(57)【要約】【課題】  この発明は、生体情報を取得する際の環境のばらつきが大きい場合にも順応して認証を行うことができる。【解決手段】  この発明は、記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータを用いて個人の認証を行う個人認証システムにおいて、新たに認証された生体情報に基づくデータと記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータの中で一番照合度合い低いものを残して上記記憶媒体に更新するようにしたものである。【選択図】  図１
2006072540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータを用いて個人の認証を行う個人認証システムにおいて、
新たに認証された生体情報に基づくデータと記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータの中で一番照合度合いの低いものを残して上記記憶媒体に更新登録する処理手段を設けたことを特徴とする個人認証システム。
【請求項２】
上記記憶媒体に登録される生体情報に基づくデータが４つであり、２つが精度保障用であり、１つが外乱成分の吸収用であり、１つが更新対象用であることを特徴とする請求項１に記載の個人認証システム。
【請求項３】
個人の生体情報を取得する取得手段と、
この取得手段により取得した生体情報から特徴情報を抽出する抽出手段と、
この抽出手段により抽出された１つの特徴情報とあらかじめ記憶媒体に記憶されている個人認証用のそれぞれ入力条件の異なる複数の生体情報の特徴情報との照合を行い、１つでも照合度合いが所定値よりも大きい場合に、上記個人を認証する認証手段と、
この認証手段により個人が認証された際に、上記各特徴情報の内、照合度合いが一番低い特徴情報を残して記憶媒体内の特徴情報を更新する更新手段と、
を具備したことを特徴とする個人認証システム。
【請求項４】
個人の生体情報を取得する取得手段と、
この取得手段により取得した生体情報から特徴情報を抽出する抽出手段と、
この抽出手段により抽出された１つの特徴情報とあらかじめ記憶媒体に記憶されている個人認証用のそれぞれ入力条件の異なる４つの生体情報の特徴情報との照合を行い、１つでも照合度合いが所定値よりも大きい場合に、上記個人を認証する認証手段と、
この認証手段により個人が認証された際に、上記各特徴情報の内、照合度合いが下から２番目以外の特徴情報により記憶媒体内の特徴情報を更新する更新手段と、
を具備したことを特徴とする個人認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、記憶媒体に登録されている複数の生体情報に対応するデータを用いて個人の認証を行う個人認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、入退出管理システムにおける個人認証用あるいはパソコン等の機器のオンカードマッチングにおける個人認証用として個人の生体情報（顔画像、指紋情報、網膜情報、声紋情報等）から得られるデータが用いられている。
この場合、生体情報の取り込みの際、入力デバイス（接触式センサ・静電容量センサ・近赤外線・カメラほか）で入力した画像情報から個人固有の特徴データを取り出し、統計的な手法などの計算機処理により、個人を特定するためのデータ（テンプレート）が作成される。認証時に、同一あるいは類似の入力デバイスを用い、同一処理で算出したデータと保存してあるテンプレートを比較する。
【０００３】
生体認証方式としては、指紋・静脈・掌形・虹彩・声・顔・サインなど、全ての方式が対象となる。
【０００４】
ＩＣチップなど有限サイズの媒体に生体情報を書き込む際に、入力条件のばらつきや経年変化などを担保する理由から、複数個（個数は上限を固定）のテンプレートを保持する場合のテンプレートの取捨選択の手段に関する。
【０００５】
従来の技術では、次のような問題点がある。
【０００６】
１、古いものから順に置き換える方式
従来方式として、書き込み日時情報を元に古いものから1個置き換える方式がある。
【０００７】
この場合、経年変化の影響に比べ、生体のセンサと位置関係や外乱や瞬時的な生体自体の変化といった、入力環境のばらつきが大きい場合に、最古のものが一番かけ離れているとはいえないケースがあるので、適切な選択とはいえない。
【０００８】
２、類似度の低いものから１個置き換える方式
従来方式として、総当りで各テンプレートとの類似度を求め、その値の低いものから順に置き換える（現入力に対して最も似ていないものを都度捨てる）方式がある。
【０００９】
経年変化の影響に比べ、生体のセンサと位置関係や外乱や瞬時的な生体自体の変化といった、入力環境のばらつきが大きい場合に、最も類似度の低いものがその入力に対して最良であっても、適切な選択とはいえない。類似度の最も低いものが前述のばらつきの固有情報を多く含んでいる場合があるためである。
【００１０】
さらに、具体的に説明する。
現在、指紋や顔画像による生体認証が実用化されている。（特許文献１）
このような生体情報を用いた認証というのは１００％確実なものではないという欠点がある。
そこで、それを補う方法として、違う入力状態で登録したパターンデータを複数個持っていて、そのいずれかと合えば認証が行えるというものである。
たとえば、指紋のシステムにおいて、親指のデータを１つだけ登録すると、登録間違いがある場合、本人のものであるが、月曜日に入れた親指のデータ、火曜日に入れた親指のデータ、水曜日に入れた親指のデータを用いるものが実用化されている。この場合、親指のデータを画像処理したもので認証するため、そこからできる登録データはそれぞれ若干異なったものとなっている。このように登録データを複数個用意しておいてどれかに合えは゛本人と認証するシステムが実用化されている。
コンピュータシステムでデータを複数個用いる場合には問題がないが、ＩＣカードのような媒体に登録し、そこから読んで認証する場合には、そこに入れる個数が有限個に限られてしまうため、より効率的な更新方法を生体情報に依存しないで選別できるものが要望されている。
たとえば、顔画像の認証の場合には、昼間に登録したデータ（外光により顔の表面が明るい状態）と夜間に登録したデータ（照明に対し逆光となり顔の表面が暗い状態）があった場合に、昼間の利用により、登録データが昼間用のデータに更新されてしまい、夜間に本人による認証が行われた際に、対応するデータが選別されて残ってないため、認証されないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−３１２４５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータを用いて個人の認証を行う個人認証システムにおいて、新たに認証された生体情報に基づくデータと記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータの中で一番照合度合い低いものを残して上記記憶媒体に更新登録することにより、生体情報を取得する際の環境のばらつきが大きい場合にも順応して認証を行うことができる個人認証システム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】
【００１２】
この発明の個人認証システムは、記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータを用いて個人の認証を行うものにおいて、新たに認証された生体情報に基づくデータと記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータの中で一番照合度合いの低いものを残して上記記憶媒体に更新登録するようにしたものである。
この発明の個人認証システムは、個人の生体情報を取得する取得手段と、この取得手段により取得した生体情報から特徴情報を抽出する抽出手段と、この抽出手段により抽出された１つの特徴情報とあらかじめ記憶媒体に記憶されている個人認証用のそれぞれ入力条件の異なる複数の生体情報の特徴情報との照合を行い、１つでも照合度合いが所定値よりも大きい場合に、上記個人を認証する認証手段と、この認証手段により個人が認証された際に、上記各特徴情報の内、照合度合いが一番低い特徴情報を残して記憶媒体内の特徴情報を更新する更新手段とから構成される。
この発明の個人認証システムは、個人の生体情報を取得する取得手段と、この取得手段により取得した生体情報から特徴情報を抽出する抽出手段と、この抽出手段により抽出された１つの特徴情報とあらかじめ記憶媒体に記憶されている個人認証用のそれぞれ入力条件の異なる複数の生体情報の特徴情報との照合を行い、１つでも照合度合いが所定値よりも大きい場合に、上記個人を認証する認証手段と、この認証手段により個人が認証された際に、上記各特徴情報の内、照合度合いが下から２番目以外の特徴情報により記憶媒体内の特徴情報を更新する更新手段と、
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータを用いて個人の認証を行う個人認証システムにおいて、新たに認証された生体情報に基づくデータと記憶媒体に登録されている複数の生体情報に基づくデータの中で一番照合度合い低いものを残して上記記憶媒体に更新登録することにより、生体情報を取得する際の環境のばらつきが大きい場合にも順応して認証を行うことができる個人認証システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の生体情報としての顔画像による入出管理システムを説明する。  
この顔画像による入出管理システムは、建物や部屋等の出入り口において、人間の入出を顔画像により管理するものである。
【００１５】
すなわち、入出管理システムは、図１に示すように、出入り口１の入口側に設けられ、扉開閉機能を有する顔画像照合装置（入口装置）２と通信回線４を介して接続されるＩＣカード発行機３から構成されている。
【００１６】
顔画像照合装置２は、ＩＣカード発行機３から供給されているカード番号と一致するカード番号のＩＣカードＣの所持者の入出を顔画像の照合結果に基づいて、許可するか不許可とするものであり、操作表示部１０、カメラ１１、人間検知部１２、扉開閉部１３、画像メモリ１４、メインメモリ１５、ＩＣカードリーダライタ１６、制御部１７により構成されている。  
操作表示部１０は、種々の設定を行ったり、処理状況を案内表示するものである。  
カメラ１１は、人間検知部１２により人間が近づいたことが検知された際に、近づいた人間の少なくとも顔を含む画像を撮像する撮像部である。
【００１７】
人間検知部１２は、この顔画像照合装置２に人間が近づいたことが検知するものである。  
扉開閉部１３は、上記出入り口１に設けられる扉の開閉を行うものである。  
画像メモリ１４は、カメラ１１からの撮像画像を記憶するものである。  
メインメモリ１５は、制御プログラムが記憶されているとともに、作業用のデータの記憶用に用いられるものである。
ＩＣカードリーダライタ１６には、上記出入り口１からの入出が許可される利用者の顔画像に対する顔の特徴量としての顔画像に基づく特徴ベクトル（顔パターン）としてのテンプレートが登録されているＩＣカードＣから登録されているテンプレートを読み取ったり、登録されているテンプレートを更新するものである。
【００１８】
上記ＩＣカードＣに登録される生体情報に基づくデータ（テンプレート）がたとえば４つの場合（あるいは４つ以上の場合）である。この場合、少なくとも２つが精度保障用で、１つが外乱成分の吸収用で、１つが更新対象用であるようにしても良い。外乱成分の吸収用の類似度（照合度）は一番低いものとなっている。
【００１９】
制御部１７は、顔画像照合装置２の全体を制御するものである。  
この制御部１７は、カメラ１１により撮像した少なくとも顔を含む画像から顔画像に基づく特徴ベクトル（顔パターン：テンプレートに対応）を生成する処理を行うものである。
【００２０】
例えば、撮影した少なくとも顔を含む画像を画像メモリに取り込み、取り込んだ画像全体から少なくとも顔を含む画像の領域を探索する。顔画像領域を検出すると、検出した顔画像領域内において、ほぼ円形領域とみなせる瞳領域と鼻孔領域を検出し、これらの検出した領域の中心位置を顔画像の特徴点として抽出する処理を行う。
【００２１】
このように特徴点を抽出すると、順番に特徴点の位置を基準とした照合領域の切出しを行う。これにより照合領域を切り出すと、各照合領域に対して幾何補正による大きさの正規化を行う。また、各照合領域に対して濃度補正による濃度分布の正規化を行う。これらの処理が完了すると、抽出された特徴点に基づいて顔画像の特徴量としての特徴ベクトル（顔パターン）を算出（生成）する。
【００２２】
ＩＣカード発行機３は、図示しない操作表示部と制御部とカメラによる撮像部とを有し、あらかじめ上記出入り口１からの入出が許可される利用者の少なくとも顔を含む画像をカメラにより撮影し、この少なくとも顔を含む画像に対する顔の特徴量としての顔画像の特徴ベクトル（顔パターン：テンプレートに対応）を登録したＩＣカード（記憶媒体）Ｃを発行するものである。
上記ＩＣカードＣへの顔パターンを登録する際に、カメラにより撮影する場合について説明したが、写真等により取り込むようにしても良い。また、顔画像照合装置２側で設定して登録するようにしても良い。
次に、上記のような構成において、顔画像の照合処理による出入り口１からの入出を許可する処理を、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
すなわち、人間検知部１２により顔画像照合装置２に人間が近づいたことが検知された際、この検知信号が制御部１７に供給される（ＳＴ１）。すると、制御部１７はカメラ１１により近づいた人間の少なくとも顔を含む画像を撮像し、画像メモリ１４に登録する（ＳＴ２）。これにより、制御部１７は、カメラ１１により撮像した画像から顔画像の特徴ベクトル（顔パターン）を生成する処理を行う（ＳＴ３）。
【００２３】
また、上記人間はあらかじめ所持しているＩＣカードＣをＩＣカードリーダライタ１６の挿入口（図示しない）により挿入する(ＳＴ４)。これにより、ＩＣカードリーダライタ１６によりＩＣカードＣからカード番号を読取り、制御部１７へ通知する(ＳＴ５)。この結果、制御部１７はあらかじめ供給されているカード番号と読取ったカード番号とを比較し(ＳＴ６)、不一致の場合、上記出入り口１からの入出の不許可を判断し、扉を閉めたままとする（ＳＴ７）。
【００２４】
また、制御部１７は、カード番号の一致を判断した際に、顔画像の特徴ベクトルのＩＣカードＣからの読取りをＩＣカードリーダライタ１６に通知する(ＳＴ８)。これにより、ＩＣカードリーダライタ１６はＩＣカードＣから４つの顔画像の特徴ベクトルを読取り、制御部１７へ通知する(ＳＴ９)。
【００２５】
さらに、制御部１７は、撮像した画像からの顔画像の特徴ベクトルとＩＣカードＣに登録されている４つの顔画像の特徴ベクトルとを照合する（媒体の全てのテンプレートと照合する）（ＳＴ１０）。この照合の結果、制御部１７は、ＩＣカードＣに登録されている全ての顔画像の特徴ベクトルとの照合度（類似度）が１つでも所定の値に達している場合（ＳＴ１１）、上記出入り口１からの入出の許可を判断し、扉開閉部１３を駆動し、上記人間が上記出入り口１から入出する間、扉を開ける（ＳＴ１２）。
【００２６】
さらに、制御部１７は、今回の入力データが最新の本人の顔画像として類似度を「１００％」とし、今回の顔画像の特徴ベクトルによる顔パーンとＩＣカードＣに登録されている４つの顔パターンとのそれぞれの類似度を求め、２番目に低い類似度の顔パターンのＩＣカードＣの記憶領域に今回の入力データに対する顔パターンを上書きする。（ＳＴ１３）
また、この際、一番照合度の低い外乱成分の吸収用のテンプレートは更新されないようになっている。
【００２７】
また、上記ステップ１０において、制御部１７は、照合度が所定の値以上の顔画像の特徴ベクトルがＩＣカードＣになかった場合、上記出入り口１からの入出の不許可を判断し、扉を閉めたままとする（ＳＴ７）。
【００２８】
上記したように、入力条件のばらつきや経年変化などを担保する理由から複数個のテンプレートを保持するシステムにおいて、生体のセンサと位置関係や外乱や瞬時的な生体自体の変化といった、入力環境のばらつきが大きい場合にも順応できる認証を行うことができる。
すなわち、生体のセンサと位置関係や外乱や瞬時的な生体自体の変化といった、入力環境のばらつきが大きい場合、現状と最もかけはなれている本人のテンプレートにその外乱のぶれ成分が最も多く含まれている可能性があるので、それを一つ必ず残すことで、このぶれの大きな入力条件に対しても対応できる認証を行うことができる。
なお、上記実施の形態では、生体情報として顔画像を用いたが、指紋・静脈・掌形・虹彩・声・サインなどの場合も同様に実施できる。
また、上記認証が入出管理システムに用いられる場合について説明したが、これに限らず、パソコン等の端末の立上げ時に利用される認証に用いられるものであっても良い。この場合、記憶媒体がオンカードとなる。
【００２９】
さらに、記憶媒体に記憶される少なくとも４つのテンプレートにおいて、２つが精度保障用、１つが外乱成分の吸収用、１つが更新用に用いられるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施形態を説明するための顔画像による入出管理システムの概略構成を示す図。
【図２】顔画像の照合処理による出入り口からの入出処理を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１…出入り口、２…顔画像照合装置、３…ＩＣカード発行機、１１…カメラ、１２…人間検知部、１４…画像メモリ、１６…ＩＣカードリーダライタ、１７…制御部、Ｃ…ＩＣカード。
【図１】
2006072540.tif 000003
【図２】
2006072540.tif 000004