(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体部位の所定位置を当接して移動すべきライン部と、
上記ライン部に沿って移動される生体部位の内方における識別対象を撮像するための撮像素子と、
撮像時期が異なる画像間における上記所定位置の近傍に存在する識別対象の画素の距離と、該画素以外の識別対象の画素の距離とを求め、これら距離の比に基づいて上記生体部位の傾きの程度を検出する検出手段と、
上記傾きの程度に応じて、上記画像における歪を補正する補正手段と、
歪が補正された画像の識別対象を示す情報を記憶媒体に登録する登録手段と
を具えることを特徴とする登録装置。
【請求項２】
上記検出手段は、
上記所定位置の近傍の領域と、該領域以外の領域とをそれぞれ切り出し、これら領域ごとに識別対象の画素の距離を求める
請求項１に記載の登録装置。
【請求項３】
上記検出手段は、
上記距離の比に基づいて上記生体部位の傾きの程度及び回転の程度を検出し、
上記補正手段は、
上記傾きの程度及び上記回転の程度に応じて、上記画像における歪を補正する
請求項１に記載の登録装置。
【請求項４】
生体部位の所定位置を当接して移動すべきライン部と、
上記ライン部に沿って移動される生体部位の内方における識別対象を撮像するための撮像素子と、
撮像時期が異なる画像間における上記所定位置の近傍に存在する識別対象の画素の距離と、該画素以外の識別対象の画素の距離とを求め、これら距離の比に基づいて上記生体部位の傾きの程度を検出する検出手段と、
上記傾きの程度に応じて、上記画像における歪を補正する補正手段と、
歪が補正された画像の識別対象を照合対象の一方として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５】
上記検出手段は、
上記所定位置の近傍の領域と、該領域以外の領域とをそれぞれ切り出し、これら領域ごとに識別対象の画素の距離を求める
請求項４に記載の照合装置。
【請求項６】
上記検出手段は、
上記距離の比に基づいて上記生体部位の傾きの程度及び回転の程度を検出し、
上記補正手段は、
上記傾きの程度及び上記回転の程度に応じて、上記画像における歪を補正する
請求項４に記載の照合装置。
【請求項７】
撮像素子が、生体部位の所定位置を当接して移動すべきライン部に沿って移動される生体部位の内方における識別対象を撮像する第１のステップと、
演算手段が、撮像時期が異なる画像間における上記所定位置の近傍に存在する識別対象の画素の距離と、該画素以外の識別対象の画素の距離とを求める第２のステップと、
傾き演算手段が、上記距離の比に基づいて上記生体部位の傾きを求める第３のステップと、
補正手段が、上記傾きに応じて上記画像における歪を補正する第４のステップと
を有する画像補正方法。
【請求項８】
コンピュータに対して、
生体部位の所定位置を当接して移動すべきライン部に沿って移動される生体部位の内方における識別対象を撮像すること、
撮像時期が異なる画像間における上記所定位置の近傍に存在する識別対象の画素の距離と、該画素以外の識別対象の画素の距離とを求めること、
上記距離の比に基づいての比に基づいて上記生体部位の傾きの程度を検出すること、
上記傾きの程度に応じて、上記画像における歪を補正すること
を実行させるプログラム。
【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、画像補正方法及びプログラムに関し、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の対象の１つとして血管がある。一般に、認証装置は、例えば指を撮像カメラの撮像面と平行となるように撮像カメラ上に固定させ、当該固定された指における血管を撮像する。そして認証装置は、撮像した結果得られる血管の画像を、そのとき撮像した生体を識別するための情報としてメモリ等に登録する又は当該登録された血管の画像と比較して登録者本人であるか否かを判定するようになされている。
【０００３】
ところで、血管を撮像する場合、撮像カメラ上に固定させたのではユーザにとって不便であり、当該ユーザフレンドリーの観点から、撮像カメラ上に自由に指を配置させるといった要請がある。
【０００４】
しかしながら、撮像カメラ上に自由に配置された指の血管を撮像する場合には、登録時に撮像カメラ上に配置される指の状態と、認証時に撮像カメラ上に配置される指の状態とが相違するといった事態が大いに考えられる。
【０００５】
実際上、登録時と認証時との指の状態が相違する代表的なものの１つとして、撮像カメラの撮像面と、撮像カメラ上に配置された指とがなす角度、即ち撮像面に対する指の傾きが挙げられる。
【０００６】
撮像面に対して指が傾いた状態で撮像された場合、当該撮像結果として得られる血管の画像内における指は、撮像カメラに近いほうに相当する輪郭が長く、当該撮像カメラに遠いほうに相当する輪郭が短くなるため歪む。
【０００７】
認証装置では、この画像内の指の歪（投影歪）が登録時と認証時とにおいて相違すると、登録者本人であるにもかかわらず他人であると判定する又は他人であるにもかかわらず登録者本人であると判定するといった事態が生ずることとなり、この結果、認証精度が低下するといった事態を招く。
【０００８】
かかる投影歪を解消する手法の１つとして、撮像カメラの撮像結果として得られる画像のうち、撮像カメラに近いほうに対応する輪郭又は撮像カメラに遠いほうに対応する輪郭のいずれか一方の長さを他方の長さに合わせるように、当該画像を補正するといった手法がある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２８６９公報（第１１図、第１２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところがかかる手法を認証装置に適用して撮像面に対する指の傾きに起因する投影歪を解消しようとすると、画像内の指輪郭が指の傾きに起因する投影歪であるのか、あるいは指の形状自体であるのかを認証装置が認識することができない。
【００１０】
従って、かかる手法を認証装置に適用した場合には、指輪郭が指の形状自体であったとしても、指の傾きに起因する投影歪であるものとして補正してしまうことになり、この結果、依然として認証精度の低下という問題が解消されない。
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、認証精度を向上させ得る登録装置、照合装置、画像補正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】
【００１２】
かかる課題を解決するため本発明は、登録装置であって、生体部位の所定位置を当接して移動すべきライン部と、ライン部に沿って移動される生体部位の内方における識別対象を撮像するための撮像素子と、撮像時期が異なる画像間における所定位置の近傍に存在する識別対象の画素の距離と、該画素以外の識別対象の画素の距離とを求め、これら距離の比に基づいて生体部位の傾きの程度を検出する検出手段と、傾きの程度に応じて、画像における歪を補正する補正手段と、歪が補正された画像の識別対象を示す情報を記憶媒体に登録する登録手段とを有する。
【００１３】
従って、この登録装置では、実際の指の傾きが反映された指傾き角を得ることができるため、投影歪ではなく指の形状自体であったとしても、指の傾きに起因する歪であるものとして補正するといった事態がなくなる。すなわちこの登録装置では、指の形状に依存することなく、その指の配置状態の変化に起因する投影歪を選択的に画像から除去した上で識別対象を登録しておくことができるため、照合時における認証精度を向上させることができる。
【００１４】
また本発明は、照合装置であって、生体部位の所定位置を当接して移動すべきライン部と、ライン部に沿って移動される生体部位の内方における識別対象を撮像するための撮像素子と、撮像時期が異なる画像間における所定位置の近傍に存在する識別対象の画素の距離と、該画素以外の識別対象の画素の距離とを求め、これら距離の比に基づいて生体部位の傾きの程度を検出する検出手段と、傾きの程度に応じて、画像における歪を補正する補正手段と、歪が補正された画像の識別対象を照合対象の一方として照合する照合手段とを有する。
【００１５】
従って、この照合装置では、実際の指の傾きが反映された指傾き角を得ることができるため、投影歪ではなく指の形状自体であったとしても、指の傾きに起因する歪であるものとして補正するといった事態がなくなる。すなわちこの照合装置では、指の形状に依存することなく、その指の配置状態の変化に起因する投影歪を選択的に画像から除去した上で照合することができるため、認証精度を向上させることができる。
【００１６】
また本発明は、画像補正方法であって、撮像素子が、生体部位の所定位置を当接して移動すべきライン部に沿って移動される生体部位の内方における識別対象を撮像する第１のステップと、演算手段が、撮像時期が異なる画像間における所定位置の近傍に存在する識別対象の画素の距離と、該画素以外の識別対象の画素の距離とを求める第２のステップと、傾き演算手段が、距離の比に基づいて生体部位の傾きを求める第３のステップと、補正手段が、傾きに応じて画像における歪を補正する第４のステップとを有する。
【００１７】
従って、この画像補正方法では、実際の指の傾きが反映された指傾き角を得ることができるため、投影歪ではなく指の形状自体であったとしても、指の傾きに起因する歪であるものとして補正するといった事態がなくなる。すなわちこの画像補正方法では、指の形状に依存することなく、その指の配置状態の変化に起因する投影歪を選択的に画像から除去した上でバイオメトリクス認証させることができるため、認証精度を向上させることができる。
【００１８】
また本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、生体部位の所定位置を当接して移動すべきライン部に沿って移動される生体部位の内方における識別対象を撮像すること、撮像時期が異なる画像間における所定位置の近傍に存在する識別対象の画素の距離と、該画素以外の識別対象の画素の距離とを求めること、距離の比に基づいての比に基づいて生体部位の傾きの程度を検出すること、傾きの程度に応じて、画像における歪を補正することを実行させる。
【００１９】
従って、このプログラムでは、実際の指の傾きが反映された指傾き角を得ることができるため、投影歪ではなく指の形状自体であったとしても、指の傾きに起因する歪であるものとして補正するといった事態がなくなる。すなわちこの画像補正方法では、指の形状に依存することなく、その指の配置状態の変化に起因する投影歪を選択的に画像から除去した上でバイオメトリクス認証させることができるため、認証精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、指の形状に依存することなく、その指の配置状態の変化に起因する投影歪を選択的に画像から除去した上でバイオメトリクス認証させることができるため、認証精度を向上させ得る登録装置、照合装置、画像補正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】
【００２１】
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。
【００２２】
（１）本実施の形態による認証装置の外観構成
図１及びこの図１のＡ−Ａ´を断面にとった図２において、１は全体として本実施の形態による認証装置の外観構成を示し、略直方体形状でなる筺体２の上面２Ａにおける所定位置には、撮像カメラ４と、生体のヘモグロビンに特異的に吸収される近赤外光を撮像カメラ４における撮像空間に照射する図示しない近赤外光光源が設けられている。
【００２３】
この認証装置１では、撮像空間に指ＦＧが配置されている場合、その指ＦＧに対して照射される近赤外光は、当該指ＦＧに内在する血管組織のヘモグロビンに吸収されると共にその血管組織以外の組織において反射及び散乱するようにして指ＦＧを経由し、当該指ＦＧの輪郭及び血管を投影した近赤外光（以下、これを指輪郭血管投影光と呼ぶ）として撮像カメラ４に入射する。
【００２４】
この場合、撮像カメラ４は、入射する指輪郭血管投影光を光学系４ａを介して撮像素子４ｂに導光し、当該撮像素子４ｂに結像される指ＦＧの輪郭及び血管を画像信号（以下、これを指輪郭血管画像信号と呼ぶ）として、この認証装置１に搭載された信号処理回路（図示せず）に出力するようになされている。
【００２５】
このようにしてこの認証装置１は、指ＦＧに内在する血管を撮像することができるようになされている。
【００２６】
またこの実施の形態の場合、例えば、指先を当接する薄厚部材（以下、これを指先当接部と呼ぶ）３が、当該上面２Ａに対して垂直となる状態で設けられ、当該指先当接面には、撮像カメラ４における撮像空間で指ＦＧを同一面上に移動させるための指標として、線状の部材（以下、これを指移動指標部と呼ぶ）３ａが設けられている。そしてこの認証装置１では、この指移動指標部３ａに沿って所定方向（図２中の一点鎖線）から指ＦＧを移動するようになされている。
【００２７】
従ってこの認証装置１では、同一面上で移動する指ＦＧに内在する血管を連続的に撮像することができるようになされている。
【００２８】
なお、この実施の形態における近赤外光は、脱酸素化ヘモグロビン及び酸素化ヘモグロビンの双方に特異的な７００[nm]〜９００[nm]までの波長域に選定された近赤外光を照射するようになされている。
【００２９】
これによりこの認証装置１は、静脈血及び動脈血の双方が混在する生体末端（指）の血管をより忠実に撮像することができるようになされている。
【００３０】
（２）本実施の形態による認証装置の回路構成
次に、この認証装置１における回路構成を図３に示す。この図３において、認証装置１は、制御部１０に対して、操作部１１、光源駆動部１２、カメラ駆動部１３、フラッシュメモリ１４及び外部とデータを授受するインターフェース（以下、これを外部インターフェースと呼ぶ）１５をそれぞれ伝送路を介して接続することにより構成されている。
【００３１】
この制御部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)とを含むコンピュータ構成でなり、当該制御部１０には、操作部１１から、登録者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与えられる。
【００３２】
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、光源駆動部１２、カメラ駆動部１３、フラッシュメモリ１４及び外部インターフェース１５を適宜制御して登録処理又は認証処理を実行するようになされている。
【００３３】
実際上、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には、動作モードを血管登録モードに遷移し、このとき指移動指標部３ａ（図１及び図２）に指先を当接した状態で撮像空間を移動する指ＦＧの血管を含む画像データを取得する。
【００３４】
具体的に制御部１０は、光源駆動部１２を介して近赤外光光源（図示せず）を駆動し、当該近赤外光光源を点灯させる。この結果、このとき撮像空間を移動する指ＦＧには近赤外光が照射され、当該指ＦＧを経由して得られる指輪郭血管投影光が撮像カメラ４の光学系４ａ（図２）を介して撮像素子４ｂ（図２）に入射し、当該撮像素子４ｂにおいて光電変換される。
【００３５】
また制御部１０は、かかる光電変換により各撮像素子４ｂからそれぞれ出力される指輪郭血管画像信号のコントラストに基づいて、このとき撮像空間に配置されている指又はその指内方の血管に焦点が合うように、光学系４ａにおけるフォーカスレンズのレンズ位置をカメラ駆動部１３を介して調整する。
【００３６】
そして制御部１０は、かかるレンズ位置の調整後に撮像カメラ４の撮像素子４ｂから出力される指輪郭血管画像信号をカメラ駆動部１３を介してデータ（以下、これを指輪郭血管画像データと呼ぶ）ＤＡ１、ＤＡ２、……、ＤＡｍ（ｍは整数）として取得する。
【００３７】
この状態において制御部１０は、これら指輪郭血管画像データＤＡ１〜ＤＡｍに基づいて指の傾きを検出し、この指の傾きに応じて、当該指輪郭血管画像データＤＡ１〜ＤＡｍのうち例えば指輪郭血管画像データＤＡ１に対して投影歪を正す処理（以下、これを歪補正処理と呼ぶ）を施すようになされている。そして制御部１０は、歪補正処理後の指輪郭血管画像データを、このとき撮像空間を移動させた指ＦＧを配置した生体を識別するためのデータ（以下、これを識別情報と呼ぶ）ＤＩＳとして、フラッシュメモリ１４に記憶することにより登録する。
【００３８】
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。
【００３９】
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、上述の血管登録モードの場合と同様にして、このとき指移動指標部３ａ（図１及び図２）に指先を当接した状態で撮像空間を移動する指ＦＧの血管を含む指輪郭血管画像データＤＢ１、ＤＢ２、……、ＤＢｎ（ｎは整数）をカメラ駆動部１３を介して取得し、これら指輪郭血管画像データＤＢ１〜ＤＢｎに基づいて、上述の血管登録モードの場合と同様にして歪補正処理を施す。
【００４０】
この状態において制御部１０は、この歪補正処理後の指輪郭血管画像データと、フラッシュメモリ１４に登録された識別情報ＤＩＳとを照合し、当該照合度合いに応じて、このとき撮像カメラ４の撮像対象となっているユーザが登録者（正規ユーザ）であるか否かを判定し、この判定結果を判定データＪＤとして外部インターフェース１５を介して外部に転送する。
【００４１】
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。
【００４２】
（３）歪補正処理の具体的な処理内容
ここで、制御部１０における歪補正処理の具体的な処理内容について、以下詳細に説明する。但し、血管登録モードにおける歪補正処理と、認証モードにおける歪補正処理とは同様の処理内容となるため、説明の便宜上、ここでは血管登録モードにおける歪補正処理の具体的な処理内容について説明する。
【００４３】
（３−１）注目対象の対応画素の検出
まず、制御部１０は、図４に示すように、撮像カメラ４から取得した指輪郭血管画像データＤＡ１〜ＤＡｍのうち、例えば、最初に取得した指輪郭血管画像データＤＡ１の指輪郭血管画像ＩＭ１（図４（Ａ））と、最後に取得した指輪郭血管画像データＤＡｍの指輪郭血管画像ＩＭ２（図４（Ｂ））とを処理対象として選択する。
【００４４】
ここで、撮像対象の指ＦＧが指移動指標部３ａ（図１及び図２）に指先を当接した状態で撮像空間を移動しているため、当該撮像範囲は同一となるが、撮像位置は異なる。従って、図４からも明らかなように、指輪郭血管画像ＩＭ１と、指輪郭血管画像ＩＭ２とに表された指の輪郭及び血管は、同一ではあるが、画像上における位置が異なることとなる。
【００４５】
制御部１０は、かかる指輪郭血管画像ＩＭ１（図４（Ａ））と、指輪郭血管画像ＩＭ２（図４（Ｂ））とに表された指の輪郭及び血管を構成する対応画素のうち、注目対象となる特徴的な２以上の対応画素を検出する。
【００４６】
具体的には、制御部１０は、指輪郭血管画像データＤＡ１及びＤＡｍに対して輪郭を強調する処理を施し、当該処理後に得られる指輪郭血管画像ＩＭ１及びＩＭ２を照合する。そして制御部１０は、指輪郭を構成する画素群のうち例えば指先、第１関節及び第２関節の対応画素ＰＸ１及びＰＸ１´、ＰＸ２及びＰＸ２´、ＰＸ３及びＰＸ３´、ＰＸ４及びＰＸ４´、ＰＸ５及びＰＸ５´をそれぞれ検出する。
【００４７】
（３−２）傾きの検出
次いで、制御部１０は、図５に示すように、これら対応画素ＰＸ１及びＰＸ１´、ＰＸ２及びＰＸ２´、ＰＸ３及びＰＸ３´、ＰＸ４及びＰＸ４´、ＰＸ５及びＰＸ５´における位置の差（以下、これを対応画素差と呼ぶ）Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５に基づいて、実際の指の傾きを検出する。
【００４８】
この検出手法にはステレオ視法が用いられる。ステレオ視法では、図６に示すように、レンズの光軸を平行に保った２つの位置から被写体ＯＪを撮像した場合、(1)「その被写体ＯＪと、当該被写体ＯＪに対する焦点Ｆ１、Ｆ２との関係」、(2)「一方の位置での焦点Ｆ１と、当該カメラの撮像面に実際に結像される被写体位置ＯＪＭ１と、その撮像面において他方の位置から見た場合に結像されるであろう仮想被写体位置ＯＪＭ１´との関係」、(3)「他方のカメラにおける焦点Ｆ２と、当該カメラの撮像面に実際に結像される被写体位置ＯＪＭ２と、その撮像面において一方の位置から見た場合に結像されるであろう仮想被写体位置ＯＪＭ２´の関係」は相似関係にある。
【００４９】
この認証装置１では、２つのカメラが搭載されていないが、被写体ＯＪとなる指ＦＧが移動しているため（図２等）、図６との対応部分に同一符号を付した図７に示す相似関係となる。図６における２つのカメラ間の距離は、この図７では、指輪郭血管画像ＩＭ１（図４（Ａ））に対応する指ＦＧの配置位置Ｐ１から、指輪郭血管画像ＩＭ２（図４（Ｂ））に対応する指ＦＧの配置位置Ｐ２までの距離ＤＳ１に相当する。
【００５０】
また、この図７における被写体位置ＯＪＭ１（ＯＪＭ２）及び仮想被写体位置ＯＪＭ１´（ＯＪＭ２´）間の距離ＤＳ２は、対応画素差Ｍ（図５：Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５）、つまり視差に相当する。
【００５１】
従って図７に示す相似関係は、配置位置Ｐ１から配置位置Ｐ２までの距離ＤＳ１を「Ｈ」とし、被写体位置ＯＪＭ１及び仮想被写体位置ＯＪＭ１´間の距離ＤＳ２（視差）を「Ｚ」とし、撮像カメラ４における焦点Ｆ１から撮像面までの距離ＤＳ３を「ｆ」とし、指ＦＧ（被写体ＯＪ）から撮像カメラ４における焦点Ｆ１までの距離ＤＳ４を「ＰＤ」とすると、次式
【００５２】
【数１】
0004465619.tif 000002
【００５３】
として表すことができる。
【００５４】
ここで、図８に示すように、指先が指の付      け根よりも傾いている状態の指ＦＧを、指移動指標部３ａに沿って移動させた場合、当該指先での断面と、指の付け根での断面とをとった図９に示すように、ある時間における指の付け根の配置位置Ｐ１´及びＰ２´と、焦点ｆ１と、視差Ｚ´とからなる関係（図９において太線で示す）と、当該指の付け根と同一時間における指先の配置位置Ｐ１´´及びＰ２´´と、焦点ｆ１と、視差Ｚ´´とからなる関係（図９において細線で示す）とは、相似となる。
【００５５】
このため、（１）式における「Ｈ（配置位置Ｐ１から配置位置Ｐ２までの距離）」と、「ＰＤ（指ＦＧ（被写体ＯＪ）から撮像カメラ４における焦点Ｆ１までの距離）」とが分からなくとも、指の付け根の視差Ｚ´と、指先の視差Ｚ´´とが分かれば、これらの比によって、指が傾いているか否かを判別することが可能となる。
【００５６】
従って、制御部１０は、対応画素差Ｍ１〜Ｍ５の比（Ｍ１／Ｍ２、Ｍ１／Ｍ３、Ｍ１／Ｍ４、Ｍ１／Ｍ５、Ｍ２／Ｍ３、Ｍ２／Ｍ４、Ｍ２／Ｍ５、Ｍ３／Ｍ４、Ｍ３／Ｍ５、Ｍ４／Ｍ５）をそれぞれ求め、これら比率に基づいて、図１０に示すように、指腹を対向させる基準面に対する指ＦＧ傾きの程度（以下、これを指傾き角と呼ぶ）ＡＮ１（図１０（Ａ））と、当該指ＦＧの回転の程度（以下、これを指回転角と呼ぶ）ＡＮ２（図１０（Ｂ））とをそれぞれ検出する。なお、この実施の形態の場合、基準面は、撮像カメラ４の撮像面又は筐体２の上面２Ａなどとなる。
【００５７】
（３−３）歪補正
次いで、制御部１０は、かかる検出結果に応じて、基準面と指腹面とが水平な状態で指ＦＧを撮像した画像となるように、指輪郭血管画像ＩＭ１（又は指輪郭血管画像ＩＭ２）を歪補正する。
【００５８】
このようにして制御部１０は、撮像カメラ４から取得した指輪郭血管画像ＩＭ１（図４（Ａ））及び指輪郭血管画像ＩＭ２（図４（Ｂ））に基づいて、歪補正処理を実行することができるようになされている。
【００５９】
（３−４）歪補正処理手順
ここで、上述した制御部１０における歪補正処理は、図１１に示す歪補正処理手順ＲＴに従って行われる。
【００６０】
すなわち制御部１０は、撮像を開始すると、この歪補正処理手順ＲＴをステップＳＰ０において開始し、続くステップＳＰ１において、移動指標部３ａ（図１及び図２）に指先を当接した状態で撮像空間を移動する指ＦＧの撮像結果として得られる指輪郭血管画像データＤＡ１〜ＤＡｍのうち、互いに異なる撮像位置で撮像された例えば指輪郭血管画像データＤＡ１及びＤＡｍを選択する（図４）。
【００６１】
制御部１０は、続くステップＳＰ２において、選択した指輪郭血管画像データＤＡ１及びＤＡｍの指輪郭血管画像ＩＭ１、ＩＭ２から対応画素ＰＸ１及びＰＸ１´、ＰＸ２及びＰＸ２´、ＰＸ３及びＰＸ３´、ＰＸ４及びＰＸ４´、ＰＸ５及びＰＸ５´（図５）をそれぞれ検出する。
【００６２】
また制御部１０は、次のステップＳＰ３において、これら対応画素ＰＸ及びＰＸ´から、視差に相当する対応画素差Ｍ１〜Ｍ５（図５）を求め、続くステップＳＰ４において、当該対応画素差Ｍ１〜Ｍ５同士の比（Ｍ１／Ｍ２、Ｍ１／Ｍ３、Ｍ１／Ｍ４、Ｍ１／Ｍ５、Ｍ２／Ｍ３、Ｍ２／Ｍ４、Ｍ２／Ｍ５、Ｍ３／Ｍ４、Ｍ３／Ｍ５、Ｍ４／Ｍ５）をそれぞれ求めた後、ステップＳＰ５に進む。
【００６３】
そして制御部１０は、このステップＳＰ５において、ステップＳＰ４で求めた各対応画素差Ｍ１〜Ｍ５同士の比の値に矛盾があるか否かを判定し、当該矛盾があった場合には、ステップＳＰ１に戻って、指輪郭血管画像データＤＡ１及びＤＡｍとは異なる２つの指輪郭血管画像データを再選択して上述の処理を繰り返す。
【００６４】
一方、制御部１０は、矛盾がなかった場合には、続くステップＳＰ６に進んで、ステップＳＰ４で求めた各視差同士の比から、指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））及び指回転角ＡＮ２（図１０（Ｂ））をそれぞれ検出し、次のステップＳＰ７において、当該検出結果に応じて、基準面と指腹面とが水平な状態で指ＦＧを撮像した画像となるように、指輪郭血管画像ＩＭ１（又は指輪郭血管画像ＩＭ２）を歪補正した後、ステップＳＰ８に進んでこの歪補正処理手順ＲＴを終了する。
【００６５】
このような歪補正処理手順ＲＴに従って、制御部１０は歪補正処理を実行することができるようになされている。
【００６６】
（４）動作及び効果
以上の構成において、この認証装置１は、同一面上における第１の位置及び第２の位置に配置された指ＦＧに内在する血管の撮像結果として得られる指輪郭血管画像ＩＭ１（図４（Ａ））及び指輪郭血管画像ＩＭ２（図４（Ｂ））のうち、当該指輪郭血管画像ＩＭ１、ＩＭ２に表された指輪郭における２以上の対応画素ＰＸ１及びＰＸ１´、ＰＸ２及びＰＸ２´、ＰＸ３及びＰＸ３´、ＰＸ４及びＰＸ４´、ＰＸ５及びＰＸ５´を検出する。
【００６７】
そして認証装置１は、これら対応画素ＰＸ及びＰＸ´から、視差に相当する対応画素差Ｍ１〜Ｍ５（図５）を求め、当該対応画素差Ｍ１〜Ｍ５同士の比に基づいて、基準面に対する指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））を検出し、この指傾き角ＡＮ１に応じて、指輪郭血管画像ＩＭ１を歪補正する。
【００６８】
この認証装置１では、視差の比に基づいて傾きが検出されることから、実際の指ＦＧの傾きが反映された指傾き角ＡＮ１を得ることができる。このためこの認証装置１では、投影歪ではなく指の形状自体であったとしても、指の傾きに起因する歪であるものとして補正するといった事態がなくなる。従って、この認証装置１は、指ＦＧの形状に依存することなく、その指ＦＧの配置状態の変化に起因する投影歪を選択的に画像から除去することができ、この結果、認証精度を向上することができる。
【００６９】
またこの実施の形態における認証装置１は、各対応画素差Ｍ１〜Ｍ５同士の比に基づいて、基準面に対する指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））のみならず、指回転角ＡＮ２（図１０（Ｂ））をも検出し、これら指傾き角ＡＮ１及び指回転角ＡＮ２に応じて、指輪郭血管画像ＩＭ１を歪補正する。
【００７０】
従って、この認証装置１は、指ＦＧの配置状態の変化に起因する投影歪を一段と正確に画像から除去することができ、この結果、認証精度をより一段と向上することができる。
【００７１】
以上の構成によれば、同一面上における第１の位置及び第２の位置に配置された指ＦＧに内在する血管の撮像結果として得られる指輪郭血管画像ＩＭ１及び指輪郭血管画像ＩＭ２から指輪郭における２以上の対応画素ＰＸ及びＰＸ´を検出し、これら対応画素差Ｍ１〜Ｍ５の比から指傾き角ＡＮ１を検出し、その指傾き角ＡＮ１に応じて指輪郭血管画像ＩＭ１を歪補正するようにしたことにより、指ＦＧの形状に依存することなく、その指ＦＧの配置状態の変化に起因する投影歪を選択的に画像から除去することができ、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。
【００７２】
（５）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、生体部位における識別対象を第１の位置から撮像することにより得られる第１の画像と、上記第１の位置とは異なる略同一面上の第２の位置から撮像することにより得られる第２の画像の取得手法として、略同一面上を移動する指ＦＧを一台の撮像カメラ４で撮像し、当該撮像結果のうち第１の位置及びその第１の位置とは異なる第２の位置に対応する指輪郭血管画像ＩＭ１（図４（Ａ））及び指輪郭血管画像ＩＭ２（図４（Ｂ））を選択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、同一構成でなる２つの撮像カメラを、その光軸が平行又は交差するように、第１の位置及び第２の位置に設け、これら撮像カメラでの撮像結果として得られる１対の画像を用いるようにしても良い。このようにしても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
また、例えば、１つの撮像カメラを、第１の位置及び第２の位置での光軸が平行又は交差するように摺動自在に設け、当該第１の位置及び第２の位置における撮像カメラでの撮像結果として得られる１対の画像を用いるようにしても良い。このようにしても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、かかる撮像手段により撮像する生体部位として、上述の実施の形態では、指を適用したが、本発明はこれに限らず、例えば掌、足指、腕、目又は腕等、この他種々の生体部位を適用することができる。さらに、生体部位における識別対象として、上述の実施の形態では、血管を適用したが、本発明はこれに限らず、例えば指紋、輪郭形状又は神経等、この他種々の識別対象を適用することができる。因みに、神経を適用する場合には、例えば神経に特異的なマーカを体内に注入し、当該マーカを撮像するようにすれば、上述の実施の形態と同様にして神経を識別対象とすることができる。
【００７５】
また上述の実施の形態においては、第１の画像と第２の画像とに表された識別対象における対応画素を２つ以上検出する対応画素検出手段として、指輪郭血管画像ＩＭ１及びＩＭ２（図４）における指輪郭を強調した後に照合することによって対応画素ＰＸ１及びＰＸ１´、ＰＸ２及びＰＸ２´、ＰＸ３及びＰＸ３´、ＰＸ４及びＰＸ４´、ＰＸ５及びＰＸ５´をそれぞれ検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、これ以外の検出手法を適用するようにしても良い。
【００７６】
例えば、指輪郭血管画像ＩＭ１及びＩＭ２における血管の分岐点をマニューシャと呼ばれる画像処理により抽出した後に照合することによって対応画素ＰＸ及びＰＸ´を検出する手法を採用するようにしても良い。この手法によれば、本来的に識別対象となるべき指位置から基準面までの垂線距離ＰＤを算出することができるため、指輪郭から基準面までの垂線距離ＰＤを算出する場合に比して、より直接的に指輪郭血管画像ＩＭ１を歪補正することができ、この結果、一段と認証精度の向上を図り得る。またこの手法によれば、指輪郭血管画像ＩＭ１及びＩＭ２（図４）における指輪郭を強調する場合に比して、より多くの対応画素を検出できるため、粗悪な撮像条件等により画像内に影に相当するノイズが含まれるような場合であっても、この結果、一段と認証精度の向上を図り得る。
【００７７】
また、別の手法として、例えば、図１２に示すように、指輪郭血管画像ＩＭ１及びＩＭ２から対応する所定領域ＡＲ１及びＡＲ１´、ＡＲ２及びＡＲ２´をそれぞれ切り出し、当該切り出した領域ＡＲ１及びＡＲ１´、ＡＲ２及びＡＲ２´における例えば中心画素を対応画素ＰＹ１及びＰＹ１´、ＰＹ２及びＰＹ２´として検出する手法を採用するようにしても良い。この手法によれば、領域ＡＲを面として捕らえて指の傾きを検出するため、指輪郭血管画像ＩＭ１及びＩＭ２に特徴的な点を表す画素が少ない場合や、撮像条件等により画像内に影に相当するノイズが含まれるような場合であっても、正確に指の傾きを検出でき、この結果、一段と認証精度の向上を図り得る。
【００７８】
さらに上述の実施の形態においては、各対応画素の差に基づいて、基準面に対する生体部位の傾きの程度を検出する傾き検出手段として、対応画素差Ｍ１〜Ｍ５同士の比（Ｍ１／Ｍ２、Ｍ１／Ｍ３、Ｍ１／Ｍ４、Ｍ１／Ｍ５、Ｍ２／Ｍ３、Ｍ２／Ｍ４、Ｍ２／Ｍ５、Ｍ３／Ｍ４、Ｍ３／Ｍ５、Ｍ４／Ｍ５）に基づいて、指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））を検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、当該対応画素ＰＸ及びＰＸ´（図５：ＰＸ１及びＰＸ１´、ＰＸ２及びＰＸ２´、ＰＸ３及びＰＸ３´、ＰＸ４及びＰＸ４´、ＰＸ５及びＰＸ５´）に相当する実際の指ＦＧの位置と、基準面との間の距離をそれぞれ求め、これら距離に基づいて指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））を検出するようにしても良い。
【００７９】
なお、実際の指ＦＧの位置と、基準面との間の距離は上述の(１)式を用いて算出する。具体的には、指輪郭血管画像ＩＭ１（図４（Ａ））に対応する指ＦＧの配置位置Ｐ１と、指輪郭血管画像ＩＭ２（図４（Ｂ））に対応する指ＦＧの配置位置Ｐ２との距離ＤＳ１（図７）は、例えば、指輪郭血管画像ＩＭ１及び指輪郭血管画像ＩＭ２間における画像枚数と、撮像カメラ４における指輪郭血管画像信号の生成速度とに基づいて算出することが可能である。
【００８０】
また、焦点Ｆ１から撮像面までの距離ＤＳ２（図７）は、撮像カメラ４におけるフォーカスレンズ位置から撮像素子までの距離を設定値として予めＲＯＭに保持しておくことが可能である。この距離ＤＳ２は、実際にはフォーカシングにより変化するが、その差は誤差として許容し得る範囲であるため、例えば、被写体に最も近い段階、最も遠い段階及びその中間段階におけるフォーカスレンズ位置から撮像素子までの各レンズ撮像素子間距離の平均を表す値が設定値として保持される。この場合、平均時おけるフォーカスレンズ面が基準面となる。
【００８１】
従って、制御部１０は、算出した配置位置Ｐ１及び配置位置Ｐ２間の距離を（１）式の「Ｈ」に代入し、設定値として保持しておいた焦点Ｆ１及び撮像面間の距離ＤＳ２を（１）式の「ｆ」に代入し、視差に相当する対応画素差Ｍ（図５）を（１）式の「Ｚ」に代入すれば、対応画素ＰＸ及びＰＸ´に相当する実際の指ＦＧの位置と、基準面との間の距離ＤＳ４（図７）をそれぞれ求めることができる。
【００８２】
また別例として、例えば、登録モード時に、撮像カメラ４直上に指が位置している状態における指径を、当該状態での撮像画像から抽出し、この指径を指の太さの基準として、識別情報ＤＩＳとともにフラッシュメモリ１４に登録する。そして、認証モード時に、この登録した指径と、指輪郭血管画像ＩＭ１及びＩＭ２における対応する部位の指径とに基づいて、指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））を検出するようにしても良い。このようにしても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
さらに上述の実施の形態においては、基準面に対する生体部位の傾きの程度を検出する傾き検出手段として、指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））及び指回転角ＡＮ２（図１０（Ｂ））をそれぞれ検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、指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））だけを検出するようにしても良い。
【００８４】
なおこの場合、傾きの角度に応じて識別対象の歪を補正する補正手段としては、上述の実施の形態では、指傾き角ＡＮ１及び指回転角ＡＮ２に応じて、基準面と指腹面とが水平な状態で指ＦＧを撮像した画像となるように歪補正していたが、これに代えて、指傾き角ＡＮ１に応じて、基準面と指腹面とが水平な状態で指ＦＧを撮像した画像となるように歪補正することとなる。
【００８５】
さらに上述の実施の形態においては、指ＦＧを撮像空間に配置するための指標として、上面２Ａに対して垂直となる状態で指先当接部３及び指移動指標部３ａ（図１、図２）を設け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、これ以外の種々の構成態様を適用することができる。また、指先当接部３及び指移動指標部３ａに代えて、撮像空間に配置される指ＦＧの状態を聴覚的又は視覚的に通知するようにしても良い。
【００８６】
具体的には、撮像カメラ４での連続的な撮像結果として順次得られる血管画像データＤＡ１〜ＤＡｍ（又は指輪郭血管画像データＤＢ１〜ＤＢｎ）を取得する度に、当該取得した画像とその１つ前に取得した画像とを用いて歪補正処理を実行することによって、その都度指傾き角ＡＮ１（図１０（Ａ））及び指回転角ＡＮ２（図１０（Ｂ））をそれぞれ検出する。また、指傾き角ＡＮ１及び指回転角ＡＮ２を検出する度に、当該検出した指傾き角ＡＮ１及び指回転角ＡＮ２と、基準の指傾き角及び指回転角との差に応じて音声出力の音量を切り換えるか、若しくは、当該検出した指傾き角ＡＮ１及び指回転角ＡＮ２と、基準の指傾き角及び指回転角との差をリアルタイム表示する。このようにすれば、歪補正の補正量を低減することができるため、実際の指ＦＧの血管に忠実な画像を直接的に得ることができ、この結果、一段と認証精度の向上を図り得る。
【００８７】
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の態様で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】
【００８８】
本発明は、バイオメトリクス認証する分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】認証装置（１）の外観構成を示す略線図である。
【図２】認証装置（２）の外観構成を示す略線図である。
【図３】認証装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】対応画素の検出の説明に供する略線図である。
【図５】対応画素の差を示す略線図である。
【図６】ステレオ視法の説明に供する略線図である。
【図７】移動する指と、焦点と、視差との関係（１）の説明に供する略線図である。
【図８】基準面に対する指の傾きを示す略線図である。
【図９】移動する指と、焦点と、視差との関係（２）の説明に供する略線図である。
【図１０】指の傾きの検出の説明に供する略線図である。
【図１１】歪補正処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】他の実施の形態による対応画素の検出の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
【００９０】
１……認証装置、２……筺体、２Ａ……上面、３……指先当接部、４、５……撮像カメラ、４Ａ、５Ａ……光学系、４Ｂ、５Ｂ……撮像素子、１０……制御部、１１……操作部、１２……光源駆動部、１３……カメラ駆動部、１４……フラッシュメモリ、１５……外部インターフェース、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２……実行命令、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ１１、Ｄ１２……指輪郭血管画像データ、Ｄ３……識別情報、ＩＭ１、ＩＭ２……指輪郭血管画像、ＰＸ、ＰＸ´……対応画素、Ｍ１〜Ｍ５……対応画素差、ＡＮ１……指傾き角、ＡＮ２……指回転角、ＲＴ……歪補正処理手順。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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