(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光が照射された指を透過してきた光を撮影した静脈画像から静脈情報を抽出する静脈画像処理部と、
赤外光で照射された前記指から反射された光を撮影したしわ画像からしわ情報を抽出するしわ画像処理部と、
前記静脈情報と前記しわ情報とを関連付けて登録情報として登録する情報登録部と、
認証時に撮像部によって取得されたしわ画像から抽出された前記しわ情報と前記登録情報の前記しわ情報とを照合し、照合結果である類似度の大きさに基づいて前記登録情報の前記静脈情報の照合順位を決定する照合順位決定部と、
前記照合順位で決定された順に、認証時に前記撮像部によって取得された前記静脈画像から抽出された前記静脈情報と前記登録情報の前記静脈情報とを照合する認証部と、
前記静脈画像の取得時には前記指の側面を照射する位置に移動してから前記赤外光を照射し、前記しわ画像の取得時には前記指の手の平側を照射する位置に移動してから前記赤外光を照射する光源と、
を備えることを特徴とする静脈認証装置。
【請求項２】
前記撮像部が前記静脈画像および前記しわ画像を撮影するための撮像窓を備え、
前記撮像窓の幅は、前記指の幅より小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の静脈認証装置。
【請求項３】
前記指の腹を乗せるエリアを備える
こと特徴とする請求項２に記載の静脈認証装置。
【請求項４】
静脈認証を実行する静脈認証装置の静脈認証方法であって、
前記静脈認証装置は、
指の側面を照射する位置に光源を移動してから前記光源に赤外光を照射させ、その赤外光が照射された前記指を透過してきた光を撮影した静脈画像から静脈情報を抽出する静脈画像処理ステップと、
前記指の手の平側を照射する位置に前記光源を移動してから前記光源に赤外光を照射させ、その赤外光で照射された前記指から反射された光を撮影したしわ画像からしわ情報を抽出するしわ画像処理ステップと、
前記静脈情報と前記しわ情報とを関連付けて登録情報として登録する情報登録ステップと、
認証時に前記撮像ステップにおいて取得されたしわ画像から抽出された前記しわ情報と前記登録情報の前記しわ情報とを照合し、照合結果である類似度の大きさに基づいて前記登録情報の前記静脈情報の照合順位を決定する照合順位決定ステップと、
前記照合順位で決定された順に、認証時に前記撮像ステップにおいて取得された前記静脈画像から抽出された前記静脈情報と前記登録情報の前記静脈情報とを照合する認証ステップと、
を実行することを特徴とする静脈認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静脈パターンによって個人認証を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
静脈認証は、生体内部の静脈パターンを利用するため、指紋認証に比べて偽造・改竄が困難であると言われている。また、静脈認証の中でも、指の静脈パターンを利用する場合、虹彩、顔、手の甲、手の平等の他の部位に比べて、生体認証装置を小型化することが可能であり、様々な機器への組み込みが容易である。
指の静脈に赤外光を照射した場合、静脈は赤外光を吸収するが、静脈以外の部分は赤外光を透過することを利用して、赤外光感度を備える赤外線カメラで指を撮影することにより、指の静脈の画像を撮影し、静脈パターンを認証に利用することができる。
【０００３】
下記に示す特許文献１には、指の輪郭・領域・静脈それぞれの形状・輝度・画素数をキー情報として静脈パターンとともに登録し、キー情報を用いて登録した静脈パターン候補の照合順位を決定し、その照合順位に従って認証を行う技術が開示されている。
また、特許文献２には、指の静脈パターンと指のしわパターンとを登録し、認証時には、指を撮影した画像からしわパターンを抽出し、登録してあるしわパターンと照合して静脈パターンの位置合わせを行って、静脈パターンを認証する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８７５２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８６２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、指の輪郭の写った画像を必要とし、指の幅よりも大きな幅のエリアを確保する必要があるため、指の撮影装置が大きくなってしまい、認証装置の小型化が難しいという問題がある。また、特許文献２に記載の技術は、認証時の指の置き方のばらつきを補正するために、指のしわパターンを利用して静脈情報の位置合わせを行っているものの、しわパターンの抽出に多くの時間がかかる上、登録されている静脈情パターンと総当りで照合するので認証に多くの時間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明では、認証を高速で実行可能で小型な静脈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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の静脈認証装置は、
赤外光が照射された指を透過してきた光を撮影した静脈画像から静脈情報を抽出する静脈画像処理部と、
赤外光で照射された前記指から反射された光を撮影したしわ画像からしわ情報を抽出するしわ画像処理部と、
前記静脈情報と前記しわ情報とを関連付けて登録情報として登録する情報登録部と、
認証時に撮像部によって取得されたしわ画像から抽出された前記しわ情報と前記登録情報の前記しわ情報とを照合し、照合結果である類似度の大きさに基づいて前記登録情報の前記静脈情報の照合順位を決定する照合順位決定部と、
前記照合順位で決定された順に、認証時に前記撮像部によって取得された前記静脈画像から抽出された前記静脈情報と前記登録情報の前記静脈情報とを照合する認証部と、
前記静脈画像の取得時には前記指の側面を照射する位置に移動してから前記赤外光を照射し、前記しわ画像の取得時には前記指の手の平側を照射する位置に移動してから前記赤外光を照射する光源と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、認証を高速で実行可能で高速で小型な静脈認証装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】静脈認証装置の機能例を示す図である。
【図２】静脈認証装置の構成例を示す図であり、（ａ）は構成斜視図を表し、（ｂ）は断面図を表す。
【図３】撮像部によって取得される静脈画像およびしわ画像の一例を示す図であり、（ａ）は静脈画像を表し、（ｂ）はしわ画像を表す。
【図４】登録情報を登録する処理フロー例を示す図である。
【図５】認証時の処理フロー例を示す図である。
【図６】静脈認証装置の構成の変形例を示す図であり、（ａ）は光源を移動する場合を表し、（ｂ）は鏡を用いて赤外光を反射する場合を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態（以降、「本実施形態」と称す。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
はじめに、静脈認証装置１００の機能例について、図１を用いて説明する。
静脈認証装置１００は、図１に示すように、処理部１０、光源部２０、撮像部２１、記憶部２２およびＩ／Ｆ（インタフェース）部２３を備える。
【００１２】
処理部１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメインメモリによって構成され、処理部１０の各機能は記憶部２２に記憶されている不図示のアプリケーションプログラムをメインメモリに展開して具現化される。処理部１０の各機能の詳細については後記する。
【００１３】
光源部２０は、赤外光を発光する機能を有する。光源部２０は、発光を制御部１１によって制御される。
撮像部２１は、光源部２０から発光された赤外光が照射された指を透過した光を静脈画像として取得し、光源部２０から発光された赤外光で照射された指から反射した光をしわ画像として取得（撮影）する機能を有する。撮像部２１は、取得（撮影）を制御部１１によって制御される。
【００１４】
記憶部２２は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置であり、認証時の照合用として予め登録しておく登録情報２２ａを記憶している。登録情報２２ａは、識別情報２２２と静脈情報２２３としわ情報２２４とを関連付けて記憶している。識別情報２２２は、認証時に用いられるユーザを識別する情報であって、例えば、名前、ＩＤ番号、口座番号等である。静脈情報２２３は、静脈画像から抽出される静脈パターンに関する情報である。しわ情報２２４は、しわ画像から抽出されるしわパターンに関する情報である。
【００１５】
Ｉ／Ｆ部２３は、不図示の情報処理装置と接続してコマンドやデータ等の情報を送受信したり、不図示のディスプレイと接続して認証を行うユーザに対して操作メッセージや認証結果に関するメッセージ等を出力したりする機能を有する。
【００１６】
次に、処理部１０の機能の詳細について説明する。処理部１０は、制御部１１、静脈画像処理部１２、しわ画像処理部１３、情報登録部１４、照合順位決定部１５および認証部１６を備える。
【００１７】
制御部１１は、処理部１０の各部１２〜１６の機能を制御するとともに、光源部２０および撮像部２１を制御し、記憶部２２およびＩ／Ｆ部２３と処理部１０との間の情報の送受信を制御する機能を有する。
【００１８】
静脈画像処理部１２は、撮像部２１によって取得された静脈画像から静脈情報２２３を抽出する機能を有する。
しわ画像処理部１３は、撮像部２１によって取得されたしわ画像からしわ情報２２４を抽出する機能を有する。
【００１９】
情報登録部１４は、ユーザが静脈情報２２３およびしわ情報２２４を登録する登録時に、静脈情報２２３としわ情報２２４とを関連付けて登録情報２２ａとして記録部２２に記憶する。
照合順位決定部１５は、認証時に取得したしわ情報２２４と、登録情報２２ａのしわ情報２２４とを照合し、類似度を算出し、類似度が大きいものほど照合順位を高くするようにして、静脈情報２２３の照合順位を決定する機能を有する。照合順位は、類似度の大きいしわ情報２２４に関連付けられている静脈情報２２３から順に照合されることを表している。類似度は、例えば、相関演算や尤度演算等の公知技術を用いて算出することができる。
【００２０】
認証部１６は、前記照合順位で決定された順に、認証時に取得した静脈情報２２３と、登録情報２２ａの静脈情報とを照合し、類似度を算出し、類似度に基づいて認証成功か否かを判定する機能を有する。類似度は、例えば、相関演算や尤度演算等の公知技術を用いて算出することができる。また、認証部１６は、例えば、類似度が所定の閾値以上の場合に、認証成功と判定する。
【００２１】
次に、静脈認証装置１００の構成例について、図２を用いて説明する（適宜、図１参照）。
図２（ａ）は、静脈認証装置１００の構成斜視図である。図２（ａ）中の、符号３０は指置き台であって、指の腹を乗せるエリアである。符号３１は、照射窓であって、光源部２０から赤外光が指に発光される。符号３２は、撮像窓であって、撮像部２１が指の静脈画像やしわ画像を撮影するエリアである。なお、照射窓３１および撮像窓３２は、赤外光を透過する材質の部材が用いられる。
【００２２】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面を表した断面図である。図２（ｂ）中の符号は、図２（ａ）と同じものには同じ符号を付し、説明を省略する。
図２（ｂ）では、符号２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）は、光源部２０を表している。静脈画像を取得する場合、光源部（第１光源部）２０ａ，２０ｂから赤外光が照射窓３１を通過して指に照射され、撮像部２１によって、赤外光が照射された指を透過してきた光が撮影される。また、しわ画像を取得する場合、光源部（第２光源部）２０ｃから赤外光が撮影窓３２を通過して指に照射され、撮像部２１によって、赤外光で照射された指から反射された光が撮影される。
【００２３】
ここで、撮像部２１によって取得される静脈画像およびしわ画像の一例について、図３を用いて説明する（適宜、図１参照）。図３（ａ）は静脈画像を表し、図３（ｂ）はしわ画像を表す。
【００２４】
図３（ａ）には、撮影窓３０２によって制限された指３０１の静脈３０３を写した静脈画像が表されている。静脈画像処理部１２は、撮像部２１によって取得された静脈画像から、静脈３０３のパターンを静脈情報２２３として抽出する。
【００２５】
図３（ｂ）には、撮影窓３０２によって制限された指３０１のしわ３０４を写したしわ画像が表されている。しわ画像処理部１３は、撮像部２１によって取得されたしわ画像から、しわ３０４のパターンをしわ情報２２４として抽出する。
【００２６】
ここで、撮影窓３０２のサイズについて説明する。図３（ａ）から分かるように、撮影窓３０２の幅は、指の幅より狭くしてある。また、図３（ｂ）から分かるように、撮影窓３０２の長手方向は、指３０１の第１関節および第２間接の両方を撮影可能な長さにすることが好ましい。ただし、静脈認証装置１００のサイズの制約上、撮影窓３０２の長手方向は、指３０１の第１関節と第２間接とのいずれか一方だけであっても構わない。
つまり、静脈認証装置１００は、指の幅より小さな撮像窓３２を備えればよいので、小型化が可能である。
【００２７】
次に、登録情報を登録する処理フロー例について、図４を用いて説明する（適宜、図１，２参照）。
ステップＳ４０１では、制御部１１は、第１光源部（光源部２０ａ，２０ｂ）をＯＮし、光源部２０ａ，２０ｂから赤外光を発光する。
ステップＳ４０２では、制御部１１は、静脈画像が取得されやすいように、第１光源部の光量等を調整する。
【００２８】
ステップＳ４０３では、制御部１１は、撮像部２１に静脈画像を取得させる。
ステップＳ４０４では、制御部１１は、第１光源部（光源部２０ａ，２０ｂ）をＯＦＦする。
【００２９】
ステップＳ４０５では、静脈画像処理部１２は、ステップＳ４０３で取得した静脈画像が登録可能か否かを判定する。例えば、静脈画像処理部１２は、取得した静脈画像に指が一部しか写っていない場合や、指が指置き台３０から離れてしまって不鮮明な画像となっている場合には、登録不可と判定する。そして、登録可能と判定した場合（ステップＳ４０５でＹｅｓ）、処理はステップＳ４０６へ進み、登録可能でないと判定した場合（ステップＳ４０５でＮｏ）、処理はステップＳ４１４へ進む。
【００３０】
ステップＳ４０６では、静脈画像処理部１２は、静脈画像から静脈情報２２３を抽出する。
ステップＳ４０７では、情報登録部１４は、静脈情報２２３を記憶部２２の登録情報２２ａに登録する。
【００３１】
ステップＳ４０８では、制御部１１は、第２光源部（光源部２０ｃ）をＯＮし、光源部２０ｃから赤外光を発光する。
ステップＳ４０９では、制御部１１は、しわ画像が取得されやすいように、第２光源部の光量等を調整する。
【００３２】
ステップＳ４１０では、制御部１１は、撮像部２１にしわ画像を取得させる。
ステップＳ４１１では、制御部１１は、第２光源部（光源部２０ｃ）をＯＦＦする。
ステップＳ４１２では、しわ画像処理部１３は、しわ画像からしわ情報２２４を抽出する。
【００３３】
ステップＳ４１３では、情報登録部１４は、しわ情報２２４をステップＳ４０６で登録した静脈情報２２３に関連付けて記憶部２２の登録情報２２ａに登録する。
ステップＳ４１４では、制御部１１は、登録失敗と判定して、処理を終了する。なお、制御部１１は、登録失敗と判定した際、登録失敗のメッセージをＩ／Ｆ部２３を介して不図示の表示部に表示するようにしてもよい。
【００３４】
次に、認証時の処理フロー例について、図５を用いて説明する。
ステップＳ５０１〜Ｓ５０４は、図４のステップＳ４０１〜Ｓ４０４と同様であるので説明を省略する。
【００３５】
ステップＳ５０５では、静脈画像処理部１２は、ステップＳ５０３で取得した静脈画像が認証可能か否かを判定する。例えば、静脈画像処理部１２は、取得した静脈画像に指が一部しか写っていない場合や、指が指置き台３０から離れてしまって不鮮明な画像となっている場合には、認証不可と判定する。そして、認証可能と判定した場合（ステップＳ５０５でＹｅｓ）、処理はステップＳ５０６へ進み、認証可能でないと判定した場合（ステップＳ５０５でＮｏ）、処理はステップＳ５１７へ進む。
【００３６】
ステップＳ５０６〜Ｓ５１１は、図４のステップＳ４０６，Ｓ４０８〜Ｓ４１２と同様であるので説明を省略する。
ステップＳ５１２では、照合順位決定部１５は、ステップＳ５１１で抽出したしわ情報２２４と、登録情報２２ａに登録済のしわ情報２２４とを照合する。具体的には、照合順位決定部１５は、ステップＳ５１１で抽出したしわ情報２２４と、登録情報２２ａに登録済のしわ情報２２４との類似度を算出する。
【００３７】
ステップＳ５１３では、照合順位決定部１５は、照合順位を決定する。具体的には、照合順位決定部１５は、ステップＳ５１２で算出した類似度に基づいて、類似度が大きいものほど照合順位を高くするようにして、静脈情報２２３の照合順位を決定する。
ステップＳ５１４では、認証部１６は、ステップＳ５０６で抽出した静脈情報２２３と、登録情報２２ａに登録済の静脈情報２２３とを、照合順位で決定された順に、照合する。具体的には、認証部１６は、認証時に取得した静脈情報２２３と、登録情報２２ａの静脈情報２２３との類似度を算出する。そのため、静脈認証装置１００は、照合順位に基づいて実行される照合の早い段階で認証成功と判定される可能性を高くすることができるため、高速に認証処理を終えることが可能である。
【００３８】
ステップＳ５１５では、認証部１６は、ステップＳ５１４で算出した類似度に基づいて、認証成功か否かを判定する。具体的には、認証部１６は、類似度が所定の閾値以上の場合、認証成功と判定する。認証成功と判定した場合（ステップＳ５１５でＹｅｓ）、処理はステップＳ５１６へ進み、認証成功でないと判定した場合（ステップＳ５１５でＮｏ）、処理はステップＳ５１７へ進む。
【００３９】
ステップＳ５１６では、制御部１１は、認証成功と判定して、処理を終了する。なお、制御部１１は、認証成功と判定した際、認証成功のメッセージをＩ／Ｆ部２３を介して不図示の表示部に表示するようにしてもよい。
ステップＳ５１７では、制御部１１は、認証失敗と判定して、処理を終了する。なお、制御部１１は、認証失敗と判定した際、認証失敗のメッセージをＩ／Ｆ部２３を介して不図示の表示部に表示するようにしてもよい。
【００４０】
次に、静脈認証装置１００の構成の変形例について、図６を用いて説明する。
図６（ａ）は、撮像部２１がしわ画像を取得する際に、光源部２０ａを光源部２０ｃの位置に移動させる場合を表している。このようにすることで、光源部２０の数を減らすことが可能である。
【００４１】
また、図６（ｂ）は、静脈認証装置１００が鏡６０を備えている場合を表している。撮像部２１がしわ画像を取得する際に、光源部２０ａの向きを変更して、赤外光を鏡６０に反射させて、光源部２０ｃの代わりとすることができる。なお、図６（ｂ）中の一点鎖線６１は、赤外光の進行を表している。このようにすることで、光源部２０の数を減らすことができ、また、静脈認証装置１００のサイズを小型にすることができる。
【００４２】
以上説明したように、本発明の静脈認証装置１００は、赤外光が照射された指を透過してきた光を撮影した静脈画像および赤外光で照射された指から反射された光を撮影したしわ画像を取得する撮像部２１と、静脈画像から静脈情報を抽出する静脈画像処理部１２と、しわ画像からしわ情報を抽出するしわ画像処理部１３と、静脈情報としわ情報とを関連付けて登録情報２２ａとして登録する情報登録部１４と、認証時に撮像部２１によって取得されたしわ画像から抽出されたしわ情報と登録情報２２ａのしわ情報とを照合し、照合結果に基づいて登録情報２２ａの静脈情報の照合順位を決定する照合順位決定部１５と、照合順位で決定された順に、認証時に撮像部２１によって取得された静脈画像から抽出された静脈情報と登録情報２２ａの静脈情報とを照合する認証部１６と、を備えることを特徴とする。そして、静脈認証装置１００は、照合順位で決定された順に、認証のための照合を実行するため、高速に認証処理を終えることが可能である。また、静脈認証装置１００は、指の幅より小さな撮像窓３２を備えればよいので、小型化が可能である。
【００４３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも、説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、処理部１０の各構成、機能、処理部等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、処理部１０の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、またはＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０  処理部
１１  制御部
１２  静脈画像処理部
１３  しわ画像処理部
１４  情報登録部
１５  照合順位決定部
１６  認証部
２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）  光源部
２１  撮像部
２２  記憶部
３０  指置き台
３１  照射窓
３２，３０２  撮影窓
６０  鏡
３０３  静脈
３０４  しわ
【図１】
0005852507.tif 000002
【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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