(57)【要約】【課題】本発明の目的は、利用者の利便性を向上させ短時間で血管パターンの照合を行える個人認証方法および装置を提供することにある。【解決手段】記憶装置１３に予め登録される複数の登録者血管パターン毎に該当する個人の指付帯情報値を付加する。指付帯情報値演算部１０は画像入力装置から得られる照合者の指透過光画像から照合者の指付帯情報値を算出する。照合対象選択部１４は照合者の指付帯情報値に近似する指付帯情報値を有する登録者血管パターンを選択し、照合処理部１５で照合者血管パターンと照合する。【選択図】　図１
2004110326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照合者の指透過光画像から照合者血管パターンを求めて複数の登録者の登録者血管パターンと照合して個人識別を行うものであって、前記登録者毎に該当する個人の指付帯情報値を記憶しておき、前記照合者の指透過光画像から前記照合者の指付帯情報値を算出し、前記照合者の指付帯情報値に近似する指付帯情報値を有する登録者の登録者血管パターンを選択して前記照合者血管パターンと照合して個人識別を行うようにしたことを特徴とする個人認証方法。
【請求項２】
照合者の指透過光画像から照合者血管パターンを求めて複数の登録者の登録者血管パターンと照合して個人認証を行うものであって、前記登録者毎に該当する個人の複数種類の指付帯情報値を記憶しておき、前記照合者の指透過光画像から前記照合者の複数種類の指付帯情報値を算出し、前記複数の登録者のうち複数種類の指付帯情報値が前記照合者の複数種類の指付帯情報値にそれぞれ近似する登録者血管パターンを選択して前記照合者血管パターンと照合して個人識別を行うようにしたことを特徴とする個人認証方法。
【請求項３】
照合者の指透過光画像を撮像する画像入力装置と、前記画像入力装置から指透過光画像を入力して前記照合者の指付帯情報値を算出する指付帯情報値演算手段と、前記指透過光画像を入力して前記照合者の血管パターンを求める血管パターン演算手段と、複数の登録者の登録者血管パターンおよび前記登録者毎に該当する個人の指付帯情報値が記憶されている記憶装置と、前記照合者の指付帯情報値を入力して、前記記憶装置から前記照合者の指付帯情報値に近似する指付帯情報値を有する登録者血管パターンを選択する照合対象選択手段と、前記照合対象選択手段で選択された登録者血管パターンと前記照合者血管パターンを照合して個人識別を行う照合処理手段とを具備することを特徴とする個人認証装置。
【請求項４】
照合者の指透過光画像を撮像する画像入力装置と、前記画像入力装置から指透過光画像を入力して前記照合者の複数種類の指付帯情報値を算出する指付帯情報値演算手段と、前記指透過光画像を入力して前記照合者の血管パターンを求める血管パターン演算手段と、複数の登録者の登録者血管パターンおよび前記登録者毎に該当する個人の複数種類の指付帯情報値が記憶されている記憶装置と、前記照合者の指付帯情報値を入力して、前記記憶装置から前記複数の登録者血管パターンのうち複数種類の指付帯情報値が前記照合者の複数種類の指付帯情報値にそれぞれ近似する登録者血管パターンを選択する照合対象選択手段と、前記照合対象選択手段で選択された登録者血管パターンと前記照合者血管パターンを照合して個人識別を行う照合処理手段とを具備することを特徴とする個人認証装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は人間の指を透過した光を撮像して得られる指透過光画像から指の血管パターンを求めて登録者血管パターンと照合して個人を識別する個人認証方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１‐２７３４９７号公報
一般に、生体情報（個人の身体的特徴）を使用して本人を認証するのに指の血管パターンを複数の登録者血管パターンと照合して行うことが知られている。この個人認証は照合者の指透過光をＣＣＤカメラなどの撮像装置で撮像する。撮像により得られた指透過光画像から照合者血管パターンを演算によって求め、予め登録されている複数の登録者血管パターンと照合して類似度により個人識別を行うようにしている。
【０００３】
多数の登録者血管パターンから照合者の該当する血管パターンを識別するには、全ての登録者血管パターンと照合を行う必要がある。登録者血管パターンの個数に比例して照合回数が増加するため、登録者血管パターン数が多くなると多くの処理時間を要する。
【０００４】
このことを解決するために、照合者の個人ＩＤを入力して当該個人の登録者血管パターンと照合者血管パターンを照合するようにしている。このことは、上述の特許文献１に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は照合者の個人ＩＤを入力して当該個人の登録者血管パターンを検索して照合者血管パターンを照合している。しかしながら、利用者が増加し膨大になると個人ＩＤの桁数が多くなり、このため個人ＩＤ入力を正確に行ったか不安になり利便性が極めて悪くなるという問題点を有する。
【０００６】
本発明の目的は、利用者の利便性を向上させ短時間で血管パターンの照合を行える個人認証方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは、予め登録者血管パターンが登録されている複数の登録者毎に該当する個人の指付帯情報値を記憶しておき、照合者の指透過光画像から照合者の指付帯情報値を算出し、照合者の指付帯情報値に近似する指付帯情報値を有する登録者血管パターンを選択して照合者血管パターンと照合して個人識別を行うようにしたことにある。
換言すると、本発明は指付帯情報値によって照合者血管パターンと照合する登録者血管パターンを絞込み個人識別を行うようにしたことにある。本発明は指付帯情報値を複数種類とすることによって精度の良い絞込みを行うことができる。
本発明は照合者の指付帯情報値に近似する指付帯情報値を有する登録者の登録者血管パターンを選択して照合者血管パターンと照合する登録者血管パターンを絞込み個人識別しているので、利用者の利便性を向上させ短時間で血管パターンの照合を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施例を示す。
図１において、コ字型の画像入力装置１は上脚に光源２を有し、下脚にＣＣＤカメラなどの撮像装置３を備えている。利用者の指４（利用者指４）の透過光は撮像装置３で撮像される。撮像装置３で撮蔵した指透過光画像は画像処理装置５に入力される。
【０００９】
画像処理装置５は指透過光画像の画像情報を血管パターン演算部８と指付帯情報値演算部１０に与える。血管パターン演算部８は指透過光画像を入力して利用者指４の静脈の血管パターンを演算により求める。血管パターン演算部８は求めた利用者血管パターンを照合処理部１５と指付帯情報値演算部１０に出力する。なお、血管パターン演算部８はマウスやキーボードなどの操作入力装置１１から登録処理指令を入力すると利用者血管パターンを指付帯情報値演算部１０だけに出力する。
【００１０】
指付帯情報値演算部１０は指透過光画像と血管パターン演算部８で求めた指付帯情報としての利用者血管パターンを入力して数値化する。指付帯情報値演算部１０は血管パターンを画素数に変換して数値化する。指付帯情報値演算部１０は数値化した指付帯情報値を指情報設定部１２と照合対象選択部１４に出力する。なお、指付帯情報値演算部１０は操作入力装置１１から登録処理指令を入力すると指付帯情報値を指情報設定部１２だけに出力する。
【００１１】
指情報設定部１２は操作入力装置１１から登録処理指令を入力すると、指付帯情報値演算部１０から入力した指付帯情報値と血管パターン演算部８で求めた利用者血管パターンを記憶装置１３に格納する。記憶装置１３に格納された利用者血管パターンは登録者血管パターンとなり、各登録者毎に該当する個人の指付帯情報値（登録指付帯情報値）も付加して格納記憶される。
【００１２】
照合対象選択部１４は指付帯情報値演算部１０から利用者（照合者）の照合者指付帯情報値を入力すると、記憶装置１３を検索して各登録者毎に記憶されている登録者指付帯情報値の近似している登録者血管パターンを選択して抽出する。照合対象選択部１４は選択抽出した登録者血管パターンを照合処理部１５に加える。
【００１３】
照合処理部１５は血管パターン演算部８で求めた照合者血管パターンを照合対象選択部１４で選択した登録者血管パターンとパターン比較を行い類似度を示す距離によって個人識別して出力部１６に出力する。
【００１４】
次に動作を説明する。
この構成において、利用者の登録処理と本人照合処理が行われるが、まず、図２を参照して利用者登録処理について説明する。
【００１５】
利用者は操作入力装置１１に登録処理と登録者氏名を入力する。操作入力装置１１は登録処理指令を血管パターン演算部８と指付帯情報値演算部１０に加え、また、登録処理指令と登録者氏名を指情報設定部１２に加える。
【００１６】
利用者がステップＳ１において画像入力装置１に指４を図示のように挿入すると、光源２からの指４の透過光が撮像装置３で撮像される。撮像装置３で撮像した指透過光画像は画像処理装置５に入力される。図７（ａ）に指透過光画像２１の一例を示す。画像処理装置５で画像処理された指透過光画像２１は血管パターン演算部８と指付帯情報値演算部１０に入力される。
【００１７】
血管パターン演算部８はステップＳ２において指透過光画像２１に画像処理を施し利用者指４の静脈の血管パターンを抽出する。静脈の血管パターン２２は図７（ｂ）のようになる。血管パターン演算部８は操作入力装置１１から登録処理指令を加えられており、抽出した血管パターン２２を指付帯情報値演算部１０に出力する。
【００１８】
指付帯情報値演算部１０はステップＳ３において画像処理装置５の指透過光画像および血管パターン演算部８で求めた血管パターンを入力して数値化する。
【００１９】
指付帯情報値演算部１０は次のようにして指付帯情報を数値化する。図４に指付帯情報値演算部１０の数値化処理のフロー図を示す。指付帯情報値演算部１０の数値化処理を図８を参照して説明する。
【００２０】
指付帯情報値演算部１０はステップＳ２０で入力された指透過光画像２１から図８（ａ）に示すように指４の輪郭２３を抽出する。ステップＳ２１に移行して指４の輪郭２３から指４の面積と太さ（幅）を算出する。指４の面積と太さ（幅）は次のようにして算出する。
【００２１】
図８（ｂ）に示すように指輪郭画像２３の指定位置に直線Ｌ１、Ｌ２を引き輪郭２３との交点として点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを得る。Ａ点とＣ点の距離を計算しこれを指の太さＷ１として算出し、同様に、点Ｂと点Ｄの距離を指の太さＷ２として算出する。また、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれた領域（ハッチング領域）の画素数を計算し指の面積２４として算出する。
【００２２】
ステップＳ２１からステップＳ２２に移行し血管パターン演算部８で求めた血管パターン２２の画素数を計算する。血管パターン２２は通常、白画素で示されるので、白画素数を計算することで算出する。
【００２３】
さて、図２に戻り、指付帯情報値演算部１０がステップＳ３で指付帯情報値を算出すると、指情報設定部１２はステップＳ４において登録者氏名、指付帯情報値演算部１０から入力した指付帯情報値および血管パターン演算部８で求めた利用者血管パターン２２を記憶装置１３に設定登録する。記憶装置１３はステップＳ５で利用者氏名を含む指情報が格納される。
【００２４】
記憶装置１３には図９に示すように、登録者氏名、指面積、指太さ１（Ｗ１に相当）、指太さ２（Ｗ２に相当）、血管パターン画素数、血管パターンが記憶される。登録者の日立愛子は、指面積が２２１０、指の太さが２７、２５、血管パターンの画素数が２３０、血管パターンして血管パターン１が格納される。
【００２５】
図９は処理を高速化させるために、指面積の値が昇順となるように格納され、また、指面積が等しい場合は指太さ１の値で昇順に格納されている。指太さ２、血管パターンの画素数に関しても同様である。
【００２６】
以上のようにして利用者の登録処理が行われ、記憶装置１３には多数の登録者の血管パターンと各血管パターン毎に複数の指付帯情報値が付加して格納される。
【００２７】
次に、個人の照合処理について図３に示すフロー図を参照して説明する。
照合者（利用者）がステップＳ１０において登録処理のステップＳ１と同様に画像入力装置１に指４を図示のように挿入すると、ステップＳ２、Ｓ３と同様なステップＳ１１、Ｓ１２の処理が行われ、血管パターン演算部８によって血管パターン２２が抽出され、また、指付帯情報値演算部１０から指付帯情報値が出力される。血管パターン演算部８の血管パターン２２は照合処理部１５に入力され、指付帯情報値演算部１０の指付帯情報値は照合対象選択部１４に入力される。
【００２８】
照合対象選択部１４は指付帯情報値演算部１０から利用者（照合者）の照合指付帯情報値を入力すると図５に示す処理を行い登録者を選択して抽出する。
【００２９】
照合対象選択部１４はステップＳ２４において記憶装置１３から全ての登録者の指付帯情報値の取込み処理を実行する。ステップＳ２５では照合者の指付帯情報値（照合者指付帯情報値）と全ての登録者の指付帯情報値（登録者指付帯情報値）を比較して、指付帯情報値が近似している登録者を全て選択する。
【００３０】
指付帯情報値が近似している登録者の選択は、例えば、次のようにして行われる。
【００３１】
今、図９に示す指面積の近似の判定値（設定値）を２５にすると、照合者の指面積値（指付帯情報値）が「２３７０」の場合には、近似値の範囲が「２３４５〜２３９５」となる。全登録者の指面積値と比較すると、「２３５０」と「２３８０」が近似値として選択される。つまり、登録者の「関東一郎」と「本州次郎」が対象者として選択されることになる。
【００３２】
また、照合者の指面積値が「２２３０」の場合には、近似値の範囲が「２２０５〜２２５５」となり、「２２１０」と「２２５０」が近似値として選択される。この場合は、「日立愛子」と「茨城花子」が照合対象者として選択されることになる。
【００３３】
他の指付帯情報値である指太さ１、２や血管パターンの画素数についても指付帯情報毎に判定値を異ならせて近似値を選択して照合対象者の絞込み処理を実行する。なお、指太さ１の判定置は「１」、指太さ２の判定置は「０．２」、血管パターンの画素数は「７」のように設定される。
【００３４】
このように、全体の登録者の中から照合者の指付帯情報値に近似値の指付帯情報値を持つ登録者を選択して照合対象者を絞込むようにする。
【００３５】
照合対象選択部１４はステップＳ２６において選択した登録者の血管パターンを照合処理部１５に送信する。
【００３６】
照合処理部１５は照合者の血管パターンと選択された全ての登録者の血管パターンとを図６のようにして照合する。ステップＳ２７で入力した照合者の血管パターンと選択された全ての登録者の血管パターンとを照合し、類似度を示す距離を計算する。ステップＳ２８では最も距離の小さい血管パターンを持つ登録者を本人候補として選択する。
【００３７】
ステップＳ２８からステップＳ２９に移行して、本人候補の登録者の距離が予め設定した本人と特定するための閾値より小さいかを判定する。本人候補の登録者の距離が閾値より小さければ本人と識別し、また、大きければ該当者無しとして出力部１６に出力する。
【００３８】
このようにして個人の識別を行うのであるが、照合者の指付帯情報値に近似する指付帯情報値を有する登録者の血管パターンを選択して照合者血管パターンと照合する登録者血管パターンを絞込み個人識別しているので、利用者の利便性を向上させ短時間で血管パターンの照合を行うことができる。
【００３９】
また、上述の実施例は複数種類の指付帯情報値によって照合する登録者血管パターンを絞込みするようにしているので、照合すべき登録者血管パターンを精度の良い絞込みを行え血管パターンの照合時間を短縮できる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、照合者の指付帯情報値に近似する指付帯情報値を有する登録者の血管パターンを選択して照合者血管パターンと照合する登録者血管パターンを絞込み個人識別しているので、利用者の利便性を向上させ短時間で血管パターンの照合を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の登録処理の手順を示すフロー図である。
【図３】本発明の照合処理の手順を示すフロー図である。
【図４】本発明の指付帯情報値算出の手順を示すフロー図である。
【図５】本発明の照合対象選択処理の手順を示すフロー図である。
【図６】本発明の本人照合処理の手順を示すフロー図である。
【図７】本発明の指透過光画像と血管パターンの一例を示す図である。
【図８】本発明の指付帯情報値算出の説明図である。
【図９】本発明の登録者指情報の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…画像入力装置、２…光源、３…撮像装置、４…指、５…画像処理装置、８…血管パターン演算部、１０…指付帯情報値演算部、１１…操作入力装置、１２…指情報設定部、１３…記憶装置、１４…照合対象選択部、１５…照合処理部、１６…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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