(57)【要約】【課題】  ユーザに煩わしい作業を強いることなく、かつ、簡単に指紋照合を行うことが可能な指紋照合装置を提供する。【解決手段】  指紋照合装置は、被認証者の登録指紋画像と品質情報とをＩＣカード６に記録する。そして、ＭＰＵ５は、ＩＣカード６に記録された品質情報に基づき、その指紋にあった照合のセキュリティ品質レベル、具体的には判定レベルを算出する。指紋データ入力・照合部２は、被認証者の入力指紋画像と登録指紋画像との一致度を示す一致度情報を算出し、その一致度情報とその算出された判定レベルとに基づいて、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否か判定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの指紋を読み取り、その読み取った指紋を示す入力指紋画像を出力する読取部と、
予め登録されている登録指紋画像を格納する画像格納部と、
前記読取部が出力した入力指紋画像を前記画像格納部が格納している登録指紋画像と照合してそれらの一致度を示す一致度情報を生成し、その一致度情報と前記登録指紋画像の品質に応じた判定レベルとに基づいて前記入力指紋画像が前記登録指紋画像と同じであるか否かを判定する照合判定部と、を含む指紋照合装置。
【請求項２】
請求項１記載の指紋照合装置において、
前記登録指紋画像の品質を示す品質情報を受け付ける入力部と、
前記入力部が受け付けた品質情報に応じて前記判定レベルを設定する設定部と、を具備し、
前記照合判定部は、
前記読取部が出力した入力指紋画像を前記画像格納部が格納している登録指紋画像と照合してそれらの一致度を示す一致度情報を出力する照合部と、
前記照合部が出力した一致度情報が、前記設定部が設定した判定レベルを超えた場合に、前記入力指紋画像が前記登録指紋画像と同じであると判定する判定部と、を含む指紋照合装置。
【請求項３】
請求項２に記載の指紋照合装置において、
前記設定部は、前記品質情報が示す登録指紋画像の品質が悪化するほど、前記判定レベルを下げる、指紋照合装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の指紋照合装置において、
前記入力部は、前記品質情報および前記登録指紋画像を記録している携帯記録媒体から前記品質情報および前記登録指紋画像を読み取り、
前記画像格納部は、前記入力部が読み取った登録指紋画像を格納する、指紋照合装置。
【請求項５】
請求項４に記載の指紋照合装置において、
前記携帯記録媒体は、ＩＣカードである、指紋照合装置。
【請求項６】
予め登録されている登録指紋画像を格納する画像格納部を含む指紋照合装置が行う指紋照合方法であって、
ユーザの指紋を読み取り、その読み取った指紋を示す入力指紋画像を出力する読取ステップと、
前記入力指紋画像を前記画像格納部が格納している登録指紋画像と照合してそれらの一致度を示す一致度情報を出力する一致度出力ステップと、
前記一致度情報と前記登録指紋画像の品質に応じた判定レベルとに基づいて、前記入力指紋画像が前記登録指紋画像と同じであるか否かを判定する照合判定ステップと、を含む指紋照合方法。
【請求項７】
請求項６に記載の指紋照合方法において、
前記登録指紋画像の品質を示す品質情報を受け付ける受付ステップと、
前記品質情報に応じて判定レベルを設定する設定ステップと、をさらに含み、
前記照合判定ステップは、前記一致度情報が前記判定レベルを超えた場合に、前記入力指紋画像が前記登録指紋画像と同じであると判定することを含む、指紋照合方法。
【請求項８】
請求項７に記載の指紋照合方法において、
前記設定ステップは、前記品質情報が示す登録指紋画像の品質が悪化するほど、前記判定レベルを下げることを含む、指紋照合方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の指紋照合方法において、
前記受付ステップは、前記品質情報および前記登録指紋画像を記録している携帯記録媒体から前記品質情報および前記登録指紋画像を読み取ることを含み、
前記入力ステップで読み取った登録指紋画像を前記画像格納部に格納する格納ステップをさらに含む、指紋照合方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の指紋照合方法において、
前記携帯記録媒体は、ＩＣカードである、指紋照合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋照合装置および指紋照合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の指紋照合装置では、指紋照合を行う際に使用される照合セキュリティ品質レベル（照合の厳密さを決定するパラメータであり、例えば判定レベル）は、通常品質の指紋に合わせられている。なお、通常品質の指紋は、平均的な指（例えば、指紋の特徴点の数が平均的な数であり、指の湿り具合が平均的な指）から採取した指紋である。
【０００３】
このため、汗をかきやすい人の湿潤指から読み取った指紋の画像、乾燥肌の人の乾燥指から読み取った指紋の画像、または、平均より特徴点が少ない指紋を有する指から読み取った指紋の画像が、指紋照合に用いられると、照合エラーが多くなり、正確な指紋照合が行えなくなる。
【０００４】
また、全ての指紋に対して照合エラーを少なくするために、照合セキュリティ品質レベル（判定レベル）を低くして指紋を照合すれば、指紋照合装置の他人許容率があがり、指紋照合装置は実用上使えなくなってしまう。
【０００５】
特許文献１（特開２００２−２９８１２６号公報）には、ユーザから入力された指紋の画像（以下「入力指紋画像」と称する。）が指紋照合用に適しているか否かを判定し、その入力指紋画像が指紋照合用に適していない場合、指紋照合を行わず、かつ、その入力指紋画像が指紋照合用に適していない理由（例えば、乾燥指または湿潤指）およびその対策をユーザに知らせる指紋照合装置が記載されている。
【０００６】
この指紋照合装置によれば、照合セキュリティ品質レベルが通常品質の指紋に合わせられていても、ユーザは、指紋照合装置から知らされた対策を行うことによって、指紋照合を受けることが可能になる。
【０００７】
また、特許文献２（特開平１１−３０６３５２号公報）には、各々が生体的特徴を表す複数種類の照合データを用いて複数種類の認証を行い、その複数種類の認証結果と認証しきい値とに基づいて、統合的な認証を行う個人認証装置が記載されている。この個人認証装置は、さらに、その統合的な認証結果に基づいて、その認証しきい値を変更する。
【特許文献１】特開２００２−２９８１２６号公報
【特許文献２】特開平１１−３０６３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の指紋照合装置では、乾燥指または湿潤指を有するユーザは、入力指紋画像が指紋照合用に適していない理由およびその対策を認識した後、再度、自分の指紋を指紋照合装置に読み取らせるという煩わしい作業を行わなければならない。
【０００９】
また、特許文献２に記載の個人認証装置では、生体的特徴を表す複数種類の照合データが使用される。このため、複数の照合処理が必要となり、照合処理が複雑になってしまうという不都合が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、ユーザに煩わしい作業を強いることなく、かつ、簡単に指紋照合を行うことが可能な指紋照合装置および指紋照合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の指紋照合装置は、ユーザの指紋を読み取り、その読み取った指紋を示す入力指紋画像を出力する読取部と、予め登録されている登録指紋画像を格納する画像格納部と、前記読取部が出力した入力指紋画像を前記画像格納部が格納している登録指紋画像と照合してそれらの一致度を示す一致度情報を生成し、その一致度情報と前記登録指紋画像の品質に応じた判定レベルとに基づいて前記入力指紋画像が前記登録指紋画像と同じであるか否かを判定する照合判定部とを含む。
【００１２】
また、本発明の指紋照合方法は、予め登録されている登録指紋画像を格納する画像格納部を含む指紋照合装置が行う指紋照合方法であって、ユーザの指紋を読み取り、その読み取った指紋を示す入力指紋画像を出力する読取ステップと、前記入力指紋画像を前記画像格納部が格納している登録指紋画像と照合してそれらの一致度を示す一致度情報を出力する一致度出力ステップと、前記一致度情報と前記登録指紋画像の品質に応じた判定レベルとに基づいて、前記入力指紋画像が前記登録指紋画像と同じであるか否かを判定する照合判定ステップとを含む。
【００１３】
上記の発明によれば、判定レベルは、登録指紋画像の品質に応じている。判定レベルは、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否かを判定するために用いられる。このため、さまざまな品質の指紋画像が照合に用いられても、その品質に応じた判定レベルで、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否かを判定することが可能となる。したがって、実際の指紋の品質と、判定レベルを設定するために用いられた指紋の品質との違いに起因する照合リトライおよび照合エラーが少なくなり、ユーザに煩わしい作業を強いることなく、かつ、簡単に指紋照合を行うことが可能となる。
【００１４】
なお、前記登録指紋画像の品質を示す品質情報が受け付けられ、前記品質情報に応じて判定レベルが設定され、前記一致度情報が前記判定レベルを超えた場合に、前記入力指紋画像が前記登録指紋画像と同じであると判定することが望ましい。
【００１５】
上記の発明によれば、指紋照合装置が常に品質情報を格納して管理する必要がなくなる。
【００１６】
また、品質情報が示すユーザの指紋の品質が悪化するほど、判定レベルが下がることが望ましい。
【００１７】
上記の発明によれば、品質に応じて、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否かを適確に判定することが可能となる。
【００１８】
また、前記品質情報および前記登録指紋画像を記録している携帯記録媒体から、その品質情報およびその登録指紋画像が読み取られ、その読み取られた登録指紋画像が前記画像格納部に格納されることが望ましい。
【００１９】
上記の発明によれば、品質情報と登録指紋画像とを共通の携帯記録媒体から読み取ることが可能になる。また、ユーザは、その携帯記録媒体を管理することで、品質情報を登録指紋画像と一緒に管理できる。
【００２０】
また、携帯記録媒体は、ＩＣカードであることが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、さまざまな品質の指紋画像が照合に用いられても、その品質に応じた判定レベルで、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否かを判定することが可能となる。したがって、実際の指紋の品質と、判定レベルを設定するために用いられた指紋の品質との違いに起因する照合リトライおよび照合エラーが少なくなり、ユーザに煩わしい作業を強いることなく、かつ、簡単に指紋照合を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施例の指紋照合装置を示したブロック図である。
【００２４】
図１において、指紋照合装置は、通信制御部１と、指紋データ入力・照合部２と、ＩＣカード入出力制御部３と、記憶部４と、ＭＰＵ５とを含む。
【００２５】
通信制御部１は、外部機器（例えば、入力装置または上位機器）との通信を制御し、また、外部機器との接続を監視する。また、通信制御部１は、外部機器から提供された命令コマンドを解析する。
【００２６】
指紋データ入力・照合部２は、指紋データの入力を制御し、その指紋データから特徴点を抽出する。また、指紋データ入力・照合部２は、入力した指紋データ（以下「入力指紋画像」と称する。）を、記憶部４が記憶する指紋データ（以下「登録指紋画像」と称する。）と照合する。
【００２７】
ＩＣカード入出力制御部３は、ＩＣカード６に、登録指紋画像と、その登録指紋画像の品質を示す品質情報を記録する。また、ＩＣカード入出力制御部３は、ＩＣカード６から、登録指紋画像と品質情報とを読み取る。
【００２８】
ＩＣカード６は、携帯記録媒体の一例であり、登録指紋画像格納部６１と、品質情報格納部６２とを含む。登録指紋画像格納部６１には登録指紋画像が記録され、品質情報格納部６２には品質情報が記録される。
【００２９】
記憶部４は、ＩＣカード入出力制御部３が読み取った登録指紋画像を格納する。
【００３０】
ＭＰＵ５は、指紋照合装置の全ての処理をつかさどる。
【００３１】
また、ＭＰＵ５は、ＩＣカード入出力制御部３が読み取った品質情報に応じて、判定レベルを設定する。この判定レベルは、照合のセキュリティ品質レベル（照合の厳密さを決定するパラメータ）であり、この判定レベルが低ければ、本人拒否率は下がるが他人許容率が上がる。ＭＰＵ５は、品質情報が示す登録指紋画像の品質が悪化するほど、その判定レベルを下げる。このため、ＭＰＵ５は、その品質情報に応じて判定レベルを変更する。
【００３２】
本実施例では、ＭＰＵ５は、０から１００までの値を使って判定レベルを設定する。
【００３３】
ＭＰＵ５は、その判定レベルを、指紋データ入力・照合部２に登録する。
【００３４】
図２は、指紋データ入力・照合部２の一例を示したブロック図である。なお、図２において、図１に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【００３５】
図２において、指紋データ入力・照合部２は、読取部２１と、照合判定部２５とを含む。照合判定部２５は、照合部２２と、レベル格納部２３と、判定部２４とを含む。
【００３６】
読取部２１は、指紋センサーであり、ユーザの指紋を読み取り、その読み取った指紋を示す入力指紋画像を照合部２２に出力する。
【００３７】
照合判定部２５は、読取部２１が出力した入力指紋画像を記憶部４が格納している登録指紋画像と照合してそれらの一致度を示す一致度情報を生成する。また、照合判定部２５は、その一致度情報と登録指紋画像の品質に応じた判定レベルとに基づいて、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否かを判定する。
【００３８】
照合部２２は、読取部２１が出力した入力指紋画像を受け付け、その入力指紋画像を、記憶部４が格納している登録指紋画像と照合してそれらの一致度を示す一致度情報を出力する。
【００３９】
具体的には、照合部２２は、読取部２１から受け付けた入力指紋画像から特徴点（以下「入力特徴点」と称する。）を抽出する。
【００４０】
照合部２２は、記憶部４に格納されている登録指紋画像を読み取り、その読み取った登録指紋画像から特徴点（以下「登録特徴点」と称する。）を抽出する。
【００４１】
照合部２２は、その入力特徴点とその登録特徴点とを照合して、それらの一致度を示す一致度情報を出力する。例えば、照合部２２は、全登録特徴点数に対する、入力特徴点に対応する登録特徴点数の割合を、一致度情報として出力する。
【００４２】
本実施例では、照合部２２は、入力特徴点に対応する登録特徴点の数を全登録特徴点の数で割り、その値に１００を掛けた値を一致度情報として出力する。
【００４３】
レベル格納部２３は、ＭＰＵ５によって設定された判定レベルを格納する。
【００４４】
判定部２４は、照合部２２が出力した一致度情報が、レベル格納部２３が格納している判定レベルを超えた場合に、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであると判定する。
【００４５】
次に、動作の概要を説明する。
【００４６】
本実施例では、被認証者がＩＣカード６へ自分の指紋を登録するために外部機器を操作すると、指紋照合装置は、被認証者の指紋画像（登録指紋画像）とその指紋の品質情報とをＩＣカード６に記録する。
【００４７】
本人認証のために、ＩＣカード入出力制御部がＩＣカード６に記録された登録指紋画像および品質情報を読み取ると、ＭＰＵ５は、その品質情報に基づき、その登録指紋画像にあった照合のセキュリティ品質レベル、具体的には判定レベルを算出する。
【００４８】
また、本人認証のために、読取部２１が被認証者の指紋を読み取って入力指紋画像を出力すると、照合部２２は、その入力指紋画像を、ＩＣカード６から読み取られた登録指紋画像と照合してそれらの一致度を示す一致度情報を出力する。
【００４９】
判定部２４は、照合部２２が出力する一致度情報とその算出された判定レベルとに基づいて、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否か判定する。
【００５０】
次に、動作を説明する。
【００５１】
まず、ＩＣカード６に登録指紋情報および品質情報を登録する動作を説明する。
【００５２】
通信制御部１が、外部機器から指紋登録要求を受け付けると、指紋データ入力・照合部２は、被認証者の指紋を読み込み、その読み込んだ指紋を示す指紋画像に基づいて、その指紋の品質情報を算出する。
【００５３】
例えば、照合部２２が、複数の画素で構成された指紋画像を読取部２１から受け付ける場合、照合部２２は、その指紋画像中の最大画素出力と最小画素出力の差をとり、その値を画素出力階調（予め定めた最大画素出力差）で割り、その値に１００を掛けた数値の小数点以下を切り捨てた値を品質情報とする。この場合、品質情報は０〜１００までの値となり、指紋の品質が良いほど、品質情報の値は１００に近くなる。
【００５４】
指紋データ入力・照合部２が品質情報を算出すると、ＭＰＵ５は、その品質情報と読取部２１が受け付けた指紋画像とを、ＩＣカード入出力制御部３を介してＩＣカード６に書き込む。
【００５５】
具体的には、ＭＰＵ５は、ＩＣカード入出力制御部３に、読取部２１が受け付けた指紋画像を登録指紋画像としてＩＣカード６の登録指紋画像格納部６１を記録させる。また、ＭＰＵ５は、ＩＣカード入出力制御部３に、照合部２２が算出した品質情報をＩＣカード６の品質情報格納部６２を記録させる。
【００５６】
次に、指紋照合動作を説明する。
【００５７】
図３は、指紋照合動作を説明するためのフローチャートである。以下、図３を参照して指紋照合動作を説明する。
【００５８】
ステップ３１では、通信制御部１が外部機器から指紋照合要求を受け付けると、指紋データ入力・照合部２は、被認証者の指紋を読み込み、その読み込んだ指紋を示す入力指紋画像に基づいて、その指紋の特徴点（入力特徴点）を抽出する。
【００５９】
具体的には、読取部２１が被認証者の指紋を読み取り、その読み取った指紋を示す入力指紋画像を照合部２２に出力する。照合部２２は、読取部２１から受け付けた入力指紋画像から入力特徴点を抽出する。
【００６０】
ステップ３１が終了すると、ＩＣカード入出力制御部３はステップ３２を実行する。
【００６１】
ステップ３２では、ＩＣカード入出力制御部３は、ＩＣカード６から登録指紋画像および品質情報を読み込む。ＩＣカード入出力制御部３は、その読み込んだ登録指紋画像を記憶部４に格納し、その読み込んだ品質情報をＭＰＵ５に出力する。ステップ３２が終了すると、ＭＰＵ５は、ステップ３３を実行する。
【００６２】
ステップ３３では、ＭＰＵ５は、ＩＣカード入出力制御部３が読み取った品質情報に応じて、判定レベルを算出する。
【００６３】
例えば、ＭＰＵ５は、品質情報が０から２９に含まれる場合、判定レベルを１５とし、品質情報が３０から７０に含まれる場合、判定レベルを５０とし、品質情報が７１から１００に含まれる場合、判定レベルを８５とする。この場合、品質情報の値が大きい指紋ほど、厳密な照合が行われる。なお、判定レベルが品質情報に応じて設定されれば、判定レベルの算出方法は、上記に限らず適宜変更可能である。
【００６４】
ＭＰＵ５は、その判定レベルを、指紋データ入力・照合部２（具体的には、レベル格納部２３）に登録する。
【００６５】
ステップ３３が終了すると、指紋データ入力・照合部２はステップ３４を実行する。
【００６６】
ステップ３４では、指紋データ入力・照合部２は、記憶部４に格納された登録指紋画像を読み込み、その読み込んだ登録指紋画像から特徴点（登録特徴点）を抽出する。指紋データ入力・照合部２は、入力特徴点と登録特徴点との一致度を算出し、その算出結果とＭＰＵ５が算出した判定レベルとに基づいて、入力指紋画像が登録指紋画像と一致しているか判定する。
【００６７】
具体的には、照合部２２は、記憶部４に格納されている登録指紋画像を読み取り、その読み取った登録指紋画像から登録特徴点を抽出する。照合部２２は、ステップ３１で抽出した入力特徴点とその登録特徴点とを照合して、それらの一致度を示す一致度情報を出力する。
【００６８】
判定部２４は、照合部２２が出力した一致度情報が、レベル格納部２３が格納している判定レベルを超えた場合に、入力指紋画像が登録指紋画像と同じである（指紋認証ＯＫ）と判定し、照合部２２が出力した一致度情報が、レベル格納部２３が格納している判定レベル以下の場合に、入力指紋画像は登録指紋画像と異なる（指紋認証ＮＧ）と判定する。
【００６９】
本実施例によれば、以下の効果を奏する。
【００７０】
指紋が個人ごとに異なるように、指の状態も個人ごとに異なる。例えば、平均より特徴点が少ない指紋を有する指、汗をかきやすい人の湿潤指、また、乾燥肌の人の乾燥指などがある。
【００７１】
このため、平均的な指の状態に合わせた認証レベル（判定レベル）で指紋認証が行われる状況下で、平均より特徴点が少ない指紋を有する指、湿潤指、または、乾燥指から読み取った指紋が照合に使用されると、認証エラーになる可能性が高くなる。
【００７２】
これでは、非常に高いセキュリティを要求されるシーンは別にして実用上使えない。
【００７３】
本実施例では、あらかじめ指紋が登録される際に、指紋画像と、指の状態に応じた指紋の品質レベルとをＩＣカード６に保存しておき、指紋認証時に、ＩＣカード６に保存した指紋の品質レベルにあった認証レベル（判定レベル）にて照合を行う。このため、通常品質の指紋、特徴点の少ない指紋、湿指紋、乾燥指紋なども、認証リトライや認証エラーにならないように、できるだけ効率よく指紋照合が行える。
【００７４】
換言すると、本実施例では、判定レベルは、登録指紋画像の品質に応じている。このため、さまざまな品質の指紋画像が照合に用いられても、その品質に応じた判定レベルで、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否かを判定することが可能となる。
【００７５】
したがって、実際の指紋の品質と、判定レベルを設定するために用いられた指紋の品質との違いに起因する照合リトライおよび照合エラーが少なくなり、ユーザに煩わしい作業を強いることなく、簡単に指紋照合を行うことが可能になる。
【００７６】
また、本実施例では、登録指紋画像の品質を示す品質情報が受け付けられ、その品質情報に応じて判定レベルが設定され、照合部２２が算出した一致度情報がその判定レベルを超えた場合に、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであると判定する。この場合、指紋照合装置が常に品質情報を格納して管理する必要がなくなる。
【００７７】
また、本実施例では、品質情報が示すユーザの指紋の品質が悪化するほど、判定レベルが下がる。このため、品質に応じて、入力指紋画像が登録指紋画像と同じであるか否かを適確に判定することが可能となる。
【００７８】
また、本実施例では、品質情報および登録指紋画像を記録しているＩＣカード６（携帯記録媒体）から、その品質情報およびその登録指紋画像が読み取られ、その読み取られた登録指紋画像が記憶部４に格納される。このため、品質情報と登録指紋画像とを共通のＩＣカード６から読み取ることが可能になる。また、ユーザは、ＩＣカード６を管理することで、品質情報を登録指紋画像と一緒に管理できる。
【００７９】
以上説明した実施例において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【００８０】
例えば、品質情報の算出の仕方は、上記に限らず適宜変更可能である。例えば、照合部２２が、読取部２１から受け付けた入力指紋画像から指紋の特徴点（例えば、指紋隆線の分岐点）を抽出し、その抽出した特徴点の数を品質情報としてもよい。この場合、指紋の品質が良いほど、品質情報の値（特徴点の数）は大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施例の指紋照合装置を示したブロック図である。
【図２】指紋データ入力・照合部の一例を示したブロック図である。
【図３】指紋照合装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１      通信制御部
２      指紋データ入力・照合部
２１    読取部
２２    照合部
２３    レベル格納部
２４    判定部
２５    照合判定部
３      ＩＣカード入出力制御部
４      記憶部
５      ＭＰＵ
６      ＩＣカード
６１    登録指紋情報格納部
６２    品質情報格納部
【図１】
2006133979.tif 000003
【図２】
2006133979.tif 000004
【図３】
2006133979.tif 000005