JP2006228110A - Biometric authentication device, biometric authentication method, and program - Google Patents

Biometric authentication device, biometric authentication method, and program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fingerprint authentication device or the like suitable for carrying out authentication as properly as possible even when extraction accuracy and collation accuracy of biometric characteristic points are low. <P>SOLUTION: In the fingerprint authentication device 101, a storing part 102 stores an identification code in coordination with a history of position information of characteristic points of a fingerprint extracted in the past, an input receiving part 103 receives inputs of an identification code to be authenticated, and a fingerprint image, an extracting part 104 extracts position information of characteristic points from the inputted fingerprint image, a collating pat 105 carries out collation of the position information of the extracted characteristic point by using each history of the position information corresponding to the inputted identification code as a collation object, an authenticating part 107 outputs that authentication of the identification code has succeeded when there is successful collation, and an updating part 108 updates the storing part 102 when authentication is successful, and it adds the extracted position information to the history of position information coordinated with the identification code. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、生体の特徴点の抽出精度や照合精度が低い場合であってもできるだけ適切に認証を行うのに好適な生体認証装置、生体認証方法、これらをコンピュータにて実現するプログラムに関する。   The present invention relates to a biometric authentication apparatus, a biometric authentication method, and a program for realizing these on a computer, which are suitable for performing authentication as appropriately as possible even when the extraction accuracy and verification accuracy of biometric feature points are low.

従来から、ユーザを認証するための技術が種々提案されている。最も広く使われている技術は、パスワードやパスフレーズなどの暗唱符号を用いるものであり、ユーザにあらかじめ対応付けられたパスワードやパスフレーズが入力されたか否かによって認証の可否を決定する。このような認証技術の応用例については、以下の文献に開示がある。
特許第3324735号公報
Conventionally, various techniques for authenticating a user have been proposed. The most widely used technique uses a recitation code such as a password or passphrase, and determines whether or not authentication is possible depending on whether or not a password or passphrase previously associated with the user has been input. Applications of such authentication techniques are disclosed in the following documents.
Japanese Patent No. 3324735

一方で、各人で異なる紋様を有する指紋を用いた指紋認証の技術も提案されている。このような技術には、指紋の画像から指紋の盛り上がった部分(隆線)の端点や分岐点などの特徴点を検出し、特徴点の位置情報を抽出するとともに、あらかじめ登録されたユーザの指紋の特徴点の位置情報と、抽出された位置情報とを対比して、両者の類似度を算出し、両者がある程度以上類似している場合に、認証が成功した旨を出力する特徴点抽出照合法(「マニューシャ法」と呼ばれることもある。)も、利用の端緒についている。
また、指紋の画像の入力を受け付け、その特徴点の位置情報を抽出して出力する処理を一括して行う指紋認識モジュールや指紋認識デバイスも発売されている。
さらに、指紋以外の生体認識モジュールや生体認識デバイスとして、顔の形状や声紋、瞳の虹彩、掌紋、指の長さや位置、四肢の長さや位置、血管の形状などを画像や音声などの情報として取得し、その特徴点を用いるものも提案されている。
On the other hand, a fingerprint authentication technique using a fingerprint having a different pattern for each person has also been proposed. In such a technique, feature points such as end points and branch points of a raised portion (ridge) of a fingerprint are detected from a fingerprint image, and position information of the feature points is extracted, and a user's fingerprint registered in advance is also detected. The feature point location information and the extracted location information are compared to calculate the degree of similarity between the two feature points. Legal (sometimes called “Maneusha”) is also the beginning of usage.
In addition, a fingerprint recognition module and a fingerprint recognition device have been put on the market that accept input of a fingerprint image and collectively extract and output the position information of the feature points.
Furthermore, as a biometric recognition module or biometric recognition device other than fingerprints, information such as face and voice print, pupil iris, palm print, finger length and position, limb length and position, and blood vessel shape as information such as images and sounds There are also proposals for obtaining and using the feature points.

しかしながら、安価な生体認識モジュールや生体認識デバイスの場合には特に、生体の特徴点の位置情報の抽出は、精度が必ずしも高いとはいえない。また、生体の紋様によっては、特徴点の数が少ない場合もあり、照合の精度が下がってしまうこともある。このため、正規ユーザに何回も生体の入力を要求してしまったり、正規ユーザの認証に失敗するなどの問題が生じていた。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、生体の特徴点の抽出精度や照合精度が低い場合であってもできるだけ適切に認証を行うのに好適な生体認証装置、生体認証方法、これらをコンピュータにて実現するプログラムを提供することを目的とする。
However, especially in the case of an inexpensive biological recognition module or biological recognition device, the extraction of positional information of biological feature points is not necessarily highly accurate. Further, depending on the pattern of the living body, the number of feature points may be small, and the accuracy of matching may be reduced. For this reason, there have been problems such as requiring the authorized user to input the living body many times or failing to authenticate the authorized user.
The present invention was made to solve the above-described problems, and is a biometric authentication device suitable for performing authentication as appropriately as possible even when the extraction accuracy and matching accuracy of biometric feature points are low, It is an object of the present invention to provide a biometric authentication method and a program that realizes these on a computer.

以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。
本発明の第1の観点に係る生体認証装置は、記憶部、入力受付部、抽出部、照合部、認証部、更新部を備え、以下のように構成する。
In order to achieve the above object, the following invention is disclosed in accordance with the principle of the present invention.
The biometric authentication apparatus according to the first aspect of the present invention includes a storage unit, an input reception unit, an extraction unit, a verification unit, an authentication unit, and an update unit, and is configured as follows.

すなわち、記憶部は、識別符号と、過去に抽出された生体の特徴点の位置情報の履歴(以下、当該履歴に含まれる位置情報を「履歴位置情報」という。)と、を対応付けて記憶する。
典型的には、記憶部はハードディスク等の不揮発性の読み書き可能な記憶媒体によって構成され、各ユーザに割り当てられるユーザ番号やユーザ名等の識別符号と、当該ユーザについて過去に認証が成功した生体の特徴点の位置情報を1つまたは複数、履歴として対応付けて記憶する。
That is, the storage unit stores an identification code and a history of position information of biological feature points extracted in the past (hereinafter, position information included in the history is referred to as “history position information”) in association with each other. To do.
Typically, the storage unit is configured by a non-volatile readable / writable storage medium such as a hard disk, an identification code such as a user number or a user name assigned to each user, and a biometric that has been successfully authenticated in the past for the user. One or more feature point position information is stored in association with each other as a history.

一方、入力受付部は、認証を行うべき識別符号と、生体情報と、の入力を受け付ける。
典型的には、識別符号の入力は、各種キーボードやテンキーなどによるほか、磁気カードやIC(Integrated Circuit)カードをカードリーダで読み取ったり、1次元や2次元のバーコードをスキャナで読み取った後にバーコードを認識することよって行われる。一方、指紋等の生体情報の入力は、ユーザの生体を読み取るスキャナやCCD(Charge-Coupled Device)カメラなどを用いて行われる。このほか、声紋を用いるのであればマイク等、生体情報に対応するデバイスを採用する。
On the other hand, the input reception unit receives input of an identification code to be authenticated and biometric information.
Typically, the identification code is input using various keyboards and numeric keys, as well as reading a magnetic card or an IC (Integrated Circuit) card with a card reader, or reading a one-dimensional or two-dimensional barcode with a scanner. This is done by recognizing the code. On the other hand, input of biometric information such as a fingerprint is performed using a scanner that reads a user's biometric, a CCD (Charge-Coupled Device) camera, or the like. In addition, if a voiceprint is used, a device corresponding to biological information such as a microphone is adopted.

一方、抽出部は、入力を受け付けられた生体情報から、特徴点の位置情報を抽出する。
上記のように、生体情報として指紋を用いる場合は、画像処理の技術によって、生体の特徴点となるような隆線の端点や分岐点の位置を、その種類とともに抽出する。声紋の場合には、声紋の周波数分布グラフの特徴点を抽出する等が考えられる。すでに安価な生体認識モジュールや生体認識デバイスが市場で提供されているので、これを用いるのが一般的である。
On the other hand, the extraction unit extracts the position information of the feature points from the biological information that has been accepted.
As described above, when fingerprints are used as biometric information, the positions of the end points and branch points of ridges that are characteristic points of the biometric are extracted together with the types thereof by image processing technology. In the case of a voiceprint, it may be possible to extract feature points of a frequency distribution graph of the voiceprint. Since inexpensive biological recognition modules and biological recognition devices are already available on the market, it is common to use them.

さらに、照合部は、入力を受け付けられた識別符号に対応付けられて記憶部に記憶された履歴位置情報を照合対象として、抽出された生体の特徴点の位置情報(以下「抽出済位置情報」という。)を、当該照合対象のそれぞれと照合する。
本発明では、照合対象として、過去に照合に成功した生体の特徴点の位置情報のそれぞれを用いる。すなわち、記憶部に履歴位置情報が10個記憶されていれば、抽出済位置情報と、その10個の履歴位置情報のそれぞれとを照合することとなる。照合の手法は、指紋の場合には、既存の生体抽出照合法で利用されるマニューシャ法と同様の手法を利用することができる。その他、生体情報の種類に対応する種々の手法を用いることができる。
Further, the collation unit uses the history position information stored in the storage unit in association with the input identification code as a collation target, and extracts the position information of the extracted biometric feature points (hereinafter “extracted position information”). Are matched with each of the verification targets.
In the present invention, each position information of biometric feature points successfully matched in the past is used as a matching target. That is, if ten pieces of history position information are stored in the storage unit, the extracted position information is collated with each of the ten pieces of history position information. As a matching method, in the case of a fingerprint, a method similar to the minutiae method used in the existing biometric extraction matching method can be used. In addition, various methods corresponding to types of biological information can be used.

そして、認証部は、当該抽出済位置情報と、当該照合対象のいずれかと、の照合が成功した場合、当該識別符号の認証が成功した旨を出力する。
したがって、10個の履歴位置情報と抽出済位置情報との照合を順に行う場合、途中で照合に成功したら、残りの照合を行う必要はない。その時点で認証が成功したこととなるのである。
When the verification between the extracted position information and one of the verification targets is successful, the authentication unit outputs that the authentication of the identification code is successful.
Accordingly, when the 10 pieces of history position information and the extracted position information are collated in order, if the collation succeeds in the middle, it is not necessary to perform the remaining collation. At that time, authentication is successful.

一方、更新部は、認証が成功した場合、当該抽出済位置情報を、認証が成功した識別符号に対応付けられる生体の特徴点の位置情報の履歴に追加するように、記憶部を更新する。
この更新によって、今回認証に成功した生体の特徴点の位置情報が以降の生体認証の際には、履歴位置情報として利用されることとなる。
On the other hand, when the authentication is successful, the update unit updates the storage unit so as to add the extracted position information to the history of the position information of the biometric feature point associated with the identification code that has been successfully authenticated.
By this update, the position information of the feature point of the biometric that has been successfully authenticated this time is used as history position information in the subsequent biometric authentication.

本発明によれば、過去に認証に成功した生体の特徴点の位置情報を履歴として記憶し、次の認証ではその履歴を用いて認証を行うため、生体の特徴点の抽出の精度が低かったり照合の精度が低い場合であっても、正規ユーザに対する認証が失敗してしまう可能性を低減させることができ、適切にユーザの認証を行うことができるようになる。   According to the present invention, the location information of biometric feature points that have been successfully authenticated in the past is stored as a history, and the authentication is performed using the history in the next authentication. Even if the accuracy of the verification is low, the possibility that the authentication for the authorized user will fail can be reduced, and the user can be properly authenticated.

また、本発明の生体認証装置において、記憶部は、あらかじめ定められた生体の特徴点の位置情報(以下「基本位置情報」という。)を、さらに当該識別符号に対応付けて記憶し、照合部は、入力を受け付けられた識別符号に対応付けられて記憶部に記憶された基本位置情報を、さらに照合対象とするように構成することができる。   In the biometric authentication device of the present invention, the storage unit further stores position information of predetermined biometric feature points (hereinafter referred to as “basic position information”) in association with the identification code, and a matching unit. The basic position information stored in the storage unit in association with the identification code accepted for input can be further set as a collation target.

たとえば指紋を用いた場合のマニューシャ法では、最初にユーザの生体の特徴点の位置情報を登録し、この登録された位置情報との照合によって認証を行うが、本発明では、最初のユーザ登録時に生体の特徴点の位置情報を基本位置情報として、履歴位置情報とは別に記憶部に記憶させ、両者を個別に管理することとする。
そして、照合対象として履歴位置情報と、基本位置情報の両方を用いるのである。
For example, in the minutiae method using a fingerprint, first, the position information of the feature points of the user's biological body is registered, and authentication is performed by collating with the registered position information. The position information of the feature points of the living body is stored as basic position information in the storage unit separately from the history position information, and both are managed individually.
Then, both history position information and basic position information are used as collation targets.

履歴位置情報は、更新部が行う処理によって変更されるが、基本位置情報は、一旦記憶部に記憶されればその後は変更されないのが典型的である。
したがって、指紋を用いた場合は、基本位置情報が、従来のマニューシャ法における登録された生体の特徴点の位置情報に相当する。基本位置情報は、当該ユーザの基準となる位置情報であるため、精度の高い機器で生体情報を取得し、精度の高いアルゴリズムで特徴点の位置情報を抽出したものであることが望ましい。ただし、入力受付部や抽出部で用いるのと同じような比較的安価で精度の低いデバイスにより取得した位置情報を使用しても良い。
The history position information is changed by a process performed by the update unit, but the basic position information is typically not changed thereafter once stored in the storage unit.
Therefore, when a fingerprint is used, the basic position information corresponds to the registered position information of the feature points of the living body in the conventional minutia method. Since the basic position information is position information serving as a reference for the user, it is desirable that biometric information is acquired by a highly accurate device and the position information of feature points is extracted by a highly accurate algorithm. However, position information acquired by a relatively inexpensive and low-accuracy device similar to that used in the input reception unit or extraction unit may be used.

本発明によれば、あるユーザに対する複数の生体の位置情報を、変更されない基本位置情報と、変更がありうる履歴位置情報の2種に分類して管理することができ、基準となる生体を定めておくことができるので、適切に生体認証を行うことができるようになる。   According to the present invention, position information of a plurality of living bodies for a certain user can be classified and managed into two types of basic position information that is not changed and history position information that can be changed, and a reference living body is determined. Therefore, biometric authentication can be performed appropriately.

また、本発明の生体認証装置は、判定部をさらに備え、以下のように構成することができる。
すなわち、入力受付部は、暗唱符号の入力をさらに受け付ける。
生体認証のみを用いるのではなく、暗唱番号などの入力を求めるものである。多くの人がキャッシュカードを利用しているため、暗唱番号の入力にはユーザの抵抗が少ない。そこで、生体認証の技術で、補助的に暗唱番号などの既存の技術を利用するのである。
In addition, the biometric authentication device of the present invention further includes a determination unit and can be configured as follows.
That is, the input receiving unit further receives an input of a recitation code.
Rather than using only biometric authentication, it asks for input such as a recitation number. Since many people use cash cards, there is little resistance from the user to input the recitation number. Therefore, an existing technique such as a recitation number is used as a supplementary technique for biometric authentication.

一方、判定部は、入力を受け付けられた暗唱符号が、入力を受け付けられた識別符号に対応付けられたものであるか否かを判定する。
当該判定処理は、一般的な暗唱番号やパスワード、パスフレーズを利用した認証と同様の技術を利用することができる。たとえば、各ユーザの暗唱符号を記憶部に記憶しておき、入力された暗唱符号と一致するか否かによって判定したり、当該ユーザの暗唱符号に所定の変換を施した結果を記憶部に記憶しておき、入力された暗唱符号に当該変換を施した結果が一致するかによって判定する等の手法である。
On the other hand, the determination unit determines whether or not the recitation code that has received the input is associated with the identification code that has received the input.
The determination process can use a technique similar to authentication using a general recitation number, password, or passphrase. For example, each user's recitation code is stored in the storage unit, and determination is made based on whether or not it matches the input recitation code, or a result obtained by performing predetermined conversion on the user's recitation code is stored in the storage unit. It is a technique such as determining whether the result of performing the conversion matches the input recitation code.

さらに、認証部は、照合部による照合が成功し、かつ、判定部により当該暗唱符号が当該識別符号に対応付けられたものであると判定された場合、当該識別符号の認証が成功した旨を出力する。
すなわち、本発明では、抽出済位置情報と履歴位置情報(および基本位置情報)の照合による認証が成功し、かつ、暗唱符号による認証が成功した場合に、全体として認証が成功することになるのである。
Furthermore, the authentication unit indicates that the verification of the identification code is successful when the verification by the verification unit is successful and the determination unit determines that the recitation code is associated with the identification code. Output.
That is, in the present invention, when the authentication by the collation of the extracted position information and the history position information (and the basic position information) is successful and the authentication by the recitation code is successful, the authentication is successful as a whole. is there.

本発明によれば、暗唱符号による認証を補助的に用いることによって、他人の生体の特徴点の位置情報等本来履歴に追加されるべきでないものが、生体認証において誤差のために追加されてしまうことをできるだけ防止することができ、適切に生体認証を行うことができるようになる。   According to the present invention, by using authentication by recitation code as supplementary information, information that should not be added to the history, such as position information of a feature point of another person's biological body, is added due to an error in biometric authentication. This can be prevented as much as possible, and biometric authentication can be performed appropriately.

また、本発明の生体認証装置において、更新部は、認証が成功した識別符号に対応付けられて記憶部に記憶される履歴位置情報の個数が所定の閾値を超えないように、当該履歴位置情報からいずれかを削除するように構成することができる。
たとえば、当該所定の閾値を1とした場合には、最後に認証に成功したときの生体の特徴点の位置情報(および、基本位置情報)と、今回の位置情報とを照合することとなる。
本発明によれば、記憶部に記憶される履歴位置情報の量を制限することができるため、記憶部として利用するハードディスク等の領域を適切に振り分け、管理することができるようになる。
Further, in the biometric authentication device of the present invention, the update unit includes the history position information so that the number of history position information stored in the storage unit in association with the identification code that has been successfully authenticated does not exceed a predetermined threshold. Can be configured to remove any from
For example, when the predetermined threshold value is 1, the position information (and basic position information) of the feature point of the living body when the authentication is last successful is collated with the current position information.
According to the present invention, since the amount of history position information stored in the storage unit can be limited, an area such as a hard disk used as the storage unit can be appropriately distributed and managed.

また、本発明の生体認証装置において、更新部は、当該履歴位置情報からいずれかを削除する場合、当該記憶部に記憶された時期が古いものから削除するように構成することができる。
本発明は、履歴位置情報の個数を制限するための手法の一つである。一般に、人間の振舞いは、同じ機器を連続して用いることが多いこと、生体情報の取得や特徴点の抽出の技術は進歩しうることを考慮すると、古い方から優先して削除して、新しい位置情報を採用することは意味がある。
Further, in the biometric authentication device of the present invention, the update unit can be configured to delete the oldest time stored in the storage unit when deleting any one from the history position information.
The present invention is one of the methods for limiting the number of history position information. In general, considering the fact that human behavior often uses the same device continuously, and that the technology of biometric information acquisition and feature point extraction can be advanced, the oldest one is deleted in preference to the new one. Adopting location information makes sense.

また、本発明の生体認証装置において、更新部は、当該履歴位置情報の履歴からいずれかを削除する場合、当該記憶部に記憶されてから以降にされた抽出済位置情報との照合に成功した回数が少ないものから削除するように構成することができる。
本発明は、履歴位置情報の個数を制限するための手法の一つである。生体認証デバイスや生体認証モジュールには個体差があることも多く、生じる誤差も同じ傾向を見せることが多い。したがって、過去に照合に成功した回数が多い履歴位置情報は、将来も照合に成功する可能性が高いと考えられるので、成功した回数が少ないものから削除して、新しい位置情報を履歴として採用することは意味がある。
Further, in the biometric authentication device of the present invention, when deleting any one from the history of the history position information, the update unit succeeded in collating with the extracted position information after being stored in the storage unit. It can be configured to delete from those with a small number of times.
The present invention is one of the methods for limiting the number of history position information. There are many individual differences in biometric authentication devices and biometric authentication modules, and the resulting errors often show the same tendency. Therefore, history position information with a large number of successful collations in the past is considered highly likely to be successfully collated in the future, so delete from the few successful times and adopt new position information as history. That makes sense.

また、本発明の生体認証装置において、更新部は、当該履歴位置情報の履歴からいずれかを削除する場合、当該抽出済位置情報と最も類似しないものから削除するように構成することができる。
本発明は、履歴位置情報の個数を制限するための手法の一つである。生体認証デバイスや生体認証モジュールには個体差があることも多く、生じる誤差も同じ傾向を見せることが多い。したがって、最新の位置情報に類似する履歴位置情報は、将来も照合に成功する可能性が高いと考えられるので、類似する度合が最も低いものから削除して、新しい位置情報を履歴として採用することは意味がある。
Further, in the biometric authentication device of the present invention, when deleting any one of the history position information from the history, the update unit can be configured to delete the one that is not most similar to the extracted position information.
The present invention is one of the methods for limiting the number of history position information. There are many individual differences in biometric authentication devices and biometric authentication modules, and the resulting errors often show the same tendency. Therefore, it is considered that the history position information similar to the latest position information is likely to succeed in the future, so delete the one with the lowest degree of similarity and adopt the new position information as the history. Is meaningful.

本発明のその他の観点に係る生体認証方法は、識別符号と過去に抽出された生体の特徴点の位置情報の履歴(以下、当該履歴に含まれる位置情報を「履歴位置情報」という。)とが対応付けて記憶される記憶部、入力受付部、抽出部、照合部、認証部、更新部を有する生体認証装置にて実行され、入力受付工程、抽出工程、照合工程、認証工程、更新工程を備え、以下のように構成する。   The biometric authentication method according to another aspect of the present invention includes an identification code and a history of location information of biometric feature points extracted in the past (hereinafter, location information included in the history is referred to as “history location information”). Are executed in a biometric authentication apparatus having a storage unit, an input receiving unit, an extracting unit, a collating unit, an authenticating unit, and an updating unit, which are stored in association with each other, and an input receiving process, an extracting process, a collating process, an authenticating process, and an updating process And is configured as follows.

すなわち、入力受付工程では、入力受付部が、認証を行うべき識別符号と、生体情報と、の入力を受け付ける。
一方、抽出工程では、抽出部が、入力を受け付けられた生体情報から、特徴点の位置情報を抽出する。
さらに、照合工程では、照合部が、入力を受け付けられた識別符号に対応付けられて記憶部に記憶された履歴位置情報を照合対象として、抽出された生体の特徴点の位置情報(以下「抽出済位置情報」という。)を、当該照合対象のそれぞれと照合する。
That is, in the input reception process, the input reception unit receives input of an identification code to be authenticated and biometric information.
On the other hand, in the extraction step, the extraction unit extracts the position information of the feature points from the biological information that has been accepted.
Further, in the collation step, the collation unit uses the history position information associated with the identification code accepted as input and stored in the storage unit as a collation target, and the positional information of the extracted biometric feature points (hereinafter “extraction”). "Completed position information") is collated with each of the collation targets.

そして、認証工程では、認証部が、当該抽出済位置情報と、当該照合対象のいずれかと、の照合が成功した場合、当該識別符号の認証が成功した旨を出力する。
一方、更新工程では、更新部が、認証が成功した場合、当該抽出済位置情報を、認証が成功した識別符号に対応付けられる生体の特徴点の位置情報の履歴に追加するように、記憶部を更新する。
In the authentication step, the authentication unit outputs that the authentication of the identification code is successful when the extracted position information is successfully verified with any of the verification targets.
On the other hand, in the update process, when the update unit succeeds in the authentication, the storage unit adds the extracted position information to the history of the position information of the biometric feature point associated with the identification code that has been successfully authenticated. Update.

本発明のその他の観点に係るプログラムは、コンピュータを上記の生体認証装置として機能させ、または、コンピュータに上記の生体認証方法を実行させるように構成する。
また、本発明のプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記憶媒体に記録することができる。
上記プログラムは、プログラムが実行されるコンピュータとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記憶媒体は、コンピュータとは独立して配布・販売することができる。
A program according to another aspect of the present invention is configured to cause a computer to function as the biometric authentication device or to cause the computer to execute the biometric authentication method.
The program of the present invention can be recorded on a computer-readable information storage medium such as a compact disk, flexible disk, hard disk, magneto-optical disk, digital video disk, magnetic tape, and semiconductor memory.
The above program can be distributed and sold via a computer communication network independently of the computer on which the program is executed. The information storage medium can be distributed and sold independently from the computer.

本発明によれば、生体の特徴点の抽出精度や照合精度が低い場合であってもできるだけ適切に認証を行うのに好適な生体認証装置、生体認証方法、これらをコンピュータにて実現するプログラムを提供することができる。   According to the present invention, a biometric authentication device, a biometric authentication method, and a program that realizes these on a computer are suitable for performing authentication as appropriately as possible even when the extraction accuracy and matching accuracy of biometric feature points are low. Can be provided.

以下に本発明の実施形態を説明する。以下では、理解を容易にするため、コンピュータを利用して本発明が実現される実施形態を説明するが、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。   Embodiments of the present invention will be described below. In the following, for ease of understanding, an embodiment in which the present invention is realized using a computer will be described. However, the embodiment described below is for explanation and limits the scope of the present invention. It is not a thing. Therefore, those skilled in the art can employ embodiments in which each or all of these elements are replaced with equivalent ones, and these embodiments are also included in the scope of the present invention.

特に、以下では、理解を容易にするため、生体認証技術で広く用いられる指紋の特徴点を抽出してその位置関係から照合を行うマニューシャ法を応用するものとしている。
しかし、指紋を用いる技術においても、このほかの照合技術、たとえば、登録された指紋画像と入力された指紋画像とを直接比較・照合する画像マッチング法や、指紋画像をスライスした断面を波形とみなして波形スペクトル系列を特徴情報として利用し、最大相加を求めて照合を行う周波数解析法などを適用することができる。この場合、指紋画像そのものの情報も、指紋画像をスライスした断面の波形形状の情報も、「生体情報の特徴点の位置情報」の一種と考えることができる。
In particular, in order to facilitate understanding, a minutia method is employed in which feature points of fingerprints widely used in biometric authentication technology are extracted and collated from their positional relationships.
However, even in the technology using fingerprints, other collation technologies such as an image matching method for directly comparing and collating a registered fingerprint image with an inputted fingerprint image, and a cross section obtained by slicing a fingerprint image are regarded as waveforms. Thus, it is possible to apply a frequency analysis method in which a waveform spectrum series is used as feature information and a maximum addition is obtained and collated. In this case, both the information on the fingerprint image itself and the information on the waveform shape of the cross section obtained by slicing the fingerprint image can be considered as a kind of “position information of feature points of biological information”.

また、指紋以外の生体認識モジュールや生体認識デバイスとして、顔の形状や声紋、瞳の虹彩、掌紋、指の長さや位置、四肢の長さや位置、血管の形状などを画像や音声などの情報として取得し、その特徴点を用いるような、種々のバイオメトリクス技術などに適用することもできる。
したがって、任意の生体照合技術を応用する実施形態も、本発明の範囲に含まれる。
In addition, as a biometric recognition module or biometric recognition device other than fingerprints, face shape, voice print, pupil iris, palm print, finger length and position, limb length and position, blood vessel shape, etc. as information such as images and sounds It can also be applied to various biometric techniques such as acquiring and using the feature points.
Therefore, an embodiment to which an arbitrary biometric matching technique is applied is also included in the scope of the present invention.

図1は、本発明の実施形態に係る指紋認証装置の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
本実施形態に係る指紋認証装置101は、記憶部102、入力受付部103、抽出部104、照合部105、判定部106、認証部107、更新部108を備え、以下のように構成する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a fingerprint authentication device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
A fingerprint authentication apparatus 101 according to the present embodiment includes a storage unit 102, an input reception unit 103, an extraction unit 104, a collation unit 105, a determination unit 106, an authentication unit 107, and an update unit 108, and is configured as follows.

まず、記憶部102には、以下の情報が、ユーザごとに分類して記憶される。
(a)当該ユーザの識別符号。いわゆるログインID(IDentifier)に相当するもので、数字のみで構成されるユーザ番号や主に英数字で構成されるログイン名、そのほかかなや漢字などの各国語の文字を用いたユーザの氏名やニックネーム等、各ユーザを識別することができるもの。
First, the following information is classified and stored in the storage unit 102 for each user.
(A) The identification code of the user. This is equivalent to a so-called login ID (IDentifier), which consists of a user number consisting only of numbers, a login name consisting mainly of alphanumeric characters, and the user's name and nickname using characters in other languages such as kana and kanji. Etc. that can identify each user.

(b)当該ユーザについて、過去に抽出された指紋の特徴点の位置情報のうち、認証に成功した際の位置情報。以下これを、履歴位置情報と呼ぶ。あるユーザについて記憶部102に記憶される履歴位置情報の個数には上限を定めることとしても良い。個数の上限に達した場合には、古いものから削除する、頻繁に使用される(照合が成功する頻度が高い)履歴位置情報を優先して記憶部102に残すこととしてそうでないものから削除する、などの手法を採用することもできる。   (B) Position information at the time of successful authentication among the position information of the feature points of the fingerprint extracted in the past for the user. Hereinafter, this is referred to as history position information. An upper limit may be set for the number of pieces of history position information stored in the storage unit 102 for a certain user. When the upper limit of the number is reached, the oldest ones are deleted, the frequently used history position information (the frequency of successful matching) is preferentially left in the storage unit 102, and the oldest ones are deleted. , Etc. can also be adopted.

(c)当該ユーザの指紋の特徴点の基本位置情報。典型的には、当該ユーザを指紋認証の対照として初めて登録する際に、指紋画像から抽出された位置情報が、基本位置情報となる。なお、基本位置情報は、実施形態によっては省略することとし、初めて登録した際の位置情報を、上記の履歴位置情報の1つとして記憶させることとしても良い。   (C) Basic position information of feature points of the user's fingerprint. Typically, when the user is registered for the first time as a contrast for fingerprint authentication, position information extracted from the fingerprint image becomes basic position information. The basic position information may be omitted depending on the embodiment, and the position information at the time of first registration may be stored as one of the history position information.

なお、履歴位置情報の上限を1つとすると、当該ユーザについて最後に認証に成功した際の指紋の特徴点の位置情報、すなわち、最新の位置情報が、履歴位置情報として記憶部102に記憶されることとなる。
また、基本位置情報を利用しない場合には、初めて登録する際に抽出された特徴点の位置情報は、履歴位置情報として記憶部102に登録すれば良い。
典型的には、記憶部102はハードディスク等の不揮発性の読み書き可能な記憶媒体によって構成される。
Assuming that the upper limit of history position information is one, the position information of the feature point of the fingerprint when authentication was last successful for the user, that is, the latest position information is stored in the storage unit 102 as history position information. It will be.
Further, when the basic position information is not used, the position information of the feature points extracted when registering for the first time may be registered in the storage unit 102 as history position information.
Typically, the storage unit 102 is configured by a nonvolatile read / write storage medium such as a hard disk.

図2は、本実施形態に係る指紋認証装置にて実行される指紋認証処理の制御の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of fingerprint authentication processing executed by the fingerprint authentication apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

指紋認証処理が開始されると、まず、指紋認証装置101の入力受付部103は、以下の情報の入力をユーザに促し、これらの入力を受け付ける(ステップS201)。
(a)認証を行うべき識別符号。当該ユーザに割り当てられた識別符号である。
(b)当該ユーザの指紋画像。
(c)認証に用いるべき暗唱符号。いわゆる暗唱番号、パスワード、パスフレーズに相当するもので、当該ユーザの識別符号にあらかじめ対応付けられているものである。なお、暗唱符号の入力は、実施形態によっては省略することとしても良い。
When the fingerprint authentication process is started, first, the input receiving unit 103 of the fingerprint authentication apparatus 101 prompts the user to input the following information and receives these inputs (step S201).
(A) An identification code to be authenticated. It is an identification code assigned to the user.
(B) A fingerprint image of the user.
(C) A recitation code to be used for authentication. It corresponds to a so-called recitation number, password, and passphrase, and is associated with the identification code of the user in advance. Note that the input of the recitation code may be omitted depending on the embodiment.

識別符号や暗唱符号の入力は、各種キーボードやテンキー、タッチパネルなどによるのが典型的である。また、磁気カードやICカードをカードリーダで読み取ったり、1次元や2次元のバーコードをスキャナで読み取った後にバーコードを認識することよって情報が入力されることとしても良い。また、ドングルと呼ばれるデバイスを利用することによって、識別符号や暗唱符号を入力することとしても良い。   The input of the identification code and the recitation code is typically performed by various keyboards, numeric keys, touch panels, and the like. In addition, information may be input by reading a magnetic card or an IC card with a card reader or recognizing a barcode after reading a one-dimensional or two-dimensional barcode with a scanner. Moreover, it is good also as inputting an identification code and a recitation code by utilizing the device called a dongle.

一方、指紋画像の入力は、ユーザの指紋を読み取るスキャナやCCD(Charge-Coupled Device)カメラなどを用いて行うのが典型的である。なお、指紋画像入力用に種々のモジュールやデバイスが市場で提供されているので、これらを適宜利用することとしても良い。   On the other hand, a fingerprint image is typically input using a scanner that reads a user's fingerprint, a CCD (Charge-Coupled Device) camera, or the like. Since various modules and devices are provided on the market for inputting a fingerprint image, these may be used as appropriate.

次に、指紋認証装置101の抽出部104は、入力を受け付けられた指紋画像から、特徴点の位置情報を抽出する(ステップS202)。
図3は、マニューシャ法における特徴点の位置を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
Next, the extraction unit 104 of the fingerprint authentication device 101 extracts feature point position information from the fingerprint image that has been accepted (step S202).
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the positions of feature points in the minutiae method. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

人間の指紋画像301には、人間の指の皮膚の盛り上がった部分である隆線302があり、隆線が種々の紋様を描くが、マニューシャ法では、指紋の隆線の端点303や分岐点304を特徴点とする。また、隆線の渦の中心を特徴点として採用したり、隆線の方向ベクトルを特徴点の位置情報として採用することとしても良い。   The human fingerprint image 301 has a ridge 302 that is a raised portion of the skin of a human finger, and the ridge draws various patterns. Is a feature point. Further, the center of the ridge vortex may be employed as the feature point, or the ridge direction vector may be employed as the feature point position information.

本実施形態では、画像処理の技術によって、指紋の特徴点となるような隆線の端点や分岐点の位置を、その種類とともに抽出する。このようなマニューシャ法を採用する指紋認識モジュールや指紋認識デバイスは、すでに市場で安価に提供されているので、これを用いれば、指紋画像から、特徴点の位置情報を抽出することができる。このようにして抽出された特徴点の位置情報を「抽出済位置情報」と呼ぶこととする。   In the present embodiment, the positions of the end points and branch points of the ridges that are the characteristic points of the fingerprint are extracted together with their types by image processing technology. Since fingerprint recognition modules and fingerprint recognition devices that employ such a minutiae method have already been provided at a low price in the market, it is possible to extract feature point position information from a fingerprint image. The position information of feature points extracted in this way is referred to as “extracted position information”.

指紋認証装置101が上記のようなモジュールやデバイスを利用して構成されている場合には、当該モジュールやデバイスが抽出部104として機能することとなる。また、特徴点の抽出は、いわゆる画像処理に相当するものであるので、コンピュータを利用して指紋認証装置101を構成している場合には、当該コンピュータのCPU(Central Processing Unit)や画像処理プロセッサが抽出部104として機能することとなる。   When the fingerprint authentication apparatus 101 is configured using the above-described module or device, the module or device functions as the extraction unit 104. Since the feature point extraction corresponds to so-called image processing, when the fingerprint authentication apparatus 101 is configured using a computer, a CPU (Central Processing Unit) or an image processing processor of the computer is used. Functions as the extraction unit 104.

ついで、指紋認証装置101の照合部105は、ステップS201にて入力された識別符号に対応付けられて記憶部102に記憶された履歴位置情報(および基本位置情報)を照合対照として取得する(ステップS203)。   Next, the collation unit 105 of the fingerprint authentication device 101 acquires the history position information (and basic position information) stored in the storage unit 102 in association with the identification code input in step S201 as a collation reference (step). S203).

従来のマニューシャ法による指紋認証では、基本位置情報と抽出済位置情報とを対比して、特徴点の位置情報から、同じ種類の特徴点が同じ位置にあるか否かを判定して、照合を行っている。すなわち、従来のマニューシャ法では、固定された1つの照合対照のみと、抽出済位置情報とを照合するのである。   In conventional fingerprint authentication using the minutiae method, basic position information and extracted position information are compared, and it is determined whether or not the same type of feature point is at the same position from the position information of the feature point. Is going. That is, in the conventional minutiae method, only one fixed collation reference is collated with the extracted position information.

一方、本実施形態に係る指紋認証では、過去に認証が成功した指紋の特徴点の位置情報を照合対照とする。したがって、照合対照は必ずしも1つとは限らず、複数とすることができる。また、照合対照は、これまでの認証の履歴によって、適宜変化することがあり、固定されたものではない。   On the other hand, in the fingerprint authentication according to the present embodiment, position information of feature points of fingerprints that have been successfully authenticated in the past is used as a collation reference. Therefore, the number of collation controls is not necessarily one, and can be plural. Further, the collation control may change as appropriate according to the history of authentication so far, and is not fixed.

ついで、照合部105は、取得された照合対照について、順に以下の処理を繰り返す。すなわち、すべての照合対照について照合が終わったか否かを判定し(ステップS204)、終わっていなければ(ステップS204;No)、まだ照合を行っていない照合対照を1つ選択し(ステップS205)、当該照合対照と抽出済位置情報とを照合する(ステップS206)。そして照合が成功したか否かを判断し(ステップS207)、失敗した場合(ステップS207;No)、ステップS204に戻る。   Subsequently, the collation part 105 repeats the following processes in order about the acquired collation control. That is, it is determined whether or not collation has been completed for all collation controls (step S204). If not completed (step S204; No), one collation control that has not been collated is selected (step S205). The collation reference and the extracted position information are collated (step S206). And it is judged whether collation was successful (step S207), and when it failed (step S207; No), it returns to step S204.

ステップS206で行われる照合技術は、特徴点の位置関係を対比してマッチングをとる種々のマニューシャマッチング技術を利用することができる。すでに市場で提供されている指紋認証モジュールや指紋認証デバイスでは、このような照合処理を担う部分を、プログラムとして別途提供し、新たなマッチングアルゴリズムを適宜適用することができるようにしているものがある。また、高速なマッチングができるようにするため、専用の電子回路を構成するものもある。これらの照合技術を利用した場合には、コンピュータのCPUや専用電子回路が、ハードディスク等と共働して照合部105として機能することとなる。   As the matching technique performed in step S206, various minutiae matching techniques for matching by comparing the positional relationship of feature points can be used. Some fingerprint authentication modules and devices already available on the market provide a part for such verification processing separately as a program so that a new matching algorithm can be applied as appropriate. . In addition, in order to enable high-speed matching, there are some that constitute a dedicated electronic circuit. When these collation techniques are used, the CPU of the computer and the dedicated electronic circuit function as the collation unit 105 in cooperation with a hard disk or the like.

さて、抽出済位置情報といずれかの照合対照との照合に成功した場合(ステップS207;Yes)、指紋認証装置101の判定部106は、ステップS201で入力された暗唱符号が識別符号に対応付けられたものであるか否かを判定する(ステップS208)。
当該判定処理は、一般的な暗唱番号やパスワード、パスフレーズを利用した認証と同様の技術を利用することができる。たとえば、各ユーザの暗唱符号も記憶部102に記憶しておき、入力された暗唱符号と一致するか否かによって判定したり、当該ユーザの暗唱符号に所定の変換を施した結果を記憶部102に記憶しておき、入力された暗唱符号に当該変換を施した結果が一致するかによって判定する等の手法である。また、ワンタイムパスワード(使い棄てパスワード)などを採用することとしても良い。このほか、クレジットカードの認証などと同様に、判定部106が他の認証装置に問い合わせを行うこととしても良い。
When the collation between the extracted position information and any collation reference is successful (step S207; Yes), the determination unit 106 of the fingerprint authentication device 101 associates the recitation code input in step S201 with the identification code. It is determined whether or not it has been received (step S208).
The determination process can use a technique similar to authentication using a general recitation number, password, or passphrase. For example, each user's recitation code is also stored in the storage unit 102, and it is determined whether or not it matches the input recitation code, or the result of performing a predetermined conversion on the user's recitation code is stored in the storage unit 102. Is stored, and a determination is made based on whether or not the result of applying the conversion to the input recitation code matches. Alternatively, a one-time password (abandoned password) may be employed. In addition, as in the credit card authentication, the determination unit 106 may make an inquiry to another authentication device.

したがって、典型的には、当該指紋認証装置101を構成するコンピュータのCPUが判定部106として機能することとなる。   Therefore, typically, the CPU of the computer constituting the fingerprint authentication apparatus 101 functions as the determination unit 106.

当該暗唱符号が当該識別符号に対応付けられたものであると判断された場合(ステップS208;Yes)、繰り返しから抜け、指紋認証装置101の更新部108は、抽出済位置情報を、当該ユーザの識別符号に対応付けられる履歴位置情報として追加するように、記憶部102を更新する(ステップS209)。
今回認証に成功した指紋の特徴点の位置情報が以降の指紋認証の際には、履歴位置情報として利用されることとなるので、指紋の特徴点の抽出の精度が低かったり照合の精度が低い場合であっても、正規ユーザに対する認証が失敗してしまう可能性を低減させることができ、適切にユーザの認証を行うことができるようになる。
When it is determined that the recitation code is associated with the identification code (step S208; Yes), the process repeats and the update unit 108 of the fingerprint authentication apparatus 101 uses the extracted location information as the user's information. The storage unit 102 is updated so as to be added as history position information associated with the identification code (step S209).
The location information of the feature points of the fingerprint that has been successfully authenticated this time will be used as history location information in subsequent fingerprint authentication, so the accuracy of extracting the feature points of the fingerprint is low or the accuracy of matching is low Even in this case, it is possible to reduce the possibility that the authentication with respect to the authorized user will fail, and the user can be properly authenticated.

上記のようにあるユーザについての履歴位置情報の個数に上限を設けることとしても良い。この場合、更新部108は、必要性が低い履歴位置情報を削除することとなる。たとえば、当該ユーザについて最も古くに記憶部102に記憶された履歴位置情報を削除することとしても良い。過去の抽出済位置情報と各履歴位置情報との照合の結果成功した回数を記憶部102に記憶することとして、この回数が少ないものから(同じ回数である場合には古いものから)削除する。   As described above, an upper limit may be provided for the number of pieces of history position information for a certain user. In this case, the update unit 108 deletes history position information that is less necessary. For example, the history position information stored in the storage unit 102 the oldest for the user may be deleted. As the result of collating the past extracted position information with each history position information, the number of successful times is stored in the storage unit 102, and the number of times that the number of times is successful (from the oldest when the number is the same) is deleted.

人間は同じ機器を連続して用いることが多く、指紋画像の取得や特徴点の抽出の技術は進歩していくほか、指紋認証デバイスや指紋認証モジュールには個体差があることも多く、生じる誤差も同じ傾向で時間的に変化していくことが多い。したがって、過去に照合に成功した回数が多い履歴位置情報は、将来も照合に成功する可能性が高いと考えられるので、本実施形態では、古くに登録されたものから削除したり、成功した回数が少ないものから削除して、新しい位置情報を履歴として採用するのである。
したがって、典型的には、当該指紋認証装置101を構成するコンピュータのCPUがハードディスク等と共働して、更新部108として機能することとなる。
Humans often use the same device continuously, and the technology for acquiring fingerprint images and extracting feature points advances, and there are many individual differences in fingerprint authentication devices and fingerprint authentication modules, resulting in errors. Often change over time with the same trend. Accordingly, history position information that has been successfully collated in the past is considered highly likely to be successfully collated in the future. Therefore, in this embodiment, the number of successful registrations is deleted from the oldest registered one. The new location information is adopted as the history by deleting the ones with few.
Therefore, typically, the CPU of the computer constituting the fingerprint authentication apparatus 101 functions as the update unit 108 in cooperation with the hard disk or the like.

そして、指紋認証装置101の認証部107は、当該識別符号の認証が成功した旨を出力する(ステップS210)。この出力結果は、他のアプリケーションプログラム等で利用されることとなり、当該ユーザは、認証がされたことによって種々のサービスを受けることができるようになる。
このように、本実施形態では、指紋照合と、暗唱符号による照合の両方が成功したときに識別符号の認証が成功したこととしているが、判定部106を適宜省略して、暗唱符号による照合(ステップS208)は行わないこととしても良い。ただし、暗唱符号による認証を補助的に用いれば、他人の指紋の特徴点の位置情報等本来履歴に追加されるべきでないものが、指紋認証において誤差のために追加されてしまうことをできるだけ防止することができ、適切に指紋認証を行うことができるようになる。
Then, the authentication unit 107 of the fingerprint authentication apparatus 101 outputs that the identification code has been successfully authenticated (step S210). This output result is used by another application program or the like, and the user can receive various services by being authenticated.
As described above, in this embodiment, it is assumed that the authentication of the identification code is successful when both the fingerprint verification and the verification by the recitation code succeed, but the determination unit 106 is appropriately omitted and the verification by the recitation code ( Step S208) may not be performed. However, if authentication based on recitation code is used supplementarily, it is possible to prevent as much as possible that information that should not be added to the history, such as position information of other person's fingerprint feature points, is added due to errors in fingerprint authentication. And fingerprint authentication can be performed appropriately.

一方、当該暗唱符号が当該識別符号に対応付けられたものでないと判断された場合(ステップS208;No)、ステップS204に戻る。   On the other hand, when it is determined that the recitation code is not associated with the identification code (step S208; No), the process returns to step S204.

また、すべての照合対照について照合が終わった場合(ステップS204;Yes)、指紋認証装置101の認証部107は、当該識別符号の認証が失敗した旨を出力して(ステップS211)、本処理を終了する。この出力結果は、他のアプリケーションプログラム等で利用されることとなり、当該ユーザは、認証が失敗したことによって、所望のサービスを受けることができないこととなる。
したがって、典型的には、当該指紋認証装置101を構成するコンピュータのCPUが、認証部107として機能することとなる。
Further, when collation is completed for all collation references (step S204; Yes), the authentication unit 107 of the fingerprint authentication apparatus 101 outputs that the authentication of the identification code has failed (step S211), and performs this processing. finish. This output result is used by another application program or the like, and the user cannot receive a desired service because the authentication has failed.
Therefore, typically, the CPU of the computer constituting the fingerprint authentication apparatus 101 functions as the authentication unit 107.

このように、本実施形態では、過去に認証に成功した指紋の特徴点の位置情報を履歴として記憶し、以降の認証ではその履歴を用いて照合を行うため、指紋の特徴点の抽出の精度が低かったり照合の精度が低い場合であっても、正規ユーザに対する認証が失敗してしまう可能性を低減させることができ、適切にユーザの認証を行うことができるようになる。   As described above, in the present embodiment, the positional information of the feature points of the fingerprints that have been successfully authenticated in the past is stored as a history, and the verification is performed using the history in the subsequent authentication. Even when the accuracy of verification is low or the accuracy of verification is low, it is possible to reduce the possibility that authentication for a legitimate user will fail, and to perform user authentication appropriately.

上記実施形態では、抽出済位置情報に対する履歴位置情報と対比を順に行う途中で照合に成功するものがあった場合、そこで繰り返しを終了していたが、最後まで照合を行うこととしても良い。   In the above-described embodiment, when there is something that succeeds in collation in the middle of sequentially comparing the history position information with respect to the extracted position information, the repetition is ended there, but collation may be performed to the end.

一般に、2つの位置情報のマッチングでは、類似度という尺度が得られ、これと所定の閾値との大小によって、照合に成功するか否かが判定される。   In general, in matching two pieces of position information, a scale called similarity is obtained, and whether or not the matching is successful is determined based on the magnitude of this and a predetermined threshold.

したがって、履歴位置情報からいずれかを削除するときに、過去に照合に成功した回数が最も少ないものから優先して削除したい場合や、抽出済位置情報に最も類似しないものから優先して削除したい場合には、履歴位置情報のすべてとの照合を総当たりで行う必要がある。   Therefore, when deleting any one of the history position information, if you want to delete in priority from the least number of successful matching in the past, or if you want to delete from the least similar to the extracted position information Therefore, it is necessary to perform a brute force comparison with all of the history position information.

繰り返し処理をこのように変更するには、繰り返しが開始される(ステップS204)前でRAMなどに用意されたフラグ領域をクリアし、照合に成功した場合(ステップS207;Yes)、その旨を当該フラグ領域に記録してからステップS204に戻ることとする。   In order to change the repetition process in this way, the flag area prepared in the RAM or the like is cleared before the repetition is started (step S204), and the verification is successful (step S207; Yes), the fact is After recording in the flag area, the process returns to step S204.

そして、すべて照合した後で(ステップS204;Yes)、フラグ領域に照合が成功していた旨が記憶されていればステップS208に進み、そうでなければステップS211に進むこととすれば良い。   Then, after all collation (step S204; Yes), if it is stored in the flag area that the collation is successful, the process proceeds to step S208, and if not, the process proceeds to step S211.

類似度の計算には、種々の図形のマッチング技術を採用することができるが、最も簡単には、対応する特徴点同士の距離の平均を尺度とし、これが小さければ小さいほど類似していることとする。そして、当該尺度が最も大きいものから優先して削除する、ということとすれば良い。   Various figure matching techniques can be used to calculate the similarity, but the simplest is to use the average of the distances between the corresponding feature points as the scale. To do. Then, it may be determined that the scale having the largest scale is deleted with priority.

また、このような生体情報は、使用する環境等に応じたクラスタをなすことがある。そこで、履歴位置情報については類似度を尺度にクラスタリング処理を行うこととしておき、抽出済位置情報が属するクラスタに含まれる履歴位置情報のうち、抽出済位置情報に最も類似しないものを優先的に削除することとしても良い。   In addition, such biological information may form a cluster corresponding to the environment used. Therefore, with regard to history position information, clustering processing is performed on the basis of similarity, and the history position information that is most similar to the extracted position information among the history position information included in the cluster to which the extracted position information belongs is preferentially deleted. It is also good to do.

このようにすれば、精度の低い生体認証モジュールや生体認証デバイスを利用した場合であっても、認証が成功しやすいパターンが次第に生体認証装置に蓄積されることとなり、学習が進んでより正確な生体認証ができるようになる。   In this way, even when a low-accuracy biometric authentication module or biometric authentication device is used, a pattern that is likely to be successfully authenticated is gradually accumulated in the biometric authentication device, and learning progresses and becomes more accurate. Biometric authentication can be performed.

このような学習が行われる場合には、暗唱符号の入力を適宜省略することもできる。すなわち、ステップS201においては、ひとまず暗唱符号の入力は求めないものとし、ステップS208に進む前に、現在の抽出済位置情報と履歴位置情報との照合結果から、両者のマッチの度合を調べる。   When such learning is performed, the input of the recitation code can be omitted as appropriate. That is, in step S201, the input of the recitation code is not required for the time being, and before proceeding to step S208, the degree of matching between the two is checked from the collation result between the current extracted position information and the history position information.

各履歴位置情報と、抽出済位置情報と、の類似度の平均が所定程度以上類似していることを示す場合や、各履歴位置情報と、抽出済位置情報と、の類似度の分散が所定の範囲以下である場合には、信頼できる程度に生体認証ができたものとして、暗唱符号の入力は求めないこととしてステップS209に進む。そうでない場合には、暗唱符号の入力を求めて、これが一致していればステップS209に進み、そうでなければステップS211に進む、とするのである。   When the average of the similarity between each history position information and the extracted position information indicates that the average is similar to a predetermined level or more, the variance of the similarity between each history position information and the extracted position information is predetermined. If it is within the range, the process proceeds to step S209 on the assumption that biometric authentication has been performed to a reliable level and that no input of the recitation code is required. Otherwise, the input of the recitation code is obtained, and if they match, the process proceeds to step S209, and if not, the process proceeds to step S211.

本実施形態によれば、生体認識のバラツキが少なく、正確に認識ができている場合には、ユーザに余計な暗唱符号の入力を求めずにすむ一方で、各種センサ等に誤差がある場合や、学習が十分に進んでいない場合であっても、暗唱符号の入力によって適宜認証が行われ、学習が進むようにすることができ、ユーザの便宜を図ることができる。   According to the present embodiment, when there is little variation in biometric recognition and accurate recognition is possible, it is not necessary to ask the user to input an extra recitation code, while there are errors in various sensors, etc. Even if the learning is not sufficiently advanced, authentication is appropriately performed by inputting the recitation code so that the learning can be advanced, and the convenience of the user can be achieved.

以上説明したように、本発明によれば、指紋の特徴点の抽出精度や照合精度が低い場合であってもできるだけ適切に認証を行うのに好適な指紋認証装置、指紋認証方法、これらをコンピュータにて実現するプログラムを提供することができ、各種の認証技術に適用することができる。   As described above, according to the present invention, a fingerprint authentication apparatus, a fingerprint authentication method, and a computer suitable for performing authentication as appropriately as possible even when the extraction accuracy and verification accuracy of fingerprint feature points are low Can be provided, and can be applied to various authentication technologies.

本発明の実施形態に係る指紋認証装置の概要構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the fingerprint authentication apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係る指紋認証装置にて実行される指紋認証処理の制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control of the fingerprint authentication process performed with the fingerprint authentication apparatus which concerns on this embodiment. マニューシャ法における特徴点の位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position of the feature point in the minutiae method.

符号の説明Explanation of symbols

101 指紋認証装置
102 記憶部
103 入力受付部
104 抽出部
105 照合部
106 判定部
107 認証部
108 更新部
301 指紋画像
302 隆線
303 端点
304 分岐点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Fingerprint authentication apparatus 102 Memory | storage part 103 Input reception part 104 Extraction part 105 Collation part 106 Judgment part 107 Authentication part 108 Update part 301 Fingerprint image 302 Ridge line 303 End point 304 Branch point

Claims (9)

識別符号と、過去に抽出された生体の特徴点の位置情報の履歴(以下、当該履歴に含まれる位置情報を「履歴位置情報」という。)と、を対応付けて記憶する記憶部、
認証を行うべき識別符号と、生体情報と、の入力を受け付ける入力受付部、
前記入力を受け付けられた生体情報から、特徴点の位置情報を抽出する抽出部、
前記入力を受け付けられた識別符号に対応付けられて前記記憶部に記憶された履歴位置情報を照合対象として、前記抽出された生体の特徴点の位置情報(以下「抽出済位置情報」という。)を、当該照合対象のそれぞれと照合する照合部、
当該抽出済位置情報と、当該照合対象のいずれかと、の照合が成功した場合、当該識別符号の認証が成功した旨を出力する認証部、
前記認証が成功した場合、当該抽出済位置情報を、前記認証が成功した識別符号に対応付けられる生体の特徴点の位置情報の履歴に追加するように、前記記憶部を更新する更新部
を備えることを特徴とする生体認証装置。
A storage unit that stores an identification code and a history of position information of biometric feature points extracted in the past (hereinafter, position information included in the history is referred to as “history position information”) in association with each other;
An input receiving unit that receives input of an identification code to be authenticated and biometric information;
An extraction unit that extracts position information of feature points from the biometric information accepted as input;
The position information of the extracted feature points of the living body (hereinafter referred to as “extracted position information”) with the history position information stored in the storage unit associated with the input identification code received as a collation target. A matching unit that matches each of the matching targets,
An authentication unit that outputs that the authentication of the identification code is successful when the verification of the extracted position information and any of the verification targets is successful;
An update unit that updates the storage unit so as to add the extracted location information to the history of the location information of biometric feature points associated with the identification code that has been successfully authenticated when the authentication is successful. A biometric authentication device.
請求項1に記載の生体認証装置であって、
前記記憶部は、あらかじめ定められた生体の特徴点の位置情報(以下「基本位置情報」という。)を、さらに当該識別符号に対応付けて記憶し、
前記照合部は、前記入力を受け付けられた識別符号に対応付けられて前記記憶部に記憶された基本位置情報を、さらに照合対象とする
ことを特徴とする物。
The biometric authentication device according to claim 1,
The storage unit further stores position information (hereinafter referred to as “basic position information”) of predetermined biological feature points in association with the identification code,
The said collation part makes the basic position information matched with the identification code | symbol which received the said input memorize | stored in the said memory | storage part further as a collation object.
請求項1または2に記載の生体認証装置であって、
前記入力受付部は、暗唱符号の入力をさらに受け付け、
前記入力を受け付けられた暗唱符号が、前記入力を受け付けられた識別符号に対応付けられたものであるか否かを判定する判定部
をさらに備え、
前記認証部は、前記照合部による照合が成功し、かつ、前記判定部により当該暗唱符号が当該識別符号に対応付けられたものであると判定された場合、当該識別符号の認証が成功した旨を出力する
ことを特徴とする物。
The biometric authentication device according to claim 1 or 2,
The input receiving unit further receives an input of a recitation code,
A determination unit that determines whether or not the recitation code that has received the input is associated with the identification code that has received the input;
If the verification unit determines that the verification by the verification unit is successful, and the determination unit determines that the recitation code is associated with the identification code, the verification of the identification code is successful. That is characterized by the output of
請求項1から3のいずれか1項に記載の生体認証装置であって、
前記更新部は、前記認証が成功した識別符号に対応付けられて前記記憶部に記憶される履歴位置情報の個数が所定の閾値を超えないように、当該履歴位置情報からいずれかを削除する
ことを特徴とする物。
The biometric authentication device according to any one of claims 1 to 3,
The update unit deletes any one of the history position information from the history position information so that the number of history position information stored in the storage unit in association with the identification code that has been successfully authenticated does not exceed a predetermined threshold. The thing characterized by.
請求項4に記載の生体認証装置であって、
前記更新部は、当該履歴位置情報からいずれかを削除する場合、当該記憶部に記憶された時期が古いものから削除する
ことを特徴とする物。
The biometric authentication device according to claim 4,
When the update unit deletes any one of the history position information, the update unit deletes the oldest time stored in the storage unit.
請求項4に記載の生体認証装置であって、
前記更新部は、当該履歴位置情報の履歴からいずれかを削除する場合、当該記憶部に記憶されてから以降にされた抽出済位置情報との照合に成功した回数が少ないものから削除する
ことを特徴とする物。
The biometric authentication device according to claim 4,
When deleting any one of the history position information from the history, the update unit deletes from the one that has been successfully collated with the extracted position information after being stored in the storage unit. A feature.
請求項4に記載の生体認証装置であって、
前記更新部は、当該履歴位置情報の履歴からいずれかを削除する場合、当該抽出済位置情報と最も類似しないものから削除する
ことを特徴とする物。
The biometric authentication device according to claim 4,
When the update unit deletes any one of the history position information from the history, the update unit deletes the one that is most similar to the extracted position information.
記憶部、入力受付部、抽出部、照合部、認証部、更新部を有する生体認証装置にて実行される生体認証方法であって、
前記記憶部には、識別符号と、過去に抽出された生体の特徴点の位置情報の履歴(以下、当該履歴に含まれる位置情報を「履歴位置情報」という。)と、が対応付けて記憶され、
前記入力受付部が、認証を行うべき識別符号と、生体情報と、の入力を受け付ける入力受付工程、
前記抽出部が、前記入力を受け付けられた生体情報から、特徴点の位置情報を抽出する抽出工程、
前記照合部が、前記入力を受け付けられた識別符号に対応付けられて前記記憶部に記憶された履歴位置情報を照合対象として、前記抽出された生体の特徴点の位置情報(以下「抽出済位置情報」という。)を、当該照合対象のそれぞれと照合する照合工程、
前記認証部が、当該抽出済位置情報と、当該照合対象のいずれかと、の照合が成功した場合、当該識別符号の認証が成功した旨を出力する認証工程、
前記更新部が、前記認証が成功した場合、当該抽出済位置情報を、前記認証が成功した識別符号に対応付けられる生体の特徴点の位置情報の履歴に追加するように、前記記憶部を更新する更新工程
を備えることを特徴とする方法。
A biometric authentication method executed by a biometric authentication device having a storage unit, an input receiving unit, an extraction unit, a verification unit, an authentication unit, and an update unit,
In the storage unit, an identification code and a history of position information of biological feature points extracted in the past (hereinafter, position information included in the history is referred to as “history position information”) are stored in association with each other. And
An input receiving step in which the input receiving unit receives an input of an identification code to be authenticated and biometric information;
An extraction step in which the extraction unit extracts the position information of the feature points from the biometric information that has received the input;
The collation unit uses the history position information associated with the identification code that has received the input and stored in the storage unit as a collation target, and the positional information of the extracted biometric feature points (hereinafter “extracted position”). Information ”)) with each of the verification targets,
An authentication step of outputting that the authentication of the identification code is successful when the authentication unit succeeds in the verification of the extracted position information and any of the verification targets;
When the authentication is successful, the update unit updates the storage unit to add the extracted position information to a history of position information of biometric feature points associated with the identification code for which the authentication was successful. An updating process is provided.
コンピュータを、
識別符号と、過去に抽出された生体の特徴点の位置情報の履歴(以下、当該履歴に含まれる位置情報を「履歴位置情報」という。)と、を対応付けて記憶する記憶部、
認証を行うべき識別符号と、生体情報と、の入力を受け付ける入力受付部、
前記入力を受け付けられた生体情報から、特徴点の位置情報を抽出する抽出部、
前記入力を受け付けられた識別符号に対応付けられて前記記憶部に記憶された履歴位置情報を照合対象として、前記抽出された生体の特徴点の位置情報(以下「抽出済位置情報」という。)を、当該照合対象のそれぞれと照合する照合部、
当該抽出済位置情報と、当該照合対象のいずれかと、の照合が成功した場合、当該識別符号の認証が成功した旨を出力する認証部、
前記認証が成功した場合、当該抽出済位置情報を、前記認証が成功した識別符号に対応付けられる生体の特徴点の位置情報の履歴に追加するように、前記記憶部を更新する更新部
として機能させることを特徴とするプログラム。
Computer
A storage unit that stores an identification code and a history of position information of biometric feature points extracted in the past (hereinafter, position information included in the history is referred to as “history position information”) in association with each other;
An input receiving unit that receives input of an identification code to be authenticated and biometric information;
An extraction unit that extracts position information of feature points from the biometric information accepted as input;
The position information of the extracted feature points of the living body (hereinafter referred to as “extracted position information”) with the history position information stored in the storage unit associated with the input identification code received as a collation target. A matching unit that matches each of the matching targets,
An authentication unit that outputs that the authentication of the identification code is successful when the verification of the extracted position information and any of the verification targets is successful;
When the authentication is successful, the update unit functions to update the storage unit so as to add the extracted location information to the history of the location information of biometric feature points associated with the identification code that has been successfully authenticated. A program characterized by letting
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