DE112017003550B4

DE112017003550B4 - Personenauthentifizierungsgerät

Info

Publication number: DE112017003550B4
Application number: DE112017003550.3T
Authority: DE
Inventors: Kozo Sushita
Original assignee: Bionics Co Ltd
Current assignee: Bionics Co Ltd
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2037-07-11
Also published as: WO2018012449A1; KR101994609B1; IL264041A; IL264041B; JP2018010393A; GB2572242B; JP6621383B2; GB201900662D0; CN109478322A; DE112017003550T5; US10586123B2; KR20190045161A; GB2572242A; US20190294901A1

Abstract

Es wird ein Personenauthentifizierungsgerät bereitgestellt, das gleichzeitig sowohl eine Falschzurückweisungsrate als auch eine Falschakzeptanzrate senken kann. Außerdem wird ein Personenauthentifizierungsgerät bereitgestellt, das kontinuierlich über viele Jahre hinweg verwendet werden kann. Das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung umfasst eine Venenmusterauthentifizierungseinrichtung und eine Gesichtsauthentifizierungseinrichtung und stellt fest, dass eine Person sie selbst ist, wenn die Person sowohl durch die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch durch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung authentifiziert wird. In der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung ist ein Schwellenwert niedriger als ein normalerweise eingestellter Schwellenwert eingestellt, und in der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung ist ein Schwellenwert niedriger als ein normalerweise eingestellter Schwellenwert eingestellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Personenauthentifizierungsgerät, das eine Identitätsverifizierung mittels sowohl einer Authentifizierung unter Verwendung von Fingervenenmustern als auch einer Authentifizierung unter Verwendung von Gesichtsinformationen ausführt, und insbesondere ein Personenauthentifizierungsgerät, das die Identität selbst dann exakt verifizieren kann, wenn sich Fingervenenmuster oder Gesichtsinformationen aufgrund der Alterung eines Testsubjekts ändern.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Venenmuster, die biologische Informationen sind, sind In-Vivo-Informationen, so dass deren Fälschung schwierig ist. Außerdem sind die Venenmuster nicht durch humangenetische Informationen (Basissequenzen aus DNA) festgelegt, so dass selbst eineiige Zwillinge mit der jeweils gleichen genetischen Information voneinander verschiedene Venenmuster aufweisen, wodurch deren Unterscheidung ermöglicht wird. Somit weist eine Personenauthentifizierung auf der Basis von Venenmustern eine hohe Identifizierungsgenauigkeit auf.
Nachstehend werden Mechanismen der Personenauthentifizierung auf der Basis von Fingervenenmustern dargestellt. Wenn ein Finger mit Strahlen im nahen Infrarot bestrahlt wird, werden die das Innere des Fingers durchdringenden Strahlen im nahen Infrarot leicht durch Hämoglobin absorbiert, das in Fingervenen fließt. Deshalb erscheinen, wenn der Finger mit Strahlen im nahen Infrarot bestrahlt wird und das den Finger durchlaufende Licht abgebildet wird, Fingervenenmuster als schwarze Schatten. Daher bildet für die Authentifizierung eine Leseeinheit Licht ab, das den Finger durchlaufen hat, und eine Venenauthentifizierungseinheit extrahiert Venenmuster aus den Abbildungsinformationen. Dann werden die extrahierten Venenmuster und zuvor in der Datenbank gespeicherte Venenmuster (Authentifizierungsdaten) miteinander verglichen, um eine Personenauthentifizierung auszuführen.
In einem auf Venenmustern basierenden Personenauthentifizierungsgerät weist eine Leseeinheit eine Innenfläche auf, auf die ein Finger einer spezifischen Person gelegt wird und in der eine Lichtquelle wie beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) oder dergleichen angeordnet ist, und es ist eine weitere, der LED zugewandte Innenfläche vorgesehen, in der ein Bildsensor mit einem ladungsgekoppelten Bauelement (CCD) angeordnet ist. Abweichend von dem CCD-Bildsensor ist auch ein zweidimensionaler Fotosensor wie beispielsweise ein Bildsensor mit einem Komplementär-Metalloxid-Halbleiter (CMOS) verfügbar. Die LED sendet Licht aus, und das Licht durchläuft einen Finger. Dann nimmt der CCD-Bildsensor oder dergleichen ein Bild des transmittierten Lichts von Venenmustern auf und wandelt es in ein digitales Signal um. Wenn eine Datenbank entsprechende Authentifizierungsdaten aufweist, wird die Identität der Person erkannt.
Eine Personenidentifizierung unter Verwendung von Gesichtsinformationen, die biologische Informationen sind, wird gewöhnlich von Individuen im normalen sozialen Leben ausgeführt, und daher ist eine Identifizierung unter Verwendung von Gesichtsinformationen ein bekanntes Authentifizierungsverfahren. Indessen ermöglicht es das Unterziehen einer Gesichtsauthentifizierung einem betrügerischen Benutzer, in einfacher Weise auf der Basis von Gesichtsinformationen für einen unfairen Gebrauch authentifiziert zu werden, und das Bewusstsein, dass Gesichtsinformationen gespeichert werden können, ergibt einen psychologischen Effekt der Verhinderung von Missbrauch für ein Testsubjekt.
Ein Personenauthentifizierungsgerät auf der Basis von Gesichtsinformationen umfasst eine Kamera zum Abbilden eines Gesichts und eine Gesichtsauthentifizierungseinheit mit einer Datenbank zum Speichern von Gesichtsauthentifizierungsdaten. Wenn sie Gesichtsinformationen von der Kamera empfängt, extrahiert die Gesichtsauthentifizierungseinheit Gesichtsinformationen aus den Abbildungsinformationen und überprüft die extrahierten Gesichtsinformationen mit Gesichtsauthentifizierungsdaten, um eine Identitätsverifizierung auszuführen. Die Japanische Offenlegungsschrift JP H05-46743 A offenbart ein spezielles Beispiel eines Personenauthentifizierungsgeräts auf der Basis von Gesichtsinformationen. Das in JP H05-46743 A offenbarte Personenauthentifizierungsgerät umfasst eine Bildeingabeeinheit (Kamera), die Abbildungsinformationen eines Gesichts erhält und die Abbildungsinformationen an eine Gesichtsinformationsextraktionseinheit (Merkmalspunktextraktionseinheit) gibt. Die Gesichtsinformationsextraktionseinheit extrahiert Gesichtsinformationen (Positionsinformationen von Merkmalspunkten wie Augen, Nase, Mund etc.) aus den Abbildungsinformationen. Indessen speichert eine Datenbank vorab Gesichtsauthentifizierungsdaten (Positionsinformationen von Merkmalspunkten) eines Testsubjekts. Dann bildet ein Differenzdetektor Differenzinformationen aus den Gesichtsinformationen (Koordinatenwerte von jeweiligen Merkmalspunkten), die von der Gesichtsinformationsextraktionseinheit extrahiert wurden, und den in der Datenbank gespeicherten Gesichtsauthentifizierungsdaten (Koordinatenwerte von jeweiligen Merkmalspunkten). Dann führt eine Verarbeitungseinheit eine Personenauthentifizierung auf der Basis der Differenzinformationen und dergleichen aus.
MOSTAFA, Tarek M.; EL-AZAB, Iman A.; EL-GAYAR, Neamat F., „Adaptive biometric verification system using quality-based co-training" 2012 11th International Conference on Information Science, Signal Processing and their Applications (ISSPA), IEEE, 2012, S. 1313-1318, offenbart eine Technik, bei der in einem halb-überwachten Lernkontext Qualitätsmaßstäbe zur Erzeugung eines adaptiven multi-modalen biometrischen Systems verwendet werden. Dabei wird das Konzept eines Q-Stacks verwendet, um Qualitätsmaßstäbe zu fusionieren und scores anzupassen. Dabei ist die Verwendung von Qualitätsmaßstäben nützlich im Falle einer großen Zahl von nicht gelabelten Samples, bei denen die Basis-Klassifikatoren gut austrainiert sind. In einem solchen Szenario kann die Einbeziehung von Qualitätsinformationen die Fehlerrate reduzieren.
Die US 2007 / 0 092 113 A1 offenbart eine Gesichtsbild-Erfassungseinrichtung, die ein Gesichtsbild eines Benutzers erhält, wobei ein Mittel zum Erhalten biometrischer Daten biometrische Daten der Hand des Benutzers erhält, eine Überwachungsbild-Erfassungseinrichtung ein Überwachungsbild der Hand und des Gesichts des Benutzers erhält, das gleichzeitig mit dem Erhalten der biometrischen Daten fotografiert wird, und das Überwachungsbild für eine vorbestimmte Zeitdauer gespeichert wird.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Venenmuster und Gesichtsinformationen, die biologische Informationen sind, können sich aufgrund von Alterung im Lauf der Zeit ändern. Die Alterung von Erwachsenen oder das Wachstum von jungen Menschen kann beispielsweise bewirken, dass sich Venenmuster und Gesichtsinformationen, die physische Merkmale sind, ändern. In einem derartigen Fall kann eine Authentifizierung mit demselben Referenzwert (Schwellenwert) die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass eine Person falsch authentifiziert wird (eine Falschzurückweisungsrate: FRR), obwohl die Person sie selbst ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn ein Kriterienwert (Schwellenwert) gesenkt wird, um die Falschzurückweisungsrate zu senken, die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass eine Person als sie selbst authentifiziert wird (eine Falschakzeptanzrate: FAR), obwohl die Person ein Fremder ist. Daher befinden sich die Falschzurückweisungsrate und die Falschakzeptanzrate in der Regel in einem Kompromiss-Verhältnis, so dass eine Stärkung der einen eine Schwächung der anderen bedeutet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Personenauthentifizierungsgerät bereitzustellen, das gleichzeitig sowohl die Falschzurückweisungsrate als auch die Falschakzeptanzrate senken kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Personenauthentifizierungsgerät bereitzustellen, das kontinuierlich über viele Jahre hinweg verwendet werden kann.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Personenauthentifizierungsgerät die Merkmale von Anspruch 1 auf.
Die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung enthält eine Leseeinheit und eine Venenauthentifizierungseinheit. Die Leseeinheit bestrahlt den Finger mit Licht, um die Fingervenenmuster zu lesen, und bildet Licht ab, das den Finger durchdringt. Die Venenauthentifizierungseinheit weist eine Datenbank auf, in der Authentifizierungsdaten für die Fingervenenmuster vorab gespeichert worden sind. Die Venenauthentifizierungseinheit ist so eingerichtet, dass sie Abbildungsinformationen von der Leseeinheit empfangen kann, und wenn sie die Abbildungsinformationen von der Leseeinheit empfängt, extrahiert sie Venenmuster aus den Abbildungsinformationen. Danach werden Authentifizierungsdaten abgerufen, die den extrahierten Venenmustern entsprechen. Wenn Authentifizierungsdaten vorhanden sind mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Venenmustern und den Authentifizierungsdaten für Venenmuster, die größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der niedriger als ein Schwellenwert eingestellt ist, wie er normalerweise in der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung eingestellt ist, dann wird eine Identitätsverifizierung erzielt.
Die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung enthält indessen die Kamera zum Abbilden des Gesichts und eine Gesichtsauthentifizierungseinheit. Die Gesichtsauthentifizierungseinheit weist eine Datenbank auf, in der vorab Gesichtsauthentifizierungsdaten gespeichert worden sind. Die Gesichtsauthentifizierungseinheit ist so eingerichtet, dass sie Abbildungsinformationen von der Kamera empfangen kann, und wenn sie die Abbildungsinformationen von der Kamera empfängt, extrahiert sie Gesichtsinformationen aus den Abbildungsinformationen. Danach ruft die Gesichtsauthentifizierungseinheit Authentifizierungsdaten ab, die den extrahierten Gesichtsinformationen entsprechen. Wenn Authentifizierungsdaten vorhanden sind mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Gesichtsinformationen und den Authentifizierungsdaten für das Gesicht, die größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der niedriger als ein Schwellenwert eingestellt ist, wie er normalerweise in der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung eingestellt ist, wird eine Identitätsverifizierung erzielt.
Das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung stellt fest, dass die Person sie selbst ist, wenn die Person sowohl durch die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch durch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung authentifiziert wird. Daher kann die Falschakzeptanzrate selbst dann niedrig gehalten werden, wenn in der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung ein Schwellenwert niedriger eingestellt wird als ein normalerweise eingestellter Schwellenwert und wenn in der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung ein Schwellenwert niedriger eingestellt wird, als ein normal eingestellter Schwellenwert. Außerdem ist der Schwellenwert in jeder Authentifizierungseinrichtung niedriger eingestellt als der normalerweise eingestellte Schwellenwert. Dies ermöglicht es, dass die Falschzurückweisungsrate selbst dann niedrig gehalten werden kann, wenn sich Venenmuster oder Gesichtsinformationen im Lauf der Zeit verändern. Daher kann dasselbe Personenauthentifizierungsgerät selbst dann kontinuierlich über viele Jahre hinweg verwendet werden, wenn sich Venenmuster oder Gesichtsinformationen im Zeitverlauf ändern.
Es ist bevorzugt, dass das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung so eingerichtet ist, dass, wenn der Finger der Person auf die Leseeinheit gelegt wird, eine Vorsichtsmaßnahme für das Abbilden sprachgeführt erfolgt, bevor die Kamera das Gesicht der Person abbildet. Die Sprachführung ermöglicht es, dass Gesichtsinformationen gewonnen werden, die für den Vergleich mit den in der Datenbank der Gesichtsauthentifizierungseinheit gespeicherten Authentifizierungsdaten zuverlässig sind, so dass die Übereinstimmungsrate mit den Gesichtsauthentifizierungsdaten erhöht werden kann, während Korrekturen reduziert werden. Es ist bevorzugt, eine der Kamera benachbart angeordnete Beleuchtungseinheit vorzusehen, um es der Beleuchtungseinheit zu ermöglichen, Licht in einer Abbildungsrichtung der Kamera auszusenden, wenn der Finger der Person auf die Leseeinheit gelegt wird. Die Beleuchtungseinheit ermöglicht es, dass selbst in einer dunklen Umgebung klare Abbildungsinformationen für die Abbildung gewonnen werden können. Außerdem ist die Beleuchtungseinheit in der Nähe der Kamera angeordnet und strahlt Licht in der Abbildungsrichtung der Kamera aus, so dass Abbildungsinformationen gewonnen werden können, die frei von Schatten auf dem Gesicht der Person sind, wodurch eine Reduzierung von Korrekturen nach der Abbildung möglich ist.
Es steht ein Aspekt zur Verfügung, wonach die extrahierten Venenmuster und die extrahierten Gesichtsinformationen zusätzlich in der Datenbank angesammelt werden, wenn die Identitätsverifizierung sowohl von der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung erzielt wird. Dieser Aspekt ermöglicht es, dass langdauernde Änderungen von Venenmustern und Gesichtsinformationen eines Testobjekts berücksichtigt werden können. Bei diesem Aspekt ist der Aspekt, wonach alte Daten aus den in der Datenbank angesammelten Daten gelöscht werden, insofern bevorzugt, als die Verarbeitungskapazität des Personenauthentifizierungsgeräts durch Reduzierung der Menge an Daten, die in der Datenbank gespeichert sind, um eine Last zu reduzieren, verbessert wird.
Wenn die Venenmuster und die Gesichtsinformationen, die zum Zeitpunkt der Identitätsverifizierung extrahiert werden, die sowohl von der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung erzielt wird, zusätzlich in der Datenbank angesammelt werden, besteht ein bevorzugter Aspekt darin, einen Einstellwert eines Schwellenwerts zum Zeitpunkt der Authentifizierung auf der Basis einer Übereinstimmungsrate zwischen den zusätzlich in der Datenbank angesammelten Daten und den Authentifizierungsdaten zu ändern, um eine Identitätsverifizierung unter Verwendung des geänderten Schwellenwerts auszuführen. Das Ausmaß langdauernder Änderung von biologischen Informationen unterscheidet sich abhängig von einem Testsubjekt, so dass die Ausführung einer Identitätsverifizierung mit einem für ein Testsubjekt geeigneten Schwellenwert es ermöglicht, dass eine exakte Personenauthentifizierung ausgeführt wird.
Wenn Informationen, die zum Zeitpunkt der Identitätsverifizierung extrahiert wurden, die sowohl durch die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch durch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung erzielt wird, zusätzlich in der Datenbank angesammelt werden, besteht ein bevorzugter Aspekt darin, aktualisierte angesammelte Daten als Authentifizierungsdaten zu verwenden. Wenn biologische Informationen eines Testsubjekts im Zeitverlauf geändert werden, ermöglicht die Ausführung der Authentifizierung auf der Basis der geänderten biologischen Informationen eine Personenauthentifizierung mit höherer Genauigkeit. Die Verwendung der aktualisierten Daten als die Authentifizierungsdaten ermöglicht es, dass dasselbe Testsubjekt das nächste Mal unter Verwendung des Personenauthentifizierungsgeräts, das die aktualisierten Daten erhalten hat, authentifiziert wird, so dass eine Verschlechterung der Authentifizierungsrate aufgrund von Unterschieden des Authentifizierungsgeräts reduziert werden kann.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, dass die Falschakzeptanzrate niedrig gehalten werden kann. Selbst wenn Venenmuster oder Gesichtsinformationen, die biologische Informationen sind, sich im Lauf der Zeit ändern, kann die Falschzurückweisungsrate niedrig gehalten werden. Daher kann dasselbe Personenauthentifizierungsgerät selbst dann kontinuierlich über viele Jahre verwendet werden, wenn die physischen Merkmale wie beispielsweise Venenmuster und Gesichtsinformationen sich aufgrund der Alterung von Erwachsenen und des Wachstums von jungen Menschen ändern.
Figurenliste

1 ist ein Konzeptdiagramm, das Funktionen eines Personenauthentifizierungsgeräts der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein erläuterndes Diagramm für die beispielhafte Darstellung einer Hardwarekonfiguration des Personenauthentifizierungsgeräts der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm, gemäß dem das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung arbeitet.
4 ist eine Vorderansicht, die ein Bedienungsfeld des Personenauthentifizierungsgeräts der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm einer Gesichtsauthentifizierung in dem Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Flussdiagramm eines anderen Aspekts, gemäß dem das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung arbeitet.
7 ist ein Flussdiagramm einer Venenmusterauthentifizierung in dem Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Ein Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung umfasst eine Venenmusterauthentifizierungseinrichtung zum Lesen von Fingervenenmustern und Ausführen einer Identitätsverifizierung auf der Basis der Fingervenenmuster und eine Gesichtsauthentifizierungseinrichtung zum Abbilden eines Gesichts mit einer Kamera und Ausführen einer Identitätsverifizierung auf der Basis von Gesichtsinformationen. Eine Personenauthentifizierung ist ein Prozess des Überprüfens und Zertifizierens, dass ein Testsubjekt die Person selbst ist. Das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung stellt fest, dass eine Person sie selbst ist, wenn die Person sowohl durch die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch durch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung authentifiziert wird.
Die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung enthält eine Leseeinheit und eine Venenauthentifizierungseinheit. Die Leseeinheit bestrahlt einen Finger mit Licht, um die Fingervenenmuster zu lesen, und bildet Licht ab, das den Finger durchdringt. Die Venenauthentifizierungseinheit weist eine Datenbank auf, in der Authentifizierungsdaten für die Fingervenenmuster vorab gespeichert worden sind. Die Venenauthentifizierungseinheit ist so eingerichtet, dass sie Abbildungsinformationen von der Leseeinheit empfangen kann, und wenn sie die Abbildungsinformationen von der Leseeinheit empfängt, extrahiert sie Venenmuster aus den Abbildungsinformationen. Danach ruft die Venenauthentifizierungseinheit Authentifizierungsdaten ab, die den extrahierten Venenmustern entsprechen. Wenn Authentifizierungsdaten vorhanden sind mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Venenmustern und den Authentifizierungsdaten für Venenmuster, die größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der niedriger als ein Schwellenwert eingestellt ist, wie er normalerweise in der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung eingestellt ist, wird eine Identitätsverifizierung erzielt.
Der Schwellenwert zum Zeitpunkt der Venenmusterauthentifizierung ist ein Wert, der als eine Grenze dafür dient, ob jemand als er selbst ermittelt wird oder jemand als eine andere Person betrachtet wird, und zwar auf der Basis der Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Venenmustern und den Authentifizierungsdaten für die Venenmuster. Beispielsweise ist die Übereinstimmungsrate von Venenmustern, die überhaupt nicht koinzidieren, 0, und die Übereinstimmungsrate der Venenmuster, die vollständig koinzidieren, wird als 1 angegeben. Ein auf 0,8 eingestellter Schwellenwert bewirkt, dass eine Person als sie selbst ermittelt wird, wenn die Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Venenmustern und den Authentifizierungsdaten für die Venenmuster 0,8 oder mehr ist. Das Gleiche gilt für den Schwellenwert zum Zeitpunkt der Gesichtsau thentifizierung.
Das Personenauthentifizierungsgerät kann vorab jeden beliebigen Schwellenwert einstellen. Wenn ein Sicherheitsniveau erhöht wird, indem eine Wahrscheinlichkeit (Falschakzeptanzrate) des Authentifizierens einer Person als sie selbst, obwohl sie eine andere Person ist, erniedrigt wird, wird der Schwellenwert hoch eingestellt. Wenn indessen eine Wahrscheinlichkeit (Falschzurückweisungsrate) des Authentifizierens einer Person als eine andere Person, obwohl sie die Person selbst ist, gesenkt wird, wird der Schwellenwerte niedrig eingestellt, und dann ist das Sicherheitsniveau abgesenkt. Das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung ruft Authentifizierungsdaten ab, die den aus den Abbildungsinformationen extrahierten Venenmustern entsprechen. Wenn Authentifizierungsdaten vorhanden sind mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Venenmustern und den Authentifizierungsdaten für die Venenmuster, die größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der niedriger als ein in der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung normalerweise eingestellter Schwellenwert ist, wird die Identitätsverifizierung erzielt.
Die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung enthält eine Kamera zum Abbilden eines Gesichts und eine Gesichtsauthentifizierungseinheit. Die Gesichtsauthentifizierungseinheit weist eine Datenbank auf, in der vorab Gesichtsauthentifizierungsdaten gespeichert worden sind. Die Gesichtsauthentifizierungseinheit ist so eingerichtet, dass sie Abbildungsinformationen von der Kamera empfangen kann, und wenn sie die Abbildungsinformationen von der Kamera empfängt, extrahiert sie Gesichtsinformationen aus den Abbildungsinformationen. Danach werden Authentifizierungsdaten abgerufen, die den extrahierten Gesichtsinformationen entsprechen. Wenn Authentifizierungsdaten vorhanden sind mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Gesichtsinformationen und den Authentifizierungsdaten für das Gesicht, die größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der niedriger als ein Schwellenwert eingestellt ist, wie er normalerweise in der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung eingestellt ist, wird eine Identitätsverifizierung erzielt.
Das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung umfasst eine Venenmusterauthentifizierungseinrichtung und eine Gesichtsauthentifizierungseinrichtung und stellt fest, dass eine Person sie selbst ist, wenn die Person sowohl durch die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch durch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung verifiziert wird. Das bedeutet, es wird eine Identitätsverifizierung durch das doppelte Authentifizierungsmittel auf der Basis der zwei Arten von biologischen Informationen erzielt. Somit kann, selbst wenn ein Schwellenwert niedriger eingestellt wird als ein in der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung normalerweise eingestellter Schwellenwert und ein Schwellenwert niedriger eingestellt wird als ein in der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung normalerweise eingestellter Schwellenwert, die Falschakzeptanzrate niedrig gehalten werden. Außerdem wird der Schwellenwert in jeder Authentifizierungseinrichtung niedriger eingestellt als der normalerweise eingestellte Schwellenwert. Dies ermöglicht es, dass die Falschzurückweisungsrate selbst dann niedrig gehalten werden kann, wenn Venenmuster oder Gesichtsinformationen, die biologische Informationen sind, sich aufgrund des Alterns im Lauf der Zeit ändern. Somit kann selbst dann, wenn die physischen Merkmale wie Venenmuster und Gesichtsinformationen sich aufgrund der Alterung von Erwachsenen und des Wachstums von jungen Menschen ändern, dasselbe Personenauthentifizierungsgerät kontinuierlich über viele Jahre verwendet werden.
4 ist eine Vorderansicht, die ein Bedienungsfeld des Personenauthentifizierungsgeräts der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 4 dargestellt, ist ein Bedienungsfeld 41 so aufgebaut, dass eine Leseeinheit 43 zum Lesen von Fingervenenmustern und eine Kamera 46 zum Abbilden eines Gesichts benachbart zueinander angeordnet sind, und so, dass wenn ein Finger einer Person auf die Leseeinheit 43 gelegt wird, die Kamera 46 das Gesicht der Person abbildet. Das Bedienungsfeld umfasst ferner eine Beleuchtungseinheit 45, einen Lautsprecher 42 und einen IC-Karten-Einführungsschlitz 44. Wenn ein Testsubjekt während des Abbildens für die Gesichtsauthentifizierung sein Gesicht dreht, blinzelt oder dergleichen, nimmt die Authentifizierungsgenauigkeit ab, weshalb eine Korrektur der Gesichtsinformationen nach dem Abbilden erforderlich ist. Das Gleiche gilt, wenn die Abbildungsumgebung dunkel ist und das Testsubjekt einen Hut oder eine Brille trägt.
Das in 4 dargestellte Bedienungsfeld 41 ist so aufgebaut, dass die Leseeinheit und die Kamera benachbart zueinander angeordnet sind, und wenn ein Finger einer Person auf die Leseeinheit gelegt wird, bildet die Kamera das Gesicht der Person ab. Wenn ein Testsubjekt seinen Finger auf die Leseeinheit 43 gelegt, widmet das Testsubjekt seine Aufmerksamkeit der Leseeinheit 43 zu und wendet sein Gesicht der Leseeinheit zu. Daher ermöglicht das Anordnen der Kamera 46 in der Nähe der Leseeinheit 43, dass das Gesicht des Testsubjekts von vorn abgebildet werden kann. Dies ermöglicht eine Reduzierung von Korrekturen der Abbildungsinformation, die durch Wegdrehen bedingt sind. Außerdem konzentriert sich das Testsubjekt darauf, seinen Finger auf die Leseeinheit 43 zu liegen, so dass das Gesicht ohne Blinzeln abgebildet werden kann. Dies ermöglicht eine Reduzierung von Korrekturen des Blinzelns und ermöglicht eine Zunahme einer Übereinstimmungsrate mit den Gesichtsauthentifizierungsdaten. Außerdem ermöglicht das Verwenden einer Autofokuskamera als die Kamera 46, dass unabhängig von der Länge des Arms des Testsubjekts ein klar aufgenommenes Bild gewonnen werden kann.
Wenn ein Finger eines Testsubjekts auf die Leseeinheit 43 gelegt ist, bildet die Kamera 46 das Gesicht des Testsubjekts ab. Das Auflegen des Fingers und das Abbilden können zum gleichen Zeitpunkt ausgeführt werden, oder der Zeitpunkt des Abbildens kann beliebig so eingestellt werden, so dass beispielsweise das Abbilden nach dem Verstreichen von 5 Sekunden nach dem Auflegen des Fingers ausgeführt wird. Der Finger kann in der Leseeinheit so erfasst werden, dass beispielsweise zwei leitfähige Elemente in der Leseeinheit 43 an einer jeweiligen Position im Abstand zueinander angeordnet sind, um eine elektrostatische Kapazität zu messen, wenn der Finger auf die zwei leitfähigen Elemente gelegt ist. Außerdem kann der Finger in der Leseeinheit durch einen Temperatursensor oder dergleichen erfasst werden.
Das in 4 dargestellte Bedienungsfeld umfasst eine Beleuchtungseinheit 45 in der Nähe der Kamera 46, um es der Beleuchtungseinheit 45 zu ermöglichen, Licht in einer Abbildungsrichtung der Kamera 46 auszusenden, wenn ein Finger einer Person auf die Leseeinheit 43 gelegt wird. Dies ermöglicht es, dass selbst in einer dunklen Umgebung für die Abbildung klare Abbildungsinformationen erhalten werden können. Außerdem ist die Beleuchtungseinheit 45 in der Nähe der Kamera 46 angeordnet und sendet Licht in der Abbildungsrichtung der Kamera 46 aus, so dass Abbildungsinformationen gewonnen werden können, die frei von Schatten auf dem Gesicht der Person sind. Dies ermöglicht eine Reduzierung von Korrekturen der Helligkeit und von Schatten auf den Gesichtsinformationen und ermöglicht eine Zunahme bei der Übereinstimmungsrate mit den Gesichtsauthentifizierungsdaten. Während der Zeitpunkt der Beleuchtung nach Maßgabe des Zeitpunkts des Abbildens beliebig eingestellt werden kann, ist ein Aspekt des Einstellens der Beleuchtungszeit auf eine bis drei Sekunden bevorzugt. Das Einstellen der Beleuchtungszeit auf eine bis drei Sekunden ermöglicht es, dass eine Abbildung erneut ausgeführt werden kann, wenn die Abbildungsinformationen für eine Authentifizierung nicht geeignet sind. Außerdem ermöglicht das Erstellen von mehreren Bildern innerhalb der Beleuchtungszeit, dass ein besser geeignetes Bild zum Zeitpunkt der Authentifizierung ausgewählt werden kann.
Es ist bevorzugt, dass das in 4 beispielhaft dargestellte Bedienungsfeld 41 einen Lautsprecher 42 aufweist, mit dem, wenn ein Finger einer Person auf die Leseeinheit 43 gelegt wird, mittels Sprache Vorsichtsmaßnahmen für das Abbilden geführt werden, bevor die Kamera das Gesicht der Person abbildet. Die Sprachführung ermöglicht es, zuverlässige Gesichtsinformationen zu erhalten, die mit den Authentifizierungsdaten verglichen werden, die in der Datenbank der Gesichtsauthentifizierungseinheit aufgezeichnet sind, so dass die Übereinstimmungsrate mit den Gesichtsauthentifizierungsdaten erhöht werden kann, während Korrekturen reduziert werden. Zu den Vorsichtsmaßnahmen gehört beispielsweise:

„Bitte in fünf Sekunden fertig sein zum Fotografieren Ihres Gesichts“;
„Bitte Hüte und Brillen abnehmen“;
„Bitte seien Sie bereit, den Markierungen unter ihren Füßen zu folgen und geradeaus zu der Stelle zu sehen, die eine Kamera anzeigt“;
„Bitte behalten Sie einen neutralen Ausdruck auf Ihrem Gesicht bei“; und
„Bitte blinzeln Sie während des Fotografierens nicht“.

1 ist ein Konzeptdiagramm, das Funktionen eines Personenauthentifizierungsgeräts der vorliegenden Erfindung darstellt. In 1 umfasst eine Eingabeeinrichtung 111 eine Leseeinheit, die Fingervenenmuster liest, und eine Kamera, die ein Gesicht abbildet, und sie gewinnt Abbildungsinformationen des Fingers und des Gesichts, um Abbildungsinformationen einzugeben. Die Eingabeeinrichtung 111 empfängt Authentifizierungsdaten mit einer CD-ROM oder dergleichen. Eine Steuereinrichtung 112 ermöglicht es, dass eine Speichereinrichtung 114 von der Eingabeeinrichtung 111 empfangene Authentifizierungsdaten und dergleichen aufzeichnet. Eine Anzeigeeinrichtung 113 zeigt die aufgezeichneten Informationen und dergleichen auf einer Anzeige je nach Erfordernis an. Indessen sendet eine Ausgabeeinrichtung 115 ein Ergebnis der Personenauthentifizierung beispielsweise aus dem Personenauthentifizierungsgerät heraus nach außen.
2 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration des Personenauthentifizierungsgeräts der vorliegenden Erfindung beispielhaft darstellt. In 2 ist eine Zentraleinheit (CPU) 122 die Steuereinrichtung, und eine Eingabeschaltung 121, eine Kamera 127 sowie eine Leseeinheit 128 bilden die Eingabeeinrichtung. Eine Datenbank 124 ist die Speichereinrichtung und speichert Fingerauthentifizierungsdaten 132, die für eine Personenauthentifizierung auf der Basis von Venenmustern erforderlich sind, Gesichtsauthentifizierungsdaten 133, die für eine Personenauthentifizierung auf der Basis von Gesichtsinformationen erforderlich sind, ein Betriebssystem (BS) 131 und dergleichen. Eine Anzeige 123 ist die Anzeigeeinrichtung, und eine Ausgabeschaltung 125 ist die Ausgabeeinrichtung. Wie in 2 dargestellt, sind die CPU 122, ein Speicher 126, die Kamera 127, die Leseeinheit 128, die Datenbank 124 und dergleichen miteinander verbunden, und die Hardware arbeitet zusammen, um eine Personenauthentifizierung durchzuführen.
Die CPU 122 führt die Personenauthentifizierung nach Maßgabe eines im Speicher 126 gespeicherten Programms aus. Bei dem in 2 beispielhaft dargestellten Personenauthentifizierungsgerät erhält, wenn eine Identitätsverifizierung auf der Basis von Fingervenenmustern ausgeführt wird, die Leseeinheit 128 Abbildungsinformationen eines Fingers eines Testsubjekts und gibt sie ein, und dann ermöglicht die CPU 122 dem Speicher 126, die eingegebenen Abbildungsinformationen zu speichern. Als Nächstes extrahiert die CPU 122 Venenmuster aus den im Speicher 126 gespeicherten Abbildungsinformationen und ermöglicht dem Speicher 126, die extrahierten Venenmuster zu speichern. Die CPU 122 erhält außerdem Fingerauthentifizierungsdaten 132 aus der Datenbank 124 und ermöglicht es dem Speicher 126, Fingerauthentifizierungsdaten 132 zu speichern. Danach ruft die CPU 122 die Fingerauthentifizierungsdaten ab, und wenn Authentifizierungsdaten mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den aus den Abbildungsinformationen extrahierten Venenmustern und den Fingerauthentifizierungsdaten vorhanden sind, die größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert sind, wird das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert.
Bei dem in 2 beispielhaft dargestellten Personenauthentifizierungsgerät erhält, wenn eine Identitätsverifizierung auf der Basis von Gesichtsinformationen ausgeführt wird, die Kamera 127 Abbildungsinformationen des Gesichts eines Testsubjekts und gibt sie ein, und dann ermöglicht die CPU 122 dem Speicher 126, die eingegebenen Abbildungsinformationen zu speichern. Als Nächstes extrahiert die CPU 122 Gesichtsinformationen aus den im Speicher 126 gespeicherten Abbildungsinformationen und ermöglicht dem Speicher 126, die extrahierten Gesichtsinformationen zu speichern. Die CPU 122 erhält außerdem Gesichtsauthentifizierungsdaten 133 aus der Datenbank 124 und ermöglicht es dem Speicher 126, Gesichtsauthentifizierungsdaten 123 zu speichern. Danach ruft die CPU 122 die Gesichtsauthentifizierungsdaten ab, und wenn Authentifizierungsdaten mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den aus den Abbildungsinformationen extrahierten Gesichtsinformationen und den Gesichtsauthentifizierungsdaten vorhanden sind, die größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert sind, wird das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert.
3 ist ein Flussdiagramm, gemäß dem das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung arbeitet. Wie in 3 beispielhaft dargestellt ist, werden, wenn ein Finger eines Testsubjekts auf die Leseeinheit des Personenauthentifizierungsgeräts gelegt wird (Schritt S31), zuerst Fingervenenmuster gelesen, und die Venenmusterauthentifizierung wird ausgeführt (Schritt S32). Es wird auf der Basis der Fingervenenmuster überprüft, ob das Testsubjekt die Person selbst ist (Schritt S33). Wenn keine Identitätsverifizierung erzielt werden kann, wird festgestellt, dass das Testsubjekt nicht die Person selbst ist, und der Authentifizierungsfluss wird beendet. Wenn das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert wird, wird danach eine Gesichtsauthentifizierung ausgeführt (Schritt S34). Es wird auf der Basis der Gesichtsinformationen überprüft, ob das Testsubjekt die Person selbst ist (Schritt S35). Wenn keine Identitätsverifizierung erzielt werden kann, wird festgestellt, dass das Testobjekt nicht die Person selbst ist, und der Authentifizierungsfluss wird beendet. Indessen wird, wenn das Testsubjekt auch von der Gesichtsauthentifizierung als die Person selbst authentifiziert wird, das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert (Schritt S36).
6 ist ein Flussdiagramm eines anderen Aspekts, gemäß dem das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung arbeitet. Wie in 6 beispielhaft dargestellt, wird, wenn ein Finger eines Testsubjekts auf die Leseeinheit des Personenauthentifizierungsgeräts gelegt wird (Schritt S61), zuerst das Gesicht des Subjekts abgebildet und dann die Gesichtsauthentifizierung ausgeführt (Schritt S62). Es wird auf der Basis der Gesichtsinformationen überprüft, ob das Testsubjekt die Person selbst ist (Schritt S63). Wenn keine Identitätsverifizierung erzielt werden kann, wird festgestellt, dass das Testsubjekt nicht die Person selbst ist, und der Authentifizierungsfluss wird beendet. Wenn das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert wird, wird danach die Venenmusterauthentifizierung ausgeführt (Schritt S64). Es wird auf der Basis der Fingervenenmuster überprüft, ob das Testsubjekt die Person selbst ist (Schritt S65). Wenn keine Identitätsverifizierung erzielt werden kann, wird festgestellt, dass das Testsubjekt nicht die Person selbst ist, und der Authentifizierungsfluss wird beendet. Wenn indessen das Testsubjekt auch durch die Venenmusterauthentifizierung als die Person selbst authentifiziert wird, wird das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert (Schritt S66).
7 ist ein Flussdiagramm der Venenmusterauthentifizierung in dem Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung. Wie in 7 beispielhaft dargestellt, erhält die Leseeinheit zuerst Abbildungsinformationen eines Fingers eines Testsubjekts (Schritt S71) und sendet die erhaltenen Abbildungsinformationen an die Venenauthentifizierungseinheit (Schritt S72). Die Venenauthentifizierungseinheit ist so ausgestaltet, dass sie Abbildungsinformationen von der Leseeinheit empfangen kann. Wenn die Venenauthentifizierungseinheit die Abbildungsinformationen empfängt (Schritt S73), ermöglicht es die CPU dem Speicher, die Abbildungsinformationen zu speichern. Danach extrahiert die CPU Venenmuster aus den Abbildungsinformationen (Schritt S74) und ermöglicht es dem Speicher, die extrahierten Venenmuster zu speichern.
Die Venenmuster werden aus den Abbildungsinformationen mittels eines Verfahrens des iterativen Ausführens des Verfolgens einer dunklen Linie, eines Verfahrens des Hervorhebens eines Musters durch Filterung oder dergleichen extrahiert. Beispielsweise weist bei dem Verfahren des iterativen Verfolgens einer dunklen Linie Hämoglobin, das einen Erythrozyten bildet, der durch eine Vene fließt, die Eigenschaft des Absorbieren von Strahlen im nahen Infrarot auf, so dass die Vene in einem aufgenommenen Bild eines Fingers des Testsubjekts als eine dunkle Linie mit einer Luminanz ausgedrückt wird, die niedriger als diejenige ihrer Peripherie ist. Auf diese Weise werden die Venenmuster aus dem aufgenommenen Bild extrahiert, indem von einem beliebigen Punkt in ihm aus für jedes Pixel längs der dunklen Linie verfolgt wird, bis die dunkle Linie nicht erfasst werden kann. Dieser Vorgang wird wiederholt, und die Anzahl an Bildspuren pro Pixel wird aufgezeichnet. Danach werden Venenbereiche und Hintergrundbereiche gekennzeichnet, um Venenmuster zu extrahieren. Bei dem Verfahren des Hervorhebens eines Musters durch Filterung indessen wird der Kontrast hervorgehoben, nachdem die Abbildungsinformationen gefiltert werden, und ein Merkmal von Venenmustern wird extrahiert.
Dann ruft, wie in 7 dargestellt, die Venenauthentifizierungseinheit Authentifizierungsdaten ab, die den extrahierten Venenmustern entsprechen (Schritt S75), und wenn entsprechende Authentifizierungsdaten vorhanden sind, wird das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert (Schritt S76). Die Tatsache, dass die entsprechenden Authentifizierungsdaten vorhanden sind, bedeutet, dass Authentifizierungsdaten mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Venenmustern und den Authentifizierungsdaten für die Venenmuster vorhanden sind, die größer oder gleich einem Schwellenwert sind, der niedriger als ein Schwellenwert ist, der normalerweise in der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung eingestellt wird. In diesem Fall wird das Testsubjekt auf der Basis der Venenmuster als die Person selbst authentifiziert (Schritt S76).
Die entsprechenden Authentifizierungsdaten werden abgerufen (Schritt S75), indem die CPU veranlasst wird, auf die Datenbank zuzugreifen und die zuvor in der Datenbank gespeicherten Authentifizierungsdaten zu erhalten. Als Nächstes werden die Authentifizierungsdaten in dem Speicher gespeichert, und zu den extrahierten Venenmustern entsprechende Authentifizierungsdaten werden aus den gespeicherten Authentifizierungsdaten abgerufen. Wenn keine Authentifizierungsdaten vorhanden sind, die den extrahierten Venenmustern entsprechen, wird das Testsubjekt nicht als die Person selbst authentifiziert, und dann wird der Personenauthentifizierungsfluss beendet.
Das durch das Verfahren des Verfolgens einer dunklen Linie oder dergleichen extrahierte Venenmuster wird beispielsweise mittels eines Mustervergleichsverfahrens gegenüber den Authentifizierungsdaten überprüft. Zuerst wird auf das extrahierte Venenmuster ein binärcodiertes Verfahren angewendet, um die Venenmuster hervorzuheben. Als Nächstes werden entsprechende Pixelwerte zwischen dem dem binärcodierten Verfahren unterworfenen Bild und den Authentifizierungsdaten verglichen, um eine Übereinstimmungsrate zu berechnen. Die Übereinstimmungsrate ist ein Verhältnis der Anzahl an Pixeln, welche die entsprechenden Pixelwerte aufweisen, zu der Gesamtanzahl an Pixeln. Wenn die Übereinstimmungsrate größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, wird das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert. Wenn die Personenauthentifizierung ausgeführt wird, variiert eine Verschiebung einer Fingerposition die Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Venenmustern und den Authentifizierungsdaten. Aus diesem Grund wird die Überprüfung mehrere Male ausgeführt, um die Übereinstimmungsrate für jedes Mal zu berechnen, und der Maximalwert der Übereinstimmungsraten kann für die Überprüfung verwendet werden. Das Anwenden eines Verfahrens der Raumkomprimierung (space compaction) auf das extrahierte Venenmusterbild nach dem Durchlaufen des binärcodierten Verfahrens ist insofern bevorzugt, als die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden kann.
5 ist ein Flussdiagramm der Gesichtsauthentifizierung im Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung. Wie beispielhaft in 5 dargestellt, erhält die Kamera zuerst Abbildungsinformationen des Gesichts eines Testsubjekts (Schritt S51) und sendet die erhaltenen Abbildungsinformationen an die Gesichtsauthentifizierungseinheit (Schritt S52). Die Gesichtsauthentifizierungseinheit ist so aufgebaut, dass sie Abbildungsinformationen von der Kamera empfangen kann. Wenn die Gesichtsauthentifizierungseinheit die Abbildungsinformationen empfängt (Schritt S53), ermöglicht die CPU es dem Speicher, die Abbildungsinformationen zu speichern. Danach extrahiert die CPU Gesichtsinformationen aus den Abbildungsinformationen (Schritt S54) und ermöglicht es dem Speicher, die extrahierten Gesichtsinformationen zu speichern.
Wenn die Abbildungsinformationen für die Authentifizierung nicht geeignet sind, gewinnt die Kamera erneut Abbildungsinformationen des Gesichts, und die gewonnenen Abbildungsinformationen werden in ähnlicher Weise zum oben Beschriebenen einer Verarbeitung unterzogen. Außerdem ist ein Aspekt verfügbar, gemäß dem jedes Mal mehrere Sätze von Abbildungsinformationen gewonnen werden und geeignete Informationen aus den mehreren Sätzen von Abbildungsinformationen ausgewählt werden. Für die Extraktion von Gesichtsinformationen aus den Abbildungsinformationen steht eine öffentlich bekannte Technik zum Extrahieren von Merkmalsdaten eines Gesichts eines Testsubjekts zur Verfügung. Das bedeutet, das Gesicht wird in Kernstücke (Auge, Nase, Mund, Wange, etc.) dessen unterteilt, wie das Gesicht aussieht, so dass lokale Merkmale der jeweiligen Kernstücke anstatt eines Merkmals des gesamten Gesichts extrahiert werden. Zum Zeitpunkt der Authentifizierung wird jedes der lokalen Merkmale mit Authentifizierungsdaten verglichen, und die Vergleichsergebnisse werden kombiniert, um das gesamte Gesicht zu authentifizieren.
Zuerst konvertiert die Gesichtsauthentifizierungseinheit die empfangenen Abbildungsinformationen mittels A/D-Wandlung und wendet je nach Erfordernis eine Korrektur wie beispielsweise eine Vergrößerung und eine Rotation auf die Abbildungsinformationen an. Die Gesichtsauthentifizierungseinheit extrahiert eine Kontur des Gesichts unter Verwendung von Luminanzinformationen und dergleichen und wendet ein binärcodiertes Verfahren oder dergleichen auf die Abbildungsinformationen an, um lokale Merkmale (Positionsdaten) eines Auges, einer Nase und dergleichen zu extrahieren. Wenn durch dieses Verfahren eine Authentifizierung ausgeführt wird, werden lokale Merkmalsdaten des Gesichts in der Datenbank vorläufig als Authentifizierungsdaten gespeichert.
Dann ruft, wie in 5 dargestellt, die Gesichtsauthentifizierungseinheit Authentifizierungsdaten ab, die den extrahierten Gesichtsinformationen entsprechen (Schritt S55), und wenn entsprechende Authentifizierungsdaten vorhanden sind, wird das Testsubjekt als die Person selbst authentifiziert (Schritt S56). Die Tatsache, dass entsprechende Authentifizierungsdaten vorhanden sind, bedeutet, dass Authentifizierungsdaten mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Gesichtsinformationen und den Gesichtsauthentifizierungsdaten vorhanden sind, die größer oder gleich einem Schwellenwert sind, der niedriger ist als ein Schwellenwert, der normalerweise in der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung eingestellt wird. In diesem Fall wird das Testsubjekt auf der Basis der Gesichtsinformationen als die Person selbst authentifiziert (Schritt S56). Es steht ein Verfahren zum Authentifizieren eines Registranten, der Authentifizierungsdaten aufweist, die eine maximale Übereinstimmungsrate mit den extrahierten Gesichtsinformationen zeigen, als die Person selbst zur Verfügung.
Die entsprechenden Authentifizierungsdaten werden abgerufen (Schritt S55), indem die CPU veranlasst wird, auf die Datenbank zuzugreifen und die zuvor in der Datenbank gespeicherten Gesichtsauthentifizierungsdaten zu erhalten. Danach werden die Gesichtsauthentifizierungsdaten in dem Speicher gespeichert, und den extrahierten Gesichtsinformationen entsprechende Authentifizierungsdaten werden aus den gespeicherten Gesichtsauthentifizierungsdaten abgerufen. Wenn keine Authentifizierungsdaten vorhanden sind, die den extrahierten Gesichtsinformationen entsprechen, wird das Testsubjekt nicht als die Person selbst authentifiziert, und dann wird der Personenauthentifizierungsfluss beendet.
Tabelle 1 ist ein Beispiel der Datenbank in dem Gesichtsauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung. Wie in Tabelle 1 gezeigt, sind in der Datenbank Fingerauthentifizierungsdaten, die sich auf Venenmuster eines Fingers eines Subjekts beziehen, und Gesichtsauthentifizierungsdaten, die sich auf Gesichtsinformationen beziehen, gespeichert, und jedem Testsubjekt wird ein Index zugeordnet. Die in Tabelle 1 gezeigten Authentifizierungsdaten werden unter Verwendung einer optischen Platte, einer Magnetplatte oder dergleichen zuvor in die Datenbank eingegeben. Außerdem können Venenmuster und Gesichtsinformationen aus Abbildungsinformationen über eine spezifische Person extrahiert werden, die durch die Leseeinheit oder die Kamera erhalten wurden, und die extrahierten Informationen können in der Datenbank vorab als Authentifizierungsdaten registriert werden. Dieser Aspekt ist insofern bevorzugt, als das Personenauthentifizierungsgerät zum Zeitpunkt der Registrierung von Daten über die spezifische Person das Gleiche ist wie das Personenauthentifizierungsgerät zum Zeitpunkt des Authentifizierens derselben spezifischen Person, so das Korrekturen des Drehens eines Gesichts, Korrekturen des Vergrößern oder Komprimieren eines Gesichts auf der Basis einer Armlänge und dergleichen reduziert werden können.
[Tabelle 1]

Index Testsubjekt Fingerauthentifizierungsdaten Gesichtsauthentifizierungsdaten

a Mutter ..... .....

b Vater ..... .....

c Großvater ..... .....

d Aya (Kind) ..... .....
Es ist ein Aspekt des zusätzlichen Ansammelns von extrahierten Venenmustern und von extrahierten Gesichtsinformationen in der Datenbank vorhanden, wenn eine Personenverifizierung sowohl durch die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung erzielt wird. Dieser Aspekt ist insofern bevorzugt, als eine langanhaltende Änderung von biologischen Informationen (Venenmustern und Gesichtsinformationen) in einem Testsubjekt erfasst werden kann. Bei diesem Aspekt ist ein Aspekt des Löschens alter Daten aus den in der Datenbank angesammelten Daten insofern bevorzugt, als die Verarbeitungskapazität des Personenauthentifizierungsgeräts verbessert wird, indem die in der Datenbank gespeicherte Datenmenge zur Reduzierung der Last reduziert wird.
Wenn Venenmuster und Gesichtsinformationen, die zum Zeitpunkt der Identitätsverifizierung, die sowohl durch die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung ausgeführt wird, extrahiert werden, zusätzlich in der Datenbank angesammelt werden, besteht ein bevorzugter Aspekt darin, aktualisierte angesammelte Daten als Authentifizierungsdaten zu verwenden. Das Personenauthentifizierungsgerät wird verwendet, um eine Identitätsverifizierung eines Testsubjekts auszuführen, so dass, wenn sich biologische Informationen des Testsubjekts im Lauf der Zeit ändern, das Ausführen der Authentifizierung auf der Basis der sich ändernden biologischen Informationen (aktualisierte Daten) eine Personenauthentifizierung mit höherer Genauigkeit ermöglicht. Das Verwenden der aktualisierten Daten als die Authentifizierungsdaten ermöglicht es, dass dasselbe Testsubjekt das nächste Mal unter Verwendung des Personenauthentifizierungsgeräts authentifiziert wird, das die aktualisierten Daten (Authentifizierungsdaten) erhalten hat, so dass die Verschlechterung der Authentifizierungsrate aufgrund eines Unterschieds des Authentifizierungsgeräts reduziert werden kann.
Wenn die Venenmuster und die Gesichtsinformationen, die zum Zeitpunkt der Identitätsverifizierung extrahiert werden, die sowohl von der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung ausgeführt wird, zusätzlich in der Datenbank angesammelt werden, besteht ein bevorzugter Aspekt darin, einen Einstellwert eines Schwellenwerts für die Authentifizierung auf der Basis einer Übereinstimmungsrate zwischen Daten, die zusätzlich in der Datenbank anzusammeln sind, und den Authentifizierungsdaten zu ändern, um eine Identitätsverifizierung unter Verwendung des geänderten Schwellenwerts auszuführen. Das Ausmaß der langanhaltenden Änderung von biologischen Informationen ist abhängig von einem Testsubjekt unterschiedlich, so dass das Ausführen einer Identitätsverifizierung mit einem Schwellenwert, der für ein Testsubjekt geeignet ist, ermöglicht, dass eine exakte Personenauthentifizierung ausgeführt wird, verglichen mit dem Fall, in dem unabhängig von einem Unterschied des Ausmaßes von deren langanhaltender Änderung der gleiche Schwellenwert auf alle Testsubjekte angewendet wird.
Beispielsweise wird im Fall von Aya in Tabelle 1 ein Aspekt mit einer niedrigen Übereinstimmungsrate zwischen den zusätzlich in der Datenbank angesammelten Daten und den Authentifizierungsdaten aufgrund des schnellen Wachstums eines Kindes angenommen. Indessen wird im Fall des Großvaters in Tabelle 1 ein Aspekt mit einer hohen Übereinstimmungsrate zwischen den zusätzlich in der Datenbank angesammelten Daten und den Authentifizierungsdaten aufgrund eines geringen Maßes an langanhaltender Änderung von biologischen Informationen angenommen. Wenn somit angenommen wird, dass im Fall von Aya (Kind) die Übereinstimmungsrate zwischen den zusätzlich in der Datenbank angesammelten Daten und den Authentifizierungsdaten 0,8 ist und ein anfangs eingestellter Schwellenwert 0,75 ist, ist ein bevorzugter Aspekt des Änderns des Einstellwerts des Schwellenwerts zum Zeitpunkt der Authentifizierung auf beispielsweise 0,7 gegeben, um eine Identitätsverifizierung unter Verwendung des geänderten Schwellenwerts auszuführen. Wenn indessen im Fall des Großvaters angenommen wird, dass die Übereinstimmungsrate zwischen den zusätzlich in der Datenbank angesammelten Daten und den Authentifizierungsdaten 0,9 ist, ist ein bevorzugter Aspekt des Änderns des anfangs auf 0,75 eingestellten Schwellenwerts auf beispielsweise 0,8 gegeben, um eine Identitätsverifizierung unter Verwendung des geänderten Schwellenwerts auszuführen.
Um einen für Venenmuster eingestellten Schwellenwert zu ändern, speichert die Venenauthentifizierungseinheit die extrahierten Venenmuster in der Datenbank, wenn sowohl die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung eine Identitätsverifizierung erzielen. Danach berechnet die CPU eine Differenz zwischen der Übereinstimmungsrate zwischen Daten, die in der Datenbank zu speichern sind, und den Authentifizierungsdaten und einem eingestellten Schwellenwert (zum Beispiel 0,75) gemäß einem in dem Speicher gespeicherten Programm. Wenn der berechnete Wert kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert A (zum Beispiel 0,05) ist, reduziert die CPU den Einstellwert (zum Beispiel 0,75) des Schwellenwerts zum Zeitpunkt der Authentifizierung um einen vorbestimmten Betrag B (zum Beispiel 0,05). Wenn indessen der Berechnungswert größer als ein vorbestimmter Wert C (zum Beispiel 0,10) ist, erhöht die CPU den Einstellwert des Schwellenwerts zum Zeitpunkt der Authentifizierung um einen vorbestimmten Betrag D (zum Beispiel 0,05). Danach wird der geänderte Schwellenwert in der Datenbank gespeichert, und es wird eine Identitätsverifizierung unter Verwendung des geänderten Schwellenwerts ausgeführt. Zum Zeitpunkt der Authentifizierung erhält die CPU den in der Datenbank gespeicherten geänderten Schwellenwert, um es dem Speicher zu ermöglichen, den erhaltenen Schwellenwert zu speichern, und dann wird die Authentifizierung ausgeführt.
Dieses Verfahren wird auf die Beispiele von Aya (Kind) und den Großvater angewendet. Im Fall von Aya ist, wenn angenommen wird, dass die Übereinstimmungsrate zwischen den in der Datenbank zu speichernden Daten und den Authentifizierungsdaten 0,8 ist und der eingestellte Schwellenwert 0,75 ist, die Differenz (0,05) zwischen ihnen kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert A (zum Beispiel 0,05). Somit wird der Einstellwert des Schwellenwerts zum Zeitpunkt der Authentifizierung um den vorbestimmten Betrag B (zum Beispiel 0,05) reduziert, so dass der geänderte Schwellenwert 0,7 wird. Im Fall des Großvaters ist, wenn angenommen wird, dass die Übereinstimmungsrate zwischen den in der Datenbank zu speichernden Daten und den Authentifizierungsdaten 0,9 ist und der eingestellte Schwellenwert 0,75 ist, die Differenz (0,15) zwischen ihnen größer als der vorbestimmte Wert C (zum Beispiel 0,10). Somit wird der Einstellwert des Schwellenwerts zum Zeitpunkt der Authentifizierung um den vorbestimmten Betrag D (zum Beispiel 0,05) erhöht, so dass der geänderte Schwellenwert 0,8 wird.
Das Gleiche gilt, wenn ein eingestellter Schwellenwert für die Gesichtsinformationen geändert wird. Wenn sowohl die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung eine Identitätsverifizierung erzielen, speichert die Gesichtsauthentifizierungseinheit die extrahierten Gesichtsinformationen in der Datenbank. Danach berechnet die CPU die Differenz zwischen der Übereinstimmungsrate zwischen in der Datenbank zu speichernden Daten und den Authentifizierungsdaten und einem eingestellten Schwellenwert gemäß einem in dem Speicher gespeicherten Programm. Wenn der berechnete Wert kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert E ist, reduziert die CPU den Einstellwert des Schwellenwerts zum Zeitpunkt der Authentifizierung um einen vorbestimmten Betrag F. Wenn indessen der Berechnungswert größer als ein vorbestimmter Wert G ist, erhöht die CPU den Einstellwert des Schwellenwerts zum Zeitpunkt der Authentifizierung um einen vorbestimmten Betrag H. Danach wird der geänderte Schwellenwert in der Datenbank gespeichert, und eine Identitätsverifizierung wird unter Verwendung des geänderten Schwellenwerts ausgeführt.
Die Verwendung der in Tabelle 1 gezeigten Indices weist die folgenden Vorteile auf. Wenn eine Personenauthentifizierung ausgeführt wird, wird vorher ein Index eingegeben. Wenn Authentifizierungsdaten abgerufen werden, die den extrahierten Venenmustern entsprechen, greift die CPU auf die Datenbank zu, um Authentifizierungsdaten einschließlich des Indexes zu erhalten, und ermöglicht es dem Speicher, die Authentifizierungsdaten zu speichern. Danach ruft die CPU den Index der Authentifizierungsdaten auf der Basis des vor der Authentifizierung eingegebenen Indexes ab, um die Fingerauthentifizierungsdaten mit dem gleichen Index zu erhalten. Dann vergleicht die CPU die erhaltenen Fingerauthentifizierungsdaten mit dem extrahierten Venenmuster, um eine Personenauthentifizierung auszuführen. Dieser Aspekt ist insofern bevorzugt, als die Effizienz der Personenauthentifizierung verbessert werden kann. Das Gleiche gilt auch für die Gesichtsauthentifizierung.
Der Index kann eingegeben werden, indem beispielsweise Karteninformationen unter Verwendung des IC-Karten-Einführungsschlitzes 44 des in 4 dargestellten Bedienungsfelds eingegeben werden. Außerdem kann der Index eingegeben werden, indem eine Personenauthentifizierungsnummer, ein Passwort oder dergleichen zum Spezifizieren eines Testsubjekts mittels einer Tastatur oder eines in dem Bedienungsfeld vorgesehenen Bildschirm-Tastfelds (touch panel) eingegeben werden.
Der Index in den Authentifizierungsdaten spezifiziert den Index eines Testsubjekts beispielsweise auf der Basis der durch die Venenmusterauthentifizierung spezifizierten Fingerauthentifizierungsdaten zum Zeitpunkt der Gesichtsauthentifizierung nach der Identitätsverifizierung durch die Venenmusterauthentifizierung. Danach ermöglicht es das Spezifizieren der Gesichtsauthentifizierungsdaten mit dem gleichen Index, dass die Gesichtsauthentifizierung unter Verwendung der erhaltenen Gesichtsauthentifizierungsdaten effizient ausgeführt werden kann. Das Gleiche gilt, wenn die Venenmusterauthentifizierung nach der Identitätsverifizierung durch die Gesichtsauthentifizierung ausgeführt wird.
Ein Aspekt der Benachrichtigung über die Fertigstellung, nachdem die Personenauthentifizierung fertiggestellt ist, besteht vorzugsweise darin, dass die Fertigstellung der Authentifizierung objektiv überprüft werden kann. Als Benachrichtigungseinrichtung steht beispielsweise eine Sprachbenachrichtigung wie „Identitätsverifizierung ist fertiggestellt worden“, eine Benachrichtigung mittels einer Melodie wie beispielsweise eines Glockenschlags, das Einschalten einer Anzeigelampe, der Hinweis auf einer Anzeige und dergleichen zur Verfügung. Es ist auch deren Kombination möglich. Es steht außerdem ein Aspekt des Sendens eine Benachrichtigung über die Fertigstellung der Identitätsverifizierung aus dem Personenauthentifizierungsgerät heraus nach außen zur Verfügung, wie beispielsweise an ein Sicherheitsgewährleistungsfirma, eine lebende Person oder dergleichen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das Personenauthentifizierungsgerät der vorliegenden Erfindung weist eine niedrige Falschakzeptanzrate auf und kann eine Falschzurückweisungsrate selbst dann niedrig halten, wenn sich Venenmuster oder Gesichtsinformationen im Lauf der Zeit verändern, so dass dasselbe Personenauthentifizierungsgerät kontinuierlich über mehrere Jahre hinweg verwendet werden kann.
Bezugszeichenliste

41: Bedienungsfeld
42: Lautsprecher
43: Leseeinheit
44: IC-Karten-Einführungsschlitz
45: Beleuchtungseinheit
46: Kamera
111: Eingabeeinrichtung
112: Steuereinrichtung
113: Anzeigeeinrichtung
114: Speichereinrichtung
115: Ausgabeeinrichtung
121: Eingabeschaltung
122: CPU
123: Anzeige
124: Datenbank
125: Ausgabeschaltung
126: Speicher
127: Kamera
128: Leseeinheit
131: BS
132: Fingerauthentifizierungsdaten
133: Gesichtsauthentifizierungsdaten

Claims

Personenauthentifizierungsgerät, umfassend: eine Venenmusterauthentifizierungseinrichtung zum Lesen von Fingervenenmustern und Ausführen einer Identitätsverifizierung auf der Basis der Fingervenenmuster; und eine Gesichtsauthentifizierungseinrichtung zum Abbilden eines Gesichts mit einer Kamera und Ausführen einer Identitätsverifizierung auf der Basis von Gesichtsinformationen, wobei das Personenauthentifizierungsgerät feststellt, dass eine Person sie selbst ist, wenn die Person sowohl durch die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch durch die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung authentifiziert wird, wobei das Personenauthentifizierungsgerät so eingerichtet ist, dass eine Leseeinheit zum Lesen der Fingervenenmuster und die Kamera zum Abbilden des Gesichts einander benachbart angeordnet sind, und so, dass, wenn ein Finger der Person auf die Leseeinheit gelegt ist, die Kamera das Gesicht der Person abbildet, wobei die Venenmusterauthentifizierungseinrichtung enthält: die Leseeinheit, die den Finger mit Licht bestrahlt, um die Fingervenenmuster zu lesen, und Licht abbildet, das den Finger durchdringt; eine Venenauthentifizierungseinheit, die eine Datenbank aufweist, in der Authentifizierungsdaten für die Fingervenenmuster vorab gespeichert worden sind, wobei die Venenauthentifizierungseinheit so eingerichtet ist, dass sie Abbildungsinformationen von der Leseeinheit empfangen kann, und wenn sie die Abbildungsinformationen von der Leseeinheit empfängt, Venenmuster aus den Abbildungsinformationen extrahiert, Authentifizierungsdaten abruft, die den extrahierten Venenmustern entsprechen, und eine Identitätsverifizierung erzielt, wenn Authentifizierungsdaten vorhanden sind mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Venenmustern und den Authentifizierungsdaten für Venenmuster, die größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der niedriger als ein Schwellenwert eingestellt ist, wie er normalerweise in der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung eingestellt ist, wobei die Gesichtsauthentifizierungseinrichtung enthält: die Kamera zum Abbilden des Gesichts; und eine Gesichtsauthentifizierungseinheit mit einer Datenbank, in der vorab Gesichtsauthentifizierungsdaten gespeichert worden sind, wobei die Gesichtsauthentifizierungseinheit so eingerichtet ist, dass sie Abbildungsinformationen von der Kamera empfangen kann, und wenn sie die Abbildungsinformationen von der Kamera empfängt, Gesichtsinformationen aus den Abbildungsinformationen extrahiert, Authentifizierungsdaten abruft, die den extrahierten Gesichtsinformationen entsprechen, und eine Identitätsverifizierung erzielt, wenn Authentifizierungsdaten vorhanden sind mit einer Übereinstimmungsrate zwischen den extrahierten Gesichtsinformationen und den Authentifizierungsdaten für das Gesicht, die größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der niedriger als ein Schwellenwert eingestellt ist, wie er normalerweise in der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung eingestellt ist; wobei die extrahierten Venenmuster und die extrahierten Gesichtsinformationen zusätzlich in der Datenbank angesammelt werden, wenn die Identitätsverifizierung sowohl von der Venenmusterauthentifizierungseinrichtung als auch der Gesichtsauthentifizierungseinrichtung erzielt wird; und wobei für jede authentifizierte Person ein Einstellwert eines Authentifizierungsschwellenwerts reduziert wird, falls eine Differenz zwischen dem eingestellten Authentifizierungsschwellenwert und einer Übereinstimmungsrate zwischen den zusätzlich in der Datenbank angesammelten Daten und den Authentifizierungsdaten kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und der Einstellwert des Authentifizierungszeitpunktschwellenwerts erhöht wird, falls diese Differenz größer als ein vorbestimmter Wert ist, um eine Identitätsverifizierung unter Verwendung des geänderten Authentifizierungsschwellenwerts auszuführen.
Personenauthentifizierungsgerät nach Anspruch 1, wobei, wenn der Finger der Person auf die Leseeinheit gelegt ist, eine Vorsichtsmaßnahme für das Abbilden sprachgeführt erfolgt, bevor die Kamera das Gesicht der Person abbildet.
Personenauthentifizierungsgerät nach Anspruch 1, ferner umfassend eine der Kamera benachbart angeordnete Beleuchtungseinheit, wobei die Beleuchtungseinheit Licht in einer Abbildungsrichtung der Kamera aussendet, wenn der Finger der Person auf die Leseeinheit gelegt ist.
Personenauthentifizierungsgerät nach Anspruch 1, wobei alte Daten aus den in der Datenbank angesammelten Daten gelöscht werden.
Personenauthentifizierungsgerät nach Anspruch 1, wobei in der Datenbank angesammelte aktualisierte Daten als die Authentifizierungsdaten verwendet werden.