專利名稱：靜脈圖案管理系統(tǒng)、靜脈圖案登記設(shè)備、靜脈圖案驗(yàn)證設(shè)備、靜脈圖案登記方法、靜脈圖案 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靜脈圖案管理系統(tǒng)、靜脈圖案登記裝置、靜脈圖案驗(yàn)證裝置、 靜脈圖案登記方法、靜脈圖案驗(yàn)證方法、程序和靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成。
背景技術(shù)：
個(gè)人驗(yàn)證方法包括用于通過(guò)預(yù)先登記個(gè)人的指紋、聲波紋、虹膜和視網(wǎng) 膜，或個(gè)人的手的背部或個(gè)人的手指的靜脈圖案等作為登記數(shù)據(jù)，并通過(guò)核 實(shí)和確定驗(yàn)證時(shí)輸入的數(shù)據(jù)和登記數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證個(gè)人的方法。特別地，使用靜 脈圖案的個(gè)人驗(yàn)證由于其高辨別能力而在最近受到關(guān)注。
為了改進(jìn)上述個(gè)人驗(yàn)證方法的安全性，由于重要的是阻止非法用戶嘗試 假扮正常的驗(yàn)證的用戶，因此用于阻止這樣的非法用戶的方法已經(jīng)廣泛地得 以開發(fā)(例如，參考專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1 )。
現(xiàn)有技術(shù)文件
專利文獻(xiàn)1日本專利申請(qǐng)7^開號(hào)No. 2005-25934非專利文獻(xiàn) 1Tsutomu Matsumoto, "Biometric Authentication in Financial Transactions"("財(cái)務(wù)事項(xiàng)中的生物學(xué)驗(yàn)證，，)，the 9th Study Group on Problem of Forged ATM Cards, Financial Services Agency, 2005年4月15日
在一些使用靜脈圖案的個(gè)人驗(yàn)證方法中，通過(guò)用近紅外光捕捉手的背部 或手指的圖像并使用差分濾波器處理提取的成像數(shù)據(jù)來(lái)提取靜脈圖案。
然而，由于用于通過(guò)進(jìn)入靜脈部分和非靜脈部分的近紅外光捕捉的成像 數(shù)據(jù)的差分濾波器容易輸出偽靜脈圖案，其中該偽靜脈圖案是用標(biāo)簽筆等在 身體表面畫出作為靜脈部分，因而需要用于確定存在這樣的偽靜脈圖案的方 法，以避免非法用戶假冒。
考慮上述問(wèn)題，做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種新穎的、改 進(jìn)的、能夠確定存在故意在身體表面產(chǎn)生的偽靜脈圖案的靜脈圖案管理系 統(tǒng)、靜脈圖案登記裝置、靜脈圖案驗(yàn)證設(shè)備、靜脈圖案登記方法、靜脈圖案-瞼i正方法、程序和靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種靜脈圖案管理系 統(tǒng)，用于登記和驗(yàn)證通過(guò)將光照射到活體的一部分而獲得的靜脈圖案，該系
統(tǒng)包括成像單元，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部 分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)； 靜脈圖案提取單元，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)的每段中提取與所述 多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì)算單元， 用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)；偽靜脈圖 案確定單元，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)確定有意在捕捉的身體表面的部分上 形成的偽靜脈圖案的存在；靜脈圖案登記單元，用于基于來(lái)自確定單元的確 定結(jié)果對(duì)近紅外光靜脈圖案登記，以生成登記的靜脈圖案；和靜脈圖案驗(yàn)證 單元，用于基于來(lái)自所述偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié)果，比較新生成的近 紅外光靜脈圖案與登記的靜脈圖案，并驗(yàn)證所述新生成的近紅外光靜脈圖 案。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種靜脈圖案登 記裝置，包括成像單元，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活 體的部分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像 數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取單元，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提 取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì) 算單元，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)； 偽靜脈圖案確定單元，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表 面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和靜脈圖案登記單元，用于基于來(lái)自 所述偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié)果，對(duì)近紅外光靜脈圖案登記，以生成登 記的靜脈圖案。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種靜脈圖案驗(yàn) 證裝置，包括成像單元，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活 體的部分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像 數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取單元，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提 取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì)
9算單元，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)； 偽靜脈圖案確定單元，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表 面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和靜脈圖案驗(yàn)證單元，用于基于來(lái)自 所述偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié)果，比較已經(jīng)登記的靜脈圖案與近紅外光 靜脈圖案，并驗(yàn)證所述近紅外光靜脈圖案。
當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)小于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，偽靜脈圖案確定單元可 以確定存在偽靜脈圖案，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)大于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，偽 靜脈圖案確定單元可以確定不存在偽靜脈圖案。
對(duì)于構(gòu)成靜脈圖案的多個(gè)像素，分形維數(shù)計(jì)算單元可以使用盒子計(jì)數(shù)方 法計(jì)算分形維數(shù)。
另外，靜脈圖案提取單元可以使用差分濾波器提取近紅外光靜脈圖案， 對(duì)于構(gòu)成近紅外光成像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素，所述差分濾波器對(duì)于如下像素輸出 大值，在該像素和其周圍像素之間具有較大差別。
差分濾波器可以是微分濾波器或高斯-拉普拉斯(Log)濾波器。
另外，靜脈圖案驗(yàn)證單元可以基于從靜脈圖案登記裝置獲取的登記的靜 脈圖案驗(yàn)證近紅外光靜脈圖案，或可以基于在靜脈圖案驗(yàn)證裝置中登記的登 記的靜脈圖案而驗(yàn)證近紅外光靜脈圖案。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種靜脈圖案登 記方法，用于登記通過(guò)將光照射到活體的一部分而獲取的靜脈圖案，該方法 包括步驟在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部分的身體表面 的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；從所述多段近 紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì) 應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形 維數(shù)；基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽 靜脈圖案的存在；和基于確定結(jié)果，將靜脈圖案登記為登記的靜脈圖案。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種靜脈圖案驗(yàn) 證方法，用于驗(yàn)證通過(guò)將光照射到活體的一部分而獲取的靜脈圖案，該方法 包括步驟在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部分的身體表面 的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；從所述多段近 紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提取與所述多段近紅外 成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì) 應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)；基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽
靜脈圖案的存在；和基于確定結(jié)果，比較靜脈圖案與已經(jīng)登記的近紅外光靜
脈圖案，并驗(yàn)證該靜脈圖案。
在確定存在偽靜脈圖案的步驟中，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)小于分形維數(shù)的預(yù)
定閾值時(shí)，可以確定存在偽靜脈圖案；以及當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)大于分形維數(shù) 的預(yù)定閾值時(shí)，可以確定不存在偽靜脈圖案。
在計(jì)算分形維數(shù)的步驟中，對(duì)于構(gòu)成靜脈圖案的多個(gè)像素，可使用盒子 計(jì)數(shù)方法。
在提取多個(gè)靜脈圖案的步驟中，對(duì)于構(gòu)成近紅外光成像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素 可以使用差分濾波器，所述差分濾波器對(duì)于如下像素輸出大值，在該像素和 其周圍像素之間具有較大差別。
差分濾波器可以是微分濾波器或高斯-拉普拉斯(Log)濾波器。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種程序，用于 致使計(jì)算機(jī)控制用于登記通過(guò)將光照射到活體的部分而獲取的靜脈圖案的 靜脈圖案登記裝置來(lái)執(zhí)行成像功能，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅 外光捕捉活體的部分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近 紅外光成像數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取功能，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中 的每段中提取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案； 分形維數(shù)計(jì)算功能，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的 分形維數(shù)；偽靜脈圖案確定功能，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕 捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和靜脈圖案登記功能，用 于基于來(lái)自偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié)果，登記近紅外光靜脈圖案，以生 成登記的靜脈圖案。
根據(jù)該配置，計(jì)算機(jī)程序被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中所包括的存儲(chǔ)單元中，并且 由計(jì)算機(jī)中所包括的CPU讀取和執(zhí)行，使得計(jì)算機(jī)程序致使計(jì)算機(jī)操作為 如上所述的靜脈圖案登記裝置。另外，還可以提供一種其中記錄有計(jì)算機(jī)程 序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。該記錄介質(zhì)可以是例如磁盤、光盤、磁光盤、閃 存等。另外，上述計(jì)算機(jī)程序可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而不使用記錄介質(zhì)來(lái)發(fā)布。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種程序，用于 致使計(jì)算機(jī)控制用于對(duì)通過(guò)將光照射到活體的部分而獲取的靜脈圖案進(jìn)行 驗(yàn)證的靜脈圖案驗(yàn)證裝置來(lái)執(zhí)行成像功能，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的
多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取功能，用于從所述多段近紅外光成像 數(shù)據(jù)中的每段中提取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜 脈圖案；分形維數(shù)計(jì)算功能，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖 案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)；偽靜脈圖案確定功能，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定 有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和靜脈圖案驗(yàn)證 功能，用于基于來(lái)自偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié)果，比較已經(jīng)登記的靜脈 圖案與近紅外光靜脈圖案進(jìn)行比較，并驗(yàn)證所述近紅外光靜脈圖案。
根據(jù)該配置，計(jì)算機(jī)程序被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中所包括的存儲(chǔ)單元中，并且 由計(jì)算機(jī)中所包括的CPU讀取和執(zhí)行，使得計(jì)算機(jī)程序致使計(jì)算機(jī)操作為 如上所述的靜脈圖案登記裝置。另外，還可以提供一種其中記錄有計(jì)算機(jī)程 序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。該記錄介質(zhì)可以是例如磁盤、光盤、磁光盤、閃 存等。另外，上述計(jì)算機(jī)程序可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而不使用記錄介質(zhì)來(lái)發(fā)布。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種靜脈數(shù)據(jù)構(gòu) 成，包括靜脈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，包含如下數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與個(gè)人的靜脈圖案對(duì)應(yīng)， 并且將利用要經(jīng)受驗(yàn)證的并通過(guò)用近紅外光捕捉圖像而獲得的圖像數(shù)據(jù)來(lái) 檢驗(yàn)該數(shù)據(jù)；和分形維數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，包含個(gè)人的靜脈圖案的分形維數(shù)。
該靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成還可以包括參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，其包含改變差分濾波器的輸出 特性的參數(shù)，對(duì)于構(gòu)成通過(guò)用近紅外光捕捉圖像而獲取的成像數(shù)據(jù)的每個(gè)像 素，所述差分濾波器對(duì)于與周圍像素差別較大的像素輸出高輸出，以及當(dāng)通 過(guò)用近紅外光捕捉圖像而獲取的成像數(shù)據(jù)具有比表示靜脈部分的值和表示 非靜脈部分的值之間的差別更大的差別時(shí)，所述參數(shù)可以明顯改變所述差分 濾波器的輸出值。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以確定有意在身體表面上產(chǎn)生的偽靜脈圖案的存在。


圖l是示出靜脈圖案的自相似性的說(shuō)明性示意圖； 圖2是示出計(jì)算分形維數(shù)的標(biāo)繪圖的說(shuō)明性示意圖； 圖3是示出分形維數(shù)中的改變的曲線圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的靜脈圖案管理系統(tǒng)的說(shuō)明性示意圖；圖5是示出根據(jù)實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置的硬件配置的方框圖； 圖6是示出根據(jù)實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置的配置的方框圖； 圖7是示出根據(jù)實(shí)施例的靜脈圖案驗(yàn)證裝置的配置的方框圖； 圖8是示出通過(guò)根據(jù)實(shí)施例的分形維數(shù)的偽靜脈圖案辨別方法的流程 圖；和
圖9是示出在手指表面上畫出的偽靜脈圖案的說(shuō)明性示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
10靜脈圖案管理系統(tǒng)
12網(wǎng)絡(luò)
14可移除記錄介質(zhì)
20靜脈圖案登記裝置
30靜脈圖案驗(yàn)證裝置
201CPU
203ROM
205RAM
207總線
211成像設(shè)備
213輸入設(shè)備
215輸出設(shè)備
217存儲(chǔ)設(shè)備
219驅(qū)動(dòng)器
221通信設(shè)備
231、301成像單元
233、303照射單元
235、305近紅外光
237、307光學(xué)透鏡
239、309成像數(shù)據(jù)生成單元
241、311靜脈圖案提取單元
251、321分形維數(shù)計(jì)算單元
261、331偽靜脈圖案確定單元271、 341 靜脈圖案登記單元
273、 343 存儲(chǔ)單元 275 登記的靜脈圖案公開單元
H 身體表面
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)
下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在本說(shuō)明書 和附圖中，具有基本相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件用相同的附圖標(biāo)記表示， 并且省略對(duì)這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)說(shuō)明。
在下面的描述中，盡管將結(jié)合手指的靜脈圖案的例子描述本發(fā)明，但是 本發(fā)明并不限于該例子。
<偽靜脈圖案>
將描述有意在手指表面上形成的偽靜脈圖案(pseudo-vein pattern ),作 為準(zhǔn)備用于根據(jù)本發(fā)明的第 一 實(shí)施例的靜脈圖案管理系統(tǒng)的描述的偽靜脈 圖案的例子。
在使用手指靜脈圖案的生物驗(yàn)證中，盡管因?yàn)殪o脈圖案本身位于手指的 內(nèi)部而使得難以假冒，但是在靜脈圖案的提取中，也難以確定提取的靜脈圖 案是否位于手指內(nèi)部。因?yàn)殪o脈本身吸收近紅外光，因而在捕捉身體表面的 圖像同時(shí)，靜脈成像為陰影，并且如果用具有類似于靜脈的吸收性的成分在 身體表面上畫出偽靜脈圖案，則該偽靜脈圖案可能不可與靜脈圖案相區(qū)分。
因?yàn)椋?一方面，近紅外光可透過(guò)身體組織，另一方面，近紅外光在血液 的血色素中是可吸收的(血色素減少)，因而當(dāng)近紅外光照射到手指、手掌 或手背時(shí)，分布在手指、手掌或手背的內(nèi)部的靜脈作為陰影出現(xiàn)在圖像中。 出現(xiàn)在圖像上的靜脈的陰影稱為靜脈圖案。
圖9是示出在手指表面上畫出的偽靜脈圖案的說(shuō)明性示意圖。圖9的上 部分表示用持久筆將偽靜脈圖案直接畫在手指表面上的情況，并且圖9的下 部分表示在手指表面沒有畫上偽靜脈圖案的情況。另外，在上部分或下部分 中，從左到右分別示出了用可見光捕捉的圖像、用近紅外光捕捉的圖像和經(jīng) 過(guò)高斯-拉普拉斯(Log)濾波器( 一種差分濾波器)輸出的閾值處理的圖像。
在此使用的閾值處理指的是如下處理，其中預(yù)定的上限閾值和下限閾值被分配給Log濾波器的輸出值，并且如果輸出值小于下限閾值，則將輸出值 設(shè)置為零，如果輸出值大于上限閾值，則將輸出值設(shè)置為上限閾值。
因?yàn)槌志霉P的墨水成分具有與靜脈內(nèi)的減少的血色素類似的光吸收特 性，因而用持久筆畫的偽靜脈圖案留在沒有經(jīng)過(guò)稀疏處理的中間圖像中，作
為靜脈圖案，如圖9的右上端和右下端所示，并且最終被識(shí)別為手指中的靜脈。
為了解決這樣的問(wèn)題，本申請(qǐng)的發(fā)明人致力于開發(fā)，使得發(fā)明人設(shè)計(jì)了 靜脈圖案管理系統(tǒng)、靜脈圖案登記裝置、靜脈圖案驗(yàn)證裝置、靜脈圖案登記 方法、靜脈圖案驗(yàn)證方法、程序和靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成。
<當(dāng)前實(shí)施例>
(毛細(xì)管的自相似性)
參考圖1至圖3，將詳細(xì)描述毛細(xì)管的自相似性。圖l是示出靜脈圖案 的自相似性的示意圖，圖2是示出用于計(jì)算分形維數(shù)的標(biāo)繪圖的說(shuō)明性示意 圖，圖3是示出分形維數(shù)(fractal dimension)中的改變的示意圖。
已知人類血管(特別是毛細(xì)管)具有自相似性(分形性質(zhì))。例如，一 方面，當(dāng)在改變放大倍率的同時(shí)捕捉手指表面的圖像時(shí)，隨著按比例放大， 通過(guò)通常的放大倍率不會(huì)被發(fā)現(xiàn)的毛細(xì)管開始顯現(xiàn)。另一方面，當(dāng)嘗試在人 造的手指等上面以偽方式形成靜脈圖案時(shí)，難以創(chuàng)建通過(guò)按比例放大地捕捉 圖像而新顯現(xiàn)的毛細(xì)管。
換句話說(shuō)，如圖l所示，盡管在活體情況下(也就是說(shuō)，存在毛細(xì)管的 情況下)，盡管增加了放大倍率，但是可見的靜脈圖案由于其自相似性而不 會(huì)顯著減少，而在非活體的情況下(也就是說(shuō)，形成偽靜脈圖案的、不存在 的毛細(xì)管的情況下)，推想隨著在捕捉時(shí)增加放大倍率，新顯現(xiàn)的靜脈圖案 明顯減少。
基于上述知識(shí)，本申請(qǐng)的發(fā)明人致力于開發(fā)，使得發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)能夠 在存在和不存在偽靜脈圖案之間區(qū)分，也就是說(shuō)，通過(guò)分別利用多個(gè)放大倍 率捕捉身體表面的圖像而獲得的分形維數(shù)的改變，并計(jì)算從捕捉的圖像中得 到的靜脈圖案的分形維數(shù)，能夠在活體和非活體之間區(qū)分。
對(duì)于圖1中示出的每個(gè)靜脈圖案(在圖1中，從左到右，依次是放大倍 率為1、 1.5和2的情況)，圖2示出了使用盒子計(jì)數(shù)方法(一種分形維數(shù)計(jì) 算方法)計(jì)算分形維數(shù)的結(jié)果。稍后將描述的盒子計(jì)數(shù)方法包括在意要用具有尺寸為CJ的盒子覆蓋所有的靜脈圖案的情況下，對(duì)所需盒子的數(shù)量進(jìn)行計(jì) 數(shù)。在盒子計(jì)數(shù)方法中，當(dāng)通過(guò)取盒子的尺寸CJ為橫坐標(biāo)軸且所需盒子的數(shù) 量為縱坐標(biāo)軸而繪制log-log曲線圖時(shí)，線的斜率(傾斜度)對(duì)應(yīng)于分形維 數(shù)。
圖3是示出當(dāng)沿橫坐標(biāo)軸取放大倍率且沿縱坐標(biāo)軸取從圖2中得到的分 形維數(shù)時(shí)分形維數(shù)的改變的示意圖。參考圖3，可以看出，存在毛細(xì)管時(shí)(即， 在活體、沒有偽靜脈圖案的情況下)，分形維數(shù)保持恒定值，而在不存在毛 細(xì)管時(shí)(即，在非活體、具有偽靜脈圖案的情況下)，隨著放大倍率增加， 分形維數(shù)明顯降低。
這可能是因?yàn)?，在沒有顯現(xiàn)毛細(xì)管的偽靜脈圖案中，由于按比例放大， 靜脈圖案明顯減少，并且分形維數(shù)降低，而在活體的情況下，盡管由于按比 例放大，新顯現(xiàn)毛細(xì)管并且靜脈圖案本身改變，但圖案的復(fù)雜性改變很小， 且分形維數(shù)保持穩(wěn)定值。
如上所述，應(yīng)意識(shí)到，通過(guò)預(yù)先為分形維數(shù)設(shè)置預(yù)定閾值，并且比較預(yù) 定閾值與通過(guò)捕捉圖像而獲得的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)，可以辨別偽 靜脈圖案的存在。
(靜脈圖案管理系統(tǒng))
接下來(lái)，參考圖4，將詳細(xì)描述根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案管理系統(tǒng)10。 圖4是示出根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案管理系統(tǒng)10的說(shuō)明性示意圖。
如圖4所示，靜脈圖案管理系統(tǒng)10包括例如靜脈圖案登記裝置20; 以及多個(gè)靜脈圖案驗(yàn)證裝置30A、 30B,它們經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)12連接到靜脈圖案登 記裝置20。
網(wǎng)絡(luò)12是連接靜脈圖案登記裝置20和靜脈圖案驗(yàn)證裝置30、使得它們 可以單向或雙向通信的通信線路網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)12可包括例如諸如因特網(wǎng)、電 話網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)或組播網(wǎng)絡(luò)(multicasting network)之類的公共網(wǎng)絡(luò)、 諸如廣域網(wǎng)(WAN)、局域網(wǎng)(LAN)、網(wǎng)際協(xié)議-虛擬個(gè)人網(wǎng)絡(luò)(IP-VPN )、 以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))或無(wú)線LAN之類的專用網(wǎng)絡(luò)等，并且既不限于有線網(wǎng) 絡(luò)也不限于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
靜脈圖案登記裝置20可操作以將預(yù)定波長(zhǎng)的光照射到期望登記他/她的 靜脈圖案的個(gè)人的身體表面，捕捉身體表面的圖像，從捕捉的圖像數(shù)據(jù)中提 取靜脈圖案，并且將提取的靜脈圖案登記為個(gè)人識(shí)別信息。靜脈圖案登記裝置20還可操作以確定存在有意在身體表面上形成的偽靜脈圖案，并確定是 否應(yīng)該登記提取的靜脈圖案。另外，如靜脈圖案驗(yàn)證裝置30 (稍后將描述) 需要，靜脈圖案登記裝置20可以公開已經(jīng)被登記作為個(gè)人識(shí)別信息的登記 的靜脈圖案。
靜脈圖案驗(yàn)證裝置30A和30B可操作以將預(yù)定波長(zhǎng)的光照射到期望登 記他/她的靜脈圖案的個(gè)人的身體表面，捕捉身體表面的圖像，從捕捉的圖像 數(shù)據(jù)中提取靜脈圖案，并且比較提取的靜脈圖案與已經(jīng)登記的靜脈圖案來(lái)驗(yàn) 證個(gè)人。靜脈圖案驗(yàn)證裝置30還可操作以確定存在有意在身體表面上形成 的偽靜脈圖案，并確定是否應(yīng)該驗(yàn)證提取的靜脈圖案。另外，靜脈圖案驗(yàn)證 裝置30A和30B可以請(qǐng)求靜脈圖案登記裝置20公開已經(jīng)登記的靜脈圖案。
注意，靜脈圖案登記裝置20和靜脈圖案驗(yàn)證裝置30A和30B可以經(jīng)由 網(wǎng)絡(luò)12連接，如圖所示，或可以經(jīng)由通用串行總線(USB)端口 、諸如i丄INK 之類的IEEE1394端口、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 (SCSI)端口、 RS-232C端口 等直接連接，而不經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)12。
盡管在圖4中只有一個(gè)連接到網(wǎng)絡(luò)12的靜脈圖案登記裝置20，但是該 實(shí)施例并非意要限于如上所述的配置，而是可以允許多個(gè)靜脈圖案登記裝置 20在網(wǎng)絡(luò)12上連接。類似地，在圖4中，只有兩個(gè)連接到網(wǎng)絡(luò)12的靜脈圖 案驗(yàn)證裝置30,但是多個(gè)靜脈圖案驗(yàn)證裝置30可以在網(wǎng)絡(luò)12上連接。 (靜脈圖案登記裝置20的配置)
參考圖5,將詳細(xì)描述根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20的硬件配 置。圖5是示出根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20的硬件配置的方框圖。
如圖5所示，靜脈圖案登記裝置20主要包括中央處理單元(CPU)201、 只讀存儲(chǔ)器(ROM) 203、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM) 205、總線207、成像設(shè)備 211、輸入設(shè)備213、輸出設(shè)備215、存儲(chǔ)設(shè)備217、驅(qū)動(dòng)器219和通信設(shè)備 221。
CPU 201用作計(jì)算設(shè)備和控制器，用于根據(jù)記錄在ROM 203、 RAM 205、 存儲(chǔ)設(shè)備217或可移除記錄介質(zhì)14中的各種程序來(lái)控制靜脈圖案登記裝置 20內(nèi)的所有或部分操作。ROM 203存儲(chǔ)由CPU 201使用的程序、操作參數(shù) 等。RAM 205臨時(shí)地存儲(chǔ)用于CPU 201執(zhí)行的程序、在程序執(zhí)行時(shí)適當(dāng)?shù)?改變的參數(shù)等。CPU、 ROM和RAM經(jīng)由內(nèi)部總線形成的總線207例如CPU 總線而彼此連接。成像設(shè)備211是捕捉身體表面的圖像以在CPU201的控制下生成圖像數(shù)據(jù)的設(shè)備。成像設(shè)備211包括例如用于照射預(yù)定波長(zhǎng)的光的照射設(shè)備和諸如光學(xué)透鏡之類的用于聚焦通過(guò)身體表面?zhèn)鬏數(shù)墓獾木奂O(shè)備。照射設(shè)備包括發(fā)射預(yù)定波長(zhǎng)的光的光源，并基于來(lái)自CPU201的控制信號(hào)照射預(yù)定波長(zhǎng)的光。聚焦設(shè)備收集從照射設(shè)備照射的光并生成圖像數(shù)據(jù)。
輸入設(shè)備213包括例如由用戶操作的諸如鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸板、按鈕、開關(guān)和控制桿之類的操作部件和諸如麥克風(fēng)和耳機(jī)之類的音頻輸入部件。另外，輸入設(shè)備213可以是例如使用紅外照射或其它無(wú)線電波的遠(yuǎn)程控制部件(稱為遠(yuǎn)程控制器)，或可以是諸如移動(dòng)電話和PDA之類的適于靜脈圖案登記裝置20的操作的外部連接設(shè)備。另外，輸入設(shè)備213可以包括例如輸入控制電路等，用于基于用戶使用上述操作部件和音頻輸入部件輸入的信息來(lái)生成輸入信號(hào)，并將該輸入信號(hào)輸出到CPU 201。靜脈圖案登記裝置20的用戶可以通過(guò)操作輸入設(shè)備213輸入各種數(shù)據(jù)以及指示靜脈圖案登記裝置20的處理操作。
輸出設(shè)備215包括例如能夠視覺地或聽覺地將獲取的信息傳達(dá)給用戶的諸如陰極射線管(CRT)顯示設(shè)備、液晶顯示器(LCD)設(shè)備、等離子體顯示板(PDP)設(shè)備、電致發(fā)光(EL)顯示設(shè)備和燈之類的顯示設(shè)備、諸如揚(yáng)聲器和耳機(jī)之類的音頻輸出設(shè)備、打印機(jī)、移動(dòng)電話、傳真機(jī)等。
存儲(chǔ)設(shè)備217是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，其被配置為根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20的存儲(chǔ)單元的例子，并且包括例如諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)之類的磁存儲(chǔ)設(shè)備、半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備、光存儲(chǔ)設(shè)備、磁光存儲(chǔ)設(shè)備等。存儲(chǔ)設(shè)備217存儲(chǔ)諸如由CPU201執(zhí)行的程序之類的多種數(shù)據(jù)、各種數(shù)據(jù)和從外部獲取的各種類型的數(shù)據(jù)。
驅(qū)動(dòng)器219是對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)的讀取器/寫入器，并且可嵌入或外部附連于靜脈圖案登記裝置20。驅(qū)動(dòng)器219讀出記錄在諸如附連的磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器之類的可移除記錄介質(zhì)14中的信息，并將信息輸出到RAM205。另外，驅(qū)動(dòng)器219能夠?qū)⒂涗泴懭氲街T如附連的磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器之類的可移除記錄介質(zhì)14。可移除記錄介質(zhì)14包括例如DVD介質(zhì)、HD-DVD介質(zhì)、藍(lán)光介質(zhì)、緊湊型閃存(CF )(注冊(cè)商標(biāo))、記憶棒、安全數(shù)字(SD)存儲(chǔ)卡等。另外，可移除記錄介質(zhì)14可以是例如裝配有非接觸IC芯片的集成電路(IC)卡、電子設(shè)備等形式。
18通信設(shè)備221是通信接口 ，其包括例如用于連接到通信網(wǎng)絡(luò)12的通信 設(shè)備。通信設(shè)備221以用于有線或無(wú)線局域網(wǎng)(LAN)、藍(lán)牙、或無(wú)線USB (WUSB)中的通信卡、用于光通信的路由器、用于非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路 (ADSL)的路由器、用于各種通信環(huán)境的調(diào)制解調(diào)器等形式制成。該通信 設(shè)備221能夠向/從其它的靜脈圖案登記裝置20和其它的靜脈圖案驗(yàn)證裝置 30發(fā)送/接收信號(hào)等。另外，連接到通信設(shè)備221的網(wǎng)絡(luò)12由經(jīng)由有線或無(wú) 線連接而連接的網(wǎng)絡(luò)等形成，并且可以被配置為例如因特網(wǎng)、家庭LAN、 紅外通信、衛(wèi)星通信等。
利用上述配置，靜脈圖案登記裝置20可以將預(yù)定波長(zhǎng)的光照射到期望 登記他/她的靜脈圖案的個(gè)人的身體表面，捕捉身體表面的圖像，從捕捉的圖 像數(shù)據(jù)中提取靜脈圖案，并且將提取的靜脈圖案登記為個(gè)人識(shí)別信息。另夕卜， 靜脈圖案登記裝置20可以向/從直接連接到靜脈圖案登記裝置20的靜脈圖案 驗(yàn)證裝置30或連接到網(wǎng)絡(luò)12的靜脈圖案驗(yàn)證裝置30發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，并使 用可移除記錄介質(zhì)14檢索存儲(chǔ)在靜脈圖案登記裝置20中的信息。
以上已經(jīng)描述了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20的功能 的可能硬件配置的例子。每個(gè)上述組件可以使用通用元件來(lái)配置，或可以利 用對(duì)于每個(gè)組件的功能的專用硬件來(lái)配置。因而，取決于執(zhí)行該實(shí)施例時(shí)的 技術(shù)狀態(tài)，可以適當(dāng)修改在此使用的硬件配置。
由于靜脈圖案驗(yàn)證裝置30的硬件配置與靜脈圖案登記裝置20的硬件配 置基本相同，因而省略了靜脈圖案驗(yàn)證裝置30的硬件配置的描述。
接下來(lái)參考圖6將詳細(xì)描述根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20的配 置。圖6是示出根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20的配置的方框圖。
如圖6所示，根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20包括例如成像單 元231、靜脈圖案提取單元241、分形維數(shù)計(jì)算單元251、偽靜脈圖案確定單 元261、靜脈圖案登記單元271、存儲(chǔ)單元273和登記的靜脈圖案公開單元 275。
成像單元231捕捉期望登記他/她的靜脈圖案的個(gè)人的身體表面H的圖 像，并且生成成像數(shù)據(jù)。成像單元231包括例如照射預(yù)定波長(zhǎng)的光的照射 單元233、對(duì)通過(guò)身體表面H傳播的光進(jìn)行聚焦的光學(xué)透鏡237和基于聚焦 的光生成成像數(shù)據(jù)的成像數(shù)據(jù)生成單元239。
照射單元233包括光源，比如卣素?zé)艉桶l(fā)光二極管，該光源將近紅外光照射到身體表面H，并照射具有大約600nrn至大約1300nrn波長(zhǎng)的近紅外光 235。
光學(xué)透鏡237對(duì)通過(guò)諸如手指表面之類的身體表面H傳播的近紅外光 235進(jìn)行聚焦，并在成像數(shù)據(jù)生成單元239上形成圖像。根據(jù)該實(shí)施例的光 學(xué)透鏡237能夠通過(guò)將放大倍率改變到預(yù)定放大倍率而對(duì)近紅外光235進(jìn)行 聚焦。為了對(duì)近紅外光235進(jìn)行聚焦以按各種放大倍率形成圖像，根據(jù)該實(shí) 施例的光學(xué)透鏡237可以包括分別具有不同焦距的多個(gè)光學(xué)透鏡，或可以包 括具有可變焦距的多焦點(diǎn)透鏡。
成像數(shù)據(jù)生成單元239基于已經(jīng)由光學(xué)透鏡237聚焦的近紅外光235的 傳播光，生成各種放大倍率的近紅外光成像數(shù)據(jù)。成像數(shù)據(jù)生成單元239包 括例如電荷耦合器件(CCD )圖像傳感器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(C-MOS ) 圖像傳感器等，并將近紅外光成像數(shù)據(jù)輸出到靜脈圖案提取單元241 (稍后 將描述)。另外，成像數(shù)據(jù)生成單元239可將生成的近紅外光成像數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)單元273 (稍后將描述)中。在存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元273時(shí)，捕捉的曰期 或捕捉的時(shí)間可以與生成的近紅外光成像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。另外，生成的近紅外 光成像數(shù)據(jù)可以是紅-綠-藍(lán)(RGB)信號(hào)的形式，或可以是其它顏色的圖像 數(shù)據(jù)，灰度圖像數(shù)據(jù)等。
靜脈圖案提取單元241包括例如對(duì)從成像數(shù)據(jù)生成單元239傳輸?shù)慕?紅外光成像數(shù)據(jù)的執(zhí)行用于靜脈圖案提取的預(yù)處理的功能；提取靜脈圖案的 功能；以及執(zhí)行用于靜脈圖案提取的后處理的功能。
用于靜脈圖案提取的預(yù)處理包括例如用于從近紅外光成像數(shù)據(jù)中檢測(cè) 手指的輪廓并在近紅外光成像數(shù)據(jù)中辨別手指所處的位置的處理；用于使用 檢測(cè)的手指輪廓旋轉(zhuǎn)(rotate )近紅外光成像數(shù)據(jù)并且校正近紅外光成像數(shù)據(jù) 的角度(捕捉的圖像的角度)的處理等。
另外，通過(guò)將差分濾波器應(yīng)用于經(jīng)過(guò)檢測(cè)輪廓或校正角度的近紅外光成 像數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)靜脈圖案提取。該差分濾波器是如下濾波器，其對(duì)于在感 興趣像素和其周圍像素之間的各個(gè)差都很大的部分處的感興趣像素和其周 圍像素輸出高值，作為輸出值。換句話說(shuō)，在此使用的差分濾波器指的是通 過(guò)使用在感興趣像素和其周圍像素之間灰度等級(jí)值的差的操作來(lái)增強(qiáng)圖像 中的線或邊緣的濾波器。
通常，使用濾波器h (x， y)對(duì)具有變量的圖像數(shù)據(jù)u (x, y)執(zhí)行濾波處理得到圖像數(shù)據(jù)v (x, y),如下面的等式2所示，其中該變量是二維平 面上的格點(diǎn)(x, y)。在下面的等式2中，*表示巻積。
<formula>formula see original document page 21</formula> ( 1)
在根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案提取中，諸如一階空間微分濾波器或二階 間微分濾波器之類的微分濾波器可以用作上述差分濾波器。 一階空間微分濾 波器指的是如下濾波器，對(duì)于感興趣的像素，其計(jì)算感興趣的像素和與其水 平相鄰的像素或與其垂直相鄰的像素之間的灰度級(jí)差，并且二階空間微分濾
波器指的是如下濾波器，對(duì)于感興趣的像素，其提取灰度值的差具有增大的 變化的部分。
例如，下面的高斯-拉普拉斯(Log)濾波器可以用作上述二階空間微分 濾波器?？梢詫og濾波器(等式3)寫為高斯濾波器(等式2)的二階微 分，該高斯濾波器是使用高斯函數(shù)的平滑濾波器。在以下等式2中，CT表示 高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，換句話說(shuō)，是表示用于高斯濾波器的平滑度的變量。 另外，下面的等式3中的C5也是表示高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的參數(shù)，如同等式 2的情況一樣，并且在執(zhí)行Log濾波處理的情況下，改變cj值可以使得輸出 值改變。
<formula>formula see original document page 21</formula>(3)
而且，用于靜脈圖案提取的上述后處理可以包括例如對(duì)經(jīng)過(guò)差分濾波 的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行的閾值處理、二元化處理、稀疏處理等。在經(jīng)過(guò)后處理后，可以提取靜脈圖案的框架(skeleton )。
靜脈圖案提取單元241將靜脈圖案或由此提取的框架傳輸?shù)椒中尉S數(shù)計(jì) 算單元251 (稍后將描述)。靜脈圖案提取單元241還可以將提取的靜脈圖案 或框架存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273 (稍后將描述)中。應(yīng)注意，靜脈圖案提取單元 241可以將已經(jīng)生成以執(zhí)行每個(gè)上述處理的參數(shù)、處理期間的中間結(jié)果等存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273中。
分形維數(shù)計(jì)算單元251使用從靜脈圖案提取單元241傳送的各種放大倍 率的近紅外光靜脈圖案來(lái)計(jì)算靜脈圖案的分形維數(shù)。例如，可以使用盒子計(jì) 數(shù)方法但不限于該方法作為用于計(jì)算分形維數(shù)的方法。
盒子計(jì)數(shù)方法是用于計(jì)算通過(guò)實(shí)驗(yàn)等獲得的數(shù)據(jù)的分形維數(shù)的方法。盒 子計(jì)數(shù)方法從覆蓋數(shù)據(jù)組F (將從其計(jì)算分形維數(shù))所需的盒子的數(shù)目Ns (F)中計(jì)算分形維數(shù)DB,盒子具有尺寸5。在盒子計(jì)數(shù)方法中，可以在下 面的等式4中定義分形維數(shù)DB。
可以通過(guò)繪制表示對(duì)于多個(gè)尺寸Si(i^， 2, n)得到的盒子Nsi(F) 的數(shù)目的log-log曲線圖并使用最小二乘法從每個(gè)曲線圖中得到log-log曲線 圖的梯度而得到實(shí)際的分形維數(shù)DB，如下面的等式5所示。
一 log，)
分形維數(shù)計(jì)算單元251使用例如等式5中所示的方法計(jì)算對(duì)于各個(gè);^文大 倍數(shù)的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)，并且將分形維數(shù)傳送給偽靜脈圖案確 定單元261 (稍后將描述)。另外，分形維數(shù)計(jì)算單元251可將計(jì)算的分形維 凄t存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273中。
偽靜脈圖案確定單元261基于從分形維數(shù)計(jì)算單元251傳送的對(duì)于各個(gè) 放大倍率的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)，確定有意在身體表面H的一部分 上形成的偽靜脈圖案的存在。具體地，偽靜脈圖案確定單元261通過(guò)比較從 分形維數(shù)計(jì)算單元251傳送的對(duì)于各個(gè)放大倍率的近紅外光靜脈圖案的每個(gè) 分形維數(shù)與預(yù)定閾值，確定偽靜脈圖案的存在。該闊值可以是例如使用多個(gè)估計(jì)數(shù)據(jù)從現(xiàn)有確定測(cè)試中計(jì)算的值，或可以是專用于具體個(gè)人的值。
當(dāng)從分形維數(shù)計(jì)算單元251傳送的分形維數(shù)大于預(yù)定閾值時(shí)，偽靜脈圖案確定單元261確定沒有在身體表面H的部分上形成偽靜脈圖案，而當(dāng)該分形維數(shù)小于預(yù)定閾值時(shí)，確定在身體表面H的部分上形成了偽靜脈圖案。
偽靜脈圖案確定單元261將確定結(jié)果傳送到靜脈圖案登記單元271。偽靜脈圖案確定單元261還可將確定結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元273中。另外，在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中時(shí)，經(jīng)過(guò)了確定的靜脈圖案和確定結(jié)果可彼此相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
在上述描述中，盡管在捕捉的靜脈圖案的分形維數(shù)小于預(yù)定閾值時(shí)，確定存在偽靜脈圖案，但是可以在捕捉的靜脈圖案的分形維數(shù)等于或大于某個(gè)上限時(shí)確定存在偽靜脈圖案。這對(duì)應(yīng)于預(yù)先形成了密集的偽靜脈圖案使得通過(guò)按比例放大地捕捉圖像偽靜脈圖案也可以成像的情況。
靜脈圖案登記單元271基于從偽靜脈圖案確定單元261傳送的確定結(jié)果，將生成的近紅外光靜脈圖案登記為模板。具體地，當(dāng)從偽靜脈圖案確定單元261傳送確定結(jié)果，表明不存在偽靜脈圖案時(shí)，靜脈圖案登記單元271將從靜脈圖案提取單元251傳送的近紅外光靜脈圖案作為登記的靜脈圖案存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273中。相反，當(dāng)從偽靜脈圖案確定單元261傳送確定結(jié)果，表明存在偽靜脈圖案時(shí)，靜脈圖案登記單元271不登記提取的近紅外光靜脈圖案，并結(jié)束登記過(guò)程。在登記的靜脈圖案的登記時(shí)，不僅存儲(chǔ)近紅外光靜脈圖案，而且與改近紅外光靜脈圖案相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)用于識(shí)別具有該靜脈圖案的個(gè)人的其他數(shù)據(jù)(例如，指紋數(shù)據(jù)、面部圖像數(shù)據(jù)、虹膜數(shù)據(jù)、聲波紋數(shù)據(jù)等)。另外，要被登記為模板的登記的靜脈圖案可以包含例如符合諸如通用生物統(tǒng)計(jì)交換文件格式(CBEFF)構(gòu)架之類的標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)頭信息。
存儲(chǔ)單元273存儲(chǔ)被請(qǐng)求從靜脈圖案登記單元271登記的登記的靜脈圖案、或與登記的靜脈圖案相關(guān)聯(lián)的其他數(shù)據(jù)。除了這些數(shù)據(jù)之外，還可以存儲(chǔ)由成像數(shù)據(jù)生成單元245生成的成像數(shù)據(jù)、由靜脈圖案提取單元251提取的靜脈圖案等。另外，除了這些數(shù)據(jù)之外，靜脈圖案登記裝置20可以使得在執(zhí)行一些處理時(shí)需要被存儲(chǔ)的各種參數(shù)、中間結(jié)果等或各種數(shù)據(jù)庫(kù)等被適當(dāng)存儲(chǔ)。該存儲(chǔ)單元273可以被成像單元231、靜脈圖案提取單元241、分形維數(shù)計(jì)算單元251、偽靜脈圖案確定單元261、靜脈圖案登記單元271等自由讀取或?qū)懭搿＠?，如由連接到靜脈圖案登記裝置20的靜脈圖案驗(yàn)證裝置30請(qǐng)求，圖案。
應(yīng)注意，根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20可在例如諸如包括計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的信息處理設(shè)備、包括移動(dòng)電話或PHS的移動(dòng)終端或個(gè)人數(shù)字助理(PDA )、自動(dòng)取款機(jī)(ATM )、進(jìn)入和離開控制裝置等的各種裝置中實(shí)現(xiàn)。
盡管在上述描述中，已經(jīng)描述了在將圖案存儲(chǔ)在靜脈圖案登記裝置20中的情況下將被登記為模板的登記的靜脈圖案，但是登記的靜脈圖案可以存儲(chǔ)在諸如DVD介質(zhì)、HD-DVD介質(zhì)、藍(lán)光介質(zhì)、緊湊型閃存(注冊(cè)商標(biāo))、記憶棒、SD存儲(chǔ)卡等的記錄介質(zhì)、裝配有非接觸IC芯片的IC卡、電子設(shè)備等中。
以上已經(jīng)描述了根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案登記裝置20的功能例子。每個(gè)上述組件可使用通用元件或電路來(lái)配置，或可以配置有對(duì)于每個(gè)組件的功能的專用硬件。另外，每個(gè)組件的功能可以僅通過(guò)CPU等實(shí)現(xiàn)。因而，取決于執(zhí)行該實(shí)施例時(shí)的技術(shù)狀態(tài)，可以適當(dāng)修改在此使用的配置。(靜脈圖案驗(yàn)證裝置30的配置)
接下來(lái)參考圖7，將詳細(xì)描述根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案驗(yàn)證裝置30的配置。圖7是示出根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案驗(yàn)證裝置30的配置的方框圖。
如圖7所示，根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案驗(yàn)證裝置30包括例如成像單元301、靜脈圖案提取單元311、分形維數(shù)計(jì)算單元321、偽靜脈圖案確定單元331、靜脈圖案驗(yàn)證單元341和存儲(chǔ)單元343。
成像單元301捕捉期望驗(yàn)證他/她的靜脈圖案的個(gè)人的身體表面H的圖像，并且生成成像數(shù)據(jù)。成像單元301包括例如照射預(yù)定波長(zhǎng)的光的照射單元303、對(duì)通過(guò)身體表面H傳播的光進(jìn)行聚焦的光學(xué)透鏡307和基于聚焦的光生成成像數(shù)據(jù)的成像數(shù)據(jù)生成單元309。
照射單元303包括諸如囟素?zé)艉桶l(fā)光二極管之類的光源，其將近紅外光照射到身體表面H，并照射具有大約600nm至大約1300nm波長(zhǎng)的近紅外光305。
光學(xué)透鏡307對(duì)通過(guò)諸如手指表面之類的身體表面H傳播的近紅外光305進(jìn)行聚焦，并在成像數(shù)據(jù)生成單元309上形成圖像。根據(jù)該實(shí)施例的光學(xué)透鏡307能夠通過(guò)將放大倍率改變到預(yù)定放大倍率來(lái)聚焦近紅外光305。為了聚焦近紅外光305按各種放大倍率形成圖像，根據(jù)該實(shí)施例的光學(xué)透鏡307可以包括分別具有不同焦距的多個(gè)光學(xué)透鏡，或可以包4舌具有可變焦距的多焦點(diǎn)透鏡。
成像數(shù)據(jù)生成單元309基于已經(jīng)由光學(xué)透鏡307聚焦的近紅外光305的傳播光，生成各種放大倍率的近紅外光成像數(shù)據(jù)。成像數(shù)據(jù)生成單元309包括例如CCD圖像傳感器、C-MOS圖像傳感器等，并將近紅外光成像數(shù)據(jù)輸出到靜脈圖案提取單元311 (稍后將描述)。另外，成像數(shù)據(jù)生成單元309可將生成的近紅外光成4象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元343 (稍后將描述)中。在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元343中時(shí)，捕捉的日期或捕捉的時(shí)間可以與生成的近紅外光成像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。另外，生成的近紅外光成像數(shù)據(jù)可以是紅-綠-藍(lán)(RGB)信號(hào)的形式，或可以是其它顏色的圖像數(shù)據(jù)，灰度圖像數(shù)據(jù)等。
靜脈圖案提取單元311包括例如對(duì)從成像數(shù)據(jù)生成單元309傳送的近紅外光成像數(shù)據(jù)執(zhí)行靜脈圖案提取的預(yù)處理的功能；提取靜脈圖案的功能；以及執(zhí)行用于靜脈圖案提取的后處理的功能。
用于靜脈圖案提取的預(yù)處理包括例如用于從近紅外光成像數(shù)據(jù)中檢測(cè)手指的輪廓并在近紅外光成像數(shù)據(jù)中辨別手指所處的位置的處理；用于^f吏用檢測(cè)的手指輪廓旋轉(zhuǎn)近紅外光成像數(shù)據(jù)并且校正近紅外光成像數(shù)據(jù)的角度(捕捉的圖像的角度)的處理等。
另外，通過(guò)將差分濾波器應(yīng)用到經(jīng)過(guò)檢測(cè)輪廓或校正角度的近紅外光成像數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)靜脈圖案提取。該差分濾波器是如下濾波器，其對(duì)于在感興趣像素和其周圍像素之間的各個(gè)差都很大的部分處的感興趣像素和其周圍像素輸出高值，作為輸出值。換句話說(shuō)，在此使用的差分濾波器指的是通過(guò)使用在感興趣像素和其周圍像素之間灰度等級(jí)值的差的操作來(lái)增強(qiáng)圖像中的線或邊緣的濾波器。
通常，使用濾波器h (x, y)對(duì)具有變量的圖像數(shù)據(jù)u (x, y)執(zhí)行濾波處理得到圖像數(shù)據(jù)v(x， y)，如下面的等式6所示，其中該變量是二維平面上的格點(diǎn)(x, y)。在下面的等式l中，*表示巻積。<formula>formula see original document page 26</formula>
在根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案提取中，諸如一階空間微分濾波器或二階間微分濾波器之類的微分濾波器可以用作上述差分濾波器。 一階空間微分濾波器指的是如下濾波器，對(duì)于感興趣的像素，其計(jì)算感興趣的^f象素和與其水
平相鄰的像素或與其垂直相鄰的像素之間的灰度級(jí)差，并且二階空間;敞分濾波器指的是如下濾波器，對(duì)于感興趣的像素，其提取灰度值的差具有增大的變化的部分。
例如，下面的高斯-拉普拉斯(Log)濾波器可以用作上述二階空間孩史分濾波器?？梢詫og濾波器(等式8)寫為高斯濾波器(等式7)的二RH效分，該高斯濾波器是使用高斯函數(shù)的平滑濾波器。在以下等式7中，a表示高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，換句話說(shuō)，是表示用于高斯濾波器的平滑度的變量。另外，下面的等式8中的(j也是表示高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的參數(shù)，如同等式7的情況一樣，并且在執(zhí)行Log濾波處理的情況下，改變cj值可以使得^T出值改變。<formula>formula see original document page 26</formula>而且，用于靜脈圖案提取的上述后處理可以包括例如對(duì)經(jīng)過(guò)差分濾波的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行的闊值處理、二元化處理、稀疏處理等。在經(jīng)過(guò)后處理后，可以提取靜脈圖案的框架。
靜脈圖案提取單元241將靜脈圖案或由此提取的框架傳輸?shù)椒中尉S數(shù)計(jì)算單元251 (稍后將描述)。靜脈圖案提取單元241還可以將提取的靜脈圖案或框架存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273 (稍后將描述)中。應(yīng)注意，靜脈圖案提取單元241可以將已經(jīng)生成以執(zhí)行每個(gè)上述處理的參數(shù)、處理期間的中間結(jié)果等存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273中。
分形維數(shù)計(jì)算單元321使用從靜脈圖案提取單元311傳送的各種放大倍率的近紅外光靜脈圖案，計(jì)算靜脈圖案的分形維數(shù)。例如，可以使用盒子計(jì)數(shù)方法但不限于該方法作為用于計(jì)算分形維數(shù)的方法，并且可以使用相關(guān)積分方法。
盒子計(jì)數(shù)方法是用于計(jì)算通過(guò)實(shí)驗(yàn)等獲得的數(shù)據(jù)的分形維數(shù)的方法。盒子計(jì)數(shù)方法從覆蓋數(shù)據(jù)組F (將從其計(jì)算分形維數(shù))所需的盒子的數(shù)目Ns(F)中計(jì)算分形維數(shù)DB,盒子具有尺寸5。在盒子計(jì)數(shù)方法中，可以在下面的等式9中定叉分形維數(shù)Db。<formula>formula see original document page 27</formula>
可以通過(guò)繪制表示對(duì)于多個(gè)尺寸5i(i^， 2，…，n)得到的盒子Nsi(F)的數(shù)目的log-log曲線圖并使用最小二乘法從每個(gè)曲線圖中得到log-log曲線圖的梯度而得到實(shí)際的分形維數(shù)DB，如下面的等式10所示。<formula>formula see original document page 27</formula>
分形維數(shù)計(jì)算單元321使用如等式10中所示的方法，計(jì)算對(duì)于各個(gè)放大倍數(shù)的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)，并且將分形維數(shù)傳送到偽靜脈圖案確定單元331 (稍后將描述)。另外，分形維數(shù)計(jì)算單元321可以將計(jì)算的分形維數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元343中。
偽靜脈圖案確定單元331基于從分形維數(shù)計(jì)算單元321傳送的對(duì)于各個(gè)放大倍率的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)，確定有意在身體表面H的部分上形成的偽靜脈圖案的存在。具體地，偽靜脈圖案確定單元331通過(guò)比較從分形維數(shù)計(jì)算單元321傳送的對(duì)于各個(gè)放大倍率的近紅外光靜脈圖案的每個(gè)分形維數(shù)與預(yù)定閾值，確定偽靜脈圖案的存在。該闊值可以是例如使用多個(gè)估計(jì)數(shù)據(jù)從現(xiàn)有確定測(cè)試中計(jì)算的值或可以是專用于具體個(gè)人的值。
當(dāng)從分形維數(shù)計(jì)算單元321傳送的分形維數(shù)大于預(yù)定閾值時(shí)，偽靜脈圖案確定單元331確定在身體表面H的部分上沒有形成偽靜脈圖案，而當(dāng)分形 維數(shù)小于預(yù)定閾值時(shí)，確定在身體表面H的部分上形成了偽靜脈圖案。
偽靜脈圖案確定單元331將確定結(jié)果傳送到靜脈圖案驗(yàn)證單元341。偽 靜脈圖案確定單元331還可將確定結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元343中。另外，在存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中時(shí)，經(jīng)過(guò)確定的靜脈圖案和確定結(jié)果可以;波此相關(guān)聯(lián)地存 儲(chǔ)。
在上述描述中，盡管在捕捉的靜脈圖案的分形維數(shù)小于預(yù)定閾值時(shí)確定 存在偽靜脈圖案，但是可以在捕捉的靜脈圖案的分形維數(shù)等于或大于某個(gè)上 限時(shí)，確定存在偽靜脈圖案。這對(duì)應(yīng)于預(yù)先形成了密集的偽靜脈圖案使得通 過(guò)按比例放大地捕捉圖像偽靜脈圖案也可以成像的情況。
靜脈圖案驗(yàn)證單元341基于從偽靜脈圖案確定單元331傳送的確定結(jié) 果，執(zhí)行生成的近紅外光靜脈圖案的驗(yàn)證。具體地，例如，當(dāng)從偽靜月永圖案 確定單元261傳送確定結(jié)果，表明不存在偽靜脈圖案時(shí)，靜脈圖案驗(yàn)證單元 341請(qǐng)求靜脈圖案登記裝置20公開登記的靜脈圖案，并比較從靜脈圖案登記 裝置20獲取的登記的靜脈圖案與從靜脈圖案提取單元331傳送的近紅外光 靜脈圖案。例如，通過(guò)相關(guān)系數(shù)(稍后將描述)并基于計(jì)算的相關(guān)系凄G丸行 比較，可以實(shí)現(xiàn)比較登記的靜脈圖案與近紅外光靜脈圖案的處理。當(dāng)比專交結(jié) 果表明登記的靜脈圖案和近紅外光靜脈圖案彼此相似時(shí)，靜脈圖案驗(yàn)證單元 341驗(yàn)證近紅外光靜脈圖案，并且在它們彼此不相似時(shí)不驗(yàn)證近紅外光靜脈 圖案。
相關(guān)系數(shù)在下面的等式8中定義，該相關(guān)系數(shù)是表明兩段數(shù)據(jù)x={Xi}
和y^W之間相似性的統(tǒng)計(jì)測(cè)量，并且具有從-1到1的真值。當(dāng)相關(guān)系數(shù)具 有接近1的值時(shí)，這表明兩段數(shù)據(jù)彼此相似，當(dāng)相關(guān)系數(shù)具有接近O的值時(shí)， 這表明兩段數(shù)據(jù)彼此不相似。另外，當(dāng)相關(guān)系數(shù)具有接近-1的值時(shí)，這表明 兩段數(shù)據(jù)分別具有相反符號(hào)的情況。
;:數(shù)據(jù)x的平均值 數(shù)據(jù)y的平均值
相反，當(dāng)從偽靜脈圖案確定單元331傳送確定結(jié)果，表明存在偽靜脈圖案時(shí)，靜脈圖案驗(yàn)證單元341不執(zhí)行并完成提取的近紅外光靜脈圖案的驗(yàn)證 處理。
存儲(chǔ)單元343能夠存儲(chǔ)由成像數(shù)據(jù)生成單元309生成的成像數(shù)據(jù)、由靜 脈圖案提取單元311提取的靜脈圖案等。另外，除了這些數(shù)據(jù)之外，靜脈圖 案驗(yàn)證裝置30還能夠使得適當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)在執(zhí)行一些處理時(shí)需要存儲(chǔ)的各種參 數(shù)、中間結(jié)果等或各種數(shù)據(jù)庫(kù)等。該存儲(chǔ)單元343可以被成像單元301、靜 脈圖案提取單元311、分形維數(shù)計(jì)算單元321、偽靜脈圖案確定單元331、靜 脈圖案驗(yàn)證單元341自由地讀取或?qū)懭搿?br> 根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案驗(yàn)證裝置30可以在諸如例如包括計(jì)算機(jī)或服 務(wù)器的信息處理裝置、包括移動(dòng)電話或PHS的移動(dòng)終端或個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、自動(dòng)取款機(jī)(ATM)、進(jìn)入和離開控制裝置等的各種裝置中實(shí)現(xiàn)。
盡管在以上描述中，推想將從靜脈圖案登記裝置20獲取登記的靜脈圖 案，但是也可以基于登記的靜脈圖案執(zhí)行驗(yàn)證，該登記的靜脈圖案已經(jīng)存儲(chǔ) 在諸如DVD介質(zhì)、HD-DVD介質(zhì)、藍(lán)光介質(zhì)、緊湊型閃存(注冊(cè)商標(biāo))、 記憶棒、SD存儲(chǔ)卡等的記錄介質(zhì)、裝配有非接觸IC芯片的IC卡、電子裝 置等中。另外，登記的靜脈圖案可以存儲(chǔ)在靜脈圖案-驗(yàn)證裝置30中。
上文已經(jīng)描述了根據(jù)該實(shí)施例的靜脈圖案驗(yàn)證裝置30的功能的例子。 每個(gè)上述部件可使用通用部件或電路來(lái)配置，或可以配置有對(duì)于每個(gè)組件的 功能的專用硬件。另外，每個(gè)組件的功能可以僅通過(guò)CPU等實(shí)現(xiàn)。因而， 取決于執(zhí)行該實(shí)施例時(shí)的技術(shù)狀態(tài)，可以適當(dāng)修改在此使用的配置。 (靜脈圖案的登記方法)
接下來(lái)參考圖8,將詳細(xì)描述根據(jù)該實(shí)施例的用于登記靜脈圖案的方法。 圖8是示出根據(jù)該實(shí)施例用于辨別偽靜脈圖案的方法的流程圖。
已知身體內(nèi)的血管具有自相似性。因而，根據(jù)該實(shí)施例用于登記靜脈圖
案的方法的特征在于，計(jì)算通過(guò)改變放大倍率而捕捉的靜脈圖案的分形維 數(shù)，并基于計(jì)算的分形維數(shù)確定偽靜脈圖案的存在。
盡管在下面的描述中利用包括放大倍率1 (全比例捕捉)、放大倍率1.5 (用放大倍率1.5捕捉)和放大倍率2 (用放大倍率2捕捉)的三個(gè)不同放 大倍率捕捉要被成像的目標(biāo)，但是在根據(jù)該實(shí)施例的用于登記靜脈圖案的方
法中，放大倍率的選擇并不限于上述例子。
首先，靜脈圖案登記裝置20中的成像單元231將成像單元231中的光學(xué)透鏡237的放大倍率設(shè)置為1,并控制光學(xué)透鏡237使得不按比例放大地 捕捉將被成像的目標(biāo)(步驟S101)。然后，成像單元231用近紅外光捕才足身 體表面的部分(例如，手指表面)的圖像，而沒有按比例放大，并且成像單 元231中的成像數(shù)據(jù)生成單元239生成近紅外光成像數(shù)據(jù)(步驟S105 )。成 像數(shù)據(jù)生成單元239將生成的近紅外光成像數(shù)據(jù)例如與捕捉的日期或捕才足的 時(shí)間相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273中，并且將生成的近紅外光成像數(shù)據(jù)傳送 到靜脈圖案提取單元241。
靜脈圖案提取單元241 (向其傳送了近紅外光成像數(shù)據(jù))對(duì)該近紅外光 成像數(shù)據(jù)執(zhí)行用于靜脈圖案的框架提取的預(yù)處理，其中該預(yù)處理包括用于枱r 測(cè)手指的輪廓并辨別手指的位置的處理，或用于旋轉(zhuǎn)近紅外光成像數(shù)據(jù)并才史 正近紅外光成像數(shù)據(jù)的角度的處理(步驟S107)。
一旦完成用于框架提取的預(yù)處理，于是靜脈圖案提取單元241就通過(guò)將 Log濾波器處理(其是一種差分濾波器)應(yīng)用到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的近紅外光成傳_ 數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算Log濾波器輸出(步驟S109),以生成近紅外光靜脈圖案。接下 來(lái)，靜脈圖案提取單元241將諸如閾值處理、二元化處理和稀疏處理之類的 后處理應(yīng)用到生成的近紅外光靜脈圖案(步驟Slll)，將經(jīng)過(guò)后處理的近紅 外光靜脈圖案存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273中，并將近紅外光靜脈圖案?jìng)魉偷椒中尉S 數(shù)計(jì)算單元251。
分形維數(shù)計(jì)算單元251使用從靜脈圖案提取單元241傳送的近紅外光圖 案，通過(guò)盒子計(jì)數(shù)方法用放大倍率1計(jì)算分形維數(shù)DB(步驟S113)。具體地， 在改變盒子的尺寸S的同時(shí)，對(duì)覆蓋近紅外光靜脈圖案的盒子的數(shù)目計(jì)凄丈， 并且通過(guò)取盒子的數(shù)目作為縱軸和盒子的尺寸作為橫軸而繪制log-log曲線 圖。將最小二乘法應(yīng)用于每個(gè)繪制的點(diǎn)以計(jì)算梯度，并且將計(jì)算的梯度分配 給用放大倍率1捕捉的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)DB。分形維數(shù)計(jì)算單 元251將計(jì)算的分形維數(shù)DB傳遞到偽靜脈圖案確定單元261,并將計(jì)算的 分形維數(shù)DB存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元273中。
偽靜脈圖案確定單元261通過(guò)比較從分形維數(shù)計(jì)算單元251傳送的分形 維數(shù)與分形維數(shù)的閾值來(lái)確定偽靜脈圖案的存在(步驟S115)。具體地，偽 靜脈圖案確定單元261比較從分形維數(shù)計(jì)算單元251侍送的分形維數(shù)Db的 量值與分形維數(shù)的預(yù)定閾值的量值，并在傳送的分形維數(shù)DB小于閾值時(shí)確 定存在偽靜脈圖案，并完成用于登記的圖案的登記處理。否則，當(dāng)傳送的分形維數(shù)DB等于或大于閾值時(shí)，相應(yīng)地將此通知給成^f象單元231 。
其次，成像單元231將成像單元231中的光學(xué)透鏡237的放大倍率設(shè)置 為1.5,并控制光學(xué)透鏡237使得用1.5的比例捕捉手指表面(其是將被成像 的目標(biāo))(步驟S101)。然后，以與上述相同的方式，計(jì)算分形維數(shù)DB,并 且比較計(jì)算的分形維數(shù)DB與預(yù)定閾值。而且，在放大倍率為1.5的情況下， 當(dāng)傳送的分形維數(shù)DB等于或大于閾值時(shí)，偽靜脈圖案確定單元261相應(yīng)地 將此通知給成像單元231。
隨后，成像單元231將成像單元231中的光學(xué)透鏡237的放大倍率設(shè)置 為2，并控制光學(xué)透鏡237使得用2的比例捕捉手指表面(其是將被成^f象的 目標(biāo))(步驟S101),并且以與上述相同的方式執(zhí)行分形維數(shù)DB的比較。
在放大倍率為l、 1.5或2的任一種情況下，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)DB等于 或大于預(yù)定閾值時(shí)，推想完成了放大倍率的改變(步驟S103),并且偽靜脈 圖案確定單元261將偽靜脈圖案不存在的事實(shí)通知給靜脈圖案登記單元 271。
當(dāng)從偽靜脈圖案確定單元261將表明不存在偽靜脈圖案的信號(hào)通知給靜 脈圖案登記單元271時(shí)，靜脈圖案登記單元271將經(jīng)過(guò)后處理的并從靜脈圖 案提取單元241傳送的近紅外光靜脈圖案座位登記的靜脈圖案存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單 元273中所包含的數(shù)據(jù)庫(kù)(未示出)內(nèi)。另外，登記的靜脈圖案可與個(gè)人的 ID或其它生物數(shù)據(jù)等相關(guān)聯(lián)。
另外，當(dāng)從偽靜脈圖案確定單元261將表明存在偽靜脈圖案的信號(hào)通知 給靜脈圖案登記單元271時(shí)，靜脈圖案登記單元271不執(zhí)行靜脈圖案的登記 處理并結(jié)束一 系列的處理。
如上所述，在根據(jù)該實(shí)施例的用于登記靜脈圖案的方法中，通過(guò)關(guān)注捕 捉的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)，能夠確定有意在身體表面的部分上形成 的偽靜脈圖案的出現(xiàn)。由于根據(jù)該實(shí)施例的用于登記靜脈圖案的方法可以在 登記靜脈圖案之前確定偽靜脈圖案的存在，因而避免了將不需要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 在數(shù)據(jù)庫(kù)等中(其中包含了登記的靜脈圖案)的可能性，并且變得易于管理 登記的靜脈圖案。
(靜脈圖案的驗(yàn)證方法)
接下來(lái)再次參考圖8,將詳細(xì)描述根據(jù)該實(shí)施例的用于驗(yàn)證靜脈圖案的 方法。已知身體內(nèi)的血管具有自相似性。因而，根據(jù)該實(shí)施例的用于驗(yàn)證靜脈 圖案的方法特征在于，計(jì)算通過(guò)改變放大倍率捕捉的靜脈圖案的分形維數(shù)， 并基于計(jì)算的分形維數(shù)確定偽靜脈圖案的存在。
盡管在下面的描述中，用包括放大倍率l (全比例捕捉)、放大倍率1.5
(用放大倍率1.5捕捉)和放大倍率2 (用放大倍率2捕捉)的三個(gè)不同的 放大倍率捕捉將被成像的目標(biāo)，但是在根據(jù)該實(shí)施例的用于驗(yàn)證靜脈圖案的 方法中，放大倍率的選擇并不限于上述例子。
首先，靜脈圖案-瞼證裝置30中的成像單元301將成像單元301中的光 學(xué)透鏡307的放大倍率設(shè)置為1，并控制光學(xué)透鏡307使得不按比例放大地 捕捉將被成像的目標(biāo)(步驟S101 )。然后，成像單元301用近紅外光捕捉身 體表面的部分(例如，手指表面)的圖像，而沒有按比例放大，并且成像單 元301中的成像數(shù)據(jù)生成單元309生成近紅外光成像數(shù)據(jù)(步驟S105 )。成 像數(shù)據(jù)生成單元309將生成的近紅外光成像數(shù)據(jù)例如與捕捉的日期或捕捉的 時(shí)間相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元343中，并且將生成的近紅外光成像數(shù)據(jù)傳送 到靜脈圖案提取單元311。
靜脈圖案提取單元311 (向其傳送了近紅外光成像數(shù)據(jù))對(duì)近紅外光成 像數(shù)據(jù)執(zhí)行用于靜脈圖案的框架提取的預(yù)處理，其中預(yù)處理包括用于檢測(cè)手 指的輪廓并辨別手指的位置的處理，或用于旋轉(zhuǎn)近紅外光成像數(shù)據(jù)并校正近 紅外光成像數(shù)據(jù)的角度的處理(步驟S107)。
一旦完成了用于輪廓提取的預(yù)處理，于是靜脈圖案提取單元311就通過(guò) 將Log濾波器處理(其是一種差分濾波器)應(yīng)用到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的近紅外光成 像數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算Log濾波器輸出(步驟S109)，以生成近紅外光靜脈圖案。接 下來(lái)，靜脈圖案提取單元311將諸如閾值處理、二元化處理和稀疏處理之類 的后處理應(yīng)用到生成的近紅外光靜脈圖案(步驟Slll),將經(jīng)過(guò)后處理的近 紅外光靜脈圖案存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元343中，并將近紅外光靜脈圖案?jìng)魉偷椒中?維數(shù)計(jì)算單元321。
分形維數(shù)計(jì)算單元321使用從靜脈圖案提取單元311傳送的近紅外光圖 案，通過(guò)盒子計(jì)數(shù)方法用放大倍率1計(jì)算分形維數(shù)DB(步驟S113)。具體地， 在改變盒子的尺寸S的同時(shí)，對(duì)覆蓋近紅外光靜脈圖案的盒子的數(shù)目計(jì)數(shù)，
圖。將最小二乘法應(yīng)用于每個(gè)繪制的點(diǎn)以計(jì)算梯度，并且將計(jì)算的梯度分配給用放大倍率1捕捉的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)DB。分形維數(shù)計(jì)算單
元321將計(jì)算的分形維數(shù)DB傳遞到偽靜脈圖案確定單元331,并將計(jì)算的 分形維數(shù)DB存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元343中。
偽靜脈圖案確定單元331通過(guò)比較從分形維數(shù)計(jì)算單元321傳送的分形 維數(shù)與分形維數(shù)的閾值來(lái)確定偽靜脈圖案的存在(步驟S115)。具體地，偽 靜脈圖案確定單元331比較從分形維數(shù)計(jì)算單元321傳送的分形維數(shù)DB的 量值與分形維數(shù)的預(yù)定閾值的量值，并在傳送的分形維數(shù)DB小于閾值時(shí)確 定存在偽靜脈圖案，并完成用于登記的圖案的登記處理。否則，當(dāng)傳送的分 形維數(shù)DB等于或大于閾值時(shí)，相應(yīng)地將此通知給成像單元301。
其次，成像單元301將成像單元301中的光學(xué)透鏡307的放大倍率設(shè)置 為1.5,并控制光學(xué)透鏡307使得用1.5的比例捕捉手指表面(其是將被成像 的目標(biāo))(步驟SIOI)。然后，以與上述相同的方式，計(jì)算分形維數(shù)DB，并 且比較計(jì)算的分形維數(shù)DB與預(yù)定閾值。而且，在放大倍率為1.5的情況下， 當(dāng)傳送的分形維數(shù)DB等于或大于闊值時(shí)，偽靜脈圖案確定單元311相應(yīng)地 將此通知給成像單元231。
隨后，成像單元301將成像單元301中的光學(xué)透鏡307的放大倍率設(shè)置 為2,并控制光學(xué)透鏡307使得用2的比例捕捉手指表面(其是將被成像的 目標(biāo))(步驟SIOI),并且以與上述相同的方式執(zhí)行分形維數(shù)DB的比較。
在放大倍率為1、 1.5或2的任一種情況下，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)DB等于 或大于預(yù)定的閾值時(shí)，推想完成了放大倍率的改變(步驟S103),并且偽靜 脈圖案確定單元331將偽靜脈圖案不存在的事實(shí)通知給靜脈圖案驗(yàn)證單元 341。
當(dāng)從偽靜脈圖案確定單元331將表明不存在偽靜脈圖案的信號(hào)通知給靜 脈圖案驗(yàn)證單元341時(shí)，靜脈圖案驗(yàn)證單元341請(qǐng)求靜脈圖案登記裝置20 公開登記的靜脈圖案。 一旦通過(guò)靜脈圖案登記裝置20中的登記的靜脈圖案 公開單元275公開了登記的靜脈圖案，靜脈圖案驗(yàn)證單元341就獲取公開的 登記的靜脈圖案，并比較登記的靜脈圖案與經(jīng)過(guò)后處理的并從靜脈圖案提取 單元311傳送的近紅外光靜脈圖案。例如使用能夠量化地計(jì)算諸如上述相關(guān) 系數(shù)之類的圖像數(shù)據(jù)之間的相似性的方法來(lái)執(zhí)行登記的靜脈圖案與近紅外 光靜脈圖案的比較。當(dāng)?shù)怯浀撵o脈圖案與近紅外光靜脈圖案彼此相似時(shí)，靜 脈圖案驗(yàn)證單元341驗(yàn)證生成的近紅外光靜脈圖案，而當(dāng)它們彼此不相似時(shí)，靜脈圖案驗(yàn)證單元341不驗(yàn)證近紅外光靜脈圖案。
另外，當(dāng)從偽靜脈圖案確定單元331將表明存在偽靜脈圖案的信號(hào)通知 給靜脈圖案驗(yàn)證單元341時(shí)，靜脈圖案驗(yàn)證單元341不執(zhí)行靜脈圖案的驗(yàn)證 處理并結(jié)束一 系列的處理。
如上所述，在根據(jù)該實(shí)施例的用于驗(yàn)證靜脈圖案的方法中，通過(guò)關(guān)注捕 捉的近紅外光靜脈圖案的分形維數(shù)，能夠確定有意在身體表面的部分上形成 的偽靜脈圖案的出現(xiàn)。由于根據(jù)該實(shí)施例的用于驗(yàn)證靜脈圖案的方法可以在 驗(yàn)證靜脈圖案之前確定偽靜脈圖案的存在，因而可以預(yù)先防止惡意用戶通過(guò) 重復(fù)嘗試和錯(cuò)誤來(lái)優(yōu)化偽靜脈圖案而假扮他人。 (靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成)
另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成(configuration),其 中靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成包括靜脈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，包含如下數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與個(gè)人的靜 脈圖案對(duì)應(yīng)，并且將利用通過(guò)用近紅外光捕捉活體的身體表面的一部分的圖 像而獲得的圖像數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)該數(shù)據(jù)；以及分形維數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，包含個(gè)人的靜脈 圖案的分形維數(shù)。
靜脈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)是包含例如已經(jīng)由靜脈圖案登記裝置20登記為登記的 靜脈圖案的靜脈圖案的區(qū)域。例如在驗(yàn)證捕捉的近紅外光靜脈圖案時(shí)由靜脈 圖案驗(yàn)證裝置30使用在該靜脈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中包含的數(shù)據(jù)。
分形維數(shù)存儲(chǔ)區(qū)是其中包含了個(gè)人的靜脈圖案的分形維數(shù)的區(qū)域，并且 例如由靜脈圖案登記裝置20或靜脈圖案驗(yàn)證裝置30使用在該分形維數(shù)存儲(chǔ) 區(qū)中包含的分形維數(shù)，以確定在身體表面上形成的偽靜脈圖案的存在。
上述靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成還包括參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，該參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)包含改變差分濾波 器的輸出特性的參數(shù)，對(duì)于構(gòu)成通過(guò)用近紅外光捕捉圖像而獲取的成像數(shù)據(jù) 的每個(gè)像素，該差分濾波器對(duì)于與其周圍像素差別較大的像素輸出高的輸 出。
在參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)中包含的參數(shù)是用于例如在從用近紅外光或可見光捕捉 的成像數(shù)據(jù)中提取靜脈圖案時(shí)由靜脈圖案登記裝置20或靜脈圖案驗(yàn)證裝置 30使用的差分濾波器的參數(shù)，并且，例如，當(dāng)通過(guò)用近紅外光捕捉圖像而獲 取的圖像數(shù)據(jù)具有的差別大于在表明靜脈部分的值和表明非靜脈部分的值 之間的差別時(shí)，該參數(shù)明顯改變差分濾波器的輸出值。
分別包含對(duì)于每種類型的差分濾波器的上述參數(shù)，并且上述參數(shù)使得在身體表面上形成的偽靜脈圖案具有使得可以由差分濾波器檢測(cè)該偽靜脈圖 案的值。例如，當(dāng)Log濾波器用作差分濾波器時(shí)，如下值被包含在參數(shù)存儲(chǔ) 區(qū)中，通過(guò)該值，Log濾波器可以;險(xiǎn)測(cè)偽靜脈圖案。在此情況下，要包含的 參數(shù)的值等于或大于2.0。
上述靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成可以應(yīng)用于例如非接觸IC芯片、或諸如用在移動(dòng)電 話等中的訂戶識(shí)別模塊(SIM )卡之類的IC卡。另外，該靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成可以 應(yīng)用于諸如DVD介質(zhì)、HD-DVD介質(zhì)、藍(lán)光介質(zhì)、緊湊型閃存(注冊(cè)商標(biāo))、 記憶棒或SD存儲(chǔ)卡之類的記錄介質(zhì)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，取決于設(shè)計(jì)需要和其他因素，可以出現(xiàn)各種 修改、組合、子組合和替換，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi) 即可。
例如，盡管在上述實(shí)施例中，已經(jīng)分別描述了分離地提供靜脈圖案登記 裝置20和靜脈圖案驗(yàn)證裝置30,但是可以提供包括靜脈圖案登記裝置20 和靜脈圖案驗(yàn)證裝置30這兩者的功能的靜脈圖案管理裝置。
另外，盡管在上述實(shí)施例中，已經(jīng)描述了在靜脈圖案登記裝置20和靜 脈圖案驗(yàn)證裝置30的每個(gè)中提供透射的成像單元，但是取決于將被捕捉的 身體表面的部分，可以提供反射的成像單元。
權(quán)利要求
1、一種靜脈圖案管理系統(tǒng)，用于登記和驗(yàn)證通過(guò)將光照射到活體的部分而獲得的靜脈圖案，該靜脈圖案管理系統(tǒng)包括成像單元，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取單元，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)的每段中提取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì)算單元，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)；偽靜脈圖案確定單元，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)確定有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；靜脈圖案登記單元，用于基于來(lái)自確定單元的確定結(jié)果對(duì)近紅外光靜脈圖案登記，以生成登記的靜脈圖案；和靜脈圖案驗(yàn)證單元，用于基于來(lái)自所述偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié)果，比較新生成的近紅外光靜脈圖案與登記的靜脈圖案，并驗(yàn)證所述新生成的近紅外光靜脈圖案。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈圖案管理系統(tǒng)，其中，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)小于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，所述偽靜脈圖案確定單元確定存在偽靜脈圖案，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)大于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，所 述偽靜脈圖案確定單元確定不存在偽靜脈圖案。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈圖案管理系統(tǒng)，其中， 所述分形維數(shù)計(jì)算單元對(duì)于構(gòu)成靜脈圖案的多個(gè)像素使用盒子計(jì)數(shù)方法計(jì)算分形維數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈圖案管理系統(tǒng)，其中，所述靜脈圖案提取單元使用差分濾波器提取近紅外光靜脈圖案，對(duì)于構(gòu) 成近紅外光成像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素，所述差分濾波器對(duì)于如下像素輸出大值， 在該像素和其周圍像素之間具有較大差別。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜脈圖案管理系統(tǒng)，其中， 所述差分濾波器是微分濾波器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜脈圖案管理系統(tǒng)，其中，所述差分濾波器是高斯-拉普拉斯Log濾波器。
7、 一種靜脈圖案登記裝置，包括成像單元，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕4足活體的部分的 身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成4象數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取單元，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提取 與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì)算單元，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì) 應(yīng)的分形維數(shù)；偽靜脈圖案確定單元，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身 體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和靜脈圖案登記單元，用于基于來(lái)自所述偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié) 果，對(duì)近紅外光靜脈圖案登記，以生成登記的靜脈圖案。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜脈圖案登記裝置，其中， 當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)小于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，所述偽靜脈圖案確定單元確定存在偽靜脈圖案，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)大于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，所 述偽靜脈圖案確定單元確定不存在偽靜脈圖案。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜脈圖案登記裝置，其中， 所述分形維數(shù)計(jì)算單元對(duì)于構(gòu)成靜脈圖案的多個(gè)像素使用盒子計(jì)數(shù)方法計(jì)算分形維數(shù)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜脈圖案登記裝置，其中，所述靜脈圖案提取單元使用差分濾波器提取近紅外光靜脈圖案，對(duì)于構(gòu) 成近紅外光成像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素，所述差分濾波器對(duì)于如下^象素輸出大^f直， 在該像素和其周圍像素之間具有較大差別。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的靜脈圖案登記裝置，其中， 所述差分濾波器是微分濾波器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的靜脈圖案登記裝置，其中， 所述差分濾波器是高斯-拉普拉斯Log濾波器。
13、 一種靜脈圖案驗(yàn)證裝置，包括成^f象單元，用于在改變;^文大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕才足活體的部分的 身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取單元，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì)算單元，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì) 應(yīng)的分形維數(shù)；偽靜脈圖案確定單元，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和靜脈圖案驗(yàn)證單元，用于基于來(lái)自所述偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié) 果，比較已經(jīng)登記的靜脈圖案與近紅外光靜脈圖案，并-瞼證所述近紅外光靜 脈圖案。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜脈圖案驗(yàn)證裝置，其中，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)小于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，所述偽靜脈圖案確定單 元確定存在偽靜脈圖案，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)大于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，所 述偽靜脈圖案確定單元確定不存在偽靜脈圖案。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜脈圖案驗(yàn)證裝置，其中， 所述分形維數(shù)計(jì)算單元對(duì)于構(gòu)成靜脈圖案的多個(gè)像素使用盒子計(jì)數(shù)方法計(jì)算分形維數(shù)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜脈圖案驗(yàn)證裝置，其中， 所述靜脈圖案提取單元使用差分濾波器提取近紅外光靜脈圖案，對(duì)于構(gòu)成近紅外光成像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素，所述差分濾波器對(duì)于如下^f象素輸出大值， 在該像素和其周圍像素之間具有較大差別。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的靜脈圖案驗(yàn)證裝置，其中， 所述差分濾波器是纟鼓分濾波器。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的靜脈圖案驗(yàn)證裝置，其中， 所述差分濾波器是高斯-拉普拉斯Log濾波器。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜脈圖案驗(yàn)證裝置，其中，所述靜脈圖案驗(yàn)證單元基于從靜脈圖案登記裝置獲取的登記的靜脈圖 案，驗(yàn)證所述近紅外光靜脈圖案。
20、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜脈圖案驗(yàn)證裝置，其中， 所述靜脈圖案驗(yàn)證單元基于登記在所述靜脈圖案驗(yàn)證裝置中的登記的靜脈圖案，驗(yàn)證所述近紅外光靜脈圖案。
21、 一種靜脈圖案登記方法，用于登記通過(guò)將光照射到活體的部分而獲 取的靜脈圖案，該靜脈圖案登記方法包括步驟在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)；基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和基于確定結(jié)果，將靜脈圖案登記為登記的靜脈圖案。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的靜脈圖案登記方法，其中在確定偽靜脈圖案的存在的步驟中，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)小于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，確定存在偽靜脈圖案；以及當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)大于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，確定不存在偽靜脈圖案。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的靜脈圖案登記方法，其中在計(jì)算分形維數(shù)的步驟中，對(duì)于構(gòu)成所述靜脈圖案的多個(gè)像素，使用盒子計(jì)數(shù)方法。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的靜脈圖案登記方法，其中在提取多個(gè)靜脈圖案的步驟中，對(duì)于構(gòu)成所述近紅外光成像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素，使用差分濾波器，所述差分濾波器對(duì)于如下像素輸出高值，在該像素和其周圍像素之間具有較大差別。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的靜脈圖案登記方法，其中，所述差分濾波器是微分濾波器。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的靜脈圖案登記方法，其中，所述差分濾波器是高斯-拉普拉斯Log濾波器。
27、 一種靜脈圖案驗(yàn)證方法，用于驗(yàn)證通過(guò)將光照射到活體的部分而獲取的靜脈圖案，該靜脈圖案驗(yàn)證方法包括步驟在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)； 基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和基于確定結(jié)果，比較靜脈圖案與已經(jīng)登記的近紅外光靜脈圖案，并驗(yàn)證該l爭(zhēng)脈圖案。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的靜脈圖案驗(yàn)證方法，其中在確定偽靜脈圖 案的存在的步驟中，當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)小于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，確定存在偽靜脈圖案；以及當(dāng)計(jì)算的分形維數(shù)大于分形維數(shù)的預(yù)定閾值時(shí)，確定不存在偽靜脈圖案。
29、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的靜脈圖案驗(yàn)證方法，其中在計(jì)算分形維數(shù) 的步驟中，對(duì)于構(gòu)成靜脈圖案的多個(gè)像素，使用盒子計(jì)數(shù)方法。
30、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的靜脈圖案驗(yàn)證方法，其中在提取多個(gè)靜脈 圖案的步驟中，對(duì)于構(gòu)成近紅外光成像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素，使用差分濾波器，所述差分濾 波器對(duì)于如下像素輸出高值，在該像素和其周圍像素之間具有較大差別。
31、 根據(jù)權(quán)利要求30所述的靜脈圖案驗(yàn)證方法，其中， 所述差分濾波器是^:分濾波器。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的靜脈圖案驗(yàn)證方法，其中， 所述差分濾波器是高斯-拉普拉斯Log濾波器。
33、 一種程序，用于致使計(jì)算機(jī)控制用于登記通過(guò)將光照射到活體的部 分而獲取的靜脈圖案的靜脈風(fēng)案登記裝置來(lái)執(zhí)行成像功能，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部分的 身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取功能，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提取 與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì)算功能，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì) 應(yīng)的分形維數(shù)；偽靜脈圖案確定功能，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和靜脈圖案登記功能，用于基于來(lái)自偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié)果，登記近紅外光靜脈圖案，以生成登記的靜脈圖案。
34、 一種程序，用于致使計(jì)算機(jī)控制用于對(duì)通過(guò)將光照射到活體的部分而獲取的靜脈圖案進(jìn)行驗(yàn)證的靜脈圖案驗(yàn)證裝置來(lái)執(zhí)行成像功能，用于在改變放大倍率的同時(shí)，用近紅外光捕捉活體的部分的身體表面的圖像，并生成具有不同放大倍率的多段近紅外光成像數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取功能，用于從所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段中提取與所述多段近紅外光成像數(shù)據(jù)中的每段對(duì)應(yīng)的多個(gè)靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì)算功能，用于對(duì)提取的多個(gè)靜脈圖案計(jì)算與每個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)；偽靜脈圖案確定功能，用于基于計(jì)算的分形維數(shù)，確定有意在捕捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在；和靜脈圖案驗(yàn)證功能，用于基于來(lái)自偽靜脈圖案確定單元的確定結(jié)果，比較已經(jīng)登記的靜脈圖案與近紅外光靜脈圖案，并驗(yàn)證所述近紅外光靜脈圖案。
35、 一種靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成，包括靜脈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，包含如下數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與個(gè)人的靜脈圖案對(duì)應(yīng)，并且將利用要經(jīng)受驗(yàn)證的并通過(guò)用近紅外光捕捉圖像而獲得的圖像數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)該凄t據(jù)；和分形維數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，包含個(gè)人的靜脈圖案的分形維數(shù)。
36、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成，其中，所述靜脈數(shù)據(jù)構(gòu)成還包括參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，其包含改變差分濾波器的輸出特性的參數(shù)，對(duì)于構(gòu)成通過(guò)用近紅外光捕捉圖像而獲取的圖像數(shù)據(jù)的每個(gè)像素，所述差分濾波器對(duì)于與周圍像素差別較大的像素輸出高輸出，以及當(dāng)通過(guò)用近紅外光捕捉圖像而獲取的圖像數(shù)據(jù)具有比表示靜脈部分的值和表示非靜脈部分的值之間的差別更大的差別時(shí)，所述參數(shù)明顯改變所述差分濾波器的輸出值。
全文摘要
提供了靜脈圖案管理系統(tǒng)、靜脈圖案登記設(shè)備、靜脈圖案驗(yàn)證設(shè)備、靜脈圖案登記方法、靜脈圖案驗(yàn)證方法、程序和靜脈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)其能夠確定人為地在身體表面上形成的偽靜脈圖案的存在或不存在。提供了圖像捕捉單元，用于在改變放大倍率的同時(shí)，通過(guò)近紅外光捕捉身體表面的圖像，并且生成具有不同放大倍率的多個(gè)近紅外光捕捉的圖像數(shù)據(jù)；靜脈圖案提取單元，用于從多個(gè)近紅外光捕捉的圖像數(shù)據(jù)中提取與各個(gè)近紅外光捕捉的圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的靜脈圖案；分形維數(shù)計(jì)算單元，用于對(duì)于提取的靜脈圖案，計(jì)算與各個(gè)靜脈圖案對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)；以及偽靜脈圖案確定單元，用于根據(jù)計(jì)算的分形維數(shù)確定人為地在其圖像被捕捉的身體表面的部分上形成的偽靜脈圖案的存在或不存在。
文檔編號(hào)A61B5/117GK101681512SQ200880016318
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者阿部博 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社