(57)【要約】【課題】身体的特徴を用いた認証処理における認証精度の向上を図り得る、生体認証装置、生体認証方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】生体認証装置１０は、対象者の生体データと予め登録されている登録者のデータとを対比して、両者が一致している度合いを示すスコアを算出する、スコア算出部１１と、スコアの最大値が第１の閾値以上であるか否かを判定し、判定の結果、最大値が第１の閾値以上である場合は、スコアが最大値となる登録者と対象者とが一致していると認定する、認識処理部１２とを備えている。認識処理部１２は、判定の結果、最大値が第１の閾値未満である場合は、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと最大値との差分を算出し、差分が第２の閾値以上であることを条件に、スコアが最大値となった登録者と対象者とが一致していると認定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の生体データを用いて認証を行なう装置であって、
前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、スコア算出部と、
算出されたスコアの最大値が第１の閾値以上であるか否かを判定し、
判定の結果、前記最大値が前記第１の閾値以上である場合は、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定し、
更に、判定の結果、前記最大値が第１の閾値未満である場合は、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第２の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、認識処理部と、
を備えていることを特徴とする生体認証装置。
【請求項２】
前記認証処理部が、前記最大値が第１の閾値未満である場合に、算出された差分が第２の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第３の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
請求項１または２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
対象者の生体データを用いて認証を行なうための方法であって、
（ａ）前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
（ｂ）算出されたスコアの最大値が第１の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
（ｃ）前記（ｂ）のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第１の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
（ｄ）前記（ｂ）のステップによる判定の結果、前記最大値が第１の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第２の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
を有することを特徴とする生体認証方法。
【請求項５】
前記（ｄ）のステップにおいて、前記最大値が第１の閾値未満である場合に、算出された差分が第２の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第３の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
請求項４に記載の生体認証方法。
【請求項６】
前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
請求項４または５に記載の生体認証方法。
【請求項７】
コンピュータによって、対象者の生体データを用いた認証を行なうためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
（ｂ）算出されたスコアの最大値が第１の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
（ｃ）前記（ｂ）のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第１の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
（ｄ）前記（ｂ）のステップによる判定の結果、前記最大値が第１の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第２の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
を実行させるプログラム。
【請求項８】
前記（ｄ）のステップにおいて、前記最大値が第１の閾値未満である場合に、算出された差分が第２の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第３の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
請求項７に記載のプログラム。
【請求項９】
前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
請求項７または８に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の身体的特徴を用いて認証処理を行なう、生体認証装置、生体認証方法、及びこれらを実現するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの処理速度の向上により、顔、声、指紋、手のひらの静脈といった、人の身体特徴によって認証を行なう生体認証技術が大きく発展し、様々な分野で実用されている。このような生体認証技術のうち、特に、人の顔の一致判定を行なう顔認証技術は、一般的な認証システムの他に、監視システム等にも利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、顔認証技術を用いた監視システムを開示している。具体的には、特許文献１に開示された監視システムは、先ず、集合住宅に入館する入館者の顔をカメラによって撮影し、撮影された顔の画像データと、予め登録されている居住者の顔の画像データとを対比する。そして、監視システムは、両者が一致しない場合は、更に、撮影された顔の画像データと予め登録されている不審者の顔の画像データとを対比し、撮影された顔の画像データと不審者の顔の画像データとが一致することを条件に、外部に通報を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２００８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、顔認証においては、撮影された顔の画像データと予め登録されている顔の画像データとが対比され、前者の後者に対する一致率（認識率）がスコアとして求められる。そして、スコアの値が閾値以上である場合に一致していると判断される。従って、特許文献１に開示された監視システムにおいては、判定に用いられる閾値の設定が重要であり、閾値の設定は、低すぎたり、高すぎたりしないように行なう必要がある。
【０００６】
しかしながら、閾値を適切に設定することは難しく、スコアの値が閾値未満であるにも拘わらず、実際は、撮影された人物と登録されている人物とが一致している場合がある。また、顔認証以外の他の生体認証においても、閾値を用いた判定が行なわれることから、同じような状況は、他の生体認証においても発生する可能生がある。
【０００７】
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、身体的特徴を用いた認証処理における認証精度の向上を図り得る、生体認証装置、生体認証方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一側面における生体認証装置は、対象者の生体データを用いて認証を行なう装置であって、
前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、スコア算出部と、
算出されたスコアの最大値が第１の閾値以上であるか否かを判定し、
判定の結果、前記最大値が前記第１の閾値以上である場合は、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定し、
更に、判定の結果、前記最大値が第１の閾値未満である場合は、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第２の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、認識処理部と、
を備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における生体認証方法は、対象者の生体データを用いて認証を行なうための方法であって、
（ａ）前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
（ｂ）算出されたスコアの最大値が第１の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
（ｃ）前記（ｂ）のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第１の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
（ｄ）前記（ｂ）のステップによる判定の結果、前記最大値が第１の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第２の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
を有することを特徴とする。
【００１０】
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、コンピュータによって、対象者の生体データを用いた認証を行なうためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
（ｂ）算出されたスコアの最大値が第１の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
（ｃ）前記（ｂ）のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第１の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
（ｄ）前記（ｂ）のステップによる判定の結果、前記最大値が第１の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第２の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、身体的特徴を用いた認証処理において認証精度の向上を図り得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態において登録者データベースに格納されているデータの一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における生体認証装置の動作を示すフロー図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態で得られたスコアの算出結果の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における生体認証装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、生体認証装置、生体認証方法、及びプログラムについて、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００１４】
［装置構成］
最初に、図１を用いて、本実施の形態における生体認証装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態における生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示す本実施の形態における生体認証装置１０は、対象者４０の生体データを用いて認証を行なう装置である。本実施の形態では、生体認証装置１０は、対象者４０の顔の画像データを生体データとして用いる顔認証装置であり、監視システムとして利用されている。また、このため、生体認証装置１０は、カメラ２０及び表示装置３０に接続されている。
【００１６】
図１に示すように、生体認証装置１０は、スコア算出部１１と、認識処理部１２と、登録者データベース１３と、データ取得部１４とを備えている。このうち、データ取得部１４は、カメラ２０から出力された撮影データから、対象者の顔の画像データを生体データとして取得する。登録者データベース１３は、登録者毎に顔の画像データを格納している。
【００１７】
スコア算出部１１は、まず、データ取得部１４によって取得された生体データ、即ち、対象者４０の顔の画像データと、登録者データベース１３に予め登録されている登録者の画像データ（以下「登録画像データ」と表記する。）とを対比する。そして、スコア算出部１１は、各登録画像データが生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する。
【００１８】
また、認証処理部１２は、まず、登録画像データ毎に算出されたスコアの最大値Ｓ１が第１の閾値α以上であるか否かを判定する。そして、認証処理部１２は、判定の結果、最大値Ｓ１が第１の閾値α以上である場合は、スコアが最大値Ｓ１となる登録者と対象者４０とが一致していると認定する。なお、以降の説明では、第１の閾値を「発報スコア」と表記する。
【００１９】
一方、認証処理部１２は、判定の結果、最大値Ｓ１が発報スコアα未満である場合は、スコアが最大値Ｓ１となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアＳ２と最大値Ｓ１との差分△Ｓを算出する。そして、認証処理部１２は、算出した差分△Ｓが第２の閾値β以上であることを条件に、スコアが最大値Ｓ１となった登録者と対象者とが一致していると認定する。なお、以降の説明では、第２の閾値を「分離スコア」と表記する。
【００２０】
このように、本実施の形態では、生体認証装置１０は、スコア算出部１１によって算出されたスコアが発報スコアα未満であっても、一律に、対象者４０が登録者に一致していないと判断せず、再度、分離スコアβを用いて登録者に一致するか否かを判断する。このため、一致しているかどうかが微妙な場合であっても、確実に判断でき、認証精度の向上が図られる。
【００２１】
ここで、図１に加え、図２を用いて、本実施の形態における生体認証装置の構成を更に具体的に説明する。図２は、本発明の実施の形態において登録者データベースに格納されているデータの一例を示す図である。
【００２２】
図２に示すように、本実施の形態では、登録者データベース１３には、登録者毎に、画像データが関連付けられて格納されている。図２の例では、一人の登録者につき３つの画像データが格納されている。また、各画像データは、予め、異なった角度から登録者を撮影することによって得られている。
【００２３】
また、本実施の形態では、スコア算出部１１は、データ取得部１４で取得された対象者４０の顔の画像データと、登録者データベース１３に登録されている登録画像データそれぞれとを対比し、登録画像データ毎にスコアを算出する。
【００２４】
更に、スコア算出部１１は、スコアの算出においては既存の顔認識技術を用いることができる。既存の顔認識技術としては、例えば、特開２００６−３３８０９２号公報等に開示された顔認識技術が上げられる。なお、スコア算出部１１が利用する顔認識技術は、既存の技術に限られず、今後開発される顔認識技術であっても良い。
【００２５】
認証処理部１２は、上述したように、まず、算出されたスコアの中から最大値Ｓ１を特定し、この最大値Ｓ１が、発報スコアα以上であるかを判定する。これにより、対象者４０がいずれかの登録者に明らかに似ている場合と明らかに似ているとはいえない場合とに区別される。
【００２６】
また、認証処理部１２は、明らかに似ているとはいえない場合に、分離スコアβを用いた判定を行なうが、本実施の形態においては、このとき、発報スコアαより値が小さい第３の閾値γ（α＞γ）を用いることができる。なお、以降の説明では、第３の閾値を「分離下限スコア」と表記する。
【００２７】
具体的には、認証処理部１２は、スコアの最大値Ｓ１が発報スコアα未満である場合は、差分△Ｓが分離スコアβ以上であること、及びスコアの最大値Ｓ１が分離スコアγ以上であることの２つ条件が満たされる場合に、スコアが最大値Ｓ１となった登録者と対象者４０とが一致していると認定することができる。この場合は、似ていない可能生が高い場合を確実に除外できるので、認証精度を更に向上させることが可能となる。
【００２８】
また、本実施の形態では、発報スコアα、分離スコアβ、及び分離下限スコアγは、例えば、一致の有無が予め分かっている対象者と登録者とによる実験を行なうことで設定することができる。更に、発報スコアα、分離スコアβ、及び分離下限スコアγは、生体認証装置１０の運用実績、カメラ２０の設置環境、撮影時刻等に応じて適宜補正されても良い。
【００２９】
また、本実施の形態において用いられるカメラ２０としては、撮影した映像をデジタルデータとして出力する機能が備えられたＩＰカメラが挙げられる。更に、本実施の形態では、カメラ２０は、設定されたエリアを通る人物の顔が撮影範囲に入るように設置されている。
【００３０】
［装置動作］
次に、本発明の実施の形態における生体認証装置１０の動作について図３を用いて説明する。また、本実施の形態では、生体認証装置１０を動作させることによって、生体認証方法が実施される。よって、本実施の形態における生体認証方法の説明は、以下の生体認証装置１０の動作説明に代える。なお、以下の説明では、適宜図１及び図２を参酌する。
【００３１】
図３に示すように、まず、カメラ２０によって対象者４０が撮影され、カメラ２０から、撮影データが出力されると、データ取得部１４が、出力されてきた撮影データから、登録者４０の顔の画像データを生体データとして取得する（ステップＳ１）。また、データ取得部１４は、取得した画像データをスコア算出部１１に入力する。
【００３２】
次に、スコア算出部１１は、対象者４０の顔の画像データと、登録者データベース１３に予め登録されている全ての登録画像データとを対比し、登録画像データ毎にスコアを算出する（ステップＳ２）。算出結果は、例えば、図４に示す通りとなる。図４は、本発明の実施の形態で得られたスコアの算出結果の一例を示す図である。その後、スコア算出部１１は、算出結果を、認識処理部１２に入力する。
【００３３】
次に、認識処理部１２は、登録画像データ毎に算出されたスコアの中から最大値Ｓ１を特定し、最大値Ｓ１が発報スコアα以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３の判定の結果、スコアの最大値Ｓ１が発報スコアα以上である場合は、認識処理部１２は、対象者４０は、スコアが最大値Ｓ１となった登録画像データの登録者であると認定する（ステップＳ６）。
【００３４】
一方、ステップＳ３の判定の結果、スコアの最大値Ｓ１が発報スコアα未満である場合は、認識処理部１２は、スコアが最大値Ｓ１となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアＳ２と最大値Ｓ１との差分△Ｓを算出する（ステップＳ４）。
【００３５】
次に、認識処理部１２は、差分△Ｓが分離スコアβ以上であること、及びスコアの最大値Ｓ１が分離スコアγ以上であることの２つ条件が満たされているかどうかを判定する（ステップＳ５）。
【００３６】
ステップＳ５の判定の結果、２つの条件が満たされている場合は、認識処理部１２は、ステップＳ６を実行し、この場合も、対象者４０は、スコアが最大値Ｓ１となった登録画像データの登録者であると認定する。ステップＳ６が実行されると、認識処理部１２は、対象者４０が登録者であることを示すデータを表示装置３０に出力し、結果を表示させる（ステップＳ７）。
【００３７】
一方、ステップＳ５の判定の結果、２つの条件が満たされていない場合は、認識処理部１２は、対象者４０は、登録者でないことを示すデータを表示装置３０に出力し、結果を表示させる（ステップＳ７）。
【００３８】
具体的には、図４の例では、登録者Ａの画像データＡ１について算出されたスコアが、最大値Ｓ１（＝６５）となるが、この値は発報スコア（＝７０）以下である。よって、ステップＳ３の判定はＮｏとなる。
【００３９】
次に、登録者Ａ以外の登録者について比較すると、最もスコアの高いのは登録者Ｂである。よって、登録者Ｂのスコアの最大値は、画像データＢ１のスコアであるから、この値がＳ２（＝２３）となる。よって、差分△Ｓは、６５−２３＝４２となり、分離スコアβよりも高い値となる。また、最大値Ｓ１は、分離下限スコアγ（＝５０）より高い値である。従って、ステップＳ５の判定はイエスとなり、対象者４０は登録者Ａである旨が表示装置３０に表示される。
【００４０】
このように、本実施の形態では、対象者４０が登録者であるかどうかは、２値的に判定されないため、従来に比べて、認証精度の向上を図ることが可能となる。また、本実施の形態における生体認証装置１０は、顔認証以外の認証、例えば、音声認証、指紋認証、静脈認証にも適用でき、このような場合であっても認証精度の向上を図ることができる。また、本実施の形態における生体認証装置１０は、上述した監視システムに加え、認証システム、入退出管理システム等に利用することもできる。
【００４１】
［プログラム］
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図３に示すステップＳ１〜Ｓ７を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における生体認証装置１０と生体認証方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、スコア算出部１１、認識処理部１２、データ取得部１４として機能し、処理を行なう。また、登録者データベース１３は、コンピュータに備えられたハードディスク等の記憶装置に、これを構成するデータファイルを格納することによって実現できる。なお、登録者データベース１３を実現する記憶装置は、ネットワークを介して、上記コンピュータに接続されていても良い。
【００４２】
ここで、実施の形態におけるプログラムを実行することによって、生体認証装置を実現するコンピュータについて図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態における生体認証装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
【００４３】
図５に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２０を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
【００４４】
ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
【００４５】
また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、表示装置３０と接続され、表示装置３０での表示を制御する。
【００４６】
データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。更に、通信インターフェイス１１７には、カメラ３０（図５において図示せず、図１参照）も接続される。
【００４７】
また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記憶媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明によれば、身体的特徴を用いた認証処理において認証精度の向上を図り得ることができる。本発明は、種々の認証システム、監視システム、入退出管理システム等に利用できる。また、本発明は、個人が使用する端末装置の認証に利用することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  生体認証装置
１１  スコア算出部
１２  認識処理部
１３  登録者データベース
１４  データ取得部
２０  カメラ
３０  表示装置
４０  対象者
１１０  コンピュータ
１１１  ＣＰＵ
１１２  メインメモリ
１１３  記憶装置
１１４  入力インターフェイス
１１５  表示コントローラ
１１６  データリーダ／ライタ
１１７  通信インターフェイス
１１８  入力機器
１１９  記録媒体
１２０  バス
【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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