專利名稱：信息提取方法、登記設備、驗證設備和程序的制作方法
信息提取方法、登記設備、驗證設備和程序技術領域[l]本發(fā)明涉及適合應用于例如生物測量學(biometrics)認證的信息提取 方法、登記設備、驗證設備和程序。
背景技術：
[2]生物測量學認證是指用于通過使用生物體識別目標來識別人的方法。 一個生物體識別目標是手指的血管。[3]例如，已經(jīng)提出了一種認證設備，該設備通過將指尖的不同側面的圖 像進行組合生成三維圖像并將該三維圖像用作識別目標(例如見專利文件 1)。[4]專利文件1:日本未審査專利申請公報No.2002-175529。 [5]在此認證設備中，由于與二維圖像相比具有更大量信息的三維圖像用作識別目標，所以有利地提高了識別特定人(人群)的精度——即認證精度。[6]相反，在此認證設備中，問題是存儲三維圖像信息以用作登記目標所 占據(jù)的存儲器的空間增大，并且驗證過程中的載荷也增大。當該認證證方 法應用于移動終端設備(例如PDA (個人數(shù)字助理))和蜂窩電話時，解 決這些問題就變得非常重要了 。發(fā)明內(nèi)容[7]本發(fā)明致力于解決上述問題，并提出能夠提高認證精度同時減小所識 別的目標的信息量的信息提取方法、登記設備、驗證設備和程序。[8]為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種信息提取方法，其包括第一步 驟，從具有生物體部分環(huán)境內(nèi)的視點的多幅圖像生成所述圖像中示出的生 物體部分的輪廓的共同部分，作為目標空間中的立體圖；第二步驟，提取表示所述立體圖的多個截面的形狀的值作為識別信息，所述多個截面各自 與所述立體圖的參考位置具有預定的位置關系。而且，本發(fā)明提出一種登記設備，其包括生成裝置，該生成裝置從 具有生物體部分環(huán)境內(nèi)的視點的多幅圖像生成所述圖像中示出的生物體部
分的輪廓的共同部分，作為目標空間中的立體圖；提取裝置，該提取裝置 提取表示所述立體圖的截面形狀的值，所述截面與所述立體圖的參考位置 具有預定的位置關系；登記裝置，該登記裝置將所述值作為識別信息登記 在存儲介質中。并且，本發(fā)明提出一種驗證設備，其包括生成裝置，該生成裝置從 具有生物體部分環(huán)境內(nèi)的視點的多幅圖像生成所述圖像中示出的生物體部 分的輪廓的共同部分，作為目標空間中的立體圖；提取裝置，該提取裝置 提取表示所述立體圖的截面形狀的值，所述截面與所述立體圖的參考位置 具有預定的位置關系；驗證裝置，該驗證裝置將所述值與存儲介質中作為 識別信息登記的值相驗證。并且，本發(fā)明提出一種程序，該程序使得對工作存儲器進行控制的控 制單元執(zhí)行下列步驟從具有生物體部分環(huán)境內(nèi)的視點的多幅圖像生成所 述圖像中示出的生物體部分的輪廓的共同部分，作為目標空間中的立體 圖；提取表示所述立體圖的截面形狀的值，所述截面與所述立體圖的參考 位置具有預定的位置關系。根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)了信息提取方法、登記設備、驗證設備和程序，其 能夠以離散的方式來表示生物體部分的立體圖，因為提取識別數(shù)據(jù)以作為 表示截面的數(shù)據(jù)，所述截面各自與所述立體圖的外部形狀中的參考位置以 及所述立體圖的各部分的截面具有某種關系，因而，與簡單地用立體圖作 為識別信息的情形相比較，提高了認證精度，同時減小了識別目標的信息


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的認證設備的結構的框圖。 圖2是示出轉動手指的狀態(tài)過渡的示意圖。圖3是示出圖像拾取目標和圖像之間的關系的示意圖。
圖4是示出控制單元的功能性構造的框圖。
圖5包括用于描述手指關節(jié)的檢測的示意圖。
圖6是用于描述轉動校正量的計算的示意圖。
圖7包括用于描述運動量的計算的示意圖。
圖8是示出體元空間的示意圖。
圖9是用于描述手指輪廓區(qū)域的檢測的示意圖。
圖10是用于描述設置在體元空間環(huán)境中的各幅圖像之間的布置關系 的示意圖。
圖11是示出手指立體圖的示意圖。
圖12是示出在體元空間中生成的手指立體圖的示意圖。
圖13是用于描述參照關節(jié)判定截面的示意圖。
圖14是用于描述截面形狀值的提取的示意圖。
具體實施例方式下面，將參照附圖詳細地描述本發(fā)明應用于的實施例。 [15] (1)根據(jù)本實施例的認證設備的總體結構在圖1中，示出了根據(jù)本實施例的認證設備1的總體結構。通過將下 列裝置中的每一者由總線16連接到控制單元IO而構造認證設備1:操作 單元ll、圖像拾取單元12、存儲器13、接口14和通知單元15?？刂茊卧狪O構造為包括下列裝置的計算機負責控制整個認證設備1 的CPU (中央處理單元)、存儲各種程序及設定信息等的ROM (只讀存 儲器)、以及作為用于CPU的工作存儲器的RAM (隨機存取存儲器)。根據(jù)用戶操作，用于登記待登記用戶(下面將稱之為登記者)的手指 的模式(下面將稱之為手指登記模式)的執(zhí)行指令COM1或用于確定登記 者本身存在與否的模式(下面將稱之為認證模式)的執(zhí)行指令COM2從操 作單元11提供到控制單元10?？刂茊卧?0配置為根據(jù)執(zhí)行指令COM1或COM2來確定待執(zhí)行的模 式，并按照與判定結果相對應的程序合適地控制圖像拾取單元12、存儲器13、接口 14以及通知單元15，從而執(zhí)行血管登記模式或認證模式。 [20]圖像拾取單元12根據(jù)控制單元10所指定的曝光值(EV， Exposure
Value)調整光學系統(tǒng)中鏡頭的位置、光圈值以及圖像拾取元件的快門速度 (曝光時間)。圖像拾取單元12還每隔預定時間拍攝在圖像拾取元件的圖像拾取面 上示出的照相物體的圖像，并將與作為圖像拾取結果而生成的圖像有關的 數(shù)據(jù)(下面將稱之為圖像數(shù)據(jù))依次輸出到控制單元IO。存儲器13例如由閃存實現(xiàn)，并且存儲器13配置為使得控制單元10指 定的數(shù)據(jù)存儲在存儲器13中或從存儲器13讀取。接口 14配置為通過預定傳輸線與連接到該接口的外部設備交換各種 數(shù)據(jù)。通知單元15由顯示單元15a和聲音輸出單元15b實現(xiàn)。顯示單元15a 根據(jù)控制單元10提供的顯示數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示字符和圖表。而聲音輸 出單元15b配置為根據(jù)控制單元IO提供的聲音數(shù)據(jù)從揚聲器輸出聲音。 (2)手指登記模式下面將描述手指登記模式。當控制單元10判定手指登記模式是待執(zhí) 行的模式時，控制單元10使得通知單元15發(fā)出需要進行下列操作的通 知將運行模式改變?yōu)槭种傅怯浤Ｊ?，將手指放在圖像拾取空間中和沿著 手指外周面(手指腹面、手指側面和手指背面)轉動手指。同時，控制單 元IO使得圖像拾取單元12執(zhí)行圖像拾取操作。在此情形下，例如如圖2所示，當放在圖像拾取空間中的手指沿著手 指外周面轉動時，例如如圖3所示，圖像拾取單元12將可見光用作圖像 拾取光并依次獲得手指表面的圖像(下面將稱之為手指圖像)。而且，控制單元IO根據(jù)從圖像拾取單元12按照圖像拍攝順序依次輸 入的各項圖像數(shù)據(jù)生成手指的立體圖(下面將稱之為手指立體圖)，并提 取表示手指立體圖的截面形狀的值(下面將稱之為截面形狀值)?？刂茊?元10將這些截面形狀值作為識別目標的數(shù)據(jù)(下面將稱之為識別數(shù)據(jù)) 存儲在存儲器13中，從而登記手指。以此方式，控制單元IO配置為執(zhí)行手指登記模式。[30] (3)認證模式下面將描述認證模式。當控制單元10判定認證模式是待執(zhí)行的模式 時，控制單元IO使得通知單元15發(fā)出需要進行下列操作的通知將運行 模式改變?yōu)檎J證模式，以及如手指登記模式中那樣，在圖像拾取空間中沿 著手指外周面轉動手指。同時，控制單元10使得圖像拾取單元12執(zhí)行圖 像拾取操作。而且，如手指登記模式中那樣，控制單元10根據(jù)從圖像提取單元12 按照圖像拍攝順序輸入的各項圖像數(shù)據(jù)提取手指立體圖的截面形狀值。控 制單元10將所提取的截面形狀值與作為識別數(shù)據(jù)存儲在存儲器13中的截 面形狀值比較以進行驗證。根據(jù)驗證結果來判定手指的所有者是否能夠被 認為登記者。這里，當判定手指的所有者不能被認為登記者時，控制單元10通過 顯示單元15a和聲音輸出單元15b給出表示不許可的視覺和聽覺通知。相 反，當判定手指的所有者能夠被認為登記者時，控制單元10將表示手指 的所有者能夠被認為登記者的數(shù)據(jù)發(fā)送到與接口 14連接的設備。該設備 由表示手指的所有者被認為登記者的數(shù)據(jù)觸發(fā)，并在認證成功時例如執(zhí)行 預定的處理，例如將門關閉一段時間或取消受限運行模式。由此方式，控制單元10配置為執(zhí)行認證模式。 (4)截面形狀值提取過程下面將描述由控制單元10執(zhí)行的截面形狀值提取過程。如圖4所 示，該過程可以從功能上分成手指關節(jié)檢測單元21、圖像轉動單元 22、圖像切割單元23、運動量計算單元24、三維圖像生成單元25和形狀 提取單元26。下面將詳細描述手指關節(jié)檢測單元21、圖像轉動單元22、 圖像切割單元23、運動量計算單元24、三維圖像生成單元25和形狀提取 單元26。 (4 — 1)檢測手指關節(jié)在進行合適地取得圖像數(shù)據(jù)的處理后，與手指圖像有關的數(shù)據(jù)(下面 將稱之為手指圖像數(shù)據(jù))DFai (i二l，2,3,...，或n (n為整數(shù)))從圖像拾 取單元12輸入到手指關節(jié)檢測單元21。[39]當手指關節(jié)檢測單元21獲得手指圖像數(shù)據(jù)DFai時，手指關節(jié)檢測單 元21根據(jù)手指圖像數(shù)據(jù)DFai來檢測手指圖像中的關節(jié)。并且，當手指關 節(jié)檢測單元21檢測到關節(jié)時，手指關節(jié)檢測單元21將表示關節(jié)位置的位 置數(shù)據(jù)DPi提供給圖像轉動單元22、圖像切割單元23和形狀提取單元 26，并且還將與手指圖像有關的數(shù)據(jù)(手指圖像數(shù)據(jù))(手指區(qū)域從該數(shù) 據(jù)提取)DFbi (其在該關節(jié)的檢測過程中獲得)提供給圖像轉動單元22。下面將描述手指關節(jié)檢測單元21執(zhí)行的檢測過程的例子。當手指檢 測單元21獲得手指圖像數(shù)據(jù)DFai時，例如如圖5所示，手指關節(jié)檢測單 元21根據(jù)手指圖像的對比度(圖5 (A))從手指圖像(圖5 (B))提取 手指區(qū)域。接著，手指關節(jié)檢測單元21通過使用輪廓提取過濾器從該手指區(qū)域 提取構成手指輪廓的點(下面將稱這些點為手指輪廓點)(圖5
(C))，并通過使用霍夫變換等使手指輪廓點延伸而從手指輪廓點提取 對應于水平方向的手指輪廓點(圖5 (D))。手指關節(jié)檢測單元21配置為檢測基本上經(jīng)過各個延伸的手指輪廓的 中心的線段，以將其作為關節(jié)JNL (圖5 (E))。 [43] (4—2)圖像的轉動校正當圖像轉動單元22獲得手指圖像數(shù)據(jù)DFbi時，圖像轉動單元22從與 手指圖像數(shù)據(jù)DFbi相關的位置數(shù)據(jù)DPi辨別關節(jié)的位置，并參照關節(jié)的位 置對手指圖像執(zhí)行轉動校正。圖像轉動單元22將與受到轉動校正的手指 圖像有關的數(shù)據(jù)(手指圖像數(shù)據(jù))DFci提供給圖像切割單元23。下面將描述圖像轉動單元22執(zhí)行的轉動過程的例子。例如如圖6所 示，關節(jié)JNL與沿圖像列方向的線LN形成的角0x作為手指圖像的轉動校因而，在此例子中，每個視點處的手指圖像受到轉動校正，使得圖像 中示出的手指的縱向將為圖像行方向。注意，盡管在此例子中描述了執(zhí)行 轉動校正使得圖像列方向和關節(jié)JNL的延伸方向限定的角度為0度的情 形，但圖像行或列的方向與關節(jié)延伸方向形成的角度只需為預定的角度即 可。[47] (4_3)圖像的切割當圖像切割單元23獲得手指圖像數(shù)據(jù)DFci時，圖像切割單元23從與 手指圖像數(shù)據(jù)DFbi相關的位置數(shù)據(jù)DPi辨別關節(jié)的位置，并從手指圖像相 對于關節(jié)的位置切割預定大小的區(qū)域。圖像切割單元23將與切割區(qū)域中 的圖像相關的數(shù)據(jù)(下面將稱之為手指圖像部分數(shù)據(jù))DFdi提供到運動量 計算單元24和三維圖像生成單元25。 (4_4)運動量的計算當運動量計算單元24選擇從圖像切割單元23輸入的手指圖像部分數(shù) 據(jù)DFdi作為處理目標時，運動量計算單元24計算根據(jù)所選擇的手指圖像 部分數(shù)據(jù)DFdi的手指圖像以及根據(jù)緊挨著所選擇的手指圖像部分數(shù)據(jù) DFdi之前的手指圖像部分數(shù)據(jù)DFdi的手指圖像中所示的手指的運動量。 在運動量計算單元24計算出運動量后，運動量計算單元24將表示運動量 的數(shù)據(jù)(下面將稱之為運動量數(shù)據(jù))DFMw、 DFM2-3、 DFM3-4、或DFM(n_ ^提供到三維圖像生成單元25。下面將描述運動量計算單元24執(zhí)行的計算方法的例子。在運動量計 算單元24中，從光流來計算運動量。下面，被選擇作為處理目標的手指 圖像將被稱為當前圖像，緊挨著該手指圖像之前輸入的手指圖像將被稱為 先前圖像。即，運動量計算單元24例如如圖7 (A)所示判定當前圖像IM1中的 目標興趣點(下面將稱之為興趣點)AP，并辨別以興趣點AP為中心的 (mXn)像素塊(下面將稱之為興趣塊)ABL中的亮度值。 [53]如圖7 (B)所示，運動量計算單元24在先前圖像IM2中搜索與興趣 塊ABL具有最小亮度值差的塊，將所找到的塊RBL的中心看作與興趣點 AP對應的點XP (下面將稱之為對應點)，并獲得從與興趣點AP對應的 位置AP'到對應點XP的位置矢量(Vx， Vy)。以此方式，運動量計算單元24配置為從先前圖像IM2搜索分別對應 于當前圖像IM1中多個興趣塊的那些塊，同時，計算各個塊的中心
(XP)和與各個興趣塊的中心相同的位置(AP')之間的各個位置矢量的 平均值(水平方向的矢量分量Vx的平均值和豎直方向的矢量分量Vy的平均值)以作為運動量。該運動量是這樣的值該值不僅代表相對于放置了手指的面的水平運 動(沿轉動方向)，還代表例如由于手指按壓量或轉動軸線的變化而造成 的相對于所述面的豎直運動(沿與所述轉動方向正交的方向)。注意，除了各個位置矢量的平均值(水平方向的矢量分量Vx的平均
值和豎直方向的矢量分量Vy的平均值)，也可以用能夠從各個位置矢量
根據(jù)統(tǒng)計方法獲得的值(代表值)(例如最大值、最小值或各個位置矢量 的標準偏差值)作為運動量。當前圖像IM1中的多個興趣塊一般對應于當前圖像IM1中的所有像 素。替代地，當前圖像IM1中的所述多個興趣塊也可以是構成當前圖像 IM1中示出的手指或血管的部分的其中一部分。對與興趣塊ABL的亮度差別最小的塊進行搜索的先前圖像IM2的范 圍一般對應于整個先前圖像IM2。替代地，所述范圍也可以是以用過去檢 測到的位移量進行了移位的位置為中心并且對應于所述多個興趣塊的大小 的范圍。所述范圍的形狀可以根據(jù)過去檢測到的位移量的瞬時變化量而變 化。 (4—5)三維圖像的生成如圖8所示，三維圖像生成單元25限定預定形狀的三維空間(下面 將稱之為體元空間)以作為執(zhí)行投影的目標空間，在所述空間中，稱為體 元(voxel)的立方體用作構成單元。三維圖像生成單元25根據(jù)從圖像切割單元23輸入的手指圖像部分數(shù) 據(jù)DF山到DFdn生成在手指圖像中示出的手指輪廓的共同部分以作為體元 空間中的手指立體圖(三維體)，并將手指立體圖的數(shù)據(jù)(體元數(shù)據(jù))作 為三維體數(shù)據(jù)DTD提供給形狀提取單元26。下面將描述三維圖像生成單元25執(zhí)行的手指立體模型生成方法的例 子。根據(jù)照相機信息(例如焦距和圖像中心)和與體元空間有關的信息， 三維圖像生成單元25辨別從手指環(huán)境拍攝的各幅手指圖像的視點，并當 在圖像中示出的手指從這些視點投影到體元空間中時檢測投影在體元空間 中的各個輪廓區(qū)域。[63]即，當三維圖像生成單元25將從圖像切割單元23首先輸入的手指圖 像部分數(shù)據(jù)DF山作為處理目標時，三維圖像生成單元25將根據(jù)手指圖像 部分數(shù)據(jù)DF山的手指圖像作為參考圖像放置在體元空間中的視點之中相 當于具有0度轉角的視點的位置處，例如如圖9所示，并檢測從體元空間 的投影表面向其最內(nèi)側部分投影的輪廓區(qū)域ARF。特別地，體元空間中的每個體元被反向投影到手指圖像上，并計算投 影點。手指圖像中所示的手指輪廓內(nèi)存在其投影點的體元將仍然作為輪廓 區(qū)域中的體元，從而檢測輪廓區(qū)域。相反，當三維圖像生成單元25將第一手指圖像部分數(shù)據(jù)DF山之后從 圖像切割單元23輸入的手指圖像部分數(shù)據(jù)DFd3、 DFds…作為處理目標 時，三維圖像生成單元25基于從運動量計算單元24輸入的相關的運動量 數(shù)據(jù)DFM，來辨別從參考圖像到基于用作處理目標的手指圖像部分數(shù)據(jù) DFd的手指圖像的、與轉動方向相關的運動量(下面將稱之為轉動運動當該轉動運動量為Vx并且設定為從手指的轉動軸線到手指表面的距 離的值為r時，三維圖像生成單元通過使用下列方程獲得用作當前處理目 標的手指圖像相對于參考圖像的轉角(下面將稱之為第一轉角)&。，并判 定第一轉角^。是否小于360度。 0ro = arctan (Vx / r)...... (1)當?shù)谝晦D角&。小于360度時，這是指并非從手指的整個外周拍攝的多 個手指圖像的所有視體(輪廓區(qū)域)都被檢測到。在此情形下，三維圖像 生成單元25獲得第一轉角&。和第二轉角之間的差值，并判定該差值是否 大于或等于預定閾值，所述第二轉角是緊挨著當前處理目標之前檢測了視 體的那個手指圖像與參考圖像之間的轉角。當該差值小于閾值時，這是指手指的轉動停止或者幾乎停止。在此情 形下，三維圖像生成單元25并不獲得用作當前處理目標的手指圖像的輪 廓區(qū)域，并將緊隨著該處理目標之后輸入的手指圖像部分數(shù)據(jù)DFd作為處 理目標。以此方式，三維圖像生成單元25能夠事先避免計算無效輪廓區(qū) 域。[69]相反，當差值大于或等于閾值時，這是指手指正在轉動。在此情形 下，三維圖像生成單元25例如如圖10所示辨別限定相對于參考位置IMS 的視點V&具有第一轉角&。的視點VPX，并將用作當前處理目標的手指圖 像IMx放在與相對于視點VPx相關的位置處。三維圖像生成單元25配置為對于手指圖像IMx檢測從投影空間的投 影表面投影到其最內(nèi)側部分的輪廓區(qū)域，然后將在該處理目標之后輸入的 手指圖像部分數(shù)據(jù)DFd作為處理目標。注意，當三維圖像生成單元25要將用作當前處理目標的手指圖像IMX 放在體元空間環(huán)境中時，三維圖像生成單元25對于手指圖像IMx和手指圖 像IM(y)(緊挨著手指圖像IMx之前檢測了視體)根據(jù)相關的運動量數(shù)據(jù) DFM來辨別沿著與手指的轉動方向正交的方向的運動量(用作當前處理目 標的手指圖像和最后放置的手指圖像的豎直矢量分量Vy的平均值)(圖 4)，并沿校正方向(平行于體元空間的z軸方向的方向)RD對視點VPX 的位置校正該運動量。因此，即使在手指轉動時手指壓力量或轉動軸線變化，三維圖像生成 單元25也能夠隨著該變化而檢測輪廓區(qū)域。與不考慮沿著與手指的轉動 方向正交的方向的運動量的情況相比，能夠精確地檢測輪廓區(qū)域。以此方式，三維圖像生成單元25分別檢測在從手指環(huán)境拍攝的各幅 手指圖像中示出的手指的輪廓區(qū)域，直到相對于參考圖像的第一轉角A。大 于或等于360度。而且，當相對于參考圖像的第一轉角A。大于或等于360度時，三維圖 像生成單元25配置為從迄今為止所檢測的各個輪廓區(qū)域中提取共同部分 以作為手指立體圖(三維體)，從而生成手指立體圖，例如如圖11所
不o (4—6)立體圖截面形狀的辨別當形狀提取單元26獲得從三維圖像生成單元25輸入的三維體數(shù)據(jù) DTD時，例如如圖12所示，形狀提取單元26根據(jù)三維體數(shù)據(jù)辨別手指立 體圖，并且還根據(jù)從手指關節(jié)檢測單元21輸入的位置數(shù)據(jù)DPi來辨別手指 立體圖中關節(jié)JNL的位置。[77]參照關節(jié)JNL的位置，形狀提取單元26提取多個截面的截面形狀 值，并生成各個截面形狀值以作為識別數(shù)據(jù)DIS，其中，各個所述截面相 對于關節(jié)位置具有預定的位置關系。在手指識別模式的情形中，該識別數(shù) 據(jù)DIS被登記在存儲器13中。在認證模式的情形中，將該識別數(shù)據(jù)DIS 與登記在存儲器13中的識別數(shù)據(jù)相比較驗證。下面將描述形狀提取單元26所執(zhí)行的截面形狀值提取方法的例子。 例如如圖13所示，形狀提取單元26將經(jīng)過關節(jié)位置并平行于關節(jié)的截面 SC1、經(jīng)過沿與關節(jié)正交的方向(手指的縱向)與關節(jié)位置相距第一距離 DS1和DS2并平行于關節(jié)的截面SC2和SC3、以及經(jīng)過沿手指的縱向與關 節(jié)位置相距大于第一距離的第二距離DS3和DS4并平行于關節(jié)的截面 SC4和SC5判定為目標，截面形狀值要從所述目標提取。對于每一個截面SC1到SC5，形狀提取單元26配置為例如如圖14所 示獲得截面外周長OC、面積SFA、中心位置CP和穿過中心位置CP的長 軸MA1和短軸MA2以作為截面形狀值，從而提取截面形狀值。 (5)運行和效果在前述結構中，認證設備1中的控制單元IO從視點位于生物體部分 環(huán)境中的多幅手指圖像在目標空間(圖8)中生成在這些圖像中示出的手 指輪廓的共同部分以作為手指立體圖(圖ll)?？刂茊卧?0提取代表截面形狀的值(截面形狀值)以作為識別數(shù) 據(jù)，其中每個截面都與手指立體圖中的關節(jié)JNL的位置(圖12)具有預 定的位置關系。從而，控制單元10能夠以離散的方式表示立體圖，因為識別數(shù)據(jù)作 為下述數(shù)據(jù)來提取該數(shù)據(jù)表示了與手指立體圖的外部形狀中的參考位置 具有某種關系的部分的形狀以及手指立體圖的一部分自身的形狀。因而， 與簡單地將手指立體圖用作識別信息的情形相比，能夠提高認證精度，同 時減小驗證目標的信息量。在本實施例的這種情形下，表示手指立體圖的截面形狀的多個截面形 狀值(外周長OC、面積SFA、中心位置CP、經(jīng)過中心位置CP的長軸 MA1和短軸MA2)也用作識別數(shù)據(jù)。[85]而且，在該實施例的情形下，對于識別數(shù)據(jù)，分別與關節(jié)JNL的位置 具有預定位置關系的五個截面SC1到SC5 (圖13)各自的截面形狀值也 用作識別數(shù)據(jù)。從而，控制單元10能夠以更詳細的方式來表示手指的結構，并且能 夠進一步提高認證精度。而且，在生成手指立體圖前，控制單元10檢測手指圖像中示出的手 指的關節(jié)JNL，并對手指圖像執(zhí)行轉動校正，使得手指圖像的行方向或列 方向與關節(jié)JNL的延伸方向所限定的角度成為預定角度。從而，當生成手指立體圖時，控制單元10能夠精確地獲得生成手指 立體圖所根據(jù)的圖像中示出的手指的輪廓的共同部分。因而，能夠進一步 提高認證精度。與這些參照物是單獨的參照物的情形相比，在本實施例的情形下，由 于用于校正轉動的參照物是關節(jié)JNL (與截面的參照物相同)，所以能夠 減小生成手指立體圖之前的處理載荷。并且，當生成手指立體圖時，控制單元10發(fā)出指令以捕獲手指外周 面的圖像。對于從圖像拾取單元12獲得的各幅手指圖像，控制單元10計 算被選擇為計算目標的圖像中以及緊挨著該圖像之前輸入的圖像中示出的 手指的運動量(圖7等)。在此情形下，控制單元10從運動量來識別各幅手指圖像的視點，并 在圖像中示出的手指或血管從這些圖像的視點位置投影到體元空間中的情 形下生成投影到體元空間中的投影區(qū)域的共同部分以作為手指立體圖(圖 11)。從而，與從使用多個照相機所拍攝的圖像生成立體圖的情形相比，由 于控制單元10能夠從使用單個圖像拾取單元12所拍攝的圖像生成手指立 體圖，所以認證設備1的尺寸能夠做得更小。這在認證設備1將要包括在 移動終端裝置(例如PDA或蜂窩電話)中時有用。根據(jù)前述結構，由于表示截面形狀的值(截面形狀值)作為識別數(shù)據(jù) 提取，其中每個截面都與手指立體圖的關節(jié)JNL的位置(圖12)具有預 定的位置關系，所以能夠以離散的方式表示手指立體圖。從而，能夠實現(xiàn)可以提高認證精度同時減小識別目標的信息量的認證設備1。 (6)其它實施例在上述實施例中，已經(jīng)描述了這樣的情形提取表示多個截面SC1到 SC5 (圖13)的形狀的值(截面形狀值)，其中每個截面與參考位置具有 預定的位置關系。除此以外，本發(fā)明還可提取以從所述截面中選擇的一對 截面和手指的外部形狀為邊界的體積。注意，被選定的一對截面可以是任 意的對，例如截面SC1和SC5或截面SC1和SC2。替代地，可選定兩對 或更多對截面。而且，已經(jīng)描述了每個截面的外周長OC、面積SFA、中心位置CP、 經(jīng)過中心位置CP的長軸MA1和短軸MA2用作截面形狀值的情形。然 而，可以省去這些值中的一部分。例如，可增加新的項，例如手指沿縱向 的長度。注意，在登記或驗證時，將被作為截面形狀值而提取的目標可以通過 操作單元11 (圖1)輸入或選定，并且可以提取所輸入或選定的截面形狀 值。以此方式，要作為截面形狀值而被提取的值的細節(jié)和數(shù)目可以是僅向 用戶公開的附加安全信息。從而，能夠進一步提高認證精度，同時減小識 別目標的信息量。而且，當多個截面形狀值(每個截面的外周長OC、面積SFA、中心 位置CP、經(jīng)過中心位置CP的長軸MA1和短軸MA2)各自有較大的重要 性時，可以給截面形狀值分配對于登記者的認可判定有更高影響的程度。 以此方式，在驗證時，當僅有高重要性的截面形狀值匹配(或不匹配) 時，即使低重要性的截面形狀值并不匹配(或匹配)，用戶也能夠被認為 是登記者(不能被認為是登記者)。從而，能夠進一步提高認證精度，同 時減小識別目標的信息量。而且，在前面的實施例中，已經(jīng)描述了采用5個截面SC1到SC5來作 為提取截面形狀值的截面的數(shù)目。但是，本發(fā)明不限制于此，并且可采用 一個、兩個或更多的截面。注意，在登記或驗證時，待提取截面的數(shù)目可以通過操作單元11 (圖 1)輸入或選定，并且可以根據(jù)所輸入或選定的待提取截面的數(shù)目來提取截面的截面形狀值。以此方式，待提取截面的數(shù)目可以是僅向用戶公開的 附加安全信息。從而，能夠進一步提高認證精度，同時減小識別目標的信而且，在前面的實施例中，截面相對于參考位置的位置關系對應于經(jīng)
過關節(jié)位置并平行于關節(jié)的截面SC1、經(jīng)過沿與關節(jié)正交的方向(手指的 縱向)與關節(jié)位置相距第一距離DS1和DS2并平行于關節(jié)的截面SC2和 SC3、以及經(jīng)過沿手指的縱向與關節(jié)位置相距大于第一距離的第二距離 DS3和DS4并平行于關節(jié)的截面SC4和SC5。然而，本發(fā)明不限制于此， 并且可采用其它位置關系。例如，截面SC1到SC5中的全部或者其中一部分可以變成相對于平行 于關節(jié)的面成預定角度。而且，對于參考位置，關節(jié)的位置可以由手指尖 端等來替代。而且，該參考位置根據(jù)待采用的生物體的圖像類型而合適地 變化。例如，當采用手掌圖像而不是手指圖像時，用生命線等作為參考位 置。注意，這些位置關系可以作為多個模式來提供，并且可以提取相對于 參考位置具有從這些模式中選定的模式的位置關系的截面。以此方式，要 作為截面形狀值而提取的截面位置能夠根據(jù)用戶所做的選擇來變化，因 此，這可以是僅向用戶公開的附加安全信息。因而，能夠進一步提高認證 精度，同時減小識別目標的信息量。在上述實施例中，已經(jīng)描述了將手指圖像用作在生物體部分環(huán)境中具 有視點的多幅圖像的情形。但是，本發(fā)明不限制于此，并且可采用手掌、 腳趾、手臂或胳膊的圖像。而且，在上述實施例中，已經(jīng)描述了根據(jù)存儲在ROM中的程序來執(zhí) 行手指登記模式和認證模式的情形。然而，本發(fā)明不限制于該情形。手指 登記模式和認證模式可以根據(jù)從程序存儲介質(例如CD (緊致盤)、 DVD (數(shù)字多用途盤)或半導體存儲器)安裝或者從Internet上的程序提 供服務器下載所獲得的程序來執(zhí)行。而且，在前面的實施例中已經(jīng)描述了控制單元IO執(zhí)行登記處理和認 證處理的情形。但是，本發(fā)明不限制于該情形。所述處理的一部分可以由圖形工作站來執(zhí)行。而且，在前面的實施例中已經(jīng)描述了使用具有圖像拾取功能、驗證功 能和登記功能的認證設備1的情形。但是，本發(fā)明不限制于該情形。本發(fā) 明可適于根據(jù)應用而將每個功能或每個功能的一部分單獨實現(xiàn)的實施例。 [108]工業(yè)實用性本發(fā)明能夠用于生物測量學認證領域。
附圖標記說明
I 認證設備 10 控制單元
II 操作單元
12 圖像拾取單元
13 存儲器
14 接口
15 通知單元 15a 顯示單元 15b聲音輸出單元
21 手指關節(jié)檢測單元
22 圖像轉動單元
23 圖像切割單元
24 運動量計算單元
25 三維圖像生成單元
26 形狀提取單元
權利要求
1.一種信息提取方法，其特征在于包括第一步驟，從具有位于生物體部分環(huán)境內(nèi)的視點的多幅圖像生成在所述圖像中示出的生物體部分的輪廓的共同部分，作為目標空間中的立體圖；和第二步驟，提取表示所述立體圖的多個截面的形狀的值作為識別信息，其中所述多個截面各自與所述立體圖的外部形狀中的參考位置具有預定的位置關系。
2. 如權利要求1所述的信息提取方法，其特征在于，所述生物體部分 是手指。
3. 如權利要求1所述的信息提取方法，其特征在于，在所述第二步驟中，對于所述立體圖的所述多個截面中的每個截面獲得多個所述值，所述 多個截面相對于所述參考位置具有所述預定的位置關系，并且所述值被作 為所述識別信息來提取。
4. 如權利要求1所述的信息提取方法，其特征在于，在所述第二步驟中，提取所述立體圖的截面，所述截面相對于所述參考位置具有與從多個 位置關系模式中選擇的模式相關的位置關系。
5. 如權利要求1所述的信息提取方法，其特征在于還包括 檢測步驟，在所述圖像中檢測所述圖像中示出的生物體部分的關節(jié)；和轉動校正步驟，對于所述多幅圖像執(zhí)行轉動校正，使得所述圖像的行 方向或列方向與所述關節(jié)的延伸方向所限定的角度是預定角度， 其中，在所述第一步驟中， 從各幅經(jīng)過轉動校正的圖像生成所述立體圖。
6. 如權利要求3所述的信息提取方法，其特征在于，在所述第二步驟中，從所述立體圖辨別與所述關節(jié)相關的位置，并且提取表示所述立體圖 的截面形狀的值作為識別信息，所述截面與所述位置具有預定的位置關 系。
7. 如權利要求1所述的信息提取方法，其特征在于還包括計算步 驟，計算在被選擇為計算目標的圖像以及緊挨著該圖像之前輸入的圖像中 示出的生物體部分的運動量，其中，在所述第一步驟中，從所述運動量來辨別所述多幅圖像的視點，并且對于所述圖像中示出 的生物體部分分別從所述圖像的視點位置投影到所述目標空間中的情況， 生成被投影到所述目標空間中的投影區(qū)域的共同部分作為所述立體圖。
8. —種登記設備，其特征在于包括生成裝置，該生成裝置從具有生物體部分環(huán)境內(nèi)的視點的多幅圖像生 成所述圖像中示出的生物體部分的輪廓的共同部分，作為目標空間中的立 體圖；提 取裝置，該提取裝置提取表示所述立體圖的截面形狀的值，所述截 面與所述立體圖的參考位置具有預定的位置關系；和登記裝置，該登記裝置將所述值作為識別信息登記在存儲介質中。
9. 一種驗證設備，其特征在于包括生成裝置，該生成裝置從具有生物體部分環(huán)境內(nèi)的視點的多幅圖像生 成所述圖像中示出的生物體部分的輪廓的共同部分，作為目標空間中的立體圖；提取裝置，該提取裝置提取表示所述立體圖的截面形狀的值，所述截 面與所述立體圖的參考位置具有預定的位置關系；和驗證裝置，該驗證裝置將所述值與存儲介質中作為識別信息而登記的 值相驗證。
10. —種程序，該程序使得對工作存儲器進行控制的控制單元執(zhí)行下 列步驟從具有生物體部分環(huán)境內(nèi)的視點的多幅圖像生成所述圖像中示出的生物體部分的輪廓的共同部分，作為目標空間中的立體圖；和提取表示所述立體圖的截面形狀的值，所述截面與所述立體圖的參考 位置具有預定的位置關系。
全文摘要
本發(fā)明提出一種信息提取方法、登記設備、驗證設備和程序，以提高認證精度同時減小識別目標的信息量。所述信息提取方法從視點位于生物體部分環(huán)境內(nèi)的多幅圖像生成在所述圖像中示出的生物體部分的輪廓的共同部分，以作為目標空間中的立體圖，并且，設定為提取表示所述立體圖的截面形狀的值以作為識別信息，其中所述多個截面每個都與所述立體圖的參考位置具有預定的位置關系。所述信息提取方法在表示生物體的子部分的立體圖的截面的一部分時，提取識別數(shù)據(jù)以作為表示截面的數(shù)據(jù)，所述截面每個都與所述立體圖的外部形狀中的參考位置具有某種關系，從而能夠以離散的方式來表示所述立體圖。
文檔編號G06T7/00GK101657841SQ20088000624
公開日2010年2月24日 申請日期2008年2月25日 優(yōu)先權日2007年2月26日
發(fā)明者阿卜杜勒·穆奎特·穆罕默德, 阿部博 申請人:索尼株式會社