(57)【要約】【課題】犯罪捜査に応用可能な耳紋データベースを生成するシステムを提供する。【解決手段】台形の断面を有する四角柱状のプリズムと、前記プリズムに照明光を照射する光源と、前記プリズムに押し当てられている耳介に反射する光を撮像するように配置される高速度カメラと、前記プリズムにかかる荷重を検出するための荷重検出手段と、前記高速度カメラが撮像する撮像画像をその撮像時刻に対応付けて記録する撮像画像記録手段と、前記荷重検出手段が検出する荷重をその検出時刻に対応付けて記録する荷重記録手段と、所定の荷重が検出された時刻に撮影された撮影画像を該荷重に対応付ける対応付け手段と、所定の荷重に対応付けられた撮像画像を正対化して耳紋画像を生成する耳紋画像生成手段と、生成された耳紋画像と該耳紋画像に対応する荷重とを紐付けてデータベースに蓄積する耳紋画像蓄積手段と、を含む耳紋データベース生成システムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台形の断面を有する四角柱状のプリズムであって、該台形の上底に対応する第１の面と、該台形の下底に対応する第２の面と、該台形の斜辺に対応する第３の面とを有する、プリズムと、
前記第２の面の下から前記第１の面に向けて照明光を照射する光源と、
前記第１の面に押し当てられている耳介に反射する光のうち、前記第２の面に反射して前記第３の面から出射する光を撮像するように配置される高速度カメラと、
前記第１の面に耳介が押し当てられることよって前記プリズムにかかる荷重を検出するための荷重検出手段と、
前記高速度カメラが撮像する撮像画像をその撮像時刻に対応付けて記録する撮像画像記録手段と、
前記荷重検出手段が検出する荷重をその検出時刻に対応付けて記録する荷重記録手段と、
所定の荷重が検出された時刻に撮影された撮影画像を該荷重に対応付ける対応付け手段と、
所定の荷重に対応付けられた撮像画像を正対化して耳紋画像を生成する耳紋画像生成手段と、
生成された耳紋画像と該耳紋画像に対応する荷重とを紐付けてデータベースに蓄積する耳紋画像蓄積手段と、
を含む
耳紋データベース生成システム。
【請求項２】
前記光源は、ＬＥＤ光源である、
請求項１に記載の耳紋データベース生成システム。
【請求項３】
前記プリズムは、直角台形の断面を有し、前記第２の面と前記第３の面のなす角度は４５°である、
請求項１または２に記載の耳紋データベース生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耳紋のデータベースを生成するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人の耳介の凹凸形状に著しい個人差があることに着目して、耳介の画像を用いた個人認証に関する研究が数多くなされている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
一方、オランダやイギリスなどの一部の国では、以前より、犯罪現場に残された耳紋（犯人が窓や壁に耳介を押し当てた跡）が犯罪捜査に利用されており、現場に残された残留耳紋と容疑者の耳介の写真を照合することが行われている。
【０００４】
しかしながら、非特許文献２は、耳紋画像と耳介写真のパターンマッチングによる照合では、その認証率が５０％に留まり、認証手法として実用的ではないとの研究結果を報告する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】篠原克幸、“耳介を用いた個人認証における耳介軟骨の輪郭特徴”、画像電子学会研究会予稿、２００６.
【非特許文献２】西内信之、ルーカスビツワフ、他、“耳介画像と残留耳紋の類似度測定に関する研究”、信学技法、１１７（１６５）、ｐｐ.４３−４５、２０１７.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、犯罪捜査に応用可能な耳紋のデータベースを生成するシステ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】
【０００７】
本発明者は、犯罪現場の残留耳紋と照合することを目的とした耳紋のデータベースを生成するという着想を得た。ただし、耳紋は、耳介を押し当てる力の加減によって、そのパターンが大きく変化することから、犯罪現場に残留する耳紋は、様々なパターンを呈することが想定される。本発明者は、この点を考慮に入れて鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、台形の断面を有する四角柱状のプリズムであって、該台形の上底に対応する第１の面と、該台形の下底に対応する第２の面と、該台形の斜辺に対応する第３の面とを有する、プリズムと、前記第２の面の下から前記第１の面に向けて照明光を照射する光源と、前記第１の面に押し当てられている耳介に反射する光のうち、前記第２の面に反射して前記第３の面から出射する光を撮像するように配置される高速度カメラと、前記第１の面に耳介が押し当てられることよって前記プリズムにかかる荷重を検出するための荷重検出手段と、前記高速度カメラが撮像する撮像画像をその撮像時刻に対応付けて記録する撮像画像記録手段と、前記荷重検出手段が検出する荷重をその検出時刻に対応付けて記録する荷重記録手段と、所定の荷重が検出された時刻に撮影された撮影画像を該荷重に対応付ける対応付け手段と、所定の荷重に対応付けられた撮像画像を正対化して耳紋画像を生成する耳紋画像生成手段と、生成された耳紋画像と該耳紋画像に対応する荷重とを紐付けてデータベースに蓄積する耳紋画像蓄積手段と、を含む耳紋データベース生成システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上述したように、本発明によれば、犯罪捜査に応用可能な耳紋のデータベースを生成するシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の耳紋データベース生成システムを示す図。
【図２】本実施形態の耳紋データベース生成システムを示す図。
【図３】高速度カメラが撮像する撮像画像を示す図。
【図４】本実施形態のコンピュータが実行する処理のフローチャート。
【図５】本実施形態のコンピュータが生成するテーブルを示す図。
【図６】本実施形態の耳紋データベースに蓄積される耳紋画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態である耳紋データベース生成システム１００の構成を示す。本実施形態の耳紋データベース生成システム１００は、プリズム１０と、ロードセル２０と、光源３０と、台座４０と、高速度カメラ５０と、コンピュータ６０とを含んで構成される。
【００１３】
プリズム１０は、直角台形の断面を有する四角柱状の透明体であり、ロードセル２０を介して台座４０の上に固定される。プリズム１０は、直角台形の上底に対応する矩形面１０ａと、直角台形の下底に対応する矩形面１０ｂと、直角台形の斜辺に対応する矩形面１０ｃとを有し、矩形面１０ｂと矩形面１０ｃのなす角度は４５°である。そして、本実施形態では、耳紋を採取するにあたって、対象者に耳介を矩形面１０ａに押し当てるよう指示する。
【００１４】
ロードセル２０は、対象者の耳介が矩形面１０ａに押し当てられることによってプリズム１０にかかる荷重を検出する荷重検出手段であり、適切なサンプリングレートでその検出値をコンピュータ６０にリアルタイム送信するように構成されている。
【００１５】
光源３０は、矩形面１０ａに押し当てられる対象者の耳介に対して照明光を照射するための光源であって、ロードセル２０の中央部に配置され、プリズム１０の矩形面１０ｂの下から矩形面１０ａに向けて照明光を照射する。なお、光源３０としては、直進性の高いＬＥＤ光源を用いることが好ましい。
【００１６】
図２に示すように、光源３０から照射された照明光は、矩形面１０ｂから入射した後、プリズム１０の内部を直角台形の高さ方向に透過して矩形面１０ａから出射し、矩形面１０ａに接触する耳介に到達して拡散反射する。そして、耳介に反射した光の一部がプリズム１０の内部で矩形面１０ｂに反射して矩形面１０ｃから出射する。
【００１７】
ここで、高速度カメラ５０は、矩形面１０ｃから出射する反射光を撮像できる位置であって、且つ、光源３０が映り込まない適切な位置に位置決め配置されており、対象者の耳介が矩形面１０ａに押し当てられている間、適切なフレームレート（例えば、毎秒数百フレーム）で画像を連続的に撮像して、その撮像画像をコンピュータ６０にリアルタイム送信するように構成されている。なお、本実施形態では、ロードセル２０のサンプリングレートは、高速度カメラ５０のフレームレートより大きいことが望ましい。
【００１８】
図３は、高速度カメラ５０がコンピュータ６０に送信する撮像画像を示す。図３に示すように、本実施形態では、対象者の耳介の矩形面１０ａに接触した部分（すなわち、耳紋）が明るい像として取得される。ただし、このとき取得される画像は、耳紋を正面から見た正対画像ではなく、耳紋を斜め方向から見た傾斜画像となる。
【００１９】
ここで、再び、図１に戻って、コンピュータ６０の機能構成について説明する。
【００２０】
コンピュータ６０は、撮像画像記録部６２と、荷重記録部６３と、対応付け部６４と、耳紋画像生成部６５と、耳紋画像蓄積部６６と、データベース６８とを含んで構成されている。
【００２１】
撮像画像記録部６２は、対象者の耳介がプリズム１０の矩形面１０ａに押し当てられている間に、高速度カメラ５０が撮像する撮像画像をその撮像時刻に対応付けて記録する手段である。
【００２２】
荷重記録部６３は、対象者の耳介が矩形面１０ａに押し当てられている間に、ロードセル２０が検出する荷重をその検出時刻に対応付けて記録する手段である。
【００２３】
対応付け部６４は、所定の荷重が検出された時刻に撮影された撮影画像を当該荷重に対応付ける手段である。
【００２４】
耳紋画像生成部６５は、所定の荷重に対応付けられた撮像画像を正対化して耳紋画像を生成する手段である。
【００２５】
耳紋画像蓄積部６６は、生成された耳紋画像と、当該耳紋画像に対応する荷重とを紐付けてデータベース６８に蓄積する手段である。
【００２６】
以上、コンピュータ６０の機能構成について説明したが、続いて、コンピュータ６０が実行する処理を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
本実施形態では、上述したように、対象者の耳介が矩形面１０ａに押し当てられている間、高速度カメラ５０は、コンピュータ６０に撮影画像をリアルタイム送信し、ロードセル２０は、コンピュータ６０に荷重をリアルタイム送信する。これを受けて、撮像画像記録部６２および荷重記録部６３は、並行してステップ１０１およびステップ１０２を実行する。
【００２８】
ステップ１０１では、撮像画像記録部６２が、対象者の耳介が矩形面１０ａに押し当てられている間に、高速度カメラ５０から受信した撮像画像とその撮像時刻を対応付けて図５（ａ）に示す対応付けテーブル５００に記録する。ここで、対応付けテーブル５００は、撮影画像を格納するためのフィールド５０１と、撮影時刻を格納するためのフィールド５０２を備えており、ステップ１０１では、高速度カメラ５０から受信した撮像画像をフィールド５０１に格納し、当該撮像画像の受信時刻（コンピュータ６０のシステム時刻）をその撮像時刻と見なしてフィールド５０２に格納する。なお、別の実施形態では、高速度カメラ５０に撮像画像の撮像時刻を送信させて、これをフィールド５０２に格納するようにしてもよい。
【００２９】
一方、ステップ１０２では、荷重記録部６３が、対象者の耳介が矩形面１０ａに押し当てられている間に、ロードセル２０から受信した荷重とその検出時刻を対応付けて図５（ｂ）に示す対応付けテーブル６００に記録する。ここで、対応付けテーブル６００は、荷重を格納するためのフィールド６０１と、検出時刻を格納するためのフィールド６０２を備えており、ステップ１０２では、ロードセル２０から受信した荷重をフィールド６０１に格納し、当該荷重の受信時刻（コンピュータ６０のシステム時刻）をその検出時刻と見なしてフィールド６０２に格納する。なお、別の実施形態では、ロードセル２０に荷重の検出時刻を送信させて、これをフィールド６０２に格納するようにしてもよい。
【００３０】
上述したステップ１０１およびステップ１０２は、ロードセル２０から受信する荷重の検出値が所定の目標値Ａに達するまで実行され（ステップ１０３、Ｎｏ）、荷重の検出値が目標値Ａに達した時点で（ステップ１０３、Ｙｅｓ）、処理はステップ１０４に進む。
【００３１】
続くステップ１０４では、対応付け部６４が、対応付けテーブル５００（図５（ａ））と対応付けテーブル６００（図５（ｂ））に基づいて、所定の荷重が検出された時刻に撮影された撮影画像を当該荷重に対応付ける。ここで、所定の荷重とは、荷重の離散的な値を意味する。
【００３２】
以下、０から目標値Ａまでを０．１［Ｎ］間隔で刻んだ値（０．１［Ｎ］、０．２［Ｎ］、０．３［Ｎ］、…目標値Ａ［Ｎ］）を所定の荷重とした場合を例にとって、ステップ１０４で実行される処理を説明する。
【００３３】
まず、対応付けテーブル６００（図５（ｂ））を参照して、フィールド６０１に０．１［Ｎ］が格納されたレコードを特定し、当該レコードのフィールド６０２に格納された検出時刻を抽出する。もし、０．１［Ｎ］が格納されたレコードが存在しない場合は、０．１［Ｎ］に最も近い値が格納されたレコードのフィールド６０２に格納された検出時刻を抽出する。ここで、複数の検出時刻が抽出される場合は、所定のルールに従って、その中から１の検出時刻を抽出する（例えば、最も古い時刻を抽出するといったように）。
【００３４】
次に、対応付けテーブル５００（図５（ａ））を参照して、抽出した検出時刻がフィールド５０２に格納されたレコードを特定し、当該レコードのフィールド５０１に格納された撮影画像を抽出する。もし、当該検出時刻が格納されたレコードが存在しない場合は、当該検出時刻に最も近い時刻が格納されたレコードのフィールド５０１に格納された撮影画像を抽出する。
【００３５】
最後に、抽出した撮影画像と０．１［Ｎ］を対応付けてテーブルに記録する。以降、残りの荷重（０．２［Ｎ］、０．３［Ｎ］、…目標値Ａ［Ｎ］）についても同様に処理する。
【００３６】
図５（ｃ）は、ステップ１０４で生成される対応付けテーブル７００を示す。対応付けテーブル７００は、荷重を格納するためのフィールド７０１と、撮影画像を格納するためのフィールド７０２と、耳紋画像を格納するためのフィールド７０３を備えており、ステップ１０４が終了した時点では、フィールド７０３はブランクとされる。
【００３７】
続くステップ１０５では、耳紋画像生成部６５が、対応付けテーブル７００の各レコードのフィールド７０２に格納された撮影画像を正対化して耳紋画像を生成する。これは、先のステップ１０１で記録される撮影画像が耳紋を斜め方向から見た傾斜画像であることを踏まえた処理であり、各レコードのフィールド７０２に格納された撮影画像に射影変換を施して、耳紋を正面から撮像したときに得られるであろう正対画像に変換し、当該正対画像を耳紋画像として対応するレコードのフィールド７０３に格納する。図５（ｄ）は、ステップ１０５が終了した時点における対応付けテーブル７００を示す。
【００３８】
最後に、ステップ１０６では、耳紋画像蓄積部６６が、先のステップ１０５で生成された耳紋画像とこれに対応する荷重とを紐付けてデータベース６８に蓄積する。具体的には、対応付けテーブル７００（図５（ｄ））のフィールド７０３に格納された耳紋画像とフィールド７０１に格納された荷重を紐付けてデータベース６８に蓄積する。
【００３９】
以上、説明したように、本実施形態によれば、一つの耳介について、図６に概念的に示すように、複数の耳紋画像が荷重に紐付けてデータベース化される。先に述べたように、犯罪現場に残留する耳紋は、様々なパターンを呈することが想定されるが、本実施形態によれば、犯罪現場に残留する可能性のある耳紋パターンが網羅的に登録されるので、犯罪捜査において高い実用性を発揮する。
【００４０】
以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が推考しうるその他の実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０…プリズム
１０ａ…矩形面
１０ｂ…矩形面
１０ｃ…矩形面
２０…ロードセル
３０…光源
４０…台座
５０…高速度カメラ
６０…コンピュータ
６２…撮像画像記録部
６３…荷重記録部
６４…対応付け部
６５…耳紋画像生成部
６６…耳紋画像蓄積部
６８…データベース
１００…耳紋データベース生成システム
５００…対応付けテーブル
５０１，５０２…フィールド
６００…対応付けテーブル
６０１，６０２…フィールド
７００…対応付けテーブル
７０１，７０２，７０３…フィールド
【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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