TW201510882A - 個人認證方法、系統及其認證圖像取得裝置、模板圖像取得裝置 - Google Patents

Abstract

本發明利用可視光用的圖像取得部分(例如可視光照相機)，從拍攝的一個原始圖像資料中，提取被認證者手掌的靜脈圖案特徵和掌紋形狀特徵，是高精度的簡便可行的個人認證技術。認證用光源11、將至少包括可視光領域的紅色光向人體手掌照射。認證用圖像取得部分12、由認證用光源11照射，而且取得由人體手掌反射的光構成的至少一張的反射圖像。認證用圖像處理部分13、透過對反射圖像的圖像處理，從一張反射圖像中，分別提取手掌的認證用的掌紋形狀和靜脈形狀，形成認證用資料。

Description

個人認證方法、系統及其認證圖像取得裝置、模板圖像取得裝置

本發明是關於利用生物資訊進行個人認證的技術。詳細而言，本發明就是從一個手掌的圖像資料中提取稱為靜脈圖案和掌紋形狀的複數的生物資訊，並利用這些生物資訊進行認證的技術。

由於掌紋是人體表面的資訊，其特徵容易取得，但另一方面、透過掌紋進行個人認證容易被偽造。由於靜脈的血管圖案是身體內的資訊，有難以被偽造的優點，其運用範圍正在擴大。而且最近為提高生物認證的精度，有人提議使用以靜脈圖案的認證為基礎、透過與其他生物認證相結合的生物複數要素的認證方法(多要素認證)。

例如，在日本公開2010-152706號公報(下述專利文獻1)中，提議使用手掌的靜脈圖案和手掌的輪廓形狀相結合的2要素認證。在日本公開2009-175810號公報(下述專利文獻2)中，提議使用手掌靜脈形狀和手指靜脈形狀進行認證的技術。在日本公開2006-120026號公報(下述專利文獻3)中，提議使用透過一次性的動作從手指和手提取複數的靜脈圖案的個人認證裝置。

為了透過這些技術取得靜脈圖案，需用近紅外線照射物件者的手指和手，拍攝此紅外線構成的圖像。由 於近紅外線容易穿透生物體內、在靜脈部分吸收率很高，透過使用能拍攝近紅外線的照相機，可取得顯示靜脈部分的圖像。但是，上述技術的不便之處在於，必須具有能發出近紅外線以及可拍攝的專用裝置。

作為解決這些狀況的手法之一，發明者提議WO 2012/014300號國際公開公報的技術。利用此技術、將兩個可視光用的照相機相向配置，可透過這兩個照相機同時拍攝手背的靜脈圖案和手掌的掌紋形狀來進行個人認證。

【先端技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本公開2010-152706號公報

【專利文獻2】日本公開2009-175810號公報

【專利文獻3】日本公開2006-120026號公報

【專利文獻4】WO 2012/014300號國際公開公報

本發明是借鑒了上述情況而發明的。本發明的主要目的是利用可視光用的圖像取得部分(例如可視光用照相機)，從拍攝的一個原始圖像資料中，提取被認證者手掌的靜脈圖案特徵和掌紋形狀特徵、提供高精度的簡便可行的個人認證技術。

(技術手段1)

一種認證圖像取得裝置，包括： 具備認證用光源、認證用圖像取得部分、認證用圖像處理部分；上述認證用光源至少包括可視光領域的紅色光、可對人體手掌進行照射；上述認證用圖像取得部分，透過上述認證用光源照射、而且取得上述人體手掌反射的光構成的至少一張的反射圖像；上述認證用圖像處理部分，是透過對上述反射圖像進行圖像處理，從一張上述反射圖像中分別提取上述手掌的認證用的掌紋形狀和靜脈形狀，進行認證用資料形成處理的認證圖像取得裝置。

(技術手段2)

根據技術手段1所述的認證圖像取得裝置，其中上述認證用圖像處理部分、透過將對應上述反射圖像的資料轉變成基於RGB色彩空間的R信號、G信號、B信號的灰度值，並進行上述掌紋形狀提取的處理；而且，上述認證圖像取得部分、將對應上述反射圖像的資料轉變成HSV色彩空間，在這個HSV色彩空間上變更H信號的相位和S信號的強度，其後作為將上述HSV色彩空間轉變為RGB色彩空間以及CMYK色彩空間所得到的色彩信號、提取上述靜脈形狀。

(技術手段3)

根據技術手段1或2所述的認證圖像取得裝置，其中 上述認證用圖像處理部分、透過將提取的上述認證用的掌紋形狀和靜脈形狀進行合成，進一步施行上述認證用資料形成的處理。

(技術手段4)

根據技術手段1至3中任一項所述的認證圖像取得裝置，其中上述認證用光源和上述圖像取得部分、全部安裝在一個攜帶型終端。

(技術手段5)

根據技術手段4所述的認證圖像取得裝置，其中上述攜帶型終端具有可向外部發出包括紅色光的顯示畫面，上述認證用光源由上述顯示畫面構成。

(技術手段6)

一種模板圖像取得裝置，具備模板用光源、模板用圖像取得部分、模板圖像處理部分、模板資料記憶部分；上述模板用光源、至少包括可視光領域的紅色光，可向人體手掌照射；上述模板用圖像取得部分、由上述模板用光源照射、而且取得上述人體手掌反射的光所構成的至少一張彩色的反射圖像；上述至少一張彩色的反射圖像、具有RGB色彩空間的RGB圖元值或與其等值的圖元值； 上述模板用圖像處理部分、透過對上述一張彩色的反射圖像的圖像處理，從上述一張彩色的反射圖像中，分別提取上述手掌的模板用掌紋形狀和靜脈形狀、進行模板資料形成的處理；上述模板資料記憶部分，是記憶上述模板資料。

(技術手段7)

一種個人認證系統，包括：認證圖像取得裝置，係如技術手段1至5中任一項所述之認證圖像取得裝置；模板圖像取得裝置，係如技術手段6所述之模板圖像取得裝置；核對部分、是透過對在上述認證圖像取得裝置所取得的上述認證用資料、和上述模板資料記憶部分所記憶的上述模板資料進行核對、施行個人認證。

(技術手段8)

如技術手段7所述的個人認證系統，具備認證處理驅動裝置、核對結果變換裝置、核對結果接受裝置；其中上述認證處理驅動裝置在符合既定條件時，要求上述認證圖像取得裝置開始進行認證處理；上述核對結果變換裝置接受上述核對部分的核對結果；而且，上述核對結果變換裝置、在上述核對的結果顯示個人認證成功時，對該個人或該個人使用的終端形成唯 一代碼，上述核對結果接受裝置、接受由上述核對結果變換裝置形成的上述代碼。

(技術手段9)

一種個人認證方法，具備以下步驟：(1)從至少發出可視光領域的紅色光的認證用光源發光，而且取得由人體手掌反射的光所構成的至少一張彩色的反射圖像的步驟；在此，至少一張彩色的反射圖像、具有RGB色彩空間的RGB圖元值或與其等值的圖元值；(2)透過對上述一張彩色的反射圖像的圖像處理，從上述一張彩色的反射圖像中，將上述手掌的認證用的掌紋形狀和靜脈形狀作為認證用資料分別提取的步驟；(3)將上述認證用資料與預先登錄的模板資料進行核對、認證的步驟。

(技術手段10)

如技術手段9所述之個人認證方法，上述認證用資料、包括對應上述掌紋形狀的第1認證用資料和對應上述靜脈形狀的第2認證用資料；上述認證、包括一次認證和在此一次認證之後進行的二次認證；上述一次認證利用上述第1認證用資料施行，上述二次認證利用上述第2認證用資料施行。

(技術手段11)

如技術手段9所述之個人認證方法，上述認證用資料、包括對應上述掌紋形狀的第1認證用資料和對應上述靜脈形狀的第2認證用資料結合構成的第3認證用資料；上述認證利用上述第3認證用資料施行。

(技術手段12)

如技術手段10至12中任一項所述之個人認證方法，具備上述認證之前進行的下列步驟：(a)從至少發出可視光領域的紅色光的模板用光源發光，而且取得由人體手掌反射的光構成的至少一張的反射圖像的步驟；(b)透過對上述反射圖像的圖像處理，從一張上述反射圖像中，作為模板資料分別提取上述手掌的模板用的掌紋形狀和靜脈形狀的步驟；(c)為了其後的認證，將上述模板資料進行保存的步驟。

(技術手段13)

一種電腦產品，用以在電腦執行如技術手段9至12中任一項所述的方法。

根據本發明，利用可視光用的圖像取得部分、從拍攝的一個原始圖像資料中提取被認證者手掌的靜脈圖案特徵和掌紋形狀特徵、提供高精度的簡便可行的個人認證技術。

1‧‧‧認證圖像取得裝置

11‧‧‧認證用光源

12‧‧‧認證用圖像取得部分

13‧‧‧認證用圖像處理部分

2‧‧‧模板圖像取得裝置

21‧‧‧模板用光源

22‧‧‧模板用圖像取得部分

23‧‧‧模板圖像處理部分

24‧‧‧模板資料記憶部分

3‧‧‧核對部分

6‧‧‧攜帶型終端

61‧‧‧顯示畫面

62‧‧‧照相機

8‧‧‧使用者的手

圖1表示本發明實施型態的個人認證裝置的概略構成框圖。

圖2表示認證圖像取得裝置的概略構成框圖。

圖3為說明認證用以及為取得模板用原始圖像裝置的使用例的說明圖。

圖4表示模板圖像取得裝置的概略構成框圖。

圖5表示本發明實施型態的個人認證方法的概略流程圖。

圖6說明模板用的圖像處理步驟的流程圖。

圖7為說明伴隨模板用以及認證用圖像的處理而得到的圖像例子的說明圖。

圖8說明認證用圖像處理步驟的流程圖。

圖9說明變形例3的概略框圖。

以下，參閱添附圖紙來說明本發明的實施型態。

(有關本實施型態的認證系統的構成)首先根據圖1，對本發明實施型態的認證系統的構成進行說明。

此認證系統具備認證圖像取得裝置1、模板圖像取得裝置2、核對部分3(參閱圖1)。本實施型態透過適當的網路或通訊通道，在相互的功能元件之間可進行資料的傳送或接受。各功能塊內的功能元件也相同。

(認證圖像取得裝置)

認證圖像取得裝置1具備認證用光源11、認證用圖像 取得部分12、認證用圖像處理部分13(參閱圖2)。

認證用光源11、至少包括可視光領域的紅色光，可人體手掌進行照射。認證用光源11、由能放出包括紅色光在內的可視光領域的波長的光的發光體(例如LED)構成。將太陽光和環境光作為光源基本上是可能的。但是將人工光作為光源，透過正確把握照射光的波長範圍可提高認證的精度。在此，所謂紅色光是指此清單中大約580~750μm波長的光(紅色系列的光)，但什麽程度的波長最佳可由實驗決定。紅褐色系列(波長約為590~630μm)的光更好。另外作為光源，只要能放出這些波長範圍的光就可以了，但也有可能包括其他波長的光。而且透過濾光，也能使用所希望的光的光源。但是，紅色光以外的可視光，在靜脈形狀的提取時有可能出現雜訊，因此為了減少雜訊，光源最好是只放出紅色光的光源。

認證用圖像取得部分12、從認證用光源11取得人體手掌反射的光構成的至少一張反射圖像(即圖像資料)。這種認證用圖像取得部分12、可由數碼相機、圖像掃描器等適當的裝置構成。或者圖像取得部分12可由安裝在攜帶型終端的照相機構成。

認證用圖像處理部分13、透過對反射圖像進行圖像處理，從一張反射圖像中分別提取手掌的認證用掌紋形狀和靜脈形狀，進行認證用資料形成處理。

認證用圖像處理部分13、透過將對應手掌反射圖像的資料轉變為基於RGB色彩空間的R信號、G信號、B信號的灰度值，對上述掌紋形狀進行提取處理。

而且認證用圖像處理部分13、將對應手掌反射圖像的資料轉變成HSV色彩空間，在這個HSV色彩空間上變更H信號的相位和S信號的強度，其後作為將HSV色彩空間轉變為RGB色彩空間以及CMYK色彩空間所得到的色彩信號、提取靜脈形狀。有關這些圖像處理的詳情後面再作敍述。

認證用圖像處理部分13在這種實施型態，透過將提取的上述認證用的掌紋形狀與靜脈形狀進行合成，進一步施行認證用資料的形成處理。

認證用光源11和圖像取得部分12都可安裝在一個攜帶型終端。其實際安裝例如圖3所示。在此，作為攜帶型終端6、也就是使用所謂的智慧手機。圖中符號8表示人的手。

攜帶型終端6具備可向外部放出包括紅色光的顯示畫面61、和附屬照相機62。而且在圖3的具體例子中，認證用光源由顯示畫面61構成，認證用圖像取得部分由照相機62構成。另外，圖3的攜帶型終端6、具備使顯示畫面61發光的逆光(無圖示)，由於來自逆光的光穿透顯示畫面，可使顯示畫面61發光。一般智慧手機的顯示畫面很多都由液晶顯示構成。液晶面板可透過彩色濾光片和偏振篩檢程式的控制，對來自逆光的光穿透色和穿透量進行調節。因此透過控制液晶面板、製作出適合於本實施型態的波長範圍的光，作為本實施型態的光源的動作是可能的。

(模板圖像取得裝置)

模板圖像取得裝置2具備模板用光源21、模板用圖像取得 部分22、模板圖像處理部分23以及模板資料記憶部分24(參閱圖4)。

模板用光源21至少包括可視光領域的紅色光、可向人體手掌進行照射。模板用光源21可與上述的認證用光源11有同樣構成。另外，一個光源也可具有二者的用途。

模板用圖像取得部分22、從模板用光源21取得人體手掌反射的光構成的至少一張反射圖像。模板用圖像取得部分22可與上述的認證用圖像取得部分12有同樣構成。另外，一個圖像取得部分(例如照相機)也可具有二者的用途。

模板圖像處理部分23、透過對反射圖像的圖像處理，從一張反射圖像中分別提取手掌的模板用的掌紋形狀和靜脈形狀，進行模板資料形成處理。模板用圖像處理部分23的處理內容，可與上述的認證用圖像處理部分13相同，因此二者可作為同一的電腦或電腦程式施行。

模板資料記憶部分24用於記憶模板資料。模板資料記憶部分24，例如可由電腦的記憶體構成。另外，模板資料記憶部分24，也可以由可記錄硬碟、光碟、磁光碟、半導體記憶體等的數位資料的適當裝置構成。

核對部分3透過對在認證圖像取得裝置1所取得的認證用資料、以及在模板資料記憶部分24所記憶的模板資料進行核對來施行個人認證。關於認證處理的具體內容將在後面進行敍述。

(個人認證的步驟)

參閱圖5~圖8來說明利用上述個人認證系統的個人認證方法。

(整體的步驟)

本實施型態的個人認證的整體流程如圖5所示。

(圖5的SA-1)

首先拍攝使用者的手掌、取得模板用圖像，利用此模板圖像形成模板資料。

(圖5的SA-2)

認證時，透過拍攝使用者的手掌來取得認證圖像，然後利用此認證圖像形成認證用資料。

(圖5的SA-3)

核對模板資料和認證用資料，利用其相似度進行個人認證。

以下進一步詳細說明上述的各種處理。

(模板圖像的處理)

(圖6的步驟SB-1)

在認證處理之前，根據以下步驟進行模板用圖像的處理。首先從模板用光源21、以至少包括可視光領域的紅色光對人體手掌進行照射。然後透過模板用圖像取得部分22取得人體手掌反射的光所構成的至少一張的反射圖像。在此，透過模板用圖像取得部分22、硬體式取得的圖像的色彩空間不必是RGB。一般的裝置(例如照相機)很多都是硬體式取得YUV色彩空間的資料。此時，例如將YUV色彩空間的資料轉變為軟體，形成RGB色彩空間的資料，可將此用於之後的計算。當然模板用圖像取得部分22、也可以是 硬體式取得的RGB色彩空間的資料。RGB色彩空間與YUV色彩空間是可以相互變換的補色關係。

(圖6的步驟SB-2)

模板圖像處理部分23、透過對反射圖像的圖像處理，從一張上述的反射圖像中，將上述手掌的模板用掌紋形狀作為第1模板資料提取(參閱圖7(a))。作為第1模板資料，將圖7(a)的形狀抽象化，可作成圖7(b)所示的僅限掌紋部分的形狀資料。

模板圖像處理部分23、將透過模板用圖像取得部分22所取得的RGB色彩空間的資料進行變換，例如形成點陣圖圖像，進而轉換成為提取掌紋形狀特徵的灰度圖像。所謂掌紋就是手掌上細微的凹凸所表現出的紋路，每人都有不同的形狀特徵。

掌紋形狀提取方法可利用既存的技術。例如，可透過對原始圖像進行灰度化以及適用於拉普拉斯過濾，從原始圖像中形成表示掌紋的邊緣圖像。

在本實施型態，為提取後述的靜脈圖案，將可視光中的紅色光照射手掌。因此，圖像的色彩特徵被均勻化。因而可預想在本實施型態所得到的反射圖像上、各圖元之間的色彩特徵相似。從這種反射圖像中，為強調並取得掌紋的形狀特徵、特別是手相線，在本實施型態，在原始圖像進行低通濾波器處理，處理後的圖像再透過gabor過濾進行邊緣強調，從而形成灰度圖像。進而對形成的灰度圖像進行侵蝕處理，以形成強調掌紋形狀、特別是手相線的第1模板資料為佳。由於低通濾波器、Gabor濾波器以 及侵蝕手法已廣為人知，在此省略詳細說明。

(圖6的步驟SB-3)

與此並行或一前一後，模板圖像處理部分23、透過對反射圖像的圖像處理，從1張的上述反射圖像中，作為第2模板資料提取上述手掌的模板用靜脈形狀(參閱圖7(c))。作為第1模板資料，將圖7(c)的形狀抽象化，可作成圖7(d)所示的僅限靜脈部分的形狀資料。關於靜脈形狀的提取處理，以下進行詳細說明。

在透過模板用圖像取得部分22取得的原始圖像上，皮膚表面資訊的掌紋很清晰，皮膚下面的靜脈形狀資訊資料相對較弱。這是因為光源用的是可視光領域的光。從這種原始圖像提取靜脈的形狀，可發現靜脈形狀清晰出現的資料資訊，另一方面有必要清除靜脈資訊難以出現的資料資訊。在此，根據本發明人的見解，在用紅色光照射手掌得到的圖像上，出現最強的靜脈圖案是CMYK色彩空間上的M(品紅)信號。而且靜脈圖案不出現，表現出掌紋形狀的是RGB色彩空間的G信號。

而且，在這兩個色彩信號上，再加上在靜脈和掌紋的形狀都容易出現的RGB色彩空間的R信號，然後施行下面說明的處理，形成第2模板資料。

首先將原始圖像上的各圖元的RGB值進行HSV變換，在色調環上映射。然後使色調環上映射的R信號值、G信號值、B信號值(即HSV空間的色調H的相位)以適當設定的值移動。進而將在HSV空間的色度(S的值)的強度(大小)變更為適當設定的值。這裏的變更量可由實驗 決定。

將上述RGB色彩空間的圖像資料轉化為HSV空間一般可用以下的式子。

H=60*(G-B)/(MAX[R,G,B]-MIN[R,G,B])if R=MAX[R,G,B] H=60*(B-R)/(MAX[R,G,B]-MIN[R,G,B])+120 if G=MAX[R,G,B] H=60*(R-G)/(MAX[R,G,B]-MIN[R,G,B])+240 if B=MAX[R,G,B] S=MAX[R,G,B]-MIN[R,G,B] V=MAX[R,G,B]

在本實施型態，RGB色彩空間的R信號和G信號在HSV空間上使色度(S的值)向負方向衰減30%變更為形成的R’信號、G’信號。另外CMYK色彩空間的M(品紅)信號在HSV空間上將H的相位移動+15°，而且使S的值向負方向衰減30%變更為形成的M’信號。這個色調的移動幅度(即變更幅度)和色度的變更值由實驗決定。

根據上述的處理，可取得與當初的RGB空間以及CMYK空間的資料不同的R’信號、G’信號、M’信號空間的資料。在本實施型態，這樣得到的R'、G'、M’空間的資料可分別作為8bit(256色級)的灰度圖像表現。

GPvein=(α 1*R’+α 2*M’-α 3*G’)

在此

GPvein：從R’信號、G’信號、M’信號的值得到的灰度數據

R’：將上述RGB色彩空間的R信號的值變換為HSV色彩系統、變更色度(-30%)、返回RGB色彩系統的值

G’：將上述RGB色彩空間的G信號的值變換為HSV 色彩系統、變更色度(-30%)、返回RGB色彩系統的值

M’：將上述CMYK色彩空間的品紅信號變換為HSV色彩系統、變更色調(+15°)、變更色度(-30%)、返回CMYK色彩系統的值

α：係數(由實驗決定)。

例如，作為實驗值，最適的係數值是GPvein=(0.6*R’+0.6*M’-0.2*G’)

在此，上述GPvein的計算在各圖元進行，但是如果在各圖元的計算結果為0以下時，將GPvein的值作為0，各圖元的計算結果在255以上時，將GPvein的值作為255。這樣，作為強調靜脈圖案的灰度畫像，可形成第2模板資料。

上面已經敍述了利用RGB色彩空間的R信號和G信號、CMYK色彩空間的品紅信號的例子，但可追加使用RGB色彩空間的B信號以及CMYK色彩空間的青色信號、黃色信號。

而且，在前面直接利用RGB色彩空間以及CMYK色彩空間，但以可能變換的色彩空間(例如YCbCr、YIQ、Luv、Lab、XYZ)代替RGB色彩空間，可提取模板圖像或認證圖像的資料特徵。即RGB空間的資料以及與其可變換的色彩空間的資料，可根據所定的算式進行變換。因此，透過使所定的變換資料介入，上述的說明也同樣適用於利用RGB色彩空間以外的資料的情況。因此，替代表示本發明的RGB空間的特徵資料，在其他色彩空間映射這個資料、利用所得到的資料表示圖像的特徵，或利用這種表 示的特徵值進行認證之事，包括在本發明的範圍之內。

關於上述說明的各係數，可透過實驗決定最適值。係數有時也為負值。另外，上述係數α根據外部的光源環境(例如亮度)一般透過實驗決定。

(圖6的步驟SB-4)

模板圖像處理部分23將第1模板資料和第2模板資料進行合成，形成作為灰度的模板資料(第3模板資料)(參閱圖7(e))。即使作為合成模板資料，也可使用圖7(f)所示的抽象化後的資料。

具體而言，可將掌紋形狀特徵出現的第1模板資料GPpalm和靜脈圖案特徵出現的第2模板資料GPvein，按以下方法合成。

若將上述的GPpalm和GPvein都作為8bit 256色級的灰度圖像，可形成如下所示的模板資料。

模板數據(GP)=0.5GPpalm+0.5GPvein(但255以上的值作为255處理)

在此，係數0.5是指將第1模板資料和第2模板資料進行均分合成的意思，但也可對其中一方進行加權。

(圖6的步驟SB-5)

模板圖像處理部分23將灰度的模板資料二值化。

模板資料(TD)的二值化，可在各圖元以及各區域取得移動平均等、透過一般的手法進行，在此省略詳細說明。

(圖6的步驟SB-6)

接下來，模板圖像處理部分23進行模板資料的特徵提 取。特徵提取的方法，例如，利用霍夫變換。這個方法是對候補直線進行投票，投票數多的作為特徵直線提取。這樣提取的直線可判斷為表示該圖像的特徵。由於根據霍夫變換的特徵提取廣為人所知，在此省略詳細說明。

(圖6的步驟SB-7)

模板圖像處理部分23對特徵提取的資料(例如直線)進行座標變換。

具體而言，作為特徵提取的直線群，例如，為了像ρ=X*cosθ+Y*sinθ這樣表示，可作為(ρ,θ)空間內的點群表現。將這個(ρ，θ)空間的資料進行Fourier變換，而且進行其後處理用的座標變換ρ→log(ρ)。另外，為方便其後的處理，在這個座標變換，像log(ρ i)-log(ρ i-1)那樣取得差分。

這種座標變換由於廣為人所知，在此省略詳細說明。在這種實施型態，透過座標變換(包括差分計算)所得到的資料是表示模板圖像特徵的資料。

(圖6的步驟SB-8)

為了其後的認證，模板圖像處理部分23將上述處理施行的模板資料保存在模板資料記憶部分24。通常在核對之前實行上述的處理，關於核對處理在後面敍述。

(認證圖像的處理)

以下就有關認證圖像的處理進行說明。認證圖像的處理基本上可與模板圖像的處理一樣施行。

(圖8的步驟SC-1)

首先從認證光源11、用至少包括可視光領域的紅色光 向人體手掌照射。然後，透過認證圖像取得部分12取得在人體手掌由反射的光構成的至少一張的反射圖像。

(圖8的步驟SC-2)

認證用圖像處理部分13、透過對反射圖像的圖像處理，從1張的上述反射圖像中，作為第1認證用資料提取上述手掌的認證用的掌紋形狀(參閱圖7(a))。作為第1認證用資料，將圖7(a)的形狀抽象化，可作成圖7(b)所示的僅限掌紋部分的形狀資料。關於是否進行抽象化，可根據對應模板資料形成時的處理決定。

(圖8的步驟SC-3)

與此並行或一前一後，認證用圖像處理部分13透過對反射圖像的圖像處理，從1張的上述反射圖像中，作為第2認證用資料提取上述手掌的認證用的靜脈形狀(參閱圖7(c))。作為第1認證用資料，將圖7(c)的形狀抽象化，可作成圖7(d)所示的僅限靜脈部分的形狀資料。

(圖8的步驟SC-4)

認證用圖像處理部分13將第1認證用資料和第2認證用資料進行合成，形成作為灰度的認證用資料(參閱圖7(e))。即使作為合成認證用資料(第3認證用資料)，也可使用圖7(f)所示的抽象化後的資料。

(圖8的步驟SC-5)

認證用圖像處理部分13將灰度的認證用資料二值化。

(圖8的步驟SC-6)

認證用圖像處理部分13進行認證用資料的特徵提取。

(圖8的步驟SC-7)

認證用圖像處理部分13對特徵提取的資料進行座標變換。

(圖8的步驟SC-8)

為了其後的認證，將上述處理實施的認證資料暫時保存在認證資料記憶部分(無圖示)。

(核對處理)

上述處理之後，如圖5的步驟SA-3所示，核對部分3透過對模板資料和認證用資料進行核對，利用其相似度進行個人認證。作為利用相似度的認證的一個例子，從在上述的步驟SB-7以及步驟SC-7形成的資料(座標變換後的資料)之間，計算唯相位相關。於是，可計算出對模板圖像的認證圖像的轉角(θ)以及倍率(ρ)。在本實施型態，將(ρ，θ)空間內的唯相位相關的最大值以及從周邊得到的值作為閾值採用，可進行個人同一性的判定。唯相位相關法也是衆所周知的技術，在此省略詳細說明。另外也可以使用唯相位相關法以外的手法。

根據本實施型態，利用可視光用的圖像取得部分(例如可視光用照相機)從拍攝的一個原始圖像資料，提取被認證者的手掌的靜脈圖案特徵和掌紋形狀特徵，可進行高精度的簡便可行的個人認證。因此，可謀求裝置的簡易化、輕量化、低成本化。

此外，在本實施型態，利用一個光源(放出紅色光的)可進行掌紋提取和靜脈提取，在這點上也可謀求裝置的簡易化、輕量化、低成本化。但是利用複數的光源在本發明是可能的。

(變形例1)

在上述的實施型態，將顯示掌紋形狀的資料和顯示靜脈形狀的資料合成，形成模板用資料以及認證用資料。但進行第2階段的認證時，可省略這種合成。

即，首先作為模板資料、模板圖像取得裝置準備對應掌紋形狀的第1模板用資料、和對應靜脈形狀的第2模板用資料。一方面作為認證用資料，認證圖像取得裝置取得對應掌紋形狀的第1認證用資料、和對應靜脈形狀的第2認證用資料。核對部分對第1認證用資料和第1模板用資料進行核對、施行第一次認證。只有通過了第一次認證時，才對第2認證用資料和第2模板用資料進行核對、施行第二次認證。透過這樣劃分認證階段，可減少將靜脈資訊送往核對部分的頻率。以此可減輕通訊通道以及核對部分的負擔。

在上述實施型態，將第1模板資料和第2模板資料作為灰度圖像，其後將這個第1模板資料和第2模板資料合成、形成灰度圖像的模板資料GP，之後在步驟SB-5進行二值化。但是，在形成第1及第2的模板資料處理的階段進行二值化，被二值化的第1以及模板資料之間合成，也有可能形成結合的模板資料。關於認證用資料也一樣。

(變形例2)

在上述實施型態的步驟SB-3，進行了「關於RGB色彩空間的R信號和G信號，在HSV空間上使色度(S的值)衰減形成R’信號、G’信號，關於CMYK色彩空間的M(品紅)信號，在HSV空間上移動H的相位，而且使S的值衰減形 成M’信號」的處理。為替代此處理，在變形例2實行以下的處理。

關於RGB色彩空間的R信號、G信號、B信號，在HSV空間上將H=0~60°的範圍的色度(S值)變為0.1倍，而且使色調(H)整體移動+115°，變更為在RGB色彩系統的R'信號、G'信號、B'信號。另外關於CMYK色彩空間上的M(品紅)信號，變更為在HSV空間上使色度的值向負方向衰減30%形成的CMYK色彩系統的M’信號。這個色調的移動幅度(即變更幅度)和色度變更的值由實驗決定。

根據上述的處理，可取得與當初的RGB空間以及CMYK空間的資料不同的R’信號、G’信號、B’信號、M’信號空間的資料。在變形例2，這樣得到的R'、G'、B’、M’信號空間的資料，可分別作為8bit(256色級)的灰度圖像GPvein表現。

GPvein=(α1*R’+α 2*G’-α 3*B’-α 4*M’)

在此

GPvein：從R’信號、G’信號、B’信號、M’信號的值得到的灰度數據

R’：將RGB色彩空間的R信號的值變換為HSV空間，變更色度(S)和色調(H)之後、回到RGB色彩系統得到的值。

G’：將RGB色彩空間的G信號的值變換為HSV空間，變更色度(S)和色調(H)之後、回到RGB色彩系統得到的值。

B’：將RGB色彩空間的B信號的值變換為HSV空間，變更色度(S)和色調(H)之後、回到RGB色彩系統得到 的值。

M’：將上述CMYK色彩空間的品紅信號變換為HSV空間，變更色度之後、回到CMYK色彩系統得到的值。

α：係數(由實驗決定)。

例如，作為實驗的最適係數值是GPvein=(0.5*R’+0.1*G’-0.05*B’-0.1*M’)

在此，上述GPvein的計算在各圖元進行，但是如果在各圖元的計算結果為0以下時，將GPvein的值作為0，各圖元的計算結果在255以上時，將GPvein的值作為255。這樣，作為強調靜脈圖案的灰度畫像，可形成第2模板資料。即使步驟有關SC-3的認證用資料的形成，也可進行與上述同樣的處理。

將本實施型態的認證系統，例如利用智慧手機之類的攜帶型終端安裝時，因假定在其他地方取得模板用圖像和認證用圖像，取得兩圖像時的光源環境的變動會很大。根據變形例2的處理，在光源環境可得到穩固的模板資料或認證用資料。因為變形例2的其他構成與上述實施型態相同，在此省略詳細說明。

(變形例3)

在上述實施型態，具備認證系統、認證圖像取得裝置和模板證圖像取得裝置、以及核對部分。對此，在變形例3的系統、具備認證處理驅動裝置41和核對結果變換裝置42、以及核對結果接受裝置43(參閱圖9)。

在以下的例子中，將認證圖像取得裝置1、核對部分3以及核對結果變換裝置42安裝在智慧手機等的攜帶型終 端，將認證處理驅動裝置41和核對結果接受裝置43安裝在伺服器，假定這些是透過網路進行通訊的構成。當然，這種系統構成只是一個例子而已，其他的構成也是可能的。

認證處理驅動裝置41、在符合既定條件時，要求認證圖像取得裝置1開始進行認證處理(例如、圖8的步驟SC-1以後的步驟的開始)。例如，認證處理驅動裝置41、根據從攜帶型終端送往伺服器的位置資訊，該攜帶型終端進入所定區域時，也可將認證處理驅動裝置41的認證處理要求送往終端。另外作為其他的構成，攜帶型終端可具備對應NFC(Near Field Communication)的IC晶片，當攜帶型終端進入對應NFC的其他IC晶片的無線區域時，該攜帶型終端可要求伺服器開始進行認證處理。另外，也可將本實施型態的個人認證系統的認證結果送往伺服器。具體而言，例如，若將NFC對應的信用卡罩在智慧手機(對應攜帶型終端的一個例子)上，安裝在智慧手機內的個人認證系統啟動，當認證為本人時，將其結果送往計費伺服器，可作成向信用卡收費的系統。或者替代伺服器，也可將認證處理驅動裝置41安裝在與IPv6(Internet Protocol Version 6)網連接的各種資訊家用電器或汽車上。例如，若汽車檢查出攜帶型終端進入汽車內時，汽車的認證處理驅動裝置41可開始進行認證處理。此時，汽車也可安裝認證圖像取得裝置1以及核對部分3。

核對結果變換裝置42、接受核對部分3的核對結果。而且，核對結果變換裝置42、在核對結果顯示個人認證成功時，對該個人或該個人使用的終端形成唯一代 碼。將核對部分3的核對結果透過公共網路送信時，有時不適用於個人資訊保護。因此，在這個變形例3，根據核對部分3的核對結果，形成另外的唯一代碼，這個代碼透過網路送到核對結果接受裝置43。

具體而言，此例的核對結果變換裝置42、只有當核對部分3的核對結果鑒別出物件者為本人時，才在利用的終端(例如，智慧手機以及PC)形成所定的唯一代碼。所謂所定的唯一代碼，例如，是在核對結果變換裝置42事先存儲的電子證明書。或者，作為這個代碼，也可利用終端固有的Open ID。因此，可使用Open ID進行個人認證。或者作為唯一代碼，也可使用公共機構的國民固有號碼(例如，國民ID以及居民卡ID)。

核對結果接受裝置43接受核對結果變換裝置42形成的代碼。核對結果接受裝置43利用得到的核對結果，例如，可要求電子結算的處理裝置(無圖示)進行處理。變形例3的其他構成與上述實施型態相同，因此在此省略詳細說明。

本實施型態的方法，透過電腦可執行的電腦程式實施。另外，這個程式在電腦讀取可能的各種媒介中是可以記錄的。

本發明的範圍不僅限於上述實施型態，只要在不脫離本發明主旨的範圍內當然可以進行各種變更。

例如，上述的各組成部分若作為功能塊存在也可，不作為獨立的硬體存在也可。另外安裝方法利用硬體或利用電腦軟體都可以，而且本發明的一個功能元件可由 複數的功能元件的集合來實現。本發明的複數的功能元件也可由一個功能元件來實現。

而且功能元件可配置在物理上的間隔位置。此時，功能元件之間可透過網路連接。

關於各功能元件的代表性的配置例子，雖然以 下是假定情況，但並不限於此。總之，為實現必要的功能進行安裝便可。

(1)以下組成部分都在同一裝置內時。

模板圖像取得裝置2

認證圖像取得裝置1

核對部分3

(2)模板圖像取得裝置2、認證圖像取得裝置1和核對部分3分別安裝在不同終端、互相經通訊通道連接時。

(3)僅核對部分3與認證圖像取得裝置1以及模板圖像取得裝置2安裝在不同裝置、互相經通訊通道連接時。

(4)僅模板圖像取得裝置2與認證圖像取得裝置1以及核對部分3安裝在不同裝置、互相經通訊通道連接時。

(5)僅證圖像取得裝置1與模板圖像取得裝置2以及核對部分3安裝在不同裝置、互相經通訊通道連接時。

(6)模板圖像取得裝置2不是透過一個裝置而是透過複數的裝置安裝時，例如以下的情況時。

(6-1)用安裝在某個裝置上的模板用圖像取得部分22將拍攝的圖像經通訊通道送出，由安裝在其他裝置上的模板圖像處理部分23和模板資料記憶部分24進行處理。

(6-2)由模板圖像處理部分23處理後的資料，經通訊通 道送往模板資料記憶部分24進行記憶。

(6-3)將模板圖像處理部分23的到中途為止的處理在某個裝置施行(例如，到圖6的步驟SB-6為止的處理)，其結果經通訊通道送信，之後在別的裝置進行處理。此時，根據地理上間隔的複數的裝置，構成模板圖像處理部分23。

(6-4)將模板圖像處理部分23的處理結果(例如，在圖6的步驟SB-7得到的資料)分解為兩個參數，將各參數透過通訊通道保存在放置在別處的兩個模板資料記憶部分24。在此，一方的模板資料記憶部分24可放置在模板圖像取得裝置2內。這種情況，地理上間隔的兩個記憶裝置構成本發明的模板資料記憶部分。

(7)認證圖像取得裝置1不是由一個裝置而是由複數的裝置實施時，這與上述的模板圖像取得裝置2的情況基本一樣，例如，可考慮以下的例子。

(7-1)在認證圖像取得裝置1的認證用圖像取得部分12所拍攝的圖像經過通訊通道送出、由安裝在其他裝置的認證用圖像處理部分13處理。

(7-2)將認證用圖像處理部分13的到中途為止的處理部分在某個裝置施行，將在此得到的資料(例如，圖8的步驟SC-6的資料)經過通訊通道送信、之後的處理由安裝在別的裝置上的認證用圖像處理部分13處理。此時，證圖像處理部分13由複數的裝置構成。

(8)將從一張反射圖像得到的認證用掌紋形狀資料和靜脈形狀資料，分別作為第1認證用資料和第2認證用資料，分別在別的裝置分散使用或保存。第1認證用資料和第2 認證用資料集合、相當於上述例子的認證用資料的一個例子。在此加上或取而代之，將從一張反射圖像得到的模板用掌紋形狀資料和靜脈形狀資料，分別作為第1模板資料和第2模板資料，在別的裝置分散使用或保存。第1模板資料和第2模板資料在集合性上相當於上述例子的模板資料的一個例子。這樣利用分離保存的各種資料，根據上述實施型態或變形例的手法也可進行圖像取得、圖像處理或核對。

11‧‧‧認證用光源

12‧‧‧認證用圖像取得部分

13‧‧‧認證用圖像處理部分

Claims (14)

1. 一種認證圖像取得裝置，具備認證用光源、認證用圖像取得部分、認證用圖像處理部分；上述認證用光源，至少包括可視光領域的紅色光，可向人體手掌照射；上述認證用圖像取得部分、由上述認證用光源照射，而且取得上述人體手掌反射的光所構成的至少一張彩色的反射圖。像；上述至少一張彩色的反射圖像、具有RGB色彩空間的RGB圖元值或與其等值的圖元值；上述認證用圖像處理部分、是透過對上述一張彩色的反射圖像的圖像處理，從上述一張彩色的反射圖像中，分別提取上述手掌的認證用的掌紋形狀和靜脈形狀、進行認證用資料形成的處理的認證圖像取得裝置。
2. 如請求項1所述之認證圖像取得裝置，上述認證圖像取得部分是可視光用之物，上述一張彩色的反射圖像由可視光領域的波長範圍構成。
3. 如請求項1或2所述之認證圖像取得裝置，上述認證用圖像處理部分、將對應上述反射圖像的資料變換為基於RGB色彩空間的R信號、G信號、B信號的灰度值，進行上述掌紋形狀提取的處理；而且，上述認證圖像取得部分、將對應上述反射圖像的資料變換為HSV色彩空間、在這個HSV色彩空間上變更H信號的相位和S信號的強度、作為其後將上述HSV色彩 空間變換為RGB色彩空間以及CMYK色彩空間所得到的色彩信號、提取上述靜脈形狀。
4. 如請求項1或2所述之認證圖像取得裝置，上述認證用圖像處理部分、透過將提取的上述認證用的掌紋形狀和靜脈形狀進行合成，進一步施行上述認證用資料形成的處理。
5. 如請求項1或2所述之認證圖像取得裝置，上述認證用光源和上述圖像取得部分，都安裝在一個攜帶型終端。
6. 如請求項5所述之認證圖像取得裝置，上述攜帶型終端具備可向外部放出包括紅色光在內的顯示畫面，上述認證用光源由上述顯示畫面構成。
7. 一種模板圖像取得裝置，具備模板用光源、模板用圖像取得部分、模板圖像處理部分、模板資料記憶部分；上述模板用光源、至少包括可視光領域的紅色光，可向人體手掌照射；上述模板用圖像取得部分、由上述模板用光源照射、而且取得上述人體手掌反射的光所構成的至少一張彩色的反射圖像；上述至少一張彩色的反射圖像、具有RGB色彩空間的RGB圖元值或與其等值的圖元值；上述模板用圖像處理部分、透過對上述一張彩色的反射圖像的圖像處理，從上述一張彩色的反射圖像中，分別提取上述手掌的模板用掌紋形狀和靜脈形狀、進行模板資料形成的處理；上述模板資料記憶部分，是記憶上述模板資料。
8. 一種個人認證系統，包括：認證圖像取得裝置，係如請求項1至6中任一項所述之認證圖像取得裝置；模板圖像取得裝置，係如請求項7所述之模板圖像取得裝置；核對部分、是透過對在上述認證圖像取得裝置所取得的上述認證用資料、和上述模板資料記憶部分所記憶的上述模板資料進行核對、施行個人認證。
9. 如請求項8所述之個人認證系統，具備認證處理驅動裝置、核對結果變換裝置、核對結果接受裝置；其中上述認證處理驅動裝置在符合既定條件時，要求上述認證圖像取得裝置開始進行認證處理；上述核對結果變換裝置接受上述核對部分的核對結果；而且，上述核對結果變換裝置、在上述核對的結果顯示個人認證成功時，對該個人或該個人使用的終端形成唯一代碼，上述核對結果接受裝置、接受由上述核對結果變換裝置形成的上述代碼。
10. 一種個人認證方法，具備以下步驟：(1)從至少發出可視光領域的紅色光的認證用光源發光，而且取得由人體手掌反射的光所構成的至少一張彩色的反射圖像的步驟。在此，至少一張彩色的反射圖像、具有RGB色彩空間的RGB圖元值或與其等值的圖元值；(2)透過對上述一張彩色的反射圖像的圖像處理，從上 述一張彩色的反射圖像中，將上述手掌的認證用的掌紋形狀和靜脈形狀作為認證用資料分別提取的步驟；(3)將上述認證用資料與預先登錄的模板資料進行核對、認證的步驟。
11. 如請求項10所述之個人認證方法，上述認證用資料、包括對應上述掌紋形狀的第1認證用資料和對應上述靜脈形狀的第2認證用資料；上述認證、包括一次認證和在此一次認證之後進行的二次認證；上述一次認證利用上述第1認證用資料施行，上述二次認證利用上述第2認證用資料施行。
12. 如請求項10所述之個人認證方法，上述認證用資料、包括對應上述掌紋形狀的第1認證用資料和對應上述靜脈形狀的第2認證用資料結合構成的第3認證用資料；上述認證利用上述第3認證用資料施行。
13. 如請求項10至12中任一項所述之個人認證方法，具備上述認證之前進行的下列步驟：(a)從至少發出可視光領域的紅色光的模板用光源發光，而且取得由人體手掌反射的光構成的至少一張的反射圖像的步驟；(b)透過對上述反射圖像的圖像處理，從一張上述反射圖像中，作為模板資料分別提取上述手掌的模板用的掌紋形狀和靜脈形狀的步驟；(c)為了其後的認證，將上述模板資料進行保存的步驟。
14. 一種電腦產品，用以在電腦執行如請求項10至13 中任一項所述的方法。