(57)【要約】【課題】認証精度を向上し得る認証装置及び認証方法を提案する。【解決手段】認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、登録対象の生体画像に含まれる生体部分とにおける形状の類似度を示す情報から、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定し、上記条件を満たす場合、上記認証対象の生体画像と、上記登録対象の生体画像との縦横比を変更し、縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、登録対象の生体画像に含まれる生体部分とにおける形状の類似度を示す情報から、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する第１の判定部と、
上記条件を満たす場合、上記認証対象の生体画像と、上記登録対象の生体画像との縦横比を変更する変更部と、
縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第２の判定部と
を具えることを特徴とする認証装置。
【請求項２】
上記生体画像に含まれる生体部分は、静脈画像に含まれる静脈である
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
上記生体画像は、線幅が一定とされる生体部分と、背景部分とを２値で示す画像でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項４】
上記第１の判定部は、
上記類似度が、登録者とすべき限界値となる閾値を基準として設定される範囲にあるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項５】
上記第１の判定部は、
認証対象の生体画像と、登録対象の生体画像との類似度を示す第１の情報と、上記認証対象の生体画像及び上記登録対象の生体画像から変換される、当該生体画像含まれる生体部分のうち所定長以上の直線状態を示す各画像の類似度を示す第２の情報とを用いて、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項６】
上記第１の判定部は、
上記第１の情報と、上記第２の情報との和が、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する
ことを特徴とする請求項５に記載の認証装置。
【請求項７】
認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、登録対象の生体画像に含まれる生体部分とにおける形状の類似度を示す情報から、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する第１のステップと、
上記条件を満たす場合、上記認証対象の生体画像と、上記登録対象の生体画像との縦横比を変更する第２のステップと、
縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第３のステップと
を具えることを特徴とする認証方法。
【請求項８】
認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率とを取得する取得部と、
上記取得部により取得される各伸縮率が同一となるように、上記認証対象の生体画像又は上記登録対象の生体画像の縦横比を変更する変更部と、
縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する判定部と
を具えることを特徴とする認証装置。
【請求項９】
認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率とを取得する第１のステップと、
第１のステップで取得される各伸縮率が同一となるように、上記認証対象の生体画像又は上記登録対象の生体画像の縦横比を変更する第２のステップと、
縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第３のステップと
を具えることを特徴とする認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は認証装置及び認証方法に関し、例えばバイオメトリクス認証に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、指の静脈を生体認証対象として利用した静脈認証装置がある。この静脈認証装置は、指内方における静脈の撮像結果として得られる静脈画像内における静脈のパターン情報を生成し、このパターン情報と、記憶手段に登録されたパターン情報とを照合する。
【０００３】
そして静脈認証装置は、この照合結果が、登録者であろうとする限界値（以下、これを閾値とも呼ぶ）以上となる場合、登録者である（認証成功である）と判定する一方、閾値未満となる場合、他人である（認証失敗である）と判定する。
【０００４】
ところで、パターン情報の生成手法として、例えば、静脈画像に対して、平滑化処理及び輪郭抽出処理を施し、これら処理結果として得られる静脈画像における静脈を一定幅の線としてパターン化するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
この生成手法では、画像内における静脈を、平滑化処理及び輪郭抽出処理の前処理で際立たせることによって、該静脈の形状を正確にパターン化できるため、登録者であるにもかかわらず他人であると誤判定する本人拒否率（ＦＲＲ：False Rejection Rate）、又は、他人であるにもかかわらず登録者であると誤判定する他人受入率（ＦＡＲ：False Acceptance Rate）を低減することが可能となる。
【特許文献１】特開２００７−１１９８９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、かかる前処理は、静脈の抽出精度を向上するためのものであるため、静脈の形状を正確にパターン化しても、当該静脈の形状自体が近似する場合には誤判定する可能性は残っている。
【０００７】
一般に、静脈のパターン情報の照合結果（照合の程度）に対する、登録者であろうとする限界値（以下、これをと閾値も呼ぶ）を低く設定すると、本人拒否率は下がる一方、他人受入率は上がるため、当該本人拒否率と他人受入率とのバランスをとることは困難である。
【０００８】
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認証装置及び認証方法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】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明は、認証装置であって、認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、登録対象の生体画像に含まれる生体部分とにおける形状の類似度を示す情報から、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する第１の判定部と、条件を満たす場合、認証対象の生体画像と、登録対象の生体画像との縦横比を変更する変更部と、縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第２の判定部とを含む構成とする。
【００１０】
この認証装置では、認証対象及び登録対象の生体画像の縦横比を変更部が変更することによって、該生体画像に含まれる生体形状の相違部分を強調することができるため、認証対象及び登録対象の生体画像における生体部分の形状自体が似ていても、登録者であるか否かを第２の判定部が正確に判定することができる。
【００１１】
また本発明は、認証方法であって、認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率とを取得する第１のステップと、第１のステップで取得される各伸縮率が同一となるように、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を変更する第２のステップと、縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第３のステップとを含むようにする。
【００１２】
この認証方法では、認証対象及び登録対象の生体画像の縦横比を第２のステップで変更することによって、該生体画像に含まれる生体形状の相違部分を強調することができるため、認証対象及び登録対象の生体画像における生体部分の形状自体が似ていても、登録者であるか否かを第３のステップで正確に判定することができる。
【００１３】
さらに本発明は、認証装置であって、認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率とを取得する取得部と、取得部により取得される各伸縮率が同一となるように、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を変更する変更部と、縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する判定部とを含む構成とする。
【００１４】
この認証装置では、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を、当該生体画像を撮像した撮像部での被写体の伸縮率が同一となるように変更部が変更することによって、伸縮率に起因する生体部分の変位を喪失することができるため、認証対象及び登録対象の生体画像における生体部分の形状自体が似ていても、登録者であるか否かを判定部が正確に判定することができる。
【００１５】
また本発明は、認証方法であって、認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の伸縮率とを取得する第１のステップと、第１のステップで取得される各伸縮率が同一となるように、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を変更する第２のステップと、縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第３のステップとを含むようにする。
【００１６】
この認証方法では、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を、当該生体画像を撮像した撮像部での被写体の伸縮率が同一となるように第２のステップで変更することによって、伸縮率に起因する生体部分の変位を喪失することができるため、認証対象及び登録対象の生体画像における生体部分の形状自体が似ていても、登録者であるか否かを第３のステップで正確に判定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、生体画像の縦横比の変更によって、生体画像に含まれる生体形状の相違部分を強調又は伸縮率に起因する生体部分の変位を喪失するようにしたことにより、生体部分の形状自体が近似する場合であっても、登録者の是非を正確に判定することができ、かくして認証精度を向上し得る認証装置及び認証方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
（１−１）認証装置の全体構成
図１において、第１の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、記憶部１３、インターフェース１４、表示部１５及び音声出力部１６をそれぞれバス１７を介して接続することにより構成される。
【００２０】
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。
【００２１】
この制御部１０には、登録対象のユーザ（以下、これを登録者とも呼ぶ）における静脈を登録するモード（以下、これを静脈登録モードとも呼ぶ）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も呼ぶ）の実行命令ＣＯＭ２が、操作部１１から入力される。
【００２２】
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、記憶部１３、インターフェース１４、表示部１５及び音声出力部１６を適宜制御し、静脈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。
【００２３】
撮像部１２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対して特異的に吸収される特性をもつ波長域（７００[nm]〜９００[nm]）に含まれる波長の光（以下、これを近赤外光とも呼ぶ）を、指を配すべき対象となる光入力面上に照射する。
【００２４】
また撮像部１２は、光入力面に配される生体部位内の静脈の画像（以下、これを静脈画像とも呼ぶ）の画像データを、所定周期ごとに生成し、これを制御部１０に送出するようになされている。
【００２５】
記憶部１３は、静脈画像から生成される登録対象の画像（以下、これを登録画像とも呼ぶ）や、プログラムあるいは設定情報等の各種データを保持するためのものであり、制御部１０により指定されるデータを記憶し、又は読み出すようになされている。
【００２６】
インターフェース１４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。
【００２７】
表示部１５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。音声出力部１６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。
【００２８】
（１−１−１）静脈登録モード
次に、静脈登録モードについて説明する。制御部１０は、実行すべきモードとして静脈登録モードを決定した場合、表示部１５及び音声出力部１６の少なくとも一方を介して光入力面に指を配すべきことを通知した後、図２に示すように、撮像制御部２１、パターン変換部２２、ハフ変換部２３及び登録部２４として機能する。
【００２９】
撮像制御部２１は、光入力面に配される指内方の静脈層の後方を照射対象とされる近赤外光光源を駆動する。指内方の静脈層の後方に近赤外光が照射された場合、近赤外光は、その指内方において反射及び散乱によって静脈層と表皮層を経由し、光入力面に入射する。この光入力面に入射する近赤外光は、指内方における非静脈部分では明るい状態となる一方、静脈部分ではヘモグロビンの吸光特性により暗い状態が保たれることにより、静脈部分と非静脈部分のコントラストが鮮明となっており、静脈を投影する光（以下、これを静脈投影光とも呼ぶ）として、撮像部１２の撮像面に導光される。
【００３０】
また撮像制御部２１は、撮像部１２から出力される画像データに基づいて、例えば、静脈に焦点が合うように光学レンズのレンズ位置を調整するとともに、所定の露出値（ＥＶ(Exposure Value)）を基準として、絞りの絞り値及び撮像素子に対するシャッター速度（露出時間）をそれぞれ調整することで、光入力面に配される指内方の静脈の撮像状態が良好となるように撮像部１２の撮像条件を設定する。
【００３１】
撮像制御部２１は、撮像部１２の撮像条件を設定した場合、該撮像部１２から出力される画像データをパターン変換部２２に送出する。
【００３２】
パターン変換部２２は、前処理部３１、画像平滑化部３２、輪郭強調部３３、静脈平滑化部３４、２値化部３５及び細線化部３６によって構成される。
【００３３】
前処理部３１は、撮像部１２での撮像結果として、撮像制御部２１から与えられる画像データの静脈画像に対して、所定サイズに切り出す処理や、静脈画像に含まれる指の長軸と画像の縦又は横の方向とを平行にする処理等の所定の前処理を必要に応じて施す。
【００３４】
画像平滑化部３２は、前処理部３１での処理結果として生成される静脈画像に対して、例えばガウシアンと呼ばれる空間フィルタを用いてフィルタ処理を施し、該静脈画像を平滑化する。
【００３５】
輪郭強調部３３は、画像平滑化部３２での処理結果として生成される静脈画像に対して、例えばＬｏｇ(Laplacian of Gaussian)と呼ばれる空間フィルタを用いてフィルタ処理を施し、該静脈画像に含まれる静脈の輪郭を強調（浮き彫り化）する。
【００３６】
静脈平滑化部３４は、輪郭強調部３３での処理結果として生成される静脈画像に対して、例えばメディアンと呼ばれる空間フィルタを用いてフィルタ処理を施し、該静脈画像に含まれる静脈を平滑化する。
【００３７】
２値化部３５は、静脈平滑化部３４での処理結果として生成される静脈画像を、設定された輝度値を基準として２値画像に変換する。ここで、仮に、静脈が平滑化される前の静脈画像を２値化対象の画像とした場合、図３の例に示すように、実際には一本の静脈が、２値化によって２本の静脈として分離される確率が高くなる（図３（Ａ））。したがって、静脈が平滑化された静脈画像を２値化対象とすることで、実際の静脈に近似する状態での２値化が可能となる（図３（Ｂ））。
【００３８】
細線化部３６は、２値化部３５での処理結果として生成される２値の静脈画像に対して、例えばモルフォロジーと呼ばれる空間フィルタを用いてフィルタ処理を施し、該静脈画像に含まれる静脈の幅を、中心若しくは輝度ピークを基準として一定とする。
【００３９】
このようにパターン変換部２２は、撮像された多値の静脈画像から、一定幅の静脈成分と、背景成分との２値でなる静脈画像（以下、これをパターン画像とも呼ぶ）を生成するようになされている。
【００４０】
ハフ変換部２３は、パターン画像に対してハフ変換処理を施す。ここで、ハフ変換について、簡単に説明する。
【００４１】
図４に示すように、ｘ−ｙ平面（画像）における直線ｌ０は、原点（基準位置）をとおる直線ｌ０に対する垂線をｎ０とし、ｘ軸（基準方向）と垂線ｎ０とのなす角度をθ０とし、原点から直線ｌ０及び垂線ｎ０の交点までの距離を「｜ρ０｜」とすると、「（ρ０，θ０）」として表すことができる。
【００４２】
ハフ変換は、「ρ＝ｘｃｏｓθ＋ｙｓｉｎθ」と定義されるものである。図４に示した直線ｌ０上の点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、点Ｐ２（ｘ２，ｙ２）及び点Ｐ（ｘ１，ｙ１）は、図５に示すように、ハフ空間（ρ−θ空間）では、曲線Ｃ１（ｘ１ｃｏｓθ＋ｙ１ｓｉｎθ）、Ｃ２（ｘ２ｃｏｓθ＋ｙ２ｓｉｎθ）、Ｃ３（ｘ３ｃｏｓθ＋ｙ３ｓｉｎθ）としてそれぞれ表される。
【００４３】
このρ−θ空間での曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３には交点Ｐ（ρｘ，θｘ）が存在するが、当該交点Ｐは、ハフ変換前のもとのｘ−ｙ平面における直線ｌ０に相当する。ｘ−ｙ平面における直線ｌ０上にとり得る点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎ・・・）が多いほど、ρ−θ空間上に表される曲線（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・Ｃｎ・・・）が増え、その結果、交点Ｐｘ（ρｘ，θｘ）での曲線の数も増える関係にある。すなわち、ｘ−ｙ平面における直線ｌ０が長いほど、交点Ｐｘ（ρｘ，θｘ）に重なる曲線（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・Ｃｎ・・・）の数が増えることになる。
【００４４】
このように交点Ｐ（ρｘ，θｘ）は、ｘ−ｙ平面における線の長さに依存するパラメータであり、当該線長に応じて、交点Ｐ（ρｘ，θｘ）での曲線の重なりの程度（個数）が増減することとなる。
【００４５】
したがってハフ変換では、ある線長以上の直線成分がどのくらいｘ−ｙ平面上に存在するかを示す（定量化）することができる。ここで、ハフ変換前とハフ変換後の画像例を図６に示す。ハフ変換後の画像は、図６（Ｂ）の例からも明らかなように、直線成分の線長が長いほど白色濃度が大きくなる。
【００４６】
ちなみに、ｘ−ｙ平面における直線ｌ０の長さとは、単純に線の長さを示すだけでなく、破線（点線）や、線の一部が欠損している複数の線分の場合には、１つの線として扱われる。
【００４７】
このようにハフ変換部２３は、パターン画像から、所定の線長以上の直線成分の状態を示す画像（以下、これをハフ画像とも呼ぶ）を生成するようになされている。
【００４８】
登録部２４は、パターン変換部２２での変換結果として生成されるパターン画像と、ハフ変換部２３での変換結果として生成されるハフ画像とを取得し、これらパターン画像及びハフ画像を登録画像として記憶部１３に対応付けて登録する。
【００４９】
このようにしてこの制御部１０は、静脈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。
【００５０】
（１−１−２）認証モード
次に、認証モードについて説明する。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、表示部１５及び音声出力部１６の少なくとも一方を介して光入力面に指を配すべきことを通知した後、図２との対応部分に同一符号を付した図７に示すように、撮像制御部２１、パターン変換部２２、ハフ変換部２３、読出部４１及び認証部４２として機能する。
【００５１】
撮像制御部２１は、光入力面に配される指内方の静脈層の後方を照射対象とされる光源を駆動し、撮像部１２の撮像条件を設定する。一方、パターン変換部２２は、撮像部１２から撮像制御部２１を介して得られる画像データに対して、静脈登録モードと同一の変換処理を施し、認証対象のパターン画像を生成する。他方、ハフ変換部２３は、認証対象のパターン画像に対して、静脈登録モードと同一の変換処理を施し、認証対象のハフ画像を生成する。
【００５２】
読出部４１は、記憶部１３に登録画像として記憶された登録対象のパターン画像及びハフ画像を読み出し、これらを認証部４２に送出する。
【００５３】
認証部４２は、登録対象のパターン画像及びハフ画像と、認証対象のパターン画像及びハフ画像とに基づいて静脈の類似の程度を求め、該類似の程度に応じて登録者であるか否か（認証成功又は認証失敗であるか）を判定する。
【００５４】
ここで、認証部４２は、登録者ではない（認証失敗）と判定した場合、当該認証失敗の処理として規定された処理を実行する。一方、認証部４２は、登録者である（認証成功）と判定した場合、当該認証成功の処理として規定された処理を実行する。
【００５５】
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。
【００５６】
（１−２）認証部の構成
次に、認証部４２の構成を説明する。この実施の形態の場合、認証部４２は、図８に示すように、照合部５１、判定部５２、アスペクト比変更部５３、再判定部５４及び処理実行部５５によって構成される。
【００５７】
照合部５１は、記憶部１３から読み出された登録対象のパターン画像と、パターン変換部２２によって生成された認証対象のパターン画像とを取得するとともに、該記憶部１３から読み出された登録対象のハフ画像と、ハフ変換部２３によって生成された認証対象のハフ画像とを取得する。
【００５８】
また照合部５１は、登録対象のパターン画像と、認証対象のパターン画像とを照合するとともに、登録対象のハフ画像と、認証対象のハフ画像とを照合する。この照合手法には、例えば、相互相関関数、位相相関関数又はＳＡＤ(Sum of Absolute difference)等のように、照合対象となる各画像の類似度（隔たりの程度）を求めるものが用いられる。
【００５９】
判定部５２は、照合部５１におけるパターン画像の類似度（相互相関係数等）と、ハフ画像の類似度（相互相関係数等）とを合算し、当該合算値に対して設定された第１の閾値と比較する。
【００６０】
ここで、合算値が第１の閾値以上となる場合、このことは、パターン画像に映し出される静脈のパターンと、該パターン画像から所定長以上の直線状態を示す画像として変換されるハフ画像のパターンとが同一又は同等であることを意味する。この場合、判定部５２は、登録者である（認証成功）と判定する。
【００６１】
一方、合算値が第１の閾値未満となる場合、判定部５２は、該合算値を、第１の閾値に対して低く設定された第２の閾値とを比較する。ここで、合算値が第２の閾値未満となる場合、このことは、パターン画像に映し出される静脈のパターンと、該パターン画像から所定長以上の直線状態を示す画像として変換されるハフ画像のパターンとの一方又は双方が大きく相違していることを意味する。この場合、判定部５２は、登録者ではない（認証失敗）と判定する。
【００６２】
他方、合算値が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上の範囲内となる場合、このことは、パターン画像に映し出される静脈のパターンと、該パターン画像から所定長以上の直線状態を示す画像として変換されるハフ画像のパターンとの相違が、例えば図９に示すように、統計学的に本人分布と他人分布との混在領域（図中では太い実線で囲まれる領域）にあることを意味する。この場合、判定部５２は、登録者ではないとすると誤判定となる可能性があると判定する。
【００６３】
アスペクト比変更部５３は、判定部５２により誤判定となる可能性があると判定された場合（合算値が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上の範囲内となる場合）、照合部５１において照合対象とされた登録対象のパターン画像及び認証対象のパターン画像を取得し、該パターン画像のアスペクト比（縦横比）を変更する。
【００６４】
具体的なアスペクト比（縦横比）の変更例としては、「ａ×ｂ」サイズの画像が、「ｂ×ａ」サイズの画像とされる。ちなみに、アスペクト比の変更前後の画像例を図１０に示す。この図１０では、変更前の画像（図１０（Ａ−１）及び図１０（Ｂ−１））における縦サイズと横サイズとが逆となるように変更し（破線で示す）、該変更された画像を９０［°］回転した状態としている（図１０（Ａ−２）及び図１０（Ｂ−２））。
【００６５】
静脈は、指の成長方向に対して形成される傾向が強いため、成長方向に対して平行となる静脈（以下、これを成長方向静脈とも呼ぶ）と、成長方向に対して斜めとなる（成長方向に対して０［°］よりも大きい角をなす）静脈（以下、これを斜方向静脈とも呼ぶ）との相違は、アスペクト比の変更前よりも変更後のほうが大きくなる。
【００６６】
つまり、図１１に示すように、ある２つの静脈の形状が同等となる状態（図１１（Ａ））であったとしても、アスペクト比を変更した場合（図１１（Ｂ））には、成長方向静脈と斜方向静脈との関係が強調されることにより、静脈の形状の相違が明確になる。
【００６７】
再判定部５４（図８）は、アスペクト比変更部５３によってアスペクト比が変更された登録対象のパターン画像及び認証対象のパターン画像を照合し、当該照合結果に対して設定された第３の閾値と比較する。ちなみに、この再判定部５４での照合手法は、照合部５１と同一であってもよく、相違していてもよい。
【００６８】
ここで、この照合結果が第３の閾値以上となる場合、このことは、アスペクト比の変更してみても静脈の形状がほぼ同一であり、登録対象及び認証対象のパターン画像の静脈はいずれも登録者本人のものであるにもかかわらず判定部５２では他人であると誤判定されたものであるという確認がとれたことを意味する。この場合、再判定部５４は、登録者である（認証成功）と判定する。
【００６９】
一方、第３の閾値未満となる場合、このことは、アスペクト比の変更してみると静脈の形状が大幅に相違しており、判定部５２における他人であるとの判定は正当に判定されたものであるという確認がとれたことを意味する。この場合、再判定部５４は、登録者ではない（認証失敗）と判定する。
【００７０】
図１２において、アスペクト比を変更した場合における混在領域内の本人分布及び他人分布の変化を示す。この図１２は、６４本の異なる指に対してそれぞれ３回撮像し、１９２パターンの静脈画像に基づいて認証を行ったものである。
【００７１】
この図１２では、パターン画像（ｘ−ｙ平面）の類似度として相互相関係数（０≦Ｃ≦１）が採用され、ハフ画像（ρ−θ空間）の類似度として相互相関係数（０≦Ｈ≦１）が採用される。閾値ｔｈｒ１は、相互相関係数の和に対して設定した第１の閾値であり、閾値ｔｈｒ２は、閾値ｔｈｒ１よりも低く設定した第２の閾値である。
【００７２】
この図１２からも明らかなように、第１の閾値ｔｈｒ１と、第２の閾値ｔｈｒ２との間に混在する本人分布と他人分布のうち、他人分布は、アスペクト比の変更後には、第２の閾値ｔｈｒ２よりも低い部分におおよそ移動する一方、本人分布は、アスペクト比の変更後には、第１の閾値ｔｈｒ１よりも高い部分におおよそ移動している。つまり、アスペクト比の変更によって、本人と他人の区別が明確になるということが、この図１２からも分かる。
【００７３】
処理実行部５５（図８）は、判定部５２又は再判定部５４により登録者であると判定された場合、所定の処理を開始させるための制御データを生成し、これをインターフェース１４に接続された内部又は外部の装置に送出する。この装置では、所定の処理として、例えば、ドアを一定期間閉錠する、あるいは、制限対象の動作モードを解除する等がある。
【００７４】
また処理実行部５５は、判定部５２又は再判定部５４により登録者ではないと判定された場合、例えば、登録者として承認することができないことを、表示部１５及び音声出力部１６の少なくとも一方を介して通知する。
【００７５】
（１−３）認証処理手順
次に、認証部４２（図７）における認証処理手順を説明する。図１３に示すように、認証部４２は、認証モードを決定した場合、この認証処理手順を開始し、ステップＳＰ１において、登録対象のパターン画像及びハフ画像と、認証対象のパターン画像及びハフ画像を取得し、次のステップＳＰ２に進む。
【００７６】
認証部４２は、このステップＳＰ２において、登録対象のパターン画像と、認証対象のパターン画像とを照合するとともに、登録対象のハフ画像と、認証対象のハフ画像とを照合し、次のステップＳＰ３に進む。
【００７７】
認証部４２は、このステップＳＰ３において、パターン画像の照合結果として得られる値と、ハフ画像の照合結果として得られる値とを合算し、次のステップＳＰ４に進んで、該合算値を、第１の閾値と比較する。
【００７８】
ここで、第１の閾値以上となる場合、認証部４２は、登録者である（認証成功）と判定し、ステップＳＰ１１に進んで、認証成功の処理として規定された処理を実行する。
【００７９】
一方、第１の閾値未満となる場合、認証部４２は、ステップＳＰ５に進み、このステップＳＰ５において、ステップＳＰ３で求めた合算値を、第１の閾値よりも低く設定された第２の閾値とを比較する。そして認証部４２は、この比較結果として、第２の閾値未満となる場合、登録者ではない（認証失敗）と判定し、ステップＳＰ１２に進んで、認証失敗の処理として規定された処理を実行する。
【００８０】
このように認証部４２は、パターン画像に映し出される静脈のパターンの類似度と、該パターン画像から所定長以上の直線状態を示す画像として変換されるハフ画像のパターンの類似度とを示す値の和が第１の閾値以上となる場合には登録者であると判定し、該合算値が第１の閾値よりも低く設定された第２の閾値未満となる場合には登録者ではないと判定するようになされている。
【００８１】
他方、合算値が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上となる場合、認証部４２は、登録者ではないとすると誤判定となる可能性があると判定し、ステップＳＰ６に進んで、ステップＳＰ１で取得した登録対象のパターン画像と、認証対象のパターン画像とのアスペクト比を変更することによって、成長方向静脈と斜方向静脈との関係を強調する（図１１）。
【００８２】
そして認証部４２は、次のステップＳＰ７において、成長方向静脈と斜方向静脈との関係が強調された登録対象及び認証対象のパターン画像を照合し、ステップＳＰ８に進んで、この照合結果として得られる静脈形状の類似度を示す値を、第３の閾値とを比較する。
【００８３】
ここで、第３の閾値以上となる場合、認証部４２は、登録者である（認証成功）と判定し、ステップＳＰ１１に進んで、認証成功の処理として規定された処理を実行する。一方、第３の閾値未満となる場合、認証部４２は、登録者ではない（認証失敗）と判定し、ステップＳＰ１２に進んで、認証失敗の処理として規定された処理を実行する。
【００８４】
このように認証部４２は、パターン画像に映し出される静脈のパターンの類似度と、該パターン画像から所定長以上の直線状態を示す画像として変換されるハフ画像のパターンの類似度とを示す値の和が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上となる場合、パターン画像のアスペクト比を変更して、該パターン画像における成長方向静脈と斜方向静脈との関係を強調する。
【００８５】
そして認証部４２は、アスペクト比変更後のパターン画像を再照合し、この再照合結果として、成長方向静脈と斜方向静脈との関係が強調された静脈のパターンにおける類似度を示す値が第３の閾値以上となる場合には登録者であると判定し、第３の閾値未満となる場合には登録者ではないと判定するようになされている。
【００８６】
（１−４）動作及び効果
以上の構成において、この認証装置１は、認証対象の静脈画像に含まれる静脈部分と、登録対象の静脈画像に含まれる静脈部分とにおける形状の類似度を示す情報（パターン画像の相互相関係数等と、ハフ画像の相互相関係数等の合算値）が、誤判定となる可能性があるものとすべき条件（第１の閾値未満第２の閾値以上）を満たすか否かを判定する。
【００８７】
そして認証装置１は、この条件を満たす場合、認証対象の静脈画像（パターン画像）と、登録対象の静脈画像（パターン画像）との縦横比を変更する。この結果、図１１において上述したように、当該静脈画像（パターン画像）における静脈の相違部分が強調されることになる。
【００８８】
この状態において認証装置１は、縦横比が変更された認証対象の静脈画像（パターン画像）と、縦横比が変更された登録対象の静脈画像（パターン画像）とに含まれる静脈部分の形状の類似度（相互相関係数等）から、登録者であるか否かを判定する。
【００８９】
したがって、この認証装置１では、静脈部分における形状が近似している場合、平面（ｘ−ｙ）方向を変更して形状の相違部分を強調するので、画像の高さ（輝度）方向を変更して形状の相違部分を強調するよりも明確にすることができ、この結果、形状自体が似ていても、登録者であるか否かを正確に判定することができる。
【００９０】
また、この認証装置１では、認証対象の静脈画像に含まれる静脈部分と、登録対象の静脈画像に含まれる静脈部分とにおける形状の類似度を示す情報として、線幅が一定とされる生体部分と、背景部分とを２値で示す画像（パターン画像）の類似度と、該画像（パターン画像）における静脈のうち所定長以上の直線状態を示す画像（ハフ画像）の類似度が採用される。
【００９１】
したがって、この認証装置１では、静脈画像における静脈部分の形状を、異なる２つの観点のパターンとし、その類似度に基づいて、誤判定となる可能性があるものとすべき条件（第１の閾値未満第２の閾値以上）を満たすか否かを判定することができるため、例えば、大根の撮像画像等のように、静脈の形状と近似する画像が認証対象の画像として入力された場合であっても、正確に登録者であるか否かを判定することができる。
【００９２】
以上の構成によれば、静脈部分における形状が近似している場合、該形状の相違部分を平面方向の縦横比を変更して強調した後に再判定するようにしたことにより、形状自体が似ていても、正確に登録者であるか否かを判定することができ、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。
【００９３】
（１−５）他の実施の形態
上述の第１の実施の形態においては、静脈画像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、例えば指紋画像、虹彩画像、口紋画像、顔画像又は神経画像等、この他種々の生体画像を適用するようにしてもよい。
【００９４】
特に、静脈や神経のように、一定の方向に形成（伸長）する傾向が強い画像を適用した場合、当該傾向のない画像を適用する場合に比して、画像に含まれる生体部分の形状の相違をより一段と強調することが可能となる分だけ、認証精度を向上することができる。ちなみに、神経画像を適用するには、例えば、神経に対して特異的となるマーカが注入された状態において、該マーカを撮像する等といった手法を採用すればよい。
【００９５】
また上述の第１の実施の形態においては、認証対象及び登録対象のパターン画像における隔たりの程度を示す値と、これらパターン画像から所定長以上の直線状態を示す画像として変換されるハフ画像における隔たりの程度を示す値との合計値が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上にあるか否かによって、誤判定となる可能性があるか否かを判定するようにしたが、本発明はこれに限らず、これ以外の手法によって判定するようにしてもよい。
【００９６】
例えば、誤判定となる可能性があるとすべき条件として、第１の閾値よりも高く設定された閾値未満となり、該第１の閾値よりも低く設定された閾値以上となる場合を、誤判定となる可能性があるとすべき条件とすることができる。
【００９７】
この条件を採用した場合、登録者とすべき限界値となる第１の閾値が厳格に設定されていないときに有用となる。ちなみに、上述の第１の実施の形態のように、第１の閾値未満となり、該第１の閾値よりも低く設定された第２の閾値以上となる場合を、誤判定となる可能性があるとすべき条件として採用する場合、登録者とすべき限界値となる第１の閾値が厳格に設定されているときに有用となる。すなわち、登録者とすべき限界値となる閾値を基準として、本人又は他人とが反転する可能性をもつとされる範囲であればよい。
【００９８】
また例えば、誤判定となる可能性があるとすべき条件の判定要素として、上述の第１の実施の形態のように、静脈の形状の類似度を直接的に示す値（パターン画像の隔たりの程度）と、間接的に示す値（ハフ画像の隔たりの程度）との２つの要素を採用する場合に代えて、いずれか一方の要素だけを採用することができる。
【００９９】
ちなみに、この判定要素を採用する場合、静脈の形状の類似度を直接的又は間接的に示す値が、登録者とすべき限界値となる閾値を基準として本人又は他人とが反転する可能性をもつとされる範囲にあれば、アスペクト比が変更される。
【０１００】
また例えば、誤判定となる可能性があるとすべき条件の判定要素として、生体画像（上述の第１の実施の形態では静脈画像）のうち、基準方向（成長方向）に対して平行となる生体部分（成長方向静脈）の第１の検出量と、該基準方向（成長方向）に対して０［°］よりも大きい角をなす生体部分（斜方向静脈）の第２の検出量との一方又は双方を採用することができる。
【０１０１】
ちなみに、この判定要素を採用する場合、例えば、認証対象の生体画像から検出される第１の検出量（又は第１の検出量と第２の検出量との比）と、登録対象の生体画像から検出される（又は第１の検出量と第２の検出量との比）との差が、形状の類似度を示す値となり、この値が、登録者とすべき限界値となる閾値を基準として本人又は他人とが反転する可能性をもつとされる範囲にあれば、アスペクト比が変更される。この判定要素を採用すれば、上述の第１の実施の形態の場合に比して、基準方向（成長方向）の生体部分（成長方向静脈）と、該基準方向（成長方向）に対して０［°］よりも大きい角をなす生体部分（斜方向静脈）とにおける関係を直接的に検出できる分だけ、より一段と認証精度を向上することができる。
【０１０２】
さらに例えば、誤判定となる可能性があるとすべき条件の判定要素として、上述の第１の実施の形態では、２つの判定要素の合算値を採用する場合に代えて、所定の重み付けされた一方の値と他方の値との合算値や、一方の値と他方の値との乗算値等を採用することもできる。
【０１０３】
上述の判定手法はあくまで例であり、当該例として説明した以外の判定手法によって誤判定となる可能性があるか否かを判定可能となることはいうまでもない。
【０１０４】
さらに上述の第１の実施の形態においては、認証対象の生体画像と、登録対象の生体画像との縦横比（アスペクト比）を変更する変更部として、変更前の画像（図１０（Ａ−１）及び図１０（Ｂ−１））における縦サイズと横サイズとが逆となるように縦横比（アスペクト比）を変更した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これ以外の態様で変更するようにしてもよい。
【０１０５】
例えば、誤判定となる可能性があるとすべき条件の判定要素が、登録者とすべき限界値となる閾値を基準として、本人又は他人とが反転する可能性をもつとされる範囲にある場合、当該判定要素が閾値（基準値）に近いほど、縦横比（アスペクト比）が大きくなるように変更することができる。このようにすれば、静脈の形状の類似度が高いほど、基準方向（上述の第１の実施の形態では成長方向）の生体部分（成長方向静脈）と、該基準方向（成長方向）に対して０［°］よりも大きい角をなす生体部分（斜方向静脈）との関係を強調することができるため、画像状態の無駄な可変を防止できる。
【０１０６】
また例えば、縦横比（アスペクト比）の変更対象の画像として、上述の第１の実施の形態では、２値化後の生体画像（上述の第１の実施の形態では静脈画像）を適用するようにしたが、２値化前の生体画像（上述の第１の実施の形態では静脈画像）を適用することもできる。
【０１０７】
すなわち、上述の第１の実施の形態に適用するには、登録部２４（図２）は、パターン画像及びハフ画像に加えて、該パターン画像に変換される前の静脈画像（撮像制御部２１からパターン変換部２２に入力される静脈画像）を記憶部１３に登録する。一方、アスペクト比変更部５３（図８）は、パターン画像に変換される前の静脈画像として、登録対象とすべき静脈画像を記憶部１３から読み出すとともに、認証対象とすべき静脈画像をパターン変換部２２から取得し、これら静脈画像のアスペクト比を変更した後に、パターン変換部２２に入力させる。そしてアスペクト比変更部５３（図８）は、このパターン変換部２２での変換処理によって生成される認証対象及び登録対象のパターン画像とハフ画像とを再判定部５４に与える。このようにすれば、上述の第１の実施の形態では、２値化前の静脈画像を、縦横比（アスペクト比）の変更対象の画像とすることができる。
【０１０８】
このように、２値化前の生体画像（上述の第１の実施の形態では静脈画像）を、縦横比（アスペクト比）の変更対象の画像として適用した場合、２値化後の生体画像を適用する場合に比して、縦横比（アスペクト比）を変更した生体画像に含まれる生体部分（静脈）が、変更前の生体部分に対して、aliasingの強調によって滑らかな状態ではなくなるといったことを防止でき、この結果、誤判定となる可能性があるとすべき条件を満たすか否かの判定精度を向上することができる。
【０１０９】
ただし、上述の第１の実施の形態のように、２値化後の生体画像（上述の第１の実施の形態では静脈画像）を適用しても、判定精度に対する実質的な影響は殆どない。また登録対象及び認証対象のうち、認証対象となる２値化前の生体画像（上述の第１の実施の形態では静脈画像）だけを、縦横比（アスペクト比）の変更対象の画像として適用するようにしてもよい。
【０１１０】
さらに上述の第１の実施の形態においては、パターン変換部２２として、前処理部３１、画像平滑化部３２、輪郭強調部３３、静脈平滑化部３４、２値化部３５及び細線化部３６によって構成するようにしたが、適用される生体の種等の諸事情に応じて、これら各部３１〜３６のうちの一部を省略する若しくは入れ替える、あるいは、新たな処理部を加える等、必要に応じて構成態様を変更することができる。また、各部３１〜３６の処理内容（例えばカーネルサイズ等）についても同様である。
【０１１１】
さらに上述の第１の実施の形態においては、パターン画像と、ハフ画像とを登録するようにした場合について述べたが、パターン画像だけを登録するようにしてもよく、またパターン画像に含まれる静脈に曲線近似させたパラメータ等を登録するようにしてもよい。ちなみに、静脈に曲線近似させたパラメータを登録した場合、認証モードでは、パラメータからパターン画像を再構築する再構築部を設け、該再構築部によって再構築されたパターン画像を登録対象の画像とすれば、上述の第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
さらに上述の第１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静脈登録モード又は認証モード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静脈登録モード又は認証モードを実行するようにしてもよい。
【０１１３】
さらに上述の第１の実施の形態においては、撮像機能（撮像部１２）、登録機能（登録部２４）及び認証機能（認証部４２）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として含む単体の装置に分けた態様で適用するようにしてもよい。
【０１１４】
〔第２の実施の形態〕
（２−１）認証システムの全体構成
第１の実施の形態と同一となる部分に同一符号を付した図１４において、第２の実施の形態による認証システム１０００の全体構成を示す。この認証システム１０００は、登録装置１００、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ等の携帯型の記憶装置２００及び複数の認証装置３００１〜３００ｎによって構成される。
【０１１５】
登録装置１００は、撮像部１２、撮像制御部２１、パターン変換部２２、ハフ変換部２３及び登録部１１１によって構成される。
【０１１６】
この登録部１１１には、撮像部１２、撮像制御部２１及びパターン変換部２２を経て、一定幅の静脈成分と、背景成分との２値でなる静脈画像（パターン画像）が与えられ、該パターン変換部２２からハフ変換部２３を経て、所定の線長以上の直線成分の状態を示す画像（ハフ画像）が与えられる。
【０１１７】
またこの登録部１１１は、例えば図１５に示すように、撮像部１２における撮像素子に結像される被写体を基準とする、該撮像部１２から画像データとして出力される画像に映し出される被写体の伸縮率、つまり、入力被写体像に対する出力被写体像の伸縮率（以下、これを伸縮率とも呼ぶ）を示すデータ（以下、これを伸縮率情報と呼ぶ）が記憶されるメモリを有する。
【０１１８】
登録部１１１は、パターン画像及びハフ画像を受けた場合、該パターン画像及びハフ画像と、メモリに記憶された伸縮率情報とを対応付けて記憶装置２００に登録する。
【０１１９】
認証装置３００（３００１、３００２、……、又は３００ｎ）は、記憶装置２００に対する装脱着部を有し、該装脱着部に装着される記憶装置２００から登録対象のパターン画像及びハフ画像を読み出すことができるようになされている。
【０１２０】
また認証装置３００（３００１、３００２、……、又は３００ｎ）は、それぞれ、撮像部３１１（３１１１、３１１２、……、又は３１１ｎ）、撮像制御部２１（２１１、２１２、……、又は２１ｎ）、アスペクト比変更部３１２（３１２１、３１２２、……、又は３１２ｎ）、パターン変換部２２（２２１、２２２、……、又は２２ｎ）、ハフ変換部２３（２３１、２３２、……、又は２３ｎ）及び認証部３１３（３１３１、３１３２、……、又は３１３ｎ）を有する。
【０１２１】
各撮像部３１１１〜３１１ｎは、互いに伸縮率を異にするが、該伸縮率以外については撮像部１２と略同一でなる。
【０１２２】
アスペクト比変更部３１２（３１２１、３１２２、……、又は３１２ｎ）は、対応する撮像部３１１（３１１１、３１１２、……、又は３１１ｎ）における伸縮率情報が記憶される内部メモリを有する。
【０１２３】
またアスペクト比変更部３１２（３１２１、３１２２、……、又は３１２ｎ）は、対応する撮像部３１１（３１１１、３１１２、……、又は３１１ｎ）から、撮像制御部２１（２１１、２１２、……、又は２１ｎ）を経て認証対象の静脈画像が与えられた場合、装脱着部に装着される記憶装置２００から伸縮率情報を取得する。
【０１２４】
そしてアスペクト比変更部３１２（３１２１、３１２２、……、又は３１２ｎ）は、内部メモリに記憶された伸縮率情報と、記憶装置２００から取得した伸縮率情報とが同一であるか否かを判定し、相違する場合には、当該伸縮率情報同士が同一となるように、認証対象の静脈画像のアスペクト比を変更する。したがって、登録時の撮像部１２と、認証時の撮像部３１１（３１１１、３１１２、……、又は３１１ｎ）における被写体に対する伸縮率の相違に起因する静脈の形状の差は喪失することになる。
【０１２５】
認証部３１３は、対応する撮像部３１１（３１１１、３１１２、……、又は３１１ｎ）、撮像制御部２１（２１１、２１２、……、又は２１ｎ）、アスペクト比変更部３１２（３１２１、３１２２、……、又は３１２ｎ）及びパターン変換部２２（２２１、２２２、……、又は２２ｎ）を介して得られる認証対象のパターン画像（一定幅の静脈成分と、背景成分とでなる２値の静脈画像）を取得するとともに、該パターン変換部２２（２２１、２２２、……、又は２２ｎ）からハフ変換部２３（２３１、２３２、……、又は２３ｎ）を介して得られる認証対象のハフ画像（所定の線長以上の直線成分の量を示す画像）を取得する。
【０１２６】
認証部３１３（３１３１、３１３２、……、又は３１３ｎ）は、記憶装置２００から読み出された登録対象のパターン画像と、取得した認証対象のパターン画像とを照合するとともに、記憶装置２００から読み出された登録対象のハフ画像と、取得した認証対象のハフ画像とを照合する。
【０１２７】
そして認証部３１３（３１３１、３１３２、……、又は３１３ｎ）は、パターン画像の照合結果として得られる静脈形状の類似度を示す値と、ハフ画像の照合結果として得られる直線成分量の類似度を示す値とを合算し、該合算値を、第１の閾値と比較する。
【０１２８】
ここで、第１の閾値未満となる場合、このことは、登録時と、認証時とにおける被写体に対する伸縮率を一定とした場合であっても、静脈の形状と、該静脈のうち所定長以上の直線成分量との一方又は双方が大きく相違していることを意味する。この場合、判定部５２は、登録者ではない（認証失敗）と判定し、認証失敗の処理として規定された処理を実行する。
【０１２９】
一方、第１の閾値以上となる場合、このことは、登録時と、認証時とにおける被写体に対する伸縮率を一定とすれば、静脈の形状と、該静脈のうち所定長以上の直線成分量とが同一又は同等であることを意味する。この場合、認証部４２は、登録者である（認証成功）と判定し、認証成功の処理として規定された処理を実行する。
【０１３０】
（２−２）動作及び効果
以上の構成において、この認証システム１００における認証装置３００（３００１、３００２、……、又は３００ｎ）は、認証対象の静脈画像を撮像した撮像部３１１（３１１１、３１１２、……、又は３１１ｎ）での被写体の伸縮率（入力被写体像に対する出力被写体像の伸縮率）を内部のメモリから取得するとともに、登録対象の静脈画像を撮像した撮像部１２での被写体の伸縮率を、該登録対象の静脈画像に対応付けて登録された記憶装置２００から取得する。
【０１３１】
そして認証装置３００（３００１、３００２、……、又は３００ｎ）は、これら伸縮率が同一となるように、認証対象の静脈画像のアスペクト比を変更する。この結果、静脈画像に対する伸縮率が一定（同条件）となり、該伸縮率に起因する生体部分の変位が喪失されることになる。
【０１３２】
この状態において認証装置３００（３００１、３００２、……、又は３００ｎ）は、縦横比が変更された認証対象の静脈画像と、縦横比が変更された登録対象の静脈画像とに含まれる静脈部分の形状の類似度（相互相関係数等）から、登録者であるか否かを判定する。
【０１３３】
したがって、この認証装置１では、静脈部分における形状が近似している場合、該形状の近似が伸縮率に起因する生体部分の変位に基づくものであるのか、もしくは、真に形状が近似するものであるのかが、静脈画像に対する伸縮率が一定（同条件）とすることによって明確となるため、形状自体が似ていても、正確に登録者であるか否かを判定することができる。
【０１３４】
またこの認証装置３００（３００１、３００２、……、又は３００ｎ）では、縦横比が変更された認証対象の静脈画像と、縦横比が変更された登録対象の静脈画像に対して、線幅が一定とされる生体部分と、背景部分とを２値で示す画像に変換処理を経た後に得られるパターン画像に含まれる静脈部分の形状の類似度（相互相関係数等）から、登録者であるか否かを判定する。したがって、かかる変換処理を経たパターン画像を判定対象としない場合に比して、静脈の形状パターンを正確に把握できる分だけ、正確に登録者であるか否かを判定することができる。
【０１３５】
以上の構成によれば、登録対象及び認証対象の静脈画像に対する伸縮率を一定（同条件）とした後に登録者の有無を判定するようにしたことにより、形状自体が似ていても、正確に登録者であるか否かを判定することができ、かくして認証精度を向上し得る認証装置３００を実現できる。
【０１３６】
（２−３）他の実施の形態
上述の第２の実施の形態においては、静脈画像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、例えば指紋画像、虹彩画像、口紋画像、顔画像又は神経画像等、この他種々の生体画像を適用するようにしてもよい。
【０１３７】
特に、静脈や神経のように、一定の方向に形成（伸長）する傾向が強い画像を適用した場合、当該傾向のない画像を適用する場合に比して、画像に含まれる生体部分の形状の相違をより一段と強調することが可能となる分だけ、認証精度を向上することができる。ちなみに、神経画像を適用するには、例えば、神経に対して特異的となるマーカが注入された状態において、該マーカを撮像する等といった手法を採用すればよい。
【０１３８】
また上述の第２の実施の形態においては、パターン画像と、ハフ画像とを登録するようにした場合について述べたが、パターン画像だけを登録するようにしてもよく、またパターン画像に含まれる静脈に曲線近似させたパラメータ等を登録するようにしてもよい。ちなみに、静脈に曲線近似させたパラメータを登録した場合、認証モードでは、パラメータからパターン画像を再構築する再構築部を設け、該再構築部によって再構築されたパターン画像を登録対象の画像とすれば、上述の第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１３９】
さらに上述の第２の実施の形態においては、伸縮率が同一となるように、認証対象の静脈画像のアスペクト比を変更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、登録対象の静脈画像のアスペクト比を変更するようにしてもよい。
【０１４０】
さらに上述の実施の形態においては、記憶装置２００に対して、一の登録装置１００によって登録対象の画像を登録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、複数の登録装置によって登録対象の画像を登録するようにしてもよい。このようにする場合、各登録装置に設けられる撮像部における伸縮率は同一であっても、相違していてもよい。
【０１４１】
さらに上述の実施の形態においては、撮像機能（撮像部１２）と登録機能（登録部１１１）を有する登録装置１００と、撮像機能（撮像部３１１１〜３１１ｎ）と認証機能（認証部３１３１〜３１３ｎ）を有する認証装置３００１〜３００ｎと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として含む単体の装置に分けた態様で適用するようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、一の撮像機能（撮像部１２）を有していたが、伸縮率が同一又は相違する複数の撮像機能（撮像部１２）を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
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】
【０１４３】
【図１】第１の実施の形態における認証装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】静脈登録モードにおける制御部の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】パターン変換処理での輝度の状態推移を示す略線図である。
【図４】ｘ−ｙ平面における直線の表現の説明に関する略線図である。
【図５】ρ−θ空間上における点の表現に関する略線図である。
【図６】ハフ変換前後の画像を示す略線図である。
【図７】認証モードにおける制御部の機能的構成を示すブロック図である。
【図８】認証部の構成を示すブロック図である。
【図９】閾値と本人分布及び他人分布との関係を示す略線図である。
【図１０】アスペクト比（縦横比）の変更例を示す略線図である。
【図１１】アスペクト比の変更による静脈の形状変化を示す略線図である。
【図１２】アスペクト比変更後の本人分布及び他人分布の変化を示す略線図である。
【図１３】認証処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施の形態における認証システムの全体構成を示すブロック図である。
【図１５】撮像部における被写体の伸縮率の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１、３００１〜３００ｎ……認証装置、１０……制御部、１１……操作部、１２……撮像部、１３……記憶部、２１……撮像制御部、２２……パターン変換部、２３……ハフ変換部、２４、１１１……登録部、３２……画像平滑化部、３３……輪郭強調部、３４……静脈平滑化部、３５……２値化部、３６……細線化部、４１……読出部、４２……認証部、５１……照合部、５２……判定部、５３……アスペクト比変更部、５４……再判定部、５５……処理実行部、１００……登録装置、２００……記憶装置、１０００……認証システム。
【図１】
2009140076.tif 000003
【図２】
2009140076.tif 000004
【図３】
2009140076.tif 000005
【図４】
2009140076.tif 000006
【図５】
2009140076.tif 000007
【図７】
2009140076.tif 000008
【図８】
2009140076.tif 000009
【図９】
2009140076.tif 000010
【図１１】
2009140076.tif 000011
【図１３】
2009140076.tif 000012
【図１４】
2009140076.tif 000013
【図１５】
2009140076.tif 000014
【図６】
2009140076.tif 000015
【図１０】
2009140076.tif 000016
【図１２】
2009140076.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月30日(2008.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、登録対象の生体画像に含まれる生体部分とにおける形状の類似度を示す情報から、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する第１の判定部と、
上記条件を満たす場合、上記認証対象の生体画像と、上記登録対象の生体画像との縦横比を変更する変更部と、
縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第２の判定部と
を具えることを特徴とする認証装置。
【請求項２】
上記生体画像に含まれる生体部分は、静脈画像に含まれる静脈である
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
上記生体画像は、線幅が一定とされる生体部分と、背景部分とを２値で示す画像でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項４】
上記第１の判定部は、
上記類似度が、登録者とすべき限界値となる閾値を基準として設定される範囲にあるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項５】
上記第１の判定部は、
認証対象の生体画像と、登録対象の生体画像との類似度を示す第１の情報と、上記認証対象の生体画像及び上記登録対象の生体画像から変換される、当該生体画像に含まれる生体部分のうち所定長以上の直線状態を示す各画像の類似度を示す第２の情報とを用いて、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項６】
上記第１の判定部は、
上記第１の情報と、上記第２の情報との和が、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する
ことを特徴とする請求項５に記載の認証装置。
【請求項７】
認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、登録対象の生体画像に含まれる生体部分とにおける形状の類似度を示す情報から、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する第１のステップと、
上記条件を満たす場合、上記認証対象の生体画像と、上記登録対象の生体画像との縦横比を変更する第２のステップと、
縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第３のステップと
を具えることを特徴とする認証方法。
【請求項８】
認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の倍率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の倍率とを取得する取得部と、
上記取得部により取得される各倍率が同一となるように、上記認証対象の生体画像又は上記登録対象の生体画像の縦横比を変更する変更部と、
縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する判定部と
を具えることを特徴とする認証装置。
【請求項９】
認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の倍率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の倍率とを取得する第１のステップと、
第１のステップで取得される各倍率が同一となるように、上記認証対象の生体画像又は上記登録対象の生体画像の縦横比を変更する第２のステップと、
縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第３のステップと
を具えることを特徴とする認証方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また本発明は、認証方法であって、認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、登録対象の生体画像に含まれる生体部分とにおける形状の類似度を示す情報から、誤判定となる可能性があるものとすべき条件を満たすか否かを判定する第１のステップと、当該条件を満たす場合、認証対象の生体画像と、登録対象の生体画像との縦横比を変更する第２のステップと、縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第３のステップとを含むようにする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
さらに本発明は、認証装置であって、認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の倍率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の倍率とを取得する取得部と、取得部により取得される各倍率が同一となるように、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を変更する変更部と、縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する判定部とを含む構成とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この認証装置では、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を、当該生体画像を撮像した撮像部での被写体の倍率が同一となるように変更部が変更することによって、被写体の倍率に起因する生体部分の変位を喪失することができるため、認証対象及び登録対象の生体画像における生体部分の形状自体が似ていても、登録者であるか否かを判定部が正確に判定することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また本発明は、認証方法であって、認証対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の倍率と、登録対象の生体画像を撮像した撮像部における被写体の倍率とを取得する第１のステップと、第１のステップで取得される各倍率が同一となるように、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を変更する第２のステップと、縦横比が変更された認証対象の生体画像に含まれる生体部分と、縦横比が変更された登録対象の生体画像に含まれる生体部分との形状の類似度から、登録者であるか否かを判定する第３のステップとを含むようにする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この認証方法では、認証対象の生体画像又は登録対象の生体画像の縦横比を、当該生体画像を撮像した撮像部での被写体の倍率が同一となるように第２のステップで変更することによって、被写体の倍率に起因する生体部分の変位を喪失することができるため、認証対象及び登録対象の生体画像における生体部分の形状自体が似ていても、登録者であるか否かを第３のステップで正確に判定することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以上のように本発明によれば、生体画像の縦横比の変更によって、生体画像に含まれる生体形状の相違部分を強調又は被写体の倍率に起因する生体部分の変位を喪失するようにしたことにより、生体部分の形状自体が近似する場合であっても、登録者の是非を正確に判定することができ、かくして認証精度を向上し得る認証装置及び認証方法を実現できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ハフ変換は、「ρ＝ｘｃｏｓθ＋ｙｓｉｎθ」と定義されるものである。図４に示した直線ｌ０上の点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、点Ｐ２（ｘ２，ｙ２）及び点Ｐ３（ｘ３，ｙ３）は、図５に示すように、ハフ空間（ρ−θ空間）では、曲線Ｃ１（ｘ１ｃｏｓθ＋ｙ１ｓｉｎθ）、Ｃ２（ｘ２ｃｏｓθ＋ｙ２ｓｉｎθ）、Ｃ３（ｘ３ｃｏｓθ＋ｙ３ｓｉｎθ）としてそれぞれ表される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
このρ−θ空間での曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３には交点Ｐｘ（ρｘ，θｘ）が存在するが、当該交点Ｐは、ハフ変換前のもとのｘ−ｙ平面における直線ｌ０に相当する。ｘ−ｙ平面における直線ｌ０上にとり得る点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎ・・・）が多いほど、ρ−θ空間上に表される曲線（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・Ｃｎ・・・）が増え、その結果、交点Ｐｘ（ρｘ，θｘ）での曲線の数も増える関係にある。すなわち、ｘ−ｙ平面における直線ｌ０が長いほど、交点Ｐｘ（ρｘ，θｘ）に重なる曲線（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・Ｃｎ・・・）の数が増えることになる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
このように交点Ｐｘ（ρｘ，θｘ）は、ｘ−ｙ平面における線の長さに依存するパラメータであり、当該線長に応じて、交点Ｐｘ（ρｘ，θｘ）での曲線の重なりの程度（個数）が増減することとなる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
他方、合算値が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上の範囲内となる場合、このことは、パターン画像に映し出される静脈のパターンと、該パターン画像から所定長以上の直線状態を示す画像として変換されるハフ画像のパターンとの相違が、例えば図９に示すように、統計学的に本人分布と他人分布との混在領域（図中では太い実線で囲まれる領域）にあることを意味する。この場合、判定部５２は、登録者ではないとの誤判定になる可能性があると判定する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
ちなみに、この判定要素を採用する場合、例えば、認証対象の生体画像から検出される検出量（第１の検出量若しくは第２の検出量又は第１の検出量と第２の検出量との比）と、登録対象の生体画像から検出される検出量（第１の検出量若しくは第２の検出量又は第１の検出量と第２の検出量との比）との差が、形状の類似度を示す値となり、この値が、登録者とすべき限界値となる閾値を基準として本人又は他人とが反転する可能性をもつとされる範囲にあれば、アスペクト比が変更される。この判定要素を採用すれば、上述の第１の実施の形態の場合に比して、基準方向（成長方向）の生体部分（成長方向静脈）と、該基準方向（成長方向）に対して０［°］よりも大きい角をなす生体部分（斜方向静脈）とにおける関係を直接的に検出できる分だけ、より一段と認証精度を向上することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
またこの登録部１１１は、例えば図１５に示すように、撮像部１２における撮像素子に結像される被写体を基準とする、該撮像部１２から画像データとして出力される画像に映し出される被写体の伸縮率、つまり、入力被写体像に対する出力被写体像の倍率を示すデータ（以下、これを伸縮率情報と呼ぶ）が記憶されるメモリを有する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
各撮像部３１１１〜３１１ｎは、互いに、入力被写体像に対する出力被写体像の倍率を異にするが、該倍率以外については撮像部１２と略同一でなる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
そしてアスペクト比変更部３１２（３１２１、３１２２、……、又は３１２ｎ）は、内部メモリに記憶された伸縮率情報と、記憶装置２００から取得した伸縮率情報とに示される倍率（入力被写体像に対する出力被写体像の倍率）が同一であるか否かを判定し、相違する場合には、当該倍率が同一となるように、認証対象の静脈画像のアスペクト比を変更する。したがって、登録時の撮像部１２と、認証時の撮像部３１１（３１１１、３１１２、……、又は３１１ｎ）における被写体に対する倍率の相違に起因する静脈の形状の差は喪失することになる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
ここで、第１の閾値未満となる場合、このことは、登録時と、認証時とにおける被写体に対する倍率を一定とした場合であっても、静脈の形状と、該静脈のうち所定長以上の直線成分量との一方又は双方が大きく相違していることを意味する。この場合、判定部５２は、登録者ではない（認証失敗）と判定し、認証失敗の処理として規定された処理を実行する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
一方、第１の閾値以上となる場合、このことは、登録時と、認証時とにおける被写体に対する倍率を一定とすれば、静脈の形状と、該静脈のうち所定長以上の直線成分量とが同一又は同等であることを意味する。この場合、認証部３１３は、登録者である（認証成功）と判定し、認証成功の処理として規定された処理を実行する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
（２−２）動作及び効果
以上の構成において、この認証システム１００における認証装置３００（３００１、３００２、……、又は３００ｎ）は、認証対象の静脈画像を撮像した撮像部３１１（３１１１、３１１２、……、又は３１１ｎ）での被写体の倍率（入力被写体像に対する出力被写体像の倍率）を内部のメモリから取得するとともに、登録対象の静脈画像を撮像した撮像部１２での被写体の倍率を、該登録対象の静脈画像に対応付けて登録された記憶装置２００から取得する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
そして認証装置３００（３００１、３００２、……、又は３００ｎ）は、これら倍率が同一となるように、認証対象の静脈画像のアスペクト比を変更する。この結果、入力被写体像に対する出力被写体像の倍率が一定（同条件）となり、該被写体の倍率に起因する生体部分の変位が喪失されることになる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
したがって、この認証装置１では、静脈部分における形状が近似している場合、該形状の近似が撮像部３１１における入力被写体像に対する出力被写体像の倍率に起因する生体部分の変位に基づくものであるのか、もしくは、真に形状が近似するものであるのかが、当該倍率を一定（同条件）とすることによって明確となるため、形状自体が似ていても、正確に登録者であるか否かを判定することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
以上の構成によれば、登録対象及び認証対象の静脈画像に対する被写体の倍率を一定（同条件）とした後に登録者の有無を判定するようにしたことにより、形状自体が似ていても、正確に登録者であるか否かを判定することができ、かくして認証精度を向上し得る認証装置３００を実現できる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
さらに上述の第２の実施の形態においては、入力被写体像に対する出力被写体像の倍率が同一となるように、認証対象の静脈画像のアスペクト比を変更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、登録対象の静脈画像のアスペクト比を変更するようにしてもよい。