(57)【要約】【課題】指の静脈パターンを用いた認証システムにおいて、大規模な利用者を、操作性を極力損なわず、生体情報のみを用いて認証することができると共に、システムの誤認識を防ぐことができる大規模向け生体認証システムを提供する。【解決手段】生体認証情報データベース１０８を備えたコンピュータ１０１が、生体認証装置１０６に接続されて成る大規模向け生体認証システムにおいて、コンピュータ１０１は、生体認証装置１０６から利用者の指静脈画像を取得する手段と、取得した静脈画像から照合用テンプレートを作成する手段と、生体認証情報データベース１０８より全ての登録済みテンプレートを１件ずつ読み込み、夫々照合用テンプレートと登録済みテンプレートの相違度を算出する手段と、相違度によって予め設定された４つの領域に、算出されたすべての相違度のテンプレートを夫々割り当てる手段等を備えている。【選択図】図１
2012194723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体認証情報データベースを格納する記憶装置を備えたコンピュータが、生体認証装置に接続されて成る大規模向け生体認証システムにおいて、
前記コンピュータは、
前記生体認証装置により指静脈の撮影が実施されると、利用者の指静脈画像を取得する手段と、
取得した静脈画像から照合用テンプレートを作成する手段と、
前記生体認証情報データベースより全ての登録済みテンプレートを１件ずつ読み込み、夫々照合用テンプレートと登録済みテンプレートの相違度を算出する手段と、
本人である可能性が極めて高い場合の第１閾値と、本人である可能性が高い場合の第２閾値と、本人であるか特定できない場合の第３閾値とが予め設定され、第１閾値よりも相違度が低い範囲を第１領域、第１閾値と第２閾値の間の相違度の範囲を第２領域、第２閾値と第３閾値の間の相違度の範囲を第３領域、及び、第３閾値よりも相違度が高い範囲を第４領域と予め設定された領域に、相違度が算出された全ての前記テンプレートを夫々割り当てる手段と、
最も相違度が低いテンプレートが第１領域に含まれている場合、その次に相違度が低いテンプレートも第１領域に含まれている時は、認証失敗を返却し、第１領域に含まれていない時は、認証成功を返却する手段と、
最も相違度が低いテンプレートが第２領域に含まれている場合、その次に相違度が低いテンプレートも第２領域に含まれている時は、認証保留を返却し、第２領域に含まれていない時は、認証成功を返却する手段と、
最も相違度が低いテンプレートが第３領域に含まれている場合、第３領域に含まれているテンプレートが１本だけであっても、認証保留を返却する手段と、
すべてのテンプレートが第４領域に含まれている場合、認証失敗を返却する手段と、
認証が成功または失敗の場合、処理結果を前記コンピュータが備える認証結果表示装置に表示する手段とを備えたことを特徴とする大規模向け生体認証システム。
【請求項２】
前記コンピュータは、認証保留を返却された場合、２回目の認証を実施するため、他の指を用いて再度撮影を実施する旨を前記認証結果表示装置に表示する手段と、
利用者が前記生体認証装置に前記指静脈の撮影を実施した１本目とは異なる指を置き、指静脈の撮影が実施されると、撮影した静脈画像より照合用テンプレートを作成する手段と、
前記生体認証情報データベースより１回目の認証で保留となった利用者の全ての登録済みテンプレートを１件ずつ読み込み、夫々照合用テンプレートと登録済みテンプレートの相違度を算出する手段と、
算出したすべての相違度の中で最も相違度が低いテンプレートが前記第１領域及び第２領域の範囲内であれば、認証成功を返却し、前記第１領域及び第２領域の範囲外であれば認証失敗を返却する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の大規模向け生体認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指の静脈パターンを用いた認証システムにおいて、大規模な利用者を、操作性を極力損なわず、生体情報のみを用いて認証することができると共に、システムの誤認識を防ぐことができる大規模向け生体認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報漏洩対策や内部統制対策が重要視される中、より確実な本人確認手段として、人間の生体情報を用いて本人識別を行う生体認証が注目されてきている。中でも、指の静脈パターンを用いた認証方式は、他の生体認証技術と比較して、心理的な抵抗が少ない、認証精度が高い、認証速度が速い、生体認証装置が小型化されてきているなどの理由から金融機関の自動預け払い機における本人識別手段をはじめとして、さまざまな分野で導入が進んできている。また、人体内の情報を用いて認証を行うため、耐偽造性においても優れているという特徴を持つ。
【０００３】
生体認証システムにおいて、大規模な利用者を生体情報のみを用いて認証（１：Ｎ認証）を実施する場合、誤って他人を誤認識する可能性が高くなってしまう。
しかしながら、利用者の利便性を向上させるために、ＩＤ入力などを用いて生体情報の絞り込みをしないで、生体情報のみを用いて認証を実施したいというニーズは増えてきている。
【０００４】
図８は、従来までの生体認証システムにおける認証判定概略図であり、照合値の頻度８０１、相違度の割合８０２、統計データから算出した本人分布８０３、統計データから算出した他人分布８０４、照合結果を判定する閾値８０５から構成されている。
このような生体認証システムでは、統計データから算出した本人分布８０３、統計データから算出した他人分布８０４から照合結果を判定する閾値８０５を予め決定する。照合時には、登録時に撮影された指の静脈パターンと認証時に撮影された指の静脈パターンをパターンマッチングし、双方の相違度を求め、その相違度が閾値８０５よりも低い場合は本人と判定し、高い場合は他人と判定する。
【０００５】
本発明に関連する先行技術文献としては下記の特許文献１がある。特許文献１では、相違度がある一定範囲内である場合に、他の生体認証を用いて認証を実施する手段が公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５２２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
指の静脈パターンを用いた認証システムでは、登録時に撮影された指の静脈パターンと認証時に撮影された指の静脈パターンをパターンマッチングし、双方の相違度を求め、設定された閾値よりも相違度が低い場合は本人とし、相違度が高い場合は他人と判断する。
【０００８】
大規模な利用者を生体情報のみを用いて認証（１：Ｎ認証）を実施する場合、Ｎの数が増加すると、誤って他人の情報を受入れてしまい、誤認識する割合が増加してしまう。さらに、閾値を厳しくする事により、他人を誤って受け入れてしまう割合は減少するが、この場合、利用者が本人であっても他人と判断されてしまう割合が増加し、操作性が悪くなってしまう。
【０００９】
以上の現状に鑑み、本発明は、指の静脈パターンを用いた認証システムにおいて、１種類の閾値のみを用いて、照合結果を判定するのではなく、本人拒否に影響する閾値と他人受入に影響する閾値を個別に変更できるようにする事により、大規模な利用者を、操作性を極力損なわず、生体情報のみを用いて認証することができると共に、システムの誤認識を防ぐことができる大規模向け生体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】
【００１０】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、生体認証情報データベースを格納する記憶装置を備えたコンピュータが、生体認証装置に接続されて成る大規模向け生体認証システムにおいて、
前記コンピュータは、
前記生体認証装置により指静脈の撮影が実施されると、利用者の指静脈画像を取得する手段と、
取得した静脈画像から照合用テンプレートを作成する手段と、
前記生体認証情報データベースより全ての登録済みテンプレートを１件ずつ読み込み、夫々照合用テンプレートと登録済みテンプレートの相違度を算出する手段と、
本人である可能性が極めて高い場合の第１閾値と、本人である可能性が高い場合の第２閾値と、本人であるか特定できない場合の第３閾値とが予め設定され、第１閾値よりも相違度が低い範囲を第１領域、第１閾値と第２閾値の間の相違度の範囲を第２領域、第２閾値と第３閾値の間の相違度の範囲を第３領域、及び、第３閾値よりも相違度が高い範囲を第４領域と予め設定された領域に、相違度が算出された全ての前記テンプレートを夫々割り当てる手段と、
最も相違度が低いテンプレートが第１領域に含まれている場合、その次に相違度が低いテンプレートも第１領域に含まれている時は、認証失敗を返却し、第１領域に含まれていない時は、認証成功を返却する手段と、
最も相違度が低いテンプレートが第２領域に含まれている場合、その次に相違度が低いテンプレートも第２領域に含まれている時は、認証保留を返却し、第２領域に含まれていない時は、認証成功を返却する手段と、
最も相違度が低いテンプレートが第３領域に含まれている場合、第３領域に含まれているテンプレートが１本だけであっても、認証保留を返却する手段と、
すべてのテンプレートが第４領域に含まれている場合、認証失敗を返却する手段と、
認証が成功または失敗の場合、処理結果を前記コンピュータが備える認証結果表示装置に表示する手段とを備えたことを特徴とする大規模向け生体認証システムを提供するものである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記コンピュータは、認証保留を返却された場合、２回目の認証を実施するため、他の指を用いて再度撮影を実施する旨を前記認証結果表示装置に表示する手段と、
利用者が前記生体認証装置に前記指静脈の撮影を実施した１本目とは異なる指を置き、指静脈の撮影が実施されると、撮影した静脈画像より照合用テンプレートを作成する手段と、
前記生体認証情報データベースより１回目の認証で保留となった利用者の全ての登録済みテンプレートを１件ずつ読み込み、夫々照合用テンプレートと登録済みテンプレートの相違度を算出する手段と、
算出したすべての相違度の中で最も相違度が低いテンプレートが前記第１領域及び第２領域の範囲内であれば、認証成功を返却し、前記第１領域及び第２領域の範囲外であれば認証失敗を返却する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の大規模向け生体認証システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大規模な利用者を生体情報のみを用いて認証する際に、操作性を極力損なわず、他人を誤って受け入れてしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の大規模向け生体認証システムに係るシステム構成図である。
【図２】本発明の認証処理のフローチャート図である。
【図３】本発明の照合結果判定処理のフローチャート図である。
【図４】本発明の２回目の認証処理のフローチャート図である。
【図５】本発明の認証判定概略図である。
【図６】本発明の閾値とＦＡＲ、ＦＲＲとの関係を示す表である。
【図７】本発明の大規模向け生体認証システムのＦＡＲ、ＦＲＲの一例図である。
【図８】従来の生体認証システムにおける認証判定概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
尚、上記各手段は、コンピュータのＣＰＵが必要なコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより実現される手段であり、そのフローチャート図が図２乃至図４である。
図１は、本発明を実現するシステム構成の一例である。本システムはＰＣ（パーソナルコンピュータ）１０１、認証処理部１０２、撮影処理部１０３、相違度算出処理部１０４、認証処理判定処理部１０５、生体認証装置１０６、認証結果表示装置１０７、記憶装置に格納される生体認証情報データベース１０８から構成される。認証処理部１０２は、撮影処理部１０３、相違度算出処理部１０４、認証処理判定処理部１０５から構成され、撮影処理部１０３において、生体認証装置１０６を用いて静脈画像を取得し、相違度算出処理部１０４において、撮影した静脈画像をテンプレート化し、生体認証情報データベース１０８に格納されている登録済みテンプレートとの相違度を算出し、認証処理判定処理部１０５において、相違度を用いて認証判定を行い、認証結果表示装置１０７に結果を表示する。
【００１５】
図２は、本発明を実現する認証処理のフローチャートの一例である。本フローチャートでは、撮影処理開始（ステップ２０１）後に指静脈の撮影（ステップ２０２）を実施し、利用者の指静脈画像を取得する。次に、撮影した静脈画像から照合用テンプレートを作成し（ステップ２０３）、生体認証情報データベースより登録済みテンプレートを１件読み込み（ステップ２０４）、照合用テンプレートと登録済みテンプレートの相違度を算出する（ステップ２０５）。生体認証情報データベースより次の登録済みテンプレートを読み込みすべての登録済みテンプレートとの相違度を算出する（ステップ２０４、２０５、２０６）。次に、すべての相違度を用いて後述する照合結果判定処理を実施し（ステップ２０７）、認証が保留の場合、後述する２回目の認証処理を実施し（ステップ２０９）、認証が成功または失敗の場合、処理結果を認証結果表示装置に表示（ステップ２１０）する。
【００１６】
図３は、本発明を実現する照合結果判定処理のフローチャートの一例である。本フローチャートでは、初めに、算出したすべての相違度のテンプレートを予め設定した領域グループ（後述する図５に示す領域１グループ〜領域４グループ）に割り当てを行う（ステップ３０２）。最も相違度が低いテンプレートが領域１グループ（第１領域）に含まれている場合（ステップ３０３）、その次に相違度が低いテンプレートも領域１グループに含まれている時は、誤ってシステムに同一の指を登録していると判断し認証失敗を返却し、領域１グループに含まれていない時は確実に本人であると判断し、認証成功を返却する（ステップ３０４）。最も相違度が低いテンプレートが領域２グループ（第２領域）に含まれている場合（ステップ３０５）、その次に相違度が低いテンプレートも領域２グループに含まれている時は、類似したテンプレートが含まれていると判断し認証保留を返却し、２回目の認証を実施し、領域２グループに含まれていない時は本人であると判断し、認証成功を返却する（ステップ３０６）。最も相違度が低いテンプレートが領域３グループ（第３領域）に含まれている場合（ステップ３０７）、領域３グループに含まれているテンプレートが１本だけであっても、悪意のある利用者からの認証要求である可能性もあるため、認証保留を返却し、２回目の認証を実施する（ステップ３０８）。すべてのテンプレートが領域４グループ（第４領域）に含まれている場合、認証失敗を返却する（ステップ３０９）。
【００１７】
図４は、本発明を実現する２回目の認証処理のフローチャートの一例である。本フローチャートでは、初めに、他の指を用いて再度撮影を実施する旨を認証結果表示装置に表示し（ステップ４０２）、２回目の撮影処理を実施する（ステップ４０３）。利用者は１本目とは異なる指を置き、撮影した静脈画像より照合用テンプレートを作成する（ステップ４０４）。次に、１回目の認証で保留となった利用者の登録済みテンプレートを１件読み込み（ステップ４０５）、照合用テンプレートと登録済みテンプレートの相違度を算出する（ステップ４０６）。１回目の認証で保留となった次の利用者の登録済みテンプレートを読み込み、すべての登録済みテンプレートとの相違度を算出する（ステップ４０５、４０６、４０７）。算出したすべての相違度の中で最も相違度が低いテンプレートが通常の閾値範囲内であれば、即ち、後述する閾値３を用いて認証判定を行い、前記第１領域及び第３領域の範囲内であれば認証成功を返却し、範囲外であれば認証失敗を返却する（ステップ４０８）。
【００１８】
図５は、本発明を実現する認証判定概略図の一例である。照合値の頻度５０１、相違度の割合５０２、統計データから算出した本人分布５０３、統計データから算出した他人分布５０４、閾値１（第１閾値）５０５、閾値２（第２閾値）５０６、閾値３（第３閾値）５０７、領域１グループ５０８、領域２グループ５０９、領域３グループ５１０、領域４グループ５１１から構成されている。閾値１  ５０５は、本人である可能性が極めて高い場合の閾値であり、閾値１  ５０５よりも相違度が低い範囲を領域１グループ５０８とする。領域１グループ５０８に複数の指が含まれた場合、誤ってシステムに同一の指を登録していると判断し認証失敗とし、１本のみの場合は確実に本人であると判断し、認証成功とする。閾値２  ５０６は、本人である可能性が高い場合の閾値であり、閾値１  ５０５と閾値２  ５０６の間の相違度を領域２グループ５０９とする。
【００１９】
領域１グループ５０８には指が含まれておらず、領域２グループ５０９に複数の指が含まれた場合、極めて似ている指が登録されていると判断し、領域２グループ５０９に含まれている利用者のみで２回目の認証を実施し、２回目の認証の結果、第１領域乃至第３領域の範囲内に含まれる指が１本のみの場合は確実に本人であると判断し、認証成功とする。閾値３  ５０７は、本人であるか特定できなかった場合の閾値であり、閾値２  ５０６と閾値３  ５０７の間の相違度を領域３グループ５１０とする。領域１グループ５０８、領域２グループ５０９には指が含まれておらず、領域３グループ５１０に指が含まれた場合、領域３グループ５１０に指が含まれた指の数に依存せず、領域３グループ５１０に含まれている利用者のみで２回目の認証を実施する。閾値３  ５０７は、本人でない可能性が高い場合の閾値であり、閾値３  ５０７よりも相違度が高い範囲を領域４グループ５１１とする。領域１グループ５０８、領域２グループ５０９、領域３グループ５１０には指が含まれておらず、領域４グループ５１１にのみ指が含まれた場合、すべての指が本人とは一致しないと判断し、認証失敗とする。
【００２０】
図６は、本発明を実現する閾値とＦＡＲ｛他人受入率（他人を誤って受け入れる割合）：False Acceptance Rate｝、ＦＲＲ｛本人拒否率（本人が誤って拒否される割合）：False Rejection
Rate｝の関係の一例である。ＦＡＲ、ＦＲＲはトレードオフの関係になり、生体認証装置によりＦＡＲ、ＦＲＲの関係は異なる値となる。図５に示す認証判定概略図の本人分布５０３、他人分布５０４の統計データを用いて閾値とその時のＦＡＲ、ＦＲＲを算出する。
【００２１】
図７は、本発明におけるシステムのＦＡＲ、ＦＲＲの一例である。図６に示す閾値とＦＡＲ、ＦＲＲの関係を例に算出している。ＦＡＲは１回または２回の認証において、誤って他人を受入れてしまう確率であり、おおよそ閾値２のＦＡＲの値となる。ＦＲＲは、１回または２回の認証において、誤って本人を拒否してしまう確率であり、おおよそ閾値３のＦＲＲの値となる。なお、１回目の認証で保留となり、２回目の認証で成功した際は、本人は拒否されておらず、認証成功として算出している。本システムでは誤って他人を受入れてしまう確率は閾値２の値に影響し、誤って本人を拒否してしまう確率は閾値３の値に影響するため、それぞれ個別に閾値を変更できる。
【符号の説明】
【００２２】
１０１  コンピュータ
１０６  生体認証装置
１０７  認証結果表示装置
１０８  生体認証情報データベース
【図１】
2012194723.tif 000003
【図２】
2012194723.tif 000004
【図３】
2012194723.tif 000005
【図４】
2012194723.tif 000006
【図６】
2012194723.tif 000007
【図７】
2012194723.tif 000008
【図５】
2012194723.tif 000009
【図８】
2012194723.tif 000010