JP2003006646A - 指紋認識システム及び指紋認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 登録指紋と押捺指紋とを照合して本人確認を
行う指紋認識システム及び指紋認識方法に関し、セキュ
リティの向上を図る。 【解決手段】 登録用の指紋装置１による指紋登録時の
判定レベルと登録指紋情報とを識別番号対応に格納する
メモリ等の登録手段と、照合用の指紋装置による１日，
１週間等の所定期間の第１回目の指紋照合時に、判定レ
ベルを照合レベルとして押捺指紋と登録指紋との照合処
理を行う画像処理部等の照合処理手段と、この照合処理
手段による第１回目の指紋照合時の照合レベルを超えた
照合可能レベルを基に、所定期間内の次回以降の指紋照
合時のテンポラリ照合レベルとして識別番号対応に保持
するメモリ等の手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、登録した指紋画像
と押捺撮像した指紋画像とを照合して、本人確認を行う
指紋認識システム及び指紋認識方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】指紋は、個人特有のパターンを有するも
のであり、変化しないものとして、この指紋を登録し、
本人確認を行う時に、押捺指紋と照合して、この照合が
とれた場合のみ、登録した本人と判定して、例えば、セ
キュリティを要する部屋のドアの開錠を行う指紋認識シ
ステムが知られている。

【０００３】このような指紋認識システムに於いては、
指紋登録時に、押捺指紋を例えばＣＣＤカメラで撮像
し、その撮像画像を二値化し、端点や分岐点等の特徴点
を抽出し、所定数の特徴点が抽出できた時に、登録合格
として、その特徴点の座標情報等を含む指紋情報をデー
タベースに登録する。又指紋照合時は、指紋登録時と同
様に押捺指紋をＣＣＤカメラで撮像し、その撮像画像を
二値化して特徴点抽出を行い、登録指紋画像の特徴点と
押捺照合指紋画像の特徴点との照合一致の個数が所定数
以上の場合に、照合合格として本人確認を行うものであ
る。

【０００４】又指紋登録時及び指紋照合時に、識別番号
（ＩＤ）を入力し、この識別番号対応に指紋を登録し、
照合時も識別番号を入力すると共に指紋押捺を行い、入
力された識別番号対応の登録指紋を読出して、押捺指紋
との照合処理を行う指紋認識システムも知られている。
又指紋登録時或いは指紋照合時に１回で済まない場合が
あり、その場合は、所定回数繰り返すことを許容する指
紋認識システムも知られている。

【０００５】例えば、図５の登録処理として示すよう
に、指紋押捺を行う指紋装置と、ホストとを含むシステ
ムに於いて、指紋登録時に、ホストから指紋登録者に付
与するＩＤを含む登録処理コマンドを指紋装置に送出
し、指紋装置の押捺部に指を載せて押圧すると、ＣＣＤ
カメラ等からなるセンサが押捺指紋を撮像し、画像処理
部は、その押捺指紋画像の特徴点抽出等の登録処理を行
い、その登録処理結果をホストに通知する。この時、登
録指紋情報と共に登録時照合レベル等の情報も含めてホ
ストに転送することができる。

【０００６】又照合処理は、指紋装置の制御部により制
御されるテンキー等から指紋登録時に付与されたＩＤを
入力する。このＩＤと予め設定した照合レベルとを含む
照合処理コマンドを画像処理部に転送する。そして押捺
部に指を載せて押圧すると、ＣＣＤカメラ等からなるセ
ンサが押捺指紋を撮像し、画像処理部は、特徴点抽出を
行い、入力されたＩＤ対応の登録指紋情報を用いて照合
処理を行う。この照合結果を制御部に転送し、本人確認
が得られた称号結果の場合には扉の開閉制御等を行い、
照合結果の履歴情報をホストに転送する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】指紋のパターンは変化
しないとしても、皮膚の状態は、朝晩や季節によって変
化する場合が一般的である。従って、指紋照合時の押捺
指紋撮像画像の鮮明度等は変化する。その為に本人であ
るにも拘わらず照合がとれないことが多く発生する。そ
こで、照合レベルを低下して指紋照合を行う手段が提案
されているが、それによってセキュリティが低下する問
題がある。

【０００８】又識別番号を入力しないで指紋照合を行う
システムに於いては、複数の登録指紋と、指紋照合時の
押捺指紋とを照合し、照合がとれた時に本人確認が行わ
れたと判定するもので、照合母数が多くなる程、他人の
登録指紋と照合がとれる確率が高くなり、セキュリティ
上の問題がある。本発明は、セキュリティを維持しなが
ら指紋登録本人に対する照合確率を向上させることを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の指紋認識システ
ムは、登録指紋と押捺指紋とを照合して本人確認を行う
指紋認識システムであって、指紋登録時の判定レベルと
登録指紋情報とを識別番号対応に格納する登録手段と、
所定期間の第１回目の指紋照合時に前記判定レベルを照
合レベルとして押捺指紋と前記登録指紋との照合処理を
行う照合処理手段と、この照合処理手段による第１回目
の指紋照合時の照合レベルを超えた照合可能レベルを基
に、所定期間内の次回以降の指紋照合時のテンポラリ照
合レベルとして、識別番号対応に保持する手段とを備え
ている。又そのテンポラリ照合レベルを、第１回目の指
紋照合時の照合レベルを超える特徴点の一致数より少な
い所定数を、前記照合レベルに加算した値として、識別
番号対応に保持する手段を備えることができる。

【００１０】又登録指紋と押捺指紋とを照合して本人確
認を行う指紋認識システムであって、個人識別並びに複
数の指の識別を行う識別番号を付与して前記複数の指に
ついて指紋を登録すると共に登録時の判定レベルを登録
する手段と、所定期間の第１回目の指紋照合時に全登録
指紋とを前記判定レベルを照合レベルとして照合する照
合処理手段と、この照合処理手段による照合レベルを超
えた照合可能レベルの中の最高値に相当する個人の指対
応の識別番号を有効とし、この個人の他の指対応の識別
番号を無効として、所定期間内の次回以降の指紋照合
を、有効とした識別番号対応の登録指紋を用いて実行す
る手段とを備えている。

【００１１】又本発明の指紋認識方法は、登録指紋と押
捺指紋とを照合して本人確認を行う指紋認識方法であっ
て、指紋登録時に識別番号対応の登録指紋情報と共に、
判定レベルを保持し、所定期間の第１回目の指紋照合時
に前記判定レベルを照合レベルとして照合処理を行い、
照合レベルを超えた照合可能レベルを判定し、この照合
可能レベルを基に次回以降の指紋照合時のテンポラリ照
合レベルを設定する過程を含むものである。

【００１２】又登録指紋と押捺指紋とを照合して本人確
認を行う指紋認識方法であって、個人識別並びに複数の
指の識別用の識別番号を付与して前記複数の指について
指紋登録すると共に、判定レベルを保持し、所定期間の
第１回目の指紋照合時に前記判定レベルを照合レベルと
して全登録指紋情報との照合処理を行い、その照合レベ
ルを超えた照合可能レベルの最高値の指対応の識別番号
を有効とし、他の指の識別番号を無効として、次回以降
は前記有効とした識別番号対応の登録指紋情報を用いて
照合処理を行う過程を含むものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の態様の説明
図であり、登録用の指紋装置１と複数の照合用の指紋装
置２−１〜２−ｎとホスト３とを含み、ＬＡＮ（ローカ
ルエリアネットワーク）４により相互間を接続し、ホス
ト３からのコマンドに従って、登録用の指紋装置１のＣ
ＣＤカメラ等によるセンサ部５により、押捺指紋を撮像
し、画像処理部６により特徴点抽出等の登録処理を実行
し、その登録処理結果をレスポンスとしてホスト３に転
送する。

【００１４】その場合のレスポンスは、複数の特徴点を
含む登録指紋情報と、登録可能と判定した時のレベル
と、予め付与したＩＤ或いは登録時に入力したＩＤとを
含むものである。従って、登録情報としては、ＩＤ対応
に登録指紋情報と、登録可能か否かを判定した判定レベ
ルとを含むもので、ホスト３の図示を省略したメモリ又
は照合用の指紋装置の図示を省略したメモリの登録手段
に格納する。

【００１５】照合用の指紋装置２−１〜２−ｎは、それ
ぞれＣＣＤカメラ等によるセンサ部１１と、画像処理部
１２と、制御部１３と、入力部１４と、図示を省略した
メモリ等の登録手段を含む構成を有するもので、照合時
に、入力部１４からＩＤを入力する。そして、センサ部
１１により押捺指紋を撮像し、画像処理部１２は、撮像
指紋画像を処理して特徴点抽出等を行う。又制御部１３
は、ホスト３から予めＬＡＮ４を介して転送された登録
指紋情報或いは入力されたＩＤ対応の登録指紋情報と、
登録時の判定レベルとをコマンドとして画像処理部１２
に転送する。

【００１６】画像処理部１２は、登録時の判定レベルを
１日或いは１週間等の所定期間の第１回目の指紋照合時
の照合レベルとして照合処理を実行し、その照合結果の
本人確認が得られたか否かを制御部１３に通知する。制
御部１３は、本人確認が取れた判定結果の場合には、例
えば、部屋の扉の開閉制御等を行うことになる。又照合
履歴情報をホスト３に転送する。

【００１７】又指紋照合時に指紋の状態が良く、例え
ば、特徴点の照合一致数が、照合レベルより大幅に上回
って、本人確認が得られる照合可能レベルを判定する。
この照合可能レベルを基に、テンポラリ照合レベルを設
定して、１日や１週間等の所定期間内の次回以降の本人
確認の照合レベルとする。従って、照合レベルを上昇し
て、セキュリティを向上することができる。

【００１８】又複数の指について指紋登録を行い、ＩＤ
を入力しないで指紋照合を行うシステムとした場合は、
１日や１週間等の所定期間の第１回目の指紋照合処理に
於いて、登録全数についての照合結果の照合可能レベル
が最大となる指紋に対応するＩＤを有効とし、他の指の
ＩＤは無効とする。即ち、所定期間の第１回目に本人確
認が得られた指紋のＩＤのみをその所定期間内に於いて
有効とし、他の指のＩＤを無効として、次回以降の照合
対象から外すことにより、次回以降の照合対象母数を、
セキュリティを低下させることなく、低減することがで
きる。

【００１９】図２は本発明の実施の態様の指紋装置の説
明図であり、４１は指４０を載せて押圧するプリズム構
成等の指紋押捺台、４２は照明用のランプや発光ダイオ
ード等の光源、４３は前述のセンサ部１１に相当するＣ
ＣＤカメラ等のカメラ、４４は画像処理部、４５は特徴
点抽出部、４６は指紋照合処理部、４７は指紋登録処理
部、４８はテンキー等の入力操作部、４９は入力処理
部、５０は主制御部、５１は表示部、５２は表示制御
部、５３は時計部、５４は前述の登録手段に相当する指
紋登録部を示す。

【００２０】図１のセンサ部５，１１が図２のカメラ４
３に相当し、又図１の画像処理部６，１２が、図２の画
像処理部４４，特徴点抽出部４５，指紋照合処理部４
６，指紋登録処理部４７及び指紋登録部５４の構成に相
当する。又図１の入力部１４が図２の入力操作部４８と
入力処理部４９との構成に相当し、図１の制御部１３が
図２の主制御部５０と時計部５３との構成に相当する。
この時計部５３は、１２時間又は２４時間の時計機能の
みでなく、前述の所定期間の設定や判定に利用するカレ
ンダー機能を含むものである。

【００２１】指紋登録処理部４７は、指紋登録者に付与
したＩＤ又は指紋登録者が入力したＩＤ対応に、抽出し
た特徴点が判定レベルを超えている場合には登録可能と
するもので、その判定レベルは予め固定とすることも可
能であるが、指紋画像の状態に対応して変更することも
可能である。そして、この場合の判定レベルを照合レベ
ルとして、登録指紋情報と、ＩＤ対応に指紋登録部５４
に登録する。又この指紋装置を照合用として用いる場合
は、照合結果に応じて変更するテンポラリ照合レベル
と、これを用いる期間とを格納する。

【００２２】例えば、登録時の判定レベルが１５であっ
たとすると、所定期間の第１回目の照合処理時に、この
１５を照合レベルとして指紋照合処理を行う。そして、
照合結果、特徴点の一致数が２０であったとすると、照
合合格であり、本人確認による制御が行われる。この場
合は、指紋の状態が良いので、次回以降の照合レベル
（テンポラリ照合レベル）として、例えば、１７とす
る。そして、このテンポラリ照合レベルを、当日中又は
１週間等の所定期間の次回以降の照合レベルとして指紋
照合処理を行うものである。

【００２３】このようなテンポラリ照合レベルγの設定
は、例えば、判定レベルに相当する照合レベルをα、所
定期間の第１回目の照合一致数をβとすると、 γ＝α＋（βーα）／２ とすることができる。なお、（βーα）／２は端数を切
り捨てる。又このような条件式以外の条件式を適用して
テンポラリ照合レベルを設定することも可能である。

【００２４】図３はＩＤ入力を行って指紋照合を行う場
合の本発明の実施の形態の動作説明図であり、ホストと
照合用の指紋装置の制御部と画像処理部とセンサ部とに
ついて示し、ホスト側に、ＩＤ対応の登録指紋情報と登
録時の判定レベル情報とを保持している場合について、
図１を参照して説明する。先ず、ＩＤ入力として示すよ
うに、入力部１４からＩＤを入力する。制御部１３は、
このＩＤを含む登録指紋情報の問い合わせをホスト３に
送出する。

【００２５】ホスト３は、問い合わせに含まれているＩ
Ｄ対応の登録指紋情報と判定レベルとを回答として指紋
装置の制御部１３に送出する。制御部１３は、画像処理
部１２にＩＤと照合レベルと登録指紋情報とを含む照合
処理コマンドを発行する。この照合レベルは、前述の登
録時の判定レベルである。又センサ部１１による押捺指
紋撮像画像を画像処理部１２に転送する。画像処理部１
２は、特徴点抽出等による照合処理を実行する。そし
て、登録指紋と今回の押捺指紋とについて、特徴点の一
致数を求める。なお、従来は、照合レベル以上の特徴点
の照合一致数が得られた時に照合処理を中止し、本人確
認が得られたと判定する。この照合結果と、照合可能レ
ベル、即ち、照合レベルに対する余裕度を示すレベルを
含む照合結果通知を制御部１３に転送する。制御部１３
は、本人確認が得られた照合結果により扉の開閉制御等
を行う。

【００２６】そして、制御部１３は、ホスト３に指紋照
合の履歴と、ＩＤとテンポラリ照合レベルとを含む個人
情報通知とを送出する。このテンポラリ照合レベルは、
前述の条件式等により設定することができる。そして、
所定期間の第２回目以降は、このテンポラリ照合レベル
を用いて指紋照合処理を実行する。

【００２７】図４は複数指紋登録による本発明の実施の
形態の動作説明図であり、図３と同様に、ホストと、指
紋装置の制御部と画像処理部とセンサ部とについて示
す。この場合，複数の指についてそれぞれＩＤを付与し
て指紋を登録しておくものであり、例えば、予め個人別
と指別とに付与したＩＤ対応にそれぞれ特徴点を基にし
た指紋情報と判定レベルとを含めて指紋登録部に登録
し、例えば、各指紋装置で同一の登録指紋情報を保持す
る。

【００２８】そして、ＩＤを入力することなく、センサ
部１１により押捺指紋を撮像し、指紋画像を画像処理部
１２に転送する。従って、このようなシステムの場合に
は、照合用の指紋装置は、入力部１４を省略することが
できる。センサ部１１から押捺指紋画像を受信した画像
処理部１２は、制御部１３に押捺通知を送出する。制御
部１３は、指紋登録部から順次登録情報を読出して画像
処理部１２に個人とその指とを示すＩＤと、照合レベル
（登録時の判定レベル）と、登録指紋情報とを含む照合
処理コマンドを発行する。

【００２９】画像処理部１２は、指紋の照合処理を実行
し、その結果を制御部１３に通知する。その場合、照合
可能レベルも含めて通知する。例えば、５指について登
録した場合は、その５指について順次照合処理を実行す
る。その場合、登録全数について照合処理を実行する。
制御部１３は、照合処理結果の通知の照合可能レベルが
最も高いＩＤ対応の個人の指紋を採用する。そして、例
えば、個人対応のＩＤをＩＤａとし、各指を示すＩＤを
ＩＤａ１〜ＩＤａ５として、人差し指についての照合可
能レベルが最高の場合に、次回から所定期間内では、こ
の人差し指を示すＩＤａ２を用いて指紋照合を行わせる
為に、他のＩＤａ１，ＩＤａ３〜ＩＤａ５を無効とす
る。この無効とするＩＤを他の指紋装置にも通知する。

【００３０】又制御部１３は、ホスト３に対して照合の
履歴と、ＩＤ対応の照合可能レベルを基に設定したテン
ポラリ照合レベルとを含む個人情報通知を送出する。な
お、制御部１３は、有効としたＩＤ対応のテンポラリ照
合レベルを保持し、次回からは、このＩＤ対応の登録指
紋情報とテンポラリ照合レベルとを用いて指紋照合処理
を実行する。それによって、照合の為の母数を少なく
し、且つ、指紋状態が良好な場合の照合レベルを高くし
て、照合確率を低下させることなく、セキュリティを向
上することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ＩＤ入
力による所定期間内の第１回目の指紋照合時の照合レベ
ルを指紋登録時の判定レベルとして処理し、その時の照
合可能レベルを判定して、次回以降の指紋照合時には、
この照合可能レベルを基に設定したテンポラリ照合レベ
ルを用いて照合処理を実行するものであり、１日，１週
間，１か月等の指紋状態の変化が少ない所定期間内に於
ける押捺指紋撮像画像が良好で照合が取りやすい場合の
セキュリティを向上することができる。

【００３２】又ＩＤを入力しないで、複数の指について
の指紋登録を行うシステム及び方法に於いては、前述の
ように所定期間の第１回目の指紋照合時の照合可能レベ
ルを求め、その照合可能レベルが最大の指紋対応のＩＤ
を有効とし、その個人の他の指対応のＩＤを無効とし
て、所定期間内の次回以降は、有効ＩＤの登録指紋情報
を用いて照合処理を行うもので、照合すべき母数を、セ
キュリティを低下させることなく低減して、照合処理の
高速化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明図である。

【図２】本発明の実施の形態の指紋装置の説明図であ
る。

【図３】ＩＤ入力による本発明の実施の形態の動作説明
図である。

【図４】複数指紋登録による本発明の実施の形態の動作
説明図である。

【図５】従来の処理説明図である。

【符号の説明】

１ 指紋装置（登録用） ２−１〜２−ｎ 指紋装置（照合用） ３ ホスト ４ ＬＡＮ ５ センサ部 ６ 画像処理部 １１ センサ部 １２ 画像処理部 １３ 制御部 １４ 入力部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 登録指紋と押捺指紋とを照合して本人確
   認を行う指紋認識システムに於いて、 指紋登録時の判定レベルと登録指紋情報とを識別番号対
   応に格納する登録手段と、 所定期間の第１回目の指紋照合時に前記判定レベルを照
   合レベルとして押捺指紋と前記登録指紋との照合処理を
   行う照合処理手段と、 該照合処理手段による前記第１回目の指紋照合時の前記
   照合レベルを超えた照合可能レベルを基に前記所定期間
   内の次回以降の指紋照合時のテンポラリ照合レベルとし
   て前記識別番号対応に保持する手段とを備えたことを特
   徴とする指紋認識システム。
2. 【請求項２】 前記テンポラリ照合レベルを前記第１回
   目の指紋照合時の照合レベルを超える特徴点の一致数よ
   り少ない所定数を、前記照合レベルに加算した値として
   前記識別番号対応に保持する手段を有することを特徴と
   する請求項１記載の指紋認識システム。
3. 【請求項３】 登録指紋と押捺指紋とを照合して本人確
   認を行う指紋認識システムに於いて、 個人識別並びに複数の指の識別を行う識別番号を付与し
   て前記複数の指について指紋を登録すると共に登録時の
   判定レベルを登録する手段と、 所定期間の第１回目の指紋照合時に全登録指紋とを前記
   判定レベルを照合レベルとして照合する照合処理手段
   と、 該照合処理手段による前記照合レベルを超えた照合可能
   レベルの中の最高値に相当する前記個人の指対応の識別
   番号を有効とし、該個人の他の指対応の識別番号を無効
   として、前記所定期間内の次回以降の指紋照合を前記有
   効とした識別番号対応の登録指紋を用いて実行する手段
   とを備えたことを特徴とする指紋認識システム。
4. 【請求項４】 登録指紋と押捺指紋とを照合して本人確
   認を行う指紋認識方法に於いて、 指紋登録時に識別番号対応の登録指紋情報と共に、判定
   レベルを保持し、所定期間の第１回目の指紋照合時に前
   記判定レベルを照合レベルとして照合処理を行い、 前記照合レベルを超えた照合可能レベルを判定して、該
   照合可能レベルを基に次回以降の指紋照合時のテンポラ
   リ照合レベルを設定する過程を含むことを特徴とする指
   紋認識方法。
5. 【請求項５】 登録指紋と押捺指紋とを照合して本人確
   認を行う指紋認識方法に於いて、 個人識別並びに複数の指の識別用の識別番号を付与して
   前記複数の指について指紋登録すると共に、判定レベル
   を保持し、所定期間の第１回目の指紋照合時に前記判定
   レベルを照合レベルとして全登録指紋情報との照合処理
   を行い、前記照合レベルを超えた照合可能レベルの最高
   値の指対応の識別番号を有効とし、他の指の識別番号を
   無効として、次回以降は前記有効とした識別番号対応の
   登録指紋情報を用いて照合処理を行う過程を含むことを
   特徴とする指紋認識方法。