(57)【要約】【課題】認証精度を向上し得る登録装置、照合装置及びプログラム並びに信頼性を向上し得る識別データのデータ構造を提案する。【解決手段】画像に映し出される血管線について、該血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータを抽出し、これら部分線におけるパラメータと、当該部分線の両端の点の位置とを含むデータを、生体の識別するためのデータとして生成するようにした。【選択図】図８
2008287354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像に映し出される血管線について、該血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータを抽出する抽出手段と、
各上記部分線における上記パラメータと、当該部分線の両端の点の位置とを含むデータを生成する生成手段と
を具えることを特徴とする登録装置。
【請求項２】
上記抽出手段は、
上記部分線ごとに、その部分線をｎ次曲線の多項式で表した場合における各項の係数と、基準方向に対するその部分線の両端を結ぶ直線のなす角度、その部分線の長さ又は上記角度かつ上記長さとを抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の登録装置。
【請求項３】
上記抽出手段は、
上記部分線の両端の点を結ぶ直線との交差数が多いほど、上記パラメータの抽出数を多く設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の登録装置。
【請求項４】
上記抽出手段は、
上記部分線ごとに、その部分線をｎ次曲線の多項式で表した場合における各項の係数を抽出し、
上記部分線の両端の点を結ぶ直線との交差数が多いほど、上記ｎ次曲線の次数を高く設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の登録装置。
【請求項５】
上記抽出手段は、
上記部分線の両端の点を結ぶ直線との交差数が多いほど、上記ｎ次曲線の次数を高く設定するとともに、上記係数以外の上記パラメータの抽出数を多く設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の登録装置。
【請求項６】
画像に映し出される血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータと、該部分線の両端の点の位置とを含むデータが記憶される記憶手段と、
各上記部分線における上記パラメータ及び上記両端の点を、登録者であるか否かを判定するための要素として、照合対象と照合する照合手段と
を具えることを特徴とする照合装置。
【請求項７】
上記照合手段は、
各上記部分線における上記両端の点と、照合対象とされる点とを照合し、当該点の位置ずれ量が許容される限度以上となる場合、各上記部分線における上記パラメータと、照合対象とされるパラメータとを照合する照合手段と
を具えることを特徴とする請求項６に記載の照合装置。
【請求項８】
上記照合手段は、
上記データに、上記パラメータが所定の抽出過程を経て抽出されたものであることを表す識別子が含まれていない場合には、上記照合対象との照合を停止する
ことを特徴とする請求項６に記載の照合装置。
【請求項９】
上記抽出過程は、
上記部分線の両端の点を結ぶ直線との交差数が多いほど、上記パラメータの抽出数を多く設定するものである
ことを特徴とする請求項８に記載の照合装置。
【請求項１０】
抽出手段に対して、画像に映し出される血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータを抽出すること、
データ生成手段に対して、各上記部分線における上記パラメータと、当該部分線の両端の点の位置とを含むデータを生成すること
を具えることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
登録対象として生成される識別データのデータ構造であって、
上記識別データは、
画像に映し出される血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータと、該部分線の両端の点の位置とを含む構造を有し、
各上記部分線における上記パラメータ及び上記両端の点を、登録者であるか否かを判定するための要素として、照合対象と照合する処理に用いられる
ことを特徴とするデータ構造。
【請求項１２】
上記画像に映し出される血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータと、該部分線の両端の点の位置を参照するための情報とが一のファイルとして保持され、
上記端点及び分岐点の位置が、上記位置の参照対象となるファイルとして保持された構造を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載のデータ構造。
【請求項１３】
上記識別データは、
各上記部分線における上記両端の点を、照合対象とされる点と照合し、当該点の位置ずれ量が許容される限度以上となる場合、各上記部分線における上記パラメータを、照合対象とされるパラメータとを照合する処理に用いられる
ことを特徴とする請求項１１に記載のデータ構造。
【請求項１４】
上記識別データは、
各上記部分線における上記パラメータ及び上記両端の点と、当該パラメータが所定の抽出過程を経て抽出されたものであることを表す識別子とを含む構造を有し、
上記抽出過程は、
上記部分線の両端の点を結ぶ直線との交差数が多いほど、上記パラメータの抽出数を多く設定するものである
ことを特徴とする請求項１１に記載のデータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は登録装置、照合装置、プログラム及びデータ構造に関し、バイオメトリクス認証する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バイオメトリクス認証対象の１つとして血管がある。この種の先行技術として、撮像画像に映し出される血管における端点及び分岐点を特徴点として抽出し、該抽出した特徴点を、登録対象又は登録対象との比較対象のデータとして生成する認証装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この認証装置では、画像データ自体を登録対象とする場合に比して、記憶すべきメモリの占有量を大幅に削減できることになる。
【特許文献１】特開２００３−３０３１７８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、端点及び分岐点は血管に対して離散的なものとなるため、登録者であるか否かを判定するための要素としての信頼性が乏しいものとなる。したがって、比較対象のデータとして生成された特徴点が、登録対象のデータとして生成されたものと同じように生成されているとしても、撮像環境やノイズ等の外的要因、あるいは、生体における血管の映り難さ（個人差）等の内的要因に起因して、他人であるにもかかわらず本人であるもの又は本人であるにもかかわらず他人であるものと誤判定する確率が高い、つまり認証精度（登録者であるか否かの判定の精度）が乏しいという問題があった。
【０００４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、認証精度を向上し得る登録装置、照合装置及びプログラムと、信頼性を向上し得る識別データのデータ構造と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】
【０００５】
かかる課題を解決するため本発明は、登録装置であって、画像に映し出される血管線について、該血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータを抽出する抽出手段と、各部分線におけるパラメータと、当該部分線の両端の点の位置とを含むデータを生成する生成手段とを設けるようにした。
【０００６】
また本発明は、照合装置であって、画像に映し出される血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータと、該部分線の両端の点の位置とを含むデータが記憶される記憶手段と、各部分線におけるパラメータ及び両端の点を、登録者であるか否かを判定するための要素として、照合対象と照合する照合手段とを設けるようにした。
【０００７】
さらに本発明は、プログラムであって、抽出手段に対して、画像に映し出される血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータを抽出すること、データ生成手段に対して、各部分線におけるパラメータと、当該部分線の両端の点の位置とを含むデータを生成することを実行させるようにした。
【０００８】
さらに本発明は、登録対象として生成される識別データのデータ構造であって、識別データは、画像に映し出される血管線の端点及び分岐点を基準として分けられる部分線ごとに、その形状を表すパラメータと、該部分線の両端の点の位置とを含む構造を有し、各部分線におけるパラメータ及び両端の点を、登録者であるか否かを判定するための要素として、照合対象と照合する処理に用いられるものとした。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、血管線の特徴をなす点以外に、血管線自体の形状を、当該特徴点を基準として分けられる部分線ごとにパラメータとして抽出することにより、血管線と一定の関係をもつ状態でその血管線を離散的に表すことができ、この結果、撮像環境やノイズ等の外的要因、あるいは、生体における血管の映り難さ（個人差）等の内的要因による影響を低減することができる。かくして、認証精度を向上し得る登録装置、照合装置及びプログラムと、信頼性を向上し得る識別データのデータ構造とを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（１）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の全体構成を示す。この認証装置１は、制御部１０に対して、操作部１１、撮像部１２、画像処理部１３、メモリ１４、照合部１５、インターフェース１６及び通知部１７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。
【００１２】
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などが格納される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として構成される。
【００１３】
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から入力される。
【００１４】
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、画像処理部１３、メモリ１４、照合部１５、インターフェース１６及び通知部１７を適宜制御し、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。
【００１５】
撮像部１２は、この認証装置１の筐体のうち、指が配される領域上を撮像空間とするカメラを有し、該カメラにおける光学系のレンズ位置、絞りの絞り値及び撮像素子のシャッター速度（露出時間）を、制御部１０により設定される設定値を基準として調整する。
【００１６】
また撮像部１２は、撮像空間に近赤外光を照射する近赤外光光源を有し、該近赤外光光源を、制御部１０により指定される期間に点灯させるとともに、撮像素子の撮像面に映し出される被写体像を所定周期ごとに撮像し、該撮像結果として生成される画像に関する画像データを制御部１０に順次出力する。
【００１７】
ここで、撮像空間に対して例えば指が配される場合、近赤外光光源からその指の内方を経由した近赤外光は、血管を投影する光として、カメラにおける光学系及び絞りを介して撮像素子に入射され、該撮像素子の撮像面には指内方における血管が投影される。したがってこの場合に撮像部１２での撮像結果として生成される画像データに基づく画像には、血管が映し出されることとなる。
【００１８】
画像処理部１３は、撮像部１２から制御部１０を介して与えられる画像データに基づいて、画像に映し出される血管線のなかから特徴となる点（以下、これを特徴点と呼ぶ）を検出し、該特徴点を基準として分けられる血管線の部分（以下、これを部分血管線と呼ぶ）ごとに、その形状を表すパラメータ（以下、これを形状パラメータと呼ぶ）を抽出する。
【００１９】
メモリ１４は、例えばフラッシュメモリでなり、制御部１０により指定される領域にデータを記憶し、又は該領域に記憶されるデータを読み出すようになされている。
【００２０】
照合部１５は、画像処理部１３により抽出された各形状パラメータに対応する部分血管線の両端の点と、メモリ１４に登録された各形状パラメータに対応する部分血管線の両端の点とを照合し、当該点の位置ずれ量が所定の閾値以上となる場合には、その旨を制御部１０に通知する。
【００２１】
一方、照合部１５は、位置ずれ量が所定の閾値未満となる場合には、画像処理部１３により抽出された各形状パラメータと、メモリ１４に登録された各形状パラメータとをそれぞれ照合し、その照合結果を制御部１０に通知する。
【００２２】
インターフェース１６は、所定の伝送路を介して接続された外部の装置との間で各種データを授受するようになされている。
【００２３】
通知部１７は、表示部１７ａ及び音声出力部１７ｂでなり、該表示部１７ａは、制御部１０から与えられる表示データに基づく文字や図形を表示画面に表示する。一方、音声出力部１７ｂは、制御部１０から与えられる音声データに基づく音声を、スピーカから出力するようになされている。
【００２４】
（２）画像処理部の構成
次に、画像処理部１３を具体的に説明する。この画像処理部１３は、図２に示すように、前処理部２１、パターン化部２２、特徴点検出部２３、血管線追跡部２４及び形状パラメータ抽出部２５により構成される。
【００２５】
（２−１）事前の画像処理
前処理部２１は、撮像部１２から制御部１０を介して入力される画像データに対して、画像回転補正、ノイズ除去、画像切出などの前処理を適宜施し、その処理後に得られる画像データをパターン化部２２に送出する。
【００２６】
（２−２）血管のパターン化
パターン化部２２は、画像データにおける多値の画像を、その画像に映し出される血管線の線幅が一定でなる２値画像にパターン化（変換）する。この実施の形態では、パターン化部２２は、血管線の線幅が１画素でなる２値画像にパターン化するようになされている。このパターン化手法の具体例を説明する。
【００２７】
パターン化部２２は、画像データに対して、ガウシアンフィルタやＬｏｇフィルタ等の微分フィルタ処理を施し、当該画像に映し出される血管の輪郭を浮き彫りにし、該輪郭が浮き彫りにされた画像を、設定された輝度値を基準として２値画像に変換する。
【００２８】
そしてパターン化部２２は、この２値画像に映し出される血管線における幅の中心又は輝度ピークを基準として、該血管線の線幅が１画素でなる血管線を抽出するようになされている。
【００２９】
ここで、パターン変換前後の画像を図３に示す。この図３の例からも明らかなように、前処理後に得られる多値の画像（図３（Ａ））は、パターン化部２２により、その画像に映し出される血管線の線幅が一定でなる２値の画像（図３（Ｂ））として生成されることとなる。
【００３０】
（２−３）特徴点の検出
特徴点検出部２３は、２値画像に映し出される血管線を構成する点（画素）のうち、特徴となる点（以下、これを特徴点と呼ぶ）を検出する。この検出手法の具体例を説明する。ちなみに、２値画像に映し出される血管線を構成する画素は、白画素又は黒画素となるが、この実施の形態では、白画素として説明する。
【００３１】
特徴点検出部２３は、２値画像を構成する各画素を所定の順序で着目画素とし、該着目画素が白画素であった場合、その周囲の画素（上下左右方向における４画素及び斜め方向における４画素の計８画素）に存在する白画素数を調べる。
【００３２】
ここで、血管線における端点、分岐点及び孤立点の出現パターンを図４に示す。この図４からも明らかなように、血管が１画素幅として表現されている場合、白画素となる着目画素の周囲の白画素の「数」と、端点、分岐点及び孤立点との関係は一義的となり、また、分岐パターンとしては、必ず、３分岐又は４分岐のいずれかとなる。
【００３３】
特徴点検出部２３は、例えば図５に示すように、白画素となる着目画素の周囲に１つの白画素が存在する場合（図５（Ａ））、その着目画素を血管線の端点として検出する。一方、特徴点検出部２３は、白画素となる着目画素の周囲に３つの白画素が存在する場合（図５（Ｂ））、その着目画素を分岐点として検出する。また特徴点検出部２３は、白画素となる着目画素の周囲に４つの白画素が存在する場合（図示せず）、その着目画素を分岐点として検出する。他方、特徴点検出部２３は、白画素となる着目画素の周囲に白画素が存在しない場合（図５（Ｃ））、その着目画素を孤立点として検出する。
【００３４】
そして特徴点検出部２３は、検出した端点、分岐点及び孤立点のうち、血管線の構成要素とはならない孤立点を削除する。
【００３５】
このように特徴点検出部２３は、線幅が１画素に一定とされる血管線のうち、白画素の周囲に存在する白画素数に応じて特徴点を検出することで、例えばハリスコーナーと呼ばれる検出手法を採用する場合に比して、例えば図６に示すように、端点及び分岐点だけを特徴点として確実に検出することができるようになされている。
【００３６】
（２−４）血管線の追跡
血管線追跡部２４は、特徴点を基準として血管線を追跡することによって、各特徴点間の相互関係を認識する。この追跡手法の具体例を説明する。
【００３７】
血管線追跡部２４は、特徴点のうち分岐点から、該分岐点に連なる血管線を他の一の特徴点を検出するまで追跡し、該検出した他の一の特徴点と、分岐点とが連結関係にある点同士であるものと認識する。
【００３８】
例えば図７に示す場合、血管線追跡部２４は、各分岐点ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３のうち、例えば画像の下辺に対して最も近い分岐点ＤＰ１を選択し、その分岐点ＤＰ１に連なる血管線を他の一の特徴点（端点ＥＰ１、ＥＰ２、分岐点ＤＰ２）を検出するまで追跡する。
【００３９】
また血管線追跡部２４は、分岐点ＤＰ１に連なる血管線を追跡し終わると、画像の下辺に対して２番目に近い分岐点ＤＰ２を選択し、その分岐点ＤＰ２に連なる血管線のうち、既に追跡された血管線を除いて、他の一の特徴点（端点ＥＰ３、分岐点ＤＰ３）を検出するまで追跡する。
【００４０】
さらに血管線追跡部２４は、分岐点ＤＰ２に連なる血管線を追跡し終わると、画像の下辺に対して３番目に近い分岐点ＤＰ３を選択し、その分岐点ＤＰ３に連なる血管線のうち、既に追跡された血管線を除いて、他の一の特徴点（端点ＥＰ４、ＥＰ５）を検出するまで追跡する。
【００４１】
このようにして血管線追跡部２４は、各特徴点ＤＰ１−ＥＰ１、ＤＰ１−ＥＰ２、ＤＰ１−ＤＰ２、ＤＰ２−ＥＰ３、ＤＰ２−ＤＰ３、ＤＰ３−ＥＰ４、ＤＰ３−ＥＰ５同士が連結関係にあるものと認識するようになされている。
【００４２】
このようにこの血管線追跡部２４は、分岐点ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３に連なる血管線すべてを追跡するのではなく、画像における上下左右の一の辺に対して近い分岐点から順に、既に追跡された血管線を除いて、当該分岐点に連なる血管線を追跡することによって、該分岐点間ＤＰ１−ＤＰ２、ＤＰ２−ＤＰ３における血管線の重複追跡を回避することができ、この結果、無駄な処理を省く分だけ処理負荷を低減することができるようになされている。
【００４３】
（２−５）形状パラメータの抽出
形状パラメータ抽出部２５は、血管線追跡部２４により連結関係にあるものと認識された特徴点同士の間における部分血管線ごとに、その形状パラメータを抽出する。この抽出手法の具体例を説明する。
【００４４】
この形状パラメータ抽出部２５は、各部分血管線を、所定の順序で処理対象として選択し、該選択した部分血管線について、画像の垂直方向等の基準方向に対する、部分血管線における両端を結ぶ直線のなす角度（以下、これを部分線角度と呼ぶ）と、部分血管線を構成する画素数により表される部分血管線の長さ（以下、これを部分線長と呼ぶ）と、部分血管線を２次曲線の多項式で表した場合における各項の係数（以下、これを２次係数列と呼ぶ）とを抽出するようになされている。
【００４５】
具体的に形状パラメータ抽出部２５は、２次係数列を抽出する場合、処理対象として選択した部分血管線を構成する点（以下、これを血管構成点と呼ぶ）それぞれを、次式
【００４６】
【数１】
2008287354.tif 000003
【００４７】
に示す２次曲線の多項式に代入する。
【００４８】
例えば、血管構成点がｍ個であった場合、次式
【００４９】
【数２】
2008287354.tif 000004
【００５０】
のように、ｍ個の多項式が得られることとなる。ちなみに、これら（１）式及び（２）式におけるｐ２、ｐ１、ｐ０は、２次数、１次数、０次数にそれぞれ対応する項の係数、つまり２次係数列である。
【００５１】
そして形状パラメータ抽出部２５は、各血管構成点を（１）式に代入し終わると、該代入により血管構成点の数分だけ得られる各多項式の２次係数列ｐ２、ｐ１、ｐ０を変化させて、これら多項式の左辺と右辺との値の差が最小となるときの２次係数列ｐ２、ｐ１、ｐ０を抽出する。
【００５２】
このように形状パラメータ抽出部２５は、部分血管線における各々の血管構成点に対して最も近似する曲線となるときの２次係数列ｐ２、ｐ１、ｐ０を抽出するようになされている。
【００５３】
（３）血管登録モード
次に、血管登録モードについて図８に示すフローチャートを用いて説明する。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、ステップＳＰ１に進む。
【００５４】
制御部１０は、このステップＳＰ１において、通知部１７に対して、撮像空間に対して指を配置させなければならないことを通知させ、続くステップＳＰ２において、撮像部１２におけるカメラを撮像動作させるとともに、該撮像部１２における近赤外光光源を点灯動作させた後、次のステップＳＰ３に進む。
【００５５】
制御部１０は、このステップＳＰ３において、画像処理部１３に対して、撮像部１２から与えられる画像データから、当該画像に映し出される血管線について部分血管線ごとに形状パラメータ（部分線角度、部分線長及び２次係数列）を抽出させる。
【００５６】
そして制御部１０は、画像処理部１３において部分血管線ごとの形状パラメータが抽出された場合、次のステップＳＰ４において、これら形状パラメータと、その形状パラメータに対応する部分血管線の両端の点の位置とを識別データとして生成し、該識別データをメモリ１４に記憶することにより登録した後、この血管登録モードを終了する。
【００５７】
このようにして制御部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。
【００５８】
（４）識別データのデータ構造
ここで、この識別データのデータ構造例を図９に示す。この識別データは、血管線における特徴点（端点及び分岐点）の位置を表す第１のファイル（以下、これを位置ファイルと呼ぶ）ＦＬ１と、該血管線における部分線ごとの形状パラメータを表す第２のファイル（以下、これをパラメータファイルと呼ぶ）ＦＬ２とを有するデータ構造となっている。
【００５９】
この位置ファイルＦＬ１には、特徴点の数を「Ｎ」とした場合、各特徴点（端点及び分岐点）の位置を表すｘ―ｙ座標値（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）、……、（ｘＮ、ｙＮ）が格納される。
【００６０】
一方、パラメータファイルＦＬ２には、部分血管線の数を「Ｍ」とした場合、部分血管線の両端の点のうち一方の点における位置を参照するためのインデックスＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、……、ＩＳＭを表す値と、他方の点における位置を参照するためのインデックスＩＥ１、ＩＥ２、ＩＥ３、……、ＩＥＭを表す値とがそれぞれ格納される。
【００６１】
またパラメータファイルＦＬ２には、部分線角度θ１、θ２、θ３、……、θＭを表す値と、部分線長Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、……、ＬＭを表す値と、２次係数列Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、……、ＣＭを表す値とがそれぞれ格納される。
【００６２】
ちなみに、２次係数列Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、……、ＣＭを表す値は、それぞれ、（１）式におけるｐ２、ｐ１、ｐ０の各値である。
【００６３】
この識別データは、各部分血管線の両端の点の位置を表すｘ―ｙ座標値をそれぞれ保持するのではなく、特徴点（端点及び分岐点）の位置を表すｘ―ｙ座標値から各部分血管線の両端の点の位置を参照するデータ構造となっている。
【００６４】
仮に、部分血管線の両端の点における位置をそれぞれ保持するデータ構造とした場合、分岐点は２以上の部分血管線の両端の一方の点となるので、同位置を表すｘ―ｙ座標値を分岐点数分だけ保持しなければならないことになる。
【００６５】
これに対し、この識別データは、特徴点（端点及び分岐点）の位置を表すｘ―ｙ座標値から各部分血管線の両端の点の位置を参照するデータ構造となっているので、同位置を表すｘ―ｙ座標値を保持することがないので、メモリ１４に対する占有量を削減することができるようになされている。
【００６６】
（５）認証モード
次に、認証モードについて図１０に示すフローチャートを用いて説明する。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、動作モードを認証モードに遷移し、ステップＳＰ１１に進む。
【００６７】
制御部１０は、このステップＳＰ１１において、通知部１７に対して、撮像空間に対して指を配置させなければならないことを通知させ、続くステップＳＰ１２において、撮像部１２におけるカメラを撮像動作させるとともに、該撮像部１２における近赤外光光源を点灯動作させた後、次のステップＳＰ１３に進む。
【００６８】
制御部１０は、このステップＳＰ１３において、画像処理部１３に対して、撮像部１２から与えられる画像データから、当該画像に映し出される血管線について部分血管線ごとに形状パラメータ（部分線角度、部分線長及び２次係数列）を抽出させる。
【００６９】
そして制御部１０は、画像処理部１３において部分血管線ごとの形状パラメータが抽出された場合、次のステップＳＰ１４において、メモリ１４から識別データを読み出し、続くステップＳＰ１５において、照合部１５に対して、該画像処理部１３において抽出された各形状パラメータおよびその形状パラメータに対応する部分血管線の両端の点の位置と、メモリ１４に識別データとして登録される各形状パラメータおよびその形状パラメータに対応する部分血管線の両端の点の位置とを照合させる。
【００７０】
この後、制御部１０は、ステップＳＰ１６において、照合部１５から通知される通知内容から、登録者と承認することができるか否かを判定し、その判定に応じた処理を実行する。
【００７１】
すなわち、照合部１５から、各形状パラメータに対応する部分血管線の両端の点の位置ずれ量が所定の閾値以上となる旨の通知を受けた場合、このことは、血管線の根幹ともいうべき端点及び分岐点の相対位置関係が近似していないことを意味する。
【００７２】
また、照合部１５から通知される形状パラメータの類似度が基準未満となる場合、このことは、血管線の根幹ともいうべき端点及び分岐点の相対位置関係は近似しているが、これら端点及び分岐点を基準として血管線を部分血管線としてみたときの各部分の線の形状が近似していないことを意味する。
【００７３】
これらの場合、制御部１０は、登録者と承認することができないものと判定し、その旨を表示部１７ａ及び音声出力部１７ｂを介して視覚的及び聴覚的に通知するようになされている。
【００７４】
一方、照合部１５から通知される形状パラメータの類似度が基準以上となる場合、このことは、血管線の根幹ともいうべき端点及び分岐点の相対位置関係、および、これら端点及び分岐点を基準として血管線を部分血管線としてみたときの各部分の線自体の形状が近似している、つまり血管線全体として近似していることを意味する。
【００７５】
この場合、制御部１０は、登録者と承認することができるものと判定し、登録者と承認したことを表すデータを、インターフェース１６に接続された装置に送出する。この装置では、登録者と承認したことを表すデータをトリガとして、例えば、ドアを一定期間閉錠させる、あるいは、制限対象の動作モードを解除させる等、認証成功時に実行すべき所定の処理が行われる。
【００７６】
このようにしてこの制御部１０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。
【００７７】
（６）動作及び効果
以上のように、この認証装置１は、血管線における端点及び分岐点を基準として分けられる複数の部分血管線ごとに、その形状を表すパラメータ（形状パラメータ）を抽出し、これら部分線における形状パラメータと、当該部分線の両端の点の位置とを含む識別データを生成する。
【００７８】
したがってこの認証装置１は、血管線の特徴をなす点以外に、血管線自体の形状を、当該血管線と一定の関係をもつ状態で離散的に表すことができるため、撮像環境やノイズ等の外的要因、あるいは、生体における血管の映り難さ（個人差）等の内的要因に起因して、他人であるにもかかわらず本人であるもの又は本人であるにもかかわらず他人であるものと誤判定する確率を低減することができ、かくして認証精度を向上することができる。また、登録対象のメモリ占有量を低減することもできる。
【００７９】
この実施の形態の場合、認証装置１は、形状パラメータとして、部分線角度、部分線長及び２次係数列の３種を抽出する。したがって、認証装置１は、部分血管線を、直線としてみたときの方向、長さ、部分血管線に近似される曲線との関係で表される係数によって表現する、つまり３つの異なる観点から部分血管線の形状を表現できるため、より一段と認証精度を向上することができる。
【００８０】
以上の構成によれば、血管線の特徴をなす点以外に、血管線自体の形状を、当該血管線と一定の関係をもつ状態で離散的に表すことができるようにしたことにより、撮像環境やノイズ等の外的要因、あるいは、生体における血管の映り難さ（個人差）等の内的要因による影響を低減することができ、かくして認証精度を向上し得る認証装置１を実現できる。
【００８１】
（７）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、血管線を、１画素の線幅に一定と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、これ以外の線幅に一定とするようにしてもよい。また、血管線の線幅を一定とする処理を省くようにしてもよい。
【００８２】
ただし、血管線を、１画素以外の線幅に一定とする場合、または、血管線の線幅を一定とする処理を省く場合、図３に示したように、白画素となる着目画素の周囲の白画素の「数」と、端点、分岐点及び孤立点との関係は一義的ではなくなる。
【００８３】
したがって、これらの場合、特徴点の検出手法は、白画素となる着目画素の周囲における白画素数に応じて端点又は分岐点を検出する上述の手法に代えて、例えば、ハリスコーナーと呼ばれる検出手法等を採用することを要する。このようにすれば、上述の実施の形態における検出手法に比して精度が劣るが、上述の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また上述の実施の形態においては、血管線について、最も近い状態で連結関係にある特徴点間（血管線追跡部２４により連結関係にあるものと認識された特徴点間）における部分血管線ごとに、その形状パラメータ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、当該特徴点間における部分血管線のうち、定められた線長未満の部分血管線を削除し、その削除後の部分血管線ごとに、その形状パラメータを抽出するようにしてもよい。このことは、特徴点を基準としていれば、血管線を複数の部分血管線として分ける態様は問わないということである。
【００８５】
なお、削除手法の一例を挙げる。血管線追跡部２４は、連結関係にあるものと認識された特徴点間における各部分血管線のうち、長さ（画素数）が所定の閾値未満となる部分血管線を検出した場合、該部分血管線における両端の点の一方が端点であるか否かを調べる。
【００８６】
ここで、両端の点の一方が端点である場合、このことは、当該部分血管線が血管線の端に相当するものであることを意味する。この場合、血管線追跡部２４は、血管線全体に対する影響の程度が極めて小さく特徴部分の信頼性が乏しいものとして、当該部分血管線を、その部分血管線における分岐点を除いて削除する。ちなみに図７の例では、例えば分岐点ＤＰ２と、端点ＥＰ４との間の部分血管線が、該分岐点ＤＰ２を除いて削除されることとなる。
【００８７】
一方、両端の点の一方が端点でない場合、このことは、当該部分血管線の両端の点の双方が分岐点であって、当該部分血管線が血管線の中間に相当するものであることを意味する。
【００８８】
この場合、血管線追跡部２４は、一方の分岐点に連なる部分血管線の数と、他方の分岐点に連なる部分血管線の数とを比較し、例えば図１１（Ａ）に示すように、その数に差があるときには、部分血管線の数が少ないほうの分岐点を削除し、当該部分血管線を、隣接する部分血管線と連結させることで削除する。
【００８９】
この図１１（Ａ）の例では、部分血管線ＰＢＬａが、部分血管線ＰＢＬｂと連結されて一の部分血管線ＰＢＬａ-ｂとして形成されることで削除され、該部分血管線ＰＢＬｃと連結されて一の部分血管線ＰＢＬａ-ｃとして形成されることで削除されることになる。
【００９０】
これに対して、例えば図１１（Ｂ）に示すように、部分血管線の数に差がないとき、血管線追跡部２４は、一方の分岐点に連なる部分血管線に属する端点の数と、他方の分岐点に連なる部分血管線の部分血管線に属する端点の数とのうち、その数の少ないほうの分岐点を削除し、当該部分血管線を、隣接する部分血管線と連結させることで削除する。
【００９１】
この図１１（Ｂ）の例では、図１１（Ａ）と同様に、部分血管線ＰＢＬａが、部分血管線ＰＢＬｂと連結されて一の部分血管線ＰＢＬａ-ｂとして形成されることで削除され、該部分血管線ＰＢＬｃと連結されて一の部分血管線ＰＢＬａ-ｃとして形成されることで削除されることになる。
【００９２】
このようにして、例えば血管線追跡部２４において、定められた線長未満の部分血管線を削除することができる。
【００９３】
さらに上述の実施の形態においては、形状パラメータとして、部分線角度、部分線長及び２次係数列を抽出するようにした場合について述べたが、本発明は、これら部分線角度、部分線長及び２次係数列の全部もしくは一部に代えて、又は、部分線角度、部分線長及び２次係数列に加えて、例えばベジェ関数の制御点列等、この他種々のものを幅広く適用することができる。ちなみに、形状パラメータのパラメータ数としては１つであっても２以上であってもよい。
【００９４】
さらに上述の実施の形態においては、形状パラメータの抽出数を固定とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、該部分血管線の起伏の程度に応じて可変とするようにしてもよい。
【００９５】
この可変手法の一例を挙げる。形状パラメータ抽出部２５は、処理対象として部分血管線を選択するごとに、当該部分血管線と、その部分血管線の両端の点を結ぶ直線との交差数を調べる。ここで、交差数が、第１の範囲として割り当てられた「０」以上「２」未満となる場合、形状パラメータ抽出部２５は、部分線角度、部分線長及び２次係数列のうち、２次係数列だけを抽出対象として設定して抽出する。
【００９６】
一方、交差数が、第１の範囲よりも大きい第２の範囲として割り当てられた「２」以上「５」未満となる場合、形状パラメータ抽出部２５は、部分線角度、部分線長及び２次係数列のうち、２次係数列と、部分線角度及び部分線長のいずれか一方を抽出対象として設定して抽出する。
【００９７】
他方、交差数が、第２の範囲よりも大きい第３の範囲として割り当てられた「５」以上となる場合、形状パラメータ抽出部２５は、部分線角度、部分線長及び２次係数列を抽出対象として設定して抽出する。
【００９８】
このようにして形状パラメータ抽出部２５は、必須の抽出対象として選定された形状パラメータ（この例では部分血管線に対して２次曲線近似させたときの２次係数列）に対して、部分血管線と、その部分血管線の両端の点を結ぶ直線との交差数が多いほど、他の形状パラメータを抽出対象として加えて、形状パラメータの抽出数を多くする。
【００９９】
このようにすれば、データ量を極力抑えた状態で、血管線の形状を一段と詳細に特定することが可能となる。
【０１００】
さらに上述の実施の形態においては、部分血管線について２次曲線の多項式で表した場合における各項の係数を、形状パラメータの１つとして抽出するようにした場合について述べたが、曲線の次数としては、２次に限るものではなく、他の次数であってもよい。
【０１０１】
また、ｎ次曲線の多項式で表した場合における各項の係数については、（１）式のように、ｘ方向に対する係数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、次式
【０１０２】
【数３】
2008287354.tif 000005
【０１０３】
のように、ｙ方向に対する係数を求めるようにしてもよい。ただし、血管線は、おおよそ同方向に伸びるという性質があることから、当該血管線の伸長方向と同方向となる方向に対する係数を求めるほうが望ましい。
【０１０４】
さらに、ｎ次曲線の多項式で表した場合における各項の係数を固定、つまり曲線の次数を固定するようにした場合について述べたが、該部分血管線の曲線の起伏の程度に応じて可変とするようにしてもよい。
【０１０５】
具体的には、例えば、部分血管線の両端の点を結ぶ直線と、該部分血管線との交差数が多いほど、ｎ次曲線の次数を高く設定して抽出するようにする。このようにすれば、一段と詳細に血管線の形状を表す係数を抽出することが可能となる。
【０１０６】
なお、部分血管線の両端の点を結ぶ直線と、該部分血管線との交差数が多いほど、ｎ次曲線の次数を高く設定するとともに、形状パラメータの抽出数を多く設定するようにしてもよい。
【０１０７】
さらに上述の実施の形態においては、位置ファイルＦＬ１及びパラメータファイルＦＬ２を有するデータ構造でなる識別データ（図９）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、該パラメータファイルＦＬ２の内容（各形状パラメータ）が形状パラメータ抽出部２５の抽出過程を経て抽出されたものであることを表す識別子をヘッダとして付加するようにしてもよい。
【０１０８】
このようにすれば、識別子によって、パラメータファイルＦＬ２に保持される形状パラメータ（部分線角度、部分線長及び２次係数列）が実際の血管線への高い再現性をもつ要素となるものであることを簡易に証明することができる。
【０１０９】
また、識別子を識別データに付加するようにした場合、認証モードのステップＳＰ１４（図１０）において、制御部１０が、メモリ１４から識別データを読み出したときに、該識別データに、パラメータファイルＦＬ２（図９）の内容が形状パラメータ抽出部２５の抽出過程を経て抽出されたものであることを表す識別子が付加されているか否かを判定し、付加されていない場合、メモリ１４から識別データを破棄した後に、認証処理を終了するようにしてもよい。
【０１１０】
このようにすれば、一定レベルの抽出精度を経て抽出された形状パラメータ以外のものとの照合を回避して、認証精度の低下を未然に防止することができる。
【０１１１】
さらに上述の実施の形態においては、ＲＯＭに格納されたプログラムにしたがって上述の登録処理又は認証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)、半導体メモリ等のプログラム格納媒体からインストールし、又はインターネット上のプログラム提供サーバからダウンロードすることにより取得したプログラムにしたがって上述の登録処理又は認証処理を実行するようにしてもよい。
【０１１２】
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、当該用途に応じて、機能ごとに又は各機能の一部を単体の装置に分けた態様で適用するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、バイオメトリクス認証分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本実施の形態による認証装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】パターン返還前後の画像を示す略線図である。
【図４】端点、分岐点及び孤立点の周囲における白画素の出現パターンを示す略線図である。
【図５】端点、分岐点及び孤立点の検出の説明に供する略線図である。
【図６】端点及び分岐点が検出された画像を示す略線図である。
【図７】端点及び分岐点を基準とする屈曲点の検出の説明に供する略線図である。
【図８】登録処理手順を示すフローチャートである。
【図９】識別データのデータ構造例を示す略線図である。
【図１０】認証処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】部分血管線の連結の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１……認証装置、１０……制御部、１１……操作部、１２……撮像部、１３……画像処理部、１４……照合部、１５……メモリ、１６……インターフェース、１７……通知部、２１……前処理部、２２……パターン化部、２３……特徴点検出部、２４……血管線追跡部、２５……形状パラメータ抽出部。
【図１】
2008287354.tif 000006
【図２】
2008287354.tif 000007
【図６】
2008287354.tif 000008
【図７】
2008287354.tif 000009
【図８】
2008287354.tif 000010
【図９】
2008287354.tif 000011
【図１０】
2008287354.tif 000012
【図１１】
2008287354.tif 000013
【図３】
2008287354.tif 000014
【図４】
2008287354.tif 000015
【図５】
2008287354.tif 000016