(57)【要約】【課題】指紋撮影画像における静脈の映り込みの有無を判断して指紋欠落領域に対して正確な補正処理を行い、高精度な認証処理を可能とする。【解決手段】指紋・静脈撮影部１が、静脈撮影用光源により静脈を撮影し、指紋撮影用光源により指紋を撮影し、画像処理部２において、静脈位置特定部２３が、指紋画像上における静脈位置を算出し、指紋抽出部２４が指紋画像内で指紋が映っていない領域を抽出し、指紋補正部２５は、指紋が映っていない領域が静脈位置に一致する場合は、当該領域に対して補正処理は行わずに、当該領域を認証処理における特徴点の抽出対象から除外し、指紋が映っていない領域が静脈位置に一致しない場合は、指紋が映っていない領域に対して補正処理を行ない、認証処理における特徴点の抽出対象に含める。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋が映っている指紋画像と、前記指紋画像と同じ指内の静脈が映っている静脈画像を入力する画像入力部と、
前記指紋画像内で指紋が映っていない領域を指紋欠落領域として抽出するとともに、前記指紋欠落領域に対して前記静脈画像を照合し、照合結果に基づいて、前記指紋欠落領域に対して指紋を補完する補正処理を行うか否かを決定する補正処理部とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記補正処理部は、
静脈画像内で前記指紋欠落領域に対応する位置に静脈が映っているか否かを判断し、前記指紋欠落領域に対応する位置に静脈が映っていない場合は、前記指紋欠落領域に対して補正処理を行い、前記指紋欠落領域に対応する位置に静脈が映っている場合は、前記指紋欠落領域に対して補正処理を行わないことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記補正処理部は、
前記指紋欠落領域に対応する位置に静脈が映っている場合は、前記指紋欠落領域を特徴点抽出対象外領域に指定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画像処理装置は、更に、
前記指紋画像内の前記特徴点抽出対象外領域以外の領域を対象として、指紋の特徴点を抽出する特徴点抽出部を有することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像入力部は、
指紋撮影用の透過光を用いて撮影された指紋画像と、静脈撮影用の透過光を用いて撮影された静脈画像とを入力することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指の特徴を用いて照合を行う個人認証技術に関し、特に、指紋認証のために、指紋画像を画像処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に従来の指透過型の指紋認証装置６００の構成を示す。
図中の指紋撮影部６０１は、指紋を撮影する。
画像処理部６０２は、撮影された指紋画像から認証に必要な情報を抽出するために画像処理を行う。
記憶部６０３は、登録済みの指紋情報を記憶している。
認証部６０４は、指紋の認証を行う。
表示部６０５は、認証結果を表示する。
通行情報記憶部６０６は、認証操作を記録する。
【０００３】
また、図７に図６の指紋撮影部６０１の詳細を示す。
図中に示すように、指上方に設置された指紋撮影用光源部６０８が発光し、指を透過した光をカメラ部６０７が撮影することで指紋画像を撮影している。
【０００４】
また、図８に図６の画像処理部６０２の詳細を示す。
図中の指紋抽出部６０２１は入力された画像から指紋を抽出する。
指紋補正部６０２２は、抽出に失敗した指紋領域の補正処理を行う。
特徴点抽出部６０２３は、指紋補正部６０２２により補正処理された画像から特徴点を抽出する。
【０００５】
次に動作について説明する。
操作者が指紋撮影部６０１で指紋を撮影すると、撮影された指紋画像が画像処理部６０２へ送られ、画像処理部６０２で微小領域において指紋が抜けたり欠けたりしている時に、その領域に対して補正を行い指紋を補完する。
その後、認証に必要な特徴点の情報を抽出し、その情報を指紋認証部６０３へ送る。
指紋認証部６０３は、指紋登録情報記憶部６０４から指紋登録情報を登録情報数分読み取り、指紋認証部６０３で、指紋登録情報と画像処理部６０２から出力された特徴点情報とを照合して認証処理を行い、認証結果を表示部６０６へ送り、操作記録を通行情報記憶部６０５へ送る。
【０００６】
従来の指透過認証装置では、図９のように指紋撮影画像に静脈の画像が映り込む問題がある。
この際、静脈が映り込むことにより静脈と重なる指紋領域では、十分なコントラストが得られないため、正確な指紋情報が読み込めず、その画像を補正処理した結果、擬似特徴点が発生してしまう可能性がある。このような疑似特徴点が発生すると、精度よい認証ができないという課題がある。
また、採取された画像を人間が確認すれば静脈の映り込みだと判断できるが、画像処理ではこの判断が出来ない。なお、指紋認証に用いる特徴点とは指紋の線（隆線）が枝分かれしている点と、隆線が途切れている点である。
【０００７】
この点について、特許文献１では、指紋が非常に読み取りにくい領域が存在していても、その領域には必ず指紋があるものだとして、指紋の検知処理を行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２０２９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、指紋画像に静脈が映り込むことにより静脈と重なる指紋領域では十分なコントラストが得られないため、正確な指紋情報が読み込めないが、特許文献１では、指紋が非常に読み取りにくい領域が存在した場合に、その領域には必ず指紋があるものだとして指紋の補正を行って認証処理を行う。
静脈の映り込みによらずに指紋が欠けている領域は、補正処理により指紋が復元できる可能性が高いが、静脈の映り込み（静脈の黒い影）により指紋が欠けている領域は、正確に復元できる可能性が低い。
このような静脈の映り込みがある領域に対して補正処理を行えば、指紋画像上で信頼性が低いエリアが存在することになる。
そして、このような信頼性が低いエリアが多く存在する指紋画像から抽出した特徴点を用いると、認証処理を高精度に行うことができないという課題がある。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決することを主な目的の一つとしており、撮影画像における静脈の映り込みの有無を判断して正確な補正処理を行い、これにより高精度な認証処理を可能とする画像処理装置を実現することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像処理装置は、
指紋が映っている指紋画像と、前記指紋画像と同じ指内の静脈が映っている静脈画像を入力する画像入力部と、
前記指紋画像内で指紋が映っていない領域を指紋欠落領域として抽出するとともに、前記指紋欠落領域に対して前記静脈画像を照合し、照合結果に基づいて、前記指紋欠落領域に対して指紋を補完する補正処理を行うか否かを決定する補正処理部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、指紋欠落領域に対して静脈画像を照合して指紋欠落領域に対して指紋を補完する補正処理を行うか否かを決定するので、静脈の映り込みによらない指紋欠落に対しては、正確な補正処理が行える可能性が高いので補正処理を行い、静脈の映り込みによる指紋欠落に対しては、正確な補正処理が行える可能性が低いので補正処理を行わないようにすることができ、これにより信頼性の低い補正を排して高精度な認証処理が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る指透過型の指紋認証装置１００の構成例を示すブロック図である。
図１において、指紋・静脈撮影部１は、静脈と指紋を撮影する。
本実施の形態では、画像処理部２は、指紋・静脈撮影部１で撮影された指紋画像と静脈画像に対して画像処理を行う。画像処理部２の詳細は、後述する。
なお、他のブロックは、図６に示した同名の機能と同様である。
【００１３】
図２に、図１の指紋・静脈撮影部１の詳細を示す。
図２に示すように、本実施の形態では、指上方に設置された静脈撮影用光源部１３と指紋撮影用光源部１２が交互に発光し、指を透過した光をカメラ部１１が撮影することで静脈画像と指紋画像を撮影している。
これにより、指紋が映っている指紋画像と、指紋画像と同じ指内の静脈が映っている静脈画像を得ることができる。
例えば、静脈撮影用光源部１３と指紋撮影用光源部１２は、それぞれＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。
【００１４】
図３に図１の画像処理部２の詳細を示す。
画像処理部２は、画像処理装置の例である。
【００１５】
画像入力部２０は、指紋・静脈撮影部１で撮影された、指紋画像と、指紋画像と同じ指内の静脈が映っている静脈画像を入力する。
指紋・静脈判定部２１は、入力された画像が指紋画像か、静脈画像かを判断する。
【００１６】
補正処理部２８は、指紋画像内で指紋が映っていない領域を指紋欠落領域として抽出するとともに、指紋欠落領域に対して静脈画像を照合し、照合結果に基づいて、指紋欠落領域に対して指紋を補完する補正処理を行うか否かを決定する。
より具体的には、補正処理部２８は、静脈画像内で指紋欠落領域に対応する位置に静脈が映っているか否かを判断し、指紋欠落領域に対応する位置に静脈が映っていない場合は、指紋欠落領域に対して補正処理を行い、指紋欠落領域に対応する位置に静脈が映っている場合は、指紋欠落領域に対して補正処理を行わない。
また、補正処理部２８は、指紋欠落領域に対応する位置に静脈が映っている場合は、指紋欠落領域を特徴点抽出対象外領域に指定する。
【００１７】
特徴点抽出対象外領域記憶部２６は、補正処理部２８により指定された特徴点抽出対象外領域、つまり静脈の位置と指紋が映っていない領域が一致した領域を記憶しておく。
特徴点抽出部２７は、補正処理部２８で補正処理された指紋画像と、特徴点抽出対象外領域記憶部２６に記憶されている特徴点抽出対象外領域を用いて、特徴点の抽出を行う。
【００１８】
次に、図３を参照して、補正処理部２８の内部構成について説明する。
静脈抽出部２２は、入力された静脈画像から静脈を抽出する。
静脈位置特定部２３は、抽出された静脈の画像上の位置を特定する。
指紋抽出部２４は、入力された指紋画像から指紋を抽出する。
指紋補正部２５は、指紋画像において指紋が欠落している（指紋が映っていない）指紋欠落領域と静脈位置特定部２３により特定された静脈位置とを照合し、指紋欠落領域に静脈が映っていない場合は指紋欠落領域に対して補正処理を行い、指紋欠落領域に静脈が映っている場合は、指紋欠落領域に対して補正処理を行わない。
【００１９】
次に、本実施の形態に係る指紋認証装置１００の動作例を図４のフローチャートに従って説明する。
【００２０】
指紋認証装置１００は、電源投入より処理を開始し、指が置かれるのを待つ（ＳＴ１）。
指置きを確認できなかった場合（ＳＴ２でＮＯ）は、ＳＴ１に戻り処理を繰り返す。
指置きを確認できた場合（ＳＴ２でＹＥＳ）は、指紋・静脈撮影部１が静脈撮影用光源部１３である静脈撮影用ＬＥＤを点灯し（ＳＴ３）、静脈画像を取得する（ＳＴ４）。
そして、画像処理部２において、指紋・静脈判定部２１が、取得した画像が静脈画像であると断し、静脈抽出部２２が静脈画像から静脈の像を抽出し、静脈位置特定部２３が静脈位置の特定を行い（ＳＴ５）、静脈位置の記録をする（ＳＴ６）。
【００２１】
次に、指紋・静脈撮影部１が指紋撮影用光源部１２である指紋撮影用ＬＥＤを点灯し（ＳＴ７、）指紋画像を取得する（ＳＴ８）。
そして、画像処理部２において、指紋・静脈判定部２１が、取得した画像が指紋画像であると判断し、指紋抽出部２４が指紋画像から指紋の像を抽出し、また、指紋画像から指紋が欠落している指紋欠落領域を抽出する（ＳＴ９）。
次に、指紋補正部２５が、ＳＴ６で記録しておいた静脈の位置を読み込み、指紋欠落領域のうち静脈画像内の対応する位置に静脈が存在する領域（静脈画像内の対応する位置に静脈が映っている領域）を抽出する（ＳＴ１１）。
この領域は、静脈の映り込みにより指紋が欠落している領域であるため、指紋補正部２５は、指紋の抜けなどを補完する指紋補正処理は行わずに、この領域を特徴点抽出対象外領域として特徴点抽出対象外領域記憶部２６に記憶させる（ＳＴ１２）。
一方、指紋欠落領域のうち静脈画像内の対応する位置に静脈が存在しない領域（静脈画像内の対応する位置に静脈が映っていない領域）は、静脈は映り込んでないので、指紋補正部２５は、指紋の抜けなどを補完する指紋補正処理を行う（ＳＴ１３）。
次に、特徴点抽出部２７が、ＳＴ１２で記録した特徴点抽出対象外領域を読み出し（ＳＴ１４）、特徴点抽出対象外領域以外の領域に対して特徴点の抽出を行う（ＳＴ１５）。
そして、指紋認証部３が、指紋登録情報記憶部４から登録データを読み出し（ＳＴ１６）、指紋認証を行う（ＳＴ１７）。
この結果、指紋が認証が出来た場合（ＳＴ１８でＹＥＳ）は、開錠される（ＳＴ１９）。
その後、通行情報記憶部５が操作情報を記録し（ＳＴ２０）、表示部６が認証結果を表示し（ＳＴ２１）、処理が終了する。
【００２２】
図５に指紋、静脈撮影から特徴点抽出対象外領域の算出までの流れのイメージ図を示す。
図５の例では、指紋抜け領域（指紋欠落領域）が２か所あるが、右側の指紋抜け領域は、静脈の映り込みが原因で指紋が欠落しているので補正処理がされず、また、特徴点抽出対象外領域となる。
このような構成をとる事により、指透過認証で問題となる指紋と静脈の重なりによって発生する擬似特徴点を抑止し、認証性能の向上が可能となる。
【００２３】
このように、本実施の形態で説明した指紋認証装置は、認証対象となる指紋画像を透過光を用いて撮影する指紋認証装置であって、静脈撮影用の光源と指紋撮影用の光源の２種類を用いて、まず静脈撮影用光源により静脈を撮影し、次に指紋撮影用光源により、指紋撮影を行う。
次に、画像処理において指紋画像上においての静脈位置を算出し、静脈と重なる指紋画像上で指紋が綺麗に撮影できない場合は、補正処理は行わずに、その領域は認証処理では用いない。また静脈画像と重なっていない領域で指紋が綺麗に撮影できない場合は、静脈の重なりのために指紋が綺麗に撮影できない場合よりも補正処理により指紋が復元できる可能性が高いので、この場合は従来通り補正処理をし、認証処理で用いる。
これにより、指紋撮影用光源で指紋を撮影した際に映り込む静脈の黒い影の領域で抽出される特徴点の信頼性を向上させる事ができ、認証性能が向上する。
【００２４】
最後に、本実施の形態に示した指紋認証装置１００のハードウェア構成例を図１０を用いて説明する。
指紋認証装置１００のハードウェア構成として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）９１３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）９１４、磁気ディスク装置９２０、通信ボード９１５等をバス９１２にて接続する。
更に、ＣＰＵ９１１は、ディスプレイ装置９０１、キーボード９０２、カメラ９０３、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）９０４、コンパクトディスク装置（ＣＤＤ）９０５、カードリーダ９０６、電気錠９０７と接続する。
【００２５】
また、本実施の形態では、指紋認証装置１００の内部要素として示している機能（「〜部」）を実現するプログラムをプログラム群９２３として例えば磁気ディスク装置９２０に格納し、ＣＰＵ９１１がこれらプログラムを適宜読み出すことで、各機能を実行する。
【００２６】
また、ＲＡＭには、ＣＰＵに実行させるプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。
また、ＲＡＭには、ＣＰＵによる処理に必要な各種データが格納される。
【００２７】
ファイル群には、本実施の形態の説明において、「〜の判断」、「〜の判定」、「〜の抽出」、「〜の計算」、「〜の比較」、「〜の検出」、「〜の設定」、「〜の補正」、「〜の選択」等として説明している処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。
【００２８】
また、本実施の形態で説明しているフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭのメモリ、ＦＤＤのフレキシブルディスク、ＣＤＤのコンパクトディスク、磁気ディスク装置の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バスや信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００２９】
また、本実施の形態の説明において「〜部」として説明しているものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明しているものは、バスに記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵにより読み出され、ＣＰＵにより実行される。すなわち、プログラムは、本実施の形態の「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、本実施の形態の「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態１に係る指紋認証装置の構成例を示す図。
【図２】実施の形態１に係る指紋撮影部の詳細を示す図。
【図３】実施の形態１に係る画像処理部の詳細を示す図。
【図４】実施の形態１に係る指紋認証装置の動作例を示すフローチャート図。
【図５】実施の形態１に係る指紋認証装置の動作原理を示す図。
【図６】従来の指紋認証装置の構成例を示す図。
【図７】従来の指紋撮影部の詳細を示す図。
【図８】従来の画像処理部の詳細を示す図。
【図９】指紋撮影画像における静脈の映り込みを説明する図。
【図１０】実施の形態１に係る指紋認証装置のハードウェア構成例を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１  指紋・静脈撮影部、２  画像処理部、３  指紋認証部、４  指紋登録情報記憶部、５  通行情報記憶部、６  表示部、１１  カメラ部、１２  指紋撮影用光源部、１３  静脈撮影用光源部、２０  画像入力部、２１  指紋・静脈判定部、２２  静脈抽出部、２３  静脈位置特定部、２４  指紋抽出部、２５  指紋補正部、２６  特徴点抽出対象外領域記憶部、２７  特徴点抽出部、２８  補正処理部、１００  指紋認証装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010129030.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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