專利名稱：驗證設(shè)備、驗證方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及登記設(shè)備、登記方法和程序，并且優(yōu)選地應(yīng)用于例如生物
測量(biometric)驗i正。
背景技術(shù)：
生物測量驗證用于基于用戶的身體特征來辨認用戶。這樣的特征之一 是手指的血管圖案。
如曰本專利公開No. 2003-331272所公開的，存在一種包括轉(zhuǎn)臺7的 認證設(shè)備。圖像獲取攝像機2和光源1被布置在轉(zhuǎn)臺7的每側(cè)。用戶將其 手指3放置在轉(zhuǎn)臺7的中心軸線上。認證設(shè)備以恒定速度旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺7，使 得圖像獲取攝像機2和光源1圍繞手指3旋轉(zhuǎn)，并且獲取移動圖像。認證 設(shè)備合成這些圖像來掌握手指的所有側(cè)邊。認證設(shè)備因此可以通過檢查合 成圖像，特別是手指的關(guān)節(jié)附近的合成圖像，來確認用戶。

發(fā)明內(nèi)容
然而，因為上述認證設(shè)備拍攝手指內(nèi)的血管(例如參見圖5A)，所 以很難將關(guān)節(jié)與手指的其它部分進行區(qū)分。有時，關(guān)節(jié)可能不出現(xiàn)在圖像 上。
因此，當(dāng)基于手指關(guān)節(jié)來進行驗證時，可能不能精確地對用戶進行認證。
本發(fā)明是考慮上述情況而作出的，并旨在提供可以精確地確認用戶的 驗證設(shè)備、驗證方法以及程序。
在本發(fā)明的一個方面， 一種驗證設(shè)備包括檢測部分，所述檢測部分 檢測輸入圖像上的身體部分的身體特征的接合點、終點和轉(zhuǎn)折點的一部分 或者全部，作為特征點，所述身體特征用于驗證；以及搜索部分，所述搜
索部分在所述身體特征的登記圖像中搜索如下圖案，所述圖案與下述圖像 的中心區(qū)域中的所述特征點的圖案相同或者相似所述圖像的垂直中心線 與所述身體特征的運動方向垂直，其中所述身體特征在所述身體部分被放 置于其上的表面上水平運動，所述登記圖像沿所述身體部分的彎曲表面獲 取，并且所述中心區(qū)域處于兩條直線之間，所述兩條直線各自沿相反方向 與所述中心線相距預(yù)定距離。
以此方式，當(dāng)該驗證設(shè)備在身體特征的登記圖像中搜索與輸入圖像的 圖案相同或者相似的圖案時，其使用即使在模糊圖像上也總是顯現(xiàn)的特征 點。驗證設(shè)備因此可以較之檢查手指的關(guān)節(jié)的情況更精確地對用戶進行驗 證。
此外，此驗證設(shè)備從不同的角度獲取身體特征的圖像，而一般的驗證 裝置從一個角度拍攝身體特征。因此，用戶放置其身體部分的方式更自 由。
在本發(fā)明的另一個方面， 一種驗證方法包括第一步驟，用于檢測輸 入圖像上的身體部分的身體特征的接合點、終點和轉(zhuǎn)折點的一部分或者全 部，作為特征點，所述身體特征用于驗證；以及第二步驟，用于在所述身 體特征的登記圖像中搜索如下圖案，所述圖案與下列圖像的中心區(qū)域中的 所述特征點的圖案相同或者相似所述圖像的垂直中心線與所述身體特征 的運動方向垂直，其中所述身體特征在所述身體部分被放置于其上的表面 上水平運動，所述登記圖像沿所述身體部分的彎曲表面獲取，并且所述中 心區(qū)域處于兩條直線之間，所述兩條直線各自沿相反方向與所述中心線相 距預(yù)定距離。
以此方式，當(dāng)該驗證方法在身體特征的登記圖像中搜索與輸入圖像的 圖案相同或者相似的圖案時，其使用即使在模糊的圖像上也總是顯現(xiàn)的特 征點。驗證方法因此可以較之檢査手指的關(guān)節(jié)的情況更精確地對用戶進行 驗證。
此外，此驗證方法從不同的角度獲取身體特征的圖像，而一般的驗證 方法從一個角度拍攝身體特征。因此，用戶放置其身體部分的方式更自 由。在本發(fā)明的另一個方面， 一種程序使得計算機執(zhí)行第一步驟，用于 檢測輸入圖像上的身體部分的身體特征的接合點、終點和轉(zhuǎn)折點的一部分 或者全部，作為特征點，所述身體特征用于驗證；以及第二步驟，用于在 所述身體特征的登記圖像中搜索如下圖案，所述圖案與下列圖像的中心區(qū) 域中的所述特征點的圖案相同或者相似所述圖像的垂直中心線與所述身 體特征的運動方向垂直，其中所述身體特征在所述身體部分被放置于其上 的表面上水平運動，所述登記圖像沿所述身體部分的彎曲表面獲取，并且 所述中心區(qū)域處于兩條直線之間，所述兩條直線各自沿相反方向與所述中 心線相距預(yù)定距離。
以此方式，當(dāng)該程序在身體特征的登記圖像中搜索與輸入圖像的圖案 相同或者相似的圖案時，其使用即使在模糊的圖像上也總是顯現(xiàn)的特征 點。程序因此可以較之檢查手指的關(guān)節(jié)的情況更精確地對用戶進行驗證。
此外，此程序從不同的角度獲取身體特征的圖像，而一般的程序從一 個角度拍攝身體特征。因此，用戶放置其身體部分的方式更自由。
如上所述，當(dāng)上述驗證設(shè)備、驗證方法和其程序在身體特征的登記圖 像中搜索與輸入圖像的圖案相同或者相似的圖案時，使用即使在模糊的圖 像上也總是顯現(xiàn)的特征點。驗證設(shè)備、驗證方法和其程序因此可以較之檢 查手指的關(guān)節(jié)的情況更精確地對用戶進行驗證。
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，根據(jù)下面的詳細說明，本發(fā)明的特性、原理和實 用性將變得更清楚，其中在附圖中，相似的部件由相似的標(biāo)號或者字符指 示。


在附圖中
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的認證設(shè)備的整體構(gòu)造的框圖2A-2E是示出了在一個表面上滾動的手指的示意圖3是示出了圖像獲取表面和血管圖案的示意圖4是示出了控制部分(血管登記模式)的功能性構(gòu)造的框圖5A和5B是示出了在壓印之前和之后圖像的示意圖 ，圖6是示出了所提取圖案的示意圖7是示出了所檢測的特征點的示意圖8A和8B是示出了位置差計算處理的示意圖9是示出了搜索區(qū)域的示意圖IO是示出了位置差的示意圖ll是示出了改變搜索區(qū)域的位置的過程的示意圖； 圖12是示出了在壓印處理之后血管的亮度的示意圖； 圖13是示出了在圖案提取處理過程中亮度變化的示意圖； 圖14A和14B是示出了如何對亮度進行平均的示意圖； 圖15是示出了如何從圖像剪切一塊的示意圖16是示出了在圖像獲取表面上，中心部分移動的距離與端點移動 的距離之間的差的示意圖17A-17C是示出了失真校正的效果的示意圖18是示出了附加處理的示意圖19A和19B是示出了如何生成被登記的圖像的示意圖； 圖20是示出了登記過程的流程圖21是示出了控制部分(認證模式)的功能性構(gòu)造的框圖； 圖22是示出了如何找出并且剪切驗證目標(biāo)區(qū)域的示意圖； 圖23A-23C是示出了校正處理的示意圖； 圖24是示出了認證過程的流程圖；和
圖25是示出了如何改變搜索區(qū)域的形狀的示意圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細描述。 (1)認證設(shè)備的整體構(gòu)造
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施例的認證設(shè)備1的整體構(gòu)造。認證設(shè) 備1包括控制部分10，控制部分IO經(jīng)由總線16連接到操作部分11、圖像 獲取部分12、存儲器13、接口 14和通知部分15。
控制部分10是包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)和隨機訪問存儲器(RAM)的微型計算機，其中，CPU負責(zé)設(shè)備1的整體控
制，ROM存儲各種程序和設(shè)置信息，RAM充當(dāng)所述CPU的工作存儲器。
當(dāng)被用戶操作時，操作部分11向控制部分10提供指令C0M1、 COM2等指令COM1命令控制部分10以血管登記模式工作，其中血管 登記模式用于登記用戶的血管圖案；而指令COM2命令控制部分10以認 證模式工作，其中認證模式用于辨認用戶。
當(dāng)接收到指令COM1或COM2時，控制部分10以血管登記模式或認 證模式工作。在此情況下，控制部分10執(zhí)行相應(yīng)的程序，以控制圖像獲 取部分12、存儲器13、接口14和通知部分15。
基于由控制部分IO設(shè)置的曝光值(EV)，圖像獲取部分12調(diào)節(jié)光學(xué) 系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭的位置、圖像獲取元件的光圈和快門速度(曝光時間)。
圖像獲取部分12控制圖像獲取元件，以獲得圖像。圖像獲取元件以 預(yù)定間隔順序地輸出圖像信號。圖像獲取部分12執(zhí)行模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換處 理，以將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，然后將該圖像數(shù)據(jù)提供給控制部 分10。
此外，在由控制部分IO規(guī)定的時間段內(nèi)，圖像獲取部分12對近紅外 線源進行驅(qū)動，以向拍攝對象所在的預(yù)定位置(也稱為"拍攝位置")發(fā) 射近紅外線。血管特別地吸收近紅外線。
當(dāng)身體部分被放置在拍攝位置處時，所發(fā)射的近紅外線進入身體部 分。在通過光學(xué)系統(tǒng)和鏡頭之后，近紅外線被圖像獲取元件接收，表示出 身體部分的血管圖案。結(jié)果，血管圖案的圖像被形成在圖像獲取元件的圖 像獲取表面上。以此方式，圖像獲取部分12獲得代表血管圖案的圖像。
存儲器13例如是快閃(flash)存儲器。存儲器13存儲控制部分10指 定的數(shù)據(jù)?？刂撇糠?0可以從存儲器13讀出數(shù)據(jù)。
接口 14經(jīng)由預(yù)定的傳輸線與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。
通知部分15包括顯示部分15a，其基于由控制部分IO提供的數(shù)據(jù) 來顯示字符、符號等；以及音頻輸出部分15b，其基于由控制部分10提供 的數(shù)據(jù)從擴音器輸出聲音。
(2)血管登記模式 下面描述設(shè)備如何以血管登記模式工作。當(dāng)接收到指令C0M1時，控
制部分10進入血管登記模式。通知部分15通知用戶其應(yīng)該將其手指放置
在拍攝位置，使得指肚接觸其表面，然后在該表面滾動其手指。此外，控
制部分IO開始操作圖像獲取部分12。
例如，當(dāng)如圖2A-2E所示，用戶在拍攝位置在表面上滾動其手指時， 圖像獲取部分12從不同角度拍攝手指內(nèi)的血管，如圖3所示。
在此實施例中，設(shè)備沒有任何用于固定手指位置的裝備。因此，當(dāng)設(shè) 備拍攝手指的血管時，用戶放置和滾動其手指的位置可能每次都不同。此 外，從所述表面到血管的距離可能隨著用戶將其手指壓靠表面的力度、其 旋轉(zhuǎn)軸等而變化。
控制部分10從圖像獲取部分12 (圖像獲取元件)接收不同角度的手 指的圖像數(shù)據(jù)或者照片?？刂撇糠?0將這些照片合成為一個圖像。此 外，控制部分IO從該圖像提取血管的特征點。控制部分IO隨后將圖像和 提取的特征點存儲或者登記在存儲器13中，作為登記數(shù)據(jù)。
以此方式，控制部分10以血管登記模式工作。
下面將描述控制部分10如何獲得圖像數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生登記數(shù)據(jù)。設(shè)控 制部分IO具有如圖4所示的功能部件，包括壓印部分21、圖案提取部分 22、特征點檢測部分23、位置差計算部分24以及圖像合成處理部分25。
壓印部分21從圖像獲取部分12接收不同角度的手指圖像(即，圖像 數(shù)據(jù))的流。在由壓印部分21接收之前，圖像流可以以一定間隔被刪減 (thinout)(此處理也被稱為"刪減處理")。
(2-1)壓印處理
壓印部分21將血管圖案壓印在圖像上。壓印部分21接收圖像數(shù)據(jù) DIO，并處理圖像數(shù)據(jù)D10 (諸如稱為高斯處理的差分濾波處理)，以將 血管圖案壓印在圖像上。壓印部分21隨后將壓印了血管圖案圖像的圖像 數(shù)據(jù)Dll供應(yīng)到圖案提取部分22和位置差計算部分24。
圖5A和5B示出了壓印之前和壓印之后的圖像。如圖5A所示，未壓
印圖像的血管圖案具有模糊的輪廓。另一方面，如圖5B所示，壓印圖像 具有血管圖案的清晰輪廓。壓印部分21的壓印處理突出了血管的輪廓。 因此，可以將血管圖案與圖像的其余部分區(qū)分開。
(2-2)圖案提取處理
圖案提取部分22以線圖案的形式提取圖像上的血管圖案。在此實施 例中，接收圖像數(shù)據(jù)Dll的圖案提取部分22將圖像數(shù)據(jù)Dll 二進制化， 然后從二進制化的圖像數(shù)據(jù)提取血管寬度的中點和寬度的亮度峰值，以獲 得線圖案(也稱作"血管線")。圖案提取部分22然后將血管線的圖像 數(shù)據(jù)D12供應(yīng)到特征點檢測部分23。
如圖6所示，圖案提取部分22的圖案提取處理簡化了血管圖案，將 其用線來表示。
(2-3)特征點檢測處理
特征點檢測部分23檢測所述的線(或者線形圖案)的某些接合點、 終點和轉(zhuǎn)折點，作為特征點。在此實施例中，如圖7所示，接收圖像數(shù)據(jù) D12的特征點檢測部分23從圖像數(shù)據(jù)D12檢測出上述線的某些終點、接 合點和轉(zhuǎn)折點，作為特征點。實際上，特征點檢測部分23首先用線連接 這些點(終點、接合點和轉(zhuǎn)折點)，計算由線所包圍的每一個單元的面 積，僅僅選擇大小小于預(yù)定閾值的單元，然后將這些選出的單元的點作為 特征點。此方法例如公開于日本專利公開No. 2006-207033中。
在檢測特征點(終點、接合點和轉(zhuǎn)折點)之后，特征點檢測部分23 生成位置數(shù)據(jù)D13，然后將位置數(shù)據(jù)D13供應(yīng)到位置差計算部分24，位置 數(shù)據(jù)D13表示被檢測的特征點的位置。此外，特征點檢測部分23將位置 數(shù)據(jù)D13與相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)D12 (位置數(shù)據(jù)D13由其產(chǎn)生)相關(guān)聯(lián)，然后 將它們供應(yīng)到圖像合成處理部分25。
(2-4)位置差計算處理 位置差計算部分24針對設(shè)備將處理的目標(biāo)第一圖像(即，圖像數(shù)據(jù)
Dll)和在第一圖像之前設(shè)備已經(jīng)處理的在先目標(biāo)第二圖像(即，圖像數(shù) 據(jù)Dll)，計算位置差位置差計算部分24計算第一圖像的血管線和第 二圖像的相應(yīng)血管線之間的位置差。第一圖像也被稱為"當(dāng)前圖像"，而 已經(jīng)在當(dāng)前圖像之前被處理的第二圖像也被稱為"在先圖像"。
位置差計算部分24的計算方法例如是基于所謂的光學(xué)流(optical-flow) 的。例如，如圖8A所示，位置差計算部分24從當(dāng)前圖像IM1選擇 某個點作為引注點AP，并且圍繞引注點AP設(shè)定mXn的像素方塊(也稱 為"引注塊")ABL。位置差計算部分24計算引注塊ABL的亮度。
如圖8B所示，位置差計算部分24從在先圖像IM2找出亮度值與引注 塊ABL的亮度值最接近的塊RBL，然后將塊RBL的中心作為針對引注點 AP的相應(yīng)點XP。位置差計算部分24計算從位置AP，(在先圖像IM2的 該位置AP'與當(dāng)前圖像IM1的引注點AP相同)指向相應(yīng)點XP的位置矢 量V (Vx,Vy)。
位置差計算部分24對于當(dāng)前圖像IM1的多個引注塊的重復(fù)執(zhí)行上述 處理；每次當(dāng)位置差計算部分24設(shè)定引注塊ABL時，其找出在先圖像 IM2的相應(yīng)塊RBL，并且計算從點AP'(其位置與引注塊的中心相同)指 向塊RBL的中心的位置矢量。位置差計算部分24隨后計算位置矢量的平 均值(即，水平矢量分量Vx和垂直矢量分量Vy的平均值)作為位置差， 然后將其作為位置差數(shù)據(jù)D15供應(yīng)到圖像合成處理部分25。
在此實施例中，位置差計算部分24被設(shè)計成基于位置數(shù)據(jù)D13來從 當(dāng)前圖像IM1檢測血管線的特征點，并指定這些特征點作為引注點AP。 就是說，引注點AP僅僅從血管線而不是從圖像IM1的所有像素檢測出。 這減小了位置差計算部分24搜索塊RBL的處理工作量。
在搜索亮度值與引注塊ABL的亮度值最接近的塊RBL之前，位置差 計算部分24設(shè)定圍繞位置AP，的搜索區(qū)域SAR，如圖9所示。搜索區(qū)域 SAR的大小是一定數(shù)量的引注塊的組合。位置差計算部分24在搜索區(qū)域 SAR中搜索相應(yīng)點。這樣，位置差計算部分24僅僅搜索在先圖像IM2的 一部分，而不是整個圖像IM2。這減小了位置差計算部分24搜索塊RBL 的處理工作量。圖10示出了當(dāng)前圖像和在先圖像之間的位置差縱向線是由圖案提 取部分22從當(dāng)前圖像提取的血管線；血管線上的點是由特征點檢測部分 23檢測的；虛線表示由圖案提取部分22從在先圖像提取的血管線。
在此情況下，位置差由縱向線和虛線之間的水平線表示。實際上，位 置差通過對位置矢量或者水平線進行平均來計算。
從圖10可清楚了解，計算出的位置差反映了手指的當(dāng)前位置和在先 位置之間的垂直差(其取決于用戶手指壓靠表面的力度等)，也反映了當(dāng) 前位置和在先位置之間的水平差。
此外，根據(jù)計算出的位置差，位置差計算部分24在在先圖像IM2上 移動搜索區(qū)域SAR。
下面是移動搜索區(qū)域SAR的一個實例。當(dāng)在在先圖像IM2中搜索與 存在于當(dāng)前圖像IM1的血管線上的特征點(即，引注點AP)相應(yīng)的點 時，位置差計算部分24使用位置差(Vx.ave, Vy.AVE)，所述位置差(Vx. AVE, Vy-AVE)已經(jīng)在將在先圖像IM2當(dāng)作"當(dāng)前"圖像IM1時被計算出。 當(dāng)此位置差(Vx.ave， Vy-AVE)為零時(這意味著不存在位置差)，位置差 計算部分24在在先圖像IM2上設(shè)定圍繞位置AP'的搜索區(qū)域SAR1，其中 所述位置AP'是與引注點AP相同的位置(如圖ll所示)。
順帶地，如果當(dāng)前圖像IM1、在先圖像IM2和更前的圖像分別為第k 個圖像、第k-l個圖像和第k-2個圖像，則已經(jīng)在將在先圖像IM2當(dāng)作 "當(dāng)前"圖像IM1時計算出的位置差(Vx.ave， Vy-AVE)等于第(k-l)個 圖像與第(k-2)個圖像之間的位置差。
而當(dāng)位置差(Vx-ave, Vy-AVE)不為零時(這意味著存在一定的位置 差)，則位置差計算部分24將點AP，移動等于位置差的量，并且設(shè)定圍繞 其(即，圖11中的點AP")的搜索區(qū)域SAR2。
以此方式，位置差計算部分24被設(shè)計來根據(jù)在先計算出的位置差 (Vx.AVE， Vy.AVE)移動搜索區(qū)域SAR的中心。因此，在先圖像IM2上的 搜索區(qū)域SAR的位置可以被改變。
這意味著位置差計算部分24移動搜索區(qū)域SAR，以補償手指的當(dāng)前 位置和在先位置之間的垂直差(其取決于用戶手指壓靠表面的力度等)，
并補償當(dāng)前位置和在先位置之間的水平差。
順帶地，在此實施例中，位置差的計算基于圖像數(shù)據(jù)Dll，該數(shù)據(jù)是
在圖案提取部分22的處理之前產(chǎn)生的。
此圖像數(shù)據(jù)Dll清晰地指明了血管線和其它部分之間的邊界，如圖 5A和5B所示。此外，在該圖像上的血管線的亮度被當(dāng)作表示血管的實際 三維(橫截面)形狀的信息，如圖12所示。然而，已經(jīng)經(jīng)過圖案提取部 分22的提取處理(二進制化和細化處理(圖13))的圖像數(shù)據(jù)D12或者 D13表示血管的經(jīng)圓滑的形狀，如圖14A和14B所示。
如果圖像數(shù)據(jù)D12或者D13被用于在在先圖像IM2中搜索亮度與當(dāng) 前圖像IM1的引注塊ABL的亮度最接近的塊的處理(如圖8B所示)，則 位置差計算部分24難以找出合適的一個塊，因為可能存在多個與引注塊 ABL的亮度基本相同的塊。在此情況下，位置差計算部分24可能不能精 確地計算出位置差。
這就是為什么位置差計算部分24使用圖像數(shù)據(jù)Dll (其是在圖案提 取部分22的提取處理之前生成的數(shù)據(jù))來計算位置差的原因。
另一方面，當(dāng)前圖像IM1的引注塊ABL的引注點AP等于從已經(jīng)經(jīng)過 圖案提取部分22的提取處理的圖像數(shù)據(jù)D13檢測的特征點。
特征點代表血管線的圖案。從還沒有經(jīng)過圖案提取部分22的提取處 理的圖像所檢測的特征點可能與從已經(jīng)經(jīng)過圖案提取部分22的提取處理 的圖像數(shù)據(jù)所檢測的特征點不一致。因此，這種方法(從還沒有經(jīng)過提取 處理的圖像檢測特征點)是不可靠的。
因此，位置差計算部分24從己經(jīng)經(jīng)過圖案提取部分22的提取處理的 圖像數(shù)據(jù)D13檢測特征點，并且將其當(dāng)作當(dāng)前圖像IM1的引注塊ABL的 引注點AP。
(2-5)圖像剪切處理 如圖15所示，圖像合成處理部分25的圖像剪切部分25A從輸入圖像 (即，圖像數(shù)據(jù)D12)切下從線LN1延伸到線LN2的有效區(qū)域AR，所述 線LN1和線LN2中的每一者距中心線CLN —定距離，所述中心線CLN
將圖像在拍攝對象的運動方向上分成相等的兩份。
中心線CLN與線LN1和LN2之一之間的距離(由像素數(shù)量表示)DS 被確定成使得第一運動距離對第二運動距離的比(ratio)小于一個像素； 第一運動距離表示拍攝對象在運動方向上相對于圖像獲取表面的中心所移 動的距離，而第二運動距離是指拍攝對象在運動方向上相對于中心線之外 的一條線移動的距離。
設(shè)想如圖16所示，手指具有從手指的中心o延伸了距離r的血管，該 手指圍繞中心o在旋轉(zhuǎn)方向d上旋轉(zhuǎn)了角度 θ。在此情況下，血管的下述 點被稱為P0:該點位于通過中心o并且與圖像獲取表面垂直相交的橫截面 上。當(dāng)手指沿旋轉(zhuǎn)方向d旋轉(zhuǎn)了 θ的角度時，點P0移動到位置P，O。同 時，在旋轉(zhuǎn)方向d上與點P0成0角度的點Pl移動到點P，l。
另一方面，如果拍攝對象(手指)具有平坦表面，則點P0和P，0之間 在圖像獲取表面上的距離Ax。和點Pl和P，l之間在圖像獲取表面上的距離 Axi基本相同。然而，因為拍攝對象的表面是彎曲的，所以距離Ax。和Ax, 彼此不同。
如果旋轉(zhuǎn)速度非常慢，則距離 x。由如下表示
<formula>formula see original document page 15</formula>)
類似地，距離 x1由如下表示
<formula>formula see original document page 15</formula>基于上述的等式(1)和 (2) ， x0和 x1比值為
<formula>formula see original document page 15</formula>(3)
另一方面，在圖像獲取表面上點P0和Pl之間的角度0由如下表示:<formula>formula see original document page 16</formula>
因此，將等式(3)中的"『用等式(4)替換，將Ax。與Ax,的比值 以如下方式表示
<formula>formula see original document page 16</formula>(5)
假定允許Ax。與Ax,之間的差，點P0和Pl之間的在圖像獲取表面上 的區(qū)域r(sin(。)，至多為10個像素。在此情況下，如果在圖像獲取表面上 對應(yīng)于運動方向的方向的寬度是與手指的寬度相同的60個像素，則離中 心o的距離r為約30個像素。
因此，基于等式(5) ， Axo與Ax,的比值為0.9388...。就是說，點P0 的運動距離Axo與點Pl的運動距離A^之間的差小于一個像素。因此，它 們被認為與實際運動距離A6相同。在此情況下，根據(jù)等式(4)，角度0 (角度P0-o-Pl)為約20度。
因此，如果要剪切的圖像的寬度就像素而言與手指的相同，則有效區(qū) 域AR的最大尺寸將為將被剪切的圖像的寬度的1/3。此外，有效區(qū)域AR 的一端與另一端之間相對于手指中心的角度為最多40度。這防止了有效 區(qū)域AR的投影失真，而當(dāng)彎曲的物體投影到平面上時，可能常常發(fā)生這 樣的投影失真。
順帶地，如圖10所示，由虛線指示的血管線和由實線表示的血管線 在圖像的中心區(qū)域附近大致相同。另一方面，其在圖像的邊緣附近彼此不 同。因此，從圖像切下有效區(qū)域AR (圖15)防止了投影失真。
某些設(shè)備試圖通過處理圖像的邊緣以校正投影失真，而不是從輸入圖 像剪切有效區(qū)域AR。然而，如圖17B所示，處理圖像的邊緣(圖17A) 來校正失真增大了混淆(aliasing)效果。這樣，圖像上血管的平滑線(圖 17A)被轉(zhuǎn)變成如圖17C所示的鋸齒線。
因此，圖像剪切部分25A通過剪切有效區(qū)域AR提供了更可靠的圖
(2-6)圖像附加處理
如圖18所示，圖像附加部分25B提供擴展圖像EXM，多個圖像被附 加到擴展圖像EXM上。圖像附加部分25B將圖像IM10到IM16布置在擴 展圖像EXM上圖像IM10到IM16中每一者的上左端的位置例如根據(jù)由 位置數(shù)據(jù)D13表示的相應(yīng)位置差來確定。
實際上，圖像附加部分25B在擴展圖像EXM的左側(cè)區(qū)域上放置第一 圖像IMIO。順帶地，在此實施例中，附加到擴展圖像EXM的圖像IM10 包括有效區(qū)域AR (圖15)和邊緣區(qū)域兩者，因為圖像剪切部分25A沒有 進行切除。
此后，圖像附加部分25B根據(jù)位置差(即，水平矢量分量Vx和垂直 矢量分量Vy (圖8B)的平均值)逐個地放置第二圖像和后續(xù)的圖像IMll 到IM16,使得每一個圖像的參考點位于在先附加的圖像的參考點。結(jié) 果，每一個圖像的血管線的一部分與在先附加的圖像的血管線的一部分搭 接(overlap)。
順帶地，除了最后一個圖像IM16，第二圖像和后續(xù)的圖像IM11到 IM15僅僅包括由圖像剪切部分25A的剪切處理得到的有效區(qū)域AR (圖 15)。與第一圖像IM10相似，被附加到擴展圖像EXM的最后一個圖像 IM16包括有效區(qū)域AR (圖15)和邊緣區(qū)域兩者。
在將最后一個圖像IM16附加到擴展圖像EXM之后，圖像附加部分 25B切除擴展圖像EXM的突出部分(即圖像CIM1 (圖19A))，產(chǎn)生用 于登記的矩形圖像CIM2。
圖像附加部分25B隨后基于位置數(shù)據(jù)D13識別圖像CIM2的血管線的 特征點，然后通過將特征點數(shù)據(jù)、圖像CIM2的數(shù)據(jù)以及將特征點和圖像 CIM2關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進行合成，產(chǎn)生將被登記的數(shù)據(jù)(稱為"登記數(shù) 據(jù)")。
以此方式，控制部分10產(chǎn)生登記數(shù)據(jù)該登記數(shù)據(jù)包括下述圖像和 血管的特征點的數(shù)量手指內(nèi)的血管的投影在所述圖像上。
(3)登記過程
圖20是示出了血管登記模式的登記過程的流程圖。為了易于解釋， 設(shè)備沒有削減從圖像獲取部分12順序地供應(yīng)的圖像的數(shù)量。
當(dāng)接收到血管登記模式執(zhí)行指令COM1時，控制部分10開始登記過 程并且進行到步驟SP1。在步驟SP1，控制部分IO控制通知部分15，以 向用戶發(fā)送其應(yīng)將其手指放置在拍攝位置并在表面上滾動其手指的消息。 同時，控制部分10控制圖像獲取部分12，以開始拍攝。
當(dāng)接收到從圖像獲取部分12供應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)之后，在步驟SP2，控制 部分IO在圖像上壓印血管圖案。在隨后的步驟SP3，控制部分IO將經(jīng)過 壓印的圖像臨時存儲在內(nèi)部緩存器中，作為當(dāng)前圖像。
在隨后的步驟SP4，控制部分IO將所壓印的血管轉(zhuǎn)變?yōu)榧毦€。在隨后 的步驟SP5，控制部分IO檢測上述細線的終點、接合點和轉(zhuǎn)折點，作為特 征點。
如果當(dāng)前圖像是從圖像獲取部分12供應(yīng)的第一個圖像，則在歩驟 SP7，控制部分10將細線圖像附加到擴展圖像EXM的左側(cè)區(qū)域上。在隨 后的步驟SP8，控制部分IO開始將臨時存儲在內(nèi)部緩存中的圖像當(dāng)作在先 圖像，然后返回到步驟SP2。
而如果當(dāng)前圖像不是從圖像獲取部分12供應(yīng)的第一個圖像，則在歩 驟SP9，控制部分10基于在步驟SP4和SP5檢測的當(dāng)前圖像的特征點計 算在先圖像和當(dāng)前圖像之間的位置差在先圖像和當(dāng)前圖像都被臨時存儲 在內(nèi)部緩存器中。
在步驟SPIO，控制部分10由在步驟SP9計算出的水平矢量分量Vx 和垂直矢量分量Vy (圖8B)的平均值，識別出與手指的運動方向一致的 矢量分量(即，垂直矢量分量Vy (圖8B)的平均值)，然后檢査其是否 大于或等于預(yù)定閾值。
如果矢量分量小于該閾值，則控制部分10判定手指基本沒有運動。 在此情況下，在隨后的步驟SPll，控制部分10從內(nèi)部緩存刪除當(dāng)前和在 先的經(jīng)過壓印的圖像，然后返回到步驟SP2。
而如果矢量分量大于或等于閾值，則在步驟SP12控制部分IO從內(nèi)部 緩存刪除在先的壓印圖像，然后開始將存儲在內(nèi)部緩存中的當(dāng)前壓印圖像
當(dāng)作在先壓印圖像?？刂撇糠?0隨后進行到步驟SP13。
在步驟SP13，控制部分10檢査剪切圖像的數(shù)量是否達到預(yù)定數(shù)量。 如果沒有，則在步驟SP14，控制部分10從當(dāng)前壓印圖像剪切有效區(qū)域 AR (圖15)。在隨后的步驟S15，控制部分IO根據(jù)在步驟SP9計算的位 置差，將當(dāng)前壓印圖像附加到擴展圖像EXM (圖18)，使得當(dāng)前圖像的 各個血管線的一部分與在先附加的圖像的相應(yīng)部分搭接。控制部分10隨 后返回到步驟SP2。
而如果剪切圖像的數(shù)量達到了預(yù)定數(shù)量，則在步驟SP16，控制部分 10以與步驟SP14相似的方式將當(dāng)前壓印圖像附加到擴展圖像EXM (圖 18)，然后從擴展圖像EXM剪切合成圖像CIM1 (圖19A)，獲得用于登 記的圖像CIM2。控制部分10隨后產(chǎn)生登記數(shù)據(jù)，登記數(shù)據(jù)包括圖像 CIM2和圖像CIM2的血管線的特征點的數(shù)據(jù)。
在隨后的步驟SP17，控制部分IO在存儲器13 (圖1)中登記登記數(shù) 據(jù)，然后結(jié)束登記過程。
以此方式，控制部分10以血管登記模式工作。
(4)認證模式
下面描述認證模式。當(dāng)接收到認證模式指令時，控制部分10 (圖1) 進入認證模式?？刂撇糠?0控制通知部分15，以要求用戶將其手指穩(wěn)定 地放置在拍攝位置。控制部分IO還開始操作圖像獲取部分12。
當(dāng)控制部分IO從圖像獲取部分12的圖像獲取元件接收到作為拍攝結(jié) 果的圖像數(shù)據(jù)時，控制部分10執(zhí)行壓印處理、圖案提取處理和特征點檢 測處理，這些處理與血管登記模式中的那些相同。以此方式，控制部分10 獲得合成圖像數(shù)據(jù)和該圖像的血管線的特征點數(shù)據(jù)。
控制部分10通過將所獲得的特征點和圖像(也分別被稱為"參考 點"和"參考圖像")與登記數(shù)據(jù)的特征點和圖像(也分別被稱為"登記 點"和"登記圖像")進行比較，來檢查用戶是否是登記在設(shè)備中的合法 的人。
如果控制部分IO判定用戶不是合法的，則控制部分IO相應(yīng)地通過顯
示部分15a和音頻輸出部分15b通知用戶。而如果控制部分IO判定用戶是 合法的，則控制部分IO通過接口 14向設(shè)備供應(yīng)數(shù)據(jù)，表明用戶是合法的 人這一事實。當(dāng)接收到該數(shù)據(jù)時，所述設(shè)備執(zhí)行預(yù)定過程，諸如為該用戶 開門或者對于被禁止執(zhí)行的操作模式解除限制。 以此方式，控制部分10以認證模式工作。
下面描述控制部分10如何獲得參考點和參考圖像以及如何判定用戶
是合法的。這些處理可以由如圖21所示的功能塊表示圖像剪切部分
31、圖像校正部分32以及驗證部分33。
圖像剪切部分31接收由壓印處理、圖案提取處理和特征點檢測處理 得到的參考圖像數(shù)據(jù)和參考點數(shù)據(jù)，其中，壓印處理、圖案提取處理和特 征點檢測處理與血管登記模式的那些相同。
(4-1)圖像剪切處理
圖像剪切部分31在登記圖像中搜索適于與參考圖像進行比較的部 分。具體地，如圖22所示，圖像剪切部分31識別出參考圖像IMR的有效 區(qū)域ARk中的參考點的團案，并且找出登記圖像中的下述區(qū)域該區(qū)域包 括與被識別的圖案基本相同或者相似的登記點的圖案。此有效區(qū)域ARr的 大小與血管登記模式的有效區(qū)域AR的相同。
這防止了當(dāng)彎曲的物體被投影在平面上時常常發(fā)生的投影失真。因 此，圖像剪切部分31可以精確地找出登記圖像的下述區(qū)域該區(qū)域包括 與被識別的圖案(也稱為"搜索目標(biāo)圖案")基本相同或相似的登記點的 圖案。
如果沒有檢測到該登記點圖案(其與搜索目標(biāo)圖案基本相同或相 似)，則意味著參考圖像IMR的血管線不同于登記圖像CIM2的血管線。 在此情況下，設(shè)備通過顯示部分15a和音頻輸出部分15b通知用戶用戶不 是合法的這一事實。
如果檢測到該圖案，則圖像剪切部分31基于通過左端和右端登記點 之間的中點的垂直線CLNE從登記圖像剪切驗證目標(biāo)圖像IME，所述驗證 目標(biāo)圖像IME的大小與參考圖像IMR的相同并用于進行驗證。
(4-2)圖像校正處理
圖像校正部分32校正驗證目標(biāo)圖像IME的側(cè)邊區(qū)域(端部區(qū)域) ARw和ARE-2 (圖22)，使得側(cè)邊區(qū)域ARe.,和ARE.2的血管線變成彎曲
的。順帶地，側(cè)邊區(qū)域are—!和are.2之間的是有效區(qū)域are。
在此情況下，登記圖像CIM2 (圖19B)是多個圖像的集合，所述圖 像中的每一個是圖像的中間部分(即，有效區(qū)域AR (圖15))，該部分 投影失真較小。因此，從登記圖像CIM2剪切的驗證目標(biāo)圖像IMe的有效 區(qū)域ARE和側(cè)邊區(qū)域AR^和ARe.2具有低的投影失真。
另一方面，參考圖像IMR的側(cè)邊區(qū)域AR^禾P ARM具有較大的投影 失真(在側(cè)邊區(qū)域AR^和AR^2之間的是有效區(qū)域AR)。因此，將未調(diào) 整的驗證目標(biāo)圖像IMe與參考圏像IMR進行比較可能由于側(cè)邊區(qū)域AR^ 和AR^和側(cè)邊區(qū)域ARe.2和ARM之間在血管線形狀上的顯著差別而導(dǎo)致 不正確的結(jié)果(諸如錯誤地驗證用戶)。
因此，圖像校正部分32如圖23A到23C所示校正驗證目標(biāo)圖像 IME:將傾斜的側(cè)邊區(qū)域AR^和ARe-2投影在平面FM上，使得它們處于 與有效區(qū)域ARe相同的水平面上，如圖23A和23B所示。在此情況下， 經(jīng)校正的側(cè)邊區(qū)域AR^禾n ARe.2在圈23A通過用點填充的方式表示，并 且在圖23B和23C中由實線箭頭表示。側(cè)邊區(qū)域ARw和ARe.2從有效區(qū) 域are的終點p,和Pr向后傾斜，形成角度(9e (圖23B和23C)。
順帶地，在此情況下，圖23A到23C的九棱柱代表手指。驗證目標(biāo)圖 像IME的寬度為60個像素，而有效區(qū)域AR的寬度為20個像素(這意味 著從有效區(qū)域AR的一端到垂直線CLNe的距寓是10個像素)。
在此情況下，根據(jù)等式(4)，角度P0-o-Pl，或者0，為約20度。因 此，角度P0-o-Px，或者0E，為約40度。此外，側(cè)邊區(qū)域ARe.,和ARE-2 相對于有效區(qū)域ARe形成約40度的角度。
因此，側(cè)邊區(qū)域(在圖23A中用點填充的方式表示，在圖23B和23C 中由實線箭頭表示)的投影血管線的寬度按如下計算cos(4(T)X(傾斜的 側(cè)邊區(qū)域ARw(或ARe-2)的竟度)。
順帶地，此設(shè)備不對參考圖像IMa的側(cè)邊區(qū)域ARR—t和AR^進行校 正的原因與圖18所示的相同。
(4-3)驗證過程
驗證部分33被設(shè)計來根據(jù)互相關(guān)函數(shù)將驗證目標(biāo)圖像IMe與參考團 像IMk迸行比狡。結(jié)果，驗證部分33獲得互相關(guān)值。如果該互相關(guān)值大 于或等于預(yù)定的閾值，則驗證部分33判定用戶是被登記在設(shè)備中的合法 的人。而如果互相關(guān)值小于閾值，則驗證部分33判定用戶不是合法的。
在此，控制部分10首先通過將手指中的血管圖案投影在平坦表面上 來獲得登記圖像CIM2?？刂撇糠諭O然后基于登記圖像CIM2和參考圖像 IMR的特征點來搜索驗證目標(biāo)圖像IME，并通過將驗證目標(biāo)圖像IMe與參 考圖像IMK進行比較來檢查用戶是否是合法的。
(5)認證過程
圖24是示出了認證模式的認證過程的流程圖。
當(dāng)接收到認證模式執(zhí)行指令COM2之后，控制部分10開始認證過 程，然后進行到步驟SP21。在步驟SP21，控制部分10控制通知部分 15，以通知用戶其應(yīng)該將其手指放置在拍攝位置，使得手指肚接觸其表 面，然后在該表面上滾動其手指。此外，控制部分10控制圖像獲取部分 12，以開始拍攝。
當(dāng)從圖像獲取部分12接收到圖像數(shù)據(jù)(參考圖像的數(shù)據(jù))時，在步 驟SP22，控制部分10在執(zhí)行驗證過程之前以與血管登記模式相同的方式 執(zhí)行壓印處理、圖案提取處理和特征點檢測處理。
在隨后的步驟SP23，控制部分10識別出參考圖像IMr的有效區(qū)域 ARk中的參考點的圏案，作為搜索目標(biāo)圖案?？刂撇糠?0隨后在登記圖 像CIM2中搜索與搜索目標(biāo)圖案(圖22)相同或相似的圖案。
如果控制部分10成功地找到了與搜索目標(biāo)圖案相同或相似的登記點 的圖案，則在步驟SP24，控制部分IO基于通過左端和右端登記點之間的 中點的垂直線CLNE從登記圖像剪切驗證目標(biāo)圖像IME (圖22)，所述驗
證目標(biāo)圖像IMe的大小與參考圈像IMK的相同并用于進行驗證?？刂撇糠?br> 10隨后進行到步驟SP25。
在步驟SP25，控制部分10如圖23A到23C所示校正驗證目標(biāo)圖像 IME:傾斜的側(cè)邊區(qū)域AR^和ARe—2被投影到平面FM上，使得它們與有 效區(qū)域ARE處于相同的水平面上。
隨后，在步驟SP26，控制部分10根據(jù)互相關(guān)函數(shù)將驗證目標(biāo)圖像 IME (在步驟SP25經(jīng)過校正)與參考圖像IMR (在步驟SP22獲得)進行 比較。結(jié)果，控制部分10獲得互相關(guān)值。在隨后的步驟SP27,控制部分 IO檢查用戶是否是合法的。
如果互相關(guān)值小于閾值，則控制部分10判定用戶不合法，然后返回 到步驟SP23，以再次進行該過程。
而如果互相關(guān)值大于或等于閾值，則控制部分10判定用戶是合法 的，然后進行到步驟SP28。在步驟SP28，控制部分IO執(zhí)行針對合法用戶 的處理，然后結(jié)束認證過程。
另一方面，如果在步驟SP23，控制部分10沒有找出與搜索目標(biāo)圖案 相同或者相似的登記點的圖案，則意味著登記圖像CIM2 (圖19B)可能 沒有這樣的部分所述部分與參考圖像IMR的互相關(guān)值大于或等于閾值。 在此情況下，控制部分IO判定用戶不是合法的。隨后，在步驟SP29，控 制部分IO執(zhí)行針對未登記用戶的處理，然后結(jié)束認證過程。
以此方式，控制部分10以認證模式工作。
(6)操作和效果
在認證模式中，認證設(shè)備1檢測輸入?yún)⒖紙D像IMr上的身體特征 (即，手指的血管圖案)的接合點、終點和轉(zhuǎn)折點中的一部分或者全部， 作為特征點。認證設(shè)備1隨后在登記圖像CIM2中搜索與有效區(qū)域ARr內(nèi) 的所檢測出的特征點的圖案相同或相似的圖案。
以此方式，認證設(shè)備1使用即使當(dāng)圖像IMR模糊時也總是顯現(xiàn)在參考 圈像IMr上的特征點。因此，認證設(shè)備l可以精確地確認用戶。
此外，認證設(shè)備1被設(shè)計為從不同的角度獲取手指的圖像，將它們合
成，然后基于合成圖像CIM2驗證用戶。因此，與設(shè)備僅僅從一個角度獲 取手指圖像相比，用戶放置其手指的方式更自由。因此，認證設(shè)備1易于 使用。
此外，如果待剪切的圖像的寬度等于手指的寬度，則有效區(qū)域ARjJ勺 寬度為圖像寬度的1/3。
如圖16所示，這是仍可以消除失真的有效區(qū)域ARk的最大尺寸。因 此，認證設(shè)備1可以在減小失真的同時，在登記圖像CIM2的較大區(qū)域中 搜索與特征點的圖案相同或相似的圖案。認證設(shè)備1因此可以精確地確認 用戶。
根據(jù)上述構(gòu)造，在認證模式中，認證設(shè)備1檢測輸入?yún)⒖紙D像IMr上 的身體特征(即，手指的血管圖案)的接合點、終點和轉(zhuǎn)折點中的一部分 或者全部，作為特征點。認證設(shè)備1隨后在登記圖像CIM2中搜索與有效 區(qū)域ARR內(nèi)的所檢測出的特征點的圖案相同或相似的圖案。以此方式，認 證設(shè)備1使用即使當(dāng)圖像IMR模糊時也總是顯現(xiàn)在參考圖像IMk上的特征 點。因此，認證設(shè)備l可以精確地確認用戶。
(7)其它實施例
在上述實施例中，被驗證的生物測量特征是身體部分內(nèi)的血管。但 是，本發(fā)明不限于此。例如，神經(jīng)(nerve)、指紋或者面部可以被用于驗 證。在一些情況下，設(shè)備可以不執(zhí)行壓印處理。
而且，在上述實施例中，被驗證的身體部分是手指。但是，本發(fā)明不 限于此。例如，手掌、腳趾、手臂或者眼睛可以被用于驗證。
此外，在上述實施例中，壓印部分21使用稱為高斯濾波器的差分濾 波器。但是，本發(fā)明不限于此。壓印部分21也可以使用其它差分濾波 器，諸如對數(shù)濾波器或者反差濾波器。壓印部分21在差分濾波器之前或 者之后可以包括空間濾波器等，以減小噪聲。
此外，在上述實施例中，特征點檢測部分23檢測接合點、終點和轉(zhuǎn) 折點中的一些作為特征點。但是，本發(fā)明不限于此。特征點檢測部分23 可以檢測接合點、終點或者轉(zhuǎn)折點作為特征點?；蛘?，特征點檢測部分23可以檢測所有的接合點、終點和轉(zhuǎn)折點作為特征點。
此外，在上述實施例中，在圖案提取處理使得圖像的血管成為線形圖 案之后，特征點檢測部分23檢測特征點。但是，本發(fā)明不限于此。特征 點檢測部分23可以在處理手指圖像之前或者在壓印處理之后檢測特征點。關(guān)于檢測特征點的詳細描述例如公開在日本專利公開No. 2006-207033 中。然而，設(shè)備可以使用稱為Harris Corner的另一種差分濾波方法。
此外，在上述實施例中，位置差計算部分24從在先圖像IM2檢測出 與當(dāng)前圖像IM1的引注塊ABL亮度最接近的塊RBL，然后將塊RBL的中 心點當(dāng)作相應(yīng)點XP (圖9)。但是，本發(fā)明不限于此。位置差計算部分 24可以從在先圖像IM2中找出這樣的塊RBL:所述塊RBL的亮度是小于 引注塊ABL亮度的預(yù)定值；然后將所述塊RBL的中心點當(dāng)作相應(yīng)點XP。 這可以更精確地檢測相應(yīng)點XP。
此外，在上述實施例中，位置差計算部分24在在先圖像IM2上移動 搜索區(qū)域SAR (圖11)。但是，本發(fā)明不限于此。相反，位置差計算部 分24可以在在先圖像IM2上改變搜索區(qū)域SAR的形狀。
在此情況下，位置差計算部分24計算當(dāng)在先圖像IM2被當(dāng)作"當(dāng) 前"圖像時計算的位置差與在先位置差之間的變化計算出的變化由x和 y分量(Vx.AVE， Vy.AVE)表示。根據(jù)計算出的變化，位置差計算部分24調(diào) 整搜索區(qū)域SAR的缺省位置。
如圖25所示(圖25的若干部分由與圖11的相應(yīng)部分相同的標(biāo)號和符 號表示)，如果計算出的變化為零，則意味著手指沒有移動。在此情況 下，設(shè)備圍繞與AP相同的位置AP'將搜索區(qū)域SAR1布置在在先圖像 IM2上。另一方面，如果y分量(Vy.AVE)存在變化，則意味著手指在滾 動。在此情況下，設(shè)備將搜索區(qū)域SAR2布置在在先圖像IM2上，使得其 一側(cè)(與手指沒有運動的方向的一致)被最小化，而另一側(cè)(與手指運動 的方向一致)根據(jù)手指的運動快慢進行調(diào)節(jié)。這樣，搜索區(qū)域SAR2可以 有效地覆蓋手指在其中運動的區(qū)域。
此外，在上述實施例中，位置差計算部分24以如下方式計算位置 差位置差計算部分24基于從當(dāng)前圖像IM1檢測的每一個點AP'或者特
征點，在在先圖像IM2上檢測出相應(yīng)點XP，然后計算從點AP，指向相應(yīng) 點XP的位置矢量的平均值(即水平矢量分量VX的平均值和垂直矢量分
量Vy的平均值)(圖8A和8B)作為位置差。但是，本發(fā)明不限于此。 或者，位置差可以是根據(jù)統(tǒng)計方法從位置矢量計算出的值(代表值)，諸 如位置矢量的最大值、最小值或者標(biāo)準(zhǔn)差。
此外，在上述實施例中，位置差計算部分24基于從當(dāng)前圖像IM1檢 測的所有特征點的每個位置AP'確定相應(yīng)點XP (圖8A和8B)。但是， 本發(fā)明不限于此。或者，位置差計算部分24可以基于當(dāng)前圖像IM1的有 效區(qū)域AR (圖15)內(nèi)的特征點的每個位置來確定相應(yīng)點XP。這減小了 反映在計算出的位置差上的失真校正的影響。因此，這使得設(shè)備可以更精 確地計算位置差。
此外，在上述實施例中，圖像合成處理部分25在從第一和最后一個 圖像剪切有效區(qū)域AR (圖15)之前將第一和最后一個圖像附加到擴展圖 像EXM (圖18)。但是，本發(fā)明不限于此。可以將從第一和最后一個圖 像剪切的有效區(qū)域AR (圖15)附加到擴展圖像EXM上。
此外，上述實施例的驗證方式是將參考圖像IMK的整個區(qū)域與相應(yīng)區(qū) 域進行比較。但是，本發(fā)明不限于此。相反，設(shè)備可以僅僅將參考圖像 IMk的有效區(qū)域ARR與相應(yīng)區(qū)域進行比較。
此外，在上述實施例中，設(shè)備在從圖像提取圖案之后將圖像附加到擴 展圖像EXM。但是，本發(fā)明不限于此。相反，設(shè)備可以在壓印處理之后 將圖像附加到擴展圖像EXM，然后從其提取圖案。
此外，在上述實施例中，設(shè)備被設(shè)計成登記擴展圖像(CIM2 (圖 19B))以及與該圖像上的血管線有關(guān)的特征點數(shù)據(jù)。但是，本發(fā)明不限 于此。或者，設(shè)備可以僅僅登記擴展圖像。在此情況下，設(shè)備在認證模式 下可以檢測登記的點以及參考點；因此，設(shè)備可以提供與上述實施例相同 的效果。
此外，在上述實施例中，設(shè)備被設(shè)計成登記擴展圖像(CIM2 (圖 19B))以及與該圖像上的血管線有關(guān)的特征點數(shù)據(jù)。但是，本發(fā)明不限 于此?；蛘?，設(shè)備可以僅僅登記與擴展圖像(CIM2 (圖19B))上的血管
線有關(guān)的特征點數(shù)據(jù)。這使得設(shè)備可以不執(zhí)行對當(dāng)用戶被驗證時輸入的參 考圖像和從登記圖像剪切的驗證目標(biāo)圖像進行比較的比較過程，減小了設(shè) 備的處理工作量。
此外，在上述實施例中，設(shè)備通過執(zhí)行存儲在ROM中的程序而以血 管登記模式或者認證模式工作。但是，本發(fā)明不限于此。這些程序可以從
諸如光盤(CD)、數(shù)字多功能盤(DVD)或者半導(dǎo)體存儲器的程序存儲
介質(zhì)安裝到設(shè)備中，或者可以通過因特網(wǎng)從程序供應(yīng)服務(wù)器獲得。
此外，在上述實施例中，登記過程和認證過程由控制部分IO執(zhí)行。 但是，本發(fā)明不限于此。這些過程的一部分可以由圖形工作站執(zhí)行。
此外，在上述實施例中，認證設(shè)備1配備有圖像獲取功能、驗證功能 和登記功能。但是，本發(fā)明不限于此。這些功能中的一個或者一些可以由 另一個設(shè)備實現(xiàn)。
上述方法可以應(yīng)用于生物測量驗證。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計要求和其它因素，在權(quán)利要求或 其等同物的范圍內(nèi)，可能進行各種修改、組合、子組合和替換。 相關(guān)申請的交叉引用
本發(fā)明包含涉及2006年12月15日遞交給日本專利局的日本專利申請 JP 2006 - 339059的主題，其全文通過引用被包含在本文中。
權(quán)利要求
1.一種驗證設(shè)備，包括檢測部分，所述檢測部分檢測輸入圖像上的身體部分的身體特征的接合點、終點和轉(zhuǎn)折點的一部分或者全部，作為特征點，所述身體特征用于驗證；以及搜索部分，所述搜索部分在所述身體特征的登記圖像中搜索如下圖案，所述圖案與下述圖像的中心區(qū)域中的所述特征點的圖案相同或者相似所述圖像的垂直中心線與所述身體特征的運動方向垂直，其中所述身體特征在所述身體部分被放置于其上的表面上水平運動，所述登記圖像沿所述身體部分的彎曲表面獲取，并且所述中心區(qū)域處于兩條直線之間，所述兩條直線各自沿相反方向與所述中心線相距預(yù)定距離。
2. 如權(quán)利要求1所述的驗證設(shè)備，還包括壓印部分，所述壓印部分將所述身體特征壓印在輸入圖像上， 其中，所述檢測部分從所壓印的身體特征檢測所述特征點。
3. 如權(quán)利要求1所述的驗證設(shè)備，還包括壓印部分，所述壓印部分將所述身體特征壓印在輸入圖像上；以及 圖案提取部分，所述圖案提取部分提取所壓印的身體特征作為線形圖案，其中，所述檢測部分從所述線形圖案檢測所述特征點。
4. 如權(quán)利要求1所述的驗證設(shè)備，其中，所述距離被確定成如果所述身體部分的身體特征沿所述表面水平運 動，則所述身體特征從所述中心線移動的距離與所述身體特征從所述直線 移動的距離的比小于一個像素。
5. 如權(quán)利要求1所述的驗證設(shè)備，其中，如果待剪切圖像的寬度的像 素數(shù)等于手指寬度的像素數(shù)，則所述中心區(qū)域的寬度等于所述圖像寬度的像素數(shù)的1/3。
6. 如權(quán)利要求1所述的驗證設(shè)備，還包括剪切部分，如果所述搜索部分找到了與所述中心區(qū)域中的所述特征點的圖案相同或相似的圖案，則所述剪切部分利用所述圖案從所述登記圖像 剪切驗證目標(biāo)圖像，所述驗證目標(biāo)圖像用于與所述輸入圖像進行比較；校正部分，所述校正部分校正所述驗證目標(biāo)圖像，使得所述驗證目標(biāo) 圖像的端部區(qū)域上的血管線成為彎曲的，所述端部區(qū)域圍繞所述驗證目標(biāo) 圖像的中心區(qū)域；以及計算部分，所述計算部分計算經(jīng)校正的驗證目標(biāo)圖像與所述輸入圖像 之間的互相關(guān)值。
7. 如權(quán)利要求6所述的驗證設(shè)備，其中，所述校正部分校正所述驗證 目標(biāo)圖像，使得相對于所述驗證目標(biāo)圖像的所述中心區(qū)域以預(yù)定角度向后 傾斜的所述端部區(qū)域投影在與所述中心區(qū)域相同的平面上。
8. —種驗證方法，包括第一步驟，用于檢測輸入圖像上的身體部分的身體特征的接合點、終 點和轉(zhuǎn)折點的一部分或者全部，作為特征點，所述身體特征用于驗證；以 及第二步驟，用于在所述身體特征的登記圖像中搜索如下圖案，所述圖 案與下述圖像的中心區(qū)域中的所述特征點的圖案相同或者相似所述圖像的垂直中心線與所述身體特征的運動方向垂直，其中所述身體特征在所述 身體部分被放置于其上的表面上水平運動，所述登記圖像沿所述身體部分 的彎曲表面獲取，并且所述中心區(qū)域處于兩條直線之間，所述兩條直線各 自沿相反方向與所述中心線相距預(yù)定距離。
9. 一種程序，用于使計算機執(zhí)行第一步驟，用于檢測輸入圖像上的身體部分的身體特征的接合點、終 點和轉(zhuǎn)折點的一部分或者全部，作為特征點，所述身體特征用于驗證；以及第二步驟，用于在所述身體特征的登記圖像中搜索如下圖案，所述圖案與下述圖像的中心區(qū)域中的所述特征點的圖案相同或者相似所述圖像的垂直中心線與所述身體特征的運動方向垂直，其中所述身體特征在所述 身體部分被放置于其上的表面上水平運動，所述登記圖像沿所述身體部分 的彎曲表面獲取，并且所述中心區(qū)域處于兩條直線之間，所述兩條直線各自沿相反方向與所述中心線相距預(yù)定距離,
全文摘要
本發(fā)明提供了一種驗證設(shè)備，包括檢測部分，所述檢測部分檢測輸入圖像上的身體部分的身體特征的接合點、終點和轉(zhuǎn)折點的一部分或者全部，作為特征點，所述身體特征用于驗證；以及搜索部分，所述搜索部分在所述身體特征的登記圖像中搜索如下圖案，所述圖案與下述圖像的中心區(qū)域中的所述特征點的圖案相同或者相似所述圖像的垂直中心線與所述身體特征的運動方向垂直，其中所述身體特征在所述身體部分被放置于其上的表面上水平運動，所述登記圖像沿所述身體部分的彎曲表面獲取，并且所述中心區(qū)域處于兩條直線之間，所述兩條直線各自沿相反方向與所述中心線相距預(yù)定距離。
文檔編號G06K9/00GK101206717SQ20071030220
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者阿部博 申請人:索尼株式會社