(57)【要約】【課題】  認証精度が高く、非接触型の静脈認証システムを可能にする、静脈パターンの画像補正方法を提供する。【解決手段】  静脈画像をＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換することによって，画像の拡大縮小、平行移動、回転、カメラ光軸に対する傾斜の補正を可能にする。特に、ディジタル画像は画素が格子状に配置されているために回転が難しいため、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの平行移動で実現する。また、カメラ光軸に対する傾斜をＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの操作によって補正する。被写体の特徴点が画像の中心になるように平行移動を前処理で実施し，Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインで微調整する。各変形をＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメイン内で順不同に柔軟に実施することが可能となり、認証精度が高く、非接触型の静脈認証システムを可能にしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データベースに登録された静脈画像と非接触型の撮像部から新たに入力された静脈画像を照合・同定し個人認証を行う装置であって、装置と静脈面との距離によって生じる静脈画像サイズ、静脈面とカメラの位置ずれ、静脈面の回転、カメラの光軸に対する静脈面の傾きを、ｌｏｇ−ｐｏｌａｒ変換による拡大縮小、回転，平行移動、カメラ光軸に対する傾き補正をおこなう手段を有することを特徴とする静脈認証画像の補正装置。
【請求項２】
前記装置においては、データベースに登録する静脈画像はＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換後の静脈画像を登録することを特徴とする静脈認証画像の補正装置。
【請求項３】
以下のステップを備えることを特徴とする静脈認証画像の補正方法
（１）特徴点抽出及び平行移動前処理
（２）Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換処理
（３）Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメイン内での拡大縮小処理
（４）Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメイン内での回転処理
（５）Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメイン内でのカメラ光軸に対する傾斜補正処理
（６）Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメイン内での平行移動微調整処理
（７）逆Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換処理
（１）から（７）のステップは任意の組み合わせ、繰り返しが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、静脈パターンによる個人認証方法および画像補正に関する。
【背景技術】
【０００２】  静脈認証技術においては、認証精度に影響を与える画像の位置づれを防ぐため、台に手を置いたり、バーを握ったりと装置に工夫がされる方法が一般的である。【０００３】  一方こうした接触型の静脈撮像装置は衛生面での心理的抵抗が強い方法である。従って、カメラに手首をかざすことによって静脈画像を撮影し、画像を拡大縮小、回転，平行移動、カメラ光軸に対する傾きを補正する技術が必要である。【０００４】  画像の拡大縮小、回転、平行移動に関しては，画素をアフィン変換によって移動させて再配置することによって実現することが一般的である。しかし、画素は格子状に配列されているため、拡大縮小と平行移動とについては容易であるが、回転を含むような移動及び再配置は比較的難しい。また、カメラ光軸に対する静脈面の傾き補正はより複雑である。静脈を認証する際に画像を補正しながらの比較を繰り返さなくてはならず、補正方法の改良が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、非接触型の静脈パターンによる個人認証方法のための、拡大縮小、平行移動、回転、カメラ光軸対する傾きに関する補正を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明にかかる画像補正方法は、特徴点抽出及び平行移動前処理、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換処理、拡大縮小処理、回転処理、カメラ光軸に対する傾斜補正処理、平行移動微調整処理、逆Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換処理７つの処理により実現される。【０００７】  特徴点抽出処理及び平行移動前処理では、静脈の代表的な特徴点を１つ抽出し、この特徴点の位置が画像の中心になるように平行移動する。前処理として１回実行する。なお，特徴点が検出できない場合には前処理は行わない。【０００８】  Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換処理では、原画像における画素の座標を（ｘ，ｙ）とすると、
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によって（ρ，θ）空間へ射影し、この空間を補間する。ここでは、（ρ，θ）空間をＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインと呼ぶ。なお、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインは極座標となっており、縦軸は偏角θを、横軸は対数変換された動径ρを示している。【０００９】  拡大縮小処理では、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインを横方向に平行移動することによって実現する。なお、拡大縮小率をｓ、拡大縮小前の座標を（ρ，θ）とすると、拡大縮小後の座標（ρ′，θ′）は
（ρ′，θ′）＝（ρ＋ｌｏｇ（ｓ），θ）
となる。【００１０】  回転処理では、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインを縦方向に上下することによって実現できる。回転角をθ０、回転前の座標を（ρ，θ）とすると、回転後の座標（ρ′，θ′）は
（ρ′，θ′）＝（ρ，θ＋θ０）
となる。【００１１】  カメラ光軸に対する傾斜補正処理では、静脈面がカメラ光軸に垂直になるように補正する。まず、傾斜の最大方向が偏角の零度になるように、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインを縦方向に上下させて画像を回転する。次に、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの調整によって、画像の縦方向と横方向とを個別に拡大し、傾きを補正する。縦方向と横方向との拡大縮小率をそれぞれａ、ｂとし、処理前の座標を（ρ，θ）とすると、回転後の座標（ρ′，θ′）は
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となる。すなわち、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの横１ラインについて注目すると、上下方向に移動するが，そのまま横方向に平行移動すればよいことがわかる。【００１２】  平行移動微調整処理では、画像の平行移動が再度必要になった場合に微調整する。なお、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの調整によって平行移動が可能であり、
平行移動量を（ｘ０，ｙ０）、平行移動前の座標を（ρ，θ）とすると、平行移動後の座標（ρ′，θ′）は
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となる。すなわち、ドメインの平行移動では実現できず多少処理が複雑になる。平行移動の範囲が広くなる場合には、全体の処理を停止し、前処理からやりなおす。【００１３】  拡大縮小処理、回転処理、カメラ光軸に対する傾斜補正処理、平行移動微調整処理は、順不同で柔軟に繰り返すことが可能である。なお、拡大縮小を縦方向と横方向とに分けて考えると、この４つの処理は、縦・横拡大縮小処理、回転処理、平行移動微調整処理に簡略化することができる。【００１４】  逆Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換処理では、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの各点の位置を変換によって移動させ、補間し、画像を再生する。Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの各点の座標を（ρ，θ）とすると、
（ｘ′，ｙ′）＝（ｅρｃｏｓθ，ｅρｓｉｎθ）
によって再生画像の座標空間（ｘ′，ｙ′）へ射影し、この空間を補間する。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によれば、静脈画像をＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換することによって、特に画像の拡大縮小と回転とはＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの比較的簡単な操作で実現できる。カメラ光軸に対する傾斜補正も、原画像の回転と縦横独立の拡大縮小とによって可能である。平行移動については，比較的処理は複雑になるがＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの操作で実現できるため、微調整の範囲で可能である。広範囲の平行移動は前処理とし、他の変形についてはすべてＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメイン内で順不同で柔軟に行うことができる。すなわち、これらの効果により、高精度で非接触型の静脈パターンによる個人認証方法が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  本発明の実施形態とし、手首静脈パターンを認識する実施例を示す。まず、図１は静脈撮影装置の例である。装置と手首との距離によって、静脈画像のサイズが変わるので拡大縮小処理が必要となる。手首とカメラの位置ずれによって平行移動処理が必要である。また、手首の回転によって回転補正が必要となる。カメラの光軸に対して手首の面が垂直であればよいが、傾いている場合は補正が必要となる。【００１７】  図２に示すように、静脈画像の特徴点抽出及び平行移動前処理を実施する。静脈画像の特徴点抽出としては、画像を予め設定しておいた閾値をもとに輝度値を２値化し、モルフォロジ処理によって細線化する。画像の最も中心付近にある静脈の分岐点を特徴点とする。この特徴点が画像の中心になるように平行移動する。前処理後の静脈画像をＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換し、データベースに登録する。この処理を繰り返し、複数の静脈画像が記録される。【００１８】  図３に示すように、ここである静脈画像を新たに照合対象として用意し，この画像とデータベースに記録されている静脈画像との同定を考える。照合対象画像についても前処理を実施し、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換する。【００１９】  照合対象画像のＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインに対し、拡大縮小処理、回転処理、カメラ光軸に対する傾斜補正処理、平行移動微調整処理を実施しながら、データベース内に記録されている各画像のＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインと比較する。【００２０】  拡大縮小処理については、拡大縮小率に応じてＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインを横方向へ平行移動する。【００２１】  回転処理については、回転角度に応じてＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインを縦方向へ平行移動する。【００２２】  カメラ光軸に対する傾斜の補正処理については、まず、傾斜の最大方向が偏角の零度になるようにＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインを縦方向へ移動させ、原画像を回転する。次に、Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインにおける各横ラインを個別に平行移動させることによって、画像の縦方向と横方向との拡大縮小率を各々設定して画像を拡大縮小する。【００２３】  平行移動の微調整をＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインの操作によって実施する。照合対象画像のＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインを補正調整しながら、データベースのＬｏｇ−Ｐｏｌａｒドメインとの同定を実施する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  静脈撮影装置。
【図２】  前処理及びＬｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換。
【図３】  静脈パターン補正及び認識の概略。
【符号の説明】
【００２５】  １  静脈
２  静脈撮影装置
３  カメラ光軸
４  遠近による拡大縮小
５  平行移動
６  回転
７  カメラ光軸に対する傾き
８  静脈画像（濃淡画像）
９  ２値化
１０  静脈画像（白黒２値画像）
１１  モルフォロジ処理
１２  細線化画像
１３  特徴点
１４  平行移動
１５  前処理後画像
１６  Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒ変換
１７  Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメイン
１８  登録
１９  データベース
２０  前処理
２１  照合対象画像
２２  拡大縮小処理
２３  横方向平行移動
２４  回転処理
２５  縦方向平行移動
２６  カメラ光軸に対する傾斜補正
２７  横ラインごとの平行移動
２８  平行移動微調整
２９  補正後Ｌｏｇ−Ｐｏｌａｒドメイン
３０  比較同定
【図１】
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【図２】
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【図３】
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