JP6666610B2 - 静脈認証装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体情報を用いた認証システムのうち静脈を用いた静脈認証装置であって、特に、手の甲の領域における静脈の静脈パターン用いた静脈認証装置に関する。

近年、生体情報を使用した本人認証技術の研究開発が盛んに行われている。利用する生体情報としては、指紋，虹彩，顔，声紋，静脈などがある。このうち、静脈を利用する認証には、指の静脈，手の甲の静脈，手のひらの静脈の静脈パターンが利用される。この静脈パターンは人により異なり、大きさ以外は、成長や老化などによらず、生涯変化しないという特徴を有する。また、静脈は、体内の器官であるため、偽造が困難であるといった特徴を有する。さらに、静脈パターンを利用した認証は、顔や声紋などの他の生体情報を使用した認証に比べ、条件の振れ幅が小さいため、安定して高い認証率を得ることができる。

このような静脈パターンを利用した静脈認証装置として、たとえば、特許文献１に記載されるような静脈認証装置が開示されている。この静脈認証装置は、静脈による本人認証装置であって、１度の操作で１つの指または手から複数の静脈画像データを取得し、複数の静脈パターンを利用して照合を行うことにより、高い認識精度を実現するとした装置である。すなわち、この静脈認証装置は、被験者の１つの指または手から手のひら側の第一の静脈画像データを取得する第一の取得手段と、当該被験者の１つの手または手からの甲側の第二の静脈画像データを取得する第二の取得手段と、前記二つの静脈画像データから静脈の特徴データを抽出する静脈特徴抽出手段と、前記抽出した静脈特徴データを登録手段と、前記登録された静脈特徴データと照合用静脈データとを記録する記録手段と、前記、前記静脈特徴データと前記照合用静脈データとを照合する照合手段と、前記照合の結果を表示する表示手段とを備えている。

特開平２００６−１２００２６号公報

しかしながら、特許文献１における静脈認証装置は、複数の静脈画像データを取得しているが、それらの複数の静脈画像データは、それぞれ異なる２か所の静脈から取得された静脈パターンを利用しているため、いずれか一方の静脈パターンの取得が困難、あるいは失敗した場合に、予め登録された静脈特徴データと照合用静脈データとの照合処理の精度が低下するか、あるいは照合処理の実行が困難となる問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、手の甲の静脈から複数の静脈パターン画像データを取得する場合であって、その一部の静脈パターン画像データの取得が困難、あるいは失敗しても、利用者の利便性を低下させることなく高い認証精度を実現可能な静脈認証装置を提供することである。

の発明にかかる静脈認証装置は、利用者の手の甲の領域における静脈の静脈パターン用いた静脈認証装置であって、静脈認証装置は、手の甲を３つ以上の領域に分割して各領域の静脈画像データを取得するための３つ以上の静脈センサと、３つ以上の領域の静脈画像データのうちの少なくとも２つの静脈画像データを結合して結合静脈画像データを作成するための結合静脈画像データ作成手段と、作成された前記結合静脈画像データ、または照合時に、利用者の手の甲から静脈センサにより取得された静脈画像データから静脈パターン画像データを抽出する静脈パターン抽出手段と、結合静脈画像データに基づいて抽出された静脈パターン画像データを照合用静脈パターン画像データとして記憶する記憶手段と、照合時に、前記利用者の手の甲から前記静脈センサにより取得された静脈パターン画像データと照合用静脈パターン画像データとを照合するための照合手段と、を備え、３つ以上の領域のそれぞれが、互いに大部分の範囲で異なる所定の範囲の静脈画像データとして取得されるように、３つ以上の静脈センサのそれぞれの相対的な位置関係は不変に配置され、照合時に取得された静脈パターン画像データは、３つ以上の静脈センサのうち少なくとも２つの静脈センサにより取得された静脈パターン画像データであり、照合手段において照合用静脈パターン画像データの少なくとも一部と照合される、静脈認証装置である。
また、この発明にかかる静脈認証装置は、静脈認証装置は、さらに、利用者のユーザＩＤを入力するための入力手段を備えることが好ましい。
さらに、この発明にかかる静脈認証装置は、３つ以上の領域により、利用者の手の甲の大部分を覆う領域が形成されることが好ましい。

この発明にかかる静脈認証装置によれば、結合静脈画像データが、利用者の手の甲に対して、３つ以上の静脈センサにより取得された手の甲の広い範囲で結合静脈画像データとして確保されうる。
したがって、照合時に静脈パターン画像データを取得する際に、３つの静脈センサのうち１つの静脈センサが可動しなかった場合、残り２つの静脈センサにより取得された静脈パターン画像データを用いて照合することができる。この場合、照合処理を実行する場合、照合用静脈パターン画像データの一部と照合処理を行うこととなるが、残りの２つの静脈パターン画像データでも十分に広範囲の静脈パターン画像データの範囲を確保されているので、照合処理に支障をきたさない。
また、入力手段を備えると、ユーザＩＤにより照合用静脈パターン画像データを特定することができるので、照合時の静脈パターン画像データと照合用静脈パターン画像データとを確実に照合することができる。
さらに、３つ以上の領域により、利用者の手の甲の全体を覆う領域が形成されると、手の甲全体の静脈パターンを認証に用いることができる。

この発明によれば、手の甲の静脈から複数の静脈パターン画像データを取得する場合であって、その一部の静脈パターン画像データの取得が困難、あるいは失敗しても、利用者の利便性を低下させることなく高い認証精度を実現可能な静脈認証装置が得られる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。

本発明にかかる静脈認証装置の構成図である。 各静脈センサの設置位置および各静脈センサによる取得領域および結合静脈画像データの領域を示す図ある。 各静脈センサによる取得領域により特定される結合静脈画像データに基づく照合用静脈パターン画像データの領域を示す図である。 本発明にかかる静脈認証処理のための照合用静脈パターン画像データを取得する手順を示すフロー図である。 本発明にかかる静脈認証処理における照合処理の手順を示すフロー図である。 照合用静脈パターン画像データと照合時に取得された静脈パターン画像データとの照合領域を示す図であり、（ａ）は照合時に取得された静脈パターン画像データが第１の静脈センサ、第２の静脈センサおよび第３の静脈センサにより取得された場合の照合領域を示し、（ｂ）は照合時に取得された静脈パターン画像データが第１の静脈センサおよび第３の静脈センサにより取得された場合の照合領域を示す。

本発明は、たとえば、本発明にかかる静脈認証装置は、生体情報を用いた本人認証システムのうち、利用者の手の甲における静脈から取得される静脈パターンを用いた本人認証のための処理に用いられる静脈認証装置である。以下、詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる静脈認証装置の構成図である。図２は、各静脈センサの設置位置および各静脈センサによる取得領域および結合静脈画像データの領域を示す図ある。図３は、各静脈センサによる取得領域により特定される結合静脈画像データに基づく照合用静脈パターン画像データの領域を示す図である。

静脈認証装置１０は、静脈画像データを取得するための取得手段２０と、結合静脈画像データを作成するための結合静脈画像データ作成手段３０と、静脈パターンを抽出するための静脈パターン抽出手段３２と、利用者のユーザＩＤを入力するための入力手段３４と、静脈パターン画像やユーザＩＤを記憶するための記憶手段３６と、照合処理を行うための照合手段３８とを備える。

取得手段２０は、３つ以上の静脈センサにより構成される。図１に示す静脈認証装置１０は、たとえば、３つの静脈センサにより構成され、第１の静脈センサ２２と、第２の静脈センサ２４と、第３の静脈センサ２６とを含む。第１の静脈センサ２２、第２の静脈センサ２４および第３の静脈センサ２６は、同一の解像度の静脈センサである。

手の甲の静脈パターンの画像データを取得するために、第１の静脈センサ２２、第２の静脈センサ２４および第３の静脈センサ２６は、それぞれ、図示しないプレート等に固定される。たとえば、図２に示すように、第１の静脈センサ２２は、利用者の手の甲における所定の範囲の静脈画像データとして取得するようにプレート上に配置され、たとえば、利用者の手の甲に投影すると第１の静脈センサの設定位置４２に配置される。また、第２の静脈センサ２４は、利用者の手の甲における第１の静脈センサ２２により取得される範囲とは大部分の範囲で異なる所定の範囲の静脈画像データとして取得するようにプレート上に配置され、たとえば、利用者の手の甲に投影すると第２の静脈センサの設定位置４４に配置される。また、第３の静脈センサ２６は、利用者の手の甲における第１の静脈センサ２２および第２の静脈センサ２４により取得される範囲とは大部分の範囲で異なる処理の範囲の静脈画像データとして取得するようにプレート上に配置され、たとえば、利用者の手の甲に投影すると第３の静脈センサの設定位置４６に配置される。

このように、手の甲の静脈パターンの画像データを取得するために、第１の静脈センサ２２、第２の静脈センサ２４および第３の静脈センサ２６は、それぞれ、図示しないプレート等に固定されているので、第１の静脈センサの設置位置４２、第２の静脈センサの設置位置４４および第３の静脈センサの設置位置４６は、それぞれ固定される。したがって、第１の静脈センサの設置位置４２、第２の静脈センサの設置位置４４および第３の静脈センサの設置位置４６のそれぞれの相対的な位置関係は、不変である。

そして、図２に示すように、第１の静脈センサ２２より取得される静脈画像データの取得範囲は、第１の静脈センサによる取得領域５２により示され、第２の静脈センサ２４により取得される静脈画像データの取得範囲は、第２の静脈センサによる取得領域５４により示され、第３の静脈センサ２６により取得される静脈画像データの取得範囲は、第３の静脈センサによる取得領域５６により示される。
このように、利用者の手の甲の静脈パターン画像データを取得するために、プレート等に利用者の手の甲を押し当て、そして、プレート等において上述したような所定の位置に配置された３つの静脈センサにより、利用者の手の甲が３つの領域に分割されて静脈画像データが取得される。

結合静脈画像データ作成手段３０は、第１の静脈センサ２２により取得された静脈画像データと第２の静脈センサ２４により取得された画像データと、第３の静脈センサ２６により取得された画像データとを結合し、結合静脈画像データを作成する機能を有する。図２に示すように、結合静脈画像データの領域５８は、第１の静脈センサによる取得領域５２、第２の静脈センサによる取得領域５４および第３の静脈センサによる取得領域５６により特定される。したがって、図２に示すように、３つ以上の静脈センサにより、利用者の手の甲の領域を覆うように広い範囲の結合静脈画像データを取得することができる。

静脈パターン抽出手段３２は、結合静脈画像作成手段３０により作成された結合静脈画像データから静脈パターンを抽出するための機能を有する。ここで、抽出される静脈パターンは、静脈パターン画像データとして抽出される。図３に示すように、静脈パターン画像データの領域６０は、第１の静脈センサによる取得領域５２、第２の静脈センサによる取得領域５４および第３の静脈センサによる取得領域５６により特定される領域である。

入力手段３４は、図１に示す静脈認証装置１０における記憶手段３６に認証用静脈パターン画像データを記憶する際に関連付けられて記憶される利用者のユーザＩＤを入力するための機能を有する。また、入力手段３４は、図１に示す静脈認証装置１０が、照合用静脈パターン画像データと、照合時に取得された静脈パターン画像データとを照合する際に、照合すべき照合用静脈パターン画像データを特定して読み出すための利用者のユーザＩＤを入力するための機能を有する。
なお、利用者を特定するためのユーザＩＤを入力する方法は、たとえば、アルファベットや数字等を入力しうるキーボードが用いられてもよいし、あらかじめ、ユーザＩＤが記憶されたＩＤカードを読み取るようにしたカードリーダが用いられてもよい。

記憶手段３６は、利用者の照合用静脈パターン画像データと利用者のユーザＩＤとを記憶する機能を有する。記憶手段３６には、利用者の照合用静脈パターン画像データとその利用者のユーザＩＤとが関連付けられて記憶される。記憶手段３６は、たとえば、ハードディスク等の記憶媒体が用いられる。

照合手段３８は、ユーザＩＤにより読み出された照合用静脈パターン画像データと、照合時に取得された静脈パターン画像データをと照合する機能を有する。照合手段３８では、利用者が本人であるか他人であるかの判別が実行される。なお、照合手段３８において実行される照合処理は、後述される。

図１の静脈認証装置１０により得られる結合静脈画像データは、利用者の手の甲に対して、３つ以上の静脈センサにより取得された手の甲の広い範囲で結合静脈画像データとして確保されうる。
したがって、照合時に、利用者の手の甲から静脈パターン画像データを取得する際に、３つの静脈センサのうち１つの静脈センサが可動しなかった場合、残り２つの静脈センサにより取得された静脈パターン画像データを用いて照合することができる。この場合、照合処理を実行する場合、照合用静脈パターン画像データの一部と照合処理を行うこととなるが、残りの２つの静脈パターン画像データでも必要かつ十分な広範囲の静脈パターン画像データの範囲が確保されているので、照合処理に支障をきたさない。

また、図１の静脈認証装置１０は、入力手段３４を備えるので、利用者のみが知りうるユーザＩＤにより照合用静脈パターン画像データを特定することができることから、照合時の静脈パターン画像データと照合用静脈パターン画像データとを確実に照合することができる。

さらに、図１の静脈認証装置１０は、３つの静脈センサによる静脈画像データの取得において、手の甲の全体を覆うようにして取得しうるように静脈センサが配置されているので、手の甲全体の静脈パターンを静脈認証のための照合に用いることができる。

次に、図１に示す静脈認証装置１０の動作例を説明する。

（取得処理）
まず、図１に示す静脈認証装置１０を用いた静脈認証処理について、照合用静脈パターン画像データの取得処理について説明する。図４は、本発明にかかる静脈認証処理のための照合用静脈パターン画像データを取得する手順を示すフロー図である。

最初に、ステップＳ１００で、第１の静脈センサ２２、第２の静脈センサ２４および第３の静脈センサ２６により、利用者の手の甲を３つに分割した領域に対応する各静脈画像データが取得される。図２に示すように、たとえば、第１の静脈センサ２２は、第１の静脈センサによる取得領域５２の画像データを取得し、第２の静脈センサ２４は、第２の静脈センサによる取得領域５４の画像データを取得し、第３の静脈センサ２６は、第３の静脈センサによる取得領域５６の画像データを取得する。

次に、ステップＳ１０２で、ステップＳ１００において取得された各静脈画像データに基づいて、結合静脈画像データ作成手段３０は、結合静脈画像データを作成する。

続いて、ステップＳ１０４で、静脈パターン抽出手段３２は、ステップＳ１０２において作成された結合静脈画像データから静脈パターン画像データを抽出する。

次に、ステップＳ１０６で、入力手段３４を用いて、利用者により利用者個人を特定するためのユーザＩＤが入力される。ユーザＩＤは、利用者のみが知りうる情報である。

そして、ステップＳ１０８で、ステップＳ１０４で抽出された静脈パターン画像データを照合用静脈パターン画像データとし、その照合用静脈パターン画像データとステップＳ１０６で入力されたユーザＩＤと関連づけて記憶手段３６に記憶される。照合用静脈パターン画像データは、図３に示すように、第１の静脈センサによる取得領域５２、第２の静脈センサによる取得領域５４および第３の静脈センサによる取得領域５６により特定される領域、すなわち、照合用静脈パターン画像データの領域６０として広く確保される。

（照合処理）
次に、図１に示す静脈認証装置１０を用いた静脈認証処理について、照合用静脈パターン画像データを用いた照合処理について説明する。図５は、本発明にかかる静脈認証処理における照合処理の手順を示すフロー図である。また、図６は、照合用静脈パターン画像データと照合時に取得された静脈パターン画像データとの照合領域を示す図である。図６（ａ）は、照合時に取得された静脈パターン画像データが第１の静脈センサ、第２の静脈センサおよび第３の静脈センサにより取得された場合の照合領域を示す。

最初に、ステップＳ２００で、第１の静脈センサ２２、第２の静脈センサ２４および第３の静脈センサ２６により、利用者の手の甲を３つに分割した領域に対応する各静脈画像データが取得される。図２に示すように、たとえば、第１の静脈センサ２２は、第１の静脈センサによる取得領域５２の画像データを取得し、第２の静脈センサ２４は、第２の静脈センサによる取得領域５４の画像データを取得し、第３の静脈センサ２６は、第３の静脈センサによる取得領域５６の画像データを取得する。

次に、ステップＳ２０２で、ステップＳ２００において取得された各静脈画像データに基づいて、結合静脈画像データ作成手段３０は、結合静脈画像データを作成する。

続いて、ステップＳ２０４で、静脈パターン抽出手段３２は、ステップＳ２０２において作成された結合静脈画像データから静脈パターン画像データを抽出する。

次に、ステップＳ２０６で、入力手段３４を用いて、利用者によりユーザＩＤが入力される。

そして、ステップＳ２０８で、ステップＳ２０６において入力されたユーザＩＤに基づいて、該ユーザＩＤに関連付けて記憶されている照合用静脈パターン画像データが読み出される。

続いて、ステップＳ２１０で、ステップＳ２０４において抽出されたデータである照合時に取得された静脈パターン画像データと、ステップＳ２０８において読み出された照合用静脈パターン画像データとが、照合手段３８において照合される。

ここで、照合用静脈パターン画像データと照合時に取得された静脈パターン画像データとの照合は、たとえば、図６（ａ）に示すように、照合用静脈パターン画像データの領域６０と照合時に取得された静脈パターン画像データの領域７０ａとが重なる領域、すなわち、照合領域８０において、パターンマッチングの処理が実行される。

そして、ステップＳ２１０において照合された結果、利用者が認証対象とする本人であると判定された場合は、ステップＳ２１４で、所定の処理が実行される。
一方、ステップＳ２１０において照合された結果、利用者が認証対象とする本人でないと判定された場合は、照合処理は終了する。

ここで、図５におけるステップＳ２００において、たとえば、第１の静脈センサ２２および第３の静脈センサ２６の２つの静脈センサのみにより静脈画像データが取得され、第２の静脈センサ２４により静脈画像データが取得できなかった場合、ステップＳ２０２においては、第１の静脈センサによる取得領域５２および第３の静脈センサによる取得領域５６に基づいて結合静脈画像データが作成される。従って、このとき、ステップＳ２１０において実行される照合用静脈パターン画像データと照合時に取得された静脈パターン画像データとの照合は、図６（ｂ）に示すように、照合用静脈パターン画像データの領域６０と照合時に取得された静脈パターン画像データの領域７０ｂとが重なる領域、すなわち、照合領域８０において、パターンマッチングの処理が実行される。
このように、第１の静脈センサ２２ないし第３の静脈センサ２６のうちの少なくとも１つが作動せず、２つの静脈センサにより取得された静脈画像データしか取得できなくても、照合処理を行うために必要かつ十分な照合領域８０を確保することができる。

また、図５におけるステップＳ２１０において照合された結果、利用者が本人でないと判定された場合、照合処理を終了させず、再度、ステップＳ２００に戻って、利用者の手の甲から各静脈画像データを取得するようにしてもよい。

なお、なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。

たとえば、本実施の形態にかかる静脈認証装置１０は、第１の静脈センサ２２、第２の静脈センサ２４および第３の静脈センサ２６の３つの静脈センサにより利用者の手の甲の静脈画像データを取得するように構成されているが、これに限るものではなく、４つ以上のより多くの静脈センサを用いるようにしてもよい。

上述したように、この発明によれば、利用者本人のみが行いうる所定の処理を実行する際に、好適に用いられる静脈認証装置として提供することができる。

１０ 静脈認証装置
２０ 取得手段
２２ 第１の静脈センサ
２４ 第２の静脈センサ
２６ 第３の静脈センサ
３０ 結合静脈画像データ作成手段
３２ 静脈パターン抽出手段
３４ 入力手段
３６ 記憶手段
３８ 照合手段
４２ 第１の静脈センサの設置位置
４４ 第２の静脈センサの設置位置
４６ 第３の静脈センサの設置位置
５２ 第１の静脈センサによる取得領域
５４ 第２の静脈センサによる取得領域
５６ 第３の静脈センサによる取得領域
５８ 結合静脈画像データの領域
６０ 照合用静脈パターン画像データの領域
７０ａ，７０ｂ 照合時に取得された静脈パターン画像データの領域
８０ 照合領域

Claims (3)

1. 利用者の手の甲の領域における静脈の静脈パターンを用いた静脈認証装置であって、
   前記静脈認証装置は、
   前記手の甲を３つ以上の領域に分割して各領域の静脈画像データを取得するための３つ以上の静脈センサと、
   前記３つ以上の領域の静脈画像データのうちの少なくとも２つの静脈画像データを結合して結合静脈画像データを作成するための結合静脈画像データ作成手段と、
   作成された前記結合静脈画像データ、または照合時に、前記利用者の手の甲から前記静脈センサにより取得された静脈画像データから静脈パターン画像データを抽出する静脈パターン抽出手段と、
   前記結合静脈画像データに基づいて抽出された静脈パターン画像データを照合用静脈パターン画像データとして記憶する記憶手段と、
   照合時に、前記利用者の手の甲から前記静脈センサにより取得された静脈パターン画像データと前記照合用静脈パターン画像データとを照合するための照合手段と、
   を備え、
   前記３つ以上の領域のそれぞれが、互いに一部分の範囲で重なる所定の範囲の静脈画像データとして取得されるように、前記３つ以上の静脈センサのそれぞれの相対的な位置関係は不変に配置され、
   前記照合時に取得された静脈パターン画像データは、前記３つ以上の静脈センサのうち少なくとも２つの静脈センサにより取得された静脈パターン画像データであり、前記照合手段において前記照合用静脈パターン画像データの少なくとも一部と照合される、静脈認証装置。
2. 前記静脈認証装置は、さらに、利用者のユーザＩＤを入力するための入力手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の静脈認証装置。
3. 前記３つ以上の領域により、前記利用者の手の甲の全体を覆う領域が形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の静脈認証装置。

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