(57)【要約】【課題】  光源の光量を適正にして、安定的な生体認証を実現することができる生体認証装置を得ることを目的とする。【解決手段】  光源１iにより光が照射されている指２を撮像する撮像部３と、その撮像部３により撮像された指２の画像を解析し、その解析結果から光源１iの適正な光量を算出する画像評価部６とを設け、その光源１iの光量が画像評価部６により算出された光量１iと一致するように光源１iを制御する。これにより、光源１iの光量を適正にして、安定的な生体認証を実現することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に光を照射する光源と、上記光源により光が照射されている生体を撮像する撮像手段と、上記撮像手段により撮像された生体の画像を解析し、その解析結果から上記光源の適正な光量を算出する光量算出手段と、上記光源の光量が上記光量算出手段により算出された光量と一致するように上記光源を制御する光源制御手段と、上記撮像手段により撮像された生体の画像と登録画像を照合する照合手段とを備えた生体認証装置。
【請求項２】
光量算出手段は、複数の光源が生体に光を照射する場合、撮像手段により撮像された生体の画像を解析して、その画像の輝度分布を求め、その輝度分布の均一化を実現する光源の光量を算出することを特徴とする請求項１記載の生体認証装置。
【請求項３】
光量算出手段は、輝度分布の均一化を実現する光源の光量が当該光源の最大光量より少ない場合、複数の光源の光量が当該光源の最大光量を超えない範囲で、複数の光源の光量を比例的に高めることを特徴とする請求項２記載の生体認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体に光を照射して生体を撮像し、その生体の画像と登録画像を照合する生体認証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の生体認証装置は、光源が押捺台上に置かれている指に光を照射すると、カメラが指を撮像し、画像取込部がカメラにより撮影された画像の取り込みを行う。
そして、生体認証装置の画像取込判定部が画像取込部により取り込まれた画像が正常な画像あるか否かを判定し、画像取込判定部が正常であると判定する場合には、指紋処理本体部が画像取込部により取り込まれた画像と登録画像の照合を行う。
一方、生体認証装置のゲイン調整判定部は、画像取込部により取り込まれた画像のゲインを判定し、ゲイン制御部がゲイン調整判定部の判定結果に応じて画像取込部により取り込まれた画像に対するゲインを制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４０９１３号公報（段落番号［００２１］から［００２８］、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の生体認証装置は以上のように構成されているので、画像取込部により取り込まれた画像のゲインが適宜調整される。しかし、画像取込部により取り込まれる画像は、光源の光量と指の物理的形状及び光学的内部特性の関係によって大きく変化するため、正常な指の画像を得るには、光源の光量の適正化を図る必要があるが、光源の光量を適正値に制御する手段を有しておらず、安定的な生体認証を実施することができない課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光源の光量を適正にして、安定的な生体認証を実現することができる生体認証装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る生体認証装置は、光源により光が照射されている生体を撮像する撮像手段と、その撮像手段により撮像された生体の画像を解析し、その解析結果から光源の適正な光量を算出する光量算出手段とを設け、その光源の光量が光量算出手段により算出された光量と一致するように光源を制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、光源により光が照射されている生体を撮像する撮像手段と、その撮像手段により撮像された生体の画像を解析し、その解析結果から光源の適正な光量を算出する光量算出手段とを設け、その光源の光量が光量算出手段により算出された光量と一致するように光源を制御するように構成したので、光源の光量を適正にして、安定的な生体認証を実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による生体認証装置を示す構成図であり、図において、光源部１は例えば発光ダイオードや白熱ランプなどの光源１i（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）から構成されており、複数の光源１iが生体である指２に光を照射する。
撮像部３は光学系４とカメラ５から構成されており、光源１iにより光が照射されている指２を撮像し、その指２の画像を画像評価部６に出力する。なお、撮像部３は撮像手段を構成している。
【０００９】
画像評価部６の画像解析部７は撮像部３により撮像された指２の画像を解析して、指２の画像の輝度分布を求めるなどの処理を実施する。
画像評価部６の光量算出部８は画像の輝度分布の均一化を実現する光源１iの光量を算出する処理を実施する。
画像評価部６のパラメータ決定部９は画像解析部７の解析結果からカメラ制御用のパラメータ（例えば、ゲイン、シャッタースピード）を決定する処理を実施する。
なお、画像解析部７及び光量算出部８から光量算出手段が構成されている。
【００１０】
光源制御部１０は光源１iの光量が光量算出部８により算出された光量と一致するように光源１iを制御する処理を実施する。なお、光源制御部１０は光源制御手段を構成している。
カメラ制御部１１はパラメータ決定部９により決定されたパラメータにしたがって撮像部３のカメラ５を制御する処理を実施する。
登録照合処理部１２は画像解析部７から画像を取得すると、その画像を登録画像として登録する処理や、その画像を登録画像と照合する処理を実施する。なお、登録照合処理部１２は照合手段を構成している。
図２はこの発明の実施の形態１による生体認証装置の処理内容を示すフローチャートである。
【００１１】
次に動作について説明する。
最初に、光源部１を構成しているＮ個の光源１iのうち、光源１1が基準光量ｌｅｄ1で点灯されるが、光源１2〜光源１Nは消灯している。
光源１1から照射されて、生体である指２を透過した光は、撮像部３の光学系４に入射される。
ここでは、指２を透過した光が撮像部３の光学系４に入射されるものについて説明するが、指２に反射した光が撮像部３の光学系４に入射されるようにしてもよい。
撮像部３のカメラ５は、光学系４から指２を透過した光を受けると、その光を入光して指２を撮像し、その指２の画像を画像評価部６に出力する（ステップＳＴ１）。
【００１２】
画像評価部６の画像解析部７は、撮像部３のカメラ５から指２の画像を受けると、その指２の画像を解析し、下記の式（１）を計算して、画像の輝度分布の変化を表す画像のプロファイルｐｒｏｆｉｌｅ1（ｘ）を作成する（ステップＳＴ２）。
【数１】
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ここで、ｐｒｏｆｉｌｅi（ｘ）はｘ方向の座標ｘにおける光源１iによる画像の輝度を表すプロファイルを意味し、ｉｍａｇｅi（ｘ，ｙ）は光源１iだけが照射された場合に得られる画像の座標（ｘ，ｙ）における輝度値を意味し、ｙｓはプロファイルを取るｙ方向の開始座標を意味し、ｙｅはプロファイルを取るｙ方向の終了座標を意味している。
なお、プロファイルｐｒｏｆｉｌｅi（ｘ）は、上述したように、画像の輝度分布の変化を表しており、値が大きい場所では画像が明るく、値が小さい場所では画像が暗いことを意味している。認証処理に用いる画像としては、画像全体が均一な明るさであることが望ましく、明るさの均一・不均一を評価する指標としてプロファイルを用いる。
【００１３】
画像評価部６の画像解析部７は、上記のようにして、画像のプロファイルｐｒｏｆｉｌｅ1（ｘ）を作成すると、そのプロファイルｐｒｏｆｉｌｅ1（ｘ）における輝度値の最大値ｍａｘ1と、その最大値ｍａｘ1をとる座標値ｍａｘ1_xを検出する（ステップＳＴ３）。
画像解析部７による最大値ｍａｘ1等の検出処理が終了すると、今度は、光源１1が消灯されて、光源１2のみが点灯される。
撮像部３及び画像評価部６の画像解析部７は、上記と同様の処理を実施することにより、光源１2の光で撮像された画像のプロファイルｐｒｏｆｉｌｅ2（ｘ）を作成し、そのプロファイルｐｒｏｆｉｌｅ2（ｘ）における輝度値の最大値ｍａｘ2と、その最大値ｍａｘ2をとる座標値ｍａｘ2_xを検出する（ステップＳＴ１〜ＳＴ５）。
最終的に、全ての光源１iの光で撮像された画像のプロファイルｐｒｏｆｉｌｅi（ｘ）を作成し、そのプロファイルｐｒｏｆｉｌｅi（ｘ）における輝度値の最大値ｍａｘiと、その最大値ｍａｘiをとる座標値ｍａｘi_xを検出するまで、ステップＳＴ１〜ＳＴ４の処理を繰り返し実施する。
【００１４】
画像評価部６の画像解析部７は、ステップＳＴ１〜ＳＴ５の処理が完了すると、下記の式（２）に示すように、Ｎ個のプロファイルｐｒｏｆｉｌｅi（ｘ）を合計して、合計プロファイルｐｒｏｆｉｌｅ（ｘ）を作成する（ステップＳＴ６）。
【数２】
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画像解析部７は、合計プロファイルｐｒｏｆｉｌｅ（ｘ）を作成すると、合計プロファイルｐｒｏｆｉｌｅ（ｘ）における輝度値の最小値ｍｉｎを検出する（ステップＳＴ７）。
【００１５】
画像評価部６の光量算出部８は、画像解析部７が合計プロファイルｐｒｏｆｉｌｅ（ｘ）における輝度値の最小値ｍｉｎを検出すると、画像の輝度分布の均一化を実現する光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiを算出する（ステップＳＴ８〜ＳＴ１１）。
即ち、光量算出部８は、光源１i毎に、光源１iにおけるプロファイルｐｒｏｆｉｌｅi（ｘ）の輝度値の最大値ｍａｘiと、合計プロファイルｐｒｏｆｉｌｅ（ｘ）の輝度値の最小値ｍｉｎと、光源１iの基準光量ｌｅｄiとを下記の式（３）に代入して、画像の輝度分布の均一化を実現する光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiを算出する。
【数３】
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【００１６】
光源制御部１０は、画像評価部６の光量算出部８が光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiを算出すると、指２の画像の輝度分布の均一化を実現するため、光源１iの光量が光量算出部８により算出された光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiと一致するように光源１iを制御する処理を実施する。
【００１７】
一方、画像評価部６のパラメータ決定部９は、画像解析部７の解析結果からカメラ制御用のパラメータ（例えば、ゲイン、シャッタースピード）を決定する。ゲインなどを決定する処理内容は、例えば、上記の特許文献１に開示されているため、詳細な説明を省略する。
カメラ制御部１１は、パラメータ決定部９がカメラ制御用のパラメータを決定すると、そのパラメータにしたがって撮像部３のカメラ５を制御する処理を実施する。
【００１８】
画像評価部６の画像解析部７は、光源制御部１０及びカメラ制御部１１による制御が完了すると、制御完了後に撮像部３のカメラにより撮像された指２の画像を登録照合処理部１２に出力する。
登録照合処理部１２は、画像評価部６の画像解析部７から画像を取得すると、その画像を登録画像として登録する処理や、その画像を登録画像と照合する処理を実施する。
画像解析部７から画像を取得した画像と登録画像の照合処理は、例えば、双方の画像から特徴点を抽出し、相互に一致している特徴点の個数が所定の閾値を上回っていれば、双方の画像が同一の生体の画像であると認定する処理である。
【００１９】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、光源１iにより光が照射されている指２を撮像する撮像部３と、その撮像部３により撮像された指２の画像を解析し、その解析結果から光源１iの適正な光量を算出する画像評価部６とを設け、その光源１iの光量が画像評価部６により算出された光量１iと一致するように光源１iを制御するように構成したので、光源１iの光量を適正にして、安定的な生体認証を実現することができる効果を奏する。
【００２０】
また、この実施の形態１によれば、複数の光源１iが指２に光を照射する場合、撮像部３により撮像された指２の画像を解析して、その画像の輝度分布を求め、その輝度分布の均一化を実現する光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiを算出するように構成したので、全体が均一な明るさの画像が得られるようになり、生体の認証精度を高めることができる効果を奏する。
【００２１】
なお、この実施の形態１では、指２の画像を撮像して生体認証を実施するものについて示したが、撮像する生体は指に限るものではなく、例えば、手や目などの生体を撮像するようにしてもよい。
【００２２】
また、この実施の形態１では、画像の輝度分布の均一や不均一を表す評価指標として、プロファイルを用いるものについて示したが、これに限るものではなく、他の評価指標を用いてもよい。
また、指２の画像の輝度分布の均一化を実現するために、式（３）を用いて、光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiを算出するものについて示したが、後段の認証処理の都合を考えて、他の数式を用いても計算してもよい。
【００２３】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、式（３）を用いて、光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiを算出するものについて示したが、この場合、光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiが当該光源１iの最大光量ｌｅｄi＿ｍａｘより少なくなることがある。
生体認証に利用する画像は、出来る限り明るい方が望ましいので、全ての光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiが当該光源１iの最大光量ｌｅｄi＿ｍａｘより少ない場合、下記の式（４）に示すように、全ての光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiが当該光源１iの最大光量ｌｅｄi＿ｍａｘを超えない範囲で、複数の光源１iの光量ｎｅｗ＿ｌｅｄiを比例的に高めるようにする。
【００２４】
【数４】
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ここで、ｎｅｗ＿ｌｅｄ＿ｍａｘは全てのｎｅｗ＿ｌｅｄiの最大値を意味し、ｌｅｄi＿ｍａｘは光源１iの最大光量を意味している。
したがって、式（４）は、ｎｅｗ＿ｌｅｄiを光源の許す限りの最大光量に更新していることを意味している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１による生体認証装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による生体認証装置の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１  光源部、１i  光源、２  指（生体）、３  撮像部（撮像手段）、４  光学系、５  カメラ、６  画像評価部、７  画像解析部（光量算出手段）、８  光量算出部（光量算出手段）、９  パラメータ決定部、１０  光源制御部（光源制御手段）、１１  カメラ制御部、１２  登録照合処理部（照合手段）。
【図１】
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【図２】
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