专利名称：生物特征认证系统和生物特征认证方法
技术领域：
本发明涉及利用人体部分的特征来执行个人认证的生物特征认证系统和生物特征认证方法，具体地说，涉及这样的生物特征认证系统和生物特征认证方法，即，其在对照登记的生物特征信息来检测验证中使用的生物特征信息时，把身体部分引导到登记状态。
背景技术：
人体存在许多部分，如指纹和趾纹、眼睛的视网膜、面部特征、以及血管，它们可以用来鉴别个人。近些年来，随着生物特征认证技术的进步，出现了各种用于识别这种人体部分的特征并执行个人认证的装置。
已经提供了通过生物特征认证来进行个人认证的方法，其利用了面部特征、眼睛的虹膜、手掌和手指中的血管、指纹和掌纹等。这些方法已用于各种领域，作为提供高安全级别的个人认证方法。
例如，从手的手掌和手背中的血管可获得相当大量的个人特征信息，而且血管(静脉)图案从幼年起终生保持不变，并且被认为是完全独特的，因此非常适合于个人认证。在此对这种个人认证方法进行解释。在登记时或认证时，用户伸出他的手掌使其靠近影像捕获装置。影像捕获装置发射近红外线，该近红外线入射在手的手掌上。影像捕获装置使用传感器来捕获从该手的手掌反弹回的近红外线。
在静脉中流动的红血球中的血色素已失氧。该血色素(还原血色素)吸收近红外线。因此，在近红外线入射到手的手掌上时，仅在具有静脉的区域中减弱了反射，从而可以利用反射的近红外线的强度来识别静脉的位置。
在生物特征登记时，用户首先利用影像捕获装置将他自己的手的手掌的静脉影像数据登记在服务器中和卡上。接着，为了执行个人认证，用户利用影像捕获装置读取他自己的手掌的静脉影像数据。对照由此读取的静脉验证影像的静脉图案，来验证利用用户的ID检索到的登记静脉影像，以执行个人认证(例如参见日本特开No.2004-062826)。
在这种生物特征信息检测中，身体部分可以相对于影像捕获装置自由移动，具体地说，手、面部以及手指都可以自由移动。另一方面，对于精确验证来说，必需将检测用身体部分置于影像捕获装置的影像捕获范围内。作为这种方法，已经提出了用于在认证时针对各图像捕获检测手的位置和取向，并利用显示或声音输出通知用户手的位置或取向不合适的方法(例如，参见WO 04/021884)，和用于显示手的形状或其他标准形状图案并用于在图像捕获模式下引导用户的方法(例如，参见WO04/021884(图3)和日本特开No.2001-273948)。
还提出了在基于血管影像的验证中包括手的形状的方法。即，已经提出了这样的方法，其中，登记时还预先登记了手的形状，而在验证时，判断被捕获影像的手的形状是否与登记时的手的形状相似，并且如果相似度低，则不执行血管影像验证，而如果相似度高，则执行血管影像验证(例如，参见WO 04/021884)。
在前一现有技术中，显示标准形状，并把用户引导到合适的影像捕获模式；或者，在分析中使用身体部分的检测影像，来确定检测到的身体部分是否在合适的影像捕获范围中，并且提供引导。然而，在执行这种引导时，如果登记时的身体部分检测状况不同于认证时的身体部分影像捕获状况，则尽管该引导进入影像捕获范围中，也不能获得满意的验证结果。
在登记期间和认证期间的身体部分影像捕获状况不同的示例例如包括在利用手的手掌进行认证的情况下，在登记时和认证时，手指的伸展程度差异；和在利用面部特征进行认证的情况下，在登记时和认证时，面部的取向不同，或者有无眼镜。因而，即使手或面部的位置和取向相似，通常验证结果也不能匹配。
在后一现有技术中，与认证算法一起使用手的形状，以致在认证失败时，用户不能直接明白原因，而且通常不能确定应当如何相对于影像捕获装置引导身体部分。特别地，对于该装置经验很少的人和年龄大的以及其他人，往往感到不便。
通常，用户记不住登记时的身体部分影像捕获状态，而且用户极其讨厌在登记时为了影像捕获迫使身体部分进入严格限定的状态(位置等)。因此，从装置制造者的角度来看，因为存在发生意料外事件而且可能出现验证差错的情况，所以预期在这种情况下，如果用户是受关注的个人，将失去对这种生物特征认证的信任。特别地，当在自动化设备(自动现金交易机、自动售货机、住宅的入口门等)中使用时，因为专门人员不在现场，所以在确定问题的原因时会带来麻烦，从而使得将进一步失去对生物特征认证的信任。
发明内容
因此，本发明的一个目的是，提供一种生物特征认证系统和生物特征认证方法，以在认证时有效地引导身体部分，使其与登记时身体部分影像捕获状况相符合，以便提高验证效率。
本发明的另一个目的是，提供一种生物特征认证系统和生物特征认证方法，以在不给用户造成负担的情况下将身体部分引导至登记时的身体部分影像捕获状况，并且缩短验证所需要的时间。
本发明的又一个目的是，在验证错误时，在不使用户迷惑的情况下将身体部分引导至登记时的身体部分影像捕获状况，以便达到便于对用户使用生物特征认证的效果。
为了实现这些目的，本发明的生物特征认证系统，对照通过影像捕获获得的身体部分的特征数据验证在存储单元中登记的身体部分的特征数据，以执行个人认证，该生物特征认证系统具有影像捕获装置，其采用非接触方式捕获身体部分的影像；控制装置，其从捕获的身体部分的影像提取该身体部分的特征数据，并且对照登记的特征数据验证提取的结果，以执行个人认证；以及显示装置，其在进行个人认证时，显示存储在存储单元中的在登记身体部分的特征数据时从影像捕获获得的身体部分的形状。
此外，本发明的生物特征认证方法，用于对照通过影像捕获获得的身体部分特征数据来验证在存储单元中登记的身体部分特征数据，以执行个人认证，该生物特征认证方法具有以下步骤影像捕获步骤，利用影像捕获装置采用非接触方式来捕获身体部分的影像；提取步骤，从捕获的身体部分的影像提取该身体部分的特征数据；认证步骤，对照登记的特征数据验证提取的身体部分的特征数据；以及显示步骤，在进行个人认证时，在显示装置上显示存储在存储单元中的在登记身体部分的特征数据时通过影像捕获获得的身体部分的形状。
在本发明中，优选的是，所述控制装置在显示装置上显示验证时由影像捕获装置在影像捕获中获得的身体部分的形状，还显示登记时的身体部分的形状。
在本发明中，优选的是，所述存储单元在登记身体部分特征数据时存储在对身体部分的影像捕获中获得的身体部分的形状数据和身体部分的特征数据，并且，所述控制装置在进行生物特征认证时，从存储单元读取身体部分的形状数据和身体部分的特征数据。
在本发明中，优选的是，所述生物特征认证系统还具有生物特征数据登记装置，该生物特征数据登记装置捕获身体部分的影像，从捕获的影像提取身体部分的形状数据和身体部分的特征数据，并且将该数据存储在存储单元中。
在本发明中，优选的是，所述生物特征认证系统还具有输入单元，该输入单元用于输入标识号，以便从存储单元检索要对其执行个人认证的用户的身体部分的形状数据。
在本发明中，优选的是，所述输入单元是由用户持有的便携式单元。
在本发明中，优选的是，所述存储单元设置在连接到所述控制装置的上级装置中。
在本发明中，优选的是，所述存储单元设置在由用户持有的便携式单元中。
在本发明中，优选的是，所述存储单元具有上级装置，其连接到所述控制装置，并存储身体部分的形状数据；和便携式单元，其由用户持有，并存储身体部分的特征数据。
在本发明中，优选的是，所述生物特征认证系统具有通信单元，在进行个人认证时，用户利用该通信单元向呼叫中心呼叫；和终端装置，其从存储单元读取用户的身体部分的形状，在呼叫中心的显示器上显示身体部分的形状，并向用户提供引导。
在本发明中，优选的是，所述影像捕获装置具有影像捕获单元，该影像捕获单元捕获用户的手的至少一部分的影像，并且，所述控制装置从捕获的影像提取手的所述部分的血管影像数据。
在本发明中，优选的是，所述便携式单元对照存储单元中登记的特征数据验证由便携式单元从捕获的身体部分的影像提取的身体部分特征数据，并且执行个人认证。
在本发明中，在进行生物特征登记时，预先登记用于认证的捕获影像，而在进行生物特征认证时，向用户显示并提供该捕获影像，以在影像捕获中使用；因此，增加了对于用户的便利性，有利于不熟悉认证系统的用户进行操作，并且提高了认证速度。
图1示出了本发明第一实施例的生物特征认证系统的构成；图2示出了图1的服务区终端的构成；图3是图1的ATM的斜视图；图4是图3的ATM的框图；图5是图2的生物特征信息登记处理的功能框图；图6是图4的生物特征信息认证处理的功能框图；图7说明了图5的登记的身体部分形状；图8说明了图5的血管影像；图9示出了本发明一个实施例中的生物特征信息登记处理的流程；图10示出了本发明一个实施例中的生物特征认证处理的流程；图11示出了本发明另一实施例中的生物特征认证处理的流程；图12说明了图11的身体部分形状显示示例；
图13示出了本发明第二实施例的生物特征认证系统的构成；图14示出了本发明第三实施例的生物特征认证系统的构成；以及图15示出了本发明第四实施例的生物特征认证系统的构成。
具体实施例方式
下面，按下列顺序说明
具体实施例方式生物特征认证系统的第一实施例、生物特征认证处理的构成、生物特征登记处理、生物特征认证处理、其它生物特征认证处理、生物特征认证系统的第二实施例、生物特征认证系统的第三实施例、生物特征认证系统的第四实施例，以及其它实施例。
生物特征认证系统第一实施例图1示出了本发明的生物特征认证系统的第一实施例的构成，图2示出了图1的服务区设备的构成，图3是图1的自动交易机的外视图，而图4示出了图3的自动交易机的构成。
图1示出了金融机构中的手掌静脉认证系统，作为生物特征认证系统的示例。分局终端2置于金融机构的服务区中。如图2所示，分局终端2设置有手掌影像捕获装置1、连接到影像捕获装置1的分局终端计算机(例如，个人计算机)2-1、键盘2-2、显示器2-3、以及IC卡读取器/写入器2-4。手掌影像捕获装置1可以与IC卡读取器/写入器2-4构成为一体。
如图2所示，手掌影像捕获装置1具有传感器单元18、用以支承用户的手腕的前引导部14、以及用以引导用户的手指的后引导部13。请求静脉认证的用户将他的手置于该手掌影像捕获装置1上方。手掌影像捕获装置(下文中，“影像捕获装置”)1读取手掌影像，并且将该影像发送给计算机2-1。
IC卡读取器/写入器2-4从用户持有的IC卡5读取并向其写入数据。IC卡5是公知的信用卡大小的卡，包括具有存储器和CPU的IC芯片，并且具有外部端子。
影像捕获装置1、IC卡读取器/写入器2-4、键盘2-2，以及显示器2-3都连接到计算机2-1，并且执行如下所述的血管影像提取、形状登记，以及其它处理。
终端2经由LAN(局域网)80连接到服务器4。服务器4具有临时文件4-1，并且连接到主机7。服务器4还经由第二LAN 82连接到多个自动交易机(ATM)6。
这种ATM 6可以用来基于静脉认证执行交易。为了使用ATM 6来执行取款交易和其它金融交易，用户将他的手保持设置在ATM 6中的影像捕获装置1-1上方。影像捕获装置1-1读取手掌的影像。ATM 6具有IC卡读取器/写入器60，该IC卡读取器/写入器60在由用户保持的IC卡5中读取并写入数据。
图3和图4示出了图1的ATM 6的构成。如图3所示，ATM 6在其正面具有卡插入/弹出口6-4、存折插入/弹出口6-5、纸币插入/分发口6-3、硬币插入/分发口6-2，以及用于操作和显示的顾客操作屏(UOP)6-1。
在这个示例中，影像捕获装置1-1设置在顾客操作屏6-1的旁侧。在图4和图6中说明的传感器单元18安装在影像捕获装置1-1的主单元10的前侧。此外，主单元10的传感器单元18面向后部并向上倾斜，而且在其后面设置有平坦部22。
这个影像捕获装置1-1与图2的影像捕获装置1的不同之处在于，未设置手掌引导部14、13。这是因为，在登记中，单一操作就足够了，但是对于基于认证的交易的情况，要执行多次操作；因此为了减轻用户的反感，在ATM 6的影像捕获装置1-1中没有设置引导部14、13。进一步的理由是，引导部14、13的存在对于用户的操作会产生问题。当然，也可以设置引导部14、13。
如图4所示，ATM 6具有带有卡插入/弹出口6-4的CIP(卡读取器打印机)单元60，具有存折插入/弹出口6-5的存折单元64，具有纸币插入/分发口6-3和硬币插入/分发口6-2的纸币/硬币计数器单元66，柜员操作单元65，控制单元67，用于操作和显示的顾客操作屏(UOP)6-1，以及影像捕获装置(静脉传感器)1-1。
CIP单元60具有IC卡读取器/写入器61，其对IC卡5的磁条和IC芯片进行读取和写入；收据打印机63，其将交易记录在收据上；以及日志打印机62，其将交易的历史记录打印在日志表单上。
存折单元64在存折的页上记录交易，而且在需要时换页。柜员操作单元65用于由柜员进行操作，在发生故障时或者在检查期间柜员可以显示状态并执行操作。纸币/硬币计数单元66对插入的纸币和硬币进行验证、计数以及存储，并且按需求量对纸币和硬币进行计数和分发。
控制单元67与服务器4进行通信，而且该控制单元67具有控制ATM操作的ATM应用68和用于认证处理的认证库69。该ATM应用68的一部分与认证库69协同作用，以控制UOP 6-1的生物特征认证引导画面。
在图1的系统中，在主机7中设置了血管(静脉)影像文件7-1和顾客数据库7-2。血管影像文件7-1存储针对已经完成静脉认证登记的用户的静脉数据70和手掌形状数据72。
对该系统中的登记处理进行说明。请求静脉认证的用户将他的手保持在服务区终端2的手掌影像捕获装置1上方。影像捕获装置1读取手掌影像并将该影像发送给计算机2-1。计算机2-1提取针对手掌的血管影像，生成血管影像数据70，还生成手外形数据72，并且向服务器4传输从IC卡5读取的标识号(例如，帐号)，以及血管影像数据70和外形数据72。服务器4将传输的数据转换成指定格式，并将结果传输给主机7。主机7将传输的标识号(例如，帐号)、血管影像数据70以及外形数据72存储在血管影像文件7-1中。
接下来，在基于生物特征认证的交易中，用户将IC卡5插入ATM 6的IC卡读取器/写入器60中，从而使数据被读取。该数据经由LAN 82和服务器4传送到主机7。主机7检索血管影像文件7-1，从文件7-1读取与传送的标识号相对应的血管影像数据70和外形数据72，并且经由服务器4和LAN 82将该数据传送到ATM 6。在ATM 6中，在UOP 6-1上显示该外形数据，从而再现登记时针对用户的影像捕获状态。
利用这种方法，用户可以识别登记时的影像捕获状态。因此，用户按类似的方式将他的手置于ATM 6的影像捕获装置1-1上方。影像捕获装置1-1读取手的手掌的影像，并将该影像传送到ATM 6的控制单元67。控制单元67从手掌中提取血管影像，生成血管影像数据70，对照从主机7中传送来的血管影像数据验证该数据，并执行个人认证。如果该人得到满意的确认，则ATM 6接着允许常规自动交易。
生物特征认证处理的构成图5是图1和图2中的服务区终端处的生物特征认证处理的框图，图6是图1、图3以及图4中的ATM 6的生物特征认证处理的框图，而图7和图8对该操作进行了说明。
如图5所示，图1的手掌影像捕获装置1具有大体上安装在主单元10的中央的传感器单元18。在传感器单元18的前部(用户侧)设置有前引导部14，在其后部设置有后引导部13。前引导部14包括一透明的或大体上透明的合成树脂板。
前引导部14用于在前部对用户的手进行引导并支承手腕。后引导部13支承手指梢。因此，通过前引导部14在传感器单元18的上方引导手腕，向用户提供了引导和支承。结果，可以控制手的手掌在传感器单元18上方的姿势，即，位置、倾斜度、以及大小。前引导部14的横截面形状具有一垂直体，而且在顶部，具有一用于支承手腕的水平部14-1。在水平部14-1的中央连续地形成有凹部14-2，以便于放置手腕。
传感器单元18在中央设置有二维影像捕获传感器(红外传感器)和聚焦透镜16，以及距离传感器15；在其周缘设置有多个近红外发光元件(LED)12。例如，在周缘的八个位置处设置了近红外发光元件，以向上发射近红外线。
该传感器单元18的可读区V由传感器、聚焦透镜、以及近红外发光区之间的关系调节。因此，前引导部14的位置和高度被设置为，使得受支承的手掌置于可读区V中。
如图5所示，连接到影像捕获装置1的计算机2-1的认证库执行一系列登记处理30到36、44以及46。
距离/手轮廓检测处理30接收由影像捕获装置1的距离传感器16测量的距离，判断手的手掌或其它物体是否处于距传感器单元18的规定范围中的距离处，并且还根据由传感器单元18捕获的影像检测手的轮廓，从而根据轮廓判断该影像是否可以用于登记和验证处理。例如，手掌可能没有充分呈现在影像中。
在由距离传感器16测量的距离指示手在影像捕获范围之外时，或者在影像不能用于登记和验证处理时，引导消息输出处理32向ATM 6的UOP 6-1输出消息，以引导手掌向左或向右、向前或向后、向上或向下。利用这种方法，将用户的手的手掌引导到影像捕获装置1上方的位置处。
在手轮廓检测处理30判断已经在手正确地保持的情况下捕获了影像时，血管影像提取处理34从手的影像中提取静脉影像。即，通过反射率的差异提取手掌的影像(如图8中所示)的血管(静脉)数据70。图8示出了静脉血管影像作为影像，但是对应的数据是该影像的灰度级数据。
当在手轮廓检测处理30中，在手正确地保持的情况下捕获了影像时，手形状登记/输出处理36在存储部(图1中，主机7的血管影像文件7-1)中一起存储账号与针对手的外形数据72(见图7)。该手形状数据可以是如图7中的捕获影像的位图，或者可以是从捕获影像提取的手的轮廓数据。
登记血管影像登记/检索处理46将血管影像检测处理34中检测到的血管影像数据连同与账号一起存储在存储部(图1中，主机7的血管影像文件7-1)中。为了执行登记时的试验验证，从存储部7-1检索与从图1和图2中所示的IC卡5读取的个人ID(账号)相对应的登记血管影像数据集R1、R2、R3。在验证处理44中，对血管影像检测处理34中检测到的血管影像数据集N1与登记血管影像数据集N2进行比较，执行验证处理，并且输出验证结果。
类似地，在手形状登记/输出处理36中，从存储部7-1检索与从图1和图2中的IC卡5读取的个人ID(账号)相对应的登记外形数据，并且将其显示在显示器2-3上。
接下来，使用图6来说明ATM 6的生物特征认证机制。图1和图3的影像捕获装置1-1具有大体上安装在主单元10的中央的传感器单元18。如上所述，该影像捕获装置1-1不同于图5的影像捕获装置1之处在于，未设置前引导部14和后引导部13。
传感器单元18在中央设置有二维影像捕获传感器(红外传感器)和聚焦透镜16以及距离传感器15；在其周缘设置有多个近红外发光元件(LED)12。例如，在周缘的八个位置处设置了近红外发光元件，以向上发射近红外线。该传感器单元18的可读区V由传感器、聚焦透镜、以及近红外发光区之间的关系调节。
接下来，对ATM 6的认证库69进行说明。连接到影像捕获装置1-1的ATM 6的控制单元67的认证库69执行一系列认证处理30到34、38、44、46。ATM 6的控制单元67例如具有CPU和各种类型的存储器、接口电路，以及数据处理所必需的其它电路。该CPU执行一系列登记处理30到34、38、44以及46。
在图6中，与图5中相同的部分被赋予相同标号。即，在图6中，距离/轮廓检测处理30、引导消息输出处理32、以及血管影像提取处理34与图5中的相同。
登记血管影像检索处理46从存储部7-1检索与IC卡5的个人ID(账号)相对应的登记血管影像数据集R1、R2、R3。验证处理44比较在血管影像检测处理34中获取的血管影像数据集N1与登记血管影像数据集N2，执行验证处理，并且输出验证结果。
手形状输出处理38从上述的存储部7-1检索与IC卡5的个人ID(账号)相对应的登记形状数据72，并且在UOP 6-1上显示该数据。显示的影像可以是如图7中的登记时的影像的位图，或者可以是从捕获影像提取的手的轮廓数据。
在这种生物特征认证系统中，在登记时登记用于在认证中使用的上述捕获影像，并且在认证时向用户显示该影像，对于用户来说是便利的，而且有利于由不熟悉认证系统的用户进行操作，并且有利于快速认证。
生物特征登记处理接下来，对图5中的生物特征登记处理进行说明。图9示出了本发明一个实施例中的生物特征登记处理的流程。下面，参照图2和图5，对图9的生物特征登记处理进行说明。
(S10)已请求静脉认证的用户将他的手保持在服务区终端2的手掌影像捕获装置1上方。影像捕获装置1读取手掌的影像，并且将该影像发送到计算机2-1。
(S12)计算机2-1从读出的影像提取手掌的血管影像，并且生成血管影像数据70。该血管影像数据是对图8中示出的血管影像的具体特征进行提取的结果(血管的干线和分支的方向和数目等)。
(S14)将步骤S10和S12的处理重复多次(例如n次)，并在重复n次(例如，3次)之后，获得多个血管影像数据集。
(S16)计算机判断所述多个血管影像数据集的相似度是否等于或大于阈值。如果该相似度不等于或大于阈值，则可能发生了错误识别，因此，在UOP 6-1上显示诸如“请再次展开您的手”的引导消息，并且处理返回到步骤S10。
(S18)如果所述多个血管影像数据集的相似度等于或大于阈值，则将这些血管影像数据集连同从IC卡5读取的标识号(例如，账号)一起传输到服务器4。
(S20)此外，将作为用于生成血管影像数据的基础的由影像捕获装置1读取的影像(见图7)传输到服务器4。服务器4将所传输的数据转换为指定格式，并将该结果传输到主机7。主机7将所传输的标识号(例如，账号)、血管影像数据70、以及外形数据(读出影像)72存储到血管影像文件7-1。
这样，与血管影像数据一起存储了登记时捕获的影像。
生物特征认证处理接下来，对图3和图4的ATM 6中的生物特征认证处理进行说明。图10示出了本发明一实施例中的生物特征认证处理的流程。下面，参照图3、图4以及图6对图10的生物特征认证处理进行说明。
(S30)在顾客等待状态下，ATM 6的控制单元67检测是否已按压UOP 6-1上的交易键。如果已经按压了交易键，并且将IC卡5插入ATM6的IC卡读取器/写入器60中，则IC卡读取器/写入器60从IC卡5读取数据。
(S32)将该数据经由LAN 82和服务器4传送到主机7。主机7检索血管影像文件7-1并读取与从文件7-1传送的标识号相对应的血管影像数据70和外形数据72，并将该数据经由服务器4和LAN 82传送到ATM6。
(S34)在ATM 6处，在UOP 6-1上显示根据传送的外形数据72的登记时的外形，以再现登记时针对用户的影像捕获状态。所显示的内容与图7中示出的内容相同。
(S36)看到这些，用户把他的手展放于ATM 6的影像捕获装置1-1上方。影像捕获装置1-1读取手掌的影像，获取验证身体部分信息，并且将该信息发送到ATM 6的控制单元67。控制单元67检测针对手掌的血管影像数据(验证身体部分信息)。
(S38)进一步，控制单元67从血管影像数据提取身体部分特征数据(例如，血管的主干方向和数目以及分支长度，等)。
(S40)进一步，控制单元67对照从主机7传送的血管影像特征数据验证所提取的身体部分特征数据，并且确认该人的身份。
(S42)如果个人确认符合要求，则控制单元67输出认证OK的结果，并且ATM 6允许正常自动交易。另一方面，如果个人确认不符合要求，则控制单元67在UOP 6-1上显示引导消息，而处理返回到步骤S36。作为引导消息，显示了标准验证不符合的原因。例如，可以显示“请伸展您的手”、“偏移您的手的位置”或者其它文字，以及标准操作顺序图像。
这样，登记了在登记生物特征数据时针对用户捕获的身体部分形状的影像，并且在用户认证时，通过显示该身体部分形状，用户可以直接识别登记时的身体部分影像捕获状态。结果，可以把用户引导至类似于登记时的身体部分影像捕获状态，使得在认证时，可以提供有关身体部分定位的有效引导，以与登记期间的身体部分影像捕获状况相匹配，从而提高验证的效率。
此外，即使生物特征认证不成功，也可以提供引导，来使身体部分移动到登记时的身体部分影像捕获状况，而不使用户不知所措，由此，便于用户进行生物特征认证。特别地，当在自动设备中使用时，专门人员可能不在现场，但是可以向用户提供可靠的引导，从而提高验证的效率，并有助于缩短用于验证所需的时间。
其它生物特征认证处理接下来，对图3和图4的ATM 6中的其它生物特征认证处理进行说明。图11示出了本发明另一实施例中的生物特征认证处理的流程；图12说明了身体部分形状显示示例。下面，参照图3、图4、图6以及图12，对图11的生物特征认证处理进行说明。与图10中相同的步骤被赋予了相同的标号。
(S30)在顾客等待状态下，ATM 6的控制部67检测是否已按压了UOP 6-1上的交易键。如果已按压了交易键，并且将IC卡5插入ATM 6的IC卡读取器/写入器60中，则IC卡读取器/写入器60从IC卡5读取数据。
(S32)将该数据经由LAN 82和服务器4传送到主机7。主机7检索血管影像文件7-1并从文件7-1读取与传送的标识号相对应的血管影像数据70和外形数据72，并将该数据经由服务器4和LAN 82传送到ATM6。
(S34)在ATM 6处，在UOP 6-1上显示根据传送的外形数据72的登记时的外形，以再现登记时针对用户的影像捕获状态。所显示的内容与图7中示出的内容相同。
(S36)看到这些，用户将他的手展放于ATM 6的影像捕获装置1-1上方。影像捕获装置1-1读取手掌的影像，获取验证身体部分信息，并且将该信息发送到ATM 6的控制单元67。控制单元67检测针对手掌的血管影像数据(验证身体部分信息)。
(S37)控制单元67提取在步骤S36中获取的验证身体部分信息(身体部分形状数据)，将该验证时的身体部分形状与步骤S34中显示的登记时的外形并排显示在UOP 6-1上。如图12所示，验证时的外形(验证形状)与登记时的外形(登记形状)相组合，并且都显示在UOP 6-1上。在该示例中，将登记时的手的外形(登记形状)与验证时的手的外形(验证形状)一起显示。
(S38)进一步，控制单元67从血管影像数据提取身体部分特征数据(例如，血管的主干的方向和数目以及分支长度，等)。
(S40)进一步，控制单元67对照从主机7传送的血管影像特征数据验证提取的身体部分特征数据，并且确认该人的身份。
(S42)如果个人确认符合要求，则控制单元67输出认证OK的结果，并且ATM 6允许正常自动交易。另一方面，如果个人确认不符合要求，则控制单元67在UOP 6-1上显示引导消息，并且处理返回到步骤S36。作为引导消息，显示了标准验证不符合的原因。例如，可以显示“请伸展您的手”、“偏移您的手的位置”或者其它文字，以及标准操作顺序图像。
这样，登记了在登记生物特征数据时针对用户捕获的身体部分形状，并且在用户认证时，通过显示该身体部分形状和认证期间的身体部分形状，用户可以直接识别登记时的身体部分影像捕获状态和验证时的身体部分影像捕获状态。结果，当生物特征认证不成功时，可以把用户引导至类似于登记时的身体部分影像捕获状态，使得在认证时，可以提供有关身体部分定位的有效引导，以与登记期间的身体部分影像捕获状况相匹配，从而提高验证效率。
此外，可以提供引导，来使身体部分移动到登记时的身体部分影像捕获状况，而不使用户不知所措，从而便于用户进行生物特征认证。特别地，当在自动设备中使用时，专门人员可能不在现场，但是可以向用户提供可靠的引导，从而提高验证的效率，并且有助于缩短用于验证所需的时间。
生物特征认证系统的第二实施例图13示出了本发明第二实施例的生物特征认证系统的构成。在图13中，与图1类似，示出了金融机构中的手掌静脉认证系统，作为生物特征认证系统的示例。在图13中，与图1中相同的部分被赋予了相同的标号。
在图13中，图2中说明的分局终端2设置在金融机构的服务区中。如图2中所述，分局终端2设置有手掌影像捕获装置1，和连接到其的分局终端计算机(例如，个人计算机)2-1、键盘2-2、显示器2-3，以及IC卡读取器/写入器2-4。
类似于图2，手掌影像捕获装置1具有传感器单元18、用以支承用户手腕的前引导部14、以及用以引导用户手指的后引导部13。请求静脉认证的用户将他的手置于该手掌影像捕获装置1上方。手掌影像捕获装置(下文中，“影像捕获装置”)1读取手掌影像，并且将该影像发送到计算机2-1。
IC卡读取器/写入器2-4从用户持有的IC卡5读取数据并向其写入数据。IC卡5是公知的信用卡大小的卡，包括具有存储器和CPU的IC芯片，并且具有外部端子。
影像捕获装置1、IC卡读取器/写入器2-4、键盘2-2，以及显示器2-3都连接到计算机2-1，并且执行如上所述的血管影像提取、形状登记以及其它处理。
该终端2经由LAN(局域网)80连接到服务器4。服务器4具有临时文件4-1，并且连接到主机(图1的主机7)(未示出)。服务器4经由第二LAN 82连接到多个自动交易机(ATM)6。
该ATM 6可以用来执行基于静脉认证的交易。当用户使用ATM 6来执行取款或其它现金交易时，该用户把他的手展放于设置在ATM 6中的影像捕获装置1-1上方。影像捕获装置1-1读取手掌的影像。ATM 6具有IC卡读取器/写入器60，并从用户保持的IC卡5读取数据并向IC卡5上写入数据。
在该实施例中，在登记时，终端2将血管特征数据70和外形数据72存储在用户的IC卡5中。在ATM 6处，IC卡读取器/写入器60读取IC卡5中的外形数据，并且在UOP 6-1上显示该外形。
此外，IC卡5设置有用于图6的验证处理44和登记血管影像检索处理46的功能。由ATM 6的影像捕获装置1-1读取的并被提取的验证时的血管影像特征数据经由IC卡读取器/写入器60传送到IC卡5。IC卡5通过上述验证处理44和登记血管影像检索处理46，对照验证血管影像特征数据来验证登记血管影像特征数据，并且将验证结果通知给ATM 6中的控制单元67。
结果，登记血管影像数据70还保留在IC卡5中，而且不被ATM 6读取，从而可以防止非法复制等，有助于提高安全性。
如图11和图12所述，还可以将验证时的外形(验证形状)与登记时的外形(登记形状)一起显示在UOP 6-1上。即，如图12所示，与登记时的手的外形(登记形状)一起显示了验证时的手的外形(验证形状)。
而且，在该实施例中，除了与图1中类似的有利结果之外，还在IC卡5内执行验证，这有助于提高安全性；此外，因为与主机7和服务器4的通信对于显示外形而言是不必要的，所以减轻了主机7和服务器4上的负担，并且可以减小主机7中的静脉数据库7-1的大小。
生物特征认证系统的第三实施例图14示出了本发明的生物特征认证系统的第三实施例的构成。在图14中，类似于图1和图13，示出了金融机构中的手掌静脉认证系统，作为生物特征认证系统的示例。在图14中，与图1和图13中相同的部分被赋予了相同的标号。
在图14中，图2中说明的分局终端2设置在金融机构的服务区中。如图2中所述，分局终端2设置有手掌影像捕获装置1、连接到影像捕获装置1的分局终端计算机(例如，个人计算机)2-1、键盘2-2、显示器2-3，以及IC卡读取器/写入器2-4。
类似于图2，手掌影像捕获装置1具有传感器单元18、用以支承用户手腕的前引导部14、以及用以引导用户手指的后引导部13。请求静脉认证的用户将他的手置于该手掌影像捕获装置1上方。手掌影像捕获装置(下文中，“影像捕获装置”)1读取手掌的影像，并且将该影像发送到计算机2-1。
IC卡读取器/写入器2-4从用户持有的IC卡5读取数据并向其写入数据。IC卡5是公知的信用卡大小的卡，包括具有存储器和CPU的IC芯片，并且具有外部端子。
影像捕获装置1、IC卡读取器/写入器2-4、键盘2-2，以及显示器2-3都连接到计算机2-1，并且执行如上所述的血管影像提取、形状登记以及其它处理。
终端2经由LAN(局域网)80连接到服务器4。服务器4具有临时文件4-1，并且连接到主机7。服务器4还经由第二LAN 82连接到多个自动交易机(ATM)6。
这种ATM 6可以用来执行基于静脉认证的交易。为了使用ATM 6来执行取款交易和其它金融交易，用户将他的手保持设置在ATM 6中的影像捕获装置1-1上方。影像捕获装置1-1读取手掌的影像。ATM 6具有IC卡读取器/写入器60，该IC卡读取器/写入器60读取用户保持的IC卡5中的数据并将数据写入该IC卡中。
在该实施例中，在登记时，终端2将血管影像特征数据70存储在用户的IC卡5中，并且将外形数据72存储在主机7的静脉数据库7-1中。在ATM 6处，将用户的IC卡5插入IC卡读取器/写入器60中，读取标识号，经由服务器4从主机7的静脉数据库7-1读取外形数据，并且在UOP 6-1上显示该外形。
IC卡5设置有用于图6的验证处理44和登记血管影像检索处理46的功能。由ATM 6的影像捕获装置1-1读取并提取的验证时的血管影像特征数据经由IC卡读取器/写入器60传送到IC卡5。利用上述验证处理44和登记血管影像检索处理46，IC卡5对照验证血管影像特征数据来验证登记血管影像特征数据，并且将验证结果通知给ATM 6的控制单元67。
作为上述的结果，登记血管影像数据70还保留在IC卡5中，而且不被ATM 6读取，从而可以防止违法复制，有助于提高安全性。
此外，如图11和图12所述，除了登记时的外形(登记形状)之外，在UOP 6-1上还可以显示验证时的外形(验证形状)。即，如图12所示，将登记时的手的外形(登记形状)与验证时的手的外形(验证形状)相组合进行显示。
而且在该实施例中，除了与图1中类似的有利结果之外，还在IC卡5内执行验证，这有助于提高安全性；此外，因为在生物特征认证中不直接使用外形，所以即使这种形状存储在主机7上，也可以防止降低安全性，并且可以减轻IC卡5上的负担。
生物特征认证系统的第四实施例图15示出了本发明第四实施例的生物特征认证系统的构成。在图15中，类似于图1、图13以及图14，示出了金融机构中的手掌静脉认证系统，作为生物特征认证系统的示例。在图15中，与图1、图13以及图14中相同的部分被赋予了相同的标号。
在图15中，图2中说明的分局终端2设置在金融机构的服务区中。如图2中所述，分局终端2设置有手掌影像捕获装置1，和连接到其的分局终端计算机(例如，个人计算机)2-1、键盘2-2、显示器2-3，以及IC卡读取器/写入器2-4。
类似于图2，手掌影像捕获装置1具有传感器单元18、用以支承用户手腕的前引导部14、以及用以引导用户手指的后引导部13。请求静脉认证的用户将他的手置于该手掌影像捕获装置1上方。手掌影像捕获装置(下文中，“影像捕获装置”)1读取手掌影像，并将该影像发送到计算机2-1。
IC卡读取器/写入器2-4从用户持有的IC卡5读取数据并向其写入数据。IC卡5是公知的信用卡大小的卡，包括具有存储器和CPU的IC芯片，并且具有外部端子。
影像捕获装置1、IC卡读取器/写入器2-4、键盘2-2，以及显示器2-3都连接到计算机2-1，并且执行如上所述的血管影像提取、形状登记以及其它处理。
终端2经由LAN(局域网)80连接到服务器4。服务器4具有临时文件4-1，并且连接到主机7。服务器4还经由第二LAN 82连接到多个自动交易机(ATM)6。
这种ATM 6可以用来执行基于静脉认证的交易。为了使用ATM 6来执行取款交易和其它金融交易，用户将他的手保持设置在ATM 6中的影像捕获装置1-1上方。影像捕获装置1-1读取手掌的影像。ATM 6具有IC卡读取器/写入器60，该IC卡读取器/写入器60读取用户保持的IC卡5中的数据并向其写入数据。
此外，ATM 6中设置有用于经由呼叫中心8和公共电路网络9进行电话通信的电话装置6-6。呼叫中心8中设置有连接到主机7的终端80。当用户通过ATM 6的电话装置6-6进行询问时，呼叫中心8处的专门人员操作终端80，同时观看终端80的显示器，答复用户通过电话装置的询问。
在该实施例中，在登记时，终端2将血管影像特征数据70存储在用户的IC卡5中，并且将外形数据72存储在主机7的静脉数据库7-1中。在ATM 6处，用户将IC卡5插入IC卡读取器/写入器60中，读取标识号，并且经由服务器4将标识号通知给主机7。利用该方法，主机7从静脉数据库7-1中读取外形数据，并且将该外形显示在呼叫中心8处的终端80的显示器上。
此外，IC卡5设置有用于图6的验证处理44和登记血管影像检索处理46的功能。由ATM 6的影像捕获装置1-1读取并提取的验证时的血管影像特征数据经由IC卡读取器/写入器60传送到IC卡5。利用上述验证处理44和登记血管影像检索处理46，IC卡5对照验证血管影像特征数据来验证登记血管影像特征数据，并且将验证结果通知给ATM 6的控制单元67。
在验证不成功的情况下，在ATM 6处，用户从电话装置6-6经由公共电路网络9对呼叫中心8处的专门人员进行呼叫，并且询问验证失败的原因。呼叫中心8处的专门人员观看终端80上的登记外形，并且答复用户。该专门人员详尽地告知验证失败的原因，并因此在观看登记外形时，可以向用户提供合适的引导和指示。
例如，在手掌认证中，可以观看手的登记外形，并且可以注意验证时影像捕获状态不同的部分。即，可以针对手与影像捕获装置1-1之间的距离、手指的展开、手指的下垂以及手指相对于影像捕获装置的位置，与登记时的影像捕获状态不同，进行指示。利用该方法，用户可以遵照专门人员的指示，改变影像捕获状态，并且可以获得满意的验证结果。
而且，登记血管影像数据70还保留在IC卡5中，而不被ATM 6读取，从而可以防止违法复制，有助于提高安全性。
此外，如图11和图12所述，经由服务器4和主机7，将验证时的外形从ATM 6传送到呼叫中心8的终端80。利用该方法，可以将验证时的外形(验证形状)连同登记时的外形(登记形状)一起显示在呼叫中心8的终端80的显示器上。即，如图12所示，一起显示验证时的手的外形(验证形状)与登记时的手的外形(登记形状)。
因而，专门人员可以观看登记时的外形(登记形状)和验证时的外形(验证形状)，并且可以提供合适的引导和指示。
而且在该实施例中，在IC卡5内执行验证，这有助于提高安全性；此外，因为在生物特征认证中不直接使用外形，所以即使这种形状存储在主机7上，也可以防止降低安全性，并且可以减轻IC卡5上的负担。
其它实施例在上述实施例中，针对手掌静脉图案认证说明了非接触生物特征认证；然而，还可以应用于对手背或手指中的静脉图案的认证，以及应用于掌纹或手的其他特征，应用于指纹、面部特征、以及利用其他身体部分的认证。此外，对应用于金融业务中的自动设备的生物特征认证系统进行了说明；但是也可以应用于自动售票机、自动售货机、以及不同区域中的其他自动设备，还可以应用于需要个人认证的计算机和涉及代替钥匙的开门/关门和其它任务。
此外，在ATM 6中，可以登记静脉图案(生物特征数据)，并且用户持有的介质不限于IC卡，而可以是便携式电话或其它便携式设备。此外，也可以应用于不采用介质的生物特征认证系统。此外，图11和图12中登记形状和验证形状的显示不限于横向排列，也可以是垂直排列，并且还可以是交叠显示。
在上面，已说明了本发明的实施例；但是，在本发明的范围内可以进行各种修改，而且这种修改不排除在本发明的范围之外。
通过在登记针对用户的身体部分的数据时，登记针对影像捕获的该身体部分的形状，并且在验证时向用户显示该身体部分的形状，用户可以直接识别登记时的身体部分影像捕获状态。结果，可以将用户引导至类似于登记时的身体部分影像捕获状态，从而提高验证效率。此外，即使生物特征认证不成功，也可以把身体部分引导到登记时的影像捕获状况，而不使用户不知所措，由此增加用户在进行生物特征认证时的便利性。特别地，当在自动设备中使用时，专门人员可能不在现场，但是可以向用户提供可靠的引导，由此提高验证的效率，并且有助于缩短验证所需的时间。
权利要求
1.一种生物特征认证系统，其对照通过影像捕获获得的身体部分的特征数据验证在存储单元中登记的身体部分的特征数据，以执行个人认证，包括影像捕获装置，其采用非接触的方式捕获身体部分的影像；控制装置，其从捕获的身体部分的影像中提取该身体部分的特征数据，并且对照登记的特征数据验证提取的特征数据，以执行个人认证；以及显示装置，其在进行个人认证时，显示存储单元中存储的在登记身体部分的特征数据时从影像捕获获得的身体部分的形状。
2.根据权利要求1所述的生物特征认证系统，其中，所述控制装置在显示装置上显示验证时由影像捕获装置在影像捕获中获得的身体部分的形状，还显示登记时的身体部分的形状。
3.根据权利要求1所述的生物特征认证系统，其中，所述存储单元在登记身体部分的特征数据时存储在对身体部分的影像捕获中获得的身体部分的形状数据和身体部分的特征数据，并且其中，所述控制装置在进行生物特征认证时，从存储单元读取身体部分的形状数据和身体部分的特征数据。
4.根据权利要求1所述的生物特征认证系统，还包括生物特征认证数据登记装置，该生物特征认证数据登记装置捕获身体部分的影像，从捕获的影像中提取身体部分的形状数据和身体部分的特征数据，并且将所述数据存储在存储单元中。
5.根据权利要求3所述的生物特征认证系统，还包括输入单元，该输入单元用于输入标识号，以便从存储单元检索要对其执行个人认证的用户的身体部分的形状数据。
6.根据权利要求5所述的生物特征认证系统，其中，所述输入单元是由用户持有的便携式单元。
7.根据权利要求1所述的生物特征认证系统，其中，所述存储单元设置在连接到所述控制装置的上级装置中。
8.根据权利要求1所述的生物特征认证系统，其中，所述存储单元设置在由用户持有的便携式单元中。
9.根据权利要求1所述的生物特征认证系统，其中，所述存储单元包括上级装置，其连接到控制装置，并存储身体部分的形状数据；和便携式单元，其由用户持有，并存储身体部分的特征数据。
10.根据权利要求1所述的生物特征认证系统，包括通信单元，在进行个人认证时，用户利用该通信单元向呼叫中心呼叫；和终端装置，其从存储单元读取用户的身体部分的形状，在呼叫中心的显示单元上显示身体部分的形状，并向用户提供引导。
11.根据权利要求1所述的生物特征认证系统，其中，所述影像捕获装置包括影像捕获单元，该影像捕获单元捕获用户的手的至少一部分的影像，并且其中，所述控制装置从捕获的影像中提取手的所述部分的血管影像数据。
12.根据权利要求8或权利要求9所述的生物特征认证系统，其中，所述便携式单元对照存储单元中登记的特征数据，验证从捕获的身体部分的影像中提取的身体部分的特征数据，并且执行个人认证。
13.一种生物特征认证方法，用于对照通过影像捕获获得的身体部分的特征数据验证在存储单元中登记的身体部分的特征数据，以执行个人认证，该生物特征认证方法包括以下步骤影像捕获步骤，利用影像捕获装置按非接触的方式捕获身体部分的影像；提取步骤，从捕获的身体部分的影像中提取该身体部分的特征数据；认证步骤，对照登记的特征数据验证提取的身体部分的特征数据；以及显示步骤，在进行个人认证时，在显示装置上显示存储单元中存储的在登记身体部分的特征数据时通过影像捕获获得的身体部分的形状。
14.根据权利要求13所述的生物特征认证方法，其中，所述显示步骤包括以下步骤在显示装置上显示验证时利用影像捕获装置在影像捕获中获得的身体部分的形状，还显示登记时的身体部分的形状。
15.根据权利要求13所述的生物特征认证方法，还包括以下步骤存储步骤，在登记身体部分的特征数据时，将在对身体部分的影像捕获中获得的身体部分的形状数据和身体部分的特征数据存储在存储单元中；和读取步骤，在进行生物特征认证时，从存储单元读取身体部分的形状数据和身体部分的特征数据。
16.根据权利要求13所述的生物特征认证方法，还包括登记步骤，该登记步骤用于捕获身体部分的影像，从捕获的影像中提取身体部分的形状数据和身体部分的特征数据，并且将所述数据存储在存储单元中。
17.根据权利要求15所述的生物特征认证方法，还包括输入步骤，该输入步骤用于输入标识号，以便从存储单元检索要对其执行个人认证的用户的身体部分的形状数据。
18.根据权利要求17所述的生物特征认证方法，其中，所述输入步骤包括从由用户持有的便携式单元输入的步骤。
19.根据权利要求13所述的生物特征认证方法，其中，所述认证步骤包括以下步骤从连接到用于执行认证的控制装置的上级装置中设置的存储单元。读取登记时的身体部分的形状数据和身体部分的特征数据。
20.根据权利要求13所述的生物特征认证方法，其中，所述认证步骤包括以下步骤从由用户持有的便携式单元中设置的存储单元，读取登记时的身体部分的形状数据和身体部分的特征数据。
21.根据权利要求13所述的生物特征认证方法，其中，所述显示步骤包括以下步骤从连接到执行认证的控制装置的上级装置读取身体部分的形状数据，并且其中，所述认证步骤包括以下步骤从由用户持有的便携式单元读取身体部分的特征数据。
22.根据权利要求13所述的生物特征认证方法，还包括以下步骤呼叫步骤，其中，用户在进行个人认证时从通信装置向呼叫中心进行呼叫；和引导步骤，从存储单元读取用户的身体部分的形状数据，在呼叫中心处的显示器上显示身体部分的形状，并向用户提供引导。
23.根据权利要求13所述的生物特征认证方法，其中，所述影像捕获步骤包括捕获用户的手的至少一部分的影像的影像捕获步骤，并且其中，所述认证步骤包括从捕获的影像中提取手的血管影像数据的一部分的步骤。
24.根据权利要求19所述的生物特征认证方法，其中，所述认证步骤包括以下步骤利用便携式单元，对照存储单元中登记的特征数据，验证从捕获的身体部分影像中提取的身体部分的特征数据，以执行个人认证。
全文摘要
生物特征认证系统和生物特征认证方法。生物特征认证系统使用生物特征信息执行个人认证，便于进行认证操作并减少了认证错误。存储单元在其中存储登记生物特征认证数据时捕获的用户的身体部分的形状，并且当对用户进行认证时，显示单元显示登记时的身体部分形状，以直接标识登记时的身体部分影像捕获状态，并引导至类似于登记时的身体部分影像捕获状态。可以有效地引导身体部分，使得认证时和登记时的身体部分影像捕获状况相一致，以提高验证效率。
文档编号G06K9/00GK1954775SQ20061008855
公开日2007年5月2日 申请日期2006年6月2日 优先权日2005年10月27日
发明者鎌田英夫, 田中博之 申请人:富士通株式会社, 富士通先端科技株式会社