(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された人体の特徴点データと、あらかじめ登録された人体の特徴点データとを照合して両者が一致するかを判断する装置において、
個人ごとの上記人体特徴点データをデータベースに登録し、かつ個人ごとの上記人体特徴点データの照合形式及び照合レベルを設定して登録する人体特徴点データ登録手段と、
上記個人ごとに登録された照合形式及び照合レベルで、上記入力された人体特徴点データを上記登録人体特徴点データと照合する人体特徴点データ照合手段とを備え、
前記照合形式を、複数の入力人体特徴点データのすべてが、登録人体特徴点データと一致するかを判断するＡＮＤ照合形式と、複数の入力人体特徴点データのいずれかが登録人体特徴点データと一致するかを判断するＯＲ照合形式とからなり、登録時の本人確認照合での連続失敗回数によってＡＮＤ照合形式かＯＲ照合形式かを定めかつ照合する特徴点データの数を定めるものとし、
前記照合レベルを、認証時の照合性能を保証するために登録時の本人確認照合での照合一致度により区分して定めるものとする
ことを特徴とする人体照合装置。
【請求項２】
人体特徴点データ登録手段は、
登録対象者の異なる複数の箇所の人体特徴点データを連続して登録する人体特徴点データ連続登録手段と、
個人の上記人体特徴点の状況により認識困難かを監視する登録状況監視手段と、
上記状況に応じて個人ごとに適合する照合形式及び照合レベルを決定する照合形式・レベル自動決定手段と
を有するものとしたことを特徴とする請求項１に記載の人体照合装置。
【請求項３】
人体特徴点データ照合手段は、
データベースに登録されている人体特徴点データから入力ＩＤ番号に対応する照合形式を抽出する個人別照合形式抽出手段と、
上記データベースに登録されている人体特徴点データから上記入力ＩＤ番号に対応する照合レベルを抽出する個人別照合レベル抽出手段と
を有するものとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の人体照合装置。
【請求項４】
抽出された照合形式及び照合レベルに基づいて、データベース内の、異なる複数の箇所の登録人体特徴点データと、これに対応する、異なる複数の箇所の入力人体特徴点データとをそれぞれ照合して、その結果を判定する複数人体特徴点データ照合・判定手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の人体照合装置。
【請求項５】
人体の特徴点として指紋を用いるものとしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の人体照合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、指紋等の人体の特徴点により個人を照合する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物内の所定区域へは関係者以外の立入りを禁止するため、所定区域への通路又は出入口に電気錠によって開閉される扉を設け、この扉の近傍に所定区域への通行を許可された者か否かを、指紋を照合して判別する指紋照合装置を設置する場合がある。
この指紋照合装置は、所定の指の指紋を指紋センサで撮像し、その画面の濃淡を電気信号に変換して指紋データを出力し、これをあらかじめ登録された指紋データと照合して、両者が一致するか又は不一致であるかを判定するものである。
【０００３】
この場合、指紋センサの外にテンキーを設置し、操作者がテンキーを操作してＩＤ（個人）番号を入力すると、あらかじめ登録された指紋の特徴点データの中から、ＩＤ番号に対応する指紋データを抽出し、指紋センサから入力された実指紋データと照合するようにしている。
【０００４】
ここで、指紋照合の際の他人受入率（他人を本人と間違える確率）を下げるために、複数の指をＡＮＤ条件で判別することが考えられ、個人単位で複数の指紋データをあらかじめ登録し、そのすべての指の指紋データの照合結果が一致したとき、照合ＯＫと判定するものであり、例えば特開昭６１−１７７５８０号公報に提案されている。
【０００５】
また、操作者が指に受傷して指紋照合に使えなくなったり、どうしても認識不能状態になったりした場合でも、バックアップとして、本人拒否率（本人として認識しない確率）を下げるために、複数の指をＯＲ条件で判別することが考えられ、個人単位で複数の指紋データをあらかじめ登録し、その中で１本でも一致する指紋があれば、照合ＯＫと判定するものであり、例えば特公平７−１２０４１７号公報に提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の指紋照合装置では、複数の指をあらかじめ登録しておき、ＡＮＤ条件又はＯＲ条件で照合し、他人受入率又は本人拒否率を下げて照合性能を向上するようにしているため、ＡＮＤ機能又はＯＲ機能をそれぞれ別の装置に組み込んで照合する必要がある。
また、各個人の指は、指紋の凹凸、湿り気、傷等により異なっており、規定の照合判別条件が人により不適となる場合が多く、ＡＮＤ又はＯＲ照合のため、更に認識性能が悪くなることがある。
【０００７】
また、照合性能を左右する基本パラメータである他人受入率及び本人拒否率は、判別条件により一方を良くすれば、他方が悪くなるといった相関関係を持つ。等の問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、個人単位でＡＮＤ照合及びＯＲ照合の一方を選択でき、人体特徴点の個人差に応じて、照合性能を最適値に設定できるようにした使いやすい人体照合装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１発明に係る人体照合装置は、
入力された人体の特徴点データと、あらかじめ登録された人体の特徴点データとを照合して両者が一致するかを判断する装置において、
個人ごとの上記人体特徴点データをデータベースに登録し、かつ個人ごとの上記人体特徴点データの照合形式及び照合レベルを設定して登録する人体特徴点データ登録手段と、
上記個人ごとに登録された照合形式及び照合レベルで、上記入力された人体特徴点データを上記登録人体特徴点データと照合する人体特徴点データ照合手段とを備え、
前記照合形式を、複数の入力人体特徴点データのすべてが、登録人体特徴点データと一致するかを判断するＡＮＤ照合形式と、複数の入力人体特徴点データのいずれかが登録人体特徴点データと一致するかを判断するＯＲ照合形式とからなり、登録時の本人確認照合での連続失敗回数によってＡＮＤ照合形式かＯＲ照合形式かを定めかつ照合する特徴点データの数を定めるものとし、
前記照合レベルを、認証時の照合性能を保証するために登録時の本人確認照合での照合一致度により区分して定めるものとすることを特徴とするものである。
【００１１】
また、第２発明に係る人体照合装置は、第１発明のものにおいて、登録対象者の異なる複数の箇所の人体特徴点データを連続して登録し、個人の人体特徴点の状況により認識困難かを監視し、上記状況に応じて個人ごとに適合する照合形式及び照合レベルを決定するようにしたものである。
【００１２】
また、第３発明に係る人体照合装置は、第１又は第２発明のものにおいて、登録されている人体特徴点データから入力ＩＤ番号に対応する照合形式及び照合レベルを抽出して照合するようにしたものである。
【００１３】
また、第４発明に係る人体照合装置は、第１〜３発明のものにおいて、抽出された照合形式及び照合レベルに基づいて、登録人体特徴点データと、複数の入力人体特徴点データとをそれぞれ照合して、その結果を判定するようにしたものである。
【００１４】
また、第５発明に係る人体照合装置は、第１〜４発明のものにおいて、人体の特徴点として指紋を用いるようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図７はこの発明の第１〜第６発明の一実施の形態を示す図で、図１は全体構成図、図２はブロック線図、図３は指紋データベース説明図、図４は他人受入率及び本人拒否率曲線図、図５は照合形式及び照合レベル決定テーブル説明図、図６は指紋登録動作フローチャート、図７は指紋照合動作フローチャートで、図中、同一符号は同一部分を示す。
【００１６】
図１において、１は人体照合装置の一例としての指紋照合装置、２はテンキー等で構成されＩＤ（個人）番号を入力するＩＤ番号入力手段、３は入力されたＩＤ番号に基づいてその個人の指紋データを連続して登録する指紋データ連続登録手段、４はその個人の登録時の指紋状況を確認及びチェックする登録状況監視手段、５は登録状況に応じて登録者の指の状態に適合した照合形式（ＡＮＤかＯＲか）及び照合判別条件（レベル）を自動的に決定する照合形式・レベル自動決定手段である。
上記のＩＤ番号入力手段２、指紋データ連続登録手段３、登録状況監視手段４および照合形式・レベル自動決定手段５により人体特徴点データ登録手段を構成する。
【００１７】
６ａは上記各手段２〜５からなる人体特徴点データ登録手段から得られる情報を指紋データベース６として登録する記憶手段で、図３で後述するように、ＩＤ番号ごとに照合形式、照合レベル及び指紋データが記憶されている。
７は入力されたＩＤ番号に基づいて、指紋データベース６から当該個人の照合形式を抽出する個人別照合形式抽出手段、８は同じく当該個人の照合レベルを抽出する個人別照合レベル抽出手段である。
上記の個人別照合形式抽出手段７および個人別照合レベル抽出手段８により、人体特徴点データ照合手段を構成している。
９は上記照合形式及び照合レベルにより照合対象者の指紋データを連続して取り込んで照合する第１指〜第３指照合手段９ａ〜９ｃを有する複数指連続照合手段である。
【００１８】
１０は上記連続照合の結果から照合形式で決定される条件（ＡＮＤかＯＲ）を判断して最終的な判定結果を出す照合結果最終判定手段で、ＡＮＤゲート１０ａ及びＯＲゲート１０ｂを有し、複数指連続照合手段９及び照合結果最終判定手段１０により複数指紋データ照合・判定手段１１、すなわち一般的に言えば、複数人体特徴点データ照合・判定手段が構成されている。
１２は上記最終結果を使って、扉等の所定機器の制御結果及び照合結果をログ記録する制御・ログ記録手段である。
【００１９】
図２において、２１は指紋を撮像する指紋センサで、ＬＥＤ光源２１ａ、プリズム２１ｂ及びＣＣＤカメラ２１ｃから構成されている。２２は指紋センサ２１のアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２３は中央処理装置（ＣＰＵ）、２４はＬＥＤ光源２１ａ、テンキー２５、表示灯２６及びブザー２７に接続され、ＣＰＵ２３の間で信号を授受する入出力装置、２８はＣＰＵ２３に接続された入出力装置で、出力リレー２９が接続されている。３０は当該扉の電気錠で、出力リレー２９により制御される。３１はＣＰＵ２３に接続され登録指紋データ、操作ログの記憶データ等を記憶するメモリ、３２はメモリ３１をバックアップする電池である。
図２の指紋センサ２１は、図１のＩＤ番号入力手段2に対応する。また、ＣＰＵ２３は、図１の指紋データ連続登録手段３、登録状況監視手段４および照合形式・レベル自動決定手段５を含む人体特徴点データ登録手段の動作、個人別照合形式抽出手段７および個人別照合レベル抽出手段８を含む人体特徴点データ照合手段の動作、ならびに、複数指連続照合手段９及び照合結果最終判定手段１０を含む複数人体特徴点データ照合・判定手段の動作を、計算機演算により行う。また、メモリ３１は、図１の記憶手段６ａおよび制御・ログ記録手段の１２の両方の動作をする。
【００２０】
図３は、図１の指紋データベース６の構成を説明する図であり、図３に示すように、指紋データベース６には、登録時に、ＩＤ番号のフィールドに、照合形式・レベル自動決定手段５で決定された照合形式（ＡＮＤ又はＯＲ及び照合指本数）Ｍと照合レベルＬ、及び指紋データ連続登録手段３で登録された各指ごとの指紋データＤ１〜Ｄ３が格納される。
【００２１】
図４は、指紋照合装置における他人受け入れ率および本人拒否率を示す曲線図である。図４において、ＦＡは照合時他人の指紋データを本人の指紋データとして受け入れる（Ｆalse  Ａccept）確率（以下他人受入率という）、ＦＲは同じく本人の指紋データを本人のものでないとして拒否する（Ｆalse  Ｒeject）確率（以下本人拒否率という）である。他人受入率ＦＡは照合判別条件（一致度）Ｌiを上げれば上げるほど小さくなり、本人拒否率ＦＲは照合判別条件Ｌｉを上げるほど大幅に大きくなる。それぞれの曲線は、指紋照合装置固有の曲線となり、他人を受け入れにくく、本人を受け入れやすい最適の点になるように、判別条件Ｌiがあらかじめ定められている。
【００２２】
図５は照合形式及び照合レベルを決定するためのテーブルを説明する図である。図５に示す照合形式及び照合レベル決定テーブルは、図１の登録状況監視手段４及び照合形式・レベル自動決定手段５で使用されるものである。
登録時の本人確認照合での連続失敗回数によって、その人の指状況が「通常」「悪い」及び「最悪」とクラス分けされていて、そのクラスに合った照合形式及び照合判定条件を決めるために用いられる。ここでは、登録照合の失敗回数が、０〜５、６〜１０、１１回以上によって、「通常」、「悪い」、「最悪」のクラス分けをしている。この各クラスに指定された失敗回数を「ＣＯＵＮＴ」とする。
また、照合形式には、「照合形式」（これをＭlogとする）と照合する指の「本数」(これをＭnumとする）とを含んでいる。照合レベルには、「照合レベル」（これをＬiとする）とこれに伴う「他人受入率ＦＡ」および「本人拒否率ＦＲ」を含んでいる。
【００２３】
通常クラスでは、レベルＬ１で確認照合がなされ、本人拒否率ＦＲが確率Ｐr１で識別され、そのときの他人受入率ＦＡがＰa１で最終性能として問題ないため、１本の指でも一致とみなし得るＯＲ照合となる。
また、登録時の本人確認照合が失敗する場合には、悪いクラスとして、その人の本来の本人拒否率性能が保証できないため、照合レベルをＬ２に下げ（Ｌ2＜Ｌ1）、本人拒否率ＦＲを確率Ｐr２に下げる（性能を向上させる）（Ｐr２＜Ｐr１）。これに伴って、他人受入率ＦＡは確率Ｐa２に上がり、決められた基本性能が出せなくなる（Ｐa２＞Ｐa１）。
【００２４】
そのために、照合時に２本の指の他人受入率ＦＡを乗算して、最終他人受入性能を向上するＡＮＤ照合形式が指定されている。
また、更に失敗が多い人は最悪クラスとして、更に本人拒否率ＦＲを下げて確率Ｐr３とし（Ｐr３＜Ｐr２）、他人受入率を上げて確率Ｐa３となる（Ｐa３＞Ｐa２）ような照合レベルＬ３を判別条件とする。なお、他人受入率性能を保証するために、３本の指を照合するＡＮＤ照合に決定される。
ここで、Ｐa１＜Ｐa２＜Ｐa３とし、Ｐr１＞Ｐr２＞Ｐr３とする。
【００２５】
次に、この実施の形態の動作を図６及び図７を参照して説明する。
Ａ  指紋登録動作（図６）
図６は、人体特徴データとしての指紋の登録動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１で、図２のテンキー２５からＩＤ番号を入力し、ステップＳ２で初期値として照合レベルＬ１及び指ポインタ１（１番目の指）が設定される。ここで指ポインタとは、登録・照合対象の指数（Ｍnum）のうちで、順番に登録（照合）する時に使う、内部カウンタ（ポインタ）を言う。
ステップＳ３で登録者の指紋データを取り込み（第１回）、ステップＳ４でそのデータを一時的にＤprvとして記憶する。ステップＳ５で登録データの信頼性及び本人照合の確認のために、再度同一指紋データをＤnxtとして取り込む。
【００２６】
ステップＳ６では、一時記憶されている指紋データＤprvと再取り込み指紋データＤnxtを所定の照合レベルＬiで比較・照合する。結果が不一致であればステップＳ７へ進み、現クラスの決定テーブルにある失敗回数（ＣＯＵＮＴ）分繰り返し、その回数を越えても失敗したときは、登録対象者の指の状態を悪く、本人照合が正常にできないとして、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８で決定テーブルのクラスを順次下げて行き、そのテーブルに指定されている照合レベルＬi及び登録本数（Ｍnum）に条件をシフトする。
【００２７】
そして、ステップＳ９でクラスが最悪クラスの条件でも登録、本人確認が失敗する場合は、その登録者は登録失敗・使用不可と判断して処理は終了する。
また、ステップＳ６で本人照合確認結果が一致と判定されると、その指状況クラスでの登録・照合は可能と判断し、ステップＳ１０へ進み、一時記憶された指紋データＤprvを指紋データＤnとして指紋データベース６＜Ｄn内＞に順次登録して行く。その手順は、指定された指の本数Ｍnum回必要なため、ステップＳ１１で指ポインタが指定本数Ｍnumを越えたかを判断し、越えていなければステップＳ１２で指ポインタを１増加してステップＳ３へ戻る。
【００２８】
この登録・本人照合の繰返しの結果、所定の指の登録がすべて完了すれば、ステップＳ１３へ進み、その時点での指のクラスで決められた照合レベルＬi及び照合形式Ｍlog及び照合指本数Ｍnumを指紋データベース６に登録して処理は終了する。
なお、以上説明した、図６のステップＳ１〜Ｓ１３のプロセスは、図１においは、ＩＤ番号入力手段２、指紋データ登録手段（指紋データ連続登録手段３、登録状況監視手段４および照合形式・レベル自動決定手段５を含む）ならびに記憶手段６によって実行するものである。さらに詳しく述べると、ステップＳ３〜Ｓ６及びステップＳ１０〜Ｓ１２のプロセスでは指紋データ連続登録手段３により、ステップＳ７〜Ｓ９のプロセスは登録状況監視手段４により、また、ステップＳ１３のプロセスは照合形式・レベル自動決定手段５により実行するものである。
また、図２においては、指紋センサー２１、ＣＰＵ２３、テンキー２５、メモリ３１などにより実行するものである。
【００２９】
Ｂ  指紋照合動作（図７）
図７は、人体特徴点データとしての指紋の照合動作を示すフローチャートである。
ステップＳ２１でテンキーからＩＤ番号を入力し、ステップＳ２２でそのＩＤ番号に基づいて指紋データベース６から当該ＩＤ番号の照合形式Ｍlog，Ｍnum、照合レベルＬ及び指紋データＤnをそれぞれ抽出しておく。ステップＳ２３で照合形式ＭlogがＡＮＤ照合かを判断し、ＡＮＤ照合であればステップＳ２４へ進み、ＯＲ照合であればステップＳ２９へ進む。
【００３０】
ステップＳ２４では指ポインタを１（第１指）に指定し、ステップＳ２５で照合者の第ｎ指の指紋データＤinを取り込む。ステップＳ２６で指紋データＤinと指紋データベース６から抽出した登録指紋データＤnとを、照合レベルＬで比較・照合する。照合結果が一致すれば、ステップＳ２７で指ポインタが指定本数Ｍnumを越えたかを判断し、越えていなければステップＳ２８で指ポインタを１増加してステップＳ２５へ戻る。
【００３１】
この比較・照合の繰返しの結果、ステップＳ２７で指ポインタが指定本数Ｍnumを越えた場合、すなわちすべての指の照合結果が一致した場合は最終結果ＯＫと判断する。また、ステップＳ２６で照合結果が一致しなかった場合、すなわち１本の指でも照合結果が不一致の場合は最終結果ＮＧと判断する。
また、ステップＳ２９へ進んだ場合は、登録されたどれかの指の指紋データＤinを取り込む。
【００３２】
ステップＳ３０〜Ｓ３２では、指紋データベース６から抽出した照合レベルＬで、入力データＤinと抽出した登録指紋データＤ１〜Ｄ３について、順次比較・照合する。この照合結果でいずれか一つでも一致するものがあれば、最終結果ＯＫと判断する。すべての登録指紋データＤ１〜Ｄ３と一致しない場合は、最終結果ＮＧと判断する。以上の最終結果に基づいてステップＳ３３で所定制御を行ない、操作ログを記録する。
なお、以上説明した、図７のステップＳ２１〜Ｓ３３のプロセスは、図１においは、ＩＤ番号入力手段２、記憶手段６、指紋データ照合手段（個人別照合形式抽出手段７および個人別照合レベル抽出手段８を含む）、複数指紋データ照合・判定手段１１（複数指連続照合手段９及び照合結果最終判定手段１０を含む）ならびに制御・ログ記録手段１２により実行するものである。さらに詳しく述べると、ステップＳ２２のプロセスは、個人別照合形式抽出手段７および個人別照合レベル抽出手段８により、また、ステップＳ２３〜Ｓ３２のプロセスは、複数指紋データ照合・判定手段１１により実行するものである。
また、図２においては、指紋センサー２１、ＣＰＵ２３、テンキー２５、メモリ３１などにより実行するものである。
【００３３】
このようにして、複数指のＡＮＤ照合及びＯＲ照合の両機能を持ち、個人単位でいずれかが選択でき、便利に使用できる。また、個人差のある指紋状況を見て、その個人に適合した最適な照合形式及び照合レベルを決めて、照合性能（他人受入率及び本人拒否率）を落とすことなく、最適値にすることが可能となる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、照合媒体として指紋を用いるものとしたが、これに限るものではなく、照合媒体として声紋、網膜パターン、手形、顔形等の人体又はそれに伴う機能、すなわち人体特徴点データによる判別を利用することが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明の第１発明では、個人ごとの人体特徴点データを登録し、かつ人体特徴点データの照合形式及び照合レベルを設定し、この設定された照合形式及び照合レベルで複数の人体特徴点データを登録人体特徴点データと照合するようにし、照合形式を、ＡＮＤ照合形式及びＯＲ照合形式としたので、個人ごとに異なる人体特徴点に適合した照合形式及び照合レベルにより、個人ごとの照合管理を簡単にすることができる。
【００３６】
また、第２発明では、登録対象者の複数の人体特徴点データを連続して登録し、個人の人体特徴点の状況により認識困難かを監視し、上記状況に応じて個人ごとに適合する照合形式及び照合レベルを決定するようにしたので、個人ごとに異なる人体特徴点に適合した照合形式及び照合レベルを自動的に判別して、個人ごとの照合管理を簡単にすることができる。
【００３７】
また、第３発明では、登録されている人体特徴点データから入力ＩＤ番号に対応する照合形式及び照合レベルを抽出して照合するようにしたので、操作者の記憶及び手間にかかわることなく、照合操作を簡単にすることができる。
【００３８】
また、第４発明では、抽出された照合形式及び照合レベルに基づいて、登録人体特徴点データと、複数の入力人体特徴点データとをそれぞれ照合して、その結果を判定するようにしたので、最終的な照合性能を落とすことなく、最適な性能での照合ができる。
【００３９】
また、第５発明では、人体の特徴点として指紋を用いるようにしたので、照合性能に優れ、かつ便利な指紋照合装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１を示す全体構成図。
【図２】  この発明の実施の形態１を示すブロック線図。
【図３】  図１の指紋データベースの説明図。
【図４】  この発明の実施の形態１を示す他人受入率及び本人拒否率曲線図。
【図５】  この発明の実施の形態１を示す照合形式及び照合レベル決定テーブル説明図。
【図６】  この発明の実施の形態１を示す入力人体登録動作フローチャート。
【図７】  この発明の実施の形態１を示す指紋照合動作フローチャート。
【符号の説明】
１  人体照合装置（指紋照合装置）、２  ＩＤ番号入力手段、３  人体特徴点（指紋）データ連続登録手段、４  登録状況監視手段、５  照合形式・レベル自動決定手段、６  人体特徴点（指紋）データベース、７  個人別照合形式抽出手段、８  個人別照合レベル抽出手段、９  複数人体（指）連続照合手段、１０  照合結果最終判定手段、１１  複数人体特徴点（指紋）データ照合・判定手段、Ｓ１〜Ｓ１３  人体特徴点（指紋）データ登録手段、Ｓ３〜Ｓ６，Ｓ１０〜Ｓ１２  人体特徴点（指紋）データ連続登録手段、Ｓ７〜Ｓ９  登録状況監視手段、Ｓ１３  照合形式・レベル自動決定手段、Ｓ２１〜Ｓ３３  人体特徴点（指紋）データ照合手段、Ｓ２２  個人別照合形式抽出手段及び個人別照合レベル抽出手段、Ｓ２３〜Ｓ３２  複数人体特徴点（指紋）データ照合・判定手段。
【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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