JP2007164644A - 生体情報照合システム - Google Patents

Abstract

【課題】
一般的に、二次元生体情報は生体の偽造に対して脆弱であり、したがって、この脆弱な生体情報に基づき利用者の認証を行うシステムのセキュリティレベルは低くなる。
一方、縦、横、高さから構成される完全な三次元空間で生体特徴点の座標位置を計算する場合には、情報処理時間が増大するため、タイムリーに利用者の認証を行うことが難しくなる。
【解決手段】
生体情報認識装置101、センサ102、プロセッサ103、認識プログラム104、記憶装置105、サーバ201、管理プログラム202、記憶措置203から構成される生体情報管理システムを構成し、生体の種類に応じて設定した基準位置を元にして生体特徴点の位置を座標計算することで本人確認する機能を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生体情報を利用した照合装置と照合システムに関し、特に、二次元生体情報を組み合わせた三次元生体情報の生成、三次元生体情報に関する基準位置位置の設定および生体特徴点の位置把握に関する。

生体情報は個人の身体に備わったものであり、鍵のように盗まれることがないため、一般的に、生体情報照合システムのセキュリティは高い。しかし、生体情報の複製を作ることは不可能ではなく、例えば、生体情報が指紋の場合、登録されている人物の指紋を複製した指模型を作成して、生体情報認識装置に読み込ませることができる。
このような課題を解決するため、例えば、生体情報が指紋パターンの場合、照合する手の指の種別と順番を定めておき、当人が定められた順番で生体情報認識装置に読み込ませる技術はあった。(例えば、特許文献1)
また、特許文献１における指紋照合装置では、照合する複数の手指の種別と順番が固定的に設定されているため、複数の生体情報を種別毎に事前に登録しておき、登録されている生体情報の中から少なくとも一つをランダムに選択し、ランダムに選択された種別の生体情報の入力を指示する照合方法はあった。(例えば、特許文献2)
特開昭61-175865号 特開平11-53540号

ところが、上述の従来技術のうち、特許文献１では、特定の複数の指を当人が認識している順番で生体照合装置に認識させるとしているが、利用者の手間と時間を考えるとこの技術は不便な面があるといわざるを得ない。

また、上述の従来技術のうち、特許文献２では、装置がランダムに生体情報を選択し、選択した生体情報を指示し、指示された少なくとも一つの生体情報を照合しているが、この技術も利用者にとって不便な面があるといわざるを得ない。

また、上述の従来技術は、生体情報認識装置から読み込んだ生体情報と生体情報照合装置の中に事前に生体情報を格納してある生体情報を一つの装置の中で照合する処理に関するものである。

すなわち、生体情報認識装置から読み込んだ生体情報をネットワーク経由で生体情報管理サブシステムに送信し、生体情報管理サブシステムに事前に格納してある生体情報と照合することまでは含んでいないため、ネットワークの中を流れる生体情報を読み取られることに関する対策までは含んでいない。また、上述の従来技術では、生体情報を二次元情報として取り扱って（処理して）おり、として取り扱ってはいない。

本発明の一例である生体情報照合システムでは、複数の生体情報を使用するのではなく、一種類の生体情報を使用することで、利用者にとって使い勝手の良い本人認証を行うことができる。

一方、一種類の生体情報しか使用しないことで、生体情報の複製に対する危険性が増大する恐れがあり、上述の従来技術はこれらの課題に対処するために開発されたものである。そこで、本発明では、複数の生体情報を利用するのではなく、例えば指紋や指静脈の一部又は全部を三次元情報として取り扱うことで、生体情報の複製を困難にしている。立体的な特徴点を模倣することは、例えば、二次元情報としての指紋複製と比較して、はるかに困難となる。

一方、生体情報を三次元情報として取り扱った場合には、複雑な計算が必要となるため、処理時間がかかり、利用者の利便性を低下させる。

そこで、本発明では、三次元生体情報を用いることにより本人確認の厳格性を増し、かつ、縦、横、高さから構成される完全な三次元空間における座標を用いるのでなく、以下で説明する処理を用いることにより、短い時間で生体特徴点の位置を計算できるようにした。

なお、本発明による生体情報照合システムは、生体情報照合サブシステムと生体情報管理サブシステムから構成されており、生体情報照合サブシステムの生体情報認識装置から読み込まれた生体情報をネットワーク経由で生体情報管理サブシステムに送信し、生体情報管理サブシステムに登録されている生体情報と照合することで、本人認証を行っている。
以下、本発明における二つの位置把握処理について、それぞれの処理を組み込んだ生体情報照合システムを使用して説明する。

まず、一つの生体特徴点の位置を、緯度、経度、高度及び距離を用いて把握する処理について説明する。本処理では、三次元空間における一つの生体特徴点の位置を、緯度と経度を含み、基準点からの距離又は高度基準面からの高度の内のいずれか一方を加えた三種類を用いて、把握する。

例えば、指静脈の場合、特徴点となる血管の分岐点や分岐点を接続する血管が形成する静脈パターンは本来に立体的性質を有しており、指紋と比較して、縦、横、高さの点でより変化に富んでいるため、本処理の適用に適している。
本処理では、近赤外線光源と撮影機を使用して、まず、静脈分岐点などの生体特徴点を、特定方向から撮影し、次に、特定方向と直交する別方向から同一生体特徴点を撮影し、撮影した写真を画像処理することによって、指静脈の特徴点に関する座標情報を抽出している。

また、生体特徴点となる静脈分岐点の座標を、緯度と経度を含み、基準点からの距離又は高度基準面からの高度の内のいずれか一方を加えた三種類の情報として把握し、把握した生体情報を座標情報として事前に生体情報管理サブシステムに登録しておく。
なお、この場合、生体情報管理サブシステムに登録する生体情報は、個々の生体特徴点の座標ではなく、個々の生体特徴点の座標が形成するパターンであってもよい。
本人確認を行う場合、まず、利用者が、生体情報照合サブシステムの動作を開始した時、生体情報認識装置は、第１の平面上において、生体の種類に応じて緯度と経度の中心を設定し、設定した中心を基準として生体特徴点の緯度と経度を測定し、次に、第1の平面と直交する第２の平面において、生体の種類に応じて緯度と経度の中心を設定し、設定した中心を基準として生体特徴点の緯度と経度を測定する。

次に、それぞれの平面において、緯度と経度を含み、三次元情報の基準点から測定した生体特徴点までの距離又は高度基準面からの高度のうちのいずれか一方を加えた三種類を抽出し、抽出した情報を座標情報としてネットワーク経由で生体情報管理サブシステムに送信する。

次に、生体情報管理サブシステムでは、管理プログラムが、生体情報照合サブシステムから受信した座標情報を事前に登録してある座標情報と比較することで、本人確認を行う。

なお、本処理では、対象となる一つの生体特徴点は、縦、横、高さから構成される完全な三次元座標として測定され、かつ、一方の平面上で測定した経度は他方の平面における高度と同じ数字となる。

次に、二つの生体特徴点の位置に関し、直交する二つ平面の一方を用いて一方の生体特徴点の位置を測定し、同時に、直交する二つの平面の他方を用いて他方の生体特徴点の位置を測定する処理について説明する。

本処理では、対象となる生体特徴点の位置を、縦、横、高さから構成される完全な三次元座標として測定するのではなく、90度の交差角を有する二つの二次元平面上において、緯度と経度を用いた座標としてそれぞれの生体特徴点の位置を同時に測定し、測定した二つの座標を相互に関連付けて認識する。

二つの生体特徴点の位置を90度の交差角を有する二次元平面上で認識することにより、生体の偽造を困難にすることがその狙いである。

本処理は、例えば、指紋など、生体の表面に特徴があり、一つの特徴点を三次元的に計測することが困難な生体情報に適用できる。例えば、指紋の場合、指の下平面を指紋センサーの上に置くことで取得した特徴点に関する二次元情報を用いて縦と横から構成される面への投影像を作成し、指の側平面を指紋センサーに接着することで取得した特徴点に関する二次元情報を用いて横と高さから構成される面への投影像を作成し、さらに、縦と横から構成される投影像と横と高さから構成される投影像を組み合わせた三次元生体情報を作成して、マスターとして事前に生体情報管理サブシステムに登録しておく。
本人確認を行う場合、まず、利用者が生体情報照合サブシステムの動作を開始した時、生体情報認識装置は指の下平面における特徴点を二次元位置情報として採取し、次に、指の側平面から特徴点を二次元情報として採取する。

次に、生体情報照合サブシステムでは、認識プログラムが、指の下平面から採取した特徴点に関する二次元情報を縦と横から構成される面への投影像を作成し、指の側平面から採取した特徴点に関する二次元情報を用いて横と高さから構成される面への投影像を作成し、さらに、縦と横から構成される投影像と横と高さから構成される投影像を組み合わせて三次元生体情報を作成し、作成した三次元生体情報をネットワーク経由で生体情報管理サブシステムに送信する。

生体情報管理サブシステムでは、管理プログラムが、生体情報照合サブシステムから受信した三次元生体情報と事前に登録してある三次元生体情報を比較することで、本人確認を行う。

以下では、前述の説明を踏まえ、生体特徴点の種類に対応した位置測定に論点を絞って詳述する。

まず、指紋について説明する。
指紋に関する特徴点の種類としては、指紋模様の中心を表す中心点、三方向からの集まりを表す三角州、指紋凸部の模様の行き止まりを表す端点、指紋凸部の模様の枝分かれを表す分岐点などがある。

本発明では、指紋模様の中心点に基づいて座標系を設定しており、緯度と経度を用いて対象とする生体特徴点の座標を測定する場合において、水平に伸ばした指の下平面における指紋の中心点を幅と奥行きから構成される下平面の基準点とし、側平面については指の高さの1/2に引いた線と下平面の基準点から下平面に対して垂直に伸ばした線が交わる点を側平面の基準点として設定している。

本処理は、指の下平面から取得した特徴点の二次元情報と指の側平面から取得した特徴点の二次元情報を組み合わせて三次元情報化しているが、二つの平面が指紋模様の中心を座標軸として共有しているため、二つの測定結果は相互に関連付けされている。
そのため、本処理を用いて作成された三次元情報は、複製化が容易な二次元情報と比較し、より高いレベルのセキュリティを保持できる。また、二次元情報を組み合わせた処理であるため、三次元情報より少ない時間で位置情報を計算することができ、その実用性は高い。
次に、指静脈について説明する。

前述のとおり、特徴点となる血管の分岐点や分岐点を接続する血管が形成する静脈パターンは、指紋に比較して、より立体的性質を有しており、縦、横、高さの点で変化に富んでいる。

そこで、本発明では、座標の中心を同一平面上に据え付けられた二台の撮影機の焦点からレンズに対して垂直に伸ばした線が交差する点を三次元空間における基準位置とし、直交する二つの平面を使用して、対象となる生体特徴点の位置を測定している。
なお、指静脈に関しては、指の内部にある血管の分岐点や分岐点間を接続する血管が形成する静脈パターンから構成される完全な立方体モデルとして扱うことが可能であるが、指紋と同様に、指の下平面から認識した二次元情報と指の側平面から認識した二次元情報を組み合わせた処理を適用してもよい。

以下では、本発明に関する一般的事項について、補足的に説明する。
本発明における三次元生体情報の利用に関しては、生体情報マスターデータを生体情報照合サブシステムに格納し、生体情報照合装置として単独で生体情報の照合を行ってもよい。

また、本発明では、三次元で取り扱うことのできる生体情報を対象とし、例えば、指紋、指の静脈等を含むが、これに限定されるものではく、手首、足首、足の指、その他を含む。また、本発明で認識プログラムが行っている機能の一部、例えば、指の下平面から採取した二次元生体情報と指の側平面から採取した二次元生体情報を組み合わせて三次元生体情報として構成する機能等を、プロセッサではない他の装置やシステムに分担させてもよい。

また、生体特徴点の位置を測定する装置は、生体特徴点の位置を計測できる機能を有する装置であればよく、例えば、可視光線を利用した撮影機、近赤外線を利用した撮影機、指紋センサーを含むが、これらに限定されるものではない。
また、従来どおり指紋などの二次元生体情を使用して個人を特定し、個人を特定するために使用した複数の二次元生体情報の特徴点を組み合わせて作成した三次元生体情報を用いて、使用した二次元生体情報の真正性を高めてもよい。

また、生体情報を、基準点から測定した特徴点の座標して取り扱うのだけでなく、複数の特徴点の座標が形成するパターンとして取り扱い、このパターンに基づいて本人確認を行ってもよい。

また、本発明では、例えば、生体を直交する二つの面から構成される立方体として認識した場合において、生体を一方向から認識した二次元情報と他の方向から認識した二次元情報を組み合わせて、直交する二面から構成される三次元環境を形成して生体の位置測定を行っているが、本来的には二面から六面までのどの値を使用してもよい。また、記憶装置とは、データを保持できる機能を有するものであればよく、例えば、メモリー、磁気ディスク、半導体記憶装置などを含む。

また、生体情報照合サブシステムにおいて、生体情報認識装置が、例えば、指紋の特徴点を採取する場合、その順番は、指の側平面が先で、指の下平面が後であってもよい。

さらに、本発明には以下に示す態様も含まれる。本発明では、本人認証の厳格性を増すために設定してある複数の生体情報の中からランダムに生体情報を選定して検査パターンを設定し、三次元情報を取り扱う場合であっても、対象を限定することにより、短い計算時間で対応できるようにした。

本発明による生体情報照合システムは、生体情報照合サブシステムと生体情報管理サブシステムから構成されており、生体情報照合サブシステムの生体情報認識装置から読み込まれた生体情報をネットワーク経由で生体情報管理サブシステムに送信し、生体情報管理サブシステムに登録されている生体情報と照合することで、本人認証を行う。

本発明における生体情報管理サブシステムでは、指の下面を指紋センサの上に置くことで取得した特徴点に関する二次元情報を用いて縦と横から構成される面への投影象を作成し、指の側面を指紋センサに接着することで取得した特徴点に関する二次元情報を用いて横と高さから構成される面への投影象を作成し、さらに、縦と横から構成される投影象と横と高さから構成される投影象を組み合わせた三次元生体情報を作成して、事前に登録しておく。

利用者が、生体情報照合サブシステムの動作を開始した時、生体情報照合サブシステムの認識プログラムが動作して、使用する検査パターンの選定を生体情報管理サブシステムに依頼し、依頼を受けた生体情報管理サブシステムでは、管理プログラムが、検査パターンをランダムに選定し、選定した検査パターンをネットワーク経由で生体情報照合サブシステムに送信する。

生体情報照合サブシステムでは、生体情報認識装置が、まず、指の下面における特徴点を二次元位置情報として採取し、次に、指の側面からも特徴点を二次元情報として採取する。

次に、生体情報照合サブシステムでは、認識プログラムが、生体情報管理サブシステムから受信した検査パターンに従って、指の下面から採取した特徴点に関する二次元情報を縦と横から構成される面への投影象を作成し、指の側面から採取した特徴点に関する二次元情報を用いて横と高さから構成される面への投影象を作成し、さらに、縦と横から構成される投影象と横と高さから構成される投影象を組み合わせた三次元生体情報を作成し、作成した三次元生体情報をネットワーク経由で生体情報管理サブシステムに送信する。
生体情報管理サブシステムでは、管理プログラムが、生体情報照合サブシステムから受信した三次元生体情報と事前に登録してある三次元生体情報を比較することにより、本人認証を行うようにした。

以下、特徴点の位置情報に関して、詳細に説明する。
指紋に関する特徴点の種類としては、指紋模様の中心を表す中心点、三方向からの集まりを表す三角州、指紋凸部の模様の行き止まりを表す端点、指紋凸部の模様の枝分かれを表す分岐点などがあるが、これらの特徴点を三次元情報として扱うことは、全ての特徴点を、幅、奥行き、高さを有する位置情報として取り扱うことである。
しかし、例えば指紋情報の場合、特徴点を完全な三次元の位置情報として認識することは困難である。

そこで、本発明では、例えば、指紋に関しては、指の下面における指紋の中心点を幅と奥行きに関する基準面とし、指の下面における指紋の中心点と指の上面の間に設定した中間点を高さに関する基準面とし、二つの基準面が重なり合う一点を座標の中心点として設定した。

そして、指の下面における特徴点に関しては、座標の中心点から対象となる特徴点までの距離を幅と奥行きとしてそれぞれ測定し、全ての特徴点の高さは中心点から指の下面までの長さとした。

そして、指の側面における特徴点に関しては、座標の中心点から対象となる特徴点までの距離を奥行きと高さとしてそれぞれ測定し、全ての特徴点の幅は座標の中心点から指の側面までの長さとした。

例えて説明すれば、指紋に関しては、指を直方体と見なし、水平面から認識した特徴点の位置情報と垂直面から認識したと特徴点の位置情報を擬似的に設定した座標軸の中心点からの距離で把握している。

また、本発明の一形態における三次元生体情報とは、直方体を構成する6面のうち、少なくとも隣接する任意の二面に対して、生体の特徴点を投影することにより、擬似的に三次元情報を構築すればよい。

また、本発明では、指の下面から取得した特徴点の二次元情報と指の側面から取得した特徴点の二次元情報を用いて三次元情報を作成しているため、精度の高い三次元情報とはなりえないが、座標軸の中心点を基準とする三次元情報であるため、複製化が容易な二次元情報に比較すれば、より高いセキュリティレベルを維持できる。

また、完全な三次元生体情報でないため、より少ない計算処理時間で位置情報を計算することができ、実用性は高い。

また、指静脈は、指の内部にある血管の分岐点や分岐点間を接続する血管が形成する静脈パターンから構成される完全な立方体モデルとして扱うことが可能であるが、指紋と同様に、指の下面から認識した二次元情報と指の側面から認識した二次元情報を組み会わせた擬似的な三次元情報として扱ってもよい。

本発明では、生体情報管理サブシステムにおいて複数の生体情報の中からランダムに生体情報を選定する検査パターンを作成し、作成した検査パターンを生体情報照合サブシステムに送信し、生体情報照合サブシステムでは受信した検査パターンに従って検査対象者の生体情報を採取し、採取した生体情報を生体情報管理サブシステムに送信し、生体情報管理サブシステムで受信した生体情報と事前に登録されている生体情報を照合しているため、伝送過程における生体情報の差し替えや偽造に対処できる。

また、固定的な生体情報だけを利用している場合、生体情報認識装置に偽造した装置に格納した生体情報を読み取れされる可能性があるが、本発明における生体照合システムによらば、より高いレベルのセキュリティを維持できる。

次に、生体の種類に応じて選定した特徴点を、縦、横、高さから構成される位置情報として認識した後、さらに当該特徴点を座標軸の中心点から特定できる緯度、経度、高度、距離として扱う処理に関して説明する。

例えば、指静脈の場合、平面的な指紋に比較して、三次元での位置把握が、より行いやすいという特徴を有している。すなわち、特徴点となる血管の分岐点や分岐点を接続する血管が形成する静脈パターンは本来に立体的性質を有しており、指紋に比較し、縦、横、高さの点で、より変化に富んでいる。

本発明では、指静脈の場合、近赤外線光源と撮影機を、指の長軸に対して直角に回転させて指静脈を撮影し、撮影した写真を画像処理することによって、指静脈の生体特徴点に関する三次元生体情報を抽出した。

また、本発明では、例えば、静脈の特徴点となる分岐点や静脈パターンを、縦、横、高さから構成される位置情報として認識した後、さらに当該特徴点を座標軸の中心点から特定できる緯度、経度、高度、距離として測定し、測定した緯度、経度、高度、距離に基づき、採取した三次元生体情報と事前に保管してある三次元生体情報と比較することで本人認証を実現している。

その他、本発明による生体情報照合システムでは、生体情報管理サブシステムと生体情報照合サブシステムに、暗号処理のために一回だけ使用するパスワードと当該パスワードにつけた管理番号から構成されている一対の暗号テーブルを事前に格納しておく。

まず、利用者が生体情報照合サブシステムを動作させると、これに伴い、認識プログラムは、生体情報認識装置から読み込んだ生体情報の中から抽出した生体情報を暗号テーブルのパスワードを利用して暗号化し、暗号化した生体情報及びパスワード管理番号をネットワーク経由で生体情報管理サブシステムに送信する。

次に、生体情報管理サブシステムでは、管理プログラムが、生体情報照合サブシステムから受信したパスワード管理番号を使用して、事前に格納してある暗号テーブルの中から該当するパスワードを抜き出し、抜き出したパスワードを使用して生体情報照合サブシステムから受信した生体情報を復号する。

ワンタイムパスワードの利用により、本発明では、ネットワークの中を流れる生体情報を毎回変化させているため、そうでないものに比較して、盗難、差し替え、偽造に関して、より高いレベルのセキュリティを維持できる。

また、本発明における三次元生体情報の利用に関しては、生体情報マスターデータを生体情報照合サブシステムに格納し、生体情報照合装置として単独で生体情報の照合を行ってもよい。

また、本発明では、特徴点の位置を、座標軸の中心点を基準点とする緯度、経度、高度、距離で表現しているが、これは計算処理を容易にするためであり、例えば、複数の基準面を設定し、設定した複数の基準面からの距離で特徴点の位置を表現する等、他の手法を用いて表現してもよい。

また、二次元生体情報だけを用いている生体照合システムの場合、例えば、指紋はゼラチンを利用して比較的容易に複製されうるが、本発明における生体照合システムにおいては三次元生体情報を用いるため、生体そのものが複製される可能性は、より低くなり、その結果、システム全体の安全性は向上する。

また、本発明では、三次元で取り扱うことのできる生体情報を対象とし、例えば、指紋、指の静脈等を含むが、これに限定されるものではく、手首、足首、足の指、その他を含む。

また、本発明で認識プログラムが行っている機能の一部、例えば、指の下面から採取した二次元生体情報と指の側面から採取した二次元生体情報を組み合わせて三次元生体情報として構成する機能等を、プロセッサではない他の装置やシステムに分担させてもよい。
また、本発明では、生体を一方向から認識した二次元情報と他の方向から認識した二次元情報を組み合わせて、二面から構成される三次元を用いて説明をしているが、本質的には二面から六面までのどの値を使用してもよい。

また、従来どおり指紋などの二次元生体情を使用して個人を特定し、個人を特定するために使用した複数の二次元生体情報の特徴点を組み合わせて作成した三次元生体情報を用いて、使用した二次元生体情報の真正性を高めてもよい。

また、記憶装置とは、データを保持できる機能を有するものであればよく、例えば、メモリー、磁気ディスク、半導体記憶装置などを含む。

また、生体情報照合サブシステムにおいて、生体情報認識装置が、例えば、指紋の特徴点を採取する場合、その順番は、指の側面が先で、指の下面が後であってもよい。

本発明によれば、三次元生体情報を利用することで生体の偽造が困難になるため、生体情報照合装置と生体情報照合システムに関しては、二次元生体情報を利用しているものに比較して、より高いセキュリティレベルを保つことができる。

以下、本発明の一実施形態について、三次元生体情報、ランダムに生成した検査パターン、ワンタイムパスワードを用いた暗号処理を組み合わせた事例を用いて説明する。
本実施形態事例では、ネットワークを経由して授受されるデータのセキュリティを確保するために、まず、マスターデータとしての三次元生体情報を生体情報管理サブシステムに登録するとともに、ランダムに生成した検査パターンとワンタイムパスワードを事前に生体情報管理サブシステムと生体情報照合サブシステムに登録しておく。
次に、利用者が生体情報照合サブシステムを動作させると、生体情報照合サブシステムは利用者の生体情報を採取すると同時に、生体情報管理サブシステムに検査パターンの選定を依頼する。

そして、依頼を受けた生体情報管理システムが複数の検査パターンの中からランダムに一件を選定し、選定した検査パターンを生体情報照合サブシステムに回答し、回答を受けた生体情報照合サブシステムは、検査パターンに基づき採取した生体情報から対象となる特徴点を抽出し、さらにランダムに抽出したワンタイムパスワードを用いて暗号化し、暗号化した生体情報特徴点を、パスワード管理番号とともに、生体情報管理サブシステムに送信する。

次に、生体情報管理サブシステムでは、生体情報照合サブシステムから受信したパスワード管理番号を使用して、事前に格納してある暗号テーブルの中から該当するパスワードを抜き出し、抜き出したパスワードを使用して生体情報照合サブシステムから受信した生体情報特徴点を復号して、登録してあるマスターとしての三次元生体情報と比較して本人認証を行う。

図１は本発明の一実施形態における生体情報照合システムの構成を示した構成図である。図において、生体情報照合システムは、生体情報照合サブシステム100と生体情報管理サブシステム200から構成され、生体情報照合サブシステム100と生体情報管理システム200はネットワーク10により接続されている。

まず、生体情報照合サブシステム100について説明する。
生体情報照合サブシステム100は、利用者の生体情報を読み取るための生体情報認識装置101、センサ102、プロセッサ103、記憶装置105から構成されている。
プロセッサ103の内部では、認識プログラム104が動作するようになっている。
記憶装置105には、暗号テーブル106、検査パターンテーブル107、生体情報認識措置101から読み込んだ生体情報108、暗号化した生体情報109が格納されるようになっている。

次に、生体情報管理サブシステム200について説明する。
生体情報管理サブシステム200は、サーバ201と記憶装置203から構成されている。
また、サーバ201の内部では、管理プログラム202が動作するようになっている。
また、記憶装置203には、暗号テーブル204、パターンテーブル205、生体情報マスターデータ206、暗号化した生体情報207、復号した生体情報208が格納されるようになっている。

図2は生体情報照合サブシステム100の記憶装置105に格納されるデータの設定項目の一例を示した図、図3は生体情報管理サブシステム200に格納されるデータの設定項目の一例を示した図である。

まず、生体情報照合サブシステム100の記憶装置に格納されているデータについて説明する。
暗号テーブル106には、パスワード管理番号、パスワード、有効期間、使用済区分、作成年月日が項目として設定されている。使用済区分は、再使用を防止するために設定した区分である。検査パターンテーブル107には、パターン番号、使用面数、中心点の種類・緯度・経度・高度、特徴点番号aの種類・緯度・経度・高度・距離、特徴点番号bの種類緯度・経度・高度・距離から特徴点番号xの種類・緯度・経度・高度・距離までと、作成年月日が項目として設定されている（なお、本願明細書でいう、緯度・経度・高度は地球上の座標でなく、座標を示すもの一般を指す）。

また、使用面数とは直交する面の内、いくつの面を使用して三次元での座標計算を行うかを指定するものであり、二面から六面６までの間の値を使用する。
例えば、三面を指定した場合、対象とする特徴点の座標は、二次元座標計算を3回行えばよく、三次元座標を計算するより、演算時間を短縮でき、かつ、相当程度のセキュリティレベルを保持できる。また、特徴点番号a、特徴点番号b、特徴点番号xとは、検査パターン番号により検査対象として指定された特徴点を特定するための番号である。
また、種類とは、生体情報毎に異なる特徴点の種類であり、例えば、指紋の場合、指紋模様の中心を表す中心点、三方向からの集まりを表す三角州、指紋凸部の模様の行き止まりを表す端点、指紋凸部の模様の枝分かれを表す分岐点などがこれに該当する。

生体情報108には、生体情報管理番号、使用面数、中心点の種類・緯度・経度・高度、特徴点番号aの種類・緯度・経度・高度・距離、特徴点番号bの種類・緯度・経度・高度・距離から、特徴点番号xの種類・緯度・経度・高度・距離までの項目と、作成年月日が項目として設定されている。

また、生体情報108の特徴点番号aの緯度・経度・高度・距離には、検査パターンテーブル107の特徴点番号aで指示された生体情報の特徴点に関する位置情報が格納されている。

暗号化した生体情報109には、生体情報管理番号、使用面数、中心点の緯度・経度・高度、特徴点番号aの種類・緯度・経度・高度・距離、特徴点番号bの種類・緯度・経度・高度・距離から、特徴点番号xの種類・緯度・経度・高度・距離までの項目と、作成年月日が項目として設定されている。

次に、生体情報管理サブシステム200の記憶装置に格納されているデータについて説明する。暗号テーブル204には、パスワード管理番号、パスワード、有効期間、使用済区分、作成年月日が項目として設定されている。

検査パターンテーブル205には、パターン番号、使用面数、中心点の種類・緯度・経度・高度、特徴点番号aの種類・緯度・経度・高度・距離、特徴点番号bの種類・緯度・経度・高度・距離から特徴点番号xの種類・緯度・経度・高度・距離までと、作成年月日が項目として設定されている。生体情報マスターデータ206には、生体情報管理番号、使用面数、中心点の種類・緯度・経度・高度、特徴点番号1の種類・緯度・経度・高度・距離、特徴点番号2の種類・緯度・経度・高度・距離から、特徴点番号nの種類・緯度・経度・高度・距離までの項目と、作成年月日が項目として設定されている。

生体情報マスターデータ206は、生体情報照合サブシステム100から生体情報管理サブシステム200に照会のあった三次元生体情報と照合するめに、事前に記憶装置203に格納してあるデータである。
暗号化した生体情報206には、生体情報管理番号、使用面数、中心点の種類・緯度・経度・高度、特徴点番号aの種類・緯度・経度・高度・距離、特徴点番号bの種類・緯度・経度・高度・距離から、特徴点番号xの種類・緯度・経度・高度・距離までの項目と、作成年月日が項目として設定されている。復号した生体情報207には、生体情報管理番号、使用面数、中心点の種類・緯度・経度・高度、特徴点番号aの種類・緯度・経度・高度・距離、特徴点番号bの種類・緯度・経度・高度・距離から、特徴点番号xの種類・緯度・経度・高度・距離までの項目と、作成年月日が項目として設定されている。

次に、この実施の形態における動作について説明する。
図4は暗号テーブル登録処理を行うために必要となるフローチャート、図5は検索パターンテーブル登録処理を行うために必要となるフローチャート、図6は指紋登録処理を行うために必要となるフローチャート、図7は指静脈パターン登録処理を行うために必要となるフローチャート、図8は指紋照合処理を行うために必要となるフローチャート、図9は指静脈照合処理を行うために必要となるフローチャートである。

図4において、生体情報管理サブシステム200の管理プログラム202は、連続したパスワード管理番号とランダムに発生させたパスワード、有効期間、使用済区分、作成年月日を項目とする暗号テーブル204を複数作成して(S100)、作成した暗号テーブル204を記憶装置203に格納する(S101)。

次に、作成した暗号テーブル204を生体情報照合サブシステムに送信する(S102)。
生体情報照合サブシステム100の認識プログラム104は、生体情報管理サブシステム200から暗号テーブル204を受信(S103)し、受信した暗号テーブル204を暗号テーブル106として記憶装置105に格納する(S104)。

図5において、生体情報管理サブシステム200の管理プログラム202は、連続したパターン番号とランダムに発生させた特徴点番号aから特徴点番号xまでの項目と作成年月日から構成される検査パターンテーブル205を複数件作成して(S110)、 作成した検査パターンテーブル205を記憶装置203に格納する(S111)。

次に、作成した検査パターンテーブル205を生体情報照合サブシステムに送信する(S112)。生体情報照合サブシステム100の認識プログラム104は、生体情報管理サブシステム200から検査パターンテーブル205を受信(S113)し、受信した検査パターンテーブル205を検査パターンテーブル107として記憶装置105に格納する(S114)。

図6に関し、まず、一方向から認識した特徴点の二次元位置情報と他の方向から認識した特徴点の二次元位置情報を組み合わせた三次元生体情報の登録処理について、指紋を例にあげて説明する。

図6において、生体情報照合サブシステム100の生体情報認識装置101は、指の下面を指紋センサの上に置くことで取得した特徴点に関する二次元情報を採取(S120)し、プロセッサ103に送信する(S121)。

次に、生体情報照合サブシステム100の生体情報認識装置101は、指の側面を指紋センサに接着することで取得した特徴点に関する二次元情報を採取(S122)し、プロセッサ103に送信する(S123)。次に、プロセッサ103では、認識プログラム104が、生体情報認識装置101から受信(S124)した指の下面の特徴点に関する二次元情報をデータ処理し、それぞれの特徴点に対して、定められた体系に従って特徴点番号、座標の中心点を基準点とする緯度、経度、高度、距離を付与して、三次元生体情報を作成する(S125)。

次に、プロセッサ103では、認識プログラム104が、記憶装置105に格納されている暗号テーブル106を読み込み(S126)、読み込んだ暗号テーブルのパスワード管理番号とパスワードを使用して、指の下面の特徴点に関する三次元生体情報と指の側面の特徴点に関する三次元生体情報を暗号化(S127)し、暗号化した三次元生体情報とパスワード管理番号をネットワーク10経由で、生体情報管理サブシステム200のサーバ201に送信する(S128)。

次に、サーバ201では、管理プログラム202が、暗号化した三次元生体情報とパスワード管理番号を受信(S129)し、パスワード管理番号をキーにして、記憶装置203に格納されている暗号テーブル204のパスワードを読み出し(S130)、読み出したパスワードを使用して指の下面の特徴点に関する三次元生体情報と指の側面の特徴点に関する三次元生体情報を復号(S131)し、復号した指の下面の特徴点に関する三次元生体情報と指の側面の特徴点に関する三次元生体情報を記憶装置203に生体情報マスターデータ206として登録する(S132)。

図7において、生体情報照合サブシステム100の認識プログラム104が動作して、使用する検査パターンの選定を生体情報管理サブシステムに依頼し(S140)、依頼を受けた生体情報管理サブシステム200では、管理プログラム202が、検査パターンをランダムに選定し、選定した検査パターン番号をネットワーク10経由で生体情報照合サブシステム100に送信する(S141)。生体情報照合サブシステム100のプロセッサ103では、認識プログラム104が、検査パターン番号をネットワーク10経由で生体情報管理サブシステム200から受信(S142)する。

生体情報照合サブシステム100の生体情報認識装置101は、指の下面を指紋センサの上に置くことで取得した特徴点に関する二次元情報を採取し、プロセッサ103に送信する(S143)。
次に、生体情報照合サブシステム100の生体情報認識装置101は、指の側面を指紋センサに接着することで取得した特徴点に関する二次元情報を採取し、プロセッサ103に送信する(S144)。次に、プロセッサ103では、認識プログラム104が、生体情報認識装置101から受信(S145)した指の下面の特徴点に関する二次元情報をデータ処理し、それぞれの特徴点に対して、定められた体系に従って特徴点番号、座標の中心点を基準点とする緯度、経度、高度、距離を付与して、三次元生体情報を作成する(S146)。

次に、プロセッサ103では、認識プログラム104が、受信した検査パターン番号をキーにして記憶装置105に格納してある検査パターンテーブル107を読み出し(S147)、読み出した検査パターンテーブルの記載されている特徴点番号を抽出する(S148)。

次に、プロセッサ103では、認識プログラム104が、指の下面の特徴点に関する三次元生体情報と指の側面の特徴点に関する三次元生体情報の中から、読み出した検査パターンテーブルの記載されている特徴点番号に対応した緯度、経度、高度、距離を抜き出す(S149)。

次に、プロセッサ103では、認識プログラム104が、記憶装置105に格納されている暗号テーブル106のパスワード管理番号とパスワードをランダムに抽出し(S150)、抽出したパスワートを使用して全ての特徴点番号の緯度、経度、高度、距離を暗号化(S151)し、暗号化した三次元生体情報、生体情報管理番号、パスワード管理番号をネットワーク10経由で、生体情報管理サブシステム200のサーバ201に送信する(S152)。

次に、サーバ201では、管理プログラム202が、暗号化した三次元生体情報とパスワード管理番号を受信(S153)し、パスワード管理番号をキーにして、記憶装置203に格納されている暗号テーブル204のパスワードを読み出し(S154)、読み出したパスワードを使用して三次元生体情報の特徴点番号の緯度、経度、高度、距離を復号(S155)し、復号した生体管理番号と特徴点番号をキーとして記憶装置203に登録されている生体情報マスターデータ206の項目として記載されている特徴点番号の緯度、経度、高度、距離を読み込む(S156)。

そして、生体情報マスターデータ206の項目として記載されている特徴点番号の緯度、経度、高度、距離を生体情報照合サブシステム100から受信した特徴点番号の緯度、経度、高度、距離を比較し(S157)、比較した項目の内容が一致する場合には、本人として承認したことを明示したメッセージを生体情報照合サブシステム100に送信し(S158)、比較した項目の内容が一致しない場合には、否認したことを明示したメッセージを生体情報照合サブシステム100に送信する(S159)。

本発明は、生体情報照合装置、及びネットワークを用いて本人認証を行う生体情報照合システムに適用できる。

本発明の一実施形態における生体情報照合システムの構成を示した構成図である。 本発明の一実施形態における生体情報照合サブシステムにおけるデータフォーマットである。 本発明の一実施形態における生体情報管理システムにおけるデータフォーマットである。 本発明の一実施の形態における暗号テーブル登録処理プログラムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態における検索パターンテーブル登録処理プログラムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態における指紋登録処理を行うために必要となるプログラムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態における指紋照合処理を行うために必要となるプログラムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

10：生体情報照合サブシステムと生体情報管理サブシステムを接続するネットワーク、100：生体情報照合サブシステム、101：生体情報認識装置、102：センサ、103：プロセッサ、104：認識プログラム、105：記憶装置、106：暗号テーブル、107：検査パターンテーブル、108: 生体情報、109: 暗号化した生体情報、200：生体情報管理サブシステム、201：サーバ、202：管理プログラム、203：記憶装置、204：暗号テーブル、205：検査パターンテーブル、206：生体情報マスターデータ、207：暗号化した生体情報、208：復号した生体情報。

Claims (5)

1. ネットワークを介して、生体情報管理サブシステムおよび生体情報照合サブシステムが接続され、生体情報を用いて利用者の認証を行う生体情報照合システムにおいて、
   前記生体情報管理サブシステムは、利用者の生体に関する三次元生体情報を登録しておく記憶装置を有し、
   前記生体情報照合サブシステムは、
   利用者の生体情報を、第1の方向から認識した第1の二次元情報として、前記第1の方向と直行する方向である第2の方向から生体を認識した第2の二次元情報として採取する手段と、
   前記第1および第2の二次元情報を組み合わせて三次元生体情報を生成する手段と、
   生成された前記三次元生体情報をネットワーク経由で前記生体情報管理サブシステムに送信する手段とを有し、
   前記生体情報管理サブシステムは、
   送信された前記三次元生体情報を、前記記憶装置に登録してある前記三次元生体情報と比較することにより本人認証を行う手段を備えることにより、
   生体に関する複数の二次元情報を組み合わせて生成される三次元生体情報を使用して本人認証を行うことを特徴とする生体情報照合システム。
2. 請求項１の生体情報照合サブシステムにおいて、
   前記記憶装置は、前記生体情報の種類に応じた座標軸の基準位置と、当該生体情報の特徴を示す特徴点の位置関係を示す位置情報を、前記三次元生体情報として登録しておき、
   前記採取する手段は、前記第１および第２の二次元情報として、当該生体の基準位置および特徴点位置を採取し、
   前記作成する手段は、採取された前記基準位置および特徴点位置から、前記生体の位置情報を、前記三次元生体情報として生成することを特徴とする生体情報照合システム。
3. 請求項２に記載の生体情報照合システムにおいて、
   前記位置情報には、前記基準位置から前記特徴点までの緯度、経度、高度および距離が含まれることを特徴とする生体情報照合システム。
4. 請求項3に記載の生体情報照合システムにおいて、
   前記本人認証を行う手段は、緯度と経度を含み、さらに、基準点からの距離又は高度基準面から測定した高度のうちのいずれか一つを加えた三種類を用いていることを特徴とする生体情報照合システム。
5. 請求項２乃至４のいずれかに記載の生体情報照合システムにおいて、
   前記基準位置は、前記二次元情報の座標軸の中心位置に基づき設定される位置であることを特徴とする生体情報照合システム。
   

Images