專利名稱：鑒別裝置、鑒別方法及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑒別裝置、鑒別方法及程序，并且例如優(yōu)選地應(yīng)用于生物測量鑒別(biometric authentication)。
背景技術(shù)：
存在許多種鑒別設(shè)備，它們從有生命個體的指紋獲取生物測量的量。近年來，有生命個體的血管被視為用于生物測量鑒別的一個對象。 這種鑒別設(shè)備通過使用近紅外線來拍攝血管的圖像。血管中近紅外線的主要
吸收者為去氧血紅蛋白(deoxy-hemoglobin)(靜脈血venous blood)和氧合血紅蛋白
(oxy-hemoglobin)(動脈血arterial blood)。然后，鑒別設(shè)備將產(chǎn)生的血管圖像登記在存
儲器中作為要與其它進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)、或者相對于在存儲器中登記的數(shù)據(jù)或血管圖像對其
進(jìn)行檢查(例如，參見專利文件1)。 專利文件l日本專利公開號2004-178606。 然而，由于上面的鑒別設(shè)備僅僅將產(chǎn)生的血管圖像存儲在存儲器中，而沒有對其
進(jìn)行處理，所以存在如下問題一個人的血管圖像占據(jù)了存儲器的大量空間。 解決該問題的一個途徑是從要作為血管圖案存儲在存儲器中的血管圖像中找出
分支點(bifurcation point)。然而，該方法降低了鑒別的準(zhǔn)確度，這是由于其僅僅檢查分支點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上面幾點而作出的，并且本發(fā)明是用來提供一種鑒別裝置、鑒別方法及程序，其能夠降低要存儲的數(shù)據(jù)量同時保持鑒別的準(zhǔn)確度。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于血管鑒別的登記裝置(l)，包括獲取部件(21)，其獲取指示血管線的血管圖像信息；第一搜索部件，其搜索血管線上的標(biāo)準(zhǔn)點(P);第二搜索部件，其搜索血管線上的候選點(Q);計數(shù)部件，其對位于與標(biāo)準(zhǔn)點(P)和候選點(Q)之間的線(PQ)相鄰的區(qū)域中的血管像素的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)；計算部件，其計算該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率；以及選擇部件，其根據(jù)該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率而選擇該候選點(Q)作為特征點。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于血管鑒別的登記方法，包括第一步驟，獲取指示血管線的血管圖像信息；第二步驟，搜索血管線上的標(biāo)準(zhǔn)點(P);第三步驟，搜索血管線上的候選點(Q);第四步驟，對位于與標(biāo)準(zhǔn)點(P)和候選點(Q)之間的線(PQ)相鄰的區(qū)域中的血管像素的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)；第五步驟，計算該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率；以及第六步驟，根據(jù)該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率而選擇該候選點(Q)
4作為特征點。 為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，鑒別裝置包括提取部件，其從通過拍攝活體(living body)獨有的鑒別對象而獲得的圖像中提取鑒別對象上的多個點；連接部件，其連接由提取部件提取的多個點使得這些點近似于鑒別對象；存儲部件，其將指示由連接部件連接的多個點的連接狀態(tài)的信息和指示這些點的信息存儲為鑒別信息；以及再現(xiàn)部件，其基于存儲部件中的鑒別信息再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的鑒別對象。 這樣，鑒別裝置只存儲近似于存儲部件中的鑒別信息的多個點和可靠點的連接狀態(tài)。在執(zhí)行鑒別時，鑒別裝置通過再現(xiàn)部件再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的鑒別對象。這提高了存儲部件的使用效率同時保持了鑒別的準(zhǔn)確度。 此外，根據(jù)本發(fā)明，鑒別方法包括第一步驟，從通過拍攝活體獨有的鑒別對象而獲得的圖像中提取鑒別對象上的多個點；第二步驟，連接所提取的多個點使得這些點近似于鑒別對象；第三步驟，將指示被連接的多個點的連接狀態(tài)的信息和指示這些點的信息存儲在存儲部件中作為鑒別信息；以及第四步驟，基于存儲部件中的鑒別信息再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的鑒別對象。 這樣，鑒別方法只將近似于鑒別信息的多個點和可靠點的連接狀態(tài)存儲在存儲部件中。在執(zhí)行鑒別時，鑒別方法再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的鑒別對象。這提高了存儲部件的使用效率同時保持了鑒別的準(zhǔn)確度。 此外，根據(jù)本發(fā)明，程序使得進(jìn)行控制的裝置執(zhí)行第一處理，從通過拍攝活體獨有的鑒別對象而獲得的圖像中提取鑒別對象上的多個點；第二處理，連接所提取的多個點使得這些點近似于鑒別對象；第三處理，將指示被連接的多個點的連接狀態(tài)的信息和指示這些點的信息存儲在存儲部件中作為鑒別信息；以及第四處理，基于存儲部件中的鑒別信息再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的鑒別對象。 這樣，該程序只將近似于鑒別信息的多個點和可靠點的連接狀態(tài)存儲在存儲部件中。在執(zhí)行鑒別時，該程序再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的鑒別對象。這提高了存儲部件的使用效率且保持了鑒別的準(zhǔn)確度。 根據(jù)本發(fā)明，鑒別裝置、鑒別方法及程序執(zhí)行如下處理從通過拍攝活體獨有的鑒別對象而獲得的圖像中提取鑒別對象上的多個點；連接所提取的多個點使得這些點近似于鑒別對象；將指示被連接的多個點的連接狀態(tài)的信息和指示這些點的信息存儲在存儲部件中作為鑒別信息；以及基于存儲部件中的鑒別信息再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的鑒別對象。這樣，它們只將近似于鑒別信息的多個點和可靠點的連接狀態(tài)存儲在存儲部件中。在執(zhí)行鑒別時，它們再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的鑒別對象。這提高了存儲部件的使用效率且保持了鑒別的準(zhǔn)確度


圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的鑒別設(shè)備的總體配置的示意圖； 圖2是圖示信號處理部分的配置的方框圖； 圖3是圖示鑒別部分的處理的功能性框圖； 圖4是圖示細(xì)節(jié)(minutiae)提取之前和之后的示意圖； 圖5是通過第一細(xì)節(jié)連接處理的細(xì)節(jié)連接之前和之后的示意 圖6是圖示通過第一細(xì)節(jié)連接處理的細(xì)節(jié)連接的示意圖； 圖7是圖示通過第二細(xì)節(jié)連接處理的細(xì)節(jié)連接的示意圖； 圖8是圖示通過第二細(xì)節(jié)連接處理連接細(xì)節(jié)的結(jié)果的示意圖； 圖9是圖示連接部分刪除(1)的示意圖； 圖10是刪除(1)之前和之后的示意圖； 圖11是圖示連接部分刪除(2)的示意圖； 圖12是刪除(2)之前和之后的示意圖；以及 圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的細(xì)節(jié)連接的示意圖。 符號描述 1……鑒別設(shè)備、2……血管圖像拾取部分、3……信號處理部分、 14……照相機(jī)部分、15A、 15B……近紅外光源、16……特寫鏡頭、 17……近紅外光透射濾光鏡、18 CCD圖像拾取單元、20……控制單元、 21……血管圖像拾取驅(qū)動部分、22A……A/D轉(zhuǎn)換器、22B……濾波器部分 22C……二進(jìn)制化部分、22D……細(xì)線部分、23……鑒別部分、 31……細(xì)節(jié)提取部分、32……細(xì)節(jié)連接部分、33……血管重構(gòu)部分 34 檢查部分、IF 外部接口 、 FM 閃存、FG 手指、 COM(C0M1和COM2)......執(zhí)行命令、SA (SA1 SAn)...... 血管圖像信號、DA(DA1 DAn)、DB(DBl DBn)......血管圖像數(shù)據(jù)、 DC(DC1 DCn)、DD 二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)、Dl 確定數(shù)據(jù)、 D31……細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)、D33……重構(gòu)的二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)、RC…… 登記鑒別信息、AR1 圓圈重疊區(qū)域、AR2 圓圈區(qū)域、NAR…… 相鄰區(qū)域、P、R 搜索標(biāo)準(zhǔn)點、Q、S 搜索候選點、TU、T' U'…… 交叉的血管對應(yīng)線段、VW、 WX、 VX 形成三角形的血管對應(yīng)線段
具體實施例方式
將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。
(1)鑒別設(shè)備的總體配置 在圖1中，附圖標(biāo)記1表示根據(jù)本發(fā)明實施例的鑒別設(shè)備1。鑒別設(shè)備1包括血管圖像拾取部分2和信號處理部分3，信號處理部分3通過電纜連接到血管圖像拾取部分2。
血管圖像拾取部分2包括彎曲的導(dǎo)槽以容納手指FG。引導(dǎo)凹槽11形成于鑒別設(shè)備1的外殼1A的預(yù)定位置。引導(dǎo)凹槽11的底部是圖像拾取開口 12。 因此，在血管圖像拾取部分2中，在將手指FG放置在引導(dǎo)凹槽11上時，手指FG的肉墊(pad)位于圖像拾取開口 12上。此外，可以響應(yīng)于其指尖觸摸引導(dǎo)凹槽ll的端部的手指FG的長度，來調(diào)節(jié)或移動圖像拾取開口 12。 此外，圖像拾取開口 12在其表面上具有透明的開口覆蓋部分13。在圖像拾取開口12下面是在外殼1A內(nèi)部的照相機(jī)部分14。 在引導(dǎo)凹槽11的側(cè)壁是一對近紅外光源15(15A和15B)，其發(fā)射圖像拾取光束或血紅蛋白吸收得特別好的近紅外光束該對近紅外光源15平行于引導(dǎo)凹槽11的較短的方向并且位于圖像拾取開口 12的相對側(cè)。近紅外光源15將近紅外線發(fā)射到引導(dǎo)凹槽11上的手指肉墊FG的側(cè)面。 與將近紅外線發(fā)射到手指肉墊FG的底部的光源相比，這降低了來自手指FG的表 面的紅外光的反射。在通過手指FG的表面進(jìn)入手指FG之后，血管中的血紅蛋白吸收近紅 外光，并且在手指FG內(nèi)的所有方向(而不是血管)中散射。照相機(jī)部分14通過圖像拾取 開口 12和開口覆蓋部分13從手指FG檢測近紅外線，或者反映血管形狀的血管反射光。
照相機(jī)部分14包括特寫鏡頭(macro lens) 16 ;近紅外光透射濾光鏡17，只有特 定波長(取決于氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白大約900到1000[nm])的近紅外光通過；以 及CCD圖像拾取單元18。血管反射光從開口覆蓋部分13進(jìn)入，并且通過特寫鏡頭16和近 紅外光透射濾光鏡17到達(dá)CCD圖像拾取單元18的圖像拾取表面。因此，照相機(jī)部分14整 理出手指FG內(nèi)的靜脈毛細(xì)血管和動脈毛細(xì)血管兩者的圖像。 CCD圖像拾取單元18在信號處理部分3的控制之下，拍攝形成于圖像拾取表面上 的血管的圖像，并將產(chǎn)生的圖像信號(或血管圖像信號)SA1、SA2、…、和SAn輸出到信號 處理部分3。 如圖2所示，信號處理部分3包括控制部分20?？刂撇糠?0連接到血管圖像拾取 驅(qū)動部分21、圖像處理部分22、鑒別部分23、閃存FM和外部接口 IF，該外部接口 IF與外部 設(shè)備交換數(shù)據(jù)。 控制部分20包括CPU(中央處理單元)，其負(fù)責(zé)鑒別設(shè)備1的全面控制；存儲程序 的ROM(只讀存儲器)；以及RAM(隨機(jī)存取存儲器)，其充當(dāng)CPU的工作存儲器。在操作位 于鑒別設(shè)備1的外殼1A的表面的預(yù)定位置處的操作部分(未示出)時，向控制部分20提 供下面的命令用于登記人的血管的模式(也稱為"血管登記模式")的執(zhí)行命令C0M1或者 用于識別人的模式(也稱為"鑒別模式")的執(zhí)行命令C0M2。 在從操作部分(未示出)將血管登記模式執(zhí)行命令C0M1提供給控制部分20時， 控制部分20執(zhí)行ROM中的對應(yīng)程序以運行血管登記模式。因此，控制部分20控制血管圖 像拾取驅(qū)動部分21、圖像處理部分22和鑒別部分23。 這樣，血管圖像拾取驅(qū)動部分21啟動血管圖像拾取部分2以運行近紅外光源15 和照相機(jī)部分14的CCD圖像拾取單元18。因此，血管圖像拾取部分2從近紅外光源15向 位于引導(dǎo)凹槽ll(圖1)處的個人手指肉墊FG(圖1)的側(cè)面發(fā)射近紅外光。在手指FG(圖 1)內(nèi)傳播之后，近紅外光或者血管反射光到達(dá)CCD圖像拾取單元18的圖像拾取表面。血管 反射光被轉(zhuǎn)換成血管圖像信號SA1、 SA2、…、和SAn，隨后這些信號被提供給圖像處理部分 22的A/D (模擬到數(shù)字)轉(zhuǎn)換器22A。 A/D轉(zhuǎn)換器22A對血管圖像信號SA1、 SA2、…、和SAn執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換，并將產(chǎn)生的 血管圖像數(shù)據(jù)DA1、 DA2、…、DAn提供到濾波器單元22B。 濾波器單元22B對血管圖像數(shù)據(jù)DA1、DA2、…、DAn執(zhí)行諸如降噪或邊緣增強(qiáng)之類 的濾波處理，并將產(chǎn)生的血管圖像數(shù)據(jù)DB1、DB2、…、DBn提供到二進(jìn)制化部分22C。
二進(jìn)制化部分22C將血管圖像數(shù)據(jù)DB1、DB2、…、DBn 二進(jìn)制化，然后將產(chǎn)生的單 色(monochrome)血管圖像(稱為"二進(jìn)制化的血管圖像")的數(shù)據(jù)(被稱為"二進(jìn)制化的 血管圖像數(shù)據(jù)")DC1、DC2、…、DCn提供到細(xì)線(thin line)部分22D。
細(xì)線部分22D，例如，對二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DC1、DC2、…、DCn執(zhí)行形態(tài)學(xué)處 理，以使得二進(jìn)制化的血管圖像上的血管成為細(xì)線。
細(xì)線部分22D然后從多個二進(jìn)制化的血管圖像中選擇出一個，其中在所述二進(jìn)制 化的血管圖像中血管被示出為細(xì)血管線。細(xì)線部分22D隨后將所選擇的二進(jìn)制血管圖像提 供給鑒別部分23作為二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD。 鑒別部分23將二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD轉(zhuǎn)換成預(yù)定格式的登記鑒別信息RC， 并且然后將登記鑒別信息RC提供給控制部分20。 這樣，控制部分20控制血管圖像拾取驅(qū)動部分21、圖像處理部分22和鑒別部分 23。因此，控制部分20從鑒別部分23接收登記鑒別信息RC，并且在閃存FM中對登記鑒別 信息RC進(jìn)行登記。然后，控制部分20停止控制血管圖像拾取驅(qū)動部分21、圖像處理部分 22和鑒別部分23。這停止了血管圖像拾取部分2。
這樣，控制部分20運行了血管登記模式。 另一方面，當(dāng)從運行部分(未示出)向控制部分20提供鑒別模式執(zhí)行命令COM2 時，控制部分20執(zhí)行ROM中的對應(yīng)程序以運行鑒別模式。因此，控制部分20控制血管圖像 拾取驅(qū)動部分21、圖像處理部分22和鑒別部分23，同時從閃存FM中讀出登記鑒別信息RC， 并將該登記鑒別信息RC提供給鑒別部分23。 血管圖像拾取驅(qū)動部分21以與上面的血管登記模式相似的方式，啟動血管圖像 拾取部分2。圖像處理部分22以與上面的血管登記模式相似的方式，對來自血管圖像拾取 部分2的血管圖像信號SA(SA1到SAn)進(jìn)行處理，并且然后將產(chǎn)生的二進(jìn)制化的血管圖像 數(shù)據(jù)DD提供給鑒別部分23。 鑒別部分23將二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD的二進(jìn)制化的血管圖像與控制部分20 從閃存FM中讀出的登記鑒別信息RC的二進(jìn)制化的血管圖像進(jìn)行比較，以檢查兩種血管線 的圖案是否彼此匹配。 基于有關(guān)它們彼此匹配的程度如何的標(biāo)準(zhǔn)，鑒別部分23確定通過血管圖像拾取 部分2獲取其手指圖像的人是否為已經(jīng)在鑒別設(shè)備1中登記的人。鑒別部分23然后將結(jié) 果通知給控制部分20作為確定數(shù)據(jù)Dl。 這樣，控制部分20控制血管圖像拾取驅(qū)動部分21、圖像處理部分22和鑒別部分 23，以從鑒別部分23接收確定數(shù)據(jù)Dl?？刂撇糠?0然后將確定數(shù)據(jù)Dl通過外部接口 IF 傳送給外部設(shè)備?？刂撇糠?0隨后停止控制血管圖像拾取驅(qū)動部分21、圖像處理部分22 和鑒別部分23。這停止了血管圖像拾取部分2。
這樣，控制部分20運行了鑒別模式。 這樣，鑒別設(shè)備l執(zhí)行了生物測量鑒別以識別一個人鑒別設(shè)備l檢查活體體內(nèi)獨 有的血管。因此，與僅僅檢查活體表面上的指紋的系統(tǒng)相比較，第三方很難從活體盜竊血管 或進(jìn)行欺騙。
(2)鑒別部分執(zhí)行的處理的詳細(xì)描述
下面詳細(xì)描述上面的鑒別部分23的處理。 如圖3中所示，由控制部分20控制的鑒別部分23的鑒別處理可以按功能劃分為 細(xì)節(jié)提取部分31、細(xì)節(jié)連接部分32、血管重構(gòu)部分33和檢查部分34。 當(dāng)處于血管登記模式的鑒別部分23從細(xì)線部分22D(圖2)接收到二進(jìn)制化的血 管圖像數(shù)據(jù)DD時，細(xì)節(jié)提取部分31執(zhí)行細(xì)節(jié)提取處理，以從二進(jìn)制化的血管圖像中提取血 管線的細(xì)節(jié)。細(xì)節(jié)連接部分32隨后連接所有細(xì)節(jié)，以形成近似的血管線。細(xì)節(jié)連接部分32然后將下面的數(shù)據(jù)登記在閃存FM中作為登記鑒別信息RC :描述細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)的數(shù)據(jù)
(稱為"連接狀態(tài)數(shù)據(jù)")；和描述細(xì)節(jié)的位置的數(shù)據(jù)(稱為"細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)")。 另一方面，在控制部分20 (圖2)從閃存FM中讀出登記鑒別信息RC、或者連接狀態(tài)
數(shù)據(jù)和細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)時，處于鑒別模式的鑒別部分23控制血管重構(gòu)部分33，基于連接狀態(tài)
數(shù)據(jù)和細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)而再現(xiàn)二進(jìn)制化的血管圖像。檢查部分34然后將再現(xiàn)的二進(jìn)制化的
血管圖像與從細(xì)線部分22D(圖2)提供的二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD的二進(jìn)制化的血管
圖像進(jìn)行比較，以基于有關(guān)它們彼此匹配的程度如何的標(biāo)準(zhǔn)來識別一個人。 下面詳述描述細(xì)節(jié)提取部分31的細(xì)節(jié)提取處理、細(xì)節(jié)連接部分32的細(xì)節(jié)連接處
理、血管重構(gòu)部分33的圖像重構(gòu)處理以及檢查部分34的檢查處理。(2-1)細(xì)節(jié)提取處理 如圖4所示，細(xì)節(jié)提取部分31從二進(jìn)制化的血管圖像的血管線(圖4(A))中提取
出分支點和轉(zhuǎn)折點(inflection point)(圖4(B))。 實際上，細(xì)節(jié)提取部分31對從細(xì)線部分22D(圖2)提供的二進(jìn)制化的血管圖像數(shù) 據(jù)DD執(zhí)行點提取處理，諸如Harris Corner,以從二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD的二進(jìn)制化 的血管圖像的血管線中提取出多個分支點和轉(zhuǎn)折點。 細(xì)節(jié)提取部分31將分支點和轉(zhuǎn)折點提供給細(xì)節(jié)連接部分32作為細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù) D31，同時將二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD提供給細(xì)節(jié)連接部分32。 在該實施例中，細(xì)節(jié)提取部分31已經(jīng)為確定每個像素是否是轉(zhuǎn)折點(在點提取處 理過程中)的標(biāo)準(zhǔn)功能設(shè)置了小于諸如風(fēng)景畫之類的典型圖像的曲率閾值的曲率閾值。這 允許比典型圖像提取更平滑的細(xì)節(jié)(分支點和轉(zhuǎn)折點)。 因此，盡管二進(jìn)制化的血管圖像具有比典型圖像更少的分支點和轉(zhuǎn)折點，但是細(xì) 節(jié)提取部分31可以從二進(jìn)制化的血管圖像的血管線中提取更多的分支點和轉(zhuǎn)折點。 [OOSe] (2-2)細(xì)節(jié)連接處理
(2-2-1)第一細(xì)節(jié)連接處理 如圖5所示，細(xì)節(jié)連接部分32例如連接血管線上的多個分支點和轉(zhuǎn)折點(圖 5 (A))，以形成近似的血管線(圖5 (B))。 實際上，在從細(xì)節(jié)提取部分31接收到二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD連同細(xì)節(jié)位置 數(shù)據(jù)D31之后，細(xì)節(jié)連接部分32使用細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)D31從二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD的 二進(jìn)制化的血管圖像中識別分支點和轉(zhuǎn)折點。 如圖6所示，細(xì)節(jié)連接部分32然后從那些分支點和轉(zhuǎn)折點(細(xì)節(jié))中選擇出要用 作用于搜索的標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)，作為搜索標(biāo)準(zhǔn)點P。細(xì)節(jié)連接部分32隨后選擇除了搜索標(biāo)準(zhǔn)點 P之外的任何細(xì)節(jié)作為搜索候選點Q，以與搜索標(biāo)準(zhǔn)點P形成線段(segment)(稱為"血管對 應(yīng)線段")。 細(xì)節(jié)連接部分32檢測點P和點Q上的像素以及區(qū)域SC內(nèi)的它們周圍的像素。區(qū) 域SC在水平方向和垂直方向上距離點P和點Q都在n個像素之內(nèi)(例如，圖6中n = 3)。 細(xì)節(jié)連接部分32然后從區(qū)域SC之間的相鄰區(qū)域NAR(由圖6中的點劃線指示)中檢測對 應(yīng)于血管的像素(稱為"血管像素")。細(xì)節(jié)連接部分32隨后對血管像素的數(shù)量進(jìn)行計數(shù)， 并且然后計算血管相鄰像素的數(shù)量與線段PQ的長度的比率。 如果血管相鄰像素的數(shù)量與線段PQ的長度的比率大于或等于預(yù)定閾值，則細(xì)節(jié) 連接部分32確定搜索候選點Q可能是包括搜索標(biāo)準(zhǔn)點P的血管對應(yīng)線段的一部分。細(xì)節(jié)連接部分32因此連接搜索候選點Q和搜索標(biāo)準(zhǔn)點P。細(xì)節(jié)連接部分32然后選擇新的細(xì)節(jié) 作為搜索候選點Q并重復(fù)上面的搜索過程。 然而，如果血管相鄰像素的數(shù)量與線段PQ的長度的比率小于閾值，則細(xì)節(jié)連接部 分32確定搜索候選點Q可能不是包括搜索標(biāo)準(zhǔn)點P的血管對應(yīng)線段的一部分。細(xì)節(jié)連接 部分32因此不連接搜索候選點Q和搜索標(biāo)準(zhǔn)點P。細(xì)節(jié)連接部分32然后選擇新的細(xì)節(jié)作 為搜索候選點Q并重復(fù)上面的搜索過程。 在作為已經(jīng)選擇了所有的細(xì)節(jié)作為搜索候選點Q的結(jié)果而完成搜索過程之后，細(xì) 節(jié)連接部分32選擇除了當(dāng)前搜索標(biāo)準(zhǔn)點P之外的不同的細(xì)節(jié)作為搜索標(biāo)準(zhǔn)點Q，并繼續(xù)執(zhí) 行上面的處理以連接分支點和轉(zhuǎn)折點(細(xì)節(jié))。 這樣，細(xì)節(jié)連接部分32通過連接分支點和轉(zhuǎn)折點而形成了近似的血管線。 [OO96] (2-2-2)第二細(xì)節(jié)連接處理 除了第一細(xì)節(jié)連接處理之外，可以采用下面描述的第二細(xì)節(jié)連接處理。 在從細(xì)節(jié)提取部分31接收二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD連同細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)D31之
后，細(xì)節(jié)連接部分32使用細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)D31從二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD的二進(jìn)制化的
血管圖像中識別分支點和轉(zhuǎn)折點。 如圖7所示，細(xì)節(jié)連接部分32然后從那些分支點和轉(zhuǎn)折點(細(xì)節(jié))中選擇出一個 細(xì)節(jié)作為搜索標(biāo)準(zhǔn)點R。細(xì)節(jié)連接部分32隨后選擇除了搜索標(biāo)準(zhǔn)點P之外的任何細(xì)節(jié)作為 搜索候選點S，以與搜索標(biāo)準(zhǔn)點R形成血管對應(yīng)線段。 細(xì)節(jié)連接部分32隨后繪制兩個圓圈CI和C2，它們的中心點分別為搜索標(biāo)準(zhǔn)點R 和搜索候選點S，并且它們的半徑與線段RS具有的長度相同。細(xì)節(jié)連接部分32然后從圓 圈CI和C2重疊的區(qū)域(稱為"圓圈重疊區(qū)域")AR1中找出除了搜索標(biāo)準(zhǔn)點R和搜索候選 點S之外的分支點和轉(zhuǎn)折點。 當(dāng)細(xì)節(jié)連接部分32沒有從圓圈重疊區(qū)域AR1中找到其它細(xì)節(jié)時，細(xì)節(jié)連接部分32 確定搜索候選點S和搜索標(biāo)準(zhǔn)點R可能形成血管對應(yīng)線段。細(xì)節(jié)連接部分32因此連接所 選擇的搜索候選點S和搜索標(biāo)準(zhǔn)點R。細(xì)節(jié)連接部分32然后選擇除了當(dāng)前搜索候選點S之 外的新的細(xì)節(jié)作為搜索候選點S并重復(fù)上面的搜索處理。 然而如果細(xì)節(jié)連接部分32從圓圈重疊區(qū)域AR1中找到其它細(xì)節(jié)時，細(xì)節(jié)連接部分 32確定搜索候選點S和搜索標(biāo)準(zhǔn)點R可能不能形成血管對應(yīng)線段。細(xì)節(jié)連接部分32因此 不連接所選擇的搜索候選點S和搜索標(biāo)準(zhǔn)點R。細(xì)節(jié)連接部分32然后選擇除了當(dāng)前搜索候 選點S之外的新的細(xì)節(jié)作為搜索候選點S并重復(fù)上面的搜索處理。 在作為已經(jīng)選擇了所有的細(xì)節(jié)作為搜索候選點S的結(jié)果而完成搜索過程之后，細(xì) 節(jié)連接部分32選擇除了當(dāng)前搜索標(biāo)準(zhǔn)點R之外的不同的細(xì)節(jié)作為搜索標(biāo)準(zhǔn)點R，并繼續(xù)執(zhí) 行上面的處理以連接分支點和轉(zhuǎn)折點(細(xì)節(jié))。 這樣，細(xì)節(jié)連接部分32通過連接分支點和轉(zhuǎn)折點而形成了近似的血管線。
第一細(xì)節(jié)連接處理和第二細(xì)節(jié)連接處理之間的區(qū)別在于第二細(xì)節(jié)連接處理基于 細(xì)節(jié)的位置連接細(xì)節(jié)，而第一細(xì)節(jié)連接處理基于原始圖像的狀態(tài)(或者血管像素的數(shù)量) 連接細(xì)節(jié)。圖8示出了第二細(xì)節(jié)連接處理的結(jié)果，而圖5(B)示出了第一細(xì)節(jié)連接處理的結(jié) 果。明顯的，第二細(xì)節(jié)連接處理比第一細(xì)節(jié)連接處理容易計算，但是準(zhǔn)確度較差。然而，該 準(zhǔn)確度級別對于實際使用而言已經(jīng)足夠了，如圖8和圖5A所示。
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另外，細(xì)節(jié)連接部分32適當(dāng)?shù)貏h除了一些由上面第一細(xì)節(jié)連接處理或第二細(xì)節(jié)連接處理連接的細(xì)節(jié)之間的連接部分(或者血管對應(yīng)線段)，以形成近似的血管線。
實際上，細(xì)節(jié)連接部分32從通過連接細(xì)節(jié)以形成近似的血管線而生成的連接部分(或者血管對應(yīng)線段)中找出彼此交叉的血管對應(yīng)線段(稱為"交叉的血管對應(yīng)線段")。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)如圖9所示的交叉的血管對應(yīng)線段TU和T' U'時，細(xì)節(jié)連接部分32刪除較長的線段或交叉的血管對應(yīng)線段T' U' 圖10(A)圖示刪除之前的線，而圖10(B)示出刪除之后的線。圖10(B)圖示的連接的分支點和轉(zhuǎn)折點看上去比圖10(A)的連接的分支點和轉(zhuǎn)折點更準(zhǔn)確地描述了血管線。
在完成了對交叉的血管對應(yīng)線段的搜索之后，細(xì)節(jié)連接部分32從通過連接細(xì)節(jié)以形成近似的血管線而生成的連接部分(或者血管對應(yīng)線段)中找出局部形成三角形的一組血管對應(yīng)線段(稱為"形成三角形的血管對應(yīng)線段")。 如果細(xì)節(jié)連接部分32找出如圖11所示的形成三角形的血管對應(yīng)線段VW、 WX和VX，則細(xì)節(jié)連接部分32計算那個三角形的面積。如果所計算的面積大于閾值，則細(xì)節(jié)選擇部分32從形成三角形的血管對應(yīng)線段VW、WX和VX中刪除較長的形成三角形的血管對應(yīng)線段VX。 圖12(A)圖示刪除之前的線，而圖12(B)示出刪除之后的線。由圖12(B)圖示的連接的分支點和轉(zhuǎn)折點看上去比圖12(A)的那些連接的分支點和轉(zhuǎn)折點更準(zhǔn)確地描述了血管線。 這樣，細(xì)節(jié)連接部分32適當(dāng)?shù)貏h除了一些通過連接細(xì)節(jié)以形成近似的血管線而生成的血管對應(yīng)線段。 細(xì)節(jié)連接部分32隨后生成解釋對應(yīng)于剩余的連接點(或者剩余的血管對應(yīng)線段)的細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)的數(shù)據(jù)(稱為"連接狀態(tài)數(shù)據(jù)")。細(xì)節(jié)連接部分32然后將連接狀態(tài)數(shù)據(jù)和二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD登記在閃存FM中作為登記鑒別信息RC。 二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)DD說明了血管線上的多個細(xì)節(jié)(圖12(B))。 由于細(xì)節(jié)連接部分32適當(dāng)?shù)貏h除了一些通過連接細(xì)節(jié)以形成近似的血管線而生成的連接部分，所以由在閃存FM中存儲的登記鑒別信息RC說明的細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)更為準(zhǔn)確。 (2-3)血管重構(gòu)處理 血管重構(gòu)部分33基于描述多個細(xì)節(jié)和它們的連接狀態(tài)兩者的登記鑒別信息RC，而再現(xiàn)與原始二進(jìn)制化的血管圖像上的血管線(圖12(B))相對應(yīng)的血管線。
實際上，血管重構(gòu)部分33基于控制部分20(圖2)從閃存FM中讀出的登記鑒別信息RC的連接狀態(tài)數(shù)據(jù)，而識別由登記鑒別信息RC的細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)指示的細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)。
基于識別結(jié)果，血管重構(gòu)部分33基于諸如Bresenham算法來執(zhí)行線繪制處理，以形成線段。這再現(xiàn)了與原始二進(jìn)制化的血管圖像上的血管線(圖12(B))相對應(yīng)的血管線。
血管重構(gòu)部分33隨后生成描述經(jīng)再現(xiàn)的血管線的二進(jìn)制化的血管圖像(或重構(gòu)的二進(jìn)制化的血管圖像)的數(shù)據(jù)(稱為"重構(gòu)的二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)據(jù)")D33，并將其提供給檢查部分34。
(2-4)檢查處理 檢查部分34使用重構(gòu)的二進(jìn)制化的血管圖像上的血管形成圖案和作為拍攝人的手指的結(jié)果而獲得的二進(jìn)制化的血管圖像的血管形成圖案來識別一個人。 實際上，檢查部分4計算從血管重構(gòu)部分33提供的重構(gòu)的二進(jìn)制化的血管圖像數(shù)
據(jù)D33的重構(gòu)的二進(jìn)制化的血管圖像和從細(xì)線部分22D(圖3)提供的二進(jìn)制化的血管圖像
數(shù)據(jù)DD的二進(jìn)制化的血管圖像之間的相關(guān)性。這樣，檢查部分34比較二進(jìn)制化的血管圖
像上的血管形成圖案。 如果計算出的相關(guān)性小于或等于預(yù)定閾值，則檢查部分34確定由血管圖像拾取 部分2拍攝圖像的人不是登記的人。然而，如果計算出的相關(guān)性大于該閾值，則檢查部分34 確定該人是登記的人。檢查部分34在控制部分20的控制之下，通過經(jīng)由外部接口 IF傳送 確定數(shù)據(jù)Dl來向外部設(shè)備通知確定結(jié)果。
(3)操作及效果 具有上面配置的鑒別設(shè)備1基于作為對于獨特的活體部分的鑒別對象拍攝活體 體內(nèi)的血管的結(jié)果而獲得的血管圖像信號SA，從血管圖像的血管線(圖5A)中提取多個細(xì) 節(jié)，并連接這些細(xì)節(jié)以形成近似的血管線(圖5(B))。 鑒別設(shè)備1隨后將下列數(shù)據(jù)存儲在閃存FM中作為登記鑒別信息RC :解釋連接的 細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)的連接狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及描述細(xì)節(jié)的位置的細(xì)節(jié)位置數(shù)據(jù)。當(dāng)執(zhí)行鑒別時，鑒 別設(shè)備1基于閃存FM中的登記鑒別信息RC，再現(xiàn)要與其它圖像進(jìn)行比較的血管線。
因此，在執(zhí)行鑒別之前或之后，鑒別設(shè)備1的閃存FM只記錄細(xì)節(jié)的信息和近似于 鑒別信息的可靠細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)的信息。這降低了存儲于閃存FM中的登記鑒別信息RC的 量，并因此提高了閃存FM的使用效率且同時保持了鑒別的準(zhǔn)確度。 另外，當(dāng)連接細(xì)節(jié)以形成近似血管線時，鑒別設(shè)備1刪除彼此交叉的連接部分中 較長的一個(或者交叉的血管對應(yīng)線段T'U'(圖9));以及形成三角形的連接部分中的較 長的一個(或者形成三角形的血管對應(yīng)線段VX(圖ll))。鑒別設(shè)備1隨后將指示剩余細(xì)節(jié) 的連接狀態(tài)的連接狀態(tài)數(shù)據(jù)登記為登記鑒別信息RC。 這樣，鑒別設(shè)備1僅將指示可靠細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)的信息連同多個細(xì)節(jié)一起存儲作 為鑒別信息。這保持了鑒別的準(zhǔn)確度且同時提高了閃存FM的使用效率。
根據(jù)上面的配置，鑒別設(shè)備1基于通過拍攝活體體內(nèi)的、作為活體獨有的鑒別對 象的血管而獲得的血管圖像，從血管線中提取多個細(xì)節(jié)。鑒別設(shè)備1然后連接細(xì)節(jié)以形成 近似的血管線。鑒別設(shè)備1隨后將指示連接的細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)的信息連同指示細(xì)節(jié)的信息 一起存儲在閃存FM中作為登記鑒別信息RC。當(dāng)執(zhí)行鑒別時，鑒別設(shè)備1基于閃存FM中的 登記鑒別信息RC，再現(xiàn)要與其它進(jìn)行比較的血管線。這降低了要在閃存FM中存儲的登記鑒 別信息RC的量，并因此提高了閃存FM的使用效率且同時保持了鑒別的準(zhǔn)確度。
(4)其它實施例 在上述實施例中，手指FG內(nèi)的血管作為活體獨有的鑒別對象而被應(yīng)用。然而，本 發(fā)明不僅限于此?？梢詰?yīng)用其它血管手掌中的血管、胳膊中的血管、眼睛中的血管或其 它身體部分中的血管?？蛇x擇地，可以應(yīng)用下列內(nèi)容活體表面的指紋、紙樣(pattern of papers)、活體內(nèi)的神經(jīng)的圖案等等。在使用神經(jīng)來鑒別的情況下，可以將專用于神經(jīng)的標(biāo) 記注入活體內(nèi)，以拍攝該標(biāo)記。這允許神經(jīng)能夠像上述實施例那樣作為鑒別對象。
此外，在上述實施例中，作為用于基于通過拍攝活體獨有的鑒別對象而獲得的圖 像、從鑒別對象中提取多個點的提取部件，A/D轉(zhuǎn)換器22A(圖3)、濾波器部分22B(圖3)、
12二進(jìn)制化部分22C和細(xì)線部分22D的處理被應(yīng)用于從血管圖像信號SA中提取細(xì)節(jié)。然而， 本發(fā)明不僅限于此。那些處理可以根據(jù)需要而變化。 此外，作為細(xì)節(jié)，通過點提取處理(Harris Corner)從二進(jìn)制化的血管圖像上的血 管線中提取分支點和轉(zhuǎn)折點。然而，本發(fā)明不僅限于此?？梢詮亩M(jìn)制化的血管圖像上的 血管線中提取任何點可以將預(yù)定大小的格子圖案(lattice-pattern)圖像放置到二進(jìn)制化 的血管圖像上，以從與格子圖案重疊的血管線中提取點。這與上述實施例具有相同的效果。
此外，在上述實施例中，作為用于連接通過提取部件提取的點的連接部件，應(yīng)用第 一細(xì)節(jié)連接處理和第二細(xì)節(jié)連接處理(圖6和圖7):第一細(xì)節(jié)連接處理依據(jù)在與線段PQ 相鄰的區(qū)域NAR中存在的血管像素的數(shù)量與線段PQ的長度的比率來連接細(xì)節(jié)，而第二細(xì)節(jié) 連接處理在檢查在圓圈CI和C2(它們的半徑與線段RS的長度相同且它們的中心分別為R 和S)彼此重疊的圓圈重疊區(qū)域AR中是否存在除了 R和S之外的點之后連接細(xì)節(jié)。然而， 本發(fā)明不僅限于此?？梢詰?yīng)用其它方法，諸如依據(jù)圓圈區(qū)域AR2內(nèi)的血管像素的數(shù)量，來連 接細(xì)節(jié)，圓圈區(qū)域AR2的直徑與線段長度相同，如圖13所示。此外，在上述實施例中，作為 用于校正由連接部件連接的細(xì)節(jié)的校正部件，應(yīng)用下面的處理刪除彼此交叉的連接部分 中的較長的一個(或者交叉的血管對應(yīng)線段T'U'(圖9));且然后刪除形成三角形的連接 部分中的較長的一個(或者形成三角形的血管對應(yīng)線段VX(圖ll))。然而，本發(fā)明不僅限 于此。在刪除了形成三角形的血管對應(yīng)線段VX之后，可以刪除交叉的血管對應(yīng)線段T'U'。
可選擇地，以類似于圖6的方式，在對與交叉的血管對應(yīng)線段TU和T' U'或者形 成三角形的血管對應(yīng)線段VW、WX和VX相鄰的區(qū)域之內(nèi)的血管像素的數(shù)量進(jìn)行計數(shù)之后，可 以依據(jù)計數(shù)的結(jié)果刪除交叉的血管對應(yīng)線段TU和T' U'以及形成三角形的血管對應(yīng)線段 VW、WX和VX。這形成更準(zhǔn)確的血管線，這是由于依據(jù)實際的血管而留下了血管對應(yīng)線段TU、 T' U'、 VW、WX禾口 VX。 另外，在依據(jù)直徑與線段長度相等的圓圈區(qū)域AR2內(nèi)的血管像素的數(shù)量而連接點 的情況下，代替刪除交叉的血管對應(yīng)線段T' U'(圖9)和形成三角形的血管對應(yīng)線段VX的 校正方法，可以依據(jù)相鄰于線段TU、 T' U' 、 VW、 WX和VX的血管像素的數(shù)量與這些線段的長 度的比率來刪除血管對應(yīng)線段TU、 T' U' 、 VW、 WX和VX。 另外，在上述實施例中，作為校正的時機(jī)，在連接所有細(xì)節(jié)以形成近似的血管線之 后，校正連接部分。然而，本發(fā)明并不僅限于此。每次將搜索標(biāo)準(zhǔn)點P(圖6)和R(圖7)與 搜索候選點Q(圖6)和S(圖7)進(jìn)行連接時，都可以校正連接部分。 此外，作為用于將指示細(xì)節(jié)的連接狀態(tài)的信息和指示細(xì)節(jié)的信息存儲作為鑒別信 息的存儲部件，應(yīng)用閃存FM。然而，本發(fā)明并不僅限于此?？梢詰?yīng)用其它的存儲部件，諸如 HDD (硬盤驅(qū)動器)和可移動"記憶棒(索尼公司的登記商標(biāo))"。 另外，可以不將存儲部件與鑒別設(shè)備1 一起集成?？梢酝ㄟ^傳輸線將存儲部件連 接到鑒別設(shè)備l。 此外，在上述實施例中，作為用于基于存儲部件中的鑒別信息再現(xiàn)要與其它進(jìn)行 比較的鑒別對象的再現(xiàn)部件，應(yīng)用基于諸如Bresenham的算法的線繪制處理。然而，本發(fā)明 并不僅限于此。可以應(yīng)用其它的線繪制處理。
工業(yè)應(yīng)用 本發(fā)明可以應(yīng)用于生物測量識別領(lǐng)域。
權(quán)利要求
一種用于血管鑒別的登記裝置(1)，包括獲取部件(21)，其獲取指示血管線的血管圖像信息；第一搜索部件，其搜索血管線上的標(biāo)準(zhǔn)點(P)；第二搜索部件，其搜索血管線上的候選點(Q)；計數(shù)部件，其對位于與標(biāo)準(zhǔn)點(P)和候選點(Q)之間的線(PQ)相鄰的區(qū)域中的血管像素的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)；計算部件，其計算該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率；以及選擇部件，其根據(jù)該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率而選擇該候選點(Q)作為特征點。
2. 如權(quán)利要求1所述的登記裝置(1)，還包括連接部件(32)，其連接所述標(biāo)準(zhǔn)點(P)和由所述選擇部件提取的特征點(Q)，使得所述點近似于所述血管線；存儲部件，其將指示由所述連接部件連接的點的連接狀態(tài)的信息和指示所述點的信息存儲為鑒別信息(RC)。
3. 如權(quán)利要求1所述的登記裝置(l)，其中所述相鄰的區(qū)域(NAR)的邊界為連接圍繞區(qū)域(SC)的外邊界的線，所述圍繞區(qū)域(SC)圍繞構(gòu)成所述線(PQ)的點(P，Q)，其中所述圍繞區(qū)域(SC)在水平方向和垂直方向上距離所述構(gòu)成線(PQ)的點(P，Q)都在n個像素之內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求2所述的登記裝置，還包括校正部件，其校正由所述連接部件連接的點，其中所述存儲部件將指示由所述校正部件校正之后的點的連接狀態(tài)的信息和指示所述點的信息存儲為鑒別信息。
5. 如權(quán)利要求4所述的鑒別裝置，其中所述校正部件校正其線段彼此重疊的點。
6. 如權(quán)利要求4所述的鑒別裝置，其中所述校正部件校正其線段彼此重疊的點和其線段形成三角形的點。
7. 如權(quán)利要求6所述的鑒別裝置，其中所述校正部件校正其線段在彼此重疊的線段中最長的點、和其線段在形成三角形的線段中最長的點。
8. 如權(quán)利要求1所述的登記裝置(l)，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)點(P)和所述候選點(Q)是所述獲取部件獲取的血管線上的分支點或轉(zhuǎn)折點。
9. 如權(quán)利要求1所述的登記裝置(l)，其中，如果該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率大于或等于預(yù)定閾值，則選擇部件選擇該候選點(Q)作為候選點。
10. —種用于血管鑒別的登記方法，包括第一步驟，獲取指示血管線的血管圖像信息；第二步驟，搜索血管線上的標(biāo)準(zhǔn)點(P);第三步驟，搜索血管線上的候選點(Q);第四步驟，對位于與標(biāo)準(zhǔn)點(P)和候選點(Q)之間的線(PQ)相鄰的區(qū)域中的血管像素的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)；第五步驟，計算該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率；以及第六步驟，根據(jù)該血管像素的數(shù)目與線(PQ)的長度的比率而選擇該候選點(Q)作為特征點。
全文摘要
一種鑒別設(shè)備，其中在不犧牲鑒別準(zhǔn)確度的條件下可以降低存儲容量。該鑒別設(shè)備具有提取部件，用于提取活體固有的、要鑒別的對象上的點，這些點是從通過對該對象成像而獲得的圖像中獲得的；連接部件，用于連接由提取部件提取的點；存儲部件，用于將表示由連接部件連接的點之間的連接狀態(tài)的信息和表示每個點的信息存儲為鑒別信息；以及重構(gòu)部件，用于基于在存儲部件中存儲的鑒別信息而將該對象重構(gòu)為一個待檢查的對象。
文檔編號G06T7/00GK101763637SQ20091017827
公開日2010年6月30日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者阿部博 申請人:索尼株式會社