JP2002042137A - 認証システム - Google Patents
認証システムInfo
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- JP2002042137A JP2002042137A JP2000223748A JP2000223748A JP2002042137A JP 2002042137 A JP2002042137 A JP 2002042137A JP 2000223748 A JP2000223748 A JP 2000223748A JP 2000223748 A JP2000223748 A JP 2000223748A JP 2002042137 A JP2002042137 A JP 2002042137A
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
- G06F21/31—User authentication
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】筆記時間の部分的ばらつきの影響を排除し、ペ
ンの方向の時間変化を比較することでより信頼性の高い
認証システムを提供する。 【解決手段】第1、第2エンティティがペン2を用いて
タブレット1に所定パターンを書くとき、方向測定手段
5により測定されるペン2の方向ベクトルを成分に含む
第1、第2ベクトルを時系列的に生成する第1、第2ベ
クトル生成手段8、9を設ける。第1ベクトルと、第2
ベクトルとの差であって、第1ベクトルに含まれる方向
ベクトルと、第2ベクトルに含まれる方向ベクトルとの
差を含むものの累積値が最小になるように第1及び第2
ベクトルの時間スケールを整合させるDPマッチング処
理を行うDPマッチング処理手段10を設ける。DPマ
ッチング処理における第1及び第2ベクトルの差の累積
値と、所定の閾値との大小に応じて両エンティティが一
致又は相違すると判定する判定手段11を設ける。
ンの方向の時間変化を比較することでより信頼性の高い
認証システムを提供する。 【解決手段】第1、第2エンティティがペン2を用いて
タブレット1に所定パターンを書くとき、方向測定手段
5により測定されるペン2の方向ベクトルを成分に含む
第1、第2ベクトルを時系列的に生成する第1、第2ベ
クトル生成手段8、9を設ける。第1ベクトルと、第2
ベクトルとの差であって、第1ベクトルに含まれる方向
ベクトルと、第2ベクトルに含まれる方向ベクトルとの
差を含むものの累積値が最小になるように第1及び第2
ベクトルの時間スケールを整合させるDPマッチング処
理を行うDPマッチング処理手段10を設ける。DPマ
ッチング処理における第1及び第2ベクトルの差の累積
値と、所定の閾値との大小に応じて両エンティティが一
致又は相違すると判定する判定手段11を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は認証システム、特に
エンティティの筆記時のペンの方向に現れる個人差を利
用する認証システムに関する。
エンティティの筆記時のペンの方向に現れる個人差を利
用する認証システムに関する。
【0002】
【従来の技術】インターネットの普及によってネットワ
ーク上の通信を利用した商取引が盛んに行われている
が、商取引の安全を確保するために各エンティティの認
証を行うことが重要である。一般には、認証局が取引に
必要なパスワードやIDナンバーを予め各エンティティ
に付与し、そのパスワード等をネットワークに通信可能
に接続された端末装置に入力させることで認証を行う。
しかし、パスワードやIDナンバーが他人の知るところ
となった場合、認証局はそのパスワード等を入力したも
のが別人であることを識別することができない。
ーク上の通信を利用した商取引が盛んに行われている
が、商取引の安全を確保するために各エンティティの認
証を行うことが重要である。一般には、認証局が取引に
必要なパスワードやIDナンバーを予め各エンティティ
に付与し、そのパスワード等をネットワークに通信可能
に接続された端末装置に入力させることで認証を行う。
しかし、パスワードやIDナンバーが他人の知るところ
となった場合、認証局はそのパスワード等を入力したも
のが別人であることを識別することができない。
【0003】かかる背景に鑑み、近年、「バイオメトリ
クス(生体識別)」による認証の研究が盛んに行われて
いる。バイオメトリクスによる認証方法にはDNA、
顔、網膜、指紋等の人間の身体的・物理的特徴を用いる
方法と、署名や声等の人間の行動の特徴を用いる方法と
がある。前者の方法によれば、指紋等の身体的特徴を別
人が盗用して本人に成り済ますのは極めて困難であるた
め、認証がきわめて確実に行われるという利点がある。
しかし、DNAや顔や指紋を識別するための特殊かつ高
価な装置が必要となるため実用化が困難という問題があ
る。一方、後者の方法の一例として、筆跡照合による方
法が提案されている。筆跡の照合はDNAや顔の識別と
比較して簡単な構成の装置により行えるので、実用性が
高い。しかし、別人により本人の筆跡が巧みに模倣され
る可能性は高く、認証の信頼性が十分とはいえない。
クス(生体識別)」による認証の研究が盛んに行われて
いる。バイオメトリクスによる認証方法にはDNA、
顔、網膜、指紋等の人間の身体的・物理的特徴を用いる
方法と、署名や声等の人間の行動の特徴を用いる方法と
がある。前者の方法によれば、指紋等の身体的特徴を別
人が盗用して本人に成り済ますのは極めて困難であるた
め、認証がきわめて確実に行われるという利点がある。
しかし、DNAや顔や指紋を識別するための特殊かつ高
価な装置が必要となるため実用化が困難という問題があ
る。一方、後者の方法の一例として、筆跡照合による方
法が提案されている。筆跡の照合はDNAや顔の識別と
比較して簡単な構成の装置により行えるので、実用性が
高い。しかし、別人により本人の筆跡が巧みに模倣され
る可能性は高く、認証の信頼性が十分とはいえない。
【0004】そこで、本願発明者は、筆記時におけるペ
ンの方向に現れる個人差に着目し、その個人差を利用し
た信頼性・実用性の高い認証方法を提案している(電子
情報通信学会、信学技報「署名時のペンの方向に着目し
たオンライン署名照合」(1998年2月刊行)参
照)。この認証方法によれば、まず、本人が署名すると
きの筆記面に対するペンの方向の時間変化が測定され、
基準の署名データとして登録される。次に、任意の者が
同一の署名をするときのペンの方向の時間変化が測定さ
れ、認証用の署名データとして基準の署名データと比較
される。両データの比較に際し、それぞれの時間スケー
ルが整合される。例えば、基準の署名データ、認証用の
署名データの測定時間の比が1.1:1とすると、後者
の時間スケールは前者の時間スケールに合わせて1.1
倍に一様に拡大される。こうして時間スケールが整合さ
れた上で両データが比較され、両データの誤差が所定の
閾値以下であれば認証用の署名データに係る署名者は本
人であり、閾値より大きければ別人であると判断され
る。この認証方法は筆跡のみを利用する認証方法と比較
して格段に向上することが示された。
ンの方向に現れる個人差に着目し、その個人差を利用し
た信頼性・実用性の高い認証方法を提案している(電子
情報通信学会、信学技報「署名時のペンの方向に着目し
たオンライン署名照合」(1998年2月刊行)参
照)。この認証方法によれば、まず、本人が署名すると
きの筆記面に対するペンの方向の時間変化が測定され、
基準の署名データとして登録される。次に、任意の者が
同一の署名をするときのペンの方向の時間変化が測定さ
れ、認証用の署名データとして基準の署名データと比較
される。両データの比較に際し、それぞれの時間スケー
ルが整合される。例えば、基準の署名データ、認証用の
署名データの測定時間の比が1.1:1とすると、後者
の時間スケールは前者の時間スケールに合わせて1.1
倍に一様に拡大される。こうして時間スケールが整合さ
れた上で両データが比較され、両データの誤差が所定の
閾値以下であれば認証用の署名データに係る署名者は本
人であり、閾値より大きければ別人であると判断され
る。この認証方法は筆跡のみを利用する認証方法と比較
して格段に向上することが示された。
【0005】しかし、全体的な時間スケールを整合させ
ても、筆記時間の部分的なばらつきにより本人が別人と
誤認される可能性が残されていた。例えば、二分される
パターンについて、基準の署名データの測定時には前
半:後半が0.45:0.55という時間配分で書か
れ、認証用の署名データの測定時には前半:後半が0.
55:0.45という時間配分で書かれたとする。ま
た、前半と後半とでペンの方向が顕著に変化したとす
る。この場合、配分比0.45〜0.55の時間帯で両
方の署名データの誤差が大きくなり、結果として基準の
署名データ及び認証用の署名データが同一人から測定さ
れたにもかかわらず別人と誤認される可能性があった。
ても、筆記時間の部分的なばらつきにより本人が別人と
誤認される可能性が残されていた。例えば、二分される
パターンについて、基準の署名データの測定時には前
半:後半が0.45:0.55という時間配分で書か
れ、認証用の署名データの測定時には前半:後半が0.
55:0.45という時間配分で書かれたとする。ま
た、前半と後半とでペンの方向が顕著に変化したとす
る。この場合、配分比0.45〜0.55の時間帯で両
方の署名データの誤差が大きくなり、結果として基準の
署名データ及び認証用の署名データが同一人から測定さ
れたにもかかわらず別人と誤認される可能性があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】かかる背景に鑑み、本
発明は、筆記時間の部分的ばらつきの影響を排除し、ペ
ンの方向の時間変化を比較することでより信頼性の高い
認証システムを提供することを解決課題とする。
発明は、筆記時間の部分的ばらつきの影響を排除し、ペ
ンの方向の時間変化を比較することでより信頼性の高い
認証システムを提供することを解決課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の認証システムは、筆記面に対するペンの傾斜
角又は方位角により表される該ペンの方向ベクトルを時
系列的に測定する方向測定手段を備えている。また、第
1エンティティが該ペンを用いて該筆記面に所定パター
ンを書くとき、該方向測定手段により測定される該ペン
の方向ベクトルを成分に含む第1ベクトルを時系列的に
生成する第1ベクトル生成手段を備えている。さらに、
第2エンティティが該ペンを用いて該筆記面に該所定パ
ターンを書くとき、該方向測定手段により測定される該
ペンの方向ベクトルを成分に含む第2ベクトルを時系列
的に生成する第2ベクトル生成手段を備えている。ま
た、該第1ベクトル生成手段により生成される第1ベク
トルと、該第2ベクトル生成手段により生成される第2
ベクトルとの差であって、第1ベクトルに含まれる方向
ベクトルと、第2ベクトルに含まれる方向ベクトルとの
差を含むものの累積値が最小になるように第1及び第2
ベクトルの時間スケールを整合させるDPマッチング処
理を行うDPマッチング処理手段を備えている。さら
に、該DPマッチング処理手段により行われるDPマッ
チング処理における第1ベクトルと第2ベクトルとの差
の累積値が所定の閾値以下の場合は第1エンティティと
第2エンティティとが一致すると判定し、該閾値より大
きい場合は第1エンティティと第2エンティティとが相
違すると判定する判定手段を備えている。
の本発明の認証システムは、筆記面に対するペンの傾斜
角又は方位角により表される該ペンの方向ベクトルを時
系列的に測定する方向測定手段を備えている。また、第
1エンティティが該ペンを用いて該筆記面に所定パター
ンを書くとき、該方向測定手段により測定される該ペン
の方向ベクトルを成分に含む第1ベクトルを時系列的に
生成する第1ベクトル生成手段を備えている。さらに、
第2エンティティが該ペンを用いて該筆記面に該所定パ
ターンを書くとき、該方向測定手段により測定される該
ペンの方向ベクトルを成分に含む第2ベクトルを時系列
的に生成する第2ベクトル生成手段を備えている。ま
た、該第1ベクトル生成手段により生成される第1ベク
トルと、該第2ベクトル生成手段により生成される第2
ベクトルとの差であって、第1ベクトルに含まれる方向
ベクトルと、第2ベクトルに含まれる方向ベクトルとの
差を含むものの累積値が最小になるように第1及び第2
ベクトルの時間スケールを整合させるDPマッチング処
理を行うDPマッチング処理手段を備えている。さら
に、該DPマッチング処理手段により行われるDPマッ
チング処理における第1ベクトルと第2ベクトルとの差
の累積値が所定の閾値以下の場合は第1エンティティと
第2エンティティとが一致すると判定し、該閾値より大
きい場合は第1エンティティと第2エンティティとが相
違すると判定する判定手段を備えている。
【0008】本認証システムによれば、まず、第1エン
ティティがペンを用いて筆記面に所定パターンを書くと
き、方向測定手段により筆記面に対する傾斜角又は方位
角により表されるペンの方向ベクトルが時系列的に測定
される。そして、第1ベクトル生成手段により、測定さ
れたペンの方向ベクトルを成分に含む第1ベクトルが時
系列的に生成される。また、第2エンティティがペンを
用いて筆記面に所定パターンを書くとき、方向測定手段
によりペンの方向ベクトルが時系列的に測定される。そ
して、第2ベクトル生成手段により、測定されたペンの
方向ベクトルを成分に含む第2ベクトルが時系列的に生
成される。ここで「筆記面」は、平面のみならず球面の
一部等の曲面を含む。また、「所定パターン」とはペン
を用いて筆記面に書ける又は描けるあらゆるパターンを
意味し、文字、記号、符号、図形、これらの組み合わ
せ、及びこれらの断片的部分を含む。
ティティがペンを用いて筆記面に所定パターンを書くと
き、方向測定手段により筆記面に対する傾斜角又は方位
角により表されるペンの方向ベクトルが時系列的に測定
される。そして、第1ベクトル生成手段により、測定さ
れたペンの方向ベクトルを成分に含む第1ベクトルが時
系列的に生成される。また、第2エンティティがペンを
用いて筆記面に所定パターンを書くとき、方向測定手段
によりペンの方向ベクトルが時系列的に測定される。そ
して、第2ベクトル生成手段により、測定されたペンの
方向ベクトルを成分に含む第2ベクトルが時系列的に生
成される。ここで「筆記面」は、平面のみならず球面の
一部等の曲面を含む。また、「所定パターン」とはペン
を用いて筆記面に書ける又は描けるあらゆるパターンを
意味し、文字、記号、符号、図形、これらの組み合わ
せ、及びこれらの断片的部分を含む。
【0009】次に、DPマッチング処理手段によりDP
マッチング処理が行われ、第1及び第2ベクトルの差の
累積値が最小となるように、即ち、第1及び第2ベクト
ルが最もよく整合するように時間スケールが調整され
る。この第1ベクトルと第2ベクトルとの差には、第1
ベクトルに成分として含まれている方向ベクトルと第2
ベクトルに成分として含まれている方向ベクトルとの差
が含まれる。ここで、ベクトルの「差」は、両ベクトル
のなす角度、両ベクトルで表されるベクトル空間内の点
同士の距離、両ベクトルの内積、両ベクトルの長さの差
等を含む。
マッチング処理が行われ、第1及び第2ベクトルの差の
累積値が最小となるように、即ち、第1及び第2ベクト
ルが最もよく整合するように時間スケールが調整され
る。この第1ベクトルと第2ベクトルとの差には、第1
ベクトルに成分として含まれている方向ベクトルと第2
ベクトルに成分として含まれている方向ベクトルとの差
が含まれる。ここで、ベクトルの「差」は、両ベクトル
のなす角度、両ベクトルで表されるベクトル空間内の点
同士の距離、両ベクトルの内積、両ベクトルの長さの差
等を含む。
【0010】本発明のDPマッチング処理の概要につい
て図2を用いて説明する。簡単のため、第1及び第2ベ
クトルは1次元とし、第1ベクトルが図2(a)に点線
で示すように時間0〜t1 で増加、t1 〜t2 で減少、
t2 〜t3 で増加し、第2ベクトルが図2(a)に実線
で示すように時間0〜t1'で増加、t1'〜t2'で減少、
t2'〜t3'で増加したとする。また、t1'<t1 <t2'
<t2 <t3 <t3'であり、時間0〜t1 、t1 〜
t2 、t2 〜t3 の比が2:2:1、時間0〜t1'、t
1'〜t2'、t2'〜t3'の比が1:2:3であり、両ベク
トルの時間変化に部分的ばらつきがあるとする。この場
合、DPマッチング処理が行われると、図2(b)に点
線で示す第1ベクトルの時間0〜t1 、t1 〜t2 、t
2 〜t3 に合わせ、実線で示すように第2データの時間
0〜t1'、t1'〜t2'、t2'〜t3'が伸縮される。一
方、従来通り第2ベクトルの時間スケールが第1ベクト
ルの時間スケールに合わせて図2(b)に一点鎖線で示
すように一様に縮小されると、両ベクトルはその時間ス
ケールの部分的ばらつきを反映して大きく相違した形と
なる。
て図2を用いて説明する。簡単のため、第1及び第2ベ
クトルは1次元とし、第1ベクトルが図2(a)に点線
で示すように時間0〜t1 で増加、t1 〜t2 で減少、
t2 〜t3 で増加し、第2ベクトルが図2(a)に実線
で示すように時間0〜t1'で増加、t1'〜t2'で減少、
t2'〜t3'で増加したとする。また、t1'<t1 <t2'
<t2 <t3 <t3'であり、時間0〜t1 、t1 〜
t2 、t2 〜t3 の比が2:2:1、時間0〜t1'、t
1'〜t2'、t2'〜t3'の比が1:2:3であり、両ベク
トルの時間変化に部分的ばらつきがあるとする。この場
合、DPマッチング処理が行われると、図2(b)に点
線で示す第1ベクトルの時間0〜t1 、t1 〜t2 、t
2 〜t3 に合わせ、実線で示すように第2データの時間
0〜t1'、t1'〜t2'、t2'〜t3'が伸縮される。一
方、従来通り第2ベクトルの時間スケールが第1ベクト
ルの時間スケールに合わせて図2(b)に一点鎖線で示
すように一様に縮小されると、両ベクトルはその時間ス
ケールの部分的ばらつきを反映して大きく相違した形と
なる。
【0011】最後に、判定手段により、DPマッチング
処理における差の累積値が所定の閾値以下の場合には両
エンティティが一致すると判定され、閾値より大きい場
合には両エンティティが相違すると判定される。
処理における差の累積値が所定の閾値以下の場合には両
エンティティが一致すると判定され、閾値より大きい場
合には両エンティティが相違すると判定される。
【0012】前記認証システムによれば、DPマッチン
グ処理により両ベクトルの時間変化の部分的ばらつきが
解消されて両ベクトルが最もよく整合される。その上
で、両ベクトルの差の累積値に基づいて第1エンティテ
ィと第2エンティティとの同否が判定される。このよう
に両ベクトルの時間変化の部分的ばらつきが解消される
ので、第1エンティティと第2エンティティとが同一に
もかかわらず、筆記時に生じるペンの方向の時間的な部
分的ばらつきのために別人と判定されるおそれを抑制す
ることができる。
グ処理により両ベクトルの時間変化の部分的ばらつきが
解消されて両ベクトルが最もよく整合される。その上
で、両ベクトルの差の累積値に基づいて第1エンティテ
ィと第2エンティティとの同否が判定される。このよう
に両ベクトルの時間変化の部分的ばらつきが解消される
ので、第1エンティティと第2エンティティとが同一に
もかかわらず、筆記時に生じるペンの方向の時間的な部
分的ばらつきのために別人と判定されるおそれを抑制す
ることができる。
【0013】また、DPマッチング処理における第1ベ
クトルと第2ベクトルとの差には、各ベクトルに含まれ
る方向ベクトル同士の差が含まれている。ペンの方向ベ
クトルは各エンティティが所定パターンを筆記面に書く
ときの筆記面に対するペンの方向を示す。また、両方向
ベクトルの「差」は、前述のように内積、角度、距離等
により表される。従って、この第1ベクトルと第2ベク
トルとの差には、第1、第2エンティティが所定パター
ンを筆記面に書くときのペンの方向ベクトルのズレが含
まれる。このため、ペンの方向ベクトルに現れる個人差
を第1、第2ベクトルの差に直接反映させて認証を行う
ことができる。
クトルと第2ベクトルとの差には、各ベクトルに含まれ
る方向ベクトル同士の差が含まれている。ペンの方向ベ
クトルは各エンティティが所定パターンを筆記面に書く
ときの筆記面に対するペンの方向を示す。また、両方向
ベクトルの「差」は、前述のように内積、角度、距離等
により表される。従って、この第1ベクトルと第2ベク
トルとの差には、第1、第2エンティティが所定パター
ンを筆記面に書くときのペンの方向ベクトルのズレが含
まれる。このため、ペンの方向ベクトルに現れる個人差
を第1、第2ベクトルの差に直接反映させて認証を行う
ことができる。
【0014】前記認証システムは、前記筆記面における
前記ペンの先端の位置ベクトルを時系列的に測定するペ
ン先位置測定手段、又は該筆記面に対する該ペンの筆圧
を時系列的に測定する筆圧測定手段を備え、前記第1及
び第2ベクトル生成手段は、該ペン先位置測定手段によ
り測定される位置ベクトル又は該筆圧測定手段により測
定される筆圧を成分に含む第1及び第2ベクトルを時系
列的に生成し、前記DPマッチング処理手段により第1
及び第2ベクトルに対してDPマッチング処理が行われ
るとき、第1ベクトルに含まれる前記方向ベクトルと第
2ベクトルに含まれる前記方向ベクトルとの差と、第1
ベクトルに含まれる位置ベクトル又は筆圧と第2ベクト
ルに含まれる位置ベクトル又は筆圧との差とが、それぞ
れ規格化され、重み付けられた上で加算されることによ
り第1及び第2ベクトルの前記差が求められることが好
ましい。
前記ペンの先端の位置ベクトルを時系列的に測定するペ
ン先位置測定手段、又は該筆記面に対する該ペンの筆圧
を時系列的に測定する筆圧測定手段を備え、前記第1及
び第2ベクトル生成手段は、該ペン先位置測定手段によ
り測定される位置ベクトル又は該筆圧測定手段により測
定される筆圧を成分に含む第1及び第2ベクトルを時系
列的に生成し、前記DPマッチング処理手段により第1
及び第2ベクトルに対してDPマッチング処理が行われ
るとき、第1ベクトルに含まれる前記方向ベクトルと第
2ベクトルに含まれる前記方向ベクトルとの差と、第1
ベクトルに含まれる位置ベクトル又は筆圧と第2ベクト
ルに含まれる位置ベクトル又は筆圧との差とが、それぞ
れ規格化され、重み付けられた上で加算されることによ
り第1及び第2ベクトルの前記差が求められることが好
ましい。
【0015】この認証システムでは、第1ベクトル、第
2ベクトルにはそれぞれペンの方向ベクトルに加え、筆
記面におけるペンの先端の位置ベクトル又は筆記面に対
する筆圧が成分として含まれる。また、DPマッチング
処理において、第1、第2ベクトルにそれぞれ含まれる
方向ベクトルの差と、位置ベクトル又は筆圧の差とがそ
れぞれ規格化され、重み付けされてから加算されること
により第1ベクトルと第2ベクトルとの差が求められ
る。ここで「規格化」とは、単位次元の異なるベクトル
成分の差をまとめて評価できるようにそれぞれの単位を
無次元化し、大きさを[0、1]等の共通する範囲内の
数値とすることをいう。第1及び第2ベクトルの差に
は、第1、第2ベクトルのそれぞれの成分である方向ベ
クトル、位置ベクトル、筆圧の差が含まれている。従っ
て、筆記面に対するペンの方向、筆記面におけるペンの
先端の位置、筆記面に対する筆圧から両エンティティの
筆記癖を総合的に比較した上で認証を行うことができ
る。
2ベクトルにはそれぞれペンの方向ベクトルに加え、筆
記面におけるペンの先端の位置ベクトル又は筆記面に対
する筆圧が成分として含まれる。また、DPマッチング
処理において、第1、第2ベクトルにそれぞれ含まれる
方向ベクトルの差と、位置ベクトル又は筆圧の差とがそ
れぞれ規格化され、重み付けされてから加算されること
により第1ベクトルと第2ベクトルとの差が求められ
る。ここで「規格化」とは、単位次元の異なるベクトル
成分の差をまとめて評価できるようにそれぞれの単位を
無次元化し、大きさを[0、1]等の共通する範囲内の
数値とすることをいう。第1及び第2ベクトルの差に
は、第1、第2ベクトルのそれぞれの成分である方向ベ
クトル、位置ベクトル、筆圧の差が含まれている。従っ
て、筆記面に対するペンの方向、筆記面におけるペンの
先端の位置、筆記面に対する筆圧から両エンティティの
筆記癖を総合的に比較した上で認証を行うことができ
る。
【0016】また、本願発明者が得た知見によれば、筆
圧よりも位置ベクトル、位置ベクトルよりも方向ベクト
ルに各エンティティの筆記癖が現れやすい。従って、重
み付けが「方向ベクトルの規格化された差の重み」>
「位置ベクトルの規格化された差の重み」>「筆圧の規
格化された差の重み」とされると、第1ベクトルと第2
ベクトルとの差には、各エンティティの筆記癖が適切に
反映される。
圧よりも位置ベクトル、位置ベクトルよりも方向ベクト
ルに各エンティティの筆記癖が現れやすい。従って、重
み付けが「方向ベクトルの規格化された差の重み」>
「位置ベクトルの規格化された差の重み」>「筆圧の規
格化された差の重み」とされると、第1ベクトルと第2
ベクトルとの差には、各エンティティの筆記癖が適切に
反映される。
【0017】そこで、前記DPマッチング処理手段によ
り第1及び第2ベクトルに対してDPマッチング処理が
行われるとき、第1ベクトルに含まれる前記方向ベクト
ルと第2ベクトルに含まれる前記方向ベクトルとの差
と、第1ベクトルに含まれる位置ベクトル又は筆圧と第
2ベクトルに含まれる位置ベクトル又は筆圧との差と
が、それぞれ規格化され、前者が後者より大きく重み付
けられた上で加算されることにより第1及び第2ベクト
ルの前記差が求められることが好ましい。
り第1及び第2ベクトルに対してDPマッチング処理が
行われるとき、第1ベクトルに含まれる前記方向ベクト
ルと第2ベクトルに含まれる前記方向ベクトルとの差
と、第1ベクトルに含まれる位置ベクトル又は筆圧と第
2ベクトルに含まれる位置ベクトル又は筆圧との差と
が、それぞれ規格化され、前者が後者より大きく重み付
けられた上で加算されることにより第1及び第2ベクト
ルの前記差が求められることが好ましい。
【0018】また、前記認証システムは、前記第1ベク
トル生成手段及び前記第2ベクトル生成手段は、前記位
置ベクトル及び前記筆圧を成分として含む第1及び第2
ベクトルを時系列的に生成し、前記DPマッチング処理
手段により第1及び第2ベクトルに対してDPマッチン
グ処理が行われるとき、第1ベクトルに含まれる位置ベ
クトルと第2ベクトルに含まれる位置ベクトルとの差
と、第1ベクトルに含まれる筆圧と第2ベクトルに含ま
れる筆圧との差とが、それぞれ規格化され、前者が後者
より大きく重み付けられた上で加算されることにより第
1及び第2ベクトルの前記差が求められることが好まし
い。
トル生成手段及び前記第2ベクトル生成手段は、前記位
置ベクトル及び前記筆圧を成分として含む第1及び第2
ベクトルを時系列的に生成し、前記DPマッチング処理
手段により第1及び第2ベクトルに対してDPマッチン
グ処理が行われるとき、第1ベクトルに含まれる位置ベ
クトルと第2ベクトルに含まれる位置ベクトルとの差
と、第1ベクトルに含まれる筆圧と第2ベクトルに含ま
れる筆圧との差とが、それぞれ規格化され、前者が後者
より大きく重み付けられた上で加算されることにより第
1及び第2ベクトルの前記差が求められることが好まし
い。
【0019】かかる重み付けにより第1ベクトルと第2
ベクトルとの差には、筆圧よりも位置ベクトル、位置ベ
クトルよりも方向ベクトルに現れる各エンティティの筆
記癖が大きく反映される。そして、この差に基づいて認
証を行うことにより、認証システムの信頼性をさらに向
上させることができる。
ベクトルとの差には、筆圧よりも位置ベクトル、位置ベ
クトルよりも方向ベクトルに現れる各エンティティの筆
記癖が大きく反映される。そして、この差に基づいて認
証を行うことにより、認証システムの信頼性をさらに向
上させることができる。
【0020】また、第1エンティティが前記ペンを用い
て前記筆記面に前記所定パターンを複数回にわたって書
いたとき、前記第1データ生成手段により複数組の第1
ベクトルが時系列的に生成され、前記DPマッチング処
理手段が該複数組の第1ベクトルに対してDPマッチン
グ処理を施し、該第1ベクトル生成手段がDPマッチン
グ処理後の該複数組の第1ベクトルの平均ベクトルを新
たな一の第1ベクトルとして時系列的に生成することが
好ましい。
て前記筆記面に前記所定パターンを複数回にわたって書
いたとき、前記第1データ生成手段により複数組の第1
ベクトルが時系列的に生成され、前記DPマッチング処
理手段が該複数組の第1ベクトルに対してDPマッチン
グ処理を施し、該第1ベクトル生成手段がDPマッチン
グ処理後の該複数組の第1ベクトルの平均ベクトルを新
たな一の第1ベクトルとして時系列的に生成することが
好ましい。
【0021】さらに、第2エンティティが前記ペンを用
いて前記筆記面に前記所定パターンを複数回にわたって
書いたとき、前記第2データ生成手段により複数組の第
2ベクトルが時系列的に生成され、前記DPマッチング
処理手段が該複数組の第2ベクトルに対してDPマッチ
ング処理を施し、該第2ベクトル生成手段がDPマッチ
ング処理後の該複数組の第2ベクトルの平均ベクトルを
新たな一の第2ベクトルとして時系列的に生成すること
が好ましい。
いて前記筆記面に前記所定パターンを複数回にわたって
書いたとき、前記第2データ生成手段により複数組の第
2ベクトルが時系列的に生成され、前記DPマッチング
処理手段が該複数組の第2ベクトルに対してDPマッチ
ング処理を施し、該第2ベクトル生成手段がDPマッチ
ング処理後の該複数組の第2ベクトルの平均ベクトルを
新たな一の第2ベクトルとして時系列的に生成すること
が好ましい。
【0022】この認証システムでは、DPマッチング処
理が施された複数組の第1、第2ベクトルが平均化され
る。従って、偶発的な筆記癖が各エンティティに固有の
筆記癖であるかのように第1、第2ベクトルに反映され
る事態が抑制される。すなわち、一の組の第1、第2ベ
クトルに偶発的な筆記癖が反映されていても、別の組の
第1、第2ベクトルにはその筆記癖が反映されていない
可能性が高い。このため、DPマッチング処理後の複数
組のベクトルの平均化によりかかる偶発的な筆記癖の影
響を緩和することができる。また、偶発的に現れなかっ
た筆記癖が、固有の筆記癖ではないかのように第1、第
2ベクトルに反映されない事態が抑制される。すなわ
ち、一の組の第1、第2ベクトルに固有の筆記癖が反映
されていなくても、別の組の第1、第2ベクトルにはそ
の筆記癖が反映されている可能性が高いため、ベクトル
の平均化によりその筆記癖を明確化することができる。
このように偶発的な筆記癖の影響が緩和され、固有の筆
記癖が明確化された第1、第2ベクトルに基づき各エン
ティティの異同が判定されることにより認証の信頼性を
向上させることができる。
理が施された複数組の第1、第2ベクトルが平均化され
る。従って、偶発的な筆記癖が各エンティティに固有の
筆記癖であるかのように第1、第2ベクトルに反映され
る事態が抑制される。すなわち、一の組の第1、第2ベ
クトルに偶発的な筆記癖が反映されていても、別の組の
第1、第2ベクトルにはその筆記癖が反映されていない
可能性が高い。このため、DPマッチング処理後の複数
組のベクトルの平均化によりかかる偶発的な筆記癖の影
響を緩和することができる。また、偶発的に現れなかっ
た筆記癖が、固有の筆記癖ではないかのように第1、第
2ベクトルに反映されない事態が抑制される。すなわ
ち、一の組の第1、第2ベクトルに固有の筆記癖が反映
されていなくても、別の組の第1、第2ベクトルにはそ
の筆記癖が反映されている可能性が高いため、ベクトル
の平均化によりその筆記癖を明確化することができる。
このように偶発的な筆記癖の影響が緩和され、固有の筆
記癖が明確化された第1、第2ベクトルに基づき各エン
ティティの異同が判定されることにより認証の信頼性を
向上させることができる。
【0023】前記閾値が、複数組の第1ベクトルに対す
るDPマッチング処理における前記差の累積値の最大値
と同程度に設定されることが好ましい。この差の累積値
は同一の第1エンティティが同一の所定パターンを書く
ときに筆記癖がどの程度ばらつくかを示すものである。
すなわち、第1エンティティと一致する第2エンティテ
ィが認証に際して同一の所定パターンを書くとき、筆記
癖のばらつきにより差の累積値が同程度になると予想さ
れる。かかる筆記癖のばらつきを予想した上で認証が行
われるので、両エンティティが一致するにもかかわら
ず、相違すると誤って判定される可能性を軽減すること
ができる。また、筆記癖のばらつきが大きい第1エンテ
ィティに対しては閾値を増加させて認証の条件をやや緩
和する一方、筆記癖のばらつきが小さい第1エンティテ
ィに対しては閾値を低めに押さえて認証システム全体の
信頼性を確保することができる。
るDPマッチング処理における前記差の累積値の最大値
と同程度に設定されることが好ましい。この差の累積値
は同一の第1エンティティが同一の所定パターンを書く
ときに筆記癖がどの程度ばらつくかを示すものである。
すなわち、第1エンティティと一致する第2エンティテ
ィが認証に際して同一の所定パターンを書くとき、筆記
癖のばらつきにより差の累積値が同程度になると予想さ
れる。かかる筆記癖のばらつきを予想した上で認証が行
われるので、両エンティティが一致するにもかかわら
ず、相違すると誤って判定される可能性を軽減すること
ができる。また、筆記癖のばらつきが大きい第1エンテ
ィティに対しては閾値を増加させて認証の条件をやや緩
和する一方、筆記癖のばらつきが小さい第1エンティテ
ィに対しては閾値を低めに押さえて認証システム全体の
信頼性を確保することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の認証システムの実
施形態について図面を用いて説明する。図1は本実施形
態の認証システムの説明的構成図であり、図2は本実施
形態の認証システムにおけるDPマッチングの概要説明
図であり、図3は本実施形態の認証システムにおけるD
Pマッチング処理の詳細の説明図である。
施形態について図面を用いて説明する。図1は本実施形
態の認証システムの説明的構成図であり、図2は本実施
形態の認証システムにおけるDPマッチングの概要説明
図であり、図3は本実施形態の認証システムにおけるD
Pマッチング処理の詳細の説明図である。
【0025】図1に示す認証システムは、複数箇所に設
置された略平板状のタブレット(筆記面)1と、図示し
ない磁石が仕込まれたペン2と、タブレット1に接続さ
れた端末装置3と、複数の端末装置3にネットワークを
介して通信可能に接続された認証用端末装置4とを備え
ている。
置された略平板状のタブレット(筆記面)1と、図示し
ない磁石が仕込まれたペン2と、タブレット1に接続さ
れた端末装置3と、複数の端末装置3にネットワークを
介して通信可能に接続された認証用端末装置4とを備え
ている。
【0026】タブレット1は、ペン2に仕込まれた磁石
の磁気を検出することでタブレット1に対する傾斜角θ
及び方位角φで表されるペン2の方向ベクトルa=
t(cosθsinφ、cosθcosφ、sinθ)
を時系列的に測定する方向測定手段5と、タブレット1
におけるペン2の先端の位置ベクトルb=(x、y)を
時系列的に測定するペン先位置測定手段6と、タブレッ
ト1に対するペン先の筆圧pを時系列的に測定する筆圧
測定手段7とを備えている。認証用端末装置4は、認証
の基準となる第1ベクトルを生成する第1ベクトル生成
手段8と、認証に際して第1ベクトルと比較される第2
ベクトルを生成する第2ベクトル生成手段9と、両ベク
トルのDPマッチング処理を行うDPマッチング処理手
段10と、DPマッチング処理の結果に基づいて本人か
否かを判定する判定手段11と、認証に必要な種々のデ
ータを記憶保持するメモリ12とを備えている。第1ベ
クトル生成手段8、第2ベクトル生成手段9により生成
される第1ベクトル t(a1 、b1 、p1 )、第2ベク
トル t(a2 、b2 、p2 )は、ある時点の3次元の方
向ベクトルa1 、a2 、2次元の位置ベクトルb1 、b
2 、筆圧p1 、p2 を含む6次元のベクトルである。
の磁気を検出することでタブレット1に対する傾斜角θ
及び方位角φで表されるペン2の方向ベクトルa=
t(cosθsinφ、cosθcosφ、sinθ)
を時系列的に測定する方向測定手段5と、タブレット1
におけるペン2の先端の位置ベクトルb=(x、y)を
時系列的に測定するペン先位置測定手段6と、タブレッ
ト1に対するペン先の筆圧pを時系列的に測定する筆圧
測定手段7とを備えている。認証用端末装置4は、認証
の基準となる第1ベクトルを生成する第1ベクトル生成
手段8と、認証に際して第1ベクトルと比較される第2
ベクトルを生成する第2ベクトル生成手段9と、両ベク
トルのDPマッチング処理を行うDPマッチング処理手
段10と、DPマッチング処理の結果に基づいて本人か
否かを判定する判定手段11と、認証に必要な種々のデ
ータを記憶保持するメモリ12とを備えている。第1ベ
クトル生成手段8、第2ベクトル生成手段9により生成
される第1ベクトル t(a1 、b1 、p1 )、第2ベク
トル t(a2 、b2 、p2 )は、ある時点の3次元の方
向ベクトルa1 、a2 、2次元の位置ベクトルb1 、b
2 、筆圧p1 、p2 を含む6次元のベクトルである。
【0027】前記構成の認証システムによる認証の手順
について説明する。本実施形態では、認証システムがク
レジット・カードを利用したショッピングに適用され、
タブレット1、ペン2、端末装置3を備えたカード発行
の窓口及びショップが存在し、また、カード会社が認証
用端末装置4を所有している。まず、カードを所望する
第1エンティティが、カード発行に必要な個人データを
カード発行の窓口にある端末装置3に入力する。また、
第1エンティティはペン2を用いてその端末装置3に接
続されたタブレット1に自己の氏名(本発明の「所定パ
ターン」)を署名する。このとき、方向測定手段5、ペ
ン先位置測定手段6、筆圧測定手段7によりペン2の方
向ベクトル、位置ベクトル、筆圧が時系列的に測定さ
れ、基準の署名データとされる。また、筆圧が0から有
限値となったときが書き始めの時刻として測定され、筆
圧が最終的に0となったときが書き終えの時刻として測
定される。続いて、個人データ及び基準の署名データが
発行窓口の端末装置3から認証用端末装置4に送信され
る。そして、カード会社が第1エンティティにカードを
発行する場合、暗証番号等のカード・データとともに基
準の署名データがメモリ12に記憶保持される。
について説明する。本実施形態では、認証システムがク
レジット・カードを利用したショッピングに適用され、
タブレット1、ペン2、端末装置3を備えたカード発行
の窓口及びショップが存在し、また、カード会社が認証
用端末装置4を所有している。まず、カードを所望する
第1エンティティが、カード発行に必要な個人データを
カード発行の窓口にある端末装置3に入力する。また、
第1エンティティはペン2を用いてその端末装置3に接
続されたタブレット1に自己の氏名(本発明の「所定パ
ターン」)を署名する。このとき、方向測定手段5、ペ
ン先位置測定手段6、筆圧測定手段7によりペン2の方
向ベクトル、位置ベクトル、筆圧が時系列的に測定さ
れ、基準の署名データとされる。また、筆圧が0から有
限値となったときが書き始めの時刻として測定され、筆
圧が最終的に0となったときが書き終えの時刻として測
定される。続いて、個人データ及び基準の署名データが
発行窓口の端末装置3から認証用端末装置4に送信され
る。そして、カード会社が第1エンティティにカードを
発行する場合、暗証番号等のカード・データとともに基
準の署名データがメモリ12に記憶保持される。
【0028】タブレット1等が備えられたショップにお
いて、カード会社から付与されたカードを用いてショッ
ピングを希望する第2エンティティは、ショップの端末
装置3にカード・データを入力するとともに、ペン2を
用いてタブレット1に署名する。このとき、方向測定手
段5、ペン先位置測定手段6、筆圧測定手段7によりペ
ン2の方向ベクトル、位置ベクトル、筆圧が時系列的に
測定され、認証用の署名データとされる。続いて、カー
ド・データ及び認証用の署名データがショップの端末装
置3から認証用端末装置4に送信される。
いて、カード会社から付与されたカードを用いてショッ
ピングを希望する第2エンティティは、ショップの端末
装置3にカード・データを入力するとともに、ペン2を
用いてタブレット1に署名する。このとき、方向測定手
段5、ペン先位置測定手段6、筆圧測定手段7によりペ
ン2の方向ベクトル、位置ベクトル、筆圧が時系列的に
測定され、認証用の署名データとされる。続いて、カー
ド・データ及び認証用の署名データがショップの端末装
置3から認証用端末装置4に送信される。
【0029】次に、カード会社の認証用端末装置4にお
いて、ショップの端末装置3から送信されてきたカード
・データに対応し、メモリ12に記憶保持されている基
準の署名データに基づいて第1ベクトル生成手段8が第
1ベクトルを生成する。また、ショップの端末装置3か
ら送信されてきた認証用の署名データに基づいて第2ベ
クトル生成手段9が第2ベクトルを生成する。
いて、ショップの端末装置3から送信されてきたカード
・データに対応し、メモリ12に記憶保持されている基
準の署名データに基づいて第1ベクトル生成手段8が第
1ベクトルを生成する。また、ショップの端末装置3か
ら送信されてきた認証用の署名データに基づいて第2ベ
クトル生成手段9が第2ベクトルを生成する。
【0030】さらに、DPマッチング処理手段10によ
り第1、第2ベクトルに対してDPマッチング処理が行
われる。DPマッチング処理によれば、既に図2を用い
て概要を説明したように両ベクトルの差の累積値が最小
になるように両ベクトルの時間スケールが調整される
が、その詳細については後述する。第1、第2ベクトル
の差dは次式(1)で表される。
り第1、第2ベクトルに対してDPマッチング処理が行
われる。DPマッチング処理によれば、既に図2を用い
て概要を説明したように両ベクトルの差の累積値が最小
になるように両ベクトルの時間スケールが調整される
が、その詳細については後述する。第1、第2ベクトル
の差dは次式(1)で表される。
【0031】 d=αf(|arccos(a1 ・a2 )|) +βf(|b1 −b2 |)+γf(|p1 −p2|)‥(1) ここで、函数f(X)=(X−minX)/(maxX
−minX)は、差Xを無次元化して区間[0、1]の
範囲に規格化する函数である。上式(1)の右辺の第1
項は、ペン2の方向ベクトルa1 、a2 のなす角度を表
す。また、第2項は位置ベクトルb1 、b2 の距離を表
し、第3項はペン先の筆圧p1 、p2 の差異を表す。ま
た、α、β、γはいずれの、各エンティティの筆記癖が
ペン2の方向、ペン2の先端の位置、筆圧のうちいずれ
に強く現れるかに応じて決定される重みである。
−minX)は、差Xを無次元化して区間[0、1]の
範囲に規格化する函数である。上式(1)の右辺の第1
項は、ペン2の方向ベクトルa1 、a2 のなす角度を表
す。また、第2項は位置ベクトルb1 、b2 の距離を表
し、第3項はペン先の筆圧p1 、p2 の差異を表す。ま
た、α、β、γはいずれの、各エンティティの筆記癖が
ペン2の方向、ペン2の先端の位置、筆圧のうちいずれ
に強く現れるかに応じて決定される重みである。
【0032】最後に、第1、第2ベクトルに対するDP
マッチング処理における差の累積値と閾値とが比較され
る。その結果、差の累積値が閾値以下ならば第1エンテ
ィティと第2エンティティとが一致する、すなわち、シ
ョップで署名したのは本来のカード所有者本人と判定さ
れる。また、差の累積値が閾値より大きければ第1エン
ティティと第2エンティティとが相違する、すなわち、
ショップで署名したのは本来のカード所有者とは別人と
判定される。この判定結果は認証用端末装置4からショ
ップの端末装置3に送信され、本人と判定された場合に
はショッピングが進行し、別人と判定された場合にはシ
ョッピングが停止する。
マッチング処理における差の累積値と閾値とが比較され
る。その結果、差の累積値が閾値以下ならば第1エンテ
ィティと第2エンティティとが一致する、すなわち、シ
ョップで署名したのは本来のカード所有者本人と判定さ
れる。また、差の累積値が閾値より大きければ第1エン
ティティと第2エンティティとが相違する、すなわち、
ショップで署名したのは本来のカード所有者とは別人と
判定される。この判定結果は認証用端末装置4からショ
ップの端末装置3に送信され、本人と判定された場合に
はショッピングが進行し、別人と判定された場合にはシ
ョッピングが停止する。
【0033】ここで、本実施形態のDPマッチング処理
の詳細について図3を用いて説明する。第1、第2ベク
トルは前述のように6次元であるが、ここでは説明を簡
単にするため1次元とする。第1ベクトル生成手段8に
より、所定時間Δtごとに図3(a)に点線で示すよう
に変化するn1 =6個の第1ベクトルのセット(3、
2、1、2、3、1)が生成されたとする。また、第2
ベクトル生成手段9により、所定時間Δtごとに図3
(a)に実線で示すように変化するn2 =5個の第2ベ
クトルのセット(3、1、2、3、0)が生成されたと
する。
の詳細について図3を用いて説明する。第1、第2ベク
トルは前述のように6次元であるが、ここでは説明を簡
単にするため1次元とする。第1ベクトル生成手段8に
より、所定時間Δtごとに図3(a)に点線で示すよう
に変化するn1 =6個の第1ベクトルのセット(3、
2、1、2、3、1)が生成されたとする。また、第2
ベクトル生成手段9により、所定時間Δtごとに図3
(a)に実線で示すように変化するn2 =5個の第2ベ
クトルのセット(3、1、2、3、0)が生成されたと
する。
【0034】本実施形態のDPマッチング処理では、格
子点(m1 、m2 )にm1 個目の第1ベクトル及びm2
個目の第2ベクトルが対応する図3(c)に示す格子系
が用いられる。例えば、格子点(1、3)には1個目の
第1ベクトル(=3)及び3個目の第2ベクトル(=
2)が対応する。そして、格子点に対応する第1ベクト
ルと第2ベクトルとの差(上式(1)参照)の累積値が
最小になるように(1、1)から(n1 =6、n2 =
5)に至るまで格子点が接続される。例えば、差を両ベ
クトルの差の絶対値とすると、格子点(1、1)におけ
る両ベクトルの差は、1個目の第1ベクトル(=3)と
1個目の第2ベクトル(=3)との差の絶対値をとって
0となる。なお、このとき、格子点(m1 、m2 )は格
子点(m1 +1、m2 )、(m1 、m2 +1)又は(m
1 +1、m2 +1)に接続される。例えば、格子点
(1、1)は、格子点(1、2)、(2、1)又は
(2、2)のいずれかに接続される。
子点(m1 、m2 )にm1 個目の第1ベクトル及びm2
個目の第2ベクトルが対応する図3(c)に示す格子系
が用いられる。例えば、格子点(1、3)には1個目の
第1ベクトル(=3)及び3個目の第2ベクトル(=
2)が対応する。そして、格子点に対応する第1ベクト
ルと第2ベクトルとの差(上式(1)参照)の累積値が
最小になるように(1、1)から(n1 =6、n2 =
5)に至るまで格子点が接続される。例えば、差を両ベ
クトルの差の絶対値とすると、格子点(1、1)におけ
る両ベクトルの差は、1個目の第1ベクトル(=3)と
1個目の第2ベクトル(=3)との差の絶対値をとって
0となる。なお、このとき、格子点(m1 、m2 )は格
子点(m1 +1、m2 )、(m1 、m2 +1)又は(m
1 +1、m2 +1)に接続される。例えば、格子点
(1、1)は、格子点(1、2)、(2、1)又は
(2、2)のいずれかに接続される。
【0035】ここで、図3(c)に示す経路1{(1、
1)→(2、2)→(3、2)→(4、3)→(5、
4)→(6、5)}及び経路2{(1、1)→(1、
2)→(2、3)→(3、4)→(4、4)→(5、
5)→(6、5)}を考える。各格子点に対応する第1
及び第2ベクトルの差の累積値を調べると、経路1では
2、経路2では9である。比較のため各経路について、
例えば、格子点(3、2)を通る経路1については、3
個目の第1ベクトルの時刻2Δtに2個目の第2ベクト
ルの時刻Δtが対応するように両ベクトルの時間スケー
ルを整合させる。この結果を図3(b)に示すが、差の
累積値が小さい経路1に従った場合、差の累積値が大き
い経路2に従った場合より両ベクトルがよく整合してい
る。これから明らかなように、差の累積値が最小となる
経路に従って両データの時間スケールが整合されると、
両ベクトルの整合性が最良となる。
1)→(2、2)→(3、2)→(4、3)→(5、
4)→(6、5)}及び経路2{(1、1)→(1、
2)→(2、3)→(3、4)→(4、4)→(5、
5)→(6、5)}を考える。各格子点に対応する第1
及び第2ベクトルの差の累積値を調べると、経路1では
2、経路2では9である。比較のため各経路について、
例えば、格子点(3、2)を通る経路1については、3
個目の第1ベクトルの時刻2Δtに2個目の第2ベクト
ルの時刻Δtが対応するように両ベクトルの時間スケー
ルを整合させる。この結果を図3(b)に示すが、差の
累積値が小さい経路1に従った場合、差の累積値が大き
い経路2に従った場合より両ベクトルがよく整合してい
る。これから明らかなように、差の累積値が最小となる
経路に従って両データの時間スケールが整合されると、
両ベクトルの整合性が最良となる。
【0036】本実施形態の認証システムによれば、DP
マッチング処理により両ベクトルが最もよく整合するよ
うに両ベクトルの時間スケールが調整される。その上
で、両ベクトルの差の累積値に基づいてカードの本来の
所有者である第1エンティティとそのカードを用いてシ
ョッピングをしようとする第2エンティティとの同否が
判定される。このように両ベクトルの時間変化の部分的
ばらつきが解消されるので、両エンティティが同一にも
かかわらず、署名に際してペン2の時間変化に部分的ば
らつきが生じて別人と判定されるおそれを抑制すること
ができる。
マッチング処理により両ベクトルが最もよく整合するよ
うに両ベクトルの時間スケールが調整される。その上
で、両ベクトルの差の累積値に基づいてカードの本来の
所有者である第1エンティティとそのカードを用いてシ
ョッピングをしようとする第2エンティティとの同否が
判定される。このように両ベクトルの時間変化の部分的
ばらつきが解消されるので、両エンティティが同一にも
かかわらず、署名に際してペン2の時間変化に部分的ば
らつきが生じて別人と判定されるおそれを抑制すること
ができる。
【0037】また、上式(1)に示すように、第1ベク
トルと第2ベクトルとの差dには方向ベクトルa1 、a
2 のなす角度、位置ベクトルb1 、b2 の距離、筆圧p
1 、p2 の差異が含まれている。従って、タブレット1
に対するペン2の方向、タブレット1におけるペン2の
先端の位置、タブレット1に対する筆圧から両エンティ
ティの筆記癖を総合的に比較した上で認証を行うことが
できる。
トルと第2ベクトルとの差dには方向ベクトルa1 、a
2 のなす角度、位置ベクトルb1 、b2 の距離、筆圧p
1 、p2 の差異が含まれている。従って、タブレット1
に対するペン2の方向、タブレット1におけるペン2の
先端の位置、タブレット1に対する筆圧から両エンティ
ティの筆記癖を総合的に比較した上で認証を行うことが
できる。
【0038】本願発明者が複数人に対して行った実験に
よれば、α+β+γ=1という条件下で上式(1)の重
みをα=0.49>β=0.34>γ=0.17とする
と、本人が本人と判定された確率が平均で98.2%と
かなり高くなった。α>β>γという大小関係は、筆圧
よりも位置ベクトル、位置ベクトルよりも方向ベクトル
に各エンティティの筆記癖が現れやすいことを意味す
る。従って、大小関係α>β>γから決定される第1ベ
クトルと第2ベクトルとの差dに基づいて認証を行うこ
とにより、認証システムの信頼性を向上させることがで
きる。
よれば、α+β+γ=1という条件下で上式(1)の重
みをα=0.49>β=0.34>γ=0.17とする
と、本人が本人と判定された確率が平均で98.2%と
かなり高くなった。α>β>γという大小関係は、筆圧
よりも位置ベクトル、位置ベクトルよりも方向ベクトル
に各エンティティの筆記癖が現れやすいことを意味す
る。従って、大小関係α>β>γから決定される第1ベ
クトルと第2ベクトルとの差dに基づいて認証を行うこ
とにより、認証システムの信頼性を向上させることがで
きる。
【0039】また、大小関係α>β>γとされると第
1、第2エンティティがタブレット1にペン2を用いて
署名するときのペン2の方向ベクトルa1 、a2 のなす
角度が認証に際して最重視されている。例えば、右利き
のエンティティと左利きのエンティティとでは筆記時の
ペン2の方向ベクトルが著しく相違するので両者が相違
することが明確に判定される。また、タブレット1に手
を触れずに筆記するエンティティのペン2の方向ベクト
ルは、タブレット1に手を置きながら筆記するエンティ
ティのそれと比較してタブレット1に対して略垂直にな
る傾向があるので、かかる傾向によっても認証を行うこ
とができる。
1、第2エンティティがタブレット1にペン2を用いて
署名するときのペン2の方向ベクトルa1 、a2 のなす
角度が認証に際して最重視されている。例えば、右利き
のエンティティと左利きのエンティティとでは筆記時の
ペン2の方向ベクトルが著しく相違するので両者が相違
することが明確に判定される。また、タブレット1に手
を触れずに筆記するエンティティのペン2の方向ベクト
ルは、タブレット1に手を置きながら筆記するエンティ
ティのそれと比較してタブレット1に対して略垂直にな
る傾向があるので、かかる傾向によっても認証を行うこ
とができる。
【0040】なお、本実施形態では認証システムがカー
ドを用いたショッピングに適用されたが、他の実施形態
として銀行口座からの預金の引き出し等、認証が必要な
あらゆる場面に適用されてもよい。
ドを用いたショッピングに適用されたが、他の実施形態
として銀行口座からの預金の引き出し等、認証が必要な
あらゆる場面に適用されてもよい。
【0041】また、本実施形態ではタブレット1に書か
れる所定パターンがエンティティ自身の氏名であった
が、他の実施形態として所定パターンが特定の文字、記
号、符号、またはこれらの断片的部分であってもよい。
特に、所定パターンとして文字等の断片的部分が用いら
れる場合、タブレット1に異なる文字等を書いても、そ
れらの文字等が共通の所定パターンを含むときは認証が
行えるので認証システムの汎用性が向上する。例えば、
第1エンティティが反時計回りに記号「△」を書き、第
2エンティティが反時計回りに記号「□」を書いたとす
る。この場合、前者の底辺及び後者の下辺は筆記面にお
いて右向きのパターンとして共通しており、ペン先を右
に動かすときの各エンティティの癖が現れる。従って、
このパターンを筆記面に書くときのペン2の方向に対応
する第1、第2ベクトルが比較されることで、より確実
に認証が行われる。また、この場合、右向きのパターン
が書かれている時間は、筆圧測定手段7により測定され
る筆圧ではなく、ペン先位置測定手段6により測定され
る位置ベクトルの時間変化に基づいて測定される。タブ
レット1においてx正方向を右とすると、dx/dt>
0、dy/dt=0である時間において所定パターンが
書かれていると測定される。
れる所定パターンがエンティティ自身の氏名であった
が、他の実施形態として所定パターンが特定の文字、記
号、符号、またはこれらの断片的部分であってもよい。
特に、所定パターンとして文字等の断片的部分が用いら
れる場合、タブレット1に異なる文字等を書いても、そ
れらの文字等が共通の所定パターンを含むときは認証が
行えるので認証システムの汎用性が向上する。例えば、
第1エンティティが反時計回りに記号「△」を書き、第
2エンティティが反時計回りに記号「□」を書いたとす
る。この場合、前者の底辺及び後者の下辺は筆記面にお
いて右向きのパターンとして共通しており、ペン先を右
に動かすときの各エンティティの癖が現れる。従って、
このパターンを筆記面に書くときのペン2の方向に対応
する第1、第2ベクトルが比較されることで、より確実
に認証が行われる。また、この場合、右向きのパターン
が書かれている時間は、筆圧測定手段7により測定され
る筆圧ではなく、ペン先位置測定手段6により測定され
る位置ベクトルの時間変化に基づいて測定される。タブ
レット1においてx正方向を右とすると、dx/dt>
0、dy/dt=0である時間において所定パターンが
書かれていると測定される。
【0042】さらに、本実施形態では第1、第2ベクト
ルは6次元であったが、他の実施形態としてペン2の方
向ベクトルを残して低次元化し、3、4又は5次元のベ
クトルとされてもよい。この場合も、第1及び第2ベク
トルに対するDPマッチング処理における差の累積値に
は、各エンティティがタブレット1に筆記する際のペン
2の方向に現れる個人差が反映されるため、この個人差
を利用して信頼性の高い認証を行うことができる。
ルは6次元であったが、他の実施形態としてペン2の方
向ベクトルを残して低次元化し、3、4又は5次元のベ
クトルとされてもよい。この場合も、第1及び第2ベク
トルに対するDPマッチング処理における差の累積値に
は、各エンティティがタブレット1に筆記する際のペン
2の方向に現れる個人差が反映されるため、この個人差
を利用して信頼性の高い認証を行うことができる。
【0043】また、本実施形態では上式(1)の重みを
α>β>γとしたが、他の実施形態として、α<β<
γ、α=β=γ等のこれ以外の関係に従って重み付けさ
れてもよい。この場合も第1及び第2ベクトルの差dを
表す上式(1)には、右辺第1項で表されるようにペン
2の方向ベクトルa1 、a2 のなす角度が反映されてい
る。従って、ペン2の方向ベクトルに現れる各エンティ
ティの筆記癖が反映された形で認証を行うことができ
る。
α>β>γとしたが、他の実施形態として、α<β<
γ、α=β=γ等のこれ以外の関係に従って重み付けさ
れてもよい。この場合も第1及び第2ベクトルの差dを
表す上式(1)には、右辺第1項で表されるようにペン
2の方向ベクトルa1 、a2 のなす角度が反映されてい
る。従って、ペン2の方向ベクトルに現れる各エンティ
ティの筆記癖が反映された形で認証を行うことができ
る。
【0044】さらに、本実施形態ではエンティティはカ
ード発行のため、そしてカードを用いたショッピングの
ために1回ずつ署名したが、他の実施形態としていずれ
かの場面でエンティティが複数回にわたって署名し、複
数の署名データから第1ベクトル生成手段8、第2ベク
トル生成手段9により複数組の第1、第2ベクトルが生
成され、DPマッチング処理手段10が複数組の第1、
第2ベクトルに対してDPマッチング処理を施し、第1
ベクトル生成手段8、第2ベクトル生成手段9がDPマ
ッチング処理後の複数組の第1、第2ベクトルの平均ベ
クトルを新たな一の第1、第2ベクトルとして生成して
もよい。
ード発行のため、そしてカードを用いたショッピングの
ために1回ずつ署名したが、他の実施形態としていずれ
かの場面でエンティティが複数回にわたって署名し、複
数の署名データから第1ベクトル生成手段8、第2ベク
トル生成手段9により複数組の第1、第2ベクトルが生
成され、DPマッチング処理手段10が複数組の第1、
第2ベクトルに対してDPマッチング処理を施し、第1
ベクトル生成手段8、第2ベクトル生成手段9がDPマ
ッチング処理後の複数組の第1、第2ベクトルの平均ベ
クトルを新たな一の第1、第2ベクトルとして生成して
もよい。
【0045】この場合、DPマッチング処理が施された
複数組の第1、第2ベクトルが平均化される。従って、
偶発的な筆記癖が各エンティティに固有の筆記癖である
かのように第1、第2ベクトルに反映される事態が抑制
される。すなわち、一の組の第1、第2ベクトルに偶発
的な筆記癖が反映されていても、別の組の第1、第2ベ
クトルにはその筆記癖が反映されていない可能性が高
い。このため、DPマッチング処理後の複数組のベクト
ルの平均化によりかかる偶発的な筆記癖の影響を緩和す
ることができる。また、偶発的に現れなかった筆記癖
が、固有の筆記癖ではないかのように第1、第2ベクト
ルに反映されない事態が抑制される。すなわち、一の組
の第1、第2ベクトルに固有の筆記癖が反映されていな
くても、別の組の第1、第2ベクトルにはその筆記癖が
反映されている可能性が高いため、ベクトルの平均化に
よりその筆記癖を明確化することができる。このように
偶発的な筆記癖の影響が緩和され、固有の筆記癖が明確
化された第1、第2ベクトルに基づき各エンティティの
異同が判定されることにより認証の信頼性を向上させる
ことができる。
複数組の第1、第2ベクトルが平均化される。従って、
偶発的な筆記癖が各エンティティに固有の筆記癖である
かのように第1、第2ベクトルに反映される事態が抑制
される。すなわち、一の組の第1、第2ベクトルに偶発
的な筆記癖が反映されていても、別の組の第1、第2ベ
クトルにはその筆記癖が反映されていない可能性が高
い。このため、DPマッチング処理後の複数組のベクト
ルの平均化によりかかる偶発的な筆記癖の影響を緩和す
ることができる。また、偶発的に現れなかった筆記癖
が、固有の筆記癖ではないかのように第1、第2ベクト
ルに反映されない事態が抑制される。すなわち、一の組
の第1、第2ベクトルに固有の筆記癖が反映されていな
くても、別の組の第1、第2ベクトルにはその筆記癖が
反映されている可能性が高いため、ベクトルの平均化に
よりその筆記癖を明確化することができる。このように
偶発的な筆記癖の影響が緩和され、固有の筆記癖が明確
化された第1、第2ベクトルに基づき各エンティティの
異同が判定されることにより認証の信頼性を向上させる
ことができる。
【0046】また、複数組の第1ベクトルに対してDP
マッチング処理が行われる場合、このDPマッチング処
理における差の累積値の最大値と同程度に閾値が設定さ
れてもよい。この差の累積値は同一の第1エンティティ
が同一の所定パターンを書くときに筆記癖がどの程度ば
らつくかを示すものである。すなわち、第1エンティテ
ィと一致する第2エンティティが認証に際して同一の所
定パターンを書くとき、筆記癖のばらつきにより差の累
積値が同程度になると予想される。かかる筆記癖のばら
つきを予想した上で認証が行われるので、両エンティテ
ィが一致するにもかかわらず、相違すると誤って判定さ
れる可能性を軽減することができる。また、筆記癖のば
らつきが大きい第1エンティティに対しては閾値を増加
させて認証の条件をやや緩和する一方、筆記癖のばらつ
きが小さい第1エンティティに対しては閾値を低めにし
て認証システム全体の信頼性を確保することができる。
マッチング処理が行われる場合、このDPマッチング処
理における差の累積値の最大値と同程度に閾値が設定さ
れてもよい。この差の累積値は同一の第1エンティティ
が同一の所定パターンを書くときに筆記癖がどの程度ば
らつくかを示すものである。すなわち、第1エンティテ
ィと一致する第2エンティティが認証に際して同一の所
定パターンを書くとき、筆記癖のばらつきにより差の累
積値が同程度になると予想される。かかる筆記癖のばら
つきを予想した上で認証が行われるので、両エンティテ
ィが一致するにもかかわらず、相違すると誤って判定さ
れる可能性を軽減することができる。また、筆記癖のば
らつきが大きい第1エンティティに対しては閾値を増加
させて認証の条件をやや緩和する一方、筆記癖のばらつ
きが小さい第1エンティティに対しては閾値を低めにし
て認証システム全体の信頼性を確保することができる。
【図1】本実施形態の認証システムの説明的構成図
【図2】本実施形態の認証システムにおけるDPマッチ
ング処理の概要説明図
ング処理の概要説明図
【図3】本実施形態の認証システムにおけるDPマッチ
ング処理の詳細な説明図
ング処理の詳細な説明図
1‥タブレット(筆記面)、2‥ペン、5‥方向測定手
段、6‥ペン先位置測定手段、7‥筆圧測定手段、8‥
第1ベクトル生成手段、9‥第2ベクトル生成手段、1
0‥DPマッチング処理手段、11‥判定手段
段、6‥ペン先位置測定手段、7‥筆圧測定手段、8‥
第1ベクトル生成手段、9‥第2ベクトル生成手段、1
0‥DPマッチング処理手段、11‥判定手段
フロントページの続き (72)発明者 半谷 精一郎 東京都新宿区神楽坂1−3 東京理科大学 工学部電気工学科内 Fターム(参考) 5B043 AA01 AA09 BA06 CA09 DA07 EA08 FA02 GA05
Claims (7)
- 【請求項1】筆記面に対するペンの傾斜角又は方位角に
より表される該ペンの方向ベクトルを時系列的に測定す
る方向測定手段と、 第1エンティティが該ペンを用いて該筆記面に所定パタ
ーンを書くとき、該方向測定手段により測定される該ペ
ンの方向ベクトルを成分に含む第1ベクトルを時系列的
に生成する第1ベクトル生成手段と、 第2エンティティが該ペンを用いて該筆記面に該所定パ
ターンを書くとき、該方向測定手段により測定される該
ペンの方向ベクトルを成分に含む第2ベクトルを時系列
的に生成する第2ベクトル生成手段と、 該第1ベクトル生成手段により生成される第1ベクトル
と、該第2ベクトル生成手段により生成される第2ベク
トルとの差であって、第1ベクトルに含まれる方向ベク
トルと、第2ベクトルに含まれる方向ベクトルとの差を
含むものの累積値が最小になるように第1及び第2ベク
トルの時間スケールを整合させるDPマッチング処理を
行うDPマッチング処理手段と、 該DPマッチング処理手段により行われるDPマッチン
グ処理における第1ベクトルと第2ベクトルとの差の累
積値が所定の閾値以下の場合は第1エンティティと第2
エンティティとが一致すると判定し、該閾値より大きい
場合は第1エンティティと第2エンティティとが相違す
ると判定する判定手段とを備えていることを特徴とする
認証システム。 - 【請求項2】前記筆記面における前記ペンの先端の位置
ベクトルを時系列的に測定するペン先位置測定手段、又
は該筆記面に対する該ペンの筆圧を時系列的に測定する
筆圧測定手段を備え、 前記第1及び第2ベクトル生成手段は、該ペン先位置測
定手段により測定される位置ベクトル又は該筆圧測定手
段により測定される筆圧を成分に含む第1及び第2ベク
トルを時系列的に生成し、 前記DPマッチング処理手段により第1及び第2ベクト
ルに対してDPマッチング処理が行われるとき、第1ベ
クトルに含まれる前記方向ベクトルと第2ベクトルに含
まれる前記方向ベクトルとの差と、第1ベクトルに含ま
れる位置ベクトル又は筆圧と第2ベクトルに含まれる位
置ベクトル又は筆圧との差とが、それぞれ規格化され、
重み付けられた上で加算されることにより第1及び第2
ベクトルの前記差が求められることを特徴とする請求項
1記載の認証システム。 - 【請求項3】前記DPマッチング処理手段により第1及
び第2ベクトルに対してDPマッチング処理が行われる
とき、第1ベクトルに含まれる前記方向ベクトルと第2
ベクトルに含まれる前記方向ベクトルとの差と、第1ベ
クトルに含まれる位置ベクトル又は筆圧と第2ベクトル
に含まれる位置ベクトル又は筆圧との差とが、それぞれ
規格化され、前者が後者より大きく重み付けられた上で
加算されることにより第1及び第2ベクトルの前記差が
求められることを特徴とする請求項2記載の認証システ
ム。 - 【請求項4】前記第1ベクトル生成手段及び前記第2ベ
クトル生成手段は、前記位置ベクトル及び前記筆圧を成
分として含む第1及び第2ベクトルを時系列的に生成
し、 前記DPマッチング処理手段により第1及び第2ベクト
ルに対してDPマッチング処理が行われるとき、第1ベ
クトルに含まれる位置ベクトルと第2ベクトルに含まれ
る位置ベクトルとの差と、第1ベクトルに含まれる筆圧
と第2ベクトルに含まれる筆圧との差とが、それぞれ規
格化され、前者が後者より大きく重み付けられた上で加
算されることにより第1及び第2ベクトルの前記差が求
められることを特徴とする請求項3記載の認証システ
ム。 - 【請求項5】第1エンティティが前記ペンを用いて前記
筆記面に前記所定パターンを複数回にわたって書いたと
き、前記第1データ生成手段により複数組の第1ベクト
ルが時系列的に生成され、前記DPマッチング処理手段
が該複数組の第1ベクトルに対してDPマッチング処理
を施し、該第1ベクトル生成手段がDPマッチング処理
後の該複数組の第1ベクトルの平均ベクトルを新たな一
の第1ベクトルとして時系列的に生成することを特徴と
する請求項1乃至4のいずれか1つに記載の認証システ
ム。 - 【請求項6】前記閾値が、複数組の第1ベクトルに対す
るDPマッチング処理における前記差の累積値の最大値
と同程度に設定されることを特徴とする請求項5記載の
認証システム。 - 【請求項7】第2エンティティが前記ペンを用いて前記
筆記面に前記所定パターンを複数回にわたって書いたと
き、前記第2データ生成手段により複数組の第2ベクト
ルが時系列的に生成され、前記DPマッチング処理手段
が該複数組の第2ベクトルに対してDPマッチング処理
を施し、該第2ベクトル生成手段がDPマッチング処理
後の該複数組の第2ベクトルの平均ベクトルを新たな一
の第2ベクトルとして時系列的に生成することを特徴と
する請求項1乃至6のいずれか1つに記載の認証システ
ム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000223748A JP3562577B2 (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 認証システム |
US09/768,243 US20020023229A1 (en) | 2000-07-25 | 2001-01-25 | Authentication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000223748A JP3562577B2 (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 認証システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002042137A true JP2002042137A (ja) | 2002-02-08 |
JP3562577B2 JP3562577B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=18717799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000223748A Expired - Fee Related JP3562577B2 (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 認証システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20020023229A1 (ja) |
JP (1) | JP3562577B2 (ja) |
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