JP2010152706A - 生体認証装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の登録者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を登録データとして保持する手段と、識別処理の実行に際し、利用者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を照合データとして取得する手段と、前記照合データの生体画像と前記登録データの生体画像の位置合わせを行ない、類似度を算出する手段と、算出された類似度に基づいて登録データを選択する手段と、選択された登録データが2つ以上存在する場合に、当該登録データの輪郭像と前記照合データの輪郭像から差異特徴を抽出する手段と、抽出された差異特徴に基づいて登録データの絞り込みを行い、認証結果を得る手段と、認証結果を出力する手段とを備える。
【選択図】図3
Description
・被撮影者の負担が小さい。
・身体の内部にある生体情報であるため偽造が困難である。
・表面の荒れに強く、ほとんどの人に適用できる。
・認証精度が比較的高い。
・近赤外光で撮影するので、外光変動に強い。
(1)本人判定閾値の厳格化
特許文献2には、類似した顔画像が登録されている場合に、本人判定閾値を上げる(厳しくする)手法が開示されている。この手法により誤識別を減らすことができるが、反面、真正な利用者が本人と認証されにくくなり利便性が低下する問題がある。
(2)認証処理に用いる特徴の増加
公知技術として、複数種類の特徴で認証を行なうマルチモーダルバイオメトリクス技術が広く知られている。例えば、顔と手のひらの撮影を同時に行ない、顔認証と静脈認証を組み合わせて識別処理を行なえば、顔だけでは区別できない2人を識別することが可能となる。ただし、生体情報は同一人物であってもある程度は変動するので、認証処理に用いる特徴を増やすと真正な利用者が本人と認証されにくくなり、利便性が低下するという問題がある。更に、特徴の種類によっては、撮影の手間が増大するという問題がある。
(3)追加情報(ID、パスワード、他の生体情報等)の要求
特許文献3には、認証不可の際にパスワード等を用いて代替認証を行なう方式が開示されている。誤識別を確実に減少させる利点があるが、認証操作が繁雑となり利便性が低下するという問題がある。
(4)類似生体情報の登録拒否
特許文献4には、登録時に既登録の他人の生体情報との類似度を算出し、類似度の高い生体情報が存在しない場合に限って登録処理を行う方式が開示されている。他人と類似した登録データがなくなり誤識別が減少する効果があるが、生体認証を利用できない利用者が現れ、利便性が低下するという問題がある。
本実施形態は、生体情報を用いた個人認証の識別処理(1:N認証)において、誤識別を低減させるものである。なお、生体情報として、手のひら輪郭と手のひら静脈を認証に用いる場合について説明を行なうが、他部位の輪郭と静脈像に対しても適用可能である。更に、静脈像以外の生体情報を対象とすることもできる。
・本人判定閾値は不変であり、閾値の変動に起因する本人拒否は増加しない。
・輪郭像と静脈像は1度の撮影で得られるので、撮影の手間は増えない。
・利用者の追加操作は不要である。
・登録時の拒否は発生しない。
図1は一実施形態にかかる生体認証装置の構成例を示す図である。
図4は上記の実施形態の全体的な処理例を示すフローチャートである。
(1)撮影した画像の各画素の値が定められた第1閾値よりも大きい場合には、背景を表す値「0」とする。
(2)上記(1)に該当せず、各画素の値が定められた第2閾値(第1閾値よりも小さな値)よりも大きい場合には、手のひら等を表す値「2」とする。
(3)それ以外の場合には、静脈を表す値「1」とする。
(4)上記の(1)〜(3)による3値化後に、全画素を1つずつ走査して、注目画素が手のひら等を表す値「2」であり、その隣の画素が背景を表す値「0」の場合に、注目画素の値を輪郭を表す値「4」に変更する。
(5)静脈を表す値「1」の画素はそのままとし、他の画素の値を「0」とすることで、照合静脈像が得られる。
(6)上記の(4)の処理結果から、輪郭を表す値「4」以外の画素の値を「0」とし、輪郭を表す値「4」を値「1」に変更することで、照合輪郭像が得られる。
(1)輪郭形状の上下左右端を記録する領域をそれぞれ用意する。
(2)輪郭形状を表す2つの輪郭像に対して、それぞれ全画素を1画素ずつ走査して、輪郭形状の上下左右端を記録する領域の内容を更新する。例えば、記録された上端よりも画像上部に輪郭形状が存在する場合には、上端を記録する領域の内容をその画素の垂直方向の座標値に置き換える。
(3)2つの輪郭形状に対して、一方の上下左右端位置を他方の上下左右端位置に写す座標変換規則を定める。例えば、水平方向、垂直方向別々に座標変換を行なうこととし、水平方向に関して左端を左端に右端を右端に写す1次式を用いる。垂直方向も同様に定める。
(4)静脈形状を表す静脈像に対して、全画素を1画素ずつ走査して、静脈形状を表す画素の座標値に前記の座標変換規則を適用して得られる座標値を求め、その座標値を静脈形状とする静脈像を生成する。
(1)初期化注目画素を画像左上に設定する。一致した画素の個数を保持する変数(カウンタ)を0に初期化する。
(2)画素値の比較注目画素における、2枚の画像の画素の値を獲得して比較する。両者が一致していればカウンタの値を1つ増加させる。
(3)注目画素の移動注目画素を1つ右に移動する。右端の場合には、1つ下の左端に移動する。右下の場合には終了する。
(4)繰り返し再度、画素値の比較を行なう。
(5)類似度出力カウンタの値を類似度とする。
(1)1つの輪郭形状を基準とする。基準とした輪郭形状を基準輪郭形状と呼び、この基準輪郭形状を含む画像を基準輪郭像と呼ぶ。基準輪郭形状は、例えば、あらかじめ定めた標準輪郭形状、あるいはもっとも類似度の高い登録静脈像に対応する輪郭形状、または照合静脈像に対応する輪郭形状から選択する。
(2)基準輪郭像の各画素に対して、その注目画素が輪郭形状を表す場合(輪郭像において注目画素の値が「1」である場合)に、以下の処理を行なう。
(3)注目画素を中心として画像を切り出すことで、部分輪郭像を作成する。
(4)他の特徴抽出対象の輪郭像(登録輪郭像または照合輪郭像のうち基準輪郭像となっていないもの)における対応する注目画素近傍の全画素に対して、その注目画素を中心として画像を切り出すことで部分輪郭像を作成する。
(5)作成された2つの部分輪郭像の位置合わせを行ない、その移動距離を算出する。
(6)部分輪郭像の注目画素毎に、移動距離の最大値(あるいは2乗平均)を算出する。
(7)移動距離の最大値(あるいは2乗平均)が最大となる画素の座標値を差異特徴とする。
図13はマルチモーダルバイオメトリクスとの比較例を示す図である。マルチモーダルバイオメトリクスとは、前述したように、輪郭認証と静脈認証を単純に組み合わせた方式である。
図17は入出管理に適用したシステムの構成例を示す図である。図17において、自動ドア100とホストコンピュータ300は通信路200により接続されている。
図19は出退勤管理に適用したシステムの構成例を示す図である。図18において、共用端末400とホストコンピュータ600は通信路500により接続されている。
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
(付記1)
複数の登録者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を登録データとして保持する手段と、
識別処理の実行に際し、利用者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を照合データとして取得する手段と、
前記照合データの生体画像と前記登録データの生体画像の位置合わせを行ない、類似度を算出する手段と、
算出された類似度に基づいて登録データを選択する手段と、
選択された登録データが2つ以上存在する場合に、当該登録データの輪郭像と前記照合データの輪郭像から差異特徴を抽出する手段と、
抽出された差異特徴に基づいて登録データの絞り込みを行い、認証結果を得る手段と、
認証結果を出力する手段と
を備えたことを特徴とする生体認証装置。
(付記2)
付記1に記載の生体認証装置において、
前記身体部位として、手のひらを用いる
ことを特徴とする生体認証装置。
(付記3)
付記1または2のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記生体画像として、静脈像を用いる
ことを特徴とする生体認証装置。
(付記4)
付記1乃至3のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記類似度を算出する手段として、先に前記照合データの輪郭像と前記登録データの輪郭像の位置合わせを行ない、次いで、前記照合データの生体画像と前記登録データの生体画像の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証装置。
(付記5)
付記1乃至4のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記登録データを選択する手段として、類似度が所定の閾値以上の登録データを選択する
ことを特徴とする生体認証装置。
(付記6)
付記1乃至5のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記登録データを選択する手段として、類似度が上位所定順位までの登録データを選択する
ことを特徴とする生体認証装置。
(付記7)
付記1乃至6のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記輪郭像から差異特徴を抽出する手段として、差異特徴の抽出前に各輪郭像間の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証装置。
(付記8)
付記7に記載の生体認証装置において、
前記差異特徴の抽出前の各輪郭像間の位置合わせとして、前記類似度を算出する手段による位置合わせの結果に基づいて各輪郭像間の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証装置。
(付記9)
付記1乃至8のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記輪郭像から差異特徴を抽出する手段として、基準となる輪郭像を定め、基準輪郭像の輪郭形状上の各点に対して各輪郭像の対応点を探索し、対応点の座標値の変化が最も大きい所定個数の輪郭点座標を差異特徴と定める
ことを特徴とする生体認証装置。
(付記10)
複数の登録者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を登録データとして保持する工程と、
識別処理の実行に際し、利用者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を照合データとして取得する工程と、
前記照合データの生体画像と前記登録データの生体画像の位置合わせを行ない、類似度を算出する工程と、
算出された類似度に基づいて登録データを選択する工程と、
選択された登録データが2つ以上存在する場合に、当該登録データの輪郭像と前記照合データの輪郭像から差異特徴を抽出する工程と、
抽出された差異特徴に基づいて登録データの絞り込みを行い、認証結果を得る工程と、
認証結果を出力する工程と
を備えたことを特徴とする生体認証方法。
(付記11)
付記10に記載の生体認証方法において、
前記身体部位として、手のひらを用いる
ことを特徴とする生体認証方法。
(付記12)
付記10または11のいずれか一項に記載の生体認証方法において、
前記生体画像として、静脈像を用いる
ことを特徴とする生体認証方法。
(付記13)
付記10乃至12のいずれか一項に記載の生体認証方法において、
前記類似度を算出する工程は、先に前記照合データの輪郭像と前記登録データの輪郭像の位置合わせを行ない、次いで、前記照合データの生体画像と前記登録データの生体画像の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証方法。
(付記14)
付記10乃至13のいずれか一項に記載の生体認証方法において、
前記登録データを選択する工程は、類似度が所定の閾値以上の登録データを選択する
ことを特徴とする生体認証方法。
(付記15)
付記10乃至14のいずれか一項に記載の生体認証方法において、
前記登録データを選択する工程は、類似度が上位所定順位までの登録データを選択する
ことを特徴とする生体認証方法。
(付記16)
付記10乃至15のいずれか一項に記載の生体認証方法において、
前記輪郭像から差異特徴を抽出する工程は、差異特徴の抽出前に各輪郭像間の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証方法。
(付記17)
付記16に記載の生体認証方法において、
前記差異特徴の抽出前の各輪郭像間の位置合わせとして、前記類似度を算出する工程による位置合わせの結果に基づいて各輪郭像間の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証方法。
(付記18)
付記10乃至17のいずれか一項に記載の生体認証方法において、
前記輪郭像から差異特徴を抽出する工程は、基準となる輪郭像を定め、基準輪郭像の輪郭形状上の各点に対して各輪郭像の対応点を探索し、対応点の座標値の変化が最も大きい所定個数の輪郭点座標を差異特徴と定める
ことを特徴とする生体認証方法。
2 照射部
3 撮影部
4 記憶部
5 認証部
51 照合部
52 候補選択部
53 特徴抽出部
54 特徴比較部
55 出力部
P 部位
Claims (6)
- 複数の登録者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を登録データとして保持する手段と、
識別処理の実行に際し、利用者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を照合データとして取得する手段と、
前記照合データの生体画像と前記登録データの生体画像の位置合わせを行ない、類似度を算出する手段と、
算出された類似度に基づいて登録データを選択する手段と、
選択された登録データが2つ以上存在する場合に、当該登録データの輪郭像と前記照合データの輪郭像から差異特徴を抽出する手段と、
抽出された差異特徴に基づいて登録データの絞り込みを行い、認証結果を得る手段と、
認証結果を出力する手段と
を備えたことを特徴とする生体認証装置。 - 請求項1に記載の生体認証装置において、
前記類似度を算出する手段として、先に前記照合データの輪郭像と前記登録データの輪郭像の位置合わせを行ない、次いで、前記照合データの生体画像と前記登録データの生体画像の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証装置。 - 請求項1または2のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記輪郭像から差異特徴を抽出する手段として、差異特徴の抽出前に各輪郭像間の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証装置。 - 請求項3に記載の生体認証装置において、
前記差異特徴の抽出前の各輪郭像間の位置合わせとして、前記類似度を算出する手段による位置合わせの結果に基づいて各輪郭像間の位置合わせを行なう
ことを特徴とする生体認証装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記輪郭像から差異特徴を抽出する手段として、基準となる輪郭像を定め、基準輪郭像の輪郭形状上の各点に対して各輪郭像の対応点を探索し、対応点の座標値の変化が最も大きい所定個数の輪郭点座標を差異特徴と定める
ことを特徴とする生体認証装置。 - 複数の登録者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を登録データとして保持する工程と、
識別処理の実行に際し、利用者の所定の身体部位の輪郭像と当該輪郭像の輪郭形状の内部に存在する生体画像を照合データとして取得する工程と、
前記照合データの生体画像と前記登録データの生体画像の位置合わせを行ない、類似度を算出する工程と、
算出された類似度に基づいて登録データを選択する工程と、
選択された登録データが2つ以上存在する場合に、当該登録データの輪郭像と前記照合データの輪郭像から差異特徴を抽出する工程と、
抽出された差異特徴に基づいて登録データの絞り込みを行い、認証結果を得る工程と、
認証結果を出力する工程と
を備えたことを特徴とする生体認証方法。
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