JPH0721373A - 個人識別装置 - Google Patents

個人識別装置

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JPH0721373A
JPH0721373A JP5145952A JP14595293A JPH0721373A JP H0721373 A JPH0721373 A JP H0721373A JP 5145952 A JP5145952 A JP 5145952A JP 14595293 A JP14595293 A JP 14595293A JP H0721373 A JPH0721373 A JP H0721373A
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JP
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image
hand
personal identification
blood vessel
identification device
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JP5145952A
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Takaomi Sekiya
尊臣 関谷
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Pentax Corp
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117—Identification of persons
    • A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G—PHYSICS
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    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1312—Sensors therefor direct reading, e.g. contactless acquisition
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/30—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass
    • G07C9/32—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check
    • G07C9/37—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voice recognition
    • G—PHYSICS
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    • G06V40/1341—Sensing with light passing through the finger
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    • G06V40/14—Vascular patterns

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全性が高いと共に、利用者の負担が少な
く、かつ、特徴点が指紋に比べて少ない生体情報を利用
した個人識別装置を提供することを目的とする。 【構成】 光源１及び光ファイバー２から成る照明手段
と、可視光カットフィルター７、結像レンズ群８、受像
素子９とから成り、手６を透過した光を受像する受像手
段と、受像素子９から出力を処理するコンピュータ１２
とを備え、コンピュータ１２は、手の皮下にある血管の
パターンを画像化して血管透視像を得る画像処理手段
と、血管透視像から個人の特徴量を抽出する特徴量抽出
手段と、登録時に、特徴量を個人識別情報として記憶す
る記憶手段と、照合時に、記憶手段に記憶された特徴量
と、受像手段から出力される血管透視像に基づいて抽出
される特徴量とが一致するか否かを判断する判別手段と
の機能を果たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばセキュリティ
ーシステムの一部を構成する個人識別装置であって、特
に生体の個体差を識別情報として用いた個人識別装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、セキュリティーシステムの入退出
管理等に利用される個人識別装置としては、暗証番号を
入力する方式、ＩＤ番号が登録されたカードの情報を磁
気、あるいは光により読み取る方式、指紋、虹彩、眼底
血管等の生体情報を利用する方式等が知られている。
【０００３】例えば、指紋を利用する装置は、特開昭６
３−１２３１６８号公報に開示され、虹彩を利用するシ
ステムは特開昭６２−５０１８８９号公報に開示され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、暗証番
号を利用する方式では脅迫等により暗証番号が他人に洩
れる可能性があり、カードを利用する方式では紛失や盗
難によりカードが他人の手に渡る可能性があり、指紋を
利用する方式でも複製される可能性があり、いずれにし
ても安全性に問題がある。
【０００５】また、虹彩、眼底血管を利用する方式で
は、上記の方式より安全性は高くなるが、検出のために
目に光を入れる必要があり、利用者の負担が大きいとい
う問題がある。
【０００６】なお、指紋はパターンが複雑であるために
特徴点が１００以上となり、指紋を利用する方式では識
別処理に多くの時間が必要となる。
【０００７】
【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、安全性が高いと共に、利用
者の負担が少なく、かつ、特徴点が指紋に比べて少ない
生体情報を利用した個人識別装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる個人識
別装置は、上記の目的を達成させるため、個人識別情報
として、手の皮下にある血管のパターンを画像化した血
管透視像を用いることを特徴とする。
【０００９】また、具体的には、手を照明する照明手段
と、手の内部を透過し、あるいは手の内部から反射され
た照明光により形成される像を検出する受像手段と、受
像手段の出力から、手の皮下にある血管のパターンを画
像化して血管透視像を得る画像処理手段と、登録時に、
血管透視像に関する情報を個人識別情報として記憶する
記憶手段と、照合時に、記憶手段に記憶された情報と、
受像手段から出力される血管透視像に基づいて出力され
る情報とが一致するか否かを判断する判別手段とを備え
ることを特徴とする。
【００１０】
【実施例】以下、この発明にかかる血管透視像を用いた
個人識別装置の実施例を説明する。
【００１１】白熱電球等の光源に手をかざすと、血液の
色が透けて手の平全体が赤く見える。また、指の腹側の
関節部分では、手の内部を透過した光により、薄い皮膚
を通して皮下の血管を見ることができる。また、観察す
る側から照明光を手にあてた場合にも、同様に薄い皮膚
を透過して内部で反射した光により血管を見ることがで
きる。この発明は、このように観察される皮下の血管の
パターンを識別情報として用いることを特徴としてい
る。
【００１２】血管のパターンを識別情報として用いるこ
とができるか否かを判断するため、発明者は、複数の個
人をサンプルとして皮下の血管のパターンを撮影した。
その結果、血管透視像が識別情報として十分に使用でき
ることを確認した。
【００１３】例えば、図１と図２とは、互いに異なる個
人の右手人指し指の第１関節と第２関節との間の部分を
撮影した写真を元に線を単純化して示したものである。
これらの図を比較すると、個体の違いにより同一の箇所
であっても血管のパターンが異なることが理解できる。
【００１４】なお、図中の斜線領域は、撮影時の光量ム
ラにより血管透視像が確認できなかった部分である。た
だし、このムラは、光量の配分を適正にし、あるいは、
画像として取り込む範囲を狭い範囲に限定することによ
り、検出時の支障とならないよう処理することができ
る。
【００１５】次に、入力装置の具体的な構成例を４例説
明する。図３に示す入力装置は、白熱電球、ハロゲンラ
ンプ等の光源１から発した光を光ファイバー２を介して
利用者の手６へ入射させる。このとき、光ファイバー２
の端面を手６に密着させた方が光量のロスが少なくてよ
い。光源１と光ファイバー２とが照明手段を構成してお
り、この例では手６の指の部分を検出の対象としてい
る。指部分を検出対象とする場合には、後述する実施例
のように、指の腹の方から照明し、皮膚を透過して手の
内部で反射した光を照明手段と同一の側に配置された受
像手段で受像する構成としてもよい。
【００１６】手６を透過した白色光は、波長選択部材と
して設けられた可視光カットフィルター７に入射し、そ
の赤外成分のみが透過して結像レンズ群８によりＣＣＤ
等の受像素子９上に血管のパターンを含む像を形成す
る。
【００１７】可視光カットフィルター７、結像レンズ群
８、受像素子９は、受像手段を構成する。なお、可視光
カットフィルター７は、手６よりも光源１側に設けても
よい。また、受像素子９は、可視光から近赤外光までの
波長域で感度を有している。
【００１８】受像素子９から出力される画像データは、
モニター１０に表示されると共に、フレームメモリを備
える画像入力装置１１に記憶される。コンピュータ１２
は、画像入力装置１１に記憶された画像データを必要に
応じて読み込み、手の皮下にある血管のパターンを画像
化して血管透視像を形成し、あるいは、この血管透視像
から個人の特徴量を抽出する。
【００１９】なお、コンピュータ１２は、登録時には、
特徴量を個人識別情報として記憶する記憶手段としての
機能を発揮すると共に、照合時には、記憶された特徴量
と受像素子９の出力から得られる血管透視像から抽出さ
れる特徴量とが一致するか否かを判断する判別手段とし
て機能する。
【００２０】近赤外光は直進性が高く、生体内に２cm〜
２０cm程度進入することができるため、近赤外光のみを
検出に利用することにより、ノイズの少ない画像を得る
ことができる。可視域の波長では、手の表面形状に関す
るデータが混在し、ノイズが高くなる。なお、使用され
る近赤外光としては、６８０nm〜１２００nm程度の波長
域から選択可能であり、光源の選択、フィルターの特
性、撮像素子の感度分布により定められる。この範囲の
下限の値の波長を選択した場合には、可視光領域も含む
ために血管透視像のコントラストは低下するが、肉眼で
の観察も可能となるため、位置合わせが容易になると共
に、より簡便な識別装置としての利用も可能である。
【００２１】上記のシステムをセキュリティーシステム
の入退出管理に利用する場合には、少なくとも照明手段
と受像手段とを制御対象となるオートロックが設けられ
たドアの近傍に配置し、このロックをコンピュータ１２
からの司令により制御する。
【００２２】モニター１０は、主として登録時の確認用
として利用され、照合専用の装置として利用する際には
設ける必要はない。また、制御の対象となるドアが複数
ある場合には、照明手段と受像手段とをドア毎に１組づ
つ設けると共に、画像入力装置１１とコンピュータ１２
とを１組設けて集中管理するよう構成することもでき
る。
【００２３】図４に示すように、図３と同一の構成で、
手６の掌部分を検出の対象としてもよい。掌部分を検出
の対象とする場合、図示したように手の甲の側から照明
し、手の平側で受像する方が望ましい。手の甲側で受像
すると、手のメラニン色素の影響によりコントラストが
低下し、あるいは、皺、毛穴、体毛等の陰影が生じて血
管が透見しにくくなる。
【００２４】図５の例では、白熱電球、ハロゲンランプ
等の光源１からの光を集光レンズ３で集光させて手６の
指部分を照明している。受像手段側の構成は図３の例と
同様である。
【００２５】図６の例では、電源装置５を備える半導体
レーザー４を照明手段の光源として用い、手６の指部分
を照明している。発光波長７８０nm〜８３０nmの赤外発
光レーザーを使用することにより、照明光自体を赤外光
に限定することができるため、受像手段側では波長選択
部材を設ける必要がない。なお、図５及び図６装置で
も、図４と同様に掌部分を検出対象とすることもでき
る。
【００２６】上記の実施例は、いずれも検出対象となる
手を境に照明手段と受像手段とが対向して設けられ、手
の内部を透過した光束により血管透視像を得る構成とな
っている。ただし、血管透視像を得るためには、上記の
ような透過光を利用するのみでなく、反射光を利用する
こともできる。
【００２７】図７は、反射光を利用するタイプの実施例
を示す。この実施例では、照明手段である光源１と、受
像手段を構成する可視光カットフィルター７、結像レン
ズ群８、受像素子９とが 共に手６の手の平側に設けら
れている。光源１から発した照明光は、手６の皮膚を透
過して内部で反射され、フィルター７、結像レンズ群８
を介して受像素子９上に血管透視像を形成する。
【００２８】図７の装置により得られる血管透視像は、
透過型の実施例と同様に血管が暗く周囲が明るい画像で
ある。受像素子９から出力される段階では、透過型と比
較すると像のコントラストが低いが、コントラストは画
像処理の前処理で二値化する際に改善できるため、特徴
量を抽出する段階では透過型の装置で得られた情報であ
っても、反射型の装置で得られた情報であっても同様に
利用することができる。
【００２９】次に、図８及び図９に基づいて実施例の装
置の作用を説明する。図８の例では個人データの登録と
照合とを同一プログラム内で処理しており、図９の例で
は(ａ)登録と(ｂ)照合とを別個のプログラムで処理して
いる。ただし、処理内容は共通なので、以下図８につい
てのみ説明する。
【００３０】図８において、処理がスタートすると、ス
テップ(図中では「Ｓ．」で示す)１において個人識別用
のＩＤ番号の入力が促され、これが入力されるとステッ
プ２で撮像素子から手の画像データが入力される。処理
のスタートは、登録プログラムを操作者が起動してもよ
いし、ステップ１のＩＤ番号入力をトリガとしてスター
トさせてもよい。
【００３１】ＩＤ番号は、キーボードを用いて直接入力
してもよいし、磁気カード等を読取装置にかけて入力す
るようにしてもよい。
【００３２】ステップ２では、手を所定の位置に置くこ
とにより、これを図示せぬセンサーが検出し、光源１を
点灯させて画像が画像入力装置１１に入力される。ある
いは、ＩＤ番号の入力により光源１を点灯させてもよ
い。画像の入力が完了すると、図示せぬ告示手段によ
り、画像入力が完了したことを音声、光等により被測定
者に知らせる。登録時には、モニター１０の表示を観察
しながら、良好な画像が得られたか否かを確認し、良好
な画像が得られるまで画像入力を繰り返すこともでき
る。
【００３３】ステップ３では、画像入力装置１１に記憶
された画像データをコンピュータ１２内で処理して画質
を改善する。入力された画像データは、図１０に示すよ
うに比較的コントラストが低い状態であるため、ここか
ら指の輪郭やノイズを除去するために二値化して図１１
に示すように血管の像を取り出す。続いて、画像の膨張
収縮処理をして図１２に示すような細線の血管透視像の
画像データを得る。膨張収縮処理をすることにより、画
像データ中で途切れていた血管を連続させることができ
る。
【００３４】次に、ステップ４において特徴量を抽出す
るために図１３に○印で示されるような特徴点を線追跡
手法などによりピックアップする。特徴点には、図１３
の破線部分を拡大した図１４に示されるように、端点ａ
と分岐点ｂとがある。特徴量としては、各特徴点の位置
的な配列、図１５に示されるように単位円内で特徴点か
ら延びる血管の方向ベクトル、図１６に示されるような
特徴点間の連結状態、あるいは、これらの組み合せを考
えることができる。
【００３５】登録時には、ステップ５からステップ６へ
進み、抽出された特徴量をＩＤ番号と共にディスク装置
等に記録してデータを保存し、処理を終了する。
【００３６】照合時には、ステップ７において登録され
ている保存データからＩＤ番号をキーにして特徴量を呼
び出し、ステップ８で入力されたデータから抽出された
特徴量と保存されていたデータの特徴量とを比較する。
登録時と照合時とで指の方向がずれる場合等も予測され
るため、比較の際には所定の許容範囲を設けてもよい。
また、上記のズレが許容範囲を越える場合や、ＩＤ番号
の入力ミス等の誤操作に対応するため、比較結果が他人
であるときにもステップ１からの動作を所定回数繰り返
すよう設定してもよい。
【００３７】比較の結果、本人であると確認されれば、
ステップ９からステップ１０へ進み、ドアのロックを解
除する等の対応動作をして処理を終了し、本人であるこ
とが確認できなければ、ステップ１１へ進んでロックを
解除しない等拒否動作をして処理を終了する。
【００３８】画像データをそのまま保存するのでなく、
特徴量を抽出してから保存するため、保存される個々デ
ータの情報量をコンパクトにすることができると共に、
照合時にも迅速に判別することができる。
【００３９】なお、上記の例では、ＩＤ番号と血管透視
像の特徴量とをリンクさせて管理しているが、照合処理
の時間が短い場合、すなわち、登録されるデータが少な
いか、特徴量を少なく限定している等の場合には、ＩＤ
番号を使用せずに、入力された画像から抽出された特徴
量を、登録されている特徴量のデータと逐一比較するこ
とにより、照合することもできる。
【００４０】また、血管の位置が変化することも考えら
れるため、定期的に登録を更新することが好ましい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、手、または指の血管透視像を個人識別情報として用
いることにより、安全性が高いと共に、利用者の負担が
少なく、かつ、特徴点が指紋に比べて少ない生体情報を
利用した個人識別装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ある個人の指の血管透視像の説明図である。
【図２】 図１とは異なる個人の指の血管透視像の説明
図である。
【図３】 この発明の実施例にかかる個人識別装置の構
成を示す説明図である。
【図４】 図３の装置で検出対象が異なる場合の説明図
である。
【図５】 この発明の他の実施例にかかる個人識別装置
の構成を示す説明図である。
【図６】 この発明のさらに他の実施例にかかる個人識
別装置の構成を示す説明図である。
【図７】 この発明のさらに他の実施例にかかる個人識
別装置の構成を示す説明図である。
【図８】 この発明の実施例の装置の作動を示すフロー
チャートである。
【図９】 この発明の他の実施例の装置の作動を示すフ
ローチャートである。
【図１０】 入力される指先の画像を示す説明図であ
る。
【図１１】 図９の画像データを二値化して得られる画
像を示す説明図である。
【図１２】 図１０の画像データを膨張収縮処理して得
られる画像を示す説明図である。
【図１３】 図１１の画像データから特徴点を抽出した
状態を示す説明図である。
【図１４】 図１２の破線部分の拡大図である。
【図１５】 特徴量をベクトルとして捉える場合の説明
図である。
【図１６】 特徴量を特徴点間の連結状態として捉える
場合の説明図である。
【符号の説明】
１…光源 ２…光ファイバー ６…手 ７…可視光カットフィルター ８…結像レンズ群 ９…受像素子 １２…コンピュータ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】個人識別情報として、手の皮下にある血管
    のパターンを画像化した血管透視像を用いることを特徴
    とする個人識別装置。
  2. 【請求項２】前記手に光を照射する照明手段と、前記手
    の内部を透過し、または前記手の内部から反射した光を
    受光する受像手段と、前記受像手段の出力から前記血管
    透視像を得る画像処理手段とを有することを特徴とする
    請求項１に記載の個人識別装置。
  3. 【請求項３】前記照明手段は、近赤外光を発することを
    特徴とする請求項２に記載の個人識別装置。
  4. 【請求項４】前記照明手段は、前記手の甲の側に設けら
    れ、前記受像手段は、前記手の平側に設けられて前記手
    の内部を透過した光を受光することを特徴とする請求項
    ２に記載の個人識別装置。
  5. 【請求項５】前記照明手段と前記受像手段は、共に前記
    手の平側に設けられ、前記受光手段は、前記手の内部で
    反射された光を受光することを特徴とする請求項２に記
    載の個人識別装置。
  6. 【請求項６】前記受像手段は、可視光から近赤外光まで
    の波長域で感度を有することを特徴とする請求項２に記
    載の個人識別装置。
  7. 【請求項７】手を照明する照明手段と、 前記手の内部を透過し、または前記手の内部から反射さ
    れた照明光により形成される像を検出する受像手段と、 前記受像手段の出力から、前記手の皮下にある血管のパ
    ターンを画像化して血管透視像を得る画像処理手段と、 登録時に、前記血管透視像に関する情報を個人識別情報
    として記憶する記憶手段と、 照合時に、前記記憶手段に記憶された情報と、前記受像
    手段から出力される血管透視像に基づいて出力される情
    報とが一致するか否かを判断する判別手段とを備えるこ
    とを特徴とする個人識別装置。
  8. 【請求項８】前記画像処理手段の後段に、前記血管透視
    像から個人の特徴量を抽出する特徴量抽出手段が設けら
    れ、前記記憶手段及び前記判別手段は、前記特徴量を血
    管透視像に関する情報として扱うことを特徴とする請求
    項７に記載の個人識別装置。
  9. 【請求項９】前記特徴量抽出手段は、血管の分岐点、端
    点の位置を特徴量として抽出することを特徴とする請求
    項８に記載の個人識別装置。
  10. 【請求項１０】前記特徴量抽出手段は、血管の分岐点、
    端点から延びる枝線の方向ベクトルを特徴量として抽出
    することを特徴とする請求項８に記載の個人識別装置。
  11. 【請求項１１】前記特徴量抽出手段は、血管の分岐点、
    端点の連結状態を特徴量として抽出することを特徴とす
    る請求項８に記載の個人識別装置。
JP5145952A 1993-06-17 1993-06-17 個人識別装置 Pending JPH0721373A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5145952A JPH0721373A (ja) 1993-06-17 1993-06-17 個人識別装置
DE4421237A DE4421237A1 (de) 1993-06-17 1994-06-17 Identifikationssystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5145952A JPH0721373A (ja) 1993-06-17 1993-06-17 個人識別装置

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ID=15396832

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DE (1) DE4421237A1 (ja)

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