JP2015088040A - 認証装置、認証方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】１：Ｎ認証の認証精度を維持したまま認証時間の短縮化を図ること。【解決手段】メモリ７は、複数のテンプレートを１以上のグループに分類して記憶すると共に、１のグループ毎に１の代表テンプレートを記憶する。スコア算出部５２は、テンプレート生成部５１によって生成された評価対象テンプレートとして、メモリ７に記憶されている１以上のグループ毎の代表テンプレートの夫々を順次登録テンプレートとして、評価対象テンプレートと登録テンプレートとの相関スコアを算出する。スコア算出部５２は、相関スコアが所定値以上となった代表テンプレートが属するグループを評価対象グループとして決定し、メモリ７に記憶されている評価対象グループに属する１以上のテンプレートの夫々を順次登録テンプレートとして、評価対象テンプレートと登録テンプレートの１次相関係数を算出する。【選択図】図４

Description

本発明は、認証装置、認証方法、及びプログラムに関する。

従来より、指静脈認証の分野では、指を透過した近赤外の画像（以下、「指静脈画像」と呼ぶ）を用いて、マニューシャ法による特徴点抽出データで照合することによって個人を認証する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来の指静脈認証の分野では、１の認証対象の指静脈画像に対して、登録された１のユーザの指静脈画像を比較して認証する手法（以下、「１：１認証」と呼ぶ）が一般的に採用されることが多い。
これに対して、本出願人は、１の認証対象の指静脈画像に対して、登録されたＮ（Ｎは１以上の任意の整数値）のユーザの指静脈画像の夫々と比較して認証する手法（以下、「１：Ｎ認証」と呼ぶ）を採用した認証装置（例えば、特許文献２参照）を製造販売している。

特開２００１−２４３４６５号公報 特開２００９−５９２４９号公報

しかしながら、１：Ｎ認証では、１：１認証に対して比較対象がＮ倍に増加するため、認証全体の時間が長期化する傾向があり、認証精度を維持したまま認証時間の短縮化を図ることが要求されている。
この要求に応えるべく、本出願人は、上記特許文献２に開示された認証手法を発明しているが、さらに別な手法が要求されている状況である。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、１：Ｎ認証の認証精度を維持したまま認証時間の短縮化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様の認証装置は、
指に赤外光を照射する光源と、
前記指の透過光に基づく指静脈画像を撮像する撮像手段と、
前記指静脈画像に基づくテンプレートを生成するテンプレート生成手段と、
複数のテンプレートを１以上のグループに分類して記憶すると共に、１のグループ毎に１の代表テンプレートを記憶する記憶手段と、
前記テンプレート生成手段によって生成された評価対象となるテンプレートを評価対象テンプレートとして、前記記憶手段に記憶されているテンプレートを登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートとの１次相関係数を、正規化相関法によるパターンマッチング方式を用いて算出する相関係数算出手段と、
前記相関係数算出手段の算出結果に基づく認証結果を出力する制御を実行する認証結果出力制御手段と、
を備え、
前記相関係数算出手段は、
１以上の前記グループ毎の代表テンプレートの夫々を順次前記登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートとの前記１次相関係数を算出し、
当該１次相関係数が所定値以上となった代表テンプレートが属するグループを評価対象グループとして決定し、
前記記憶手段に記憶されている前記評価対象グループに属する１以上のテンプレートの夫々を順次前記登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートの前記１次相関係数を算出する、
ことを特徴とする。

ここで、前記評価対象テンプレートが登録対象の場合、前記相関係数算出手段の算出結果に基づいて、前記評価対象テンプレートを、所定のグループに分類して前記記憶手段に登録する登録手段
をさらに備えることができる。

さらに、前記登録手段は、前記所定のグループに分類した前記評価対象テンプレートが、前記所定のグループの代表テンプレートになるか否かを、前記相関係数算出手段の算出結果に基づいて決定し、代表テンプレートになると決定した場合、前記評価対象テンプレートを、前記所定のグループの代表テンプレートとして前記記憶手段に登録する、
ことができる。

本発明の一態様の認証方法及びプログラムは、上述の本発明の一態様の認証装置に対応する方法及びプログラムである。

本発明によれば、１：Ｎ認証の認証精度を維持したまま認証時間の短縮化を図ることができる。

本発明の認証装置の一実施形態に係る指静脈認証装置のハードウェアの構成を示すブロック図である。 図１の指静脈認証装置の機能的構成のうち、指静脈認証／登録処理を実行する場合に機能する機能ブロック図である。 図２の機能ブロックのうち、輝度一定制御処理を実行する場合に機能する画像輝度制御部の詳細な機能ブロック図である。 図２の機能ブロックのうち、指静脈認証／登録処理を実行する場合に機能する認証部及び登録部の詳細な機能ブロック図である。 図２乃至図４の機能的構成を有する指静脈認証装置が実行する指静脈認証／登録処理の流れを説明するフローチャートである。 図５の指静脈認証／登録処理のうち、輝度一定制御処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。 図５の指静脈認証／登録処理のうち、指静脈認証処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。 図５の指静脈認証／登録処理のうち、登録処理の詳細を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の認証装置の一実施形態に係る指静脈認証装置のハードウェアの構成を示すブロック図である。

指静脈認証装置は、赤外ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１と、１０キー・ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）２と、ＬＥＤ・ブザー３と、タッチセンサ４と、赤外ＬＥＤ駆動回路５と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６と、メモリ７と、カメラ８と、ビデオデコーダ９と、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）１０とを備える。

４系統の赤外ＬＥＤ１は、認証対象のユーザの指に対して近赤外光を照射する光源である。
１０キー・ＬＣＤ２は、パスワード等の数値をユーザが入力するための「１０キー」と、各種情報を画像表示によりユーザに提示するためのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）とから構成される。
ＬＥＤ・ブザー３は、各種情報を、点灯／消滅パターンにより提示するＬＥＤと、音出力により提示するブザーとから構成される。
タッチセンサ４は、ユーザの指が指静脈認証装置に置かれたことを検知する。
赤外ＬＥＤ駆動回路５は、４系統の赤外ＬＥＤ１に対する電流制御を実行することで、４系統の赤外ＬＥＤ１の光量を変化させる。なお、以下、４系統の赤外ＬＥＤ１の光量を「ＬＥＤ光量」と呼び、そのパラメータを「ＰＩ」を用いて表すものとする。
ＣＰＵ６は、認証装置全体の動作を制御する。
メモリ７は、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等で構成され、ＣＰＵ６が各種処理を実行する上において必要なデータ（後述する登録テンプレート）等を適宜記憶する。
カメラ８は、認証対象のユーザの指を透過した近赤外光の画像、即ち指静脈画像を撮像し、当該指静脈画像のアナログ信号を出力する。なお、本実施形態では、指静脈画像は、動画像としてカメラ８により撮像されるものとする。
ビデオデコーダ９は、指静脈画像（動画像）のアナログ信号に対してＡ／Ｄ変換処理を施し、その結果得られる指静脈画像（動画像）のデジタル信号（以下、「指静脈画像のデータ」と呼ぶ）を出力する。
ＦＰＧＡ１０は、指静脈画像のデータを輝度データに変換して、ＣＰＵ６に転送する。

図２は、このような指静脈認証装置の機能的構成のうち、指静脈認証／登録処理を実行する場合に機能する機能ブロック図である。
指静脈認証／登録処理とは、指静脈画像に基づいてユーザを認証する、又はユーザの指静脈画像を登録するまでの一連の処理をいう。

指静脈認証／登録処理が実行される場合、ＣＰＵ１１において、画像取得部２１と、認証部２２と、登録部２３と、認証結果出力制御部２４と、画像輝度制御部２５とが機能する。

画像取得部２１は、ＦＰＧＡ１０からフレーム単位で転送されてくる指静脈画像の輝度データを取得して、認証部２２や画像輝度制御部２５に供給する。

認証部２２は、指静脈画像の輝度データから認証を行うためのデータ（以下、「テンプレート」と呼ぶ）を生成する。そして、認証部２２は、生成したテンプレートを評価対象として（以下、評価対象のテンプレートを「評価対象テンプレート」と呼ぶ）、メモリ７に既に登録されているテンプレート（以下、「登録テンプレート」と呼ぶ）との相関係数を算出し、当該相関係数に基づく認証処理を実行する。
詳細については図４を参照して後述するが、本実施形態では、Ｎ人（Ｎは１以上の任意の整数値）のユーザの登録テンプレートは、複数のグループの何れかに分類されている。
ここで、相関係数の算出目的としては、既登録のユーザ認証の目的と、新規ユーザ登録（当該新規ユーザの指のテンプレート登録）の目的とに大別される。
ユーザ認証の目的の場合には、認証部２２による認証処理の結果は、認証結果出力制御部２４に供給される。一方、新規ユーザ登録の目的の場合には、認証部２２による認証処理の結果は、登録部２３に供給される。

登録部２３は、認証部２２による認証処理の結果に基づいて、認証部２２において評価対象テンプレートとされたものを、新規ユーザの指の登録テンプレートとしてメモリ７に記録することで、当該新規ユーザを登録する。
即ち、登録部２３は、認証部２２において評価対象テンプレートとされたものを、認証部２２による認証処理の結果に基づいて何れのグループに分類するのかを決定し、決定したグループに属する登録テンプレートとして新たに記録する。なお、詳細については後述するが、評価対象テンプレートは複数のグループに分類される場合がある。

認証結果出力制御部２４は、認証部２２による認証処理の結果に基づいて、既登録ユーザの認証の成否等を認証結果として、１０キー・ＬＣＤ２やＬＥＤ／ブザー３から出力する。

画像輝度制御部２５は、テンプレートの基になる指静脈画像の輝度を略一定にする制御を実行する。ここで、輝度を略一定にする制御とは、指静脈画像全体としての輝度を略一定にする制御を意味し、本実施形態では各画素の輝度の平均値（以下、「平均輝度」と呼ぶ）を一定にする制御が採用されている。
このような画像輝度制御部２５による制御処理を、以下、「輝度一定制御処理」と呼ぶ。後述するように、輝度一定制御処理は、本実施形態では、指静脈認証／登録処理の一部の処理として実行される。

図３は、図２の機能ブロックのうち、輝度一定制御処理を実行する場合に機能する画像輝度制御部２５の詳細な機能ブロック図である。

先ず、輝度一定制御処理の目的について説明する。
従来、指静脈画像が撮像されるカメラでは、自動ゲイン調整や固定ゲインが利用されていた。このため、指静脈画像（テンプレート）の輝度のばらつきが多くなり、その結果、認証精度が低下する。
また、強い外光が存在すると、従来においては、カメラの自動調整の範囲を超えて認証することが実質不可能になる。
さらに、人体的特性上近赤外光の透過率の低い指が存在するが、このような指ではカメラのゲインが上がることにより、指静脈画像のノイズが多くなり、その結果、認証精度が低下する。
そこで、本実施形態では、輝度一定制御処理の実行により、指静脈画像の輝度データの平均輝度を略一定にすることで、カメラ８のダイナミックレンジを充分に利用したノイズの少ないテンプレートの生成を可能とし、認証精度を従来より向上させている。

ここで、カメラ８は、詳細には図３に示すように、光学レンズ４１と、近赤外バンドパスフィルタ４２と、撮像素子４３と、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）４４とを備える。

光学レンズ４１は、例えば撮像素子４３の受光面に被写体像を結像させるフォーカスレンズ等で構成される。

近赤外バンドパスフィルタ４２は、光学レンズ４１から射出される光のうち、近赤外の波長帯を通過させ、それ以外の波長帯をカットする。これにより、強い外光が存在しても、認証可能な指静脈画像が撮像素子４３によって撮像される。

撮像素子４３は、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の光電変換素子等から構成される。撮像素子４３は、所定のクロックパルスに従って一定時間毎に指静脈画（フレーム）を撮像し、当該指静脈画像（フレーム）のアナログ信号として逐次出力する。

このようにアナログ信号として撮像素子４３から時間的に連続して出力される複数のフレームにより、指静脈画像の動画像が構成される。この１枚のフレームの撮像において、指を透過した近赤外光が撮像素子４３に受光される時間が、露出時間であり、撮像素子４３において変更可能とされている。即ち、露出時間を変更することにより、指静脈画像の平均輝度も変化する。
そこで、本実施形態では露出時間は、輝度一定制御処理における制御対象の１つとして採用されている。なお、以下、この露出時間のパラメータについては、「Ｔｅ」を用いて表すものとする。

ＡＦＥ４４は、例えばＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路やアナログアンプ等から構成される増幅回路等から構成される。
ＡＦＥ４４の増幅回路は、撮像素子４３から供給される指静脈画像（フレーム）のアナログ信号に対して、ゲイン調整を行う。即ち、当該アナログ信号のレベルが、所定のゲイン倍だけ増幅される。

ここで、指静脈画像（フレーム）を構成する各画素のアナログ信号のレベルは、各画素の輝度と対応している。ゲインが変化すると、各画素のアナログ信号のレベルが変化し、その結果として、指静脈画像の平均輝度も変化する。
そこで、本実施形態ではゲインは、輝度一定制御処理における制御対象の１つとして採用されている。なお、以下、このゲインのパラメータを、「Ｇ」を用いて表すものとする。

以上のように、本実施形態の輝度一定制御処理では、カメラ８における露出時間Ｔｅ及びゲインＧが制御対象として採用されている。
さらに、光源たる赤外ＬＥＤ４の光量が変化することにより、指静脈画像の平均輝度も変化する。そこで、本実施形態では赤外ＬＥＤ４の光量は、輝度一定制御処理における制御対象の１つとして採用されている。なお、以下、赤外ＬＥＤ４の光量を「ＬＥＤ光量」と呼び、このパラメータについては、「ＰＩ」を用いて表すものとする。
ここで、本実施形態の輝度一定制御処理では、ＬＥＤ光量ＰＩの下限は「０」即ち、赤外ＬＥＤ４が消灯した状態で外光のみでも、認証可能な制御が実現されている。

このように、露出時間Ｔｅ、ゲインＧ、及びＬＥＤ光量ＰＩが制御対象となる輝度一定制御処理が実行される場合には、ＣＰＵ６の画像輝度制御部２５においては、平均輝度算出部３１と、目標輝度設定部３２と、誤差算出部３３と、制御対象切替部３４と、露出時間制御部３５と、ＬＥＤ光量制御部３６と、ゲイン制御部３７とが機能する。

平均輝度算出部３１は、画像取得部２１から取得された指静脈画像の輝度データの平均輝度を算出する。なお、以下、この平均輝度のパラメータを、「Ｌａ１」を用いて表すものとする。

目標輝度設定部３２は、平均輝度の目標値を、目標輝度として設定する。なお、以下、この目標輝度のパラメータを、「ＴＬａ」を用いて表すものとする。
目標輝度ＴＬａは、設計者等により任意の値が設定可能であるが、指静脈画像において白とびや黒つぶれが生じない範囲での設定が必要である。そこで本実施形態では、カメラ８におけるビット深度が８ビットであるものとして、１２８が目標輝度ＴＬａとして設定されるものとする。

誤差算出部３３は、目標輝度ＴＬａに対する、フィードバック値たる現在の平均輝度Ｌａ１の誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）を算出する。
本実施形態では、この誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）がほぼ無くなるように（例えば３％以下となるように）、露出時間Ｔｅ、ゲインＧ、及びＬＥＤ光量ＰＩのうちの何れかが変更されるような制御が実行される。つまり、本実施形態では、制御対象が、露出時間Ｔｅ、ゲインＧ、及びＬＥＤ光量ＰＩの中から決定されて、適宜切り替えられる。
具体的には、制御対象決定部３８は、所定のアルゴリズム（図６等を参照して後述する）に基づいて制御対象を決定する。
制御対象切替部３４は、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）を入力し、その出力先を、制御対象決定部３８により決定された制御対象を制御する機能ブロック（後述する露出時間制御部３５、ＬＥＤ光量制御部３６、又はゲイン制御部３７）に切り替える。

露出時間制御部３５は、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）に基づいて、露出時間Ｔｅを変化させるように制御する。
ＬＥＤ光量制御部３６は、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）に基づいて、ＬＥＤ光量ＰＩを変化させるように制御する。
ゲイン制御部３７は、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）に基づいて、ゲインＧを変化させるように制御する。

以上、図３を参照して、図２の機能ブロックのうち、輝度一定制御処理を実行する場合に機能する画像輝度制御部２５の詳細な機能的構成について説明した。なお、輝度一定制御処理の具体例については、図６を参照して後述する。

次に、このような輝度一定制御処理により平均輝度が略一定にされた指静脈画像のテンプレートを用いて、指静脈認証／登録処理を実行する認証部２２及び登録部２３の詳細な機能的構成について説明する。
図４は、図２の機能ブロックのうち、指静脈認証／登録処理を実行する場合に機能する認証部２２及び登録部２３の詳細な機能ブロック図である。

指静脈認証／登録処理が実行される場合、ＣＰＵ１１の認証部２２において、テンプレート生成部５１と、スコア算出部５２と、登録テンプレート選択部５３とが機能する。

テンプレート生成部５１は、画像取得部２１により取得された指静脈画像の輝度データ（輝度一定制御処理により平均輝度が略一定にされている）に基づいて、テンプレートを生成する。
テンプレートの形態は、認証可能なものであれば特に限定されず、例えば２値化マップであってもよいが、本実施形態では４値化マップが採用されている。

即ち本実施形態では、指静脈画像の輝度データ（１フレーム）を構成する各画素値（輝度値）は、０乃至２５５の範囲内の値を取る。
そこで先ず、テンプレート生成部５１は、指静脈画像の輝度データの８フレーム分について、各画素値（輝度値）を合計した画像データ（以下、「指静脈画像の合計輝度データ」と呼ぶ）を生成する。即ち、指静脈画像の合計輝度データを構成する各画素値（８フレーム分の輝度値の合計値）は、０乃至２０４７の範囲内の値を取る。
テンプレート生成部５１は、指静脈画像の合計輝度データを構成する各画素値を、「０」，「１」，「２」，「３」の比率が所定の値となるように４値化することで、４値化マップたるテンプレートを生成する。
例えば、指静脈画像の合計輝度データを構成する各画素値（８フレーム分の輝度値の合計値）のうち、処理の対象として注目すべき画素値（以下、「注目画素値」と呼ぶ）は、第１閾値未満であれば「０」、第１閾値以上第２閾値未満であれば「１」、第２閾値以上第３閾値未満であれば「２」、第３閾値以上であれば「３」に変換される。指静脈画像の合計輝度データについて、各画素が順次注目画素に設定されて、このような処理が繰り返されることで、４値化マップたるテンプレートが生成される。
ここで、第１閾値乃至第３閾値は、例えば、「０」の比率が８０％、「１」の比率が５％、「２」の比率が５％となるように夫々設定される。

なお、テンプレートは、画像取得部２１により取得された指静脈画像の輝度データそのものから生成された４値化マップを採用してもよいが、本実施形態では、本出願人の特許４９９６３９４号の特許掲載公報に開示された手法で生成された４値化マップが採用されている。

即ち、テンプレート生成部５１は、次のような一連の処理を実行することで、４値化マップたるテンプレートを生成する。なお、さらなる詳細については、上述の特許４９９６３９４号の特許掲載公報を参照するとよい。

先ず、テンプレート生成部５１は、カメラノイズの除去と、センタリングを行った上で、指静脈画像の合計輝度データを生成する。センタリングとは、各フレームの中心を一致させることを意味する。

次に、テンプレート生成部５１は、指静脈画像の合計輝度データを、背景画像と静脈画像の各データに分離する。

具体的には、テンプレート生成部５１は、指静脈画像の合計輝度データに対してローパスフィルタを施すことで、背景画像のデータ（低周波輝度成分信号）を分離すると共に、指静脈画像の合計輝度データに対してバンドパスフィルタを施すことで静脈画像（中周波輝度成分信号）のデータを分離する。
本実施形態では、背景画像のデータ（低周波輝度成分信号）は、いわゆる移動平均法が適用されたローパスフィルタが用いられて、分離（生成）される。
また、静脈画像のデータ（中周波輝度成分信号）は、各画素の重み付けが中心から離れるに従って２／３等比級数で減少する行列を用いて低周波輝度成分を除去した後に移動平均法によって高域を除去する中域通過型フィルタ（バンドパスフィルタ）が用いられて、分離（生成）される。

テンプレート生成部５１は、静脈画像のデータ（中周波輝度成分信号）について、エッジ外領域の特定と除去を行い、背景画像のデータを用いた補正、具体的には静脈画像の各画素値を背景画像の各対応画素値で除算する補正を行う。

テンプレート生成部５１は、補正後の静脈画像のデータについて、再現性の少ない分離静脈部分の特定と除去を行う。分離静脈部分とは、一本の連続した静脈として写らずに、細切れに分離して写っている静脈部分を意味する。分離静脈部分が除去されることによって、認識の再現性が向上する。

分離静脈の除去の手法は、特に限定されないが、例えば本実施形態では次の（１）乃至（５）による一連の処理を実行する手法が採用されている。
（１）テンプレート生成部５１は、補正後の静脈画像のデータのうち、座標（ｘ，ｙ）の画素値ｆ（ｘ，ｙ）が、４値化後の値「１」に該当する値（本実施形態では第１閾値以上の値であり、以下「輝度１」と呼ぶ）以上であれば線分長を「１」とする。
（２）さらに、テンプレート生成部５１は、「輝度１」以上の座標が周囲に存在するか検索する。
（３）テンプレート生成部５１は、「輝度１」以上の座標が周囲に存在する場合は、線分長に「１」を加算し、検索を続行する。
（４）テンプレート生成部５１は、「輝度１」以上の座標が周囲に存在しない場合は、検索を終了する。
（５）テンプレート生成部５１は、検索終了時点における線分長が「１０」未満であれば分離静脈とみなして、線分の各画素値を全て「０」に置き換える。
このような（１）乃至（５）の処理によって、再現性の少ない分離静脈の除去が可能になる。
ここで「周囲」とは、設計者等が任意に設定可能な範囲であるが、本実施形態では、座標（ｘ，ｙ）に対して（ｘ，ｙ+１），（ｘ，ｙ−１），（ｘ+１，ｙ），（ｘ+１，ｙ+１），（ｘ+１，ｙ−１）の範囲が採用されている。

テンプレート生成部５１は、このようにして分離静脈部分が除去された静脈画像のデータについて、ヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムに基づいて、４値化マップたるテンプレートを生成する。
テンプレート生成部５１により生成されたテンプレートは、評価対象テンプレートとしてスコア算出部５２に供給される。

スコア算出部５２は、評価対象テンプレートと、後述する登録テンプレート選択部５３によって選択された登録テンプレートとの相関スコア（相関係数）を算出する。
なお、以下、相関スコアの算出時における評価対象テンプレートと登録テンプレートとの区別を明確にすべく、評価対象テンプレートは「ＴｅｍｐＲ」を用いて、登録テンプレートは「Ｔｅｍｐ」を用いて、夫々表記されるものとする。

相関スコアの算出手法は、特に限定されないが、本実施形態では、本出願人の特許４９９６３９４号の特許掲載公報に開示された手法が採用されている。
即ち、スコア算出部５２は、次の式（１）を算出することで、相関スコアを算出する。

ここで、式（１）における相関係数（Ｆ／Ｇ）が、相関スコアに該当する。また、評価画像が、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲに該当するため、評価画像の輝度Ｉとは、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲの各画素値（４値化後の値）に該当する。一方、登録画像が、登録テンプレートＴｅｍｐに該当するため、登録画像の輝度Ｔとは、登録テンプレートＴｅｍｐの各画素値（４値化後の値）に該当する。
なお、式（１）に従った相関スコア（相関係数）の算出手法のさらなる詳細については、上述の特許４９９６３９４号の特許掲載公報を参照するとよい。

登録テンプレート選択部５３は、メモリ７に登録されている複数の登録テンプレートの中から、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲとマッチングする対象（相関スコアを求める対象）を選択し、選択したものを登録テンプレートＴｅｍｐとしてスコア算出部５２に供給する。

登録テンプレート選択部５３には、グループ代表選択部６１と、グループ内選択部６２とが設けられている。

本実施形態では、Ｎ個（Ｎは、１以上の整数値）の登録テンプレートの夫々は、Ｍ個（Ｍは、Ｎ以下の整数値）のグループに分類されてメモリ７に登録されている。
所定のグループに属する１以上の登録テンプレート（以下、グループ内の登録テンプレートを「ＴＭＰＧ」を用いて表記する）のうち、当該所定のグループの特徴をよく表していると判断できる登録テンプレートは、当該所定のグループを代表するテンプレート（以下、「代表テンプレート」と呼び、「ＴＭＰ」を用いて表記する）としてメモリ７に登録されている。
なお、１つの登録テンプレートは、複数のグループに所属することは可能であるが、複数の代表テンプレートＴＭＰとなることはない。

先ず本実施形態の認証時には、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲに対して、Ｍ個の代表テンプレートＴＭＰの各々との相関スコアが求められ、各々の相関スコアに基づいて、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲとマッチする（類似度が高い）代表テンプレートＴＭＰが選抜される。いわば一次選抜が行われる。
つまり、一次選抜された代表テンプレートＴＭＰが属するグループ内に、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲとマッチする登録テンプレートＴＭＰＧが所属していると予測される。従って、この一次選抜された代表テンプレートＴＭＰが属するグループのみが、次の二次選抜の評価対象となる。そこで、以下、一次選抜された代表テンプレートＴＭＰが属するグループを、「評価対象グループ」と呼ぶ。
この評価対象グループが選抜される際（一次選抜が行われる際）に、登録テンプレート選択部５３においてグループ代表選択部６１が機能する。即ち、グループ代表選択部６１は、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲとのマッチング対象となる代表テンプレートＴＭＰを選択して、スコア算出部５２に供給する。
なお、代表テンプレートＴＭＰの選択手法については、最終的にＭ個の代表テンプレートＴＭＰが選択される手法であれば足り、代表テンプレートＴＭＰの選択順番等は特に限定されない。本実施形態で採用されている選択手法については、図７を参照して後述する。

次に本実施形態の認証時には、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲに対して、評価対象グループに属するＰ個（Ｐは、Ｎ以下の整数値）の登録テンプレートＴＭＰＧの各々との相関スコアが求められる。そして、各々の相関スコアに基づいて、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲとマッチする（類似度が高い）登録テンプレート（以下、「マッチ登録テンプレート」と呼ぶ）が選抜される。いわば二次選抜が行われる。
このマッチ登録テンプレートが選抜される際（二次選抜が行われる際）に、登録テンプレート選択部５３においてグループ内選択部６２が機能する。即ち、グループ内選択部６２は、評価対象テンプレートとのマッチング対象となる登録テンプレートＴＭＰＧを評価対象グループの中から選択して、スコア算出部５２に供給する。
なお、登録テンプレートＴＭＰＧの選択手法については、最終的に評価対象グループに属するＰ個の登録テンプレートＴＭＰＧが選択される手法であれば足り、登録テンプレートＴＭＰＧの選択順番等は特に限定されない。本実施形態で採用されている選択手法については、図７を参照して後述する。

このように、本実施形態の認証ではマッチテンプレートが選抜されるまでに二段階選抜が行われているので、従来と比較して、全体の認証時間を短縮することが可能になる。
具体的には、従来においては、１の評価対象テンプレートＴｅｍｐＲに対して、Ｎ個の全ての登録テンプレートとの相関スコアが算出されていた。即ち、マッチテンプレートを選抜するために必要な従来の相関スコアの算出回数は、登録数Ｎと同一のＮ回分必要であった。従って、登録数Ｎの増加数に比例して、全体の認証時間は長期化してしまうことになる。
これに対して、本実施形態では、１の評価対象テンプレートＴｅｍｐＲに対して、一次選抜ではＭ個の代表テンプレートＴＭＰとの相関スコアが算出される。そして、その結果１つの評価対象グループに絞られた場合には、二次選抜では、１の評価対象テンプレートＴｅｍｐＲに対して、当該評価対象グループ内のＰ個の登録テンプレートＴＭＰＧとの相関スコアが算出される。即ち、この場合のマッチテンプレートを選抜するまでの相関スコアの算出回数は、（Ｍ＋Ｐ）回であり、登録数Ｎ回よりも少ない回数になる。その結果、従来と比較して、全体の認証時間を短縮することが可能になる。この全体の認証時間の短縮効果は、登録数Ｎが増加するほどより顕著なものとなる。換言すると、登録数Ｎが増加しても、全体の認証時間の長期化は従来と比較して圧倒的に抑制される。

以上のような認証部２２の認証結果は、上述したように、認証時においては認証結果出力制御部２４（図２）に供給される一方、登録時においては登録部２３に供給される。

登録時における指静脈認証／登録処理が実行される場合、ＣＰＵ１１の登録部２３において、スコア比較部７１と、グループ分類部７２と、グループ代表決定部７３とが機能する。

スコア比較部７１は、比較元スコアと比較相手スコアとを比較し、その比較結果をグループ分類部７２やグループ代表決定部７３に供給する。
比較元スコアとしては、スコア算出部５２により算出された評価対象テンプレートＴｅｍｐＲについての相関スコアのうち、二次選抜まで行われた相関スコアが採用される。なお、登録時には、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲが新たな登録テンプレートの候補となるので、以下、比較元スコアを、「登録対象スコア」と呼ぶ。具体的には後述する図７のステップＳ５１の処理で認証結果として保存されるスコアＳＣＲ［ｋ］が、登録対象スコアとなる。
比較相手スコアの１種としては、本実施形態では「一致スコア」が採用されている。「一致スコア」とは、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲが、既存の登録テンプレートＴｅｍｐと一致すると判定するための相関スコアの閾値をいう。
比較相手スコアの１種としては、本実施形態では「グループ所属スコア」が採用されている。「グループ所属スコア」とは、グループに所属するため（分類されるため）に必要な相関スコアの閾値をいう。

グループ分類部７２は、スコア比較部７１による比較結果に基づいて評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）のグループ分類を行い、分類されたグループに属する登録テンプレートＴＭＰＧとしてメモリ７に記録（登録）する。

具体的には例えば、登録対象スコアの最大値が一致スコア以上である場合、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲと一致する登録テンプレートＴＭＰＧがメモリ７に既に登録されていることを意味する。そこで、この場合、グループ分類部７２は、多重登録であることを示すための所定のエラー処理（以下、「多重登録エラー処理」と呼ぶ）を実行する。

また例えば、登録対象スコアの最大値が一致スコア未満であって、グループ所属スコア以上となる登録対象スコアが存在する場合、グループ分類部７２は、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）を、グループ所属スコア以上となる登録対象スコアが算出された登録テンプレートＴＭＰＧと同一のグループに分類する。
ここで、登録テンプレートは複数のグループに所属することが許されている。そこで、グループ所属スコア以上となる登録対象スコアが複数存在し、それらが複数の異なるグループから算出された場合、グループ分類部７２は、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）を、当該複数のグループの夫々に分類する。

さらに、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）は、所定のグループに分類された場合、当該所定のグループの代表テンプレートＴＭＰになる可能性もある。
そこで、このような場合、スコア比較部７１は、登録対象スコアと、当該所定のグループ内の最高スコアとを比較する。
「最高スコア」とは、比較相手スコアの１種であって、次のような相関スコアをいう。即ち、本実施形態では、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）が所定のグループに登録される際、登録対象スコアも対応付けられて登録されるものとする。つまり、当該所定のグループに属するＰ個の登録テンプレートＴＭＰＧの各々には、登録時に用いられた登録対象スコアが対応付けられている。これらＰ個の登録対象スコアの最高値（一般的には代表テンプレートＴＭＰに対応付けられた登録対象スコア）が、最高スコアである。

グループ代表決定部７３は、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）の登録対象スコアが、当該所定のグループ内の最高スコアを超えた場合、当該評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）を代表テンプレートＴＭＰとしてメモリ７に記録（登録）する。

なお、評価対象テンプレート（登録テンプレートの候補）の登録対象スコアが、グループ所属スコア未満である場合、グループ分類部７２は、新規グループを生成し、評価対象テンプレート（登録テンプレートの候補）を当該新規グループに分類するものとする。

次に、図５以降の図面を参照して、このような図２乃至図４の機能的構成の指静脈認証装置が実行する指静脈認証／登録処理について説明する。
図５は、図２乃至図４の機能的構成を有する指静脈認証装置が実行する指静脈認証／登録処理の流れを説明するフローチャートである。

ステップＳ１において、タッチセンサ４（図１）は、指が検知されたか否かを判定する。
タッチセンサ４により指が検知されていない場合、ステップＳ１においてＮＯであると判定されて処理はステップＳ１に戻される。即ち、タッチセンサ４により指が検知されるまでの間、ステップＳ１の判定処理が繰り返されて、指静脈認証／登録処理が待機状態となる。
タッチセンサ４により指が検知されると、ステップＳ１においてＹＥＳであると判定されて処理はステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、ＣＰＵ１１の画像輝度制御部２５等（図２）は、タッチセンサ４により検知された指についての指静脈画像の輝度が一定となるように、輝度一定制御処理を実行する。
輝度一定制御処理の詳細については、図６を参照して後述する。

ステップＳ３において、認証部２２等（図２）は、タッチセンサ４により検知された指についての指静脈画像のテンプレートを、評価対象テンプレートとして生成する。認証部２２等は、当該評価対象テンプレートと、代表テンプレートとの間で相関スコアを演算することで、評価対象グループを抽出する（一次選抜する）。そして、認証部２２等は、当該評価対象テンプレートと、評価対象グループに属する登録テンプレートとの間で相関スコアを演算する（二次選抜する）。
なお、以下、このような認証部２２等により実行されるステップＳ３の処理を、「指静脈認証処理」と呼ぶ。指静脈認証処理の詳細については、図７を参照して後述する。

ステップＳ４において、認証部２２等は、登録か認証かを判定する。

認証の場合、ステップＳ４においてＮＯであると判定されて、ステップＳ３の指状膜認証処理の結果が認証部２２から認証結果出力制御部２４（図２）に供給されて、処理はステップＳ５に進む。
ステップＳ５において、認証結果出力制御部２４は、認証結果を、１０キー・ＬＣＤ２やＬＥＤ・ブザー３から出力させる。
これにより、指静脈認証／登録処理は終了となる。

これに対して、登録の場合、ステップＳ４においてＹＥＳであると判定されて、ステップＳ３の指状膜認証処理の結果が認証部２２から登録部２３（図２）に供給されて、処理はステップＳ６に進む。
ステップＳ６において、登録部２３は、タッチセンサ４により検知された指についての指静脈画像のテンプレート、即ちステップＳ３の処理で評価対象テンプレートとして取り扱われたものを、グループ分類した上でメモリ７に登録する処理を実行する。
なお、以下、このような登録部２３により実行されるステップＳ６の処理を、「登録処理」と呼ぶ。登録処理の詳細については、図８を参照して後述する。

さらに以下、図５の指静脈認証／登録処理のうち、ステップＳ２の輝度一定制御処理、ステップＳ３の指静脈認証処理、及びステップＳ６の登録処理の夫々の詳細について、その順番に個別に説明する。

先ず、輝度一定制御処理について、その前提事項等について説明する。

輝度一定制御処理の実行目的は、上述したように、指静脈画像の平均輝度を揃えることによって、カメラ８のダイナミックレンジを十分に利用したノイズの少ないテンプレートでステップＳ３の認証処理等の実行を可能にし、その結果として、認証率の向上を図ることである。
さらに、赤外ＬＥＤ１等の光源がない外光だけの状態でも、認証可能な指静脈画像を取得することも、輝度一定制御処理の実行目的の１つである。

目標輝度ＴＬａは、上述したように目標輝度設定部３２により１２８が設定されているが、白とびや黒つぶれがない指静脈画像を取得可能な範囲内で任意の値を設定することが可能である。

カメラ８のゲインＧは、以下に説明する図６の輝度一定制御処理においては説明の便宜上、予め用意された設定値（後述の図６のステップＳ１１におけるカメラ８の初期設定値）で一定となるようにゲイン制御部３７により制御されるものとする。設定値は、特に限定されないが、ゲインＧを上げると指静脈画像におけるノイズが増加するために、低い値が採用されると好適である。なお、後述するように、カメラ８のゲインＧの可変制御も容易に実現できることはいうまでもない。

ここでカメラ８のゲインＧが一定である場合には、指静脈画像の平均輝度Ｌａは、次の式（２）で近似できる。
Ｌａ ＝ Ｋｅ×Ｖｓ×（Ｐｅ＋ＰＩ）×Ｔｅ×Ｋｇ ・・・（２）
式（２）において、Ｋｅは、露出時間Ｔｅと平均輝度Ｌａの係数を示している。Ｖｓは、指の近赤外光平均透過率を示している。Ｐｅは、外光の近赤外光量を示している。Ｋｇは、カメラ８のゲインＧと平均輝度Ｌａの係数を示している。
以下に説明する図６の輝度一定制御処理においては、式（２）のうち、露出時間ＴｅとＬＥＤ光量ＰＩを可変パラメータ（制御対象）として、平均輝度Ｌａが一定となるように制御される。具体的には、上述したように、目標輝度ＴＬａに対する、フィードバック値たる平均輝度Ｌａ１の誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）がほぼ無くなるように（例えば３％以下になるように）、図６の輝度一定制御処理が実行される。
なお、露出時間Ｔｅが取り得る範囲としては、最小露出時間（Ｍｉｎ＿Ｔｅ）以上最大露出時間（Ｍａｘ＿Ｔｅ）以下とされている。具体的には以下の例では、最小露出時間（Ｍｉｎ＿Ｔｅ）としては、２／（６０×５１０）［ｓ］が採用されており、最大露出時間（Ｍａｘ＿Ｔｅ）としては、（１／フレームレート）［ｓ］が採用されている。

図６は、図５の指静脈認証／登録処理のうち、ステップＳ２の輝度一定制御処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。

ステップＳ１１において、図３のＣＰＵ６の画像輝度制御部２５は、カメラ８の初期設定をする。
初期設定としては、例えば、カメラ８のゲインＧとして１倍が設定され、フレームレートとして６０［Ｈｚ］が設定され、露出時間として（１／６０）［ｓ］が設定される。

ステップＳ１２において、ＬＥＤ光量制御部３６は、ＬＥＤ光量ＰＩの設定（以下、「ＩＲ−ＬＥＤ設定」と呼ぶ）として、０を設定する（ＰＩ＝０）。
つまり、輝度一定制御処理では、最初は、赤外ＬＥＤ４の光源がない外光だけの状態でも、指静脈画像の平均輝度を一定とすることを目標として、制御が実行される。

ステップＳ１３において、画像取得部２１は、指静脈画像の輝度データを取得し、平均輝度算出部３１は、当該輝度データから平均輝度Ｌａ１（フィードバック値）を算出する。
ここで、指静脈画像の周辺部分は外光のもれこみの影響を受けやすいため、平均輝度算出部３１は、当該指静脈画像の中央部分の各画素に基づいて、平均輝度Ｌａ１を算出する。
具体的には例えば、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ）規格に準拠した指静脈画像の画角のうち、指の画角が（ｘ１，ｙ１）＝（０，１４０）乃至（ｘ２，ｙ２）＝（６４０，３４０）の範囲であるものとする。この場合、平均輝度算出部３１は、（ｘ１，ｙ１）＝（８０，１６０）乃至（ｘ２，ｙ２）＝（５６０，３００）の範囲に含まれる各画素の平均輝度を、平均輝度Ｌａ１として算出する。

ここで、ステップＳ１３の処理終了時点では、露出時間Ｔｅが制御対象であると制御対象決定部３８により決定されており、制御対象切替部３４の出力先は露出時間制御部３５側に切り替えられている。
このため、ステップＳ１３の処理で取得された平均輝度Ｌａ１を用いて、誤差算出部３３により誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が算出され、当該誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が制御対象切替部３４を介して露出時間制御部３５に供給されると、処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、露出時間制御部３５は、次の式（３）に従って露出時間Ｔｅを算出する。
Ｔｅ ＝ Ｔｅ ＋ （ＴＬａ−Ｌａ１）／Ｋｅ ・・・（３）
式（３）によれば、目標輝度ＴＬａより平均輝度Ｌａ１が低い場合、即ち、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が正値の場合、露出時間制御部３５は、露出時間Ｔｅを長くするように制御する。ここで、露出時間Ｔｅは、フレームレートを超えることができない。そこで、露出時間Ｔｅに合わせたフレームレートの調整も適宜行われる。
これに対して、目標輝度ＴＬａより平均輝度Ｌａ１が高い場合、即ち、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が負値の場合、露出時間制御部３５は、露出時間Ｔｅを短くするように制御する。

ステップＳ１５において、露出時間制御部３５は、ステップＳ１４の処理で算出した露出時間Ｔｅが最小露出時間（Ｍｉｎ＿Ｔｅ）以上であるか（Ｔｅ≧Ｍｉｎ＿Ｔｅ）否かを判定する。
ステップＳ１４の処理で算出された露出時間Ｔｅが最小露出時間（Ｍｉｎ＿Ｔｅ）以上である場合、ステップＳ１５においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６において、露出時間制御部３５は、ステップＳ１４の処理で算出した露出時間Ｔｅが最大露出時間（Ｍａｘ＿Ｔｅ）以下であるか（Ｔｅ≦Ｍａｘ＿Ｔｅ）否かを判定する。
ステップＳ１４の処理で算出された露出時間Ｔｅが最大露出時間（Ｍａｘ＿Ｔｅ）以下である場合、ステップＳ１６においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、画像取得部２１は、指静脈画像の輝度データを取得し、平均輝度算出部３１は、当該輝度データから平均輝度Ｌａ１（フィードバック値）を算出する。
つまり、ステップＳ１７の処理では、ステップＳ１４の処理で算出された露出時間Ｔｅ、即ち制御後の露出時間Ｔｅに対するフィードバック値たる平均輝度Ｌａ１が算出される。

ステップＳ１８において、露出時間制御部３５は、ステップＳ１７の処理で算出された平均輝度Ｌａ１、即ち露出時間Ｔｅの制御後の平均輝度Ｌａ１が、目標輝度ＴＬａとほぼ一致しているか（Ｌａ１≒ＴＬａ）否かを判定する。

例えば本実施形態では、露出時間Ｔｅの制御後の平均輝度Ｌａ１が、目標輝度ＴＬａに対して±３％以内の場合、即ち誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が３％以内の場合、ステップＳ１８においてＹＥＳであると判定され、輝度一定制御処理は終了となる。即ち、直前のステップＳ１４の処理で算出された露出時間Ｔｅが用いられて、以後のステップＳ３の指静脈認証処理（図５等）が実行される。これにより、平均輝度が略一定のテンプレートが用いられて、ステップＳ３の指静脈認証処理（図５等）が実行されることになるので、認証精度が従来と比較して向上することになる。

これに対して、露出時間Ｔｅの制御後の平均輝度Ｌａ１が、目標輝度ＴＬａに対して±３％を超えている場合、即ち誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が３％を超えている場合、さらに露出時間Ｔｅを変更する制御を実行して誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）を３％以内に抑える必要がある。従って、このような場合、ステップＳ１８においてＮＯであると判定され、処理はステップＳ１４に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
即ち、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）を３％以内に抑えられるまでの間、ステップＳ１４乃至Ｓ１８のループ処理が繰り返し実行されて、各ループ処理のステップＳ１４において露出時間Ｔｅが逐次変更される制御が実行される。

ただし、上述したように、露出時間Ｔｅが取り得る範囲としては、最小露出時間（Ｍｉｎ＿Ｔｅ）以上最大露出時間（Ｍａｘ＿Ｔｅ）以下とされており、ステップＳ１４乃至Ｓ１８のループ処理は、この範囲内に露出時間Ｔｅがあることを条件に繰り返される。
即ち、ステップＳ１４乃至Ｓ１８のループ処理中に露出時間Ｔｅがこの範囲外になった場合、当該ループ処理は終了となり、次のような一連の処理が実行される。

即ち、例えば露出時間Ｔｅが最小露出時間（Ｍｉｎ＿Ｔｅ）未満となった場合、ステップＳ１５においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６において、画像輝度制御部２５は、所定のエラー処理を実行する。これにより、輝度一定制御処理は終了となる。

また例えば露出時間Ｔｅが最大露出時間（Ｍａｘ＿Ｔｅ）を超えた場合、平均輝度Ｌａ１を一定にする（目標輝度ＴＬａと略一致させる）ためには外光だけでは足りず赤外ＬＥＤ４の光源も必要になることから、即ちＬＥＤ光量ＰＩの制御も必要になる。そこで、このような場合、ステップＳ１６においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ１９に進み、次のような一連の処理が実行される。

ステップＳ１９において、画像輝度制御部２５は、カメラ８の初期設定をする。
ステップＳ２０において、ＬＥＤ光量制御部３６は、ＩＲ−ＬＥＤ設定として、ＬＥＤ光量ＰＩ＝５０に設定する。
ステップＳ２１において、画像取得部２１は、指静脈画像の輝度データを取得し、平均輝度算出部３１は、当該輝度データから平均輝度Ｌａ１（フィードバック値）を算出する。

ここで、ステップＳ２１の処理終了時点では、ＬＥＤ光量ＰＩが制御対象であると制御対象決定部３８により決定されており、制御対象切替部３４の出力先はＬＥＤ光量制御部３６側に切り替えられている。
このため、ステップＳ２１の処理で取得された平均輝度Ｌａ１を用いて、誤差算出部３３により誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が算出され、当該誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が制御対象切替部３４を介してＬＥＤ光量制御部３６に供給されると、処理はステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、ＬＥＤ光量制御部３６は、次の式（４）に従ってＬＥＤ光量ＰＩを算出する。
ＰＩ ＝ ＰＩ ＋ （ＴＬａ−Ｌａ１）／Ｋｅ ・・・（４）
式（４）によれば、目標輝度ＴＬａより平均輝度Ｌａ１が低い場合、即ち、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が正値の場合、ＬＥＤ光量制御部３６は、ＬＥＤ光量ＰＩを上げるように制御する。これに対して、目標輝度ＴＬａより平均輝度Ｌａ１が高い場合、即ち、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が負値の場合、ＬＥＤ光量制御部３６は、ＬＥＤ光量ＰＩを下げるように制御する。

ステップＳ２３において、ＬＥＤ光量制御部３６は、ステップＳ２２の処理で算出したＬＥＤ光量ＰＩが最大光量（Ｍａｘ＿ＰＩ）以下であるか（Ｔｅ≦Ｍａｘ＿ＰＩ）否かを判定する。
ステップＳ２２の処理で算出されたＬＥＤ光量ＰＩが最大光量（Ｍａｘ＿ＰＩ）以下である場合、ステップＳ２３においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４において、画像取得部２１は、指静脈画像の輝度データを取得し、平均輝度算出部３１は、当該輝度データから平均輝度Ｌａ１（フィードバック値）を算出する。
つまり、ステップＳ２４の処理では、ステップＳ２２の処理で算出されたＬＥＤ光量ＰＩ、即ち制御後のＬＥＤ光量ＰＩに対するフィードバック値たる平均輝度Ｌａ１が算出される。

ステップＳ２５において、ＬＥＤ光量制御部３６は、ステップＳ２４の処理で算出された平均輝度Ｌａ１、即ちＬＥＤ光量ＰＩの制御後の平均輝度Ｌａ１が、目標輝度ＴＬａとほぼ一致しているか（Ｌａ１≒ＴＬａ）否かを判定する。

例えば本実施形態では、ＬＥＤ光量ＰＩの制御後の平均輝度Ｌａ１が、目標輝度ＴＬａに対して±３％以内の場合、即ち誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が３％以内の場合、ステップＳ２５においてＹＥＳであると判定され、輝度一定制御処理は終了となる。即ち、直前のステップＳ２２の処理で算出されたＬＥＤ光量ＰＩが用いられて、以後のステップＳ３の指静脈認証処理（図５等）が実行される。これにより、平均輝度が略一定のテンプレートが用いられて、ステップＳ３の指静脈認証処理（図５等）が実行されることになるので、認証精度が従来と比較して向上することになる。

これに対して、ＬＥＤ光量ＰＩの制御後の平均輝度Ｌａ１が、目標輝度ＴＬａに対して±３％を超えている場合、即ち誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）が３％を超えている場合、さらにＬＥＤ光量ＰＩを変更する制御を実行して誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）を３％以内に抑える必要がある。従って、このような場合、ステップＳ２５においてＮＯであると判定され、処理はステップＳ２２に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
即ち、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）を３％以内に抑えられるまでの間、ステップＳ２２乃至Ｓ２５のループ処理が繰り返し実行されて、各ループ処理のステップＳ２２においてＬＥＤ光量ＰＩが逐次変更される制御が実行される。

ただし、ＬＥＤ光量ＰＩが取り得る範囲としては、赤外ＬＥＤ４の個数や性質等に応じて決定される最大光量（Ｍａｘ＿ＰＩ）以下とされており、ステップＳ２２乃至Ｓ２５のループ処理は、この範囲内にＬＥＤ光量ＰＩがあることを条件に繰り返される。
即ち、ステップＳ２２乃至Ｓ２５のループ処理中にＬＥＤ光量ＰＩがこの範囲外になった場合、当該ループ処理は終了となり、次のような一連の処理が実行される。

即ち、ＬＥＤ光量ＰＩが最大光量（Ｍａｘ＿ＰＩ）を超えた場合、ステップＳ２３においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６において、画像輝度制御部２５は、所定のエラー処理を実行する。これにより、輝度一定制御処理は終了となる。

図５の指静脈認証／登録処理のうち、このような図６のステップＳ２の輝度一定制御処理が実行されると、次に、図７に示すステップＳ３の指静脈認証処理が実行される。
図７は、図５の指静脈認証／登録処理のうち、ステップＳ３の指静脈認証処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。

ステップＳ４１において、図４のＣＰＵ６の画像取得部２１は、指静脈画像の輝度データ（図６の輝度一定制御処理により平均輝度が一定にされている）を取り込む。

ステップＳ４２において、テンプレート生成部５１は、ステップＳ４１において取り込まれた指静脈画像の輝度データに基づいて、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲを作成する。

ステップＳ４３において、グループ代表選択部６１は、相関スコアの演算対象の登録テンプレートＴｅｍｐとして、Ｍ個のグループの代表テンプレートＴＭＰの中から１つを選択する。
ここで、Ｍ個のグループの各々には、番号ｉ（ｉは０乃至Ｍ−１以下の整数値）が付されており、番号ｉのグループの代表テンプレートＴＭＰを、「ＴＭＰ［ｉ］」と表記するものとする。ステップＳ４３の処理ではｉ＝０に初期設定されて、代表テンプレートＴＭＰ［０］が、演算対象の登録テンプレートＴｅｍｐとして選択される。
なお、番号ｊ＝０も初期設定されるが、番号ｊについてはステップＳ５１において後述する。

ステップＳ４４において、スコア算出部５２は、ステップＳ４２において作成された評価対象テンプレートＴｅｍｐＲと、演算対象の登録テンプレートＴｅｍｐとして選択された代表テンプレートＴＭＰ［ｉ］とについて、上述した式（１）に従って相関スコアｓｃｏｒｅ１を算出する。

ステップＳ４５において、スコア算出部５２は、相関スコアｓｃｏｒｅ１が閾値ｔｈｒｅｓｈ１未満（ｓｃｏｒｅ１ ＜ ｔｈｒｅｓｈ１）か否かを判定する。
閾値ｔｈｒｅｓｈ１は、評価対象グループを選択するために用いられるものであり、設計者等が任意に設定可能であるが、登録テンプレートの登録数Ｎ個と、Ｍ個の各グループ内に属する登録テンプレートＴＭＰＧの個数Ｐ（特に最大個数）とに基づいて設定されると好適である。

即ち、相関スコアｓｃｏｒｅ１が閾値ｔｈｒｅｓｈ１以上の場合とは、当該相関スコアｓｃｏｒｅ１が算出された代表テンプレートＴＭＰ［ｉ］が属するグループが、評価対象グループとして一次選抜されたことを意味する。この場合、ステップＳ４５においてＮＯであると判定されて、二次選抜に相当するステップＳ４８乃至Ｓ５３の一連の処理が実行される。これら一連の処理については後述する。

これに対して、相関スコアｓｃｏｒｅ１が閾値ｔｈｒｅｓｈ１未満の場合とは、当該相関スコアｓｃｏｒｅ１が算出された代表テンプレートＴＭＰ［ｉ］が属するグループは評価対象グループではない（二次選抜する必要はない）と判断されたことを意味する。この場合、ステップＳ４５においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６において、グループ代表選択部６１は、相関スコアの演算対象の登録テンプレートＴｅｍｐとして、Ｍ個のグループの代表テンプレートＴＭＰの中から別の１つを新たに選択する。
なお、ステップＳ４６における代表テンプレートＴＭＰの選択手法は、未選択のものが選択されれば足りるが、本実施形態では、グループに付された番号ｉの順に選択されるもの、即ちＴｅｍｐ＝ＴＭＰ［ｉ＋＋］であるものとする。

ステップＳ４７において、グループ代表選択部６１は、Ｍ個のグループの代表テンプレートＴＭＰの全てについて、相関スコアｓｃｏｒｅ１の算出が終了したか否かを判定する。
Ｍ個のグループの代表テンプレートＴＭＰのうち、相関スコアｓｃｏｒｅ１が未だ算出されていないものが存在する場合、処理はステップＳ４４に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
即ち、ステップＳ４４乃至Ｓ４７のループ処理が繰り返されることで、Ｍ個のグループの代表テンプレートＴＭＰの各々について、ステップＳ４２において作成された評価対象テンプレートＴｅｍｐＲとの相関スコアｓｃｏｒｅ１が演算される。Ｍ個のグループのうち、相関スコアｓｃｏｒｅ１が閾値ｔｈｒｅｓｈ１以上となる代表テンプレートＴＭＰを有するグループは、評価対象グループと判断される。そして、この評価対象グループについて、二次選抜に相当するステップＳ４８乃至Ｓ５３の一連の処理が実行される。
このようにして、Ｍ個のグループの代表テンプレートＴＭＰの全てについて、相関スコアｓｃｏｒｅ１の算出が終了すると、ステップＳ４７においてＹＥＳであると判定されて、指静脈認証処理は終了となる。

次に、二次選抜に相当するステップＳ４８乃至Ｓ５３の処理について説明する。

ステップＳ４８において、グループ内選択部６２は、相関スコアの演算対象の登録テンプレートＴｅｍｐとして、評価対象グループ（ステップＳ４５においてＮＯであると判断されたグループ）内の登録テンプレートＴＭＰＧの中から１つを選択する。
ここで、グループ内のＰ個の登録テンプレートＴＭＰＧの夫々には、番号ｋ（ｋは０乃至Ｐ−１以下の整数値）が付されており、番号ｋの登録テンプレートＴＭＰＧを、「ＴＭＰＧ［ｋ］」と表記するものとする。ステップＳ４８の処理ではｋ＝０に初期設定されて、評価対象グループ内の登録テンプレートＴＭＰＧ［０］が、演算対象の登録テンプレートＴｅｍｐとして選択される。

ステップＳ４９において、スコア算出部５２は、ステップＳ４２において作成された評価対象テンプレートＴｅｍｐＲと、演算対象の登録テンプレートＴｅｍｐ（登録テンプレートＴＭＰＧ［ｋ］）とについて、上述した式（１）に従って相関スコアｓｃｏｒｅ２を算出する。

ステップＳ５０において、スコア算出部５２は、相関スコアｓｃｏｒｅ２が閾値ｔｈｒｅｓｈ２以上（ｓｃｏｒｅ１ ≧ ｔｈｒｅｓｈ１）か否かを判定する。
閾値ｔｈｒｅｓｈ２は、マッチテンプレート（或いはその候補）を選択するために用いられるものであり、設計者等が任意に設定可能であるが、登録テンプレートの登録数Ｎ個と、Ｍ個の各グループ内に属する登録テンプレートＴＭＰＧの個数Ｐ（特に最大個数）とに基づいて設定されると好適である。

即ち、相関スコアｓｃｏｒｅ２が閾値ｔｈｒｅｓｈ２以上の場合とは、評価対象グループ内の登録テンプレートＴＭＰＧ［ｋ］が、マッチテンプレート（或いはその候補）として二次選抜されたことを意味する。この場合、ステップＳ５０においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ５１に進む。
ステップＳ５１において、スコア算出部５２は、認証結果として、スコアＳＣＲ［ｋ］＝ｓｃｏｒｅ２と、評価対象グループ［ｊ］＝ｉを保存する。なお、保存場所は、特に限定されず、メモリ７であってもよいし、図示せぬバッファであってもよい。ステップＳ５１の処理が終了すると、処理はステップＳ５２に進む。

これに対して、相関スコアｓｃｏｒｅ２が閾値ｔｈｒｅｓｈ２未満の場合とは、評価対象グループ内の登録テンプレートＴＭＰＧ［ｋ］が、マッチテンプレート（或いはその候補）ではないと判断されたことを意味する。この場合、ステップＳ５０においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２において、グループ代表選択部６１は、相関スコアの演算対象の登録テンプレートＴｅｍｐとして、評価対象グループの登録テンプレートＴＭＰＧの中から別の１つを新たに選択する。
なお、ステップＳ５２における登録テンプレートＴＭＰＧの選択手法は、評価対象グループ内で未選択のものが選択されれば足りるが、本実施形態では、各登録テンプレートＴＭＰＧに付された番号ｋの順に選択されるもの、即ちＴｅｍｐ＝ＴＭＰＧ［ｋ＋＋］であるものとする。

ステップＳ５３において、グループ代表選択部６１は、評価対象グループ内の登録テンプレートＴＭＰＧの全てについて、相関スコアｓｃｏｒｅ２の算出が終了したか否かを判定する。
評価対象グループ内のうち、相関スコアｓｃｏｒｅ２が未だ算出されていない登録テンプレートＴＭＰＧが存在する場合、処理はステップＳ４９に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
即ち、ステップＳ４９乃至Ｓ５３のループ処理が繰り返されることで、評価対象グループ内の登録テンプレートＴＭＰＧの各々について、ステップＳ４２において作成された評価対象テンプレートＴｅｍｐＲとの相関スコアｓｃｏｒｅ２が演算される。評価対象グループ内のうち、相関スコアｓｃｏｒｅ２が閾値ｔｈｒｅｓｈ２以上となる登録テンプレートＴＭＰＧ［ｋ］が、マッチテンプレート（或いはその候補）として判断され、認証結果として、そのスコアＳＣＲ［ｋ］＝ｓｃｏｒｅ２と、評価対象グループＧＲＰ［ｊ］＝ｉが保存される。
このようにして、評価対象グループ内の登録テンプレートＴＭＰＧの全てについて、相関スコアｓｃｏｒｅ２の算出が終了すると、ステップＳ５３においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ４６に進み、次の代表テンプレートＴＭＰが演算対象に選択され、上述した一連の処理が繰り返される。

このような図７の指静脈認証処理が終了すると、即ち図５のステップＳ３の処理が終了すると、認証の場合には、ステップＳ４においてＮＯであると判定されて、ステップＳ５において、図７のステップＳ５１の処理結果が認証結果として出力される一方、登録の場合には、ステップＳ４においてＹＥＳであると判定されて、図８に示すステップＳ６の登録処理が実行される。
図８は、図５の指静脈認証／登録処理のうち、ステップＳ６の登録処理の詳細を説明するフローチャートである。

ステップＳ６１において、図４のＣＰＵ６のスコア比較部７１は、認証結果（図７のステップＳ５１の処理結果）のうちスコアＳＣＲ［ｋ］を、登録対象スコアとして取得する。

ステップＳ６２において、スコア比較部７１は、登録対象スコアが一致スコア以上か否かを判定する。

１以上の登録対象スコアのうち最大値が、一致スコア以上である場合、上述したように、登録対象スコアが演算された評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（図７のステップＳ４２の処理で作成されたもの）と同一指の登録テンプレートＴＭＰＧが、既にメモリ７に登録済みであることを意味する。そこで、このような場合、ステップＳ６２においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ６３に進む。
ステップＳ６３において、グループ分類部７２は、多重登録エラーを実行する。
これにより、登録処理は終了となる。即ち、図５のステップＳ６の処理は終了し、指静脈認証／登録処理が終了となる。

これに対して、登録対象スコアが一致スコア未満である場合、ステップＳ６２においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ６４に進む。
ステップＳ６４において、スコア比較部７１は、登録対象スコアがグループ所属スコア以上か否かを判定する。

登録対象スコアがグループ所属スコア以上の場合、ステップＳ６４においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ６５に進む。
ステップＳ６５において、グループ分類部７２は、図７のステップＳ４２において作成された評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）を、該当グループに登録する。
該当グループとは、上述したように、グループ所属スコア以上となる登録対象スコアが算出された１以上の登録テンプレートＴＭＰＧの夫々と同一のグループをいう。即ち、複数の登録対象スコアが存在する場合、当該複数の登録対象スコアの夫々に対応する複数のグループが該当グループになる。

ステップＳ６７において、スコア比較部７１は、登録対象スコアが、該当グループの最高スコア以上か否かを判定する。
登録対象スコアが該当グループの最高スコア以上である場合（該当グループが複数の場合、少なくとも１つのグループの最高スコア以上である場合）、ステップＳ６７においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ６８に進む。
ステップＳ６８において、グループ代表決定部７３は、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）を、該当グループのグループ代表として、即ち代表テンプレートＴＭＰとして登録する。なお、該当グループが複数の場合、上述したように１つのグループの代表テンプレートＴＭＰにしかなれないので、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）は、最高スコアが最も高いグループの代表テンプレートＴＭＰとして登録されるものとする。これにより、登録処理は終了となる。即ち、図５のステップＳ６の処理は終了し、指静脈認証／登録処理が終了となる。
登録対象スコアが該当グループの最高スコア未満である場合（該当グループが複数の場合、複数のグループの全ての最高スコア未満である場合）、ステップＳ６７においてＮＯであると判定されて、登録処理は終了となる。即ち、図５のステップＳ６の処理は終了し、指静脈認証／登録処理が終了となる。

以上、登録対象スコアがグループ所属スコア以上の場合の一連の処理、即ちステップＳ６４においてＹＥＳであると判定された場合の一連の処理について説明した。
次に、登録対象スコアがグループ所属スコア未満の場合の一連の処理、即ちステップＳ６４においてＮＯであると判定された場合の一連の処理について説明する。

ステップＳ６４においてＮＯであると判定された場合には、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）が所属すべきグループは存在しないことを意味するので、新規グループが作成されることになる。このため、処理はステップＳ６６に進み、次のような処理が実行される。
ステップＳ６６において、グループ分類部７２は、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）を、新規グループに登録する。
ステップＳ６８において、グループ代表決定部７３は、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）を、該当新規グループのグループ代表として、即ち代表テンプレートＴＭＰとして登録する。
これにより、登録処理は終了となる。即ち、図５のステップＳ６の処理は終了し、指静脈認証／登録処理が終了となる。

このように、本実施形態の登録処理の実行により、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲ（登録テンプレートの候補）は、当該登録対象スコア（図７に示すステップＳ３の指静脈認証処理で算出された相互認証の相関スコア）がグループスコア以上となるグループに分類される。
即ち、所定グループには、相互認証のスコアがグループスコア以上となるテンプレート、即ち類似性のあるテンプレートが、登録テンプレートＴＭＰＧとして所属している。換言すると、登録テンプレートの相互認証の相関スコアによって、類似性のあるテンプレートが同一グループに分類されるようにグルーピングされる。
さらに、グループの中で相互認証のスコアの高いテンプレート、即ち当該グループ内で相関の高いテンプレートが、当該グループを代表する代表テンプレートＴＭＰとして登録されている。
これにより、認証時には、上述したように、認証回数自体は従来のＮ回と比較して少なくなるが（その分高速になる）、従来と同等の認証精度が得られる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、光源として、上述の実施形態では、４系統の赤外ＬＥＤ１が採用されたが、特にこれに限定されず、指に赤外光を照射可能な任意の光源を採用することができる。

また例えば、輝度一定制御処理では、上述の実施形態では、指静脈画像の平均輝度が一定となるように制御されたが、指静脈画像の輝度が一定となるように制御されれば足り、特にこれに限定されない。
ここで、指静脈画像の輝度とは、指静脈画像の各画素の輝度値（画素値）に基づく値をいう。即ち、指静脈画像の各画素の少なくとも一部の輝度値（画素値）を用いて演算される値が、指静脈画像の輝度である。この場合の演算手法は特に限定されない。即ち上述の実施形態では、指静脈画像の中央付近の各画素の輝度値の平均をとる演算手法が採用されたが、これは例示に過ぎず、その他、指静脈画像の中央付近の各画素の輝度値のメディアンを取る演算手法や、指静脈画像の中央付近の各画素の輝度値の自乗平均を取る演算手法等任意の手法を採用することができる。

また例えば輝度一定制御処理として、上述の実施形態では図６のフローチャートに従った処理が採用されたが、特にこれに限定されない。例えばステップＳ２６の所定のエラー処理の代わりに、次のような処理を実行してもよい。
即ち、ステップＳ２６の所定のエラー処理とは、輝度不足による異常終了をするためのものである。そこで、所定のエラー処理の代わりに、図３のゲイン制御部３７が、カメラ８のゲインを上昇させる制御を実行してもよい。その後、誤差（ＴＬａ−Ｌａ１）をほぼ無くす（例えば３％以下にする）ための制御については、カメラ８のゲインＧ及び露出時間Ｔｅ並びにＬＥＤ光量ＰＩの３種うち、任意の単種、任意の２種の組み合わせ、又は３種全てを制御対象とすることができる。

また例えば指静脈認証処理としては、評価対象テンプレートＴｅｍｐＲと、登録テンプレートＴｅｍｐとの比較は、上述の実施形態では、式（１）に基づく相関スコア（相関係数）が採用されたが、特にこれに限定されず、任意の正規化相関法によるパターンマッチング方式を用いて算出された相関係数を採用してもよい。

また例えば指静脈認証処理としては、上述の実施形態では、代表テンプレートＴＭＰを用いたマッチングによる評価対象グループの選択（１次選抜）の後、当該評価対象グループ内の登録テンプレートＴＭＰＧを用いたマッチングによるマッチテンプレートの選択（２次選抜）が行われたが、即ち２段階認証が行われたが、特にこれに限定されず、認証の段階数は３段階以上であってもよい。

例えば、グループ内をさらに小グループに分類し、小グループ毎に代表テンプレート（以下、「小代表テンプレート」と呼ぶ）を設定し、１次選抜による評価対象グループが選択された後については、図４の認証部２２は、１次選抜と同様な手法で小代表テンプレートとのマッチングを行い、マッチする小グループ（以下、「マッチ小グループ」と呼ぶ）を選択する（２次選抜する）。その後、認証部２２は、マッチ小グループに属する登録テンプレートとのマッチングを行うことで、マッチテンプレートを選択する（３次選抜する）。

また例えば、本出願人の特許４９９６３９４号の特許掲載公報に開示された、１次マップと２次マップとを組み合わせて、多段階選抜することも可能である。

ここで、１次マップと２次マップとについて簡単に説明する。
本実施形態でいうテンプレート（４値化マップ）が、２次マップとして採用される。
１次マップとは、２次マップの複数セルを畳み込んで生成される縮小４値化マップをいう。

１次マップは例えば次のようにして生成される。
縦の画素数がａ個で横の画素数がｂ個（各画素を成分とするａ行ｂ列の行列）で構成される画像（マップ）を、「ａ×ｂの画像（マップ）」と表記するものとすると、例えば４×４の２次マップから、２×２の画素群（セル群）が１つに畳み込まれて、２×２の１次マップが生成される。

即ち、画像内の第Ｘ行第Ｙ列の画素位置（座標）を「（Ｘ，Ｙ）」で表記するものとすると、２次マップの（１，１）、（１，２）、（２，１）、（２，２）の画素群の各画素値（輝度値）に基づいて、１次マップの（１，１）の画素値（輝度値）が算出される。
同様に、２次マップの（１，３）、（１，４）、（２，３）、（２，４）の画素群の各画素値（輝度値）に基づいて、１次マップの（１，２）の画素値（輝度値）が算出される。
２次マップの（３，１）、（３，２）、（４，１）、（４，２）の画素群の各画素値（輝度値）に基づいて、１次マップの（２，１）の画素値（輝度値）が算出される。
２次マップの（３，３）、（３，４）、（４，３）、（４，４）の画素群の各画素値（輝度値）に基づいて、１次マップの（２、２）の画素値（輝度値）が算出する。

具体的には例えば、１次マップの画素値（輝度値）は、２次マップの画素群の各画素値（輝度値）を用いる次のステップＳａ乃至Ｓｃの手順に従って算出することができる。

ステップＳａにおいて、図４のテンプレート生成部５１は、２次マップの画素群の各画素値の閾値の中央値を合計する。

ここで、「閾値」とは、次のような値をいう。
即ち、２次マップとは上述の実施形態でいう４値化マップ（テンプレート）であり、８フレーム分の指静脈画像の輝度データに基づいて生成される。指静脈画像の輝度データの各画素値（輝度値）は例えば０乃至２５５の範囲内の値を取るため、８フレーム分の各画素値の合計値は０乃至２０４０の範囲内の値を取る。この８フレーム分の各画素値の合計値が、「０」、「１」、「２」、「３」の４値のうちの何れかに変換される。この変換を行う際に用いられる閾値（上述の第１乃至第３閾値）が、ステップＳａでいう「閾値」である。
また、「閾値の中央値」とは、(閾値の上限値+閾値の下限値）／２をいう。

具体的には、２次マップの画素値「０」の閾値としては、例えば下限「０」と、上限「４００」（上限が上述の第１閾値）を採用することができる。この場合、２次マップの画素群のうち、「０」の画素値を有する画素については、下限「０」と上限「４００」の中央値「２００」が、画素値の閾値の中央値となる。
同様に、２次マップの画素値「１」の閾値として、例えば下限「４００」（下限が上述の第１閾値）と、上限「８００」（上限が上述の第２閾値）を採用することができる。この場合、２次マップの画素群のうち、「１」の画素値を有する画素については、下限「４００」と上限「８００」の中央値「６００」が、画素値の閾値の中央値となる。
２次マップの画素値「２」の閾値として、例えば下限「８００」（下限が上述の第２閾値）と、上限「１２００」（上限が上述の第３閾値）を採用することができる。この場合、２次マップの画素群のうち、「２」の画素値を有する画素については、下限「８００」と上限「１２００」の中央値「１０００」が、画素値の閾値の中央値となる。
２次マップの画素値「３」の閾値として、例えば下限「１２００」（下限が上述の第３閾値）と、上限「２０４７」を採用することができる。この場合、２次マップの画素群のうち、「３」の画素値を有する画素については、下限「１２００」と上限「２０４７」の略中央値「１６００」が、画素値の閾値の中央値となる。なお、中央値そのものではなく、略中央値とされているのは、計算の簡略化のためである。

従って、例えば、２次マップのうち、（１，１）の画素値が「０」であり、（１，２）の画素値が「０」であり、（１，３）の画素値が「０」であり、（１，４）の画素値が「１」であるものとする。
この場合、（１，１）の画素値の中央値が「２００」となり、（１，２）の画素値の中央値が「２００」となり、（２，１）の画素値の中央値が「２００」となり、（２，２）の画素値の中央値が「６００」となる。
従って、ステップＳａでは、これら中央値の合計値、即ち、(２００+２００+２００+６００）＝１２００が算出される。

ステップＳｂにおいて、テンプレート生成部５１は、２次マップの画素群の各画素値の閾値の中央値の合計値（ステップＳａの演算結果）を、畳み込み対象となっている画素数で除算する。
例えば、２次マップのうち、（１，１）、（１，２）、（１，３）、（１，４）の画素群の各画素値の閾値の中央値の合計値（ステップＳａの演算結果）として、上述の例の「１２００」が算出された場合、畳み込み対象となっている画素数は「４」であるので、「３００（＝１２００／４）」が、ステップＳｂの算出結果として得られる。

ステップＳｃにおいて、テンプレート生成部５１は、ステップＳｂにおいて除算して得られた値を、４値化して１次マップの画素値とする。なお、２次マップ生成の際と同様に、４値化後の値の比率は所定の比率となるものとする。

以上、１次マップの生成手法について簡単に説明したが、さらなる詳細については、本出願人の特許４９９６３９４号の特許掲載公報を参照するとよい。

このような１次マップ（２次マップの縮小画像）を適宜用いた多段階選抜による認証処理を実行することで、より高速に認証することが可能になる。
例えば、代表テンプレートとして１次マップを採用することができる。これにより、評価対象グループを選択する時間をより短縮できる。
また例えば、１次選抜後の評価対象グループ内の登録テンプレートＴＭＰＧとのマッチングにおいて、１次マップによる２次選抜を行い、選択された１次マップに対応する２次マップのみを３次選抜する手法を採用してもよい。これにより、１次選抜後の評価対象グループ内のマッチングを２次マップのみで行う上述の実施形態と比較して、マッチテンプレートを選択する時間をより短縮できる。なお、かかる手法の詳細については、本出願人の特許４９９６３９４号の特許掲載公報を参照するとよい。
また、例えば、グループ内をさらに小グループに分類する場合には、上述の小代表テンプレートとして１次マップを採用することができる。これにより、マッチ小グループを選択する時間をより短縮できる。

ここで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
換言すると、図２乃至図４の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が認証装置に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図２乃至図４の例に限定されない。
また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。

一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。

このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布される図示せぬリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されている図１のメモリ７等で構成される。

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。

１・・・赤外ＬＥＤ、２・・・１０キー・ＬＣＤ、３・・・ＬＥＤ・ブザー、４・・・タッチセンサ、５・・・赤外ＬＥＤ駆動回路、６・・・ＣＰＵ、７・・・メモリ、８・・・カメラ、９・・・ビデオデコーダ、１０・・・ＦＰＧＡ、２１・・・画像取得部、２２・・・認証部、２３・・・登録部、２４・・・認証結果出力制御部、２５・・・画像輝度制御部、３１・・・平均輝度算出部、３２・・・目標輝度設定部、３３・・・誤差算出部、３４・・・制御対象切替部、３５・・・露出時間制御部、３６・・・ＬＥＤ光量制御部、３７・・・ゲイン制御部、４１・・・光学レンズ、４２・・・近赤外バンドパスフィルタ、４３・・・撮像素子、４４・・・ＡＦＥ、５１・・・テンプレート生成部、５２・・・スコア算出部、５３・・・登録テンプレート選択部、６１・・・グループ代表選択部、６２・・・グループ内選択部、７１・・・スコア比較部、７２・・・グループ分類部、７３・・・グループ代表決定部

Claims (5)

1. 指に赤外光を照射する光源と、
   前記指の透過光に基づく指静脈画像を撮像する撮像手段と、
   前記指静脈画像に基づくテンプレートを生成するテンプレート生成手段と、
   複数のテンプレートを１以上のグループに分類して記憶すると共に、１のグループ毎に１の代表テンプレートを記憶する記憶手段と、
   前記テンプレート生成手段によって生成された評価対象となるテンプレートを評価対象テンプレートとして、前記記憶手段に記憶されているテンプレートを登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートとの１次相関係数を、正規化相関法によるパターンマッチング方式を用いて算出する相関係数算出手段と、
   前記相関係数算出手段の算出結果に基づく認証結果を出力する制御を実行する認証結果出力制御手段と、
   を備え、
   前記相関係数算出手段は、
   １以上の前記グループ毎の代表テンプレートの夫々を順次前記登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートとの前記１次相関係数を算出し、
   当該１次相関係数が所定値以上となった代表テンプレートが属するグループを評価対象グループとして決定し、
   前記記憶手段に記憶されている前記評価対象グループに属する１以上のテンプレートの夫々を順次前記登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートの前記１次相関係数を算出する、
   認証装置。
2. 前記評価対象テンプレートが登録対象の場合、前記相関係数算出手段の算出結果に基づいて、前記評価対象テンプレートを、所定のグループに分類して前記記憶手段に登録する登録手段をさらに備える
   請求項１に記載の認証装置。
3. 前記登録手段は、さらに、前記所定のグループに分類した前記評価対象テンプレートが、前記所定のグループの代表テンプレートになるか否かを、前記相関係数算出手段の算出結果に基づいて決定し、代表テンプレートになると決定した場合、前記評価対象テンプレートを、前記所定のグループの代表テンプレートとして前記記憶手段に登録する、
   請求項２に記載の認証装置。
4. 指に赤外光を照射する光源と、
   前記指の透過光に基づく指静脈画像を撮像する撮像手段と、
   複数の前記指静脈画像の夫々に基づく複数のテンプレートを１以上のグループに分類して記憶すると共に、１のグループ毎に１の代表テンプレートを記憶する記憶手段と、
   を備える認証装置が実行する認証方法において、
   前記指静脈画像に基づくテンプレートを生成するテンプレート生成ステップと、
   前記テンプレート生成ステップの処理によって生成された評価対象となるテンプレートを評価対象テンプレートとして、前記記憶手段に記憶されているテンプレートを登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートとの１次相関係数を、正規化相関法によるパターンマッチング方式を用いて算出する相関係数算出ステップと、
   前記相関係数算出ステップの処理結果に基づく認証結果を出力する制御を実行する認証結果出力制御ステップと、
   を含み、
   前記相関係数算出ステップは、
   １以上の前記グループ毎の代表テンプレートの夫々を順次前記登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートとの前記１次相関係数を算出し、
   当該１次相関係数が所定値以上となった代表テンプレートが属するグループを評価対象グループとして決定し、
   前記記憶手段に記憶されている前記評価対象グループに属する１以上のテンプレートの夫々を順次前記登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートの前記１次相関係数を算出する、
   ステップを含む認証方法。
5. 指に赤外光を照射する光源と、
   前記指の透過光に基づく指静脈画像を撮像する撮像手段と、
   複数の前記指静脈画像の夫々に基づく複数のテンプレートを１以上のグループに分類して記憶すると共に、１のグループ毎に１の代表テンプレートを記憶する記憶手段と、
   を備える認証装置を制御するコンピュータに
   前記指静脈画像に基づくテンプレートを生成するテンプレート生成ステップと、
   前記テンプレート生成ステップの処理によって生成された評価対象となるテンプレートを評価対象テンプレートとして、前記記憶手段に記憶されているテンプレートを登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートとの１次相関係数を、正規化相関法によるパターンマッチング方式を用いて算出する相関係数算出ステップと、
   前記相関係数算出ステップの処理結果に基づく認証結果を出力する制御を実行する認証結果出力制御ステップと、
   を含む制御処理を実行させ、
   前記相関係数算出ステップにおいては、
   １以上の前記グループ毎の代表テンプレートの夫々を順次前記登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートとの前記１次相関係数を算出し、
   当該１次相関係数が所定値以上となった代表テンプレートが属するグループを評価対象グループとして決定し、
   前記記憶手段に記憶されている前記評価対象グループに属する１以上のテンプレートの夫々を順次前記登録テンプレートとして、前記評価対象テンプレートと前記登録テンプレートの前記１次相関係数を算出する、
   ステップを含む
   制御処理を実行させるプログラム。

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