(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像装置より離れた位置にかざされた掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像装置、方法を提供する。【解決手段】撮像装置は電源の周期が５０Ｈｚであれば撮像間隔を２０ミリ秒に、６０Ｈｚであれば撮像間隔を１６ミリ秒に設定し、撮像カメラから離れた位置にかざされた掌を、撮影用ＬＥＤを発光させて撮像した明画像データと撮影用ＬＥＤを消灯して撮像した暗画像データを取得し、２つの画像データから差分画像データを生成し、差分画像データの静脈パターンと予め画像情報保持部に保持されている複数の画像データの静脈パターンと照合して個人認証を行う。かざされた掌の背景に蛍光灯３７があっても、蛍光灯３７の点滅周期に合わせて撮像するので、点灯周期の撮像でも滅灯周期の撮像でも、蛍光灯３７の差分は「０」となり差分画像に現れることはない。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像装置において、
撮像により得られた複数の前記掌静脈画像を予め記憶する掌静脈画像記憶手段と、
電源周波数に対応する撮像間隔を予め記憶する撮像間隔記憶手段と、
前記掌を撮像する撮像環境を照明する環境照明光源の電源周波数を取得する電源周波数取得手段と、
該電源周波数取得手段により取得された前記電源周波数に対応する前記撮影間隔を前記撮像間隔記憶手段から取得する撮像間隔取得手段と、
該撮像間隔取得手段により取得された前記撮影間隔にて撮像装置より離れた位置にかざされた前記掌を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像されて得られた前記掌静脈画像を前記掌静脈画像記憶手段において記憶された複数の前記掌静脈画像と照合して個人認証の可否を決定する認証可否決定手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、前記環境照明光源の点灯周波数に合わせて、前記撮像用照明具を点灯させて前記掌を撮像した第１の画像と前記撮像用照明具を消灯させて前記掌を撮像した第２の画像とを取得し、
前記認証可否決定手段は、前記第１の画像と前記第２の画像との差分画像を生成し、該差分画像を前記掌静脈画像として複数の前記掌静脈画像との照合を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、前記環境照明光源の滅灯周波数に合わせて、前記撮像用照明具を点灯させて前記掌を撮像した第３の画像と前記撮像用照明具を消灯させて前記掌を撮像した第４の画像とを取得し、
前記認証可否決定手段は、前記第３の画像と前記第４の画像との差分画像を生成し、該差分画像を前記掌静脈画像として複数の前記掌静脈画像との照合を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、前記掌の範囲内でＬＥＤを光源とする照射角を絞ったスポット光を照射する光軸が平行する複数のスポット光照射手段と、撮像により得られた前記掌の画像内にある前記複数のスポット光の照射光点間の認識画像用メモリ領域内の距離から前記撮像手段と前記掌間の距離を算出する距離算出手段と、を有する、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の撮像装置。
【請求項５】
掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像方法において、
撮像により得られた複数の前記掌静脈画像を予め記憶する掌静脈画像記憶工程と、
電源周波数に対応する撮像間隔を予め記憶する撮像間隔記憶工程と、
前記掌を撮像する撮像環境を照明する環境照明光源の電源周波数を取得する電源周波数取得工程と、
該電源周波数取得工程により取得された前記電源周波数に対応する前記撮影間隔を前記撮像間隔記憶工程から取得する撮像間隔取得工程と、
該撮像間隔取得工程により取得された前記撮影間隔にて撮像装置より離れた位置にかざされた前記掌を撮像する撮像工程と、
該撮像工程により撮像されて得られた前記掌静脈画像を前記掌静脈画像記憶工程において記憶された複数の前記掌静脈画像と照合して個人認証の可否を決定する認証可否決定工程と、
を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
前記撮像工程は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、前記環境照明光源の点灯周波数に合わせて、前記撮像用照明具を点灯させて前記掌を撮像した第１の画像と前記撮像用照明具を消灯させて前記掌を撮像した第２の画像とを取得し、
前記認証可否決定工程は、前記第１の画像と前記第２の画像との差分画像を生成し、該差分画像を前記掌静脈画像として複数の前記掌静脈画像との照合を行う、
ことを特徴とする請求項５記載の撮像方法。
【請求項７】
前記撮像工程は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、前記環境照明光源の滅灯周波数に合わせて、前記撮像用照明具を点灯させて前記掌を撮像した第３の画像と前記撮像用照明具を消灯させて前記掌を撮像した第４の画像とを取得し、
前記認証可否決定工程は、前記第３の画像と前記第４の画像との差分画像を生成し、該差分画像を前記掌静脈画像として複数の前記掌静脈画像との照合を行う、
ことを特徴とする請求項５記載の撮像方法。
【請求項８】
前記撮像工程は、前記掌の範囲内でＬＥＤを光源とする照射角を絞ったスポット光を照射する光軸が平行する複数のスポット光照射工程と、撮像により得られた前記掌の画像内にある前記複数のスポット光源の照射光点間の認識画像用メモリ領域内の距離から前記撮像工程と前記掌間の距離を算出する距離算出工程と、
を有することを特徴とする請求項５、６又は７記載の撮像方法。
【請求項９】
コンピュータにより読み取り可能であり、掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像プログラムにおいて、
撮像により得られた複数の前記掌静脈画像を予め記憶する掌静脈画像記憶手順と、
電源周波数に対応する撮像間隔を予め記憶する撮像間隔記憶手順と、
前記掌を撮像する撮像環境を照明する環境照明光源の電源周波数を取得する電源周波数取得手順と、
該電源周波数取得手順により取得された前記電源周波数に対応する前記撮影間隔を前記撮像間隔記憶手順から取得する撮像間隔取得手順と、
該撮像間隔取得手順により取得された前記撮影間隔にて撮像装置より離れた位置にかざされた前記掌を撮像する撮像手順と、
該撮像手順により撮像されて得られた前記掌静脈画像を前記掌静脈画像記憶手順において記憶された複数の前記掌静脈画像と照合して個人認証の可否を決定する認証可否決定手順と、
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする撮像プログラム。
【請求項１０】
前記撮像手順は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、前記環境照明光源の点灯周波数に合わせて、前記撮像用照明具を点灯させて前記掌を撮像した第１の画像と前記撮像用照明具を消灯させて前記掌を撮像した第２の画像とを取得し、
前記認証可否決定手順は、前記第１の画像と前記第２の画像との差分画像を生成し、該差分画像を前記掌静脈画像として複数の前記掌静脈画像との照合を行う、
ことを特徴とする請求項９記載の撮像プログラム。
【請求項１１】
前記撮像手順は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、前記環境照明光源の滅灯周波数に合わせて、前記撮像用照明具を点灯させて前記掌を撮像した第３の画像と前記撮像用照明具を消灯させて前記掌を撮像した第４の画像とを取得し、
前記認証可否決定手順は、前記第３の画像と前記第４の画像との差分画像を生成し、該差分画像を前記掌静脈画像として複数の前記掌静脈画像との照合を行う、
ことを特徴とする請求項９記載の撮像プログラム。
【請求項１２】
前記撮像手順は、前記掌の範囲内でＬＥＤを光源とする照射角を絞ったスポット光を照射する光軸が平行する複数のスポット光照射手順と、撮像により得られた前記掌の画像内にある前記複数のスポット光源の照射光点間の認識画像用メモリ領域内の距離から前記撮像手順と前記掌間の距離を算出する距離算出手順と、を有する、ことを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の撮像プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像方法及び撮像プログラムに関わり、更に詳しくは、撮像装置より離れた位置にかざされた掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像装置、撮像方法及び撮像プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、装置の小型化を図り、熱雑音により生じる画質の劣化を防止することが可能な、静脈撮像装置、静脈画像補間方法およびそのプログラムが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
この特許文献１の技術は、近赤外光を指や手のひらや手の甲に照射し、それらの内部に分布している静脈パターンの画像を取得し、測定を行った熱雑音の測定結果に基づいて撮像時の温度を推定し、推定した撮像時の温度に基づいて、上記取得した画像の補間処理を行うというものである。
【０００３】
また、指の静脈に限るものとしては、指を安定させるための構成を設け、さらに、左右指による悪影響を防ぐことで、小型かつ高精度な下方照射方式の指静脈認証装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
この特許文献２の技術は、指置き台の下方から光源を点滅照射して、指置き台に指が置かれていなときは光を散乱する物体がないため光源の光は撮像部に映らないが、指置き台に指が置かれているときは点滅照射した光源の光が指から散乱して撮像部に映るため指が有ることを検知できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６７０８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−０９７４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、熱雑音による画像の劣化を補完するものである。また特許文献２の技術は、撮像装置の指置き台の構造により指を安定させ、左右指による悪影響を防ぐものである。
【０００６】
かたや、掌静脈の撮影を行う技術では、蛍光灯のように一定周期（５０Ｈｚ/６０Ｈｚ）で点滅する発光物が有る場合に撮影した画像に映り込んでしまい、差分画像生成時に蛍光灯が差分に残ってしまうケースがあり、撮影時の掌までの距離を誤認識してしまい、本人であるにも関わらず認証を失敗してしまう課題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、撮像装置より離れた位置にかざされた掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像装置、撮像方法及び撮像プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像装置において、撮像により得られた複数の上記掌静脈画像を予め記憶する掌静脈画像記憶手段と、電源周波数に対応する撮像間隔を予め記憶する撮像間隔記憶手段と、上記掌を撮像する撮像環境を照明する環境照明光源の電源周波数を取得する電源周波数取得手段と、該電源周波数取得手段により取得された上記電源周波数に対応する上記撮影間隔を上記撮像間隔記憶手段から取得する撮像間隔取得手段と、該撮像間隔取得手段により取得された上記撮影間隔にて撮像装置より離れた位置にかざされた上記掌を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像されて得られた上記掌静脈画像を上記掌静脈画像記憶手段において記憶された複数の上記掌静脈画像と照合して個人認証の可否を決定する認証可否決定手段と、を有するように構成される。
【０００９】
この撮像装置において、例えば、上記撮像手段は、ＬＥＤ（light emitting diode：以降、省略）を光源とする撮像用照明具を備え、上記環境照明光源の点灯周波数に合わせて、上記撮像用照明具を点灯させて上記掌を撮像した第１の画像と上記撮像用照明具を消灯させて上記掌を撮像した第２の画像とを取得し、上記認証可否決定手段は、上記第１の画像と上記第２の画像との差分画像を生成し、該差分画像を上記掌静脈画像として複数の上記掌静脈画像との照合を行う、ように構成される。
【００１０】
また、この撮像装置において、例えば、上記撮像手段は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、上記環境照明光源の滅灯周波数に合わせて、上記撮像用照明具を点灯させて上記掌を撮像した第３の画像と上記撮像用照明具を消灯させて上記掌を撮像した第４の画像とを取得し、上記認証可否決定手段は、上記第３の画像と上記第４の画像との差分画像を生成し、該差分画像を上記掌静脈画像として複数の上記掌静脈画像との照合を行う、ように構成される。
【００１１】
更に、この撮像装置において、例えば、上記撮像手段は、上記掌の範囲内でＬＥＤを光源とする照射角を絞ったスポット光を照射する光軸が平行する複数のスポット光照射手段と、撮像により得られた上記掌の画像内にある上記複数のスポット光源の照射光点間の認識画像用メモリ領域内の距離から上記撮像手段と上記掌間の距離を算出する距離算出手段と、を有するように構成される。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の撮像方法は、掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像方法において、撮像により得られた複数の上記掌静脈画像を予め記憶する掌静脈画像記憶工程と、電源周波数に対応する撮像間隔を予め記憶する撮像間隔記憶工程と、上記掌を撮像する撮像環境を照明する環境照明光源の電源周波数を取得する電源周波数取得工程と、該電源周波数取得工程により取得された上記電源周波数に対応する上記撮影間隔を上記撮像間隔記憶工程から取得する撮像間隔取得工程と、該撮像間隔取得工程により取得された上記撮影間隔にて撮像装置より離れた位置にかざされた上記掌を撮像する撮像工程と、該撮像工程により撮像されて得られた上記掌静脈画像を上記掌静脈画像記憶工程において記憶された複数の上記掌静脈画像と照合して個人認証の可否を決定する認証可否決定工程と、を含んで構成される。
【００１３】
この撮像方法において、例えば、上記撮像工程は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、上記環境照明光源の点灯周波数に合わせて、上記撮像用照明具を点灯させて上記掌を撮像した第１の画像と上記撮像用照明具を消灯させて上記掌を撮像した第２の画像とを取得し、上記認証可否決定工程は、上記第１の画像と上記第２の画像との差分画像を生成し、該差分画像を上記掌静脈画像として複数の上記掌静脈画像との照合を行う、ように構成される。
【００１４】
また、この撮像方法において、例えば、上記撮像工程は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、上記環境照明光源の滅灯周波数に合わせて、上記撮像用照明具を点灯させて上記掌を撮像した第３の画像と上記撮像用照明具を消灯させて上記掌を撮像した第４の画像とを取得し、上記認証可否決定工程は、上記第３の画像と上記第４の画像との差分画像を生成し、該差分画像を上記掌静脈画像として複数の上記掌静脈画像との照合を行う、ように構成される。
【００１５】
更に、この撮像方法において、例えば、上記撮像工程は、上記掌の範囲内でＬＥＤを光源とする照射角を絞ったスポット光を照射する光軸が平行する複数のスポット光照射工程と、撮像により得られた上記掌の画像内にある上記複数のスポット光源の照射光点間の認識画像用メモリ領域内の距離から上記撮像工程と上記掌間の距離を算出する距離算出工程と、を有するように構成される。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の撮像プログラムは、コンピュータにより読み取り可能であり、掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像プログラムにおいて、撮像により得られた複数の上記掌静脈画像を予め記憶する掌静脈画像記憶手順と、電源周波数に対応する撮像間隔を予め記憶する撮像間隔記憶手順と、上記掌を撮像する撮像環境を照明する環境照明光源の電源周波数を取得する電源周波数取得手順と、該電源周波数取得手順により取得された上記電源周波数に対応する上記撮影間隔を上記撮像間隔記憶手順から取得する撮像間隔取得手順と、該撮像間隔取得手順により取得された上記撮影間隔にて撮像装置より離れた位置にかざされた上記掌を撮像する撮像手順と、該撮像手順により撮像されて得られた上記掌静脈画像を上記掌静脈画像記憶手順において記憶された複数の上記掌静脈画像と照合して個人認証の可否を決定する認証可否決定手順と、を上記コンピュータに実行させるように構成される。
【００１７】
この撮像プログラムにおいて、例えば、上記撮像手順は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、上記環境照明光源の点灯周波数に合わせて、上記撮像用照明具を点灯させて上記掌を撮像した第１の画像と上記撮像用照明具を消灯させて上記掌を撮像した第２の画像とを取得し、上記認証可否決定手順は、上記第１の画像と上記第２の画像との差分画像を生成し、該差分画像を上記掌静脈画像として複数の上記掌静脈画像との照合を行う、ように構成される。
【００１８】
また、この撮像プログラムにおいて、例えば、上記撮像手順は、ＬＥＤを光源とする撮像用照明具を備え、上記環境照明光源の滅灯周波数に合わせて、上記撮像用照明具を点灯させて上記掌を撮像した第３の画像と上記撮像用照明具を消灯させて上記掌を撮像した第４の画像とを取得し、上記認証可否決定手順は、上記第３の画像と上記第４の画像との差分画像を生成し、該差分画像を上記掌静脈画像として複数の上記掌静脈画像との照合を行う、ように構成される。
【００１９】
更に、この撮像プログラムにおいて、例えば、上記撮像手順は、上記掌の範囲内でＬＥＤを光源とする照射角を絞ったスポット光を照射する光軸が平行する複数のスポット光照射手順と、撮像により得られた上記掌の画像内にある上記複数のスポット光源の照射光点間の認識画像用メモリ領域内の距離から上記撮像手順と上記掌間の距離を算出する距離算出手順と、を有する、ように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、撮像装置より離れた位置にかざされた掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像装置、撮像方法及び撮像プログラムを提供することができる。
このように、撮像対象となる掌を撮像装置にて撮影するときに一定周期で点滅する発光物が有る場合でも発行物を残さずに差分画像生成できるため認証の失敗を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１に係る撮像装置が接続される情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１に係る撮像装置の構成を示すハードブロックである。
【図３】実施例１に係る撮像装置の機能ブロック図である。
【図４】(a)は実施例１に係る撮像装置のカメラの上面図、(b)はカメラに近い位置でかざされた掌とカメラの位置関係を示す図、(c)はその撮像素子内の映像を示す図、(d)はカメラから遠い位置でかざされた掌とカメラの位置関係を示す図、(e)はその撮像素子内の映像を示す図である。
【図５】(a)〜(d)は、本発明に想到するに至るまでの過程を説明する図である。
【図６】(a)は実験の結果得られた蛍光灯の５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの点滅状態、ＬＥＤ（撮影用発光素子）のＯＮ（発光）時の撮像とＯＦＦ（消灯）時の撮像、その差分計算結果、差分映像データへの蛍光灯の差分の有無、との関係を示す図表である。また、(ｂ)は基準撮影間隔と５０Ｈｚ用補正値と６０Ｈｚ補正値との関係を示すテーブルである。
【図７】実施例１に係る撮像装置の制御部による掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、実施例１に係る撮像装置が接続される情報処理装置の構成を示すブロック図である。同図に示す情報処理装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ等である。同図に示すように、情報処理装置１は、ＣＰＵ(central processing unit）２を備えている。
【００２４】
ＣＰＵ２には、バス３を介して、ＲＡＭ(Random Access Memory)４、ＨＤＤ(hard disk drive）５、グラフィック処理部６、入出力インターフェース７が接続されている。ＣＰＵ２は、使用するプログラム毎にＨＤＤ５から読み出して一旦ＲＡＭ４に格納する。ＣＰＵ２はＲＡＭ４に格納されたプログラムを直ちに読み出し、読み出したプログラムの処理手順に従って処理を実行する。
【００２５】
グラフィック処理部６は、ＣＰＵ２からの制御のもとに、外部から入力された画像情報をビットマップデータに展開し、展開したビットマップデータの画像を接続されているモニタ８の表示画面に表示させる。
【００２６】
入出力インターフェース７には、２つの例えばＵＳＢ（universal serial bus）ジャックにそれぞれキーボード９と撮像装置１０が接続されている。キーボード９にはマウス１１が接続されている。
【００２７】
入出力インターフェース７は、ＣＰＵ２からの制御のもとに、撮像装置１０に対し撮像と撮像光照射のコマンドや、距離計測用スポット光の発光コマンドを送信する。また、キーボード９やマウス１１からの入力イベントをＣＰＵ２に転送し、撮像装置１０から入力される画像情報をグラフィック処理部６に転送する。
【００２８】
図２は、撮像装置１０の構成を示すハードブロックである。同図に示すように、撮像装置１０は、制御部１２を備え、制御部１２はＣＰＵ１３、このＣＰＵ１３にそれぞれバスにより接続されたＲＯＭ(read only memory)１４、ＲＡＭ１５、入出力インターフェース１６を備えている。
【００２９】
入出力インターフェース１６には、外部コネクタ部１７が接続されている。また、ＣＰＵ１３には、撮像カメラ１８と撮影用発光素子１９と距離測定用発光素子２１が接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ１３、ＲＯＭ１４に格納されている制御プログラムに基づき、ＲＡＭ１５に格納されている画像処理アプリケーションに従って各部を制御する。入出力インターフェース１６は、外部コネクタ部１７を介して、情報処理装置１からのコマンドを入力され、同じく外部コネクタ部１７を介して情報処理装置１に画像情報を出力する。
【００３１】
撮像カメラ１８は、ＣＰＵ１３から指示された撮像タイミングに応じて撮像対象を撮像する。撮影用発光素子１９はＣＰＵ１３から指示された発光タイミングに応じて発光し、距離測定用発光素子２１もＣＰＵ１３から指示された発光タイミングに応じて発光する。
【００３２】
図３は、撮像装置１０の機能ブロック図である。図３に示すように撮像装置１０を機能別に見ると、図２に示した撮像カメラ１８はそのままで、他の部分は撮像実行部２２、距離計測部２３、画像処理部２４、画像判別部２５、出力要求部２６、発光素子部２７、画像情報受信部２８、画像情報保持部２９等に分かれている。
【００３３】
上記の撮像実行部２２から画像情報保持部２９までは、ＣＰＵ１３が画像処理アプリケーションプログラムに従って動作する機能を表している。発光素子部２７は、撮影用発光素子１９と距離測定用発光素子２１の発光を駆動する。
【００３４】
撮像カメラ１８の上方には、撮像カメラ１８から離れた位置で、撮影対象の一例として女性の掌３０がかざされている。撮像実行部２２は、撮影対象の撮像タイミングに合わせて撮像カメラ１８を撮像駆動するとともに、発光素子部２７を介し撮影用発光素子１９の点滅のタイミングを制御する。
【００３５】
また、撮像実行部２２は、距離計測部２３の要求に基づいて、発光素子部２７を介し距離測定用発光素子２１の発光を制御する。画像情報受信部２８は、撮像カメラ１８が撮像した撮像対象の画像情報を受け取って、その画像情報を、画像情報保持部２９に引き渡す。画像情報保持部２９はＲＡＭ１５の所定の記録領域に上記の画像情報を一時保存または永久保存する。
【００３６】
画像処理部２４は、画像情報保持部２９を介しＲＡＭ１５の所定の記録領域から、撮像実行部２２により撮影対象を撮像し一時保存された画像情報を読み出して画像判別２５に出力すると共に、同じくＲＡＭ１５の所定の記録領域から永久保存の画像情報を順次読み出して画像判別２５に順次出力する。
【００３７】
画像判別部２５は、一時保存の画像情報を永久保存の画像情報と順次比較し、一致するものがあったときは、一致情報を出力要求部２６に出力し、永久保存の画像情報の最後の画像情報まで一時保存の画像情報と一致するものがなかったときは、不一致情報を出力要求部２６に出力する。
【００３８】
出力要求部２６は、画像判別部２５から入力される一致情報又は不一致情報に応じて、「一致」又は「不一致」を示す表示コマンドを認証結果出力３１として、外部のホスト機器、例えば図１の情報処理装置１に出力する。
【００３９】
図４(a)は、カメラ１８の上面図であり、同図(b)はカメラ１８に近い位置にかざされた掌３０とカメラ１８の位置関係を示す図、同図(c)のその撮像素子内の映像を示す図、同図(d)はカメラ１８から遠い位置にかざされた掌３０とカメラ１８の位置関係を示す図、同図(e)のその撮像素子内の映像を示す図である。
【００４０】
図４(a)に示すように、カメラ１８は、正四角形の中央に対物レンズ３２を備え、距離測定用ＬＥＤ発光部３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）と掌撮影用ＬＥＤ発光部４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ）を備えている。距離測定用ＬＥＤ発光部３３は、距離測定用のＬＥＤスポット光発光素子を備え、掌撮影用ＬＥＤ発光部４３は、掌撮影用のＬＥＤ発光素子を備え、それぞれの発光素子グループは、発光素子部２７によって発光駆動が制御される。
【００４１】
図４(b)〜(e)は、カメラ１８から掌３０までの距離を測定するために、距離測定用のＬＥＤスポット光発光素子が駆動された場合の例を示している。同図(b)のようにカメラ１８に近い位置にかざされた掌３０に４個のＬＥＤスポット光発光素子からスポット光を照射して掌３０を撮像した場合は、掌３０の映像３４ａは、カメラ１８の撮像素子の撮像領域３５内に大きく広がって撮像される。
【００４２】
一方、同図(d)のようにカメラ１８に遠い位置にかざされた掌３０に４個のＬＥＤスポット光発光素子からスポット光を照射して掌３０を撮像した場合は、掌３０の映像３４ｂは、カメラ１８の撮像素子の撮像領域３５内の小さい範囲に撮像される。
【００４３】
４個のＬＥＤスポット光発光素子から照射されるスポット光の光軸は平行であり、掌３０そのものの大きさはカメラ１８に近くても遠くても同じ大きさである。したがって、掌３０に傾きがなく、カメラ１８の真上の位置にかざされていれば、掌の映像３４ａ又は３４ｂに映し出されるスポット光の光点３６の掌の映像３４ａ及び３４ｂ上の位置は同じである。
【００４４】
しかし、カメラ１８と掌３０との距離によって、カメラ１８の撮像素子の撮像領域３５内の映像は掌の映像３４ａ又は３４ｂのように大きくなったり小さくなったりし、それに応じて、スポット光の光点３６間の距離つまり撮像領域３５内の光点３６間の画素の数が増減する。
【００４５】
この光点３６間の画素数と予め基準として設定されている画素数とを比較することによって、現在撮像した掌３０のカメラ１８からの距離を算出することができる。現在のカメラ１８と掌３０との距離が判れば、基準とするカメラ１８と掌３０との距離と現在の距離との差分が判る。
【００４６】
距離の基準値と現在値との差分が判れば、撮像領域３５内の掌の映像３４ａ又は３４ｂの画素を差分に応じた分だけ主走査方向と副走査方向に順次補間して、画像情報保持部２９が管理する永久保存されている基準寸法の複数の掌の画像情報と同じ大きさの画像情報を生成することができる。
【００４７】
現在撮像された掌の映像３４ａ又は３４ｂが、永久保存の基準寸法の掌の画像情報と同じ大きさの画像情報に補正されれば、双方正しい基準で比較を行うことができ認証の正否を精度よく判別することができる。
【００４８】
ところで、図４(c),(e)に示す掌の映像３４ａ及び３４ｂの背景がいずれも暗黒であるのは、距離測定用のＬＥＤスポット光発光素子の照射と同時に、撮影用のＬＥＤ発光素子を発光させて撮像した映像データ（以下、画像情報も画像データという）と、撮影用のＬＥＤ発光素子を発光させずに撮像した映像データとの差分をとっているからである。
【００４９】
撮影用の照明を点灯して撮像した映像データと照明を消灯して撮像した映像データとの差分をとって静脈パターンを映像データとして得ることは先行技術の中でも知られていることであるが、本発明の主旨は他にある。以下に本発明の主旨を説明する。
【００５０】
図５(a)〜(d)は、本発明に想到するに至るまでの過程を説明する図である。図５(a),(b),(c)は、それぞれ左に撮影用の照明を点灯して撮像した明画像の映像データ（以下、明画像データという）、中央に照明を消灯して撮像した暗画像の映像データ（以下、暗画像データという）、右に両映像の差分をとった映像データ（以下、差分画像データという）を示している。
【００５１】
ここで、差分画像データの生成処理について説明すると、先ず、明画像データと暗画像データを１画素毎に比較しながら全画素数見ていく。画素は２５６段階に分類され、白（明るい）を＋２５５としたとき、黒（暗い）は０となる。
【００５２】
明画像データと暗画像データの同じ画素を比較する場合「（明画像データの画素の値）−（暗画像データの画素の値）＝ｘ」として、差分画素ｘの値を見る。明画像データの画素の値が暗画像データの画素の値より大きい値の場合は差分画素ｘ＞０である。
【００５３】
逆に明画増の画素の値が暗画像データの画素の値と同じか小さい値の場合は、差分画素ｘ≦０である。この場合２５６の階調で最小値は「０」であるので、マイナス値は０とするため差分画素ｘは０になる。
【００５４】
図５に戻り、先ず、図５(a)は撮像対象の掌の背景の照明がムラ無く均等である場合の図である。撮影用の照明が点灯している場合の明画像データと、消灯している場合の暗画像データの背景の明るさの階調は同一であるため、差分は「０」となり、差分映像データの背景は黒一色である。これは差分映像データが良好な場合を示している。
【００５５】
次に、図５(b)は背景の照明に蛍光灯３７が加わった場合の図である。撮影用の照明が点灯している場合の明画像データと、消灯している場合の暗画像データの背景の明るさの中で、蛍光灯３７の明るさも、その他の背景の明るさも階調は同一であり、差分は「０」となり、差分映像データの背景は黒一色である。これも差分映像データが良好な場合を示している。
【００５６】
次に、図５(c)は、撮影用の照明の点灯が、蛍光灯３７の５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの点滅周期の点灯周期と重なり、撮影用の照明の消灯が、蛍光灯３７の５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの点滅周期の滅灯周期と重なった場合の図である。
【００５７】
この場合、撮影用の照明が点灯している場合と消灯している場合とでは、背景の明るさの中で蛍光灯３７の明るさに大きな差が出来るため、蛍光灯３７の部分の差分はプラスとなり、図５(c)の右に示すように、掌の差分と共に蛍光灯３７の差分も差分映像データの中に取り込まれている。これは、差分映像データが不良な場合を示している。
【００５８】
図５(d)は、図５(c)の差分映像データが不良であるとする理由を説明する図である。距離計測部２３は、本来は図５(d)の左に示すようにスポット光の光点３６が四角の形状の四つ角に現れているにも関わらず、蛍光灯３７の光が強く現れているので、蛍光灯３７の位置が四角の形状の四つ角の左上角の光点であると誤認識する場合がある。
【００５９】
制御部１２は、前述したように、生成した差分画像の掌上のスポット光の光点３６の位置に基づいて、掌からカメラ３２までの距離を算出している。したがって、差分で残った蛍光灯３７を４点の中の１点の光点３６としてしまうと、距離に相違が発生し、本人であるのに本人とは違うと誤認識する。
【００６０】
この誤認識により、本人であるにも関わらず認証に失敗してしまい、認証後に行われる予定であった取引ができなくなってしまうという不具合が発生する。そこで、本発明者はこのような不具合を解消すべく種々の実験を試みた。
【００６１】
図６(a)は、実験の結果得られた蛍光灯の５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの点滅状態、ＬＥＤ（撮影用発光素子１９）のＯＮ（発光）時の撮像とＯＦＦ（消灯）時の撮像、その差分計算結果、差分映像データへの蛍光灯の差分の有無、との関係を示す図表である。
【００６２】
上記の図表で判明するように、安定して差分計算結果がほぼ「０」、差分映像データへの蛍光灯の差分の出現も「無し」となるのは、最上段又は最下段の条件のときであることが判明する。
【００６３】
これは、蛍光灯の滅灯の周期（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に合わせてＬＥＤがＯＮしたときとＯＦＦしたときに撮像した場合、又は、蛍光灯の点灯の周期（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に合わせてＬＥＤがＯＮしたときとＯＦＦしたときに撮像した場合のいずれかである。
【００６４】
いずれの場合でも、蛍光灯の点滅周期である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚに合わせた撮影間隔で撮像すれば、上記の条件を満たすことができ、差分映像データへの蛍光灯の差分を「０」とすることができることが判明する。
【００６５】
換言すれば、撮影前に撮像装置の設置されている場所の電源の周期が５０Ｈｚか６０Ｈｚかの情報を基に、電源の周期に合わせて撮影の周期を可変にする。これで蛍光灯のような発光物が撮影環境の近辺に存在しても差分画像で発光物を残さないようにすることができる。
【００６６】
図６(b)は、上記の考えに基づいて、ＲＡＭ１５の所定領域に設定される基準撮影間隔と５０Ｈｚ用補正値と６０Ｈｚ用補正値との関係を示すテーブルである。
ここで、電源の周期が６０Ｈｚの場合は、蛍光灯は１秒間に６０回の点滅を行っている、つまり、１／６０ｓｅｃ（＝１６.６７ｍｓｅｃ）に１回の割合で点滅を行っている。したがって、撮影間隔を１６ｍｓｅｃとする。
【００６７】
そうすると、電源周期が６０Ｈｚの環境で蛍光灯が撮像対象の背景内にあるとき、１６ｍｓｅｃの撮影間隔（１６ｍｓｅｃの倍数でもよい）で撮像すれば、蛍光灯が点灯しているときのみ又は滅灯しているときのみのいずれかのタイミングの中で、ＬＥＤがＯＮしたときとＯＦＦしたときに撮像を行うことができる。つまり、良好な差分映像データを得ることができる。
【００６８】
また、電源の周期が５０Ｈｚの場合は、蛍光灯は１秒間に５０回の点滅を行っている、つまり、１／５０ｓｅｃ（＝２０ｍｓｅｃ）に１回の割合で点滅を行っている。したがって、撮影間隔を２０ｍｓｅｃとする。
【００６９】
そうすると、電源周期が５０Ｈｚの環境で蛍光灯が撮像対象の背景内にあるときは、２０ｍｓｅｃの撮影間隔（２０ｍｓｅｃの倍数でもよい）で撮像すれば、蛍光灯が点灯しているときのみ又は滅灯しているときのみのいずれかのタイミングの中で、ＬＥＤがＯＮしたときとＯＦＦしたときの撮像を行うことができる。この場合も、良好な差分映像データを得ることができる。
【００７０】
上記の考えに基づいて図６(b)に示すテーブルが作成されている。同テーブルに示すように、基準撮影間隔は１６ｍｓｅｃと２０ｍｓｅｃが使用される。補正値「０」は、１６ｍｓｅｃが６０Ｈｚ用、２０ｍｓｅｃが５０Ｈｚ用であることを示している。
【００７１】
また、５０Ｈｚ用補正値の「４」は、基準撮影間隔が１６ｍｓｅｃに設定されている撮像装置１０が、電源周期が５０Ｈｚの環境に配置された場合の基準撮影間隔の補正値である。すなわち、この場合は基準撮影間隔が「１６＋４＝２０」ｍｓｅｃに補正される。
【００７２】
また、６０Ｈｚ用補正値の「１２」は、基準撮影間隔が２０ｍｓｅｃに設定されている撮像装置１０が、電源周期が６０Ｈｚの環境に配置された場合の基準撮影間隔の補正値である。すなわち、この場合は基準撮影間隔が「２０＋１２＝３２（１６の２倍）」ｍｓｅｃに補正される。
【００７３】
図７は、上記構成における撮像装置１０の制御部１２による掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う処理のフローチャートである。
図７において、制御部１２は、先ず、使用周波数を取得する（ステップＳ１）。この処理は、撮像装置１０の装置内部情報から現在装置が設置されている使用環境の電源周波数が５０Ｈｚであるか６０Ｈｚであるかを確認して、その使用周波数の値をＲＡＭ１５の所定のメモリ領域に保存する処理である。なお上位のホスト機器から設定値として取得するようにしてもよい。
【００７４】
続いて、制御部１２は、基準撮影間隔の値を取得する（ステップＳ２）。この処理は、ＲＡＭ１５の初期設定専用の記憶領域に初期設定されている基準撮影間隔の値（図６(b)の１６ｍｓｅｃ又は２０ｍｓｅｃのいずれか）を読みとって、ＲＡＭ１５の他のワーク領域のメモリ領域に保存する処理である。
【００７５】
次に、ステップＳ１で取得した使用周波数が５０Ｈｚであるか否かを判別する（ステップＳ３）。そして、使用周波数が５０Ｈｚであれば（Ｓ３の判別がＹｅｓ）、更に、ステップＳ２で取得した基準撮影間隔は２０ｍｓｅｃであるか否か判別する（ステップＳ４）。この処理は、取得した基準撮影間隔が現在環境の電源の５０Ｈｚ用である否かを判別する処理である。
【００７６】
そして、基準撮影間隔が２０ｍｓｅｃであれば（Ｓ４の判別がＹｅｓ）、この基準撮影間隔は現在環境の電源の５０Ｈｚ用であるので、その２０ｍｓｅｃを撮影間隔として設定すべく、直ちに撮影間隔２０ｍｓｅｃの設定処理を行う（ステップＳ６）。
【００７７】
一方、ステップＳ２で取得した基準撮影間隔が２０ｍｓｅｃでないときは（Ｓ４の判別がＮｏ）、取得した基準撮影間隔は１６ｍｓｅｃ、すなわち、５０Ｈｚ用ではないので、撮影間隔の５０Ｈｚ用の補正値（図６(b)の「４」）を取得する（ステップＳ５）。
この場合は、ステップＳ６では、補正値「４」で補正された撮影間隔「１６＋４＝２０（ｍｓｅｃ）」の設定処理を行う。
【００７８】
他方、上記ステップＳ３の判別で使用周波数が５０Ｈｚでないときは（Ｓ３の判別がＮｏ）、使用周波数は６０Ｈｚであるので、制御部１２は、更に、基準撮影間隔が６０Ｈｚ用の１６ｍｓｅｃとなっているか否か判別する（ステップＳ１３）。
【００７９】
そして、基準撮影間隔が１６ｍｓｅｃであれば（Ｓ１３の判別がＹｅｓ）、この基準撮影間隔は現在環境の電源の６０Ｈｚ用であるので、その１６ｍｓｅｃを撮影間隔として設定すべく、ステップＳ６に直ちに進んで、撮影間隔１６ｍｓｅｃの設定処理を行う。
【００８０】
一方、ステップＳ２で取得した基準撮影間隔が１６ｍｓｅｃでないときは（Ｓ１３の判別がＮｏ）、取得した基準撮影間隔は２０ｍｓｅｃ、すなわち、６０Ｈｚ用ではないので撮影間隔の６０Ｈｚ用の補正値（図６(b)の「１２」）を取得する（ステップＳ１４）。
そして、この場合は、ステップＳ６では、補正値「１２」で補正された撮影間隔「２０＋１２＝３２（ｍｓｅｃ）」の設定処理を行う。
【００８１】
上記撮影間隔の設定処理に続いて、制御部１２は、その設定された撮影間隔で、ＬＥＤ−ＯＦＦ画像の撮像を行う（ステップＳ７）。この処理では、図４(a)に示したＬＥＤ発光部３３の撮影用のＬＥＤ発光素子が消灯した状態で撮像が行われる。
【００８２】
これにより、図５(b)の中央に示すような掌の暗画像データが取得される。取得された掌の暗画像データはＲＡＭ１５の画像データメモリ領域に格納される。また、この場合、撮影間隔は設定された撮影間隔であれば、撮影のタイミングは蛍光灯３７の点灯周期に合わせてもよく、滅灯周期に合わせてもよい。図５(b)は蛍光灯３７の点灯周期に合わせたものである。
【００８３】
いずれにしても、電源の交流周期にタイミングを合わせた撮影間隔であるので、最初の撮影のタイミングが蛍光灯３７の点灯周期に合っていれば、その後の撮影間隔は全て蛍光灯３７の点灯周期に合うことになる。そして、図５(c)に示したような周期が９０度シフトした滅灯周期に合うということはない。
【００８４】
上記に続いて、制御部１２は、設定された撮影間隔で、ＬＥＤ−ＯＮ画像の撮像を行う（ステップＳ８）。この処理では、図４(a)に示したＬＥＤ発光部３３の撮影用のＬＥＤ発光素子が点灯した状態で撮像が行われる。
【００８５】
これにより、図５(b)の左側に示すような掌の明画像データが取得される。取得された明画増データはＲＡＭ１５の画像データメモリ領域に格納される。上述したように暗画像データの取得が蛍光灯３７の点灯周期に合わせた撮像タイミングで得られているので、この明画像データも蛍光灯３７の点灯周期に合わせたタイミングで撮像されたものである。
【００８６】
続いて、制御部１２は、差分画像データを生成する（ステップＳ９）。この処理は上記までの処理で得られている明画像データと暗画像データの差分から差分画像データを生成する処理である。この差分画像データの生成処理については既に説明した通りである。
【００８７】
更に続いて、制御部１２は、距離の算出を行う（ステップＳ１０）。この処理は、図４(a)〜(e)に示したように、ＬＥＤ発光部３３の距離測定用のＬＥＤスポット光発光素子を発光駆動して、４点のスポット光点３６を撮像の終了した直後の掌３０に投影して、画像認識処理により距離を算出する処理である。この距離算出の処理については既に説明した通りである。
【００８８】
次に、制御部１２は、本人か否かの認証を行う（ステップＳ１１）。この判別処理では、制御部１２は、先ず、上記算出した距離に基づいて上記の差分画像データの大きさを、画像情報保持部２９が管理する永久保存されている基準寸法の複数の掌の画像情報と同じ大きさの差分画像データに補正する。
【００８９】
そして、補正された差分画像データと永久保存の複数の掌の画像データのそれぞれの画像データに現れている静脈パターンを比較し、同一であるか否かを順次判別していく処理である。
【００９０】
なお、静脈パターンは、血液中のヘモグロビンが良く遠赤外線を吸収することを利用して、明画像データと暗画像データの差分をとることにより、指、甲、掌等の静脈パターンを抽出できることは良く知られている。
【００９１】
上記ステップＳ１１の判別で、永久保存の複数の掌の画像データの中に差分画像データと一致するものがあった場合は、制御部１２は本人の認証が出来たと判断して（Ｓ１１の判別がＹｅｓ）、ＡＴＭによる取引等の処理を行って（ステップＳ１２）、当該処理を終了する。
【００９２】
また、上記ステップＳ１１の判別で、永久保存の複数の掌の画像データの中に差分画像データと一致するものが無かった場合は、制御部１２は本人の認証が出来なかったと判断して（Ｓ１１の判別がＮｏ）、この場合は、「認証エラー」の報知を撮像装置１０の表示画面等に表示報知するなどして（ステップＳ１５）、直ちに当該処理を終了する。
【００９３】
なお、上記の説明では、撮影のタイミングを蛍光灯の点灯周期にあわせる場合で説明したが、これに限るものではない。設定された撮影間隔であれば、撮影のタイミングは蛍光灯３７の滅灯周期に合わせるようにしてもよい。
【００９４】
いずれにしても、電源の点滅周期にタイミングを合わせた撮影間隔であるので、最初の撮影のタイミングが蛍光灯３７の滅灯周期に合っていれば、その後の撮影間隔は全て蛍光灯３７の滅灯周期に合うことになり、周期が９０度シフトした点灯周期に合うようなことはない。
【００９５】
また、蛍光灯３７の滅灯周期に合せる場合は、図５には例を示さなかったが、左側の明画像データの左上の蛍光灯３７の部分は暗く写り、中央の暗画像データの左上の蛍光灯３７の部分も暗く写るので、背景の中の蛍光灯３７の差分は「０」となる。他の背景部分ももちろん差分が「０」となるので、右側に示される差分画像データの背景は全て黒になり、良好な差分画像データが得られる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、撮像装置より離れた位置にかざされた掌を撮像して得られた掌静脈画像により個人認証を行う撮像装置、撮像方法及び撮像プログラムに利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１  情報処理装置
２  ＣＰＵ(central processing unit）
３  バス
４  ＲＡＭ(Random Access Memory)
５  ＨＤＤ(hard disk drive）
６  グラフィック処理部
７  入出力インターフェース
８  モニタ
９  キーボード
１０  撮像装置
１１  マウス
１２  制御部
１３  ＣＰＵ
１４  ＲＯＭ(read only memory)
１５  ＲＡＭ
１６  入出力インターフェース
１７  外部コネクタ部
１８  撮像カメラ
１９  撮影用発光素子
２１  距離測定用発光素子
２２  撮像実行部
２３  距離計測部
２４  画像処理部
２５  画像判別部
２６  出力要求部
２７  発光素子部
２８  画像情報受信部
２９  画像情報保持部
３０  掌
３１  認証結果出力
３２  対物レンズ
３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）  距離測定用ＬＥＤ発光部
３４ａ、３４ｂ  掌の映像
３５  撮像領域
３６  スポット光点
３７  蛍光灯
４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ）  掌撮影用ＬＥＤ発光部
【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６】
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【図７】
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【図５】
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