(57)【要約】【課題】撮像対象が物体内方にあってもその撮像対象に適した質の画像を取得できるようにする。【解決手段】撮像手段に対して複数段階の露出値を設定し、撮像手段から出力される画像信号におけるオブジェクトの輪郭を抽出する。そして、段階ごとに、抽出前の画像信号における第１のヒストグラムと、抽出後の画像信号における第２のヒストグラムとを、当該ヒストグラムにおける分布の広がりを表す尺度を一定として算出し、第１のヒストグラムの尖度と、第２のヒストグラムの尖度との変化量を算出する。各段階にそれぞれ対応する抽出後の画像信号のうち、最も大きい変化量となる段階に対応する抽出後の画像信号を、撮像対象に対する最適な画像として選択する。【選択図】図２
2008102779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段に対して複数段階の露出値を設定する設定手段と、
上記撮像手段から出力される画像信号におけるオブジェクトの輪郭を抽出する抽出手段と、
上記段階ごとに、抽出前の画像信号における第１のヒストグラムと、抽出後の画像信号における第２のヒストグラムとを、当該ヒストグラムにおける分布の広がりを一定として生成する生成手段と、
上記段階ごとに、上記第１のヒストグラムの尖度と、上記第２のヒストグラムの尖度との変化量を算出する算出手段と、
各上記段階にそれぞれ対応する上記抽出後の画像信号のうち、最も大きい上記変化量となる上記段階に対応する上記抽出後の画像信号を、撮像対象に対する最適な画像として選択する選択手段と
を具えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記抽出手段は、
上記画像信号のコントラストを強調するフィルタでなる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
撮像対象に対して最適な露出値で撮像された画像を取得する画像取得方法であって、
撮像手段に対して複数段階の露出値を設定する第１のステップと、
上記撮像手段から出力される画像信号におけるオブジェクトの輪郭を抽出する第２のステップと、
上記段階ごとに、抽出前の画像信号における第１のヒストグラムと、抽出後の画像信号における第２のヒストグラムとを、当該ヒストグラムにおける分布の広がりを一定として生成する第３のステップと、
上記段階ごとに、上記第１のヒストグラムの尖度と、上記第２のヒストグラムの尖度との変化量を算出する第４のステップと、
各上記段階にそれぞれ対応する上記抽出後の画像信号のうち、最も大きい上記変化量となる上記段階に対応する上記抽出後の画像信号を、撮像対象に対する最適な画像として選択する第５のステップと
を具えることを特徴とする画像取得方法。
【請求項４】
撮像手段に対して複数段階の露出値を設定すること、
上記撮像手段を制御する制御手段に対して、該撮像手段から出力される画像信号におけるオブジェクトの輪郭を抽出すること、
上記制御手段に対して、上記段階ごとに、抽出前の画像信号における第１のヒストグラムと、抽出後の画像信号における第２のヒストグラムとを、当該ヒストグラムにおける分布の広がりを一定として生成すること、
上記制御手段に対して、上記段階ごとに、上記第１のヒストグラムの尖度と、上記第２のヒストグラムの尖度との変化量を算出すること、
上記制御手段に対して、各上記段階にそれぞれ対応する上記抽出後の画像信号のうち、最も大きい上記変化量となる上記段階に対応する上記抽出後の画像信号を、撮像対象に対する最適な画像として選択すること
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像取得方法及びプログラムに関し、バイオメトリクス認証に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体的特徴の１つとして血管が着目されている。この血管を、登録対象のデータ（以下、これを登録データと呼ぶ）又は登録データに対する照合対象のデータ（以下、これを照合データと呼ぶ）として生成する装置は、一般に、ある生体部位における血管を撮像し、その撮像結果として得られる画像データに対して、該画像データに含まれる血管の形成パターン（以下、これを血管パターンと呼ぶ）を抽出するための各種画像処理を施すようになされている。
【０００３】
この血管を撮像する場合、撮像光には近赤外光が採用される。この近赤外光は、血管組織内の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）に特異的に吸収されるものであるため、生体部位の内方を反射及び散乱するようにしてその生体部位から放射する近赤外光は、血管を投影する血管投影光となる。撮像画像は、図１０に示すようにおおよそモノトーンでなり、血管パターンに相当する画素の輝度値は低い値として得られ、血管パターン以外の生体部位に相当する画素の輝度値は高い値として得られることになる。
【０００４】
しかし、生体の内方に血管が存在することなどに起因して、血管パターンに相当する画素の輝度値と、血管パターン以外の生体部位に相当する画素の輝度値との差が明瞭ではない状態、いいかえれば血管パターンがぼやけた状態となる。
【０００５】
一般に、このぼやけた状態は輪郭抽出処理等によって明瞭にされるが、個人差があるためそもそも血管パターンが写っていない場合には、この処理を実行しても意味がないことから、当該個人差に応じて、近赤外光の光量や撮像手段（カメラ）における露出値などの撮像条件を調整する必要がある。
【０００６】
この撮像条件のうち、撮像手段（カメラ）における露出値に着目した場合、例えば、撮像画像を分割した各エリアの測光値を重み付けして仮露出値を算出し、この仮露出値に所定値を加算して得た閾値と、最大測光値との差分に基づいて露出補正量を算出し、該露出補正量で仮露出値を補正するようにした露出制御手法が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２６０７３８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、血管の撮像画像（図１０）は、おおよそモノトーンでなり、血管パターンに相当する部分と、それ以外の生体部位に相当する部分とが不明瞭であることに起因して注目すべき測光値のエリアがはっきりしない等、通常の被写体像とは異なるため、個人ごとに適切な露出を設定することが困難となり、この結果、各撮像対象にそれぞれ適した質の血管画像を取得することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、撮像対象が物体内方にあってもその撮像対象に適した質の画像を取得し得る画像処理装置、画像取得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】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明は、画像処理装置であって、撮像手段に対して複数段階の露出値を設定する設定手段と、撮像手段から出力される画像信号におけるオブジェクトの輪郭を抽出する抽出手段と、段階ごとに、抽出前の画像信号における第１のヒストグラムと、抽出後の画像信号における第２のヒストグラムとを、当該ヒストグラムにおける分布の広がりを一定として生成する生成手段と、段階ごとに、第１のヒストグラムの尖度と、第２のヒストグラムの尖度との変化量を算出する算出手段と、各段階にそれぞれ対応する抽出後の画像信号のうち、最も大きい変化量となる段階に対応する抽出後の画像信号を、撮像対象に対する最適な画像として選択する選択手段とを設けるようにした。
【００１０】
したがってこの画像処理装置では、各段階の露出値に対応する画像の輝度変化をそのヒストグラムの尖度により判定することで、撮像画像がおおよそモノトーンであったとしても、その輝度変化を正確に判定することができ、また段階ごとに、オブジェクトの輪郭の抽出前後の画像の輝度変化を判定することで、撮像画像がぼやけた状態であったとしても、撮像対象にあった露出値の画像を的確に選択することができる。
【００１１】
また本発明は、撮像対象に対して最適な露出値で撮像された画像を取得する画像取得方法であって、撮像手段に対して複数段階の露出値を設定する第１のステップと、撮像手段から出力される画像信号におけるオブジェクトの輪郭を抽出する第２のステップと、段階ごとに、抽出前の画像信号における第１のヒストグラムと、抽出後の画像信号における第２のヒストグラムとを、当該ヒストグラムにおける分布の広がりを一定として生成する第３のステップと、段階ごとに、第１のヒストグラムの尖度と、第２のヒストグラムの尖度との変化量を算出する第４のステップと、各段階にそれぞれ対応する抽出後の画像信号のうち、最も大きい変化量となる段階に対応する抽出後の画像信号を、撮像対象に対する最適な画像として選択する第５のステップとを設けるようにした。
【００１２】
したがってこの画像取得方法では、各段階の露出値に対応する画像の輝度変化をそのヒストグラムの尖度により判定することで、撮像画像がおおよそモノトーンであったとしても、その輝度変化を正確に判定することができ、また段階ごとに、オブジェクトの輪郭の抽出前後の画像の輝度変化を判定することで、撮像画像がぼやけた状態であったとしても、撮像対象にあった露出値の画像を的確に選択することができる。
【００１３】
さらに本発明は、プログラムであって、撮像手段に対して複数段階の露出値を設定すること、撮像手段を制御する制御手段に対して、該撮像手段から出力される画像信号におけるオブジェクトの輪郭を抽出すること、制御手段に対して、段階ごとに、抽出前の画像信号における第１のヒストグラムと、抽出後の画像信号における第２のヒストグラムとを、当該ヒストグラムにおける分布の広がりを一定として生成すること、制御手段に対して、段階ごとに、第１のヒストグラムの尖度と、第２のヒストグラムの尖度との変化量を算出すること、制御手段に対して、各段階にそれぞれ対応する抽出後の画像信号のうち、最も大きい変化量となる段階に対応する抽出後の画像信号を、撮像対象に対する最適な画像として選択することを実行させるようにした。
【００１４】
したがってこのプログラムでは、各段階の露出値に対応する画像の輝度変化をそのヒストグラムの尖度により判定することで、撮像画像がおおよそモノトーンであったとしても、その輝度変化を正確に判定することができ、また段階ごとに、オブジェクトの輪郭の抽出前後の画像の輝度変化を判定することで、撮像画像におけるオブジェクトがぼやけた状態であったとしても、撮像対象にあった露出値の画像を的確に選択することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、各段階の露出値ごとに、オブジェクトの輪郭抽出前後における画像のヒストグラムの尖度の変化量を求め、最も大きい変化量となる段階に対応する抽出後の画像信号を、撮像対象に対する最適な画像として選択するようにしたことにより、撮像画像がおおよそモノトーンで、該撮像画像におけるオブジェクトがぼやけた状態であったとしても、撮像対象にあった露出値の画像を的確に選択することができ、かくして撮像対象が物体内方にあってもその撮像対象に適した質の画像を取得し得る画像処理装置、画像取得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】
【００１６】
以下図面について、本発明を適用した一実施の形態を詳述する。
【００１７】
（１）本実施の形態による認証装置の全体構成
図１において本実施の形態による認証装置１を示す。この認証装置１は、制御部１０に対して、操作部１１と、撮像部１２と、フラッシュメモリ１３と、インターフェース１４と、通知部１５とをそれぞれバス１６を介して接続することにより構成される。
【００１８】
制御部１０は、認証装置１全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム及び設定情報が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むマイクロコンピュータでなっている。
【００１９】
この制御部１０には、登録対象のユーザ（以下、これを登録者と呼ぶ）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操作部１１から与えられる。
【００２０】
制御部１０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、撮像部１２、フラッシュメモリ１３、インターフェース１４及び通知部１５を適宜制御することによって、血管登録モード又は認証モードを実行するようになされている。
【００２１】
（１−１）血管登録モード
具体的に制御部１０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、動作モードを血管登録モードに遷移し、撮像部３２を制御する。
【００２２】
この場合、撮像部１２の駆動制御部１２ａは、この認証装置１における所定位置に近赤外光を照射する１又は２以上の近赤外光光源ＬＳと、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)でなる撮像素子ＩＤとを駆動制御する。
【００２３】
また駆動制御部１２ａは、被写体に焦点が合うように光学系ＯＰにおける光学レンズのレンズ位置を調整する。さらに駆動制御部１２ａは、制御部１０により設定された露出値（ＥＶ(Exposure Value)値）に基づいて、絞りＤＨの絞り値を調整するとともに、撮像素子ＩＤに対するシャッター速度（露出時間）を調整する。
【００２４】
撮像素子ＩＤは、所定位置に配置されたオブジェクトに照射され、該オブジェクト、光学系ＯＰ及び絞りＤＨを順次介して入射する近赤外光を光電変換し、当該光電変換結果を画像信号Ｓ１として、駆動制御部１２ａを介して制御部１０に供給する。
【００２５】
制御部１０は、この画像信号Ｓ１に対して所定の画像処理を施すことによって、当該画像におけるオブジェクトパターンを抽出し、当該オブジェクトパターンを、登録者を識別するための登録データＤＩＳとしてフラッシュメモリ１３に記憶することにより登録する。
【００２６】
ここで、オブジェクトが生体の指であった場合、近赤外光光源ＬＳから指に照射された近赤外光は、当該指の内方を反射及び散乱するようにして経由し、指の血管を投影する血管投影光として撮像素子ＩＤに入射する。そしてこの撮像素子ＩＤから出力される画像信号Ｓ１から、当該画像に含まれる血管パターンが抽出され、この血管パターンが登録データＤＩＳとして登録されることとなる。
【００２７】
このようにしてこの制御部１０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。
【００２８】
（１−２）認証モード
一方、制御部１０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、血管登録モードの場合と同様にして撮像部１２を制御する。
【００２９】
この場合、撮像部１２は、血管登録モードと同様にして、光学系ＯＰにおける光学レンズのレンズ位置する一方、制御部１０により設定された露出値に基づいて絞りＤＨの絞り値と、撮像素子ＩＤに対するシャッター速度とを調整し、当該調整後に撮像素子ＩＤから出力される画像信号Ｓ２を制御部１０に供給する。
【００３０】
制御部１０は、この画像信号Ｓ２に対して、上述の血管登録モードの場合と同一の画像処理を施すとともに、フラッシュメモリ１３に登録された登録データＤＩＳを読み出す。
【００３１】
そして制御部１０は、この画像処理結果として抽出されるオブジェクトパターンと、フラッシュメモリ１３から読み出した登録データＤＩＳのオブジェクトパターン（血管パターン）とを照合し、当該合致の程度に応じて登録者（正規ユーザ）であるか否かを判定する。
【００３２】
ここで、制御部３０は、登録者であると判定したときには、インターフェース１４に接続された動作処理装置（図示せず）に対して所定の動作を行わせる実行命令ＣＯＭ３を生成し、これをインターフェース１４を介して動作処理装置に転送する。
【００３３】
このインターフェース１４に接続された動作処理装置の実施態様として、例えば閉錠状態にあるドアを採用した場合、制御部１０は、開錠動作を行わせる実行命令ＣＯＭ３をドアに転送する。また他の動作処理装置の実施態様例として、複数の動作モードのうち一部の動作モードを制限した状態にあるコンピュータを採用した場合、制御部１０は、その制限された動作モードを開放させる実行命令ＣＯＭ３をコンピュータに転送する。
【００３４】
なお、実施態様として２つ例を挙げたが、これらに限らず、他の実施態様も適宜選択することができる。また、本実施の形態では、動作処理装置をインターフェース１４に接続するようにしたが、当該動作処理装置におけるソフトウェア乃至ハードウェアの構成をこの認証装置１に搭載するようにしてもよい。
【００３５】
これに対して、制御部１０は、登録者ではないと判定したときには、その旨を通知部１５の表示部１５ａを介して表示するとともに、当該通知部１５の音声出力部１５ｂを介して音声出力することによって、当該登録者ではないと判定されたことを視覚的及び聴覚的に通知する。
【００３６】
このようにしてこの制御部３０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。
【００３７】
（２）画像処理の具体的な処理内容
次に、制御部１０における画像処理の内容を具体的に説明する。この画像処理は、機能的には、図２に示すように、画像取得部２１、輪郭抽出部２２、ヒストグラム生成部２３、最適露出判定部２４及び特徴抽出部２５にそれぞれ分けることができる。以下、これら画像取得部２１、輪郭抽出部２２、ヒストグラム生成部２３、最適露出判定部２４及び特徴抽出部２５について詳細に説明する。ただし、便宜上、撮像部１２から供給される画像信号Ｓ１又はＳ２は、生体の指を撮像した結果得られたものとして説明する。
【００３８】
（２−１）画像取得処理
画像取得部２１は、撮像部１２の駆動制御部１２ａ（図１）に対して、１０段階の露出値を所定期間ごとに順次設定し、当該露出値で撮像対象を撮像させる。これら段階に対応する撮像結果として、血管登録モードの場合には、撮像部１２から出力される画像信号Ｓ１１〜Ｓ１１０が画像取得部２１に入力され、認証モードの場合には、撮像部１２から出力される画像信号Ｓ２１〜Ｓ２１０が画像取得部２１に入力される。
【００３９】
画像取得部２１は、これら段階に対応する画像信号Ｓ１１〜Ｓ１１０又は画像信号Ｓ２１〜Ｓ２１０に対してＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換処理を施し、このＡ／Ｄ変換処理結果として得られる画像データＤ１０１〜Ｄ１０１０を、輪郭抽出部２２及びヒストグラム生成部２３に送出する。
【００４０】
（２−２）輪郭抽出処理
輪郭抽出部２２は、画像データＤ１０１〜Ｄ１０１０に対して、コントラストを強調するフィルタ処理を施すことによって血管パターンの輪郭を抽出する。具体的にこの輪郭抽出部２２は、画像データＤ１０１〜Ｄ１０１０における画像のうち、指領域部分に相当する所定サイズの画像を抽出し、該抽出した画像に対して、コントラストを強調するフィルタ処理をそれぞれ施す。
【００４１】
この実施の形態の場合、輪郭抽出部２２では、空間周波数をｆとし、遮断周波数をｆ０とすると、次式
【００４２】
【数１】
2008102779.tif 000003
【００４３】
によって表されるフィルタＦ（ｆ）が採用される。
【００４４】
この（１）式は、自然画像におけるスペクトルが１／ｆに比例するので、「Ｗ（ｆ）」項では、低周波成分の影響を弱めるとともに高周波成分の影響を強めることでスペクトルを一定にする効果があり、「Ｌ（ｆ）」項では、ノイズなどの高周波成分の影響を削減する効果がある。
【００４５】
また、このフィルタＦ（ｆ）における特性は、図３に示す特性でなり、人間の網膜におけるガングリオ細胞の空間周波数特性に近似することが知られている（J.J.Atick and A.N.Redlich, “What does the retina know about natural scenes?” Neural Computation, Vol.4,pp.196-210(1992)）。したがって、人間の見た目で状態と同様にしてコントラストを調整することが可能となる。ちなみに、図３に示す縦軸はフィルタ係数に相当するものであり、フィルタの強さの程度を表し、横軸は空間周波数（[Hz]）を表している。
【００４６】
輪郭抽出部２２は、このようなフィルタ処理を各画像データＤ１０１〜Ｄ１０１０に対してそれぞれ施し、当該フィルタ処理結果として得られる画像データＤ１１１〜Ｄ１１１０をヒストグラム生成部２３及び抽出部２５に送出する。
【００４７】
ここで、１０段階の各露出値のもとで撮像された画像（画像データＤ１０１〜Ｄ１０１０）を図４に示し、これら画像のフィルタ処理後（画像データＤ１１１〜Ｄ１１１０）を図５に示す。この図４及び図５における各画像のうち、白系を帯びた部分は指の脂肪等に相当する部分であり、当該部分のうち黒味を帯びた線状部分は血管パターンに相当する部分（以下、これを血管相当部分と呼ぶ）である。
【００４８】
この図４及び図５からも明らかなように、いずれの露出値に対応する画像についても、コントラストが大きくなったことによって、血管相当部分が、フィルタ処理前では不明瞭であったのに対し、フィルタ処理後（図５の矩形領域）では明瞭になものとして抽出されていることが分かる。
【００４９】
（２−３）ヒストグラム生成処理
ヒストグラム生成部２３は、輪郭抽出部２２によるフィルタ処理を施す前の画像データＤ１０１〜Ｄ１０１０のヒストグラム（以下、これをフィルタ前ヒストグラムと呼ぶ）と、当該フィルタ処理を施した後の画像データＤ１１１〜Ｄ１１１０のヒストグラム（以下、これをフィルタ後ヒストグラムと呼ぶ）とを生成する。
【００５０】
具体的にヒストグラム生成部２３は、画像における輝度値の分布を、画素を度数として生成した後、当該分布の広がりを表す分散を「１」として正規化することによって、１０段階の露出値にそれぞれ対応するフィルタ前ヒストグラムと、フィルタ後ヒストグラムとを生成する。
【００５１】
ここで、露出値「１０」に対応するフィルタ処理前後のヒストグラムを図６に示し、露出値「５０」に対応するフィルタ処理前後のヒストグラムを図７に示す。この図６及び図７からも明らかなように、各露出値に対応する画像では、いずれも、フィルタ処理前に対してフィルタ処理後のヒストグラムの分布形状が急峻となっていることが分かる。
【００５２】
これは、図４及び図５において説明したように、血管相当部分が明瞭になっている（いいかえれば血管パターンに相当する部分が表出しされた）ということを意味する。ただし、血管相当部分における明瞭化の程度（血管パターンの表出し量）は、この図４及び図５では、露出値「１０」よりも露出値「５０」に対応する画像のほうが大きいことが分かる。
【００５３】
ヒストグラム生成部２３は、このようなヒストグラム生成処理を、フィルタ処理前後の各画像データＤ１０１〜Ｄ１０１０、Ｄ１１１〜Ｄ１１１０に対してそれぞれ施し、当該ヒストグラム生成処理結果として得られるフィルタ前ヒストグラムＤ１２Ａ１〜Ｄ１２Ａ１０と、フィルタ後ヒストグラムＤ１２Ｂ１〜Ｄ１２Ｂ１０とを最適露出判定部２４に送出する。
【００５４】
（２−４）最適露出判定処理
最適露出判定処理部２４は、各露出値に対応するフィルタ前ヒストグラムＤ１２Ａ１〜Ｄ１２Ａ１０と、フィルタ後ヒストグラムＤ１２Ｂ１〜Ｄ１２Ｂ１０とに基づいて、撮像対象に対する最適な露出値を判定する。
【００５５】
具体的に最適露出判定処理部２４は、正規化されたフィルタ前ヒストグラムＤ１２Ａ１〜Ｄ１２Ａ１０と、フィルタ後ヒストグラムＤ１２Ｂ１〜Ｄ１２Ｂ１０の尖度をそれぞれ算出し、露出値の段階ごとに、フィルタ前ヒストグラムの尖度と、フィルタ後ヒストグラムの尖度の比（Ｄ１２Ａ１：Ｄ１２Ｂ１、Ｄ１２Ａ２：Ｄ１２Ｂ２、……、Ｄ１２Ａ１０：Ｄ１２Ｂ１０）を算出する。
【００５６】
そして最適露出判定処理部２４は、各段階の露出値におけるフィルタ前ヒストグラムの尖度と、フィルタ後ヒストグラムの尖度の比のうち、最も尖度の比が大きい段階の露出値を、撮像対象（指）に対して最適な露出値として判定し、当該露出値を表すデータ（以下、これを最適露出データと呼ぶ）Ｄ１３を特徴抽出部２５に送出する。
【００５７】
ここで、尖度について簡単に説明する。尖度は、ヒストグラムにおける分布のとんがりの程度を表すものであり、ｎ画素のデータ（輝度値）ｘがあるとした場合、該データｘの平均をｘａｖとし、分散をＶとすると、次式
【００５８】
【数２】
2008102779.tif 000004
【００５９】
と表すことができる。
【００６０】
この尖度Ｋの値が「０」となる場合、ヒストグラムが正規分布であることを意味する。また、尖度Ｋの値が「０」よりも大きい場合、ヒストグラムが正規分布よりも尖った状態の分布であることを意味し、その値が大きいほど分布の尖がりの程度が大きい状態となる。一方、尖度Ｋの値が「０」よりも小さい場合、ヒストグラムが正規分布よりも扁平となる分布であることを意味し、その値が大きいほど分布の扁平の程度が大きい状態となる。
【００６１】
ちなみに、図８に示すように、正規分布と、おおよそ横方向に扁平となる分布（以下、これを一様分布と呼ぶ）の画像をそれぞれ１００万サンプル用意し、それら尖度を求めると、当該正規分布はいずれも「０．００３１」となり、一様分布はいずれも「−１．１９８７」となる。
【００６２】
また、図６におけるヒストグラムでは、フィルタ処理後における分布の尖度は、「１．９２８」となり、フィルタ処理前における分布の尖度は、「０．１６０」となり、図７におけるヒストグラムでは、フィルタ処理後における分布の尖度は、「４．３９３」となり、フィルタ処理前における分布の尖度は、「０．２６８」となる。
【００６３】
したがって、この尖度は、ヒストグラムの分布形状における急峻の程度を表すパラメータであるということが分かる。このことから、図６及び図７においても説明したように、フィルタ前ヒストグラムと、フィルタ後ヒストグラムの尖度の比が大きいということは、フィルタ処理によって、血管相当部分の明瞭化の程度（血管パターンの表出し量）が大きくなったということを意味することになる。
【００６４】
なお、図４に示した１０段階の各画像に対する、フィルタ処理前後におけるヒストグラムの尖度の比を露出値の段階ごとに表すと、図９に示すようになった。この図９からも明らかなように、このときの撮像対象（指）に対する最適な露出値は、「７０」であるため、特徴抽出部２５に送出される最適露出データＤ１３の値は「７０」ということになる。
【００６５】
（２−５）特徴抽出処理
特徴抽出部２５は、輪郭抽出部２２から供給される画像データＤ１１１〜Ｄ１１１０のうち、最適露出判定処理部２４から供給される最適露出データＤ１３の値に対応する例えば画像データＤ１１７を選択する。
【００６６】
そして特徴抽出部２５は、選択対象の画像データＤ１１７に対して、例えば、ガウシアンフィルタ処理等の所定の平滑化処理、２値化処理及び細線化処理などを施すことによってオブジェクトパターン（血管パターン）を抽出する。
【００６７】
このように制御部１０は、画像処理として、画像取得処理、フィルタ処理、ヒストグラム生成処理、最適露出判定処理及び特徴抽出処理を順次実行するようになされている。
【００６８】
なお、かかる特徴抽出処理結果として抽出された血管パターンは、血管登録モードの場合には、登録データＤＩＳとしてフラッシュメモリ１３に登録される一方、認証モードの場合には、登録データＤＩＳに対する照合対象として、該登録データＤＩＳの血管パターンと照合される。
【００６９】
（３）動作及び効果
以上の構成において、この認証装置１は、「１０」段階の露出値を撮像部１２に設定し、該撮像部１２から出力される画像信号Ｓ１１〜Ｓ１１０（又はＳ２１〜Ｓ２１０）のコントラストを強調することによって血管パターンを抽出する。
【００７０】
そして認証装置１は、段階ごとに、抽出前の画像信号におけるフィルタ前ヒストグラムと、抽出後の画像信号におけるフィルタ後ヒストグラムとを、当該ヒストグラムにおける分布の広がりを一定として生成し、当該フィルタ前ヒストグラムの尖度と、フィルタ後ヒストグラムとの比を算出する。
【００７１】
この状態において認証装置１は、各段階にそれぞれ対応する抽出後の画像信号D１１１〜D１１１０のうち、最も大きい変化量となる段階に対応する抽出後の画像信号D１１７を、撮像対象に対する最適な画像として選択する。
【００７２】
したがってこの認証装置１は、各段階の露出値に対応する画像の輝度変化をそのヒストグラムの尖度により判定することで、血管の撮像画像であっても、その輝度変化を正確に判定することができ、また段階ごとに、血管パターンの輪郭の抽出前後の画像の輝度変化を判定することで、撮像画像の血管パターンがぼやけた状態であっても、撮像対象にあった露出値の画像を的確に選択することができる。
【００７３】
また、このようにすることで、汎用的なカメラであっても、血管を撮像することができることになるため、例えば携帯電話機やＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等の携帯端末装置にカメラを搭載し、該カメラを、人物や風景のような一般的な被写体のみならず血管を撮像するものとして用いることも可能となる。
【００７４】
なお、血管を撮像する場合、近赤外光の光路上に可視光が混在することを防止するための遮蔽機構を設けることがあるが、１つのカメラで一般的な被写体のみならず血管を撮像する場合には、当該遮蔽機構を設けることが困難となるため、この場合に、特に有用となる。
【００７５】
（４）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、生体パターンとして、血管の形成パターン（血管パターン）を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、指紋、口紋又は神経等、この他種々のものを適用することができる。
【００７６】
また上述の実施の形態においては、撮像手段（撮像部１２）に対して１０段階の露出値を設定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、２以上の段階であればよい。
【００７７】
さらに上述の実施の形態においては、図３に示す特性を有するフィルタを用いてコントラストを強調することによりオブジェクトの輪郭を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、例えばソーベルフィルタ、ラプラシアンフィルタを用いるようにしてもよく、あるいは、血管パターンに相当する周波数帯域（個人差に対応するマージンを含む）を抽出するバンドパスフィルタを用いるようにしてもよい。
【００７８】
さらに上述の実施の形態においては、分散を「１」としてヒストグラムを生成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、ヒストグラムにおける分布の広がりを一定として生成するようにすればよい。
【００７９】
さらに上述の実施の形態においては、第１のヒストグラム（フィルタ前ヒストグラム）の尖度と、第２のヒストグラム（フィルタ後ヒストグラム）の尖度との比を算出するようにした場合に述べたが、本発明はこれに限らず、これら尖度の変化量をみることのできるものであればよい。
【００８０】
さらに上述の実施の形態においては、制御部１０がＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、そのプログラムに従って画像処理を実行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、ＣＤ(Compact Disc)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、半導体メモリ等の記録媒体からインストールしたプログラムや、インターネットからダウンロードしたプログラムに従って画像処理を実行するようにしてもよい。
【００８１】
さらに上述の実施の形態においては、画像取得部２１、輪郭抽出部２２、ヒストグラム生成部２３、最適露出判定部２４及び特徴抽出部２５をソフトウェアにより構成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、これら全部又は一部をハードウェアにより構成するようにしてもよい。
【００８２】
さらに上述の実施の形態においては、撮像機能、照合機能及び登録機能を有する認証装置２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、当該機能ごとに単体の装置に分けた態様で適用する等、用途等に応じて種々の態様で適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、バイオメトリクス認証の分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施の形態による認証装置の構成を示すブロック図である。
【図２】制御部における画像処理の内容を示す機能ブロック図である。
【図３】フィルタ特性を示す略線図である。
【図４】各露出値で撮像された画像を示す略線図である。
【図５】フィルタ処理後における各露出値の画像を示す略線図である。
【図６】フィルタ処理前後の正規化ヒストグラム（露出値「１０」）を示す略線図である。
【図７】フィルタ処理前後の正規化ヒストグラム（露出値「５０」）を示す略線図である。
【図８】正規分布と一様分布とを示す略線図である。
【図９】フィルタ処理前後における正規化ヒストグラムの尖度割合を示す略線図である。
【図１０】血管の撮像画像を示す略線図である。
【符号の説明】
【００８５】
１……認証装置、１０……制御部、１１……操作部、１２……撮像部、１２ａ……駆動制御部、１３……フラッシュメモリ、１４……外部インターフェース、１５……通知部、１５ａ……表示部、１５ｂ……音声出力部、２１……画像取得部、２２……輪郭抽出部、２３……ヒストグラム生成部、２４……最適露出判定部、２５……特徴点抽出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図９】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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