登记设备、检查设备、程序和数据结构的制作方法

专利名称：登记设备、检查设备、程序和数据结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及登记设备、验证设备、程序和数据结构，并且优选地应用于
生计勿i人i正(biometrics authentication )。
背景技术：
近年来，已将血管用作生物认证的对象之一。作为这种生物认证的现有 技术，已经提出了如下的认证装置，其用于在所捕获的图像上提取血管的端 点和分支点来作为特征点，并且根据所提取的特征点来生成要登记的数据或 者要与所登记的数据进行比较的数据(例如，见专利文献l)。与用于将图像 数据自身设置为要登记的数据的认证设备相比，这种认证设备可以显著地降 低要存储的数据的存储器占用。
专利文献l:日本未审查专利申请^^开第2003-303178号 然而，由于端点和分支点在血管上彼此分离，因此其对于进行人员是否 是登记者的确定来说是不可靠的数据。因此，即使作为要与已登记数据进行 比较的数据所生成的特征点和作为已登记数据所生成的特征点相同，由于外 部因素(如图像捕获环境和噪声)或内部因素(如捕获生命有机体的血管的 图像时的困难(个体之间的差异))的原因，错误地确定不是登记者的人为登 记者或者确定作为登记者的人不是登记者的概率较高。即，认证的精度(进 行一个人是否是登记者的确定的精度)较低。

发明内容
本发明是鉴于上述背景而做出的，并且提出了能够改善认证精度的登记 设备、验证设备和程序及能够改善可靠性的识别数据结构。
本发明提供了如下的登记设备，其包含分割装置，用于基于图像中包 括的血管线的端点和分支点，将该血管线分割为多个局部线；提取装置，用 于基于局部线的两端处的点来提取表示所述多个局部线的每一个的形状的参 数；以及生成装置，用于生成包括所述多个局部线的每一个的两端处的点以及所述参数的数据。
进一步，本发明提供了如下的验证设备，其包括存储装置，用于存储如
下的数据，所述数据包括基于图像中包括的血管线的端点和分支点而将所 述血管线分割为的多个局部线中的每一个的两端处的点，所述数据还包括 表示基于所述局部线的两端处的点的所述多个局部线的每一个的形状的参 数；恢复装置，用于通过使用所述多个局部线的每一个的两端处的点以及所 述参数来恢复所述血管线；以及验证装置，用于将由所述恢复部件所恢复的 血管线与作为要和所述血管线进行比较的对象所设置的血管线进行比较。
又进一步，本发明提供了如下的程序，其使得分割装置基于图像中包括 的血管线的端点和分支点，将所述血管线分割为多个局部线；使得提取装置 基于所述局部线的两端处的点来提取表示所述多个局部线的每一个的形状的 参数；以及使得生成装置生成包括所述多个局部线的每一个的两端处的点以 及所述参数的数据。
又进一 步，本发明提供了如下的作为要登记的数据而生成的识别数据的 数据结构。所述识别数据具有如下的结构，所述结构包括基于图像中包括 的血管线的端点和分支点而将所述血管线分割为的多个局部线中的每一个的 两端处的点，所述结构还包括表示基于所述局部线的两端处的点的所述多 个局部线的每一个的形状的参数。所述多个局部线的每一个的两端处的点和 所述参数用于用以基于类似度来确定人是否是登记者的处理。
如前所述，根据本发明，通过生成如下的数据，所述数据包括基于图 像中包括的血管线的端点和分支点而将所述血管线分割为的多个局部线中的 每一个的两端处的点，所述数据还包括表示基于所述局部线的两端处的点 的这些局部线中的每一个的形状的参数，不仅可以指定这些局部线之间的连 接关系，而且可以指定每一局部线的形状。因此，可以降低错误地确定不是 登记者的人为登记者或者确定作为登记者的人不是登记者的概率，而不管外 部因素(如图像捕获环境和噪声)或内部因素(如捕获生命有机体的血管的 图像时的困难(个体之间的差异))的存在或不存在。从而，可以获得能够改 善认证精度的登记设备、验证设备和程序以及能够改善可靠性的识别数据结 构。


图1是图示根据本发明实施例的认证设备的整体配置的框图。
图2是图示在图案转换之前所获得的图像以及图案转换之后所获得的图
像的示意图。
图3是图示据以检测端点和分支点的图像的示意图。 图4是图示用于执行控制点提取处理的控制部分的功能配置的框图。 图5是图示基于端点和分支点而分割的血管线的示例的示意图。 图6是图示局部血管线和端点到端点连接线的交叉点的数目与局部血管 线的类型之间的关系的示意图。
图7是图示示例性的再分割的局部血管线的示意图。 图8是图示控制点提取处理的流程图。
图9是描述为凸起的局部血管线或S形的局部血管线检索控制点序列的 示意图。
图10是图示识别数据的数据结构的示例的示意图。 图1〗是图示原始曲线与所恢复的曲线之间的第一比较示例的示意图。 图12是图示原始曲线与所恢复的曲线之间的第二比较示例的示意图。 图13是图示认证处理的流程图。
具体实施例方式
参考附图，详细描述本发明的实施例。 (1 )认证设备的整体配置
图1图示根据本发明实施例的认证设备1的整体配置。认证设备1是通 过将操作部分ii、图像捕获部分12、存储器13、接口 14和通知部分15经 由总线16连接至控制部分10来配置的。
控制部分IO是计算机，其包括中央处理单元(CPU)，用于执行认证设 备1的总体控制；只读存储器(ROM)，用于存储各种程序和设置信息；随 机存取存储器(RAM),用作CPU的工作存储器；以及图像处理单元。
根据用户操作，将用于执行登记待登记的用户(在下文中称为登记者) 的血管的模式(在下文中称为血管登记模式)的执行命令C0M1或用于执行 确定该登记者是否存在的模式(在下文中称为认证模式)的执行命令COM2 从操作部分11输入至控制部分10。控制部分10基于执行命令CQM1或执行命令COM2来确定要执行的模 式，并且通过根据与模式确定的结果对应的程序适当地控制图像捕获部分12、 存储器D、接口 14和通知部分15来执行血管登记模式或认证模式。
图像捕获部分12具有相机，其将认证设备1的外壳上的手指放置区域上 的空间设置为图像捕获空间，并且根据控制部分IO所设置的设置值来调节相 机的光学系统的镜头位置、相机的光圈的光圈值、以及相机的图像拾取元件 的快门速度(曝光时间)。
此外，图像拾取部分12具有近红外光源，其用于将近红外光发射至图像 捕获空间。图像捕获部分12在控制部分IO指定的时间段内开启近红外光源， 周期性地捕获反射在图像拾取元件的图像捕获表面之上的景物(subject)的 图像，并且将从图像捕获而生成的图像的各图像数据片段输出至控制部分IO。
存储器13例如是闪存。存储器13将数据存储在控制部分10所指定的区 域中，或者读出存储在该区域中的数据。
接口 14经由预定的传输路径而将各种数据片段传送至与其连接的外部 装置，以及从与其连接的外部装置接收各种数据片段。
通知部分15包括显示单元15a和音频输出单元15b。显示单元15a基于 传送自控制部分10的显示数据，在显示屏幕上显示字符和图形。另一方面， 音频输出单元15b基于传送自控制部分10的音频数据，从扬声器输出声音。
(1-1 )血管登记模式
接下来描述血管登记模式。如果将血管登记模式确定为要执行的模式， 则控制部分10将操作模式设置为血管登记模式并且使得通知部分15做出必 须将手指置于图像捕获空间中的通知。
此时，控制部分IO使得图像捕获部分12中包括的相机执行图像捕获操 作，并且开启图像捕获部分12中所包括的近红外光源。
在这种状态下，如果将手指置于图像捕获空间中，则近红外光从近红外 光源输出，穿过手指的内部，并且作为投射血管的光、经由相机的光学系统 和光圈而进入图像拾取元件。结果，将手指中血管的图像投射在图像拾取元 件的图像捕获表面上。因此，基于作为图像捕获部分12执行图像捕获的结果 所生成的图像数据的图像中包括了血管的图像。
在适当时，控制部分10对传送自图像捕获部分12的图像数据执行多项预处理(如图像旋转补偿、噪声消除和图像修剪)，并且如例如图2中所图示
的那样，根据预处理之后获得的多级(multilevel)图像(图2 (A))而生成 将血管表示为图案的二进制图像(图2 (B))。
为了进行生成二进制图像的具体方法的示例，控制部分10通过使用高斯 滤波器和差分滤波器(诸如对数滤波器)，使预处理之后获得的目标图像中所 包括的血管的轮廓突出，并且基于设置的亮度值而将具有突出的轮廓的目标 图像转换为二进制图像。随后，控制部分IO从二进制图像中提取血管的宽度 的中心或者血管的宽度的亮度峰值，以便获得用于表示血管的、具有相同宽 度的线的图案。在本实施例中，将血管表示为具有相同的一个像素宽度的线 的图案。在下文中，将具有相同线宽的这些血管称为血管线。
此外，如果控制部分10生成二进制图像，那么其提取表示二进制图像中 所包括的血管线的形状的点(在下文中称为特征点)，生成包括特征点的待识 别数据(在下文中称为识别数据)，并且通过将该识别数据存储在存储器13 中来登记该识别数据。
因此，控制部分IO可以执行血管登记模式。
(1-2)认证模式
接下来描述认证模式。如果将认证模式确定为要执行的模式，那么控制 部分10将操作模式设置为认证模式，使得通知部分15做出必须将手指置于 图像捕获空间中的通知，使得图像捕获部分12中所包括的相机执行图像捕获 操作，并且开启近红外光源。随后，在适当时，控制部分IO对传送自图像捕 获部分12的图像数据执行各项预处理(如图像旋转补偿、噪声消除和图像修 剪)。
此外，如同血管登记模式中那样，控制部分10根据作为预处理的结果而 获得的图像来生成二进制图像，并且根据作为识别数据而存储在存储器13中 的特征点来恢复血管线。
随后，控制部分IO将生成的二进制图像中包括的血管线与所恢复的血管 线进行比较(执行图案匹配)。作为比较的结果，获得这些血管线之间的类似 性级别(相关度)。控制部分10根据该类似性级别来确定是否可以证明一个 人为登记者。
如果确定不能证明此人为登记者，那么控制部分10经由显示单元15a和音频输出单元15b而以视觉或听觉向此人通知该事实。另一方面，如果确定 证明此人为登记者，那么控制部分IO将用于指示已证明此人为登记者的数据
传送给连接至接口 14的设备。响应于用于指示已证明此人为登记者的数据， 连接至接口 14的设备执行在成功地执行认证时所应该执行的预定处理，例 如，在预定时间段内锁门或者解除所限制的操作模式。 因此，控制部分10可以4丸行认证4莫式。
(2)控制部分执行的特征点提取处理的细节 接下来详细描述控制部分10执行的特征点提取处理。
(2-1 )端点和分支点的检测
如果控制部分IO生成二进制图像，其从例如如图3中所示的二进制图像 中包括血管线的各点(像素)中检测端点和分支点。
(2-2)控制点的提取
随后，控制部分10基于端点和分支点，将血管线分割为局部线(在下文 中称为局部血管线)，从每个局部血管线提取用于形成点序列的中间控制点 (在下文中称为控制点序列)，所述点序列用于生成使用了预定函数的曲线。
将描述提取控制点的示例性方法。如图4中所图示，在执行本提取方法 时，控制部分10用作血管线分割单元21、再分割单元22和控制点检索单元 23。下面描述血管线分割单元21、再分割单元22、控制点检索单元23所执 行的各处理操作的细节。
(2-2-1 )血管线的分割
血管线分割单元21将血管线分割为局部血管线，每一局部血管线从端点 或分支点延伸至下一端点或下一分支点。
例如，在图5中所图示的情况下，血管线分割单元21将血管线分割为 局部血管线PBL1,其从设置为开始点的分支点DP,延伸至出现在分支点DP, 之后并被设置为末端点的另一特征点(端点EP。；局部血管点PBL2，其从 设置为开始点的分支点DP,延伸至出现在分支点DP,之后并被设置为末端点 的另一特征点(端点EP2);以及局部血管点PBL3,其/人设置为开始点的分支点DP,延伸至出现在分支点DP,之后并被设置为末端点的另一特征点(分 支点DP"。类似地，血管线分割单元21将血管线分割为局部血管点PBL4，
其从设置为开始点的分支点DP2延伸至出现在分支点DP2之后并被设置为末
端点的另一特征点(端点EP3);以及局部血管点PBL5,其从设置为开始点
的分支点DP2延伸至出现在分支点DP2之后并被设置为末端点的另一特征点 (端点EP4)。
在图5所图示的情况下，尽管仅将分支点DPi和DP2设置为开始点，但 是可以将端点和分支点设置为开始点。如从图5中显而易见的那样，端点只 可能是开始点或者末端点，而分支点可以是开始点和末端点之任一或者两者。
(2-2-2)局部血管线的再分割
接下来，再分割单元22检测每个局部血管线与将局部血管的开始点和末 端点相连接的直线(在下文中称为端到端连接线)的交叉点的数目，并且基 于检测结果来再分割局部血管线。
例如如图6 (A)中所示，如果不存在局部血管线PBL和端到端连接线 ST的交叉点，那么再分割单元22识别局部血管线PBL是凸起的，并且确定 不对局部血管线PBL进行再分割。
另一方面，例如如图6 (B)中所示，如果存在局部血管线PBL和端到 端连接线ST的单个交叉点，那么再分割单元22识别局部血管线PBL是S形 的，并且同样确定不对局部血管线PBL进行再分割。
另一方面，如果存在局部血管线PBL和端到端连接线ST的两个或更多 个交叉点，那么再分割单元22识别局部血管线PBL不是凸起的和S形的， 确定对局部血管线PBL进行再分割，并且以局部血管线PBL和端到端连接线 ST所围绕的区域为单位再分割局部血管线PBL。
即，例如，在图7 (A)中所示的情况下，再分割单元22创建局部血管 线PBL和端到端连接线ST所围绕的两个相邻区域AR的组合区域AR1和 AR2的组合以及区域AR2和AR3的组合，确定这些组合中的哪一个在尺寸 上更大，并且将局部血管线PBL再分割为沿着尺寸更大的区域AR2和AR3 的组合的S形局部血管线PBLx，以及沿着区域AR1的凸起局部血管线PBLy。
进一步，例如，在图7(B)中所图示的情况下，再分割单元22创建局 部血管线PBL和端到端连接线ST所围绕的两个相邻区域AR的组合区域AR11和AR12的组合以及区域AR12和AR13的组合，确定这些组合中的哪 一个在尺寸上更大，并且将局部血管线PBL再分割为沿着尺寸更大的区域 ARll和AR12的组合的S形局部血管线PBLx，以及沿着区域AR13的凸起 局部血管线PBLy。
又进一步，例如，在图7(C)中所图示的情况下，再分割单元22创建 局部血管线PBL和端到端连接线ST所围绕的两个相邻区域AR的组合区 域AR21和AR22的组合、区域AR22和AR23的组合、区域AR23和AR24 的组合以及区域AR24和AR25的组合，确定这些组合中的哪一个在尺寸上 最大以及哪一个在尺寸上第二大，并且将局部血管线PBL再分割为沿着尺寸 最大的区域AR24和AR25的组合的S形局部血管线PBLx、沿着尺寸第二大 的区域AR22和AR23的组合的S形局部血管线PBLy、以及沿着区域AR21 的凸起局部血管线PBLz。
因此，再分割单元22将局部血管线再分割为多个局部血管线，从而优先 地获得了与端到端连接线ST具有一个交叉点的局部血管线，并且这些再分割 的局部血管线中的每一个和端到端连接线ST的交叉点的数目变为1或0。结 果，可以获得简单的再分割的局部血管线。此外，与将局部血管线分割为和 端到端连接线ST没有交叉点的多个局部血管线的情况相比，可以降低再分割 的局部血管线的数目，并且进一步降低控制点序列的数目。
进一步，再分割单元22以两个相邻区域的总大小的降序形式、以局部血
管线和端到端连接线所围绕的区域为单位，将局部血管线再分割为多个血管
线。结果，即使局部血管线是复杂的曲线，也可以在再分割局部血管线之后
获得简单的局部血管线来作为复杂曲线的更多的特征曲线部分，并且可以从 每个再分割的局部血管线提取具有高可再现度的控制点序列。
(2-2-3)控制点检索 接下来，控制点检索单元23将局部血管线的两端处的 一个点设置为用于 形成控制点序列的开始控制点，将另一个点设置为用于形成控制点序列的末 端控制点，并且通过使用开始控制点和末端控制点来4企索用于形成控制点序 列的中间控制点。在本实施例中，用于生成使用贝塞尔函数的曲线的控制点 序列是由四个控制点组成的，并且执行检索用于形成控制点序列的两个中间 控制点。更具体地，控制点检索单元23将执行检索中间控制点的区域(在下文中
称为检索区域)设置在局部血管线的峰值部分的上方。在本实施例中，控制
点检索单元23根据局部血管线的类型来改变检索区域设置方法。
即，控制点检索单元23选择要处理的局部血管线(图8中的步骤SP1 ), 并且确定所选择的局部血管线是否是凸起的(图8中的步骤SP2)。如果所选 择的局部血管线是凸起的，那么控制点检索单元23从形成局部血管线PBL 的各点中检测据以获得与端到端连接线ST正交的最长线Lx的峰值点PpK, 以及正交线Lx和端到端连接线ST的交叉点P!n，如图9(A)中所图示。
控制点检索区域23在穿过峰值点PpK且平行于端到端连接线ST的线TA 两端，在端到端连接线ST的相对侧设置预定大小的检索区域AR,和AR2， 以使得检索区域AR,具有作为对称线的、穿过中间点PM1 (其在交叉点PIN1 和局部血管线PBL的端点P,之间)且与端到端连接线ST正交的线Lxl,并 且检索区域AR2具有作为对称线的、穿过中间点PM2 (其在交叉点P閒和局 部血管线PBL的端点P4之间)且与端到端连接线ST正交的线LX2。
另一方面，如果控制点检索单元23为S形局部血管线检索中间控制点， 那么控制点检索单元23从形成局部血管线PBL的各点中检索局部血管线 PBL和端到端逸接幾ST的交叉点Pn、局部血管线PBL和线Lx,(其穿过中 间点PMI (其在交叉点Pn和局部血管残PBL的端点P,之间)且与端到端连 接线ST正交)的交叉点Pw、以及局部血管线PBL和线Lx2 (其穿过中间点 PM2 (其在交叉点Pn和局部血管残PBL的端点P4之间)且与端到端连接线 ST正交)的交叉点Pn2,如图9(B)中所示。
控制点检索区域23在穿过交叉点PN1且平行于端到端连接线ST的线LR1 两端，在端到端连接线ST的相对侧设置预定大小的检索区域ARp以使得检 索区域AR,具有作为对称线的、穿过中间点PM1且与端到端连接线ST正交的 线Lx,;并且在穿过交叉点PN2且平行于端到端连接线ST的线LR2，在端到端 连接线ST的相对侧设置预定大小的检索区域AR2,以使得检索区域AR2具 有作为对称线的、穿过中间点Pm2且与端到端連接残ST正交的线LX2 (图8 中的步骤SP4)。
因而，控制点检索单元23根据局部血管线的类型来改变检索区域设置方 法。因此，可以通过使用端到端连接线ST来将检索区域AR,和AR2设置在 局部血管线PBL的峰值部分的上方，而不管局部血管线PBL的形状如何。另一方面，控制点检索单元23在设置检索区域AR,和AR2之后开始检 索中间控制点。即，控制点检索单元23将局部血管线PBL的两端处的一个 点固定为开始控制点P,，将局部血管线PBL的两端处的另 一个点固定为末端 控制点P4，并且通过使用控制点P,和P4以及检索区域AR，中一个点与检索 区域AR2中一个点的组合而获得贝塞尔曲线(图8中的步骤SP5)。
控制点检索单元23提取以其获得了与局部血管线PBL具有最大数目的 重叠像素的贝塞尔曲线的、检索区域AR!中 一个点和检索区域AR2中 一个点 的组合，作为用于形成控制点序列的中间控制点(图8中的步骤SP6 )。
因此，控制点检索单元23可以提取通过其可确定地生成与实际局部血管 线PBL相同或类似的曲线的中间控制点。
因而，控制点检索单元23重复地执行上述控制点检索(从步骤SP1到 SP7的回路)，直到其从每个局部血管线提取了形成控制点序列的中间控制点 (步骤SP7中的是)。
(2-3)识别数据的生成
在完成了上述提取处理之后，控制部分IO用作用于生成识別数据的识别 数据生成单元，所述识别数据包括关于每一局部血管线的控制点序列(即， 每一局部血管线的两端处的点(开始控制点和末端控制点)以及每一局部血 管线的中间控制点)，以及指示已经经由上述提取处理获得控制点序列的识别 符(在下文中称为内容证实识别符)；并且将生成的识别数据登记在存储器 13 (图1 )中。
图10图示识别数据的示例性数据结构。识别数据包括报头区域HAr和 数据区域DAr。报头区域HAr存储内容证实识别符，例如，与提取处理有关 的版本。
另一方面，在数据区域DAr中，例如以矩阵形式为每一局部血管线Ci (表示局部血管线的数目的i=2,3,4……和n (n是整数))存储用于生成四阶 贝塞尔曲线的如下控制点的位置(x坐标和y坐标)，所述控制点为控制点 Pp其为开始控制点；控制点P2，其为第一中间控制点；控制点P3，其为第 二中间控制点；以及控制点P4，其为末端点。
图11图示将原始曲线与使用控制点序列(其是经由上迷提取处理而从原 始曲线中提取出的)所恢复的曲线进行比较的实验结果。图11 (A)图示使用凸起曲线的实验的结果，而图11 (B)图示使用S形曲线的实验的结果。
图11 (A-l)和11 (B-l)图示任意给定的曲线。另一方面，图11 (A-2) 图示控制点P,， P4，的序列(其中，控制点Pr P4，中的一些是通过使用上述控 制序列提取方法而从图11 (A-l)中图示的曲线中提取出的)以及通过使用
控制点pr P4，的序列所恢复的曲线，而图ii (b-2)图示控制点pr P4，的序 列(其中，控制点pr P4，中的一些是通过使用上述控制序列提取方法而从图 ii (b-i )中图示的曲线中提取出的)以及通过使用控制点pr P4，的序列所恢
复的曲线。另一方面，图11 (A-3)图示在图11 (A-l)中图示的任意给定的 曲线以及通过使用在图11 (A-2)中图示的控制点P,， P4，的序列所恢复的曲 线，而图11 (B-3)图示在图11 (B-l)中图示的任意给定的曲线以及通过使 用在图11 (B-2)中图示的控制点P,， P4，的序列所恢复的曲线。
如从图11中显而易见的那样，如果本方法用于将原始曲线的两个端点处 的一个点设置为开始控制点Pr而将另一个点设置为末端控制点P4，，那么可 以提取据以可以恢复基本上与原始曲线相同的曲线的中间控制点P 和P3，。
图12图示另一比较实验的结果。如同图11中那样，图12 (A)图示使 用凸起曲线的实验的结果，而图12 (B)图示使用S形曲线的实验的结果。
图12 (A-l)和12 (B-l)图示控制点P,-P4的给定序列，以及通过将
随机噪声施加到使用控制点P, P4的序列所生成的贝塞尔而获得的曲线。另
一方面，图12 (A隱2)图示控制点Pi， P4，的序列(其中，控制点Pr P4，中的 一些是通过使用上述控制序列提取方法而从图12(A-l)中图示的曲线中提 取出的)以及通过使用控制点P,， P4，的序列所恢复的曲线，而图12(B-2)
图示控制点pr P4，的序列(其中，控制点pr P4，中的一些是通过使用上述控
制序列提取方法而从图12 (B-l)中图示的曲线中提取出的)以及通过使用 控制点Pr P4，的序列所恢复的曲线。另一方面，图12(A-3)图示在图12(A-l) 中图示的曲线以及通过使用在图12(A-2)中图示的控制点P,， P4，的序列所 恢复的曲线，而图12(B-3)图示在图12(B-l)中图示的曲线以及通过使用 在图12 (B-2)中图示的控制点Pr P4，的序列所恢复的曲线。
如从图12中显而易见的那样，在将原始曲线的两个端点处的一个点设置
为开始控制点P,，而将另一个点设置为末端控制点P4，的本提取方法的情况下，
即使原始曲线不光滑，也可以提取据以可以恢复基本上与原始曲线相同的曲 线的中间控制点P2'和P3'。如从各实验的结果显而易见的那样，识别数据通过使用存储在报头区域
HAr(图10)中的内容证实识别符，指示关于每一局部血管线Ci的、存储在 数据区域DAr(图10)中的控制点P广P4的序列是具有实际血管线的高可再 现度的元素。结果，可以获得能够证实控制点P, P4的序列是高度可靠的数
据结构。
(3 )控制部分所执行的认证处理的细节 接下来，参考图13中所图示的流程图，描述控制部分IO在认证模式中 ^1^亍的认i正处理。
如果控制部分IO从操作部分11 (图1 )接收到执行命令COM2，那么其 开始认证处理。在步骤SPll中，控制部分IO读出存储在存储器13中的识别 数据，并且确定内容证实识别符是否存储在识别数据的报头区域HAr(图10) 中。
如果未存储内容证实识别符，那么这意味着数据区域DAr (图10)中存 储的数据是要经受生物识别的不可靠对象的数据。在这种情况下，控制部分 10删除从存储器13读出的识别数据，并且终止认证处理。
另一方面，如果存储了内容证实识别符，那么在步骤SP12中，控制部分 IO控制图像捕获部分12 (图1),以便获取包括血管的图像的数据。在步骤 SP13中，在适当时，控制部分10对图像数据执行预定的预处理，并且检测 作为预处理的结果获得的图像上的血管线中所包括的端点和分支点。
在步骤SP14中，控制部分10使用在识别数据(其是在步骤SP11中从存 储器13读出的)的数据区域DAr (图10)中存储的四个控制点P广P4的序 列，来恢复每个局部血管线Ci，由此恢复原始血管线。
在步骤SP15,控制部分10基于所恢复的血管线中包括的控制点P， ~P4 (即，端点和分支点)的序列、在步骤SP13中从待验证的图像上的血管线中 已经检测到的分支点和端点，通过并行地旋转和移动来计算校正量(移动量)， 并且基于该校正量(移动量)而在所恢复的血管线和待验证的图像中所包括 的血管线之间执行对准(alignment)。在步骤SP16中，控制部分10通过将这 些对准的血管线相互比较来确定登记者是否存在。
例如，如果根据比较结果，所对准的血管线的重叠像素的数目的百分比 等于或大于预定阈值是很明显的，那么控制部分IO确定可以证明人员为登记者。相反，如果该百分比小于该阈值，那么控制部分IO确定不能证明此人为
登记者。
因此，如果未将内容证实识别符存储在识别数据的报头区域HAr(图10) 中，那么控制部分10确定识别数据的数据区域DAr (图10)中所包括的数 据是要经受生物识别的不可靠对象的数据，并且基于存储在数据区域DAr中 的数据而终止恢复血管线的处理。结果，可以防止要验证的血管线与基于除 了已经以给定的提取精度提取出的已存储数据之外的已存储数据而恢复的血 管线之间的比较，并且可以防止认证精度的降低。
(4 )操作和效果
如前所述，控制部分IO基于血管线的端点和分支点而将血管线分割为多 个局部血管线，将这些局部血管线的每一个的两端处的点设置为用于形成控 制点序列(用于使用贝塞尔函数生成曲线)的开始点和末端点，并且通过使 用开始控制点和末端控制点来提取形成控制点序列的中间控制点。
随后，控制部分10生成识别数据(图10)，该识别数据包括每一局部 血管线的开始控制点和末端控制点(两端处的点)的位置，以及每一局部血 管线的中间控制点的位置。
因此，控制部分10可以通过仅使用各点(其不仅能够恢复各局部血管线 之间的连接关系，而且能够恢复局部血管线的形状)来表示局部血管线，即， 可以通过使用与血管线具有某种关系的这些点来离散地表示血管线。
结果，可以降低由于外部因素(如图像捕获环境和噪声)或内部因素(如 捕获生命有机体的血管的图像时的困难(个体之间的差异))的原因，错误地 确定不是登记者的人为登记者或者确定作为登记者的人不是登记者的概率。 此外，可以降低要登记的数据的存储器占用。
在本实施例中，控制部分10生成识别数据(图10)，该识别数据不仅包 括每一局部血管线的开始控制点和末端控制点的位置以及每一局部血管线的
中间控制点的位置，而且包括用于指示已经在提取处理中提取出这些中间控 制点的识别符(图7),所述提取处理提取能够生成如下的曲线的点以及局部 线的两端处的点来作为中间控制点所述曲线包括与使用贝塞尔函数的局部 血管线最大数目的重叠点。
因此，由于控制部分IO可以代表所提取出的中间控制点是能够确定地恢复与实际的局部血管线相同或类似的曲线的点，因此其可以证实该识别数据 自身是高度可靠的，并且防止了错误地确定不是登记者的人是登记者或者作 为登记者的人不是登记者的概率。
根据上述配置，通过生成识别数据(其包括每一局部血管线的开始控制 点和末端控制点(两端处的点)的位置以及每一局部血管线的中间控制点的 位置)，可以降低错误地确定不是登记者的人为登记者或者作为登记者的人不 是登记者的概率，而不管外部因素(如图像捕获环境和噪声)或内部因素(如 捕获生命有机体的血管的图像时的困难(个体之间的差异))的存在或不存在。 从而，可以获得能够改善认证精度的认证设备1。
(5)其他实施例
在上述实施例中，如果局部线(局部血管线)和端到端连接线ST的交叉 点的数目是两个或者更多个，那么以两个相邻区域的总大小的降序形式、以 局部线和端到端连接线ST所围绕的区域为单位，将局部线(局部血管线)再 分割为多个血管线，以使得这些再分割的局部血管线中的每一个和端到端连 接线ST的交叉点的数目变为1或0 (图7)。然而，可以以局部线和端到点连 接线ST所围绕的区域为单位来将局部线再分割为多个局部线，以使得这些再 分割的局部线中的每一个和端到端连接线ST的交叉点的数目变为0。
进一步，在上迷实施例中，使用了用于生成贝塞尔曲线的控制点序列。 然而，可以使用用以生成使用预定函数(如多项式)的曲线(比如样条(spline ) 曲线)的控制点序列。
在上述实施例中，将执行检索用于形成控制点序列(其用于生成贝塞尔 曲线)的中间控制点的区域设置在局部血管线PBL相对于端到端连接线ST 的峰值部分的上方。然而，如果使用用于生成除了贝塞尔曲线之外的曲线的 控制点序列，那么需要根据用于生成曲线的函数来设置中间控制点检索区域。
在上述实施例中，用于形成控制点序列(曲线的阶)的控制点的数目是 四(四阶)，但是其可以是另一数目。即，在控制点序列中可以包括各种数目 的控制点。
此外，在上述实施例中，已经描述了使得图像中包括的血管线具有相同 的宽度的情况。然而，这些血管线并不必然具有相同的宽度。即使这些血管 线不具有相同的宽度，也可以获得与在上述实施例中获得的效果类似的效果。又进一步，在上述实施例中，已经描述了根据存储在ROM中的程序来
执行上述特征点提取处理或上述认证处理的情况。然而，本发明不限于该情
况。可以根据从程序存储介质(如光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或半 导体存储器)所安装的程序或者已经从因特网上的程序提供服务商下载的程 序来执行上述特征点提取处理或上述认证处理。
又进一步，在上述实施例中，已经描述了程序和控制部分10中包括的图 像处理单元在执行上述特征点提取处理或上述认证处理时相互协作的情况。 然而，可以通过独立的硬件块(piece of hardware )来执行上述特征点提取处 理或上述认证处理的一部分。
又进一步，在上述实施例中，已经描述了使用具有图像荻取功能、验证 功能和登记功能的认证设备1的情况。然而，本发明不限于该情况，可以根 据应用目的来使用单独地具有这些功能或部分这些功能的设备。
产业适用性
本发明可应用于生物认证领域。
权利要求
1.一种登记设备，其特征在于包含分割装置，用于基于图像中包括的血管线的端点和分支点，将该血管线分割为多个局部线；提取装置，用于基于局部线的两端处的点来提取表示所述多个局部线的每一个的形状的参数；以及生成装置，用于生成包括所述多个局部线的每一个的两端处的点以及所述参数的数据。
2. 如权利要求1所述的登记设备，其特征在于，当将所述多个局部线的 每一个的两端处的点相互连接的端到端直线与局部线的交叉点的数目为两个 或者更多个时，所述分割装置将与所述端到端直线具有两个或更多个交叉点 的局部线再分割为与所述端到端直线具有一个或更少交叉点的多个局部线。
3. 如权利要求1所述的登记设备，其特征在于，当将所述多个局部线的 每一个的两端处的点相互连接的端到端直线与局部线的交叉点的数目为两个 或者更多个时，所述分割装置将与所述端到端直线具有两个或更多个交叉点 的局部线再分割为与所述端到端直线具有一个或更少交叉点的多个局部线， 以使得优先地获得与所述端到端直线具有一个交叉点的局部线。
4. 如权利要求1所述的登记设备，其特征在于，当将所述多个局部线的 每一个的两端处的点相互连接的端到端直线与局部线的交叉点的数目为两个 或者更多个时，所述分割装置以两个相邻区域的总大小的降序形式、以所述 局部线和所述端到端直线所围绕的区域为单位，将与所述端到端直线具有两 个或更多个交叉点的局部线再分割为多个局部线。
5. 如权利要求1所述的登记设备，其特征在于，所述提取装置将所述多个局部线的每一个的两端处的点单独地设置为开 始控制点和末端控制点，其中所述开始控制点和所述末端控制点形成用以生 成使用贝塞尔函数的曲线的控制点序列；并且所述提取装置提取用于使用所 述开始控制点和所述末端控制点形成所述控制点序列的中间控制点，所述生成装置为所述多个局部线的每一个生成包括所述控制点序列的位 置的数据。
6. 如权利要求1所述的登记设备，其特征在于，所述提取装置将所述多个局部线的每一个的两端处的点单独地设置为开 始控制点和末端控制点，其中所述开始控制点和所述末端控制点形成用以生成使用预定函数的曲线的控制点序列；所述提取装置为使用所述开始控制点 和所述末端控制点形成所迷控制点序列的中间控制点设置检索区域；并且从 所述检索区域单独地提取能够与所述开始控制点和所迷末端控制点 一起生成 如下曲线的点，所述曲线使用预定函数的局部线具有最大数目的重叠点；以 及所述生成装置为所述多个局部线的每一个生成包括所述控制点序列的位 置的数据。
7. 如权利要求1所述的登记设备，其特征在于，所述提取部件将所述多个局部线的每一个的两端处的点单独地设置为开 始控制点和末端控制点，其中所述开始控制点和所述末端控制点形成用以生 成使用预定函数的曲线的控制点序列；所述提取装置提取用于使用所述开始 控制点和所述末端控制点形成所述控制点序列的中间控制点；以及所述生成装置生成如下数据，该数据包括用于所述多个局部线的每一 个的控制点序列的位置，以及指示已经经由预定提取处理提取出所述中间控 制点的识别符。
8. 如权利要求7所述的登记设备，其特征在于，所述预定提取处理是提 取能够与局部线的两端处的点一起生成如下的曲线的点来作为中间控制点的 处理所述曲线具有与使用预定函数的局部线最大数目的重叠点。
9. 一种验证设备，其特征在于包含存储装置，其用于存储如下的数据，所述数据包括基于图像中包括的 血管线的端点和分支点而将所述血管线分割为的多个局部线中的每一个的两 端处的点，所述数据还包括表示基于所述局部线的两端处的点的所述多个 局部线的每一个的形状的参数；恢复装置，其用于通过使用所述多个局部线的每一个的两端处的点以及 所述参数来恢复所述血管线；以及验证装置，其用于将由所述恢复装置所恢复的血管线与作为要和所述血 管线进行比较的对象所设置的血管线进行比较。
10. 如权利要求9所述的验证设备，其特征在于， 所述存储装置为基于图像中包括的血管线的端点和分支点而将所述血管线分割为的所述多个局部线的每一个存储如下的数据所述数据包括用以生 成使用预定函数的曲线的控制点序列的位置；以及所述恢复装置通过使用用于所述多个局部线的每一个的控制点序列来恢 复所述血管线。
11. 如权利要求9所述的验证设备，其特征在于，当所述数据不包括用 于指示已经经由预定提取处理而提取出所述参数的识别符时，所述恢复装置 停止所述血管线的恢复。
12. —种程序，其特征在于使得分割装置基于图像中包括的血管线的端点和分支点，将所述血管线 分割为多个局部线；使得提取装置基于所述局部线的两端处的点来提取表示所述多个局部线 的每一个的形状的参数；以及使得生成装置生成包括所述多个局部线的每一个的两端处的点以及所述 参数的数据。
13. —种作为要登记的数据而生成的识别数据的数据结构，其特征在于， 所述识别数据具有如下的结构，所述结构包括基于图像中包括的血管线的端点和分支点而将所述血管线分割为的多个局部线中的每一个的两端处 的点，所述结构还包括表示基于所述局部线的两端处的点的所述多个局部 线的每一个的形状的参数；以及所述多个局部线的每一个的两端处的点和所述参数用于用以基于类似度 来确定人是否是登记者的处理。
14. 如权利要求13所述的数据结构，其特征在于，所述多个局部线的每一个的两端处的点和所述参数用于用以恢复所述血 管线的处理；以及所恢复的血管线用于如下的处理基于所述血管线与作为要和所述血管 线进行比较的对象所设置的血管线之间的类似度来确定人是否是登记者。
15. 如权利要求13所述的数据结构，其特征在于， 所述识别数据具有如下的结构，所述结构包括用于基于图像中包括的血管线的端点和分支点而将所述血管线分割为的所述多个局部线的每一个的 控制点序列的位置，其中所述控制点序列用于生成使用预定函数的曲线；所 述结构还包括识别符，其指示已经经由预定提取处理而提取出所述控制点序列中包括的中间控制点；以及所述预定提取处理是提取能够与局部线的两端处的点 一起生成如下的曲线的点的处理所述曲线具有与使用预定函数的局部线最大数目的重叠点。
全文摘要
提出了具有改善的认证精度的登记设备、检查设备、程序以及具有改善的可靠性的识别数据的数据结构。通过使用图像中所示的血管线的端点和分支点作为基准，将血管线分割为局部线。通过使用局部线的端点作为基准，提取出指示局部线的形状的参数。创建包括局部线的端点和参数的数据来作为登记对象或者与登记对象进行检查的检查对象。
文档编号G06T7/00GK101681511SQ20088001616
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月14日 优先权日2007年5月15日
发明者阿布杜尔·M·穆罕麦德, 阿部博 申请人:索尼株式会社