特開 2023-105622 生体認証システムおよび生体認証方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023105622

(43)【公開日】2023-07-31

(54)【発明の名称】生体認証システムおよび生体認証方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/35 20140101AFI20230724BHJP

【ＦＩ】

G01N21/35

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022006565

(22)【出願日】2022-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤山 毅

(72)【発明者】

【氏名】中村 剛

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA05

2G059BB12

2G059CC09

2G059CC12

2G059CC16

2G059EE01

2G059EE02

2G059EE11

2G059HH01

2G059KK04

(57)【要約】

【課題】生体認証に用いられる口唇紋をより容易に取得可能である。
【解決手段】生体認証システムは、被測定物を撮像するカメラと、カメラとの間で通信可能な制御装置と、を備え、カメラは、第１波長帯の照射光と、第１波長帯と異なる波長帯である第２波長帯の照射光とを被測定物に照射し、被測定物を撮像して、撮像された撮像画像から水分または糖類を検出し、水分および糖類が検出されない第１画像と、水分または糖類が検出された第２画像とを比較して、被測定物上の水分または糖類を検出した検出結果を制御装置に送信し、制御装置は、検出結果に基づいて、口唇紋を取得し、取得された口唇紋と、データベースに登録された複数の口唇紋のそれぞれとを照合し、データベースに取得された口唇紋と同一あるいは類似する口唇紋があると判定した場合、同一あるいは類似する口唇紋に対応する人物を、取得された口唇紋に対応する人物であると判定して認証する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定物を撮像するカメラと、
前記カメラとの間で通信可能な制御装置と、を備える生体認証システムであって、
前記カメラは、
第１波長帯の照射光と、前記第１波長帯と異なる波長帯である第２波長帯の照射光とを被測定物に照射し、
前記被測定物を撮像して、撮像された撮像画像から水分または糖類を検出し、
前記水分および前記糖類が検出されない第１画像と、前記水分または前記糖類が検出された第２画像とを比較して、前記被測定物上の前記水分または前記糖類を検出した検出結果を前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、
前記検出結果に基づいて、口唇紋を取得し、
取得された前記口唇紋と、データベースに登録された複数の口唇紋のそれぞれとを照合し、
前記データベースに取得された前記口唇紋と同一あるいは類似する口唇紋があると判定した場合、前記同一あるいは類似する口唇紋に対応する人物を、取得された前記口唇紋に対応する人物であると判定して認証する、
生体認証システム。

【請求項2】

前記カメラは、
前記第１画像を記憶し、
前記第２画像から前記水分または前記糖類が検出された場合、前記第２画像と、記憶された前記第１画像とを比較して、前記水分または前記糖類を画素ごとに検出する、
請求項１に記載の生体認証システム。

【請求項3】

前記カメラは、
前記水分または前記糖類のＯＨ基に対する吸光度がそれぞれ異なる前記第１波長帯の照射光と前記第２波長帯の照射光とを照射する、
請求項１に記載の生体認証システム。

【請求項4】

前記カメラは、
前記波長帯が１２００ｎｍまたは１３００ｎｍである前記第１波長帯の照射光と、前記波長帯が１４００ｎｍである前記第２波長帯の照射光とを照射する、
請求項３に記載の生体認証システム。

【請求項5】

前記カメラは、
前記第１波長帯の照射光が照射された第１画像の画素ごとの輝度と、前記第２波長帯の照射光が照射された第２画像の輝度との輝度差に基づいて、前記水分または前記糖類を画素ごとに検出する、
請求項１に記載の生体認証システム。

【請求項6】

前記カメラは、
画素ごとの前記輝度差を前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、
前記輝度差に基づいて、前記口唇紋を取得する、
請求項５に記載の生体認証システム。

【請求項7】

前記制御装置は、
前記検出結果に基づいて、前記水分または前記糖類が検出された所定の画素数が集合するエリアから前記口唇紋を取得する、
請求項１に記載の生体認証システム。

【請求項8】

前記制御装置は、
前記エリアの形状に基づいて、前記口唇紋の向きを推定する、
請求項７に記載の生体認証システム。

【請求項9】

前記制御装置は、
推定された前記口唇紋の向きに基づいて、取得された前記口唇紋の向きを前記データベースに登録された前記複数の口唇紋の向きに回転して照合する、
請求項８に記載の生体認証システム。

【請求項10】

前記制御装置は、
前記エリアの形状に基づいて、検出された口唇形状を推定し、
推定された口唇形状を、前記データベースに登録された前記複数の口唇紋に対応する口唇形状に変形する変形量に基づいて、前記口唇紋を変形し、
変形後の口唇紋と、前記データベースに取得された前記口唇紋とを照合する、
請求項７に記載の生体認証システム。

【請求項11】

前記制御装置は、
前記エリアの形状に基づいて、前記口唇紋の向きをさらに推定し、
推定された前記口唇紋の向きと前記口唇形状とに基づいて、口唇の中心点を推定し、
前記中心点を中心に、取得された前記口唇紋の向きを前記データベースに登録された前記複数の口唇紋の向きに回転し、
回転後の口唇紋を、前記データベースに登録された前記複数の口唇紋に対応する口唇形状に変形する変形量を決定し、
前記変形量に基づいて、前記口唇紋を変形する、
請求項１０に記載の生体認証システム。

【請求項12】

前記変形量は、前記口唇形状に基づいて決定される所定の倍率である、
請求項１１に記載の生体認証システム。

【請求項13】

前記被測定物は、アルミニウムの粉末が塗装される、
請求項１に記載の生体認証システム。

【請求項14】

複数のコンピュータが行う生体認証方法であって、
第１波長帯の照射光と、前記第１波長帯と異なる波長帯である第２波長帯の照射光とを被測定物に照射し、
前記被測定物を撮像して、撮像された撮像画像から水分または糖類を検出し、
前記水分および前記糖類が検出されない第１画像と、前記水分または前記糖類が検出された第２画像とを比較し、
検出された前記水分または前記糖類に基づいて、口唇紋を取得し、
取得された前記口唇紋と、データベースに登録された複数の口唇紋のそれぞれとを照合し、
前記データベースに取得された前記口唇紋と同一あるいは類似する口唇紋があると判定した場合、前記同一あるいは類似する口唇紋に対応する人物を、取得された前記口唇紋に対応する人物であると判定して認証する、
生体認証方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、生体認証システムおよび生体認証方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、被験者にＸ線を照射するＸ線発生部と、支持機構を介してＸ線発生部を支持する本体と、この本体を走行させる移動台車とを備え、被検者を透過したＸ線を用いてＸ線画像を撮影する移動型Ｘ線装置が開示されている。移動型Ｘ線装置は、撮影が予約される被検者（予約被検者）の本人識別情報をマスター情報として記憶し、実際に撮影しようとする被検者（撮影被検者）の本人識別情報を取得し、この取得した本人識別情報をマスター情報と照合し、撮影被検者が予約被検者と同一か否かを判定して、判定結果を出力する。なお、本人識別情報は、例えば被検者の口唇紋等の被験者の生体識別情報である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１８５３２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１では、例えば適宜な色素を被検者の唇に塗布し、その唇に適宜なシートを押し当てるなどして、シートに口唇紋を写し取り、一般的なイメージスキャナなどで取り込むことで口唇紋を取得する必要がある。このため、撮影被検者が予約被検者と同一か否かを判定にあたって、本人識別情報である口唇紋の取得がたいへん手間だった。

【0005】

本発明は、上述した従来の状況に鑑みてなされたものであり、生体認証に用いられる口唇紋をより容易に取得可能な生体認証システムおよび生体認証方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、被測定物を撮像するカメラと、前記カメラとの間で通信可能な制御装置と、を備える生体認証システムであって、前記カメラは、第１波長帯の照射光と、前記第１波長帯と異なる波長帯である第２波長帯の照射光とを被測定物に照射し、前記被測定物を撮像して、撮像された撮像画像から水分または糖類を検出し、前記水分および前記糖類が検出されない第１画像と、前記水分または前記糖類が検出された第２画像とを比較して、前記被測定物上の前記水分または前記糖類を検出した検出結果を前記制御装置に送信し、前記制御装置は、前記検出結果に基づいて、口唇紋を取得し、取得された前記口唇紋と、データベースに登録された複数の口唇紋のそれぞれとを照合し、前記データベースに取得された前記口唇紋と同一あるいは類似する口唇紋があると判定した場合、前記同一あるいは類似する口唇紋に対応する人物を、取得された前記口唇紋に対応する人物であると判定して認証する、生体認証システムである。

【0007】

また、本開示は、複数のコンピュータが行う生体認証方法であって、第１波長帯の照射光と、前記第１波長帯と異なる波長帯である第２波長帯の照射光とを被測定物に照射し、前記被測定物を撮像して、撮像された撮像画像から水分または糖類を検出し、前記水分および前記糖類が検出されない第１画像と、前記水分または前記糖類が検出された第２画像とを比較し、検出された前記水分または前記糖類に基づいて、口唇紋を取得し、取得された前記口唇紋と、データベースに登録された複数の口唇紋のそれぞれとを照合し、前記データベースに取得された前記口唇紋と同一あるいは類似する口唇紋があると判定した場合、前記同一あるいは類似する口唇紋に対応する人物を、取得された前記口唇紋に対応する人物であると判定して認証する、生体認証方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、生体認証に用いられる口唇紋をより容易に取得可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る生体認証システムの全体構成例、および近赤外線カメラの内部構成例を示すブロック図

【図2】実施の形態１における近赤外線カメラのユースケース例（唾液痕未付着時）を説明する図

【図3】実施の形態１における近赤外線カメラのユースケース例（唾液痕付着時）を説明する図

【図4】近赤外線カメラによる唾液痕の検出の原理説明図

【図5】実施の形態１に係る制御装置の内部構成例を示すブロック図

【図6】実施の形態１における近赤外線カメラの初期動作手順例を説明するフローチャート

【図7】実施の形態１に係る生体認証システムの口唇紋照合手順例を説明するフローチャート

【図8】近赤外線カメラにより撮像された唾液痕未付着時および唾液痕付着時のそれぞれの撮像画像を比較する図

【図9】３階調色における唾液痕表示画像の生成例を説明する図

【図10】８階調色における口唇紋表示画像の生成例を説明する図

【図11】口唇紋検出処理例を説明する図

【図12】口唇紋変形処理例を説明する図

【図13】口唇紋変形処理例を説明する図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る生体認証システムおよび生体認証方法を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0011】

まず、図１を参照して、実施の形態１に係る生体認証システム１００の全体構成、および近赤外線カメラ１の内部構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る生体認証システム１００の全体構成例、および近赤外線カメラ１の内部構成例を示すブロック図である。

【0012】

生体認証システム１００は、近赤外線カメラ１と、制御装置２とを含んで構成される。生体認証システム１００は、近赤外線カメラ１により撮像対象である被測定物ＰＴ（例えば、金属、食器等）を撮像し、撮像された撮像画像から唾液痕を検出する。生体認証システム１００は、検出された唾液痕をｎ（ｎ：１以上の整数）階調色で表示した唾液痕表示画像ＰＴ３１（図９参照）を生成するとともに、この唾液（唾液痕）が付着したエリアを口唇紋エリアとして算出して、制御装置２に送信する。なお、本実施の形態１における唾液痕は、唾液に含まれる水分または糖類に含まれるＯＨ基を示す。

【0013】

生体認証システム１００は、制御装置２により唾液痕表示画像ＰＴ３１を表示させる。また、生体認証システム１００は、制御装置２により口唇紋エリアから口唇紋を検出し、検出された口唇紋と、事前に登録された複数の人物の口唇紋とを照合して、被測定物ＰＴに付着した唾液痕が示す口唇紋に対応する人物を特定（認証）する。

【0014】

近赤外線カメラ１は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ハロゲンランプ等の照明を有する。近赤外線カメラ１は、近赤外線カメラ１から約３０ｃｍ未満の距離に位置する被測定物ＰＴに、異なる２波長帯の近赤外光（不可視光）を照射する。近赤外線カメラ１は、唾液痕未付着時（例えば、唾液痕付着前、あるいは被測定物ＰＴに付着した唾液痕を清掃した後）の被測定物ＰＴと、唾液痕付着時の被測定物ＰＴとをそれぞれ撮像し、被測定物ＰＴの表面に付着した唾液痕を検出する。

【0015】

なお、唾液痕未付着時の撮像タイミングは、唾液痕付着前の被測定物ＰＴを撮像する前であってもよいし、唾液痕付着前の被測定物ＰＴを撮像した後であって、かつ、唾液痕付着後に被測定物ＰＴの表面に付着した唾液痕を清掃（拭掃）した後であってもよい。

【0016】

近赤外線カメラ１は、通信部１１と、制御部１３と、メモリ３１と、照明部ＰＪと、撮像部ＪＧと、を含んで構成される。

【0017】

通信部１１は、制御装置２の通信部４１との間でデータ送受信可能に接続される。なお、近赤外線カメラ１の通信部１１と、制御装置２の通信部４１との間は、所定のネットワーク（不図示）を介して無線通信可能に接続されていてもよいし、有線通信可能に接続されていてもよい。通信部１１は、制御部１３から出力された各種データ（例えば、唾液痕表示画像ＰＴ３１（図９参照）、唾液痕の検出結果、口唇紋エリアの算出結果等）を対応付けて、制御装置２に送信する。

【0018】

なお、ここでいう無線通信は、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介した通信である。

【0019】

制御部１３は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を用いて構成され、各部の動作を制御する。制御部１３は、メモリ３１と協働して、各種の処理および制御を統括的に行う。具体的には、制御部１３は、メモリ３１に保持されたプログラムおよびデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、照明部ＰＪ、撮像部ＪＧ等の各部の機能を実現する。

【0020】

メモリ３１は、例えば制御部１３の各処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、制御部１３の動作を規定したプログラムおよびデータを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を有する。ＲＡＭには、制御部１３により生成あるいは取得されたデータもしくは情報が一時的に保存される。ＲＯＭには、制御部１３の動作を規定するプログラムが書き込まれている。

【0021】

照明部ＰＪは、第１投射光源１５と、第２投射光源１７と、投射光源光学部１９と、を含んで構成される。照明部ＰＪは、制御部１３により制御され、近赤外線光源（照明）である第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれから異なる２波長帯の照射光ＬＳ１，ＬＳ２を照射する。第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれは、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ、ハロゲンランプ等である。

【0022】

なお、第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれがハロゲンランプにより実現される場合、後述する撮像部ＪＧは、撮像光学部２１にバンドパスフィルタ（不図示）を、さらに含んで構成される。このバンドパスフィルタは、ハロゲンランプから照射され、被測定物ＰＴの表面により拡散された反射光ＲＶ１，ＲＶ２のうち所定の波長帯の拡散光のみを透過させる機能を有する。これにより、照明部ＰＪは、第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれがハロゲンランプにより実現される場合であっても、被測定物ＰＴに所定の波長帯の近赤外光を照射できる。

【0023】

第１光源の一例としての第１投射光源１５は、制御部１３により制御されて、非可視光であって、所定の波長帯（例えば１２００ｎｍ，１３００ｎｍ等）の照射光ＬＳ１を、投射光源光学部１９を介して、被測定物ＰＴに照射する。

【0024】

第２光源の一例としての第２投射光源１７は、制御部１３により制御されて、非可視光であって、所定の波長帯（例えば１４００ｎｍ等）の照射光ＬＳ２（例えば近赤外光）を、投射光源光学部１９を介して、被測定物ＰＴに照射する。

【0025】

投射光源光学部１９は、制御部１３により制御され、第１投射光源１５から照射される照射光ＬＳ１と、第１投射光源１５から照射される照射光ＬＳ２とを、被測定物ＰＴの表面に同時、あるいは順次、一定時間照射する。これにより、投射光源光学部１９は、唾液痕の付着が期待される被測定物ＰＴの広範囲にわたって照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれを照射可能にする。

【0026】

撮像部ＪＧは、撮像光学部２１と、受光部２３と、信号加工部２５と、検出処理部２７と、表示処理部２９と、を含んで構成される。撮像部ＪＧは、制御部１３により制御され、照明部ＰＪから照射され、被測定物ＰＴにより反射された反射光ＲＶ１，ＲＶ２のそれぞれを受光する。撮像部ＪＧは、受光された反射光ＲＶ１，ＲＶ２のそれぞれの強度に基づいて、被測定物ＰＴの唾液痕の検出（取得）を実行する。

【0027】

撮像光学部２１は、例えば少なくともレンズＬＳ（図２，図３参照）を用いて構成される。なお、撮像光学部２１は、照明部ＰＪの第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれがハロゲンランプにより実現される場合には、バンドパスフィルタＢＰＦをさらに用いて構成される。

【0028】

撮像光学部２１は、バンドパスフィルタＢＰＦとレンズＬＳとを用いて構成される場合には、近赤外線カメラ１の外部から入射する入射光を集光し、集光された入射光のうちバンドパスフィルタＢＰＦを透過した透過光をレンズＬＳに入射させる。なお、ここでいう入射光および透過光は、例えば、第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれから照射された照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれが被測定物ＰＴの表面で拡散し、撮像光学部２１に向かって反射する反射光ＲＶ１，ＲＶ２である。撮像光学部２１は、レンズＬＳに入射した反射光ＲＶ１，ＲＶ２を受光部２３のイメージセンサＩＭＳ（図２，図３参照）上に結像させる。

【0029】

また、撮像光学部２１は、レンズＬＳを用いて構成される（つまり、バンドパスフィルタＢＰＦが省略された構成である）場合には、近赤外線カメラ１の外部から入射する入射光（つまり、反射光ＲＶ１，ＲＶ２）を集光し、集光された反射光ＲＶ１，ＲＶ２を受光部２３のイメージセンサＩＭＳ（図２，図３参照）上に結像させる。

【0030】

受光部２３は、照射光ＬＳ１の波長帯（例えば、１３００ｎｍ）と、照射光ＬＳ２の波長帯（例えば、１４００ｎｍ）との両方の波長帯に対する分光感度のピークを有する複数のイメージセンサＩＭＳ（図２，図３参照）のそれぞれが碁盤目状に並べられて構成される。受光部２３は、各イメージセンサＩＭＳ上で結像した反射光ＲＶ１，ＲＶ２の光学像を電気信号に変換する。受光部２３の出力は、電気信号（電流信号）として信号加工部２５に入力される。

【0031】

信号加工部２５は、Ｉ／Ｖ変換回路、増幅回路、コンパレータ素子、あるいはピークホールド回路等を用いて構成される。信号加工部２５は、受光部２３から出力された電気信号（電流信号）を、Ｉ／Ｖ変換回路を用いて電圧信号に変換する。信号加工部２５は、増幅回路を用いて、Ｉ／Ｖ変換回路により変換された電圧信号のレベルを、コンパレータ素子あるいはピークホールド回路等により処理可能なレベルまで増幅する。

【0032】

信号加工部２５は、コンパレータ素子あるいはピークホールド回路による電圧信号と所定の閾値との比較結果に基づいて、増幅回路の出力信号を２値化する。信号加工部２５は、２値化された出力信号を検出処理部２７に出力する。なお、信号加工部２５は、コンパレータ素子またはピークホールド回路にＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含み、増幅回路の出力信号（アナログ信号）のＡＤ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換結果のピーク（つまり、反射光ＲＶ１，ＲＶ２のそれぞれの光強度のピーク）を検出して保持するとともに、検出されたピークの情報を検出処理部２７に出力する。

【0033】

以降の説明において、照射光ＬＳ１の反射光ＲＶ１に対応するコンパレータ素子またはピークホールド回路の出力であるピークの情報を、第１出力情報と称する。また、同様に、以降の説明において、照射光ＬＳ２の反射光ＲＶ２に対応するコンパレータ素子またはピークホールド回路の出力であるピークの情報を、第２出力情報と称する。

【0034】

また、検出処理部２７は、第１出力情報および第２出力情報に基づいて、被測定物ＰＴに照射された照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれの照射位置での唾液痕（唾液）の有無を検出する。

【0035】

具体的に、検出処理部２７は、被測定物ＰＴに照射された照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれの照射位置に対応する第１出力情報および第２出力情報を取得する。なお、検出処理部２７は、第１出力情報および第２出力情報の取得した場合、第１出力情報および第２出力情報と、照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれの照射位置の情報とを対応付けてメモリ３１に記録する。検出処理部２７は、同一の照射位置に対応する第１出力情報および第２出力情報を再度取得した場合、メモリ３１に記憶済みであって、同一の照射位置の情報が対応付けられた第１出力情報および第２出力情報を抽出し、取得された第１出力情報および第２出力情報と、メモリ３１から抽出された第１出力情報および第２出力情報との比を算出する。

【0036】

例えば、照射位置に唾液痕（唾液）が存在する場合に取得される反射光ＲＶ２の強度は、照射光ＬＳ２の一部が吸光され易いため、反射光ＲＶ２の強度（つまり、振幅）が減衰する。したがって、検出処理部２７は、画角内に含まれる被測定物ＰＴの同一ラインごとに、異なる波長帯を有する反射光ＲＶ１（例えば、波長帯＝１２００ｎｍ，１３００ｎｍ）に対応する第１出力情報と、反射光ＲＶ２（例えば、波長帯＝１４００ｎｍ）に対応する第２出力情報との強度（出力）差分、または第１出力情報と第２出力情報の強度（出力）比等に基づいて、照射位置における唾液痕（唾液）の有無を検出することができる。なお、以降で説明する唾液痕の検出処理の説明では、一例として反射光ＲＶ１の波長帯が１３００ｎｍである例について説明する。

【0037】

また、例えば、検出処理部２７は、照射光ＬＳ１の反射光ＲＶ１の強度（振幅ＶＡ，図４参照）と、照射光ＬＳ２の反射光ＲＶ２の強度（振幅ＶＢ，図４参照）との振幅差分（ＶＡ－ＶＢ）と、振幅ＶＡとの比率ＲＴ（図４参照）と所定の検出閾値Ｍとの大小の比較に応じて、唾液痕の有無を検出してもよい（図４参照）。

【0038】

さらに、検出処理部２７は、反射光ＲＶ１の強度と反射光ＲＶ２の強度とを用いて、画素ごとに唾液痕（唾液）により吸光された吸光度を示す正規化吸光度比ＮＡＲを算出する。

【0039】

以降、正規化吸光度比ＮＡＲの算出方法について説明する。正規化吸光度比ＮＡＲは、同一の照射位置における唾液痕付着時の反射光ＲＶ１の強度に対する唾液痕未付着時の反射光ＲＶ１の強度の比率を示す強度比Ｌｎ（Ｉ_０／Ｉ_１）_１３００と、同一の照射位置における唾液痕付着時の反射光ＲＶ２の強度に対する唾液痕未付着時の反射光ＲＶ２の強度Ｉの比率を示す強度比Ｌｎ（Ｉ_０／Ｉ_１）_１４００とを用いて、以下に示す（数式１）により算出される。

【0040】

【数1】

【0041】

また、検出処理部２７は、（数式１）を用いて吸光度を正規化した正規化吸光度比ＮＡＲを算出することにより、各波長帯の反射光の強度変化によらず吸光度を算出できる。例えば、第１投射光源１５および第２投射光源１７以外の他の照明（外部照明）を使用する場合、検出処理部２７は、その他の照明と被測定物ＰＴとの角度変化に基づいて、受光部２３により受光される反射光ＲＶ１，ＲＶ２の強度が変化することがある。このような場合であっても、各波長帯の反射光ＲＶ１，ＲＶ２のそれぞれの強度比の和（つまり、強度比Ｌｎ（Ｉ_０／Ｉ_１）_１３００＋強度比Ｌｎ（Ｉ_０／Ｉ_１）_１４００）で正規化することで、検出処理部２７は、各波長帯の反射光の強度変化によらず吸光度を算出できる。

【0042】

検出処理部２７は、すべての画素の正規化吸光度比ＮＡＲをそれぞれ算出した後、算出された正規化吸光度比ＮＡＲと、被測定物ＰＴにおける唾液痕（唾液）検出の有無を判定するための閾値Ｍ１，Ｍ２のそれぞれとを画素ごとに比較する。

【0043】

なお、閾値Ｍ１，Ｍ２のそれぞれは、予め決められた任意の値でもよく、唾液痕（唾液）がない状態（つまり、唾液痕未付着時、あるいは唾液痕拭掃後の被測定物ＰＴ）で取得された反射光ＲＶ１，ＲＶ２のそれぞれの強度に基づく値（例えば、唾液痕がない状態で取得された反射光ＲＶ１，ＲＶ２のそれぞれの強度（値）に所定のマージンが加算された値）でもよい。

【0044】

つまり、閾値Ｍ１，Ｍ２のそれぞれは、唾液痕未付着時、あるいは唾液痕拭掃後の被測定物ＰＴが撮像された検出結果画像データと、唾液痕付着時の被測定物ＰＴが撮像された検出結果画像データとを比較することで、決定されてもよい。これにより、検出処理部２７は、近赤外線カメラ１の設置環境、被測定物ＰＴの設置環境（例えば、湿度、気温等）により適した閾値Ｍ１，Ｍ２のそれぞれを用いて唾液痕を検出できるため、唾液痕の検出精度および口唇の外形形状、口唇紋等の検出精度を向上させることができる。

【0045】

検出処理部２７は、正規化吸光度比ＮＡＲが閾値Ｍ１＞正規化吸光度比ＮＡＲ＞閾値Ｍ２であるか否かを判定し、閾値Ｍ１＞正規化吸光度比ＮＡＲ＞閾値Ｍ２である正規化吸光度比ＮＡＲを有する画素を、唾液痕が検出された画素であると判定する。一方、検出処理部２７は、閾値Ｍ１＞正規化吸光度比ＮＡＲ＞閾値Ｍ２でない正規化吸光度比ＮＡＲを有する画素を、唾液痕が検出されない画素であると判定する。

【0046】

また、検出処理部２７は、表示処理部２９により生成された唾液痕表示画像ＰＴ３１に基づいて、唾液痕が占有している画素の集合エリアを判定する。

【0047】

検出処理部２７は、画素ごとの正規化吸光度比ＮＡＲと、画素ごとの唾液痕の検出の有無と、口唇紋エリアＡＲ０の情報とを含む唾液痕の検出結果を生成し、表示処理部２９に出力する。

【0048】

表示処理部２９は、検出処理部２７から出力された画素ごとの唾液痕の検出結果と、画素ごとの正規化吸光度比ＮＡＲとに基づいて、正規化吸光度比ＮＡＲにより示される唾液痕の膜厚をｎ（ｎ：２以上の整数）階調色で可視化した唾液痕表示画像ＰＴ３１（図９参照）を生成する。表示処理部２９は、画素ごとの正規化吸光度比ＮＡＲに基づいて、唾液痕が検出された画素が、所定の画素数以上集合している集合エリアを、生体認証用の口唇紋を検出する口唇紋エリアＡＲ０（図１１参照）として算出する。表示処理部２９は、生成された唾液痕表示画像ＰＴ３１と、口唇紋エリアＡＲ０とを、制御部１３に出力する。制御部１３は、表示処理部２９から出力された唾液痕表示画像ＰＴ３１と、画素ごとの唾液痕の検出結果と、口唇紋エリアＡＲ０の情報とを対応付けて、通信部１１を介して制御装置２に送信する。

【0049】

次に、図２および図３を参照して、近赤外線カメラ１のユースケース例について説明する。図２は、実施の形態１における近赤外線カメラ１のユースケース例（唾液痕未付着時）を説明する図である。図３は、実施の形態１における近赤外線カメラ１のユースケース例（唾液痕未付着時）を説明する図である。なお、図２および図３に示す近赤外線カメラ１は、説明を分かり易くするために、照明部ＰＪおよび撮像部ＪＧのみを図示している。また、図２および図３に示す近赤外線カメラ１の照明部ＰＪおよび撮像部ＪＧと、被測定物ＰＴとの位置関係は、一例であってこれに限定されないことは言うまでもない。

【0050】

唾液痕未付着時において、照明部ＰＪは、被測定物ＰＴの表面に近赤外線である各波長帯の照射光ＬＳ１，ＬＳ２を照射する。照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれは、被測定物ＰＴの表面で拡散され、拡散された拡散光ＤＬのうち一部が撮像部ＪＧに向かう反射光ＲＶ１，ＲＶ２となって撮像部ＪＧの撮像光学部２１に入射し、受光される。

【0051】

唾液痕付着時において、照明部ＰＪは、被測定物ＰＴの表面に近赤外線である各波長帯の照射光ＬＳ１，ＬＳ２を照射する。照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれは、被測定物ＰＴの表面に付着した唾液痕ＳＶ（唾液）により拡散され、拡散された拡散光ＤＬのうち一部が撮像部ＪＧに向かう反射光ＲＶ１，ＲＶ２となって撮像部ＪＧの撮像光学部２１に入射し、受光される。唾液痕付着時の反射光ＲＶ１，ＲＶ２の強度Ｉ_１は、第２投射光源１７の照射光ＬＳ２が唾液痕（唾液）により吸光されるため、唾液痕未付着時の反射光ＲＶ１，ＲＶ２の強度Ｉ_０よりも小さくなる。

【0052】

撮像部ＪＧに受光された反射光ＲＶ１，ＲＶ２は、バンドパスフィルタＢＰＦを透過して、レンズＬＳに入射し、イメージセンサＩＭＳ上で結合する。なお、バンドパスフィルタＢＰＦは、第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれがハロゲンランプにより実現されない場合には省略されてよい。

【0053】

次に、図４を参照して、唾液痕の検出の原理について説明する。図４は、近赤外線カメラ１による唾液痕の検出の原理説明図である。

【0054】

検出処理部２７は、例えば、第１出力情報である振幅ＶＡに対して、第１出力情報の（振幅ＶＡ）と第２出力情報（振幅ＶＢ）との振幅差分（ＶＡ－ＶＢ）の比率ＲＴ＝（ＶＡ－ＶＢ）／ＶＡを算出する。検出処理部２７は、算出された比率ＲＴが、比率ＲＴ＞閾値Ｍ１であると判定した場合、唾液痕が検出されたと判定し、比率ＲＴ≦閾値Ｍ１であれば唾液痕が検出されないと判定してもよい。なお、図４に示す第２出力情報である振幅ＶＢは、唾液痕がある場合には唾液痕により吸光されるため、第１出力情報である振幅ＶＡよりも小さくなる。

【0055】

以上のように、検出処理部２７は、比率ＲＴと閾値Ｍ１との比較結果に基づいて、唾液痕の有無を検出することで、ノイズ（例えば外乱光）の影響を排除し、唾液痕の有無をより高精度に検出することができる。

【0056】

次に、図５を参照して、制御装置２の内部構成について説明する。図５は、実施の形態１に係る制御装置２の内部構成例を示すブロック図である。

【0057】

制御装置２は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ノートＰＣ、タブレット端末、スマートフォン等を用いて実現されたり、サーバあるいはクラウドサーバにより実現されたりする。制御装置２は、近赤外線カメラ１から送信された唾液痕表示画像ＰＴ３１（図９参照）を表示部４９に表示する。また、制御装置２は、近赤外線カメラ１から送信されたすべての画素のそれぞれの正規化吸光度比ＮＡＲに基づいて、口唇紋を取得し、取得された口唇紋と、事前に登録された複数の人物の口唇紋とを照合することで、取得された口唇紋（つまり、被測定物ＰＴに付着した唾液痕）に対応する人物を特定し、人物認証を実行する。

【0058】

制御装置２は、通信部４１と、制御部４３と、メモリ４７と、表示部４９と、口唇紋データベースＤＢと、を含んで構成される。なお、口唇紋データベースＤＢは、制御装置２と別体で構成されてもいい。また、制御装置２がサーバあるいはクラウドサーバにより実現される場合、表示部４９は、制御装置２と別体で構成され、かつ、制御装置２との間でデータ通信可能に接続されたモニタ，ディスプレイ等により実現されてもよい。

【0059】

通信部４１は、近赤外線カメラ１の通信部１１との間で無線通信あるいは有線通信可能に接続され、データの送受信を実行する。なお、ここでいう無線通信は、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮを介した通信である。通信部４１は、近赤外線カメラ１の通信部１１から送信された唾液痕の検出結果と、唾液痕表示画像ＰＴ３１（図９参照）とを取得して、制御部４３に出力する。

【0060】

制御部４３は、例えばＣＰＵまたはＦＰＧＡを用いて構成され、メモリ４７と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、制御部４３は、メモリ４７に保持されたプログラムを参照し、そのプログラムを実行することにより照合部４５等の各部の機能を実現する。制御部４３は、取得された唾液痕表示画像ＰＴ３１を表示部４９に出力して、表示させる。

【0061】

照合部４５は、近赤外線カメラ１から送信された口唇紋エリアの情報と、この口唇紋エリアに含まれる複数の画素のそれぞれの正規化吸光度比ＮＡＲとに基づいて、正規化吸光度比ＮＡＲにより示される唾液痕の膜厚をｋ（ｋ：３以上の整数，ｋ＞ｎ）階調色で可視化した口唇紋表示画像ＰＴ４１（図１０参照）を生成する。

【0062】

照合部４５は、生成された口唇紋表示画像ＰＴ４１から口唇紋を検出して取得する。なお、ここで照合部４５は、口唇紋エリアが示す口唇の形状を検出し、検出された口唇の形状が口唇紋の照合により適した形状であるか否かを判定してよい。照合部４５は、検出された口唇の形状が口唇紋の照合により適した形状でないと判定した場合、検出された口唇紋を所定の方向に変形することで、検出された口唇の形状を口唇紋の照合により適した形状に変形する。

【0063】

照合部４５は、取得された口唇紋、あるいは変形処理後の口唇紋と、口唇紋データベースＤＢに登録された複数の人物のそれぞれの口唇紋とを照合する。照合部４５は、取得された口唇紋、あるいは変形処理後の口唇紋と同一あるは類似する口唇紋に対応する人物を、被測定物ＰＴから検出された唾液痕（口唇紋）に対応する人物であると特定する。一方、照合部４５は、取得された口唇紋、あるいは変形処理後の口唇紋と同一あるは類似する口唇紋がないと判定した場合には、被測定物ＰＴから検出された唾液痕（口唇紋）に対応する人物が口唇紋データベースＤＢに登録済みでない人物（つまり、認証失敗）であると判定する。

【0064】

照合部４５は、照合結果を含む画面（不図示）を生成して、表示部４９に出力する。なお、人物が特定された（つまり、認証成功した）場合、照合部４５は、口唇紋データベースＤＢに登録済みであって、口唇紋に対応付けて登録されている人物に関する情報（例えば、氏名、年齢、性別等）を含む画面（不図示）を生成してもよい。

【0065】

メモリ４７は、例えば制御部４３の処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭと、制御部４３の処理を規定したプログラムを格納するＲＯＭとを有する。ＲＡＭには、制御部４３により生成あるいは取得されたデータが一時的に保存される。ＲＯＭには、制御部４３の処理を規定するプログラムが書き込まれている。

【0066】

表示部４９は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示用デバイスを用いて構成されてよい。表示部４９は、制御部４３から出力された唾液痕表示画像ＰＴ３１（図９参照）、口唇紋表示画像ＰＴ４１（図１０参照）、照合結果を含む画面等を出力（表示）する。

【0067】

口唇紋データベースＤＢは、所謂ストレージであって、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）あるいはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶媒体を用いて構成される。口唇紋データベースＤＢは、複数の人物の人物に関する情報と、口唇紋データとを対応付けて格納（登録）する。

【0068】

図６を参照して、近赤外線カメラ１の初期動作手順について説明する。図６は、実施の形態１における近赤外線カメラ１の初期動作手順例を説明するフローチャートである。

【0069】

近赤外線カメラ１における制御部１３は、唾液痕を検出するための閾値Ｍ１，Ｍ２のそれぞれを検出処理部２７に設定する（Ｓｔ１）。なお、閾値Ｍ１，Ｍ２のそれぞれは、被測定物ＰＴの設置環境、被測定物ＰＴの材質等に基づいて、適宜設定されてよい。

【0070】

制御部１３は、撮像処理を開始させるための制御信号を撮像部ＪＧの第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれに出力する（Ｓｔ２）。

【0071】

図７を参照して、実施の形態１に係る生体認証システム１００の口唇紋照合手順について説明する。図７は、実施の形態１に係る生体認証システム１００の口唇紋照合手順例を説明するフローチャートである。なお、ステップＳｔ１１～ステップＳｔ１９のそれぞれの処理は、近赤外線カメラ１により実行される。また、ステップＳｔ２０～ステップＳｔ２１のそれぞれの処理は、制御装置２により実行される。

【0072】

生体認証システム１００は、近赤外線カメラ１を用いて口唇紋エリアの算出処理を開始する（Ｓｔ１１）。

【0073】

近赤外線カメラ１は、照明部ＰＪおよび撮像部ＪＧのそれぞれを駆動させて、唾液痕未付着時あるいは唾液痕拭掃後の被測定物ＰＴに照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれを照射し、被測定物ＰＴにより反射された反射光ＲＶ１，ＲＶ２の強度Ｉ_０を計測する（Ｓｔ１２）。また、近赤外線カメラ１は、照明部ＰＪおよび撮像部ＪＧのそれぞれを駆動させて、唾液痕付着時の被測定物ＰＴに照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれを照射し、被測定物ＰＴの表面に付着した唾液痕ＳＶ（唾液）により反射された反射光ＲＶ１，ＲＶ２の強度Ｉ_１を計測する（Ｓｔ１３）。なお、ステップＳｔ１２およびステップＳｔ１３の順序は入れ替わってもよい。

【0074】

具体的に、近赤外線カメラ１は、照明部ＰＪの投射光源光学部１９により第１投射光源１５から照射される照射光ＬＳ１と、第１投射光源１５から照射される照射光ＬＳ２とを被測定物ＰＴの表面に照射する。近赤外線カメラ１は、投射光源光学部１９による第１投射光源１５および第２投射光源１７のそれぞれの照射位置の情報と、受光部２３を構成する複数のイメージセンサＩＭＳ上の受光位置（画素の位置）情報とに基づいて、フレーム画像の各画素の位置と、被測定物ＰＴの表面における座標（位置情報）とを対応付ける。

【0075】

近赤外線カメラ１は、（数式１）を用いて、フレーム画像（具体的には、図８に示す撮像画像ＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ２１，ＰＴ２２）からすべての画素の正規化吸光度比ＮＡＲを算出する（Ｓｔ１４）。

【0076】

なお、ここで、ステップＳｔ１４の処理は、ステップＳｔ１２およびステップＳｔ１３のいずれかの処理が実行された後に実行されてよい。また、近赤外線カメラ１は、同一の被測定物ＰＴの唾液痕の検出処理として、ステップＳｔ１２の処理およびステップＳｔ１２に対応するステップＳｔ１４の処理と、ステップＳｔ１３の処理およびステップＳｔ１３に対応するステップＳｔ１４の処理とが終了するまで、ステップＳｔ１１～ステップＳｔ１４の処理を繰り返し実行してもよい。

【0077】

図８を参照して、唾液痕未付着時の撮像画像ＰＴ１１，ＰＴ２１と、唾液痕付着時の撮像画像ＰＴ１２，ＰＴ２２とを説明する。図８は、近赤外線カメラ１により撮像された唾液痕未付着時および唾液痕付着時のそれぞれの撮像画像ＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ２１，ＰＴ２２を比較する図である。

【0078】

「Ｎ描画前」の撮像画像ＰＴ１１，ＰＴ２１のそれぞれは、被測定物ＰＴの表面に唾液で文字「Ｎ」を描画する前、つまり、唾液痕未付着時に撮像された撮像画像である。撮像画像ＰＴ１１は、第１投射光源１５の波長帯１３００ｎｍの照射光ＬＳ１が照射された被測定物ＰＴの撮像画像である。撮像画像ＰＴ２１は、第２投射光源１７の波長帯１４００ｎｍの照射光ＬＳ２が照射された被測定物ＰＴの撮像画像である。

【0079】

「Ｎ描画後」の撮像画像ＰＴ１２，ＰＴ２２のそれぞれは、被測定物ＰＴの表面に唾液で文字「Ｎ」を描画した後、つまり、唾液痕付着時に撮像された撮像画像である。撮像画像ＰＴ１２は、第１投射光源１５の波長帯１３００ｎｍの照射光ＬＳ１が照射された被測定物ＰＴの撮像画像である。撮像画像ＰＴ２２は、第２投射光源１７の波長帯１４００ｎｍの照射光ＬＳ２が照射された被測定物ＰＴの撮像画像である。

【0080】

近赤外線カメラ１は、画素ごとの正規化吸光度比ＮＡＲと、閾値Ｍ１，Ｍ２のそれぞれとを比較して、正規化吸光度比ＮＡＲが閾値Ｍ１＞正規化吸光度比ＮＡＲ＞閾値Ｍ２であるか否かを判定する（Ｓｔ１５）。なお、本実施の形態１においては、閾値Ｍ１＝０．６，閾値Ｍ２＝０．２である例について説明するが、閾値Ｍ１，Ｍ２のそれぞれの値は、これに限定されないことは言うまでもない。

【0081】

近赤外線カメラ１は、ステップＳｔ１５の処理において、正規化吸光度比ＮＡＲが閾値Ｍ１＞正規化吸光度比ＮＡＲ＞閾値Ｍ２であると判定した場合（Ｓｔ１５，ＹＥＳ）、閾値Ｍ１＞正規化吸光度比ＮＡＲ＞閾値Ｍ２であると判定された画素を唾液痕が検出された画素であると判定し、フレーム画像上において任意のｎ階調色で表示する（Ｓｔ１６）。なお、本実施の形態１では、ｎ＝１であって、「網掛け１」で唾液痕が検出された画素を表示する例について説明するが、階調色の数（つまり、ｎの値）および階調色は、それぞれ上述の例に限定されないことは言うまでもない。

【0082】

一方、近赤外線カメラ１は、ステップＳｔ１５の処理において、正規化吸光度比ＮＡＲが閾値Ｍ１＞正規化吸光度比ＮＡＲ＞閾値Ｍ２でないと判定した場合（Ｓｔ１５，ＮＯ）、閾値Ｍ１＞正規化吸光度比ＮＡＲ＞閾値Ｍ２でないと判定された画素を唾液痕が検出されない画素であると判定し、フレーム画像上において唾液痕以外の背景（被測定物ＰＴの表面）を示す所定の単色で表示する（Ｓｔ１７）。なお、本実施の形態１では、唾液痕が検出されない画素を「網掛け２」、照射光ＬＳ１，ＬＳ２の照射範囲外の画素を「網掛け３」で表示する例について説明するが、背景色の数および色は、それぞれ上述の例に限定されないことは言うまでもない。

【0083】

ここで、図９を参照して、唾液痕表示画像ＰＴ３１の生成方法について具体的に説明する。図９は、３階調色における唾液痕表示画像の生成例を説明する図である。なお、図９に示す例において、被測定物ＰＴは、唾液を用いて文字「Ｎ」が描かれている。

【0084】

近赤外線カメラ１は、－１＜正規化吸光度比ＮＡＲ＜－０．４、または０．６＜正規化吸光度比ＮＡＲ＜２．０である画素を、唾液痕が検出されない画素を示す「網掛け２」で表示する。近赤外線カメラ１は、－０．４≦正規化吸光度比ＮＡＲ＜０．２である画素を、第１投射光源１５および第２投射光源１７による照射光ＬＳ１，ＬＳ２が照射されていない画素を示す「網掛け３」で表示する。また、近赤外線カメラ１は、０．２＜正規化吸光度比ＮＡＲ＜０．６である画素を、唾液痕が検出された画素を示す「網掛け１」で表示する。以上により、近赤外線カメラ１は、唾液痕表示画像ＰＴ３１（図９参照）を生成することで、唾液痕である文字「Ｎ」（図９に示す白枠内）を検出できる。

【0085】

近赤外線カメラ１は、唾液痕が検出された画素空間として、唾液痕が検出されたことを示す色（ここでは、「網掛け１」）で表示された画素のそれぞれを検出し、この検出された複数の画素が占有する任意の口唇紋エリアを判定する（Ｓｔ１８）。

【0086】

近赤外線カメラ１は、口唇紋認証に用いられる口唇紋を含む口唇紋エリアＡＲ０（図１１参照）を算出し（Ｓｔ１９）、この口唇紋エリアＡＲ０の情報と、画素ごとの正規化吸光度比ＮＡＲと、唾液痕表示画像ＰＴ３１と、を少なくとも含む唾液痕の検出結果を生成して、制御装置２に送信する。

【0087】

制御装置２は、近赤外線カメラ１から送信された任意の口唇紋エリアの情報と、画素ごとの正規化吸光度比ＮＡＲと、唾液痕表示画像ＰＴ３１とを取得し、口唇紋エリア内から口唇紋を検出する。具体的に、近赤外線カメラ１は、口唇紋エリアＡＲ０に含まれる画素ごとの正規化吸光度比ＮＡＲに基づいて、唾液痕が検出された画素の表示をｋ階調色で表示した口唇紋表示画像ＰＴ４１を生成する（Ｓｔ２０）。なお、本実施の形態１では、ｋ＝８であって、かつ、「網掛け４」～「網掛け９」のそれぞれで唾液痕が検出された画素を表示する例について説明するが、階調色の数（つまり、ｋの値）および階調色は、それぞれ上述の例に限定されないことは言うまでもない。

【0088】

ここで、図１０を参照して、口唇紋表示画像ＰＴ４１の生成方法について具体的に説明する。図１０は、８階調色における口唇紋表示画像の生成例を説明する図である。

【0089】

制御装置２は、唾液痕が検出された－０．４≦正規化吸光度比ＮＡＲ＜０．２である画素を８階調色でさらに表示する。制御装置２は、－０．４＜正規化吸光度比ＮＡＲ＜－０．３である画素を「網掛け４」、－０．３≦正規化吸光度比ＮＡＲ＜－０．２である画素を「網掛け５」、－０．２≦正規化吸光度比ＮＡＲ＜－０．１である画素を「網掛け６」、－０．１≦正規化吸光度比ＮＡＲ＜０である画素を「網掛け７」、０≦正規化吸光度比ＮＡＲ＜０．０５である画素を「網掛け８」、０．０５≦正規化吸光度比ＮＡＲ＜０．２である画素を「網掛け９」でそれぞれ表示した口唇紋表示画像ＰＴ４１を生成する。

【0090】

制御装置２は、生成された口唇紋表示画像ＰＴ４１に基づいて、口唇紋を検出し、検出された口唇紋と、口唇紋データベースＤＢに登録された複数の人物の口唇紋データのそれぞれとを照合する（Ｓｔ２１）。制御装置２は、照合結果を含む画面を生成して、表示部４９に出力して表示させる。

【0091】

ここで、図１１～図１３のそれぞれを参照して、口唇紋の検出方法について具体的に説明する。図１１は、口唇紋検出処理例を説明する図である。図１２は、口唇紋変形処理例を説明する図である。図１３は、口唇紋変形処理例を説明する図である。なお、図１１に示す口唇紋表示画像ＰＴ５１は、説明を分かり易くするために、ｋ階調色での表示を省略している。

【0092】

制御装置２は、口唇紋表示画像ＰＴ５１の口唇紋エリアＡＲ０から口唇紋ＬＣを検出する。なお、図１１に示す口唇紋表示画像ＰＴ５１の口唇紋エリアＡＲ０のうちエリアＬＡＲは、唾液痕が残っていないエリアである。

【0093】

制御装置２は、イメージセンサＩＭＳ上に設定されたＸ軸，Ｙ軸を基準として、検出された口唇紋ＬＣの外形形状から口唇の中心位置Ｐｔ０（Ｘｃ，Ｙｃ，θ）を計測する。制御装置２は、計測された口唇の中心位置Ｐｔ０の回転角度θ＝０（ゼロ）を基準とする（つまり、口唇の中心位置Ｐｔ０´（Ｘｃ，Ｙｃ，０）を中心とする）新たなＸ´軸，Ｙ´軸を設定し、この新たなＸ´軸，Ｙ´軸上における口唇紋上のｐ（ｐ：２以上の整数）点の座標（Ｘ１，Ｙ１），…，（Ｘｐ，Ｙｐ）のそれぞれを計測する。

【0094】

制御装置２は、計測された口唇紋上のｐ（ｐ：２以上の整数）点の座標（Ｘ１，Ｙ１），…，（Ｘｐ，Ｙｐ）のそれぞれと、口唇紋データベースＤＢに登録された複数の人物の口唇紋データとを照合して、検出された口唇紋と同一あるいは類似する口唇紋を判定する。制御装置２は、同一あるいは類似する口唇紋に対応する人物を、検出された口唇紋に対応する人物であると特定する。

【0095】

なお、照合処理において、制御装置２は、検出された口唇の外形形状が口唇紋を用いた生体認証（照合処理）に適した外形形状であるか否かを判定してよい。制御装置２は、検出された口唇の外形形状が口唇紋を用いた生体認証（照合処理）に適した外形形状であると判定した場合には、計測された口唇紋上のｐ点の座標（Ｘ１，Ｙ１），…，（Ｘｐ，Ｙｐ）のそれぞれと、口唇紋データベースＤＢに登録された複数の人物の口唇紋データとを照合する。

【0096】

一方、制御装置２は、検出された口唇の外形形状が口唇紋を用いた生体認証（照合処理）に適した外形形状でないと判定した場合には、検出された口唇の外形形状から生体認証（照合処理）に適した外形形状への変形係数ａ，ｂをそれぞれ算出する。なお、ここでいう変形係数ａは、Ｘ´軸方向の変形係数である。変形係数ｂは、Ｙ´軸方向の変形係数である。

【0097】

なお、ここでいう生体認証（照合処理）に適した口唇の外形形状は、口唇紋データベースＤＢに登録される口唇の形状であって、図１３に示す例では、「変形例１」～「変形例３」等に示す形状である。なお、図１３に示す例は一例であってこれに限定されないことは言うまでもない。

【0098】

制御装置２は、計測された口唇紋上のｐ点の座標（Ｘ１，Ｙ１），…，（Ｘｐ，Ｙｐ）のそれぞれに変形係数ａ１，ｂ１を乗じて、「検出例」に示す口唇の外形形状を「変形例１」に示す口唇の外形形状に変形する。同様にして、制御装置２は、計測された口唇紋上のｐ点の座標（Ｘ１，Ｙ１），…，（Ｘｐ，Ｙｐ）のそれぞれに変形係数ａ２，ｂ２を乗じて、「検出例」に示す口唇の外形形状を「変形例２」に示す口唇の外形形状に変形したり、変形係数ａ３，ｂ３を乗じて、「検出例」に示す口唇の外形形状を「変形例３」に示す口唇の外形形状に変形したりして、口唇紋の照合処理を実行する。

【0099】

以上により、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、被測定物ＰＴを撮像する近赤外線カメラ１（カメラの一例）と、近赤外線カメラ１との間で通信可能な制御装置２と、を備える生体認証システム１００である。近赤外線カメラ１は、第１波長帯（例えば、１２００ｎｍ，１３００ｎｍ等）の照射光ＬＳ１と、第１波長帯と異なる波長帯である第２波長帯（例えば、１４００ｎｍ）の照射光ＬＳ２とを被測定物ＰＴに照射し、被測定物ＰＴを撮像して、撮像された撮像画像から水分または糖類を検出し、水分および糖類が検出されない第１画像（例えば、図８に示す撮像画像ＰＴ１１，ＰＴ１２）と、水分または糖類が検出された第２画像（例えば、図８に示す撮像画像ＰＴ２１，ＰＴ２２）とを比較して、被測定物ＰＴ上の水分または糖類を検出した正規化吸光度比ＮＡＲ（検出結果の一例）を制御装置２に送信する。制御装置２は、正規化吸光度比ＮＡＲに基づいて、口唇紋を取得し、取得された口唇紋と、口唇紋データベースＤＢ（データベースの一例）に登録された複数の口唇紋のそれぞれとを照合し、口唇紋データベースＤＢに取得された口唇紋と同一あるいは類似する口唇紋があると判定した場合、同一あるいは類似する口唇紋に対応する人物を、取得された口唇紋に対応する人物であると判定して認証する。なお、ここでいう複数のコンピュータは、例えば、被測定物ＰＴを撮像可能な近赤外線カメラ１，口唇紋を検出（取得）可能な制御装置２等である。

【0100】

これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、被測定物ＰＴに異なる波長帯の照射光ＬＳ１，ＬＳ２のそれぞれを照射して撮像し、撮像された撮像画像を用いて被測定物ＰＴ上の水分または糖類のＯＨ基に基づく唾液痕を検出し、検出された唾液痕に基づいて、人物の口唇紋を取得することにより、口唇紋を用いた人物認証を実行することができる。したがって、生体認証システム１００は、生体認証に用いられる口唇紋をより容易に取得できる。

【0101】

また、以上により、実施の形態１に係る近赤外線カメラ１は、第１画像を記憶し、第２画像から水分または糖類が検出された場合、第２画像と、記憶された第１画像とを比較して、水分または糖類を画素ごとに検出する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、撮像画像から水分または糖類を画素ごとに検出することで、口唇紋生体認証に用いられる口唇紋をより容易に取得できる。

【0102】

また、以上により、実施の形態１に係る近赤外線カメラ１は、水分または糖類のＯＨ基に対する吸光度がそれぞれ異なる第１波長帯の照射光ＬＳ１と第２波長帯の照射光ＬＳ２とを照射する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、被測定物ＰＴ上で反射した時に、照射光ＬＳ１と照射光ＬＳ２とが被測定物ＰＴ上に付着した水分または糖類のＯＨ基によりそれぞれ吸光される。したがって、生体認証システム１００は、第１画像および第２画像のそれぞれに映る第１波長帯の反射光ＲＶ１と第２波長帯の反射光ＲＶ２とに基づいて、被測定物ＰＴ上に付着した水分または糖類を検出できる。

【0103】

また、以上により、実施の形態１に係る近赤外線カメラ１は、波長帯が１２００ｎｍまたは１３００ｎｍである第１波長帯の照射光ＬＳ１と、波長帯が１４００ｎｍである第２波長帯の照射光ＬＳ２とを照射する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、第１画像および第２画像のそれぞれに映る第１波長帯の反射光ＲＶ１と第２波長帯の反射光ＲＶ２とに基づいて、被測定物ＰＴ上に付着した水分または糖類を検出できる。

【0104】

また、以上により、実施の形態１に係る近赤外線カメラ１は、第１波長帯の照射光ＬＳ１が照射された第１画像の画素ごとの輝度と、第２波長帯の照射光ＬＳ２が照射された第２画像の輝度との輝度差に基づいて、水分または糖類を画素ごとに検出する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、第１画像および第２画像のそれぞれに映る第１波長帯の反射光ＲＶ１の輝度と第２波長帯の反射光ＲＶ２の輝度との輝度差に基づいて、被測定物ＰＴ上に付着した水分または糖類を検出できる。

【0105】

また、以上により、実施の形態１に係る近赤外線カメラ１は、画素ごとの輝度差を制御装置２に送信する。制御装置２は、輝度差に基づいて、口唇紋を取得する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、第１画像および第２画像のそれぞれに映る第１波長帯の反射光ＲＶ１の輝度と第２波長帯の反射光ＲＶ２の輝度との輝度差に基づいて、被測定物ＰＴ上に付着した口唇紋を取得できる。

【0106】

また、以上により、実施の形態１に係る制御装置２は、検出結果に基づいて、水分または糖類が検出された所定の画素数が集合する口唇紋エリアＡＲ０（エリアの一例）から口唇紋を取得する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、水分または糖類（つまり、唾液痕）が検出された所定の画素数が集合する口唇紋エリアＡＲ０から口唇紋を取得することで、生体認証に用いられる口唇紋をより効率的に取得できる。

【0107】

また、以上により、実施の形態１に係る制御装置２は、口唇紋エリアＡＲ０の形状に基づいて、口唇紋の向きを推定する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、生体認証に用いられる口唇紋をより効率的に取得できる。

【0108】

また、以上により、実施の形態１に係る制御装置２は、推定された口唇紋の向きに基づいて、取得された口唇紋の向きを口唇紋データベースＤＢに登録された複数の口唇紋の向きに回転して照合する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、生体認証に用いられる口唇紋をより効率的に取得できるとともに、取得された口唇紋を生体認証により適した口唇紋の向きに回転（変形）できるため、口唇紋を用いた生体認証精度を向上させることができる。

【0109】

また、以上により、実施の形態１に係る制御装置２は、口唇紋エリアＡＲ０の形状に基づいて、検出された口唇形状を推定し、推定された口唇形状を、口唇紋データベースＤＢに登録された複数の口唇紋に対応する口唇形状に変形する変形量に基づいて、口唇紋を変形し、変形後の口唇紋と、口唇紋データベースＤＢに取得された口唇紋とを照合する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、取得された口唇紋を、生体認証により適した口唇紋に変形できるため、口唇紋を用いた生体認証精度を向上させることができる。

【0110】

また、以上により、実施の形態１に係る制御装置２は、口唇紋エリアＡＲ０の形状に基づいて、口唇紋の向きをさらに推定し、推定された口唇紋の向きと口唇形状とに基づいて、口唇の中心位置Ｐｔ０（中心点の一例）を推定し、中心位置Ｐｔ０を中心に、取得された口唇紋の向きを前記データベースに登録された複数の口唇紋の向きに回転し、回転後の口唇形状を、口唇紋データベースＤＢに登録された複数の口唇紋に対応する口唇形状に変形する変形量を決定し、変形量に基づいて、口唇紋を変形する。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、取得された口唇紋を、生体認証により適した口唇紋に変形できるため、口唇紋を用いた生体認証精度を向上させることができる。

【0111】

また、以上により、実施の形態１に係る制御装置２が決定する変形量は、口唇形状に基づいて決定される所定の倍率である。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、取得された口唇紋を、生体認証により適した口唇紋に変形できるため、口唇紋を用いた生体認証精度を向上させることができる。

【0112】

また、以上により、実施の形態１に係る被測定物ＰＴは、アルミニウムの粉末が塗装される。これにより、実施の形態１に係る生体認証システム１００は、水分または糖類をより高精度に検出できるため、口唇紋をより高精度に取得でき、口唇紋を用いた生体認証精度を向上させることができる。

【0113】

以上、添付図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0114】

本開示は、生体認証に用いられる口唇紋をより容易に取得可能な生体認証システムおよび生体認証方法として有用である。

【符号の説明】

【0115】

１ 近赤外線カメラ
２ 制御装置
１１，４１ 通信部
１３，４３ 制御部
１５ 第１投射光源
１７ 第２投射光源
１９ 投射光源光学部
２１ 撮像光学部
２３ 受光部
２５ 信号加工部
２７ 検出処理部
２９ 表示処理部
３１，４７ メモリ
１００ 生体認証システム
ＡＲ０ 口唇紋エリア
ＤＢ 口唇紋データベース
ＬＳ１，ＬＳ２ 照射光
ＰＴ 被測定物
Ｐｔ０ 中心位置
ＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ２１，ＰＴ２２ 撮像画像
ＲＶ１，ＲＶ２ 反射光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】