JP2006048123A - 指紋照合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本人認証における他人受入れ率を低減することができる指紋照合装置を提供すること。
【解決手段】データ取得部１６は、装置本体１で得られた静電容量の変化量である指紋データを画像処理部１７に出力する。画像処理部１７では、データ取得部１６で取得した指紋データを画像処理し、その指紋画像を方向変換部１８に出力する。方向変換部１８では、指紋画像の向きを変え（ここでは１８０°反転させる）、反転した指紋画像を格納部１９に出力する。格納部１９では、反転した後の指紋画像を格納する。照合部２０は、格納部１９に格納した反転した指紋画像と、本人認証時に取得した指紋データから得られた指紋画像とを照合する。
【選択図】図１

Description

本発明は指紋照合装置に関し、特にＦＡＲ（False Acceptance Rate）を低減させる指紋照合装置に関する。

近年のＩＣカードの普及により、種々のサービスをＩＣカードを用いて提供することが可能となってきている。サービスの中には、本人認証が必要なサービスも存在するので、ＩＣカードの普及に伴って本人認証技術も発展してきている。この本人認証技術としては、指紋、網膜、声紋などを用いるバイオメトリクス本人認証技術が一般的である。

指紋を用いて本人認証を行う指紋照合装置は、指紋の凹凸、すなわち山部と谷部との間の違い、例えば光学式では反射率の違い、静電式では電荷量の違い、感熱式では温度の違い、電界式では電界強度の違いに基づく指紋情報を取得し、その指紋情報を用いて照合を行う。

指紋照合装置においては、他人受入れ率であるＦＡＲの低減が望まれており、このための本人認証アルゴリズムの改良や指紋照合装置自体の性能向上が検討されている。指紋照合装置が誤本人認証を起こす原因の一つとして、実際に指を置く部分であるセンシング部表面の汚れや傷がある。

図３（ａ）,（ｂ）は、それぞれ異なる人の指紋を同一の指紋照合装置で指紋登録したときの指紋画像を示す図である。図３（ａ），（ｂ）から分かるように、指紋画像４１において、指紋は異なっていても汚れ４２や傷４３は同じ位置で指紋登録される。このため、これらの汚れ４２や傷４３が特徴点となってしまい、指紋照合の際に誤本人認証してしまう（指紋登録した人とは違う人の指紋を一致すると判断してしまう）ことがある。その結果、本人認証における他人受入れ率が高くなってしまうという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、本人認証における他人受入れ率を低減することができる指紋照合装置を提供することを目的とする。

本発明の指紋照合装置は、被検出者の指紋の凹凸を検出する検出手段と、前記指紋の凹凸に基づく指紋情報を取得するデータ取得手段と、前記指紋情報を格納する格納手段と、前記指紋情報の向きを変える方向変更手段と、指紋登録時の指紋情報と本人認証時の指紋情報とを照合する照合手段と、を具備し、前記方向変換手段は、前記指紋登録時の指紋情報又は前記本人認証時の指紋情報を方向変換することを特徴とする。

この構成によれば、方向変換手段で、指紋登録時の指紋情報又は本人認証時の指紋情報を方向変換するので、指紋登録時と本人認証時で検出手段の汚れや傷の位置が異なる。したがって、検出手段の汚れや傷が指紋の特徴点とはならない。このため、検出手段の汚れや傷を特徴点として判断することによる誤本人認証はほとんど起こらない。その結果、本人認証における他人受入れ率が低減される。

なお、ここで、指紋情報とは、指紋の凸部の画像である山画像及び指紋の凹部の画像である谷画像を含む指紋画像、指紋画像における特徴点のまわりの小画像、指紋の凸部及び凹部のパラメータデータや位置情報を含む指紋データを含む。

本発明の指紋照合装置においては、前記方向変換手段は、前記指紋登録時の指紋情報又は前記本人認証時の指紋情報の一方の指紋情報を他方の指紋情報に対して反転させることが好ましい。

この構成によれば、検出手段の汚れや傷の位置を指紋登録時と本人認証時で変えることができる。指紋画像の方向を反転させることにより、指紋登録時と本人認証時で検出手段に対する指の向きを変えるだけで、簡単に検出手段の汚れや傷の位置を指紋登録時と本人認証時で変えることが可能となる。

本発明の指紋照合装置においては、指紋登録時での前記検出手段に対する前記指紋の向きが、本人認証時での前記検出手段に対する前記指紋の向きと反対であることが好ましい。

本発明の指紋照合装置によれば、方向変換手段で、指紋登録時の指紋情報又は本人認証時の指紋情報を方向変換するので、指紋登録時と本人認証時で検出手段の汚れや傷の位置を異ならせることができる。したがって、検出手段の汚れや傷が指紋の特徴点とはならず、検出手段の汚れや傷を特徴点として判断することによる誤本人認証はほとんど起こらない。その結果、本人認証における他人受入れ率を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る指紋照合装置の概略構成を示す図である。図１に示す指紋照合装置は、指紋検出手段である装置本体１と、装置本体１で検出した指紋情報を取得するデータ取得部１６と、取得された指紋情報を指紋画像に処理する画像処理部１７と、画像処理された指紋画像の向きを変更する方向変換部１８と、指紋画像を格納する格納部１９と、格納された指紋画像と本人認証時に得られた指紋画像とを照合する照合部２０とから主に構成されている。

装置本体１は、支持体１１を有する。支持体１１上には、互いに平行にストライプ状の下電極１２が形成されている。支持体１１の上方には、蓋部材１３が支持体１１表面に対向して配置されている。支持体１１と蓋部材１３は、柱部材１４で所定の間隔を支持されている。蓋部材１３には、下電極１２と対向するように互いに平行にストライプ状の上電極１５が形成されている。下電極１２と上電極１５とは、互いに直交するようにそれぞれ形成されており、下電極１２と上電極１５とでマトリクスを構成している。なお、蓋部材１３は可撓性を有しており、指紋の凹凸に倣って上電極１５と共に変形可能である。

装置本体１においては、指紋の凹凸で下電極１２と上電極１５との交差部の静電容量が変化することを利用して、その静電容量の変化量を検出することにより指紋の凹凸に関連する指紋データを得る。すなわち、指紋の凸部に対応する位置の下電極１２と上電極１５との間の距離は相対的に短く、指紋の凹部に対応する位置の下電極１２と上電極１５との間の距離は相対的に長い。このため、指紋の凸部における静電容量と指紋の凹部における静電容量とは異なる。これら静電容量に対応した検出値を指紋データとする。なお、本実施の形態においては、装置本体１に静電式の構成を用いた場合について説明しているが、本発明においては、装置本体に光学式、感熱式、電界式などの構成を用いても良い。

データ取得部１６は、装置本体１で得られた検出値である指紋データを取得する。データ取得部１６は、この指紋データを画像処理部１７に出力する。

画像処理部１７では、データ取得部１６で取得した指紋データを画像処理する。この画像処理は、具体的には、指紋データを用いて指紋画像を作成し、この指紋画像に対して２値化処理及び細線化処理を施して、指紋の凸部の画像である山画像と指紋の凹部の画像である谷画像を作成する。画像処理部１７は、画像処理された後の指紋画像を方向変換部１８に出力する。

方向変換部１８では、指紋画像の向きを変える。ここでは１８０°反転させる。その後、方向変換部１８は、反転した指紋画像を格納部１９に出力する。格納部１９では、反転した後の指紋画像を格納する。

照合部２０は、格納部１９に格納した反転した指紋画像と、本人認証時に取得した指紋データから得られた指紋画像とを照合する。そして、照合部２０は、その照合結果を出力する。

次に、上記構成を有する指紋照合装置を用いて本人認証を行う場合について説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態に係る指紋照合装置を用いた本人認証を説明するための図である。

図２（ａ）は、指紋照合装置の装置本体１の指２を実際に置く部分であるセンシング部を示す図である。センシング部３１には、左下に汚れ３２があり、右上に傷３３がある。指紋登録を行う場合、まず、このセンシング部３１に指２を置く。このとき、図２（ａ）において上側に指先が位置するように指２を置く。装置本体１では、指紋の凹凸に対応する静電容量の変化量を検出し、その検出値を指紋データとしてデータ取得部１６で取得する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、取得された指紋データを画像処理部１７で画像処理して指紋画像を作成する。図２（ｂ）に示す指紋画像には、センシング部３１にある汚れ３２や傷３３も現れている。次いで、図２（ｃ）に示すように、方向変換部１８で指紋画像を１８０°反転させる。図２（ｃ）においては、指紋画像が反転しているが、センシング部３１の汚れ３２や傷３３はそのままの位置にあるため、図２（ｄ）に示すように、図２（ｂ）における指紋画像での指紋と汚れ３２や傷３３との間の位置関係と、図２（ｃ）における指紋画像での指紋と汚れ３２や傷３３との位置関係が異なる。このように反転させた指紋画像を格納部１９に格納する。これにより指紋登録が完了する。

次に、本人認証を行う場合、センシング部３１に指２を置く。このとき、指紋登録時とは反対に、図２（ａ）において下側に指先が位置するように指２を置く。装置本体１では、指紋登録のときと同様に、指紋の凹凸に対応する静電容量の変化量を検出し、その検出値を指紋データとしてデータ取得部１６で取得する。

次いで、取得された指紋データを画像処理部１７で画像処理して指紋画像を作成する。この指紋画像には、センシング部３１にある汚れ３２や傷３３も現れている。そして、照合部２０で、格納部１９に格納された指紋画像と、本人認証時に得られた指紋画像とを照合し、その照合結果を出力する。この照合結果は、指紋照合装置外部に出力しても良く、指紋照合装置内で照合結果を報知するようにしても良い。

図２（ｄ）から分かるように、指紋登録時の指紋画像（左側の画像）と本人認証時の指紋画像（右側の画像）とでは、汚れ３２や傷３３の位置が異なっている。すなわち、指紋登録時の指紋画像は反転され、本人認証時の指紋画像は指紋登録時と向きを反対にしているので（指紋登録時でのセンシング部３１に対する指紋の向きが、本人認証時でのセンシング部３１に対する指紋の向きと反対であるので）、指紋画像を同じ向きで本人認証することができる。一方、指紋登録時の汚れ３２や傷３３は反転され、本人認証時の汚れ３２や傷３３はそのままであるので、汚れ３２や傷３３は、指紋登録時と本人認証時とで位置が異なる。

このように、センシング部の汚れや傷の位置を指紋登録時と本人認証時で変えることができる。また、指紋画像の方向を反転させているので、指紋登録時と本人認証時で検出手段に対する指の向きを変えるだけで、簡単に検出手段の汚れや傷の位置を指紋登録時と本人認証時で変えることが可能となる。

したがって、これらの汚れ３２や傷３３は、指紋登録時と本人認証時とでの共通した指紋の特徴点とはならない。このため、汚れ３２や傷３３を特徴点として判断することによる誤本人認証はほとんど起こらない。その結果、本人認証における他人受入れ率が低減される。

なお、本実施の形態においては、照合部２０における照合は、指紋登録時と本人認証時の指紋画像における隆線模様を重ね合わせて行う方法で行う場合（いわゆるパターンマッチング方式）について説明しているが、本発明においては、指紋画像の隆線の途切れた端点や隆線が分岐する部分、すなわち特徴点の位置や隆線の方向を抽出し指紋登録して照合を行うマニューシャ照合方式や、前記特徴点の位置や隆線の方向に加えて特徴点間を通過する隆線数を指紋登録して照合を行うマニューシャリレーション方式も適用することが可能である。

上記実施の形態では、指紋登録の際の指紋画像を方向変換した後に格納部に格納する場合について説明しているが、指紋登録時の指紋画像又は本人認証時の指紋画像の一方の指紋画像を他方の指紋画像に対して方向変換すれば良いので、指紋登録時の指紋画像は方向変換せずに格納部に格納し、本人認証時に本人認証用の指紋画像又は格納した指紋画像を方向変換しても良い。

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態で説明した数値や材質については特に制限はなく、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。例えば、本実施の形態においては、指紋登録時に指紋情報を１８０°変える場合について説明しているが、本発明においては指紋情報を１８０°以外の角度、例えば４５°、９０°で変えても良い。

本発明の一実施の形態に係る指紋照合装置の概略構成を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態に係る指紋照合装置を用いた本人認証を説明するための図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ異なる人の指紋を同一の指紋照合装置で指紋登録したときの指紋画像を示す図である。

符号の説明

１ 指紋照合装置
１１ 支持体
１２ 下電極
１３ 蓋部材
１４ 柱部材
１５ 上電極
１６ データ取得部
１７ 画像処理部
１８ 方向変換部
１９ 格納部
２０ 照合部
３１ センシング部
３２ 汚れ
３３ 傷

Claims (3)

1. 被検出者の指紋の凹凸を検出する検出手段と、前記指紋の凹凸に基づく指紋情報を取得するデータ取得手段と、前記指紋情報を格納する格納手段と、前記指紋情報の向きを変える方向変更手段と、指紋登録時の指紋情報と本人認証時の指紋情報とを照合する照合手段と、を具備し、前記方向変換手段は、前記指紋登録時の指紋情報又は前記本人認証時の指紋情報を方向変換することを特徴とする指紋照合装置。
2. 前記方向変換手段は、前記指紋登録時の指紋情報又は前記本人認証時の指紋情報の一方の指紋情報を他方の指紋情報に対して反転させることを特徴とする請求項１記載の指紋照合装置。
3. 指紋登録時での前記検出手段に対する前記指紋の向きが、本人認証時での前記検出手段に対する前記指紋の向きと反対であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の指紋照合装置。
   

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