JP5268997B2 - Biometric authentication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、個人を認証する認証装置に関し、特に、生体の静脈情報を用いて認証を行なう技術に関する。 The present invention relates to an authentication apparatus for authenticating an individual, and more particularly to a technique for performing authentication using vein information of a living body.
近年、生体の静脈を認証して個人認証を行なう装置が開発されている。例えば、指静脈認証装置の例として特許文献1がある。特許文献1には、「生体の提示の際に生じる位置ずれを吸収するために、互いに撮像位置の異なる複数の登録データを複数回の生体の提示によって獲得することで、認証精度が高く、かつ小型で平面的な静脈認証装置を提供することを目的」とし、その解決手段として、「本発明の生体情報処理装置は、生体を設置する載置面と、上記生体に光を照射する光源と、該生体を透過した光を撮像し登録画像候補を取得する撮像部と、上記撮像された複数の登録画像候補から血管パターンを抽出し登録パターンとする処理部とを有し、上記処理部は上記登録画像の取得後に上記載置面から該生体が離れたかを検知し、更に、再度上記生体の上記載置面への設置後に上記撮像部で撮像された画像を上記登録画像候補とすることを特徴とする。」との記載がある(特許文献1の要約参照)。 In recent years, an apparatus for authenticating a vein of a living body and performing personal authentication has been developed. For example, Patent Document 1 is an example of a finger vein authentication device. Patent Document 1 states that “in order to absorb a positional shift that occurs when a living body is presented, a plurality of registered data with different imaging positions are obtained by presenting the living body multiple times, thereby providing high authentication accuracy and The purpose is to provide a small and flat vein authentication device ”, and as a means for solving the problem,“ the living body information processing apparatus of the present invention includes a mounting surface on which a living body is placed, a light source that irradiates light on the living body, An imaging unit that captures light transmitted through the living body and obtains a registered image candidate; and a processing unit that extracts a blood vessel pattern from the captured plurality of registered image candidates and sets it as a registered pattern. After acquiring the registered image, it is detected whether the living body has moved away from the placement surface, and an image captured by the imaging unit after being placed on the placement surface again is set as the registered image candidate. ” Is (summary see Patent Document 1).
ここで、それぞれ図1は従来方式における指静脈認証装置の構成、図2は従来方式における静脈画像、図3は従来方式の輝度分布の一例を示す概略図である。図1に示す従来方式は、指の側面に光源を設けず、光源と検出器とを測定対象である生体に対して同じ側に設けることで、装置の高さ方向の大きさを低減するシステムである(例えば、特許文献1等)。このような従来方式では、例えば図1の様に第一赤外線LED2と第二赤外線LED4が撮像部3を挟んで指先方向と指付け根方向に配置されている。装置の高さ方向の大きさを低減する当該方式では、この両方のLED2、4を最適な明るさで照射することにより図3に示すような輝度分布が得られ、品質の良い画像領域7が撮像領域全体で得ることが出来る。
Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional finger vein authentication apparatus, FIG. 2 is a conventional vein image, and FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a conventional luminance distribution. The conventional method shown in FIG. 1 is a system that reduces the size of the apparatus in the height direction by providing a light source and a detector on the same side with respect to a living body to be measured without providing a light source on the side surface of the finger. (For example, Patent Document 1). In such a conventional system, for example, as shown in FIG. 1, the first
図1の従来方式の構造は第一赤外線LED2と第二赤外線LED4が撮像部3を挟んで指先方向と指付け根方向に配置されている。ここで、図1の従来方式における第一赤外線LED2又は第二赤外線LED4のどちらか一方のみを照射した場合、撮像領域全体で品質の良い画像を取得するために必要な均等な明るさが得られず、個人認証を適切に行なうことが困難となってしまう。したがって当該従来方式では、第一赤外線LED2と第二赤外線LED4のいずれか一方を装置から削除することはできず、装置のさらなる小形化が難しいという課題があった。
In the conventional structure of FIG. 1, the first
本発明では、上記課題を改善するため、一例として特許請求の範囲に記載の構成を用いる。具体的には、例えば、生体の静脈画像により認証を行なう生体認証装置であって、静脈画像を撮像する際に生体を設置する載置面と、前記載置面に設置された生体へ赤外光を照射する複数の光源と、前記複数の光源から照射された光によって、前記生体の静脈画像を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記静脈画像を処理する画像処理部とを備え、前記複数の光源と前記撮像部とは、前記載置面に設置された前記生体に対して同一側に設けられ、前記複数の光源は、前記撮像部に対して同一側に設けられていることを特徴とする生体認証装置を用いる。 In the present invention, in order to improve the above problem, the configuration described in the claims is used as an example. Specifically, for example, a biometric authentication device that performs authentication using a vein image of a living body, and a placement surface on which a living body is placed when a vein image is captured, and a living body placed on the placement surface are infrared A plurality of light sources that emit light, an imaging unit that captures a vein image of the living body using light emitted from the plurality of light sources, and an image processing unit that processes the vein image captured by the imaging unit The plurality of light sources and the imaging unit are provided on the same side with respect to the living body installed on the mounting surface, and the plurality of light sources are provided on the same side with respect to the imaging unit. A biometric authentication device characterized in that it is used is used.
本発明によれば、認証性能に優れ且つ小型の生体認証装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in authentication performance and can provide a small-sized biometric authentication apparatus.
図4に本実施例における生体認証装置の構成例を示す。 FIG. 4 shows a configuration example of the biometric authentication apparatus in the present embodiment.
なお、本実施例では、指の静脈画像を取得して個人認証を行なう場合を例に説明をする。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、同様の装置構成で他の生体(例えば、手のひら等)に対して静脈画像の撮像を行なう個人認証装置にも適用可能である。 In this embodiment, a case where a finger vein image is acquired and personal authentication is performed will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can also be applied to a personal authentication apparatus that captures a vein image with respect to another living body (for example, a palm or the like) with the same apparatus configuration.
図4において、第一赤外線LED2及び第二赤外線LED4は、載置面11に設置された指1に対し、赤外光を照射する光源である。撮像部3は、第一赤外線LED2または第二赤外線LED4から照射された赤外光によって、指1の静脈画像を撮像する。すなわち、当該赤外光は、指1で透過・散乱し、撮像部3はその光を検知して指の静脈画像を撮像する。そして、撮像部3により撮像された静脈画像は、画像処理部10によって所定の処理が行なわれ、個人認証処理が行なわれる。
In FIG. 4, a first
本実施例の装置では、赤外線LED2、4及び撮像部3が、載置面11に設置された指1に対して同一側に設けられている。すなわち、赤外線LED2、4は、指の側面側や、上方側から赤外光を照射する方式とは異なり、下側(すなわち、撮像部3と同一側)から、指1へ向けて赤外光を照射する方式となっている。この方式により、装置の高さ方向の大きさを低減することが可能となるが、一方で撮影領域全体に渡って適切な輝度分布を得る必要がある。
In the apparatus of this embodiment, the
そこで、本実施例における生体認証装置では、第一赤外線LED2及び第二赤外線LED4を撮像部3に対して指1の指先側に搭載する。そして、第二赤外線LED4は、第一赤外線LED2よりも撮像部3に近い位置に設けられている。ここで、本実施例では赤外線LED2、4を撮像部3に対して指1の指先側に搭載する例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、赤外線LED2、4が、撮像部3に対して同一側に設けられている構成であればよい。すなわち、撮像部3に対して指1の付け根側、あるいは指1側面の一方向側に、赤外線LED2、4が設けられた構成であってもよい。
Therefore, in the biometric authentication device in the present embodiment, the first
次に、本実施例における静脈画像の撮像処理の流れを図5から7を用いて説明する。まず、第一赤外線LED2を照射し図5に示すような指先側半分の画像を取得し一次撮像時の画像とする。次に、指付け根側の画像を取得する為、第一赤外線LED2の輝度を上げ、図6に示す二次撮像時の静脈画像を取得する。この際、二次撮像時の静脈画像ではほとんどの場合、第一赤外線LED2の輝度が不足するため、第二赤外線LED4を照射し輝度を補い指付け根側半分の品質の良い画像を取得する。一次撮像時および二次撮像時のそれぞれの静脈画像は、画像処理部10によって処理される。そして、一次撮像で得られた指先側の静脈画像と二次撮像で得られた指付け根側の静脈画像を使って図7に示すように1つの指静脈画像情報として合成され、個人認証処理が行なわれる。
Next, the flow of vein image capturing processing in this embodiment will be described with reference to FIGS. First, the first
次に、輝度分布の面から本実施例の効果を説明する。図8は、一次撮像と二次撮像で得られた静脈画像の輝度分布の一例を示す図である。撮像部3のセンサ許容量は、有限の範囲(レンジ)で決められるため、適切な静脈画像を得るためには、輝度分布を撮像領域内全体に渡って、センサ許容量のレンジ内に収まるよう、調整する必要がある。すなわち、ある撮像領域内において、光源から照射される赤外光の輝度が大きすぎると、撮像部3のセンサ許容量を越えてしまい輝度飽和が生じるため、適切な静脈画像を得られなくなる。一方、逆に照射される輝度が小さすぎても、撮像部3のセンサは赤外光を検知できないため、適切な静脈画像を得ることはできない。
Next, the effect of the present embodiment will be described in terms of luminance distribution. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the luminance distribution of vein images obtained by primary imaging and secondary imaging. Since the sensor allowable amount of the
例えば、一次撮像時では、撮像領域8の上側半分程度の領域において、輝度が品質の良い画像領域7内(すなわち、センサ許容量のレンジ内)に収まっているが、撮像領域8の下半分程度の領域においては赤外光の輝度値が足りず、適切な静脈画像が得られないことが分かる。そこで、二次撮像時では、当該下半分の領域について、輝度値が適切となるよう、赤外線LED2、4を制御する。すなわち二次撮像時では、第一赤外線LED2の輝度を上げ、さらに下側領域の輝度値を補うべく、第二赤外線LED4を照射する。これにより、二次撮像時の輝度分布は、撮像領域8の下側半分程度の領域において、輝度が品質の良い画像領域7内(すなわち、センサ許容量のレンジ内)に収まるようにすることができる。
For example, at the time of primary imaging, the brightness is within the image area 7 with good quality (that is, within the sensor allowable range) in the upper half area of the
上記二次撮像時の際、上側領域については輝度飽和が生じ、適切な静脈画像が得られないことになるが、当該輝度飽和領域が、一次撮像時における品質の良い画像領域7(すなわち、輝度分布が適切なレンジに収まる領域)に重なるため、問題は解消される。すなわち、このように撮像した一次撮像画像と、二次撮像画像とを合成することにより、撮像部3のセンサ許容量の問題を解消し、撮像領域内全体に渡って適切な静脈画像を得ることができる。
At the time of secondary imaging, luminance saturation occurs in the upper region, and an appropriate vein image cannot be obtained. However, the luminance saturated region is an image region 7 with high quality at the time of primary imaging (that is, luminance The problem is solved because the distribution overlaps the region (within the appropriate range). That is, by combining the primary captured image and the secondary captured image captured in this way, the problem of the sensor tolerance of the
また、輝度不足にならなければ第一赤外線LED2だけを使った方が、撮像領域内8の輝度値の変化の少ない画像を得ることが出来る為、第二赤外線LED4は、輝度不足を補う為の補助的な役割とし、必要に応じ照射を行なう構成とすれば、より品質の良い画像を取得することが期待出来る。
Further, if the brightness does not become insufficient, the use of only the first
また、他の実施の形態の例としては、輝度分布の状況に応じて、一次撮像時には第一赤外線LED2を、二次撮像時には第二赤外線LED4を用いて、それぞれのLEDを一次と二次の撮像で排他的に制御する方式としても良い。
As another example of the embodiment, the first
上述した本実施例によれば、認証性能に優れ、且つ小型の生体認証装置を提供することができる。すなわち、赤外線LEDを、撮像部3に対して一方側に集約することで、他方のスペースを削減することで装置を面方向に小型化できる。さらにその場合であっても、本実施例によれば、適切な静脈画像を得ることができ、認証性能にも優れた小型の生体認証装置を提供することができる。
According to the above-described embodiment, it is possible to provide a small-sized biometric authentication device that has excellent authentication performance. That is, by gathering infrared LEDs on one side with respect to the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
1・・・指
2・・・第一赤外線LED
3・・・撮像部
4・・・第二赤外線LED
5・・・輝度飽和領域
6・・・輝度不足領域
7・・・品質の良い画像領域
8・・・輝度領域
9・・・カメラ
10・・・画像処理部
11・・・載置面
1 ...
3 ...
5 ... Luminance saturated region 6 ... Luminance deficient region 7 ... Good
Claims (2)
静脈画像を撮像する際に生体を設置する載置面と、
前記載置面に設置された生体へ赤外光を照射する複数の光源と、
前記複数の光源から照射された光によって、前記生体の静脈画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記静脈画像を処理する画像処理部とを備え、
前記複数の光源と前記撮像部とは、前記載置面に設置された前記生体に対して同一側に設けられ、
前記複数の光源は、前記撮像部に対して同一側に設けられており、
前記複数の光源は少なくとも、第1の光源と、前記第1の光源よりも前記撮像部に近い位置に設置された第2の光源とを備え、
前記撮像部は前記生体の静脈画像を複数回撮像し、
前記画像処理部は、前記撮像部により撮像された複数の静脈画像を合成処理を行ない、
前記撮像部が撮像する複数の静脈画像のうち、第1の静脈画像は、前記第1の光源から照射された光により撮像され、第2の静脈画像は、前記第1の光源及び前記第2の光源から、または、前記第2の光源から照射された光により撮像され、
前記第1の静脈画像を撮像する際の前記第1の光源の照射強度は、前記第2の静脈画像を撮像する際の前記第1の光源の照射強度よりも小さいことを特徴とする生体認証装置。 A biometric authentication device that performs authentication using a vein image of a living body,
A mounting surface on which a living body is placed when capturing a vein image;
A plurality of light sources for irradiating the living body placed on the mounting surface with infrared light;
An imaging unit that captures a vein image of the living body with light emitted from the plurality of light sources;
An image processing unit that processes the vein image captured by the imaging unit,
The plurality of light sources and the imaging unit are provided on the same side with respect to the living body installed on the placement surface,
The plurality of light sources are provided on the same side with respect to the imaging unit ,
The plurality of light sources include at least a first light source and a second light source installed at a position closer to the imaging unit than the first light source,
The imaging unit captures a vein image of the living body multiple times,
The image processing unit performs a synthesis process on a plurality of vein images captured by the imaging unit,
Of the plurality of vein images captured by the imaging unit, the first vein image is captured by the light emitted from the first light source, and the second vein image is the first light source and the second light source. From the light source or the light emitted from the second light source,
The biometric authentication is characterized in that an irradiation intensity of the first light source when capturing the first vein image is smaller than an irradiation intensity of the first light source when capturing the second vein image. apparatus.
静脈画像を撮像される前記生体は指であり、
前記複数の光源は、前記撮像部に対して前記生体の指先側に設けられていることを特徴とする生体認証装置。 The biometric authentication device according to claim 1 ,
The living body from which a vein image is taken is a finger,
The biometric authentication device, wherein the plurality of light sources are provided on a fingertip side of the living body with respect to the imaging unit.
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