説明

生体認証装置、生体認証プログラム及び生体認証方法

【課題】指紋情報等の生体情報を用いる生体認証に関し、生体情報の経年変化による誤認証を防止する。また、認証に用いられる登録データ更新の信頼性を高める。
【解決手段】過去の認証に用いた複数の照合データを保存する照合データ保持部(10)を備え、照合データ保持部に保持された過去の照合データと現在の登録データとから、登録データ更新時、再現性の高い特徴量(情報)の抽出、各特徴量の信頼度の評価により、その信頼度に基づいて新たな登録データを作成し、この新登録データに更新する。この結果、登録データの信頼性が高められ、生体情報の経年変化による誤認証を防止できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、指紋情報等の生体情報を用いる生体認証に供される装置、プログラム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、信頼性の高い個人認証を実現する技術として指紋認証等の生体認証が注目され、様々な場面で利用されている。
【0003】
生体認証には経年変化への対応が必要である。例えば、指紋認証では、個人を特定するための固有情報として指紋が用いられる。指紋は皮膚の一部であるため、時間経過等によってその状態は変化し得る。即ち、同一の個人に対する指紋認証を行っても、登録時点からの時間経過等により認証率が低下する場合がある。
【0004】
上述したような認証率の低下を回避するための試みとして、例えば、特許文献1では、登録データの更新時に、照合データで登録データを置き換える方式が開示されている。この方式では、登録データがその時の照合データに置き換えられてしまうため、登録データ更新のタイミングで誤照合が起きると、登録データが他人に置き換わってしまうという危険性がある。生体認証では、誤照合の可能性を完全に排除することはできないので、この問題は無視できない。また、登録データは、1回の操作で得られた生体情報のみから作成されるので、信頼性の低い特徴情報が登録されることを回避できない。
【0005】
また、別の試みとして、例えば、特許文献2では、登録データの更新時に、保持している複数の過去の照合データのいずれかで登録データを置き換える方式が開示されている。この方式では、過去のいずれかの照合データによって登録データが置き換えられてしまうため、依然として、他人の指に置き換えられる危険性がある。また、この方式にあっても、登録データが1回の操作で得られた生体情報で作成されるので、信頼性の低い特徴情報が登録されることを回避できない。
【0006】
さらに、別の試みとして、例えば、特許文献3では、登録データの更新時に、登録データの不良特徴点(2値画像と隆線方向データ等)をその時の照合データの特徴点で置き換える方式が記載されている。この方式では、登録データ更新のタイミングで誤照合が起きると、特徴点(2値画像と隆線方向データ)の一部が他人に置き換わる危険性がある。また、この方式はムービングウィンドウ方式のような特定の方式にしか対応することができない。
【0007】
その他の試みとして、例えば、特許文献4には、ユーザの顔面特徴量の変化に対応して辞書データを更新する制御装置が開示されている。特許文献5には、複数の指紋画像から抽出した特徴点の中で、再現性の高い特徴点のみからなる合成指紋データを生成する生体特徴データ合成方法が開示されている。特許文献6には、複数の指紋画像から抽出した特徴点の中で、再現生の高い特徴点のみからなる合成指紋データを登録データとする生体情報認証装置が開示されている。また、特許文献7には、登録データの更新を毎回行うのではなく、照合が難しくなってきた場合にのみ登録データの更新を行う指紋照合方法が開示されている。
【特許文献1】特許第3479871号公報
【特許文献2】特開2003−36441号公報
【特許文献3】特開平4−320583号公報
【特許文献4】特開2002−163654号公報
【特許文献5】特開2001−344604号公報
【特許文献6】特開2006−12080号公報
【特許文献7】特開2000−57343号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
このような生体情報を用いた認証において、登録データを認証運用時に一切更新しない場合には、登録時から登録データが更新されないため、生体の経年変化によって照合率が低下するおそれがある。また、登録時に信頼度の低い特徴量(例えば、傷により誤って端点と判定されてしまった特徴点)が登録された場合には、他人受入れや本人拒否といった誤認証の原因になり得る。
【0009】
また、特徴データを一定期間毎にその操作時の照合データで単に置き換えた場合、誤って他人との照合が行われたタイミングで別の生体情報に登録データが置換される可能性があるため、誤認証の原因になり得る。また、照合データが本人のものであっても、照合時(登録時)1回のみの情報から登録データが作成されると、信頼度の低い特徴量が登録されることを防止できない。
【0010】
このように生体情報を用いる認証においては、生体の経年変化に対応し、誤認証の発生を防止するため、登録データを最新データに更新することが必要であるし、また、登録データの更新が不用意に行われると、その更新時に他人のデータに置き換わる危険性があり、このような不都合を回避することが認証精度を高める上で不可欠である。
【0011】
斯かる要求や課題について、特許文献1〜7にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆はない。
【0012】
そこで、本発明の目的は、指紋情報等の生体情報を用いる生体認証に関し、生体情報の経年変化による誤認証を防止することにある。
【0013】
また、本発明の他の目的は、指紋情報等の生体情報を用いる生体認証に関し、認証に用いられる登録データの更新に係る信頼性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記目的を達成するため、本発明は、過去の認証に用いた複数の照合データを保存する照合データ保持手段を備え、照合データ保持手段に保持された過去の照合データと現在の登録データから、登録データ更新時、再現性の高い特徴量(情報)の抽出、各特徴量の信頼度の評価により、その信頼度に基づいて新たな登録データを作成し、この新登録データに更新する。この結果、登録データの更新に係る信頼性が高められ、生体情報の経年変化による誤認証を防止できる。
【0015】
上記目的を達成するため、本発明は、生体認証装置であって、登録データを保持する登録データ保持部と、前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持する照合データ保持部と、前記照合データ保持部の照合データと前記登録データ保持部の登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成する登録データ作成部とを備え、前記登録データ作成部で作成された新登録データにより前記登録データ保持部の前記登録データを更新することである。
【0016】
斯かる構成によれば、認証に用いる登録データが登録データ保持部に保持され、また、複数の照合データ(過去の認証で用いられた照合データ等)が照合データ保持部に保持され、また、登録データ作成部は、照合データ保持部にある照合データと登録データ保持部にある登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成し、この登録データにより登録データ保持部にある現登録データを更新することができる。即ち、生体認証での登録データ更新時に、過去複数回の照合データから各特徴量の信頼度を評価して、その信頼度に基づいて更新する特徴量が決定されるので、信頼性の高い登録データに更新することができ、登録データが他人の特徴情報を包含するという不都合を回避でき、他人受入れや本人拒否といった誤認証を防止できる。
【0017】
上記目的を達成するためには、上記生体認証装置において、好ましくは、前記登録データ作成部は、前記照合データ保持部にある照合データ間の照合を行うとともに、複数の照合データと前記登録データ保持部にある登録データとの間で照合を行い、これらの照合により、一致回数の多い特徴情報を用いて新登録データを作成することとしてもよいし、また、前記登録データ作成部は、再現性の高さを評価する際に、予め指定した登録データ又は照合データの重み付けをして評価することとしてもよい。斯かる構成によっても、上記目的を達成できる。
【0018】
上記目的を達成するためには、上記生体認証装置において、好ましくは、生体情報を入力させる生体情報入力部と、入力された生体情報から照合用の特徴情報を抽出する照合データ作成部と、前記照合データと予め登録されている登録データとを照合する照合部とを備え、前記照合部での照合結果が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記照合データを新たに照合データ保持部に格納することとしてもよいし、また、登録データの更新が必要か否かを判断する登録データ更新判断部を備え、前記登録データ更新判断部がデータ更新が必要であると判断した場合にのみ登録データを更新することとしてもよいし、また、前記登録データ更新判断部は、前記照合部での照合結果が予め定められた閾値よりも低い場合に、更新が必要であると判断することとしてもよい。斯かる構成によっても、同様に上記目的を達成できる。
【0019】
上記目的を達成するため、本発明は、コンピュータによって実行される生体認証プログラムであって、登録データを保持するステップと、前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持するステップと、前記照合データと前記登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成するステップと、新たに作成された新登録データにより前記登録データを更新するステップとを前記コンピュータに実行させることである。斯かる構成によっても、同様に上記目的を達成できる。
【0020】
上記目的を達成するため、本発明は、生体情報によって認証する生体認証方法であって、登録データを保持するステップと、前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持するステップと、前記照合データと前記登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成するステップと、新たに作成された新登録データにより前記登録データを更新するステップとを含むことである。斯かる構成によっても、上記目的が達成される。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【0022】
(1) 指紋等の生体の経年変化に対応することができ、登録データの更新の際に他人の指等の生体情報に登録データが置き換わる危険性を防止でき、安定して抽出される特徴情報のみを登録特徴情報に用いて更新できる。
【0023】
(2) 経年変化を生じた生体から得られる指紋情報等の生体情報から得られる再現性の高い特徴情報で登録データを更新でき、斯かる登録データを用いて信頼性の高い認証を実現できる。
【0024】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
〔第1の実施の形態〕
【0026】
第1の実施の形態について、図1を参照する。図1は、第1の実施の形態に係る指紋認証装置を示す図である。図1に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【0027】
この指紋認証装置2は、指紋情報等の生体情報を認証に用いる生体認証装置の一例であって、認証に指紋情報を用いる。この指紋認証装置2では、図1に示すように、生体情報入力部4と、照合データ作成部6と、照合部8と、照合データ保持部10と、登録データ保持部12と、登録データ更新判断部14と、登録データ作成部16と、登録データチェック部18とを備えている。
【0028】
生体情報入力部4は、生体として例えば、指から採取される指紋画像等の生体情報を読み込む生体情報入力手段であって、例えば、スイープ型指紋センサで構成される。
【0029】
照合データ作成部6は、採取された生体情報から照合に用いられる特徴情報を抽出する。この特徴情報は、指紋画像に現れる特徴点情報や、隆線形態を表すパターン情報等である。
【0030】
照合部8は、作成された照合データと、予め登録されている登録データとを照合し、本人であるか否かを判定する判定手段である。照合データは、照合データ保持部10に保持されており、照合データ保持部10は複数の照合データの保存手段である。また、登録データは、登録データ保持部12に保持され、登録データ保持部12は複数の登録データの保存手段である。
【0031】
登録データ更新判断部14は、登録データ保持部12にある登録データの更新が必要か否かを判断する判断手段である。
【0032】
登録データ作成部16は、登録データ保持部12に保存されている登録データと、照合データ保持部10に保存された複数の照合データとから、再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報を用いて新たに登録データを作成する手段である。
【0033】
登録データチェック部18は、登録データ作成部16により作成された登録データのチェック手段であって、登録データ保持部12に保持すべき登録データが適切であるか否かを判断する。
【0034】
次に、指紋照合の処理手順について、図2を参照する。図2は、指紋照合の処理手順を示すフローチャートである。図2に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【0035】
この指紋照合の処理手順は、生体情報として指紋情報を使用し、照合データの作成処理、照合データの格納、登録データの更新等の処理を包含している。そこで、この処理手順では、図2に示すように、指紋情報による照合が開始されると、生体情報入力部4から指紋情報が入力される(ステップS11)。生体情報入力部4から入力された指紋情報を用いて照合データを作成し(ステップS12)、予め登録データ保持部12に保存されている登録データとの照合を行う(ステップS13)。この照合に基づき、本人か否かの判定を行い(ステップS14)、本人と判定された場合(ステップS14のYES)には、その照合データを照合データ保持部10に格納する(ステップS15)。即ち、これが過去の照合データとして保存されることになる。
【0036】
この照合データの保存の後、登録データ更新判断部14では、登録データの更新の必要性を判断し(ステップS16)、登録データの更新が必要であると判断された場合(ステップS16のYES)には、登録データの更新を行い(ステップS17)、その後に、本人と判定する(ステップS18)。
【0037】
また、ステップS16において、登録データの更新が必要ないと判断された場合(ステップS16のNO)にも同様に、本人と判定し(ステップS18)、この処理を終了する。
【0038】
また、ステップS14において、本人でないと判定された場合(ステップS14のNO)には、他人と判定し(ステップS19)、この照合処理を終了する。
【0039】
この実施の形態では、照合結果により、照合データを照合データ保持部10に格納するか否かを判断したが、例えば、専用の閾値を設ける等、それ以外の方法で判断してもよい。
【0040】
また、照合結果により、本人と判定された場合のみ、登録データ更新の必要性を判断したが、他人と判断された場合にも、登録データ更新を判断してもよく、その場合は、別途閾値により判断する方法であってもよい。
【0041】
次に、登録データの更新について、図3を参照する。図3は、登録データ更新の処理手順を示すフローチャートである。図3に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【0042】
この処理手順では、登録データの更新方法又はそのプログラムの一例である。この処理手順は、図3に示すように、登録データの更新が必要と判断された場合は、登録データと照合データとから再現性の高い特徴情報を抽出して新登録データを作成する(ステップS21)。新登録データが適切であるか否かを、登録データチェック部18により判断し(ステップS22)、適切であると判断された場合には、登録データ保持部12にある登録データを更新する(ステップS23)。
【0043】
この処理手順において、特徴情報の抽出、特徴情報の再現性の評価、及び新登録データの作成は登録データ作成部16によって行う。この場合、再現性の高い特徴情報の抽出には、例えば、複数の照合データ間と、現登録データと複数の照合データ間で照合を行い、その結果、一致回数の多い特徴情報から新登録データを作成すればよい。
【0044】
再現性の評価は、例えば、現登録データの重みを大きくして評価する。このような現登録データの重みを大きくすれば、現登録データの特徴情報が大幅に変更されることがなく、また、大幅に変更される可能性が低くなるので、他人の生体情報に置き換わる危険性も低くなる。例えば、10のデータの中で7回一致した特徴情報を新登録データとして採用し、また、登録データの特徴情報に対する重み付けとして例えば、3倍の重み付けを行った場合には、登録データに存在する特徴情報は、残り9のデータの中で4回一致した特徴情報が存在すればよいことになる。これは、特に、現登録データに限った内容ではなく、予め信頼性の高い照合データが判明している場合は、その照合データの重みを大きくして評価してもよい。このような処理を行えば、現登録データの特徴情報が大幅に変更されることの危険性がなく、また、登録データの大幅な変更が抑制されるので、登録データを変更することの弊害を回避できる。
【0045】
登録データ更新判断部14では、例えば、照合部8での照合結果が予め定められた閾値よりも低い場合に、更新が必要であると判断する構成とすればよい。また、過去複数回の照合結果を保持すれば、それらの照合結果を登録データの更新に用いることができる。即ち、それらの照合結果を参照し、登録データの更新の必要性を判断すれば、より安定した登録データの更新の要否判断が可能になる。この判断は、照合部8での照合結果に対し、予め別に定められた閾値を設定し、その照合結果と閾値とを比較し、その閾値より照合結果が大きい場合(例えば、本人と判定された場合)に登録データの更新を行う構成とすれば、他人の生体情報に置き換わる危険性が小さくなる。
【0046】
登録データチェック部18では、新登録データが適切であるか否かを判断する。即ち、新登録データが適切であるかとは、新登録データに他人の生体情報が含まれているか否かの評価である。例えば、新登録データが現登録データと大幅に異なる場合には、本人の生体情報から乖離し、他人の特徴情報が多く含まれているか、又は、その後、照合し難くなる可能性がある。そのため、現登録データと新登録データとの差異を算出し、その差異が予め定められた閾値以下の場合に、適切なデータであると判断すればよい。また、新登録データの特徴情報が閾値より少ない場合(例えば、特徴点方式で、抽出された特徴点数が少ない場合)には適切なデータであると判断を回避し、新登録データの特徴情報が閾値より多い場合にのみ、適切なデータであると判断すればよく、斯かる処理により誤照合等の原因を回避できる。
【0047】
次に、登録データの更新処理について、図4、図5、図6、図7、図8及び図9を参照する。図4及び図5は、特徴点方式を用いた登録データの更新処理を示す図、図6及び図7は、登録テンプレートの方式を用いた登録データの更新処理を示す図、図8及び図9は、重み付けを付した登録データの更新処理を示す図である。図4〜図9に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【0048】
a) 特徴点方式
【0049】
登録データ更新について、特徴点方式では、図4に示すように、各特徴点の再現性を評価し、その評価結果に基づいて、図5に示すように、新登録データを作成すればよい。登録データ保持部12には現登録データA1(図4A)が登録されており、この現登録データA1は例えば、指紋画像であって、この現登録データA1には、図4Aに示すように、特徴点a、b、c、d、eを有する。各特徴点a、b、c、d、eは生体である指紋の隆線の分岐等である。これに対し、照合データ保持部10には、過去の照合に用いられた複数の照合データB1、B2、B3、B4(図4B)が登録され、各照合データB1、B2、B3、B4も同様に指紋画像であって、図4Bに示すように、照合データB1は、特徴点b、c、d、eに加え、登録データA1にはない特徴点f、gを有するが、特徴点aが欠落している。照合データB2、B3は、特徴点b、c、d、eに加え、登録データA1にはない特徴点fを有するが、特徴点aが欠落している。また、照合データB4は、特徴点b、c、d、eを有するとともに、登録データA1にはない特徴点hを有するが、特徴点aが欠落している。
【0050】
これらを特徴点a、b、c、d、e、f、g、hについて見ると、登録データA1には特徴点a、b、c、d、eが存在し、照合データB1には特徴点b、c、d、e、f、gが存在し、照合データB2、B3には特徴点b、c、d、e、fが存在し、照合データB4には特徴点b、c、d、e、f、hが存在している。
【0051】
これら特徴点の再現性即ち、有無により照合データを評価する。この評価の結果、照合データB1〜B4には再現性が高い特徴点fが存在し、再現性が低い特徴点aが現登録データA1に存在する。
【0052】
そこで、特徴点の再現性の評価に基づき、登録テンプレートの更新を行う。図5Aに示すように、現登録データA1には、再現性の低い特徴点aが存在し、再現性の高い特徴点fが存在していないので、図5Bに示すように、再現性の低い特徴点aを削除し、再現性の高い特徴点fを追加した新登録データA2を作成し、現登録データA1を新登録データA2に更新する。
【0053】
b)パターンマッチング方式
【0054】
登録データ更新について、パターンマッチング方式では、図6に示すように、各パターンの再現性を評価し、その評価結果に基づいて、図7に示すように、新登録データを作成すればよい。登録データ保持部12には現登録データA11(図6A)が登録されており、この現登録データA11は例えば、指紋画像であって、この現登録データA11は、図6Aに示すように、パターン線i上に特徴情報として欠落部jを有するパターン画像である。欠落部iは指紋であれば、隆線の欠落部分等である。これに対し、照合データ保持部10には、過去の照合に用いられた複数の照合データB11、B12、B13(図6B)が登録され、各照合データB11、B12、B13も同様に指紋画像であって、図6Bに示すように、照合データB11、B13は、欠落部jが生じていないパターン線のみからなるパターン画像であるのに対し、照合データB12は、パターン線間に短絡部kを生じたパターン画像である。
【0055】
これらをパターン線iのパターン、欠落部j及び短絡部kについて見ると、登録データA11には欠落部jが存在するが、短絡部kはなく、照合データB11、B13には欠落部jや短絡部kはなく、照合データB12には欠落部jはないが短絡部kが存在している。
【0056】
これらパターンの再現性即ち、パターンの形状、欠落部j、短絡部kの有無により照合データB11〜B13を評価する。この評価の結果、照合データB11、B13には、再現性が高い特徴点として欠落部jや短絡部kのないパターンが存在し、再現性が低い特徴点である欠落部jが現登録データA11に存在する。
【0057】
そこで、パターンの再現性を評価し、その評価結果に基づき、登録テンプレートの更新を行う。図7Aに示すように、現登録データA11には再現性の低い欠落部jが存在しているが、図7Bに示すように、再現性の低い欠落部jに対し、パターン線を補って新登録データA12を作成し、現登録データA11を新登録データA12に更新する。
【0058】
そして、登録データの更新について(特徴点方式やパターンマッチング方式)、このような登録データの更新後に、旧登録データを照合データ保持部10に格納してもよい。
【0059】
また、生体情報の経年変化による照合結果や認証への影響を低減するには直近の照合データのみから登録データを作成するのではなく、期間の開いた照合データ即ち、長期間に亘って使用した照合データから登録データを作成すれば、安定した登録データを生成できる。そのため、照合データ保持部10に保存する特徴情報は、それぞれ一定時間をあけて保存してもよい。斯かる処理とすれば、安定した登録データにより、照合精度を高めることができる。
【0060】
また、照合データ保持部10に新たなデータ保存に充てる格納領域がない場合は、各照合データの信頼度に応じて、削除する照合データを決定する構成としてもよい。斯かる構成とすれば、不必要な照合データの格納がないので、照合データ保持部10に設定される記憶手段の記録効率が高められる。
【0061】
信頼度の計算には、例えば、時系列で一番古い照合データを削除する方法や、照合データ間の照合結果から削除する方法を用いてもよい。また、照合データ保持部10の領域を有効利用するために、照合データ保持部10に保存される特徴情報を、登録データとの差分のみにしてもよい。この場合、登録データ更新時には、登録データと各差分から、照合データを得ることができる。
【0062】
上記第1の実施の形態から抽出される特徴事項や変形例等を以下に列挙する。
【0063】
(1) この指紋認証装置2では、上記の通り、過去に認証が成功した複数の照合データを保存する照合データ保持部10を持ち、登録データ更新時には、照合データ保持部10に格納された過去の照合データと、現在の登録データとから、再現性の高い特徴点(特徴量)を抽出し、それを新たな登録データとすることができる。
【0064】
(2) 登録データの更新処理には特徴点方式での登録データ更新、又はパターンマッチング方式での登録データ更新のいずれでも対応することができる。再現性の評価も上記実施の形態に限定されるものではない。
【0065】
(3) 照合データ保持部10に保存する照合データを、新しいデータから順番に保存するのではなく、時間間隔の開いたデータ(例えば季節毎)を保存してもよく、斯かる構成とすれば、生体の経年変化に即応することができる。
【0066】
(4) 現登録データから変更される特徴点(特徴量)の上限を決めておけば、さらに別の指の情報に置き換わる危険性を低くすることができる。
【0067】
(5) 照合データ保持部10に保存するデータを、照合データの全てを保存するのではなく、登録データとの差分(認証が成功しているデータなので、差分は小さい)のみを保存するので、保存領域を少なくすることができる。
【0068】
(6) 登録データ更新の際に、特徴量とともに各特徴量の信頼度を併せて記録し、照合スコア算出時には信頼度の高い特徴量の重みを大きくして評価することもできる。
【0069】
(7) 過去複数回の照合データから各特徴量の信頼度を評価して、その信頼度に基づいて登録データを更新するので、経年変化を考慮した信頼性の高い登録データを保持することができる。
【0070】
(8) 登録データが更新されるので、生体が経年変化してもそれに対応でき、認証精度の低下を抑制できるだけでなく、認証精度をより高めることができる。
【0071】
(9) 信頼度(再現性)の高い特徴量のみを登録データとするため、誤照合により指が置き換わる危険性が極めて低く、安定して抽出される特徴量のみを登録することが可能である。即ち、不安定な特徴量による誤照合を防止できる。
【0072】
〔第2の実施の形態〕
【0073】
第2の実施の形態について、図8及び図9を参照する。図8は、特徴点の再現性による重み付けをした照合処理を示す図、図9は、特徴点の再現性による重み付けをした他の照合処理を示す図である。図8及び図9に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【0074】
登録データ保持部12に、各特徴情報の再現性の高さを併せて保持し、照合時には、それら特徴情報の再現性の高さに応じて重み付けして照合してもよい。特徴情報の再現性に応じて、その特徴情報として、予め2種類の特徴点情報(通常の特徴点情報と高再現特徴点情報)を持った場合の照合例である。
【0075】
この照合処理では、図8Aに示すように、登録データA0には、複数の特徴点l、m、n、o、p、q、r、s、tが登録されており、これら特徴点l、m、n、o、p、q、r、s、t中、特徴点l、n、p、r、sは、高再現特徴点情報であって、その他は通常の特徴点情報である。高再現特徴点情報は、通常の特徴点よりも再現性が高い特徴点を示す。これに対し、照合データB10は、図8Bに示すように、複数の特徴点l、n、o、p、q、r、s及びuが含まれている。
【0076】
そこで、この照合データB10を登録データA0と照合すると、図8Cに示すように、照合結果C10が得られる。この照合結果C10では、特徴点l、n、o、p、q、r、sが登録データA0と一致し、一致した特徴点l、n、o、p、q、r、sには高再現特徴点l、n、p、r、sが含まれ、その一致数は5である。この一致数に対し、一定の閾値thとしてth=5とすれば、高再現特徴点の一致数が閾値th=5以上であって、通常の特徴点の一致数も閾値th=5以上となるので、照合データB10は、本人の生体情報であり、認証の結果、本人と判定する。
【0077】
また、この照合処理では、図9Aに示すように、登録データA0には、既述の通り、複数の特徴点l、m、n、o、p、q、r、s、tが登録されており、これら特徴点l、m、n、o、p、q、r、s、t中、特徴点l、n、p、r、sは、高再現特徴点情報であって、その他は通常の特徴点情報である。これに対し、照合データB20は、図9Bに示すように、複数の特徴点l、m、n、o、q、r、tが含まれている。
【0078】
そこで、この照合データB20を登録データA0と照合すると、図9Cに示すように、照合結果C20が得られる。この照合結果C20では、特徴点l、m、n、o、q、r、tが登録データA0と一致し、一致した特徴点l、m、n、o、q、r、tには高再現特徴点l、n、rが含まれ、高再現特徴点s、pは含まれていないので、その一致数は3である。この一致数に対し、一定の閾値thとしてth=5とすれば、通常の特徴点の一致数は閾値th=5以上となるのに対し、高再現特徴点の一致数が閾値th=5未満であるから、照合データB20は、本人の生体情報とは言えず、認証の結果、他人と判定する。
【0079】
このように通常の特徴点の一致数が閾値以上であっても、高再現特徴点が閾値以下であれば他人と判定することにより、本人拒否を増やすことなく、他人受入れを改善することができる。
【0080】
また、ここでは、予め2種類の特徴点情報に分ける例を示したが、勿論2種類以上に分類してもよい。また、それぞれの特徴点に再現性を示す数値を割り当てておき、特徴点毎に重み付けをしてもよい。この場合、例えば、重み2の特徴点が5個一致した場合、重み1の特徴点が10個一致した場合のいずれも照合スコア10として算出される。
【0081】
従って、斯かる実施の形態を用いても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【0082】
〔第3の実施の形態〕
【0083】
次に、第3の実施の形態について、図10を参照する。図10は、照合時以外での登録データ更新処理の処理手順を示すフローチャートである。図10に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【0084】
照合時以外での登録データ更新処理は、生体認証方法又は生体認証プログラムの一例であって、この登録データ更新処理には、照合データの保持数に閾値を設定する処理を含んでいる。
【0085】
照合時以外での登録データ更新処理は、図10に示すように、照合データ保持部10のデータ保持数に対して閾値を設定し、そのデータ保持数が閾値を超えたか否かを判定する(ステップS31)。データ保持数が閾値を超えていなければ(ステップS31のNO)、登録データの更新は不要であるから、この更新処理を終了する。また、データ保持数が閾値を超えていれば(ステップS31のYES)、登録データの更新の必要性について判定する(ステップS32)。登録データの更新が不要であれば(ステップS32のNO)、この更新処理を終了する。また、登録データの更新が必要であれば(ステップS32のYES)、登録データの更新を実行し(ステップS33)、登録データの更新の後、この更新処理を終了する。
【0086】
従って、斯かる実施の形態を用いても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【0087】
〔第4の実施の形態〕
【0088】
次に、第4の実施の形態について、図11を参照する。図11は、照合時以外での登録データ更新処理の処理手順を示すフローチャートである。図11に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【0089】
照合時以外での登録データ更新処理は、生体認証方法又は生体認証プログラムの一例であって、この登録データ更新処理には、一定の時間経過をデータ更新の契機とする処理を含んでいる。
【0090】
照合時以外での他の登録データ更新処理は、図11に示すように、登録データ更新時から一定時間の経過を監視する(ステップS41)。登録データ更新時から一定時間が経過していなければ(ステップS41のNO)、登録データの更新は不要であるから、この更新処理を終了する。また、登録データ更新時から一定時間が経過していれば(ステップS41のYES)、登録データの更新の必要性について判定する(ステップS42)。登録データの更新が不要であれば(ステップS42のNO)、この更新処理を終了する。また、登録データの更新が必要であれば(ステップS42のYES)、登録データの更新を実行し(ステップS43)、登録データの更新の後、この更新処理を終了する。
【0091】
従って、斯かる実施の形態を用いても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【0092】
〔第5の実施の形態〕
【0093】
第5の実施の形態について、図12を参照する。図12は、第5の実施の形態に係る指紋認証装置のハードウェア構成を示す図である。図12に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図12において、図1と同一部分には同一符号を付してある。
【0094】
この指紋認証装置2は、画像取得や指紋認証の情報処理手段としてコンピュータを備えて構成されており、プロセッサ100と、プログラム記憶部102と、データ記憶部104と、RAM(Random-Access Memory)106と、操作入力部108と、指紋センサ110と、表示部112とが設置され、これらはバス114によって連携されている。
【0095】
プロセッサ100は例えば、CPU(Central Processing Unit )で構成され、OS(Operating System)及びスライドチューニングプログラム等のアプリケーションプログラムの実行により、指紋画像等の生体画像の取得、登録データと照合データとの照合、登録データの更新処理、その他、各種データの格納や演算等を行う制御手段であって、RAM106とともに、既述の照合データ作成部6、照合部8、登録データ更新判断部14、登録データ作成部16、登録データチェック部18等に対応する。
【0096】
プログラム記憶部102は、プログラムを記録する記録手段の一例であって、コンピュータによって読み書き可能な記録媒体によって構成する。このプログラム記憶部102には、OS116や生体認証プログラム等のアプリケーションプログラム118等のルーチン等が格納される。
【0097】
データ記憶部104は既述の照合データ保持部10、登録データ保持部12に対応し、データを格納する格納手段の一例であって、指紋画像やスライド情報が格納される。このデータ記憶部104には、照合データ格納部120と、登録データ格納部122とが設定されている。
【0098】
RAM106はワークエリアを構成する。操作入力部108は、情報の入力等に用いられ、情報入力にはキーボード等が使用される。表示部112は情報提示手段であって、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)で構成される。
【0099】
指紋センサ110は既述の生体情報入力部4の一例であって、スライドする指から指紋を検出し、その指紋画像を取り込む手段であって、例えば、スウィープ型指紋センサで構成される。
【0100】
このような構成により、既述の指紋認証装置2が構成され、照合データの作成、登録データの作成、その更新、照合等の処理が行われる。
【0101】
従って、斯かる実施の形態を用いても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【0102】
〔他の実施の形態〕
【0103】
(1) 既述の指紋認証装置2は、パーソナルコンピュータ(PC)200(図13)、携帯装置300(図14)又は携帯情報端末機(PDA:Personal Digital Assistant)400(図15)等の各種電子機器に搭載される。PC200は、図13に示すように、筐体部202と筐体部204とをヒンジ部206で開閉可能に構成したものであり、筐体部202には、キーボード208(操作入力部108の一例)が設置されているとともに、指紋センサ110が設置され、筐体部204には表示部112が搭載されている。
【0104】
斯かる構成によれば、PC200において、指紋センサ110から入力された指紋情報の登録データを更新し、生体の経年変化による他人受入れや本人拒否等の誤認証を防止でき、信頼性の高い生体認証が行える。
【0105】
携帯装置300は図14に示すように、筐体部302と筐体部304とをヒンジ部306で開閉可能に構成したものであり、筐体部302には、キーボード308(操作入力部108の一例)が設置されているとともに、指紋センサ110が設置され、筐体部304には表示部112が搭載されている。
【0106】
同様に、携帯装置300においても、指紋センサ110から入力された指紋情報の登録データを更新し、生体の経年変化による他人受入れや本人拒否等の誤認証を防止でき、信頼性の高い生体認証が行える。
【0107】
PDA400は図15に示すように、筐体部402には、キーボード408(操作入力部108の一例)、指紋センサ110、表示部112が搭載されている。
【0108】
同様に、PDA400においても、指紋センサ110から入力された指紋情報の登録データを更新し、生体の経年変化による他人受入れや本人拒否等の誤認証を防止でき、信頼性の高い生体認証が行える。
【0109】
(2) 上記実施の形態では、生体認証装置として、指紋認証装置を例示したが、本発明は、指紋認証以外の例えば、静脈認証や虹彩認証等を用いた生体認証装置、生体認証方法、生体認証プログラム、その記録媒体にも適用できるものであって、上記実施の形態に限定されるものではない。
【0110】
次に、以上述べた本発明の実施の形態から抽出される技術的思想を請求項の記載形式に準じて付記として列挙する。本発明に係る技術的思想は上位概念から下位概念まで、様々なレベルやバリエーションにより把握できるものであり、以下の付記に本発明が限定されるものではない。
【0111】
(付記1) 登録データを保持する登録データ保持部と、
前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持する照合データ保持部と、
前記照合データ保持部の照合データと前記登録データ保持部の登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成する登録データ作成部とを備え、
前記登録データ作成部で作成された新登録データにより前記登録データ保持部の前記登録データを更新することを特徴とする生体認証装置。
【0112】
(付記2) 付記1の生体認証装置において、
前記登録データ作成部は、前記照合データ保持部にある照合データ間の照合を行うとともに、複数の照合データと前記登録データ保持部にある登録データとの間で照合を行い、これらの照合により、一致回数の多い特徴情報を用いて新登録データを作成することを特徴とする生体認証装置。
【0113】
(付記3) 付記1の生体認証装置において、
前記登録データ作成部は、再現性の高さを評価する際に、予め指定した登録データ又は照合データの重み付けをして評価することを特徴とする生体認証装置。
【0114】
(付記4) 付記1ないし3の生体認証装置において、
生体情報を入力させる生体情報入力部と、
入力された生体情報から照合用の特徴情報を抽出する照合データ作成部と、
前記照合データと予め登録されている登録データとを照合する照合部とを備え、
前記照合部での照合結果が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記照合データを新たに照合データ保持部に格納することを特徴とする生体認証装置。
【0115】
(付記5) 付記1ないし4の生体認証装置において、
登録データの更新が必要か否かを判断する登録データ更新判断部を備え、
前記登録データ更新判断部がデータ更新が必要であると判断した場合にのみ登録データを更新することを特徴とする生体認証装置。
【0116】
(付記6) 付記5の生体認証装置において、
前記登録データ更新判断部は、前記照合部での照合結果が予め定められた第一の閾値よりも低い場合に、更新が必要であると判断することを特徴とする生体認証装置。
【0117】
(付記7) 付記5の生体認証装置において、
前記登録データ更新判断部は、過去複数回の照合結果を保持しておき、それらの照合結果が予め定められた第一の閾値よりも低い場合に、更新が必要であると判断することを特徴とする生体認証装置。
【0118】
(付記8) 付記6、7の生体認証装置において、
前記登録データ更新判断部は、前記照合部での照合結果が予め定められた第二の閾値よりも高い場合に、更新が必要であると判断することを特徴とする生体認証装置。
【0119】
(付記9) 付記1ないし8の生体認証装置において、
前記登録データ作成部で作成された新登録データが適切であるかを否かを判断する登録データチェック部を備え、
登録データ更新時には、前記登録データチェック部で新登録データが適切であると判断された場合のみ登録データを更新することを特徴とする生体認証装置。
【0120】
(付記10) 付記9の生体認証装置において、
前記登録データチェック部は、前記登録データ作成部で作成された新登録データと、現登録データとの差異を比較し、その差異が予め定められた閾値以下の場合に、新登録データが適切であると判断することを特徴とする生体認証装置。
【0121】
(付記11) 付記9の生体認証装置において、
前記登録データチェック部は、新登録データの特徴情報量が閾値よりも多い場合に、新登録データが適切であると判断することを特徴とする生体認証装置。
【0122】
(付記12) 付記1ないし11の生体認証装置において、
登録データと照合データは、それぞれ特徴点情報であり、
前記登録データ作成部は、再現性の高い特徴点情報を抽出し、新登録データを作成することを特徴とする生体認証装置。
【0123】
(付記13) 付記1ないし11の生体認証装置において、
登録データと照合データは、それぞれパターン情報であり、
前記登録データ作成部は、再現性の高いパターン情報を抽出し、新登録データを作成することを特徴とする生体認証装置。
【0124】
(付記14) 付記1の生体認証装置において、
登録データ更新後に、旧登録データを照合データ保持部に格納することを特徴とする生体認証装置。
【0125】
(付記15) 付記1の生体認証装置において、
前記照合データ保持部に保存される照合データは、それぞれ一定期間以上経過したものであることを特徴とする生体認証装置。
【0126】
(付記16) 付記1の生体認証装置において、
前記照合データ保持部に新規にデータを格納する領域がない場合は、照合データ保持部に保存された特徴情報の信頼度を評価し、最も信頼度の低いデータを削除して、新規のデータを追加することを特徴とする生体認証装置。
【0127】
(付記17) 付記16の生体認証装置において、
信頼度を時間により判断する、即ち、最も古くに格納されたデータを削除することを特徴とする生体認証装置。
【0128】
(付記18) 付記16の生体認証装置において、
信頼度をそれぞれの照合結果により判断する、即ち、格納されたそれぞれのデータで照合を行い、その照合の結果、最も照合結果が悪かったデータを削除することを特徴とする生体認証装置。
【0129】
(付記19) 付記1の生体認証装置において、
前記照合データ保持部は、現登録データとの差異部分のみを保存することを特徴とする生体認証装置。
【0130】
(付記20) 付記1の生体認証装置において、
前記登録データ保持部に、各特徴情報の再現性の高さも併せて保持し、
照合時には、各特徴情報の再現性の高さに応じて、重み付けして照合することを特徴とする生体認証装置。
【0131】
(付記21) コンピュータによって実行される生体認証プログラムであって、
登録データを保持するステップと、
前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持するステップと、
前記照合データと前記登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成するステップと、
新たに作成された新登録データにより前記登録データを更新するステップと、
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする生体認証プログラム。
【0132】
(付記22) コンピュータによって実行される生体認証プログラムをコンピュータ読み書き可能に格納した記録媒体であって、
登録データを保持するステップと、
前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持するステップと、
前記照合データと前記登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成するステップと、
新たに作成された新登録データにより前記登録データを更新するステップと、
を前記コンピュータに実行させる生体認証プログラムをコンピュータ読み書き可能に格納した記録媒体。
【0133】
(付記23) 生体情報によって認証する生体認証方法であって、
登録データを保持するステップと、
前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持するステップと、
前記照合データと前記登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成するステップと、
新たに作成された新登録データにより前記登録データを更新するステップと、
を含むことを特徴とする生体認証方法。
【0134】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための最良の形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0135】
本発明は、指紋情報等の生体情報を用いる生体認証に関し、指紋等の生体の経年変化に対応することができ、登録データの更新の際に他人の指等の生体情報に登録データが置き換わる危険性を防止でき、安定して抽出される特徴情報のみを登録特徴情報に用いて更新できる等、指紋認証だけでなく、経年変化を伴う生体情報を用いた生体認証に広く用いることができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【0136】
【図1】第1の実施の形態に係る指紋認証装置を示す図である。
【図2】照合の処理手順を示すフローチャートである。
【図3】登録データ更新の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】登録データ更新の処理を示す図である。
【図5】登録データ更新の処理を示す図である。
【図6】登録データ更新の他の処理を示す図である。
【図7】登録データ更新の他の処理を示す図である。
【図8】登録データに重み付けをした照合処理を示す図である。
【図9】登録データに重み付けをした照合処理を示す図である。
【図10】第3の実施の形態に係る登録データ更新処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図11】第4の実施の形態に係る登録データ更新処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図12】第5の実施の形態に係る指紋認証装置のハードウェア構成を示す図である。
【図13】指紋認証装置が搭載されたPCを示す図である。
【図14】指紋認証装置が搭載された携帯装置を示す図である。
【図15】指紋認証装置が搭載されたPDAを示す図である。
【符号の説明】
【0137】
2 指紋認証装置
4 生体情報入力部
6 照合データ作成部
8 照合部
10 照合データ保持部
12 登録データ保持部
14 登録データ更新判断部
16 登録データ作成部
18 登録データチェック部
100 プロセッサ
102 プログラム記憶部
104 データ記憶部
106 RAM
108 操作入力部
110 指紋センサ
112 表示部
114 バス
116 OS
118 アプリケーション
120 照合データ格納部
122 登録データ格納部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
登録データを保持する登録データ保持部と、
前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持する照合データ保持部と、
前記照合データ保持部の照合データと前記登録データ保持部の登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成する登録データ作成部とを備え、
前記登録データ作成部で作成された新登録データにより前記登録データ保持部の前記登録データを更新することを特徴とする生体認証装置。
【請求項2】
請求項1の生体認証装置において、
前記登録データ作成部は、前記照合データ保持部にある照合データ間の照合を行うとともに、複数の照合データと前記登録データ保持部にある登録データとの間で照合を行い、これらの照合により、一致回数の多い特徴情報を用いて新登録データを作成することを特徴とする生体認証装置。
【請求項3】
請求項1の生体認証装置において、
前記登録データ作成部は、再現性の高さを評価する際に、予め指定した登録データ又は照合データの重み付けをして評価することを特徴とする生体認証装置。
【請求項4】
請求項1、2又は3の生体認証装置において、
生体情報を入力させる生体情報入力部と、
入力された生体情報から照合用の特徴情報を抽出する照合データ作成部と、
前記照合データと予め登録されている登録データとを照合する照合部とを備え、
前記照合部での照合結果が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記照合データを新たに照合データ保持部に格納することを特徴とする生体認証装置。
【請求項5】
請求項1、2、3又は4の生体認証装置において、
登録データの更新が必要か否かを判断する登録データ更新判断部を備え、
前記登録データ更新判断部がデータ更新が必要であると判断した場合にのみ登録データを更新することを特徴とする生体認証装置。
【請求項6】
請求項5の生体認証装置において、
前記登録データ更新判断部は、前記照合部での照合結果が予め定められた閾値よりも低い場合に、更新が必要であると判断することを特徴とする生体認証装置。
【請求項7】
コンピュータによって実行される生体認証プログラムであって、
登録データを保持するステップと、
前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持するステップと、
前記照合データと前記登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成するステップと、
新たに作成された新登録データにより前記登録データを更新するステップと、
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする生体認証プログラム。
【請求項8】
生体情報によって認証する生体認証方法であって、
登録データを保持するステップと、
前記登録データとの照合に用いる複数の照合データを保持するステップと、
前記照合データと前記登録データとから再現性の高い特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報により新たな登録データを作成するステップと、
新たに作成された新登録データにより前記登録データを更新するステップと、
を含むことを特徴とする生体認証方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2010−61528(P2010−61528A)
【公開日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−228379(P2008−228379)
【出願日】平成20年9月5日(2008.9.5)
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】