JP2007000648A - 生体認証装置及び端末装置、自動取引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
生体認証用の生体特徴量登録において複数回生体特徴量を採取する場合、確実に生体を認証装置にかざしたり離したりすることを実現する。
【解決手段】
生体認証装置に生体の存在を検知する生体有無検知センサを設けておき、生体特徴量登録時に生体特徴量を取得する度に、生体が一度装置から離れたかどうかを前記センサ出力から判断する。生体が離れていない場合は一度離すようにガイダンスを表示する。
【選択図】 図２

Description

本発明は生体情報、例えば、指紋や静脈パターン等を用いた本人確認のための生体認証装置、および、その生体情報の登録方法に関わる。特に、認証用のテンプレートとして使用するために認証装置で生体情報を複数回取得する際に生体を認証装置に提示するための装置、方法に関するものである。

金融機関における預金の引き出しやインターネットを用いた電子商取引においては、他人の成りすましを防ぐために本人確認のための生体認証が極めて重要である。一般的な認証方法として、磁気ストライプを有するカードと暗証番号入力による認証や、カード裏面の署名と商品購入時の署名を照合することによる認証が広く行われている。

しかし、このような従来の個人認証方法にはセキュリティに関する問題点が指摘されている。磁気ストライプを有するキャッシュカードと暗証番号入力の組合せの場合、磁気情報と暗証番号とが第三者に盗難されると容易に預金を引き出すことが可能になる。あるいは、署名の場合は第三者が署名を真似ることで登用されることもありうる。

対策として、磁気ストライプを有するカードに代えてＩＣカードの導入が提案されている。ＩＣカードは、磁気ストライプカードと比較しカードの複製が困難になると共に、内部情報が容易に盗難されないという安全性も確保できるようになる。加えて、カード内部に格納できる情報量を飛躍的に増大できることに着目し、指紋や静脈パターン等の生体情報をＩＣカードに保持し、その照合による生体認証技術として、特許文献１，２がある。

特開昭６１−１９９１６２号公報 特開平１０−３１２４５９公報

上述の背景技術によると、例えば、認証する装置から生体情報が外部に出ると、悪意を持った第三者により盗難され悪用される可能性がある。生体情報による個人認証は、暗証番号や署名による認証に比べて安全性が高くなる一方、一度流出してしまうと容易には変更できないという負の側面もある。そのため、生体情報が第三者に容易に利用可能な形で外部に流出しないような仕掛けが特に重要となる。このため、生体認証装置で取得した生体情報をＩＣカードに登録する際に、制御コンピュータを経由せずに生体認証装置から直接ＩＣカードに書き込むことが有効である。これにより、悪意を持った第三者が制御コンピュータに不正な仕掛けを組み込んで、登録生体情報を盗難しようとする試みを防止することができる。

その一方で、制御コンピュータを介さずに生体認証装置からＩＣカードに生体情報を格納する場合、その生体情報が適切な形で採取されたかを確認しづらいというマイナスの面もある。通常、認証用の基準データとして生体情報を登録する際には、複数回生体情報を取得して、それらの平均値を登録情報とする、あるいは、その中で適切なものを選択して登録する等の処理を行う。複数回生体情報を採取することで、認証時に発生しうる生体情報の摂動を登録用生体情報に適切に取り込んだり、不適切な登録情報を排除する効果がある。これにより、認証時における本人拒絶率や他人受入率を低減させることが期待できる。

例えば、指静脈認証における静脈パターン登録の場合、静脈パターンを採取するセンサ部に指をかざしては離してという動作を複数回行う。通常、このようなパターンの採取は管理者の面前で行われ、管理者のガイダンスに従って進められる。しかし、一般に登録者はその生体認証を体験することは初めてで装置の扱いに不慣れのことが多い。そのため、複数回指をかざしては離すという動作ができずに、センサ部に指をかざしっ放しにして静脈パターンを複数回採取してしまうことがある。このような場合、複数回採取の効果が得られないため、適切な登録パターンを生成できないという問題が生じる。この問題は自動取引機で生体情報を登録する場合に特に顕在化する。すなわち、自動取引機では上記の管理者が面前にいないために、登録者が複数回適切に指をかざした後に離しているかを目視で確認するのが困難である。

本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものである。本発明の目的は、生体認証装置で登録用の生体情報を採取する際に、生体を認証装置に適切に複数回かざしたかどうかを確認することである。

本発明は、特に、個人の生体情報を用いて本人確認を行うための生体認証装置であって、生体情報を取り込むセンサと、取り込まれたセンサ情報から認証を行うための生体特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、生体が前記生体情報を取り込むセンサに、かざされた状態か否かを検知する生体有無検知手段と前記生体情報を取り込むセンサ出力を用いて登録用の生体特徴量を採取した後に、前記生体情報を取り込むセンサから生体が離された状態であるかを判断するために、前記生体有無検知手段の出力を得る手段と、を具備することを特徴とする生体認証装置、そしてこの認証装置を備えた端末装置、自動取引装置である。

本発明によれば、生体情報の登録時に生体認証装置に組み込まれた生体有無検知機能を用いて生体を認証装置にかざした後に確実に離したかを検知することが可能になる。そのため、生体を認証装置にかざしっ放しにして適切な登録用生体情報が採取できなくなることを防止できる。特に管理者が面前にいない自動機を用いた生体情報の登録では、その効果が大きくなる。

以下、図１〜５を参照して本発明の実施形態について説明する。 本実施形態では、ＩＣカード装置と一体型になった生体認証装置を用いた生体情報の登録処理について説明する。ここで生体情報とは、個人を特定するために有効な生体特徴量であると想定する。

生体特徴量の登録処理では、ＩＣカードに個人認証用の暗号化された生体特徴量を登録する。登録に用いられる制御コンピュータには、ＩＣカード装置付き生体認証装置が接続されており、登録用の生体特徴量が暗号化されて、制御コンピュータを経由せずに生体認証装置からＩＣカードに直接転送される。なお、ＩＣカードに限らずＲＦＩＤタグなど、携帯可能な電子的媒体であれば、任意の媒体で良い。

図１は全体システムの構成例である。１０１は生体認証装置であり、１０２は生体をかざすためのセンサ部である。１０３はＩＣカードに生体情報を書き込むためのＩＣカード装置である。

図２、図３、図４、図５を用いて図１のシステムにおける生体特徴量の登録処理について説明する。図２は生体認証装置１０１、ＩＣカード装置１０３の構成例を示す図である。ＣＰＵ２０１は装置のデータ処理を担うプロセッサであり、後述する各種のプログラム、データの制御、処理を司る。周辺装置I/Oデバイス２０２は、生体認証装置１０１と制御コンピュータ１０４を接続するためのインタフェースである。２０３は生体がセンサ部１０２にかざされた状態か否かを検知するための生体有無検知用照明ＬＥＤである。２０４は生体画像を取得するための照明ＬＥＤであり、例えば、指静脈認証であれば指の静脈パターンの取得に好適な近赤外光ＬＥＤを用いる。画像センサ２０５は生体画像を取得するためのセンサであり、ＣＣＤなどのデバイスが挙げられ、ＬＥＤ２０３によって照射された指の反射光、あるいは、ＬＥＤ２０４によって照射された指の静脈パターンを取得する。ＩＣカード装置１０２は暗号化された登録用生体特徴量をＩＣカードに書き込むための装置である。

主記憶装置２０８には装置を動作させるための各種プログラムやデータ領域が確保されている。装置全体制御プログラム２０９はＩＣカード装置１０２の制御も含めて認証装置１０１全体を制御するプログラムである。周辺装置I/O制御プログラム２１０は周辺装置I/Oデバイス２０２を制御する。生体有無検知プログラム２１１は、生体がセンサ部１０３にかざされたかどうかを検知するプログラムである。生体有無検知用ＬＥＤ２０３から照射された光が生体にあたり、その反射光を画像センサ２０５で捉えて生体の有無を検知する。認証プログラム２１２は、生体認証用照明ＬＥＤ２０４の光を生体に照射して得られた生体情報を画像センサ２０５で捉え、画像センサ２０５から出力される生体画像を処理して生体特徴量を抽出するプログラムである。 暗号/復号プログラム２１３は、認証プログラム２１２が生成した登録用の生体特徴量をＩＣカードに書き込む前に暗号化する。ＩＣカード装置制御プログラム２１４はＩＣカード装置１０２を制御するプログラムである。

このように、プログラムは各種の機能を有し、また種々の処理を行い、上述の通り、ＣＰＵ２０１のハード構成によって制御される。本発明においてはプログラムを中心として説明するが、これら各プログラムの様々な機能、例えば、制御手段、暗号化手段、認証手段、登録手段、照合手段などとも言え、各手段を各部とも表現できることは言うまでもない。

画像バッファ２１５は画像センサ２０５で取得した生体画像データ（生データ）を格納するための領域である。生体特徴量２１６は、画像バッファ２１４に格納された生体画像データから認証プログラム２１２によって、例えば、静脈パターンのみを抽出して生成された生体特徴量を格納するための領域である。暗号化生体特徴量２１７は、生体特徴量２１６のデータを暗号/復号プログラム２１３によって暗号化されたデータを格納する領域である。２１７のデータ（暗号化状態の生体特徴量）はＩＣカード装置１０２を介してＩＣカードに生体登録特徴量として格納される。なお、ＩＣカード装置１０２と認証装置との間に制御コンピュータ１０４を接続、介在させる場合でも、認証装置で取得した暗号化状態の生体特徴量を窓口端末１０４に記憶せずに（残さずに）、ＩＣカード装置１０２によってＩＣカード内に登録する。暗号鍵２１８は暗号/復号プログラム２１３がデータを暗号化したり、復号したりする際に必要な鍵データである。本鍵データは生体認証装置が接続されている制御コンピュータ１０４から周辺I/Oデバイスを介して取得することも特徴の一つである。２０７は認証装置内のプロセッサや各デバイスを接続するバスである。

図３は生体認証装置１０１におけるセンサ部１０２の断面図である。２０３は生体有無検知用照明ＬＥＤであり、生体である指３０２に光を照射し、その反射光強度により指の有無を検知するための照明である。反射光は画像センサ２０５で捉えられる。２０４は生体認証用照明ＬＥＤであり、指３０２に側面から近赤外光を照射し、指内部の静脈パターンを画像センサ２０５で捕らえるための照明である。３０１は可視光カットフィルタである。

図４は制御コンピュータ１０４の構成例を示す図である。ＣＰＵ４０１は端末のデータ処理、各種の制御を担うプロセッサである。周辺装置I/Oデバイス４０２は、生体認証装置１０１とを接続するためのインタフェースである。表示装置４０３は生体特徴量の登録結果（成功か、失敗かのステータスであって、生体特徴量は含まず）やガイダンスを、制御コンピュータを操作するオペレータに表示するモニタであり、キー入力装置３０５はオペレータのキー入力装置である。主記憶装置４０６には、各種プログラムが格納されている。生体認証装置制御プログラム４０７は、周辺装置I/Oデバイス４０２を介して接続されている生体認証装置１０１を制御するプログラムである。周辺装置I/O制御プログラム４０８は周辺装置I/Oデバイス４０２を制御する。４０５は端末内の各装置をつなぐバスである。

図５を用いてＩＣカード装置付生体認証装置１０１、１０３、ならびに、制御コンピュータ１０４の動作を説明する。ステップ５０６、５０７、５０８は、制御コンピュータ１０４が出力する指示に基づき生体認証装置１０１が処理する内容である。

制御コンピュータ１０４の表示装置４０３に表示する生体認証登録の項目を入力装置４０４で選択すると、生体認証装置制御プログラム４０７が生体認証に関する機能を生体認証装置１０１に展開する。ステップ５０１では、制御コンピュータ１０４に格納された生体認証装置制御プログラム４０７が生体特徴量登録処理の起動信号をＩＣカード装置付生体認証装置１０１に送信する。生体認証装置１０１では、受信した起動信号によりＣＰＵ２０１を中心として起動する。

認証プログラム２１２は、生体認証用照明ＬＥＤ２０４、ならびに、画像センサ２０５を制御して生体画像を取得して画像バッファ２１５に格納する（５０２）。その後、認証プログラム２１２は画像バッファ２１５に格納された生体画像を読み出し、画像からＩＣカードに登録するための生体特徴量、ならびに、登録特徴量を選択するための特性データを抽出して結果を生体特徴量２１６に格納する（５０３）。なお、登録特徴量の選択とは後述のステップ５０９にて繰り返し登録されるデータから選択することを言う。ここで、特性データとは例えば指静脈認証の場合、指の傾きなど登録に適した生体特徴量を選択するための基準となるデータである。なお、生体特徴量は単に生体情報とも言い、生体認証装置は生体情報を取得する取得手段、取得部を有している。

装置全体制御プログラム２０９は暗号/復号プログラム２１３を起動する。プログラム２１３は暗号鍵２１８により生体特徴量２１６を暗号化して、結果を暗号化生体特徴量２１７に格納する（５０４）。

次に、生体有無検知プログラム２１１は生体有無検知用照明ＬＥＤ２０３、並びに、画像センサ２０５を用いて、生体である指が認証装置から離されたかどうかを判断する（５０５）。図３に示すようにＬＥＤ２０３から照射された光が指３０２で反射され、その反射光強度を画像センサ２０５で捉えることにより、指が認証装置にかざされた状態のままか、あるいは、離されたのかが判断される。なお、ＬＥＤ２０３に代えて、ＬＥＤ２０４を使用して、対象の指に光を照射して、指が離されたか否かを判断しても良い。

反射光強度を測定する方法には様々な方法が存在するが、一例として次のような方式で実現することができる。画像センサ２０５から出力される画像の各画素値は８ビット階調画像であり、黒はゼロ、白は２５５の値を取ると想定する。生体が認証装置の近傍に存在してその反射光が捕らえられる場合は、２５５に近い画素値を示す画素数が増加する一方、生体が装置から離れれば２５５に近い値を取る画素数は減少する。そこで、生体有無検知プログラム２１１内に画素値に関する閾値を設けておき、その閾値を超えた画素数を数える。その画素数が一定の値を超えた場合、生体有無検知プログラム２１１は生体が認証装置の近傍にあると判断して「生体あり」と出力し、それを下回れば「生体なし」と出力する。このような処理に基づき生体有無検知プログラム２１１が出力した生体有無の情報は、生体認証装置１０１から周辺装置I/Oデバイス２０２を介して制御コンピュータ１０４に送信される。

制御コンピュータ１０４では、生体認証装置１０１から送信された生体有無検知情報を受信し、「生体あり」と判断されていた場合はステップ５０７に進み、さもなくば、ステップ５０８に進む。「生体あり」と判断されていた場合は、生体である指を生体認証装置１０１から一度除去するガイダンスを表示装置４０３に表示して、オペレータが登録者に対して指を離すように促す（５０７）。その後、指が離されたことを生体認証装置１０１が検知しなくなるまでステップ５０５から５０７を繰り返す。

制御コンピュータ１０４は、規定回数に達するまでステップ５０２から５０７の処理を生体認証装置１０１に繰り返し実行させ、結果を暗号化生体特徴量２１７に格納する（５０８）。そして、制御コンピュータ１０４からの指示で、認証プログラム２１２はステップ５０３で抽出した特性データ（基準データ）を基に、ＩＣカードに登録すべき暗号化登録特徴量を２１７のデータの中から選択する（５０９）。

装置全体制御プログラム２０９は、窓口端末１０５からの指示の下、ＩＣカード装置制御プログラム２１４を介して、選択された暗号化登録特徴量をＩＣカード装置１０２に書き込む（５１０）。なお、上述では制御コンピュータ１０４の指示によって各種の処理が行われる例を説明したが、認証装置内部のみでこれらの処理を自動的に行っても良い。

以上のステップ５０１から５１０の処理により、生体特徴量を取得する度に確実に生体が生体認証装置１０１から離され、登録のための適切な摂動が生体特徴量に含まれるようになる。

上記実施例では、制御コンピュータに接続された生体認証装置で生体特徴量をＩＣカードに登録する方式について説明したが、無人で運用される自動取引機に接続されている生体認証装置で行ってもよい。この場合、表示装置４０３に表示されるガイダンスは直接登録者に表示されることになる。生体情報を登録する人は、一般にその生体認証装置を使用することが初めてで不慣れな場合が多い。そのため、無人の自動取引機では、生体特徴量の登録時に装置によって生体が確実に置かれて離されたかを検知して、不適切な場合は登録者にガイダンスを表示することが不可欠である。これにより、無人の自動機による登録であっても、不適切な生体特徴量が登録されることを回避することが可能になる。

上記実施例では、ステップ５０５において生体の有無を検知する際には、ステップ５０２で生体画像を取得するものと同じ画像センサ２０５を用いる方式について説明したが、生体の有無検知を行うために、指を認証装置に置いた際に触れる箇所にスイッチを設け、スイッチのON／OFFの状態によって、生体の有無を判断してもよい。また、指が所定の位置にあることを検知するセンサを設け、センサの検知状態によって生体の有無を判断してもよい。

ステップ５０５における生体の有無検知のさらに別の方式として、生体有無を検知する際には、前回抽出した生体特徴量と今回抽出した生体特徴量を比較して、その一致度を用いて判定してもよい。すなわち、生体が一度も離されていない場合は、指の位置が全く変わらないので複数回取得した生体特徴量同士の一致度が過剰に高くなることが期待される。具体的にはステップ５０２〜５０３で抽出して２１６に格納された生体特徴量と、同様の手順を再度実施して得られた特徴量との照合を行う。照合結果である一致度が閾値を超える場合には指が離されていないと判断し、一致度が閾値を超えない場合には指が離されたと判断する。この生体特徴量同士の照合は、生体認証装置が本人認証のために備えている照合機能を用いれば、容易に実現可能である。

生体認証装置を用いた生体情報登録システムの全体構成例を示す図。 制御コンピュータに接続されるＩＣカード装置付生体認証装置の構成例を示す図。 生体認証装置のセンサ部の断面を示す図。 制御コンピュータの構成例を示す図。 制御コンピュータとＩＣカード装置付生体認証装置を用いて生体認証用の特徴量をＩＣカードに登録する処理フローを示す図。

符号の説明

２０１…ＣＰＵ、２０２…周辺装置I/Oデバイス、２０３…生体有無検知用照明ＬＥＤ、２０４…生体認証用ＬＥＤ、２０５…画像センサ、２０６…ＩＣカード装置、２０７…バス、１０８…主記憶装置、２０９…装置全体制御コンピュータ、２１０…周辺装置I/O制御プログラム、２１１…生体有無検知プログラム、２１２…認証プログラム、２１３…暗号/復号プログラム、２１４…ＩＣカード装置制御プログラム、２１５…生体画像バッファ、２１６…生体特徴量、２１７…暗号化生体特徴量、２１８…暗号鍵

Claims (2)

1. 個人の生体情報を用いて本人確認を行うための生体認証装置であって、
   生体に光を照射する照射手段と、
   生体情報を取り込む、及び前記照射手段により生体に光が照射された際の反射光強度を取得するセンサと、
   前記センサから取り込まれた生体情報を基に生体特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
   前記センサにより取得された反射光強度に基づいて、前記センサに生体がかざされた状態か否かを検知する生体有無検知手段と、
   前記センサ及び前記特徴量抽出手段によって登録用の生体特徴量を採取した後に、前記生体有無検知手段によって前記センサから生体が離された状態であるか否かを判断する制御部とを有することを特徴とする生体認証装置。
2. 個人の生体情報を用いて本人確認を行うための生体認証装置であって、
   生体情報を取り込むセンサと、
   前記センサから取り込まれた生体情報を基に生体特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
   前記特徴量抽出手段により新たに抽出した生体特徴量と、事前に抽出した生体特徴量とを比較して、２つの生体特徴量の一致度に基づいて前記センサに生体がかざされた状態か否かを検知する生体有無検知手段と、
   前記センサ及び前記特徴量抽出手段によって登録用の生体特徴量を採取した後に、前記生体有無検知手段によって前記センサから生体が離された状態であるか否かを判断する制御部とを有することを特徴とする生体認証装置。
   

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