(57)【要約】【課題】１つの撮像部を用いた合理的な装置規模及び処理時間で、指を回転した状態で認証を行っても認証性能が低下しない個人認証装置を提供する。【解決手段】所定部にセットされた指に光を照射する光源部２と、光源部２により照射された光が指から反射された光により指の画像を撮像する撮像部６とを有し、撮像部６により撮像された画像に基づいて本人か否かを認証する個人認証装置において、光源部２により照射された光を反射又は透過する複数の調光部３と、撮像する指の位置に応じて、複数の調光部３を反射又は透過の状態に切り替える制御部１１とを有し、制御部１１により反射又は透過の状態に切り替えられた調光部３を介して得られた光によって撮像された画像に基づいて、本人か否かを認証する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定部にセットされた指に光を照射する照射手段と、該照射手段により照射された光が指から反射された光により指の画像を撮像する撮像部とを有し、該撮像部により撮像された該画像に基づいて本人か否かを認証する個人認証装置において、
該照射手段により照射された光を反射又は透過する複数の調光部と、
撮像する指の位置に応じて、複数の該調光部を反射又は透過の状態に切り替える切り替え制御手段とを有し、
該切り替え制御手段により反射又は透過の状態に切り替えられた該調光部を介して得られた光によって撮像された該画像に基づいて、本人か否かを認証することを特徴とする個人認証装置。
【請求項２】
指の位置に応じた該画像に対応づけて認証に成功した成功回数を記憶する記憶部を有し、
該記憶部に記憶された該成功回数に基づいて、指の位置に対応する該画像を用いて認証することを特徴とする請求項１の個人認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人認証装置に係り、特に、生体情報として指静脈パターン画像又は指紋パターン画像によって個人を認証する個人認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の生体情報に基づく指静脈パターン画像または指紋パターン画像を用いた個人認証装置では、指に対して光源から光が照射され、撮像部により指静脈パターンまたは指紋パターンの画像を撮像している。そして、予め生体情報の登録時に撮像した指静脈パターン画像または指紋パターン画像から得られた特徴情報に対して、認証時に撮像した指静脈パターン画像または指紋パターン画像から得られた特徴情報を比較することにより、個人認証を行っている。
【０００３】
個人認証に関する技術としては、特許文献１には、個人認証装置に指先ガイドを備えた指先端部置台を設け、装置本体の内部壁面に沿って指根元部置台に向けて摺動可能にすることで、認証を行う時に指の長さを考慮して正確に指静脈パターンを検出する技術が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、指紋の表面が非接触状態で保持しうる被検体保持部を設け、被検体の指紋を通過する光源からの光を撮像して指紋に対応する指紋画像を得ることで、指紋の表面状態の影響を受けずに安定した指紋画像を取得できる技術が記載されている。
【０００５】
しかし、これらの従来技術には、登録時の指の置き方と認証時の指の置き方において、指の置き方が異なり、登録または認証の片方だけ指を回転した状態で置いていた場合、登録時の画像と認証時の画像で、指の一致している領域の割合が小さく、認証性能が低下するという課題があった。
【０００６】
そこで、特許文献３には、指の回転による性能低下を防ぐため、２セットの光学部（光源と撮像部）を備えることにより指の複数の領域の画像を撮像したり、または１セットの光学部を移動させることにより指の複数の領域の画像を撮像することで、指が回転された状態で置かれても性能が低下することを防ぐ技術が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−５８６４３号公報
【特許文献２】特開２００３−８５５３８号公報
【特許文献３】特開２００６−１９７９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、２セットの光学部を備える装置においては、装置全体の規模が大きくなってしまうという問題があり、また、１セットの光学部を移動する装置では、光学部を移動するために余分な処理時間を要するという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、１つの撮像部を用いた合理的な装置規模及び処理時間で、指を回転した状態で認証を行っても認証性能が低下しない個人認証装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の個人認証装置は、所定部にセットされた指に光を照射する照射手段と、該照射手段により照射された光が指から反射された光により指の画像を撮像する撮像部とを有し、該撮像部により撮像された該画像に基づいて本人か否かを認証する個人認証装置において、該照射手段により照射された光を反射又は透過する複数の調光部と、撮像する指の位置に応じて、複数の該調光部を反射又は透過の状態に切り替える切り替え制御手段とを有し、該切り替え制御手段により反射又は透過の状態に切り替えられた該調光部を介して得られた光によって撮像された該画像に基づいて、本人か否かを認証するように構成することができる。
【００１１】
また、指の位置に応じた該画像に対応づけて認証に成功した成功回数を記憶する記憶部を有し、該記憶部に記憶された該成功回数に基づいて、指の位置に対応する該画像を用いて認証するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１つの撮像部を用いた合理的な装置規模及び処理時間で、指を回転した状態で認証を行っても認証性能が低下しない個人認証装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図８は、個人認証装置の一例として指静脈認証装置５０の構成例を示すブロック図である。
【００１５】
指静脈認証装置５０は、生体情報として指静脈パターン画像によって個人を認証する装置であり、バス１０、制御部１１、光源部２、調光部３、撮像部６、画像退避部１５、画像合成部１６、特徴情報抽出部１７、認証判定部１８及び記憶部１９から構成されている。
【００１６】
バス１０は、指静脈認証装置５０の各構成部が、データをやり取りするための伝送路である。制御部１１は、指静脈認証装置５０の各構成部を統括制御する。また、制御部１１は、指を撮像する領域に従って、調光部３の状態を反射状態または透過状態に設定するよう制御する。光源部２は、指に光を照射する。調光部３は、複数の調光部を有し、各調光部は、個別に光の反射を制御することにより反射状態または透過状態に設定される。撮像部６は、散乱光を指静脈の画像に変換する。画像退避部１５は、撮像部６により変換された指静脈の画像を一時的に退避する。画像合成部１６は、複数の画像を合成する。画像同士に重複する画像箇所があっても画像は連続性が保たれるよう合成される。特徴情報抽出部１７は、撮像された画像から個人固有の特徴情報を抽出する。
【００１７】
認証判定部１８は、予め登録時に登録されたテンプレート（詳細は後述）の特徴情報と、認証時に撮像された指静脈の画像から抽出された特徴情報とを比較することにより、本人かどうかの認証を行う。記憶部１９は、登録時に撮像された指静脈の画像から抽出された特徴情報など、登録対象の全ての人のテンプレートの情報を記憶する。
【００１８】
ここで、図９に、テンプレートのデータ構成例を示す。
【００１９】
テンプレートは、ＩＤ３０、特徴情報３１、中央画像認証成功回数３２、左下合成画像認証成功回数３３及び右下合成画像認証成功回数３４から構成されている。
【００２０】
ＩＤ３０は、利用者を識別するために各個人に割り当てられた識別符号である。特徴情報３１は、登録時に撮像された指静脈の画像から形状の特徴点を抽出した情報である。中央画像認証成功回数３２は、中央画像だけで認証が成功した回数である。左下合成画像認証成功回数３３は、中央画像と左下画像を合成した画像により認証が成功した回数である。右下合成画像認証成功回数３４は、中央画像と右下画像を合成した画像により認証が成功した回数である。
【００２１】
図１は、個人認証装置として指静脈認証装置５０で構成した入退出管理システムの構成例を示す図である。
【００２２】
入退出管理システムは、本人確認の結果に基づいて室内への入退出許可を管理するシステムであり、指静脈認証装置５０、入退出制御装置４２、電気錠４３及びドア４４から構成されている。
【００２３】
入退出管理システムでは、指静脈認証装置５０で指による認証が行われ、その認証結果より、入退室制御装置４２は、ドア４４の電気錠４３の開錠を制御する。
【００２４】
図２及び図３は、指静脈認証装置５０による指１の画像の撮像を説明するための図であり、図２は指静脈認証装置５０を指１の指先方向、図３は側面方向から捉えた図である。尚、図３には、光源部２a、調光部３Ｌａ及び３Ｌｂは、それぞれ、光源部２ｂ、調光部３Ｒａ及び３Ｒｂと重なっているため図示されていない。
【００２５】
まず、光源部２ａ、２ｂは、指１に対して光を照射する。光を照射された指１の散乱光が、調光部３ｃ、３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｒａ及び３Ｒｂを通じて、撮像部６に導かれ指１の画像が撮像される。この時、調光部３ｃ、３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｒａ及び３Ｒｂが反射状態か、もしくは、透過状態かによって、撮像される指１の画像の領域を３種類（中央部、右下部、左下部）に変えることができる。以下、各領域の画像の撮像について説明する。
【００２６】
図４は、指１の中央部の画像を撮像する場合について説明するための図である。
調光部３ｃ、３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｒａ及び３Ｒｂの状態は、全て透過状態とする。中央部からの散乱光７ａは、調光部３ｃを透過し撮像部６に達する。一方、左下部からの散乱光７ｂ、右下部からの散乱光７ｃは、それぞれ調光部３Ｌａ、３Ｒａを透過するため撮像部６には達しない。よって、調光部３ｃを透過した散乱光７ａを撮像することにより、指１の中央部の画像を得ることができる。
【００２７】
図５は、指１の左下部の画像を撮像する場合について説明するための図である。
【００２８】
調光部３ｃ、３Ｌａ及び３Ｌｂの状態は反射状態、調光部３Ｒａ及び３Ｒｂは透過状態とする。中央部からの散乱光７ａは、調光部３ｃで反射されるため、撮像部６には達しない。左下部からの散乱光７ｂは、調光部３Ｌａ及び３Ｌｂで反射され、撮像部６に達する。右下部からの散乱光７ｃは、調光部３Ｒａ及び３Ｒｂを透過するため撮像部６には達しない。よって、調光部３Ｌａ及び３Ｌｂで反射された散乱光７ｂを撮像することにより、指１の左下部の画像を得ることができる。
【００２９】
図６は、指１の右下部の画像を撮像する場合について説明するための図である。
【００３０】
調光部３ｃ、３Ｒａ及び３Ｒｂの状態は反射状態、調光部３Ｌａ及び３Ｌｂは透過状態とする。中央部からの散乱光７ａは、調光部３ｃで反射されるため、撮像部６には達しない。右下部からの散乱光７ｃは、調光部３Ｒａ及び３Ｒｂで反射され、撮像部６に達する。左下部からの散乱光７ｂは、調光部３Ｌａ及３Ｌｂを透過するため撮像部６には達しない。よって、調光部３Ｒａ及び３Ｒｂで反射された散乱光７ｃを撮像することにより、指１の右下部の画像を得ることができる。
【００３１】
図１０は、指静脈認証装置５０による生体情報に係る情報を登録する操作を説明するための図である。
【００３２】
まず、光源部２a、２bを点灯し、指１に光を照射する（Ｓ１０）。制御部１１は、調光部３ｃ、３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｒａ及び３Ｒｂを３種類（中央画像、左下画像、右下画像）の撮像領域に従って、反射状態または透過状態に設定するよう制御する（Ｓ１１）。撮像部６により、指静脈の画像を撮像する（Ｓ１２）。光源部２ａ、２ｂを消灯する（Ｓ１３）。撮像した画像を画像退避部１５に一旦、退避させる（Ｓ１４）。
【００３３】
中央画像、左下画像及び右下画像の３種類全ての画像を撮像したか否かを判断する（Ｓ１５）。全ての画像の撮像が完了していない場合、Ｓ１０に戻って、撮像していない画像の撮影を行う。
【００３４】
一方、全ての画像の撮像が完了している場合、中央画像、左下画像及び右下画像の各画像を画像合成部１６により合成する（Ｓ１６）。特徴情報抽出部１７により、合成画像から特徴情報３１を抽出する（Ｓ１７）。抽出された特徴情報３１に基づいて、テンプレートを記憶部１９に記憶する（Ｓ１８）。また、テンプレートの中央画像認証成功回数３２、左下合成画像認証成功回数３３及び右下合成画像認証成功回数３４には、０回と記憶部１９に記憶する。
【００３５】
図１１は、指静脈認証装置５０による個人を認証する操作を説明するための図である。
【００３６】
まず、光源部２ａ、２ｂを点灯し、指１に光を照射する（Ｓ３０）。制御部１１は、各調光部を制御する（Ｓ３１）。１回目の撮像時は、中央画像を撮像するように、調光部３ｃ、３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｒａ及び３Ｒｂの状態を反射状態または透過状態に設定する。２回目の撮像時は、テンプレート中の左下画像と中央画像の合成画像での認証成功回数である左下合成画像認証成功回数３３と、右下画像と中央画像の合成画像での認証成功回数である右下合成画像認証成功回数３４とを比較し、比較の結果、認証成功回数の多い方の画像を撮像するように、調光部３ｃ、３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｒａ及び３Ｒｂの状態を反射状態または透過状態に設定する。３回目の撮像時は、これまでの２回で撮像しなかった残りの領域の画像を撮像するように、調光部３ｃ、３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｒａ及び３Ｒｂの状態を反射状態または透過状態に設定する。Ｓ３１で設定した各調光部の状態での撮像を行う。（Ｓ３２）。
【００３７】
このように、２回目の撮像では、左下部と右下部のうちで、これまで認証で成功した回数の多い方の領域の画像を撮像するので、１回目の中央部画像での認証に失敗したとしても、２回目の画像における認証は成功する確率が高くなる。これは、認証を行う人の癖などにより、どちらかの向きに指を回転気味に置くことがあるためである。
【００３８】
撮像を完了すると、光源部２ａ、２ｂを消灯する（Ｓ３３）。撮像した画像を画像退避部１５に一旦、退避させる（Ｓ３４）。２回目または３回目の撮像時、１回目に撮像した中央画像と２回目または３回目に撮像した画像とを画像合成部１６により合成する。尚、１回目の撮像時には画像の合成は行わない（Ｓ３５）。特徴情報抽出部１７により、合成画像から特徴情報を抽出する（Ｓ３６）。記憶部１９からテンプレートを読み出す（Ｓ３７）。認証時に抽出した特徴情報とテンプレート中の特徴情報３１とを、認証判定部１８により比較して認証する（Ｓ３８）。
【００３９】
認証が成功したか否かを判断する（Ｓ３９）。認証が成功した場合、本人として受付けたことになり、アプリケーション毎に適した処理を行う（Ｓ４０）。例えば、入退室管理システムの場合は、ドアの鍵の開錠を行い、銀行等に設置されているＡＴＭ（Automatic Teller Machine）の場合は、取引処理に進む。
【００４０】
テンプレートの中央画像認証成功回数３２、左下合成画像認証成功回数３３及び右下合成画像認証成功回数３４のうち、今回の認証の成功に該当するものに対して、成功回数を１回分足して記憶部１９の内容を更新する（Ｓ４１）。
【００４１】
尚、Ｓ３９で認証に成功しなかった場合、Ｓ５０に進み、３種類全ての画像の撮像が完了していなければ、Ｓ３０に戻り、次の画像の撮像を行う。ここで、２回目の撮像の場合には、撮像する領域は、テンプレートの左下合成画像認証成功回数３３及び右下合成画像認証成功回数３４のうち、成功回数の多い方に該当する領域である。また、３回目の撮像でも認証に成功しない場合、認証は最終的に拒絶となり、アプリケーション毎に拒絶の処理を行う（Ｓ５１）。
【００４２】
図７は、指１をＡ方向に回転した状態で認証を行う場合を説明するための図である。ここで、登録時は、図４、図５及び図６のように指１を回転していない正常な状態で指１を撮像したものとする。
【００４３】
認証時、１回目の撮像で得られる中央画像のみでは、登録時に撮像した画像と重なる領域が少ないことで、認証に失敗することがあったとしても、２回目または３回目の撮像で得られる右下画像をさらに追加することで、登録時の画像に比べて重なる領域が大きくなるので、認証に成功することができる。
【００４４】
このように、指１が回転した状態で指静脈認証装置５０の上に置かれても、本実施例による調光部を設けることで、指１の正面（中央画像に相当）だけでなく側面（右下画像及び左下画像に相当）も含めた複数の領域の画像を撮像して認証を行うので、認証性能を向上させることができる。
【００４５】
以上の構成により、各調光部を反射或いは透過に制御することで、指の複数の位置の領域の画像を撮像することが可能となり、指が回転した状態で置かれた場合でも、登録時の画像と認証時の画像との一致する面積の割合が小さくならず、認証性能が低下しないという効果がある。
【００４６】
また、従来技術では撮像部６を２セット必要としたが、本実施例では、１セットのみで構成しているので、その分、装置の規模を抑えることができる。また、従来技術のように撮像部６を移動する構成ではないので、移動に要する時間が不要となり、その分、認証に要する処理時間を短縮することができる。
【００４７】
本実施例では、指静脈による個人認証装置の例で説明しているが、指紋による個人認証装置であってもよい。
【００４８】
また、本実施例では、記憶部１９は個人認証装置内のバス１０に接続され、登録されている全ての人のテンプレートを記憶しているが、テンプレートの格納方式として、ＩＣカードに一人分のテンプレートを格納してもよく、通信により遠隔地のデータベースからテンプレートを取得してもよい。
【００４９】
また、本実施例では、最大３種類の領域の画像を撮像しているが、最大２種類の領域の画像を撮像するように、調光部の個数を減らしてもよい。
【００５０】
また、本実施例では、光源部を指の斜め下あたりに配置しているが、指の真上に配置すしてもよく、また、点灯する時は両方とも点灯しているが、中央部撮像時は両方の光源部を点灯させ、左下部撮像部は左側の光源部、右下部撮像部は右側の光源部だけを点灯する構成としてもよい。
【００５１】
さらに、本実施例では、認証時に最大３回の撮像を行っているが、認証の処理時間を短くしたいアプリケーションにおいては、中央画像の１回だけの撮像で認証を終えてもよい。これは、既に登録時に３つの領域を合成した画像でテンプレートを作成しているため、中央画像だけの認証でも成功する確率が高いからである。
【００５２】
尚、本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施例による入退出管理システムの構成例を示す図。
【図２】指の画像の撮像を説明するための図（その１）。
【図３】指の画像の撮像を説明するための図（その２）。
【図４】中央部の領域の撮像を説明するための図。
【図５】左下部の領域の撮像を説明するための図。
【図６】右下部の領域の撮像を説明するための図。
【図７】指が回転した状態での認証を説明するための図。
【図８】本実施例による指静脈認証装置の構成例を示すブロック図。
【図９】テンプレートのデータの構成例を示す図。
【図１０】生体情報を登録する操作を説明するための図。
【図１１】認証の操作を説明するための図。
【符号の説明】
【００５４】
１：指、  ２、２ａ、２ｂ：光源部、  ３、３ｃ、３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｒａ、３Ｒｂ：調光部、  ６：撮像部、  １０：バス、  １１：制御部、  １５：画像退避部、  １６：画像合成部、  １７：特徴情報抽出部、  １８：認証判定部、  １９：記憶部、  ５０：指静脈認証装置。
【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】
2009163580.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009163580.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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