(57)【要約】【課題】  身体的特徴の異なる利用者に適合する指紋認証システムの設計は難しい。【解決手段】  入力部１０は、利用者の指紋画像を受けつける。分類部４０は、指紋画像の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した指紋画像を分類する。切替制御部１２は、分類部４０により判定された指紋幅の分類結果、すなわちグループの種類にもとづいて、特徴抽出部４２に設けられた通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａと狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂのいずれかを選択する。特徴抽出部４２は、複数の指紋幅のグループのそれぞれに対して規定した処理方法にもとづいて、指紋画像を処理する。被認証データ作成部２８は、被認証指紋データを作成する。指紋認証部２４は、認証用データ作成部１８により作成された被認証指紋データを指紋認証データベース３０に登録された指紋認証用データ３２と照合する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
登録対象の生体情報を入力する入力部と、
生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類する分類部と、
入力した生体情報に分類したグループを関連づけて登録する登録部と、
を備えることを特徴とする登録装置。
【請求項２】
前記入力部で入力すべき生体情報は、指紋の情報であり、
前記分類部は、指紋の粗密の程度に応じて前記複数のグループを規定することを特徴とする請求項１に記載の登録装置。
【請求項３】
前記分類部は、
入力した指紋の情報から、所定の領域における隆線の本数と間隔を抽出する抽出部と、
抽出した隆線の本数と間隔にもとづいて、入力した指紋の情報を前記複数のグループのいずれかに分類する実行部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の登録装置。
【請求項４】
複数のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法にもとづいて、分類した生体情報から特徴を抽出する処理部をさらに備え、
前記登録部は、複数のグループのそれぞれを単位に、前記入力した生体情報として、特徴を抽出した生体情報を登録することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の登録装置。
【請求項５】
登録対象の生体情報を入力する入力部と、
生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類して登録しつつ、分類して登録した結果を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする登録装置。
【請求項６】
認証対象の生体情報を入力する入力部と、
生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類する分類部と、
複数のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法にもとづいて、分類した生体情報から特徴を抽出する処理部と、
複数のグループのそれぞれを単位にして、参照すべき生体情報を予め登録しており、複数のグループのうち、分類した生体情報に対応したグループで登録された参照すべき生体情報にもとづいて、特徴を抽出した生体情報を認証する認証部と、
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項７】
前記入力部で入力すべき生体情報は、指紋の情報であり、
前記分類部は、指紋の粗密の程度に応じて前記複数のグループを規定することを特徴とする請求項５に記載の認証装置。
【請求項８】
前記分類部は、
入力した指紋の情報から、所定の領域における隆線の本数と間隔を抽出する抽出部と、
抽出した隆線の本数と間隔にもとづいて、入力した指紋の情報を前記複数のグループのいずれかに分類する実行部と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の認証装置。
【請求項９】
認証対象の生体情報を入力する入力部と、
生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類して認証しつつ、分類して認証した結果を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項１０】
生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類しつつ、複数のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法を適用して、分類した生体情報から特徴を抽出し、複数のグループのそれぞれを単位にして、特徴を抽出した生体情報を登録することを特徴とする登録方法。
【請求項１１】
生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのそれぞれを単位にして、参照すべき生体情報を予め登録しており、入力した生体情報を前記複数のグループのいずれかに分類しつつ、複数のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法を適用して、分類した生体情報から特徴を抽出し、分類した生体情報が含まれるグループに対応した参照すべき生体情報を参照して、特徴を抽出した生体情報を認証することを特徴とする認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、登録技術および認証技術に関し、特に生体情報を用いて本人認証を行う登録方法および装置ならびに認証方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
指紋、掌紋、顔、虹彩（アイリス）、声紋などの生体情報を認証対象とするバイオメトリクス認証においては、認証データの登録時および認証時における特徴抽出処理のパラメータなどを典型的な生体情報に合わせてチューニングし、パラメータなどを固定して用いている。たとえば、指紋認証では、画像処理時の画像解像度や指紋の特徴抽出手法における各種パラメータを典型的な指紋、たとえば大人の指紋に合わせて最適化して、閾値や定数などを決めている。指紋認証では、このようにして最適化された設定値を指紋の登録時および認証時に用いて画像処理や特徴抽出を行い、一定の認証精度を保証している。
【０００３】
仮に、登録時と認証時で設定値や条件などを変更して特徴抽出処理を行うと、認証閾値を同じとすれば、本人拒否率、すなわち本人を本人として認識しない確率が悪化してしまう。一方、本人拒否率を低くするには、認証閾値を緩く設定すればよいが、その場合、他人許容率、すなわち他人を誤って本人として認識する確率が悪化することになる。したがって、認証対象の個体差によって処理パラメータを変えることは行われていない。
【０００４】
また、バイオメトリクス認証の場合、認証データベースの検索や照合処理に多大な時間を要するため、利用者の年齢や性別などによって認証対象を振り分けて、認証処理の高速化を図ることが行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
指紋認証システムでは、典型的な利用者に合わせて画像処理の解像度や特徴点抽出のフィルタがチューニングされているため、典型的な指紋から逸脱した指紋をもつ人、たとえば、指が小さく指紋の皺が細かい人や肌が荒れている人などは指紋認証ができない場合があった。そのような指紋認証ができない利用者にはパスワード認証などの代替手段を提供して認証システムを運用しているのが現状であるが、こうした対応はセキュリティを高めるためにバイオメトリクス認証を導入した趣旨からすれば、逆行するものである。指紋認証に限らず、虹彩認証や顔認証などにおいても、認証対象に処理パラメータの調整が必要となる個体差があり、典型的な生体情報を前提とした認証システムには適合しない利用者が存在することは避けられず、認証システムの運用に不都合が生じる。さらに、利用者の利便性を向上させるためには、認証の処理を自動化させる方が望ましい。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたもので、その目的は、身体的特徴の違いから一般的な認証システムには不適合な利用者に対しても適用可能な認証技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の登録装置は、登録対象の生体情報を入力する入力部と、生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類する分類部と、入力した生体情報に分類したグループを関連づけて登録する登録部と、を備える。
【０００８】
この態様によると、入力した生体情報を複数のグループのいずれかに属するように自動的に分類するので、認証者の利便性を向上できる。
【０００９】
入力部で入力すべき生体情報は、指紋の情報であり、分類部は、指紋の粗密の程度に応じて複数のグループを規定してもよい。指紋の粗密の程度により分類すべきグループを選択できる。
【００１０】
分類部は入力した指紋の情報から、所定の領域における隆線の本数と間隔を抽出する抽出部と、抽出した隆線の本数と間隔にもとづいて、入力した指紋の情報を複数のグループのいずれかに分類する実行部と、を備えてもよい。隆線の本数と間隔によって指紋の粗密を判定するので、正確に判定できる。また、分類部で分類した結果を登録者に提示する提示部をさらに備えてもよい。分類した結果を登録者に確実に提示できる。
【００１１】
複数のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法にもとづいて、分類した生体情報から特徴を抽出する処理部をさらに備え、登録部は、複数のグループのそれぞれを単位に、入力した生体情報として、特徴を抽出した生体情報を登録してもよい。入力した生体情報を複数のグループのいずれかに属するように自動的に分類しつつ、それぞれのグループに適した特徴の抽出方法で特徴を抽出するので、登録者の利便性を向上しつつ、高い精度で生体情報から特徴を抽出できる。
【００１２】
本発明の別の態様も、登録装置である。この装置は、登録対象の生体情報を入力する入力部と、生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類して登録しつつ、分類して登録した結果を表示する表示部とを備える。
この態様によると、生体情報に応じて分類されたグループ単位で生体情報を登録するので、グループ単位で所定の処理を施すことができる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、認証装置である。この装置は、認証対象の生体情報を入力する入力部と、生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類する分類部と、複数のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法にもとづいて、分類した生体情報から特徴を抽出する処理部と、複数のグループのそれぞれを単位にして、参照すべき生体情報を予め登録しており、複数のグループのうち、分類した生体情報に対応したグループで登録された参照すべき生体情報にもとづいて、特徴を抽出した生体情報を認証する認証部と、を備える。
【００１４】
この態様によると、参照すべき生体情報を複数のグループに分類して登録しつつ、認証すべき生体情報が属するべきグループを自動的に判別して、該当するグループに属した参照すべき生体情報にもとづいて認証を実行するので、認証者の利便性を向上させつつ、検索効率と認証精度の向上を図ることができる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様も、認証装置である。この装置は、認証対象の生体情報を入力する入力部と、生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類して認証しつつ、分類して認証した結果を表示する表示部とを備える。
この態様によると、生体情報に応じて分類されたグループ単位で生体情報を認証するので、認証の精度を高めつつ、認証の処理を高速にできる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、登録方法である。この方法は、生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した生体情報を分類しつつ、複数のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法を適用して、分類した生体情報から特徴を抽出し、複数のグループのそれぞれを単位にして、特徴を抽出した生体情報を登録する。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、認証方法である。この方法は、生体情報の個体差に応じて規定した複数のグループのそれぞれを単位にして、参照すべき生体情報を予め登録しており、入力した生体情報を前記複数のグループのいずれかに分類しつつ、複数のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法を適用して、分類した生体情報から特徴を抽出し、分類した生体情報が含まれるグループに対応した参照すべき生体情報を参照して、特徴を抽出した生体情報を認証する。
【００１８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、身体的特徴の違いから一般的な認証システムには不適合な利用者に対しても適用可能な認証技術を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、利用者の指紋を予め登録する指紋登録装置と利用者の指紋を認証する指紋認証装置に関する。本実施例に係る指紋登録装置は、利用者の指紋画像を受けつけ、指紋画像から、当該指紋が通常の幅である（以下、このグループを「通常指紋幅のグループ」という）かあるいは狭い指紋幅である（以下、このグループを「狭い指紋幅のグループ」という）かを分類する。さらに、通常指紋幅のグループに対応した画像処理方法と狭い指紋幅のグループに対応した画像処理方法が予め規定されており、受けつけた指紋画像が分類されたグループに対応した画像処理方法によって、当該指紋画像を画像処理して、特徴を抽出する。特徴を抽出した指紋画像は、認証用データとしてグループに分類されつつ登録される。
【００２１】
本実施例に係る指紋認証装置は、利用者の指紋画像を受けつけ、指紋画像を指紋登録装置と同様に分類し、分類したグループに対応した画像処理方法によって、当該指紋画像を画像処理して、特徴を抽出する。特徴を抽出した指紋画像は被認証用データとされ、さらに被認証用データは、予め登録した認証用データによって認証される。なお、認証用データは、指紋登録装置によって、グループに分類されつつ登録されているので、被認証用データが属すべきグループに対応した認証用データを使用する。
【００２２】
図１は、本発明の実施例に係る指紋登録装置１００の構成を示す。指紋登録装置１００は、入力部１０、分類部４０、切替制御部１２、スイッチ１４ａ、スイッチ１４ｂ、特徴抽出部４２、認証用データ作成部１８、認証用データ登録部２０、登録結果表示部２２を含む。また、特徴抽出部４２は、通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａ、狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂを含む。指紋認証データベース３０は、指紋認証用データ３２を含む。
【００２３】
入力部１０は、登録対象の生体情報として、利用者の指紋の情報を受けつける。指紋の情報は、例えば、スキャナ等によってデジタル化した指紋画像である。分類部４０は、指紋画像の個体差に応じて規定した複数のグループのいずれかに、入力した指紋画像を分類する。すなわち、入力部１０に入力された指紋画像の指紋幅が通常であるか狭いかを判定する。複数のグループは、前述の「通常指紋幅のグループ」と「狭い指紋幅のグループ」のように、指紋の粗密の程度や指紋の広狭に応じて規定される。
【００２４】
図２は、指紋登録装置１００で分類されるグループを示す。図２（ａ）は、通常指紋幅の指紋をもつ利用者の指紋入力データ３００ａを示す図である。通常指紋幅の指紋入力データ３００ａは、通常指紋幅の指紋画像３１０ａを備え、通常指紋幅のグループ３２０ａに含まれる。ここで、通常指紋幅のグループ３２０ａは記号「Ａ」で示される。一方、図２（ｂ）は、狭い指紋幅の指紋をもつ利用者の指紋入力データ３００ｂを示す図である。狭い指紋幅の指紋入力データ３００ｂは、狭い指紋幅の指紋画像３１０ｂを備え、狭い指紋幅のグループ３２０ｂに含まれる。狭い指紋幅のグループ３２０ｂは、記号「Ｂ」で示される。ここで、分類部４０が、前述のごとく、指紋画像を通常指紋幅のグループ３２０ａあるいは狭い指紋幅のグループ３２０ｂに分類する。分類の方法の詳細は後述するが、分類部４０は、入力した指紋画像から、所定の領域における隆線の本数と間隔を抽出する。さらに、抽出した隆線の本数と間隔にもとづいて、当該指紋画像が通常指紋幅のグループ３２０ａに存在するか狭い指紋幅のグループ３２０ｂに存在するかを判定する。
【００２５】
図１に戻る。切替制御部１２は、分類部４０により判定された指紋幅の分類結果、すなわちグループの種類にもとづいて、スイッチ１４ａ、１４ｂを制御して、特徴抽出部４２に設けられた通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａと狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂのいずれかを選択する。通常指紋幅のグループ３２０ａである場合は、特徴抽出部４２の入出力を通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａ側に切り替え、狭い指紋幅のグループ３２０ｂである場合は、特徴抽出部４２の入出力を狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂ側に切り替える。
【００２６】
特徴抽出部４２は、複数の指紋幅のグループのそれぞれに対して規定した特徴の抽出方法にもとづいて、指紋画像から特徴を抽出する。すなわち、通常指紋幅の指紋画像３１０ａに対しては、通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａによって特徴点などの指紋特徴データを抽出し、狭い指紋幅の指紋画像３１０ｂに対しては、狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂによって指紋特徴データを抽出し、抽出された指紋特徴データを出力する。例えば、通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａと狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂに対して、指紋画像から指紋特徴データを抽出する際に使用すべきウインドウのサイズが異なるように規定されており、前者のウインドウのサイズは、後者のウインドウのサイズよりも大きなサイズで規定されている。また、通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａと狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂに対して、指紋画像から指紋特徴データを抽出するためのアルゴリズム自体が異なっていてもよい。このように、通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａと狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂでの特徴の抽出方法は、少なくとも一部が異なっていればよい。
【００２７】
認証用データ作成部１８は、特徴抽出部４２により抽出された指紋特徴データと、切替制御部１２により与えられた指紋幅のグループとを所定のフォーマットで格納した指紋認証用データ３２を作成する。認証用データ登録部２０は、複数の指紋のグループのそれぞれを単位にして、指紋認証用データ３２を指紋認証データベース３０に登録する。すなわち、指紋認証データベース３０の中で通常指紋幅のグループ３２０ａに対応した領域に、通常指紋幅のグループ３２０ａに対応した指紋認証用データ３２を登録し、指紋認証データベース３０の中で狭い指紋幅のグループ３２０ｂに対応した領域に、狭い指紋幅のグループ３２０ｂに対応した指紋認証用データ３２を登録する。なお、これらの領域は物理的に分離されていてもよく、論理的に分離されていてもよい。
【００２８】
登録結果表示部２２は利用者に指紋登録が完了したことをディスプレイなどに表示する。また、登録結果表示部２２は、指紋画像が不明瞭などの理由で、指紋の特徴抽出が十分にできず、登録できない場合には、再度の指紋画像の入力を促すメッセージを表示する。さらに、登録結果表示部２２は分類部４０で分類した結果、すなわち通常指紋幅のグループ３２０ａに属するかあるいは狭い指紋幅のグループ３２０ｂに属するかを提示してもよい。図３（ａ）−（ｂ）は、登録結果表示部２２での表示内容を示す。図３（ａ）は、入力した指紋画像が通常指紋幅のグループ３２０ａに属する場合の表示内容であり、図３（ｂ）は、入力した指紋画像が狭い指紋幅のグループ３２０ｂに属する場合の表示内容である。なお、登録結果表示部２２は、このようなメッセージをディスプレイ等に表示するだけでなく、図示しないネットワークを介してＰＣ（パーソナルコンピュータ）等に表示内容を通知してもよい。
【００２９】
これらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３０】
図４は、分類部４０の構成を示す。分類部４０は、ブロック指定部５０、隆線方向抽出部５２、隆線本数・間隔算出部５４、実行部５６を含む。ブロック指定部５０は、入力した指紋画像において、指紋画像の存在するブロックを抜き出す。例えば、指紋画像の中心部分を抽出する。指紋画像の中心を抽出するために、指紋画像を小さなサイズの領域に分割し、それぞれの領域に含まれた指紋画像の画素値の平均値を計算する。平均した画素値を比較して、画素値の大きい領域を指紋画像の中心とする。さらに、指紋画像の中心とされた領域を中心に、所定の広さを有する領域をブロックとして指定する。
【００３１】
隆線方向抽出部５２は、指紋の隆線方向を導出する。隆線方向は、例えば隆線の接線方向であってもよい。隆線本数・間隔算出部５４は、指定したブロック内において、導出した隆線方向に対して垂直方向の隆線の本数と隆線の間隔を算出する。実行部５６は、隆線方向、隆線本数、隆線間隔から、入力した指紋画像をグループに分類する。すなわち、隆線方向にもとづいて、隆線本数と隆線間隔を補正する。例えば、隆線方向が所定の方向になるように隆線を回転させた場合の隆線本数と隆線間隔を導出する。補正した隆線本数と隆線間隔を所定のしきい値と比較して、入力した指紋画像が、通常指紋幅のグループ３２０ａに属するかあるいは狭い指紋幅のグループ３２０ｂに属するかを決定する。
【００３２】
図５は、本発明の実施例に係る指紋認証装置２００の構成を示す。指紋認証装置２００は、入力部１０、分類部４０、切替制御部１２、スイッチ１４ａ、スイッチ１４ｂ、特徴抽出部４２、被認証データ作成部２８、指紋認証部２４、認証結果表示部２６を含む。また、特徴抽出部４２は、通常指紋幅用特徴抽出処理部１６ａ、狭い指紋幅用特徴抽出処理部１６ｂを含む。指紋認証データベース３０は、指紋認証用データ３２を含む。
【００３３】
これらの機能ブロックもハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現することができる。指紋認証装置２００は、利用者から指紋画像の入力を受けて、利用者を指紋認証する。指紋認証装置２００の構成のうち、入力部１０、分類部４０、切替制御部１２、スイッチ１４ａ、１４ｂ、および特徴抽出部４２については、図１の指紋登録装置１００の同符号の構成と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００３４】
被認証データ作成部２８は、特徴抽出部４２により抽出された指紋特徴データと、切替制御部１２により与えられた指紋幅のグループとを所定のフォーマットで格納した被認証指紋データを作成する。指紋認証部２４は、被認証データ作成部２８により作成された被認証指紋データを指紋認証データベース３０に登録された指紋認証用データ３２と照合して、一致するものがあるかどうか調べる。特に、指紋認証部２４は、複数の指紋幅のグループのそれぞれのうち、切替制御部１２により与えられた指紋幅のグループで登録された指紋認証用データ３２にもとづいて、被認証指紋データを認証する。例えば、被認証指紋データが通常指紋幅のグループ３２０ａに属すれば、指紋認証部２４は、指紋認証データベース３０のうちで通常指紋幅のグループ３２０ａに対応して登録された指紋認証用データ３２を使用して、認証を行う。なお、認証は、指紋認証用データ３２と被認証指紋データにそれぞれ含まれた特徴点間を結ぶ線分の対応によってなされる。
【００３５】
認証結果表示部２６は、指紋認証部２４での照合の結果、登録利用者の指紋であると判定された場合、認証が成功した旨を利用者に対して表示し、いずれの登録利用者の指紋とも一致しない場合、認証結果表示部２６は、認証が失敗した旨を表示する。図６（ａ）−（ｂ）は、認証結果表示部２６での表示内容を示す。図６（ａ）は、認証に成功した場合の表示内容を示し、図６（ｂ）は、認証に失敗した場合の表示内容を示す。なお、認証結果表示部２６は、このようなメッセージをディスプレイ等に表示するだけでなく、図示しないネットワークを介してＰＣ（パーソナルコンピュータ）等に表示内容を通知してもよい。
【００３６】
図７は、本発明の実施例に係る認証システムの構成を示す。認証システムは、図１の指紋登録装置１００と図２の指紋認証装置２００が指紋認証データベース３０を共有してアクセスする構成である。指紋認証データベース３０は、通常指紋幅用認証データベース３４と狭い指紋幅用認証データベース３６とに物理的もしくは論理的に格納領域を分割して構成される。ここで通常指紋幅用認証データベース３４は前述の通常指紋幅のグループ３２０ａに対応したデータベースであり、狭い指紋幅用認証データベース３６は、前述の狭い指紋幅のグループ３２０ｂに対応したデータベースである。
【００３７】
登録時において、ある利用者が指紋画像を指紋登録装置１００に入力すると、指紋登録装置１００は、入力された指紋画像が通常指紋幅の指紋入力データ３００ａであると分類し、通常指紋幅用の特徴抽出処理を適用して、指紋認証用データ３２を作成し、通常指紋幅用認証データベース３４に登録する。
【００３８】
認証時において、別の利用者が指紋画像を指紋認証装置２００に入力すると、指紋認証装置２００は、入力された指紋画像が狭い指紋幅の指紋入力データ３００ｂであると分類し、狭い指紋幅用の特徴抽出処理を適用して、被認証指紋データを作成し、狭い指紋幅用認証データベース３６の登録利用者の指紋認証用データ３２と照合し、認証の成否を表示する。
【００３９】
指紋認証データベース３０が、指紋幅の広狭により２つの通常指紋幅用認証データベース３４と狭い指紋幅用認証データベース３６に分類されているため、照合対象が半減し、検索が高速化するとともに、照合対象が限定されることより、認証の精度が向上する。
【００４０】
以上の構成による認証システムによる指紋登録手順と指紋認証手順を説明する。図８は、指紋登録装置１００による指紋登録手順を示すフローチャートである。指紋登録装置１００の入力部１０に利用者から指紋画像が入力される（Ｓ１０）。分類部４０は、入力された指紋画像をもとに指紋幅を判定する（Ｓ１２）。分類部４０が通常の指紋幅であると判定した場合（Ｓ１２のＡ）、特徴抽出部４２は、指紋画像に対して通常指紋幅向けの特徴抽出処理を行い（Ｓ１４）、認証用データ作成部１８は、抽出された指紋特徴データをもとに、指紋認証用データ３２を作成し（Ｓ１６）、認証用データ登録部２０が指紋認証用データ３２を通常指紋幅用認証データベース３４に登録する（Ｓ１８）。登録結果表示部２２は、通常指紋幅のグループ「Ａ」を利用者に通知する（Ｓ２０）。
【００４１】
分類部４０が狭い指紋幅であると判定した場合（Ｓ１２のＢ）、特徴抽出部４２は、指紋画像に対して狭い指紋幅向けの特徴抽出処理を行い（Ｓ２４）、認証用データ作成部１８は、抽出された指紋特徴データをもとに、指紋認証用データ３２を作成し（Ｓ２６）、認証用データ登録部２０が指紋認証用データ３２を狭い指紋幅用認証データベース３６に登録する（Ｓ２８）。登録結果表示部２２は、狭い指紋幅の分類記号「Ｂ」を利用者に通知する（Ｓ３０）。
【００４２】
図９は、指紋認証装置２００による指紋認証手順を示すフローチャートである。指紋認証装置２００の入力部１０に利用者から指紋画像が入力される（Ｓ４０）。分類部４０は、入力された指紋画像をもとに指紋幅を判定する（Ｓ４２）。分類部４０が通常の指紋幅であると判定した場合（Ｓ４２のＡ）の手順を説明する。特徴抽出部４２は、指紋画像に対して通常指紋幅向けの特徴抽出処理を行い（Ｓ４４）、被認証データ作成部２８は、抽出された指紋特徴データをもとに、被認証指紋データを作成する（Ｓ４６）。指紋認証部２４は、通常指紋幅用認証データベース３４を検索し（Ｓ４８）、被認証指紋データを登録済みの指紋認証用データ３２と照合する（Ｓ５０）。照合の結果、被認証指紋データと適合する指紋認証用データ３２が通常指紋幅用認証データベース３４に存在すれば（Ｓ５０のＹ）、認証結果表示部２６は認証の成功を利用者に通知し（Ｓ６２）、被認証指紋データと適合する指紋認証用データ３２が通常指紋幅用認証データベース３４に存在しなければ（Ｓ５０のＮ）、認証結果表示部２６は認証の失敗を利用者に通知する（Ｓ６４）。
【００４３】
次に、分類部４０が狭い指紋幅であると判定した場合（Ｓ４２のＢ）の手順を説明する。特徴抽出部４２は、指紋画像に対して狭い指紋幅向けの特徴抽出処理を行い（Ｓ５４）、被認証データ作成部２８は、抽出された指紋特徴データをもとに、被認証指紋データを作成する（Ｓ５６）。指紋認証部２４は、狭い指紋幅用認証データベース３６を検索し（Ｓ５８）、被認証指紋データを登録済みの指紋認証用データ３２と照合する（Ｓ６０）。照合の結果、被認証指紋データと適合する指紋認証用データ３２が狭い指紋幅用認証データベース３６に存在すれば（Ｓ６０のＹ）、認証結果表示部２６は認証の成功を利用者に通知し（Ｓ６２）、被認証指紋データと適合する指紋認証用データ３２が狭い指紋幅用認証データベース３６に存在しなければ（Ｓ６０のＮ）、認証結果表示部２６は認証の失敗を利用者に通知する（Ｓ６４）。
【００４４】
本発明の実施例によれば、入力した指紋画像を複数のグループのいずれかに属するように自動的に分類しつつ、それぞれのグループに適した特徴の抽出方法で指紋特徴データを抽出するので、利用者の利便性を向上しつつ、高い精度で指紋特徴データを抽出できる。また、指紋の粗密の程度により指紋特徴データを抽出するための特徴の抽出方法を変更するので、指紋の態様に応じた特徴の抽出方法を実行できる。また、隆線の本数と間隔によって指紋の粗密を判定するので、正確に判定できる。また、分類したグループを利用者に確実に提示できる。
【００４５】
また、指紋認証用データを複数のグループに分類して登録しつつ、被認証指紋データが属するべきグループを自動的に判別して、該当するグループに属した指紋認証用データにもとづいて認証を実行するので、利用者の利便性を向上させつつ、検索効率と認証精度の向上を図ることができる。また、入力された指紋画像に応じて、画像処理の解像度や特徴点抽出のフィルタを指紋幅に合ったものに切り替えることができる。これにより、身体的特徴の違いを吸収してより多くの利用者を認証することができる。また、指紋認証データベースを分類毎に論理的もしくは物理的に区分けすることで、検索効率と認証精度の向上を図ることができる。
【００４６】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４７】
そのような変形例として、上記では、指紋認証を例にあげて認証システムを説明したが、本発明は、掌紋、顔、虹彩、網膜、静脈、声紋その他の生体情報による認証にも適用できる。たとえば、掌紋認証の場合、大人と子ども、性別、指の太さなどにより大まかに分類し、解像度などを分類に合わせて最適化することができる。虹彩認証の場合、目の色の違いによって大別し、画像処理方法を切り替えることができる。声紋認証の場合、声の高低、性別、大人と子ども、年齢層などにより分類し、音声認識のパラメータなどを分類毎に調整することができる。
【００４８】
実施例では、指紋登録装置１００と指紋認証装置２００を別構成としたが、指紋認証装置２００に指紋登録装置１００の機能構成を含めて、一体化してもよい。その場合、入力部１０、切替制御部１２、スイッチ１４ａ、１４ｂ、特徴抽出部４２などの構成は共通化することができるため、認証システムの構成を簡略化できる。
【００４９】
実施例において、分類部４０は、複数のグループとして、通常指紋幅のグループ３２０ａと狭い指紋幅のグループ３２０ｂのふたつのグループを規定している。しかしながらこれに限らず例えば、３つ以上のグループを規定してもよい。例えば、指紋の粗密の程度に応じて複数の段階に分類するように３つ以上のグループを規定してもよい。本変形例によれば、指紋画像をさらに詳細に分類できる。
【００５０】
実施例において、認証用データ登録部２０は、複数の指紋のグループのそれぞれを単位にして、指紋認証用データ３２を指紋認証データベース３０に登録するが、その際、指紋認証用データ３２は、特徴抽出部４２により抽出された指紋特徴データを含んでいる。しかしながら、これに限らず例えば、認証用データ登録部２０は、指紋特徴データを含んだ指紋認証用データ３２でなく、指紋画像をそのまま含んだ指紋認証用データ３２を登録してもよい。その場合であっても、分類は、指紋の粗密の程度に応じてなされればよい。すなわち、指紋認証データベース３０は、分類毎に格納領域が分割されて利用者の指紋画像が登録され、認証用データ登録部２０は、分類部４０により判定された分類をもとに、指紋認証データベース３０の対応する分割格納領域に入力された指紋画像を登録してもよい。本変形例によれば、指紋画像を登録する際の分類処理が自動化され、利用者の利便性を向上できる。つまり、複数のグループのいずれかに分類されればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例に係る指紋登録装置の構成を示す図である。
【図２】図１の指紋登録装置で分類されるグループを示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｂ）は、図１の登録結果表示部での表示内容を示す図である。
【図４】図１の分類部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る指紋認証装置の構成を示す図である。
【図６】図６（ａ）−（ｂ）は、図５の認証結果表示部での表示内容を示す図である。
【図７】本発明の実施例に係る認証システムの構成を示す図である。
【図８】図１の指紋登録装置による指紋登録手順を示すフローチャートである。
【図９】図５の指紋認証装置による指紋認証手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０  入力部、  １２  切替制御部、  １６ａ  通常指紋幅用特徴抽出処理部、  １６ｂ  狭い指紋幅用特徴抽出処理部、  １８  認証用データ作成部、  ２０  認証用データ登録部、  ２２  登録結果表示部、  ２４  指紋認証部、  ２６  認証結果表示部、  ２８  被認証データ作成部、  ３０  指紋認証データベース、  ３２  指紋認証用データ、  ３４  通常指紋幅用認証データベース、  ３６  狭い指紋幅用認証データベース、  ４０  分類部、  ４２  特徴抽出部、  １００  指紋登録装置、  ２００  指紋認証装置。
【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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