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【発明の名称】 個人認証装置
【発明者】 【氏名】中尾 隆司
【要約】 【課題】悪意のある利用者が偽造指を利用したり、生体指に静脈パターンを貼り付けるなどの不当な試みに対して認証が行われないようにしなければならないという課題があり、本発明の目的は偽造指などによる不当な認証を防ぐことができる個人認証装置を提供することにある。

【構成】指静脈画像入力装置１で撮像された波長の異なる指静脈画像は異波長指静脈画像入力手段３に入力される。異波長指静脈画像差異検出手段４は異波長指静脈画像入力手段３に入力された波長の異なる指静脈画像の差異を検出する。指静脈画像判定手段５は異波長指静脈画像差異検出手段４で検出した差異と指静脈画像判定データ６とを比較することにより該指静脈画像が生体の指静脈画像か否かを判定する。個人認証手段７は指静脈画像判定手段５で該指静脈画像が生体の指静脈画像であると判定された場合に実行される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人認証対象者の指静脈情報を入力して指静脈画像を生成し、該指静脈画像から指静脈特徴を抽出し、予め登録された指静脈特徴との比較照合を行うことにより、個人認証を行う個人認証装置において、
共通の支持部によって支持され、認証する指の静脈に沿って入り組んでそれぞれ羅列された少なくとも２つの光源体からなり、該光源体はそれぞれ異なった波長の透過光を発生させる光源と、認証対象の指を介在して前記光源の反対側に配置され、異なった波長の透過光を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像された異なった指静脈画像を照合することによって両者の差異を検出して生体指画像であるかを判定する生体指判定手段とを備えることを特徴とする個人認証装置。
【請求項２】
請求項１において、前記生体指判定手段は異波長指静脈画像差異検出手段と異波長静脈画像の差異に基づいて生体指画像判定する生体指画像判定手段とからなることを特徴とする個人認証装置。
【請求項３】
個人認証対象者の静脈情報を入力して静脈画像を生成し、該静脈画像から静脈特徴を抽出し、予め登録された静脈特徴との比較照合を行うことにより、個人認証を行う個人認証装置において、
共通の支持部によって支持され、それぞれ羅列された少なくとも２つの光源体からなり、該光源体はそれぞれおおよそ８００ｎｍ波長より短い波長の近赤外線あるいは／および８００ｎｍよりも長い波長の近赤外線の内、異なった少なくとも２つの波長の透過光を発生させる光源と、認証対象の生体部を介在して前記光源の反対側に配置され、異なった波長の透過光を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像された異なった静脈画像によって少なくとも２つの異波長静脈表示画像を生成する異波長静脈表示画像生成手段とを備え、少なくとも２つの異波長静脈表示画像を照合することによって両者の差異を検出して、生体画像であるかを判定する生体指判定手段とを備えることを特徴とする個人認証装置。
【請求項４】
請求項３において、前記生体判定手段は異波長静脈画像差異検出手段と異波長静脈画像の差異に基づいて生体画像判定する生体画像判定手段とからなることを特徴とする個人認証装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は生体情報を用いて個人認証対象者が予め登録された個人と一致するか否かを判別する個人認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、財産や情報の安全な管理を目的として個人認証技術への期待が高まっている。特に、人体の一部を鍵として利用する生体認証技術は従来の暗証番号や鍵による管理に比べ遺失や盗難等による不正行使の恐れが少ないことから注目を集めている。生体認証技術としては指紋、顔、虹彩、手や指の血管パターンなどを用いた様々な手法があるが、指の血管パターンを用いた認証方法は、指紋のように犯罪を連想させたり、虹彩のように直接眼球に光を照射したりすることがないので心理的抵抗感が少なく、生体の表面ではなく内部の特徴を読み取るため偽造が困難という利点がある。
【０００３】
指静脈認証装置としては例えば特許文献１に記載されている。指静脈特徴の照合方法については例えば特許文献２に記載されている。また、照射光の波長によって血液中のヘモグロビンでのスペクトル吸収量が異なることが特許文献３に記載されている。
【０００４】
特許文献４には、１本の画像線あるいは少数の画像線を取得するとともに、指とセンサとの間の相対的移動中に得られる部分の画像間の相関により指紋画像全体を復元する手段を有する走査指紋画像センサを、１つの支持体上に有する個人認証装置であって、その指紋が前記画像センサにより記録される指の皮膚についてのスペクトル送信情報用センサをさらに有し、前記画像センサと前記スペクトル情報センサとを交互に機能させるように設計して当該指が生体のものかどうかを検出するようにした指紋画像による個人認証装置が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４９７０５公報
【特許文献２】特許第３５５８０２５号公報
【特許文献３】特許第２６４０４１２号公報
【特許文献４】特表２００６−５１８０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
指静脈認証装置は指の上方あるいは側方から近赤外光を照射して指の下方にあるカメラで指静脈画像を取得する構造となっている。このような構造を利用して、悪意のある利用者が偽造指を使用したり、生体指に静脈パターンを貼り付けるなどにより不当に認証を試みるという可能性があり、このような不当な試みに対して認証が行われないようにしなければならないという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は悪意のある利用者が偽造指などによる不当な認証を防ぐことができる個人認証装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴とするところは、指静脈画像入力装置から波長の異なる照射光を用いて、異なる照射光の指静脈画像を入力し、異なる照射光の指静脈画像の差異を検出し、該差異が予め登録された閾値との判定を行うことにより生体の指静脈画像か否かを判定し、生体の指静脈画像であると判定された場合のみ個人認証を行うようにしたことにある。
【０００９】
本発明は、個人認証対象者の指静脈情報を入力して指静脈画像を生成し、該指静脈画像から指静脈特徴を抽出し、予め登録された指静脈特徴との比較照合を行うことにより、個人認証を行う個人認証装置において、
共通の支持部によって支持され、認証する指の静脈に沿って入り組んでそれぞれ羅列された少なくとも２つの光源体からなり、該光源体はそれぞれ異なった波長の透過光を発生させる光源と、認証対象の指を介在して前記光源の反対側に配置され、異なった波長の透過光を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像された異なった指静脈画像を照合することによって両者の差異を検出して生体指画像であるかを判定する生体指判定手段とを備えることを特徴とする個人認証装置を提供する。
【００１０】
上述の個人認証装置は、前記生体指判定手段は異波長指静脈画像差異検出手段と異波長静脈画像の差異に基づいて生体指画像判定する生体指画像判定手段とからなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、個人認証対象者の静脈情報を入力して静脈画像を生成し、該静脈画像から静脈特徴を抽出し、予め登録された静脈特徴との比較照合を行うことにより、個人認証を行う個人認証装置において、
共通の支持部によって支持され、それぞれ羅列された少なくとも２つの光源体からなり、該光源体はそれぞれおおよそ８００ｎｍ波長より短い波長の近赤外線あるいは／および８００ｎｍよりも長い波長の近赤外線の内、異なった少なくとも２つの波長の透過光を発生させる光源と、認証対象の生体部を介在して前記光源の反対側に配置され、異なった波長の透過光を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像された異なった静脈画像によって少なくとも２つの異波長静脈表示画像を生成する異波長静脈表示画像生成手段とを備え、少なくとも２つの異波長静脈表示画像を照合することによって両者の差異を検出して、生体画像であるかを判定する生体指判定手段とを備えることを特徴とする個人認証装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、指静脈画像入力装置から異なる波長の照明による指静脈画像を入力し、該異なる波長の指静脈画像の差異を検出し、該差異が予め登録された指静脈画像判定データとの比較を行うことができ、生体の指静脈画像か否かを表示し、あるいは判定し、生体の指静脈画像であると表示あるいは判定された場合に個人認証を行うように構成することができ、この構成によって悪意のある利用者が偽造指などを用いた不当な認証を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の実施例である個人認証装置をブロック図で示している。
図１において、個人認証装置１００は、指静脈画像入力装置１と個人認証処理装置２とからなり、個人認証処理装置２は異波長指静脈画像入力手段３、生体指判定手段１０、指静脈画像判定用データ６および個人認証手段７を備えている。指静脈画像入力装置１から入力された指静脈画像を使用して個人認証処理装置２が個人認証処理を行うことはよく知られており、また個人認証処理のために予め個人認証対象者の指静脈を登録処理（メモリ）に登録しておくことはよく知られている。
【００１５】
指静脈画像入力装置１は、例えば建物の扉脇に配置され、個人認証対象者である入室者あるいは退室者が入室あるいは退室の許可を得るために認証対象の指を指静脈画像入力装置１に提供する。
【００１６】
本実施例は、指静脈画像入力装置１から入力される指静脈画像を使用することを内容とするが、認証生体部分として指に限定されず、指静脈画像を撮像できる部位であれば他の生体部分であっても構わない。以下、指静脈を例に取って説明するが、他の生体部分をも含む場合には「指」の限定せずあるいは「指」について「生体部分」と読み替えるものとする。
【００１７】
指静脈画像入力装置１は、特許文献１に示される個人認証装置の指静脈画像取得部が参照される。指静脈画像入力装置１は、発光する波長が異なる２種類（波長１、波長２）のＬＥＤを具備する。本実施例は、２種類のＬＥＤを羅列する構成を持つが、この構成については後述する。
【００１８】
指静脈画像入力装置１によって波長１を用いた指静脈画像と波長２を用いた指静脈画像と撮像部を備え、得られた撮像情報を処理部で処理することによって取得する。指静脈入力装置１で取得された波長異なる指静脈画像は異波長指静脈画像として個人認証処理装置２の異波長指静脈画像入力手段３に入力される。
【００１９】
生体指判定手段１０は、入力された異波長指静脈画像を使用して以下のようにして入力された指静脈画像が、すなわち入力した個人認証用の指静脈画像が生体である指静脈画像であること、あるいは生体ではない偽の指静脈画像であることを判定を行う。
【００２０】
生体指判定手段１０は、異波長指静脈画像差異検出手段４と指静脈画像判定手段５とからなり、指静脈画像判定手段５は指静脈画像判定用データ６を参照できるように構成される。従って、異波長指静脈画像差異検出手段４は、異波長指静脈画像入力手段３に入力された波長の異なる指静脈画像を用いて指静脈画像の差異を検出する。
【００２１】
指静脈画像判定手段５は、異波長指静脈画像差異検出手段４で検出した差異と指静脈画像判定データ６とを比較することによって異波長指静脈差異画像が生体の指静脈画像か否かを判定する。異波長指静脈差異画像が生体の指静脈画像で判定されると、個人認証手段７によって通常の手法に従って個人認証処理が行われる。すなわち、個人認証手段７は、取得された指静脈画像と予め登録されている指静脈画像とを照合比較することによって個人認証処理を行う。この場合に、個人認証処理に使用される指静脈画像は、異波長指静脈画像入力手段３に入力された判定用の指静脈画像の一部を使用してもよいし、改めて個人認証用に使用した指静脈画像を使用してもよい。
【００２２】
図２は、個人認証装置１００の異波長指静脈画像取得部１１０の断面を示し、図３は図２について指方向から見たＬＥＤの配置状況を示す図である。
【００２３】
図２および図３において、異波長指静脈画像取得部９０は、本体１１と、本体１１の中央部に設けた指２０を置く指配置部１２と指２０の両側すなわち指配置部１２の両側に設けたＬＥＤ設置部１３と撮像部１４とからなる。この図ではＬＥＤ設置部１３は上側に、そして撮像部１４は下側に配置されているが、この配置には限定されない。双方を逆配置としても上下ではなく横方向配置としてもよい。いずれにしても指２０を介在して両者は対向配置され、撮像部１４は透過光を撮像して指静脈画像を生成する。従って、撮像部１４は指静脈画像生成手段を内蔵する。
【００２４】
ＬＥＤ設置部１３は、支持部１５を有し、共通の支持部１５に支持され、認証する指２０の静脈に沿って入り組んでそれぞれ羅列された少なくとも２つのＬＥＤからなる光源体１６，１７が設けられる。光源体１６，１７はそれぞれ異なった波長（波長１，波長２）の透過光（照射光）を発生させる光源となる。
【００２５】
図３は、２つの光源１６，１７の羅列状況を示す。図３（１）に示す例にあっては、２つの光源体１６，１７は格子状に規則正しく２列として１個置きに交互に配置してあるが、ランダムであっても２列以上であってもよく、認証する指２０の静脈に沿って入り組んでそれぞれ羅列すれば、１列であっても波長１および波長２について判定用の指静脈画像を精確に生成することができる。変形例を図３（２）および図３（３）に示す。図３（２）に示す例は、２列であるが一方が波長１の列とし、他方を波長２の列として羅列している。図３（３）に示す例は、１列の羅列として波長１のものと波長２のものとを入り組ませている。
【００２６】
図４は、生体指判定に用いる好ましい波長１および波長２の例を示す。図４に概略示すように、近赤外線における波長で、特に酸素ヘモグロビン（酸化型ヘモグロビン）とヘモグロビン（脱酸素型ヘモグロビン）間の吸収スペクトルの等吸収点は、おおよそ８００ｎｍであることが知られている。本実施例にあっては波長１として８００ｎｍより短波長の近赤外線を使用し、波長２として８００ｎｍより長波長の近赤外線を使用して血液の存在を検出する。おおよそ８００ｎｍの波長付近を避けて異なる少なくとも２つの波長（近赤外線）を選択することによってよりよく血液の存在を検出することができる。
【００２７】
すなわち光源体１６，１７はそれぞれおおよそ８００ｎｍ波長をはずして８００ｎｍ波長よりも近い波長の近赤外線あるいは／および８００ｎｍよりも長い波長の近赤外線の内、異なった少なくとも２つの波長を選択して透過光を発光するものとする。この場合に、一方を８００ｎｍよりも近い例の波長を、他方を８００ｎｍよりも長い例の波長を選択する方が図５に示す異波長指静脈差異画像を生成する上で望ましい。
【００２８】
図５は、生体判定を画像を使用して行う方法について示す。波長の異なる透過光による異波長指静脈画像は図５（Ａ）および図５（Ｂ）のように示される。これらの図は、ヘモグロビンの光の吸収度合いが異なることによって静脈部分３１Ａ，３１Ｂの輝度が異なる濃淡画像となる。
【００２９】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）の差異を示す異波長指静脈差異画像が照合によって図５（Ｃ）のように検出される。生体の指静脈でない場合には、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す静脈部分の輝度はほぼ同一となって図５（Ｃ）に示すような明確な差分を示す異波長指静脈差異画像とはならない。
【００３０】
図５（Ｃ）によって表示される異波長指静脈差異画像を２値化して２値化静脈画像３１Ｃを生成する。この２値化静脈画像と指静脈画像判定用データ６である２値化静脈参照画像５Ｄとをマスク処理してマスク結果を示す図５（Ｄ）に示すマスク結果画像３１Ｅとする。このマスク結果画像が生体判別を示す生体判別となる。すなわち、マスク結果画像１５濃淡画像であり、各画素の輝度値０（黒）〜２５５（白）の値を持ち、生体の場合の画像と生体でない場合の画像とでは明確な違いとして表示される。
【００３１】
指静脈画像判定用データ６は一方の波長によっても生成される。例えば、波長１の指静脈画像を２値化して２値化静脈画像を生成し、２値化静脈参照画像５Ｄとしてもよい。これらの画像３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ、３１Ｅはそれぞれ画像表示装置の画面に各画像と表示される。３１Ａおよび３１Ｂで示す２つの異波長静脈表示画像を生成する手段が異波長静脈表示画像生成手段であり、３１Ｃで示す異波長指静脈差異画像を生成する手段が異波長指静脈差異画像生成手段であり、３１Ｄで示す。
【００３２】
静脈参照画像を生成する手段が静脈参照画像生成手段であり、そして３１Ｅに示すマスク結果画像を生成する手段が判別画像生成手段である。
【００３３】
以上のように、本実施例の個人認証装置１００は、共通の支持部１５によって支持され、認証する指２０に沿って入り組んでそれぞれ羅列された少なくとも２つの光源体１６，１７からなり、光源体１６，１７はそれぞれ異なった波長の波長１と波長２の透過光を発生させる光源となり、撮像部１４によって撮像された異なった指静脈画像を照合することによって両者の差異（差分）を検出して生体指画像であるかを判定する生体指判定手段１０を備えることになる。
【００３４】
上述の場合は、認証対象の指を介在して撮像部１４の反対側に配置される２つの光源体１６，１７の配置に１つの特徴を有するが、光減体１６，１７に使用する異なる波長に着目した場合には、個人認証装置１００は、共通の支持部１５によって支持され、それぞれ羅列された少なくとも２つの光源体１６，１７からなり、光源体１６，１７はそれぞれおおよそ８００ｎｍ波長より近い波長の近赤外線とおおよそ８００ｎｍ波長より長い波長の近赤外線の透過光を発生させる光源と、認証対象の指２０を介在して光源の反対側に配置され、異なった波長の透過光を撮像する撮像部１４と、撮像部１４によって撮像された異なった指静脈画像によって少なくとも２つの異波長指静脈表示画像を生成する異波長指静脈表示画像生成手段とを備えることを特徴とすることになる。
【００３５】
そして、指２０を含めた生体の静脈に本実施例を適用すると、共通の支持部１５によって支持され、それぞれ羅列された少なくとも２つの光源体１６，１７からなり、光源体１６，１７はそれぞれおおよそ８００ｎｍ波長よりも短い波長の近赤外線と８００ｎｍ波長よりも長い波長の近赤外線の透過光を発生させる光源と、認証対象の生体部を介在して光源の反対側に配置され、異なった波長の透過光を撮像する撮像部１４と、撮像部１４によって撮像された異なった静脈画像によって少なくとも２つの異波長静脈表示画像を生成する異波長静脈表示画像生成手段とを備えることを特徴とする個人認証装置１００が構成されることになる。
【００３６】
次に図２のフローチャートを参照して動作を説明する。
指静脈画像入力装置１に提示された対象者の指に対して波長の異なる照射光による指静脈画像が異波長指静脈画像入力処理（Ｓ１）で入力され、例えば図５Ａと図５Ｂに示すようにヘモグロビンの光の吸収度合いが異なることにより静脈部分の輝度が異なる画像が得られる。異波長指静脈画像差異検出処理（Ｓ２）では該波長の異なる照射光による指静脈画像の差異が検出される。指静脈画像判定処理（Ｓ３）では該差異と予め登録されている指静脈画像判定データ６とを比較することにより該指静脈画像が生体の指静脈画像か否かを判定する。個人認証処理（Ｓ４）は指静脈画像判定処理（Ｓ３）の結果として該指静脈画像が生体の指静脈画像であるとの判定結果の場合にのみ個人認証を行うことにより悪意のある利用者が偽造指などを用いた不当な認証を防ぐことができる。
【００３７】
次に図７のフローチャートを参照してＳ２の動作を詳細説明する。
例えば異なる波長を波長１と波長２とし、波長１の指静脈画像の例が前述のように、図５Ａ、波長２の指静脈画像の例を図５Ｂとして示される。図５Ａおよび図５Ｂは実際には濃淡画像であり、生体の指静脈の場合には静脈部分の輝度が異なり、生体の指静脈でない場合には静脈部分の輝度がほぼ同一となる。波長１と波長２の指静脈画像の差分画像（図５Ｃ）を生成する（Ｓ２１）。波長１での指静脈画像２値化して２値化静脈画像（図５Ｄ）を生成する（Ｓ２２）。該差分画像に対して２値化静脈画像をマスク処理してマスク結果画像（図５Ｅ）を生成する。マスク結果画像は濃淡であり各画素の輝度値は０（黒）〜２５５（白）の値を持つ。
【００３８】
次に図８のフローチャートを参照してＳ３の動作を詳細説明する。
２値化静脈画像（図５Ｄ）の黒画素数として２値化黒画素数を計測する（Ｓ３１）。マスク結果画像（図５Ｅ）の黒画素の輝度合計値を計測する（Ｓ３２）。該輝度合計値を該２値化黒画素数で除することにより２値化黒画素数に対する輝度合計値の比率を計測する（Ｓ３３）。該比率が予め登録された指静脈画像判定用データである閾値以上か否かを判定し（Ｓ３４）、以上であれば該指静脈画像は生体の指静脈画像であると判定し（Ｓ３５）、以上でなければ生体の指静脈画像ではないと判定する（Ｓ３６）。
【００３９】
悪意のある利用者が偽造指を使用したり生体指に静脈パターンを貼り付けるなどの不当な試みに対して認証が行われないようにしなければならないという課題に対して、本発明では波長の異なる照射光を用いた指静脈画像の差異を判定することにより、不当な認証を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】個人認証装置の異波長指静脈画像取得部の構成を示す断面図。
【図３】図２において指方向から見た外観を拡大して示す図とその外観変形を示す図。
【図４】異波長の時のヘモグロビン、酸素ヘモグロビンについての吸収スペクトルとの関係を示す図。
【図５】生成され表示される各種指静脈画像の例を示す図。
【図６】本発明の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】本発明の異波長指静脈画像差異検出処理Ｓ２の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】本発明の指静脈画像判定処理Ｓ３の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００４１】
１…指静脈画像入力装置、２…個人認証処理装置、３…異波長指静脈画像入力手段、４…異波長指静脈画像差異検出手段、５…指静脈画像判定手段、６…指静脈画像判定用データ、７…個人認証手段、１０…生体指判定手段、１１…本体、１２…指配置部、１３…ＬＥＤ設置部、１４…撮像部、１５…支持部、１６，１７…光源体（ＬＥＤ）、２０…指、９０…異波長指静脈画像取得部、１００…個人認証装置。
【出願人】 【識別番号】０００１５３４４３
【氏名又は名称】株式会社日立情報制御ソリューションズ
【出願日】 平成１８年９月１２日（２００６．９．１２）
【代理人】 【識別番号】１０００７４６３１
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 幸彦
【公開番号】 特開２００８−６７７２７（Ｐ２００８−６７７２７Ａ）
【公開日】 平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願番号】 特願２００６−２４６２１０（Ｐ２００６−２４６２１０）