(57)【要約】【課題】本発明は、経時変化するデータの認証に強い照合装置、ベクトル列の合成装置、合成方法を登録データの更新方法を提供することを課題とする。【解決手段】入力データと登録データのベクトル列のＤＰマッチングをＤＰマッチング部２１で行ない、ベクトル合成部２２でベクトル列の合成を行なう。このとき、登録データの１つベクトルと入力データの複数のベクトルが対応しているとき、最もベクトル間距離の短いものを選択して合成を行なう。またベクトル間距離が特定値以上はなれている場合には、ベクトル合成を行なわない。【選択図】    図２
2004310344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のベクトルから構成される２つのベクトル列を合成する合成装置において、
第１のベクトル列内のベクトルと第２のベクトル列内のベクトルとの対応関係を求めるマッチング手段と、
前記マッチング手段によって求められた対応関係において、前記第１のベクトル列内の１つのベクトルに対して、前記第２のベクトル列内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルと合成を行なって、新規ベクトル列を生成するベクトル合成手段と、
を備えることを特徴とするベクトル列の合成装置。
【請求項２】
前記ベクトル合成手段は、前記第１のベクトル列内の１つのベクトルに対して、前記第２のベクトル列内の１つのベクトルが対応しているときには両者を合成して、新規ベクトル列を生成することを特徴とする請求項１に記載のベクトル列の合成装置。
【請求項３】
前記ベクトル合成手段は、前記第１のベクトル列内のベクトルと前記第２のベクトル列内のベクトルを合成する際、両者のベクトル間距離が特定値以下のときのみ前記合成を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載のベクトル列の合成装置。
【請求項４】
前記ベクトル合成手段は、前記第１のベクトル列内のベクトルと前記第２のベクトル列内のベクトルにそれぞれ重み付けを行なって加算平均することにより前記合成を行なうことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載のベクトル列の合成装置。
【請求項５】
前記第１のベクトル列と前記第２のベクトル列との既合成回数をカウントするカウント手段を更に備え、前記ベクトル合成手段は、前記カウント手段がカウントした既合成回数が既定値以下のときのみ前記合成を行なうことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のベクトル列の合成装置。
【請求項６】
認証の為の照合を行なう照合装置において、
登録データを記憶する登録データ記憶手段と、
入力データと前記登録データとを照合し、照合結果を出力する照合手段と、
前記入力データ内のベクトルと前記登録データ内のベクトルとの対応関係を求め、該対応関係において、前記登録データ内の１つのベクトルに対して、前記入力データ内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記登録データ内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、前記登録データ内の当該１つのベクトルと合成を行なって新規登録データを生成し、前記登録データ記憶手段に記憶されている登録データを前記新規登録データによって更新する登録データ更新手段と、
を備えることを特徴とする照合装置。
【請求項７】
前記登録データと前記入力データとの既合成回数をカウントするカウント手段を更に備え、前記登録データ更新手段は、前記カウント手段がカウントした既合成回数が既定値以下のときのみ前記合成を行なうことを特徴とする請求項６に記載の照合装置。
【請求項８】
前記カウント手段がカウントした既合成回数が既定値より大きいとき、前記登録データ更新手段は前記入力データを前記登録データ記憶手段に登録データとして登録することを特徴とする請求項７に記載の照合装置。
【請求項９】
前記登録データ記憶手段は、前記カウント手段がカウントした前記既合成回数が前記既定値に異なるタイミングで達する複数の登録データを記憶することを特徴とする請求項７又は８に記載の照合装置。
【請求項１０】
前記登録データ記憶手段は、前記既合成回数が異なる複数の登録データを記憶することを特徴とする請求項７乃至９の何れか１つに記載の照合装置。
【請求項１１】
前記登録データ記憶手段は、複数の前記登録データを記憶し、前記カウント手段は前記複数の登録データそれぞれに対して異なる初期値から前記既合成回数をカウントすることを特徴とする請求項７乃至９の何れか１つに記載の照合装置。
【請求項１２】
複数のベクトルから構成される２つのベクトル列を合成する合成方法において、
メモリから第１のベクトル列を読み出し、
ＣＰＵによって前記第１のベクトル列内のベクトルと、第２のベクトル列内のベクトルとの対応関係を求め、
前記対応関係において、前記第１のベクトル列内の１つのベクトルに対して、前記第２のベクトル列内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、ＣＰＵによって前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルと合成を行なって、新規ベクトル列を生成する
ことを特徴とするベクトル列の合成方法。
【請求項１３】
認証の為の照合を行なう照合装置における登録データの更新方法であって、
登録データをメモリから読み出し、
ＣＰＵによって、入力データ内のベクトルと前記登録データ内のベクトルとの対応関係を求め、
前記対応関係において、前記登録データ内の１つのベクトルに対して、前記入力データ内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記登録データ内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、ＣＰＵによって前記登録データ内の当該１つのベクトルと合成を行なって新規登録データを生成し、
前記メモリ記憶されている登録データを前記新規登録データによって更新することを特徴とする登録データの更新方法。
【請求項１４】
情報処理装置によって使用された時、
メモリから第１のベクトル列を読み出し、
ＣＰＵによって前記第１のベクトル列内のベクトルと、第２のベクトル列内のベクトルとの対応関係を求め、
前記対応関係において、前記第１のベクトル列内の１つのベクトルに対して、前記第２のベクトル列内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、ＣＰＵによって前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルと合成を行なって、新規ベクトル列を生成する
ことを前記情報処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１５】
認証の為の照合を行なう情報処理装置によって使用された時、
登録データをメモリから読み出し、
ＣＰＵによって、入力データ内のベクトルと前記登録データ内のベクトルとの対応関係を求め、
該対応関係において、前記登録データ内の１つのベクトルに対して、前記入力データ内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記登録データ内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、ＣＰＵによって前記登録データ内の当該１つのベクトルと合成を行なって新規登録データを生成し、
前記メモリ記憶されている登録データを前記新規登録データによって更新する
ことを前記情報処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１６】
情報処理装置によって使用された時、
メモリから第１のベクトル列を読み出し、
ＣＰＵによって前記第１のベクトル列内のベクトルと、第２のベクトル列内のベクトルとの対応関係を求め、
前記対応関係において、前記第１のベクトル列内の１つのベクトルに対して、前記第２のベクトル列内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、ＣＰＵによって前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルと合成を行なって、新規ベクトル列を生成する
ことを前記情報処理装置に実行させるプログラムを記憶した前記情報処理装置が読み出し可能な可搬記憶媒体。
【請求項１７】
情報処理装置によって使用された時、
登録データをメモリから読み出し、
ＣＰＵによって、入力データ内のベクトルと前記登録データ内のベクトルとの対応関係を求め、
該対応関係において、前記登録データ内の１つのベクトルに対して、前記入力データ内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記登録データ内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、ＣＰＵによって前記登録データ内の当該１つのベクトルと合成を行なって新規登録データを生成し、
前記メモリ記憶されている登録データを前記新規登録データによって更新する
ことを前記情報処理装置に実行させるプログラムを記憶した前記情報処理装置が読み出し可能な可搬記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、認証に用いる照合の技術に関し、更に詳しくは照合に用いられるベクトル列の合成の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声、筆跡、血流、歩き方やキーボードの操作の仕方等の生体情報を用いて生体認証を行なう照合装置では、装置が予めベクトル列として記憶、保持している生体情報データ（以降登録データ）と、新たに入力された生体情報（以降入力データ）を量子化してベクトル列にしたデータとを照合し、それらが同一人物のデータであるかを判定する。
【０００３】
生体情報の多くは経時変化してゆく為、登録データもそれに追従して更新する必要がある。この更新の仕方としては、既登録データに新規入力データを平均値を取るなどして合成して、新しい登録データを生成する方法、既登録データを新規入力データに置き換えてしまう方法、新規入力データを登録データに追加していく方法がある（例えば非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
古井貞おき著  「デジタル音声処理」  東海大学出版会、１９８５年９月２５日、ｐ．１６０−１６１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した登録データの更新の仕方のうち、新規入力データに置き換える方法の場合、その後の照合性能がその入力データのぶれによって大ききく左右されるので、入力データの品質如何では照合性能を低下させてしまう危険がある。
【０００６】
また新規入力データを登録データとして追加登録してゆく場合、だんだんと登録データの量が多くなってゆくので、その分照合に時間がかかるようになり、照合速度が悪化してしまう。
登録データに新規入力データを合成して新しい登録データを生成する方法の場合、音声が筆跡など入力毎に長さや特徴の位置が変化するデータに対してはベクトル列の特徴などを考慮して合成する必要があり、適用しにくい。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決した合成装置、合成方法、照合装置やその登録データ更新方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による合成装置は、複数のベクトルから構成される２つのベクトル列を合成することを前提とし、上記問題点を解決する為、マッチング手段及びベクトル合成手段を備える。
【０００９】
マッチング手段は、第１のベクトル列内のベクトルと第２のベクトル列内のベクトルとの対応関係を求める。
ベクトル合成手段は、前記マッチング手段によって求められた対応関係において、前記第１のベクトル列内の１つのベクトルに対して、前記第２のベクトル列内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、前記第１のベクトル列内の当該１つのベクトルと合成を行ない、新規ベクトル列を生成する。
【００１０】
この構成により、長さの異なるベクトル列の合成を、ベクトル列の特徴などを考慮せずに行なうことが出来る。
また前記ベクトル合成手段が、前記第１のベクトル列内のベクトルと前記第２のベクトル列内のベクトルを合成する際、両者のベクトル間距離が特定値以下のときのみ前記合成を行なうように構成することも出来る。
【００１１】
この構成の場合には、対応するベクトル同士を合成処理する場合に、予め決められたベクトル間距離よりも近いベクトル間距離のベクトル同士のみを合成処理するので、マッチングのミスや、元々片側のベクトル列にしか存在しないベクトルに対する合成を避け、ベクトル列の特徴をなまらせないようにすることが可能となる。
【００１２】
また本発明による認証の為の照合を行なう照合装置は、登録データ記憶手段、照合手段及び登録データ更新手段を備える。
登録データ記憶手段は、登録データを記憶する。
照合手段は、入力データと前記登録データとを照合し、照合結果を出力する。
【００１３】
登録データ更新手段は、前記入力データ内のベクトルと前記登録データ内のベクトルとの対応関係を求め、該対応関係において、前記登録データ内の１つのベクトルに対して、前記入力データ内の複数のベクトルが対応しているときには当該複数のベクトルの中で前記登録データ内の当該１つのベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを選択して、前記登録データ内の当該１つのベクトルと合成を行なって新規登録データを生成し、前記登録データ記憶手段に記憶されている登録データを前記新規登録データによって更新する。
【００１４】
この構成により、入力データのベクトル列の特徴などを考慮せずに登録データの更新を行なうことが出来る。
また、前記登録データと前記入力データとの既合成回数をカウントするカウント手段を更に備え、前記登録データ更新手段は、前記カウント手段がカウントした既合成回数が既定値以下のときのみ前記合成を行なうよう構成することも出来る。
【００１５】
この構成の場合、ある程度古いデータの影響を更新データから排除することができる。
更に前記登録データ記憶手段が、前記カウント手段がカウントした前記既合成回数が前記既定値に異なるタイミングで達する複数の登録データを記憶するように構成することが出来る。
【００１６】
この構成の場合、新規入力データによるぶれによって照合性能が大きく左右される事を防ぐことが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態における照合装置の構成例を示すブロック図である。
同図の照合装置は、特徴抽出部１、照合処理部２、登録・更新処理部３及び登録データ部４を有している。
【００１８】
特徴抽出部１は、入力データの特徴抽出を行なって量子化し、ベクトル列として出力する。照合処理部２は、特徴抽出部１から出力されたベクトル列を登録データ部４に登録されている登録データと照合し、照合結果を出力する。登録・更新処理部３は、登録データ部４から登録データを読み出して、照合処理部２に出力する。また登録・更新処理部３は、ベクトル列の合成装置としても機能し、照合処理部２による照合結果から、入力データと登録データを合成した新規登録データを生成し、旧データをこの新規登録データに置き換えることによって登録データ部４内の登録データを更新する。登録データ部４は、入力データと比較・照合する登録データが記憶されている記憶装置で、登録・更新処理部３によって、記憶されている登録データが読み出されたり、書き換えられたりする。
【００１９】
照合装置に入力された照合対象となる入力データは、特徴抽出部１によって特徴抽出されてベクトル列に変換された後、照合処理部２によって登録データ部４内に登録されている登録データと比較・照合され、認証／非認証の照合結果が出力される。またこの照合の結果の如何により、例えば入力データが認証されたときには、登録・更新処理部３によって照合処理部２で特徴抽出された入力データを用いて登録データの更新処理を行なう。
【００２０】
図２は、登録・更新処理部３の第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。
図２の登録・更新処理部３は、ＤＰマッチング部２１、ベクトル合成部２２、登録データ読み出し部２３及び登録データ書き込み部２４を有している。尚同図中、点線２０で囲んだＤＰマッチング部２１及びベクトル合成部２２部分がベクトル列の合成装置としての機能を実現する。
【００２１】
ＤＰマッチング部２１は、照合処理部２からのベクトル列を登録データ部４内のベクトル列とＤＰマッチングを行ない、ベクトル列内の各特徴ベクトルの対応を取る。ベクトル合成部２２は、ＤＰマッチングによって対応関係が求められた特徴ベクトルを要素毎に合成して、新規登録データを生成する。登録データ読み出し部２３は、照合処理部２で比較照合に用いる登録データや、ベクトル合成部２２が新規登録データを生成する際に用いる登録データを、登録データ部４から読み出す。登録データ書き込み部２４は、ベクトル合成部２２が生成した新規登録データを登録データ部４に書き込んで登録データの更新を行なう。
【００２２】
ＤＰマッチング部２１で行なわれるＤＰマッチングの原理を図３を用いて説明する。
ＤＰマッチングでは、図３に示すように比較する２つのベクトル列を縦軸と横軸に対応させる。以下図３のような縦軸と横軸に比較するベクトル列を対応させた座標平面３１をＤＰプレーンという。
【００２３】
例えば、含まれる特徴ベクトルの数がそれぞれＩ，Ｊと、長さが異なる２つのベクトル列
Ａ＝ａ１  ，ａ２  ，・・・，ａＩ
Ｂ＝ｂ１  ，ｂ２  ，・・・，ｂＪ
があり、両者を比較照合するとき、ＤＰプレーン３１の横軸方向にベクトル列Ａ、縦軸方向にベクトル列Ｂを対応させる。またＤＰプレーン３１上の各格子点３２には縦、横に対応するベクトルの距離ｄが対応付けられている。例えば同図中の格子点３２ａには、特徴ベクトルａ２  とｂ４  の距離ｄが対応付けてある。
【００２４】
そして、ＤＰプレーン３１上において、単調連続性の条件や境界条件を満足し、且つ距離が最も近くなる格子点３２を選択しながら左下の始点（ａ１  ，ｂ１  ）から右上の終点（ａＩ  ，ｂＪ  ）に到達するまでの経路を算出することによって、ベクトル列Ａ内の各ベクトルとベクトル列Ｂ内の各ベクトルの対応を求める。
【００２５】
選択した格子点３２をｃ＝（ｉ，ｊ）、ｃの系列Ｆを
Ｆ＝ｃ１  ，ｃ２  ，・・・，ｃｋ  ，・・・ｃＫ
ｃｋ  ＝（ｉｋ  ，ｊｋ  ）
とし、またベクトル列Ａ内の特徴ベクトルａ１  ，ａ２  ，・・・，ａＩ  とベクトル列Ｂ内の特徴ベクトルｂ１  ，ｂ２  ，・・・，ｂＪ  のベクトルの組（ａｉ  ，ｂｊ  ）の間の距離をｄ（ｉ，ｊ）と表現すると、系列Ｆに沿ったベクトル列Ａ，Ｂの距離Ｄ（Ｆ）は、（１）式のようになる。
【００２６】
【数１】
2004310344.tif 000003
【００２７】
尚上式でｗｋは重み付け関数である。
単調連続性条件として
０≦ｉｋ  −ｉｋ−１  ≦１
０≦ｊｋ  −ｊｋ−１  ≦１
また境界条件として
ｉ１  ＝ｊ１  ＝１
ｉＫ  ＝Ｉ，ｊＫ  ＝Ｊ
を満たす範囲で距離Ｄ（Ｆ）が最小となる系列Ｆを算出すると、この格子点の系列Ｆによってベクトル列Ａ，Ｂ中の特徴ベクトルの対応関係が分かる。例えば、ｋ番目の対応点ｃｋ  ＝（ｉｋ  ，ｊｋ  ）より特徴ベクトルａｉｋと特徴ベクトルｂｉｋが対応関係にあることが分かる。ベクトル列Ａとベクトル列Ｂを合成する際には、この特徴ベクトルａｉｋとｂｉｋを合成すればよい。
【００２８】
ベクトル合成部２２は、ＤＰマッチング３１によるＤＰマッチングによって対応関係が求まった各特徴ベクトルをその要素毎に合成して新規の登録ベクトルを生成する。
この合成の仕方としては、単純に対応するベクトルａｉｋとｂｉｋを、それぞれのベクトルの要素毎に加算平均する方法がある。例えば、ベクトルａｉｋとｂｉｋの要素数をｎとすると、合成によって生成されるベクトルｃは、
ｃｌ  ＝（ａｉｋｌ  ＋ｂｊｋｌ  ）／２  ０≦ｌ≦ｎ−１
となる。
【００２９】
合成する元のベクトル列ＡとベクトルＢの長さが異なる場合、ＤＰマッチングの結果、一方のベクトル列のある特徴ベクトルが他方のベクトル列の２つ以上の特徴ベクトルと対応関係となる場合がある。本実施形態のベクトル合成部２２では、この場合、複数の対応ベクトルの中から最もベクトル間距離の近いものを選択する。例えば、ＤＰマッチングの結果、ベクトルａｘ  に対してベクトルｂｙ０，ｂｙ１，・・・，ｂｙｍが対応した場合、ベクトルａｘ  と各ベクトルｂｙ０，ｂｙ１，・・・，ｂｙｍのベクトル間距離ｄをそれぞれ求め、最もベクトル間距離ｄが近いｂｙｉを選択して合成処理を行なう。ベクトルａｘ  とベクトルｂｙ０，ｂｙ１，・・・，ｂｙｍの間で最も近いベクトル間距離ｄｍｉｎ  は（２）式で求められる。
【００３０】
【数２】
2004310344.tif 000004
【００３１】
このとき計算されるベクトル間距離ｄには、例えばユークリッド距離が利用できる。一般にベクトルｖ１  ＝｛ｖ１０，ｖ１１，・・・，ｖ１ｎ｝とベクトルｖ２  ＝｛ｖ２０，ｖ２１，・・・，ｖ２ｎ｝間のユークリッド距離ｄは（３）式によって計算できる。
【００３２】
【数３】
2004310344.tif 000005
【００３３】
またこのときのベクトル間距離ｄには、ハミング距離を使うことも出来る。一般にベクトルｖ１  ＝｛ｖ１０，ｖ１１，・・・，ｖ１ｎ｝とベクトルｖ２  ＝｛ｖ２０，ｖ２１，・・・，ｖ２ｎ｝間のハミング距離ｄは（４）式によって計算できる。
【００３４】
【数４】
2004310344.tif 000006
【００３５】
また対応するベクトルのベクトル合成時には、合成を行なう最大のベクトル間距離を予め決めておき、ベクトル間距離がこの値より大きい場合は合成を行なわないようにする。例えば合成を行なう最大のベクトル間距離をｅとし、登録データのベクトル列の特徴ベクトルａｊｋと入力データのベクトル列の特徴ベクトルｂｊｋを合成する場合、最大のベクトル間距離ｅ≧ベクトルａｉｋとｂｊｋのベクトル間距離ｄの場合のみａｉｋとｂｊｋの合成を行なって新規登録データのベクトル生成し、ベクトル間距離ｄが最大のベクトル間距離ｅより大きい場合には、登録データのベクトル列の特徴ベクトルａｊｋをそのまま新規データのベクトルとする。
【００３６】
ＤＰマッチングでは基本的に長さの異なるベクトル列の対応関係を発見することが出来るが、全体の辻褄を合わせるために、実際には対応していないベクトル同士を対応させてしまったり、また元々片側のベクトル列にしか存在しないために実際には対応するベクトルが無い場合でも、適当なベクトルと対応させてしまう。本実施形態の合成装置では、ＤＰマッチングの結果によって対応するベクトルがこのような対応関係になった場合の合成を避ける為に、合成を行なう最大のベクトル間距離を決めておき、ベクトル間距離がこの値以下のときのみ合成とすることによって、このような問題に対処する。
【００３７】
また上記説明では、ベクトルの合成は要素毎に加算平均を取ることによって行なっていたが、本実施形態でのベクトルの合成はこのような方法に限るものでは無い。例えば下記のように重み付けをすることで、生成される新規ベクトルに対する登録データと入力データの割合を制御することが出来る。
【００３８】
生体認証を行なう照合装置では、予め登録されている登録データと新たに入力された入力データとの照合を行なうが、生体情報は経時変化してゆくので、登録データも生体情報の経時変化に追従するよう入力データによって更新してゆく必要がある。
【００３９】
その際、上記したようにベクトルを要素毎に加算平均を行なったものを新たな登録データとした場合、合成された新たな登録データに対する、合成元となる旧登録データと入力データ影響の度合いは１：１となり、合成結果が入力データのぶれに大きく左右されてしまう。
【００４０】
生体データの入力では、入力対象者の状態や外的環境によって、入力データの品質が左右される傾向があり、そのぶれに登録データが左右されるのは望ましくない。そこで、登録データと入力データを合成処理する場合には両者の間に重み付けをすることで、合成結果に対する両者の割合を制御する方法が考えられる。
【００４１】
この場合、ベクトル列ＡとＢを合成するには、構成要素である特徴ベクトルａと対応する特徴ベクトルｂを各要素毎に式（５）のように計算して合成ベクトルｃを生成する。
【００４２】
【数５】
2004310344.tif 000007
【００４３】
ここで、Ｇａ  はベクトル列Ａに対する重み付け係数、Ｇｂ  はベクトル列Ｂに対する重み付け係数である。
仮にベクトル列Ａを登録データ、ベクトル列Ｂを入力データとした場合には、Ｇａ  ＞Ｇｂ  となるような値を選べば、登録データに対して入力データの影響を相対的に小さくすることが出来る。例えばＧａ  ＝８，Ｇｂ  ＝２とした場合、入力データは一回の合成で２０％しか登録データに影響を与えず、合成処理を１０回行なったとしても約１１％は一番最初の登録データの影響が残る。
【００４４】
このように重み付けを行って合成をすることにより、合成結果として生成された新規登録データへの入力データの影響度を制御できるので、登録データが入力データのぶれに大きく左右されることを防ぐことが出来、常に安定した登録データを利用することが出来る。
【００４５】
図４は、第１の実施形態のベクトル列の合成装置による新規登録データの合成処理手順の例を示すフローチャートである。同図の処理は、認証装置が図１の構成の場合、登録・更新処理部３内で行なわれる。
同図の処理によって、登録データ部４に登録された登録データが入力データと合成され、新規登録データが生成される。そして登録データ部４内の合成元となった登録データをこの新規登録データに書き換えることによって登録データの更新が成される。
【００４６】
図４において、まずステップＳ１として登録データ部４内の登録データのベクトル列と入力された入力データのベクトル列に対してＤＰマッチングを行ない、合成する２つのベクトル列内の各特徴ベクトルの対応関係を求める。
次にステップＳ２として、登録データ側のベクトル列から合成を行なう最初の特徴ベクトルを選択する。
【００４７】
そして、ステップＳ３として選択した特徴ベクトルに対応する特徴ベクトルが複数存在する場合、それらの対応ベクトルの中から選択した特徴ベクトルとのベクトル間距離が最も近いものを１つ選択する。そしてステップＳ４として、登録データ内から選択した特徴ベクトルと、それに対応する入力データ内のベクトル（複数ある場合、ステップＳ３で選択したベクトル）とのベクトル距離が指定値以下かどうかを判断し、指定値以下の場合（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、その対応する特徴ベクトル同士を平均値を取る等の処理によって合成処理を行って新規登録データのベクトルを生成後ステップＳ６に処理を移す。またベクトル間距離が指定値以上の場合には（ステップＳ４、Ｎｏ）、合成処理を行なわずに選択されている登録データの特徴ベクトルをそのまま新規登録データのベクトルとした後、ステップＳ６に処理を移す。
【００４８】
ステップＳ６では、次に合成を行なう特徴ベクトルを入力データ内から選択し、処理をステップＳ３に戻す（ステップＳ７、Ｎｏ）。以降、ステップＳ６で全ての特徴ベクトルの選択してしまい、選択する特徴ベクトルが無くなるまでステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返し、選択するベクトルが無くなった場合には（ステップＳ７、Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００４９】
このように第１の実施形態では、登録データを更新する際、既登録データと入力データから新規登録データを生成する際の合成処理において、一方のベクトル列のあるベクトルが他方のベクトル列の２つ以上のベクトルとマッチングしていた場合にはそれらのベクトルの中から最もベクトル間距離の近いものを選択するので、長さの異なるベクトル列の合成を、ベクトル列の特徴などを考慮せずに行なうことが出来る。
【００５０】
また対応する特徴ベクトル同士を合成処理する場合に、予め決められたベクトル間距離よりも近いベクトル間距離のベクトル同士のみを合成処理することで、マッチングのミスや、元々片側のベクトル列にしか存在しないベクトルに対する合成を避け、ベクトル列の特徴をなまらせないようにすることが可能となる。
【００５１】
従って経時変化するデータの認証に対して強いベクトル列合成装置、延いては照合装置を実現することができる。
次に第２の実施形態について説明する。
生体認証を行なう照合装置において、登録データの更新に第１の実施形態の方法を用いた場合、基本的には一度登録されたデータの影響は、その後何回合成処理を行なっても、登録データから消えることは無い。しかしながら、生態情報は経時変化を伴う為、ある程度以上過去の影響は完全に無くしてしまったほうが良い場合がある。
【００５２】
そこで、第２の実施形態の照合装置では、登録データに対して更新のために合成処理可能な最大回数Ｎを決めておき、この回数Ｎを超えた場合には登録データを破棄する。
図５は、第２の実施形態のベクトル列の合成装置の機能を含む登録・更新処理部３の構成例を示すブロック図である。尚図５では、図２に示した第１の実施形態の登録・更新処理部３の構成要素と実質的に同一の機能を有する構成要素には同じ符号が付してある。また以下の説明において、第１の実施形態での説明と重複する部分について省略する。
【００５３】
図５の構成を図２の第１の実施形態での構成と比較すると、図５の構成では新たにカウンタ部２５が加わっている。このカウンタ部２５は、登録データ部４に現在登録されている登録データの合成回数をカウントしており、この回数が合成処理可能回数Ｎを超えると、既登録データを破棄して、特徴抽出部１からの入力データのベクトル列をそのまま新規登録データとして出力し、登録データとして登録データ部４に登録させる。
【００５４】
これにより、特定回数合成を行なった登録データは破棄されるので、ある程度古いデータの影響は登録データからは除かれる。
図６は合成処理可能回数をＮとした場合の合成装置２０の処理例を示すフローチャートである。
【００５５】
同図において、登録データの更新処理が開始されると、カウンタ部２５はまずステップＳ１１として自己が管理している現在の登録データの合成回数を調べる。そして既合成回数が合成処理可能な最大回数Ｎ以下の場合には（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）、ステップＳ１２としてＤＰマッチング部２１及びベクトル合成部２２によって図４に示した処理と同様の処理を行ない、カウンタ部２５は登録データと入力データを合成して新たな登録データとして登録データ書き込み部２４に出力した後処理を終了する。またステップＳ１１で、既合成回数が最大回数Ｎより大きい場合（ステップＳ１１、Ｎｏ）、カウンタ部２５は特徴抽出部１から入力された入力データのベクトル列を新たな登録データとして登録データ書き込み部２４に出力した後処理を終了する。
【００５６】
登録データ書き込み部２４は、カウンタ部２５から出力された新規登録データを旧データと置き換える形で登録データ部２４に登録して、登録データの更新を行なう。
このように第２の実施形態では、登録データの合成回数を制限することで、ある程度以上過去データの影響は完全に無くすことが可能となる。
【００５７】
次に第３の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、カウンタ部２５が既登録データの既合成回数を管理しており、合成回数が最大回数Ｎ以下の場合に合成処理を行ない、最大回数を超えた場合は既登録データの破棄を行なっている。
【００５８】
しかしこの第２の実施形態の方法では、合成処理可能な最大回数Ｎに達したときに、入力データがそのまま登録データとして登録されてしまう。よって、この時登録データとして登録される入力データの状態によっては照合精度に悪影響を与えてしまう可能性がある。
【００５９】
第３の実施形態はこれに対処するものであり、登録データ部４に登録データを複数組記憶しておき、それぞれが異なるタイミングで合成処理可能な最大回数に到達するようにしておく。また複数の登録データの内、照合には最も合成回数の多い登録データを用いることによって、新規入力データによるぶれによって照合性能が大きく左右されることを防ぐ。
【００６０】
尚第３の実施形態の照合装置の構成は、登録データ部４が複数組の登録データを記憶し、カウンタ部２５がこれら全ての登録データの合成回数を管理する部分のみが第２の実施形態と異なる。
また第３の実施形態では、各登録データの合成回数が最大回数Ｎに達するタイミングをずらす為、各登録データには既合成回数がそれぞれ異なるものを用いる。或いは、カウンタ部２５で管理している各登録データの合成回数の初期値としてそれぞれ異なる値を設定しておくことによって、最大回数Ｎに達するタイミングをずらしても良い。
【００６１】
図７は、第３の実施形態における合成装置の処理例を示すフローチャートである。
同図において登録データの更新処理が開始されると、カウンタ部２５はまずステップＳ２１として、登録データ部４に登録されている複数組の登録データのうち、最初に更新を行なう登録データを選択する。
【００６２】
次にステップＳ２１として、カウンタ部２５は、自己が管理している、更新を行なう登録データの合成回数を調べる。そして既合成回数が合成処理可能な最大回数Ｎ以下の場合には（ステップＳ２２、Ｙｅｓ）、ステップＳ２３としてＤＰマッチング部２１及びベクトル合成部２２によって図４に示した処理と同様の処理を行ない、カウンタ部２５は登録データと入力データを合成したデータを新たな登録データとして登録データ書き込み部２４に出力した後、処理をステップＳ２５に移す。またステップＳ２２で、既合成回数が最大回数Ｎより大きい場合（ステップＳ２２、Ｎｏ）、特徴抽出部１から入力された入力データのベクトル列を新たな登録データとして登録データ書き込み部２４に出力した後、処理をステップＳ２５に移す。
【００６３】
ステップＳ２５において、カウンタ部２５は登録データ部４に登録されている登録データ全てに対してデータの更新を行なったかどうかを判断し、まだ更新が終了していない登録データがあれば（ステップＳ２５、Ｎｏ）、ステップＳ２６として次にデータの更新を行なう登録データを選択して処理をステップＳ２２に戻し、ステップＳ２２〜Ｓ２５の処理を繰り返す。
【００６４】
そして、ステップＳ２５において全ての登録データに対して更新を行なったと判断したならば処理を終了する。
このように第３の実施形態では、登録データとして複数のデータを用意し、それぞれが異なるタイミングで合成回数の制限に達することで、第２の実施形態と同様、ある程度以上過去のデータの影響は完全に排除した登録データの更新を実現することが出来る。
【００６５】
また複数組の登録データを備え、各登録データが合成処理可能な最大回数Ｎに達するタイミングをずらし、また照合には最も合成回数の多い登録データを用いることにより、新規入力データによるぶれによって照合性能が大きく左右されることはない。
【００６６】
更に複数組備えている登録データの中から、最も既合成回数が大きいデータを照合に用いることによって、常に安定した登録データを利用して照合を行なうことが出来る。
図８は、本実施形態における照合装置やベクトル列合成装置をソフトウエアによって実現した場合の情報処理システムの環境図である。
【００６７】
本実施形態の照合装置やベクトル列の合成装置を情報処理システム上でプログラムを実行することによって実現した場合、情報処理システムは、図８の様にＣＰＵ４１、主記憶装置４２、ハードディスク等の補助記憶装置４３、ディスプレイ、キーボード等の入出力装置（Ｉ／Ｏ）４４、モデム等のネットワーク接続装置４５及びディスク、磁気テープなどの可搬記憶媒体から記憶内容を読み出す媒体読取り装置４６を有し、これらが互いにバス４８により接続される構成を備えている。
【００６８】
図８の情報処理システムでは、媒体読取り装置４６により磁気テープ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ等の記憶媒体４７に記憶されているプログラム、データを読み出し、これを主記憶装置４２または補助記憶装置４３にダウンロードする。そしてこのプログラムやデータに基づいて、ＣＰＵ４１が入力されたデータを主記憶装置４２や補助記憶装置４３に記憶したり、マッチング処理やベクトルの合成、距離の算出当を行なうなどして、本実施形態による各処理は、ソフトウエア的に実現される。
【００６９】
また、図８のコンピュータシステムでは、フレキシブルディスク等の記憶媒体４７を用いてアプリケーションソフトの交換が行われる場合がある。よって、本発明は、照合装置、ベクトル列の合成装置、合成方法や登録データ更新方法に限らず、コンピュータにより使用されたときに、上述した本発明の実施形態の機能をコンピュータに行なわせるためのコンピュータ読み出し可能な記憶媒体４７として構成することもできる。
【００７０】
この場合、「記憶媒体」には、例えば図９に示されるように、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（あるいはＭＯ、ＤＶＤ、リムーバブルハードディスク等であってもよい）等の媒体駆動装置５７に脱着可能な可搬記憶媒体５６や、ネットワーク回線５３経由で送信される外部の装置（サーバ等）内の記憶手段（データベース等）５２、あるいは情報処理装置５１の本体５４内のメモリ（ＲＡＭ又はハードディスク等）５５等が含まれる。可搬記憶媒体５６や記憶手段（データベース等）５２に記憶されているプログラムは、本体５４内のメモリ（ＲＡＭ又はハードディスク等）５５にロードされて、実行される。
【００７１】
また、既に説明したＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体には、上記に例として挙げたものの他にも、例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標）やＡＯＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ）などの青色レーザーを用いた次世代光ディスク記憶媒体、赤色レーザーを用いるＨＤ−ＤＶＤ９、青紫色レーザーを用いるＢｌｕｅ  Ｌａｓｅｒ  ＤＶＤなど、今後開発される種々の大容量記憶媒体を用いて本発明を実施することも可能である。
【００７２】
本実施形態のベクトル列の合成装置や照合装置は、様々な認識装置に適用できるが、音声や筆跡、歩き方、キーボードやマウスの操作等、経時変化を起こすものや、量子化したベクトル系列の長さが異なるベクトル系列を照合する場合に特に有効である。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、径時変化するデータに強い照合を行なうことが出来る。
また長さの異なるベクトル列の合成を、ベクトル列の特徴などを考慮せずに行なうことが出来る。
【００７４】
更に対応する特徴ベクトル同士を合成処理する場合に、予め決められたベクトル間距離よりも近いベクトル間距離のベクトル同士のみを合成処理することで、マッチングのミスや、元々片側のベクトル列にしか存在しないベクトルに対する合成や、信号に突発的なノイズ等が乗ってしまっているような部分を合成してしまうようなことを避けることが出来、ベクトル列の特徴をなまらせないようにすることが可能となる。よって経時変化に強いベクトル列合成装置、延いては照合装置を実現することができる。
【００７５】
また、登録データとして複数のデータを用意し、それぞれが異なるタイミングで合成回数の制限に達することで、ある程度以上過去のデータの影響は完全に除いた登録データの更新を実現することが出来る。
更に複数組の登録データを備え、各登録データが合成処理可能な最大回数に達するタイミングをずらし、また照合には最も合成回数の多い登録データを用いることにより、新規入力データによるぶれによって照合性能が大きく左右されるこが無く、安定した照合を行なうことが出来る。
【００７６】
また複数組備えている登録データの中から、最も既合成回数が大きいデータを照合に用いることによって、常に安定した登録データを利用して照合を行なうことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における照合装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における登録・更新処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】ＤＰマッチングの原理の説明図である。
【図４】新規登録データの合成処理手順の例を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態における登録・更新処理部の構成例を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態における処理例を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態における処理例を示すフローチャートである。
【図８】情報処理システムのシステム環境図である。
【図９】媒体例を示す図である。
【符号の説明】
１  特徴抽出部
２  照合処理部
３  登録・更新処理部
４  登録データ部
２１  ＤＰマッチング部
２２  ベクトル合成部
２３  登録データ読み出し部
２４  登録データ書き込み部
２５  カウンタ部
３１  ＤＰプレーン
３２  格子点
４１  ＣＰＵ
４２  主記憶装置
４３  補助記憶装置
４４  入出力装置
４５  ネットワーク接続装置
４６  媒体読取装置
４７  記憶媒体
４８  バス
５１  情報処理装置
５２  記憶手段
５３  ネットワーク回線
５４  本体
５５  メモリ
５６  可搬記憶媒体
５７  媒体駆動装置
【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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