JP5598712B2

JP5598712B2 - 静脈パターン検出装置、静脈認証装置及び静脈パターン検出方法

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Publication number: JP5598712B2
Application number: JP2010226142A
Authority: JP
Inventors: 修一山崎; 聡木下
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-10-06
Also published as: JP2012079244A

Description

本発明は、人の静脈パターンを検出する静脈パターン検出装置、静脈認証装置及び静脈パターン検出方法に関するものである。

従来、人の静脈パターンを検出して個人識別を行う生体識別装置が知られている。例えば下記特許文献１記載の装置は、人の指における静脈パターンを検出するものであって、指を透過した透過光と指に反射した反射光とを用いる。これら透過光と反射光とをダイクロイックミラーにより可視光と近赤外光とに分離してレンズに入射し、ＣＣＤ撮像装置により指の近赤外映像とか可視光映像とを得る。これら両映像から近赤外映像の不要なパターンを除去し、つまり指の汚れや皺等の不要な情報を除去し、指の血管画像を得る。そして、得られた画像とデータベースに登録してある血管画像とを照合し、個人識別を行う。

特開２００４−２５５２１２号公報

しかしながら、前述のように指に反射した反射光を用いると、反射光の光束はＣＣＤ撮像装置に一様な強度で到達することなく、到達距離の相違によりＣＣＤ撮像装置に近い側では強く遠い側では弱くなり、光の強度分布に斑が生ずる。そして、この反射光から映像を得るのであるから、当然に得られる映像にも濃度分布による斑が生ずる。このため、前述のように指の汚れや皺等の不要な情報を除去することは可能であっても、映像から反射光の強度分布における斑等に起因する装置固有のノイズを除去することはできず、精度よく静脈パターンを検出することができない。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、反射光を用いつつも装置固有のノイズによる影響を受けることなく、精度よく静脈パターンを検出できる静脈パターン検出装置、静脈認証装置及び静脈パターン検出方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１記載の発明に係る静脈パターン検出装置にあっては、光源と、周囲の明るさが互いに異なる複数の状態で、前記光源からの光が生体の所定部位を模倣した疑似体に照射されることにより、その反射光で形成された複数の画像を複数のリファレンス画像データとして、前記周囲の明るさに対応して記憶するリファレンス画像データ記憶回路と、前記光源からの光が前記生体の所定部位に照射されることにより、その反射光で形成される静脈パターンを含む生体画像を撮像する撮像回路と、前記撮像回路により前記生体画像が撮像された際の周囲の明るさを撮像時の周囲の明るさとして検出する明るさ検出回路と、前記撮像回路により撮像された静脈パターンを含む前記生体画像データを、前記リファレンス画像データ記憶回路に記憶されている前記複数のリファレンス画像データにおける、前記周囲の明るさが前記検出回路により検出された前記撮像時の周囲の明るさに対応する値であるときの特定のリファレンス画像データで補正する補正回路と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明に係る静脈パターン検出装置にあっては、前記撮像回路は、前記光源からの光が前記疑似体に照射されることにより、その反射光により形成される画像を予め撮像し、前記リファレンス画像データ記憶回路は、前記撮像回路により予め撮像された前記疑似体の前記画像をリファレンス画像データとして記憶することを特徴とする。

また、請求項３記載の発明に係る静脈パターン検出装置にあっては、前記撮像回路は、前記光源からの光が前記疑似体に照射されることにより、その反射光により形成される画像を異なる周囲の明るさ毎に予め撮像し、前記リファレンス画像データ記憶回路は、前記撮像回路により予め撮像された前記周囲の明るさ毎の疑似体の前記画像をリファレンス画像データとして複数記憶することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明に係る静脈パターン検出装置にあっては、前記撮像回路により撮像された生体画像データにおける前記生体の所定部位の輪郭を検出する輪郭検出回路と、この輪郭検出回路により検出された輪郭に応じて前記リファレンス画像データを拡大縮小処理し、前記リファレンス画像データの輪郭を前記撮像された生体の所定部位の輪郭に合致させた固有リファレンス画像データを生成する固有リファレンス画像データ生成回路を更に備え、前記補正回路は、前記撮像回路により撮像された静脈パターンを含む画像データを前記固有リファレンス画像データで補正することを特徴とする。

また、請求項５記載の発明に係る静脈パターン検出装置にあっては、前記補正回路は、前記生体画像データから前記リファレンス画像データ又は固有リファレンス画像データを減算して補正することを特徴とする。

また、請求項６記載の発明に係る静脈認証装置にあっては、請求項１から５の何れか一項に記載の静脈パターン検出装置と、この静脈パターン検出装置における前記補正回路により補正された前記画像データを登録生体画像データとして記憶する登録画像データ記憶回路とを備え、前記撮像回路は、前記登録画像データ記憶回路に前記登録生体画像データが記憶された後の認証時において、前記光源からの光が前記生体の所定部位に照射されることにより、その反射光で形成される静脈パターンを含む生体画像を再度撮像し、前記補正回路は、この撮像回路により再度撮像された静脈パターンを含む生体画像データを前記リファレンス画像データ記憶回路に記憶されているリファレンス画像データで補正し、この補正回路により補正された認証生体画像データとして、当該認証生体画像データと前記登録生体画像データとを比較し、認証を実行する認証回路を備えることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明に係る静脈パターン検出方法にあっては、周囲の明るさが互いに異なる複数の状態で、光源からの光が生体の所定部位を模倣した疑似体に照射されることにより、その反射光で形成された複数の画像を複数のリファレンス画像データとして、前記周囲の明るさに対応してリファレンス画像記憶回路に記憶し、前記光源からの光が前記生体の所定部位に照射されることにより、その反射光で形成される静脈パターンを含む生体画像を撮像し、前記生体画像を撮像した際の周囲の明るさを撮像時の周囲の明るさとして検出し、撮像された静脈パターンを含む前記生体画像データを、前記リファレンス画像データ記憶回路に記憶されている前記複数のリファレンス画像データにおける、前記周囲の明るさが前記撮像時の周囲の明るさに対応する値であるときの特定のリファレンス画像データで補正することを特徴とする。

本発明に係る静脈パターン検出装置及び静脈パターン検出方法によれば、反射光を用いつつも装置固有のノイズによる影響を受けることなく、精度よく静脈パターンを検出できる。

また、本発明に係る個人識別装置及び個人識別方法によれば、装置固有のノイズによる影響を受けることなく、精度よく静脈パターンを検出できることにより、個人を精度よく識別することができる。

本発明の各実施の形態に共通する静脈認証装置の要部断面図である。同静脈認証装置の回路構成図である。第１の実施の形態におけるＲＡＭのメモリ構成図である。（ａ）は疑似指を示す側面図であり、（ｂ）疑似指を台座上に載置した状態の断面図であり、（ｃ）は図（ｂ）の下方から見た説明図である。本発明の第１の実施の形態におけるリファレンス画像データ記憶時の動作を示すフローチャートである。同実施の形態における登録時の動作を示すフローチャートである。同実施の形態における登録時の遷移を示す説明図である。同実施の形態における認証時の動作を示すフローチャートである。第２の実施の形態におけるＲＡＭのメモリ構成図である。同実施の形態における登録時の動作を示すフローチャートである。同実施の形態における登録時の遷移を示す説明図である。同実施の形態における認証時の動作を示すフローチャートである。第３の実施の形態におけるＲＡＭのメモリ構成図である。同実施の形態における登録時の動作を示すフローチャートである。同実施の形態における登録時の遷移を示す説明図である。同実施の形態における認証時の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る静脈パターン検出装置を用いた静脈認証装置１の要部を示す断面図である。この静脈認証装置１は、例えば手指における人差し指Ｆの静脈を検出して本人認証を行うものであって、台座２を有している。台座２の先端部には、上面にて露呈する光源としてのＬＥＤ３が配置されており、このＬＥＤ３の近傍には、台座２の長手方向に沿った長尺状の凹部４が設けられている。この凹部４の底部全面には、固体撮像デバイス５が敷設されており、固体撮像デバイス５は台座２に沿って長尺な矩形状（図４（ｃ）参照）を有している。

図２は、静脈認証装置１の回路構成を示す図である。固体撮像デバイス５は、ＣＰＵ６と接続されたトップゲートドライバ５２、ボトムゲートドライバ５１及びパラレル−シリアル変換回路５３と接続される。ボトムゲートドライバ５１、パラレル−シリアル変換回路５３及びトップゲートドライバ５２は静脈認証装置１の本体に設けられたＣＰＵ６により制御される。

ボトムゲートドライバ５１、パラレル−シリアル変換回路５３及びトップゲートドライバ５２は、協同して固体撮像デバイス５を駆動するものである。ボトムゲートドライバ５１はボトムゲートライン５７に接続され、パラレル−シリアル変換回路５３はドレインライン５４に接続され、トップゲートドライバ５２はトップゲートライン５５に接続される。

トップゲートドライバ５２は、シフトレジスタであり、所定の電圧のリセットパルスを各行のトップゲートライン５５に順次印加する。なお、全てのソースライン５６は一括して接地されている。

ボトムゲートドライバ５１は、シフトレジスタであり、トップゲートドライバ５２が何れかの行のトップゲートライン５５にリセットパルスを出力した後、所定のキャリア蓄積期間を経て、同じ行のボトムゲートライン５７に所定の電圧のリードパルスを出力する。このキャリア蓄積期間において、固体撮像デバイス５が有する半導体膜に光が入射すると、入射した光量に従った量の電子−正孔対がチャネル保護膜と半導体膜との界面付近を中心に発生する。この場合、半導体膜側にはキャリアとして正孔が発生し、チャネル保護膜側に電子が発生する。何れかの行のトップゲートライン５５へのリセットパルスの入力が開始してから、同じ行のボトムゲートライン５７へのリードパルスの入力が終了するまでの期間が、その行の選択期間である。

パラレル−シリアル変換回路５３は、それぞれの行の選択期間において、リセットパルスが出力されてからリードパルスが出力されるまでの間に、全てのドレインライン５４，５４・・・にプリチャージパルスを出力する。また、パラレル−シリアル変換回路５３は、プリチャージパルスの出力後にドレインライン５４，５４・・・の電圧を出力し、増幅器５８により増幅してＣＰＵ６に出力する。

ＣＰＵ６では、パラレル−シリアル変換回路５３から入力された電気信号をＡ／Ｄ変換することで、ダブルゲートトランジスタ５９の半導体膜に生成されたキャリアの量に応じて二次元の光強度分布を画像データとして取得する。

ＣＰＵ６は、ＲＯＭ７に格納されたプログラムに従って、ＲＡＭ８をワークエリアとして使用しつつ、各部を制御する制御部であって、ＬＥＤドライバ９が接続されている。ＬＥＤドライバ９は、ＣＰＵ６からの指示に従って動作し、前記ＬＥＤ３を駆動するものでである。

図３は、本実施の形態においてＲＡＭ８の一部に設けられているデータ格納エリアを示す図である。ＲＡＭ８の一部には、リファレンス画像データ格納エリア８０１、読み取り画像データ格納エリア８０２、固有リファレンス画像データ格納エリア８０３、及び登録画像データ格納エリア８０４が設けられている。リファレンス画像データ格納エリア８０１には後述するリファレンス画像データが格納され、読み取り画像データ格納エリア８０２には固体撮像デバイス５により読み取った静脈を含む手指の画像が格納される。固有リファレンス画像データ格納エリア８０３には、リファレンス画像データと手指の画像データとに基づき生成された当該被認証者固有のリファレンス画像データが格納され、登録画像データ格納エリア８０４には登録された被認証者の静脈パターンを含む指画像が格納される。

図４（ａ）は、本実施の形態においてリファレンス画像データを取得する際に用いられる疑似指Ｄを示す図である。この疑似指Ｄは、例えば人の右手における人差し指を模倣したものであって、人の人差し指の平均的な太さ、長さ、形状であり、人工筋肉等の合成樹脂で成形されたものであって、静脈は存在しない物体である。

次に、以上の構成に係る本実施の形態の動作について説明する。図５は、リファレンス画像データ記憶時の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ１０１は、この静脈認証装置１の管理者、あるいはメーカーの作業者により行われる動作であり、ステップＳ１０２以降が静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、この静脈認証装置１の管理者、あるいはメーカーの作業者は、疑似指Ｄを静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ１０１）。このとき、図４（ｂ）に示すように、疑似指Ｄが凹部４上に延在し、かつその先端下面がＬＥＤ３上に位置するように疑似指Ｄを台座２上に載置する。

一方、静脈認証装置１のＣＰＵ６は、前記管理者、あるいはメーカーの作業者による電源オンに応答して、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ１０２）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は疑似指Ｄの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り（ステップＳ１０３）、この読み取った画像をリファレンス画像データとして、ＲＡＭ８のリファレンス画像データ格納エリア８０１に格納する（ステップＳ１０４）。

ここで、固体撮像デバイス５を図４（ｂ）（ｃ）に示すように、仮にＬＥＤ３に近い側の領域Ａと遠い側の領域Ｂに大別すると、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも、疑似指Ｄから反射光の到達距離が短い。したがって、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなる。よって、リファレンス画像データ格納エリア８０１には、領域Ａよりも領域Ｂの方が暗く、かつ領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなる疑似指Ｄからの反射光により形成された画像、つまり図４（ｃ）において鎖線で示した固体撮像デバイス５に対応する領域内の画像がリファレンス画像Ｒの画像データあるリファレンス画像データとして、格納されることとなる。

なお、このリファレンス画像データの格納処理は、静脈認証装置１が販売された後に行われてもよいし、販売前にメーカー側で行ってもよい。前者の場合、静脈認証装置１に疑似指Ｄを付けて販売し、これらを購入した購入者の管理下においてリファレンス画像データの記憶がなされることになる。また、販売前にメーカー側が行った場合には、予めＲＡＭ８のリファレンス画像データ格納エリア８０１にリファレンス画像Ｒを表すリファレンス画像データが記憶された状態で、静脈認証装置１が販売されることになる。この場合、各静脈認証装置１毎に付加する多数の疑似指Ｄを製作する必要がない利点がある。

図６は、静脈認証装置１により認証を受ける人物である被認証者が、自己の人差し指における静脈パターンを登録する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ２０１は、被認証者が行う動作であり、ステップＳ２０２以降が静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、被認証者は、自己の人差し指を静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ２０１）。このとき、図７（ａ）に示すように、前述した図４（ｂ）の疑似指Ｄをセットした場合と同様に、凹部４上に延在し、かつその先端下面がＬＥＤ３上に位置するように人差し指Ｆを台座２上に載置する。

一方、静脈認証装置１のＣＰＵ６は、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ２０２）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り、読み取り画像データ格納エリア８０２に格納する（ステップＳ２０３）。これにより、図７（ｂ）に示すように、鎖線で示した固体撮像デバイス５に対応する領域内の画像が指画像ＦＰとして、格納されることとなる。なお、この指画像ＦＰは、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射させて、その反射光による画像を固体撮像デバイス５により撮像したものであるから、図示のように静脈パターンＶが含まれている。

引き続き、この読み取り画像データ格納エリア８０２に格納された読み取り画像（指画像ＦＰ）に基づき、人差し指の輪郭を検出する（ステップＳ２０４）。さらに、前述したリファレンス画像データ格納エリア８０１にあるリファレンス画像Ｒを表すリファレンス画像データを読み出し、ステップＳ２０４で検出した人差し指の輪郭に合わせて拡大、縮小処理する（ステップＳ２０５）。

すなわち、前述のように疑似指Ｄは、例えば人の右手における人差し指を模倣したものであって、人の人差し指の平均的な太さであるが、実際の指の太さは人によって異なる。したがって、リファレンス画像データにより表されるリファレンス画像Ｒにおける指の太さと、ステップＳ２０４で検出した被認証者の指の太さとを合致させるべく、リファレンス画像Ｒを拡大縮小処理し、図４（ｃ）に示したように、リファレンス画像Ｒの幅Ｗを調整して、被認証者の人差し指の太さに合わせる。

これにより、図４（ｃ）に示すように、リファレンス画像Ｒの幅Ｗを当該被認証者の人差し指の太さに合わせた、読み取り指固有のリファレンス画像である固有リファレンス画像ＳＲを表す固有リファレンス画像データを生成し、この固有リファレンス画像データを固有リファレンス画像データ格納エリア８０３に格納する（ステップＳ２０６）。

次に、この固有リファレンス画像データで補正した指画像を登録画像データ格納エリア８０４に格納する（ステップＳ２０７）。すなわち、前記ステップＳ２０３の処理により、読み取り画像データ格納エリア８０２には、図７（ｂ）に示すように、被認証者の指画像ＦＰを表す指画像データが格納されている。ここで、前述と同様に、固体撮像デバイス５を図７（ａ）（ｂ）に示すように、仮にＬＥＤ３に近い側の領域Ａと遠い側の領域Ｂに大別すると、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも、人差し指Ｆから反射光の到達距離が短い。したがって、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなる。よって、読み取り画像データ格納エリア８０２には、領域Ａよりも領域Ｂの方が暗く、かつ領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなる指画像ＦＰの指画像データが格納されている。

一方、固有のリファレンス画像データ格納エリア８０１には、前記ステップＳ２０６の処理により、図４（ｃ）に示す固有リファレンス画像ＳＲを表す固有リファレンス画像データが格納されている。この固有リファレンス画像ＳＲにあっても、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなっている。

つまり、指画像ＦＰと固有リファレンス画像ＳＲとは共に、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなっている。したがって、指画像ＦＰを表す指画像データを固有リファレンス画像ＳＲを表す指画像データで補正してグラデーション成分を減算する処理つまり、ＦＰ−ＳＲの減算処理により、指画像ＦＰをグラデーションのない状態にすることができる。

このとき、図７（ｂ）に示し前述したように、指画像ＦＰには静脈パターンＶが含まれているが、図４（ｂ）に示したように固有リファレンス画像ＳＲは、疑似指Ｄの画像であるから、静脈パターンは含まれていない。したがって、ＦＰ−ＳＲの減算処理を行った際に、指画像ＦＰから静脈パターンＶが除去されることなく、グラデーションのみが除去され、図７（ｃ）に示すように、静脈パターンＶは存在するがグラデーションは存在しない補正後の指画像ＣＦＰの画像データが登録画像データ格納エリア８０４に格納されることとなる。

したがって、ＬＥＤ３からの反射光を用いつつもこの静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、精度よく静脈パターンＶを検出して登録することができる。

図８は、静脈認証装置１に静脈を登録した被認証者が、認証を受ける際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ３０１は、被認証者が行う動作であり、ステップＳ３０２以降が静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、被認証者は、自己の人差し指を静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ３０１）。指のセット方法は、前述した図７（ａ）の登録時と同様である。

一方、静脈認証装置１のＣＰＵ６は、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ３０２）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り、読み取り画像データ格納エリア８０２に上書きして格納する（ステップＳ３０３）。これにより、前述した図４（ｃ）と同様に、鎖線で示した固体撮像デバイス５に対応する領域内の画像が指画像ＦＰを表す指画像データとして、格納されることとなる。また、この指画像ＦＰは、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射させて、その反射光による画像を固体撮像デバイス５により撮像したものであるから、図示のように静脈パターンＶが含まれている。

引き続き、この指画像データを、前述のステップＳ３０６の処理で固有リファレンス画像データ格納エリア８０３に格納してある図４（ｃ）に示した固有リファレンス画像データで補正する（ステップＳ３０４）。すなわち、前記ステップＳ３０３の処理により、読み取り画像データ格納エリア８０２には、図７（ｂ）に示すように、被認証者の指画像ＦＰを表す指画像データが格納されている。ここで、前述と同様に、固体撮像デバイス５を図７（ａ）（ｂ）に示すように、仮にＬＥＤ３に近い側の領域Ａと遠い側の領域Ｂに大別すると、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも、人差し指Ｆから反射光の到達距離が短い。したがって、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなる。よって、読み取り画像データ格納エリア８０２には、領域Ａよりも領域Ｂの方が暗く、かつ領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなる指画像ＦＰを表す指画像データが格納されている。

一方、固有のリファレンス画像データ格納エリア８０１には、前記ステップＳ３０６の処理により、図４（ｃ）に示す固有リファレンス画像データが格納されている。この固有リファレンス画像データにより表される固有リファレンス画像ＳＲにあっても、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなっている。

つまり、指画像ＦＰと固有リファレンス画像ＳＲとは共に、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなっている。したがって、指画像データを固有リファレンス画像データで補正してグラデーション成分を減算する処理つまり、ＦＰ−ＳＲの減算処理により、指画像ＦＰをグラデーションのない状態にすることができる。

このとき、図７（ｂ）に示し前述したように、指画像ＦＰには静脈パターンＶが含まれているが、図４（ｂ）に示したように固有リファレンス画像ＳＲは、疑似指Ｄの画像であるから、静脈パターンは含まれていない。したがって、ＦＰ−ＳＲの減算処理を行った際に、指画像ＦＰから静脈パターンＶが除去されることなく、グラデーションのみが除去される。

次に、このステップＳ３０４の処理により得られた、静脈パターンＶが除去されることなくグラデーションのみが除去された指画像を、登録画像つまり図７（ｃ）に示した指画像ＣＦＰと比較して認証を実施する（ステップＳ３０５）。このとき、ステップＳ３０４の処理により認証時の指画像にあっては静脈パターンＶは除去されることなく、グラデーションのみが除去されており、また、登録画像データ格納エリア８０４に格納されている指画像ＣＦＰ（登録画像）の画像データも静脈パターンＶは除去されることなく、グラデーションのみが除去されている。

したがって、ステップＳ３０４で補正された画像と指画像ＦＰとの比較により、精度よく本人認証を行うことができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態においては、前述した第１の実施の形態と同様の構成に加えて、図１に示すように、ＣＰＵ６には照明装置ドライバ１０が接続されている。この照明装置ドライバ１０は、ＣＰＵ６からの指示に従って動作し、静脈認証装置１が配置されている部屋等の空間に設けられた照明装置１１を駆動し、その明るさを調整するものである。本実施の形態において、照明装置ドライバ１０により調整される照明装置１１の明るさは、最も暗い「明るさ＝０」から最も明るい「明るさ＝９」の１０段階とする。

図９は、本実施の形態においてＲＡＭ８の一部に設けられている格納エリアを示す図である。ＲＡＭ８の一部には、リファレンス画像データ格納エリア８０１、読み取り画像データ格納エリア８０２、固有リファレンス画像データ格納エリア８０３、登録画像データ格納エリア８０４及び明るさデータ格納エリア８０５が設けられている。リファレンス画像データ格納エリア８０１は、前記「明るさ＝０」から「明るさ＝９」の１０段階の明るさデータに対応してリファレンス画像データ格納エリア（０）〜（９）に区分されている。また、明るさ格納エリア８０５は、リファレンス画像データ格納エリア（０）〜（９）に対応する１０個のエリア（０）〜（９）で構成されている。

次に、以上の構成に係る本実施の形態の動作について説明する。図１０は、リファレンス画像記憶時の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ４０４及びステップＳ４１０は、この静脈認証装置１の管理者により行われる動作であり、ステップＳ４０４及びステップＳ４１０を除く他のステップが静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、ＣＰＵ６は、明るさ＝０〜９を設定するためのカウンタＮに初期値「０」を設定する（ステップＳ４０１）。次に、照明装置ドライバ１０に周囲の明るさの値としてＮをセットし、明るさ＝Ｎで照明装置１１を駆動させる。したがって、現時点でＮ＝０であるとすると、照明装置１１は最も暗い「明るさ＝０」で照明動作する。

引き続き、周囲の明るさを固体撮像デバイス５で読み取り平均値を明るさ格納エリア（Ｎ）に格納する（ステップＳ４０３）。つまり、静脈認証装置１の台座２上に疑似指Ｄや人差し指を載置していない状態においては、固体撮像デバイス５の上方は開放された空間である。したがって、固体撮像デバイス５により周囲空間の明るさを検出することができる。しかし、固体撮像デバイス５は、凹部４の底面に配置された長尺状であることから、部分によって検出される明るさが異なる。このため、ステップＳ４０３では、長尺状の固体撮像デバイス５の各部で読み取った明るさの平均値を算出し、この平均値を「明るさ＝Ｎ」における周囲の明るさとして、明るさ格納エリア（Ｎ）に格納する。したがって、現時点でＮ＝０であるとすると、照明装置１１は最も暗い「明るさ＝０」で照明動作させた際の周囲の明るさが明るさ格納エリア（０）に格納される。

また、この静脈認証装置１の管理者は、図４（ｂ）に示すように、疑似指Ｄをこの静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ４０４）。

一方、静脈認証装置１のＣＰＵ６は、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ４０５）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は疑似指Ｄの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り（ステップＳ４０６）、この読み取った画像を表す画像データをリファレンス画像データとして、ＲＡＭ８のリファレンス画像データ格納エリア（Ｎ）に格納する（ステップＳ４０７）。

引き続き、ＣＰＵ６は、カウンタＮの値をインクリメントし（ステップＳ４０８）、このインクリメントしたカウンタＮの値が“１０”未満であるか否かを判断する（ステップＳ４０９）。Ｎ＜１０であるならば、ステップＳ４０２からの処理を再度実行する。このとき、管理者は疑似指Ｄをリセットして（ステップＳ４１０）、静脈認証装置１の台座２上にある疑似指Ｄを除去し、ＣＰＵ６は台座２上から疑似指Ｄが除去された状態でステップＳ４０２からの処理を実行する。

したがって、ステップＳ４０９におけるＮ＜１０の判断がＮＯとなるまで、ステップＳ４０２〜Ｓ４０９処理及び動作が、Ｎ＝０〜９までの１０回繰り返され、管理者は疑似指Ｄをこの静脈認証装置１の台座２上にセットする動作とリセットする動作とを１０回行う。また、ステップＳ４０２〜Ｓ４０９処理及び動作が、Ｎ＝０〜９までの１０回繰り返されることにより、図９に示したリファレンス画像データ格納エリア（０）〜（９）には、明るさ＝０〜９の照明装置１１の明るさデータに対応して各々リファレンス画像が格納され、明るさデータ格納エリア（０）（９）には、各リファレンス画像に対応して周囲の明るさデータが格納される。

図１１は、本実施の形態において静脈認証装置１により認証を受ける人物である被認証者が、自己の人差し指における静脈パターンを登録する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ５０２は、被認証者が行う動作であり、ステップＳ５０２を除く他のステップが静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、ＣＰＵ６は、台座２に手指が載置されていない状態で、周囲の明るさを固体撮像デバイス５より読み取る（ステップＳ５０１）。このとき、前述のステップＳ４０３において説明したように、固体撮像デバイス５の各部で読み取った明るさの平均値を算出し、この平均値を登録時における周囲明るさデータとして取得する。

被認証者は、自己の人差し指を静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ５０２）。

静脈認証装置１のＣＰＵ６は、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ５０３）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り、読み取り画像データ格納エリア８０２に格納する（ステップＳ５０４）。これにより、図７（ｂ）に示すように、鎖線で示した固体撮像デバイス５に対応する領域内の画像が指画像ＦＰを表す指画像データとして、格納されることとなる。なお、この指画像ＦＰは、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射させて、その反射光による画像を固体撮像デバイス５により撮像したものであるから、図示のように静脈パターンＶが含まれている。

引き続き、この読み取り画像データ格納エリア８０２に格納された読み取り画像（指画像ＦＰ）データに基づき、人差し指の輪郭を検出する（ステップＳ５０５）。さらに、該当明るさのリファレンス画像データ格納エリア８０１にあるリファレンス画像データを読み出し、ステップＳ５０５で検出した人差し指の輪郭に合わせて拡大、縮小処理して、固有のリファレンス画像データを設定し、この固有リファレンス画像データを固有リファレンス画像データ格納エリア８０３に格納する（ステップＳ５０６）。

つまり、前記ステップＳ５０１で読み取った周囲の明るさが、例えば図９の明るさエリア（５）の明るさであったとすると、対応するリファレンス画像データ格納エリア（５）にあるリファレンス画像を読み出す。これにより、当該明るさつまりこの静脈認証装置１が設置されている部屋等の周囲空間の明るさに応じたリファレンス画像を選択することができる。そして、この周囲空間の明るさに応じて選択されたリファレンス画像を、検出した人差し指の輪郭に合わせて拡大、縮小処理することにより、当該被認証者固有のリファレンス画像データを設定する。これにより、静脈認証装置１が設置されている周囲空間の明るさに対応し、かつ当該被認証者の指の太さに対応する適切な固有リファレンス画像データを設定することができる。

引き続き、この固有リファレンス画像データで補正した指画像を登録画像データ格納エリア８０４に格納する（ステップＳ５０７）。このステップＳ５０７の処理は、前述したステップＳ２０７の処理と同様である。したがって、前述のＦＰ−ＳＲの減算処理を行った際に、指画像ＦＰから静脈パターンＶが除去されることなく、グラデーションのみが除去され、図７（ｃ）に示すように、静脈パターンＶは存在するがグラデーションは存在しない補正後の指画像ＦＰを表す指画像データが登録画像データ格納エリア８０４に格納されることとなる。

したがって、ＬＥＤ３からの反射光を用いつつもこの静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、精度よく静脈パターンを検出して登録することができる。しかも本実施の形態においては、周囲の明るさを読み取って、この明るさに応じたリファレンス画像を用いて固有リファレンス画像を設定し、この設定した固有リファレンス画像で補正した指画像を登録する。よって、静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、かつ、周囲空間の明るさに起因するノイズによる影響も受けることなく、より精度よく静脈パターンを検出して登録することができる。

図１２は、本実施の形態において静脈認証装置１に静脈を登録した被認証者が、認証を受ける際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ６０２は、被認証者が行う動作であり、ステップＳ６０２を除く他のステップが静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、ＣＰＵ６は、台座２に手指が載置されていない状態で、周囲の明るさを固体撮像デバイス５より読み取る（ステップＳ６０１）。このとき、前述のステップＳ４０３において説明したように、固体撮像デバイス５の各部で読み取った明るさの平均値を算出し、この平均値を登録時における周囲明るさとして取得する。

被認証者は、自己の人差し指を静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ６０２）。

静脈認証装置１のＣＰＵ６は、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ６０３）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り、読み取り画像データ格納エリア８０２に格納する（ステップＳ６０４）。これにより、図７（ｂ）に示すように、鎖線で示した固体撮像デバイス５に対応する領域内の画像が指画像ＦＰを表す指画像データとして、格納されることとなる。

引き続き、この読み取り画像データ格納エリア８０２に格納された読み取り画像（指画像ＦＰ）データに基づき、人差し指の輪郭を検出する（ステップＳ６０５）。さらに、該当明るさのリファレンス画像データ格納エリア８０１にあるリファレンス画像を読み出し、ステップＳ６０５で検出した人差し指の輪郭に合わせて拡大、縮小処理して、固有のリファレンス画像を設定し、この固有リファレンス画像を表すファレンス画像データを固有リファレンス画像データ格納エリア８０３に上書きして格納する（ステップＳ６０６）。

つまり、前記ステップＳ６０１で読み取った周囲の明るさが、例えば図９の明るさエリア（７）の明るさであったとすると、対応するリファレンス画像データ格納エリア（７）にある画像を読み出す。これにより、当該明るさつまりこの静脈認証装置１が設置されている部屋等の周囲空間の明るさに応じたリファレンス画像を選択することができる。そして、この周囲空間の明るさに応じて選択されたリファレンス画像を、検出した人差し指の輪郭に合わせて拡大、縮小処理することにより、当該被認証者固有のリファレンス画像データを設定する。これにより、静脈認証装置１が設置されている認証時における周囲空間の明るさに対応し、かつ当該被認証者の指の太さに対応する適切な固有リファレンス画像データを設定することができる。

引き続き、前記ステップＳ６０４で読み取り格納した指画像データを、前述のステップＳ３０６の処理で固有リファレンス画像データ格納エリア８０３に格納してある固有リファレンス画像データで補正する（ステップＳ６０７）。すなわち、前記ステップＳ６０４の処理により、読み取り画像データ格納エリア８０２には、被認証者の指画像の画像データが格納されている。ここで、前述と同様に、固体撮像デバイス５を図７（ａ）（ｂ）に示すように、仮にＬＥＤ３に近い側の領域Ａと遠い側の領域Ｂに大別すると、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも、人差し指Ｆから反射光の到達距離が短い。したがって、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなる。よって、読み取り画像データ格納エリア８０２には、領域Ａよりも領域Ｂの方が暗く、かつ領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなる指画像ＦＰを表す指画像データが格納されている。

一方、固有のリファレンス画像データ格納エリア８０１には、前記ステップＳ６０６の処理により、固有リファレンス画像データが格納されている。この固有リファレンス画像データにより表される固有リファレンス画にあっても、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなっている。

つまり、指画像と固有リファレンス画像とは共に、ＬＥＤ３に近い側の領域Ａは遠い側の領域Ｂよりも画像が明るく、領域Ａ側から領域Ｂに向かうに従ってグラデーション的に暗くなっている。したがって、指画像ＦＰの画像データを固有リファレンス画像データで補正してグラデーション成分を減算する処理つまり、ＦＰ−ＳＲの減算処理により、指画像ＦＰの画像データをグラデーションのない状態にすることができる。

このとき、図７（ｂ）に示し前述したように、指画像ＦＰには静脈パターンＶが含まれているが、図４（ｂ）に示したように固有リファレンス画像ＳＲは、疑似指Ｄの画像であるから、静脈は含まれていない。したがって、ＦＰ−ＳＲの減算処理を行った際に、指画像ＦＰから静脈パターンＶが除去されることなく、グラデーションのみが除去される。

次に、このステップＳ３０４の処理により得られた静脈パターンＶが除去されることなく、グラデーションのみが除去された指画像データを、登録画像データつまり図７（ｃ）に示した指画像ＣＦＰと比較して認証を実施する（ステップＳ６０８）。このとき、ステップＳ６０７の処理により認証時の指画像にあっては静脈パターンＶは除去されることなく、グラデーションのみが除去されており、また、登録画像データ格納エリア８０４に格納されている指画像ＦＰ（登録画像）も静脈パターンＶは除去されることなく、グラデーションのみが除去されている。

しかも本実施の形態においては、前述のように、周囲の明るさを読み取って、この明るさに応じたリファレンス画像を用いて固有リファレンス画像データを設定し、この設定した固有リファレンス画像データで補正した指画像を登録する。また、認証時においても、周囲の明るさを読み取って、この明るさに応じたリファレンス画像データを用いて固有リファレンス画像データを設定し、この設定した固有リファレンス画像データで補正した指画像を登録した指画像と比較して認証する。

よって、静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、かつ、周囲空間の明るさに起因するノイズによる影響も受けることなく、より精度よく静脈パターンを検出して登録できるのみならず、静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、かつ、周囲空間の明るさに起因するノイズによる影響も受けることなく、認証を行うことができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態における静脈認証装置１の回路構成は、前述した第２の実施の形態と同様である。但し、本実施の形態において、照明装置ドライバ１０により調整される照明装置１１の明るさは、最も暗い「レベル０」と最も明るい「レベル１」の２段階とする。

図１３は、本実施の形態においてＲＡＭ８の一部に設けられている格納エリアを示す図である。ＲＡＭ８の一部には、リファレンス画像データ格納エリア８０１、読み取り画像データ格納エリア８０２、固有リファレンス画像データ格納エリア８０３、登録画像データ格納エリア８０４及び明るさデータ格納エリア８０５が設けられている。リファレンス画像データ格納エリア８０１は、レベル０とレベル１の２段階の明るさに対応してリファレンス画像データ格納エリア（０）、（１）に区分されている。また、リファレンス画像データ格納エリア（０）、（１）には、リファレンス画像データ格納エリアのみならずその画像の濃度Ｐ１０、Ｐ１１がそれぞれ記憶される。

明るさデータ格納エリア８０５は、リファレンス画像データ格納エリア（０）、（１）に対応する２個のエリア（０）、（２）で構成されている。これら明るさデータ格納エリア（１）、（２）には、レベル０における周囲空間の明るさＬ０と、レベル１における周囲空間の明るさＬ１を表すデータがそれぞれ記憶される。

次に、以上の構成に係る本実施の形態の動作について説明する。図１４は、リファレンス画像記憶時の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ７０４及びステップＳ７１０は、この静脈認証装置１の管理者により行われる動作であり、ステップＳ７０４及びステップＳ７１０を除く他のステップが静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、ＣＰＵ６は、明るさのレベル０又はレベル１を設定するためのカウンタＮに初期値「０」を設定する（ステップＳ７０１）。次に、照明装置ドライバ１０に周囲の明るさの値としてレベルＮをセットし、明るさ＝Ｎで照明装置１１を駆動させる。したがって、現時点でＮ＝０であるとすると、照明装置１１は最も暗いレベル０で照明動作する。

引き続き、周囲の明るさを固体撮像デバイス５で読み取り平均値を表すデータを明るさデータ格納エリア（Ｎ）に格納する（ステップＳ７０３）。したがって、現時点でＮ＝０であるとすると、照明装置１１は最も暗い「レベル」で照明動作させた際の周囲の明るさが明るさ「Ｌ０」を表すデータが明るさデータ格納エリア（０）に格納される。

また、この静脈認証装置１の管理者は、図４（ｂ）に示すように、疑似指Ｄを静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ７０４）。

一方、静脈認証装置１のＣＰＵ６は、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ７０５）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は疑似指Ｄの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り（ステップＳ７０６）、この読み取った画像を表すデータをリファレンス画像データとして、ＲＡＭ８のリファレンス画像データ格納エリア（Ｎ）に格納するとともに、当該リファレンス画像の任意の画素の濃度Ｐ１０を記憶させる（ステップＳ７０７）。

引き続き、ＣＰＵ６は、カウンタＮの値をインクリメントし（ステップＳ７０８）、このインクリメントしたカウンタＮの値が“２”未満であるか否かを判断する（ステップＳ７０９）。Ｎ＜２であるならば、ステップＳ７０２からの処理を再度実行する。こととき、管理者は疑似指Ｄをリセットして、静脈認証装置１の台座２上から疑似指Ｄを除去し、ＣＰＵ６は台座２上から疑似指Ｄが除去された状態でステップＳ７０２からの処理を実行する。

したがって、ステップＳ７０９におけるＮ＜２の判断がＮＯとなるまで、ステップＳ７０２〜Ｓ７０９処理及び動作が、Ｎ＝０、１の２回繰り返され、管理者は疑似指Ｄをこの静脈認証装置１の台座２上にセットする動作とリセットする動作とを２回行う。また、ステップＳ７０２〜Ｓ７０９処理及び動作が、Ｎ＝０〜９までの２回繰り返されることにより、図９に示したリファレンス画像データ格納エリア（０）、（１）には、明るさレベル０とレベル１の照明装置１１の明るさＬ０、Ｌ１に対応して各々リファレンス画像と前記濃度Ｐ１０、Ｐ１１が格納され、明るさデータ格納エリア（０）、（１）には、各リファレンス画像に対応して周囲の明るさＬ０、Ｌ１を表す明るさデータが格納される。

図１５は、本実施の形態において静脈認証装置１により認証を受ける人物である被認証者が、自己の人差し指における静脈パターンを登録する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ８０２は、被認証者が行う動作であり、ステップＳ８０２を除く他のステップが静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、ＣＰＵ６は、台座２に手指が載置されていない状態で、周囲の明るさを固体撮像デバイス５より読み取る（ステップＳ８０１）。

被認証者は、自己の人差し指を静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ８０２）。

また、静脈認証装置１のＣＰＵ６は、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ８０３）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り、読み取り画像データ格納エリア８０２に格納する（ステップＳ８０４）。

引き続き、この読み取り画像データ格納エリア８０２に格納された読み取り画像（指画像ＦＰ）データに基づき、人差し指の輪郭を検出する（ステップＳ８０５）。しかる後に、下記式を用いて、該当明るさレベルのリファレンス画像データを生成する（ステップＳ８０６）。

すなわち、本実施の形態は、前述のように最も暗い明るさをレベル０とし、最も明るい明るさをレベル１として、中間レベルのリファレンス画像は濃度変化のリニア特定による推定する方法により該当明るさレベルのリファレンス画像を生成するものである。任意の画素ｐ１に対するレベル０の場合の濃度Ｐ１０、レベル１での濃度がＰ１１であるとすると、全ての周囲光のレベルはレベル０とレベル１の間に存在する。レベル０の周囲光レベルをＬ０、レベル１の周囲光レベルをＬ１とすると、あるレベルＬＥでの任意の画素ｐ１の濃度Ｐ１Ｅは周囲光レベルに対しリニアな関係にある。したがって、リファレンス画像データ格納エリア（０）に格納されているリファレンス画像（０）の明るさを前記式に従った明るさとしたリファレンス画像を生成する。

そして、この周囲空間の明るさに応じて生成されたリファレンス画像データにより表されるリファレンス画像を、検出した人差し指の輪郭に合わせて拡大、縮小処理することにより、当該被認証者固有のリファレンス画像データを設定する（ステップＳ８０７）。したがって、本実施の形態によれば、明るさレベル０とレベル１の二種類のリファレンス画像を記憶しておくのみで、静脈認証装置１が設置されている周囲空間の明るさに対応し、かつ当該被認証者の指の太さに対応する適切な固有リファレンス画像データを設定することができる。

引き続き、この固有リファレンス画像データで補正した指画像データを登録画像データ格納エリア８０４に格納する（ステップＳ８０８）。このステップＳ８０８の処理は、前述したステップＳ２０７の処理と同様である。したがって、前述のＦＰ−ＳＲの減算処理を行った際に、指画像ＦＰから静脈パターンＶが除去されることなく、グラデーションのみが除去され、図７（ｃ）に示すように、静脈パターンＶは存在するがグラデーションは存在しない補正後の指画像ＦＰが登録画像データ格納エリア８０４に格納されることとなる。

したがって、ＬＥＤ３からの反射光を用いつつもこの静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、精度よく静脈パターンを検出して登録することができる。しかも本実施の形態においては、周囲の明るさを読み取って、この明るさに応じたリファレンス画像データを用いて固有リファレンス画像データを設定し、この設定した固有リファレンス画像データで補正した指画像データを登録する。よって、静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、かつ、周囲空間の明るさに起因するノイズによる影響も受けることなく、より精度よく静脈パターンを検出して登録することができる。

図１６は、本実施の形態において静脈認証装置１に静脈を登録した被認証者が、認証を受ける際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ９０２は、被認証者が行う動作であり、ステップＳ９０２を除く他のステップが静脈認証装置１のＣＰＵ６がＲＯＭ７に格納されているプログラムに従って実行する処理である。

すなわち、ＣＰＵ６は、台座２に手指が載置されていない状態で、周囲の明るさを固体撮像デバイス５より読み取る（ステップＳ９０１）。
被認証者は、自己の人差し指を静脈認証装置１の台座２上にセットする（ステップＳ９０２）。

また、静脈認証装置１のＣＰＵ６は、ＬＥＤドライバ９に光源オンを指示する（ステップＳ９０３）。これにより、ＬＥＤ３が点灯し、ＬＥＤ３からの光は人差し指Ｆの内部にて乱反射して、その反射光が固体撮像デバイス５上に到来する。したがって、固体撮像デバイス５は、この反射光により形成される画像を読み取り、読み取り画像データ格納エリア８０２に格納する（ステップＳ９０４）。

引き続き、この読み取り画像データ格納エリア８０２に格納された読み取り画像（指画像ＦＰ）データに基づき、人差し指の輪郭を検出する（ステップＳ９０５）。しかる後に、前述したステップＳ８０６と同様に、前記［数１］に示した式を用いて、該当明るさレベルのリファレンス画像データを生成する（ステップＳ９０６）。

そして、この周囲空間の明るさに応じて生成されたリファレンス画像データを、ステップＳ９０５で検出した人差し指の輪郭に合わせて拡大、縮小処理して、固有のリファレンス画像を設定し、この固有リファレンス画像を固有リファレンス画像データ格納エリア８０３に上書きして格納する（ステップＳ９０７）。

引き続き、前記ステップＳ９０４で読み取り格納した指画像ＦＰを表す指画像データを、前述のステップＳ３０６の処理で固有リファレンス画像データ格納エリア８０３に格納してある固有リファレンス画像データで補正する（ステップＳ９０８）。次に、このステップＳ９０７の処理により得られた静脈パターンＶが除去されることなく、グラデーションのみが除去された指画像を、登録画像つまり図７（ｃ）に示した指画像ＣＦＰと比較して認証を実施する（ステップＳ９０９）。このとき、ステップＳ９０８の処理により認証時の指画像にあっては静脈パターンＶは除去されることなく、グラデーションのみが除去されており、また、登録画像データ格納エリア８０４に格納されている指画像ＦＰ（登録画像）も静脈パターンＶは除去されることなく、グラデーションのみが除去されている。

したがって、ステップＳ９０８で補正された画像と指画像ＣＦＰとの比較により、精度よく本人認証を行うことができる。

しかも本実施の形態においては、前述のように、二種類の明るさレベルに対応するリファレンス画像を用いて固有リファレンス画像を設定し、この設定した固有リファレンス画像で補正した指画像を登録する。また、認証時においても、二種類の明るさレベルに対応するリファレンス画像を用いて固有リファレンス画像データを設定し、この設定した固有リファレンス画像データで補正した指画像を登録した指画像と比較して認証する。

よって、静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、かつ、周囲空間の明るさに起因するノイズによる影響も受けることなく、より精度よく静脈パターンを検出して簡便に登録できるのみならず、静脈認証装置１固有のノイズによる影響を受けることなく、かつ、周囲空間の明るさに起因するノイズによる影響も受けることなく、簡便に認証を行うことができる。

なお、実施の形態においては手指の人差し指の静脈を検出し、認証を行うものとしたが、これに限ることなく手指の他の指、手の平等の人の他の部位における静脈を検出、認証対象としてもよい。また、実施の形態においては光源として一つのＬＥＤを設ける構成を示したが、光源は複数であってもよい。

また、実施の形態においては、リファレンス画像から被認証者の指の輪郭に合わせた固有リファレンス画像データを生成し、この固有リファレンス画像データにより撮像された指画像を補正するようにしたが、固有リファレンス画像データを生成することなく、リファレンス画像データで撮像された指画像を補正するようにしてもよい。この場合、幅を十分に大きく設定した疑似指Ｄを用いれば、前述した指画像のグラデーションを除去することはできる。

１静脈認証装置
２台座
３ＬＥＤ
４凹部
５固体撮像デバイス
６ＣＰＵ
７ＲＯＭ
８ＲＡＭ
９ＬＥＤドライバ
１０照明装置ドライバ
１１照明装置
８０１リファレンス画像データ格納エリア
８０２読み取り画像データ格納エリア
８０３固有リファレンス画像データ格納エリア
８０４登録画像データ格納エリア
８０５明るさデータ格納エリア
Ｆ人差し指
ＦＰ指画像
Ｒリファレンス画像
ＳＲ固有リファレンス画像
Ｖ静脈パターン

Claims

光源と、
周囲の明るさが互いに異なる複数の状態で、前記光源からの光が生体の所定部位を模倣した疑似体に照射されることにより、その反射光で形成された複数の画像を複数のリファレンス画像データとして、前記周囲の明るさに対応して記憶するリファレンス画像データ記憶回路と、
前記光源からの光が前記生体の所定部位に照射されることにより、その反射光で形成される静脈パターンを含む生体画像を撮像する撮像回路と、
前記撮像回路により前記生体画像が撮像された際の周囲の明るさを撮像時の周囲の明るさとして検出する検出回路と、
前記撮像回路により撮像された静脈パターンを含む前記生体画像データを、前記リファレンス画像データ記憶回路に記憶されている前記複数のリファレンス画像データにおける、前記周囲の明るさが前記検出回路により検出された前記撮像時の周囲の明るさに対応する値であるときの特定のリファレンス画像データで補正する補正回路と、
を備えることを特徴とする静脈パターン検出装置。
前記撮像回路は、前記光源からの光が前記疑似体に照射されることにより、その反射光により形成される画像を予め撮像し、
前記リファレンス画像データ記憶回路は、前記撮像回路により予め撮像された前記疑似体の前記画像をリファレンス画像データとして記憶することを特徴とする請求項１記載の静脈パターン検出装置。
前記撮像回路は、前記光源からの光が前記疑似体に照射されることにより、その反射光により形成される画像を異なる周囲の明るさ毎に予め撮像し、
前記リファレンス画像データ記憶回路は、前記撮像回路により予め撮像された前記周囲の明るさ毎の疑似体の前記画像をリファレンス画像データとして複数記憶することを特徴とする請求項１記載の静脈パターン検出装置。
前記撮像回路により撮像された生体画像データにおける前記生体の所定部位の輪郭を検出する輪郭検出回路と、
この輪郭検出回路により検出された輪郭に応じて前記リファレンス画像データを拡大縮小処理し、前記リファレンス画像データの輪郭を前記撮像された生体の所定部位の輪郭に合致させた固有リファレンス画像データを生成する固有リファレンス画像データ生成回路を更に備え、
前記補正回路は、前記撮像回路により撮像された静脈パターンを含む画像データを前記固有リファレンス画像データで補正することを特徴とする請求項１から４にいずれか一項に記載の静脈パターン検出装置。
前記補正回路は、前記生体画像データから前記リファレンス画像データ又は固有リファレンス画像データを減算して補正することを特徴とする請求項１から５に何れか一項に記載の静脈パターン検出装置。
請求項１から５の何れか一項に記載の静脈パターン検出装置と、
この静脈パターン検出装置における前記補正回路により補正された前記画像データを登録生体画像データとして記憶する登録画像データ記憶回路とを備え、
前記撮像回路は、前記登録画像データ記憶回路に前記登録生体画像データが記憶された後の認証時において、前記光源からの光が前記生体の所定部位に照射されることにより、その反射光で形成される静脈パターンを含む生体画像を再度撮像し、
前記補正回路は、この撮像回路により再度撮像された静脈パターンを含む生体画像データを前記リファレンス画像データ記憶回路に記憶されているリファレンス画像データで補正し、
この補正回路により補正された認証生体画像データとして、当該認証生体画像データと前記登録生体画像データとを比較し、認証を実行する認証回路を備えることを特徴とする静脈認証装置。
周囲の明るさが互いに異なる複数の状態で、光源からの光が生体の所定部位を模倣した疑似体に照射されることにより、その反射光で形成された複数の画像を複数のリファレンス画像データとして、前記周囲の明るさに対応してリファレンス画像記憶回路に記憶し、
前記光源からの光が前記生体の所定部位に照射されることにより、その反射光で形成される静脈パターンを含む生体画像を撮像し、
前記生体画像を撮像した際の周囲の明るさを撮像時の周囲の明るさとして検出し、
撮像された静脈パターンを含む前記生体画像データを、前記リファレンス画像データ記憶回路に記憶されている前記複数のリファレンス画像データにおける、前記周囲の明るさが前記撮像時の周囲の明るさに対応する値であるときの特定のリファレンス画像データで補正することを特徴とする静脈パターン検出方法。