JP2010224903A - 生体認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指紋や静脈等の生体を提示するという生体認証の基本操作だけで本人確認を行う１対Ｎ認証の利用形態を保ったまま、利用者に余分な負担を強いず、照合対象のデータの絞り込みを行い、照合処理の時間を短縮する。
【解決手段】複数の認証対象者の複数の生体部位についての生体情報を、認証対象者および生体部位を特定可能に登録生体情報として保持する生体情報保持手段と、認証時に利用者の生体情報を認証生体情報として取得する生体情報取得手段と、認証時に生体部位を提示する仕方を示す特徴量を取得する特徴量取得手段と、前記特徴量に基づいて所定の生体部位である確からしさを示す部位推定確率を取得する部位推定確率取得手段と、前記部位推定確率に基づく生体部位毎の照合処理のリソース配分を決定して照合処理の実行を制御する照合制御手段と、前記リソース配分に基づいて前記認証生体情報と前記登録生体情報の照合処理を行う照合手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、指紋や静脈等の人間の身体特徴を用いて個人認証を行う生体認証技術に関するものである。

近代社会では様々なシチュエーションにおいて本人確認が必要とされ、その本人確認を精度よく行う一つの方法として、指紋・静脈・顔画像・虹彩等の人体の一部の特徴を使って行う生体認証が近年広まってきている。例えば、許可された人しか入ることのできない制限エリアへの入退室の可否や、パソコンへのログイン判定や、オンライン取引等の様々なサービスへのアクセスの可否等に生体認証が利用されている。

このような生体認証による本人確認には、大きく分けて２種類の利用形態がある。一つは、生体認証を行う前に、ＩＤカードを提示したり、個人ＩＤ・暗証番号・パスワード等を入力したりすることで、これらの情報から生体認証を実施しようとする利用者が誰であるかを予め確定してから生体認証を行う利用形態である。生体認証では本当にその利用者を本人であるか、あるいは他人であるかを判定する。この利用形態は、前もって認証対象者を確定し、その対象者が予め登録しておいた生体情報と認証時に新たに提示された生体情報とを１対１で付き合わせて生体認証をすることから、一般に１対１認証と呼称される。

他方は、前記の利用形態とは異なり、生体認証を行う前に利用者を確認する情報を何も提示せず、直ちに生体認証を行う利用形態である。予め利用者を確定していないため、この利用形態での生体認証の役割は、利用者の生体情報が照合用データベースに登録されているかどうか、および照合用データベースに登録されている場合はその利用者が誰であるかを判定することが求められる。照合用データベースに登録されている生体情報は通常は複数であり、認証対象者一人の生体情報に対し、照合用データベースに登録された複数の生体情報に対して網羅的に照合を行うことから、この利用形態は１対Ｎ認証あるいは１対多認証と呼称される。

特開２００５−２２７９３３号公報

上述した１対１認証はＩＤカードの提示や個人ＩＤ・暗証番号・パスワード等の入力等、利用者に負担を強いるため、多くの一般の人が利用するシチュエーションに生体認証を実装する際には１対Ｎ認証が求められるケースが多くなっている。

先に個人ＩＤ等を提示して個人を確定した後に指紋等の生体を提示して生体認証を行う１対１認証に比べ、個人を予め確定しておかず最初から指紋等の生体を提示して生体認証を行う１対Ｎ認証では、この方式の持つ根本的な問題がある。すなわち、照合用データベースに登録されている生体情報の数が多くなればなるほど、生体認証に掛かる時間が長くなってしまうという問題である。

なぜならば、１対Ｎ認証では基本的には１人の利用者に対し照合用データベースに登録されている全ての利用者の全ての生体情報と照合を行わなければならないからである。この時間が長くなる度合いは生体認証のアルゴリズムに依存する面があり、生体認証のアルゴリズムの工夫によって様々な高速化が図られているが、生体認証の登録データ数が増えれば照合に要する時間が増大するという事実は変わりがない。

登録データの中から照合対象のデータを絞り込むことができれば、１対Ｎ認証の処理時間の短縮が期待できる。例えば、１対１認証は、予め個人ＩＤを提示させることで、照合対象のデータを１人分に絞り込む極端な例であり、これに準ずる方法として利用者に予め何らかの情報を提示・入力させて照合対象のデータをある程度の数に絞り込む方法がある。しかし、これらの方法は利用者に特別な操作をさせることであり、利用者に負担を強いないために１対Ｎ認証の利用形態を選択することに矛盾する。

一方、特許文献１には、生体センサで撮影した画像から画像処理等の方法でどの生体部位であるかを特定し、特定した生体部位に対する照合処理を実施する技術が開示されている。しかしながら、生体部位を一意に決めてしまうものであることから、判定に重い処理が必要となる点、特定した生体部位が間違っていた場合のリカバリのためにかえって照合処理の時間が長くなってしまう等の不都合がある。

上記の従来の問題点に鑑み、指紋や静脈等の生体を提示するという生体認証の基本操作だけで本人確認を行う１対Ｎ認証の利用形態を保ったまま、利用者に余分な負担を強いず、照合対象のデータの絞り込みを行い、照合処理の時間を短縮することのできる生体認証装置を提供することを目的とする。

この生体認証装置の一実施態様では、複数の認証対象者の複数の生体部位についての生体情報を、認証対象者および生体部位を特定可能に登録生体情報として保持する生体情報保持手段と、認証時に利用者の生体情報を認証生体情報として取得する生体情報取得手段と、認証時に生体部位を提示する仕方を示す特徴量を取得する特徴量取得手段と、前記特徴量に基づいて所定の生体部位である確からしさを示す部位推定確率を取得する部位推定確率取得手段と、前記部位推定確率に基づく生体部位毎の照合処理のリソース配分を決定して照合処理の実行を制御する照合制御手段と、前記リソース配分に基づいて前記認証生体情報と前記登録生体情報の照合処理を行う照合手段とを備える。

開示の生体認証装置にあっては、従来有効活用されていなかった補助的な情報を有効活用することで、指紋や静脈等の生体を提示するという生体認証の基本操作だけで本人確認を行う１対Ｎ認証の利用形態を保ったまま、利用者に余分な負担を強いず、照合対象のデータの絞り込みを行い、照合処理の時間を短縮することができる。

一実施形態にかかる生体認証装置の構成例を示す図である。 右手の手の平と左手の手の平を対象とした場合の特徴量である撮影面内の角度の違いの例を示す図である。 手の平と手の甲を対象とした場合の特徴量である撮影面に対する角度あるいは距離の違いの例を示す図である。 右手の指と左手の指を対象とした場合の特徴量である撮影面内の角度の違いの例を示す図である。 右目と左目を対象とした場合の特徴量である瞳孔位置の違いの例を示す図である。 実施形態の処理例を示すフローチャートである。 生体情報テンプレートデータの例を示す図である。 手の平の撮影面内の角度を画像処理により取得する例を示す図である。 手の平の撮影面内の角度を特徴量センサとしてのタッチセンサにより取得する例を示す図である。 特徴量・部位推定確率対応データの例を示す図である。 リソース配分の例を示す図である。 リソース配分を考慮した照合処理の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。

＜構成＞
図１は一実施形態にかかる生体認証装置の構成例を示す図である。

図１において、生体認証装置１は、生体センサ部２と生体情報取得部３と特徴量取得部４と部位推定確率取得部５と特徴量・部位推定確率対応データ保持部６と優先照合制御部７と生体情報テンプレート照合部８と生体情報テンプレートデータ保持部９とを備えている。

生体センサ部２は、指紋・静脈・顔画像・虹彩等の人体の一部の特徴を撮影して画像情報を取得する生体撮影センサ２１と、人体の一部から直接に特徴量を取得する特徴量センサ２２とを備えている。なお、生体撮影センサ２１で取得した画像情報から画像処理により特徴量を取得する場合には、特徴量センサ２２は不要となる。

ここで、特徴量とは、生体認証装置１の利用者が生体センサ部２に自分の生体部位を提示する仕方を示す値である。これは、利用者が生体センサ部２に自分の生体部位を提示する際に、人の身体的な構造による可動制限によって、自然かつ必然的に、生体センサ部２に提示する生体部位の提示の仕方が変化することを利用している。この特徴量は、個人を特定するための各個人毎の情報ではなく、利用者全体の傾向を示す情報である。

具体的には、例えば、対象が右手の手の平と左手の手の平であれば撮影面内における手の角度、手の平と手の甲であれば撮影面に対する手の角度あるいは距離、右手の指と左手の指であれば撮影面内における指の角度、右目と左目であれば撮影画像内の瞳孔の位置等を用いることができる。

図２は右手の手の平と左手の手の平を対象とした場合の特徴量である撮影面内の角度の違いの例を示す図であり、手の平の静脈パターンを対象とした自動改札に適用した場合を例として示している。図２（ａ）は複数の自動改札を上方から見た図、図２（ｂ）、（ｃ）は自動改札を斜め方向から見た図である。なお、この例では自動改札の進行方向に対して右側の生体センサ部２（２Ａ、２Ｂ）に手を提示するように規制されているものとする。

通常、手を怪我したり、荷物を持っていて片手が使えなかったりする場合に備え、両手の生体情報を登録しておくことは普通に行われており、この例においても自動改札を利用する利用者は予め右手と左手の生体情報を登録しておくものとする。

図２（ａ）（ｂ）において、利用者Ｕ１は右手を生体センサ部２Ａに提示するものとすると、生体センサ部２Ａと同じ側の手を提示することとなるため、正面方向に手をかざすのが自然な状態となる。また、図２（ａ）（ｃ）において、利用者Ｕ２は左手を生体センサ部２Ｂに提示するものとすると、生体センサ部２Ｂと反対側の手を提示することとなるため、どうしても身体を傾けて少し横向きに手をかざすことになる。従って、生体センサ部２Ａ、２Ｂによる撮影面内の手の角度を、右手または左手を推定するための特徴量として用いることが可能である。

図３は手の平と手の甲を対象とした場合の特徴量である撮影面に対する角度あるいは距離の違いの例を示す図であり、壁に設置した生体センサ部２に手の平または手の甲を提示することで生体認証を行う例である。図３（ａ）（ｂ）に示すように、手の平を提示する場合と手の甲を提示する場合で、手首の可動制限から、自然と生体センサ部２に対する角度や距離に違いが生じる。すなわち、図３（ａ）に示すように手の平を提示する場合は、比較的自由度が大きく、少し後方に反った状態から前方方向へお辞儀した状態までの姿勢を取ることができる。しかし、図３（ｂ）に示すように手の甲を提示する場合は、比較的自由度が小さく、後方に反った姿勢は難しく、少し前方方向にお辞儀した姿勢が自然となる。従って、生体センサ部２による撮影面に対する手の角度あるいは距離を、手の平または手の甲を推定するための特徴量として用いることが可能である。

図４は右手の指と左手の指を対象とした場合の特徴量である撮影面内の角度の違いの例を示す図である。図４（ａ）に示すように生体センサ部２に右手の指を提示する場合と、図４（ｂ）に示すように生体センサ部２に左手の指を提示する場合で、身体的な制限から、自然と生体センサ部２に対する角度に違いが生じる。従って、生体センサ部２による撮影面内の指の角度を、右手の指または左手の指を推定するための特徴量として用いることが可能である。

図５は右目と左目を対象とした場合の特徴量である瞳孔位置の違いの例を示す図である。図５（ａ）に示すように右目を提示する場合と、図５（ｂ）に示すように左目を提示する場合で、生体センサ部（２）の設置位置と利用者の立ち位置の関係から、自然と生体センサ部（２）の撮影画像内の瞳孔の位置に違いが生じる。従って、生体センサ部２による撮影画像内の瞳孔の位置を、右目または左目を推定するための特徴量として用いることが可能である。

なお、人の身体的な構造による可動制限によって自然かつ必然的に生体センサ部２に提示する生体部位の提示の仕方が変化するという点を満たしていれば他の情報を用いてもよい。例えば、生体センサ部２に生体部位を提示する際の生体センサ部２と生体部位の距離や、生体センサ部２と接する際の生体センサ部２に与えられる圧力、生体センサ部２に生体部位を提示する際の速度等である。左右の手を例にすれば、生体センサ部２から遠い方の手は生体センサ部２に提示する際の距離が生体センサ部２に近い方の手よりも確率的に離れた位置でかざすことが多い。生体センサ部２と接する形態の場合は、生体センサ部２に近い方の生体部位を使った方が、生体センサ部２から遠い生体部位を使った場合に比べ、生体センサ部２にかかる圧力が大きくなる。生体センサ部２に近い生体部位は素早くかざせるが、遠い生体部位をかざす際はゆっくりとなる。

図１に戻り、生体情報取得部３は、生体センサ部２の生体撮影センサ２１で取得した画像情報から静脈パターン、指紋パターン等の生体の特徴を示す生体情報（認証生体情報）を取得する機能を有している。生体情報は、２値の画像データあるいは特徴点（パターンの頂点、分岐点、端点等）の座標値データ等である。

特徴量取得部４は、生体センサ部２の生体撮影センサ２１で取得した画像情報を画像処理することにより、または、特徴量センサ２２で取得した特徴量をそのままもしくは加工して、前述した特徴量を取得する機能を有している。

部位推定確率取得部５は、予め予備実験等により把握している特徴量と部位推定確率を対応付けた特徴量・部位推定確率対応データを特徴量・部位推定確率対応データ保持部６から特徴量をキーにして参照することで部位推定確率を取得する機能を有している。部位推定確率とは、特徴量から判断される、いずれの生体部位であるかの確からしさを示す値である。特徴量・部位推定確率対応データ保持部６の例については後述する。

優先照合制御部７は、部位推定確率取得部５が取得した部位推定確率に基づいて生体部位毎の照合処理のリソース配分を決定し、生体情報テンプレート照合部８における照合処理の実行を制御する機能を有している。

生体情報テンプレート照合部８は、優先照合制御部７が指示するリソース配分に基づき、生体情報取得部３の取得した認証生体情報と、生体情報テンプレートデータ保持部９に予め保持されている生体情報（登録生体情報）との照合処理を行い、認証結果を出力する機能を有している。生体情報テンプレートデータ保持部９には、予め外部の生体情報登録装置１０等により複数の認証対象者の複数の生体部位についての生体情報テンプレートデータが登録される。生体情報登録装置１０は生体認証装置１の生体撮影センサ２１および生体情報取得部３と同様な機能を有し、利用者ＩＤおよび生体部位をキーボード等により入力し、生体情報（テンプレート）と対応付けて管理し、生体情報テンプレートデータ保持部９に登録を行う機能を有している。生体情報テンプレートデータ保持部９の例については後述する。

＜動作＞
図６は上記の実施形態の処理例を示すフローチャートであり、図６（ａ）は事前処理、図６（ｂ）は認証処理を示している。

図６（ａ）において、事前処理を開始すると（ステップＳ１）、生体情報登録装置１０は、生体認証装置１の生体情報テンプレートデータ保持部９に対して、認証対象者の複数の生体部位についての生体情報テンプレートデータを登録し（ステップＳ２）、処理を終了する（ステップＳ３）。なお、既に事前処理が行われている場合、認証対象者や生体情報に変更がない場合は、重ねて事前処理を行う必要はない。事前処理を行う場合であっても、既登録内容との差分のみを更新すればよい。

図７は生体情報テンプレートデータ保持部９に保持される生体情報テンプレートデータの例を示す図であり、対象となる生体部位を右手の手の平と左手の手の平とした場合の例である。生体情報テンプレートデータは、「利用者ＩＤ」と「生体部位」と「テンプレート」の項目を有している。「利用者ＩＤ」は生体情報の対象者を示す識別子である。「生体部位」は生体部位を特定する情報である。ここでは、右手の手の平については「右手」、左手の手の平については「左手」と標記しているが、内部データ表現は任意の記号とすることができる。「テンプレート」は生体情報（生体特徴データ）を示す２値の画像データあるいは特徴点（パターンの頂点、分岐点、端点等）の座標値データ等である。なお、「テンプレート」に生体部位と関連づける情報が内包されていれば、プログラム等を用いた処理で容易に生体部位を区別できるため、「生体部位」の項目を明示的に設けなくてもよい。

以下、認証処理について説明する。

図６（ｂ）において、生体センサ部２への生体部位の提示により認証処理を開始すると（ステップＳ１１）、生体撮影センサ２１は生体部位の撮影を行い、生体情報取得部３は撮影画像の２値化、特徴抽出等の処理により生体情報を取得する（ステップＳ１２）。生体情報は図７の「テンプレート」として保持されるデータと同形式のデータである。

次いで、図６（ｂ）に戻り、特徴量取得部４は、生体撮影センサ２１が撮影した画像に対して画像処理を行うことにより、あるいは、特徴量センサ２２により特徴量を取得し、そのままもしくは加工を行うことにより、特徴量を取得する（ステップＳ１３）。

図８は手の平の撮影面内の角度を画像処理により取得する例を示す図であり、図８（ａ）（ｂ）は手の輪郭画像を用いたもの、図８（ｃ）（ｄ）は静脈画像を用いたものである。すなわち、図８（ａ）（ｂ）に示すように、撮影画像に手の一部しかなく、左右を識別する決め手となる親指が含まれていない場合であっても、指の一部や手首等が写っていれば、手の外縁や指と指の間の隙間等が連続する方向から撮影面内の手の角度を検出することができる。また、図８（ｃ）（ｄ）に示すように、静脈は手の付け根から指先方向に向かうものが多いため、静脈の走行する方向の平均値等から撮影面内の手の角度を検出することができる。静脈に代えて皺等の画像を用いることもできる。皺は手を握ることで形成されるものであるため、静脈の方向とは直角方向になる。

なお、特徴量としての角度は確率的に判ればよいので、確実性は求められない。生体部位を一意に決定付けしようとすると、かなり確度の高い情報が求められるため重い処理が必要になるが、確実性が求められないことで軽い処理で済む。例えば、親指が映っていない手の画像から左右を確実に判定することは非常に困難となるが、大まかな方向であれば簡単な画像処理により求めることができる。

図９は手の平の撮影面内の角度を特徴量センサ２２としてのタッチセンサにより取得する例を示す図である。すなわち、生体撮影センサ２１の指先側に円弧状のタッチセンサ２２ａが設けられ、タッチセンサ２２ａは検出領域が生体撮影センサ２１の中心部から見て放射状に区分されている。従って、生体撮影センサ２１に利用者が手を提示した場合、指先がタッチセンサ２２ａのいずれかの検出領域に触れることとなり、いずれの検出領域が反応したかによって撮影面内の手の角度を検出することができる。

手の平の撮影面内の角度につき画像処理もしくは特徴量センサ２２により取得する場合について例示したが、他の特徴量についても同様に取得することができる。例えば、生体部位と生体センサ部２の距離については超音波式もしくは光学式等の距離センサを用いることができ、速度は距離を時間微分することにより求めることができる。生体センサ部２への圧力については圧力センサを用いることができる。

次いで、図６（ｂ）に戻り、部位推定確率取得部５は、特徴量・部位推定確率対応データ保持部６から特徴量をキーにして特徴量・部位推定確率対応データを参照し、部位推定確率を取得する（ステップＳ１４）。

図１０は特徴量・部位推定確率対応データ保持部６に保持される特徴量・部位推定確率対応データの例を示す図であり、対象を右手の手の平と左手の手の平にした場合についての例である。図１０（ａ）は手の角度と、部位推定確率（ここでは右手である確率）との関係を連続的なグラフで示したものである。このグラフは予め予備実験等により、該当する生体認証装置１において、ユーザが生体センサ部２に左右の手の平を様々な提示の仕方をした際に、その提示された手の角度と、それがどちらの手であったかの確率をグラフ化したものである。生体センサ部２に提示された手の角度と、その手が左右どちらの手であるかということには非常に高い相関性があり、グラフの左側では右手である確率が大きく、右側では左手である確率が大きい。

図１０（ｂ）（ｃ）は特徴量・部位推定確率対応データの持たせ方の例を示したものである。図１０（ｂ）では、角度と部位推定確率を対応付けたテーブルにより特徴量・部位推定確率対応データを保持している。図１０（ｃ）では、角度を変数とする関数式により特徴量・部位推定確率対応データを保持している。この場合、関数ｆに角度を適用して演算を行なうことにより部位推定確率を取得（算出）する。

次いで、図６（ｂ）に戻り、優先照合制御部７は、部位推定確率取得部５が取得した部位推定確率に基づいて生体部位毎の照合処理のリソース配分を決定する（ステップＳ１５）。リソース配分の決定は、部位推定確率と照合処理時間を変数とする関数に部位推定確率と照合処理時間を適用する等することにより行なう。

図１１は優先照合制御部７で決定したリソース配分の例を示す図である。図１１（ａ）（ｂ）は照合処理時間ｔに対するリソース配分の変化の例を示しており、図１１（ａ）は直線的に変化させた場合、図１１（ｂ）は階段状に変化させた場合である。変化のさせ方は任意であり、部位推定確率に基づいてリソースの配分をするという点を満たしていれば、その方法は任意である。図１１（ａ）（ｂ）の例では、部位推定確率取得部５により取得した部位推定確率に応じたリソース割合を、照合処理の開始時に各生体部位に対して割り当て、照合処理の終了時までに各生体部位についての照合処理が終了するような、連続的なリソース配分とすることとしている。なお、リソース配分を変えるだけでいずれの生体部位についても照合処理を行うため、リソース配分の直線・曲線で区切られる上下の領域（下はｘ軸、上は１００％の線でそれぞれ区切られる領域）の面積は、それぞれの生体情報のデータ数に比例したものとなり、右手・左手のように同数となる場合、面積は同じになる。よって、照合処理が終了するまでの時間Ｔはリソース配分にかかわらずほぼ一定となる。

図１１（ｃ）はリソース配分の決定を行なう関数の例を示しており、部位推定確率と照合処理時間を変数とする関数ｇに部位推定確率と照合処理時間を適用してリソース配分を算出する。

次いで、図６（ｂ）に戻り、優先照合制御部７は、決定したリソース配分に基づいて生体情報テンプレート照合部８における照合処理の実行を制御（優先照合制御）する（ステップＳ１６）。

図１２はリソース配分を考慮した照合処理の例を示すフローチャートであり、図１２（ａ）は単一のプロセスで照合処理を行う場合に、照合に用いる登録生体情報の生体部位毎の取り出し数にリソース配分を反映させる例、図１２（ｂ）は複数のプロセスで照合処理を行う場合に、各生体部位に割り当てるプロセス数にリソース配分を反映させる例である。

図１２（ａ）において、生体情報テンプレート照合部８は処理を開始すると（ステップＳ２１）、優先照合制御部７からリソース配分を取得する（ステップＳ２２）。

次いで、取得したリソース配分に基づいた割合で生体情報テンプレートデータ保持部９から生体情報テンプレートデータを取り出しつつ、認証生体情報とテンプレートの照合による類似度を算出する（ステップＳ２３）。

次いで、生体情報テンプレートデータの残りがないかどうか判断し（ステップＳ２４）、まだ存在する場合（ステップＳ２４のＮｏ）にはリソース配分の取得（ステップＳ２２）に戻る。

また、生体情報テンプレートデータの残りがない場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）、所定の閾値を超え、かつ最も高い類似度の利用者ＩＤを出力する（ステップＳ２５）。所定の閾値を超えるものが存在しない場合は該当なしを出力する。その後、処理を終了する（ステップＳ２６）。

図１２（ｂ）において、生体情報テンプレート照合部８は処理を開始すると（ステップＳ３１）、優先照合制御部７からリソース配分を取得する（ステップＳ３２）。

次いで、取得したリソース配分に基づいた割合でプロセス数を割り当てる（ステップＳ３３）。

次いで、プロセス毎に生体情報テンプレートデータを取り出しつつ、認証生体情報とテンプレートの照合による類似度を算出する（ステップＳ３４）。

次いで、全プロセスで生体情報テンプレートデータの残りがないかどうか判断し（ステップＳ３５）、まだ存在する場合（ステップＳ３５のＮｏ）にはリソース配分の取得（ステップＳ３２）に戻る。

また、全プロセスで生体情報テンプレートデータの残りがない場合（ステップＳ３５のＹｅｓ）、所定の閾値を超え、かつ最も高い類似度の利用者ＩＤを出力する（ステップＳ３６）。所定の閾値を超えるものが存在しない場合は該当なしを出力する。その後、処理を終了する（ステップＳ３７）。

図１２（ａ）（ｂ）のいずれの場合においても、部位推定確率の高い生体部位の登録データに対し、優先的に照合処理を実行していくことにより、従来のように何も情報が無く全ての登録データに対して均一に照合処理を実行していくことに比べ、より早く生体特徴が合致する登録データに到達することが期待できる。

次いで、図６（ｂ）に戻り、生体情報テンプレート照合部８は、照合処理を完了すると認証結果を出力し（ステップＳ１７）、処理を終了する（ステップＳ１８）。

＜公知例との対比＞
前述した特許文献１に開示された公知例は、センサに提示された生体がどの生体部位であるかを特定して照合することを特徴としている。しかし、本実施形態はこれとは異なり、生体部位を一意に決定付けしてしまうのではなく、利用者全体の行動の傾向から確率的な情報を求めて、その確率値を利用して計算処理資源の配分を連続的に行う。

また、本実施形態は、人体の身体的な可動範囲制限のために自然かつ必然的に生じる生体のセンサへの提示の仕方の違いを利用することを大きな特徴とする。公知例はそのような特徴を有していない。公知例のように生体部位を一意に判定するには比較的重い処理が必要となるが、本実施形態のように角度や距離や圧力等といった特徴量を取得したり、それに対応する確率値を算出したりする処理は軽い処理で実施することができる。

また、生体部位を一意に決めてしまう場合、それが間違っていた場合のリカバリは最初に決めた生体部位の照合が全て終了してから他の生体部位の照合処理に移るという形になる。しかし、本実施形態では、確率に基づいて照合処理資源の配分を変えているだけであるので、確率の低い方の生体部位に関しても、公知例に比べ比較的早い段階で照合が開始される。例えば、端的な例では、左手か右手かの確率が共に５０％の際に、公知例ではいったんどちらかの手に決めてしまってその照合処理が済んでから他方の手の照合処理に移るのであるから、確率的に等しいにも関わらず、どちらかの手の処理が後回しにされることになり、かえって照合処理の時間が長くなってしまう可能性がある。本実施形態は確率５０％であれば、両方の手の照合処理に対して同等の５０％ずつの照合処理資源を配分するので、どちらかの手の照合処理が遅れてしまうというデメリットは無い。従って、６０％対４０％といった微妙な確率の際に公知例よりも本実施形態の方が有利となる。

＜総括＞
以上説明したように、本実施形態によれば次のような利点がある。
（１）予め個人ＩＤ等を提示する必要がなく、生体センサに生体部位をかざすだけで個人認証を行うという１対Ｎ認証のメリットをそのまま残すことで、利用者に余分な負担を強いず、それでいて、利用者全体がその生体認証装置を利用する際の利用時の傾向という補助的な情報を用いることによって、登録データを絞り込むことができ、それによって、照合処理の時間を短縮することが可能となる。つまり、利用者の負担を増やさずに利便性を向上するものである。
（２）従来の生体認証の方法では、本人を確認するためには不要であるとして有効活用されていなかった情報を有効活用することによって、認証速度の向上という効果を上げることができる。
（３）生体センサが撮影する画像を用いて処理を行う場合、既存のハードの変更はほとんど必要無く、ソフト的な変更だけで済むので、コスト対効果は大きい。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
（付記１）
複数の認証対象者の複数の生体部位についての生体情報を、認証対象者および生体部位を特定可能に登録生体情報として保持する生体情報保持手段と、
認証時に利用者の生体情報を認証生体情報として取得する生体情報取得手段と、
認証時に生体部位を提示する仕方を示す特徴量を取得する特徴量取得手段と、
前記特徴量に基づいて所定の生体部位である確からしさを示す部位推定確率を取得する部位推定確率取得手段と、
前記部位推定確率に基づく生体部位毎の照合処理のリソース配分を決定して照合処理の実行を制御する照合制御手段と、
前記リソース配分に基づいて前記認証生体情報と前記登録生体情報の照合処理を行う照合手段と
を備えたことを特徴とする生体認証装置。
（付記２）
付記１に記載の生体認証装置において、
前記特徴量取得手段は、前記生体情報取得手段が生体部位から取得した画像を画像処理することにより特徴量を取得する
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記３）
付記１に記載の生体認証装置において、
前記特徴量取得手段は、特徴量センサにより特徴量を取得する
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記４）
付記１乃至３のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記部位推定確率取得手段は、取得した特徴量をキーに、予め特徴量と部位推定確率とを対応付けたテーブルから対応する部位推定確率を取得する
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記５）
付記１乃至３のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記部位推定確率取得手段は、予め特徴量と部位推定確率とを対応付けた関数に特徴量を適用して部位推定確率を算出する
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記６）
付記１乃至５のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記照合制御手段は、取得した部位推定確率に応じたリソース割合を照合処理の開始時に各生体部位に対して割り当て、照合処理の終了時までに各生体部位についての照合処理が終了する、連続的なリソース配分を決定する
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記７）
付記１乃至６のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記照合手段は、照合処理の時間経過に従い、前記照合制御手段が指示する各時点のリソース配分に基づいた割合で各生体部位の登録生体情報を取り出して照合処理を行う
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記８）
付記１乃至６のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記照合手段は、照合処理の時間経過に従い、前記照合制御手段が指示する各時点のリソース配分に基づいた割合のプロセス数のプロセスにより各生体部位の照合処理を行う
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記９）
付記１乃至８のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記特徴量は、生体情報の撮影面内における生体部位の角度である
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記１０）
付記１乃至８のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記特徴量は、生体情報の撮影面に対する生体部位の角度である
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記１１）
付記１乃至８のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記特徴量は、生体情報の撮影面に対する生体部位の距離である
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記１２）
付記１乃至８のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記特徴量は、生体情報の撮影面に対する生体部位の速度である
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記１３）
付記１乃至８のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記特徴量は、生体情報の撮影面に対する生体部位の圧力である
ことを特徴とする生体認証装置。
（付記１４）
複数の認証対象者の複数の生体部位についての生体情報を、認証対象者および生体部位を特定可能に登録生体情報として登録する工程と、
認証時に利用者の生体情報を認証生体情報として取得する工程と、
認証時に生体部位を提示する仕方を示す特徴量を取得する工程と、
前記特徴量に基づいて所定の生体部位である確からしさを示す部位推定確率を取得する工程と、
前記部位推定確率に基づく生体部位毎の照合処理のリソース配分を決定して照合処理の実行を制御する工程と、
前記リソース配分に基づいて前記認証生体情報と前記登録生体情報の照合処理を行う工程と
を備えたことを特徴とする生体認証方法。

１ 生体認証装置
２、２Ａ、２Ｂ 生体センサ部
２１ 生体撮影センサ
２２ 特徴量センサ
２２ａ タッチセンサ
３ 生体情報取得部
４ 特徴量取得部
５ 部位推定確率取得部
６ 特徴量・部位推定確率対応データ保持部
７ 優先照合制御部
８ 生体情報テンプレート照合部
９ 生体情報テンプレートデータ保持部
１０ 生体情報登録装置
Ｕ１、Ｕ２ 利用者

Claims (7)

1. 複数の認証対象者の複数の生体部位についての生体情報を、認証対象者および生体部位を特定可能に登録生体情報として保持する生体情報保持手段と、
   認証時に利用者の生体情報を認証生体情報として取得する生体情報取得手段と、
   認証時に生体部位を提示する仕方を示す特徴量を取得する特徴量取得手段と、
   前記特徴量に基づいて所定の生体部位である確からしさを示す部位推定確率を取得する部位推定確率取得手段と、
   前記部位推定確率に基づく生体部位毎の照合処理のリソース配分を決定して照合処理の実行を制御する照合制御手段と、
   前記リソース配分に基づいて前記認証生体情報と前記登録生体情報の照合処理を行う照合手段と
   を備えたことを特徴とする生体認証装置。
2. 請求項１に記載の生体認証装置において、
   前記特徴量取得手段は、前記生体情報取得手段が生体部位から取得した画像を画像処理することにより特徴量を取得する
   ことを特徴とする生体認証装置。
3. 請求項１に記載の生体認証装置において、
   前記特徴量取得手段は、特徴量センサにより特徴量を取得する
   ことを特徴とする生体認証装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
   前記照合制御手段は、取得した部位推定確率に応じたリソース割合を照合処理の開始時に各生体部位に対して割り当て、照合処理の終了時までに各生体部位についての照合処理が終了する、連続的なリソース配分を決定する
   ことを特徴とする生体認証装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
   前記照合手段は、照合処理の時間経過に従い、前記照合制御手段が指示する各時点のリソース配分に基づいた割合で各生体部位の登録生体情報を取り出して照合処理を行う
   ことを特徴とする生体認証装置。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
   前記照合手段は、照合処理の時間経過に従い、前記照合制御手段が指示する各時点のリソース配分に基づいた割合のプロセス数のプロセスにより各生体部位の照合処理を行う
   ことを特徴とする生体認証装置。
7. 複数の認証対象者の複数の生体部位についての生体情報を、認証対象者および生体部位を特定可能に登録生体情報として登録する工程と、
   認証時に利用者の生体情報を認証生体情報として取得する工程と、
   認証時に生体部位を提示する仕方を示す特徴量を取得する工程と、
   前記特徴量に基づいて所定の生体部位である確からしさを示す部位推定確率を取得する工程と、
   前記部位推定確率に基づく生体部位毎の照合処理のリソース配分を決定して照合処理の実行を制御する工程と、
   前記リソース配分に基づいて前記認証生体情報と前記登録生体情報の照合処理を行う工程と
   を備えたことを特徴とする生体認証方法。

Images