撮影対象物の接触判定方法
【課題】 フィルタ面に指が接触しているかどうかを安価なコストで検出することができる撮影対象物の接触判定装置を提供すること。
【解決手段】 下面部にフィルタ部材が設けられ、撮影対象の指の付け根部分から先端部分までを置く指置き台を有し、この指置き台に置かれた撮影対象の指に対し手のひら側から近赤外線を前記フィルタ部材を介して照射する近赤外線照明装置と、指の画像を前記フィルタ部材を介して手のひら側から撮影するカメラと、前記カメラが撮影した指の画像を処理して指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定する接触判定部とを備え、
前記カメラの撮影範囲に対して、前記近赤外線照明装置が撮影対象の指に照射する近赤外線の照射範囲が狭く設定され、前記接触判定部では指の先端部分に形成された影の大きさによって指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定することを特徴とする。
【解決手段】 下面部にフィルタ部材が設けられ、撮影対象の指の付け根部分から先端部分までを置く指置き台を有し、この指置き台に置かれた撮影対象の指に対し手のひら側から近赤外線を前記フィルタ部材を介して照射する近赤外線照明装置と、指の画像を前記フィルタ部材を介して手のひら側から撮影するカメラと、前記カメラが撮影した指の画像を処理して指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定する接触判定部とを備え、
前記カメラの撮影範囲に対して、前記近赤外線照明装置が撮影対象の指に照射する近赤外線の照射範囲が狭く設定され、前記接触判定部では指の先端部分に形成された影の大きさによって指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラによって撮影される対象物が、カメラ前面の保護板に接触していないかどうかを判定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、指静脈を用いた認証装置が普及している。この装置は、指に近赤外線を照射し、その透過光または反射光を撮影し、その画像データから静脈部分を抽出し、パターンマッチングを行うことにより本人かどうかを判定するものである。
指に近赤外線を照射した指を撮影するためのカメラを保護することと、可視光の影響を少なくするために、指とカメラの間には赤外線に対して透明な特性も持つ板状の部品(以下、フィルタと称する)が取り付けられることが多い。
しかしながら、フィルタに指が接触すると、静脈が圧迫されて静脈部分が写りにくくなり、認証性能に影響が出る。特に指静脈認証装置の使用方法が周知徹底されていない場合、使用者は指紋による認証装置と誤認し、フィルタ面に、故意に指を押し付ける場合があり、認証性能がさらに悪くなるという問題があった。
なお、本発明に関する先行技術文献として下記のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６-１５５５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、例えばフィルタ面に透明電極を貼り付けて、その静電容量の変化によりフィルタ面に指が接触しているかどうかを判定する方法が考えられるが、透明電極による画質の劣化やフィルタのコスト上昇等の悪影響が予想され、得策ではない。
【０００５】
本発明の目的は、フィルタ面に指が接触しているかどうかを安価なコストで検出することができる撮影対象物の接触判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮影対象物の接触判定装置は、下面部にフィルタ部材が設けられ、撮影対象の指の付け根部分から先端部分までを置く指置き台を有し、この指置き台に置かれた撮影対象の指に対し手のひら側から近赤外線を前記フィルタ部材を介して照射する近赤外線照明装置と、指の画像を前記フィルタ部材を介して手のひら側から撮影するカメラと、前記カメラが撮影した指の画像を処理して指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定する接触判定部とを備え、
前記カメラの撮影範囲に対して、前記近赤外線照明装置が撮影対象の指に照射する近赤外線の照射範囲が狭く設定され、前記接触判定部では指の先端部分に形成された影の大きさによって指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮影画像を処理するだけでフィルタ面に指が接触しているかどうかを判定できるので、透明電極などの電気的な部品を搭載する必要が無く、安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の装置構成の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の撮影対象物の接触判定装置において指がフィルタ部材に接触していない状態を示す図である。
【図３】本発明の撮影対象物接触判定装置において、指がフィルタ部材に接触していない状態で撮影した画像を示す図である。
【図４】本発明の撮影対象物接触判定装置において、指がフィルタ部材に接触している状態を示す図である。
【図５】本発明の撮影対象物接触判定装置において、指が接触している状態で撮影した画像を示す図である。
【図６】接触判定を行うために影の存在を判定する部分を説明する図である。
【図７】撮影対象物接触判定装置の判定処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下本発明を適用した撮影対象物の接触判定装置一実施の形態について説明する。
図１は、本発明による撮影対象物の接触判定装置のシステム構成図であり、制御部１０１が指定する出力で赤外線照明装置１０２が撮影対象である指に対して赤外線を照射し、その状態で制御部からの指示を受けたカメラ装置１０３が指を撮影して画像データを出力し、さらに制御部１０３からの指示を受けた接触判定部１０４が画像処理を行って指が接触しているかどうかを判定するものである。
【００１０】
図２は、本発明による撮影対象物の接触判定装置を用いた場合における、撮影対象物がフィルタ部材に接触していない場合の状態を示すものである。
撮影対象物である指２０１は、下面部に透明のフィルタ部材２０５が設けられた指置き台２０２および２０８に手のひら側を下に向けて置かれている。矢印２０６は、カメラ２０４の撮影範囲を示し、矢印２０７は近赤外線ＬＥＤ２０３から出力された近赤外線の照射範囲を示している。また、フィルタ部材２０５はカメラ２０４と撮影対象物である指２０１の間に配置され、カメラ２０４はフィルタ部材２０５を介して指置き台２０２および２０８に置かれた指２０１の像を撮影するようになっている。
近赤外線ＬＥＤ２０３から照射される近赤外線は、指の先端部分の指置き台２０８のＬ字底辺部で進路が遮られるため、指２０１の先端部分(図の左側部分)に影２０９が形成される。撮影対象物である指２０１における影２０９の右側の部分（付け根部分）においては近赤外線ＬＥＤ２０３から近赤外線が照射される。
この状態でカメラ２０４で撮影した画像の状態は、図３に示すようになる。すなわち、近赤外線が照射されている部分は符号３０２に示すように明るく写り、図２の影２０９に対応する部分は影３０３となる。
【００１１】
すなわち、カメラ２０４の撮影範囲に対して、近赤外線ＬＥＤ２０３が撮影対象の指２０１に照射する近赤外線の照射範囲が狭く設定され、指がフィルタ部材２０５に接触していない正常状態では指２０１の先端部分に所定の大きさの影３０３が形成される。
【００１２】
図４は、指２０１がフィルタ部材２０５に接触している場合の状態を示す図である。
指２０１は、指置き台２０２に乗り、先端部分が指置き台２０８に接触し、さらにフィルタ部材２０５の上面に接触している。
２０６は、カメラ２０４の撮影範囲を示し、矢印２０７は近赤外線ＬＥＤ２０３の照射範囲を示す。この場合、近赤外線ＬＥＤ２０３から照射された近赤外線は、指置き台２０８によって影２０９を作るが、この影２０９はカメラ２０４の死角方向（撮影範囲外）にできるため、カメラ２０４にはほとんど写らない。
【００１３】
この状態で撮影した画像の状態は、図５に示すようになる。すなわち、近赤外線が照射されている部分は５０２に示すように明るく写り、図４の影２０９に対応する部分は影５０３となる。
このように、フィルタ部材２０５に撮影対象物が接触する場合と接触しない場合で、指の先端部分の影のでき方（大きさ）が異なるため、影の有無を判定することで接触しているか接触していないかを画像処理によって判定することができる。
【００１４】
撮影画像から、影の有無を判定する方法は、図６において矩形６０１内に含まれる画素の平均輝度を求め、特定のしきい値と比較することにより影の有無を判定する。矩形６０１の位置および大きさと、前記しきい値は、撮影装置に依存する固有の値である。
【００１５】
図７は、本発明による撮影対象物の接触判定装置において、接触しているか否かを判定するためのフローチャートである。
まずステップ７０１は指２０１の画像を撮影するものである。このときに得られる画像の幅をW、高さをHとする。
ステップ７０２は、矩形内部の平均輝度を求めるために、各変数を初期化するものである。
ステップ７０３は、輝度積算用カウンタＺをゼロクリアし、y方向カウンタiyをゼロクリアするものである。
ステップ７０４は、画像の縦方向に全てのラインを列挙したかを判定するものである。
ステップ７０５は、x方向カウンタixをゼロクリアするものである。
ステップ７０６は、画像の横方向に全ての画素を列挙したかを判定するものである。
ステップ７０７は、着目画素の値を積算カウンタzに加算し、さらにx方向カウンタixをインクリメントするものである。
ステップ７０８は、y方向カウンタiyをインクリメントするものである。
ステップ７０９は、積算結果を画素数で割ることにより、矩形内の平均輝度を求めるものである。
ステップ７１０は、求めた平均輝度ｚと、影があるかどうかを判定するしきい値を比較すし、平均輝度ｚがしきい値より小さい場合には指２０１がフィルタ部材２０５に接触し、ｚがしきい値よりも大きい場合には接触していないと判定するものである。
【００１６】
なお、上記実施形態では指置き台２０８のＬ字型底辺部で近赤外線を遮るようにすることによりカメラ２０４の撮影範囲より近赤外線の照射範囲が狭くなるように構成しているが、図８の他の実施形態に示すように近赤外線ＬＥＤの照射角度を指の付け根方向に傾けて配置するようにしても同様な効果が得られる。
【符号の説明】
【００１７】
２０１ 撮影対象の指
２０３ 近赤外線ＬＥＤ
２０４ カメラ
２０２ 指置き台
２０８ 指置き台
２０５ フィルタ部材
２０９ 影
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラによって撮影される対象物が、カメラ前面の保護板に接触していないかどうかを判定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、指静脈を用いた認証装置が普及している。この装置は、指に近赤外線を照射し、その透過光または反射光を撮影し、その画像データから静脈部分を抽出し、パターンマッチングを行うことにより本人かどうかを判定するものである。
指に近赤外線を照射した指を撮影するためのカメラを保護することと、可視光の影響を少なくするために、指とカメラの間には赤外線に対して透明な特性も持つ板状の部品(以下、フィルタと称する)が取り付けられることが多い。
しかしながら、フィルタに指が接触すると、静脈が圧迫されて静脈部分が写りにくくなり、認証性能に影響が出る。特に指静脈認証装置の使用方法が周知徹底されていない場合、使用者は指紋による認証装置と誤認し、フィルタ面に、故意に指を押し付ける場合があり、認証性能がさらに悪くなるという問題があった。
なお、本発明に関する先行技術文献として下記のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６-１５５５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、例えばフィルタ面に透明電極を貼り付けて、その静電容量の変化によりフィルタ面に指が接触しているかどうかを判定する方法が考えられるが、透明電極による画質の劣化やフィルタのコスト上昇等の悪影響が予想され、得策ではない。
【０００５】
本発明の目的は、フィルタ面に指が接触しているかどうかを安価なコストで検出することができる撮影対象物の接触判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮影対象物の接触判定装置は、下面部にフィルタ部材が設けられ、撮影対象の指の付け根部分から先端部分までを置く指置き台を有し、この指置き台に置かれた撮影対象の指に対し手のひら側から近赤外線を前記フィルタ部材を介して照射する近赤外線照明装置と、指の画像を前記フィルタ部材を介して手のひら側から撮影するカメラと、前記カメラが撮影した指の画像を処理して指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定する接触判定部とを備え、
前記カメラの撮影範囲に対して、前記近赤外線照明装置が撮影対象の指に照射する近赤外線の照射範囲が狭く設定され、前記接触判定部では指の先端部分に形成された影の大きさによって指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮影画像を処理するだけでフィルタ面に指が接触しているかどうかを判定できるので、透明電極などの電気的な部品を搭載する必要が無く、安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の装置構成の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の撮影対象物の接触判定装置において指がフィルタ部材に接触していない状態を示す図である。
【図３】本発明の撮影対象物接触判定装置において、指がフィルタ部材に接触していない状態で撮影した画像を示す図である。
【図４】本発明の撮影対象物接触判定装置において、指がフィルタ部材に接触している状態を示す図である。
【図５】本発明の撮影対象物接触判定装置において、指が接触している状態で撮影した画像を示す図である。
【図６】接触判定を行うために影の存在を判定する部分を説明する図である。
【図７】撮影対象物接触判定装置の判定処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下本発明を適用した撮影対象物の接触判定装置一実施の形態について説明する。
図１は、本発明による撮影対象物の接触判定装置のシステム構成図であり、制御部１０１が指定する出力で赤外線照明装置１０２が撮影対象である指に対して赤外線を照射し、その状態で制御部からの指示を受けたカメラ装置１０３が指を撮影して画像データを出力し、さらに制御部１０３からの指示を受けた接触判定部１０４が画像処理を行って指が接触しているかどうかを判定するものである。
【００１０】
図２は、本発明による撮影対象物の接触判定装置を用いた場合における、撮影対象物がフィルタ部材に接触していない場合の状態を示すものである。
撮影対象物である指２０１は、下面部に透明のフィルタ部材２０５が設けられた指置き台２０２および２０８に手のひら側を下に向けて置かれている。矢印２０６は、カメラ２０４の撮影範囲を示し、矢印２０７は近赤外線ＬＥＤ２０３から出力された近赤外線の照射範囲を示している。また、フィルタ部材２０５はカメラ２０４と撮影対象物である指２０１の間に配置され、カメラ２０４はフィルタ部材２０５を介して指置き台２０２および２０８に置かれた指２０１の像を撮影するようになっている。
近赤外線ＬＥＤ２０３から照射される近赤外線は、指の先端部分の指置き台２０８のＬ字底辺部で進路が遮られるため、指２０１の先端部分(図の左側部分)に影２０９が形成される。撮影対象物である指２０１における影２０９の右側の部分（付け根部分）においては近赤外線ＬＥＤ２０３から近赤外線が照射される。
この状態でカメラ２０４で撮影した画像の状態は、図３に示すようになる。すなわち、近赤外線が照射されている部分は符号３０２に示すように明るく写り、図２の影２０９に対応する部分は影３０３となる。
【００１１】
すなわち、カメラ２０４の撮影範囲に対して、近赤外線ＬＥＤ２０３が撮影対象の指２０１に照射する近赤外線の照射範囲が狭く設定され、指がフィルタ部材２０５に接触していない正常状態では指２０１の先端部分に所定の大きさの影３０３が形成される。
【００１２】
図４は、指２０１がフィルタ部材２０５に接触している場合の状態を示す図である。
指２０１は、指置き台２０２に乗り、先端部分が指置き台２０８に接触し、さらにフィルタ部材２０５の上面に接触している。
２０６は、カメラ２０４の撮影範囲を示し、矢印２０７は近赤外線ＬＥＤ２０３の照射範囲を示す。この場合、近赤外線ＬＥＤ２０３から照射された近赤外線は、指置き台２０８によって影２０９を作るが、この影２０９はカメラ２０４の死角方向（撮影範囲外）にできるため、カメラ２０４にはほとんど写らない。
【００１３】
この状態で撮影した画像の状態は、図５に示すようになる。すなわち、近赤外線が照射されている部分は５０２に示すように明るく写り、図４の影２０９に対応する部分は影５０３となる。
このように、フィルタ部材２０５に撮影対象物が接触する場合と接触しない場合で、指の先端部分の影のでき方（大きさ）が異なるため、影の有無を判定することで接触しているか接触していないかを画像処理によって判定することができる。
【００１４】
撮影画像から、影の有無を判定する方法は、図６において矩形６０１内に含まれる画素の平均輝度を求め、特定のしきい値と比較することにより影の有無を判定する。矩形６０１の位置および大きさと、前記しきい値は、撮影装置に依存する固有の値である。
【００１５】
図７は、本発明による撮影対象物の接触判定装置において、接触しているか否かを判定するためのフローチャートである。
まずステップ７０１は指２０１の画像を撮影するものである。このときに得られる画像の幅をW、高さをHとする。
ステップ７０２は、矩形内部の平均輝度を求めるために、各変数を初期化するものである。
ステップ７０３は、輝度積算用カウンタＺをゼロクリアし、y方向カウンタiyをゼロクリアするものである。
ステップ７０４は、画像の縦方向に全てのラインを列挙したかを判定するものである。
ステップ７０５は、x方向カウンタixをゼロクリアするものである。
ステップ７０６は、画像の横方向に全ての画素を列挙したかを判定するものである。
ステップ７０７は、着目画素の値を積算カウンタzに加算し、さらにx方向カウンタixをインクリメントするものである。
ステップ７０８は、y方向カウンタiyをインクリメントするものである。
ステップ７０９は、積算結果を画素数で割ることにより、矩形内の平均輝度を求めるものである。
ステップ７１０は、求めた平均輝度ｚと、影があるかどうかを判定するしきい値を比較すし、平均輝度ｚがしきい値より小さい場合には指２０１がフィルタ部材２０５に接触し、ｚがしきい値よりも大きい場合には接触していないと判定するものである。
【００１６】
なお、上記実施形態では指置き台２０８のＬ字型底辺部で近赤外線を遮るようにすることによりカメラ２０４の撮影範囲より近赤外線の照射範囲が狭くなるように構成しているが、図８の他の実施形態に示すように近赤外線ＬＥＤの照射角度を指の付け根方向に傾けて配置するようにしても同様な効果が得られる。
【符号の説明】
【００１７】
２０１ 撮影対象の指
２０３ 近赤外線ＬＥＤ
２０４ カメラ
２０２ 指置き台
２０８ 指置き台
２０５ フィルタ部材
２０９ 影
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面部に透明のフィルタ部材が設けられ、撮影対象の指の付け根部分から先端部分までを置く指置き台を有し、この指置き台に置かれた撮影対象の指に対し手のひら側から近赤外線を前記フィルタ部材を介して照射する近赤外線照明装置と、指の画像を前記フィルタ部材を介して手のひら側から撮影するカメラと、前記カメラが撮影した指の画像を処理して指がフィルタ部材面に接触しているかどうかを判定する接触判定部とを備え、
前記カメラの撮影範囲に対して、前記近赤外線照明装置が撮影対象の指に照射する近赤外線の照射範囲が狭く設定され、前記接触判定部では指の先端部分に形成された影の大きさによって指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定することを特徴とする撮影対象物の接触判定装置。
【請求項１】
下面部に透明のフィルタ部材が設けられ、撮影対象の指の付け根部分から先端部分までを置く指置き台を有し、この指置き台に置かれた撮影対象の指に対し手のひら側から近赤外線を前記フィルタ部材を介して照射する近赤外線照明装置と、指の画像を前記フィルタ部材を介して手のひら側から撮影するカメラと、前記カメラが撮影した指の画像を処理して指がフィルタ部材面に接触しているかどうかを判定する接触判定部とを備え、
前記カメラの撮影範囲に対して、前記近赤外線照明装置が撮影対象の指に照射する近赤外線の照射範囲が狭く設定され、前記接触判定部では指の先端部分に形成された影の大きさによって指がフィルタ面に接触しているかどうかを判定することを特徴とする撮影対象物の接触判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７８９８４（Ｐ２０１２−７８９８４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２１１６（Ｐ２０１０−２２２１１６）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２３３０５５）株式会社日立ソリューションズ (1,610)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２３３０５５）株式会社日立ソリューションズ (1,610)
【Ｆターム（参考）】
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