專利名稱：生物認證系統(tǒng)和生物認證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物認證(biometric authentication)系統(tǒng)和生物認證方法。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，如在用于管理進出某個場所等的系統(tǒng)中，多種登記信息被登記在存儲器等中，并且對輸入了與已登記的登記信息相匹配的信息的人是否是已登記的人進行搜索。在此情況中，執(zhí)行所謂的"一對N認證"，其中，將要認證的輸入信息與登記在存儲器等中的多條登記信息中的每條進行匹配。 在一對N認證中，例如在信息家電(如個人計算機和便攜式電話)的安全應(yīng)用中以及對進出小型辦公室的管理中系統(tǒng)使用一個傳感器的情況下，一對N認證中的N不太可能是較大的數(shù)，并且認證時間的長度不會成為問題。 例如，在進出控制中，即使在僅一個人可以同時進出使用了安裝在門外的一個傳感器的房間的設(shè)置下，也可以對幾十人在其中工作的辦公室作出有效回應(yīng)。在進出時，已登記的人輸入生物圖像，例如他/她的指靜脈圖像、指紋圖像、臉部圖像和虹膜圖像。安裝在辦公室中的計算機在所保存的所有已登記數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)之間執(zhí)行一對N認證，并且判斷是否允許進入房間。如果所登記人的數(shù)目N較少，則要比較的數(shù)據(jù)數(shù)目較小，因此可以容易地執(zhí)行認證處理而不會使登記的人等待。在筆記本大小的個人計算機、便攜式電話等的情況中，在諸如靜脈認證和指紋認證之類的情況中，可以通過使用戶預(yù)先登記多個手指來執(zhí)行一對N認證而不會影響已登記人的方便性。 然而，如果需要大規(guī)模的生物認證系統(tǒng)， 一對N認證中的N變得較大，并且針對一
次輸入的認證時間變得非常長。此外，如果辦公室在同一建筑中的多層上，則安裝了多個傳
感器并且有時同時相對于多人或在非常短的時間內(nèi)執(zhí)行認證處理。因此，如果利用一個設(shè)
備對所有登記人的數(shù)據(jù)進行管理，則對于一個人的認證時間變長并且出現(xiàn)在較長認證處理
等待情況下的排隊。這對于進出房間的已登記人以及整個系統(tǒng)都是不希望的。 在這種系統(tǒng)中，稱為模板的圖像數(shù)據(jù)用于登記信息，并且如果可以加快對這種模
板與輸入信息進行比較的匹配處理速度，則可以縮短認證時間。在下面描述的日本專利申
請早期公開No. 2004-362186中，公開了如下方法(所謂的在任務(wù)(job)數(shù)目方向上并行化
的一維并行化)來縮短匹配處理的時間將匹配處理劃分為多個任務(wù)并且順序地并行處理
經(jīng)劃分的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在日本專利申請早期公開No. 2004-362186中描述的方法存在的問題在于如果同時進行多個輸入，則認證時間可能不會縮短，這是因為僅在任務(wù)數(shù)目的方向上執(zhí)行了并行化。 鑒于前面的問題，希望提供即使同時進行多個輸入也能夠縮短認證時間的新穎的經(jīng)改進的生物認證系統(tǒng)和生物認證方法。
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根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種生物認證系統(tǒng)，包括用于利用與表示用戶的身體特征的生物圖案相對應(yīng)的生物信息來執(zhí)行認證的多個信息處理設(shè)備。多個信息處理設(shè)備被劃分為第一組，用于基于與生物信息相關(guān)聯(lián)的表示用戶的身體特征的生物圖案所獨有的特征量信息來執(zhí)行初次認證，并且指定被指派給用戶的標識號，以及第二組，用于基于標識號和預(yù)先登記的登記生物信息來對在初次認證中成功的生物信息執(zhí)行二次認證。輸入的生物信息被發(fā)送到屬于第一組的所有信息處理設(shè)備。在初次認證中成功的生物信息作為排隊信息被添加到等待二次認證的開始的隊列中。屬于第二組的每個信息處理設(shè)備在自身設(shè)備中所執(zhí)行的二次認證處理終止時，獲取位于隊列頭部(head)處的排隊信息，并且執(zhí)行二次認證處理。 第二組還可以被劃分為縮略圖認證組，用于基于預(yù)先登記的登記生物圖案的縮略圖像來對在初次認證中成功的生物信息執(zhí)行認證，以及模板認證組，用于基于作為預(yù)先登記的登記生物圖案的模板來對在縮略圖認證中成功的生物信息執(zhí)行認證。在縮略圖認證組中成功的生物信息可以作為排隊信息被添加到等待基于模板的認證的開始的隊列中。屬于模板認證組的每個信息處理設(shè)備可以在自身設(shè)備中所執(zhí)行的基于模板的認證處理終止時，獲取位于隊列的頭部處的排隊信息并且執(zhí)行基于模板的認證處理。 優(yōu)選地可以對屬于各組的信息處理設(shè)備的數(shù)目進行確定以使得如下時間彼此相等在屬于第一組的每個信息處理設(shè)備中執(zhí)行初次認證所需的時間，在屬于縮略圖認證組的每個信息處理設(shè)備中基于縮略圖像執(zhí)行認證所需的時間，以及在屬于模板認證組的每個信息處理設(shè)備中基于模板執(zhí)行認證所需的時間。 當?shù)怯浟说怯浬镄畔⒌挠脩舻臄?shù)目可以為N并且屬于第一組的信息處理設(shè)備的數(shù)目可以為A時，屬于第一組的每個信息處理設(shè)備優(yōu)選地可以保存彼此不同的(N/A)個人的登記生物信息。 當屬于縮略圖認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目可以為B并且屬于模板認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目可以為C時，屬于第一組的信息處理設(shè)備的數(shù)目與屬于縮略圖認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目之比優(yōu)選地可以設(shè)置為滿足等式l，并且屬于縮略圖認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目與屬于模板認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目之比優(yōu)選地可以設(shè)置為滿足等式2。 ^^^r^"(等式1)B N2.t2
B N2.t25 = ^7^(等式2) 在等式1和等式2中， N^通過屬于第一組的信息處理設(shè)備并成為排隊信息的生物信息的數(shù)目， N3:通過屬于縮略圖認證組的信息處理設(shè)備并成為排隊信息的生物信息的數(shù)目， tl :在屬于第一組的信息處理設(shè)備中執(zhí)行初次認證所需的時間， t^在屬于縮略圖認證組的信息處理設(shè)備中基于縮略圖像執(zhí)行認證所需的時間，以及 ^:在屬于模板認證組的信息處理設(shè)備中基于模板執(zhí)行認證所需的時間。 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種生物認證方法，包括以下步驟將輸入到生物認證系統(tǒng)的生物信息發(fā)送到屬于第一組的所有信息處理設(shè)備并且執(zhí)行初次認證，生物認證系統(tǒng)包括用于利用生物信息或者與表示用戶的身體特征的生物圖案相對應(yīng)的信息來執(zhí)行認證的多個信息處理設(shè)備，多個信息處理設(shè)備被劃分為第一組和第二組，第一組用于基于與生物信息相關(guān)聯(lián)的表示用戶的身體特征的生物圖案所獨有的特征量信息來執(zhí)行初次認證，并且指定被指派給用戶的標識號，并且第二組用于基于標識號以及預(yù)先登記的登記生物信息來對在初次認證中成功的生物信息執(zhí)行二次認證；使屬于第一組的信息處理設(shè)備將在初次認證中成功的生物信息作為排隊信息添加到等待二次認證的開始的隊列中；以及使屬于第二組的每個信息處理設(shè)備在自身設(shè)備中所執(zhí)行的二次認證處理終止時，獲取位于隊列的頭部的排隊信息，并且執(zhí)行二次認證處理。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于不僅在任務(wù)數(shù)目的方向上而且在登記數(shù)據(jù)的數(shù)目的方向上使生物認證處理并行化，因此即使同時進行多個輸入，也可以縮短認證時間。


圖1是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的靜脈認證系統(tǒng)的說明視圖。 圖2是用于描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)的說明視圖。 圖3是用于描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)中所布置的輸入設(shè)備的配置的框圖。 圖4是用于描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)中所布置的信息處理設(shè)備的配置的框圖。 圖5是用于描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)中所布置的信息處理設(shè)備的配置的框圖。 圖6是用于描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)中所布置的信息處理設(shè)備的配置的框圖。 圖7是用于描述流水線處理中的空閑(standby)時間的說明視圖。 圖8是用于描述根據(jù)本實施例的流水線處理中的空閑時間的說明視圖。 圖9是用于描述根據(jù)本實施例的靜脈認證方法的流程圖。 圖10是用于描述根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證系統(tǒng)中所布置的輸入設(shè)備的硬件配置的框圖。
具體實施例方式
下面，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，用相同的標號來表示具有基本上相同的功能和結(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(fù)描述。 在下面的描述中，將描述靜脈認證來作為生物認證的一個示例。然而，本發(fā)明不限
于此，而是可以應(yīng)用于各種其它生物認證，例如指紋認證、臉部認證以及虹膜認證。 將以如下順序來進行描述。
(1)第一實施例 (1-1)關(guān)于靜脈認證系統(tǒng)概述 (1-2)關(guān)于輸入設(shè)備的配置
(1-3)關(guān)于信息處理設(shè)備的配置
屬于第一層的信息處理設(shè)備
屬于第二層的信息處理設(shè)備
屬于第三層的信息處理設(shè)備
(1-4)關(guān)于靜脈認證系統(tǒng)的細節(jié)
(1-5)關(guān)于靜脈認證方法 (2)關(guān)于根據(jù)本發(fā)明各個實施例的布置在靜脈認證系統(tǒng)中的各個設(shè)備的硬件配置 (3)總結(jié)(第一實施例)〈關(guān)于靜脈認證系統(tǒng)的概述> 首先，將參考圖1和圖2詳細描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的靜脈認證系統(tǒng)。圖1 和圖2是用于描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)的說明視圖。 如圖1所示，根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1包括輸入設(shè)備10以及多個信息處理 設(shè)備。 靜脈認證系統(tǒng)1的用戶將手指的體表面BS等放在輸入設(shè)備10之上。輸入設(shè)備10 提取存在于體表面BS里面的靜脈的圖案(pattern of thevein)，并且生成在靜脈認證處理 中使用的靜脈信息。輸入設(shè)備10還生成特征量(feature quantity)信息，其是與用戶的 靜脈圖案獨有的特征量有關(guān)的信息。輸入設(shè)備io將所生成的靜脈信息以及特征量信息發(fā) 送到后面描述的多個信息處理設(shè)備。 信息處理設(shè)備利用作為表示用戶的靜脈圖案的信息的靜脈信息來對用戶執(zhí)行認 證。在根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1中，多個信息處理設(shè)備被大體劃分為如后面所描述 的兩種類型的組。第一組是如下信息處理設(shè)備所屬的組這種信息處理設(shè)備用于基于特征 量信息執(zhí)行初次認證并且指定被指派給用戶的唯一標識號。第二組是如下信息處理設(shè)備所 屬的組這種信息處理設(shè)備用于基于標識號以及預(yù)先登記的已登記靜脈信息來對在初次認 證中已成功的靜脈信息執(zhí)行二次認證。 在圖1和圖2所示的示例中，屬于第一層的A信息處理設(shè)備20是屬于第一組的信 息處理設(shè)備組。屬于第二層的B信息處理設(shè)備30以及屬于第三層的C信息處理設(shè)備40是 屬于第二組的信息處理設(shè)備組。 如圖2所示，可以通過另外兩種類型的組來配置第二組。 一組是縮略圖認證組，用 于基于預(yù)先登記的已登記靜脈圖案的縮略圖像來對在初次認證中已成功的靜脈信息執(zhí)行 認證。另一組是模板認證組，用于基于預(yù)先登記的模板或已登記靜脈圖案來對在縮略圖認 證中已成功的靜脈信息執(zhí)行認證。 在圖1和圖2所示的示例中，屬于第二層的B信息處理設(shè)備30是屬于縮略圖認證 組的信息處理設(shè)備組。屬于第三層的C信息處理設(shè)備40是屬于模板認證組的信息處理設(shè) 備組。 隊列50設(shè)置在第一層與第二層之間，并且隊列60設(shè)置在第二層與第三層之間。
在詳細描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1之前，下面將首先詳細描述輸入設(shè)備 10以及屬于各層的信息處理設(shè)備20、30、40的配置。
〈關(guān)于輸入設(shè)備的配置>
首先，參考圖3詳細描述布置在根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1中的輸入設(shè)備10 的配置。圖3是用于描述根據(jù)本實施例的輸入設(shè)備10的配置的框圖。 如圖3所示，根據(jù)本實施例的輸入設(shè)備10被配置為主要包括成像單元101、成像控 制單元103、靜脈信息提取單元105、特征量提取單元107、認證信息發(fā)送單元109以及存儲 單元111。 成像單元101包括用于對體表面BS輻射具有預(yù)定波長頻帶的近紅外光的光源單 元，以及通過諸如成像元件和透鏡之類的光學(xué)元件而配置的光學(xué)系統(tǒng)。 近紅外光具有如下性質(zhì)相對于身體組織具有高透射率并且被吸收到血液中的血 紅蛋白(還原血紅蛋白)，因此，當近紅外光輻射到手指、手掌以及手背上時，分布在手指里 面的靜脈、手掌以及手背內(nèi)的靜脈在圖像中顯現(xiàn)為陰影。出現(xiàn)在圖像中的靜脈的陰影稱為 靜脈圖案。發(fā)光二極管的光源單元等輻射具有在大約600nm與1300nm之間的波長并且優(yōu) 選地在大約700nm與900nm之間的波長的近紅外光，以合適地對這樣的靜脈圖案成像。
如果光源單元輻射的近紅外光的波長短于600nm或長于1300nm，則被血液中的血 紅蛋白吸收的百分比變小，因此難以獲得合適的靜脈圖案。如果光源單元輻射的近紅外光 的波長在大約700nm與900nm之間，則近紅外光特定地被去氧血紅蛋白和氧化血紅蛋白兩 者吸收，因此，可以獲得合適的靜脈圖案。 從光源單元發(fā)出的近紅外光向體表面BS傳播，并且作為直射光從生命體的側(cè)表
面等進入內(nèi)側(cè)。由于人體是合適近紅外光的散射體，因此，進入生命體內(nèi)側(cè)的直射光在傳播
的同時向四側(cè)散射。穿過生命體的近紅外光進入構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件。 利用一個或多個光學(xué)元件以及一個或多個成像元件來配置構(gòu)成成像單元101的
光學(xué)系統(tǒng)。 眾所周知，人體的皮膚具有包括表皮層、真皮層和皮下組織層在內(nèi)的三層結(jié)構(gòu)，其 中，靜脈所在的靜脈層存在于真皮層中。真皮層是相對于手指表面從約0. lmm與0. 3mm之 間的位置起以約2mm和3mm之間的厚度存在的層。因此，通過將諸如透鏡之類的光學(xué)元件 的焦點位置設(shè)置在真皮層的存在位置(例如，在從手指表面起約1. 5mm和2. Omm之間的位 置)，可以有效地收集穿過靜脈層的發(fā)射光。 由光學(xué)元件收集的穿過靜脈層的發(fā)射光被諸如CCD和CMOS之類的成像元件成像， 以變?yōu)殪o脈成像數(shù)據(jù)。所生成的靜脈成像數(shù)據(jù)被發(fā)送到后面將描述的靜脈信息提取單元 105。 成像控制單元103由中央處理單元(CPU) 103、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器 (RAM)等構(gòu)成。成像控制單元103控制光學(xué)系統(tǒng)和成像元件，并且生成成像數(shù)據(jù)。
成像控制單元103使得由成像元件生成的成像數(shù)據(jù)被輸出到后面將描述的靜脈 信息提取單元105。成像控制單元103還可以將所獲得的成像數(shù)據(jù)記錄在后面將描述的 存儲單元111中，成像控制單元103可以將成像日期、成像時間等與所生成的成像數(shù)據(jù)相 關(guān)聯(lián)。要生成的成像數(shù)據(jù)可以是紅綠藍(RGB)信號，或者可以是其它顏色或灰階(gray scale)的成像數(shù)據(jù)。 靜脈信息提取單元105由CPU、 ROM、 RAM等構(gòu)成，并且從發(fā)送自成像單元101的近 紅外成像數(shù)據(jù)中提取作為表示用戶的靜脈圖案的信息的靜脈信息。靜脈信息提取單元105 還包括處理單元，例如圖像平滑單元、輪廓提取單元、掩模圖像生成單元、切出單元、靜脈平
8滑單元、二值化單元、粗線單元、細線單元以及縮略圖像生成單元。 圖像平滑單元由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。圖像平滑單元利用例如稱為高斯濾波器的 空間濾波器對作為成像結(jié)果從成像控制單元103提供來的靜脈成像數(shù)據(jù)執(zhí)行濾波，并且對 與靜脈成像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的靜脈圖像進行平滑。 輪廓提取單元由CPU、 ROM、 RAM等構(gòu)成。輪廓提取單元利用例如稱為拉普拉斯高 斯(Log)濾波器的空間濾波器來對經(jīng)圖像平滑單元平滑后的靜脈圖像執(zhí)行濾波，并且強調(diào) 并突出靜脈圖像中的輪廓。 掩模圖像生成單元由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。掩模圖像生成單元基于與背景部分的 對比來從由輪廓提取單元對輪廓進行了強調(diào)的靜脈圖像中檢測出諸如手指輪廓之類的輪 廓線。掩模圖像生成單元通過二值化來生成指示由檢測到的輪廓線圍繞的手指區(qū)域以及其 它區(qū)域的圖像(此后亦稱為掩模圖像)。 切出單元由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。切出單元利用由掩模圖像生成單元生成的掩模 圖像從由輪廓提取單元對輪廓進行了強調(diào)的靜脈圖像中切出包含了由手指輪廓圍繞的手 指區(qū)域的預(yù)定大小的圖像。 靜脈平滑單元由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。靜脈平滑單元利用例如稱為中值濾波器的 空間濾波器來對由切出單元切出的靜脈圖像執(zhí)行濾波，并且對靜脈圖像中的靜脈部分進行 平滑。 二值化單元以設(shè)置的亮度級為基準將由靜脈平滑單元對靜脈部分進行了平滑的 靜脈圖像轉(zhuǎn)換為二進制電平。如果將對靜脈平滑之前的靜脈圖像用作要二值化的圖像，則 實際上為一條靜脈的靜脈通過二值化被分割為兩條靜脈的概率變高。因此，可以通過將對 靜脈進行了平滑的靜脈圖像用作二值化對象來在接近于實際靜脈的狀態(tài)中執(zhí)行二值化。
粗線單元利用例如稱為膨脹濾波器(dilation filter)的空間濾波器來對經(jīng)二值 化單元二值化后的靜脈圖像執(zhí)行濾波，并且用粗線指示包含在靜脈圖像中的靜脈。結(jié)果，斷 開連接的靜脈區(qū)域(雖然其是最初連接起來的靜脈區(qū)域)可以被連接起來。
細線單元利用稱為腐蝕濾波器(erosion filter)的空間濾波器來對粗線單元利 用粗線對靜脈部分進行了指示的靜脈圖像執(zhí)行濾波，以使得靜脈部分的靜脈寬度恒定。
縮略圖像生成單元由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。縮略圖像生成單元從細線單元獲取通 過二值化指示具有恒定靜脈寬度的靜脈部分以及背景部分的靜脈圖像，并且從靜態(tài)圖像生 成縮略圖像，該縮略圖像是縱橫尺寸被壓縮為1/n倍的圖像。 靜脈信息提取單元105以上述方式提取通過二值化對背景部分和具有恒定靜脈 寬度的靜脈部分進行指示的圖像來作為靜脈信息。靜脈信息提取單元105將提取出的靜脈 信息和縮略圖像以及由靜脈信息提取單元105的各個處理單元生成的各種類型的信息發(fā) 送到后面描述的特征量提取單元107。靜脈信息提取單元105還將提取出的靜脈信息和縮 略圖像發(fā)送到后面將描述的認證信息發(fā)送單元109。靜脈信息提取單元105可以將提取出 的靜脈信息和縮略圖像以及由靜脈信息提取單元105的各個處理單元生成的各種類型的 信息記錄在后面將描述的存儲單元111中。 特征量提取單元107由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。特征量提取單元107基于從靜脈信 息提取單元105發(fā)送來的靜脈信息和各種類型的信息來提取特征量信息，該特征量信息是 與用戶的靜脈圖案獨有的特征量有關(guān)的信息。用戶的靜脈圖案獨有的特征量包括表示靜脈圖案或靜脈信息的圖像的縮略圖像、與身體的一部分(例如手指)的輪廓有關(guān)的信息、與 靜脈圖像的亮度分布有關(guān)的信息，以及與靜脈圖像的血管數(shù)量有關(guān)的信息。特征量提取單 元107還包括輪廓形狀提取單元、頻率分布提取單元、血管數(shù)量提取單元等。
輪廓形狀提取單元由CPU、R0M、RAM等構(gòu)成。輪廓形狀提取單元利用在噪聲成分去 除階段中生成的靜脈圖像來提取表示身體的一部分(例如手指)的輪廓形狀的信息。
將描述該提取方法的一個具體示例。輪廓形狀提取單元從掩模圖像生成單元獲取 掩模圖像，并且從獲取的掩模圖像中切出包括手指輪廓(構(gòu)成手指邊框的像素)的一部分 的特定區(qū)域。 此后，輪廓形狀提取單元壓縮該特定區(qū)域以使得縱橫大小變?yōu)?/n倍，并且提取 包含在經(jīng)壓縮的特定區(qū)域中的手指輪廓(構(gòu)成手指邊框的像素)的位置，來作為指示距特 定區(qū)域中的基準(例如左端)的距離的坐標值(x坐標值)。 頻率分布提取單元由CPU、R0M、RAM等構(gòu)成。頻率分布提取單元利用在噪聲成分去 除階段中生成的靜脈圖像，提取表示由身體的一部分(例如手指)的輪廓圍繞的生命體區(qū) 域的頻率分布的信息。 將描述該提取方法的一個具體示例。頻率分布提取單元從圖像平滑單元獲取經(jīng)平 滑的靜脈圖像，并且從掩模圖像生成單元獲取掩模圖像。 頻率分布提取單元利用掩模圖像從經(jīng)平滑的靜脈圖像中識別與身體的部分相對 應(yīng)的區(qū)域(例如，手指區(qū)域)，并且從與身體的部分相對應(yīng)的區(qū)域中針對每一設(shè)置亮度級提 取多個像素。 血管數(shù)量提取單元由CPU、R0M、RAM等構(gòu)成。血管數(shù)量提取單元利用在二值化后的 圖像中的靜脈的粗線階段處生成的靜脈圖像，提取表示由諸如手指之類的身體的一部分的 輪廓所圍繞的區(qū)域中的靜脈量的信息。將描述該提取方法的一個具體示例。血管數(shù)量提取 單元從粗線單元獲取利用粗線對靜脈進行了指示的二值化靜脈圖像，并且從靜脈圖像中提 取表示構(gòu)成靜脈的像素數(shù)目(血管數(shù)量)的信息。 特征量提取單元107將表示輪廓形狀的信息、表示頻率分布的信息以及表示血管 數(shù)量的信息發(fā)送到后面將描述的認證信息發(fā)送單元109。特征量提取單元107還將表示輪 廓形狀的信息、表示頻率分布的信息以及表示血管數(shù)量的信息記錄在后面將描述的存儲單 元111中。 認證信息發(fā)送單元109由CPU、ROM、RAM、通信設(shè)備等構(gòu)成。認證信息發(fā)送單元109 通過將從靜脈信息提取單元105發(fā)送來的靜脈信息和縮略圖像與從特征量提取單元107發(fā) 送來的表示輪廓形狀的信息、表示頻率分布的信息以及表示血管數(shù)量的信息彼此相關(guān)聯(lián)， 來得到認證信息。認證信息發(fā)送單元109還基于所生成的認證信息的生成時間來將認證信 息依次存儲在布置在認證信息發(fā)送單元109中的堆棧中。當從屬于第一層的信息處理設(shè)備 20的組接收到所處理的初次認證已經(jīng)終止的通知時，認證信息發(fā)送單元109將所存儲的具 有最早的生成時間的認證信息發(fā)送到屬于第一層的所有信息處理設(shè)備20。
存儲單元111適當?shù)赜涗洰敻鶕?jù)本實施例的輸入設(shè)備10執(zhí)行某些種類的處理時 要保存的各種參數(shù)、處理的中間步驟等，或者各種類型的數(shù)據(jù)庫等。存儲單元lll可以由成 像單元101、成像控制單元103、靜脈信息提取單元105、特征量提取單元107和認證信息發(fā) 送單元109進行自由地讀出或?qū)懭搿?br> 根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1的用戶可以利用具有與根據(jù)本實施例的輸入設(shè) 備10的靜脈信息提取單元105和特征量提取單元107類似的功能的設(shè)備，來預(yù)先記錄靜脈 信息、縮略圖像、與各種類型的特征量有關(guān)的信息等。 已描述了根據(jù)本實施例的輸入設(shè)備10的功能的一個示例。可以利用通用構(gòu)件或 電路，或者可以利用專用于各個構(gòu)成元件的功能的硬件來配置上述各個構(gòu)成元件。各個構(gòu) 成元件的所有功能都可以用CPU等來執(zhí)行。因此，可以根據(jù)實現(xiàn)本實施例時的技術(shù)水平來 適當?shù)馗淖円褂玫呐渲谩?可以創(chuàng)建用于實現(xiàn)根據(jù)本實施例的輸入設(shè)備的各個功能的計算機程序，并且將其 載入裝配有成像單元的個人計算機等中。還提供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)可以是磁盤、光盤、磁光盤、閃存等?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)分發(fā)計算機程序而不用記 錄介質(zhì)?！搓P(guān)于信息處理設(shè)備的配置> 將參考圖4至6詳細描述根據(jù)本實施例的信息處理設(shè)備的配置。圖4至6是用于
描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)中布置的信息處理設(shè)備的配置的框圖。[屬于第一層的信息處理設(shè)備20] 首先，參考圖4詳細描述屬于第一層的信息處理設(shè)備20的配置。 如圖4所示，屬于第一層的信息處理設(shè)備20主要包括認證信息獲取單元201、認證
單元203、通過信息發(fā)送單元205以及存儲單元207。 認證信息獲取單元201由CPU、 ROM、 RAM等構(gòu)成。當信息處理設(shè)備20中當前執(zhí)行 的初次認證處理終止并且通過信息被發(fā)送到后面將描述的隊列50時，認證信息獲取單元 201請求輸入設(shè)備10發(fā)送認證信息。當從輸入設(shè)備10發(fā)送來新的認證信息時，認證信息獲 取單元201獲取發(fā)送來的認證信息，并且將信息發(fā)送到后面將描述的認證單元203。
認證單元203由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。認證單元203參考后面將描述的存儲在存 儲單元207中的描述與所登記人的特征量有關(guān)的信息的數(shù)據(jù)庫，以對包含在認證信息中的 特征量執(zhí)行初次認證處理。與特征量有關(guān)的信息包括如上所述的與輪廓形狀有關(guān)的信息、 與頻率分布有關(guān)的信息以及與血管數(shù)量有關(guān)的信息。認證單元203可以利用表示這些特征 量的信息之一來執(zhí)行初次認證處理，或者可以利用表示特征量的多條信息來執(zhí)行初次認證 處理。 認證單元203在預(yù)先登記在自身的設(shè)備中的表示特征量的信息與包含在發(fā)送來 的認證信息中的表示特征量的信息的相似度等于或大于預(yù)定閾值時，確定對發(fā)送來的認證 信息的初次認證成功作為認證處理結(jié)果。登記到靜脈認證系統(tǒng)l中的已登記人的登記數(shù)據(jù) 中的僅一部分存儲在屬于后面描述的第一層的信息處理設(shè)備20中。因此，如果表示相對應(yīng) 特征量的信息未存在于自身設(shè)備中所存儲的數(shù)據(jù)庫中，則認證單元203確定認證失敗。然 而，表示合法登記人的特征量的信息存在于屬于第一層的信息處理設(shè)備20的任一個中。因 此，如果個人是合法登記的人，則作出這樣的確定屬于第一層的信息處理設(shè)備20的任一 個在認證中成功。 當在初次認證處理中成功的特征量存在時，認證單元203參考相對應(yīng)的特征量的 數(shù)據(jù)庫，并且獲取與該特征量相關(guān)聯(lián)地記錄的所登記人的標識號(ID)。此后，認證單元203 通過將包含在初次認證中成功的特征量的認證信息與所獲取的標識號(ID)彼此關(guān)聯(lián)來獲取通過信息，并且將信息發(fā)送到后面將描述的通過信息發(fā)送單元205。
通過信息發(fā)送單元205由CPU、ROM、RAM、通信設(shè)備等構(gòu)成。通過信息發(fā)送單元205 將從認證單元203發(fā)送來的通過信息發(fā)送到布置在第一層和第二層之間的隊列50，作為排 隊信息。在將通過信息發(fā)送到隊列50之后，通過信息發(fā)送單元205請求認證信息獲取單元 201從輸入設(shè)備10獲取新的認證信息。 登記到靜脈認證系統(tǒng)1的所登記人的登記數(shù)據(jù)中的僅一部分被存儲為存儲單元 207中的特征量數(shù)據(jù)庫。存儲單元207適當?shù)赜涗洰敻鶕?jù)本實施例的信息處理設(shè)備20執(zhí)行 某些種類的處理時要保存的各種參數(shù)、處理的中間步驟等，或者各種類型的數(shù)據(jù)庫等。存儲 單元207可以由認證信息獲取單元201、認證單元203、通過信息發(fā)送單元205等進行自由 地讀出或?qū)懭搿?已描述了根據(jù)本實施例的信息處理設(shè)備20的功能的一個示例?？梢岳猛ㄓ脴?gòu) 件或電路，或者可以利用專用于各個構(gòu)成元件的功能的硬件來配置上述各個構(gòu)成元件。各 個構(gòu)成元件的所有功能都可以用CPU等來執(zhí)行。因此，可以根據(jù)實現(xiàn)本實施例時的技術(shù)水 平來適當?shù)馗淖円褂玫呐渲谩?可以創(chuàng)建用于實現(xiàn)根據(jù)本實施例的信息處理設(shè)備20的各個功能的計算機程序， 并且將其載入個人計算機等中。還提供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)可以是磁盤、光盤、磁光盤、閃存等。可以通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)計算機程序而不用記錄介質(zhì)。
[屬于第二層的信息處理設(shè)備30] 首先，參考圖5詳細描述屬于第二層的信息處理設(shè)備30的配置。 如圖5所示，屬于第二層的信息處理設(shè)備30主要包括排隊信息獲取單元301、認證
單元303、通過信息發(fā)送單元305以及存儲單元307。 排隊信息獲取單元301由CPU、 ROM、 RAM等構(gòu)成。當設(shè)備中當前執(zhí)行的縮略圖認 證處理終止并且通過信息被發(fā)送到后面將描述的隊列60時，排隊信息獲取單元301從隊列 50的頭部獲取排隊信息，并且將排隊信息發(fā)送到后面將描述的認證單元303。
認證單元303由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。認證單元303參考后面將描述的存儲在存 儲單元307中的描述與所登記人的縮略圖像有關(guān)的信息的數(shù)據(jù)庫，以對從排隊信息獲取單 元301發(fā)送來的排隊信息執(zhí)行縮略圖認證處理。由于屬于第一層的信息處理設(shè)備20將排 隊信息與所登記人的標識號(ID)進行了關(guān)聯(lián)，因此，屬于第二層的信息處理設(shè)備30可以基 于經(jīng)關(guān)聯(lián)的標識號(ID)來搜索數(shù)據(jù)庫。 認證單元303在記錄在設(shè)備具有的數(shù)據(jù)庫中的與縮略圖像有關(guān)的數(shù)據(jù)與包含在 發(fā)送來的排隊信息中的縮略圖像的相似度等于或大于預(yù)定閾值時，確定縮略圖認證成功作 為認證處理結(jié)果。 認證單元303將在縮略圖認證處理中成功的排隊信息作為在認證中成功的通過 信息發(fā)送到后面將描述的通過信息發(fā)送單元305。 通過信息發(fā)送單元305由CPU、ROM、RAM、通信設(shè)備等構(gòu)成。通過信息發(fā)送單元305 將從認證單元303發(fā)送來的通過信息發(fā)送到布置在第二層和第三層之間的隊列60，作為排 隊信息。當將通過信息發(fā)送到隊列60之后，通過信息發(fā)送單元305請求排隊信息獲取單元 301從隊列50獲取新的排隊信息。存儲單元307將登記到靜脈認證系統(tǒng)1的已登記人的登記數(shù)據(jù)(具體地，與縮略圖像有關(guān)的數(shù)據(jù))存儲為數(shù)據(jù)庫。存儲單元307適當?shù)赜涗洰敻鶕?jù)本實施例的信息處理設(shè) 備30執(zhí)行某些種類的處理時要保存的各種參數(shù)、處理的中間步驟等，或者各種類型的數(shù)據(jù) 庫等。存儲單元307可以由排隊信息獲取單元301、認證單元303、通過信息發(fā)送單元305 等進行自由地讀出或?qū)懭搿?已描述了根據(jù)本實施例的信息處理設(shè)備30的功能的一個示例。可以利用通用構(gòu) 件或電路，或者可以利用專用于各個構(gòu)成元件的功能的硬件來配置上述各個構(gòu)成元件。各 個構(gòu)成元件的所有功能都可以用CPU等來執(zhí)行。因此，可以根據(jù)實現(xiàn)本實施例時的技術(shù)水 平來適當?shù)馗淖円褂玫呐渲谩?可以創(chuàng)建用于實現(xiàn)根據(jù)本實施例的信息處理設(shè)備30的各個功能的計算機程序， 并且將其載入個人計算機等中。還提供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)可以是磁盤、光盤、磁光盤、閃存等?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)分發(fā)計算機程序而不用記錄介質(zhì)。
[屬于第三層的信息處理設(shè)備40] 首先，參考圖6詳細描述屬于第三層的信息處理設(shè)備40的配置。 如圖6所示，屬于第三層的信息處理設(shè)備40主要包括排隊信息獲取單元401 、認證
單元403、認證結(jié)果發(fā)送單元405以及存儲單元407。 排隊信息獲取單元401由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。當設(shè)備中當前執(zhí)行的模板認證處 理終止并且與認證結(jié)果有關(guān)的信息被發(fā)送時，排隊信息獲取單元401從隊列60的頭部獲取 排隊信息，并且將排隊信息發(fā)送到后面將描述的認證單元403。 認證單元403由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。認證單元403參考存儲在后面將描述的存 儲單元407中的描述與所登記人的模板圖像有關(guān)的信息的數(shù)據(jù)庫，以對從排隊信息獲取單 元401發(fā)送來的排隊信息執(zhí)行模板認證處理。由于屬于第一層的信息處理設(shè)備20將排隊 信息與所登記人的標識號(ID)進行了關(guān)聯(lián)，因此，屬于第三層的信息處理設(shè)備40可以基于 經(jīng)關(guān)聯(lián)的標識號(ID)來搜索數(shù)據(jù)庫。 認證單元403在記錄在設(shè)備具有的數(shù)據(jù)庫中的與模板圖像有關(guān)的數(shù)據(jù)與包含在 發(fā)送來的排隊信息中的靜脈信息(即，模板圖像)的相似度等于或大于預(yù)定閾值時，確定模 板認證成功作為認證處理結(jié)果。 認證單元403將在模板認證處理中成功的排隊信息發(fā)送到后面將描述的認證結(jié) 果發(fā)送單元405。 認證結(jié)果發(fā)送單元405由CPU、 ROM、 RAM、通信設(shè)備等構(gòu)成。當從認證單元403獲 得了模板認證已成功的通知時，認證結(jié)果發(fā)送單元405向信息處理設(shè)備40的外面通知認證 結(jié)果。當認證結(jié)果的發(fā)送終止時，認證結(jié)果發(fā)送單元405請求排隊信息獲取單元401從隊 列60獲取新的排隊信息。 存儲單元407將登記到靜脈認證系統(tǒng)1的已登記人的登記數(shù)據(jù)(具體地，與模板 圖像有關(guān)的數(shù)據(jù))存儲為數(shù)據(jù)庫。存儲單元407適當?shù)赜涗洰敻鶕?jù)本實施例的信息處理設(shè) 備40執(zhí)行某些種類的處理時要保存的各種參數(shù)、處理的中間步驟等，或者各種類型的數(shù)據(jù) 庫等。存儲單元407可以由排隊信息獲取單元401、認證單元403、認證結(jié)果發(fā)送單元405 等進行自由地讀出或?qū)懭搿?已描述了根據(jù)本實施例的信息處理設(shè)備40的功能的一個示例?？梢岳猛ㄓ脴?gòu) 件或電路，或者可以利用專用于各個構(gòu)成元件的功能的硬件來配置上述各個構(gòu)成元件。各個構(gòu)成元件的所有功能都可以用CPU等來執(zhí)行。因此，可以根據(jù)實現(xiàn)本實施例時的技術(shù)水 平來適當?shù)馗淖円褂玫呐渲谩?可以創(chuàng)建用于實現(xiàn)根據(jù)本實施例的信息處理設(shè)備40的各個功能的計算機程序， 并且將其載入個人計算機等中。還提供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)可以是磁盤、光盤、磁光盤、閃存等?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)分發(fā)計算機程序而不用記錄介質(zhì)。
〈關(guān)于靜脈認證系統(tǒng)的細節(jié)> 返回圖1和圖2，將詳細描述靜脈認證系統(tǒng)1的細節(jié)。 在屬于根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1的第一層的各個信息處理設(shè)備20中，存儲 有與登記到本靜脈認證系統(tǒng)的一些已登記人有關(guān)的登記數(shù)據(jù)。如果登記到本靜脈認證系 統(tǒng)1的登記人數(shù)為N，并且屬于第一層的信息處理設(shè)備20的數(shù)目為A，則例如如圖2所示， 在各個信息處理設(shè)備20中存儲了相當于(N/A)個的登記數(shù)據(jù)。換言之，與第一至第(N/ A)個用戶的標識號相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫存儲在第一個信息處理設(shè)備20中。類似地，與第(N/ A)+l至第(2N/A)個用戶的標識號相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫存儲在第二個信息處理設(shè)備20中。與第 {N (A-l)} /A至第N個用戶的標識號相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫存儲在第A個信息處理設(shè)備20中。
由輸入設(shè)備10成像并生成的認證信息被發(fā)送到屬于第一層的所有信息處理設(shè)備 20。如果請求認證處理的用戶是合法登記的個人，則A信息處理設(shè)備20的信息處理設(shè)備20 中的任一個中的初次認證會成功。通過了屬于第一層的信息處理設(shè)備20的認證信息被輸 入安裝在第一層和第二層之間的隊列50，作為排隊信息。信息處理設(shè)備20在將排隊信息發(fā) 送到隊列50之后，從輸入設(shè)備10獲取新的認證信息。 屬于第二層的信息處理設(shè)備30在自身設(shè)備中所執(zhí)行的縮略圖認證處理終止時， 將通過了縮略圖認證的信息作為排隊信息發(fā)送到安裝在第二層和第三層之間的隊列60。同 時，信息處理設(shè)備30依次獲取位于隊列50的頭部的排隊信息，并對所獲取的排隊信息執(zhí)行 縮略圖認證處理。 類似地，屬于第三層的信息處理設(shè)備40在自身設(shè)備中所執(zhí)行的模板認證處理終 止時，將認證結(jié)果輸出到布置在外部的設(shè)備。同時，信息處理設(shè)備40依次獲取位于隊列60 的頭部的排隊信息，并對所獲取的排隊信息執(zhí)行模板認證處理。 根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1可以通過執(zhí)行這種處理經(jīng)由所謂的流水線方法 來同時處理多個用戶數(shù)據(jù)。 這里，優(yōu)選地，根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1中的各層的總處理時間彼此相等。 因此，每層中的信息處理設(shè)備的數(shù)目是基于每層的每個單元ID ( S卩，每一個認證信息)的處 理時間以及要處理的ID總數(shù)來確定的。 假設(shè)一個用戶在時間的時刻點T處將手指靜脈圖像輸入輸入設(shè)備10。假設(shè)已登記 的登記人數(shù)為N，并且平均N2個認證數(shù)據(jù)從屬于第一層的信息處理設(shè)備20傳遞到第二層。 數(shù)據(jù)的平均數(shù)目可以是基于統(tǒng)計估計的，或者可以是系統(tǒng)中的平均值。假設(shè)在平均^個數(shù) 據(jù)通過第一層的情況下N3個數(shù)據(jù)傳遞到第三層。第一層至第三層對一個認證數(shù)據(jù)的處理 時間為tptytp 在此情況中，屬于第一層的信息處理設(shè)備20的數(shù)目A與屬于第二層的信息處理設(shè) 備30的數(shù)目B之比被設(shè)置以使得每層中的處理時間變得相等。換言之，信息處理設(shè)備20 的數(shù)目A和信息處理設(shè)備30的數(shù)目B滿足下面的等式101。
14N N，
ti =_^.t2 (等式101)
A B 對等式101變形，則信息處理設(shè)備20的數(shù)目A和信息處理設(shè)備30的數(shù)目B滿足 下面的等式102表達的關(guān)系。
A N-t, s = m+ (等式102) 類似地，屬于第二層的信息處理設(shè)備30的數(shù)目B與屬于第三層的信息處理設(shè)備40 的數(shù)目C之比被設(shè)置以使得每層中的處理時間變得相等。結(jié)果，信息處理設(shè)備30的數(shù)目B 和信息處理設(shè)備40的數(shù)目C滿足下面的等式103。
B N2.t2 5 = ^7^ (等式103) 下面將通過示例利用具體數(shù)字來描述圖1和圖2所示的靜脈認證系統(tǒng)1。 假設(shè)對10000人的進出進行管理。在此情況中，數(shù)據(jù)庫包括N = 10000個登記數(shù)據(jù)
組，其中，如果在輸入了數(shù)據(jù)庫中的任一數(shù)據(jù)的情況下輸入數(shù)據(jù)認證成功，則準許進入。登
記數(shù)據(jù)組指這樣的數(shù)據(jù)組，其中，用戶的認證號、靜脈信息、縮略圖像、與輪廓形狀有關(guān)的信
息、與頻率分布有關(guān)的信息以及與血管數(shù)量有關(guān)的信息彼此相關(guān)聯(lián)。 在靜脈認證系統(tǒng)中，在屬于第一層的信息處理設(shè)備組中執(zhí)行根據(jù)特征量數(shù)據(jù)(縮 略圖像、與輪廓形狀有關(guān)的信息、與頻率分布有關(guān)的信息、與血管數(shù)量有關(guān)的信息等)的匹 配的簡單的一對N認證。因此，由屬于第一層的信息處理設(shè)備組對所有IOOOO個數(shù)據(jù)組執(zhí)行 初次認證處理，并且僅滿足預(yù)定條件的數(shù)據(jù)組被確定為具有與輸入數(shù)據(jù)的高相似度。結(jié)果， 屬于第一層的信息處理設(shè)備20將與被確定為具有高相似度的信息相關(guān)聯(lián)的認證信息以及 ID發(fā)送到布置在第二層之前的隊列50。 這里，假設(shè)在第一層中一次匹配花費0.01msec，并且在第一層中布置了十個信息 處理設(shè)備20。在此情況中，每個信息處理設(shè)備20負責(zé)1000個認證信息并且可以在10msec 內(nèi)執(zhí)行處理。在第一層中開始進行處理的時間點處，已在第二層之前準備了一個隊列50。 通過了第一層的每個信息處理設(shè)備20的ID立即被輸入到去向第二層的隊列50。因此，第 二層中的處理在從第一層發(fā)送來第一個ID的時間點處開始。第一層中的處理在恒定時間 (在上面的示例中為10msec)內(nèi)終止，而不管輸入個體的ID的順序如何。
假設(shè)平均2500個通過信息從第一層發(fā)送到第二層。在第二層中，利用隊列方法執(zhí) 行2500次縮略圖認證。如果一次縮略圖認證花費0. 2msec，則在第二層中需要50個信息處 理設(shè)備30以使得在10msec內(nèi)對2500個認證信息執(zhí)行縮略圖認證。 以隊列方法將認證信息從第二層發(fā)送到第三層以供利用模板對靜脈信息進行認 證(實際認證(actual authentication))。假設(shè)所發(fā)送的認證信息的平均數(shù)目為20，并且 一次實際認證花費5msec。則在此情況中，需要10個信息處理設(shè)備40來在10msec內(nèi)對20 個認證信息執(zhí)行實際認證。 因此，為了使各層的總的處理時間相同，參考每層的對每個單位認證信息的處理 時間以及在本靜脈認證系統(tǒng)1中要處理的認證信息的總數(shù)目來確定被分類到各層的信息 處理設(shè)備的數(shù)目。如果各層中處理時間相同，則當多個用戶以流水線方法使用系統(tǒng)時，信息 處理設(shè)備中的命令等待時間縮短。下面將描述信息處理設(shè)備中的命令等待時間。
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接下來，將參考圖7和圖8詳細描述根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)中的命令的等 待時間。圖7是用于描述流水線處理中的空閑時間的說明視圖，并且圖8是用于描述根據(jù) 本實施例的流水線處理中的空閑時間的說明視圖。 當利用諸如同一數(shù)據(jù)庫之類的大規(guī)模系統(tǒng)對建筑的多層執(zhí)行進出控制時，多個傳 感器被安裝在每層中，并且用戶通過各個傳感器輸入數(shù)據(jù)。在此情況中，出現(xiàn)了多個用戶同 時或在微小的時間內(nèi)通過不同傳感器輸入他/她的生物信息的情況。在這種情況中，在根 據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)l中通過流水線方法來執(zhí)行每層中的每個處理。即，與輸入生 物信息的人有關(guān)的認證處理不會在對前一人的整個認證處理終止之后開始，而是在第一層 中對前一人的處理終止的時間點處開始。 首先，描述圖7和圖8中使用的符號。在圖7和圖8中，垂直軸從頂部到底部表示 輸入生物信息的用戶的輸入順序，而水平軸表示時間。這里，Si(i = 1，2，...，n)表示第i 個用戶向傳感器輸入生物信息的時間點。如圖7和圖8所示，以三個階段來顯示對每個用 戶執(zhí)行的處理或任務(wù)。用字母J表示各個處理，其中，Jik表示對第i個用戶的第k層處理 (任務(wù))。表示各個處理的矩形的水平方向上的長度指與各個處理相對應(yīng)的處理時間。此 外，Wi表示第i個用戶的等待時間，并且與各個Wi相對應(yīng)的虛線表示等待時間長度。
在圖7中，圖示出了與其它層的任務(wù)相比第二層的任務(wù)Ji2的處理時間較長的情 況。在此情況中，對于用戶2，出現(xiàn)了直到第二層的處理開始的等待時間，并且由于其影響， 在J13的任務(wù)終止后，第三層的信息處理設(shè)備40在J23開始之前的一定時間中不執(zhí)行任何 處理。即，出現(xiàn)了信息處理設(shè)備40不執(zhí)行任何處理的浪費時間。如從圖7可清楚看到的， 當對于用戶2出現(xiàn)了等待時間后，在連鎖反應(yīng)中出現(xiàn)了相對于用戶3和用戶4的不需要的 等待時間。為了消除這種浪費時間，靜脈認證系統(tǒng)被構(gòu)建以使得在根據(jù)本實施例的靜脈認 證系統(tǒng)1中在各層中每一個人的總的計算時間相同。 圖8示出了根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1中的流水線方法。在圖8所示示例中， 用戶2在針對用戶1的第一層的處理結(jié)束之前隨即輸入生物信息。因此，用戶2的等待時間 是從用戶2進行輸入起到針對用戶1的第一層的處理結(jié)束為止。用戶3在針對用戶2(緊 鄰的前面的人)的處理開始之前輸入生物信息。因此，用戶3的等待時間變長。另一方面， 用戶4在針對緊鄰的前面的用戶3的第一層的處理結(jié)束之后輸入生物信息。因此，用戶4 的等待時間為O(零)。 在根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1中，系統(tǒng)通過采用流水線方法同時執(zhí)行針對多 個用戶的處理(例如，圖8中的J13、 J22、 J31)，以提高整個系統(tǒng)的效率。如從圖8可清楚 看到的，進行第i個輸入的用戶與進行第i+l個輸入的用戶的處理時間差的最大值變?yōu)?max(Jil， Ji2， Ji3， J(i+1) 1， J(i+1) 2， J(i+1) 3)。因此，Jil、 Ji2、 Ji3的處理時間成為相同 長度，以使每個用戶的任務(wù)之間的等待時間最小化。設(shè)置每層中的信息處理設(shè)備的數(shù)目以 便獲取這樣的處理時間，由此，可以縮短整個系統(tǒng)中的認證時間。
〈關(guān)于靜脈認證方法> 將參考圖9詳細描述在根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1中執(zhí)行的靜脈認證方法。
圖9是用于描述在根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)中執(zhí)行的靜脈認證方法。 在下面的描述中，假設(shè)靜脈認證系統(tǒng)1的用戶已經(jīng)通過輸入設(shè)備10輸入了生物信息。
等待發(fā)送到屬于第一層的信息處理設(shè)備20的認證信息與認證信息的創(chuàng)建時間等 相關(guān)聯(lián)地依次存儲在布置在輸入設(shè)備10的認證信息發(fā)送單元109中的堆棧中。當從屬于 第一層的信息處理設(shè)備20發(fā)送來初次認證處理終止的通知時，認證信息發(fā)送單元109將位 于堆棧的頭部的認證信息發(fā)送到屬于第一層的所有信息處理設(shè)備20(步驟S101)。
獲取了認證信息的屬于第一層的每個信息處理設(shè)備20通過并行處理執(zhí)行針對發(fā) 送來的認證信息的基于特征量的認證(初次認證)(步驟S103)。在基于特征量的初次認證 終止后，信息處理設(shè)備20的通過信息發(fā)送單元205向輸入設(shè)備10的堆棧通知初次處理終 止的事實(步驟S105)。信息處理設(shè)備20的通過信息發(fā)送單元205還將通過第一層的認證 信息發(fā)送到布置在第一層和第二層之間的第二層的隊列50(步驟S107)，作為排隊信息。
在屬于第二層的信息處理設(shè)備30中，通過隊列方法執(zhí)行認證處理(縮略圖認證 處理)(步驟S109)。更具體地，當在自身設(shè)備中執(zhí)行的縮略圖認證處理終止時，屬于第二 層的每個信息處理設(shè)備30獲取位于第二層的隊列50的頭部處的排隊信息，并且對所獲取 的排隊信息執(zhí)行縮略圖認證處理。當縮略圖認證處理終止后，屬于第二層的信息處理設(shè)備 30將通過第二層的認證信息發(fā)送到布置在第二層和第三層之間的第三層的隊列60(步驟 Slll)，作為排隊信息。 在屬于第三層的信息處理設(shè)備40中，通過隊列方法執(zhí)行認證處理(模板認證處 理)(步驟S113)。更具體地，當在自身設(shè)備中執(zhí)行的模板認證處理終止時，屬于第三層的每 個信息處理設(shè)備40獲取位于第三層的隊列60的頭部處的排隊信息，并且對所獲取的排隊 信息執(zhí)行模板認證處理。當模板認證處理終止之后，屬于第三層的信息處理設(shè)備40的認證 結(jié)果發(fā)送單元405發(fā)送認證結(jié)果(步驟S115)。 根據(jù)本實施例的靜脈認證系統(tǒng)1可以通過執(zhí)行這樣的處理來利用所謂的流水線
方法同時處理多個用戶數(shù)據(jù)?！搓P(guān)于硬件配置〉 下面參考圖IO詳細描述根據(jù)本發(fā)明各個實施例的輸入設(shè)備10的硬件配置。圖10 是用于描述根據(jù)本發(fā)明各個實施例的輸入設(shè)備10的硬件配置的框圖。
輸入設(shè)備10被配置為主要包括CPU 901、R0M 903以及RAM 905。輸入設(shè)備10還 包括總線907、橋接器909、外部總線911、接口 913、輸入設(shè)備915、輸出設(shè)備917、存儲設(shè)備 919、驅(qū)動器921、連接端口 923以及通信設(shè)備925。 CPU 901用作計算處理設(shè)備和控制設(shè)備，并且根據(jù)記錄在ROM 903、 RAM 905、存儲 設(shè)備919或可移除記錄介質(zhì)927中的各種類型的程序來控制輸入設(shè)備10的所有或一些操 作。ROM 903存儲由CPU 901使用的程序、計算參數(shù)等。RAM 905主要存儲CPU 901在執(zhí)行 時使用的程序、以及在相關(guān)執(zhí)行中適當?shù)馗淖兊膮?shù)等。這些組件通過利用由諸如CPU總 線之類的內(nèi)部總線來配置的主機總線907而相互連接。 主機總線907通過橋接器909連接到諸如外圍部件互連/接口 (PCI)總線之類的 外部總線911。 輸入設(shè)備915是由用戶進行操作的操作裝置，例如鼠標、鍵盤、觸摸面板、按鈕、開 關(guān)和操作桿。此外，輸入設(shè)備915例如可以是使用紅外線或其它電波的遙控裝置(所謂的 遙控器)，或者還可以是外部連接設(shè)備929，例如與輸入設(shè)備10的操作相對應(yīng)的便攜式電話 和PDA。此外，輸入設(shè)備915是通過輸入控制電路配置的，該輸入控制電路用于基于用戶使
17用操作裝置輸入的信息生成輸入信號并將其輸出到CPU 901。輸入設(shè)備10的用戶操作輸入
設(shè)備915以將各種類型的數(shù)據(jù)輸入到輸入設(shè)備10中，并指示處理操作。 輸出設(shè)備917是由能夠通過視覺和聽覺向用戶通知所獲取信息的設(shè)備構(gòu)成的。這
種設(shè)備包括諸如CRT顯示設(shè)備、液晶顯示設(shè)備、等離子顯示設(shè)備、EL顯示設(shè)備以及燈之類的
顯示設(shè)備、諸如揚聲器和耳機之類的音頻輸出設(shè)備、打印機設(shè)備、便攜式電話、傳真機等。輸
出設(shè)備917輸出通過輸入設(shè)備IO執(zhí)行各種類型的處理而獲得的結(jié)果。具體地，顯示設(shè)備通
過文本或圖像顯示由輸入設(shè)備IO執(zhí)行各種類型的處理而獲得的結(jié)果。另一方面，音頻輸出
設(shè)備將包括再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)在內(nèi)的音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并輸出轉(zhuǎn)換后的信號。 存儲設(shè)備919是被配置作為輸入設(shè)備10的存儲單元的一個示例的、用于數(shù)據(jù)存儲的設(shè)備。存儲設(shè)備919是由諸如硬盤驅(qū)動器(HDD)之類的磁存儲設(shè)備、半導(dǎo)體存儲設(shè)備、光存儲設(shè)備或磁光存儲設(shè)備構(gòu)成的。存儲設(shè)備919存儲CPU 901執(zhí)行的程序以及各種數(shù)據(jù)，以及從外面獲取的各種類型的數(shù)據(jù)等。 驅(qū)動器921是記錄介質(zhì)讀寫器，并且包括在或從外部附接在輸入設(shè)備10中。驅(qū)動器921讀出記錄在所附接的諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲器之類的可移除記錄介質(zhì)927上的信息，并將信息輸出到RAM 905。驅(qū)動器921還可以將記錄寫入所附接的諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲器之類的可移除記錄介質(zhì)927中。可移除記錄介質(zhì)927是DVD介質(zhì)、HD-DVD介質(zhì)以及藍光介質(zhì)等?？梢瞥涗浗橘|(zhì)927可以是致密閃存(CF)(注冊商標)、存儲棒或安全數(shù)字存儲卡(SD存儲卡)等。可移除記錄介質(zhì)927還可以是安裝有非接觸類型的IC芯片的集成電路卡(IC卡)或者電子設(shè)備。 連接端口 923是用于將設(shè)備直接連接到輸入設(shè)備10的端口。連接端口 923的一個示例是通用串行總線(USB)端口、諸如i. Link之類的IEEE1394端口、小型計算機系統(tǒng)接口 (SCSI)端口等。連接端口 923的另一個示例是RS-232C端口、光學(xué)音頻端子以及高清晰多媒體接口 (HDMI)端口。輸入設(shè)備10可以通過將外部連接設(shè)備929連接到連接端口 923，來直接從外部連接設(shè)備929獲取各種類型的數(shù)據(jù)，或者將各種類型的數(shù)據(jù)提供給外部連接設(shè)備929。 通信設(shè)備925是用于連接到通信網(wǎng)絡(luò)931的、由通信設(shè)備等構(gòu)成的通信接口 。通信設(shè)備925例如是有線或無線局域網(wǎng)(LAN)、藍牙或者無線USB(WUSB)通信卡。通信設(shè)備925可以是光通信路由器、非對稱數(shù)字訂戶線(ADSL)路由器，或者各種通信調(diào)制解調(diào)器。通信設(shè)備925可以依照諸如TCP/IP之類的預(yù)定協(xié)議向因特網(wǎng)和其它通信設(shè)備發(fā)送信號以及從因特網(wǎng)和其它通信設(shè)備接收信號。連接到通信設(shè)備925的通信網(wǎng)絡(luò)931是由有線或無線連接的網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成的，并且包括因特網(wǎng)、家庭LAN、紅外數(shù)據(jù)通信、無線電波通信以及衛(wèi)星通信。 上面描述了能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明各個實施例的輸入設(shè)備10的硬件配置的一個示例?？梢允褂猛ㄓ脴?gòu)件來構(gòu)成前述的各個構(gòu)成元件，或者可以利用由專用于各構(gòu)成元件的功能的硬件來構(gòu)成前述的各個構(gòu)成元件。因此，可以根據(jù)實現(xiàn)本實施例時的技術(shù)水平來適當?shù)馗淖円褂玫挠布渲谩?根據(jù)本發(fā)明各個實施例的信息處理設(shè)備20、30、40的硬件配置是與根據(jù)本發(fā)明各個實施例的輸入設(shè)備10的硬件配置類似的配置，并且具有基本上相同的效果，因此省略詳細描述?！纯偨Y(jié)> 如上所述，在根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證系統(tǒng)中，不僅在靜脈認證處理的任務(wù)數(shù)目(通過特征量的認證、縮略圖認證、模板認證)的方向上而且在數(shù)據(jù)庫中的登記數(shù)據(jù)數(shù)目(即，已登記人數(shù))的方向上使系統(tǒng)并行化。換言之，在本靜脈認證系統(tǒng)中，系統(tǒng)在任務(wù)數(shù)目的方向上是分層的，并且在所登記數(shù)據(jù)的數(shù)目的方向上使屬于各層的信息處理設(shè)備并行化。 此外，在根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證系統(tǒng)中，可以通過在層之間提供隊列來將任務(wù)均等地分發(fā)給屬于各層的信息處理設(shè)備。 基于每層中的處理時間以及各個信息處理設(shè)備所負責(zé)的登記數(shù)據(jù)數(shù)目來設(shè)置屬
于各層的信息處理設(shè)備的數(shù)目，以使得可以使流水線方法中的浪費時間最小化。 因此，由于在根據(jù)本發(fā)明各個實施例的靜脈認證系統(tǒng)中，不僅在任務(wù)數(shù)目方向上
而且在登記數(shù)據(jù)數(shù)目方向上使靜脈認證處理并行化，因此，即使同時進行多個輸入，也可以
縮短認證時間。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當明白，可以根據(jù)設(shè)計要求和其它因素進行各種修改、組合、子組合和變更，只要它們在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。 例如，在上述實施例中，雖然描述了將與靜脈認證有關(guān)的處理分段為通過特征量的認證、利用縮略圖像的認證以及利用模板圖像的認證三個階段的情況，然而，也可以分段為兩個階段或者分段為四個階段或更多階段。 此外，在上述實施例中，通過示例描述了靜脈認證，然而，本發(fā)明的各個實施例不限于靜脈認證并且可以應(yīng)用于各種其它生物認證。 此外，在上述實施例中，描述了利用多個信息處理設(shè)備執(zhí)行所謂的網(wǎng)格計算，然而，還可以利用一個或多個多核CPU來構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明各個實施例的生物認證系統(tǒng)。換言之，可以通過向各層中的處理指派多核CPU中的一部分或多個處理器核來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明各個實施例的生物認證系統(tǒng)。 本發(fā)明包含與2008年12月16日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2008-320221中公開的主題有關(guān)的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
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權(quán)利要求
一種生物認證系統(tǒng)，包括多個信息處理設(shè)備，用于利用與表示用戶的身體特征的生物圖案相對應(yīng)的生物信息來執(zhí)行認證，其中所述多個信息處理設(shè)備被劃分為第一組，用于基于與所述生物信息相關(guān)聯(lián)的表示用戶的身體特征的生物圖案所獨有的特征量信息來執(zhí)行初次認證，并且指定被指派給用戶的標識號，以及第二組，用于基于所述標識號和預(yù)先登記的登記生物信息來對在初次認證中成功的生物信息執(zhí)行二次認證；輸入的生物信息被發(fā)送到屬于所述第一組的所有信息處理設(shè)備；在初次認證中成功的生物信息作為排隊信息被添加到等待二次認證的開始的隊列中；以及屬于所述第二組的每個信息處理設(shè)備在自身設(shè)備中所執(zhí)行的二次認證處理終止時，獲取位于所述隊列的頭部處的排隊信息，并且執(zhí)行二次認證處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生物認證系統(tǒng)，其中所述第二組還被劃分為縮略圖認證組，用于基于預(yù)先登記的登記生物圖案的縮略圖像來對在初次認證中成功的生物信息執(zhí)行認證，以及模板認證組，用于基于作為預(yù)先登記的登記生物圖案的模板來對在所述縮略圖認證中成功的生物信息執(zhí)行認證；并且在所述縮略圖認證組中成功的生物信息作為排隊信息被添加到等待基于模板的認證的開始的隊列中；并且屬于所述模板認證組的每個信息處理設(shè)備在自身設(shè)備中所執(zhí)行的基于模板的認證處理終止時，獲取位于所述隊列的頭部處的排隊信息并且執(zhí)行基于模板的認證處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物認證系統(tǒng)，其中對屬于各組的信息處理設(shè)備的數(shù)目進行確定以使得如下時間彼此相等在屬于所述第一組的每個信息處理設(shè)備中執(zhí)行初次認證所需的時間，在屬于所述縮略圖認證組的每個信息處理設(shè)備中基于縮略圖像執(zhí)行認證所需的時間，以及在屬于所述模板認證組的每個信息處理設(shè)備中基于模板執(zhí)行認證所需的時間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物認證系統(tǒng)，其中當?shù)怯浟说怯浬镄畔⒌挠脩舻臄?shù)目為N并且屬于所述第一組的信息處理設(shè)備的數(shù)目為A時，屬于第一組的每個信息處理設(shè)備保存彼此不同的(N/A)個人的登記生物信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物認證系統(tǒng)，其中當屬于所述縮略圖認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目為B并且屬于所述模板認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目為C時，屬于所述第一組的信息處理設(shè)備的數(shù)目與屬于所述縮略圖認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目之比被設(shè)置為滿足等式l，并且屬于所述縮略圖認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目與屬于所述模板認證組的信息處理設(shè)備的數(shù)目之比被設(shè)置為滿足等式2，<formula>formula see original document page 3</formula>其中，在等式1和等式2中，N2 :通過屬于所述第一組的信息處理設(shè)備并成為排隊信息的生物信息的數(shù)目；N3 :通過屬于所述縮略圖認證組的信息處理設(shè)備并成為排隊信息的生物信息的數(shù)目；^ :在屬于所述第一組的信息處理設(shè)備中執(zhí)行初次認證所需的時間；t2 :在屬于所述縮略圖認證組的信息處理設(shè)備中基于縮略圖像執(zhí)行認證所需的時間；以及^:在屬于所述模板認證組的信息處理設(shè)備中基于模板執(zhí)行認證所需的時間。
6. —種生物認證方法，包括以下步驟將輸入到生物認證系統(tǒng)的生物信息發(fā)送到屬于第一組的所有信息處理設(shè)備并且執(zhí)行初次認證，所述生物認證系統(tǒng)包括用于利用生物信息或者與表示用戶的身體特征的生物圖案相對應(yīng)的信息來執(zhí)行認證的多個信息處理設(shè)備，所述多個信息處理設(shè)備被劃分為第一組和第二組，所述第一組用于基于與所述生物信息相關(guān)聯(lián)的表示用戶的身體特征的生物圖案所獨有的特征量信息來執(zhí)行初次認證，并且指定被指派給用戶的標識號，并且所述第二組用于基于所述標識號以及預(yù)先登記的登記生物信息來對在初次認證中成功的生物信息執(zhí)行二次認證；使屬于所述第一組的信息處理設(shè)備將在初次認證中成功的生物信息作為排隊信息添加到等待二次認證的開始的隊列中；以及使屬于所述第二組的每個信息處理設(shè)備在自身設(shè)備中所執(zhí)行的二次認證處理終止時，獲取位于所述隊列的頭部的排隊信息，并且執(zhí)行二次認證處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了生物認證系統(tǒng)和生物認證方法。提供了一種生物認證系統(tǒng)，包括被劃分為第一組和第二組的多個信息處理設(shè)備，第一組用于基于與生物信息相關(guān)聯(lián)的用戶的生物圖案所獨有的特征量信息來執(zhí)行初次認證并且指定被指派給用戶的標識號，第二組用于基于標識號和預(yù)先登記的登記生物信息來對在初次認證中成功的生物信息執(zhí)行二次認證。輸入的生物信息被發(fā)送到屬于第一組的所有信息處理設(shè)備，在初次認證中成功的生物信息作為排隊信息被添加到隊列中，并且屬于第二組的每個信息處理設(shè)備在自身設(shè)備中所執(zhí)行的二次認證處理終止時，獲取位于隊列頭部的排隊信息。
文檔編號G07C9/00GK101751710SQ20091025806
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者穆罕默德·阿卜杜勒·穆奎特, 阿部博 申請人:索尼株式會社