[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2010170319A - Image obtaining device and authentication device - Google Patents

Image obtaining device and authentication device Download PDF

Info

Publication number
JP2010170319A
JP2010170319A JP2009012049A JP2009012049A JP2010170319A JP 2010170319 A JP2010170319 A JP 2010170319A JP 2009012049 A JP2009012049 A JP 2009012049A JP 2009012049 A JP2009012049 A JP 2009012049A JP 2010170319 A JP2010170319 A JP 2010170319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
control value
authentication
unit
feature information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009012049A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5147745B2 (en
Inventor
Hideto Fujiwara
秀人 藤原
Takahiro Nakamura
高宏 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2009012049A priority Critical patent/JP5147745B2/en
Publication of JP2010170319A publication Critical patent/JP2010170319A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5147745B2 publication Critical patent/JP5147745B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve authenticating precision while suppressing the deterioration of comfortability to the absolute minimum even when the state of a living body is not satisfactory without impairing comfortability needlessly for a large majority of uses. <P>SOLUTION: An imaging apparatus 100 picks up a living body image 101 by imaging the finger 901, and a living body image obtaining part 210 obtains the living body image 101 from the imaging apparatus 100. A feature information extraction part 220 extracts feature information 102 from the living body image 101, and an extracted information quantity evaluation part 230 evaluates whether or not the feature information 102 is quality necessary for authentication processing. When the feature information 102 is quality NG, a gain element rate determination part 250 changes a control value (light quantity Gl, accumulation time Gt, diaphragm quantity Gs, analog gain Ga, digital gain Gd, image addition number of sheets Gn, software gain Gs1) of the imaging apparatus 100, and makes the imaging apparatus 100 re-pick up the living body image 101. When the feature information 102 is quality OK, a personal authentication part 240 authenticates a user based on the feature information 102. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、生体認証に用いられる画像取得装置および認証装置に関するものである。   The present invention relates to an image acquisition device and an authentication device used for biometric authentication, for example.

指紋認証をはじめとする生体認証装置では、予めユーザから読み取った生体の特徴情報を登録データ291として記憶しておき、認証時にユーザから読み取った特徴情報を照合データとして照合データと登録データ291との一致度を評価し、ユーザが正当であるか否かを判定する。   In a biometric authentication apparatus such as fingerprint authentication, biometric feature information read from a user is stored in advance as registration data 291, and the feature information read from the user at the time of authentication is used as verification data between verification data and registration data 291. The degree of coincidence is evaluated to determine whether or not the user is valid.

しかし、登録時および認証時に必ずしも良質の生体画像データが得られるとは限らない。例えば、指紋のパターンは、皮膚の乾燥、湿り気または健康状態などによって不鮮明になり、撮像装置に読み取られにくくなる。そして、撮像された画像に写った指紋のパターンにかすれやつぶれが生じる。このため、撮像された画像から画像処理によって得られる特徴情報の品質が低下し、結果として認証精度が低下する場合がある。   However, high-quality biometric image data is not always obtained during registration and authentication. For example, the fingerprint pattern becomes unclear due to dry skin, moisture, or health condition, and is difficult to read by the imaging device. Then, the fingerprint pattern in the captured image is blurred or crushed. For this reason, the quality of the feature information obtained from the captured image by image processing is lowered, and as a result, the authentication accuracy may be lowered.

指紋などの生体から高品質の入力画像を得るための従来技術として、画像信号の増幅のゲインを制御して画像の輝度を飽和の直前まで高める技術がある(特許文献1)。
本従来技術は、複数回の撮像を行うものであり、前回までの入力画像の輝度分布を解析し、次回撮像時の最適なゲイン値を決定するものである。本従来技術は、ゲイン値を制御するための指標として、画像の平均輝度値を用いている。
撮像された画像には、生体の情報を示す信号成分(指紋の場合は、その隆線情報)に、撮像素子の熱雑音、電子回路上の電気的ノイズ、A/D変換する際の量子化ノイズなどのノイズ成分が重畳されている。装置の認証性能は、信号成分とノイズ成分とが重畳された入力画像から、いかに正確に信号成分のみを抽出するかが重要である。つまり、ノイズ成分に比べて信号成分の方が十分大きい場合には高い認証性能を得られるが、ノイズ成分に比べて信号成分が小さい場合には高い認証性能を得られない。
本従来技術で用いている平均輝度値は、ノイズ成分と信号成分とが重畳されたままの状態で求められる値であり、信号成分がノイズ成分に比べて十分な大きさを持っているかどうかを表す指標ではない。例えば、指紋パターンが薄い、つまり信号成分の小さな指を撮像した場合、平均輝度値を大きくするためにゲインを大きくしても、ノイズ成分も同程度増幅される。結果として、ノイズ成分と信号成分との比率は変わらないため、信号成分のみを正確に抽出することは困難である。
よって、本従来技術では、必ずしも認証性能を高められるわけではないという課題があった。
As a conventional technique for obtaining a high-quality input image from a living body such as a fingerprint, there is a technique for controlling the gain of amplification of an image signal to increase the luminance of the image until just before saturation (Patent Document 1).
This conventional technique performs imaging a plurality of times, analyzes the luminance distribution of the input image up to the previous time, and determines the optimum gain value at the next imaging. This prior art uses the average luminance value of an image as an index for controlling the gain value.
In the captured image, signal components indicating biological information (ridge information in the case of fingerprints), thermal noise of the image sensor, electrical noise on the electronic circuit, quantization during A / D conversion Noise components such as noise are superimposed. For the authentication performance of the apparatus, it is important how to accurately extract only the signal component from the input image in which the signal component and the noise component are superimposed. That is, high authentication performance can be obtained when the signal component is sufficiently larger than the noise component, but high authentication performance cannot be obtained when the signal component is small compared to the noise component.
The average luminance value used in this conventional technique is a value obtained with the noise component and the signal component superimposed, and it is determined whether the signal component is sufficiently large compared to the noise component. It is not an indicator to represent. For example, when a finger with a thin fingerprint pattern, that is, a small signal component is imaged, the noise component is amplified to the same extent even if the gain is increased to increase the average luminance value. As a result, since the ratio between the noise component and the signal component does not change, it is difficult to accurately extract only the signal component.
Therefore, the conventional technique has a problem that the authentication performance cannot always be improved.

一方、そのような場合でも認証精度を改善するためには、認証結果に直結している特徴情報の品質を評価基準にして撮像装置を制御すればよいと考えられる。
特徴情報の品質評価を行う技術として、低品質な領域の重み付けを下げて認証精度を改善する技術がある(特許文献2)。
しかし、評価値を撮像装置の制御に用いて低品質な領域を入力段階から減らし、特徴情報の品質改善のために適用する、という技術は示されていない。
On the other hand, in such a case, in order to improve the authentication accuracy, it is considered that the imaging apparatus may be controlled using the quality of the feature information directly linked to the authentication result as an evaluation criterion.
As a technique for evaluating the quality of feature information, there is a technique for improving authentication accuracy by reducing the weighting of low-quality areas (Patent Document 2).
However, there is no technique that uses the evaluation value for controlling the imaging apparatus and reduces the low-quality area from the input stage and applies it to improve the quality of the feature information.

特開平10−240913号公報JP-A-10-240913 特開2007−102422号公報JP 2007-102422 A 特許第4020202号公報Japanese Patent No. 4020202

「A.Monden,S.Yoshimoto,”Fingerprint Identification Using the Accidental Coincidence Probability,”MVA2002,pp.124−127,Dec11−13,2002」“A. Monden, S. Yoshimoto,“ Fingerprint Identification Usage the Accidental Coincidence Probability, ”MVA2002, pp. 124-127, Dec11-13, 2002”.

指紋パターンが薄い場合にも品質の高い特徴情報を抽出するには、画像のSignal/Noise比(S/N比)を高めるような制御が必要である。S/N比に寄与する撮像装置または画像処理の制御要素としては、光源の光量、絞り開放量(撮像素子が光学カメラの場合)や露光時間など入射光量を制御する値、連続撮像した複数の画像を取り込んで加算や平均化演算を行う処理等がある。しかし、S/N比改善の代償として、光量の増加に伴う眩しさ、露光時間や連続撮像枚数の増加に伴う利用者の指の静止時間の増加等、利用者の快適性が低下するという側面がある。
したがって、S/N比を高めるために単に光量や撮像枚数を増やしてしまうと、多くの利用者において快適性が低下してしまう。
快適性の低下は必要最小限の利用者にとどめることが望ましいが、どのように必要最小限の利用者にとどめるかという事に関する技術はこれまで示されていない。
したがって、利用者の生体の状態に応じて、入力画像の品質とユーザの操作性とのバランスを保ちつつ、ゲイン制御のできる生体認証装置が望まれる。
In order to extract high-quality feature information even when the fingerprint pattern is thin, it is necessary to control to increase the Signal / Noise ratio (S / N ratio) of the image. The imaging device or image processing control element that contributes to the S / N ratio includes a light source light amount, an aperture opening amount (when the image sensor is an optical camera), an exposure light amount control value such as an exposure time, and a plurality of continuous images. There is a process of taking an image and performing addition and averaging operations. However, as a compensation for the improvement of the S / N ratio, the user's comfort is reduced, such as the glare associated with the increase in the amount of light, the increase in the rest time of the user's finger associated with the increase in the exposure time and the number of continuous images. There is.
Therefore, if the amount of light or the number of images is simply increased in order to increase the S / N ratio, comfort will be reduced for many users.
Although it is desirable to reduce the comfort level to the minimum number of users, no technology has been shown so far on how to limit the level of comfort to the minimum number of users.
Therefore, a biometric authentication device capable of gain control is desired while maintaining a balance between the quality of the input image and the operability of the user according to the state of the user's biometric.

本発明は、例えば、このような課題を解決するためになされたものであり、大多数の利用者に対して不必要に快適性を損ねることなく、また生体の状態が良くない場合にも快適性の低下を必要最小限にとどめつつ、認証精度を向上するものである。   The present invention has been made, for example, in order to solve such problems, and does not unnecessarily impair comfort for the majority of users, and is comfortable even when the living body is in poor condition. The accuracy of authentication is improved while minimizing the deterioration of security.

本発明の画像取得装置は、撮像装置により撮像された画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された画像が所定の条件を満たしているかCPU(Central Processing Unit)を用いて判定する画像判定部と、前記画像判定部により前記画像が所定の条件を満たしていないと判定された場合、前記撮像装置の制御値であり前記撮像装置により撮像される画像のS/N比(Signal/Noise比)を変更するS/N比制御値をCPUを用いて変更し、前記撮像装置に画像を新たに撮像させるS/N比制御値変更部とを備え、前記画像取得部は、前記撮像装置により新たに撮像された画像を取得する。   An image acquisition device according to the present invention uses an image acquisition unit that acquires an image captured by an imaging device, and a CPU (Central Processing Unit) to determine whether the image acquired by the image acquisition unit satisfies a predetermined condition. And the image determination unit, and the image determination unit determines that the image does not satisfy a predetermined condition, is a control value of the imaging device and is an S / N ratio (Signal of the image captured by the imaging device) / Noise ratio) is changed using a CPU, and an S / N ratio control value changing unit that causes the imaging device to take a new image, and the image acquisition unit includes: An image newly captured by the imaging device is acquired.

本発明によれば、画像から抽出される特徴情報の品質を評価値として、認証に十分な所定の品質値に満たない場合には、S/N比に寄与する制御要素(S/N比制御値)の割合を高めて画像のS/N比を高めることができる。
これにより、例えば、大多数の利用者に対して不必要に快適性を損ねることなく、また生体の状態が良くない場合にも快適性の低下を必要最小限にとどめつつ、認証精度を向上することができる。
According to the present invention, when the quality of feature information extracted from an image is used as an evaluation value and the quality value is not sufficient for authentication, a control element that contributes to the S / N ratio (S / N ratio control). Value) can be increased to increase the S / N ratio of the image.
As a result, for example, it is possible to improve the authentication accuracy without unnecessarily deteriorating comfort for the majority of users and minimizing the decrease in comfort even when the state of the living body is not good. be able to.

なお、他の制御要素として電気的に信号増幅するアナログアンプ制御値や入力画像の輝度値にソフトウェア的に掛ける倍数値等が存在するが、これらは利用者の快適性を損ねずS/N比に寄与しないため、上記の「S/N比に寄与する制御要素」には含まない。   As other control elements, there are an analog amplifier control value for electrically amplifying the signal, a multiple value for multiplying the luminance value of the input image by software, etc., but these do not impair the comfort of the user and the S / N ratio. Therefore, it is not included in the “control element contributing to the S / N ratio”.

実施の形態1における生体認証装置900の構成図。1 is a configuration diagram of a biometric authentication device 900 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャート。6 is a flowchart showing a biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to Embodiment 1. 実施の形態1における総合ゲイン決定処理(S110)を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a total gain determination process (S110) in the first embodiment. 実施の形態1におけるGldef[level]とS/N比と快適性との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between Gl def [level], S / N ratio, and comfort in Embodiment 1. 実施の形態1におけるGtdef[level]とS/N比と快適性との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between Gtdef [level], S / N ratio, and comfort in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるGndef[level]とS/N比と快適性との関係を示すグラフ。4 is a graph showing a relationship between Gn def [level], S / N ratio, and comfort in the first embodiment. 実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャート。9 is a flowchart showing a biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to Embodiment 2. 実施の形態2における認証再試行処理(S180)を示すフローチャート。9 is a flowchart showing authentication retry processing (S180) in the second embodiment. 実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャートの別例。10 is another example of a flowchart showing a biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 in the second embodiment. 実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャートの別例。10 is another example of a flowchart showing a biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 in the second embodiment. 実施の形態3における生体認証装置900の構成図。FIG. 10 is a configuration diagram of a biometric authentication device 900 according to Embodiment 3. 実施の形態3における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャート。10 is a flowchart showing a biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to Embodiment 3. 実施の形態3におけるゲイン要素比率決定処理(S190)を示すフローチャート。10 is a flowchart showing gain element ratio determination processing (S190) in the third embodiment.

実施の形態1.
撮像装置で生体画像を撮像し、撮像した生体画像から得られた特徴情報の品質を評価し、特徴情報の品質が悪い場合には撮像装置を調整して生体画像を撮像し直し、撮像し直した生体画像から得られる品質の良い特徴情報に基づいて生体認証を行う生体認証装置について説明する。
Embodiment 1 FIG.
Take a biological image with the imaging device, evaluate the quality of the feature information obtained from the captured biological image, and if the quality of the feature information is poor, adjust the imaging device to recapture the biological image, A biometric authentication apparatus that performs biometric authentication based on high-quality feature information obtained from the biometric image thus obtained will be described.

図1は、実施の形態1における生体認証装置900の構成図である。
実施の形態1における生体認証装置900の構成について、図1に基づいて以下に説明する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a biometric authentication device 900 according to the first embodiment.
The configuration of biometric authentication apparatus 900 according to Embodiment 1 will be described below with reference to FIG.

生体認証装置900は、撮像装置100、認証処理装置200およびユーザI/F装置902(I/F:インタフェース)を備える。   The biometric authentication device 900 includes an imaging device 100, an authentication processing device 200, and a user I / F device 902 (I / F: interface).

撮像装置100は、光源装置110および画像生成装置120を備え、利用者の指901を撮像する。   The imaging device 100 includes a light source device 110 and an image generation device 120 and images a user's finger 901.

光源装置110は、第1光源111、第2光源112および光源制御部113を備え、光源装置110に挿入された利用者の指901に光を照射する。
第1光源111は、光源装置110の上部に設けられ、指901に上部から光を照射する。第1光源111は、指901に光を透過させる透過型の照明である。
第2光源112は、光源装置110の下部に設けられ、指901に下部から光を照射する。第2光源112は、指901に光を反射させる反射型の照明である。
光源制御部113は、第1光源111から照射する光の光量と第2光源112から照射する光の光量とをCPU(Central Proccessing Unit)を用いて制御する。光量Glは、制御値としてメモリに定義されている。
The light source device 110 includes a first light source 111, a second light source 112, and a light source control unit 113, and irradiates light on a user's finger 901 inserted into the light source device 110.
The 1st light source 111 is provided in the upper part of the light source device 110, and irradiates light to the finger | toe 901 from the upper part. The first light source 111 is transmissive illumination that transmits light to the finger 901.
The 2nd light source 112 is provided in the lower part of the light source device 110, and irradiates light to the finger | toe 901 from the lower part. The second light source 112 is reflective illumination that reflects light to the finger 901.
The light source control unit 113 controls the amount of light emitted from the first light source 111 and the amount of light emitted from the second light source 112 using a CPU (Central Processing Unit). The light quantity Gl is defined in the memory as a control value.

画像生成装置120は、撮像素子121、信号処理回路122、画像生成部123および撮像制御部124を備える。
撮像素子121は、第1光源111から照射されて指901を透過した光および第2光源112から照射されて指901に反射した光を感知し、感知した光を電荷(電子)に変換し、変換した電荷を蓄積し、蓄積した電荷をアナログの画像信号(画像を表す電気信号)として出力する。
信号処理回路122は、撮像素子121から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。信号処理回路122はオペアンプなどを備える。
画像生成部123は、撮像素子121により複数回出力された画像信号(アナログ)から変換された複数の画像信号(デジタル)を信号処理回路122から入力し、入力した複数の画像信号を重ね合わせて1枚の画像(デジタルデータ)をCPUを用いて生成する。画像生成部123により生成された画像は、利用者の指901の指紋を表す。
撮像制御部124は、撮像素子121の蓄積時間Gtおよび絞り量Gs、信号処理回路122のアナログゲインGaおよびデジタルゲインGd、画像生成部123の画像加算枚数GnおよびソフトウェアゲインGs1を調整する。
蓄積時間Gtは撮像素子121の光を入射する露光時間であり、絞り量Gsは撮像素子121に入射する光量を調整する量である。アナログゲインGaはアナログの画像信号の増幅値であり、デジタルゲインGdはデジタルの画像信号の増幅値である。画像加算枚数Gnは1枚の画像を生成するために重ね合わせる画像信号の数であり、ソフトウェアゲインGs1は画像を最終調整する値である。
蓄積時間Gt、絞り量Gs、アナログゲインGa、デジタルゲインGd、画像加算枚数GnおよびソフトウェアゲインGs1は、制御値としてメモリに定義されている。
The image generation device 120 includes an imaging element 121, a signal processing circuit 122, an image generation unit 123, and an imaging control unit 124.
The image sensor 121 senses the light emitted from the first light source 111 and transmitted through the finger 901 and the light emitted from the second light source 112 and reflected on the finger 901, and converts the sensed light into electric charges (electrons). The converted charge is accumulated, and the accumulated charge is output as an analog image signal (electric signal representing an image).
The signal processing circuit 122 converts the analog image signal output from the image sensor 121 into a digital image signal. The signal processing circuit 122 includes an operational amplifier and the like.
The image generation unit 123 inputs a plurality of image signals (digital) converted from the image signals (analog) output a plurality of times by the image sensor 121 from the signal processing circuit 122 and superimposes the input plurality of image signals. One image (digital data) is generated using the CPU. The image generated by the image generation unit 123 represents the fingerprint of the user's finger 901.
The imaging control unit 124 adjusts the accumulation time Gt and the aperture amount Gs of the image sensor 121, the analog gain Ga and the digital gain Gd of the signal processing circuit 122, the image addition number Gn and the software gain Gs1 of the image generation unit 123.
The accumulation time Gt is an exposure time during which light from the image sensor 121 is incident, and the aperture amount Gs is an amount for adjusting the amount of light incident on the image sensor 121. The analog gain Ga is an amplification value of the analog image signal, and the digital gain Gd is an amplification value of the digital image signal. The image addition number Gn is the number of image signals to be superimposed to generate one image, and the software gain Gs1 is a value for final adjustment of the image.
The accumulation time Gt, the aperture amount Gs, the analog gain Ga, the digital gain Gd, the image addition number Gn, and the software gain Gs1 are defined in the memory as control values.

撮像装置100は、第1光源111と第2光源112とが光を照射し、撮像素子121がアナログの画像信号を出力し、信号処理回路122がアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換し、画像生成部123がデジタルの画像信号から画像を生成することにより、画像を撮像する。
撮像装置100は、画像を撮像する際、光源制御部113が定義されている光量Glに基づいて第1光源111と第2光源112とを制御し、撮像制御部124が定義されている蓄積時間Gt、絞り量Gs、アナログゲインGa、デジタルゲインGd、画像加算枚数GnおよびソフトウェアゲインGs1に基づいて撮像素子121、信号処理回路122および画像生成部123を制御する。
光量Gl、蓄積時間Gt、絞り量Gs、アナログゲインGa、デジタルゲインGd、画像加算枚数GnおよびソフトウェアゲインGs1は、認証処理装置200により変更される。
In the imaging apparatus 100, the first light source 111 and the second light source 112 emit light, the imaging element 121 outputs an analog image signal, and the signal processing circuit 122 converts the analog image signal into a digital image signal. The image generation unit 123 captures an image by generating an image from a digital image signal.
When the image capturing apparatus 100 captures an image, the image capturing apparatus 100 controls the first light source 111 and the second light source 112 based on the light amount Gl defined by the light source control unit 113, and the accumulation time in which the image capture control unit 124 is defined. Based on Gt, aperture amount Gs, analog gain Ga, digital gain Gd, image addition number Gn, and software gain Gs1, the image sensor 121, the signal processing circuit 122, and the image generator 123 are controlled.
The authentication processing device 200 changes the light amount Gl, the accumulation time Gt, the aperture amount Gs, the analog gain Ga, the digital gain Gd, the image addition number Gn, and the software gain Gs1.

認証処理装置200(認証装置の一例)は、生体画像取得部210(画像取得部の一例)、特徴情報抽出部220、抽出情報品質評価部230(画像判定部の一例)、個人認証部240(認証処理部の一例)、ゲイン要素比率決定部250(S/N比制御値変更部の一例)、総合ゲイン決定部260(総合制御値決定部の一例)および登録データ記憶部290を備える。   The authentication processing device 200 (an example of an authentication device) includes a biometric image acquisition unit 210 (an example of an image acquisition unit), a feature information extraction unit 220, an extracted information quality evaluation unit 230 (an example of an image determination unit), and a personal authentication unit 240 ( An example of an authentication processing unit), a gain element ratio determination unit 250 (an example of an S / N ratio control value changing unit), an overall gain determination unit 260 (an example of an overall control value determination unit), and a registered data storage unit 290 are provided.

生体画像取得部210は、撮像装置100から利用者の指901を写した画像(以下、「生体画像101」という)を取得する。   The biological image acquisition unit 210 acquires an image (hereinafter referred to as “biological image 101”) obtained by copying the user's finger 901 from the imaging apparatus 100.

特徴情報抽出部220は、生体画像取得部210により取得された生体画像101から生体画像101に含まれる特定の特徴情報102をCPUを用いて抽出する。
例えば、特徴情報102とは、指901にある隆線および谷線の成分(分岐点、端点、コントラスト、パターン)である。
The feature information extraction unit 220 extracts specific feature information 102 included in the biological image 101 from the biological image 101 acquired by the biological image acquisition unit 210 using the CPU.
For example, the feature information 102 is a ridge and valley component (branch point, end point, contrast, pattern) on the finger 901.

抽出情報品質評価部230は、特徴情報抽出部220により抽出された特徴情報102に基づいて、生体画像101が所定の条件を満たしているかCPUを用いて判定する。所定の条件とは、特徴情報102が認証処理に必要な所定の品質レベルを満たすことである。例えば、品質レベルは、画像の輝度(色成分)を周波数で表して得られる隆線の周波数成分の量、隆線および谷線のコントラスト、隆線および谷線の分岐点や端点の数などに基づいて特定される。   Based on the feature information 102 extracted by the feature information extraction unit 220, the extracted information quality evaluation unit 230 determines whether the biological image 101 satisfies a predetermined condition using the CPU. The predetermined condition is that the feature information 102 satisfies a predetermined quality level necessary for the authentication process. For example, the quality level depends on the amount of frequency components of the ridge obtained by expressing the luminance (color component) of the image in terms of frequency, the contrast between the ridges and valleys, the number of branch points and end points of the ridges and valleys, etc. Identified based on.

個人認証部240は、抽出情報品質評価部230により生体画像101が所定の条件を満たしていると判定された場合、特徴情報102に基づいてCPUを用いて認証処理を行う。
認証処理において、個人認証部240は、特徴情報102を登録データ記憶部290に予め登録されている登録データ291と照合し、照合した結果、特徴情報102と合致する登録データ291が有れば「認証OK(認証許可)」と判定し、特徴情報102と合致する登録データ291が無ければ「認証NG(認証不許可)」と判定する。
「認証OK」は利用者が登録されている正規利用者であることを意味し、「認証NG」は利用者が登録されていない非正規利用者であることを意味する。
When the extracted information quality evaluation unit 230 determines that the biometric image 101 satisfies a predetermined condition, the personal authentication unit 240 performs an authentication process using the CPU based on the feature information 102.
In the authentication process, the personal authentication unit 240 collates the feature information 102 with the registration data 291 registered in advance in the registration data storage unit 290. As a result of the collation, if there is registration data 291 that matches the feature information 102, “ “Authentication OK (authentication permitted)” is determined, and if there is no registration data 291 that matches the feature information 102, it is determined “authentication NG (authentication not permitted)”.
“Authentication OK” means that the user is a registered regular user, and “Authentication NG” means that the user is a non-regular user not registered.

ゲイン要素比率決定部250は、抽出情報品質評価部230により生体画像101が所定の条件を満たしていないと判定された場合、生体画像101のS/N比(Signal/Noise比)を向上させるように撮像装置100の制御値(光量Gl、蓄積時間Gt、絞り量Gs、アナログゲインGa、デジタルゲインGd、画像加算枚数Gn、ソフトウェアゲインGs1など)をCPUを用いて変更し、撮像装置100に生体画像101を新たに撮像させる。   The gain element ratio determination unit 250 improves the S / N ratio (Signal / Noise ratio) of the biological image 101 when the extracted information quality evaluation unit 230 determines that the biological image 101 does not satisfy the predetermined condition. In addition, the control values (light quantity Gl, accumulation time Gt, aperture amount Gs, analog gain Ga, digital gain Gd, number of added images Gn, software gain Gs1, etc.) of the imaging apparatus 100 are changed using the CPU, The image 101 is newly imaged.

総合ゲイン決定部260は、生体画像取得部210により予め取得された生体画像101の画素レベルに基づいて特定値を総合ゲインGallとしてCPUを用いて決定する。
総合ゲインは生体画像101の明るさに対応する値であり、総合ゲインGallが同じであれば撮像装置100の制御値が変更されても生体画像101の明るさは変わらない。総合ゲイン決定部260は、生体画像101の輝度分布が光量不足や飽和状態でない最適状態になるように総合ゲインGallを決定する。最適状態とは、生体画像101の輝度分布のダイナミックレンジが特徴情報102を抽出可能な最大限の値範囲に拡大されており、かつ輝度の飽和により生体画像101の画像パターンがつぶれない状態である。
撮像装置100の各制御値は各制御値の積が総合ゲインGallと同じ値になるように決定される。
The total gain determination unit 260 determines a specific value as a total gain G all using the CPU based on the pixel level of the biological image 101 acquired in advance by the biological image acquisition unit 210.
The overall gain is a value corresponding to the brightness of the biological image 101. If the overall gain G all is the same, the brightness of the biological image 101 does not change even if the control value of the imaging device 100 is changed. The overall gain determination unit 260 determines the overall gain G all so that the luminance distribution of the biological image 101 is in an optimal state that is not insufficient or saturated. The optimal state is a state in which the dynamic range of the luminance distribution of the biological image 101 is expanded to the maximum value range from which the feature information 102 can be extracted, and the image pattern of the biological image 101 is not crushed due to luminance saturation. .
Each control value of the imaging apparatus 100 is determined so that the product of the control values is the same value as the total gain G all .

登録データ記憶部290は、予め撮像された特定の利用者(正規利用者)の生体画像から抽出された特徴情報が登録データ291として予め記憶される記憶部であり、登録データ291を記憶媒体を用いて記憶する記憶機器である。   The registration data storage unit 290 is a storage unit in which feature information extracted from a biological image of a specific user (regular user) captured in advance is stored in advance as registration data 291, and the registration data 291 is stored as a storage medium. It is a storage device that uses and stores.

ユーザI/F装置902は、利用者に所定のメッセージを通知する装置である。
例えば、ユーザI/F装置902は、ディスプレイ装置を備え、認証処理の結果や認証処理の再試行を通知するメッセージをディスプレイ装置に表示する。
The user I / F device 902 is a device that notifies a user of a predetermined message.
For example, the user I / F device 902 includes a display device, and displays a message notifying the result of the authentication process and the retry of the authentication process on the display device.

撮像装置100および認証処理装置200はCPU、ROM、RAMおよび通信ボードを備える(図示省略)。CPUは、バスを介してこれらのハードウェアデバイスを制御する。   The imaging device 100 and the authentication processing device 200 include a CPU, a ROM, a RAM, and a communication board (not shown). The CPU controls these hardware devices via the bus.

通信ボードは、有線または無線で、LAN(Local Area Network)、インターネットまたは電話回線などの通信網に接続されている。   The communication board is connected to a communication network such as a LAN (Local Area Network), the Internet, or a telephone line by wire or wireless.

ROMまたはRAMには、OS(オペレーティングシステム)、プログラム、各種データが記憶されている。
プログラムは、CPUにより実行され、実施の形態において「〜部」として説明する機能を撮像装置100、認証処理装置200(コンピュータの一例)に実行させるものである。
撮像装置100の各制御値、生体画像101、特徴情報102、認証結果および登録データ291は、各種データの一例である。
The ROM or RAM stores an OS (Operating System), programs, and various data.
The program is executed by the CPU, and causes the imaging device 100 and the authentication processing device 200 (an example of a computer) to execute a function described as “˜unit” in the embodiment.
Each control value, biological image 101, feature information 102, authentication result, and registration data 291 of the imaging apparatus 100 are examples of various data.

「〜部」は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェアまたはこれらの組み合わせにより構成される。   The “˜unit” is configured by firmware, software, hardware, or a combination thereof.

図2は、実施の形態1における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャートである。
実施の形態1における生体認証装置900の生体認証方法について、図2に基づいて以下に説明する。
各「〜部」は、以下に説明する各処理をCPUを用いて実行する。
FIG. 2 is a flowchart showing a biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to the first embodiment.
A biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to Embodiment 1 will be described below with reference to FIG.
Each “unit” executes each process described below using a CPU.

総合ゲイン決定部260は総合ゲインを決定し(S110)、ゲイン要素比率決定部250は総合ゲインに基づいてゲイン要素比率(撮像装置100の制御値)を決定する(S120)。
撮像装置100はゲイン要素比率に対応する制御値に基づいて生体画像101を撮像し(S130)、生体画像取得部210は撮像装置100から生体画像101を取得する(S131)。
特徴情報抽出部220は生体画像101から特徴情報102を抽出し(S140)、抽出情報品質評価部230は特徴情報102を品質評価する(S150)。
特徴情報102が「品質NG」であり(S151)、ゲイン要素比率を変更可能である場合(S152)、ゲイン要素比率決定部250はゲイン要素比率を変更する(S160)。処理はS130に戻る。
特徴情報102が「品質OK」である場合(S151)、個人認証部240は特徴情報102に基づいて認証処理を実行し、ユーザI/F装置902を用いて認証結果を利用者に通知する(S170)。
以下に、各処理(S110〜S170)の詳細について説明する。
The total gain determination unit 260 determines a total gain (S110), and the gain element ratio determination unit 250 determines a gain element ratio (control value of the imaging device 100) based on the total gain (S120).
The imaging device 100 captures the biological image 101 based on the control value corresponding to the gain element ratio (S130), and the biological image acquisition unit 210 acquires the biological image 101 from the imaging device 100 (S131).
The feature information extraction unit 220 extracts the feature information 102 from the biological image 101 (S140), and the extracted information quality evaluation unit 230 evaluates the quality of the feature information 102 (S150).
When the characteristic information 102 is “quality NG” (S151) and the gain element ratio can be changed (S152), the gain element ratio determination unit 250 changes the gain element ratio (S160). The process returns to S130.
When the feature information 102 is “quality OK” (S151), the personal authentication unit 240 executes an authentication process based on the feature information 102, and notifies the user of the authentication result using the user I / F device 902 ( S170).
Details of each process (S110 to S170) will be described below.

<S110:総合ゲイン決定処理>
総合ゲイン決定部260は、生体画像101の明るさを定める総合ゲインを決定する。
<S110: Comprehensive gain determination process>
The overall gain determination unit 260 determines an overall gain that determines the brightness of the biological image 101.

図3は、実施の形態1における総合ゲイン決定処理(S110)を示すフローチャートである。
実施の形態1における総合ゲイン決定処理(S110)について、図3に基づいて以下に説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing the overall gain determination process (S110) in the first embodiment.
The overall gain determination process (S110) in the first embodiment will be described below based on FIG.

撮像装置100は総合ゲイン決定用に生体画像101を撮像し(S111)、生体画像取得部210は撮像装置100から生体画像101を取得し(S112)、総合ゲイン決定部260は生体画像101の最大画素レベルを特定し(S113)、総合ゲイン決定部260は生体画像101の最大画素レベルに基づいて総合ゲインを決定する(S114)。
以下に、各処理(S111〜S114)の詳細について説明する。
The imaging device 100 captures the biological image 101 for determining the overall gain (S111), the biological image acquisition unit 210 acquires the biological image 101 from the imaging device 100 (S112), and the overall gain determination unit 260 determines the maximum of the biological image 101. The pixel level is specified (S113), and the overall gain determination unit 260 determines the overall gain based on the maximum pixel level of the biological image 101 (S114).
Below, the detail of each process (S111-S114) is demonstrated.

<S111>
撮像装置100は、総合ゲイン決定用に生体画像101を撮像する。このとき、撮像装置100の制御値として所定の制御値(以下、「総合ゲイン決定用制御値」という)が用いられる。
総合ゲイン決定用制御値は、生体画像101に飽和画素が含まれないような低めの値である。
総合ゲインは生体画像101の解像度が高くなくても決定できるため、撮像装置100は高速撮像モードで総合ゲイン決定用の生体画像101を撮像しても構わない。高速撮像モードとは、画像の走査ラインを間引く、画素値を間引く、部分画像をCPUに転送する、露光時間を減らすなどの特定の動作により、CPUへの画像データの転送時間や露光時間を減らし、高速に撮像を行うモードである。高速撮像モードは、撮像素子がCMOSタイプまたはCCDタイプである撮像装置に一般的に備わる機能である。高速撮像モードにより撮像された画像は、画質が低品質であり、ドラフト画像と呼ばれる。
S111の後、処理はS112に進む。
<S111>
The imaging device 100 captures the biological image 101 for determining the total gain. At this time, a predetermined control value (hereinafter referred to as “total gain determination control value”) is used as the control value of the imaging apparatus 100.
The overall gain determination control value is a low value that does not include saturated pixels in the biological image 101.
Since the total gain can be determined even when the resolution of the biological image 101 is not high, the imaging apparatus 100 may capture the biological image 101 for determining the total gain in the high-speed imaging mode. The high-speed imaging mode means reducing the transfer time and exposure time of image data to the CPU by specific operations such as thinning the scan line of the image, thinning pixel values, transferring partial images to the CPU, and reducing the exposure time. In this mode, high-speed imaging is performed. The high-speed imaging mode is a function that is generally provided in an imaging apparatus whose imaging element is a CMOS type or a CCD type. An image captured in the high-speed imaging mode has a low image quality and is called a draft image.
After S111, the process proceeds to S112.

<S112>
生体画像取得部210は、S111において撮像された生体画像101を撮像装置100から取得する。
S112の後、処理はS113に進む。
<S112>
The biological image acquisition unit 210 acquires the biological image 101 captured in S111 from the imaging device 100.
After S112, the process proceeds to S113.

<S113>
総合ゲイン決定部260は、S112において取得された生体画像101をスキャンし、生体画像101の最大画素レベルを特定する。画素レベルとは、画素の輝度(色成分値)を示す値(例えば、白黒を8ビットで表す場合は「0〜255」)のことである。
例えば、総合ゲイン決定部260は、生体画像101の全画素の中で一番大きな画素レベルを最大画素レベルとして特定する。
また例えば、総合ゲイン決定部260は、飽和画素を少し許容することにより生体画像101を不鮮明にすることなくダイナミックレンジを拡大することができる場合、生体画像101の全画素分布の上位Nパーセンタイル値(Nは「1」以下が好ましい)を最大画素レベルとして特定する。
上位Nパーセンタイル値とは、データ(ここでは、各画素の画素レベル)を値順に並べたときに、上位N%のデータの次に大きなデータの値のことである。つまり、上位Nパーセンタイル値より大きな値を持つデータの数は全データ数のNパーセントに相当する。例えば、100画素の生体画像101の上位1パーセンタイル値は、2番目に大きな画素レベルの値である。
S113の後、処理はS114に進む。
<S113>
The overall gain determination unit 260 scans the biological image 101 acquired in S112 and identifies the maximum pixel level of the biological image 101. The pixel level is a value indicating the luminance (color component value) of the pixel (for example, “0 to 255” when monochrome is represented by 8 bits).
For example, the total gain determination unit 260 specifies the largest pixel level among all the pixels of the biological image 101 as the maximum pixel level.
Further, for example, if the dynamic range can be expanded without allowing the biometric image 101 to be blurred by allowing a few saturated pixels, the total gain determination unit 260 can increase the upper N percentile value ( N is preferably “1” or less) as the maximum pixel level.
The upper N percentile value is the value of the next largest data after the upper N% data when data (here, the pixel level of each pixel) are arranged in order of value. That is, the number of data having a value larger than the upper N percentile value corresponds to N percent of the total number of data. For example, the upper first percentile value of the 100-pixel biological image 101 is the second largest pixel level value.
After S113, the process proceeds to S114.

<S114>
総合ゲイン決定部260は、最大画素レベルIpeakを用いて以下の式1を計算し、総合ゲインGallを決定する。
<S114>
The total gain determination unit 260 calculates the following Expression 1 using the maximum pixel level I peak and determines the total gain G all .

all=(Imax/Ipeak)×G<式1> G all = (I max / I peak ) × G 0 <Formula 1>

式1において、「Imax」は画素レベルの最大値(画素レベルが8ビットで表される場合は「255」)であり、「G」はS111で用いられた総合ゲイン決定用制御値に含まれる各制御値(光量、光量、絞り量、アナログゲイン、デジタルゲインおよび画像加算枚数など)の積である。
S114の後、総合ゲイン決定処理(S110)は終了する。
In Equation 1, “I max ” is the maximum value of the pixel level (“255” when the pixel level is expressed in 8 bits), and “G 0 ” is the control value for determining the total gain used in S111. It is the product of each control value included (light quantity, light quantity, aperture amount, analog gain, digital gain, number of added images, etc.).
After S114, the overall gain determination process (S110) ends.

図2において、生体認証方法の説明を続ける。
S110の後、処理はS120に進む。
In FIG. 2, the description of the biometric authentication method is continued.
After S110, the process proceeds to S120.

<S120>
ゲイン要素比率決定部250は、総合ゲインGallに基づいてゲイン要素比率を決定する。
ゲイン要素とは撮像装置100の各制御値のことであり、ゲイン要素比率とは総合ゲインGall(総合制御値の一例)に対する撮像装置100の各制御値の比率のことである。ゲイン要素比率決定部250は、撮像装置100の各制御値を掛け合わせた値が総合ゲインGallになるように撮像装置100の各制御値を決定する。ゲイン要素比率の決定は、撮像装置100の各制御値の決定を意味する。
<S120>
The gain element ratio determination unit 250 determines the gain element ratio based on the total gain G all .
The gain element is each control value of the imaging apparatus 100, and the gain element ratio is the ratio of each control value of the imaging apparatus 100 to the total gain G all (an example of the total control value). The gain element ratio determination unit 250 determines each control value of the imaging device 100 so that a value obtained by multiplying the control values of the imaging device 100 becomes the total gain G all . Determination of the gain element ratio means determination of each control value of the imaging apparatus 100.

S120で決定される撮像装置100の制御値は、光源装置110の光量Gl、撮像素子121の蓄積時間Gt、撮像素子121の絞り量Gs、信号処理回路122のアナログゲインGa、信号処理回路122のデジタルゲインGd、画像生成部123の画像加算枚数Gnおよび画像生成部123のソフトウェアゲインGs1である。   The control values of the imaging device 100 determined in S120 are the light amount Gl of the light source device 110, the accumulation time Gt of the imaging device 121, the aperture amount Gs of the imaging device 121, the analog gain Ga of the signal processing circuit 122, and the signal processing circuit 122. The digital gain Gd, the image addition number Gn of the image generation unit 123, and the software gain Gs1 of the image generation unit 123.

光量Gl、蓄積時間Gt、絞り量Gsおよび画像加算枚数Gn(それぞれS/N比制御値の一例)の値が大きいほど、生体画像101のS/N比が高くなる(改善・向上する)。
アナログゲインGa、デジタルゲインGdおよびソフトウェアゲインGs1(それぞれ非S/N比制御値の一例)の値が大きいほど、生体画像101のS/N比が低くなる(悪化する)。アナログゲインGaは電気信号レベルでのアナログ的な増幅値であり、デジタルゲインGdおよびソフトウェアゲインGs1はデジタル量に離散化された後の増幅係数である。デジタルゲインGdおよびソフトウェアゲインGs1は、離散化の丸め誤差ノイズにより増幅前の画像のダイナミックレンジが狭いために大きな値が必要なほどS/N比が低い。
The S / N ratio of the biological image 101 increases (improves / improves) as the values of the light amount Gl, the accumulation time Gt, the aperture amount Gs, and the number of added images Gn (each example of S / N ratio control value) are larger.
As the values of the analog gain Ga, the digital gain Gd, and the software gain Gs1 (each example of a non-S / N ratio control value) are larger, the S / N ratio of the biological image 101 becomes lower (deteriorates). The analog gain Ga is an analog amplification value at the electric signal level, and the digital gain Gd and the software gain Gs1 are amplification coefficients after being discretized into digital quantities. The digital gain Gd and the software gain Gs1 have such a low S / N ratio that a large value is required because the dynamic range of the image before amplification is narrow due to discretization rounding error noise.

ゲイン要素比率決定部250は、以下の式2〜式8を計算して、撮像装置100の各制御値を撮像時の使用順に決定する。   The gain element ratio determination unit 250 calculates the following Expressions 2 to 8, and determines each control value of the imaging apparatus 100 in the order of use at the time of imaging.

Gl=Max(Glmin,Min(Gall,Min(Glset,Glmax)))<式2>
Gt=Max(Gtmin,Min(Gall/Gl,Min(Gtset,Gtmax)))<式3>
Gs=Max(Gsmin,Min(Gall/(Gl*Gt),Gsmax))<式4>
Ga=Max(Gamin, Min(Gall/(Gl*Gt*Gs),Gamax))<式5>
Gd=Max(Gdmin,Min(Gall/(Gl*Gt*Gs*Ga),Gdmax))<式6>
Gn=Max(Gnmin,Min(Gall/(Gl*Gt*Gs*Ga*Gd),Min(Gnset, Gnmax)))<式7>
Gs1=Max(Gs1min,Min(Gall/(Gl*Gt*Gs*Ga*Gd*Gn), Gs1max))<式8>
Gl = Max (Gl min, Min (G all, Min (Gl set, Gl max))) < Formula 2>
Gt = Max (Gt min , Min (G all / G1, Min (Gt set , Gt max ))) <Expression 3>
Gs = Max (Gs min , Min (G all / (Gl * Gt), Gs max )) <Expression 4>
Ga = Max (Ga min, Min (G all / (Gl * Gt * Gs), Ga max)) < Equation 5>
Gd = Max (Gd min, Min (G all / (Gl * Gt * Gs * Ga), Gd max)) < Equation 6>
Gn = Max (Gn min, Min (G all / (Gl * Gt * Gs * Ga * Gd), Min (Gn set, Gn max))) < Equation 7>
Gs1 = Max (Gs1 min, Min (G all / (Gl * Gt * Gs * Ga * Gd * Gn), Gs1 max)) < Equation 8>

式2〜式8において、Max(a,b)は「a」と「b」とのうち大きい方の値を選択することを意味し、Min(a,b)は「a」と「b」とのうち小さい方の値を選択することを意味する。
「Gxmin」および「Gxmax」(Gx:Gl、Gt、GS、Ga、Gd、Gn、Gs1)は、生体認証装置900のハードウェア的および生体画像101の画質的に問題のない値として予め定められたGの最小値および最大値である。
「Gxset」(Gx:Gl、Gt、Gn)は、Gxのレベルとして予め定められた複数レベルから選択されたレベルにおけるGxの値である。例えば、Gxの各レベルの値は、レベルと値とを関連付けた関数テーブル(以下、「Gxdef[level]」と記す)で定義される。
In Expressions 2 to 8, Max (a, b) means selecting the larger value of “a” and “b”, and Min (a, b) is “a” and “b”. It means that the smaller value is selected.
“Gx min ” and “Gx max ” (Gx: Gl, Gt, GS, Ga, Gd, Gn, Gs1) are preliminarily set as values having no problem in terms of hardware of the biometric authentication device 900 and image quality of the biometric image 101. the minimum and maximum values of a defined G x.
“Gx set ” (Gx: Gl, Gt, Gn) is a value of Gx at a level selected from a plurality of levels predetermined as the level of Gx. For example, the value of each level of Gx is defined by a function table in which the level and the value are associated (hereinafter referred to as “Gx def [level]”).

図4は、実施の形態1におけるGldef[level]とS/N比と快適性との関係を示すグラフである。
図5は、実施の形態1におけるGtdef[level]とS/N比と快適性との関係を示すグラフである。
図6は、実施の形態1におけるGndef[level]とS/N比と快適性との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between Gl def [level], S / N ratio, and comfort in the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the relationship among Gt def [level], S / N ratio, and comfort in the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between Gn def [level], S / N ratio, and comfort in the first embodiment.

図4〜図6に示すように、Gldef[level]、Gtdef[level]、Gndef[level]はレベルが上がるごとに値および生体画像101のS/N比が高くなる。但し、眩しさや静止時間の延長など利用者の快適性(または操作性)が低くなる。 As shown in FIGS. 4 to 6, Gl def [level], Gt def [level], and Gn def [level] increase in value and the S / N ratio of the biological image 101 as the level increases. However, the user's comfort (or operability) such as glare and extended rest time is reduced.

画像加算枚数が「N」である場合、√N倍のS/N比改善効果がある(ノイズの主要因がアナログゲインGaによる場合)。撮像素子121では蓄積時間Gtがある長さを超えると画素の蓄積電荷が飽和するため、明るく撮像された場合に特に蓄積時間Gtをのばせなくなる。定性的には撮像素子121での蓄積時間Gtの増加と類似するが、画像加算用のバッファのビット深さを十分に取っておくと、理想的には何十倍でも蓄積時間Gtを稼いでS/N比を改善できる。   When the number of added images is “N”, there is an effect of improving the S / N ratio by √N times (when the main cause of noise is due to the analog gain Ga). In the image sensor 121, since the accumulated charge of the pixel is saturated when the accumulation time Gt exceeds a certain length, the accumulation time Gt cannot be extended particularly when a bright image is taken. Qualitatively, it is similar to the increase in the accumulation time Gt in the image sensor 121. However, if the bit depth of the image addition buffer is sufficiently kept, ideally, the accumulation time Gt can be obtained by several tens of times. The S / N ratio can be improved.

各関数テーブルには、最大レベルの値として、利用者の快適性が所定の許容値を下回らないような値が定められる。
また、各関数テーブルには、最小レベル(レベル1)の値として、生体画像101のS/N比が大多数の利用者および利用環境において認証処理を行うのに十分な特徴情報102を抽出できる程度のS/N比となるような値が定められる。
In each function table, the maximum level value is set such that the user's comfort does not fall below a predetermined allowable value.
Further, each function table can extract feature information 102 as a minimum level (level 1) value sufficient to perform authentication processing in the majority of users and usage environments having the S / N ratio of the biological image 101. A value is set so that an S / N ratio of a certain degree is obtained.

図2のS120において、ゲイン要素比率決定部250は、以下の式9〜11に示すように、GxsetとしてGxdefのレベル1の値を用いる。 In S120 of FIG. 2, the gain element ratio determination unit 250 uses the level 1 value of Gx def as Gx set as shown in the following formulas 9 to 11.

Glset=Gldef[level(1)]<式9>
Gtset=Gtdef[level(1)]<式10>
Gnset=Gndef[level(1)]<式11>
Gl set = Gl def [level (1)] <Expression 9>
Gt set = Gt def [level (1)] <Expression 10>
Gn set = Gn def [level (1)] <Formula 11>

上記は、ゲイン要素比率の決定方法の一例である。
例えば、ゲイン要素比率決定部250は、S/N比を改善するゲイン要素(Gl、Gt、Gs、Gn)から先に決定してもよい。
The above is an example of a method for determining the gain factor ratio.
For example, the gain element ratio determination unit 250 may determine the gain elements (G1, Gt, Gs, Gn) that improve the S / N ratio first.

ゲイン要素比率決定部250は決定した制御値(ゲイン要素)を撮像装置100に出力し、撮像装置100はゲイン要素比率決定部250により出力された制御値を認証処理用の制御値としてメモリに設定する。
S120の後、処理はS130に進む。
The gain element ratio determination unit 250 outputs the determined control value (gain element) to the imaging device 100, and the imaging device 100 sets the control value output by the gain element ratio determination unit 250 in the memory as a control value for authentication processing. To do.
After S120, the process proceeds to S130.

<S130>
撮像装置100は、S120において設定された認証処理用の制御値に基づいて、認証処理用の生体画像101を撮像する。
S130の後、処理はS131に進む。
<S130>
The imaging apparatus 100 captures the biometric image 101 for authentication processing based on the control value for authentication processing set in S120.
After S130, the process proceeds to S131.

<S131>
生体画像取得部210は、S130において撮像された生体画像101を撮像装置100から取得する。
S131の後、処理はS140に進む。
<S131>
The biological image acquisition unit 210 acquires the biological image 101 captured in S130 from the imaging device 100.
After S131, the process proceeds to S140.

<S140>
特徴情報抽出部220は、S131において取得された生体画像101から特徴情報102を抽出する。
例えば、特徴情報抽出部220は、特許文献3に開示されている技術により、生体画像101から特徴情報102を抽出する。
S140の後、処理はS150に進む。
<S140>
The feature information extraction unit 220 extracts the feature information 102 from the biological image 101 acquired in S131.
For example, the feature information extraction unit 220 extracts the feature information 102 from the biological image 101 by the technique disclosed in Patent Document 3.
After S140, the process proceeds to S150.

<S150>
抽出情報品質評価部230は、S140において抽出された特徴情報102を品質評価(数値評価)し、特徴情報102の品質が認証処理(S170)において正しい認証結果を得られる品質(品質OK)であるか否か(品質NG)を判定する。
<S150>
The extracted information quality evaluation unit 230 performs quality evaluation (numerical evaluation) on the feature information 102 extracted in S140, and the quality of the feature information 102 is quality (quality OK) with which a correct authentication result can be obtained in the authentication process (S170). Or not (quality NG).

例えば、抽出情報品質評価部230は、S/N比を次のように擬似的に計算する。画像の輝度(色成分)を周波数で表した場合、ノイズ成分は高い周波数帯に表れ、信号成分(ノイズ成分以外の成分)は低い周波数帯に表れる。抽出情報品質評価部230は、生体画像101を周波数分析し、ノイズ成分に相当する高い周波数帯の成分の量と信号成分に相当する周波数帯の成分の量との比率を計算する。抽出情報品質評価部230は、信号成分の比率が所定値を満たす場合、特徴情報102の品質を「品質OK」と判定し、信号成分の比率が所定値に満たない場合、特徴情報102の品質を「品質NG」と判定する。例えば、特徴情報102の抽出対象が指紋の場合、隆線を表す画素の輝度が信号成分となる。   For example, the extracted information quality evaluation unit 230 artificially calculates the S / N ratio as follows. When the luminance (color component) of an image is represented by frequency, the noise component appears in a high frequency band, and the signal component (component other than the noise component) appears in a low frequency band. The extracted information quality evaluation unit 230 performs frequency analysis on the biological image 101 and calculates the ratio between the amount of the high frequency band component corresponding to the noise component and the amount of the frequency band component corresponding to the signal component. The extracted information quality evaluation unit 230 determines that the quality of the feature information 102 is “quality OK” when the ratio of the signal components satisfies a predetermined value, and the quality of the feature information 102 when the ratio of the signal components does not satisfy the predetermined value. Is determined as “quality NG”. For example, when the extraction target of the feature information 102 is a fingerprint, the luminance of the pixel representing the ridge is a signal component.

また例えば、抽出情報品質評価部230は、特徴情報102に基づいて、生体画像101が不明瞭であったため指紋の隆線部分と谷線部分とのコントラストが所定値に満たない領域を計算する。抽出情報品質評価部230は、計算した領域の面積比率が所定割合より大きい場合、特徴情報102の品質を「品質OK」と判定し、計算した領域の面積比率が所定割合以下である場合、特徴情報102の品質を「品質NG」と判定する。   Further, for example, the extracted information quality evaluation unit 230 calculates a region where the contrast between the ridge portion and the valley portion of the fingerprint is less than a predetermined value because the biological image 101 is unclear based on the feature information 102. The extracted information quality evaluation unit 230 determines that the quality of the feature information 102 is “quality OK” when the calculated area ratio of the area is larger than the predetermined ratio, and when the calculated area ratio of the area is equal to or lower than the predetermined ratio. The quality of the information 102 is determined as “quality NG”.

また例えば、抽出情報品質評価部230は、特徴情報102に含まれる特徴点(隆線および谷線の分岐点や端点など)の数が認証処理に必要な最低限の数値を満たす場合、特徴情報102の品質を「品質OK」と判定し、特徴情報102に含まれる特徴点の数が認証処理に必要な最低限の数値に満たない場合、特徴情報102の品質を「品質NG」と判定する。例えば、抽出情報品質評価部230は、特徴情報102に含まれる特徴点の数に基づいて特徴情報102が他人の登録データ291と偶然一致する確率を計算する。そして、抽出情報品質評価部230は、計算した確率が所定値未満である場合、特徴情報102に含まれる特徴点の数が認証処理に必要な最低限の数値を満たすとして、特徴情報102の品質を「品質OK」と判定する。また、抽出情報品質評価部230は、計算した確率が所定値以上である場合、特徴情報102に含まれる特徴点の数が認証処理に必要な最低限の数値に満たないとして、特徴情報102の品質を「品質NG」と判定する。特徴情報102が他人の登録データ291と偶然一致する確率の計算方法として、非特許文献1を応用することができる。   Further, for example, the extracted information quality evaluation unit 230, when the number of feature points (branches and end points of ridges and valleys) included in the feature information 102 satisfies a minimum value required for the authentication process, the feature information When the quality of the feature information 102 is determined as “quality OK” and the number of feature points included in the feature information 102 is less than the minimum value necessary for the authentication process, the quality of the feature information 102 is determined as “quality NG”. . For example, the extracted information quality evaluation unit 230 calculates the probability that the feature information 102 coincides with the other person's registered data 291 based on the number of feature points included in the feature information 102. Then, if the calculated probability is less than the predetermined value, the extracted information quality evaluation unit 230 assumes that the number of feature points included in the feature information 102 satisfies the minimum value necessary for the authentication process, and the quality of the feature information 102 Is determined to be “quality OK”. In addition, when the calculated probability is equal to or greater than a predetermined value, the extracted information quality evaluation unit 230 determines that the number of feature points included in the feature information 102 is less than the minimum value necessary for the authentication process, and The quality is determined as “quality NG”. As a method for calculating the probability that the feature information 102 coincides with the registered data 291 of another person, Non-Patent Document 1 can be applied.

抽出情報品質評価部230は、特徴情報102の代わりに、S140における特徴情報抽出処理の中間処理結果を品質評価しても構わない。   The extracted information quality evaluation unit 230 may evaluate the quality of the intermediate processing result of the feature information extraction process in S140 instead of the feature information 102.

S150の後、処理はS151に進む。   After S150, the process proceeds to S151.

<S151>
S150において「品質OK」と判定された場合、処理はS170に進む。
S150において「品質NG」と判定された場合、処理はS152に進む。
<S151>
If it is determined that “quality is OK” in S150, the process proceeds to S170.
When it is determined as “quality NG” in S150, the process proceeds to S152.

<S152>
ゲイン要素比率決定部250は、ゲイン要素比率を変更可能か判定する。
例えば、ゲイン要素比率決定部250は、S120において光量のGlset、蓄積時間のGtsetまたは画像加算枚数のGnsetとして用いられた値がGxdef(Gx:Gl、Gt、Gn)に定義された最大レベルの値でない場合、ゲイン要素比率を変更可能と判定する。
また例えば、ゲイン要素比率決定部250は、既に所定回数以上、S160においてゲイン要素比率を変更した場合、ゲイン要素比率を変更不可と判定する。
また例えば、ゲイン要素比率決定部250は、撮像装置100に指901が置かれてからの経過時間が所定時間を超えていない場合、ゲイン要素比率を変更可能と判定する。
ゲイン要素比率を変更可能な場合(YES)、処理はS160に進む。
ゲイン要素比率を変更不可の場合(NO)、個人認証部240はユーザI/F装置902を用いて認証に失敗したこと(認証NG)を利用者に通知し、処理は終了する。
<S152>
The gain element ratio determination unit 250 determines whether the gain element ratio can be changed.
For example, in S120, the gain element ratio determination unit 250 defines Gx def (Gx: Gl, Gt, Gn) as a value used as the light amount Gl set , the accumulation time Gt set, or the image addition number Gn set . When the value is not the maximum level, it is determined that the gain element ratio can be changed.
Further, for example, the gain element ratio determination unit 250 determines that the gain element ratio cannot be changed when the gain element ratio has already been changed a predetermined number of times or more in S160.
Further, for example, the gain element ratio determination unit 250 determines that the gain element ratio can be changed when the elapsed time since the finger 901 is placed on the imaging apparatus 100 does not exceed a predetermined time.
If the gain element ratio can be changed (YES), the process proceeds to S160.
When the gain factor ratio cannot be changed (NO), the personal authentication unit 240 notifies the user that the authentication has failed (authentication NG) using the user I / F device 902, and the process ends.

<S160>
S151において特徴情報102が「品質NG」(NO)であり、S152においてゲイン要素比率を変更可能(YES)である場合、ゲイン要素比率決定部250は、撮像装置100に再撮像させる生体画像101のS/N比を改善するように、認証処理用のゲイン要素(撮像装置100の制御値)を再決定する。
ゲイン要素比率決定部250は再決定した認証処理用のゲイン要素を撮像装置100に出力し、撮像装置100はゲイン要素比率決定部250から出力された認証処理用のゲイン要素をメモリに設定する。
S160において、光源装置110の光量、撮像素子121の蓄積時間、撮像素子121の絞り量、信号処理回路122のアナログゲイン、信号処理回路122のデジタルゲイン、画像生成部123の画像加算枚数および画像生成部123のソフトウェアゲインが変更される。
<S160>
When the feature information 102 is “quality NG” (NO) in S151 and the gain element ratio can be changed (YES) in S152, the gain element ratio determination unit 250 causes the imaging apparatus 100 to re-image the biological image 101. The gain element for authentication processing (control value of the imaging apparatus 100) is redetermined so as to improve the S / N ratio.
The gain element ratio determination unit 250 outputs the re-determined gain element for authentication processing to the imaging device 100, and the imaging device 100 sets the gain element for authentication processing output from the gain element ratio determination unit 250 in the memory.
In S160, the light amount of the light source device 110, the accumulation time of the image sensor 121, the aperture amount of the image sensor 121, the analog gain of the signal processing circuit 122, the digital gain of the signal processing circuit 122, the number of images added by the image generation unit 123, and the image generation The software gain of the unit 123 is changed.

例えば、ゲイン要素比率決定部250は、S120と同様にして、認証処理用のゲイン要素を再決定する。このとき、ゲイン要素比率決定部250は、以下の式12〜式15に示すように、光量のGlset、蓄積時間のGtsetまたは画像加算枚数のGnsetとして、dレベル上のGxdef(Gx:Gl、Gt、Gn)の値を用いる。dレベルの「d」は、S150における特徴情報102の品質評価結果を「品質OK」と「品質NG」との2値論理としてとらえ、1または2以上の固定値にしてもよい。また、「d」は、S150において特徴情報102が所定の基準値(信号成分の比率など)を下回った量に基づいて、決定されてもよい。「d」は、特徴情報102が所定の基準値を下回った量が大きいほど、大きな値になる。 For example, the gain element ratio determination unit 250 re-determines a gain element for authentication processing in the same manner as in S120. At this time, the gain element ratio determining unit 250 uses Gx def (Gx on the d level) as Gl set for the light amount, Gt set for the accumulation time, or Gn set for the number of added images, as shown in Expressions 12 to 15 below. : Gl, Gt, Gn) values are used. The d level “d” may be a fixed value of one or two or more, considering the quality evaluation result of the feature information 102 in S150 as a binary logic of “quality OK” and “quality NG”. In addition, “d” may be determined based on the amount by which the feature information 102 falls below a predetermined reference value (such as the ratio of signal components) in S150. “D” becomes a larger value as the amount by which the feature information 102 falls below a predetermined reference value is larger.

level←level+d<式12>
Glset=Gldef[level]<式13>
Gtset=Gtdef[level]<式14>
Gnset=Gndef[level]<式15>
level ← level + d <expression 12>
Gl set = Gl def [level] <Expression 13>
Gt set = Gt def [level] <Expression 14>
Gn set = Gn def [level] <Expression 15>

S160において、光量のGldef、蓄積時間のGtdefおよび画像加算枚数のGndefのレベルが上がると、図4〜図6に示したように、各ゲイン要素(光量Gl、蓄積時間Gt、画像加算枚数Gn)に対応するS/N比が上昇する。生体画像101のS/N比は、各ゲイン要素それぞれに対応するS/N比の積(デシベル表現の場合は和)に比例する。このため、生体画像101のS/N比は、各ゲイン要素に対応するS/N比の上昇に応じて上昇する。
撮像装置100による次回の撮像時、総合ゲインGallが変わらないため生体画像101の明るさは前回の明るさを維持するが、生体画像101のS/N比は前回より高くなる。
In S160, when the levels of the light amount Gl def , the accumulation time Gt def and the image addition number Gn def increase, as shown in FIGS. 4 to 6, each gain element (light amount Gl, accumulation time Gt, image addition) The S / N ratio corresponding to the number of sheets Gn) increases. The S / N ratio of the biological image 101 is proportional to the product of the S / N ratios corresponding to the respective gain elements (sum in the case of decibel expression). For this reason, the S / N ratio of the biological image 101 increases as the S / N ratio corresponding to each gain element increases.
At the next imaging by the imaging apparatus 100, the overall gain G all does not change, so that the brightness of the biological image 101 maintains the previous brightness, but the S / N ratio of the biological image 101 is higher than the previous time.

S160の後、処理はS130に戻り、変更された各制御値(ゲイン要素)に基づいて撮像装置100により生体画像101が再撮像される。   After S160, the process returns to S130, and the biological image 101 is re-imaged by the imaging device 100 based on the changed control values (gain elements).

<S170>
S151において特徴情報102が「品質OK」(YES)の場合、個人認証部240は、特徴情報102に基づいて認証処理を行う。
認証処理において、個人認証部240は、特徴情報102と登録データ記憶部290に記憶されている登録データ291とを比較照合し、特徴情報102と登録データ291との類似度(認証スコア)を計算する。個人認証部240は、特徴情報102と登録データ291との類似度が所定レベル以上であれば「認証OK」と判定し、特徴情報102と登録データ291との類似度が所定レベル未満あれば「認証NG」と判定する。
個人認証部240は、認証結果をユーザI/F装置902を用いて利用者に通知する。また、個人認証部240は、認証結果が「認証OK」である場合、所定の装置(例えば、電子錠装置)に「認証OK」であることを通知する。例えば、電子錠装置は、個人認証部240から「認証OK」の通知を受けた場合、施錠してあるドアを解錠し、利用者がドアから建物(または部屋)内に入ることを可能にする。
S170の後、処理は終了する。
<S170>
If the feature information 102 is “quality OK” (YES) in S151, the personal authentication unit 240 performs an authentication process based on the feature information 102.
In the authentication processing, the personal authentication unit 240 compares the feature information 102 with the registration data 291 stored in the registration data storage unit 290, and calculates the similarity (authentication score) between the feature information 102 and the registration data 291. To do. The personal authentication unit 240 determines “authentication OK” if the similarity between the feature information 102 and the registration data 291 is equal to or higher than a predetermined level, and determines that “similarity” between the feature information 102 and the registration data 291 is less than the predetermined level. “Authentication NG”.
The personal authentication unit 240 notifies the user of the authentication result using the user I / F device 902. Further, when the authentication result is “authentication OK”, the personal authentication unit 240 notifies a predetermined device (for example, an electronic lock device) that “authentication is OK”. For example, when receiving an “authentication OK” notification from the personal authentication unit 240, the electronic lock device unlocks the locked door and allows the user to enter the building (or room) from the door. To do.
After S170, the process ends.

以上のように、生体認証装置900は、特徴情報102の品質評価値が認証処理を成功するレベルにない場合(品質NGの場合)、次回撮像時の生体画像101のS/N比を上げるように撮像装置100の各制御量を変更する。これにより、生体認証装置900は、生体パターン(隆線や谷線)が薄いためノイズに特徴点が埋もれて特徴点を十分に検出できないような生体を対象とした場合でも、再撮像のたびに徐々に特徴情報102の検出精度を上げ、認証処理の精度を高められる。また、生体認証装置900は、生体パターンが薄くない多くの生体を対象とした場合(最初の特徴情報102が「品質OK」になる場合)には、再撮像せずに、認証処理を行う。このため、生体認証装置900は、多くの標準的な利用者には不便をかけることなく、且つ、認証不能の利用者を減少できるというメリットがある。   As described above, the biometric authentication device 900 increases the S / N ratio of the biometric image 101 at the next imaging when the quality evaluation value of the feature information 102 is not at a level at which the authentication process is successful (in the case of quality NG). Each control amount of the imaging apparatus 100 is changed. As a result, the biometric authentication device 900 can perform re-imaging even when a biometric pattern (ridge or valley) is thin and the feature point is buried in noise and the feature point cannot be sufficiently detected. The detection accuracy of the feature information 102 is gradually increased, and the accuracy of the authentication process can be increased. In addition, the biometric authentication device 900 performs authentication processing without re-imaging when many biometrics whose biometric patterns are not thin are targeted (when the first feature information 102 is “quality OK”). For this reason, the biometric authentication device 900 has an advantage that many standard users are not inconvenienced and the number of unauthenticated users can be reduced.

上記の撮像装置100は生体画像101を撮像する装置の一例である。
上記では光学式の撮像装置100を示したが、撮像装置100は静電容量式、電波式、超音波式など他の撮像原理により生体画像101を撮像する装置でも構わない。静電容量式では電圧を印加するデバイスを駆動する装置が、電波式では電波発信アンテナを駆動する装置が、超音波式では超音波発信器を駆動する装置が光源装置110に相当する。
上記の光は、被写体である生体(例えば、指901)に照射または注入する物理的エネルギーの一例である。例えば、物理的エネルギーとして、光の他に、電波式の撮像装置における電波、静電容量式の撮像装置における電圧または電流、超音波式の撮像装置における超音波が挙げられる。
上記の光量は、生体に照射または注入する物理的エネルギー量を制御する制御値の一例である。
上記の蓄積時間、絞り量および画像加算枚数は、撮像素子121の感度または物理的エネルギーの蓄積量を制御する制御値の一例である。
The imaging apparatus 100 is an example of an apparatus that captures the biological image 101.
Although the optical imaging device 100 has been described above, the imaging device 100 may be a device that captures the biological image 101 by other imaging principles such as a capacitance type, a radio wave type, and an ultrasonic type. The device that drives a device that applies a voltage in the capacitance type corresponds to the light source device 110, the device that drives the radio wave transmission antenna in the radio wave type, and the device that drives the ultrasonic wave transmitter in the ultrasonic type.
The light is an example of physical energy that is irradiated or injected into a living body (for example, a finger 901) that is a subject. For example, as physical energy, in addition to light, a radio wave in a radio wave imaging device, a voltage or current in a capacitive imaging device, and an ultrasonic wave in an ultrasonic imaging device can be given.
The amount of light is an example of a control value that controls the amount of physical energy irradiated or injected into the living body.
The accumulation time, the aperture amount, and the number of added images are examples of control values for controlling the sensitivity of the image sensor 121 or the physical energy accumulation amount.

上記の生体認証方法は、生体画像101のS/N比に影響を与えうる制御可能なハードウェア要素もしくはソフトウェア要素(例えば、上記した光源装置110の光量、撮像素子121の蓄積時間、撮像素子121の絞り量および画像生成部123の画像加算枚数)を1つ以上内包する生体認証装置900に適用することができる。   The biometric authentication method described above is a controllable hardware element or software element that can affect the S / N ratio of the biometric image 101 (for example, the light amount of the light source device 110 described above, the accumulation time of the image sensor 121, the image sensor 121). Can be applied to the biometric authentication device 900 including one or more of the aperture amount and the number of images added by the image generation unit 123.

撮像素子121、信号処理回路122および画像生成部123を合わせて撮像素子(例えば、CMOS撮像素子)という場合もある。   The image sensor 121, the signal processing circuit 122, and the image generation unit 123 may be collectively referred to as an image sensor (for example, a CMOS image sensor).

指紋の特徴情報102に基づいて行う上記の認証処理は生体認証の一例であり、静脈、虹彩、顔などの特徴情報102に基づいて認証処理が行われてもよい。   The above authentication process performed based on the fingerprint feature information 102 is an example of biometric authentication, and the authentication process may be performed based on the feature information 102 such as a vein, an iris, and a face.

S170における認証処理の方法は、「1:N認証」でも「1:1認証」でも構わない。
「1:N認証」は、特徴情報102と一致する登録データ291が見つかるまで特徴情報102を全ての登録データ291と順に照合する方法である。
「1:1認証」は、登録データ291に対応付けて当該利用者を識別するIDを登録IDとして記憶しておき、利用者にIDを入力させ、入力させたIDと一致する登録IDを検索し、その登録IDに対応する登録データ291とだけ特徴情報102を照合する方法である。
認証処理の方法が「1:1認証」である場合、登録IDに対応付けて当該利用者に適したレベルを記憶しておき、S120においてゲイン要素比率決定部250は登録IDに対応するレベルを用いて前記Gxset(Gx:Gl、Gt、Gn)を決定してもよい。これにより、S151において特徴情報102が品質NGとなる回数を減らし、撮像の繰り返し(S160→S130)を少なくすることができる。
The authentication processing method in S170 may be “1: N authentication” or “1: 1 authentication”.
“1: N authentication” is a method in which feature information 102 is sequentially checked against all registered data 291 until registered data 291 that matches feature information 102 is found.
In “1: 1 authentication”, an ID for identifying the user in association with the registration data 291 is stored as a registration ID, and the user is allowed to input the ID, and a registration ID that matches the input ID is searched. The feature information 102 is collated only with the registration data 291 corresponding to the registration ID.
When the authentication processing method is “1: 1 authentication”, a level suitable for the user is stored in association with the registration ID, and in S120, the gain element ratio determination unit 250 sets the level corresponding to the registration ID. The Gx set (Gx: Gl, Gt, Gn) may be determined by using this method. As a result, the number of times that the feature information 102 becomes quality NG in S151 can be reduced, and the repetition of imaging (S160 → S130) can be reduced.

生体認証装置900は、撮像装置100に指901が接触する接触式と撮像装置100に指901が接触しない非接触式とのどちらでも構わない。   The biometric authentication device 900 may be either a contact type in which the finger 901 is in contact with the imaging apparatus 100 or a non-contact type in which the finger 901 is not in contact with the imaging apparatus 100.

実施の形態1では、以下のような生体認証装置900について説明した。
生体認証装置900は、特徴情報102の抽出に適した総合ゲインを決定する総合ゲイン決定手段と、決定された総合ゲインを用いて生体の画像を撮像する画像取得手段(撮像装置100)と、画像から特徴情報102を抽出する特徴情報抽出手段と、特徴情報102を用いて登録データ291との類似度を評価して個人認証を行う個人認証手段とを備える。
前記画像取得手段は、撮像エネルギー照射手段(光源装置110)もしくは画像蓄積手段(画像生成装置120)のうち少なくとも1つを備える。撮像エネルギー照射手段は、生体に光、電波、電圧、電流、超音波の少なくともいずれかの物理的エネルギーを照射又は注入する際の投入エネルギー量を制御可能な手段である。画像蓄積手段は、生体から反射、屈折、透過により出射して撮像素子121に入射する物理的エネルギー量の時間的または空間的または電気的またはソフトウェア上での論理的な蓄積量を制御可能な手段である。
さらに、生体認証装置900は、前記特徴情報抽出手段により抽出された特徴情報102の品質を評価する抽出情報品質評価手段を備える。
さらに、生体認証装置900は、抽出情報品質評価手段による品質評価値の低下レベルに関連づけて、上記必要とされる総合ゲインの中で上記物理エネルギーの制御量と上記蓄積制御量とのうち制御可能な制御量の比率を上記物理的エネルギー量の蓄積量を増加させる方向に変更するゲイン要素比率決定手段を備える。
生体認証装置900は、装置利用者による一認証試行中に連続して行うことが可能な複数回の撮像動作のうちの次回の撮像または次回の認証試行時の初回撮像時に、上記決定された比率の制御量を用いて撮像エネルギー照射手段ないし画像蓄積手段を制御し、S/N比の改善された画像を撮像することを特徴とする。
In the first embodiment, the following biometric authentication device 900 has been described.
The biometric authentication device 900 includes a total gain determination unit that determines a total gain suitable for extraction of the feature information 102, an image acquisition unit (imaging device 100) that captures a biometric image using the determined total gain, and an image. Feature information extraction means for extracting the feature information 102 from the information, and personal authentication means for evaluating the degree of similarity with the registration data 291 using the feature information 102 and performing personal authentication.
The image acquisition unit includes at least one of an imaging energy irradiation unit (light source device 110) or an image storage unit (image generation device 120). The imaging energy irradiating means is a means capable of controlling the input energy amount when irradiating or injecting at least one of physical energy of light, radio wave, voltage, current, and ultrasonic wave to a living body. The image accumulating means is a means capable of controlling the temporal or spatial or electrical or software logical accumulation amount of the physical energy that is emitted from the living body by reflection, refraction, and transmission and enters the image sensor 121. It is.
Furthermore, the biometric authentication device 900 includes an extracted information quality evaluation unit that evaluates the quality of the feature information 102 extracted by the feature information extraction unit.
Further, the biometric authentication device 900 can control among the control amount of the physical energy and the accumulation control amount in the required total gain in association with the reduction level of the quality evaluation value by the extracted information quality evaluation means. And a gain element ratio determining means for changing the ratio of the control amount to increase the amount of accumulated physical energy.
The biometric authentication device 900 performs the above-determined ratio at the time of the next imaging or the first imaging at the next authentication trial among a plurality of imaging operations that can be performed continuously during one authentication trial by the device user. The imaging energy irradiating means or the image accumulating means is controlled using the control amount, and an image with an improved S / N ratio is taken.

総合ゲイン決定手段は,解像度は悪いが画像取得時間が短いドラフトモードで撮影された画像を用いて総合ゲインを決定する。
生体認証装置900は、総合ゲイン決定手段が特徴情報抽出手段へ入力される画像と同じ輝度分布を持つドラフト撮像画像を用いて総合ゲインを決定する。これにより、生体認証装置900は、生体の周囲環境を計測する温度計や湿度計など他の環境測定センサを必要とすることなく、また周囲環境と生体の実際の撮像状態のずれに影響されることなく、総合ゲインを決定することができる。
The total gain determining means determines the total gain using an image taken in the draft mode with a low resolution but a short image acquisition time.
In the biometric authentication device 900, the total gain determination unit determines the total gain using a draft captured image having the same luminance distribution as the image input to the feature information extraction unit. As a result, the biometric authentication device 900 is not required to have another environment measurement sensor such as a thermometer or a hygrometer that measures the surrounding environment of the living body, and is affected by a difference between the actual imaging state of the surrounding environment and the living body. The overall gain can be determined without any problem.

撮像された画像が所定の条件を満たしていない場合、撮像装置の制御値をS/N比を改善するように変更し、撮像装置に新たに画像を取得させる画像取得装置(実施の形態1における認証処理装置200)は、生体認証装置900以外の他の画像処理システムに用いても有効な装置である。   When the captured image does not satisfy the predetermined condition, the control value of the imaging device is changed so as to improve the S / N ratio, and the image acquisition device that causes the imaging device to acquire a new image (in Embodiment 1) The authentication processing device 200) is an effective device even when used in other image processing systems other than the biometric authentication device 900.

撮像素子121のクランプレベル値やγ特性などのような非線形要素の補正に関する説明は省略した。   A description of correction of nonlinear elements such as the clamp level value and γ characteristic of the image sensor 121 is omitted.

実施の形態2.
認証NGの場合にも撮像装置100の制御値を変更し、生体画像101を再撮像し、再撮像した生体画像101に基づいて認証処理を実行する形態について説明する。
以下、実施の形態1と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項は実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
Also in the case of authentication NG, the form which changes the control value of the imaging device 100, re-images the biological image 101, and performs an authentication process based on the re-imaged biological image 101 is demonstrated.
Hereinafter, items different from the first embodiment will be mainly described. Matters whose description is omitted are the same as those in the first embodiment.

図7は、実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャートである。
実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法について、図7に基づいて以下に説明する。
FIG. 7 is a flowchart showing a biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to the second embodiment.
A biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to Embodiment 2 will be described below with reference to FIG.

図7に示すフローチャートは、実施の形態1で説明した生体認証方法(図2参照)にS171およびS180を追加したものである。
以下、S171およびS180について説明し、他の処理(S110〜S170)について説明を省略する。
The flowchart shown in FIG. 7 is obtained by adding S171 and S180 to the biometric authentication method (see FIG. 2) described in the first embodiment.
Hereinafter, S171 and S180 will be described, and description of other processes (S110 to S170) will be omitted.

S170の後、処理はS171に進む。   After S170, the process proceeds to S171.

<S171>
S170における認証処理の結果が「認証OK」(YES)の場合、処理は終了する。
S170における認証処理の結果が「認証NG」(NO)の場合、処理はS180に進む。
<S171>
If the result of the authentication process in S170 is “authentication OK” (YES), the process ends.
If the result of the authentication process in S170 is “authentication NG” (NO), the process proceeds to S180.

図8は、実施の形態2における認証再試行処理(S180)を示すフローチャートである。
実施の形態2における認証再試行処理(S180)について、図8に基づいて以下に説明する。
FIG. 8 is a flowchart showing the authentication retry process (S180) in the second embodiment.
The authentication retry process (S180) in the second embodiment will be described below with reference to FIG.

<S181>
ゲイン要素比率決定部250は、S152と同様に、ゲイン要素比率を変更可能か判定する。
ゲイン要素比率を変更可能である場合(YES)、処理はS182に進む。
ゲイン要素比率を変更不可の場合(NO)、処理は終了する。
<S181>
The gain element ratio determination unit 250 determines whether the gain element ratio can be changed, as in S152.
If the gain element ratio can be changed (YES), the process proceeds to S182.
If the gain element ratio cannot be changed (NO), the process ends.

<S182>
ゲイン要素比率決定部250は、S160と同様に、dレベル上のGxdef(Gx:Gl、Gt、Gn)の値を用いてゲイン要素比率を変更する。
「d」は、認証処理(S170または後述するS186)における生体画像101と登録データ291との類似度に応じて決定されてもよい。「d」は、生体画像101と登録データ291との類似度が低いほど大きな値になる。
S182の後、処理はS183に進む。
<S182>
The gain element ratio determination unit 250 changes the gain element ratio using the value of Gx def (Gx: Gl, Gt, Gn) on the d level, similarly to S160.
“D” may be determined according to the degree of similarity between the biometric image 101 and the registration data 291 in the authentication process (S170 or S186 described later). “D” increases as the similarity between the biological image 101 and the registered data 291 decreases.
After S182, the process proceeds to S183.

<S183>
個人認証部240は、認証処理を再試行するため指901を撮像装置100に挿入することを要求する旨のメッセージをユーザI/F装置902を用いて利用者に通知する。
撮像装置100は、認証処理用の生体画像101を再撮像する。
S183の後、処理はS184に進む。
<S183>
The personal authentication unit 240 notifies the user using the user I / F device 902 of a message requesting that the finger 901 be inserted into the imaging device 100 in order to retry the authentication process.
The imaging apparatus 100 re-images the biometric image 101 for authentication processing.
After S183, the process proceeds to S184.

<S184>
生体画像取得部210は、S183において再撮像された生体画像101を撮像装置100から取得する。
S184の後、処理はS185に進む。
<S184>
The biological image acquisition unit 210 acquires the biological image 101 re-imaged in S183 from the imaging device 100.
After S184, the process proceeds to S185.

<S185>
特徴情報抽出部220は、S184において取得された生体画像101から特徴情報102を抽出する。特徴情報102の抽出方法は、S140と同様である。
S185の後、処理はS186に進む。
<S185>
The feature information extraction unit 220 extracts the feature information 102 from the biological image 101 acquired in S184. The extraction method of the feature information 102 is the same as S140.
After S185, the process proceeds to S186.

<S186>
個人認証部240は、S185において抽出された特徴情報102に基づいて認証処理を行う。認証処理は、S170と同様である。
S186の後、処理はS187に進む。
<S186>
The personal authentication unit 240 performs an authentication process based on the feature information 102 extracted in S185. The authentication process is the same as S170.
After S186, the process proceeds to S187.

<S187>
S186における認証処理の結果が「認証OK」(YES)の場合、処理は終了する。
S186における認証処理の結果が「認証NG」(NO)の場合、処理はS181に戻り、認証再試行処理が繰り返し実行される。
<S187>
If the result of the authentication process in S186 is “authentication OK” (YES), the process ends.
When the result of the authentication process in S186 is “authentication NG” (NO), the process returns to S181, and the authentication retry process is repeatedly executed.

生体認証装置900は、特徴情報102を品質評価し(S150)、特徴情報102が「品質OK」の場合(S151)に認証処理(S170)を実行している。しかし、特徴情報102が「品質OK」と評価された場合でも、認証処理の結果が必ず正しい結果になるとは限らない。つまり、「品質OK」と評価された特徴情報102が実際には不十分な品質であり、正規利用者が「認証NG」と判定される可能性も考えられる。
そこで、実施の形態2の生体認証装置900は、「認証NG」の場合に認証再試行処理(S180)を実行することにより、認証処理の精度を高めている。
図7および図8に示した生体認証方法は、実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法の一例である。
The biometric authentication apparatus 900 evaluates the quality of the feature information 102 (S150), and executes the authentication process (S170) when the feature information 102 is “quality OK” (S151). However, even if the feature information 102 is evaluated as “quality OK”, the result of the authentication process is not always a correct result. That is, there is a possibility that the feature information 102 evaluated as “quality OK” is actually insufficient quality, and the authorized user is determined as “authentication NG”.
Therefore, the biometric authentication device 900 according to the second embodiment increases the accuracy of the authentication process by executing the authentication retry process (S180) in the case of “authentication NG”.
The biometric authentication method shown in FIGS. 7 and 8 is an example of the biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 in the second embodiment.

図9および図10は、実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャートの別例である。
実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法は、図9に示すように、S171において「認証NG」の場合にS152以降の処理を実行する方法であっても構わない。
また、実施の形態2における生体認証装置900の生体認証方法は、図10に示すように、S150〜S160を実行せず、「認証NG」の場合にだけゲイン要素比率を変更しても構わない(S173)。
FIG. 9 and FIG. 10 are other examples of flowcharts showing the biometric authentication method of the biometric authentication apparatus 900 according to the second embodiment.
As shown in FIG. 9, the biometric authentication method of the biometric authentication apparatus 900 according to the second embodiment may be a method of executing the processing from S152 onward in the case of “authentication NG” in S171.
In the biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to the second embodiment, as shown in FIG. 10, S150 to S160 may not be executed, and the gain factor ratio may be changed only in the case of “authentication NG”. (S173).

実施の形態2において以下のような生体認証装置900について説明した。
生体認証装置900は、特徴情報102の抽出に適した総合ゲインを決定する総合ゲイン決定手段と、決定された総合ゲインを用いて生体の画像を撮像する画像取得手段(撮像装置100)と、画像から特徴情報102を抽出する特徴情報抽出手段と,特徴情報102を用いて登録データ291との類似度を評価して個人認証を行う個人認証手段とを備える。
前記画像取得手段は、撮像エネルギー照射手段(光源装置110)もしくは画像蓄積手段(画像生成装置120)のうち少なくとも1つを備える。撮像エネルギー照射手段は、生体に光、電波、電圧、電流、超音波の少なくともいずれかの物理的エネルギーを照射又は注入する際の投入エネルギー量を制御可能な手段である。画像蓄積手段は、生体から反射、屈折、透過により出射して撮像素子121に入射する物理的エネルギー量の時間的または空間的または電気的またはソフトウェア上での論理的な蓄積量を制御可能な手段である。
さらに、生体認証装置900は、前記個人認証手段により評価された登録データ291との類似度の低下レベルに関連づけて、上記必要とされる総合ゲインの中で上記物理エネルギーの制御量と上記蓄積制御量とのうち制御可能な制御量の比率を上記物理的エネルギー量の蓄積量を増加させる方向に変更するゲイン要素比率決定手段を備える。
生体認証装置900は、装置利用者による一認証試行中に連続して行うことが可能な複数回の撮像動作のうちの次回の撮像または次回の認証試行時の初回撮像時に、上記決定された比率の制御量を用いて撮像エネルギー照射手段ないし画像蓄積手段を制御し、S/N比の改善された画像を撮像することを特徴とする。
In the second embodiment, the following biometric authentication device 900 has been described.
The biometric authentication device 900 includes a total gain determination unit that determines a total gain suitable for extraction of the feature information 102, an image acquisition unit (imaging device 100) that captures a biometric image using the determined total gain, and an image. Feature information extraction means for extracting the feature information 102 from the information, and personal authentication means for evaluating the degree of similarity with the registration data 291 using the feature information 102 and performing personal authentication.
The image acquisition unit includes at least one of an imaging energy irradiation unit (light source device 110) or an image storage unit (image generation device 120). The imaging energy irradiating means is a means capable of controlling the input energy amount when irradiating or injecting at least one of physical energy of light, radio wave, voltage, current, and ultrasonic wave to a living body. The image accumulating means is a means capable of controlling the temporal or spatial or electrical or software logical accumulation amount of the physical energy that is emitted from the living body by reflection, refraction, and transmission and enters the image sensor 121. It is.
Furthermore, the biometric authentication device 900 associates the control amount of the physical energy and the accumulation control in the required total gain in association with the level of decrease in the similarity with the registration data 291 evaluated by the personal authentication means. Gain factor ratio determining means is provided for changing the controllable control amount ratio in the direction of increasing the physical energy storage amount.
The biometric authentication device 900 performs the above-determined ratio at the time of the next imaging or the first imaging at the next authentication trial among a plurality of imaging operations that can be performed continuously during one authentication trial by the device user. The imaging energy irradiating means or the image accumulating means is controlled using the control amount, and an image with an improved S / N ratio is taken.

ゲイン要素比率決定手段は、個人認証手段から得られた登録データ291との類似度を用いて次回の撮像時にS/N比を上げた画像を撮像するように撮像エネルギー照射手段や画像取得手段の制御量を変更する。
生体認証装置900は、ゲイン要素比率決定手段を備え、撮像エネルギー照射手段もしくは画像蓄積手段を制御することにより、生体パターンが薄くノイズに特徴点が埋もれて十分に検出できないような生体を対象とした場合でも、再撮像のたびに徐々に特徴情報102の検出精度を上げ、認証処理の精度を高められる。また、生体認証装置900は、生体パターンが薄くない多くの生体を対象とした場合(最初の特徴情報102が「品質OK」の場合)には、再撮像せずに、認証処理を行う。このため、生体認証装置900は、多くの標準的な利用者には不便をかけることなく、且つ、認証不能の利用者を減少できる。
The gain element ratio determining unit uses the imaging energy irradiating unit and the image acquiring unit to capture an image with an increased S / N ratio at the next imaging using the similarity with the registration data 291 obtained from the personal authentication unit. Change the control amount.
The biometric authentication device 900 includes a gain element ratio determining unit, and controls a imaging energy irradiation unit or an image storage unit to target a living body in which a biometric pattern is thin and feature points are buried in noise and cannot be sufficiently detected. Even in this case, the detection accuracy of the feature information 102 is gradually increased each time re-imaging is performed, and the accuracy of the authentication process can be increased. In addition, the biometric authentication apparatus 900 performs authentication processing without re-imaging when a large number of biometrics whose biometric patterns are not thin are targeted (when the first feature information 102 is “quality OK”). For this reason, the biometric authentication apparatus 900 can reduce the number of unauthenticated users without causing inconvenience to many standard users.

実施の形態3.
認証処理用の生体画像101を撮像する前に、総合ゲイン用の生体画像101に基づいてゲイン要素比率を決定する形態について説明する。
以下、実施の形態1と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項は実施の形態1と同様である。
Embodiment 3 FIG.
A mode in which the gain factor ratio is determined based on the total gain biometric image 101 before capturing the authentication biometric image 101 will be described.
Hereinafter, items different from the first embodiment will be mainly described. Matters whose description is omitted are the same as those in the first embodiment.

図11は、実施の形態3における生体認証装置900の構成図である。
実施の形態3における生体認証装置900の構成について、図11に基づいて以下に説明する。
FIG. 11 is a configuration diagram of the biometric authentication device 900 according to the third embodiment.
The configuration of biometric authentication apparatus 900 according to Embodiment 3 will be described below based on FIG.

生体認証装置900は、実施の形態1で説明した構成(図1参照)に加えて、特徴情報簡易抽出部221および抽出情報簡易品質評価部231を備える。
特徴情報簡易抽出部221は、生体画像101から特徴情報をCPUを用いて簡易に抽出する。
抽出情報簡易品質評価部231は、特徴情報簡易抽出部221により抽出された特徴情報をCPUを用いて品質評価する。
The biometric authentication device 900 includes a feature information simple extraction unit 221 and an extraction information simple quality evaluation unit 231 in addition to the configuration described in the first embodiment (see FIG. 1).
The feature information simple extraction unit 221 easily extracts feature information from the biological image 101 using a CPU.
The extracted information simple quality evaluation unit 231 performs quality evaluation of the feature information extracted by the feature information simple extraction unit 221 using the CPU.

図12は、実施の形態3における生体認証装置900の生体認証方法を示すフローチャートである。
実施の形態3における生体認証装置900の生体認証方法について、図12に基づいて以下に説明する。
FIG. 12 is a flowchart showing a biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to the third embodiment.
A biometric authentication method of biometric authentication apparatus 900 according to Embodiment 3 will be described below with reference to FIG.

図12に示すフローチャートは、実施の形態1で説明した生体認証方法(図2参照)のS120をS190に変更したものである。
以下、S190について説明し、他の処理(S110、S130〜S170)について説明を省略する。
The flowchart shown in FIG. 12 is obtained by changing S120 of the biometric authentication method (see FIG. 2) described in Embodiment 1 to S190.
Hereinafter, S190 will be described, and description of other processes (S110, S130 to S170) will be omitted.

S110の後、処理はS190に進む。   After S110, the process proceeds to S190.

図13は、実施の形態3におけるゲイン要素比率決定処理(S190)を示すフローチャートである。
実施の形態3におけるゲイン要素比率決定処理(S190)について、図13に基づいて以下に説明する。
FIG. 13 is a flowchart showing gain element ratio determination processing (S190) in the third embodiment.
The gain element ratio determination process (S190) in the third embodiment will be described below based on FIG.

<S191>
特徴情報簡易抽出部221は、総合ゲイン決定処理(S110)で撮像された総合ゲイン用の生体画像101から特徴情報を簡易な処理で抽出する。以下、S191において抽出される特徴情報を「簡易特徴情報103」という。
例えば、特徴情報簡易抽出部221は、Solbeフィルタ処理により、総合ゲイン用の生体画像101から簡易特徴情報103を抽出する。
S191の後、処理はS192に進む。
<S191>
The feature information simple extraction unit 221 extracts feature information from the biological image 101 for total gain captured in the total gain determination processing (S110) by simple processing. Hereinafter, the feature information extracted in S191 is referred to as “simple feature information 103”.
For example, the feature information simple extraction unit 221 extracts the simple feature information 103 from the biological image 101 for total gain by the Solve filter process.
After S191, the process proceeds to S192.

<S192>
抽出情報簡易品質評価部231は、S191において抽出された簡易特徴情報103を品質評価する。
このとき、抽出情報簡易品質評価部231は、S150における抽出情報品質評価部230の品質評価に比べて評価項目を減らすなど、簡易特徴情報103を簡易に品質評価する。但し、抽出情報簡易品質評価部231は、S150における抽出情報品質評価部230と同じ方法で簡易特徴情報103を品質評価しても構わない。
S192の後、処理はS193に進む。
<S192>
The extracted information simple quality evaluation unit 231 evaluates the quality of the simple feature information 103 extracted in S191.
At this time, the extracted information simple quality evaluation unit 231 simply evaluates the quality of the simple feature information 103, for example, by reducing the number of evaluation items compared to the quality evaluation of the extracted information quality evaluation unit 230 in S150. However, the extracted information simple quality evaluation unit 231 may evaluate the quality of the simple feature information 103 in the same manner as the extracted information quality evaluation unit 230 in S150.
After S192, the process proceeds to S193.

<S193>
ゲイン要素比率決定部250は、S192のおいて簡易特徴情報103が所定の基準値を下回った量に基づいて認証処理用のゲイン要素比率を決定し、撮像装置100の制御値を変更する。ゲイン要素比率の決定方法は、S160と同様である。
S193の後、ゲイン要素比率決定処理(S190)は終了する。
<S193>
The gain element ratio determination unit 250 determines the gain element ratio for authentication processing based on the amount that the simple feature information 103 falls below a predetermined reference value in S192, and changes the control value of the imaging apparatus 100. The method for determining the gain element ratio is the same as in S160.
After S193, the gain element ratio determination process (S190) ends.

生体認証装置900は、認証処理用の生体画像101を撮像する前に、総合ゲイン用の生体画像101に基づいてゲイン要素比率を決定することにより、撮像回数を減らし、認証精度を維持しつつ、利用者の操作性および快適性を向上できる。   The biometric authentication device 900 determines the gain element ratio based on the biometric image 101 for total gain before capturing the biometric image 101 for authentication processing, thereby reducing the number of imaging and maintaining authentication accuracy. User operability and comfort can be improved.

生体認証装置900は、実施の形態2と同様に、認証NGの場合に撮像装置100の制御値を変更し、生体画像101を再撮像し、再撮像した生体画像101に基づいて認証処理を実行しても構わない。   As in the second embodiment, the biometric authentication device 900 changes the control value of the imaging device 100 in the case of authentication NG, re-images the biometric image 101, and executes authentication processing based on the re-imaged biometric image 101. It doesn't matter.

実施の形態3では、以下のような生体認証装置900について説明した。
生体認証装置900は、直前に撮像されたドラフト撮像画像を用いて特徴情報(簡易特徴情報103)を抽出する第2の特徴情報抽出手段(特徴情報簡易抽出部221)と、第2の特徴情報抽出手段により抽出された特徴情報の品質を評価する第2の抽出情報品質評価手段(抽出情報簡易品質評価部231)とを備える。
ゲイン要素比率決定手段は、初回の撮像時には第2の抽出情報品質評価手段による第2の評価値を用いて、上記物理エネルギーの制御量と上記蓄積制御量とのうち制御可能な制御量の比率を決定する。
生体認証装置900は、撮像エネルギー照射手段や画像蓄積手段に対する制御量変更専用の高速な特徴情報抽出手段(特徴情報簡易抽出部221)および抽出情報品質評価手段(抽出情報簡易品質評価部231)を、個人認証処理用の特徴情報抽出手段(特徴情報抽出部220)および抽出情報品質評価手段(抽出情報品質評価部230)と別個に備える。これにより、生体認証装置900は、ゲイン要素比率決定に要する時間を短縮し、装置利用者の負担を軽減し、認証精度を改善することができる。
In the third embodiment, the following biometric authentication device 900 has been described.
The biometric authentication device 900 includes second feature information extraction means (a feature information simple extraction unit 221) that extracts feature information (simple feature information 103) using a draft captured image that has been captured immediately before, and second feature information. 2nd extraction information quality evaluation means (extraction information simple quality evaluation part 231) which evaluates the quality of the feature information extracted by the extraction means is provided.
The gain element ratio determining means uses the second evaluation value by the second extracted information quality evaluation means at the time of the first imaging, and controls the ratio of controllable control amounts between the physical energy control amount and the accumulation control amount. To decide.
The biometric authentication device 900 includes a high-speed feature information extraction unit (feature information simple extraction unit 221) and an extraction information quality evaluation unit (extraction information simple quality evaluation unit 231) dedicated to changing the control amount for the imaging energy irradiation unit and the image storage unit. And a feature information extraction means (feature information extraction section 220) for personal authentication processing and an extraction information quality evaluation means (extraction information quality evaluation section 230). As a result, the biometric authentication device 900 can shorten the time required to determine the gain factor ratio, reduce the burden on the device user, and improve the authentication accuracy.

100 撮像装置、101 生体画像、102 特徴情報、103 簡易特徴情報、110 光源装置、111 第1光源、112 第2光源、113 光源制御部、120 画像生成装置、121 撮像素子、122 信号処理回路、123 画像生成部、124 撮像制御部、200 認証処理装置、210 生体画像取得部、220 特徴情報抽出部、221 特徴情報簡易抽出部、230 抽出情報品質評価部、231 抽出情報簡易品質評価部、240 個人認証部、250 ゲイン要素比率決定部、260 総合ゲイン決定部、290 登録データ記憶部、291 登録データ、900 生体認証装置、901 指、902 ユーザI/F装置、911 CPU、912 バス、913 ROM、914 RAM、915 通信ボード、Gl 光量、Gt 蓄積時間、Gs 絞り量、Ga アナログゲイン、Gd デジタルゲイン、Gn 画像加算枚数、Gs1 ソフトウェアゲイン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Imaging device, 101 Living body image, 102 Feature information, 103 Simple feature information, 110 Light source device, 111 1st light source, 112 2nd light source, 113 Light source control part, 120 Image generation device, 121 Imaging device, 122 Signal processing circuit, 123 image generation unit 124 imaging control unit 200 authentication processing device 210 biological image acquisition unit 220 feature information extraction unit 221 feature information simple extraction unit 230 extraction information quality evaluation unit 231 extraction information simple quality evaluation unit 240 Personal authentication unit, 250 gain element ratio determination unit, 260 total gain determination unit, 290 registration data storage unit, 291 registration data, 900 biometric authentication device, 901 finger, 902 user I / F device, 911 CPU, 912 bus, 913 ROM , 914 RAM, 915 communication board, Gl light quantity, G Storage time, Gs aperture amount, Ga analog gain, Gd digital gain, Gn image addition number, Gs1 software gain.

Claims (10)

撮像装置により撮像された画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された画像が所定の条件を満たしているかCPU(Central Processing Unit)を用いて判定する画像判定部と、
前記画像判定部により前記画像が所定の条件を満たしていないと判定された場合、前記撮像装置の制御値であり前記撮像装置により撮像される画像のS/N比(Signal/Noise比)を変更するS/N比制御値をCPUを用いて変更し、前記撮像装置に画像を新たに撮像させるS/N比制御値変更部とを備え、
前記画像取得部は、前記撮像装置により新たに撮像された画像を取得する
ことを特徴とする画像取得装置。
An image acquisition unit that acquires an image captured by the imaging device;
An image determination unit that determines whether an image acquired by the image acquisition unit satisfies a predetermined condition using a CPU (Central Processing Unit);
When the image determination unit determines that the image does not satisfy a predetermined condition, the control value of the imaging device and the S / N ratio (Signal / Noise ratio) of the image captured by the imaging device are changed. A S / N ratio control value changing unit that changes the S / N ratio control value to be performed using a CPU and causes the imaging device to newly capture an image,
The image acquisition device, wherein the image acquisition unit acquires an image newly captured by the imaging device.
前記S/N比制御値変更部は、前記S/N比制御値を高い値に更新すると共に、前記S/N比制御値以外の撮像装置の制御値である非S/N比制御値を低い値に更新し、
前記画像取得部は、前記S/N比制御値変更部により更新された前記S/N比制御値と前記S/N比制御値変更部により更新された前記非S/N比制御値とに基づいて前記撮像装置を制御し、前記撮像装置から画像を取得する
ことを特徴とする請求項1記載の画像取得装置。
The S / N ratio control value changing unit updates the S / N ratio control value to a high value and sets a non-S / N ratio control value that is a control value of the imaging apparatus other than the S / N ratio control value. Update to a lower value,
The image acquisition unit includes the S / N ratio control value updated by the S / N ratio control value change unit and the non-S / N ratio control value updated by the S / N ratio control value change unit. The image acquisition device according to claim 1, wherein the image acquisition device is controlled based on the acquired image to acquire an image from the image pickup device.
前記S/N比制御値変更部は、前記S/N比制御値と前記非S/N比制御値との積を更新前と更新後とで一致させる
ことを特徴とする請求項2記載の画像取得装置。
The S / N ratio control value changing unit matches the product of the S / N ratio control value and the non-S / N ratio control value before and after the update. Image acquisition device.
前記画像取得装置は、さらに、
前記画像取得部により予め取得された画像の画素レベルに基づいて特定値を総合制御値としてCPUを用いて決定する総合制御値決定部を備え、
前記S/N比制御値変更部は、前記S/N比制御値と前記非S/N比制御値との積を前記総合制御値決定部により決定された総合制御値と一致させる
ことを特徴とする請求項3記載の画像取得装置。
The image acquisition device further includes:
A comprehensive control value determination unit that determines a specific value as a total control value using a CPU based on a pixel level of an image acquired in advance by the image acquisition unit;
The S / N ratio control value changing unit matches the product of the S / N ratio control value and the non-S / N ratio control value with the total control value determined by the total control value determining unit. The image acquisition apparatus according to claim 3.
前記S/N比制御値変更部は、前記画像と前記所定の条件との差に基づいてS/N比制御値を更新する
ことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかに記載の画像取得装置。
5. The S / N ratio control value changing unit updates the S / N ratio control value based on a difference between the image and the predetermined condition. 6. Image acquisition device.
前記撮像制御値決定部は、前記撮像装置の撮像素子に入力する物理エネルギーの強度を定める制御値と前記撮像素子に蓄積させる物理エネルギーの量を定める制御値との少なくともいずれか制御値を前記S/N比制御値として前記S/N比制御値を更新する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5いずれかに記載の画像取得装置。
The imaging control value determination unit determines at least one of a control value that determines the intensity of physical energy input to the imaging device of the imaging apparatus and a control value that determines the amount of physical energy to be accumulated in the imaging device as the S The image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the S / N ratio control value is updated as an / N ratio control value.
請求項1〜請求項6いずれかに記載の画像取得装置と、
前記画像判定部により前記画像が所定の条件を満たしていると判定された場合、前記画像に基づいてCPUを用いて認証処理を行う認証処理部と
を備えたことを特徴とする認証装置。
The image acquisition device according to any one of claims 1 to 6,
An authentication apparatus comprising: an authentication processing unit that performs an authentication process using a CPU based on the image when the image determination unit determines that the image satisfies a predetermined condition.
前記S/N比制御値変更部は、さらに、
前記認証処理部による認証結果が認証NGであった場合、前記S/N比制御値を更新する
ことを特徴とする請求項7記載の認証装置。
The S / N ratio control value changing unit further includes:
8. The authentication apparatus according to claim 7, wherein when the authentication result by the authentication processing unit is authentication NG, the S / N ratio control value is updated.
前記認証装置は、さらに、
前記画像から前記画像に含まれる特定の特徴情報をCPUを用いて抽出する特徴情報抽出部を備え、
前記認証処理部は、前記特徴情報抽出部により抽出された特徴情報と予め記憶機器に登録された登録情報との類似度に基づいて認証結果を決定し、
前記S/N比制御値変更部は、前記認証処理部による認証結果が認証NGであった場合、前記特徴情報と前記登録情報との類似度に基づいて前記S/N比制御値を更新する
ことを特徴とする請求項8記載の認証装置。
The authentication device further includes:
A feature information extraction unit that extracts specific feature information included in the image from the image using a CPU;
The authentication processing unit determines an authentication result based on the similarity between the feature information extracted by the feature information extraction unit and registered information registered in the storage device in advance,
The S / N ratio control value changing unit updates the S / N ratio control value based on the similarity between the feature information and the registration information when the authentication result by the authentication processing unit is authentication NG. The authentication apparatus according to claim 8, wherein:
撮像装置により撮像された画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された画像に基づいてCPUを用いて認証処理を行う認証処理部と、
前記認証処理部による認証処理の結果が認証NGである場合、前記撮像装置の制御値であり前記撮像装置により撮像される画像のS/N比(Signal/Noise比)を変更するS/N比制御値をCPUを用いて変更し、前記撮像装置に画像を新たに撮像させるS/N比制御値変更部とを備え、
前記画像取得部は、前記撮像装置により新たに撮像された画像を取得する
を備えたことを特徴とする認証装置。
An image acquisition unit that acquires an image captured by the imaging device;
An authentication processing unit that performs an authentication process using a CPU based on the image acquired by the image acquisition unit;
When the result of the authentication process by the authentication processing unit is authentication NG, the S / N ratio that changes the S / N ratio (Signal / Noise ratio) of the image that is the control value of the imaging device and is captured by the imaging device A control value is changed using a CPU, and an S / N ratio control value changing unit that causes the imaging device to newly capture an image,
The authentication apparatus according to claim 1, wherein the image acquisition unit includes an image newly captured by the imaging apparatus.
JP2009012049A 2009-01-22 2009-01-22 Image acquisition device and authentication device Expired - Fee Related JP5147745B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009012049A JP5147745B2 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Image acquisition device and authentication device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009012049A JP5147745B2 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Image acquisition device and authentication device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010170319A true JP2010170319A (en) 2010-08-05
JP5147745B2 JP5147745B2 (en) 2013-02-20

Family

ID=42702418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009012049A Expired - Fee Related JP5147745B2 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Image acquisition device and authentication device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5147745B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10240913A (en) * 1997-03-03 1998-09-11 Fujitsu Denso Ltd Fingerprint image processor
JPH11205556A (en) * 1998-01-16 1999-07-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Image reader
JP2000358139A (en) * 1999-06-17 2000-12-26 Ricoh Co Ltd Image reader
JP2004280393A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Ntt Electornics Corp Fingerprint image acquisition device and image quality determination program of fingerprint image
JP2005071009A (en) * 2003-08-22 2005-03-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image input device and authentication device using the same
JP2008005081A (en) * 2006-06-21 2008-01-10 Mitsubishi Electric Corp Authentication apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10240913A (en) * 1997-03-03 1998-09-11 Fujitsu Denso Ltd Fingerprint image processor
JPH11205556A (en) * 1998-01-16 1999-07-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Image reader
JP2000358139A (en) * 1999-06-17 2000-12-26 Ricoh Co Ltd Image reader
JP2004280393A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Ntt Electornics Corp Fingerprint image acquisition device and image quality determination program of fingerprint image
JP2005071009A (en) * 2003-08-22 2005-03-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image input device and authentication device using the same
JP2008005081A (en) * 2006-06-21 2008-01-10 Mitsubishi Electric Corp Authentication apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5147745B2 (en) 2013-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8111878B2 (en) Vein authentication device and vein authentication method
EP2648158B1 (en) Biometric authentication device and biometric authentication method
JP6089872B2 (en) Image correction apparatus, image correction method, and biometric authentication apparatus
US8275174B2 (en) Vein pattern management system, vein pattern registration apparatus, vein pattern authentication apparatus, vein pattern registration method, vein pattern authentication method, program, and vein data configuration
KR20140061966A (en) Biometric information correction apparatus, biometric information correction method and a computer-readable recording medium for biometric information correction
JP2010244365A (en) Device and method for providing service, server and method for authenticating biometric information, program, and service providing system
JP2009187520A (en) Authentication device, authentication method, registration device and registration method
JP5326793B2 (en) Vein imaging device, vein image interpolation method and program
JP2008287428A (en) Vein pattern management system, vein pattern registering device, vein pattern authentication device, vein pattern registering method, vein pattern authentication method, program, and vein data structure
JPWO2010106644A1 (en) Data collation apparatus and program
JP5850138B2 (en) Biometric authentication device, biometric authentication method, and biometric authentication program
CN111400686A (en) Fingerprint identification method and device, electronic equipment and storage medium
US8270681B2 (en) Vein pattern management system, vein pattern registration apparatus, vein pattern authentication apparatus, vein pattern registration method, vein pattern authentication method, program, and vein data configuration
JP2006260054A (en) Apparatus and method for authentication, authentication program for making computer execute same method, and machine-readable recording medium recording same program
KR101601187B1 (en) Device Control Unit and Method Using User Recognition Information Based on Palm Print Image
JP5147745B2 (en) Image acquisition device and authentication device
WO2013093953A1 (en) Biometric authentication device, blood vessel image photography device, and method
WO2020073169A1 (en) Biometric identification method and apparatus, and electronic device
US20100239129A1 (en) Vein pattern management system, vein pattern registration apparatus, vein pattern authentication apparatus, vein pattern registration method, vein pattern authentication method, program, and vein data configuration
TW201428642A (en) Detection module, fingerprint detection device and fingerprint image generating method
JP2002279413A (en) Device for identifying dummy fingerprint and device for collating fingerprint
JP5233152B2 (en) Biometric authentication device and biometric authentication method
JP2005032067A (en) Biological body image acquisition apparatus, biological authentication system and biological body image acquisition method
JP5176556B2 (en) Vein authentication device and vein authentication method
CN115668311A (en) Authentication method, authentication program, and information processing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111031

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121003

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121127

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees