JP2014016726A - 認証装置、認証方法、扉開閉管理装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】生体認証を用いた認証処理を短時間で行う認証装置を提供する。
【解決手段】 ユーザの生体情報を取得する生体情報取得部１１及びユーザを識別するための識別データが入力されるキー入力部１２を備えた認証装置１０である。認証装置１０は、ユーザの生体特徴を表す生体データを該ユーザの識別データに関連付けて登録する記憶部を有している。認証装置１０は、ユーザに生体情報の入力を促す画像を表示部１５に表示し、生体情報を取得すると、該生体情報からの生体データの生成と並行して識別データの入力を促す画像を表示部１５に表示する。識別データが入力されると、該識別データに関連付けられた生体データを読み出して、生成した生体データとの適合の有無を判別することで、当該ユーザの個人認証を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体情報を用いた個人認証技術に関する。より詳しくは、生体情報から生体特徴を抽出し、登録されたものと照合するための生体データを生成する手段を備えた認証装置及びその応用システムに関する。

生体情報を利用した個人認証技術が普及している。利用可能な生体情報には、指紋、虹彩、顔、音声、静脈等がある。生体情報を利用した個人認証には、１対１照合と、１対Ｎ照合とがある。１対１照合では、ユーザが自身を識別するための識別データを入力して自分が誰であるかを明示してから自分の生体情報と登録されている生体情報との照合を行う。１対Ｎ照合では、自分の生体情報をすべての登録者の生体情報と照合する。１対Ｎ照合は、登録者数が少ない場合は大きな問題とはならないが、登録者数が多くなれば照合時間が長くなる。そのために、企業の扉開閉管理（あるいは入退室管理）のように登録者が多い環境には、１対１照合が適している。

特許文献１には、１対１照合を用いた個人認証の従来技術が開示されている。
特許文献１の個人認証装置では、生体情報として指静脈の特徴を表す指静脈特徴検出データが用いられる。また、指静脈特徴検出データ以外に、ユーザの識別データ等の第１、第２の検出データと、予め認証装置に登録された認証の対象となるユーザについての格納データとを用いる。そして、第１の検出データと格納データとを照合して第１の認証判定を行う。その後、第２の検出データと格納データとを照合し、かつ第１の認証判定を参照して第２の認証判定を行う。さらに、指静脈特徴検出データを格納データと照合し、かつ第２の認証判定を参照して第３の認証判定を行う。このようにして特許文献１に開示された個人認証装置では、高い認証精度を実現している。

特開２００７−５４２６３号公報

扉開閉管理に生体情報を用いた認証技術を用いる場合、従来は、特許文献１のように、識別データの入力後に生体情報の入力を行う。そのため、識別データの入力後、生体情報が入力され、認証されるまでに、４秒程度の待ち時間が発生する。これは、生体情報を取得して電子データに符号化し、符号化後の生体情報を格納データと照合する必要があるためである。待ち時間は、ユーザの使用感を著しく害する。緊急の場合は、特にこの待ち時間が重要になる。

本発明は、このような従来の問題に鑑み、生体認証を用いた認証処理の際のユーザの待ち時間を短縮することができる認証装置及び認証方法を提供することをその課題とする。
本発明の他の課題は、コンピュータ装置を上記認証装置として機能させるコンピュータプログラムを提供することにある。
本発明の他の課題は、生体認証を用いた認証処理の際に、ユーザの待ち時間を短縮することができる扉開閉管理装置を提供することにある。

本発明の認証装置は、ユーザの生体情報を取得する生体情報取得手段と、取得した生体情報から当該ユーザの生体特徴を抽出し、これにより当該ユーザに固有の生体データを生成する生体特徴抽出手段と、前記ユーザを識別するための識別データを取得する識別データ取得手段と、予め前記生体情報をもとに生成した前記ユーザの生体データと当該ユーザの識別データとを相互に関連付けて登録する登録手段と、前記生体情報取得手段による前記生体情報の取得時以降に前記識別データの取得を可能とし、前記生体特徴抽出手段により生成された生体データと前記取得した識別データのうち、いずれか早く認識された一方のデータをもとに当該一方のデータに関連付けられた登録済の他方のデータを前記登録手段より取得し、前記一方のデータの後に認識された他方のデータと前記登録手段より取得した他方のデータとの適合の有無を判別する制御手段と、を備えて成る。

本発明の認証方法は、ユーザの生体情報に基づいて生成された生体データと、前記ユーザを識別するための識別データとを併用して当該ユーザの認証を行う装置が実行する方法であって、前記生体情報を取得し、取得した生体情報から生体特徴を表す生体データを生成するとともに、この生成データの生成中に前記識別データを取得し、生成された生体データと取得した識別データのうち、いずれか早く認識された一方のデータをもとに当該一方のデータに関連付けられた登録済の他方のデータを取得し、前記一方のデータの後に認識された他方のデータと登録済の他方のデータとの適合の有無を判別する認証方法である。

本発明の扉開閉管理装置は、認証装置と扉の解錠及び施錠を行う扉制御手段とを有する装置であって、前記認証装置は上述した本発明の認証装置であり、前記扉制御手段は、前記適合の有無を判別した結果、前記ユーザが認証された場合に、前記扉を所定時間の間の解錠するものである。

本発明のコンピュータプログラムは、ユーザの生体情報及び前記ユーザを識別するための識別データの入力装置と、記憶装置とが接続されるコンピュータを、
前記ユーザの生体情報を前記入力装置を通じて取得する生体情報取得手段、
取得した生体情報から当該ユーザの生体特徴を抽出し、これにより当該ユーザに固有の生体データを生成する生体特徴抽出手段、
前記ユーザを識別するための識別データを前記入力装置を通じて取得する識別データ取得手段、
予め前記生体情報をもとに生成した前記ユーザの生体データと当該ユーザの識別データとを相互に関連付けて前記記憶装置に登録する登録手段と、
前記生体情報取得手段による前記生体情報の取得時以降に前記識別データの取得を可能とし、前記生体特徴抽出手段により生成された生体データと前記取得した識別データのうち、いずれか早く認識された一方のデータをもとに当該一方のデータに関連付けられた登録済の他方のデータを前記登録手段より取得し、前記一方のデータの後に認識された他方のデータと前記登録手段より取得した他方のデータとの適合の有無を判別する制御手段、
として機能させるコンピュータプログラムである。

本発明によれば、生体情報の取得以降に識別データの入力が行われる。そのために、生体データの生成と並行して識別データの入力が可能となるので、識別データの入力後に生体情報を取得して生体データを生成する場合に比べて、ユーザの個人認証に要する時間が短縮される。特に、処理に時間がかかる生成データの生成中に、ユーザに別の操作を行わせることができるので、ユーザの待ち時間を短くすることができる。

扉開閉管理システムの全体構成図。 認証装置の動作を制御する制御部の構成図。 従来と本実施形態との認証装置による認証処理手順の違いを説明する図。 ユーザの扉開閉管理の処理手順を表すフローチャート。 表示部に表示される画面の例示図。 認証装置の別の例示図。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の認証装置１０を有する扉開閉管理システム１の全体構成図である。
扉開閉管理システム１は、複数の扉Ｄのそれぞれに１個ずつ設けられる認証装置１０及び各扉Ｄの開閉を許容するユーザの固有データを管理する管理サーバ３０を有する。
複数の認証装置１０及び管理サーバ３０は、ネットワークＮを介して相互にデータの送受信が可能に接続される。

複数の扉Ｄには、それぞれ扉制御機構Ｄ１が設けられている。扉制御機構Ｄ１は、認証装置１０によるユーザの認証結果に応じて、扉Ｄの解錠、施錠を行う。例えば、認証装置１０によりユーザが認証された場合に扉Ｄを解錠し、所定時間（例えば５秒）経過後に施錠する。

管理サーバ３０は、大容量の記憶装置３１を備えている。記憶装置３１に格納（登録）されるのは、管理サーバ３０を通じて入力され、あるいは他の情報処理装置により蓄積されたユーザの固有データである。例えば、扉Ｄの開閉が許可されるユーザを識別するための識別データ（ＩＤ番号、暗証番号、パスワード等）が、そのユーザの生体情報から抽出した生体データと関連付けられて、記憶装置３１に登録される。生体情報には、指紋、虹彩、顔、音声、静脈等を用いることができる。

なお、すべての扉Ｄについてすべてのユーザの固有データを格納するのでなく、一部のユーザのみが開閉可能な扉Ｄを設けてもよい。例えば、所定の役職以上のユーザのみが開閉可能な扉Ｄを設けるように、該ユーザに開閉許可を与えるようにしてもよい。

認証装置１０は、生体情報読取部１１、キー入力部１２、カードリーダ１３，１４、及び表示部１５を備えている。
生体情報読取部１１は、この実施形態では、指紋を読み取るものとして説明する。
キー入力部１２は、いわゆるテンキーである。キー入力部１２により、ユーザの識別データの入力を可能となる。カードリーダ１３，１４は、ＩＣカードや磁気カードからユーザの識別データを読み取る。カードリーダ１３は、例えば非接触型のＩＣカードのカードリーダである。カードリーダ１４は、例えば接触型ＩＣカードや磁気カードのカードリーダである。

キー入力部１２、カードリーダ１３、１４は、いずれか一つ備えておけばよいが、キー入力部１２及びカードリーダ１３、１４による識別データの入力を可能にすることで、ユーザの識別データをより複雑なものとすることができ、その分、セキュリティ性が向上する。
表示部１５は、認証装置１０によるユーザへの案内表示、認証結果表示等を行う。

図２は、認証装置１０の動作を制御する制御部２０の構成図である。
制御部２０は、生体特徴抽出部２１、ユーザデータ取得部２２、認証制御部２３、表示制御部２４、及び扉制御部２５を有する。認証装置１０は、また、記憶部２６及び通信制御部２７を備える。これらの各構成要素は、ハードウェアとして備えてもよく、また、コンピュータプログラムを実行することにより、ソフトウエアとして実現してもよい。

通信制御部２７は、ネットワークＮを介した管理サーバ３０とのデータの送受信を可能とする。
記憶部２６には、各扉Ｄの開閉が許可されたユーザの固有データが登録される。固有データを、以下「ユーザデータ」と称する。上述したとおり、ユーザデータは、ユーザの識別データ及び生体データを含むデータである。認証装置１０は、各扉Ｄに対応して１個設けられる。そのため、記憶部２６には、該扉Ｄの開閉が許可されたユーザのユーザデータのみが登録される。記憶部２６の内容は、管理サーバ３０により、通信制御部２７を介して、記憶装置３１の内容と矛盾が無いように、常時管理される。

生体特徴抽出部２１は、生体情報読取部１１で読み取られた生体情報から当該生体の特徴を抽出し、生体データを生成する。本例では、指紋の指紋隆線の端点や分岐点からなる特徴点の位置や方向、指紋特徴点間の関係などを抽出するが、指紋の画像情報、形状を符号化して生体データを生成しても良い。あるいは、指紋の画像情報の周波数解析に基づいて符号化し、生体データを生成しても良い。生体特徴抽出部２１は、生成した生体データを認証制御部２３に送る。

ユーザデータ取得部２２は、キー入力部１２及びカードリーダ１３，１４の少なくとも一つから入力される識別データで特定されるユーザデータを記憶部２６の登録情報から特定し、それを読み出して、認証制御部２３へ送る。

認証制御部２３は、生体特徴抽出部２１から送られる生体データ、ユーザデータ取得部２２から送られるユーザデータにより、ユーザの個人認証を行う。
具体的には、生体特徴抽出部２１から送られる生体データとユーザデータに含まれる生体データとを照合し、両データが適合すれば（例えば合致すれば）、該ユーザの個人認証が成功したと判定して、当該ユーザによる扉Ｄの開閉を許可する。
なお、生体認証では、生体情報の読み取り環境等により照合の結果が完全に合致することは殆ど無い。そのために、例えば照合結果が８０％以上の場合に適合とみなす等の基準を設ける。

認証制御部２３は、表示制御部２４を介して、表示部１５に認証の結果を表示する。また、認証制御部２３は、認証動作に関する一連の処理手順をユーザに教示するために、表示制御部２４を介して、表示部１５に適宜メッセージを表示する。
認証制御部２３は、照合の結果、ユーザによる扉Ｄの開閉を許可する場合に、扉制御部２５に扉Ｄの開閉を許可するための許可信号を送る。扉制御部２５は、この許可信号の入力を契機に、扉制御機構Ｄ１に扉Ｄの解錠を指示する。

図３は、従来の個人認証装置と本実施形態の認証装置１０との認証処理手順の違いを説明する図である。図３において、斜線部分が従来の個人認証装置の処理タイミングを表し、黒塗りつぶし部分が本実施形態の認証装置１０の処理タイミングを表す。

従来は、ユーザによる識別データの入力が最初に行われることで認証処理が開始される。そして、この識別データの入力後に、その識別データに対応するユーザデータを検索し、生体情報を特定する。認証に際しては、生体情報の読み取り後、その生体情報から生体データを生成する。最後にユーザデータと生体データの照合が行われて、認証処理が終了する。

これに対して、本実施形態の認証装置１０では、処理のための時間が相対的に大きい生体情報の読み取りと生体データの生成を最初に行う。すなわち、認証装置１０は、生体情報の読み取りを識別データの読み取りよりも先行させる。そして、生体情報の読取後に、生体情報から生体データを生成する。認証装置１０は、生体データの生成に並行して、ユーザに識別データの入力を促す。識別データが入力されると、認証装置１０は、記憶部２６から識別データに対応するユーザデータを検索する。最後にユーザデータと生体データの照合が行われて、認証処理が終了する。

便宜上、識別データの入力、ユーザデータの検索、生体情報の読み取り、生体データの生成、照合の各処理に同じ時間が必要と仮定し、従来と本実施形態による処理時間を比較すると、本実施形態の方が、図３の時間ｔの分だけ短くなる。つまり、時間ｔだけ処理が速くなり、ユーザの待ち時間を短縮することができる。
これは、生体情報から生体特徴を抽出し、生体データを生成する時間に、ユーザに識別データを入力させることで時間の短縮を実現しているためである。

次に、この認証装置１０を用いたユーザの扉開閉管理の処理手順を、図４、図５により説明する。図４は、処理手順を表すフローチャートであり、図５は、表示部１５に表示される画面の例示図である。

扉開閉の管理が開始されると、認証装置１０は、待機状態になり、生体情報の入力要求表示を、表示部１５により行う（Ｓ１０）。認証装置１０は、例えば図５（Ａ）のようなメッセージを表示部１５に表示して、ユーザに生体情報の入力を促す。このメッセージは、入力があるまで表示される（Ｓ１１）。

入力があると認証装置１０は、入力された情報が生体情報であるか否かを確認する（Ｓ１１：Y、Ｓ１２）。生体情報でない場合に認証装置１０は、表示部１５に、エラー表示ととも例えば図５（Ｂ）のようなメッセージを表示する（Ｓ１２：N、Ｓ１３）。これにより、最初に生体情報以外の情報が入力されることを防止し、ユーザが正しい順序で情報の入力を行うようにする。メッセージの表示後、認証装置１０は、ステップＳ１０に戻り、待機状態になるとともに、生体情報の入力要求表示を行う。

生体情報が入力された場合に認証装置１０は、例えば図５（Ｃ）のようなメッセージを表示部１５に表示することで、ユーザに識別データの入力を要求する（Ｓ１２：Y、Ｓ１４）。所定時間以内（例えば１０秒）に識別データの入力が無い場合に認証装置１０は、例えば図５（Ｄ）のようなメッセージを表示部１５に表示して、タイムアウトになったことをユーザに報知する（Ｓ１５：N、Ｓ１６）。メッセージの表示後、認証装置１０は、ステップＳ１０に戻り、待機状態になるとともに、生体情報の入力要求表示を行う。

識別データが入力された場合に認証装置１０は、識別データで特定されるユーザデータ及び生体情報から生成した生体データを照合して、照合結果を表示部１５に表示する（Ｓ１５：Y、Ｓ１７）。照合の結果、ユーザデータと生体データとが適合（合致）していなければ、ユーザは認証されない。その場合、認証装置１０は、ステップＳ１０に戻り、待機状態になるとともに、生体情報の入力要求表示を行う（Ｓ１８：N）。

照合の結果、ユーザデータと生体データとが適合（合致）していれば、ユーザは認証される。その場合、認証装置１０は、扉制御機構Ｄ１に扉Ｄの解錠を指示する（Ｓ１８：Y、Ｓ１９）。その後、認証装置１０は、扉開閉管理を継続して、ステップＳ１０に戻り、待機状態になるとともに、生体情報の入力要求表示を行う。

図６は、認証装置の別の例示図である。
認証装置４０は、認証装置１０からカードリーダ１３，１４及び表示部１５を除いた構成である。キー入力部１２は、認証装置１０と同様の構成及び機能である。認証装置４０は、生体情報読取部１１ａ及び表示灯１６〜１８によりユーザに対して報知等を行う。

認証装置４０は、待機時に生体情報の入力を促すために、生体情報読取部１１ａの生体情報読み取り用の光源を点灯させる（ステップＳ１０の処理時）。
識別データの入力を要求する場合には、生体情報読取部１１ａの光源を消灯して、表示灯１６を点灯する（ステップＳ１４の処理時）。
最初に入力された情報が生体情報でない場合には、表示灯１７を点灯させた上で生体情報読取部１１ａの光源を点灯して、生体情報の入力を促す（ステップＳ１３の処理時）。識別データの入力が所定時間内に行われないときには、表示灯１８を点灯させた上で生体情報読取部１１ａの光源を再点灯して、生体情報の再入力を促す（ステップＳ１６の処理時）。

以上のように、本実施形態の認証装置１０、４０は、識別データよりも先に生体情報の入力を受け付ける。そのために、生体情報から生体データを生成する処理と並行して識別データを受け付けることが可能になり、認証処理全体にかかる時間を短縮することができる。

本実施形態は以上のとおりであるが、本発明は、生体情報から生体データを生成する迄の時間帯にユーザに所要の作業を行わせ、それによってユーザの待ち時間を短縮することに主眼があるので、種々の構成変更が可能である。

例えば、実施形態の認証装置１０，４０では、生体情報を識別データに先行して入力させるようにしているが、それでも生体データの生成に時間がかかり、結果的に識別データが生体データよりも先に認識される場合がある。この場合は、識別データをもとに記憶装置３１から登録されている生体データを読み出し、読み出した生体データと、新たに生成され、認識される生体データとの適合の有無を判別するようにしても良い。生体データの方が識別データよりも認識が早い場合は、生体データをもとに記憶装置３１から識別データを読み出し、読み出した識別データと入力された識別データとの適合の有無を判別するようにすることもできる。

また、認証装置１０，４０は、生体情報の取得を識別データに先行して行う場合の例を示したが、識別データの入力が開始されたことを検知した場合は、当該ユーザに向けて、生体情報の先行入力を促すエラー情報を出力するようにしても良い。
認証装置１０，４０は、また、生体情報と識別データとをほぼ同時に取得したときは、識別データの再入力を促すことなく、当該識別データを記憶装置３１等に一時保存し、生体情報の取得後にその識別データを読み出して、当該識別データを取得した後の情報処理、例えば認証処理を実行可能にしても良い。

なお、本実施形態の扉開閉管理システム１は、管理サーバ３０を備えた構成としているが、扉Ｄ、扉制御機構Ｄ１、及び認証装置１０の構成であれば、該扉Ｄによる扉開閉管理が可能であり、管理サーバ３０を用いる必要は無い。
また、本実施形態の扉開閉管理システム１を応用することにより、入退室管理システムを実現することができる。

１…扉開閉管理システム、１０、４０…認証装置、１１，１１ａ…生体情報読取部、１２…キー入力部、１３，１４…カードリーダ、１５…表示部、１６，１７，１８…表示灯、２０…制御部、２１…生体特徴抽出部、２２…ユーザデータ取得部、２３…認証制御部、２４…表示制御部、２５…扉制御部、２６…記憶部、２７…通信制御部、３０…管理サーバ、３１…記憶装置、Ｄ…扉、Ｄ１…扉制御機構、Ｎ…ネットワーク。

Claims (6)

1. ユーザの生体情報を取得する生体情報取得手段と、
   取得した生体情報から当該ユーザの生体特徴を抽出し、これにより当該ユーザに固有の生体データを生成する生体特徴抽出手段と、
   前記ユーザを識別するための識別データを取得する識別データ取得手段と、
   予め前記生体情報をもとに生成した前記ユーザの生体データと当該ユーザの識別データとを相互に関連付けて登録する登録手段と、
   前記生体情報取得手段による前記生体情報の取得時以降に前記識別データの取得を可能とし、前記生体特徴抽出手段により生成された生体データと前記取得した識別データのうち、いずれか早く認識された一方のデータをもとに当該一方のデータに関連付けられた登録済の他方のデータを前記登録手段より取得し、前記一方のデータの後に認識された他方のデータと前記登録手段より取得した他方のデータとの適合の有無を判別する制御手段と、
   を備えて成る認証装置。
2. 前記制御手段は、前記生体情報の取得前に前記識別データの入力が開始されたことを検知した場合は、当該ユーザに向けて、前記生体情報の先行入力を促すエラー情報を出力する、
   請求項１記載の認証装置。
3. 前記制御手段は、前記生体情報と前記識別データとをほぼ同時に取得したときは、当該識別データを所定のメモリに一時保存し、前記生体情報の取得後に前記メモリから読み出して当該識別データを取得した後の情報処理を実行可能にする、
   請求項１又は２記載の認証装置。
4. ユーザの生体情報に基づいて生成された生体データと、前記ユーザを識別するための識別データとを併用して当該ユーザの認証を行う装置が実行する方法であって、
   前記生体情報を取得し、取得した生体情報から生体特徴を表す生体データを生成するとともに、この生成データの生成中に前記識別データを取得し、
   生成された生体データと取得した識別データのうち、いずれか早く認識された一方のデータをもとに当該一方のデータに関連付けられた登録済の他方のデータを取得し、
   前記一方のデータの後に認識された他方のデータと登録済の他方のデータとの適合の有無を判別する、
   認証方法。
5. 認証装置と扉の解錠及び施錠を行う扉制御手段とを有する装置であって、
   前記認証装置は、
   前記扉の解錠が許容されるユーザの生体情報を取得する生体情報取得手段と、
   取得した生体情報から当該ユーザの生体特徴を抽出し、これにより当該ユーザに固有の生体データを生成する生体特徴抽出手段と、
   前記ユーザを識別するための識別データを取得する識別データ取得手段と、
   予め前記生体情報をもとに生成した前記ユーザの生体データと当該ユーザの識別データとを相互に関連付けて登録する登録手段と、
   前記生体情報取得手段による前記生体情報の取得時以降に前記識別データの取得を可能とし、前記生体特徴抽出手段により生成された生体データと前記取得した識別データのうち、いずれか早く認識された一方のデータをもとに当該一方のデータに関連付けられた登録済の他方のデータを前記登録手段より取得し、前記一方のデータの後に認識された他方のデータと前記登録手段より取得した他方のデータとの適合の有無を判別する制御手段とを備えており、
   前記扉制御手段は、
   前記制御手段で前記適合の有無を判別した結果、前記ユーザが認証された場合に、前記扉を所定時間の間の解錠する、
   扉開閉管理装置。
6. ユーザの生体情報及び前記ユーザを識別するための識別データの入力装置と、記憶装置とが接続されるコンピュータを、
   前記ユーザの生体情報を前記入力装置を通じて取得する生体情報取得手段、
   取得した生体情報から当該ユーザの生体特徴を抽出し、これにより当該ユーザに固有の生体データを生成する生体特徴抽出手段、
   前記ユーザを識別するための識別データを前記入力装置を通じて取得する識別データ取得手段、
   予め前記生体情報をもとに生成した前記ユーザの生体データと当該ユーザの識別データとを相互に関連付けて前記記憶装置に登録する登録手段と、
   前記生体情報取得手段による前記生体情報の取得時以降に前記識別データの取得を可能とし、前記生体特徴抽出手段により生成された生体データと前記取得した識別データのうち、いずれか早く認識された一方のデータをもとに当該一方のデータに関連付けられた登録済の他方のデータを前記登録手段より取得し、前記一方のデータの後に認識された他方のデータと前記登録手段より取得した他方のデータとの適合の有無を判別する制御手段、
   として機能させる、コンピュータプログラム。

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