(57)【要約】  本発明は、生体測定検知システムにおいて、生体測定情報を含む身体部位を用いて使用者を認証する方法、システム、デバイスに関係する。方法は、使用者の身体部位の様々な像を備える部分的な登録画像をスティッチングして少なくとも１つのモザイクにし、このことにより登録される画像を制作することと、身体部位の認証画像を取得することであって、この認証画像のサイズが登録された画像の整数分の一である、取得することと、登録された画像内の少なくとも１つの関心領域を決定することと、認証画像を登録された画像内の決定された関心領域の画像データと照合することと、を含む。【選択図】図５ａ
2017533516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体測定検知システム（１００）において、生体測定情報を含む身体部位を用いて使用者を認証する方法であって、
前記使用者の身体部位の様々な像を備える部分的な登録画像（１０２、４０２、５０２）をスティッチング（Ｓ２）して１つまたは複数のモザイクにし、このことにより登録される画像（３０３）を制作することと、
前記身体部位の認証画像（１０１、５０１）を取得すること（Ｓ３）であって、前記認証画像のサイズが前記登録された画像の整数分の一である、取得すること（Ｓ３）と、
前記登録された画像内の少なくとも１つの関心領域（５０４）を決定すること（Ｓ４）と、
前記認証画像を前記登録された画像内の前記決定された関心領域の画像データと照合（Ｓ５）し、このことにより前記使用者の認証を可能にすることと、を含む方法。
【請求項２】
前記決定すること（Ｓ４）が、前記認証画像中の特徴を前記登録された画像中の特徴と比較することによって、前記登録された画像内の前記認証画像の候補領域を推定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記関心領域と前記認証画像の領域との間のサイズの違いが、照合部の許容誤差値未満である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記身体部位の様々な像を備えるいくつかの部分的な登録画像を登録すること（Ｓ１）を含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記登録すること（Ｓ１）が、２次元生体測定センサを用いて部分的な登録画像を時間において連続的に取り込むこと（Ｓ１ａ）を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記取得すること（Ｓ３）が、２次元生体測定センサを用いて認証画像を取り込むこと（Ｓ３ａ）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記関心領域の前記画像データをコピー（Ｓ４５ａ）し、前記コピーされたデータを前記生体測定検知システムに保存すること（Ｓ４５ｂ）を含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記画像の前記照合（Ｓ５）が、
前記関心領域の前記画像データに対して特徴抽出を行うことにより少なくとも１つの登録テンプレートを形成すること（Ｓ５ａ）、
前記認証画像に対して特徴抽出を行うことにより候補テンプレートを形成すること（Ｓ５ｂ）、および
前記候補テンプレートを前記登録テンプレートと照合すること（Ｓ５ｃ）を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記生体測定データが指紋である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
生体測定情報を含む身体部位を用いて使用者を認証するように構成された生体測定検知システム（１００）であって、
前記身体部位の画像を生成するように構成された２次元生体測定センサ（１１）と、
処理回路構成であって、
前記使用者の前記身体部位の様々な像を備える部分的な登録画像（１０２、４０２、５０２）をスティッチング（Ｓ２）して少なくとも１つのモザイクにし、このことにより登録される画像を制作し、
前記２次元生体測定センサを用いて、前記身体部位の前記認証画像を取得（Ｓ３）し、前記認証画像のサイズは前記登録された画像の整数分の一であり、
前記登録された画像内の少なくとも１つの関心領域（５０４）を決定（Ｓ４）し、
前記認証画像を前記登録された画像内の前記決定された関心領域の画像データと照合（Ｓ５）するように構成された処理回路構成と、
を備える生体測定検知システム（１００）。
【請求項１１】
前記関心領域と前記認証画像の認証領域との間のサイズの違いが、照合部の許容誤差値未満である、請求項１０に記載の生体測定システム。
【請求項１２】
前記２次元生体測定センサ（１１）が静電容量タッチセンサである、請求項１０または１１に記載の生体測定検知システム（１００）。
【請求項１３】
請求項１０に記載の生体測定検知システム（１００）を備える、携帯型電子デバイス（１）。
【請求項１４】
携帯型電子デバイス上で実行されるとき、前記携帯型電子デバイスに請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を行わせる、コンピュータ可読プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、小型の指紋センサを用いる指紋認証のための方法、システム、デバイスに関する。より具体的には本発明は、生体測定情報を含む身体部位を用いて使用者を認証する方法、システム、デバイスに関連する。
【背景技術】
【０００２】
生体測定検知の分野では、指紋の使用が、最も広く用いられる技術の１つとなるまでに発達してきた。使用者がそのデバイスへのアクセスを許可される前に指紋認証を必要とする、多くの電子デバイスが存在する。このことは、モバイル通信技術の分野、たとえばスマートフォンなどのインテリジェントモバイルデバイスの使用を考えることで、説明および例示できる。この分野では、デバイス自体にアクセスするための高められたセキュリティを提供することに対する、およびデータ通信ネットワークを介して利用可能なバンキングサービスなどの遠隔サービスへの、安全なアクセスを提供することに対する要請が高まっている。
【０００３】
そのような安全なアクセスを指紋検知を介して可能にするため、使用者は、実際のアクセスを判定することになる照合手続きにおいて後で使用できるように、使用者の指紋に直接結び付けられた情報が記載登録される、いわゆる登録手続きに参加せねばならない。そのような登録手続き中、使用者は通常、完全な指紋または指紋の少なくとも大部分が記録されるまで、指を指紋センサに複数回当てるよう促される。
【０００４】
先行技術の指紋登録の例が、米国特許出願公開第２０１４／０００３６７７号および第２０１４／０００３６７９号に記載されている。これらの公報において記載されているシステムでは、登録手続き中、指紋のどの部分をさらに記録せねばならないかを使用者に教える情報の形態のフィードバックが、使用者に提供される。
【０００５】
指紋センサはたとえば、光を用いる光学スキャナと対照的な、指をスキャンするときに電流を用いる静電容量タッチセンサである。静電容量タッチセンサは、受動型または能動型のいずれかである。受動型センサは、各センサ画素においてセンサと指との間の静電容量を測定する。静電容量は指紋の隆線および谷に関して異なるが、これは、谷とセンサとの間に空隙が存在するためである。能動型センサは、測定前に、充電サイクルを用いて皮膚に電圧を印加する。指とセンサとの間の電界は、隆線のパターンに従う。能動型センサの利点は、スキャン中、指およびセンサのいずれも、きれいである必要がないことである。
【０００６】
静電容量タッチセンサによる指紋認証中、センサに提示される皮膚の十分に大きい領域が、登録時にセンサに提示される皮膚の領域に重ね合わせられなければならず、そうでなければ認証は不可能となる。重なり合いが十分であることを保証する標準的な手法は、使用者が自身の指をセンサ上に異なる角度で複数回当てることで、登録された画像においてより一層多くの皮膚領域がカバーされるようになっている手続きから、登録が構成されるようにすることである。
【０００７】
認証においては通常、１回だけのタッチが用いられ、このフレームから抽出された情報が次いで、登録された情報と照合される。登録された画像を認証画像と比較するために、照合アルゴリズムが用いられる。照合アルゴリズムは、認証画像が登録された画像とグラフィックで比較される、画像ベースのアルゴリズムであってよい。照合アルゴリズムは、認証画像および登録画像の特定の特徴の比較を行ってもよい。次いで、指紋の特徴点、すなわち主要な特徴を抽出するために、画像に対して特徴認識が行われる。特徴部はたとえば、隆線端点、隆線分岐点、短い隆線、島、隆線囲い込み部（ｒｉｄｇｅ  ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）、小分岐（ｓｐｕｒ）、交差部、三角州、および中心点である。
【０００８】
用いられる照合は通常、登録された情報の領域カバー範囲と認証のために用いられる情報の領域カバー範囲との間の大きい違いに合わせて調整されていない。照合工程の特徴比較ステップ中に、登録された特徴の数と認証画像から抽出された特徴の数との間に不釣り合いが存在する場合には、比較の結果は、これらの特徴の組がうまく比較されないというものになる。この背後にある理由は、大型のセンサに対する成りすまし行為に関して、一部を曖昧にした指紋の方がより簡単にマッチングすることのないようにすべきであるということである。照合手段のこの特徴を維持するために、および部分的な指紋を用いた成りすまし行為を防止するのに十分な特徴が照合されることを確実にするために、登録画像に対して１つずつ抽出が行われ、この結果、テンプレートの集合または組が得られる。照合が行われるとき、認証画像から抽出されたデータは次いでこれらのテンプレートの各々と比較され、これらの個々の照合スコアから、何らかの方法により、たとえば最大値または平均値を用いて、最終的なマッチングスコアが演算される。
【０００９】
前述の方法論の１つの難点は、認証画像の場所が、２つ以上の登録画像の間にあるときである。必要とされる情報の全てが登録されるが、これは１つの単独のテンプレートにおいては十分ではない。
【００１０】
いくつかの小型の静電容量タッチセンサはまた、細長い形状を有する。そのようなセンサによって取得された画像から導出された情報を照合するとき、最大の重なり合いは、指の回転に非常に敏感である。たとえば、そのようなセンサが４×１０ｍｍである場合、同じ配向を有する指からの画像の最大の重なり合いは最大の４０ｍｍ２であるが、配向は９０°異なる場合には、最大の重なり合いは、たった４×４＝１６ｍｍ２まで減少する。
【００１１】
登録画像と認証画像との間に十分な重なり合いが存在することの保証に関する問題は、認証システムがハードウェア面で指に関する案内手段を何ら有さないときに、特に顕著である。これは、システムがたとえばスマートフォンとともに用いられるときに、典型的な事例である。
【００１２】
認証画像が登録された画像と良好に位置合わせされていないときにより良好な照合を行うように、指紋認証システムを最適化するシステムの必要性が存在する。
【００１３】
また、演算能力を節約し工程の速度を高めるように、指紋認証システムを簡略化および最適化するシステムの必要性も存在する。
【発明の概要】
【００１４】
本開示の目的は、当技術分野における上で特定された欠点および不利益の１つまたは複数を、単独でまたは任意の組み合わせで抑制、緩和、または排除することを試みる方法、システム、およびデバイスを提供することである。
【００１５】
これらのおよびさらなる目的は、生体測定情報を含む身体部位を用いて使用者を認証するための方法、システム、およびデバイスによって達成される。
【００１６】
本開示は、付属の特許請求の範囲によって規定される。付属の特許請求の範囲によってならびに続く説明および添付の図面によって、本開示の様々な有利な実施形態が記載されている。
【００１７】
いくつかの態様によれば、本開示は、生体測定検知システムにおいて、生体測定情報を含む身体部位を用いて使用者を認証する方法を提供する。
【００１８】
いくつかの態様によれば、方法は、使用者の身体部位の様々な像を備える部分的な登録画像をスティッチングして少なくとも１つのモザイクにし、このことにより登録される画像を制作することと、身体部位の認証画像を取得することであって、この認証画像のサイズが登録された画像の整数分の一である、取得することと、登録された画像内の少なくとも１つの関心領域を決定することと、認証画像を登録された画像内の決定された関心領域の画像データと照合し、このことにより使用者の認証を可能にすることと、を含む。部分的な登録画像の少なくとも１つのモザイクを制作しこれにより登録される画像を制作することによって、認証画像をただ１つの画像に対して照合することができる。認証画像は登録された画像よりも小さいので、登録された画像の部分的な領域は、これに対して認証を照合できるように決定されねばならない。部分的な領域は、認証画像がマッチングしている見込みがあると判定される、関心領域である。この方法に関する利点は、少なくとも１つのモザイク、すなわち登録された画像に対して照合が行われるので、認証画像が部分的な登録画像と比較した場合に回転されているかどうかが、問題とならないことである。さらなる利点は、２つの異なる部分的な登録画像が登録された画像内で同じになることになるので、認証画像がこれらの部分的な登録画像の縁部上に位置付けられているかどうかが問題とならなくなることである。別のさらなる利点は、認証画像を全ての部分的な登録画像の代わりに１つの画像と照合することしか必要としないことにより、演算の能力および時間が節約されることである。
【００１９】
いくつかの態様によれば、決定することは、認証画像中の特徴を登録された画像中の特徴と比較することによって、登録された画像内の認証画像の候補領域を推定することを含む。認証画像および登録された画像中の特徴を比較することによって、登録された画像内の関心領域の位置を特定できる。指紋画像における特徴比較は、画像を比較する効果的な手法である。
【００２０】
いくつかの態様によれば、関心領域と認証画像の領域との間のサイズの違いは、照合部の許容誤差値未満である。言い換えれば、照合部が関心領域および認証画像を比較できることが保証される。
【００２１】
いくつかの態様によれば、方法は、身体部位の様々な像を備えるいくつかの部分的な登録画像を登録することを含む。登録することは、登録された画像が獲得可能となるように、部分的な登録画像を取得するために行われる。
【００２２】
いくつかの態様によれば、登録することは、２次元生体測定センサを用いて、部分的な登録画像を時間において連続的に取り込むことを含む。言い換えれば、センサは、部分的な登録画像を連続的に取り込むために用いられる。このようにすれば、部分的な登録画像およびしたがってさらに登録された画像を取得するために、１つのセンサしか必要としない。
【００２３】
いくつかの態様によれば、取得することは、２次元生体測定センサを用いて認証画像を取り込むことを含む。２次元生体測定センサを用いることは、認証画像を取得するための安価で良好な手法である。
【００２４】
いくつかの態様によれば、方法は、関心領域の画像データをコピーし、コピーされたデータを生体測定検知システムに保存することを含む。関心領域のコピーを保存することにより、保存されたコピーされた画像のサイズを、認証画像のサイズにマッチングするように選ぶことができる。次いで、同様のサイズの２つの画像に対して、照合が最適に行われる。
【００２５】
いくつかの態様によれば、画像の照合は、関心領域の画像データに対して特徴抽出を行うことにより少なくとも１つの登録テンプレートを形成すること、認証画像に対して特徴抽出を行うことにより候補テンプレートを形成すること、および候補テンプレートを登録テンプレートと照合することを含む。候補テンプレートおよび登録テンプレートを抽出された特徴と照合することによって、効果的で精確な照合の手法が行われる。
【００２６】
いくつかの態様によれば、生体測定データは指紋である。したがって、システムを、指紋認証システムとして用いることができる。
【００２７】
いくつかの態様によれば、本開示は、生体測定情報を含む身体部位を用いて使用者を認証するように構成された生体測定検知システムを提供する。
【００２８】
いくつかの態様によれば、生体測定検知システムは、身体部位の画像を生成するように構成された２次元生体測定センサと、処理回路構成と、を備える。処理回路構成は、使用者の身体部位の様々な像を備える部分的な登録画像をスティッチングして少なくとも１つのモザイクにし、このことにより登録される画像を制作し、２次元生体測定センサを用いて身体部位の認証画像を取得し、この認証画像のサイズは登録された画像の整数分の一であり、登録された画像内の少なくとも１つの関心領域を決定し、認証画像を登録された画像内の決定された関心領域の画像データと照合するように構成される。これらのステップの利点については既に記載した。
【００２９】
いくつかの態様によれば、２次元生体測定センサは、静電容量タッチセンサである。静電容量タッチセンサは小型で安価であり、指がスキャンされるとき良好な指紋画像を提供する。
【００３０】
いくつかの態様によれば、本開示は、上記による生体測定検知システムを備える携帯型電子デバイスを提供する。
【００３１】
いくつかの態様によれば、本開示は、携帯型電子デバイス上で実行されるとき携帯型電子デバイスに上記の方法を行わせるコンピュータ可読プログラムを提供する。
【００３２】
上記の内容は、様々な図の全てにわたって同様の参照符号が同じ部分を指す添付の図面において図示される、続く例示的な実施形態のより具体的な説明から明らかであろう。これらの図面は必ずしも原寸に比例しておらず、むしろ例示的な実施形態を図示する際に強調がなされている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】指紋、この指紋の部分的な登録画像、およびこの指紋の認証画像の図である。
【図２】提案される方法を図示するフローチャートである。
【図３】２次元センサを有する携帯電話の例示的な実施形態の図である。
【図４】部分的な登録画像を伴う指紋および部分的な登録画像のモザイクの図である。
【図５ａ】指紋、およびこの指紋の部分的な登録画像、およびこの指紋の認証画像の図である。
【図５ｂ】部分的な登録画像のモザイクおよびこのモザイク内の関心領域の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本開示の態様について、添付の図面を参照して以下でより完全に記載する。ただし、本明細書において開示される方法、システム、およびデバイスは、多くの異なる形態で実現することができ、本明細書において記載される態様に限定されるものと受け取られるべきではない。図面中の同様の数字は、全体にわたって同様の要素を指す。
【００３５】
別様に定義されていない限り、本明細書において用いられる（技術および科学用語を含む）全ての用語は、本開示が属する技術の当業者が一般に理解するのと同じ意味を有する。本明細書において用いられる用語は、この明細書および関連技術の文脈におけるそれらの意味と一貫した意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書において明示的にそうであると定義されない限りは、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されるものではないことが、さらに理解されるであろう。
【００３６】
携帯電話などの携帯型通信デバイスを用いて、本発明の実施形態が例示される。しかしながら、本発明はそのままで、生体測定検知機能を有する任意の電子デバイスに等しく適用可能であることを理解されたい。そのようなデバイスの例はたとえば、任意の種類の携帯電話、スマートフォン、ラップトップ（たとえば標準型、ウルトラポータブル、ネットブック、およびマイクロラップトップ）、ハンドヘルドコンピュータ、携帯情報端末、タブレットコンピュータ、タッチパッド、ゲーミングデバイス、携帯電話のアクセサリ、たとえばヘッドフォン／ヘッドセット、バイザー／ゴーグル、ブレスレット、リストバンド、ネックレス、等の形態のウェアラブル物品であり得る。見やすく簡単にするために、この明細書において概説される実施形態は、携帯電話を用いておよびこれに関連して例示される。
【００３７】
背景技術において検討したように、登録画像は、何か認証画像を比較する対象となるものを有することが必要とされる。登録中に複数の画像が取得される。基準から外れたいくつかのものを除いて、これらの画像はスティッチングされて１つまたは複数のより大きいモザイクとされる。モザイクは、従来のスティッチングアルゴリズムを用いて画像をスティッチングすることによって制作される。画像のスティッチングとは、いくつかの画像が１つに組み合わされる場合をいう。重なり合う視野を有する画像をスティッチングして、１つの組み合わされた画像にすることができる。画像をスティッチングする１つの手法は、スティッチングされることになる画像の幾何学的特徴を認識し、次いでこれらの画像を、幾何学的特徴が重なり合うように１つにまとめることである。
【００３８】
米国特許第６０７５９０５（Ａ）号は、モザイク画像構築のための方法および装置を開示している。この方法は、スティッチングされるべき画像の初期位置合わせ、画像モザイクのための座標系の確立、座標系への画像の位置合わせ、および続く、位置合わせされた画像を統合してモザイクを形成することから成る。位置合わせは一般に、重なり合う画像中のパターンを精確に位置合わせさせる画像の変換（たとえば並進、回転、拡縮）を自動的に見付ける画像処理技法を通して達成される。
【００３９】
米国特許第６６６８０７２（Ｂ）号は、パターン認識タスク用の基準画像を作り出すための方法を開示している。この文献では、パターンの各画像に対して象徴的に表された中間表現が作り出され、互いに対する相対的な移動および回転を決定するために比較される。この中間表現は、マッチングの品質が十分である場合に合成される。
【００４０】
図１は、認証画像１０１を取り込まれた部分的な登録画像１０２に照合することに関わる問題を図示している。認証画像はいくつかの取り込まれた部分的な登録画像の間に位置付けられ、したがって使用者は、この照合から、マッチングするのに検出されないという結果を受ける場合がある。
【００４１】
提案される技法により、取り込まれた部分的な登録画像１０２から少なくとも１つのモザイクを制作し、次いでモザイクから認証画像の確率の高い位置を表す画像を切り出すことによって、この問題が解決される。次いで、認証画像をこの「切り出し部」と比較または照合することによって、認証が行われる。ここでこの技法を、図２から図５を参照してさらに詳細に説明する。
【００４２】
図２は、生体測定情報を含む身体部位を用いて使用者を認証するように構成された生体測定検知システム１００によって行われ得る、例示の動作を描写するフロー図である。図３には、生体測定検知システムを備える携帯型電子デバイス１が図示されている。生体測定検知システム１００は、身体部位の画像を生成するように構成された２次元生体測定センサ１１と、処理回路構成１２と、を備える。たとえば特定の使用者が使用できるようにデバイスのロックを解除するために、携帯型電子デバイス上の生体測定検知システムを用いてよい。別の実装形態は、銀行情報または秘密に関わる他の個人情報の取り扱いなど、携帯型電子デバイスが秘密に関わる情報を取り扱っているときに、使用者を認証することである。
【００４３】
図２が、実線の境界線を用いて図示されるいくつかの動作、および点線の境界線を用いて図示されるいくつかの動作を含むことを理解されたい。実線内に含まれる動作は、より広い例示的な実施形態に含まれる動作である。点線の境界線内に含まれる動作は、最も広い例示的な実施形態の動作に追加して行われ得るさらなる動作に含まれる、またはこれらの一部である、またこれらである、例示的な実施形態である。これらの動作を順番通り行う必要はないことを理解されたい。さらに、これらの動作の全てを行う必要はないことを理解されたい。
【００４４】
図２において図示される方法は、使用者の身体部位の様々な像を備える部分的な登録画像１０２、４０２、５０２をスティッチングＳ２して１つまたは複数のモザイクにし、このことにより登録される画像３０３を制作することを含む。処理回路構成は、使用者の身体部位の様々な像を備える部分的な登録画像１０２、４０２、５０２をスティッチングＳ２してモザイクにするように構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、スティッチングのためのスティッチング部１２１を備える。言い換えれば、登録された画像は、１つまたは複数のモザイクを含む。部分的な登録画像は、登録中にセンサによってスキャンされた身体部位の表現である。登録された画像は部分的な登録画像から直接共にスティッチングされるか、または、部分的な登録画像の抽出された特徴が共にスティッチングされて、抽出された特徴を備える登録された画像が形成されるか、のいずれかである。登録された画像がスティッチングされた特徴を備えるとき、抽出された特徴は共にスティッチングされて、特徴空間においてモザイクを形成する。特徴はその場合、スティッチング前の特徴抽出動作中に、部分的な登録画像上に抽出される。画像から特徴を抽出することは、画像処理の当業者に知られている。抽出特徴の種類の例は、形状およびテクスチャの局所的な記述である。スティッチングを行うとき、画像がどの場所においても適正にスティッチングされるように、特徴の良好な広がりを有することが好ましい。いくつかの態様によれば、登録された画像は、特徴のモザイクを１つ、および画像のモザイクを１つ備える。
【００４５】
センサがたとえば静電容量センサである場合、画像は、センサにおいて、異なる場所における静電容量の差を経時的に処理することによって形成される。静電容量の差は通常、画素の輝度がセンサのその部分からの皮膚の距離を表す、グレースケール画像として図示される。したがって、画像において、隆線は暗く、またこれらの間の谷はより白っぽくなり、静電容量の差を表す。スティッチングの例については、既に記載した。図４は、部分的な登録画像４０２とも呼ばれる取り込まれた画像４０２がスティッチングされて、モザイク４０３とされたところを図示している。
【００４６】
図２における続くステップは、身体部位の認証画像２０１、５０１を取得することＳ３を含み、この認証画像のサイズは、登録された画像の整数分の一である。処理回路構成は、認証画像を取得Ｓ３するように構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、認証画像を取得するための取得部１２２を備える。こうして、認証画像が照合のために取り込まれる。
【００４７】
さらに、方法は、登録された画像内の少なくとも１つの関心領域５０４を決定することＳ４と、認証画像を登録された画像内の決定された関心領域の画像データと照合Ｓ５し、このことにより使用者の認証を可能にすることと、を含む。処理回路構成は、少なくとも１つの関心領域を決定Ｓ４するように、および、認証画像を決定された関心領域の画像データと照合Ｓ５するように、構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、決定のための決定部１２３、および照合のための照合部１２４を備える。照合により通常、たとえば使用者が正当な使用者であるかどうかを決定するために閾値と比較される、スコアが生成される。したがって、図示しないが方法はさらに、照合に基づいて、またはそうではなく照合の出力に基づいて、使用者を認証することを含む。
【００４８】
部分的な登録画像の１つまたは複数のモザイクを制作しこれにより登録される画像を制作することによって、認証画像をただ１つの画像に照合することができる。認証画像は登録された画像よりも小さいので、登録された画像の部分的な領域は、これに対して認証が照合されるように決定されてよい。関心領域５０４は、認証画像を照合するべき登録された画像内の領域を提供するように選択される。関心領域（ａｒｅａ）に対する別の用語は、対象となる区域（ｒｅｇｉｏｎ）である。いくつかの態様によれば、関心領域は、登録された画像および認証画像に対して特徴抽出を行うことによって決定される。登録された画像が特徴のモザイクを１つ、および画像のモザイクを１つ備える場合、抽出された特徴を有する登録された画像が既に存在するので、特徴抽出は必要ない。次いで、これらの特徴が比較され、認証画像と共通する特徴を多く有する登録された画像内の領域が、関心領域として選ばれる。「共通する特徴」とは、それらの特徴が、類似性においておよび幾何学的構成において一致することを意味する。いくつかの態様によれば、関心領域は登録された画像から切り出され、この切り出し部は照合において用いられる。関心領域の位置を特定するときにおよび照合を行うときに用いられる特徴の種類が、異なっていてよいことに留意されたい。関心領域の位置を特定するときは、ある種類の特徴を用いるのが最も効果的であってよく、照合を行うときは、別の種類の特徴がより好適であってよい。特徴はたとえば、形状およびテクスチャの局所的な記述である。
【００４９】
図５は、提案される方法を図示している。図５ａには、認証画像５０１およびいくつかの部分的な登録画像５０２が示されている。しかしながら、わかるように、認証画像５０１と任意の個々の部分的な登録画像５０２との間の重なり合いは少ない。したがって、画像が同じ指紋を示していても、マッチングが検出されないリスクが存在する。このことは、図５ｂにおいて示すような、認証画像を比較するべき「切り出し部」、すなわち関心領域を代わりに用いることによって、克服される。
【００５０】
この方法に関する利点は、モザイク、すなわち登録された画像に対して照合が行われるので、認証画像が部分的な登録画像と比較した場合に回転されているかどうかが、問題とならないことである。さらなる利点は、２つの異なる部分的な登録画像が登録された画像内で同じになることになるので、認証画像がこれらの部分的な登録画像の縁部上に位置付けられているかどうかが問題とならなくなることである。別のさらなる利点は、認証画像を全ての部分的な登録画像の代わりに１つの画像と照合することしか必要としないことにより、演算の能力および時間が節約されることである。
【００５１】
使用者の身体部位の認証画像１０１が取り込まれるとき、これは登録された画像と比較、または照合される。部分的な登録画像だけが比較中に用いられる場合、比較の結果、たとえば部分的な登録画像と比較した場合の認証画像の回転に起因して、マッチングするのに検出されないというリスクが存在する。このため、方法は、部分的な登録画像の全てを表す、１つまたは複数のモザイクを構築する。このことにより、認証画像が元の部分的な登録画像の組と良好に位置合わせされていないときに、マッチングの可能性が高まる。このようにして、たとえば並進に関する量子化効果に関わる問題が克服される。システムが、身体部位の様々な像を表す画像の取り込み中に、一方が身体部位の右側をカバーし他方が左側をカバーする２つの画像を取り込む場合、登録された画像は右および左側の両方を包含することになり、したがって、認証画像が身体部位の中間部の像であっても、認証画像との照合が可能となりかつ簡略化される。
【００５２】
登録された画像を認証のために用いることは、保存スペースを最小化する効果的な手法であるが、その理由は、各登録されたテンプレート画像が保存スペースを占有するが、このようにすれば登録された画像だけを保存すればよいからである。またこれにより、マッチングするのに検出されないことが最少となる。成りすましを行う者にはより大きい成功の可能性が与えられているので、照合において用いられる各部分的な登録テンプレートは、マッチングするのに検出されない可能性を高める。またこれにより、既にスキャンされている身体部位の領域の全てに対して認証画像が照合されるので、マッチングの可能性が最大となる。
【００５３】
いくつかの態様によれば、認証画像が登録された画像に照合され、その認証画像が登録された画像にマッチングしたと判定される場合、認証画像および／またはそこから抽出された特徴が、登録された画像に追加される。このことにより、登録された画像の領域は、システムの使用の時間を経て大きくなり得る。
【００５４】
関心領域を見付けるために、決定することＳ４は、いくつかの態様によれば、認証画像中の特徴を登録された画像中の特徴と比較することによって、登録された画像内の認証画像の候補領域を推定することを含む。認証画像および登録された画像中の特徴を比較することによって、登録された画像内の関心領域の位置を特定できる。指紋画像における特徴比較は、画像を比較する効果的な手法である。言い換えれば、登録された画像内の関心領域とは、登録された画像および認証画像の両方において最も多くの特徴が同じである場所である。言い換えれば、これは、特徴が類似性においておよび幾何学的構成において一致する場所である。
【００５５】
登録された画像の全領域を関心領域として用いることができるかどうか、または照合のために登録された画像の整数分の一を抽出する必要があるかどうかは、用いられる照合の技法による。いくつかの態様によれば、関心領域と認証画像の領域との間のサイズの違いは、照合部の許容誤差値未満である。言い換えれば、照合部が関心領域および認証画像を比較できることが保証される。このことは、用いられる照合部の種類による。従来の照合部は通常、位置の再特定（ｒｅｌｏｃａｌｉｓｅ）に成功した特徴のパーセンテージについての情報を含むスコア関数を採用している。これらの照合部は多くの場合、不釣り合いな特徴の組に、すなわち、低い特徴の計数を有する特徴の組を高い特徴の計数を有する別の特徴の組と照合するときに、敏感である。特徴の計数に対して不変であるように設計される照合部が存在し、これらは特徴の計数の違いが存在するシナリオに対する脆弱さがより低い。
【００５６】
背景技術において検討したように、使用者の身体部位の画像を、これが認証のために使用可能となる前に、システム内に登録する必要がある。いくつかの態様によれば、方法は、身体部位の様々な像を備えるいくつかの部分的な登録画像を登録することＳ１を含む。登録することは、登録された画像が獲得可能となるように、部分的な登録画像を取得するために行われる。
【００５７】
使用者の認証のために用いられる身体部位の画像を作り出す、いくつかの異なる種類のセンサが存在する。いくつかの態様によれば、登録することＳ１は、２次元生体測定センサ１１を用いて、部分的な登録画像を時間において連続的に取り込むことＳ１ａを含む。言い換えれば、２次元センサは、部分的な登録画像を連続的に取り込むために用いられる。このようにすれば、部分的な登録画像およびしたがってさらに登録された画像を取得するために、１つのセンサしか必要としない。いくつかの態様によれば、取得することＳ３は、２次元生体測定センサ１１を用いて認証画像を取り込むことＳ３ａを含む。２次元生体測定センサを用いることは、認証画像を取得するための安価で良好な手法である。登録および取得のために用いられる２次元生体測定センサは、同じであってもそうでなくてもよい。いくつかの態様によれば、システムの使用者は、自身の部分的な登録画像を、自身が認証のために用いるデバイスとは別のデバイス上で登録している。
【００５８】
いくつかの態様によれば、方法は、関心領域の画像データをコピーＳ４５ａし、コピーされたデータを生体測定検知システムに保存することＳ４５ｂを含む。関心領域のコピーを保存することにより、保存されたコピーされた画像のサイズを、認証画像のサイズにマッチングするように選ぶことができる。次いで、適合部に適したサイズを有する２つの画像に対して、照合が最適に行われる。別法として、画像データは、関心領域の抽出された特徴を表すデータである。特徴抽出については、背景技術において記載してあり、当業者に知られており、これ以上は説明しない。
【００５９】
いくつかの態様によれば、画像の照合Ｓ５は、関心領域の画像データに対して特徴抽出を行うことにより少なくとも１つの登録テンプレートを形成することＳ５ａ、認証画像に対して特徴抽出を行うことにより候補テンプレートを形成することＳ５ｂ、および候補テンプレートを登録テンプレートと照合することＳ５ｃを含む。候補テンプレートおよび登録テンプレートを抽出された特徴と照合することによって、効果的で精確な照合の手法が行われる。いくつかの態様によれば、類似性の測定値が閾値を上回る場合に、マッチングするものが見付かると判定される。言い換えれば、候補テンプレートと登録テンプレートとの間の類似性測定値が閾値を上回る場合、システムは、認証画像がマッチングするものであり使用者が認証されると、すなわち、認証画像に関する記載登録された生体測定データが、取り込まれた画像の生体測定データに対応していると判定する。
【００６０】
照合することＳ５において用いられる特徴が、スティッチングすることＳ２または関心領域を決定することＳ４において用いられる特徴と、必ずしも同じ種類の特徴ではないことに留意されたい。しかしながら、同じ種類の特徴または部分的に同じ種類の特徴を用いてよい。
【００６１】
いくつかの態様によれば、生体測定データは指紋である。したがって、システムを、指紋認証システムとして用いることができる。
【００６２】
いくつかの態様によれば、２次元生体測定センサ１１は、静電容量タッチセンサである。静電容量タッチセンサは小型で安価であり、指がスキャンされるとき良好な指紋画像を提供する。静電容量タッチセンサについては、背景技術において検討しており、当業者に知られている。
【００６３】
本開示のいくつかの実装形態ではおよびいくつかの態様によれば、ブロック内に記された機能またはステップは、その動作図において記された順序から外れて行うことができる。たとえば、関与する機能性／動作に応じて、連続して示されている２つのブロックを、実際には実質的に同時に実行することができるか、または、これらのブロックを、場合によっては逆の順序で実行することができる。また、ブロック内に記された機能またはステップを、本開示のいくつかの態様によれば、ループとして連続的に実行することができる。
【００６４】
本明細書において提供される例示的な実施形態の説明は、例示を目的として提示されている。この説明は、網羅的であるようにまたは例示的な実施形態を開示される精確な形態に限定するように意図されたものではなく、上記の教示に照らして修正形態および変形形態が可能であるか、または、提供される実施形態の様々な代替形態の実装から修正形態および変形形態を取得することができる。本明細書において検討される例は、様々な例示的な実施形態の原理および性質ならびにこれらの実際的な適用を説明して、当業者がこれらの例示的な実施形態を様々な様式でかつ企図される特定の使用に適した様々な修正を行って利用できるようにするために、選ばれ記載された。本明細書に記載の実施形態の特徴は、方法、装置、モジュール、システム、およびコンピュータプログラム製品の、全ての可能な組み合わせとして組み合わせることができる。本明細書において提示される例示的な実施形態を、互いとの任意の組み合わせにおいて実施できることを理解されたい。
【００６５】
「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える、含む）」という単語は、列挙されたもの以外の要素またはステップの存在を必ずしも除外せず、また、ある要素の前にある「ａ」または「ａｎ」という単語は、複数のそのような要素の存在を除外しないことに留意すべきである。どの参照記号も特許請求の範囲を限定しないこと、例示的な実施形態を少なくとも部分的にハードウェアおよびソフトウェアの両方によって実装できること、ならびに、いくつかの「手段」、「ユニット」、または「デバイス」を、同じハードウェアの物品によって表せることに、さらに留意すべきである。
【００６６】
本明細書に記載する様々な例示的な実施形態は、方法ステップまたは工程の一般的な文脈において記載されており、これらは、いくつかの態様によれば、電子デバイス上で実行されるときこの電子デバイスに上記による方法を行わせるコンピュータ可読コードを備えるコンピュータプログラムによって実装され得る。このコンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体において具現化され、ネットワーク化された環境においてコンピュータによって実行される、プログラムコードなどのコンピュータ実行可能命令を含む。コンピュータ可読媒体は、取り外し可能なおよび取り外し不可能な保存デバイス１３を含むことができ、これには、限定するものではないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、等が含まれる。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを行うかまたは特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、等を含み得る。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造、およびプログラムモジュールは、本明細書において開示される方法のステップを実行するためのプログラムコードの例を表す。そのような実行可能命令または関連するデータ構造の特定のシークエンスは、そのようなステップまたは工程において記載される機能を実装ための対応する動作の例を表す。
【００６７】
図面および明細書において、例示的な実施形態が開示されている。しかしながら、これらの実施形態に対して、多くの変更および修正を行うことができる。したがって、特定の用語が採用されているが、これらは総称的および説明的な意味で用いられているにすぎず、限定を目的としておらず、実施形態の範囲は、続く特許請求の範囲によって規定される。
【図１】
2017533516.tif 000003
【図２】
2017533516.tif 000004
【図３】
2017533516.tif 000005
【図４】
2017533516.tif 000006
【図５ａ】
2017533516.tif 000007
【図５ｂ】
2017533516.tif 000008
【国際調査報告】
2017533516.tif 000009
2017533516.tif 000010
2017533516.tif 000011
2017533516.tif 000012