專利名稱：靜脈認證裝置和模板登記方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靜脈認證裝置和模板登記方法。
背景技術(shù)：
隨著信息通信技術(shù)的進步，現(xiàn)在可在諸如PDA (個人數(shù)字助理)之類的便攜式終端 和在諸如便攜式電話之類的便攜式設(shè)備上獲得諸如電子貨幣和交通車票之類的各種服務。 為了確保在使用這些服務時的安全性，可以使用各種認證方法。這些認證方法的示例包括用于使用通過對活體的一部分進行成像而獲得的靜脈 圖樣(vein pattern)來對個人進行認證的靜脈認證技術(shù)。這種靜脈認證由于其在判斷時 的高精確性及其對偽造和欺騙的高抵抗力而有望成為下一代生物個人認證。但是，在生物個人認證中，不一定每次執(zhí)行認證時都輸入相同信息，這是因為認證 時的活體狀態(tài)和環(huán)境可能變化。因此，應當基于統(tǒng)計來假設(shè)在一定分布范圍內(nèi)的輸入，這使 得難以利用標準化模板(template)信息來穩(wěn)定地執(zhí)行認證處理。鑒于以上情形，在手指靜脈認證中，例如，日本專利早期公布No. 2007-213427公 開了一種用于通過將多個圖樣存儲為模板來穩(wěn)定地執(zhí)行認證的方法，所述多個圖樣是通過 圍繞手指的軸(即，在手指的縱向方向上)輕微旋轉(zhuǎn)手指而獲得的。

發(fā)明內(nèi)容
但是，日本專利早期公布No. 2007-213427所公開的以上方法具有如下問題其 中，雖然用戶在認證期間沒有負擔，但是用戶界面必須強制用戶在登記處理期間進行麻煩 的移動或者單方面強制用戶進行移動。鑒于以上情況，希望提供一種使得可以獲得如下模板數(shù)據(jù)的靜脈認證裝置和模板 登記方法，該模板數(shù)據(jù)中發(fā)生不同的旋轉(zhuǎn)移位(rotationalshift)，并且利用該模板數(shù)據(jù)可 以實現(xiàn)穩(wěn)定的認證處理，但是無需強制用戶進行任何麻煩的移動。為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明一個實施例，提供了一種靜脈認證裝置，其包括 光源單元，用于向在縱向方向上圍繞手指軸旋轉(zhuǎn)的手指的表面發(fā)射具有預定波長的近紅外 光；成像單元，用于以預定時間間隔對向其發(fā)射了近紅外光的手指表面進行成像，并用于 生成成像范圍彼此不同的多個靜脈圖像數(shù)據(jù)；靜脈圖樣提取單元，用于從多個靜脈圖像數(shù) 據(jù)中的每一個提取靜脈圖樣；旋轉(zhuǎn)量計算單元，用于通過將多個靜脈圖樣之一的成像范圍 用作基準，來針對每個所提取的靜脈圖樣計算與旋轉(zhuǎn)移動相關(guān)聯(lián)的手指的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn) 量；登記信息選擇單元，用于基于旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量來計算成像范圍的移位寬度，用于判斷 該成像范圍的移位寬度是否等于或大于預定閾值，用于在該成像范圍的移位寬度小于所述 預定閾值時從多個靜脈圖樣中選擇要被登記為模板的靜脈圖樣，以及用于將所選擇的靜脈 圖樣設(shè)定為登記信息；以及登記信息壓縮單元，用于根據(jù)成像范圍的移位寬度，對在成像范 圍的移位寬度等于或大于所述預定閾值時所選擇的多條登記信息的每一條進行壓縮。利用這種配置，光源單元向在縱向方向上圍繞手指軸旋轉(zhuǎn)的手指的表面發(fā)射具有預定波長的近紅外光。成像單元以預定時間間隔對近紅外光被發(fā)射到其上的手指表面進行 成像，并生成成像范圍彼此不同的多個靜脈圖像數(shù)據(jù)。靜脈圖樣提取單元從多個靜脈圖像 數(shù)據(jù)中的每一個提取靜脈圖樣。旋轉(zhuǎn)量計算單元通過將多個靜脈圖樣之一的成像范圍用作 基準，來針對所提取的每個靜脈圖樣計算與旋轉(zhuǎn)移動相關(guān)聯(lián)的手指的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量。 登記信息選擇單元基于旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量來計算成像范圍的移位寬度，判斷該成像范圍的 移位寬度是否等于或大于預定閾值，在成像范圍的移位寬度小于所述預定閾值時從多個靜 脈圖樣中選擇要被登記為模板的靜脈圖樣，并且將所選擇的靜脈圖樣設(shè)定為登記信息。登 記信息壓縮單元根據(jù)成像范圍的移位寬度，對在成像范圍的移位寬度等于或大于所述預定 閾值時所選擇的多條登記信息中的每一條進行壓縮。登記信息選擇單元優(yōu)選地以從旋轉(zhuǎn)量具有最小絕對值的登記信息開始的升序，對 在成像范圍的移位寬度等于或大于預定閾值時所選擇的多條登記信息進行排序。登記信息壓縮單元優(yōu)選地使得被分配用于登記所述多條登記信息中的、旋轉(zhuǎn)量具 有最小絕對值的登記信息的數(shù)據(jù)量大于被分配用于登記所述多條登記信息中的其它登記 信息的數(shù)據(jù)量。登記信息壓縮單元優(yōu)選地使得所述多條登記信息中的、旋轉(zhuǎn)量具有最小絕對值的 登記信息的壓縮率低于所述多條登記信息中的其它登記信息的壓縮率。登記信息選擇單元可以保持位于成像范圍的兩個末端的靜脈圖樣，并且可從存在 于位于兩個末端的靜脈圖樣之間的靜脈圖樣中，選擇位于離相鄰靜脈圖樣的距離接近于相 等的位置處的靜脈圖樣。旋轉(zhuǎn)量計算單元優(yōu)選地計算多個靜脈圖樣中用作基準的一個靜脈圖樣與其它靜 脈圖樣之間的相關(guān)系數(shù)，并基于在相關(guān)系數(shù)的峰值位置處的移位方向和移位量來計算旋轉(zhuǎn) 方向和旋轉(zhuǎn)量。成像范圍中的移位寬度的閾值可以是代表多個靜脈圖樣中用作基準的一個靜脈 圖樣的成像范圍的像素的10%。靜脈認證裝置還可包括靜脈圖樣認證單元，該靜脈圖樣認證單元用于基于被登記 為模板的登記信息來對所提取的靜脈圖樣進行認證。登記信息選擇單元可通過使用所述登 記信息和經(jīng)認證的靜脈圖樣來更新已登記的登記信息的內(nèi)容。此外，為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例，提供了一種模板登記方法， 該方法包括以下步驟向在縱向方向上圍繞手指軸旋轉(zhuǎn)的手指的表面發(fā)射具有預定波長的 近紅外光；以預定時間間隔對向其發(fā)射了近紅外光的手指表面進行成像，并生成成像范圍 彼此不同的多個靜脈圖像數(shù)據(jù)；從所述多個靜脈圖像數(shù)據(jù)中的每一個提取靜脈圖樣；通過 將所述靜脈圖樣之一的成像范圍用作基準，來針對所提取的每個靜脈圖樣計算與旋轉(zhuǎn)移動 相關(guān)聯(lián)的手指的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量；基于所述旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量來計算成像范圍的移位寬 度，判斷所述成像范圍的移位寬度是否等于或大于預定閾值，在所述成像范圍的移位寬度 小于所述預定閾值時從所述多個靜脈圖樣中選擇要被登記為模板的靜脈圖樣，并將所選擇 的靜脈圖樣設(shè)定為登記信息；以及根據(jù)所述成像范圍的移位寬度，對在所述成像范圍的移 位寬度等于或大于所述預定閾值時所選擇的多條登記信息中的每一條進行壓縮。如上所述，根據(jù)本實施例，可以獲得發(fā)生了不同旋轉(zhuǎn)移位的模板數(shù)據(jù)，利用該模板 數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)穩(wěn)定的認證處理，而無需強制用戶做任何麻煩的移動。


圖IA是用于圖示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的模板登記方法的概要的示意圖；圖IB是用于圖示出根據(jù)此實施例的模板登記方法的概要的示意圖；圖2是用于圖示出根據(jù)此實施例的模板登記方法的概要的示意圖；圖3A是用于圖示出模板登記方法的概要的示意圖；圖3B是用于圖示出模板登記方法的概要的示意圖；圖4是用于圖示出根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置的配置的框圖；圖5是用于圖示出對旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量的計算的示意圖；圖6是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇處 理的示意圖；圖7是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇處 理的示意圖；圖8是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇處 理的示意圖；圖9是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇處 理的示意圖；圖IOA是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇 處理的示意圖；圖IOB是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇 處理的示意圖；圖IlA是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇 處理的示意圖；圖IlB是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇 處理的示意圖；圖12是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇處 理的示意圖；圖13是用于圖示出根據(jù)此實施例的模板登記方法的流程圖；圖14是用于圖示出由根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置執(zhí)行的對登記信息的選擇處 理的示意圖；圖15是用于圖示出在認證處理期間對登記信息的更新的示意圖；圖16是用于圖示出在認證處理期間對登記信息的更新方法的流程圖；圖17是用于圖示出根據(jù)此實施例的靜脈認證裝置的硬件配置的看圖；以及圖18是用于圖示出相關(guān)領(lǐng)域中的模板登記方法的示意圖。
具體實施例方式下文中，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。注意，在本說明書和附圖中， 用相同標號表示具有基本相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件，并且省略對這些結(jié)構(gòu)元件的重復 描述。
將按如下順序進行說明。(1)目的(2)第一實施例(2-1)模板登記方法的概要(2-2)靜脈認證裝置的配置(2-3)模板登記方法的細節(jié)(2-4)認證處理期間對已登記信息的更新(3)根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證裝置的硬件配置(4)總結(jié)〈目的〉在說明根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證裝置和模板登記方法之前，將首先參考 圖18說明相關(guān)領(lǐng)域的模板登記方法中的問題等，并且將描述本發(fā)明的目的。圖18是用于 圖示出相關(guān)領(lǐng)域的模板登記方法的示意圖。在該相關(guān)領(lǐng)域的示例性模板登記方法中，例如，左、右和中間總共三幅圖被獲得， 并且不同的旋轉(zhuǎn)移位被獲得作為模板數(shù)據(jù)。在該方法中，如圖18所示，首先確定用作基準的模板。換而言之，處于靜止狀態(tài)的 手指被捕獲作為基準位置，并且根據(jù)處于該狀態(tài)的圖像，基準模板被生成。這里，處于靜止 狀態(tài)的手指意味著該手指就所成像的幀而言是“靜止的”，這不給用戶施加負擔。接下來，如 圖18所示，在手指從基準位置向右或者向左旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，在實現(xiàn)了預定旋轉(zhuǎn)的位置(即， 右和左旋轉(zhuǎn)門限位置士Clmax)處，模板數(shù)據(jù)被登記為基準圖像。在該相關(guān)領(lǐng)域的方法中，旋 轉(zhuǎn)移位的登記范圍Wtto為2dmax。在該相關(guān)領(lǐng)域的方法中，首先在顯示屏幕上顯示GUI(圖形用戶界面)以提示用戶 保持手指靜止(步驟Si)。之后，在該相關(guān)領(lǐng)域的方法中，對手指的表面進行成像，并且生成 并選擇第一圖像數(shù)據(jù)作為第一候選。隨后，在該相關(guān)領(lǐng)域的方法中，在顯示屏幕上顯示提示左旋轉(zhuǎn)的消息，并且對手指 是否實際旋轉(zhuǎn)了進行檢測。當旋轉(zhuǎn)量到達門限值時，對手指的表面進行成像，并且生成并選 擇第二圖像數(shù)據(jù)作為第二候選。隨后，在該相關(guān)領(lǐng)域的方法中，在顯示屏幕上顯示提示右旋轉(zhuǎn)的消息，并且對手指 是否實際旋轉(zhuǎn)了進行檢測。當旋轉(zhuǎn)量到達門限值時，對手指的表面進行成像，并且生成并選 擇第三圖像數(shù)據(jù)作為第三候選。如上所述，此刻，用戶在應用的GUI所給出的指令的指示之下以其并不習慣的這 種麻煩方式圍繞手指軸向右或向左旋轉(zhuǎn)手指。如果向右或向左移動手指所依據(jù)的順序是 預定的，則該順序使得操作更加復雜，并且進一步地，一些用戶可能難以向某一方向移動手 指。這些給用戶帶來極重負擔的操作可能成為使用障礙。因此，在如下所述的根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證裝置和模板登記方法中， 向用戶強制較少的移動，并且GUI和登記處理并不彼此操作。并且用于登記的信息是從用 戶的自由移動中提取出來的。在以下說明中，將說明獲得三個模板數(shù)據(jù)的示例情況。但是，即使在獲得三個或更 多個模板數(shù)據(jù)的情況下，在根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證裝置和模板登記方法中，也可以以相同方式執(zhí)行處理。(第一實施例)<根據(jù)本實施例的模板登記方法的概要>下文中將參考圖IA至圖3B描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的模板登記方法的概要。 圖IA至圖2是用于圖示出根據(jù)本實施例的模板登記方法的概要的示意圖。圖3A和圖3B 是用于圖示出模板登記方法的概要的示意圖。如圖IA所示，在根據(jù)本實施例的模板登記方法中，利用成像元件Cam來對放置在 靜脈認證裝置10的光源單元LS上的手指表面re進行成像，從而提取靜脈圖樣。在成像期 間，用戶圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的、在縱向方向上的手指軸旋轉(zhuǎn)手指，其中該軸幾乎固定。其結(jié)果 是，用戶的手指保持接近光源LS而沒有平行移動。當在這種狀態(tài)中對手指成像時，作為成像對象的手指被從各個方向成像，如圖 IB所示。其結(jié)果是，獲得了如下這種圖像數(shù)據(jù)該圖像數(shù)據(jù)在橫向方向上具有預定幅寬 (expanse)并在縱向方向上具有基本恒定的長度。該圖像數(shù)據(jù)的寬度是要被登記為模板的 登記范圍。接下來，將參考圖2說明在根據(jù)本實施例的模板登記方法中是如何旋轉(zhuǎn)手指的。 在以下示出的示圖中，在所有旋轉(zhuǎn)軸都幾乎固定的狀態(tài)中，出現(xiàn)在成像范圍中的圖像的平 行移動量(換而言之，與旋轉(zhuǎn)相對應的弧的長度)被示出為手指的移動。應當注意，這些手 指并未指示出手指自身平行移動了。在根據(jù)本實施例的模板登記方法中，希望與用戶的移動相關(guān)聯(lián)地存儲成像歷史。 在此示例中，即使首先要捕獲處于靜止狀態(tài)的手指，也在之后基于針對處于靜止狀態(tài)的手 指獲得的基準圖像來捕獲由手指(用戶)的自由移動引起的手指的位置移位，并且將其位 置存儲為歷史。應當注意，不是所有位置移位都應當被存儲為歷史。僅在出現(xiàn)導致擴展了 登記范圍的位置移位時才可以更新所存儲的歷史。因此，相比于相關(guān)領(lǐng)域中的方法，只要可以覆蓋登記范圍，就可以從手指處于靜止 狀態(tài)的基準位置開始向右和向左旋轉(zhuǎn)手指，或者可以從手指處于靜止狀態(tài)的基準位置開始 在一個方向上(即，向右或者向左)旋轉(zhuǎn)手指，如圖2所示。利用此方法，即使在難以向右或者向左旋轉(zhuǎn)手指的情況下，也可以通過僅在一個 方向上旋轉(zhuǎn)手指來登記模板。根據(jù)本實施例的模板登記方法并不結(jié)合GUI來向用戶強制旋 轉(zhuǎn)方向，并且建立了如下一種機制，該機制允許用戶通過在查看示出登記場景的屏幕圖像 的同時自由旋轉(zhuǎn)手指來登記模板。接下來，將參考圖3A和圖3B說明用于存儲位置移位的歷史的方法。在相關(guān)領(lǐng)域的方法中，左和右門限位置是結(jié)合⑶I來設(shè)置的。通過保持基本在中 間的位置、右門限位置和左門限位置，三種類型的模板數(shù)據(jù)被清楚地在位置上彼此移位，從 而可以均勻地覆蓋登記范圍。但是，在根據(jù)本實施例的方法中，未結(jié)合⑶I來設(shè)置右和左門限位置。因此，在位 置移位數(shù)據(jù)隨時間變化時，僅在登記范圍被擴展的這種方向上發(fā)生位置移位時才更新歷 史。此外，在該情形中，很重要的是如何選擇介入右和左門限位置之間的中間位置(該中間 位置不必然用作基準)。換言之，當錯誤地選擇中間時，模板數(shù)據(jù)包括要不向右要不向左的偏移，如圖3A和圖3B所示。因此，模板數(shù)據(jù)的布置位置是不均勻的，并且模板數(shù)據(jù)具有稱為盲區(qū)的空白 位置。當?shù)怯浟巳鐖D3A和圖3B所示的多個模板時，存在如下可能性當向與偏移相反的方 向移位的靜脈圖樣被呈現(xiàn)時，用戶可能通不過認證。鑒于以上情形，在根據(jù)本實施例的模板登記方法中，根據(jù)所登記模板的數(shù)目來存 儲所成像和提取的靜脈圖樣的歷史以便能夠均勻地覆蓋登記范圍，并且將該歷史用于模板 數(shù)據(jù)。<靜脈認證裝置的配置>接下來，將參考圖4詳細描述靜脈認證裝置10的配置。圖4是用于圖示出根據(jù)本 實施例的靜脈認證裝置的配置的框圖。例如，如圖4所示，根據(jù)本實施例的靜脈認證裝置10包括光源單元101、成像單元 103、成像控制單元105。根據(jù)本實施例的靜脈認證裝置10還包括靜脈圖樣提取單元107、 旋轉(zhuǎn)量計算單元109、登記信息選擇單元111、登記信息壓縮單元113、模板登記單元115、靜 脈圖樣認證單元117和存儲單元119。光源單元ιο 向人體表面(例如，手指表面)re發(fā)射具有預定波帶的近紅外光。該 近紅外光對人體組織的穿透性高，但是卻被血液中的血紅蛋白(還原血紅蛋白)吸收。因 此，當向手指、手掌和手背發(fā)射近紅外光時，分布在手指、手掌和手背中的靜脈以陰影的形 式出現(xiàn)在圖像中。出現(xiàn)在圖像中的靜脈的陰影稱為靜脈圖樣。為了適宜地對靜脈圖樣成 像，諸如發(fā)光二極管之類的光源單元101發(fā)射波長約為600nm到1300nm(優(yōu)選為700nm到 900nm)的近紅外光。當光源單元101所發(fā)射的近紅外光的波長小于600nm或者大于1300nm時，由血液 中的血紅蛋白吸收的近紅外光的比率降低，這使得難以獲得良好的靜脈圖樣。當光源單元 101所發(fā)射的近紅外光的波長約為700nm到900nm時，脫氧血紅蛋白和氧合血紅蛋白兩者都 特別吸收近紅外光，這帶來良好的靜脈圖樣。如果不使用諸如具有如上所述的波帶的發(fā)光二極管之類的光源，可以使用能夠發(fā) 射包括以上波帶的光的發(fā)光二極管和光學上約束所發(fā)射的光的波帶的濾光器的組合。從光源單元ιο 發(fā)射的近紅外光向手指表面re傳播，并且以直接光的形式通過活 體的側(cè)表面而進入活體內(nèi)部。人體是對近紅外光的良好散射體，因此進入活體的直接光在 所有方向上散射的同時進行傳播。穿過活體的近紅外光進入成像單元103的光學元件。成像單元103由光學系統(tǒng)構(gòu)成，該光學系統(tǒng)包括諸如透鏡之類的光學元件和諸如 CCD(電荷耦合器件)和CMOS (互補金屬氧化物半導體)之類的成像元件。構(gòu)成成像單元103的光學系統(tǒng)包括一個或多個光學元件和一個或多個成像元件。 根據(jù)本實施例的成像單元103的光學系統(tǒng)可以專用于靜脈認證處理?？商娲兀F(xiàn)有光學 系統(tǒng)可以用作用于靜脈成像的成像系統(tǒng)。例如，當根據(jù)本實施例的靜脈認證裝置10被實現(xiàn) 在諸如便攜式電話之類的便攜式設(shè)備中時，已在便攜式裝置中實現(xiàn)的光學系統(tǒng)可用作用于 靜脈成像的光學系統(tǒng)。已知人的皮膚是由三層，即表皮層、真皮層和皮下層構(gòu)成的。靜脈所在的靜脈層在 真皮層中。真皮層深度約為從手指表面起的0. Imm到0. 3mm,并且厚度約為2mm到3mm。因 此，當諸如透鏡之類的光學元件的聚焦位置被設(shè)定到真皮層所在的位置(例如，從手指表 面起的深度約為1. 5mm到2. 0mm)處時，穿透靜脈層的光可被有效地收集。
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已經(jīng)穿透靜脈層的被光學元件收集的光被聚焦在成像元件上以轉(zhuǎn)換為成像的靜 脈數(shù)據(jù)。成像控制單元105例如由CPU (中央處理單元)、ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機訪 問存儲器)等構(gòu)成。每隔預定時間間隔，成像控制單元105對光源單元101和成像單元103 進行控制，并生成多個圖像數(shù)據(jù)。與根據(jù)本實施例的靜脈認證裝置10的處理性能等相對應 地，可將對手指表面re進行成像的時間間隔設(shè)定為任意值。成像控制單元105將由成像元件生成的圖像數(shù)據(jù)輸出到后面描述的靜脈圖樣提 取單元107。成像控制單元105可將所獲得的圖像數(shù)據(jù)記錄到后面描述的存儲單元119。 當所獲得的圖像數(shù)據(jù)被記錄到存儲單元119時，成像控制單元105可將所生成的圖像數(shù)據(jù) 與成像日期、成像時間等相關(guān)聯(lián)。所生成的圖像數(shù)據(jù)可以是RGB(紅、綠、藍)信號?？商娲?地，所生成的圖像數(shù)據(jù)可以是具有其它顏色的成像數(shù)據(jù)或者灰度階圖像數(shù)據(jù)等。根據(jù)本實施例的成像單元103可以是所謂的透射式成像單元，透射式成像單元對 光源單元101所發(fā)射的并且穿過手指內(nèi)部的光進行成像?？商娲?，成像單元103可以是所 謂的反射式成像單元，反射式成像單元對在手指內(nèi)部反射的近紅外光的反射光進行成像。靜脈圖樣提取單元107例如由CPU、ROM和RAM等構(gòu)成。靜脈圖樣提取單元107具 有如下功能對從成像控制單元105傳送來的近紅外光圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行用于靜脈圖樣提取的 預處理的功能，對近紅外光圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行靜脈圖樣提取的功能，以及對近紅外光圖像數(shù)據(jù) 執(zhí)行用于靜脈圖樣提取的后處理的功能。這里，上述用于靜脈圖樣提取的預處理例如包括用于從圖像數(shù)據(jù)檢測手指的輪 廓以及用于確定手指位于圖像數(shù)據(jù)的哪個位置的處理，和用于使用檢測到的手指輪廓在平 面內(nèi)旋轉(zhuǎn)圖像數(shù)據(jù)以及用于校正圖像數(shù)據(jù)的角度(所拍攝的圖像的角度)的處理。上述對靜脈圖樣的提取是通過對已經(jīng)檢測到輪廓且校正了角度的圖像數(shù)據(jù)應用 差分濾波來執(zhí)行的。在目標像素和目標像素周圍的像素之間存在很大的差異的部分中，差 分濾波器輸出較大值作為輸出值。換而言之，差分濾波器是用于通過利用目標像素與目標 像素周圍的像素之間的梯度值(gradation value)中的差異執(zhí)行計算來強調(diào)圖像中的線條 和邊緣的濾波器。一般而言，在對具有在二維平面上的晶格點(x，y)的圖像數(shù)據(jù)u(x，y)執(zhí)行利用濾 波器h(x，y)的濾波處理的情況下，如下式1所示地生成圖像數(shù)據(jù)ν (χ，y)。在如下所示的 式1中，‘*’表示卷積積分。
在根據(jù)本實施例的對靜脈圖樣的提取中，諸如一維空間微分濾波器和二維空間微 分濾波器之類的差分濾波器可用作以上的差分濾波器。一維空間微分濾波器計算目標像素 與在橫向方向上相鄰的像素之間的以及目標像素與在縱向方向上相鄰的像素之間的梯度 值差異。二維空間微分濾波器提取目標像素的梯度值差異變化很大的部分。例如，以下示出的Log (高斯_拉普拉斯)濾波器可用作以上的二維空間微分濾波 器。利用高斯濾波器的二次微分(式2)(即，使用高斯函數(shù)的平滑濾波器)來表示Log濾波器(式3)。在如下所示的式2中，ο表示高斯函數(shù)的標準偏差并且是用于代表高斯濾波 器的平滑度的變量。在下式3中，σ表示用于以與式2相同的方式代表高斯函數(shù)的標準偏 差的參數(shù)，并且通過改變σ的值可以改變在執(zhí)行Log濾波處理時的輸出值。
以上用于靜脈圖樣提取的后處理例如包括閾值處理、二值化處理和細化 (thinning)處理，這些處理是對已被應用差分濾波的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行的。在這些處理之后，可 以提取靜脈圖樣的框架。靜脈圖樣提取單元107將這樣提取的靜脈圖樣和框架傳送給后面將說明的旋轉(zhuǎn) 量計算單元109、靜脈圖樣認證單元117等。此外，靜脈圖樣提取單元107可將所提取的靜 脈圖樣和框架存儲在后面描述的存儲單元119中。靜脈圖樣提取單元107可將在執(zhí)行以上 處理時生成的參數(shù)和處理的中間數(shù)據(jù)等存儲在存儲單元119中。旋轉(zhuǎn)量計算單元109例如由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)量計算單元109首先從自 靜脈圖樣提取單元107傳送來的多個靜脈圖樣中選擇一個靜脈圖樣。該靜脈圖樣優(yōu)選地被 設(shè)定為對處于靜止狀態(tài)的手指進行了成像的第一靜脈圖樣。接下來，旋轉(zhuǎn)量計算單元109 通過使用所選靜脈圖樣的成像范圍作為基準，來計算與各個所提取的靜脈圖樣的旋轉(zhuǎn)移動 相關(guān)聯(lián)的手指的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量?？梢允褂酶鞣N方法來計算旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量。例如， 可以使用以下方法。例如，可以通過計算在被選為基準的靜脈圖樣與所選靜脈圖樣以外的靜脈圖樣之 間的相關(guān)系數(shù)來獲得旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量。相關(guān)系數(shù)由如下所示的式4定義，并且是代表兩個數(shù)據(jù)fl和f2之間的相似度的 統(tǒng)計指標。相關(guān)系數(shù)是從-1到1的實數(shù)。當相關(guān)系數(shù)具有接近1的值時，兩個數(shù)據(jù)相似。 當相關(guān)系數(shù)具有接近0的值時，兩個數(shù)據(jù)不相似。當相關(guān)系數(shù)具有接近-ι的值時，兩個數(shù) 據(jù)具有符號相反的值。在本說明書中，fl和f2是代表靜脈圖樣的數(shù)據(jù)，并且具有M行乘以N列的圖像大 小。假設(shè)每一個靜脈圖樣中的像素被表示為(m，n)。
這里，當兩個數(shù)據(jù)f 1和f2完全相同時，它們之間的相關(guān)系數(shù)具有值1，并且其峰值 位置差不多在如圖5所示的mn平面的中心處。因此，當通過使用數(shù)據(jù)f 1和f2兩者作為基 準，作為所選靜脈圖樣來計算出相關(guān)系數(shù)時，它們之間的相關(guān)系數(shù)為1，并且其峰值位置是用于計算旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量的基準峰值位置。接下來，在被選為基準的靜脈圖樣為fl并且所選靜脈圖樣以外的靜脈圖樣為f2 的情況下計算相關(guān)系數(shù)。當計算出的相關(guān)系數(shù)等于或大于預定閾值時，所選靜脈圖樣以外 的靜脈圖樣極有可能是針對實際旋轉(zhuǎn)了的手指獲得的圖像。此外，如圖5中的實線所示，計 算出的峰值位置從基準峰值位置移位的方向?qū)谛D(zhuǎn)方向，并且峰值位置的移位量對應 于旋轉(zhuǎn)量。旋轉(zhuǎn)量計算單元109將計算出的旋轉(zhuǎn)方向、計算出的旋轉(zhuǎn)量和相應的靜脈圖樣傳 送至后面描述的登記信息選擇單元111。旋轉(zhuǎn)量計算單元109可將計算出的旋轉(zhuǎn)方向和計 算出的旋轉(zhuǎn)量通過將它們與相應靜脈圖樣相關(guān)聯(lián)來記錄到后面描述的存儲單元119。登記信息選擇單元111例如由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。登記信息選擇單元111基于 已從旋轉(zhuǎn)量計算單元109傳送來的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量來計算成像范圍的移位寬度，并且判 斷成像范圍的移位寬度是否等于或大于預定閾值。在所生成的靜脈圖樣例如具有160像素 長和60像素寬的大小(幅度)的情況下，以上閾值例如可被設(shè)定為大約6像素，S卩，代表用 作基準的靜脈圖樣的成像范圍的像素的約10%。成像范圍的移位寬度的該閾值是包括旋轉(zhuǎn) 移位的模板的登記范圍(w = wthr)。當作為判斷結(jié)果，成像范圍的移位寬度等于或大于預定閾值時，登記信息選擇單 元111選擇所有的所提取靜脈圖樣作為登記信息。當作為判斷結(jié)果，成像范圍的移位寬度小于預定閾值時，登記信息選擇單元111 繼續(xù)針對連續(xù)傳送來的多個靜脈圖樣進行判斷，直到移位寬度變?yōu)榈扔诨虼笥陬A定閾值為 止。更具體而言，登記信息選擇單元111存儲傳送來的靜脈圖樣中位于成像范圍兩個末端 的靜脈圖樣。此外，登記信息選擇單元111從位于兩個末端的靜脈圖樣之間的多個靜脈圖 樣中選擇與相鄰靜脈圖樣間隔差不多相同距離的靜脈圖樣。登記信息選擇單元111可以使用從后面描述的靜脈圖樣認證單元117傳送來的經(jīng) 過認證的靜脈圖樣來重新考慮已被登記為模板的靜脈圖樣的內(nèi)容，并且可以使用已登記的 靜脈圖樣和經(jīng)過認證的靜脈圖樣來重新選擇登記信息。后面將再次詳細說明由登記信息選擇單元111執(zhí)行的對登記信息的選擇處理。當?shù)怯浶畔⑦x擇單元111獲得指示出移位寬度被判定為等于或大于預定閾值的 判斷結(jié)果時，登記信息選擇單元111以從其中的移位量具有最小絕對值的登記信息開始的 升序，對此刻所選的登記信息進行排序。例如，將考慮如下情況其中，當移位寬度等于或大 于預定閾值時，選擇了具有移位量+3的登記信息#1、具有移位量士0的登記信息#2和具有 移位量_2的登記信息#3。這里，編號#1、#2和#3代表登記信息被選擇的順序。在這種情 況下，登記信息選擇單元111以如下順序?qū)σ陨先龡l登記信息進行排序登記信息#2(移位 量的絕對值0)，登記信息#3 (移位量的絕對值2)和登記信息#1 (移位量的絕對值3)。在以上說明的示例中，具有正移位量的登記信息和具有負值的登記信息跨越基準 位置(即，移位量士0)而共同存在。即使當僅存在具有正移位的登記信息或者具有負移位 的登記信息時，登記信息選擇單元111也以與如上所述相同的方式，以從其中的移位量具 有最小絕對值的登記信息開始的升序?qū)Φ怯浶畔⑦M行排序。以上述方式對登記信息進行排序的順序用作在靜脈認證裝置10對靜脈圖樣執(zhí)行 認證處理時用于核對模板的順序。
登記信息選擇單元111將根據(jù)以上方法經(jīng)過排序的登記信息在保持排序順序的 情況下傳送至登記信息壓縮單元113。登記信息壓縮單元113例如由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。登記信息壓縮單元113基于 預定方法對從登記信息選擇單元111傳送來的登記信息進行壓縮。在這種情形下，登記信 息壓縮單元113對傳送來的多條登記信息中的每一條登記信息執(zhí)行壓縮處理，以使得第一 登記信息的數(shù)據(jù)量大于第二及后續(xù)登記信息的數(shù)據(jù)量。換而言之，登記信息壓縮單元113 對每一個登記信息執(zhí)行壓縮處理以使得對第一登記信息的壓縮率低于對第二及后續(xù)登記 信息的壓縮率。根據(jù)用于將經(jīng)壓縮登記信息存儲為模板的區(qū)域(下文中也可稱為模板存儲區(qū)域) 的大小等，數(shù)據(jù)量和用于壓縮登記信息的壓縮率可被設(shè)定為任意值。在以下說明中，假設(shè) 512字節(jié)的區(qū)域被預留為模板存儲區(qū)域，并且下文中將參考圖6說明用于確定登記信息的 數(shù)據(jù)量等的過程。首先，登記信息壓縮單元113在模板存儲區(qū)域中預留一區(qū)域，用于在諸如參數(shù)之 類的模板被使用時所使用的信息(參數(shù)存儲區(qū)域)。隨后，登記信息壓縮單元113在考慮到 除為參數(shù)存儲區(qū)域預留的區(qū)域以外的模板存儲區(qū)域的大小的情況下，確定具有相對較小值 的數(shù)據(jù)量，該數(shù)據(jù)量可在不影響認證處理的情況下被設(shè)定。所確定的數(shù)據(jù)量是第二及后續(xù) 登記信息的經(jīng)壓縮數(shù)據(jù)量。第一登記信息的數(shù)據(jù)量是除了參數(shù)存儲區(qū)域和第二及后續(xù)經(jīng)壓 縮登記信息所處的區(qū)域的數(shù)據(jù)量之外的數(shù)據(jù)量。在圖6所示的示例中，例如，模板存儲區(qū)域是512字節(jié)，并且146字節(jié)被預留為參 數(shù)存儲區(qū)域。102字節(jié)分別被預留為第二及后續(xù)登記信息的經(jīng)壓縮數(shù)據(jù)量。其余162字節(jié) 直接被預留為第一登記信息的經(jīng)壓縮數(shù)據(jù)量。利用該壓縮處理，可以為被存儲為模板的登記信息中、與認證處理期間首先核對 的模板相對應的登記信息預留最大的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域。在本方法中，將具有不同的位置移位量的多條登記信息登記為模板，并且以使得 各個模板的成像范圍彼此交疊以消除盲區(qū)的方式來選擇登記信息。其中的移位量具有最小 絕對值的登記信息是位置上最接近基準位置(即，移位量士0)的信息，但是該登記信息包 括位于基準位置左側(cè)和右側(cè)的一部分其它登記信息。因此，當致使移位量具有最小絕對值 的登記信息具有大數(shù)據(jù)量時，具有更多信息的登記信息可以具有與未經(jīng)壓縮的登記信息差 不多相同的信息量，從而可以增加利用第一所核對模板來成功執(zhí)行認證的概率。因此，通過 如上所述地改變登記信息的壓縮率可以提高認證速度和便利性。圖7是用于圖示出對實際登記信息的示例性壓縮的示意圖。在圖7中，矩形框代 表成像范圍，并且由粗線指示的部分代表所提取的靜脈部分。從位于圖7的上面一行的三 種類型的登記信息清楚可見，對于每一個登記信息均僅成像了整個靜脈圖樣的一部分。首 先，登記信息選擇單元111對登記信息進行排序，如圖7的中間一行所示。隨后，登記信息 壓縮單元113對登記信息執(zhí)行壓縮處理。通過考慮將在模板中包括多少關(guān)于與變化點相對 應的各部分的信息，可以執(zhí)行數(shù)據(jù)量的微分，如圖7的下面一行所示。這里，變化點例如意 味著代表靜脈的線條的分支點和線條斜率改變的點。通過從如圖7的位于下面一行的中間 的登記信息所示的模板中省略線條的末端以及從如圖7的位于下面一行的右端的登記信 息所示的模板省略在分支點分支出的分支靜脈之一，可以增加壓縮率。
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將回過頭來參考圖4描述模板登記單元115。模板登記單元115例如由CPU、R0M、 RAM等構(gòu)成。模板登記單元115將從登記信息壓縮單元113傳送來的登記信息(S卩，靜脈圖 樣)以模板的形式登記到后面描述的存儲單元119。在登記靜脈圖樣被登記時，不僅可以登 記靜脈圖樣，而且可以與靜脈圖樣相關(guān)聯(lián)地登記用于標識具有該靜脈圖樣的個人的其它數(shù) 據(jù)(例如，指紋數(shù)據(jù)、臉部圖像數(shù)據(jù)、光圈數(shù)據(jù)和聲紋波數(shù)據(jù))。此外，要被登記為模板的登 記靜脈圖樣還可具有根據(jù)諸如CBEFF(通用生物統(tǒng)計交換格式框架)之類的標準的頭部信 肩、ο靜脈圖樣認證單元117例如由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。靜脈圖樣認證單元117基于 已記錄的靜脈圖樣的模板和由靜脈圖樣提取單元107生成的靜脈圖樣來對所生成的靜脈 圖樣進行認證。靜脈圖樣認證單元117請求后面描述的存儲單元119公開該模板，并對所獲 得的模板與從靜脈圖樣提取單元107傳送來的靜脈圖樣進行比較?？衫缁谕ㄟ^以上示 出的式4計算出的相關(guān)系數(shù)來對模板與傳送來的靜脈圖樣進行比較。當作為比較的結(jié)果， 模板和傳送來的靜脈圖樣被確定為彼此相似時，靜脈圖樣認證單元117確定傳送來的靜脈 圖樣已通過成功認證。當模板和傳送來的靜脈圖樣被確定為彼此不相似時，靜脈圖樣認證 單元117確定認證已失敗?？商娲?，靜脈圖樣認證單元117可將認證結(jié)果作為認證歷史與認證時間等相關(guān) 聯(lián)地記錄到存儲單元119。當這樣的認證歷史被生成時，可以獲悉是誰請求了對靜脈圖樣的 認證、請求是何時作出的、是誰使用了靜脈認證裝置10、以及靜脈認證裝置10是何時被使 用的。靜脈圖樣認證單元117將經(jīng)成功認證的靜脈圖樣通知登記信息選擇單元111，以 使得該靜脈圖樣可用于更新登記信息。存儲單元119存儲模板登記單元115請求對其進行登記的登記靜脈圖樣，并且與 該登記靜脈圖樣相關(guān)聯(lián)地存儲其它數(shù)據(jù)。此外，存儲單元119不僅可以存儲這些數(shù)據(jù)，而且 可以存儲由成像控制單元105生成的圖像數(shù)據(jù)、由靜脈圖樣提取單元107提取的靜脈圖樣 等。此外，在需要時，存儲單元119不僅可以存儲這些數(shù)據(jù)，而且可以存儲在靜脈認證裝置 10執(zhí)行某一處理時要保存的各種參數(shù)和中間數(shù)據(jù)或者各種數(shù)據(jù)庫。存儲單元119可由成像 控制單元105、靜脈圖樣提取單元107、旋轉(zhuǎn)量計算單元109、登記信息選擇單元111、登記信 息壓縮單元113、模板登記單元115和靜脈圖樣認證單元117自由地讀寫。上文中已經(jīng)示出根據(jù)本實施例的靜脈認證裝置10的示例功能。以上的構(gòu)成元件 的每一個可由通用構(gòu)件和電路形成，或者可由專用于各個構(gòu)成元件的目的的硬件形成。可 替代地，所有這些構(gòu)成元件的功能都可通過CPU等執(zhí)行。因此，根據(jù)在執(zhí)行本實施例時本領(lǐng) 域的技術(shù)水平，可按需改變所使用的配置。可以形成用于實現(xiàn)根據(jù)本實施例的上述靜脈認證裝置10的功能的計算機程序， 并且該計算機程序可被實現(xiàn)在個人計算機等上。此外，可以提供用于存儲這種計算機程序 的計算機可讀記錄介質(zhì)。記錄介質(zhì)的示例包括磁盤、光盤、磁光盤和閃存。此外，以上計算 機程序例如可通過網(wǎng)絡(luò)來分發(fā)，而不使用記錄介質(zhì)?！茨０宓怯浄椒ǖ募毠?jié)〉接下來，將參考圖8至圖12詳細描述由根據(jù)本實施例的靜脈認證裝置10的登記 信息選擇單元111執(zhí)行的用于選擇登記信息的方法。
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為了簡便起見，以下將說明用于將三個靜脈圖樣登記為登記信息的方法。如上所 述，當?shù)谝混o止狀態(tài)被捕獲時，用作基準的靜脈圖樣被確定，并且第一登記候選被確定。隨 后，當存在致使登記范圍擴展的輸入時，與該輸入相對應的靜脈圖樣被存儲(添加到歷史) 為登記候選。然后，范圍被進一步擴展，并且所存儲的歷史被更新，只要輸入在期望的登記 范圍(W = WtJ內(nèi)即可。這里，雖然可存儲所有歷史，但是優(yōu)選地，在考慮到存儲器開銷等 的情況下更新歷史。這里，三個靜脈圖樣被登記為模板。因此，在捕獲了靜止狀態(tài)的第一靜 脈圖樣之后的兩個靜脈圖樣被更新。如圖8所示，首先提取的第一靜脈圖樣的登記數(shù)據(jù)被表示為I1，并且相對于登記數(shù) 據(jù)I1的位置移位量表示為d/。在這種情況下d/ = 0。隨后提取的兩個靜脈圖樣的登記數(shù) 據(jù)分別被表示為12、13，并且其相對于I1的位置移位量分別被表示為(1Λ d3\剛好在靜止狀態(tài)被捕獲之后，登記信息的候選僅僅是第一靜脈圖樣。因此，旋轉(zhuǎn)量 計算單元109測量每一時刻輸入的數(shù)據(jù)(靜脈圖樣)與第一候選數(shù)據(jù)I1之間的位置移位。 此外，登記信息選擇單元111基于旋轉(zhuǎn)量計算單元109所通知的結(jié)果，判斷是否要將該靜脈 圖樣添加到登記候選。當?shù)谌o脈圖樣被添加為登記候選(I3)時，旋轉(zhuǎn)量計算單元109測量第三靜脈圖 樣與登記候選I1和I2之間的位置移位。當測量離I1的位置移位時，位置移位Cl31自身被存 儲。當測量離I2的位置移位時，旋轉(zhuǎn)量計算單元109通過基于登記候選I2相對于I1的位 置移位量Cl21與登記候選I3相對于I2的位置移位量d32將Cl21和d32相加，來計算Cl31。不僅根據(jù)互相關(guān)值(相關(guān)系數(shù))的峰值位置來測量位置移位，而且僅在峰值在某 種程度上相似時才采用它們之間的位置移位。因此，采用相對于哪些登記候選的位置移位 測量值將取決于用戶自身如何移動手指。在本實施例中，多達三個靜脈圖樣被以機械方式 來確定為登記候選，但是在三個登記候選被登記之后，三個登記候選中的兩個被更新以覆 蓋期望的登記范圍(w = wthr)。隨后，將詳細說明用于更新兩個靜脈圖樣的方法。在這種情況下，考慮以下兩種期 望狀態(tài)。(A)僅向一側(cè)擴展登記范圍(B)向左右兩個方向擴展登記范圍[僅向一側(cè)擴展登記范圍]首先，將參考圖9至圖IlB詳細說明僅向一側(cè)擴展登記范圍的㈧情況。在這種 情況下，例如，如圖9的上面一行所示，捕獲了靜止狀態(tài)的第一靜脈圖樣總是處在登記范圍 的邊緣，并且在離開第一靜脈圖樣的方向上確定靜脈圖樣的第二和第三登記候選。這里，由第一靜脈圖樣到第三靜脈圖樣確定的登記范圍比登記范圍的閾值(W = wthr)窄，如圖9的上面一行所示。因此，當如圖9的下面一行所示地輸入第四和后續(xù)的新候 選時，將要考慮將使登記候選在位置上離彼此等距。在這種情況下，雖然登記信息選擇單 元111保持了位于由靜脈圖樣的多個登記候選定義的登記范圍的兩個末端處的登記候選， 但是登記信息選擇單元111從位于內(nèi)側(cè)的登記候選中選擇在位置上離相鄰登記候選接近 于等距的位置處的登記候選。換而言之，在圖9的下面一行所示的示例中，在當前已保存的 登記候選I1到I3中，登記候選I2的內(nèi)容被更新為新候選的內(nèi)容?？紤]到登記候選如上所述的在位置上離彼此相等距離，在對通過選擇登記候選而
15覆蓋登記范圍的情形進行比較時，可能存在以下情況對登記候選的選擇導致了如圖3A和 圖3B所示的不良登記示例。換而言之，如圖IOA(情況1)所示，當I3的歷史被擦除并且Ip 12、14被選擇為登記候選時，在I2和I4之間生成了盲區(qū)，這是不利的?；蛘?，如圖IOB(情況 2)所示，當I4的歷史被擦除并且Ip 12、I3被選擇為登記候選時，在I2和I3之間生成了盲 區(qū)，這是不利的。鑒于這樣的情形，當新候選是Ix時，登記信息選擇單元111計算新輸入候選與各 個登記候選之間的位置移位量，并且嚴密地檢查每一個登記候選，以使得這些登記候選在 登記范圍內(nèi)在位置上等距。如圖IlA所示，首先，旋轉(zhuǎn)量計算單元109計算新候選數(shù)據(jù)Ix與各個登記候選之 間的位置移位量，并且將該位置移位量通知給登記信息選擇單元111。在登記信息選擇單 元111保持四個登記候選中的、位于兩個末端處的登記候選I1和新候選Ix的同時，登記信 息選擇單元111判斷將選擇位于登記候選I1和新候選Ix之間的登記候選I2和登記候選I3 中的哪個。首先，登記信息選擇單元111檢查登記候選12。當?shù)怯浐蜻xI2被保存為主登記候 選時，可基于離I2的位置移位量的差異Ad2來判斷這些候選是否在位置上在登記范圍內(nèi)等 距。如圖IlA所示，可使用離I2的位置移位量Cl21和dx2、利用以下示出的式5來表示離I2 的位置移位量Ad2的差異Ad2。類似地，登記信息選擇單元111通過計算離I3的位置移位量的差異Δ d3來檢查登 記候選13。在登記信息選擇單元111中，可使用離I3的位置移位量Cl31和dx3、利用以下示出 的式6來表示離I3的位置移位量Δ d3的差異Δ d3。
計算出的Ad的值越小，目標登記候選在位置上越接近登記范圍的中心。因此，當 僅向一個方向擴展登記范圍時，具有較小差異的靜脈圖樣將被保存為登記候選。換而言之，在圖IlA所示的情況中，Ad3小于Ad2，因此登記信息選擇單元111更 新登記候選I2的歷史，并且重新將登記候選I1、登記候選I3和新候選Ix選擇為登記候選。此外，在向一個方向擴展登記范圍的示例中，在新候選進一步對登記候選的均勻 布置作出貢獻時將對登記候選進行更新，即使登記范圍未被新候選擴展也是如此。換言之，如圖IlB所示，即使已布置的登記范圍未被新候選擴展，當通過使新候選 成為登記候選而可使登記候選在位置上更加等距時，也對登記候選進行更新。在圖IlB所 示的情況中，通過保持新近輸入的新候選Ix而不是存儲登記候選I2的歷史，彼此相鄰的登 記候選之間的距離變得差不多相等。因此，登記信息選擇單元111更新登記候選I2的歷史， 并且重新將登記候選I1、登記候選I3和新候選Ix選擇為登記候選。[向左右方向擴展登記范圍]接下來，將參考圖12詳細說明向左右方向擴展登記范圍的(B)情況。當向左右方 向擴展登記范圍時，首先，旋轉(zhuǎn)量計算單元109計算位置移位量，檢測登記范圍是向左還是 向右擴展，并且將判斷結(jié)果傳送至登記信息選擇單元111。登記信息選擇單元111基于通知 來的位置移位量，判斷是否生成了致使登記范圍被擴展的位置移位量。在生成了致使登記范圍被擴展的位置移位量的情況下，登記信息選擇單元111可利用新數(shù)據(jù)(即，新候選)來 在執(zhí)行檢測的方向上的那側(cè)更新登記候選。換言之，在圖12所示的情況中，旋轉(zhuǎn)量計算單元109確定新候選的旋轉(zhuǎn)方向是向 左方向并計算旋轉(zhuǎn)量，即，相應的位置移位量，并且將旋轉(zhuǎn)量通知給登記信息選擇單元111。 在登記信息選擇單元111確定發(fā)生了通過其而使登記范圍擴展的位置移位量之后，登記信 息選擇單元111利用新候選Ix來更新登記候選I2。當向左右方向擴展登記范圍時，可能存在如圖3A和圖3B所示的不良登記示例的 情況。在登記期間手指輕微向一個方向旋轉(zhuǎn)并且在那一時刻形成了一個登記候選，并在之 后手指僅在相反方向上旋轉(zhuǎn)從而使得登記范圍擴展時，發(fā)生這種不良情況。此外，在這種情 況中，以與登記范圍僅向一側(cè)擴展的情況相同的方式，在登記范圍兩個末端處的候選被如 其原樣地保存，并且存在于它們之間的任意一個登記候選被從候選中排除，從而執(zhí)行用于 使登記候選在位置上可能等距的處理。換言之，在圖12所示的情況中，在登記信息選擇單元111保持登記候選I3和新候 選Ix的同時，登記信息選擇單元111計算登記候選I1和登記候選I2的每一個的Δ(1，并且 選擇具有較小△(!的登記候選。其結(jié)果是，如從圖12清楚可見的，登記信息選擇單元111 將登記候選I1、登記候選I3和新候選Ix選擇為登記信息。上文中已詳細說明由根據(jù)本實施例的靜脈認證裝置10執(zhí)行的用于選擇登記信息 的方法。接下來，將參考圖13和圖14詳細描述根據(jù)本實施例的用于登記模板的方法。[使用流程圖的說明]圖13是用于圖示出根據(jù)本實施例的模板登記方法的流程圖。圖14是用于圖示出 由旋轉(zhuǎn)量計算單元109和登記信息選擇單元111執(zhí)行的對登記信息的選擇處理的流程圖。首先，在根據(jù)本實施例的模板登記方法中，例如當用戶輸入命令時開始靜脈圖樣 的登記處理。當?shù)怯浱幚黹_始時，靜脈認證裝置10的顯示控制單元(未示出)在顯示單元 上顯示用以提示用戶將手指放置并保持在預定位置的消息。當?shù)怯浱幚黹_始時，受成像控 制單元105控制的光源單元101向手指所放置的地方發(fā)射具有預定波長的近紅外光。當確 定手指被放置并且保持靜止時(步驟S101)，成像單元103對手指成像，并且成像控制單元 105將所生成的圖像數(shù)據(jù)傳送至靜脈圖樣提取單元107。隨后，靜脈圖樣提取單元107從傳 送來的圖像數(shù)據(jù)中提取靜脈圖樣。所提取的靜脈圖樣被傳送至旋轉(zhuǎn)量計算單元109，并且位 置移位量等被計算出，計算出的位置移位量等被傳送至登記信息選擇單元111。登記信息選 擇單元111將傳送來的第一靜脈圖樣選擇為第一登記候選(步驟S103)。此外，當?shù)谝坏怯浐蜻x被選擇時，顯示控制單元(未示出)在顯示單元上顯示例如 示出了旋轉(zhuǎn)中的手指的圖形、對象等，以提示用戶開始旋轉(zhuǎn)其手指。成像單元103以預定時 間間隔重復對手指表面成像。因此，用戶可以自由地移動手指，而無需關(guān)心靜脈認證裝置10 的成像間隔。當過去了預定時間并且成像控制單元105傳送第二圖像數(shù)據(jù)時，靜脈圖樣提取單 元107從第二圖像數(shù)據(jù)中提取靜脈圖樣，并且將該靜脈圖樣傳送至旋轉(zhuǎn)量計算單元109。旋 轉(zhuǎn)量計算單元109計算從靜脈圖樣提取單元107傳送來的第二靜脈圖樣的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn) 量(步驟S105)，并將該旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量記錄到存儲單元119。隨后，登記信息選擇單元 111將第二靜脈圖樣選擇為登記信息(步驟S107)。
當過去了預定時間并且成像控制單元105傳送第三圖像數(shù)據(jù)時，靜脈圖樣提取單 元107從第三圖像數(shù)據(jù)中提取靜脈圖樣，并且將該靜脈圖樣傳送至旋轉(zhuǎn)量計算單元109。旋 轉(zhuǎn)量計算單元109計算從靜脈圖樣提取單元107傳送來的第三靜脈圖樣的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn) 量(步驟S109)，并將該旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量記錄到存儲單元119。隨后，登記信息選擇單元 111將第三靜脈圖樣選擇為登記信息(步驟S111)。當三條登記信息被選擇時，登記信息選擇單元111判斷由這三條登記信息定義的 登記范圍w是否等于或大于登記范圍的閾值Wthr (步驟S113)。當?shù)怯浄秶鷚等于或大于閾 值Wthr時，登記信息選擇單元111將判斷結(jié)果通知給成像控制單元105以停止成像，并將已 選擇的三個靜脈圖樣選擇為登記信息。登記信息選擇單元111基于移位量的絕對值對所選 登記信息進行排序(步驟S115)，并將所選登記信息傳送至登記信息壓縮單元113。登記信 息壓縮單元113根據(jù)移位量對傳送來的登記信息進行壓縮(步驟Sl 17)，并將經(jīng)壓縮的登記 數(shù)據(jù)傳送至模板登記單元115。模板登記單元115將通知來的登記信息以模板形式登記到 存儲單元119(步驟Sl 19)，并且終止登記處理。當?shù)怯浄秶鷚小于閾值Wthr時，成像單元103對手指表面成像，并且成像控制單元 105將第四圖像數(shù)據(jù)傳送至靜脈圖樣提取單元107。隨后，靜脈圖樣提取單元107從第四圖 像數(shù)據(jù)提取靜脈圖樣，并將該靜脈圖樣傳送至旋轉(zhuǎn)量計算單元109。旋轉(zhuǎn)量計算單元109計 算從靜脈圖樣提取單元107傳送來的第四靜脈圖樣的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量(步驟S121)，并將 該旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量記錄到存儲單元119。隨后，登記信息選擇單元111將第四靜脈圖樣選 擇為登記信息。這里，登記信息選擇單元111從存儲單元119獲取關(guān)于已被選為登記候選的三個 靜脈圖樣的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量的信息，并基于關(guān)于新候選的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量的信息來選 擇登記候選(步驟S123)。將再次參考圖14詳細說明該選擇處理。當所選登記候選被確定 時，登記信息選擇單元111再次判斷登記范圍(步驟S113)。隨后，將參考圖14詳細說明通過登記候選的均勻布置對登記候選進行選擇處理 的流程。如上所述，登記信息選擇單元111從存儲單元119獲取第一至第三登記候選的每 一個的旋轉(zhuǎn)量和旋轉(zhuǎn)方向(步驟S201)。例如，旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量可表示如下利用正旋轉(zhuǎn) 量來代表從基準位置向右方向的旋轉(zhuǎn)，并且利用負旋轉(zhuǎn)量來代表向左方向的旋轉(zhuǎn)。隨后，登記信息選擇單元111還獲取新候選的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量(步驟S203)。隨后，登記信息選擇單元111基于旋轉(zhuǎn)量(亦即，位置移位量)以升序?qū)θ齻€登記 候選與一個新候選進行排序(步驟S205)。例如，當如上所述利用正值代表向右方向的旋轉(zhuǎn) 時，在該排序的情況下，從右端的候選向左端的候選來對候選排序。隨后，登記信息選擇單元111計算位于內(nèi)側(cè)的一個候選(例如，從右數(shù)的第二個候 選)的候選間距離Cl21和山2，并計算Ad2 (步驟S207)。類似地，登記信息選擇單元111計算 位于內(nèi)側(cè)的另一候選(例如，從左數(shù)的第二個候選)的候選間距離Cl31和d43，并計算Ad3(步 驟 S209)。隨后，登記信息選擇單元111對計算出的Ad2和Ad3的大小進行比較(步驟 S211)。當Ad2為較小值時，登記信息選擇單元111不保持第三候選(例如，從右數(shù)的第三 個候選)，并將第一、第二和第四候選選擇為登記信息(步驟S213)。當Ad3為較小值時，登記信息選擇單元111不保持第二候選(例如，從右數(shù)的第二個候選)，并將第一、第三和第 四候選選擇為登記信息(步驟S215)。隨后，登記信息選擇單元111基于位于兩個末端的登記信息的旋轉(zhuǎn)量(位置移位 量)來計算登記范圍w(步驟S217)。如上所述，根據(jù)本實施例的模板登記方法不強制用戶做用于登記生物認證用的模 板的任何特殊移動，并且進一步地，變得可以使登記數(shù)據(jù)在位置上在范圍內(nèi)等距。其結(jié)果 是，可以執(zhí)行更加穩(wěn)定的靜脈認證處理。此外，通過采用根據(jù)本實施例的靜脈認證方法，變 得可以實現(xiàn)比現(xiàn)有生物認證系統(tǒng)更容易使用的登記系統(tǒng)。<認證處理期間對已登記信息的更新>在上述模板登記方法中，如從圖13的步驟S113清楚可見的，在登記范圍w被覆蓋 的時刻(即，在的時刻)，結(jié)束對模板的登記。這是因為當在登記時登記處理被設(shè) 定為使得直到所有登記候選都在位置上等距時才結(jié)束登記處理時，登記處理可能向用戶施 加負荷。因此，有可能在首先提取的三個靜脈圖樣被選擇的時刻，登記處理就結(jié)束而沒有執(zhí) 行利用登記候選的均勻布置的登記選擇，并且可能存在如下情況登記候選在絕對意義上 在位置上不等距。鑒于以上情形，通過利用在認證處理期間使用的靜脈圖樣來更新已登記的模板， 變得可以在認證期間校正可能在登記時生成的盲區(qū)。下文中將詳細說明在該認證處理期間 對登記信息的更新處理。將考慮如下情況其中，在模板的登記期間，未執(zhí)行使得登記信息在位置上嚴格等 距的處理，并且其中，在檢測到離靜脈圖樣的認證時所登記的信息(模板)的位置移位時， 認證成功。靜脈圖樣認證單元117在靜脈圖樣認證期間計算相關(guān)系數(shù)，并因此可以計算被 輸入用于認證的靜脈圖樣的位置移位量(即，旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量)。因此，當認證成功時，靜 脈圖樣認證單元117將經(jīng)成功認證的靜脈圖樣(下文中稱為認證信息)傳送至登記信息選 擇單元111。當?shù)怯浶畔⑦x擇單元111接收到該認證信息時，登記信息選擇單元111使用認證 信息中的位置移位量以及當前已登記的登記信息，并計算以上信息的相對位置關(guān)系。當認 證信息比當前已登記的登記信息更佳地有助于登記候選的均勻布置時，登記信息選擇單元 111對以上登記信息執(zhí)行選擇處理，并通過利用被呈現(xiàn)供認證的信息(認證信息)來替代已 登記的登記信息來更新模板。但是，根據(jù)本實施例的登記信息根據(jù)移位量的絕對值而具有 不同壓縮率，并因此，僅在要被替代的登記信息具有與所替代登記信息相同的數(shù)據(jù)量時，才 更新模板。此時，應當考慮不執(zhí)行對致使登記范圍被擴展的模板的更新。這種更新可能使得 盲區(qū)更大。圖15是圖示出在認證處理期間對登記信息的更新的示意圖。如圖15的上面一行 的示例所示，將考慮如下情況其中，登記信息I1到登記信息I3已被登記為模板，并且在登 記信息I2和登記信息13之間存在盲區(qū)。在這種情況下，當靜脈認證處理被執(zhí)行并且致使成 功認證時，靜脈圖樣認證單元117將經(jīng)成功認證的靜脈圖樣通知登記信息選擇單元111。首先，登記信息選擇單元111判斷通知來的認證信息是否位于圖15的上面一行所 示的登記信息I1和登記信息I3之間。當判定通知來的認證信息位于登記信息I1和登記信息I3外部時，可能發(fā)生如上所述致使登記范圍被擴大的更新，并且除此之外，盲區(qū)可能變得 更大。例如，當通知給登記信息選擇單元111的認證信息位于圖15的下面一行所指示的 位置時，該情形與致使登記范圍被擴大的更新不相對應。因此，登記信息選擇單元111通過 使用已登記的登記信息I1到已登記的登記信息I3和通知來的認證信息來執(zhí)行對登記信息 的更新處理。該對登記信息的更新處理是根據(jù)與模板登記期間對登記信息的選擇處理相同 的過程來執(zhí)行的。例如，如圖15的下面一行所示，當作為更新處理的結(jié)果，認證信息比登記信息I2 更佳地有助于登記候選的均勻布置時，登記信息選擇單元111將該認證信息選擇為登記信 息來取代登記信息I2。[使用流程圖的說明]圖16是用于圖示出認證處理期間對登記信息的更新的流程圖。首先，例如當用戶輸入命令時，對靜脈圖樣的認證處理自身開始。當認證處理開始 時，靜脈認證裝置10的顯示控制單元(未示出)在顯示單元上顯示用以提示用戶將手指放 置在預定位置的消息。當認證處理開始時，受成像控制單元105控制的光源單元101向手 指所放置的地方發(fā)射具有預定波長的近紅外光。然后，成像單元103對手指成像，并且成像 控制單元105將生成的圖像數(shù)據(jù)傳送至靜脈圖樣提取單元107。隨后，靜脈圖樣提取單元 107從傳送來的圖像數(shù)據(jù)中提取靜脈圖樣(步驟S301)。所提取的靜脈圖樣被通知給靜脈 圖樣認證單元117。首先，靜脈圖樣認證單元117讀取在存儲單元119中記錄的模板(步驟S303)，并 對所提取的靜脈圖樣與所登記的模板進行比較。更具體而言，靜脈圖樣認證單元117計算 式7所示的相關(guān)系數(shù)，并判斷獲得的相關(guān)系數(shù)是否大于預定閾值(步驟S305)。當相關(guān)系數(shù) 小于預定閾值時，靜脈圖樣認證單元117判定所提取的靜脈圖樣與登記的模板不相似，并 判定認證失敗。當獲得的相關(guān)系數(shù)等于或大于預定閾值時，靜脈圖樣認證單元117判定所提取的 靜脈圖樣與登記的模板相似，并且判定認證成功。當認證成功時，靜脈圖樣認證單元117將成功認證通知給對執(zhí)行受約束的處理進 行控制的處理單元，以使得該處理單元執(zhí)行該執(zhí)行受約束的處理(步驟S307)。當認證成功時，靜脈圖樣認證單元117將經(jīng)成功認證的靜脈圖樣(認證信息)通 知給登記信息選擇單元111。登記信息選擇單元111按照登記候選的均勻布置來選擇候選 (步驟S309)。更具體而言，首先判斷通知來的認證信息是否位于致使登記范圍被擴展的位 置處，并且根據(jù)圖14所示的流程圖來判斷是否要更新登記信息(步驟S311)。當作為判斷結(jié)果，取代已登記的登記信息選擇了認證信息時，登記信息選擇單元 111對所選認證信息與要被更新的登記信息之間的壓縮率(或數(shù)據(jù)量)進行比較(步驟 S313)。當壓縮率(即，數(shù)據(jù)量)相同時，選擇結(jié)果被通知給模板登記單元115。模板登記單 元115重新將該認證信息登記為登記信息(步驟S315)。當認證信息未被選擇為新登記信 息時，或者當壓縮率彼此不同時，處理終止而不更新模板。如上所述，通過在認證期間執(zhí)行對登記信息的更新處理，模板被更新以便縮小盲 區(qū)。每次執(zhí)行認證，模板都變得“成熟”。
在根據(jù)本發(fā)明各個實施例的以上說明中，三個靜脈圖樣被登記為登記信息。但是， 即使四個或更多個靜脈圖樣被選擇為登記信息，也可執(zhí)行相同處理。換而言之，在保存位于 登記范圍的兩個末端的靜脈圖樣的情況下，可針對位于內(nèi)部的每一個靜脈圖樣計算到其余 靜脈圖樣的距離，并且可將與相鄰靜脈圖樣具有差不多相同距離的靜脈圖樣選擇為登記候 選。<硬件配置>接下來，將參考圖17詳細描述根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證裝置10的硬件 配置。圖17是用于圖示出根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證裝置10的硬件配置的框圖。靜脈認證裝置10主要包括CPU 901、ROM 903和RAM 905。此外，靜脈認證裝置10 還包括主機總線907、橋接器909、外部總線911、接口 913、輸入裝置915、輸出裝置917、存 儲裝置919、驅(qū)動器921、連接端口 923和通信裝置925。CPU 901用作算術(shù)處理裝置和控制裝置，并且根據(jù)記錄在ROM 903、RAM 905、存儲 裝置919、或者可移除記錄介質(zhì)927中的各種程序來控制靜脈認證裝置10的全部操作或者 一部分操作。ROM 903存儲有CPU 901使用的程序、操作參數(shù)等。RAM 905主要存儲在CPU 901執(zhí)行時使用的程序，以及按需存儲在執(zhí)行期間變化的參數(shù)等。這些組件經(jīng)由由諸如CPU 總線之類的內(nèi)部總線等構(gòu)成的主機總線907來相互連接。主機總線907經(jīng)由橋接器909連接到諸如PCI (外圍組件互連/接口 )之類的外 部總線911。輸入裝置915是由用戶操作的操作手段，例如，鼠標、鍵盤、觸摸面板、按鈕、開關(guān) 和操縱桿。輸入裝置915可以是例如使用紅外光和其它無線電波的遙控手段(所謂的遙控 器)，或者可以是用于操作靜脈認證裝置10的諸如便攜式電話和PDA之類的外部連接裝置 929。輸入裝置915例如基于用戶利用以上操作手段輸入的信息來生成輸入信號，并且由用 于將輸入信號輸出到CPU 901的輸入控制電路構(gòu)成。靜脈認證裝置10的用戶可以向靜脈 認證裝置10輸入各種數(shù)據(jù)，并且可通過操作該輸入裝置915來指示靜脈認證裝置10執(zhí)行 處理和操作。輸出裝置917由能夠可聽地或可視地將獲得的信息通知給用戶的裝置構(gòu)成。輸出 裝置917的示例包括諸如CRT顯示裝置、液晶顯示裝置、等離子顯示裝置、EL顯示裝置和燈 之類的顯示裝置，諸如揚聲器和耳機之類的音頻輸出裝置，打印機，便攜式電話，和傳真機。 輸出裝置917輸出例如由靜脈認證裝置10執(zhí)行各種處理而獲得的結(jié)果。更具體而言，顯示 裝置以文本或圖像的形式顯示由靜脈認證裝置10執(zhí)行各種處理而獲得的結(jié)果。另一方面， 音頻輸出裝置將諸如經(jīng)再現(xiàn)的音頻數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)之類的音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并輸 出該模擬信號。存儲裝置919是靜脈認證裝置10的存儲單元的一個示例，并且用于存儲數(shù)據(jù)。存 儲裝置919例如由諸如HDD(硬盤驅(qū)動器)之類的磁存儲設(shè)備、半導體存儲設(shè)備、光存儲設(shè) 備或者磁光存儲設(shè)備構(gòu)成。該存儲設(shè)備919例如存儲由CPU 901執(zhí)行的程序和各種數(shù)據(jù)， 以及從外部獲得的各種數(shù)據(jù)。驅(qū)動器921是記錄介質(zhì)的讀寫器，并且被內(nèi)置在靜脈認證裝置10中或者從外部附 接到靜脈認證裝置10。驅(qū)動器921讀取在諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導體存儲器之類的 所附接可移除記錄介質(zhì)927中記錄的信息，并將所讀取的信息輸出到RAM 905。驅(qū)動器921
21可寫入諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導體存儲器之類的所附接可移除記錄介質(zhì)927。可移除 記錄介質(zhì)927例如是DVD介質(zhì)、HD-DVD介質(zhì)和藍光介質(zhì)?？梢瞥涗浗橘|(zhì)927可以是致密 閃存(注冊商標)(CompactFlash :CF)、存儲棒、SD存儲卡(安全數(shù)字存儲卡)等?；蛘?，可 移除記錄介質(zhì)927例如可以是配備有非接觸式IC芯片的IC卡(集成電路卡)或者電器。連接端口 923是用于使裝置可直接連接到靜脈認證裝置10的端口。連接端口 923 的示例包括USB (通用串行總線)端口、諸如i. Link之類的IEEE1394端口、SCSI (小型計算 機系統(tǒng)接口)端口等。連接端口 923的其它示例包括RS-232C端口、光學音頻端子、HDMI (高 清多媒體接口)端口等。當外部連接裝置929連接到該連接端口 923時，靜脈認證裝置10 直接從該外部連接裝置929獲取各種數(shù)據(jù)，并且將各種數(shù)據(jù)提供給該外部連接裝置929。通信裝置925是例如由用于連接到通信網(wǎng)絡(luò)931的通信設(shè)備構(gòu)成的通信接口。通 信裝置925例如是有線或無線LAN(局域網(wǎng))、藍牙、用于WUSB(無線USB)的通信卡等。或 者，通信裝置925可以是用于光通信的路由器、用于ADSL(非對稱數(shù)字訂戶線路)的路由 器、用于各種通信的調(diào)制解調(diào)器等。該通信裝置925可以根據(jù)諸如TCP/IP之類的預定協(xié) 議，例如在因特網(wǎng)上以及與其它通信裝置之間收發(fā)信號等。連接到通信裝置925的通信網(wǎng) 絡(luò)931例如由經(jīng)由有線或無線連接的網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。例如，通信網(wǎng)絡(luò)931可以是因特網(wǎng)、家庭 LAN、紅外通信、無線電波通信、衛(wèi)星通信等。上文中已經(jīng)描述能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證裝置10的功能的硬 件配置的示例。以上構(gòu)成元件的每一個可使用通用構(gòu)件形成，或者可利用專用于這些構(gòu)成 元件的功能的硬件形成。因此，根據(jù)執(zhí)行本實施例時本領(lǐng)域的技術(shù)水平，可按需改變所使用 的硬件配置。〈總結(jié)〉如上所述，根據(jù)此方法的靜脈認證裝置和模板登記方法不強制用戶進行用于登記 生物認證用的模板的任何特殊移動，并且還可使登記數(shù)據(jù)在位置上在范圍內(nèi)等距以便實現(xiàn) 穩(wěn)定的認證處理。此外，模板的順序被改變?yōu)槭沟枚鄠€模板中的、移位量具有最小絕對值的模板為 第一被核對模板，并且在壓縮第一被核對信息時，壓縮率與其它信息相比被降低了。從而， 可以保持更多信息，并且可在壓縮處理中丟失更少信息的情況下將靜脈圖樣轉(zhuǎn)換為模板， 從而利用第一模板的認證更容易成功。其結(jié)果是，維持了與相關(guān)領(lǐng)域中的方法相同的穩(wěn)定 性水平，并且此外，雖然保持了多個模板，但是實際上更有可能利用第一模板完成認證處 理。因此，可提高認證速度，并且可實現(xiàn)容易使用的界面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，依據(jù)設(shè)計要求 和其它因素可進行各種修改、組合、子組合和變更。本申請包含與2009年2月4日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP 2009-024239所公開的主題相關(guān)的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。
權(quán)利要求
一種靜脈認證裝置，包括光源單元，用于向在縱向方向上圍繞手指軸旋轉(zhuǎn)的手指的表面發(fā)射具有預定波長的近紅外光；成像單元，用于以預定時間間隔對向其發(fā)射了所述近紅外光的手指表面進行成像，并用于生成成像范圍彼此不同的多個靜脈圖像數(shù)據(jù)；靜脈圖樣提取單元，用于從所述多個靜脈圖像數(shù)據(jù)中的每一個提取靜脈圖樣；旋轉(zhuǎn)量計算單元，用于通過將所述靜脈圖樣之一的成像范圍用作基準，來針對所提取的每個所述靜脈圖樣計算與旋轉(zhuǎn)移動相關(guān)聯(lián)的手指的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量；登記信息選擇單元，用于基于所述旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量來計算所述成像范圍的移位寬度，用于判斷所述成像范圍的移位寬度是否等于或大于預定閾值，用于在所述成像范圍的移位寬度小于所述預定閾值時從所述多個靜脈圖樣中選擇要被登記為模板的靜脈圖樣，以及用于將所選擇的靜脈圖樣設(shè)定為登記信息；以及登記信息壓縮單元，用于根據(jù)所述成像范圍的移位寬度，對在所述成像范圍的移位寬度等于或大于所述預定閾值時所選擇的多條登記信息中的每一條進行壓縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈認證裝置，其中，所述登記信息選擇單元以從旋轉(zhuǎn)量具 有最小絕對值的登記信息開始的升序，對在所述成像范圍的移位寬度等于或大于所述預定 閾值時所選擇的多條登記信息進行排序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜脈認證裝置，其中，所述登記信息壓縮單元使得被分配用 于登記所述多條登記信息中的、旋轉(zhuǎn)量具有最小絕對值的登記信息的數(shù)據(jù)量大于被分配用 于登記所述多條登記信息中的其它登記信息的數(shù)據(jù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜脈認證裝置，其中，所述登記信息壓縮單元使得所述多條 登記信息中的、旋轉(zhuǎn)量具有最小絕對值的登記信息的壓縮率低于所述多條登記信息中的其 它登記信息的壓縮率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈認證裝置，其中，所述登記信息選擇單元保持位于所述 成像范圍的兩個末端的靜脈圖樣，并從存在于所述位于兩個末端的靜脈圖樣之間的靜脈圖 樣中，選擇位于離相鄰靜脈圖樣的距離接近于相等的位置上的靜脈圖樣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈認證裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)量計算單元計算所述靜脈圖 樣中用作基準的一個靜脈圖樣與其它靜脈圖樣之間的相關(guān)系數(shù)，并基于在所述相關(guān)系數(shù)的 峰值位置處的移位方向和移位量來計算所述旋轉(zhuǎn)方向和所述旋轉(zhuǎn)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈認證裝置，其中，所述成像范圍中的移位寬度的閾值是 代表所述靜脈圖樣中用作基準的一個靜脈圖樣的成像范圍的像素量的10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜脈認證裝置，還包括靜脈圖樣認證單元，該靜脈圖樣認證 單元用于基于被登記為模板的登記信息來對提取出的靜脈圖樣進行認證，其中，所述登記信息選擇單元通過使用所述登記信息和經(jīng)認證的靜脈圖樣來更新已登 記的登記信息的內(nèi)容。
9.一種模板登記方法，包括以下步驟向在縱向方向上圍繞手指軸旋轉(zhuǎn)的手指的表面發(fā)射具有預定波長的近紅外光；以預定時間間隔對向其發(fā)射了所述近紅外光的手指表面進行成像，并生成成像范圍彼 此不同的多個靜脈圖像數(shù)據(jù)；從所述多個靜脈圖像數(shù)據(jù)中的每一個提取靜脈圖樣；通過將所述靜脈圖樣之一的成像范圍用作基準，來針對每個所述所提取的靜脈圖樣計 算與旋轉(zhuǎn)移動相關(guān)聯(lián)的手指的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量；基于所述旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量來計算成像范圍的移位寬度，判斷所述成像范圍的移位寬 度是否等于或大于預定閾值，在所述成像范圍的移位寬度小于所述預定閾值時從所述多個 靜脈圖樣中選擇要被登記為模板的靜脈圖樣，并將所選擇的靜脈圖樣設(shè)定為登記信息；以 及根據(jù)所述成像范圍的移位寬度，對在所述成像范圍的移位寬度等于或大于所述預定閾 值時所選擇的多條登記信息中的每一條進行壓縮。
全文摘要
本發(fā)明提供了靜脈認證裝置和模板登記方法。根據(jù)本發(fā)明的靜脈認證裝置設(shè)有靜脈圖樣提取單元，用于從多個靜脈圖像數(shù)據(jù)中的每一個提取靜脈圖樣；旋轉(zhuǎn)量計算單元，用于計算手指的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量；登記信息選擇單元，用于計算成像范圍的移位寬度，用于判斷成像范圍的移位寬度是否等于或大于預定閾值，用于從多個靜脈圖樣中選擇要被登記為模板的靜脈圖樣，以及用于將所選擇的靜脈圖樣設(shè)定為登記信息；以及登記信息壓縮單元，用于根據(jù)成像范圍的移位寬度，對所選擇的多個登記信息的每一個進行壓縮。
文檔編號G06K9/00GK101908137SQ20101010582
公開日2010年12月8日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者阿部博 申請人:索尼公司