(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザを認証し、同時に、スマート・カードに対する攻撃の恐れを最小限に抑える、信頼性のあるバイオメトリック・スマート・カードを提供する。【解決手段】バイオメトリック・データ・カード１００のユーザのバイオメトリック特徴の画像を捕捉し、前記画像を表す第１の画像データ１７０を生成するためのイメージ・センサ１３０と、第２の画像データを記憶するように機能するメモリ１５０と、前記イメージ・センサ１３０及び前記メモリ１５０と通じており、前記第１の画像データ１７０と前記第２の画像データの比較を実施し、その比較結果に応答して、前記ユーザの認証を表す認証情報を生成するように機能するプロセッサ１４０とを備える。【選択図】図１
2005310157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオメトリック・データ・カード（１００）のユーザのバイオメトリック特徴（５００）の画像を捕捉し、前記画像を表す第１の画像データ（１７０）を生成するためのイメージ・センサ（１３０）と、
第２の画像データを記憶するように機能するメモリ（１５０）と、
前記イメージ・センサ（１３０）及び前記メモリ（１５０）と通じており、前記第１の画像データ（１７０）と前記第２の画像データの比較を実施し、該比較結果に応答して、前記ユーザの認証を表す認証情報（３３０）を生成するように機能するプロセッサ（１４０）と
を備えるバイオメトリック・データ・カード（１００）。
【請求項２】
前記バイオメトリック・データ・カード（１００）から端末（４００）に前記認証情報（３３０）を送るように機能するインターフェイス（１６０）をさらに備える請求項１に記載のバイオメトリック・データ・カード（１００）。
【請求項３】
ユーザのバイオメトリック特徴（５００）から反射される光（５１５）を受けとるように構成された光学インターフェイス（４２０）と、
光路（５２０）を介して前記光学インターフェイス（４２０）に光学的に結合されており、前記反射光（５１５）から前記バイオメトリック特徴（５００）の画像を形成して、前記画像をイメージ・センサ（１３０）に向けるように機能する光学素子（５４０）と、
バイオメトリック・データ・カード（１００）を受けとるように構成されており、前記画像に基づいてユーザを認証し、認証信号（７２０）を端末（４００）に供給するように機能するカード・インターフェイス（５５０）と
を備える、端末（４００）のユーザを認証するための端末（４００）。
【請求項４】
前記カード・インターフェイス（５５０）が、前記バイオメトリック・データ・カード（１００）からフィードバック信号（７１０）を受信するようにさらに機能し、前記フィードバック信号（７１０）によって、前記バイオメトリック特徴（５００）の追加の画像の捕捉に用いられる調整情報（３４０）が前記端末（４００）に供給される請求項３に記載の端末（４００）。
【請求項５】
前記イメージ・センサ（１３０）が前記端末（４００）の一部であり、前記カード・インターフェイス（５５０）が、さらに、前記イメージ・センサによって生じる前記画像を表す画像データを前記バイオメトリック・データ・カード（１００）に送るように機能する請求項３記載の端末（４００）。
【請求項６】
前記イメージ・センサ（１３０）が前記バイオメトリック・データ・カード（１００）の一部であり、前記カード・インターフェイス（５５０）が、前記光学インターフェイス（４２０）及び前記光学素子（５４０）に光学的に結合されて、前記バイオメトリック・データ・カード（１００）内の前記イメージ・センサ（１３０）に前記画像を向ける請求項３記載の端末（４００）。
【請求項７】
ユーザのバイオメトリック特徴（５００）の画像を捕捉し、前記画像を表す第１の画像データ（１７０）を生成するためのイメージ・センサ（１３０）を含むバイオメトリック・データ・カード（１００）であって、前記第１の画像データ（１７０）と第２の画像データの比較を実施し、その比較結果に応答して、前記ユーザの認証を表す認証情報（３３０）を生成するように機能するバイオメトリック・データ・カード（１００）と、
前記バイオメトリック・データ・カード（１００）を受けとるように構成され、前記バイオメトリック・データ・カード（１００）から前記認証情報（３３０）を受信するように機能するカード・インターフェイス（５５０）を含む端末（４００）であって、前記バイオメトリック特徴（５００）からの光（５１５）を前記イメージ・センサ（１３０）に向けるように構成された光学素子（５４０）をさらに含む端末（４００）と
を備えるユーザ認証システム。
【請求項８】
前記カード・インターフェイス（５５０）が、さらに、前記バイオメトリック・データ・カード（１００）から、前記端末（４００）による前記バイオメトリック特徴（５００）の追加の画像の捕捉に用いられる調整情報（３３０）を受けとるように機能する請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
バイオメトリック・データ・カード（１００）を利用してユーザを認証する方法であって、
前記バイオメトリック・データ・カード（１００）において、前記ユーザのバイオメトリック特徴（５００）の画像に応答して、第１のバイオメトリック画像データを生成するステップ（８２０）と、
前記バイオメトリック・データ・カード（１００）において、前記第１のバイオメトリック画像データと第２のバイオメトリック画像データを比較するステップ（８３０）と、
前記比較するステップ（８３０）に応答して、前記ユーザを認証するステップ（８５０）と
を含む方法。
【請求項１０】
前記生成するステップ（８２０）が、前記バイオメトリック・データ・カード（１００）の外部のイメージ・センサにおいて前記画像を捕捉するステップ（１３１５）と、得られる画像データを前記バイオメトリック・データ・カード（１００）に送るステップ（１３１５）とを含む請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、スマート・カードに関するものであり、とりわけ、スマート・カードを利用して、ユーザの身元確認を行うバイオメトリック認証システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子回路を含む小形クレジット・カード・サイズのデバイスであるスマート・カードは、さまざまな用途において用いられている。スマート・カードの一般的な例には、プリペイド式テレフォン・カード、有料放送ＴＶカード、及び、携帯電話に用いられている加入者識別モジュール（ＳＩＭ）がある。大部分のスマート・カードには、内部メモリ及びプロセッサと、カードが挿入される端末に対して電気接続を行うための外部接触パッドが含まれている。端末には、一般に、スマート・カードのユーザが、スマート・カード自体に記憶されているか、または、端末にまたは端末内で接続されるシステムに記憶されている情報にアクセスできるようにする、ユーザ・インターフェイス（例えば、キーパッド及びディスプレイ）が設けられている。
【０００３】
スマート・カードと端末のユーザ・インターフェイスとの電気的接続を介して、ユーザは、個人またはシステム情報へのアクセス、端末に関連した機能の実施、及び、さまざまなトランザクションの実施といった、いくつかの異なる作業を行うことが可能になる。スマート・カードに含まれる情報は、一般に、個人識別番号（ＰＩＮ）のような認証情報、電子掛売金額のような経済情報、及び、加入者の特徴のような個人情報のうちの１つ以上の形をとる。
【０００４】
しかし、スマート・カード内のメモリ及びプロセッサからユーザ・インターフェイスを物理的に分離すると、カードは端末からの攻撃を受けやすくなる。例えば、ＰＩＮを読み込むように設計された端末は、ユーザの許可を受けずにＰＩＮを記憶し、スマート・カードに対するその後の攻撃において記憶したＰＩＮを利用することが可能になる。ＰＩＮを用いると、端末は、スマート・カードを必要とする他のトランザクションを妨害または変更することも可能になる。例えば、端末は、スマート・カードのオーバーチャージ及び／またはバックエンド・システムのアンダーチャージを可能にする。
【０００５】
最近になって、バイオメトリック指紋認識スマート・カードが、ＰＩＮベースのスマート・カードに代わるものとして提案されている。バイオメトリクスは、生理的特徴または行動特徴に基づく個人の身元識別または確認に関連している。既存のバイオメトリック指紋認識スマート・カードは、スマート・カードにバイオメトリック指紋データを記憶することによって機能する。端末内のセンサが、ユーザの指紋を表す実物のバイオメトリック指紋データを検知し、その実物のバイオメトリック指紋データと、ユーザ認証のために、スマート・カードから端末にアップロードされた記憶されているバイオメトリック指紋データを比較する。
【０００６】
しかし、端末へのバイオメトリック指紋データのアップロードは、端末へのＰＩＮの入力と同じ機密保護の問題を提示することになる。さらに、多くのバイオメトリック指紋認識システムは、イメージ・センサとして正確ではない、熱センサまたは容量センサを利用している。顔面パターンまたは虹彩パターンのような他のバイオメトリック特徴の場合、ユーザの十分な認証には、より高度な光学素子を備えたイメージング・システムが必要になる。ユーザの指紋が、加齢、摩耗、または、化粧品のために平坦になっている多くの適用例において、やはり、顔面認識及び虹彩認識システムのほうが指紋認識システムよりも望ましいと思われる。さらに、ユーザによっては、汚染の可能性のある物体に触れたがらない場合もあり、従って、これらのユーザが関与する用途においては、顔面または虹彩認識システムのほうが望ましいと思われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、ユーザを認証し、同時に、スマート・カードに対する攻撃の恐れを最小限に抑える、信頼性のあるバイオメトリック・スマート・カードを提供することにある。本発明のもう１つの目的は、ユーザを正確に認証することが可能なイメージング・システムを利用するバイオメトリック・スマート・カードを提供することにある。本発明のさらにもう１つの目的は、指紋よりも正確なバイオメトリック特徴に基づいてユーザを認証するバイオメトリック・スマート・カードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施態様によれば、バイオメトリック・データ・カードのユーザのバイオメトリック特徴の画像を捕捉し、その画像を表す第１の画像データを生成するためのイメージ・センサを含む、バイオメトリック・データ・カードが得られる。バイオメトリック・データ・カードは、第２の画像データを記憶するメモリと、イメージ・センサ及びメモリと通じていて、第１の画像データと第２の画像データを比較し、その比較結果に応答して、ユーザの認証を表す認証情報を生成するように機能するプロセッサを備えている。
【０００９】
本発明の他の実施態様によれば、ユーザのバイオメトリック特徴から反射される光を受けとるように構成された光学インターフェイスを含む端末が得られる。端末には、さらに、光路を介して光学インターフェイスに光学的に結合された光学素子が含まれている。光学素子は、反射光からバイオメトリック特徴の画像を形成し、その画像をイメージ・センサに向けるように機能する。端末は、また、バイオメトリック・データを受信するように構成されていて、画像に基づいてユーザを認証し、認証信号を端末に提供するように機能するカード・インターフェイスも備えている。
【００１０】
本発明のさらなる実施態様によれば、バイオメトリック・データ・カード及び端末を含むバイオメトリック認証システムが得られる。バイオメトリック・データ・カードには、ユーザのバイオメトリック特徴の画像を捕捉し、その画像を表す第１の画像データを生成するためのイメージ・センサが含まれている。バイオメトリック・データ・カードは、第１の画像データと第２の画像データを比較し、その比較結果に応答して、ユーザの認証を表す認証情報を生成するように機能する。端末は、バイオメトリック・データ・カードを受けとるように構成されていて、バイオメトリック・データ・カードから認証情報を読み込むように機能する、カード・インターフェイスを備えている。端末には、バイオメトリック特徴からの光をイメージ・センサに送り込むように構成された光学素子が含まれている。
【００１１】
本発明のさらなる実施態様によれば、バイオメトリック・データ・カードを用いて、ユーザを認証するための方法が得られる。バイオメトリック・データ・カードにおいて、ユーザのバイオメトリック特徴の画像に応答して、第１のバイオメトリック画像データが生成される。バイオメトリック・データ・カードにおいて、第１のバイオメトリック画像データと第２のバイオメトリック画像データが比較され、その比較に応答して、ユーザが認証される。
【００１２】
好都合なことに、本発明の実施態様では、スマート・カードによる正確なバイオメトリック認証の実施が可能になり、カードの攻撃に対する耐性が高められる。さらに、カードにバイオメトリック特徴を表すバイオメトリック画像データの全てを保存することによって、カードは、確実なバイオメトリック認証を実施することが可能になる。さらに、端末内にレンズを設け、カード内にイメージ・センサを設けることによって、ユーザが検知素子に接触する必要のない、正確なバイオメトリック認識の実現が可能になる。例えば、顔面及び虹彩認識は、ユーザが端末に触れることを必要とすることなく、実施可能になる。さらに、本発明によれば、上述のものに加えて、または、それらの代わりに、他の特徴及び利点を備えた実施態様が得られる。これらの特徴及び利点の多くは、後掲の図面に関連した、以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
開示される本発明については、本発明の実施態様のサンプルを示す、引用することにより本明細書の一部をなすものとする添付の図面に関連して述べることにする。
【００１４】
図１は、本発明の実施態様による、ユーザのバイオメトリック特徴に基づいて、ユーザの認証を行うための典型的なバイオメトリック・データ・カード１００の単純化された略側面図である。例えば、バイオメトリック特徴は、指紋、顔の形状、顔の特徴、虹彩、手の形状、手の特徴、または、容易に識別可能なユーザに固有の他の任意の身体的特性とすることが可能である。
【００１５】
バイオメトリック・データ・カード１００には、光に対して透明な、硝子または他の耐摩耗性材料から形成された光学インターフェイス１１０が含まれている。例えば、Ｓｈｅｌｌｃａｓ，Ｉｎｃ．のような企業によって開発された安価なガラス充填パッケージ・テクノロジを利用して、光学インターフェイス１１０を製作することが可能である。ユーザのバイオメトリック特徴の画像を表す光が、光学インターフェイス１１０を介してバイオメトリック・データ・カード１００に入射し、光イメージ・センサ１３０に当たって、そのバイオメトリック特徴の画像が捕捉される。光イメージ・センサ１３０は、ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＣＭＯＳ−ＡＰＳ（相補型金属酸化膜半導体−アクティブ・ピクセル・センサ）または他の任意のタイプの光イメージ・センサ１３０である。導電性充填材を利用して、静電放電に対して光イメージ・センサ１３０を防護することが可能である。
【００１６】
光イメージ・センサ１３０は、複数の光検出器位置において測定されるバイオメトリック特徴の表面から反射される光の強度を表す画像データの形で、バイオメトリック特徴の画像を捕捉する。各光検出器によって、画像の画素（ピクセル）が捕捉され、全てのピクセルが結合して、完全な画像を形成する。光検出器は、例えば、アレイをなすように構成されたフォトダイオードまたはフォトトランジスタとすることが可能である。実施態様の１つでは、画像を形成し、その画像を光イメージ・センサ１３０に送り込むために、小型レンズ、回折素子、レンズ・アレイ、または、回折素子アレイのような集束素子１２０がバイオメトリック・データ・カード１００に組み込まれる。他の実施態様では、集束素子１２０に加えて、または、その代わりに、光イメージ・センサ１３０に画像を向けるための集束素子がカード外部に設けられる。例えば、図５に関連して後述するように、バイオメトリック・データ・カード１００の光イメージ・センサに画像を向けるための光学素子５４０が、端末４００内に含まれる。
【００１７】
光イメージ・センサ１３０は、バイオメトリック・データ・カード１００内のプロセッサ１４０に画像データ１７０（例えば、行ピクセル値）を供給する。プロセッサ１４０は、画像データ１７０を処理して、ユーザを認証することが可能な任意のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブル論理素子、または、他の処理素子とすることが可能である。プロセッサ１４０は、独立したチップとすることもできるし、あるいは、光イメージ・センサ１３０と同じチップ上に配置することも可能である。メモリ１５０は、プロセッサ１４０によって利用される各種情報及び処理ルーチンを記憶する。例えば、メモリ１５０には、ユーザを認証するために、現在の画像データ１７０と比較される画像データが記憶されている。プロセッサ１４０は、メモリ１５０にアクセスして、記憶されている画像データを検索し、記憶されている画像データと現在の画像データ１７０を比較して、ユーザを認証する。メモリ１５０には、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、ＥＥＰＲＯＭ、または、他の任意のタイプの記憶装置のうちの１つ以上を含むことが可能である。
【００１８】
接触パッド１６０は、バイオメトリック・データ・カード１００に電力を供給するために、端末または他の装置への電気的接続を可能にする。端末については、図４〜図７に関連して、さらに詳細に後述する。他の実施態様では、バイオメトリック・データ・カード１００に電源（不図示）を組む込むことも可能である。さらなる実施態様では、ユーザのバイオメトリック特徴を照明するために、バイオメトリック・データ・カード１００に照明源（不図示）を組み込むことも可能である。
【００１９】
図２は、図１のバイオメトリック・データ・カード１００の略平面図である。図２には、バイオメトリック・データ・カード１００の上面２００が示されている。上面２００には、接触パッド１６０と光学インターフェイス１１０が含まれている。接触パッド１６０には、端末または他の装置に接続するための複数電気接点２１０が含まれている。光学インターフェイス１１０は、ユーザのバイオメトリック特徴の表面から反射される光を受けとるように配置されている。実施態様の１つでは、光学インターフェイス１１０は、ユーザのバイオメトリック特徴から直接反射される光を受けとるようにアラインメントがとられている（位置合わせされている）。もう１つの実施態様では、光学インターフェイス１１０は、図５に関連してさらに詳細に後述するように、端末内の光学素子を介して反射光を受けとるようにアラインメントがとられている。
【００２０】
図３Ａは、バイオメトリック・データ・カードのメモリ１５０に記憶された典型的な情報及び処理ルーチンのブロック図である。メモリ１５０は、ユーザのバイオメトリック特徴の先行画像を表す記憶された画像データ３００と、ユーザのバイオメトリック特徴の現在の画像を表す現在の画像データ３１０を記憶している。実施態様の１つでは、記憶された画像データ３００と現在の画像データ３１０のそれぞれに、それぞれ、以前の画像及び現在の画像を表す生ピクセル値が含まれている。もう１つの実施態様では、記憶された画像データ３００及び現在の画像データ３１０のそれぞれに、以前の画像及び現在の画像から抽出されたバイオメトリック画像データがそれぞれ含まれている。バイオメトリック画像データはバイオメトリック特徴の特徴特性（feature characteristics）を表している。
【００２１】
以前の画像及び現在の画像の特徴特性を確認するため、プロセッサ（図１に示す）によって、メモリ１５０に記憶されている特徴抽出ルーチン３５０が実行され、現在の生画像データ及び記憶されている生画像データから特徴特性が抽出される。例えば、特徴抽出ルーチン３５０には、虹彩パターン、指紋パターン、顔面パターン、または、手のパターンを抽出するための１つ以上のアルゴリズムを含むことが可能である。バイオメトリック・データ・カードは、必要とされる機密保護レベルに従って、複数の特徴抽出ルーチン３５０をサポートするように構成することが可能である。例えば、金額が５００ドル未満の信用取引には、顔面認識アルゴリズムが必要になるが、５００ドルを超える取引には、虹彩認識アルゴリズムが必要になる。
【００２２】
特徴特性の抽出が済むと、プロセッサによって、メモリ１５０内のバイオメトリック認識ルーチン３６０が実行され、現在の特徴特性と記憶された特徴特性との比較または照合が行われる。例えば、バイオメトリック指紋認識用途の場合、バイオメトリック認識ルーチン３６０では、引用することにより本明細書の一部をなすものとするＮ．Ｒａｔｈａ他、「Ａ  Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｌａｒｇｅ  Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ  Ｄａｔａｂａｓｅ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、１９９６年、第１８巻、第８号、ｐ．７９９−８１３に記載のアルゴリズムのような、１つ以上の指紋認識アルゴリズムを実施することが可能である。もう１つの例として、バイオメトリック虹彩認識用途の場合、バイオメトリック認識ルーチン３６０では、引用することにより本明細書の一部をなすものとする、Ｊ．Ｄａｕｇｍａｎ、「Ｈｏｗ  Ｉｒｉｓ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  Ｗｏｒｋｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ＆  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｖｉｄｅｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００４年１月、第１４巻、第１号、ｐ．２１−３０に記載のアルゴリズムのような、１つ以上の虹彩認識アルゴリズムを実施することが可能である。もう１つの例として、バイオメトリック顔面認識用途の場合、バイオメトリック認識ルーチン３６０では、参考までに本明細書において援用されている、Ｄ．  Ｖｏｔｈ、「Ｆａｃｅ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、２００３年５−６月、第１８巻、第２号、ｐ．４−７に記載のアルゴリズムのような、１つ以上の顔面認識アルゴリズムを実施することが可能である。
【００２３】
プロセッサは、特徴抽出ルーチン３５０またはバイオメトリック認識ルーチン３６０の実行中に、抽出された特徴特性が信頼できる比較の実施には不十分であると判定すると、照明、レンズのフォーカスまたはズーム調節、または、ユーザのバイオメトリック特徴と端末またはバイオメトリック・データ・カードの光学インターフェイスとのアライメントといった、さまざまなパラメータの変更命令を端末及び／またはユーザに対して与える調整情報３４０を発生することが可能である。
【００２４】
バイオメトリック認識ルーチン３６０の出力（例えば、一致または不一致）は、ユーザ認証のために、プロセッサによって実行される認証ルーチン３７０に入力される。認証ルーチン３７０の出力は、ユーザにバイオメトリック・データ・カードへのアクセスまたはその利用の資格があるか否かを指示する認証情報３３０である。実施態様の１つでは、認証情報３３０は、端末または他の装置に送信され、ユーザが端末及び／またはバイオメトリック・データ・カードと対話できるようになる。もう１つの実施態様では、認証情報３３０は、バイオメトリック・データ・カード内部で利用され、ユーザがバイオメトリック・データ・カードに記憶されている情報にアクセスできるようになる。
【００２５】
バイオメトリック・データ・カードに記憶されている情報の一例としては、いったんユーザであると認証されるとアクセスが可能になる、ユーザに関連した個人データ３２０がある。個人データ３２０の例としては、携帯電話用途においてユーザによって承認された加入者特徴、プリペイド式テレフォン・カード用途における掛売金額、医療カード用途における医療情報、クレジット・カード用途におけるクレジット・カード情報、デビット・カード用途における銀行情報、及び、他の識別用途における他の個人情報がある。
【００２６】
図３Ｂには、バイオメトリック・データ・カードのさまざまな処理コンポーネントが例示されている。バイオメトリック・データ・カード１００内のプロセッサ１４０は、イメージ・センサ（図１に示す１３０）からユーザのバイオメトリック特徴を表す生画像データ１７０を受信し、その生画像データ１７０を処理して、ユーザ認証を行う。プロセッサ１４０は、図３Ａに示す処理ルーチンを実行するマイクロプロセッサまたはディジタル信号プロセッサのような、単一の汎用プロセッサとすることが可能である。あるいはまた、プロセッサ１４０には、それぞれ、図３Ａに示す処理ルーチンに相当する１つ以上の機能を実施するように構成されたＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ回路のような複数プロセッサを含むことが可能である。例えば、図３Ｂに示すように、プロセッサ１４０には、特徴抽出プロセッサ１４２、バイオメトリック認識プロセッサ１４４、認証プロセッサ１４６、及び、トランザクション・プロセッサ１４８が含まれる。
【００２７】
特徴抽出プロセッサ１４２は、図３Ａに示す特徴抽出ルーチン３５０に相当する特徴抽出を実施して、生画像データ１７０からバイオメトリック特徴の特徴特性を抽出し、バイオメトリック特徴の特徴特性を表すバイオメトリック画像データを生成するように構成されている。訓練モード（training mode）３９０において、特徴抽出プロセッサ１４２は、記憶されたバイオメトリック画像データ３０５をメモリ１５０に記録して、認証を目的とした記憶されたバイオメトリック画像データ３０５と新しいバイオメトリック画像データとの比較におけるその後の利用に備える。例えば、ユーザに対するバイオメトリック・データ・カード１００の最初の発行時に、訓練モード３９０の作業を実施することが可能である。訓練モード３９０外において、特徴抽出プロセッサ１４２は、ユーザのバイオメトリック特徴の抽出された特徴特性を表す現在のバイオメトリック画像データ３１５を生成して、ユーザ認証のための記憶されたバイオメトリック画像データ３０５との比較に備える。
【００２８】
バイオメトリック認識プロセッサ１４４は、メモリ１５０にアクセスして、記憶されたバイオメトリック画像データ３０５を検索し、入力として、特徴抽出プロセッサ１４２から現在のバイオメトリック画像データ３１５を受信する。バイオメトリック認識プロセッサ１４４は、図３Ａに示すバイオメトリック認識ルーチン３６０に相当する生体認識を実施して、現在のバイオメトリック画像データ３１５と記憶されたバイオメトリック画像データ３０５の比較または照合を行うように構成されている。
【００２９】
バイオメトリック認識プロセッサ１４４は、バイオメトリック認識の実行中に、現在のバイオメトリック画像データ３１５が信頼できる比較の実施には不十分であると判定すると、照明、レンズのフォーカスまたはズーム調節、または、ユーザのバイオメトリック特徴と端末またはバイオメトリック・データ・カードの光学インターフェイスとのアライメントといった、さまざまなパラメータの変更命令を端末及び／またはユーザに対して与える調整情報３４０を発生する。調整情報３４０は、端末またはバイオメトリック・データ・カード１００の他の部分に対するインターフェイス３８０に入力される。一実施態様によれば、調整情報３４０は、インターフェイス３８０から端末及び／またはバイオメトリック・データ・カード１００の他の部分にフィードバック信号として送ることが可能である。例えば、フィードバック信号には、ユーザが、その顔、目、または、指と端末及び／またはバイオメトリック・データ・カード１００のイメージング・システムとのアライメントをとるのを助けるステアリング信号を含むことが可能である。もちろん、特徴抽出プロセッサ１４２は、さらに、または、代わりに、訓練モード３９０または通常操作において調整情報３４０を生成することが可能である。
【００３０】
バイオメトリック認識プロセッサ１４４の出力は、現在のバイオメトリック画像データ３１５と記憶されたバイオメトリック画像データ３１５が、ユーザの身元の確認に十分なほど一致しているか否かを表示する一致データ（match data）３３５である。一致データ３３５は、図３Ａに示す認証ルーチン３７０に相当する認証を実施するように構成された認証プロセッサ１４６に入力され、一致データ３３５に基づいてユーザの認証が行われる。認証プロセッサ１４６の出力は、ユーザにバイオメトリック・データ・カードへのアクセスまたはその利用を行う資格があるか否かを指示する認証情報３３０である。
【００３１】
実施態様の１つでは、認証情報３３０は、端末または他の装置に送信され、ユーザは端末及び／またはバイオメトリック・データ・カードと対話できるようになる。もう１つの実施態様では、認証情報３３０は、バイオメトリック・データ・カード１００内のトランザクション・プロセッサ１４８（図３Ｂに示すような）に送信され、ユーザはバイオメトリック・データ・カード１００のメモリ１５０に記憶されている情報にアクセスできるようになる。もう１つの実施態様では、認証情報３３０は、トランザクション・プロセッサ１４８に送信され、トランザクション・プロセッサ１４８は、端末に接続されるか、または、端末またはバイオメトリック・データ・カード１００に無線で接続される端末及び／または遠隔サーバとのトランザクションを行うことが可能になる。認証情報３３０は、トランザクション・プロセッサ１４８及び／または端末に送られる認証信号の形で送信可能である。トランザクション・プロセッサ１４８及びメモリ１５０は、非バイオメトリック・スマート・カードの特徴であるデータ記憶、暗号化、及び、通信機能を実施するようにも構成される。
【００３２】
図４は、本発明の実施態様による、バイオメトリック・データ・カード１００に用いられる典型的な端末４００の略正面図である。端末には、バイオメトリック・データ・カード１００を受けとるためのスロット４５０を備えたハウジング４１０が含まれている。スロット４５０は、ハウジング４１０の表面４２５を貫いて、内側に延び、端末４００へのバイオメトリック・データ・カード１００の挿入、及び、端末４００からのバイオメトリック・データ・カード１００の取り出しを容易にするように構成されたカード・インターフェイス（下記の図５に示す５５０のような）への接近を可能にする。端末４００には、さらに、光に対して透明なガラスまたは他の耐摩耗性材料から形成された光学インターフェイス４２０が含まれている。光学インターフェイス４２０は、ハウジング４１０の表面４２５に配置されており、端末４００内のイメージング・システム（不図示）及び／または挿入時のバイオメトリック・データ・カード１００に対するユーザのバイオメトリック特徴のアライメントを促進するように成形されている。１つ以上の照明源４３０が、画像捕捉中、バイオメトリック特徴に十分な照明を施すように意図された、ハウジング４１０の表面４２５上における位置に配置される。照明源４３０は、任意の適合する電磁放射線源とすることが可能である。限定するためではなく、例示として、照明源４３０には、単一の発光ダイオード（ＬＥＤ）、バイオメトリック特徴の異なる部分を照明するように配置された複数のＬＥＤ、または、所望の平均強度の光を放出するように設計されたＬＥＤアレイを含むことが可能である。
【００３３】
端末４００には、さらに、ユーザ端末４００とバイオメトリック・データ・カード１００との対話を可能にする、ハウジング４１０の表面４２５を貫いて外側に延びるユーザ・インターフェイス４６０が含まれている。ユーザ・インターフェイス４６０には、ハウジング４１０を介して見ることが可能なユーザにデータを表示するディスプレイ４４０と、端末４００へのデータ入力のためにユーザが押下することが可能なボタンを備えるキーパッド４７０とが含まれている。もちろん、ユーザ・インターフェイス４６０は、タッチスクリーン、ライトペン、スタイラスペン、または、音声駆動インターフェイスのような、ユーザ・インターフェイス装置の任意の組み合わせを利用して実施することが可能である。さらに、いうまでもなく、スロット４５０、光学インターフェイス４２０、及び、ユーザ・インターフェイス４６０は、ハウジング４１０の同じ表面４２５に配置することもできるし、あるいは、ハウジング４１０の異なる表面に配置することも可能である。例えば、スロット４５０は、ハウジング４１０の底面または側面に配置し、一方、光学インターフェイス４２０及びユーザ・インターフェイス４６０は、ハウジング４１０の正面に配置することが可能である。
【００３４】
図５は、端末４００の動作を例示した、図４の端末の単純化された略側面図である。バイオメトリック・データ・カード１００が、端末４００のスロット４５０を介してカード・インターフェイス５５０に挿入されると、バイオメトリック・データ・カード１００の表面にある接触パッド１６０が、端末４００内のカード・インターフェイス５５０の端部の接触パッド５２５との電気的接続をなす。実施態様の１つでは、端末４００内の接触パッド５２５は、ユーザとのトランザクションを行うために、プロセッサ５７０及びメモリ５８０に接続して、ユーザ・インターフェイス（図４に示す４６０）の動作、及び、バイオメトリック・データ・カード１００との信号のやりとりを制御する。もう１つの実施態様では、端末４００内の接触パッド５２５は、バイオメトリック・データ・カード１００に対する電源の働きをし、光学タイプまたは他のタイプのインターフェイスが、プロセッサ５７０及びメモリ５８０に接続して、バイオメトリック・データ・カード１００及びユーザ・インターフェイス４６０との信号のやりとりを行う。プロセッサ５７０は、さらに、遠隔サーバ（不図示）に対するワイヤライン接続またはワイヤレス接続を可能にする通信インターフェイス５９０に接続される。
【００３５】
照明源４３０が、入射光５０５でユーザのバイオメトリック特徴５００を照明するために、光学インターフェイス４２０に対してある位置関係をなすように、ハウジング４１０の表面４２５に配置される。バイオメトリック特徴５００からの反射光５１５が、光学インターフェイス４２０を介して端末４００に入射し、転送光学素子５３０によって、光路５２０を通って光学素子５４０へと送られる。光学素子５４０は、例えば、望遠レンズ、広角レンズ、または、他のタイプのレンズとすることが可能である。光学素子５４０は、反射光５１５を集束させて、バイオメトリック特徴の画像を形成し、その画像をイメージ・センサに送り込む。実施態様の１つでは、イメージ・センサは、バイオメトリック・データ・カード１００（図１に示すような）内に配置されており、光学素子５３０によって、バイオメトリック・データ・カード１００内のイメージ・センサに画像を送りこむことができるように、光路５２０の端部には、ウィンドウ５６０が設けられている。
【００３６】
図６は、バイオメトリック・データ・カード１００と端末４００との間の物理的及び論理的接続を例示したブロック図である。端末４００とバイオメトリック・データ・カード１００との電気的接続６００は、端末４００及びバイオメトリック・データ・カード１００の接触パッドを通じて形成される。端末４００は、電気的接続６００を介してバイオメトリック・データ・カード１００に電力を供給する。さらに、端末４００とバイオメトリック・データ・カード１００との間における信号のやりとりのために、電気的接続６００を介して、端末４００とバイオメトリック・データ・カード１００との間の電子通信インターフェイス６１０が形成される。
【００３７】
図７には、端末４００とバイオメトリック・データ・カード１００との間においてやりとりされる信号例が示されている。バイオメトリック特徴の画像が端末内のイメージ・センサで捕捉されると、端末４００は、ユーザ認証における利用に備えて、捕捉された画像を表す画像データを含む画像データ信号７００をバイオメトリック・データ・カード１００に送る。認証プロセス中、画像データが正確なユーザ認証に不十分であれば、バイオメトリック・データ・カード１００は、端末４００にフィードバック信号７１０を送り、図３に関連して上述の調整情報を端末４００に供給して、バイオメトリック特徴の追加画像が捕捉されるようにすることが可能である。バイオメトリック・データ・カード１００は、認証プロセスを完了すると、端末４００に認証信号７２０を送り、ユーザにバイオメトリック・データ・カード１００及び／または端末４００のデータにアクセスする資格があるか否かを指示する認証情報を供給することが可能である。認証情報は、端末４００のユーザ・インターフェイスを介してユーザに表示することが可能である。ユーザが認証され、バイオメトリック・データ・カード１００及び／または端末４００のデータへのアクセスを許可されると、ユーザに関連した、バイオメトリック・データ・カード１００内に記憶されている個人データを、端末９００または遠隔サーバによる表示または利用に備えて、個人データ信号７３０として端末４００に送ることが可能になり、ユーザによって端末４００のユーザ・インターフェイスに入力される情報を、ユーザ・インターフェイス信号７４０として、端末４００からバイオメトリック・データ・カード１００に送ることが可能になる。
【００３８】
図８は、本発明の実施態様による、バイオメトリック・データ・カードにおける典型的なユーザ認証プロセス８００を例示したフローチャートである。認証プロセスは、ブロック８１０から開始される。ブロック８２０では、ユーザのバイオメトリック特徴の現在の画像の特徴特性を表す、現在のバイオメトリック画像データが生成される。ブロック８３０では、現在のバイオメトリック画像データと、ユーザのバイオメトリック特徴の以前の画像の特徴特性を表す、記憶されたバイオメトリック画像データの比較が行われ、ブロック８４０において、現在のバイオメトリック画像データと記憶されたバイオメトリック画像データが、ユーザの身元確認に十分なほど一致するか否かの判定が行われる。現在のバイオメトリック画像データと記憶されたバイオメトリック画像データが十分に一致する場合には、ブロック８５０において、ユーザが認証される。しかし、現在のバイオメトリック画像データと記憶されたバイオメトリック画像データの一致が十分でなければ、ブロック８６０において、ユーザは認証されない。このプロセスは、ブロック８７０において終了する。
【００３９】
図９は、本発明の実施態様による、ユーザにバイオメトリック・データ・カードを利用して端末との対話を行う資格があるか否かを認定するための典型的なプロセス９００を例示したフローチャートである。この認証プロセスは、ブロック９０５から開始される。ブロック９１０では、端末にバイオメトリック・データ・カードを挿入して、端末とバイオメトリック・データ・カードとの接続を確立する。接続が確立されると、ブロック９１５において、図８に解説の認証プロセスのような、バイオメトリック・データ・カードのユーザであることを認証するための認証プロセスが開始される。ブロック９２０において、ユーザが認証されると、ブロック９２５において、ユーザが認証されたことを示す認証情報を含む認証信号が端末に送られ、ブロック９３０において、ユーザと端末及び／またはバイオメトリック・データ・カードとの対話が可能になる。しかし、ブロック９２０において、ユーザが認証されなければ、ブロック９３５において、認証信号で送られる認証情報によって、ユーザが認証されないことが示され、ブロック９４０において、ユーザと端末及び／またはバイオメトリック・データ・カードとの対話が阻止される。このプロセスは、ブロック９５０において終了する。
【００４０】
図１０は、本発明の実施態様による、画像捕捉パラメータを設定するために行われる典型的なフィードバック・プロセスを例示したフローチャートである。フィードバック・プロセスは、ブロック１０１０から開始される。ブロック１０２０では、ユーザのバイオメトリック特徴の画像を捕捉する責務を担う画像捕捉システムによって、さまざまな画像捕捉パラメータが設定される。画像捕捉パラメータの例には、照明強度、レンズ・フォーカス、ズーム量、センサの露光時間、または、センサの解像度が含まれるが、これらに限定されるわけではない。ブロック１０３０では、ユーザのバイオメトリック特徴の画像が、設定された画像捕捉パラメータを利用して捕捉され、ブロック１０４０では、捕捉された画像がユーザの認証に十分であるか否かの判定がなされる。
【００４１】
画像が不十分であれば、ブロック１０５０において、十分な画像を捕捉するために行う必要のある、画像捕捉パラメータ調整を指示する調整情報が決定され、ブロック１０６０において、調整情報が、画像捕捉システムに送られるフィードバック信号に含められ、ブロック１０２０において画像捕捉パラメータが再設定される。一実施態様においては、画像捕捉システムは、完全にバイオメトリック・データ・カード内に含まれる。もう１つの実施態様では、画像捕捉システムは、完全に端末内に含まれる。もう１つの実施態様では、画像捕捉システムは、端末とバイオメトリック・データ・カードとで分かれている。画像が十分であれば、ブロック１０７０において、図８に解説のプロセスのような認証プロセスが実施される。フィードバック・プロセスは、ブロック１０８０において終了する。
【００４２】
図１１は、フィードバックを行って、画像捕捉のためにバイオメトリック特徴のアライメントをとる、本発明の実施態様による典型的なプロセス１１００を例示したフローチャートである。フィードバック・プロセスは、ブロック１１１０から開始される。ブロック１１２０では、ユーザによって、ユーザのバイオメトリック特徴と光学インターフェイスのアライメントがとられ、ブロック１１３０では、バイオメトリック特徴の画像が捕捉される。ブロック１１４０では、捕捉された画像がユーザ認証に十分であるか否かの判定がなされる。
【００４３】
画像が不十分であれば、ブロック１１５０において、十分な画像を捕捉するために行う必要のある、バイオメトリック特徴アライメント調整を指示する調整情報が決定され、ブロック１１６０において、調整情報が、フィードバック信号に含められて、ユーザに提供され、ブロック１１２０において、バイオメトリック特徴と光学インターフェイスのアライメントがとり直される。例えば、ユーザに対して、ユーザによるバイオメトリック特徴（例えば、顔、目、手等）と光学インターフェイスとのアライメントを助けるステアリング指示を与えることが可能である。実施態様の１つでは、光学インターフェイスは、バイオメトリック・データ・カード内に含まれる。もう１つの実施態様では、光学インターフェイスは端末内に含まれる。画像が十分であれば、ブロック１１７０において、図８に解説のプロセスのような認証プロセスが実施される。フィードバック・プロセスは、ブロック１１８０において終了する。
【００４４】
図１２は、記憶されたバイオメトリック画像データ及び現在のバイオメトリック画像データの捕捉とその比較を行って、ユーザを認証する、本発明の実施態様による典型的なプロセス１２００を例示したフローチャートである。認証プロセスは、ブロック１２０５から開始される。ブロック１２１０では、ユーザのバイオメトリック特徴の第１の画像が捕捉され、第１の画像を表す第１の生画像データが生成される。ブロック１２１５では、第１の生画像データからバイオメトリック特徴の特徴特性を抽出して、第１のバイオメトリック画像データが生成され、ブロック１２２０では、第１のバイオメトリック画像データが記憶される。第１のバイオメトリック画像データの例としては虹彩パターン、指紋パターン、顔面パターン、及び、手のパターン（hand patterns）が挙げられるが、これらには限定されない。
【００４５】
その後、ブロック１２２５では、ユーザのバイオメトリック特徴の第２の画像が捕捉され、ブロック１２３０では、バイオメトリック特徴の特徴特性を抽出して、第２のバイオメトリック画像データが生成される。ブロック１２３５では、第２のバイオメトリック画像データと第１の記憶されたバイオメトリック画像データの比較が行われ、ブロック１２４０では、第２のバイオメトリック画像データと第１の記憶されたバイオメトリック画像データが、ユーザの身元確認に十分なほど一致しているか否かが判定される。第２のバイオメトリック画像データと第１の記憶されたバイオメトリック画像データの一致が十分であれば、ブロック１２４５において、ユーザの認証が行われる。しかし、第２のバイオメトリック画像データと第１の記憶されたバイオメトリック画像データの一致が十分でなければ、ブロック１２５０において、ユーザの認証が行われない。このプロセスは、ブロック１２２５で終了する。
【００４６】
図１３は、バイオメトリック・データ・カードでユーザを認証するための、本発明の実施態様によるもう１つの典型的なプロセス１３００を例示したフローチャートである。認証プロセスは、ブロック１３０５から開始される。ブロック１３１０では、ユーザのバイオメトリック特徴から反射される光が受けとられ、ブロック１３１５では、その光が、イメージ・センサに送られて、バイオメトリック特徴の画像が捕捉され、その画像を表す生画像データが生成される。ブロック１３２０では、イメージ・センサがバイオメトリック・データ・カードに配置されると、生画像データからバイオメトリック特徴の特徴特性を抽出して、バイオメトリック画像データが生成される。しかし、イメージ・センサが端末に配置されると、ブロック１３２５において、端末によって、ユーザのバイオメトリック特徴の画像を表す画像データがバイオメトリック・データ・カードに送られ、その後、ブロック１３３０において、特徴特性が抽出されることになる。
【００４７】
ブロック１３３５では、抽出されたバイオメトリック画像データと記憶されたバイオメトリック画像データが比較され、ブロック１３４０では、抽出されたバイオメトリック画像データと記憶されたバイオメトリック画像データが、ユーザの身元確認に十分なほど一致しているか否かが判定される。抽出されたバイオメトリック画像データと記憶されたバイオメトリック画像データの一致が十分であれば、ブロック１３４５において、ユーザの認証が行われる。しかし、抽出されたバイオメトリック画像データと記憶されたバイオメトリック画像データの一致が不十分であれば、ブロック１３５０において、ユーザの承認が行われない。このプロセスは、ブロック１３５５において終了する。
【００４８】
本明細書において解説した本発明の概念は、広範囲の用途にわたって修正及び変更を加えることが可能である。従って、特許の範囲が、論考された特定の典型的な教示に制限されることはなく、その代わり、付属の特許の範囲によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施態様による典型的なバイオメトリック・データ・カード１００の単純化された略側面図である。
【図２】図１のバイオメトリック・データ・カードの略平面図である。
【図３Ａ】バイオメトリック・データ・カードのメモリ内の典型的な情報及び処理ルーチンのブロック図である。
【図３Ｂ】バイオメトリック・データ・カードの各種処理コンポーネントを例示した図である。
【図４】本発明の実施態様によるバイオメトリック・データ・カードに用いられる典型的な端末の略正面図である。
【図５】図４の端末の単純化された略側面図である。
【図６】バイオメトリック・データ・カードと端末との間の物理的及び論理的接続を例示したブロック図である。
【図７】端末とバイオメトリック・データ・カードの間でやりとりされる典型的な信号を例示した信号図である。
【図８】本発明の実施態様による、バイオメトリック・データ・カードにおける典型的なユーザ認証プロセスを例示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施態様による、ユーザに端末と対話する資格があるか確認するための典型的なプロセスを例示したフローチャートである。
【図１０】本発明による、画像捕捉パラメータを設定するために行うフィードバックの典型的なプロセスを例示したフローチャートである。
【図１１】フィードバックを行って、画像捕捉のためにバイオメトリック特徴のアライメントをとる、本発明の実施態様による典型的なプロセスを例示したフローチャートである。
【図１２】記憶されたバイオメトリック画像データ及び現在のバイオメトリック画像データの捕捉とその比較を行って、ユーザを認証する、本発明の実施態様による典型的なプロセスを例示したフローチャートである。
【図１３】バイオメトリック・データ・カードでユーザを認証するための、本発明の実施態様によるもう１つの典型的なプロセスを例示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１００  バイオメトリック・データ・カード
１３０  イメージ・センサ
１４０  プロセッサ
１５０  メモリ
１６０  インターフェイス
４００  端末
４２０  光学インターフェイス
５００  バイオメトリック特徴
５２０  光路
５４０  光学素子
５５０  カード・インターフェイス
【図１】
2005310157.tif 000003
【図２】
2005310157.tif 000004
【図３Ａ】
2005310157.tif 000005
【図３Ｂ】
2005310157.tif 000006
【図４】
2005310157.tif 000007
【図５】
2005310157.tif 000008
【図６】
2005310157.tif 000009
【図７】
2005310157.tif 000010
【図８】
2005310157.tif 000011
【図９】
2005310157.tif 000012
【図１０】
2005310157.tif 000013
【図１１】
2005310157.tif 000014
【図１２】
2005310157.tif 000015
【図１３】
2005310157.tif 000016