生物特征認證裝置、其引導畫面控制方法，及其程序的制作方法

專利名稱：生物特征認證裝置、其引導畫面控制方法，及其程序的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用人體的一部分的生物特征來對個人進行認證的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法、生物特征認證裝置、及其程序，特別地，涉及在檢測生物特征信息時，為應檢測的活體提供引導以比照注冊生物特征信息來執行驗證的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法、生物特征認證裝置、及其程序。
背景技術：
在人體中存在許多可以用來區分個人的區域，其中有指紋和趾紋、眼睛的視網膜、面部特征，以及血管圖案。伴隨著近年來生物特征技術的發展，提出了對人體這些區域的生物特征進行識別以對個人進行認證的各種裝置。
例如，因為手掌和手指中的血管以及掌紋提供了相對大量的個人特征數據，所以它們適合于需要高可靠性的個人認證。特別地，血管(靜脈)圖案從胎兒開始終生保持不變，并且被認為是完全唯一的，因此適于個人認證。圖25到圖28說明了利用手掌進行認證的傳統技術。如圖25所示，在注冊或認證時，用戶將手110的手掌放在圖像捕獲裝置100附近。圖像捕獲裝置100發射近紅外線，近紅外線入射到手110的手掌上。圖像捕獲裝置100使用傳感器接收從手110的手掌反射的近紅外線。
如圖26所示，在靜脈112中流動的紅血球內的血紅蛋白已經失去氧氣。該血紅蛋白(還原血紅蛋白)吸收波長在760納米附近的近紅外線。所以當使近紅外線入射在手的手掌上時，反射僅僅在存在靜脈的區域減少，反射的近紅外線的強度可以用來識別靜脈的位置。
如圖25所示，用戶首先使用圖像捕獲裝置100將其自身的手的手掌的靜脈圖像數據注冊在服務器和卡中。然后，為執行個人認證，用戶使用圖25中的圖像捕獲裝置100使其自身手掌的靜脈圖像數據被讀取。
通過將使用用戶ID而檢索得到的注冊靜脈圖像的靜脈圖案與圖像捕獲裝置100讀取的靜脈驗證圖像中的靜脈圖案進行比較，對個人進行認證。例如，當對如圖27中的注冊圖像中的靜脈圖案和驗證圖像中的靜脈圖案進行比較時，個人被認證為應考慮的個人。另一方面，當對如圖28中的注冊圖像中的靜脈圖案與驗證圖像中的靜脈圖案進行比較時，個人不被認證(例如參見日本專利特開2004-062826)。
在這種對生物特征信息進行非接觸檢測的過程中，活體可以相對于圖像捕獲裝置100自由移動，特別地，手可以自由移動。另一方面，身體的檢測部分100必須定位在圖像捕獲裝置100的圖像捕獲范圍之內以使得能夠進行準確檢測。已經提出了為實現此目的的方法，在該方法中，每當捕獲圖像時對手的位置和取向進行檢測，當不能進行準確的圖像捕獲時，利用顯示或聲音輸出來表示手的位置或取向不適當(例如參見WO04/021884)。借助此方法，因為檢測是非接觸的，所以即使在檢測過程中沒有感覺到對手或身體的阻擋也可以進行對生物特征信息的準確檢測。
在這種對生物特征信息的檢測中，身體、特別是手自由地移動。然而，為執行快速的生物特征認證，需要頻繁執行圖像捕獲，檢測適當圖像、并將其輸出到認證處理。因此，即使作為每次圖像捕獲的圖像捕獲狀態的結果，提供了表示身體部位的位置或取向不適當的顯示，該顯示也有可能在短時間段內改變，導致用戶感到迷惑。
類似的，因為顯示即時切換，所以畫面可能對用戶呈現閃爍，從而顯示不能有效用于引導用戶。

發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種生物特征認證裝置的引導畫面控制方法、生物特征認證裝置、及其程序，以有效地將要檢測的用戶的身體部位(其可以自由移動)引導至圖像捕獲裝置的圖像捕獲范圍內。
本發明的另一目的是提供一種生物特征認證裝置的引導畫面控制方法、生物特征認證裝置、及其程序，以便即使身體部位自由移動也可以將身體部位引導到圖像捕獲裝置的圖像捕獲范圍內并且縮短圖像捕獲需要的時間，而不使用戶感到迷惑。
本發明的又一目的是提供一種生物特征認證裝置的引導畫面控制方法、生物特征認證裝置、及其程序，以便即使圖像捕獲裝置頻繁執行圖像捕獲也可以將身體部位引導到圖像捕獲裝置的圖像捕獲范圍內，而不使用戶感到迷惑。
為了實現這些目的，本發明的生物特征認證裝置在注冊時從身體部位檢測生物特征數據并注冊該數據，在驗證時捕獲上述身體部位的圖像、從上述捕獲的圖像檢測上述生物特征數據、并比照上述注冊特征數據對其進行驗證，從而對個人進行認證。該生物特征認證裝置具有圖像捕獲裝置，用于捕獲上述身體部位的圖像；顯示裝置，用于顯示畫面以向用戶提供用于操作上述圖像捕獲裝置的引導；以及控制單元，用于操作上述圖像捕獲裝置的圖像捕獲、從上述身體部位的捕獲圖像檢測上述生物特征數據、并比照上述注冊特征數據對其進行驗證。上述控制單元根據上述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作的輸出來判斷上述圖像捕獲是否已成功，臨時存儲圖像捕獲不成功的原因，并且，在即使上述圖像捕獲裝置操作了規定次數后圖像捕獲仍不成功時，對臨時存儲的原因進行分析，并根據上述分析的結果在上述顯示裝置上顯示引導畫面。
本發明的引導畫面控制方法是一種生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，在該生物特征認證裝置中，對來自身體部位的生物特征數據進行檢測和注冊、捕獲上述身體部位的圖像、從捕獲的圖像檢測上述生物特征數據、并比照上述注冊特征數據來驗證上述生物特征數據以對用戶進行認證。所述方法具有以下步驟判斷步驟，根據對身體部位的圖像進行捕獲的圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作的輸出來判斷圖像捕獲是否成功；臨時存儲步驟，臨時存儲圖像捕獲不成功的原因；分析步驟，在即使上述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作進行了規定次數后圖像捕獲仍不成功時，分析上述臨時存儲的原因；以及顯示步驟，根據上述分析結果在顯示裝置上顯示引導畫面。
本發明的程序使計算機執行以下步驟判斷步驟，根據對身體部位的圖像進行捕獲的圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作的輸出來判斷圖像捕獲是否成功；臨時存儲步驟，臨時存儲圖像捕獲不成功的原因；分析步驟，在即使上述圖像捕獲裝置進行了規定數次的圖像捕獲操作后圖像捕獲仍不成功時，分析上述臨時存儲的原因；以及顯示步驟，根據上述分析結果在顯示裝置上顯示引導畫面。
在本發明中，優選地，上述控制單元根據上述臨時存儲的原因的統計信息來在上述顯示裝置上顯示引導畫面。
在本發明中，優選地，上述圖像捕獲裝置具有圖像捕獲傳感器和對與上述身體部位的距離進行測量的距離傳感器，并且優選地，上述控制單元對上述圖像捕獲傳感器與身體部位的位置偏移以及上述圖像捕獲傳感器與身體部位之間的距離偏移進行檢測，并判斷上述圖像捕獲操作是否成功。
在本發明中，優選地，上述控制單元將圖像捕獲不成功的原因歸類為位置偏移或者距離偏移，并根據歸類結果在上述顯示裝置上選擇性地顯示針對位置偏移的引導畫面或者針對距離偏移的引導畫面。
在本發明中，優選地，上述控制單元在上述圖像捕獲開始之前在上述顯示裝置上顯示表示上述圖像捕獲裝置的操作順序的畫面。
在本發明中，優選地，在上述驗證結果不令人滿意時，上述控制單元在上述顯示裝置上顯示重復操作的畫面之后開始上述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作。
在本發明中，優選地，上述圖像捕獲裝置至少具有圖像捕獲傳感器，并且優選地，上述控制單元檢測上述圖像捕獲傳感器與身體部位的位置偏移、判斷圖像捕獲操作是否成功、根據位置偏移的方向對圖像捕獲不成功的原因進行歸類，并根據歸類結果在上述顯示裝置上顯示表示位置偏移的方向的引導畫面。
在本發明中，優選地，身體部位的特征圖案是身體部位的血管圖像圖案。
在本發明中，優選地，上述控制單元顯示表示上述分析結果的文字和表示身體部位相對于上述圖像捕獲裝置的適當位置關系的圖像，作為上述引導畫面。
在本發明中，當以短的時間間隔執行多次圖像捕獲(包括距離測量)并且圖像捕獲NG頻繁發生時，對其進行棧存以用于將來使用，如果在規定次數的圖像捕獲之后圖像捕獲NG的問題仍未消除，則判斷出必須對身體部位與傳感器之間的關系進行修正，對棧存的圖像捕獲NG原因進行分析，并且根據對身體部位與傳感器之間的關系的分析結果來提供引導畫面。
因此，由于引導畫面不頻繁改變，所以用戶能夠充分理解原因并能夠改變身體部位相對于傳感器的位置。這樣，防止了用戶方發生迷惑，可以將身體部位很快移動到相對于傳感器的適當位置和距離處，并可以提高認證速度。此外，因為選擇了導致最多次數圖像捕獲NG的原因并提供表示此原因的畫面，所以可以排除僅僅導致偶然圖像捕獲NG的原因，可以更可靠地引導用戶。


圖1表示本發明一個實施例的生物特征認證系統的構造；圖2是圖1的ATM的立體圖；圖3是圖1的ATM的框圖；圖4是圖3的生物特征信息驗證處理的功能框圖；圖5是表示圖4的傳感器與手的手掌之間的關系的頂視圖；圖6是表示圖4的傳感器與手的手掌之間的關系的側視圖；圖7說明圖4的血管圖像；圖8說明圖4的血管圖像數據；圖9是包含本發明畫面引導處理的交易處理的第一流程圖；圖10是包含本發明畫面引導處理的交易處理的第二流程圖；圖11是圖9的圖像捕獲處理的流程圖；圖12說明圖9中的交易開始時的第一操作指導畫面圖像；圖13說明圖9中的交易開始時的第二操作指導畫面圖像；圖14說明圖9中的交易開始時的第三操作指導畫面圖像；
圖15說明圖9中的交易開始時的第四操作指導畫面圖像；圖16說明圖9中的交易開始時的第五操作指導畫面圖像；圖17說明圖9中的交易開始時的第六操作指導畫面圖像；圖18說明圖9中的交易開始時的第七操作指導畫面圖像；圖19說明圖9中的圖像捕獲不成功時的第一操作引導畫面圖像；圖20說明圖9中的圖像捕獲不成功時的第二操作引導畫面圖像；圖21說明圖9中的圖像捕獲不成功時的第三操作引導畫面圖像；圖22說明圖9中的圖像捕獲不成功時的第四操作引導畫面圖像；圖23說明圖9中的圖像捕獲成功時的狀態畫面圖像；圖24說明本發明另一個實施例中的圖像捕獲不成功時的操作引導畫面圖像；圖25說明傳統的手掌圖像捕獲裝置；圖26說明傳統的手掌圖像捕獲裝置的原理；圖27說明一種傳統的手掌認證技術；以及圖28說明另一種傳統的手掌認證技術。
具體實施例方式
以下，以生物特征認證系統、生物特征認證處理方法、引導畫面控制方法、以及其他實施例的順序來說明本發明的實施例。
生物特征認證系統圖1表示本發明一個實施例的生物特征認證系統的構造，圖2是圖1的自動交易機的立體圖，圖3是圖2的自動交易機的框圖。
圖1示出了金融機構中的手掌靜脈圖案認證系統的示例，作為生物特征認證系統的示例。在金融機構的服務區2設置有圖4所示的手掌圖像捕獲裝置1和與手掌圖像捕獲裝置1相連接的分支機構終端(例如，個人計算機)3。請求靜脈圖案認證的用戶將他的手放在手掌圖像捕獲裝置(以下稱為“圖像捕獲裝置”)1的上方。圖像捕獲裝置1讀取手掌的圖像，靜脈圖案通過終端3執行的血管提取處理而被提取并注冊在終端3中，作為靜脈圖案數據。
該靜脈數據存儲在連接到終端3的數據庫服務器4的存儲部分4a或用戶持有的個人卡(例如IC卡)5中。服務器4連接到金融機構的服務區7的服務區終端8，服務區終端8連接到圖像捕獲裝置1。
為了在金融機構的服務區7進行取款或進行某些其他金融交易，用戶將他的手放在設置在服務區7中的圖像捕獲裝置1的上方。圖像捕獲裝置1讀取手掌的圖像，并且，靜脈圖案通過服務區終端8中的血管圖像提取處理而被提取。通過驗證處理，服務區終端8比照注冊在數據庫服務器4中的靜脈數據對該靜脈圖案作為靜脈數據進行驗證，并對個人進行認證。
此外，服務器4連接到金融機構的ATM(自動交易機)6，從而，使用ATM 6，基于靜脈圖案認證的交易成為可能。用戶為了使用ATM 6來進行取款或進行某些其他金融交易，將手放在設置在ATM 6中的圖像捕獲裝置1-1的上方。圖像捕獲裝置1-1讀取手掌圖像。與服務區終端8類似，ATM 6提取靜脈圖案(血管圖像)，比照注冊在用戶持有的IC卡中或注冊在數據庫服務器4中的靜脈數據對其作為靜脈數據進行驗證，并對個人進行認證。
圖2和圖3表示圖1的ATM 6的配置。如圖2所示，ATM 6在其正面具有卡插入/退出口6-4、存折插入/退出口6-5、紙幣插入/發出口6-3、硬幣插入/發出口6-2、以及用于操作和顯示的用戶操作單元6-1。
在該示例中，圖像捕獲裝置1-1設置在用戶操作單元6-1的旁邊。在圖像捕獲裝置1的主體單元10的前側安裝有圖4所示的傳感器單元18。在傳感器單元18的前部(用戶側)設置有前引導部14。前引導部14由透明或基本透明的合成樹脂板構成。為了引導前方用戶的手并支承手腕，前引導部14的橫截面形狀具有垂直體，且在頂部具有水平部分14-1以支承手腕。在水平部分14-1的中央形成有一系列凹部14-2，以便于對手腕定位。
此外，主體單元10的傳感器單元18朝向后部，并向上傾斜，在其后面設置有平坦部分22。
如圖3所示，ATM 1具有CIP(卡讀取器打印機)單元60，具有卡插入/退出口6-4；存折單元64，具有存折插入/退出口6-5；紙幣/硬幣計數單元66，具有紙幣插入/發出口6-3和硬幣插入/發出口6-2；值機員操作部分65；控制單元67；用戶操作單元6-1，用于操作和顯示；以及圖像捕獲裝置(靜脈傳感器)1-1。
CIP單元60具有IC卡讀取器/寫入器61，對IC卡5的磁條和IC芯片進行讀取和寫入；收據打印機63，將交易記錄在收據上；以及流水帳(journal)打印機62，將交易歷史記錄打印在流水帳表單上。
存折單元64將交易記錄在存折的頁上，并在必要時翻頁。值機員操作部分65用于值機員進行操作，值機員可以在發生故障時或在檢查期間根據狀態顯示來執行操作。紙幣/硬幣計數單元66對插入的紙幣和硬幣進行鑒別、計數和存儲，并且對需要數量的紙幣和硬幣進行計數并將其發出。
控制單元67與服務器4進行通信，并具有對ATM操作進行控制的ATM應用68和用于認證處理的認證庫69。ATM應用68的一部分與認證庫69協作以控制UOP(用戶操作單元)6-1的生物特征認證引導畫面。
生物特征認證處理方法圖4是本發明一個實施例中的生物特征認證處理的框圖，圖5是圖4的圖像捕獲裝置1-1的頂視圖，圖6是圖4的圖像捕獲裝置的側視圖，圖7說明圖4中檢測的血管圖像，圖8說明圖4的驗證處理。
如圖4所示，在圖1的手掌圖像捕獲裝置1-1中，傳感器單元18基本安裝在主體單元10的中央。前引導部14設置在傳感器單元18前部(用戶側)。前引導部14由透明或基本透明的合成樹脂板構成。
前引導部14用于引導前方用戶的手并支承手腕。因此，在傳感器單元18的上方，前引導部14通過引導手腕來輔助用戶，并且還支承手腕。結果，可以對傳感器單元18上方的手掌的姿態(即位置、傾角、尺寸)進行調節。前引導部14的橫截面形狀具有垂直體，且在頂部具有水平部分14-1以支承手腕。在水平部分14-1的中央形成有一系列凹部14-2，以便于對手腕進行定位。
另一方面，傳感器單元18在中央設置有紅外線傳感器(CMOS傳感器)和聚焦透鏡16、以及距離傳感器15，并且在其周緣設置有多個近紅外線發光元件(LED)12。例如，在周緣的八個位置處設置有近紅外線LED 12以向上發射近紅外線。
該傳感器單元18的可讀區域V由傳感器、聚焦透鏡以及近紅外線發光區域之間的關系限定。因此前引導部14的位置和高度被設置為使得所支承的手腕位于可讀區域V。
如圖5所示，當展平手掌伸展手50時，手掌面積最大，而且是平的，從而當在傳感器單元18的圖像捕獲區V中對手掌進行圖像捕獲時，獲得可以用于注冊和驗證的準確靜脈圖案。如圖6所示，當從傳感器單元18到手掌的距離在規定范圍之內時，傳感器單元18的傳感器16可以獲得鮮明的聚焦圖像。
因此，如圖4所示，通過使前引導部14將手腕52支承在傳感器單元18的上方，可以使傳感器單元18上方的手掌相對于傳感器單元18的圖像捕獲范圍的位置、傾角和高度準確，并可以引導和支承用戶的手。
回到圖4，與圖像捕獲裝置1相連接的ATM 6的控制部分67的認證庫69執行一系列注冊處理30到46。ATM 6的控制部分67例如具有CPU、各種類型的存儲器、接口電路、以及數據處理所必需的其他電路。CPU執行一系列注冊處理30到46。
距離/手輪廓檢測處理30接收由距離傳感器15測量的與圖像捕獲裝置1-1的距離，判斷手掌或其他物體距傳感器單元18的距離是否在規定范圍內，此外，從傳感器單元18捕獲的圖像檢測手的輪廓，并根據所述輪廓來對圖像是否可以用于注冊和驗證處理進行判斷。例如，對手掌是否充分出現在圖像中進行判斷。
如以下在圖9中所示，引導消息輸出處理32當距離傳感器15檢測到的距離表示手在圖像捕獲范圍之外時、以及當圖像不能用于注冊和驗證處理時，向ATM 6的UOP(用戶操作單元)6-1輸出用于引導手掌向左或向右、向前或向后、向上或向下的引導消息。這樣，將用戶的手引導到圖像捕獲裝置1上方的位置。
當手輪廓檢測處理30判斷出已經在正確放置手的情況下捕獲了圖像時，血管圖像提取處理34從手的圖像提取靜脈圖像。即，如圖25和圖26所示，通過反射率的不同而獲得手掌圖像的灰度級數據，例如圖8的灰度級數據。靜脈圖案圖像是如圖7所示圖像的圖像；數據是如圖8中的灰度級數據的灰度級數據。
注冊血管圖像檢索處理46從圖3所示的IC卡5的存儲部分檢索出對應于個人ID(例如帳號)的注冊血管圖像數據R1、R2、R3。如圖8所示，驗證處理44將血管圖像檢測處理34中檢測到的血管圖像數據N1與注冊血管圖像數據N2進行比較，執行驗證處理，并輸出驗證結果。
在這種非接觸認證系統中，上述引導消息對用戶很方便，并且對不熟悉認證系統的用戶的操作和實現快速認證很有用。
引導畫面控制方法以下，用圖9到圖22來更詳細地說明圖4的距離/手輪廓檢測處理30和引導消息輸出處理32。圖9和圖10表示包括引導消息處理的交易處理的流程；圖11表示圖9中的圖像捕獲處理的流程；圖12到圖18說明交易開始時的手掌認證操作引導畫面圖像；圖19到圖22說明圖像捕獲不成功時的引導畫面圖像；圖23說明當圖像捕獲成功時的通知畫面圖像。
以下參考圖11到圖23來說明圖9和圖10的包括引導消息處理的交易處理。
(S10)在處于用戶等待狀態時，ATM 6的控制單元67從UOP 6-1檢測交易鍵的按下。
(S12)當按下交易鍵且插入IC卡時，在UOP 6-1上動態顯示交易開始時對手掌認證操作提供引導的畫面(圖12到圖18)。如圖12到18所示，畫面包含公共的文字“請將手放在認證裝置的上方”和“張開手掌”以及操作順序圖像。連續地顯示ATM 6的正面圖像(其為圖12中的第一畫面)、以認證裝置為中心的ATM 6的立體像(其為圖13中的第二畫面)、使手依次靠近圖13的畫面中的認證裝置的圖像(其為圖14、圖15和圖16中的第三、第四、和第五圖像)、放在認證裝置的上方的手的立體像(其為圖17中的第六圖像)、以及放在認證裝置的上方的手的側視像(其為圖18的第七圖像)。在規定操作時間(例如，10秒)內重復顯示這些操作順序圖像。
(S14)ATM 6的控制單元67執行下述的圖11中的圖像捕獲處理，執行規定次數的圖像捕獲直到圖像捕獲成功，并且在規定次數內判斷圖像捕獲是否成功。
(S16)如果在規定次數的操作內圖像捕獲不成功，則在UOP 6-1上顯示圖19到圖22的引導畫面。這些引導畫面根據對捕獲圖像不成功的原因進行的分析來顯示對應于原因的引導文字。圖19到圖21是針對手輪廓檢測表示手掌相對于傳感器18偏向左、右、前、后的情況的引導畫面的示例。在圖19到圖21中，畫面包含文字“請再次將你的手放在認證裝置的上方”和“請檢查你的手的位置”、以及手的適當位置的頂視圖像和側視圖像。這里，順序地顯示加有虛線以表示手的適當位置的頂視像和側視像(所述頂視像和側視像為圖19的第一畫面)、頂視像和加有虛線以表示手的適當位置的側視像(所述頂視圖像和側視圖像為圖20的第二畫面)、以及加有虛線以表示手的適當位置的頂視像和沒有加這種線的側視像(所述頂視像和側視像為圖21的第三畫面)。在規定操作時間(例如，10秒)內重復顯示這些操作順序畫面。類似地，圖22是針對距離檢測表示手掌離傳感器18太遠的情況的引導畫面的示例。在圖22中，畫面包含文字“請再次將手放在認證裝置的上方”和“手太遠”、以及適當的手位置的頂視像和側視像。隨后，處理返回步驟S14。
(S18)如果圖像捕獲在規定次數的操作內成功，則在UOP 6-1上顯示圖23的認證開始畫面。圖23的畫面包含文字“請移開手”、“請等待”和“現在正在認證”，以及規定的圖像。
(S20)ATM 6的控制單元67執行圖4所示的驗證處理，并判斷驗證結果是否為OK。如果不是OK(即，驗證結果為NG)，則控制單元67判斷是否存在三個連續的NG結果。如果存在三個連續的NG結果，則認為不能服務，顯示不能服務的畫面，處理結束。
(S22)另一方面，如果還沒有三個連續的NG驗證結果，那么，為了重復圖像捕獲，在UOP 6-1上顯示重復圖像捕獲畫面，該重復圖像捕獲畫面包含文字“請將你的手再次放在認證裝置的上方”和“認證不成功”、以及規定的圖像，處理返回圖9中的步驟S14的圖像捕獲處理。
(S24)如果在步驟S20中驗證結果為OK，則在UOP 6-1上顯示認證OK的畫面，處理進行到普通的ATM交易處理。即，如果有必要則選擇帳號，輸入密碼，輸入數額，確認數額，與服務器在線交換數據。退回或發出介質(卡、存折和現金)，然后系統等待下一位用戶。
然后，用圖11來說明圖9中的步驟S14的驗證處理。
(S30)將圖像捕獲操作計數器值n初始化為“1”。
(S32)使距離傳感器15測量到手掌的距離，并檢測輸出。
(S34)將檢測到的距離與由傳感器單元18的傳感器和透鏡16確定的焦距進行比較，對到手掌的距離是否在適當的范圍內進行判斷。
(S36)如果距離合適，則從圖像捕獲裝置1-1照射近紅外線光，傳感器16接收反射光，并獲得手掌的圖像。上述手輪廓檢測處理30從圖像捕獲裝置1捕獲的圖像來檢測手的輪廓，并根據該輪廓來判斷該圖像是否是可以用于驗證處理的圖像。即，如圖27和圖28所示，用該圖像來判斷手掌是否充分出現在該圖像中。例如，計算輪廓與圖像幀(imageframe)之間的距離，使用該距離來判斷位置是否偏向左或右、或偏向前或后。也可以根據總輪廓來計算手掌的中心位置，并可以使用其來判斷位置是否偏向左、右、前或后。
(S38)首先，對位置是否向右偏移進行判斷，如果是這樣，則處理進行到步驟S48。
(S40)然后，如果沒有向右偏移，則對位置是否向左偏移進行判斷，如果是這樣，則處理進行到步驟S48。
(S42)然后，如果沒有向左偏移，則對位置是否向背面(向后)偏移進行判斷，如果是這樣，則處理進行到步驟S48。
(S44)然后，如果沒有向后偏移，則對位置是否向前偏移進行判斷，如果是這樣，則處理進行到步驟S48。
(S46)如果也沒有向前偏移，則沒有發生位置偏移，因此，判斷圖像捕獲成功，并提供圖像用于驗證處理。然后執行返回。
(S48)另一方面，如果在步驟S34中距離不合適，或者在步驟S38到S44中檢測到位置偏移，那么對圖像捕獲操作計數器值n是否已經達到指定數m(例如，10次)進行判斷。
(S50)如果圖像捕獲操作計數器值n沒有達到指定數m(例如，10)，那么對圖像捕獲NG原因(左/右/前/后的位置偏移、距離偏移)進行棧存并保持。然后將圖像捕獲操作計數器值n更新為n+1，處理返回到步驟S32。
(S52)另一方面，如果圖像捕獲操作計數器值n已經達到指定數m(例如，10次)，則判斷出必須修正手掌與傳感器之間的關系。因此，對指定數量m(例如，10)的棧存圖像捕獲NG原因進行分析。例如，可以將其歸類為位置偏移(左、右、前、后)和距離偏移，并對各類的數量進行計數。
(S54)然后，根據計數總數檢測出圖像獲取NG最頻繁的原因。如果位置偏移最常見，則選擇圖19到圖21所示的具有位置偏移文字的引導畫面圖像，并且處理返回。如果距離偏移最常見，則選擇圖22所示的具有距離偏移文字的引導畫面圖像，并且處理返回。
由此，以短時間間隔執行多次圖像捕獲操作(包括距離測量)，當頻繁發生圖像捕獲NG時，對其進行棧存，如果在規定次數的圖像捕獲操作之后仍未解決圖像捕獲NG，則判斷出必須修正手掌與傳感器之間的關系。對特定數量m(例如，10)的棧存圖像捕獲NG原因進行分析，并根據分析結果提供關于手的放置的畫面引導。
因此，由于引導畫面不頻繁變化，所以用戶可以充分理解給出的原因并可以改變他的手的放置。由此，可以防止用戶方的迷惑，可以將手很快放在適當位置和適當距離，并可以提高認證速度。
因為選擇最頻繁發生的圖像捕獲NG原因并呈現針對原因的畫面，所以可以排除僅僅導致偶然圖像捕獲NG的原因，可以更可靠地引導用戶。
其它實施例圖24說明本發明另一實施例的引導畫面。在上述的圖19到圖21的示例中，將前/后/左/右的位置偏移一起歸類為位置偏移來顯示引導；在本示例中，對每一種單獨地歸類來顯示引導而不是組合前/后/左/右的位置偏移。即，這里，針對手向左偏移的情況顯示具有文字“請將手向右移動”和圖19到圖21的圖像的引導畫面。
在上述實施例中，針對手掌靜脈圖案認證的情況對非接觸生物特征認證進行了說明，但是也可以應用于使用手指靜脈圖案、掌紋和手的其他特征的認證，以及應用于指紋、面部特征、和其他生物特征認證。針對使用非接觸傳感器的情況進行了說明，但是也可以應用于接觸型傳感器。此外，對在金融商業的自動設備中的使用進行了說明，但是也可以應用于自動售票機、自動售貨機、和其他領域的自動設備，以及應用于計算機、需要個人認證的門的開和關、代替鑰匙的作用、和其他任務。
類似地，也可以在ATM 6中執行靜脈圖案注冊，并且可以將注冊圖案存儲在服務器等而非IC卡中。
以上，對本發明的實施例進行了說明，但是可以在本發明的范圍內作出各種修改，這些修改不脫離本發明的范圍。
以短時間間隔執行多次圖像捕獲操作(包括距離測量)，并且，當圖像捕獲NG頻繁發生時對其進行棧存，如果在規定次數的圖像捕獲操作之后仍未解決圖像捕獲NG，則判斷出必須修正手掌與傳感器之間的關系，對棧存的圖像捕獲NG原因進行分析，根據分析結果提供針對身體部位與傳感器之間的關系的引導畫面。
因此，由于引導畫面不頻繁變化，所以用戶可以充分理解問題的原因，并且可以改變身體部位相對于傳感器的位置。結果，可以防止用戶方的迷惑，可以將身體部位很快移動到相對于傳感器的適當位置和距離，并且可以提高認證速度。此外，因為選擇了導致最多次數圖像捕獲NG的原因并提供表示該原因的畫面，所以可以排除僅僅導致偶然圖像捕獲NG的原因，可以更可靠的引導用戶。
權利要求
1.一種生物特征認證裝置，其捕獲身體部位的圖像，從所述捕獲圖像檢測生物特征數據以用于生物特征個人認證，所述生物特征認證裝置包括圖像捕獲裝置，用于捕獲所述身體部位的圖像；顯示裝置，用于顯示畫面以引導用戶操作所述圖像捕獲裝置；以及控制單元，用于執行所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作，從所述身體部位的捕獲圖像中檢測所述生物特征數據以用于生物特征認證，并且其中，所述控制單元根據所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作的輸出來判斷所述圖像捕獲是否成功，臨時存儲圖像捕獲不成功的原因，并且，當即使在所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作進行了規定次數之后圖像捕獲仍不成功時，對所述臨時存儲的原因進行分析，并根據所述分析的結果在所述顯示裝置上顯示引導畫面。
2.根據權利要求1所述的生物特征認證裝置，其中，所述控制單元根據所述臨時存儲的原因的統計信息在所述顯示裝置上顯示引導畫面。
3.根據權利要求1所述的生物特征認證裝置，其中，所述圖像捕獲裝置包括；圖像捕獲傳感器；以及距離傳感器，用于測量與所述身體部位的距離，并且其中，所述控制單元檢測所述圖像捕獲傳感器與所述身體部位之間的位置偏移以及所述圖像捕獲傳感器與所述身體部位之間的距離偏移，并判斷所述圖像捕獲操作是否成功。
4.根據權利要求3所述的生物特征認證裝置，其中，所述控制單元將圖像捕獲不成功的原因歸類為所述位置偏移或所述距離偏移，并根據所述歸類結果在所述顯示裝置上選擇性地顯示針對位置偏移的引導畫面或針對距離偏移的引導畫面。
5.根據權利要求1所述的生物特征認證裝置，其中，所述控制單元在所述圖像捕獲開始之前在所述顯示裝置上顯示表示所述圖像捕獲裝置的操作順序的畫面。
6.根據權利要求1所述的生物特征認證裝置，其中，當所述驗證結果不令人滿意時，所述控制單元在所述顯示裝置上顯示重復操作的畫面之后開始所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作。
7.根據權利要求1所述的生物特征認證裝置，其中，所述圖像捕獲裝置至少具有圖像捕獲傳感器，并且其中，所述控制單元檢測所述圖像捕獲傳感器與所述身體部位之間的位置偏移，判斷所述圖像捕獲操作是否成功，根據所述位置偏移的方向對所述圖像捕獲不成功的原因進行歸類，并根據所述歸類的結果在所述顯示裝置上顯示表示位置偏移的方向的引導畫面。
8.根據權利要求1所述的生物特征認證裝置，其中，所述身體部位的特征數據是所述身體部位的血管圖像圖案數據。
9.根據權利要求1所述的生物特征認證裝置，其中，所述控制單元顯示表示所述分析的結果的文字和表示所述身體部位相對于所述圖像捕獲裝置的適當位置關系的圖像，作為所述引導畫面。
10.一種生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，所述生物特征認證裝置捕獲身體部位的圖像并從所述捕獲的圖像檢測所述生物特征數據以用于生物特征認證，所述引導畫面控制方法包括以下步驟判斷步驟，根據對所述身體部位的圖像進行捕獲的圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作的輸出來判斷所述圖像捕獲是否成功；臨時存儲步驟，臨時存儲圖像捕獲不成功的原因；分析步驟，當即使所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作進行了規定次數之后圖像捕獲仍不成功時對所述臨時存儲的原因進行分析；以及顯示步驟，根據所述分析結果在顯示裝置上顯示引導畫面。
11.根據權利要求10所述的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，其中，所述顯示步驟包括根據所述臨時存儲的原因的統計信息在所述顯示裝置上顯示引導畫面的步驟。
12.根據權利要求10所述的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，其中，所述判斷步驟包括以下步驟對所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲傳感器與所述身體部位之間的位置偏移以及所述圖像捕獲傳感器與所述身體部位之間的距離偏移進行檢測的步驟，以及根據所述檢測結果來判斷所述圖像捕獲操作是否成功的步驟。
13.根據權利要求12所述的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，其中，所述分析步驟包括將所述圖像捕獲操作不成功的原因歸類為所述位置偏移和所述距離偏移的步驟，并且其中，所述顯示步驟包括根據所述歸類的結果選擇性地顯示針對位置偏移的引導畫面和針對距離偏移的引導畫面的步驟。
14.根據權利要求10所述的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，進一步包括在所述圖像捕獲開始之前在所述顯示裝置上顯示表示所述圖像捕獲裝置的操作順序的畫面的步驟。
15.根據權利要求10所述的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，進一步包括以下步驟當所述驗證結果不令人滿意時，在所述顯示裝置上顯示重復操作的畫面的步驟；以及開始所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作的步驟。
16.根據權利要求10所述的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，其中，所述判斷步驟包括對所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲傳感器與所述身體部位之間的位置偏移進行檢測以及對所述圖像捕獲操作是否成功進行判斷的步驟，并且其中，所述分析步驟包括以下步驟根據所述位置偏移的方向對所述圖像捕獲操作不成功的原因進行歸類的步驟；以及根據所述歸類的結果在所述顯示裝置上顯示表示位置偏移的方向的引導畫面的步驟。
17.根據權利要求10所述的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，其中，所述生物特征數據是所述身體部位的血管圖像圖案數據。
18.根據權利要求10所述的生物特征認證裝置的引導畫面控制方法，其中，所述顯示步驟包括顯示表示所述分析的結果的文字和表示所述圖像捕獲裝置與所述身體部位之間的適當位置關系的圖像作為所述引導畫面的步驟。
19.一種程序，使得計算機執行以下步驟判斷步驟，根據對身體部位的圖像進行捕獲的圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作的輸出來判斷所述圖像捕獲是否成功；臨時存儲步驟，臨時存儲圖像捕獲不成功的原因；分析步驟，當即使在所述圖像捕獲裝置的圖像捕獲操作進行了規定次數之后圖像捕獲仍不成功時，對所述臨時存儲的原因進行分析；以及顯示步驟，根據所述分析結果在顯示裝置上顯示引導畫面。
20.根據權利要求19所述的程序，其中，在所述顯示步驟，使得所述計算機執行根據所述臨時存儲的原因的統計信息在所述顯示裝置上顯示引導畫面的步驟。
全文摘要
生物特征認證裝置、其引導畫面控制方法、及其程序。在使用生物特征信息來對個人進行認證的生物特征認證裝置中提供引導以使得適當地執行生物特征信息的圖像捕獲。使圖像捕獲裝置以短時間間隔執行多次包括距離檢測的圖像捕獲操作。當圖像捕獲錯誤頻繁發生時，控制單元對錯誤結果進行棧存，如果即使在規定次數的圖像捕獲操作后也沒有解決圖像捕獲錯誤，則判斷出必須修正身體部位與圖像捕獲裝置之間的關系，對棧存的圖像捕獲錯誤原因進行分析，并根據分析結果在顯示裝置上顯示引導畫面。
文檔編號G06F21/32GK1726866SQ20051006506
公開日2006年2月1日 申請日期2005年4月7日 優先權日2004年7月30日
發明者岡村狹霧, 粟津潔貴, 三田靖彥, 工藤高弘 申請人:富士通株式會社, 富士通先端科技株式會社