【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋画像を用いて個人認証を行うための指紋認証装置及び指紋認証方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばコンピュータ上で稼動する従来の指紋照合機能の一つとして、登録されている指紋データ（登録指紋データ）と照合する指紋データ（照合指紋データ）との２つの指紋データから抽出した特徴図形（分岐点，端点等）の位置関係により、前記２つの指紋データの同一性を判定する指紋照合方法『特徴図形照合方法』がある。そして、この『特徴図形照合方法』は、指紋だけでなく画像同士を照合する多くの場合に有効であり、その有効性はよく知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、指紋照合による個人認証を行う際に、例えば小さな指紋読み取り窓しか設けることのできない携帯端末から部分的な指紋画像しか採取できない場合には、指紋照合による個人認証が困難が生じる問題がある。
【０００４】
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、照合対象として部分的な指紋画像しか得られない場合でも、十分な認証精度で登録指紋画像と照合することが可能な指紋認証装置及び指紋認証方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る指紋認証装置は、ユーザの指紋を登録する際に、小型の指紋読み取り装置を用いて読み取られた複数の部分的な指紋画像を合成して、合成された指紋画像を登録する指紋登録手段と、ユーザの指紋を照合する際に、小型の指紋読み取り装置を用いて読み取られた１つの部分的な照合指紋画像と前記指紋登録手段で合成された登録指紋画像とを比較して指紋照合する指紋照合手段とを具備したことを特徴とする。
【０００６】
この指紋認証装置は、ユーザの指紋を登録する際に、複数の部分指紋画像を順番に読み取るためのガイドメッセージをユーザに示すガイド手段を有するようにしても良い。
【０００７】
また、この指紋認証装置においては、前記小型指紋読み取り装置は携帯電話装置に設けられるようにすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は本発明に係る指紋認証装置及び指紋認証方法を実施したネットワークシステムの構成を示す図である。
【００１０】
このネットワークシステムの相互通信網であるインターネット１０には、多数の個人の携帯電話端末１１…やコンピュータ端末１２…の他に、電子モール／サイバーショップ１３等の様々な業種や場所で使用されているコンピュータ端末が接続され、さらに、このインターネット１０には、指紋登録・認証局装置１４が接続される。
【００１１】
指紋登録・認証局装置１４は、インターネット１０を利用する各個人ユーザそれぞれの個人認証サービスを指紋の照合によって行うもので、この指紋登録・認証局装置１４には、登録ユーザそれぞれの指紋の多階調画像が記憶されて登録される。
【００１２】
この指紋登録・認証局装置１４のコンピュータ端末をはじめ、前記各個人の携帯電話端末１１…、コンピュータ端末１２…には、そのそれぞれに指紋の略全体画像を読み取り可能な指紋読み取り装置１５や部分画像を読み取り可能な小型指紋読み取り装置１６が備えられ、前記指紋登録・認証局装置１４に対して個人登録を行う際、及び該指紋登録・認証局装置１４において個人認証（指紋認証）を行わせる際に、各端末を操作するユーザの指紋画像が登録対象画像あるいは照合対象画像として多階調画像で読み取られる。
【００１３】
なお、前記携帯電話端末１１における小型指紋読み取り装置１６からの前記指紋登録・認証局装置１４に対する指紋画像の登録の際には、１つの指紋について複数回の指紋読み取り操作により得られる各部分画像が合成され略全体の指紋画像に適正化されて登録される（図４，図５参照）。また、この指紋の略全体画像として登録された登録指紋画像に対する同携帯電話端末１１における小型指紋読み取り装置１６からの指紋照合の際には、１回の読み取り操作により得られた部分的な指紋画像が照合指紋画像として照合される。
【００１４】
その他コンピュータ端末１２や指紋登録・認証局装置１４そのものにおける指紋の略全体画像を読み取り可能な指紋読み取り装置１５からの指紋画像の登録，照合の際には、そのままの略全体の指紋画像が登録され、また、照合指紋画像として照合される。
【００１５】
図２は前記ネットワークシステムに接続された指紋登録・認証局装置１４におけるコンピュータ端末の構成を示すブロック図である。
【００１６】
この指紋登録・認証局装置１４のコンピュータ端末には、制御部（ＣＰＵ）２１が備えられ、ハードディスク装置や半導体メモリからなる記憶装置２２に予め記憶された認証局制御プログラムに従って指紋登録処理や認証処理などの制御を行うもので、前記制御部（ＣＰＵ）２１には、記憶装置２２の他に、指紋読み取り装置１５、登録指紋データベース装置２３、そしてインターネット１０との接続を行う通信制御装置２４が接続される。
【００１７】
図３は前記指紋登録・認証局装置１４の登録指紋データベース装置２３における登録ユーザデータを示す図である。
【００１８】
この登録指紋データベース装置２３に記憶されて登録される登録ユーザデータとしては、各登録ユーザそれぞれの氏名・ＩＤコード・登録指紋画像・画像仕様（データサイズ，画素ピッチ，階調数）と共に、当該登録ユーザデータの外部出力の可否を示す外部出力可否データ、外部出力可の場合の許可端末アドレスを示す許可端末データが、該各登録ユーザ毎に対応付けられて記憶され登録される。
【００１９】
ユーザＩＤは、その登録に際して各個人毎に個別に割り当てられる。
【００２０】
図４は前記指紋登録・認証局装置１４の指紋登録に伴う部分指紋画像からの合成適正化を示す図である。
【００２１】
図５は前記指紋登録・認証局装置１４の指紋登録に伴う部分指紋画像の取り込み重ね合わせパターンの一例を示す図である。
【００２２】
例えば携帯電話端末１１における小型指紋読み取り装置１６から指紋登録・認証局装置１４に対して指紋画像の登録が行われる際には、小型指紋読み取り装置１６における複数回の指紋読み取り操作に応じて、図４（Ａ）に示すように、指紋登録・認証装置１４に取り込まれた複数枚の部分指紋画像が、図４（Ｂ）に示すように、画像認識，移動，回転によりズレ補正されて重ね合わされ、図４（Ｃ）に示すように、合成適正化されて登録される。
【００２３】
この際、小型指紋読み取り装置１６による指紋部分の読み取りの順番は、指紋登録・認証局装置１４から携帯電話端末１１に対して指紋入力要領のガイドメッセージが与えられることで表示され、このガイドメッセージに従ったユーザ操作により、例えば図５に示すように、第１に指紋中央部分、第２，第３，…にその周辺部分が順次読み取られて指紋登録・認証局装置１４へ送られる。
【００２４】
図６は指紋の略全体画像による登録指紋画像Ａと同サイズの照合指紋画像Ｂとの照合データエリアを示す図である。
【００２５】
図７は指紋の略全体画像による登録指紋画像Ａと同サイズの照合指紋画像Ｂとの照合データエリアに応じた指紋登録・認証局装置１４における指紋認証の方法を説明するための図である。
【００２６】
すなわち、指紋の略全体画像が登録指紋画像Ａと照合指紋画像Ｂとの照合データエリアとなった場合には、まず、照合指紋画像Ｂに対しその全体を囲むメインテンプレート領域ｔｍとこのメインテンプレートｔｍを基準とする４つのサブテンプレート領域ｔ１〜ｔ４を配置し、この各テンプレート領域ｔｍ及びｔ１〜ｔ４それぞれの画像データと最大の相関関係を有する各最大相関領域ＴＭ及びＴ１〜Ｔ４を登録指紋画像Ａ上で検出した後に、前記メインテンプレート領域ｔｍに対するサブテンプレート領域ｔ１〜ｔ４それぞれの相対位置関係と前記各最大相関領域ＴＭに対するＴ１〜Ｔ４それぞれの相対位置関係とが一致するか否かによって照合指紋画像Ｂが登録指紋画像Ａと同一人物の指紋であるかを判定するものである。
【００２７】
図８は指紋の略全体画像による登録指紋画像Ａと部分画像による照合指紋画像Ｂとの照合データエリアを示す図である。
【００２８】
図９は指紋の略全体画像による登録指紋画像Ａと部分画像による照合指紋画像Ｂとの照合データエリアに応じた指紋登録・認証局装置１４における指紋認証の方法を説明するための図である。
【００２９】
すなわち、指紋の略全体画像である登録指紋画像Ａに対し指紋の部分画像が照合指紋画像Ｂとして照合データエリアとなった場合には、まず、部分画像である照合指紋画像Ｂに対しその全体を囲むメインテンプレート領域ｔｍとこのメインテンプレートｔｍ内を６分割したうちの３つのサブテンプレート領域ｔ１〜ｔ３を配置し、この各テンプレート領域ｔｍ及びｔ１〜ｔ３それぞれの画像データと最大の相関関係を有する各最大相関領域ＴＭ及びＴ１〜Ｔ３を登録指紋画像Ａ上で検出した後に、前記メインテンプレート領域ｔｍに対するサブテンプレート領域ｔ１〜ｔ３それぞれの相対位置関係と前記各最大相関領域ＴＭに対するＴ１〜Ｔ３それぞれの相対位置関係とが一致するか否かによって部分画像である照合指紋画像Ｂが全体画像である登録指紋画像Ａと同一人物の指紋であるかを判定するものである。
【００３０】
つまり、テンプレート領域と最大相関関係を有する画像領域を見出す場合においては、領域内に指紋の特徴点（端点，分岐点など）が存在する必要がないため、領域の大きさを数本の指紋の山あるいは谷が含まれる程度の小さい領域とするすることができる。従って、全体画像である登録指紋画像Ａに対し部分画像である照合指紋画像Ｂの照合を行う場合でも、照合指紋画像Ｂの画像サイズに応じて複数のテンプレート領域ｔｍ，ｔ１〜ｔ３を設定配置し、各テンプレート画像と最大相関係数の算出される登録指紋画像Ａ上の対応領域ＴＭ，Ｔ１〜Ｔ３を検出し、そのそれぞれの相対位置関係を比較判定することで、十分認証精度の高い指紋照合が行えるものである。
【００３１】
なお、使用するテンプレートの形，大きさ，配置は、この例に限らず、任意に設定できる。従って、ここでは照合指紋画像が全体の指紋画像である場合と部分指紋画像である場合とで異なるテンプレートを用いたが、図９で示されるテンプレートを全体の指紋画像である照合指紋画像の照合に用いても何ら問題はない。
【００３２】
そして、この照合方式は、少なくとも画素ピッチが同じであれば、画像読み取りデバイスの種類を問わないで照合できる特長がある。
【００３３】
図１０は前記ネットワークシステム上の各端末における指紋読み取り装置１５（１６）にて読み取られて転送される指紋画像データのヘッダ情報を示す図である。
【００３４】
この指紋画像データのヘッダ情報としては、そのデータサイズ，画素ピッチ，階調データ，表裏種類（指を読み取り面に押しつけた跡の形を表から見るか裏から見るかの別）が記述される。
【００３５】
そして、各端末の指紋読み取り装置１５（１６）で読み取られ指紋登録・認証局装置１４へ送られて指紋認証される照合指紋画像Ｂは、図１０に示すようなヘッダ情報に基づき、何れもそのデータサイズ，画素ピッチ，階調数が、登録指紋データベース装置２３内の登録ユーザデータにおいて示される登録指紋画像Ａの画像仕様に合わせて標準化され照合される。
【００３６】
次に、前記構成のネットワークシステムにおいて、まず、指紋登録・認証局装置１４に指紋画像を登録する場合の動作について説明する。
【００３７】
図１１は前記ネットワークシステムで指紋登録を行う場合の端末処理と認証局処理とを対応付けて示すフローチャートである。
【００３８】
携帯電話端末１１や個人コンピュータ端末１２からインターネット１０を介し指紋登録・認証局装置１４の登録サイトへアクセスされ、指紋登録の要求と共に各端末に備えられた小型指紋読み取り装置１６や指紋読み取り装置１５に応じた読み取り可能な画像サイズが通知されると（ステップａ１）、指紋登録・認証局装置１４では、前記端末からの指紋登録要求が受け付けられると共に、当該登録要求端末における読み取り可能な指紋画像サイズが判定される（ステップｂ１）。
【００３９】
すると、指紋登録・認証局装置１４から登録要求端末に対して、該端末における読み取り可能な指紋画像サイズに応じた指紋入力の要領を指示するガイドメッセージが通知され（ステップｂ２）、端末側の表示部において表示される（ステップａ２）。
【００４０】
ここで、前記登録要求端末が部分的な指紋画像を読み取り可能な小型指紋読み取り装置１６を備えた携帯電話端末１１である場合には、例えば図５で示したように、第１に指紋中央部分、第２，第３，…にその周辺部分を小型指紋読み取り装置１６に順次ユーザ入力させるための入力要領ガイドメッセージが指紋登録・認証局装置１４から段階的に通知されて表示される。
【００４１】
また、前記登録要求端末が全体的な指紋画像を読み取り可能な指紋読み取り装置１５を備えたコンピュータ端末１２である場合には、１回で指紋の略全体を指紋読み取り装置１５にユーザ入力させるための入力要領ガイドメッセージが指紋登録・認証局装置１４から通知されて表示される。
【００４２】
そして、携帯電話端末１１の場合には、登録対象ユーザの氏名，外部出力可否情報，外部出力許可端末情報の入力と共に、その小型指紋読み取り装置１６からユーザの指紋の部分画像が順次複数回に渡り入力されて送信され（ステップａ３）、また、個人コンピュータ端末１２の場合には、登録対象ユーザの氏名，外部出力可否情報，外部出力許可端末情報の入力と共に、その指紋読み取り装置１５からユーザの指紋の全体画像が１回で入力されて送信され、指紋登録・認証局装置１４で受信されると（ステップｂ３）、図１２における画像の適正化処理を経て（ステップｂｃ）、登録対象ユーザの指紋画像が正しく入力されたか判断される（ステップｂ４）。
【００４３】
図１２は前記ネットワークシステムで指紋登録を行う場合の認証局処理に伴う画像の適正化処理を示すフローチャートである。
【００４４】
この画像の適正化処理では、登録対象ユーザの指紋画像が、前記携帯電話端末１１の小型指紋読み取り装置１６から、図４（Ａ）で示したように、部分的な複数の画像として入力され受信された場合に、その第１に入力受信された中央部分の指紋画像に対して、第２，第３，…に順次入力された周辺部分の各指紋画像の相対距離，角度のズレが画像認識されて求められ（ステップｃ１→ｃ２）、これに基づき、図４（Ｂ）で示したように、中央部分の指紋画像に対して周辺部分の指紋画像が重ね合わされて合成されることで、図４（Ｃ）で示したように、全体的な指紋からなる登録画像が生成される（ステップｃ３）。そして、この適正化処理を経て生成された登録対象ユーザの指紋画像が正しく入力されたか判断される（ステップｂ４）。
【００４５】
なお、登録対象ユーザの指紋画像が、前記個人コンピュータ端末１２の指紋読み取り装置１５から、全体的な１画像として入力され受信された場合は、この画像の適正化処理における部分画像の重ね合わせ・合成はなされず、そのままの全体的な指紋画像が正しく入力されたか判断される（ステップｃ１→ｂ４）。
【００４６】
ここで、登録対象ユーザの指紋画像が、例えば画像の欠落や乱れが検出されて正しく入力されたと判断されない場合には、再び登録要求端末に対して指紋入力要領のガイドメッセージが通知されて、登録対象ユーザの指紋画像の入力と受信適正化が繰り返される（ステップｂ４→ｂ２）。
【００４７】
そして、登録対象ユーザの指紋画像が正しく入力されたと判断された場合には、登録ＯＫのメッセージが前記携帯電話端末１１あるいは個人コンピュータ端末１２の登録要求端末に対して通知され（ステップｂ４→ｂ５）、当該端末では、その登録ＯＫのメッセージが受信されて確認表示される（ステップａ４，ａ５）。
【００４８】
そして、指紋登録・認証局装置１４では、前記登録要求端末から入力されて受信された登録対象ユーザの氏名，外部出力可否情報，外部出力許可端末情報と共に、当該登録対象ユーザの全体的な指紋画像が登録指紋画像Ａとして対応付けされて、登録指紋データベース装置２３（図３参照）に記憶されて登録される（ステップｂ６）。
【００４９】
次に、前記構成のネットワークシステムにおいて、指紋登録・認証局装置１４で指紋画像を認証する場合の動作について説明する。
【００５０】
認証すべきユーザの指紋画像は、インターネット１０に接続された携帯電話端末１１の小型指紋読み取り装置１６や個人コンピュータ端末１２の指紋読み取り装置１５において読み取られ、指紋登録・認証局装置１４へ送られる。すると、指紋登録・認証局装置１４では、認証要求端末から送られた指紋画像を対象に個人認証が行われ、その認証結果が当該端末へ通知される。
【００５１】
図１３は前記ネットワークシステムで指紋認証を行う場合の端末処理と認証局処理とを対応付けて示すフローチャートである。
【００５２】
携帯電話端末１１あるいは個人コンピュータ端末１２において、認証対象登録ユーザの氏名が入力されると共にその認証依頼が入力されると、当該認証依頼端末から指紋登録・認証局装置１４のコンピュータ端末に対して、インターネット１０を介し認証対象登録ユーザの氏名及びその認証依頼が送信される（ステップｄ１）。
【００５３】
登録指紋・認証局装置１４のコンピュータ端末に前記認証依頼端末からの認証対象登録ユーザの氏名及びその認証依頼が受信されると（ステップｅ１）、受信された認証依頼ユーザの氏名が登録指紋データベース装置２３内の登録ユーザデータとして登録されているか確認され（ステップｅ２）、認証依頼端末からの認証対象データの受信待機状態となる（ステップｅ３）。
【００５４】
そして、認証依頼端末である携帯電話端末１１の小型指紋読み取り装置１６あるいは個人コンピュータ端末１２の指紋読み取り装置１５から該認証対象ユーザの指紋画像が読み取られると（ステップｄ２）、この入力された指紋画像のデータは照合指紋画像Ｂとして指紋登録・認証局装置１４のコンピュータ端末へ送信される（ステップｄ３）。
【００５５】
この際、認証依頼端末が携帯電話端末１１である場合には、その小型指紋読み取り装置１６により読み取られた認証対象ユーザの部分的な指紋画像が照合指紋画像Ｂとして指紋登録・認証局装置１４へ送信され、また、個人コンピュータ端末１２である場合には、その指紋読み取り装置１５により読み取られた認証対象ユーザの全体的な指紋画像が照合指紋画像Ｂとして指紋登録・認証局装置１４へ送信される。
【００５６】
指紋登録・認証局装置１４のコンピュータ端末で、前記認証依頼端末から送信された認証すべきユーザの指紋画像（照合指紋画像Ｂ）が受信されると（ステップｅ３）、図１４における認証処理に従って、登録指紋データベース装置２３に登録ユーザデータとして登録されている認証依頼のユーザ氏名に対応付けられた登録指紋画像Ａと照合されてその同一性が判定され（ステップｅｆ）、認証ＯＫかＮＧかを示す認証結果のデータが前記認証依頼端末である携帯電話端末１１あるいは個人コンピュータ端末１２へ通知される（ステップｅ４）。
【００５７】
すると、認証依頼端末では、前記指紋登録・認証局装置１４から通知された認証結果のデータが受信され、認証ＯＫ又は認証ＮＧのメッセージが確認表示される（ステップｄ４）。
【００５８】
図１４は前記ネットワークシステムで指紋認証を行う場合の認証局処理に伴う指紋の認証処理を示すフローチャートである。
【００５９】
インターネット１０上の認証依頼端末から受信された個人認証の対象となる照合指紋画像Ｂは、その画像サイズが例えば少なくとも携帯電話端末１１の小型読み取り装置１６により読み取られた所定サイズ以上の適正画像であるか判断確認され（ステップｆ１）、所定サイズ未満の不適正な画像であると判断された場合には、照合不能として処理され（ステップｆ１→ｆ７）、前記認証依頼端末へ通知される（ステップｅ４）。
【００６０】
また、認証依頼端末から受信された照合指紋画像Ｂが所定サイズ以上の適正画像であると判断確認された場合には、そのヘッダ情報に記述されているデータサイズ，画素ピッチ，階調データ，表裏種類データに基づき、前記登録確認された登録ユーザデータにおける登録指紋画像Ａの画像仕様に合わせて標準化される（ステップｆ１→ｆ２）。
【００６１】
すると、前記照合指紋画像Ｂの画像サイズに応じて照合判定用のテンプレートパターンが選択されるもので（ステップｆ３）、例えば個人コンピュータ端末１２の指紋読み取り装置１５から入力された指紋の略全体画像が含まれる照合指紋画像Ｂである場合には、図７で示したようなテンプレートパターンが選択され、まず、照合指紋画像Ｂに対しその全体を囲むメインテンプレート領域ｔｍとこのメインテンプレートｔｍを基準とする４つのサブテンプレート領域ｔ１〜ｔ４が配置され、この各テンプレート領域ｔｍ及びｔ１〜ｔ４それぞれの画像データと最大の相関関係を有する各最大相関領域ＴＭ及びＴ１〜Ｔ４が前記登録確認された登録指紋画像Ａ上で検出される（ステップｆ４，ｆ５）。
【００６２】
すると、前記照合指紋画像Ｂに配置されたメインテンプレート領域ｔｍに対するサブテンプレート領域ｔ１〜ｔ４それぞれの相対位置関係と前記登録指紋画像Ａ上で検出された各最大相関領域ＴＭに対するＴ１〜Ｔ４それぞれの相対位置関係との相違が比較判断されて照合指紋画像Ｂが登録指紋画像Ａと同一人物の指紋であるかが判定される（ステップｆ６）。
【００６３】
また、例えば携帯電話端末１１の小型指紋読み取り装置１６から入力された部分的な指紋の照合指紋画像Ｂである場合には、図９で示したようなテンプレートパターンが選択され、まず、照合指紋画像Ｂに対しその全体を囲むメインテンプレート領域ｔｍとこのメインテンプレートｔｍ内を６分割したうちの３つのサブテンプレート領域ｔ１〜ｔ３が配置され、この各テンプレート領域ｔｍ及びｔ１〜ｔ３それぞれの画像データと最大の相関関係を有する各最大相関領域ＴＭ及びＴ１〜Ｔ３が前記登録確認された登録指紋画像Ａ上で検出される（ステップｆ４，ｆ５）。
【００６４】
すると、前記照合指紋画像Ｂに配置されたメインテンプレート領域ｔｍに対するサブテンプレート領域ｔ１〜ｔ３それぞれの相対位置関係と前記登録指紋画像Ａ上で検出された各最大相関領域ＴＭに対するＴ１〜Ｔ３それぞれの相対位置関係との相違が比較判断されて照合指紋画像Ｂが登録指紋画像Ａと同一人物の指紋であるかが判定される（ステップｆ６）。
【００６５】
これにより、認証ＯＫかＮＧかを示す認証結果のデータが認証依頼端末へ通知されて確認表示される（ステップｅ４，ｄ４）。
【００６６】
なお、この認証処理における照合指紋画像Ｂに配置したテンプレート領域ｔｍ，ｔ１〜ｔｎに基づく登録指紋画像Ａ上での最大相関係数領域ＴＭ，Ｔ１〜Ｔｎの具体的な検出方法、ならびに前記テンプレート領域ｔｍ，ｔ１〜ｔｎの相対位置関係と最大相関係数領域ＴＭ，Ｔ１〜Ｔｎの相対位置関係との相違の具体的な算出方法としては、同一出願人による先願（特願平１０−３７２２０５号）に開示された方法が採用されることが好ましい。
【００６７】
次に、前記構成のネットワークシステムにおいて、指紋登録・認証局装置１４を用いずに、個人コンピュータ端末１２や電子モール／サイバーショップ１３にあるその他のコンピュータ端末で独自の照合アルゴリズムを用いた指紋認証を行う場合に、前記指紋登録・認証局装置１４から認証対象ユーザの登録指紋画像Ａを取り込む動作について説明する。
【００６８】
図１５は前記ネットワークシステムにおいて指紋登録・認証局装置１４に登録済みの指紋画像を他のコンピュータ端末に取り込む場合の端末処理と認証局処理とを対応付けて示すフローチャートである。
【００６９】
例えば個人コンピュータ端末１２において、独自の照合アルゴリズムを用いた指紋認証を行う場合には、指紋登録・認証装置１４から登録指紋データを送信してもらう必要がある。この場合に、独自の照合アルゴリズムで使用する画像データは、登録指紋データと異なる仕様の場合がある。従って、当該端末１２では、認証対象とする登録ユーザの氏名が入力されると共に、取り込むべき指紋画像の画像仕様も入力され、これらのデータを伴って、当該指紋画像データの要求依頼が指紋登録・認証局装置１４に対して送信される（ステップｇ１）。
【００７０】
この指紋画像データの要求依頼が受け付けられた指紋登録・認証局装置１４では（ステップｈ１）、要求された登録ユーザの氏名に対応付けられて当該指紋要求元の端末アドレスが外部出力可の許可端末アドレスとして登録指紋データベース装置２３内に登録されているか、その指紋要求端末の正当性が判断確認される（ステップｈ２）。
【００７１】
すると、前記要求された登録ユーザの指紋画像データが登録指紋データベース装置２３から読み出されると共に、要求された画像仕様（例えば２値化画像）に加工変換されて（ステップｈ３）、指紋要求元である個人コンピュータ端末１２に対して送信される（ステップｈ４）。
【００７２】
そして、前記指紋登録・認証局装置１４から送信された要求登録ユーザの指紋画像データが個人コンピュータ端末１２において受信されると（ステップｇ２）、この登録ユーザの指紋画像に基づき、例えば『特徴図形照合方法』による照合アルゴリズムに従って、指紋読み取り装置１５から入力された照合指紋画像との指紋照合による個人認証が実施される。
【００７３】
したがって、前記構成のネットワークシステムにおける指紋登録・認証機能によれば、指紋登録・認証局装置１４の登録指紋データベース装置２３に登録された登録ユーザの指紋画像Ａに対し、携帯電話端末１１の小型指紋読み取り装置１６や個人コンピュータ端末１２の指紋読み取り装置１５から入力された認証対象ユーザの指紋画像データＢを照合して個人認証する際には、照合すべき指紋画像Ｂに配置した複数のテンプレート領域ｔｍ，ｔ１〜ｔｎの各画像データと最大の相関係数を有する各最大相関領域ＴＭ，Ｔ１〜Ｔｎが登録指紋画像Ａ上から検出され、前記各テンプレート領域ｔｍ，ｔ１〜ｔｎの相互位置関係と前記各最大相関領域ＴＭ，Ｔ１〜Ｔｎの相互位置関係との比較から登録指紋に対する照合指紋の同一性が判定されて個人認証されるので、指紋の略全体として登録されている登録指紋画像Ａに対し照合指紋画像Ｂが例えば携帯電話端末１１の小型読み取り装置１６により入力された部分的な指紋画像Ｂであった場合でも、確実に指紋照合を行うことができ、しかも、指紋上特徴点の明確さに全く関係なく、認証精度の高い指紋照合を行うことができる。
【００７４】
また、前記構成のネットワークシステムにおける指紋登録・認証機能によれば、携帯電話端末１１に備えられた部分的な指紋画像が読み取り可能な小型指紋読み取り装置１６からのユーザ入力指紋画像を指紋登録・認証局装置１４へ登録する際には、前記小型指紋読み取り装置１６から複数回に分けて入力された指紋の各部分画像が、順次重ね合わされた全体的な指紋画像に合成されて指紋登録・認証局装置１４へ登録されるので、小さな読み取り範囲の指紋読み取り装置１６しか設けることのできない携帯電話端末１１からであっても、指紋照合に適した登録指紋画像Ａとして登録できるようになる。
【００７５】
さらに、前記構成のネットワークシステムにおける指紋登録・認証機能によれば、インターネット１０上に接続された各種のコンピュータ端末から指紋登録・認証局装置１４に対して所望の登録ユーザの登録指紋画像Ａの取り込み要求が与えられた際には、その取り込み要求端末が登録指紋データベース装置２３に登録された外部出力の許可されている端末であるか確認されると共に、要求された画像仕様に加工されて要求端末へ出力送信されるので、インターネット１０上の各端末において、指紋登録・認証局装置１４に登録された登録指紋画像を利用して独自の指紋照合・個人認証処理を実施することができる。
【００７６】
なお、前記実施形態において記載した手法、すなわち、図１１，図１２のフローチャートに示す指紋登録処理に伴う端末処理と認証局処理、図１３，図１４のフローチャート指紋照合処理に伴う端末処理と認証局処理、図１５のフローチャートに示す登録指紋画像の取り込み処理に伴う端末処理と認証局処理等の各手法は、何れもコンピュータに実行させることができるプログラムとして、メモリカード（ＲＯＭカード、ＲＡＭカード等）、磁気ディスク（フロッピディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の外部記憶媒体に格納して配布することができる。そして、各端末装置１１，１２，１３や指紋登録・認証局装置１４のコンピュータは、この外部記憶媒体に記憶されたプログラムを記憶媒体読取部によって内蔵メモリに読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、前記実施形態において説明した指紋登録機能や指紋認証機能、ならびに登録指紋の取り込み機能を実現し、前述した手法による同様の処理を実行することができる。
【００７７】
また、前記各手法を実現するためのプログラムのデータは、プログラムコードの形態としてネットワーク（１０）上を伝送させることができ、このネットワークに接続されたコンピュータ端末の通信制御部によって前記のプログラムデータを取り込み、前述した指紋登録機能や指紋認証機能、ならびに登録指紋の取り込み機能を実現することもできる。
【００７８】
なお、本願発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ユーザの指紋を登録する際には、小型の指紋読み取り装置を用いて読み取られた複数の部分的な指紋画像を合成して、合成された指紋画像を登録するので、部分的な指紋画像よりも大きな指紋画像を登録することができ、ユーザの指紋を照合する際には、小型の指紋読み取り装置を用いて読み取られた１つの部分的な指紋画像が、合成された登録指紋画像の範囲にあれば、確実に指紋照合できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る指紋認証装置及び指紋認証方法を実施したネットワークシステムの構成を示す図。
【図２】前記ネットワークシステムに接続された指紋登録・認証局装置におけるコンピュータ端末の構成を示すブロック図。
【図３】前記指紋登録・認証局装置の登録指紋データベース装置における登録ユーザデータを示す図。
【図４】前記指紋登録・認証局装置の指紋登録に伴う部分指紋画像からの合成適正化を示す図。
【図５】前記指紋登録・認証局装置の指紋登録に伴う部分指紋画像の取り込み重ね合わせパターンの一例を示す図。
【図６】指紋の略全体画像による登録指紋画像Ａと同サイズの照合指紋画像Ｂとの照合データエリアを示す図。
【図７】指紋の略全体画像による登録指紋画像Ａと同サイズの照合指紋画像Ｂとの照合データエリアに応じた指紋登録・認証局装置における指紋認証の方法を説明するための図。
【図８】指紋の略全体画像による登録指紋画像Ａと部分画像による照合指紋画像Ｂとの照合データエリアを示す図。
【図９】
指紋の略全体画像による登録指紋画像Ａと部分画像による照合指紋画像Ｂとの
照合データエリアに応じた指紋登録・認証局装置における指紋認証の方法を説明
するための図。
【図１０】
前記ネットワークシステム上の各端末における指紋読み取り装置にて読み取ら
れて転送される指紋画像データのヘッダ情報を示す図。
【図１１】
前記ネットワークシステムで指紋登録を行う場合の端末処理と認証局処理とを
対応付けて示すフローチャート。
【図１２】
前記ネットワークシステムで指紋登録を行う場合の認証局処理に伴う画像の適
正化処理を示すフローチャート。
【図１３】
前記ネットワークシステムで指紋認証を行う場合の端末処理と認証局処理とを
対応付けて示すフローチャート。
【図１４】
前記ネットワークシステムで指紋認証を行う場合の認証局処理に伴う指紋の認
証処理を示すフローチャート。
【図１５】
前記ネットワークシステムにおいて指紋登録・認証局装置に登録済みの指紋画
像を他のコンピュータ端末に取り込む場合の端末処理と認証局処理とを対応付け
て示すフローチャート。
【符号の説明】
１０…インターネット
１１…携帯電話端末
１２…個人コンピュータ端末
１３…電子モール／サイバーショップ
１４…指紋登録・認証局装置
１５…指紋読み取り装置
１６…小型指紋読み取り装置
２１…制御部（ＣＰＵ）
２２…記憶装置
２３…登録指紋データベース装置
２４…通信制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fingerprint authentication device and a fingerprint authentication method for performing personal authentication using a fingerprint image.
[0002]
[Prior art]
For example, as one of the conventional fingerprint collation functions that operate on a computer, a characteristic figure (branch) extracted from two fingerprint data of registered fingerprint data (registered fingerprint data) and fingerprint data to be collated (collated fingerprint data). There is a fingerprint collation method “characteristic graphic collation method” for determining the identity of the two fingerprint data based on the positional relationship between the points and the end points. The “characteristic figure matching method” is effective in many cases where images are compared with each other in addition to fingerprints, and its effectiveness is well known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when performing personal authentication by fingerprint collation, for example, if only a partial fingerprint image can be collected from a portable terminal that can be provided with only a small fingerprint reading window, there is a problem that personal authentication by fingerprint collation becomes difficult.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and even when only a partial fingerprint image is obtained as an object to be compared, a fingerprint authentication apparatus capable of performing matching with a registered fingerprint image with sufficient authentication accuracy. An object of the present invention is to provide a fingerprint authentication method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, when registering a user's fingerprint, the fingerprint authentication device according to the present invention combines a plurality of partial fingerprint images read using a small fingerprint reader and registers the combined fingerprint image. Comparing a fingerprint image of a user with a partial fingerprint image read using a small fingerprint reader and a registered fingerprint image synthesized by the fingerprint registration device when collating a user's fingerprint. And fingerprint matching means for performing fingerprint matching.
[0006]
The fingerprint authentication device may include a guide unit for presenting to the user a guide message for sequentially reading a plurality of partial fingerprint images when registering the user's fingerprint.
[0007]
Further, in this fingerprint authentication device, the small fingerprint reading device can be provided in a mobile phone device.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a network system implementing a fingerprint authentication device and a fingerprint authentication method according to the present invention.
[0010]
The Internet 10, which is an intercommunication network of this network system, is used in various industries and places such as an electronic mall / cyber shop 13 in addition to a large number of personal mobile phone terminals 11 and computer terminals 12. A computer terminal is connected, and a fingerprint registration / authentication authority device 14 is connected to the Internet 10.
[0011]
The fingerprint registration / authentication authority device 14 performs a personal authentication service for each individual user using the Internet 10 by comparing fingerprints. The fingerprint registration / authentication authority device 14 has multiple fingerprints of each registered user. The toned image is stored and registered.
[0012]
In addition to the computer terminal of the fingerprint registration / authentication authority device 14, each of the individual mobile phone terminals 11 and computer terminals 12 has a fingerprint reading device 15 and a partial image that can read substantially the entire image of the fingerprint. A small fingerprint reader 16 capable of reading the fingerprint is provided. When performing personal registration with the fingerprint registration / authentication authority device 14, and when performing personal authentication (fingerprint authentication) in the fingerprint registration / authentication authority device 14. Then, a fingerprint image of a user operating each terminal is read as a registration target image or a collation target image as a multi-tone image.
[0013]
When a fingerprint image is registered in the fingerprint registration / authentication authority device 14 from the small fingerprint reader 16 in the mobile phone terminal 11, each partial image obtained by performing a plurality of fingerprint reading operations on one fingerprint is obtained. The combined image is registered as a fingerprint image which is optimized as a whole (see FIGS. 4 and 5). In addition, when performing fingerprint matching from the small fingerprint reader 16 in the mobile phone terminal 11 with respect to the registered fingerprint image registered as the substantially entire image of the fingerprint, the partial fingerprint image obtained by one reading operation is obtained. Is collated as the collation fingerprint image.
[0014]
In addition, when registering and collating a fingerprint image from the fingerprint reading device 15 capable of reading a substantially entire image of the fingerprint in the computer terminal 12 or the fingerprint registration / authentication authority device 14 itself, the substantially entire fingerprint image is registered as it is. , And are collated as collation fingerprint images.
[0015]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a computer terminal in the fingerprint registration / authentication authority device 14 connected to the network system.
[0016]
The computer terminal of the fingerprint registration / authentication authority device 14 is provided with a control unit (CPU) 21 for performing fingerprint registration processing and authentication processing in accordance with a certification authority control program stored in advance in a storage device 22 composed of a hard disk device or a semiconductor memory. The control unit (CPU) 21 is connected to a fingerprint reading device 15, a registered fingerprint database device 23, and a communication control device 24 for connecting to the Internet 10 in addition to the storage device 22. Is done.
[0017]
FIG. 3 is a diagram showing registered user data in the registered fingerprint database device 23 of the fingerprint registration / authentication authority device 14.
[0018]
The registered user data stored and registered in the registered fingerprint database device 23 includes the registered user's name, ID code, registered fingerprint image, image specification (data size, pixel pitch, and number of gradations), as well as the registered user data. External output permission / prohibition data indicating whether user data can be externally output and permission terminal data indicating a permission terminal address when external output is permitted are stored and registered in association with each registered user.
[0019]
The user ID is individually assigned to each individual at the time of registration.
[0020]
FIG. 4 is a diagram showing the proper synthesis from the partial fingerprint image accompanying the fingerprint registration of the fingerprint registration / authentication authority device 14.
[0021]
FIG. 5 is a diagram showing an example of a fetching and superimposing pattern of a partial fingerprint image accompanying the fingerprint registration of the fingerprint registration / authentication authority device 14.
[0022]
For example, when a fingerprint image is registered in the fingerprint registration / authentication authority device 14 from the small fingerprint reading device 16 in the mobile phone terminal 11, the fingerprint is read in accordance with a plurality of fingerprint reading operations in the small fingerprint reading device 16. As shown in FIG. 4 (A), a plurality of partial fingerprint images captured by the fingerprint registration / authentication device 14 are superimposed on each other by performing displacement correction by image recognition, movement and rotation as shown in FIG. 4 (B). As shown in FIG. 4C, the composition is adjusted and registered.
[0023]
At this time, the reading order of the fingerprint portion by the small fingerprint reader 16 is displayed by giving a guide message of the fingerprint input procedure from the fingerprint registration / authentication authority device 14 to the mobile phone terminal 11, and this guide message is displayed. By the following user operation, for example, as shown in FIG. 5, first, the central part of the fingerprint, second, third,..., The peripheral part thereof are sequentially read and sent to the fingerprint registration / authentication authority device 14.
[0024]
FIG. 6 is a diagram showing a collation data area of a registered fingerprint image A of substantially the entire fingerprint image and a collation fingerprint image B of the same size.
[0025]
FIG. 7 is a diagram for explaining a fingerprint authentication method in the fingerprint registration / authentication authority device 14 according to the collation data area of the registered fingerprint image A of substantially the entire fingerprint image and the collation fingerprint image B of the same size.
[0026]
That is, when the substantially entire image of the fingerprint becomes the collation data area of the registered fingerprint image A and the collation fingerprint image B, first, the collation fingerprint image B and the main template area tm surrounding the entire fingerprint and the main template tm Are arranged, and the maximum correlation areas TM and T1 to T4 having the maximum correlation with the image data of the respective template areas tm and t1 to t4 are registered fingerprint image A. After the above detection, the matching fingerprint image is determined based on whether or not the relative positional relationship of each of the sub-template regions t1 to t4 with respect to the main template region tm coincides with the relative positional relationship of each of the T1 to T4 with respect to each of the maximum correlation regions TM. This is to determine whether B is a fingerprint of the same person as the registered fingerprint image A.
[0027]
FIG. 8 is a diagram showing a collation data area of a registered fingerprint image A based on a substantially entire fingerprint image and a collation fingerprint image B based on a partial image.
[0028]
FIG. 9 is a diagram for explaining a fingerprint authentication method in the fingerprint registration / authentication authority device 14 according to the collation data area of the registered fingerprint image A of substantially the entire fingerprint image and the collation fingerprint image B of the partial image.
[0029]
That is, when a partial image of a fingerprint becomes a collation data area as a collation fingerprint image B with respect to a registered fingerprint image A, which is a substantially entire image of a fingerprint, first, the whole of the collation fingerprint image B, which is a partial image, is Surrounding main template area tm and three sub-template areas t1 to t3 of six divisions of main template tm are arranged, and each of these template areas tm and t1 to t3 has the maximum correlation with image data. After detecting the maximum correlation areas TM and T1 to T3 on the registered fingerprint image A, the relative positional relationship of each of the sub template areas t1 to t3 with respect to the main template area tm and the relative position of each of T1 to T3 with respect to each of the maximum correlation areas TM. The collation fingerprint image B, which is a partial image, is a whole image depending on whether or not the positional relationship matches. It is to determine whether the registered fingerprint image A and the fingerprint of the same person that.
[0030]
That is, when finding an image region having the maximum correlation with the template region, it is not necessary to have fingerprint feature points (end points, branch points, etc.) in the region, and thus the size of the region is reduced by several fingerprints. The area can be a small area including a mountain or a valley. Therefore, even when the collation fingerprint image B, which is a partial image, is collated with the registered fingerprint image A, which is the entire image, a plurality of template areas tm, t1 to t3 are set and arranged according to the image size of the collation fingerprint image B. By detecting the corresponding areas TM, T1 to T3 on the registered fingerprint image A for which the maximum correlation coefficient is calculated with each template image, and comparing and determining the relative positional relationships between them, the fingerprint collation with sufficiently high authentication accuracy is performed. Can be performed.
[0031]
Note that the shape, size, and arrangement of the template to be used are not limited to this example, and can be arbitrarily set. Therefore, here, different templates are used for the case where the collation fingerprint image is the entire fingerprint image and the case where the collation fingerprint image is the partial fingerprint image. However, the template shown in FIG. 9 is used for collation of the collation fingerprint image which is the entire fingerprint image. There is no problem with using it.
[0032]
The collation method has a feature that the collation can be performed regardless of the type of the image reading device as long as the pixel pitch is at least the same.
[0033]
FIG. 10 is a diagram showing header information of fingerprint image data read and transferred by the fingerprint reading device 15 (16) in each terminal on the network system.
[0034]
As the header information of the fingerprint image data, its data size, pixel pitch, gradation data, and front and back types (whether the shape of the trace of pressing the finger on the reading surface is viewed from the front or the back) are described. .
[0035]
Then, the collated fingerprint image B read by the fingerprint reading device 15 (16) of each terminal and sent to the fingerprint registration / authentication authority device 14 for fingerprint authentication is based on the header information as shown in FIG. The data size, pixel pitch, and number of gradations are standardized and collated in accordance with the image specifications of the registered fingerprint image A indicated in the registered user data in the registered fingerprint database device 23.
[0036]
Next, in the network system having the above-described configuration, first, an operation when a fingerprint image is registered in the fingerprint registration / authentication authority device 14 will be described.
[0037]
FIG. 11 is a flowchart showing terminal processing and certificate authority processing when fingerprint registration is performed in the network system in association with each other.
[0038]
The mobile phone terminal 11 or the personal computer terminal 12 accesses the registration site of the fingerprint registration / authentication authority device 14 via the Internet 10 and sends a request for fingerprint registration to the small fingerprint reading device 16 or fingerprint reading device 15 provided in each terminal. When the corresponding readable image size is notified (step a1), the fingerprint registration / authentication authority device 14 accepts the fingerprint registration request from the terminal and changes the readable fingerprint image size in the registration request terminal. It is determined (step b1).
[0039]
Then, the fingerprint registration / authentication authority device 14 notifies the registration requesting terminal of a guide message instructing the procedure of fingerprint input according to the fingerprint image size that can be read by the terminal (step b2), and the terminal displays the message. It is displayed in the section (step a2).
[0040]
Here, when the registration requesting terminal is a mobile phone terminal 11 having a small fingerprint reader 16 capable of reading a partial fingerprint image, for example, as shown in FIG. , The second, third,... Are sequentially notified from the fingerprint registration / authentication authority device 14 for inputting guide messages for sequentially inputting the peripheral portions to the small fingerprint reader 16 and displayed.
[0041]
When the registration requesting terminal is a computer terminal 12 having a fingerprint reading device 15 capable of reading a whole fingerprint image, the fingerprint reading device 15 allows the fingerprint reading device 15 to input substantially the entire fingerprint at one time. The input procedure guide message is notified from the fingerprint registration / authentication authority device 14 and displayed.
[0042]
In the case of the mobile phone terminal 11, along with the input of the name of the registration target user, external output availability information, and external output permission terminal information, partial images of the user's fingerprint are sequentially read from the small fingerprint reader 16 a plurality of times. It is input and transmitted (step a3). In the case of the personal computer terminal 12, the user's fingerprint is read from the fingerprint reader 15 together with the input of the name of the user to be registered, external output permission / inhibition information, and external output permission terminal information. When the entire image is input and transmitted at one time, and received by the fingerprint registration / authentication authority device 14 (step b3), the fingerprint of the user to be registered is passed through the image optimization process in FIG. 12 (step bc). It is determined whether the image has been correctly input (step b4).
[0043]
FIG. 12 is a flowchart showing an image optimizing process accompanying a certificate authority process when fingerprint registration is performed in the network system.
[0044]
In this image optimizing process, the fingerprint image of the registration target user is input and received from the small fingerprint reader 16 of the mobile phone terminal 11 as a plurality of partial images as shown in FIG. , The deviation of the relative distance and angle of each fingerprint image of the peripheral portion sequentially inputted in the second, third,... (Step c1 → c2), and based on this, as shown in FIG. 4 (B), the fingerprint image of the peripheral portion is superimposed on the fingerprint image of the central portion to be synthesized, and As shown in FIG. 4 (C), a registered image including the entire fingerprint is generated (step c3). Then, it is determined whether the fingerprint image of the registration target user generated through the appropriateness processing has been correctly input (step b4).
[0045]
When the fingerprint image of the registration target user is input and received as one whole image from the fingerprint reading device 15 of the personal computer terminal 12, the partial images are superimposed / combined in the image optimizing process. It is determined whether or not the whole fingerprint image has been correctly input as it is (step c1 → b4).
[0046]
Here, if the fingerprint image of the user to be registered is not determined to be correctly input due to, for example, detection of missing or disordered image, a guide message of the fingerprint input procedure is notified to the registration request terminal again, and registration is performed. Input of the fingerprint image of the target user and reception optimization are repeated (step b4 → b2).
[0047]
If it is determined that the fingerprint image of the registration target user has been correctly input, a registration OK message is notified to the registration request terminal of the mobile phone terminal 11 or the personal computer terminal 12 (step b4 → b5). In the terminal, the registration OK message is received and displayed for confirmation (steps a4 and a5).
[0048]
Then, the fingerprint registration / authentication authority device 14 outputs the overall fingerprint image of the registration target user together with the name of the registration target user, external output availability information, and external output permission terminal information input and received from the registration request terminal. Is stored as a registered fingerprint image A and registered in the registered fingerprint database device 23 (see FIG. 3) (step b6).
[0049]
Next, in the network system having the above-described configuration, an operation when the fingerprint registration / authentication authority device 14 authenticates a fingerprint image will be described.
[0050]
The fingerprint image of the user to be authenticated is read by the small fingerprint reader 16 of the mobile phone terminal 11 or the fingerprint reader 15 of the personal computer terminal 12 connected to the Internet 10 and sent to the fingerprint registration / authentication authority device 14. Then, the fingerprint registration / authentication authority device 14 performs personal authentication on the fingerprint image sent from the authentication requesting terminal, and notifies the terminal of the authentication result.
[0051]
FIG. 13 is a flowchart showing a terminal process and a certificate authority process in a case where fingerprint authentication is performed in the network system in association with each other.
[0052]
In the mobile phone terminal 11 or the personal computer terminal 12, when the name of the user to be authenticated is input and the authentication request is input, the authentication requesting terminal sends the fingerprint registration / authentication authority device 14 a computer terminal. The name of the registered user to be authenticated and the authentication request are transmitted via the Internet 10 (step d1).
[0053]
When the computer terminal of the registered fingerprint / authentication authority device 14 receives the name of the registered user to be authenticated and the authentication request from the authentication request terminal (step e1), the received authentication request user name is registered in the registered fingerprint database device. It is confirmed whether or not the data is registered as the registered user data in step 23 (step e2), and a standby state for receiving the authentication target data from the authentication requesting terminal is entered (step e3).
[0054]
When the fingerprint image of the user to be authenticated is read from the small fingerprint reader 16 of the mobile phone terminal 11 or the fingerprint reader 15 of the personal computer terminal 12 (step d2), the inputted fingerprint image is read. Is transmitted to the computer terminal of the fingerprint registration / authentication authority 14 as a collation fingerprint image B (step d3).
[0055]
At this time, when the authentication requesting terminal is the mobile phone terminal 11, the partial fingerprint image of the user to be authenticated read by the small fingerprint reader 16 is sent to the fingerprint registration / authentication authority device 14 as the collation fingerprint image B. In the case of the personal computer terminal 12, the entire fingerprint image of the user to be authenticated read by the fingerprint reading device 15 is transmitted to the fingerprint registration / authentication authority device 14 as the collation fingerprint image B. .
[0056]
When the fingerprint image of the user to be authenticated (collation fingerprint image B) transmitted from the authentication requesting terminal is received by the computer terminal of the fingerprint registration / authentication authority device 14 (step e3), the computer performs the authentication process in FIG. It is compared with a registered fingerprint image A associated with the user name of the authentication request registered as registered user data in the registered fingerprint database device 23 to determine its identity (step ef), and indicates whether authentication is OK or NG. The authentication result data is notified to the mobile phone terminal 11 or the personal computer terminal 12 as the authentication requesting terminal (step e4).
[0057]
Then, in the authentication requesting terminal, the data of the authentication result notified from the fingerprint registration / authentication authority device 14 is received, and an authentication OK or authentication NG message is displayed for confirmation (step d4).
[0058]
FIG. 14 is a flowchart showing a fingerprint authentication process accompanying a certificate authority process when fingerprint authentication is performed in the network system.
[0059]
The verification fingerprint image B to be subjected to personal authentication received from the authentication requesting terminal on the Internet 10 is an appropriate image whose image size is, for example, at least a predetermined size read by the small-sized reading device 16 of the mobile phone terminal 11. (Step f1), and if it is determined that the image is an improper image smaller than the predetermined size, it is determined that the image cannot be collated (step f1 → f7) and notified to the authentication requesting terminal (step e4). ).
[0060]
If it is determined that the verification fingerprint image B received from the authentication requesting terminal is a proper image of a predetermined size or more, the data size, pixel pitch, gradation data, front and back data described in the header information are obtained. Based on the type data, it is standardized in accordance with the image specification of the registered fingerprint image A in the registered user data whose registration has been confirmed (step f1 → f2).
[0061]
Then, a template pattern for collation determination is selected according to the image size of the collation fingerprint image B (step f3). For example, a substantially entire image of the fingerprint input from the fingerprint reading device 15 of the personal computer terminal 12 is displayed. If the collation fingerprint image B is included, a template pattern as shown in FIG. 7 is selected. First, the main template area tm surrounding the entire collation fingerprint image B and the main template tm are used as a reference. Four sub-template areas t1 to t4 are arranged, and the maximum correlation areas TM and T1 to T4 having the maximum correlation with the image data of the respective template areas tm and t1 to t4 are registered fingerprint images in which the registration is confirmed. A is detected on A (steps f4 and f5).
[0062]
Then, the relative positional relationship of each of the sub-template regions t1 to t4 with respect to the main template region tm arranged on the collation fingerprint image B and the relative position of each of the maximum correlation regions TM detected on the registered fingerprint image A with T1 to T4. The difference from the positional relationship is compared and determined, and it is determined whether the collation fingerprint image B is a fingerprint of the same person as the registered fingerprint image A (step f6).
[0063]
For example, in the case of the collation fingerprint image B of the partial fingerprint input from the small fingerprint reader 16 of the mobile phone terminal 11, a template pattern as shown in FIG. 9 is selected. B, a main template region tm surrounding the entirety thereof and three sub-template regions t1 to t3 obtained by dividing the main template tm into six are arranged, and the image data of each of the template regions tm and t1 to t3 and the maximum Are detected on the registered fingerprint image A whose registration has been confirmed (steps f4 and f5).
[0064]
Then, the relative positional relationship of each of the sub-template areas t1 to t3 with respect to the main template area tm arranged in the collation fingerprint image B and the relative position of each of the maximum correlation areas TM detected on the registered fingerprint image A with T1 to T3. The difference from the positional relationship is compared and determined, and it is determined whether the collation fingerprint image B is a fingerprint of the same person as the registered fingerprint image A (step f6).
[0065]
Thereby, the data of the authentication result indicating whether the authentication is OK or NG is notified to the authentication requesting terminal and displayed for confirmation (steps e4 and d4).
[0066]
A specific method for detecting the maximum correlation coefficient areas TM and T1 to Tn on the registered fingerprint image A based on the template areas tm and t1 to tn arranged in the verification fingerprint image B in the authentication processing, and the template area A specific method for calculating the difference between the relative positional relationship between tm and t1 to tn and the relative positional relationship between the maximum correlation coefficient regions TM and T1 to Tn is described in the prior application by the same applicant (Japanese Patent Application No. 10-372205). ) Is preferably employed.
[0067]
Next, in the network system having the above-described configuration, the fingerprint authentication using the unique matching algorithm is performed by the personal computer terminal 12 or another computer terminal in the cyber mall / cyber shop 13 without using the fingerprint registration / authentication authority device 14. The operation of taking the registered fingerprint image A of the user to be authenticated from the fingerprint registration / authentication authority device 14 when performing the operation will be described.
[0068]
FIG. 15 is a flowchart showing a terminal process and a certificate authority process in a case where a fingerprint image registered in the fingerprint registration / certificate authority device 14 is taken into another computer terminal in the network system.
[0069]
For example, when performing fingerprint authentication using a unique matching algorithm in the personal computer terminal 12, it is necessary to have the fingerprint registration / authentication device 14 transmit registered fingerprint data. In this case, the image data used in the unique collation algorithm may have specifications different from the registered fingerprint data. Accordingly, in the terminal 12, the name of the registered user to be authenticated is input, and the image specification of the fingerprint image to be captured is also input. It is transmitted to the certificate authority device 14 (step g1).
[0070]
In the fingerprint registration / authentication authority device 14 having received the request for the fingerprint image data (step h1), the terminal address of the fingerprint request source is associated with the name of the requested registered user, and the terminal address of the fingerprint request source is allowed to be externally output. It is determined whether the address is registered in the registered fingerprint database device 23 or the validity of the fingerprint requesting terminal (step h2).
[0071]
Then, the fingerprint image data of the requested registered user is read out from the registered fingerprint database device 23, and is processed and converted into a requested image specification (for example, a binarized image) (step h3). It is transmitted to the personal computer terminal 12 (step h4).
[0072]
When the fingerprint image data of the request registration user transmitted from the fingerprint registration / authentication authority device 14 is received by the personal computer terminal 12 (step g2), for example, “character pattern matching” is performed based on the fingerprint image of the registration user. Method ", personal authentication is performed by fingerprint collation with a collation fingerprint image input from fingerprint reader 15.
[0073]
Therefore, according to the fingerprint registration / authentication function in the network system configured as described above, the fingerprint image A of the registered user registered in the registered fingerprint database device 23 of the fingerprint registration / authentication authority device 14 is compared with the small fingerprint of the mobile phone terminal 11. When personal authentication is performed by collating the fingerprint image data B of the user to be authenticated input from the reader 16 or the fingerprint reader 15 of the personal computer terminal 12, a plurality of template areas tm arranged in the fingerprint image B to be collated are used. , T1 to tn and the maximum correlation areas TM and T1 to Tn having the maximum correlation coefficient are detected from the registered fingerprint image A, and the mutual positional relationship between the template areas tm and t1 to tn and the From the comparison with the mutual positional relationship between the maximum correlation areas TM and T1 to Tn, the identity of the verification fingerprint to the registered fingerprint is determined. Since the person is authenticated, the collation fingerprint image B is a partial fingerprint image B input by, for example, the small reader 16 of the mobile phone terminal 11 with respect to the registered fingerprint image A registered as substantially the entire fingerprint. However, fingerprint collation can be reliably performed, and fingerprint collation with high authentication accuracy can be performed irrespective of the clarity of the characteristic points on the fingerprint.
[0074]
Further, according to the fingerprint registration / authentication function in the network system having the above configuration, the fingerprint input / authentication of the user input fingerprint image from the small fingerprint reader 16 capable of reading a partial fingerprint image provided in the mobile phone terminal 11 is performed. At the time of registration in the central office device 14, each partial image of the fingerprint input in a plurality of times from the small fingerprint reader 16 is synthesized into an overall fingerprint image which is sequentially superimposed, and the fingerprint registration / authentication station is registered. Since it is registered in the device 14, even from the mobile phone terminal 11 in which only the fingerprint reading device 16 having a small reading range can be provided, it can be registered as the registered fingerprint image A suitable for fingerprint matching.
[0075]
Further, according to the fingerprint registration / authentication function in the network system having the above-described configuration, various computer terminals connected to the Internet 10 can fetch a registered fingerprint image A of a desired registered user to the fingerprint registration / authentication authority device 14. When a request is given, it is checked whether the capture requesting terminal is a terminal registered in the registered fingerprint database device 23 that is permitted to output externally, and is processed into a requested image specification and processed. Therefore, each terminal on the Internet 10 can perform a unique fingerprint collation / personal authentication process using the registered fingerprint image registered in the fingerprint registration / authentication authority device 14.
[0076]
It should be noted that the method described in the above embodiment, that is, the terminal processing and the certification authority processing associated with the fingerprint registration processing shown in the flowcharts of FIGS. 11 and 12, and the terminal processing and the certification authority associated with the fingerprint matching processing in the flowcharts of FIGS. The processing and the terminal processing and certificate authority processing associated with the registration fingerprint image capture processing shown in the flowchart of FIG. 15 are all executed by a computer as a program such as a memory card (ROM card, RAM card, etc.). , And can be stored in an external storage medium such as a magnetic disk (floppy disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), a semiconductor memory, and distributed. Then, the computer of each of the terminal devices 11, 12, 13 and the fingerprint registration / authentication authority device 14 reads the program stored in the external storage medium into the built-in memory by the storage medium reading unit, and the operation is controlled by the read program. Accordingly, the fingerprint registration function, the fingerprint authentication function, and the registered fingerprint capturing function described in the above embodiment can be realized, and the same processing can be performed by the above-described method.
[0077]
Further, data of a program for realizing each of the above methods can be transmitted on a network (10) in the form of a program code, and the communication control unit of a computer terminal connected to the network transmits the program data. Capturing, the above-described fingerprint registration function and fingerprint authentication function, and the registered fingerprint capturing function can also be realized.
[0078]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified in an implementation stage without departing from the scope of the invention. Further, the embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiments or some components are combined, the problem described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved. In the case where the effect described in the section of the effect can be obtained, a configuration in which this component is deleted or combined can be extracted as an invention.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when registering a user's fingerprint, a plurality of partial fingerprint images read using a small fingerprint reader are combined, and the combined fingerprint image is created. Since the registration is performed, a fingerprint image larger than the partial fingerprint image can be registered. When collating the user's fingerprint, one partial fingerprint image read using a small fingerprint reader is used. If it is within the range of the synthesized registered fingerprint image, fingerprint collation can be surely performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a network system implementing a fingerprint authentication device and a fingerprint authentication method according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a computer terminal in the fingerprint registration / authentication authority device connected to the network system.
FIG. 3 is a view showing registered user data in a registered fingerprint database device of the fingerprint registration / authentication authority device.
FIG. 4 is a view showing the synthesis optimization from a partial fingerprint image accompanying the fingerprint registration of the fingerprint registration / authentication authority device.
FIG. 5 is a view showing an example of a pattern for capturing and superimposing a partial fingerprint image accompanying fingerprint registration by the fingerprint registration / authentication authority apparatus.
FIG. 6 is a diagram showing a collation data area of a registered fingerprint image A of substantially the entire fingerprint image and a collation fingerprint image B of the same size.
FIG. 7 is a diagram for explaining a fingerprint authentication method in a fingerprint registration / authentication authority device according to a collation data area of a registered fingerprint image A of substantially the same fingerprint image and a collation fingerprint image B of the same size.
FIG. 8 is a diagram showing a collation data area between a registered fingerprint image A based on a substantially entire fingerprint image and a collation fingerprint image B based on a partial image.
FIG. 9
Between the registered fingerprint image A based on the substantially entire fingerprint image and the collation fingerprint image B based on the partial image
Explains the method of fingerprint authentication in the fingerprint registration / certification authority device according to the collation data area
Figure to do.
FIG. 10
Read by a fingerprint reader at each terminal on the network system
FIG. 6 is a diagram showing header information of fingerprint image data transferred in accordance with the present invention.
FIG. 11
Terminal processing and certificate authority processing when fingerprint registration is performed in the network system
5 is a flowchart showing the correspondence.
FIG.
When the fingerprint registration is performed in the network system, the image
9 is a flowchart illustrating a correction process.
FIG. 13
A terminal process and a certificate authority process when performing fingerprint authentication in the network system
5 is a flowchart showing the correspondence.
FIG. 14
When performing fingerprint authentication in the network system, fingerprint authentication accompanying a certificate authority process is performed.
The flowchart which shows a certification process.
FIG.
The fingerprint image registered in the fingerprint registration / certification authority device in the network system.
Correlate terminal processing and certificate authority processing when images are imported to other computer terminals
The flowchart shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10. Internet
11 Mobile phone terminals
12 ... Personal computer terminal
13 ... E-mall / Cyber Shop
14. Fingerprint registration / certification authority device
15. Fingerprint reader
16. Small fingerprint reader
21 ... Control unit (CPU)
22 ... Storage device
23: Registered fingerprint database device
24 ... communication control device
