像部を適用するようにしても良い。

この場合、生体の内方に有する固有の生体内撮像対象として、生体の指を適用するようにしたが、本発明はこれに限らず、生体の網膜や生体の全身等、この他種々の部位を適用することができる。

さらにこの場合、近赤外光に特異性のある血管組織を撮像するようにしたが、本発明はこれに限らず、当該近赤外光やその他の光に特異性のある生体内方の固有組織を撮像するようにしても良い。

また上述の実施の形態においては、生体内撮像対象に対する撮像手段の撮像状態が最適となるように調整する最適化手段として、光源制御部３１によって近赤外光光源ＬＳの輝度レベルを、絞りレンズ制御部３２によって絞り２１Ｃに入射する光量及びレンズ２１Ａ、２１Ｂの焦点距離等を、撮像感度制御部３３によって固体撮像素子２１Ｅの撮像感度をそれぞれ調整するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばフィルタ２１Ｄのフィルタ係数を調整する等、この他種々の撮像手段の撮像状態が最適となるように調整するようにしても良い。

この場合、近赤外光光源ＬＳの輝度レベル、絞り２１Ｃに入射する光量、レンズ２１Ａ、２１Ｂの焦点距離等及び固体撮像素子２１Ｅの撮像感度をそれぞれ自動で調整するようにしたが、手動で調整するようにしても良い。

さらにこの場合、かかる最適化手段により調整した結果撮像手段に設定される第１のパラメータとして、近赤外光光源ＬＳの輝度レベルの調整により設定される出力値でなる設定パラメータＤ１１、絞り２１Ｃに入射する光量の調整により設定される絞り値とレンズ２１Ａ、２１Ｂの焦点距離等の調整により設定されるレンズ位置とでなる設定パラメータＤ１２及び固体撮像素子２１Ｅの撮像感度の調整により設定されるリセットタイミング値でなる設定パラメータＤ１３を適用するようにしたが、本発明はこれに限らず、これに以外の設定パラメータを適用しても良く、また適用するパラメータ数については少なくとも１以上あれば良い。

さらに上述の実施の形態においては、撮像手段により撮像された撮像画像の画像状態が最適となるように画像処理を施す最適化手段として、３次元ＤＮＲ処理を施すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば加算平均処理等、この他種々の画像処理を施すようにしても良い。

この場合、かかる最適化手段により画像処理を施した結果得られる第２のパラメータとして、３次元ＤＮＲ処理により合成したディジタル血管画像信号Ｄ１の合成処理回数でなる処理パラメータを適用するようにしたが、本発明はこれに限らず、これに以外の処理パラメータを適用しても良く、また適用するパラメータ数については少なくとも１以上あれば良い。

さらに上述の実施の形態においては、第１のパラメータ及び又は第２のパラメータを認証情報として生成する認証情報生成手段として、最適化手段により調整した撮像状態時に当該撮像手段により撮像される撮像画像から抽出した生体内撮像対象と、第１のパラメータ及び又は第２のパラメータとをそれぞれ認証情報として生成する認証情報処理部４０を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１のパラメータ及び又は第２のパラメータのみを認証情報として生成する認証情報処理部を適用するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、認証処理として、第１及び第２の認証情報Ｄ３、Ｄ４を内蔵メモリＢＭに予め登録しておき、当該内蔵メモリＢＭに記憶された個人情報をデータ転送する際に、このときの使用者に対する撮像状態の調整結果として得られるパラメータ及び当該使用者から抽出した血管形成パターンを、対応する第１及び第２の認証情報Ｄ３、Ｄ４と順次照合した後にデータ転送許可するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の認証処理を適用するようにしても良い。

具体的には、例えば、第１及び第２の認証情報Ｄ３、Ｄ４を内蔵メモリＢＭに登録するとき又は別の登録手段により、メモリスティック（登録商標）等の可搬型メモリＣＭに第２の認証情報Ｄ４の第１及び第２のパラメータを照合用パラメータとして記憶しておく。そして認証処理部４０は、かかる可搬型メモリＣＭが接続手段としてのメモリスロットＭＳに装着されたことを判断したとき、当該可搬型メモリＣＭに記憶された照合用パラメータを、内蔵メモリＢＭに予め登録された第２の認証情報Ｄ４の対応するパラメータと照合する。

ここでかかる照合結果が所定の許容範囲内であった場合に一応登録者であるとして、照合用パラメータを撮像制御部３０の対応する各部３１〜３４にそれぞれ設定して、当該登録者であるとした使用者に応じた撮像状態を即座に調整する。そして最後に認証処理部４０は、この登録者であるとした使用者から抽出した血管形成パターンを、第１の認証情報Ｄ３と照合し、当該照合結果が所定の許容範囲内であった場合に登録者本人である判定し、予め規定された処理として例えばこの認証装置２０の通常撮像モードの撮像処理を許可する。

このようにすれば、生体に応じた撮像状態を即座に調整することができるのみならず、血管画像の再現性を飛躍的に向上することができ、この結果、血管形成パターンの認証処理時の照合精度を飛躍的に向上することができる。

さらに上述の実施の形態においては、認証情報生成処理及び認証処理をそれぞれ実行する認証装置２０を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該認証情報生成処理を実行する認証情報生成装置と、認証処理を実行する認証処理装置とをそれぞれ別体の装置として分けるようにしても良い。このようにすれば、認証情報の管理態様や取得態様などに対応させて用いることもできる。

本発明は、例えば電子マネー分野や通信分野等、認証情報を用いる分野に利用可能である。

認証装置の構成を示す略線図である。 近赤外光光源の配置及び近赤外光の光流の様子を示す略線図である。 電子シャッタの説明に供する略線図である。 電子シャッタによる撮像感度の調整の説明に供する略線図である。 認証情報生成処理手順を示すフローチャートである。 認証処理手順を示すフローチャートである。 個人差に起因する血管組織撮像への影響の説明に供する略線図である。

符号の説明

１０……認証装置、１１……撮像部、１２……制御部、３０……撮像制御部、３１……光源制御部、３２……絞りレンズ制御部、３３……撮像感度制御部、３４……３次元ＤＮＲ処理部、４０……認証情報処理部、ＢＭ……内蔵メモリ、ＬＳ……近赤外光光源。

Claims (10)

1. 生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで照射される撮像光の光電変換結果が上記撮像素子に蓄積可能な信号量以下となるよう露光期間を調整する調整手段と、
   上記調整手段の調整により撮像素子に設定される露光期間と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを、上記生体を証明するための認証情報として生成する認証情報生成手段と
   を有する認証情報生成装置。
2. 生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで撮像光を照射するための光源と、
   上記光源に設定される出力値と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを、上記生体を証明するための認証情報として生成する認証情報生成手段と
   を有する認証情報生成装置。
3. 生体の内方に有する被写体の像を、該像よりも前に出力された像の合成結果と合成する処理を、合成像に占めるノイズ成分率が閾値以下となるまで繰り返す画像合成手段と、
   上記画像合成手段で実行される合成回数と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを、上記生体を証明するための認証情報として生成する認証情報生成手段と
   を具えることを特徴とする認証情報生成装置。
4. 生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで照射される撮像光の光電変換結果が上記撮像素子に蓄積可能な信号量以下となるよう露光期間を調整する調整ステップと、
   上記調整ステップでの調整により撮像素子に設定される露光期間と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを、上記生体を証明するための認証情報として生成する認証情報生成ステップと
   を有する認証情報生成方法。
5. 生体の内方に有する被写体の像を、該像よりも前に出力された像の合成結果と合成する処理を、合成像に占めるノイズ成分率が閾値以下となるまで繰り返す画像合成ステップと、
   上記画像合成ステップで実行される合成回数と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを、上記生体を証明するための認証情報として生成する認証情報生成ステップと
   を有する認証情報生成方法。
6. 生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで照射される撮像光の光電変換結果が上記撮像素子に蓄積可能な信号量以下となるよう露光期間を調整する調整手段と、
   上記調整手段の調整により撮像素子に設定される露光期間と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを照合対象の一方とし、照合対象の他方としてメモリに記憶される情報と照合する照合手段と
   を有する認証装置。
7. 生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで撮像光を照射するための光源と、
   上記光源に設定される出力値と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを照合対象の一方とし、照合対象の他方としてメモリに記憶される情報と照合する照合手段と
   を有する認証装置。
8. 生体の内方に有する被写体の像を、該像よりも前に出力された像の合成結果と合成する処理を、合成像に占めるノイズ成分率が閾値以下となるまで繰り返す画像合成手段と、
   上記画像合成手段で実行される合成回数と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを照合対象の一方とし、照合対象の他方としてメモリに記憶される情報と照合する照合手段と
   を有する認証装置。
9. 生体の内方に有する被写体に照射すべき撮像光以外の光を無視できる程度の輝度レベルで照射される撮像光の光電変換結果が上記撮像素子に蓄積可能な信号量以下となるよう露光期間を調整する調整ステップと、
   上記調整ステップでの調整により撮像素子に設定される露光期間と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを照合対象の一方とし、照合対象の他方としてメモリに記憶される情報と照合する照合ステップと
   を有する認証方法。
10. 生体の内方に有する被写体の像を、該像よりも前に出力された像の合成結果と合成する処理を、合成像に占めるノイズ成分率が閾値以下となるまで繰り返す画像合成ステップと、
    上記画像合成ステップで実行される合成回数と、上記生体の内方に有する被写体のパターンとを照合対象の一方とし、照合対象の他方としてメモリに記憶される情報と照合する照合ステップと
    を有する認証方法。

Images