(57)【要約】【課題】偽造指に静脈パターンを貼付した場合などの不正使用を即座に発見して警告することができる静脈画像照合装置およびこれを用いた個人認証システムを得る。【解決手段】生体に赤外光を照射する照明手段と、生体に照射した赤外光を受光して撮像する複数の撮像手段と、複数の撮像手段で撮像した画像データから静脈パターンの立体的な位置情報を算出する計算手段とを有し、計算手段により、複数の撮像手段で撮像した静脈パターンの画像情報から静脈パターンの立体的な位置情報を算出して、静脈パターンの位置情報によって、生体内にある静脈パターンの画像であるか否かを判定し、判定結果を出力する。【選択図】図３
2008123312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に赤外光を照射する照明手段と、
前記生体に照射した赤外光を受光して撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段で撮像した画像データから静脈パターンの立体的な位置情報を算出する計算手段と、
赤外光を照射する生体の皮膚表面の立体的な位置情報を記憶する記憶手段と、
静脈パターンの立体的な位置情報と生体の皮膚表面の立体的な位置情報を比較する比較手段と、
を有し、
前記計算手段により、前記複数の撮像手段で撮像した静脈パターンの画像情報から静脈パターンの立体的な位置情報を算出し、
前記比較手段により、前記記憶手段に記憶してある静脈パターンの立体的な位置情報と生体の皮膚表面の立体的な位置情報を比較することにより、前記静脈パターンが生体内に位置するか否かを判定し、判定結果を出力するよう構成した静脈画像照合装置。
【請求項２】
生体に赤外光を照射する照明手段と、
前記生体に照射した赤外光を受光して撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段で撮像した画像データから静脈の立体的形状を算出する計算手段と、
予め静脈の立体的形状を登録したデータベースと、
照合手段と、
を有し、
前記計算手段により、前記複数の撮像手段で撮像した静脈の画像データから静脈の立体的形状を求め、
前記照合手段が、前記データベースに予め登録した静脈の立体的形状と照合して相関関係を判定し、判定結果を出力するよう構成した静脈画像照合装置。
【請求項３】
生体に赤外光を照射する照明手段と、
前記生体に照射した赤外光を受光して撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段で撮像した画像データから静脈パターンの立体的な位置情報と静脈の立体的形状を算出する計算手段と、
予め静脈の立体的形状を登録したデータベースと、
照合手段と、
赤外光を照射する生体の皮膚表面の立体的な位置情報を記憶する記憶手段と、
静脈パターンの立体的な位置情報と生体の皮膚表面の立体的な位置情報を比較する比較手段と、
を有し、
前記計算手段により、前記複数の撮像手段で撮像した静脈パターンの画像情報から静脈パターンの立体的な位置情報を算出し、
前記比較手段により、前記記憶手段に記憶してある静脈パターンの立体的な位置情報と生体の皮膚表面の立体的な位置情報を比較することにより、前記静脈パターンが生体内に位置するか否かを判定し、
前記静脈パターンが生体内に位置しているときは、前記複数の撮像手段で撮像した静脈の画像データから静脈の立体的形状を求め、
前記照合手段が、前記データベースに予め登録した静脈の立体的形状と照合して相関関係を判定し、判定結果を出力するよう構成した静脈画像照合装置。
【請求項４】
生体に赤外光を照射する照明手段と、
前記生体に照射した赤外光を受光して撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段で撮像した画像データから静脈パターンの立体的位置情報を算出する計算手段と、
静脈パターンの立体的位置情報と静脈の平面的形状を一組の静脈データとして一組以上の静脈データを予め登録したデータベースと、
照合手段と、
赤外光を照射する生体の皮膚表面の立体的位置情報を記憶する記憶手段と、
静脈パターンの立体的な位置情報と生体の皮膚表面の立体的な位置情報を比較する比較手段と、
を有し、
前記計算手段により、前記複数の撮像手段で撮像した静脈パターンの画像情報から静脈パターンの立体的な位置情報を算出し、
前記比較手段により、前記記憶手段に記憶してある静脈パターンの立体的な位置情報と生体の皮膚表面の立体的な位置情報を比較することにより、前記静脈パターンが生体内に位置するか否かを判定し、
前記静脈パターンが生体内に位置しているときは、前記照合手段が、前記複数の撮像手段の画像から求めた静脈パターンの立体的な位置情報と一方の撮像手段で撮像した静脈の平面的形状を、前記データベースに予め登録した静脈パターンの立体的な位置情報と静脈の平面的形状とを照合して相関関係を判定し、判定結果を出力するよう構成した静脈画像照合装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の静脈画像照合装置から出力した判定結果を用いて、電子機器の動作を制御するように構成した個人認証装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の静脈画像照合装置から出力した判定結果を用いて、電子機器の動作を制御するように構成した個人認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の使用者の指や顔に赤外光を照射して静脈画像を撮像し、撮像した静脈画像を予め記憶手段に登録したデータと照合する静脈画像照合装置、およびこれを用いた個人認証装置や個人認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の使用者の指の静脈を撮像し、静脈画像を画像処理して特徴を抽出し、この特徴を予めデータベースに登録した静脈画像と照合して訪問者や電子機器の使用者などの認証を行う個人認証システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９に従来の静脈画像照合装置７００の概略断面図を示す。図９において、静脈画像照合装置７００は、ほぼ立方体の形をした筐体７０に、指８０が入る穴７２を開けており、筐体内の上方にはＬＥＤ等を並べた照明手段７５を、筐体内の下方にはＣＣＤ等の撮像部７１を設けている。図中の７７は指を入れたときに指を案内する透明のガイド板である。筐体内の奥にはスイッチ７６を設けていて、指８０を筐体７０に入れたときに、指先で押せるようにしている。
【０００４】
来訪者や電子機器の使用者などが指８０を、静脈画像照合装置７００の穴７２からガイド板７７に沿って奥まで入れ、スイッチ７６を押すと、照明手段７５が点灯し赤外光を指８０に照射する。照明手段７５から照射した赤外光は指の内部で散乱した後、外部に放射していく。このとき赤外光は血液中のヘモグロビンに吸収されるため、例えば、図８（ａ）に示すように指８０の静脈は暗い影のパターン４１として撮像部７１にて撮像される。この静脈画像４１を予め記憶手段に登録しておいたデータと照合して登録者か否かを判定して個人認証を行うことができる。
【０００５】
なお、この種の静脈画像照合装置については、悪意ある利用者が透明シートに赤外光を吸収する材質で偽造パターンを描いて偽造パターンシートを作り、透明の材質でできた偽造指に偽造パターンシートを貼付して静脈画像照合装置に挿入することがある。このような場合、照明手段７５から照射した赤外光は偽造パターンに吸収され、撮像手段は偽造パターンを静脈パターンとして撮像する。そのため、偽造パターンが記憶手段に登録してあるデータと一致すれば、登録者と誤って認証してしまう。
【０００６】
そのため、他の従来の静脈画像照合装置では、図７に示すように撮像部７１の両隣に、複数の第二の照明手段７２を設けて偽造パターンを検出するようにしたものが提案されている。図７の静脈画像照合装置５００では、照明手段７５の赤外光の照射と第二の照明手段７２の光の照射を切り替えて使用する。生体指を普通に入れた場合は、照明手段７５から照射した赤外光は生体指を透過して、図８（ａ）のように静脈パターンを撮像する。次に、照明手段７５を消灯して第二の照明手段７２を点灯すると、第二の照明手段７２で照射した光は指８０の表面で反射されるため、撮影した画像は図８（ｂ）のような画像となる。図８（ｂ）の画像は、静脈パターンがほとんど見えない。仮に第二の照明手段７２で白色光でなく赤外光を照射したとしても、反射光を撮像するため、きわめて不鮮明な静脈パターン４０が見えるにとどまる。しかし、偽造パターンシートを貼付した偽造指を挿入すると、第二の照明手段７２から照射した光の反射光によって偽造パターンが図８（ｃ）のように撮像される。このことから、撮像された画像が図８（ｂ）であれば、本物の生体指であると判定し、図８（ｃ）であれば偽造パターンを貼付した偽造指であると判定することができる。このことにより、悪意ある利用者が、偽造パターンを貼付した生体でない偽造指を静脈画像照合装置に挿入したことを検出して警告することができる。
【特許文献１】特開２００５−７１１１８号公報（第１０頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、偽造パターンを貼付した生体でない偽造指の下にいわゆるハーフミラーを介在させ、ハーフミラーが照明手段７５からの光は透過するが、第二の照明手段７２からの光を反射するようにした場合、第二の照明手段７２からの光はハーフミラーで反射して、撮像部７１には図８（ｂ）の画像が写る。そのため、偽造パターンを貼付した生体でない偽造指が挿入されたと判定することができず、偽造パターンと同じ静脈パターンがデータベースに登録してあれば、登録者と誤って認証してしまう。
【０００８】
また、透明度の低い半透明の材質で偽造指を作り、偽造パターンシートを内部にサンドイッチ状に挟んだものを静脈画像照合装置に挿入したとすれば、第二の照明手段７２からの光は偽造指の表面で反射して、撮像部７１には図８（ｂ）の画像が写る。そのため、偽造パターンシートをサンドイッチ状に挟んだ偽造指が挿入されたと判定できず、登録者と誤って認証してしまうことになる。
【０００９】
このことは、高感度の撮像手段を用いて顔の静脈パターンを撮像して記憶手段に登録してある静脈パターンと照合する個人認証システムにおいても、顔の静脈の偽造パターンを貼付した仮面を被り撮像手段との間にハーフミラーを介在させるか、半透明の材質でできた仮面の内側に偽造パターンシートを貼付すれば、登録者と誤って認証してしまうことになる。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、静脈画像照合装置が撮像する対象が本物の生体か、偽造パターンを描いた偽造パターンシートを貼付した偽造生体かを判別することができる静脈画像照合装置およびこれを用いた個人認証装置や個人認証システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の静脈画像照合装置は、生体に赤外光を照射する照明手段と、生体に照射した赤外光を受光して撮像する複数の撮像手段と、複数の撮像手段で撮像した画像データから静脈パターンの立体的な位置情報を算出する計算手段と、赤外光を照射する生体の皮膚表面の立体的な位置情報を記憶する記憶手段と、静脈パターンの立体的な位置情報と生体の皮膚表面の立体的な位置情報を比較する比較手段とを設け、計算手段によって複数の撮像手段で撮像した静脈パターンの画像情報から静脈パターンの立体的な位置情報を算出し、比較手段によって記憶手段に記憶してある静脈パターンの立体的な位置情報と生体の皮膚表面の立体的な位置情報を比較することにより、静脈パターンが生体内に位置するか否かを判定し、判定結果を出力するように構成している。
【００１２】
上記の構成により、表面に偽造パターンを貼付した偽造指が挿入されたときには、そのことを迅速に判定することができる。
【００１３】
また本発明の静脈画像照合装置は、生体に赤外光を照射する照明手段と、生体に照射した赤外光を受光して撮像する複数の撮像手段と、複数の撮像手段で撮像した画像データから静脈の立体的形状を算出する計算手段と、予め静脈の立体的形状を登録したデータベースと、照合手段とを設け、計算手段により、複数の撮像手段で撮像した静脈の画像データから静脈の立体的形状を求め、照合手段が、データベースに予め登録した静脈の立体的形状と照合して相関関係を判定し、判定結果を出力するように構成している。
【００１４】
上記の構成により、偽造パターンをサンドイッチ状にはさんだ偽造指であったとしても静脈の立体的形状を照合することにより、精度の高い照合を行うことができる。
【００１５】
また本発明は、上記いずれかの静脈画像照合装置から出力した判定結果を用いて、電子機器の動作を制御する個人認証装置あるいは個人認証システムを構成している。
【００１６】
このことにより、偽造パターンを貼付した偽造指や偽造パターンをサンドイッチ状にはさんだ偽造指が挿入されたことを検出できる精度の高い個人認証装置あるいは個人認証システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、静脈画像照合装置が撮像する対象が本物の生体か、偽造パターンを描いた偽造パターンシートを貼付した偽造生体かを判別することができ、偽造生体であれば迅速に警告を発することができる。また、本物の生体であることを確認したときは、静脈の立体的形状を照合することにより精度の高い照合を行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態１の静脈画像照合装置は、複数の撮像手段を用いて撮像した静脈画像データから静脈パターンの立体的な位置情報を算出し、静脈パターンの立体的な位置情報と、予め記憶手段に記憶してある生体の皮膚表面の立体的な位置情報とを比較して、静脈パターンが生体内に位置するか否かを判定するように構成している。そして、撮像した静脈パターンが生体内に位置している場合には、静脈の立体的形状を求め、記憶手段にあらかじめ登録した静脈の立体的形状と照合するように構成している。なお、実施の形態１では、指の静脈を撮像して照合する静脈画像照合装置を例として説明することとし、顔の静脈を撮像して照合する静脈画像照合装置については実施の形態３として後述する。
【００２０】
図１に、本発明の実施の形態１の静脈画像照合装置１００を用いた個人認証システムの概略構成図を示す。静脈画像照合装置１００は、ほぼ立方体の形をした筐体１０に、指８が入る穴９を開けており、筐体内の上方には照明手段５を、筐体内の下方には複数の撮像部１と撮像部２を隣接して設けている。図中の７は指を案内する透明のガイド板である。筐体内の奥にはタッチスイッチ６を設けている。指８を筐体１０に入れたときに、指がピンと伸びて指先がタッチスイッチ６の表面に触れるとスイッチが入るようにしている。３は静脈画像照合装置本体部であり、撮像部１と撮像部２が撮像した複数の静脈画像データから、静脈パターンの立体的な位置を計算する計算手段（図示しない）を内部に持っている。４は静脈画像照合装置１００に接続した電子機器であり、実施の形態１では、訪問者の入退出扉の開錠／施錠を切り替え制御する入退出管理装置であるとして説明する。
【００２１】
来訪者が指８をピンと伸ばして、静脈画像照合装置１００の穴９からガイド板７に沿って奥まで入れ、タッチスイッチ６に触れると、照明手段５が点灯し赤外光を指８に照射する。照明手段５から照射した赤外光は指の内部で散乱した後、外部に放射していく。このとき撮像部１と撮像部２はそれぞれ、指８の静脈パターンを撮像する。複数の撮像部１と撮像部２には視差があるため、撮像した両者の静脈画像データから、静脈パターンの立体的な位置Ｈ１を計算する。
【００２２】
静脈画像を撮影したとき、つまり指をピンと伸ばして指先がタッチスイッチ６に触れたときの指の下側表面である皮膚の位置は、指の付け根部分が当たる穴９の内表面の位置とタッチスイッチ６の上面の位置からほぼ一義的に決まる。そのため、静脈画像を撮影して求めた指８の静脈パターンの位置Ｈ１とその直下にある指の皮膚の位置Ｈ２との関係から静脈パターンと皮膚の位置関係を確認することができる。
【００２３】
すなわち、指８の静脈パターンの位置Ｈ１が皮膚の位置Ｈ２とほぼ同じであるという判定結果であれば、静脈パターンが指の表面にあるということになる。この場合は、生体指が静脈画像照合装置に挿入されておらず、悪意ある利用者により、偽造パターンシートを貼付した偽造指が挿入されたとして、電子機器である入退出管理装置４を開錠動作させずに警告を発する制御信号を出す。このことにより、偽造パターンを貼付した偽造指が静脈画像照合装置に挿入されたことを検出して警報することができる。
【００２４】
一方、指８の静脈パターンの位置Ｈ１が皮膚の位置Ｈ２と異なり、Ｈ２の上方にあることが明確であれば、静脈は生体指内にあることになる。この場合は、次のステップとして撮像部１と撮像部２で撮像した静脈画像データを基に静脈の立体的形状を求め、予め記憶手段に記憶してある静脈の立体的形状と照合する。そして、照合結果に相関があれば電子機器である入退出管理装置４を開錠動作させ、照合結果に相関がなれば、引き続き開錠動作させないという制御信号を出力する。
【００２５】
偽造パターンをサンドイッチ状にはさんだ偽造指といえども、立体的に精巧に偽造した偽造パターンを製作して、皮膚から実際の静脈の位置に挟むことは困難であるといえる。そのため、複数の撮像部で撮像した静脈画像データから計算して求めた静脈の立体的形状をデータベースに記憶してある静脈の立体的形状と照合することにより、偽造パターンであることを見破ることができる。
【００２６】
図２に、本実施の形態１の静脈画像照合装置１００を用いた個人認証システムのブロック図を示す。図２では、静脈画像照合装置本体部３の内部構成を詳細に説明している。静脈画像照合装置本体部３は、撮像部１と撮像部２でそれぞれ撮像した静脈画像を蓄積する画像蓄積部３１と、蓄積した静脈画像を後述する静脈特徴量抽出部に送る画像送出部３２と、画像送出部３２から送られてきた静脈画像から静脈の位置と形を抽出する静脈特徴量抽出部３３を設けている。静脈特徴量抽出部３３は、静脈パターンの立体的位置と、静脈の立体的形状を算出する計算手段として機能し、撮像部１と撮像部２で撮像した静脈画像データは静脈特徴量抽出部３３に送出され、静脈パターンの立体的位置と、静脈の立体的形状を算出する。
【００２７】
照合部３４には、予め生体の静脈の立体的形状を登録した記憶手段である静脈特徴量データベース３５を接続している。静脈特徴量データベース３５は、予め照合用特徴量データを登録して検索可能に構成してある。また、照合部３４には、記憶手段３６を接続している。記憶手段３６には、静脈画像を撮影する静脈パターンの位置の直下にある指の下側表面の位置Ｈ２の値を予め記憶している。
【００２８】
なおここでは、照合部３４は、静脈特徴量抽出部３３が計算して求めた静脈パターンの立体的位置Ｈ１と、記憶手段３６に予め記憶してある指の下側表面の位置Ｈ２の値と比較する比較手段も兼ねているとして説明する。照合部３４は静脈パターンの立体的位置Ｈ１とＨ２を比較し、静脈パターンが生体指内にあるか指の表面にあるかを判定する。静脈パターンが生体指内にあるときは、次のステップとして、照合部３４は、静脈特徴量データベース３５から静脈の立体的形状を読み出して照合し、静脈の立体的形状に相関関係があるかを判定する。照合部３４は判定結果を判定結果出力部３７から電子機器である入退出管理装置４に出力する。出力した判定結果が「開錠を許可する人と一致。」であれば、入退出管理装置４は電気錠を開錠する。出力した判定結果が「開錠を許可する人と一致しない。」であれば、入退出管理装置４は電気錠を開錠せず、「開錠できません。」という警告を音声や文字で表示するよう構成している。
【００２９】
次に、本実施の形態１の静脈画像照合装置１００を用いた個人認証システムの動作を、フロー図を用いて説明する。図３に、本実施の形態１の個人認証システムの動作を示すフロー図を示す。来訪者が静脈画像照合装置本体部３の穴９に指を入れて指先でタッチスイッチ６に触れると、静脈画像照合装置１００の動作がスタートする。すなわち、照明手段５が点灯し、赤外光を指８に照射する。撮像部１と撮像部２は、指８を透過した赤外光を撮像して画像蓄積部３１に画像データを蓄積する。画像送出部３２は、画像蓄積部３１に蓄積された静脈画像を静脈特徴量抽出部３３に送出する（ステップＳ０１）。静脈特徴量抽出部３３は、抽出した撮像部１の静脈画像データと撮像部２の静脈画像データから、静脈パターンの立体的な位置Ｈ１を算出する（ステップＳ０２）。そして、記憶手段３６に予め記憶してある指の下側表面の位置Ｈ２の値を読み出して両者を比較する。指８の静脈パターンの位置Ｈ１がＨ２と異なりＨ２の上方にあることが明確であれば、静脈パターンが生体指内にあると判定し、Ｈ１とＨ２がほぼ同じ値であれば、静脈パターンが指の表面にあると判定する（ステップＳ０３）。静脈パターンの立体的な位置が指の表面にあれば（ステップＳ０３のＮＯ）、偽造指であることを図示しない入退出管理装置４の表示手段と警報手段を用いて報知する（ステップＳ０４）。このことにより、悪意を持った利用者による偽造指の使用に対して即座に警告することができる。
【００３０】
なお、ステップＳ０３で、静脈パターンの立体的な位置が指の中にあると判定されたときは（ステップＳ０３のＹＥＳ）、生体指が静脈画像照合装置１００に挿入されたとして、静脈の立体的形状を計算する。すなわち、撮像部１の静脈画像データと撮像部２の静脈画像データの内、両者の撮像領域が重なった領域のデータ、言い換えると立体画像照合領域のデータを基に、立体画像データを計算する（ステップＳ０５）。そして、静脈特徴量データベース３５から照合用特徴量データを読み出し、照合部３４が照合処理を行なう（ステップＳ０６）。その結果、一致の程度が高く登録されていたデータとの相関関係が確認されたときは（ステップＳ０７のＹＥＳ）、電子機器である入退出管理装置４に判定結果を出力して、入退出管理装置４の電気錠を開錠する（ステップＳ０８）。一致の程度が低く、登録されていたデータとの相関関係が確認されないときは（ステップＳ０７のＮＯ）、入退出管理装置４に判定結果を出力する。入退出管理装置４の電気錠を開錠しない。また、ステップＳ０４と同様に照合結果が不一致であることを表示し警告する（ステップＳ０９）。
【００３１】
このように、本発明の実施の形態１によれば、生体指等の生体の静脈を複数の撮像手段で撮像し、静脈パターンが生体の内部にあるか否かを確認して、悪意を持つ者が偽造指の表面または自分の指の表面に静脈パターンを貼り付けたり、描いたりしたものを用いて静脈画像照合装置に誤認証させようとしたときには、偽造指の表面に静脈パターンがあることを素早く検出して警告することができる。そして、静脈パターンが生体の内部にあることを確認したときは、静脈の立体的形状を求めて、静脈特徴両データベースに予め登録した静脈の立体的形状と照合して個人認証を行う。そのため、偽造パターンをサンドイッチ状にはさんだ偽造指であったとしても静脈の立体的形状を照合することにより、精度の高い照合を行なうことができる。
【００３２】
（実施の形態２）
既に説明した実施の形態１では、静脈パターンが生体の内部にあることを確認すると、静脈の立体的形状を照合するように構成した。しかし、複数の撮像手段で静脈パターンが生体の内部にあることを確認した後に行う静脈の立体的形状の照合作業は時間がかかる。また、記憶容量の大きい静脈特徴量データベースを用いなければならない。
【００３３】
一方、偽造パターンをサンドイッチ状にはさんだ偽造指を作る時には、立体的に精巧な偽造静脈パターンを製作することが難しいと同時に、皮膚から実際の静脈の位置に挟むことが難しい。そのため後者に着目して、静脈の立体的な位置をデータベースに記憶してあるデータと照合して、静脈については平面的形状の照合をしたとしても一定の照合精度を得ることができるといえる。
【００３４】
そこで、本発明の実施の形態２は、静脈パターンが生体の内部にあることを確認した後の照合動作として、静脈パターンの立体的な位置と一つの撮像手段で撮像した静脈の平面的形状の照合動作を行なうことにしている。
【００３５】
本発明の実施の形態２は、悪意を持つ者が偽造パターンを描いた透明シートを偽造指の表面に貼付して、静脈画像照合装置に挿入した場合に、偽造指の表面に静脈パターンがあることを素早く検出して警告することができるように構成している。また、悪意を持つ者が不透明な偽造指に静脈パターンを挟んだものを用いた場合であっても、撮像した静脈パターンの立体的位置と静脈の平面的形状を、予めデータベースに登録した静脈の立体的位置と静脈の平面的形状と照合して、悪意を持つ者が不透明な偽造指に静脈パターンを挟んだものを用いたことを素早く検出して警告できるように構成している。
【００３６】
図４に、本発明の実施の形態２の動作を示すフロー図を示す。なお、実施の形態２の静脈照合装置を用いた個人認証システムの各部の構成は、実施の形態１の各部の構成とほぼ同じであるため、ブロック図の図示と説明を省略する。
【００３７】
図４において、来訪者が静脈画像照合装置の穴に指を入れて指先でタッチスイッチ６に触れると、静脈画像照合装置の動作がスタートする（ステップＳ０１）。静脈パターンの立体的位置、すなわち静脈パターンの高さ方向の位置Ｈ１、を計算し（ステップＳ０２）、静脈パターンが指の中にあるかどうかを判定する（ステップＳ０３）。静脈パターンが指の中にあると判定したときは（ステップＳ０３のＹＥＳ）、一方の撮像手段で撮像した静脈画像から静脈の平面的形状を求める（ステップＳ１５）。そして、データベースに予め登録してある静脈の立体的位置と平面的な静脈の平面的形状をそれぞれ照合する（ステップＳ１６）。そして両者の照合結果が一致していれば（ステップＳ０７のＹＥＳ）、入退出管理装置４は電気錠を開錠するなど、接続している電子機器の動作制限を解除する（ステップＳ０８）。照合結果が不一致であれば（ステップＳ０７のＮＯ）、入退出管理装置４の電気錠を開錠しないなど、接続している電子機器の動作制限を解除しないで警告を発する（ステップＳ０９）。
【００３８】
このように、本発明の実施の形態２によれば、指の静脈を複数の撮像手段で撮像することにより、静脈パターンが生体の内部にあることを確認して、悪意を持つ者が偽造指の表面に、または自分の指の表面に静脈パターンを貼り付けたり、描いたりして静脈画像照合装置を誤認証させようとしても、偽造指の表面に静脈パターンがあることを素早く検出して警告することができる。また、静脈パターンの立体的位置と静脈の平面的形状を照合するため、不透明な材料で静脈パターンをサンドイッチのように挟んだ偽造指を挿入した場合であっても、一定の精度で不一致を素早く検出して警告することができる。そのため、静脈の立体的形状を計算してデータベースのデータと照合する場合に比べて、データベースのデータ量が少なくてすみ、照合が早くできるという効果がある。
【００３９】
（実施の形態３）
実施の形態１と実施の形態２の静脈画像照合装置では、赤外光を生体指に照射して透過光を撮像する実施の形態を説明した。本発明の実施の形態３では、撮像手段１と撮像手段２に高感度の撮像手段を用い、近赤外線を生体である人間の顔に照射して顔の静脈を撮像するように構成している。なお、実施の形態３の静脈照合装置を用いた個人認証システムの各部の構成は、実施の形態１の各部の構成に対して撮像手段の数が増えた以外はほぼ同じであるため、ブロック図の図示と説明を省略する。
【００４０】
図５に、本実施の形態３の静脈画像照合装置の撮像手段と被写体の顔の位置関係を概念的に示した平面図を示す。図５では、四つの撮像手段が並んでいる。撮像手段５１と５３は自然光の画像を撮像する。左の撮像手段５１は、向かって顔の斜め左側６２の写真を撮像する。また、右の撮像手段５３は、向かって顔の斜め右側６４の写真を撮像する。両者の画像を組み合わせて顔の表面の立体的位置Ｈ４を計算する。顔の表面の立体的位置Ｈ４は、記憶手段３６に記憶する。一方、撮像手段６１と６３が近赤外線で画像を撮像する。左の撮像手段６１は、向かって顔の斜め左側６２の近赤外写真を撮像する。また、右の撮像手段６３は、向かって顔の斜め右側６４の近赤外写真を撮像する。両者の画像を組み合わせて顔の静脈の立体的位置Ｈ３を計算する。そして、記憶手段３６に予め記憶してあるＨ４の値を読み出して両者を比較する。顔の静脈パターンの位置Ｈ３が顔の表面の位置Ｈ４と異なり、Ｈ４の奥にあることが明確であれば、静脈パターンが生体指内にあると判定し、Ｈ３とＨ４がほぼ同じ値であれば、静脈パターンが顔の表面にあると判定する。静脈パターンの立体的な位置が顔の表面にあれば、静脈パターンを描いた仮面であることを図示しない入退出管理装置４の表示手段と警報手段を用いて報知する。このことにより、悪意を持った利用者による使用に対して即座に警告することができる。
【００４１】
なお、静脈パターンの立体的な位置が顔の奥にあると判定されたときは、図６のように一つの顔の静脈の立体的画像を作り上げる。図６では、目６５、鼻６６、口６７、眉毛６８、耳６９などは、うすい画像になり、静脈７０が濃い画像になっている。これを、予め静脈特徴量データベースに登録してある顔の静脈の立体的画像と照合する。照合部３４で照合した結果が一致していれば、一致しているという判定結果を出力するのは、実施の形態１と同じである。
【００４２】
本発明の実施の形態３によれば、悪意を持つものが静脈パターンを描いた仮面をかぶって入退室管理装置４の個人認証をすり抜けようとしても、静脈パターンが顔の表面に位置することを素早く判定して警告することができる。そして、静脈パターンが生体内にあるということを確認した場合には、更に、静脈パターンあるいは静脈の立体的形状を照合するので、高い精度で個人認証ができるという利点がある。特に、静脈の立体的形状を照合すれば、透明度の低い半透明で厚さのある仮面の内側に偽造パターンシートを貼付したものを被って個人認証をすり抜けようとした場合でも、そのことを判定して警告することができる。
【００４３】
なお、図６のように一つの顔全体の静脈の立体的画像を作り上げるのは時間がかかり、照合するにも時間がかかる。静脈画像照合装置の照合時間は短いほうがよい。そこで、要求されるセキュリティレベルが高くないときは、顔の静脈の画像が立体的に得られるという点を利用して、静脈の立体画像を等高線で輪切りにして、輪切りにした範囲内の顔の静脈画像を照合するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の静脈画像照合装置およびこれを用いた個人認証システムは、静脈パターンが生体内にあることを確認して、照合処理を行うことができる。そのため、静脈パターンを指に貼り付けたり、描いたりした偽造指を用いた不正行為を素早く発見することができる。また、静脈パターンが生体内にあることを確認したときであっても静脈の立体的形状を照合することにより、より高い精度の照合を行うことができる。不正行為が行われやすく個人認証に高い精度が求められる公共機関や企業の研究所、金融機関などの入退出管理システムや、金融機関の端末装置、パーソナルコンピュータのログオン時の使用制限、携帯電話、情報携帯端末、ハンディターミナルなどの携帯端末装置、その他の電子機器の使用を制限する静脈照合装置や個人認証システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１の個人認証システムの概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１の個人認証システムのブロック図
【図３】本発明の実施の形態１の個人認証システムのフロー図
【図４】本発明の実施の形態２の個人認証システムのフロー図
【図５】本発明の実施の形態３の個人認証システムの撮像手段と生体の位置関係を示す平面図
【図６】本発明の実施の形態３の個人認証システムで撮像した顔の静脈の画像を示す図
【図７】従来の静脈画像照合装置の概略構成を示した断面図
【図８】従来の静脈画像照合装置で撮像した画像を示す図
【図９】従来の個人認証システムの概略構成を示した断面図
【符号の説明】
【００４６】
１，２    撮像部
３    静脈画像照合装置本体部
４    入退出管理装置
５    照明手段
６    スイッチ
３１    画像蓄積部
３２    画像送出部
３３    静脈特徴量抽出部
３４    照合部
３５    静脈特徴量データベース
３６    判定結果出力部
【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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