JP2008123207A - 登録装置、照合装置、登録方法、照合方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】識別対象のパターンの漏洩を低減できるようにする。
【解決手段】撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する表示制御手段と、生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動する駆動手段と、光により撮像面に投影される識別対象のパターンを抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出されたパターンを記憶手段に登録する登録手段とを設けるようにした。
【選択図】図９

Description

本発明は登録装置、照合装置、登録方法、照合方法及びプログラムに関し、バイオメトリクス認証に適用して好適なものである。

近年、生体的特徴の１つとして血管が着目されている。認証装置は、例えば指の撮像結果として得られる画像データの画像に映し出される血管の形状パターン（以下、これを血管パターンと呼ぶ）を抽出し、該抽出した血管パターンと、登録された血管パターンとの照合結果（相互相関値）が所定の閾値以上であるときには登録者本人であると承認するようになされている。

この種の認証装置には、指を撮像位置に正しく配置させるためのガイドが設けられることが多い（例えば特許文献１）。

ところで、ガイドを設けた場合、撮像装置を搭載する搭載対象の設計自由度がなくなるとともに、搭載対象が大型化するため、当該ガイドをなくしたいという要請がある。

この要請を解決する一の技術として、指における撮像画像及びガイド形状を表示するとともに、ガイド形状に対する撮像画像の距離を表示するようにしたものがある（例えば特許文献２）。
特開２００５−７１１１８公報 特開２００６−１４１５８９公報

しかしながら、指における撮像画像を表示した場合、血管も表示されるため、第三者に盗用される可能性が高くなり、識別対象の血管パターンが漏洩される結果を招くという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、識別対象のパターンの漏洩を低減し得る登録装置、照合装置、登録方法、照合方法及びプログラムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明は、登録装置であって、撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する表示制御手段と、生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動する駆動手段と、光により撮像面に投影される識別対象のパターンを抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出されたパターンを記憶手段に登録する登録手段とを設けるようにした。

また本発明は、照合装置であって、撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する表示制御手段と、生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動する駆動手段と、光により撮像面に投影される識別対象のパターンを抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出された識別対象のパターンと、登録された識別対象のパターンとを照合する照合手段とを設けるようにした。

さらに本発明は、登録方法であって、撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する第１のステップと、生体部位の内方における識別対象に特異的となる光を照射する第２のステップと、光により撮像面に投影される生体部位における識別対象のパターンを抽出する抽出する第３のステップと、抽出されたパターンを記憶手段に登録する第４のステップとを設けるようにした。

さらに本発明は、照合方法であって、撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する第１のステップと、生体部位の内方における識別対象に特異的となる光を照射する第２のステップと、光により撮像面に投影される生体部位における識別対象のパターンを抽出する抽出する第３のステップと、抽出された識別対象のパターンと、登録された識別対象のパターンとを照合する第４のステップとを設けるようにした。

さらに本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御すること、生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動させること、光により撮像面に投影される生体部位における識別対象のパターンを抽出すること、抽出されたパターンを記憶手段に登録することを実行させるようにした。

さらに本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御すること、生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動させること、光により撮像面に投影される生体部位における識別対象のパターンを抽出すること、抽出された識別対象のパターンと、登録された識別対象のパターンとを照合することを実行させるようにした。

本発明によれば、登録前又は照合前までは識別対象の撮像光を照射させずに生体部位を撮像面に結像させ、その生体部位を表示するようにしたことにより、血管を秘匿しながら、目標の指の配置位置に対する、現時点の指の配置位置をリアルタイムに視認させることができる、また、識別対象のパターンを抽出するまでは光源を駆動しない分だけ消費電力を低減するこができる。このようにして、物理的なガイド機構を設けることなく、識別対象のパターンの漏洩を低減することができる登録装置、照合装置、登録方法、照合方法及びプログラムを実現できる。

以下図面について、本発明を適用した一実施の形態を詳述する。

（１）本実施の形態による認証装置の全体構成
図１において本実施の形態による認証装置１を示す。この認証装置１は、制御部１０に対して、操作部１１、撮像部１２、フラッシュメモリ１３、表示部１４及び音声出力部１５をそれぞれバス１６を介して接続することにより構成される。

制御部１０は、認証装置１全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム及び設定情報が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むマイクロコンピュータとして構成される。

この制御部１０には、登録対象のユーザ（以下、これを登録者と呼ぶ）の血管を登録するモード（以下、これを血管登録モードと呼ぶ）の実行命令ＣＯＭ１又は登録者本人を承認するモード（以下、これを認証モードと呼ぶ）の実行命令ＣＯＭ２などの各種命令が、ユーザ操作に応じて操作部１１から与えられる。

制御部１０は、かかる実行命令ＣＯＭ１、ＣＯＭ２に基づいて実行すべきモードを決定し、この決定結果に対応するプログラムに基づいて、撮像部１２、フラッシュメモリ１３、表示部１４及び音声出力部１５を適宜制御することによって、血管登録モード又は認証モードを実行するようになされている。

（１−１）血管登録モード
具体的に制御部１０は、実行すべきモードとして血管登録モードを決定した場合、動作モードを血管登録モードに遷移し、撮像部１２を制御する。

この場合、撮像部１２の駆動部１２ａは、所定の撮像位置に近赤外光を照射する近赤外光光源ＬＳを駆動することにより点灯させるともに、撮像素子ＩＤを駆動することにより撮像処理を開始させる。

また駆動部１２ａは、被写体に焦点が合うように光学系ＯＰにおける光学レンズのレンズ位置を調整する。さらに駆動部１２ａは、制御部１０により設定された露出値（ＥＶ（Exposure Value）値）に基づいて、絞りＤＨの絞り値を調整するとともに、撮像素子ＩＤに対するシャッター速度（露出時間）を調整する。

この実施の形態における認証装置１では、撮像対象として指が採用されており、撮像位置に指が配された場合、近赤外光光源ＬＳから指に照射された近赤外光は、当該指内方を反射及び散乱するようにして経由し、血管を投影する血管投影光として撮像素子ＩＤに入射する。撮像素子ＩＤは、この血管投影光を所定周期で光電変換し、当該光電変換結果を画像信号Ｓ１_ｉ（ｉ＝１、２、３、……、ｍ（ｍは整数））として、駆動部１２ａを介して制御部１０に供給する。

制御部１０は、この画像信号Ｓ１_ｉのうち、操作部１１から登録開始命令が与えられた時点に入力される画像信号Ｓ１_ｍに対して所定の画像処理を施すことによって、画像に映し出される血管の血管パターンを抽出し、当該抽出された一の画像を、登録者のデータ（以下、これを登録画像データと呼ぶ）Ｄ１として、フラッシュメモリ１３に記憶することにより登録する。

このようにしてこの制御部１０は、血管登録モードを実行することができるようになされている。

（１−２）認証モード
一方、制御部１０は、実行すべきモードとして認証モードを決定した場合には、認証モードに遷移し、撮像部１２を制御する。

この場合、撮像部１２は、血管登録モードと同様にして、光学系ＯＰにおける光学レンズのレンズ位置する一方、制御部１０により設定された露出値に基づいて絞りＤＨの絞り値と、撮像素子ＩＤに対するシャッター速度とを調整し、当該調整後に撮像素子ＩＤから出力される画像信号Ｓ２_ｊ（ｊ＝１、２、３、……、ｎ（ｎは整数））を制御部１０に供給する。

制御部１０は、この画像信号Ｓ２_ｊに対して、上述の血管登録モードの場合と同一の画像処理を施し、当該画像処理結果として抽出される血管パターンと、フラッシュメモリ１３に登録された登録画像データＤ１の血管パターンとを照合する。

ここで、制御部１０は、この照合結果として、認証モードに遷移した時点から所定の期間が経過するまでに、所定の閾値以上となる画像相関が得られた場合、登録者であると認定し、この認定に対応付けられた処理を実行した後、この認証モードを終了する。

これに対して、制御部１０は、認証モードに遷移した時点から所定の期間が経過しても、所定の閾値以上となる画像相関が得られない場合、第三者であると認定し、この認定に対応付けられた処理を実行した後、この認証モードを終了する。

このようにしてこの制御部１０は、認証モードを実行することができるようになされている。

（２）制御部の具体的な処理内容
次に、制御部１０における処理を具体的に説明する。この認証装置１では、制御部１０における処理として、第１の処理形態又は第２の処理形態のいずれかの処理形態が採用される。

（２−１）第１の処理形態
まず、第１の処理形態を採用した場合における制御部１０の登録処理（血管登録モード）と、認証処理（認証モード）とを、フローチャートを用いて具体的に説明する。

（２−１−１）登録処理
第１の処理形態における制御部１０の登録処理（以下、これを第１の登録処理と呼ぶ）は、図２に示すフローチャートにしたがって実行される。

すなわち制御部１０は、血管登録モードの実行命令ＣＯＭ１（図１）を受けると、この第１の登録処理を開始し、ステップＳＰ１において、撮像部１２（図１）を駆動させ、続くステップＳＰ２において、該撮像部１２から供給される画像信号Ｓ１_ｉ（図１）に対して、例えば、ラプラシアンと呼ばれるフィルタ処理を施すことによって画像に映し出される指輪郭を抽出し、次のステップＳＰ３に進む。

制御部１０は、このステップＳＰ３において、指輪郭により囲まれる領域（以下、これを指領域と呼ぶ）のうち、登録対象となる血管部分に対して、視認困難なマスク効果となるマスク処理を施すことによって、当該指領域における血管を遮蔽する。

例えば、制御部１０は、図３に示すように、長手方向における指輪郭の中心線と、短手方向における指輪郭の中心線とをそれぞれ検出し、これら中心線を基準として、長手方向及び短手方向の指輪郭に向かって所定距離を隔てた矩形枠を、マスク対象の領域（以下、これを遮蔽領域と呼ぶ）ＡＲとして決定する。

そして制御部１０は、この遮蔽領域ＡＲを、ｘ×ｙ画素のブロックに分割し、これら各ブロックにおける画素の輝度値を、当該ブロックの輝度平均値に変更することによってモザイク状とするようになされている。

続いて、制御部１０は、ステップＳＰ４において、マスク処理後の画像データと、指を配すべき撮像面上での位置を表す画像（以下、これをテンプレートと呼ぶ）のデータとを合成してガイド表示画面を生成し、これを表示部１４（図１）に表示させる。

例えば、制御部１０は、図４に示すように、登録対象となる血管部分が遮蔽された指領域ＦＭ１_ｉと、指を配すべき撮像面上での位置として指の先端及び指の中心を示すＴ形状のガイドマークＧＭ１とでなるガイド表示画面を、表示部１４（図１）に表示させるようになされている。

続いて、制御部１０は、ステップＳＰ５において、操作部（図１）から登録開始命令を受けたか否かを判定し、次のステップＳＰ６において、該登録開始命令を受けた以降の画像信号Ｓ１_ｉの画像に映し出される指輪郭の有無により、指が撮像されている状態にあるか否かを判定する。

ここで、制御部１０は、登録開始命令を受けていない、又は、登録開始命令を受けたが指が撮像されていない状態であると判定した場合、ステップＳＰ２に戻って上述の処理を繰り返す。

このように制御部１０は、指が撮像されている状態で登録開始命令を受けるまでは、指を配すべき撮像面上での位置をガイドマークＧＭ１として表示するとともに、登録対象となる血管部分を遮蔽した指領域ＦＭ１_ｉを撮像周期ごとに表示することによって、血管を視認させることなく、所定の撮像位置に指を案内することができるようになされている。

一方、制御部１０は、指が撮像されている状態で登録開始命令を受けたと判定した場合、次のステップＳＰ７に進んで、上述のステップＳＰ３のマスク処理モードから、血管パターンの抽出処理モードに画像処理モードを切り換えるとともに、ガイド表示画面の表示を停止させる又はガイド表示画面における指領域の画像ＦＭ１_ｉの更新を停止させた後、次のステップＳＰ８において、指輪郭が抽出された画像データに対して、例えば、平滑化処理、２値化処理及び細線化処理を順次施すことによって画像に映し出される血管パターンを抽出し、次のステップＳＰ９に進む。

そして制御部１０は、このステップＳＰ９において、血管パターンが抽出された一の画像データを、登録画像データＤ１としてフラッシュメモリ１３（図１）に登録し、次のステップＳＰ１０において、撮像部１２（図１）を停止させた後、この第１の登録処理を終了する。

このようにして制御部１０は、第１の登録処理を実行することができるようになされている。

（２−１−２）認証処理
一方、第１の処理形態における制御部１０の認証処理（以下、これを第１の認証処理と呼ぶ）は、図５に示すフローチャートにしたがって実行される。

すなわち制御部１０は、認証モードの実行命令ＣＯＭ２（図１）を受けると、この第１の認証処理を開始し、ステップＳＰ１１において、撮像部１２（図１）を駆動させ、続くステップＳＰ１２において、予め設定された照合時間の計測を開始し、次のステップＳＰ１３に進む。

制御部１０は、このステップＳＰ１３において、撮像部１２から供給される画像信号Ｓ２_ｊ（図１）に対して所定のフィルタ処理を施すことによって画像に映し出される指輪郭を抽出した後、続くステップＳＰ１４において、当該抽出結果として得られる画像データに対して、上述の第１の登録処理の場合と同一のマスク処理及び血管パターン抽出処理をそれぞれ施す。

そして制御部１０は、次のステップＳＰ１５において、マスク処理後の画像データと、フラッシュメモリ１３（図１）に登録された登録画像データＤ１（図１）とを合成してガイド表示画面を生成し、これを表示部１４（図１）に表示させる。

例えば、制御部１０は、図６に示すように、登録対象となる血管部分が遮蔽された指領域ＦＭ１_ｊと、登録時点における指の撮像位置として指の輪郭を示すガイドマークＧＭ２とでなるガイド表示画面を、表示部１４（図１）に表示させるようになされている。

続いて、制御部１０は、次のステップＳＰ１６において、ステップＳＰ１４における血管パターン抽出処理後の画像データと、フラッシュメモリ１３（図１）に登録された登録画像データＤ１（図１）の血管パターンとを照合し、次のステップＳＰ１７において、当該照合結果として、所定の閾値以上となる画像相関が得られたか否かを判定する。

ここで、制御部１０は、所定の閾値以上となる画像相関が得られなかったときには、次のステップＳＰ１８において、所定の照合期間が経過したか否かを判定し、該照合期間が経過するまで、ステップＳＰ１３に戻って上述の処理を繰り返す。

このように制御部１０は、照合期間が経過するまでは、登録時点における指の撮像位置をガイドマークＧＭ２として表示するとともに、照合対象となる血管部分を遮蔽した指領域ＦＭ１_ｊを撮像周期ごとに表示することによって、血管を視認させることなく、登録時点における指の撮像位置に指を案内することができるようになされている。

一方、制御部１０は、照合期間が経過するまでに所定の閾値以上となる画像相関が得られた場合には、登録者であると認定し、ステップＳＰ１９に進んで、この認定に対応付けられた処理として、例えば、複数の動作モードのうち制限対象とされた動作モードの制限を解除するとともに、その旨を表示部１４（図１）及び音声出力部１５（図１）を介して通知した後、この認証処理を終了する。

他方、制御部１０は、所定の閾値以上となる画像相関が得られないまま、照合期間が経過した場合には、第三者であると認定し、ステップＳＰ２０に進んで、この認定に対応付けられた処理として、例えば、表示部１４（図１）及び音声出力部１５（図１）を介して、登録者として承認できないことを視覚的及び聴覚的に通知し、この認証処理を終了する。

このようにして制御部１０は、第１の認証処理を実行することができるようになされている。

（２−１−３）第１の処理形態を採用した場合における作用効果
以上の第１の処理形態を採用した場合において、この認証装置１は、指の撮像結果として得られる画像のうち、指領域における登録対象部分の血管をモザイク状とすることにより遮蔽する。

そして認証装置１は、血管登録モードの場合、指先及び指の中心を配すべき撮像面上での位置をＴ字状のガイドマークＧＭ１と、登録対象部分の血管が遮蔽された指領域ＦＭ１_ｉとを撮像周期ごとに表示する（図４）。

一方、認証装置１は、認証モードの場合、登録時点の撮像位置を指の輪郭形状のガイドマークＧＭ２と、登録対象部分の血管が遮蔽された指領域の画像ＦＭ１_ｊとを撮像周期ごとに表示する（図６）。

したがってこの認証装置１は、血管を秘匿しながら、目標の指の配置位置に対する、現時点の指の配置位置をリアルタイムに視認させることができ、この結果、物理的なガイド機構を設けることなく、血管パターンの漏洩を低減することができる。

また、この認証装置１は、登録時のガイドマークＧＭとして、指先及び指の中心をＴ字状で示すことにより、指の長さ及び幅に個人差があっても同条件下で位置決めさせることができる。一方、認証時のガイドマークＧＭとして、登録時点の撮像位置を指の輪郭形状で示すことにより、登録者に対してより一段と位置合わせし易くさせることができる。

（２−１−４）第１の処理形態の変形例
なお、上述の第１の処理形態では、遮蔽手段として、遮蔽領域ＡＲ（図３）をモザイク状とするマスク処理を施すようにした場合について述べたが、これに限らず、例えば、当該遮蔽領域ＡＲ（図３）を放射状とする、縞模様状とする、ブロック単位で入れ換える、ノイズを加える、他の画像に置き換える等のマスク処理を施すようにしてもよい。また、複数のマスク処理を施すようにしてもよい。要は、遮蔽領域ＡＲが視認困難となる領域として生成される処理であれば、この他種々のものを適用することができる。

また、かかる遮蔽領域ＡＲとして、上述の第１の処理形態では、指領域の中心部分を採用したが、これ以外の部分でもよく、あるいは、指領域全部であってもよい。

さらに、マスク処理を施すことに代えて、例えば図７に示すように、複数の撮像位置に対応させて、撮像面上における指輪郭を表す画像ＩＭ１〜ＩＭ９をテンプレートとしてＲＯＭ等に予め記憶させておき、これら画像ＩＭ１〜ＩＭ９のうち、輪郭抽出結果として得られる撮像画像と最も近似する画像ＩＭを、テンプレートデータ又は登録画像データＤ１との合成対象とするようにしてもよい。このようにすれば、血管登録モードにおけるステップＳＰ４（図２）での処理又は認証モードにおけるステップＳＰ１５（図５）での処理負荷を低減することができる。

また、上述の第１の処理形態では、指を配すべき撮像面上での位置として、指の先端及び指の中心を示すＴ形状のガイドマークＧＭ１を適用するようにした場合について述べたが、これに限らず、この他種々の形状のガイドマークを適用することができる。また、ガイドマークと、実際の配置環境を模した背景とからなるテンプレートを適用するようにしてもよい。このようにすれば、臨場感のあるガイド表示が可能となるため、ユーザフレンドリ（使い勝手）を向上することができる。

さらに、上述の第１の処理形態では、マスク処理後の画像と、指を配すべき撮像面上での位置を表す画像（テンプレート）との合成結果を、ガイド表示画面として表示部１４に表示するようにした場合について述べたが、マスク処理後の画像だけを、ガイド表示画面として表示部１４に表示するようにしてもよい。

このようにした場合、マスク処理後の画像の中心（撮像位置）と、その画像に映し出される指（遮蔽領域ＡＲが遮蔽された生体部位）とによって、目標の指の配置位置に対する、現時点の指の配置位置を間接的に視認させることができるため、おおまかなガイド表示をすることができる。

ただし、ガイド機能を有する物理的な構成要素が指を配すべき位置に設けられている、つまり、指が配される位置に対してガイド部が設けられている実施の形態であれば、撮像部１２での撮像結果として得られる画像には、当該ガイド部が映し出されている。したがって、このような実施の形態であれば、マスク処理後の画像だけを用いるようにしても、血管が遮蔽された生体部位と、指を配すべき撮像面上での位置とを表示することができるため、上述の第１の処理形態と同様の効果を奏する。

さらに、上述の第１の処理形態では、指を配すべき位置と、現時点の指の撮像位置とを表示するようにした場合について述べたが、これに加えて、撮像環境における良悪の指標を表示するようにしてもよい。

この指標を表示しない場合、撮像環境に応じて、例えば、認証装置１の所定位置に配した指に対する照度が局所的に大きくなる等によって、登録時及び認証時ともに同位置で撮像しても、撮像された指の血管部分が変化するといったケースが想定される。したがって、撮像環境における良悪の指標を表示すれば、このケースをユーザ自らが排除でき、この結果、ユーザフレンドリ（使い勝手）を向上することができることになる。

かかるケースの解決策として、一般に、撮像位置に配される指を覆う等して外光を遮蔽する物理的な遮蔽機構を設ける場合が多い。しかし、小型化の要請が強い、あるいは設計自由度が少ないなどの理由により、この物理的な遮蔽機構を設けられないような場合に、特に有用となる。

具体的には、例えば、輪郭抽出処理（ステップＳＰ２（図２）と及びステップＳＰ１３（図５））の後、制御部１０は、当該輪郭抽出処理結果として得られる撮像画像のうち、指領域における輝度分布又は輝度平均値等の輝度状態を算出する。

そして制御部１０は、撮像環境が良好であるものとして規定された輝度状態の範囲（以下、これを第１の範囲と呼ぶ）、該撮像環境が良好ではないが粗悪ではないものとして規定された輝度状態の範囲（以下、これを第２の範囲と呼ぶ）、撮像環境が粗悪であるとして規定された輝度状態の範囲（以下、これを第３の範囲と呼ぶ）のうち、いずれに該当するかを判定する。

撮像環境が粗悪となる場合、このことは指に対する照度のばらつきが大きくなることを意味し、この場合、輝度分布は、そのばらつきが大きいほど平坦化し、輝度平均は、そのばらつきが大きいほど高値となる。

ここで、制御部１０は、撮像画像の輝度状態が第１の範囲内にあるときには、ステップＳＰ３又はステップＳＰ１４において、視認困難である強いマスク効果となるマスク処理を施す。一方、撮像画像の輝度状態が第２の範囲内にあるときには、第１の範囲に比して弱いマスク効果であるが視認困難となるマスク処理を施す。他方、撮像画像の輝度状態が第３の範囲内にあるときには、視認可能なマスク効果となるマスク処理を施す又はマスク処理を停止する。

このようにして、マスク効果の程度を、撮像環境における良悪の指標として表示することができる。このようにすれば、ユーザは、マスク効果が視認できないものであれば、現時点の撮像環境は良好なものと判断することができ、一方、マスク効果が視認できるものであれば、現時点の撮像環境は粗悪なものと判断することができる。

また、マスク処理を施すことに代えて、図７に示したテンプレートの画像ＩＭを表示する場合、制御部１０は、撮像画像の輝度状態が第１の範囲内にあるときには、ステップＳＰ３又はステップＳＰ１４において、輪郭抽出結果として得られる撮像画像と最も近似する画像ＩＭに対して、図８（Ａ）に示すように、多量の擬似血管パターンを付す。一方、撮像画像の輝度状態が第２の範囲内にあるときには、当該画像ＩＭに対して、図８（Ｂ）に示すように、中程度の量の擬似血管パターンを付す。他方、撮像画像の輝度状態が第３の範囲内にあるときには、当該画像ＩＭに対して、図８（Ｃ）に示すように、少量の擬似血管パターンを付す。

このようにして擬似血管パターン量の程度を、撮像環境における良悪の指標として表示することができる。このようにすれば、ユーザは、擬似血管パターン量が多ければ、現時点の撮像環境は良好なものと判断することができ、一方、擬似血管パターン量が少なければ、現時点の撮像環境は粗悪なものと判断することができる。

ちなみに、撮像環境の評価を、指領域おける輝度状態により行うようにしたが、画像内に占める血管量により行うようにしてもよい。また、撮像環境における良悪の指標を、マスク効果の程度又は擬似血管パターン量の程度により表わすようにしたが、「現在の撮像環境は△△です」等といったように、コメントにより表わすようにしてもよい。

このように、輪郭抽出結果として得られる撮像画像の指領域における血管量を、輝度状態により簡易的に、又は、直接的にｎ段階で評価し、その評価結果を、表示することで、おおまかな撮像環境をリアルタイムに視認させることができる。したがって、ユーザに対して、適正位置に指を置いたとしても、撮像環境が悪いので登録開始すべきでないことを把握させることができ、かくしてユーザフレンドリ（使い勝手）を向上することができる。

（２−２）第２の処理形態
次に、第２の処理形態を説明する。この第２の処理形態は、血管の撮像光である近赤外光の非照射状態で指を撮像することによって血管を遮蔽する点で、画像処理（マスク処理）を施すことによって遮蔽する第１の処理形態とは相違する。この第２の処理形態を採用した場合における制御部１０の登録処理（血管登録モード）と、認証処理（認証モード）とを、フローチャートを用いて具体的に説明する。

（２−２−１）登録処理
第２の処理形態における制御部１０の登録処理（以下、これを第２の登録処理と呼ぶ）は、図９に示すフローチャートにしたがって実行される。

すなわち制御部１０は、血管登録モードの実行命令ＣＯＭ１（図１）を受けると、この第２の登録処理を開始し、ステップＳＰ２１において、近赤外光光源ＬＳ（図１）を除いて撮像部１２（図１）を駆動させる。

ここで、近赤外光は、上述したように血管のヘモグロビンに特異的に吸収されるものである。したがって、近赤外光を指に照射した場合には、その指内方における血管を投影した近赤外光が撮像部１２に入射し、当該撮像部１２での撮像結果として得られる画像は、図１０（Ａ）に示すようになる。

一方、近赤外光を指に照射しない場合には、その指を投影した可視光が撮像部１２に入射することになるので、当該撮像部１２での撮像結果として得られる画像は、図１０（Ｂ）に示すようになる。この図１０からも明らかなように、近赤外光光源ＬＳ（図１）を除いて撮像部１２を駆動した場合、該撮像部１２から供給される画像には血管の全てが遮蔽されることとなる。

制御部１０は、上述の第１の登録処理の場合と同様に、続くステップＳＰ２２において、この撮像画像に映し出される指輪郭を抽出し、次のステップＳＰ２３に進んで、例えば図１１に示すように、該指輪郭により囲まれる指領域ＦＭ２_ｉと、指を配すべき撮像面上での位置として指の先端及び指の中心を示すＴ形状のガイドマークＧＭ１とでなるガイド表示画面を、表示部１４（図１）に表示させる。

続いて、制御部１０は、ステップＳＰ２４において、操作部（図１）から登録開始命令を受けたか否かを判定し、次のステップＳＰ２５において、該登録開始命令を受けた以降の画像信号Ｓ１_ｉの画像に映し出される指輪郭の有無により、指が撮像されている状態にあるか否かを判定する。

ここで、制御部１０は、登録開始命令を受けていない、又は、登録開始命令を受けたが指が撮像されていない状態であると判定した場合、ステップＳＰ２２に戻って上述の処理を繰り返す。

このように制御部１０は、指が撮像されている状態で登録開始命令を受けるまでは、指を配すべき撮像面上での位置をガイドマークＧＭ１と、近赤外光の非照射状態で指を撮像した結果得られる指領域ＦＭ２_ｉとを撮像周期ごとに表示することによって、血管を視認させることなく、所定の撮像位置に指を案内することができるようになされている。

一方、制御部１０は、登録開始命令が与えられたと判定した場合、次のステップＳＰ２６に進んで、近赤外光光源ＬＳを駆動させて、撮像部１２に対する撮像対象を指から血管に切り換るとともに、ガイド表示画面の表示を停止させる又はガイド表示画面における指領域ＦＭ２_ｉの更新を停止させた後、次のステップＳＰ２７に進む。

制御部１０は、このステップＳＰ２７において、指輪郭が抽出された画像データに対して、例えば、平滑化処理、２値化処理及び細線化処理を順次施すことによって画像に映し出される血管パターンを抽出し、次のステップＳＰ２８に進む。

制御部１０は、このステップＳＰ２８において、血管パターンが抽出された一の画像データを、登録画像データＤ１としてフラッシュメモリ１３（図１）に登録し、次のステップＳＰ２９において、撮像部１２（図１）を停止させた後、この第２の登録処理を終了する。

このようにして制御部１０は、第２の登録処理を実行することができるようになされている。

（２−２−２）認証処理
一方、第２の処理形態における制御部１０の認証処理（以下、これを第２の認証処理と呼ぶ）は、図１２に示すフローチャートにしたがって実行される。

すなわち制御部１０は、認証モードの実行命令ＣＯＭ２（図１）を受けると、この第２の認証処理を開始し、上述の第２の登録処理の場合と同様に、ステップＳＰ３１において、赤外光光源ＬＳ（図１）を除いて撮像部１２（図１）を駆動させ、続くステップＳＰ３２において、この撮像画像に映し出される指輪郭を抽出し、次のステップＳＰ３３に進んで、図１３に示すように、該指輪郭により囲まれる指領域ＦＭ２_ｊと、登録時点における指の撮像位置として指の輪郭を示すガイドマークＧＭ２とでなるガイド表示画面を、表示部１４（図１）に表示させる。

続いて、制御部１０は、ステップＳＰ３４において、操作部（図１）から照合開始命令を受けたか否かを判定し、次のステップＳＰ３５において、該照合開始命令を受けた以降の画像信号Ｓ２_ｊの画像に映し出される指輪郭の有無により、指が撮像されている状態にあるか否かを判定する。

ここで、制御部１０は、照合開始命令を受けていない、又は、照合開始命令を受けたが指が撮像されていない状態であると判定した場合、ステップＳＰ３２に戻って上述の処理を繰り返す。

このように制御部１０は、指が撮像されている状態で照合開始命令を受けるまでは、照合処理を行わずに、登録時点における指の撮像位置を指の輪郭形状のガイドマークＧＭ２と、近赤外光の非照射状態で指を撮像した結果得られる指領域ＦＭ２_ｊとを撮像周期ごとに表示することによって、血管を視認させることなく、所定の撮像位置に指を案内することができるようになされている。

一方、制御部１０は、登録開始命令が与えられたと判定した場合、次のステップＳＰ３６に進んで、近赤外光光源ＬＳを駆動させて、撮像部１２に対する撮像対象を指から血管に切り換え、次のステップＳＰ３７において、予め設定された照合時間の計測を開始し、次のステップＳＰ３８に進む。

制御部１０は、このステップＳＰ３８において、撮像部１２から供給される画像信号Ｓ２_ｊ（図１）に対して、例えば、平滑化処理、２値化処理及び細線化処理を順次施すことによって画像に映し出される血管パターンを抽出した後、続くステップＳＰ３９において、フラッシュメモリ１３（図１）に登録された登録画像データＤ１（図１）の血管パターンと照合し、次のステップＳＰ４０において、当該照合結果として、所定の閾値以上となる画像相関が得られたか否かを判定する。

ここで、制御部１０は、所定の閾値以上となる画像相関が得られなかったときには、次のステップＳＰ４１において、所定の照合期間が経過したか否かを判定し、該照合期間が経過するまで、ステップＳＰ３８に戻って上述の処理を繰り返す。

一方、制御部１０は、照合期間が経過するまでに所定の閾値以上となる画像相関が得られた場合には、登録者であると認定し、ステップＳＰ４２に進んで、この認定に対応付けられた処理として、例えば、複数の動作モードのうち制限対象とされた動作モードの制限を解除するとともに、その旨を表示部１４（図１）及び音声出力部１５（図１）を介して通知した後、この認証処理を終了する。

他方、制御部１０は、所定の閾値以上となる画像相関が得られないまま、照合期間が経過した場合には、第三者であると認定し、ステップＳＰ４３に進んで、この認定に対応付けられた処理として、例えば、表示部１４（図１）及び音声出力部１５（図１）を介して、登録者として承認できないことを視覚的及び聴覚的に通知し、この認証処理を終了する。

このようにして制御部１０は、第２の認証処理を実行することができるようになされている。

（２−２−３）第２の処理形態を採用した場合における作用効果
以上の第２の処理形態を採用した場合において、この認証装置１は、操作部１１（図１）から登録又は照合開始命令を受けるまでは、撮像部１２（図１）を、近赤外光光源ＬＳ（図１）を除いて駆動させる。

そして認証装置１は、血管登録モードの場合、近赤外光光源ＬＳが非点灯であることにより撮像結果として指領域ＦＭ２_ｉの血管が遮蔽された状態となる画像と、指先及び指の中心を配すべき撮像面上での位置をＴ字状のガイドマークＧＭ１とを撮像周期ごとに表示する（図９）。

一方、認証装置１は、認証モードの場合、近赤外光光源ＬＳが非点灯であることにより撮像結果として指領域ＦＭ２_ｉの血管が遮蔽された状態となる画像と、登録時点の撮像位置を指の輪郭形状のガイドマークＧＭ２とを撮像周期ごとに表示する（図１１）。

したがって、この認証装置１は、上述の第１の処理形態を採用した場合と同様に、血管を秘匿しながら、目標の指の配置位置に対する、現時点の指の配置位置をリアルタイムに視認させることができる。

これに加えて、第２の処理形態を採用した場合、画像処理（マスク処理）を施すことによって遮蔽する第１の登録処理に比して、該遮蔽処理に関する負荷が省略される分だけ低減できるとともに、近赤外光光源ＬＳを点灯しない分だけこの認証装置１における消費電力を低減するこができる。

（２−２−４）第２の処理形態の変形例
上述の第２の処理形態では、指を配すべき撮像面上での位置として、指の先端及び指の中心を示すＴ形状のガイドマークＧＭ１を適用するようにした場合について述べたが、これに限らず、この他種々の形状のガイドマークを適用することができる。また、ガイドマークと、実際の配置環境を模した背景とからなるテンプレートを適用するようにしてもよい。このようにすれば、臨場感のあるガイド表示が可能となるため、ユーザフレンドリ（使い勝手）を向上することができる。

また上述の第２の処理形態では、近赤外光光源ＬＳが非点灯であることにより撮像結果として指領域ＦＭ２_ｉの血管が遮蔽された状態となる画像と、指先及び指の中心を配すべき撮像面上での位置を表す画像（テンプレート）との合成結果を、ガイド表示画面として表示部１４に表示するようにした場合について述べたが、上述の第１の処理形態と同様に、指領域ＦＭ２_ｉの血管が遮蔽された状態となる画像だけを、ガイド表示画面として表示部１４に表示するようにしてもよい。

さらに上述の第２の処理形態では、指を配すべき位置と、現時点の指の撮像位置とを表示するようにした場合について述べたが、これに加えて、第１の処理形態の変形例のように、撮像環境における良悪の指標を表示するようにしてもよい。

具体的には、例えば、輪郭抽出処理（ステップＳＰ２（図２）と及びステップＳＰ１３（図５））の後、制御部１０は、当該輪郭抽出処理結果として得られる撮像画像のうち、指領域における輝度分布又は輝度平均値等の輝度状態を算出し、該輝度状態が第１の範囲〜第３の範囲のいずれに該当するかを判定する。

そして制御部１０は、撮像画像の輝度状態が第１の範囲内にあるときには、ステップＳＰ２３又はステップＳＰ３３において、図８（Ａ）に示したように、多量の擬似血管パターンを付す。一方、撮像画像の輝度状態が第２の範囲内にあるときには、図８（Ｂ）に示したように、中程度の量の擬似血管パターンを付す。他方、撮像画像の輝度状態が第３の範囲内にあるときには、図８（Ｃ）に示したように、少量の擬似血管パターンを付す。

ちなみに、撮像環境の評価を、指領域おける輝度状態により行うようにしたが、血管量により行うようにしてもよい。また、撮像環境における良悪の指標を、マスク効果の程度又は擬似血管パターン量の程度により表わすようにしたが、「現在の撮像環境は△△です」等といったように、コメントにより表わすようにしてもよい。

このように、輪郭抽出結果として得られる撮像画像の指領域における血管量を、輝度状態により簡易的に、又は、直接的にｎ段階で評価し、その評価結果を、表示することで、おおまかな撮像環境をリアルタイムに視認させることができる。したがって、ユーザに対して、適正位置に指を置いたとしても、撮像環境が悪いので登録開始すべきでないことを把握させることができ、かくしてユーザフレンドリ（使い勝手）を向上することができる。

（３）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、識別対象として、血管を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、指紋、口紋又は神経等、この他種々の生体パターンを適用することができる。ちなみに、上述の実施の形態では指の血管を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば掌又は腕等、この他種々の部位を適用することができる。

また上述の実施の形態においては、制御部１０がＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、そのプログラムに従って血管登録モード及び認証モードを実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＤ(Compact Disc)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、半導体メモリ等の記録媒体からインストールしたプログラムや、インターネットからダウンロードしたプログラムに従って血管登録モード及び認証モードを実行するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、登録処理及び認証処理を制御部１０が実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら処理の一部をグラフィックスワークステーションで実行するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、撮像機能、照合機能及び登録機能を有する認証装置１を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該機能ごとに単体の装置に分けた態様で適用する等、用途等に応じて種々の態様で適用することができる。

本発明は、バイオメトリクス認証分野に利用可能である。

本実施の形態による認証装置の構成を示すブロック図である。 第１の登録処理手順を示すフローチャートである。 遮蔽領域の決定の説明に供する略線図である。 ガイド表示画面（１）を示す略線図である。 第１の認証処理手順を示すフローチャートである。 ガイド表示画面（２）を示す略線図である。 テンプレート画像例を示す略線図である。 指領域に付される擬似血管パターン例を示す略線図である。 第２の登録処理手順を示すフローチャートである。 撮像光を近赤外光又は可視光とした場合に撮像される画像示す略線図である。 ガイド表示画面（３）を示す略線図である。 第２の認証処理手順を示すフローチャートである。 ガイド表示画面（４）を示す略線図である。

符号の説明

１……認証装置、１０……制御部、１１……操作部、１２……撮像部、１２ａ……駆動部、１３……フラッシュメモリ、１４……外部インターフェース、１５……通知部、１５ａ……表示部、１５ｂ……音声出力部、２１……特徴抽出部、２２、３２……縮小画像生成部、２３、３３……順位決定部、２４……登録部、３５……照合部、ＲＴ１……登録処理手順、ＲＴ２……認証処理手順。

Claims (8)

1. 撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する表示制御手段と、
   上記生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動する駆動手段と、
   上記光により撮像面に投影される上記識別対象のパターンを抽出する抽出手段と、
   上記抽出手段により抽出されたパターンを記憶手段に登録する登録手段と
   を具えることを特徴とする登録装置。
2. 上記表示制御手段は、
   実際の配置環境を模した背景画面に、上記生体部位と、上記位置とを表示するように表示手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の登録装置。
3. 上記表示制御手段は、
   上記画像のうち、該生体部位における輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
   上記輪郭に囲まれる領域の輝度状態又は上記画像に占める上記識別対象の量を評価基準として撮像環境を評価する評価手段
   をさらに具え、
   上記評価基準となる輝度状態又は識別対象の量に応じた量でなる擬似パターンを、上記領域内に付すことにより、上記撮像環境の指標を表示する
   ことを特徴とする請求項１に記載の登録装置。
4. 撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する表示制御手段と、
   上記生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動する駆動手段と、
   上記光により撮像面に投影される上記識別対象のパターンを抽出する抽出手段と、
   上記抽出手段により抽出された識別対象のパターンと、登録された識別対象のパターンとを照合する照合手段と
   を具えることを特徴とする照合装置。
5. 撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する第１のステップと、
   上記生体部位の内方における識別対象に特異的となる光を照射する第２のステップと、
   上記光により撮像面に投影される上記生体部位における識別対象のパターンを抽出する抽出する第３のステップと、
   抽出されたパターンを記憶手段に登録する第４のステップと
   を具えることを特徴とする登録方法。
6. 撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御する第１のステップと、
   上記生体部位の内方における識別対象に特異的となる光を照射する第２のステップと、
   上記光により撮像面に投影される上記生体部位における識別対象のパターンを抽出する抽出する第３のステップと、
   抽出された識別対象のパターンと、登録された識別対象のパターンとを照合する第４のステップと
   を具えることを特徴とする照合方法。
7. コンピュータに対して、
   撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御すること、
   上記生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動させること、
   上記光により撮像面に投影される上記生体部位における識別対象のパターンを抽出すること、
   抽出されたパターンを記憶手段に登録すること
   を実行させることを特徴とするプログラム。
8. コンピュータに対して、
   撮像面に投影される生体部位と、該生体部位を配すべき撮像面上の位置とを表示するように表示手段を制御すること、
   上記生体部位の内方における識別対象に特異的となる光が発射される光源を駆動させること、
   上記光により撮像面に投影される上記生体部位における識別対象のパターンを抽出すること、
   抽出された識別対象のパターンと、登録された識別対象のパターンとを照合すること
   を実行させることを特徴とするプログラム。