生体識別装置
本発明は、個人の指１を識別する生体識別装置に関する。イントラスキンイメージＩＳＩが取得される。かかるイメージＩＳＩは、指の内側表面２からの距離Ｄで指の内側に位置され、汗の穴Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を含んでいる。かかる汗の穴は、イントラスキンイメージＩＳＩで孤立したスポットとして位置される。穴の位置ＣＰ1〜ＣＰNは、基準のイントラスキンイメージＲＩの規準の穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMと更に整合され、穴の整合スコアＰＭＳを生成する。穴の整合スコアＰＭＳは、指１の穴に基づいた識別が有効であるか否かを判定するため、予め決定された穴の閾値と比較される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体識別装置に関する。また、本発明は、かかる装置により実現される方法に関する。
本発明は、特に、生物統計学に基づいたアクセス制御の領域に関する。
【背景技術】
【０００２】
指の内側の皮膚は、図１に示されるように、隆線及び谷のパターンでカバーされている。既に以前から、これらのパターンが個人について異なることが研究されており、確かに各自が固有の指紋を有すると考えられる。このことは、それらのオーナの識別の認証に指紋を適するものとしている。大部分の認識システムは、隆線のパターンにおける特定の特徴を使用している。これらの特徴は、指紋パターンにおける隆線が連続なラインではないが、終端するか、フォークに分裂するか、又はアイランドを形成するラインであるという事実からの結果である。これらの特別のポイントは、詳細又はマクロ特性（macro-features）と呼ばれている。一般に、指紋は、約数百の詳細を含んでいるが、センサにより走査される指紋領域は、約３０〜４０の詳細を通常含んでいる。
【０００３】
生体認証が行われるとき、人の指紋のスキャンが行われ、参照の指紋の記録された特性と比較される。指紋の基本に基づいて生体識別を使用するときの第一の問題は、現在入手可能な指紋スキャナのいずれも、指と良好に形成されたダミーとの間を区別することができないことである。第二の問題は、かかる生体識別システムは、ノンゼロフォルスアクセプト及びフォルスリジェクトレートを有することである。
【０００４】
汗の穴は、指紋の隆線に存在し、生体識別について更なるパターンを提供する皮膚の物理的な特徴を自然に生じる。WO99/06942で公開された特許出願は、指の汗の穴とマクロ特性との関連から個人を識別する方法及び装置を開示している。この方法は、少なくとも１つのレジストレーションの穴と少なくとも１つのレジストレーションのマクロ特性とを有する指紋画像を、レジストレーションプロセスの間に個人から取得するステップを含んでいる。レジストレーションの穴データは、レジストレーションの穴から導出され、レジストレーションのマクロ特性データは、レジストレーションのマクロ特性から導出される。ビッドステップでは、少なくとも１つのビッドの穴と少なくとも１つのビッドのマクロ特性とを有する指紋画像が得られる。ビッドの穴データは、ビッドの穴から導出され、ビッドのマクロ特性データは、ビッドのマクロ特性から導出される。ビッドの関連データは、ビッドの穴データをビッドのマクロ特性データに関連付けし、レジストレーションの穴データをレジストレーションのマクロ特性データに関連付けすることから導出されるレジストレーションの関連データを構成することから構築される。ビッドの関連データは、相関スコアを生成するためにレジストレーションの関連データに比較され、成功又は失敗した識別結果は、相関スコアの予め決定された閾値への比較に基づいて生成される。かかる方法は、マクロ特性と汗の穴とを関連付けすることで、フォルスアクセプト及びフォルスリジェクトレートの実質的な低減を可能にする。さらに、この方法は、汗の穴の情報が詐欺の指紋を保持することが困難であるため、改善された不正と戦う機能を有する。協力による指紋の複製は強制的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この方法の第一の問題点は、指の表面の汚れ又は油の存在が汗の穴の検出を乱すことである。したがって、取得された汗の穴のデータは、非常に信頼できるものではなく、固有な識別データのソースとして利用することができない。第二の問題点は、不正がより困難になされるが、なお可能であることである。
【０００６】
本発明の目的は、より信頼性が高く、より不正に抵抗力がある、個人を識別するためのソリューションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は生体識別装置により達成され、この生体識別装置は、汗の穴（スウェットポア：sweat pores）を含む皮膚内の画像（イントラスキンイメージ：intra-skin image）であって、指の内側表面からの距離で指の内側に位置されている皮膚内の画像を取得する取得手段、皮膚内の画像における孤立したスポットとして候補となる汗の穴を位置決めする位置決め手段、かかる候補となる汗の穴を参照の皮膚内の画像の参照の穴の位置と整合し、穴の整合スコアを生成する整合手段、及び穴の整合スコアを予め決定されたポアの閾値と比較することで、成功又は失敗した穴に基づいた識別の判定を行う判定手段を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る取得手段は、個々の指の皮膚内の画像を提供する。かかる画像は、指の表面の所定の距離で個々の指の内側に位置される。かかる皮膚内画像を取得する利点は、汚れ又は油のような外部要素により皮膚の物理的な特徴の汚染を除くことである。画質及び物理的な特徴の可視性が大幅に改善される。
【０００９】
かかる皮膚内画像は、従来の指紋の隆線及び谷の分類上のパターンを示すだけでなく、エンハンスされた可視性により汗の穴をも示す。穴を位置決めする手段は、暗いバックグランドの孤立した明るいスポットとして、明るいバックグランドの孤立した暗いスポットのいずれかとして、候補となる汗の穴を位置決めするため、このエンハンスされた可視性を利用する。候補となる汗の穴の位置は、穴の整合スコアを生成するため、参照の汗の穴の位置と整合される。かかる穴の整合スコアが予め決定された穴の閾値よりも大きい場合、個々の指は、実際のものとして考えられる。さもなければ、詐欺として考えられる。
【００１０】
汗の穴は、永続的なものであって、変更不可能であって、個々の特徴であるとして当業者に知られている。拡張された可視性をもつ汗の穴を示す非常にきれいな皮膚内画像を取得することで、本発明に係る生体識別装置は、かかる汗の穴にのみ基づいた個々の指の非常に信頼できる識別を提供する。
【００１１】
さらに、本発明に係る生体識別装置により不正が非常に困難にされる。これは、個人の指の内側の所定の距離に位置される皮膚内画像を取得することは、指の外面の画像を取得するよりも実現するのに簡単ではないことによる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、添付図面を参照して更に記載される。
図２を参照して、個人の指１の内側表面２は、取得手段４のプレート３に押される。かかる取得手段４は、指１のイメージプレーンＩＰのイントラスキンイメージＩＳＩを取得することが意図されており、かかるイメージプレーンＩＰは、内側表面２から距離Ｄで指１の内側に位置されている。指の内側表面２からのかかる距離Ｄは、０．１ｍｍよりも長く、０．５ｍｍよりも短く選択されることが好ましい。
【００１３】
図３に提供されている取得手段４は、たとえばレーザビームのような、放射線ビームを生成するための放射線減４１を有する。取得手段４は、たとえば対物レンズといった、指１の内側のイメージプレーンＩＰに放射線ビーム４２を焦点合わせする焦点合わせ手段４３を更に有している。取得手段４は、反射された放射線ビームを検出するための検出手段４４を更に有し、かかる反射ビーム４５は、イメージプレーンＩＰから反射される。
【００１４】
好ましくは、取得手段４は、放出されたレーザ光から画像を形成する共焦点顕微鏡を有するが、当業者にとって、本発明は、たとえば医療Ｘ線システムといったイメージプレーンＩＰのかかるイメージＩＳＩを生成可能な等価なシステムに関することは明らかであろう。
【００１５】
図４は、共焦点顕微鏡が使用されるとき、イントラスキンイメージＩＳＩが取得手段によってどのように形成されるかを示している。かかる共焦点顕微鏡は、励起光１１を供給するレーザソース１０、所定の波長よりも短い光を反射し、その波長よりも長い光を通過させるダイクリックミラー１２、モータに搭載されるスキャニングミラー１３及び１４、レーザ光線を平行にするコリメータレンズ１５、指１の皮膚へのイメージプレーンＩＰに位置される焦点Ｆを有する対物レンズ１６（対物レンズ１６はイメージプレーンＩＰに同一のフォーカルプレーンを有する）、その平面が対物レンズ１６のフォーカルプレーンに共役である共焦点ピンホール１７、検出器１８、コンピュータ１９を含んでいる。
【００１６】
レーザソース１０は、ダイクリックミラー１２から反射する励起光１１を生成する。そこから、励起光１１は、２つのスキャニングミラー１３及び１４に衝突し、これらのミラーは、指１に渡って励起光１１を走査する。指１は、スキャニングミラー１４及び１３によりスキャニングされない再放出された光２０を再放出し、ダイクリックミラー１２を通して通過させ、共焦点ピンホール１７に焦点合わせされる。対物レンズ１６のフォーカルプレーンは、ピンホールプレーンに対であるので、焦点で指により反射された光のみがピンホールを通過する。共焦点ピンホール１７を通過する反射光２０は、たとえばフォトマルチプライヤチューブといった検出器１８により測定される。焦点ではないがフォーカルプレーンにより反射された光は、ピンホールによりブロックされる。結果的に、所与の瞬間で、指１のイメージプレーンの１つのポイントが観察される。検出器１８は、一度に１画素でイントラスキンイメージＩＳＩを構築するコンピュータに接続される。
【００１７】
かかる共焦点顕微鏡の利点は、焦点で反射された光を阻止することである。実際の効果は、指の薄いセクションが画像形成されることである。言い換えれば、共焦点顕微鏡はフィールドの小さな深さを有する。指１を通して多くの薄いセクションをスキャニングすることで、非常にきれいな３次元のイントラスキンイメージ又は指１の画像系列ＩＳＩを構築することができる。
【００１８】
なお、ＣＤドライブのピックアップユニットは、共焦点の顕微鏡として使用することができる。かかるソリューションの利点は、特に従来のＣＣＤカメラを使用したシステムと比較して非常に安価なことである。
【００１９】
図１ｂは、本発明に係る装置により生成されるイントラスキンイメージＩＳＩのエリアのズームを示している。かかるズームエリアは、明るい隆線ＢＲと暗い谷ＤＶを含んでおり、これらは図１ａのそれらに類似しているように見えるが、反転されたコントラストをもつ。図１ａのインクベースの指紋とは異なり、図１ｂの明るい隆線は、指の表面の溝に対応し、図１ｂの暗い谷は、指の表面の隆線に対応している。かかるイントラスキンイメージＩＳＩは、図１ａの古典的なインクベースの指紋に加えて、汗の穴に対応する複数の孤立した明るいスポットＢＳ1、ＢＳ2、ＢＳ3を含んでいる。図１ｂのズームエリアでは、かかる汗の穴は、暗い谷の内側に位置される。
【００２０】
なお、取得手段は、反転されたコントラスト、すなわち明るいバックグランドに孤立した暗いスポットをもつイントラスキンイメージを提供する。
なお、イントラスキンイメージＩＳＩは、おおよそ１０個の穴を１ｍｍ2当たり含んでいる。
【００２１】
図２を参照して、本発明に係る装置は、イントラスキンイメージＩＳＩにおける前記孤立した明るいスポットを位置合わせするための位置合わせ手段５を更に有している。
【００２２】
本発明の第一の実施の形態では、かかる位置合わせ手段５は、たとえば指紋のマクロ特性のような指紋の他の特性とは独立に候補となる汗の穴を位置合わせすることが意図される。位置合わせ手段５は、たとえば、より暗いバックグランドから候補となる汗の穴を抽出するため、スレショールディング技術を実現する。かかるスレショールディング技術は、予め決定されたコントラストの閾値よりも大きい画像ＩＳＩの画素を保持し、かかる予め決定されたコントラスト閾値よりもその値が小さい画素をゼロに強制する。かかる技術は、当業者にとって知られており、２値化処理につながる。２進画像が生成される。かかるコントラストの閾値の適切な値は、経験的に固定されており、実際の汗の穴に対応する明るいスポットの大部分が保持され、誤ったアラームに対応する明るいスポットの大部分が阻止される。なお、スレッショールディングの使用は、孤立した明るいスポットが暗いバックグランドで良好に引き立つことから可能にされる。しかし、本発明は、かかるスレッショールド技術に限定されるものではない。位置合わせ手段５は、たとえばサーキュラーフィルタに基づいたフィルタリングサブ手段を有する場合があり、このサブ手段は、予め決定された値のレンジに含まれるコントラスト値及び直径を有する明るい円形の形状を検出する。
【００２３】
好ましくは、かかる位置合わせ手段５は、１つの画素の幅の候補となる汗の穴を得るための薄化（thinning）サブ手段を更に有する。薄化サブ手段により使用される薄化技術は、当業者に知られている。結果的に、リファレンシャル（Ｏ，ｘ，ｙ）を考え、位置合わせ手段５は、候補となる汗の穴の位置ＣＰ1（ｘ1，ｙ1），ＣＰ2（ｘ2，ｙ2），．．．，ＣＰN（ｘn，ｙn）のセットを出力する。ここでｎは整数である。
【００２４】
次いで、整合手段６は、かかる候補となる汗の穴の位置ＣＰ1〜ＣＰNを基準となるイントラスキンイメージＲＩの基準となる穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMと整合する。ここでＭは整数である。
【００２５】
図５は、候補となる汗の穴の位置ＣＰ1〜ＣＰNを基準となる穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMと整合するための可能な技術を概念的なやり方を示している。かかる整合技術は、イントラスキンイメージＩＳＩの候補となる穴ＣＰの位置（ｘi，ｙi）に集中されるサーチエリアＳＡで基準画像ＲＩの基準の穴ＲＰをサーチすることからなる。かかる動作は、イントラスキンイメージＩＳＩのそれぞれ候補となる穴について繰り返される。穴の整合スコアＰＭＳは、以下のやり方で生成される。かかる穴の整合スコアＰＭＳは、ゼロに初期化される。基準の穴ＲＰがサーチエリアＳＡで発見された場合、穴の整合スコアＰＡは１だけインクリメントされる。
【００２６】
なお、基準の穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMのリストは、本発明に係る生体識別装置のメモリに記憶することができ、必ずしも全体の基準の画像ＲＩではない。
【００２７】
判定手段７は、イントラスキンイメージＩＳＩに基づいた識別が有効であるか否かを判定するように、穴の整合スコアＰＭＳを予め決定された穴の閾値と更に比較する。かかる予め決定された穴の閾値は、真実の指ではなく詐欺の指を除くため、経験的に選択される値を有する。
【００２８】
なお、イントラスキンイメージＩＳＩ及び基準画像ＲＩは、図５に示されるように、たとえば個人の指の異なる向きといった異なる設定で取得されている。このケースでは、候補となるイントラスキンイメージＩＳＩと基準画像ＲＩとの間の整合を容易にするため、変換、スケーリング又はローテーションからなる座標変換８が必要とされる。
【００２９】
本発明の第一の実施の形態の利点は、イントラスキンイメージに含まれる候補となる汗の穴のみを分析することから個人の指を識別するためのソリューションを提案することである。かかるイントラスキンイメージを取得する利点は、皮膚表面の汚れ、油及びいずれかの品質低下による乱れを除くことである。結果的に、得られたイントラスキンイメージは、良好な品質であり、良好に引き出された汗の穴を与える。別の利点は、イントラスキンパターンのトレースがカップ又はテーブルで発見されないことである。汗の穴を位置合わせして整合するために含まれる画像処理技術は、実現が簡単であるという利点をも有する。
【００３０】
先に既に記載されたように、イントラスキンイメージＩＳＩは、汗の穴を含むだけでなく、指紋の隆線及び谷をも含む。かかる指紋の隆線は、当該技術分野で公知であるマクロ特性により通常特徴付けされる。図１ａの指紋に示されるように、マクロ特性は、たとえば指紋の隆線の分岐ＢＦ及び終点ＥＰである。
【００３１】
図６は、本発明の第二の実施の形態に係る生体識別装置を機能的なやり方で示している。かかる装置は、かかる指紋の隆線のマクロ特性を位置合わせするためのマクロ特性の位置合わせ手段を更に有している。かかるマクロ特性の位置合わせ手段は、たとえば、イントラスキンイメージＩＳＩを２進化するためのスレッショールドサブ手段を有する。２進のイントラスキンイメージＢＩＳＩが得られる。支援スレッショールディングサブ手段は、穴の位置合わせ手段５により使用されるのと同じ種類の技術を含む。結果的に、スレッショールディングサブ手段は、イントラスキンイメージＩＳＩに有効に適用することができ、同じ２進画像ＢＩＳＩは、穴の位置合わせ手段５及びマクロ特性の位置合わせ手段３０の両者により使用される。このケースでは、２進のイントラスキンイメージＢＩＳＩは、穴の位置合わせ手段５に送出される。
【００３２】
なお、隆線及び谷のコントラストの不規則なことは、イントラスキンイメージをスレッショールディングするときにエラーを引き起こす場合がある。結果的に、指紋の隆線の位置は、イントラスキンイメージでの延長された形状をエンハンスするためにスレッショールドの前に非等方性のフィルタリングサブ手段を使用することで、エラーに対して更にロバストにすることができる。かかる非等方性のフィルタリングサブ手段は、たとえば、当業者にとって公知である形態学的な技術を含む。
【００３３】
マクロ特性の位置合わせ手段３０は、１画素幅の指紋構造を生成するため、薄化サブ手段を更に有する。当業者にとって公知であるように、隆線のスケルトングラフ又は谷のスケルトングラフのいずれかを出力することができる。両者は、マクロ特性を位置合わせするために使用することができるが、汗の穴が谷に位置されるために、汗の穴が隆線のスケルトングラフから容易に抽出されることがわかる。したがって、隆線のスケルトングラフが出力される。マクロ特性の位置合わせ手段３０は、それがマクロ特性（分岐又はエンドポイント）であるかを判定するため、隆線のそれぞれの頂点を分析することからなる分析サブ手段を更に有している。かかる分析は、サーチエリアで実行され、特にレングスの基準に基づいている。たとえば、余りに短い隆線が阻止される。
【００３４】
マクロ特性の位置合わせサブ手段は、抽出されたマクロ特性ＭＦ1〜ＭＦLの位置を最終的に出力する。ここでＬは整数である。
【００３５】
図７ａは、２進のイントラスキンイメージＢＩＳＩの概観図である。かかる２進のイントラスキンイメージＢＩＳＩは、マクロ特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLを含んでいる。
【００３６】
本発明の第二の実施の形態に係る装置は、マクロ特性の整合スコアＭＦＭＳを生成するため、かかる微量特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLを基準となるマクロ特性の位置ＲＭＦ1〜ＲＭＦKと整合させるためのマクロ特性の整合手段３１を更に有している。ここでＫは整数である。基準のマクロ特性の位置ＲＭＦ1〜ＲＭＦKは、基準の画像ＲＩから到来し、本発明に係る生体識別装置のメモリに記憶される。かかるマクロ特性の整合スコアＭＦＭＳは、マクロ特性に基づいた判定ＭＦＤを出力するマクロ特性の判定手段３２により、予め決定されたマクロ特性の閾値ＭＦＴと比較される。マクロ特性の整合スコアＭＦＭＳが予め決定されたマクロ特性の閾値ＭＦＴよりも大きい場合、マクロ特性に基づいた判定ＭＦＤは、マクロ特性に基づいた個人の指の識別を有効とし、さもなければ、判定は失敗したとして考慮する。
【００３７】
マクロ特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLは、以下のやり方で穴の位置合わせ手段５により利用されることが好ましい。むしろ時間を消費する場合がある、全体のイントラスキンイメージＩＳＩにおける穴についてサーチする代わりに、サーチエリアＳＡは、マクロ特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLの前後に境界が設定される。言い換えれば、かかるマクロ特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLは、汗の穴を位置合わせするための開始点として使用される。
【００３８】
図７ｂは、イントラスキンイメージＩＳＩに汗の穴を位置合わせするためにマクロ特性の位置ＭＦ1の周りに集中されるサーチエリアＳＡの概観図である。汗の穴ＳＰ1は、マクロ特性の位置ＭＦ1からの距離ρ1に位置合わせされる。かかる汗の穴ＳＰ1は、極座標（ρ1，Θ1）を使用してマクロ特性の位置ＭＦ1に関して有効にロードすることができる。
【００３９】
同様に、マクロ特性に基づいた判定ＭＦＤは、穴に基づいた判定ＰＤを採用するため、穴の判定手段７により利用されることが好ましい。幾つかの代替が可能である。マクロ特性は、几帳面な汗の穴よりも確かに識別するため、より特化及び容易であるため、たとえば、失敗したマクロ特性の識別は、有効な穴の識別を通して普及していると考えられる。対照的に、有効なマクロ特性の識別は、より確かな判定を得るために有効な穴の識別により完了することが必要である。
【００４０】
本発明の第二の実施の形態の利点は、汗の穴の位置をエラーに対してロバストにするため、指紋のマクロ特性が検出に容易であることを利用することである。マクロ特性の位置は、イントラスキンイメージＩＳＩの基準画像ＲＩとのマッピングを容易にすることである。
【００４１】
第三の実施の形態では、本発明に係る生体識別装置は、イントラスキンイメージの系列を生成する。かかるイントラスキンイメージの系列は、３次元のイントラスキンイメージを形成し、それぞれのイントラスキンイメージは、指の皮膚での特定の深さに対応する。位置合わせ手段５及び整合手段６は、好ましくは順次に、それぞれのイントラスキンイメージの系列に適用され、現在のイントラスキンイメージで汗の穴をサーチするために前の画像の穴の位置を考慮する。判定手段７は、連続するイントラスキンイメージの系列から到来する汗の穴の位置を収集する。おそらく、かかる判定手段は、系列に沿って全ての汗の穴の存在の連続性に依存して、信頼性の高い測定値を汗の穴の位置に割り当て、かかる信頼性の高い測定値に基づいて最後の穴に基づいた判定を採用する。本発明の第三の実施の形態の利点は、汗の穴の更にロバストな位置を供給し、結果的に個人の指の更に確かな識別を可能にすることである。
【００４２】
図８を参照して、本発明の第四の実施の形態に係る生体識別装置は、指１の内側表面２の外見上の（superficial）指紋画像ＳＩを取得する第二の取得手段５０を有している。かかる第二の取得手段５０は、たとえば、ＣＣＤカメラを有する。外見上の画像ＳＩは、指紋の隆線及び谷及び穴を含む。先に既に記載されたように、イントラスキンイメージＩＳＩによる主な違いは、外見上の画像ＳＩは雑音が多いことであり、指の表面に油及び汚れの存在による。本発明の第四の実施の形態に係る生体装置は、外見上の画像ＳＩの指紋の隆線に位置されるマクロ特性を位置合わせするための第二のマクロ特性の位置合わせ手段５１を更に有している。第二のマクロ特性の位置ＲＭＦ’1〜ＲＭＦ’Lが出力される。ここでＬは整数である。本発明の第四の実施の形態に係る生体装置は、かかる第二のマクロ特性の位置を、基準の外見上の画像ＲＳＩの第二の基準のマクロ特性の位置ＲＭＦ’1〜ＲＭＦ’Kと整合するための第二のマクロ特性の整合手段５２を更に有しており、外見上のマクロ特性の整合スコア（ＳＭＦＭＳ）を生成する。ここでＫは整数である。含まれる画像処理技術は、マクロ特性の位置合わせ手段３０及びマクロ特性の整合手段３１に含まれる技術に非常に類似しており、当業者には公知である。
【００４３】
本発明の第四の実施の形態に係る生体装置は、第二のマクロ特性の位置ＭＦ’1〜ＭＦ’Lに関して、かかる外見上の画像（ＳＩ）における孤立した明るいスポットとして汗の穴を位置合わせするための第二の穴の位置合わせ手段５３を更に有している。たとえば、汗の穴は、第二のマクロ特性の位置の周りに集中されるサーチエリアでサーチされる。第二の汗の穴の位置ＣＰ’1〜ＣＰ’Nが生成される。ここでＮは整数である。本発明の第四実施の形態に係る生体装置は、かかる穴の位置ＣＰ’1〜ＣＰ’Nを、かかる基準の外見上の画像（ＲＳＩ）の第二の基準の穴の位置ＲＰ’1〜ＲＰ’Mと整合するために第二の穴の整合手段５４を更に有しており、外見上の穴の整合スコア（ＳＰＭＳ）を生成する。ここでＭは整数である。第二の穴の位置合わせ手段５３及び第二の穴の整合手段５４に含まれる技術は、エンハンスメント技術、スレッショールディング技術、薄化技術及び整合技術である。しかし、雑音の存在は、マクロ特性及び穴の検出を更に困難にする。この問題を回避するため、当業者にとって知られている雑音除去（de-noising）技術が好ましくは使用される場合がある。外見上の穴の整合スコアＳＰＭＳが出力される。
【００４４】
外見上のマクロ特性の整合スコアＳＭＦＭＳ及び外見上の穴の整合スコアＳＰＭＳは、第二のマクロ特性判定手段５５及び第二の穴の判定手段５６のそれぞれにより利用される。マクロ特性判定手段３２及び穴の判定手段７について先に記載されたのと同じやり方で、かかる第二のマクロ特性の判定手段５５及び第二の穴の判定手段５６は、外見上のマクロ特性の整合スコアＳＭＦＭＳ及び外見上の穴の整合スコアＳＰＭＳを、予め決定されたマクロ特性及び穴の閾値のそれぞれと比較する。外見上のマクロ特性に基づいた判定ＳＭＦＢＤと外見上の穴に基づいた判定ＳＰＢＤが取られる。
【００４５】
本発明の第四の実施の形態に係る生体識別装置は、個人の指１の識別ＩＤが有効であるか否かを判定するために全体的な判定手段５７を有している。かかる全体的な判定は、マクロ特性の整合スコアＭＦＭＳ、穴の整合スコアＰＭＳ、外見上のマクロ特性の整合スコアＳＭＦＭＳ及び外見上の穴の整合スコアＰＭＳを使用して行われる。
【００４６】
本発明の第四の実施の形態に係るシステムの第一の利点は、指紋の２つの異なる画像取得モードから得られる更に正確な識別を提供することである。第二の利点は、不正を更に困難にすることである。
【００４７】
本発明に係る生体識別システムは、ビルディングのエントランスでのアクセス制御に特に有効である。しかし、かかるシステムは、たとえば警察によるモバイルアイデンティティ制御について使用することもできる。このケースでは、イントラスキンイメージＩＳＩは、生体識別システムから分離される携帯用装置により生成される場合がある。したがって、本発明に係る個人の指１のイントラスキンイメージＩＳＩを生成する装置は、取得手段の前で、個人の指１の内側表面２を配置するための配置手段を有する。かかる取得手段は、指の内側表面２からの距離Ｄで指の内側に位置されるイントラスキンイメージを更に取得する。イントラスキンイメージＩＳＩは、ストレージ手段によりメモリに最終的に記憶される。次いで、イントラスキンイメージＩＳＩは、たとえばネットワークコネクションを介して、本発明に係る生体識別装置の位置合わせ手段、整合手段及び判定手段に転送される場合がある。なお、転送が暗号化される場合がある。
【００４８】
本発明に係る生体識別装置は、個人の指を識別するための方法を実現する。かかる方法は、少なくとも個人の指のイントラスキンイメージ（ＩＳＩ）を取得するステップを含んでおり、かかるイントラスキンイメージは、指の内側の距離に位置され、汗の穴を含んでいる。本発明に係る方法は、かかる皮膚内部で焦点合わせされた画像ＩＳＩに孤立した明るいスポットとして汗の穴を位置合わせするステップ、穴の位置ＣＰ1〜ＣＰNを、基準の皮膚内部で焦点合わせされた画像の基準の穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMに整合し、穴の整合スコアＰＭＳを生成するステップ、最後に、穴の相関スコアＰＣＳの第一の予め決定された閾値との比較により成功又は失敗の穴に基づいた識別（ＰＩ）を判定するステップを更に含んでいる。
【００４９】
なお、先に記載された実施の形態は、本発明を制限するのではなく例示するものであり、当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなしに多くの代替的な実施の形態を設計するであろう。この観点で以下の結びの記載がなされる。ハードウェア、ソフトウェア又はその両者のアイテムにより機能を実現する様々なやり方が存在する。この観点で、図面は非常に図解的であって、それぞれの図は、本発明の１つの可能な実施の形態を表すのみである。したがって、図面は異なるブロックとして異なる機能を示しているが、このことは、１つのアイテムのハードウェア又はソフトウェアが幾つかの機能を実行することを排除するものではなく、また、１つの機能が、ハードウェア、ソフトウェア又はその両者のアセンブリにより実行されるのを排除するものではない。請求項では、括弧の間に配置される参照符号は、請求項を限定するとして解釈されるべきではない。単語「有する“comprising”」は、請求項で列挙された以外のエレメント又はステップの存在を排除するものではない。エレメントに先行する単語“ａ”又は“ａｎ”は、複数のかかるエレメントの存在を排除しない。所定の手段が相互に異なる従属の請求項で引用されることは、これらの手段の組み合わせが使用することができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１ａは従来の指紋を示す図であり、図１ｂは本発明に係る皮膚内画像のズームを示す図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係る生体識別装置を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る取得手段を示す図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係る生体識別装置を示す図である。
【図５】図５ａは隆線、指紋のマクロ特性及び汗の穴を含む皮膚内画像を示す図である。図５ｂは皮膚内画像でのマクロ特性の位置前後の汗の穴のサーチエリアを示す図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態に係る生体識別装置を示す図である。
【図７】図７ａ及び図７ｂは本発明の第二の実施の形態に係る汗の穴をサーチするための指紋の隆線のマクロ特性に集中されるサーチエリアを示す図である。
【図８】本発明の第四の実施の形態に係る生体識別装置を示す図である。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体識別装置に関する。また、本発明は、かかる装置により実現される方法に関する。
本発明は、特に、生物統計学に基づいたアクセス制御の領域に関する。
【背景技術】
【０００２】
指の内側の皮膚は、図１に示されるように、隆線及び谷のパターンでカバーされている。既に以前から、これらのパターンが個人について異なることが研究されており、確かに各自が固有の指紋を有すると考えられる。このことは、それらのオーナの識別の認証に指紋を適するものとしている。大部分の認識システムは、隆線のパターンにおける特定の特徴を使用している。これらの特徴は、指紋パターンにおける隆線が連続なラインではないが、終端するか、フォークに分裂するか、又はアイランドを形成するラインであるという事実からの結果である。これらの特別のポイントは、詳細又はマクロ特性（macro-features）と呼ばれている。一般に、指紋は、約数百の詳細を含んでいるが、センサにより走査される指紋領域は、約３０〜４０の詳細を通常含んでいる。
【０００３】
生体認証が行われるとき、人の指紋のスキャンが行われ、参照の指紋の記録された特性と比較される。指紋の基本に基づいて生体識別を使用するときの第一の問題は、現在入手可能な指紋スキャナのいずれも、指と良好に形成されたダミーとの間を区別することができないことである。第二の問題は、かかる生体識別システムは、ノンゼロフォルスアクセプト及びフォルスリジェクトレートを有することである。
【０００４】
汗の穴は、指紋の隆線に存在し、生体識別について更なるパターンを提供する皮膚の物理的な特徴を自然に生じる。WO99/06942で公開された特許出願は、指の汗の穴とマクロ特性との関連から個人を識別する方法及び装置を開示している。この方法は、少なくとも１つのレジストレーションの穴と少なくとも１つのレジストレーションのマクロ特性とを有する指紋画像を、レジストレーションプロセスの間に個人から取得するステップを含んでいる。レジストレーションの穴データは、レジストレーションの穴から導出され、レジストレーションのマクロ特性データは、レジストレーションのマクロ特性から導出される。ビッドステップでは、少なくとも１つのビッドの穴と少なくとも１つのビッドのマクロ特性とを有する指紋画像が得られる。ビッドの穴データは、ビッドの穴から導出され、ビッドのマクロ特性データは、ビッドのマクロ特性から導出される。ビッドの関連データは、ビッドの穴データをビッドのマクロ特性データに関連付けし、レジストレーションの穴データをレジストレーションのマクロ特性データに関連付けすることから導出されるレジストレーションの関連データを構成することから構築される。ビッドの関連データは、相関スコアを生成するためにレジストレーションの関連データに比較され、成功又は失敗した識別結果は、相関スコアの予め決定された閾値への比較に基づいて生成される。かかる方法は、マクロ特性と汗の穴とを関連付けすることで、フォルスアクセプト及びフォルスリジェクトレートの実質的な低減を可能にする。さらに、この方法は、汗の穴の情報が詐欺の指紋を保持することが困難であるため、改善された不正と戦う機能を有する。協力による指紋の複製は強制的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この方法の第一の問題点は、指の表面の汚れ又は油の存在が汗の穴の検出を乱すことである。したがって、取得された汗の穴のデータは、非常に信頼できるものではなく、固有な識別データのソースとして利用することができない。第二の問題点は、不正がより困難になされるが、なお可能であることである。
【０００６】
本発明の目的は、より信頼性が高く、より不正に抵抗力がある、個人を識別するためのソリューションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は生体識別装置により達成され、この生体識別装置は、汗の穴（スウェットポア：sweat pores）を含む皮膚内の画像（イントラスキンイメージ：intra-skin image）であって、指の内側表面からの距離で指の内側に位置されている皮膚内の画像を取得する取得手段、皮膚内の画像における孤立したスポットとして候補となる汗の穴を位置決めする位置決め手段、かかる候補となる汗の穴を参照の皮膚内の画像の参照の穴の位置と整合し、穴の整合スコアを生成する整合手段、及び穴の整合スコアを予め決定されたポアの閾値と比較することで、成功又は失敗した穴に基づいた識別の判定を行う判定手段を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る取得手段は、個々の指の皮膚内の画像を提供する。かかる画像は、指の表面の所定の距離で個々の指の内側に位置される。かかる皮膚内画像を取得する利点は、汚れ又は油のような外部要素により皮膚の物理的な特徴の汚染を除くことである。画質及び物理的な特徴の可視性が大幅に改善される。
【０００９】
かかる皮膚内画像は、従来の指紋の隆線及び谷の分類上のパターンを示すだけでなく、エンハンスされた可視性により汗の穴をも示す。穴を位置決めする手段は、暗いバックグランドの孤立した明るいスポットとして、明るいバックグランドの孤立した暗いスポットのいずれかとして、候補となる汗の穴を位置決めするため、このエンハンスされた可視性を利用する。候補となる汗の穴の位置は、穴の整合スコアを生成するため、参照の汗の穴の位置と整合される。かかる穴の整合スコアが予め決定された穴の閾値よりも大きい場合、個々の指は、実際のものとして考えられる。さもなければ、詐欺として考えられる。
【００１０】
汗の穴は、永続的なものであって、変更不可能であって、個々の特徴であるとして当業者に知られている。拡張された可視性をもつ汗の穴を示す非常にきれいな皮膚内画像を取得することで、本発明に係る生体識別装置は、かかる汗の穴にのみ基づいた個々の指の非常に信頼できる識別を提供する。
【００１１】
さらに、本発明に係る生体識別装置により不正が非常に困難にされる。これは、個人の指の内側の所定の距離に位置される皮膚内画像を取得することは、指の外面の画像を取得するよりも実現するのに簡単ではないことによる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、添付図面を参照して更に記載される。
図２を参照して、個人の指１の内側表面２は、取得手段４のプレート３に押される。かかる取得手段４は、指１のイメージプレーンＩＰのイントラスキンイメージＩＳＩを取得することが意図されており、かかるイメージプレーンＩＰは、内側表面２から距離Ｄで指１の内側に位置されている。指の内側表面２からのかかる距離Ｄは、０．１ｍｍよりも長く、０．５ｍｍよりも短く選択されることが好ましい。
【００１３】
図３に提供されている取得手段４は、たとえばレーザビームのような、放射線ビームを生成するための放射線減４１を有する。取得手段４は、たとえば対物レンズといった、指１の内側のイメージプレーンＩＰに放射線ビーム４２を焦点合わせする焦点合わせ手段４３を更に有している。取得手段４は、反射された放射線ビームを検出するための検出手段４４を更に有し、かかる反射ビーム４５は、イメージプレーンＩＰから反射される。
【００１４】
好ましくは、取得手段４は、放出されたレーザ光から画像を形成する共焦点顕微鏡を有するが、当業者にとって、本発明は、たとえば医療Ｘ線システムといったイメージプレーンＩＰのかかるイメージＩＳＩを生成可能な等価なシステムに関することは明らかであろう。
【００１５】
図４は、共焦点顕微鏡が使用されるとき、イントラスキンイメージＩＳＩが取得手段によってどのように形成されるかを示している。かかる共焦点顕微鏡は、励起光１１を供給するレーザソース１０、所定の波長よりも短い光を反射し、その波長よりも長い光を通過させるダイクリックミラー１２、モータに搭載されるスキャニングミラー１３及び１４、レーザ光線を平行にするコリメータレンズ１５、指１の皮膚へのイメージプレーンＩＰに位置される焦点Ｆを有する対物レンズ１６（対物レンズ１６はイメージプレーンＩＰに同一のフォーカルプレーンを有する）、その平面が対物レンズ１６のフォーカルプレーンに共役である共焦点ピンホール１７、検出器１８、コンピュータ１９を含んでいる。
【００１６】
レーザソース１０は、ダイクリックミラー１２から反射する励起光１１を生成する。そこから、励起光１１は、２つのスキャニングミラー１３及び１４に衝突し、これらのミラーは、指１に渡って励起光１１を走査する。指１は、スキャニングミラー１４及び１３によりスキャニングされない再放出された光２０を再放出し、ダイクリックミラー１２を通して通過させ、共焦点ピンホール１７に焦点合わせされる。対物レンズ１６のフォーカルプレーンは、ピンホールプレーンに対であるので、焦点で指により反射された光のみがピンホールを通過する。共焦点ピンホール１７を通過する反射光２０は、たとえばフォトマルチプライヤチューブといった検出器１８により測定される。焦点ではないがフォーカルプレーンにより反射された光は、ピンホールによりブロックされる。結果的に、所与の瞬間で、指１のイメージプレーンの１つのポイントが観察される。検出器１８は、一度に１画素でイントラスキンイメージＩＳＩを構築するコンピュータに接続される。
【００１７】
かかる共焦点顕微鏡の利点は、焦点で反射された光を阻止することである。実際の効果は、指の薄いセクションが画像形成されることである。言い換えれば、共焦点顕微鏡はフィールドの小さな深さを有する。指１を通して多くの薄いセクションをスキャニングすることで、非常にきれいな３次元のイントラスキンイメージ又は指１の画像系列ＩＳＩを構築することができる。
【００１８】
なお、ＣＤドライブのピックアップユニットは、共焦点の顕微鏡として使用することができる。かかるソリューションの利点は、特に従来のＣＣＤカメラを使用したシステムと比較して非常に安価なことである。
【００１９】
図１ｂは、本発明に係る装置により生成されるイントラスキンイメージＩＳＩのエリアのズームを示している。かかるズームエリアは、明るい隆線ＢＲと暗い谷ＤＶを含んでおり、これらは図１ａのそれらに類似しているように見えるが、反転されたコントラストをもつ。図１ａのインクベースの指紋とは異なり、図１ｂの明るい隆線は、指の表面の溝に対応し、図１ｂの暗い谷は、指の表面の隆線に対応している。かかるイントラスキンイメージＩＳＩは、図１ａの古典的なインクベースの指紋に加えて、汗の穴に対応する複数の孤立した明るいスポットＢＳ1、ＢＳ2、ＢＳ3を含んでいる。図１ｂのズームエリアでは、かかる汗の穴は、暗い谷の内側に位置される。
【００２０】
なお、取得手段は、反転されたコントラスト、すなわち明るいバックグランドに孤立した暗いスポットをもつイントラスキンイメージを提供する。
なお、イントラスキンイメージＩＳＩは、おおよそ１０個の穴を１ｍｍ2当たり含んでいる。
【００２１】
図２を参照して、本発明に係る装置は、イントラスキンイメージＩＳＩにおける前記孤立した明るいスポットを位置合わせするための位置合わせ手段５を更に有している。
【００２２】
本発明の第一の実施の形態では、かかる位置合わせ手段５は、たとえば指紋のマクロ特性のような指紋の他の特性とは独立に候補となる汗の穴を位置合わせすることが意図される。位置合わせ手段５は、たとえば、より暗いバックグランドから候補となる汗の穴を抽出するため、スレショールディング技術を実現する。かかるスレショールディング技術は、予め決定されたコントラストの閾値よりも大きい画像ＩＳＩの画素を保持し、かかる予め決定されたコントラスト閾値よりもその値が小さい画素をゼロに強制する。かかる技術は、当業者にとって知られており、２値化処理につながる。２進画像が生成される。かかるコントラストの閾値の適切な値は、経験的に固定されており、実際の汗の穴に対応する明るいスポットの大部分が保持され、誤ったアラームに対応する明るいスポットの大部分が阻止される。なお、スレッショールディングの使用は、孤立した明るいスポットが暗いバックグランドで良好に引き立つことから可能にされる。しかし、本発明は、かかるスレッショールド技術に限定されるものではない。位置合わせ手段５は、たとえばサーキュラーフィルタに基づいたフィルタリングサブ手段を有する場合があり、このサブ手段は、予め決定された値のレンジに含まれるコントラスト値及び直径を有する明るい円形の形状を検出する。
【００２３】
好ましくは、かかる位置合わせ手段５は、１つの画素の幅の候補となる汗の穴を得るための薄化（thinning）サブ手段を更に有する。薄化サブ手段により使用される薄化技術は、当業者に知られている。結果的に、リファレンシャル（Ｏ，ｘ，ｙ）を考え、位置合わせ手段５は、候補となる汗の穴の位置ＣＰ1（ｘ1，ｙ1），ＣＰ2（ｘ2，ｙ2），．．．，ＣＰN（ｘn，ｙn）のセットを出力する。ここでｎは整数である。
【００２４】
次いで、整合手段６は、かかる候補となる汗の穴の位置ＣＰ1〜ＣＰNを基準となるイントラスキンイメージＲＩの基準となる穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMと整合する。ここでＭは整数である。
【００２５】
図５は、候補となる汗の穴の位置ＣＰ1〜ＣＰNを基準となる穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMと整合するための可能な技術を概念的なやり方を示している。かかる整合技術は、イントラスキンイメージＩＳＩの候補となる穴ＣＰの位置（ｘi，ｙi）に集中されるサーチエリアＳＡで基準画像ＲＩの基準の穴ＲＰをサーチすることからなる。かかる動作は、イントラスキンイメージＩＳＩのそれぞれ候補となる穴について繰り返される。穴の整合スコアＰＭＳは、以下のやり方で生成される。かかる穴の整合スコアＰＭＳは、ゼロに初期化される。基準の穴ＲＰがサーチエリアＳＡで発見された場合、穴の整合スコアＰＡは１だけインクリメントされる。
【００２６】
なお、基準の穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMのリストは、本発明に係る生体識別装置のメモリに記憶することができ、必ずしも全体の基準の画像ＲＩではない。
【００２７】
判定手段７は、イントラスキンイメージＩＳＩに基づいた識別が有効であるか否かを判定するように、穴の整合スコアＰＭＳを予め決定された穴の閾値と更に比較する。かかる予め決定された穴の閾値は、真実の指ではなく詐欺の指を除くため、経験的に選択される値を有する。
【００２８】
なお、イントラスキンイメージＩＳＩ及び基準画像ＲＩは、図５に示されるように、たとえば個人の指の異なる向きといった異なる設定で取得されている。このケースでは、候補となるイントラスキンイメージＩＳＩと基準画像ＲＩとの間の整合を容易にするため、変換、スケーリング又はローテーションからなる座標変換８が必要とされる。
【００２９】
本発明の第一の実施の形態の利点は、イントラスキンイメージに含まれる候補となる汗の穴のみを分析することから個人の指を識別するためのソリューションを提案することである。かかるイントラスキンイメージを取得する利点は、皮膚表面の汚れ、油及びいずれかの品質低下による乱れを除くことである。結果的に、得られたイントラスキンイメージは、良好な品質であり、良好に引き出された汗の穴を与える。別の利点は、イントラスキンパターンのトレースがカップ又はテーブルで発見されないことである。汗の穴を位置合わせして整合するために含まれる画像処理技術は、実現が簡単であるという利点をも有する。
【００３０】
先に既に記載されたように、イントラスキンイメージＩＳＩは、汗の穴を含むだけでなく、指紋の隆線及び谷をも含む。かかる指紋の隆線は、当該技術分野で公知であるマクロ特性により通常特徴付けされる。図１ａの指紋に示されるように、マクロ特性は、たとえば指紋の隆線の分岐ＢＦ及び終点ＥＰである。
【００３１】
図６は、本発明の第二の実施の形態に係る生体識別装置を機能的なやり方で示している。かかる装置は、かかる指紋の隆線のマクロ特性を位置合わせするためのマクロ特性の位置合わせ手段を更に有している。かかるマクロ特性の位置合わせ手段は、たとえば、イントラスキンイメージＩＳＩを２進化するためのスレッショールドサブ手段を有する。２進のイントラスキンイメージＢＩＳＩが得られる。支援スレッショールディングサブ手段は、穴の位置合わせ手段５により使用されるのと同じ種類の技術を含む。結果的に、スレッショールディングサブ手段は、イントラスキンイメージＩＳＩに有効に適用することができ、同じ２進画像ＢＩＳＩは、穴の位置合わせ手段５及びマクロ特性の位置合わせ手段３０の両者により使用される。このケースでは、２進のイントラスキンイメージＢＩＳＩは、穴の位置合わせ手段５に送出される。
【００３２】
なお、隆線及び谷のコントラストの不規則なことは、イントラスキンイメージをスレッショールディングするときにエラーを引き起こす場合がある。結果的に、指紋の隆線の位置は、イントラスキンイメージでの延長された形状をエンハンスするためにスレッショールドの前に非等方性のフィルタリングサブ手段を使用することで、エラーに対して更にロバストにすることができる。かかる非等方性のフィルタリングサブ手段は、たとえば、当業者にとって公知である形態学的な技術を含む。
【００３３】
マクロ特性の位置合わせ手段３０は、１画素幅の指紋構造を生成するため、薄化サブ手段を更に有する。当業者にとって公知であるように、隆線のスケルトングラフ又は谷のスケルトングラフのいずれかを出力することができる。両者は、マクロ特性を位置合わせするために使用することができるが、汗の穴が谷に位置されるために、汗の穴が隆線のスケルトングラフから容易に抽出されることがわかる。したがって、隆線のスケルトングラフが出力される。マクロ特性の位置合わせ手段３０は、それがマクロ特性（分岐又はエンドポイント）であるかを判定するため、隆線のそれぞれの頂点を分析することからなる分析サブ手段を更に有している。かかる分析は、サーチエリアで実行され、特にレングスの基準に基づいている。たとえば、余りに短い隆線が阻止される。
【００３４】
マクロ特性の位置合わせサブ手段は、抽出されたマクロ特性ＭＦ1〜ＭＦLの位置を最終的に出力する。ここでＬは整数である。
【００３５】
図７ａは、２進のイントラスキンイメージＢＩＳＩの概観図である。かかる２進のイントラスキンイメージＢＩＳＩは、マクロ特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLを含んでいる。
【００３６】
本発明の第二の実施の形態に係る装置は、マクロ特性の整合スコアＭＦＭＳを生成するため、かかる微量特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLを基準となるマクロ特性の位置ＲＭＦ1〜ＲＭＦKと整合させるためのマクロ特性の整合手段３１を更に有している。ここでＫは整数である。基準のマクロ特性の位置ＲＭＦ1〜ＲＭＦKは、基準の画像ＲＩから到来し、本発明に係る生体識別装置のメモリに記憶される。かかるマクロ特性の整合スコアＭＦＭＳは、マクロ特性に基づいた判定ＭＦＤを出力するマクロ特性の判定手段３２により、予め決定されたマクロ特性の閾値ＭＦＴと比較される。マクロ特性の整合スコアＭＦＭＳが予め決定されたマクロ特性の閾値ＭＦＴよりも大きい場合、マクロ特性に基づいた判定ＭＦＤは、マクロ特性に基づいた個人の指の識別を有効とし、さもなければ、判定は失敗したとして考慮する。
【００３７】
マクロ特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLは、以下のやり方で穴の位置合わせ手段５により利用されることが好ましい。むしろ時間を消費する場合がある、全体のイントラスキンイメージＩＳＩにおける穴についてサーチする代わりに、サーチエリアＳＡは、マクロ特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLの前後に境界が設定される。言い換えれば、かかるマクロ特性の位置ＭＦ1〜ＭＦLは、汗の穴を位置合わせするための開始点として使用される。
【００３８】
図７ｂは、イントラスキンイメージＩＳＩに汗の穴を位置合わせするためにマクロ特性の位置ＭＦ1の周りに集中されるサーチエリアＳＡの概観図である。汗の穴ＳＰ1は、マクロ特性の位置ＭＦ1からの距離ρ1に位置合わせされる。かかる汗の穴ＳＰ1は、極座標（ρ1，Θ1）を使用してマクロ特性の位置ＭＦ1に関して有効にロードすることができる。
【００３９】
同様に、マクロ特性に基づいた判定ＭＦＤは、穴に基づいた判定ＰＤを採用するため、穴の判定手段７により利用されることが好ましい。幾つかの代替が可能である。マクロ特性は、几帳面な汗の穴よりも確かに識別するため、より特化及び容易であるため、たとえば、失敗したマクロ特性の識別は、有効な穴の識別を通して普及していると考えられる。対照的に、有効なマクロ特性の識別は、より確かな判定を得るために有効な穴の識別により完了することが必要である。
【００４０】
本発明の第二の実施の形態の利点は、汗の穴の位置をエラーに対してロバストにするため、指紋のマクロ特性が検出に容易であることを利用することである。マクロ特性の位置は、イントラスキンイメージＩＳＩの基準画像ＲＩとのマッピングを容易にすることである。
【００４１】
第三の実施の形態では、本発明に係る生体識別装置は、イントラスキンイメージの系列を生成する。かかるイントラスキンイメージの系列は、３次元のイントラスキンイメージを形成し、それぞれのイントラスキンイメージは、指の皮膚での特定の深さに対応する。位置合わせ手段５及び整合手段６は、好ましくは順次に、それぞれのイントラスキンイメージの系列に適用され、現在のイントラスキンイメージで汗の穴をサーチするために前の画像の穴の位置を考慮する。判定手段７は、連続するイントラスキンイメージの系列から到来する汗の穴の位置を収集する。おそらく、かかる判定手段は、系列に沿って全ての汗の穴の存在の連続性に依存して、信頼性の高い測定値を汗の穴の位置に割り当て、かかる信頼性の高い測定値に基づいて最後の穴に基づいた判定を採用する。本発明の第三の実施の形態の利点は、汗の穴の更にロバストな位置を供給し、結果的に個人の指の更に確かな識別を可能にすることである。
【００４２】
図８を参照して、本発明の第四の実施の形態に係る生体識別装置は、指１の内側表面２の外見上の（superficial）指紋画像ＳＩを取得する第二の取得手段５０を有している。かかる第二の取得手段５０は、たとえば、ＣＣＤカメラを有する。外見上の画像ＳＩは、指紋の隆線及び谷及び穴を含む。先に既に記載されたように、イントラスキンイメージＩＳＩによる主な違いは、外見上の画像ＳＩは雑音が多いことであり、指の表面に油及び汚れの存在による。本発明の第四の実施の形態に係る生体装置は、外見上の画像ＳＩの指紋の隆線に位置されるマクロ特性を位置合わせするための第二のマクロ特性の位置合わせ手段５１を更に有している。第二のマクロ特性の位置ＲＭＦ’1〜ＲＭＦ’Lが出力される。ここでＬは整数である。本発明の第四の実施の形態に係る生体装置は、かかる第二のマクロ特性の位置を、基準の外見上の画像ＲＳＩの第二の基準のマクロ特性の位置ＲＭＦ’1〜ＲＭＦ’Kと整合するための第二のマクロ特性の整合手段５２を更に有しており、外見上のマクロ特性の整合スコア（ＳＭＦＭＳ）を生成する。ここでＫは整数である。含まれる画像処理技術は、マクロ特性の位置合わせ手段３０及びマクロ特性の整合手段３１に含まれる技術に非常に類似しており、当業者には公知である。
【００４３】
本発明の第四の実施の形態に係る生体装置は、第二のマクロ特性の位置ＭＦ’1〜ＭＦ’Lに関して、かかる外見上の画像（ＳＩ）における孤立した明るいスポットとして汗の穴を位置合わせするための第二の穴の位置合わせ手段５３を更に有している。たとえば、汗の穴は、第二のマクロ特性の位置の周りに集中されるサーチエリアでサーチされる。第二の汗の穴の位置ＣＰ’1〜ＣＰ’Nが生成される。ここでＮは整数である。本発明の第四実施の形態に係る生体装置は、かかる穴の位置ＣＰ’1〜ＣＰ’Nを、かかる基準の外見上の画像（ＲＳＩ）の第二の基準の穴の位置ＲＰ’1〜ＲＰ’Mと整合するために第二の穴の整合手段５４を更に有しており、外見上の穴の整合スコア（ＳＰＭＳ）を生成する。ここでＭは整数である。第二の穴の位置合わせ手段５３及び第二の穴の整合手段５４に含まれる技術は、エンハンスメント技術、スレッショールディング技術、薄化技術及び整合技術である。しかし、雑音の存在は、マクロ特性及び穴の検出を更に困難にする。この問題を回避するため、当業者にとって知られている雑音除去（de-noising）技術が好ましくは使用される場合がある。外見上の穴の整合スコアＳＰＭＳが出力される。
【００４４】
外見上のマクロ特性の整合スコアＳＭＦＭＳ及び外見上の穴の整合スコアＳＰＭＳは、第二のマクロ特性判定手段５５及び第二の穴の判定手段５６のそれぞれにより利用される。マクロ特性判定手段３２及び穴の判定手段７について先に記載されたのと同じやり方で、かかる第二のマクロ特性の判定手段５５及び第二の穴の判定手段５６は、外見上のマクロ特性の整合スコアＳＭＦＭＳ及び外見上の穴の整合スコアＳＰＭＳを、予め決定されたマクロ特性及び穴の閾値のそれぞれと比較する。外見上のマクロ特性に基づいた判定ＳＭＦＢＤと外見上の穴に基づいた判定ＳＰＢＤが取られる。
【００４５】
本発明の第四の実施の形態に係る生体識別装置は、個人の指１の識別ＩＤが有効であるか否かを判定するために全体的な判定手段５７を有している。かかる全体的な判定は、マクロ特性の整合スコアＭＦＭＳ、穴の整合スコアＰＭＳ、外見上のマクロ特性の整合スコアＳＭＦＭＳ及び外見上の穴の整合スコアＰＭＳを使用して行われる。
【００４６】
本発明の第四の実施の形態に係るシステムの第一の利点は、指紋の２つの異なる画像取得モードから得られる更に正確な識別を提供することである。第二の利点は、不正を更に困難にすることである。
【００４７】
本発明に係る生体識別システムは、ビルディングのエントランスでのアクセス制御に特に有効である。しかし、かかるシステムは、たとえば警察によるモバイルアイデンティティ制御について使用することもできる。このケースでは、イントラスキンイメージＩＳＩは、生体識別システムから分離される携帯用装置により生成される場合がある。したがって、本発明に係る個人の指１のイントラスキンイメージＩＳＩを生成する装置は、取得手段の前で、個人の指１の内側表面２を配置するための配置手段を有する。かかる取得手段は、指の内側表面２からの距離Ｄで指の内側に位置されるイントラスキンイメージを更に取得する。イントラスキンイメージＩＳＩは、ストレージ手段によりメモリに最終的に記憶される。次いで、イントラスキンイメージＩＳＩは、たとえばネットワークコネクションを介して、本発明に係る生体識別装置の位置合わせ手段、整合手段及び判定手段に転送される場合がある。なお、転送が暗号化される場合がある。
【００４８】
本発明に係る生体識別装置は、個人の指を識別するための方法を実現する。かかる方法は、少なくとも個人の指のイントラスキンイメージ（ＩＳＩ）を取得するステップを含んでおり、かかるイントラスキンイメージは、指の内側の距離に位置され、汗の穴を含んでいる。本発明に係る方法は、かかる皮膚内部で焦点合わせされた画像ＩＳＩに孤立した明るいスポットとして汗の穴を位置合わせするステップ、穴の位置ＣＰ1〜ＣＰNを、基準の皮膚内部で焦点合わせされた画像の基準の穴の位置ＲＰ1〜ＲＰMに整合し、穴の整合スコアＰＭＳを生成するステップ、最後に、穴の相関スコアＰＣＳの第一の予め決定された閾値との比較により成功又は失敗の穴に基づいた識別（ＰＩ）を判定するステップを更に含んでいる。
【００４９】
なお、先に記載された実施の形態は、本発明を制限するのではなく例示するものであり、当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなしに多くの代替的な実施の形態を設計するであろう。この観点で以下の結びの記載がなされる。ハードウェア、ソフトウェア又はその両者のアイテムにより機能を実現する様々なやり方が存在する。この観点で、図面は非常に図解的であって、それぞれの図は、本発明の１つの可能な実施の形態を表すのみである。したがって、図面は異なるブロックとして異なる機能を示しているが、このことは、１つのアイテムのハードウェア又はソフトウェアが幾つかの機能を実行することを排除するものではなく、また、１つの機能が、ハードウェア、ソフトウェア又はその両者のアセンブリにより実行されるのを排除するものではない。請求項では、括弧の間に配置される参照符号は、請求項を限定するとして解釈されるべきではない。単語「有する“comprising”」は、請求項で列挙された以外のエレメント又はステップの存在を排除するものではない。エレメントに先行する単語“ａ”又は“ａｎ”は、複数のかかるエレメントの存在を排除しない。所定の手段が相互に異なる従属の請求項で引用されることは、これらの手段の組み合わせが使用することができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１ａは従来の指紋を示す図であり、図１ｂは本発明に係る皮膚内画像のズームを示す図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係る生体識別装置を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る取得手段を示す図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係る生体識別装置を示す図である。
【図５】図５ａは隆線、指紋のマクロ特性及び汗の穴を含む皮膚内画像を示す図である。図５ｂは皮膚内画像でのマクロ特性の位置前後の汗の穴のサーチエリアを示す図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態に係る生体識別装置を示す図である。
【図７】図７ａ及び図７ｂは本発明の第二の実施の形態に係る汗の穴をサーチするための指紋の隆線のマクロ特性に集中されるサーチエリアを示す図である。
【図８】本発明の第四の実施の形態に係る生体識別装置を示す図である。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側の表面を有する個人の指を識別する生体識別装置であって、
当該装置は、
汗の穴を含むイントラスキンイメージであって、指の内側表面からのある距離での指の内側に位置されるイントラスキンイメージを取得する手段と、
前記イントラスキンイメージにおける孤立したスポットとして前記汗の穴を位置合わせする位置合わせ手段と、
前記穴の位置を、規準のイントラスキンイメージの規準の穴の位置と整合させ、穴の相関スコアを生成する整合手段と、
前記穴の整合スコアの予め決定された穴の閾値との比較により、成功又は失敗した穴に基づいた識別を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記イントラスキンイメージは指紋の隆線を含み、
当該装置は、
前記指紋の隆線に位置されるマクロ特性を位置合わせするマクロ特性の位置合わせ手段と、
前記マクロ特性の位置を規準のマクロ特性の位置と整合させ、マクロ特性の整合スコアを生成するマクロ特性の整合手段と、
前記前記マクロ特性の整合手段の予め決定されたマクロ特性の閾値との比較により、成功又は失敗したマクロ特性に基づいた識別を判定するマクロ特性の手段と、
を更に有する請求項１記載の生体識別装置。
【請求項３】
前記穴の位置合わせ手段は、マクロ特性に関する汗の穴を位置合わせすることが意図される、
請求項２記載の生体識別装置。
【請求項４】
前記取得手段は、
放射線ビームを生成するための放射線源と、
指の内側表面からの距離で前記放射線ビームを焦点合わせする焦点合わせ手段と、
指により反射された反射された放射線ビームを検出する検出手段と、
請求項１記載の生体識別装置。
【請求項５】
指の内側表面からの焦点距離は、０．１ｍｍよりも長く、０．５ｍｍよりも短い、
請求項４記載の生体識別装置。
【請求項６】
前記取得手段は共焦点顕微鏡を含む、
請求項４記載の生体識別装置。
【請求項７】
第一のイントラスキンイメージに対応する第一の穴の位置は、第二のイントラスキンフォーカスイメージの穴を位置合わせするための初期化として使用される、
請求項１記載の生体識別装置。
【請求項８】
指の内側表面の外見上の画像を取得する第二の取得手段と、
前記指紋の隆線に位置されるマクロ特性を位置合わせする第二のマクロ特性の位置合わせ手段と、
前記第二のマクロ特性の位置を外見上の規準のマクロ特性の位置と整合させ、外見上のマクロ特性の整合スコアを生成する第二のマクロ特性の整合手段と、
前記外見上のマクロ特性の整合スコアの第二の予め決定されたマクロ特性の閾値との比較により、成功又は失敗した外見上のマクロ特性に基づいた識別を判定する第二のマクロ特性の判定手段と、
前記外見上の画像において孤立したスポットとして前記汗の穴を位置合わせする第二の穴の位置合わせ手段と、
前記第二の穴の位置を、規準の外見上の画像の外見上の規準の穴の位置と整合させ、外見上の穴の整合スコアを生成する第二の穴の整合手段と、
前記外見上の穴の整合スコアの第二の予め決定された穴の閾値との比較により、成功又は失敗した外見上の穴に基づいた識別を判定する第二の穴の判定手段と、
前記マクロ特性に基づいた識別、前記穴に基づいた識別、前記外見上のマクロ特性に基づいた識別及び外見上の穴に基づいた識別を使用して、成功又は失敗した指の識別を判定する全体の判定手段と、
を有する請求項２記載の生体識別装置。
【請求項９】
個人の指のイントラスキンイメージを生成する装置であって、
前記イントラスキンイメージは、個人の指の生体識別での使用のための汗の穴を含んでおり、
当該装置は、
個人の指の内側表面を取得手段の前に配置する配置手段と、
指の内側表面からのある距離で指の内側に位置されるイントラスキンイメージを取得する取得手段と、
前記イントラスキンイメージをメモリに記憶する記憶手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
共焦点顕微鏡を有する請求項９記載の装置。
【請求項１１】
指の内側のある距離に位置され、穴を含む個人の指のイントラスキンイメージを少なくとも取得するステップと、
前記イントラスキンフォーカスイメージにおける孤立したスポットとして前記穴を位置合わせするステップと、
前記穴の位置を、規準のイントラスキンフォーカスイメージの規準の穴の位置と整合させ、相関スコアを生成するステップと、
前記穴の整合スコアの予め決定された穴の閾値との比較により、成功又は失敗した穴に基づいた識別を判定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１】
内側の表面を有する個人の指を識別する生体識別装置であって、
当該装置は、
汗の穴を含むイントラスキンイメージであって、指の内側表面からのある距離での指の内側に位置されるイントラスキンイメージを取得する手段と、
前記イントラスキンイメージにおける孤立したスポットとして前記汗の穴を位置合わせする位置合わせ手段と、
前記穴の位置を、規準のイントラスキンイメージの規準の穴の位置と整合させ、穴の相関スコアを生成する整合手段と、
前記穴の整合スコアの予め決定された穴の閾値との比較により、成功又は失敗した穴に基づいた識別を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記イントラスキンイメージは指紋の隆線を含み、
当該装置は、
前記指紋の隆線に位置されるマクロ特性を位置合わせするマクロ特性の位置合わせ手段と、
前記マクロ特性の位置を規準のマクロ特性の位置と整合させ、マクロ特性の整合スコアを生成するマクロ特性の整合手段と、
前記前記マクロ特性の整合手段の予め決定されたマクロ特性の閾値との比較により、成功又は失敗したマクロ特性に基づいた識別を判定するマクロ特性の手段と、
を更に有する請求項１記載の生体識別装置。
【請求項３】
前記穴の位置合わせ手段は、マクロ特性に関する汗の穴を位置合わせすることが意図される、
請求項２記載の生体識別装置。
【請求項４】
前記取得手段は、
放射線ビームを生成するための放射線源と、
指の内側表面からの距離で前記放射線ビームを焦点合わせする焦点合わせ手段と、
指により反射された反射された放射線ビームを検出する検出手段と、
請求項１記載の生体識別装置。
【請求項５】
指の内側表面からの焦点距離は、０．１ｍｍよりも長く、０．５ｍｍよりも短い、
請求項４記載の生体識別装置。
【請求項６】
前記取得手段は共焦点顕微鏡を含む、
請求項４記載の生体識別装置。
【請求項７】
第一のイントラスキンイメージに対応する第一の穴の位置は、第二のイントラスキンフォーカスイメージの穴を位置合わせするための初期化として使用される、
請求項１記載の生体識別装置。
【請求項８】
指の内側表面の外見上の画像を取得する第二の取得手段と、
前記指紋の隆線に位置されるマクロ特性を位置合わせする第二のマクロ特性の位置合わせ手段と、
前記第二のマクロ特性の位置を外見上の規準のマクロ特性の位置と整合させ、外見上のマクロ特性の整合スコアを生成する第二のマクロ特性の整合手段と、
前記外見上のマクロ特性の整合スコアの第二の予め決定されたマクロ特性の閾値との比較により、成功又は失敗した外見上のマクロ特性に基づいた識別を判定する第二のマクロ特性の判定手段と、
前記外見上の画像において孤立したスポットとして前記汗の穴を位置合わせする第二の穴の位置合わせ手段と、
前記第二の穴の位置を、規準の外見上の画像の外見上の規準の穴の位置と整合させ、外見上の穴の整合スコアを生成する第二の穴の整合手段と、
前記外見上の穴の整合スコアの第二の予め決定された穴の閾値との比較により、成功又は失敗した外見上の穴に基づいた識別を判定する第二の穴の判定手段と、
前記マクロ特性に基づいた識別、前記穴に基づいた識別、前記外見上のマクロ特性に基づいた識別及び外見上の穴に基づいた識別を使用して、成功又は失敗した指の識別を判定する全体の判定手段と、
を有する請求項２記載の生体識別装置。
【請求項９】
個人の指のイントラスキンイメージを生成する装置であって、
前記イントラスキンイメージは、個人の指の生体識別での使用のための汗の穴を含んでおり、
当該装置は、
個人の指の内側表面を取得手段の前に配置する配置手段と、
指の内側表面からのある距離で指の内側に位置されるイントラスキンイメージを取得する取得手段と、
前記イントラスキンイメージをメモリに記憶する記憶手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
共焦点顕微鏡を有する請求項９記載の装置。
【請求項１１】
指の内側のある距離に位置され、穴を含む個人の指のイントラスキンイメージを少なくとも取得するステップと、
前記イントラスキンフォーカスイメージにおける孤立したスポットとして前記穴を位置合わせするステップと、
前記穴の位置を、規準のイントラスキンフォーカスイメージの規準の穴の位置と整合させ、相関スコアを生成するステップと、
前記穴の整合スコアの予め決定された穴の閾値との比較により、成功又は失敗した穴に基づいた識別を判定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８】
【公表番号】特表２００７−５０４５２４（Ｐ２００７−５０４５２４Ａ）
【公表日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２４４５３（Ｐ２００６−５２４４５３）
【出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／００２７４０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２２４４６
【国際公開日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １，５６２１ ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／００２７４０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２２４４６
【国際公開日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １，５６２１ ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]