KR102137055B1 - 생체 정보 보정 장치, 생체 정보 보정 방법 및 생체 정보 보정용 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

생체 정보 보정 장치, 생체 정보 보정 방법 및 생체 정보 보정용 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

화상 상에 표현된 정맥 패턴의 방향의 어긋남에 의한 영향을 경감시킬 수 있는 생체 정보 보정 장치를 제공한다. 생체 정보 보정 장치(1)는 이용자의 손의 장문이 촬영되어 얻어진, 장문이 표현된 제1 화상으로부터, 장문의 2개의 특징점을 추출하는 장문 특징점 추출부(11)와, 그 2개의 특징점을 연결하는 선의 방향에 따라 이용자의 그 손의 정맥 패턴이 생체 정보 취득부(4)에서 촬영되어 얻어진 제2 화상 상의 정맥 패턴 또는 제2 화상으로부터 추출되는 정맥 패턴의 특징 부분을 회전시키는 보정부(12)를 갖는다.

Description

생체 정보 보정 장치, 생체 정보 보정 방법 및 생체 정보 보정용 컴퓨터 프로그램{BIOMETRIC INFORMATION CORRECTING APPARATUS AND BIOMETRIC INFORMATION CORRECTING METHOD}
본 발명은 화상 상에 표현된 생체 정보를 보정하는 생체 정보 보정 장치, 생체 정보 보정 방법 및 생체 정보 보정용 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
최근들어 지문 또는 정맥 패턴 등의 생체 정보를 이용하여, 개인을 인증할지 여부를 판정하는 생체 인증 기술이 개발되고 있다. 생체 인증 기술은, 입퇴실의 가부 판정, 컴퓨터의 사용 가부의 판단 또는 온라인 거래에 있어서의 이용자 확인 등, 다양한 서비스에의 액세스 가부 판정에 있어서 널리 이용되고 있다.
예를 들어, 생체 정보로서 손의 정맥 패턴이 이용되는 경우, 생체 인증 장치는 센서에 의해 정맥 패턴을 나타내는 생체 화상을 입력 생체 화상으로서 취득한다. 그리고 생체 인증 장치는, 입력 생체 화상에 표현된 이용자의 정맥 패턴인 입력 생체 정보를, 미리 등록된 등록 이용자의 생체 화상에 표현된 정맥 패턴인 등록 생체 정보와 대조한다. 생체 인증 장치는, 대조 처리의 결과에 기초하여, 입력 생체 정보와 등록 생체 정보가 일치한다고 판정한 경우, 그 이용자를 정당한 권한을 갖는 등록 이용자로서 인증한다. 그리고 생체 인증 장치는 인증된 이용자가 생체 인증 장치가 내장된 장치 또는 생체 인증 장치와 접속된 다른 장치를 사용하는 것을 허가한다.
생체 정보의 등록 시와 대조 시에, 센서에 대한 생체 정보를 포함하는 부위의 자세가 상이한 경우가 있다. 이러한 경우, 대조 시와 등록 시에, 얻어진 생체 화상에 표현된 생체 정보의 방향, 위치 또는 스케일이 상이해 버린다. 등록 시와 대조 시에, 생체 화상 상에서의 생체 정보의 방향, 위치 또는 스케일이 상이하면, 생체 화상 상에서의 생체 정보의 특징점 위치도 상이하므로, 소위 본인 거부율이 높아지는 원인으로 되므로 바람직하지 않다. 따라서, 생체 화상 상에서의 생체 정보의 위치 어긋남 등을 저감시키는 기술이 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 3을 참조).
예를 들어, 특허문헌 1에 개시된 인증 장치는, 생체 화상 및 등록 화상 각각을 취득했을 때의 촬상 장치에 대한 생체의 상대 위치의 차를 산출하여, 그 차의 감소를 촉진하는 유도 정보를 출력한다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 정맥 인증 장치는, 손가락의 배측의 관절 주름 화상을 촬영하여, 그 관절 주름 화상으로부터 손가락을 두는 방향의 위치 어긋남 및 어긋남의 거리값을 산출하여 정맥 화상의 위치를 보정한다.
또한, 특허문헌 3에 개시된 손바닥 위치 검출 장치는, 화상 내의 손바닥의 좌우 방향을 검출하고, 그 좌우 방향에 기초하여 화상을 회전시킨 후, 손바닥의 상하좌우 끝의 좌표를 검출한다.
국제 공개 제2010/086993호 일본 특허 공개 제2008-134862호 공보 일본 특허 공개 제2010-26658호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 이용자가 유도 정보에 따라 생체의 위치를 적절하게 수정하지 않는 한, 생체 화상 상의 생체의 위치와 등록 화상 상의 생체의 위치의 차는 작아지지 않는다. 또한, 특허문헌 2에 개시된 기술은, 등록 시에 있어서의 관절의 위치와 대조 시에 있어서의 관절의 위치가 동일해도 손가락의 방향이 상이한 경우에는, 관절의 주름 위치가 동일하기 때문에, 정맥의 위치 어긋남을 적절하게 보정할 수는 없다. 또한, 특허문헌 3에 개시된 기술에서는, 대조에 이용하는 생체 정보와, 방향 및 위치의 어긋남의 보정에 이용하는 손바닥의 상하좌우 끝이 1개의 화상에 표현되지 않는 경우가 있다. 그로 인해, 방향 및 위치의 어긋남을 적절하게 보정하기 위해서는, 생체 정보와 손바닥의 상하좌우 끝의 양쪽이 포함되는 화상이 얻어질 때까지, 생체 정보의 촬영이 반복되게 된다.
하나의 측면에서는, 본 발명은, 화상 상에 표현된 정맥 패턴의 방향의 어긋남에 의한 영향을 경감시킬 수 있는 생체 정보 보정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
하나의 실시 형태에 따르면, 생체 정보 보정 장치가 제공된다. 이 생체 정보 보정 장치는, 이용자의 손의 장문이 촬영되어 얻어진, 장문이 표현된 제1 화상으로부터, 장문의 2개의 특징점을 추출하는 장문 특징점 추출부와, 그 2개의 특징점을 연결하는 선의 방향에 따라 이용자의 그 손의 정맥 패턴이 생체 정보 취득부에서 촬영되어 얻어진 제2 화상 상의 정맥 패턴 또는 제2 화상으로부터 추출되는 정맥 패턴의 특징 부분을 회전시키는 보정부를 갖는다.
본 발명의 목적 및 이점은, 청구항에 있어서 특별히 지적된 엘리먼트 및 조합에 의해 실현되며, 또한 달성된다.
상기한 일반적인 기술 및 하기의 상세한 기술 모두 예시적이면서 또한 설명적인 것이며, 청구항과 같이 본 발명을 한정하는 것은 아님을 이해바란다.
화상 상에 표현된 정맥 패턴의 방향의 어긋남에 의한 영향을 경감시킬 수 있다.
도 1은 생체 정보 보정 장치의 제1 실시 형태인 생체 인증 장치의 개략 구성도.
도 2는 제1 실시 형태에 의한 생체 인증 장치의 처리부의 기능 블록도.
도 3은 장문 화상의 일례를 나타내는 도면.
도 4의 (a)는 정맥 패턴의 위치 보정 후의 정맥 화상의 일례를 나타내는 도면이고, (b)는 정맥 패턴의 회전 보정 후의 정맥 화상의 일례를 나타내는 도면이며, (c)는 정맥 패턴의 스케일 보정 후의 정맥 화상의 일례를 나타내는 도면.
도 5는 생체 인증 처리의 동작 흐름도를 도시하는 도면.
도 6은 생체 정보 보정 장치의 제2 실시 형태에 의한 생체 인증 장치의 개략 구성도.
도 7은 제2 실시 형태에 의한 생체 인증 장치의 처리부의 기능 블록도.
도 8의 (a) 및 (b)는, 각각 변형예에 있어서 추출되는 장문의 특징점을 도시하는 도면.
도 9는 각 실시 형태 또는 그 변형예에 의한 생체 인증 장치가 실장된, 컴퓨터 시스템의 일례의 개략 구성도.
이하, 도면을 참조하면서, 생체 정보 보정 장치에 대하여 설명한다.
이 생체 정보 보정 장치는, 대조에 이용되는, 손의 정맥 패턴이 표현된 정맥 화상에 대하여, 등록 시와 대조 시에 있어서의, 정맥 화상 상에서의 정맥 패턴의 방향, 위치 및 스케일의 어긋남을 보정한다. 그 때문에, 이 생체 정보 보정 장치는, 정맥 화상이 얻어졌을 때에 정맥 패턴을 포함하는 손의 장문을 촬영함으로써 얻어진, 그 장문이 표현된 장문 화상으로부터, 장문의 2개의 특징점을 검출한다. 그리고 이 생체 정보 보정 장치는, 그 2개의 특징점에 대응하는 정맥 화상 상의 2점을 연결하는 선이 소정의 방향을 향하도록, 정맥 화상 상의 정맥 패턴을 회전시킨다.
본 명세서에 있어서, 「대조 처리」라는 용어는, 이용자의 생체 정보와 등록 이용자의 생체 정보의 상이 정도 또는 유사 정도를 나타내는 지표를 산출하는 처리를 나타내기 위하여 사용된다. 또한, 「생체 인증 처리」라는 용어는, 대조 처리뿐만 아니라, 대조 처리에 의해 구해진 지표를 사용하여, 이용자를 인증할지 여부를 결정하는 처리를 포함하는, 인증 처리 전체를 나타내기 위하여 사용된다.
도 1은 생체 정보 보정 장치의 제1 실시 형태에 의한 생체 인증 장치의 개략 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 생체 인증 장치(1)는 표시부(2)와, 입력부(3)와, 생체 정보 취득부(4)와, 스토리지 장치(5)와, 메모리(6)와, 처리부(7)를 갖는다. 표시부(2), 입력부(3) 및 생체 정보 취득부(4)는 스토리지 장치(5), 메모리(6) 및 처리부(7)가 수용된 하우징과는 별개로 설치되어도 된다. 혹은, 표시부(2), 입력부(3), 생체 정보 취득부(4), 스토리지 장치(5), 메모리(6) 및 처리부(7)는, 1개의 하우징에 수용되어도 된다. 또한 생체 인증 장치(1)는 반도체 메모리 카드 및 광 기억 매체와 같은 기억 매체에 액세스하는 기억 매체 액세스 장치(도시하지 않음)를 더 가져도 된다. 그리고 생체 인증 장치(1)는, 예를 들어 기억 매체 액세스 장치를 통하여, 기억 매체에 기억된, 처리부(7) 상에서 실행되는 생체 인증 처리용 컴퓨터 프로그램을 읽어들여, 그 컴퓨터 프로그램에 따라 생체 인증 처리를 실행해도 된다.
생체 인증 장치(1)는, 생체 정보 취득부(4)에 의해 생성된 이용자의 손의 정맥 패턴을 나타내는 정맥 화상에 기초하여, 그 정맥 패턴을 등록 이용자의 정맥 패턴과 대조함으로써, 생체 인증 처리를 실행한다. 그리고 생체 인증 장치(1)는 생체 인증 처리의 결과, 이용자를 등록 이용자의 어느 것인가로서 인증한 경우, 생체 인증 장치(1)가 실장된 장치를 그 이용자가 사용하는 것을 허가한다. 혹은, 생체 인증 장치(1)는, 도시하지 않은 다른 장치에 이용자가 인증된 취지를 나타내는 신호를 송신하여, 그 이용자가 다른 장치를 사용하는 것을 허가한다.
표시부(2)는, 예를 들어 액정 디스플레이 등의 표시 장치를 갖는다. 그리고 표시부(2)는, 예를 들어 손을 두는 위치를 나타내는 가이던스 메시지 등을 이용자에 대하여 표시한다. 또한 표시부(2)는 처리부(7)에 의해 실행된 생체 인증 처리의 결과를 나타내는 메시지, 혹은 실행 중인 애플리케이션에 관련된 각종 정보 등을 표시한다.
입력부(3)는, 예를 들어 키보드, 마우스 또는 터치 패드 등의 사용자 인터페이스를 갖는다. 그리고 입력부(3)를 통하여 이용자에 의해 입력된 이용자의 유저명 또는 유저 번호와 같은 유저 식별 정보, 혹은 커맨드 혹은 데이터는 처리부(7)에 전달된다. 단, 이용자가 생체 정보 이외의 정보를 생체 인증 장치(1)에 대하여 입력할 필요가 없는 경우, 입력부(3)는 생략되어도 된다.
생체 정보 취득부(4)는 이용자의 어느 한 손의 정맥 패턴을, 예를 들어 손바닥측으로부터 촬영하여, 그 정맥 패턴을 나타내는 정맥 화상을 생성한다. 또한, 생체 정보 취득부(4)는 대조에 이용하는 정맥 패턴을 포함하는 손을 손바닥측으로부터 촬영하여, 그 손바닥의 장문을 나타내는 장문 화상을 생성한다.
예를 들어, 생체 정보 취득부(4)는, 근적외광을 발하는 제1 조명광원과, 가시광을 발하는 제2 조명광원과, 근적외광 및 가시광에 감도를 갖는 고체 촬상 소자의 2차원 어레이에 의해 형성되는 에리어 센서를 갖는다. 또한 생체 정보 취득부(4)는 에리어 센서 상에 정맥 패턴 또는 장문의 상을 결상하는 결상 광학계를 갖는다. 또한 생체 정보 취득부(4)는 손바닥을 상방을 향하여 손을 올려 놓기 위한 받침을 갖는다. 그리고 에리어 센서와 제1 및 제2 조명광원은, 받침의 상방에, 손을 사이에 두고 받침과 대향하도록 하방을 향하여 배치된다. 또한, 제1 조명광원은, 예를 들어 적외 발광 다이오드로 할 수 있다. 또한, 제2 조명광원은, 예를 들어 백색 발광 다이오드로 할 수 있다.
생체 정보 취득부(4)는 정맥 패턴을 촬영할 때, 예를 들어 처리부(7)로부터의 제어 신호에 따라, 제1 조명광원을 점등하고, 제2 조명광원을 소등하여 정맥 패턴을 촬영한다. 그리고 생체 정보 취득부(4)는, 그 촬영에 의해 얻어진 정맥 화상을 처리부(7)에 출력한다. 또한, 생체 정보 취득부(4)는 장문을 촬영할 때, 예를 들어 처리부(7)로부터의 제어 신호에 따라, 제1 조명광원을 소등하고, 제2 조명광원을 점등하여 장문을 촬영한다. 그리고 생체 정보 취득부(4)는, 그 촬영에 의해 얻어진 장문 화상을 처리부(7)에 출력한다.
스토리지 장치(5)는, 기억부의 일례이며, 예를 들어 자기 기록 디스크 및 그의 액세스 장치를 갖는다. 그리고 스토리지 장치(5)는 생체 인증 장치(1)에서 사용되는 애플리케이션 프로그램, 적어도 1인의 등록 이용자의 유저명, 유저 식별 번호 및 개인 설정 정보, 각종 데이터 등을 기억한다. 또한 스토리지 장치(5)는, 생체 인증 처리를 실행하기 위한 프로그램을 기억한다. 또한 스토리지 장치(5)는 등록 이용자 각각에 대하여, 등록 이용자의 생체 정보인 어느 한 손의 정맥 패턴의 특징을 나타내는 대조용 특징 정보를, 그 등록 이용자의 유저명, 유저 식별 번호와 같은 등록 이용자의 유저 식별 정보와 함께 기억한다.
본 실시 형태에서는, 대조용 특징 정보는, 정맥 화상 상에 표현된 정맥 패턴에 포함되는 각 정맥을 복수의 선분으로 근사적으로 나타낸 경우의 각 선분의 위치, 길이 및 기울기를 나타내는 정보를 포함한다. 각 선분의 위치는, 예를 들어 정맥 화상 상에서의 선분의 중점의 좌표로 표현된다. 또한 각 선분의 길이는, 예를 들어 선분의 양 끝점의 좌표 또는 선분의 양 끝점간의 거리로 표현된다. 그리고 각 선분의 기울기는, 예를 들어 정맥 화상 상에서의 수평 방향의 선과 그 선분이 이루는 각도로 표현된다.
또한, 등록 이용자의 대조용 특징 정보는, 후술하는 등록 처리에 의해 구해져, 스토리지 장치(5)에 기억된다.
메모리(6)는 기억부의 다른 일례이며, 예를 들어 불휘발성의 반도체 메모리 및 휘발성의 반도체 메모리를 갖는다. 그리고 메모리(6)는 처리부(7) 상에서 실행 중인 프로그램에서 사용되는 각종 데이터를 일시적으로 기억한다.
처리부(7)는 1개 또는 복수개의 프로세서 및 그의 주변 회로를 갖는다. 그리고 처리부(7)는 생체 인증 장치(1)의 각 부를 제어한다. 예를 들어, 처리부(7)는 생체 정보 취득부(4)를 제어하여, 생체 정보 취득부(4)에 이용자의 어느 한 손의 정맥 패턴과, 그 손바닥의 장문을 촬영시킨다. 그 때, 처리부(7)는 이용자가 손을 정지시키고 있을 수 있을 정도의 시간 내, 예를 들어 수백 msec 이내에, 정맥 패턴과 장문을 촬영시키는 것이 바람직하다. 그리고 처리부(7)는 생체 정보 취득부(4)로부터, 정맥 패턴이 표현된 정맥 화상과, 장문이 표현된 장문 화상을 얻는다. 처리부(7)는 장문 화상에 기초하여 정맥 화상에 표현된 정맥 패턴의 방향, 위치 및 스케일을 보정한다. 처리부(7)는 정맥 패턴의 방향, 위치 및 스케일이 보정된 정맥 화상으로부터 대조용 특징 정보를 추출한다. 그리고 처리부(7)는 그 대조용 특징 정보를 등록하거나, 혹은 그 대조용 특징 정보를 이용하여, 이용자를 인증할지 여부를 판정한다.
도 2는 처리부(7)의 기능 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 처리부(7)는 장문 특징점 추출부(11)와, 보정부(12)와, 특징 추출부(13)와, 대조부(14)와, 인증 판정부(15)와, 등록부(16)를 갖는다. 처리부(7)가 갖는 이들 각 부는, 처리부(7)가 갖는 프로세서 상에서 실행되는 컴퓨터 프로그램에 의해 실장되는 기능 모듈이다. 혹은, 처리부(7)가 갖는 이들 각 부는, 펌웨어로서 생체 인증 장치(1)에 실장되어도 된다.
장문 특징점 추출부(11), 보정부(12) 및 특징 추출부(13)는 생체 인증 처리 및 등록 처리의 양쪽에서 사용된다. 또한, 대조부(14) 및 인증 판정부(15)는 생체 인증 처리에 있어서 사용된다. 한편, 등록부(16)는 등록 처리에 있어서 사용된다. 이하에서는, 우선, 생체 인증 처리에 관련된 각 부에 대하여 설명한다.
장문 특징점 추출부(11)는 장문 화상으로부터, 정맥 화상의 위치 보정의 기준점으로 되는, 서로 상이한 위치에 있는 장문의 2개의 특징점을 추출한다.
도 3은 장문 화상의 일례를 나타내는 도면이다. 장문 화상(300)에는 손바닥의 장문이 도시되어 있다. 그 장문 중, 특히 감정선, 두뇌선, 혹은 생명선과 같은 주선은 굵은 주름이므로, 다른 주름과 비교하여 상대적으로 명확하다. 그로 인해, 주선은 장문 화상으로부터 정확하게 검출할 수 있을 가능성이 높다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 장문 특징점 추출부(11)는 주선의 끝점 중 가장 좌측에 있는 끝점과, 가장 우측에 있는 끝점을, 장문의 특징점으로서 추출한다. 도 3에 도시된 예에서는, 장문 화상(300)에는 오른손의 장문이 찍혀 있으므로, 생명선(301)의 엄지손가락측의 끝점 S와 감정선(302)의 새끼손가락측의 끝점 K가 특징점으로서 추출된다. 이에 의해, 생체 인증 장치(1)는 비교적 이격된 위치에 있는, 정확하게 검출할 수 있는 2개의 기준점에 기초하여 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 방향 등을 보정하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 특징점의 검출 오차 등에 의해 생기는 기준점의 위치 어긋남에 의한, 정맥 패턴의 방향 등의 보정에의 영향이 경감된다.
본 실시 형태에서는, 장문 특징점 추출부(11)는 장문의 특징점을 추출하기 위하여, 우선 장문 화상 상에서 손바닥이 찍혀 있는 피사체 영역과, 손바닥이 찍혀 있지 않은 배경 영역을 구별한다. 본 실시 형태에서는, 생체 정보 취득부(4)가 갖는 제2 조명광원과 에리어 센서가 손의 동일측과 대향하도록 배치되어 있으므로, 손바닥이 찍혀 있는 화소의 휘도값은, 손바닥이 찍혀 있지 않은 화소의 휘도값보다도 높다. 따라서 장문 특징점 추출부(11)는 예를 들어 피사체 판정 역치 이상의 휘도값을 갖는 화소의 집합을 피사체 영역으로서 추출한다. 피사체 판정 역치는, 예를 들어 미리 설정된 고정값(예를 들어, 10), 혹은 장문 화상 내의 각 화소의 휘도값의 평균값으로 설정된다.
이어서, 장문 특징점 추출부(11)는 피사체 영역을, 장문 판정 역치로 2치화함으로써, 손바닥 표면의 주름이 찍혀 있을 가능성이 있는 화소의 집합과, 그 이외의 화소의 집합에 2치화된 2치화 장문 화상을 작성한다. 예를 들어, 손바닥 표면의 주름이 찍혀 있는 화소의 휘도값은, 그 주위의 화소 휘도값보다도 낮다. 따라서, 장문 특징점 추출부(11)는 장문 판정 역치 이하의 휘도값을 갖는 화소를, 손바닥 표면의 주름이 찍혀 있는 화소로 하고, 장문 판정 역치보다도 높은 휘도값을 갖는 화소를, 손바닥 표면의 주름이 찍혀 있지 않은 화소로 한다. 장문 판정 역치는, 예를 들어 피사체 영역 내의 각 화소의 휘도값의 평균값으로 설정된다. 혹은, 장문 판정 역치는, 피사체 영역 내의 각 화소의 휘도값의 분포에 대하여 오츠의 2치화법(판별 분석법)을 적용함으로써 결정되어도 된다. 또한, 이하에서는, 설명의 편의상, 손바닥 표면의 주름이 찍혀 있는 화소를, 주름 화소라고 칭한다.
또한, 장문 특징점 추출부(11)는 피사체 영역 내의 각 화소에 대하여, 소벨(Sobel) 필터 또는 라플라시안 필터와 같은 에지 검출 필터를 적용함으로써 검출된 화소를 주름 화소로 해도 된다.
장문 특징점 추출부(11)는 2치화 장문 화상에 대하여, 주름 화소의 집합에 대하여 세선화 처리를 행함으로써, 주름 화소가 연결된 선을, 예를 들어 1화소폭을 가진 선으로 세선화한다. 장문 특징점 추출부(11)는 그 세선화된 2치화 장문 화상에 대하여 라벨링 처리를 행하여, 주름 화소가 연결된 선마다 상이한 라벨을 부여한다. 이에 의해, 주름 화소가 연결된 선 각각이 구별된다. 장문의 주선은 비교적 길므로, 장문 특징점 추출부(11)는 주름 화소가 연결된 선 중 긴 쪽부터 순서대로 소정 개수(예를 들어, 주선의 수인 4)의 선을 주선으로서 선택한다. 그리고 장문 특징점 추출부(11)는 어느 한 주선과 피사체 영역의 우측 끝의 교점 및 어느 한 주선과 피사체 영역의 좌측 끝의 교점을, 각각 장문의 특징점으로 한다. 장문 화상에 찍혀 있는 이용자의 점이 오른손인 경우, 장문 특징점 추출부(11)는 어느 한 주선과 피사체 영역의 우측 끝이 교차하는 점을, 생명선의 엄지손가락측의 끝점 S로 하고, 어느 한 주선과 피사체 영역의 좌측 끝이 교차하는 점을, 감정선의 새끼손가락측의 끝점 K로 한다.
또한, 주선 모두가, 피사체 영역의 우측 끝과 교차하지 않는 경우, 장문 특징점 추출부(11)는 주선의 끝점 중 가장 우측에 위치하는 끝점을 생명선의 엄지손가락측의 끝점 S로 해도 된다. 마찬가지로, 주선 모두가, 피사체 영역의 좌측 끝과 교차하지 않는 경우, 장문 특징점 추출부(11)는 주선의 끝점 중 가장 좌측에 위치하는 끝점을 감정선의 새끼손가락측의 끝점 K로 해도 된다.
또한, 장문 화상에 찍혀 있는 이용자의 점이 왼손인 경우, 상기한 실시예와는 반대로, 선택한 선과 피사체 영역의 좌측 끝이 교차하는 점이 생명선의 엄지손가락측의 끝점 S로 되고, 선택한 선과 피사체 영역의 우측 끝이 교차하는 점이 감정선의 새끼손가락측의 끝점 K로 된다.
장문 특징점 추출부(11)는 끝점 K의 좌표와 끝점 S의 좌표를 보정부(12)에 통지한다.
보정부(12)는 장문의 2개의 특징점인 끝점 K와 끝점 S를 연결하는 선의 방향에 따라, 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 방향을 보정한다. 본 실시 형태에서는, 보정부(12)는 또한 끝점 K와 끝점 S에 기초하여, 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 위치 및 스케일을 보정한다. 또한, 이하에서는, 설명의 편의상, 장문의 2개의 특징점에 대응하는, 방향, 위치 등의 보정의 기준으로서 이용되는, 정맥 화상 상의 2개의 점을 기준점이라고 칭한다.
본 실시 형태에서는, 장문 화상과 정맥 화상은, 모두 생체 정보 취득부(4)가 생성하고 있으므로, 장문 화상 상의 감정선의 끝점 K와 동일 위치에 있는, 정맥 화상의 화소 K'가 감정선의 끝점 K의 위치로 상정된다. 마찬가지로, 장문 화상 상의 생명선의 끝점 S와 동일 위치에 있는, 정맥 화상의 화소 S'가 생명선의 끝점 S의 위치로 상정된다. 따라서 보정부(12)는 화소 K'와 화소 S'를 기준점으로 한다.
보정부(12)는 정맥 화상 상에서 정맥 패턴이 소정의 위치로 되도록, 정맥 화상의 각 화소를 평행 이동시킨다. 그 때문에, 보정부(12)는 기준점 K'와 S'의 중점 C를 구한다. 그리고 보정부(12)는 중점 C와 정맥 화상의 중심의 어긋남량을 평행 이동량으로서 구하고, 중심 C가 정맥 화상의 중심으로 되도록, 정맥 화상의 각 화소를 그 평행 이동량만큼 평행 이동시킨다.
도 4의 (a)는 정맥 패턴의 위치 보정 후의 정맥 화상의 일례를 나타내는 도면이다. 정맥 화상(400)에서는, 기준점 K'와 S'의 중심 C가 정맥 화상(400)의 중심에 위치하도록, 각 화소가 평행 이동되고 있다.
이어서, 보정부(12)는 정맥 패턴의 방향이 소정의 방향을 향하도록, 정맥 화상의 각 화소를 회전시킨다. 본 실시 형태에서는, 보정부(12)는 기준점 K'와 S'를 연결하는 선이 정맥 화상 상에서 수평 방향을 향하도록, 수평 방향에 대한 그 선의 각도 θ를, 그 선의 방향으로서 구한다. 그리고 보정부(12)는 평행 이동 후의 정맥 화상에 있어서의, 기준점 K'와 S'의 중심 C를 회전 중심으로 하여, 정맥 화상의 각 화소를 각도 (-θ)만큼 회전시킨다.
도 4의 (b)는 정맥 패턴의 방향 보정 후의 정맥 화상의 일례를 나타내는 도면이다. 정맥 화상(410)에서는, 기준점 K'와 S'를 연결하는 선(411)이 수평 방향을 향하도록, 각 화소가 회전 이동되고 있다.
정맥 패턴의 방향 보정 후, 보정부(12)는 기준점 K'와 S'간의 거리가 소정 거리로 되도록, 정맥 패턴의 스케일을 보정한다. 본 실시 형태에서는, 보정부(12)는 기준점 K'와 S'간의 거리에 대한 정맥 화상의 수평 방향의 사이즈의 비를 스케일 조정량으로서 구한다. 보정부(12)는 기준점 K'와 S'간의 거리와 정맥 화상의 수평 방향의 사이즈가 동등해지도록, 정맥 화상의 각 화소에 대하여, 중심 C와 그 화소간의 거리에 스케일 조정량을 곱하여 얻어지는 보정 거리를 구한다. 그리고 보정부(12)는 정맥 화상의 각 화소에 대하여, 중심 C로부터 그 화소를 향하는 방향을 따라 보정 거리의 위치로 이동시킨다. 이에 의해, 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 방향, 위치 및 스케일이 보정된 정맥 화상이 얻어진다.
도 4의 (c)는 정맥 패턴의 스케일 보정 후의 정맥 화상의 일례를 나타내는 도면이다. 정맥 화상(420)에서는, 기준점 K'와 S'가 정맥 화상(420)의 화상끝에 위치하도록, 정맥 패턴의 스케일이 조정되어 있다.
또한, 보정부(12)는 기준점 K'와 S'에 기초하여, 정맥 화상의 각 화소의 위치를 실제로 이동시키기 전에, 평행 이동량, 회전 이동량 및 스케일 조정량을 구해도 된다. 그리고 보정부(12)는 평행 이동량, 회전 이동량 및 스케일 조정량으로부터 구해지는 아핀 변환 계수를 사용하여, 정맥 화상의 각 화소에 아핀 변환을 적용함으로써, 보정된 정맥 화상을 구해도 된다.
보정부(12)는 보정된 정맥 화상을 특징 추출부(13)에 전달한다.
특징 추출부(13)는 보정된 정맥 화상으로부터, 대조에 이용하기 위한 특징 정보인 대조용 특징 정보를 추출한다. 본 실시 형태에서는, 특징 추출부(13)는 보정된 정맥 화상 상에 찍혀 있는 각 정맥을 근사적으로 나타내는 복수의 선분을, 대조용 특징 정보로서 추출한다.
특징 추출부(13)는 장문 특징점 추출부(11)가 장문 화상으로부터 피사체 영역을 특정하는 것과 마찬가지의 처리를 정맥 화상에 적용함으로써, 정맥 화상 상에서 손이 찍혀 있는 피사체 영역과, 손이 찍혀 있지 않은 배경 영역을 구별한다.
이어서, 특징 추출부(13)는 피사체 영역 또는 피사체 영역의 내접 직사각형 영역을, 정맥 판정 역치로 2치화함으로써, 정맥이 찍혀 있을 가능성이 있는 화소의 집합과, 그 이외의 화소의 집합에 2치화된 2치화 정맥 화상을 작성한다. 예를 들어, 정맥이 찍혀 있는 화소의 휘도값은 그 주위의 화소 휘도값보다도 낮다. 따라서, 특징 추출부(13)는 정맥 판정 역치 이하의 휘도값을 갖는 화소를, 정맥이 찍혀 있는 화소로 하고, 정맥 판정 역치보다도 높은 휘도값을 갖는 화소를, 정맥이 찍혀 있지 않은 화소로 한다. 정맥 판정 역치는, 예를 들어 피사체 영역 내의 각 화소의 휘도값의 평균값으로 설정된다. 혹은, 정맥 판정 역치는, 피사체 영역 내의 각 화소의 휘도값의 분포에 대하여 오츠의 2치화법을 적용함으로써 결정되어도 된다. 또한, 이하에서는 설명의 편의상, 정맥이 찍혀 있는 화소를, 정맥 화소라고 칭한다.
특징 추출부(13)는 2치화 정맥 화상에 대하여, 정맥 화소의 집합에 대하여 세선화 처리를 행함으로써, 정맥 화소가 연결된 선을, 예를 들어 1화소폭을 가진 선으로 세선화한다. 세선화된 개개의 선은, 1개의 정맥을 나타낸다. 정맥은, 일반적으로 직선은 아니므로, 특징 추출부(13)는 세선화된 개개의 선을 복수의 선분으로 분할함으로써, 각 정맥을 복수의 선분으로 근사적으로 나타낸다.
특징 추출부(13)는 예를 들어 세선화된 개개의 선에 대하여, 이하의 처리를 실행함으로써, 그 선을 복수의 선분으로 분할한다. 또한, 이하에서는, 처리 대상으로 되는 세선화된 선을, 편의상, 주목선이라고 칭한다.
특징 추출부(13)는 주목선의 양끝을 연결하는 직선을 산출하고, 주목선 상의 각 화소와, 그 직선의 거리를 구한다. 그리고 특징 추출부(13)는 거리의 최댓값이 소정의 역치(예를 들어, 5) 이상인 경우, 주목선을 그 거리의 최댓값에 대응하는 화소로 분할한다.
특징 추출부(13)는 주목선을 분할함으로써 얻어진 개개의 선을 각각 다음의 주목선으로 하여, 상기한 처리를 실행한다. 특징 추출부(13)는 거리의 최댓값이 소정의 역치 미만으로 될 때까지, 상기한 처리를 반복하여 실행한다. 그리고 특징 추출부(13)는 거리의 최댓값이 소정의 역치 미만인 경우, 그 주목선을 1개의 선분으로 한다.
특징 추출부(13)는 얻어진 선분마다, 그 선분의 중점의 좌표를, 그 선분의 위치로서 산출한다. 또한, 특징 추출부(13)는 선분마다, 그 선분의 속성으로서, 그 선분의 길이 및 기울기를 산출한다. 그리고 생체 인증 처리가 행하여지는 경우, 특징 추출부(13)는 선분마다의 중점의 좌표, 길이 및 기울기를 포함하는 대조용 특징 정보를 대조부(14)에 출력한다.
또한, 특징 추출부(13)는 보정된 정맥 화상 그 자체, 혹은 보정된 정맥 화상으로부터 얻어진 2치화 정맥 화상을, 대조용 특징 정보로 해도 된다.
한편, 등록 처리가 행하여지는 경우, 특징 추출부(13)는 대조용 특징 정보를 등록부(16)에 출력한다.
대조부(14)는 이용자의 대조용 특징 정보와, 등록 이용자의 대조용 특징 정보를 사용하여, 이용자의 정맥 패턴과 등록 이용자의 정맥 패턴을 대조한다. 그리고 대조부(14)는 대조 처리의 결과로서, 이용자의 정맥 패턴이 등록 이용자의 정맥 패턴에 유사한 정도를 나타내는 대조 스코어를 구한다.
대조부(14)는 예를 들어 이용자의 대조용 특징 정보에 포함되는 각 선분에 대하여, 각각, 등록 이용자의 대조용 특징 정보에 포함되는 선분 중 가장 가까운 것과의 거리를 산출한다. 또한, 대조부(14)는 예를 들어 주목하는 2개의 선분 각각의 중점간의 거리를, 그 2개의 선분간의 거리로 할 수 있다. 혹은, 대조부(14)는, 주목하는 2개의 선분에 포함되는 각 화소 중 일치하지 않는 화소의 개수의 합계, 즉 해밍 거리를 산출해도 된다. 그리고 대조부(14)는 해밍 거리를 주목하는 2개의 선분 중 한쪽의 길이로 제산한 값, 혹은, 해밍 거리 그 자체를 그 2개의 선분간의 거리로 해도 된다.
대조부(14)는 이용자의 대조용 특징 정보에 포함되는 각 선분에 대하여 산출한 거리의 평균값의 역수를 대조 스코어로서 산출한다. 단, 거리의 평균값이 소정 값(예를 들어, 0.1 내지 1) 미만이면 대조부(14)는 대조 스코어를 취할 수 있는 최댓값(예를 들어, 1)으로 해도 된다.
또한 대조부(14)는 이용자의 대조용 특징 정보에 포함되는 선분 중 등록 이용자의 대조용 특징 정보에 포함되는 선분 중 가장 가까운 것까지의 거리가 소정 값 이하로 되는 선분의 수를, 이용자의 대조용 특징 정보에 포함되는 선분의 총 수로 제산한 수를 대조 스코어로 해도 된다.
또한, 대조용 특징 정보가 보정된 정맥 화상 그 자체인 경우, 대조부(14)는 이용자의 보정된 정맥 화상과 등록 이용자의 보정된 정맥 화상간의 정규화 상호 상관값을, 대조 스코어로서 산출해도 된다. 마찬가지로, 대조용 특징 정보가 보정된 정맥 화상으로부터 얻어진 2치화 정맥 화상인 경우도, 대조부(14)는 이용자의 2치화 정맥 화상과 등록 이용자의 2치화 정맥 화상간의 정규화 상호 상관값을 대조 스코어로서 산출해도 된다.
대조부(14)는 대조 스코어 및 등록 이용자의 식별 정보를 인증 판정부(15)에 전달한다.
인증 판정부(15)는 대조 스코어가 인증 판정 역치 이상으로 되는 경우, 이용자의 정맥 패턴과, 등록 이용자의 정맥 패턴은 일치한다고 판정한다. 그리고 인증 판정부(15)는 이용자를, 그 등록 이용자로서 인증한다. 인증 판정부(15)는 이용자를 인증하면, 그 인증 결과를 처리부(7)에 통지한다.
한편, 인증 판정부(15)는 대조 스코어가 인증 판정 역치 미만으로 되는 경우, 이용자의 정맥 패턴과 등록 이용자의 정맥 패턴은 일치하지 않는다고 판정한다. 이 경우에는, 인증 판정부(15)는 이용자를 인증하지 않는다. 인증 판정부(15)는 이용자의 인증에 실패한 것을 나타내는 인증 결과를 처리부(7)에 통지한다. 그리고 처리부(7)는 표시부(2)에 인증 결과를 나타내는 메시지를 표시시켜도 된다.
인증 판정 역치는, 어느 한 등록 이용자 본인이 이용자인 경우에만, 인증 판정부(15)가 인증에 성공하는 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 그리고 인증 판정 역치는, 등록 이용자와는 상이한 타인이 이용자인 경우에는 인증 판정부(15)가 인증에 실패하는 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 인증 판정 역치는, 대조 스코어의 취할 수 있는 최댓값과 최솟값의 차에 0.7을 곱한 값을, 유사도의 최솟값에 더한 값으로 할 수 있다.
도 5는 처리부(7)에 의해 실행되는 생체 인증 처리의 동작 흐름도이다.
처리부(7)는 입력부(3)를 통하여, 인증 대상으로 되는 등록 이용자를 특정하기 위한 유저 식별 정보를 취득한다(스텝 S101). 또한 처리부(7)는 생체 정보 취득부(4)로부터 인증을 받으려고 하는 이용자의 어느 한 손의 정맥 패턴이 찍힌 정맥 화상과, 그 손바닥의 장문이 찍힌 장문 화상을 수취한다(스텝 S102).
장문 특징점 추출부(11)는 장문 화상으로부터, 서로 상이한 위치에 있는, 장문의 2개의 특징점을 추출한다(스텝 S103).
보정부(12)는 2개의 장문의 특징점에 대응하는 정맥 화상 상의 기준점을 특정한다(스텝 S104). 그리고 보정부(12)는 그 2개의 기준점의 중점이 정맥 화상의 중심에 위치하도록, 정맥 화상의 각 화소를 평행 이동시킨다(스텝 S105). 또한, 보정부(12)는 평행 이동 후의 정맥 화상에 있어서, 2개의 기준점을 연결하는 선이 수평 방향을 향하도록, 정맥 화상의 각 화소를 회전 이동시킨다(스텝 S106). 또한, 보정부(12)는 회전 이동 후의 정맥 화상에 있어서, 2개의 기준점간의 거리가 정맥 화상의 수평 방향의 사이즈와 동등해지도록, 정맥 패턴의 스케일을 조정한다(스텝 S107). 이것에 의해 얻어진 보정된 정맥 화상을, 보정부(12)는 특징 추출부(13)에 절달한다.
특징 추출부(13)는 보정된 정맥 화상으로부터, 정맥 패턴을 근사적으로 나타내는 복수의 선분을 포함하는, 대조용 특징 정보를 추출한다(스텝 S108). 그리고 특징 추출부(13)는 대조용 특징 정보를 대조부(14)로 전달한다.
대조부(14)는 이용자의 대조용 특징 정보와, 입력부(3)를 통하여 얻어진 유저 식별 정보에 의해 특정되는 등록 이용자의 대조용 특징 정보를 대조함으로써, 이용자의 정맥 패턴과 등록 이용자의 정맥 패턴간의 대조 스코어를 산출한다(스텝 S109).
인증 판정부(15)는 대조 스코어가 인증 판정 역치 이상으로 되는지 여부를 판정한다(스텝 S110). 대조 스코어가 인증 판정 역치 이상인 경우(스텝 S110-"예"), 인증 판정부(15)는 이용자의 정맥 패턴과 등록 이용자의 정맥 패턴은 일치한다고 판정한다. 그리고 인증 판정부(15)는 이용자를, 등록 이용자로서 인증한다(스텝 S111). 인증 판정부(15)는 이용자를 인증하면, 그 인증 결과를 처리부(7)에 통지한다. 그리고 처리부(7)는 인증된 이용자가 생체 인증 장치(1)가 실장된 장치 혹은 생체 인증 장치(1)가 접속된 장치를 이용하는 것을 허가한다.
한편, 대조 스코어가 인증 판정 역치 미만인 경우(스텝 S110-"아니오"), 이용자의 정맥 패턴은 등록 이용자의 정맥 패턴과 일치하지 않는다고 판정한다. 그로 인해, 인증 판정부(15)는 이용자를 인증하지 않는다(스텝 S112). 그리고 인증 판정부(15)는 이용자를 인증하지 않는 것을 처리부(7)에 통지한다. 이 경우, 처리부(7)는 인증되지 않은 이용자가 생체 인증 장치(1)가 실장된 장치 혹은 생체 인증 장치(1)가 접속된 장치를 사용하는 것을 거부한다. 또한 처리부(7)는 표시부(2)에 인증에 실패한 것을 나타내는 메시지를 표시시켜도 된다.
스텝 S111 또는 S112 후, 처리부(7)는 생체 인증 처리를 종료한다.
또한, 소위 1:N 인증 방식이 채용되어 있는 경우, 즉 등록 이용자의 유저 식별 정보가 입력되지 않은 경우, 대조부(14)는 모든 등록 이용자에 대하여 대조 스코어를 산출한다. 그리고 대조부(14)는 대조 스코어가 최대로 되는 등록 이용자를 선택한다. 대조부(14)는 대조 스코어의 최댓값 및 그의 최댓값에 대응하는 등록 이용자의 유저 식별 정보를 인증 판정부(15)로 전달한다. 인증 판정부(15)는 대조 스코어의 최댓값이 인증 판정 역치 이상이면, 이용자를, 그 대조 스코어의 최댓값에 대응하는 등록 이용자로서 인증한다.
이어서, 등록 처리에 관련된 등록부(16)에 대하여 설명한다.
등록 처리에서도, 처리부(7)는 생체 정보 취득부(4)로부터 등록 대상의 이용자의 어느 한 손의 정맥 화상과 장문 화상을 수취한다. 그리고 처리부(7)의 장문 특징점 추출부(11)는 그 장문 화상으로부터 장문의 2개의 특징점을 추출한다. 또한 보정부(12)는 장문의 2개의 특징점에 대응하는, 정맥 화상 상의 2개의 기준점에 기초하여, 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 방향, 위치 및 스케일을 보정한다. 특징 추출부(13)는 보정된 정맥 화상으로부터 대조용 특징 정보를 추출하여, 대조용 특징 정보를 등록부(16)에 출력한다.
등록부(16)는 입력부(3)로부터, 등록 대상의 이용자의 유저명을 취득한다. 그리고 등록부(16)는 그 이용자에 대하여 일의적으로 설정되는 유저 식별 번호를 설정한다. 그리고 등록부(16)는 이용자의 유저명 및 유저 식별 번호를, 특징 추출부(13)로부터 수취한 대조용 특징 정보와 함께 스토리지 장치(5)에 기억한다. 이에 의해, 이용자는, 생체 인증 장치(1)가 실장된 장치의 사용이 허가되는 등록 이용자로서 등록된다.
이상 설명한 바와 같이, 생체 정보 보정 장치의 일례인 생체 인증 장치는, 정맥 패턴을 포함하는 손의 장문의 특징점을, 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 방향, 위치 및 스케일의 보정에 이용한다. 장문의 특징점과 정맥 패턴은, 비교적 가까운 위치에 있으며, 또한 장문의 특징점은 비교적 정확하게 검출할 수 있으므로, 이 생체 인증 장치는, 정맥 화상 상에 표현된 정맥 패턴을, 소정의 위치로 이동시켜, 소정의 방향으로 하면서, 또한 소정의 스케일로 할 수 있다. 그로 인해, 이 생체 인증 장치는, 대조 시와 등록 시에 있어서의, 정맥 패턴의 방향, 위치 또는 스케일의 어긋남에 의한, 대조 결과에의 영향을 경감시킬 수 있다.
이어서, 제2 실시 형태에 의한 생체 인증 장치에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에 의한 생체 인증 장치는, 생체 정보 취득부와는 별개로 설치된 장문 취득부에 의해 생성된 장문 화상을 이용하여, 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 방향 또는 위치 등을 보정한다.
도 6은 생체 정보 보정 장치의 제2 실시 형태에 의한 생체 인증 장치의 개략 구성도를 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, 생체 인증 장치(10)는 표시부(2)와, 입력부(3)와, 생체 정보 취득부(4)와, 스토리지 장치(5)와, 메모리(6)와, 처리부(7)와, 장문 취득부(8)를 갖는다.
제2 실시 형태에 의한 생체 인증 장치(10)는 제1 실시 형태에 의한 생체 인증 장치(1)와 비교하여, 장문 화상을 생성하는 장문 취득부(8)를, 정맥 화상을 생성하는 생체 정보 취득부(4)와는 별개로 갖는 점에서 상이하다. 따라서 이하에서는, 장문 취득부(8) 및 그의 관련 부분에 대하여 설명한다.
장문 취득부(8)는 대조에 이용되는 정맥 패턴을 갖는 이용자의 손의 장문을 손바닥측으로부터 촬영하여, 그 장문을 나타내는 장문 화상을 생성한다. 그 때문에, 예를 들어 장문 취득부(8)는 가시광을 발하는 조명광원과, 가시광에 감도를 가진 고체 촬상 소자의 2차원 어레이에 의해 형성되는 에리어 센서와, 에리어 센서 상에 장문의 상을 결상하는 결상 광학계를 갖는다. 또한, 본 실시 형태에서는, 생체 정보 취득부(4)가 갖는 결상 광학계의 화각과 장문 취득부(8)가 갖는 결상 광학계의 화각은 동등한 것으로 한다. 또한, 생체 정보 취득부(4)가 갖는 에리어 센서와 장문 취득부(8)가 갖는 에리어 센서는, 그들의 센서면이 서로 평행해지면서, 또한 그들의 센서면이 동일한 평면에 위치하도록 배치되는 것으로 한다. 또한, 그들의 에리어 센서의 화소수는 동일한 것으로 한다. 또한 장문 취득부(8)는 생체 정보 취득부(4)가 손의 정맥 패턴을 촬영할 때의 손의 위치로부터 이용자가 그 손을 움직이게 하지 않고 장문을 촬영할 수 있도록, 예를 들어 생체 정보 취득부(4)와 나란히 배치된다. 그리고 장문 취득부(8)는 생성한 장문 화상을 처리부(7)에 출력한다.
도 7은 제2 실시 형태에 의한 처리부(7)의 기능 블록도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 처리부(7)는 장문 특징점 추출부(11)와, 보정부(12)와, 특징 추출부(13)와, 대조부(14)와, 인증 판정부(15)와, 등록부(16)와, 대응짓기부(17)를 갖는다. 제2 실시 형태에 의한 처리부(7)는 제1 실시 형태에 의한 처리부(7)와 비교하여, 대응짓기부(17)를 갖는 점에서 상이하다. 따라서 이하에서는, 대응짓기부(17)에 대하여 설명한다.
대응짓기부(17)는 생체 정보 취득부(4)와 장문 취득부(8)의 위치 관계에 따라, 장문 화상으로부터 추출된 장문의 2개의 특징점 K, S에 대응하는 정맥 화상 상의 기준점을 특정한다. 본 실시 형태에서는, 생체 정보 취득부(4)와 장문 취득부(8)는 상이한 위치에 배치되어 있다. 그로 인해, 장문의 특징점 K, S에 대응하는 장문 화상 상의 위치와 정맥 화상 상의 위치는, 생체 정보 취득부(4)와 장문 취득부(8) 사이의 위치 관계에 따라 어긋난다.
본 실시 형태에서는, 생체 정보 취득부(4)의 에리어 센서와 장문 취득부(8)의 에리어 센서는, 화소수가 동일하고, 그들의 센서면이 동일 평면 상에 위치하도록 배치되어 있다. 또한, 생체 정보 취득부(4)의 결상 광학계의 화각과 장문 취득부(8)의 결상 광학계의 화각은 동일하다. 여기서, 생체 정보 취득부(4)의 촬영 범위의 중심이, 장문 취득부(8)의 촬영 범위의 중심에 대하여, 정맥 화상 및 장문 화상의 수평 또한 우측 방향에 대응하는 방향을 따라 h인치 이격되고, 또한 정맥 화상 및 장문 화상의 수직 또한 아래 방향에 대응하는 방향을 따라 v인치 이격되어 있는 것으로 한다. 그리고, 정맥 화상 및 장문 화상의 해상도가 n dot per inch(dpi)인 것으로 한다. 이 경우, 장문의 특징점 K, S에 대응하는 장문 화상 상의 위치와 정맥 화상 상의 위치는, 수평 방향으로 (h×n) 화소, 수직 방향으로 (v×n) 화소 어긋난다. 따라서 대응짓기부(17)는 장문 화상 상의 장문의 특징점 K, S에 대응하는 화소의 좌표로부터, 각각 수평 방향으로 (h×n) 화소를 감하면서, 또한 수직 방향으로 (v×n) 화소를 감한 위치를, 기준점 K', S'로 한다.
또한, 생체 정보 취득부(4)의 결상 광학계의 화각과, 장문 취득부(8)의 결상 광학계의 화각은 상이해도 된다. 또한, 생체 정보 취득부(4)의 에리어 센서의 화소수와 장문 취득부(8)의 에리어 센서의 화소수는 서로 상이해도 된다. 또한, 생체 정보 취득부(4)의 에리어 센서의 센서면과, 장문 취득부(8)의 에리어 센서의 센서면은, 서로 상이한 평면에 위치하도록, 그들 에리어 센서는 배치되어도 된다. 이러한 경우에는 장문 화상 상의 화소의 위치에 의해, 정맥 화상 상의 대응하는 화소까지의 위치 어긋남량이 상이하다. 따라서, 예를 들어 장문 화상 상의 화소마다, 그 화소의 좌표와, 대응하는 정맥 화상 상의 화소의 좌표의 대응 관계를 나타내는 참조 테이블이 미리 스토리지 장치(5)에 기억된다. 그리고 대응짓기부(17)는 그 참조 테이블을 참조함으로써, 장문 화상 상의 장문의 특징점 K, S에 대응하는, 정맥 화상 상의 기준점 K', S'의 좌표를 특정하면 된다.
대응짓기부(17)는 정맥 화상 상의 기준점 K', S'의 좌표를 보정부(12)로 전달한다. 그리고 보정부(12)는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기준점 K', S'에 기초하여, 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 위치, 방향 및 스케일을 보정한다.
제2 실시 형태에 의하면, 생체 인증 장치는, 정맥 패턴을 촬영하는 생체 정보 취득부와 장문을 촬영하는 장문 취득부를 동일 장치로 할 수 없어도, 장문의 특징점에 기초하여, 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 위치, 방향 및 스케일을 보정할 수 있다.
또한, 상기한 각 실시 형태의 변형예에 의하면, 장문 특징점 추출부(11)는 장문의 주선 중 2개를 곡선 근사하여 얻어진 2개의 근사 곡선에 대하여, 서로 이루는 각도가 최소로 되는 접선의 조를 구해도 된다. 그리고 장문 특징점 추출부(11)는 그 접선의 조에 포함되는 각 접선과 대응하는 근사 곡선의 접점을, 장문의 특징점으로 해도 된다. 이하에서는, 장문 특징점 추출부(11)가 감정선과 생명선을 곡선 근사하는 경우에 대하여 설명한다.
이 경우, 장문 특징점 추출부(11)는 상기한 실시 형태와 마찬가지로, 선택된 주름 화소가 연결된 선 중 한쪽의 끝점이 가장 엄지손가락측의 피사체 영역의 경계에 가까운 선을 생명선으로 한다. 또한, 장문 특징점 추출부(11)는 선택된 주름 화소가 연결된 선 중, 한쪽의 끝점이 가장 새끼손가락측의 피사체 영역의 경계에 가까운 선을 감정선으로 한다.
장문 특징점 추출부(11)는 감정선 및 생명선을, 예를 들어 최소 제곱법을 사용하여, 원, 타원, 혹은 쌍곡선 등의 2차 곡선으로 근사한다. 혹은, 장문 특징점 추출부(11)는 감정선 및 생명선에 대하여 스플라인 보간을 적용함으로써, 3차 이상의 곡선으로 근사해도 된다.
예를 들어, 감정선 및 생명선이, 각각, 다음 식과 같이 타원을 나타내는 곡선으로 근사된 것으로 한다.
Figure 112015093183453-pat00001
여기서, (1) 식은, 감정선을 나타내는 근사 곡선이며, (2) 식은, 생명선을 나타내는 근사 곡선이다. 그리고 ak, bk, ck, dk, as, bs, cs, ds는, 각각 상수이다. 또한, x, y는, 각각 장문 화상 상의 수평 방향의 좌표 및 수직 방향의 좌표를 나타낸다. 감정선의 접선 및 생명선의 접선을, 그 근사 곡선에 대한 접선으로 나타내는 것으로 한다. 이 경우, 감정선의 근사 곡선 상의 좌표(ik, jk)에 있어서의, 감정선의 접선의 기울기 gk 및 생명선의 근사 곡선 상의 좌표(is, js)에 있어서의, 생명선의 접선의 기울기 gs는 다음 식으로 표현된다.
Figure 112015093183453-pat00002
장문 특징점 추출부(11)는 (ik, jk)와 (is, js)의 조를 바꾸면서, gk와 gs를 산출한다. 장문 특징점 추출부(11)는 gk=gs로 되는, (ik, jk)와 (is, js)의 조가 검출된 경우, (ik, jk)를 장문의 특징점 K로 하고, (is, js)를 특징점 S로 한다. 또한, gk=gs로 되는, (ik, jk)와 (is, js)의 조가 복수 검출된 경우, 장문 특징점 추출부(11)는 거리가 최대로 되는 (ik, jk)와 (is, js)의 조에 있어서의 (ik, jk)를 장문의 특징점 K로 하고, (is, js)를 특징점 S로 한다.
도 8의 (a)는 이 변형예에 있어서 추출되는 장문의 특징점을 도시하는 도면이다. 도 8의 (a)에 도시하는 장문 화상(800)에 있어서, 생명선의 근사 곡선(801)의 점 S에 있어서의 접선(802)과, 감정선의 근사 곡선(803)의 점 K에 있어서의 접선(804)은, 서로 평행하게 되어 있다. 이 경우, 접선(802)과 접선(804)이 이루는 각은 0°, 즉 근사 곡선(801)의 접선과 근사 곡선(803)의 접선의 조 중에서, 접선(802)과 접선(804)의 조는, 서로 이루는 각이 최소로 된다. 그로 인해, 점 S와 점 K가 장문의 특징점으로서 추출된다.
한편, gk=gs로 되는 (ik, jk)와 (is, js)의 조가 없는 경우, 장문 특징점 추출부(11)는 (ik, jk)와 (is, js)의 조마다, (ik, jk)와 (is, js)를 연결하는 선분 ks와 (ik, jk)에 있어서의 감정선의 접선이 이루는 각 θk와, 선분 ks와 (is, js)에 있어서의 생명선의 접선이 이루는 각 θs를 구한다. 그리고 장문 특징점 추출부(11)는 (tanθk+tanθs)가 최소로 될 때의 (ik, jk)를 특징점 K로 하고, (is, js)를 특징점 S로 한다.
도 8의 (b)는 이 변형예에 있어서 추출되는 장문의 특징점을 도시하는 도면이다. 도 8의 (b)에 도시하는 장문 화상(810)에 있어서, 생명선의 근사 곡선(811)의 점 S에 있어서의 접선(812)과, 점 S와 점 K를 연결하는 선(815)이 이루는 각이 θs로 표현된다. 또한, 감정선의 근사 곡선(813)의 점 K에 있어서의 접선(814)과 선(815)이 이루는 각이 θk로 표현된다. 그리고, 점 S와 점 K에 대하여, (tanθk+tanθs)가 최소로 되는 경우, 점 S와 점 K가 장문의 특징점으로서 추출된다.
이 변형예에 의하면, 장문의 주선과 피사체 영역의 단부가 교차하지 않는 경우에도, 장문 특징점 추출부(11)는 장문 화상 상에서 검출이 비교적 용이한 주선에 기초하여, 장문의 특징점을 추출할 수 있다.
또한, 장문 특징점 추출부(11)는 피사체 영역의 단부와 주선이 교차하는지 의 여부에 따라, 정맥 패턴의 위치, 방향 등의 보정에 이용하는 특징점을 전환해도 된다. 예를 들어, 장문 특징점 추출부(11)는 생명선을 그 엄지손가락측의 끝점으로부터 생명선을 따라 연신된 선과 피사체 영역의 엄지손가락측의 단부가 교차하고, 또한 감정선을 그 새끼손가락측의 끝점으로부터 감정선을 따라 연신된 선과 피사체 영역의 새끼손가락측의 단부가 교차하는지의 여부를 판정한다. 또한, 생명선, 감정선으로부터 연신되는 선은, 예를 들어 스플라인 보간에 의해 구할 수 있다. 생명선을 연신시킨 선과 감정선을 연신시킨 선의 양쪽이 피사체 영역의 단부와 교차하는 경우, 장문 특징점 추출부(11)는 생명선의 엄지손가락측의 끝점을 장문의 특징점 S로 하고, 감정선의 새끼손가락측의 끝점을 특징점 K로 한다. 한편, 생명선을 연신시킨 선과 감정선을 연신시킨 선 중 적어도 어느 하나가 피사체 영역의 단부와 교차하지 않는 경우, 장문 특징점 추출부(11)는 상기한 변형예와 같이, 감정선과 생명선의 근사 곡선의 접선에 기초하여, 장문의 특징점 K, S를 구해도 된다. 이와 같이, 피사체 영역의 단부와 주선이 교차하는지의 여부에 따라, 추출되는 장문의 특징점을 전환함으로써, 장문 특징점 추출부(11)는, 보다 추출하기 쉬운 쪽의 특징점을 이용할 수 있다.
또한, 다른 변형예에 의하면, 생체 인증 처리의 실행 시에 있어서 취득된 정맥 화상에 대하여, 보정부(12)는 등록 시에 있어서 취득된 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 위치, 방향 등에 일치시키도록, 정맥 화상 상의 정맥 패턴을 보정해도 된다. 이 경우에는, 등록 처리의 실행 시에 있어서, 보정부(12)는 정맥 화상 상의 정맥 패턴의 방향, 위치 등을 보정하지 않아도 된다. 그 대신, 보정부(12)는 정맥 화상 상에서의 기준점 K'와 S'의 중점 C의 좌표, K'와 S'를 연결하는 선의 수평 방향에 대한 각도, K'와 S'간의 거리를 구하고, 그들을 등록부(16)에 전달한다. 등록부(16)는 대조용 특징 정보와 함께, 중점 C의 좌표, K'와 S'를 연결하는 선의 수평 방향에 대한 각도, K'와 S'간의 거리를, 스토리지 장치(5)에 기억한다.
생체 인증 처리의 실행 시에 있어서, 보정부(12)는 스토리지 장치(5)로부터, 중점 C의 좌표, K'와 S'를 연결하는 선의 수평 방향에 대한 각도, K'와 S'간의 거리를 읽어들인다. 그리고 보정부(12)는 생체 인증 처리 시에 취득된 정맥 화상에 있어서의 중점 C와 읽어들인 중점 C가 일치하도록 그 정맥 화상의 각 화소를 평행 이동시킨다. 또한 보정부(12)는 생체 인증 처리 시에 취득된 정맥 화상에 있어서의, K'와 S'를 연결하는 선의 방향과, 읽어들인 기울기가 일치하도록, 중점 C를 회전 중심으로 하여, 그 정맥 화상의 각 화소를 회전 이동시킨다. 또한 보정부(12)는 생체 인증 처리 시에 취득된 정맥 화상에 있어서의, K'와 S'간의 거리와, 읽어들인 거리가 일치하도록, 회전 보정된 정맥 화상의 스케일을 보정한다.
또 다른 변형예에 의하면, 보정부(12)는 정맥 화상 상의 정맥 패턴 대신에 특징 추출부(13)에 의해 대조용 특징 정보로서 추출된, 정맥 패턴의 특징 부분인 각 선분의 위치, 길이 및 기울기를 보정해도 된다. 이 경우에는, 보정부(12)는 기준점 K'와 S'에 기초하여 구해진 평행 이동량, 회전 이동량 및 스케일 조정량으로부터 구해지는 아핀 변환 계수를 사용하여 각 선분의 양 끝점을 아핀 변환함으로써, 보정된 각 선분의 위치, 길이 및 기울기를 구할 수 있다.
이 변형예에 의하면, 보정 대상으로 되는 점의 수가 정맥 화상 상의 정맥 패턴 그 자체를 보정하는 것보다도 적어도 되므로, 보정부(12)의 연산량이 삭감된다.
또 다른 변형예에 의하면, 생체 정보 취득부(4)가 이용자의 손의 정맥 패턴을 촬영하여 얻어진 정맥 화상에, 그 손의 장문이 찍히는 경우도 있다. 이 경우에는, 장문 특징점 추출부(11)는 정맥 화상으로부터 장문의 2개의 특징점을 추출해도 된다. 이 경우, 상기한 실시 형태와 마찬가지의 처리를 정맥 화상에 대하여 실행하여 얻어지는, 피사체 영역 내의 세선화된 선에는, 정맥 패턴뿐만 아니라, 장문의 주선도 포함된다. 그러나, 장문의 주선은 비교적 길고, 또한 피사체 영역의 단부 근방까지 연신되어 있다. 따라서, 장문 특징점 추출부(11)는 일단이 피사체의 영역의 단부로부터 소정 거리(예를 들어, 5화소) 이내에 있는 세선화된 선 중 긴 쪽부터 순서대로 소정 개수의 선을, 주선으로 하면 된다.
도 9는 상기한 각 실시 형태 또는 그 변형예에 의한 생체 인증 처리 또는 등록 처리를 실행하는, 컴퓨터 시스템의 일례의 개략 구성도이다.
예를 들어, 컴퓨터 시스템(100)은 적어도 1대의 단말기(110)와 서버(120)를 갖는다. 그리고 단말기(110)와 서버(120)는 유선 또는 무선의 통신 네트워크(130)를 개재하여 접속된다. 또한, 도 9에 있어서, 컴퓨터 시스템(100)이 갖는 구성 요소 중, 도 1에 도시한 생체 인증 장치(1)가 갖는 구성 요소 중 어느 1개와 대응하는 구성 요소에는, 생체 인증 장치(1)가 갖는 구성 요소의 참조 번호와 동일한 참조 번호를 부여했다.
이 시스템에서는, 단말기(110)는 예를 들어 고정적으로 설치되는 단말기이며, 표시부(2), 입력부(3) 및 생체 정보 취득부(4)를 갖는다. 단말기(110)는 기억부(21)와, 화상 취득 제어부(22)와, 인터페이스부(23)를 더 갖는다.
기억부(21)는 예를 들어 반도체 메모리 회로를 갖고, 생체 정보 취득부(4)에 의해 생성된 정맥 화상을 일시적으로 기억한다. 또한 화상 취득 제어부(22)는 1개 또는 복수의 프로세서와 그 주변 회로를 갖고, 단말기(110)의 각 부를 제어하면서, 또한 단말기(110)로 동작하는 각종 프로그램을 실행한다. 그리고 화상 취득 제어부(22)는 생체 정보 취득부(4)에 의해 생성된 정맥 화상 및 장문 화상을, 단말기(110)를 통신 네트워크(130)와 접속하기 위한 인터페이스 회로를 갖는 인터페이스부(23)를 통하여 서버(120)에 송신한다. 또한 화상 취득 제어부(22)는 입력부(3)를 통하여 입력된 유저 식별 정보도 서버(120)에 송신해도 된다.
서버(120)는 스토리지 장치(5)와, 메모리(6)와, 처리부(7)와, 서버(120)를 통신 네트워크(130)와 접속하기 위한 인터페이스 회로를 갖는 인터페이스부(24)를 갖는다. 서버(120)의 처리부(7)는 인터페이스부(24)를 통하여 수신한 정맥 화상 및 장문 화상을 사용하여, 상기한 각 실시 형태의 어느 하나 또는 그 변형예에 의한 처리부가 갖는 각 부의 기능을 실현함으로써, 생체 인증 처리 또는 등록 처리를 실행한다. 그리고 서버(120)는 생체 인증 처리를 실행하는 경우, 인증에 성공했는지 여부의 판정 결과를 인터페이스부(24)를 통하여 단말기(110)에 답신한다.
혹은, 단말기(110)의 화상 취득 제어부(22)가, 상기한 각 실시 형태에 의한 처리부의 기능 중, 장문 특징점 추출부(11), 대응짓기부(17), 보정부(12) 및 특징 추출부(13)의 처리를 실행해도 된다. 이 경우, 단말기(110)로부터 서버(120)에, 이용자의 정맥 화상으로부터 추출된 대조용 특징 정보와 이용자의 식별 정보가 서버(120)에 송신되어도 된다. 한편, 서버(120)의 처리부(7)는 상기한 각 실시 형태에 의한 처리부의 기능 중, 장문 특징점 추출부(11), 대응짓기부(17), 보정부(12) 및 특징 추출부(13) 이외의 처리를 실행한다. 이에 의해, 서버(120)의 부하가 경감되므로, 동시에 다수의 생체 인증 처리가 실행되어도, 컴퓨터 시스템(100)은 이용자에 대한 대기 시간을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 각 실시 형태에 의한 처리부의 기능을 컴퓨터에 실현시키는 명령을 갖는 컴퓨터 프로그램은, 자기 기록 매체, 광기록 매체 혹은 불휘발성의 반도체 메모리와 같은, 기록 매체에 기록된 형태로 제공되어도 된다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에는, 반송파는 포함되지 않는다.
여기에 예시된 모든 예 및 특정한 용어는, 독자가, 본 발명 및 당해 기술의 촉진에 대한 본 발명자에 의해 기여된 개념을 이해하는 것을 돕는, 교시적인 목적에 있어서 의도된 것이며, 본 발명의 우위성 및 열등성을 나타내는 것에 관한, 본 명세서의 어떤 예의 구성, 그러한 특정한 예시된 예 및 조건에 한정하지 않도록 해석되어야 할 것이다. 본 발명의 실시 형태는 상세하게 설명되고 있지만, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고, 여러 변형, 치환 및 수정을 이것에 가하는 것이 가능함을 이해바란다.
1, 10 생체 인증 장치(생체 정보 보정 장치)
2 표시부
3 입력부
4 생체 정보 취득부
5 스토리지 장치
6 메모리
7 처리부
8 장문 취득부
11 장문 특징점 추출부
12 보정부
13 특징 추출부
14 대조부
15 인증 판정부
16 등록부
17 대응짓기부
100 컴퓨터 시스템
110 단말기
120 서버
130 통신 네트워크
21 기억부
22 화상 취득 제어부
23, 24 인터페이스부

Claims (7)

  1. 장문 취득부에 의해 이용자의 손의 장문(掌紋)이 촬영되어 얻어진, 상기 장문이 표현된 제1 화상으로부터, 상기 장문의 2개의 특징점을 추출하는 장문 특징점 추출부와,
    상기 손의 정맥 패턴을 촬영하여 상기 손의 정맥 패턴이 표현된 제2 화상을 생성하는 생체 정보 취득부와 상기 장문 취득부의 위치 관계에 따라, 상기 제1 화상 상의 상기 장문의 2개의 특징점에 대응하는, 상기 제2 화상 상의 2개의 점을 특정하는 대응짓기부와,
    상기 제2 화상 상의 상기 2개의 점을 연결하는 선의 방향에 따라 상기 제2 화상 상의 상기 정맥 패턴 또는 상기 제2 화상으로부터 추출되는 상기 정맥 패턴의 특징 부분을 회전시키는 보정부를 갖는, 생체 정보 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장문 특징점 추출부는, 상기 장문의 제1 주선 상의 점과 상기 장문의 제2 주선 상의 점을, 상기 2개의 특징점으로서 추출하는, 생체 정보 보정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 장문 특징점 추출부는, 상기 제1 화상 상에서 상기 장문이 찍혀 있는 영역을 검출하고, 상기 제1 주선의 상기 영역의 제1 단부에 가까운 쪽의 제1 끝점을 상기 2개의 특징점 중 1개로서 추출하고, 상기 제2 주선의 상기 영역의 상기 제1 단부와 반대측의 제2 단부에 가까운 쪽의 제2 끝점을 상기 2개의 특징점 중 다른 1개로서 추출하는, 생체 정보 보정 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 장문 특징점 추출부는, 상기 제1 주선을 곡선 근사하여 얻어지는 제1 곡선의 접선과 상기 제2 주선을 곡선 근사하여 얻어지는 제2 곡선의 접선의 조(組) 중, 서로 이루는 각이 최소로 되는 접선의 조에 포함되는 제1 접선과 상기 제1 곡선의 접점을 상기 2개의 특징점 중 1개로서 추출하고, 서로 이루는 각이 최소로 되는 상기 접선의 조에 포함되는 제2 접선과 상기 제2 곡선의 접점을 상기 2개의 특징점 중 다른 1개로서 추출하는, 생체 정보 보정 장치.
  5. 장문 취득부에 의해 이용자의 손의 장문이 촬영되어 얻어진, 상기 장문이 표현된 제1 화상으로부터, 상기 장문의 2개의 특징점을 추출하고,
    상기 손의 정맥 패턴을 촬영하여 상기 손의 정맥 패턴이 표현된 제2 화상을 생성하는 생체 정보 취득부와 상기 장문 취득부의 위치 관계에 따라, 상기 제1 화상 상의 상기 장문의 2개의 특징점에 대응하는, 상기 제2 화상 상의 2개의 점을 특정하고,
    상기 제2 화상 상의 상기 2개의 점을 연결하는 선의 방향에 따라 상기 손의 정맥 패턴이 생체 정보 취득부에서 촬영되어 얻어진 제2 화상 상의 상기 정맥 패턴 또는 상기 제2 화상으로부터 추출되는 상기 정맥 패턴의 특징 부분을 회전시키는 것을 포함하는, 생체 정보 보정 방법.
  6. 장문 취득부에 의해 이용자의 손의 장문이 촬영되어 얻어진, 상기 장문이 표현된 제1 화상으로부터, 상기 장문의 2개의 특징점을 추출하고,
    상기 손의 정맥 패턴을 촬영하여 상기 손의 정맥 패턴이 표현된 제2 화상을 생성하는 생체 정보 취득부와 상기 장문 취득부의 위치 관계에 따라, 상기 제1 화상 상의 상기 장문의 2개의 특징점에 대응하는, 상기 제2 화상 상의 2개의 점을 특정하고,
    상기 제2 화상 상의 상기 2개의 점을 연결하는 선의 방향에 따라 상기 손의 정맥 패턴이 생체 정보 취득부에서 촬영되어 얻어진 제2 화상 상의 상기 정맥 패턴 또는 상기 제2 화상으로부터 추출되는 상기 정맥 패턴의 특징 부분을 회전시키는 것을 컴퓨터에 실행시키기 위한 생체 정보 보정용 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한, 기록 매체.
  7. 삭제
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