JP2005099903A - Update device for authenticating dictionary in biometrics authentication - Google Patents

Update device for authenticating dictionary in biometrics authentication Download PDF

Info

Publication number
JP2005099903A
JP2005099903A JP2003329807A JP2003329807A JP2005099903A JP 2005099903 A JP2005099903 A JP 2005099903A JP 2003329807 A JP2003329807 A JP 2003329807A JP 2003329807 A JP2003329807 A JP 2003329807A JP 2005099903 A JP2005099903 A JP 2005099903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matrix
recognition dictionary
image
dictionary
feature amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003329807A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Matsuo
賢治 松尾
Masayuki Hashimoto
真幸 橋本
Atsushi Koike
淳 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KDDI Corp
Original Assignee
KDDI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KDDI Corp filed Critical KDDI Corp
Priority to JP2003329807A priority Critical patent/JP2005099903A/en
Publication of JP2005099903A publication Critical patent/JP2005099903A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an update device for an authenticating dictionary in biometrics authentication, capable of updating the authenticating dictionary even in a device having limited accumulation capacity without requiring a biological image used for creating the authenticating dictionary before the update. <P>SOLUTION: The authenticating dictionary 1 before the update is registered with a characteristic amount extracted from the biological images 2-1 to 2-N by principal component analysis (S13). The characteristic amount is read from the authenticating dictionary 1, and a new characteristic amount is calculated by the principal component analysis by use of the read characteristic amount and a newly inputted biological image 2-(N+1) for updating the authenticating dictionary (S20). By the new characteristic amount, the authenticating dictionary 1 before the update is updated to the authenticating dictionary 1' after the update. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、バイオメトリクス認証における認識用辞書の更新装置に関し、特に、情報量の多い生体画像から抽出された比較的情報量の少ない特徴量が登録されたバイオメトリクス認証における認識用辞書の更新装置に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for updating a recognition dictionary in biometric authentication, and more particularly to an apparatus for updating a recognition dictionary in biometric authentication in which a feature amount with a relatively small amount of information extracted from a biological image with a large amount of information is registered. About.

各種システムへのアクセスや入室許可などのセキュリティ管理のために、顔や指紋などの生体画像を使用したバイオメトリクス認証が着目されている。バイオメトリクス認証を行う場合、経年変化による認識精度の低下が問題になる。これは、生体画像から抽出された各人の特徴量が認識用辞書としてバイオメトリクス認識装置に正しく登録されているにもかかわらず、時間が経つと生体形状などの経年変化により、本人であっても正しく本人と認識されないという問題である。   Biometrics authentication using biometric images such as faces and fingerprints has attracted attention for security management such as access to various systems and permission to enter the room. When biometrics authentication is performed, a problem of deterioration of recognition accuracy due to secular change becomes a problem. This is because the person's feature amount extracted from the biometric image is registered correctly in the biometrics recognition device as a recognition dictionary, but over time, the person is It is a problem that it is not correctly recognized as the person.

このような問題を解決し、生体の経年変化による認識精度の低下を防ぐためには、認識用辞書を定期的に更新する方法が有効である。認識用辞書を定期的に更新して経年変化による認識精度の低下を防ぐ従来技術は、下記非特許文献1に記載されている。
佐藤俊雄、助川寛、横井謙太郎、土橋浩慶、緒方淳、岡崎彰夫:“立ち位置変動を考慮した顔照合セキュリティシステム「Face Pass」の開発”映像情報メディア学会誌、56、7、pp.1111-1117(2002)
In order to solve such problems and prevent deterioration of recognition accuracy due to aging of the living body, a method of periodically updating the recognition dictionary is effective. Non-patent document 1 below describes a conventional technique that periodically updates a recognition dictionary to prevent a reduction in recognition accuracy due to aging.
Toshio Sato, Hiroshi Sukekawa, Kentaro Yokoi, Hiroyoshi Dobashi, Kei Ogata, Akio Okazaki: “Development of Face Matching Security System“ Face Pass ”Considering Standing Position Changes”, Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, 56, 7, pp.1111- 1117 (2002)

しかしながら、従来から生体の経年変化に対して認識用辞書の更新が有効であることは述べられてはいるものの、いかに効率良く認識用辞書を更新するかについては述べられていない。   However, although it has been described that updating of the recognition dictionary is effective against aging of a living body, how to efficiently update the recognition dictionary is not described.

例えば、上記非特許文献1において、認識用辞書の更新は、過去の生体画像に新たに入力された認識用辞書更新用の生体画像が付け加えられて行われるため、その更新に際しては更新前の認識用辞書を作成するために使用された生体画像が必要である。   For example, in Non-Patent Document 1, the recognition dictionary is updated by adding a biometric image for recognition dictionary update newly input to a past biometric image. The biometric image used to create the dictionary for use is needed.

図6は、従来の認識用辞書更新のプロセスのフロー図である。更新前(新規)の認識用辞書1は、複数枚の正規化生体画像2−1,2−2,・・・,2−Nを用い、主成分分析して求めた特徴値を登録することにより作成される。また、正規化生体画像2−1,2−2,・・・,2−Nと新たに入力された更新用の正規化生体画像2−(N+1)を用い、主成分分析して求めた特徴値に更新することにより更新後の認識用辞書1′に更新される。   FIG. 6 is a flowchart of a conventional recognition dictionary update process. The pre-update (new) recognition dictionary 1 uses a plurality of normalized biological images 2-1, 2-2,..., 2-N to register feature values obtained by principal component analysis. Created by. Further, the characteristics obtained by principal component analysis using the normalized biometric images 2-1, 2-2,..., 2-N and the newly input normalized biometric image 2- (N + 1) for update. By updating to a value, it is updated to the updated recognition dictionary 1 ′.

上記より明らかなように、従来技術では認識用辞書の更新のために、バイオメトリクス認証装置に過去の生体画像を全て保持しておく必要があるが、バイオメトリクス認証を行ってその使用を許可する携帯電話端末など、携帯端末上でバイオメトリクス認証を行う装置では、生体画像の保持に使用し得る蓄積容量が限られているため、過去の生体画像を全て保持しておくことは実際上困難であり、認識用辞書の更新を行えないという課題がある。   As is clear from the above, in the prior art, in order to update the recognition dictionary, it is necessary to retain all past biometric images in the biometric authentication device. However, biometric authentication is performed and its use is permitted. In a device that performs biometric authentication on a mobile terminal such as a mobile phone terminal, since the storage capacity that can be used to hold a biometric image is limited, it is practically difficult to hold all past biometric images. There is a problem that the recognition dictionary cannot be updated.

本発明の目的は、上記課題を解決し、更新前の認識用辞書を作成するために使用された生体画像を必要とせず、蓄積容量が限られている携帯電話端末などの装置でも認識用辞書の更新を行うことができる、バイオメトリクス認証における認識用辞書の更新装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and does not require a biometric image used for creating a pre-update recognition dictionary, and the recognition dictionary even in an apparatus such as a mobile phone terminal having a limited storage capacity It is an object of the present invention to provide a recognition dictionary updating apparatus for biometric authentication that can update the above.

上記課題を解決するために、本発明は、生体画像から抽出された特徴量が登録されたバイオメトリクス認証における認識用辞書の更新装置において、前記認識用辞書に登録されている特徴量を読み出す読出手段と、新たに入力された生体画像と前記読出手段により読み出された特徴量とから新たな特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記特徴量算出手段により算出された新たな特徴量を更新後の特徴量として前記認識用辞書に登録する登録手段とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides a recognition dictionary update apparatus for biometric authentication in which feature values extracted from a biometric image are registered, and reads out feature values registered in the recognition dictionary. Means, a feature amount calculating means for calculating a new feature amount from the newly input biological image and the feature amount read by the reading means, and a new feature amount calculated by the feature amount calculating means. Registration means for registering in the recognition dictionary as an updated feature quantity.

また、本発明は、前記特徴量が、平均生体画像と、平均生体画像と各生体画像の共分散行列を主成分分析して得られる固有値を対角成分に並べた固有値行列およびそれらに対応する固有ベクトルを列ベクトルとして並べた対角化行列とを含み、前記特徴量算出手段が、新たに入力された生体画像と前記読出手段により読み出された平均生体画像とから新たな平均生体画像を算出する平均生体画像算出手段と、新たに入力された生体画像と前記平均生体画像算出手段により算出された平均生体画像と前記読出手段により読み出された固有値行列および対角化行列とから新たな共分散行列を算出する共分散行列算出手段と、前記共分散行列算出手段により算出された共分散行列を主成分分析し、新たな固有値行列および対角化行列を算出する固有値行列・対角化行列算出手段とを備え、前記登録手段が、平均生体画像算出手段と固有値行列・対角化行列算出手段により算出された新たな平均生体画像と新たな固有値行列および対角化行列とを前記認識用辞書に登録することを特徴とする。   Further, according to the present invention, the feature amount corresponds to an eigenvalue matrix in which eigenvalues obtained by performing principal component analysis on an average biometric image, an average biometric image, and a covariance matrix of each biometric image are arranged in a diagonal component, and corresponding And a diagonalization matrix in which eigenvectors are arranged as column vectors, and the feature amount calculating means calculates a new average biological image from the newly input biological image and the average biological image read by the reading means. New biometric image calculation means, newly input biometric image, average biometric image calculated by the average biometric image calculation means, and eigenvalue matrix and diagonalization matrix read by the reading means. A covariance matrix calculating means for calculating a dispersion matrix and a principal component analysis of the covariance matrix calculated by the covariance matrix calculating means to calculate a new eigenvalue matrix and a diagonalization matrix Matrix / diagonalization matrix calculation means, wherein the registration means calculates a new average biological image, a new eigenvalue matrix, and a diagonalization calculated by the average biological image calculation means and the eigenvalue matrix / diagonalization matrix calculation means. A matrix is registered in the recognition dictionary.

本発明では、新たに入力された生体画像と更新前の認識用辞書に登録されている特徴量とから新たな特徴量を算出し、これを更新後の特徴量として認識用辞書に登録するので、更新前の認識用辞書を作成するために使用した生体画像を必要とせず、蓄積容量が限られている携帯端末などの装置でも認識用辞書の更新を行うことができる。   In the present invention, a new feature amount is calculated from the newly input biometric image and the feature amount registered in the recognition dictionary before update, and this is registered in the recognition dictionary as the updated feature amount. Therefore, the biometric image used for creating the recognition dictionary before update is not required, and the recognition dictionary can be updated even in a device such as a portable terminal having a limited storage capacity.

すなわち、更新前の認識用辞書を作成するために使用した生体画像を、将来の認識用辞書更新のために蓄積保持しておく必要がないため、蓄積容量が限られたバイオメトリクス認証装置でも認識用辞書の更新が可能となる。具体的には、蓄積容量が制限のある携帯電話端末などの携帯端末上で効率良く認識用辞書更新を行えるバイオメトリクス認証装置となり得る。   In other words, it is not necessary to store and hold the biometric image used to create the pre-update recognition dictionary for future recognition dictionary updates, so even biometric authentication devices with limited storage capacity can be recognized. The dictionaries can be updated. Specifically, it can be a biometric authentication device that can efficiently update a recognition dictionary on a mobile terminal such as a mobile phone terminal having a limited storage capacity.

以下、図面を参照して本発明について説明する。以下では主成分分析により生体画像から特徴量を算出し、生体画像として顔画像を使用するバイオメトリクス認証の場合を例として説明する。また、以下では、プロセスとして説明するが、プロセスの機能をソフトウエアあるいはハードウエアで実現することにより装置として構成できる。   The present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, an example will be described in which biometric authentication is performed by calculating a feature amount from a biological image by principal component analysis and using a face image as the biological image. In the following description, although described as a process, the apparatus can be configured as a device by realizing the function of the process with software or hardware.

図1は、基本的な新規認識用辞書作成プロセスおよび個人認証プロセスを示すフロー図である。新規認識用辞書作成プロセスでは、N枚(Nは1以上の整数)の顔画像を取得し(S10)、それらの顔画像中の顔領域を検出する(S11)。次に、顔領域の画像を抽出し、その画像が規格化された輝度および大きさになるように正規化して複数枚の正規化顔画像2−1,2−2,・・・,2−Nを得る(S12)。次に、主成分分析によって特徴基底などを求めて特徴量を算出し(S13)、この特徴量を登録することにより新規認識用辞書1を作成する。   FIG. 1 is a flowchart showing a basic process for creating a new recognition dictionary and a personal authentication process. In the new recognition dictionary creation process, N face images (N is an integer equal to or greater than 1) are acquired (S10), and face regions in these face images are detected (S11). Next, an image of the face area is extracted, normalized so that the image has a standardized luminance and size, and a plurality of normalized face images 2-1, 2-2,. N is obtained (S12). Next, a feature base is obtained by principal component analysis to calculate a feature amount (S13), and a new recognition dictionary 1 is created by registering the feature amount.

個人認証プロセスでは、まず、認証対象の生体画像として顔画像を取得し(S10)、その顔画像中の顔領域を検出する(S11)。次に、顔領域の画像を抽出し、その画像が規格化された輝度および大きさになるように正規化して正規化顔画像を得る(S12)。   In the personal authentication process, first, a face image is acquired as a biometric image to be authenticated (S10), and a face region in the face image is detected (S11). Next, an image of the face area is extracted and normalized so that the image has a standardized luminance and size, thereby obtaining a normalized face image (S12).

特徴量算出・識別処理(S14)では、正規化顔画像についての特徴量と認識用辞書1に予め登録されている特徴量から相違度または類似度を求め、その値の大小で個人認証の判定を行う。
図2は、本発明の一実施形態における認識用辞書更新プロセスを示すフロー図である。更新前の認識用辞書1は、上述したように、過去において複数枚の正規化顔画像2−1,2−2,・・・,2−Nを用いて作成されている。
In the feature amount calculation / identification process (S14), the degree of difference or similarity is obtained from the feature amount of the normalized face image and the feature amount previously registered in the recognition dictionary 1, and the personal authentication is determined based on the magnitude of the value. I do.
FIG. 2 is a flow diagram illustrating the recognition dictionary update process in one embodiment of the invention. As described above, the recognition dictionary 1 before update is created in the past using a plurality of normalized face images 2-1, 2-2,..., 2-N.

新たな顔画像2−(N+1)を使用して過去の認識用辞書1を新たな認識用辞書1′に更新しようとする場合、新たな顔画像2−(N+1)を入力するとともに、認識用辞書1に登録されている特徴量を読み出す。特徴量算出処理(S20)では、新たに入力された顔画像2−(N+1)と認識用辞書1より読み出された特徴量とから主成分分析により更新された新たな特徴量を算出し、過去の特徴量を新たな特徴量に更新して更新後の認識用辞書1′に更新する。   When the past recognition dictionary 1 is to be updated to a new recognition dictionary 1 ′ using the new face image 2- (N + 1), the new face image 2- (N + 1) is input and the recognition face image 2- The feature amount registered in the dictionary 1 is read out. In the feature amount calculation process (S20), a new feature amount updated by principal component analysis is calculated from the newly input face image 2- (N + 1) and the feature amount read from the recognition dictionary 1, The past feature quantity is updated to a new feature quantity and updated to the updated recognition dictionary 1 ′.

以下に、主成分分析を用いた顔画像認証について数式を用いて具体的に示し、新たに入力された顔画像2−(N+1)と認識用辞書1より読み出された更新前の特徴量とから更新後の特徴量を導出することができる理由を説明する。   The face image authentication using the principal component analysis is specifically shown below using mathematical expressions, and the newly input face image 2- (N + 1) and the pre-update feature amount read from the recognition dictionary 1 The reason why the updated feature value can be derived from the above will be described.

まず、新規認識用辞書1の作成プロセスについて説明する。なお、図3は、このプロセスをまとめて示している。新規認識用辞書1の作成に用いるN枚の正規化顔画像2−1,2−2,・・・,2−Nをx(i=1,2,・・・,N)とすると、その平均顔画像m、共分散行列Σはそれぞれ、下記(1)、(2)式で定義できる。 First, the process for creating the new recognition dictionary 1 will be described. FIG. 3 collectively shows this process. If N normalized face images 2-1, 2-2,..., 2-N used to create the new recognition dictionary 1 are x i (i = 1, 2,..., N), The average face image m and the covariance matrix Σ can be defined by the following equations (1) and (2), respectively.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

Figure 2005099903
Figure 2005099903

共分散行列Σを下記(3)式に示すように主成分分析し、値の大きな順にd(ただし、d<N)個の固有値λ(i=1,2,・・・,d)が対角成分に並べられた下記(4)式に示す固有値行列Λと、それらに対応するd個の固有ベクトル(特徴基底)u(i=1,2,・・・,d)が列ベクトルとして並べられた下記(5)式に示す対角行列Aを求める。 The covariance matrix Σ is subjected to principal component analysis as shown in the following equation (3), and d (where d <N) eigenvalues λ i (i = 1, 2,..., D) are in descending order. The eigenvalue matrix Λ shown in the following equation (4) arranged in the diagonal component and d eigenvectors (feature bases) u i (i = 1, 2,..., D) corresponding to them are column vectors. The diagonal matrix A shown in the following equation (5) is obtained.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

Figure 2005099903
Figure 2005099903

Figure 2005099903
Figure 2005099903

以上のようにして求めた平均顔画像mと固有値行列Λと対角化行列Aの3つを生体画像の特徴量として新規認識用辞書1に登録する。ここで、対角化行列Aは、d個の特徴基底uが列ベクトルとして並べられて作成されたものである。 The average face image m, the eigenvalue matrix Λ, and the diagonalization matrix A obtained as described above are registered in the new recognition dictionary 1 as the feature values of the biological image. Here, the diagonalization matrix A is created by arranging d feature bases u i as column vectors.

次に、実際に個人認証を行うプロセスについて説明する。図4は、このプロセスをまとめて示している。個人認証を行うプロセスおいては、例えば、認識用辞書1に登録されている平均顔画像mと特徴基底uを使用して、下記(6)式により入力された正規化顔画像xの相違度Dを求め、相違度Dの大小で個人認証を行う。一般に相違度の定義は多数存在しており、下記(6)式はその一例にすぎない。なお、特徴基底uは、認識用辞書1に登録されている対角化行列A内の列ベクトルとして格納されているものを使用する。 Next, a process for actually performing personal authentication will be described. FIG. 4 summarizes this process. In the process of performing personal authentication, for example, using the average face image m registered in the recognition dictionary 1 and the feature base u i , the difference between the normalized face image x input by the following equation (6) The degree D is obtained, and personal authentication is performed based on the degree of difference D. In general, there are many definitions of the degree of difference, and the following formula (6) is merely an example. As the feature base u i , one stored as a column vector in the diagonalization matrix A registered in the recognition dictionary 1 is used.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

下記(7)式で示される類似度Sを求め、この類似度Sの値の大小によっても個人認証を行うことができる。類似度の定義も多数存在しており、(7)式はその一例にすぎない。   The degree of similarity S expressed by the following equation (7) is obtained, and personal authentication can also be performed based on the value of the degree of similarity S. There are many definitions of similarity, and equation (7) is just one example.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

上記例では、相違度D(≧0)は、その値が0に近いほど入力された正規化画像xが認識用辞書1に登録されたその本人に近いことを示し、逆に、類似度(0≦S≦1)は、その値が大きいほど入力された正規化画像xが認識用辞書1に登録されたその本人に近いことを示す。   In the above example, the degree of difference D (≧ 0) indicates that the closer the value is to 0, the closer the input normalized image x is to the person registered in the recognition dictionary 1, and conversely, the degree of similarity ( 0 ≦ S ≦ 1) indicates that the larger the value is, the closer the input normalized image x is to the person registered in the recognition dictionary 1.

次に、上記で説明した認識用辞書作成と個人認証を行う顔画像認証装置に対して、過去に認識用辞書1を作成するために使用した正規化顔画像x(i=1,2,・・・,N)を用いずに認識用辞書1を更新して新たな認識用辞書1′に更新するプロセスについて説明する。図5は、このプロセスをまとめて示している。 Next, the normalized face image x i (i = 1, 2, i) used to create the recognition dictionary 1 in the past with respect to the face image authentication apparatus that performs the recognition dictionary creation and personal authentication described above. .., N), the process of updating the recognition dictionary 1 and updating it to a new recognition dictionary 1 ′ will be described. FIG. 5 summarizes this process.

上記式(1)〜(3)をそのまま使用すれば、認識用辞書1に登録する必要のある平均顔画像mと対角化行列Aのd個の特徴基底uを算出するためには、N枚の正規化顔画像x(i=1,2,・・・,N)が必要である。そのため、新たに入力されたN+1枚目の正規化顔画像xN+1 を付け加えて新たな認識用辞書1′に更新したい場合、N+1枚目の正規化顔画像xN+1 だけでなく、過去に認識用辞書1を作成するために使用したN枚の正規化顔画像x(i=1,2,・・・,N)の全てを用いて、合計N+1枚の正規化顔画像から再度共分散行列Σ′を求めることになる。 If the above formulas (1) to (3) are used as they are, in order to calculate the average face image m and the d feature bases u i of the diagonalization matrix A that need to be registered in the recognition dictionary 1, N normalized face images x i (i = 1, 2,..., N) are required. Therefore, when a new adds the input N + 1 th normalized face image x N + 1 would like to update the dictionary 1 'for the new recognition, N + 1 th normalized face image x N + 1 as well, for recognition in the past Using all of the N normalized face images x i (i = 1, 2,..., N) used to create the dictionary 1, the covariance matrix is re-established from a total of N + 1 normalized face images. Σ ′ is obtained.

しかし、ここで、新たにN+1枚目の正規化顔画像xN+1 が入力されて認識用辞書が更新される場合、更新前の平均顔画像をm、更新後の平均顔画像をm′とすると、下記(8)式が成り立つ。 However, when the N + 1-th normalized face image xN + 1 is newly input and the recognition dictionary is updated, it is assumed that the average face image before update is m and the average face image after update is m ′. The following equation (8) holds.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

すなわち、更新後の平均顔画像m′は、過去に認識用辞書1を作成するために使用したN枚の正規化顔画像x(i=1,2,・・・,N)を用いずに、新たに入力されたN+1枚目の正規化顔画像xN+1 と更新前の平均顔画像mから導出することができる。 That is, the updated average face image m ′ does not use the N normalized face images x i (i = 1, 2,..., N) that were used to create the recognition dictionary 1 in the past. In addition, it can be derived from the newly input N + 1-th normalized face image xN + 1 and the average face image m before update.

同様に、認識用辞書更新前の共分散行列をΣ、更新後の共分散行列をΣ′とすると、下記(9)式が成り立つ。   Similarly, when the covariance matrix before updating the recognition dictionary is Σ and the updated covariance matrix is Σ ′, the following equation (9) is established.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

なお、上記(9)式の導出過程で、下記(10),(11)式が成り立つのは以下の理由による。   Note that the following formulas (10) and (11) hold in the derivation process of the formula (9) for the following reason.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

Figure 2005099903
Figure 2005099903

Σ演算中の(m′−m)はiの変化によらず一定の行ベクトルであり、定数のように取り扱うことができるため、(m′−m)=pとおくと、下記(12)式が成り立つ。 (M′−m) T in the Σ operation is a constant row vector regardless of the change of i, and can be handled like a constant. Therefore, if (m′−m) T = p T is set, Equation (12) holds.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

同様に、Σ演算中の(m′−m)は、iの変化によらず一定の行ベクトルであり、定数のように取り扱うことができるため、下記(13)式が成り立つ。   Similarly, (m′−m) in the Σ operation is a constant row vector regardless of the change of i, and can be handled like a constant, so that the following expression (13) holds.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

以上の結果から明らかなように、認識用辞書更新後の共分散行列Σ′は、更新前の共分散行列Σと上記(8)式で求めた認識用辞書更新後の平均顔画像m′から導出することができる。   As is clear from the above results, the covariance matrix Σ ′ after the recognition dictionary is updated is obtained from the covariance matrix Σ before the update and the average face image m ′ after the recognition dictionary updated obtained by the above equation (8). Can be derived.

さらに、上記(3)式より、認識用辞書更新前の共分散行列Σは、下記(14)式に示すとおり、特徴基底u(i=1,2,・・・,N)を列ベクトルとした対角化行列Aと固有値行列Λから導出することができる。 Further, from the above equation (3), the covariance matrix Σ before updating the recognition dictionary is obtained by converting the feature basis u i (i = 1, 2,..., N) into a column vector as shown in the following equation (14). Can be derived from the diagonalization matrix A and the eigenvalue matrix Λ.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

したがって、上記(9),(14)式から、最終的には下記(15)式が成り立つ。すなわち、認識用辞書更新後の共分散行列Σ′は、対角化行列Aと固有値行列Λと新たに入力されたN+1枚目の正規化顔画像xN+1 と上記(8)式で求めた認識用辞書更新後の平均顔画像m′から導出することができる。 Therefore, the following formula (15) is finally established from the above formulas (9) and (14). In other words, the covariance matrix Σ ′ after the recognition dictionary is updated is the recognition matrix A, the eigenvalue matrix Λ, the newly input N + 1th normalized face image x N + 1, and the recognition obtained by the above equation (8). It can be derived from the average face image m ′ after the dictionary update.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

結果として、認識用辞書登録後に登録する必要のある対角化行列A′と固有値行列Λ′は、上記(15)式で求めた認識用辞書更新後の共分散行列Σ′を下記(16)式で主成分分析して導出することができる。   As a result, the diagonalization matrix A ′ and the eigenvalue matrix Λ ′ that need to be registered after registering the recognition dictionary are obtained by replacing the covariance matrix Σ ′ after the recognition dictionary update obtained by the above equation (15) with the following (16): It can be derived by principal component analysis with an equation.

Figure 2005099903
Figure 2005099903

以上の結果から、認識用辞書を新たに更新する場合、過去に認識用辞書を作成したときに使用した正規化顔画像を全て蓄積保持しておく必要がなく、既に登録されている平均顔画像mと固有値行列Λと対角化行列Aの3つを用いて更新後の平均顔画像m′と固有値行列Λ′と対角化行列A′を導出できることが分かる。   Based on the above results, when the recognition dictionary is newly updated, it is not necessary to store and hold all the normalized face images used when the recognition dictionary was created in the past. It can be seen that the updated average face image m ′, eigenvalue matrix Λ ′, and diagonalization matrix A ′ can be derived using m, eigenvalue matrix Λ, and diagonalization matrix A.

以上、本発明に実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、生体画像としては、顔画像の以外に、指紋、虹彩あるいは網膜など他の生体画像を用いることができる。   As mentioned above, although embodiment was described to this invention, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in addition to a face image, other biological images such as fingerprints, irises, and retinas can be used as the biological image.

基本的な新規認識用辞書作成プロセスおよび個人認証プロセスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the basic dictionary creation process for new recognition, and a personal authentication process. 本発明の一実施形態における認識用辞書更新プロセスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the dictionary update process for recognition in one Embodiment of this invention. 新規認識用辞書の作成プロセスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the creation process of the dictionary for new recognition. 個人認証を行うプロセスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process of performing personal authentication. 本発明の一実施形態における認識用辞書更新のプロセスのフロー図である。It is a flowchart of the process of the dictionary update for recognition in one Embodiment of this invention. 従来の認識用辞書更新のプロセスのフロー図である。It is a flowchart of the process of the dictionary for the conventional recognition.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・更新前認識用辞書、1′・・・更新後認識用辞書、2−1〜2−(N+1)・・・正規化生体(顔)画像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pre-update recognition dictionary, 1 '... Post-update recognition dictionary, 2-1 to 2- (N + 1) ... Normalized biological (face) image

Claims (2)

生体画像から抽出された特徴量が登録されたバイオメトリクス認証における認識用辞書の更新装置において、
前記認識用辞書に登録されている特徴量を読み出す読出手段と、
新たに入力された生体画像と前記読出手段により読み出された特徴量とから新たな特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量算出手段により算出された新たな特徴量を更新後の特徴量として前記認識用辞書に登録する登録手段とを備えたことを特徴とするバイオメトリクス認証における認識用辞書の更新装置。
In a recognition dictionary update device in biometrics authentication in which feature values extracted from biological images are registered,
Reading means for reading out the feature quantity registered in the recognition dictionary;
Feature amount calculating means for calculating a new feature amount from the newly input biological image and the feature amount read by the reading means;
An apparatus for updating a recognition dictionary in biometric authentication, comprising: a registration unit that registers a new feature amount calculated by the feature amount calculation unit in the recognition dictionary as an updated feature amount.
前記特徴量は、平均生体画像と、該平均生体画像と各生体画像の共分散行列を主成分分析して得られる固有値を対角成分に並べた固有値行列およびそれらに対応する固有ベクトルを列ベクトルとして並べた対角化行列とを含み、
前記特徴量算出手段は、
新たに入力された生体画像と前記読出手段により読み出された平均生体画像とから新たな平均生体画像を算出する平均生体画像算出手段と、
新たに入力された生体画像と前記平均生体画像算出手段により算出された平均生体画像と前記読出手段により読み出された固有値行列および対角化行列とから新たな共分散行列を算出する共分散行列算出手段と、
前記共分散行列算出手段により算出された共分散行列を主成分分析し、新たな固有値行列および対角化行列を算出する固有値行列・対角化行列算出手段とを備え、
前記登録手段は、平均生体画像算出手段と固有値行列・対角化行列算出手段により算出された新たな平均生体画像と新たな固有値行列および対角化行列とを前記認識用辞書に登録することを特徴とする請求項1に記載のバイオメトリクス認証における認識用辞書の更新装置。
The feature amount includes an average biometric image, an eigenvalue matrix in which eigenvalues obtained by performing principal component analysis on the average biometric image and a covariance matrix of each biometric image are arranged in a diagonal component, and eigenvectors corresponding thereto as column vectors. A diagonalization matrix arranged,
The feature amount calculating means includes:
Average biological image calculation means for calculating a new average biological image from the newly input biological image and the average biological image read by the reading means;
A covariance matrix that calculates a new covariance matrix from the newly input biological image, the average biological image calculated by the average biological image calculation means, and the eigenvalue matrix and the diagonalization matrix read by the reading means A calculation means;
A principal component analysis of the covariance matrix calculated by the covariance matrix calculation means, and an eigenvalue matrix / diagonalization matrix calculation means for calculating a new eigenvalue matrix and diagonalization matrix,
The registration means registers the new average biological image, the new eigenvalue matrix and the diagonalization matrix calculated by the average biological image calculation means and the eigenvalue matrix / diagonalization matrix calculation means in the recognition dictionary. The device for updating a recognition dictionary in biometric authentication according to claim 1.
JP2003329807A 2003-09-22 2003-09-22 Update device for authenticating dictionary in biometrics authentication Pending JP2005099903A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003329807A JP2005099903A (en) 2003-09-22 2003-09-22 Update device for authenticating dictionary in biometrics authentication

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003329807A JP2005099903A (en) 2003-09-22 2003-09-22 Update device for authenticating dictionary in biometrics authentication

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005099903A true JP2005099903A (en) 2005-04-14

Family

ID=34458956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003329807A Pending JP2005099903A (en) 2003-09-22 2003-09-22 Update device for authenticating dictionary in biometrics authentication

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005099903A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007513408A (en) * 2003-11-13 2007-05-24 本田技研工業株式会社 Adaptive stochastic image tracking with sequential subspace updates
JP2008165311A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Fujifilm Corp Dictionary data preparation device, predetermined region detection device, and photographing device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007513408A (en) * 2003-11-13 2007-05-24 本田技研工業株式会社 Adaptive stochastic image tracking with sequential subspace updates
JP2008165311A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Fujifilm Corp Dictionary data preparation device, predetermined region detection device, and photographing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200311391A1 (en) Biometric identification and verification
CN109948408B (en) Activity test method and apparatus
Dadi et al. Improved face recognition rate using HOG features and SVM classifier
US10769256B2 (en) Methods and apparatuses for adaptively updating enrollment database for user authentication
JP5418991B2 (en) Personal authentication system, personal authentication method
CN103313018A (en) Registration determination device, control method thereof, and electronic apparatus
JP3976056B2 (en) Coefficient determination method, feature extraction method, system and program, and pattern matching method, system and program
US20200257885A1 (en) High speed reference point independent database filtering for fingerprint identification
JP2006244365A (en) Biometrics collation method
JP2005099903A (en) Update device for authenticating dictionary in biometrics authentication
US20220343214A1 (en) Robustness evaluation device, robustness evaluation method and recording medium
JP4222558B2 (en) Image recognition device
Di et al. Large margin multi-modal triplet metric learning
US20210365666A1 (en) Apparatus with fake fingerprint detection and method with updating of model to prevent fake fingerprint
Kawano et al. Canonical soft time warping
CN107292146B (en) User feature vector selection method and system
Park et al. Feature extraction using class-augmented principal component analysis (CA-PCA)
JP3833430B2 (en) Data collation apparatus and data collation method
EP4006775A1 (en) Method and device for object recognition
Damavandinejadmonfared et al. Pose invariant face recognition for video surveillance system using kernel principle component analysis
US20220092769A1 (en) Collation apparatus, collation method, and computer readable recording medium
Tsagkatakis et al. Manifold modeling with learned distance in random projection space for face recognition
JP2009003889A (en) Authentication method, authentication device and program
Rudolph A central limit theorem for random coefficient autoregressive models and ARCH/GARCH models
JP2006059284A (en) Object identification device, object identification method and program for this method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050831

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080917

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090204