KR101307283B1 - 등록 장치, 대조 장치, 추출 방법 및 프로그램 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인증 정밀도를 향상시킬 수 있는 등록 장치를 제공한다. 본 발명의 등록 장치는, 촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 검출 수단과, 검출 수단에 의해 검출된 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 사용하여 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함되는 생체 식별 대상을 추출하는 필터 수단과, 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터 등록 데이터를 생성하여 기억 매체에 기억시키는 등록 수단을 포함한다.

바이오메트릭스 인증, 생체 식별, 공간 필터 처리, 촬상 소자, 등록자 식별 데이터

Description

등록 장치, 대조 장치, 추출 방법 및 프로그램{REGISTRATION DEVICE, COLLATION DEVICE, EXTRACTION METHOD, AND PROGRAM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인증 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도.

도 2의 (A) 내지 (D)는 촬상 대상에 대한 조도의 국소적 차이에 기인한 혈관량의 차이를 나타내는 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예에서의 제어 유닛의 화상 처리 및 대조 처리의 기능을 위한 구성(제1 실시예)을 나타내는 블록도.

도 4는 마스크 패턴의 생성을 설명하기 위한 개략도.

도 5는 판정 영역의 선택을 설명하기 위한 개략도.

도 6은 판정 영역의 선택예를 나타내는 개략도.

도 7은 등록된 혈관의 일부분을 절단하는 처리를 설명하기 위한 개략도.

도 8은 제1 실시예에서의 인증 처리 단계를 나타내는 플로차트.

도 9는 본 발명의 실시예에서의 제어 유닛의 화상 처리 및 대조 처리의 기능을 위한 다른 구성(제2 실시예)을 나타내는 블록도.

도 10은 LOG 필터의 형상을 나타내는 개략도.

도 11의 (A) 내지 (F)는 평활화의 정도(the degree of smoothing)와 혈관 패턴의 양 간의 관계를 나타내는 개략도.

도 12는 제2 실시예에서의 인증 처리 단계를 나타내는 플로차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 인증 장치

10 : 제어 유닛

11 : 조작 유닛

12 : 혈관 촬상 유닛

12a : 구동 제어 유닛

13 : 플래시 메모리

14 : 외부 인터페이스

15 : 통지 유닛

15a : 표시 유닛

15b : 음성 출력 유닛

16 : 버스

21 : 사전 처리 유닛

22 : 마스크 패턴 생성 유닛

23 : 명도 검출 유닛

24 : 평활화 유닛

25 : 특징 추출 유닛

26 : 등록 화상 절출 유닛(registered image cutout unit)

27 : 대조 유닛

특허 문헌 1 : 일본 공개 특허 2004-131927 공보

특허 문헌 2 : 일본 공개 특허 2005-71317 공보

특허 문헌 3 : 일본 공개 특허 2005-312749 공보

특허 문헌 4 : 일본 공개 특허 2004-265269 공보

본 발명은 바이오메트릭스 인증(biometrics authentication)에 적용하기에 바람직한 등록 장치, 대조 장치, 추출 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.

종래, 바이오메트릭스 인증 대상의 하나로서 혈관이 있다. 일반적으로, 인증 장치는 예를 들면 손가락을 촬상 카메라의 촬상면과 평행하게 되도록 촬상 카메라상에 고정한 후에, 이와 같이 고정된 손가락의 혈관을 촬상한다. 그리고나서, 인증 장치는 촬상 동작의 결과로 얻어지는 혈관의 화상을 그 혈관의 화상에 대응하는 생체를 식별하기 위한 정보로서 메모리 등에 등록하거나, 또는 혈관의 화상을 등록된 혈관의 화상과 비교하여 그 혈관의 화상에 대응하는 생체가 동일한 등록자의 것인지를 판정한다.

그런데, 혈관을 촬상하는 경우, 외광(outside light)을 차폐하는 유닛을 갖는 구조를 채용한 것(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조)과 외광을 차폐하는 유닛을 생략한 구조를 채용한 것(예를 들면 특허 문헌 3 및 4 참조)이 있다.

일반적으로, 혈관을 촬상하는 경우, 외광을 차폐하는 유닛을 갖는 구조를 채용한 것은 대형화되는 경향이 있다. 따라서, 최근에 있어서의 소형화의 요구 등을 충족시키기 위해, 외광을 차폐하는 유닛을 생략한 구조를 채용한 것이 많이 제안되고 있다.

그러나, 외광을 차폐하는 유닛을 생략한 구조를 채용한 경우, 촬상 환경이나 촬상 조건 등에 따라서는 촬상 대상 혹은 손가락에 대한 조도가 대체로 균일하지 않은 경우가 있다.

이 경우, 촬상 환경이나 촬상 조건 등에 따라, 등록시와 촬상시에 있어서의 촬상 대상에 대한 조도에 차이가 발생되고, 이러한 차이가 등록시의 촬상 대상과 촬상시의 촬상 대상이 동일한 것임에도 불구하고 혈관 추출 처리 결과에 반영되는 경우가 있기 때문에, 인증 정밀도를 저하시킬 수도 있다.

본 발명은 이러한 점을 해소하기 위한 것이며, 인증 정밀도를 향상시킬 수 있는 등록 장치, 대조 장치, 추출 방법, 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에서는, 촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 검출 수단과, 검출 수단에 의해 검출된 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 필터 수단과, 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터 등록 데이터를 생성하여, 기억 매 체에 기억시키는 등록 수단을 포함하는 등록 장치가 제공된다.

본 발명의 등록 장치는, 등록 장치에 대한 외광(즉, 촬상 소자에 입사하는 광의 조도)에 따른 공간 필터 처리에 의해, 그 화상 신호 중, 촬상 환경이나 촬상 조건으로 인한 외광 변동에 의해 발생되는 화상의 얼룩 등을 눈에 띄지 않도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 등록 장치는 화상 신호에 포함되는 생체 식별 대상을 외광 변동에 따라 크게 변화시키지 않고 등록 정보로서 등록할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 검출 수단과, 검출 수단에 의해 검출된 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 필터 수단과, 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호와 등록된 데이터를 대조하는 대조 수단을 포함하는 대조 장치가 제공된다.

따라서, 본 발명의 대조 장치는, 상기 대조 장치에 대한 외광(즉, 촬상 소자에 입사하는 광의 조도)에 따른 공간 필터 처리에 의해, 그 화상 신호 중, 촬상 환경이나 촬상 조건으로 인한 외광 변동에 의해 발생되는 화상의 얼룩 등을 눈에 띄지 않도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 대조 장치는, 화상 신호에 포함되는 생체 식별 대상을, 외광 변동(outside light fluctuation)에 따라 크게 변화시키지 않고, 등록된 생체 식별 대상과 대조하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 제1 단계와, 제1 단계에서 검출된 변동 정보에 대응하는 필터 계 수를 이용하여 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 제2 단계와, 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터, 등록 데이터 또는 이 등록 데이터와 대조해야 할 데이터를 생성하는 제3 단계를 포함하는 추출 방법이 제공된다.

따라서, 본 발명의 추출 방법에서는, 촬상 소자에 입사하는 광의 조도에 따른 공간 필터 처리에 의해, 그 화상 신호 중, 촬상 환경이나 촬상 조건으로 인한 외광 변동에 의해 발생되는 화상의 얼룩을 눈에 띄지 않도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 추출 방법은, 화상 신호에 포함되는 생체 식별 대상을, 외광 변동에 따라 크게 변화시키지 않고, 등록 정보로서 또는 등록 정보와 대조해야 할 정보로서 생성하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 컴퓨터가, 촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 단계, 검출된 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하여, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 단계, 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터, 등록 데이터 또는 이 등록 데이터와 대조해야 할 데이터를 생성하는 단계를, 실행하도록 하는 프로그램이 제공된다.

따라서, 본 발명의 프로그램에서는, 촬상 소자에 입사하는 광의 조도에 따른 공간 필터 처리에 의해, 그 화상 신호 중, 촬상 환경이나 촬상 조건으로 인한 외광 변동에 의해 발생되는 화상의 얼룩을 눈에 띄지 않도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 프로그램은, 화상 신호에 포함되는 생체 식별 대상을, 외광 변동에 따라 크 게 변화시키지 않고, 등록 정보로서 또는 등록 정보와 대조해야 할 정보로서 생성하는 것이 가능하다.

본 발명의 특성, 원리 및 이용 가능성은 동일한 부분에 동일한 도면 부호 또는 문자가 부여되어 있는 첨부 도면을 참조하는 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 일실시예를 상세히 설명한다.

(1) 본 발명의 실시예에 따른 인증 장치의 전체적인 구성

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인증 장치(1)의 전체적인 구성을 나타낸다. 이 인증 장치(1)는 제어 유닛(10), 조작 유닛(11), 혈관 촬상 유닛(12), 플래시 메모리(13), 외부 기기와 데이터를 송수신하는 인터페이스(이하, 외부 인터페이스로 지칭함)(14), 및 통지 유닛(15)을 포함하며, 제어 유닛(10)을 제외한 나머지 구성요소가 각각 버스(16)를 통하여 제어 유닛(10)에 접속되어 있다.

제어 유닛(10)은, 인증 장치(1) 전체의 제어를 담당하는 중앙 처리부(CPU)와, 각종 프로그램 및 설정 정보가 저장되는 ROM(Read Only Memory)와, CPU를 위한 작업 메모리로서의 RAM(Random Access Memory)을 포함하는 컴퓨터이다.

이 제어 유닛(10)에는, 등록 대상의 사용자(이하, 등록자로 지칭함)의 혈관을 등록하는 모드(이하, 혈관 등록 모드로 지칭함)를 실행하기 위한 실행 명령 COM1 또는 동일한 등록자의 존재 여부를 판정하는 모드(이하, 인증 모드로 지칭함)를 실행하기 위한 실행 명령 COM2가, 사용자 조작에 따라 조작 유닛(11)으로부터 제공된다.

제어 유닛(10)은, 이와 같은 실행 명령 COM1, COM2에 기초하여, 실행해야 할 모드를 결정하고, 모드 결정의 결과에 대응하는 프로그램에 따라, 혈관 촬상 유닛(12), 플래시 메모리(13), 외부 인터페이스(14) 및 통지 유닛(15)을 적절히 제어함으로써 혈관 등록 모드 또는 인증 모드를 실행한다.

(1-1) 혈관 등록 모드

구체적으로, 제어 유닛(10)은, 실행해야 할 모드로서 혈관 등록 모드를 결정한 경우, 동작 모드를 혈관 등록 모드로 변경하고, 혈관 촬상 유닛(12)을 제어한다.

이 경우, 혈관 촬상 유닛(12)의 구동 제어 유닛(12a)은 인증 장치(1)의 소정 위치에 배치된 손가락에 대해서 근적외선을 조사하는 하나 이상의 근적외선 광원 LS와, 촬상 카메라 CM의 CCD(Charge Coupled Device)인 촬상 소자 ID를 구동 및 제어한다.

그 결과, 혈관 촬상 유닛(12)에서는, 손가락에 조사된 근적외선이 해당 손가락을 통과하여 그 내측에서 반사 및 산란되고, 손가락의 혈관을 투영하는 광(이하, 혈관 투영광으로 지칭함)으로서 광학계 OP 및 조리개 DH를 통하여 촬상 소자 ID에 입사한다. 촬상 소자 ID는 이 혈관 투영광을 광전 변환하고, 해당 광전 변환 결과를 화상 신호 S1으로서 구동 제어 유닛(12a)에 출력한다.

한편, 손가락에 조사되는 근적외선의 일부는 실제로는 해당 손가락의 표면에서 반사하여 촬상 소자 ID에 입사한다. 따라서, 이 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S1의 화상은 손가락 내측의 혈관뿐만 아니라 손가락의 윤곽과 지문도 포함되어 있는 상태가 된다.

구동 제어 유닛(12a)은, 이 화상의 화소값에 기초하여, 손가락 내측의 혈관에 초점이 맞도록 광학계 OP의 광학 렌즈의 렌즈 위치를 조정하는 동시에, 촬상 소자 ID에 입사하는 입사광의 양이 적합한 양이 되도록 촬상 소자 ID에 대한 노광 시간을 조정하고, 이러한 조정 후에 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S2를 제어 유닛(10)에 제공한다.

제어 유닛(10)은 이 화상 신호 S2에 대해 소정의 화상 처리를 행하고, 이러한 화상 처리에 의해 혈관의 형성 패턴(이하, 혈관 패턴으로 지칭함)이 추출된 화상을 등록자를 식별하기 위한 정보(이하, 등록자 식별 데이터로 지칭함) D1으로서 플래시 메모리(13)에 기억시킴으로써 등록한다.

이와 같이 함으로써 제어 유닛(10)은 혈관 등록 모드를 실행할 수 있다.

(1-2) 인증 모드

한편, 제어 유닛(10)은, 실행해야 할 모드로서 인증 모드를 결정한 경우에는, 동작 모드를 인증 모드로 변경하고, 전술한 혈관 등록 모드의 경우와 마찬가지로 혈관 촬상 유닛(12)을 제어한다.

이 경우, 혈관 촬상 유닛(12)은, 근적외선 광원 LS 및 촬상 소자 ID를 구동 및 제어하는 동시에, 해당 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S10에 기초하여 광학계 OP의 광학 렌즈의 렌즈 위치 및 촬상 소자 ID의 노광 시간을 조정하고, 이러한 조정 후에 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S20을 제어 유닛(10)에 제 공한다.

제어 유닛(10)은 이 화상 신호 S20에 대해서 전술한 혈관 등록 모드와 동일한 화상 처리를 행하고, 플래시 메모리(13)에 등록된 등록자 식별 데이터 D1를 판독한다. 그리고나서, 제어 유닛(10)은 이 화상 처리에 의해 추출된 혈관 패턴과 등록자 식별 데이터 D1의 혈관 패턴을 대조하고, 그 일치 정도로 따라, 손가락을 인증 장치에 위치시킨 사용자가 등록자(정규 사용자)인지의 여부를 판정한다.

여기서, 제어 유닛(10)은, 사용자가 등록자인 것으로 판정한 경우에는, 외부 인터페이스(14)에 접속된 동작 처리 장치(도시하지 않음)에 대해서 소정의 동작을 행하게 하는 실행 명령 COM3를 생성하고, 이것을 외부 인터페이스(14)를 통하여 동작 처리 장치에 전송한다.

이 외부 인터페이스(14)에 접속된 동작 처리 장치의 실시예로서 예를 들면 잠금 상태에 있는 도어를 채용한 경우, 제어 유닛(10)은, 잠금해제 동작을 행하게 하는 실행 명령 COM3를 도어에 전송한다. 또한, 다른 동작 처리 장치의 실시예로서, 복수의 동작 모드 중 일부의 동작 모드가 제한된 상태에 있는 컴퓨터를 채용한 경우, 제어 유닛(10)은 제한된 동작 모드를 해제시키는 실행 명령 COM3를 컴퓨터에 전송한다.

그리고, 실시예로서 2개의 예를 들었지만, 이러한 실시예로 한정되지 않고, 다른 실시예도 적절히 선택할 수 있다. 본 실시예에서는, 동작 처리 장치를 외부 인터페이스(14)에 접속하도록 하였지만, 이러한 동작 처리 장치의 소프트웨어 내지 하드웨어의 구성을 이 인증 장치(1)에 탑재하여도 된다.

한편, 제어 유닛(10)은, 사용자가 등록자가 아닌 것으로 판정한 경우, 그 판정 결과를 통지 유닛(15)의 표시 유닛(15a)에 표시하고, 통지 유닛(15)의 음성 출력 유닛(15b)을 통하여 음성을 출력함으로써, 사용자가 등록자가 아닌 것으로 판정되었다는 것을 시각적 및 청각적으로 통지한다.

이와 같이 함으로써, 제어 유닛(10)은 인증 모드를 실행할 수 있다.

(2) 촬상 유닛의 구조와 인증 정밀도 간의 관계

본 실시예에서의 혈관 촬상 유닛(12)에서는, 소형화나 부품수의 감소 등의 요청으로 의해, 인증 장치(1)의 하우징 표면에 위치되는 손가락에 도달하는 가시광선 등의 외광을 차폐하는 유닛을 생략한 구조가 채용되어 있다.

외광을 차폐하는 유닛을 생략한 구조에서는, 촬상 환경이나 촬상 조건 등에 따라, 예를 들면 인증 장치(1)의 하우징 표면에 위치된 손가락에 대한 조도가 일부 영역에서 커질 수도 있기 때문에, 촬상 소자 ID의 촬상면에 대한 광량이 대체로 균일하게 되지 않는 경우가 많다.

이 경우, 촬상 환경이나 촬상 조건 등에 따라, 동일한 촬상 대상을 촬상한 경우라도, 등록시에 촬상된 화상과 촬상시에 촬상된 화상 간에 차이가 발생되고, 이 차이에 기인하여 혈관의 형성 패턴이 변경되는 경우가 있을 수도 있다.

예를 들어, 도 2의 (A) 내지 (D)에 나타낸 바와 같이, 등록시에는, 촬상 소자 ID의 촬상면에 대한 광량이 대체로 균일한 상태에서 촬상된 화상(도 2의 (A))으로부터 추출되는 혈관(도 2의 (B))이 등록되는 한편, 인증시에는, 촬상면의 일부분에 대한 광량이 다른 부분에 비하여 극단으로 많은 상태에서 촬상된 것으로 가정한 다.

이 경우, 인증시의 화상에서의 대응 부분이 여백 상태(blank)로 되어(도 2의 (C)), 해당 화상으로부터 추출되는 혈관(도 2의 (D))과 등록 대상의 혈관(도 2의 (B))이 상이하게 된다. 그 결과, 이 경우에는, 사용자가 등록자 본인임에도 불구하고 제3자인 것으로 판정되는 결과를 초래하게 된다. 도 2의 (A) 내지 (D)에서, 촬상된 화상(도 2의 (A) 및 (C)) 내의 혈관과 이들 화상으로부터 추출된 혈관(도 2의 (B) 및 (D))은 설명의 편의상 완전하게 동일한 것으로 하였다.

이로써, 촬상 소자 ID의 촬상면에 대한 광량(이하, 외광 조도로 지칭함)의 국소적 차이에 기인하여, 본인 거부율(FRR: False Rejection Rate) 및 타인 수입율(FAR: False Acceptance Rate)이 높아지고, 그 결과 인증 정밀도가 저하된다.

(3-A) 제1 실시예에서의 제어 유닛의 처리 내용

인증 장치(1)의 제어 유닛(10)에서는, 외광 조도에 기인하여 발생되는 노이즈 성분을 저감시키는 화상 처리 및 대조 처리가 제1 실시예의 처리로서 채용되어 있다.

(3-A-1) 기능적 구성

도 3은 제1 실시예에서의 제어 유닛(10)의 기능적 구성을 나타내는 블록도를 도시하고 있으며, 제1 실시예에서의 제어 유닛(10)은 사전 처리 유닛(21), 마스크 패턴 생성 유닛(22), 명도 검출 유닛(23), 평활화 유닛(24), 특징 추출 유닛(25), 등록 화상 절출 유닛(26) 및 대조 유닛(27)을 포함한다.

혈관 등록 모드에서는, 사전 처리 유닛(21), 명도 검출 유닛(23), 평활화 유 닛(24) 및 특징 추출 유닛(25)의 순서대로 이들 구성요소를 통하여 화상 처리가 행해지고, 해당 화상 처리 결과로서 얻어지는 등록자 식별 데이터 D1(도 1)이 플래시 메모리(13)(도 1)에 등록된다.

한편, 인증 모드에서는, 혈관 등록 모드와 동일한 화상 처리(사전 처리 유닛(21)에서부터 특징 추출 유닛(25)까지)가 행해진 후, 등록 화상 절출 유닛(26) 및 대조 유닛(27)을 차례로 통하여 대조 처리가 실행되고, 해당 대조 처리 결과로서 등록자(정규 사용자)인지 또는 제3자인지가 판정된다.

이하, 인증 모드 시의 제어 유닛(10)의 각 기능부를 설명한다.

사전 처리 유닛(21)은, 구동 제어 유닛(12a)으로부터, 상기 구동 제어 유닛(12a)에 설정된 촬상 소자 ID에 대한 노광 시간을 취득하고, 이 노출 시간이 소정의 노출 시간 범위 내에서 있는지의 여부를 판정한다. 여기서, 노출 시간은 촬상 소자 ID에 입사하는 광량에 직접적으로 반영되며, 노출 시간이 소정의 임계값 이상으로 되는 경우에는, 촬상시에 필요한 광이 원래 얻어지지 않는다는 것을 의미한다.

따라서, 사전 처리 유닛(21)은, 구동 제어 유닛(12a)으로부터 취득한 노광 시간의 값이 소정의 임계값 이상인 경우에는, 이 인증 모드를 정지하는 동시에, 촬상이 다시 수행되어야 한다는 취지를 통지 유닛(15)(도 1)을 통하여 통지하도록 되어 있다.

한편, 사전 처리 유닛(21)은, 노광 시간이 소정의 임계값 미만인 경우에는, 혈관 촬상 유닛(12)으로부터 제공되는 화상 신호 S20에 대해 A/D(Analog/Digital) 변환 처리 및 예를 들면 소벨 필터 처리(Sobel filter processing) 등의 소정의 윤곽 추출 처리를 행하고, 이 윤곽 추출 처리에 의해 추출되는 손가락 윤곽에 둘러싸이는 영역의 면적이 소정의 임계값 미만인지의 여부를 판정한다.

사전 처리 유닛(21)는, 손가락 윤곽의 면적이 소정의 임계값 미만일 때에는, 대조 대상에 적절한 화상이 아닌 것으로 판정하여, 이 인증 모드를 정지하는 동시에, 촬상이 다시 수행되어야 한다는 취지를 통지 유닛(도 1)을 통하여 통지한다. 한편, 손가락 윤관의 면적이 소정의 임계값 이상일 때에는, 대조 대상에 적절한 화상인 것으로 판정하여, 화상 데이터 D21을 마스크 패턴 생성 유닛(22), 명도 검출 유닛(23) 및 평활화 유닛(24)에 각각 전송한다.

마스크 패턴 생성 유닛(22)은, 화상 데이터 D21의 화상으로부터 손가락 윤곽을 인식하고, 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이, 손가락 영역에 대응하는 영역을 마스크한 패턴 화상(이하, 마스크 패턴으로 지칭함)을 생성하고, 이것을 마스크 패턴 데이터 D22로서 등록 화상 절출 유닛(26)에 송출한다.

한편, 명도 검출 유닛(23)은 화상 데이터 D21의 화상으로부터 손가락 윤곽을 인식하고, 도 5에 나타낸 바와 같이 해당 손가락 윤곽 내에서의 판정 영역 AR을 선택하고, 이 판정 영역 AR에서의 화소의 휘도를 합계를 구한다. 그리고나서, 명도 검출 유닛(23)은 획득된 합계 휘도값을 데이터(이하, 명도 데이터로 지칭함) D23로서 평활화 유닛(24)에 전송한다.

판정 영역 AR의 선택 방법으로서, 본 실시예의 경우, 손가락 윤곽을 내포하는 최소의 직사각형 프레임 RF의 대각선의 교점 IP에서부터, 해당 손가락 윤곽 내 에서의 인접 화소를 소정의 수가 될 때까지 차례대로 선택하는 방법이 채용된다.

따라서, 본 실시예에서의 명도 검출 유닛(23)은, 외광 조도의 국소적 차이에 기인하여 도 6에 나타낸 바와 같은 손가락 윤곽이 추출되는 경우, 또는 손가락 직경에 개인적인 차가 있는 경우에도, 손가락 중 혈관이 존재하지 않는 부분이 명도 데이터 D23에 반영되는 것을 미연에 방지할 수 있기 때문에, 혈관이 밀집되어 있는 손가락의 부분에 대응하는 조도를 보다 충실히 파악할 수 있게 된다.

평활화 유닛(24)은, 가우시안(Gaussian) 필터 처리에 의해 화상을 평활화하기 전에, 명도 데이터 D23의 합계 휘도값과 미리 설정된 임계값과의 비교 결과에 따라, 평활 필터의 필터 계수를 설정한다.

구체적으로, 합계 휘도값이 임계값 이상인 경우, 이것은, 화상 데이터 D21의 화상(도 2의 (C))에서, 혈관의 특징을 추출해야 할 부분에 대응하는 외광 조도가 크다는 것을 의미한다. 따라서, 평활화 유닛(24)은, 이 경우에는, 평활 필터(가우시안 필터)의 필터 계수를 고휘도에 대응하는 필터 계수로 설정한다.

한편, 외광 조도가 임계값보다도 작은 경우, 이것은, 혈관의 특징을 추출해야 할 부분에 대응하는 외광 조도가 작다는 것을 의미한다. 따라서, 평활화 유닛(24)은, 이 경우에는, 평활 필터(가우시안 필터)의 필터 계수를 저휘도에 대응하는 필터 계수로 설정한다.

이 상태에서, 평활화 유닛(24)은, 사전 처리 유닛(21)으로부터 제공되는 화상 데이터 D21에 대해서, 설정한 필터 계수를 이용하여 가우시안 필터 처리를 수행하고, 그 결과 얻어지는 화상 데이터 D24를 특징 추출 유닛(25)에 전송한다.

특징 추출 유닛(25)은 평활화 유닛(24)으로부터 제공되는 화상 데이터 D24에 대해서 2치화 처리 및 세선화(細線化 : skeletonization) 처리를 행하여 혈관의 특징을 추출하고, 그 결과 얻어지는 혈관을, 대조 대상자의 특징을 나타내는 데이터(이하, 대조 대상자 특징 데이터로 지칭함) D25로서 대조 유닛(27)에 전송한다.

이와 같이, 제어 유닛(10)은 외광 조도의 국소적 차이에 기인하여 화상이 촬상되지 않은 부분을 제외시키며, 화상이 촬상된 부분에 대하여는, 그 부분의 중앙 영역에서의 밝기에 따라 평활화의 정도가 전환될 수 있다.

등록 화상 절출 유닛(26)은 플래시 메모리(13)(도 1)로부터 등록자 식별 데이터 D1을 판독하고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 판독된 등록자 식별 데이터 D1의 혈관으로부터, 마스크 패턴 생성 유닛(22)으로부터 제공되는 마스크 패턴 데이터 D22의 마스크 패턴에 대응하는 혈관 부분을 잘라낸다.

그리고나서, 등록 화상 절출 유닛(26)은 이와 같이 절단된 혈관 부분(도 7)의 데이터를 등록자 식별 데이터 D26으로서 대조 유닛(27)에 전송한다.

그 결과, 이 등록자 식별 데이터 D26은 이전에 등록된 등록자 식별 데이터 D1의 혈관(도 7) 부분의 데이터, 즉 외광 조도의 국소적 차이에 기인하여 촬상되지 않았던 부분을 제외한 등록자 식별 데이터 D1의 혈관의 데이터로 되어, 해당 부분은 대조 대상으로부터 제외된다.

대조 유닛(27)은 등록자 식별 데이터 D26의 혈관과 대조 대상자 특징 데이터 D25의 혈관을 대조하고, 대조 결과로서, 인증 장치상에 손가락을 배치한 사용자가 등록자(정규 사용자)인 것으로 판정한 경우에는, 동작 처리 장치(도시하지 않음)에 대해서 소정의 동작을 행하게 하는 실행 명령 COM3를 외부 인터페이스(14)(도 1)에 전송한다.

이로써, 이미 등록된 혈관으로부터, 외광 조도의 국소적 차이에 기인하여 촬상되지 않았던 부분을 대조 대상에서 제외한 후(도 7)에, 제어 유닛(10)은 대조를 행할 수 있다.

(3-A-2) 제1 실시예에서의 제어 유닛의 인증 처리

다음에, 전술한 제1 실시예에서의 제어 유닛(10)의 인증 처리에 대하여 도 8에 나타낸 플로차트를 이용하여 설명한다.

즉, 제어 유닛(10)은, 실행 명령 COM2를 수신하면, 단계 SP0에서 이 인증 처리 시퀀스 RT1을 개시하고, 계속되는 단계 SP1에서 혈관 촬상 유닛(12)을 구동 제어 유닛(12a)을 통하여 제어한다.

그리고나서, 단계 SP2에서, 제어 유닛(10)은, 혈관 촬상 유닛(12)에서의 촬상 소자 ID의 노출 시간이 소정의 임계값 미만이고, 상기 혈관 촬상 유닛(12)에서의 촬상 결과로서 얻어지는 화상 신호 S20의 손가락 윤곽에 의해 둘러싸이는 영역이 소정의 면적 이상인지의 여부를 판정한다.

긍정의 결과를 얻었을 경우에는, 단계 SP3으로 진행하여, 제어 유닛(10)은 화상 신호 S20의 손가락 윤곽에 의해 둘러싸이는 영역을 마스크 패턴으로서 생성하고(도 4), 계속되는 단계 SP4에서, 상기 화상 신호 S20의 화상으로부터 손가락 윤곽 내에서의 판정 영역 AR(도 5)을 선택한다.

그 후, 단계 SP5로 진행하여, 제어 유닛(10)은 이 판정 영역 AR에서의 화소 의 휘도값의 합계를 검출하고, 계속되는 단계 SP6에서 이 합계 휘도값이 임계값 이상인지의 여부를 판정한다.

합계 휘도값이 임계값 이상인 경우에는, 단계 SP7에서, 제어 유닛(10)은 고휘도에 대응하는 값의 필터 계수를 설정한다. 한편, 합계 휘도값이 임계값보다 작은 경우에는, 단계 SP8에서, 제어 유닛(10)은 저휘도에 대응하는 값의 필터 계수를 설정한다.

그 후, 단계 SP9에서, 제어 유닛(10)은, 설정한 필터 계수를 사용하여, 화상 데이터 D21에 대해서 가우시안 필터 처리 및 2치화 처리와 세선화 처리를 행하여 혈관의 특징을 추출한다.

그리고나서, 후속의 단계 SP10에서, 제어 유닛(10)은 플래시 메모리(13)(도 1)로부터 등록자 식별 데이터 D1을 판독하고, 후속하는 단계 SP11에서, 이 등록자 식별 데이터 D1의 혈관(도 7) 중, 단계 SP3에서 생성한 마스크 패턴(도 7)에 대응하는 혈관 부분을 잘라낸다.

이어서, 단계 SP12에서, 제어 유닛(10)은 이 등록자 식별 데이터 D1으로부터 절단한 혈관 부분의 특징과, 단계 SP9에서 추출한 혈관의 특징, 즉 마스크 패턴에 대응하는 부분의 혈관의 특징을 대조하고, 계속되는 단계 SP13에서, 대조 결과로서 얻어진 유사도가 임계값 이상인지의 여부를 판정한다.

유사도가 임계값 이상인 경우, 단계 SP14에서, 제어 유닛(10)은 동작 처리 장치(도시하지 않음)로 하여금 외부 인터페이스(14)(도 1)를 통하여 소정의 처리를 실행시키고, 단계 SP15로 진행하여 인증 처리 시퀀스 RT1를 종료한다.

한편, 유사도가 임계값 미만인 경우에는, 단계 SP16에서, 제어 유닛(10)은 사용자가 등록자가 아니라는 취지를 통지 유닛(15)(도 1)을 통하여 통지한 후, 단계 SP15로 진행하여 인증 처리 시퀀스 RT1을 종료한다.

한편, 단계 SP2에서, 혈관 촬상 유닛(12)에서의 촬상 소자 ID의 노출 시간이 소정의 임계값 미만이고, 또한 상기 혈관 촬상 유닛(12)에서의 촬상 결과로서 얻어지는 화상 신호 S20의 손가락 윤곽에 의해 둘러싸이는 영역이 소정의 면적 이상인 경우, 이것은, 외광 조도의 국소적 차이에 기인하여, 대조 대상이 되는 영역이 본래 대조 대상이 되어야 할 영역에 비하여 극히 부족하다는 것을 의미한다. 따라서, 이 경우에, 제어 유닛(10)은, 전술한 단계 SP3 및 그 후속 단계를 실행하지 않고, 단계 SP15로 진행하여 인증 처리 시퀀스 RT1을 종료한다.

이와 같은 인증 처리 시퀀스 RT1에 따라, 제어 유닛(10)은 인증 모드를 실행할 수 있다.

한편, 혈관 등록 모드의 경우, 제어 유닛(10)은, 실행 명령 COM1을 수신하면, 단계 SP1에서부터 단계 SP9까지의 각종 처리를 실행하고, 그 처리 결과로서 추출되는 혈관의 특징을 등록자 식별 데이터 D1(도 1)로서 플래시 메모리(13)(도 1)에 등록한다.

(3-A-3) 동작 및 효과

전술한 구성에 있어서, 인증 장치(1)는, 촬상 소자 ID에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보로서, 상기 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S2 또는 S20의 휘도를 검출하고, 이와 같이 검출된 휘도에 대응하는 평활 필터 계수를 사용하 여 화상 신호 S2 또는 S20에 대해서 평활 처리를 행한다.

인증 장치(1)는, 촬상 소자 ID에 입사하는 광의 조도에 따른 평활 처리에 의해, 화상 신호 S2 또는 S20에서 촬상 환경이나 촬상 조건 등의 외광 변동에 기인하여 생성되는 얼룩 등이 눈에 띄지 않도록 할 수 있다. 환언하면, 인증 장치(1)에서는, 촬상 소자 ID에 입사하는 광의 조도에 대응하는 혈관 깊이(손가락 패드 표면으로부터의 깊이)의 면이 촬상면이 되도록 화상이 보정(평활화)된다.

따라서, 인증 장치(1)는, 화상 신호 S2 또는 S20에 포함되는 생체 식별 대상을, 외광 변동에 따라 크게 변화시키지 않고, 등록 정보로서 또는 등록 정보와 대조해야 할 정보로서 생성할 수 있다. 그 결과, 등록시와 인증시에서의 외광 변동의 차이를 흡수할 수 있다.

또한, 인증 장치(1)는, 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S2 또는 S20의 휘도를 검출하기 전에, 구동 제어 유닛(12a)을 통해 촬상 소자 ID의 노출 시간을 조정(ALC : Auto Light Control)하며, 조정된 노출 시간이 일정 이상의 외광 조도를 나타내는 값으로 되는 경우에, 화상 신호 S2 또는 S20의 휘도를 검출한다.

만일, 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S2 또는 S20의 휘도를 단순히 검출하는 것뿐인 경우, 화상 신호 S2 또는 S20는 자동 이득 제어 AGC에 의해 적정의 밝기로 되기 때문에, 화상 신호 S2 또는 S20의 휘도가 본래의 외광에 대응하는 것인지, 아니면 본래의 외광에 대응하지는 않지만 적당한 광이 있는 것으로서 보정된 결과에 상당하는 것인지를 알아낼 수 없다.

한편, 본 실시예의 인증 장치(1)에서는, 촬상 소자 ID의 노광 시간이 소정값 이상의 외광 조도를 나타내는 값으로 되는 경우에 화상 신호 S2 또는 S20의 휘도가 검출되므로, 확실하게, 휘도가 본래의 외광에 상당하는 휘도로 되는 화상 신호 S2 또는 S20를 평활화할 수 있다. 그 결과, 등록시와 인증시에서의 외광 변동의 차이를 흡수할 수 있다. 또한, 이 경우, 본래의 외광이 가해지지 않은 촬상 소자 ID로부터 얻어지는 화상 신호 S2 또는 S20, 즉 정상적인 것처럼 동작하는 행위(spoofing behavior)로 얻어지는 화상 신호를 배제하는 것도 가능하게 된다.

또한, 인증 장치(1)는, 인증시에, 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S20에 포함된 생체 식별 대상의 윤곽에 의해 둘러싸인 영역을 평활화하고, 평활화된 영역에 포함된 생체 식별 대상의 특징과, 등록된 생체 식별 대상의 특징 중 그 영역에 대응하는 부분을 대조한다(도 7).

따라서, 이 인증 장치(1)에서는, 이미 등록된 생체 식별 대상과의 대조 대상이 되는 생체 식별 대상 중, 촬상 환경이나 촬상 조건 등의 외광 변동에 기인하여 촬상되지 않았던 영역을 제외할 수 있다. 그 결과, 등록시와 인증시에서의 외광 변동의 차이를 한층 더 흡수할 수 있다.

이상의 구성에 의하면, 화상 신호 S2 또는 S20에 포함된 생체 식별 대상을, 외광 변동에 의해 크게 변화시키지 않고, 등록 정보로서 또는 등록 정보와 대조해야 할 정보로서 생성하도록 하기 때문에, 동일한 촬상 대상임에도 불구하고 그 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상이 상이한 것으로 인식되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 인증 정밀도를 향상시킬 수 있는 인증 장치(1)를 실현할 수 있다.

(3-B) 제2 실시예에서의 제어 유닛의 처리 내용

인증 장치(1)의 제어 유닛(10)에서는, 입력되는 화상 데이터가 정상적인 것처럼 동작하는 행위에 의한 것인지의 여부를 검출하는 처리를 포함하는 처리가 제2 실시예의 처리로서 채용되어 있다.

(3-B-1) 기능적 구성

도 9는 제2 실시예에서의 제어 유닛(10)의 기능적 구성을 나타내는 블록도이며, 도 3과의 대응 부분에 동일한 부호를 부여하고 있으며, 도 9에 나타낸 바와 같이, 사전 처리 유닛(21), 마스크 패턴 생성 유닛(22), 평활화 유닛(54), 특징 추출 유닛(25), 등록 화상 절출 유닛(26) 및 대조 유닛(27)을 포함한다.

이 제2 실시예에서의 제어 유닛(10)의 화상 처리에서는, 제1 실시예에서의 제어 유닛(10)의 화상 처리 중, 명도 검출 유닛(23)에 상당하는 처리부가 없고, 평활화 유닛(24)이 평활화 유닛(54)으로 대체되어 있는 점이 상이하다.

이 평활화 유닛(54)은 기준 필터 계수인 제1 필터 계수와 상기 기준 필터 계수에 비하여 평활화의 정도가 크거나 또는 작은 제2 필터 계수를 사용하여, 입력 화상(화상 데이터 D21)에 대해서 예를 들면 LOG 필터로 지칭되는 필터 처리를 행한다. 이 LOG 필터는, 2차원 상에서는, 다음의 수학식 1로 나타낼 수 있으며, 도 10에 도시한 형상으로 된다:

전술한 바와 같이, 평활화는 촬상면의 위치를 그 평활화의 정도(필터 계수)에 따라 손가락 패드 표면으로부터 깊이 방향(내부 방향)으로 조정할 수 있다. 따라서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 생체의 손가락을 촬상 대상(도 11의 (A))으로 하고, 그 촬상 결과로부터 추출되는 혈관 패턴에 대하여 제1 필터 계수 및 제2 필터 계수 양자를 이용하여 각각 평활화한 경우, 도 11의 (B) 및 (C)에 나타낸 바와 같이, 입력 화상에 반영되는 혈관 패턴의 양이 대폭적으로 변화하게 된다.

그러나, 혈관 패턴의 사진을 촬상 대상(도 11의 (D))으로 하고, 그 촬상 결과로부터 추출되는 혈관 패턴에 대하여 제1 필터 계수 및 제2 필터 계수의 양자를 이용하여 각각 평활화한 경우, 해당 사진에는 깊이 방향이 없기 때문에, 도 11의 (E) 및 (F)에 나타낸 바와 같이, 입력 화상에 반영되는 혈관 패턴의 양은 생체의 손가락을 촬상 대상으로 하는 경우에 비하여 변화량이 작다. 또한, 이 변화량은 제1 필터 계수와 제2 필터 계수의 차의 크기에 관계없이 대체로 일정하게 된다.

따라서, 제1 필터 계수 및 제2 필터 계수의 양자를 이용하여 각각 평활화한 결과들의 유사도가 소정의 임계값 이상인 경우에는, 도용한 혈관 패턴의 사진을 촬상 대상으로 하여 부정하게 입력하는 경우 또는 도용한 혈관 패턴을 촬상하지 않고 부정하게 입력하는 경우와 같이 입력 화상이 불변적인 데이터인 것으로 판정되어, 평활화 유닛(54)은 해당 입력 화상을 파기하는 동시에 그 후의 처리를 정지한다(혈관 등록 모드 또는 인증 모드를 정지한다).

한편, 유사도가 소정의 임계값 미만인 경우에는, 입력 화상이 부정하게 입력된 것이 아닌 것으로 판정되어, 평활화 유닛(54)은 기준 필터 계수인 제1 필터 계 수를 이용한 필터 처리 결과를 화상 데이터 D24로서 특징 추출 유닛(25)에 전송한다.

따라서, 평활화 유닛(54)은, 혈관 심도(손가락 패드 표면으로부터의 깊이)의 면이 촬상면으로 되도록 입력 화상을 보정할 수 있는 평활화의 특징을 이용하여, 미리 규정된 2개의 보정값(필터 계수)으로 입력 화상을 보정(평활화)하고, 그 결과의 유사도를 참조함으로써, 입력 화상이 불변적인 데이터인지의 여부를 판정한다.

또한, 이 평활화 유닛(54)은, 혈관 심도(손가락 패드 표면으로부터의 깊이)의 면이 촬상면으로 되도록 입력 화상을 보정할 수 있는 평활화의 특징을 이용한다는 점에서는 도 3의 평활화 유닛(24)과 유사하다.

그러나, 평활화 유닛(54)은, 미리 규정된 2개의 보정값(필터 계수)으로 입력 화상을 보정(평활화)하고, 그 결과의 유사도를 참조함으로써, 입력 화상이 불변적인 데이터인지의 여부를 판정한다는 점에서, 입력 화상의 휘도에 따른 보정값(필터 계수)을 이용하여 입력 화상을 보정(평활화)함으로써 촬상 환경이나 촬상 조건 등의 외광 변동에 기인하는 얼룩 등을 눈에 띄지 않게 하는 도 3의 평활화 유닛(24)과는 상이점을 갖는다.

(3-B-2) 제2 실시예에서의 제어 유닛의 인증 처리

다음에, 전술한 제2 실시예에서의 제어 유닛(10)의 인증 처리에 대하여, 도 8과의 대응 부분에 동일한 부호가 부여되어 있는 도 12에 나타낸 플로차트를 사용하여 설명한다.

제어 유닛(10)은, 실행 명령 COM2의 수신 시에, 단계 SP0에서 이 인증 처리 시퀀스 RT2를 개시하고, 전술한 인증 처리 시퀀스 RT1의 단계 SP1 내지 단계 SP3의 처리와 마찬가지로, 혈관 촬상 유닛(12)에서의 촬상 소자 ID의 노출 시간이 소정의 임계값 미만이고, 상기 혈관 촬상 유닛(12)에 의한 촬상 결과로서 얻어지는 화상 신호 S20의 손가락 윤곽에 의해 둘러싸인 영역이 소정의 면적 이상이면, 해당 화상 신호 S20의 손가락 윤곽에 의해 둘러싸인 영역을 마스크 패턴으로서 생성한다(도 4).

이어서, 제어 유닛(10)은, 단계 SP14에서, 기준 필터 계수인 제1 필터 계수와 상기 기준 필터 계수에 비하여 평활화의 정도가 크거나 또는 작은 제2 필터 계수를 이용하여 입력 화상에 대해서 필터 처리를 각각 행하고, 단계 SP15로 진행하여, 이들 양쪽의 필터 처리 결과를 대조한 후, 단계 SP16에서, 이들 양쪽의 필터 처리 결과들의 유사도가 소정의 임계값 이상인지의 여부를 판정한다.

여기서, 이들 양쪽의 필터 처리 결과들의 유사도가 임계값 이상인 경우, 이것은, 전술한 바와 같이, 도용한 혈관 패턴의 사진을 촬상 대상으로 하여 부정하게 입력하는 경우 또는 도용한 혈관 패턴을 촬상하지 않고 부정하게 입력하는 경우와 같이, 입력 화상이 불변적인 데이터라는 것을 의미한다. 따라서, 이 경우, 제어 유닛(10)은 입력 화상을 파기하고, 그 후 단계 SP15로 진행하여 인증 처리 시퀀스 RT2를 종료한다.

한편, 제어 유닛(10)은, 유사도가 소정의 임계값 미만인 경우에는, 전술한 인증 처리 시퀀스 RT1의 단계 SP9 내지 단계 SP13의 처리와 마찬가지로, 이미 등록된 혈관 중, 외광 조도의 국소적 차이에 기인하여 촬상되지 않았던 부분을 대조 대 상으로부터 제외한 후에, 입력 화상과 대조한다.

그리고, 제어 유닛(10)은, 이 대조 결과로서 얻어지는 유사도가 임계값 이상인 경우에는, 단계 SP14에서 동작 처리 장치(도시하지 않음)로 하여금 외부 인터페이스(14)(도 1)를 통하여 소정의 처리를 실행시킨 후, 단계 SP15로 진행하여 이 인증 처리 시퀀스 RT2를 종료한다. 한편, 제어 유닛(10)은, 유사도가 임계값 미만인 경우에는, 단계 SP16에서, 사용자가 등록자가 아니라는 취지를 통지 유닛(15)(도 1)을 통하여 통지한 후, 단계 SP15로 진행하여 이 인증 처리 시퀀스 RT2를 종료한다.

이와 같은 인증 처리 시퀀스 RT2에 따라, 제어 유닛(10)은 인증 모드를 실행할 수 있다.

한편, 혈관 등록 모드의 경우, 제어 유닛(10)은, 실행 명령 COM1의 수신 시에, 단계 SP1부터 단계 SP9까지의 각종 처리를 실행하도록 되어 있다.

(3-B-3) 동작 및 효과

이상의 구성에서, 인증 장치(1)는, 기준 필터 계수인 제1 필터 계수와 상기 기준의 필터 계수에 비하여 평활화의 정도가 크거나 또는 작은 제2 필터 계수를 사용하여 입력 화상에 대해서 필터 처리를 각각 행하고, 이들 필터 처리 결과를 대조한 후에, 해당 필터 처리 결과들의 유사도가 소정의 임계값 이상인 경우에는, 입력 화상을 파기한다.

따라서, 이 인증 장치(1)에서는, 도용한 혈관 패턴의 사진을 촬상 대상으로 하여 부정하게 입력하는 경우 또는 도용한 혈관 패턴을 촬상하지 않고 부정하게 입 력하는 경우와 같이, 입력 화상이 불변적인 데이터이라는 것을 검출하는 것이 가능하게 되어, 일정한 레벨의 정상적인 것처럼 동작하는 행위를 방지할 수 있다.

이상의 구성에 의하면, 입력 화상이 불변적인 데이터인 것을 검출할 수 있게 되기 때문에, 일정한 레벨의 정상적인 것처럼 동작하는 행위를 방지할 수 있고, 따라서 인증 정밀도를 향상시키는 인증 장치(1)를 실현할 수 있다.

(4) 다른 실시예

전술한 실시예에서, 생체 부위로서 손가락을 적용하도록 한 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 손바닥, 발가락, 팔, 눈 등을 적용하도록 해도 된다.

또한, 전술한 실시예에서는, 생체 식별 대상(생체 패턴)으로서 혈관을 적용하도록 한 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 지문, 구문(lip print) 또는 신경 등을 적용하도록 해도 된다. 또한, 신경을 적용하는 경우에는, 예를 들면 신경에 특이적인 마커(marker)를 체내에 주입하고, 해당 마커를 촬상하도록 하면, 전술한 실시예와 마찬가지로서 신경을 생체 식별 대상으로 하는 것이 가능하다.

또한, 전술한 실시예에서는, 촬상 카메라 CM에서의 외광 조도 조정 수단으로서의 구동 제어 유닛(12a)이, 촬상 소자 ID로부터 출력될 화상 신호 S2 또는 S20 중 소정 영역에 대응하는 신호 레벨이 일정하게 되도록, 촬상 소자 ID에서의 광 축적 시간을 조정 파라미터로서 조정(소위 ALC(Auto Light Control))하도록 한 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 신호 레벨이 일정하 게 되도록 화상 신호 S1 또는 S10의 휘도 레벨을 조정 파라미터로서 조정(소위 AGC(Automatic Gain Control))하도록 해도 된다. 또한, 조리개가 있는 경우에는, 그 조리개 값을 조정 파라미터로서 조정하도록 해도 된다. 또한, 해당 신호 레벨이 일정하게 되도록, 근적외선 광원 LS의 조사광의 양을 조정 파라미터로서 조정하도록 해도 된다. 또한, 해당 신호 레벨이 일정하게 되도록, 상기 2가지 이상의 조정 파라미터를 조정하도록 해도 되고, 상기의 조정 파라미터 이외의 조정 파라미터를 적용하도록 해도 된다.

또한, 전술한 실시예에서는, 촬상 소자 ID에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보로서, 구동 제어 유닛(12a)에 의한 외광 조도 조정 후에, 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S2 또는 S20의 명도를 검출하도록 한 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 외광 조도의 조정 전에, 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S1 또는 S10의 명도를 검출하도록 해도 된다.

다른 구성으로서, 촬상 소자 ID로부터 출력되는 화상 신호 S2 또는 S20 중 소정 영역에 대응하는 신호 레벨이 일정하게 되도록 조정된 조정 파라미터를 검출하도록 해도 된다.

이와 같이 하면, 외광 조도 조정 후의 화상 신호 S2 또는 S20의 명도 또는 조정 파라미터를 검출하는 경우에 비하여, 촬상시에 있어서의 본래의 외광 조도가 반영된 값을 검출할 수 있다. 따라서, 평활화 유닛(24)에서는, 외광 조도에 충족하는 평활화 처리를 보다 충실히 실행할 수 있고, 나아가서는 인증 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 명도의 산출 방법으로서, 판정 영역 AR(도 6)에서의 합계 휘도값을 적용하도록 한 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 휘도 평균, 최대값, 최소값 또는 극한값 등을 적용하도록 해도 되고, 또 색차(color difference)를 추가하도록 해도 된다.

또한, 판정 영역 AR의 선택 방법으로서, 전술한 실시예에서는, 손가락 윤곽을 내포하는 최소의 직사각형 프레임 RF를 설정하고, 해당 직사각형 프레임 RF에서의 대각선의 교점 IP에서부터, 해당 손가락 윤곽 내에서의 인접 화소를 소정의 수가 될 때까지 차례로 선택하도록 하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 손가락의 폭 방향(수평 방향)에서 최소가 되는 직선 거리의 중점과 손가락의 길이 방향(수직 방향)에서의 최소가 되는 직선 거리의 중점과의 교점으로부터, 해당 손가락 윤곽 내에서의 인접 화소를 소정의 수가 될 때까지 차례로 선택하도록 해도 된다.

또한, 화상 신호 S2 또는 S20 중, 판정 영역 AR(도 6)에서의 명도를 검출하도록 하였지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 해당 화상 신호 S2 또는 S20 전체에서의 명도를 검출하도록 해도 된다.

또한, 전술한 실시예에서는, 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 필터 수단으로서, 가우시안 필터 처리를 행하는 필터 처리(평활화 유닛(24))를 적용하도록 한 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 Savitzky-Golay 필터 처리, LOG 필터 처 리 등의 기타 각종의 필터 처리를 적용할 수도 있다.

전술한 실시예에서, 평활화 유닛(24)에서는, 명도가 임계값보다도 큰 경우에는 고휘도에 대응하는 값의 필터 계수를 사용하는 한편, 해당 명도가 임계값 이하로 되는 경우에는 저휘도에 대응하는 값의 필터 계수를 사용하도록 하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 명도에 상응하는 복수의 필터 계수 중으로부터, 그 때 검출된 명도에 따라 단계적으로 필터 계수를 설정하고, 이와 같이 설정된 필터 계수를 이용하여 평활화 처리를 행하도록 해도 된다.

필터 계수의 구체적인 설정 방법으로서는, 예를 들면 명도와 필터 계수 간의 대응 관계를 미리 테이블로서 유지하고, 그 테이블에 기초하여, 그 때 검출된 명도에 대응하는 필터 계수를 설정하는 방법이 있다. 또한, 다른 설정 방법으로서는, 예를 들면 명도와 필터 계수 간의 대응 관계를 수식화하고, 이 관계식에 기초하여, 그 때 검출된 명도에 대응하는 필터 계수를 설정하는 방법이 있다. 또한, 이들 설정 방법으로 한정되지 않고, 이 외의 각종 설정 방법을 채용하도록 해도 된다.

또, 평활화 유닛(24)의 처리 내용과 평활화 유닛(54)의 처리 내용을 조합되도록 해도 된다. 구체적으로, 도 8의 인증 처리 시퀀스 RT1의 단계 SP2와 단계 SP3 사이에, 인증 처리 시퀀스 RT2(도 12)의 단계 SP14 내지 단계 SP16의 처리를 추가하여도 된다. 이와 같이 하면, 일정한 레벨의 정상적인 것처럼 동작하는 행위를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 외광 변동에 의해 크게 변화시키지 않고, 등록 정보로서 또는 등록 정보와 대조해야 할 정보로서 생성할 수 있으므로, 처리 내용이 이와 같이 조합되지 않는 경우에 비하여, 인증 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는, 필터 수단에 의해 공간 필터 처리된 화상 신호에 대하여, 2치화 처리 및 세선화 처리를 행한 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 이들 처리의 일부 또는 전부를 생략 또는 교체하거나 또는 이들 처리에 대한 새로운 처리로서 예를 들면 필터 수단에 의해 추출된 생체 식별 대상(생체 패턴)에서의 특징점(a feature point)을 추출하는 처리 등을 추가하도록 해도 된다. 또한, 처리의 순서도 적당히 변경할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는, 촬상 기능, 대조 기능 및 등록 기능을 갖는 인증 장치(1)를 채용한 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 각각의 기능을 위해 하나씩의 장치가 채용되는 구성과 같이 용도에 따라 다양한 구성을 채용할 있다.

본 명세서의 청구범위의 기술 요지 또는 그 등가의 것에 한정된 바와 같은 설계 요건 또는 기타 요소에 따라, 본 발명의 실시예에 대한 다양한 수정, 조합, 부분 조합 및 변경이 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 화상 신호에 포함되는 생체 식별 대상을, 외광 변동에 따라 크게 변화시키지 않고, 등록 정보로서 또는 등록 정보와 대조해야 할 정보로서 생성할 수 있도록 함으로써, 동일한 촬상 대상임에도 불구하고 그 화상 신호에 포함되는 생체 식별 대상이 상이한 것으로 인식하는 것을 미연에 방지할 수 있고, 따라서 인증 정밀도를 향상시킬 수 있는 등록 장치, 대조 장치, 추출 방법 및 프로그램을 실현할 수 있다.

Claims (20)

1. 등록 장치에 있어서,

   촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 검출 수단;

   상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 필터 수단; 및

   상기 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터 등록 데이터를 생성하여 기억 매체에 기억시키는 등록 수단

   을 포함하고,

   상기 필터 수단은, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 포함된 상기 생체 식별 대상의 윤곽을 추출하는 윤곽 추출 수단을 포함하며; 상기 윤곽 추출 수단에 의해 추출된 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역에 대해서 상기 공간 필터 처리를 행하고,

   상기 등록 수단은, 상기 영역의 면적이 소정의 임계값 이상인 경우에는, 상기 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터 등록 데이터를 생성하고; 상기 영역의 면적이 상기 임계값 미만인 경우에는, 상기 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호를 파기하는,

   등록 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 변동 정보는 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호의 명도(lightness)인, 등록 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 변동 정보는, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호의 레벨이 일정하게 되도록 상기 조도가 조정되는 조정 처리에 따라 설정되는 파라미터인, 등록 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 검출 수단은 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역의 명도를 검출하는, 등록 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 검출 수단은 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역의 중앙 부분의 명도를 검출하는, 등록 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 검출 수단은,

   상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호의 레벨이 일정하게 되도록 외광 조도(outside light illuminaton intensity)가 조정되는 조정 처리에 따라 설정된 파라미터를 검출하는 제1 검출 수단과,

   상기 파라미터의 값이 일정값(constant value) 이상의 상기 외광 조도를 나타내는 값보다 큰 경우에, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호의 명도를 검출하는 제2 검출 수단

   을 포함하는, 등록 장치.
9. 대조 장치(collation device)에 있어서,

   촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 검출 수단;

   상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 필터 수단; 및

   상기 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호와 등록된 데이터를 대조하는 대조 수단

   을 포함하고,

   상기 필터 수단은, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 포함된 상기 생체 식별 대상의 윤곽을 추출하는 윤곽 추출 수단을 포함하며; 상기 윤곽 추출 수단에 의해 추출된 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역에 대해서 상기 공간 필터 처리를 행하고,

   상기 대조 수단은, 상기 영역의 면적이 소정의 임계값 이상인 경우에는 상기 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호와 등록된 데이터를 대조하고; 상기 영역의 면적이 상기 임계값 미만인 경우에는 상기 필터 수단에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호를 파기하는,

   대조 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 변동 정보는 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호의 명도인, 대조 장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 변동 정보는 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호의 레벨이 일정하게 되도록 상기 조도가 조정되는 조정 처리에 따라 설정되는 파라미터인, 대조 장치.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제9항에 있어서,

    상기 검출 수단은 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역의 명도를 검출하는, 대조 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 검출 수단은 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역의 중앙 부분의 명도를 검출하는, 대조 장치.
16. 제9항에 있어서,

    상기 검출 수단은,

    상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호의 레벨이 일정하게 되도록 외광 조도가 조정되는 조정 처리에 따라 설정되는 파라미터를 검출하는 제1 검출 수단과,

    상기 파라미터의 값이 일정값 이상의 상기 외광 조도를 나타내는 값보다 큰 경우에, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호의 명도를 검출하는 제2 검출 수단

    을 포함하는, 대조 장치.
17. 추출 방법에 있어서,

    촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 제1 단계;

    상기 제1 단계에서 검출된 상기 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하며; 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상의 윤곽을 추출하고, 추출된 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역에 대해서 상기 공간 필터 처리를 행하는 제2 단계; 및

    상기 영역의 면적이 소정의 임계값 이상인 경우에는, 상기 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터 등록 데이터를 생성하고; 상기 영역의 면적이 상기 임계값 미만인 경우에는, 상기 공간적으로 필터링된 화상 신호를 파기하는, 제3 단계

    를 포함하는,

    추출 방법.
18. 컴퓨터가,

    촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 단계와,

    검출된 상기 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하며; 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상의 윤곽을 추출하고, 추출된 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역에 대해서 상기 공간 필터 처리를 행하는 단계와,

    상기 영역의 면적이 소정의 임계값 이상인 경우에는, 상기 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터 등록 데이터를 생성하고; 상기 영역의 면적이 상기 임계값 미만인 경우에는, 상기 공간적으로 필터링된 화상 신호를 파기하는 단계

    를 실행하도록 하는 프로그램을 기록한,

    컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체.
19. 등록 장치에 있어서,

    촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 검출 유닛;

    상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 필터 유닛; 및

    상기 필터 유닛에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터 등록 데이터를 생성하여 기억 매체에 기억시키는 등록 유닛

    을 포함하고,

    상기 필터 유닛은, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 포함된 상기 생체 식별 대상의 윤곽을 추출하는 윤곽 추출 유닛을 포함하며; 상기 윤곽 추출 유닛에 의해 추출된 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역에 대해서 상기 공간 필터 처리를 행하고,

    상기 등록 유닛은, 상기 영역의 면적이 소정의 임계값 이상인 경우에는, 상기 필터 유닛에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호로부터 등록 데이터를 생성하고; 상기 영역의 면적이 상기 임계값 미만인 경우에는, 상기 필터 유닛에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호를 파기하는,

    등록 장치.
20. 대조 장치(collation device)에 있어서,

    촬상 소자에서의 조도에 따라 변동하는 변동 정보를 검출하는 검출 유닛;

    상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 변동 정보에 대응하는 필터 계수를 이용하여, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 대하여 공간 필터 처리를 행하고, 상기 화상 신호에 포함된 생체 식별 대상을 추출하는 필터 유닛; 및

    상기 필터 유닛에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호와 등록된 데이터를 대조하는 대조 유닛

    을 포함하고,

    상기 필터 유닛은, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호에 포함된 상기 생체 식별 대상의 윤곽을 추출하는 윤곽 추출 유닛을 포함하며; 상기 윤곽 추출 유닛에 의해 추출된 상기 윤곽에 의해 둘러싸인 영역에 대해서 상기 공간 필터 처리를 행하고,

    상기 대조 유닛은, 상기 영역의 면적이 소정의 임계값 이상인 경우에는 상기 필터 유닛에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호와 등록된 데이터를 대조하고; 상기 영역의 면적이 상기 임계값 미만인 경우에는 상기 필터 유닛에 의해 공간적으로 필터링된 화상 신호를 파기하는,

    대조 장치.

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