(57)【要約】【課題】指紋登録時と指紋照合時とで生じる指先の位置ずれ量を正確に算出し、個人の識別を高精度に実施することができる個人識別装置を得る。【解決手段】異なる波長の光を指先１に対して出射する光源７及び光源８と、光源７及び光源８から出射された光を撮像して、画像情報を出力する撮像手段９と、光源７から光が出射された際に、指先１の静脈データを抽出する静脈データ抽出部１４と、光源８から光が出射された際に、指先１の指紋データを抽出する指紋データ抽出部１５と、指紋登録時の静脈データ及び指紋データを記憶する記憶部１６とを備え、指紋照合時及び指紋登録時の各静脈データに基づいて、指紋登録時と指紋照合時との指先１の位置ずれ量を算出し、算出された位置ずれ量に基づいて指紋照合時の指紋データの位置補正を行った上で、位置補正された指紋データと指紋登録時の指紋データとを比較して本人認証を行う。【選択図】図１
2008198083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長の光を指先に対してそれぞれ出射する第１の光源及び第２の光源と、
前記第１の光源及び前記第２の光源から出射された光を撮像して、画像情報を出力する撮像手段と、
前記第１の光源から光が出射された際に、前記撮像手段からの画像情報に基づいて、前記指先の静脈データを抽出する静脈データ抽出部と、
前記第２の光源から光が出射された際に、前記撮像手段からの画像情報に基づいて、前記指先の指紋データを抽出する指紋データ抽出部と、
指紋登録時に前記静脈データ抽出部及び前記指紋データ抽出部によって抽出された静脈データ及び指紋データを記憶する記憶部と、
指紋照合時に前記静脈データ抽出部によって抽出された静脈データ及び前記記憶部に記憶された指紋登録時の静脈データに基づいて、指紋登録時と指紋照合時との前記指先の位置ずれ量を算出し、指紋照合時に前記指紋データ抽出部によって抽出された指紋データを、算出された前記位置ずれ量に基づいて位置補正した上で、位置補正された指紋データと前記記憶部に記憶された指紋登録時の指紋データとを比較して本人認証を行う信号処理手段と、
を備えたことを特徴とする個人識別装置。
【請求項２】
信号処理手段は、
指紋照合時に前記静脈データ抽出部によって抽出された静脈データ、及び、前記記憶部に記憶された指紋登録時の静脈データに基づいて、指紋登録時と指紋照合時との前記指先の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
前記位置ずれ量算出部によって算出された位置ずれ量に基づいて、指紋照合時に前記指紋データ抽出部によって抽出された指紋データを位置補正する位置ずれ補正部と、
前記位置ずれ補正部によって位置補正された指紋データ、及び、前記記憶部に記憶された指紋登録時の指紋データを比較して、本人認証を行う認証部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の個人識別装置。
【請求項３】
第１の光源及び第２の光源の点灯及び消灯制御を行うとともに、前記第１の光源を点灯させた際に静脈データ抽出部に対して点灯信号を出力し、前記第２の光源を点灯させた際に指紋データ抽出部に対して点灯信号を出力する光源点灯制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の個人識別装置。
【請求項４】
第１の光源及び第２の光源は、指先の爪側から前記指先に対して光を照射し、
撮像手段は、前記指先の腹側で前記第１の光源及び前記第２の光源から出射された光を撮像するとともに、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射された光が前記指先を透過する際の透過率に基づいて画像情報を得る
ことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の個人識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、指紋の照合によって個人の識別を行う個人識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人の手の指紋は、指先の腹側表面に形成された凸部と凹部とからなり、人それぞれ異なる凹凸パターンを有している。指紋の照合によって個人の識別を行う個人識別装置は、このような指先の凹凸パターンに基づく指紋データを予め登録しておき、指紋照合時に入力された指紋データが予め登録されている指紋データと一致するか否かによって本人認証を行う。
【０００３】
そして、個人識別装置では、従来から、指紋データを採取する様々な方法が提案されている。例えば、従来技術として、被検体となる指先の爪側から照射した光を、指先の腹側表面を通過した後に撮像手段で撮像することにより、指紋データを採取するものが提案されている（特許文献１参照）。かかる個人識別装置では、先ず、光が指先を通過する際に上記凸部と凹部とで生じる透過率の差を撮像手段で画像化する。ここで、指先の凹部の透過率は凸部の透過率と比較して高い値を示すため、凸部は暗く、凹部は明るい画像として得ることができる。そして、この画像の明暗に基づいて指紋データを採取する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８５５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、個人識別装置によって個人の識別を行う場合、指紋照合時に、被認証者に対して、指紋登録時と全く同じ位置に指先を置くように要求することは困難である。このため、多くの場合、指紋登録時と指紋照合時とでは、得られる凹凸パターン（透過率パターン）に位置ずれが発生する。このため、個人識別装置では、先ず、指紋照合時に得られた凹凸パターンと予め登録されている凹凸パターンとの位置ずれを信号処理によって計算し、その後、位置ずれを補正した状態で両凹凸パターン（凹凸パターンに基づき得られた指紋データ）を比較して本人認証を行わなければならない。
【０００６】
そして、従来では、上記位置ずれ量の計算に際し、以下のような処理が行われていた。即ち、撮像された指紋画像（例えば、３２０×３２０画素の画像）を１６×１６画素程度の複数の小領域に分割した後、それぞれの小領域を二値化（所定の閾値より明るい画素は「１」、所定の閾値より暗い画素は「０」とする処理）し、各小領域内での隆線の方向を決定する。ここで、図３は上記小領域と小領域内での隆線の方向を示したものである。なお、以下においては、この小領域毎の隆線の方向を方向角データと呼ぶ。
【０００７】
そして、上記位置ずれ量の計算を行う場合には、図３に実線で示した指紋照合時の方向角データと、破線で示した指紋登録時の方向角データとの各小領域毎の角度差の和を、１小領域ずつ上下左右にずらしながら計算し、上記角度差の和が最小になるずらし量を求める。即ち、上記角度差の総和が最小になるずらし量が、指紋登録時と指紋照合時の指置きの位置ずれ量に相当する。
【０００８】
しかし、従来のように、位置ずれ量の計算に方向角データを用いた場合には、照合時に得られた凹凸パターンにノイズ（例えば、指先の腹側表面の荒れや傷等）が多いと、小領域内の隆線を算出する処理において誤りが生じ、正しい位置ずれ量を計算できないといった問題があった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、指紋登録時と指紋照合時とで生じる指先の位置ずれ量を正確に算出し、個人の識別を高精度に実施することができる個人識別装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る個人識別装置は、異なる波長の光を指先に対してそれぞれ出射する第１の光源及び第２の光源と、第１の光源及び第２の光源から出射された光を撮像して、画像情報を出力する撮像手段と、第１の光源から光が出射された際に、撮像手段からの画像情報に基づいて、指先の静脈データを抽出する静脈データ抽出部と、第２の光源から光が出射された際に、撮像手段からの画像情報に基づいて、指先の指紋データを抽出する指紋データ抽出部と、指紋登録時に静脈データ抽出部及び指紋データ抽出部によって抽出された静脈データ及び指紋データを記憶する記憶部と、指紋照合時に静脈データ抽出部によって抽出された静脈データ及び記憶部に記憶された指紋登録時の静脈データに基づいて、指紋登録時と指紋照合時との指先の位置ずれ量を算出し、指紋照合時に指紋データ抽出部によって抽出された指紋データを、算出された位置ずれ量に基づいて位置補正した上で、位置補正された指紋データと記憶部に記憶された指紋登録時の指紋データとを比較して本人認証を行う信号処理手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、指紋登録時と指紋照合時とで生じる指先の位置ずれ量を正確に算出し、個人の識別を高精度に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における個人識別装置の構成を示す図、図２はこの発明の実施の形態１における個人識別装置の動作を説明するための図である。図１及び図２において、１は被検体となる指先であり、当然ながら指紋２を有している。即ち、指先１の腹側表面には、凸部３と凹部４とからなる凹凸パターンが形成されている。５は被認証者が指先１を置く被検体保持部である。この被検体保持部５には、載置された指先１の照合部分を非接触状態で保持できるように、所定の位置に開口部６が形成されている。
【００１４】
７及び８は被検体保持部５の上方に配置され、被検体保持部５の上面に載置された被認証者の指先１に対して、指先１の爪側（指紋２が形成された指先１の腹側の反対側）から光を照射する光源である。ここで、光源７（第１の光源）及び光源８（第２の光源）は、異なる対象を撮影するためにそれぞれ異なる波長の光を指先１に対して上方から照射し、例えば、赤色から遠赤外領域の光、或いは、赤色から遠赤外領域の光を含む光を指先１に対して出射する。具体的には、光源７は被検体保持部５に載置された指先１内部の静脈を撮影するための光源であり、例えば８００〜９００ｎｍの波長の光を出射する。また、光源８は被検体保持部５に載置された指先１の指紋２を撮影するための光源であり、例えば６００〜８００ｎｍの波長の光を出射する。そして、光源７及び光源８から被検体保持部５に載置された指先１に対して出射された光は、指先１の内部を通過して指先１の腹側表面から出射した後、撮像手段９によって結像及び撮像される。
【００１５】
上記撮像手段９は指先１の内部を通過した光源７及び８からの光を撮像するための手段であり、例えば、結像レンズ１０、撮像素子１１、画像出力回路１２等が備えられている。そして、撮像手段９は、光源７及び８から出射された光が指先１を透過する際の透過率パターンを撮像素子１１によって画像化し、この透過率パターンに基づき得られた画像情報を画像出力回路１２から出力する。また、１３は光源点灯制御部、１４は静脈データ抽出部、１５は指紋データ抽出部、１６は記憶部、１７は位置ずれ量算出部、１８は位置ずれ補正部、１９は認証部である。
【００１６】
上記光源点灯制御部１３は、光源７及び８のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、光源７を点灯させた際に静脈データ抽出部１４に対して点灯信号を出力し、また、光源８を点灯させた際に指紋データ抽出部１５に対して点灯信号を出力する。即ち、静脈データ抽出部１４に対しては一方の光源７が点灯された旨の通知を行い、指紋データ抽出部１５に対しては他方の光源８が点灯された旨の通知を行う。また、上記静脈データ抽出部１４は、光源７から指先１に対して光が出射された際に、即ち、光源点灯制御部１３から点灯信号が入力されることにより、画像出力回路１２から出力された画像情報に基づいて、被検体保持部５に載置された指先１の静脈データを抽出する。
【００１７】
上記指紋データ抽出部１５は、光源８から指先１に対して光が出射された際に、即ち、光源点灯制御部１３から点灯信号が入力されることにより、画像出力回路１２から出力された画像情報に基づいて、被検体保持部５に載置された指先１の指紋データを抽出する。また、上記記憶部１６には、本人認証を行うための様々な情報が記憶されており、例えば、指紋登録時に上記静脈データ抽出部１４によって抽出された静脈データや、指紋登録時に上記指紋データ抽出部１５によって抽出された指紋データ、これら静脈データ及び指紋データを関連付けるパスワード等が記憶される。
【００１８】
上記位置ずれ量算出部１７は、指紋照合時に静脈データ抽出部１４によって抽出された静脈データと、記憶部１６に予め記憶されている指紋登録時の静脈データとに基づいて、指紋登録時と指紋照合時との指先１の位置ずれ量を算出する。上記位置ずれ補正部１８は、位置ずれ量算出部１７によって算出された指紋登録時と指紋照合時との指先１の位置ずれ量に基づいて、指紋照合時に指紋データ抽出部１５によって抽出された指紋データを、記憶部１６に予め記憶されている指紋登録時の指紋データとの位置ずれが最小となるように位置補正する。上記認証部１９は、位置ずれ補正部１８によって位置補正された指紋照合時の指紋データと、記憶部１６に予め記憶されている指紋登録時の指紋データとを比較して、本人認証を行う。なお、実施の形態１においては、信号処理手段は、上記位置ずれ量算出部１７、位置ずれ補正部１８、認証部１９によって構成される。
【００１９】
次に、上記構成を有する個人識別装置の動作について説明する。
なお、上記個人識別装置による本人認証を必要とする者は、予め自分の静脈データと指紋データとを個人識別装置（記憶部１６）内に登録しておく。そして、本人認証を実施する場合には、先ず、被認証者が本人認証を開始するための所定の動作を行い、被検体保持部５の所定位置に指先１を載置する。すると、光源点灯制御部１３の動作によって光源７が点灯され、被検体保持部５に載置された指先１に対して爪側から光が照射される。なお、この時、光源８は消灯されている。
【００２０】
光源７から照射された光は、指先１の爪側から指先１内に進入し、指先１の内部を通過した後、指先１の腹側表面から出射される。指先１の腹側表面から出射された上記光は、指先１の下方に配置された撮像手段９に入力され、撮像手段９によって結像及び撮像される。そして、撮像手段９内で所定の処理が行われ、画像出力回路１２から画像情報が出力される。この時、画像出力回路１２から出力される画像情報には、指先１内の静脈の情報が含まれている。
【００２１】
また、上記光源点灯制御部１３は、光源７を点灯させる上記動作とともに、静脈データ抽出部１４に対して点灯信号を出力する。静脈データ抽出部１４は、光源点灯制御部１３から点灯信号が入力されることにより、画像出力回路１２から出力された画像情報に基づいて、指先１の静脈データを抽出する。
【００２２】
なお、静脈データ抽出部１４によって抽出される静脈データとは、例えば、図２に示す静脈の分岐位置の情報等から構成される。ここで、図２において、実線は指紋登録時の静脈画像、破線は指紋照合時の静脈画像を示している。即ち、静脈データ抽出部１４は、図２の破線で示された静脈の分岐位置Ａ´及びＢ´を静脈データとして抽出し、位置ずれ量算出部１７に対して出力する。
【００２３】
ここで、静脈データ抽出部１４における処理は、例えば、以下の方法によって実施される。先ず、画像出力回路１２から入力された画像情報にフーリエ変換を施し、周波数成分に変換する。次に、上記フーリエ変換の結果から静脈の幅に相当する所定の周波数成分のみを残し、それ以外の周波数成分を０にした上で、逆フーリエ変換する。以上の処理により、入力された画像情報から静脈の情報のみを抽出することができる（バンドパスフィルター）。そして、抽出された静脈の情報を二値化した上で、細線化処理を施して線画に変換し、得られた線画から分岐位置Ａ´及びＢ´を抽出する。
【００２４】
そして、位置ずれ量算出部１７により、静脈データ抽出部１４によって抽出された静脈データと、予め記憶部１６に記憶されている指紋登録時の静脈データとの位置ずれ量が算出され、算出された位置ずれ量が位置ずれ補正部１８に対して出力される。ここで、図２は、指紋登録時と指紋照合時とに所定の位置ずれが生じた場合を示している。
【００２５】
また、光源点灯制御部１３は、静脈データ抽出部１４に画像出力回路１２からの画像情報が入力されたことを検出した後、光源７を消灯させ、光源８を点灯させる。光源８から照射された光は、光源７から出射された光と同様に、指先１を通過した後、撮像手段９によって結像及び撮像される。そして、画像出力回路１２から画像情報が出力される。この時、画像出力回路１２から出力される画像情報には、指先１の指紋２の情報が含まれている。
【００２６】
光源点灯制御部１３は、光源８を点灯させる上記動作とともに、指紋データ抽出部１５に対して点灯信号を出力する。指紋データ抽出部１５は、光源点灯制御部１３から点灯信号が入力されることにより、画像出力回路１２から出力された画像情報に基づいて、指先１の指紋データを抽出し、位置ずれ補正部１８に対して指紋データを出力する。そして、位置ずれ補正部１８において、位置ずれ量算出部１７によって算出された位置ずれ量に基づき、指紋データ抽出部１５から入力された指紋照合時の指紋データの位置補正を行い、その後、位置補正された指紋データと記憶部１６に予め記憶された指紋登録時の指紋データとの比較が認証部１９において実施され、本人認証が行われる。
【００２７】
この発明の実施の形態１によれば、指紋登録時と指紋照合時とで生じる指先１の位置ずれ量を正確に算出し、個人の識別を高精度に実施することができる。即ち、上記個人識別装置においては、指紋登録時の静脈データと指紋照合時の静脈データとに基づき、指先１の位置ずれ量が算出される。静脈は、指紋２の各隆線と比較してはるかに太い線であるため、指先１の荒れや傷に影響を受け難く、従来のように方向角データ等を利用して位置ずれ量を算出する場合と比較して、正確且つ安定した位置ずれ量の算出が可能となる。したがって、個人の識別を高精度に実施できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１における個人識別装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における個人識別装置の動作を説明するための図である。
【図３】従来の個人識別装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  指先
２  指紋
３  凸部
４  凹部
５  被検体保持部
６  開口部
７、８  光源
９  撮像手段
１０  結像レンズ
１１  撮像素子
１２  画像出力回路
１３  光源点灯制御部
１４  静脈データ抽出部
１５  指紋データ抽出部
１６  記憶部
１７  位置ずれ量算出部
１８  位置ずれ補正部
１９  認証部
【図１】
2008198083.tif 000003
【図２】
2008198083.tif 000004
【図３】
2008198083.tif 000005