JP5393072B2 - Palm position detection device, palm print authentication device, mobile phone terminal, program, and palm position detection method - Google Patents
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Description
本発明は、掌位置検出装置、掌紋認証装置、携帯電話端末、プログラム、および掌位置検出方法に関する。 The present invention relates to a palm position detection device, a palm print authentication device, a mobile phone terminal, a program, and a palm position detection method.
近年、電子商取引や入退場管理など日常の様々な場面において、電子的な個人認証が広く利用されるようになっている。こうした個人認証には、以前からＩＣカードやパスワード等を使った単純な方法も用いられているが、より高い信頼性でセキュリティを確保することが可能な方法として、指紋や眼の虹彩、声など人間の身体的特徴や行動的特徴を利用して本人であることを確認する、いわゆるバイオメトリクス認証も実現されている。 In recent years, electronic personal authentication has been widely used in various daily situations such as electronic commerce and entrance / exit management. For such personal authentication, a simple method using an IC card or a password has been used for some time, but fingerprints, irises of eyes, voices, etc. are methods that can ensure security with higher reliability. So-called biometric authentication that confirms the identity of a person using human physical and behavioral characteristics has also been realized.
掌の掌紋、すなわち、感情線や生命線等の「主線」やその他の細かい「しわ」、および皮膚の「***線」からなる紋様は、指紋と同様に個人を識別する生体情報として利用することができ、しかも指先の指紋とは異なり加齢や摩耗による“かすれ”が少ないという特徴を持っている。このようなことから、バイオメトリクス認証の１つとして掌紋認証の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 A palm pattern, that is, a pattern composed of “main lines” such as emotion lines and life lines, other fine “wrinkles”, and “protrusion lines” on the skin, can be used as biometric information for identifying individuals in the same way as fingerprints. In addition, unlike the fingertip fingerprint, it has a feature that there is little “fading” due to aging and wear. For this reason, a palmprint authentication technique has been proposed as one of biometric authentication (see, for example, Patent Document 1).
ここで、特許文献１で提案されている掌紋認証の方法について説明する。この認証方法では、採取した掌の画像をビット行列で表される掌紋コードへ変換し、変換した掌紋コードと登録されたデータとを照合している。このとき、採取した掌の画像から掌紋認証を行う掌の位置を検出している。以下、特許文献１に記載の掌の位置検出について解説する。なお、本願明細書においては、「掌紋」の語を、上記「主線」、「しわ」および「***線」を含んだ語であると定義する。
Here, a palmprint authentication method proposed in
（１）画像採取
非特許文献１の方法では、ＣＣＤカメラ等により構成された専用の撮像装置を用いて、掌の全体の画像データを採取する。このとき、撮像装置には、各指先を置く目安となる印があり、ユーザはその印に合わせて掌を開いた状態で置く。
(1) Image collection In the method of Non-Patent
（２）掌位置の決定
採取された掌の画像から、境界線追跡アルゴリズムを用いて、手の部分とそれ以外の部分の境界線を定める。そして、指と指の間の位置を検出することにより、掌の位置を決定する。
上述のように、特許文献１に記載されている方法を用いて掌紋認証を実現することが可能である。一方、最近ではコミュニケーションツールとして携帯電話端末が広く普及しているとともに、ユーザにおけるセキュリティ意識の高まりを受けて、携帯電話端末においても信頼性の高い個人認証を実現しようという動きがある。近年の携帯電話端末はカメラ機能を搭載している機種も多いことから、このカメラを用いて上述した掌紋認証を採用するということも考えられる。
As described above, palmprint authentication can be realized using the method described in
しかしながら、上述した従来の掌紋認証方式を用いることとする場合、画像採取の際に掌の掌紋部分を正しく画像読み取り部に位置合わせする必要がある。
特許文献１の方式では、画像読み取り部にユーザが掌を位置合わせするので採取される掌紋画像は位置ずれが生じない。これにより、指と指の間の位置を精度良く検知することができる。しかしながら、携帯電話端末のカメラを用いる場合、カメラと掌との距離、掌の方向が撮影のたびに同じにならないため、撮影画像から得られる掌紋の範囲が登録時と異なってしまうという問題も考えられる。
However, when the above-described conventional palm print authentication method is used, it is necessary to correctly align the palm print portion of the palm with the image reading unit at the time of image collection.
In the method of
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば携帯電話端末により撮影された画像から自動的に掌の位置を検出することができる掌位置検出装置、プログラム、および掌位置検出方法を提供することにある。また、当該掌位置検出装置を用いて掌紋認証を行うことが可能な掌紋認証装置、携帯電話端末を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is, for example, a palm position detection device, a program, and a palm that can automatically detect the position of a palm from an image taken by a mobile phone terminal. The object is to provide a position detection method. It is another object of the present invention to provide a palmprint authentication apparatus and a mobile phone terminal that can perform palmprint authentication using the palm position detection apparatus.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、手の掌側が撮像された画像内の掌の位置を検出する掌位置検出装置であって、前記画像の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右方向を検出する掌左右方向検出手段と、前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の上端の座標を検出する上端検出手段と、前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右端の座標を検出する左右端検出手段と、前記掌の上端の座標及び前記掌の左右端の座標から前記画像内の掌の下端の座標を検出する下端検出手段と、を備えることを特徴とする掌位置検出装置である。 The present invention has been made to solve the above problems, and one aspect of the present invention is a palm position detection device that detects the position of a palm in an image in which the palm side of a hand is imaged. A left-right direction detecting means for detecting the left-right direction of the palm in the image based on a change in the pixel value of the image, and an upper end of the palm in the image based on a change in the pixel value in the left-right direction of the palm of the image Upper end detecting means for detecting coordinates, left and right end detecting means for detecting left and right end coordinates of the palm in the image based on a change in a left-right pixel value of the palm of the image, and coordinates of the upper end of the palm And a lower end detecting means for detecting the lower end coordinates of the palm in the image from the left and right end coordinates of the palm.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記画像を前記掌の左右方向に基づいて前記座標検出用に回転させる回転手段と、前記掌の上端の座標、前記掌の左右端の座標及び前記掌の下端の座標を回転前の画像の座標に変換する変換手段と、を備えることを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the palm position detection device described above, rotation means for rotating the image for the coordinate detection based on the horizontal direction of the palm, the coordinates of the upper end of the palm, and the right and left of the palm Conversion means for converting the coordinates of the end and the coordinates of the lower end of the palm into the coordinates of the image before rotation.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記掌左右方向検出手段は、四角形の画像フォーマットの所定の一辺の方向における第１の微分値と前記所定の一辺と直交する辺の方向における第２の微分値を成分とする１次微分ベクトルを前記画像の各画素について算出するベクトル算出手段と、前記１次微分ベクトルの長さを算出するベクトル長算出手段と、前記所定の一辺の方向に対する前記１次微分ベクトルの角度を算出する角度算出手段と、前記画像における各画素の１次微分ベクトル長を前記角度毎に累積して累積テーブルを生成する累積テーブル生成手段と、を有し、前記累積テーブルにおいて最大値となる角度を掌の左右方向とすることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, in the palm position detection device, the palm left-right direction detection unit includes a first differential value in a direction of a predetermined side of a rectangular image format and a side orthogonal to the predetermined side. Vector calculating means for calculating for each pixel of the image, a vector length calculating means for calculating the length of the primary differential vector, the predetermined differential vector having the second differential value in the direction of Angle calculating means for calculating an angle of the primary differential vector with respect to the direction of one side, and cumulative table generating means for generating a cumulative table by accumulating the primary differential vector length of each pixel in the image for each angle. And the angle which becomes the maximum value in the accumulation table is the left-right direction of the palm.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記上端検出手段は、前記掌の左右方向の微分値を前記画像の各画素について算出する微分手段と、前記微分値を前記掌の左右方向に直交する方向の座標毎に累積して累積テーブルを生成する累積テーブル生成手段と、を有し、当該累積テーブルにおいて、累積値の負の傾きが最大である座標を掌の上端とすることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, in the palm position detection device, the upper end detection unit includes a differentiation unit that calculates a differential value in the horizontal direction of the palm for each pixel of the image; Accumulating table generating means for accumulating for each coordinate in a direction orthogonal to the left-right direction, and in the accumulation table, the coordinate having the maximum negative slope of the accumulated value is defined as the upper end of the palm. It is characterized by doing.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記左右端検出手段は、掌の左領域における前記掌の左右方向の微分値を前記掌の左右方向の座標毎に累積した累積テーブルを生成し、当該累積テーブルにおいて、累積値の最大点より右方向にある極大点から左方向に探索して累積値が所定の値未満になった座標を掌の左端とする左端検出手段と、掌の右領域における前記掌の左右方向の微分値を前記掌の左右方向の座標毎に累積した累積テーブルを生成し、当該累積テーブルにおいて、累積値の最大点より左方向にある極大点から右方向に探索して累積値が所定の値未満になった座標を掌の右端とする右端検出手段と、を有することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the palm position detection device, the left and right end detection unit accumulates a differential value in the left and right direction of the palm in a left region of the palm for each coordinate in the left and right direction of the palm. Generating a table, and in the accumulation table, a left end detecting means for searching the left from the maximum point to the right of the maximum point of the accumulated value and having the accumulated value less than a predetermined value as a left end of the palm; Generating a cumulative table in which the differential value in the left-right direction of the palm in the right region of the palm is accumulated for each coordinate in the left-right direction of the palm, and in the cumulative table, from the local maximum point to the left of the maximum point of the accumulated value And a right end detecting means for searching the right direction and setting the coordinate whose accumulated value is less than a predetermined value as the right end of the palm.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記左右端検出手段は、前記掌の左右方向の微分値を前記掌の左右方向の座標毎に累積した第１の累積テーブルと、指の付け根とを対応付ける対応付け手段と、当該第１の累積テーブルの人差し指と中指の間にある付け根に対応する座標より左方向にある累積値の最大点から左方向に探索して、累積値が所定の値未満になった座標を掌の左端とする左端検出手段と、当該第１の累積テーブルの薬指と小指の間にある付け根に対応する座標より右方向にある累積値の最大点から右方向に探索して、累積値が所定の値未満になった座標を掌の右端とする右端検出手段と、を有することを特徴とする。 In addition, according to an aspect of the present invention, in the palm position detection device, the left and right end detection unit includes a first accumulation table in which a differential value in the left and right direction of the palm is accumulated for each coordinate in the left and right direction of the palm. , A matching means for associating the base of the finger, and a search from the maximum point of the cumulative value in the left direction from the coordinates corresponding to the base between the index finger and the middle finger of the first cumulative table, The left end detection means having the left end of the palm as the coordinate whose value is less than the predetermined value, and the maximum point of the accumulated value in the right direction from the coordinate corresponding to the root between the ring finger and the little finger of the first accumulation table And a right end detecting means for searching for the right end of the palm at a coordinate whose accumulated value is less than a predetermined value.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記第１の累積テーブルに対応付けられた指の付け根において、以下の条件１のいずれかを満たす場合に整合性なしと判定する第１の整合性判定手段を有することを特徴とする。
（条件１）
・（付け根２左端の座標−付け根１左端の座標）＜（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＬＲ１
・（付け根２左端の座標−付け根１左端の座標）＞（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＬＲ２
・（付け根１右端の座標−付け根０右端の座標）＜（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＲ１
・（付け根１右端の座標−付け根０右端の座標）＞（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＲ２
ただし、ＬＲ１、ＬＲ２、ＲＲ１及びＲＲ２は定数である。ＬＲ２はＬＲ１より大きい定数である。ＲＲ２はＲＲ１より大きい定数である。
Further, according to one aspect of the present invention, in the palm position detection device described above, it is determined that there is no consistency when any one of the following
(Condition 1)
・ (Coordinate of left end of base 2 -coordinate of left end of base 1) <(Coordinate of
・ (Coordinate of left end of base 2 -coordinate of left end of base 1)> (Coordinate of
・ (Coordinate of the right end of the
-(Coordinate of right end of base 1-Coordinate of right end of base 0)> (Coordinate of left end of base 1-Coordinate of left end of base 0) x RR2
However, LR1, LR2, RR1 and RR2 are constants. LR2 is a constant larger than LR1. RR2 is a constant larger than RR1.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記第１の累積テーブルに対応付けられた指の付け根において、以下の条件２のいずれかを満たす場合に整合性なしと判定する第２の整合性判定手段を有することを特徴とする。
（条件２）
・付け根１左端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根１左端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
・付け根２左端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根２左端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
・付け根０右端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根０右端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
ただし、Ｖ１及びＶ２は定数である。Ｖ２はＶ１より大きい定数である。
Further, according to one aspect of the present invention, in the palm position detection device described above, it is determined that there is no consistency when any one of the following
(Condition 2)
・ Cumulative value of leftmost coordinate of
・ Cumulative value of leftmost coordinate of
-Cumulative value of leftmost coordinate of
-Cumulative value of leftmost coordinate of
-Cumulative value of coordinates at the right end of
-Cumulative value of the rightmost coordinate of
However, V1 and V2 are constants. V2 is a constant larger than V1.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記第１の累積テーブルに対応付けられた指の付け根において、以下の条件３を全て満たす場合に整合性なしと判定する第３の整合性判定手段を有することを特徴とする。
（条件３）
・（付け根０より左の極大点の座標−付け根０左端の座標）≧（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＬ１
・（付け根０より左の極大点の座標−付け根０左端の座標）≦（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＬ２
・付け根０より左の極大点の座標の累積量≧付け根０左端の座標の累積量×ＶＬ１
・付け根０より左の極大点の座標の累積量≦付け根０左端の座標の累積量×ＶＬ２
ただし、ＲＬ１、ＲＬ２、ＶＬ１及びＶＬ２は定数である。ＲＬ２はＲＬ１より大きい定数である。ＶＬ２はＶＬ１より大きい定数である。
Further, according to one aspect of the present invention, in the palm position detection device described above, a third determination is made that there is no consistency when all of the following conditions 3 are satisfied at the base of the finger associated with the first accumulation table: It is characterized by having a consistency determination means.
(Condition 3)
-(Maximum point coordinate to the left of base 0-Coordinate at the left end of base 0) ≥ (Coordinate at the left end of base 1-Coordinate at the left end of base 0) x RL1
・ (Coordinates of maximum point left of base 0 -coordinates of left end of base 0) ≤ (coordinates of
-Cumulative amount of maximum point coordinate to the left of
-Cumulative amount of maximum point coordinates to the left of
However, RL1, RL2, VL1, and VL2 are constants. RL2 is a constant larger than RL1. VL2 is a constant larger than VL1.
また、本発明の一態様は、上記の掌位置検出装置において、前記掌の左右方向に直交する方向の微分値を前記掌の左右方向の座標毎に累積した第２の累積テーブルと、前記第１の累積テーブルに対応付けられた指の付け根において、以下の条件４のいずれかを満たす場合に整合性なしと判定する第４の整合性判定手段を有することを特徴とする。
（条件４）
・座標γの累積値＞付け根０の座標の累積値×ＹＡ
・座標γの累積値＞付け根１の座標の累積値×ＹＡ
・付け根０の座標の累積値＜付け根１の座標の累積値×ＹＢ
ただし、ＹＡ及びＹＢは定数である。ＹＡはＹＢより大きい定数である。座標γは、座標γと付け根１の座標の中点が付け根０の座標となるものである。
Further, according to one aspect of the present invention, in the palm position detection device, the second accumulation table in which a differential value in a direction orthogonal to the left-right direction of the palm is accumulated for each coordinate in the left-right direction of the palm; In the base of the finger associated with one accumulation table, there is provided a fourth consistency determining means for determining that there is no consistency when any of the following conditions 4 is satisfied.
(Condition 4)
-Cumulative value of coordinate γ> Cumulative value of coordinate at
・ Cumulative value of coordinate γ> Cumulative value of
-Cumulative value of
However, YA and YB are constants. YA is a constant larger than YB. The coordinate γ is such that the middle point of the coordinate γ and the
また、本発明の一態様は、掌から掌紋を含んだ画像を採取して該画像を用いて認証を行う掌紋認証装置において、上記の掌位置検出装置と、前記掌位置検出装置により検出された掌の位置に基づいて認証対象画像を抽出する画像抽出手段と、特定の登録された人物にかかる掌紋の照合用画像を記憶する記憶手段と、前記認証対象画像を前記記憶手段の照合用画像と照合することによりユーザ認証を行う照合手段と、を備えることを特徴とする掌紋認証装置である。 According to another aspect of the present invention, in a palmprint authentication apparatus that collects an image including a palmprint from a palm and performs authentication using the image, the palm position detection apparatus and the palm position detection apparatus detect the palmprint detection apparatus. Image extracting means for extracting an authentication target image based on the palm position, storage means for storing a palmprint matching image for a specific registered person, and a verification image stored in the storage means for the authentication target image A palm print authentication apparatus comprising: a matching unit that performs user authentication by matching.
また、本発明の一態様は、上記の掌紋認証装置を備えることを特徴とする携帯電話端末である。 Another embodiment of the present invention is a mobile phone terminal including the palm print authentication apparatus described above.
また、本発明の一態様は、手の掌側が撮像された画像内の掌の位置を検出する掌位置検出装置のコンピュータに、前記画像の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右方向を検出するステップと、前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の上端の座標を検出するステップと、前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右端の座標を検出するステップと、前記掌の上端の座標及び前記掌の左右端の座標から前記画像内の掌の下端の座標を検出するステップと、を実行させるためのプログラムである。 According to another aspect of the present invention, a computer of a palm position detection device that detects a palm position in an image in which the palm side of a hand is imaged is provided with the right and left of the palm in the image based on a change in the pixel value of the image. Detecting a direction; detecting a coordinate of an upper end of the palm in the image based on a change in a pixel value in the horizontal direction of the palm of the image; and detecting a pixel value in the horizontal direction of the palm of the image. Detecting the coordinates of the left and right edges of the palm in the image based on the change, detecting the coordinates of the lower edge of the palm in the image from the coordinates of the upper edge of the palm and the coordinates of the left and right edges of the palm; Is a program for executing
また、本発明の一態様は、手の掌側が撮像された画像内の掌の位置を検出する掌位置検出方法において、前記画像の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右方向を検出するステップと、前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の上端の座標を検出するステップと、前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右端の座標を検出するステップと、前記掌の上端の座標及び前記掌の左右端の座標から前記画像内の掌の下端の座標を検出するステップと、を含むことを特徴とする掌位置検出方法である。 According to another aspect of the present invention, in the palm position detection method for detecting a palm position in an image in which the palm side of the hand is captured, the horizontal direction of the palm in the image is determined based on a change in the pixel value of the image. Detecting a coordinate of a top edge of the palm in the image based on a change in a pixel value in the horizontal direction of the palm of the image; and a change in a pixel value in the horizontal direction of the palm of the image. Detecting the coordinates of the left and right edges of the palm in the image based on, and detecting the coordinates of the lower edge of the palm in the image from the coordinates of the upper edge of the palm and the coordinates of the left and right edges of the palm. This is a palm position detection method.
本発明によれば、手の掌側が撮像された画像から掌の上端の座標、左右端の座標及び下端の座標を検出することができる。このため、検出した座標から当該画像を掌紋認証に用いる照合用画像の大きさ及び方向に補正することができる。これにより、カメラなどの撮像部と掌との距離、掌の方向及び撮影画像から得られる掌紋の範囲が登録時と異なる場合でも、正しく掌紋認証を行うことが可能になる。よって、携帯電話端末でも、掌紋認証を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to detect the coordinates of the upper end of the palm, the coordinates of the left and right ends, and the coordinates of the lower end from an image obtained by imaging the palm side of the hand. Therefore, the image can be corrected from the detected coordinates to the size and direction of the verification image used for palmprint authentication. Thereby, even when the distance between the imaging unit such as a camera and the palm, the direction of the palm, and the range of the palm print obtained from the captured image are different from those at the time of registration, the palm print authentication can be performed correctly. Therefore, palm print authentication can be performed even with a mobile phone terminal.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、左手の掌紋を用いて掌紋認証を行う。また、左手の掌に加えて指が撮像されている画像を用いて掌の位置を検出する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In this embodiment, palm print authentication is performed using the palm print of the left hand. In addition to the palm of the left hand, the position of the palm is detected using an image in which a finger is captured.
なお、説明を容易にするために、本明細書全体について図１を参照して以下のように用語を定義する。
左方向：左手の親指側
右方向：左手の小指側
上方向：左手の指側
下方向：左手の手首側
掌の上端：指と掌の境界線
掌の左端：掌の左側の境界線
掌の右端：掌の右側の境界線
掌の下端：掌と手首の境界線
付け根０：人差し指と中指の間にある付け根
付け根１：中指と薬指の間にある付け根
付け根２：薬指と小指の間にある付け根
付け根は幅を持った部分である。
For ease of explanation, terms are defined as follows with reference to FIG.
Left direction: Thumb side of left hand Right direction: Little finger side of left hand Up direction: Finger side of left hand Down direction: Wrist side of left hand Upper edge of palm: Boundary line between fingers and palm Left edge of palm: Boundary line on left side of palm Right edge: right border of palm Palm bottom: border between palm and wrist Root 0: Root between index finger and middle finger Root 1: Root between middle finger and ring finger Root 2: Between ring finger and little finger Root The base is a portion with a width.
なお、本実施形態では左手を対象にしているが、本発明は左手右手を区別せずに掌の位置及び範囲を検出することができる。右手を対象にする場合は左右の座標方向が逆になる。右手の場合、左方向を右方向に、右方向を左方向にそれぞれ読み替え、用語の定義は以下のようになる。
右方向：右手の親指側
左方向：右手の小指側
上方向：右手の指側
下方向：右手の手首側
付け根０：人差し指と中指の間にある付け根
付け根１：中指と薬指の間にある付け根
付け根２：薬指と小指の間にある付け根
Although the present embodiment targets the left hand, the present invention can detect the position and range of the palm without distinguishing between the left hand and the right hand. When targeting the right hand, the left and right coordinate directions are reversed. In the case of the right hand, the left direction is read as the right direction and the right direction is read as the left direction, and the definitions of terms are as follows.
Right direction: Thumb side of right hand Left direction: Little finger side of right hand Up direction: Finger side of right hand Down direction: Wrist side of right hand Root 0: Root between index finger and middle finger Root 1: Root between middle finger and ring finger Root 2: Root between ring finger and little finger
また、図２に示すように、画像データにおいて、四角形の画像フォーマットの所定の一辺の方向をＸ軸方向、当該一辺に直交する辺の方向をＹ軸方向としてＸＹ座標系を定める。 Further, as shown in FIG. 2, in the image data, an XY coordinate system is defined with the direction of a predetermined one side of a rectangular image format as the X-axis direction and the direction perpendicular to the one side as the Y-axis direction.
図３は、本発明の一実施形態による掌紋認証装置１の構成を示すブロック図である。この掌紋認証装置１は、一般的な携帯電話端末に掌紋認証の機能が搭載されたものであり、
電話機能部１０と、カメラ１１と、掌位置検出部１２と、画像補正部１３と、画像認識部１４と、画像抽出部１５と、画像変換部１６と、照合部１７と、掌紋ＤＢ（データベース）１８とから構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the
電話機能部１０は、一般的な携帯電話としての機能を発揮する部分であり、音声を捉えて電気信号として出力するマイク、入力信号を音として発音するスピーカ、マイクからの入力信号やスピーカへの出力信号の音声処理を行う音声処理回路、送信信号の変調処理および受信信号の復調処理を行う変復調回路や無線回路、無線電波を送受信するアンテナ、テンキー等からなる操作部、各種情報を表示する液晶ディスプレイ、装置全体の動作制御用のＣＰＵ、その他バイブレータなどから構成されている。なお、電話機能部１０を構成している上記各部は、携帯電話端末のごく一般的な構成要素であり、上記の各構成要素は図３中に表示していない。
カメラ１１は、掌を画像データとして撮影するほか、通常の写真撮影やテレビ電話等の用途に使用される。
The
The
掌位置検出部１２は、カメラ１１で撮影した画像データから掌の位置を検出し、その座標を画像補正部１３へ出力する。画像補正部１３へ出力する座標は、掌の上端、左右端及び下端の座標である。掌位置検出部１２における処理の詳細については後述する。
The palm
画像補正部１３は、掌位置検出部１２から出力された座標に基づいて、カメラ１１で撮影した画像を補正し、補正した画像を画像認識部１４へ出力する。具体的には、画像補正部１３は、入力された座標に基づいて撮影した掌の大きさｓを算出し、掌紋ＤＢ２８からマスターデータの掌紋を撮影した時の掌の大きさｓ’を取得する。そして、画像補正部１３は、カメラ１１で撮影した画像データをｓ’／ｓ倍することにより、画像の拡大縮小を行う。この補正処理の結果、掌紋認証時とマスターデータ登録時との画像の大きさの違いが補正されて、掌紋認証時に撮影した画像の大きさがマスターデータの画像の大きさと合うようになる。また、画像補正部１３は、掌の方向がマスターデータと等しくなるように、撮像した画像を回転させる。この補正処理の結果、掌紋認証時とマスターデータ登録時との掌の方向の違いが補正されて、掌紋認証時に撮影した画像の方向がマスターデータの画像の方向と合うようになる。
The
画像認識部１４は、画像補正部１３により補正された掌の画像データから、実際に掌紋の照合に使用する一部分の画像を取り出すための基準となる点Ｐを検出する画像処理を行う。この基準点として、本掌紋認証装置１では掌位置検出部１２から出力された座標を利用する。
The
画像抽出部１５は、画像認識部１４により検出された基準点Ｐを基準として、画像補正部１３から供給される補正後の掌の画像データから実際に掌紋の照合に使用する部分である認証対象画像を決定する処理を行う。
The
画像変換部１６は、画像抽出部１５によって抽出された複数の認証対象画像のそれぞれに対して空間フィルタ関数を作用させることにより、当該画像内のエッジ（掌紋を構成する「主線」や「しわ」など）を抽出する演算を行う。この演算によって、掌紋がビット行列として表された掌紋コードが得られる。
The
掌紋ＤＢ１８は、特定の人物についてカメラ１１で画像を撮影し、画像認識部１４、画像抽出部１５、および画像変換部１６で処理した掌紋のデータをマスターデータとして記憶している。記憶されたマスターデータは、照合部１７において行われる掌紋の照合処理の際に呼び出されて利用される。なお、記憶するマスターデータは一人分でも複数人分でもよい。
The
照合部１７は、画像変換部１６から入力された掌紋コードに対して、掌紋ＤＢ１８に記憶されているマスターデータと照合する演算を行い、所定の演算結果が得られた場合に当該掌紋コードにかかる掌紋を登録されたマスターデータと一致したと判断して、その人物を登録者本人として認証する。
The
次に、上述した掌紋認証装置１における掌位置検出部１２の動作を図４から図２０を用いて説明する。
図４は、本実施形態における掌位置検出部１２の処理全体の流れを示すフローチャートである。
［ステップＳ１：掌左右方向検出］
まず、掌位置検出部１２は、カメラ１１で撮影した画像データから、当該画像データの掌の左右方向（角度）を検出する。ここで、掌と指が撮影された画像データは、指と指の境界線等があるため、掌の左右方向に画素値が大きく変化する。そこで、本実施形態では、画像データにおいて、最も画素値の変化が大きい方向を掌の左右方向とする。
Next, the operation of the palm
FIG. 4 is a flowchart showing the overall processing flow of the palm
[Step S1: Palm Left / Right Direction Detection]
First, the palm
図５は、本実施形態における掌位置検出部１２の掌左右方向検出処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１では、掌位置検出部１２は、カメラ１１で撮影した画像データ（撮像データ）の１次微分ベクトル画像を生成する。１次微分ベクトル画像は、各画素のＸ方向微分値、Ｙ方向微分値、Ｘ方向微分値とＹ方向微分値を成分とする１次微分ベクトルの長さ及びＸ軸方向に対する１次微分ベクトルの角度の値を持つ画像データである。
具体的には、まず、掌位置検出部１２は、当該撮像データのＸ方向及びＹ方向の微分値を算出する。
図６を参照してＸ方向の微分値算出処理の動作を具体的に説明する。この図に示す例では、座標（ｎ，ｍ）（ｎ，ｍは、１以上の整数）のＸ方向微分値ｘ（ｎ，ｍ）を算出している。なお、本例では、フィルタのサイズは５である。図６（ａ）は、撮像データ（微分前）の各画素値ｐ（ｉ，ｊ）（ｉ＝ｎ−２，ｎ−１，ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２；ｊ＝ｍ−２，ｍ−１，ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）を表わすテーブルである。図６（ｂ）は、フィルタの各画素値ｆｘ（ｉ，ｊ）を表わすテーブルである。フィルタの各画素値ｆｘ（ｉ，ｊ）は、図６上の最左列（ｉ＝ｎ−２）が−１、図６上の最右列（ｉ＝ｎ＋２）が１、残りが０である。図６（ｃ）は、Ｘ方向微分後の画像データの各画素値ｘ（ｉ，ｊ）を表わすテーブルである。なお、図６（ａ）〜（ｃ）に示すテーブルにおいて、縦軸はＹ軸、横軸はＸ軸である。
Ｘ方向微分値ｘ（ｎ，ｍ）は、以下の式（１）により算出される。式（１）は、微分前のテーブルとフィルタのテーブルの対応する各画素値を乗算し、乗算した値の総和がＸ方向微分値ｘ（ｎ，ｍ）であることを表わしている。
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the palm left-right direction detection process of the palm
First, in step S <b> 11, the palm
Specifically, first, the palm
The operation of the differential value calculation process in the X direction will be specifically described with reference to FIG. In the example shown in this figure, an X-direction differential value x (n, m) of coordinates (n, m) (n, m is an integer of 1 or more) is calculated. In this example, the size of the filter is 5. FIG. 6A shows each pixel value p (i, j) (i = n−2, n−1, n, n + 1, n + 2) of imaging data (before differentiation); j = m−2, m−1, m, m + 1, m + 2). FIG. 6B is a table representing each pixel value f x (i, j) of the filter. Each pixel value f x (i, j) of the filter is −1 in the leftmost column (i = n−2) in FIG. 6, 1 in the rightmost column (i = n + 2) in FIG. It is. FIG. 6C is a table representing each pixel value x (i, j) of the image data after X-direction differentiation. In the tables shown in FIGS. 6A to 6C, the vertical axis is the Y axis and the horizontal axis is the X axis.
The X-direction differential value x (n, m) is calculated by the following equation (1). Expression (1) indicates that the respective pixel values corresponding to the table before differentiation and the filter table are multiplied, and the sum of the multiplied values is the X-direction differential value x (n, m).
また、Ｙ方向微分値ｙ（ｎ，ｍ）は、同様に以下の式（２）により算出される。このとき、フィルタの各画素値ｆｙ（ｉ，ｊ）は、最上列（ｊ＝ｍ−２）が−１、最下列（ｊ＝ｍ＋２）が１、残りが０である。 Similarly, the Y-direction differential value y (n, m) is calculated by the following equation (2). At this time, each pixel value f y (i, j) of the filter is −1 in the uppermost column (j = m−2), 1 in the lowermost column (j = m + 2), and 0 in the rest.
次に、掌位置検出部１２は、図７に示す１次微分ベクトルを算出する。１次微分ベクトルは、算出したＸ方向微分値とＹ方向微分値を成分とするベクトルである。そして、掌位置検出部１２は、Ｘ軸方向に対する１次微分ベクトルの角度θ及び１次微分ベクトル長を算出する。
Next, the palm
図５に戻り説明を続ける。
次のステップＳ１２では、掌位置検出部１２は、ステップＳ１１で算出した１次微分ベクトル長を角度毎に累積して、累積テーブルを生成する。具体的には、例えば、角度０度の１次微分ベクトル長を累積する場合には、掌位置検出部１２は、１次微分ベクトル画像において、角度０度の画素を抽出し、抽出した各画素の１次微分ベクトル長を累積する。掌位置検出部１２は、この処理を各角度に対して行い、累積テーブルを生成する。
Returning to FIG.
In the next step S12, the palm
次のステップＳ１３では、掌位置検出部１２は、当該累積テーブルの平滑化を行う。
図８を参照して累積テーブルの平滑化処理の動作を具体的に説明する。図８（ａ）は、平滑化前の累積テーブルの値Ａ（θ）を表す。図８（ｂ）は、平滑化のためのフィルタの値Ｆ（θ）を表す。図8（ｃ）は、平滑化後の累積テーブルの値Ａ’（θ）を表す。ここで、フィルタのサイズはｆｓｉｚｅ（ｆｓｉｚｅは３以上の奇数）である。また、フィルタの値Ｆ（θ）は全て１である。Ａ’（θ）は以下の式（３）により算出される。掌位置検出部１２は、累積テーブルの全ての値についてＡ’（θ）を算出して平滑化後の累積テーブルを生成する。
In the next step S13, the palm
The operation of the accumulation table smoothing process will be specifically described with reference to FIG. FIG. 8A shows the value A (θ) of the accumulation table before smoothing. FIG. 8B shows a filter value F (θ) for smoothing. FIG. 8C shows the value A ′ (θ) of the accumulation table after smoothing. Here, the size of the filter is fsize (fsize is an odd number of 3 or more). The filter values F (θ) are all 1. A ′ (θ) is calculated by the following equation (3). The palm
図５に戻り説明を続ける。
次のステップＳ１４では、掌位置検出部１２は、平滑化後の累積テーブルの最大値を探索し、当該最大値の角度を掌の左右方向とする。
図９は、１次微分ベクトル長の角度毎の累積テーブルの一例を示す概略図である。この図に示すグラフの縦軸は１次微分ベクトル長の累積値、横軸は角度θである。図９に示す例では、角度αで累積値の最大値なので、Ｘ軸方向に対する角度αが掌左右方向となる。
ただし、実際の回転角度α’は角度αから１８０減算した値となる。
Returning to FIG.
In the next step S14, the palm
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a cumulative table for each angle of the primary differential vector length. The vertical axis of the graph shown in this figure is the cumulative value of the primary differential vector length, and the horizontal axis is the angle θ. In the example shown in FIG. 9, since the angle α is the maximum cumulative value, the angle α with respect to the X-axis direction is the left-right direction of the palm.
However, the actual rotation angle α ′ is a value obtained by subtracting 180 from the angle α.
［ステップＳ２：撮像データの回転］
次に、掌位置検出部１２は、検出した方向に基づいて、掌の上下方向が撮像データのＹ軸方向に対して平行になるように当該撮像データを回転する。具体的には、掌位置検出部１２は、撮像データの中心を軸にして撮像データを−α’度回転させる。
図１０は、撮像データと撮像データを回転した画像データを示す概略図である。図１０（ａ）は、撮像データである。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す撮像データを、当該撮像データの中心を軸として−α’度回転した後の画像データである。この図に示すように、回転後の画像データでは、四角形のフォーマット上で画像データのない四隅が黒く補完される。そのため、境界線１００が存在する。
[Step S2: Rotation of Imaging Data]
Next, the palm
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating imaging data and image data obtained by rotating the imaging data. FIG. 10A shows imaging data. FIG. 10B is image data after the imaging data shown in FIG. 10A is rotated by −α ′ degrees around the center of the imaging data. As shown in this figure, in the rotated image data, the four corners having no image data are complemented with black on the rectangular format. Therefore, the
［ステップＳ３：掌の上端検知］
次に、掌位置検出部１２は、回転した画像データから掌の上端を検知する。
図１０（ｂ）に示すように、掌の上端より上にある指の部分は、指と指の間の境界線などがありＸ軸方向に変化が大きくなる。一方、掌の上端より下にある掌の部分はＸ軸方向の変化が少ない。このことから、本実施形態では、Ｘ軸方向の変化の境目を掌の上端とする。
[Step S3: Upper end detection of palm]
Next, the
As shown in FIG. 10B, the finger portion above the upper end of the palm has a boundary line between the fingers, and the change is large in the X-axis direction. On the other hand, the palm portion below the upper end of the palm has little change in the X-axis direction. Therefore, in this embodiment, the boundary of the change in the X-axis direction is set as the upper end of the palm.
図１１は、本実施形態における掌位置検出部１２の上端検知処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ３１では、掌位置検出部１２は、回転後の画像データの１次微分ベクトル画像を生成する。次に、ステップ３２では、掌位置検出部１２は、１次微分ベクトル画像にマスクをする。具体的には、掌位置検出部１２は、図１０（ｂ）に示す回転後の画像データの斜め方向の一次微分ベクトルをマスクするために、対応するＸ方向微分値またはＹ方向微分値を０にする。
FIG. 11 is a flowchart illustrating the flow of the upper end detection process of the palm
First, in step S31, the palm
次のステップＳ３３では、掌位置検出部１２は、１次微分ベクトル画像において、「Ｘ方向微分値の絶対値×Ｃ」をＹ座標毎に累積して、累積テーブルを生成する。ただし、Ｃは対象画素のＸ座標に依存する値である。次のステップＳ３４では、掌位置検出部１２は、当該累積テーブルに図８に示す平滑化処理を行う。次のステップＳ３５では、掌位置検出部１２は、当該累積テーブルの最大減少位置を探索し、その値を掌の上端とする。最大減少位置とは、「累積値（ｙ−１）−累積値（ｙ）」が最大となるｙの値である。累積値（ｙ）は、当該累積テーブルの座標ｙにおける累積値である。つまり、最大減少位置は、負の傾きが最大である座標である。
図１２は、Ｘ方向微分値のＹ座標毎の累積テーブルの一例を示す概略図である。この図に示すグラフの縦軸はＹ座標の値、横軸はＸ方向微分値の累積値である。図１２で示す例では、座標βが累積テーブルの最大減少位置なので、座標βが掌の上端座標となる。
In the next step S33, the
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of an accumulation table for each Y coordinate of the X-direction differential value. The vertical axis of the graph shown in this figure is the Y coordinate value, and the horizontal axis is the cumulative value of the X-direction differential value. In the example shown in FIG. 12, since the coordinate β is the maximum decrease position of the accumulation table, the coordinate β is the upper end coordinate of the palm.
［ステップＳ４：掌の左右端検知］
次に、掌位置検出部１２は、回転した画像データから掌の左右端を検知する。
図１３は、本実施形態における掌位置検出部１２の左右端検知処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ４１では、掌位置検出部１２は、手法１にて左右端の検知を行う。次のステップＳ４２では、掌位置検出部１２は、手法１における検知成否を判定する。手法１で検知できた場合には、処理を終了する。一方、手法１にて検知できなかった場合には、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、掌位置検出部１２は、手法２にて左右端の検知を行い、処理を終了する。
[Step S4: Left and right edge detection of palm]
Next, the
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the left and right edge detection processing of the palm
First, in step S <b> 41, the palm
まず、手法１における左右端検知処理について説明する。
図１４は、手法１における左右端検知処理の流れを示すフローチャートである。この図に示す処理は、上述したステップＳ４１に対応する処理である。
まず、ステップＳ４３１では、掌位置検出部１２は、回転後の画像データのＸ方向微分値をＸ座標毎に累積して、累積テーブルを生成する。
First, the left and right edge detection processing in
FIG. 14 is a flowchart showing the flow of the left and right edge detection processing in
First, in step S431, the palm
図１５を参照して具体的に説明する。図１５（ａ）は、各画素の値がＸ方向微分値である画像データである。この図において、符号２１は、上方領域である。また、符号２２は、下方領域である。図１５（ｂ）は、累積テーブルである。この図において、符号２３は、上方領域２１における正の累積テーブルである。符号２４は、上方領域２１における負の累積テーブルである。符号２５は、下方領域２２における正の累積テーブルである。符号２６は、下方領域２２における負の累積テーブルである。ここで、正の累積テーブルとは、正の値のみ累積した累積テーブルである。負の累積テーブルとは、負の値のみ累積した累積テーブルである。上述したステップＳ４３１では、掌位置検出部１２は、累積テーブル２３、累積テーブル２４、累積テーブル２５及び累積テーブル２６を生成する。
This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 15A shows image data in which the value of each pixel is a differential value in the X direction. In this figure, the code |
図１４に戻り説明を続ける。
次のステップＳ４３２では、掌位置検出部１２は、１次微分ベクトル画像のＹ方向微分値をＸ座標毎に累積して、累積テーブルを生成する。
図１５を参照して具体的に説明する。図１５（ｃ）は、各画素の値がＹ方向微分値である画像データである。この図において、符号２７は、中央領域である。図１５（ｄ）に示す符号２８は、図１５（ｃ）の中央領域２７における絶対値を累積した累積テーブルである。上述したステップＳ４３２では、累積テーブル２８を生成する。
Returning to FIG. 14, the description will be continued.
In the next step S432, the palm
This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 15C shows image data in which the value of each pixel is a Y-direction differential value. In this figure, the code |
図１４に戻り説明を続ける。
ステップＳ４３３では、掌位置検出部１２は、生成した各累積テーブルに図８に示す平滑化処理を行う。次のステップＳ４３４では、掌位置検出部１２は、各累積テーブルの極大点及び最大点を探索する。最大点とは、累積値が最大となる点である。ただし、極大値と前後の極小値の差分が、累積値の最大値（以下、最大累積値とする）に比して十分に小さい場合には、当該極大点を削除する。同様に、極大値が最大累積値に比して十分に小さい場合には、当該極大点を削除する。
Returning to FIG. 14, the description will be continued.
In step S433, the palm
次に、ステップＳ４３５では、掌位置検出部１２は、極大点と指の付け根を対応付けて、検知可否判定を行う。左右端の検知を行うためには、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように指のエッジと累積テーブル２３及び累積テーブル２４の極大点が対応付いていなければならない。このため、掌位置検出部１２は、生成した累積テーブルの整合性を検証して、左右端の検知が可能か否かを判定する。検知可の場合には、ステップＳ４３６に進む。一方、検知否の場合には、処理を終了する。
Next, in step S435, the palm
以下、検知可否判定の処理について詳細に説明する。
なお、説明を容易にするために、本明細書全体について以下のように用語を定義する。
正極大点［ｉ］：上方領域２１における正の累積テーブル２３による極大点のうち左からｉ番目のもの
負極大点［ｉ］：上方領域２１における負の累積テーブル２４による極大点のうち左からｉ番目のもの
Hereinafter, the detection possibility determination process will be described in detail.
For ease of explanation, terms are defined as follows for the entire specification.
Positive large point [i]: i-th one from the left among the local maximum points in the positive accumulation table 23 in the
図１６は、本実施形態における検知可否判定処理の流れを示すフローチャートである。
掌位置検出部１２は、以下のステップＳ５０１からＳ５０７までの処理を検知可と判定されるまで探索した全ての正極大点について行う。ｉＰの初期値は０である。なお、正極大点数は探索した全ての正極大点の数である。
まず、ステップＳ５０１では、掌位置検出部１２は、正極大点［ｉＰ］に最近の負極大点［ｉＭ］を探索する。次のステップＳ５０２では、掌位置検出部１２は、負極大点［ｉＭ］に最近の極大点［ｉＰ２］を探索する。次のステップＳ５０３では、掌位置検出部１２は、ｉＰとｉＰ２が等しいか否かを判定する。等しい場合には、次のステップＳ５０４に進む。一方、ｉＰとｉＰ２が等しくない場合には、ｉＰに１を加算して、ステップＳ５０１の処理に戻る。ただし、加算後のｉＰが正極大点数と等しい場合には、検知否と判定して処理を終了する。
FIG. 16 is a flowchart showing a flow of detection possibility determination processing in the present embodiment.
The palm
First, in step S501, the palm
ステップＳ５０４では、掌位置検出部１２は、正極大点［ｉＰ］の位置（Ｘ座標値）が負極大点［ｉＭ］の位置（Ｘ座標値）より小さいか否かを判定する。正極大点［ｉＰ］の位置が負極大点［ｉＭ］の位置より小さい場合には、ステップＳ５０５へ進む。一方、正極大点［ｉＰ］の位置が負極大点［ｉＭ］の位置以上の場合には、ステップＳ５０６へ進む。
ここで、掌に対して左方向から光が当たっている場合には、指の左側領域が白くなり、指の右側領域が黒くなる。よって、正極大点［ｉＰ］の位置が負極大点［ｉＭ］の位置より小さくなる。このとき、掌の左端のエッジが白くなり、掌の右端のエッジが黒くなる。このため、左端の探索には負の累積テーブル２６を使用し、右端の探索には正の累積テーブル２５を使用する。同様の理由により、正極大点［ｉＰ］の位置が負極大点［ｉＭ］の位置より右になる場合には、左端の探索には正の累積テーブル２５を使用し、右端の探索には負の累積テーブル２６を使用する。以下に示すｆｌｇは、左右端の探索に正の累積テーブル２５を用いるか負の累積テーブル２６を用いるかを示すフラグである。ｆｌｇが１の場合には、左端の探索には負の累積テーブル２６を使用し、右端の探索には正の累積テーブル２５を使用する。一方、ｆｌｇが０の場合には、左端の探索には正の累積テーブル２５を使用し、右端の探索には負の累積テーブル２６を使用する。
In step S504, the palm
Here, when light is applied to the palm from the left direction, the left area of the finger becomes white and the right area of the finger becomes black. Therefore, the position of the positive electrode large point [iP] is smaller than the position of the negative electrode large point [iM]. At this time, the left edge of the palm is white and the right edge of the palm is black. Therefore, the negative accumulation table 26 is used for the left end search, and the positive accumulation table 25 is used for the right end search. For the same reason, when the position of the positive large point [iP] is to the right of the position of the negative large point [iM], the positive accumulation table 25 is used for the left end search, and the negative end search is negative. The accumulation table 26 is used. The flg shown below is a flag indicating whether the positive accumulation table 25 or the negative accumulation table 26 is used for searching the left and right ends. When flg is 1, the negative accumulation table 26 is used for the left end search, and the positive accumulation table 25 is used for the right end search. On the other hand, when flg is 0, the positive accumulation table 25 is used for the left end search, and the negative accumulation table 26 is used for the right end search.
ステップＳ５０５では、掌位置検出部１２は、次の対応付け１を行う。
（対応付け１）
左側極大点＝正極大点[ｉＰ−１]
付け根０左端＝正極大点[ｉＰ]
付け根１左端＝正極大点[ｉＰ＋１]
付け根２左端＝正極大点[ｉＰ＋２]
付け根０右端＝負極大点[ｉＭ]
付け根１右端＝負極大点[ｉＭ＋１]
ｆｌｇ＝１
In step S505, the palm
(Association 1)
Left maximum point = positive electrode large point [iP-1]
flg = 1
一方、ステップＳ５０６では、掌位置検出部１２は、次の対応付け２を行う。
（対応付け２）
左側極大点＝負極大点[ｉＭ−１]
付け根０左端＝負極大点[ｉＭ]
付け根１左端＝負極大点[ｉＭ＋１]
付け根２左端＝負極大点[ｉＭ＋２]
付け根０右端＝正極大点[ｉＰ]
付け根１右端＝正極大点[ｉＰ＋１]
ｆｌｇ＝０
On the other hand, in step S506, the palm
(Association 2)
Left maximum point = negative electrode maximum point [iM-1]
flg = 0
次のステップＳ５０７では、掌位置検出部１２は、整合性の判定を行う。具体的には、掌位置検出部１２は、以下に示す整合性判定１〜４全てにおいて整合性あり（ＯＫ）と判定された場合に、検知可と判定して処理を終了する。一方、整合性判定１〜４のいずれかにおいて整合性なし（ＮＧ）と判定された場合には、ｉＰに１加算してステップＳ５０１の処理に戻る。ただし、加算後のｉＰが正極大点数と等しい場合には、検知否と判定して処理を終了する。なお、本実施形態では、整合性判定１〜４全てにおいて整合性あり（ＯＫ）と判定された場合にのみ検知可としているが、整合性判定１〜４のいずれかが整合性あり（ＯＫ）となった場合に検知可としてもよい。
In the next step S507, the
（整合性判定１：付け根位置の間隔の整合性判定）
・（付け根２左端の座標−付け根１左端の座標）＜（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＬＲ１
・（付け根２左端の座標−付け根１左端の座標）＞（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＬＲ２
・（付け根１右端の座標−付け根０右端の座標）＜（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＲ１
・（付け根１右端の座標−付け根０右端の座標）＞（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＲ２
のいずれかを満たす場合に、整合性なし（ＮＧ）と判定する。一方、いずれも満たさない場合に、整合性あり（ＯＫ）と判定する。ただし、ＬＲ１、ＬＲ２、ＲＲ１及びＲＲ２は予め設定された定数である。ＬＲ１はＬＲ２より小さい値である。ＲＲ１はＲＲ２より小さい値である。
(Consistency judgment 1: Consistency judgment of interval of base position)
・ (Coordinate of left end of base 2 -coordinate of left end of base 1) <(Coordinate of
・ (Coordinate of left end of base 2 -coordinate of left end of base 1)> (Coordinate of
・ (Coordinate of the right end of the base 1−coordinate of the right end of the base 0) <(coordinate of the left end of the base 1−coordinate of the left end of the base 0) × RR1
-(Coordinate of right end of base 1-Coordinate of right end of base 0)> (Coordinate of left end of base 1-Coordinate of left end of base 0) x RR2
If any of the above is satisfied, it is determined that there is no consistency (NG). On the other hand, if none of them is satisfied, it is determined that there is consistency (OK). However, LR1, LR2, RR1 and RR2 are preset constants. LR1 is smaller than LR2. RR1 is smaller than RR2.
（整合性判定２：付け根の累積値の整合性判定）
・付け根１左端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根１左端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
・付け根２左端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根２左端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
・付け根０右端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根０右端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
のいずれかを満たす場合に、整合性なし（ＮＧ）と判定する。一方、いずれも満たさない場合に、整合性あり（ＯＫ）と判定する。ただし、Ｖ１及びＶ２は予め設定された定数である。Ｖ１はＶ２より小さい値である。
(Consistency judgment 2: Consistency judgment of cumulative value of root)
・ Cumulative value of leftmost coordinate of
・ Cumulative value of leftmost coordinate of
-Cumulative value of leftmost coordinate of
-Cumulative value of leftmost coordinate of
-Cumulative value of coordinates at the right end of
-Cumulative value of the rightmost coordinate of
If any of the above is satisfied, it is determined that there is no consistency (NG). On the other hand, if none of them is satisfied, it is determined that there is consistency (OK). However, V1 and V2 are preset constants. V1 is a value smaller than V2.
（整合性判定３：左側極大点の整合性判定）
・（左側極大点の座標−付け根０左端の座標）≧（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＬ１
・（左側極大点の座標−付け根０左端の座標）≦（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＬ２
・左側極大点の座標の累積量≧付け根０左端の座標の累積量×ＶＬ１
・左側極大点の座標の累積量≦付け根０左端の座標の累積量×ＶＬ２
のすべてを満たす場合に、整合性なし（ＮＧ）と判定する。一方、いずれかが満たさない場合には、整合性あり（ＯＫ）と判定する。つまり、人差し指の左側(つまり親指の上側)に指のような特徴が発生している場合に、整合性なし（ＮＧ）となる。ただし、ＲＬ１、ＲＬ２、ＶＬ１及びＶＬ２は予め設定された定数である。ＲＬ１はＲＬ２より小さい値である。ＶＬ１はＶＬ２より小さい値である。左側極大点は、付け根０より左方向にある極大点である。
(Consistency judgment 3: Consistency judgment of left maximum point)
(Left maximum point coordinate-
(Left local maximum coordinate-
-Cumulative amount of left maximum coordinate> Cumulative amount of
-Cumulative amount of left maximum point coordinate ≤ Cumulative amount of leftmost coordinate of base 0 x VL2
If all of the above are satisfied, it is determined that there is no consistency (NG). On the other hand, if any of them is not satisfied, it is determined that there is consistency (OK). In other words, if there is a finger-like feature on the left side of the index finger (that is, the upper side of the thumb), there is no consistency (NG). However, RL1, RL2, VL1, and VL2 are preset constants. RL1 is smaller than RL2. VL1 is smaller than VL2. The left maximum point is a maximum point in the left direction from the
（整合性判定４：Ｙ方向微分累積値の整合性判定）
・座標γのＹ方向微分累積値＞付け根０のＹ方向微分累積値×ＹＡ
・座標γのＹ方向微分累積値＞付け根１のＹ方向微分累積値×ＹＡ
・付け根０のＹ方向微分累積値＜付け根１のＹ方向微分累積値×ＹＢ
のいずれかを満たす場合に、整合性なし（ＮＧ）と判定する。一方、いずれも満たさない場合に、整合性あり（ＯＫ）と判定する。ただし、Ｙ方向微分累積値は、絶対値を累積した累積テーブル２８の累積値である。また、ＹＡ及びＹＢは予め設定された定数である。ＹＡはＹＢより大きい値である。また、座標γは、座標γと付け根１の中点が付け根０となるような座標である。
(Consistency judgment 4: Consistency judgment of Y direction differential accumulation value)
・ Y direction differential cumulative value of coordinate γ> Y direction differential cumulative value of
・ Y direction differential cumulative value of coordinate γ> Y direction differential cumulative value of
-Y direction differential cumulative value of
If any of the above is satisfied, it is determined that there is no consistency (NG). On the other hand, if none of them is satisfied, it is determined that there is consistency (OK). However, the Y-direction differential accumulation value is an accumulation value of the accumulation table 28 in which absolute values are accumulated. YA and YB are preset constants. YA is larger than YB. Further, the coordinate γ is a coordinate such that the middle point of the coordinate γ and the
図１４に戻り説明を続ける。
ステップＳ４３６では、掌位置検出部１２は、左端の探索を行う。
図１７を参照して左端の探索処理を具体的に説明する。なお、説明を容易にするために、この図において以下のように値を定義する。
付け根幅：「付け根１左端の座標−付け根０左端の座標」と、「付け根２左端の座標−付け根１左端の座標」と、「付け根１右端の座標−付け根０右端の座標」と、の平均値。
付け根累積値：「付け根０右端の累積値」と、「付け根１右端の累積値」と、の平均値。ただし当該累積値は、ｆｌｇが１の場合には、上方領域２１における負の累積テーブル２４の累積値である。一方、ｆｌｇが０の場合には、当該累積値は上方領域２１における正の累積テーブル２３の累積値である。
Returning to FIG. 14, the description will be continued.
In step S436, the palm
The left end search process will be specifically described with reference to FIG. For ease of explanation, values are defined as follows in this figure.
Root width: Average of “
Root cumulative value: Average value of “cumulative value at the right end of the
図１７に示す累積テーブルは、ｆｌｇが１の場合には、下方領域２２における負の累積テーブル２６である。一方、ｆｌｇが０の場合には、下方領域２２における正の累積テーブル２５である。この図に示すグラフは、縦軸が累積値、横軸がＸ座標である。
まず、掌位置検出部１２は、座標ｌｓｘからｌｅｘ間の最大点を探す。座標ｌｅｘは、付け根０の右端の座標から付け根幅を減算した座標に「付け根幅×ｌｅｘＲａｔｅ」を加算した座標である。座標ｌｓｘは、付け根０の右端の座標から付け根幅を減算した座標に「付け根幅×ｌｓｘＲａｔｅ」を減算した座標である。ここで、最大点の累積値が所定の閾値未満の場合には、「付け根０右端−付け根幅」を左端とする。一方、最大点の累積値が閾値以上の場合には、ｌｅｘからｌｓｘ方向に、累積値が「付け根累積値×ＬＶＲａｔｅ」未満になる座標を探索し、その座標ｌｘを左端とする。ただし、ＬＶＲａｔｅ、ｌｓｘＲａｔｅ及びｌｅｘＲａｔｅは、予め設定された定数である。
The accumulation table shown in FIG. 17 is a negative accumulation table 26 in the
First, the palm
図１４に戻り説明を続ける。
ステップＳ４３７では、掌位置検出部１２は、右端の探索を行う。
図１８を参照して右端の探索処理を具体的に説明する。なお、説明を容易にするために、この図において以下のように値を定義する。
付け根幅：「付け根１左端の座標−付け根０左端の座標」と、「付け根２左端の座標−付け根１左端の座標」と、「付け根１右端の座標−付け根０右端の座標」と、の平均値。
付け根累積値：「付け根０左端の累積値」と、「付け根１左端の累積値」と、「付け根２左端の累積値」と、の平均値。ただし、当該累積値は、ｆｌｇが１の場合には、上方領域２１における正の累積テーブル２３の累積値である。一方、ｆｌｇが０の場合には、当該累積値は上方領域２１における負の累積テーブル２４の累積値である。
Returning to FIG. 14, the description will be continued.
In step S437, the palm
The right end search process will be described in detail with reference to FIG. For ease of explanation, values are defined as follows in this figure.
Root width: Average of “
Root cumulative value: Average value of “cumulative value at the left end of
図１８に示す累積テーブルは、ｆｌｇが１の場合には、下方領域２２における正の累積テーブル２５である。一方、ｆｌｇが０の場合には、下方領域２２における負の累積テーブル２６である。この図に示すグラフは、縦軸が累積値、横軸がＸ座標である。
まず、掌位置検出部１２は、座標ｒｓｘからｒｅｘ間の最大点を探す。座標ｒｅｘは、付け根２の左端の座標に付け根幅を加算した座標に「付け根幅×ｒｅｘＲａｔｅ」を加算した座標である。座標ｒｓｘは、付け根０の左端の座標に付け根幅を加算した座標に「付け根幅×ｒｓｘＲａｔｅ」を減算した座標である。ここで、最大点の累積値が所定の閾値未満の場合には、「付け根２左端＋付け根幅」を右端とする。一方、最大点の累積値が閾値以上の場合には、ｒｓｘからｒｅｘ方向に、累積値が「付け根累積値×ＲＶＲａｔｅ」未満になる座標を探索し、その座標ｒｘを右端とする。ただし、ＲＶＲａｔｅ、ｒｓｘＲａｔｅ及びｒｅｘＲａｔｅは、予め設定された定数である。
The accumulation table shown in FIG. 18 is a positive accumulation table 25 in the
First, the
次に、手法２における左右端検知処理について説明する。
図１９は、手法２における右端検知処理の流れを示すフローチャートである。この図に示す処理は、上述したステップＳ４３に対応する処理である。
まず、ステップＳ４１１では、掌位置検出部１２は、回転後の画像データにおけるＸ方向微分値の絶対値をＸ座標毎に累積して、累積テーブルを生成する。このとき、図２０に示す右領域のＸ方向微分値の絶対値が累積される。図２０は、画素値がＸ方向微分値である回転後の画像データを示す概略図である。
次のステップＳ４１２では、掌位置検出部１２は、当該累積テーブルに図８に示す平滑化処理を行う。次のステップＳ４１３では、掌位置検出部１２は、当該累積テーブルの極大点及び最大点を探索する。次のステップＳ４１４では、掌位置検出部１２は、掌の右端の探索を行う。
Next, the left and right end detection processing in
FIG. 19 is a flowchart showing the flow of the right end detection process in
First, in step S411, the palm
In the next step S412, the palm
ここで、掌の右端の探索処理について具体的に説明する。
掌位置検出部１２は、まず、当該累積テーブルの最大累積値が予め設定された閾値より小さいか否かを判定する。掌位置検出部１２は、最大累積値が閾値より小さい場合には、予め設定された座標を掌の右端とする。これは、当該画像データには掌の右端のエッジがないと判定するためである。
一方、掌位置検出部１２は、最大累積値が予め設定された閾値以上の場合には、最大点より左にある極大点であって、「最大累積値×ｍｉｎＲａｔｅ」以上の極大点を仮の右端とする。なお、「最大累積値×ｍｉｎＲａｔｅ」以上の極大点が複数存在する場合には、最も左に位置するものを仮の右端とする。なお、「最大累積値×ｍｉｎＲａｔｅ」以上の極大点が存在しない場合には、最大点を仮の右端とする。次に、掌位置検出部１２は、この仮の右端から右を探索し、累積値が「仮の右端×Ｒｒａｔｅ」未満になるとき、その位置の一つ左を右端とする。ただし、ｍｉｎＲａｔｅ及びＲｒａｔｅは、予め設定された値である。なお、累積値が「仮の右端×Ｒｒａｔｅ」未満にならないとき、当該終了位置の一つ左を右端とする。
Here, the process of searching for the right end of the palm will be described in detail.
The
On the other hand, when the maximum cumulative value is greater than or equal to a preset threshold value, the palm
また、手法２における左端探索処理では、上述したステップＳ４１１からＳ４１３の処理を図２０に示す左領域に対して行い、累積テーブルを生成する。
そして、掌位置検出部１２は、当該累積テーブルの最大累積値が予め設定された閾値より小さいか否かを判定する。掌位置検出部１２は、最大累積値が閾値より小さい場合には、予め設定された座標を掌の左端とする。これは、当該画像データには掌の左端のエッジがないと判定するためである。
一方、掌位置検出部１２は、最大累積値が予め設定された閾値以上の場合には、最大点より右にある極大点であって、「最大累積値×ｍｉｎＲａｔｅ」以上の極大点を仮の左端とする。なお、「最大累積値×ｍｉｎＲａｔｅ」以上の極大点が複数存在する場合には、最も右に位置するものを仮の左端とする。なお、「最大累積値×ｍｉｎＲａｔｅ」以上の極大点が存在しない場合には、最大点を仮の左端とする。次に、掌位置検出部１２は、この仮の左端から左を探索し、累積値が「仮の左端×Ｌｒａｔｅ」未満になるとき、その位置の一つ右を左端とする。ただし、Ｌｒａｔｅは、予め設定された値である。なお、累積値が「仮の左端×Ｌｒａｔｅ」未満にならないとき、当該終了位置の一つ右を左端とする。
Further, in the left end search process in
Then, the palm
On the other hand, when the maximum cumulative value is greater than or equal to a preset threshold value, the palm
［ステップＳ５：掌の下端検知］
次に、掌位置検出部１２は、回転した画像データから掌の下端を検知する。具体的には、掌位置検出部１２は、予め設定された掌の縦横比を用いて、上述したステップＳ３及びＳ４で算出した掌の上端及び左右端の座標から下端の座標を算出する。
[Step S5: Detection of the lower end of the palm]
Next, the
［ステップＳ６：掌位置座標の計算］
次に、掌位置検出部１２は、上述したステップＳ３からＳ５で検知した掌の上端、左右端、下端の座標を、画像データの中心を軸にα’度回転させて、回転前の画像データ（撮像データ）における掌の上端、左右端、下端の座標を算出して処理を終了する。
[Step S6: Calculation of Palm Position Coordinates]
Next, the palm
このように、本実施形態によれば、撮影された画像における掌の上端及び左右端を検出することができる。このため、掌紋認証に用いるマスターデータに撮像された画像の大きさ及び方向を補正することができる。これにより、カメラと掌との距離、掌の方向及び撮影画像から得られる掌紋の範囲が登録時と異なる場合でも、正しく掌紋認証を行うことが可能になる。よって、携帯電話端末でも、掌紋認証を行うことができる。 Thus, according to this embodiment, the upper end and the left and right ends of the palm in the captured image can be detected. Therefore, it is possible to correct the size and direction of the image captured in the master data used for palmprint authentication. Thereby, even when the distance between the camera and the palm, the direction of the palm, and the range of the palm print obtained from the photographed image are different from those at the time of registration, the palm print authentication can be performed correctly. Therefore, palm print authentication can be performed even with a mobile phone terminal.
また、図１に示す掌紋認証装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、掌紋認証処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
Further, a program for realizing the function of the palm print authentication apparatus shown in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed, thereby executing the palm print. Authentication processing may be performed. Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to
１…掌紋認証装置 １０…電話機能部 １１…カメラ １２…掌位置検出部 １３…画像補正部 １４…画像認識部 １５…画像抽出部 １６…画像変換部 １７…照合部 １８…掌紋ＤＢ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記画像の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右方向を検出する掌左右方向検出手段と、
前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化の境目に基づいて前記画像内の掌の上端の座標を検出する上端検出手段と、
前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右端の座標を検出する左右端検出手段と、
前記掌の上端の座標及び前記掌の左右端の座標から前記画像内の掌の下端の座標を検出する下端検出手段と、
を備えることを特徴とする掌位置検出装置。 A palm position detection device that detects the position of a palm in an image in which the palm side of the hand is captured,
A palm left-right direction detecting means for detecting a left-right direction of the palm in the image based on a change in a pixel value of the image;
Upper end detecting means for detecting coordinates of the upper end of the palm in the image based on a boundary between pixel values of the palm in the horizontal direction of the image;
Left and right edge detection means for detecting coordinates of left and right edges of the palm in the image based on a change in a pixel value in the left and right direction of the palm of the image;
A lower end detecting means for detecting the coordinates of the lower end of the palm in the image from the coordinates of the upper end of the palm and the coordinates of the left and right ends of the palm;
A palm position detecting device comprising:
前記掌の上端の座標、前記掌の左右端の座標及び前記掌の下端の座標を回転前の画像の座標に変換する変換手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の掌位置検出装置。 Rotating means for rotating the image for the coordinate detection based on the horizontal direction of the palm;
Conversion means for converting the coordinates of the upper end of the palm, the coordinates of the left and right ends of the palm and the coordinates of the lower end of the palm to the coordinates of the image before rotation;
The palm position detecting device according to claim 1, further comprising:
四角形の画像フォーマットの所定の一辺の方向における第１の微分値と前記所定の一辺と直交する辺の方向における第２の微分値を成分とする１次微分ベクトルを前記画像の各画素について算出するベクトル算出手段と、
前記１次微分ベクトルの長さを算出するベクトル長算出手段と、
前記所定の一辺の方向に対する前記１次微分ベクトルの角度を算出する角度算出手段と、
前記画像における各画素の１次微分ベクトル長を前記角度毎に累積して累積テーブルを生成する累積テーブル生成手段と、
を有し、
前記累積テーブルにおいて最大値となる角度を掌の左右方向とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の掌位置検出装置。 The palm left-right direction detecting means comprises:
A primary differential vector having a first differential value in the direction of a predetermined side of the rectangular image format and a second differential value in a direction of a side orthogonal to the predetermined side as components is calculated for each pixel of the image. Vector calculation means;
Vector length calculating means for calculating the length of the first derivative vector;
An angle calculating means for calculating an angle of the primary differential vector with respect to the direction of the predetermined one side;
A cumulative table generating means for generating a cumulative table by accumulating a primary differential vector length of each pixel in the image for each angle;
Have
The palm position detection device according to claim 1, wherein an angle having a maximum value in the accumulation table is a left-right direction of the palm.
前記掌の左右方向の微分値を前記画像の各画素について算出する微分手段と、
前記微分値を前記掌の左右方向に直交する方向の座標毎に累積して累積テーブルを生成する累積テーブル生成手段と、
を有し、
当該累積テーブルにおいて、累積値の負の傾きが最大である座標を掌の上端とすることを特徴とする請求項１から３にいずれか１の項に記載の掌位置検出装置。 The upper end detection means includes
Differentiating means for calculating a left-right differential value of the palm for each pixel of the image;
Accumulating table generating means for accumulating the differential value for each coordinate in a direction orthogonal to the right-left direction of the palm to generate an accumulating table;
Have
The palm position detecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein in the accumulation table, a coordinate having a maximum negative slope of the accumulated value is set as an upper end of the palm.
掌の左領域における前記掌の左右方向の微分値を前記掌の左右方向の座標毎に累積した累積テーブルを生成し、当該累積テーブルにおいて、累積値の最大点より右方向にある極大点から左方向に探索して累積値が所定の値未満になった座標を掌の左端とする左端検出手段と、
掌の右領域における前記掌の左右方向の微分値を前記掌の左右方向の座標毎に累積した累積テーブルを生成し、当該累積テーブルにおいて、累積値の最大点より左方向にある極大点から右方向に探索して累積値が所定の値未満になった座標を掌の右端とする右端検出手段と、
を有することを特徴とする請求項１から４いずれか１の項に記載の掌位置検出装置。 The left and right end detection means includes
A cumulative table is generated by accumulating the left-right differential value of the palm in the left-hand region of the palm for each coordinate of the left-right direction of the palm, and in the cumulative table, the left from the local maximum point to the right of the maximum accumulated value A left end detecting means for searching in the direction and setting the coordinate whose accumulated value is less than a predetermined value as the left end of the palm;
A cumulative table is generated by accumulating the left-right differential value of the palm in the right-hand region of the palm for each coordinate of the left-right direction of the palm, and in the cumulative table, the right from the local maximum point to the left of the maximum point of the accumulated value A right end detection means for searching the direction and setting the coordinate where the accumulated value is less than a predetermined value as the right end of the palm;
The palm position detecting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the palm position detecting device is provided.
前記掌の左右方向の微分値を前記掌の左右方向の座標毎に累積した第１の累積テーブルと、指の付け根とを対応付ける対応付け手段と、
当該第１の累積テーブルの人差し指と中指の間にある付け根に対応する座標より左方向にある累積値の最大点から左方向に探索して、累積値が所定の値未満になった座標を掌の左端とする左端検出手段と、
当該第１の累積テーブルの薬指と小指の間にある付け根に対応する座標より右方向にある累積値の最大点から右方向に探索して、累積値が所定の値未満になった座標を掌の右端とする右端検出手段と、
を有することを特徴とする請求項１から４いずれか１の項に記載の掌位置検出装置。 The left and right end detection means includes
Association means for associating a first accumulation table in which the differential value of the palm in the left-right direction is accumulated for each coordinate in the left-right direction of the palm, and the base of the finger;
A search is made in the left direction from the maximum point of the accumulated value in the left direction from the coordinate corresponding to the root between the index finger and the middle finger in the first accumulation table, and the coordinate where the accumulated value is less than the predetermined value is determined. Left end detection means as the left end of
A search is made in the right direction from the maximum point of the accumulated value in the right direction with respect to the coordinate corresponding to the root between the ring finger and the little finger in the first accumulation table, and the coordinate where the accumulated value is less than the predetermined value is determined. Right end detection means as the right end of
The palm position detecting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the palm position detecting device is provided.
（条件１）
・（付け根２左端の座標−付け根１左端の座標）＜（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＬＲ１
・（付け根２左端の座標−付け根１左端の座標）＞（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＬＲ２
・（付け根１右端の座標−付け根０右端の座標）＜（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＲ１
・（付け根１右端の座標−付け根０右端の座標）＞（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＲ２
ただし、ＬＲ１、ＬＲ２、ＲＲ１及びＲＲ２は定数である。ＬＲ２はＬＲ１より大きい定数である。ＲＲ２はＲＲ１より大きい定数である。 7. A first consistency determining unit that determines that there is no consistency when any of the following conditions 1 is satisfied at a base of a finger associated with the first accumulation table. The palm position detection device described in 1.
(Condition 1)
・ (Coordinate of left end of base 2 -coordinate of left end of base 1) <(Coordinate of base 1 left end-coordinate of base 0 left end) × LR1
・ (Coordinate of left end of base 2 -coordinate of left end of base 1)> (Coordinate of base 1 left end-coordinate of base 0 left end) × LR2
・ (Coordinate of the right end of the base 1−coordinate of the right end of the base 0) <(coordinate of the left end of the base 1−coordinate of the left end of the base 0) × RR1
-(Coordinate of right end of base 1-Coordinate of right end of base 0)> (Coordinate of left end of base 1-Coordinate of left end of base 0) x RR2
However, LR1, LR2, RR1 and RR2 are constants. LR2 is a constant larger than LR1. RR2 is a constant larger than RR1.
（条件２）
・付け根１左端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根１左端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
・付け根２左端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根２左端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
・付け根０右端の座標の累積値＜付け根０左端の座標の累積値×Ｖ１
・付け根０右端の座標の累積値＞付け根０左端の座標の累積値×Ｖ２
ただし、Ｖ１及びＶ２は定数である。Ｖ２はＶ１より大きい定数である。 7. A second consistency determining unit that determines that there is no consistency when any of the following conditions 2 is satisfied at the base of the finger associated with the first accumulation table. The palm position detection device described in 1.
(Condition 2)
・ Cumulative value of leftmost coordinate of base 1 <cumulative value of leftmost coordinate of base 0 × V1
・ Cumulative value of leftmost coordinate of base 1> cumulative value of leftmost coordinate of base 0 × V2
-Cumulative value of leftmost coordinate of base 2 <Cumulative value of leftmost coordinate of base 0 x V1
-Cumulative value of leftmost coordinate of base 2> Cumulative value of leftmost coordinate of base 0 x V2
-Cumulative value of coordinates at the right end of base 0 <Cumulative value of coordinates at the left end of base 0 x V1
-Cumulative value of the rightmost coordinate of base 0> Cumulative value of the leftmost coordinate of base 0 x V2
However, V1 and V2 are constants. V2 is a constant larger than V1.
（条件３）
・（付け根０より左の極大点の座標−付け根０左端の座標）≧（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＬ１
・（付け根０より左の極大点の座標−付け根０左端の座標）≦（付け根１左端の座標−付け根０左端の座標）×ＲＬ２
・付け根０より左の極大点の座標の累積量≧付け根０左端の座標の累積量×ＶＬ１
・付け根０より左の極大点の座標の累積量≦付け根０左端の座標の累積量×ＶＬ２
ただし、ＲＬ１、ＲＬ２、ＶＬ１及びＶＬ２は定数である。ＲＬ２はＲＬ１より大きい定数である。ＶＬ２はＶＬ１より大きい定数である。 The third consistency determining unit that determines that there is no consistency when all of the following conditions 3 are satisfied at the base of the finger associated with the first accumulation table: Palm position detection device.
(Condition 3)
-(Maximum point coordinate to the left of base 0-Coordinate at the left end of base 0) ≥ (Coordinate at the left end of base 1-Coordinate at the left end of base 0) x RL1
・ (Coordinates of maximum point left of base 0 -coordinates of left end of base 0) ≤ (coordinates of base 1 left end -coordinates of base 0 left end) x RL2
-Cumulative amount of maximum point coordinate to the left of base 0 ≥ Cumulative amount of leftmost coordinate of base 0 x VL1
-Cumulative amount of maximum point coordinates to the left of base 0 ≤ Cumulative amount of leftmost coordinate of base 0 x VL2
However, RL1, RL2, VL1, and VL2 are constants. RL2 is a constant larger than RL1. VL2 is a constant larger than VL1.
（条件４）
・座標γの累積値＞付け根０の座標の累積値×ＹＡ
・座標γの累積値＞付け根１の座標の累積値×ＹＡ
・付け根０の座標の累積値＜付け根１の座標の累積値×ＹＢ
ただし、ＹＡ及びＹＢは定数である。ＹＡはＹＢより大きい定数である。座標γは、座標γと付け根１の座標の中点が付け根０の座標となるものである。 In the second accumulation table in which the differential value in the direction perpendicular to the left-right direction of the palm is accumulated for each coordinate in the left-right direction of the palm, and the base of the finger associated with the first accumulation table, the following conditions The palm position detecting device according to claim 6, further comprising a fourth consistency determining unit that determines that there is no consistency when any one of 4 is satisfied.
(Condition 4)
-Cumulative value of coordinate γ> Cumulative value of coordinate at base 0 × YA
・ Cumulative value of coordinate γ> Cumulative value of base 1 coordinate × YA
-Cumulative value of base 0 coordinate <Cumulative value of base 1 coordinate x YB
However, YA and YB are constants. YA is a constant larger than YB. The coordinate γ is such that the middle point of the coordinate γ and the base 1 coordinate becomes the base 0 coordinate.
請求項１から１０いずれか１の項に記載の掌位置検出装置と、
前記掌位置検出装置により検出された掌の位置に基づいて認証対象画像を抽出する画像抽出手段と、
特定の登録された人物にかかる掌紋の照合用画像を記憶する記憶手段と、
前記認証対象画像を前記記憶手段の照合用画像と照合することによりユーザ認証を行う照合手段と、
を備えることを特徴とする掌紋認証装置。 In a palmprint authentication apparatus that collects an image including a palmprint from a palm and performs authentication using the image,
The palm position detection device according to any one of claims 1 to 10,
Image extracting means for extracting an authentication object image based on the palm position detected by the palm position detecting device;
Storage means for storing a palmprint matching image for a specific registered person;
Collation means for performing user authentication by collating the authentication target image with the image for comparison in the storage means;
A palmprint authentication apparatus comprising:
前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化の境目に基づいて前記画像内の掌の上端の座標を検出するステップと、
前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右端の座標を検出するステップと、
前記掌の上端の座標及び前記掌の左右端の座標から前記画像内の掌の下端の座標を検出するステップと、
を実行させるためのプログラム。 Detecting a left-right direction of the palm in the image based on a change in a pixel value of the image, to a computer of a palm position detection device that detects the position of the palm in the image in which the palm side of the hand is imaged;
Detecting the coordinates of the upper end of the palm in the image based on the boundary of the pixel value change in the horizontal direction of the palm of the image;
Detecting coordinates of left and right edges of the palm in the image based on a change in a pixel value in the horizontal direction of the palm of the image;
Detecting the coordinates of the lower end of the palm in the image from the coordinates of the upper end of the palm and the coordinates of the left and right ends of the palm;
A program for running
前記画像の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右方向を検出するステップと、
前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化の境目に基づいて前記画像内の掌の上端の座標を検出するステップと、
前記画像の前記掌の左右方向の画素値の変化に基づいて前記画像内の掌の左右端の座標を検出するステップと、
前記掌の上端の座標及び前記掌の左右端の座標から前記画像内の掌の下端の座標を検出するステップと、
を含むことを特徴とする掌位置検出方法。 In the palm position detection method for detecting the position of the palm in the image where the palm side of the hand is imaged,
Detecting a left-right direction of a palm in the image based on a change in a pixel value of the image;
Detecting the coordinates of the upper end of the palm in the image based on the boundary of the pixel value change in the horizontal direction of the palm of the image;
Detecting coordinates of left and right edges of the palm in the image based on a change in a pixel value in the horizontal direction of the palm of the image;
Detecting the coordinates of the lower end of the palm in the image from the coordinates of the upper end of the palm and the coordinates of the left and right ends of the palm;
A palm position detection method comprising:
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