成像设备和用于验证使用者的方法

专利名称：成像设备和用于验证使用者的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据由成像获得的生物统计数据来验证使用者的成 像设备。
背景技术：
在通过利用手指的成像数据来验证单个体的生物统计数据验证技术 中，已经提出了一种系统，在该系统中将皮肤图案例如指纹或类似物，或 血管图案与预先储存的数据匹配。此外，在用于利用手掌验证使用者的生 物统计数据验证技术中， 一种把例如掌纹的皮肤图案或手掌的血管图案与 预先储存的数据进行匹配的系统也是公知的。例如，对于安装在银行的自
动柜员机(ATM)，通过利用如上所述的手指或手掌的生物统计数据来验 证使用者。
同时，在自动柜员机(ATM)的市场中，现在每个银行安装了成像设 备用于验证使用者，所述使用者仅载入手指和手掌生物统计数据验证技术 中的一种或两种。在许多银行中ATM被要求随时可用，且必须提供用于指 纹和掌纹的生物统计数据成像(输入)装置。因此，这使得ATM更昂贵且 会导致ATM不能更广泛地使用。
在如上所述的背景下，作为本发明的相关技术的已经申请的日本未审 査专利申请公开No.2003-85538公开了一种作为非接触型生物统计数据成
像设备的相关技术的利用指纹作为生物统计数据的方法。
另外，日本未审查专利申请公开No.H7(1995)-21373公开了一种利用
手指的血管作为生物统计数据的方法。
还地，日本未审查专利申请公开No.2006-107401公开了利用手掌的血
管作为生物统计数据的方法。
然而，在上述的专利文件中揭示的用于验证使用者的成像设备分别利
用了不同的光学系统和成像单元。因此，用于验证使用者的成像设备不得不利用多个输入单元和成像单元来实现例如用于指纹和掌纹的多个生物 统计数据验证技术。因此，用于验证使用者的成像设备的问题是难以实现 尺寸的减小和价格的降低。
另外，当使用者验证设备利用单个生物统计数据时，验证的结果依赖 于在成像时的使用者的身体状况、皮肤状况以及血压，这导致的问题是所 述设备不能获得稳定的验证准确度。
另外，从大量的数据中选择与所述被成像数据匹配的至少一个成像数 据需要对预先储存的所述被成像数据的每个图像的匹配步骤。因此，在这 种情况中，所述匹配步骤需要较长时间的问题仍然没有被解决。

发明内容
本发明的一个目的是提供用于验证使用者的成像设备，其可快速地执 行生物统计数据的匹配步骤。
根据本发明的一个方面，提供了用于验证使用者的成像设备，其包括 用于引导手指的成像区域的手指引导单元，用于引导手掌的成像区域的手 掌引导单元，用于使被引导的手指和手掌的成像区域的生物统计数据成像 的成像单元，用于存储至少一个手指图像和至少一个手掌图像的图像存储 单元，以及用于将被成像的手指数据及被成像的手指数据与存储的手指图 像及存储的手掌图像相匹配的匹配单元，其中，所述匹配单元还包括选择 单元用于根据所述被成像的手指数据来选择具有类似特征量(数值)的存 储的手指图像，和验证单元，所述验证单元根据将对应于被选择出的手指 图像的存储的手掌图像与成像的手掌数据相匹配的匹配结果而验证使用 者。
根据本发明的一个方面，提供了用于验证使用者的成像方法，其包括 将使用手指引导单元引导的手指的成像区域成像的手指成像步骤，将由成 像步骤获得的手指的成像数据与存储的手指图像数据匹配的手指图像匹 配步骤，将由手掌引导单元引导的手掌的成像区域成像的手掌成像步骤， 将由成像步骤获得的手掌的成像数据与存储的手掌图像数据匹配的手掌 图像匹配步骤，以及根据手指图像数据和手掌图像数据的匹配结果来匹配 使用者的匹配步骤。根据本发明的一个方面，提供了在其上记载了程序的计算机可读媒 介，所述程序能够使得计算机执行将由手指引导单元引导的手指的成像 区域成像的手指成像功能，将由所述被成像功能获得的成像的手指数据与 存储的手指数据匹配的手指图像匹配功能，将由手掌引导单元引导的手掌 的成像区域成像的手掌成像功能，将由所述被成像功能获得的成像的手掌 数据与存储的手掌图像数据匹配的手掌图像匹配功能，以及根据将手指图 像数据与所述手掌图像数据匹配的匹配结果来验证使用者的验证功能。
根据本发明的一个方面，提供用于验证使用者的成像设备，其包括将 使用者的手掌和手指的成像区域的生物统计数据成像的成像单元，用于存 储来自同一使用者的至少一个手指图像和至少一个手掌图像的图像存储 单元，以及将所述被成像的手指数据及所述被成像的手掌数据与所述存储 的手指图像数据及所述存储的手掌图像数据匹配的匹配单元，其中，所述 匹配单元包括选择单元，所述选择单元根据与所述被成像的手指数据相关 的数值和与所述存储的手指图像相关的数值的比较，从所述存储单元中选 择手指图像；以及验证单元，其根据所述被成像的手掌数据与对应于所述 被选择出的手指图像的存储的手掌图像数据的匹配结果来验证使用者。


通过以下详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将变得更加清 晰，其中
图l是显示本发明的示例实施例的用于验证使用者的成像设备的示意 结构透视图2A和图2B是图1的内部结构视图，其中，图2A是包括成像装置的垂 直横截面视图，而图2B是沿着图2A的线A-A的横截面视图3是显示本发明的示例实施例的用于验证使用者的成像设备的内部 结构的示意方框图4是本发明的示例实施例的用于验证使用者的成像设备中的手指成 像步骤的侧视图5是本发明的示例实施例的用于验证使用者的成像设备中的手掌成 像步骤的侧视图；以及图6是显示本发明的示例实施例的用于验证使用者的整个操作处理步 骤的流程图。
在图中，相同的附图标记表示相同的结构元件。
具体实施例方式
以下将更加详细说明本发明的第一实施例。
首先将对本发明的第一实施例的主要结构元件进行说明。如图1所示，
所述示例实施例的用于使生物统计数据成像的成像设备ioo (在下文中将 称为"成像设备")被设置有设置在成像设备ioo内侧的例如照相机或类似
装置的成像单元104。另外，成像设备100包括指尖引导单元102以及指根 引导单元103。对于成像单元104，这些指尖引导单元102和指根引导单元 103用于将指纹和手指的血管图案的成像区域引导到用于成像步骤的适当 位置。此外，成像设备100还包括手掌引导单元101。该手掌引导单元IOI 把掌纹和手掌的血管图案引导到用于成像步骤的适当位置。指尖引导单 元、指根引导单元103、以及手掌引导单元101被设置在成像设备100的上部处。
在用成像设备100对手指成像时，使用者的手指尖放在指尖引导单元 102上且相关手指的根部(指根)也同时放在指根引导单元103上。因此， 使用者的手指被引导至适当位置用于成像单元104执行的成像步骤。
另外，使用者手的指根放在手掌引导单元101上。从而使用者的手掌 被引导至适当位置用于成像单元104执行的成像步骤。
在这里，与由指尖引导单元102和指根引导单元103引导的手指成像区 域的位置相比，由手掌引导单元101引导的手掌的成像区域的位置设定在 离成像单元104更远的一侧上。例如，在所述被成像单元104的成像方向上， 手掌引导单元101设置在比指尖引导单元102和指根引导单元103更远的位 置上。结果，被引导的手指位于被引导的手掌和成像单元104的位置之间 的位置上。
因此，由于到被引导的手掌的成像区域的成像单元104的距离比到被 引导的手指的成像区域的成像单元的距离长，所述手掌可被在比手指的成 像区域更宽的区域中成像。因此，可提高基于手掌图像数据的生物统计验证的精确度。
另外，指尖引导单元102、指根引导单元103以及手掌引导单元101被
设置以设定被引导的手指和手掌的成像区域的位置沿垂直方向被重叠。因 此可把成像设备100占据面积设定成很小。因此，可减小对于安装成像设
备所需要的成本和空间。
手掌引导单元101包括凹入区域201、 202和203。当成像单元104对掌 纹和手掌的血管成像时，如图4所示，使用者的手掌的的三个中心手指(食 指、中指和无名指)的根部分别放在这些凹入区域上。结果，手掌的成像 区域被引导，并且因此成像单元104可以对手掌的成像区域成像。
指尖引导102和指根引导单元103引导手指。当成像单元104对使用者 的手指的指纹和血管图案成像时，如图5所示，指尖放在指尖引导单元102 上，且指根放在指根引导单元103上。结果，手指的成像区域被引导且成 像单元104可获得手指的成像区域的数据。
在这里，在图2A中显示了包括成像设备100的成像单元104的垂直横 截面视图，且在图2B中显示了沿图2A中的线A-A的横截面视图。
在这里，如图2A和图2B所示，用于指纹和掌纹的光源208形成为平面 形式，并布置在设备的指尖侧(前表面侧)的单个表面中。用于指纹和掌 纹的光源208发光，用于通过照射手指的指纹部分或手掌的掌纹对指纹或 掌纹成像。用于指纹和掌纹的光源208优选地仅从一个方向辐射光线，由 于对通过在皮肤表面上的凹入和凸出区域形成的指纹和掌纹成像，期望通 过在皮肤表面上的凹入区域和凸出区域尽可能多的形成阴影。
由于较短波长的光源在血管成像上有困难，所以期望形成用于指纹和 掌纹的光源208。另外，当考虑到干扰光线的消除效果，用于指纹和掌纹 的光源208可提供近红外光线的较长波长，其也可由用于血管的光源209 提供。在用于指纹和掌纹208的光源208和用于血管的光源209提供类似的 较长波长的光线的情况中，通过用于指纹和掌纹的唯一光源只从一个方向 辐射光线的布置，可获得充足的对比度。另外，通过处理成像的数据可充 分地抑制阻止指纹和掌纹的识别的外部光线的影响。
用于血管的光源209形成为线性光源，且分别布置在成像设备的右侧 面和左侧面处的内侧中。为了使手掌和手指的血管成像，用于血管的光源
12209把近红外光线辐射到引导的手指和手掌上。
另外，对于手指和手掌的血管图案的成像，用于血管的光源209从作 为成像目标的手指和手掌的两侧的两个方向辐射光线，以便尽可能地防止 由在皮肤的表面上的凹入和凸出区域形成的指纹和掌纹图案阴影出现在 成像步骤获得的数据。
通过使指纹和手指的血管图案或掌纹和手掌的血管图案成像，所述被 成像单元104具有分别产生图像数据的功能。
在此，例如用例如CCD和CMOS的图像传感器、控制系统以及用于把 手指和手掌的图像聚焦在图像传感器上的透镜光学系统，而构成成像单元 104。另外，成像单元104也包括AD转换器或类似装置，用于把通过成像 步骤聚焦在图像传感器上的图像转换成图像数据。
另外，成像单元104设置有几个成像模式。例如，成像单元104具有手 指成像模式和手掌成像模式，在手指成像模式中对手指成像预先设定足够 的聚焦距离和快门速度等，在手掌成像模式中对手掌成像预先设定足够的 聚焦距离和快门速度等。
另外，如图3所示，成像设备100连接至成像单元104。成像设备IOO 包括用于选择由相关的成像单元104产生的图像数据的图像处理单元204、 用于存储例如血管图案的图像特征量(数据)的匹配单元205、以及连接 至成像单元104以控制相关成像单元104的控制成像模式等的控制单元 210。
图像处理单元204从由成像单元104获得的所述图像数据中选择指纹、 掌纹以及手指和手掌的图像特征量。图像处理单元204具有用于发出被选 择出的特征量数据至匹配单元205的图像特征量的选择功能。
在此，由微型计算机或类似装置构成图像处理单元204。图像处理单 元204处理手指指纹和掌纹以及手掌的血管图像的图像数据。
匹配单元205具有根据预先存储的图像特征量数据用于匹配从图像处 理单元204发送的图像特征量数据的图像数据匹配功能。
如图3所示，控制单元210连接至成像单元104，以提供用于控制成像 单元104的成像模式的成像模式控制功能。
在此，控制单元210也可被设置有根据从图像处理单元204传送的图像数据用于设定成像单元104的成像模式的灰度模式设定功能。在这种情况
中，控制单元210获得了由成像步骤获得的图像数据且核对在该图像数据 中预先设定的一个或多个不同的像素的灰度。因此，聚焦的图像可被确定 为手指图像或手掌图像。
例如，控制单元210根据图像数据在偏离到图像的右侧和左侧中的任 一侧的部分处获得几个像素的灰度。在灰度完全显示为"黑色"时，控制 单元210可决定获得的图像仅在图像的中心处显示聚焦的手指图像。
另外，在预先设定的像素完全显示为"白"灰度时，控制单元210 可决定让图像数据的屏的整个部分显示聚焦的图像。因此，这个图像可被 确定为具有较宽聚焦区域的手掌图像。
如上所述，成像目标可被确定为手指或手掌图像，也可把成像单元104 的成像模式设定为对成像目标适合的成像模式。
另外，控制单元210连接至手掌引导单元101和指尖引导单元102，当 指根例如放在手掌引导单元101上时(即当手掌单元101引导手掌时)，提 供引导探测功能以通过传感器来探测手掌引导单元101上的手掌。因此， 当已经探测到手设置在手掌引导单元上时，成像目标可被确定为手掌且成 像单元104的成像模式可被设定成适合于该成像目标(手掌)的成像模式。
例如，当指尖放在手指引导单元102上时，或者说，当手指引导单元 102引导手指时，控制单元210用引导探测功能探测放在手指引导单元上的 手指，且确定成像目标是手指。在此，成像单元104的成像模式可被设定 成(改变成)对该成像目标(手掌)适合的成像模式。
因此，成像设备100可对指纹、掌纹、手指血管图案以及手掌血管图 案成像，从而有效地确保对个体的验证的安全性。
另外，通过仅用一个成像单元对指纹和手指的血管以及掌纹和手掌的 血管成像和验证，可提供小尺寸且低价格的生物统计数据成像设备。
同时，通过用相同的成像单元104对多个不同的生物统计数据成像， 可控制在用于成像步骤的每个成像单元中不相同的由图像数据的特定特 性或特征的出现产生的对验证的影响。
另外，控制单元210也具有指纹位置预测和探测功能，用于通过控制 成像单元104探测(预测)作为成像的手指血管图案图像的相对位置的指纹的位置。因此，作为相对位置，指纹和掌纹的成像区域根据成像的手 指血管图案图像和手掌血管图案图像可被预测和识别。
匹配单元205具有图像匹配功能，用于把例如已存储的指纹、掌纹以 及血管图案等的己存储的图像与成像数据匹配。
通过把在匹配数据存储单元211中的已存储的手指血管图像与传送的 手指血管特征图像匹配，匹配单元205还具有用与选择(选择)与已存储 的特征量匹配的己存储的手指血管图像(候补验证手指的血管图像)的功 能。
匹配单元205在传送的特征图像数据中选择特征量。另外，匹配单元 205还具有基于这种特征量与己存储的图像(N)进行l: N匹配的功能。 另外，通过在多个特征量中选择匹配的已存储的图像，匹配单元205选择 类似于所述特征量的候补图像作为所述特征量。或者说，匹配单元205具 有候补图像选择功能，其根据预先设定的匹配水平用于进行特征量的粗匹 配。因此，匹配单元205可从许多己存储的图像中快速地选择候补验证图像。
当被发送至匹配单元205的图像是通过使图案成像获得的手掌图像 (手掌血管图案、掌纹图像)时，所述手掌的图像数据在较长的时期内经 受匹配步骤，这是因为这种图像数据的图像尺寸比手指的图像数据的尺寸 大。因此，匹配单元205通过把指纹或手指的血管或手指的上述两者与已 存储的数据匹配，可明确地确定作为匹配步骤的目标的已存储的手掌图 像。因此，可减少手掌匹配步骤所需要的时间。
另外，在此能够可变地设定匹配单元205的匹配水平。例如，使用精 细设定点(许多设定点)设定特征量。因此，可限制由所述匹配步骤指定 (选定)的已存储的图像的数目。
接着，在下文将说明用于验证使用者的生物统计数据成像设备100的操作。
首先，成像单元104使被引导的手指和手掌成像。匹配单元205将成像 的手指图像数据与己存储的手指图像数据匹配，以选择具有类似特征量的 己存储的手指图像(手指图像匹配和选择步骤)。接着，匹配单元205让与 被选择出的存储手指图像相对应的存储的手掌图像与成像的手掌数据匹配(手掌匹配步骤)。
同时，可如下文说明地进行处理步骤。即，成像单元104使被引导的 手指的成像区域成像(成像步骤)，且从这个成像步骤获得的手指的成像 数据与存储的手指图像数据粗略地匹配(手指图像的粗匹配步骤)。在此，
由成像单元104设定的成像模式被改变成用于使手掌成像的手掌成像模式 (成像模式改变步骤)。接下来，成像单元104使由手掌引导单元101引导 的手掌成像区域成像(手掌成像步骤)。此后，通过把与各自的被选择出 和存储的手指图像相对应的已存储的手掌图像与成像的手掌数据匹配(手 掌图像匹配步骤)，匹配单元205验证使用者(手掌验证步骤)。
手指图像匹配和选择步骤、手掌匹配步骤、手指成像步骤、手指图像 粗匹配步骤、成像模式改变步骤、手掌成像步骤、以及手掌验证步骤可分 别地构成为适合于由计算机通过引入具有这样的执行内容的程序来执行。 在本示例实施例中，成像的手指血管图案图像、指纹图像、手掌血管图案 图像以及掌纹图像被以这样的次序匹配和确定以用于验证使用者。然而， 也允许通过手指血管图案图像、手掌血管图案图像以及掌纹图像的结合和 指纹图像、手掌血管图案图像以及掌纹图像的结合，来进行对使用者的匹 配和验证。另一方面，通过利用手指血管图案图像、手掌血管图案图像以 及掌纹图像的结合和指纹图像、手掌血管图案图像以及掌纹图像的结合， 而进行匹配和验证步骤也是可能的。另外，通过利用手指血管图案图像、 指纹图像以及手掌血管图案图像的结合和手指血管图案图像、指纹图像以 及掌纹图像的结合也可进行匹配和验证步骤。
因此，根据小成像区域(手指血管图案图像、指纹图像)的手指图像， 可快速地进行与已存储的图像的粗匹配。另外，也可根据手掌图像(手掌 血管图案、掌纹图像)执行匹配步骤。结果，可实现用于验证使用者所需 要的总时间的减小。
基于图6的流程图将详细地说明上面描述的示例实施例的成像设备 IOO的操作。首先，成像单元104使被引导的手指的手指血管图案成像(步 骤S101:手指血管成像步骤)。在这样的情形中，如图5所示，使用者的手 指放在指尖引导单元102和指根引导单元103上。从而，放置在指尖引导单 元102和指根引导单元103上的手指被引导至正好适合于成像步骤的位置。另外，控制单元210探测放在指尖引导单元和指根引导单元103上的手 指也是可以的。当控制单元210探测放在上述两个引导单元上的手指时， 成像单元104的成像模式被设定成手指成像模式，成像单元104可使被引导 的手指的手指血管图案成像。另外，在此，根据由成像单元104的成像步 骤获得的图像中的特定像素的灰度，控制单元210能够控制成像单元104 的成像模式成为手指成像模式或手掌成像模式也是允许的。
在这种情形中，根据成像数据中的特定像素的灰度，控制单元210确 定手指是否正确地放置在用于成像步骤的引导上。例如，当设定在靠近成 像数据的右和左端的区域上的像素的灰度比预先设定的灰度高时，也就是 所述像素比其它像素的黑色着色更多(深黑)，所述手指被确定为正确地 放置在引导单元上。同时，当这样的像素的灰度比预先设定的灰度低时， 也就是这样的像素的黑色着色较浅(浅黑)时，所述手掌被确定为被正确 地放置。
接着，成像单元104使被引导的手指的指纹成像(步骤S102:指纹成 像步骤)。在此，在指纹成像步骤之前通过控制成像单元104，控制单元210 探测(预测)作为成像的手指血管图案数据的相对位置的指纹位置，也是 可以的。因为作为成像目标的指纹的搜索范围受上面描述的步骤限制，所 以可有效地减少指纹位置的搜索时间和指纹成像所需的时间。另外，根据 成像的手指血管图案数据的相对位置，可有效地搜索和设定指纹的中心区 域。结果，可更大地改善成像的指纹数据的质量。
接着，成像单元104发送成像的手指血管图案数据至图像处理单元204 (步骤S103)。此后，根据该手指血管图案图像，图像处理单元204选择图 像的特征量以产生手指血管特征量数据。另外，图像处理单元204发送这 样的手指血管特征量图像数据至匹配单元205 (步骤S104:手指血管特征 量图像产生步骤)。
接着，匹配单元205把在匹配数据存储单元211中的已存储的手指血管 存储图像与传送的手指血管特征量图像匹配。匹配单元205也选择(选择) 与己存储的特征量匹配的己存储的手指血管图像(候补验证手指血管图 像)(步骤S105:候补验证手指血管图像选择步骤)。在此，匹配单元205 也选择已传送的手指血管特征量图像(1)的特征量，且基于所述被选择出的特征量进行与已存储的手指血管图像(N)的l: N匹配。例如，匹配
单元205选择在精细特征量中匹配的手指血管存储图像作为该特征量。如 上所描述的，匹配单元205从已存储的图像数据中选择在特征量中相似的 候补图像。或者说，匹配单元205执行特征量粗匹配步骤。因此，匹配单 元205可从许多已存储的图像中快速地选择候补验证图像。
在此，可变化地设定匹配单元205的匹配水平也是允许的。例如，由 匹配步骤识别的存储(选择)的图像的数目可通过精细设定(许多)特征 量来限制。
接着，成像单元104发送成像的指纹数据至图像处理单元204 (步骤 S106)。图像处理单元204基于这样的指纹图像选择特征量，产生指纹特征 量图像，并发送这样的指纹特征量图像至匹配单元205 (步骤S107:指纹 特征量图像产生步骤)。上述的处理步骤106至107可被设定成在步骤S103 之后执行。因此，在步骤S105的手指血管候补图像选择步骤期间，图像处 理单元204可发送成像的指纹的特征量至匹配单元205。结果，可縮短总的 匹配时间。
接着，匹配单元205把已传送的指纹特征量图像与分别与被选择出的 手指血管存储图像相对应的已存储指纹图像匹配(步骤S108:候补验证指 纹图像选择步骤)。
在这种情形中，作为在步骤S105中的候补验证手指血管图像选择步骤
的结果，之前已经存储有自己的生物统计数据的使用者被识别，匹配单元 205把识别的存储指纹图像与指纹特征量数据相互匹配。由于这样的l: 1 匹配(1: l血管匹配)，可进行使用者的验证。
在此，匹配单元205根据包含在成像的指纹图像中的特征量的点(例 如，5个点)，把分别对应于每个被选择出的手指血管图像的指纹图像与指 纹数据匹配(指纹匹配步骤)。另外，匹配单元205选择具有与上面提及的 特征量点数据匹配或接近的特征量点数据的候补验证指纹图像。因此，匹 配单元205根据特征量点数据从被选择出的候补验证指纹图像中还选择候 补验证图像的受限制区域。
在此，可以可变地设定由匹配单元205进行的匹配步骤的匹配水平。 例如，设定大量的指纹数据的特征量的点数据。从而，由相关的匹配步骤仔细地选择的候补验证图像的数目被限制成很小数目。
相继地，成像单元104使手掌血管图案成像(步骤S109:手掌血管成
像步骤)。如图6所示，例如，使用者的手掌放置在手掌引导单元上。
在此，控制单元210探测指根部件放置在手掌引导单元101。控制单元 210可把成像单元104的成像模式设定成手指成像模式。成像单元104可使
被引导的手掌的血管图案成像。
同时，控制单元210可根据由成像单元104获得的图像数据中的特定像 素的灰度，把成像单元104的成像模式设定成手掌成像模式。
在这种情况中，控制单元210根据成像数据中的特定像素的灰度确定 手指或手掌是否放置在所述引导上。例如，当在靠近由成像步骤获得的图 像的中心处的右和左端部分的区域中设定的像素的灰度比相同像素的现 有灰度高时，或者说当所述像素的黑色着色更多(深黑)，所述手指被确 定为正确地放置在引导单元上。另外，当相关的像素的灰度比相同像素的 现有灰度低时，也就是所述像素的黑色着色较浅(浅黑)时，所述手掌被 确定为被正确地放置在所述引导单元上。此后，成像单元104使被引导的 手的掌纹成像(步骤S110:指纹成像步骤)。
接着，成像单元104发送成像的手掌血管图案图像至图像处理单元24 (步骤Slll)。
在此，图像处理单元204根据这样的手掌血管图案图像选择图像的特 征量，且产生手掌血管特征量图像。另外，图像处理单元204发送该手掌 血管特征量图像至匹配单元205 (步骤S111:手掌血管特征量图像产生步 骤)。接着，匹配单元205把分别与从存储在匹配数据存储单元211中的手 掌血管图像中选择的候补验证指纹图像相对应的己存储的手掌血管图像， 与己传送的指纹特征量图像匹配(步骤S112:手掌血管匹配步骤)。
在此，考虑到选择在特征量中匹配的候补验证手掌血管图像，匹配单 元205根据包含在成像的手掌血管图案图像中的特征量，在与选择的候补
验证指纹图像相对应的手掌血管图像中进行手掌血管图案的匹配。因此， 匹配单元205还能够根据来自选择的候补验证图像的手掌血管图案的特征
量，来执行候补验证图像的限制性选择。
在此，匹配单元205可以可变化地设定它的匹配水平。例如，可设定手掌血管图案数据的许多特征量(提高了匹配水平)。从而，由相关匹配 仔细地选择候补验证图像的数目可被限制成很小的数目。在这种情形中，由于在步骤S105中的候补验证手指血管图像选择步骤或在步骤S108中的候补验证指纹图像选择步骤，已存储生物统计数据的使 用者被识别，匹配单元205把己识别的存储指纹图像与指纹特征量图像相互匹配。另外，匹配单元205可通过1: l匹配来验证和确定使用者(1: 1手掌血管匹配)。接着，成像单元104发送成像的掌纹图像至图像处理单元204 (步骤 S113)。在此，图像处理单元204根据该掌纹图像通过选择图像的特征量，来 产生掌纹特征量图像。另外，图像处理单元204把这样的掌纹特征量图像 发到匹配单元205 (步骤S114:掌纹特征量图像产生步骤)。接着，匹配单元205执行在输入的掌纹特征量图像和分别与上面提及的已选出的候补验证手掌血管图像相对应的已存储的掌纹图像之间的匹 配(步骤S115:掌纹匹配步骤)。在此，匹配单元205根据包含在掌纹特征量图像中的特征量数据，在 上面描述的与已选出的候补验证血管图案图像相对应的己存储的掌纹图 像中进行所述匹配。另外，匹配单元205仅识别在其特征量数据中匹配的 一个已存储的掌纹图像。在此，当匹配单元205仅识别一个掌纹数据时，可成功地完成对使用 者的验证。另外，当由于在步骤S112中的手掌血管匹配步骤中仅有一个使 用者的生物统计数据图像被识别时，匹配单元205能够用所述1: l匹配步 骤，使与只对一个使用者仔细地选出的候补验证血管图像相对应的已存储 的掌纹图像，与该掌纹特征量图像匹配，所述匹配是根据包含在上述两个 图像中的特征量的点数据(掌纹匹配步骤)。在此，由于l: l匹配步骤，所述掌纹数据被匹配，成功地完成对使用 者的验证。同时，如果掌纹数据从未匹配上，那么这意味着验证的失败。如上所述，在本发明的示例实施例中，通过使手指和手掌的生物统计 数据成像以及执行根据成像的手指图像与已存储的手指图像的粗匹配来 匹配手掌图像，生物统计数据成像设备验证使用者。结果，可快速地执行用于对使用者的匹配和验证的整个过程。另外，仅使用成像的手指和手掌 图像而不由使用者输入ID，就可验证使用者。因此，对于验证过程可确保很高的安全性。另外，在本发明的示例实施例中，通过结合手指和手掌的生物统计数 据，生物统计数据成像设备进行对使用者的验证。因此，能够获得的验证 准确度要高于现有技术中的利用单个生物统计数据的验证系统的验证准 确度高。在上面描述的示例实施例中，进行了所述设置，使得成像的手指血管 图案图像、指纹图像、手掌血管图案图像以及掌纹图像以这样的次序经受 了匹配步骤，用于验证使用者。然而通过分别将手指血管图案图像或指纹 图像与手掌血管图案图像或掌纹图像相结合，也能够获得用于验证使用者 的所述设置。如上所述，使用手指和手掌的成像数据而不用由使用者输入ID，就可 验证使用者。结果，可保证验证有较高安全性。另外，可实现具有比现有 技术利用单个生物统计数据的验证系统的验证准确度高的使用者验证过 程。另外，在本发明的示例实施例中，单个成像单元104能够使手指和手 掌的生物统计数据成像。因此，本发明可提供比合并了多个成像单元的设 备价格低并尺寸小的成像设备。普通的单个的成像单元104使指纹和手指的血管图案和掌纹和手掌的血管图案的生物统计数据成像。因此，可以在通常的光学条件下的成像质 量的基础上获得图像。本发明可被应用于在使用ATM和个人电脑或类似装置之前根据手指 和手掌的生物统计数据用于验证使用者的验证设备，且也可应用于在一个 人进入或离开房间或楼房时所使用的单独的验证系统中。虽然结合上述提及的优选实施例对本发明进行了说明，但本领域的 技术人员可以将本发明以各种其它方式实施。
权利要求
1.一种用于验证使用者的成像设备，包括手掌引导单元，用于引导手掌的成像区域；手指引导单元，用于引导手指的成像区域；成像单元，用于将所述使用者的手掌和手指的所述成像区域的生物统计数据成像；图像存储单元，用于存储至少一个手指图像和至少一个手掌图像；和匹配单元，用于将所述被成像的手指和所述被成像的手掌的数据与所述存储的手指图像和所述存储的手掌图像匹配，其中，所述匹配单元包括选择单元，用于根据所述被成像的手指数据的特征量和所述存储的手指图像的特征量从所述存储单元中选择手指图像；验证单元，其根据与所述被选择出的手指图像相对应的存储的手掌图像与所述被成像的手掌的数据匹配的结果来验证所述使用者。
2. 根据权利要求l所述的设备，其中，所述成像单元还具有手指成像功能，用于使指纹和手指血管图案成像；和 手掌成像功能，用于使掌纹和手掌血管图案成像， 其中，所述验证单元还包括转换单元，所述转换单元用于在手指成像 模式和手掌成像模式之间来回转换成像模式。
3. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括生物统计数据存储部件，用于存储手指血管图案的至少一个图像和手 掌血管图案的至少一个图像，所述两个图像被连接；匹配部件，用于将所述被成像的手指血管与所述血管图案的存储的图 像匹配；选择部件，用于从所述生物统计数据存储部件选择手指血管图案，所 述被选择出的手指血管图案的特征量对应于所述被成像的手指血管图案 的特征量，其中，所述匹配部件使与手指血管图案的每个被选择出的图案相对应 的手掌血管图案与所述被成像的手掌血管图案匹配，和其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果 来验证所述使用者。
4. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括 生物统计数据存储部件，用于存储手指血管图案的至少一个图像和掌纹的至少一个图像，所述两个图像被连接；匹配部件，用于将所述被成像的手指血管与所述血管图案的存储的图像匹配；禾口选择部件，用于从所述生物统计数据存储部件中选择手指血管图案， 所述被选择出的手指血管图案的特征量对应于所述被成像的手指血管图 案的特征量，其中，所述匹配部件将与所述手指血管图案的每个被选择出的图像相 对应的掌纹与所述被成像的掌纹匹配，和其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果 验证所述使用者。
5. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括 生物统计数据存储部件，其用于存储指纹的至少一个图像和手掌血管图案的至少一个图像，所述两个图像被连接；匹配部件，用于将所述被成像的指纹与所述指纹的存储图像匹配，和选择部件，用于从所述生物统计数据存储部件中选择指纹的图像，所 述被选择出的图像的特征量对应于所述被成像的指纹的特征量，其中，所述匹配部件将与所述指纹的每个被选择出的图像相对应的手 掌血管图案与所述被成像的手掌血管图案匹配，和其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果 验证所述使用者。
6. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括 生物统计数据存储部件，用于存储指纹的至少一个图像和掌纹的至少一个图像，所述两个图像被连接；匹配部件，用于把所述被成像的指纹与指纹的存储图像匹配，和 选择部件，用于从所述生物统计数据存储部件中选择指纹的图像，所述被选择出的图像的特征量对应于所述被成像的指纹的特征量，其中，所述匹配部件将与所述指纹的每个被选择出的图像相对应的手 掌血管图案与所述被成像的手掌血管图案匹配，和其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果 验证所述使用者。
7. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括 生物统计数据存储部件，用于存储指纹的至少一个图像、手指血管图案的至少一个图像、和手掌血管图案的至少一个图像，所述三个图像被连 接；匹配部件，用于根据所述手指血管图案的图像和所述指纹的图像把所 述被成像的指纹与所述指纹的被存储的图像匹配，和选择部件，用于从所述生物统计数据存储部件中选择指纹的图像和手 指血管图案的图像，所述被选择出的图像的特征量对应于所述被成像的指 纹和所述被成像的手指血管图案的特征量，其中，所述匹配部件将与每个被选择出的指纹的图像和手指血管图案 的图像相对应的手掌血管图案与所述被成像的手掌血管图案匹配，和其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果 验证所述使用者。
8. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括生物统计数据存储部件，用于存储指纹的至少一个图像、手指血管图案的至少一个图像和掌纹的至少一个图像，所述三个图像被连接；匹配部件，用于根据所述手指血管图案的图像和所述指纹的图像将所 述被成像的指纹与所述指纹的存储图像匹配，和选择部件，用于从所述生物统计数据存储部件中选择指纹的图像和手 指血管图案的图像，所述被选择出的图像的特征量对应于所述被成像的指 纹和所述被成像的手指血管图案的特征量，其中，所述匹配部件将与所述每个被选择出的指纹的图像和手指血管 图案的图像相对应的掌纹与所述被成像的掌纹匹配，和其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果 验证所述使用者。
9. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括生物统计数据存储部件，用于存储手指血管图案的至少一个图像、手 掌血管图案的至少一个图像和掌纹的至少一个图像，所述三个图像被连接；禾口匹配部件，用于把所述被成像的手指血管图案与所述手指血管图案的 存储图像匹配，所述匹配单元还具有选择部件，用于从所述生物统计数据 存储部件中选择手指血管图案的图像，所述被选择出的图像的特征量对应 于所述被成像的血管图案的特征量，其中，所述匹配部件将与手指血管图案的所述每个被选择出的图像相 对应的手掌血管图案及掌纹与所述被成像的手掌血管图案及所述被成像 的掌纹匹配，和其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果 验证所述使用者。
10. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括生物统计数据存储部件，用于存储指纹的至少一个图像、手掌血管图案的至少一个图像和掌纹的至少一个图像，所述三个图像被连接；匹配部件，用于把所述被成像的指纹与所述指纹的存储图像匹配，和 选择部件，用于从所述生物统计数据存储部件中选择指纹的图像，所述被选择出的图像的特征量对应于所述被成像的指纹的特征量，其中，所述匹配部件将与指纹的每个被选择出的图像相对应的手掌血管图案及掌纹与所述被成像的手掌血管图案及所述被成像的掌纹匹配，和 其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果验证所述使用者。
11. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述匹配单元还包括 生物统计数据存储部件，用于存储指纹的至少一个图像、手指血管图案的至少一个图像、手掌血管图案的至少一个图像、和掌纹的至少一个图 像，所述四个图像被连接；匹配部件，用于把所述被成像的指纹和所述被成像的手指血管图案与 所述指纹的存储图像和所述手指血管图案的存储图像匹配，和选择部件，用于从所述生物统计数据存储部件中选择指纹的图像和手 指血管图案的图像，所述被选择出的图像的特征量对应于所述被成像的指纹和所述被成像的手指血管图案的特征量，其中，所述匹配部件将与每个被选择出的指纹的图像和手指血管图案 的图像相对应的手掌血管图案及掌纹与所述被成像的手掌血管图案及所 述被成像的掌纹匹配，和其中，所述匹配部件还具有手掌验证功能，用于根据所述匹配的结果 验证所述使用者。
12. 根据权利要求7所述的设备，还包括设定单元，用于根据所述手指血管图案的图像为所述指纹设定成像区 域的位置。
13. 根据权利要求9所述的设备，还包括设定单元，用于根据所述手掌血管图案的图像为所述掌纹设定成像区 域的位置。
14. 一种用于验证使用者的方法，包括(a) 由手掌引导单元和手指引导单元引导，对所述使用者的手指和 手掌的生物统计数据成像；(b) 将所述被成像的手指数据与在存在存储单元中的存储的手指数据匹配；(c) 根据所述被成像的手指数据的特征量和所述存储的手指数据的 特征量从所述存储单元中选择手指图像；(d) 将与从所述存储单元中选择出的手指图像相对应的手掌图像与 所述被成像的手掌数据匹配；和(e) 根据所述匹配的结果验证所述使用者。
15. —种包含程序的计算机可读媒介，所述程序使得设备执行用于验 证使用者的方法，所述方法包括(a) 由手掌引导单元和手指引导单元引导，对使用者的手指和手掌 的生物统计数据成像；(b) 把所述被成像的手指数据与存在存储单元中的已存储的手指数 据匹配;(c) 根据所述被成像的手指数据的特征量和所述存储的手指数据的 特征量从所述存储单元中选择手指图像；(d) 将与从所述存储单元中选择出的手指图像相对应的手掌图像与所述被成像的手掌数据匹配；和(e) 根据所述匹配的结果验证使用者。
16. —种用于验证使用者的成像设备，包括成像单元，用于将使用者的手掌和手指的成像区域的生物统计数据成像；图像存储单元，用于存储来自同一使用者的至少一个手指图像和至少 -一个手掌图像；和匹配单元，用于将所述被成像的手指数据和所述被成像的手掌数据与 所述存储的手指图像数据和所述存储的手掌图像数据匹配，其中，所述匹配单元包括选择单元，用于根据与所述被成像的手指数据相关的数值以及与所述 存储的手指图像相关的数值的比较，从所述存储单元中选择手指图像；验证单元，用于根据所述被成像的手掌数据与对应于所述被选择出的 手指图像的存储的手掌图像数据的匹配结果，来验证使用者。
全文摘要
用于验证使用者的成像设备可快速地执行输入的生物统计数据的匹配步骤。所述用于验证使用者的设备包括用于使被引导的手指和被引导的手掌成像的成像单元，用于存储所确定的手指图像和所确定的手掌图像的匹配数据存储单元，以及用于将所述被成像的手指图像及所述被成像的手掌图像与所述存储的手指图像及所述存储的手掌图像相匹配的匹配单元。该匹配单元根据所述被成像的手指图像选择具有类似特征量的手指图像，并根据对应于被选择出的手指图像的手掌图像与所述被成像的手掌图像的匹配结果，来验证使用者。
文档编号G06K9/00GK101556648SQ200910133899
公开日2009年10月14日 申请日期2009年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者樋口辉幸 申请人:日本电气株式会社