JP5299632B2 - Personal authentication device, program and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、手指等の静脈パターン等の生体情報を利用する個人認証技術に関する。 The present invention relates to a personal authentication technique using biometric information such as a vein pattern such as a finger.
コンピュータ、携帯電話などの情報端末の利用や建造物への出入りなど、秘匿性のある情報に接触する際のセキュリティについて関心が高まっている。情報へのアクセスを許可された者であるかどうかを認証する手段として、カードに埋め込まれた磁気ストライプやICチップに記憶されているパスワード、利用者が記憶しているパスワードを利用する認証、利用者の身体的特徴を利用した生体認証などがある。カードは紛失のおそれがあり、パスワードは利用者が忘れたり他人に漏洩したりするおそれがある。生体認証は、そのような紛失・忘却のおそれがなく、他者が模倣することも困難であるという利点が既に知られている。 There is a growing interest in security when contacting confidential information such as the use of information terminals such as computers and mobile phones, and access to buildings. Authentication and usage using a magnetic stripe embedded in a card, a password stored in an IC chip, or a password stored by a user as a means of authenticating whether or not the person is permitted to access information Biometric authentication using the physical characteristics of the person. Cards can be lost, and passwords can be forgotten by users or leaked to others. Biometric authentication has already been known to have the advantage that there is no risk of such loss or forgetting and it is difficult for others to imitate.
従来、生体情報として手指や手のひらの静脈パターンを利用する個人認証装置では、ガイド部により手指や手のひらの位置を規制した状態で静脈パターンを撮像するという手法を一般的に採ってきた(例えば特許文献2参照)。このように生体部位の位置を規制するのは、静脈を内包する手指や手のひらとカメラとの相対的な位置関係が登録時と認証時にほぼ同じでなければ認証処理の精度が悪化したり、エラーが発生したりするなどの不都合が生じるためである。しかしながら、ガイド部への生体の接触が不可避であり、また、ガイド部を設けることにより装置全体が大型化してしまうという問題がある。不特定多数の人が利用するような場面では、衛生面等から、生体を接触させることは望ましくない。携帯電話やノートパソコンに代表される情報端末の小型化・薄型化が進展しており、装置サイズが大きいと、これら情報端末への個人認証装置の搭載の妨げとなる問題があった。 Conventionally, in a personal authentication device that uses a finger or palm vein pattern as biometric information, a technique has been generally adopted in which a vein pattern is imaged in a state where the position of the finger or palm is regulated by a guide unit (for example, Patent Documents). 2). In this way, the position of the living body part is regulated because the accuracy of the authentication process deteriorates or the error occurs if the relative positional relationship between the finger or palm that contains the vein and the camera is not the same at the time of registration and authentication. This is because inconveniences such as the occurrence of a problem occur. However, it is inevitable that the living body comes into contact with the guide portion, and there is a problem that the entire apparatus is enlarged by providing the guide portion. In a situation where an unspecified number of people use it, it is not desirable to bring the living body into contact for reasons of hygiene. As information terminals represented by mobile phones and laptop computers are becoming smaller and thinner, there is a problem that hinders the installation of personal authentication devices in these information terminals if the device size is large.
特許文献1には、生体を固定せずに高精度に認証を行うことを目的とした個人認証装置が開示されている。この個人認証装置は、登録手段と認証手段とから構成される。登録手段は、例えば手指を撮像して三次元生体情報を取得し、それに必要情報を付加したものを認証手段へ送信する。認証手段では、登録手段より受信した三次元生体情報を、登録者の手指の位置、傾き、関節の曲がり等の状態に合わせるように補正し、補正後の三次元生体情報と認証手段で手指を撮像して取得した生体情報とを用いて個人認証を行う。しかし、認証手段側に、手指に光や超音波を発信してその反射時間を測定するような方式の位置計測手段、三次元生体情報の複雑な補正処理のための手段等を備える必要があり、また、登録手段側にX線測定、磁気共鳴測定、光測定、超音波測定などを利用して三次元生体情報を取得するための手段を備える必要があるため、認証装置が大きくなり携帯情報端末等への搭載が困難であるという問題があり、また、装置の低コスト化も困難であるという問題がある。
本発明は、手指や手のひら等の静脈を内包する生体部位の静脈パターンを利用する個人認証装置における上述の如き問題点に鑑みてなされたもので、生体部位の位置を規制するためのガイド部材等を装備することなく、精度の良い個人認証が可能であり、かつ、小型化・薄型化・低コスト化が容易な個人認証装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in a personal authentication device that uses a vein pattern of a living body part including a vein such as a finger or a palm, and a guide member for regulating the position of the living body part. It is an object of the present invention to provide a personal authentication device that can perform highly accurate personal authentication without being equipped with, and that can be easily reduced in size, thickness, and cost.
本発明の個人認証装置は、略平面上に複数のレンズが配列されたレンズアレイと、該レンズアレイにかざされたユーザの生体部位を複数の個眼画像の集合である複眼画像として撮像する撮像素子とからなる複眼撮像手段と、The personal authentication device according to the present invention captures a lens array in which a plurality of lenses are arranged on a substantially flat surface and a user's biological part held over the lens array as a compound eye image that is a set of a plurality of single-eye images. Compound eye imaging means comprising an element;
前記複眼撮像手段で撮像された複眼画像中の位置判定用に設定された個眼画像により、生体部位の輪郭を抽出する輪郭抽出処理を行い、該輪郭抽出処理の結果に基づいて、前記複眼撮像手段に対する相対的な生体部位の位置の修正の要否及び必要な位置の修正の方法を判定する位置判定を行う位置判定手段と、Contour extraction processing for extracting a contour of a living body part is performed using a single-eye image set for position determination in a compound eye image captured by the compound eye imaging means, and the compound eye imaging is performed based on a result of the contour extraction processing. Position determining means for performing position determination for determining whether or not the position of the biological part relative to the means needs to be corrected and a method for correcting the necessary position;
前記位置判定手段により判定された必要な位置の修正の方法に応じて、ユーザへの案内を行うための手段により、ユーザに対し生体部位の位置修正のための移動を案内させ、又は、前記複眼撮像手段を移動するための手段により、生体部位の位置修正のための前記複眼撮像手段の移動を行わせる位置修正手段と、According to the method for correcting the necessary position determined by the position determination means, the means for guiding the user is guided to the user for movement for correcting the position of the living body part, or the compound eye Position correcting means for moving the compound eye imaging means for correcting the position of the living body part by means for moving the imaging means;
前記位置判定手段により生体部位の位置の修正が不要と判定された場合に、前記複眼撮像手段で撮像された複眼画像中の認証用に設定された個眼画像により認証処理を行う認証処理手段とを備え、An authentication processing unit that performs an authentication process using a single-eye image set for authentication in a compound eye image captured by the compound eye imaging unit when it is determined by the position determining unit that correction of the position of the living body part is unnecessary; With
前記位置判定用に設定された個眼画像と前記認証用に設定された個眼画像の組み合わせが複数組あり、There are a plurality of combinations of single-eye images set for the position determination and single-eye images set for the authentication,
前記位置判定手段は、各組の位置判定用に設定された個眼画像の輪郭抽出処理の結果に基づいて1の組の位置判定用に設定された個眼画像を位置判定用個眼画像として決定し、当該位置判定用個眼画像の輪郭抽出処理の結果に基づいて位置判定を行い、The position determination means uses, as a position determination single-eye image, a single eye image set for position determination based on a result of contour extraction processing of a single-eye image set for position determination for each pair. Determine the position based on the result of the contour extraction processing of the position determination single-eye image,
前記認証処理手段は、前記位置判定手段により決定された位置判定用個眼画像と同じ組の認証用に設定された個眼画像を利用して認証処理を行うことを主要な特徴とする。The main feature of the authentication processing means is that the authentication processing is performed using a single eye image set for authentication in the same set as the single eye image for position determination determined by the position determination means.
本発明の個人認証装置においては、複眼撮像手段に対する相対的な生体部位の位置の修正の要否及び必要な位置修正の方法が判定される。この位置判定で、位置修正が必要であってその修正の方法が判定された場合には、それに応じて、ユーザに対し位置修正のための生体部位の移動を案内し、又は、生体部位の位置修正ための複眼撮像手段の移動を行うことにより、生体部位の位置の修正が行われる。このような位置修正の結果、入力された複眼画像に関して位置修正が必要でないと判定された場合に、その複眼画像を利用した認証処理が行われる。上記の位置判定の基準を、生体部位の所望の領域が撮像されるような位置関係となったときに、生体部位の位置修正が必要でないと判定されるように設定するならば、生体部位の位置を規制するためのガイド部材などを備えなくとも、生体部位の所望の領域を撮像した複眼画像を入力し、該複眼画像を利用した精度の良い認証処理を行うことができる。このように、本発明の個人認証装置は生体部位の位置を規制するためのガイド部材などを備える必要性がない。そして、レンズアレイを用いた複眼撮像手段は、その小型化・薄型化が容易な構造である。したがって、本発明の個人認証装置は、その全体を容易に小型化・薄型化することができる。また、本発明の個人な認証装置は、前記特許文献1の装置のような複雑高価な計測手段等を必要としないため、低コストで実現可能である。
In the personal authentication device of the present invention, it is determined whether or not the position of the biological part relative to the compound eye imaging means needs to be corrected and a necessary position correction method. In this position determination, when position correction is necessary and the correction method is determined, the movement of the living body part for position correction is guided to the user accordingly, or the position of the living body part The position of the living body part is corrected by moving the compound eye imaging means for correction. As a result of such position correction, when it is determined that position correction is not necessary for the input compound eye image, authentication processing using the compound eye image is performed. If the position determination criterion is set so that it is determined that correction of the position of the living body part is not necessary when a desired region of the living body part is imaged, the position of the living body part Even if a guide member for regulating the position is not provided, a compound eye image obtained by imaging a desired region of the living body part can be input, and accurate authentication processing using the compound eye image can be performed. Thus, the personal authentication device of the present invention does not need to include a guide member or the like for regulating the position of the living body part. The compound eye imaging means using the lens array has a structure that can be easily reduced in size and thickness. Therefore, the personal authentication device of the present invention can be easily reduced in size and thickness as a whole. In addition, the personal authentication device of the present invention does not require complicated and expensive measuring means or the like as in the device of
また、認証処理を高精度に行うために必要な解像度の被写体像を複眼撮像手段により入力するには、被写体である生体部位を複眼撮像手段のレンズアレイに接近させる必要がある。生体部位を接近させると、1つの個眼画像に撮像される生体部位の領域は限られる。例えば生体部位として手指を用い、その静脈パターンを撮像し認証に利用するものとすると、1つの個眼画像に、位置判定に好適な指先と、認証に好適な静脈パターン部位とを同時に撮像することは容易でない。本発明の個人認証装置においては、複眼画像中の別々の個眼画像を位置判定と認証処理とに利用するため、位置判定に好適な指先と認証に好適な静脈パターン部位をそれぞれ同時に撮像することは容易である。 In addition, in order to input a subject image having a resolution necessary for performing the authentication process with high accuracy by the compound eye imaging unit, it is necessary to bring the living body part that is the subject close to the lens array of the compound eye imaging unit. When the living body part is brought closer, the region of the living body part captured in one single-eye image is limited. For example, if a finger is used as a living body part and its vein pattern is imaged and used for authentication, a fingertip suitable for position determination and a vein pattern part suitable for authentication are simultaneously imaged in a single eye image. Is not easy. In the personal authentication device of the present invention, since individual eye images in a compound eye image are used for position determination and authentication processing, a fingertip suitable for position determination and a vein pattern part suitable for authentication are simultaneously imaged. Is easy.
さらに、本発明の個人認証装置においては、位置判定用に設定された個眼画像と認証用に設定された個眼画像の組み合わせが複数組あるため、いずれかの組の認証用に設定された個眼画像に認証に好適な静脈パターンを撮像できる機会が多くなる。そして、位置判定用に設定された個眼画像の輪郭抽出処理の結果に基づいて、1の組の位置判定用に設定された個眼画像を位置判定用個眼画像として決定し、当該位置判定用個眼画像の輪郭抽出処理の結果に基づいて位置判定を行い、また、当該位置判定用個眼画像と同じ組の認証用に設定された個眼画像を認証処理に利用するため、処理全体の高速化やユーザの負担軽減を図ることができる。 Furthermore, in the personal authentication device of the present invention, there are a plurality of combinations of the single-eye image set for position determination and the single-eye image set for authentication. Opportunities to capture a vein pattern suitable for authentication on a single image increase. Then, based on the result of the contour extraction processing of the single-eye image set for position determination, the single-eye image set for one set of position determination is determined as the single-eye image for position determination, and the position determination Since the position determination is performed based on the result of the contour extraction process for the single eye image, and the single image set for authentication in the same set as the single image for position determination is used for the authentication process, the entire process Speeding up and reducing the burden on the user.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態では、生体情報として手指の内部の静脈パターンを個人認証に利用するものとするが、静脈を内包する他の生体部位(手のひら等)の静脈パターンを利用して同様の個人認証を行う形態も可能であることは当然である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment described below, the vein pattern inside the finger is used as the biometric information for personal authentication. However, the vein pattern of the other living body part (palm etc.) that contains the vein is used similarly. Of course, a form of performing personal authentication is also possible.
[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る個人認証装置の機能的構成を説明するためのブロック図である。この個人認証装置は、複眼撮像部101、被写体位置判定部102、位置修正部103、認証処理部104及び登録処理部107を備え、さらに、被写体位置修正のための手段として、位置修正案内手段105又は位置修正移動手段106を備える。なお、被写体位置修正のための手段として位置修正案内手段105と位置修正移動手段106の両方を備える態様も、本実施形態に包含される。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram for explaining a functional configuration of the personal authentication device according to the first embodiment of the present invention. The personal authentication apparatus includes a compound
複眼撮像部101は、略平面上に複数のレンズが配列されてなるレンズアレイを介して、該レンズアレイにかざされたユーザ(認証を受ける者又は静脈パターンを登録する者)の生体部位(ここでは手指)を複眼画像として撮像素子により撮像し、撮像した複眼画像をデジタル画像データとして入力する手段である。その具体例については後述する。
The compound
手指の静脈パターンを利用した個人認証を高精度に行うためには、認証時と登録時とで手指のほぼ同じ領域を撮像する必要がある。しかし、従来のように手指の位置を規制するためのガイド部を設けない場合、複眼撮像装置101と手指との位置関係は不安定であるため、撮像される手指の領域の位置も安定しない。そこで、本発明の個人認証装置においては、被写体である手指の所望の領域が撮像されるように、複眼撮像部101に対する被写体の相対的位置を修正する仕組みを備える。この仕組みを備えるため、従来のような手指の位置を規制するためのガイド部を設けることなく、認証時及び登録時に手指のほぼ同じ領域を撮像することが可能になる。なお、本実施形態に係る個人認証装置は、撮像した静脈パターンを登録パターンと比較する認証処理を行う認証動作と、撮像した静脈パターンを登録パターンとして登録する登録動作の両方が可能であるが、登録動作を別途行う場合においても、手指のほぼ同じ領域について撮像するならば、高精度の個人認証が可能となる。
In order to perform personal authentication using a finger vein pattern with high accuracy, it is necessary to image substantially the same region of the finger during authentication and during registration. However, when a guide part for restricting the position of the finger is not provided as in the prior art, the positional relationship between the compound-
上記の被写体位置修正のための仕組みは、具体的には、被写体位置判定部102、位置修正部103、位置修正案内手段105又は(及び)位置修正移動手段106によって実現される。
Specifically, the above-described mechanism for subject position correction is realized by the subject
被写体位置判定部102は、複眼撮像部101により入力された複眼画像中の被写体位置判定用の個眼画像に撮影されている被写体の輪郭に着目して、複眼撮像部101に対する被写体の相対的位置を修正する必要があるか否かと、どのような位置修正が必要か(必要な位置修正方法)を判定する手段である。この位置判定の具体例については後述する。
The subject
位置修正部103は、被写体位置判定部102により判定された位置修正方法に応じて、位置修正案内手段105又は位置修正移動手段106を作動させることにより、必要な手指の位置修正を実現させる手段である。位置修正案内手段105は、ユーザに対し位置修正のための手指の移動を視覚、聴覚等を通じて案内する手段である。位置修正移動手段106は、少なくとも複眼撮像部101を、位置修正のために移動させる手段である。
The
認証処理部104は、複眼撮像部101により入力された複眼画像を利用して認証処理を行う手段である。より具体的には、認証処理部104は、入力された複眼画像中の認識用個眼画像(ユーザの静脈パターン画像)と、登録処理部107に記憶されている登録パターン(登録済みユーザの静脈パターン画像)とを照合し、その類似度又は相違度に基づいて、ユーザが登録済みユーザ本人であるか否かを判定する手段である。なお、照合方法としては、公知のパターンマッチングを用いてもよいし、パターンの特徴点の対応を求める公知の特徴ベースマッチングを用いてもよい。
The
登録処理部107は、複眼撮像部101により入力された複眼画像中の認識用個眼画像(静脈パターン画像)を登録パターンとして記憶する手段である。なお、認証処理部104で特徴ベースマッチングを用いる場合には、登録処理部107において静脈パターンの特徴点抽出を行い、抽出した特徴点のデータを登録パターンとして記憶するようにしてもよい。
The
図2に本実施形態に係る個人認証装置の全体的な処理フローを示す。複眼撮像部101により被写体(ここではユーザの手指)が撮影され、その複眼画像が入力される(ステップ201)。被写体位置判定部102において、入力された複眼画像中の予め設定された被写体位置判定用個眼画像が抽出され(ステップ202)、その個眼画像に対して被写体の輪郭を抽出する輪郭抽出処理が行われ(ステップ203)、この輪郭抽出処理の結果に基づいて被写体の位置判定が行われる(ステップ204)。この位置判定で位置修正が不要(位置修正完了)と判定された場合(ステップ205,YES)、認証動作が選択されているときは、入力された複眼画像中の予め設定された認証用個眼像を用いた認証処理が認証処理部104で行われ、登録動作が選択されているときは、同じ個眼画像を登録パターンとして登録する処理が登録処理部107で行われる(ステップ206)。ステップ204で位置修正が必要と判定された場合(ステップ205,NO)、位置修正部103は、位置判定部102で判定された位置修正方法に応じて、位置修正のための手指の移動を位置修案内手段105で案内させ、あるいは位置修正のための複眼撮像部101の移動を位置修正移動手段106に行わせ(ステップ207)、ステップ201の処理に戻る。
FIG. 2 shows an overall processing flow of the personal authentication apparatus according to the present embodiment. The compound
図3は、複眼撮像部101の一実施例を示す概略断面図である。図3において、11はレンズアレイ、12は遮光部材、13は撮像素子、14はカバーガラスである。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the compound
この実施例では、レンズアレイ11は2つのレンズ11a,11bをアレイ配列したもので、それら各レンズでレンズアレイ11にかざされた被写体1(手指)の光学像を像面に結像させる。レンズ11a,11bの配列方向は被写体1である手指の軸方向に対応した方向である。遮光部材12は、レンズアレイ11の各レンズ11a、11bを通過した光の撮像素子13の撮像面上でのクロストークを防止し、ゴーストやフレアなどのノイズを抑止するためのものである。撮像素子13は、レンズアレイ11の各レンズ11a、11bにより結像される被写体1の光学像(個眼画像)を受光し、電気信号に変換して、2つの個眼画像からなる複眼画像を入力するもので、具体的には、多数の光電素子13aが二次元配列されたCMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ等が用いられる。なお、撮像素子13は、光電素子13aにより変換された電気信号(アナログ信号)のゲインを調整したり、アナログ信号をデジタル信号に変換したりする回路を内蔵し、複眼画像をデジタルデータとして出力する。カバーガラス14は、レンズアレイ11を保護するためのものである。
In this embodiment, the
図3においては、レンズアレイ11のレンズ11a,11bは、撮像素子13の側に凸の平凸レンズとして示されているが、両面凸レンズや被写体側に凸の平凸レンズとすることも可能である。ただし、撮像素子13の側に凸の平凸レンズとした場合、被写体側に凸の平凸レンズとした場合に比べて広い画角にわたって良好な結像性能を得ることができる。また、平凸レンズとした場合、両面凸レンズとする場合に比べてレンズアレイ11の製造コストを削減できる。
In FIG. 3, the
次に、被写体位置判定部102及び位置修正部103についてさらに説明する。
Next, the subject
図4は、図3に示した複眼画像部101により撮像される複眼画像の一例を模式的に示している。図4において、21はレンズ11bに対応した個眼画像であり、22はレンズ11aに対応した個眼画像であり、各個眼画像において指の輪郭が太い線で表され、静脈パターンは淡い線で表されている。ここでは、個眼画像21が認証用に設定された個眼画像であり、個眼画像22が被写体位置判定用に設定された個眼画像である。各個眼画像はレンズアレイのレンズを通して上下左右反転して結像された像であるから、複眼画像では被写体である手指は連続しているようには写らない。なお、図4の例は、被写体である手指の所望の領域が撮像されるような適切な被写体位置である場合であって、認証用個眼画像21に静脈認証に適した手指の部位の静脈パターンが撮像されている。
FIG. 4 schematically illustrates an example of a compound eye image captured by the compound
被写体位置判定部102においては、位置判定のための前処理として位置判定用個眼画像に対し手指の輪郭を抽出するための輪郭抽出処理(図2のステップ203)を行う。図4に示す個眼画像22の場合、この輪郭抽出処理の結果は図5のようになる。輪郭部では急峻な画素値の変化があり、これを利用して輪郭抽出を行うことが可能である。例えば、周知のソーベル(Sobel)フィルタなどを用いた一般的なフィルタリングによる輪郭抽出が可能である。
The subject
図6は、輪郭抽出処理の結果つまり抽出された図5のような輪郭を用いた位置判定を説明するための図である。抽出した輪郭は、それを構成する画素の位置座標(x,y)の集合として出力される。それらをxy平面(ここでは位置判定用個眼画像22の左下角を原点にとるものとしている)にプロットすると図6になる。輪郭座標がy1からy2へ移動するときのx座標が連続しているか否かを、指先が被写体位置判定用の個眼画像に含まれているか否かの判定基準とすることができる。そして、指先の輪郭が含まれていれば、x方向についての位置修正は必要ないと判定し、指先の輪郭が含まれていなければx方向についての位置修正が必要であると判定することができる。したがって、図4のような複眼画像が撮像される場合は位置修正の必要はないと判定されることになる。このような判定基準を用いることにより、手指のほぼ同じ部位を撮像することができるようになる。そして、その部位が認証処理に好適な静脈パターン部位となるように、複眼撮像部101の設計段階で対応することができる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the position determination using the result of the contour extraction process, that is, the extracted contour as shown in FIG. The extracted contour is output as a set of position coordinates (x, y) of the pixels constituting the contour. When these are plotted on the xy plane (here, the lower left corner of the position determination single-
図7は被写体位置判定用の個眼画像22に指先が含まれないような被写体位置で撮像された複眼画像の例を示している。このような複眼画像中の個眼画像22について、図6に関連して説明した被写体位置判定を行った場合、指輪郭は含まれてはいるが指先の輪郭は含まれていないので、y1からy2に移動するときにx座標が不連続となる箇所が発生し、x方向の位置修正が必要であると判定されることになる。
FIG. 7 shows an example of a compound eye image captured at a subject position such that the fingertip is not included in the single-
以上に説明したようなx方向(指の軸方向)についての位置判定の具体例を図8に示す。図8において、Case0は、位置判定用個眼画像に指の輪郭が無い場合であり、指を先端方向へ移動させる位置修正が必要であると判定される。Case1は、位置判定用個眼画像に指の輪郭があるが、連続でない(y1からy2に移動するときにx座標が不連続となる箇所がある)場合であり、指を付け根方向に移動させる位置修正が必要であると判定される。また、Case2は、指の輪郭があり、かつ連続である(y1からy2に移動するときにx座標が不連続となる箇所がない)場合であり、位置修正は必要でないと判定される。
A specific example of position determination in the x direction (finger axial direction) as described above is shown in FIG. In FIG. 8, Case 0 is a case where there is no finger outline in the position determination single-eye image, and it is determined that position correction for moving the finger in the distal direction is necessary.
また、図8の例のように指先の輪郭が含まれているか否かというだけではなく、指先の輪郭の座標に所定の範囲を設けることにより、位置修正の精度を向上させ、認証の高精度化を図ることができる。例えば、指先の位置を、より正確に所望の位置に合わせるためには、指先のx座標x1が所定の範囲[Xa,Xb]間に収まるまで位置修正を行わせるようにすればよい。また、上記所定の範囲に幅を設けず、すなわちXa=Xb=Xとし、x1がただひとつの座標値Xと一致した場合のみ位置修正の必要なしと判定させるようにすることも可能であり、このようにすれば所望の静脈パターン部位を撮像させるように高精度な位置修正が可能である。 Further, not only whether or not the contour of the fingertip is included as in the example of FIG. 8, but by providing a predetermined range in the coordinates of the contour of the fingertip, the accuracy of position correction is improved, and the accuracy of authentication is high. Can be achieved. For example, in order to adjust the position of the fingertip to a desired position more accurately, the position correction may be performed until the x-coordinate x1 of the fingertip falls within a predetermined range [Xa, Xb]. It is also possible to determine that no position correction is required only when xa is equal to only one coordinate value X without setting a width in the predetermined range, that is, Xa = Xb = X. In this way, high-accuracy position correction is possible so that a desired vein pattern site is imaged.
上に述べたような所定の範囲を用いる、x方向についての位置判定の具体例を図9に示す。図9において、Case0は、位置判定用個眼画像に指の輪郭が無い場合であり、指を先端方向へ移動させる位置修正が必要であると判定される。Case1は、位置判定用個眼画像に指の輪郭があるが、連続でない(y1からy2に移動するときにx座標が不連続となる箇所がある)場合であり、指を付け根方向に移動させる位置修正が必要であると判定される。Case2は、指の輪郭があり、かつ連続である(y1からy2に移動するときにx座標が不連続となる箇所がない)が、x1が所定の範囲にない場合であり、x1が所定の範囲に入る向きに指を移動させる位置修正が必要とあると判定される。Case3は、指の輪郭があり、かつ連続であり(y1からy2に移動するときにx座標が不連続となる箇所がない)、かつ、x1が所定の範囲にある場合であり、位置修正は必要でないと判定される。
FIG. 9 shows a specific example of position determination in the x direction using the predetermined range as described above. In FIG. 9, Case 0 is a case where there is no contour of the finger in the position determination single-eye image, and it is determined that position correction for moving the finger in the distal direction is necessary.
y方向についても、輪郭抽出処理により抽出された輪郭に基づいた同様の位置判定と位置修正が可能である。 Also in the y direction, the same position determination and position correction based on the contour extracted by the contour extraction process can be performed.
まず、指側部の輪郭の有無に着目したy方向についての位置判定の具体例を図10に示す。図10において、Case0は位置判定用個眼画像に指の輪郭がない場合であり、輪郭が撮像されるように指をy方向に移動させる位置修正が必要と判定される。Case1は、位置判定用個眼画像に指の輪郭があるが、指側部の片側の輪郭が存在しない場合であり、指側部の両側の輪郭が撮像される向きに指をy方向移動させる位置修正が必要と判定される。Case2は、指の輪郭があり、指側部の両側の輪郭がある場合であり、位置修正は必要でないと判定される。
First, FIG. 10 shows a specific example of position determination in the y direction focusing on the presence or absence of the contour of the finger side portion. In FIG. 10, Case 0 is a case where there is no finger contour in the position determination single-eye image, and it is determined that position correction is required to move the finger in the y direction so that the contour is imaged.
また、指側部の輪郭のy座標y1,y2(図6)が所定の範囲内にあるか否かを調べることによりy方向についての位置判定を行えば、より高精度の位置修正が可能である。そのようなy方向についての位置判定の具体例を図11に示す。 Further, if position determination in the y direction is performed by checking whether or not the y-coordinates y1 and y2 (FIG. 6) of the contour of the finger side are within a predetermined range, position correction with higher accuracy is possible. is there. A specific example of such position determination in the y direction is shown in FIG.
図11において、Case0は、位置判定用個眼画像に指の輪郭がない場合であり、輪郭が撮像されるように指をy方向移動させる位置修正が必要と判定される。Case1は、指の輪郭があるが、指側部の片側の輪郭が存在しない場合であり、指側部の両側の輪郭が撮像される向きに指をy方向移動させる位置修正が必要と判定される。Case2は、指の輪郭があり、指側部の両側の輪郭があるが、それら輪郭のy座標y1,y2が所定の範囲にない場合であり、y1,y2が所定の範囲に入る向きに指をy方向移動させる位置修正が必要であると判定される。Case3は、指の輪郭があり、指側部の両側の輪郭があり、かつ、y1,y2が所定の範囲にある場合であり、y方向の位置修正は必要でないと判定される。
In FIG. 11, Case 0 is a case where there is no finger contour in the position determination single-eye image, and it is determined that position correction is required to move the finger in the y direction so that the contour is imaged.
上記したような面内での位置修正のみならず、指の太さ、すなわち指側部の輪郭のy座標の差(y2-y1)を用いて、被写体距離方向(以降、z方向)についての位置判定が可能である。静脈認証に好適な静脈パターンを撮影できる被写体距離は設計時に既知であるので、そのときの個眼画像上での指の太さの適切な範囲を推定し、これに基づいて(y2−y1)の所定の範囲を設定することができる。このようなz方向についての位置判定の具体例を図12に示す。ただし、判定にy1,y2の値を用いるので、指側部の輪郭が両方とも撮像されていることが前提となる。 In addition to the above-described position correction in the plane, the thickness of the finger, that is, the difference in y-coordinate of the contour of the finger side (y2-y1) is used for the subject distance direction (hereinafter referred to as the z direction). Position determination is possible. Since the subject distance that can capture a vein pattern suitable for vein authentication is known at the time of design, an appropriate range of finger thickness on a single-eye image at that time is estimated, and based on this, (y2-y1) The predetermined range can be set. A specific example of such position determination in the z direction is shown in FIG. However, since the values of y1 and y2 are used for the determination, it is assumed that both the contours of the finger side portions are imaged.
図12において、Case0は(y2−y1)が所定の範囲にない場合であり、(y2−y1)が所定の範囲に入る向きに指をz方向移動させる位置修正が必要と判定される。Case1は、(y2−y1)が所定の範囲にある場合であり、z方向の位置修正は必要でないと判定される。
In FIG. 12, Case 0 is a case where (y2-y1) is not within the predetermined range, and it is determined that position correction is required to move the finger in the z direction so that (y2-y1) falls within the predetermined range.
以上、xyz各方向についての位置判定の具体例を説明した。そして、x方向のみについての位置判定と位置修正、y方向のみについての位置判定と位置修正、x,y方向の位置判定を組み合わせてx,y方向の2次元の位置修正、x,y,z方向の位置判定を組み合わせてx,y,z方向の3次元の位置修正を行うことが可能である。 The specific example of the position determination for each xyz direction has been described above. Then, position determination and position correction only in the x direction, position determination and position correction only in the y direction, and position determination in the x and y directions are combined to perform two-dimensional position correction in the x and y directions, x, y, and z It is possible to perform three-dimensional position correction in the x, y, and z directions by combining the position determination in the direction.
まず、x方向についてのみ位置判定と位置修正を行う場合の動作について説明する。 First, the operation when position determination and position correction are performed only in the x direction will be described.
図8の位置判定方法を用いる場合、被写体位置判定部102による位置判定(ステップ204)で図8のCase2の判定結果が得られるまでは(図2のステップ205、NO)、位置修正をして撮像し、再び位置判定を行うという処理の流れとなる。位置判定の結果が図8のCase0の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によってユーザに対し指を先端側へ移動させるように案内させ、あるいは、複眼撮像部101に対し相対的に指を先端側へ移動させるように位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を逆向きすなわち指の付け根側へ移動させる。位置判定の結果が図8のCase1の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によってユーザに対し指を付け根側へ移動させるように案内させ、あるいは、複眼撮像部101に対し相対的に指を付け根側へ移動させるように、位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を逆向きすなわち指の先端側へ移動させる。
When the position determination method of FIG. 8 is used, position correction is performed until the determination result of Case 2 of FIG. 8 is obtained by the position determination by the subject position determination unit 102 (step 204) (NO in
図9の位置判定方法を用いる場合、被写体位置判定部102による位置判定で図9のCase3の判定結果が得られるまでは(図2のステップ205、NO)、位置修正をして撮像し、再び位置判定を行うという処理の流れとなる。位置判定の結果が図9のCase0の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によってユーザに対し指を先端側へ移動させるように案内させ、あるいは、複眼撮像部101に対し相対的に指を先端側へ移動させるように、位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を逆向きすなわち指の付け根側へ移動させる。位置判定の結果が図9のCase1の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によってユーザに対し指を付け根側へ移動させるように案内させ、あるいは、複眼撮像部101に対し相対的に指を付け根側へ移動させるように、位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を逆向きすなわち指の先端側へ移動させる。位置判定の結果が図9のCase2の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、x1が所定範囲の最小値より小さいときには、位置修正案内手段105によってユーザに対し指を付け根側へ移動させるように案内させ、あるいは、複眼撮像部101に対し相対的に指を付け根側へ移動させるように、位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を逆向きすなわち指の先端側へ移動させる。x1が所定範囲の最大値を超えているときには、位置修正部103は、位置修正案内手段105によってユーザに対し指を先端側へ移動させるように案内させ、あるいは、複眼撮像部101に対し相対的に指を先端側へ移動させるように、位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を逆向きすなわち指の付け根側へ移動させる。
When the position determination method of FIG. 9 is used, until the determination result of
次に、y方向についてのみ位置判定と位置修正を行う場合の動作について説明する。 Next, an operation when position determination and position correction are performed only in the y direction will be described.
図10の判定方法を用いる場合、被写体位置判定部102による位置判定(ステップ204)で図10のCase2の判定結果が得られるまでは(図2のステップ205、NO)、位置修正をして撮像し、再び位置判定を行うという処理の流れとなる。位置判定の結果が図10のCase0の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によって、ユーザに対し指を例えばレンズアレイ上のレンズの真上へ移動させるように案内させ、あるいは、位置修正移動手段106によって、例えば、所定の幅だけy方向にスキャンさせるように複眼撮像部101を移動させる。位置判定の結果が図10のCase1の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によって、ユーザに対し指側部の両側の輪郭が撮像される向きに指をy方向移動させるように案内させ、あるいは、その方向に指を複眼撮像部101に対し相対移動させるように、位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を移動させる。
When the determination method of FIG. 10 is used, until the determination result of Case 2 of FIG. 10 is obtained by the position determination (step 204) by the subject position determination unit 102 (step 205 of FIG. 2, NO), the position is corrected and imaged. Then, the flow of processing for determining the position again is performed. When the result of the position determination is Case 0 in FIG. 10, in
図11の判定方法を用いる場合、被写体位置判定部102による位置判定(ステップ204)で図11のCase3の判定結果が得られるまでは(図2のステップ205、NO)、位置修正をして撮像し、再び位置判定を行うという処理の流れとなる。位置判定の結果が図11のCase0の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によって、ユーザに対し指を例えばレンズアレイ上のレンズの真上へ移動させるように案内させ、あるいは、位置修正移動手段106によって、例えば、所定の幅だけy方向にスキャンさせるように複眼撮像部101を移動させる。位置判定の結果が図11のCase1の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によって、ユーザに対し指側部の両側の輪郭が撮像される向きに指をy方向移動させるように案内させ、あるいは、その向きに指を複眼撮像部101に対し相対移動させるように、位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を逆向きに移動させる。位置判定の結果がCase2の場合、図2のステップ207において、位置修正部103は、位置修正案内手段105によって、ユーザに対し指側部の両側の輪郭のy座標y1,y2が所定範囲に入る向きに指をy方向移動させるように案内させ、あるいは、その向きに指を複眼撮像部101に対し相対移動させるように、位置修正移動手段106によって複眼撮像部101を逆向きに移動させる。
When the determination method of FIG. 11 is used, until the determination result of
上に述べたx,y方向の位置判定と位置修正を組み合わせて2次元の位置修正を行う場合の動作について説明する。例えば、y方向についての位置修正を行い、それを終了した後にx方向についての位置修正を行うものとする。 An operation in the case where two-dimensional position correction is performed by combining the position determination in the x and y directions and the position correction described above will be described. For example, it is assumed that the position correction in the y direction is performed, and the position correction in the x direction is performed after the correction.
y方向について図10又は図11の位置判定方法を用いるとすると、図2のステップ204での位置判定の結果が、図10のCase0又はCase1である場合、あるいは、図11のCase0、Case1又はCase2である場合、図2のステップ207で判定結果に対応した位置修正動作が行われる。
If the position determination method of FIG. 10 or FIG. 11 is used in the y direction, the result of the position determination in
ステップ204で、図10のCase2又は図11のCase3の判定結果が得られた場合、y方向についての位置修正を終了し、x方向についての位置判定に移行する。x方向について図8又は図9の位置判定方法を用いるとすると、判定結果が、図8のCase0又はCase1あるいは図9のCase0、Case1又はCase2である場合、図2のステップ207で判定結果に対応した位置修正動作が行われる。そして、ステップ204で図8のCase2又は図9のCase3の判定結果が得られたときに、位置修正を完了する(ステップ205,YES)。
If the determination result of Case 2 in FIG. 10 or
x,y,z方向の位置修正を組み合わせて3次元の位置修正を行うことが可能である。このような3次元の位置修正は、例えば図13に示すような処理フローにより実行することができる。もちろん、これと異なる処理フローとすることも可能である。 It is possible to perform three-dimensional position correction by combining position correction in the x, y, and z directions. Such three-dimensional position correction can be executed by a processing flow as shown in FIG. 13, for example. Of course, a different processing flow can be used.
図13において、ステップ210では、例えば図10の位置判定方法によりy方向についての位置判定と、その判定結果に応じたy方向の位置修正を、図10のCase2の判定結果を得られるまで、すなわち、位置判定用個眼画像に指側方の輪郭が両方とも撮像されるまで繰り返す。そして、図10のCase2の判定結果を得られた段階で、ステップ220に進む。
In FIG. 13, in
ステップ220では、図12の位置判定方法によるz方向についての位置判定と、その判定結果に応じたz方向位置修正を、図12のCase2の判定結果を得られるまで、すなわち、(y2-y1)が所定範囲にはいるまで繰り返す。そして、図12のCase2の判定結果を得られた段階で、z方向の位置修正を終了したものとしステップ230に進む。
In
ステップ230では、例えば図11の位置判定方法によるy方向についての位置判定と、その判定結果に応じたy方向位置修正を、図11のCase3の判定結果を得られるまで、すなわちy1、y2が所定範囲にはいるまで繰り返す。そして、図11のCase3の判定結果を得られた段階で、y方向の位置修正を終了したものとし、ステップ240に進む。
In
ステップ240では、例えば図9の位置判定方法によるx方向についての位置判定と、その判定結果に応じたx方向の位置修正を、図9のCase3の判定結果が得られるまで、すなわち、x1が所定の範囲に入るまだ繰り返す。そして、図9のCase3の判定結果を得られると位置修正を完了する(図2のステップ205の判定はYESとなる)。
In
以上に説明したx方向、y方向、xy方向、xyz方向の位置修正のいずれを実行する態様も本実施形態に包含されることは当然である。 Naturally, any of the above-described embodiments for correcting the position in the x direction, the y direction, the xy direction, and the xyz direction is included in the present embodiment.
なお、上述の指の輪郭に基づく被写体位置判定と認証処理とに別々の個眼画像を利用する理由もしくは利点は次の通りである。認証処理を高精度に行うために必要な静脈パターンの解像度を得るには、複眼撮像部と被写体である指を接近させる必要がある。被写体を接近させると、1つの個眼画像に撮像される被写体領域は限られるため、1つの個眼画像に、指先と認証に好適な静脈パターン部位とを同時に撮像することは困難である。そこで、認証処理に用いる個眼画像とは別の個眼画像で指先の輪郭を撮像し、被写体位置判定に利用するのであり、このようにすることにより、位置判定に好適な指先と認証に好適な静脈パターン部位をそれぞれ同時に撮像することが可能になる。 The reason or advantage of using separate single-eye images for subject position determination based on the above-described finger contour and authentication processing is as follows. In order to obtain the resolution of the vein pattern necessary for performing the authentication process with high accuracy, it is necessary to bring the compound eye imaging unit close to the finger as the subject. When the subject is brought close, the subject area captured in one single-eye image is limited, and it is difficult to simultaneously capture the fingertip and the vein pattern portion suitable for authentication in one single-eye image. Therefore, the contour of the fingertip is captured with a single-eye image different from the single-eye image used for the authentication process, and is used for subject position determination. In this way, the fingertip suitable for position determination and suitable for authentication are used. It is possible to simultaneously image various vein pattern portions.
図14の(a)乃至(c)は位置修正案内手段105の態様を説明するための模式図であり、図14の(d)は位置修正移動手段106の態様を説明するための模式図である。
14A to 14C are schematic diagrams for explaining the mode of the position correction guide means 105, and FIG. 14D is a schematic diagram for explaining the mode of the position
図14(a)において、30は少なくとも複眼撮像部101を含む本体ユニットであり、この本体ユニット30と別体又は一体に、位置修正案内手段105としての案内ユニット31が設けられる。この案内ユニット31は、被写体としての指がかざされる側の面に、x方向とy方向の矢印マーク32が設けられ、それら矢印マークに対応して1つ又は複数のLED等の光源(不図示)とその駆動回路等を備える構成である。位置修正部103は、指を移動させたい方向及び向きの矢印に対応した光源を点灯させ、該矢印を光らせることによって、ユーザに対し位置修正のための指の移動を案内する。つまり、この例では、ユーザに対し視覚を通じて案内を行う。なお、z方向の位置修正のための同様の矢印マーク等を設け、それを光らせることによりz方向の位置修正の案内を行わせることも可能であるが、x,y方向の矢印マークを全部同時に光らせる方法や、あるいは、x,y方向の矢印マーク毎に複数色の光源を備え、点灯させる光源の色を切り替える方法によって、z方向の位置修正の案内を行わせることも可能である。
In FIG. 14A,
図14(b)において、少なくとも複眼撮像部101を含む本体ユニット30と別体又は一体に、位置修正案内手段105としての案内ユニット33が設けられる。この案内ユニット33は、スピーカ34とその駆動回路(不図示)を備える。位置修正案内部103は、スピーカ32より位置修正のための案内音声を発生させ、ユーザに対し指の位置修正を行わせる。つまり、この例では、ユーザに対し聴覚を通じて案内を行う。
In FIG. 14B, a
なお、図14(a)のような視覚を通じた案内方法と、図14(b)のような聴覚を通じた案内方法とを組み合わせた位置修正案内手段も容易に実現できる。このような位置修正案内手段を利用すると、視覚又は聴覚に障害がある人に対しても確実に位置修正案内を行うことができる。 It should be noted that a position correction guide means that combines the visual guidance method as shown in FIG. 14A and the auditory guidance method as shown in FIG. 14B can be easily realized. By using such position correction guidance means, it is possible to reliably perform position correction guidance even for persons with visual or auditory impairments.
図14(c)において、少なくとも複眼撮像部101を含む本体ユニット30とは独立した液晶ディスプレイ等の表示装置35が位置修正案内手段105として利用される。位置修正部103は、表示装置35の画面に、例えば図14(a)の案内ユニット31と同様の矢印等のマーク、さらには文字等を表示させることによって、位置修正の案内を行わせる。表示装置35にスピーカを備える場合には、音声による案内を併用する形態をとることも可能である。
In FIG. 14C, a
図14(d)において、36は位置修正移動手段106としての移動機構であり、複眼撮像部101を含む本体ユニット30をxy方向又はxyz方向に移動させることにより位置修正を行う。このような移動機構36は、周知のリニアアクチュエータ等の駆動手段を用い容易に実現可能である。
In FIG. 14D,
[実施形態2]
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態に係る個人認証装置は、前記実施形態1に係る個人認証装置と同様の図1に示すブロック構成である。
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described. The personal authentication device according to the present embodiment has the same block configuration as shown in FIG. 1 as the personal authentication device according to the first embodiment.
複眼撮像部101は、基本的に前記実施形態1のものと同様の図3に示すような構成であるが、レンズアレイ11には、より多数個のレンズが二次元アレイ配列されており、撮像される複眼画像には、被写体位置判定用に設定された少なくとも2個の個眼画像と、これら各個眼画像に対応した、認証用に設定された少なくとも2個の個眼画像が含まれる。
The compound-
ここでは説明を簡単にするため、複眼撮像部101のレンズアレイ11には4個のレンズが2×2アレイ配列されており、図15に示すように4個のレンズに対応した4個の個眼画像21,22,23,24の集合である複眼画像が撮像されるものとする。個眼画像22,24は被写体位置判定用に設定されたものであり、個眼像画像21,23は認証用に設定されたものであり、それぞれ個眼画像22,24と対応付けられている。すなわち、この例では、入力される複眼画像に、位置判定用に設定された個眼画像と認証用に設定された個眼画像の組み合わせが2組ある。
Here, for simplicity of explanation, the
なお、図15には、被写体である指が個眼画像21,22に対応したレンズの直上に位置しており、個眼画像21に認証に適した静脈パターンが撮像されている状態が模式的に示されている。このことから明らかなように、個眼画像21,22に対応したレンズは図4における個眼画像21,22に対応したレンズと同様の位置関係にあり、また、個眼画像23,24に対応したレンズも同様の位置関係にある。
FIG. 15 schematically shows a state in which a finger as a subject is positioned immediately above a lens corresponding to the single-
図16に、本実施形態に係る個人認証装置の全体処理フローを示す。図16中の処理ステップと図2中の処理ステップとの対応は次の通りである。ステップ301はステップ201と、ステップ302はステップ202と、ステップ303はステップ303と、ステップ305はステップ204と、ステップ306はステップ205と、ステップ307はステップ206と、ステップ308はステップ207と、それぞれ対応した処理ステップである。なお、ステップ302では、入力された複眼画像中の”複数の”位置判定用に設定された個眼画像を抽出する点がステップ202と相違する。また、ステップ303では、それらの”複数の”個眼画像に対し輪郭抽出を行う点がステップ203と相違する。
FIG. 16 shows an overall processing flow of the personal authentication device according to the present embodiment. The correspondence between the processing steps in FIG. 16 and the processing steps in FIG. 2 is as follows. Step 301 is
ステップ304は、複数の(ここでは2個の)位置判定用に設定された個眼画像と認証用に設定された個眼画像の2組の組み合わせの中から、1組の個眼画像をステップ305の位置判定及びステップ307での認証処理に用いるための個眼画像として決定する処理ステップであり、本実施形態で追加されたものである。この処理ステップの処理フローの一例を図17に示す。
Step 304 is for stepping a set of single-eye images from a combination of two (two in this case) single-eye images set for position determination and single-eye images set for authentication. This is a processing step for determining as a single eye image for use in the position determination of 305 and the authentication processing in
図17のステップ310では、位置判定用に設定された個眼画像22,24それぞれについて、x方向及びy方向についての位置判定を行う。ここでは、x方向について図9の判定方法を用い、y方向について図11の判定方法を用いるものとする。図15に示すような位置関係で撮像された場合ならば、一方の個眼画像22の判定結果は図9のCase3,図11のCase3となる(x,y方向ともに位置修正は必要でない)。もう一方の個眼画像24の判定結果は図9のCase3、図11のCase1となる(x方向については位置修正は必要でないが、y方向については位置修正が必要)。
In
次のステップ311では、位置判定用により設定された個眼画像と認証用に設定された個眼画像の組み合わせの各組について、その優劣を判断するため、前ステップでの個眼画像22,24に対する位置判定結果を評価する。この評価の方法として例えば、個眼画像22,24のx,y方向についての位置判定結果のCase番号の合計を評価値として算出し、この評価値が大きいほど高く評価する方法を用いることができる。ただし、この方法のみに限定されないことは云うまでもない。
In the
ステップ312では、前ステップで算出された評価値が大きいほうの組の位置判定用に設定された個眼画像及び認証用に設定された個眼画像を、ステップ305での位置判定及びステップ307での認証処理に用いる個眼画像としてそれぞれ決定する。図15のような撮像条件の場合、個眼画像22が位置判定用の個眼画像として、また、個眼画像21が認証用の個眼画像として決定されることになる。また、個眼画像23,24に対応したレンズの真上に指がある場合には、個眼画像24が位置判定用の個眼画像として、また、個眼画像23が認証用の個眼画像として決定されることになる。
In
以上に説明したように、位置判定用に設定された個眼画像と認証用に設定された個眼画像の組み合わせが複数組あり、その中の1組の個眼画像を選択して位置判定と認証処理とにそれぞれ利用するため、認証処理に適した静脈パターンを撮像できる機会が多くなり、処理全体の高速化やユーザの負担軽減を図ることができる。 As described above, there are a plurality of combinations of single-eye images set for position determination and single-eye images set for authentication, and one set of single-eye images is selected to perform position determination. Since it is used for each authentication process, there are many opportunities to capture a vein pattern suitable for the authentication process, and the entire process can be speeded up and the burden on the user can be reduced.
なお、図17のステップ311で2つの位置判定用個眼画像について算出された評価値が同一値となった場合には、いずれか一方の組の位置判定用個眼画像と認証用個眼画像を選ぶようにすればよい。
When the evaluation values calculated for the two position determination single images in
[実施形態3]
本発明の実施形態3について説明する。図18は本実施形態に係る個人認証装置の機能構成を説明するためのブロック図であり、前記実施形態1に係る図1と対応した要素には同一の参照番号が付けられている。
[Embodiment 3]
本実施形態において、複眼撮像部101では、図19に示すように、多数のレンズが2次元アレイ配列されたレンズアレイ11が用いられる。
In the present embodiment, the compound
本実施形態で追加された再構成処理部108は、複眼画像中の複数の個眼画像から、個眼画像間の視差を利用し、より高精細な単一画像を再構成する処理を行う手段である。
The
より具体的に処理内容を説明すると、再構成処理部108においては、複眼画像中の個眼画像間の視差(画像シフト)を推定する。この視差推定には、例えば周知のパターンマッチングを利用することができる。すなわち、複眼画像から基準となる個眼画像を選び、この基準個眼画像の一部をテンプレートとして用い、このテンプレートを移動しつつ推定対象の個眼画像との間の類似度もしくは相違度を算出する。相違度としてはSSD(画素値の差の二乗和)やSAD(画素値の差の絶対値の和)を利用することができる。そして、算出した相違度が最小となるシフト量を視差として求めることができる。
The processing contents will be described more specifically. The
再構成処理部108は、上記のような視差推定の後、再構成処理を行う。例えば、再構成画像のために仮想のデジタル画像領域をメモリ上に用意するこのデジタル画像領域において、再構成対象の個眼画像の各画素を、その個眼画像について推定された視差に基づいて決定した位置に再配置する。このような操作を繰り返すことにより、デジタル画像領域上に、もとの個眼画像より高精細な静脈パターンの単一画像を再構成することができる。
The
本実施形態に係る個人認証装置の全体処理フローを図20に示す。図20中の処理ステップと図16中の処理ステップとの対応は次の通りである。ステップ401はステップ301と、ステップ402はステップ302と、ステップ403はステップ303と、ステップ404はステップ304と、ステップ405はステップ305と、ステップ406はステップ306と、ステップ408はステップ307と、ステップ409はステップ308と、それぞれ対応した処理ステップである。ステップ407は再構成処理部108による処理ステップであり、ステップ404で決定された複数の認証用の個眼画像から単一画像を再構成する処理を行う。
FIG. 20 shows an overall processing flow of the personal authentication apparatus according to the present embodiment. The correspondence between the processing steps in FIG. 20 and the processing steps in FIG. 16 is as follows. Step 401 is
本実施形態においては、複眼撮像部101により入力される複眼画像は、図21に模式的に示すような多数の個眼画像の集合からなる。図21において、左右がx方向、上下がy方向であるとする。被写体位置判定部102は、ステップ402において、斜線を施したy方向に並んだ個眼画像をそれぞれ位置判定用に設定された個眼画像として抽出し、ステップ403において、それら個眼画像について輪郭抽出処理を行い、ステップ404において、それら個眼画像の中から、例えば図17を参照して説明した方法により、1つの個眼画像を位置判定用個眼画像として決定し、当該位置判定用個眼画像と同じ組に含まれる認識用に設定された複数の個眼画像、すなわち、当該位置判定用個眼画像と同じx方向列上にある複数の認識用に設定された個眼画像を認識用個眼像として決定する。そして、ステップ405で、ステップ404で決定された位置判定用個眼画像を用いて位置判定を行う。また、再構成処理部407は、ステップ407において、ステップ404で決定された複数の認識用個眼画像から単一画像を再構成する。
In the present embodiment, the compound eye image input by the compound
ステップ408においては、登録動作が選択されている場合には、登録処理部107が再構成処理部108による再構成画像を登録パターンとして記憶し、認証動作が選択されている場合には、認証処理部104が再構成処理部407による再構成画像と認証処理部107に記憶されている登録パターンとのパターンマッチング又は特徴ベースマッチングによる認証処理を行う。
In
なお、図1又は図18に示した被写体位置判定部102、位置修正部103、認証処理部104、登録処理部107は、専用のハードウェアとして実現することも可能であるが、その全て又は一部をマイクロプロセッサ、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータ等のコンピュータを用いソフトウェアにより実現してもよく、そのためのプログラムやそれが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明に包含される。
Note that the subject
換言すれば、図2,図16又は図20に示したような、複眼撮像部を用いて生体部位の複眼画像を入力するステップ、被写体位置判定部による処理ステップ、位置修正部による処理ステップ、認証処理部による処理ステップ、さらには再構成処理による処理ステップを、マイクロコンピュータ等のコンピュータに実行されるためのプログラムや、それが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明に包含される。 In other words, as shown in FIG. 2, FIG. 16, or FIG. 20, a step of inputting a compound eye image of a living body part using a compound eye imaging unit, a processing step by a subject position determination unit, a processing step by a position correction unit, authentication A program for causing a computer such as a microcomputer to execute a processing step by the processing unit and further a processing step by the reconfiguration processing, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded are also included in the present invention.
図22は、以上に説明した本発明の個人認証装置を、パーソナルコンピュータなどの情報機器1100に、認証装置1000として接続したシステムの例を示している。このようなシステムにおいて、個人認証装置の例えば複眼撮像部101と位置修正部103のみをハードウェア又はソフトウェアとして認証装置1000に実装し、個人認証装置のそれ以外の要素すなわち被写体位置判定部102、再構成処理部108、認証処理部104及び登録処理部107を、情報機器1100にソフトウェアとして実装する形態をとることも可能である。
FIG. 22 shows an example of a system in which the above-described personal authentication device of the present invention is connected as an
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、そのような実施形態のみに限定されるものではなく、様々な変更形態を包含するものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to such embodiment, Various modifications are included.
101 複眼撮像部
102 被写体位置判定部
103 位置修正部
104 認証処理部
105 位置修正案内部
106 位置修正移動手段
107 登録処理部
108 再構成処理部
11 レンズアレイ
12 遮光部材
13 撮像素子
14 カバーガラス
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複眼撮像手段で撮像された複眼画像中の位置判定用に設定された個眼画像により、生体部位の輪郭を抽出する輪郭抽出処理を行い、該輪郭抽出処理の結果に基づいて、前記複眼撮像手段に対する相対的な生体部位の位置の修正の要否及び必要な位置の修正の方法を判定する位置判定を行う位置判定手段と、
前記位置判定手段により判定された必要な位置の修正の方法に応じて、ユーザへの案内を行うための手段により、ユーザに対し生体部位の位置修正のための移動を案内させ、又は、前記複眼撮像手段を移動するための手段により、生体部位の位置修正のための前記複眼撮像手段の移動を行わせる位置修正手段と、
前記位置判定手段により生体部位の位置の修正が不要と判定された場合に、前記複眼撮像手段で撮像された複眼画像中の認証用に設定された個眼画像により認証処理を行う認証処理手段と、
を有する個人認証装置であって、
前記位置判定用に設定された個眼画像と前記認証用に設定された個眼画像の組み合わせが複数組あり、
前記位置判定手段は、各組の位置判定用に設定された個眼画像の輪郭抽出処理の結果に基づいて1の組の位置判定用に設定された個眼画像を位置判定用個眼画像として決定し、当該位置判定用個眼画像の輪郭抽出処理の結果に基づいて位置判定を行い、
前記認証処理手段は、前記位置判定手段により決定された位置判定用個眼画像と同じ組の認証用に設定された個眼画像を利用して認証処理を行うことを特徴とする個人認証装置。 Compound eye imaging means comprising: a lens array in which a plurality of lenses are arranged on a substantially plane; and an imaging element that images a user's living body part held over the lens array as a compound eye image that is a set of a plurality of single-eye images. ,
Contour extraction processing for extracting a contour of a living body part is performed using a single- eye image set for position determination in a compound eye image captured by the compound eye imaging means, and the compound eye imaging is performed based on a result of the contour extraction processing. Position determining means for performing position determination for determining whether or not the position of the biological part relative to the means needs to be corrected and a method for correcting the necessary position;
According to the method for correcting the necessary position determined by the position determination means, the means for guiding the user is guided to the user for movement for correcting the position of the living body part, or the compound eye Position correcting means for moving the compound eye imaging means for correcting the position of the living body part by means for moving the imaging means;
An authentication processing unit that performs an authentication process using a single-eye image set for authentication in a compound eye image captured by the compound eye imaging unit when it is determined by the position determining unit that correction of the position of the living body part is unnecessary ; ,
A personal authentication device having
There are a plurality of combinations of single-eye images set for the position determination and single-eye images set for the authentication,
The position determination means uses, as a position determination single-eye image, a single eye image set for position determination based on a result of contour extraction processing of a single-eye image set for position determination for each pair. Determine the position based on the result of the contour extraction processing of the position determination single-eye image,
The personal authentication apparatus, wherein the authentication processing means performs an authentication process using a single eye image set for authentication in the same set as the single eye image for position determination determined by the position determination means.
前記位置判定手段により決定された位置判定用個眼画像と同じ組の認証用に設定された複数の個眼画像から、個眼画像間視差を利用して、より高解像度の単一画像を再構成する再構成処理手段をさらに有し、From a plurality of single-eye images set for authentication in the same set as the single-eye images for position determination determined by the position determination means, a single image having a higher resolution is reproduced using parallax between single-eye images. Further comprising reconfiguration processing means to configure,
前記認証処理手段は、前記再構成処理手段による再構成画像を利用して認識処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の個人認証装置。The personal authentication apparatus according to claim 1, wherein the authentication processing unit performs a recognition process using a reconstructed image obtained by the reconstruction processing unit.
前記入力ステップにより入力された複眼画像中の位置判定用に設定された個眼画像により、生体部位の輪郭を抽出する輪郭抽出処理を行い、該輪郭抽出処理の結果に基づいて、前記複眼撮像手段に対する相対的な生体部位の位置の修正の要否及び必要な位置の修正の方法を判定する位置判定を行う位置判定ステップと、Based on the single-eye image set for position determination in the compound eye image input in the input step, contour extraction processing for extracting the contour of the living body part is performed, and the compound eye imaging means is performed based on the result of the contour extraction processing. A position determination step for performing position determination for determining whether or not the position of the relative position of the living body part needs to be corrected and a method for correcting the necessary position;
前記位置判定ステップにより判定された必要な位置の修正の方法に応じて、ユーザへの案内を行うための手段により、ユーザに対し生体部位の位置修正のための移動を案内させ、又は、前記複眼撮像手段を移動するための手段により、生体部位の位置修正のための前記複眼撮像手段の移動を行わせる位置修正ステップと、According to the method for correcting the necessary position determined by the position determining step, the user guides the movement for correcting the position of the living body part by means for guiding the user, or the compound eye A position correcting step for moving the compound eye imaging means for correcting the position of the living body part by means for moving the imaging means;
前記位置判定ステップにより生体部位の位置の修正が不要と判定された場合に、前記入力ステップにより入力された複眼画像中の認証用に設定された個眼画像により認証処理を行う認証処理ステップと、An authentication process step of performing an authentication process with a single-eye image set for authentication in the compound eye image input by the input step when it is determined that the correction of the position of the living body part is unnecessary by the position determination step;
をコンピュータに実行させるプログラムであって、A program for causing a computer to execute
前記位置判定用に設定された個眼画像と前記認証用に設定された個眼画像の組み合わせが複数組あり、There are a plurality of combinations of single-eye images set for the position determination and single-eye images set for the authentication,
前記位置判定ステップは、各組の位置判定用に設定された個眼画像の輪郭抽出処理の結果に基づいて1の組の位置判定用に設定された個眼画像を位置判定用個眼画像として決定し、当該位置判定用個眼画像の輪郭抽出処理の結果に基づいて位置判定を行い、In the position determination step, a single-eye image set for position determination of one set based on a result of contour extraction processing of the single-eye image set for position determination of each set is used as a single image for position determination. Determine the position based on the result of the contour extraction processing of the position determination single-eye image,
前記認証処理ステップは、前記位置判定ステップにより決定された位置判定用個眼画像と同じ組の認証用に設定された個眼画像を利用して認証処理を行うことを特徴とするプログラム。The authentication processing step performs authentication processing using a single eye image set for authentication in the same set as the single eye image for position determination determined in the position determination step.
前記位置判定ステップにより決定された位置判定用個眼画像と同じ組の認証用に設定された複数の個眼画像から、個眼画像間視差を利用して、より高解像度の単一画像を再構成する再構成処理ステップをさらに有し、From a plurality of single-eye images set for authentication in the same set as the single-eye images for position determination determined in the position determination step, a single image having a higher resolution is reproduced using parallax between single-eye images. Further comprising a reconfiguration processing step to configure,
前記認証処理ステップは、前記再構成処理手段による再構成画像を利用して認識処理を行うことを特徴とする請求項3に記載のプログラム。The program according to claim 3, wherein the authentication processing step performs recognition processing using a reconstructed image by the reconstruction processing means.
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