JP6349817B2 - 位置合わせ装置、位置合わせ方法及び位置合わせ用コンピュータプログラム - Google Patents
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Description
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
この位置合わせ装置は、一方の画像に表された対象物の複数の特徴から選択された一つの特徴と、他方の画像に表された対象物の複数の特徴から選択された一つの特徴とを含む組を複数生成する。そしてこの位置合わせ装置は、各組について、一方の特徴を他方の特徴と位置合わせするための平行移動量(第1の平行移動量)を求める。この位置合わせ装置は、求めた平行移動量に対応する、座標が平行移動量を表す投票座標系の座標に投票する。そしてこの位置合わせ装置は、投票座標系で投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、一方の画像に表された対象物を他方の画像に表された対象物と位置わせするための平行移動量(第2の平行移動量)とする。
また本明細書において、「照合処理」という用語は、利用者の生体情報と登録利用者の生体情報の相違度合いまたは類似度合いを表す指標を算出する処理を示すために使用される。また、「生体認証処理」という用語は、照合処理だけでなく、照合処理により求められた指標を用いて、利用者を認証するか否かを決定する処理を含む、認証処理全体を示すために使用される。
なお、登録利用者の照合用特徴情報は、後述する登録処理によって求められ、ストレージ装置5に記憶される。
特徴抽出部11は、着目線の両端を結ぶ直線を算出し、着目線上の各画素と、その直線との距離を求める。そして特徴抽出部11は、距離の最大値が所定の閾値(例えば、5)以上である場合、着目線を、その距離の最大値に対応する画素で分割する。
特徴抽出部11は、着目線を分割することにより得られた個々の線をそれぞれ次の着目線として、上記の処理を実行する。特徴抽出部11は、距離の最大値が所定の閾値未満になるまで、上記の処理を繰り返し実行する。そして特徴抽出部11は、距離の最大値が所定の閾値未満である場合、その着目線を一本の線分とする。
一方、登録処理が行われる場合、特徴抽出部11は、照合用特徴情報を登録部17へ出力する。
ここで、手の静脈パターンが写った二つの静脈画像300及び静脈画像310を位置合わせするものとする。静脈画像300からは、対象物の特徴として、3個の線分301〜303が抽出されており、一方、静脈画像310からは、対象物の特徴として、4個の線分311〜314が抽出されている。投票部12は、静脈画像300上の線分ごとに、その線分を静脈画像310上の各線分と位置合わせするための平行移動量を算出する。例えば、線分301を線分311と位置合わせする時の水平方向の移動量がx0であり、垂直方向の移動量がy0であったとする。この場合、投票部12は、水平方向の移動量を横軸とし、垂直方向の移動量を縦軸とする投影座標系320の座標(x0, y0)に投票値'1'を投票する。また、線分301を線分312〜314のそれぞれと位置合わせするための水平方向及び垂直方向の移動量が、それぞれ、(x1, y1)、(x2, y2)、(x3, y3)であったとする。この場合、投票部12は、投影座標系320の座標(x1, y1)、(x2, y2)、(x3, y3)にもそれぞれ投票値'1'を投票する。
図3において、投票座標系320の各円のサイズは、その円に対応する座標における投票値の合計を表し、円のサイズが大きいほど、投票値の合計も大きい。投票座標系320に示されるように、座標(x0, y0)の投票値の合計が最大であるため、平行移動量算出部13は、静脈画像300上の手の静脈パターンを画像310上の手の静脈パターンと位置合わせするための水平方向の移動量をx0、垂直方向の移動量をy0とする。
投票部12は、利用者の照合用特徴情報及び登録利用者の照合用特徴情報から、それぞれ、一つの線分を選択し、選択された線分の組を着目する線分の組とする(ステップS101)。そして投票部12は、着目する線分の組を位置合わせするための水平方向の平行移動量x及び垂直方向の平行移動量yを算出する(ステップS102)。そして投票部12は、算出した水平方向の平行移動量と垂直方向の平行移動量の組(x, y)に対応する投票座標系の座標(x, y)に所定の投票値を投票する(ステップS103)。
照合部15は、利用者の照合用特徴情報に含まれる各線分について算出した距離の平均値の逆数を照合スコアとして算出する。ただし、距離の平均値が所定値(例えば、0.1〜1)未満であれば、照合部15は、照合スコアを取り得る最大値(例えば、1)としてもよい。
処理部7は、入力部3を介して、認証対象となる登録利用者を特定するためのユーザ識別情報を取得する。また処理部7は、生体情報取得部4から認証を受けようとする利用者の何れかの手の静脈パターンが写った静脈画像を受け取る(ステップS201)。そして特徴抽出部11は、その静脈画像から、静脈パターンを近似的に表す複数の線分を含む、照合用特徴情報を抽出する(ステップS202)。
ステップS206またはS207の後、処理部7は、生体認証処理を終了する。
登録処理でも、処理部7は、生体情報取得部4から登録対象の利用者の何れかの手の静脈画像を受け取る。そして処理部7の特徴抽出部11は、その静脈画像から照合用特徴情報を抽出し、照合用特徴情報を登録部17へ出力する。
第2の実施形態による生体認証装置は、第1の実施形態による生体認証装置と比較して、回転補正量算出部18、スケール補正量算出部19及び回転スケール補正部20を有することと、特徴抽出部11の処理及び投票部12の処理が異なる。そこで以下では、特徴抽出部11、回転補正量算出部18、スケール補正量算出部19、回転スケール補正部20及び投票部12について説明する。第2の実施形態による生体認証装置のその他の構成要素の詳細については、第1の実施形態による生体認証装置の対応する構成要素の説明を参照されたい。
なお、α及びβのうちの一方を0として、投票値が傾きの差の絶対値または曲率差の絶対値の何れか一方に基づいて決定されるようにしてもよい。
そして位置合わせ部14は、複数の平行移動量のそれぞれに基づいて、照合用特徴情報に含まれる各特徴の位置を補正してもよい。そして照合部15は、複数の平行移動量のそれぞれごとに、位置補正された特徴に基づいて照合スコアを算出し、照合スコアの最大値を認証判定部16へ通知してもよい。これにより、位置合わせ用の平行移動量を正確に求めることが困難な場合でも、静脈画像上の利用者の手の静脈パターンと登録利用者の手の静脈パターンとが比較的精度良く位置合わされたときの照合スコアを利用できる可能性が高くなる。
例えば、コンピュータシステム100は、少なくとも1台の端末110とサーバ120とを有する。そして端末110とサーバ120は、有線または無線の通信ネットワーク130を介して接続される。なお、図8において、コンピュータシステム100が有する構成要素のうち、図1に示した生体認証装置1が有する構成要素の何れかと対応する構成要素には、生体認証装置1が有する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。
記憶部21は、例えば、半導体メモリ回路を有し、生体情報取得部4により生成された静脈画像を一時的に記憶する。また画像取得制御部22は、一つまたは複数のプロセッサとその周辺回路とを有し、端末110の各部を制御し、かつ、端末110で動作する各種のプログラムを実行する。そして画像取得制御部22は、生体情報取得部4により生成された静脈画像を、端末110を通信ネットワーク130と接続するためのインターフェース回路を有するインターフェース部23を介してサーバ120へ送信する。さらに画像取得制御部22は、入力部3を介して入力されたユーザ識別情報もサーバ120へ送信してもよい。
(付記1)
一方の画像上に表された第1の対象物を表す複数の特徴から選択した第1の特徴と、他方の画像上に表された第2の対象物を表す複数の特徴から選択した第2の特徴との組を複数生成し、前記複数の組のそれぞれについて、前記第1の特徴を前記第2の特徴に位置合わせする第1の平行移動量を求め、座標が平行移動量を表す座標系上の前記第1の平行移動量に対応する座標に投票値を投票する投票部と、
前記座標系の前記座標ごとに前記投票値の合計を算出し、前記投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、前記第1の対象物を前記第2の対象物に位置合わせするための第2の平行移動量とする移動量算出部と、
を有する位置合わせ装置。
(付記2)
前記複数の第1の特徴及び前記複数の第2の特徴のうちの少なくとも一方を、前記第2の平行移動量に応じて平行移動させる位置合わせ部をさらに有する、付記1に記載の位置合わせ装置。
(付記3)
前記第1の特徴及び前記第2の特徴は線であり、かつ、前記第1の特徴である線及び前記第2の特徴である線には、それぞれ、位置合わせ用の基準点が少なくとも一つ設定され、
前記投票部は、前記第1の特徴上に設定された前記基準点の何れかを前記第2の特徴上に設定された前記基準点に位置合わせするための平行移動量を前記第1の平行移動量として求める、付記1または2に記載の位置合わせ装置。
(付記4)
前記第1の対象物及び前記第2の対象物は手の静脈パターンであり、前記第1の特徴である線は、前記一方の画像上での前記手の静脈パターンに含まれる何れかの静脈に対応し、前記第2の特徴である線は、前記他方の画像上での前記手の静脈パターンに含まれる何れかの静脈に対応する、付記3に記載の位置合わせ装置。
(付記5)
前記投票部は、前記第1の特徴が持つ所定の属性と、前記第2の特徴が持つ前記所定の属性の差が小さいほど、前記投票値を大きくする、付記1〜4の何れか一項に記載の位置合わせ装置。
(付記6)
前記投票部は、前記第1の平行移動量に対応する、前記座標系上の座標を中心とする所定範囲内の座標に前記投票値を投票する、付記1〜5の何れか一項に記載の位置合わせ装置。
(付記7)
前記投票部は、前記第1の平行移動量に対応する、前記座標系上の座標から離れるほど、前記投票値を小さくする、付記6に記載の位置合わせ装置。
(付記8)
前記投票部は、前記所定範囲内の座標のうち、前記投票値が所定値以下となる座標には投票しない、付記7に記載の位置合わせ装置。
(付記9)
前記移動量算出部は、前記座標系の座標ごとに、当該座標を中心とする所定範囲内の前記投票値の合計を算出し、前記投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、前記第2の平行移動量とする、付記1〜5の何れか一項に記載の位置合わせ装置。
(付記10)
一方の画像上に表された第1の対象物を表す複数の特徴から選択した第1の特徴と、他方の画像上に表された第2の対象物を表す複数の特徴から選択した第2の特徴との組を複数生成し、前記複数の組のそれぞれについて、前記第1の特徴を前記第2の特徴に位置合わせする第1の平行移動量を求め、座標が平行移動量を表す座標系上の前記第1の平行移動量に対応する座標に投票値を投票し、
前記座標系の前記座標ごとに前記投票値の合計を算出し、前記投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、前記第1の対象物を前記第2の対象物に位置合わせするための第2の平行移動量とする、
ことを含む位置合わせ方法。
(付記11)
一方の画像上に表された第1の対象物を表す複数の特徴から選択した第1の特徴と、他方の画像上に表された第2の対象物を表す複数の特徴から選択した第2の特徴との組を複数生成し、前記複数の組のそれぞれについて、前記第1の特徴を前記第2の特徴に位置合わせする第1の平行移動量を求め、座標が平行移動量を表す座標系上の前記第1の平行移動量に対応する座標に投票値を投票し、
前記座標系の前記座標ごとに前記投票値の合計を算出し、前記投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、前記第1の対象物を前記第2の対象物に位置合わせするための第2の平行移動量とする、
ことをコンピュータに実行させるための位置合わせ用コンピュータプログラム。
2 表示部
3 入力部
4 生体情報取得部
5 ストレージ装置
6 メモリ
7 処理部
11 特徴抽出部
12 投票部
13 平行移動量算出部
14 位置合わせ部
15 照合部
16 認証判定部
17 登録部
18 回転補正量算出部
19 スケール補正量算出部
20 回転スケール補正部
100 コンピュータシステム
110 端末
120 サーバ
130 通信ネットワーク
21 記憶部
22 画像取得制御部
23、24 インターフェース部
Claims (6)
- 一方の画像上に表された第1の対象物を表す複数の線から選択した第1の線と、他方の画像上に表された第2の対象物を表す複数の線から選択した第2の線との組を複数生成し、前記複数の組のそれぞれについて、前記第1の線を前記第2の線に位置合わせする第1の平行移動量を求め、座標が平行移動量を表す座標系上の前記第1の平行移動量に対応する座標に投票値を投票する投票部と、
前記座標系の前記座標ごとに前記投票値の合計を算出し、前記投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、前記第1の対象物を前記第2の対象物に位置合わせするための第2の平行移動量とする移動量算出部と、
を有し、
前記投票部は、前記第1の線の傾きと前記第2の線の傾きの差が小さいほど、前記投票値を大きくする位置合わせ装置。 - 前記第1の線及び前記第2の線には、それぞれ、位置合わせ用の基準点が少なくとも一つ設定され、
前記投票部は、前記第1の線上に設定された前記基準点の何れかを前記第2の線上に設定された前記基準点に位置合わせするための平行移動量を前記第1の平行移動量として求める、請求項1に記載の位置合わせ装置。 - 前記投票部は、前記第1の平行移動量に対応する、前記座標系上の座標を中心とする所定範囲内の座標に前記投票値を投票する、請求項1または2に記載の位置合わせ装置。
- 前記移動量算出部は、前記座標系の座標ごとに、当該座標を中心とする所定範囲内の前記投票値の合計を算出し、前記投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、前記第2の平行移動量とする、請求項1または2に記載の位置合わせ装置。
- 一方の画像上に表された第1の対象物を表す複数の線から選択した第1の線と、他方の画像上に表された第2の対象物を表す複数の線から選択した第2の線との組を複数生成し、前記複数の組のそれぞれについて、前記第1の線を前記第2の線に位置合わせする第1の平行移動量を求め、座標が平行移動量を表す座標系上の前記第1の平行移動量に対応する座標に投票値を投票し、
前記座標系の前記座標ごとに前記投票値の合計を算出し、前記投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、前記第1の対象物を前記第2の対象物に位置合わせするための第2の平行移動量とする、
ことを含み、
前記投票値を投票することは、前記第1の線の傾きと前記第2の線の傾きの差が小さいほど、前記投票値を大きくすることを含む
位置合わせ方法。 - 一方の画像上に表された第1の対象物を表す複数の線から選択した第1の線と、他方の画像上に表された第2の対象物を表す複数の線から選択した第2の線との組を複数生成し、前記複数の組のそれぞれについて、前記第1の線を前記第2の線に位置合わせする第1の平行移動量を求め、座標が平行移動量を表す座標系上の前記第1の平行移動量に対応する座標に投票値を投票し、
前記座標系の前記座標ごとに前記投票値の合計を算出し、前記投票値の合計が最大となる座標に対応する平行移動量を、前記第1の対象物を前記第2の対象物に位置合わせするための第2の平行移動量とする、
ことをコンピュータに実行させ、
前記投票値を投票することは、前記第1の線の傾きと前記第2の線の傾きの差が小さいほど、前記投票値を大きくすることを含む位置合わせ用コンピュータプログラム。
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