KR100642620B1 - 생체 정보 취득 장치 및 생체 정보에 의한 인증 장치 - Google Patents

Abstract

예컨대 스위프형 지문 센서에 있어서 손가락을 그 센서면에 대하여 이동시키면서 연속적으로 채취되는 복수의 부분 화상으로부터, 개인 인증 등에 필요한 정보를 취득하기 위한 장치에 있어서, 왜곡이 없는 화상을 적은 메모리 용량으로 또한 고속으로 얻어지도록 하여, 고품질인 특징 정보에 의한 대조를 가능하게 하기 위해서, 본 발명의 장치는 생체 정보를 영상화하여 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단(10)과, 채취되는 복수의 부분 화상의 각각으로부터 특징 및 그 위치를 추출하는 특징 추출 수단(20)과, 채취되는 복수의 부분 화상중의 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 특징에 기초하여 이들 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 검출 수단(30)과, 검출된 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치에 기초하여 산출된 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정하여 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(40)을 구비하여 구성되어 있다.

개인 인증, 스위프형 지문 센서, 부분 화상, 생체 정보

Description

생체 정보 취득 장치 및 생체 정보에 의한 인증 장치{BIOLOGICAL INFORMATION ACQUIRING APPARATUS AND AUTHENTICATION APPARATUS USING BIOLOGICAL INFORMATION}

본 발명은, 예컨대 지문, 손바닥무늬, 혈관 패턴 등의 생체 정보를 취득하기 위한 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 예컨대 스위프형 지문 센서에 있어서 손가락을 그 센서면(채취면)에 대하여 이동시키면서 연속적으로 채취되는 복수의 부분 화상(지문 화상)으로부터 개인 인증 등에 필요한 정보를 취득하기 위한 생체 정보 취득 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 예컨대 지문, 손바닥무늬, 혈관 패턴 등의 생체 정보를 이용하여 개인 인증을 행하는 인증 장치에 관한 것이다.

휴대 전화나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 소형 정보 기기는 최근의 고기능화에 따라 네트워크에 접속되거나 대량의 개인 정보 등을 저장하거나 할 수 있게 되어, 이들 기기에 있어서의 보안 성능의 향상의 요구가 매우 높아지고 있다.

이러한 기기에 있어서 보안을 확보하기 위해 종래부터 널리 이용되고 있는 패스워드나 ID(IDentification) 카드 등에 의한 개인 인증을 채용하는 것이 고려되고 있다. 그러나, 패스워드나 ID 카드는 도용될 위험성이 높기 때문에, 보다 신뢰 성이 높은 개인 인증(기기의 사용자가 미리 등록된 사용자 본인인 것의 인증)을 실현하는 것이 강하게 요구되고 있다. 이러한 요망에 대하여, 생체 정보(바이오메트릭스 정보)에 의한 개인 인증은 신뢰성이 높고, 전술의 요망에 응할 수 있는 것으로 여겨진다. 특히, 생체 정보로서 지문을 이용한 경우에는 편리성도 높다.

생체 정보로서 지문을 이용하여 개인 인증을 행하는 경우, 정전용량식 지문 센서나 광학식 지문 센서에 의해 피인증자의 손가락으로부터 지문(지문 센서의 채취면에 접촉할 수 있는 융선과 동채취면에 접촉하지 않는 곡선으로 이루어지는 무늬)을 화상 정보로서 채취한다. 그리고, 그 지문 화상의 전경(예컨대 융선상)으로부터 특징 정보(예컨대 분기점이나 끝점의 위치 정보)를 추출하여, 추출된 특징 정보와 미리 등록되어 있는 피인증자의 등록 특징 정보를 대조함으로써, 피인증자가 본인인지 여부의 판정, 즉 개인 인증을 행하고 있다.

그런데, 피인증자로부터 지문 화상을 채취하는 일반적인 지문 센서는, 통상, 손가락의 크기보다도 큰 센서면(채취면)을 갖고 있다. 그러나, 최근, 지문 센서를 휴대 전화나 PDA라고 하는 소형 정보 기기에 탑재하기 위해서 센서면의 크기를 손가락의 크기보다도 작게 하여, 그 센서면을 통하여 연속적으로 채취된 복수의 부분 화상을 통합하여 지문 전체의 화상을 얻는 것이 행해지고 있다.

이러한 상황에 대응한 지문 센서로서 스위프형의 것이 있다. 이 스위프형 지문 센서는 손가락의 길이보다도 충분히 짧고, 작은 면적의 구형 채취면(센서면/촬상면)을 갖고 있다. 그리고, 손가락을 채취면에 대하여 이동시키거나, 또는, 채취면(지문 센서)을 손가락에 대하여 이동시키면서 지문 센서에 의해서 손가락의 지문 에 관해서 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하여, 채취된 복수의 부분 화상으로부터 손가락의 지문 화상의 전체를 재구성하는 것이 시도되고 있다. 또, 전술한 바와 같이, 채취면에 대한 손가락의 상대적 이동의 것을, 「스위프(sweep)」라고 부른다. 또한, 재구성된 지문 화상으로부터 특징점(융선의 분기점이나 끝점)의 정보를 추출·생성하여, 그 정보에 기초하여 상기 개인 인증이 행하여진다.

여기서, 복수의 부분 화상으로부터 손가락의 지문 화상의 전체를 재구성하는 종래 기술로서는, 예컨대, 특허 공개 평8-263631호 공보나 특허 공개 2001-155137호 공보에 개시된 기술이 있다. 이들 공보에 개시된 기술은 센서 길이 방향과 직교하는 방향에 관해서 손가락과 센서와의 상대 위치를 취득하여, 손가락 전체의 화상을 재구성하는 것이다. 또한, 다른 종래 기술로서는, 예컨대, 미국 특허 USP6,289,114나 USP6,317,508에 개시된 기술이 있다. 이들 미국 특허에 개시된 기술은 연속적으로 촬상된 화상의 중복을 측정하여, 그 중복 부분에 기초하여 손가락 전체의 화상을 재구성하는 것이다.

그러나, 전술한 바와 같이 스위프형 지문 센서에 의해서 채취되어 재구성된 화상은 여러 가지 요인에 의해서 왜곡을 포함한 것이 되어, 지문 센서를 이용하여 얻어진 지문 데이터와 미리 등록되어 있는 등록 지문 데이터와의 대조가 곤란하게되는 경우가 있다.

예컨대, 센서면에 손가락을 접촉시키면서 이동시켜 지문 화상을 채취하는 지문 센서에서는 도 5∼도 7이나 도 27∼도 31을 참조하면서 후술하는 바와 같이 원래 입체적인 형상을 갖는 유연한 손가락을 평면적인 센서면에 압박하는 것에 의해, 혹은, 센서면과 손가락과의 사이의 마찰에 의해 손가락의 접촉 부분이 센서면에 걸리는 것에 의해, 손가락 그 자체가 변형하여 지문 화상이 큰 을 포함하게 된다. 그 변형의 방법은 손가락의 스위프 방향에 따라서 크게 다르다.

또한, 별도인 케이스로서는 도 19∼도 26을 참조하면서 후술하는 바와 같이 지문 화상 등을 촬상하는 촬상 디바이스에 검출 지연이 있는 경우에는 손가락 그 자체의 변형과 관계없게 화상이 왜곡되어 버린다. 예컨대, 주사선마다 정보를 검출하고 나서, 어떤 지연 시간의 후에, 이웃의 주사선으로 정보를 검출하는 구조를 갖는 센서의 경우(도 25 참조), 손가락과 센서와의 상대 위치가 시간과 함께 크게 변화되면, 취득되는 지문 화상의 애스펙트비가 변화되기 때문에 신축 왜곡이 생긴다(도 21∼도 24 참조). 또한, 셀단위로 검출의 지연 시간이 있는 센서의 경우(도 26 참조), 스큐 왜곡이 생긴다(도 25, 도 26 참조).

이러한 왜곡에 의해서 재구성 화상의 재현성이 열화하는 것이 큰 문제가 되는 것 외에, 왜곡 방향이 상이한 복수의 부분 화상을 서로 연결하는 것에 의해 실제의 손가락에는 존재하지 않는 지문의 무늬(손가락으로부터 분비된 피지나 땀의 상, 혹은, 센서면상의 상처나 검출 소자의 결함에 의한 상 등)가 나타나는 것도 문제가 된다. 즉, 전술된 바와 같이 왜곡이 생기거나 실제의 손가락에는 없는 지문의 무늬가 나타나거나 함으로써 지문 센서를 이용하여 피인증자로부터 얻어진 특징 정보와 미리 등록되어 있는 특징 정보가 크게 달라져, 피인증자가 본인이어도 본인인 것을 인증할 수 없게 될 가능성이 있어, 대조 성능의 열화, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 저하를 초래하여 버린다.

또한, 상기 공보나 상기 미국 특허에 개시된 기술에서는 전술한 바와 같이 화상의 왜곡 등의 문제가 생기는 것뿐만 아니라, 복수의 부분 화상으로부터 지문의 전체 화상을 재구성하기 위해서는 손가락 전체의 화상을 저장할 수 있는 용량을 갖는 메모리가 필요한 동시에, 처리 시간도 걸리기 때문에 소형 정보 기기에 부적합하다고 하는 과제도 있다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여 창안된 것으로, 각 부분 화상으로부터 추출된 특징 정보에 대하여 보정을 가하는 것에 의해 왜곡을 포함하지 않는 특징 정보를 적은 메모리 용량으로 또한 고속으로 얻어지도록 하여, 고품질인 특징 정보에 의한 대조를 가능하게 하고, 대조 성능의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 향상이나 편리성의 향상을 실현하는 것을 목적으로 한다.

발명의 개시

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 생체 정보 취득 장치는 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단과, 상기 화상 채취 수단에 의해서 채취되는 상기 복수의 부분 화상의 각각으로부터 각 부분 화상에 있어서의 특징 및 상기 특징의 위치를 추출하는 특징 추출 수단과, 상기 화상 채취 수단에 의해서 채취되는 상기 복수의 부분 화상중의 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 상기 특징에 기초하여 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 검출 수단과, 상기 상대 위치 검출 수단에 의해서 검출된 상기 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서의 상기 특징의 위치에 기초하여 상기 특징의 왜곡량을 산출하여, 산출된 상기 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서의 상기 특징의 위치를 보정하여 상기 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(제1 보정 수단)을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 생체 정보 취득 장치는 전술과 같은 화상 채취 수단, 특징 추출 수단 및 상대 위치 검출 수단을 구비하는 동시에, 상기 화상 채취 수단에 의한 각 부분 화상의 채취 시간 간격과 상기 화상 채취 수단에 의한 각 부분 화상의 채취 지연 시간과 상기 상대 위치 검출 수단에 의해서 검출된 상기 상대 위치에 기초하여 상기 화상 채취 수단의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 각 부분 화상에 있어서의 상기 특징의 위치를 보정하여 상기 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(제2 보정 수단)을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 생체 정보 취득 장치는 전술과 같은 화상 채취 수단, 특징 추출 수단 및 상대 위치 검출 수단을 구비하는 것 외에 상기 한 제1 보정 수단 및 제2 보정 수단의 양방의 기능을 갖는 보정 수단(제3 보정 수단)을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 생체 정보에 의한 인증 장치는 전술과 같은 화상 채취 수단, 특징 추출 수단 및 상대 위치 검출 수단과, 상기 제1∼제3 보정 수단 중 어느 하나와, 상기 특징 추출 수단에 의해서 추출된 특징과 상기 보정 수단에 의해서 얻어진 상기 특징의 상대 위치를 이용하여 피인증자의 본인 인증을 행하기 위한 등록용 데이터 및 대조용 데이터의 적어도 한쪽을 생성하는 생성 수단과, 이 생성 수단에 의해서 생성된 등록용 데이터 및 대조용 데이터의 적어도 한쪽을 이용하여 피인증자의 본인 인증을 행하도록 대조 처리를 실행하는 대조 수단을 구비하여 구성되다 것을 특징으로 한다.

그리고, 전술한 생체 정보 취득 장치나 생체 정보에 의한 인증 장치에 있어서, 이하와 같은 구성(1-1)∼(1-15)을 더욱 부가하더라도 좋다.

(1-1) 상기 화상 채취 수단이 상기 화상 채취 수단에 대하여 상대적으로 이동하고 있는 피검체(피인증자의 피검체)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것으로, 상기 특징 추출 수단에 의한 특징 추출을 행하기 전에, 상기 화상 채취 수단에 의해서 채취되는 상기 복수의 부분 화상중에 포함되는 이동하지 않은 패턴의 화상을 제거하는 제거 수단을 더 구비한다.

(1-2) 상기 (1-1)에 있어서, 상기 제거 수단이 직전까지 상기 화상 채취 수단에 의해서 채취되는 부분 화상의 가중 평균 화상을 산출하고, 산출된 상기 가중 평균 화상에 기초하여 이동하는 패턴과 이동하지 않은 패턴을 분리하여, 상기 이동하지 않은 패턴의 화상을 제거한다.

(1-3) 상기 특징 추출 수단이 각 부분 화상 중 전경 및 상기 전경의 엣지를 상기 특징으로서 추출한다.

(1-4) 상기 특징 추출 수단이 각 부분 화상중의 전경을 세선화하여 얻어지는 패턴에 있어서의 끝점 및 분기점을 상기 특징으로서 추출한다.

(1-5) 상기 상대 위치 검출 수단이 상기 화상 채취 수단에 의해서 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치를 기준으로 하여 검출한다.

(1-6) 상기 상대 위치 검출 수단이 상기 화상 채취 수단에 의해서 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치에 기초하여 추정된 다음에 검출되어야 하는 상대 위치를 기준으로 하여 검출한다.

(1-7) 상기 상대 위치 검출 수단이 상기 화상 채취 수단에 의해서 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상을, 각각, 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 상기 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 검출한다.

(1-8) 상기 제2 보정 수단을 갖는 인증 장치에 있어서, 상기 상대 위치 검출 수단이 상기 화상 채취 수단에 의해서 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상을, 각각, 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 상기 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 검출하여, 상기 보정 수단이 상기 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 상기 화상 채취 수단의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 상기 특징의 위치를 보정한다.

(1-9) 상기 화상 채취 수단이 상기 화상 채취 수단에 대하여 상대적으로 이동하고 있는 피검체(피인증자의 피검체)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것으로, 상기 화상 채취 수단에 의해서 채취되는 상기 복수의 부분 화상에 기초하여 상기 화상 채취 수단에 대하여 이동하고 있는 이동 물체의 유무를 검지하는 이동 물체 검지 수단을 더 구비한다.

(1-10) 상기 (1-9)에 있어서, 상기 이동 물체 검지 수단이 직전까지 상기 화상 채취 수단에 의해서 채취되는 부분 화상의 가중 평균 화상을 산출하여, 산출된 상기 가중 평균 화상에 기초하여 상기 이동 물체의 유무를 검지한다.

(1-11) 상기 (1-10)에 있어서, 상기 이동 물체 검지 수단이 상기 화상 채취 수단에 의해서 채취되는 최신의 부분 화상과 상기 가중 평균 화상과의 차분값이 소정의 임계치를 넘은 경우에 상기 이동 물체의 존재를 검지하는 것으로, 상기 소정의 임계치가 노이즈에 의한 변동치보다도 크게 설정되어 있다.

(1-12) 상기 (1-9)∼(1-11)의 구성을 갖는 인증 장치에 있어서, 상기 이동 물체 검지 수단에 의해 상기 이동 물체의 존재가 검지되어 있지 않은 동안은 상기 대조 수단에 의한 상기 대조 처리를 실행하지 않는다.

(1-13) 상기 (1-9)∼(1-11)의 구성을 갖는 인증 장치에 있어서, 상기 대조 수단이 상기 화상 채취 수단에 의한 영상화 시각이 빠른 부분 화상으로부터 얻어진 상기 특징 및 그 상대 위치를 우선적으로 이용하여 상기 대조 처리를 실행한다.

(1-14) 상기 (1-13)에 있어서, 상기 대조 수단이 상기 피인증자의 대조 결과를 확정한 시점에서 상기 대조 처리를 종료한다.

(1-15) 상기 화상 채취 수단이 상기 화상 채취 수단에 대하여 접촉하면서 상대적으로 이동하고 있는 피검체(피인증자의 피검체)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것으로, 상기 피검체의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하는 마찰력 저감 수단을 더 구비한다.

또한, 본 발명의 생체 정보 취득 장치는 채취면에 접촉하면서 이동하는 피검체의 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단과, 상기 피검체의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하는 마찰력 저감 수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

전술한 본 발명의 생체 정보 취득 장치 및 생체 정보에 의한 인증 장치에 따르면, 이하와 같은 효과 내지 이점(2-1)∼(2-16)을 얻을 수 있다.

(2-1) 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역(중복 영역)에 존재하는 특징에 기초하여 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하고, 그 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치로부터 추정된 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정하여, 특징의 상대 위치를 얻는 것에 의해, 예컨대 지문의 부분 화상의 채취시에 손가락 자체가 변형하기 때문에 생긴 왜곡이 특징 정보로부터 제거된다. 이에 따라, 왜곡이 없는 특징 정보를 얻을 수 있어, 개인 인증시에 고품질인 특징 정보에 의한 대조가 가능하게 되기 때문에, 대조 성능의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다.

(2-2) 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역(중복 영역)에 존재하는 특징에 기초하여 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하고, 그 상대 위치와 화상 채취 수단에 의한 각 부분 화상의 채취 시간 간격과 화상 채취 수단에 의한 각 부분 화상의 채취 지연 시간에 기초하여 화상 채취 수단의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정하여, 특징의 상대 위치를 얻는 것에 의해, 예컨대 스위프형 지문 센서의 검출 지연을 때문에 생기고 있었던 화상 왜곡(신축 왜곡이나 스큐 왜곡)이 특징 정보로부터 제거된다. 이에 따라, 왜곡이 없는 특징 정보를 얻을 수 있어, 개인 인증시에 고품질인 특징 정보에 의한 대조가 가능하게 되기 때문에, 대조 성능의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다.

(2-3) 상기 (2-1) 및 (2-2)의 보정을 양쪽 모두 행하는 것에 의해, 예컨대, 지문의 부분 화상의 채취시에 손가락 자체가 변형하기 때문에 생긴 왜곡이나, 예컨대 스위프형 지문 센서의 검출 지연 때문에 생기고 있었던 화상 왜곡(신축 왜곡이나 스큐 왜곡)의 양쪽이 특징 정보로부터 제거되어, 개인 인증시에 의해 고품질인 특징 정보에 의한 대조가 가능하게 되어, 대조 성능의 가일층의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 가일츠의 향상을 실현할 수 있다.

(2-4) 각 부분 화상으로부터 추출된 특징 정보에 대하여 보정이 행해지기 때문에 각 부분 화상을 그대로 보존할 필요가 없고, 왜곡이 없는 특징 정보를 적은 메모리 용량으로 또한 고속으로 얻을 수 있다.

(2-5) 특징의 위치의 보정을 완료한 순서대로 부분 화상 단위로 조합 처리를 축차 행하도록 제어함으로써 소형 센서를 이용하면서 정밀도가 높은 생체 정보 대조를 행할 수 있어, 편리성이 매우 높은 개인 인증 시스템을 실현하는 것이 가능하게 된다.

(2-6) 대조에 필요한 생체 정보의 전체적인 분포를 한번에 취득할 필요가 없어져, 소형 센서에 의해서 용이하게 생체 정보를 이용한 개인 인증이 가능해지기 때문에 휴대 전화나 PDA라고 하는 소형 정보 기기와 같이 센서를 넣는 공간이 충분히 얻어지지 않는 장치에 대해서도 생체 정보 센서를 실장하여, 보안 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

(2-7) 화상 채취 수단이 예컨대 스위프형의 생체 정보 센서인 경우, 각 부분 화상중의 이동하지 않은 패턴의 화상을 제거함으로써, 예컨대, 센서면에 부착된 피지, 땀, 수증기 등의 상이나, 센서면에서의 상처의 상이나, 센서를 이루는 검출 소자의 결함에 의한 상이 이동하지 않은 패턴(배경)으로서 부분 화상으로부터 제거된다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 이동하지 않은 패턴이 실제의 손가락에는 존재하지 않는 지문의 무늬 등으로서 부분 화상상에 나타나는 것을 확실하게 방지할 수 있기 때문에, 대조에 불필요한 특징 정보가 추출되는 일이 없게 되어, 대조 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

(2-8) 각 부분 화상중의 전경(예컨대 융선 화상의 휘도치) 및 그 전경의 엣지(예컨대 휘도 구배의 값)를 특징으로서 추출하여, 이들의 전경과 엣지의 양방을 이용하여 상대 위치를 검출함으로써 부분 화상이 유사한 형상의 줄무늬 패턴을 갖고 있더라도 부분 화상 상호의 상대 위치를 정확히 검출할 수 있기 때문에, 상대 위치의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.

(2-9) 각 부분 화상중의 전경(예컨대 융선 화상)을 세선화하여 얻어지는 패턴에 있어서의 끝점 및 분기점을 특징으로서 추출하여, 이들의 끝점이나 분기점을 이용하여 상대 위치를 검출함으로써 개인 인증을 행하도록 특징 정보(지문의 경우, 끝점이나 분기점)의 대조를 행할 때에, 지문 등의 전체 화상으로부터 특징점을 추출할 필요가 없어지기 때문에 처리 시간을 대폭 단축할 수 있다. 또한, 특징 정보 추출후의 부분 화상은 메모리에 축적해 둘 필요가 없는 것으로, 그 부분 화상을 파기할 수 있기 때문에 메모리 사용량을 대폭 삭감할 수 있다.

(2-10) 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치를 기준으로 하여 검출함으로써 상대 위치를 검출할 때의 연산 횟수를 저감할 수 있다. 즉, 상대 위치를 검출하도록 상임계치를 산출하는 범위(탐색 범위)가 예컨대 스위프 방향을 따르는 범위에 한정되어, 상대 위치를 검출하기 위한 처리 시간을 단축할 수 있다. 이 때, 부분 화상의 취득 간격이 충분히 짧으면, 스위프 방향이 갑자기 반전하는 것은 있을 수 없기 때문에 탐색 범위를 한정하더라도 충분한 상대 위치의 검출 성능을 얻을 수 있다.

(2-11) 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치에 기초하여 추정된 다음에 검출되어야 하는 상대 위치를 기준으로 하여 검출함으로써도 상기 (2-10)와 같이 상대 위치를 검출할 때의 연산 횟수를 저감할 수 있다. 즉, 부분 화상의 취득 간격이 충분히 짧으면, 스위프 방향 및 스위프 속도가 갑자기 크게 변하는 것은 있을 수 없다고 가정할 수 있기 때문에 직전까지 검출한 상대 위치를 바탕으로 하여 다음 탐색 범위를 한정할 수 있다. 따라서, 상대 위치를 검출하기 위한 처리 시간을 단축할 수 있는 동시에, 탐색 범위를 한정하더라도 충분한 상대 위치의 검출 성능을 얻을 수 있다.

(2-12) 2 이상의 부분 화상을, 각각, 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 검출함으로써, 예컨대 지문의 부분 화상을 채취할 때에 손가락이 크게 변형한 경우라도 각부위마다의 상대 위치를 정밀도좋게 검출하는 것이 가능하게 된다.

(2-13) 예컨대 스위프형의 생체 정보 센서를 이용하여 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 경우, 그 생체 정보 센서에 의해서 얻어진 복수의 부분 화상에 기초하여 생체 정보 센서에 대하여 이동하고 있는 이동 물체(예컨대 손가락)의 유무를 검지함으로써 이동 물체를 검지하기 위한 센서를 별도로 준비할 필요가 없고, 비용을 들이는 일없이 이동 물체를 검지하여 실용성을 높일 수 있다. 그 때, 직전까지 채취되는 부분 화상의 가중 평균 화상을 산출하여, 그 가중 평균 화상과 최신의 부분 화상과의 차분값이 소정의 임계치를 넘은 경우에 이동 물체의 존재를 검지한 것으로 판정할 수 있다. 이 때, 이동하지 않은 패턴(배경)의 제거를 행할 때에 산출한 가중 평균 화상을 그대로 이용하면, 연산량의 증가를 초래하는 일없이 이동 물체를 검지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 소정의 임계치를 노이즈에 의한 변동치보다도 크게 설정함으로써, 잘못 노이즈를 이동 물체로서 검지하여 버리는 것을 확실하게 방지하여, 이동 물체의 검지 성능을 향상시킬 수 있다.

(2-14) 적어도 이동 물체 이외의 정보에 관해서는 대조를 행할 필요가 없기 때문에, 이동 물체의 존재가 검지되어 있지 않는 동안은 대조 처리를 실행하지 않는다, 즉, 이동 물체가 검지되지 않는 동안은 대조 처리를 시작하지 않고 이동 물체의 존재가 검지되어 있는 사이만 대조 처리를 행하도록 구성함으로써, 연산에 요하는 시간이나 부하를 저감할 수 있다. 또한, 노이즈로부터 추출된 특징 정보가 대조 처리에 이용되는 것을 피할 수 있기 때문에, 대조 성능을 열화시키는 일이 없다.

(2-15) 영상화 시각이 빠른 부분 화상으로부터 얻어진 특징 및 그 상대 위치를 우선적으로 이용하여 대조 처리를 실행하는 동시에, 피인증자의 대조 결과를 확정한 시점에서 조합 처리를 종료하도록 구성함으로써, 스위프 동작에 의해서 먼저 입력된 부분 화상군으로부터 특징이 축차 생성되어 가게 되기 때문에, 전체의 특징을 얻기 전에 대조 처리를 개시할 수 있는 한편, 대조 결과가 확정한 시점에서 대조 처리를 빠른 시기에 중단할 수 있게 된다.

(2-16) 예컨대 스위프형의 생체 정보 센서와 같이 센서면에 대하여 접촉하면서 상대적으로 이동하고 있는 피검체(피인증자의 피검체)로부터 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 센서를 이용하는 경우, 피검체의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하는 마찰력 저감 수단을 구비하는 것에 의해, 피검체의 스위프 동작을 용이하게 행할 수 있어 편리성이 향상하는 것 외에, 피검체의 생체 변형을 저감할 수 있어, 재현성이 높은 생체 정보 화상을 얻을 수 있어 대조 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태로서의 생체 정보에 의한 인증 장치의 기능 구성을 도시하는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일실시형태로서의 생체 정보에 의한 인증 장치의 구체적인 구성을 도시하는 블록도이다.

도 3은 스위프형 지문 센서에서의 지문 화상 채취 동작(스위프 동작)에 관해서 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 스위프형 지문 센서에 의해서 연속적으로 채취되는 부분 화상에 관해서 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 일반적인 지문 센서에 의해서 얻어지는 지문 화상의 일례를 도시한 도면이다.

도 6은 스위프형 지문 센서에 의해서 채취되는 부분 화상으로부터 재구성된 지문 전체 화상의 일례(지문 데이터 등록시에 채취된 것)를 도시한 도면이다.

도 7은 스위프형 지문 센서에 의해서 채취되는 부분 화상으로부터 재구성된 지문 전체 화상의 다른예(대조시에 피인증자로부터 채취된 것)를 도시한 도면이다.

도 8은 스위프 동작을 행하지 않는 상태(손가락을 정지한 상태)로 채취된 부분 화상의 일례를 도시한 도면이다.

도 9는 스위프 동작중에 채취되는 부분 화상의 일례를 도시한 도면이다.

도 10은 센서면에 결함이나 더러워진 곳이 있는 경우에 채취되는 부분 화상의 일례를 도시한 도면이다.

도 11은 도 10에 도시한 바와 같은 결함이나 더러워진 곳이 있는 경우에 채취된 부분 화상의 평균 화상을 도시한 도면이다.

도 12는 이동하지 않은 패턴(결함이나 얼룩의 상)을 제거한 부분 화상의 일례를 도시한 도면이다.

도 13은 전경 정보만으로는 상대 위치의 검출이 곤란하게 되는 부분 화상의 일례를 도시한 도면이다.

도 14는 엣지 정보만으로는 상대 위치의 검출이 곤란하게 되는 부분 화상의 일례를 도시한 도면이다.

도 15는 부분 화상속에서 추출되는 특징점의 예를 도시하는 도면이다.

도 16은 직전까지 검출된 상대 위치에 기초하여 다음 탐색 범위를 한정하는 것이 가능한 이유에 관해서 설명하기 위한 도면이다.

도 17 및 도 18은 각 부분 화상을 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하는 경우의 상대 위치 검출 수법에 관해서 설명하기 위한 도면이다.

도 19는 라인마다 촬상 데이터를 판독 가능한 센서의 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 20은 셀마다 촬상 데이터를 판독 가능한 센서의 구성예(화소 단위의 지연 시간을 무시할 수 없는 센서의 일례)를 도시하는 블록도이다.

도 21은 도 19에 도시하는 센서로 손가락을 정지시킨 상태를 도시한 도면이다.

도 22는 도 21에 도시하는 상태로 채취된 부분 화상의 일례를 도시한 도면이다.

도 23은 도 19에 도시하는 센서로 손가락을 스위프시킨 상태를 도시한 도면이다.

도 24는 도 22에 도시하는 상태로 채취된 부분 화상의 일례(신축 왜곡)를 도시한 도면이다.

도 25는 도 20에 도시하는 센서로 손가락을 스위프시킨 상태를 도시한 도면 이다.

도 26은 도 25에 도시하는 상태로 채취된 부분 화상의 왜곡(스큐 왜곡)을 설명하기 위한 도면이다.

도 27∼도 29는 부분 화상마다의 융선 화상의 변화를 설명하기 위한 도면이다.

도 30A∼도 30E는 스위프 동작시에서의 지문의 변형의 천이를 도시한 도면이다.

도 31은 본 실시형태에 있어서 얻어지는 왜곡 분포의 일례를 도시한 도면이다.

도 32는 본 실시형태에 있어서의 마찰력 저감 수단의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도이다.

도 33은 본 실시형태에 있어서의 마찰력 저감 수단의 다른예를 모식적으로 도시하는 사시도이다.

도 34는 본 실시형태에 있어서의 마찰력 저감 수단으로서의 돌기물의 제1 변형예를 도시하는 사시도이다.

도 35는 본 실시형태에 있어서의 마찰력 저감 수단으로서의 돌기물의 제2 변형예를 도시하는 사시도이다.

도 36은 본 실시형태의 인증 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.

[1] 본 실시형태의 인증 장치의 구성에 관해서

도 1 및 도 2는 모두 본 발명의 일실시형태로서의 생체 정보에 의한 인증 장치(생체 정보 취득 장치)를 도시하는 것으로, 도 1은 그 기능 구성(원리적인 구성)을 도시하는 블록도, 도 2는 그 구체적인 구성을 도시하는 블록도이다. 이들의 도 1 및 도 2에 있어서, 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다.

본 실시형태의 인증 장치에는 도 1에 도시한 바와 같이, 생체 정보 입력 수단(화상 채취 수단)(10), 특징 추출 수단(20), 상대 위치 검출 수단(30), 보정 수단(40), 이동 물체 검지 수단(제거 수단)(50), 생성 수단(60) 및 대조 수단(70)으로서의 기능이 구비되어 있다.

실제로는, 본 실시형태의 인증 장치는 도 2에 도시하는 바와 같이, 예컨대 실시간 클록(80), 휘발성 메모리부(90), 불휘발성 메모리부(91) 및 CPU(Central Processing Unit)(100)를 갖는 일반적인 퍼스널 컴퓨터 등에 생체 정보 입력 수단(화상 채취 수단)으로서의 정전용량식 스위프형 지문 센서(10)를 부설함으로써 실현된다. 그 때, 후술하는 특징 추출부(특징 추출 수단)(20), 상대 위치 검출부(상대 위치 검출 수단)(30), 보정부(보정 수단)(40), 이동 물체 검지부(이동 물체 검지 수단/제거 수단)(50), 등록/대조용 데이터 생성부(생성 수단)(60) 및 대조부(대조 수단)(70)으로서의 기능이 소정의 프로그램을 CPU(100)로 실행함으로써 실현된다.

정전용량식 스위프형 지문 센서(화상 채취 수단)(10)는 피인증자의 생체 정보를 영상화하여 그 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것으로, 보다 구체적으로는, 피인증자의 손가락(피검체; 도 3∼도 7, 도 32, 도 33의 부호 200 참조)을 채취면(센서면)(11)에 대하여 상대적으로 접촉 이동시키면서, 그 손가락의 지문의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것이다.

지문은 피인증자의 외피(손가락; 피검체)상에 형성되어 있고, 센서면(11)에 접촉할 수 있는 융선(접촉 부분)과 센서면(11)에 접촉하지 않은 곡선(비접촉 부분/공극 부분)으로 이루어지는 무늬이다. 지문 센서(10)는 센서면(11)에 접촉하는 융선 부분과 센서면(11)에 접촉하지 않은 곡선 부분에서 검지 감도가 다른 것을 이용하여, 지문의 부분 화상을 다중치 화상으로서 채취하도록 되어 있다. 다중치 화상으로서는 센서로부터의 거리에 따라서 휘도가 다르게 되어 있어, 통상, 센서와의 거리가 가까운 융선 부분이 저휘도로 표시되고, 센서와의 거리가 비교적 먼 곡선 부분이 고휘도로 표시된다.

지문에 의한 인증시에 피인증자는 지문 센서(10)의 센서면(11)상을 손가락으로 만지면서, 손가락의 근원측에서 손끝측, 손끝측에서 손가락의 근원측, 손가락의 우측으로부터 좌측 등 임의의 방향으로 손가락을 이동시킨다. 다만, 지문 센서(10)측을 손가락에 대하여 이동시키는 기구를 구비한 경우, 피인증자는 손가락을 이동시킬 필요는 없다. 이후, 본 실시형태에서는 도 3, 도 4, 도 6, 도 7을 참조하면서 후술하는 바와 같이 피인증자가 손가락(200)을 그 근원측에서 손끝측을 향해서 스위프하는 경우에 관해서 설명한다. 또, 지문 센서(10)의 상세한 구성에 관해서는 도 19, 도 20을 참조하면서 후술한다.

실시간 클록(80)은 지문 센서(10)에 의해서 연속적으로 채취되는 각 부분 화상에 타임 스탬프를 부가하기 위해서 이용되는 것이다.

휘발성 메모리부(90)는 지문 센서(10)에 의해서 연속적으로 채취되는 부분 화상이나, CPU(100)의 기능에 의해서 얻어진 특징, 상대 위치, 보정 결과나, CPU(100)로 본 실시형태의 인증 장치로서의 기능을 실현하기 위해서 필요하게 되는 각종 파라메터(예컨대 보정부(40)에 의한 처리로 필요하게 되는 보정용 파라메터 등) 등을 기억하는 것이다.

불휘발성 메모리부(91)는 피인증자에 관해서 미리 등록되어 있는 지문 데이터를 유지하는 것이다. 이 불휘발성 메모리부(91)에 유지되는 지문 데이터는 손가락의 크기보다도 큰 센서면을 갖는 일반적인 지문 센서에 의해서 채취된 지문 화상으로부터 추출된 것이라도 좋고, 본 실시형태의 등록/대조용 데이터 생성부(60)에 의해서 생성된 등록용 데이터라도 좋다.

특징 추출부(특징 추출 수단)(20)는 지문 센서(10)에 의해서 채취되는 복수의 부분 화상의 각각으로부터, 각 부분 화상에 있어서의 특징 및 그 특징의 위치를 추출하는 것이다. 여기서, 특징으로서는 각 부분 화상중의 전경(본 실시형태에서는 융선 화상의 휘도치; 도 13 참조) 및 그 전경의 엣지(본 실시형태에서는 휘도 구배의 값; 도 14 참조)의 양쪽을 추출하더라도 좋고, 도 15를 참조하면서 후술하는 바와 같이 각 부분 화상중의 전경(본 실시형태에서는 융선 화상)을 세선화하여 얻어지는 패턴에 있어서의 끝점 및 분기점을 추출하더라도 좋다.

상대 위치 검출부(상대 위치 검출 수단)(30)는 지문 센서(10)에 의해서 채취되는 복수의 부분 화상중의, 연속하는 2개의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 특징(특징 추출부(20)에 의해서 추출된 특징)에 기초하여, 이들 2개의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 것이다. 이 때, 상대 위치 검출부(30)가 상기 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치를 기준으로 하여 검출하더라도 좋고, 도 16을 참조하면서 후술하는 바와 같이 상기 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치에 기초하여 추정된 다음에 검출되어야 하는 상대 위치를 기준으로 하여 검출하더라도 좋다. 또한, 상대 위치 검출부(30)는 도 17 및 도 18을 참조하면서 후술하는 바와 같이 지문 센서(10)에 의해서 연속적으로 채취되는 각 부분 화상을, 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 상기 상대 위치를 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 검출하도록 하더라도 좋다.

보정부(보정 수단)(40)는 지문 센서(10)의 검출 지연 때문에 생기고 있었던 화상 왜곡이나 손가락의 변형에 의한 왜곡을 보정하기 위한 것이다. 이 보정부(40)는 하기와 같은 두 가지의 보정 기능을 갖고 있다. 제1의 보정 기능은 도 3∼도 7 및 도 27∼도 31을 참조하면서 후술하는 바와 같이 상대 위치 검출부(30)에 의해서 검출된 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치에 기초하여 특징의 왜곡량(손가락의 변형에 의한 왜곡량)을 산출하고, 산출된 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정하는 기능이다. 또한, 제2의 보정 기능은 지문 센서(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 시간 간격과, 지문 센서(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 지연 시간과, 상대 위치 검출부(30)에 의해서 검출된 상대 위치에 기초하여 지문 센서(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡(신축 왜곡이나 스큐 왜곡; 도 19∼도 26을 참조하면서 후술)을 해소하도록 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정하여, 특징의 상대 위치를 얻는 기능이다.

또, 상대 위치 검출부(30)가 지문 센서(10)에 의해서 연속적으로 채취되는 각 부분 화상을, 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 상기 상대 위치를 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 검출하는 경우, 보정부(40)는 각 부분 영역에 관해서 지문 센서(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 특징의 위치를 보정한다.

이동 물체 검지부(이동 물체 검지 수단/제거 수단)(50)는 지문 센서(10)에 의해서 채취되는 복수의 부분 화상에 기초하여 지문 센서(10)에 대하여 이동하고 있는 이동 물체(여기서는 피인증자의 손가락)의 유무를 검지하기 위한 것으로, 직전까지 지문 센서(10)에 의해서 채취되는 부분 화상의 가중 평균 화상을 산출하고, 산출된 가중 평균 화상에 기초하여 이동 물체의 유무를 검지하도록 되어 있다. 보다 구체적으로, 이동 물체 검지부(50)는 지문 센서(10)에 의해서 채취되는 최신의 부분 화상과 산출된 가중 평균 화상과의 차분값이 소정의 임계치를 넘은 경우에 이동 물체의 존재를 검지하는 것이고, 그 소정의 임계치가 노이즈에 의한 변동치보다도 크게 설정되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는 이 이동 물체 검지 수단(50)에 의해 이동 물체의 존재가 검지되어 있지 않는 동안은 후술하는 대조부(70)에 의한 대조 처리를 실행하지 않도록 구성되어 있다.

또한, 본 실시형태의 이동 물체 검지부(50)는 특징 추출부(20)에 의한 특징 추출을 행하기 전에, 지문 센서(10)에 의해서 채취되는 복수의 부분 화상중에 포함되는 이동하지 않은 패턴의 화상을 제거하는 제거 수단으로서의 기능도 갖고 있다. 이 제거 수단으로서의 기능에 의하면, 도 8∼도 12를 참조하면서 후술하는 바와 같 이 직전까지 지문 센서(10)에 의해서 채취되는 부분 화상의 가중 평균 화상이 산출되고, 산출된 가중 평균 화상에 기초하여 이동하는 패턴과 이동하지 않은 패턴이 분리되어, 이동하지 않은 패턴의 화상이 제거되도록 되어 있다.

등록/대조용 데이터 생성부(생성 수단)(60)는 특징 추출부(20)에 의해서 추출된 특징과, 보정부(40)에 의해서 얻어진 특징의 상대 위치를 이용하여, 피인증자의 본인 인증을 행하기 위한 지문 데이터(등록용 데이터 및 대조용 데이터)를 생성하는 것이다. 지문 데이터의 등록시에는 등록/대조용 데이터 생성부(60)에 의해서 생성된 지문 데이터(융선의 분기점이나 끝점의 위치나 패턴 등 공지의 정보)가 등록용 데이터로서 불휘발성 메모리부(91)에 등록·유지된다. 피인증자의 본인 인증시에는 등록/대조용 데이터 생성부(60)에 의해서 생성된 지문 데이터(융선의 분기점이나 끝점의 정보)가 대조용 데이터로서 대조부(70)에 보내진다.

대조부(대조 수단)(70)는 등록/대조용 데이터 생성부(60)에 의해서 생성된 대조용 데이터와 불휘발성 메모리부(91)에 유지되어 있는 피인증자의 등록용 데이터를 비교하여 대조 처리를 실행하여, 피인증자의 본인 인증을 행하는 것이다. 이 대조부(70)는 지문 센서(10)에 의한 영상화 시각(실시간 클록(80)에 의한 타임 스탬프의 시각)이 빠른 부분 화상으로부터 얻어진 특징 및 그 상대 위치를 우선적으로 이용하여, 상기 대조 처리를 실행하여, 피인증자의 대조 결과를 확정한 시점에서 상기 대조 처리를 종료하도록 구성되어 있다.

또한, 본 실시형태의 인증 장치에 있어서의 지문 센서(10)의 센서면(11)의 주변에는 도 32∼도 35를 참조하면서 후술하는 바와 같이 손가락(피검체)(200)의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하기 위한 마찰력 저감 수단(15∼18)이 구비되어 있다.

[2] 본 실시형태의 인증 장치의 상세 구성, 동작 및 효과에 관해서

다음에, 도 3∼도 35를 참조하면서 본 실시형태에 있어서의 인증 장치의 보다 상세한 구성, 동작 및 효과에 관해서 설명한다.

[2-1] 스위프형 지문 센서 및 본 실시형태의 인증 장치에 관해서

본 실시형태의 인증 장치에서는 후술하는 바와 같이 스위프형 지문 센서(10)에 의해 얻어진 복수의 부분 화상으로부터 생체 정보 전체의 화상(이후, 「전체 화상」이라고 부른다)을 재구성하지 않고, 대조에 필요한 생체 정보의 특징의 분포(지문의 특징점 분포)를 취득하는 기능이 실현된다.

본 실시형태에서는 전술한 대로 생체 정보로서 지문을 이용하고 있고, 도 3 및 도 4를 참조하면서 스위프형 지문 센서(10)에서의 지문 화상 채취 동작(스위프 동작) 및 스위프형 지문 센서(10)에 의해서 연속적으로 채취되는 부분 화상에 관해서 설명한다.

손가락(200)의 크기에 비교해서 충분히 작은 센서면(11)을 갖는 지문 센서(10)에 의해서 얻어지는 지문 화상의 일부분(이후, 「부분 화상」이라고 부른다)을 한데 모아 지문의 전체 화상의 정보를 얻기 위해서는, 적어도 부분 화상 상호간의 상대 위치를 얻을 필요가 있는 것은 분명하다.

도 3 및 도 4에서는 지문 센서(10)에 대하여 손가락(200)의 근원측에서 손끝측까지 시간을 쫓아 부분 화상을 채취하는 모습이 표시되어 있다. 예컨대, 시각 T 에 촬상된 부분 화상과 시각 T+1에 촬상된 부분 화상이 충분한 크기의 중복 영역을 갖고 있는 경우, 2개의 부분 화상의 중복 영역에는 거의 동일한 패턴이 나타난다. 즉, 거의 동일한 패턴이 중합되도록 부분 화상을 서로 연결함으로써 보다 광범위한 지문 화상을 취득할 수 있다. 이 때, 어떤 시각에 채취된 부분 화상을 기준으로 하여, 나중의 시각에 채취된 부분 화상 상호간의 상대 위치를 검출해야 한다. 이후, 도 3나 도 4에 도시하는 바와 같이 부분 화상의 채취 위치를 거의 일정한 방향으로 움직이는 조작을 스위프라고 부른다.

지문 센서(10)에 의해서 얻어진 복수의 부분 화상에는 매우 유사한 패턴(예컨대 지문의 줄무늬 패턴)이 반복 출현한다. 이 때문에, 부분 화상 상호간의 상대 위치를 고정밀도로 검출하기 위해서는 각 부분 화상으로부터 보다 특징적인 부위를 특징으로서 추출해야 한다. 그 특징으로서는 도 13∼도 15를 참조하면서 후술하는 바와 같이 휘도 구배나, 2진화에 의해서 얻어지는 전경 부분 혹은 전경 부분의 윤곽선 등을 들 수 있다. 또한, 지문 특유의 패턴에 착안하면 융선의 끝점이나 분기점도 상기 특징으로서 들 수 있다.

본 실시형태에서는 이러한 특징을 특징 추출부(20)에 의해 추출하고, 추출된 특징을 이용하여, 상대 위치 검출부(30)에 의해 각 부분 화상 상호간의 상대 위치를 검출한다. 그 때, 대조에 필요한 특징(지문의 경우, 융선의 끝점이나 분기점)이 부분 화상으로부터 추출되어 있으면, 전체 화상을 재구성하지 않고 등록용 데이터나 대조용 데이터를 용이하게 생성하는 것이 가능하게 된다.

또, 상대 위치 검출부(30)에서의 상대 위치 검출 수법으로서는 공지의 수법 이 이용된다. 예컨대, 중복 영역을 축차 변경하면서 상관을 나타내는 값을 산출하여, 그 값이 최적이 되는 위치를 상대 위치로서 검출한다.

그런데, 배경기술의 란에 있어서 설명한 바와 같이, 지문 센서(10)의 지연 특성이나 손가락(200)의 가소성에 의해 부분 화상은 왜곡을 포함하게 된다. 또한, 손가락(200) 혹은 지문 센서(10)를 움직이는 방향(이후, 스위프 방향이라고 부른다)이나 속도(이후, 스위프 속도라고 부른다)로 재현성을 얻을 수 없는 경우, 지문 데이터의 등록 시간과 대조 시간으로 얻어지는 특징 분포가 달라지게 되는 것은 피할 수 없다.

손가락의 크기보다도 큰 센서면(채취면)을 갖는 일반적인 지문 센서를 이용한 경우, 동일한 손가락으로부터는 항상 거의 동일한 지문 화상(예컨대 도 5에 도시한 바와 같은 화상)을 채취할 수 있다.

한편, 스위프형의 지문 센서(10)를 이용한 경우, 손가락(200)과 센서면(11)과의 사이에서 발생하는 스위프 방향과 역방향의 마찰력에 의해서 손가락(200)이 변형한다. 스위프 동작을 고정된 센서면(11)에 대하여 손가락(200)을 이동시키는 것에 의해 실현하는 경우, 예컨대 도 6나 도 7에 도시하는 바와 같이 스위프 방향측의 표피가 늘어나 융선 간격이 넓어지고, 스위프 방향과는 반대측의 표피는 줄어들어 융선 간격이 좁아진다.

따라서, 예컨대, 도 6에 도시한 바와 같이 지문 데이터 등록시에 손가락(200)을 지문 센서(10)에 대하여 우측 아래 방향으로 이동시켜 얻어진 지문 데이터와, 도 7에 도시한 바와 같이 대조시(본인 인증시)에 손가락(200)을 지문 센서(10) 에 대하여 좌측 아래 방향으로 이동시켜 얻어진 지문 데이터에서는 동일한 피인증자로부터 얻어진 것이더라도 크게 다른 특징 분포를 가지고, 등록시와 대조시에 있어 특징의 위치는 반드시 일치하지 않는다. 이 때문에, 지문 데이터 채취시에 있어서의 손가락(200)의 변형은 대조 성능 열화가 요인이 된다.

본 실시형태에서는 전술한 바와 같이 변형에 의한 왜곡을 도 27∼도 31을 참조하면서 후술하는 바와 같이 보정부(40)에 의해서 보정하여 제거하여, 대조 성능을 향상시키고 있다.

또한, 본 실시형태에서는 도 19∼도 26을 참조하면서 후술하는 바와 같이 발생하는 지문 센서(10)의 지연 특성에 의한 왜곡도, 보정부(40)에 의해서 보정하여 제거하여, 대조 성능을 향상시키고 있다.

전술한 바와 같이 본 실시형태의 인증 장치에서는 상대 위치 검출부(20)가 연속하는 2개의 부분 화상의 중복 영역에 존재하는 특징에 기초하여 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하고 나서, 후술하는 바와 같이 보정부(40)가 손가락의 변형에 의한 왜곡이나 지문 센서(10)의 지연 특성에 의한 왜곡을 제거하도록 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정한다. 그리고, 등록/대조용 데이터 생성부(60)에 의해 보정후의 특징 정보로부터 생성된 지문 데이터가 등록용 데이터로서 불휘발성 메모리부(91)에 등록되거나, 대조용 데이터로서 대조부(70)에서의 대조 처리에 이용된다. 이에 따라, 왜곡이 저감된 지문 데이터를 얻을 수 있어, 개인 인증시에 고품질인 지문 데이터에 의한 대조가 가능하게 되기 때문에, 대조 성능의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다.

이 때, 특징 추출부(20)에 의해 각 부분 화상으로부터 추출된 특징에 대하여 보정이 행해지기 때문에, 각 부분 화상을 그대로 보존할 필요가 없고, 왜곡이 없는 지문 데이터를 적은 메모리 용량으로 또한 고속으로 얻을 수 있다. 또한, 부분 화상이나 전체 화상을 그대로 이용하지 않고, 추출된 특징의 상대 위치를 이용하여 대조를 행하는 것에 의해 메모리 사용량을 대폭 저감하면서 신뢰성이 높은 대조를 행할 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태의 인증 장치에 있어서는 보정부(40)에 의한 특징의 위치의 보정을 완료한 부분 화상으로부터 순서대로 대조부(70)에 의해 부분 화상 단위로 대조 처리를 축차 행하도록 제어함으로써 소형의 스위프형 지문 센서(10)를 이용하면서 정밀도가 높은 지문 대조를 행할 수 있어, 편리성의 매우 높은 개인 인증 시스템을 실현하는 것이 가능하게 된다.

또한, 대조에 필요한 생체 정보(본 실시형태에서는 지문의 특징점의 정보)의 전체적인 분포를 한번에 취득할 필요가 없어져, 소형의 스위프형 지문 센서(10)에 의해서 용이하게 지문을 이용한 개인 인증이 가능해지기 때문에, 휴대 전화나 PDA라고 하는 소형 정보 기기와 같이 센서를 넣는 공간이 충분히 얻어지지 않는 장치에 대해서도 지문 센서(10)를 실장하여, 보안 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

[2-2] 배경 제거 기능에 관해서

다음에, 도 8∼도 12를 참조하면서 이동 물체 검지부(50)의 상기 제거 수단으로서의 기능(제거 기능)에 관해서 설명한다. 또, 도 8은 스위프 동작을 행하지 않는 상태(손가락(200)을 정지한 상태)로 채취된 부분 화상의 일례를 도시한 도면, 도 9는 스위프 동작중에 채취되는 부분 화상의 일례를 도시한 도면, 도 10은 스위프형 지문 센서(10)의 센서면(11)에 결함이나 더러워진 곳이 있는 경우에 채취되는 부분 화상의 일례를 도시한 도면, 도 11은 도 10에 도시한 바와 같은 결함이나 더러워진 곳이 있는 경우에 채취된 부분 화상의 평균 화상을 도시한 도면, 도 12는 이동하지 않은 패턴(결함이나 얼룩의 상)을 제거한 부분 화상의 일례를 도시한 도면이다.

본 실시형태의 인증 장치에서는 상기 제거 기능을 이용하여 이동 물체가 아닌 패턴을 미리 제거해 둠으로써 생체 정보를 반영하지 않은 화상 정보로부터 특징이 추출되지 않도록 한다.

예컨대, 손가락(200)의 표면상(융선상)에는 다수의 땀샘이 개구하고 있어, 이들 땀샘으로부터, 항상, 땀, 피지, 수증기라고 하는 분비물이 분비되고 있다. 이 때문에, 지문 화상을 채취하기 위해 손가락(200)을 지문 센서(10)의 센서면(11)에 대하여 접촉 이동시키면, 땀샘으로부터의 분비물이 센서면(11)에 부착되어, 지문 센서(10)가 센서면(11)에 부착된 분비물을 융선 부분과 같이 영상화하여, 예컨대 도 9에 도시한 바와 같이 부분 화상중에 있어서의 저휘도 패턴으로서 채취하는 경우가 있다.

스위프 동작을 행하지 않는 상태(손가락(200)을 정지한 상태)에서는 도 8에 도시한 바와 같이 피지나 땀은 융선과 센서가 접촉하고 있는 부분에 부착되기 때문에, 통상은 융선 패턴으로서 검출되는데 대하여, 스위프 동작을 행하는 경우에는 도 9에 도시한 바와 같이 땀이 스위프 방향으로 끌려가 융선과 함께 영상화되어 버 린다. 이러한 땀의 화상은 융선 화상과 유사한 특징을 가지고 있기 때문에, 도 9에 도시한 바와 같은 부분 화상으로부터 실제로는 존재하지 않는 특징 정보가 추출되어, 대조 성능의 저하를 초래할 가능성이 있다. 또, 도 9에 도시하는 바와 같이 센서면(11)에 부착된 땀은 손가락(200)의 스위프 동작에 따라 점차로 엷어져 간다.

또한, 전술한 바와 같이 땀의 화상 외에, 융선사이(즉 곡선 부분)에 있어서의 피지 혹은 수증기의 화상이 지문의 융선과 곡선과의 사이의 콘트라스트를 저하시켜, 대조 성능의 저하를 초래하는 요인이 되고 있다.

또한, 센서면(11)에 상처가 있는 경우나, 지문 센서(10)를 이루는 검출 소자(셀)에 국부적인 결함이 있는 경우나, 센서면(11)에 더러워진 곳이 있는 경우, 지문 센서(10)의 특성에 의해서는 도 10에 도시한 바와 같이 이들의 상처, 결함, 얼룩이 전경(융선 화상)과 같은 휘도를 갖는 경우가 있어, 이러한 경우, 상처, 결함, 얼룩의 상이 상대 위치 검출 정밀도를 열화시키고, 나아가서는 대조 성능을 열화시킨다.

따라서, 특징 추출부(20)에 의해 부분 화상으로부터 특징이 추출되기 전에, 이동 물체가 아닌 패턴을 제거함으로써 대조 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

본 실시형태의 인증 장치에 있어서의 이동 물체 검지부(50)에서는 이동 물체가 아닌 패턴을 배경이라고 간주하여 제거하기 위해서 가중 평균 화상을 이용한다.

도 10에 도시한 바와 같이 이동 물체(손가락(200); 실제로는 융선 화상)는 때때로 시시각각 위치를 바꾸기 때문에, 융선 화상이 복수의 부분 화상상의 동일한 위치에 동일한 패턴으로서 출현할 가능성은 현저하게 낮다. 이 때문에, 복수의 부 분 화상으로부터 얻어진 가중 평균 화상(중첩 화상)에 있어서 융선에 대응하는 화상은 평균화되어, 융선의 화상 정보(화상 강도)는 엷어지게 된다.

이것에 대하여, 이동하지 않은 패턴인 배경 화상은 복수의 부분 화상상의 동일한 위치에 동일한 패턴으로서 출현한다. 예컨대 도 10에 도시하는 바와 같이 손가락(200)을 센서면(11)에 대하여 스위프했을 때, 피지나 땀 혹은 수증기 등의 패턴이 센서면(11)에 부착되면, 그 패턴은 스위프 동작에 따라 손가락(200)으로 닦아 없애거나, 혹은 센서면(11)으로부터 증발하기까지의 사이, 각 부분 화상의 동일한 위치에 출현한 그대로가 된다. 이 때문에, 예컨대 도 11에 도시한 바와 같이 복수의 부분 화상으로부터 얻어진 가중 평균 화상(중첩 화상)에 있어서 이동하지 않은 패턴에 대응하는 화상은 주위와 비교해서 강조되게 된다.

그래서, 본 실시형태의 이동 물체 검지부(50)는 융선과 같이 이동하는 상이 아닌 패턴을 생체(손가락(200))로부터 분비된 땀 등이 센서면(11)에 부착된 것, 혹은, 얼룩, 결함, 상처로서 검지하기 위해 복수의 부분 화상의 가중 평균 화상을 산출하여, 이 가중 평균 화상을 이용하여, 지문 센서(10)에 의해 촬상한 복수의 지문부분 화상에 있어서 지문 화상(융선화상)과, 이동 물체가 아닌 패턴의 화상을 분리하여, 그 이동하지 않은 패턴의 화상을, 예컨대 도 12에 도시한 바와 같이 부분 화상으로부터 제거하고 있다.

다만, 전술한 바와 같이 센서면(11)에 부착된 땀이나 피지 등은 시간이 경과함에 따라서 스위프 동작에 따라 손가락(200)으로 닦아 없애거나, 혹은 센서면(11)으로부터 증발함으로써 영상화되어 없어지기 때문에, 오래된 화상의 정보는 무의미 하여 진다. 그 때문에, 항상 새로운 부분 화상을 이용하여, 이동하지 않은 패턴을 반영한 가중 평균 화상 G(i, j, K)를 산출하기 위해서는, 예컨대 하기 식(1)을 이용한다.

G(i, j, K)=wF(i, j, K-k)+(1-w) G(i, j, K-1) (1)

여기서, 0<w<1

이러한 식(1)을 이용하여, 입력 화상 F(i, j, K-k)에 대하여 가중치 w(k)를 곱하여 n매의 부분 화상에 관한 가중 평균 화상 G(i, j, K)를 연산한 것을 이동하지 않은 패턴(즉 배경 화상)으로 간주한다. 여기서, n은 소정 시간내에 취득되는 화상 매수라 정의하더라도 좋고, 소정 거리내에 취득되는 화상 매수라 정의하더라도 좋다. 또한, 가중치 w(k)는 새로운 부분 화상만큼(즉 k가 작을수록) 커지도록 설정되어 있다.

이 때, 연산 시간과 사용 메모리량을 저감하기 위해서, 상기 식(1)으로 바꿔, 예컨대 하기 식(2)을 이용하여 가중 평균 화상 G(i, j, K)를 산출하더라도 좋다.

G(i, j, K)=Σ{w(k)·F(i, j, K-1) + G(i, j, K-1)} (2)

또, 상기 식(1)이나 (2)에 준한 연산을 행하여 가중 평균 화상 G(i, j, K)를 산출하더라도 좋고, 어느쪽의 식에 있어서도 지문 센서(10)의 국소적인 결함에 의한 패턴은 항상 배경으로서 강조되는 것은 분명하다.

이동하지 않은 패턴을 배경으로서 제거하기 위해서는, 예컨대, 최대의 양자화 레벨을 M으로 하고, 하기 식(3)을 이용하여 배경 화상을 제거한 화상 F'(i, j) 를 산출하더라도 좋다.

F'(i, j)= F(i, j) + w(M-G(i, j)),

혹은 F'(i, j)= F(i, j) + (M-w·G(i, j)) (3)

여기서, 0<W<1

이 (3)식에 준한 연산을 행하여 배경 화상의 제거를 행하여도 좋고, 이러한 연산에 의해 도 10에 도시한 바와 같은 부분 화상을 얻었다고 해도 도 11에 도시한 바와 같은 평균 화상을 이용하여 이동하지 않은 패턴(배경 화상)을 제거함으로써 도 12에 도시한 바와 같은 이동 물체 즉 지문의 융선 패턴만을 포함하는 부분 화상을 얻을 수 있게 된다.

별도의 사고방식으로서, 소정의 임계치 Th를 이용하여,

F'(i, j)= F(i, j) (G(i, j)<Th)

N(N: 배경이라 간주되는 휘도치) (G(i, j)≥Th) (4)

다만, 융선이 저휘도로 검출되고, 곡선이 고휘도로 검출되는 센서의 경우.

상기 식(4)과 같이 G(i, j)를 마스크로 하여, 배경 화상을 제거한 부분 화상 F'을 산출하더라도 좋고, 이것에 준한 연산을 행하더라도 좋다.

전술한 바와 같이 하여 특징 추출전에 각 부분 화상중의 이동하지 않은 패턴의 화상(배경 화상)을 제거해 둠으로써, 예컨대, 센서면(11)에 부착된 피지, 땀, 수증기 등의 상이나, 센서면(11)에 있어서의 상처의 상이나, 지문 센서(10)를 이루는 검출 소자(셀)의 결함에 의한 상이 부분 화상으로부터 제거된다. 이에 따라, 전술과 같이 이동하지 않은 패턴이 실제의 손가락(200)에는 존재하지 않은 지문의 무 늬 등으로서 부분 화상상에 나타나는 것을 확실하게 방지할 수 있기 때문에, 대조에 불필요한 특징 정보가 추출되는 일이 없게 되어, 대조 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

[2-3] 특징 추출부에 의해서 추출되는 특징에 관해서

다음에, 본 실시형태의 특징 추출부(20)에 의해서 추출되는 특징에 관해서 도 13∼도 15를 참조하면서 설명한다.

특징 추출부(20)는 부분 화상 상호간의 상대 위치를 검출하기 위해서 이용하는 특징으로서, 전경과 그 엣지와의 양방을 추출하더라도 좋고, 전경인 융선의 특징점(끝점, 분기점)을 추출하더라도 좋다.

우선, 특징 추출부(20)가 전경과 그 엣지와의 양방을 특징으로서 추출하는 경우에 관해서 설명한다.

여기서, 전경이란 부분 화상 중 생체 정보로서 검출되는 영역, 예컨대 지문의 경우에서는 융선이라 간주되는 영역을 가리킨다. 전경으로서는 부분 화상의 휘도치를 그대로 이용하더라도 좋고, 이치화후 전경으로서 라벨을 부여한 것을 이용하더라도 좋다. 전경의 엣지는 휘도 구배의 값을 이용하더라도 좋고, 전경의 윤곽으로서 라벨을 부여한 것을 이용하더라도 좋다.

지문의 부분 화상은 일반적으로 유사한 형상의 줄무늬 패턴을 갖기 때문에 입력된 부분 화상만, 혹은, 전경만을 이용하여 부분 화상 상호간의 상대 위치를 검출하면, 그 상대 위치로서 도 13에 도시한 바와 같이 1 융선만큼 어긋난 위치를 잘못 검출하는 경우가 있어, 상대 위치의 검출 성능이 열화한다. 보다 구체적으로 설 명하면, 도 13에 있어서 f(T)는 시각 T에 채취된 부분 화상, f(T+1)는 시각 T+1에 채취된 부분 화상이며, 이들 부분 화상 f(T)와 f(T+1)와의 상대 위치를 검출하는 경우, 전경 정보만을 이용하면 그 상대 위치가 1 융선만큼 어긋난 위치인지 2 융선만큼 어긋난 위치인지를 정확하게 판단할 수 없다.

또한, 엣지만을 이용하여 상대 위치를 검출하는 경우, 도 14에 도시한 바와 같이 융선과 곡선이 엇갈리게 된 위치를 잘못 검출하는 경우가 있어, 상대 위치의 검출 성능이 열화한다. 또, 도 14에 있어서도 f(T)는 시각 T에 채취된 부분 화상, f(T+1)는 시각 T+1에 채취된 부분 화상이다.

따라서, 전경이 배경보다도 높은 특징을 가지고 엣지가 전경보다도 높은 특징을 갖는 경우, 적어도 이들 2개의 특징(전경 및 엣지)을 이용하여 상대 위치를 검출함으로써 부분 화상이 유사한 형상의 줄무늬 패턴을 갖고 있더라도 부분 화상 상호의 상대 위치를 정확히 검출할 수 있기 때문에, 상대 위치의 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 또, 공지의 샤프니스 강조 필터를 이용함으로써 원리상, 전경과 엣지와의 양쪽을 이용하여 상대 위치의 검출을 행한 것과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

한편, 특징 추출부(20)가 각 부분 화상에 있어서, 예컨대 도 15에 도시한 바와 같이 생체 정보 화상의 전경(융선 화상)을 세선화한 패턴에 있어서의 끝점 및 분기점을 특징으로서 추출하는 경우, 이들의 특징(끝점이나 분기점)은 국소적인 형상을 나타내기 때문에 반드시 복수의 부분 화상으로부터 지문의 전체 화상을 재구성할 필요가 없어진다. 입력된 부분 화상 그 자체는 특징 추출후는 휘발성 메모리 부(90)에 축적해 둘 필요가 없는 것이기 때문에, 특징 추출후의 부분 화상을 파기함으로써 휘발성 메모리부(90)의 메모리 사용량을 대폭 삭감할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 끝점 및 분기점을 특징으로서 추출하여, 이들 끝점이나 분기점을 이용하여 상대 위치를 검출함으로써 개인 인증을 행하도록 특징 정보(지문의 경우, 끝점이나 분기점)의 대조를 행할 때에 지문 등의 전체 화상으로부터 특징점을 추출할 필요가 없어지기 때문에 처리 시간을 대폭 단축할 수 있다. 또, 끝점이나 분기점 등의 특징은, 예컨대 도 15에 있어서의 굵은선 프레임의 사이즈의 화상이 있으면, 검출 가능하다.

[2-4] 상대 위치의 검출 수법에 관해서

다음에, 본 실시형태의 상대 위치 검출부(30)에 의한 상대 위치의 검출 수법에 관해서 도 16∼도 18을 참조하면서 설명한다.

상대 위치 검출부(30)에 의해 부분 화상 상호간의 상대 위치를 검출할 때, 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치를 기준 상대 위치를 검출함으로써 연산 횟수를 저감할 수 있다. 즉, 스위프 방향이 극단적으로 변동하지 않은 것을 전제로 하여, 상대 위치를 검출하도록 상관을 나타내는 값을 산출하는 범위(이하, 탐색 범위라 한다)를, 예컨대 스위프 방향을 따르는 범위에 한정함으로써 연산 횟수를 저감하여, 상대 위치를 검출하기 위한 처리 시간을 단축할 수 있다.

이 때, 지문 센서(10)에 의한 부분 화상의 취득 간격이 충분히 짧으면, 스위프 방향이 갑자기 반전하는 것은 있을 수 없다고 가정할 수 있다. 이것은 모든 물체가 관성의 법칙에 거역하여 운동하는 일이 없는 것으로부터 자명하다. 따라서, 탐색 범위를 스위프 방향을 따라서 설정하는 것만으로 충분한 상대 위치의 검출 성능을 얻을 수 있다. 또한, 화상 취득 간격이 충분히 짧은 경우에는 탐색 범위를 1 융선 이하라고 간주하는 것에 의해, 더욱 연산 횟수를 저감할 수 있음과 동시에, 상대 위치의 검출을 잘못하는 위험성을 저감할 수 있다.

한편, 상대 위치 검출부(30)에 의해 부분 화상 상호간의 상대 위치를 검출할 때, 상대 위치 검출에 있어서의 탐색 범위를 한정하기 위해 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치에 기초하여 추정된 다음에 검출되어야 하는 상대 위치를 기준상대 위치를 검출하는 것에 의해서도 전술한 검출 수법과 같이 연산 횟수를 저감할 수 있다. 즉, 지문 센서(10)에 의한 부분 화상의 취득 간격이 충분히 짧으면, 도 16에 화살표 A1, A2로 도시하는 바와 같이 스위프 방향 및 스위프 속도가 갑자기 크게 변하는 것은 있을 수 없다고 가정할 수 있다. 따라서, 도 16에 도시한 바와 같이, 직전까지 검출한 상대 위치를 바탕으로 하여 다음 탐색 범위(스위프 속도의 범위 d)를 예상·한정할 수 있다. 이에 따라, 상대 위치를 검출하기 위한 처리 시간을 단축할 수 있는 동시에, 탐색 범위를 한정하더라도 충분한 상대 위치의 검출 성능을 얻을 수 있다.

스위프 속도 V는 부분 화상의 촬 상간격 I(K)와 상대 위치 Pr(K)로부터 외관상, 다음 식(5)과 같이 산출된다.

V(K)=Pr(K)/I(K) (5)

여기서, 촬상 간격 I(K)는 어떤 부분 화상의 촬상을 시작하고 나서, 다음 부분 화상의 촬상이 시작되기까지의 시간을 가리킨다.

그리고, 다음에 검출된다고 추정되는 상대 위치 Pr'(K)는 상기 식(5)을 이용하여 다음 식(6)과 같이 산출된다.

Pr'(K)=V(K-1)*I(K), K:정수 (6)

화상 취득 간격이 충분히 짧은 경우에는 탐색 범위를 1 융선 이하라고 간주하는 것에 의해, 더욱 연산 횟수를 저감할 수 있는 동시에, 상대 위치 검출을 잘못하는 위험성을 저감할 수 있다.

다만, 촬상 간격 I(K)가 촬상 시각에 상관없이 일정하다고 간주할 수 있는 경우에 있어서는 다음 식(7)과 같이 직전의 상대 위치 Pr(K-1)를 그대로 이용하는 것에 의해서도 상기 식(6)과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

Pr'(K)=Pr(K-1) (7)

이러한 추정 수법은 스위프 속도의 변화가 매우 완만하여, 등속이라고 간주할 수 있는 경우에 있어서 유효가 된다.

촬상 간격 I(K)가 일정하다고 간주되고, 스위프 속도의 변화가 현저한 경우에는, 다음 식(8)과 같이 상대 위치 Pr'(K)를 추정하더라도 좋다.

Pr'(K)=Pr(K-1)+{Pr(K-1)-Pr(K-2)} (8)

상기 식(8)은 속도 변화{Pr(K-1)-Pr(K-2)}가 일정, 즉 가속도 일정하다고 간주할 수 있는 경우에 있어서 유효하다. 예컨대, 스위프 개시시에 있어서 스위프 속도가 점차로 상승하도록 변화되는 경우에 적용함으로써 탐색 범위를 적절히 설정하는 것이 가능해진다.

촬상 간격 I(K)가 일정하다고 간주할 수 없는 경우에 있어서도 전술과 같은 사고방식으로 속도 변화를 가미함으로써 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있다. 예컨대 최소제곱법에 의해서 속도 변화를 이차식에 적용시키는 것에 의해, 속도 변화분을 전망한 추정을 행하는 것이 가능해진다. 속도 변화를 적용시키는 식은 이차식에 한정되는 것이 아니라, 다항식에 적용시키더라도 좋다. 또한, 다항식에 적용이 가능하면, 최소제곱법에 한하지 않고 다른 공지의 수법을 이용하여 추정을 행하더라도 좋다.

또한, 상대 위치 검출부(30)에 의해 부분 화상 상호간의 상대 위치를 검출할 때, 도 18에 도시한 바와 같이 각 부분 화상을 서로 중합되는 영역(오버랩 영역(OW))을 갖는 2 이상의 부분 영역(도 18 중에서는 2개의 탐색용 템플릿(TP1 및 TPr))으로 나누어 취급하고, 이들 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 각 부분 영역에 관해서 검출함으로써, 예컨대 도 17에 도시한 바와 같이 지문의 부분 화상을 채취할 때에 손가락이 크게 변형한 경우라도 각 부위마다의 상대 위치를 정밀도좋게 검출하는 것이 가능하게 된다.

도 17 및 도 18에 있어서, f(T)는 시각 T에 채취된 부분 화상, f(T+1)는 시각 T+1에 채취된 부분 화상이다. 또한, 2개의 탐색용 템플릿(TPl 및 TPr)은 도 18의 상단에 도시하는 바와 같이 부분 화상 f(T)를 좌우 2개로 나누도록 설정되는 동시에, 서로 중합되는 오버랩 영역(OW)을 포함하도록 설정되어 있다.

좌측의 탐색용 템플릿(TPl)에 있어서의 화상중에는 대조 결과로서 일치를 결정짓는 특징이 비교적 적고, 우측의 탐색용 템플릿(TPr)에서의 화상중에는 대조 결과로서 일치를 결정짓는 분기점이나 끝점과 같은 특징이 포함되어 있다.

그리고, 도 17에 도시하는 바와 같이 부분 화상 f(T)의 다음에 얻어진 부분 화상 f(T+1)의 좌측에 있어서 손가락(200)과 센서면(11)과의 마찰에 의해 융선 화상이 크게 왜곡되어 있는 경우, 전술한 바와 같이 상호의 오버랩 영역(OW)을 갖는 2개의 탐색용 템플릿(TPl 및 TPr)을 따로따로 이용하여 탐색을 행하는 상대 위치를 검출함으로써 도 18의 하단에 나타내는 바와 같이 각 부위마다의 상대 위치를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.

여기서, 상대 위치의 검출시, 2개 이상의 부분 영역을 서로 중합하도록 선택하는 이유는 도 18에 도시하는 예와 같이 어느 한쪽의 부분 영역에 특징이 충분히 포함되어 있지 않은 경우에 적절하게 상대 위치를 검출할 수 없어 검출 정밀도가 열화하여 버리는 것을 피하기 위해서이다.

또, 도 18에 도시하는 예에서는 부분 화상을 상호에 오버랩 영역을 갖는 2개의 부분 영역으로 나누고 있지만, 상호에 오버랩 영역을 갖는 3 이상의 부분 영역(템플레이트)으로 나누어, 전술과 동일하게 하여 상대 위치의 검출을 행하더라도 좋다.

[2-5] 지문 센서의 지연 특성에 의한 화상 왜곡, 및, 그 화상 왜곡의 보정 수법에 관해서

다음에, 도 19∼도 26을 참조하면서 지문 센서(10)의 지연 특성에 의한 화상 왜곡에 관해서 설명하는 동시에, 본 실시형태의 보정부(40)에 의한 그 화상 왜곡의 보정 수법에 관해서 설명한다.

지문 센서(10)가 전화소의 정보를 동시에 검출하여 버퍼 등에 후퇴시키는 기 구를 가지고 구성되어 있는 경우에는 지연 특성에 의한 화상 왜곡이 생기는 일이 없고, 보정부(40)에 의한 보정은 불필요하게 된다.

그러나, 주사선마다 화상을 채취하는 지문 센서(10)(도 19 참조)에서는 도 24에 도시하는 바와 같이 채취된 화상의 애스펙트비가 변해 버리는 신축 왜곡이 생겨, 화소(셀)마다 화상을 채취하는 지문 센서(10)(도 20 참조)에서는 도 26에 도시한 바와 같은 스큐 왜곡이 생긴다.

그래서, 본 실시형태의 보정부(40)에서는 상대 위치 검출부(30)에 의해서 검출된 상대 위치와, 지문 센서(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 시간 간격과, 지문 센서(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 지연 시간에 기초하여 지문 센서(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하기 위해 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치가 보정된다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 화상 왜곡(신축 왜곡이나 스큐 왜곡)이 특징 정보로부터 제거된다.

여기서, 도 19는 라인마다 촬상 데이터를 판독 가능한 지문 센서(10)의 구성예를 도시하는 블록도이며, 이 도 19에 도시한 바와 같이 라인마다 촬상 데이터를 판독 가능한 지문 센서(10)는 주주사 방향(도면 중의 좌우 방향)을 따르는 라인센서(10a)를 부주사 방향(도면 중의 상하 방향)으로 복수개 배치하여 구성되어 있다. 각 라인센서(10a)는 다수의 셀(10b)을 주주사 방향으로 일렬로 배치하여 구성되어 있다. 그리고, 복수의 라인센서(10a)에서 채취된 화상 정보는 셀렉터(10c)에 의해서 순차 선택되어, 라인센서(10a)마다(1주사선마다)에 버퍼(10d)에 판독되어, 외부로 출력된다.

또한, 도 20은 셀마다 촬상 데이터를 판독 가능한 지문 센서(10)의 구성예(화소 단위의 지연 시간을 무시할 수 없는 센서의 일례)를 도시하는 블록도이며, 이 도 20에 도시한 바와 같이 셀마다 촬상 데이터를 판독 가능한 지문 센서(10)는 다수의 셀(10b)을 매트릭스형으로 배치하여 구성되어 있다. 또한, 다수의 셀(10b)에서 채취된 화상 정보는 2단의 셀렉터(10e, 10f)에 의해서 순차 선택되어, 셀(10b)마다(1화소마다)에 외부로 판독된다.

도 19에 도시하는 지문 센서(10)에서는 주사선마다(라인센서(10a)마다)에 화상 정보의 판독을 행하고 있지만, 그 때, 어떤 하나의 주사선의 판독과 그 다음 주사선의 판독과의 사이에는 지연 시간(생체 정보 검출 지연 시간: 생체 정보 입력 수단 즉 지문 센서(10)의 특성에 의해서 생기는 지연 시간을 의미한다)이 생긴다.

이러한 지문 센서(10)에 있어서 도 21에 도시한 바와 같이 손가락(200)을 정지시킨 상태로 부분 화상을 채취하면, 그 부분 화상의 애스펙트비는 도 22에 도시한 바와 같이 1이 된다.

여기서, 예컨대, 도 19에 도시하는 지문 센서(10)에 있어서 각 화소(셀(10b))로부터의 정보의 판독에 관한 시간이 1주사선상에서는 충분히 짧아 무시할 수 있지만, 정보 판독 대상의 주사선을 전환할 때에 이러한 지연 시간 Δt이 비교적 크다고 한다. 이러한 지문 센서(10)에 있어서 부주사 방향으로 손가락(200)을 스위프하여 화상을 취득하면, 애스펙트비가 손가락의 속도에 따라서 변해 버려, 화상에 신축 왜곡이 생긴다. 이것은 주사선 간격 d가 외관상, d'(≠d)가 되기 때문이다. 도 23에 도시한 바와 같이 부주사 방향을 따라서 손가락이 이동하면, 부주사 속도 Vs는 손가락(200)의 속도 Vf에 의해서 외관상, Vs'가 된다. 여기서, 외관상의 부주사 속도 Vs'는 하기 식(9)으로 주어진다.

Vs'=Vs-Vf (9)

부주사 속도 Vs는 주사선 간격 d와 지연 시간 Δt을 이용하여, 하기 식(10)으로 나타내고,

Vs=d/Δt (10)

외관상의 부주사 속도 Vs'는 하기 식(11)으로 나타낸다.

Vs'=d'/Δt (11)

부주사 방향의 신축율을 E라고 하면,

d'=Ed (12)

E=d'/d=Vs'Δt/(VsΔt)=(Vs-Vf)/Vs (13)

이 되어, 애스펙트비가 변해 버린다. 상기 식(11), (12)은 부주사 방향으로 손가락(200)을 움직이고, 또한 속도가 클수록 주사선 간격이 외관상 짧아지는 것을 나타내고, 애스펙트비가 변하지 않는 것으로 하여 화상을 취급하면 화상은 신장하여 보이게 된다. 반대로, 상기 식(11), (12)은 부주사 방향과는 반대 방향으로 손가락(200)을 움직이고, 또한 속도가 클수록 주사선 간격 d가 외관상 길어지는 것을 나타내고, 마찬가지로 화상을 취급하면 도 24에 도시한 바와 같이 화상이 단축하여 보이게 된다.

그러나, 손가락(200)의 속도 Vf는 직접 화상으로부터 얻을 수 없기 때문에, 외관상의 손가락(200)의 속도 Vf'를 이용하여 속도 Vf를 구하여 본다. 여기서, Vf' 는 상대 위치 검출 수단(30)으로 검출된 상대 위치 ΔY'와 지문 센서(10)의 입력 간격 I로부터 하기 식(14)에 의해 구할 수 있다.

Vf'=ΔY'/I (14)

여기서, ΔY'는 d'를 d라고 간주하여 산출된 것이다. 신축율 E를 이용하여 ΔY'와 ΔY와의 관계를 수정하면, 하기 식(15)과 같아진다.

ΔY'=ΔY/E (15)

Vf=ΔY/I의 관계나 상기 식(13)으로부터, 하기 식(16)을 얻을 수 있다.

Vf'=ΔY'/I=ΔY/(IE)

=Vf/E=VsVf/(Vs-Vf) (16)

따라서, 이 식(16)을 Vf에 관해서 푸는 것에 의해, 하기 식(17)에 의해서 Vf가 산출되어, 손가락(200)의 속도 Vf를 부주사 속도 Vs와 외관상의 손가락 속도 Vf'로 나타낼 수 있었다.

Vf=VsVf'/(Vs+Vf') (17)

또한, 하기 식(18)의 관계가 성립하기 때문에, 신축율 E는 Vf'을 이용하여, 하기 식(19)으로 나타낸다.

ΔY/I=(ΔY'/I)(Vs/(Vs+Vf'))

ΔY=(Vs/(Vs+Vf'))ΔY' (18)

E=Vs/(Vs+Vf') (19)

즉, 상대 위치 ΔY'가 검출된 경우는 ΔY'에 Vs/(Vs+Vf')를 곱함으로써 검출된 상대 위치 ΔY'로부터 애스펙트비의 변화의 영향을 제거할 수 있는 것을 상기 식(17)은 나타내고 있다. 따라서, 화상을 부주사 방향으로 Vs/(Vs+Vf')배 신장시키는 것으로 화상의 신축 왜곡을 제거·보정할 수 있다.

한편, 도 20에 도시한 바와 같이 화소(셀(10b))로부터의 정보의 판독에 관한 시간 Δtx와 주사선을 전환할 때의 지연 시간 Δt을 무시할 수 없는 경우에 관해서 생각한다. 도 25에 도시한 바와 같이 1주사선에는 X 화소(X개의 셀)가 존재하는 것으로 한다. 이 때, 손가락(200)이 속도 Vf로 움직이고 있으면, 1주사선의 끝으로부터 끝까지 화소의 정보를 독출하는 사이에, 손가락(200)은 VfXΔtx 화소만큼 이동하고 있다. 손가락(200)이 부주사 방향으로 평행하게 이동하고 있는 것으로 가정하면, 화상은 하기 식(20)으로 주어지는 스큐 각도Φ로 왜곡되게 된다.

Φ=atan(VfΦtx) (20)

여기서, Vf는 상기 식(17)으로 주어지고, Vs=d/(XΔtx + Δty)이다. 스큐 왜곡의 보정은 각 화소의 위치에 대하여 부주사 방향으로 -Xatan(VfΔtx)의 오프셋을 부여하는 것으로 실현된다.

손가락(200)이 경사 방향으로 이동하고 있는 경우에 관해서 생각한다. 주주사 속도를 Vp, 주주사 방향의 외관상의 손가락(200)의 속도를 Vfp'라고 하면, 왜곡을 보정하기 위해서 화상을 주주사 방향으로 Vfp'Vp/(Vp + Vfp')배 신장해야 한다. 즉, 우선, 부주사 방향의 보정을 행하고, 다음에 스큐 왜곡을 보정하고, 그리고, 주주사 방향의 보정을 행한다. 각각의 보정은 전부 아핀 변환에 의한 화상의 변형 처리에 의해서 실현할 수 있다.

데몬스트레이션을 위해 재구성 화상을 작성하는 경우에는 각 부분 화상에 있 어서의 왜곡을 아핀 변환에 의해 전술한 바와 같이 보정한 뒤에, 부분 화상을 연결한다. 다만, 촬상 간격이 충분히 짧은 경우에는 연속하는 부분 화상의 왜곡 방향이 거의 변하지 않는다고 간주할 수 있기 때문에, 부분 화상을 연결한 후에, 국소적으로 전술한 보정을 행하는 것에 의해 처리 시간을 저감할 수 있다.

전술한 바와 같이, 보정부(40)에 의해서 지문 센서(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정하여, 특징의 상대 위치를 얻는 것에 의해, 지문 센서(10)에 검출 지연이 있더라도 그 검출 지연 때문에 생기고 있었던 화상 왜곡(신축 왜곡이나 스큐 왜곡)이 특징 정보로부터 제거된다. 이에 따라, 왜곡이 없는 특징 정보를 얻을 수 있어, 대조 성능의 열화를 피할 수 있을뿐만 아니라, 개인 인증시에 고품질인 특징 정보에 의한 대조가 가능하게 되기 때문에, 대조 성능의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다.

또, 도 17나 도 18을 참조하면서 설명한 바와 같이 상대 위치 검출부(30)가 지문 센서(10)에 의해서 연속적으로 채취되는 각 부분 화상을 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 부분 화상 상호의 상대 위치를 각 부분 영역에 관해서 검출하는 경우, 보정부(40)는 각 부분 영역에 관해서 전술한 바와 같이 하여 지문 센서(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 특징의 위치를 보정한다. 즉, 각 부분 영역에서 검출된 상대 위치로부터 보정 계수를 구하여, 화상의 왜곡을 보정한다. 이것은 손가락(200)의 접촉 위치에 의해서 손가락(200)의 속도가 다르기 때문이다. 예컨대, 손가락의 불룩한 부분의 부근은 그 부분의 피부가 다 늘어날 때까지는 주위보다도 느린 속도로 이동하고, 피부가 다 늘어난 후에는 주위와 동일한 속도로 이동한다. 또한, 피부가 신장한 반동으로 급속히 피부가 줄어들 때에는 그 부분은 주위보다도 빠른 속도로 이동한다. 따라서, 이러한 속도의 차이로 화상의 왜곡이 다르기 때문에, 영역마다 보정을 행한다. 영역이 중복되어 있는 곳에서는 각각의 영역에서 요구한 상대 위치의 평균치로부터 보정 계수를 구한다. 이에 따라, 손가락(200)이 크게 변형한 경우라도 각 부위마다의 상대 위치를 정밀도좋게 검출할 수 있는 동시에, 지문 센서(10)에 검출 지연이 있더라도 화상 왜곡(신축 왜곡이나 스큐 왜곡)이 없는 특징 정보(등록용 혹은 대조용의 지문 데이터)를 얻을 수 있다. 따라서, 대조 성능의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 향상에 기여하게 된다.

[2-6] 손가락의 변형에 의한 왜곡, 및, 그 왜곡의 보정 수법에 관해서

다음에, 도 27∼도 31을 참조하면서 손가락의 변형에 의한 왜곡에 관해서 설명하는 동시에, 본 실시형태의 보정부(40)에 의한 그 왜곡의 보정 수법에 관해서 설명한다.

여기서, 도 27∼도 29는 각각 부분 화상마다의 융선 화상의 변화를 설명하기 위한 도면, 도 30A∼도 30E는 스위프 동작시에서의 지문의 변형의 천이를 도시한 도면, 도 31은 본 실시형태에 있어서 얻어지는 왜곡 분포의 일례를 도시한 도면이다.

또, 도 27∼도 29에 있어서 r(T)은 시각 T에 채취된 융선 화상, r(T+1)은 시각 T+1에 채취된 융선 화상, r(T+2)은 시각 T+2에 채취된 융선 화상이며, 이들의 융선 화상 r(T), r(T+1), r(T+2)은 지문 센서(10)에 의해 연속적으로 채취된 3가지의 부분 화상에 포함되는 동일한 융선의 화상이다.

본 실시형태의 보정부(40)에서는 상대 위치 검출부(30)에 의해 검출된 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치로부터 왜곡량을 추정하여, 그 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정함으로써 지문의 부분 화상의 채취시에 손가락 자체가 변형하기 때문에 생긴 왜곡을 특징 정보로부터 제거하고 있다.

보다 구체적으로는, 연속하는 부분 화상의 촬상 시점에서 손가락(200)의 변형의 정도가 다른 경우, 연속하는 부분 화상의 중복 영역내에서 일치하는 특징끼리의 상대 거리에 기초하여 손가락(200)의 변형(왜곡량)을 추정하여, 그 추정 결과에 의해 특징의 위치를 보정한다.

손가락(200)과 센서면(11)과의 사이의 마찰력이 작용하는 부위는 손가락(200)을 스위프시키는 동안에 이동하기 때문에, 도 27에 도시한 바와 같이 연속하는 부분 화상끼리를 비교했을 때에, 일치한다고 간주되는 특징끼리의 거리는 동일하지 않다. 도 27에 도시하는 예에서는 좌측의 분기점끼리의 거리는 우측의 끝점끼리의 거리보다도 크게 되어 있다. 즉, 마찰력에 의한 왜곡량은 부분 화상내에서 균일하지 않고, 부분 화상내의 위치에 의해서 다르다. 그러나, 부분 화상내의 위치에 의해서 다른 왜곡을 보정하는 것은 부분 화상 전체를 균일하게 보정하는 경우에 비교하여, 보정 처리에 요하는 시간이 매우 커진다. 그래서, 본 실시형태의 보정부(40)에서는 특징 추출부(20)에 의해서 추출된 특징에 대해서만 보정을 함으로써 대 조 성능을 향상시킬뿐만 아니라, 단시간에 보정 처리를 행할 수 있도록 하고 있다.

도 28 및 도 29에 도시한 바와 같이, 스위프 방향을 따라서 마찰력이 발생하여, 융선의 변형이 생기는 것으로 생각되기 때문에, 연속하는 부분 화상의 중복 영역내에서 일치하는 특징을 스위프 방향을 따라서 탐색한다. 여기서, 변형이 있는 부위에 비해 변형이 없는 부위의 상관 방향이 낮기 때문에 왜곡량 계측에 있어서의 기준을 상대 위치 검출부(30)에 의해서 검출된 상대 위치로 한다.

이 때, 손가락(200)의 변형에 의한 왜곡은 도 30A∼도 30E에 도시하는 바와 같이 스위프 동작을 시작하고 나서 종료하기까지의 사이, 전파해 나가기 때문에, 일치하는 특징에 관해서는 왜곡량을 적산한 값을 이용하여 특징의 위치를 보정한다. 전술한 바와 같이 적산을 행하는 것에 의해 스위프 동작을 완료하기까지의 사이에, 예컨대 도 31에 도시한 바와 같은 왜곡 분포를 얻을 수 있게 된다.

이 도 31에 도시하는 왜곡 분포에 있어서, 영역 R1은 스위프 개시시에 지문 화상을 채취하는 영역으로, 손가락(200)의 중앙부(불록한 부분)의 영역에서, 이 중앙부는 비교적 부드러운 부분이기 때문에, 이 영역 R1에서는 왜곡량이 점차로 커진다. 영역 R2는 영역 R1에 계속되는 영역으로, 이 영역 R2에서는 스위프 속도의 변화가 적어져 왜곡량도 작아진다. 영역 R3은 영역 R2에 계속되는 손끝측의 영역으로, 손끝은 비교적 변형하지 않기 때문에, 이 영역 R3에 있어서의 왜곡은 비교적 작다.

전술한 바와 같이 추정되는 왜곡 분포에 기초하여 보정부(40)는 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치를 보정하여, 특징의 상대 위치를 얻는 것에 의해, 지문 의 부분 화상의 채취시에 손가락 자체가 변형하기 때문에 생긴 왜곡이 특징 정보로부터 제거된다. 이에 따라, 왜곡이 없는 특징 정보(등록용 혹은 대조용의 지문 데이터)를 얻을 수 있어, 개인 인증시에 고품질인 특징 정보에 의한 대조가 가능하게 되기 때문에, 대조 성능의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다.

[2-7] 이동 물체 검지부의 기능에 관해서

다음에, 본 실시형태의 이동 물체 검지부(50)의 기능에 관해서 설명한다.

본 실시형태와 같이 스위프형의 지문 센서(10)를 이용하여 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 경우, 항목 [2-2]에 있어서 설명한 바와 같이, 그 지문 센서(10)에 의해서 얻어진 복수의 부분 화상에 기초하여 지문 화상(융선 화상)과, 이동 물체가 아닌 패턴의 화상(배경 화상)을 분리할 수 있다. 본 실시형태의 이동 물체 검지부(50)는 항목 [2-2]에 있어서 배경 제거 기능으로서 설명한 기능을 이용하여, 지문 센서(10)에 대하여 이동하고 있는 이동 물체(예컨대 손가락(200); 실제로는 융선 화상)의 유무를 검지하고 있다. 이에 따라, 이동 물체를 검지하기 위한 센서를 별도로 준비할 필요가 없고, 비용을 들이는 일없이 이동 물체를 검지하여 실용성을 높일 수 있다.

구체적으로는, 항목 [2-2]에 있어서도 설명한 바와 같이, 이동 물체 검지부(50)는 직전까지 지문 센서(10)에 의해서 채취되는 부분 화상의 가중 평균 화상 G(i, j, K)를 상기 식(1)이나 (2)에 의해 산출한다. 그리고, 이동 물체 검지부(50)는 산출된 가중 평균 화상 G(i, j, K)와 최신의 부분 화상 F(i, j, K)와의 차분값 을 산출하여, 그 차분값이 소정의 임계치를 넘은 경우에 이동 물체(융선 화상, 결국은 손가락(200))의 존재를 검지한 것으로 판정한다.

이 때, 이동하지 않은 패턴(배경)의 제거를 행할 때에, 상기 제거 기능에 의해서 산출한 가중 평균 화상 G(i, j, K)를 그대로 이용하면, 인증 장치(CPU(100))에 있어서의 연산량의 증가를 초래하는 일없이 이동 물체를 검지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이동 물체의 검지 기준이 되는 상기 소정의 임계치를 노이즈에 의한 변동치보다도 크게 설정함으로써, 잘못 노이즈를 이동 물체로서 검지하여 버리는 것을 확실하게 방지하여, 이동 물체의 검지 성능을 향상시킬 수 있다.

[2-8] 대조부에 의한 대조 처리에 관해서

다음에, 본 실시형태의 대조부(70)에 의한 대조 처리에 관해서 설명한다.

본 실시형태의 인증 장치에는 스위프 동작에 따라, 먼저 입력된 부분 화상군으로부터 특징이 축차 추출·생성되어 가게 되기 때문에, 지문 전체의 특징을 얻기 전에 대조부(70)가 대조 처리를 개시하는 것이 가능하다.

그래서, 본 실시형태의 대조부(70)는 영상화 시각이 빠른 부분 화상으로부터 얻어진 특징 및 그 상대 위치를 우선적으로 이용하여 대조 처리를 실행하는 동시에, 피인증자의 대조 결과를 확정한 시점에서 대조 처리를 종료하도록 구성되어 있다.

이에 따라, 스위프 동작에 의해서 먼저 입력된 부분 화상군으로부터 특징이 축차 생성되어 가게 되기 때문에, 전체의 특징을 얻기 전에 대조 처리를 개시할 수 있는 한편, 대조 결과가 확정한 시점, 예컨대 피인증자가 본인이 아닌 것을 알 수 있었던 시점에서 그 대조 처리를 빠른 시기에 중단할 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태의 대조부(70)에서는 적어도 이동 물체 이외의 정보에 관해서는 대조를 행할 필요가 없기 때문에, 대조부(70)는 이동 물체 검지부(50)에 의해 이동 물체의 존재가 검지되어 있지 않은 동안은 대조 처리를 실행하지 않는다, 즉, 이동 물체가 검지되지 않은 동안는 대조 처리를 시작하지 않고, 이동 물체의 존재가 검지되어 있는 동안만 대조 처리를 행하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 연산에 요하는 시간이나 부하를 저감할 수 있다. 또한, 노이즈로부터 추출된 특징 정보가 대조 처리에 이용되는 것을 피할 수 있기 때문에, 대조 성능을 열화시키는 일이 없다.

또, 이동 물체 검지부(50)에 의해 이동 물체가 검출되지 않은 동안은 보정부(40)에 의한 보정 처리를 실행하지 않도록 구성하거나, 상대 위치 검출부(30)에 의한 검출 처리를 실행하지 않도록 구성하더라도 좋고, 이것에 의해서도 연산에 요하는 시간이나 부하를 저감할 수 있다.

[2-9] 마찰력 저감 수단에 관해서

다음에, 도 32∼도 35를 참조하면서 손가락(피검체)200의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하기 위해 지문 센서(10)의 센서면(11)의 주변에 설치된 마찰력 저감 수단(15∼18)에 관해서 설명한다. 여기서, 도 32∼도 35는 각각 본 실시형태에 있어서의 마찰력 저감 수단(15∼18)을 모식적으로 도시하는 사시도이다.

도 32에 도시하는 마찰력 저감 수단(15)은 지문 센서(10)의 개체 표면(12)상 에 있어, 손끝측(도 32 중 센서면(11)의 좌측)의 손가락 접촉 범위(13)내에 설치된, 예컨대 테플론(등록상표) 등의 마찰 계수가 작은 소재(저마찰 계수 소재)로서 구성되어 있다.

이에 따라, 스위프 동작시에는 손가락(200)의 선단측(손끝측)과 개체 표면(12)과의 사이에 마찰력 저감 수단(15)이 배치되게 되고, 스위프 동작에 있어서 손끝에 압력이 작용했다고 해도 손가락(200)이 마찰력으로 인장되는 것에 의해 생기는 손가락(200)의 변형을 억제할 수 있게 된다.

또, 전술한 저마찰 계수 소재를 이용한 마찰력 저감 수단을 지문 센서(10)의 개체 표면(12)상에 있어, 손가락(200)의 근원측(도 32 중 센서면(11)의 우측)의 손가락 접촉 범위(13)내에도 설치하면, 보다 확실하게 손가락(200)의 변형을 억제할 수 있는 것 외에 손가락(200)의 스위프 방향을 한정하지 않은 경우에 손가락(200)의 변형을 확실하게 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 33에 도시하는 마찰력 저감 수단(16)은 도 32와 같은 마찰력 저감 수단(15)을 구비한 지문 센서(10)의 개체 표면(12)상에 있어, 손가락(200)의 근원측(도 33 중 센서면(11)의 우측)에 설치된 돌기물로서 구성되어 있다.

이 돌기물(16)은 센서단(도 33 중 좌단)과 평행, 즉 센서면(11)의 길이 방향과 평행하게 배치된 긴 형상의 것으로, 지문 촬상 대상 범위(14)로부터 적당한 거리만큼 떨어진 위치에 있어서, 개체 표면(12)으로부터 돌출 설치되어 있다. 또, 돌기물(16)의 설치 위치는 지문 채취 개시시(스위프 개시시)에 손가락(200)의 제1 관절이 존재하는 것으로 추정되는 위치에서, 예컨대, 지문 촬상 대상 범위(14)의 단 부(도 33 중 좌단)로부터 4∼10 mm의 범위내의 위치이다.

또한, 돌기물(16)의 높이는 돌기물(16)상에 손가락(200)의 제1 관절을 올렸을 때에 센서면(11)과 손가락(200)이 충분히 접촉할 수 있는 높이(예컨대 0.2∼1 mm 정도)로 하고, 돌기물(16)의 폭은 손가락(200)과 거의 동일한 횡폭(예컨대 10 mm 전후)으로 한다. 또한, 돌기물(16)의 길이 방향으로 직교하는 단면의 형상은 역 U자형으로 하여, 손가락(200)이 순조롭게 돌기물(16)에 접촉할 수 있게 되어 있다.

이러한 돌기물(16)을 지점으로 하여 손가락(200)의 스위프 동작을 행하는 것에 의해 센서면(11)과 손가락(200)과의 접촉면에 압력이 가해지지 않게 되는 것뿐만 아니라, 손가락(200)의 근원측과 개체 표면(12)과의 마찰에 의해서 손가락(200)이 단축되도록 변형하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 손가락(200)의 스위프 방향을 한정하지 않은 경우에는 스위프 동작에 따라 촬상되는 직전의 부위와 개체 표면(12)과의 마찰에 의한 변형을 저감할 수 있다.

또, 마찰력 저감 수단으로서는 도 33에 도시한 바와 같은 돌기물(16) 대신에, 도 34에 도시한 바와 같은 돌기물(17)이나, 도 35에 도시한 바와 같은 돌기물(18)을 구비하더라도 좋다.

도 34에 도시하는 돌기물(17)은 그 중앙부 부근의 높이를 양단부의 높이보다도 낮게 형성되어 있다. 이러한 형상의 돌기물(17)을 이용하는 것에 의해 스위프 동작시에 손가락(200)이 가로로 움직이는 것을 방지할 수 있어, 지문 데이터(생체 정보)를 확실하게 취득할 수 있어, 보다 안정된 대조가 가능하게 된다. 또한, 돌기물(17)에 의하면 전술한 바와 같이 작용·효과에 더하여, 손가락(200)의 불룩한 부 분의 휨을 늘리는 작용을 얻을 수 있어, 손가락(200)과 센서면(11)을 보다 접촉시키기 쉬워진다.

도 35에 도시하는 돌기물(18)은 그 중앙부를 양단부보다도 부풀게 하여 형성되어 있다. 이러한 형상의 돌기물(18)을 이용하는 것에 의해 스위프 동작시에 손가락(200)의 불룩한 부분의 휨을 늘리는 작용이 돌기물(17)보다도 강하게 얻어진다.

전술한 저마찰 계수 소재(15)나 돌기물(16∼18)은 손가락(200)의 스위프 동작 개시 위치를 지시하기 위한 마커로서도 기능하여, 편리성을 향상시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 스위프형의 지문 센서(10)를 이용하는 경우 손가락(200)의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하는 마찰력 저감 수단(15∼18)을 구비하는 것에 의해, 손가락(200)의 스위프 동작을 용이하게 행할 수 있어 편리성이 향상하는 외에, 손가락(200)의 변형을 저감할 수 있어, 재현성이 높은 생체 정보 화상을 얻을 수 있어 대조 성능을 향상시킬 수 있다.

[2-10] 본 실시형태의 인증 장치의 동작에 관해서

다음에, 도 36에 도시하는 플로우차트(단계 S11∼S22)를 참조하면서 본 실시형태의 인증 장치의 동작(피인증자의 본인 인증을 행할 때의 동작)에 관해서 설명한다.

처음에, 지문 센서(10)의 초기 조정을 행한다(단계 S11). 이 초기 조정으로서는 손가락 정보를 적절히 검출하기 위한 게인 조정 등을 행한다. 또한, 이동 물체 검지부(50)가 이동 물체의 검지를 행할 때에 노이즈를 잘못 이동 물체로서 검지하지 않도록 하기 위해서 지문 센서(10)에 의해 초기 상태로 연속하여 채취되는 부 분 화상의 가중 시간 평균 화상을 작성하여, 그 평균 화상을 휘발성 메모리부(90)에 저장하고, 그 평균 화상에 기초하여 노이즈를 이동 물체로서 검지하지 않은 임계치를 설정한다. 이 때, 스위프 동작을 시작하지 않고서 정지한 상태이면 지문 센서(10)의 센서면(11)상에 손가락(200)이 올려져 있더라도 상관없다.

초기 조정후, 지문 센서(10)로 영상화된 부분 화상을 휘발성 메모리부(90)에 축차 저장한다(단계 S12). 이 때, 부분 화상이 채취될 때마다 실시간 클록(80)으로부터 촬상 개시 시각을 독출하여, 그 촬상 개시 시각과 부분 화상을 대응하여 설치하여 휘발성 메모리부(90)에 저장한다.

그리고, 이동 물체 검지부(50)가 연속하여 입력되는 부분 화상의 가중 시간 평균 화상을 작성하여, 부분 화상의 배경 제거 처리를 행하고, 특징 추출부(20)가 배경 제거후의 부분 화상으로부터 화상 특징으로서 전경과 엣지를 추출하는 동시에 지문 특징으로서 끝점과 분기점을 추출하여, 휘발성 메모리부(90)에 저장한다(단계 S13).

상대 위치 검출부(30)는 단계 S13에서 추출된 특징에 기초하여 부분 화상 상호간의 상대 위치를 검출하여, 그 상대 위치를 부분 화상과 대응하여 설치하여 휘발성 메모리부(90)에 저장한다(단계 S14). 보정부(40)는 단계 S14에서 검출된 상대 위치와, 촬상시에 저장한 시각을 이용하여 스위프 속도를 연산하여, 지문 센서(10)의 지연 특성에 따라서 특징의 위치를 보정하는 동시에, 손가락(200)의 변형 정도(왜곡 분포)를 추정·검출하여 그 변형 정도에 따라서 더욱 특징의 위치를 보정한다(단계 S15).

그 동안, 이동 물체 검지부(50)는 연속하여 입력되는 부분 화상의 가중 시간 평균 화상을 이용하여 이동 물체를 검지한다(단계 S16). 이 때, 가중 시간 평균 화상으로서는 단계 S13에서의 배경 제거 처리시에 산출된 것을 이용한다. 이동 물체 검지부(50)에 의해 이동 물체가 검지되어 있는 경우에는(단계 S17의 YES 루트), 등록/대조용 데이터 생성부(60)가 피인증자에게 대응하는 등록 데이터가 불휘발성 메모리부(91)에 등록되어 있는지 여부를 확인한다(단계 S18). 등록 데이터가 등록되어 있는 경우에는(단계 S18의 YES 루트), 등록/대조용 데이터 생성부(60)가 부분 화상에 대응하여 설치어 휘발성 메모리부(90)에 저장되어 있는 특징과 상대 위치에 기초하여 부분 화상의 입력순으로 대조용 데이터를 생성하여 대조부(70)에 보낸다(단계 S19).

대조용 데이터를 받은 대조부(70)는 불휘발성 메모리부(91)로부터 등록 데이터 작성시에 생성된 순서대로 특징을 독출(단계 S20), 대조용 데이터와 등록 데이터와의 대조를 행한다(단계 S21). 이 대조부(70)에 의한 대조 처리는 등록 데이터의 전부를 모두 독출할 때까지 축차 실행된다.

등록 데이터의 모두를 불휘발성 메모리부(91)로부터 독출이 끝난 시점에서 등록 데이터와 대조용 데이터와 일치하는 특징이 없는 경우에는 대조 실패(본인 인증 실패)라 간주하여 처리를 종료한다(단계 S22의 YES 루트). 또한, 손가락(200)의 스위프 동작 종료에 따라 대조용 데이터 입력이 끝난 시점에서 대조용 데이터의 양이 불충분한 경우에 있어서도 대조 실패(본인 인증 실패)라 간주하여 처리를 종료한다(단계 S22의 YES 루트).

또, 대조 결과가 확정·완료하지 않은 경우에는(단계 S22의 NO 루트), 단계 S12로 되돌아가 같은 처리를 반복 실행한다. 또한, 단계 S17에서 이동 물체가 검지되어 있지 않다고 판정된 경우(NO 루트)나, 단계 S18에서 등록 데이터가 없다고 판정된 경우(NO 루트), 단계 S22로 이행하여 대조를 완료했는지 여부를 판단한다. 또한, 등록 데이터의 전부를 불휘발성 메모리부(91)로부터 모두 독출하기 전에, 단계 S21에서의 대조 처리에 의해 대조 결과가 확정된 경우에는 그 시점에서 대조 처리를 종료한다(단계 S22의 YES 루트).

[3] 그 외

또, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않은 범위에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.

예컨대, 전술한 실시형태에서는 피검체가 사람의 손가락이며 생체 정보로서 지문 화상을 채취하는 경우에 관해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 피검체로서의 손바닥으로부터 손바닥 무늬 화상이나 혈관 패턴 화상 등을 생체 정보로서 채취하는 경우에도 전술한 바와 같이 적용되어, 전술한 바와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 피검체로서 소 등의 코로부터 코무늬 화상을 생체 정보로서 채취하는 경우에도 전술한 바와 같이 적용되어, 전술한 바와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에서는 지문 센서가 정전용량식인 경우에 관해서 설명했지만, 광학식인 것을 이용하더라도 좋다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치가 검출되어, 그 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치으로부터 추정된 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서의 특징의 위치가 보정된다. 이에 따라, 왜곡이 없는 특징 정보를 얻을 수 있어, 개인 인증시에 고품질인 특징 정보에 의한 대조가 가능하게 되기 때문에, 대조 성능의 향상, 결국은 개인 인증의 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다. 이 때, 각 부분 화상으로부터 추출된 특징 정보에 대하여 보정이 행해지기 때문에, 각 부분 화상을 그대로 보존할 필요가 없고, 왜곡이 없는 특징 정보를 적은 메모리 용량으로 또한 고속으로 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명은 휴대 전화나 PDA라고 하는 소형 정보 기기와 같이 센서를 넣는 공간이 충분히 얻어지지 않는 장치에 있어서 개인 인증을 행하는 시스템에 이용하기 적합하며, 그 유용성은 매우 높은 것이라 생각된다.

Claims (26)

1. 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단(10)과,

   상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상의 각각으로부터 각 부분 화상에 있어서의 특징 및 상기 특징의 위치를 추출하는 특징 추출 수단(20)과,

   상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상 중 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 상기 특징에 기초하여 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 검출 수단(30)과,

   상기 상대 위치 검출 수단(30)에 의해 검출된 상기 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서 상기 특징의 위치에 기초하여 상기 특징의 왜곡량을 산출하고, 산출된 상기 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서 상기 특징의 위치를 보정하여, 상기 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(40)

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
2. 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단(10)과,

   상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상의 각각으로부터 각 부분 화상에 있어서의 특징 및 상기 특징의 위치를 추출하는 특징 추출 수단(20)과,

   상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상중 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 상기 특징에 기초하여 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 검출 수단(30)과,

   상기 화상 채취 수단(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 시간 간격과, 상기 화상 채취 수단(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 지연 시간과, 상기 상대 위치 검출 수단(30)에 의해 검출된 상기 상대 위치에 기초하여 상기 화상 채취 수단(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 각 부분 화상에 있어서의 상기 특징의 위치를 보정하여, 상기 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(40)

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
3. 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단(10)과,

   상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상의 각각으로부터 각 부분 화상에 있어서의 특징 및 상기 특징의 위치를 추출하는 특징 추출 수단(20)과,

   상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상중 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 상기 특징에 기초하여 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 검출 수단(30)과,

   상기 상대 위치 검출 수단(30)에 의해 검출된 상기 상대 위치와 각 부분 화 상에 있어서 상기 특징의 위치에 기초하여 상기 특징의 왜곡량을 산출하고, 산출된 상기 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서 상기 특징의 위치를 보정하는 동시에, 상기 화상 채취 수단(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 시간 간격과, 상기 화상 채취 수단(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 지연 시간과, 상기 상대 위치 검출 수단(30)에 의해 검출된 상기 상대 위치에 기초하여 상기 화상 채취 수단(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 각 부분 화상에 있어서의 상기 특징의 위치를 보정하여, 상기 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(40)

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 채취 수단(10)은 상기 화상 채취 수단(10)에 대하여 상대적으로 이동하고 있는 피검체(200)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것이고,

   상기 특징 추출 수단(20)에 의한 특징 추출을 행하기 전에 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상 중에 포함되는 이동하지 않은 패턴의 화상을 제거하는 제거 수단(50)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특징 추출 수단(20)은 각 부분 화상 중의 전경 및 상기 전경의 엣지를 상기 특징으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특징 추출 수단(20)은 각 부분 화상중의 전경을 세선화하여 얻어지는 패턴에 있어서 끝점 및 분기점을 상기 특징으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대 위치 검출 수단(30)은 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치를 기준으로 하여 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대 위치 검출 수단(30)은 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치에 기초하여 추정된 다음에 검출되어야 하는 상대 위치를 기준으로 하여 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대 위치 검출 수단(30)은 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상을 각각 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 상기 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
10. 제2항에 있어서, 상기 상대 위치 검출 수단(30)은 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상을 각각 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 상기 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 검출하며,

    상기 보정 수단(40)은 상기 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 상기 화상 채취 수단(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 상기 특징의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
11. 제1항 내지 제3항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 채취 수단(10)은 상기 화상 채취 수단(10)에 대하여 상대적으로 이동하고 있는 피검체(200)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것이고,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상에 기초하여 상기 화상 채취 수단(10)에 대하여 이동하고 있는 이동 물체의 유무를 검지하는 이동 물체 검지 수단(50)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
12. 제1항 내지 제3항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 채취 수단(10)은 상기 화상 채취 수단(10)에 대하여 접촉하면서 상대적으로 이동하고 있는 피검체(200)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것이고,

    상기 피검체(200)의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하는 마찰력 저감 수단(15∼18)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
13. 채취면(11)에 접촉하면서 이동하는 피검체(200)의 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단(10)과,

    상기 피검체(200)의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하는 마찰력 저감 수단(15∼18)

    을 구비하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 취득 장치.
14. 피인증자의 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단(10)과,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상의 각각으로부터 각 부분 화상에 있어서의 특징 및 상기 특징의 위치를 추출하는 특징 추출 수단(20)과,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상 중 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 상기 특징에 기초하여 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 검출 수단(30)과,

    상기 상대 위치 검출 수단(30)에 의해 검출된 상기 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서 상기 특징의 위치에 기초하여 상기 특징의 왜곡량을 산출하고, 산출된 상기 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서 상기 특징의 위치를 보정하여, 상기 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(40)과,

    상기 특징 추출 수단(20)에 의해 추출된 상기 특징과, 상기 보정 수단(40)에 의해 얻어진 상기 특징의 상대 위치를 이용하여, 상기 피인증자의 본인 인증을 행하기 위한 등록용 데이터 및 대조용 데이터 중 적어도 한쪽을 생성하는 생성 수단(60)과,

    상기 생성 수단(60)에 의해 생성된 등록용 데이터 및 대조용 데이터 중 적어도 한쪽을 이용하여, 상기 피인증자의 본인 인증을 행하도록 대조 처리를 실행하는 대조 수단(70)

    을 구비하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
15. 피인증자의 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단(10)과,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상의 각각으로부터 각 부분 화상에 있어서의 특징 및 상기 특징의 위치를 추출하는 특징 추출 수단(20)과,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상 중 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 상기 특징에 기초하여 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 검출 수단(30)과,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 시간 간격과, 상기 화 상 채취 수단(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 지연 시간과, 상기 상대 위치 검출 수단(30)에 의해 검출된 상기 상대 위치에 기초하여 상기 화상 채취 수단(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 각 부분 화상에 있어서 상기 특징의 위치를 보정하여, 상기 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(40)과,

    상기 특징 추출 수단(20)에 의해 추출된 상기 특징과, 상기 보정 수단(40)에 의해 얻어진 상기 특징의 상대 위치를 이용하여, 상기 피인증자의 본인 인증을 행하기 위한 등록용 데이터 및 대조용 데이터 중 적어도 한쪽을 생성하는 생성 수단(60)과,

    상기 생성 수단(60)에 의해 생성된 등록용 데이터 및 대조용 데이터 중 적어도 한쪽을 이용하여, 상기 피인증자의 본인 인증을 행하도록 대조 처리를 실행하는 대조 수단(70)

    을 구비하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
16. 피인증자의 생체 정보를 영상화하여 상기 생체 정보에 관한 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 화상 채취 수단(10)과,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상의 각각으로부터 각 부분 화상에 있어서의 특징 및 상기 특징의 위치를 추출하는 특징 추출 수단(20)과,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상 중 2 이상의 부분 화상이 서로 중합되는 영역에 존재하는 상기 특징에 기초하여 상기 2 이상 의 부분 화상 상호의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 검출 수단(30)과,

    상기 상대 위치 검출 수단(30)에 의해 검출된 상기 상대 위치와 각 부분 화상에 있어서의 상기 특징의 위치에 기초하여 상기 특징의 왜곡량을 산출하고, 산출된 상기 왜곡량에 기초하여 각 부분 화상에 있어서 상기 특징의 위치를 보정하는 동시에, 상기 화상 채취 수단(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 시간 간격과, 상기 화상 채취 수단(10)에 의한 각 부분 화상의 채취 지연 시간과, 상기 상대 위치 검출 수단(30)에 의해 검출된 상기 상대 위치에 기초하여 상기 화상 채취 수단(10)의 채취 지연에 따르는 각 부분 화상의 왜곡을 해소하도록 각 부분 화상에 있어서 상기 특징의 위치를 보정하여, 상기 특징의 상대 위치를 얻는 보정 수단(40)과,

    상기 특징 추출 수단(20)에 의해 추출된 상기 특징과, 상기 보정 수단(40)에 의해 얻어진 상기 특징의 상대 위치를 이용하여, 상기 피인증자의 본인 인증을 행하기 위한 등록용 데이터 및 대조용 데이터 중 적어도 한쪽을 생성하는 생성 수단(60)과,

    상기 생성 수단(60)에 의해 생성된 등록용 데이터 및 대조용 데이터 중 적어도 한쪽을 이용하여, 상기 피인증자의 본인 인증을 행하도록 대조 처리를 실행하는 대조 수단(70)

    을 구비하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 채취 수단(10)은 상기 화상 채취 수단(10)에 대하여 상대적으로 이동하고 있는 상기 피인증자의 피검 체(200)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것이고,

    상기 특징 추출 수단(20)에 의한 특징 추출을 행하기 전에 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상 중에 포함되는 이동하지 않은 패턴의 화상을 제거하는 제거 수단(50)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
18. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특징 추출 수단(20)은 각 부분 화상 중의 전경 및 상기 전경의 엣지를 상기 특징으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
19. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특징 추출 수단(20)은 각 부분 화상 중 전경을 세선화하여 얻어지는 패턴에 있어서 끝점 및 분기점을 상기 특징으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
20. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대 위치 검출 수단(30)은 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치를 기준으로 하여 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
21. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대 위치 검출 수단(30) 은 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 직전까지 검출된 1 이상의 상대 위치에 기초하여 추정된 다음에 검출되어야 하는 상대 위치를 기준으로 하여 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
22. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대 위치 검출 수단(30)은 상기 화상 채취 수단(10)에 의해 연속적으로 채취되는 상기 2 이상의 부분 화상을 각각 서로 중합되는 영역을 갖는 2 이상의 부분 영역으로 나누어 취급하고, 상기 2 이상의 부분 화상 상호의 상대 위치를 상기 2 이상의 부분 영역의 각각에 관해서 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
23. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 채취 수단(10)은 상기 화상 채취 수단(10)에 대하여 상대적으로 이동하고 있는 상기 피인증자의 피검체(200)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것이고,

    상기 화상 채취 수단(10)에 의해 채취되는 상기 복수의 부분 화상에 기초하여 상기 화상 채취 수단(10)에 대하여 이동하고 있는 이동 물체의 유무를 검지하는 이동 물체 검지 수단(50)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
24. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대조 수단(70)은 상기 화상 채취 수단(10)에 의한 영상화 시각이 빠른 부분 화상으로부터 얻어진 상기 특징 및 그 상대 위치를 우선적으로 이용하여 상기 대조 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
25. 제24항에 있어서, 상기 대조 수단(70)은 상기 피인증자의 대조 결과를 확정한 시점에서 상기 대조 처리를 종료하는 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.
26. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 채취 수단(10)은 상기 화상 채취 수단(10)에 대하여 접촉하면서 상대적으로 이동하고 있는 상기 피인증자의 피검체(200)로부터 상기 복수의 부분 화상을 연속적으로 채취하는 것이고,상기 피검체(200)의 접촉 이동에 따라 발생하는 마찰력을 저감하는 마찰력 저감 수단(15∼18)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 생체 정보에 의한 인증 장치.

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