JP2007122237A - Forgery-deciding imaging device and individual identification device - Google Patents

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JP2007122237A JP2005311206A JP2005311206A JP2007122237A JP 2007122237 A JP2007122237 A JP 2007122237A JP 2005311206 A JP2005311206 A JP 2005311206A JP 2005311206 A JP2005311206 A JP 2005311206A JP 2007122237 A JP2007122237 A JP 2007122237A
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Kozo Ishida
晃三 石田
Tetsuya Kuno
徹也 久野
Shotaro Moriya
正太郎 守谷
Junko Makita
淳子 牧田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an individual identification device detecting a forgery used in the individual identification device authenticating a vein pattern of a hand or a finger, or a fingerprint pattern. <P>SOLUTION: This forgery-deciding imaging device has: an imaging means 4 imaging a characteristic portion of a photographic subject 2 in color by visible light, and outputting image data in each color component of the plurality of color components; a color detection means 23a calculating an identification value of a color of the characteristic portion from the image data in each the color component of the imaging means 4 to detect the color; a data recording means 7a previously recording the identification value of the color; a color decision means 23b deciding the image color detected by the color detection means 23a by the identification value of the color recorded in the data recording means 7a; and a control means 12 controlling each operation of the imaging means 4, the color detection means 23a, the data recording means 7a and the color decision means 23b, and deciding the characteristic portion as the forgery when the detected color does not match the registered color of the image data. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、人等の生体における指紋パターンあるいは静脈パターン等の身体固有の特徴部分のデータを利用して本人自身であることを認証する個人認証装置に関し、特に、その身体の特徴部分が偽造物ではないことを判定する機能を備える個人認証装置あるいはその撮像装置に関する。   The present invention relates to a personal authentication device that authenticates a person himself / herself using data of a characteristic part of a body such as a fingerprint pattern or a vein pattern in a living body such as a person, and in particular, the characteristic part of the body is a counterfeit. The present invention relates to a personal authentication device having a function of determining that it is not or an imaging device thereof.

近年になり、例えば建物の入退室管理や現金自動支払機の本人確認あるいは携帯電話やパソコン等のセキュリティ管理に個人認証の必要性が増しており、その個人認証の技術として生体の指紋パターンや静脈パターン等の身体固有のデータを用いるバイオメトリクスが知られている。   In recent years, for example, the need for personal authentication has increased for entrance / exit management of buildings, identity verification of cash dispensers, and security management of mobile phones, personal computers, etc. Biometrics using body-specific data such as patterns are known.

バイオメトリクスの中では、例えば、指の爪側の光源から光を投射してその指紋側表面で散乱した光を検出して指紋パターンを撮像する接触型の指紋認証装置、指又は手に近赤外光を透過させてその透過率が低い静脈パターンの配置を検出する静脈認証装置等が良く知られている。静脈認証装置は、静脈内を流れる血液中のヘモグロビンが近赤外光の波長に対して大きな減衰(吸収)率(波長依存性の特性)を有していることを利用している。   In biometrics, for example, a contact type fingerprint authentication device that projects light from a light source on the fingernail side of the finger and detects light scattered on the surface of the fingerprint side to image a fingerprint pattern, near-red on a finger or hand A vein authentication device that detects the arrangement of a vein pattern that transmits external light and has a low transmittance is well known. The vein authentication device utilizes the fact that hemoglobin in blood flowing in a vein has a large attenuation (absorption) rate (wavelength-dependent characteristic) with respect to the wavelength of near-infrared light.

従来の接触型の指紋認証装置では、例えば、指を接触させる透過板の接触面に指紋パターンが残留する問題や、他人も透過板に接触することから衛生面やユーザの心理的抵抗感の問題、あるいは、透過板に汗等の水分が付着した場合に指からの散乱光が変化して指紋パターンのコントラストが低下する問題等がある。   In conventional contact-type fingerprint authentication devices, for example, there is a problem that a fingerprint pattern remains on the contact surface of a transmissive plate with which a finger is brought into contact, and a problem of hygiene and user psychological resistance because other people also contact the transmissive plate. Or, when moisture such as sweat adheres to the transmission plate, there is a problem that the scattered light from the finger changes and the contrast of the fingerprint pattern is lowered.

この接触型の指紋認証装置における各種の問題については、指紋パターンの撮像を非接触で実施する非接触型の指紋認証装置を用いることで解決できることが知られている。また、非接触型の指紋認証装置の場合でも、例えば、近赤外光または赤の波長領域の光源とその波長に感度領域を有する撮像素子を用いて非接触型の指紋認証する場合には、指紋パターンと静脈パターンが重畳された画像が撮像されることになる。これについては、重畳画像データを平滑化することで線幅が狭い指紋パターンが除去されて静脈パターンのみが残り、さらにこの静脈パターンの画像を元の重畳画像から減じた差分画像では指紋パターンが得られることが知られている(例えば、特許文献1参照)。   It is known that various problems in this contact type fingerprint authentication apparatus can be solved by using a non-contact type fingerprint authentication apparatus that performs non-contact imaging of a fingerprint pattern. Further, even in the case of a non-contact type fingerprint authentication device, for example, when performing non-contact type fingerprint authentication using a light source in a near infrared light or red wavelength region and an image sensor having a sensitivity region at that wavelength, An image in which the fingerprint pattern and the vein pattern are superimposed is captured. For this, by smoothing the superimposed image data, the fingerprint pattern with a narrow line width is removed and only the vein pattern remains, and the fingerprint pattern is obtained in the difference image obtained by subtracting the vein pattern image from the original superimposed image. (For example, refer to Patent Document 1).

さらに、指紋パターンを模して製作された偽造指を指紋認証装置を用いた場合に、その偽造指の指紋パターンを認証してしまう可能性を有しているという問題があった。また、従来の静脈認証装置でも、指(又は手)の静脈パターンを模して製作された偽造指(手)を用いた場合に、その偽造指の静脈パターンを認証してしまう可能性を有しているという問題があった。   Furthermore, when a fingerprint authentication device is used for a counterfeit finger produced by imitating a fingerprint pattern, there is a problem that the fingerprint pattern of the counterfeit finger may be authenticated. In addition, even a conventional vein authentication device has a possibility of authenticating a vein pattern of a forged finger when a forged finger (hand) manufactured by imitating the vein pattern of a finger (or hand) is used. There was a problem that.

この認証装置がパターンを模して製作された偽造物を認証してしまう問題について、例えば、目の虹彩パターンを認証する場合には、照射光の光量変化に応じて虹彩の瞳孔径寸法が変化(大光量側に変化する場合に収縮し、小光量側に変化する場合に拡大)する特性を利用して、照射される光量を2段階に変化させるか、照射される光量を変化させるために2種類の光源を用いることで虹彩の偽造物を検出する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   Regarding the problem that this authentication device authenticates a counterfeit manufactured by imitating the pattern, for example, when authenticating the iris pattern of the eye, the pupil diameter size of the iris changes according to the change in the amount of irradiation light In order to change the amount of light to be irradiated in two steps, or to change the amount of light to be irradiated, using the characteristic of contracting when changing to the large light amount side and expanding when changing to the small light amount side A method for detecting an iris forgery by using two types of light sources is known (see, for example, Patent Document 2).

特開2003−85538号公報 (第5−6頁、第1図)JP 2003-85538 A (Page 5-6, FIG. 1) 特開2003−30659号公報(第7−9頁、第6図)JP 2003-30659 (pages 7-9, FIG. 6)

しかしながら、従来の指紋パターンあるいは指や手の静脈パターンを認証する個人識別装置では、指や手の形状が照射される光量により変化する特性を有しているわけではないので、特許文献2の照射光の光量変化に応じて偽造物を検出する方法を適用することは不可能であった。   However, the conventional personal identification device for authenticating the fingerprint pattern or the finger or hand vein pattern does not have the characteristic that the shape of the finger or hand changes depending on the amount of light to be irradiated. It has been impossible to apply a method for detecting counterfeit according to the change in the amount of light.

本発明は上述したような課題を解決するためになされたもので、指紋パターンあるいは指や手の静脈パターンを認証する個人識別装置に用いられる偽造物を検出する偽造判定用撮像装置あるいはそのような偽造判定用撮像装置を含む個人識別装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a counterfeit determination imaging apparatus for detecting counterfeit used for a personal identification apparatus for authenticating a fingerprint pattern or a vein pattern of a finger or hand, or the like. An object of the present invention is to provide a personal identification device including an imaging device for counterfeit determination.

この発明に係る偽造判定用撮像装置は、生体の個人認証に用いられる身体固有の特徴部分を、被写体として少なくとも可視光によりカラーで撮像し、複数の色成分毎の画像データを出力する撮像手段と、
撮像手段からの各色成分毎の画像データから、生体の特徴部分の色を検出する色検出手段と、
身体の特徴部分が可視光により撮像された場合の画像データの値が予め記録されるデータ記録手段と、
色検出手段で検出された画像色を、データ記録手段に記録された画像データにより識別して適合するか否かを判定する色判定手段と、
撮像手段、色検出手段、データ記録手段及び色判定手段の各動作を制御すると共に、身体の特徴部分から検出された色が登録された画像データの色と適合しない場合に、生体の前記特徴部分を偽造物と判定する制御手段を備える。
An imaging device for forgery determination according to the present invention includes imaging means for imaging a body-specific characteristic portion used for personal authentication of a living body in color with at least visible light as a subject and outputting image data for each of a plurality of color components. ,
Color detection means for detecting the color of the characteristic part of the living body from the image data for each color component from the imaging means;
Data recording means for prerecording the value of image data when a body characteristic part is imaged by visible light;
Color determination means for determining whether or not the image color detected by the color detection means is identified by the image data recorded in the data recording means;
Control the operations of the imaging means, the color detection means, the data recording means, and the color determination means, and if the color detected from the body feature portion does not match the color of the registered image data, the feature portion of the living body Is provided with a control means for determining that a counterfeit.

この発明に係る個人識別装置は、上記した偽造判定用撮像装置の構成に加え、
データ記録手段には、さらに身体の特徴部分の画像データから少なくとも個人識別処理に用いる値が予め記録され、
撮像手段からの各色成分毎の画像データを、データ記録手段に登録された画像データと比較して適合するかを判定する個人識別処理手段を備え、
制御手段は、さらに個人識別処理手段の動作を制御すると共に、身体の特徴部分から検出された色が登録された画像データの色と適合する場合に、個人識別処理手段の処理を実施する。
In addition to the configuration of the imaging device for forgery determination described above, the personal identification device according to the present invention includes:
In the data recording means, at least a value used for personal identification processing is recorded in advance from image data of a characteristic part of the body,
A personal identification processing unit for determining whether the image data for each color component from the imaging unit is matched with the image data registered in the data recording unit;
The control means further controls the operation of the personal identification processing means, and executes the processing of the personal identification processing means when the color detected from the body feature matches the color of the registered image data.

本発明によれば、指紋パターンあるいは指や手の静脈パターンを認証する個人識別装置に用いられる偽造物を検出する偽造判定用撮像装置あるいはそのような偽造判定用撮像装置を含む個人識別装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a forgery determination imaging device for detecting a forgery used in a personal identification device for authenticating a fingerprint pattern or a finger or hand vein pattern, or a personal identification device including such a counterfeit determination imaging device. can do.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る個人識別装置の基本構成を示すブロック図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a personal identification device according to Embodiment 1 of the present invention.

個人識別用照明手段1は、被写体2を固体撮像素子4の反対側から赤色光又は近赤外光領域内の発光スペクトルで照射し、撮像処理手段6から照明切替制御信号CBが入力され、被写体2を固体撮像素子4の反対側から、赤色光又は近赤外光の波長領域(750nmから1000nm)内の発光スペクトル特性を有する光を出射する。出射光は、被写体2を透過する際に、血液等の身体の成分の影響を受けて、例えば、指や手の中の静脈パターンに沿って吸収され、又、表面形状等の影響を受けて、例えば、指紋パターンに沿って散乱される。   The illumination means 1 for personal identification irradiates the subject 2 from the opposite side of the solid-state imaging device 4 with the emission spectrum in the red light or near-infrared light region, and receives the illumination switching control signal CB from the imaging processing means 6. 2 is emitted from the opposite side of the solid-state imaging device 4 and has light emission spectral characteristics in the wavelength region of red light or near infrared light (750 nm to 1000 nm). The emitted light is affected by body components such as blood when passing through the subject 2, and is absorbed along a vein pattern in a finger or hand, and is also affected by the surface shape or the like. For example, scattered along the fingerprint pattern.

被写体2は、指又は手等の生体における個人認証に用いられる身体固有の特徴を備える部分であり、又、個人識別用照明手段1からの近赤外光が透過可能な生体の部分である。被写体2の個人識別処理は、被写体2を透過した近赤外光が固体撮像素子4で撮像されて画像データとして出力され、その画像データが信号処理されることにより可能となる。個人識別処理では、被写体2からの透過光に基づく画像データの成分から、静脈及び指紋に沿ってコントラストが変化するパターンが検出される。   The subject 2 is a part having a body-specific feature used for personal authentication in a living body such as a finger or a hand, and is a part of the living body through which near infrared light from the lighting means 1 for personal identification can be transmitted. The personal identification processing of the subject 2 is made possible by the near-infrared light transmitted through the subject 2 being captured by the solid-state imaging device 4 and output as image data, and the image data being subjected to signal processing. In the personal identification process, a pattern whose contrast changes along the vein and the fingerprint is detected from the component of the image data based on the transmitted light from the subject 2.

レンズ3は、被写体2を透過して出射された近赤外光を、固体撮像素子4上に結像させて撮像するレンズ又はレンズ群であり、例えば自動焦点調整(合焦)機能を有する。また、レンズ3の焦点調整機能は、用途に応じて、例えば、固定焦点を手動により切換える構成、あるいは、パンフォーカスにより無調整とした構成等を用いてもよく、自動焦点調節機能を必ず備える必要はない。さらに、レンズ3の焦点調整の構成としては、複数枚のレンズを組み合わせてレンズ間距離を調整する構成、ズーム機能を備えた構成、又は、平行なビームパスを持つテレセントリックな光学系を備えた構成でもよい。   The lens 3 is a lens or a lens group that images near-infrared light that has passed through the subject 2 and is imaged on the solid-state imaging device 4, and has, for example, an automatic focus adjustment (focusing) function. Further, the focus adjustment function of the lens 3 may be, for example, a configuration in which a fixed focus is manually switched or a configuration in which no adjustment is performed by pan focus, and an automatic focus adjustment function must be provided. There is no. Further, as a configuration for adjusting the focus of the lens 3, a configuration in which a distance between the lenses is adjusted by combining a plurality of lenses, a configuration having a zoom function, or a configuration having a telecentric optical system having a parallel beam path may be used. Good.

固体撮像素子4は、本実施の形態における撮像手段であり、生体の個人認証に用いられる身体固有の特徴部分を、被写体2として可視光によりカラーで撮像し、複数の色成分毎の画像データを出力し、また、可視光に加えて赤色光又は近赤外光領域内の発光スペクトルの照射光により撮像された画像データを出力する。固体撮像素子4には、撮像処理手段6から駆動パルスPAが入力され、可視光及び個人識別用照明手段1からの赤色光又は近赤外光の波長領域の発光スペクトルを受光し、例えば、撮像画像に対応するアナログRGB信号の画像データを出力する。又、固体撮像素子4は、可視光に加えて個人識別用照明手段1の照射光により撮像された画像データを出力可能である。   The solid-state image pickup device 4 is an image pickup unit in the present embodiment. The solid-state image pickup device picks up a body-specific feature portion used for biometric personal authentication as a subject 2 in color with visible light, and obtains image data for each of a plurality of color components. Further, in addition to visible light, image data captured by irradiation light having an emission spectrum in the red light or near infrared light region is output. The solid-state imaging device 4 receives the driving pulse PA from the imaging processing unit 6 and receives the emission spectrum in the wavelength region of red light or near-infrared light from the visible light and the personal identification illumination unit 1. Image data of analog RGB signals corresponding to the image is output. Further, the solid-state imaging device 4 can output image data captured by irradiation light of the personal identification illumination means 1 in addition to visible light.

又、照明手段から被写体を透過又は被写体表面で反射された光をその固体撮像素子4の表面で受光して光電変換して電気信号を出力する光電変換素子を含む。本実施の形態の光電変換素子としては、例えば、フォトダイオードであり、固体撮像素子としては、例えば、CCD撮像素子であるが、CMOS撮像素子等を用いることも可能である。固体撮像素子4は、その他に固体撮像素子4の表面で受光された光信号を所定の時間だけ蓄積する蓄積時間制御手段と、その所定の時間だけ蓄積された蓄積電荷を画素ごとに撮像出力として取り出す取出手段を備えている。   Also included is a photoelectric conversion element that receives light transmitted through the subject from the illumination means or reflected by the surface of the subject on the surface of the solid-state imaging device 4 and photoelectrically converts it to output an electrical signal. The photoelectric conversion element of this embodiment is, for example, a photodiode, and the solid-state imaging element is, for example, a CCD imaging element, but a CMOS imaging element or the like can also be used. The solid-state imaging device 4 additionally stores an accumulation time control means for accumulating an optical signal received on the surface of the solid-state imaging device 4 for a predetermined time, and the accumulated charge accumulated for the predetermined time as an imaging output for each pixel. A take-out means is provided.

固体撮像素子4には、複数の色成分フィルタが各画素の上部に、例えば、ベイヤー配列、或いは、ハニカム配列等の所定順序で2次元的に配置(配列)される。色成分フィルタは、原色や補色型のカラーフィルタでも構成することが可能である。固体撮像素子4の駆動方法は、本実施の形態ではCCD撮像素子で垂直転送パルスが4層で水平転送パルスが2層の場合を示したが、例えば、撮像素子の構造により決定される層数(例えば3層等)の垂直転送パルス等を用いてもよい。   In the solid-state imaging device 4, a plurality of color component filters are two-dimensionally arranged (arranged) in a predetermined order such as a Bayer arrangement or a honeycomb arrangement on the top of each pixel. The color component filter can also be configured as a primary color or complementary color filter. In the present embodiment, the solid-state imaging device 4 is driven by a CCD imaging device having four vertical transfer pulses and two horizontal transfer pulses. For example, the number of layers is determined by the structure of the imaging device. A vertical transfer pulse (for example, three layers) may be used.

図2は、図1に示した固体撮像素子4の構成の一例を示す図である。
図2に示された固体撮像素子4は、被写体2から受光された光を光電変換してその光量に従った電気信号を出力するためのフォトダイオード13〜16と、各フォトダイオード13〜16に蓄積された電荷を垂直転送する垂直CCD17と、垂直転送された信号を水平転送し、撮像出力として画素単位で取り出すための水平CCD18と、水平CCD18からの電荷を撮像出力として取り出すフローティング・ドレイン・アンプ19で構成されている。フォトダイオード13〜16は、その受光部の各画素上に例えばRGB等の原色のカラーのフィルタを所定の配列に従って配置することで各色データを選択することができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the solid-state imaging device 4 illustrated in FIG. 1.
The solid-state imaging device 4 shown in FIG. 2 photoelectrically converts light received from the subject 2 and outputs an electrical signal according to the amount of light, and to each photodiode 13-16. A vertical CCD 17 that vertically transfers the accumulated charge, a horizontal CCD 18 that horizontally transfers the vertically transferred signal and takes it out in pixel units as an imaging output, and a floating drain amplifier that takes out the charge from the horizontal CCD 18 as an imaging output 19. The photodiodes 13 to 16 can select each color data by arranging filters of primary colors such as RGB in accordance with a predetermined arrangement on each pixel of the light receiving unit.

図3は、図1及び図2に示した固体撮像素子4のカラーフィルタの配置の一例を示す図である。
図3では、赤(R)、緑(G)、青(B)の原色系カラーフィルタをベイヤー配列に配置した場合の一般的な構成例(Gを市松状にRとBを線順次)を示している。カラーフィルタ及び画素の構成は、図3に示したベイヤー配列のみではなく、ハニカム配列を用いるようにしてもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the color filters of the solid-state imaging device 4 illustrated in FIGS. 1 and 2.
FIG. 3 shows a general configuration example in which primary color filters of red (R), green (G), and blue (B) are arranged in a Bayer array (G is a checkered pattern and R and B are line-sequentially). Show. The configuration of the color filter and the pixel may be a honeycomb array as well as the Bayer array shown in FIG.

図4は、図1〜図3に示した固体撮像素子4のカラーフィルタの分光感度特性の一例を示す図である。
図4の横軸は入射光の波長(nm)であり、縦軸は受光感度出力(相対感度)である。波長の小さいほうに山がある点線の特性がBのカラーフィルタの特性、真ん中に山がある一転鎖線の特性がGのカラーフィルタの特性、波長の大きいほうに山がある実線の特性がRのカラーフィルタの特性である。本実施の形態の個人認証装置では、被写体2による近赤外領域の光の透過特性及び吸収特性を用いて、被写体2の指紋パターン又は静脈パターンのコントラストを検出している。そのため、本実施の形態の固体撮像素子4のカラーフィルタの分光感度特性では、Rのカラーフィルタの受光感度特性が近赤外領域まで伸びている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of spectral sensitivity characteristics of the color filter of the solid-state imaging device 4 illustrated in FIGS. 1 to 3.
The horizontal axis of FIG. 4 is the wavelength (nm) of incident light, and the vertical axis is the light receiving sensitivity output (relative sensitivity). The characteristic of the color filter with the dotted line having the peak at the smaller wavelength is the characteristic of the color filter of B, the characteristic of the one-dot chain line with the peak at the middle is the characteristic of the color filter of G, and the characteristic of the solid line with the peak at the larger wavelength is R. This is a characteristic of the color filter. In the personal authentication device according to the present embodiment, the contrast of the fingerprint pattern or vein pattern of the subject 2 is detected by using the near-infrared light transmission characteristics and absorption characteristics of the subject 2. Therefore, in the spectral sensitivity characteristic of the color filter of the solid-state imaging device 4 of the present embodiment, the light reception sensitivity characteristic of the R color filter extends to the near infrared region.

偽造判定用照明手段5は、撮像処理手段6から照明切替制御信号CCが入力され、その反射光により被写体2を固体撮像素子4で撮像させるために、被写体2を固体撮像素子4の側から可視光の波長領域(380nmから780nm)内の発光スペクトルで照射する。偽造判定用照明手段5は、例えば、蛍光灯、ハロゲンランプ、可視光域のLED(Light Emitting Diode:例えば、R、G、B単色のLEDや白色LED)、レーザ光源等である。   The forgery determination illumination unit 5 receives the illumination switching control signal CC from the imaging processing unit 6, and the subject 2 is visible from the solid-state image sensor 4 side so that the subject 2 is imaged by the solid-state image sensor 4 by the reflected light. Irradiation is performed with an emission spectrum in the wavelength region of light (380 nm to 780 nm). The forgery determination illumination means 5 is, for example, a fluorescent lamp, a halogen lamp, a visible light range LED (Light Emitting Diode: for example, R, G, B single color LED or white LED), a laser light source, or the like.

被写体2の表面からの反射光や散乱光が固体撮像素子4で光電変換された画像データを、後述する撮像処理手段内の信号処理手段10や個人識別処理装置7で利用するためには、固体撮像素子4の受光感度以上となるように被写体2が照明されている必要がある。この被写体2の照明としては、撮像装置が配置された周辺環境の外光(太陽光・蛍光灯)が十分に利用できる状況では省略することも可能であるが、例えば、太陽光は時間により変化し、被写体2が外光との間に位置する場合にはその照明光が遮られてしまうため、偽造判定用照明手段5により被写体2に照明で当てることで、安定して被写体2を照明することができる。   In order to use image data obtained by photoelectrically converting reflected light or scattered light from the surface of the subject 2 by the solid-state imaging device 4 in the signal processing means 10 or the personal identification processing device 7 in the imaging processing means described later, The subject 2 needs to be illuminated so that the light receiving sensitivity of the image pickup device 4 is higher than the light receiving sensitivity. The illumination of the subject 2 can be omitted in a situation where the outside light (sunlight / fluorescent lamp) in the surrounding environment where the imaging device is disposed can be used sufficiently. For example, the sunlight changes with time. However, since the illumination light is blocked when the subject 2 is positioned between the outside light and the subject 2 is illuminated by the forgery determination illumination means 5, the subject 2 can be stably illuminated. be able to.

また、本実施の形態では、偽造判定用照明手段5を個人識別用照明手段1とは別体の構成として説明してきたが、例えば、偽造判定用照明手段5の位置に、個人識別用照明手段1の光源としても使用可能であるように発光スペクトルの切換が可能な光源装置を配置し、偽造判定用照明手段5の位置の光源からの出射光をミラー等や反射させたりファイバー等でして誘導個人識別用照明手段1の位置から照射させる構成にすることで、個人識別用照明手段1及びその駆動回路等を削減することができ、撮像装置を小型化することができる。   In the present embodiment, the forgery determination illumination unit 5 has been described as a separate structure from the individual identification illumination unit 1. For example, the forgery determination illumination unit 5 is located at the position of the forgery determination illumination unit 5. A light source device capable of switching the emission spectrum is arranged so that it can also be used as a light source, and the emitted light from the light source at the position of the forgery determination illumination means 5 is reflected by a mirror or the like or by a fiber or the like. By irradiating from the position of the illuminating means 1 for guiding individual identification, the illuminating means 1 for personal identification and its drive circuit can be reduced, and the imaging apparatus can be miniaturized.

撮像処理手段6は、例えば、個人識別処理手段7から撮像動作切替信号CEが入力されて、偽造判定用照明手段5を点灯させると共に固体撮像素子4に駆動パルスPAを出力し、固体撮像素子4から出力されたアナログRGB信号を、サンプルホールドしてゲイン(利得)を制御し、デジタル信号に変換し、ホワイトバランスを制御し、階調補正して出力(SC)すると共に、ホワイトバランス制御された信号から被写体2の肌色を検出して判定し、さらに被写体2の形状も判定して肌色一致判定結果SDを出力する。さらに詳しくは図5を用いて後述する。   For example, the imaging processing unit 6 receives the imaging operation switching signal CE from the personal identification processing unit 7, turns on the forgery determination illumination unit 5, and outputs a drive pulse PA to the solid-state imaging device 4. The analog RGB signal output from is sampled and held to control the gain (gain), converted to a digital signal, white balance controlled, gradation corrected and output (SC), and white balance controlled The skin color of the subject 2 is detected and determined from the signal, the shape of the subject 2 is also determined, and the skin color matching determination result SD is output. Further details will be described later with reference to FIG.

個人識別処理手段7は、固体撮像素子4からの各色成分毎の画像データを、後述するデータ記録手段7aに登録された画像データと比較して適合するかを判定する。個人識別処理手段7には、少なくとも身体の特徴部分が可視光(偽造判定用照明手段5の照射光)により撮像された場合の画像データ(肌色を識別するための値DT)が予め記録されるデータ記録手段7aが備えられる。尚、本実施の形態では、データ記録手段7aを個人識別処理手段7に含ませるように構成したが、個人識別処理手段7の外部に設けられるが個人識別処理手段7に接続されるデータベースとして構成しても良い。   The personal identification processing unit 7 compares the image data for each color component from the solid-state imaging device 4 with image data registered in the data recording unit 7a described later, and determines whether the image data is compatible. In the personal identification processing means 7, image data (value DT for identifying skin color) is recorded in advance when at least a body characteristic part is imaged with visible light (light irradiated by the forgery determination illumination means 5). Data recording means 7a is provided. In this embodiment, the data recording means 7a is configured to be included in the personal identification processing means 7. However, the data recording means 7a is provided outside the personal identification processing means 7 but is configured as a database connected to the personal identification processing means 7. You may do it.

データ記録手段7a又はデータベースとして用いることが可能な記憶媒体としては、フラッシュメモリ、ICカード、磁気カード、携帯電話など通信手段やネットワークを介したサーバー等の種々の構成を用いることができる。   As a storage medium that can be used as the data recording unit 7a or the database, various configurations such as a communication unit such as a flash memory, an IC card, a magnetic card, and a mobile phone or a server via a network can be used.

データ記録手段7a又はデータベースに登録されるデータの種類としては、指紋パターンや静脈パターン等の特徴点のデータ、被写体2の肌色に関するL*a*b*値、その肌色に関する値(登録データ)を登録した時の照明条件(色温度、照度)等が記録される。又、L*a*b*値の代わりに、XYZ3刺激値、或いは、ホワイトバランス制御手段12のRGB出力を記録するようにしてもよい。   The types of data registered in the data recording means 7a or the database include feature point data such as fingerprint patterns and vein patterns, L * a * b * values related to the skin color of the subject 2, and values (registered data) related to the skin color. The lighting conditions (color temperature, illuminance), etc. at the time of registration are recorded. Further, instead of the L * a * b * value, the XYZ tristimulus value or the RGB output of the white balance control means 12 may be recorded.

データ記録手段7aには、例えば、身体の特徴部分が可視光により撮像された場合の画像データの少なくとも肌色を識別するための値が予め記録される。詳しくは、偽造判定用照明手段5の照射光により照射された画像データから各色(少なくとも緑色)の輝度信号のレベルの平均値(APL)と、分割領域毎の各色(少なくとも緑色)の積算値と、個人識別用照明手段1の照射光により撮像された場合の身体の特徴部分の画像データのうち少なくとも個人識別処理に用いる値が予め記録される。この個人識別処理手段7の処理は、撮像処理手段6からの肌色一致判定結果SDが一致を示している場合には、例えば偽造判定用照明手段5を消灯して個人識別用照明手段1を点灯させるように照明が切り替えられて実施されるが、肌色一致判定結果SDが一致を示していない場合には実施されない。さらに詳しくは図5を用いて後述する。   In the data recording means 7a, for example, a value for identifying at least the skin color of the image data when the body characteristic part is imaged by visible light is recorded in advance. Specifically, the average value (APL) of the luminance signal level of each color (at least green) and the integrated value of each color (at least green) for each divided area from the image data irradiated by the irradiation light of the forgery determination illumination means 5 In addition, at least a value used for personal identification processing is recorded in advance among the image data of the body characteristic portion when imaged by the irradiation light of the personal identification illumination unit 1. When the skin color matching determination result SD from the imaging processing means 6 indicates a match, for example, the personal identification processing means 7 turns off the forgery determination lighting means 5 and turns on the personal identification lighting means 1. However, this is not performed when the skin color matching determination result SD does not indicate matching. Further details will be described later with reference to FIG.

図5は、図1の個人識別装置における撮像処理手段6の内部構成を示したブロック図である。
以下に、図5を用いて撮像処理手段6の詳細な構成と機能について説明する。なお、図1と同一の機能を有する部分については、同一の符号を付与して説明を省略する。
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the imaging processing means 6 in the personal identification device of FIG.
The detailed configuration and function of the imaging processing means 6 will be described below with reference to FIG. In addition, about the part which has the same function as FIG. 1, the same code | symbol is provided and description is abbreviate | omitted.

アナログ信号処理手段8は、固体撮像素子4から出力された撮像信号(アナログRGB信号)と、タイミング生成手段11からのサンプルホールドパルスPBと、制御手段12からの利得制御信号CFが入力され、アナログRGB信号に対してサンプルホールドパルスPBにより相関二重サンプリング処理(CDS処理)が実施された後に、利得制御信号CFによる増幅処理(AGC)が実施される。この増幅処理(AGC)では、例えば、制御手段12で、A/D変換信号SA等の撮像信号に比例した信号に対応させて利得制御信号CFで増幅するゲイン(利得)の値を設定し、撮像信号のゲイン(利得)を制御することが可能である。   The analog signal processing means 8 receives an image pickup signal (analog RGB signal) output from the solid-state image pickup device 4, a sample hold pulse PB from the timing generation means 11, and a gain control signal CF from the control means 12, and receives an analog signal. After the correlated double sampling process (CDS process) is performed on the RGB signal by the sample hold pulse PB, the amplification process (AGC) by the gain control signal CF is performed. In this amplification processing (AGC), for example, the control means 12 sets a gain (gain) value to be amplified by the gain control signal CF in correspondence with a signal proportional to the imaging signal such as the A / D conversion signal SA, It is possible to control the gain (gain) of the imaging signal.

A/D変換手段9は、タイミング生成手段11から出力されたA/D変換クロックPCが入力されて、アナログ信号処理手段8でゲイン(利得)が補正された後のアナログRGB信号に対して、A/D変換クロックPCによりサンプリングしてA/D変換出力SA(以下、デジタルRGB信号SAとも記載する)を出力する。A/D変換手段9の分解能は、一般的な表示機器等では8ビットの分解能を有していれば十分であるが、本実施の形態では後段の信号処理手段10による色検出能力、階調補正能力、S/N比の各問題の改善、及び、微少なコントラスト検出とダイナミックレンジ確保を考慮した場合、10ビット以上のA/D分解能が必要である。   The A / D conversion unit 9 receives the A / D conversion clock PC output from the timing generation unit 11 and the analog RGB signal after the gain (gain) is corrected by the analog signal processing unit 8. Sampling is performed by the A / D conversion clock PC, and an A / D conversion output SA (hereinafter also referred to as a digital RGB signal SA) is output. The resolution of the A / D conversion means 9 is sufficient if it has a resolution of 8 bits in a general display device or the like, but in this embodiment, the color detection capability and gradation by the signal processing means 10 in the subsequent stage. A / D resolution of 10 bits or more is required in consideration of improvement of each problem of correction capability and S / N ratio, and detection of a minute contrast and securing a dynamic range.

信号処理手段10は、A/D変換手段9から出力されたA/D変換出力(デジタルRGB信号)SAと、制御手段12から出力されたホワイトバランス制御信号CDと、個人識別処理手段7のデータ記録手段7aに予め記録されている身体の特徴部分が可視光により撮像された場合の画像データの肌色を識別するための値DTが入力されて、R画素とG画素の平均輝度値SBと、分割領域毎のGの積算値に対するRGB各色積算値SF(各分割領域毎のGに対するRとBの積算値の比)と、ホワイトバランスに加えて階調も補正された後のデジタルRGB信号SCと、肌色一致判定結果信号SDが出力される。信号処理手段10は、A/D変換手段9の出力に対して、色成分に応じてカラー信号処理(カラーマトリクス処理)、ホワイトバランス、色成分ごとの分割領域毎のRGB各色積算値SF検出、階調変換などの画像処理を行う。   The signal processing means 10 includes an A / D conversion output (digital RGB signal) SA output from the A / D conversion means 9, a white balance control signal CD output from the control means 12, and data of the personal identification processing means 7. A value DT for identifying the skin color of the image data when the body characteristic portion recorded in advance in the recording means 7a is imaged with visible light is input, and the average luminance value SB of the R and G pixels, RGB RGB color integrated value SF (R ratio of R and B integrated values to G for each divided region) with respect to the integrated value of G for each divided region, and digital RGB signal SC after gradation is corrected in addition to white balance Then, a skin color match determination result signal SD is output. The signal processing unit 10 performs color signal processing (color matrix processing) on the output of the A / D conversion unit 9, white balance, detection of RGB color integrated values SF for each divided region for each color component, Image processing such as gradation conversion is performed.

また、信号処理手段部10は、A/D変換手段から出力されたデジタルRGB信号の例えば階調を補間処理し、デジタルRGB信号を色差信号(YCbCr)に変換する機能も有している。この階調を補間処理した後のデジタルRGB信号SCは、図示しない表示装置に出力して表示させることや、図示しない外部記憶装置に保存することも可能である。   The signal processing unit 10 also has a function of interpolating, for example, gradation of the digital RGB signal output from the A / D conversion unit and converting the digital RGB signal into a color difference signal (YCbCr). The digital RGB signal SC after this gradation interpolation processing can be output and displayed on a display device (not shown) or can be stored in an external storage device (not shown).

タイミング生成手段11は、制御手段12から駆動パルス切替制御信号CAが入力され、撮像処理手段6の動作に関する全部分の同期を取るためにタイミング調整用の各種パルス(駆動パルスPA、サンプルホールドパルスPB、A/D変換クロック、垂直同期信号PD)を生成して出力する。   The timing generation means 11 receives the drive pulse switching control signal CA from the control means 12 and receives various pulses for timing adjustment (drive pulse PA, sample hold pulse PB) in order to synchronize all the parts related to the operation of the imaging processing means 6. , An A / D conversion clock and a vertical synchronization signal PD).

タイミング生成手段11は、例えば、固体撮像素子4に対する駆動パルスPAとして、以下の各パルス(a)〜(e)を固体撮像素子4に規定された所定の手順に従って供給することで、固体撮像素子4に蓄積された電荷を撮像出力として読み出すことができる。
(a)水平CCD18を駆動して電荷を取り出すための水平転送パルス(例えば、2層駆動の場合は、位相がほぼ180度異なるφH1、φH2の2種類の駆動パルス)。
(b)垂直CCD17で、電荷転送を実現するための垂直転送パルス(例えば、4層駆動の場合は、φV1、φV2、φV3、φV4と異なる4種類の駆動パルス)。
(c)固体撮像素子4を構成するフォトダイオード13〜15から垂直CCD17へ電荷を読み出すためのゲートトランスファーパルス(φTG)。
(d)電子シャッタを実現するためのサブストレートパルス(φSUB)。
(e)画素電荷をリセットするためのリセットゲートパルス(φRG)。
The timing generation unit 11 supplies, for example, the following pulses (a) to (e) as drive pulses PA to the solid-state image sensor 4 according to a predetermined procedure prescribed for the solid-state image sensor 4, so that the solid-state image sensor 4 can be read out as an imaging output.
(A) Horizontal transfer pulses for driving the horizontal CCD 18 to extract charges (for example, in the case of two-layer driving, two types of driving pulses φH1 and φH2 having phases that differ by approximately 180 degrees).
(B) Vertical transfer pulses for realizing charge transfer in the vertical CCD 17 (for example, four types of drive pulses different from φV1, φV2, φV3, and φV4 in the case of four-layer drive).
(C) A gate transfer pulse (φTG) for reading out charges from the photodiodes 13 to 15 constituting the solid-state imaging device 4 to the vertical CCD 17.
(D) A substrate pulse (φSUB) for realizing an electronic shutter.
(E) A reset gate pulse (φRG) for resetting the pixel charge.

また、タイミング生成手段11は、アナログ信号処理手段8に対して、アナログRGB信号にCDS処理を実施させるために、アナログRGB信号ならびに黒レベルをサンプルホールドするためのパルス(サンプルホールドパルスPB)を供給する。さらに、タイミング生成部11は、A/D変換手段9へA/D変換クロックPCを供給し、制御手段12へ垂直同期信号PDを供給する。また、例えば、図5に示されていない後段の信号処理や、メモリ機能、表示装置等に対して、それらを制御するパルス又は同期信号を生成することも可能である。   Further, the timing generation means 11 supplies the analog RGB signal and a pulse for sampling and holding the black level (sample hold pulse PB) to cause the analog RGB signal to be subjected to CDS processing on the analog RGB signal. To do. Further, the timing generation unit 11 supplies the A / D conversion clock PC to the A / D conversion unit 9 and supplies the vertical synchronization signal PD to the control unit 12. Further, for example, it is also possible to generate a pulse or a synchronization signal for controlling the subsequent signal processing, memory function, display device, and the like not shown in FIG.

さらにタイミング生成手段11は、制御手段12からの駆動パルス切替制御信号CAにより、上記した各パルス(駆動パルス)を切替て出力することができる。例えば、固体撮像素子4から全画素の電荷信号を読み出す全画素読出しや、固体撮像素子4から垂直ライン間引きして高速に電荷を読み出すドラフト読出し等のための各パルス(駆動パルス)を切り替えることができる。   Further, the timing generation means 11 can switch and output each pulse (drive pulse) described above by the drive pulse switching control signal CA from the control means 12. For example, it is possible to switch each pulse (drive pulse) for all pixel readout for reading out charge signals of all pixels from the solid-state image pickup device 4, draft reading for reading out charges at high speed by thinning out vertical lines from the solid-state image pickup device 4. it can.

制御手段12は、個人識別処理手段7から撮像動作切替信号CEにより、固体撮像素子4、信号処理手段10(特に、後述する色検出手段23a及び色判定手段23b)、個人識別処理手段7(データ記録手段7aを含む)の各動作を制御して、まず偽造判定用撮像装置としての処理を実施させると共に、身体の特徴部分から検出された肌色が登録された画像データの肌色と適合しない場合には、生体の前記特徴部分を偽造物と判定して、個人識別処理手段7の処理を中止するが、検出された肌色が登録された画像データの肌色と適合する場合には、撮像装置の動作を個別の個人識別処理に対応した最適な動作に切換え(例えば、個人識別用照明手段1を点灯させ)、個人識別処理手段7の処理を実施する。   The control means 12 receives the solid-state imaging device 4, the signal processing means 10 (particularly, the color detection means 23a and the color determination means 23b described later), the personal identification processing means 7 (data) according to the imaging operation switching signal CE from the personal identification processing means 7. (Including the recording means 7a), the processing as the imaging device for counterfeit determination is performed first, and the skin color detected from the body characteristic portion does not match the skin color of the registered image data Determines that the characteristic part of the living body is a counterfeit and stops the processing of the personal identification processing means 7, but if the detected skin color matches the skin color of the registered image data, the operation of the imaging device Is switched to an optimal operation corresponding to individual personal identification processing (for example, the lighting means 1 for personal identification is turned on), and the processing of the personal identification processing means 7 is performed.

又、制御手段12では、積算手段22の結果をもとにホワイトバランスを制御(調整)する。例えば、分割領域毎のRGB各色積算値SFにおける緑色の値に対する赤色と青色の値の比を求めホワイトバランス制御信号CDを設定する。このホワイトバランス制御信号CDをホワイトバランス制御手段20に送信し、ホワイトバランス制御手段20で各色の比を調整することで、ホワイトバランス制御が可能となる。ホワイトバランスが設定されることで、正確に肌色を検出することができる。また、ホワイトバランス制御手段20で色温度を検出することで、偽造判定用照明手段5の光源の種類を特定することができる。さらに、被写体2の肌色以外の色も検出することができる。例えば、被写体2が汚れていた場合の、その汚れの位置を判別することができる。   Further, the control means 12 controls (adjusts) the white balance based on the result of the integrating means 22. For example, the white balance control signal CD is set by obtaining the ratio of the red and blue values to the green values in the RGB color integrated values SF for each divided region. This white balance control signal CD is transmitted to the white balance control means 20, and the white balance control means 20 adjusts the ratio of each color, thereby enabling white balance control. By setting the white balance, the skin color can be accurately detected. Further, by detecting the color temperature with the white balance control means 20, the type of the light source of the forgery determination illumination means 5 can be specified. Furthermore, colors other than the skin color of the subject 2 can also be detected. For example, when the subject 2 is dirty, the position of the dirt can be determined.

以下、撮像動作切替信号CEに応じて撮像装置の動作切換のために制御手段12から出力される各信号について説明する。駆動パルス切替制御信号CAは、固体撮像素子4の駆動波形(例えば、全画素読出しや、ドラフト読出し等)を切換える制御(駆動制御)を行うための信号である。   Hereinafter, each signal output from the control unit 12 for switching the operation of the imaging apparatus according to the imaging operation switching signal CE will be described. The drive pulse switching control signal CA is a signal for performing control (drive control) for switching the drive waveform (for example, all-pixel reading, draft reading, etc.) of the solid-state imaging device 4.

個人識別用照明切替制御信号CB及び偽造判定用照明切替制御信号CCは、個人識別用照明手段1と偽造判定用照明手段5の各々の「点灯・点滅・消灯」及び「照度」を、個別の個人識別処理に対応させて制御するための信号である。   The lighting switching control signal CB for personal identification and the lighting switching control signal CC for forgery determination are respectively used for individually turning on / flashing / turning off and “illuminance” of the lighting means 1 for personal identification and the lighting means 5 for forgery determination. It is a signal for controlling corresponding to personal identification processing.

ホワイトバランス制御信号CDは、信号処理手段10からのR画素とG画素の平均輝度値SBから信号処理手段10内のホワイトバランスを制御する機能部(後述するホワイトバランス制御手段20)を、個別の個人識別処置に対応させて制御するための信号である。   The white balance control signal CD is a function unit (white balance control means 20 described later) that controls the white balance in the signal processing means 10 from the average luminance value SB of the R and G pixels from the signal processing means 10. It is a signal for controlling corresponding to a personal identification procedure.

利得制御信号CFは、制御手段12により、A/D変換信号SA等の撮像信号に比例した信号に対応させてアナログ信号処理手段8に含まれる増幅手段(図示せず)でアナログRGB信号を増幅するゲイン(利得)の値を設定した信号である。信号処理手段10では、例えば、緑信号や輝度信号のR画素とG画素の平均輝度値SBが求められて制御手段12に送られ、制御手段12では、そのR画素とG画素の平均輝度値SBから露出条件を検出して最適なゲイン(利得)となるように利得制御信号CFを設定する。   The gain control signal CF is amplified by an amplifying means (not shown) included in the analog signal processing means 8 by the control means 12 so as to correspond to a signal proportional to the imaging signal such as the A / D conversion signal SA. This is a signal in which the value of the gain to be set is set. In the signal processing means 10, for example, the average luminance value SB of the R pixel and the G pixel of the green signal and the luminance signal is obtained and sent to the control means 12, and the control means 12 averages the average luminance value of the R pixel and the G pixel. The gain control signal CF is set so that the exposure condition is detected from the SB and the optimum gain (gain) is obtained.

また、制御手段12から出力される駆動パルス切替制御信号CA、個人識別用照明切替制御信号CB、偽造判定用照明切替制御信号CC、及び、ホワイトバランス制御信号CDの各制御信号は、タイミング生成手段11からの垂直同期信号PDにフレーム同期させて制御することができる。フレーム同期させた制御では、例えば、個人識別用照明切替制御信号CBを用いるフレーム単位の個人識別用照明手段の消灯・点灯制御や、アナログ信号処理手段8の利得制御などを実施することができる。なお、フレーム同期する必要がない制御信号については、フレーム同期させないで制御することができる。   Further, the drive pulse switching control signal CA, the personal identification lighting switching control signal CB, the counterfeit judgment lighting switching control signal CC, and the white balance control signal CD, which are output from the control means 12, are supplied with timing generating means. 11 can be controlled in frame synchronization with the vertical synchronization signal PD from the frame 11. In the frame-synchronized control, for example, turn-off / light-on control of the personal identification lighting means using the personal identification lighting switching control signal CB, gain control of the analog signal processing means 8, and the like can be performed. Note that control signals that do not require frame synchronization can be controlled without frame synchronization.

個人識別処理手段7は、信号処理手段10で信号処理された階調補正後のデジタルRGB信号SCに基づいて、例えば、以下の処理を実施する。
(f)第一の特徴点を抽出するために必要な画像領域を検出して切り出す処理(例えば、指紋パターンを第一の特徴点として抽出するために指の画像領域を検出して処理)と、
(g)切り出した画像の正規化処理(例えば、画像の大きさ、輝度のばらつき、被写体2の傾き等を正規化する処理)、第一の特徴点を抽出する処理(例えば、切り出されて正規化された画像から指紋パターン又は静脈パターン等の特徴点又は特徴量を抽出し、その切り出された画像が適切か否かの判断を行い、適切でない場合には、再度画像の切り出しなど処理を行う。)と、
(h)照合処理(データ記録手段7a又は他のデータベースに登録された特徴データと検出された第一の特徴点のデータを比較及び照合し、登録された特徴データと一致するか否かを判断する。)
The personal identification processing means 7 performs, for example, the following processing based on the digital RGB signal SC after gradation correction subjected to signal processing by the signal processing means 10.
(F) a process of detecting and cutting out an image area necessary for extracting the first feature point (for example, detecting and processing a finger image area to extract a fingerprint pattern as the first feature point); ,
(G) Normalization processing of the cut-out image (for example, processing for normalizing image size, luminance variation, inclination of the subject 2, etc.), processing for extracting the first feature point (for example, cut-out normalization) Extract a feature point or feature quantity such as a fingerprint pattern or vein pattern from the converted image, determine whether the extracted image is appropriate, and if it is not appropriate, perform processing such as image cutting again .)When,
(H) Collation processing (feature data registered in the data recording means 7a or other database and the data of the detected first feature point are compared and collated to determine whether or not they match the registered feature data. To do.)

本実施の形態では、信号処理手段10(後述する色処理手段23)から出力される肌色一致判定結果SDに基づいて、個人識別処理手段7の処理を制御する。登録されていた肌色と検出された肌色が一致した場合は、個人識別処理手段7の個人識別処理を実行し、登録されていた肌色と検出された肌色が不一致の場合には、個人識別処理を実行しないことで、個人識別処理の処理時間を短縮させることができる。また、偽造判定用撮像素子と個人識別処理用撮像素子を共用させて1個にできるため、同一撮像素子で、肌色判別(偽造判定)と認識処理を実施でき、小型で高速な装置とすることができる。   In the present embodiment, the processing of the personal identification processing means 7 is controlled based on the skin color match determination result SD output from the signal processing means 10 (color processing means 23 described later). When the registered skin color matches the detected skin color, the personal identification processing unit 7 executes the personal identification processing. When the registered skin color does not match the detected skin color, the personal identification processing is performed. By not executing it, the processing time of the personal identification process can be shortened. In addition, since the image sensor for forgery determination and the image sensor for personal identification processing can be shared to be one, the same image sensor can perform skin color determination (counterfeit determination) and recognition processing, and a small and high-speed apparatus can be obtained. Can do.

図6は、図5に示された撮像処理手段6内の信号処理手段10の構成の一例を示す図である。
ホワイトバランス制御手段20は、A/D変換手段9から出力されたA/D変換信号(デジタルRGB信号)SAと、制御手段12から出力されたホワイトバランス制御信号CDが入力され、ホワイトバランス制御信号CDに対応させて応じてデジタルRGB信号SAのホワイトバランスを制御(調整)する。これにより、後述する色検出手段23aに入力される各色成分毎の画像データのホワイトバランスが補正される。各色成分毎の画像データのホワイトバランスを補正するためのホワイトバランス制御信号CDとしては、後述する偽造判定用輝度レベル検出手段27からの画像データの輝度信号のレベルの平均値(APL)を入力させるようにしてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the signal processing means 10 in the imaging processing means 6 shown in FIG.
The white balance control unit 20 receives the A / D conversion signal (digital RGB signal) SA output from the A / D conversion unit 9 and the white balance control signal CD output from the control unit 12, and receives the white balance control signal. The white balance of the digital RGB signal SA is controlled (adjusted) in accordance with the CD. Thereby, the white balance of the image data for each color component input to the color detection unit 23a described later is corrected. As the white balance control signal CD for correcting the white balance of the image data for each color component, the average value (APL) of the level of the luminance signal of the image data from the counterfeit determination luminance level detecting means 27 described later is input. You may do it.

階調変換手段21は、ホワイトバランスが調整された後のデジタルRGB信号SAをさらに階調補正(変換)する手段であり、後段の個人識別処理手段7で個人識別処理ができるコントラストを確保し、処理しやすい階調数になるように階調を補正する。   The gradation converting means 21 is a means for further correcting (converting) the gradation of the digital RGB signal SA after the white balance is adjusted, and ensures a contrast that can be personally identified by the personal identification processing means 7 in the subsequent stage. The gradation is corrected so that the number of gradations is easy to process.

積算手段22は、固体撮像素子4から出力された所定領域毎で各色成分毎の画像データを積算して出力する。より詳しくは、A/D変換手段9の出力(デジタルRGB信号SA)から、各色の分割領域毎のRGB各色積算値を求め、その積算値をGに対するRとBの比の信号SFとして出力する手段である。積算結果は、予め設定された撮像画面の1画面をn×m(nは画面水平方向の分割数、mは垂直方向の分割数:n、mは正の整数)に分割した窓(分割領域)毎に求めることができる。ここで、分割された各窓のサイズは、積算手段22又は制御手段12に各窓のサイズを予め記録しておくことで問題はなくなり、例えば、均等分割されていても、不均等に分割されていてもよい。   The integrating unit 22 integrates and outputs the image data for each color component for each predetermined region output from the solid-state imaging device 4. More specifically, the integrated value of each color of RGB for each divided region of each color is obtained from the output of the A / D conversion means 9 (digital RGB signal SA), and the integrated value is output as a signal SF of the ratio of R to B with respect to G. Means. As a result of integration, a window (divided area) obtained by dividing one screen of a preset imaging screen into n × m (n is the number of divisions in the horizontal direction of the screen, m is the number of divisions in the vertical direction: n, and m is a positive integer). ) Every time. Here, the size of each divided window is not a problem if the size of each window is recorded in advance in the integrating means 22 or the control means 12. For example, even if it is divided equally, it is divided unevenly. It may be.

本実施の形態の色処理手段23は、概略的に以下の5つの処理を実施する。
(A)RGB出力をXYZ3刺激値に変換する処理
(B)XYZ3刺激値を、L*a*b*値へ変換する処理
(C)登録データの肌色・照明に関するデータを抽出する処理
(D)検出した肌色を照明条件に基づき補正する処理
(E)登録データと補正した肌色の一致/不一致の結果を出力する処理
The color processing means 23 of the present embodiment roughly performs the following five processes.
(A) Process for converting RGB output to XYZ3 stimulus value (B) Process for converting XYZ3 stimulus value to L * a * b * value (C) Process for extracting skin color / lighting data of registered data (D) Processing for correcting detected skin color based on lighting conditions (E) Processing for outputting registration data and corrected / matched skin color result

以下に(A)から(E)の処理について説明する。
処理(A)及び(B)は、ホワイトバランス制御手段20から出力されるデジタルRGB信号(個人識別処理が実施される被写体2のホワイトバランスが調整されたデジタルRGB信号)にマトリクス演算を行う処理である。
演算の結果、XYZ3刺激値とL*a*b*値が得られる。
The processes from (A) to (E) will be described below.
Processes (A) and (B) are processes for performing a matrix operation on the digital RGB signal output from the white balance control means 20 (digital RGB signal in which the white balance of the subject 2 on which the personal identification process is performed) is adjusted. is there.
As a result of the calculation, an XYZ3 stimulus value and an L * a * b * value are obtained.

処理(C)は、個人識別装置7のデータ記録手段7a(又は個人識別装置7に接続された記録メディア)から、登録データを読み出す処理である。この処理では、特に肌色に関するデータ、及びそのデータ取得時の照明条件に関するデータを抽出する。   The process (C) is a process of reading registration data from the data recording means 7a of the personal identification device 7 (or a recording medium connected to the personal identification device 7). In this process, data relating to skin color and data relating to lighting conditions at the time of obtaining the data are extracted.

処理(D)は、検出した肌色を照明条件に基づいて補正する処理である。偽造判定用照明手段5の照明状態は、照明手段に固有のばらつきや、外光の状態(室外の太陽、蛍光灯、白熱灯)により影響を受ける。そのため、肌色検出結果も照明の影響を受けて変化する。この処理では、ホワイトバランス制御手段20に入力するホワイトバランス制御信号CDから得られる赤色と青色のゲイン(利得)をもとに、照明状態を判別し、肌色の検出結果を照明条件に応じてVon Kriesの法則等の関係式を用いて補正する。照明状態の判別方法としては、青色のゲイン(利得)が低く、赤色のゲイン(利得)が高い場合は、色温度の高い照明光(蛍光灯)と判別する。赤色のゲイン(利得)が低く、青色のゲイン(利得)が高い場合は、色温度の低い照明光(白熱灯)と判別する。このようにして、照明状態を判別することができる。   The process (D) is a process for correcting the detected skin color based on the illumination condition. The illumination state of the forgery determination illumination unit 5 is affected by variations inherent in the illumination unit and the state of external light (outdoor sun, fluorescent lamp, incandescent lamp). Therefore, the skin color detection result also changes under the influence of illumination. In this processing, the lighting state is determined based on the red and blue gains (gains) obtained from the white balance control signal CD input to the white balance control means 20, and the skin color detection result is determined according to the lighting conditions. Correction is performed using a relational expression such as Kries' law. As a method for determining the illumination state, when the blue gain (gain) is low and the red gain (gain) is high, it is determined as illumination light (fluorescent lamp) having a high color temperature. When the red gain (gain) is low and the blue gain (gain) is high, it is determined that the illumination light (incandescent lamp) has a low color temperature. In this way, the illumination state can be determined.

処理(E)は、上記処理(D)で補正した肌色が登録データの肌色と一致するか否か(不一致)の結果を出力する処理である。
登録データのL*a*b*値を例えばL*1、a*1、b*1とし、補正後のL*a*b*値を例えばL*2、a*2、b*2として、補正後のL*a*b*値(L*2、a*2、b*2)が、以下の肌色の条件を示す(1)式を満足する場合に、一般的な肌色の範囲に含まれると判断する。
L*2>A かつ |a*2−b*2|>B ・・・(1)
但し、定数A及びBは、実験結果をもとに統計的に得られた数値である。
また、(1)式に示した判別条件は、比較的にハードウェア化しやすい条件を示しているが、統計的距離尺度を用いる条件でも良い。
The process (E) is a process for outputting a result of whether or not the skin color corrected in the process (D) matches the skin color of the registered data (non-match).
For example, L * a * b * values of registered data are L * 1, a * 1, b * 1, and L * a * b * values after correction are L * 2, a * 2, b * 2, for example. If the corrected L * a * b * value (L * 2, a * 2, b * 2) satisfies the following skin color condition (1), it is included in the general skin color range. Judge that
L * 2> A and | a * 2-b * 2 |> B (1)
However, the constants A and B are numerical values obtained statistically based on experimental results.
Further, the determination condition shown in the equation (1) indicates a condition that is relatively easy to be hardware, but may be a condition that uses a statistical distance measure.

続いて、(1)式を満足する場合、以下のばらつき範囲を示す(2)式を満足する場合に、L*2はバラツキ範囲内に含まれると判断する。
α1 <= L*1/L*2 <= α2 ・・・(2)
ここで、α1およびα2は、実験結果をもとに統計的に得られた数値である。
また、(2)式に示したα1およびα2は、照明のばらつき、被写体2の体調、検出撮像素子のバラツキを考慮した設定がなされる。
Subsequently, when the expression (1) is satisfied, it is determined that L * 2 is included in the variation range when the expression (2) indicating the following variation range is satisfied.
α1 ≦ L * 1 / L * 2 ≦ α2 (2)
Here, α1 and α2 are numerical values obtained statistically based on the experimental results.
In addition, α1 and α2 shown in the equation (2) are set in consideration of illumination variations, physical condition of the subject 2, and variations in the detection image sensor.

上記したL*2値と同様に、a*2値、b*2値についても、(2)式と同様なバラツキを考慮した関係式が成り立つので、同様な式を用いて、ばらつき範囲内に含まれることを判断することができる。
以上から補正後のL*a*b*値(L*2、a*2、b*2)の各値とも、登録データ(L*1、a*1、b*1)に対する所定のバラツキ範囲内である場合に、肌色が一致であると判断することができる。
Similar to the above L * 2 value, the a * 2 value and the b * 2 value also have a relational expression that takes into account the variation similar to the expression (2). It can be determined that it is included.
From the above, the corrected L * a * b * values (L * 2, a * 2, b * 2) are all within a predetermined variation range with respect to the registered data (L * 1, a * 1, b * 1). If it is within the range, it can be determined that the skin colors are the same.

このように色処理手段23に個人識別処理手段7のデータ記録手段7aから登録データの肌色に関するデータDTが供給されることで、信号処理手段10内の色処理手段23では、検出された肌色が登録データと比較され、登録された肌色と同一か否かが判断される。そして一致と判断した場合は、色処理手段23は、肌色一致判定結果SDをHとして出力し、不一致と判断した場合には、肌色一致判定結果SDをLとして出力する。   In this way, the data processing unit 23 in the signal processing unit 10 detects the skin color detected by the data processing unit 23 in the signal processing unit 10 by supplying the color processing unit 23 with the data DT relating to the skin color of the registered data from the data recording unit 7 a of the personal identification processing unit 7. It is compared with the registered data, and it is determined whether or not it is the same as the registered skin color. If it is determined that they match, the color processing means 23 outputs the skin color match determination result SD as H, and if it determines that they do not match, the color processing means 23 outputs the skin color match determination result SD as L.

また、色処理手段23は、被写体2の肌色を判別した肌色一致判定結果SDを個人識別処理手段7に出力する。個人識別処理手段7では、肌色一致判定結果SDが一致を示す場合に、点灯させていた偽造判定用照明手段5を消灯して個人識別用照明手段1を点灯させるように切り替えて、個人識別処理を実施する。つまり、肌色一致判定結果SDは照明切替制御信号としても機能する。尚、本実施の形態では、上記したように肌色一致判定結果SDを出力しているが、例えば色判別した結果そのものを個人識別処理手段7へ供給し、個人識別処理手段7内で、色座標を判断し、登録データ内に保存されたデータと照合することで、肌色が一致か否か判断するようにしてもよい。   Further, the color processing means 23 outputs the skin color match determination result SD obtained by determining the skin color of the subject 2 to the personal identification processing means 7. In the personal identification processing means 7, when the skin color matching determination result SD indicates a match, the forgery determination illumination means 5 that has been turned on is switched off so that the personal identification lighting means 1 is turned on, and personal identification processing is performed. To implement. That is, the skin color match determination result SD also functions as an illumination switching control signal. In the present embodiment, the skin color match determination result SD is output as described above. However, for example, the color determination result itself is supplied to the personal identification processing means 7, and the color coordinates in the personal identification processing means 7 are supplied. It is also possible to determine whether or not the skin colors match by comparing with the data stored in the registered data.

本実施の形態の色処理手段23は、上記の処理を実施するために、その内部に色検出手段23aと色判定手段23bを有している。色検出手段23aは、後述する被写体形状判定手段28からの生体の特徴部分の領域の検出結果を受信して背景部分の領域を除外するようにして、ホワイトバランス制御手段20の出力、即ちホワイトバランスが調整された後のデジタルRGB信号SAから被写体2の肌色を検出し、色判定手段23bは、その検出された肌色を、データ記録手段7aに登録された肌色と照明のデータにより識別して適合するか否かを判定する。   The color processing unit 23 of the present embodiment includes a color detection unit 23a and a color determination unit 23b in order to perform the above processing. The color detection unit 23a receives the detection result of the feature portion of the living body from the subject shape determination unit 28, which will be described later, and excludes the background portion region, and outputs the white balance control unit 20, that is, the white balance. The skin color of the subject 2 is detected from the digital RGB signal SA after the image is adjusted, and the color determination unit 23b identifies and matches the detected skin color with the skin color and illumination data registered in the data recording unit 7a. It is determined whether or not to do.

以上のように、偽造判定用照明手段5の照射光により照射された被写体2の反射光が固体撮像素子4で撮像され、色検出手段23aは、その固体撮像素子4からの各色成分毎の画像データから、生体の特徴部分の肌色を識別するための値を演算することで肌色を検出している。その検出方法としては、生体の特徴部分の画像データから、生体の特徴部分の肌色を識別するための値として、少なくとも色相H及び彩度Sの値を演算しており、さらに明度Lの値を演算している。さらに具体的には、生体の特徴部分の画像データから、以下の(3)式を用いて少なくとも色相H及び彩度Sの値を演算する。
L=Y
H=arctan(V/U)
S=(U×U+V×V)1/2 ・・・(3)
但し、
Y=0.299R+0.587G+0.114B
U=B−Y
V=R−Y
(但し、H:色相、S:彩度、L:明度、Y:輝度、R:赤色の出力値、G:緑色の出力値、B:青色の出力値)
As described above, the reflected light of the subject 2 irradiated by the irradiation light of the forgery determination illumination unit 5 is imaged by the solid-state image sensor 4, and the color detection unit 23 a is an image for each color component from the solid-state image sensor 4. From the data, the skin color is detected by calculating a value for identifying the skin color of the characteristic part of the living body. As the detection method, at least the values of hue H and saturation S are calculated as values for identifying the skin color of the biological feature from the image data of the biological feature, and the value of brightness L is further calculated. Arithmetic. More specifically, at least the values of hue H and saturation S are calculated from the image data of the characteristic part of the living body using the following equation (3).
L = Y
H = arctan (V / U)
S = (U × U + V × V) 1/2 (3)
However,
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = BY
V = R−Y
(However, H: Hue, S: Saturation, L: Lightness, Y: Luminance, R: Red output value, G: Green output value, B: Blue output value)

色判定手段23bは、色検出手段23aで検出された画像色を、データ記録手段7aに記録された画像データの肌色を識別するための値により識別して適合するか否かを判定する。色判定手段23bは、全ての色成分で判定することも可能であるが、例えば、緑色の平均値により判定する。より詳しくは、色判定手段23bは、色相Hの値が所定の最小値と所定の最大値の間にあり、彩度Sの値が所定の最大値以下であるという条件を満足する場合に適合すると判定する。この条件とする理由は、肌色は、被写体2の体調、日焼け等による変化、照明条件の変化等により変動があるため、肌色の識別には、登録された肌色にそれらの変動を考慮した範囲内に、検出された肌色が適合するか否かを判定するようにしたためである。
又、G(緑)の平均値を用いて、肌色判別のための色相H、彩度Sの判別条件を切り換えるようにしても良い。
Gの平均値が高い(白飽和に近い)状態や、Gの平均値が低い(暗い)状態の場合等には、クロマ抑圧処理が施される可能性が高くなるため誤判別されやすくなる。誤判別を防止するためには判別条件を緩和することで対応できる。また、条件を厳しくし、照度が暗く判別できない等の警告を発生させることも可能である。
The color determination unit 23b determines whether or not the image color detected by the color detection unit 23a is identified by a value for identifying the skin color of the image data recorded in the data recording unit 7a. The color determination unit 23b can also determine with all color components, but for example, the determination is based on an average value of green. More specifically, the color determination unit 23b is suitable when the value of the hue H is between a predetermined minimum value and a predetermined maximum value, and the condition that the value of the saturation S is not more than the predetermined maximum value is satisfied. Judge that. The reason for this condition is that the skin color varies depending on the physical condition of the subject 2, changes due to sunburn, etc., changes in lighting conditions, etc. This is because it is determined whether or not the detected skin color is suitable.
Alternatively, the determination condition of hue H and saturation S for skin color determination may be switched using an average value of G (green).
In a state where the average value of G is high (close to white saturation) or a state where the average value of G is low (dark), etc., there is a high possibility that the chroma suppression process will be performed, and therefore erroneous determination is likely. In order to prevent erroneous discrimination, it can be dealt with by relaxing discrimination conditions. It is also possible to generate a warning that the conditions are strict and the illuminance is dark and cannot be determined.

尚、本実施の形態ではホワイトバランスが調整された後のデジタルRGB信号SAを用いているが、例えば、ホワイトバランス制御における各色のゲイン(利得)が入力される場合は、A/D変換手段の出力(ホワイトバランスが調整されていないデジタルRGB信号SA)を用いて、各色のゲイン(利得)を考慮して被写体2の肌色を検出及び判定してもよい。   In this embodiment, the digital RGB signal SA after the white balance is adjusted is used. For example, when gains of each color in white balance control are input, the A / D conversion means Using the output (digital RGB signal SA in which the white balance is not adjusted), the skin color of the subject 2 may be detected and determined in consideration of the gain of each color.

個人識別用輝度レベル検出手段26は、積算手段22の分割領域毎のRGB各色積算値SFからR(赤)画素(又は赤感度の高い画素)の積算値を用いて、撮像画面の各色成分毎の画像データの輝度信号のレベルの平均値(APL)を検出する。   The personal identification luminance level detection means 26 uses the integrated value of R (red) pixels (or pixels with high red sensitivity) from the RGB color integrated values SF for each divided area of the integrating means 22 for each color component of the imaging screen. The average value (APL) of the luminance signal levels of the image data is detected.

偽造判定用輝度レベル検出手段27は、積算手段22から出力された分割領域毎のRGB各色積算値SFと、固体撮像素子4の各色成分毎の画素数とから、各色成分毎の画像データの輝度信号のレベルの平均値(APL)を検出する。その画像データの輝度信号のレベルの平均値として、特に、緑色の輝度信号のレベルの平均値(APL)を検出する。例えば、固体撮像素子4の緑画素数と積算手段22の分割領域毎のRGB各色積算値SFのG(緑)の積算値に基づいて、撮像画面のAPLレベルを検出する。
個人識別用輝度レベル検出手段26の出力ならびに、偽造判定用輝度レベル検出手段27の出力は、制御手段12にR画素とG画素の平均輝度値SBとして入力される。
The forgery determination luminance level detection unit 27 calculates the luminance of the image data for each color component from the RGB color integration values SF for each divided region output from the integration unit 22 and the number of pixels for each color component of the solid-state imaging device 4. The average value (APL) of the signal level is detected. In particular, the average value (APL) of the green luminance signal level is detected as the average value of the luminance signal level of the image data. For example, the APL level of the imaging screen is detected based on the number of green pixels of the solid-state imaging device 4 and the integrated value of G (green) of each RGB integrated color value SF for each divided region of the integrating unit 22.
The output of the personal identification luminance level detection means 26 and the output of the counterfeit determination luminance level detection means 27 are input to the control means 12 as an average luminance value SB of R and G pixels.

被写体形状判定手段28は、明度の値を用いて、生体の特徴部分の形状パターン及び濃淡の変化から生体の特徴部分の領域を検出し、その領域の検出結果を色検出手段23aに送出する。色検出手段23aは、その領域の検出結果が入力されることにより、各色成分毎の画像データのうちの生体の特徴部分の領域のデータを背景部分の領域のデータと分離させて肌色を検出することができる。   The subject shape determination unit 28 detects the region of the biological feature from the shape pattern of the biological feature and the change in shading using the brightness value, and sends the detection result of the region to the color detection unit 23a. The color detection unit 23a receives the detection result of the area, and detects the skin color by separating the data of the biometric part of the image data for each color component from the data of the background part. be able to.

図7は、図1及び図5に示した個人識別装置により偽造判定処理後に個人識別処理を実施する場合の一例を示したフローチャートである。なお、図中の処理ステップS3及びS7に示した撮像処理は、図8を用いてさらに詳しく後述する。   FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the case where the personal identification process is performed after the forgery determination process by the personal identification device illustrated in FIGS. 1 and 5. Note that the imaging processing shown in the processing steps S3 and S7 in the drawing will be described in more detail later with reference to FIG.

個人識別処理手段7では、図示されないユーザからの識別処理の開始要求を受けたか否かを判断している。又は、指あるいは手のひら等の生体の個人認証に用いられる身体固有の特徴部分が、所定の検出位置に配置されたか否かを検出している。つまり、個人識別処理手段7は、個人識別処理が開始されたか否かを判断している(S1)。そして、例えば開始要求を受けたか、所定の検出位置に身体固有の特徴部分が配置された場合(S1:YES)に、個人識別処理手段7は、制御手段12に対して個人識別処理が開始されたこと、つまり偽造判別処理を開始しても良いことを撮像動作切替信号CEにより通知する。開始要求が無い場合や検出位置に特徴部分が配置されない場合(S1:NO)には、個人識別処理手段7は、再びステップS1の処理を繰り返す。   The personal identification processing means 7 determines whether or not an identification processing start request from a user (not shown) has been received. Alternatively, it is detected whether or not a body-specific feature portion used for biometric personal authentication such as a finger or a palm is placed at a predetermined detection position. That is, the personal identification processing means 7 determines whether or not personal identification processing has been started (S1). For example, when a start request is received or a characteristic part unique to the body is arranged at a predetermined detection position (S1: YES), the personal identification processing means 7 starts the personal identification processing for the control means 12. That is, the fact that the forgery determination process may be started is notified by the imaging operation switching signal CE. When there is no start request or when the characteristic part is not arranged at the detection position (S1: NO), the personal identification processing means 7 repeats the process of step S1 again.

この通知を受けた制御手段12では、偽造判定用照明手段5を点灯すると共にアナログ信号処理手段8の露出条件を可視光により肌色を検出するモード、即ち偽造判別モードに設定し(S2)、図8を用いて後述する撮像処理を実施する(S3)。
信号処理手段10内の色処理手段23は、撮像された結果から肌色を検出し、データ記録手段7aから読み出した肌色の登録データと比較する(S4)。
Upon receiving this notification, the control means 12 turns on the forgery determination illumination means 5 and sets the exposure condition of the analog signal processing means 8 to a mode in which skin color is detected by visible light, that is, a forgery determination mode (S2). 8 is used to perform an imaging process to be described later (S3).
The color processing means 23 in the signal processing means 10 detects the skin color from the imaged result and compares it with the skin color registration data read from the data recording means 7a (S4).

検出された肌色が登録データの肌色と一致する場合(S5:YES)には、色処理手段23から一致を示す肌色一致判定結果SDが個人識別処理手段7に出力され、個人識別処理手段7は、制御手段12に対して検出された肌色が登録データと一致したこと、つまり個人識別処理を開始しても良いことを撮像動作切替信号CEにより通知する。   If the detected skin color matches the skin color of the registered data (S5: YES), the color processing means 23 outputs the skin color match determination result SD indicating the match to the personal identification processing means 7, and the personal identification processing means 7 The imaging means switching signal CE notifies the control means 12 that the detected skin color matches the registered data, that is, the personal identification process may be started.

制御手段12は、個人識別処理を開始しても良いことを示す撮像動作切替信号CEを受けて、偽造判定用照明手段5を消灯して個人識別用照明手段1を点灯するように照明を切り替えると共にアナログ信号処理手段8の露出条件を近赤外光により指紋パターン又は静脈パターンを検出するモード、即ち個人識別モードに設定し(S6)、図8を用いて後述する撮像処理を実施する(S7)。その後、制御手段12は、身体固有の特徴部分を撮像したデータに基づいて、指紋パターン又は静脈パターンの照合等の信号処理を実施することにより個人識別処理を実施する(S8)。   The control means 12 receives the imaging operation switching signal CE indicating that the personal identification processing may be started, and switches the illumination so that the forgery determination illumination means 5 is turned off and the personal identification illumination means 1 is turned on. At the same time, the exposure condition of the analog signal processing means 8 is set to a mode in which a fingerprint pattern or vein pattern is detected by near-infrared light, that is, a personal identification mode (S6), and an imaging process described later with reference to FIG. 8 is performed (S7). ). Thereafter, the control means 12 performs personal identification processing by performing signal processing such as matching of a fingerprint pattern or vein pattern based on data obtained by imaging a characteristic part unique to the body (S8).

図8は、図7の撮像処理の一例を示すフローチャートである。
制御手段12は、個人識別装置の個人識別処置手段7からの撮像動作切替信号CEによる動作が、個人識別処理を開始するモード、つまり偽造判別処理が終了して個人識別処理を実施するモードになっているかを判断する(S10)。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the imaging process of FIG.
In the control means 12, the operation by the imaging operation switching signal CE from the personal identification processing means 7 of the personal identification device is in a mode in which the personal identification process is started, that is, in the mode in which the forgery determination process ends and the personal identification process is performed. (S10).

個人識別モードになっている場合(S10:YES)には、制御手段12は、信号処理手段10からのR画素とG画素の平均輝度値(APL)SBからRのAPLを検出し(S11)、そのRのAPLに基づいて個人識別処理に適した露出条件を設定して、アナログ信号処理手段8に対してその露出条件が反映された利得制御信号CFを送出する(S12)。その後、制御手段12は、個人識別モードで生体の個人認証に用いられる身体固有の特徴部分を撮影する(S13)。   When the personal identification mode is set (S10: YES), the control means 12 detects the APL of R from the average luminance value (APL) SB of the R and G pixels from the signal processing means 10 (S11). Based on the APL of R, an exposure condition suitable for personal identification processing is set, and a gain control signal CF reflecting the exposure condition is sent to the analog signal processing means 8 (S12). Thereafter, the control means 12 captures a body-specific feature portion used for biometric personal authentication in the personal identification mode (S13).

一方、個人識別モードになっていない場合(S10:NO)には、制御手段12は、信号処理手段10からのR画素とG画素の平均輝度値(APL)SBからGのAPLを検出し(S14)、そのGのAPLに基づいて偽造判別処理に適した露出条件を設定して、アナログ信号処理手段8に対してその露出条件が反映された利得制御信号CFを送出する(S12)。その後、制御手段12は、偽造判別モードで生体の個人認証に用いられる身体固有の特徴部分を撮影する(S13)。   On the other hand, when the personal identification mode is not set (S10: NO), the control unit 12 detects the APL of G from the average luminance value (APL) SB of the R pixel and the G pixel from the signal processing unit 10 ( S14), an exposure condition suitable for forgery determination processing is set based on the G APL, and a gain control signal CF reflecting the exposure condition is sent to the analog signal processing means 8 (S12). After that, the control means 12 captures a body-specific feature portion used for biometric personal authentication in the forgery discrimination mode (S13).

上記では説明の便宜上から図7の処理と図8の処理に分けて説明したが、実際の処理は図7と図8の処理を組み合わせて実施してもよい。まずステップS6、S7、S11及びS12の個人識別モードについて説明する。個人識別モードは、個人識別用照明手段1を用いた被写体2の透過光を検出する処理であり、透過光を利用するため、赤の波長領域から近赤外光の波長領域までの信号成分のみしか存在しないため、図3のR(赤)画素に位置する受光素子(例えば図2の受光素子13が図3のカラーフィルタの赤が配置されている位置の受光素子である場合)のみにデータが存在する。つまりRの色信号のみが存在する。   In the above description, for convenience of explanation, the processing in FIG. 7 and the processing in FIG. 8 have been described separately. However, the actual processing may be implemented by combining the processing in FIG. 7 and FIG. First, the personal identification mode in steps S6, S7, S11 and S12 will be described. The personal identification mode is a process for detecting the transmitted light of the subject 2 using the lighting means 1 for personal identification. Since the transmitted light is used, only the signal component from the red wavelength region to the near infrared wavelength region is used. Therefore, data exists only in the light receiving element located at the R (red) pixel in FIG. 3 (for example, when the light receiving element 13 in FIG. 2 is the light receiving element at the position where red of the color filter in FIG. 3 is arranged). Exists. That is, only the R color signal exists.

信号処理手段10では、分割領域毎のRGB各色積算値SFからR画素の値(積算値)を検出し、受光素子の画素数で割る演算を実施することで、平均輝度レベル(APL:Average Picture Level)を検出し、R画素の平均輝度値SBを制御手段12に出力する。そして制御手段12では、信号処理手段10からのR画素の平均輝度値SBに基づいて露出条件を判断し、タイミング生成手段11(電子シャッタ制御)、アナログ信号処理手段8(利得制御)と、個人識別用照明手段1(照度制御)の制御を実施する。   The signal processing means 10 detects an R pixel value (integrated value) from the RGB color integrated values SF for each divided region, and performs an operation of dividing by the number of pixels of the light receiving element, thereby obtaining an average luminance level (APL: Average Picture). Level) is detected, and the average luminance value SB of the R pixel is output to the control means 12. Then, the control means 12 determines the exposure condition based on the average luminance value SB of the R pixel from the signal processing means 10, the timing generation means 11 (electronic shutter control), the analog signal processing means 8 (gain control), and the personal The identification illumination means 1 (illuminance control) is controlled.

R画素のみのデータを用いることで、R出力のダイナミックレンジを確保することができ、R信号のS/N改善、被写体2のコントラスト向上の効果がある。   By using data of only R pixels, the dynamic range of the R output can be secured, and there is an effect of improving the S / N of the R signal and improving the contrast of the subject 2.

次にステップS2、S3、S14及びS12の偽造判別モードについて説明する。偽造判別モードは、偽造判定用照明手段5を用いた被写体2の反射光及び散乱光を検出する処理であり、反射光及び散乱光を利用するため、個人識別モードとは異なり、図3のB(青)画素に位置する受光素子や、G(緑)画素に位置する受光素子にもデータが存在する。従って、Rの色信号のみでなくBの色信号やGの色信号も存在する。   Next, the forgery determination mode in steps S2, S3, S14, and S12 will be described. The forgery determination mode is a process of detecting reflected light and scattered light of the subject 2 using the forgery determination illumination means 5 and uses reflected light and scattered light. Data also exists in the light receiving element located in the (blue) pixel and the light receiving element located in the G (green) pixel. Accordingly, not only the R color signal but also the B color signal and the G color signal exist.

そこで、信号処理手段10では、分割領域毎のRGB各色積算値SFからベイヤー配列においては輝度信号と同等であるG画素の値(積算値)を検出し、受光素子の画素数で割る演算を実施することで、平均輝度レベル(APL:Average Picture Level)を検出し、G画素の平均輝度値SBを出力する。そして制御手段12では、信号処理手段10からのG画素の平均輝度値SBに基づいて露出条件を判断し、タイミング生成手段11(電子シャッタ制御)、アナログ信号処理手段8(利得制御)と、個人識別用照明手段1(照度制御)の制御を実施する。   Therefore, the signal processing means 10 detects the G pixel value (integrated value) equivalent to the luminance signal in the Bayer array from the RGB color integrated values SF for each divided region, and performs an operation of dividing by the number of pixels of the light receiving element. Thus, an average luminance level (APL) is detected, and an average luminance value SB of G pixels is output. The control means 12 determines the exposure condition based on the average luminance value SB of the G pixel from the signal processing means 10, the timing generation means 11 (electronic shutter control), the analog signal processing means 8 (gain control), The identification illumination means 1 (illuminance control) is controlled.

本実施の形態の個人識別装置では、個人識別処理を実施する前に肌色判別ができることから、被写体2の肌色のデータと、データ記録手段7a内の登録データとの照合を行うことで、被写体2の個人認証に用いられる特徴部分が偽造物であることを検出でき、偽造物による個人認証を防止することができる。また、被写体2の個人認証に用いられる特徴部分が、例えば油性フェルトペンや油により汚れていた場合、特徴部分の色が肌色とは異なる色であることを速やかに検知して、汚れている旨の警告をユーザへ示すことができるので、個人認証の精度が特徴部分の汚れにより低下する事態を避けることができる。   In the personal identification device according to the present embodiment, since the skin color can be discriminated before the personal identification process is performed, the subject 2 is checked by comparing the skin color data of the subject 2 with the registered data in the data recording means 7a. It can be detected that the characteristic part used for personal authentication is a counterfeit, and personal authentication by the counterfeit can be prevented. In addition, when a feature portion used for personal authentication of the subject 2 is soiled with, for example, an oil-based felt pen or oil, it is quickly detected that the color of the feature portion is a color different from the skin color, and the feature portion is soiled. Since the warning can be shown to the user, it is possible to avoid a situation where the accuracy of the personal authentication is deteriorated due to contamination of the characteristic portion.

本実施の形態の個人識別装置では、カラーの固体撮像素子4を用いることで、従来の個人識別装置で問題になっていた偽造物の判別が困難という問題に対して、生体として重要な肌色のデータを用いることが可能となり、偽造判定の精度を向上させることができる。また、高精度で肌色を判定でき、その肌色検出結果に基づいて事前に偽造か否か判断することができ、その後の個人識別処理を実施するか、中止するかの選択が可能となり、システム全体の個人識別処理時間を短縮することができる。   In the personal identification device according to the present embodiment, the use of the color solid-state image pickup device 4 makes it possible to discriminate counterfeits, which has been a problem with the conventional personal identification device, and has a skin color that is important for a living body. Data can be used, and the accuracy of forgery determination can be improved. In addition, skin color can be determined with high accuracy, and it can be determined in advance whether or not it is counterfeit based on the skin color detection result, and it is possible to select whether to perform personal identification processing thereafter or to cancel it. The personal identification processing time can be shortened.

このように本実施の形態では、指紋パターンあるいは指や手の静脈パターンを認証する個人識別装置に用いられる偽造物を検出する偽造判定用撮像装置あるいはそのような偽造判定用撮像装置を含む個人識別装置を提供でき、その際に特殊な機構部品や余分なメモリを用いないようにして低コストで小形であるが安全性が高いものを提供することができる。   As described above, in the present embodiment, a forgery determination imaging device for detecting a forgery used in a personal identification device for authenticating a fingerprint pattern or a finger or hand vein pattern, or a personal identification including such a forgery determination imaging device. An apparatus can be provided, and at that time, it is possible to provide a low-cost and small-sized but high-safety device without using special mechanical parts and extra memory.

実施の形態2.
図9及び図10は、本発明の実施の形態2に係る個人識別装置の基本構成を示すブロック図である。
図9及び図10の構成は、図1等に示した実施の形態1の構成に対して、近赤外光をカットするための赤外カットフィルタ(IRCF:Infra Red Cut Filter)24が追加され、その赤外カットフィルタ24を近赤外光を固体撮像素子4に受光させる位置と受光させない位置に制御するフィルタ位置制御手段(不図示)を有している点が異なっている。他の構成は実施の形態1と同様であるので重複する説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
9 and 10 are block diagrams showing the basic configuration of the personal identification device according to Embodiment 2 of the present invention.
9 and 10, an infrared cut filter (IRCF: Infra Red Cut Filter) 24 for cutting near infrared light is added to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like. The infrared cut filter 24 is different in that it has filter position control means (not shown) for controlling the near-infrared light to a position where it is received by the solid-state imaging device 4 and a position where it is not received. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, a duplicate description is omitted.

図9では、被写体2(又はレンズ3)から撮像素子4までの光路を横切るように、赤色光又は近赤外光領域内の発光スペクトルを遮光する赤外カットフィルタ24がフィルタ位置制御手段により挿入位置と非挿入位置を切替可能に配置されている。つまり、赤外カットフィルタ24は、近赤外光をカットするための有効位置に配置されている場合を示している。この配置の場合は、赤外カットフィルタ24は光源からの出射光の中の近赤外成分を除去することができる。従って、個人識別用照明手段1から出射されて被写体2を透過した近赤外光は固体撮像素子4に結像される前に除去されて受光されない。   In FIG. 9, an infrared cut filter 24 for blocking the emission spectrum in the red light or near infrared light region is inserted by the filter position control means so as to cross the optical path from the subject 2 (or lens 3) to the image sensor 4. The position and the non-insertion position are arranged to be switchable. That is, the infrared cut filter 24 shows a case where the infrared cut filter 24 is arranged at an effective position for cutting near infrared light. In the case of this arrangement, the infrared cut filter 24 can remove the near infrared component in the light emitted from the light source. Accordingly, the near infrared light emitted from the personal identification illumination unit 1 and transmitted through the subject 2 is removed before being imaged on the solid-state imaging device 4 and is not received.

図10では、レンズ3から撮像素子4までの光路を横切らないように赤外カットフィルタ24がフィルタ位置制御手段により配置されている。つまり、赤外カットフィルタ24は、近赤外光をカットするための有効ではない位置に配置されている場合を示している。この配置の場合は、赤外カットフィルタ24は光源からの出射光の中の近赤外成分が除去されない。従って、個人識別用照明手段1から出射されて被写体2を透過した近赤外光は固体撮像素子4に結像されて受光される。   In FIG. 10, the infrared cut filter 24 is arranged by the filter position control means so as not to cross the optical path from the lens 3 to the image sensor 4. That is, the infrared cut filter 24 shows a case where it is arranged at a position that is not effective for cutting near infrared light. In the case of this arrangement, the infrared cut filter 24 does not remove the near infrared component in the light emitted from the light source. Accordingly, the near infrared light emitted from the personal identification illumination unit 1 and transmitted through the subject 2 is imaged and received by the solid-state imaging device 4.

データ記録手段7aには、赤色光又は近赤外光領域内の発光スペクトルの照射光により撮像された場合の画像データが予め記録される。制御手段12は、赤外カットフィルタ24をフィルタ位置制御手段により非挿入位置に配置させて偽造判定用撮像装置の処理を実施させ、身体の特徴部分から検出された色が登録された画像データの色と適合する場合には、赤外カットフィルタ24をフィルタ位置制御手段により挿入位置に配置させて個人識別処理手段の処理を実施する。   In the data recording means 7a, image data when captured by irradiation light having an emission spectrum in the red light or near infrared light region is recorded in advance. The control means 12 arranges the infrared cut filter 24 at the non-insertion position by the filter position control means to execute the processing of the imaging device for forgery determination, and the image data registered with the color detected from the body characteristic portion is registered. If it matches the color, the infrared cut filter 24 is placed at the insertion position by the filter position control means, and the processing of the personal identification processing means is performed.

このように本実施の形態の個人識別装置では、実施の形態1の効果に加えて、指紋パターン、静脈パターンなどの特徴点検出精度を低下させることなく、受光された可視光の色再現性を向上させて、色を検出して肌色判別する精度を向上させることができる。   As described above, in the personal identification device according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the color reproducibility of the received visible light is reduced without reducing the accuracy of detecting feature points such as fingerprint patterns and vein patterns. It is possible to improve the accuracy of detecting the color and discriminating the skin color.

実施の形態3
図11は、本発明の実施の形態3に係る固体撮像素子のカラーフィルタの配置を示す図である。
本実施の形態の固体撮像素子4は、個人識別用照明手段1の照射光(近赤外光)を減衰させないで受光するために、上部に複数の色成分フィルタが配列されない画素が所定順序で配列される。
Embodiment 3
FIG. 11 is a diagram showing the arrangement of the color filters of the solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention.
In the solid-state imaging device 4 of the present embodiment, in order to receive the irradiation light (near-infrared light) of the illumination means 1 for personal identification without attenuating, pixels in which a plurality of color component filters are not arranged in an upper part are arranged in a predetermined order. Arranged.

実施の形態3の構成は、図1等に示した実施の形態1あるいは図9等に示し他実施の形態2の構成に対して、図4に示した固体撮像素子4のカラーフィルタの配置が異なっている。より具体的には、本実施の形態では、図4のカラーフィルタの一部のG(例えばベイヤー配列における輝度データを得るためのG)に代えてNIR(Near Infra Red)と記載した画素が配置されている。このNIRという記載は、フィルタが配置されず、近赤外光をそのまま透過させる画素であることを意味している。他の構成は、実施の形態1あるいは実施の形態2と同様であるので重複する説明を省略する。   In the configuration of the third embodiment, the arrangement of the color filters of the solid-state imaging device 4 shown in FIG. 4 is different from the configuration of the first embodiment shown in FIG. Is different. More specifically, in the present embodiment, a pixel described as NIR (Near Infra Red) is arranged instead of a part of G (for example, G for obtaining luminance data in the Bayer array) of the color filter in FIG. Has been. This description of NIR means a pixel that does not have a filter and transmits near infrared light as it is. Other configurations are the same as those in the first embodiment or the second embodiment, and thus redundant description is omitted.

このように本実施の形態の個人識別装置では、実施の形態1の効果に加えて、NIRと示された画素では、実施の形態1等で用いていたRのフィルタさえ配置されていないため、被写体2を透過した近赤外光がRのフィルタにより減衰されないことになり透過率が高くなり、近赤外光の感度を高めることができる。また、1枚の固体撮像素子4上に近赤外光とその他の色成分の光を受光する画素が配置されることになるため、偽造判別モードの撮像処理と個人識別モードの撮像処理を一回の撮影で実施することができるので、偽造判別を伴う個人識別に必要となる時間を短縮することができる。   As described above, in the personal identification device according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, even the R filter used in the first embodiment is not arranged in the pixel indicated as NIR. The near-infrared light transmitted through the subject 2 is not attenuated by the R filter, so that the transmittance is increased and the sensitivity of the near-infrared light can be increased. In addition, since pixels that receive near-infrared light and light of other color components are arranged on one solid-state imaging device 4, the imaging processing in the forgery discrimination mode and the imaging processing in the personal identification mode are combined. Since it can be carried out by taking a single image, it is possible to reduce the time required for personal identification accompanied by forgery discrimination.

本発明の実施の形態1に係る個人識別装置の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the personal identification device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示した固体撮像素子4の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the solid-state image sensor 4 shown in FIG. 図1及び図2に示した固体撮像素子4のカラーフィルタの配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the color filter of the solid-state image sensor 4 shown in FIG.1 and FIG.2. 図1〜図3に示した固体撮像素子4のカラーフィルタの分光感度特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectral sensitivity characteristic of the color filter of the solid-state image sensor 4 shown in FIGS. 図1の個人識別装置における撮像処理手段6の内部構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the internal structure of the imaging process means 6 in the personal identification device of FIG. 図5に示された撮像処理手段6内の信号処理手段10の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the signal processing means 10 in the imaging process means 6 shown by FIG. 図1及び図5に示した個人識別装置により偽造判定処理後に個人識別処理を実施する場合の一例を示したフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of a case where personal identification processing is performed after forgery determination processing by the personal identification device illustrated in FIGS. 1 and 5. 図7の撮像処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the imaging process of FIG. 本発明の実施の形態2に係る個人識別装置の基本構成を示すブロック図であり、近赤外光を固体撮像素子4に受光させない赤外カットフィルタ24の位置を示す。It is a block diagram which shows the basic composition of the personal identification device which concerns on Embodiment 2 of this invention, and shows the position of the infrared cut filter 24 which makes a solid-state image sensor 4 not receive near-infrared light. 発明の実施の形態2に係る個人識別装置の基本構成を示すブロック図であり、近赤外光を固体撮像素子4に受光させる赤外カットフィルタ24の位置を示す。It is a block diagram which shows the basic composition of the personal identification device which concerns on Embodiment 2 of invention, and shows the position of the infrared cut filter 24 which makes the solid-state image sensor 4 light-receive near infrared light. 本発明の実施の形態3に係る固体撮像素子のカラーフィルタの配置を示す図である。本発明の実施の形態3に係る固体撮像素子のカラーフィルタの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the color filter of the solid-state image sensor which concerns on Embodiment 3 of this invention. It is a figure which shows arrangement | positioning of the color filter of the solid-state image sensor which concerns on Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 個人識別用照明手段、 2 被写体、 3 レンズ、 4 固体撮像素子、 5 偽造判定用照明手段、 6 撮像処理手段、 7 個人識別処理手段、 7a データ記録手段(データベース)、 8 アナログ信号処理手段、 9 A/D変換手段、 10 信号処理手段、 11 タイミング生成手段、 12 制御手段、 13 第一の光電変換素子、 14 第二の光電変換素子、 15 第三の光電変換素子、 16 第四の光電変換素子、 17 垂直CCD、 18 水平CCD、 19 フローティング・ドレイン・アンプ、 20 ホワイトバランス制御手段、 21 階調補正手段、 22 積算手段、 23 色処理手段、 23a 色検出手段、 23b 色判定手段、 24 赤外カットフィルタ、 26 個人識別用輝度レベル検出手段、 27 偽造判定用輝度レベル検出手段、 28 被写体形状判定手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illumination means for personal identification, 2 Subject, 3 Lens, 4 Solid-state image sensor, 5 Illumination means for forgery determination, 6 Imaging processing means, 7 Personal identification processing means, 7a Data recording means (database), 8 Analog signal processing means, 9 A / D conversion means, 10 signal processing means, 11 timing generation means, 12 control means, 13 first photoelectric conversion element, 14 second photoelectric conversion element, 15 third photoelectric conversion element, 16 fourth photoelectric Conversion element 17 Vertical CCD 18 Horizontal CCD 19 Floating drain amplifier 20 White balance control means 21 Gradation correction means 22 Accumulation means 23 Color processing means 23a Color detection means 23b Color determination means 24 Infrared cut filter, 26 personal identification brightness level detection means, 27 counterfeit determination brightness level detection means, 28 Utsushitai shape determination means.

Claims (13)

生体の個人認証に用いられる身体固有の特徴部分を、被写体として少なくとも可視光によりカラーで撮像し、複数の色成分毎の画像データを出力する撮像手段と、
前記撮像手段からの各色成分毎の画像データから、前記生体の特徴部分の色を検出する色検出手段と、
前記身体の特徴部分が可視光により撮像された場合の画像データが予め記録されるデータ記録手段と、
前記色検出手段で検出された画像色を、前記データ記録手段に記録された画像データにより識別して適合するか否かを判定する色判定手段と、
前記撮像手段、色検出手段、データ記録手段及び色判定手段の各動作を制御すると共に、前記身体の特徴部分から検出された色が登録された画像データの色と適合しない場合に、生体の前記特徴部分を偽造物と判定する制御手段
を備えることを特徴とする偽造判定用撮像装置。
An imaging means for imaging a body-specific characteristic portion used for biometric personal authentication as a subject with at least visible light in color, and outputting image data for each of a plurality of color components;
Color detection means for detecting the color of the characteristic part of the living body from image data for each color component from the imaging means;
Data recording means for pre-recording image data when the body characteristic part is imaged by visible light;
Color determination means for determining whether or not the image color detected by the color detection means is identified by the image data recorded in the data recording means; and
Controlling the operations of the imaging means, color detection means, data recording means, and color determination means, and when the color detected from the body characteristic part does not match the color of the registered image data, An imaging device for forgery determination, comprising: control means for determining a characteristic part as a counterfeit.
前記色検出手段は、前記生体の特徴部分の色を識別するための値を演算することで色を検出し、
前記データ記録手段は、前記画像データの少なくとも色を識別するための値を予め記録し、
前記色判定手段は、前記画像色を、前記画像データの色を識別するための値により識別する
ことを特徴とする請求項1に記載の偽造判定用撮像装置。
The color detection means detects a color by calculating a value for identifying the color of the characteristic part of the living body,
The data recording means records in advance a value for identifying at least the color of the image data;
The forgery determination imaging apparatus according to claim 1, wherein the color determination unit identifies the image color by a value for identifying a color of the image data.
前記色検出手段は、前記生体の特徴部分の画像データから、前記生体の特徴部分の色を識別するための値として、少なくとも色相H及び彩度Sの値を演算する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の偽造判定用撮像装置。
The color detecting means calculates at least values of hue H and saturation S as values for identifying the color of the biological feature portion from image data of the biological feature portion. The imaging device for forgery determination according to 1 or 2.
前記色検出手段は、前記生体の特徴部分の画像データから、以下の式を用いて少なくとも色相H及び彩度Sの値を演算する
ことを特徴とする請求項3に記載の偽造判定用撮像装置。
L=Y
H=arctan(V/U)
S=(U×U+V×V)1/2
但し、
Y=0.299R+0.587G+0.114B
U=B−Y
V=R−Y
(但し、H:色相、S:彩度、L:明度、Y:輝度、R:赤色の出力値、G:緑色の出力値、B:青色の出力値)
The imaging device for counterfeit determination according to claim 3, wherein the color detection means calculates at least the values of hue H and saturation S from the image data of the characteristic portion of the living body using the following equations. .
L = Y
H = arctan (V / U)
S = (U × U + V × V) 1/2
However,
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = BY
V = R−Y
(However, H: Hue, S: Saturation, L: Lightness, Y: Luminance, R: Red output value, G: Green output value, B: Blue output value)
前記色判定手段は、前記色相Hの値が所定の最小値と所定の最大値の間にあり、前記彩度Sの値が所定の最大値以下であるという条件を満足する場合に適合すると判定する
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の偽造判定用撮像装置。
The color determination unit determines that the hue H is suitable when the value of the hue H is between a predetermined minimum value and a predetermined maximum value, and the condition that the value of the saturation S is equal to or less than the predetermined maximum value is satisfied. The imaging device for counterfeit determination according to claim 3 or 4, characterized in that:
前記色検出手段は、前記生体の特徴部分の画像データから、さらに明度Lの値を演算し、
前記明度の値を用いて、前記生体の特徴部分の形状パターン及び濃淡の変化から、前記生体の特徴部分の領域を検出し、該検出結果を前記色検出手段に送出する被写体形状判定手段を備え、
前記色検出手段は、各色成分毎の画像データから、前記生体の特徴部分の領域のデータを背景部分の領域のデータと分離させて色を検出する
ことを特徴とする請求項3〜5の何れかに記載の偽造判定用撮像装置。
The color detection means further calculates a value of brightness L from the image data of the characteristic part of the living body,
Subject shape determining means for detecting a region of the feature portion of the living body from the shape pattern and shading change of the feature portion of the living body using the lightness value and sending the detection result to the color detecting means. ,
The color detecting means detects the color by separating the data of the region of the characteristic part of the living body from the data of the region of the background part from the image data for each color component. An imaging device for counterfeit determination according to claim 1.
前記撮像手段は、少なくとも可視光の発光スペクトルを撮像可能であり、複数の色成分フィルタが各画素の上部に所定順序で配列された固体撮像素子を含む
ことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の偽造判定用撮像装置。
The imaging unit includes a solid-state imaging device capable of imaging at least an emission spectrum of visible light, and a plurality of color component filters arranged in a predetermined order on top of each pixel. An imaging device for counterfeit determination according to any one of the above.
前記撮像手段により、前記被写体を反射光により撮像させるために、前記被写体を前記撮像手段の側から可視光領域内の発光スペクトルで照射する偽造判定用照明手段を備える
ことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の偽造判定用撮像装置。
The forgery determination illumination means for irradiating the subject with an emission spectrum in a visible light region from the imaging means side in order to cause the imaging means to capture the subject with reflected light. The imaging device for counterfeit determination in any one of -7.
請求項1〜8の何れかに記載の偽造判定用撮像装置の構成に加え、
前記データ記録手段には、さらに前記身体の特徴部分の画像データから少なくとも個人識別処理に用いる値が予め記録され、
前記撮像手段からの各色成分毎の画像データを、前記データ記録手段に登録された画像データと比較して適合するかを判定する個人識別処理手段を備え、
前記制御手段は、さらに前記個人識別処理手段の動作を制御すると共に、前記身体の特徴部分から検出された色が登録された画像データの色と適合する場合に、個人識別処理手段の処理を実施する
ことを特徴とする個人識別装置。
In addition to the configuration of the imaging device for counterfeit determination according to any one of claims 1 to 8,
The data recording means further records in advance at least a value used for personal identification processing from the image data of the body characteristic portion,
Comprising individual identification processing means for determining whether or not the image data for each color component from the imaging means is compared with the image data registered in the data recording means,
The control means further controls the operation of the personal identification processing means, and executes the processing of the personal identification processing means when the color detected from the body feature matches the color of the registered image data. A personal identification device characterized by:
前記被写体を前記撮像手段の反対側から赤色光又は近赤外光領域内の発光スペクトルで照射する個人識別用照明手段を備え、
前記撮像手段は、前記可視光に加えて前記個人識別用照明手段の照射光により撮像された画像データを出力可能であり、
前記データ記録手段には、前記個人識別用照明手段の照射光により撮像された場合の画像データが予め記録され、
前記制御手段は、前記偽造判定用撮像装置の処理を実施させ、前記身体の特徴部分から検出された色が登録された画像データの色と適合する場合には、前記個人識別用照明手段を点灯させて前記個人識別処理手段の処理を実施する
ことを特徴とする請求項9に記載の個人識別装置。
Illuminating means for personal identification that irradiates the subject with a light emission spectrum in the red light or near infrared light region from the opposite side of the imaging means,
The imaging means is capable of outputting image data captured by the irradiation light of the personal identification illumination means in addition to the visible light,
In the data recording means, image data in the case of taking an image with the irradiation light of the personal identification illumination means is recorded in advance,
The control means causes the forgery determination imaging device to perform processing, and turns on the lighting means for personal identification when the color detected from the body feature matches the color of the registered image data. The personal identification device according to claim 9, wherein the processing of the personal identification processing means is performed.
前記被写体と前記撮像手段の間に、前記被写体からの赤色光又は近赤外光領域内の発光スペクトルを遮光する赤外カットフィルタが、挿入位置と非挿入位置を切替可能に設けられ、
前記撮像手段は、前記可視光に加えて前記赤色光又は近赤外光領域内の発光スペクトルの照射光により撮像された画像データを出力可能であり、
前記データ記録手段には、前記赤色光又は近赤外光領域内の発光スペクトルの照射光により撮像された場合の画像データが予め記録され、
前記制御手段は、前記赤外カットフィルタを非挿入位置に配置させて前記偽造判定用撮像装置の処理を実施させ、前記身体の特徴部分から検出された色が登録された画像データの色と適合する場合には、前記赤外カットフィルタを挿入位置に配置させて前記個人識別処理手段の処理を実施する
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の個人識別装置。
Between the subject and the imaging means, an infrared cut filter for shielding the emission spectrum in the red light or near infrared light region from the subject is provided so as to be able to switch between the insertion position and the non-insertion position.
The imaging means can output image data captured by irradiation light of an emission spectrum in the red light or near infrared light region in addition to the visible light,
In the data recording means, image data is recorded in advance when imaged by the irradiation light of the emission spectrum in the red light or near infrared light region,
The control means arranges the infrared cut filter at a non-insertion position to perform the processing of the imaging device for forgery determination, and the color detected from the characteristic part of the body matches the color of the registered image data 11. The personal identification device according to claim 9, wherein the personal identification processing means is implemented by arranging the infrared cut filter at an insertion position.
前記固体撮像素子は、前記個人識別用照明手段の照射光を受光するために、上部に前記複数の色成分フィルタが配列されない画素が所定順序で配列される
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の個人識別装置。
11. The solid-state imaging device, wherein pixels on which the plurality of color component filters are not arranged are arranged in a predetermined order in order to receive irradiation light of the personal identification illumination unit. The personal identification device described in 1.
前記制御手段は、前記偽造判定用撮像装置の処理を実施させ、前記身体の特徴部分から検出された色が登録された画像データの色と適合しない場合には、生体の前記特徴部分を偽造物と判定して、個人識別処理手段の処理を中止する
ことを特徴とする請求項9〜12の何れかに記載の個人識別装置。
The control means causes the forgery determination imaging device to perform processing, and if the color detected from the body feature portion does not match the color of the registered image data, the feature portion of the living body is forged. The personal identification device according to any one of claims 9 to 12, wherein the personal identification processing unit is stopped.
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