(57)【要約】ユーザの識別情報を入力するための入力部と、前記ユーザの手の画像を複数回撮影する撮影部と、前記撮影部で撮影された手の画像毎に静脈情報を抽出し、静脈情報と前記識別情報に対応するあらかじめ用意された静脈データとの照合処理を行う照合部と、前記手の画像に基づいて、前記手の画像が生体の撮影によって得られたものか否かを示す判定用データを得る判定データ生成部と、前記手の画像毎の前記照合部の照合結果が正常を示し、かつ、前記判定用データが前記手の画像が生体の撮影によって得られたものを示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない判定部と、を備える生体認証装置とした。
2010070745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの識別情報を入力するための入力部と、
前記ユーザの手の画像を複数回撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された手の画像毎に静脈情報を抽出し、静脈情報と前記識別情報に対応するあらかじめ用意された静脈データとの照合処理を行う照合部と、
前記手の画像に基づいて、前記手の画像が生体の撮影によって得られたものか否かを示す判定用データを得る判定データ生成部と、
前記手の画像毎の前記照合部の照合結果が正常を示し、かつ、前記判定用データが前記手の画像が生体の撮影によって得られたものを示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない判定部と、
を備える生体認証装置。
【請求項２】
前記判定用データ生成部は、前記手の画像毎に、静脈の所定位置の太さを計測する計測部とを含み、
前記判定部は、前記手の画像毎の前記照合部の照合結果が正常を示し、かつ、前記計測部による前記静脈の所定位置の太さが前記手の画像間で時間的変化を示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない、
請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記ユーザによる前記入力部の操作時と、前記撮影部による撮影時とで、ユーザの手の高さが異なるように、前記入力部と前記撮影部とが異なる高さに設置され、
前記ユーザの識別情報の入力を契機に、前記撮影部による撮影が実行される
請求項２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
前記計測部は、前記手の画像から得られた静脈の太さを前記静脈データに基づいて補正する補正部を含む、
請求項２に記載の生体認証装置。
【請求項５】
ユーザの識別情報の入力を受け付ける受付ステップと、
前記ユーザの手の画像を複数回撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで撮影された手の画像毎に静脈情報を抽出し、静脈情報と前記識別情報に対応するあらかじめ用意された静脈データとの照合処理を行う照合ステップと、
前記手の画像に基づいて、前記手の画像が生体の撮影によって得られたものか否かを示す判定用データを得る判定データ生成ステップと、
前記手の画像毎の前記照合ステップによる照合結果が正常を示し、かつ、前記判定用データが前記手の画像が生体の撮影によって得られたものを示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない判定ステップと、
を備える生体認証方法。
【請求項６】
前記手の画像毎に、静脈の所定位置の太さを計測する計測ステップを含み、
前記判定ステップは、前記手の画像毎の前記照合部の照合結果が正常を示し、かつ、前記計測ステップによる前記静脈の所定位置の太さが前記手の画像間で時間的変化を示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない、
請求項５に記載の生体認証方法。
【請求項７】
前記撮影ステップは、前記ユーザによる識別情報の入力を受け付ける入力部と異なる高さに設置された撮影部で、ユーザの手の画像を撮影し、さらに、
前記撮影ステップは、前記ユーザの識別情報の入力を契機に、実行される
請求項６に記載の生体認証方法。
【請求項８】
前記手の画像から得られた静脈の太さを前記静脈データに基づいて補正する補正ステップを含む、
請求項６に記載の生体認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、生体認証装置に関する。本件は、例えば、静脈を使用した生体認証に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
生態認証（バイオメトリクス認証）技術は、指紋、顔、虹彩、声紋、筆跡などの生体特徴によって本人確認を行う技術である。【０００３】
生体認証技術は本人と不可分である生体特徴を用いるため、暗証番号やパスワードのような記憶による本人確認や、印章やカードなどの物による本人確認と比べ、盗難・偽造の危険性が低いとされている。しかし、生体特徴を第三者が不正に取得し、これを複製した偽造物を用いることにより認証を成立させる「なりすまし」の可能性が指摘されている。【０００４】
例えば、皮膚の電気的特性を測定することにより生体か否かを判定する技術がある。また、皮膚が多層構造であることを光学的に検知すること、又は、皮膚の色を検出することにより、生体か否かを判定する技術がある。さらに、脈波により生体か否かを判定する技術が提案されている。【０００５】
あるいは、光を当てた時の瞳孔の動きにより判定を行う技術などのように、外部刺激に対する応答によって生体か否かを判定する技術がある。また、認証後に指を加熱または冷却し、動静脈吻合の膨張または収縮を見て生体か否かを判定する技術がある。
【特許文献１】特許第３７２１１６５号公報
【特許文献２】特開２００８−９９７８３号公報
【特許文献３】特開平２−０７９１８１号公報
【特許文献４】特表２００２−５１３１８８号公報
【特許文献５】特開２００７−１２２２３７号公報
【特許文献６】特開２００３−３３１２６８号公報
【特許文献７】特開２００８−１４８８６２号公報
【特許文献８】特開２００３−３０６５９号公報
【特許文献９】特開２００７−３７６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
生体認証によって高いセキュリティレベルを実現するためには、特徴を取得しようとして観測している対象物が生体であるか、偽造物であるかを、正確に判定することが望ましい。【０００７】
本件は、生体認証の精度を高めることを可能とする生体認証装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
生体認証装置の一態様は、
ユーザの識別情報を入力するための入力部と、
前記ユーザの手の画像を複数回撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された手の画像毎に静脈情報を抽出し、静脈情報と前記識別情報に対応するあらかじめ用意された静脈データとの照合処理を行う照合部と、
前記手の画像に基づいて、前記手の画像が生体の撮影によって得られたものか否かを示す判定用データを得る判定データ生成部と、
前記手の画像毎の前記照合部の照合結果が正常を示し、かつ、前記判定用データが前記手の画像が生体の撮影によって得られたものを示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない判定部と、
を備える生体認証装置とした。
【発明の効果】
【０００９】
本件の生体認証装置によれば、生体認証の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、心臓の位置と手の位置との関係の例を示す図である。
【図２】図２は、手と手のひらの静脈の例を示す図である。
【図３】図３は、手と手のひらの静脈の例を示す図である。
【図４】図４は、静脈の血管の太さの時間変化の例を示す図である。
【図５】図５は、生体認証装置の構成例を示す図である。
【図６】図６は、静脈パターン情報の例を示す図である。
【図７】図７は、全体の動作例の概略を示す図である。
【図８】図８は、位置合わせ・太さ計測部の動作例を示す図である。
【図９】図９は、太さ情報集計部の動作例を示す図である。
【図１０】図１０は、判定部の動作例を示す図である。
【図１１】図１１は、生体が正しくかざされた場合の照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の例を示す図である。
【図１２】図１２は、生体でない対象物がかざされた場合の照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の例を示す図である。
【図１３】図１３は、生体でない対象物がかざされた場合の照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の別の例を示す図である。
【図１４】図１４は、静脈の血管の太さの計測点と計測方向の例を示す図である。
【図１５】図１５は、静脈画像の輝度断面の例を示す図である。
【図１６】図１６は、固定閾値による静脈の血管の太さの算出方法を説明する図である。
【図１７】図１７は、半値幅による静脈の血管の太さの算出方法を説明する図である。
【図１８】図１８は、振幅による静脈の血管の太さの算出方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００１１】
１００        生体認証装置
１０２          静脈センサ部
１０４          操作部
１０６          撮影部
１１０          生体判定部
１１２            位置合わせ・太さ計測部
１１４            太さ情報集計部
１２０          静脈認証部
１２２            静脈パターン抽出部
１２４            静脈パターン照合部
１２６            記憶部
１３０          判定部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して生体認証装置の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の実施形態の構成に限定されない。【００１３】
ここでは、主に手のひらの静脈について説明するが、手の指などの手のひら以外の部分の静脈についても同様に適用することが可能である。【００１４】
〔実施形態〕
（概要）
本実施形態の構成は、血圧変化により血管の太さが変化することを利用して静脈認証と生体判定とを同時に実現する。生体判定とは、測定対象物が生体か非生体かを判断することである。【００１５】
図１は、心臓の位置と手の位置との関係の例を示す図である。図２及び図３は、手と手のひらの静脈の例を示す図である。図２は、手を心臓より高くあげた場合の手と手のひらの静脈の例を示す図である。図３は、手を心臓より低く下げた場合の手と手のひらの静脈の例を示す図である。【００１６】
一般に、手を心臓より高くあげると手の血圧が低下し、手を心臓より低くすると手の血圧が上昇することが知られている。このとき、手の血圧変化により、手の静脈の血管の太さが変化する。つまり、図２の手を高くあげた場合の手の静脈の血管の太さと、図３の手を低くさげた場合の手の静脈の血管の太さとを比較すると、手の静脈の血管の太さは手を高くあげた場合の方が細い。一方、手の静脈（血管）自体は、移動したり消滅したりしない。つまり、図２の手を高くあげた場合の手の静脈パターン（静脈の血管の配置）と、図３の手を低くさげた場合の手の静脈パターンとを比較すると、これらの手の静脈パターンは同じである。【００１７】
このように、人為的に手の血圧変化を発生させることにより、静脈の血管の太さが変化する。しかし、人工的に作成された偽造静脈は、静脈の血管の太さが変化しないと考えられる。そこで、人為的に手の血圧変化を発生させて、静脈の血管の太さを測定することにより、測定対象物が生体か非生体かの判別をすることが可能となる。【００１８】
図４は、静脈の血管の太さの時間変化の例を示す図である。図４のグラフの横軸は時間を示し、縦軸は静脈の血管の太さを示す。図４の静脈の血管の太さのグラフは、実測に基づいている。図４の例は、次の手順に基づく計測結果である。【００１９】
（１）静脈の血管の太さを計測されるユーザは、少なくとも１０秒程度以上、自身の手を静脈センサより低い位置で安定させる。【００２０】
（２）その後、ユーザは、時間ｔ＝０秒から時間ｔ＝２秒までに、現在の手の位置より高い位置にある静脈センサに、自身の手を移動させる。【００２１】
（３）時間ｔ＝２秒より、静脈センサは、手を、０．１秒毎に、所定回数、撮影する。その後、撮影された手の画像毎に、手の特定のポイントにおける静脈の血管の太さの計測が行われる。【００２２】
図４の静脈の血管の太さのグラフから、静脈の血管の太さは時間ｔ＝７〜８秒で収束することが分かる。よって、計測は時間ｔ＝２秒から開始されているため、静脈収縮が安定するまでの時間は５〜６秒である。従って、手を静脈センサにかざしてから５〜６秒程度の間、静脈の血管の太さを計測することで、測定対象物が生体か非生体かの判別をすることが可能となる。【００２３】
また、図４のグラフから明らかなように、静脈の太さの時間変化量は、計測開始直後に非常に大きくなる。従って、手を静脈センサにかざしてから２〜３秒の間、静脈の血管の太さを計測することによっても、充分、測定対象物が生体か非生体かの判別をすることが可能となる。【００２４】
図４の例は、低い位置にある手を高い位置にあげた直後の静脈の血管の太さの時間変化を示している。逆に、高い位置にある手を低い位置に下げた直後の静脈の血管の太さの時間変化も図４の例と同様である。ただし、この場合、静脈の血管の太さの値は、徐々に大きくなって収束する。【００２５】
（構成例）
図５は、本実施形態の生体認証装置の構成例を示す図である。【００２６】
図５の生体認証装置１００は、静脈センサ部１０２、操作部１０４、撮影部１０６、生体判定部１１０、静脈認証部１２０、判定部１３０を備える。生体判定部１１０は、位置合わせ・太さ計測部１１２、太さ情報集計部１１４を備える。静脈認証部１２０は、静脈パターン抽出部１２２、静脈パターン照合部１２４、記憶部１２６を備える。これらの複数のブロックのうちいくつかを１つのブロックに集約することができる。あるいは、複数のブロックの少なくとも１つをさらに複数のブロックに分割することもできる。【００２７】
静脈センサ部１０２は、撮影部１０６の指示により、静脈センサ部１０２にかざされた手のひらを撮影するカメラを備える。静脈センサ部１０２は、撮影部１０６の指示により、手のひらを、少なくとも２回、撮影する。複数回撮影するのは、静脈の血管の太さの時間変化を観測するためである。静脈センサ部１０２は、手のひらの静脈を撮影することが可能である。【００２８】
操作部１０４は、ユーザ等によるユーザのＩＤ番号のようなユーザの識別情報の入力を受け付ける。操作部１０４は、例えば、キーボード、タッチパネル、カードリーダなどの操作盤とすることができる。【００２９】
操作部１０４は、静脈センサ部１０２の位置よりも、低い位置に設置される。操作部１０４は、ユーザの心臓の位置よりも低い位置に設置され得る。静脈センサ部１０２は、ユーザの心臓の位置よりも高い位置に設置され得る。また、操作部１０４は、静脈センサ部１０２の位置よりも、高い位置に設置されてもよい。静脈センサ部１０２が操作部１０４の高さと異なる高さに設置されるのは、ユーザが操作部１０４を操作しているときの手の血圧とユーザが静脈センサ部１０２に手をかざしているときの手の血圧とに、血圧差を生じさせるためである。図５の例では、操作部１０４は、静脈センサ部１０２の位置よりも、低い位置に設置されている。【００３０】
操作部１０４は、識別情報を、記憶部１２６に出力する。また、操作部１０４は、撮影部１０６にユーザ等により操作部１０４が操作されたことを通知する。当該通知は、撮影部１０６に対する撮影開始指示となり得る。【００３１】
撮影部１０６は、静脈センサ部１０２に対して、静脈センサ部１０２にかざされた手のひらを撮影することを、指示する。撮影部１０６は、画像の撮影時間を記録し得る。撮影部１０６は、静脈センサ部１０２が撮影した画像を、生体判定部１１０及び静脈認証部１２０に入力する。撮影部１０６は、操作部１０４に対して操作を行ったユーザに対し、静脈センサ部１０２に手をかざすことを指示する標示器を備えることができる。【００３２】
静脈センサ部１０２と撮影部１０６とは、１つのユニットとすることができる。【００３３】
生体判定部１１０は、測定対象物が生体か否かを判定するための情報を取得し、取得した情報を判定部１３０に対して出力する。【００３４】
生体判定部１１０の位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈センサ部１０２で撮影された手のひらの画像を撮影部１０６から取得する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈認証部１２０の静脈パターン抽出部１２２から静脈パターン情報を取得する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、撮影部１０６から取得した画像と静脈パターン抽出部１２２から取得した静脈パターン情報との位置合わせを行う。位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈の血管の太さを計測する位置を決定する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈の血管の太さを計測する複数の位置を決定することができる。【００３５】
位置合わせ・太さ計測部１１２は、例えば、静脈パターン情報から静脈パターンを構成する特定の線分の中点となる点を、太さの計測点として、決定する。さらに、位置合わせ・太さ計測部１１２は、当該中点を通り当該線分の方向と直交する方向の、静脈の血管の太さを、撮影部１０６から取得した画像を使用して計測する。静脈の血管の太さの計測点及び計測方向、静脈の血管の太さの算出方法については、後に詳述する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、１以上の計測点と、計測点に応じた位置の静脈の血管の太さ情報とを、太さ情報集計部１１４に対して出力する。【００３６】
生体判定部１１０の太さ情報集計部１１４は、位置合わせ・太さ計測部１１２から入力された情報を基に、静脈の血管の太さの平均を求めるとともに、静脈パターン照合部１２４から位置情報を得て、静脈の血管の太さの値を補正する。当該位置情報は、記憶部１２６に登録された静脈パターンデータの静脈に対する撮影された静脈パターン情報の静脈の大きさの情報及び傾きの情報を含む。太さ情報集計部１１４は、位置合わせ・太さ計測部１１２から、撮影された画像毎に、位置情報を静脈パターン照合部１２４から得る。【００３７】
静脈センサ部１０２と撮影される手とが非接触状態で、静脈センサ部１０２が手のひらを撮影する場合、静脈センサ部１０２と撮影される手との間の距離が一定であるとは限らない。また、静脈センサ部１０２が手のひらを撮影する場合、静脈センサ部１０２に対する撮影される手の傾きも一定であるとは限らない。このため、太さ情報集計部１１４は、記憶部１２６に登録された静脈パターンデータの静脈の大きさに対する撮影された静脈パターン情報の静脈の大きさの比と、記憶部１２６に登録された静脈パターンデータの静脈に対する撮影された静脈パターン情報の静脈の傾きの情報とを使用して、静脈の血管の太さを補正する。これにより、太さ情報集計部１１４は、静脈の血管の太さ及び静脈の血管の太さの計測点の位置の情報から、静脈センサ部１０２と撮影される手との間の距離の相違及び傾きの相違による影響を除去することができる。【００３８】
静脈認証部１２０は、静脈センサ部１０２で撮影された手のひらの静脈パターン情報と、あらかじめ記憶部１２６に格納されている静脈パターンデータとを比較し、照合スコアとして出力する。照合スコアは、撮影された手のひらの静脈パターン情報とあらかじめ格納されている静脈パターンデータとの一致の度合いを示す値である。静脈パターン情報及び静脈パターンデータが完全に一致している場合、照合スコアは最高値となる。照合スコアの算出には、どのような方法が使用されてもよい。【００３９】
静脈パターン抽出部１２２は、静脈センサ部１０２で撮影された手のひらの画像を撮影部１０６から取得する。静脈パターン抽出部１２２は、手のひらの画像から手のひらの静脈パターンを抽出し、静脈パターン情報を生成する。静脈パターンは、静脈の血管の配置である。静脈パターン情報は、静脈パターンを抽象化したものである。【００４０】
図６は、静脈パターン情報の例を示す図である。静脈パターン情報は、図６のように、例えば、静脈の血管上の点と、それらの点同士を結ぶ直線との集合として、表現できる。当該点及び当該直線は、静脈を表す。静脈パターン情報は、点及び直線以外の情報を含んでもよい。【００４１】
記憶部１２６は、ユーザの識別情報毎に、ユーザの静脈パターン情報を、格納する。ユーザの静脈パターン情報は、記憶部１２６にあらかじめ登録されている。記憶部１２６に登録される静脈パターン情報は、静脈パターンデータともいう。記憶部１２６は、操作部１０４から入力されたユーザの認証情報を基に、当該ユーザの静脈パターンデータを抽出する。【００４２】
静脈パターン照合部１２４は、静脈パターン抽出部１２２で抽出された静脈パターン情報と記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータとに基づいて、照合スコアを算出する。静脈パターン照合部１２４は、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータの静脈の大きさに対する静脈パターン抽出部１２２で抽出された静脈パターン情報の静脈の大きさの比率の情報を、太さ情報集計部１１４に対して出力する。また、静脈パターン照合部１２４は、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータの静脈に対する静脈パターン抽出部１２２で抽出された静脈パターン情報の静脈の傾きの情報を、太さ情報集計部１１４に対して出力する。静脈パターン照合部１２４は、算出した照合スコアを、判定部１３０に出力する。【００４３】
生体認証部１１０で得られた静脈の血管の太さの値と、静脈認証部１２０で得られた照合スコアとは、撮影された画像毎に判定部１３０に入力される。また、撮影された画像には、撮影された時間が記録されている。撮影された画像の撮影された時間の情報も、判定部１３０に入力される。【００４４】
判定部１３０は、静脈認証部１２０で得られた照合スコアに基づいて、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータのユーザのものであるか否か、を判定する。また、判定部１３０は、生体認証部１１０で得られた静脈の血管の太さの値と、静脈認証部１２０で得られた照合スコアと、画像が撮影された時間の情報とに基づいて、撮影された手のひらが、生体であるか否かを判定する。【００４５】
（動作例）
〈全体の動作例〉
全体の動作例の概略について説明する。【００４６】
図７は、全体の動作例の概略を示す図である。【００４７】
生体認証装置１００の操作部１０４は、ユーザの手の操作による入力を受け付ける（Ｓ００２）。操作部１０４は、当該ユーザを特定する情報（識別情報）の入力を受け付ける。ユーザを特定する情報は、静脈認証部１２０に入力される。操作部１０４は、ユーザによる操作部１０４に対する入力が終了すると、その旨を撮影部１０６に通知する。【００４８】
撮影部１０６が操作部１０４からユーザによる操作部１０４に対する入力が終了した旨の通知を受けると、撮影部１０６は、ユーザに対し、操作部１０４を操作した手のひらを静脈センサ部１０２にかざすことを指示する。【００４９】
ユーザの手のひらが、撮影部１０６の指示に従って、静脈センサ部１０２にかざされると、撮影部１０６は、静脈センサ部１０２に対し、かざされたユーザの手のひらを撮影することを指示する。撮影部１０６は、指示から所定時間経過後に、撮影を開始することを、静脈センサ部１０２に指示してもよい．
静脈センサ部１０２は、撮影部１０６の指示により、静脈センサ部１０２にかざされた手のひらを撮影する。静脈センサ部１０２は、撮影部１０６の指示により、手のひらを、少なくとも２回、撮影する（Ｓ００４）。撮影された画像は、生体判定部１１０及び静脈認証部１２０に入力される。【００５０】
静脈認証部１２０は、撮影された画像から静脈パターンを抽出し、生体判定部１１０に出力する。また、静脈認証部１２０は、操作部１０４から入力されたユーザを特定する情報を基に、記憶部１２０から当該ユーザの静脈パターンを抽出する。【００５１】
静脈認証部１２０は、記憶部１２０から抽出された静脈パターンと撮影された画像から抽出された静脈パターンとを照合する。静脈認証部１２０は、照合した結果を照合スコアとして、判定部１３０に出力する。また、静脈認証部１２０は、記憶部１２０から抽出された静脈パターンの静脈の大きさに対する撮影された画像から抽出された静脈パターンの静脈の大きさの比率を、算出する。さらに、静脈認証部１２０は、記憶部１２０から抽出された静脈パターンデータの静脈に対する撮影された画像から抽出された静脈パターン情報の静脈の傾きの情報を算出する。静脈認証部１２０は、当該比率と、当該傾きの情報とを、位置情報として、生体判定部１１０に、出力する。【００５２】
生体判定部１１０の位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈認証部１２０から入力された静脈パターン情報から、静脈の血管の太さの計測点を決定する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、撮影された画像と静脈パターン情報との位置を合わせ、撮影された画像上での静脈の血管の太さの計測点を決定する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、撮影された画像上の決定した計測点で、静脈の血管の太さを計測する（Ｓ００６）。静脈の血管の太さを計測する方向は、静脈の血管の方向に対して直交する方向とすることができる。【００５３】
生体判定部１１０の太さ情報集計部１１４は、計測された静脈の血管の太さと、静脈認証部１２０から入力された位置情報とに基づき、撮影された画像毎に、静脈の血管の太さを算出する。太さ情報集計部１１４は、算出した、撮影された画像毎の静脈の血管の太さの情報を、判定部１３０に出力する。【００５４】
判定部１３０は、生体判定部１１０から入力された静脈の血管の太さの情報と、静脈認証部１２０から入力された照合スコアと、を使用して、静脈センサ部１０２で撮影された対象物が、生体か否かを判定する（Ｓ００８）。【００５５】
〈位置合わせ・太さ計測部の動作例〉
位置合わせ・太さ計測部１１２は、撮影部１０６から手のひらの画像を取得する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈パターン抽出部１２２から静脈パターン情報を取得する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈パターン情報を用いて、静脈の血管の太さの計測点を決定する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、手のひらの画像を使用して、決定した計測点における静脈の血管の太さを、計測する。位置合わせ・太さ計測部１１２は、計測結果を太さ情報集計部１１４に対して出力する。【００５６】
図８は、位置合わせ・太さ計測部の動作例を示す図である。位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈センサ部１０２で撮影された手のひらの画像を撮影部１０６から取得する。また、位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈認証部１２０の静脈パターン抽出部１２２から静脈パターン情報を取得する。【００５７】
位置合わせ・太さ計測部１１２は、静脈パターン抽出部１２２から取得した静脈パターン情報から、静脈パターンを構成する静脈のうち、直線とみなせる特定の線分の中点を、静脈の血管の太さの計測点として、決定する（Ｓ１０２）。位置合わせ・太さ計測部１１２は、他の方法により、静脈パターン情報上の特定の点を、静脈の血管の太さの計測点として、決定してもよい。位置合わせ・太さ計測部１１２は、複数の静脈の血管の太さの計測点を、決定する。【００５８】
撮影部１０６から取得した画像は、静脈を含む手の情報である。一方、静脈パターン抽出部１２２から取得した静脈パターン情報は、静脈のみの情報である。そこで、位置合わせ・太さ計測部１１２は、撮影部１０６から取得した画像と、静脈パターン抽出部１２２から取得した静脈パターン情報との位置合わせを行う（Ｓ１０４）。位置合わせ・太さ計測部１１２は、位置合わせを行うことで、静脈パターン抽出部１２２から取得した静脈パターン情報上の任意の位置を、撮影部１０６から取得した画像上の位置で、表現することができる。【００５９】
位置合わせ・太さ計測部１１２は、決定した計測点で、静脈の血管の方向と直交する方向の静脈の血管の太さを、撮影部１０６から取得した画像を使用して計測する（Ｓ１０６）。静脈の血管の太さの算出方法については、後に詳述する。【００６０】
位置合わせ・太さ計測部１１２は、撮影部１０６から取得した画像毎に、複数の計測点の位置情報及び当該複数の計測点の静脈の血管の太さ情報を、太さ情報集計部１１４に対して出力する（Ｓ１０８）。【００６１】
〈太さ情報集計部の動作例〉
図９は、太さ情報集計部の動作例を示す図である。太さ情報集計部１１４は、位置合わせ・太さ情報集計部１１２から、静脈の血管の太さの計測結果が、入力される。【００６２】
複数の撮影された手のひらの画像は、互いに、手のひらの大きさ及び傾きが、一致しない可能性がある。静脈センサ部１０２にかざされた手が、撮影の際に、静止しない場合があるからである。従って、各撮影された手のひらの画像の大きさ及び傾きを正規化する必要がある。【００６３】
太さ情報集計部１１４は、静脈パターン照合部１２４から、撮影された画像毎に、位置情報を取得する。位置情報は、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータの静脈の大きさに対する静脈パターン抽出部１２２で抽出された静脈パターン情報の静脈の大きさの比率、を含む。また、位置情報は、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータの静脈に対する静脈パターン抽出部１２２で抽出された静脈パターン情報の静脈の傾きを含む。【００６４】
太さ情報集計部１１４は、静脈パターン照合部１２４から取得した位置情報を使用して、静脈の血管の太さの計測結果を正規化する（Ｓ２０２）。つまり、太さ情報集計部１１４は、計測結果である静脈の血管の太さの計測点の位置及び太さを、それぞれ、記憶部１２６から抽出された静脈パターン情報における計測点の位置及び太さに変換する。正規化することで、太さ情報集計部１１４は、複数の撮影された手のひらの画像を、互いに、比較することができる。【００６５】
太さ情報集計部１１４は、撮影されたすべての画像に共通する静脈の血管の太さの計測点を抽出する。太さ情報集計部１１４は、撮影された画像毎に、抽出された計測点における静脈の血管の太さを抽出する（Ｓ２０４）。太さ情報集計部１１４は、撮影された画像毎に、抽出された複数の静脈の血管の太さの平均値を、算出する。太さ情報集計部１１４は、抽出された静脈の血管の太さが１つの場合は、その太さの値を平均値とする。【００６６】
太さ情報集計部１１４は、撮影された画像毎に、静脈の血管の太さの平均値を、判定部１３０に対して、出力する（Ｓ２０６）。太さ情報集計部１１４が判定部１３０に対して出力する情報は、画像が撮影された時間を特定できる情報を含み得る。【００６７】
また、太さ情報集計部１１４は、静脈の血管の太さの平均値を算出せずに、抽出されたすべての静脈の血管の太さを、判定部１３０に対して出力してもよい。【００６８】
〈判定部の動作例〉
判定部１３０は、撮影された手のひらの画像が、認証対象のユーザのものであるか否かを判定する。また、判定部１３０は、撮影され手のひらの画像が、生体か否かを判定する。【００６９】
図１０は、判定部の動作例を示す図である。判定部１３０は、静脈認証部１２２から、撮影された画像毎の照合スコアが入力される。また、判定部１３０は、生体判定部１１０から、撮影された画像毎の静脈の血管の太さの平均値が入力される。【００７０】
判定部１３０は、すべての撮影された画像の照合スコアが、所定値以上か否かを判断する（Ｓ３０２）。照合スコアが所定値未満であることは、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータの静脈と、撮影された画像から抽出された静脈パターン情報の静脈とが、相違することを示す。【００７１】
すべての撮影された画像の照合スコアが所定値以上でない場合、即ち、少なくとも１つの照合スコアが所定値未満である場合（Ｓ３０２；ＮＯ）、判定部１３０は、撮影された画像が、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータのユーザのものでないと判定し、認証失敗（認証ＮＧ）とする（Ｓ３２０）。【００７２】
すべての撮影された画像の照合スコアが所定値以上である場合（Ｓ３０２；ＹＥＳ）、ステップＳ３０４に進む。【００７３】
判定部１３０は、静脈の血管の太さが時間に対して単調減少しているか否かを判断する（Ｓ３０４）。静脈の血管の太さが時間に対して単調減少していることは、撮影された画像が生体であることを示す。【００７４】
静脈の血管の太さが時間に対して単調減少していない場合、即ち、静脈の血管の太さが時間に対して少なくとも一時的に増加あるいは少なくとも一時的に変化しない場合（Ｓ３０４；ＮＯ）、判定部１３０は、撮影された画像が、生体ではないと判定し、認証失敗（認証ＮＧ）とする（Ｓ３２０）
静脈の血管の太さが時間に対して単調減少している場合（Ｓ３０４；ＹＥＳ）、判定部１３０は、撮影された画像が、生体であると判定し、認証成功（認証ＯＫ）とする（Ｓ３１０）。【００７５】
ここでは、静脈センサ部１０２が操作部１０４より高い位置に設置された場合を示したが、静脈センサ部１０２が操作部１０４より低い位置に設置された場合、判定部１３０は、静脈の血管の太さが時間に対して単調増加しているか否かを判断する。この場合、静脈の血管の太さが時間に対して単調増加していることが、撮影された画像が生体であることを示すからである。【００７６】
《照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の例１》
図１１は、生体が正しくかざされた場合の照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の例を示す図である。図１１のグラフの横軸は時間を示し、縦軸は照合スコア若しくは静脈の血管の太さを示す。【００７７】
図１１において、時間０で、静脈センサ部１０２による手のひらの撮影が開始され、所定時間毎に、手のひらが撮影されたとする。照合スコアは、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータのユーザであることを示す所定値以上の値をとり、かつ、時間に対して変化しない。一方、静脈の血管の太さは、徐々に細くなるため、時間に対して単調減少となる。【００７８】
このとき、判定部１３０は、静脈センサ部１０２にかざされた手が、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータのユーザのものであり、かつ、生体であると判定し、認証成功（認証ＯＫ）とする。【００７９】
《照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の例２》
図１２は、生体でない対象物がかざされた場合の照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の例を示す図である。ここでは、写真などによる偽造の手のひらが静脈センサ部１０２にかざされた場合を想定する。図１２のグラフの横軸は時間を示し、縦軸は照合スコア若しくは静脈の血管の太さを示す。【００８０】
図１２において、時間０で、静脈センサ部１０２による対象物の撮影が開始され、所定時間毎に、対象物が撮影されたとする。照合スコアは、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータのユーザであることを示す所定値以上の値をとっているとする。照合スコアは、時間に対して変化してない。また、静脈の血管の太さは、時間に対して変化しない。【００８１】
よって、照合スコアは所定値以上の値をとっているが、静脈の血管の太さが変化しない。そのため、判定部１３０は、静脈センサ部１０２にかざされた手が、生体でないと判定し、認証失敗（認証ＮＧ）とする。【００８２】
《照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の例３》
図１３は、生体でない対象物がかざされた場合の照合スコア及び静脈の血管の太さの時間変化の別の例を示す図である。ここでは、写真などによる偽造の手のひらが静脈センサ部１０２にかざされ、かつ、所定時間後に、別の偽造の手のひらが静脈センサ部１０２にかざされた場合を想定する。図１３のグラフの横軸は時間を示し、縦軸は照合スコア若しくは静脈の血管の太さを示す。【００８３】
図１３において、仮に、時間０で、静脈センサ部１０２による対象物の撮影が開始され、時間ｔ１で、対象物が再び撮影されたとする。照合スコアは、記憶部１２６から抽出された静脈パターンデータのユーザであることを示す所定値以上の値をとっているとする。照合スコアは、時間に対して変化していない。しかし、静脈の血管の太さは、時間０で撮影された値に対して、時間ｔ１で撮影された値は減少している。よって、このような偽造の手のひらが使用された場合において、時間０及び時間ｔ１での２回の撮影のみでは、判定部１３０は、認証成功（認証ＯＫ）とする可能性がある。【００８４】
しかし、静脈センサ部１０２による撮影の時間間隔をより短くし、撮影回数を増やすことで、このような偽造の手のひらが使用された場合でも、判定部１３０は、このような偽造の手のひらを生体でないと判断し、認証失敗（認証ＮＧ）とすることができる。撮影の時間間隔を短くすることで、静脈の血管の太さが時間変化しない箇所が観測され得るからである。【００８５】
静脈の血管の太さは、低い位置から高い位置への移動後５−６秒で安定する。よって、撮影は、撮影開始から５−６秒の間に、少なくとも３回以上、行うとよい。また、静脈の血管の太さの変化量は、静脈センサ部１０２に手をかざした直後に大きくなる。よって、好ましくは、撮影は、撮影開始から２−３秒の間に、少なくとも３回以上、行うとよい。判定部１３０は、撮影間隔が短いほど、撮影回数が多いほど、より正確な判定をできる。ユーザを静脈センサ部１０２に拘束する時間を短くするため、撮影する時間は短時間であることが望ましい。また、静脈センサ部１０２は、手のひらを動画で撮影し、所定時間毎に静止画を取り出すこともできる。【００８６】
〈静脈の血管の太さの計測点及び計測方向〉
図１４は、静脈の血管の太さの計測点と計測方向の例を示す図である。図１４では、静脈パターン情報が、点（黒丸）と、点と点とを結ぶ直線（実線）とで、示されている。【００８７】
図１４の白丸のように、静脈パターン情報から静脈パターンを構成する特定の線分の中点が、静脈の血管の太さの計測点として決定される。さらに、図１４の点線のように、当該計測点を通り当該線分の方向と直交する方向が、静脈の血管の太さを計測する計測方向となる。複数の計測点が、決定され得る。静脈の血管の太さの計測点及び計測方向は、他の方法により決定されてもよい。【００８８】
〈静脈の血管の太さの算出方法〉
静脈の血管の太さの算出方法について、例示する。静脈の血管の太さの算出方法は、ここに示す方法に限定されない。静脈の血管の太さの算出方法として、他の算出方法が使用されてもよい。【００８９】
図１５は、静脈画像の輝度断面の例を示す図である。図１５は、静脈画像において静脈の血管の方向に対して直交する方向の輝度を、静脈の血管の太さの異なる静脈について示す図である。図１５のグラフの横軸は、位置を示し、縦軸は輝度を示す。図１５では、３個の静脈（静脈１１、１２、１３）の例について重ねて示されている。【００９０】
静脈の画像において、静脈は暗く写る。つまり、静脈の画像において、輝度が低い部分が、静脈が存在する部分である。また、静脈の血管の太さが太くなるにつれて、輝度がより低くなる。図１５に示す３個の静脈では、静脈１１、静脈１２、静脈１３の順に輝度が低くなっている。よって、図１５に示す３個の静脈のうち、静脈１１の血管の太さが最も細く、静脈１３の血管の太さが最も太い。図１５の静脈の曲線において、輝度が高く、かつ、位置の変化に対して輝度が変化しない部分は、静脈が存在しない部分であるとみなされる。【００９１】
ここでは、静脈画像の輝度情報を使用して、静脈の血管の太さを算出する方法を説明する。【００９２】
《固定閾値による算出》
図１６は、固定閾値による静脈の血管の太さの算出方法を説明する図である。ここでは、固定閾値を使用して、静脈の血管の太さの算出する方法を説明する。【００９３】
図１６は、図１５と同様に、静脈画像において静脈の血管の方向に対して直交する方向の輝度を、静脈の血管の太さの異なる静脈ついて示す図である。図１６では、２個の静脈（静脈２１、２３）の例について重ねて示されている。【００９４】
図１６のように、輝度に対して所定の閾値が設定される。設定される所定の閾値は、静脈でないとみなされる部分の輝度の値より低い値である。輝度が当該所定の閾値以下である範囲が静脈であるとする。当該範囲の長さが静脈の血管の太さであるとする。【００９５】
《半値幅による算出》
図１７は、半値幅による静脈の血管の太さの算出方法を説明する図である。図１７は、図１５と同様に、静脈画像において静脈の血管の方向に対して直交する方向の輝度を、静脈の血管の太さの異なる静脈について示す図である。【００９６】
図１７のように、静脈３３の輝度の一番低い値と静脈でないとみなされる部分の輝度の値との差を振幅とする。静脈でないとみなされる部分の輝度の値から振幅の半分の値を減算した値を、所定の閾値として設定する。輝度が当該所定の閾値以下である範囲が、静脈であるとする。当該範囲の長さが、半値幅である。当該範囲の長さが静脈の血管の太さであるとする。【００９７】
《振幅による算出》
図１８は、振幅による静脈の血管の太さの算出方法を説明する図である。図１８は、図１５と同様に、静脈画像において静脈の血管の方向に対して直交する方向の輝度を示す図である。【００９８】
図１８のように、静脈４３の輝度の一番低い値と静脈でないとみなされる部分の輝度の値との差を振幅とする。当該振幅は、静脈の血管の太さに比例するとみなされ得る。よって、実施形態において、静脈の血管の太さの代わりに、当該振幅を利用することができる。また、当該振幅に所定の係数を乗算することにより、静脈の血管の太さが算出されてもよい。【００９９】
（実施形態の効果）
本実施形態によると、手により入力を受け付ける入力部と、手を撮影する静脈センサ部とを異なる位置に設置することで、手の血圧及び静脈の血管の太さを人為的に変化させることができる。本実施形態によると、静脈の血管の太さの時間変化を観測することで、生体か否かの判断を行うことができる。また、本実施形態によると、検出された静脈の血管の太さに関する情報を適切に補正することにより、静脈の血管の太さを適正に測定可能となる。【０１００】
本実施形態によると、撮影された手のひらの静脈認証と、撮影された手のひらが生体か否かの生体判定とを同時に行うことができる。よって、静脈認証における対象物と、生体判定における対象物とは、同一でなければならず、すり替えによる詐称が不可能となる。また、静脈の血管の太さが動的に変化する偽造物を作成することは非常に困難であるため、なりすましによる不正が困難となる。【０１０１】
本実施形態の構成によると、静脈認証と生体判定とを、静脈認証のみの場合と同程度の時間で実施できる。そのため、本実施形態は、静脈認証及び生体判定を行うが、静脈認証のみを行う場合に比べて、ユーザ負担が大きく増加しない。【０１０２】
本実施形態によれば、静脈の照合結果が正常で、かつ、撮影対象が生体である場合に、ユーザを認証することで、認証精度を高めることができる。
【図１】
2010070745.tif 000003
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年7月1日(2011.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの識別情報を入力するための入力部と、
前記ユーザの手の画像を複数回撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された手の画像毎に静脈情報を抽出し、静脈情報と前記識別情報に対応するあらかじめ用意された静脈データとの照合処理を行う照合部と、
前記手の画像に基づいて、前記手の画像が生体の撮影によって得られたものか否かを示す判定用データを得る判定データ生成部と、
前記手の画像毎の前記照合部の照合結果が正常を示し、かつ、前記判定用データが前記手の画像が生体の撮影によって得られたものを示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない判定部と、を備え、
前記判定データ生成部は、前記手の画像毎に、静脈の所定位置の太さを計測する計測部を含み、
前記判定部は、前記手の画像毎の前記照合部の照合結果が正常を示し、かつ、前記計測部による前記静脈の所定位置の太さが前記手の画像間で時間的変化を示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない、
生体認証装置。
【請求項２】
前記ユーザによる前記入力部の操作時と、前記撮影部による撮影時とで、ユーザの手の高さが異なるように、前記入力部と前記撮影部とが異なる高さに設置され、
前記ユーザの識別情報の入力を契機に、前記撮影部による撮影が実行される
請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記手の画像から得られた静脈の太さを前記静脈データに基づいて補正する補正部を含む、
請求項２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
ユーザの識別情報の入力を受け付ける受付ステップと、
前記ユーザの手の画像を複数回撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで撮影された手の画像毎に静脈情報を抽出し、静脈情報と前記識別情報に対応するあらかじめ用意された静脈データとの照合処理を行う照合ステップと、
前記手の画像に基づいて、前記手の画像が生体の撮影によって得られたものか否かを示
す判定用データを得る判定データ生成ステップと、
前記手の画像毎の前記照合ステップによる照合結果が正常を示し、かつ、前記判定用データが前記手の画像が生体の撮影によって得られたものを示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない判定ステップと、
を備える生体認証方法。
【請求項５】
前記手の画像毎に、静脈の所定位置の太さを計測する計測ステップを含み、
前記判定ステップは、前記手の画像毎の前記照合部の照合結果が正常を示し、かつ、前記計測ステップによる前記静脈の所定位置の太さが前記手の画像間で時間的変化を示す場合に前記ユーザを認証し、そうでなければ前記ユーザを認証しない、
請求項４に記載の生体認証方法。
【請求項６】
前記撮影ステップは、前記ユーザによる識別情報の入力を受け付ける入力部と異なる高さに設置された撮影部で、ユーザの手の画像を撮影し、さらに、
前記撮影ステップは、前記ユーザの識別情報の入力を契機に、実行される
請求項５に記載の生体認証方法。
【請求項７】
前記手の画像から得られた静脈の太さを前記静脈データに基づいて補正する補正ステップを含む、
請求項５に記載の生体認証方法。
【国際調査報告】
2010070745.tif 000021
2010070745.tif 000022