JP7052256B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム Download PDF

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Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。
コンピュータやネットワークのセキュリティを確保する技術の１つとして、生体認証による本人確認を行う方法がある。生体認証は、指紋、顔、静脈等の生体情報（生体特徴）を用いて本人確認を行う認証技術である。生体認証では、本人確認が必要な場面において取得した生体情報と予め登録しておいた生体情報とを比較（照合）し、両者が一致した場合に本人であると認証する。生体認証技術は、例えば、屋内及び屋外を問わず様々な場面で利用可能なタブレット型コンピュータやスマートフォン等の携帯型電子機器（モバイル端末）への適用も進んでいる。
携帯型電子機器の利用者は、例えば、移動しながら、手に持った携帯型電子機器を操作することも可能である。ところが、乗用車、バス、及び鉄道のように利用者の周囲が揺れているような不安定な利用場面で携帯型電子機器を利用した生体認証を行う場合、携帯型電子機器の位置を固定することが難しい。このため、生体情報の入力中に、生体センサと生体部位との位置関係にぶれが生じ、入力される生体情報の品質が劣化することがある。生体情報の品質が劣化すると、予め登録しておいた生体情報との一致度が低下して認証の失敗が発生しやすくなり、操作時間及び操作回数が増大し利便性が大きく損なわれる。
携帯型電子機器を利用して生体特徴を入力する際の生体センサと生体部位との位置関係のぶれを抑制する技術の１つとして、携帯型電子機器が備えるタッチパネル装置を利用する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。この種の技術では、タッチパネル装置を手で操作するのと同時に手のひらの情報を読み取ることにより、生体センサと手のひらとの相対的な位置関係を固定し、利用者の周囲で生じる揺れ等の影響による生体情報の品質の劣化を抑制する。
特開２０１６－１７３６６９号公報
携帯型電子機器で生体認証を行う場合には、例えば、カメラ（生体センサ）により手のひら等の生体部位を撮像する際に、生体部位をカメラから離間させた状態で撮像することがある。また、携帯型電子機器で生体認証を行う場合には、屋外や屋内の窓際といった太陽光等の強い外光が差し込む明るい環境で行うこともあり得る。しかしながら、明るい環境下で生体部位の画像を取得する場合、外光の影響により画像内に輝度が飽和した領域が発生し、適切な生体情報の抽出が困難になることがある。このため、生体部位の画像内に輝度が飽和した領域が存在する場合、カメラ（生体センサ）のゲインや露出時間を下げて、画像の撮影をやり直すこととなる。更に、撮影しなおした画像においても輝度が飽和した領域が存在する場合、例えば、カメラのゲインや露出時間を変更しながら、輝度の飽和が解消されるまで繰り返し画像を撮像することとなる。
また、生体部位をカメラから離間させた状態で撮像する場合、例えば、カメラの近傍に設置した光源が出力する光を生体部位に照射して撮像することもある。この場合、カメラから生体部位までの距離が適切な距離よりも短い（すなわち生体部位の位置が近すぎる）と、画像内に輝度が飽和した領域が生じる。しかしながら、カメラから生体部位までの距離が適切な距離よりも短いことにより輝度が飽和する場合、輝度の飽和を解消したとしても、生体部位の位置が変わらなければ画像は不鮮明なものとなり、適切な生体情報の抽出が困難となる。
このように、生体部位を撮像した画像に輝度が飽和した領域が生じる原因には、複数通りの原因があるが、それぞれの原因に応じて画像を再度撮影する際の対策が異なる。よって、輝度が飽和した領域の発生原因に応じた適切な対策をせずに画像を再撮影した場合、適切な生体情報が得られずに再撮影を繰り返すこととなる。
１つの側面において、本発明は、生体認証に利用する生体部位の適切な画像を効率よく取得することを目的とする。
１つの態様の画像処理装置は、画像取得部と、判定部と、登録照合部とを備える。画像取得部は、撮像装置で撮像した生体部位の画像を取得する。判定部は、取得した画像に輝度が飽和した領域が存在するか否かを判定し、画像に輝度が飽和した領域が存在すると判定した場合に、輝度が飽和した原因が、撮像装置と生体部位との近接と、外光の影響とのどちらであるかを特定すると共に、特定した原因を画像取得部に通知する。判定部は、輝度が飽和した領域が画像における中央部分を含む場合には、近接を原因として特定し、飽和した領域が中央部分を含まない場合には、外光の影響を原因として特定する。登録照合部は、取得した画像に輝度が飽和した領域が存在しないと判定部が判定した場合に、画像から生体情報を抽出し、生体情報を登録する処理と、生体情報と予め登録された生体情報とを照合する処理とのどちらかの処理を行う。画像取得部は、原因が近接である場合には、撮像装置から生体部位までの距離を長くすることを通知する情報を表示部に出力した後、生体部位の画像を再度取得し、原因が外光の影響である場合には、撮像装置のゲイン若しくは露出時間を変更した上で、生体部位の画像を再度取得する。
上述の態様によれば、生体認証に利用する生体部位の適切な画像を効率よく取得することが可能となる。
一実施形態に係る画像処理装置の機能的構成を示す図である。 一実施形態に係る画像処理装置の適用例を説明する図である。 一実施形態に係る画像処理装置が行う処理を説明するフローチャートである。 飽和原因特定処理の内容の第１の例を説明するフローチャートである。 生体センサ装置から生体部位までの距離が近すぎる場合の生体画像の特徴を説明する図である。 外光が生体画像に与える影響を説明する図である。 飽和原因特定処理の内容の第２の例を説明するフローチャートである。 画像処理装置の別の適用例を説明する図である。 画像処理装置の更に別の適用例を説明する図である。 コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
図１は、一実施形態に係る画像処理装置の機能的構成を示す図である。
図１のように、本実施形態の画像処理装置１は、画像取得部１１０と、判定部１２０と、登録照合部１３０と、記憶部１９０とを備える。
画像取得部１１０は、生体センサ装置２の撮像部２１０から生体部位を撮像した画像（以下「生体画像」という）を取得する。生体センサ装置２は、生体部位を撮像する撮像部２１０と、生体部位を撮像する際に該生体部位に投光する（光を照射する）投光部２２０とを含む。画像取得部１１０は、例えば、記憶部１９０に記憶させた制御情報１９１に基づいて、生体センサ装置２の撮像部２１０の撮像条件（例えばゲインや露出時間等）、及び投光部２２０の出力（明るさ）等を制御する。
また、図１の画像処理装置１における画像取得部１１０は、タッチパネル装置３により検出した生体部位の位置情報に基づいて、撮像部２１０の撮像タイミングを制御する。タッチパネル装置３は、画像等を表示する表示部３１０と、表示部３１０の表示画面上における指やスタイラス等の位置を検出する検出部３２０とを含む。画像取得部１１０は、例えば、タッチパネル装置３の表示部３１０に生体部位の位置や移動方向を提示する画面を表示させるとともに、該タッチパネル装置３の検出部３２０において検出した生体部位の位置を取得する。そして、所定の方向に移動する生体部位が所定の位置に到達すると、画像取得部１１０は、撮像部２１０に生体画像を撮像させ、該生体画像を取得する。このとき、画像取得部１１０は、例えば、生体部位の移動範囲内において複数枚の生体画像を撮像部２１０に撮像させ、撮像部２１０から取得した複数枚の生体画像を画像データ１９２として記憶部１９０に記憶させる。更に、画像取得部１１０は、例えば、タッチパネル装置３の検出部３２０から、生体情報を登録する処理と生体情報を照合する（認証する）処理とのいずれの処理を行うかを示す情報を取得する。
また、画像取得部１１０は、取得した生体画像を生体情報の登録及び照合に利用できずに生体画像を再度撮像する際に、生体情報の登録及び照合に利用できない理由に応じて、生体センサ装置２及びタッチパネル装置３に対する制御の内容を切り替える。例えば、生体センサ装置２から生体部位までの距離が適切な距離よりも短い場合、画像取得部１１０は、タッチパネル装置３の表示部３１０に、生体センサ装置２から生体部位までの距離を長くすることを示す情報を表示させる。この場合、画像取得部１１０は、生体センサ装置２の撮像部２１０及び投光部２２０に対する制御情報を変更せずに、生体センサ装置２に生体画像を再度撮像させる。また、例えば、撮像した生体画像が強い外光の影響を受けている場合、画像取得部１１０は、生体センサ装置２の撮像部２１０及び投光部２２０に対する制御情報を変更し、生体センサ装置２に生体画像を再度撮像させる。
判定部１２０は、取得した生体画像を生体情報の登録及び照合に利用可能であるか否かを判定する。本実施形態の画像処理装置１における判定部１２０は、例えば、１枚の生体画像における全ての画素のうちの輝度値が第１の閾値以上である画素の割合に基づいて、該生体画像から適切な生体情報を抽出することが可能であるか否かを判定する。輝度値が第１の閾値以上である画素の割合が第２の閾値以下である場合、判定部１２０は、生体画像から適切な生体情報を抽出することが可能である（すなわち生体情報の登録及び照合に利用可能である）と判定する。
また、輝度値が第１の閾値以上である画素の割合が第２の閾値よりも高い場合、判定部１２０は、生体画像内に輝度の飽和領域が存在し、適切な生体情報を抽出することが困難である（すなわち生体情報の登録及び照合に利用できない）と判定する。この場合、判定部１２０は、更に、飽和領域の発生原因が生体部位の近接によるものと外光の影響によるものとのいずれであるかを判定する。ここで、生体部位の近接は、生体センサ装置２から生体部位までの距離が適切な距離よりも短いこと（すなわち生体部位の位置が近いすぎること）を意味する。
また、取得した生体画像を生体情報の登録及び照合に利用できないと判定した場合、本実施形態の画像処理装置１における判定部１２０は、飽和領域の発生原因と再度撮像する指示とを含む情報を画像取得部１１０に通知する。この通知を受け取ると、画像取得部１１０は、生体センサ装置２に生体画像を再度撮像させ、該生体画像を取得する。このとき、画像取得部１１０は、上記のように、飽和領域の発生原因に応じて生体センサ装置２及びタッチパネル装置３に対する制御の内容を切り替える。
登録照合部１３０は、生体画像から生体情報を抽出し、タッチパネル装置３等から入力された指示に基づいて、該生体情報の登録処理及び照合処理を行う。生体情報の登録処理の実行を指示する情報がタッチパネル装置３等から入力された場合、登録照合部１３０は、記憶部１９０に記憶させた生体画像（画像データ１９２）から生体情報を抽出し、抽出した生体情報を記憶部１９０の登録生体データ１９３に登録する。一方、生体情報の照合処理の実行を指示する情報がタッチパネル装置３等から入力された場合、登録照合部１３０は、生体画像（画像データ１９２）から抽出した生体情報と、登録生体データ１９３に登録された生体情報とを照合する。生体画像から抽出した生体情報が登録生体データ１９３に登録された生体情報と合致した場合、登録照合部１３０は、例えば、照合（認証）に成功したことを示す情報をタッチパネル装置３の表示部３１０に表示させる。一方、生体画像から抽出した生体情報と合致する生体情報が登録生体データ１９３に登録されていなかった場合、登録照合部１３０は、例えば、照合（認証）に失敗したことを示す情報をタッチパネル装置３の表示部３１０に表示させる。
図２は、一実施形態に係る画像処理装置の適用例を説明する図である。
本実施形態の画像処理装置１は、例えば、図２に示すような携帯型電子機器（モバイル端末）１０に適用可能である。携帯型電子機器１０は、例えば、画像処理装置１として動作する情報処理装置と、生体センサ装置２と、タッチパネル装置３とを含む複数の装置を組み合わせて筐体に収容したものである。携帯型電子機器１０は、例えば、生体センサ装置２の撮像部２１０で撮像した生体画像に基づいて利用者を認証する機能を持つ。
図２の携帯型電子機器１０において利用者を認証する際には、例えば、利用者の手５における手のひらの画像を生体画像として取得し、該生体画像における手のひらの静脈を生体情報（生体特徴）として抽出する。
生体センサ装置２により利用者の手のひらの画像を撮像する際には、利用者の手５を生体センサ装置２に近づけた状態で撮像する。このため、生体センサ装置２の撮像部２１０における撮像範囲ＡＳが、利用者の手５における手のひら全体よりも狭くなることがある。このように、撮像範囲が手のひら全体よりも狭い場合、生体情報の不足を補うため、生体センサ装置２上で利用者の手５を移動させながら複数枚の生体画像を撮像する。この場合、利用者が手５を正しく移動させることを支援するために、例えば、タッチパネル装置３の表示部に、目印４１１及び４２１と、ガイド４１２及び４２２とを表示する。目印４１１及び４２１は、それぞれ、人差し指５０１及び親指５０２の位置を提示する図形である。ガイド４１２及び４２２は、それぞれ、人差し指５０１及び親指５０２を移動させる方向及び移動量を提示する図形である。
図２のように、生体センサ装置２の左方にタッチパネル装置３が位置する状態で利用者の右手５の手のひらの画像を撮像する場合、例えば、まず、目印４１１及び４２１の位置がガイド４１２及び４２２の左端である画像をタッチパネル装置３の表示部に表示する。この表示をみた利用者が右手５の人差し指５０１で検出部における目印４１１の表示位置をタッチし、親指５０２で検出部における目印４１２の表示位置をタッチすると、生体画像を撮像する処理が開始される。
この後、利用者は、人差し指５０１が検出部の表面をガイド４１２に沿って移動し、親指５０２が検出部の表面をガイド４２２に沿って移動するよう手５を右方に移動させる。このとき、画像処理装置１は、タッチパネル装置３の検出部で検出した人差し指５０１及び親指５０２の位置が所定の位置に到来する毎に生体センサ装置２に生体画像を撮像させ、複数枚の生体画像を取得する。
複数枚の生体画像を取得した後、画像処理装置１は、複数枚の生体画像のそれぞれから生体情報を抽出し、登録処理又は照合処理を行う。登録処理を行う場合、画像処理装置１は、抽出した生体情報を所定のデータ形式で登録生体データ１９３に登録する。照合処理を行う場合、画像処理装置１は、抽出した生体情報と、登録生体データ１９３に登録された生体情報との照合を行う。照合処理を行った場合、照合（認証）に成功すると、例えば、携帯型電子機器１０は、自身で保持している各種データの読み出しや編集、ネットワークへの接続等が可能な状態となる。
なお、図２の携帯型電子機器１０で生体画像を撮像する場合、利用者は、撮像する生体部位（手のひら）を生体センサ装置２から離間させた状態で所定の方向に移動させる。また、生体センサ装置２で生体画像を撮像する際には、投光部２２０により生体部位に光を照射した状態で撮像する。このため、生体センサ装置２から生体部位（手のひら）までの距離が適切な範囲よりも近い場合、生体画像の輝度が部分的に飽和し生体情報を抽出することが困難となることがある。また、生体センサ装置２から生体部位（手のひら）までの距離が適切な範囲内であっても、外光の影響により生体画像の輝度が部分的に飽和して生体情報を抽出することが困難となる場合がある。特に、携帯型電子機器１０は屋外で使用する機会も多く、使用時における外光の明るさ（強さ）の幅が広い。このため、生体センサ装置２と生体部位（手のひら）との間から生体部位に強い外光が入射すると、該外光の影響により、生体画像の輝度が部分的に飽和して生体情報を抽出することが困難となることがある。生体画像の輝度が飽和して生体情報を抽出することが困難な場合、画像処理装置１は、生体センサ装置２に生体画像を再度撮影させる。
生体画像を再度撮像する場合（すなわち撮像しなおす場合）、輝度の飽和を抑制する対策を行って撮像する。しかしながら、生体画像を撮像する際の周辺環境の自由度が高い場合、飽和領域が生じる原因には大別して２通りの原因があり、それぞれの原因に応じて適切な対策が異なる。飽和が発生してしまうと近接状態を画像から判断することが困難となり、飽和の原因が近接によるものか外光によるものかの区別が困難である。このため、生体画像を再度撮影する際の対策が適切ではない場合、生体画像の撮影回数が多くなり利便性が低下することがある。
本実施形態の画像処理装置１は、生体情報の登録又は照合の指示を含む信号がタッチパネル装置３から入力されると、例えば、図３のフローチャートに沿った処理を行う。
図３は、一実施形態に係る画像処理装置が行う処理を説明するフローチャートである。
本実施形態の画像処理装置１は、図３のように、まず、制御情報を初期化する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、画像取得部１１０が行う。画像取得部１１０は、記憶部１９０の制御情報１９１から、生体センサ装置２の撮像部２１０に対する撮像条件（例えば、ゲインや露出時間等）の初期値、及び投光部２２０の出力（明るさ）の初期値を含む初期情報を読み出す。
次に、画像処理装置１は、制御情報に基づいて生体センサ装置２の撮像部２１０及び投光部２２０の動作を制御し、生体画像を取得する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、画像取得部１１０が行う。生体センサ装置２上で生体部位を移動させながら撮像した複数枚の生体画像を取得する場合、画像取得部１１０は、タッチパネル装置３の表示部３１０に生体部位の位置及び移動方向を示す画面を表示させる。また、画像取得部１１０は、タッチパネル装置３の検出部３２０で検出した生体部位の位置に基づいて、生体センサ装置２の撮像部２１０の撮像タイミングを制御する。画像取得部１１０は、取得した複数枚の生体画像を画像データ１９２として記憶部１９０に記憶させる。
次に、画像処理装置１は、取得した複数枚の生体画像のなかから輝度判定用の生体画像を選択し（ステップＳ３）、選択した生体画像内に輝度が飽和している領域があるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ３の選択処理及びステップＳ４の判定は、判定部１２０が行う。判定部１２０は、所定の選択規則に従って、複数枚の生体画像のうちの１枚の生体画像を選択する。生体画像の選択規則は、例えば、生体部位の撮像範囲全体のうちの中央部分を撮像した画像とする。複数枚の生体画像のそれぞれが生体部位の撮像範囲全体のうちのどの部分を撮像したものかは、例えば、生体画像を撮像している期間にタッチパネル装置３の検出部３２０で検出した生体部位の位置に基づいて判別することが可能である。
生体画像を選択した後、判定部１２０は、選択した生体画像における全ての画素に対する輝度が飽和している画素の割合を算出する。ここで、輝度が飽和している画素は、輝度値が第１の閾値以上である画素とする。そして、算出した割合が第２の閾値以下である場合、判定部１２０は、選択した生体画像には輝度が飽和している領域がないと判定する。すなわち、算出した割合が第２の閾値よりも大きい場合、判定部１２０は、選択した生体画像に輝度が飽和している領域があると判定する。
輝度が飽和している領域がない場合（ステップＳ４；ＮＯ）、画像処理装置１は、次に、登録処理と照合処理のどちらを行うかを選択する（ステップＳ５）。ステップＳ５の選択は、登録照合部１３０が行う。登録照合部１３０は、例えば、現在行っている処理を開始するきっかけとなった指示が生体情報を登録する処理及び照合する処理のいずれの処理を行う指示であるかをチェックする。生体情報の登録処理を行う場合（ステップＳ５；登録）、登録照合部１３０は、生体画像から生体情報を抽出して記憶部１９０の登録生体データ１９３に登録する（ステップＳ６）。一方、生体情報の照合処理を行う場合（ステップＳ５；照合）、登録照合部１３０は、生体画像から生体情報を抽出し、登録生体データ１９３に登録された生体情報と照合する（ステップＳ７）。ステップＳ６及びステップＳ７において登録照合部１３０は、既知の抽出方法に従って、生体画像から所定の生体情報を抽出する。抽出する生体情報が静脈パターンである場合、登録照合部１３０は、例えば、生体画像における静脈を複数の線分に分割し、各線分の延伸方向、線分の交点の位置等の情報を生体情報として抽出する。また、ステップＳ７において、登録照合部１３０は、照合結果を出力する。更に、ステップＳ７において、登録照合部１３０は、照合（認証）に成功した場合には所定の処理（例えば、所定の情報へのアクセスを許可する処理）を実行する。
このように生体画像内に輝度が飽和した領域がない場合には、画像処理装置１は、生体画像から抽出した生体情報を登録する処理又は照合する処理を行う。これに対し、生体画像内に輝度が飽和した領域がある場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、画像処理装置１は、次に、飽和原因特定処理（Ｓ１１）を行う。ステップＳ１１の飽和原因特定処理は、判定部１２０が行う。判定部１２０は、生体画像内における輝度の分布に基づいて、輝度が飽和した領域（飽和領域）の発生原因が、生体部位が近すぎること（近接）と、外光（近接以外）とのいずれであるかを特定する。判定部１２０は、生体部位が近すぎる場合の飽和領域の特徴と、外光の影響よる飽和領域の特徴との違いに基づいて、飽和領域の発生原因が近接と、外光とのいずれであるかを特定する。判定部１２０は、ステップＳ１１で特定した飽和領域の発生原因を画像取得部１１０に通知する。
ステップＳ１１の飽和原因特定処理を終えると、画像処理装置１は、次に、飽和領域の発生原因が、生体部位が近すぎること（近接）であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判定は、画像取得部１１０が行う。
飽和領域の発生原因が近接である場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、画像処理装置１は、生体部位を生体センサ装置２から遠ざけさせるメッセージをタッチパネル装置３の表示部３１０等に表示させる（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の処理は、画像取得部１１０が行う。画像取得部１１０は、例えば、利用者に対して生体部位を生体センサ装置２から遠ざけることを通知する文字情報や図形の情報を含む画像データを作成し、タッチパネル装置３の表示部３１０に出力する。なお、ステップＳ１３においてタッチパネル装置３の表示部３１０に表示させるメッセージは、生体部位の位置が近すぎたため適切な生体画像を撮像することができなかったことを通知するメッセージであってもよい。
一方、飽和領域の発生原因が外光（近接以外）である場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、画像処理装置１は、生体センサ装置２の撮像部２１０及び投光部２２０に対する制御情報を変更する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の処理は、画像取得部１１０が行う。画像取得部１１０は、現在の制御情報と、制御情報の変更条件とに基づいて、生体センサ装置２の撮像部２１０に対する撮像条件（例えば、ゲインや露出時間等）を示す情報、及び投光部２２０の出力（明るさ）を示す情報を変更する。
ステップＳ１３又はＳ１４の処理を終えると、画像処理装置１は、ステップＳ２以降の処理を行う。
このように生体画像内に輝度が飽和した領域がある場合には、画像処理装置１は、生体画像内における輝度の分布に基づいて、飽和領域の発生原因が、生体部位が近すぎること（近接）と、外光とのいずれであるかを特定する。そして、飽和領域の発生原因が近接である場合、画像処理装置１は、利用者に対し、生体部位を生体センサ装置２から遠ざけて再度生体画像を撮影する旨のメッセージを表示する。すなわち、飽和領域の発生原因が近接である場合、画像処理装置１は、生体センサ装置２の撮像部２１０及び投光部２２０の制御情報（例えばゲインや露出時間等）を変更せずに、生体センサ装置２に生体画像を再度撮像させる。一方、飽和領域の発生原因が外光の影響によるものである場合、画像処理装置１は、生体センサ装置２の撮像部２１０及び投光部２２０の制御情報を変更し、生体センサ装置２に生体画像を再度撮像させる。
図４は、飽和原因特定処理の内容の第１の例を説明するフローチャートである。
飽和原因特定処理において、判定部１２０は、例えば、まず、図４のように、生体画像の画素列のうちの画像中央部を通る画素列の輝度の分布を取得する（ステップＳ１１１１）。生体画像が矩形である場合、判定部１２０は、例えば、まず、生体画像における第１の辺の延伸方向における中央部分において、第１の辺と直交する第２の辺の延伸方向に並んだ複数の画素を含む第１の画素列の輝度の分布を取得する。また、判定部１２０は、生体画像における第２の辺の延伸方向における中央部分において、第２の辺と直交する第１の辺の延伸方向に並んだ複数の画素を含む第２の画素列の輝度の分布を取得する。
次に、判定部１２０は、第１の画素列における輝度の分布と、第２の画素列における輝度の分布とに基づいて、画像中央部となる部分の輝度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１１２）。すなわち、ステップＳ１１１２において、判定部１２０は、第１の画素列の輝度の分布及び第２の画素列の輝度の分布のそれぞれにおいて、画素列の方向における中央部分に輝度が飽和した画素が連続している区間が存在するか否かを判定する。
画像中央部となる部分の輝度が閾値以上である場合（ステップＳ１１１２；ＹＥＳ）、判定部１２０は、飽和の原因は近接（生体部位が近すぎること）であると特定する（ステップＳ１１１３）。一方、画像中央部となる部分の輝度が閾値よりも小さい場合（ステップＳ１１１２；ＮＯ）、判定部１２０は、飽和の原因は外光（近接以外）であると特定する（ステップＳ１１１４）。ステップＳ１１１３又はＳ１１１４で飽和の原因を特定すると、判定部１２０は、飽和原因特定処理を終了する。
図５は、生体センサ装置から生体部位までの距離が近すぎる場合の生体画像の特徴を説明する図である。
図５の（ａ）には、携帯型電子機器１０に搭載された生体センサ装置２における光の照射範囲θと、生体センサ装置２から生体部位（手５）までの距離との関係を示している。ここで、生体センサ装置２の投光部２２０（図示せず）における出光面は、携帯型電子機器１０の表面１００１と一致させている。
図５の（ａ）の例では、利用者の手５（５Ａ）のように生体センサ装置２から手のひら５０３までの距離ｈがｈ＝Ｈ０となる場合に、手のひら５０３の略全体が生体センサ装置２の光の照射範囲θに含まれる状態となる。このため、生体センサ装置２から利用者の手５Ａの手のひら５０３までの距離ｈがｈ＝Ｈ０である場合、手のひら５０３の略全体に生体センサ装置２の投光部から出射した光が照射される。従って、図５の（ｂ）の生体画像６Ａのように、生体画像内における輝度の分布は略均一となる。よって、生体センサ装置２から生体部位（手のひら５０３）までの距離が適切な範囲である場合、生体画像６Ａにおける第１の画素列ＰＬ１の輝度の分布は、生体画像６Ａの右方に示したグラフのように、閾値ＴＨよりも小さい略一定の値の分布７０１Ａとなる。第１の画素列ＰＬ１は、生体画像６Ａにおけるｘ方向の中央部分において、ｘ方向と直交するｙ方向に並んだ複数の画素を含む画素列である。第１の画素列ＰＬ１は、生体画像６Ａの画像中央部を通る。
また、図示は省略するが、生体画像６Ａにおける第２の画素列ＰＬ２の輝度の分布は、分布７０１Ａと同様の、閾値ＴＨよりも小さい略一定の値の分布となる。第２の画素列ＰＬ２は、生体画像６Ａにおけるｙ方向の中央部分において、ｙ方向と直交するｘ方向に並んだ複数の画素を含む画素列である。第２の画素列ＰＬ２は、生体画像６Ａの画像中央部を通る。
また、図５の（ａ）には、利用者の手５（５Ｂ）のように生体センサ装置２から手のひら５０３までの距離ｈがｈ＝Ｈ１（＜Ｈ０）である場合の、手のひら５０３と光の照射範囲θとの関係も示している。このように、生体センサ装置２に対する生体部位（手のひら５０３）の位置が近すぎると、手のひら５０３の中央部分のみが生体センサ装置２の光の照射範囲θに含まれる状態となる。このため、生体センサ装置２から利用者の手５Ｂの手のひら５０３までの距離ｈが適切な距離よりも短い場合、手のひら５０３の中央部にのみ生体センサ装置２の投光部から出射した光が照射される。従って、図５の（ｃ）の生体画像６Ｂのように、生体画像内における輝度の分布は、画像中央部を含む第１の領域６０１の輝度が飽和する高さとなり、第１の領域６０１の外側となる第２の領域６０２の輝度は第１の領域６０１の輝度よりも低くなる。よって、生体センサ装置２に対する生体部位（手のひら５０３）の位置が近すぎる場合、生体画像６Ｂにおける第１の画素列ＰＬ１の輝度の分布は、生体画像６Ｂの右方に示したグラフの分布７０１Ｂのようになる。すなわち、第１の画素列ＰＬ１のうちの生体画像６Ｂにおける画像中央部（第１の領域６０１Ａ）と対応する区間Ｌ１は輝度が閾値ＴＨよりも大きい略一定の値となり、他の区間は閾値ＴＨよりも小さい値となる。
また、図示は省略するが、生体画像６Ａにおける第２の画素列ＰＬ２の輝度の分布は、分布７０１Ｂと同様の分布となる。
このように、生体センサ装置２から生体部位までの距離が適正な距離よりも短い場合、生体画像における輝度の分布は、画像中央部（第１の領域６０１）の輝度が閾値ＴＨ以上の飽和する高い値となり、画像外周部（第２の領域６０２）の輝度は閾値ＴＨよりも小さい値となる。すなわち、輝度の飽和の原因が近接である場合の生体画像は、画像中央部の輝度が画像外周部の輝度よりも高くなるという特徴がある。
これに対し、輝度の飽和の原因が外光の影響である場合の生体画像は、画像外周部に輝度の高い領域（飽和領域）がみられるという特徴がある。
図６は、外光が生体画像に与える影響を説明する図である。
図６の（ａ）には、携帯型電子機器１０に搭載された生体センサ装置２における光の照射範囲θと、生体センサ装置２から生体部位（手５）までの距離との関係を示している。ここで、生体センサ装置２の投光部２２０（図示せず）における出光面は、携帯型電子機器１０の表面１００１と一致させている。
図６の（ａ）の例では、生体センサ装置２から利用者の手５における手のひら５０３までの距離ｈが適切な距離（ｈ＝Ｈ０）であり、手のひら５０３の略全体が生体センサ装置２の光の照射範囲θに含まれる状態となる。従って、例えば、室内で生体画像を撮像したとき生体画像のように、外光の影響が小さい生体画像における輝度の分布は、図５の（ｂ）に示したような略均一な分布７０１Ａとなる。
しかしながら、外光が強い環境下（例えば、晴れた日の日中の屋外等）で生体画像を撮像する場合、生体センサ装置２と生体部位（手のひら５０３）との間から、手のひら５０３に強い外光８０１，８０２が入射することがある。このように強い外光が生体部位（手のひら５０３）に入射された状態で生体画像を撮像した場合、例えば、図６の（ｂ）の生体画像６Ｃのように、画像外周部（第２の領域６０２）の輝度が画像中央部分（第１の領域６０１）の輝度よりも高くなる。よって、強い外光の影響を受けた生体画像６Ｂにおける第１の画素列ＰＬ１の輝度の分布は、生体画像６Ｂの右方に示したグラフの分布７０１Ｃのようになる。すなわち、第１の画素列ＰＬ１のうちの生体画像６Ｃにおける画像中央部（第１の領域６０１Ａ）と対応する区間Ｌ１は輝度が閾値ＴＨよりも小さい略一定の値となり、他の区間は閾値ＴＨよりも大きい値となる。
また、図示は省略するが、生体画像６Ｃにおける第２の画素列ＰＬ２の輝度の分布は、分布７０１Ｃと同様の分布となる。
なお、外光が強い環境下で実際に生体画像を撮像する際には、例えば、生体部位の表面形状や、生体部位と周囲の携帯型電子機器１０等の他の物体との位置関係等により、生体部位（手のひら５０３）のうちの外光の影響を受ける部分に偏りが生じる。このため、外光の影響を受けた生体画像は、輝度の分布が、例えば、図６の（ｃ）の生体画像６Ｄのような偏った分布になることがある。生体画像６Ｄでは、右方部及び下方部の逆Ｌ字型の領域６０３が輝度の飽和した領域であり、他の領域６０４が領域６０３よりも輝度の低い領域である。よって、生体画像６Ｄにおける第１の画素列ＰＬ１の輝度の分布は、生体画像６Ｄの右方に示したグラフの分布７０１Ｄのようになる。すなわち、第１の画素列ＰＬ１のうちの生体画像６Ｄにおける画像下方の区間は輝度が閾値ＴＨよりも大きい値となり、他の区間は輝度が閾値ＴＨよりも小さい略一定の値となる。
このように、外光の影響を受けた生体画像では、画像内の輝度が飽和した領域に偏りが生じることがある。しかしながら、画像全体での飽和領域の分布をみた場合には、画像の外周部に輝度が飽和した領域が生じるという共通の特徴がある。すなわち、外光の影響を受けた生体画像では、近接により輝度が飽和した生体画像とは逆に、画像外周部に、画像中央部よりも輝度の高い飽和領域が生じる。
よって、画像中央部を通る画素列（例えば第１の画素列ＰＬ１及び第２の画素列ＰＬ２）における輝度の分布に基づいて、生体画像における輝度の飽和の原因が近接と外光とのいずれであるかを特定することが可能となる。
輝度の飽和原因が近接（生体部位が近すぎること）である場合、例えば、生体センサ装置２における撮像部２１０の撮像条件等を変更して再撮影して飽和が解消されたとしても、近接状態が解消されるわけではない。すなわち、輝度の飽和原因が近接である場合、撮像部２１０の撮像条件等を変更して輝度の飽和が解消されたとしても、生体部位の位置が近すぎるままであれば生体画像が不鮮明なものとなり、適切な生体情報を抽出することは難しい。このため、例えば、再撮影をした生体画像から近接と判断された場合には、生体センサ装置２から生体部位を遠ざけて生体画像を撮影するよう利用者を誘導して撮影をやり直すこととなる。従って、輝度の飽和原因が近接である場合には、生体部位が近すぎることを解消する対策をしなければ、不必要に再撮影を繰り返すこととなり、利用者に対する利便性が低下することがある。更に、飽和領域の発生を防ぐために撮像部２１０の撮像条件を変更する場合、撮像部２１０に入射する光量が少なくなる方向に撮像条件を変更する。このため、撮像条件を複数回変更することにより、もともと飽和領域外であった領域の情報量が低下し、生体情報の抽出精度の低い生体画像となってしまう恐れがある。
これに対し、本実施形態の画像処理装置１では、生体画像における輝度の分布（飽和領域の特徴）に基づいて、飽和原因が近接と外光とのいずれであるかを特定する。そして、飽和原因が近接である場合には、撮像部２０１の撮像条件を変更せず、生体センサ装置２から生体部位を遠ざけて生体画像を再度撮影するよう利用者を誘導する。このため、本実施形態によれば、飽和原因が近接である場合に、容易に飽和領域を含まない生体画像を再撮影することが可能であり、再撮影を繰り返すことによる利便性の低下を防ぐことが可能となる。また、飽和原因が近接である場合には、生体センサ装置２の撮像条件を初期条件から大きく変更させることなく生体画像を取得することが可能であるため、生体情報の抽出精度の低下による認証精度の低下を抑制することが可能となる。
なお、本実施形態に係る画像処理装置１は、上記の構成に限らず、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲において変更可能である。例えば、本実施形態の画像処理装置１は、タッチパネル装置３に限らず、表示部３１０に相当する表示装置及び検出部３２０に相当する入力装置と組み合わせて用いる装置であってもよい。また、本実施形態の画像処理装置１は、手のひらの静脈とは別の生体情報（例えば顔や虹彩等）を抽出する生体センサ装置と組み合わせて用いる装置であってもよい。
なお、図３のフローチャートは、本実施形態の画像処理装置１が行う処理の一例に過ぎない。本実施形態の画像処理装置１が行う処理は、図３のフローチャートに沿った処理に限らず、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲において変更可能である。また、本実施形態では、図２のような携帯型電子機器１０に適用し、１回の処理において複数枚の生体画像を撮像し取得する例を説明した。しかしながら、１回の処理において撮像する生体画像は１枚であってもよい。
また、図４のフローチャートは、本実施形態の画像処理装置１が行う飽和原因特定処理の一例に過ぎない。飽和原因特定処理は、図４のフローチャートに沿った処理に限らず、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
図７は、飽和原因特定処理の内容の第２の例を説明するフローチャートである。
飽和原因特定処理の第２の例では、判定部１２０は、まず、図７のように、生体画像における画像中央部を含む第１の領域内の平均輝度Ｂ１と、第１の領域外の平均輝度Ｂ２とを算出する（ステップＳ１１２１）。ここで、第１の領域は例えば、図５の（ｃ）の生体画像６Ｂにおける画像中央部を含む第１の領域６０１であり、第１の領域外は第２の領域６０２である。なお、第１の領域６０１の形状は、図５の（ｃ）等に示した楕円形（長円形）に限らず、適宜設定すればよい。同様に、第１の領域６０１の寸法は、適宜設定すればよい。第１の領域を図５の（ｃ）等に示した楕円形（長円形）とする場合、例えば、短辺方向の寸法及び長辺方向の寸法を、それぞれ、生体画像におけるｘ方向の寸法及びｙ方向の寸法の１／２とする。
次に、判定部１２０は、算出した平均輝度Ｂ１及びＢ２の大小関係がＢ１＞Ｂ２であるか否かを判定する（ステップＳ１１２２）。画像中央部における平均輝度Ｂ１が画像外周部における平均輝度Ｂ２よりも大きいということは、上記のように、生体センサ装置２と生体部位との距離が適切な距離よりも近すぎることを示している。従って、Ｂ１＞Ｂ２である場合（ステップＳ１１２２：ＹＥＳ）、判定部１２０は、飽和の原因は近接であると特定する（ステップＳ１１２３）。一方、Ｂ１≦Ｂ２である場合、（ステップＳ１１２２：ＮＯ）、判定部１２０は、飽和の原因は外光であると特定する（ステップＳ１１２４）。ステップＳ１１２３又はＳ１１２４により飽和の原因を特定すると、判定部１２０は、飽和原因特定処理を終了する。
このように、本実施形態の飽和原因特定処理では、画像中央部分を含む第１の領域と、第１の領域外である第２の領域とに生体画像を分割し、それぞれの領域における平均輝度の大小関係に基づいて飽和の原因を特定することも可能である。
また、飽和原因特定処理の第１の例（図４～図６を参照）のように、画素列における輝度の分布に基づいて飽和の原因を特定する場合、例えば、生体画像内における輝度の分布を調べる画素列の位置と輝度が飽和している領域の位置とにずれが生じることがある。輝度の分布を調べる画素列の位置と輝度が飽和している領域の位置とにずれが生じた場合、適切な輝度の分布が得られず、飽和の原因を誤った原因に特定してしまう可能性がある。これに対し、飽和原因特定処理の第２の例のように、生体画像全体の輝度の情報を利用して飽和の原因を判定することで、飽和の原因を誤った原因に特定してしまう可能性を低減することが可能となる。
また、飽和原因特定処理において原因の特定に利用する情報は、画素列の輝度値や、画像中央部を含む第１の領域の平均輝度と第１の領域外の平均輝度との大小関係に限らず、例えば、飽和領域の形状や重心の位置であってもよい。例えば、飽和の原因が近接である場合、図５の（ｃ）の生体画像６Ｂのように、飽和領域は画像中央部を中心とする等方的な形状となる。これに対し、飽和の原因が外光である場合、図６の（ｂ）の生体画像６Ｃや図６の（ｃ）の生体画像６Ｄのように、飽和領域は画像外周部に延在する。よって、飽和領域の形状や重心の位置等に基づいて、飽和の原因が近接と外光の影響とのいずれであるかを判定することも可能である。
また、図２の携帯型電子機器１０は、本実施形態の画像処理装置１の適用例の１つに過ぎない。本実施形態の画像処理装置１は、例えば、生体センサ装置２及びタッチパネル装置３を備えた電子機器とは別個に設けた装置であってもよい。
図８は、画像処理装置の別の適用例を説明する図である。
図８には、画像処理装置１と、電子機器１２とを含む認証システム１１の一例を示している。画像処理装置１は、サーバ装置１５及びストレージ装置１６とともにインターネット等のネットワーク１３に接続される。また、電子機器１２は、生体センサ装置２と、タッチパネル装置３と、図示しない無線通信装置とを備えたものである。電子機器１２は、例えば、タブレット型コンピュータやスマートフォン等の汎用性を有する携帯型電子機器に限らず、認証専用の電子機器であってもよい。電子機器１２は、所定の無線通信規格に従ってアクセスポイント１４との接続を確立することで、アクセスポイント１４を介してネットワーク１３に接続される。なお、電子機器１２とアクセスポイント１４とは、無線通信に限らず、通信ケーブルにより接続されてもよい。
電子機器１２は、例えば、画像処理装置１において電子機器１２の利用者が認証されると、サーバ装置１５やストレージ装置１６へのアクセスが可能となる。
図８のような認証システム１１に本実施形態の画像処理装置１を適用した場合、例えば、１個の画像処理装置１において複数の利用者に対する認証処理を行うことが可能となる。
図９は、画像処理装置の更に別の適用例を説明する図である。
本実施形態の画像処理装置１は、生体情報を利用した認証システムであれば、特定の認証システムに限らず、種々の認証システムに適用可能である。例えば、図９には、建物のドア１７に設けた電子錠１８の開錠を制御する認証システム１９に、本実施形態の画像処理装置１を適用した例を示している。この種の認証システム１９では、例えば、ドア１７の近傍に、生体センサ装置２とタッチパネル装置３とを含む電子機器１２を設置しておき、ドア１７から離間した安全な場所に画像処理装置１を設置しておく。そして、電子機器１２の生体センサ装置２で撮像した生体画像を画像処理装置１に送信し、画像処理装置１において生体画像を利用した認証処理を行う。認証に成功した場合、画像処理装置１は、電子錠１８を開錠してドア１７を開扉可能な状態にする。その後、開いたドア１７が閉まった場合、又は電子錠１８が開錠されてから所定期間が経過した場合に、電子錠１８によりドア１７が施錠される。
このような認証システム１９においても、例えば、電子機器１２の設置場所が屋外、或いは窓の近くであり、外光の強さの変動幅が大きい場合には、本実施形態の画像処理装置１を適用することで、再撮影をする際の利便性の低下を防ぐことが可能となる。
なお、上記の画像処理装置１は、生体画像から抽出した生体情報を利用した生体認証まで行う装置に限らず、生体情報を抽出可能な画像を取得する装置であってもよい。すなわち、画像処理装置１は、登録照合部１３０が省略された装置であってもよい。
上記の画像処理装置１は、コンピュータと、該コンピュータに実行させるプログラムとにより実現可能である。以下、図１０を参照して、コンピュータとプログラムとにより実現される画像処理装置１について説明する。
図１０は、コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
図１０に示すように、コンピュータ２０は、プロセッサ２００１と、主記憶装置２００２と、補助記憶装置２００３と、入力装置２００４と、出力装置２００５と、入出力インタフェース２００６と、通信制御装置２００７と、媒体駆動装置２００８と、を備える。コンピュータ２０におけるこれらの要素２００１～２００８は、バス２０１０により相互に接続されており、要素間でのデータの受け渡しが可能になっている。
プロセッサ２００１は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）やMicro Processing Unit（ＭＰＵ）等である。プロセッサ２００１は、オペレーティングシステムを含む各種のプログラムを実行することにより、コンピュータ２０の全体の動作を制御する。また、プロセッサ２００１は、例えば、図３のフローチャートにおける各処理を含む画像処理プログラムを実行することにより、輝度が飽和した領域のない生体画像を取得し、生体情報の登録又は照合を行う。なお、画像処理プログラムにおける飽和原因特定処理（ステップＳ１１）は、例えば、図４又は図７のフローチャートに沿った処理とする。
主記憶装置２００２は、図示しないRead Only Memory（ＲＯＭ）及びRandom Access Memory（ＲＡＭ）を含む。主記憶装置２００２のＲＯＭには、例えば、コンピュータ２０の起動時にプロセッサ２００１が読み出す所定の基本制御プログラム等が予め記録されている。また、主記憶装置２００２のＲＡＭは、プロセッサ２００１が、各種のプログラムを実行する際に必要に応じて作業用記憶領域として使用する。主記憶装置２００２のＲＡＭは、例えば、制御情報１９１、画像データ１９２、登録生体データ１９３等の記憶に利用可能である。
補助記憶装置２００３は、例えば、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）や、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ（Solid State Drive（ＳＳＤ）を含む）等、主記憶装置２００２のＲＡＭと比べて容量の大きい記憶装置である。補助記憶装置２００３は、プロセッサ２００１によって実行される各種のプログラムや各種のデータ等の記憶に利用可能である。補助記憶装置２００３は、例えば、図３のフローチャートにおける各処理を含む画像処理プログラムの記憶に利用可能である。また、補助記憶装置２００３は、例えば、制御情報１９１、画像データ１９２、登録生体データ１９３等の記憶に利用可能である。
入力装置２００４は、例えば、デジタイザ（例えばタッチパネル装置３の検出部３２０）やキーボード装置等である。コンピュータ２０のオペレータ（利用者）が入力装置２００４に対して所定の操作を行うと、入力装置２００４は、その操作内容に対応付けられている入力情報をプロセッサ２００１に送信する。また、入力装置２００４は、撮像部２１０及び投光部２２０を備えた生体センサ装置２を含んでもよい。
出力装置２００５は、例えば、液晶表示装置等の表示装置やスピーカ等の音声再生装置である。出力装置２００５は、例えば、タッチパネル装置３の表示部３１０として利用可能である。
入出力インタフェース２００６は、コンピュータ２０と、他の電子機器とを接続する。入出力インタフェース２００６は、例えば、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）規格のコネクタ等を備える。入出力インタフェース２００６は、例えば、コンピュータ２０と、生体センサ装置２との接続に利用可能である。
通信制御装置２００７は、コンピュータ２０をインターネット等のネットワークに接続し、ネットワークを介したコンピュータ２０と他の電子機器との各種通信を制御する装置である。通信制御装置２００７は、例えば、ネットワーク１３を介した、画像処理装置１として動作させるコンピュータ２０と、電子機器１２との通信に利用可能である（図８を参照）。
媒体駆動装置２００８は、可搬型記録媒体２１に記録されているプログラムやデータの読み出し、補助記憶装置２００３に記憶されたデータ等の可搬型記録媒体２１への書き込みを行う。媒体駆動装置２００８には、例えば、１種類以上の規格に対応したメモリカード用リーダ／ライタが利用可能である。媒体駆動装置２００８としてメモリカード用リーダ／ライタを用いる場合、可搬型記録媒体２１としては、メモリカード用リーダ／ライタが対応している規格、例えば、Secure Digital（ＳＤ）規格のメモリカード（フラッシュメモリ）等を利用可能である。また、可搬型記録媒体２１としては、例えば、ＵＳＢ規格のコネクタを備えたフラッシュメモリが利用可能である。更に、コンピュータ２０が媒体駆動装置２００８として利用可能な光ディスクドライブを搭載している場合、当該光ディスクドライブで認識可能な各種の光ディスクを可搬型記録媒体２１として利用可能である。可搬型記録媒体２１として利用可能な光ディスクには、例えば、Compact Disc（ＣＤ）、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、Blu-ray Disc（Blu-rayは登録商標）等がある。可搬型記録媒体２１は、例えば、図３のフローチャートにおける各処理を含む画像処理プログラムの記憶に利用可能である。また、可搬型記録媒体２１は、例えば、制御情報１９１、画像データ１９２、及び登録生体データ１９３等の記憶に利用可能である。
コンピュータ２０に生体画像取得の開始命令が入力されると、プロセッサ２００１は、補助記憶装置２００３等の非一時的な記録媒体に記憶させた画像処理プログラムを読み出して実行する。画像処理プログラムを実行している間、プロセッサ２００１は、画像処理装置１における画像取得部１１０、判定部１２０、及び登録照合部１３０として機能する（動作する）。また、画像処理プログラムを実行している間、主記憶装置２００２のＲＡＭや補助記憶装置２００３等の記憶装置は、画像処理装置１の記憶部１９０として機能する。
なお、画像処理装置１として動作させるコンピュータ２０は、図１０に示した全ての要素２００１～２００８を含む必要はなく、用途や条件に応じて一部の要素を省略することも可能である。例えば、コンピュータ２０は、媒体駆動装置２００８が省略されたものであってもよい。
また、コンピュータ２０に実行させる画像処理プログラムにおける飽和原因特定処理（ステップＳ１１）は、図４のフローチャートに沿った処理に限らず、図７のフローチャートに沿った処理であってもよい。
更に、画像処理プログラムは、例えば、図３のフローチャートにおけるステップＳ５～Ｓ７の処理が省略されたものであってもよい。ステップＳ５～Ｓ７の処理が省略された画像処理プログラムをコンピュータ２０で実行する場合、プロセッサ２００１は、画像処理装置１における画像取得部１１０、及び判定部１２０として機能する（動作する）。
以上記載した各実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
撮像装置で撮像した生体部位の画像を取得する画像取得部と、
取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在する場合に、該画像における輝度の分布に基づいて、前記輝度が飽和した原因を特定する判定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
（付記２）
前記判定部は、前記輝度が飽和した原因が、前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことと、外光の影響とのいずれであるかを特定することを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
（付記３）
前記判定部は、前記輝度が飽和した原因を前記画像取得部に通知し、
前記画像取得部は、
前記輝度が飽和した原因が前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことである場合には、前記撮像装置から前記生体部位までの距離を長くすることを通知する情報を出力した後、前記生体部位の画像を再度取得し、
前記輝度が飽和した原因が外光の影響である場合には、前記撮像装置の撮像条件を変更して、前記生体部位の画像を再度取得する、
ことを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
（付記４）
前記判定部は、前記輝度が飽和した領域が前記画像における中央部分を含む場合に、前記輝度が飽和した原因が前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことであると特定する、
ことを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
（付記５）
前記判定部は、前記画像の中央部分を通る画素列の輝度の分布において、前記画像の中央部分を含む所定の区間の輝度が飽和している場合に、前記輝度が飽和した原因が前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことであると特定する、
ことを特徴とする付記４に記載の画像処理装置。
（付記６）
前記判定部は、方向が異なる複数の画素列のそれぞれにおける前記輝度の分布に基づいて、前記輝度が飽和した原因を特定する、
ことを特徴とする付記５に記載の画像処理装置。
（付記７）
前記判定部は、
前記画像における中央部分を含む第１の領域内の平均輝度と、前記第１の領域外の平均輝度とを算出し、
前記第１の領域内の平均輝度が前記第１の領域外の平均輝度よりも高い場合に、前記輝度が飽和した原因が前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことであると特定する、
ことを特徴とする付記４に記載の画像処理装置。
（付記８）
前記判定部は、
前記画像における前記輝度が飽和した領域を抽出し、該領域の形状及び前記画像内における位置に基づいて、前記輝度が飽和した原因を特定する、
ことを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
（付記９）
前記画像取得部は、前記撮像装置との相対位置が異なる前記生体部位の画像を複数枚取得する、
ことを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
（付記１０）
前記画像処理装置は、取得した前記画像に前記輝度が飽和した領域が存在しない場合に、該画像から生体情報を抽出し、前記生体情報を登録する処理、及び前記生体情報と予め登録された生体情報とを照合する処理のいずれかを行う登録照合部を更に備える、
ことを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
（付記１１）
コンピュータが、
撮像装置で撮像した生体部位の画像を取得し、
取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在する場合に、該画像における輝度の分布に基づいて、前記輝度が飽和した原因を特定する、
処理を実行することを特徴とする画像処理方法。
（付記１２）
前記コンピュータは、
前記輝度が飽和した原因が、前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことと、外光の影響とのいずれであるかを特定する、
処理を実行することを特徴とする付記１１に記載の画像処理方法。
（付記１３）
前記輝度が飽和した原因が前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことである場合には、前記コンピュータは、前記撮像装置から前記生体部位までの距離を長くすることを通知する情報を出力した後、前記生体部位の画像を再度取得し、
前記輝度が飽和した原因が外光の影響である場合には、前記コンピュータは、前記撮像装置の撮像条件を変更した後、前記生体部位の画像を再度取得する、
ことを特徴とする付記１１に記載の画像処理方法。
（付記１４）
撮像装置で撮像した生体部位の画像を取得し、
取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在する場合に、該画像における輝度の分布に基づいて、前記輝度が飽和した原因を特定する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
（付記１５）
前記特定する処理は、前記輝度が飽和した原因が、前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことと、外光の影響とのいずれであるかを特定する、
ことを特徴とする付記１４に記載の画像処理プログラム
（付記１６）
前記輝度が飽和した原因が前記撮像装置と前記生体部位との距離が所定の距離よりも短いことである場合には、前記撮像装置から前記生体部位までの距離を長くすることを通知する情報を出力した後、前記生体部位の画像を再度取得し、
前記輝度が飽和した原因が外光の影響である場合には、前記撮像装置の撮像条件を変更した後、前記生体部位の画像を再度取得する、処理を更に含む、
ことを特徴とする付記１４に記載の画像処理プログラム。
１ 画像処理装置
１１０ 画像取得部
１２０ 判定部
１３０ 登録照合部
１９０ 記憶部
１９１ 制御情報
１９２ 画像データ
１９３ 登録生体データ
２ 生体センサ装置
２１０ 撮像部
２２０ 投光部
３ タッチパネル装置
３０１ 表示部
３０２ 検出部
５，５Ａ，５Ｂ 手
５０１ 人差し指
５０２ 親指
５０３ 手のひら
６Ａ～６Ｄ 生体画像
８０１．８０２ 外光
１０，１２ 電子装置
１１，１９ 認証システム
１３ ネットワーク
１４ アクセスポイント
１５ サーバ装置
１６ ストレージ装置
１７ ドア
１８ 電子錠
２０ コンピュータ
２００１ プロセッサ
２００２ 主記憶装置
２００３ 補助記憶装置
２００４ 入力装置
２００５ 出力装置
２００６ 入出力インタフェース
２００７ 通信制御装置
２００８ 媒体駆動装置
２０１０ バス
２１ 可搬型記録媒体

Claims (7)

  1. 撮像装置で撮像した生体部位の画像を取得する画像取得部と、
    取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在するか否かを判定し、該画像に前記輝度が飽和した領域が存在すると判定した場合に、前記輝度が飽和した原因が、前記撮像装置と前記生体部位との近接と、外光の影響とのどちらであるかを特定すると共に、特定した前記原因を前記画像取得部に通知する判定部であって、
    前記輝度が飽和した領域が前記画像における中央部分を含む場合には、前記近接を前記原因として特定し、
    前記飽和した領域が前記中央部分を含まない場合には、外光の影響を前記原因として特定する
    前記判定部と、
    取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在しないと前記判定部が判定した場合に、該画像から生体情報を抽出し、前記生体情報を登録する処理と、前記生体情報と予め登録された生体情報とを照合する処理とのどちらかの処理を行う登録照合部と、
    を備え、
    前記画像取得部は、
    前記原因が前記近接である場合には、前記撮像装置から前記生体部位までの距離を長くすることを通知する情報を表示部に出力した後、前記生体部位の画像を再度取得し、
    前記原因が前記外光の影響である場合には、前記撮像装置のゲイン若しくは露出時間を変更した上で、前記生体部位の画像を再度取得する、
    ことを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記判定部は、前記画像の中央部分を通る第１及び第２の画素列であって該画像の上下方向に並ぶ該第１の画素列と該第１の画素列に直交する方向に並ぶ該第２の画素列とのそれぞれについての輝度の分布の両方において、前記画像の中央部分に対応する部分の輝度が飽和している場合に、前記近接を前記輝度が飽和した原因として特定する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記判定部は、
    前記画像に含まれる第１の領域であって前記画像における中央部分を含む該第１の領域の平均輝度と、前記画像に含まれる第２の領域であって前記画像から前記第１の領域を除いた残余の領域である第２の領域の平均輝度とを算出し、
    前記第１の領域の平均輝度が前記第２の領域の平均輝度よりも高い場合に、前記近接を前記輝度が飽和した原因として特定する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 前記画像取得部は、前記生体部位を移動させながら前記撮像装置で撮像した複数枚の前記生体部位の画像を取得し、
    前記判定部は、前記複数枚の前記生体部位の画像のうちから選択した１枚の画像に対して、前記輝度が飽和した領域が存在するか否かの判定を行う、
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  5. コンピュータが、
    撮像装置で撮像した生体部位の画像を取得し、
    取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在するか否かを判定し、
    前記判定において、取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在しないと判定した場合に、該画像から生体情報を抽出し、前記生体情報を登録する処理と、前記生体情報と予め登録された生体情報とを照合する処理とのどちらかの処理を行い、
    前記判定において、前記画像に前記輝度が飽和した領域が存在すると判定した場合に、前記輝度が飽和した原因が、前記撮像装置と前記生体部位との近接と、外光の影響とのどちらであるかを特定し、
    前記原因が前記近接であると特定した場合には、前記撮像装置から前記生体部位までの距離を長くすることを通知する情報を表示部に出力した後、前記生体部位の画像を再度取得し、
    前記原因が前記外光の影響であると特定した場合には、前記撮像装置のゲイン若しくは露出時間を変更した上で、前記生体部位の画像を再度取得する、
    処理を実行し、
    前記輝度が飽和した原因の特定では、
    前記輝度が飽和した領域が前記画像における中央部分を含む場合には、前記近接を前記原因として特定し、
    前記飽和した領域が前記中央部分を含まない場合には、外光の影響を前記原因として特定する
    ことを特徴とする画像処理方法。
  6. 撮像装置で撮像した生体部位の画像を取得し、
    取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在するか否かを判定し、
    前記判定において、取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在しないと判定した場合に、該画像から生体情報を抽出し、前記生体情報を登録する処理と、前記生体情報と予め登録された生体情報とを照合する処理とのどちらかの処理を行い、
    前記判定において、前記画像に前記輝度が飽和した領域が存在すると判定した場合に、前記輝度が飽和した原因が、前記撮像装置と前記生体部位との近接と、外光の影響とのどちらであるかを特定し、
    前記原因が前記近接であると特定した場合には、前記撮像装置から前記生体部位までの距離を長くすることを通知する情報を表示部に出力した後、前記生体部位の画像を再度取得し、
    前記原因が前記外光の影響であると特定した場合には、前記撮像装置のゲイン若しくは露出時間を変更した上で、前記生体部位の画像を再度取得する、
    処理をコンピュータに実行させ、
    前記輝度が飽和した原因の特定では、
    前記輝度が飽和した領域が前記画像における中央部分を含む場合には、前記近接を前記原因として特定し、
    前記飽和した領域が前記中央部分を含まない場合には、外光の影響を前記原因として特定する
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
  7. 撮像装置で撮像した生体部位の画像を取得する画像取得部と、
    取得した前記画像に輝度が飽和した領域が存在するか否かを判定し、前記飽和した領域が前記画像における中央部分を含むか否かを判定する判定部と、
    前記画像から生体情報を抽出し、前記生体情報を登録し、前記生体情報と登録された生体情報とを照合する登録照合部と、
    を備えることと、
    前記画像取得部は、
    前記判定部が前記飽和した領域が存在し、前記飽和した領域が前記中央部分を含むと判定した場合に、前記撮像装置から前記生体部位までの距離を長くすることを通知する情報を表示部に出力した後、前記画像を取得し、
    前記判定部が前記飽和した領域が存在し、前記飽和した領域が前記中央部分を含まないと判定した場合に、前記撮像装置のゲイン若しくは露出時間を変更した後、前記画像を取得し、
    前記登録照合部は、前記判定部が前記画像に輝度が飽和した領域が存在しないと判定した場合に、前記画像から生体情報を抽出し、前記登録する処理と前記照合する処理とのうち、少なくとも何れか一方の処理を行うこと
    を特徴とする画像処理装置。
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