JP2017533517A - 指紋認証用テンプレートの制作 - Google Patents

Abstract

本発明は、生体測定検知システムにおいて、２次元センサを用いて使用者認証のために用いられることになる身体部位の生体測定データを登録するための方法、システム、デバイスに関する。方法は、２次元センサを用いて身体部位の様々な像を表す画像を取り込むことと、画像をスティッチングして少なくとも１つのモザイクにすることと、身体部位の追加の像を表すモザイク内の少なくとも１つの関心領域を決定し関心領域の画像データを抽出することにより少なくとも１つの構築された画像を生成することと、構築された画像を使用者認証のために用いられることになるテンプレートの組に登録することと、を含む。【選択図】図５

Description

本開示は、生体認証用テンプレートを制作するための方法、システム、およびデバイスに関する。より具体的には本発明は、２次元センサを用いて使用者認証のために用いられることになる身体部位の生体測定データを登録することに関連する。

生体測定検知の分野では、指紋の使用が、最も広く用いられる技術の１つとなるまでに発達してきた。使用者がそのデバイスへのアクセスを許可される前に指紋認証を必要とする、多くの電子デバイスが存在する。このことは、モバイル通信技術の分野、たとえばスマートフォンなどのインテリジェントモバイルデバイスの使用を考えることで、説明および例示できる。この分野では、デバイス自体にアクセスするための高められたセキュリティを提供することに対する、およびデータ通信ネットワークを介して利用可能なバンキングサービスなどの遠隔サービスへの、安全なアクセスを提供することに対する要請が高まっている。

そのような安全なアクセスを指紋検知を介して可能にするため、使用者は、実際のアクセスを判定することになる照合手続きにおいて後で使用できるように、使用者の指紋に直接結び付けられた情報が記載登録される、いわゆる登録手続きに参加せねばならない。そのような登録手続き中、使用者は通常、完全な指紋または指紋の少なくとも大部分が記録されるまで、指を指紋センサに複数回当てるよう促される。

先行技術の指紋登録の例が、米国特許出願公開第２０１４／０００３６７７号および第２０１４／０００３６７９号に記載されている。これらの公報において記載されているシステムでは、登録手続き中、指紋のどの部分をさらに記録せねばならないかを使用者に教える情報の形態のフィードバックが、使用者に提供される。

指紋センサはたとえば、光を用いる光学スキャナと対照的な、指をスキャンするときに電流を用いる静電容量タッチセンサである。静電容量タッチセンサは、受動型または能動型のいずれかである。受動型センサは、各センサ画素においてセンサと指との間の静電容量を測定する。静電容量は指紋の隆線および谷に関して異なるが、これは、谷とセンサとの間に空隙が存在するためである。能動型センサは、測定前に、充電サイクルを用いて皮膚に電圧を印加する。指とセンサとの間の電界は、隆線のパターンに従う。能動型センサの利点は、スキャン中、指およびセンサのいずれも、きれいである必要がないことである。

静電容量タッチセンサによる指紋認証中、センサに提示される皮膚の十分に大きい領域が、登録時にセンサに提示される皮膚の領域に重ね合わせられなければならず、そうでなければ認証は不可能となる。重なり合いが十分であることを保証する標準的な手法は、使用者が自身の指をセンサ上に異なる角度で複数回当てることで、登録された画像においてより一層多くの皮膚領域がカバーされるようになっている手続きから、登録が構成されるようにすることである。

認証においては通常、１回だけのタッチが用いられ、このフレームから抽出された情報が次いで、登録された情報と照合される。登録された画像を認証画像と比較するために、照合アルゴリズムが用いられる。照合アルゴリズムは、認証画像が登録された画像とグラフィックで比較される、画像ベースのアルゴリズムであってよい。照合アルゴリズムは、認証画像および登録画像の特定の特徴の比較を行ってもよい。次いで、指紋の特徴点、すなわち主要な特徴を抽出するために、画像に対して特徴認識が行われる。特徴部はたとえば、隆線端点、隆線分岐点、短い隆線、島、隆線囲い込み部（ｒｉｄｇｅ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）、小分岐（ｓｐｕｒ）、交差部、三角州、および中心点である。

用いられる照合は通常、登録された情報の領域カバー範囲と認証のために用いられる情報の領域カバー範囲との間の大きい違いに合わせて調整されていない。照合工程の特徴比較ステップ中に、登録された特徴の数と認証画像から抽出された特徴の数との間に不釣り合いが存在する場合には、比較の結果は、これらの特徴の組がうまく比較されないというものになる。この背後にある理由は、大型のセンサに対する成りすまし行為に関して、一部を曖昧にした指紋の方がより簡単にマッチングすることのないようにすべきであるということである。照合手段のこの特徴を維持するために、および部分的な指紋を用いた成りすまし行為を防止するのに十分な特徴が照合されることを確実にするために、登録画像に対して１つずつ抽出が行われ、この結果、テンプレートの集合または組が得られる。照合が行われるとき、認証画像から抽出されたデータは次いでこれらのテンプレートの各々と比較され、これらの個々の照合スコアから、何らかの方法により、たとえば最大値または平均値を用いて、最終的なマッチングスコアが演算される。

前述の方法論の１つの難点は、認証画像の場所が、２つ以上の登録画像の間にあるときである。必要とされる情報の全てが登録されるが、これは１つの単独のテンプレートにおいては十分ではない。

いくつかの小型の静電容量タッチセンサはまた、細長い形状を有する。そのようなセンサによって取得された画像から導出された情報を照合するとき、最大の重なり合いは、指の回転に非常に敏感である。たとえば、そのようなセンサが４×１０ｍｍである場合、同じ配向を有する指からの画像の最大の重なり合いは最大の４０ｍｍ^２であるが、配向は９０°異なる場合には、最大の重なり合いは、たった４×４＝１６ｍｍ^２まで減少する。

登録画像と認証画像との間に十分な重なり合いが存在することの保証に関する問題は、認証システムがハードウェア面で指に関する案内手段を何ら有さないときに、特に顕著である。これは、システムがたとえばスマートフォンとともに用いられるときに、典型的な事例である。

認証画像が登録された画像と良好に位置合わせされていないときにより良好な照合を行うように、指紋認証システムを最適化するシステムの必要性が存在する。

また、演算能力を節約し工程の速度を高めるように、指紋認証システムを簡略化および最適化するシステムの必要性も存在する。

本開示の目的は、当技術分野における上で特定された欠点および不利益の１つまたは複数を、単独でまたは任意の組み合わせで抑制、緩和、または排除することを試みる方法、システム、およびデバイスを提供することである。

これらのおよびさらなる目的は、使用者認証のために用いられることになる身体部位の生体測定データを登録するための方法、システム、およびデバイスによって達成される。

本開示は、付属の特許請求の範囲によって規定される。付属の特許請求の範囲によってならびに続く説明および添付の図面によって、本開示の様々な有利な実施形態が記載されている。

いくつかの態様によれば、本開示は、生体測定検知システムにおいて、２次元センサを用いて使用者認証のために用いられることになる身体部位の生体測定データを登録する方法を提供する。

いくつかの態様によれば、方法は、２次元センサを用いて身体部位の様々な像を表す画像を取り込むことと、画像をスティッチングして少なくとも１つのモザイクにすることと、身体部位の追加の像を表すモザイク内の少なくとも１つの関心領域を決定し関心領域の画像データを抽出することにより少なくとも１つの構築された画像を生成することと、構築された画像を使用者認証のために用いられることになるテンプレートの組に登録することと、を含む。モザイクを制作し、次いでモザイク内の関心領域、すなわちマッチングする高い確率を表す、構築された画像を生成することによって、マッチングする確率を高めるための手法が提供される。

いくつかの態様によれば、登録することはさらに、取り込まれた画像のうちの少なくとも１つを、使用者認証のために用いられることになるテンプレートの組に登録することを含む。したがって、画像の組は、取り込まれた画像および構築された画像の両方から成る。構築された画像は最初に、画像の組から認証画像へと照合されてよく、こうしてマッチングするものが迅速に見付かる確率が高まる。システムはこうして、演算能力を節約するようにおよび工程の速度を高めるように簡略化および最適化される。

いくつかの態様によれば、登録することは、各画像に対して特徴抽出を行い、抽出された特徴をテンプレートとしてテンプレートの組に保存することを含む。画像の重要な特徴を有するテンプレートの組が、このことにより制作される。

いくつかの態様によれば、決定することは、２次元センサ上での可能な身体部位配置に対応する関心領域を選択することを含む。使用者の身体部位の認証画像が取り込まれるとき、使用者を認証するためにこれが画像の組と比較される。取り込まれた登録画像だけが比較中に用いられる場合、比較の結果、たとえば登録画像と比較した場合の認証画像の回転に起因して、マッチングするのに検出されないというリスクが存在する。このため、方法は、認証画像にマッチングしそうなものを表す登録画像をモザイクから構築し、このことにより、認証画像が元の画像の組と良好に位置合わせされていないときに、より良好なマッチングの可能性を実現する。

いくつかの態様によれば、方法は、２次元生体測定センサを用いて認証画像を取り込むことを含む。こうして、照合のための認証画像が取り込まれる。

いくつかの態様によれば、決定することは、テンプレートと認証画像との間の重なり合いの確率を最適化するために、２つ以上の取り込まれた画像から構成される中間領域をカバーするように関心領域を選択することを含む。既に検討したように、関心領域は、認証工程が最適化されるように、画像の組に確率の高い登録画像を提供するように選択される。このようにして、並進に関する量子化効果に関わる問題が克服される。

いくつかの態様によれば、決定することは、テンプレートと認証画像との間の重なり合いの確率を最適化するために、認証画像を回転したものをカバーするように関心領域を選択することを含む。このようにして、回転に関わる問題が克服される。

いくつかの態様によれば、抽出することは、少なくとも１つの関心領域のデータをコピーし、コピーされたデータを生体測定検知システムに保存することを含む。関心領域のコピーを保存することによって、保存されたコピーされた画像のサイズを、取り込まれた画像のサイズにマッチングするように選ぶことができる。言い換えれば、取り込まれた画像および構築された画像のサイズが同じになるように、データがコピーされる。

いくつかの態様によれば、方法は、マッチングするものが見付かるまでまたは全てのテンプレートが照合されるまで、取り込まれた認証画像を組の中の各テンプレートに照合することを含む。こうして、使用者が認証され得る。

いくつかの態様によれば、照合することは、認証画像に対して特徴抽出を行うことにより、テンプレートの組の中の各テンプレートに対して候補テンプレートを形成し、候補テンプレートを登録されたテンプレートと照合することを含む。候補テンプレートおよび登録テンプレートを抽出された特徴と照合することによって、テンプレートと認証画像との間でマッチングするものを見付けることができる。

いくつかの態様によれば、生体測定データは指紋である。したがって、システムを、指紋認証システムとして用いることができる。

いくつかの態様によれば、本開示は、使用者認証のために用いられることになる身体部位の生体測定データを登録するように構成された生体測定検知システムを提供する。

いくつかの態様によれば、生体測定検知システムは、２次元生体測定センサと処理回路構成とを備える。処理回路構成は、２次元センサを用いて使用者の身体部位の様々な像を表す画像を取り込み、画像をスティッチングして少なくとも１つのモザイクにし、身体部位の追加の像を表すモザイク内の少なくとも１つの関心領域を決定し関心領域の画像データを抽出することにより少なくとも１つの構築された画像を生成し、構築された画像を使用者認証のために用いられることになるテンプレートの組に登録するように構成される。これらのステップの利点については既に記載した。

いくつかの態様によれば、２次元生体測定センサは、静電容量タッチセンサである。静電容量タッチセンサは小型で安価であり、指がスキャンされるとき良好な指紋画像を提供する。

いくつかの態様によれば、本開示は、上記による生体測定検知システムを備える携帯型電子デバイスを提供する。

いくつかの態様によれば、本開示は、携帯型電子デバイス上で実行されるとき携帯型電子デバイスに上記による方法を行わせるコンピュータ可読プログラムを提供する。

上記の内容は、様々な図の全てにわたって同様の参照符号が同じ部分を指す添付の図面において図示される、続く例示的な実施形態のより具体的な説明から明らかであろう。これらの図面は必ずしも原寸に比例しておらず、むしろ例示的な実施形態を図示する際に強調がなされている。

指紋、指紋の取り込まれた画像、および指紋の認証画像の図である。 提案される方法を図示するフローチャートである。 ２次元センサを有する携帯電話の例示的な実施形態の図である。 取り込まれた画像を伴う指紋および取り込まれた画像のモザイクの図である。 構築された画像を伴うモザイクおよび登録されたテンプレートの組を伴う指紋の図である。 指紋および指紋の取り込まれた画像の図である。 指紋、その指紋の取り込まれた画像、および指紋の構築された画像の図である。

本開示の態様について、添付の図面を参照して以下でより完全に記載する。ただし、本明細書において開示される方法、システム、およびデバイスは、多くの異なる形態で実現することができ、本明細書において記載される態様に限定されるものと受け取られるべきではない。図面中の同様の数字は、全体にわたって同様の要素を指す。

別様に定義されていない限り、本明細書において用いられる（技術および科学用語を含む）全ての用語は、本開示が属する技術の当業者が一般に理解するのと同じ意味を有する。本明細書において用いられる用語は、この明細書および関連技術の文脈におけるそれらの意味と一貫した意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書において明示的にそうであると定義されない限りは、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されるものではないことが、さらに理解されるであろう。

携帯電話などの携帯型通信デバイスを用いて、本発明の実施形態が例示される。しかしながら、本発明はそのままで、生体測定検知機能を有する任意の電子デバイスに等しく適用可能であることを理解されたい。そのようなデバイスの例はたとえば、任意の種類の携帯電話、スマートフォン、ラップトップ（たとえば標準型、ウルトラポータブル、ネットブック、およびマイクロラップトップ）、ハンドヘルドコンピュータ、携帯情報端末、タブレットコンピュータ、タッチパッド、ゲーミングデバイス、携帯電話のアクセサリ、たとえばヘッドフォン／ヘッドセット、バイザー／ゴーグル、ブレスレット、リストバンド、ネックレス、等の形態のウェアラブル物品であり得る。見やすく簡単にするために、この明細書において概説される実施形態は、携帯電話を用いておよびこれに関連して例示される。

背景技術において検討したように、登録画像は、何か認証画像を比較する対象となるものを有することが必要とされる。登録中に複数の画像が取得される。基準から外れたいくつかのものを除いて、これらの画像はスティッチングされて１つまたは複数のより大きいモザイクとされる。モザイクは、従来のスティッチングアルゴリズムを用いて画像をスティッチングすることによって制作される。画像のスティッチングとは、いくつかの画像が１つに組み合わされる場合をいう。重なり合う視野を有する画像をスティッチングして、１つの組み合わされた画像にすることができる。画像をスティッチングする１つの手法は、スティッチングされることになる画像の幾何学的特徴を認識し、次いでこれらの画像を、幾何学的特徴が重なり合うように１つにまとめることである。

米国特許第６０７５９０５（Ａ）号は、モザイク画像構築のための方法および装置を開示している。この方法は、スティッチングされるべき画像の初期位置合わせ、画像モザイクのための座標系の確立、座標系への画像の位置合わせ、および続く、位置合わせされた画像を統合してモザイクを形成することから成る。位置合わせは一般に、重なり合う画像中のパターンを精確に位置合わせさせる画像の変換（たとえば並進、回転、拡縮）を自動的に見付ける画像処理技法を通して達成される。

米国特許第６６６８０７２（Ｂ）号は、パターン認識タスク用の基準画像を作り出すための方法を開示している。この文献では、パターンの各画像に対して象徴的に表された中間表現が作り出され、互いに対する相対的な移動および回転を決定するために比較される。この中間表現は、マッチングの品質が十分である場合に合成される。

図１は、認証画像１０１を取り込まれた登録画像１０２に照合することに関わる問題を図示している。認証画像はいくつかの取り込まれた登録画像の間に位置付けられ、したがって使用者は、この照合から、マッチングするのに検出されないという結果を受ける場合がある。

提案される技法により、画像を制作し、構築された画像を、これらが実際の画像であるかのように取り込まれた登録画像に追加することによって、この問題が解決される。画像は、取り込まれた画像によって良好にカバーされない指の配置または領域としての見込みがあると見なされる領域をカバーするように構築されてよい。提案される技法について、ここで図２から図６を参照してより詳細に記載する。

図２は、２次元センサを用いて使用者認証のために用いられることになる身体部位の生体測定データの登録中に生体測定検知システム１００によって行われ得る、例示的な動作を描写するフロー図である。図３には、生体測定検知システムを備える携帯型電子デバイスが図示されている。生体測定検知システム１００は、２次元生体測定センサ１１と処理回路構成１２とを備える。たとえば特定の使用者が使用できるようにデバイスのロックを解除するために、携帯型電子デバイス上の生体測定検知システムを用いてよい。別の実装形態は、銀行情報または秘密に関わる他の個人情報の取り扱いなど、携帯型電子デバイスが秘密に関わる情報を取り扱っているときに、使用者を認証することである。

図２が、実線の境界線を用いて図示されるいくつかの動作、および点線の境界線を用いて図示されるいくつかの動作を含むことを理解されたい。実線内に含まれる動作は、より広い例示的な実施形態に含まれる動作である。点線の境界線内に含まれる動作は、最も広い例示的な実施形態の動作に追加して行われ得るさらなる動作に含まれる、またはこれらの一部である、またこれらである、例示的な実施形態である。これらの動作を順番通り行う必要はないことを理解されたい。さらに、これらの動作の全てを行う必要はないことを理解されたい。

図２に図示される方法は、２次元センサ１１を用いて身体部位の様々な像を表す画像１０２、４０２、６０２を取り込むことＳ１を含む。処理回路構成１２は、２次元センサを用いて画像を取り込むＳ１ように構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、画像を取り込むための取り込み部１２１を備える。画像はセンサによってスキャンされた身体部位の表現である。センサがたとえば静電容量センサである場合、画像は、センサにおいて、異なる場所における静電容量の差を経時的に処理することによって形成される。静電容量の差は通常、画素の輝度がセンサのその部分からの皮膚の距離を表す、グレースケール画像として図示される。したがって、画像において、隆線は暗く、またこれらの間の谷はより白っぽくなり、静電容量の差を表す。

図２における続くステップは、取り込まれた画像をスティッチングＳ２してモザイクにすることを含む。処理回路構成は、画像をスティッチングＳ２するように構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、スティッチングのためのスティッチング部１２２を備える。スティッチングの例については、既に記載した。図４は、取り込まれた画像４０２がスティッチングされてモザイク４０３とされたところを図示している。モザイクは取り込まれた画像から直接１つにスティッチングされるか、または、取り込まれた画像の抽出された特徴が１つにスティッチングされて、抽出された特徴を備えるモザイクが形成されるか、のいずれかである。モザイクがスティッチングされた特徴を備えるとき、抽出された特徴は１つにスティッチングされて、特徴空間においてモザイクを形成する。特徴はその場合、スティッチング前の特徴抽出動作中に、取り込まれた画像上に抽出される。画像から特徴を抽出することは、画像処理の当業者に知られている。抽出特徴の種類の例は、形状およびテクスチャの局所的な記述である。スティッチングを行うとき、画像がどの場所においても適正にスティッチングされるように、特徴の良好な広がりを有することが好ましい。いくつかの態様によれば、取り込まれた画像の特徴をスティッチングすることによって、少なくとも１つのモザイクが形成され、取り込まれた画像をスティッチングすることによって、少なくとも１つのモザイクが形成される。

身体部位の追加の像を表すモザイク内の少なくとも１つの関心領域を決定Ｓ３ａし、関心領域の画像データを抽出することＳ３ｂによって、少なくとも１つの構築された画像が生成Ｓ３される。処理回路構成１２は、少なくとも１つの構築された画像を生成Ｓ３するように構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、構築された画像を生成するための生成部１２３を備える。言い換えれば、見込みのある認証画像に対応する領域が識別される。データは次いで、たとえばこれを読み取ることによってまたはこれをコピーすることによって、抽出される。原理的には、このステップは、可能な身体部位配置に対応するモザイク内の領域が識別され読み取られることを示唆し得る。身体部位の追加の像とは、取り込まれた画像の像と正確に同じという訳ではない像を意味する。いくつかの態様によれば、関心領域は、取り込まれた画像の特徴から作成されたモザイクを用いて決定される。いくつかの態様によれば、画像データは、取り込まれた画像から作成されたモザイクから抽出される。

いくつかの態様によれば、決定することＳ３ａは、２次元センサ上での可能な身体部位配置に対応する関心領域を選択することを含む。可能な身体部位配置とは、可能な身体部位の任意の配置を意味する。言い換えれば、使用者がセンサによってスキャンされることになる身体部位を置くことのできる任意の配置が、可能な身体部位配置である。

使用者の身体部位の認証画像１０１が取り込まれるとき、使用者を認証するためにこれが登録されたテンプレートの組と比較される。取り込まれた画像だけが比較中に用いられる場合、比較の結果、たとえば登録画像と比較した場合の認証画像の回転に起因して、マッチングするのに検出されないというリスクが存在する。このため、方法は、認証画像にマッチングしそうなものまたはマッチングする確率の高いものを表す追加の画像および／またはテンプレートをモザイクから構築し、このことにより、認証画像が最初に取り込まれた登録画像と良好に位置合わせされていないときに、より良好なマッチングの可能性を実現する。確率はたとえば、先に取り込まれた生体測定データに関連するデータを用いて判定することができる。

いくつかの態様によれば、判定することＳ３ａは、構築された画像と認証画像１０１との間の重なり合いの確率を最適化するために、２つ以上の取り込まれた画像から構成される中間領域をカバーするように関心領域を選択することを含む。既に検討したように、関心領域は、認証工程が最適化されるように、認証画像にマッチングする高い確率を有するテンプレートを提供するように選択される。このようにして、並進に関する量子化効果に関わる問題が克服される。たとえば、システムが、身体部位の様々な像を表す画像の取り込み中に、一方が身体部位の右側をカバーし他方が左側をカバーする２つの画像を取り込む場合、関心領域の選択により、身体部位の中間部をカバーする領域が選択され、構築された画像を生成するためにその部分から情報が抽出される場合がある。身体部位の中間部において得られる認証画像はその場合、その構築された画像と良好にマッチングすることになる。

いくつかの態様によれば、決定することＳ３ａは、構築された画像と認証画像との間の重なり合いの確率を最適化するために、認証画像１０１を回転したものをカバーするように関心領域を選択することを含む。このようにして、回転に関わる問題が克服される。このことは、背景技術の項において記載したような矩形のセンサを用いて得られた画像に関して、特に重要である。

いくつかの態様によれば、抽出することＳ３ｂは、少なくとも１つの関心領域のデータをコピーし、コピーされたデータを生体測定検知システム１００に保存することを含む。関心領域のコピーを保存することによって、保存されたコピーされた画像のサイズを、取り込まれた画像のサイズにマッチングするように選ぶことができる。言い換えれば、取り込まれた画像のサイズおよび構築された画像のサイズが同じであるか、または少なくとも同じ範囲内にあるように、である。別法として、抽出することは、特徴をモザイク内の関心領域から直接抽出し、これらの特徴を生体測定検知システムに保存することを含む。特徴抽出については、背景技術において記載してあり、当業者に知られており、これ以上は説明しない。

図２における続くステップは、構築された画像を、使用者認証のために用いられることになるテンプレートの組５０５、６０５に登録することＳ４を含む。処理回路構成１２は、構築された画像をテンプレートの組５０５に登録Ｓ４するように構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、登録のための登録部１２４を備える。１つまたは複数のモザイクを制作し、次いでモザイク内の関心領域を表す構築された画像を生成することによって、認証画像にマッチングする確率の高いものを提供するための手法が提供される。各テンプレートが保存スペースを占有するので、テンプレートの組を最適化することは、保存スペースを最小化する効果的な手法である。またこれにより、マッチングするのに検出されないことが最少となる。成りすましを行う者にはより大きい成功の可能性が与えられているので、各テンプレートは、マッチングするのに検出されない可能性を高める。またこれにより、既に記載したようなテンプレートと認証画像との間の重なり合いの可能性が、最大となる。

認証のために可能な限り最適化されるテンプレートの組を登録するために、登録することＳ４は、いくつかの態様によれば、取り込まれた画像のうちの少なくとも１つを、使用者認証のために用いられることになるテンプレートの組に登録することＳ４ａをさらに含む。したがって、テンプレートの組は、取り込まれた画像および構築された画像の両方から成る。認証画像にマッチングする確率の最も高いものを表す構築された画像は最初に、画像の組から認証画像へと照合されてよく、こうしてマッチングするものが迅速に見付かる確率が高まる。システムはこうして、演算能力を節約するようにおよび工程の速度を高めるように簡略化および最適化される。モザイク内の関心領域を決定するために、身体部位の最も確率の高い位置を用いてよい。最も確率の高い位置は、いくつかの態様によれば、使用者がどこに身体部位を最も頻繁に置くかの統計データを調べることによって決定される。いくつかの態様によれば、テンプレートの組は、使用者が多くの場合にテンプレートが位置付けられていない場所に身体部位を置くと判定される場合、連続的に更新される。その場合は新しい構築された画像が制作され、テンプレートの組に追加される。

図５は、構築された画像５０４がテンプレートの組５０５に追加されるところを図示している。テンプレートの組は図中では、構築された画像と取り込まれた画像の組み合わせから成る。テンプレートは、いくつかの態様によれば、画像の抽出された特徴に関連する情報のみを備える。図中で見られるように、構築された画像はここでは、取り込まれた画像と比較した場合に回転され側方へ移動される。いくつかの態様によれば、構築された画像は、センサのサイズのモザイクの切り抜きである。

いくつかの態様によれば、登録することＳ４は、各画像に対して特徴抽出を行い、抽出された特徴をテンプレートとしてテンプレートの組に保存することを含む。画像の重要な特徴を有するテンプレートの組が、このことにより制作される。

使用者を認証するために、方法は、いくつかの態様によれば、２次元生体測定センサを用いて認証画像１０１を取り込むＳ５ことを含む。処理回路構成１２は、２次元センサ１１を用いて認証画像を取り込むＳ５ように構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、を取り込みＳ５のための取り込み部１２５を備える。こうして、照合のための認証画像が取り込まれる。認証はこの場合、マッチングするものが見付かるまでまたは全てのテンプレートが照合されるまで、取り込まれた認証画像を組の中の各テンプレートに照合することＳ６を含む。処理回路構成１２は、画像を照合Ｓ６するように構成される。いくつかの態様によれば、処理回路構成は、照合のための照合部１２６を備える。こうして、マッチングするものが見付かる場合、使用者が認証される。いくつかの態様によれば、認証は、マッチングするものが見付かるまで、認証画像を組の中の各テンプレートに、またはテンプレートの部分集合に照合することを含む。言い換えれば、照合においてテンプレートの部分集合を用いてよい。

より具体的には、照合することＳ６は、いくつかの態様によれば、認証画像１０１に対して特徴抽出を行うことによって候補テンプレートを形成することＳ６ａ、および、テンプレートの組の中の各テンプレートに関して、候補テンプレートをテンプレートと照合することＳ６ｂを含む。いくつかの態様によれば、照合することＳ６ｂは、組の中の全てのテンプレートが試されるまでまたはマッチングするものが見付かるまで、行われる。候補テンプレートおよび登録テンプレートを抽出された特徴と照合することによって、テンプレートと認証画像との間でマッチングするものを見付けることができる。いくつかの態様によれば、類似性の測定値が閾値を上回る場合に、マッチングするものが見付かると判定される。言い換えれば、候補テンプレートと登録されたテンプレートとの間の類似性測定値が閾値を上回る場合、システムは、認証画像がマッチングするものであり使用者が認証されると、すなわち、認証画像に関する記載登録された生体測定データが、取り込まれた画像の生体測定データに対応していると判定する。

図６ａは、取り込まれた画像６０２を伴う指紋を図示しており、図６ｂは、本開示のいくつかの態様による、取り込まれた画像と構築された画像の組み合わせ６０５を伴う指紋を図示している。

いくつかの態様によれば、生体測定データは指紋である。したがって、システムを、指紋認証システムとして用いることができる。

いくつかの態様によれば、２次元生体測定センサ１１は、静電容量タッチセンサである。静電容量タッチセンサは小型で安価であり、指がスキャンされるとき良好な指紋画像を提供する。静電容量タッチセンサについては、背景技術において検討しており、当業者に知られている。

本開示のいくつかの実装形態ではおよびいくつかの態様によれば、ブロック内に記された機能またはステップは、その動作図において記された順序から外れて行うことができる。たとえば、関与する機能性／動作に応じて、連続して示されている２つのブロックを、実際には実質的に同時に実行することができるか、または、これらのブロックを、場合によっては逆の順序で実行することができる。また、ブロック内に記された機能またはステップを、本開示のいくつかの態様によれば、ループとして連続的に実行することができる。

本明細書において提供される例示的な実施形態の説明は、例示を目的として提示されている。この説明は、網羅的であるようにまたは例示的な実施形態を開示される精確な形態に限定するように意図されたものではなく、上記の教示に照らして修正形態および変形形態が可能であるか、または、提供される実施形態の様々な代替形態の実装から修正形態および変形形態を取得することができる。本明細書において検討される例は、様々な例示的な実施形態の原理および性質ならびにこれらの実際的な適用を説明して、当業者がこれらの例示的な実施形態を様々な様式でかつ企図される特定の使用に適した様々な修正を行って利用できるようにするために、選ばれ記載された。本明細書に記載の実施形態の特徴は、方法、装置、モジュール、システム、およびコンピュータプログラム製品の、全ての可能な組み合わせとして組み合わせることができる。本明細書において提示される例示的な実施形態を、互いとの任意の組み合わせにおいて実施できることを理解されたい。

「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える、含む）」という単語は、列挙されたもの以外の要素またはステップの存在を必ずしも除外せず、また、ある要素の前にある「ａ」または「ａｎ」という単語は、複数のそのような要素の存在を除外しないことに留意すべきである。どの参照記号も特許請求の範囲を限定しないこと、例示的な実施形態を少なくとも部分的にハードウェアおよびソフトウェアの両方によって実装できること、ならびに、いくつかの「手段」、「ユニット」、または「デバイス」を、同じハードウェアの物品によって表せることに、さらに留意すべきである。

本明細書に記載する様々な例示的な実施形態は、方法ステップまたは工程の一般的な文脈において記載されており、これらは、いくつかの態様によれば、携帯型電子デバイス上で実行されるときこの携帯型電子デバイスに上記による方法を行わせるコンピュータ可読コードを備えるコンピュータプログラムによって実装され得る。このコンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体において具現化され、ネットワーク化された環境においてコンピュータによって実行される、プログラムコードなどのコンピュータ実行可能命令を含む。コンピュータ可読媒体は、取り外し可能なおよび取り外し不可能な保存デバイス１４を含むことができ、これには、限定するものではないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、等が含まれる。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを行うかまたは特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、等を含み得る。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造、およびプログラムモジュールは、本明細書において開示される方法のステップを実行するためのプログラムコードの例を表す。そのような実行可能命令または関連するデータ構造の特定のシークエンスは、そのようなステップまたは工程において記載される機能を実装ための対応する動作の例を表す。

図面および明細書において、例示的な実施形態が開示されている。しかしながら、これらの実施形態に対して、多くの変更および修正を行うことができる。したがって、特定の用語が採用されているが、これらは総称的および説明的な意味で用いられているにすぎず、限定を目的としておらず、実施形態の範囲は、続く特許請求の範囲によって規定される。

Claims (15)

1. 生体測定検知システム（１００）において、２次元センサ（１１）を用いて使用者認証のために用いられることになる身体部位の生体測定データを登録する方法であって、
   前記２次元センサを用いて前記身体部位の様々な像を表す画像（１０２、４０２、６０２）を取り込むこと（Ｓ１）と、
   前記取り込まれた画像をスティッチング（Ｓ２）して少なくとも１つのモザイク（４０３）にすることと、
   前記身体部位の追加の像を表す前記モザイク内の少なくとも１つの関心領域を決定（Ｓ３ａ）し、前記関心領域の画像データを抽出すること（Ｓ３ｂ）によって、少なくとも１つの構築された画像（５０４）を生成すること（Ｓ３）と、
   前記構築された画像を、使用者認証のために用いられることになるテンプレートの組（５０５、６０５）に登録すること（Ｓ４）と、を含む方法。
2. 前記登録すること（Ｓ４）が、前記取り込まれた画像のうちの少なくとも１つを、使用者認証のために用いられることになる前記テンプレートの組に登録すること（Ｓ４ａ）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記登録すること（Ｓ４）が、各画像に対して特徴抽出を行い、前記抽出された特徴をテンプレートとして前記テンプレートの組に保存することを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記決定すること（Ｓ３ａ）が、前記２次元センサ上での可能な身体部位配置に対応する関心領域を選択することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記２次元生体測定センサを用いて認証画像（１０１）を取り込むこと（Ｓ５）を含む、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記決定すること（Ｓ３ａ）が、前記構築された画像（５０４）と前記認証画像との間の重なり合いの確率を最適化するために、２つ以上の取り込まれた画像から構成される中間領域をカバーするように前記関心領域を選択することを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記決定すること（Ｓ３ａ）が、前記構築された画像（５０４）と前記認証画像（１０１）との間の重なり合いの確率を最適化するために、前記認証画像を回転したものをカバーするように前記関心領域を選択することを含む、請求項５または６に記載の方法。
8. 前記抽出すること（Ｓ３ｂ）が、前記少なくとも１つの関心領域のデータをコピーし、前記コピーされたデータを前記生体測定検知システム（１００）に保存することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. マッチングするものが見付かるまでまたは全てのテンプレートが照合されるまで、前記取り込まれた認証画像（１０１）を前記組の中の各テンプレートに照合すること（Ｓ６）を含む、
   請求項５に記載の方法。
10. 前記照合すること（Ｓ６）が、
    前記認証画像に対して特徴抽出を行うことによって候補テンプレートを形成すること（Ｓ６ａ）を含み、
    前記候補テンプレートが前記テンプレートの組からの前記テンプレートと照合（Ｓ６ｂ）される、請求項９に記載の方法。
11. 前記生体測定データが指紋である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 使用者認証のために用いられることになる身体部位の生体測定データを登録するように構成される生体測定検知システム（１００）であって、
    ２次元生体測定センサ（１１）と、
    処理回路構成（１２）であって、
    ｉ． 前記２次元センサを用いて前記使用者の身体部位の様々な像を表す画像（１０２、４０２、６０２）を取り込み（Ｓ１）、
    ｉｉ． 前記取り込まれた画像をスティッチング（Ｓ２）して少なくとも１つのモザイク（４０３）にし、
    ｉｉｉ． 前記身体部位の追加の像を表す前記少なくとも１つのモザイク内の少なくとも１つの関心領域を決定（Ｓ３ａ）し、前記関心領域の画像データを抽出すること（Ｓ３ｂ）によって、少なくとも１つの構築された画像（５０４）を生成（Ｓ３）し、
    ｉｖ． 前記構築された画像を、使用者認証のために用いられることになるテンプレートの組（５０５、６０５）に登録（Ｓ４）するように構成された、処理回路構成（１２）と、を備える、生体測定検知システム（１００）。
13. 前記２次元生体測定センサ（１１）が静電容量タッチセンサである、請求項１２に記載の生体測定検知システム（１００）。
14. 請求項１２に記載の生体測定検知システム（１００）を備える、携帯型電子デバイス（１）。
15. 携帯型電子デバイス上で実行されるとき、前記携帯型電子デバイスに請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を行わせる、コンピュータ可読プログラム。

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