JP6532642B2 - 生体情報認証装置および生体情報処理方法 - Google Patents
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Description
(1)準備 画像の左上に注目画素を設定する。
(2)2値化 撮影画像に関して、注目画素の画素値が定められた閾値1よりも大きい場合には背景と判断し、出力画像の注目画素に対して値0を書き込む。そうでない場合には手領域と判断し、出力画像の注目画素に対して値1を書き込む。
(3)注目画素の移動 注目画素を1つ右に移動する。右端の場合には、1つ下の左端に移動する。右下の場合には終了する。
(4)繰り返し 上記の処理を繰り返す。
(1)準備 座標値を記憶する配列を用意する。点の個数を記憶する変数を用意して、0に初期化する。
(2)処理 画像の全画素を1つずつ順番に走査し、手輪郭を表す値2を持つ画素が見付かったらその左右の画素の値を調べる。ともに手領域を表す値1であった場合には、その画素は指の付け根と判定して画素の座標値を配列に記録し、点の個数を記憶する変数の値を1増加させる。
(1)準備 手首の左端と右端の座標値を記憶する変数を用意する。左端変数のx座標には−1、右端変数のx座標には画像サイズ以上の大きな数を代入する。
(2)処理 画像の最下行から所定の行数(例えば全行の1%)だけ走査し、手輪郭を表す値2を持つ画素が見付かったら以下の処理を行う。左側の隣接画素が背景を表す値0でかつ注目画素のx座標値が左端変数のx座標値よりも大きい場合には、左端変数に注目画素の座標値を代入する。右側の隣接画素が背景を表す値0でかつ注目画素のx 座標値が右端変数のx 座標値よりも小さい場合には、右端変数に注目画素の座標値を代入する。
上記処理後に、左端変数のx座標値か右端変数のx座標値が初期値のままの場合には、手首の両端は見付からなかったと判定する。この場合には、適宜再撮影を行う。図6(b)および表1は、図6(a)に対する特徴点の検出結果を表す図である。図6(b)において、検出位置が黒円で表されている。
(1)準備 手輪郭の特徴点の座標値の最小値および最大値をx、yごとに求め、それぞれxmin、xmax、ymin、ymaxとする。ただし、ここでは左右の対称性を考慮して、親指の付け根に相当する特徴点を除外する。親指の付け根かどうかは、例えば特徴点のy座標値の平均値に最も近いy座標値を持つ特徴点で判断することができる。正規化結果を格納する画像のサイズを、例えば、(xmax−xmin+1)×(ymax−ymin+1) とする。正規化画像の左上に注目画素を設定する。注目画素の座標値を表す変数をu,vとする。
(2)対応点の計算 注目画素の座標値(u,v)に対して、下式で計算される(x,y)を対応点と定める。
x=u+xmin
y=v+ymin
(3)画素値の計算 撮影画像の画素(x,y)の画素値を正規化画像の注目画素(u,v)の画素値とする。
(4)注目画素の移動 注目画素を1つ右に移動する。右端の場合には1段下の左端に移動する。右下の場合には終了する。再度、対応点の計算を行う。
(1)準備 正規化画像の左上に注目画素を設定する。注目画素の座標値を表す変数をu,vとする。
(2)対応点の計算 注目画素の座標値(u,v)に対して、z=f(s;θu,v)で定められるz=(x,y)を対応点と定める。
(3)画素値の計算 例えば(x,y)に最も近い撮影画像の画素の画素値を正規化画像の注目画素(u,v)の画素値とする。
(4)注目画素の移動 注目画素を1つ右に移動する。右端の場合には1段下の左端に移動する。右下の場合には終了する。再度、対応点の計算を行う。
(1)準備 ベクトルを記憶する変数aとカウンタを表す変数kとを用意し、ともに0を代入する。
(2)探索 注目画素の座標値(u,v)に対して、変換係数が算出されている近傍の画素(u´,v´)を1つ列挙する。無いときは、平均計算を行う。
(3)対応点の計算 z´=f(s;θu´,v´)を計算する。
(4)総和の計算 z´をaに加える。kの値を1増加させる。
(5)繰り返し 再び探索を行う。
(6)平均計算 z=a/kで最終的な対応点を定める。
より一般的には、変換係数が得られている画素との距離を考慮して補間を行う方法が考えられる。
(1)準備 画像の左上に注目画素を設定する。
(2)2値化 正規化画像に関して、注目画素の画素値が定められた閾値2よりも大きい場合には静脈以外と判断し、出力画像の注目画素に対して値0を書き込む。そうでない場合には静脈と判断し、出力画像の注目画素に対して値1を書き込む。
(3)注目画素の移動 注目画素を1つ右に移動する。右端の場合には、1つ下の左端に移動する。右下の場合には終了する。
(4)繰り返し 上記の処理を繰り返す。
(1)初期化 注目画素を静脈像1の左上とする。
(2)探索初期位置設定 探索位置を、静脈像2の注目画素と同じ位置とする。
(3)一致度計算 注目画像を中心とする所定の大きさの長方形領域と、探索位置を中心とする同じ大きさの長方形領域とを、それぞれ静脈像1、静脈像2に設定し、それぞれの内側での静脈像の一致度を算出する。一致度は、例えば、対応する画素がともに値1となる画素数を、対応する画素のどちらかが値1となる画素数で割った値を用いる。長方形が画像外に出る場合には画素値0とみなす。
(4)最大値計算 探索位置を所定の範囲内で移動し、その中で最大の一致度を与える探索位置を注目画素の対応点と判断し、その座標値を2次元配列に記録する。
(5)繰り返し 注目画素を1つ右に移動する。右端の場合には、1段下の左端に移動する。それ以上移動できない場合には終了する。
x´=x+a1
y´=y+a2
(1)初期化 平行移動を表すパラメータを保持する変数と、一時的に使用する画像と、最大一致度を保持する変数とを用意する。平行移動を表すパラメータは所定範囲の左上(最小値)に設定する。
(2)変換画像生成 各画素(x,y)に対して、平行移動の式で(x´,y´)を計算し、静脈像2のその画素の値を一時使用画像の画素(x,y)の値とする。
(3)一致度計算 静脈像1と一時使用画像との一致度を計算する。一致度として、例えば対応する画素がともに値1となる画素数を、対応する画素のどちらかが値1となる画素数で割った値を用いることができる。
(4)最大値計算 今回算出された一致度が最大一致度よりも大きい場合には、最大一致度を今回算出された一致度で置き換え、今回の平行移動パラメータを記録する。
(5)繰り返し 平行移動を表すパラメータを1画素分だけ右に移動(大きく)する。所定範囲の右端の場合には1段下の左端に移動する。それ以上移動できない場合には終了する。
(1)初期化 注目画素を画像左上に設定する。一致した画素の個数を保持する変数(カウンタ)と静脈像を構成する画素の個数を保持する変数とを用意し、それぞれ0に初期化する。
(2)画素値の比較 注目画素における、2枚の画像の画素の値を獲得して比較する。両者がともに静脈像を表していれば、一致個数のカウンタの値を1つ増加させる。どちらかが静脈像を表していれば、静脈像構成のカウンタの値を1つ増加させる。
(3)注目画素の移動 注目画素を1つ右に移動する。右端の場合には、1つ下の左端に移動する。右下の場合には終了する。
(4)繰り返し 再度、画素値の比較を行う。
(5)類似度出力 一致個数のカウンタの値を静脈像構成のカウンタの値で割った値を類似度とする。
y1,k=ah1+b,(ah2+b−y2,k)2 → minimize
a=(y2,k−y1,k)/(h2−h1)
b=y1,k−ah1
(1)変換係数をID毎に切り替えることができない。
(2)異なるIDの静脈像は位置合わせすることができない。
(3)正規化画像の座標系を定めることができない。
(1)については、認証時にIDが入力されないため、記憶手段203から変換係数を読み出せないことに起因する。(2)については、異なるIDの静脈像が全く異なるため、そもそも対応すべき点を定義できないことに起因する。(3)については、正規化画像の座標系を特定のIDの1枚目の撮影画像と定めることが不自然で不適切と考えられることに起因する。これらの課題があるため、実施例1に係る生体情報処理装置300を単純に1:N認証に適用することは困難である。
(1)変換係数を全IDで共通化する。
(2)異なるIDの静脈像については位置合わせを行わず、手輪郭に基づく標準的な正規化で定まる対応関係を用いる。
(3)正規化画像の座標系は手輪郭に基づく標準的な正規化で定める。
J1(a,b,c)=(30a+60b+c−10)2+(30a+55b+c−8)2+(25a+60b+c−10)2+(25a+55b+c−7)2
(1)初期化 ci(i=1,…m)に対して例えばランダムに1からLのいずれかの整数を割り当てる。
(2)評価関数の最小化 l=1,…Lに対して、評価関数Gl(θ)=Σci=lgi(θ)を最小にするθを求め、それをθ(l)と表す。
(3)クラスの再割り当て すべてのi(i=1,…m)に対して、l=1,…Lでgi(θ(l))が最小となるようなlを求め、ci=lに変更する。
(4)繰り返し クラスの割り当てが変化しなくなったら終了する。そうでない場合には、再度、評価関数の最小化を行う。
11 輪郭検出手段
12 特徴点検出手段
13 標準正規化手段
14 画像変換手段
20 抽出手段
30 位置合わせ手段
40 変換算出手段
50 登録手段
60 照合手段
70 判定手段
80 変換選択手段
100 端末
104 照射手段
105 撮影手段
106 ID入力手段
107 表示手段
108 開閉手段
200 サーバ
300 生体情報認証装置
Claims (5)
- 利用者を識別するためのIDを取得するID取得手段と、
同一の利用者から複数の生体画像を取得し、前記同一の利用者のIDに関連付ける画像取得手段と、
同一のIDに関連付けられた前記複数の生体画像から生体情報を抽出する抽出手段と、
前記生体情報に基づいて、前記複数の生体画像間で位置合わせを行う位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段の位置合わせ結果に基づいて算出された、座標に関する量を正規化するための変換係数を用いて前記座標に関する量を正規化する正規化手段と、
前記変換係数を格納する格納手段と、を備えることを特徴とする生体情報認証装置。 - 前記正規化手段は、前記ID取得手段によって取得されたIDに関連付けられた変換係数に基づいて、前記座標に関する量を正規化することを特徴とする請求項1記載の生体情報認証装置。
- 前記複数の生体画像から抽出された前記生体情報を登録する登録手段と、
前記画像取得手段が新たに取得した生体画像から前記抽出手段が抽出した生体情報の座標に関する量を、前記格納手段に格納された前記変換係数を用いて前記正規化手段が正規化することにより得られた生体情報と前記登録手段に登録された前記生体情報とを照合する照合手段と、を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の生体情報認証装置。 - ID取得手段によって、利用者を識別するためのIDを取得し、
画像取得手段によって、同一の利用者から複数の生体画像を取得し、前記同一の利用者のIDに関連付け、
同一のIDに関連付けられた前記複数の生体画像から生体情報を抽出し、
前記生体情報に基づいて、前記複数の生体画像間で位置合わせを行い、
前記位置合わせの結果に基づいて算出された、座標に関する量を正規化するための変換係数を用いて前記座標に関する量を正規化し、
前記変換係数を格納手段に格納する、ことを特徴とする生体情報処理方法。 - 前記複数の生体画像から抽出された前記生体情報を登録手段に登録し、
前記画像取得手段が新たに取得した生体画像から抽出した生体情報の座標に関する量を、前記格納手段に格納された前記変換係数を用いて正規化することにより得られた生体情報と前記登録手段に登録された前記生体情報とを照合する、ことを特徴とする請求項4記載の生体情報処理方法。
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