JP2009289253A - 生体認証システム、認証クライアント端末、及び生体認証方法 - Google Patents
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Abstract
しを効率的に排除することができる生体認証システム、認証クライアント端末、及び生体
認証システムを提供する。
【解決手段】生体認証システム1は、登録ユーザunの事前確率及び非登録ユーザu0の事
前確率を設定しておき、認証対象ユーザvの特徴量データと照合用特徴量データとの間で
1:N照合を行い、登録ユーザunの各々について照合スコアを求め、その照合スコアを
用いて、v=unである尤度とv≠unである尤度の比を登録ユーザunごとに求める。そ
して、求めた尤度比と設定されている登録ユーザunの事前確率及び非登録ユーザu0の事
前確率とを用いて、登録ユーザunの事後確率及び非登録ユーザu0の事後確率を求め、各
事後確率を第1の閾値と比較して判定を行う。
【選択図】図1
Description
(1)事前に登録を行なった認証対象ユーザが本人以外の登録ユーザとして認証に成功してしまう誤り率(以下「Enrollee False Acceptance Rate;EFAR」という)、
(2)事前に登録を行なった認証対象ユーザが認証に失敗してしまう誤り率(以下「Enrollee False Rejection Rate;EFRR」という)、
(3)事前に登録を行なっていないユーザ(以下「非登録ユーザ」という)が認証に成功してしまう誤り率(以下「Non-Enrollee False Acceptance Rate;NFAR」という)。
P(v=un)=1/(N+1)
P(v=u0)=1/(N+1)
或いは、登録ユーザun(n=1,…,N)の事前確率P(v=un)を、
P(v=un)=1/N
と設定し、非登録ユーザu0の事前確率P(v=u0)を、
P(v=u0)=0
と設定してもよい。
P(v=un)=(1−D0/D)/(N+1)
P(v=u0)=(N×D0/D+1)/(N+1)
このように、事前確率設定部111が事前確率の値を更新することで、事前に登録を行なっていないにも拘らず、なりすましに成功するまで何度も認証を繰り返すという悪意のある認証対象ユーザvがいても、「なりすまし」と判定される度に非登録ユーザu0の事前確率P(v=u0)が上昇し、その結果、非登録ユーザu0の事後確率P(v=u0|S)も後述のように上昇することになるため、認証に成功するのは一層困難になる。これにより、システムの安全性が一層向上するという効果も得られる。
これらを用いると、P(S|v=un)及びP(S|v=u0)は、それぞれ以下の数式で表わされる。
=u0|S)は、ベイズの定理を用いて、それぞれ以下の数式に変形できる。
[変形例]
上記実施例では、判定処理に用いる閾値Aを0.5より大きい値に設定しているが、0.5以下の値に設定してもよい。閾値Aを0.5以下に設定する場合において、閾値Aを超える事後確率が複数存在していれば、判定部114は、それらの事後確率のうち最大値を示す事後確率に基づいて判定を行えばよい。
Claims (18)
- 登録ユーザun(n=1,…,N)ごとに、該登録ユーザunの照合用特徴量データを保持するデータベースと、
認証対象ユーザvから取得した生体情報に基づき、該認証対象ユーザvの特徴量データを抽出する特徴量抽出部と、
前記登録ユーザunの事前確率及び非登録ユーザu0の事前確率を設定する事前確率設定部と、
前記データベースに保持されている照合用特徴量データ及び前記抽出した認証対象ユーザ特徴量データに基づき、v=unである尤度とv≠unである尤度の比を、前記登録ユーザunごとに求める尤度比算出部と、
前記求めた尤度比と前記設定した登録ユーザunの事前確率と前記設定した非登録ユーザu0の事前確率とを用いて、前記登録ユーザunの事後確率及び前記非登録ユーザu0の事後確率を求める事後確率算出部と、
前記求めた事後確率の各々を第1の閾値と比較し、前記事後確率の最大値が前記第1の閾値より大きい場合において、前記最大値を示す事後確率が前記登録ユーザunのいずれかの事後確率であれば、該当する登録ユーザと前記認証対象ユーザvが同一人物であると判定し、前記最大値を示す事後確率が前記非登録ユーザu0の事後確率であれば、前記認証対象ユーザvが前記登録ユーザun以外のユーザであると判定する判定部と、
を備えることを特徴とする生体認証システム。 - 前記抽出した認証対象ユーザ特徴量データと前記データベースに保持されている前記照合用特徴量データとの間で1:N照合を行い、前記登録ユーザunの各々について照合スコアを求める1:N照合部をさらに備え、
前記尤度比算出部は、前記求めた照合スコアを用いて前記尤度比を求める、請求項1に記載の生体認証システム。 - 前記判定部は、前記事後確率の最大値が前記第1の閾値以下の場合において、前記認証対象ユーザvからの生体情報の取得回数が規定値未満であれば、前記認証対象ユーザvの生体情報の再取得を要求し、前記取得回数が規定値以上であれば「認証失敗」と判定する、請求項1又は2に記載の生体認証システム。
- 前記判定部が前記生体情報の再取得を要求する場合に、前記事後確率算出部が求めた事後確率を第2の閾値と比較し、該第2の閾値より小さい事後確率に対応する登録ユーザunを前記認証対象ユーザvとの照合対象から除外する登録ユーザ枝刈り部をさらに備える、請求項3に記載の生体認証システム。
- 前記事後確率算出部は、今回の前記生体情報の取得において求めた前記非登録ユーザu0の事後確率を、前記取得の回数が1回であれば前記非登録ユーザu0の事前確率と、2回以上であれば前回の前記生体情報の取得において求めた前記非登録ユーザu0の事後確率と比較し、前記今回の取得において求めた前記非登録ユーザu0の事後確率の方が高い場合は、次回以降の前記生体情報の取得における事後確率算出において、前記今回の取得において抽出した前記特徴量データを使用しない、請求項3又は4に記載の生体認証システム。
- 前記データベースは、前記登録ユーザunの各々について、複数のモダリティに属する複数の異なる照合用特徴量データを保持し、
前記生体情報の取得を1回のみ許容する生体情報入力センサをさらに備えた、請求項3乃至5のいずれか1項に記載の生体認証システム。 - 前記データベースは、前記登録ユーザunの各々について、同一モダリティに属する複数の異なる照合用特徴量データを保持し、
前記1:N照合部は、今回までの前記生体情報の取得において、最も良い照合スコアが同一の生体情報に対して複数回得られた場合に認証失敗とする、請求項3乃至5のいずれか1項に記載の生体認証システム。 - 前記データベースは、前記登録ユーザunの各々について、同一モダリティに属する複数の異なる照合用特徴量データを保持し、
前記1:N照合部は、今回までの前記生体情報の取得において、最も良い照合スコアが同一の生体情報に対して複数回得られた場合、その中で最良の照合スコアを実現した取得以外で得た照合スコアは前記尤度比算出部による尤度比算出時に用いないようにする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の生体認証システム。 - 前記事前確率設定部は、前記判定部が、前記認証対象ユーザvが前記登録ユーザun以外のユーザであると判定した場合に、前記非登録ユーザu0の事前確率を上げる、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の生体認証システム。
- 前記第1の閾値は0.5より大きい値である、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の生体認証システム。
- 前記判定部は、前記認証対象ユーザvが前記登録ユーザun以外のユーザであると判定した場合に、なりすまし警告情報を出力する、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の生体認証システム。
- 認証が行なわれる度に、前記認証対象ユーザvが登録ユーザであるときに、他の登録ユーザとして判定される場合の損失W1、及び前記認証対象ユーザvが非登録ユーザであるときに、ある登録ユーザと判定される場合の損失W0を算出する損失算出部をさらに備え、
前記損失W1及び前記損失W0を用いて、EFRR及びn番目の登録ユーザであると判定したときの損失の期待値Rnがそれぞれ要求値以下となるように、各登録ユーザunの事前確率及び閾値、非登録ユーザu0の事前確率及び閾値を設定する事前確率・閾値設定部をさらに備えた、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の生体認証システム。 - 登録ユーザun(n=1,…,N)ごとに、該登録ユーザunの照合用特徴量データを保持するデータベースと、
認証対象ユーザvから取得した生体情報に基づき、該認証対象ユーザvの特徴量データを抽出する特徴量抽出部と、
前記抽出した認証対象ユーザ特徴量データと前記データベースに保持されている前記照合用特徴量データとの間で1:N照合を行い、前記登録ユーザunの各々について照合スコアを求める1:N照合部と、
前記求めた照合スコアを用いてv=unである尤度とv≠unである尤度の比を、前記登録ユーザunごとに求める尤度比算出部と、
前記求めた尤度比の各々を第1の閾値と比較し、前記尤度比の最大値が前記第1の閾値より大きい場合は、前記最大値を示す尤度比に対応する登録ユーザと前記認証対象ユーザvが同一人物であると判定し、前記尤度比の最大値が前記第1の閾値以下の場合は、前記認証対象ユーザvからの生体情報の取得回数が規定値未満であれば、前記認証対象ユーザvの生体情報の再取得を要求し、前記取得回数が規定値以上であれば「認証失敗」と判定する判定部と、
を備えることを特徴とする生体認証システム。 - 前記判定部が前記生体情報の再取得を要求する場合に、前記尤度比算出部が求めた尤度比を第2の閾値と比較し、該第2の閾値より小さい尤度比に対応する登録ユーザunを前記認証対象ユーザvとの照合対象から除外する登録ユーザ枝刈り部をさらに備える、請求項13に記載の生体認証システム。
- 登録ユーザun(n=1,…,N)ごとに該登録ユーザunの照合用特徴量データを保持するデータベースと、前記登録ユーザunの事前確率及び非登録ユーザu0の事前確率を設定する事前確率設定部とを備えた認証サーバ端末に対し、通信可能に構成された認証クライアント端末であって、
認証対象ユーザvから取得した生体情報に基づき、該認証対象ユーザvの特徴量データを抽出する特徴量抽出部と、
前記認証サーバ端末に対し、前記抽出した認証対象ユーザ特徴量データを送信し、該認証対象ユーザ特徴量データ及び前記データベースに保持されている照合用特徴量データに基づき、v=unである尤度とv≠unである尤度の比を前記登録ユーザunごとに求め、前記求めた尤度比と前記設定した登録ユーザunの事前確率と前記設定した非登録ユーザu0の事前確率とを用いて、前記登録ユーザunの事後確率及び前記非登録ユーザu0の事後確率を求め、前記求めた事後確率の各々を第1の閾値と比較し、前記事後確率の最大値が前記第1の閾値より大きい場合において、前記最大値を示す事後確率に対応する前記登録ユーザun又は前記非登録ユーザu0の情報を送信することを要求し、該要求に応じて前記認証サーバ端末が送信した情報を取得する認証要求部と、
前記取得した情報が前記登録ユーザunの情報であれば、該登録ユーザunと前記認証対象ユーザvが同一人物であると判定し、前記取得した情報が前記非登録ユーザu0の情報であれば、前記認証対象ユーザvが前記登録ユーザun以外のユーザであると判定する判定部と、
を備えることを特徴とする認証クライアント端末。 - 前記認証要求部は、前記抽出した認証対象ユーザ特徴量データと前記データベースに保持されている前記照合用特徴量データとの間で1:N照合を行い、前記登録ユーザunの各々について照合スコアを求め、前記照合スコアを用いて前記尤度比を求めることを要求することを特徴とする請求項15に記載の認証クライアント端末。
- 認証対象ユーザvから取得した生体情報に基づき、該認証対象ユーザvの特徴量データを抽出するステップと、
登録ユーザunの事前確率及び非登録ユーザu0の事前確率を設定する事前確率設定部
と、
前記登録ユーザun(n=1,…,N)ごとに該登録ユーザunの照合用特徴量データを保持するデータベースに保持されている照合用特徴量データ及び前記抽出した認証対象ユーザ特徴量データに基づき、v=unである尤度とv≠unである尤度の比を、前記登録ユーザunごとに求めるステップと、
前記求めた尤度比と前記設定した登録ユーザunの事前確率と前記設定した非登録ユーザu0の事前確率とを用いて、前記登録ユーザunの事後確率及び前記非登録ユーザu0の事後確率を求めるステップと、
前記求めた事後確率の各々を第1の閾値と比較し、前記事後確率の最大値が前記第1の閾値より大きい場合において、前記最大値を示す事後確率が前記登録ユーザunのいずれかの事後確率であれば、該当する登録ユーザと前記認証対象ユーザvが同一人物であると判定し、前記最大値を示す事後確率が前記非登録ユーザu0の事後確率であれば、前記認証対象ユーザvが前記登録ユーザun以外のユーザであると判定するステップと、
を含むことを特徴とする生体認証方法。 - 前記抽出した認証対象ユーザ特徴量データと前記データベースに保持されている前記照合用特徴量データとの間で1:N照合を行い、前記登録ユーザunの各々について照合スコアを求めるステップをさらに含み、
前記尤度比を求めるステップでは、前記求めた照合スコアを用いて前記尤度比を求めることを特徴とする請求項17に記載の生体認証方法。
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