JPH02178778A - 個人認証装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、個人の認証を行う個人認証装置に関する。

（従来の技術） 指画像の濃度を指の長手方向に垂直な方向に加算して得
られる加算信号を用いる個人認証装置としては、たとえ
ば特願昭６３−１５４２２８に記載のものがある。この
個人認証装置は、指置き台と指の接触・非接触の違いに
よって得られる指の画像の濃度を指の長手方向に垂直な
方向に加算して得られる加算信号と、予め辞書に登録し
ておいた加算信号との間で位置合わせを行った後、比較
照合することにより個人を認証するものである。

この位置合わせの処理は、一方の加算信号をずらしなが
ら２つの加算信号の自乗誤差を計算することによって行
う。

しかしながら、このような個人認証装置では。

位置合せに長時間髪するという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の個人認証装置では１位置合せに長時間
髪するという問題があった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは１位置合せが短時間で行える個人認
証装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明は、指の人力画像を読
み取る読取手段と、前記読取手段の出力である指の画像
信号を指の長手方向に対して垂直な方向に加算する加算
手段と、前記加算手段の出力信号のパワスペクトルを算
出するパワスペクトル算出手段と、前記パワスペクトル
算出手段の出力信号を記憶する記憶手段と、照合時に前
記読取手段によって読み取られ前記加算手段により加算
され前記パワスペクトル算出手段によって算出された信
号と、前記記憶手段に記憶されている信号とを照合する
照合手段とを具備することを特徴とする個人認証装置で
ある。

（作用） 本発明では、照合時にパワスペクトルを用い。

パワスペクトルは位相情報が含まれていないので。

位置合せ処理が不要となる。

（実施例） 以下１図面に基ずいて発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明に係る個人認証装置の構成を示すブロッ
ク図である。

この個人認証装置は、指９との接触・非接触の違いによ
り指画像を得る直角２等辺プリズム１゜直角２等辺プリ
ズム１に光を照射する照明部３、得られた指画像を電気
信号に変換するテレビカメラ５、その電気信号をディジ
タル量に変換するＡ／Ｄ変換器２５、Ａ／Ｄ変換器２５
によって得られたディジタル指画像を格納しておく画像
メモリ２９、照合等の処理の中核をなす制御部２３、Ｉ
Ｃカード３３に被認証者各人の加算信号を書込み、また
、逆にＩＣカード３３から読み出す読取り書込み部２７
からなる。ホストマシン３１は、制御部２３からの信号
に応じて、たとえばドアの開閉や警報ブザーの鳴動等を
制御する。ホストマシン３１の制御対象はこの個人認証
装置を応用するセキュリティシステムによって異なる。

本実施例は、加算信号のパワスペクトルを求めることを
特徴とする。

次に、この個人認証装置の処理の流れについて述べる。

ところで、認証は大きく２つの処理に分けることができ
る。「登録」と「照合」である。

まず、登録について述べる。

く登録〉 登録の処理の流れを第２図に示す。まず、指画像を取込
み（ステップ１００１）、指の長手方向に対して垂直な
方向にその指画像の濃度を加算することによって加算信
号を抽出する（ステップ１００２）。次に、この加算信
号に高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ処ｆｒＪりを施し、
加算信号の周波数パワスペクトルを計算する（ステップ
１００３）。

最後に、この加算信号の周波数パワスペクトルを辞書（
ＩＣカード３３）に登録する（以下、これを辞書スペク
トルと呼ぶ）（ステップ１００４）。

〈照合〉 照合の処理の流れを第３図に示す。

まずステップ１１０１からステップ１１０３によって登
録処理と同様にして、指画像人力、加算信号の抽出、お
よびＦＰＴによるパワスペクトル計算を行う（以下、こ
のスペクトルを人カスベクトルと呼ぶ）。

次に、前述の登録処理において、辞書（ＩＣカード３３
）に予め登録しておいた辞書スペクトルを読込み（ステ
ップ１１０４）　、入カスベクトルと比較照合する（ス
テップ１１０５）。

照合は次式で表わされる類似度Ｓ「を用いて行つり Ｓｒ　　−（１／　　（Ｕｒ　　−Ｌｒ　　＋１）’）
式（１）で、ｆ　（１）はＦｒ’Ｔにより求めた周波数
１における入カスベクトル、ｆｄ（１）は同じく辞書ス
ペクトル、Ｌｆは類似度を評価する周波数の下限、Ｕｆ
は類似度を評価する周波数の上限である。この類似度Ｓ
ｒは、入カスベクトルと辞書スペクトルの差の自乗和で
類似度を表わすものであり、Ｓｒの値が小さければ小さ
いほど、入カスベクトルと辞書スペクトルの類似度が高
いことを示す。

また、式（１）を見ると分かるように、同等演算量を増
加させることなく　、Ｕｒ、　Ｌ「の値により類似度を
評価する周波数帯域を制限することが可能である。これ
は非常に有益である。

なぜなら、加算信号には個人性をあまり持たない指の細
かい紋による高い周波数成分と、指置き台（直角２等辺
プリズム１）への指の置き方の違いにより生ずる低い周
波数成分の変動が含まれている。

これらの周波数成分を取除くためにバンドパスフィルタ
を用ることも考えられるが、本実施例ではこのバンドパ
スフィルタのような処理は必要なく、その分、処理量を
減らすことができる。

次に本人／他人の判断を行い（ステップ１１０６）、こ
の判断結果をホストマシンに送出する（ステップ１１０
７）。

次に、本実施例による個人認証の処理時間と加算信号そ
のものを比較照合する個人認証の処理時間の比較を行っ
てみる。

この位置合わせ処理の方法は辞書から読み出した加算信
号をｄ（１）、人力された指画像より求めた加算信号Ａ
　（１）とし、各加算信号の要素の数Ｎとする。Ａ　ｄ
　（１）と−だ１すずらしたＡ　（１＋ｇ＋）との２乗
誤差をある範囲にわたって和算したものを５（１）とす
る。

ｍ≧０のとき、 ５（１１）　−（１／　（Ｎ−ｍ）　）　　・Σｌ　Ａ
　（１＋ｍ）Ａ＆１ −Ａｄ（１）１２・・・・・・（２） ｍｈｏのとき、 −Ａｄ（１）１２　　・・・・・・　（３）式（２）、
（３）でＮは加算信号の長さである。

Ｓ（履）はＡ　（１＋ｍ）とＡ　ｄ　（１）との−散文
を表わすパラメータであり、Ｓ（厘）の値が小さいほど
一致していることを示す。位置合わせをある範囲で変化
させ、最もＳ　（ｓ）の値が小さくなるところで位置合
わせができたとする。

いま、処理量の比較を乗算回数を以て行う。ｍを変化さ
せる範囲を±Ｍとしたときの式（２）、（３）における
乗算回数はＮ＋（２Ｎ−１）　Ｘ　Ｍ−Ｍ　２である。

これに対して、データ数がＮの時のＰ［’Ｔに要する複
素乗算回数はＮＸｌｏｇ２Ｎで表わされることが知られ
ており、たとえばＯｐｐｃｎｈｅｌｍ　、５ｃｈａｒｅ
ｒ著、伊達玄訳、コロナ社発行のディジタル信号処理（
上）の２９３ページにも記述されている。

ところで、１回の複素乗算には４回の乗算が必要なめで
ＦＦＴにおける乗算回数は４ＮＸ　ｌｏｇ　２　Ｎとな
る。いま、入力指紋画像の解像度がＩＯ画素／ａｍであ
り、加算信号の長さがＮ−５１２、位置合わせの範囲を
±ＩＣ−つまりＭ−１００としたとする。この時、位置
合わせに要する乗算回数は９２８１２回であり、これに
対してＰＰＴに要する乗算回数は１８４３２回であり、
その比は５倍以上にもなる。このことから本実施例の方
が高速であることが分かる。

以上のように本実施例によれば、加算信号にＦＦＴ処理
を施して求めた周波数パワースペクトルを用いて照合計
算することによって、位置合せ処理が不要となり高速な
処理が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、位置合せが短時間
で行える個人認証装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は個人認証装置の構成を示すプロ・ツク図、第２
図および第３図は本発明の動作を示すフローチャートで
ある。 １・・・・・・・・・プリズム ３・・・・・・・・・照明部 ５・・・・・・・・・カメラ ７・・・・・・・・・読取部 ２３・・・・・・・・・制御部 ２７・・・・・・・・・読取書込部 ２９・・・・・・・・・画像メモリ ３１・・・・・・・・・ホストマシン 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）指の入力画像を読み取る読取手段と、前記読取手
   段の出力である指の画像信号を指の長手方向に対して垂
   直な方向に加算する加算手段と、 前記加算手段の出力信号のパワスペクトルを算出するパ
   ワスペクトル算出手段と、 前記パワスペクトル算出手段の出力信号を記憶する記憶
   手段と、 照合時に前記読取手段によって読み取られ前記加算手段
   により加算され前記パワスペクトル算出手段によって算
   出された信号と、前記記憶手段に記憶されている信号と
   を照合する照合手段と、を具備することを特徴とする個
   人認証装置。
2. （２）前記パワスペクトル算出手段は高速フーリエ変換
   手段であることを特徴とする請求項第１項記載の個人認
   証装置。