(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の特徴を利用して個人認証する処理をコンピュータに実行させるための認証プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記生体を撮像し、単色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した単色パレットを有する撮像データを生成する撮像データ生成手段、
所定の背景境界閾値で分割した前記配列のうち一方を、背景色を割り当てたインデックスカラーを配列した背景表示用配列とし、他方を、前記単色パレットが配列するインデックスカラーの濃度順と逆向きに特定色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した生体表示用配列とするカラーパレットで、前記撮像データが有する前記単色パレットを差し替えて表示データを生成する表示データ生成手段、
前記生体を前記表示データで表示する表示手段、
として機能させることを特徴とする認証プログラム。
【請求項２】
前記生体表示用配列が配列するインデックスカラーの濃度幅は、前記単色パレットが配列するインデックスカラーの濃度幅より小さいことを特徴とする請求項１記載の認証プログラム。
【請求項３】
前記背景表示用配列のインデックスカラーのうち前記生体表示用配列と隣接するインデックスカラーと、前記生体表示用配列のインデックスカラーのうち前記背景表示用配列と隣接するインデックスカラーとは、互いに補色の関係にあることを特徴とする請求項１または請求項２記載の認証プログラム。
【請求項４】
前記背景色は、同一濃度の単色であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の認証プログラム。
【請求項５】
前記単色パレットは、グレースケールパレットであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の認証プログラム。
【請求項６】
前記生体の特徴は静脈像であって、
前記撮像データ生成手段は、前記生体の静脈像が前記生体の静脈像以外よりも濃い撮像データを生成することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の認証プログラム。
【請求項７】
生体の特徴を利用して個人認証する認証装置において、
前記生体を撮像し、単色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した単色パレットを有する撮像データを生成する撮像データ生成手段と、
所定の背景境界閾値で分割した前記配列のうち一方を、背景色を割り当てたインデックスカラーを配列した背景表示用配列とし、他方を、前記単色パレットが配列するインデックスカラーの濃度順と逆向きに特定色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した生体表示用配列とするカラーパレットで、前記撮像データが有する前記単色パレットを差し替えて表示データを生成する表示データ生成手段と、
前記生体を前記表示データで表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項８】
生体の特徴を利用して個人認証する認証方法において、
前記生体を撮像し、単色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した単色パレットを有する撮像データを生成し、
所定の背景境界閾値で分割した前記配列のうち一方を、背景色を割り当てたインデックスカラーを配列した背景表示用配列とし、他方を、前記単色パレットが配列するインデックスカラーの濃度順と逆向きに特定色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した生体表示用配列とするカラーパレットで、前記撮像データが有する前記単色パレットを差し替えて表示データを生成し、
前記生体を前記表示データで表示することを特徴とする認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の特徴を利用して個人認証する認証装置、認証プログラム、および認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体には、個人を識別可能な生体情報があり、それらのうちのいくつかは、個人を特定して認証するための情報として利用されている。たとえば、認証に利用可能とされる生体情報には、指紋、目の網膜や虹彩、顔、血管、ＤＮＡ（DeoxyriboNucleic Acid）などがあることが知られている。【０００３】
近年の生体認証技術の進展に伴い、このような人体の一部である生体の特徴を認識して、個人認証する装置が種々提供されている。生体認証では、登録時に採取した生体情報と、認証時に取得した生体情報とを比較することで認証をおこなう。【０００４】
この生体情報による認証の精度向上のために精度良く生体情報を取得することが望ましく、認証装置ではセンシング条件を揃えて生体情報の取得をおこなっている。そのために、認証装置は、センサに対する生体の特徴検出部位の位置関係が適切となるように利用者（被認証者）にアナウンスして、生体の特徴検出部位を適切な位置関係へと誘導する方法の提案がある（たとえば、特許文献１参照）。【０００５】
また、登録時の撮像状態への誘導を効率的におこなうために、登録した手のシルエットに撮像画像を重ね表示する認証装置の提案がある（たとえば、特許文献２参照）。
たとえば、生体の特徴検出部位を適切な位置関係へと誘導する認証装置は、図１５に示すような従来の認証制御処理をおこなう。【０００６】
認証制御処理９０は、センサ９５から画像を取得して照合結果をユーザアプリケーション９７に出力する。認証制御処理９０は、画像取得処理９１によりセンサ９５から画像を取得し、取得画像を位置姿勢判定処理９２に渡す。位置姿勢判定処理９２は、特徴検出部位の位置と姿勢を判定し、判定結果を取得画像とともに誘導ＧＵＩ（Graphical User Interface）表示処理９３に渡す。位置姿勢判定処理９２は、特徴検出部位の位置と姿勢が適当でないと判定した場合、画像取得処理９１に画像を要求する。誘導ＧＵＩ表示処理９３は、誘導ＧＵＩ表示画像９６をモニタ等に表示して生体の特徴検出部位がセンサ９５に対して適切な位置関係となるよう誘導する。また、位置姿勢判定処理９２は、照合処理９４に照合要求をおこなうとともに取得画像を渡す。照合処理９４は、取得画像についてあらかじめ登録してある画像または特徴と照合をおこない、照合結果を出力する。【０００７】
また、輪郭情報の輝度の反転や、階調補正によりモニタ上の表示により、撮影をアシストする技術の提案がある（たとえば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−４２８８０号公報
【特許文献２】特開２００８−７１１５８号公報
【特許文献３】特開２００９−５２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、生体の特徴検出部位を適切な位置関係へと誘導するために表示する撮影画像は、利用者にとって視認性が十分でない場合があり、そのままでは誘導シルエットとして適切に機能しない場合があった。また、撮影画像に特殊な加工をおこなって表示すると、表示画像が実際の動作から遅延することで、表示画像が誘導シルエットとして適切に機能しない場合があった。【００１０】
また、撮影画像が生体情報を含んで表示される場合に、プライバシーあるいはセキュリティ上の問題を生じる場合があり、認証をおこなう環境によっては、表示画像として適当でない場合がある。【００１１】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、視認性が良好、かつプライバシーあるいはセキュリティ上の問題を生じるおそれを低減した誘導表示画面を、処理負荷をかけずに表示可能な認証装置、認証プログラム、および認証方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、生体の特徴を利用して個人認証する認証装置は、撮像データ生成手段と、表示データ生成手段と、表示手段とを備える。
撮像データ生成手段は、生体を撮像し、単色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した単色パレットを有する撮像データを生成する。表示データ生成手段は、所定の背景境界閾値で分割した配列のうち一方を、背景色を割り当てたインデックスカラーを配列した背景表示用配列とし、他方を、単色パレットが配列するインデックスカラーの濃度順と逆向きに特定色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した生体表示用配列とするカラーパレットで、撮像データが有する単色パレットを差し替えて表示データを生成する。表示手段は、生体を表示データで表示する。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、生体の特徴を利用して個人認証する処理をコンピュータに実行させるための認証プログラムは、コンピュータを、撮像データ生成手段、表示データ生成手段、表示手段として機能させる。【００１４】
また、上記課題を解決するために、生体の特徴を利用して個人認証する認証方法は、生体を撮像し、単色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した単色パレットを有する撮像データを生成し、所定の背景境界閾値で分割した配列のうち一方を、背景色を割り当てたインデックスカラーを配列した背景表示用配列とし、他方を、単色パレットが配列するインデックスカラーの濃度順と逆向きに特定色を濃度順に割り当てたインデックスカラーを配列した生体表示用配列とするカラーパレットで、撮像データが有する単色パレットを差し替えて表示データを生成し、生体を表示データで表示する。
【発明の効果】
【００１５】
上記の認証装置、認証プログラム、および認証方法によれば、視認性が良好、かつプライバシーあるいはセキュリティ上の問題を生じるおそれを低減した誘導表示画面を、処理負荷をかけずに表示可能とする。【００１６】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の認証システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態の認証装置がおこなう撮影画像から表示画像への変換を示す図である。
【図３】実施形態の画像表示例を示す図である。
【図４】実施形態の認証システムのブロック図である。
【図５】実施形態の認証装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図６】実施形態の８ビット（２５６色）非圧縮ＤＩＢのデータ構造を示す図である。
【図７】実施形態の元画像ＤＩＢのデータ構成例を示す図である。
【図８】実施形態の２５６階調グレースケールパレットのＲＧＢ階調グラフ例を示す図である。
【図９】実施形態の表示画像ＤＩＢのデータ構成例を示す図である。
【図１０】実施形態の手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットのＲＧＢ階調グラフ例を示す図である。
【図１１】実施形態の誘導ＧＵＩ表示処理の処理フローを示す図である。
【図１２】実施形態の専用カラーパレット作成処理のフローチャートである。
【図１３】実施形態の誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例（１）、（２）を示す図である。
【図１４】実施形態の誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例（３）、（４）を示す図である。
【図１５】従来の認証制御処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の認証システムの構成を示す図である。実施形態として、認証システム１が手のひらの静脈を用いて認証をおこなうシステムを例示するが、これに限らず生体のその他の特徴検出部位で認証をおこなうシステムにも適用可能である。
【００１９】
認証システム１は、生体の特徴を認識して個人を特定して認証するシステムであり、情報システムのログオン、入退室管理などの際に利用可能である。認証システム１は、認証装置１０と、認証装置１０とネットワーク２を介して接続するデータベースサーバ４０とを含んで構成される。
【００２０】
データベースサーバ４０は、個人を識別するための識別情報と、生体認証前にあらかじめ登録される生体情報とを関連付けて記憶する。個人を識別するための識別情報は、利用者に直接的（たとえば、社員番号）、あるいは間接的（たとえば、口座番号）に付されたユニークなＩＤ（IDentification）である。あらかじめ登録される生体情報は、画像情報から特徴部を抽出した特徴情報、画像情報または特徴情報を符号化した符号化情報等である。
【００２１】
認証装置１０は、処理装置１１と、ディスプレイ１２と、センサユニット２０を含んで構成され、必要に応じてキーボード１３と、マウス１４と、ＩＣ（Integrated Circuit）カードリーダライタ３０等を含んで構成される。センサユニット２０は、撮像装置を内蔵し、利用者の手のひらを撮影し、処理装置１１に撮影画像を出力する。ＩＣカードリーダライタ３０は、利用者のＩＣカード３１の情報を読み書きする。キーボード１３と、マウス１４は、利用者の入力操作を受け付ける。
【００２２】
ここで、手のひらの静脈認証について説明する。認証を求める利用者は、利用者を識別するための識別情報（たとえば、ユーザＩＤ）の入力をキーボード１３、マウス１４、あるいはＩＣカードリーダライタ３０によりおこなう。認証装置１０は、表示により利用者を認証するための生体情報の入力をディスプレイ１２を用いて求める。利用者は、センサユニット２０に手をかざすことにより、生体情報の入力をおこなう。生体情報として手のひらの画像を入力した認証装置１０は、データベースサーバ４０の記憶部または利用者のＩＣカード３１にあらかじめ記録されている生体情報と照合する。
【００２３】
次に、撮影画像から表示画像への変換について図２、図３を用いて説明する。図２は、実施形態の認証装置がおこなう撮影画像から表示画像への変換を示す図である。図３は、実施形態の画像表示例を示す図である。
【００２４】
撮影画像５０は、利用者がセンサユニット２０に手のひらをかざすことにより取得される。撮影画像５０は、手のひらに近赤外線を照射し、反射光を撮影して得られた画像である。静脈に流れる赤血球の中のヘモグロビンは、酸素を失っていることから、このヘモグロビン（還元ヘモグロビン）は、７６０ナノメートル付近の近赤外線を吸収する性質がある。そのため、手のひらに近赤外線を当てると、静脈がある部分だけ反射が少なく、静脈の位置は、近赤外線の反射光の強弱により認識可能となる。撮影画像５０は、特定の光源を用いることにより特徴的な情報の抽出が容易になるが、無彩色の画像となる。
【００２５】
また、撮影画像５０をデータとして扱う場合に、画素ごとに色を直接指定すると情報量が過大になる。そのため、使用可能な色を定義したテーブル（カラーパレット）を用意し、各画素はインデックスカラー（カラーパレットを参照する参照情報）を指定することで情報量を縮減する。
【００２６】
撮影画像５０は、１画素０~２５５（８ビット）の値で示される濃淡データであるため、２５６段階のグレースケールのカラーパレット（グレースケールパレット）を使用することが可能である。撮影画像用パレット５１は、淡色の白から濃色の黒までを濃度順に配列した２５６段階のグレースケールパレットである。撮影画像用パレット５１は、たとえば、ディスプレイに表示等することにより、単色として十分な色解像度を有して撮影画像５０を表現可能にする。
【００２７】
従来、手のひら静脈システムで手の位置を誘導するためのシルエット画像として撮影画像５０を用いていたが、画像処理により平滑化して表示しても静脈像が目立ち、「怖い、気持ち悪い」といった不快感を持つ利用者が少なくなかった。また、静脈像は、プライバシーやセキュリティの観点からも、そのまま表示することは望ましくない。さらに、手がセンサユニット２０から離れると、撮影画像５０は、手が暗くなり輪郭の視認性が悪くなり、シルエット画像として十分に機能しないことがある。
【００２８】
そのため、認証装置１０は、撮影画像５０そのままではなく、誘導ＧＵＩにより撮影画像５０から表示画像５２への変換をおこなってからシルエット画像として用いる。このとき、高度な画像変換処理をおこなうと、手の動きとシルエット画像の表示との間にタイムラグが生じるため、撮影画像５０から表示画像５２への変換をおこなう処理の負担は過大にならないことが求められる。
【００２９】
そこで、認証装置１０は、撮影画像５０の表示に用いた撮影画像用パレット５１を表示画像用パレット５３に差し替えて表示画像５２を表示する。表示画像用パレット５３は、背景用パレット５５と手のひら用パレット５６とからなる。背景用パレット５５と手のひら用パレット５６は、独立したカラーパレットではなく、表示画像用パレット５３の一部である。
【００３０】
背景用パレット５５は、表示画像用パレット５３のインデックスカラー［０］から背景境界閾値５４となるインデックスカラー［３５］までである。背景用パレット５５は、［０］から［３５］のすべてのインデックスカラーに単色の背景色を割り当てたカラーパレットである。
【００３１】
手のひら用パレット５６は、背景境界閾値５４の次となるインデックスカラー［３６］から表示画像用パレット５３のインデックスカラー［２５５］までである。手のひら用パレット５６は、特定色（たとえば、薄橙色）を淡色から濃色まで配列した２２０段階のカラーパレットである。
【００３２】
また、撮影画像用パレット５１が濃色から淡色への濃度順にインデックスカラーを配列しているところ、手のひら用パレット５６は、淡色から濃色への逆方向の濃度順にインデックスカラーを配列している。これにより、撮影画像５０では濃色で表示される静脈像が表示画像５２では、淡色で表示されることとなり目視による識別が困難になる。
【００３３】
また、手のひら用パレット５６は、使用する色の濃度幅が撮影画像用パレット５１の濃度幅より小さくなるように設定される。これにより、静脈像は、他の手のひら部分との濃度差が小さくなり、視認することがさらに困難になる。
【００３４】
そのため、表示画像５２は、シルエット画像とした場合に、利用者が視覚から生じる不快感を低減させる。また、表示画像５２は、シルエット画像とした場合に、第三者の静脈像の視覚による認識を困難にするため、プライバシーやセキュリティ上の問題が生じる可能性も低減させる。
【００３５】
また、背景用パレット５５がすべてのインデックスカラーに割り当てる背景色は、撮影画像用パレット５１側の境界色（インデックスカラー［３６］に割り当てた色）の補色とすることができる。その場合、背景色は手のひらの輪郭線を強調する。
【００３６】
また、手のひら用パレット５６は、撮影画像用パレット５１と逆方向ながら濃度順にインデックスカラーを配列していることから、グレースケールで表現されている手の濃淡を表現可能であり、手の傾き具合などを良好に把握可能にする。
【００３７】
このように、表示しようとする画像データの撮影画像用パレット５１を表示画像用パレット５３に差し替えることで、たとえば、表示画像６０、表示画像６１のような画像を表示することができる。表示画像６０、表示画像６１は、手のひらと背景とのコントラストが明瞭であり、手のひらの輪郭を容易に把握可能である。また、表示画像６０、表示画像６１は、静脈像の目視による識別が困難であり、利用者が視覚から生じる不快感のほか、プライバシーやセキュリティ上の問題が生じる可能性が低減されている。また、表示画像６０、表示画像６１は、手のひらの傾きによる色の濃度差が十分に表現されているため、手の傾き具合やセンサユニット２０との距離感を良好に把握可能にしている。
【００３８】
次に、センサユニットの構成、および認証システムで実行される処理について、図４を用いて説明する。図４は、実施形態の認証システムのブロック図である。
センサユニット２０は、撮像装置２４を搭載する。撮像装置２４は、中央部に図示しない赤外センサ（たとえば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ）と集光レンズ２３と、距離センサ２２とを備え、撮像方向に向かって複数の近赤外線発光素子（ＬＥＤ）２１が備えられる。近赤外線発光素子２１は、たとえば、赤外センサの周囲８ケ所に設けられ、近赤外線を上方（撮像方向）に向けて発光する。
【００３９】
センサユニット２０は、撮影画像、距離センサ２２が計測する測定距離情報を処理装置１１に出力する。処理装置１１は、撮影画像取得処理１１１、誘導ＧＵＩ表示処理１１２、血管像抽出処理１１３、撮像状態判定処理１１４、登録処理１１５、特徴照合処理１１６、検索処理１１７を実行する。
【００４０】
撮影画像取得処理１１１は、センサユニット２０からの測定距離情報と撮影画像を取得する。撮影画像取得処理１１１は、取得した測定距離情報と撮影画像を、撮像状態判定処理１１４と誘導ＧＵＩ表示処理１１２と血管像抽出処理１１３と登録処理１１５に通知する。
【００４１】
誘導ＧＵＩ表示処理１１２は、手のひらを適正位置に誘導するための誘導ＧＵＩ表示をディスプレイ１２に表示する。誘導ＧＵＩ表示処理１１２は、誘導ＧＵＩ表示をディスプレイ１２に表示するとき、撮影画像の表示に使用するカラーパレットを、前述のように撮影画像用パレット５１から表示画像用パレット５３に差し替える。なお、誘導ＧＵＩ表示処理１１２は、手のひらの位置が適切か否かの情報を、後述の撮像状態判定処理１１４から取得する。
【００４２】
血管像抽出処理１１３は、撮影画像から静脈の血管像（生体特徴データ）を抽出し登録処理１１５に通知する。
登録処理１１５は、ユーザ登録をおこなう場合に、データベースサーバ４０の記憶部１１８に撮影画像、撮影条件、生体特徴データなどを登録する。なお、記憶部１１８は、ＩＣカード３１が備えるものであってもよい。
【００４３】
検索処理１１７は、照合時に入力されたユーザＩＤにより、記憶部１１８からユーザＩＤに対応する撮影画像、撮影条件、生体特徴データを検索する。撮像状態判定処理１１４は、検索処理１１７により記憶部１１８から取得した撮影画像、撮影条件と、センサユニット２０から入力した撮影画像、撮影条件を比較して適正であるか否かを判定する。
【００４４】
撮像状態判定処理１１４は、手のひらがセンサユニット２０から適正距離にあるか、撮影画像から検出した手のひらの輪郭（位置、姿勢）が、標準条件、または登録時撮影条件と比較して適正位置にあるかを判定する。撮像状態判定処理１１４は、認証時の撮影画像、撮影条件が適切だと判定すると、特徴照合処理１１６に特徴照合を実行可能である旨を通知する。また、撮像状態判定処理１１４は、認証時の撮影画像、撮影条件の評価を、誘導ＧＵＩ表示処理１１２に通知する。
【００４５】
特徴照合処理１１６は、検索処理１１７により記憶部１１８から取得した生体特徴データと、血管像抽出処理１１３が抽出した生体特徴データ（血管像データ）との一致程度（類似度）を判定し、照合結果として認証の成否をユーザアプリケーションに出力する。
【００４６】
次に、実施形態の認証装置のハードウェア構成例について図５を用いて説明する。図５は、実施形態の認証装置のハードウェア構成例を示す図である。
認証装置１０は、処理装置１１、ディスプレイ１２、キーボード１３、マウス１４、センサユニット２０、ＩＣカードリーダライタ３０を備える。
【００４７】
処理装置１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、バス１０７を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０３、通信インタフェース１０４、グラフィック処理装置１０５、および入出力インタフェース１０６が接続されている。
【００４８】
ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーション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、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。ＨＤＤ１０３には、ＯＳやアプリケーションプログラムが格納される。
【００４９】
グラフィック処理装置１０５には、ディスプレイ１２が接続されている。グラフィック処理装置１０５は、ＣＰＵ１０１からの命令にしたがって、画像をディスプレイ１２の画面に表示させる。
【００５０】
入出力インタフェース１０６には、キーボード１３、マウス１４、センサユニット２０、ＩＣカードリーダライタ３０が接続されている。また、入出力インタフェース１０６は、可搬型記録媒体１１０への情報の書込み、および可搬型記録媒体１１０への情報の読出しが可能な可搬型記録媒体インタフェースと接続可能になっている。入出力インタフェース１０６は、キーボード１３、マウス１４、センサユニット２０、ＩＣカードリーダライタ３０、可搬型記録媒体インタフェースから送られてくる信号を、バス１０７を介してＣＰＵ１０１に送信する。
【００５１】
通信インタフェース１０４は、ネットワーク２に接続されている。通信インタフェース１０４は、データベースサーバ４０との間でデータの送受信をおこなう。
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。なお、データベースサーバ４０も同様のハードウェア構成で実現できる。
【００５２】
なお、処理装置１１は、それぞれＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＤＳＰ（Digital Signal Processer）などからなるモジュールを含んで構成することもでき、ＣＰＵ１０１を有しない構成とすることもできる。その場合、処理装置１１は、それぞれ不揮発性メモリ（たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ、フラッシュメモリ型メモリカードなど）を備え、モジュールのファームウェアを記憶する。不揮発性メモリは、可搬型記録媒体１１０、あるいは通信インタフェース１０４を介してファームウェアを書き込むことができる。このように処理装置１１は、不揮発性メモリに記憶されているファームウェアを書き換えることにより、ファームウェアの更新をすることもできる。
【００５３】
次に、撮影画像データのデータ構造について図６を用いて説明する。図６は、実施形態の８ビット（２５６色）非圧縮ＤＩＢのデータ構造を示す図である。
撮影画像データは、８ビット（２５６色）非圧縮ＤＩＢ（Device-Independent Bitmap）のデータ構造３００を有する。８ビット（２５６色）非圧縮ＤＩＢのデータ構造３００は、ビットマップ情報ヘッダと、カラーパレットと、画素データとから構成される。
【００５４】
ビットマップ情報ヘッダは、画像の横画素数、画像の縦画素数、プレーン数、１画素あたりのビット数、圧縮方法、画素データ全体のサイズなどの情報を含む。
カラーパレットは、たとえば、２５６色が指定されている場合、インデックスカラー［０］からインデックスカラー［２５５］までの配列構造を有し、各配列は、配列要素「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」、「−」をデータとして持つ。配列要素「Ｂ」は、１バイトのデータでピクセルのＢ（青）輝度を２５６階調で表現するデータを格納する。配列要素「Ｇ」は、１バイトのデータでピクセルのＧ（緑）輝度を２５６階調で表現するデータを格納する。配列要素「Ｒ」は、１バイトのデータでピクセルのＲ（赤）輝度を２５６階調で表現するデータを格納する。配列要素「−」は、１バイトの予約データで「０」を格納する。
【００５５】
画素データは、画素ごとのインデックスカラー（色情報）の配列番号を画素数分格納する。
次に、元画像ＤＩＢのデータ構成について図７、図８を用いて説明する。図７は、実施形態の元画像ＤＩＢのデータ構成例を示す図である。図８は、実施形態の２５６階調グレースケールパレットのＲＧＢ階調グラフ例を示す図である。
【００５６】
撮影画像データは、８ビット（２５６色）非圧縮ＤＩＢのデータ構造３００であるが、より具多的には、元画像ＤＩＢ３０１のようになっている。元画像ＤＩＢ３０１は、２５６階調グレースケールパレットを有する。
【００５７】
２５６階調グレースケールパレットは、濃色の黒を色指定するインデックスカラー［０］から淡色の白を色指定するインデックスカラー［２５５］までを濃度順に２５６段階に配列したグレースケールのカラーパレットである。
【００５８】
２５６階調グレースケールパレットは、グレースケールを表現するために、たとえば、ｎが０から２５５の整数であるとしたときに、インデックスカラー［ｎ］＝（ｎ、ｎ、ｎ、０）と表すことができる。ここで、（）内は順に前述のＢ輝度、Ｇ輝度、Ｒ輝度、予約データ０である。具体的には、２５６階調グレースケールパレットは、２５６階調グレースケールパレットのＲＧＢ階調グラフ３１１に示すように、インデックスカラー［０］＝（０、０、０、０）、インデックスカラー［１］＝（１、１、１、０）、・・・、インデックスカラー［２５５］＝（２５５、２５５、２５５、０）のようになる。
【００５９】
画素データは、撮影画像に応じた画素ごとのインデックスカラーの配列番号を画素数分格納する。
次に、表示画像ＤＩＢのデータ構成について図９、図１０を用いて説明する。図９は、実施形態の表示画像ＤＩＢのデータ構成例を示す図である。図１０は、実施形態の手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットのＲＧＢ階調グラフ例を示す図である。
【００６０】
表示画像データは、８ビット（２５６色）非圧縮ＤＩＢのデータ構造３００であるが、より具多的には、表示画像ＤＩＢ３０２のようになっている。表示画像ＤＩＢ３０２は、手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットを有する。
【００６１】
手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットは、背景色を指定するインデックスカラー［０］からインデックスカラー［３５］までの背景用パレットと、淡色の特定色を色指定するインデックスカラー［３６］から濃色の特定色を色指定するインデックスカラー［２５５］までを濃度順に配列した手のひら用パレットとからなるカラーパレットである。
【００６２】
手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットのうち背景用パレットは、背景を表現するために、たとえば、ｍが０から３５の整数であるとしたときに、インデックスカラー［ｍ］＝（１７５、１１０、１００、０）とすることができる。より、具体的には、背景用パレットは、手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットのＲＧＢ階調グラフ３１２に示すように、インデックスカラー［０］＝（１７５、１１０、１００、０）、インデックスカラー［１］＝（１７５、１１０、１００、０）、・・・、インデックスカラー［３５］＝（１７５、１１０、１００、０）のようになる。
【００６３】
手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットのうち手のひら用パレットは、手のひらを表現するために、たとえば、ｎが３６から２５５の整数であるとしたときに、インデックスカラー［ｎ］＝（ｆ１（ｎ）、ｆ２（ｎ）、ｆ３（ｎ）、０）とすることができる。ただし、ｆ１（ｎ）、ｆ２（ｎ）、ｆ３（ｎ）は、あらかじめ定めたｎの関数であり、たとえば、ｆ１（ｎ）＝２１０−ｉｎｔ（（ｎ−３５）／２）−ｍｏｄ（ｎ−３５、２）、ｆ２（ｎ）＝２５０−ｉｎｔ（（ｎ−３５）／２）−ｍｏｄ（ｎ−３５、２）、ｆ３（ｎ）＝２５５である。ただし、関数ｉｎｔ（ｘ）は、ｘを超えない最大の整数であり、関数ｍｏｄ（ｘ、ｙ）は、ｘをｙで除したときの剰余である。より具体的には、背景用パレットは、手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットのＲＧＢ階調グラフ３１２に示すように、インデックスカラー［３６］＝（２０９、２４９、２５５、０）、インデックスカラー［３７］＝（２０９、２４９、２５５、０）、インデックスカラー［３８］＝（２０８、２４８、２５５、０）、・・・、インデックスカラー［２５５］＝（１００、１４０、２５５、０）のようになる。
【００６４】
画素データは、撮影画像に応じた画素ごとのインデックスカラーの配列番号を画素数分格納する。なお、表示画像データの画素データは、撮影画像データの画素データと同じである。
【００６５】
このように、撮影画像データと表示画像データは、８ビット（２５６色）非圧縮ＤＩＢのデータ構造３００であり、画素データも同じである。撮影画像データと表示画像データは、使用するパレットが異なることで異なる画像を表示可能にしている。このとき、画素データについて、処理装置１１は、なんら加工することをしないので高速な画像変換をおこなうことができる。
【００６６】
次に、処理装置１１が実行する誘導ＧＵＩ表示処理１１２について図１１を用いて詳細に説明する。図１１は、実施形態の誘導ＧＵＩ表示処理の処理フローを示す図である。
誘導ＧＵＩ表示処理１１２は、撮影画像取得処理１１１から取得した撮影画像にもとづいて、手のひらを適正位置に誘導するための誘導ＧＵＩ表示をディスプレイ１２に表示する処理である。
【００６７】
また、誘導ＧＵＩ表示処理１１２は、撮像状態判定処理１１４から誘導情報３２０を取得する処理である。誘導情報３２０は、位置情報３２１、撮影画像３２２を含む。
［ステップＳ１１］処理装置１１は、初期化処理として専用カラーパレット（手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレット）作成処理を実行し、手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットを作成する。専用カラーパレット作成処理は、後で図１２を用いて詳細に説明する。
【００６８】
［ステップＳ１２］処理装置１１は、誘導情報３２０の取得を待つ。
［ステップＳ１３］処理装置１１は、誘導情報３２０を取得する。ここで、取得される撮影画像３２２は、元画像ＤＩＢ３０１のデータ構造を有し、２５６階調グレースケールパレットが設定されている。
【００６９】
［ステップＳ１４］処理装置１１は、撮影画像３２２に設定されている２５６階調グレースケールパレットを手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットに交換する。
［ステップＳ１５］処理装置１１は、撮影画像取得処理１１１から取得した撮影画像に手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットを設定した表示画像により、手のひらを適正位置に誘導するための誘導ＧＵＩ表示をおこない、ステップＳ１２にすすむ。
【００７０】
次に、処理装置１１が実行する専用カラーパレット作成処理について図１２を用いて説明する。図１２は、実施形態の専用カラーパレット作成処理のフローチャートである。
専用カラーパレット作成処理は、手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットを作成する処理である。
【００７１】
なお、手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットの作成は、認証装置１０の起動時に１度だけおこなうものであるが、認証の都度におこなうようにしてもよい。
［ステップＳ２１］処理装置１１は、カラーパレットのインデックスカラーの各要素「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」の値を初期化する。各要素「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」は、あらかじめ設定した最大階調値に初期化する。たとえば、処理装置１１は、要素「Ｂ」＝「２１０」、要素「Ｇ」＝「２５０」、要素「Ｒ」＝「２５５」を初期値に設定する。この色は、薄橙色であり、手のひらを表現する色として違和感が少ないと考えられるが、国や地域により違和感を生じる場合もある。そのため、初期値は、環境や個人の嗜好などによって任意に設定可能としてよい。
【００７２】
［ステップＳ２２］処理装置１１は、背景境界閾値を初期化する。なお、背景境界閾値の初期値は、あらかじめ設定してもよいし、手の輪郭を良好に再現可能な値を探索するなどして撮像環境に応じた適当な値を設定してもよい。たとえば、処理装置１１は、背景境界閾値「Ｔｈｒ」＝「３５」を初期値に設定する。
【００７３】
［ステップＳ２３］処理装置１１は、「ｎ」＝「０」として、カラーパレットのインデックスカラーの配列番号を初期化する。
［ステップＳ２４］処理装置１１は、配列番号が背景境界閾値以下か判定する。処理装置１１は、配列番号が背景境界閾値以下である場合、ステップＳ２５にすすむ。一方、処理装置１１は、配列番号が背景境界閾値以下でない場合、ステップＳ２６にすすむ。
【００７４】
［ステップＳ２５］処理装置１１は、配列番号［ｎ］のインデックスカラーの各要素「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」に背景色となる値を設定する。たとえば、処理装置１１は、要素「Ｂ」＝「１７５」、要素「Ｇ」＝「１１０」、要素「Ｒ」＝「１００」を設定する。この背景色の選択は、淡色の薄橙色の補色であり、背景色と、背景色に隣接する淡色の薄橙色との境界を明瞭にし、手のひらの輪郭の視認性を高める。
【００７５】
処理装置１１は、ステップＳ３０で配列番号が上限値「２５５」に達しているかを判定する。処理装置１１は、配列番号が上限値「２５５」に達していない場合、ステップＳ３１にすすみ、配列番号を「１」だけインクリメントして更新し、ステップＳ２４にすすむ。
【００７６】
このようにして、処理装置１１は、配列番号を「０」から「３５」の各インデックスカラーについて、各要素に背景色を設定する。
［ステップＳ２６］処理装置１１は、配列番号の「ｎ」を「２」で除した剰余が「０」か否かを判定する。言い換えれば、処理装置１１は、配列番号の「ｎ」が「２」で割り切れるか否かを判定する。処理装置１１は、配列番号の「ｎ」を「２」で除した剰余が「０」の場合、ステップＳ２７にすすむ。一方、処理装置１１は、配列番号の「ｎ」を「２」で除した剰余が「０」でない場合、ステップＳ２９にすすむ。
【００７７】
これにより、処理装置１１は、後述のステップＳ２７で実行するインデックスカラーの各要素「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」の値の更新処理回数を２回に１回として、手のひらの表示に用いる色の階調幅を小さくしている。手のひらの表示に用いる色の階調幅を小さくすることで、手のひらの表示画像は、静脈像が目立たないものとなる。なお、配列番号の「ｎ」を除す数は、任意に設定可能である。配列番号の「ｎ」を除す数を大きな値に設定するほど、手のひらの表示に用いる色の階調幅を小さくすることができ、静脈像は、階調幅が小さくなるほど目立たないものとなる。
【００７８】
［ステップＳ２７］処理装置１１は、インデックスカラー［ｎ］＝（ｆ１（ｎ）、ｆ２（ｎ）、ｆ３（ｎ）、０）にしたがい、インデックスカラーの各要素「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」に設定する値を算出する。たとえば、ｆ１（ｎ）＝２１０−ｉｎｔ（（ｎ−３５）／２）−ｍｏｄ（ｎ−３５、２）、ｆ２（ｎ）＝２５０−ｉｎｔ（（ｎ−３５）／２）−ｍｏｄ（ｎ−３５、２）、ｆ３（ｎ）＝２５５の場合、処理装置１１は、要素「Ｂ」と要素「Ｇ」に設定する値を現在の値から「１」だけデクリメントし、要素「Ｒ」の値は固定値として算出する。
【００７９】
［ステップＳ２８］処理装置１１は、インデックスカラーの各要素「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」に設定する値が０以上２５５以下の値となるように補正する。たとえば、処理装置１１は、デクリメントにより負値となった算出値を「０」に補正する。
【００８０】
［ステップＳ２９］処理装置１１は、ステップＳ２７、ステップＳ２８で算出した値を、配列番号［ｎ］のインデックスカラーの各要素「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」に設定する。処理装置１１は、ステップＳ３０で配列番号が上限値「２５５」に達しているかを判定する。処理装置１１は、配列番号が上限値「２５５」に達していない場合、ステップＳ３１にすすみ、配列番号を「１」だけインクリメントして更新し、ステップＳ２４にすすむ。
【００８１】
このようにして、処理装置１１は、配列番号を「３６」から「２５５」の各インデックスカラーについて、各要素に手のひらの表示に用いる色を設定する。処理装置１１は、配列番号が上限値「２５５」に達している場合、専用カラーパレット作成処理を終了する。
【００８２】
なお、専用カラーパレット作成処理は、認証装置１０の起動時や、認証時など、任意のタイミングで実行可能である。たとえば、認証装置１０の起動時に専用カラーパレット作成処理を実行して、すべてのユーザで同じ手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットを使用するようにしてもよい。また、ユーザの認証時に専用カラーパレット作成処理を実行して、ユーザごとに異なる手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットを使用するようにしてもよい。
【００８３】
ユーザごとに異なる手のひら静脈ＧＵＩ専用カラーパレットの作成は、たとえば、ユーザの肌の色や、血行、性別、年齢などユーザ固有の情報、あるいは外部環境（時刻、天候、地域、周囲の明るさ）などをパラメータにして異なる色配列のカラーパレットを生成しておこなう。これにより、専用カラーパレット作成処理は、認証時の条件に応じた最適なパレットの生成を可能とする。
【００８４】
次に、認証装置１０がディスプレイ１２に表示する誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例を図１３、図１４を用いて説明する。図１３は、実施形態の誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例（１）、（２）を示す図である。図１４は、実施形態の誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例（３）、（４）を示す図である。
【００８５】
誘導ＧＵＩ表示ウインドウ７０は、認証装置１０がディスプレイ１２に表示する誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例（１）である。誘導ＧＵＩ表示ウインドウ７０は、ウインドウ内に、誘導ＧＵＩ表示画像７０１、正位置画像７０２、誘導表示７０３、誘導メッセージ７０４、結果メッセージ７０５を含む。
【００８６】
誘導ＧＵＩ表示画像７０１は、撮影画像を撮影画像用パレットから表示画像用パレットに差し替えて表示する表示画像である。誘導ＧＵＩ表示画像７０１は、背景と手のひら画像、手のひらの正位置を示す誘導表示７０３を表示する。誘導表示７０３は、たとえば、手のひらの正位置を示す正円と、ユーザの手のひらが傾いていることを示す楕円とを表示する。正位置画像７０２は、ユーザの手のひらを正位置に案内するための表示である。
【００８７】
誘導メッセージ７０４は、ユーザの手のひらを正位置に案内するためのメッセージ表示である。たとえば、誘導メッセージ７０４は、ユーザの手のひらが傾いていることを報知する「手を水平にしてください。」を表示する。結果メッセージ７０５は、認証装置１０によるユーザ照合の結果を報知するメッセージ表示である。たとえば、結果メッセージ７０５は、ユーザの手のひらが傾いて認証できないため何も案内しない。
【００８８】
誘導ＧＵＩ表示ウインドウ７１は、認証装置１０がディスプレイ１２に表示する誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例（２）である。誘導ＧＵＩ表示ウインドウ７１は、ウインドウ内に、誘導ＧＵＩ表示画像７１１、正位置画像７１２、誘導表示７１３、誘導メッセージ７１４、結果メッセージ７１５を含む。
【００８９】
誘導ＧＵＩ表示画像７１１は、撮影画像を撮影画像用パレットから表示画像用パレットに差し替えて表示する表示画像である。誘導ＧＵＩ表示画像７１１は、背景と手のひら画像、手のひらの正位置を示す誘導表示７１３を表示する。誘導表示７１３は、たとえば、手のひらの正位置を示す正円と、ユーザの手のひらが中心位置からずれていることを示す矢印とを表示する。正位置画像７１２は、ユーザの手のひらを正位置に案内するための表示である。なお、正位置画像７１２は、ユーザの手のひら登録画像としてもよい。また、正位置画像７１２は、正位置を案内するための表示、またはユーザの手のひら登録画像を撮影画像用パレットから表示画像用パレットに差し替えて表示する。
【００９０】
誘導メッセージ７１４は、ユーザの手のひらを正位置に案内するためのメッセージ表示である。たとえば、誘導メッセージ７１４は、ユーザの手のひらが中心位置からずれていることを報知する「手を少し後ろに引いて下さい。」を表示する。結果メッセージ７１５は、認証装置１０によるユーザ照合の結果を報知するメッセージ表示である。たとえば、結果メッセージ７１５は、ユーザの手のひらが中心位置からずれて認証できないため何も案内しない。
【００９１】
誘導ＧＵＩ表示ウインドウ７２は、認証装置１０がディスプレイ１２に表示する誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例（３）である。誘導ＧＵＩ表示ウインドウ７２は、ウインドウ内に、誘導ＧＵＩ表示画像７２１、正位置画像７２２、誘導表示７２３、誘導メッセージ７２４、結果メッセージ７２５を含む。
【００９２】
誘導ＧＵＩ表示画像７２１は、撮影画像を撮影画像用パレットから表示画像用パレットに差し替えて表示する表示画像である。誘導ＧＵＩ表示画像７２１は、背景と手のひら画像、手のひらの正位置を示す誘導表示７２３を表示する。誘導表示７２３は、たとえば、手のひらの正位置を示す正円と、ユーザの手のひらが反時計周りにずれていることを示す矢印とを表示する。正位置画像７２２は、ユーザの手のひらを正位置に案内するための表示である。
【００９３】
誘導メッセージ７２４は、ユーザの手のひらを正位置に案内するためのメッセージ表示である。たとえば、誘導メッセージ７２４は、ユーザの手のひらが反時計周りにずれていることを報知する「手をセンサーの向きに合わせてください。」を表示する。結果メッセージ７２５は、認証装置１０によるユーザ照合の結果を報知するメッセージ表示である。たとえば、結果メッセージ７２５は、ユーザの手のひらが反時計周りにずれて認証できないため何も案内しない。
【００９４】
誘導ＧＵＩ表示ウインドウ７３は、認証装置１０がディスプレイ１２に表示する誘導ＧＵＩ表示ウインドウの表示例（４）である。誘導ＧＵＩ表示ウインドウ７３は、ウインドウ内に、誘導ＧＵＩ表示画像７３１、正位置画像７３２、誘導表示７３３、誘導メッセージ７３４、結果メッセージ７３５を含む。
【００９５】
誘導ＧＵＩ表示画像７３１は、撮影画像を撮影画像用パレットから表示画像用パレットに差し替えて表示する表示画像である。誘導ＧＵＩ表示画像７３１は、背景と手のひら画像、手のひらの正位置を示す誘導表示７３３を表示する。誘導表示７３３は、たとえば、ユーザの手のひらが正位置よりもセンサユニット２０に近いが傾きや前後左右方向の位置が正しいため、手のひらの正位置を示す正円だけを表示する。正位置画像７３２は、ユーザの手のひらを正位置に案内するための表示である。
【００９６】
誘導メッセージ７３４は、ユーザの手のひらを正位置に案内するためのメッセージ表示である。たとえば、誘導メッセージ７３４は、ユーザの手のひらが正位置よりもセンサユニット２０に近いことを報知する「手を離してください。」を表示する。結果メッセージ７３５は、認証装置１０によるユーザ照合の結果を報知するメッセージ表示である。たとえば、結果メッセージ７３５は、認証装置１０がユーザ照合に成功した結果である「認証されました。」を表示する。
【００９７】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、認証装置１０、データベースサーバ４０が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（可搬型記録媒体を含む）に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。
【００９８】
プログラムを流通させる場合には、たとえば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【００９９】
プログラムを実行するコンピュータは、たとえば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。
【０１００】
なお、上述の実施の形態は、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
さらに、上述の実施の形態は、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではない。
【０１０１】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  認証システム
２  ネットワーク
１０  認証装置
１１  処理装置
２０  センサユニット
４０  データベースサーバ
５０  撮影画像
５１  撮影画像用パレット
５２  表示画像
５３  表示画像用パレット
５４  背景境界閾値
５５  背景用パレット
５６  手のひら用パレット
【図１】
0005503725.tif 000002
【図２】
0005503725.tif 000003
【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】
0005503725.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005503725.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0005503725.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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