JP2014099039A - 生体情報補正装置、生体情報補正方法及び生体情報補正用コンピュータプログラム - Google Patents
生体情報補正装置、生体情報補正方法及び生体情報補正用コンピュータプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】生体情報補正装置(1)は、利用者の生体情報を表した第1の生体画像に対して生体情報の明りょう度を向上させる補正処理を適用することにより第2の生体画像を生成する補正部(13)と、第1の生体画像から生体情報の特徴を表す第1の特徴量を抽出し、かつ、第2の生体画像から生体情報の特徴を表す第2の特徴量を抽出する特徴量抽出部(14)と、第1の特徴量と第2の特徴量間の相違を表す変化度を算出する変化度算出部(15)と、変化度の値が、第2の生体画像上に生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、第1の特徴量を出力する判定部(16)とを有する。
【選択図】図2
Description
さらに、特許文献4には、所定の閾値よりもエッジの度合いが大きいエッジ領域に対してはそれ以外の領域よりも抑制したエッジ強調を施すかまたはエッジ強調を施さない画像処理方法が開示されている。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
この生体情報補正装置は、利用者の生体情報の登録時または照合時において取得された、生体情報を表す生体画像から生体情報の特徴を表す特徴量を抽出し、かつその生体画像に対して補正処理を実行した後に再度特徴量を抽出する。そしてこの生体情報補正装置は、補正処理の前後での特徴量の変化を評価することでアーティファクトが発生したか否かを判定し、アーティファクトが発生したと推定されるか、生体情報が明りょうになるまで補正処理を繰り返す。
また、本明細書において、「照合処理」という用語は、利用者の生体情報と登録利用者の生体情報の相違度合いまたは類似度合いを表す指標を算出する処理を示すために使用される。また、「生体認証処理」という用語は、照合処理だけでなく、照合処理により求められた指標を用いて、利用者を認証するか否かを決定する処理を含む、認証処理全体を示すために使用される。
なお、生体情報取得部4は、スライド式の指紋センサを有してもよい。この場合、生体情報取得部4は、指紋センサに対して指をスライドさせている間に、所定の時間間隔で順次部分画像を生成する。部分画像には、その指の表面の指紋の一部が写されており、複数の部分画像を生成された時間順に連結することで、その指の指紋全体が写った生体画像が合成される。
さらに記憶部5は、生体情報取得部4から受け取った生体画像及び補正処理が施された補正生体画像を一時的に記憶してもよい。
この場合、補正情報設定部12は、補正処理のレベルとして、補正係数γの値を、生体情報が明りょうとなり、かつ、1回の補正処理でアーティファクトが生じない程度の値、1未満の正の値、例えば、0.8に設定する。
本実施形態では、特徴量抽出部14は、特徴量として、例えば、指紋の隆線の分岐点及び端点といった特徴的な指紋の構造であるマニューシャの位置を求める。そのために、特徴量抽出部14は、例えば、生体画像の各画素の輝度値を2値化して、隆線を表す画素と谷線を表す画素とを区別する。2値化のための閾値は、例えば、生体画像の輝度値の平均値とすることができる。次に特徴量抽出部14は、2値化された生体画像について、隆線に相当する輝度値を持つ画素に対して細線化処理を行うことにより、隆線を表す画素が連結した線を、例えば1画素幅を持つ線に細線化する。そして特徴量抽出部14は、隆線の分岐点または端点に対応する2値パターンを持つ複数のマスクパターンを用いて細線化された生体画像を走査することにより、何れかのマスクパターンと一致するときの、生体画像上の位置を検出する。そして特徴量抽出部14は、検出された位置の中心画素を、マニューシャとし、かつ一致したマスクパターンが表すマニューシャの種類(すなわち、分岐点または端点)を、検出されたマニューシャの種類とする。
処理部6が生体情報取得部4から利用者の指紋が表された生体画像を取得する(ステップS101)。処理部6の特徴量抽出部14は、その生体画像から特徴量を抽出する(ステップS102)。そして特徴量抽出部14は、特徴量を記憶部5に記憶する。また処理部6の品質評価部11は、その生体画像の品質値Qavを算出する(ステップS103)。そして品質評価部11は、品質値Qavを処理部6の判定部16へ渡す。
図5は、処理部6により実行される生体認証処理の動作フローチャートである。
処理部6は、入力部3を介して、認証対象となる登録利用者を特定するためのユーザ名またはユーザ識別番号を取得する(ステップS201)。また処理部6は、生体情報取得部4から認証を受けようとする利用者の生体情報である入力生体情報が写った入力生体画像を受け取る。そして処理部6は、入力生体画像に対して生体情報補正処理を実行することによって、入力生体画像に写っている利用者の入力生体情報を表す入力特徴量情報を抽出する(ステップS202)。
ステップS205またはS206の後、処理部6は、生体認証処理を終了する。
登録処理でも、処理部6は、生体情報取得部4から登録対象の利用者の生体情報が写った生体画像を受け取る。そして処理部6は、その生体画像に対して生体情報補正処理を実行することによって、その生体画像に写っている利用者の生体情報を表す特徴量情報を抽出する。
第2の実施形態による生体認証装置は、第1の実施形態による生体認証装置と比較して、処理部の品質評価部11、補正情報設定部12及び補正部13の処理の一部が異なる。
そこで以下では、品質評価部11、補正情報設定部12及び補正部13について説明する。第2の実施形態による生体認証装置のその他の構成要素の詳細については、第1の実施形態による生体認証装置の対応する構成要素についての説明を参照されたい。
品質評価部11は、分断領域比を補正情報設定部12に通知する。
補正情報設定部12は、選択した補正処理の種類及び補正処理のレベルを表す補正情報を補正部13に通知する。なお、補正処理のレベルは、第1の実施形態と同様に予め設定されてもよく、変形例のように、品質値に応じて変更されてもよい。
例えば、コンピュータシステム100は、少なくとも1台の端末110とサーバ120とを有する。そして端末110とサーバ120は、有線または無線の通信ネットワーク130を介して接続される。なお、図6において、コンピュータシステム100が有する構成要素のうち、図1に示した生体認証装置1が有する構成要素の何れかと対応する構成要素には、生体認証装置1が有する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。
記憶部21は、例えば、半導体メモリ回路を有し、生体情報取得部4により生成された生体画像を一時的に記憶する。また画像取得制御部22は、一つまたは複数のプロセッサとその周辺回路とを有し、端末110の各部を制御し、かつ、端末110で動作する各種のプログラムを実行する。そして画像取得制御部22は、生体情報取得部4により生成された生体画像を、端末110を通信ネットワーク130と接続するためのインターフェース回路を有するインターフェース部23を介してサーバ120へ送信する。さらに画像取得制御部22は、入力部3を介して入力されたユーザ識別情報もサーバ120へ送信してもよい。
(付記1)
利用者の生体情報を表した第1の生体画像に対して前記生体情報の明りょう度を向上させる補正処理を適用することにより第2の生体画像を生成する補正部と、
前記第1の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第1の特徴量を抽出し、かつ、前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第2の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記第1の特徴量と前記第2の特徴量間の相違を表す変化度を算出する変化度算出部と、
前記変化度の値が、前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、前記第1の特徴量を出力する判定部と、
を有する生体情報補正装置。
(付記2)
前記第2の生体画像上の前記生体情報の品質を表す品質値を算出する品質評価部をさらに有し、
前記判定部は、前記変化度の値が前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていないと推定される値であり、かつ、前記品質値に基づいて前記第2の生体画像を生体認証に利用できると判定した場合、前記第2の特徴量を出力する付記1に記載の生体情報補正装置。
(付記3)
前記判定部が、前記変化度の値が前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていないと推定される値であり、かつ、前記品質値に基づいて前記第2の生体画像は生体認証に利用できる品質に達していないと判定した場合、
前記補正部は、前記第2の生体画像を前記第1の生体画像として前記第2の生体画像を再生成し、
前記特徴量抽出部は、再生成された前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第3の特徴量を抽出し、
前記変化度算出部は、前記第2の特徴量と前記第3の特徴量との間の変化度を算出し、
前記判定部は、前記第2の特徴量と前記第3の特徴量との間の変化度に基づいて、前記第2の特徴量を出力するか前記第3の特徴量を出力するかを判定する、付記2に記載の生体情報補正装置。
(付記4)
前記第1の生体画像における生体情報の劣化の原因を推定し、該劣化の原因に応じて複数の補正処理の中から何れかの補正処理を選択する補正情報設定部をさらに有し、
前記補正部は、選択された補正処理を前記第1の生体画像に対して適用する、付記2または3に記載の生体情報補正装置。
(付記5)
前記品質評価部は、前記第1の生体画像について前記品質値を算出し、
前記補正部は、前記品質値が低いほど、前記第1の生体画像に適用する前記補正処理のレベルを高くする、付記2または3に記載の生体情報補正装置。
(付記6)
前記判定部が、前記変化度の値が前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値であると判定した場合、
前記補正部は、前記補正処理のレベルを前回の補正処理における該レベルよりも低くして、再度前記第1の生体画像に対して前記補正処理を実行することにより前記第2の生体画像を再生成し、
前記特徴量抽出部は、再生成された前記第2の生体画像から前記第2の特徴量を再抽出し、
前記変化度算出部は、前記第1の特徴量と再抽出された前記第2の特徴量との間の変化度を算出し、
前記判定部は、前記再算出された変化度に基づいて、前記第1の特徴量を出力するか再抽出された前記第2の特徴量を出力するかを判定する、付記2に記載の生体情報補正装置。
(付記7)
前記判定部が、前記変化度の値が前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値であると判定した場合、
前記補正部は、前記補正処理の種類を前回の補正処理における該種類から変更して再度前記第1の生体画像に対して前記補正処理を実行することにより前記第2の生体画像を再生成し、
前記特徴量抽出部は、再生成された前記第2の生体画像から前記第2の特徴量を再抽出し、
前記変化度算出部は、前記第1の特徴量と再抽出された前記第2の特徴量との間の変化度を算出し、
前記判定部は、前記再算出された変化度に基づいて、前記第1の特徴量を出力するか再抽出された前記第2の特徴量を出力するかを判定する、付記2に記載の生体情報補正装置。
(付記8)
登録利用者の生体情報が写った登録生体画像から抽出された、当該生体情報の特徴を表す登録特徴量を記憶する記憶部と、
前記判定部から出力された特徴量と前記登録特徴量とを照合することにより、前記利用者の生体情報と前記登録利用者の生体情報の類似度を求める照合部と、
前記類似度に応じて前記利用者を認証するか否かを判定する認証判定部をさらに有する、付記1〜7の何れか一項に記載の生体情報補正装置。
(付記9)
前記判定部から出力された特徴量を利用者の識別情報とともに記憶部に記憶する登録部をさらに有する、
付記1〜7の何れか一項に記載の生体情報補正装置。
(付記10)
前記変化度算出部は、前記第1の生体画像及び前記第2の生体画像を、それぞれ複数のブロックに分割し、前記複数のブロックのそれぞれについて、当該ブロックに含まれる前記第1の特徴量と前記第2の特徴量の変化度を算出し、
前記判定部は、前記複数のブロックのうち、前記変化度の値が前記第2の生体画像の当該ブロックに前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、当該ブロックについて前記第1の特徴量を出力する、
付記1に記載の生体情報補正装置。
(付記11)
利用者の生体情報を表した第1の生体画像に対して前記生体情報の明りょう度を向上させる補正処理を適用することにより第2の生体画像を生成し、
前記第1の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第1の特徴量を抽出し、かつ、前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第2の特徴量を抽出し、
前記第1の特徴量と前記第2の特徴量間の相違を表す変化度を算出し、
前記変化度の値が、前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、前記第1の特徴量を出力する、
ことを含む生体情報補正方法。
(付記12)
前記第2の生体画像上の前記生体情報の品質を表す品質値を算出し、
前記変化度の値が前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていないと推定される値であり、かつ、前記品質値に基づいて前記第2の生体画像を生体認証に利用できると判定した場合、前記第2の特徴量を出力することをさらに含む、付記11に記載の生体情報補正方法。
(付記13)
前記変化度の値が前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていないと推定される値であり、かつ、前記品質値に基づいて前記第2の生体画像は生体認証に利用できる品質に達していないと判定した場合、
前記第2の生体画像を前記第1の生体画像として前記第2の生体画像を再生成し、
再生成された前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第3の特徴量を抽出し、
前記第2の特徴量と前記第3の特徴量との間の変化度を算出し、
前記第2の特徴量と前記第3の特徴量との間の変化度に基づいて、前記第2の特徴量を出力するか前記第3の特徴量を出力するかを判定することをさらに含む、付記12に記載の生体情報補正方法。
(付記14)
利用者の生体情報を表した第1の生体画像に対して前記生体情報の明りょう度を向上させる補正処理を適用することにより第2の生体画像を生成し、
前記第1の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第1の特徴量を抽出し、かつ、前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第2の特徴量を抽出し、
前記第1の特徴量と前記第2の特徴量間の相違を表す変化度を算出し、
前記変化度の値が、前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、前記第1の特徴量を出力する、
ことをコンピュータに実行させるための生体情報補正用コンピュータプログラム。
2 表示部
3 入力部
4 生体情報取得部
5 記憶部
6 処理部
11 品質評価部
12 補正情報設定部
13 補正部
14 特徴量抽出部
15 変化度算出部
16 判定部
17 照合部
18 認証判定部
19 登録部
100 コンピュータシステム
110 端末
120 サーバ
130 通信ネットワーク
21 記憶部
22 画像取得制御部
23、24 インターフェース部
Claims (7)
- 利用者の生体情報を表した第1の生体画像に対して前記生体情報の明りょう度を向上させる補正処理を適用することにより第2の生体画像を生成する補正部と、
前記第1の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第1の特徴量を抽出し、かつ、前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第2の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記第1の特徴量と前記第2の特徴量間の相違を表す変化度を算出する変化度算出部と、
前記変化度の値が、前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、前記第1の特徴量を出力する判定部と、
を有する生体情報補正装置。 - 前記第2の生体画像上の前記生体情報の品質を表す品質値を算出する品質評価部をさらに有し、
前記判定部は、前記変化度の値が前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていないと推定される値であり、かつ、前記品質値に基づいて前記第2の生体画像を生体認証に利用できると判定した場合、前記第2の特徴量を出力する請求項1に記載の生体情報補正装置。 - 前記判定部が、前記変化度の値が前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていないと推定される値であり、かつ、前記品質値に基づいて前記第2の生体画像は生体認証に利用できる品質に達していないと判定した場合、
前記補正部は、前記第2の生体画像を前記第1の生体画像として前記第2の生体画像を再生成し、
前記特徴量抽出部は、再生成された前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第3の特徴量を抽出し、
前記変化度算出部は、前記第2の特徴量と前記第3の特徴量との間の変化度を算出し、
前記判定部は、前記第2の特徴量と前記第3の特徴量との間の変化度に基づいて、前記第2の特徴量を出力するか前記第3の特徴量を出力するかを判定する、請求項2に記載の生体情報補正装置。 - 前記第1の生体画像における生体情報の劣化の原因を推定し、該劣化の原因に応じて複数の補正処理の中から何れかの補正処理を選択する補正情報設定部をさらに有し、
前記補正部は、選択された補正処理を前記第1の生体画像に対して適用する、請求項2または3に記載の生体情報補正装置。 - 前記変化度算出部は、前記第1の生体画像及び前記第2の生体画像を、それぞれ複数のブロックに分割し、前記複数のブロックのそれぞれについて、当該ブロックに含まれる前記第1の特徴量と前記第2の特徴量の変化度を算出し、
前記判定部は、前記複数のブロックのうち、前記変化度の値が前記第2の生体画像の当該ブロックに前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、当該ブロックについて前記第1の特徴量を出力する、
請求項1に記載の生体情報補正装置。 - 利用者の生体情報を表した第1の生体画像に対して前記生体情報の明りょう度を向上させる補正処理を適用することにより第2の生体画像を生成し、
前記第1の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第1の特徴量を抽出し、かつ、前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第2の特徴量を抽出し、
前記第1の特徴量と前記第2の特徴量間の相違を表す変化度を算出し、
前記変化度の値が、前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、前記第1の特徴量を出力する、
ことを含む生体情報補正方法。 - 利用者の生体情報を表した第1の生体画像に対して前記生体情報の明りょう度を向上させる補正処理を適用することにより第2の生体画像を生成し、
前記第1の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第1の特徴量を抽出し、かつ、前記第2の生体画像から前記生体情報の特徴を表す第2の特徴量を抽出し、
前記第1の特徴量と前記第2の特徴量間の相違を表す変化度を算出し、
前記変化度の値が、前記第2の生体画像上に前記生体情報のアーティファクトが生じていると推定される値である場合、前記第1の特徴量を出力する、
ことをコンピュータに実行させるための生体情報補正用コンピュータプログラム。
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