WO2012105138A1 - 指静脈認証システム - Google Patents

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WO2012105138A1
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finger
sensor
vein authentication
authentication system
finger vein
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Inventor
厚志 加藤
Original Assignee
日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社
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    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/60—Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition
    • G06V40/67—Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition by interactive indications to the user
    • G—PHYSICS
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    • G06V40/14—Vascular patterns

Definitions

  • the present invention relates to a finger vein authentication system, and more particularly to a finger vein authentication system having a function of determining whether a finger is set at a correct position in a finger vein authentication device.
  • a finger vein authentication apparatus acquires finger vein information irradiated by a light source as an image by a sensor, extracts finger vein feature quantities from the image, and stores the finger vein feature quantity registered in advance as the person, ie, a template
  • the degree of non-coincidence is calculated, and if the collation distance value calculated as a result is smaller than a preset threshold value, it is judged as the person itself, and if it is larger, it is judged as another person.
  • Patent Document 1 discloses a finger authentication apparatus that authenticates a person when the finger is correctly set at a predetermined position. That is, a determination means for determining the posture of the user's finger based on the emitted light is provided, and when the determination means determines that the user's finger is the posture indicated by the reference guide, the user is I have certified.
  • the shape of the fingerprint authentication apparatus is similar to that of the fingerprint authentication apparatus, and a part of the finger to be set is close, which tends to cause confusion.
  • fingerprint authentication the finger tip portion above the first joint is pressed against the sensor, while in the case of finger vein authentication, the sensor is mainly held near the sensor between the first joint and the second joint of the finger.
  • the vein pattern is read by the sensor without contact.
  • the user of the finger vein authentication device may occasionally find a user who sets the finger incorrectly. Such an incorrect set of fingers results in denial of authentication, leading to reduced usability.
  • An object of the present invention is to provide a finger vein authentication system capable of determining whether a finger is correctly set at a predetermined position and notifying the user in the case of being inappropriate.
  • the present invention is preferably a finger vein authentication system for performing personal identification using finger information of a user, a sensor for capturing finger information as an image, and a finger using image information captured from the sensor.
  • And is configured as a finger vein authentication system.
  • the image information taken from the sensor is divided into an effective area where the finger may be captured and an invalid area where the finger may not be captured.
  • a finger vein authentication system is configured to determine whether a finger is correctly set in the sensor based on the presence or absence of a region where pixel values are saturated for the region.
  • the finger vein authentication system includes a display device that displays the determination result by the finger position validity determining unit, and the finger position validity determining unit does not correctly set the finger in the sensor.
  • the guidance for resetting the finger is displayed on the display device.
  • the finger when the finger is set in the sensor unit of the finger vein authentication apparatus, it is determined whether or not the fingertip is set correctly, and the determination result is displayed. As a result, when the state of the finger set is incorrect, the user is guided to set the finger in the correct position, so that the usability of the authentication device can be improved.
  • toe is not set to the sensor part.
  • toe is correctly set to the sensor part.
  • toe is accidentally set to the sensor part.
  • the figure which shows the example of the finger vein image imaged in the state which the finger was correctly set to the sensor part The figure which shows the example of the finger vein image imaged in the state which the finger was accidentally set to the sensor part.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a finger vein authentication system.
  • 1 is a finger vein authentication apparatus
  • 12 is a sensor unit holding a finger.
  • Reference numeral 2 denotes a computer such as a PC (personal computer) connected to the finger vein authentication apparatus 1.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the finger vein authentication apparatus 1.
  • a CPU 101 is a processor in charge of data processing in a finger vein authentication apparatus (hereinafter simply referred to as an authentication apparatus), and executes various programs described later and processes and controls various data.
  • the peripheral device I / O device 102 is an interface for connecting the authentication device 1 and the computer 2.
  • the finger vein authentication illumination LED (hereinafter simply referred to as LED) 103 is for acquiring a finger image, and in finger vein authentication, a near infrared light LED suitable for acquiring a vein pattern of the finger is used.
  • the image sensor 104 is a sensor for acquiring a finger image, and acquires a vein pattern of the finger irradiated by the LED 103 as image data by a device such as a CCD, for example.
  • the main storage device 106 secures various programs and data areas for operating the device.
  • the entire apparatus control program 107 is a program for controlling the entire authentication apparatus 1.
  • An image buffer 111 is an area for storing finger image data acquired by the image sensor 104.
  • the peripheral device I / O control program 108 controls the peripheral device I / O device 102.
  • the authentication program 109 is a program for capturing finger information obtained by irradiating the light of the LED 103 to a finger with the image sensor 104, processing a finger image output from the image sensor 104, and performing finger vein authentication.
  • the finger position validity determination program 110 is a program for determining whether the finger is correctly pressed against the sensor unit 12 and set. The light emitted from the LED 103 hits the finger, and the transmitted light and the reflected light are captured by the image sensor 104, and the image obtained thereby is analyzed to determine whether the finger is correctly set at a predetermined position. .
  • each program is executed by the CPU 101 to exhibit predetermined functions and perform respective processing.
  • These programs are stored in the main storage device 106 as shown in FIG. 2, but when executed by the CPU 101, for example, the overall device control means, peripheral I / O control means, authentication means, finger position validation It can be expressed as a means for realizing those functions, such as a sex judgment means.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the sensor unit 12.
  • the pair of LEDs 103 is embedded in the guide 303.
  • the LED 103 irradiates the finger 302 with near-infrared light from the side, and the vein pattern inside the finger is captured by the image sensor 104.
  • Reference numeral 301 denotes a visible light cut filter.
  • the angle of view of the image sensor 104 is set so as to be able to capture the entire region of the visible light cut filter 301 (this region is indicated by reference numeral 304) is one feature.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the computer 2.
  • a CPU 401 is a processor responsible for data processing of the entire authentication system and various controls.
  • the peripheral device I / O device 402 is an interface for connecting the finger vein authentication device 1.
  • the display device 403 is a monitor that displays the result of finger vein authentication (success or failure status) and guidance to the operator.
  • the key input device 404 is an operator's key input device.
  • a bus 405 connects devices in the terminal.
  • the finger vein authentication device control program 407 is a program for controlling the finger vein authentication device 1 connected via the peripheral device I / O device 402.
  • the peripheral device I / O control program 408 controls the peripheral device I / O device 402.
  • the guidance display program 409 is a program that displays guidance when the finger position validity determination program 110 sends the information to the computer 2 when the finger is not set correctly in the sensor unit 12 and receives the information. It is.
  • FIG. 5 shows a state in which the finger is not set in the sensor unit 12.
  • Reference numeral 505 denotes an imaging area of the image sensor 104.
  • the pair of LEDs 103 is embedded in the guide 303.
  • the pair of left and right LEDs 103 is always on so that the finger vein authentication process can be operated immediately when the finger is set.
  • the light 507 emitted from the LED 103 illuminates the facing guide 303, and the reflected diffused light causes saturation of the pixel in a portion corresponding to the region 506.
  • the output value of the image sensor 104 of each pixel is referred to as a pixel value.
  • FIG. 6 shows a state in which the finger is correctly set at the predetermined position of the sensor unit 12.
  • the properly set state is a state in which the finger 601 is set parallel to the image sensor 104 and the LED 103.
  • the irradiation of the finger 601 of the LED 103 becomes uniform, and finger information is obtained. Can be acquired uniformly from the image sensor 104.
  • the light 607 emitted from the pair of left and right LEDs 103 is blocked by the finger 601, it does not illuminate the facing guide 303, so that pixel saturation does not occur in the imaging region 505.
  • FIG. 7 shows a state in which the finger is incorrectly set in the sensor unit.
  • the finger 701 is set parallel to the image sensor 104 but shifted downward. Also, the fingertip of the finger 701 is pressed against the visible light cut filter 301, and the finger 701 is not parallel to the LED 103. For this reason, the irradiation of the finger 701 of the LED 103 becomes uneven, the finger information acquired by the image sensor 104 becomes uneven, and the authentication accuracy is adversely affected.
  • the light 707 emitted from the left and right LEDs 103 is partially blocked by the finger 701, but in the region 702, the light passes through the upper portion without being blocked by the finger 701 due to the pressing of the finger 701 against the visible light cut filter 301. Do. For this reason, since the side surface 704 of the facing guide 303 is illuminated, when the finger image is acquired due to the diffused light, saturation of pixels occurs in the portion corresponding to the region 703.
  • FIG. 8 is a view of FIG. 7 as viewed from the fingertip direction.
  • the side surface 704 of the facing guide 303 is illuminated by the LED 103, and the diffused light generates a saturated area of the pixel in the image captured by the image sensor 104. It becomes possible to determine the state of the set finger based on where these saturated regions occur.
  • FIG. 9 shows another state in which the finger is incorrectly set in the sensor unit.
  • the finger 901 is set in a curved manner, and most of the finger 901 is not positioned at the same height with respect to the LED 103. For this reason, the irradiation to the finger 901 of the LED 103 becomes uneven, and unevenness occurs in the finger information acquired by the image sensor 104, which adversely affects the authentication accuracy.
  • the light 907 emitted from the left and right LEDs 103 is partially blocked by the finger 901, but in the region 902, the light passes through the lower portion without being blocked by the finger 901 because the finger 901 is bent in a mountainous manner. . For this reason, since the side surface 904 of the facing guide 303 is illuminated, when the finger image is acquired due to the diffused light, saturation of the pixel occurs in the portion corresponding to the region 903.
  • FIG. 10 shows an example of a finger vein image captured by the image sensor 104 with the finger set at the correct position.
  • a finger vein image of the finger 1002 is captured near the center 1003 of the image.
  • the pixel value is low.
  • FIG. 11 shows an example of a finger vein image captured in a state in which the finger is incorrectly set in the sensor unit 12, that is, a state in which the finger is pressed against the visible light cut filter.
  • the finger vein image of the finger 1102 is captured near the center 1104 of the image, but in the peripheral portion 1101 of the image, a saturated region 1103 of pixels occurs near the fingertip shown as the region 703 in FIG. In this case, it is preferable to notify the user that the finger is not set at the correct position.
  • FIG. 12 illustrates an example of a captured finger vein image in another state in which the finger is incorrectly set in the sensor unit 12, that is, in a state in which the finger is set in a bent manner.
  • the finger vein image of the finger 1202 is captured near the center 1204 of the image, but in the peripheral portion 1201 of the image, a saturated area 1203 of the pixel is generated near the center of the finger shown as the area 903 in FIG. Also in this case, it is preferable to notify the user that the finger is not set at the correct position. From the above, the present inventor considered that it is possible to determine whether the finger is correctly set or not by examining the presence or absence of the saturated region of the pixel in the imaging region 505 in the finger vein authentication device. .
  • the finger vein authentication apparatus control program 407 is executed by the CPU 401 of the computer 2 to transmit an activation signal of finger characteristic amount registration processing to the finger vein authentication apparatus 1 (S111).
  • the finger vein authentication apparatus 1 activates the CPU 101 according to the received activation signal to execute the programs 107 to 110.
  • the CPU 101 executes the authentication program 109 to control the finger vein authentication illumination LED 103 and the image sensor 104, acquires finger images, and stores them in the image buffer 111 (S112). Then, the CPU 101 executes the finger position validity determination program 110 to read out the finger information stored in the image buffer 111, and compares the area near the center with the average pixel value in the state where the finger is not set. The change amount is calculated (S113).
  • step S114 it is determined whether the calculated amount of change is equal to or greater than a threshold (S114). As a result of the determination, if it is less than the threshold value, it is determined that the finger is not set in the sensor unit 12, and the process is repeated from the acquisition of the finger image in step S112. On the other hand, if the calculated amount of change is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the finger is held over the finger vein authentication apparatus, and the process proceeds to step S115.
  • step S115 the CPU 101 executes the finger position validity determination program 110 to read out the finger information stored in the image buffer 111, and compares the peripheral area with the average pixel value in the state where the finger is not set. Perform and calculate the amount of change. It is determined whether the calculated amount of change is equal to or greater than a threshold (S116).
  • the CPU 401 of the computer 2 executes the guidance display program 409 to display guidance that the method of setting the finger is incorrect on the display device 403 (S117).
  • FIG. it is preferable to have a determination unit that determines that the finger is placed on the near side when there is a saturated region where the amount of change is less than the threshold value on the tip side of the finger. At that time, it is preferable to notify that the finger is placed on the near side and to guide the finger to be placed on the far side of the device.
  • the amount of change is greater than or equal to the threshold on the tip end side and the root side of the finger, and if the amount of change is less than the threshold in the central region of the finger vein image between the tip end and the root side of the finger.
  • the finger vein authentication system which realizes each function by execution of programs in the finger vein authentication device 1 and the computer 2 is not limited to the configuration shown in FIG. It is also possible to apply this finger vein authentication system to, for example, an automatic cash handling apparatus (ATM). In that case, part or all of the functions executed by the finger vein authentication device 1 and the computer 2 of FIG. 1 are realized by a processor provided in the main control unit of the ATM or a processor for user authentication processing. .
  • ATM automatic cash handling apparatus
  • finger vein authentication device 2 computer 12: sensor unit 101: CPU 102: peripheral device I / O device 103: illumination LED for finger vein authentication 104: image sensor 105: bus 106: main storage device 107: whole device control program 108: Peripheral device I / O control program 109: Authentication program 110: Finger position validity determination program 111: Image buffer

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Abstract

　指が所定の位置に正しくセットされているかを判定し、不適当な場合には利用者本人に通知する。　指静脈認証システムは、指情報を画像として取り込むセンサと、センサから取り込まれた画像情報を用いて指認証を行う認証手段と、センサから取り込まれた画像情報の画素値が飽和している領域の有無を基に、センサに指が正しくセットされているかを検知する指位置妥当性判定手段を有する。

Description

指静脈認証システム
　本発明は指静脈認証システムに係り、特に、指静脈認証装置において指が正しい位置にセットされているかを判定する機能を有する指静脈認証システムに関するものである。
　指紋や指静脈等の指情報を用いて本人を認証する装置が実用化されている。例えば、指静脈認証装置は、光源により照射された指静脈情報をセンサにより画像として取得し、その画像から指静脈特徴量を抽出して、予め本人として登録された指静脈特徴量、即ちテンプレートとの不一致度合い（照合距離値）を計算し、その結果算出された照合距離値が、予め設定された閾値より小さければ本人と判定し、大きければ他人と判定する。
　このような指静脈認証装置において、本人を精度良く認証するには、指情報を安定的に取得することが必要であり、そのためには、指が指静脈認証装置の所定の位置に正しくセットされることが重要である。この種の関連技術として、例えば、特許文献１には、指が所定の位置に正しくセットされている場合に本人の認証を行う指認証装置が開示されている。即ち、射された光に基づいて利用者の指の姿勢を判定する判定手段を備え、この判定手段によって、利用者の指が基準案内ガイドの示す姿勢であると判定された場合に利用者を認証している。
特開２０１０－２１１５７９公報
　例えば、銀行の窓口に設置された指認証装置を利用する場合には、係員が付き添って認証装置への指の正しいセットの仕方を案内してくれるので特に問題はない。しかし、指認証装置の利用に関して未だ不慣れな利用者もいる。とりわけ、係員等がいない場所に設置されている指情報認証装置でエラーが起ると、利用者は指のセットに関してどうしてよいか当惑することがある。
　特に指静脈認証装置の場合には、指紋認証装置と装置の形状が似ており、また、セットする指の部位が近いこともあって混乱の要因となり易い。指紋認証の場合には、第1関節から上の指先部分をセンサに押し付けるのに対して、指静脈認証の場合には、主に指の第一関節と第二関節の間付近をセンサにかざして、非接触状態で静脈パターンをセンサで読み取る。このように、装置形状や取付部位が似ているために、指静脈認証装置では指を誤ってセットする利用者が散見される。このような指の誤ったセットは、結果的に認証拒否になり、ユーザビリティ（使い勝手）の低下につながる。
　本発明は、指が所定の位置に正しくセットされているかを判定し、不適当な場合には利用者本人に通知することができる指静脈認証システムを提供することにある。
　本発明は、好ましくは、利用者の指情報を用いて本人確認を行うための指静脈認証システムであって、指情報を画像として取り込むセンサと、該センサから取り込まれた画像情報を用いて指認証を行う認証手段と、該センサから取り込まれた画像情報の画素値が飽和している領域の有無を基に、該センサに指が正しくセットされているかを検知する指位置妥当性判定手段と、を有することを特徴とする指静脈認証システムとして構成される。
　好ましい例においては、前記指位置妥当性判定手段として、前記センサから取り込まれた画像情報を指が写り込むであろう有効領域と、指が写り込まないであろう無効領域とに分け、それぞれの領域について画素値が飽和している領域の有無を基に、該センサに指が正しくセットされているかどうかを判断する指静脈認証システムとして構成される。
　また、好ましくは、指静脈認証システムは、前記指位置妥当性判定手段による判定結果を表示する表示装置を有し、該指位置妥当性判定手段が、前記センサに指が正しくセットされていないと判断した場合、指をセットし直す旨のガイダンスを該表示装置に表示する。
　本発明によれば、指が指静脈認証装置のセンサ部にセットされたときに、指先が正しくセットされているか否かを判定してその判定結果を表示する。これにより、指のセットの状態が誤っている場合には、利用者は指を正しい位置にセットするように案内されるので、認証装置の使い勝手を向上させることが出来る。
一実施例に供する指静脈認証システムの構成例を示す図。 一実施例における指静脈認証装置１の構成例を示す図。 一実施例における指静脈認証装置のセンサ部１２の断面を示す図。 一実施例におけるコンピュータ２の構成例を示す図。 指がセンサ部にセットされていない状態を示す図。 指がセンサ部に正しくセットされている状態を示す図。 指がセンサ部に誤ってセットされている状態を示す図。 指がセンサ部に誤ってセットされている状態を示す図。 指がセンサ部に誤ってセットされている他の状態を示す図。 指がセンサ部に正しくセットされた状態で撮像された指静脈画像の例を示す図。 指がセンサ部に誤ってセットされた状態で撮像された指静脈画像の例を示す図。 指がセンサ部に誤ってセットされた他の状態で撮像された指静脈画像の例を示す図。 一実施例における指静脈認証の処理動作を示すフローチャート。 表示ガイダンスの例を示す図。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は指静脈認証システムの全体構成を示す。図１において、１は指静脈認証装置であり、１２は指をかざすセンサ部である。２は、指静脈認証装置１に接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）のようなコンピュータである。
　図２は指静脈認証装置１の構成例を示す。図２において、ＣＰＵ１０１は、指静脈認証装置（以下単に認証装置という）におけるデータ処理を担うプロセッサであり、後述する各種のプログラムの実行、及び種々のデータの処理及び制御を司る。周辺装置Ｉ／Ｏデバイス１０２は、認証装置１とコンピュータ２を接続するためのインタフェースである。指静脈認証用照明ＬＥＤ（以下単にＬＥＤという）１０３は指画像を取得するためのものであり、指静脈認証では指の静脈パターンの取得に好適な近赤外光ＬＥＤが用いられる。画像センサ１０４は指画像を取得するためのセンサであり、例えばＣＣＤなどのデバイスにより、ＬＥＤ１０３によって照射された指の静脈パターンを画像データとして取得する。
　主記憶装置１０６には、装置を動作させるための各種プログラムやデータ領域が確保されている。装置全体制御プログラム１０７は認証装置１全体を制御するプログラムである。画像バッファ１１１は画像センサ１０４で取得した指画像データを格納するための領域である。プログラムについて言えば、周辺装置Ｉ／Ｏ制御プログラム１０８は周辺装置Ｉ／Ｏデバイス１０２を制御する。認証プログラム１０９は、ＬＥＤ１０３の光を指に照射して得られた指情報を画像センサ１０４で捉え、画像センサ１０４から出力される指画像を処理して指静脈認証を行うプログラムである。指位置妥当性判定プログラム１１０は、指がセンサ部１２に正しく押し付けられてセットされているか否かを判定するプログラムである。ＬＥＤ１０３から照射された光が指にあたり、その透過光や反射光を画像センサ１０４で捉え、それにより得られた画像を解析することにより、指が所定の位置に正しくセットされているかどうかを判定する。
　このように、各プログラムはＣＰＵ１０１で実行されることで所定の機能を発揮して、それぞれの処理を行う。これらのプログラムは、図２に示すように、主記憶装置１０６に記憶されているが、ＣＰＵ１０１で実行される場合、例えば、装置全体制御手段、周辺Ｉ／Ｏ制御手段、認証手段、指位置妥当性判定手段などのように、それらの機能を実現する手段として表現することができる。
　図３はセンサ部１２の断面図を示す。一対のＬＥＤ１０３は、ガイド３０３に埋め込まれている。ＬＥＤ１０３は指３０２に側面から近赤外光を照射し、指内部の静脈パターンを画像センサ１０４で捉える。３０１は可視光カットフィルタである。ここで、画像センサ１０４の画角は、可視光カットフィルタ３０１の全領域を捉えられるように設定されていること（この領域を符号３０４で示す）も１つの特徴である。
　図４はコンピュータ２の構成例を示す。ＣＰＵ４０１は認証システム全体のデータ処理、各種の制御を担うプロセッサである。周辺装置Ｉ／Ｏデバイス４０２は、指静脈認証装置１を接続するためのインタフェースである。表示装置４０３は指静脈認証の結果（成功か失敗かのステータス）やガイダンスをオペレータに表示するモニタである。キー入力装置４０４はオペレータのキー入力装置である。　４０５は端末内の各装置をつなぐバスである。
　主記憶装置４０６には、各種プログラムが格納されている。指静脈認証装置制御プログラム４０７は、周辺装置Ｉ／Ｏデバイス４０２を介して接続されている指静脈認証装置１を制御するプログラムである。周辺装置Ｉ／Ｏ制御プログラム４０８は周辺装置Ｉ／Ｏデバイス４０２を制御する。ガイダンス表示プログラム４０９は、指がセンサ部１２に正しくセットされていない場合に、指位置妥当性判定プログラム１１０からその情報がコンピュータ２に発せられ、その情報を受け取った際に、ガイダンスを表示するプログラムである。
　次に、図５～図９を参照して、指がセンサ部１２に正しくセットされているか否かを判定する原理について説明する。なお、これらの図において（Ａ）は上から見た上面図、（Ｂ）は側面図を示す。図５は、センサ部１２に指がセットされていない状態を示している。５０５は画像センサ１０４の撮像領域を表している。一対のＬＥＤ１０３はガイド３０３に埋め込まれている。
　指がセットされていない状態においても、指がセットされた際にすぐに指静脈の認証処理が動作出来るように、左右一対のＬＥＤ１０３は常時点灯している。指がセットされていない状態においては、ＬＥＤ１０３から発せられる光５０７は、それぞれ対面のガイド３０３を照らし出し、その反射拡散光により、領域５０６に対応する部分に画素の飽和が発生する。
　ここで、各画素の画像センサ１０４の出力値を画素値という。例えば、各画素を２ビットで表現するとき、画素値＝０であれば、指は存在せず、画素値＝３であれば、指が存在していると判断する。
　図６は、指がセンサ部１２の所定の位置に正しくセットされた状態を示す。ここで、正しくセットされた状態とは、指６０１が画像センサ１０４、かつＬＥＤ１０３に対して平行にセットされている状態であり、その状態ではＬＥＤ１０３の指６０１への照射が均一になり、指情報を画像センサ１０４からむら無く取得することが出来る。また、左右一対のＬＥＤ１０３から発せられる光６０７は、指６０１により遮られるため、対面のガイド３０３を照らし出すことは無く、そのために撮像領域５０５には画素の飽和は発生しない。
　図７は、指がセンサ部に誤ってセットされている状態を示す。指７０１は、画像センサ１０４に対して平行にセットされているが、下方向にずれている。また、指７０１の指先が可視光カットフィルタ３０１に押し付けられており、ＬＥＤ１０３に対して指７０１は平行でない。このため、ＬＥＤ１０３の指７０１への照射が不均一となり、画像センサ１０４により取得される指情報にむらが生じ、認証精度に悪影響が出てしまう。
　また、左右のＬＥＤ１０３から発せられる光７０７は、指７０１により部分的に遮られるが、領域７０２においては指７０１の可視光カットフィルタ３０１への押し付けにより光が指７０１により遮られることなく上部を通過する。このため、対面のガイド３０３の側面７０４を照らし出すので、その拡散光により、指画像を取得した際、領域７０３に対応する部分に画素の飽和が発生する。
　図８は、図７を指先方向から見た図である。指７０１の可視光カットフィルタ３０１への押し付けにより、ＬＥＤ１０３により対面のガイド３０３の側面７０４が照らし出され、その拡散光により、画像センサ１０４により撮像された画像に画素の飽和領域が発生する。これらの飽和領域が発生した場所に基づいて、セットされた指の状態を判定することが可能となる。
　次に、図９に、指がセンサ部に誤ってセットされている他の状態を示す。指９０１は、山なりに曲げられてセットされており、ＬＥＤ１０３に対して指９０１の大部分が同じ高さに位置していない。このため、ＬＥＤ１０３の指９０１への照射が不均一となり、画像センサ１０４により取得される指情報にむらが生じ、認証精度に悪影響が出てしまう。
　また、左右のＬＥＤ１０３から発せられる光９０７は、指９０１により部分的に遮られるが、領域９０２においては指９０１が山なりに曲げられているため光が指９０１により遮られることなく下部を通過する。このため、対面のガイド３０３の側面９０４を照らし出すので、その拡散光により、指画像を取得した際、領域９０３に対応する部分に画素の飽和が発生する。
　図１０は、指が正しい位置にセットされた状態で、画像センサ１０４により撮像された指静脈画像の例を示す。画像の中央付近１００３では、指１００２の指静脈画像が撮像されている。また、画像の周辺部１００１では、画素値は低くなる。
　これに対して、図１１は、指がセンサ部１２に誤ってセットされている状態、即ち指が可視光カットフィルタへ押し付けられた状態で、撮像された指静脈画像の例を示す。画像の中央付近１１０４では、指１１０２の指静脈画像が撮像されているが、画像の周辺部１１０１では、図７において領域７０３として示した指先付近に画素の飽和領域１１０３が発生する。この場合、利用者に対し指が正しい位置にセットされていないこと通知することが好ましい。
　次に、図１２は、指がセンサ部１２に誤ってセットされている他の状態、即ち指が山なりに曲げられてセットされた状態での、撮像された指静脈画像の例を示す。画像の中央付近１２０４では、指１２０２の指静脈画像が撮像されているが、画像の周辺部１２０１では、図９において領域９０３として示した指中央付近に画素の飽和領域１２０３が発生する。この場合にも、利用者に対し指が正しい位置にセットされていないこと通知することが好ましい。以上のことから、本発明者は、指静脈認証装置において、撮像領域５０５における画素の飽和領域の有無を調べることにより、指が正しくセットされているか否かを判定することが出来る、と考えた。
　次に、図１３を参照して、指静脈認証装置１及びコンピュータ２における指静脈認証の処理動作、とりわけ指位置の妥当性判定の処理を中心に説明する。まず、コンピュータ２のＣＰＵ４０１で指静脈認証装置制御プログラム４０７を実行して、指特徴量登録処理の起動信号を指静脈認証装置１へ送信する（Ｓ１１１）。指静脈認証装置１は、受信した起動信号によりＣＰＵ１０１を起動して、各プログラム１０７～１１０を実行する。
　指静脈認証装置１において、ＣＰＵ１０１で認証プログラム１０９を実行して、指静脈認証用照明ＬＥＤ１０３及び画像センサ１０４を制御し、指画像を取得して画像バッファ１１１に格納する（Ｓ１１２）。そして、ＣＰＵ１０１で指位置妥当性判定プログラム１１０を実行して、画像バッファ１１１に格納された指情報を読み出し、その中央付近の領域について、指がセットされていない状態における平均画素値との比較を行い、その変化量を計算する（Ｓ１１３）。
　そして、計算された変化量が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。判定の結果、閾値未満である場合には、指がセンサ部１２にセットされていないと判断し、ステップＳ１１２の指画像の取得から処理を繰り返す。一方、計算された変化量が閾値以上である場合には、指が指静脈認証装置にかざされた判断し、ステップＳ１１５に進む。
　ステップＳ１１５では、ＣＰＵ１０１で指位置妥当性判定プログラム１１０を実行して、画像バッファ１１１に格納された指情報を読み出し、その周辺領域について、指がセットされていない状態における平均画素値との比較を行い、その変化量を計算する。この計算された変化量が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１１６）。
　判定の結果、その変化量が閾値以上である場合には、指がセンサ部１２の所定の位置に正しくセットされていると判定して、認証処理１１８に進む。一方、計算された変化量が閾値未満である場合（飽和領域が存在する場合）には、指が正しくセットされていないと判定する。そして、コンピュータ２のＣＰＵ４０１でガイダンス表示プログラム４０９を実行して、表示装置４０３に指のセットの仕方が間違っている旨のガイダンスを表示する（Ｓ１１７）。この表示例を図１４に示す。ここで、指の先端側に変化量が閾値未満の飽和領域がある場合には、指が手前側に置かれていると判定する判定手段を有することが好ましい。また、その際には、指が手前側に置かれていることを通知し、指をより装置の奥側に置くように案内することが好ましい。
　また、指の先端側及び根元側は変化量が閾値以上であり、かつ、指の先端側及び根元側の間である、指静脈画像の中央領域に変化量が閾値未満の部分がある場合には、指が曲がっていると判定する判定手段があることが好ましい。その際には、指が曲がっていることを通知し、真直ぐ伸ばした状態で指を置くことを案内することが好ましい。利用者は、このガイダンス表示を見て、指をセンサ部１２に正しく再セットすることになる。そしてステップＳ１１２からの処理が繰り返される。
　以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されずに種々変形して実施し得る。例えば、指静脈認証装置１とコンピュータ２におけるプログラムの実行によって各機能を実現する指静脈認証システムは、図１に示す構成に限定されない。この指静脈認証システムを例えば現金自動取扱装置（ＡＴＭ）に適用することも可能である。その場合、図１の指静脈認証装置１及びコンピュータ２で実行される各機能の一部又は全部は、ＡＴＭの主制御部に設けられたプロセッサ又は利用者の認証処理用のプロセッサで実現される。
１：指静脈認証装置　２：コンピュータ　１２：センサ部１０１：ＣＰＵ　　　　１０２：周辺装置I/Oデバイス　１０３：指静脈認証用照明ＬＥＤ　１０４：画像センサ　　１０５：バス　１０６：主記憶装置　１０７：装置全体制御プログラム　１０８：周辺装置I/O制御プログラム　１０９：認証プログラム　１１０：指位置妥当性判定プログラム　１１１：画像バッファ

Claims (7)

  1. 　利用者の指情報を用いて本人確認を行うための指静脈認証システムであって、指情報を画像として取り込むセンサと、該センサから取り込まれた画像情報を用いて指認証を行う認証手段と、該センサから取り込まれた画像情報の画素値が飽和している領域の有無を基に、該センサに指が正しくセットされているかを検知する指位置妥当性判定手段と、を有することを特徴とする指静脈認証システム。
  2. 請求項１の指静脈認証システムであって、前記指位置妥当性判定手段として、前記センサから取り込まれた画像情報を指が写り込むであろう有効領域と、指が写り込まないであろう無効領域とに分け、それぞれの領域について画素値が飽和している領域の有無を基に、該センサに指が正しくセットされているかどうかを判断することを特徴とする指静脈認証システム。
  3. 請求項１または２の指静脈認証システムであって、前記指位置妥当性判定手段による判定結果を表示する表示装置を有し、該指位置妥当性判定手段が、前記センサに指が正しくセットされていないと判断した場合、指をかざし直す旨のガイダンスを該表示装置に表示することを特徴とする指静脈認証システム。
  4. 請求項１の指静脈認証システムであって、前記指位置妥当性判定手段は、指がセットされていない状態の平均画素値と指がセットされた状態の平均画素値との変化量が閾値未満であるか否かで判定することを特徴とする指静脈認証システム。
  5. 　利用者の指情報を用いて本人確認を行うための指静脈認証システムであって、指情報を画像として取り込むセンサと、該センサから取り込まれた画像情報を用いて指認証を行う認証手段と、該センサから取り込まれた画像情報の画素値が飽和している領域の有無及び位置を基に、該センサにセットされている指の状態を判定する指置き状態判定手段と、を有することを特徴とする指静脈認証システム。
  6. 請求項５の指静脈認証システムであって、前記画像情報の画素値が飽和している領域は、指がセットされていない状態の画素値と、指がセットされた状態の画素値との変化量が閾値未満であるか否かで判定することを特徴とする指静脈認証システム。
  7. 　請求項５の指静脈認証システムであって、前記画像情報の画素値が飽和している領域が、指静脈画像の中央領域に存在する場合は、指が曲がっていると判定することを特徴とする指静脈認証システム。
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