(57)【要約】【課題】  認証処理を複雑化することなく、必要とされるセキュリティ性や迅速性に柔軟に対応することができる生体認証処理技術を提供する。【解決手段】  被認証者の認証処理対象として設定された所定の生体部位の画像情報に基づいて認証処理を行なう生体認証処理装置であって、被認証者から認証処理対象の照合画像情報を取得する生体センサの複数が、複数の異なる生体部位の認証処理対象に各別に対応して設けられた照合画像情報取得手段１１０と、複数の生体センサが各別に取得した照合画像情報毎に、照合画像情報と登録画像情報を比較し、その一致度が所定の基準度以上である場合に、照合画像情報の一致を判定する画像照合手段２１０と、複数の生体センサ夫々の照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に被認証者を認証する生体認証手段２２０と、を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証者の認証処理対象として設定された所定の生体部位の画像情報に基づいて認証処理を行なう生体認証処理装置であって、
前記被認証者から前記認証処理対象の照合画像情報を取得する生体センサの複数が、複数の異なる前記生体部位の前記認証処理対象に各別に対応して設けられた照合画像情報取得手段と、
前記複数の生体センサが各別に取得した前記照合画像情報毎に、前記照合画像情報と前記照合画像情報の前記生体部位に対応する予め登録された登録画像情報を比較し、前記照合画像情報と前記登録画像情報の一致度が所定の基準度以上である場合に、前記照合画像情報の一致を判定する画像照合手段と、
前記複数の生体センサ夫々の前記照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に前記被認証者を認証する生体認証手段と、を備えることを特徴とする生体認証処理装置。
【請求項２】
前記生体認証手段は、一致判定された前記照合画像情報の数が、所定のセキュリティ度に応じて設定された数以上である場合に、前記被認証者を認証することを特徴とする請求項１に記載の生体認証処理装置。
【請求項３】
前記生体認証手段は、前記複数の生体センサを所定の分類条件に応じて分類した生体センサ群毎に、前記生体センサ群夫々に対応する前記照合画像情報の内の一致判定された前記照合画像情報に基づいて認証度を算出し、
前記生体センサ群夫々の前記認証度が、所定のセキュリティ度に応じて前記生体センサ群毎に各別に設定された所定のセンサ群別セキュリティ度以上である場合に、前記被認証者を認証することを特徴とする請求項１に記載の生体認証処理装置。
【請求項４】
前記照合画像情報取得手段は、異なるセンサ面積を有する前記生体センサ群を備え、
前記生体認証手段は、前記センサ面積に応じて前記複数の生体センサを分類し、前記センサ面積に応じて前記生体センサ群夫々の前記センサ群別セキュリティ度を設定することを特徴とする請求項３に記載の生体認証処理装置。
【請求項５】
前記生体認証手段は、外部入力に応じて、前記セキュリティ度を変更するセキュリティ度変更手段を備えることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の生体認証処理装置。
【請求項６】
前記画像照合手段において、前記基準度の値は、前記複数の生体センサ夫々に異なる値が設定されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の生体認証処理装置。
【請求項７】
前記画像照合手段は、外部入力に応じて、前記基準度の値を変更する基準度変更手段を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の生体認証処理装置。
【請求項８】
前記画像照合手段は、
前記登録画像情報に設定された複数の第１部分領域毎に、前記第１部分領域の画像との部分一致度の値が最大となる前記照合画像情報における第２部分領域を抽出し、抽出した前記第２部分領域の前記照合画像情報における位置を示す照合位置情報を記憶する位置探索手段と、
前記第１部分領域毎に、前記第１部分領域の前記登録画像情報における位置を示す基準位置情報と前記照合位置情報の間の位置関係を示す位置関係情報を算出し、前記位置関係情報に基づいて前記登録画像情報と前記照合画像情報の類似度を算出する類似度計算手段と、
前記類似度に基づいて前記登録画像情報と前記照合画像情報が一致するか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の生体認証処理装置。
【請求項９】
前記類似度計算手段は、前記基準位置情報が示す位置から前記照合位置情報が示す位置までの距離及び方向を前記位置関係情報として算出し、前記距離及び方向が所定の類似範囲内にある前記位置関係情報の数に基づいて前記類似度を算出することを特徴とする請求項８に記載の生体認証処理装置。
【請求項１０】
前記照合画像情報取得手段は、認証処理対象として設定された手または指の形状に対応した形状の把持部材を備え、前記把持部材の前記認証処理対象が接する箇所の夫々に前記生体センサを設けてなることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の生体認証処理装置。
【請求項１１】
前記登録画像情報の画像領域が、前記照合画像情報の画像領域より大きいことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の生体認証処理装置。
【請求項１２】
被認証者の認証処理対象として設定された所定の生体部位の画像情報に基づいて認証処理を行なう生体認証処理方法であって、
前記被認証者の入力操作に応じて、複数の前記認証処理対象に各別に対応して設けられた生体センサの複数から、前記被認証者の前記認証処理対象の照合画像情報の入力を受け付ける照合画像情報取得工程と、
取得した前記照合画像情報毎に、前記照合画像情報と前記照合画像情報の前記生体部位に対応する予め登録された登録画像情報を比較し、前記照合画像情報と前記登録画像情報の一致度が所定の基準度以上である場合に、前記照合画像情報の一致を判定する画像照合工程と、
前記複数の生体センサ夫々の前記照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に前記被認証者を認証する生体認証工程と、を実行することを特徴とする生体認証処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の生体認証処理方法における前記照合画像情報取得工程、前記画像照合工程及び前記生体認証工程を、コンピュータ上で実行するプログラムステップを含むことを特徴とする生体認証処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被認証者の認証処理対象として設定された所定の生体部位の画像情報に基づいて認証処理を行なう生体認証処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体認証技術には、指紋認証や手のひらの血管の形に基づいて認証処理を行なう静脈認証、網膜の血管の形に基づいて認証処理を行なう網膜認証等がある。例えば、指紋認証では、指紋センサ（生体センサ）を用いて被認証者の指紋を読み取り、読み取った指紋の画像データを予め登録された被認証者の指紋の画像データと比較して、被認証者の認証処理を行なう（例えば、特許文献１参照）。尚、指紋認証等の生体認証技術においては、通常、認証処理対象として単一の生体部位が設定され、単一の生体センサを用いて認証処理を行っている。このような生体認証処理を行なう生体認証処理装置は、例えば、同一鉄道事業者または提携関係にある鉄道事業者間において非接触式のＩＣカードを用いてアクセスすることにより改札処理を行なうシステムを備える自動改札装置や、金融機関における残高照会処理や入金処理を行なう金融処理装置に設けられている。
【０００３】
従来技術に係る指紋認証を用いた認証処理を行なう生体認証処理装置について、図１及び図９を基に簡単に説明する。
【０００４】
図１は、生体認証処理装置及びその周辺装置からなるコンピュータの一構成例を示す概略ブロック図である。図１に示すように、コンピュータ１００は、被認証者の指紋を読み取る指紋センサを備える照合画像情報取得手段１１０、生体認証装置の設定入力操作等を行うための操作手段１２０、装置内の各手段を制御して認証処理等を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置）１３０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリから構成される主記憶装置１４０、液晶ディスプレイ等からなる表示手段１５０、フロッピー（登録商標）ディスク駆動装置やＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）駆動装置等の着脱可能に構成された外部入力装置１６０、認証処理のための生体認証処理プログラム等を格納する固定ディスク等の補助記憶装置１７０、及び、通信ネットワーク３００に接続するための通信インターフェース１８０を備えて構成され、コンピュータ１００内の各手段は、各手段間でデータ信号を転送するバスを介して互いに接続されている。生体認証処理装置は、コンピュータ１００上で生体認証処理プログラムを実行することにより実現される。
【０００５】
図９は、従来の生体認証処理装置における指紋認証を用いた認証処理の処理手順の一例を示している。具体的には、生体認証処理装置において、被認証者のアクセスによって認証処理が開始されると、ＣＰＵ１３０は、生体認証処理プログラムを起動し（ステップ＃１０１）、指紋センサに対し指紋の画像データの入力信号を送り、指紋センサから指紋の画像データの入力を受け付け（ステップ＃１０２）、主記憶装置１４０に照合画像情報として記憶する。続いて、ＣＰＵ１３０は、照合画像情報と予め登録された被認証者の指紋の登録画像情報とを照合し（ステップ＃１０３）、一致・不一致を判定して被認証者の認証を行なう（ステップ＃１０４）。不一致判定の場合には（ステップ＃１０５でＮＯ分岐）、ＣＰＵ１３０は、不一致判定信号を送り、処理の続行を禁止する（ステップ＃１０６）。一致判定の場合には（ステップ＃１０５でＯＫ分岐）、ＣＰＵ１３０は、一致判定信号を送り、処理の続行を許可する（ステップ＃１０７）。
【０００６】
ところで、従来の生体認証では、通常、単一の生体センサを用いて認証を行っていることから、例えば、指紋認証において被認証者の指紋の画像データを取得する生体センサに対する指置きが不十分な場合や生体センサにゴミが付着している場合等、認証時の状況によっては、認証処理対象の生体情報の読み取り精度が悪化し、被認証者が何度も認証のための生体情報の入力操作をしなければならない場合があるという問題があった。特に、鉄道の自動改札装置では、特定の被認証者が何度も認証のための生体情報の入力操作を行なわなければならない事態が生じると、混雑が生じて鉄道利用者の利便性を著しく低下させる原因となる。このため、鉄道の自動改札装置等に設置される生体認証処理装置では、認証処理の迅速性が求められ、生体情報の読み取り精度の向上が課題となっていた。
【０００７】
これに対し、被認証者の１つの生体部位の生体情報を取得するために、複数の生体センサを並列または積重して設けた生体認証処理装置がある（例えば、特許文献２参照）。この生体認証処理装置では、図１０に示すように、複数の生体センサを並列または積重して設けたので、被認証者の１度の生体情報の入力操作で単一の生体部位から複数の生体情報を取得することができ、生体情報の読み取り精度を向上させることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３２３６１８号公報
【特許文献２】特開２００５−２４２５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の生体認証処理装置では、生体センサを並列または積重して配置する構成、即ち、生体センサをほぼ同一箇所に配置する構成であることから、複数の生体センサが取得した情報を組み合わせて認証を行なう必要があり、認証処理にかかる処理が複雑になる。
【００１０】
尚、例えば、金融機関に設置された残高照会処理や入金処理等を行なう金融処理装置等では、残高照会のような個人情報へのアクセスや高額の取引が行なわれる場合があるため、認証処理の迅速性よりも不正利用の防止が優先であり、非常に高いセキュリティ性が必要とされる。そうすると、金融処理装置へのアクセスに用いられる認証処理は、非常に高いセキュリティ性が必要とされるが、鉄道の自動改札装置において改札処理の許可・不許可を決定する場合に用いられる認証処理は、混雑防止のために迅速な処理が必要とされ、金融機関における認証処理と同程度の高いセキュリティ性は必要とされない。このため、従来は、金融機関等のように非常に高いセキュリティ性を必要とする場合と、自動改札装置等のようにセキュリティ性に対する要求が比較的緩い場合とで、構成の異なる生体認証処理装置を設置していた。
【００１１】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、認証処理を複雑化することなく、必要とされるセキュリティ性や迅速性に柔軟に対応することができる生体認証処理装置を提供する点にある。また、認証処理を複雑化することなく、必要とされるセキュリティ性や処理の迅速性に柔軟に対応することができる生体認証処理方法を提供する。更に、認証処理装置をコンピュータ上で実現するための生体認証処理プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る生体認証処理装置は、被認証者の認証処理対象として設定された所定の生体部位の画像情報に基づいて認証処理を行なう生体認証処理装置であって、前記被認証者から前記認証処理対象の照合画像情報を取得する生体センサの複数が、複数の異なる前記生体部位の前記認証処理対象に各別に対応して設けられた照合画像情報取得手段と、前記複数の生体センサが各別に取得した前記照合画像情報毎に、前記照合画像情報と前記照合画像情報の前記生体部位に対応する予め登録された登録画像情報を比較し、前記照合画像情報と前記登録画像情報の一致度が所定の基準度以上である場合に、前記照合画像情報の一致を判定する画像照合手段と、前記複数の生体センサ夫々の前記照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に前記被認証者を認証する生体認証手段と、を備えることを第１の特徴とする。
【００１３】
上記特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記生体認証手段が、一致判定された前記照合画像情報の数が、所定のセキュリティ度に応じて設定された数以上である場合に、前記被認証者を認証することを第２の特徴とする。
【００１４】
上記第１の特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記生体認証手段が、前記複数の生体センサを所定の分類条件に応じて分類した生体センサ群毎に、前記生体センサ群夫々に対応する前記照合画像情報の内の一致判定された前記照合画像情報に基づいて認証度を算出し、前記生体センサ群夫々の前記認証度が、所定のセキュリティ度に応じて前記生体センサ群毎に各別に設定された所定のセンサ群別セキュリティ度以上である場合に、前記被認証者を認証することを第３の特徴とする。
【００１５】
上記特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記照合画像情報取得手段が、異なるセンサ面積を有する前記生体センサ群を備え、前記生体認証手段は、前記センサ面積に応じて前記複数の生体センサを分類し、前記センサ面積に応じて前記生体センサ群夫々の前記センサ群別セキュリティ度を設定することを第４の特徴とする。
【００１６】
上記第２〜第４の特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記生体認証手段が、外部入力に応じて、前記セキュリティ度を変更するセキュリティ度変更手段を備えることを第５の特徴とする。
【００１７】
上記何れかの特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記画像照合手段において、前記基準度の値は、前記複数の生体センサ夫々に異なる値が設定されていることを第６の特徴とする。
【００１８】
上記何れかの特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記画像照合手段が、外部入力に応じて、前記基準度の値を変更する基準度変更手段を備えることを第７の特徴とする。
【００１９】
上記何れかの特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記画像照合手段が、前記登録画像情報に設定された複数の第１部分領域毎に、前記第１部分領域の画像との部分一致度の値が最大となる前記照合画像情報における第２部分領域を抽出し、抽出した前記第２部分領域の前記照合画像情報における位置を示す照合位置情報を記憶する位置探索手段と、前記第１部分領域毎に、前記第１部分領域の前記登録画像情報における位置を示す基準位置情報と前記照合位置情報の間の位置関係を示す位置関係情報を算出し、前記位置関係情報に基づいて前記登録画像情報と前記照合画像情報の類似度を算出する類似度計算手段と、前記類似度に基づいて前記登録画像情報と前記照合画像情報が一致するか否かを判定する判定手段と、を備えることを第８の特徴とする。
【００２０】
上記特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記類似度計算手段が、前記基準位置情報が示す位置から前記照合位置情報が示す位置までの距離及び方向を前記位置関係情報として算出し、前記距離及び方向が所定の類似範囲内にある前記位置関係情報の数に基づいて前記類似度を算出することを第９の特徴とする。
【００２１】
上記何れかの特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記照合画像情報取得手段が、認証処理対象として設定された手または指の形状に対応した形状の把持部材を備え、前記把持部材の前記認証処理対象が接する箇所の夫々に前記生体センサを設けてなることを第１０の特徴とする。
【００２２】
上記何れかの特徴の本発明に係る生体認証処理装置は、前記登録画像情報の画像領域が、前記照合画像情報の画像領域より大きいことを第１１の特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するための本発明に係る生体認証処理方法は、被認証者の認証処理対象として設定された所定の生体部位の画像情報に基づいて認証処理を行なう生体認証処理方法であって、前記被認証者の入力操作に応じて、複数の前記認証処理対象に各別に対応して設けられた生体センサの複数から、前記被認証者の前記認証処理対象の照合画像情報の入力を受け付ける照合画像情報取得工程と、取得した前記照合画像情報毎に、前記照合画像情報と前記照合画像情報の前記生体部位に対応する予め登録された登録画像情報を比較し、前記照合画像情報と前記登録画像情報の一致度が所定の基準度以上である場合に、前記照合画像情報の一致を判定する画像照合工程と、前記複数の生体センサ夫々の前記照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に前記被認証者を認証する生体認証工程と、を実行することを第１の特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係る生体認証処理プログラムは、上記第１の特徴の生体認証処理方法における前記照合画像情報取得工程、前記画像照合工程及び前記生体認証工程を、コンピュータ上で実行するプログラムステップを含むことを第１の特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る生体認証処理装置は、被認証者から認証処理対象の照合画像情報を取得する生体センサの複数が、複数の異なる生体部位の認証処理対象に各別に対応して設けられ、照合画像情報夫々の一致度を判定し、複数の照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に被認証者を認証するように構成したので、生体認証処理装置が設けられる状況に応じて、セキュリティ性や迅速性を任意に設定することが可能になる。
【００２６】
これによって、例えば、処理の迅速が求められる場合には、複数の生体センサの内、一致判定を必要とする生体センサの数を少なく設定することで対応でき、複数の生体センサを用いて複数の生体部位の照合画像情報を取得することから、照合画像情報の取得成功確率を高めることができ、指紋認証において被認証者の指紋センサに対する指置きが不十分な場合や生体センサにゴミが付着している場合等であっても、被認証者が何度も認証のための入力操作をしなければならない状況をより効果的に防止することができる。また、必要なセキュリティ度が高い場合には、複数の生体センサの内、一致判定を必要とする生体センサの数を多く設定することで対応できる。
【００２７】
従って、例えば、高いセキュリティ性を必要とする金融機関等に設置される場合にも、金融機関程度には高いセキュリティ性を必要とせず処理の迅速が求められる鉄道の自動改札装置等に設置される場合にも、本発明に係る生体認証処理装置の１台で対応することが可能になる。このため、生体認証処理装置の製造にかかるコストや時間を低減することが可能になる。
【００２８】
また、本発明に係る生体認証処理方法及び生体認証処理プログラムにおいても、被認証者の複数の生体部位から各別に照合画像情報を取得して、照合画像情報夫々の一致度を判定し、複数の照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に被認証者を認証するように構成したので、セキュリティ性や迅速性を任意に設定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る生体認証処理装置、生体認証処理方法及び生体認証処理プログラム（以下、適宜「本発明装置」、「本発明方法」及び「本発明プログラム」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
〈第１実施形態〉
本発明の第１実施形態について図１〜図６を基に説明する。尚、本実施形態では、認証処理対象の生体部位として親指、人差し指及び中指が設定され、各指の指紋の画像データを用いて認証処理を行なう場合を想定して説明する。
【００３１】
先ず、本実施形態における本発明装置の構成について図１及び図２を基に説明する。図１は、本発明装置１及びその周辺装置からなるコンピュータ１００の概略構成例を示しており、図２は、本発明装置１の概略構成を示している。尚、本発明は、指紋認証を用いた認証処理の各処理工程をコンピュータ１００上で実行するプログラムステップを含む生体認証処理プログラム２００をＣＰＵ１３０が実行することにより、後述する本発明装置１の画像照合手段２１０及び生体認証手段２２０を実現し、指紋認証を用いた認証処理を実行可能に構成されている。
【００３２】
図１に示すように、コンピュータ１００は、後述する本発明装置１を構成する照合画像情報取得手段１１０、生体認証装置の設定入力操作等を行うための操作手段１２０、装置内の各手段を制御して認証処理等を実行するＣＰＵ１３０、ＲＡＭ等の半導体メモリから構成される主記憶装置１４０、液晶ディスプレイ等からなる表示手段１５０、フロッピー（登録商標）ディスク駆動装置やＣＤ−ＲＯＭ駆動装置等の着脱可能に構成された外部入力装置１６０、認証処理のための生体認証処理プログラムや被認証者の生体部位の登録画像情報（被認証者の指紋の画像データ）等が格納される固定ディスク等の補助記憶装置１７０、及び、通信ネットワーク３００に接続するための通信インターフェース１８０を備えて構成され、コンピュータ１００内の各手段は、各手段間でデータ信号を転送するバスを介して互いに接続されている。尚、操作手段１２０、ＣＰＵ１３０、主記憶装置１４０、表示手段１５０、外部入力装置１６０、補助記憶装置１７０、及び、通信インターフェース１８０の構成は、従来技術におけるコンピュータの各構成と同じである。
【００３３】
本発明装置１は、図２に示すように、被認証者から認証処理対象の照合画像情報を取得する生体センサの複数が、複数の異なる生体部位の認証処理対象に各別に対応して設けられた照合画像情報取得手段１１０、複数の生体センサが各別に取得した照合画像情報毎に、照合画像情報と照合画像情報の生体部位に対応する予め登録された登録画像情報を比較し、照合画像情報と登録画像情報の一致度が所定の基準度以上である場合に、照合画像情報の一致を判定する画像照合手段２１０、及び、複数の生体センサ夫々の照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に被認証者を認証する生体認証手段２２０を備えて構成される。画像照合手段２１０及び生体認証手段２２０は、図２に示すように、本発明プログラム２００内に構築されている。尚、本実施形態では、登録画像情報の画像領域は、照合画像情報の画像領域より大きく設定されている。これによって、例えば、指紋センサに対する指置き位置がずれる等して入力状況が良好ではない場合でも、認証成功確率を高めることができる。
【００３４】
照合画像情報取得手段１１０は、本実施形態では、認証処理対象として設定された手または指の形状に対応した形状の把持部材１１４を備え、把持部材１１４の認証処理対象が接する箇所の夫々に生体センサが設けられている。本実施形態の各生体センサは、被認証者の指紋を読み取る指紋センサであり、読み取った指紋の画像データ（照合画像情報）を出力するように構成されている。ここで、図３は、照合画像情報取得手段１１０の一例を示す概略構成図である。本実施形態では、把持部材１１４の上面に、親指の指紋を読み取る指紋センサ１１１と被認証者が暗証番号等の情報入力を行なう入力部１１５等が設けられ、把持部材１１４の側面に、被認証者の人差し指の指紋を読み取る指紋センサ１１２と中指の指紋を読み取る指紋センサ１１３が設けられている。そして、親指、人差し指及び中指の指紋の画像データが同時に取得可能となるように、指紋センサ１１１〜１１３の配置が設定されている。尚、指紋センサとしては、光学式、圧力式または静電容量方式等の何れの方式の指紋センサを用いても良い。また、同じ照合画像情報取得手段１１０において、同一方式の指紋センサだけでなく、複数種類の指紋センサを設けるように構成しても良い。
【００３５】
画像照合手段２１０は、本実施形態では、登録画像情報に設定された複数の第１部分領域毎に、第１部分領域の画像との部分一致度の値が最大となる照合画像情報における第２部分領域を抽出し、抽出した第２部分領域の照合画像情報における位置を示す照合位置情報を記憶する位置探索手段２１１、第１部分領域毎に、第１部分領域の登録画像情報における位置を示す基準位置情報と照合位置情報の間の位置関係を示す位置関係情報を算出し、位置関係情報に基づいて登録画像情報と照合画像情報の類似度を算出する類似度計算手段２１２、及び、類似度に基づいて登録画像情報と照合画像情報が一致するか否かを判定する判定手段２１３を備えている。
【００３６】
生体認証手段２２０は、本実施形態では、画像照合手段２１０において一致判定された照合画像情報の数が、所定のセキュリティ度に応じて設定された数以上である場合に、被認証者を認証する。尚、本実施形態では、セキュリティ度は、コンピュータ１００の用途別に複数段階に設定されており、本実施形態では、本発明装置１の補助記憶装置１７０に予め設定されている。また、セキュリティ度に応じて、被認証者の生体認証に必要な一致判定された照合画像情報の数、または、被認証者の生体認証に必要な全照合画像情報に対する一致判定された照合画像情報の割合が設定されている。
【００３７】
ここで、図４は、本実施形態におけるセキュリティ度と被認証者の認証に必要な一致判定された照合画像情報の数の間の対応関係の一例を示している。尚、本実施形態のセキュリティ度は“低”、“高”の２段階に設定されている。具体的には、鉄道の自動改札装置における認証処理や、電話機の発着信制御装置における認証処理等、セキュリティ性の要求が比較的緩い場合には、セキュリティ度が低く設定され、被認証者の認証に必要な一致判定された照合画像情報の数は１／３以上となっている。即ち、セキュリティ度が低く設定されている場合には、３つの指紋センサ１１１〜１１３の内の１つ以上の指紋センサの照合画像情報が一致判定されれば良い。この場合には、３つの異なる場所に配置された３つの指紋センサから指紋の画像データを取得するので、指紋の画像データの取得成功率を高めることができる。これに対し、金融機関の残高照会処理や入金処理を行なう金融処理装置へのアクセスに対する認証処理や、携帯電話等の機器において個人情報が記載されたアドレス帳へのアクセスに対する認証処理等、高いセキュリティ性が要求される場合には、セキュリティ度が高く設定され、被認証者の認証に必要な一致判定された照合画像情報の数は１００％となっている。即ち、セキュリティ度が高く設定されている場合には、３つの指紋センサ１１１〜１１３の照合画像情報の全てが一致判定されなければならないため、被認証者に対する認証処理のセキュリティ性を高めることができる。
【００３８】
続いて、本発明装置１における本発明方法の各処理について、図５及び図６のフローチャートを基に説明する。
【００３９】
本発明装置１は、先ず、被認証者からの認証要求に応じて本発明プログラム２００を起動する（ステップ＃１０）。本発明プログラム２００が起動されると、ＣＰＵ１３０は、生体認証手段２２０により、補助記憶装置１７０から本発明装置１が搭載されているコンピュータ１００に応じたセキュリティ度を読み出す（ステップ＃２０）。コンピュータ１００としては、鉄道の自動改札装置、電話機の発着信制御装置、金融機関の金融処理装置及び個人情報を備える機器を想定しており、図４に示す表から、コンピュータ１００の認証処理で必要とするセキュリティ度を取得する。
【００４０】
続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１３０は、被認証者の入力操作に応じて、画像情報取得手段の指紋センサ１１１〜１１３から、照合画像情報として被認証者の親指、人差し指及び中指の指紋の画像データの入力を受け付ける（ステップ＃３０、照合画像情報取得工程に相当）。
【００４１】
引き続き、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０により、指紋センサ１１１〜１１３から取得した３つの照合画像情報夫々について、登録画像情報との画像照合処理を行い、照合画像情報と登録画像情報の一致・不一致を判定する（ステップ＃４０、画像照合工程に相当）。
【００４２】
ここで、図６は、画像照合手段２１０による画像照合処理の処理手順を示しており、図６を基に画像照合処理について説明する。画像照合処理では、先ず、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０により、入力された照合画像情報夫々の画像データの補正を行う（ステップ＃４１）。具体的には、指置き時の指紋センサに対する指の圧力や指の乾燥度等の照合画像情報の入力状況によって、照合画像情報の各画素の濃淡値や濃度分布が一様ではないことから、登録画像情報との比較照合を行なえるように、照合画像情報の画像データに対しヒストグラムの平坦化処理や画像の二値化処理等の画像処理を行なう。続いて、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０により、補助記憶装置１７０から予め登録された被認証者の親指、人差し指及び中指の指紋の登録画像情報を読み出し、主記憶装置１４０の所定の領域に記憶する（ステップ＃４２）。
【００４３】
引き続き、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０の位置探索手段２１１により、登録画像情報に予め設定された複数の第１部分領域毎に、第１部分領域の画像との部分一致度の値が最大となる照合画像情報における第２部分領域を抽出し、抽出した第２部分領域の照合画像情報における位置を示す照合位置情報を取得する（ステップ＃４３）。具体的には、本実施形態では、比較する２つの画像データにおける各画素の画素濃度の差に基づいて部分一致度を算出する。ここで、本実施形態では、登録画像情報の画像データ上における第１部分領域の左上角の座標を、第１部分領域の登録画像情報における位置を示す基準位置とし、照合画像情報の画像データ上における第２部分領域の左上角の座標を、第２部分領域の照合画像情報における位置を示す照合位置とする。更に、登録画像情報には、幅ｗ高さｈの同一形状の矩形領域Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎの整数、ｎは整数）がｎ個設定されており、夫々が第１部分領域を構成している。そして、矩形領域Ｒｉの左上角を基準点（０，０）とした矩形領域Ｒｉ上の座標（ｘ，ｙ）の画素濃度をＲｉ（ｘ，ｙ）とする。また、照合画像情報の画像データの左上角を基準点（０，０）とした照合画像情報の画像データ上の座標（ｓ，ｔ）の画素濃度をＢ（ｓ，ｔ）とする。更に、照合画像情報の画像データ及び登録画像情報の画像データの各画素が取り得る最大濃度をＶ０とすると、照合画像情報の画像データにおいて左上角の座標が座標（ｓ，ｔ）となる幅ｗ高さｈの矩形領域と矩形領域Ｒｉとの部分一致度Ｃｉ（ｓ，ｔ）は以下の数１で表される。
【００４４】
【数１】
2008097097.tif 000003
【００４５】
引き続き、ＣＰＵ１３０は、位置探索手段２１１により、矩形領域Ｒｉについて、座標（ｓ，ｔ）を順次変更して各座標（ｓ，ｔ）における部分一致度Ｃｉ（ｓ，ｔ）を算出し、部分一致度Ｃｉの最大値Ｃｉｍａｘを求める。ＣＰＵ１３０は、最大値Ｃｉｍａｘをとる照合画像情報の画像データ上の矩形領域Ｍｉを第２部分領域とし、この矩形領域Ｍｉの左上角の座標（Ｍｉｘ，Ｍｉｙ）を照合位置として、最大値Ｃｉｍａｘと照合位置を示す座標（Ｍｉｘ，Ｍｉｙ）を主記憶装置１４０の所定領域に記憶する。
【００４６】
引き続き、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０の類似度計算手段２１２により、本実施形態では、矩形領域Ｒｉ毎に、矩形領域Ｒｉの基準位置を示す座標（Ｒｉｘ，Ｒｉｙ）と、矩形領域Ｍｉの照合位置を示す座標（Ｍｉｘ，Ｍｉｙ）の間の位置関係を示す位置関係情報を算出し、位置関係情報に基づいて登録画像情報と照合画像情報の類似度を算出する（ステップ＃４４）。より具体的には、矩形領域Ｒｉ毎に、基準位置の座標（Ｒｉｘ，Ｒｉｙ）から照合位置の座標（Ｍｉｘ，Ｍｉｙ）までの距離及び方向を示す移動ベクトルＶｉを位置関係情報として算出する。更に、移動ベクトルＶｉ夫々について、他の矩形領域Ｒｊ（ｊ＝１〜ｎの整数、ｊ≠ｉ）の移動ベクトルＶｊとのベクトル差ｄＶｉｊを算出し、ベクトル差ｄＶｉｊが定数ｅ以下の場合に移動ベクトルＶｉと移動ベクトルＶｊを同一判定する。そして、移動ベクトルＶｉの夫々について移動ベクトルＶｉと同一判定された移動ベクトルＶｊを持つ矩形領域Ｒｊの数を求め、この内の最大値を類似度とする。移動ベクトルＶｉは、例えば、以下の数２で表され、ベクトル差ｄＶｉｊは、例えば、以下の数３で表される。
【００４７】
【数２】
2008097097.tif 000004
【００４８】
【数３】
2008097097.tif 000005
【００４９】
引き続き、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０の判定手段２１３により、類似度に基づいて登録画像情報と照合画像情報が一致するか否かを判定する（ステップ＃４５）。具体的には、類似度計算手段２１２が算出した類似度から一致度Ｐを算出し、一致度が予め設定された基準度Ｔ以上である場合に照合画像情報の一致を判定する。
【００５０】
同様にして、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０により、指紋センサ１１１〜１１３の照合画像情報全てについて、ステップ＃４３〜＃４５の処理を繰り返し実行して一致・不一致を判定する（ステップ＃４６）。
【００５１】
次に、ＣＰＵ１３０は、生体認証手段２２０により、複数の指紋センサ夫々の照合画像情報の照合状態が全体で所定の認証条件を満たす場合に被認証者を認証する（ステップ＃５０、生体認証工程に相当）。具体的には、本実施形態では、生体認証手段２２０は、一致判定された照合画像情報の数が、ステップ＃２０で読み出したセキュリティ度に応じて設定された数以上である場合に、被認証者を認証する。
【００５２】
詳細には、コンピュータ１００が、例えば、鉄道の自動改札装置等、認証処理の迅速性が求められる装置であり、セキュリティ度が低く設定されている場合、図４に示すように、被認証者を認証するために必要な一致判定された照合画像の数は１／３以上と規定されている。ここでは、３つの指紋センサ１１１〜１１３が設けられていることから、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０が一致判定した照合画像情報の数が１以上の場合、つまり、親指、人差し指及び中指の何れかの指紋の画像データ（照合画像情報）が一致判定されていれば、被認証者を認証する。親指、人差し指及び中指の何れの指紋の画像データも一致判定されていない場合は、認証不成立となる。更に、コンピュータ１００が、例えば、金融機関に設置された金融処理装置にアクセスする端末装置等、不正利用防止が最優先で求められる装置であり、セキュリティ度が高く設定されている場合、図４に示すように、被認証者を認証するために必要な一致判定された照合画像の数は１００％と規定されている。ここでは、３つの指紋センサ１１１〜１１３が設けられていることから、ＣＰＵ１３０は、画像照合手段２１０が、全ての照合画像情報に対して一致判定を行なった場合にのみ、被認証者を認証する。親指、人差し指及び中指の指紋の画像データの内、何れか１つでも一致判定されていない照合画像情報がある場合は、認証不成立となる。
【００５３】
ＣＰＵ１３０は、被認証者を認証した場合（ステップ＃６０でＯＫ分岐）は、コンピュータ１００の処理続行を許可し（ステップ＃８０）、認証不成立の場合（ステップ＃６０でＮＯ分岐）は、コンピュータ１００の処理続行を禁止する（ステップ＃７０）。尚、認証不成立の際に、コンピュータ１００の表示手段１５０やスピーカ等を通じて、認証不成立の旨を通知するように構成しても良い。
【００５４】
〈第２実施形態〉
本発明の第２実施形態について図７を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１実施形態とは、被認証者の認証条件が異なる場合について説明する。
【００５５】
本実施形態の照合画像情報取得手段１１０は、異なるセンサ面積を有する指紋センサ群を備えている。具体的には、本実施形態の指紋センサ１１１〜１１３は、指の大きさに応じてセンサ面積の大きさが設定されており、親指の指紋を読み取る指紋センサ１１１は、人差し指の指紋を読み取る指紋センサ１１２と中指の指紋を読み取る指紋センサ１１３より、センサ面積が大きく設定されている。人差し指の指紋を読み取る指紋センサ１１２と中指の指紋を読み取る指紋センサ１１３は同じ大きさに設定されている。
【００５６】
本実施形態の生体認証手段２２０は、複数の指紋センサ１１１〜１１３を所定の分類条件に応じて分類した指紋センサ群毎に、指紋センサ群夫々に対応する照合画像情報の内の一致判定された照合画像情報に基づいて認証度を算出し、指紋センサ群夫々の認証度が、コンピュータ１００のセキュリティ度に応じて指紋センサ群毎に各別に設定された所定のセンサ群別セキュリティ度以上である場合に、被認証者を認証するように構成されている。尚、本実施形態では、認証度は、センサ群中における一致判定された照合画像情報の数、または、センサ群中の全照合画像情報に対する一致判定された照合画像情報の割合であり、センサ群別セキュリティ度は、被認証者の生体認証に必要なセンサ群中における一致判定された照合画像情報の数、または、被認証者の生体認証に必要なセンサ群中の全照合画像情報に対する一致判定された照合画像情報の割合で表される。
【００５７】
具体的には、本実施形態の生体認証手段２２０は、センサ面積に応じて複数の指紋センサを分類し、センサ面積に応じて指紋センサ群夫々のセンサ群別セキュリティ度を設定するように構成されている。ここでは、センサ面積の大きい親指用の指紋センサ１１１をセンサ群Ｓ１、人差し指用の指紋センサ１１２と中指用の指紋センサ１１３をセンサ群Ｓ２として説明する。一般的に、センサ面積の小さい指紋センサ群よりセンサ面積の大きい指紋センサ群の方が取得可能な画像データの領域が大きく、認証処理における信頼度が高いと考えられることから、本実施形態では、センサ面積の大きい指紋センサ群のセンサ群別セキュリティ度を高く設定する。
【００５８】
ここで、図７は、本実施形態におけるセキュリティ度と被認証者の認証に必要な一致判定された照合画像情報の数の間の対応関係の一例を示している。詳細には、鉄道の自動改札装置における認証処理や、電話機の発着信制御装置における認証処理等、セキュリティ性の要求が比較的緩い場合には、上記第１実施形態と同様に、コンピュータ１００のセキュリティ度が低く設定されている。この場合の本実施形態における被認証者の認証条件は、全ての指紋センサ、即ち、センサ群Ｓ１及びセンサ群Ｓ２全体で、１以上の指紋センサの照合画像情報が一致判定されている場合に、被認証者を認証するように設定されている。つまり、指紋センサ１１１〜１１３の内の何れか１つの指紋センサの照合画像情報が一致判定されている場合に、被認証者を認証する。
【００５９】
更に、金融機関の残高照会処理や入金処理を行なう金融処理装置へのアクセスに対する認証処理や、携帯電話等の機器において個人情報が記載されたアドレス帳へのアクセスに対する認証処理等、高いセキュリティ性が要求される場合には、上記第１実施形態と同様に、コンピュータ１００のセキュリティ度が高く設定されており、センサ群Ｓ１のセンサ群別セキュリティ度が１００％であり、センサ群Ｓ２のセンサ群別セキュリティ度が１／２に設定されている。即ち、この場合の本実施形態における被認証者の認証条件は、センサ群Ｓ１に分類された全指紋センサの照合画像情報が一致判定され、且つ、センサ群Ｓ２に分類された全指紋センサの内、１以上の指紋センサの照合画像情報が一致判定されている場合に、被認証者を認証するように設定されている。つまり、親指用の指紋センサ１１１の照合画像情報が一致判定され、且つ、人差し指用の指紋センサ１１２及び中指用の指紋センサ１１３の内の何れか一方の照合画像情報が一致判定されている場合に、被認証者を認証する。このように構成することにより、より柔軟に生体認証処理における柔軟性及びセキュリティ性に対応することが可能になる。
【００６０】
〈第３実施形態〉
本発明の第３実施形態について図８を基に説明する。本実施形態では、上記第１及び第２実施形態とは、画像照合手段２１０及び生体認証手段２２０の構成が異なる場合について説明する。
【００６１】
本実施形態の画像照合手段２１０は、基準度の値が、複数の指紋センサ毎に異なる値が設定されている。具体的には、センサ面積に応じてセンサ群別に基準度が設定されており、センサ面積の大きい親指用の指紋センサ１１１における基準度を、人差し指用の指紋センサ１１２及び中指用の指紋センサ１１３における基準度より高く設定している。これにより、より柔軟にコンピュータ１００が必要とする迅速性及びセキュリティ性に対応することが可能になる。
【００６２】
更に、本実施形態の画像照合手段２１０は、図８に示すように、外部入力に応じて基準度の値を変更する基準度変更手段２１４を備えている。基準度変更手段２１４は、本実施形態では、指紋センサ毎または指紋センサ群毎に、照合画像情報の一致・不一致判定のための基準度を変更可能に構成されている。
【００６３】
本実施形態の生体認証手段２２０は、図８に示すように、外部入力に応じてセキュリティ度を変更するセキュリティ度変更手段２２１を備えている。具体的には、セキュリティ度変更手段２２１は、外部入力に応じて、セキュリティ度、応用処理例、或いは、認証に必要な条件の変更要求（追加、削除要求を含む）及び変更内容を受け付け、図４または図７に示すセキュリティ度の設定に反映させる。また、変更要求及び変更内容は、例えば、図１に示すコンピュータ１００において、操作手段１２０から受け付けるように構成しても良いし、通信ネットワーク３００を介して他のコンピュータから受け付けるように構成しても良い。
【００６４】
〈別実施形態〉
〈１〉上記各実施形態では、認証処理対象として指の指紋が設定されており、指紋認証を行なう場合について説明したが、例えば、指紋認証に加え、認証処理対象として手のひらの血管の形を設定し、静脈認証を行うように構成しても良いし、網膜認証等の他の認証処理を組み合わせて行なうように構成しても良い。静脈認証や網膜認証を行なう場合には、静脈を検出する生体センサ及び網膜の血管の形を検出する生体センサを夫々用いる。また、指紋認証を行なう場合において、認証処理対象として設定する指は、左右の何れの指であっても良い。認証処理対象は、照合画像情報取得手段１１０の構成を考慮し、１度で照合画像情報が取得できるように適切に選択する。この場合には、照合画像情報取得手段１１０の形状を、認証処理対象として設定した生体部位夫々の照合画像情報全体を１度で良好に取得できるように構成することが望ましい。
【００６５】
〈２〉上記各実施形態では、補助記憶装置１７０に格納された本発明プログラム２００をコンピュータ１００のＣＰＵ１３０が実行することにより認証処理を行なう構成としたが、本発明プログラム２００は、コンピュータ１００で読取可能な記録媒体に格納されていれば良い。例えば、磁気テープやフロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納された本発明プログラム２００を、磁気テープ装置、フロッピー（登録商標）ディスク駆動装置及びＣＤ−ＲＯＭ駆動装置等の外部入力装置１６０を介して読み出す構成であっても良いし、通信ネットワーク３００を介して本発明プログラム２００をダウンロードするように構成しても良い。
【００６６】
〈３〉上記各実施形態では、セキュリティ度は“低”、“高”の２段階に設定したが、これに限るものではなく、本発明を適用するコンピュータ１００の用途の多様性に応じて適切な段階数を設定する。また、上記第２実施形態において、センサ群別セキュリティ度をセンサ面積に応じて設定したがこれに限るものではなく、例えば、認証処理対象の生体部位に応じて設定する等、コンピュータ１００の用途や構成に応じて設定するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る生体認証処理装置及びその周辺装置からなるコンピュータの概略構成例を示す概略ブロック図
【図２】本発明に係る生体認証処理装置の第１実施形態における概略構成を示す概略ブロック図
【図３】本発明に係る生体認証処理装置の照合画像情報取得手段の一例を示す概略構成図
【図４】本発明に係る生体認証処理装置の第１実施形態におけるセキュリティ度と認証に必要な一致判定された照合画像情報数の対応関係の一例を示す表
【図５】本発明に係る生体認証処理装置の第１実施形態における認証処理手順を示すフローチャート
【図６】本発明に係る生体認証処理装置の画像照合手段の第１実施形態における認証処理手順を示すフローチャート
【図７】本発明に係る生体認証処理装置の第２実施形態におけるセキュリティ度と認証に必要な一致判定された照合画像情報数の対応関係の一例を示す表
【図８】本発明に係る生体認証処理装置の第３実施形態における概略構成を示す概略ブロック図
【図９】従来技術に係る生体認証処理装置の認証処理手順を示すフローチャート
【図１０】従来技術に係る生体認証処理装置の生体センサの構成を示す概略図
【符号の説明】
【００６８】
１      本発明に係る生体認証処理装置
１００  コンピュータ
１１０  照合画像情報取得手段
１１１  生体センサ（指紋センサ）
１１２  生体センサ（指紋センサ）
１１３  生体センサ（指紋センサ）
１１４  把持部材
１１５  入力部
１２０  操作手段
１３０  ＣＰＵ
１４０  主記憶装置
１５０  表示手段
１６０  外部入力装置
１７０  補助記憶装置
１８０  通信インターフェース
２００  本発明に係る生体認証処理プログラム
２１０  画像照合手段
２１１  位置探索手段
２１２  類似度計算手段
２１３  判定手段
２１４  基準度変更手段
２２０  生体認証手段
２２１  セキュリティ度変更手段
３００  通信ネットワーク
【図１】
2008097097.tif 000006
【図２】
2008097097.tif 000007
【図３】
2008097097.tif 000008
【図４】
2008097097.tif 000009
【図５】
2008097097.tif 000010
【図６】
2008097097.tif 000011
【図７】
2008097097.tif 000012
【図８】
2008097097.tif 000013
【図９】
2008097097.tif 000014
【図１０】
2008097097.tif 000015