JP5012000B2

JP5012000B2 - 照合装置、照合方法及びプログラム

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Publication number: JP5012000B2
Application number: JP2006339059A
Authority: JP
Inventors: 博阿部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2012-08-29
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Description

本発明は、照合装置、照合方法及びプログラムに関し、例えばバイオメトリクス認証に適用して好適なものである。

バイオメトリクス認証は、生体の識別対象を用いて本人であるか否かを識別する手法である。生体の識別対象の１つとして指の血管がある。

例えば、撮像カメラ２と光源１とを対にした回転台７の中心軸に指３の中心が位置するように配置して、その周囲を一定速度で回転させながら得られる動画像の各フレームを結合することにより一本の指の全周囲展開画像を生成し、この画像に映し出される指の関節部分を基準として照合するようにした認証装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−３３１２７２公報

ところが、指内方の血管が撮像対象であること等に起因して、当該画像に映し出される指の関節部分は、画像上に映し出されないことも多く（例えば図５（Ａ）参照）、映し出されたとしても他の部分と明確に分けることは困難である。

したがって、指の関節部分を基準として照合した場合には、かえって認証精度が低下するといった問題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、認証精度を向上し得る登録装置、照合装置、登録方法、照合方法及びプログラム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、生体の曲面に沿った回転動に対応して撮像される複数の画像から、該生体における識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を特徴点として検出する検出部と、複数の画像のうち、隣接する画像間における対応する特徴点間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、検出された特徴点のうち、生体が置かれる面に対する識別対象の回転動に対応する画像幅を等分する中心線から各端部側にそれぞれ所定距離を隔てた線までの中央領域を切り出す画像切出部と、複数の画像を、隣接する画像間における位置ずれ量に応じて補正しながら登録対象の画像として貼り付ける画像貼付部と、入力される参照画像から、識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を参照点として検出する検出部と、参照対象の画像における中央領域に存在する参照点のパターンと同一又は近似する特徴点のパターンを登録対象の画像から検索する検索部と、検索部により検索された特徴点のパターンを基準として、参照画像に対する照合対象の画像を登録対象の画像から切り出す参照画像切出部と、照合対象の画像における中央領域にそれぞれ隣接する端領域に存在する参照点間を結ぶ線が湾曲するように、該照合対象の画像を補正する補正部と、補正された照合対象の画像と、参照画像との相互相関値を算出する算出部とを設けるようにした。

この照合装置では、不明瞭な画像であってもその画像に必ず映し出される特徴点を基準として、生体の曲面上における識別対象が映し出される登録対象の画像のなかから、入力画像に映し出される識別対象の特徴パターンを探索することで、指の関節部分を基準として照合した場合に比して、正確に認証することが可能となる。

また、生体の曲面上における識別対象の一部を登録対象とする画像と入力画像とを単に照合する場合に比して、撮像位置に配すべき生体の姿勢として、曲面方向における姿勢を登録者に強要させることなく認証することが可能となる。

さらに本発明は、照合方法であって、生体の曲面に沿った回転動に対応して撮像される複数の画像から、該生体における識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を特徴点として検出する第１のステップと、複数の画像のうち、隣接する画像間における対応する特徴点間の位置ずれ量を算出する第２のステップと、検出された特徴点のうち、生体が置かれる面に対する識別対象の回転動に対応する画像幅を等分する中心線から各端部側にそれぞれ所定距離を隔てた線までの中央領域を切り出す第３のステップと、複数の画像を、隣接する画像間における位置ずれ量に応じて補正しながら登録対象の画像として貼り付ける第４のステップと、入力される参照画像から、識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を参照点として検出する第５のステップと、参照対象の画像における中央領域に存在する参照点のパターンと同一又は近似する特徴点のパターンを登録対象の画像から検索する第６のステップと、検索部により検索された特徴点のパターンを基準として、参照画像に対する照合対象の画像を登録対象の画像から切り出す第７のステップと、照合対象の画像における中央領域にそれぞれ隣接する端領域に存在する参照点間を結ぶ線が湾曲するように、該照合対象の画像を補正する第８のステップと、補正された照合対象の画像と、参照画像との相互相関値を算出する第９のステップとを有する。

この照合方法では、不明瞭な画像であってもその画像に必ず映し出される特徴点を基準として、生体の曲面上における識別対象が映し出される登録対象の画像のなかから、入力画像に映し出される識別対象の特徴パターンを探索することで、指の関節部分を基準として照合した場合に比して、正確に認証することが可能となる。

さらに本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、生体のの曲面に沿った回転動に対応して撮像される複数の画像から、該生体における識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を特徴点として検出すること、複数の画像のうち、隣接する画像間における対応する特徴点間の位置ずれ量を算出すること、検出された特徴点のうち、生体が置かれる面に対する識別対象の回転動に対応する画像幅を等分する中心線から各端部側にそれぞれ所定距離を隔てた線までの中央領域を切り出すこと、複数の画像を、隣接する画像間における位置ずれ量に応じて補正しながら登録対象の画像として貼り付けること、入力される参照画像から、識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を参照点として検出すること、参照対象の画像における中央領域に存在する参照点のパターンと同一又は近似する特徴点のパターンを登録対象の画像から検索すること、検索部により検索された特徴点のパターンを基準として、参照画像に対する照合対象の画像を登録対象の画像から切り出すこと、照合対象の画像における中央領域にそれぞれ隣接する端領域に存在する参照点間を結ぶ線が湾曲するように、該照合対象の画像を補正すること、補正された照合対象の画像と、参照画像との相互相関値を算出することを実行させるようにした。

このプログラムでは、不明瞭な画像であってもその画像に必ず映し出される特徴点を基準として、生体の曲面上における識別対象が映し出される登録対象の画像のなかから、入力画像に映し出される識別対象の特徴パターンを探索することで、指の関節部分を基準として照合した場合に比して、正確に認証することが可能となる。

以上のように本発明によれば、不明瞭な画像であってもその画像に必ず映し出される特徴点を基準として、生体の曲面上における識別対象が映し出される登録対象の画像のなかから、入力画像に映し出される識別対象の特徴パターンを探索することで、指の関節部分を基準として照合した場合に比して、正確に認証することが可能となり、かくして認証精度を向上し得る照合装置、照合方法及びプログラムを実現できる。

以下図面について、本発明を適用した一実施の形態を詳述する。

（１）本実施の形態による認証装置の全体構成
図１において、本実施の形態による認証装置１の全体構成を示す。この認証装置１は、制御部１０に対して、操作部１１、撮像部１２、メモリ１３、インターフェース１４及び通知部１５をそれぞれバス１６を介して接続することにより構成される。

制御部１０は、認証装置１全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム及び設定情報などが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むマイクロコンピュータとして構成される。

この制御部１０には、登録対象のユーザ（以下、これを登録者と呼ぶ）の血管を登録するモード（以下、これを血管登録モードと呼ぶ）の実行命令ＣＯＭ１又は登録者本人の有無を判定するモード（以下、これを認証モードと呼ぶ）の実行命令ＣＯＭ２が、ユーザ操作に応じて操作部１１から与えられる。

制御部１０は、かかる実行命令ＣＯＭ１、ＣＯＭ２に基づいて実行すべきモードを決定し、この決定結果に対応するプログラムに基づいて、撮像部１２、メモリ１３、インターフェース１４及び通知部１５を適宜制御し、血管登録モード又は認証モードを実行するようになされている。

撮像部１２は、制御部１０により指定される露出値（ＥＶ(Exposure Value)値）に基づいて、光学系におけるレンズ位置、絞りの絞り値及び撮像素子のシャッター速度（露出時間）を調整する。

また撮像部１２は、撮像素子での撮像結果として、該撮像素子から所定周期で順次出力される画像信号をＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換し、この変換結果として得られる画像データを制御部１０に送出する。

さらに、この撮像部１２は、制御部１０により指定される期間に近赤外光光源を駆動し、撮像対象として指定された位置（以下、これを撮像位置と呼ぶ）に、血管に特異的に吸収される近赤外光を照射する。

この撮像位置に生体部位が配される場合、その生体部位の内方を経由した近赤外光は血管を投影する光として、光学系及び絞りによって撮像素子に入射され、該撮像素子の撮像面には生体内方における血管が結像される。したがってこの場合に撮像部１２での撮像結果として得られる画像には、血管が映し出されることとなる。

メモリ１３は、例えばフラッシュメモリでなり、制御部１０により指定されるデータを記憶し、又は該データを読み出すようになされている。

インターフェース１４は、所定の伝送線を介して接続された外部の装置との間で各種データを授受するようになされている。

通知部１５は、表示部１５ａ及び音声出力部１５ｂでなり、該表示部１５ａは、制御部１０から与えられる表示データに基づく内容を、文字や図形により表示画面に表示する。一方、音声出力部１５ｂは、制御部１０から与えられる音声データに基づく音声を、スピーカから出力するようになされている。

（２）血管登録モード
次に、血管登録モードについて説明する。制御部１０は、実行すべきモードとして血管登録モードを決定した場合、動作モードを血管登録モードに遷移し、撮像位置において指を指腹の曲面に沿って回転させなければならないことを通知部１５を介して通知するとともに、撮像部１２を動作させる。

この状態において、例えば図２に示すように、撮像位置で指が指腹の曲面に沿って回転させられた場合、撮像部１２では、例えば図３に示すように、当該指内方における血管が、指腹の曲面に沿ってそれぞれ異なる方向から連続的に捉えられる。

この実施の形態では、指を穴に差し込む等して指を撮像位置に規制することなく指内方の血管を撮像するため、当該撮像された画像に映し出される血管は、指が置かれる面に対する水平動（回転）に応じた方向にずれるだけではなく、該面に対する指圧量や回転軸の変動等に起因する垂直動に応じた方向にずれることとなる。

制御部１０は、撮像部１２（撮像素子１２ｄ）での撮像結果として順次出力される画像データに基づいて、指の内方における血管の面（指腹面に沿った曲面）を平面として展開した画像と、その画像に映し出される血管線上の特徴点とを登録対象のデータとして生成し、これをメモリ１３に記憶することにより登録する。

このようにして制御部１０は、血管登録モードを実行することができるようになされている。

ここで、画像データを得てから登録データを生成するまでの制御部１０の処理を具体的に説明する。この処理は、機能的には、図４に示すように、浮き彫り部２１、パターン抽出部２２、特徴点検出部２３、動き検出部２４及び画像連結処理部２５にそれぞれ分けることができる。

この浮き彫り部２１には、撮像部１２から順次出力される画像データが、所定の間隔おきに画像データを抜き去る処理（以下、これを間引き処理と呼ぶ）を経た後に、又は、その間引き処理を経ることなく、与えられる。

（２−１）浮き彫り処理
浮き彫り部２１は、画像に映し出される血管を浮き彫りにする。この実施の形態における浮き彫り部２１は、例えば、入力される画像データＤ１０に対して、例えば、ガウシアンと呼ばれる微分フィルタ処理を施すことによって画像に映し出される血管を浮き彫りにする。また浮き彫り部２１は、浮き彫りにされた血管の画像データＤ１１をパターン抽出部２２及び動き検出部２４にそれぞれ送出する。

ここで、浮き彫り前後の画像を図５に示す。浮き彫り化前の画像（図５（Ａ））、つまり撮像された画像では、血管とそれ以外の部分との境界が不明瞭となるが、浮き彫り化後の画像（図５（Ｂ））では、当該境界が明瞭となる。この図５からも明らかなように、この浮き彫り部２１での浮き彫り処理により、画像内の血管が強調され、この結果、血管とそれ以外の部分とを明確に区別することが可能となる。

（２−２）パターン抽出処理
パターン抽出部２２は、画像に映し出される血管を線状パターンとして抽出する。この実施の形態におけるパターン抽出部２２は、例えば、入力される画像データＤ１１を２値化し、該２値化された画像に映し出される血管における幅の中心又は幅の輝度ピークを抽出することにより血管を線状化する。またパターン抽出部２２は、線状化された血管（以下、これを血管線と呼ぶ）の画像データＤ１２を特徴点検出部２３に送出する。

ここで、パターン抽出処理後の画像を図６に示す。この図６からも明らかなように、このパターン抽出部２２での処理により、血管の形状が線状にパターン化され、血管における形状を表す要素の一部が単純化されることとなる。

（２−３）特徴点検出処理
特徴点検出部２３は、線状パターンにおける分岐点、端点及び屈曲点の一部を特徴点として検出する。この実施の形態における特徴点検出部２３は、例えば、入力される画像データＤ１２に基づいて、図７に示すように、該画像に映し出される血管線の端点、分岐点及び屈曲点のうち、当該点を結んだ場合にその結んだ線と血管線とにより囲まれる領域の面積が閾値未満となる位置関係にある端点、分岐点及び屈曲点を特徴点として検出する。この検出手法については、例えば、特願２００６−２０７０３３を参照されたい。

特徴点検出部２３は、特徴点（端点、分岐点及び屈曲点）を検出した場合、該検出した各点の位置データＤ１３を生成し、この位置データＤ１３を位置ずれ量算出部２４に送出する。また特徴点検出部２３は、この位置データＤ１３と、該位置データＤ１３における検出元の画像データＤ１２とを対応付け、これらを画像連結処理部２５に送出する。

（２−４）位置ずれ量算出処理
位置ずれ量算出部２４は、処理対象となる第１の画像（画像データＤ１１）と、該第１の画像よりも前に処理対象となった第２の画像（画像データＤ１１）とにそれぞれ映し出される血管線における対応部分の位置ずれ量を算出する。以下、処理対象の第１の画像を現画像と呼び、該現画像よりも前に処理対象であった第２の画像を前画像と呼ぶ。

この位置ずれ量算出部２４における具体的な算出手法として、例えばオプティカルフローと呼ばれる手法が採用される。すなわち位置ずれ量算出部２４は、例えば図８（Ａ）に示すように、現画像ＩＭ１における注目対象の点（以下、これを注目点と呼ぶ）ＡＰを決定し、その注目点ＡＰを中心とする（ｍ×ｎ）画素のブロック（以下、これを注目ブロックと呼ぶ）ＡＢＬにおける輝度値を認識する。

そして位置ずれ量算出部２４は、図８（Ｂ）に示すように、前画像ＩＭ２のなかから、注目ブロックＡＢＬにおける輝度値との差を最小とするブロックを探索し、探索されたブロックＲＢＬの中心を、注目点ＡＰに対応する点（以下、これを対応点と呼ぶ）ＸＰとして、注目点ＡＰに相当する位置ＡＰ´を基準とする対応点ＸＰまでの位置ベクトルＶ（Ｖ_ｘ、Ｖ_ｙ）を求める。

位置ずれ量算出部２４は、このようにして現画像ＩＭ１における複数の注目ブロックにそれぞれ相応するブロックを前画像ＩＭ２のなかから探索し、当該ブロックにおける中心（ＸＰ）と、注目ブロックの中心と同一の位置（ＡＰ´）との各位置ベクトルの平均（水平方向のベクトル成分Ｖ_ｘの平均、垂直方向のベクトル成分Ｖ_ｙの平均）を、位置ずれ量として算出し、これをデータ（以下、これを位置ずれ量データと呼ぶ）Ｄ１５として画像連結処理部２５に送出するようになされている。

この実施の形態における位置ずれ量算出部２４は、位置データＤ１３に基づいて、現画像ＩＭ１に映し出される血管線の各特徴点を認識し、これら特徴点それぞれを注目点ＡＰとして決定するようになされている。つまり、注目点ＡＰが、血管線上の各特徴点に限定される。したがって、位置ずれ量算出部２４は、現画像ＩＭ１における全ての画素を注目点として決定する場合に比して、探索処理の負荷を低減することができるようになされている。

また、この位置ずれ量算出部２４は、前画像ＩＭ２のなかから、注目ブロックＡＢＬにおける輝度値との差を最小とするブロックを探索する場合、図９に示すように、注目点ＡＰと同一の位置ＡＰ´を中心として、所定数の注目ブロックの大きさに相当する探索範囲ＳＡＲを設定し、その探索範囲ＳＡＲ内で、対応点を探索するようになされている。つまり、探索範囲ＳＡＲが、前画像ＩＭ２の一部に限定される。したがって、位置ずれ量算出部２４は、前画像ＩＭ２全体を探索範囲として探索する場合に比して、探索処理の負荷を低減することができるようになされている。

ここで、この位置ずれ状態を視覚化すると図１０に示すようになる。この図１０における垂直方向の直線は、パターン抽出部２２により現画像（処理対象の画像）における血管から抽出された血管線であり、該血管線上の点は、特徴点検出部２３により検出された点である。一方、破線は、パターン抽出部２２により前画像（現画像よりも前に処理対象であった画像）における血管から抽出された血管線である。

この現画像から抽出された血管線（垂直方向の直線）と、前画像から抽出された血管線（破線）との間における水平方向の直線は、位置ずれの状態を表したものである。これら水平方向の直線それぞれの位置ベクトルの平均が位置ずれ量となる。

この図１０からも明らかなように、位置ずれ量は、指の回転移動に起因する水平方向のみならず、載置面に対する指圧量や回転軸の変動等に起因する垂直方向のずれを表す値となっている。

かかる構成に加えてこの位置ずれ量算出部２４は、前画像ＩＭ２上における探索範囲ＳＡＲの位置を、既に検出した位置ずれ量に応じて変更するようになされている。

すなわち、例えば、前画像ＩＭ２から、現画像ＩＭ１に映し出される血管線上の一の特徴点（注目点ＡＰ）との対応点を探索する場合、図１１に示すように、位置ずれ量算出部２４は、前画像ＩＭ２が現画像ＩＭ１であったときに算出した位置ずれ量（Ｖ_{ｘ−ＡＶＥ}、Ｖ_{ｙ−ＡＶＥ}）が「０」、つまり位置ずれがないときには、前画像ＩＭ２のうち、注目点ＡＰと同じ位置ＡＰ´を中心として探索範囲ＳＡＲ１を設定する。

ちなみに、前画像ＩＭ２が現画像ＩＭ１であったときに算出した位置ずれ量とは、例えば、現画像ＩＭ１をｋ番目の画像とし、前画像ＩＭ２を（ｋ−１）番目の画像とし、前画像ＩＭ２よりも前に処理対象であった画像を（ｋ−２）番目の画像とした場合、（ｋ−１）番目の画像と、（ｋ−２）番目の画像との間における位置ずれ量である。

一方、前画像が現画像であったときに算出した位置ずれ量が「０」以外、つまり位置ずれがある場合には、注目点ＡＰと同じ位置ＡＰ´を、位置ずれ量分だけずらし、そのずらされた位置ＡＰ´´を中心として探索範囲ＳＡＲ２を設定するようになされている。

このように位置ずれ量算出部２４は、直前に算出した位置ずれ量（Ｖ_{ｘ−ＡＶＥ}、Ｖ_{ｙ−ＡＶＥ}）に応じて探索範囲ＳＡＲの中心位置をずらして、前画像ＩＭ２上における探索範囲ＳＡＲの位置を変更するようになされている。

したがって、この位置ずれ量算出部２４は、指の回転移動や、載置面に対する指圧量や回転軸の変動等の指の動きに追従しながら、探索範囲ＳＡＲを設定することができるようになされている。

なお、この実施の形態の場合、位置ずれ量の算出対象の画像として、パターン抽出部２２よりも前の過程で得られる画像（画像データＤ１１）が採用される。

パターン抽出部２２における抽出前の画像（画像データＤ１１）は、図５について上述したように、血管とそれ以外の部分とが明確に区別され、その画像における血管の輝度は、図１２に示すように、実際の断面の状態を表す情報となる。しかし、この情報は、図１３に示すように、パターン抽出部２２での抽出過程（２値化及び線状化）において捨象されることにより、例えば図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、互いに相違する血管の断面を表していたとしても、当該抽出過程を経ると、同一となってしまう率が高くなる。

したがって、仮に、パターン抽出部２２の抽出過程で得られる画像（画像データＤ１２又はＤ１３）を、位置ずれ量の算出対象の画像として採用すると、前画像ＩＭ２のなかから、現画像ＩＭ１における注目ブロックＡＢＬの輝度値との差を最小とするブロックを探索する場合（図８（Ｂ））、注目ブロックＡＢＬの輝度値と同一又は略同一の輝度値のブロックが多数出現することになる。このため、注目ブロックＡＢＬと真に相応するブロックＲＢＬを探索できず、この結果、位置ずれ量の算出精度が低下するといった事態を招くことになる。

このことから、この位置ずれ量算出部２４では、位置ずれ量の算出対象の画像として、パターン抽出部２２よりも前の過程で得られる画像（画像データＤ１１）が採用されている。

これに対し、現画像ＩＭ１における注目ブロックＡＢＬの注目点ＡＰとして、パターン抽出部２２の過程を経た後の画像（画像データＤ１３）から検出された特徴点が採用される。

この特徴点は、血管線における形状のパターンを表すものであるが、仮に、パターン抽出部２２よりも前の過程で得られる画像に映し出される血管から特徴点を検出するようにした場合、その特徴点と、該パターン抽出部２２により抽出される血管線上の特徴点とが不一致となることがあり、血管線上の形状を表す要素としては、信頼性に欠けるといった事態を招くことになる。

このことから、この位置ずれ量算出部２４では、現画像ＩＭ１における注目ブロックＡＢＬの注目点ＡＰとして、パターン抽出部２２の過程を経た後の画像（画像データＤ１３）から検出された特徴点が採用されている。

（２−５）画像切出処理
画像連結処理部２５の画像切出部２５Ａは、入力される画像（画像データＤ１２）のうち、例えば図１５に示すように、撮像対象の移動方向に対応する画像幅を等分する中心線ＣＬＮから各端部側にそれぞれ所定の距離を隔てた線ＬＮ１、ＬＮ２までの領域（以下、これを有効領域と呼ぶ）ＡＲを、切り出す。

この中心線ＣＬＮと一方の線ＬＮ１又はＬＮ２との間の距離（画素数）ＤＳは、撮像面における中心線を基準として移動方向に移動する撮像対象の第１の移動量と、該中心線から移動方向に隔てた線を基準として移動方向に移動する撮像対象の第２の移動量との比が１画素未満となるように選定される。

すなわち、図１６に示すように、指の断面の中心ｏから距離ｒに血管が存在する指が、当該中心ｏを回転軸として指表面に沿って回転方向ｄにΔθだけ回転されると仮定した場合、回転軸から撮像面に対して直交となる面上にある血管の位置Ｐ_０は、回転方向ｄにΔθだけ隔てた位置Ｐ´_０にまで移動する。また、中心ｏを軸として位置Ｐ_０に対して回転方向ｄに角度θをなす位置Ｐ_１も、回転方向ｄにΔθだけ隔てた位置Ｐ´_１にまで移動する。

一方、撮像面では、位置Ｐ_０及び位置Ｐ´_０の間における回転方向ｄの移動量Δｘ_０と、位置Ｐ_１及び位置Ｐ´_１の間における回転方向ｄの移動量Δｘ_１とは、撮像対象が平面である場合には略同一となるが、曲面であるので相違することになる。

このΔｘ_０は、単位時間における回転量が十分に小さいものであったとした場合、次式

として表すことができる。同様に、Δｘ_１は、次式

として表すことができる。これら（１）式及び（２）式より、Δｘ_０とΔｘ_１の比は、次式

となる。

一方、撮像面における位置Ｐ_０と位置Ｐ_１との範囲をなす角度θは、次式

であるから、この（４）式を（３）式に代入すると、Δｘ_０とΔｘ_１の比は、次式

として表すことができる。

ここで、Δｘ_０とΔｘ_１の相違を許容できる範囲、つまり撮像面における位置Ｐ_０と位置Ｐ_１との範囲（ｒｓｉｎ（θ））を、例えば１０画素として選定した場合、この実施の形態における撮像面の移動方向に相当する方向の幅が、指幅に相応する６０画素であるとすると、中心ｏからの距離ｒは約３０画素となる。

この場合、（５）式によれば、Δｘ_０とΔｘ_１の比は、０．９３８８……となる。すなわち、位置Ｐ_０の移動量Δｘ_０と、位置Ｐ_１の移動量Δｘ_１の差は１画素未満ということになり、実際の移動量Δθと同じとみなすことができる。なおこの場合、中心ｏを基準とするＰ_０とＰ_１とのなす角θは、（４）式よりおよそ２０［°］となる。

このことから、切出対象となる画像における画像幅の画素数を指幅に相応するものとして規定した場合、当該画像の中心線ＣＬＮから各端部側にそれぞれ隔てた領域（有効領域ＡＲ）の領域幅の上限は、該画素数の１／３ということができ、また、指断面の中心を基準とする領域幅の両端がなす角の上限は、４０［°］ということができる。このような場合には、有効領域ＡＲでは、曲面の撮像対象を平面の像として捉えることに起因する投影歪を回避することができることとなる。

ちなみに、図１０において、破線の血管線と、実線の血管線との形状は、画像の端部では大きく相違しているのに対し、中央部分では略同一となっているので、有効領域ＡＲ（図１５）を切り出すことで、曲面の撮像対象を平面の像として捉えることに起因する投影歪を回避することができるということが視覚的にも分かる。

なお、入力される画像における有効領域ＡＲを切り出すことに代えて、該有効領域ＡＲを除く端部について、投影歪がない状態となるように補正するといったことも考えられる。しかし、例えば図１７に示すように、画像の端部における血管線（図１７（Ａ））を、投影歪がない状態となるように補正した場合、補正後の血管線（図１７（Ｂ））は、当該補正前の血管線（図１７（Ａ））におけるaliasingが強調されて、当該補正前の滑らかな曲線状の血管線とはかけ離れた状態となる（図１７（Ｃ））。

したがって、画像切出部２５Ａでは、有効領域ＡＲを除く端部について投影歪がない状態となるように補正する場合に比して、登録対象として信頼性のある画像を得ることができることになる。

（２−６）画像貼付処理
画像貼付部２５Ｂは、例えば図１８に示すように、展開対象となる画像（以下、これを展開画像と呼ぶ）ＥＸＭに対して、複数の画像ＩＭ１０〜ＩＭ１６を、当該画像の例えば左上端を基準として、対応する位置ずれ量（位置データＤ１３）に応じた位置に補正しながら順次マッピングする。

具体的に画像貼付部２５Ｂは、最初に貼付対象となる画像ＩＭ１０については、展開画像ＥＸＭの左端側へ任意に貼り付ける。ちなみに、この実施の形態の場合、画像ＩＭ１０は、画像切出部２５Ａにおいて有効領域ＡＲ（図１５）が切り出されることなく、展開画像ＥＸＭに貼り付けられる。

一方、画像貼付部２５Ｂは、２番目以降に貼付対象となる画像ＩＭ１１〜ＩＭ１６については、直前に貼り付けられた画像の基準点と、自己の画像の基準点とが一致するように、対応する位置ずれ量（水平方向のベクトル成分Ｖ_ｘ（図８）の平均、垂直方向のベクトル成分Ｖ_ｙ（図８）の平均））に応じて補正し、該直前に貼り付けられた画像における血管線の一部に重ねることによって順次連結する。

ちなみに、この実施の形態の場合、貼付対象の中間となる画像ＩＭ１１〜ＩＭ１５は、画像切出部２５Ａにおいて有効領域ＡＲ（図１５）が切り出され、最後に貼付対象となる画像ＩＭ１６は、最初に貼付対象となる画像ＩＭ１０と同様に、画像切出部２５Ａにおいて有効領域ＡＲ（図１５）が切り出されることなく、展開画像ＥＸＭに貼り付けられる。

また画像貼付部２５Ｂは、最後に貼付対象となる画像ＩＭ１６を展開画像ＥＸＭに貼り付けた場合、図１９に示すように、当該展開画像ＥＸＭに貼り付けることによって連結された画像ＣＩＭ１が矩形状となるようにその端部を切り捨てて、登録対象の画像ＣＩＭ２を生成する。

そして画像貼付部２５Ｂは、この画像ＣＩＭ２に映し出される血管線の特徴点を位置データＤ１３に基づいて認識し、当該特徴点及び画像ＣＩＭ２のデータと、特徴点及び画像ＣＩＭ２を対応付けるデータとを登録データとして生成する。

このようにして制御部１０は、指の内方における血管の面（指腹面に沿った曲面）を平面として展開した画像と、その画像に映し出される血管線上の特徴点とを登録データとして生成することができるようになされている。

（３）登録処理手順
次に、血管登録モードにおける登録処理手順を、図２０に示すフローチャートを用いて説明する。ただし、撮像部１２から順次出力される画像データを間引きしない場合を前提とする。

すなわち、制御部１０は、血管登録モードの実行命令ＣＯＭ１を受けると、登録処理を開始し、ステップＳＰ１において、撮像位置において指を指腹の曲面に沿って回転させなければならないことを通知部１５を介して通知するとともに、撮像部１２での撮像を開始させる。

制御部１０は、撮像部１２から出力される画像データを取得した場合、ステップＳＰ２において、当該画像に映し出される血管を浮き彫り化し、続くステップＳＰ３において、該血管が浮き彫り化された画像を、現画像として内部バッファに一時的に記憶する。

また制御部１０は、次のステップＳＰ４において、血管が浮き彫り化された画像における該血管を線状化した後、ステップＳＰ５において、該線状化された血管（血管線）上の端点、分岐点及び屈曲点の一部を特徴点として検出する。

ここで、現画像が撮像部１２から最初に取得した画像である場合、制御部１０は、次のステップＳＰ７において、血管が線状化された画像を、展開画像ＥＸＭの左端側へ任意に貼り付け、続くステップＳＰ８において、該内部バッファに現画像として一時的に記憶された画像を、前画像としての画像に更新した後、ステップＳＰ２に戻る。

一方、現画像が撮像部１２から最初に取得した画像でない場合、制御部１０は、次のステップＳＰ９において、ステップＳＰ４及びＳＰ５の過程を経て得られた現画像（血管が線状化された画像）から検出した特徴点を基準として、内部バッファに前画像として一時的に記憶された画像（血管が浮き彫り化された画像）と、該内部バッファに現画像として一時的に記憶された画像（血管を浮き彫り化した画像）とに映し出される血管の位置ずれ量を算出した後、ステップＳＰ１０に進む。

制御部１０は、このステップＳＰ１０において、ステップＳＰ９で算出した位置ずれ量（水平方向のベクトル成分Ｖ_ｘ（図８）の平均、垂直方向のベクトル成分Ｖ_ｙ（図８）の平均））のうち、指の移動方向に対応する成分、つまり移動量（垂直方向のベクトル成分Ｖ_ｙ（図８）の平均）が所定の閾値以上であるか否かを判定する。

ここで、移動量が閾値未満となる場合、制御部１０は、指の回転が停止しているか、又は、停止している場合に等しいものと認識し、次のステップＳＰ１１において、ステップＳＰ４及びＳＰ５の過程を経て得られた現画像（血管が線状化された画像）と、内部バッファに現画像として一時的に記憶した画像（血管を浮き彫り化した画像）とを破棄し、ステップＳＰ２に戻る。

一方、位置ずれ量が閾値以上となる場合、制御部１０は、次のステップＳＰ１２において、内部バッファに前画像として一時的に記憶された画像（血管を浮き彫り化した画像）を消去するとともに、該内部バッファに現画像として一時的に記憶された画像を、前画像としての画像に更新した後、次のステップＳＰ１３に進む。

制御部１０は、このステップＳＰ１３において、切出対象の画像が規定数となったか否かを判定し、該規定数となっていない場合には、次のステップＳＰ１４において、ステップＳＰ４及びＳＰ５の過程を経て得られた現画像（血管が線状化された画像）の有効領域ＡＲ（図１５）を切り出す。そして制御部１０は、ステップＳＰ１５において、現画像と、展開画像ＥＸＭ（図１８）に直前に貼り付けられた画像との血管線のうち相応する部分が重なるように、ステップＳＰ９で算出した位置ずれ量に応じて、展開画像ＥＸＭ（図１８）に現画像を貼り付けた後、ステップＳＰ２に戻る。

これに対して、制御部１０は、切出対象の画像が規定数となっていた場合、ステップＳＰ１６において、ステップＳＰ４及びＳＰ５の過程を経て得られた現画像（血管が線状化された画像）を、ステップＳＰ１４の場合と同様にして展開画像ＥＸＭ（図１８）に貼り付けるとともに、該展開画像ＥＸＭに貼り付けられた複数の画像ＣＩＭ１（図１９）から登録対象の画像ＣＩＭ２を切り出し、この画像ＣＩＭ２と、該画像ＣＩＭ２に映し出される血管線の特徴点とを含む登録データを生成する。

そして制御部１０は、ステップＳＰ１７において、この登録データをメモリ１３（図１）に記憶することにより登録し、この登録処理を終了する。

（４）認証モード
次に、認証モードについて説明する。制御部１０（図１）は、実行すべきモードとして認証モードを決定した場合、動作モードを認証モードに遷移し、撮像位置において指を固定して配さなければならないことを通知部１５を介して通知するとともに、撮像部１２を動作させる。

この状態において、制御部１０は、撮像部１２（撮像素子１２ｄ）での撮像結果として、該撮像素子１２ｄから画像データが与えられた場合、その画像データに対して、上述の血管登録モードと同一の浮き彫り処理、パターン抽出処理及び特徴点検出処理を順次施し、該処理結果として得られる画像と、その画像に映し出される血管線上の特徴点とを取得する。

そして制御部１０は、このとき取得した特徴点（以下、これを参照点と呼ぶ）及び画像（以下、これを参照画像と呼ぶ）と、登録データにおける特徴点（以下、これを登録点と呼ぶ）及び画像（以下、これを登録画像と呼ぶ）とを用いて、登録者と承認することができるか否かを判定する。

ここで、登録者と承認することができないものと判定した場合、制御部１０は、その旨を表示部１５ａ及び音声出力部１５ｂを介して視覚的及び聴覚的に通知する。これに対して、登録者と承認することができるものと判定した場合、制御部１０は、登録者と承認したことを表すデータを、インターフェース１４に接続された装置に送出する。この装置では、登録者と承認したことを表すデータをトリガとして、例えば、ドアを一定期間閉錠させる、あるいは、制限対象の動作モードを解除させる等の所定の処理が行われる。

このようにしてこの制御部１０は、認証モードを実行することができるようになされている。

ここで、参照点及び参照画像を取得してから登録者の有無を判定するまでの制御部１０の処理を具体的に説明する。この処理は、機能的には、図２１に示すように、画像切出部３１、画像補正部３２及び照合部３３にそれぞれ分けることができる。

この画像切出部３１には、血管登録モードと同一の浮き彫り処理、パターン抽出処理及び特徴点検出処理の処理結果として、参照画像のデータと、参照点のデータとが入力される。

（４−１）画像切出処理
画像切出部３１は、登録画像のなかから、参照画像との照合部位を探索する。具体的に画像切出部３１は、例えば図２２に示すように、参照画像ＩＭ_Ｒにおける有効領域ＡＲ_Ｒに存在する参照点のパターンを探索対象のパターンとし、そのパターンと同一又は近似する登録点のパターンを探索する。この有効領域ＡＲ_Ｒは、血管登録モードと同じ大きさに選定される。

したがって、この画像切出部３１は、曲面の撮像対象を平面の像として捉えることに起因する投影歪の影響を回避できるので、探索対象のパターンと同一又は近似する登録点のパターンを、正確に探索することができることになる。

なお、探索対象のパターンと同一又は近似する登録点のパターンが探索されなかった場合、このことは、参照画像ＩＭ_Ｒにおける血管線と同一又は近似する血管線が登録画像ＣＩＭ２に存在しないことを意味するため、登録者と承認することができないものとして、その旨が表示部１５ａ及び音声出力部１５ｂを介して視覚的及び聴覚的に通知される。

画像切出部３１は、探索対象のパターンと同一又は近似する登録点のパターンが探索された場合、その登録点のうち画像幅方向に最も離間する登録点間の中心を通る垂線ＣＬＮ_Ｅを基準に、参照画像ＩＭ_Ｒと同一大の画像を、参照画像ＩＭ_Ｒとの照合対象となる画像（以下、これを照合画像と呼ぶ）ＩＭ_Ｅとして切り出す。

（４−２）画像補正処理
画像補正部３２は、図２２に示したように、照合画像ＩＭ_Ｅのうち、有効領域ＡＲ_Ｅにそれぞれ隣接する端領域ＡＲ_Ｅ−１、ＡＲ_Ｅ−２に映し出される血管線が湾曲するように、該照合画像ＩＭ_Ｅを補正する。

すなわち、登録画像ＣＩＭ２（図１９（Ｂ））は、曲面の撮像対象を平面の像として捉えることに起因する投影歪が小さいとされる中央部分（有効領域ＡＲ（図１５））を連結したものであるため、その登録画像ＣＩＭ２から切り出された照合画像ＩＭ_Ｅでは、有効領域ＡＲ_Ｅのみならず、端領域ＡＲ_Ｅ−１、ＡＲ_Ｅ−２も投影歪が回避された状態となっている。

これに対し、参照画像ＩＭ_Ｒの有効領域ＡＲ_Ｒにそれぞれ隣接する端部分ＡＲ_Ｒ−１、ＡＲ_Ｒ−２は、投影歪が回避された状態となっていない。このため、参照画像ＩＭ_Ｒと照合画像ＩＭ_Ｅとを単に照合した場合、各画像の両端ＡＲ_Ｅ−１−ＡＲ_Ｒ−１、ＡＲ_Ｅ−２−ＡＲ_Ｒ−２における血管線が大きく相違し、この相違に起因して、登録者であるにもかかわらず承認されないといった結果を招くことになる。

したがって、画像補正部３２は、図２３に示すように、照合画像ＩＭ_Ｅにおける有効領域ＡＲ_Ｅ（図２３（Ａ）、（Ｂ））に対して、該有効領域ＡＲ_Ｅの端（Ｐ_１、Ｐ_１´（図２３（Ｂ））を基準として奥行方向に所定の角度θ_Ｅ（図２３（Ｂ）、（Ｃ））をなす状態にある端領域ＡＲ_Ｅ−１、ＡＲ_Ｅ−２が有効領域ＡＲ_Ｅの面ＦＭに投影された状態（図２３（Ａ）では点状のハッチング、図２３（Ｂ）、（Ｃ）では実線の矢印により示す）となるように、照合画像ＩＭ_Ｅを補正する。

なお、この図２３における正９面体は指を表すものであり、照合画像ＩＭ_Ｅの画像幅が６０画素であり、有効領域ＡＲの領域幅が２０画素（即ち垂線ＣＬＮ_Ｅから各端部側にそれぞれ１０画素）である場合を示している。

この場合、図１６との対応部分である中心ｏを基準とするＰ_０とＰ_１とのなす角θは、（４）式よりおよそ２０［°］であるから、該中心ｏを基準とするＰ_１とＰ_ｘとのなす角θ_Ｅ、及び、有効領域ＡＲ_Ｅに対する、有効領域ＡＲ_Ｅの端（Ｐ_１）を基準とする端領域ＡＲ_Ｅ−１、ＡＲ_Ｅ−２のなす角θ_Ｅは、４０［°］となる。

したがってこの場合、照合画像ＩＭ_Ｅにおける端領域ＡＲ_Ｅ−１（ＡＲ_Ｅ−２）の領域幅に対してｃｏｓ（４０［°］）倍の幅の端領域（図２４（Ａ）では点状のハッチング、図２４（Ｂ）、（Ｃ）では実線の矢印により示す）に血管線が投影されることとなる。

ちなみに、参照画像ＩＭ_Ｒにおける端領域ＡＲ_Ｒ−１、ＡＲ_Ｒ−２を、投影歪がない状態となるように補正しない理由は、図１８について上述した理由と同一である。

（４−３）照合処理
照合部３３は、照合画像ＩＭ_Ｅと、参照画像ＩＭ_Ｒとを所定の相互相関関数にしたがって照合する。ここで、この照合結果として得られる相互相関値が所定の閾値以上となる場合、照合部３３は、登録者と承認することができるものと判定する一方、該相互相関値が所定の閾値未満となる場合、照合部３３は、登録者と承認することができないものと判定するようになされている。

このようにして制御部１０は、指の内方における血管の面（指腹面に沿った曲面）を平面として展開した登録画像ＣＩＭ２のうち、参照画像ＩＭ_Ｒに対する照合画像ＩＭ_Ｅを、当該登録画像ＣＩＭ２及び参照画像ＩＭ_Ｒにおける特徴点を基準として探索し、該照合画像ＩＭ_Ｅと参照画像ＩＭ_Ｒとの相互相関結果に基づいて登録者の有無を判定することができるようになされている。

（５）認証処理手順
次に、認証モードにおける認証処理手順について、図２４に示すフローチャートを用いて説明する。

すなわち、制御部１０は、認証モードの実行命令ＣＯＭ２を受けると、認証処理を開始し、ステップＳＰ２１において、撮像位置において指を指腹の曲面に沿って回転させなければならないことを通知部１５を介して通知するとともに、撮像部１２での撮像を開始させる。

制御部１０は、撮像部１２から出力される画像データ（参照画像のデータ）を取得した場合、ステップＳＰ２２において、照合前処理として、上述の血管登録モードと同一の浮き彫り処理、パターン抽出処理及び特徴点検出処理を順次施す。

また制御部１０は、ステップＳＰ２３において、参照画像ＩＭ_Ｒにおける有効領域ＡＲ_Ｒに存在する参照点のパターンを探索対象のパターンとし、そのパターンと同一又は近似する登録点のパターンが登録画像ＣＩＭ２のなかにあるか探索する（図２２）。

ここで、制御部１０は、探索対象のパターンと同一又は近似する登録点のパターンが探索された場合、ステップＳＰ２４において、その登録点のうち画像幅方向に最も離間する登録点間の中心を通る垂線ＣＬＮ_Ｅを基準に、参照画像ＩＭ_Ｒと同一大の画像を、参照画像ＩＭ_Ｒとの照合対象となる画像（以下、これを照合画像と呼ぶ）ＩＭ_Ｅとして切り出し（図２２）、次のステップＳＰ２５に進む。

制御部１０は、このステップＳＰ２５において、照合画像ＩＭ_Ｅにおける有効領域ＡＲ_Ｅに対して、該有効領域ＡＲ_Ｅの端を基準として奥行方向に所定の角度θ_Ｅをなす状態にある端領域ＡＲ_Ｅ−１、ＡＲ_Ｅ−２が有効領域ＡＲ_Ｅの面ＦＭに投影された状態となるように、照合画像ＩＭ_Ｅを補正する（図２３）。

そして制御部１０は、ステップＳＰ２６において、ステップＳＰ２５で補正した照合画像ＩＭ_Ｅと、ステップＳＰ２２の過程を経て得られた参照画像ＩＭ_Ｒとを所定の相互相関関数にしたがって照合し、続くステップＳＰ２７において、この照合結果に基づいて登録者と承認することができるか否かを判定する。

ここで、ステップＳＰ２６における照合結果として得られる相互相関値が所定の閾値未満となる場合、制御部１０は、登録者と承認することができないものと判定し、ステップＳＰ２３に戻って上述の処理を繰り返す。

一方、制御部１０は、ステップＳＰ２６における照合結果として得られる相互相関値が所定の閾値以上となる場合、登録者と承認することができるものと判定し、続くステップＳＰ２８において、この判定に対応付けられた処理を実行した後、この認証処理を終了する。

他方、ステップＳＰ２３において、探索対象のパターンと同一又は近似する登録点のパターンが探索されなかった場合、このことは、登録画像ＣＩＭ２（図１９（Ｂ））のなかには、参照画像ＩＭ_Ｒとの相互相関値が閾値以上となる可能性のある部分が存在しないことを意味する。この場合、制御部１０は、第三者であると認定し、続くステップＳＰ２９において、この認定に対応付けられた処理を実行した後、この認証モードを終了する。

このようにして制御部１０は、認証モードを実行することができるようになされている。

（６）動作及び効果
以上の構成において、この認証装置１は、認証モードでは、入力される参照画像ＩＭ_Ｒに映し出される識別対象における分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を特徴点として検出し、検出された特徴点のうち、有効領域ＡＲ_Ｒに存在する特徴点のパターンと一致又は近似するパターンを、登録対象ＣＩＭ２のなかから探索する。

したがって、この認証装置１は、参照画像ＩＭ_Ｒが不明瞭な画像であってもその画像に必ず映し出される特徴点を基準とすることで、指の関節部分を基準とする場合に比して、正確に認証することが可能となる。

また、この認証装置１は、指周囲が展開された画像を登録画像ＣＩＭ２とする分だけ、一の画像を登録画像とする場合に比して、参照画像ＩＭ_Ｒを入力する場合に、指をおく姿勢の制約を登録者に対して緩和することができ、この結果、ユーザフレンドリ（ユーザの使い勝手）を向上することができる。

さらに、この認証装置１では、切出対象となる画像における画像幅の画素数を指幅に相応するものとした場合、有効領域ＡＲ_Ｒの領域幅は、該画像幅の画素数の１／３とされる。

これは、図１６について上述したように、歪の影響がないとみなせる状態で最も大きい領域サイズとなるため、歪の影響を低減しながらも、より多くの特徴点の数からなるパターンと一致又は近似するパターンを、登録対象ＣＩＭ２のなかから探索することが可能となるため、探索精度を向上することができる。

以上の構成によれば、入力される参照画像ＩＭ_Ｒに映し出される識別対象における分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を特徴点として検出し、検出された特徴点のうち、有効領域ＡＲ_Ｒに存在する特徴点のパターンと一致又は近似するパターンを、登録対象ＣＩＭ２のなかから探索することにより、指の関節部分を基準とする場合に比して、正確に認証することが可能となり、かくして認証精度を向上し得る認証装置１を実現できる。

（７）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、生体の識別対象として、生体内方における血管を適用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、神経や、生体の表面における指紋又は顔面等を適用するようにしてもよい。なお、適用される識別対象に応じて、浮き彫り処理を適宜省略することができる。

また生体部位として、上述の実施の形態では、指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、例えば、掌、足指、腕、目又は腕等を適宜適用することができる。

また上述の実施の形態における浮き彫り部２１では、ガウシアンフィルタと呼ばれる微分フィルタを適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、Ｌｏｇフィルタと呼ばれる微分フィルタや、コントラストフィルタと呼ばれる微分フィルタ等、この他種々の微分フィルタを適用することができる。また、この微分フィルタの前後に、例えばノイズを除去するための空間フィルタ等を加えるようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態における特徴点検出部２３では、線状パターンにおける分岐点、端点及び屈曲点の一部を特徴点として検出するようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば、分岐点及び端点だけ、屈曲点だけ、又は分岐点、端点及び屈曲点の全部を特徴点として検出するようにしてもよい。

さらに、この特徴点を、画像内の血管がパターン抽出処理により線状パターンとされた後に検出するようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば、撮像直後又は浮き彫り処理後に検出するようにしてもよい。また具体的な検出手法として、この実施の形態の場合には特願２００６−２０７０３３に開示される手法を適用したが、例えばハリスコーナーと呼ばれる微分フィルタ手法を適用するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態における位置ずれ量算出部２４では、前画像ＩＭ２のうち、現画像ＩＭ２における注目ブロックＡＢＬの輝度値との差を最小とするブロックＲＢＬの中心を対応点ＸＰとするようにしたが（図９）、本発明はこれに限らず、該差に閾値を設定し、その閾値未満となるブロックＲＢＬの中心を対応点ＸＰとするようにしてもよい。このようにすれば、設定された閾値により、対応点ＸＰを一段と正確に検出することができる。

さらに上述の実施の形態における位置ずれ量算出部２４では、前画像ＩＭ２に対する探索範囲ＳＡＲの位置を切り換えることにより、前画像ＩＭ２上における探索範囲ＳＡＲを変更するようにしたが（図１１）、探索範囲ＳＡＲの形状を切り換えることにより、前画像ＩＭ２に対する探索範囲ＳＡＲを変更するようにしてもよい。

具体的には、直前の位置ずれ量（前画像ＩＭ２が現画像ＩＭ１であったときに検出した位置ずれ量）と、該直前の位置ずれ量よりも１つ前に検出した位置ずれ量とにおけるｘ成分（Ｖ_{ｘ−ＡＶＥ}）、ｙ成分（Ｖ_{ｙ−ＡＶＥ}）の変化量に応じた長さだけ、探索範囲ＳＡＲのｘ方向、ｙ方向として初期設定された値を増減する。

このようにすれば、例えば図１１との対応部分に同一符号を付した図２５に示すように、直前の位置ずれ量と、該直前の位置ずれ量よりも１つ前に検出した位置ずれ量とにおけるｘ成分（Ｖ_{ｘ−ＡＶＥ}）、ｙ成分（Ｖ_{ｙ−ＡＶＥ}）の変化がない場合、つまり指が停滞している場合には、前画像ＩＭ２のうち、注目点ＡＰと同じ位置ＡＰ´を中心として探索範囲ＳＡＲ１を設定する。一方、例えばｙ成分（Ｖ_{ｙ−ＡＶＥ}）だけに変化がある場合、つまり指が回転移動している場合には、移動していない方向に対応する探索範囲ＳＡＲ２の長さは最小値とし、移動している方向に対応する探索範囲ＳＡＲ２の長さはその移動量に応じた値として設定することができる。つまり、指の移動方向に追従させながらも無駄のない探索範囲ＳＡＲとして適応的に変更することができる。

さらに上述の実施の形態における位置ずれ量算出部２４では、位置ずれ量として、前画像ＩＭ２のうち、現画像ＩＭ１から検出された特徴点に相当する各位置ＡＰ´を基準として対応点ＸＰを探索し、当該位置から対応点までの位置ベクトルの平均（水平方向のベクトル成分Ｖ_ｘの平均、垂直方向のベクトル成分Ｖ_ｙの平均）を採用したが（図８）、本発明はこれに限らず、例えば、当該位置から対応点までの位置ベクトルの最大値若しくは最小値又は標準偏差値等を採用するようにしてもよい。要は、各位置ベクトルから統計学的手法により得られる値（代表値）であればよい。

さらに上述の実施の形態における位置ずれ量算出部２４では、現画像ＩＭ１から検出された全ての特徴点に相当する位置ＡＰ´を基準として対応点ＸＰを探索したが（図８）、本発明はこれに限らず、当該現画像ＩＭ１から検出された有効領域ＡＲ（図１５）に存在する特徴点に相当する位置だけを基準として対応点ＸＰを探索するようにしてもよい。このようにすれば、位置ずれ量に反映される歪み補正の影響が小さいので、より一段と正確に位置ずれ量を算出することができる。

さらに上述の実施の形態における画像連結処理部２５では、展開画像ＥＸＭに対して最初に貼付対象となる画像と、最後に貼付対象となる画像との有効領域ＡＲ（図１５）を切り出すことなく貼り付けるようにしたが（図１８）、本発明はこれに限らず、当該画像の有効領域ＡＲ（図１５）についても切り出して貼り付けるようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、照合手法として、参照画像ＩＭ_Ｒ全体をマッチング対象とする手法を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、参照画像ＩＭ_Ｒの有効領域ＡＲ_Ｒだけをマッチング対象とする手法を適用するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、パターン抽出後の画像を展開画像ＥＸＭに貼り付けたが、浮き彫り化後の画像を展開画像ＥＸＭに貼り付けた後にパターン抽出するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、展開画像（ＣＩＭ２（図１９（Ｂ））と、その画像における血管線上の特徴点とを登録対象のデータと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、展開画像のみを登録対象とするようにしてもよい。このようにする場合、認証モードにおいて、参照点を検出する際に登録点も検出するようにすれば、上述の実施の形態と同様の効果をそうすることができる。

さらに上述の実施の形態においては、展開画像（ＣＩＭ２（図１９（Ｂ））と、その画像における血管線上の特徴点とを登録対象のデータと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、展開画像（ＣＩＭ２（図１９（Ｂ））における血管線上の特徴点だけを登録対象とするようにしてもよい。このようにすれば、照合時に入力される参照画像と、登録画像から切り出した照合画像との照合を省略することができるので、照合モード時における処理負荷を低減することができる。

さらに上述の実施の形態においては、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、血管登録モード及び認証モードを実行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、ＣＤ(Compact Disc)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、半導体メモリ等のプログラム格納媒体からインストールし、又はインターネット上のプログラム提供サーバからダウンロードすることにより取得したプログラムに基づいて、血管登録モード及び認証モードを実行するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、登録処理及び認証処理を制御部１０が実行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、これら処理の一部をグラフィックスワークステーションで実行するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、撮像機能、照合機能及び登録機能を有する認証装置１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、当該用途に応じて、機能ごとに又は各機能の一部を単体の装置に分けた態様で適用するようにしてもよい。

本発明は、バイオメトリクス認証する分野に利用可能である。

本実施の形態による認証装置の全体構成を示すブロック図である。回転する指の状態推移を示す略線図である。撮像面と画像内の血管との関係を示す略線図である。制御部の機能的構成（血管登録モード）を示すブロック図である。浮き彫り化前後の画像を示す略線図である。パターン抽出後の画像を示す略線図である。特徴点の検出結果を示す略線図である。位置ずれ量の算出処理の説明に供する略線図である。探索範囲内での探索の説明に供する略線図である。位置ずれ状態を示す略線図である。探索範囲の位置の変更の説明に供する略線図である。浮き彫り処理後の画像における血管の輝度状態を示す略線図である。パターン抽出過程での輝度の状態推移を示す略線図である。輝度状態の均一化の説明に供する略線図である。画像の切出処理の説明に供する略線図である。撮像面上における中心側と端部側との移動量の相違の説明に供する略線図である。歪み補正の弊害の説明に供する略線図である。貼付処理の説明に供する略線図である。登録対象の画像の生成の説明に供する略線図である。登録処理手順を示すフローチャートである。制御部の機能的構成（認証モード）を示すブロック図である。照合部位の探索及び切り出しの説明に供する略線図である。補正処理の説明に供する略線図である。認証処理手順を示すフローチャートである。探索範囲の形状の変更の説明に供する略線図である。

符号の説明

１……認証装置、１０……制御部、１１……操作部、１２……撮像部、１３……メモリ、１４……インターフェース、１５……通知部、１５ａ……表示部、１５ｂ……音声出力部、２１……浮き彫り部、２２……パターン抽出部、２３……特徴点検出部、２４……位置ずれ量算出部、２５……画像連結処理部、２５Ａ……画像切出部、２５Ｂ……画像貼付部、３１……画像切出部、３２……画像補正部、３３……照合部。

Claims

生体の曲面に沿った回転動に対応して撮像される複数の画像から、該生体における識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を特徴点として検出する検出部と、
上記複数の画像のうち、隣接する画像間における対応する特徴点間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
検出された特徴点のうち、上記生体が置かれる面に対する上記識別対象の回転動に対応する画像幅を等分する中心線から各端部側にそれぞれ所定距離を隔てた線までの中央領域を切り出す画像切出部と、
上記複数の画像を、隣接する画像間における位置ずれ量に応じて補正しながら登録対象の画像として貼り付ける画像貼付部と、
入力される参照画像から、識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を参照点として検出する検出部と、
上記参照対象の画像における中央領域に存在する参照点のパターンと同一又は近似する上記特徴点のパターンを上記登録対象の画像から検索する検索部と、
上記検索部により検索された特徴点のパターンを基準として、上記参照画像に対する照合対象の画像を上記登録対象の画像から切り出す参照画像切出部と、
上記照合対象の画像における中央領域にそれぞれ隣接する端領域に存在する参照点間を結ぶ線が湾曲するように、該照合対象の画像を補正する補正部と、
補正された照合対象の画像と、上記参照画像との相互相関値を算出する算出部と
を具える照合装置。
入力される画像に映し出される上記識別対象を浮き彫りにする浮き彫り部
をさらに具え、
上記検出部は、
上記浮き彫りにされた識別対象における特徴点を検出する
請求項１に記載の照合装置。
入力される画像に映し出される上記識別対象を浮き彫りにする浮き彫り部と、
浮き彫りにされた識別対象を線状パターンとして抽出するパターン抽出部と
をさらに具え、
上記検出部は、
上記線状パターンとして抽出された識別対象における特徴点を検出する
請求項１に記載の照合装置。
上記距離は、
上記面に置かれた上記生体の識別対象が水平方向に移動した場合に、上記中心線を基準として上記水平方向に移動する上記識別対象の移動量と、上記線を基準として上記水平方向に移動する上記識別対象の移動量との比が１画素未満となるように選定される
請求項１に記載の照合装置。
切出対象となる画像における画像幅の画素数を指幅に相応するものとした場合、上記中央領域の領域幅は、上記画像幅の画素数の１／３である
請求項１に記載の照合装置。
上記補正部は、
上記照合画像の中央領域に対して奥行方向に所定の角度をなす状態にある各上記端領域が上記中央領域の面上に投影された状態となるように、上記照合画像を補正する
請求項１に記載の照合装置。
生体の曲面に沿った回転動に対応して撮像される複数の画像から、該生体における識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を特徴点として検出する第１のステップと、
上記複数の画像のうち、隣接する画像間における対応する特徴点間の位置ずれ量を算出する第２のステップと、
検出された特徴点のうち、上記生体が置かれる面に対する上記識別対象の水平動に対応する画像幅を等分する中心線から各端部側にそれぞれ所定距離を隔てた線までの中央領域を切り出す第３のステップと、
上記複数の画像を、隣接する画像間における位置ずれ量に応じて補正しながら登録対象の画像として貼り付ける第４のステップと、
入力される参照画像から、識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を参照点として検出する第５のステップと、
上記参照対象の画像における中央領域に存在する参照点のパターンと同一又は近似する上記特徴点のパターンを上記登録対象の画像から検索する第６のステップと、
上記検索部により検索された特徴点のパターンを基準として、上記参照画像に対する照合対象の画像を上記登録対象の画像から切り出す第７のステップと、
上記照合対象の画像における中央領域にそれぞれ隣接する端領域に存在する参照点間を結ぶ線が湾曲するように、該照合対象の画像を補正する第８のステップと、
補正された照合対象の画像と、上記参照画像との相互相関値を算出する第９のステップと
を有する照合方法。
コンピュータに対して、
生体の曲面に沿った回転動に対応して撮像される複数の画像から、該生体における識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を特徴点として検出すること、
上記複数の画像のうち、隣接する画像間における対応する特徴点間の位置ずれ量を算出すること、
検出された特徴点のうち、上記生体が置かれる面に対する上記識別対象の水平動に対応する画像幅を等分する中心線から各端部側にそれぞれ所定距離を隔てた線までの中央領域を切り出すこと、
上記複数の画像を、隣接する画像間における位置ずれ量に応じて補正しながら登録対象の画像として貼り付けること、
入力される参照画像から、識別対象の分岐点、端点及び屈曲点の全部又は一部を参照点として検出すること、
上記参照対象の画像における中央領域に存在する参照点のパターンと同一又は近似する上記特徴点のパターンを上記登録対象の画像から検索すること、
上記検索部により検索された特徴点のパターンを基準として、上記参照画像に対する照合対象の画像を上記登録対象の画像から切り出すこと、
上記照合対象の画像における中央領域にそれぞれ隣接する端領域に存在する参照点間を結ぶ線が湾曲するように、該照合対象の画像を補正すること、
補正された照合対象の画像と、上記参照画像との相互相関値を算出すること
を実行させるプログラム。