(57)【要約】【課題】  信頼性の高い識別情報を生成し得る情報生成装置等を提案する。【解決手段】  所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して撮像光を個別に照射し、各指に個別に照射された撮像光を撮像素子を介して出力される各画像信号に表される対応する各指のパターンを識別情報として抽出することにより、当該撮像素子までの距離が短いこと等に起因する光学系における収差の湾曲歪に相当するノイズ成分が低減された血管画像信号から各指のパターンを識別情報として抽出できるようにした。【選択図】        図６
2006227826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して撮像光を個別に照射する照射部と、
上記照射部から各上記指に個別に照射された上記撮像光を画像信号としてそれぞれ出力する撮像素子と、
上記撮像素子から出力される各上記画像信号に表される対応する各上記指のパターンを識別情報として抽出するパターン抽出手段と
を具えることを特徴とする情報生成装置。
【請求項２】
上記撮像素子から出力される各上記画像信号から、当該画像信号に表される対応する各上記指を、隣接する指から独立した指として表す成分信号をそれぞれ切り出す切り出し手段を具え、
上記パターン抽出手段は、
上記切り出し手段により切り出された各上記成分信号に表される対応する各上記指のパターンを識別情報として抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報生成装置。
【請求項３】
上記パターン抽出手段は、
上記撮像素子から出力される各上記画像信号に表される対応する各上記指のうち、予め設定された撮像条件で生じる画像の歪の程度に応じて選定された抽出範囲内のパターンを抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報生成装置。
【請求項４】
所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して個別に照射された撮像光を画像信号にそれぞれ変換する変換ステップと、
変換された各上記画像信号に表される対応する各上記指のパターンを識別情報として抽出するパターン抽出ステップと
を具えることを特徴とする情報生成方法。
【請求項５】
変換された各上記画像信号から、当該画像信号に表される対応する各上記指を、隣接する指から独立した指として表す成分信号をそれぞれ切り出す切り出しステップを具え、
上記パターン抽出ステップでは、
切り出された各上記成分信号に表される対応する各上記指のパターンを識別情報として抽出する
ことを特徴とする請求項４に記載の情報生成方法。
【請求項６】
上記パターン抽出ステップでは、
変換された各上記画像信号に表される対応する各上記指のうち、予め設定された撮像条件で生じる画像の歪の程度に応じて選定された抽出範囲内のパターンを抽出する
ことを特徴とする請求項４に記載の情報生成方法。
【請求項７】
コンピュータに対して、
所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して個別に照射された撮像光を画像信号にそれぞれ変換する変換処理と、
変換された各上記画像信号に表される対応する各上記指のパターンを識別情報として抽出するパターン抽出処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
変換された各上記画像信号から、当該画像信号に表される対応する各上記指を、隣接する指から独立した指として表す成分信号をそれぞれ切り出す切り出し処理を実行させ、
上記パターン抽出処理では、
切り出された各上記成分信号に表される対応する各上記指のパターンが識別情報として抽出される
ことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項９】
上記パターン抽出処理では、
変換された各上記画像信号に表される対応する各上記指のうち、予め設定された撮像条件で生じる画像の歪の程度に応じて選定された抽出範囲内のパターンが抽出される
ことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報生成装置、情報生成方法及びプログラムに関し、例えばバイオメトリクス認証する認証装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の認証装置として、比較対象者の指ごとの指紋パターン情報を取得し、当該取得した各指の指紋パターン情報と、予めフラッシュメモリ等に登録された対応する登録者の各指の指紋パターン情報との照合結果に応じて、登録者本人であるか否かを判定するようになされたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
具体的にかかる認証装置では、センサと、当該センサに載置された指との静電容量に基づいて指紋パターン情報を取得する手法が開示されているが、例えば生体内方の血管を対象とした場合に、当該血管のパターン情報の取得が困難となる。
【０００４】
一般に、かかる場合、血管を通る脱酸素化ヘモグロビン（静脈血）又は酸素化ヘモグロビン（動脈血）に近赤外線帯域の光が特異的に吸収されることを利用して血管を撮像し、当該撮像結果から血管のパターン情報を取得する手法が採用されている。この手法によれば、上述の指紋パターン情報も取得することができる。
【特許文献１】特開２００３−１６２７２２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところがかかる手法を採用すると、例えば手と撮像素子との間が短距離となる等といったように、撮像素子に結像される手に比較的大きい湾曲状の歪（以下、これを湾曲歪と呼ぶ）が生じるといった撮像環境である場合には、当該手から各指を分離しても、これら指の大部分に湾曲歪が残存するため、各指から抽出するパターン情報が本来得られるべきパターン情報と大きく相違する結果、識別情報としての信頼性が乏しくなるという問題を招くことになる。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、信頼性の高い識別情報を生成し得る情報生成装置、情報生成方法及びプログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため本発明は、情報生成装置であって、所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して撮像光を個別に照射する照射部と、照射部から各指に個別に照射された撮像光を画像信号としてそれぞれ出力する撮像素子と、撮像素子から出力される各画像信号に表される対応する各指のパターンを識別情報として抽出するパターン抽出手段とを設けるようにした。
【０００８】
従って、この情報生成装置では、手を撮像する場合に比して撮像範囲が小さい２以上の指をそれぞれ選択的に画像信号として得ることができるため、当該手を撮像する場合に比して、撮像素子までの距離が短いこと等に起因する光学系における収差の湾曲歪に相当するノイズ成分が低減された画像信号から各指のパターンを識別情報として抽出することができる。
【０００９】
また本発明は、情報生成方法であって、所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して個別に照射された撮像光を画像信号にそれぞれ変換する変換ステップと、変換された各画像信号に表される対応する各指のパターンを識別情報として抽出するパターン抽出ステップとを設けるようにした。
【００１０】
従って、この情報生成方法では、手を撮像する場合に比して撮像範囲が小さい２以上の指をそれぞれ選択的に画像信号として得ることができるため、当該手を撮像する場合に比して、撮像素子までの距離が短いこと等に起因する光学系における収差の湾曲歪に相当するノイズ成分が低減された画像信号から各指のパターンを識別情報として抽出することができる。
【００１１】
さらに本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して個別に照射された撮像光を画像信号にそれぞれ変換する変換処理と、変換された各画像信号に表される対応する各指のパターンを識別情報として抽出するパターン抽出処理とを実行させるようにした。
【００１２】
従って、このプログラムでは、手を撮像する場合に比して撮像範囲が小さい２以上の指をそれぞれ選択的に画像信号として得ることができるため、当該手を撮像する場合に比して、撮像素子までの距離が短いこと等に起因する光学系における収差の湾曲歪に相当するノイズ成分が低減された画像信号から各指のパターンを識別情報として抽出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して個別に照射された撮像光を画像信号としてそれぞれ取得し、当該取得した各画像信号に表される対応する各指のパターンを識別情報として抽出するようにしたことにより、手を撮像する場合に比して撮像範囲が小さい２以上の指をそれぞれ選択的に画像信号として得ることができるため、当該手を撮像する場合に比して、撮像素子までの距離が短いこと等に起因する光学系における収差の湾曲歪に相当するノイズ成分が低減された画像信号から各指のパターンを識別情報として抽出することができ、かくして信頼性の高い識別情報を生成し得る情報生成装置、情報生成方法及びプログラムを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面について本発明を適用した実施の形態を詳述する。
【００１５】
（１）認証装置の全体構成
（１−１）認証装置の外観構成
図１において、１は全体として本実施の形態による認証装置を示し、略直方体形状でなる筺体２の上面２Ａにおける短手一端ＥＤ１の近傍には、手をガイドするガイド部３が設けられている。
【００１６】
このガイド部３は、手を挿入する挿入空間を形成する一対の挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂと、挿入空間に挿入された手を位置決めする位置決め部３Ｃとによって構成されている。
【００１７】
空間形成部３Ａ及び３Ｂは、光透過材質で板状に形成され、当該挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂの板面方向が短手一端ＥＤ１と平行に、かつ互いに平行に直立した状態で筺体２の上面２Ａに固定されている。これら挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間の距離は、成人手の甲及び掌間の厚みを基準として、個人差や、当該挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間に挿入しようとする手の動き分（いわゆる遊び）を考慮した距離に選定されている。これによりこのガイド部３は、挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂの板面方向をガイド方向として、上面２Ａに対して掌面を直交した状態で挿入するように、平手をガイドすることができるようになされている。
【００１８】
位置決め部３Ｃは、薄厚の線状に形成され、挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間における所定の配置位置に、平手の小指の指先を当接する指標として貼着されている。これによりこのガイド部３は、図２に示すように、小指の指先を位置決め部３Ｃに合わせるようにして挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間に挿入される平手を所定の配置位置に位置決めすると共に、当該挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂに対する平手の配置位置を個人に応じて位置決めすることができるようになされている。
【００１９】
一方、ガイド部３の挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂのうち、短手一端ＥＤ１に対向する挿入空間形成部３Ｂの側部には、図３に示すように、ヘモグロビンに特異的に吸収される近赤外光を血管の撮像光として照射する近赤外光光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄが設けられている。
【００２０】
この互いに隣接する近赤外光光源４Ａ及び４Ｂ、４Ｂ及び４Ｃ、４Ｃ及び４Ｄの距離は、手の人差指、中指、薬指及び小指を互いに当接させた状態（以下、これを４指当接状態と呼ぶ）におけるこれら指の中心間隔に対応する距離に選定されており、当該近赤外光光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄは、所定の順序で時分割駆動される。従って、挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間における所定の配置位置に４指当接状態における平手が配置された場合、当該平手の各指には、対応する近赤外光光源４からの近赤外光が所定の順序で個別に照射される。
【００２１】
他方、筺体２の上面２Ａにおける短手他端ＥＤ２（図１）の近傍には、撮像カメラ５が設けられている。この撮像カメラ５は、図示しないマクロレンズ、近赤外光を選択的に透過する近赤外光透過フィルタ、絞り、対物レンズ及び撮像素子を順次配した構成を有しており、当該撮像素子に結像される撮像対象を所定のタイミングで順次動的に画像信号として筺体２内に収納された電子回路に出力し得るようになされている。
【００２２】
この撮像カメラ５の画角は、図４に示すように、挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間における所定の配置位置に配置された平手の人差指、中指、薬指及び小指の指先から指元までを含む画角αに設定されている。
【００２３】
従って、撮像カメラ５の撮像面には、挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間における所定の配置位置に平手の人差指、中指、薬指及び小指が４指当接状態で配置されている場合、撮像カメラ５の撮像面には、対応する近赤外光光源４から所定の順序で個別に照射される近赤外光によって、人差指、中指、薬指及び小指の血管がそれぞれ循環的に結像され、当該指の血管を表す画像信号として筺体２内に収納された電子回路に出力される。
【００２４】
このようにしてこの認証装置１は、複数の指内方における血管を個別に撮像することができるようになされている。
【００２５】
（１−２）画質向上対策
かかる構成に加えて、この認証装置１には、良質な撮像結果を得るための各種画質向上対策が講じられている。
【００２６】
実際上、この認証装置１では、上述したように、上面２Ａに対して掌面を直交した状態で挿入するように平手をガイドするガイド部３（図１）が設けられている。このためこの認証装置１では、指の指腹面を載置する場合に比して、当該指を強く押すように載置することによる血流停止を防止することができ、この結果、生体内方の血管を確実に撮像することができるようになされている。
【００２７】
またこの上面２Ａには、図１からも明らかなように、平手をガイドするガイド方向に沿って、指の接触を検知する３つのスイッチ（以下、これを指接触検知スイッチと呼ぶ）１０（１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃ）が所定間隔で設けられており、この認証装置１においては、これら指接触検知スイッチ１０による検知結果に基づいて、指が上面２Ａと平行であることを認識している状態のときに、当該指を撮像し得るようになされている。
【００２８】
これによりこの認証装置１では、撮像者にかかわらずガイド方向の指の傾きを回避した状態で撮像することができ、この結果、撮像結果（血管画像信号）に対して画像を回転するといった補正処理を省略することができるようになされている。
【００２９】
一方、近赤外光光源４（４Ａ〜４Ｄ）は、その光軸が上面２Ａと１２０°をなす照射角度となるように、挿入空間形成部３Ｂの側部に保持されている。これによりこの認証装置１においては、上面２Ａと平行な方向から照射する場合に比して、指表面での反射光を大幅に低減すると共に、当該指から、その指の血管を投影する近赤外光をより多く出射させることができ、この結果、生体内方の血管をより忠実に撮像し得るようになされている。
【００３０】
またこの近赤外光光源４（４Ａ〜４Ｄ）は、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの双方に対して特異的に吸収される波長域（およそ900[nm]〜1000[nm]）の近赤外光を照射するようになされている。これによりこの認証装置１においては、生体の末端に混在する静脈系及び動脈系双方の血管を忠実に撮像することができるようになされている。
【００３１】
（１−３）信号処理部の回路構成
次に、認証装置１における具体的な回路構成を図５に示す。
【００３２】
この図５において、認証装置１は、制御部２０にバス２１を介して、駆動制御部２２、画像処理部２３、認証部２４、フラッシュメモリ２５及び外部とデータを授受するインターフェース（以下、これを外部インターフェースと呼ぶ）２６をそれぞれ接続することにより構成されている。
【００３３】
この制御部２０は、認証装置１全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むコンピュータ構成でなり、当該制御部２０には、この認証装置１の筺体２の所定位置に設けられた操作部（図示せず）から、登録者の血管を登録するモード（以下、これを血管登録モードと呼ぶ）の実行命令ＣＯＭ１又は登録者本人の有無を判定するモード（以下、これを認証モードと呼ぶ）の実行命令ＣＯＭ２がユーザ操作に応じて与えられる。
【００３４】
そして制御部２０は、かかる実行命令ＣＯＭ１、ＣＯＭ２に基づいて実行すべきモードを決定し、この決定結果に対応するプログラムに基づいて、駆動制御部２２、画像処理部２３、認証部２４、フラッシュメモリ２５及び外部インターフェース２６を適宜制御するようになされている。
【００３５】
すなわち制御部２０は、実行すべきモードとして血管登録モードを決定した場合には、動作モードを血管登録モードに遷移して駆動制御部２２及び画像処理部２３をそれぞれ制御する。
【００３６】
この場合、駆動制御部２２は、指接触検知スイッチ１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃから対応する検知信号Ｓ１０Ａ、Ｓ１０Ｂ及びＳ１０Ｃの全てが与えられているときに、近赤外光光源４（４Ａ〜４Ｄ）を時分割に駆動制御すると共に、当該駆動制御に対応させて撮像カメラ５（図１）の撮像素子５Ａを駆動制御する。
【００３７】
この結果、このとき挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ（図１）間に配置される平手には、近赤外光光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄから所定の順序で近赤外光が部分的に照射され、当該部分の血管を表す画像信号（以下、これを血管画像信号と呼ぶ）ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤが、撮像素子５Ａの光電変換結果としてから画像処理部２３に順次循環的に出力される。
【００３８】
なお、この血管画像信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤは、上述したように、挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間における所定の配置位置に平手の人差指、中指、薬指及び小指が４指当接状態で配置されている場合（図２）には、当該人差指、中指、薬指及び小指の血管を表すものとなる。
【００３９】
画像処理部２３は、撮像カメラ５から順次循環的に出力される血管画像信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤに基づいて、人差指、中指、薬指及び小指の血管を表す成分信号を検出し、当該検出した成分信号から人差指、中指、薬指及び小指における血管の形成パターンを、そのとき撮像した撮像者を識別するためのデータ（以下、これを識別情報と呼ぶ）ＤＰＸとして抽出し、これを制御部２０に送出する。
【００４０】
制御部２０は、このようにして駆動制御部２２及び画像処理部２３を制御することによって、かかる識別情報ＤＰＸを画像処理部２３から受け取ると、当該駆動制御部２２及び画像処理部２３に代えてフラッシュメモリ２５を制御し、当該識別情報ＤＰＸをフラッシュメモリ２５に記憶することにより登録する。
【００４１】
このようにしてこの制御部２０は、血管登録モードを実行することができるようになされている。
【００４２】
一方、制御部２０は、実行すべきモードとして認証モードを決定した場合には、認証モードに遷移して駆動制御部２２、画像処理部２３及び認証部２４をそれぞれ制御すると共に、そのときフラッシュメモリ２５に記憶された識別情報ＤＰＸを読み出して認証部２４に送出する。
【００４３】
この場合、駆動制御部２２は、上述の血管登録モードの場合と同様に近赤外光光源４（４Ａ〜４Ｄ）及び撮像カメラ５を駆動制御する。また画像処理部２３は、撮像カメラ５から順次循環的に出力される血管画像信号ＳＡ〜ＳＤに対して上述の血管登録モードの場合と同様にして、そのときの撮像者の人差指、中指、薬指及び小指における血管の形成パターンを表す識別情報ＤＰＹを抽出し、これを認証部２４に送出する。
【００４４】
認証部２４は、この識別情報ＤＰＹと、フラッシュメモリ２５から読み出された識別情報ＤＰＸとの対応する各指における血管の形成パターンをそれぞれ照合し、当該形成パターンの照合度合いを検出する。
【００４５】
そして認証部２４は、これら照合度合いに応じて、そのとき撮像カメラ５で撮像されている撮像者が登録者であるか否かを判定し、この判定結果を判定データＪＤとして制御部２０に送出する。
【００４６】
制御部２０は、このようにして駆動制御部２２、画像処理部２３及び認証部２４を制御することによって、かかる判定データＪＤを認証部２４から受け取ると、当該駆動制御部２２、画像処理部２３及び認証部２４に代えて外部インターフェース２６を制御する。そして制御部２０は、この判定データＪＤを外部インターフェース２６を介して外部に転送する。
【００４７】
このようにしてこの制御部２０は、認証モードを実行することができるようになされている。
【００４８】
このようにこの認証装置１は、複数の指の内方に介在する固有構造物となる血管を認証対象として本人（登録者）の有無を判定する生体認証を実行することにより、生体表面に有する指紋等を対象とする場合に比して、生体からの直接的な盗用や、第三者による登録者への成りすましを防止できるようになされている。
【００４９】
これに加えてこの認証装置１は、複数の指（人差指、中指、薬指及び小指）における血管を認証対象として生体認証を実行することにより、当該生体認証の認証精度を向上することができるようになされている。
【００５０】
（２）画像処理部における具体的な処理内容
次に、上述の画像処理部２３における処理内容を説明する。ここで、かかる処理内容を機能的に分類すると、図６に示すように、Ａ／Ｄ(Analog/Digital)変換部３１、指切り出し部３２及び血管形成パターン抽出部３３に分けることができる。以下、かかるＡ／Ｄ変換部３１、指切り出し部３２及び血管形成パターン抽出部３３における各処理の処理内容を詳細に説明する。
【００５１】
（２−１）Ａ／Ｄ変換処理
このＡ／Ｄ変換部３１は、血管登録モード又は認証モード時に撮像カメラ５から順次循環的に出力される血管画像信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤに対してＡ／Ｄ変換処理をそれぞれ施し、この結果得られる血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤを指切り出し部３２に送出する。
【００５２】
（２−２）指切り出し処理
指切り出し部３２は、Ａ／Ｄ変換部３１から順次供給される血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤを単位として指切り出し処理を実行するようになされている。
【００５３】
実際上、指切出し部３２は、血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤに表される画像内から、指先から指元までの外形に相当する輪郭（以下、これを指輪郭と呼ぶ）を探索する。
【００５４】
そして指切り出し部３２は、血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤに表される画像から指輪郭を検出できない血管画像データＤが１つでもある場合には、当該血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤの次にＡ／Ｄ変換部３１から供給される血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤに基づいて指輪郭を再探索するようになされている。
【００５５】
この際、指切り出し部３２は、予め設定された探索回数だけ再探索したときには、所定の配置位置に正しく手が配置されていないと判断し、当該配置されていないことを例えば音声により通知するようになされている。
【００５６】
これに対して、指切り出し部３２は、血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤに表される画像内から指輪郭をそれぞれ検出した場合には、当該血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤから、指輪郭に模られた指の画像（以下、これを指画像と呼ぶ）に対応するデータ（以下、これを指画像データと呼ぶ）ＤＦＡ、ＤＦＢ、ＤＦＣ、ＤＦＤをそれぞれ切り出す。
【００５７】
従って、指切り出し部３２は、所定の配置位置に平手が配置されなかったとしても、あるいは、４指当接状態で所定の配置位置に配置された平手の人差指、中指、薬指及び小指に個別に近赤外光を照射して当該指の血管を撮像カメラ５の撮像面に結像させた場合に、隣接する指の一部も結像することによって、当該指のみを確実に撮像できなかったとしても、隣接する一部の指から独立した指画像を指画像データＤＦＡ、ＤＦＢ、ＤＦＣ、ＤＦＤとして切り出すことができる。
【００５８】
このため、この認証装置１では、４指当接状態で所定の配置位置に配置された平手の人差指、中指、薬指及び小指に個別に近赤外光が照射されるように近赤外光光源４や撮像カメラ５が厳密に設計されていない場合であっても、また平手の個人差にかかわらず、本来必要とすべき人差指、中指、薬指及び小指だけが確実に取得できることとなる。
【００５９】
また指切り出し部３２は、指画像データＤＦＡ、ＤＦＢ、ＤＦＣ、ＤＦＤを切り出した場合、当該指画像データＤＦに表される各指画像の指の長さ及び太さ等に基づいて、人差指、中指、薬指又は小指のいずれの指画像データＤＦであるかを判断し、当該判断結果を表すコードを対応する指画像データＤＦＡ、ＤＦＢ、ＤＦＣ、ＤＦＤに付加した後に、血管形成パターン抽出部３３に送出するようになされている。
【００６０】
（２−３）血管形成パターン抽出処理
血管形成パターン抽出部３３は、指切り出し部３２から供給される指画像データＤＦＡ、ＤＦＢ、ＤＦＣ、ＤＦＤに表される人差指、中指、薬指、小指の指画像それぞれについて、例えば図７に示すように、当該指画像ＦＰの指の中心位置ＣＰを検出し、当該中心位置ＣＰから上下左右所定の画素数でなる正方形状の抽出範囲ＡＲに含まれる部分（以下、これを指部分画像と呼ぶ）ＦＰＰを抽出する。
【００６１】
これにより血管形成パターン抽出部３３は、ガイド部３及び撮像カメラ５の間の距離に起因して撮像カメラ５での光学系に生じる収差の湾曲歪の影響を、当該距離が短い場合であったとしても、また撮像カメラ５の光学系に介在させたマクロレンズによる湾曲歪補正が限界であったとても、複雑な計算処理を施すことなく低減することができるようになされている。
【００６２】
なお、かかる抽出範囲ＡＲは、予め設定された撮像条件で生じる画像の湾曲歪の程度に応じて選定される。この画像の湾曲歪の程度は、例えば、この認証装置１の製造時等に、模範の撮像対象をガイド部３におき、この撮像対象を撮像した結果得られる画像における中心位置ＣＰから湾曲歪の境界までの距離に応じて求めることができる。
【００６３】
また血管形成パターン抽出部３３は、指画像データＤＦＡ、ＤＦＢ、ＤＦＣ、ＤＦＤに表される人差指、中指、薬指、小指の指画像から抽出した指部分画像ＦＰＰそれぞれについて、例えばノイズ成分除去や輪郭強調に対応する各種フィルタリング処理、２値化処理及びモルフォロジーと呼ばれる血管線状化処理を順次施し、この結果得られる各指部分画像ＦＰＰのデータを、人差指、中指、薬指及び小指における血管の形成パターンを表す識別情報ＤＰＸ又はＤＰＹとして制御部２０（図５）に送出するようになされている。
【００６４】
なお、血管形成パターン抽出部３３では、人差指、中指、薬指、小指の指画像ＦＰがそれぞれ指部分画像ＦＰＰとして抽出されるため、血管の形成パターンを抽出するための１つの指部分画像あたりの面積が小さくなるが、４つの指部分画像における血管の形成パターンが識別情報ＤＰＸ又はＤＰＹとして反映されていることから、当該識別情報ＤＰＸ又はＤＰＹの信頼性を維持させることができ、むしろ湾曲歪部分を除外している分だけ高い信頼性の識別情報ＤＰＸ又はＤＰＹとして得ることができる。
【００６５】
このようにして画像処理部２３は、Ａ／Ｄ変換処理、指切り出し処理及び血管形成パターン抽出処理の各処理を実行するようになされている。
【００６６】
（３）動作及び効果
以上の構成において、この認証装置１は、ガイド部３における挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間の所定の配置位置に配置された手（図２及び図３）における複数の指（人差指、中指、薬指及び小指）に対して個別に近赤外光を照射する。
【００６７】
そして認証装置１は、かかる近赤外光によって撮像素子５Ａの撮像面に投影される各指の血管を、その撮像素子５Ａから血管画像信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ（図５）としてそれぞれ取得し、これら血管画像信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤに表される対応する各指の形成パターンを識別情報ＤＰＸ又はＤＰＹ（図５）として抽出する。
【００６８】
従って、この認証装置１は、手に比して面積比の小さい指の血管を表す画像をそれぞれ選択的に得ることができる。このため、認証装置１は、手を撮像する場合に比して、ガイド部３及び撮像素子５Ａ（図５）までの距離が短いこと等に起因する光学系における収差の湾曲歪に相当するノイズ成分が低減された血管画像信号Ｓから各指のパターンを識別情報として抽出することができる。従って、認証装置１は、かかる収差の湾曲歪をマクロレンズ等によって補正しきれないといった状況下では特に有効なものとなる。
【００６９】
以上の構成によれば、所定の配置位置に配置された手における複数の指（人差指、中指、薬指及び小指）に対して個別に照射された撮像光を血管画像信号Ｓとしてそれぞれ取得し、当該取得した各血管画像信号Ｓに表される対応する各指のパターンを識別情報ＤＰＸ又はＤＰＹとして抽出するようにしたことにより、当該撮像素子５Ａまでの距離が短いこと等に起因する光学系における収差の湾曲歪に相当するノイズ成分が低減された血管画像信号Ｓから各指のパターンを識別情報として抽出することができ、かくして信頼性の高い識別情報ＤＰＸ又はＤＰＹを生成し得る認証装置１を実現できる。
【００７０】
（４）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、所定の配置位置に配置された手における２以上の指に対して撮像光を個別に照射する照射部として、ガイド部３における所定の配置位置に互いの指を当接させた状態（４指当接状態）で配置された手の人差指、中指、薬指及び小指（図２及び図３）に対して、指の中心間隔に対応する距離ごとに設けられた近赤外光光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄから、所定の順序で順次時分割照射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば１つの近赤外光光源を、４指当接状態で配置された手の人差指、中指、薬指及び小指に対して所定の順序で時分割照射するように、摺動自在に設けるようにしても良い。
【００７１】
また２以上の指を所定の配置位置に配置させる手段として、上述の実施の形態では、上面２Ａに固定された板状の挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂと、当該挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間の上面２Ａに貼着された位置決め部３Ｃとからなるガイド部３（図１）を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、挿入空間形成部３Ａ及び３Ｂ間に非光透過材質でなる間仕切り部を設けて、各指を個別に挿入するための挿入口を形成するようにしても良い。また本発明は、ガイド部３に代えて、各指を模った溝が形成された板状の部材を、例えば挿入空間形成部３Ａ（又は３Ｂ）の位置に固定するようにしても良い。さらに本発明は、上面２Ａと直行する方向を撮像面とするように撮像カメラが設けられている場合には、ガイド部３に代えて、当該撮像カメラ上に掌をかざすようにガイドするガイド部を設けるようにしても良い。このようにガイド部は、用途又は撮像手法などに応じて、配置、形状又は構成を適宜変更して、この他種々のものを適用することができる。
【００７２】
なお、所定の空間位置を配置位置として、かかるガイド部を必ずしも設けなくとも良い。この場合、空間位置に個別に近赤外光を照射するようにすれば、切り出し部３２（図６）が、当該近赤外光に基づく血管画像データＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤに表される画像内から、指先から指元までの外形に相当する輪郭（指輪郭）を探索して指に対応する指画像データＤＦを切り出すため、人差指、中指、薬指及び小指の指画像を取得できないといった問題はない。但し、指の傾きや指の回転に対応する投影歪を補正する画像処理を施すようにすれば、空間位置で手を水平に保持するといった行為をユーザに強要させることもなく、画質を維持できるためより好ましい。
【００７３】
さらに撮像光の照射対象として、上述の実施の形態では、人差指、中指、薬指及び小指を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、親指、人差指、中指、薬指及び小指のうちいずれか２以上の指を適宜するようにしても良い。また例えば人差指と中指、中指と薬指、薬指と小指をそれぞれ組とし、これら組を照射対象として所定の順序で組ごとに近赤外光を照射するようにしても良い。
【００７４】
さらに撮像光として、上述の実施の形態では、ヘモグロビンに特異的な近赤外光を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、指に内在する血管や神経に特異的なマーカを注入する場合等、当該近赤外光に代わるこの他種々の光を適用することができる。
【００７５】
また上述の実施の形態においては、撮像素子から出力される各画像信号に表される対応する各指のパターンを識別情報として抽出するパターン抽出手段として、当該画像信号に表される対応する各指における所定の抽出範囲内の信号を抽出する抽出処理を施し、当該処理結果に対して、ノイズ成分除去や輪郭強調に対応する各種フィルタリング処理、２値化処理及びモルフォロジーと呼ばれる血管線状化処理を順次施すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら処理のいずれかを省略又は変更するようにしても良く、あるいは新たな処理を加えるたりするようにしても良い。
【００７６】
さらに上述の実施の形態においては、撮像素子から出力される各画像信号から、当該画像信号に表される対応する各指を、隣接する指から独立した指として表す成分信号をそれぞれ切り出す切り出し手段として、輪郭を抽出対象の基準として抽出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、ガイド部３における所定の配置位置に互いの指を当接させた状態（４指当接状態）で配置された手の人差指、中指、薬指及び小指（図２及び図３）の画像を、抽出対象の基準画像として予め保持しておき、当該基準画像を、血管撮像モード又は認証モード時にその都度得た画像と比較して抽出するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、バイオメトリクス認証する分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】認証装置の外観構成を示す略線図である。
【図２】ガイド部への指の配置の説明に供する略線図である。
【図３】近赤外光光源と指との位置関係の説明に供する略線図である。
【図４】撮像カメラの画角の説明に供する略線図である。
【図５】認証装置の回路構成示すブロック図である。
【図６】画像処理部の処理を示す機能ブロック図である。
【図７】指部分画像の抽出の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
【００７９】
１……認証装置、２……筺体、３……ガイド部、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ……近赤外光光源、５……撮像カメラ、５Ａ……撮像素子、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ……指接触検知スイッチ、２０……制御部、２１……バス、２２……駆動制御部、２３……画像処理部、２４……認証部、２５……フラッシュメモリ、２６……外部インターフェース、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２……実行命令、Ｓ１０Ａ、Ｓ１０Ｂ、Ｓ１０Ｃ……検知信号、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ……血管画像信号、ＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤ……血管画像データ、ＤＦＡ、ＤＦＢ、ＤＦＣ、ＤＦＤ……指画像データ、ＤＰＸ、ＤＰＹ……識別情報、ＪＤ……判定データ、ＣＰ……中心位置、ＡＲ……抽出範囲、ＦＰ……指画像、ＦＰＰ……指部分画像。
【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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