JP2013535998A - バイオメトリック情報をセンシングするためのシステム、方法、及び装置 - Google Patents

Abstract

個人の少なくとも１つのバイオメトリック尺度をセンシングするための装置、方法、及びシステムを提供する。関連の分子を有する個人の皮膚面の一部分を受け取るように寸法決めされた透明電極プレートに低電圧パルス電荷が印加される。パルス電荷は、分子を刺激かつ励起して分子化合物に蛍光を発生させる。蛍光発生皮膚面の画像が得られ、画像から導出されたデータを用いてバイオメトリック機能が実行される。
【選択図】図１

Description

〔関連出願への相互参照〕
本出願は、２０１０年７月１３日出願の「指汗腺バイオメトリック」という名称のアイルランド短期特許出願第Ｓ２０１０／０４３０号、２０１０年７月１９日出願の「固有のバイオメトリック特性を使用して個人のアイデンティティを判断するためのシステム、方法、及び装置」という名称の米国仮特許出願第６１／３６５，６０５号、及び２０１０年７月２７日出願の「皮膚の汗孔のランダム配置に基づいてバイオメトリックを発生させるためのシステム、方法、及び装置」という名称の米国仮特許出願第６１／３６８，０６５号の恩典を請求するものである。

本発明は、バイオメトリック情報をセンシングするためのシステム、方法、及び装置に関する。より具体的には、本発明は、識別、認証、及び／又は生体性バイオメトリック尺度として個人の汗孔を検出及び解析するためのシステム、方法、及び装置に関する。

バイオメトリック識別システムは、個人の固有の物理特性に関する情報を取得し、個人のアイデンティティを確認するために取得情報を検証済みの基準情報と比較するセンサ技術を使用する。公知のバイオメトリック識別システムは、バイオメトリック情報を検出するために光、熱、容量、インピーダンス、無線周波数、コンダクタンス、及び超音波ベースのセンサを使用している。

一般的にバイオメトリック識別のために使用される物理特性は、個人の顔、虹彩、手の幾何学形状、血管のパターン、手のひら、及び指腹からの固有の特徴を含む。バイオメトリック識別のために最も広く使用される物理特性は、個人の指腹の皮膚面上に見られる細かい又は大きい特徴である。例えば、個人の指腹は、一般的に指紋と呼ばれる山及び谷のパターンで覆われている。各指紋の走査は、固有のバイオメトリック識別特性である約３０から４０の細かい及び大きい特徴を含有する。個人の指の皮膚面はまた、指紋の山上に位置付けられた５０から３００の汗孔を有する。個人の指紋と同様に、個人の指腹上の汗孔の数及び位置は、変化することがなく固有のバイオメトリック識別特性を提供する。更に、指紋の細かい又は大きい特徴に対する個人の汗孔の位置は、付加的なバイオメトリック識別尺度を提供する。

バイオメトリック識別尺度に対する共通の形質は、それらの永続性及び固有性である。しかし、これらの基本的な形質はまた、バイオメトリック識別システムをなりすましに対して無防備なものにする。なりすましは、認可された個人の指腹のレプリカを含有する人工バイオメトリックサンプル（疑似指のような）を使用して認可されていない個人が保護されたシステムへのアクセスを得ることを可能にする行為である。なりすましはまた、個人がセキュリティのチェックポイントで別人として通過することを可能にするように使用されることがある。一般的に、レプリカの指腹は、ゼラチン（ゼラチンの水溶液のゲル化によって得られるゴムを含む）、シリコーン、エポキシ、及びラテックスなどのような合成材料で形成される。

なりすまし防止システムは、一般的に、バイオメトリック検出センサに呈示された物理的サンプルの生体性を検出するように設計される。これらのシステムの大部分は、モバイル又は携帯式デバイスには受け入れられない比較的大きいセンサを伴っている。更に、なりすまし防止システムは、一般的に、指面の抵抗、温度、パルス、水分、及び血液酸素測定値のような指の生体性尺度を検出するように指示される。これらのシステムは、しかし、それらが検出した生体性尺度値を所定の受け入れ可能な範囲に比較することによって作動するので出し抜かれる可能性がある。すなわち、検出される生体性尺度を公知の受け入れ可能な範囲内で生成する人工バイオメトリックサンプルを設計することが可能である。例えば、人工バイオメトリックサンプルは、生きている指と似ている電気特性を有し、かつ所定の受け入れ可能な範囲内のバイオメトリック生体性尺度をもたらす材料で作ることができる。

従って、識別、認証、及び／又は生体バイオメトリックサンプルの証拠を提供するために恒久的及び変動的の両方の固有物理特性の検出及び解析に基づくバイオメトリック識別システムを提供することが有益であると考えられる。

本発明の目的は、個人の皮膚面に関連付けられた分子を刺激かつ励起して分子内に含有された化合物に蛍光を発生させる低電圧の可変周波数パルス電荷の印加に基づくバイオメトリックセンシングのための装置、方法、及びシステムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、皮膚面上の並びに汗孔に関連付けられた汗腺内の分子の励起及び蛍光発生によって個人の皮膚面上の汗孔の位置を検出することである。

本発明の別の目的は、個人の皮膚面に関連付けられた蛍光発生分子化合物の画像から導出された汗孔データの検出及び解析に基づいてバイオメトリック識別又は認証のようなバイオメトリック機能を実行することである。検出された汗孔情報は、バイオメトリック識別又は認証が、受け入れ可能な百分率の一致する汗孔の数があるか否か及び誤って検出された汗孔がないか否かの判断に基づくように、基準汗孔情報と比較される。

本発明の別の目的は、個人の汗孔の検出及び解析に基づいてバイオメトリックサンプルの生体性の証拠を確立するための装置、方法、及びシステムである。生体性の第１の証拠は、活性な汗孔を識別する蛍光発生生体ポイントを有する個人の皮膚面から導出された画像の捕捉によって提供される。生体性の第２の証拠は、検出された汗孔の蛍光発生生体ポイントのサイズ、形状、強度、又は輝度の十分かつ最小限の変動の検出及び基準汗孔情報によって提供される。

本発明の更に別の目的は、個人の指紋及び汗孔の検出及び解析に基づくバイオメトリック識別又は認証である。

本発明の更に別の目的は、携帯式バイオメトリック検出装置と基準汗孔情報を収容するリモート中央データベースとを含む汗孔バイオメトリック識別システムである。

図面を参照して本発明のこれらの及び他の態様を以下に説明する。

本発明の実施形態による汗孔バイオメトリック検出装置の概略図である。 本発明によって生成された指腹画像の例示的な図である。 本発明によるバイオメトリック識別のための汗孔の検出及び解析に対する例示的処理を例示する流れ図である。 本発明によるバイオメトリック識別及び生体性の証拠のための汗孔の検出及び解析に対する例示的処理を例示する流れ図である。 本発明によるバイオメトリック識別のための汗孔及び指紋の検出及び解析に対する例示的処理を例示する流れ図である。 本発明による汗孔の検出及び解析に基づく例示的認証処理を例示する流れ図である。

図１は、個人の指腹上の汗孔の検出及び解析に基づくバイオメトリック識別及び生体性の証拠のための本発明の実施形態を例示する概略図である。図１に示すように、バイオメトリック識別装置は、電磁場発生器１４０、透明電極１１０、及び画像捕捉デバイス１５０を含む。電磁場発生器１４０は、透明電極１１０の上面に近接して個人の指が置かれた時に低電圧の可変周波数パルス電荷を発生させるように構成される。電磁場発生器１４０は、１から２５ボルト内でかつ各パルスが約１マイクロ秒（１０^-6秒）の持続時間を有する状態で、毎秒約１から１０又はそれよりも多い範囲のパルス間隔の電荷を発生させるように構成される。電磁場発生器は、これらの規定された範囲の異なる電荷を生成するように較正することができることは理解されるであろう。例えば、電磁場発生器は、毎秒約１から２パルスのパルス間隔で約１５から２５ボルトの電荷を発生させるように設定することができる。更に別の例として、電磁場発生器は、毎秒約２から４パルスのパルス間隔で約７から１５ボルトの電荷を発生させるように設定することができる。代替的に、電磁場発生器は、毎秒５から１０又はそれよりも多いパルス間隔で約１から６ボルトの電荷を発生させるように設定することができる。好ましい実施形態において、電磁場発生器は、毎秒約７から１０パルスのパルス間隔で約１から２ボルトの電荷を発生させるように設定することができる。

透明電極１１０は、その底面に透明導電コーティング層１３０を有する透明ガラス基板１１５を含むことができる。更に、透明電極１１０の上面は、個人の指腹を受け取るように寸法決めされ、電荷が個人の指腹に伝達されることを防止するように透明ポリマー材料１２０で被覆することができる。

どのような科学的理論及び説明にも制限されることを望まないが、本出願人は、電磁場発生器１４０によって提供されたパルス荷電が、複合廃棄代謝物質（汗腺アミノ酸分子のような）、個人の指腹の皮膚面に存在する緩く結合された大気水蒸気、及び原子状酸素を含む他の材料に関連付けられた分子を刺激かつ励起すると考えている。それによって、次に、励起された分子の内でイオンに隣接する化合物が、可視になるか又は蛍光発生するようになる。汗腺内の高いレベルの塩、水、又はアミノ酸は、イオンに対して優れた接地経路を提供するので、蛍光発生分子が皮膚面に沿って移動し、汗孔を開くと更に考えられている。図２に示すように、それによって個人の指腹上の汗孔の位置に対応する可視のポイント又は蛍光発生ポイントがもたらされる。

画像捕捉デバイス１５０は、透明電極１１０に近接して置かれた指腹上の汗孔の位置を表す蛍光発生生体ポイントの画像を捕捉するように構成される。画像捕捉デバイス１５０は、指腹画像のリアルタイム可視化を捕捉するように構成されたコンピュータ制御式ＣＣＤアレイカメラ、又は分光光度計のような半導体カメラを含むことができる。画像捕捉デバイスは、代替的に画像のネガを捕捉してそれによって白い背景上に黒色ポイントとして生体ポイントを表すことができることは理解されるであろう。

電磁場発生器及び／又は画像捕捉デバイスは、汗孔を識別する蛍光発生ポイント、又は指紋パターンと汗孔を識別する蛍光発生ポイントとの両方を含有する画像を捕捉するように適応させることができる。例えば、画像捕捉デバイス１５０の解像度及び／又は電磁場発生器１４０によって提供される電圧、速度、及び／又はパルス電荷の持続時間は、指腹上の蛍光発生ポイントだけ又は指紋及び指腹上の蛍光発生ポイントの両方の画像を捕捉するように修正することができることは理解されるであろう。指紋画像の捕捉は、電磁場発生器１４０によって提供されたパルス電荷によって引き起こされる励起された分子の蛍光によって指紋が照明されるので、指腹上に反射する外部光源を必要としない。

代替的に、皮膚面上の分子を刺激かつ励起して励起した分子のうちのイオンに隣接する化合物に蛍光を発生させるように、光インパルス、音圧、及び／又は振動技術を単独で又は低電圧可変周波数パルス電荷との組合せで使用することができる。更に、図１に例示した例示的装置は、複数の指腹及び手のひら又はそのいずれかの部分を含んで刺激し、蛍光を発し、及び画像を捕捉するのに適する関連分子を用いて、汗孔を有するあらゆる皮膚面からの画像データを捕捉かつ解析するように設定することができることは理解されるであろう。

本発明の一実施形態において、指紋のような皮膚面のいずれかの他の特徴とは独立して汗孔を検出するようにバイオメトリック識別システムが設計される。図３は、本発明により汗孔を検出解析するための例示的処理を例示する流れ図である。図３に示す処理は、例えば、図１に示す装置を使用するバイオメトリック識別及び生体システムの立証において実施することができる。

処理は、汗孔バイオメトリック識別システムが、透明プレートの上面上で指腹を検出した時に始まる（処理３０２）。例えば、汗孔バイオメトリック識別装置１００は、図１の透明電極プレート１１０の上面上で指腹１６０を検出する。処理３０２での透明プレート上の指腹の検出の後に、電磁場発生器１４０は、指腹の皮膚面に関連付けられた分子を刺激かつ励起するためにパルス電荷を供給し、それによって分子内のイオンに隣接する化合物に蛍光を発生させる（処理３０４）。次に、汗孔バイオメトリックシステムは、図２に示す指腹画像のような蛍光発生生体ポイントから導出された指腹の画像を取得するために画像捕捉デバイス１５０（例えば、ＣＣＤアレイカメラ）を使用する（処理３０６）。蛍光発生生体ポイント有する皮膚面から導出された画像の捕捉は、生体だけがそのような蛍光発生生体ポイントを提供することができるので生体性の証拠を構成する。この装置は、電磁場発生器１４０及び画像捕捉デバイス１５０とインタフェースで接続するように構成され、指腹の検出、パルス電荷の印加、及び指腹上の蛍光発生生体ポイントの画像捕捉において協働するコントローラ（図示せず）を含むことができる。

次に、汗孔バイオメトリック識別システムは、画像上の蛍光発生生体ポイントを解析し（処理３０８）、画像から取得したバイオメトリック情報を基準データベース３１２のようなリポジトリに格納した基準バイオメトリック情報と比較するアルゴリズムを使用する（処理３１０）。蛍光発生生体ポイントを解析する処理は、汗孔バイオメトリック識別装置１００、又は装置１００と通信して結合された別のデバイス（例えば、セキュアネットワークサーバ又はローカルコンピュータデバイス）によって実施することができる。同様に、捕捉された画像から取得したバイオメトリック情報をリポジトリに格納されたバイオメトリック情報と比較する処理は、汗孔バイオメトリック識別装置１００、又は装置１００と通信するように結合された別のデバイスによって実施することができる。基準データベース３１２は、この装置、ローカルストレージデバイス、又はリモートストレージデバイス上に維持することができる。セキュリティ目的のために、汗孔バイオメトリック識別システム内の（例えば、装置１００と基準データベース３１２の間の）通信は、好ましくは、暗号化される。同じ理由で、汗孔バイオメトリック識別システムで使用される基準データベース３１２、装置１００、又はいずれかの他の装置上に格納されたデータは、好ましくは、暗号化される。従って、装置１００は、伝達された通信を暗号化し、受け取った通信を暗号解読し、かつ格納データを暗号化するための暗号化機能を含む。

捕捉された画像上に描かれた蛍光発生生体ポイントを解析する処理３０８は、デジタルフォーマットに可視情報を変換する処理を含むことができる。これは、捕捉された画像内の各ピクセルに対してグレースケール値を割り当てることによって２次元グレースケールマトリックスが生成されるグレースケール解析を含むいくつかの異なる技術のいずれかによって行うことができる。一例として、グレースケール値は、捕捉された画像上で黒色に対応する０と、最も明るい又は最も強い蛍光発生生体ポイントの値に対応する２５５との０から２５５の範囲に跨がることができる。グレースケールマトリックスは、指腹画像上で検出された各汗孔の位置、サイズ、及び強度をマップするのに使用することができる。グレースケールマトリックスからこの汗孔情報を抽出するために、ノイズ低減、コントラスト増強、２値化、細線化、ヒーリング、及び特徴抽出を含む様々な公知の技術を使用することができる。例えば、捕捉された画像から発生したデータは、画像上で捕捉されたノイズの効果を低減するために濾過することができる。このグレースケールマトリックスデータは、バイオメトリックバーコードに符号化することができる。

検出された汗孔バイオメトリック情報を格納された基準バイオメトリック情報と比較した後に、検出された汗孔バイオメトリック情報が基準データベース（３１２）上の入力値と一致するか否かという判断が行われる（処理３１４）。一致しないことが分かれば（処理３１４のノー出力）、処理が処理３２０に進む。一致することが分かれば（処理３１４のイエス出力）、処理が処理３１６に進み、インジケータが提供されて正のバイオメトリック識別が確認される。そのようなインジケータは、例示された処理の任意的な特徴であり、可視表示及び／又は音声信号を含むことができる。処理は、次に処理３１８に進み、バイオメトリック識別システムが、セキュア領域又はデバイスへのアクセスを認可する。

捕捉された画像からの汗孔情報を格納された基準汗孔情報と比較する処理は、検出された汗孔の位置の基準汗孔位置との一致処理を伴う場合がある。例えば、一致の数又は百分率は、相関スコアによって測定することができる。相関スコアはまた、誤って検出された汗孔の数又は百分率を考慮に入れることができる（すなわち、検出された汗孔位置に対応する基準汗孔位置がない場合の例）。相関スコアは、検出されたバイオメトリック情報が基準バイオメトリック情報と一致するか否かを判断するために所定の標準スコアと比較される。

本発明の汗孔バイオメトリック識別システムはまた、生体性尺度の第２の証拠を提供するのに使用することができる。個人の汗腺は、それらの位置が個人の生涯を通して不変であるという意味で固定されたバイオメトリックであるばかりでなく、それらはまた、複合代謝廃棄物質の量及び組成が個人の汗腺から分泌した汗内に含有され、かつ各汗腺に対して開いている（又は全く閉じている）程度が個人の支配的感情及び／又は物理的状態を含むある一定の条件次第で変わるために生体性の証拠と見なすことができる。汗腺が開くか又は閉じる程度及び汗腺から分泌する又は汗腺内に含有された汗の量及び組成を制御するための個人の汗腺機能に関連付けられた神経線維は、個人の感情状態に基づくものである。例えば、個人の支配的レベルの興奮、不安、又は恐怖により、神経線維が汗腺を活性化して変動する汗の量を分泌することがある。更に、これらの神経線維はまた、個人の感情状態に応じて個人の汗孔を開かせて程度を変えるか又は閉じさせることがある。対照的に、汗孔を識別するいずれかの検出可能なセンシング生体ポイントの変動がないのは、なりすまし試行の指示である。その理由は、長い間に必然的に少なくとも何らかの最小限の変動が生体のセンシングされた生体ポイントに存在することになり、これらのセンシングされた生体ポイントの同一又は基本的に同一の反復検出は人工非生体バイオメトリックサンプルを示すと考えられるからである。従って、個人の汗孔の変動の解析は、生体性の証拠として使用することができる。

図４は、識別及び生体性の証拠のためのバイオメトリックとして汗孔情報を使用する例示的処理を例示する流れ図を提供している。図４に示す処理は、例えば、図１に示す装置を使用してバイオメトリック識別及び生体性システムにおいて実施することができる。

図３に例示した処理と同様に、この処理は、透明電極プレートの上面上の指腹の検出によって始まる（処理４０２）。指腹の検出の後に、パルス電荷が指腹の皮膚面に関連付けられた分子を刺激かつ励起し、分子化合物に蛍光を発生させるようになる（処理４０４）。次に、画像捕捉デバイスは、蛍光発生生体ポイントから導出された画像を取得する（処理４０６）。

次に、指腹上の汗孔の位置を識別するために画像が解析され（処理４０８）、識別された汗孔の位置がデータベース上に格納された基準汗孔データと比較される（処理４１０）。次に、識別された汗孔の位置がデータベース上の入力値と一致するか否かという判断が行われる（処理４１４）。一致しないことが分かれば（処理４１４のノー出力）、処理が処理４２０に進む。一致することが分かれば（処理４１４のイエス出力）、処理が処理４２２に進む。

一実施形態において、処理４２２は、個人から検出された汗孔データを一致基準データベース汗孔データと比較するアルゴリズムを使用し、それらの間の変動の程度を判断する。アルゴリズムによって解析された変動は、１つ又はそれよりも多くの汗孔の蛍光の強度又は輝度、汗孔のサイズ及び形状、更に１つ又はそれよりも多くの特定の汗孔の存在を検出する機能を含むことができる。代替的に、生体性解析器のアルゴリズムは、識別された個人用基準データベース内に維持された過去に検出した汗孔データを検出された汗孔データと比較し、それらの間の変動の程度を判断することができる。あるいは、生体性解析器のアルゴリズムは、相次ぐ同時発生検出汗孔データを比較してそれらの間の変動の程度を判断することができる。比較した汗孔データに少なくとも何らかの最小限の変動がある場合に生体性の証拠が確立される。変動が何もない場合、人工バイオメトリックサンプルを示し、処理４２４で出力をもたらさないと考えられる。

加えて、個人の検出された汗孔での特定の変動は、個人の感情又は物理状態のインジケータとして使用することができる。例えば、個人のバイオメトリック識別が検証又は認証されたとしても、汗孔バイオメトリック情報の変動に基づいて検出されたバイオメトリック情報は、感情的、心理的、又は更に物理的窮迫を受ける個人を識別するために有用な場合がある。この情報は、潜在的なセキュリティ脅威を呈する場合がある個人を識別するために特に有用なことがある。一方、この情報が即時の治療を必要とする個人を識別するために有用なことがある。

本発明の別の実施形態において、バイオメトリック識別装置は、バイオメトリック識別の信頼性を高めるために汗孔と同様に指紋のような第２のバイオメトリックを検出するように設計される。実際は、指腹に関連付けられた分子を刺激して本発明により分子化合物に蛍光を発生させるようにする固有の方法も、汗孔及び指紋バイオメトリック情報の同時検出を可能にする。具体的には、分子化合物の蛍光は、汗孔の位置を識別する生体ポイントを生成するだけでなく、画像捕捉のために指紋の照明もする。

図５は、本発明により汗孔及び指紋バイオメトリック情報を検出及び解析するための例示的処理を例示する流れ図である。図５に示す処理は、例えば、図１に示す装置を使用してバイオメトリック識別システムにおいて実施することができる。

図３に例示した例示的バイオメトリック識別処理に関連して上述したように、処理は、透明電極プレートの上面上の指腹の検出で始まる（処理５０２）。指腹の検出の後に、電磁場発生器１４０は、パルス電荷を供給して指腹の皮膚面に関連付けられた分子を刺激かつ励起し、分子化合物に蛍光を発生させるようにする（処理５０４）。画像捕捉デバイス１５０は、次に、図２に示すような蛍光発生生体ポイント及び照明された指紋を伴う指腹の画像を取得する（処理５０６）。

次に、バイオメトリック識別システムは、蛍光発生生体ポイントの形式の汗孔バイオメトリック情報を解析して汗孔の位置を識別する（処理５０８）。汗孔の位置は、基準ポイントを含有する２次元マトリックス上でｘ−及びｙ−座標によって識別することができる。そのような基準ポイントは、例えば、画像によって捕捉された指紋上で識別された指定の細かい又は大きい特徴とすることができる。代替的に、汗孔の相対的な位置は、ベクトルプロット座標によって識別することができる。

検出された汗孔の位置は、次に、セキュアデータベース内に維持された基準汗孔バイオメトリック情報と比較される（処理５１０）。これらの汗孔の検出及び比較処理と並行して、処理はまた、捕捉された画像からの指紋パターンが固有の細かい及び大きい特徴を識別するために解析される指紋識別処理を実施する（処理５２６）。次に、細かい及び大きい特徴は、セキュアデータベース内に格納された基準指紋データと比較される（処理５２８）。最後に、信頼性が高い組合せの判断が、汗孔及び指紋バイオメトリック識別処理の両方に起因する一致の評価に基づいて行われる（処理５１４）。代替的に、汗孔及び指紋バイオメトリック識別処理は、指紋バイオメトリック識別による確認に基づいて事前判断を提供する汗孔バイオメトリック識別又はその逆のいずれかと連続して行うことができる。

この実施形態は、組み合わされた汗孔及び指紋バイオメトリック情報に基づいて更に第３のバイオメトリック尺度を実施するように適応させることができる。具体的には、指紋に含有された細かい及び大きい特徴は、組み合わされた指紋／汗孔バイオメトリックをもたらす汗孔の位置のマッピングを簡単にするのに使用することができる。

本発明によって得られるバイオメトリック識別情報はまた、各個人のための固有のバイオメトリックバーコード識別子を生成するのに使用することができる。このバーコードは、本発明によってセンシングされた３つのバイオメトリック尺度、すなわち、蛍光発生生体ポイント汗孔の位置、指紋情報（山／谷のパターン及び細かい／大きい特徴を含む）、及び指紋の山／谷のパターン及び／又は細かい／大きい特徴に対する汗孔の位置のうちの１つ又はそれよりも多くを使用して作り出すことができる。

上述のように、指紋（山／谷のパターン及び細かい／大きい特徴）と個人の指腹上の汗孔の位置とは、個人の生涯を通して不変であり、一般的に固定されたバイオメトリック尺度と見なされる。従って、指紋の位置及びその山／谷の間隔及び細かい／大きい特徴は、汗孔の位置及びそれらの間の間隔と同様に各個人の固有のバイオメトリック尺度を提供する。上述のように、一実施形態において、本発明は、指紋パターン及び蛍光発生生体ポイントによって識別された汗孔の位置の両方を含有する個人の指腹から導出された画像をもたらす。本発明により、バイオメトリックバーコードは、指紋バイオメトリック情報及び／又は捕捉された画像上に含有された汗孔バイオメトリック情報の線形走査から作り出すことができる。

より具体的には、基準ポイントを組み込んだ基準方向での画像の線形走査は、個人の指腹にわたる位置の関数として２進データに変形することができる。例えば、指腹画像上の汗孔位置情報の線形走査は、画像上で蛍光発生及び蛍光を発しないポイントに対応する最大値及び最小値を備えた信号をもたらす。蛍光発生ポイントは、汗孔の位置を表現し、蛍光を発しないポイントは、汗孔の間の指腹上の空間を表す。最大値及び最小値は、次に、それぞれ２進の１又は０に変形される。この２進データは、幅が既知の一連の線と空間に更に変形され、画像の線形走査に沿って汗孔の相対的な位置を表現可能な第１の固有のバーコードを作り出すことができる。この同じ方法で、指紋の山／谷のパターン及び／又は細かい／大きい特徴の表現可能な第２の固有のバーコード識別子は、基準ポイントを含む基準の方向に画像の線形走査から導出することができる。更に、組み合わされた指紋パターン及び指腹上の汗孔の位置に基づく第３の固有のバーコード識別子が、指腹から導出された画像の線形走査から作り出すことができる。これらの固有のバーコードの各々は、１つのバイオメトリック尺度を表現可能なので１次元バーコードと呼ばれる。

これらの３つの１次元バーコードに加えて、これらのバーコードのいずれか２つは、２つの異なるバイオメトリック尺度から導出された２次元バーコードを提供するように組み合わせることができる。更に、これらのバーコードの３つ全ては、３つの全てのバイオメトリック尺度から導出された３次元バーコードを提供するように組み合わせることができる。

これらのバーコード識別子は、本発明のバイオメトリック識別又は認証システムと共に多くの異なる方法に使用することができる。例えば、本発明のこれらの態様は、商業飛行機旅行に関連付けられた個人のアイデンティティの検証及び認証のために使用することができる。この目的を達成するために、乗客が旅行を承認された（すなわち、搭乗拒否リストに載っていない）ことを確認するために図３に例示した処理を使用することができる。チケットを取得するために、乗客は、図３に例示した処理を通じて旅行を認可される必要がある。認可された場合、乗客のバイオメトリックバーコードがチケット上に印刷されることになる。次に、飛行機に搭乗するために、乗客は、図６に例示した処理を使用して認証される必要がある。第１に、乗客は、バイオメトリックバーコードを備えたチケットを呈示する必要がある。次に、乗客のバイオメトリックアイデンティティは、チケット上のバーコードに関連付けられたバイオメトリック識別と一致すべきである。更に、乗客が飛行機上で荷物を預けると、乗客のバイオメトリックバーコードが荷物追跡ラベルに印刷されることになる。それによって乗客が飛行機に搭乗しないか又は搭乗を拒否された事態において乗客の預けた荷物を飛行機から取り戻すことが簡単になる。更に、荷物追跡ラベル上のバーコードはまた、認可されていない個人が乗客の手荷物を取り出すのを避けるために荷物受け取り位置で使用することができる。

本発明のバイオメトリック識別及びバーコードの態様はまた、パッケージ又はレターに個人のアイデンティティを割り当てる郵便配達又は国際宅配便によって使用することができる。この点において、バイオメトリック識別システム及びバーコードにより、配達又は国際宅配便は、パッケージ又はレターを送った個人を識別することができるようになる。以下で認められるように、これは、爆発物又は不正薬物を含む不法物質の送付のための郵便配達又は国際宅配便の使用に対抗して強力な抑止として機能することになる。

本発明の更に別の実施形態により、個人のバイオメトリック識別は、音階上の複数の音の高さの音符の組合せに基づく音声信号によって表すことができる。例えば、ピアノの音階上の２５の異なる音の高さの音符の組合せは、個人のための固有のバイオメトリック音声信号を生成するのに使用することができる。音符の音の高さの特定の組合せ及び順序は、本発明によりセンシングしたバイオメトリック識別情報に対応する。代替的に、バイオメトリック音声信号は、個人のバーコード識別子から導出することができる。このバイオメトリック音声信号は、図３に例示した処理の処理３１６の任意的な特徴により、正のバイオメトリック識別を確認するために音声信号ブロードキャストとして使用することができる。

本発明はまた、個人の汗腺に含有された又はそれから分泌した汗の組成を検出及び解析するように適応させることができる。この目的を達成するために、透明電極の上面は、個人の汗内の特定の化合物を検出するように設計された透明フィルムで被覆することができる。例えば、汗は、バイオメトリック識別情報の別のソースとして検出及び使用することができる個人のＤＮＡ断片を含有することは公知である。更に、汗は、アルコール又は薬物（処方又は不正）のような個人によって摂取された物質を示す化学組成物を含有することも公知である。更に、個人の汗中で検出された組成物の量は、個人の血流内のアルコール又は薬物の既存の量を示すことができる。従って、例えば、個人の汗内の特定物質の量の検出は、個人の許容限度を超える血中アルコール濃度を判断するのに使用することができる。同様に、この検出システムは、個人が不正薬物の影響下にあるか否かを判断するのに使用することができる。更に別の例として、個人の血流内の処方薬物の存在又はレベルを指示可能な物質の検出は、個人が注目に値する特定の病状を有するか否かを判断する非侵入的方法として有用である場合がある。

更に、本発明は、医療診断目的のために個人の汗腺から分泌した汗の組成を検出及び解析するように適応させることができる。例えば、個人の汗の化学組成又は化学組成の時間的変動は、個人が病気又は疾患にかかっているか否かも含む個人の健康状態を示すことができる。

更に、本発明は、個人の皮膚面上の残留材料又は物質を検出及び解析するように適応させることができる。この目的を達成するために、透明電極の上面は、個人の皮膚面上に存在する特定物質の存在を検出するように設計された透明フィルムで覆うことができる。例えば、透明フィルムは、個人の指又は手のひら上のあらゆる残留爆薬材料を検出するのに使用することができる。この情報は、潜在的にセキュリティの脅威を呈する場合がある個人を判断するために特に有用であると考えられる。

個人の皮膚面上の汗又は残留材料又は物質の組成に基づくインジケータに対する検出システムの各々に関連して、図１の装置は、セキュリティエージェントが見るための表示スクリーンを含むように適応させることができる。

本発明のバイオメトリック識別システムは、中央データベースを備えた通信ネットワーク上で結合された携帯式バイオメトリック識別検出デバイスを含むモバイルシステムで特に有用である。この目的を達成するために、携帯式デバイスは、中央データベースと通信するためのネットワーク通信インタフェースを含む。代替的に、携帯式デバイスは、ネットワーク通信インタフェースを有するネットワークデバイス（パーソナルコンピュータのような）と通信するように構成された外部通信インタフェースを含むことができる。外部通信インタフェースは、ユニバーサルシリアルバス又はＢ１ｕｅｔｏｏｔｈのような無線通信インタフェースなどのシリアル通信インタフェースとすることができる。

本発明はまた、個人の自称アイデンティティを検証するためのバイオメトリック認証システムとして使用することができる。図６は、本発明による汗孔の検出及び解析に基づいて例示的バイオメトリック認証処理を例示する流れ図である。図６に示す処理は、例えば、図１に示す装置を使用してバイオメトリックシステムにおいて実施することができる。

この処理は、装置が、被験者個人から主張するアイデンティティを受け取る時に始まる（処理６００）。この処理は、例えば、被験者個人が、識別ソースから識別情報を受け取るように構成された読取器、スキャナ、又は他のデバイスに対して識別バッジ、パスポート、クレジットカード、銀行のＡＴＭカード、ＶＰＮトークン、又は識別のための他のあらゆるソースを呈示する場合に実施することができる。認証処理は、バイオメトリック認証装置自体が基準識別データベースを含んで認証処理を実施する場合に原位置で行うことができる。代替的に、認証システムは、認証処理を実施するように構成されたリモートサーバ及び／又は基準バイオメトリック識別情報を収容するリモートデータベースを含み、サーバ及び／又はデータベースは、例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、又は「インターネット」上に存在することができる。例えば、クレジットカード、銀行ＡＴＭ及びＶＰＮトークンのような識別ソースに関しては、バイオメトリック認証システムは、リモートサーバ及び中央データベースを備えたＬＡＮ、ＷＡＮ、又は「インターネット」のようなネットワーク上で通信するように構成されたネットワークインターフェイスを有するコンピュータデバイスを含むことができる。

処理はまた、図３で例示した処理に関して上述したのと同様に処理６０２から６０８まで進む。図６に示すように、自称アイデンティティ情報は、セキュアデータベース６１２に入力され、それは、次に、検出された汗孔バイオメトリックデータと比較するための基準バイオメトリック識別データを提出する（処理６１０）。検出された汗孔バイオメトリック情報が格納された基準バイオメトリック情報と比較された後に、検出された汗孔バイオメトリック情報が基準バイオメトリック識別データと一致するか否かに関する判断が行われる（処理６１４）。一致しないことが分かれば（処理６１４のノー出力）、処理が処理６２０に進む。一致することが分かれば（処理６１４のイエス出力）、処理が処理６１６に進み、インジケータが提供されて正のバイオメトリック認証が確認される。そのようなインジケータは、例示された処理の任意的な特徴であり、可視表示及び／又は音声信号を含むことができる。処理は、次に、処理６２０に進み、バイオメトリック認証システムが、セキュア領域又はデバイスへのアクセスを認可する。

従って、いくつかの実施形態を説明したが、当業者は、本発明の実施に関連して様々な修正、代替構成、及び均等物を使用することができることを認識するであろう。例えば、図３から６に例示した例示的実施形態のバイオメトリック識別及び認証処理は、バイオメトリック識別又は認証が成功する時にセキュア領域又はデバイスに対するアクセスを認可する。しかし、これらの処理はまた、市販のクレジット業務処理又は銀行業務処理に対する認可を含む他の状況において使用することができることは理解されるであろう。市販のクレジット業務処理に関しては、例えば、図４に例示したバイオメトリック識別及び生体性処理は、処理４１８が、個人のオンライン口座に関わる市販のクレジット業務処理の実行を認可するように修正することができる。この例では、処理４１８は、特定口座に対するクレジット業務処理を認可するセキュアデータベースへの通信の送信を伴うであろう。通信は、セキュアデータベース上で個人の口座を識別するために捕捉された指腹画像又は基準データベースからの一致入力のいずれかから取得した個人のバイオメトリックデータを用いて符号化することができる。そのようなシステムは、それが個人のクレジットカードの口座番号の呈示の必要生を排除し、かつサインの認可を使用するので、最も流行している識別盗難問題の多くを防止するであろう。更に、書面の領収書がこの業務処理を確認し、購入した製品は、各々にラベル貼り付け又はスタンプ刻印することによって購入者の識別バーコードとリンクさせることができる。この個人の識別バーコードの使用は、小売業者のための盗難抑止システムとして機能し、それはまた、返金又は交換のための小売業者への製品の返品に関連した元の業務処理の信ぴょう性を確認するためにも機能することができる。

１００ 汗孔バイオメトリック識別装置
１１０ 電極プレート
１１５ ガラス基板
１３０ 導電コーティング層
１４０ 電磁場発生器
１６０ 指腹

Claims (13)

1. 個人の皮膚面からバイオメトリック情報を取得するための装置であって、
   （ａ）個人の皮膚面を受け取るように寸法決めされた透明基板と、
   （ｂ）前記透明基板に結合され、かつ前記個人の皮膚面の近くの分子を刺激して該刺激された分子内の化合物に蛍光を発生させるように構成された第１のデバイスと、
   （ｃ）前記蛍光発生分子化合物から導出された前記皮膚面の画像を捕捉するように構成された第２のデバイスと、
   を含むことを特徴とする装置。
2. 前記第１のデバイスは、約１から２５ボルトの範囲内でかつ毎秒少なくとも１パルスの間隔でパルス電荷を発生するように構成された電磁場発生器を含み、
   各パルス電荷が、少なくとも約１マイクロ秒の持続時間を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のデバイスは、約１から２ボルトのかつ毎秒約５から１０パルスの間隔でパルス電荷を発生するように構成された電磁場発生器を含み、
   各パルス電荷が、少なくとも約１マイクロ秒の持続時間を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記第１のデバイスは、約１から６ボルトのかつ毎秒少なくとも約５パルスの間隔でパルス電荷を発生するように構成された電磁場発生器を含み、
   各パルス電荷が、少なくとも約１マイクロ秒の持続時間を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記第１のデバイスは、光インパルス発生器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記第１のデバイスは、音圧発生器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記第２のデバイスは、ＣＣＤアレイカメラであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記透明基板は、
   （ａ）上面及び底面を有する透明ガラスプレートと、
   （ｂ）前記透明ガラスプレートの前記底面上で前記電磁場発生器と通信して結合された透明導電層と、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
9. 透明ポリマー材料の層が、前記透明ガラスプレートの前記上面上に配置されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 個人の皮膚面からセンシングしたバイオメトリック情報に基づくバイオメトリック識別の方法であって、
    （ａ）個人の皮膚面の近くの分子を刺激し、該刺激した分子内の化合物に蛍光を発生させる処理と、
    （ｂ）蛍光発生分子化合物を有する前記皮膚面から導出された画像を捕捉する処理と、
    （ｃ）前記画像上で検出された蛍光発生ポイントから導出された汗孔位置を識別する処理と、
    （ｄ）前記画像から導出された識別汗孔位置を基準汗孔位置データと比較する処理と、
    （ｅ）前記画像から導出された前記識別汗孔位置と前記基準汗孔位置データとの間に一致が見出されるか否かを判断する処理と、
    （ｆ）前記一致が見出されるという判断に応答して正のバイオメトリック識別を行う処理と、
    が実行されることを特徴とする方法。
11. 前記分子を刺激することは、前記個人の皮膚面を受け取るように寸法決めされた透明基板にパルス電荷を印加する処理を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 個人の皮膚面からセンシングしたバイオメトリック情報に基づくバイオメトリック認証の方法であって、
    （ａ）個人に対する自称アイデンティティを受け取る処理と、
    （ｂ）前記個人の皮膚面の近くの分子を刺激し、該刺激した分子内の化合物に蛍光を発生させる処理と、
    （ｃ）蛍光発生分子化合物を有する前記皮膚面から導出された画像を捕捉する処理と、
    （ｄ）前記画像上で検出された蛍光発生ポイントから導出された汗孔位置を識別する処理と、
    （ｅ）前記画像から導出された識別汗孔位置を自称アイデンティティに対する基準汗孔位置データと比較する処理と、
    （ｆ）前記画像上で導出された前記識別汗孔位置と前記自称アイデンティティに対する前記基準汗孔位置データとの間に一致が見出されるか否かを判断する処理と、
    （ｇ）前記一致が見出されるという判断に応答して正のバイオメトリック認証を行う処理と、
    が実行されることを特徴とする方法。
13. バイオメトリック被験者の生体性を確立する方法であって、
    （ａ）バイオメトリック被験者の皮膚面の近くの分子を刺激し、該刺激した分子内の化合物に蛍光を発生させる処理と、
    （ｂ）蛍光発生分子化合物を有する前記皮膚面から導出された画像を捕捉する処理と、
    （ｃ）前記画像上で検出された蛍光発生ポイントから導出された汗孔を識別する処理と、
    （ｄ）前記識別された汗孔の特性を解析し、該識別された汗孔の該特性を対応する基準汗孔特性と比較する処理と、
    （ｅ）前記識別された汗孔の前記特性と前記対応する基準汗孔の前記特性との間に少なくとも何らかの最小限の変動があるか否かを判断する処理と、
    （ｆ）十分かつ最小限の変動が見出されるという判断に応答して前記バイオメトリックサンプルの生体性を確認する処理と、
    が実行されることを特徴とする方法。

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