(57)【要約】【課題】複数の特徴抽出方法による特徴抽出と複数の指紋照合方法による指紋照合が可能な指紋認証システムの信頼性を高める。【解決手段】指紋登録時及び指紋認証時に夫々、指紋画像から特徴を抽出する特徴抽出方法と指紋照合を行う照合方法とを指定するための指定部１２を設ける。データベース部１４に登録される個人データには、指定された特徴抽出方法及び照合方法の関連付けを行わない。制御部１５は、指紋認証時に、指定部１２から指定された特徴抽出方法及び照合方法を用いて、特徴抽出及び照合を行う。認証時に指定された方法が、登録時に指定された方法と一致する場合には高い照合度が得られ、不一致の場合は低い照合度が得られる。その結果、不正認証が防止され、システムの信頼性を向上させることができる。【選択図】図１
2005063246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された指紋画像の特徴を抽出し、予め登録されているデータと照合して個人認証を行う指紋認証システムにおいて、
前記データを登録する際及び前記データと照合する際に、それぞれ、特徴抽出方法及び照合方法を指定するようにしたことを特徴とする指紋認証システム。
【請求項２】
登録モードと照合モードを備え、
前記登録モードのとき、指紋入力部に入力された第１の指紋画像から特徴を抽出して、抽出した特徴を表わす第１の特徴データをデータベース部に登録し、
前記照合モードのとき、前記指紋入力部に入力された第２の指紋画像から特徴を抽出し、抽出した特徴を表わす第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合する指紋認証システムにおいて、
前記登録モードのときと前記照合モードのときに、それぞれ、特徴抽出方法及び照合方法を指定するようにしたことを特徴とする指紋認証システム。
【請求項３】
前記特徴抽出方法及び前記照合方法を指定するための指定部と、
該指定部から指定された特徴抽出方法及び照合方法により、前記第１又は前記第２の指紋画像から特徴を抽出し、検出度又は照合度を出力する特徴抽出・照合部と、
を有していることを特徴とする請求項２に記載の指紋認証システム。
【請求項４】
前記特徴抽出方法と前記照合方法とが、予め定めれらた複数の組み合わせから選択指定されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の指紋認証システム。
【請求項５】
前記特徴抽出方法と前記照合方法とが、個別に選択指定されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の指紋認証システム。
【請求項６】
登録モードのとき、指紋入力部に入力された第１の指紋画像から特徴を抽出して、抽出した特徴を表わす第１の特徴データをデータベース部に登録し、
照合モードのとき、前記指紋入力部に入力された第２の指紋画像から特徴を抽出し、抽出した特徴を表わす第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合する指紋認証方法において、
前記登録モードのときに、登録用の特徴抽出方法及び照合方法を指定するよう促し、
指定された特徴抽出方法を用いて前記第１の指紋画像から前記特徴を抽出して前記第１の特徴データを得て、指定された特徴抽出方法及び照合方法と関連付けることなく前記データベース部に登録し、
前記照合モードのときに、照合用の特徴抽出方法及び照合方法を指定するよう促し、
指定された特徴抽出方法を用いて前記第２の指紋画像から前記特徴を抽出して前記第２の特徴データを得、かつ指定された照合方法を用いて前記第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合するようにしたことを特徴とする指紋認証方法。
【請求項７】
登録モードのとき、指紋入力部に入力された第１の指紋画像から特徴を抽出して、抽出した特徴を表わす第１の特徴データをデータベース部に登録し、
照合モードのとき、前記指紋入力部に入力された第２の指紋画像から特徴を抽出し、抽出した特徴を表わす第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合する指紋認証方法において、
前記登録モードのときに、特徴抽出方法と照合方法の複数の組み合わせを用いて夫々前記第１の指紋画像から特徴を抽出するとともに各々の検出度を求め、
求めた検出度を利用者に提示して、前記複数の組み合わせのうちから一つを指定するよう促し、
指定された組み合わせを用いて求めた前記第１の特徴データを前記指定された組み合わせと関連付けることなく前記データベースに登録し、
前記照合モードのときに、特徴抽出方法及び照合方法を指定するよう促し、
指定された特徴抽出方法を用いて前記第２の指紋画像から前記特徴を抽出して前記第２の特徴データを得、かつ指定された照合方法を用いて前記第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合するようにしたことを特徴とする指紋認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋認証システム及び指紋認証方法に関し、特に、その改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
指紋による個人認証は、指紋が万人不同かつ終生不変という特徴を有し、また、ＩＤカードのように携帯する必要も、暗証番号のように記憶する必要も無いため、利用者にとって利便性が高く、高度なセキュリティの実現が期待されている。
【０００３】
しかしながら、指紋による個人認証は、指紋の特徴量により各個人を特定するものであるため、指紋の特徴抽出方法によっては、個人を特定できるだけの特徴量を抽出できず、登録時に指紋の登録ができない場合がある。
【０００４】
そこで、従来の指紋認証システムでは、登録時に入力される指紋画像（生体データ）に基づいて作成した個人データ（辞書データ）の質を表わす評価値に基づいて、個人データの作成方法を変え、また、照合方法を変えることにより、本来ならリジェクトされてしまうような指紋画像を持つ利用者の登録を可能にしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、入力された指紋画像に基づいて指紋特性を判断し、指紋特性に応じた照合方法（指紋照合アルゴリズム）を選択するようにしている指紋認証システムもある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−９９７２０号公報（特に、要約）
【特許文献２】特開２００３−４４８５７号公報（特に、要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の指紋認証システムは、いずれもシステム側で照合方法を決定するものであるため、利用者からは、単一の照合方法を採用するシステムのように見える。これは、偽造指紋画像や不正入手した個人データを使って不正に認証を得ようとする者に取っても同じである。つまり、従来の指紋認証システムは、複数の指紋照合方法（指紋照合プログラム）を備えているにもかかわらず、それを生かした不正認証防止の対策が取られておらず、信頼性に関しては従来とほとんど変らないという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、複数の指紋照合方法を備える指紋認証システムにおいて、それを生かした不正認証防止対策が取られ、信頼性を向上させた指紋認証システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、入力された指紋画像の特徴を抽出し、予め登録されているデータと照合して個人認証を行う指紋認証システムにおいて、前記データを登録する際及び前記データと照合する際に、それぞれ、特徴抽出方法及び照合方法を指定するようにしたことを特徴とする指紋認証システムが得られる。
【０００９】
また、本発明によれば、登録モードと照合モードを備え、前記登録モードのとき、指紋入力部に入力された第１の指紋画像から特徴を抽出して、抽出した特徴を表わす第１の特徴データをデータベース部に登録し、前記照合モードのとき、前記指紋入力部に入力された第２の指紋画像から特徴を抽出し、抽出した特徴を表わす第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合する指紋認証システムにおいて、前記登録モードのときと前記照合モードのときに、それぞれ、特徴抽出方法及び照合方法を指定するようにしたことを特徴とする指紋認証システムが得られる。
【００１０】
さらに、本発明によれば、登録モードのとき、指紋入力部に入力された第１の指紋画像から特徴を抽出して、抽出した特徴を表わす第１の特徴データをデータベース部に登録し、照合モードのとき、前記指紋入力部に入力された第２の指紋画像から特徴を抽出し、抽出した特徴を表わす第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合する指紋認証方法において、前記登録モードのときに、登録用の特徴抽出方法及び照合方法を指定するよう促し、指定された特徴抽出方法を用いて前記第１の指紋画像から前記特徴を抽出して前記第１の特徴データを得て、指定された特徴抽出方法及び照合方法と関連付けることなく前記データベース部に登録し、前記照合モードのときに、照合用の特徴抽出方法及び照合方法を指定するよう促し、指定された特徴抽出方法を用いて前記第２の指紋画像から前記特徴を抽出して前記第２の特徴データを得、かつ指定された照合方法を用いて前記第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合するようにしたことを特徴とする指紋認証方法が得られる。
【００１１】
さらにまた、本発明によれば、登録モードのとき、指紋入力部に入力された第１の指紋画像から特徴を抽出して、抽出した特徴を表わす第１の特徴データをデータベース部に登録し、照合モードのとき、前記指紋入力部に入力された第２の指紋画像から特徴を抽出し、抽出した特徴を表わす第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合する指紋認証方法において、前記登録モードのときに、特徴抽出方法と照合方法の複数の組み合わせを用いて夫々前記第１の指紋画像から特徴を抽出するとともに各々の検出度を求め、求めた検出度を利用者に提示して、前記複数の組み合わせのうちから一つを指定するよう促し、指定された組み合わせを用いて求めた前記第１の特徴データを前記指定された組み合わせと関連付けることなしに前記データベースに登録し、前記照合モードのときに、特徴抽出方法及び照合方法を指定するよう促し、指定された特徴抽出方法を用いて前記第２の指紋画像から前記特徴を抽出して前記第２の特徴データを得、かつ指定された照合方法を用いて前記第２の特徴データを前記データベース部に登録された前記第１の特徴データと照合するようにしたことを特徴とする指紋認証方法が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、指紋認証システムへの指紋登録時及び照合時に、利用者が特徴抽出方法及び照合方法を指定できるようにしたことで、認証に必要なデータが分散され、不正認証を防止し、信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明の一実施の形態に係る指紋認証システムの構成を示す。図示のシステムは、指紋入力部１１、指定部１２、表示部１３、データベース部１４、及びこれらに接続された制御部１５とを有している。
【００１５】
指紋入力部１１は、指紋画像を入力するために指載置面を有している。指紋入力部１１は、指載置面に載置された指の指紋形状（指紋画像）を表わす入力指紋画像データを生成して制御部１５へ出力する。
【００１６】
指定部１２は、例えばテンキーである。あるいは、指定部１２は、表示部１３と組み合わされたタッチパネル等であってもよい。いずれにしても、指定部１２は、利用者からの入力を受け付け、それに応じた信号を制御部１５へ出力する。指定部１２は、主として、指紋画像から特徴を抽出するために使用される特徴抽出方法を指定し、抽出した特徴とデータベース部１４に登録されている個人データと照合するために使用される照合方法を指定するために用いられる。
【００１７】
表示部１３は、ＬＣＤパネル等であって、制御部１５の制御の下、利用者に対する案内表示を行う。表示部１３は、例えば、“指紋入力部１１に指を置いて下さい。”とか、“特徴抽出方法を下記のなかから選択して下さい。１：・・・，２：・・・”の様な、利用者に対して入力を促す表示を行う。
【００１８】
データベース部１４は、後述するようにして制御部１５において生成された個人データを格納する。
【００１９】
制御部１５は、特徴抽出・照合部１５１と認証部１５２とを有している。制御部１５は、指紋入力部１１、指定部１２、表示部１３及びデータベース部１４を制御して、個人データの登録と、登録された個人データを用いた指紋認証とを実行する。
【００２０】
特徴抽出・照合部１５１は、入力指紋画像から、その指紋の識別に利用できる特徴を抽出し、特徴量を示す検出度を求めるとともに、抽出した特徴を個人データを生成する。そのために、特徴抽出・照合部１５１には、入力された指紋画像から特徴を抽出する方法として、互いに異なる複数の方法（アルゴリズム、あるいはプログラム）が予め用意されている。また、特徴抽出・照合部１５１は、抽出した特徴とデータベース部１４に登録された特徴（個人データ）とを照合し、その一致の度合いを示す照合度を求める。そのために、特徴抽出・照合部１５１には、入力された指紋画像から抽出した特徴とデータベース部１４に登録されている特徴とを照合する照合方法として、互いに異なる複数の方法（アルゴリズム、あるいはプログラム）が予め用意されている。
【００２１】
指紋照合方法としては、代表的な方法として、マニューシャ方式と画像相関法式がある。また、これらの方式の各々にも、様々な種類が存在する。本実施の形態に係る指紋認証システムは、いずれの方式も利用できる。
【００２２】
特徴抽出・照合部１５１は、用意された複数の特徴抽出方法及び複数の照合方法のうち、指定部１２からの信号により選択された方法を実行する。なお、以下の説明では、複数の特徴抽出方法と複数の照合方法とが予め一対一で組み合わされており、その選択は組単位で行われるものとする。
【００２３】
認証部１５２は、特徴抽出・照合部１５１から照度度を示す信号が送られてくると、それが示す照合度と予め設定されたしきい値と比較し、その結果を認証結果として出力する。
【００２４】
以下、図１の指紋認証システムの動作について説明する。
【００２５】
まず、図２及び３を参照して、指紋登録時の動作について説明する。
【００２６】
指紋登録を行おうとする利用者（以下、登録者）は、指定部１２に対して所定の操作を行い、指紋認証システムの動作モードを指紋登録モードにする。
【００２７】
次に、登録者は、指紋入力部１１の指載置面に指を置き、登録用の指紋画像を入力する（ステップＳ２０１）。指紋入力部１１は、入力された指紋画像を表わす入力指紋画像データ３０１を生成して特徴抽出・照合部１５１へ出力する。
【００２８】
制御部１５は、指紋入力部１１からの入力指紋画像データを受け取ると、表示部１３に選択可能な複数の特徴抽出・照合方法を表示し、利用者に対して特徴抽出・照合方法の選択を促す。登録者が、所定時間内に提示された複数の特徴抽出・照合方法のうちのいずれか１又は２以上の方法を選択する番号等を指定部１２に入力しなかった場合、あるいは非選択を示す番号等を指定部１２に入力した場合（ステップＳ２０２で選択しない場合）には、制御部１５は、選択された特徴抽出・照合方法として全ての方法を設定する（ステップＳ２０３）。
【００２９】
登録者が、所定時間内に提示された複数の特徴抽出・照合方法のうちの１又は２以上の方法を選択する番号等を指定部１２に入力した場合（ステップＳ２０２で選択する場合）、指定部１２から選択指定された番号等を示す信号３０２が制御部１５へ供給される。制御部１５は、選択指定された特徴抽出・照合方法として指定部１２からの信号が示す番号等に対応する特徴抽出・照合方法を設定する（ステップＳ２０４）。
【００３０】
特徴抽出・照合部１５１は、指紋入力部１１からの入力指紋画像データが示す指紋画像に対し、選択された特徴抽出・照合方法を用いて特徴抽出処理を実行する（ステップＳ２０５）。
【００３１】
特徴抽出・照合部１５１は、選択された特徴抽出・照合方法として設定された全ての方法を実行したあと、各方法に対応する検出度を求め、求めた検出度を示す信号３０３を表示部１３へ供給する。表示部１３は、各方法の検出度を表示する（ステップ２０６）とともに、登録時の特徴抽出・照合方法の選択指定を促す表示を行う。
【００３２】
登録者は、表示部１３に表示された各方法の検出度を参照し、登録時の特徴抽出・照合方法を決定する。そして、登録者は、指定部１２より決定した特徴抽出・照合方法を指定する（ステップＳ２０７）。指定部１２は、指定された特徴抽出・照合方法を示す信号を制御部１５へ供給する。
【００３３】
制御部１５は、指定部１２から指定された特徴抽出・照合方法を示す信号を受け取ると、それに対応する特徴抽出・照合方法により抽出した指紋画像の特徴を示す情報を含む個人データ３０４を生成する（ステップＳ２０８）。個人データは、使用された特徴抽出方法を示す情報を含んでおらず（関連付けされておらず）、また、特徴抽出の方法を特定することができないように、暗号化などの処理がされているものとする。生成された個人データ３０４は、データベース部１４へ送られ格納される（ステップＳ２０９）。
【００３４】
以上のようにして、指紋認証（又は個人認証）用の個人データがデータベース部１４に登録される。
【００３５】
次に、図４及び図５を参照して、図１の指紋認証システムの指紋認証時の動作について説明する。
【００３６】
まず、認証を受けようとする利用者（以下、被認証者）は、指紋入力部１１の指載置面に認証に使用する指を載置する（ステップＳ４０１）。指紋入力部１１は、指載置面に載置された指の指紋画像を表わす入力指紋画像データ５０１を生成し、制御部１５へ出力する。なお、この指紋認証システムの動作モードは、通常、指紋認証モードとなっているので、改めて指定する必要はない。
【００３７】
指紋入力部１１からの入力指紋画像データを受け取った特徴抽出・照合部１５１は、被認証者に対して複数の特徴抽出・照合方法のうちのいずれか一つを選択するよう促す表示を表示部１３に表示させる。
【００３８】
被認証者が指定部１２よりいずれかの特徴抽出・照合方法を選択すると（ステップＳ４０２）、選択された特徴抽出・照合方法を示す信号５０２が特徴抽出・照合部１５１へ送られる。
【００３９】
選択された特徴抽出・照合方法を示す信号５０２を受け取った特徴抽出・照合部１５１は、入力指紋画像データが示す入力指紋画像に対して、選択された特徴抽出・照合方法を用いて特徴抽出を行う。続けて、特徴抽出・照合部１５１は、データベース部１４に登録されている個人データ５０３を読み出し、そこに含まれる特徴との照合を行う（ステップＳ４０３）。そして、特徴抽出・照合部１５１は、照合の結果、それらの特徴の一致度を示す照合度５０４を認証部１５２へ出力する。
【００４０】
認証部１５２は、特徴抽出・照合部１５１で実行された特徴抽出・照合方法に対応するしきい値と、照合度とを比較して被認証者と登録者とが同一人物であるか否かの判定を行う（ステップＳ４０４）。そして、認証部１５２は、その認証結果を表示部１３に表示させる（ステップＳ４０５）。
【００４１】
以上のようにして、指紋による個人認証が行われる。
【００４２】
本実施の形態によれば、指紋認証時に否認証者によって指定された特徴抽出・照合方法が、登録時に指定された特徴抽出・照合方法が異なる場合には、照合度が低下する。その結果、被認証者が登録者と同一人物であっても、認証は否定される。つまり、この指紋認証システムでは、登録時に指定した特徴抽出・照合方法を記憶していなければ、認証を得ることができない。従って、指紋画像の偽造や個人データの盗用のみでは認証を得ることができず、不整な認証が防止される。
【００４３】
以上、本発明について好ましい実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
例えば、上記実施の形態では、認証時の特徴抽出・照合方法を選択指定するために指定部１２から手動入力するようにしているが、登録時に選択指定した特徴抽出・照合方法を表わす情報をＩＣカードなどの記録媒体に記録しておき、認証時にその情報をＩＣカードリーダ等の読取装置により読み取らせるようにしてもよい。また、登録時に選択指定された特徴抽出・照合方法を表わす情報とともに、あるいはその代わりに、その方法を実行するのに必要なプログラム（の一部）あるいはパラメータ（の一部）をＩＣカードなどの記録媒体に記録させるようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、ＩＤ等は利用していないが、ＩＤ等と組み合わせてもよい。ＩＤとの組み合わせにより信頼性を高めることができるのみならず、照合に対称となる個人データの特定を容易にしてより高速のシステムとすることができる。
【００４６】
さらに、上記実施の形態では、特徴抽出方法と照合方法とが予め組み合わされているが、これらを独立して、あるいは一方のみを指定できるようにしてもよい。
【００４７】
さらにまた、上記実施の形態では、表示部１３を用いて利用者に各種案内表時を行うようにしたが、表示部とともにあるいは表示部に変えて、スピーカ等による音声案内を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る指紋認証システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の指紋認証部の登録モードにおける動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１の指紋認証部の登録モードにおける信号の流れを説明するための模式図である。
【図４】図１の指紋認証部の認証モードにおける動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１の指紋認証部の認証モードにおける信号の流れを説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１    指紋入力部
１２    指定部
１３    表示部
１４    データベース部
１５    制御部
１５１    特徴抽出・照合部
１５２    認証部
【図１】
2005063246.tif 000003
【図２】
2005063246.tif 000004
【図３】
2005063246.tif 000005
【図４】
2005063246.tif 000006
【図５】
2005063246.tif 000007