JP4548504B2 - 認証用撮像装置、認証用撮像方法、および認証用撮像プログラム - Google Patents
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Description
又、指の血管を生体特徴として利用する手法(特許文献2)や、手のひらの血管を生体特徴として使用した手法(特許文献3)が開示されている。
又、単一の生体情報を利用する認証装置の場合、撮影される時点における利用者の体調、皮膚の状態、血圧状態などにより、認証精度が安定しないという不都合が生じ得る。
本発明は、上記従来例の有する不都合を改善し、生体情報の照合処理をより迅速に行う認証用撮像装置を提供することを、その目的とする。
前記撮影された指撮影画像と予め登録された登録指画像との照合を行い近似する特徴情報を有する認証対象候補を選出し、撮像された映像内における左右両端近傍の予め設定された画像領域の白黒階調に基づき撮像中の撮像対象が指であるか掌であるかの判定を行い、前記撮像部に予め設定された撮影モードを指の撮影を行う指撮影モードと手のひらの撮影を行う掌撮影モードとを前記判定に基づき相互に切り替えて撮影を行い、前記選出された認証対象候補の予め登録された登録掌画像とを照合し個人認証判定を行うことを特徴とする。
ここでは、まず、本発明の実施形態の基本的構成内容について説明する。
また、掌ガイド101は、利用者の指根部が置かれることにより、撮像手段104に対して利用者の手のひらを撮像に適した位置に導く。
尚、掌ガイド101によりガイドされた手のひらの撮像領域の位置は、指先ガイド102および指根ガイド103によりガイドされた指の撮像領域の位置より撮像手段104から遠ざかる側に設定される。つまり、ガイドされた指の位置は、ガイドされた手のひらの位置と撮像装置104との間に位置する。
これにより、ガイドされた掌撮像領域の位置は、指撮影領域の位置に比べて撮像手段104との距離が大きくなるため、指の撮像領域より広い範囲の掌の範囲を撮影することが可能となる。
このため、掌画像による生体認証、つまり掌紋および掌血管パターンにより認証判定を行う場合に、より多くの特徴点や認証判定に利用される個人特徴情報を撮像することができ、これにより、認証精度を向上させることができる。
指の撮影領域が撮像可能な位置にガイドされる。
指紋掌紋用光源208は、皮膚表面の凹凸である指紋および掌紋を撮像するために、なるべく皮膚表面の凹凸による影ができた方が望ましいため、一方向から照射を行う。
更に、血管用光源209は、指および手のひらの血管パターンの撮像を行うのに際し、皮膚表面の凹凸である指紋および掌紋の影が撮像画像になるべく現れないようにするため、撮像対象の指および手のひらを挟んだ2方向からの照射を行う。
ここで、撮像手段104は、CCDやCMOSなどのイメージセンサおよび制御系、イメージセンサに指や手のひらの画像を結像するレンズ光学系などで構成されるものとする。
また、撮像手段104は、撮影によりイメージセンサに結像した画像を画像データに変換するADコンバータなどを含み構成される。
更に、撮像手段104には、指を撮像するための適切な焦点距離やシャッタースピードなどが予め設定された指撮像モードと、同様に手のひらを撮像するための適切な焦点距離やシャッタースピード等が予め設定された掌撮像モードが、予め設定されている。
ここで、画像処理部204は、マイクロプロセッサーなどで構成され、指の指紋や手のひらの掌紋および血管画像の画像処理を適切に行う。
又、制御部210は、画像処理部204から送り込まれた画像データに基づき撮像手段104の撮影モードを設定する階調モード設定機能を備えてもよい。
また、設定された画素が全て「白」を示す場合、画像データの画面全体が結像した画像である判定でき、これにより、この画像は、結像領域の広い手のひらであると判定することができる。
また、一つの撮像手段で指の指紋と血管、手のひらの掌紋と血管の生体特徴を撮像すると共に認証判定することによって、小型で安価な生体特徴撮像装置を提供することができる。
更に、複数の異なる生体特徴を同一の撮像手段104により撮像することにより、撮像を行う撮像手段ごとに異なる画像データの特質や癖などが現れることにより生じる認証判定にかかる影響を抑制することができる。
これにより、撮影された指血管パターン、掌血管パターン画像に基づいて、その相対位置としての指紋、掌紋の撮影領域を予測し特定することができる。
照合部205は、照合データ記憶手段211に予め登録された指血管登録画像と、送り込まれた指血管特徴画像との照合を行い、予め設定された特徴情報に合致した登録指血管画像(認証候補指血管画像)の抽出(選出)を行う機能を有する。
又、照合部205は、特徴情報として、複数の特徴情報が一致する登録画像を選出し、特徴情報の類似した候補画像を選出する、換言すると、予め設定された照合レベルに応じて粗い特徴照合を行う候補画像選出機能を有する。
これにより、多数の登録画像の中から、迅速に認証候補画像を選出することができる。
このため、指の指紋、または指血管パターン、またはその両方による照合を先に行い、照合の対象となる登録された掌画像を限定することによって、掌照合処理にかかる時間を短縮することができる。
次に、上述のように構成される生体特徴撮像装置100の動作について説明する。
まず、撮像手段104が、ガイドされた指および手のひらの撮影を行い、撮影された指撮影画像と予め登録された登録指画像との照合を行い近似する特徴情報を有する登録指画像を選出する(指画像照合選出工程)。
次に、選出された登録指画像に対応した登録掌画像と、撮影された掌撮影画像とを照合する(掌照合工程)。
これにより、撮像される範囲の小さい指画像(指血管パターン画像、指紋画像)に基づき、登録された画像との粗照合を迅速に行うことができ、更には、掌画像(掌血管パターン画像、掌紋画像)に基づき個人認証判定全体の時間短縮を実現することができる。
このとき、利用者の指は、図5に示すように、指先ガイド102および指根ガイド103に置かれているものとする。これにより、指先ガイド102および指根ガイド103に置かれた指は、撮像に適する位置にガイドされる。
この場合、制御部210が、撮影された映像内における特定の画素の階調に基づいて、ガイドに対して指又は掌が撮影可能に置かれているかを判定する。
例えば、撮影されている映像内の左右両端付近に設定された画素について、当該画素が予め設定された階調よりも高い、つまり黒い(濃い)場合には、指が置かれていると判定し、当該画素が予め設定された階調より低い、つまり白い(薄い)場合には、掌が置かれていると判定する。
これにより、撮影対象である指紋の探索範囲が限定されるため、指紋位置の探索時間、および指紋撮像にかかる時間を効果的に短縮することができる。
ここでは、照合部205は、特徴情報として、例えば、5つの特徴情報が一致する指血管登録画像を選出する。
このように、照合部205は、登録された画像情報から特徴情報の類似した候補画像を選出することにより、粗く特徴照合を行う。これにより、多数の登録画像の中から、迅速に認証候補画像を選出することができる。
画像処理部204は、この指紋画像に基づき画像特徴を抽出して指紋特徴画像を生成すると共に、この指紋特徴画像を照合部205に送る(ステップS107:指紋特徴画像生成工程)。
これにより、ステップS105の指血管候補画像選出工程の間に、撮影された指紋特徴情報を照合部205に送ることができるため、全体としての照合時間を短縮することができる。
これにより、照合部205は、上記選出された認証候補指紋画像から特徴点情報の位置に基づき、更に認証候補画像の限定抽出を行うことができる。
この場合、制御部210が、撮影された映像内における特定の画素の階調に基づいて、ガイドに対して指が置かれているか、掌が置かれているかを判定する。例えば、撮影されている映像内中央の左右両端付近に設定された画素について、当該画素が予め設定された階調よりも高い、つまり黒い(濃い)場合には、指が置かれていると判定し、当該画素が予め設定された階調より低い、つまり白い(薄い)場合には、掌が置かれていると判定する。
ここで、画像処理部204は、この掌血管パターン画像に基づき画像特徴を抽出して掌血管特徴画像を生成すると共に、この掌血管特徴画像を照合部205に送る(ステップS111:掌血管特徴画像生成工程)。
これにより、照合部205は、上記選出された認証候補画像から掌血管パターンの特徴情報に基づき、更に認証候補画像の限定抽出を行うことができる。
ここで、画像処理部204は、この掌紋画像に基づき画像特徴を抽出して掌紋特徴画像を生成すると共に、この指紋特徴画像を照合部205に送る(ステップS114:掌紋特徴画像生成工程)。
ここで、照合部205は、上記選出された認証候補掌血管画像に対応した登録掌紋画像内で、上記掌紋特徴画像に含まれる特徴点情報に基づき照合を行い、上記特徴点情報の合致する登録指紋画像1つを特定する。
ここで、1つの掌紋情報が特定された場合に、個人認証成功とする。
尚、上記ステップS112の掌血管照合工程の結果、1人のユーザの生体情報画像に特定された場合には、照合部205は、1人に絞られた認証候補掌血管画像に対応した登録掌紋画像と掌紋特徴画像とを、両画像に含まれる特徴点情報に基づき、1対1照合を行う(掌紋照合工程)設定としてもよい。
ここで、この1対1照合の結果、掌紋情報が適合した場合に、個人認証成功とする。また、掌紋情報が適合しない場合は、認証失敗とする。
又、ユーザによるIDの入力を必要とすることなく、撮影された指および手のひら画像だけを用いて個人認証を行うことができるため、認証にかかる高いセキュリティを確保することができる。
更に、指および手のひらの生体特徴を組み合わせて個人認証を行うことにより、従来の単一の生体特徴を利用した認証システムより認証精度の高い生体特徴撮像装置を提供することができる。
このようにしても、ユーザによるIDの入力を必要とすることなく、撮影された指および手のひら画像だけを用いて個人認証を行うことができ、認証にかかる高いセキュリティを確保することができる。又、従来の単一の生体特徴を利用した認証システムより認証精度の高い個人認証判定処理を行うことができる。
又、指の指紋や血管パターンおよび手のひらの掌紋や血管パターンの生体特徴を、共通の単一の撮像手段104で撮影するため、共通の光学的条件下の画質で撮像することができる。
102 指先ガイド
103 指根ガイド
104 撮像手段
201,202,203 凹部
204 画像処理部
205 照合部
208 指紋掌紋用光源
209 血管用光源
211 照合データ記憶手段
Claims (11)
- 指を撮影可能にガイドする指ガイドと、手のひらを撮影可能にガイドする掌ガイドと、前記ガイドされた指および手のひらを共通の光学的条件下で撮影する単一の撮像部と、予め登録された登録指画像および登録掌画像を記憶する登録画像記憶部と、前記撮影された指画像および掌画像と前記登録指画像および登録掌画像との照合を行う照合認証部とを備えた認証用撮像装置であって、
前記照合認証部は、前記撮影された指画像に基づき特徴情報の近似する登録指画像を抽出する手段と、前記抽出された登録指画像に対応する登録掌画像と前記撮影された掌画像との照合結果に基づき認証判定を行う手段と
撮像された映像内における左右両端近傍の予め設定された画像領域の白黒階調に基づき撮像中の撮像対象が指であるか掌であるかを判定する手段と、
前記撮像部に予め設定された撮影モードを指の撮影を行う指撮影モードと手のひらの撮影を行う掌撮影モードとを前記判定に基づき相互に切り替える手段と、
を備えたことを特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1に記載の認証用撮像装置において、
前記照合認証部は、個人認証用に登録された指血管パターンおよび掌血管パターン画像を相互に対応させて記憶する生体情報記憶手段と、前記登録された指血管パターン画像に基づき前記撮影された指血管パターンの照合を行い予め設定された特徴情報が一致する指血管パターンを抽出する照合手段とを有し、
前記照合手段が、前記抽出された各指血管パターンに対応した掌血管パターンと前記撮影された掌血管パターンとの照合を行い当該照合結果に基づき個人認証判定を行う掌認証判定機能を備えたこと特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1に記載の認証用撮像装置において、
前記照合認証部は、個人認証用に登録された指血管パターンおよび掌紋画像を相互に対応させて記憶する生体情報記憶手段と、前記登録された指血管パターン画像に基づき前記撮影された指血管パターンの照合を行い予め設定された特徴情報が一致する指血管パターンを抽出する照合手段とを有し、
前記照合手段が、前記抽出された各指血管パターン画像に対応した掌紋画像と前記撮影された掌紋との照合を行い当該照合結果に基づき個人認証判定を行う掌認証判定機能を備えたこと特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1に記載の認証用撮像装置において、
前記照合認証部は、個人認証用に登録された指紋および掌血管パターンを相互に対応させて記憶する生体情報記憶手段と、前記登録された指紋画像に基づき前記撮影された指紋の照合を行い予め設定された特徴情報が一致する指紋画像を抽出する照合手段とを有し、
前記照合手段が、前記抽出された各指紋画像に対応した掌血管パターン画像と前記撮影された掌血管パターンとの照合を行い当該照合結果に基づき個人認証判定を行う掌認証判定機能を備えたこと特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1に記載の認証用撮像装置において、
前記照合認証部は、個人認証用に登録された指紋および掌紋を相互に対応させて記憶する生体情報記憶手段と、前記登録された指紋画像に基づき前記撮影された指紋の照合を行い予め設定された特徴情報が一致する指紋画像を抽出する照合手段とを有し、
前記照合手段が、前記抽出された各指紋画像に対応した掌紋画像と前記撮影された掌紋との照合を行い当該照合結果に基づき個人認証判定を行う掌認証判定機能を備えたこと特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1に記載の認証用撮像装置において、
前記照合認証部は、個人認証用に登録された指血管パターン、指紋、および掌紋を相互に対応させて記憶する生体情報記憶手段と、前記登録された指血管パターンおよび指紋画像に基づき前記撮影された指紋の照合を行い予め設定された特徴情報が一致する指血管パターンおよび指紋画像を抽出する照合手段とを有し、
前記照合手段が、前記抽出された指血管パターンおよび指紋画像に対応した掌紋画像と前記撮影された掌紋との照合を行い当該照合結果に基づき個人認証判定を行う掌認証判定機能を備えたこと特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1に記載の認証用撮像装置において、
前記照合認証部は、個人認証用に登録された指血管パターン、掌血管パターン、および掌紋を相互に対応させて記憶する生体情報記憶手段と、前記登録された指血管パターン画像に基づき前記撮影された指血管パターンの照合を行い予め設定された特徴情報が一致する指血管パターン画像を抽出する照合手段とを有し、
前記照合手段が、前記抽出された各指血管パターン画像に対応した掌血管パターンおよび掌紋画像と前記撮影された掌血管パターンおよび掌紋との照合を行い当該照合結果に基づき個人認証判定を行う掌認証判定機能を備えたこと特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1に記載の認証用撮像装置において、
前記照合認証部は、個人認証用に登録された指紋、掌血管パターン、および掌紋を相互に対応させて記憶する生体情報記憶手段と、前記登録された指紋画像に基づき前記撮影された指紋の照合を行い予め設定された特徴情報が一致する指紋画像を抽出する照合手段とを有し、
前記照合手段が、前記抽出された各指紋画像に対応した掌血管パターンおよび掌紋画像と前記撮影された掌血管パターンおよび掌紋との照合を行い当該照合結果に基づき個人認証判定を行う掌認証判定機能を備えたこと特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1に記載の認証用撮像装置において、
前記照合認証部は、個人認証用に登録された指血管パターン、指紋、掌血管パターン、および掌紋を相互に対応させて記憶する生体情報記憶手段と、前記登録された指血管パターンおよび指紋画像に基づき前記撮影された指紋の照合を行い予め設定された特徴情報が一致する指血管パターンおよび指紋画像を抽出する照合手段とを有し、
前記照合手段が、前記抽出された各指紋画像に対応した掌血管パターンおよび掌紋画像と前記撮影された掌血管パターンおよび掌紋との照合を行い当該照合結果に基づき個人認証判定を行う掌認証判定機能を備えたこと特徴とする認証用撮像装置。 - 手のひらを撮像可能にガイドする掌ガイドと、指を撮影可能にガイドする指ガイドとを有し、手のひらと指とを撮像する単一の撮像部を備えた認証用撮像装置にあって、指および手のひらを撮像し予め登録された画像に基づき個人認証判定を行う認証用撮像方法において、
前記撮影された指撮影画像と予め登録された登録指画像との照合を行い近似する特徴情報を有する認証対象候補を選出し、
撮像された映像内における左右両端近傍の予め設定された画像領域の白黒階調に基づき撮像中の撮像対象が指であるか掌であるかの判定を行い、
前記撮像部に予め設定された撮影モードを指の撮影を行う指撮影モードと手のひらの撮影を行う掌撮影モードとを前記判定に基づき相互に切り替えて撮影を行い、
前記選出された認証対象候補の予め登録された登録掌画像とを照合し個人認証判定を行うことを特徴とする認証用撮像方法。 - 手のひらを撮像可能にガイドする掌ガイドと、指を撮影可能にガイドする指ガイドとを有し、手のひらと指とを撮像する単一の撮像部を備えた認証用撮像装置にあって、指および手のひらを撮像し予め登録された画像に基づき個人認証判定を行うための認証用撮像プログラムにおいて、
前記撮影された指撮影画像と予め登録された登録指画像との照合を行い近似する特徴情報を有する認証対象候補を選出する指画像照合選出機能と、
撮像された映像内における左右両端近傍の予め設定された画像領域の白黒階調に基づき撮像中の撮像対象が指であるか掌であるかの判定を行う指掌判定機能と、
前記撮像部に予め設定された撮影モードを指の撮影を行う指撮影モードと手のひらの撮影を行う掌撮影モードとを前記判定に基づき相互に切り替えて撮影を行う撮影モード切替機能と、
前記選出された認証対象候補の予め登録された登録掌画像とを照合し個人認証判定を行う掌認証判定機能と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする認証用撮像プログラム。
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