(57)【要約】  指紋にある汗管は、バイオメトリック識別又は認証システムに、差別化又は実証すバイオメトリック特徴として使用され得る。更に、汗管の活動は生存証明として考えられ得る。皮膚表面にわたり空気を送ることにより、指のような対象を刺激することにより、汗管から汗を引き起こすことが可能である。皮膚表面上のこれら小さい汗の液滴の存在は、皮膚表面の画像の空間的又は時間的分析の何れかを使用し、汗管位置の位置決めに使用され得る。更に、時間的分析は、生存証明として考えられ得る汗管の活動を強調し得る。
2008529705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析の装置であって、前記装置は：
−前記皮膚表面にわたり空気を送り前記汗管から汗を引き起こす皮膚刺激手段、
−対象の前記皮膚表面のサンプルを採り及び電気的皮膚表面表現を作成するよう構成された皮膚画像キャプチャ手段、を有する装置。
【請求項２】
前記皮膚画像キャプチャ手段は、前記皮膚表面の汗管位置を位置決めし及び前記汗管位置の電気的汗管位置表現を作成する汗管位置決め手段を更に有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記電気的汗管位置表現を有する情報を参照データベース内の予め記録された汗管パターンと整合するよう構成された識別のための汗管識別整合手段、を更に有する請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記汗管識別整合手段からの情報を使用し所定の許容範囲内で前記参照データベース内のエントリーとの整合を識別する決定を生成するよう構成された識別決定手段、を更に有する請求項３記載の装置。
【請求項５】
−前記対象の疑わしい同一性を得るよう構成された要求手段、
−前記電気的汗管位置表現を有する情報を参照データベース内の予め記録された汗管パターンと整合するよう構成された汗管認証整合手段、を更に有する請求項２記載の装置。
【請求項６】
前記汗管認証整合手段からの情報を使用し所定の許容範囲内で前記疑わしい同一性と関連付けられた前記参照データベース内のエントリーとの整合を識別する決定を生成するよう構成された認証決定手段、を更に有する請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記皮膚画像キャプチャ手段からの情報を使用し前記皮膚表面の電気的表現の時間に伴う変化を観察するよう構成された生存検出手段、を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記生存検出手段からの情報を使用しバイオメトリック識別又は認証を実証するバイオメトリック識別手段、を更に有する請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記生存検出手段からの情報を使用しバイオメトリック識別又は認証を実証するバイオメトリック認証手段、を更に有する請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記対象を位置付ける受け台、を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項１１】
対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析の方法であって、
−前記皮膚表面は前記皮膚表面にわたり空気を送ることにより刺激され、前記汗管から汗を引き起こし、
−前記皮膚表面はサンプルを採られ、従って前記皮膚表面の電気的皮膚表面表現を生成する、方法。
【請求項１２】
前記電気的皮膚表面表現は、前記皮膚表面の汗管位置を位置決めし及び汗管位置の電気的汗管位置表現を作成する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記電気的汗管位置表現は、参照データベース内の予め記録された汗管パターンと整合する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記電気的皮膚表面表現の時間に伴う変化は、生存を判定するために使用される、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記電気的皮膚表面表現の時間に伴う変化は、バイオメトリック識別を実証するために使用される、請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記電気的皮膚表面表現の時間に伴う変化は、バイオメトリック認証を実証するために使用される、請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析の装置に関する。
【０００２】
本発明は、対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析の方法に更に関する。
【背景技術】
【０００３】
人間の皮膚は、体温を制御する際に重要な役割を果たす。発汗は、体温を低下する最も効果的な方法の１つである。発汗又は汗は、汗腺としてより一般に知られている汗を分泌する汗腺により生成される。多くの汗腺は、人間の皮膚表面の殆ど全体にわたり見られるが人間の手の平及び人間の足の裏に最も多く見られるエクリン汗腺である。皮膚表面で、汗管は毛穴として見える。
【０００４】
汗管から生じた汗は、汗管を通じ皮膚表面の毛穴へ向って進む。ここで、汗は蒸発し、高温環境にある体の冷却を助け得る。汗はまた、興奮、心配又は恐怖に応じて汗管を取り巻く神経線維により誘発され得る。
【０００５】
バイオメトリック分析のなりすまし検出への発汗の使用は、「Ｓｐｏｏｆ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｂｉｏｍｅｔｒｉｃ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍｓ」と題された特許文献１に記載されている。
【０００６】
特許文献１に記載された特定の装置は、生きている指は汗をかくという事実を利用する。温度の上昇は、結果として発汗による表面水の増加をもたらす。この増加した表面水は測定され、及び追加の識別又は認証を実証するために生存の印として使用される。
【０００７】
前述の装置は、汗を引き起こすために温度の上昇を必要とする。これは、指の温度測定のような固定環境温度を必要とする他の測定を困難にする。
【特許文献１】国際公開第０１／２４７００号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、汗管から汗を引き起こすために温度の上昇を使用しない、対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析のための代替の方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
当該目的は、冒頭の段落で説明された種類のバイオメトリック分析のための装置で実現される。当該装置は：
−当該皮膚表面にわたり空気を送り当該汗管から汗を引き起こす皮膚刺激手段、
−対象の当該皮膚表面のサンプルを採り及び電気的な皮膚表面表現を生成するよう構成された皮膚画像キャプチャ手段、を更に有する。
【００１０】
人間の皮膚は１．６乃至４百万個の汗管を有し、大部分の汗管はエクリン汗腺である。エクリン汗腺で生成された汗は、汗管を介し皮膚表面へ進む。汗管の位置は、時間と共に自然に消滅、移動又は変化しない。汗管の位置は一意的と考えられ、識別又は認証のため差別化バイオメトリック特性として使用され得る。
【００１１】
人間の皮膚、及び特に指先が通常の環境条件下（例えば、環境温度２３℃及び相対湿度４５％）で空気に晒され、且つ試験中の個人が楽な姿勢である場合、皮膚表面には限られた汗しか又は如何なる汗も存在しない。
【００１２】
しかしながら、これらの条件下で皮膚が送風機を使用して皮膚に空気を送ることにより刺激されると、汗は汗管から引き起こされ、そして毛穴の近く及び周辺で形成する小さい汗の液滴により現れる。実験は、皮膚表面に送られた空気の温度が重要でないことを示している。
【００１３】
汗の液滴の形成は、観察され及び測定され得る。これら液滴の位置は汗管の位置決めを助け得るだけでなく、これら液滴の位置はまた、識別又は認証目的で使用され得、及び追加の時間的分析は、シミュレーションの前後の実際の汗管の活動に関する方法を提供し得る。汗管の活動は、分析される対象（例えば指）の生存の印であると考えられ得る。
【００１４】
空気刺激の手段による汗誘起の効果は、対象（例えば指）の温度に依存する。汗反応は、対象温度が高いほど増加する。実験は、反応する毛穴の数は温度と共に減少するが、冷たい指の汗管でさえ空気を伴う刺激に続き汗反応を生成し得ることを示している。
【００１５】
空気刺激の効果に影響する他の因子は、発汗過多又は発汗欠如を生じる病状である。このような病状の例は、多汗症及び無発汗症としても知られている発汗減少である。
【００１６】
本発明による方法は、冒頭の段落で説明された種類のバイオメトリック分析方法で実現される。当該方法は：
−当該皮膚表面は当該皮膚表面にわたり空気を送ることにより刺激され、当該汗管から汗を引き起こす段階、
−当該皮膚表面はサンプルを採られ、従って当該皮膚表面の電気的な皮膚表面表現を生成する段階、を更に有する。
【００１７】
バイオメトリック識別装置のこれら及び他の態様は、図を参照して更に説明され及び記載される。
【００１８】
図中、同一の参照番号は同一の要素又は同一の機能を実行する要素を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、対象の皮膚表面の一部にわたり空気を送ることが当該皮膚表面の汗管から汗を引き起こすという原理に基づく。当該原理は図１に図示される。図１は、指先に送風機を使用する前（図１ａ）、及び後（図１ｂ）の指紋の部分の２つの表現を示す。両方の表現は、実際の画像に基づく。
【００２０】
図１ａの表現は、指紋の部分の隆線を黒で、及び隆線の上の毛穴を白丸で示す。図１ｂの表現は、送風機を使用して皮膚表面の一部を刺激し、１秒後の同一の指紋の部分を示す。隆線は黒で示される。（塗り潰された）白丸は、汗で覆われていない毛穴を表す。毛穴位置の大部分を覆う斜線領域は、汗の液滴である。液滴は、標準的に実際の毛穴及び小さい隣接領域を覆う。
【００２１】
実際の画像では、液滴は、皮膚表面と比べ液滴の滑らかな表面及び高い反射率により容易に認識される。結果として、液滴は、一般に非常に明るい及び暗い点を示す。これらの点は、比較的大量の光がカメラで（明るい点）又はカメラの視界の外側で（暗い点）直接反射されることから生じる。これらの点は、汗の液滴に非常に独特の、及びそれにより容易に認識可能な特徴を与える。
【００２２】
時間的分析を実行し並びに図１ａ及び図１ｂの２つの画像の間の差分を計算することが可能なことが、図１ａ及び図１ｂから明らかである。隆線により提供されるコントラストは、画像内のオフセットを補償するために使用され得る。従って、汗の液滴の位置に関する情報を有する差分信号が計算され得る。
【００２３】
或いは、刺激後の単一の電気的な皮膚表面表現が、前述の汗の液滴の位置を決定することにより汗管の位置を位置決定するために使用され得る。これら液滴の位置は汗管の位置を完全に決定しないが、液滴は一般に汗管の位置を覆うか又は隣接する。液滴は毛穴より位置決定が容易なので、本発明はまた、時間的分析を有さず、汗管位置を単純化し得る。
【００２４】
本発明の実施例は、皮膚画像キャプチャ手段を有し、対象の電気的皮膚表面表現を作成する。図２は、送風機と組み合わされた皮膚画像キャプチャ手段の図式表現である。光源２は、指６を照射するために使用される。任意的に、レンズ４は、光源２からの光を指６の皮膚表面上に合焦するために使用される。指６からの光散乱及び散乱光の一部は、レンズ８により検出器配列１０の上に合焦される。検出器配列１０は、指６の電気的皮膚表面表現１２を作成する。送風機１４は、本発明の実施例に、皮膚表面刺激特徴を提供するために使用される。
【００２５】
図２に示された皮膚画像キャプチャ手段は、分析中の指６が自由に移動し得るという欠点を有する。実際には、これは結果として合焦、及び分析中の指６の追跡に関連する問題を生じる。これらの問題を回避する的確な方法は、受け台の使用である。
【００２６】
図３は、このような受け台１８を示す。図３ａは、本発明の特定の実施例で使用される受け台の上面図であり、図３ｂは２つの断面図を示し、図３ｄは凹みを示す。受け台１８は、分析中の指６の位置合わせ、指６を適所に固定させ、光及び空気を指６の皮膚表面の一部へ受け台の底の開口を通じて到達させる。
【００２７】
図４は、本発明による装置で使用するための、皮膚画像キャプチャ手段及び送風機のより詳細な図式表現である。図４は、分析中の指６を位置決めする受け台１８、及び装置の光を保護する透明板１６を有する。送風機１４は、透明板１６の上方、受け台１８の下方に位置付けられ、送風機からの空気に分析中の指６の皮膚表面の一部をかすめさせる。
【００２８】
バイオメトリック識別及び認証装置は、バイオメトリック分析手段の重要な分類を形成する。バイオメトリック識別及び認証は、密接に関連する。バイオメトリック識別では、対象は、測定されたバイオメトリック特徴が所定の許容範囲内で参照データベースに格納された予め記録されたバイオメトリック特徴と一致する場合、特定の同一性を有するので、識別される。事実上、１つの対象は、参照データベース内の多くのエントリーと一致する。
【００２９】
バイオメトリック認証は、（例えば、記章読み取り装置を使用して）認証される対象の疑わしい同一性が提供される点で、識別と異なる。従って、認証のために提示された対象の測定されたバイオメトリック特徴は、同一性が参照データベースに存在する場合、疑わしい同一性と関連付けられたデータベース内の予め記録されたバイオメトリック特徴と一致する。事実上、１つの対象は、参照データベース内の１つのエントリーと一致する。
【００３０】
識別及び認証に使用される実際の整合処理は、異なって良い。識別中には１つの特定のエントリーが選択されなければならず区別と整合が要求されるが、認証中には整合だけが要求される。これは、識別は一意性及び特徴の整合性を要求するが、認証は特徴の整合性のみを要求することを示す。
【００３１】
図５及び図６は、それぞれ識別及び認証用の対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析のための装置の詳細な構造を更に示す。
【００３２】
図５は、そのままで識別用のバイオメトリック分析装置１のブロック図である。図５は、対象２０を分析し及び決定３４を生成するバイオメトリック分析装置１を示す。
【００３３】
当該装置は、対象２０の皮膚表面の一部にある汗管から汗を引き出す皮膚刺激手段２２を有する。当該装置は、対象２０の電気的皮膚表面表現１２を作成するよう構成された皮膚画像キャプチャ手段２４を更に有する。当該電気的表現は、１つ以上の電気的表現に基づき皮膚表面の一部にある汗管位置を位置決めする汗管位位置決め手段２６へ渡される。
【００３４】
汗管位置決め手段２６は、電気的汗管位置表現２７を生成し、及び汗管識別整合手段２８へ渡す。汗管識別整合手段２８は、汗管位置データを参照データベース３０内の予め記録された汗管パターンと整合する。最後に、識別決定手段３２は、所定の許容範囲内で十分な整合が見出されたか否かを決定する。
【００３５】
識別決定手段３２の決定３４は、自動アクセス制御に必要とされるような２重の正確な又はハード決定であって良い。或いは、決定３４は、正確性の可能性の指標を有するソフト決定であって良い。後者は、セキュリティ担当者を支援する専門システムで特に有用である。
【００３６】
図６は、そのままで認証用のバイオメトリック分析装置１のブロック図である。図６の全体構造は、図５に示された識別用装置の全体構造と似ているので、図６の独特の特徴のみがここで記載される。図６に示された装置は、対象２０からの疑わしい同一性３８を要求する要求手段３６を有する。特定のシステムでは、要求手段３６は、記章読み取り装置又は機械パスポート読み取り装置として実施されて良い。
【００３７】
図５の状況と同様に、汗管位置決め手段２６は、電気的汗管位置表現２７を生成する。この情報及び疑わしい同一性は、汗管認証整合手段４０への重要な入力である。汗管認証整合手段４０は、汗管位置データが参照データベース内に存在する場合、汗管位置データを、疑わしい同一性の参照データベース内の予め記録された汗管パターンと整合する。最後に、認証決定手段４２は、所定の許容範囲内で十分な整合が見出されたか否かを決定する。この決定は、ハード決定に限定されない。
【００３８】
汗管情報を識別又は認証用の差別化バイオメトリック特徴として使用する実施例と別に、汗管情報はまた、他のバイオメトリック識別及び認証技術と連結して使用され得る。
【００３９】
バイオメトリック識別装置を組み合わせる１つの主要な理由は、信頼性の向上である。この信頼性の向上は、作業負荷の深刻な増大の対価である必要はない。実際には、一方が他方より要件の厳しい２つの識別技術がある場合、先ず要件の少ない技術に基づき識別を実行し、類似の候補の少数のセットを得て、そして次に当該セットを第２の要件の厳しい技術の「検索領域」として使用することが可能である。
【００４０】
図７は、指紋識別の技術で強化された、対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析の装置を図示する。汗管及び指紋識別技術の組み合わせは、両技術が同一表面の異なる特徴を観察し及び従って同一の皮膚画像キャプチャ手段を共有し得るので、特に興味深い。
【００４１】
図７では、皮膚画像キャプチャ手段２４は、電気的皮膚表面表現１２をキャプチャする。一般に、このような表現内で汗管位置を位置決めするために必要な解像度は、指紋内の隆線を記録するために必要な解像度より高い。電気的皮膚表面表現を汗管検出に適した解像度でキャプチャし、及び当該電気的皮膚表面表現を指紋分析のためにオンザフライでダウンサンプリングすることにより、単光路のキャプチャで十分であり得る。汗管分析及び指紋分析に使用される領域は重なって良いが、それらは同一である必要はない。
【００４２】
ダウンサンプリングは、フィルター手段４４により行われる。フィルター手段４４の出力は、識別用指紋整合手段４６へ渡される。指紋整合手段は、隆線パターンを参照データベース３０内の予め記録された隆線パターンと整合する。所定の許容範囲内で参照データベース３０内のエントリーと整合が見付かった場合、中間同一性４８が確立されたと考えられる。
【００４３】
中間同一性４８、及び他の関連情報は、汗管認証整合手段４０へ渡され得る。並行して、汗管位置決め手段２６は、電気的汗管位置表現２７を生成する。疑わしい同一性と一緒に、この電気的表現は、汗管認証整合手段４０への重要な入力である。これは、汗管位置を、中間同一性用参照データベースに格納されたバイオメトリック汗管パターンと整合する。
【００４４】
最後に、結合決定手段５０は、決定３４のため、汗管認証整合手段４０と同様に指紋整合手段４６の両方からの情報を、参照データベース３０からのデータと共に評価する。
【００４５】
異なる技術を結合することは、苛立たしいなりすまし攻撃に有用であり得る。指紋識別における「ゴムの」指の使用のような単純ななりすまし攻撃は、生存試験の追加により阻止され得る。本発明は、汗管の位置を決めるため、及び生存証明としての使用のため汗誘発の形式の活動を観察するために使用され得る。
【００４６】
図８は、識別用に、生存証明として汗管情報を及び指紋情報を使用する、対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図を図示する。図８のブロック図は、図７のブロック図と似ている。違いのみがここで記載される。
【００４７】
皮膚画像キャプチャ手段２４によりキャプチャされた１つ以上の電気的皮膚表面表現１２に基づき、生存検出手段５２は、分析のために提供された対象２０が活動的な汗管を有するか否かを決定する。指紋整合手段４６からの情報と一緒に、この情報及び参照データベースからの情報は、指紋識別決定手段５４により決定３４へ結合される。この場合、指紋識別決定手段５４は、生存検出手段５２からの結果を用い、指紋整合手段４６の成果を実証する。
【００４８】
本発明は、本発明の特定の実施例に関連して説明された。しかしながら留意すべき点は、本発明の保護されるべき範囲は、これら実施例に限定されないことである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１ａ】指先に送風機を使用する前の指紋の部分の表現を有する。
【図１ｂ】指先に送風機を使用した後の指紋の部分の表現を有する。
【図２】本発明による装置で使用する、皮膚画像キャプチャ手段及び送風機の図式表現である。
【図３ａ】受け台の図式的表現であり、本発明の特定の実施例で使用される受け台の上面図を示す。
【図３ｂ】受け台の図式的表現であり、本発明の特定の実施例で使用される受け台の断面図を示す。
【図３ｃ】受け台の図式的表現であり、本発明の特定の実施例で使用される受け台の断面図を示す。
【図３ｄ】受け台の図式的表現であり、本発明の特定の実施例で使用される受け台の凹みを示す。
【図４】本発明による装置で使用するための、皮膚画像キャプチャ手段及び送風機のより詳細な図式表現である。
【図５】識別用に構成された、本発明による汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図である。
【図６】認証用に構成された、本発明による汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図である。
【図７】識別用に汗管位置情報及び指紋情報を使用する、本発明による汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図である。
【図８】識別用に、生存の証拠として汗管情報を及び指紋情報を使用する、本発明による汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図である。
【図１ａ】
2008529705.tif 000003
【図１ｂ】
2008529705.tif 000004
【図２】
2008529705.tif 000005
【図３ａ】
2008529705.tif 000006
【図３ｂ】
2008529705.tif 000007
【図３ｃ】
2008529705.tif 000008
【図３ｄ】
2008529705.tif 000009
【図４】
2008529705.tif 000010
【図５】
2008529705.tif 000011
【図６】
2008529705.tif 000012
【図７】
2008529705.tif 000013
【図８】
2008529705.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月24日(2007.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、指の皮膚表面の一部にある汗管を整合し、前記装置は：
−前記皮膚表面にわたり空気を送り前記汗管から汗を引き起こす皮膚刺激手段、
−電気的皮膚表面表現を使用して前記皮膚表面の汗管位置を位置決めし及び前記汗管位置の電気的汗管位置表現を作成する汗管位置決め手段を有し、前記皮膚表面のサンプルを採り及び電気的皮膚表面表現を作成するよう構成された皮膚画像キャプチャ手段、並びに
−前記電気的汗管位置表現を有する情報を参照データベース内の予め記録された汗管パターンと整合するよう構成された汗管整合手段、を有する装置。
【請求項２】
前記汗管整合手段からの情報を使用し所定の許容範囲内で前記参照データベース内のエントリーとの整合を識別する決定を生成するよう構成された識別決定手段、を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記指と関連付けられた疑わしい同一性を得るよう構成された要求手段を更に有し、前記汗管整合手段は、前記電気的汗管位置表現を有する情報を前記疑わしい同一性に対応する参照データベース内の予め記録された汗管パターンと整合するよう構成された、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記汗管整合手段からの情報を使用し所定の許容範囲内で前記疑わしい同一性と関連付けられた前記参照データベース内のエントリーとの整合を識別する決定を生成するよう構成された認証決定手段、を更に有する請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記皮膚画像キャプチャ手段からの情報を使用し前記皮膚表面の電気的表現の時間に伴う変化を観察するよう構成された生存検出手段、を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記生存検出手段からの情報を使用しバイオメトリック識別又は認証を実証するバイオメトリック識別手段、を更に有する請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記生存検出手段からの情報を使用しバイオメトリック識別又は認証を実証するバイオメトリック認証手段、を更に有する請求項５記載の装置。
【請求項８】
前記指を位置付ける受け台、を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項９】
方法であって、指の皮膚表面の一部にある汗管を整合し、前記方法は：
−前記汗管から汗を引き起こすため前記皮膚表面にわたり空気を送ることにより前記皮膚表面を刺激する段階、
−前記皮膚表面のサンプルを採り、従って前記皮膚表面の電気的皮膚表面表現を生成する段階、
−前記電気的皮膚表面表現を使用して前記皮膚表面にある汗管の位置を位置決めする段階、
−前記汗管位置の電気的汗管位置表現を作成する段階、
−前記電気的汗管表現を有する情報を参照データベース内の予め記録された汗管パターンと整合する段階、を有する方法。
【請求項１０】
前記電気的皮膚表面表現の時間に伴う変化は、生存を判定するために使用される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記電気的皮膚表面表現の時間に伴う変化の形式の生存証明は、バイオメトリック識別及びバイオメトリック認証の１つを実証するために使用される、請求項９記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指の皮膚表面の一部にある汗管を整合する装置に関する。
【０００２】
本発明は、指の皮膚表面の一部にある汗管を整合する方法に更に関する。
【背景技術】
【０００３】
人間の皮膚は、体温を制御する際に重要な役割を果たす。発汗は、体温を低下する最も効果的な方法の１つである。発汗又は汗は、汗腺としてより一般に知られている汗を分泌する汗腺により生成される。多くの汗腺は、人間の皮膚表面の殆ど全体にわたり見られるが人間の手の平及び人間の足の裏に最も多く見られるエクリン汗腺である。皮膚表面で、汗管は毛穴として見える。
【０００４】
汗管から生じた汗は、汗管を通じ皮膚表面の毛穴へ向って進む。ここで、汗は蒸発し、高温環境にある体の冷却を助け得る。汗はまた、興奮、心配又は恐怖に応じて汗管を取り巻く神経線維により誘発され得る。
【０００５】
バイオメトリック分析のなりすまし検出への発汗の使用は、「Ｓｐｏｏｆ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｂｉｏｍｅｔｒｉｃ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍｓ」と題された特許文献１に記載されている。
【０００６】
特許文献１に記載された特定の装置は、生きている指は汗をかくという事実を利用する。温度の上昇は、結果として発汗による表面水の増加をもたらす。この増加した表面水は測定され、及び追加の識別又は認証を実証するために生存の印として使用される。
【０００７】
前述の装置は、汗を引き起こすために温度の上昇を必要とする。これは、指の温度測定のような固定環境温度を必要とする他の測定を困難にする。
【特許文献１】国際公開第０１／２４７００号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、汗管から汗を引き起こすために温度の上昇を使用しない、指の皮膚表面の一部にある汗管を整合する代替の方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
当該目的は、請求項１に従う装置により実現される。
【００１０】
人間の皮膚は１．６乃至４百万個の汗管を有し、大部分の汗管はエクリン汗腺である。エクリン汗腺で生成された汗は、汗管を介し皮膚表面へ進む。汗管の位置は、時間と共に自然に消滅、移動又は変化しない。汗管の位置は一意的と考えられ、識別又は認証のため差別化バイオメトリック特性として使用され得る。
【００１１】
人間の皮膚、及び特に指先が通常の環境条件下（例えば、環境温度２３℃及び相対湿度４５％）で空気に晒され、且つ試験中の個人が楽な姿勢である場合、皮膚表面には限られた汗しか又は如何なる汗も存在しない。
【００１２】
しかしながら、これらの条件下で皮膚が送風機を使用して皮膚に空気を送ることにより刺激されると、汗は汗管から引き起こされ、そして毛穴の近く及び周辺で形成する小さい汗の液滴により現れる。実験は、皮膚表面に送られた空気の温度が重要でないことを示している。
【００１３】
汗の液滴の形成は、観察され及び測定され得る。これら液滴の位置は汗管の位置決めを助け得るだけでなく、これら液滴の位置はまた、識別又は認証目的で使用され得、及び追加の時間的分析は、シミュレーションの前後の実際の汗管の活動に関する方法を提供し得る。汗管の活動は、分析される対象（例えば指）の生存の印であると考えられ得る。
【００１４】
空気刺激の手段による汗誘起の効果は、対象（例えば指）の温度に依存する。汗反応は、対象温度が高いほど増加する。実験は、反応する毛穴の数は温度と共に減少するが、冷たい指の汗管でさえ空気を伴う刺激に続き汗反応を生成し得ることを示している。
【００１５】
空気刺激の効果に影響する他の因子は、発汗過多又は発汗欠如を生じる病状である。このような病状の例は、多汗症及び無発汗症としても知られている発汗減少である。
【００１６】
本発明による方法は、請求項９の方法を使用して実現される。
【００１７】
本発明による装置及び方法のこれら及び他の態様は、図を参照して更に説明され及び記載される。
【００１８】
図中、同一の参照番号は同一の要素又は同一の機能を実行する要素を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、対象の皮膚表面の一部にわたり空気を送ることが当該皮膚表面の汗管から汗を引き起こすという原理に基づく。当該原理は図１に図示される。図１は、指先に送風機を使用する前（図１ａ）、及び後（図１ｂ）の指紋の部分の２つの表現を示す。両方の表現は、実際の画像に基づく。
【００２０】
図１ａの表現は、指紋の部分の隆線を黒で、及び隆線の上の毛穴を白丸で示す。図１ｂの表現は、送風機を使用して皮膚表面の一部を刺激し、１秒後の同一の指紋の部分を示す。隆線は黒で示される。（塗り潰された）白丸は、汗で覆われていない毛穴を表す。毛穴位置の大部分を覆う斜線領域は、汗の液滴である。液滴は、標準的に実際の毛穴及び小さい隣接領域を覆う。
【００２１】
実際の画像では、液滴は、皮膚表面と比べ液滴の滑らかな表面及び高い反射率により容易に認識される。結果として、液滴は、一般に非常に明るい及び暗い点を示す。これらの点は、比較的大量の光がカメラで（明るい点）又はカメラの視界の外側で（暗い点）直接反射されることから生じる。これらの点は、汗の液滴に非常に独特の、及びそれにより容易に認識可能な特徴を与える。
【００２２】
時間的分析を実行し並びに図１ａ及び図１ｂの２つの画像の間の差分を計算することが可能なことが、図１ａ及び図１ｂから明らかである。隆線により提供されるコントラストは、画像内のオフセットを補償するために使用され得る。従って、汗の液滴の位置に関する情報を有する差分信号が計算され得る。
【００２３】
或いは、刺激後の単一の電気的な皮膚表面表現が、前述の汗の液滴の位置を決定することにより汗管の位置を位置決定するために使用され得る。これら液滴の位置は汗管の位置を完全に決定しないが、液滴は一般に汗管の位置を覆うか又は隣接する。液滴は毛穴より位置決定が容易なので、本発明はまた、時間的分析を有さず、汗管位置を単純化し得る。
【００２４】
本発明の実施例は、皮膚画像キャプチャ手段を有し、対象の電気的皮膚表面表現を作成する。図２は、送風機と組み合わされた皮膚画像キャプチャ手段の図式表現である。光源２は、指６を照射するために使用される。任意的に、レンズ４は、光源２からの光を指６の皮膚表面上に合焦するために使用される。指６からの光散乱及び散乱光の一部は、レンズ８により検出器配列１０の上に合焦される。検出器配列１０は、指６の電気的皮膚表面表現１２を作成する。送風機１４は、本発明の実施例に、皮膚表面刺激特徴を提供するために使用される。
【００２５】
図２に示された皮膚画像キャプチャ手段は、分析中の指６が自由に移動し得るという欠点を有する。実際には、これは結果として合焦、及び分析中の指６の追跡に関連する問題を生じる。これらの問題を回避する的確な方法は、受け台の使用である。
【００２６】
図３は、このような受け台１８を示す。図３ａは、本発明の特定の実施例で使用される受け台の上面図であり、図３ｂは２つの断面図を示し、図３ｄは凹みを示す。受け台１８は、分析中の指６の位置合わせ、指６を適所に固定させ、光及び空気を指６の皮膚表面の一部へ受け台の底の開口を通じて到達させる。
【００２７】
図４は、本発明による装置で使用するための、皮膚画像キャプチャ手段及び送風機のより詳細な図式表現である。図４は、分析中の指６を位置決めする受け台１８、及び装置の光を保護する透明板１６を有する。送風機１４は、透明板１６の上方、受け台１８の下方に位置付けられ、送風機からの空気に分析中の指６の皮膚表面の一部をかすめさせる。
【００２８】
バイオメトリック識別及び認証装置は、バイオメトリック分析手段の重要な分類を形成する。バイオメトリック識別及び認証は、密接に関連する。バイオメトリック識別では、対象は、測定されたバイオメトリック特徴が所定の許容範囲内で参照データベースに格納された予め記録されたバイオメトリック特徴と一致する場合、特定の同一性を有するので、識別される。事実上、１つの対象は、参照データベース内の多くのエントリーと一致する。
【００２９】
バイオメトリック認証は、（例えば、記章読み取り装置を使用して）認証される対象の疑わしい同一性が提供される点で、識別と異なる。従って、認証のために提示された対象の測定されたバイオメトリック特徴は、同一性が参照データベースに存在する場合、疑わしい同一性と関連付けられたデータベース内の予め記録されたバイオメトリック特徴と一致する。事実上、１つの対象は、参照データベース内の１つのエントリーと一致する。
【００３０】
識別及び認証に使用される実際の整合処理は、異なって良い。識別中には１つの特定のエントリーが選択されなければならず区別と整合が要求されるが、認証中には整合だけが要求される。これは、識別は一意性及び特徴の整合性を要求するが、認証は特徴の整合性のみを要求することを示す。
【００３１】
図５及び図６は、それぞれ識別及び認証用の対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析のための装置の詳細な構造を更に示す。
【００３２】
図５は、そのままで識別用のバイオメトリック分析装置１のブロック図である。図５は、対象２０を分析し及び決定３４を生成するバイオメトリック分析装置１を示す。
【００３３】
当該装置は、対象２０の皮膚表面の一部にある汗管から汗を引き出す皮膚刺激手段２２を有する。当該装置は、対象２０の電気的皮膚表面表現１２を作成するよう構成された皮膚画像キャプチャ手段２４を更に有する。当該電気的表現は、１つ以上の電気的表現に基づき皮膚表面の一部にある汗管位置を位置決めする汗管位位置決め手段２６へ渡される。
【００３４】
汗管位置決め手段２６は、電気的汗管位置表現２７を生成し、及び汗管識別整合手段２８へ渡す。汗管識別整合手段２８は、汗管位置データを参照データベース３０内の予め記録された汗管パターンと整合する。最後に、識別決定手段３２は、所定の許容範囲内で十分な整合が見出されたか否かを決定する。
【００３５】
識別決定手段３２の決定３４は、自動アクセス制御に必要とされるような２重の正確な又はハード決定であって良い。或いは、決定３４は、正確性の可能性の指標を有するソフト決定であって良い。後者は、セキュリティ担当者を支援する専門システムで特に有用である。
【００３６】
図６は、そのままで認証用のバイオメトリック分析装置１のブロック図である。図６の全体構造は、図５に示された識別用装置の全体構造と似ているので、図６の独特の特徴のみがここで記載される。図６に示された装置は、対象２０からの疑わしい同一性３８を要求する要求手段３６を有する。特定のシステムでは、要求手段３６は、記章読み取り装置又は機械パスポート読み取り装置として実施されて良い。
【００３７】
図５の状況と同様に、汗管位置決め手段２６は、電気的汗管位置表現２７を生成する。この情報及び疑わしい同一性は、汗管認証整合手段４０への重要な入力である。汗管認証整合手段４０は、汗管位置データが参照データベース内に存在する場合、汗管位置データを、疑わしい同一性の参照データベース内の予め記録された汗管パターンと整合する。最後に、認証決定手段４２は、所定の許容範囲内で十分な整合が見出されたか否かを決定する。この決定は、ハード決定に限定されない。
【００３８】
汗管情報を識別又は認証用の差別化バイオメトリック特徴として使用する実施例と別に、汗管情報はまた、他のバイオメトリック識別及び認証技術と連結して使用され得る。
【００３９】
バイオメトリック識別装置を組み合わせる１つの主要な理由は、信頼性の向上である。この信頼性の向上は、作業負荷の深刻な増大の対価である必要はない。実際には、一方が他方より要件の厳しい２つの識別技術がある場合、先ず要件の少ない技術に基づき識別を実行し、類似の候補の少数のセットを得て、そして次に当該セットを第２の要件の厳しい技術の「検索領域」として使用することが可能である。
【００４０】
図７は、指紋識別の技術で強化された、対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析の装置を図示する。汗管及び指紋識別技術の組み合わせは、両技術が同一表面の異なる特徴を観察し及び従って同一の皮膚画像キャプチャ手段を共有し得るので、特に興味深い。
【００４１】
図７では、皮膚画像キャプチャ手段２４は、電気的皮膚表面表現１２をキャプチャする。一般に、このような表現内で汗管位置を位置決めするために必要な解像度は、指紋内の隆線を記録するために必要な解像度より高い。電気的皮膚表面表現を汗管検出に適した解像度でキャプチャし、及び当該電気的皮膚表面表現を指紋分析のためにオンザフライでダウンサンプリングすることにより、単光路のキャプチャで十分であり得る。汗管分析及び指紋分析に使用される領域は重なって良いが、それらは同一である必要はない。
【００４２】
ダウンサンプリングは、フィルター手段４４により行われる。フィルター手段４４の出力は、識別用指紋整合手段４６へ渡される。指紋整合手段は、隆線パターンを参照データベース３０内の予め記録された隆線パターンと整合する。所定の許容範囲内で参照データベース３０内のエントリーと整合が見付かった場合、中間同一性４８が確立されたと考えられる。
【００４３】
中間同一性４８、及び他の関連情報は、汗管認証整合手段４０へ渡され得る。並行して、汗管位置決め手段２６は、電気的汗管位置表現２７を生成する。疑わしい同一性と一緒に、この電気的表現は、汗管認証整合手段４０への重要な入力である。これは、汗管位置を、中間同一性用参照データベースに格納されたバイオメトリック汗管パターンと整合する。
【００４４】
最後に、結合決定手段５０は、決定３４のため、汗管認証整合手段４０と同様に指紋整合手段４６の両方からの情報を、参照データベース３０からのデータと共に評価する。
【００４５】
異なる技術を結合することは、苛立たしいなりすまし攻撃に有用であり得る。指紋識別における「ゴムの」指の使用のような単純ななりすまし攻撃は、生存試験の追加により阻止され得る。本発明は、汗管の位置を決めるため、及び生存証明としての使用のため汗誘発の形式の活動を観察するために使用され得る。
【００４６】
図８は、識別用に、生存証明として汗管情報を及び指紋情報を使用する、対象の皮膚表面の一部にある汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図を図示する。図８のブロック図は、図７のブロック図と似ている。違いのみがここで記載される。
【００４７】
皮膚画像キャプチャ手段２４によりキャプチャされた１つ以上の電気的皮膚表面表現１２に基づき、生存検出手段５２は、分析のために提供された対象２０が活動的な汗管を有するか否かを決定する。指紋整合手段４６からの情報と一緒に、この情報及び参照データベースからの情報は、指紋識別決定手段５４により決定３４へ結合される。この場合、指紋識別決定手段５４は、生存検出手段５２からの結果を用い、指紋整合手段４６の成果を実証する。
【００４８】
本発明は、本発明の特定の実施例に関連して説明された。しかしながら留意すべき点は、本発明の保護されるべき範囲は、これら実施例に限定されないことである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１ａ】指先に送風機を使用する前の指紋の部分の表現を有する。
【図１ｂ】指先に送風機を使用した後の指紋の部分の表現を有する。
【図２】本発明による装置で使用する、皮膚画像キャプチャ手段及び送風機の図式表現である。
【図３ａ】受け台の図式的表現であり、本発明の特定の実施例で使用される受け台の上面図を示す。
【図３ｂ】受け台の図式的表現であり、本発明の特定の実施例で使用される受け台の断面図を示す。
【図３ｃ】受け台の図式的表現であり、本発明の特定の実施例で使用される受け台の断面図を示す。
【図３ｄ】受け台の図式的表現であり、本発明の特定の実施例で使用される受け台の凹みを示す。
【図４】本発明による装置で使用するための、皮膚画像キャプチャ手段及び送風機のより詳細な図式表現である。
【図５】識別用に構成された、本発明による汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図である。
【図６】認証用に構成された、本発明による汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図である。
【図７】識別用に汗管位置情報及び指紋情報を使用する、本発明による汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図である。
【図８】識別用に、生存の証拠として汗管情報を及び指紋情報を使用する、本発明による汗管のバイオメトリック分析のための装置のブロック図である。
【国際調査報告】
2008529705.tif 000015
2008529705.tif 000016
2008529705.tif 000017