JP2019087051A

JP2019087051A - 生体認証システム、生体認証プログラムおよび生体認証方法

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Publication number: JP2019087051A
Application number: JP2017215013A
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Inventors: 康弘久田; Yasuhiro Hisada
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Current assignee: Liquid; Liquid co Ltd
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-06-06
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Abstract

【課題】登録された生体データの母数が多くなった場合でもコンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現できる生体認証システム、生体認証プログラムおよび生体認証方法を提供する。【解決手段】生体認証システム１００は、生体データ登録手段と位置情報保存手段と索引作成手段と生体データグループ構成手段と索引更新手段と生体データグループ更新手段とを備える。位置情報および／または位置情報の履歴に応じて、生体データのグループにおける利用者の生体データの照合順を更新し、または利用者の生体データを照合から排除する。【選択図】図１

Description

本発明は、生体認証システム、生体認証プログラムおよび生体認証方法に関する。

従来から人の生体的特徴を用いた個人認証装置が実用化されている。用いられる生体的特徴として、指紋、静脈、虹彩、声紋などがあり、銀行のＡＴＭでは静脈を用いた静脈認証装置が普及している。

例えば、特許文献１（特開２０１１−８６１３０号公報）には、多数の利用者が利用する指紋認証システムにおける認証処理の高速化について開示されている。特許文献１記載の指紋認証システムにおける認証処理の高速化は、複数の指紋センサを有する指紋認証システムであって、指紋データが入力された場合、当該指紋データが入力された指紋センサに応じて、当該指紋データが属するグループを特定するグループ特定手段と、指紋データの登録の場合、入力された指紋データを、前記グループ特定手段により特定されたグループと関連付けて記憶装置に登録する登録手段と、指紋データの認証の場合、入力された指紋データと、前記記憶装置に登録された指紋データのうち当該入力された指紋データと同一のグループに関連付けられた指紋データとを照合する照合手段とを備えるものである。

さらに、特許文献２（特開２００８−２５０５０８号公報）には、コンピュータに利用者により生体の一部の画像が入力された入力生体画像と、該入力生体画像の比較対象として予め登録された登録者の参照生体画像とを照合することにより生体認証処理を実行させる生体認証プログラム、生体認証システム及び生体認証方法について開示されている。
特許文献２記載の生体認証システムは、予測サーバでは、他の認証装置から登録者及びその登録者による他の認証装置の認証時刻を取得し（１）、該取得した登録者による他の認証装置の認証時刻から該登録者が生体認証装置に到着する時刻を予測し（２）、該予測した登録者の到着予測時刻を生体認証装置に通知し（３）、生体認証装置では、予測サーバにより通知された登録者の到着予測時刻を保持しておき、該保持しておいた登録者の到着予測時刻に基づいて、入力生体画像と照合する参照生体画像の順序（照合順）を決定するものである。

また、特許文献３（ＷＯ２０１６／０４７０２５）には、高速処理を実現できる指紋認証システムについて開示されている。特許文献３の指紋認証システムは、複数の階層（ｎ+１）を有する索引データと、索引データに応じて指紋データＦＤを指紋データＴＦＤとして登録する登録部と、索引データに応じて指紋データＦＤを登録された指紋データＴＦＤと照合する照合装置と、を含むものである。グループ毎に指紋データＴＦＤを区分することができるので、登録された指紋データＴＦＤの登録個数が多い場合でも、処理スピードを速めることについて開示されている。

特開２０１１−８６１３０号公報特開２００８−２５０５０８号公報ＷＯ２０１６／０４７０２５

しかしながら、特許文献１の技術は、所定人数に対する生体認証の照合を行うことが可能であるものの、登録された生体データの母数が多くなると、全ての生体データについて順次生体認証を照合しているので処理時間がかかるという問題がある。そのため、照合の処理時間を短くするため特許文献１ではグループ情報をあらかじめ入力しなければならないという問題がある。そして、特許文献１の技術において、当該グループ情報を失念した場合、生体認証が機能しないという問題が生じる。
また、引用文献２および３では事前入力が不要で高速処理を実現できる指紋認証システムについて開示されているが、これについても、生体認証の対象者数が多くなり、登録された生体データの母数が多くなると、全ての生体データについて順次生体認証を照合しているのでコンピュータリソースの消費が多くなり、処理時間がかかるという問題があった。また、認証の正確性をさらに高める必要があった。

本発明の目的は、登録された生体データの母数が多くなった場合でもコンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現できる生体認証システム、生体認証プログラムおよび生体認証方法を提供することである。
本発明の他の目的は、認証に必要な照合の件数を減らすことで、より正確な認証を行うことができる生体認証システム、生体認証プログラムおよび生体認証方法を提供することである。
また、本発明のさらに他の目的は、認証者の行動範囲を算出することで、第三者の不正認証を防止することができる生体認証システム、生体認証プログラムおよび生体認証方法を提供することである。

（１）
一局面に従う生体認証システムは、利用者の生体データと登録された複数の生体データとを照合して認証する生体認証システムであって、複数の生体データを登録する生体データ登録手段と、利用者の生体データが認証された位置情報と、位置情報の履歴とを記録する、位置情報保存手段と、複数の生体データについて複数の階層からなる索引を作成する索引作成手段と、複数の生体データを索引に応じて複数の生体データのグループに構成する生体データグループ構成手段と、一のグループに登録された生体データの数が所定数を超過した場合に、索引の階層を増加し、グループに登録された生体データの数を所定数以下にする、索引更新手段と、位置情報および／または位置情報の履歴に応じて、グループにおける利用者の生体データの照合順を更新し、または利用者の生体データを照合から排除する、生体データグループ更新手段と、を備えるものである。

この場合、索引（インデックス）は、複数の階層により形成される。例えば、第１段階における索引が三種類あり、第２段階における索引が三種類ある場合、各グループに登録される生体データの個数を、平均的に１１．１％にすることができる。
すなわち、第１段階における索引により、１００％を、それぞれ約３３．３％ずつにグループ分けして登録でき、第２段階における索引により、約１１．１％ずつにグループ分けすることができる。その結果、生体データを有効にグループ分けすることができる。
また、グループに登録された生体データの数を所定数以下になるよう索引を変化させて構成する。その結果、登録されたすべての生体データを照合等に使用する場合と比較して、一部のグループにおける生体データのみを照合するので、ンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現することができる。

さらに、位置情報保存手段では、利用者の生体データが認証された位置情報と位置情報の履歴とを蓄積する。これにより例えば、ある利用者が頻繁に訪れる場所がある場合に、グループ内における当該利用者の生体データの照合順を前に更新する。これにより、効率的に照合をすることができるため、コンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現することができる。
また、ある利用者がある場所で認証をした場合に、他の場所では当該利用者は認証をすることが物理的にできない。したがってこの場合に当該利用者の生体データを照合の対象から排除することができる。これにより、効率的に照合をすることができるため、コンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現することができる。また、認証に必要な照合の件数を減らすことで、より正確な認証を行うことができる。

利用者の生体データと登録された複数の生体データとを照合して認証するにあたっては、当該利用者が分類される一部のグループのみ照合すればよく、さらに利用者の位置情報の履歴によってグループにおける照合順が更新されており、さらに認証することがない利用者は照合の対象から排除されている。したがって、コンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現することができるとともに、より正確な認証を行うことができる。

（２）
第２の発明にかかる生体認証システムは、一局面に従う生体認証システムにおいて、生体データグループ更新手段は、利用者の生体データが認証された位置、および所定時間に移動可能な距離を算出し、所定時間に移動可能な距離を超えた位置において利用者の生体データを照合から排除してもよい。

この場合、ある利用者がある場所で認証をした場合に、距離の離れた場所では、所定時間を経過するまでは当該利用者は認証をすることが物理的にできない。したがってこの場合に当該利用者の生体データを照合の対象から排除することができる。
これにより、効率的に照合をすることができるため、コンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現することができる。また、認証に必要な照合の件数を減らすことで、より正確な認証を行うことができる。

（３）
第３の発明にかかる生体認証システムは、第２の生体認証システムにおいて、所定時間に移動可能な距離を超えた位置において、利用者の生体データの照合がされた場合に、生体認証の結果を不許可とし、利用者に報知してもよい。

ある利用者がある場所で認証をした場合に、距離の離れた場所では、所定時間を経過するまでは当該利用者は認証をすることが物理的にできない。それにもかかわらず、当該利用者の認証がされる場合は、不正な認証である可能性がある。その場合は、生体認証の結果を不許可とし、当該利用者にアクセスがあった旨を報知する。これにより、第三者の不正認証を防止することができる。

（４）
第４の発明にかかる生体認証システムは、一局面から第３に従う生体認証システムにおいて、生体データグループ更新手段は、位置情報の履歴に基づき利用者の行動パターンを算出し、グループにおける利用者の生体データの照合順を更新してもよい。

ある利用者が頻繁に訪れる場所がある場合に、生体データの照合順を更新するだけでなく、当該利用者の行動パターンを算出する。これにより、例えば通勤および出張などで、当該利用者が定期的な移動を伴う場合に、グループ内における当該利用者の生体データの照合順をあらかじめ更新する。これにより、効率的に照合をすることができるため、コンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現することができる。

（５）
第５の発明にかかる生体認証システムは、一局面から第４に従う生体認証システムにおいて、生体データグループ構成手段は、索引の階層のうち少なくとも一つが、位置情報および／または位置情報の履歴に応じて構成されていてもよい。

これにより効率的に認証をすることができるため、コンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現することができる。
位置情報および／または位置情報の履歴に基づいて、生体データの照合を行うため、生活圏内が限定されている場合、定期的に所定の位置に移動する場合等において、高速処理を実現することができる。
また、位置情報に基づいて、時間的に移動が困難な位置において生体データの照合が行われた場合には、エラーを発生させることができるため、生体認証システム全体の精度を向上させることができる。

（６）
第６の発明にかかる生体認証システムは、一局面から第５に従う生体認証システムにおいて、生体データが、指紋データ、指静脈データ、掌静脈データ、掌紋データ、虹彩データ、網膜データ、声紋データおよび顔認証データのいずれか又は複数の組み合わせであってよい。

本発明においては、コンピュータリソースの消費を抑え、高速処理が可能であるため、様々な種類の生体認証をすることができる。また、複数の生体認証を組み合わせることにより、より正確な認証をすることができる。

（７）
他の局面に従う生体認証プログラムは、利用者の生体データと登録された複数の生体データとを照合して認証する生体認証プログラムであって、利用者の生体データと登録された複数の生体データとを照合して認証する生体認証プログラムであって、複数の生体データを登録する生体データ登録処理と、利用者の生体データが認証された位置情報と、位置情報の履歴とを記録する、位置情報保存処理と、複数の生体データについて複数の階層からなる索引を作成する索引作成処理と、複数の生体データを索引に応じて複数の生体データのグループに構成する生体データグループ構成処理と、一のグループに登録された生体データの数が所定数を超過した場合に、索引の階層を増加し、グループに登録された生体データの数を所定数以下にする、索引更新処理と、位置情報および／または位置情報の履歴に応じて、グループにおける利用者の生体データの照合順を更新し、または利用者の生体データを照合から排除する、生体データグループ更新処理と、を実行させるものである。

この場合、索引（インデックス）は、複数の階層により形成される。例えば、第１段階における索引が三種類あり、第２段階における索引が三種類ある場合、各グループに登録される生体データの個数を、平均的に１１．１％にすることができる。
すなわち、第１段階における索引により、１００％を、それぞれ約３３．３％ずつにグループ分けして登録でき、第２段階における索引により、約１１．１％ずつにグループ分けすることができる。その結果、生体データを有効にグループ分けすることができる。
また、グループに登録された生体データの数を所定数以下になるよう索引を変化させて構成する。その結果、登録されたすべての生体データを照合等に使用する場合と比較し、一部のグループにおける生体データのみを照合するので、ンピュータリソースの消費を抑え、高速処理を実現することができる。

（８）
さらに他の局面に係る生体認証方法は、利用者の生体データと登録された複数の生体データとを照合して認証する生体認証方法であって、複数の生体データを登録する生体データ登録工程と、利用者の生体データが認証された位置情報と、位置情報の履歴とを記録する、位置情報保存工程と、複数の生体データについて複数の階層からなる索引を作成する索引作成工程と、複数の生体データを索引に応じて複数の生体データのグループに構成する生体データグループ構成工程と、一のグループに登録された生体データの数が所定数を超過した場合に、索引の階層を増加し、グループに登録された生体データの数を所定数以下にする、索引更新工程と、位置情報および／または位置情報の履歴に応じて、グループにおける利用者の生体データの照合順を更新し、または利用者の生体データを照合から排除する、生体データグループ更新工程と、を含むものである。

本実施の形態に係る生体照合システムの概略構成の一例を示す模式図である。生体登録装置の一例を示す模式図である。本実施の形態における位置情報保存部を説明するための一例を示す模式図である。本実施の形態における図３の処理を示すフローチャートである。本実施の形態における生体照合処理の動作を示すフローチャートである。生体照合処理における照合の一例を示す模式図である。登録部４００の各グループのいずれか１つに個々に登録された生体データＴＦＤの個数が１万個を超過した場合の処理を説明するための模式図である。図８の処理の一例を示すフローチャートである。図８および図９の処理の一例を示すフローチャートである。階層追加処理の一例を示す模式図である。階層追加処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜実施の形態＞
（生体認証システム１００）
図１は、生体認証システム１００の概略構成の一例を示す模式図である。

図１に示すように、生体認証システム１００は、生体データ取得装置２００、第１〜第ｎ索引判定装置３００、生体データ登録部４００、位置情報保存部５００、照合装置６００、および判定結果表示部７００を含む。生体データ登録部４００には、生体情報の特質または特徴に応じて分類分けされた生体データのグループが複数用意されている。

図２は、生体登録装置の一例を示す模式図である。図２に示すように、第１〜第ｎ索引判定装置３００は、ｎ+１個の段数を有する索引判定装置からなる（ｎは、任意の正の整数）。例えば、第１索引判定装置３１０は、生体データ取得装置２００から生体データＦＤを受け取り、３種類に判定し、区分して送信する。
具体的に、生体データ取得装置２００で取得する生体データが指紋データである場合、第１索引判定装置３１０は、指紋データＦＤの特徴または特質から、例えばＬＯＯＰ、ＷＨＯＲＬまたはＡＲＣＨの３種類に大きく区分することができる。

（生体データ登録手段）
生体データ登録手段においては、まず、生体データ取得装置２００により生体データＦＤが取得される。生体データ取得装置２００は、取得した生体データＦＤを第１〜第ｎ索引判定装置３００に与える。

第１〜第ｎ索引判定装置３００は、後述する複数の段階を有する索引に応じて生体データＦＤの判定を行う。第１〜第ｎ索引判定装置３００は、索引の情報（以下、索引データと呼ぶ）と生体データＦＤとを結び付けて生体データ登録部４００に生体データＦＤを与える。生体データ登録部４００は、生体データＦＤを生体データＴＦＤとして、索引データに応じた適切な生体データのグループへ登録を行う。

生体データ取得装置２００で取得する生体データは、指紋データ、指静脈データ、掌静脈データ、掌紋データ、虹彩データ、網膜データ、声紋データおよび顔認証データのいずれか又は複数の組み合わせであってよい。本発明においては、コンピュータリソースの消費が抑えられ、高速処理が可能であるため、様々な種類の生体認証をすることができる。

また、例えば顔認証データおよび指紋データの２つを利用して認証を行うなど、複数の生体認証を組み合わせることによって、より正確な認証をすることができる。
また、例えば、顔認証で認証できない場合に指紋認証を行うなど、主となる生体認証の補完的な形で他の生体認証を組み合わせて使用することもできる。これにより、多数の認証者を処理する必要がある場合にもスムーズに生体認証の処理を進めることができる。

（照合処理）
生体照合処理においては、生体データ取得装置２００、第１〜第ｎ索引判定装置３００、登録部４００、照合装置６００、および判定結果表示部７００を用いる。
生体照合処理においては、まず、生体データ取得装置２００により生体データＦＤが取得される。生体データ取得装置２００は、取得した生体データＦＤを第１〜第ｎ索引判定装置３００に与える。

第１〜第ｎ索引判定装置３００は、複数の段階を有する索引データに応じて生体データＦＤの判定を行う。第１〜第ｎ索引判定装置３００は、生体データＦＤから当該索引データを列挙し、生体データＦＤの特質または特徴に応じた最も適切な生体データのグループを判定する。生体照合処理の詳細については、後述する。

照合装置６００では、生体データ取得装置２００からの生体データＦＤと、第１〜第ｎ索引判定装置３００で判定された生体データのグループにおける生体データＴＦＤとのパターンマッチングを行ない、判定結果を判定結果表示部７００に与える。
判定結果表示部７００は、内蔵された表示部（図示せず）に判定結果を表示する。
なお、上記においては、判定結果表示部７００に内蔵された表示部を例示したが、これに限定されず、判定結果を信号出力する信号出力部を有してもよい。

（位置情報保存手段）
位置情報保存部５００は、図３に示すように、利用者の生体データが認証された位置情報と位置情報の履歴とを蓄積する。生体認証されたそれぞれの位置において、どの利用者がいつ認証されたかを随時記録をして、生体グループ更新手段に使用する。
（生体グループ更新手段）

ある利用者がある場所で認証した場合に、距離の離れた場所では、所定時間を経過するまでは当該利用者は物理的に認証することができない。したがってこの場合に当該利用者の生体データを照合の対象から排除することができる。
具体的には、図３に示すように、生体認証取得装置２００が設置された位置を登録する(図３（ａ）)。そして、生体認証取得装置２００が設置された位置から、他の生体認証取得装置２００の間の移動可能時間をあらかじめ登録する(図３（ｂ）)。そのうえで、利用者の認証があった場所と時刻を位置情報保存部５００に保存し(図３（ｃ）)、各位置における生体認証取得装置２００の利用可能な者のみを抽出し時間毎に更新する(図３（ｄ）)。
このように、時間的距離的に認証不可能な利用者の生体データを、照合の対象からあらかじめ排除することで、照合装置６００におけるパターンマッチングの母数を減らすことができる。

（不正認証不許可・報知）
上述のように、ある利用者がある場所で認証をした場合に、距離が離れた場所では、所定時間を経過するまでは当該利用者は認証をすることが物理的にできない。それにもかかわらず、当該利用者の認証のアクセスがされた場合は、不正な認証アクセスである可能性がある。その場合は、生体認証の結果を不許可とし、当該利用者にアクセスがあった旨を報知する。これにより、第三者の不正認証を防止することができる。
具体的には、生体データを照合の対象から排除した者および場所のリストをあらかじめ作成する。ある場所で認証アクセスが行われ、生体グループ内のマッチングが不一致であった場合であって、当該認証者が、生体データの照合対象から排除した者（リストに該当）であった場合は、不正認証のアクセスがされた可能性が高いため、生体認証の結果を不許可とし、当該利用者にアクセスがあった旨を報知する。
報知にあたっては、生体認証システムの管理者に報知してもよく、また、不正利用が引き続き行われることがないよう、暫くの間、当該認証者の利用を停止するなどの措置をしてもよい。

（行動パターンによる更新）
ある利用者が頻繁に訪れる場所がある場合に、当該場所のグループ内における当該利用者の生体データの照合順を前に更新する。また、例えば通勤および出張などで、当該利用者が定期的な移動を伴う場合に、当該場所のグループ内における当該利用者の生体データの照合順をあらかじめ前に更新する。
具体的には、位置情報保存部５００において、認証された利用者について例えば過去１年間の認証の履歴を調べる。そして、特定の頻度（例えば毎日、毎週または毎月）で認証されている場所がある場合には、あらかじめ次の認証の時にあわせて、その場所のグループ内における当該利用者の生体データが照合装置６００により初期に検索されるように、照合順を変更するように設定しておく。すなわち、照合順をあらかじめ前に更新するとは、照合装置６００により初期に生体データが照合されるように照合順を変更することを意味する。
このようにすることで、照合装置６００においてパターンマッチングをする際に、当該利用者が早い段階で照合される確率が高くなる。

（索引作成手段）
図２は、生体登録装置の一例を示す模式図である。図２に示すように、第１〜第ｎ索引判定装置３００は、ｎ+１個の段数を有する索引判定装置からなる（ｎは、任意の正の整数）。
例えば、第１索引判定装置３１０は、生体データ取得装置２００から生体データＦＤを受け取り、３種類に判定し、区分して送信する。
具体的に、第１索引判定装置３１０は、生体データＦＤの特徴または特質から区分することができる。

図２に示すように、第１索引判定装置３１０の下部に、複数の区分された第２索引判定装置３２０、第２索引判定装置３２１、および第２索引判定装置３２２が設けられる。
さらに、第２索引判定装置３２０の下部には、複数の区分された第ｎ索引判定装置３３１、および第ｎ索引判定装置３３２が設けられる。
同様に、第２索引判定装置３２１の下部には、第ｎ索引判定装置が複数設けられ（図示省略）、第２索引判定装置３３２の下部には、第ｎ索引判定装置３３Ｐ（Ｐは、任意の正の整数）が設けられる。
このように、第１〜第ｎ索引判定装置３００においては、複数の索引判定装置が複数の段階（ｎ+１の段）で設けられている。

そして、例えば、生体データ取得装置２００で取得する生体データが、指紋データである場合、指紋認証のデータとしては、指紋の紋様のパターン、すなわち、少なくともＬＯＯＰ、ＷＨＯＲＬまたはＡＲＣＨの３種類に大きく区分することができるので、これらを索引として有効に利用することができる。

（生体データグループ構成手段）
続いて、図１に示すように、第１〜第ｎ索引判定装置３００には、登録部４００が設けられている。図２に示すように、登録部４００は、第１グループ４０１から第ｍ+２グループ４０ｍ+２（ｍは、任意の正の整数）までの複数のグループを有する。
各グループには、生体情報の認証に必要な特徴ごとに分類分けがされるため、同じグループには特徴が類似した生体情報を有する各利用者の生体データが集合することになる。

第ｎ索引判定装置３３１の下部に、登録部４００の第１グループ４０１、第２グループ４０２、第３グループ４０３が設けられる。
同様に、第ｎ索引判定装置３３２の下部に、登録部４００の第４グループ４０４、第５グループ４０５、第６グループ４０６が設けられる。
同様に、第ｎ索引判定装置３３Ｐの下部に、登録部４００の第ｍグループ４０ｍ、第ｍ+１グループ４０ｍ+１、第ｍ+２グループ４０ｍ+２が設けられる。

（生体照合処理の動作を示すフローチャート）
図５は、本実施の形態における生体照合処理の動作を示すフローチャートであり、図６は、生体照合処理における照合の一例を示す模式図である。

まず、図５に示すように、生体照合処理においては、生体データ取得装置２００により生体データＦＤを取得する（ステップＳ１）。
次いで、生体データ取得装置２００により取得された生体データＦＤを第１索引判定装置３１０に送信し、第１索引判定結果が、生体データＦＤにおける特質または特徴について何れの分類に該当するか、を判定する（ステップＳ２）。

ここで、例えばステップＳ２の処理において生体データＦＤが１Ａに該当すると判定した場合、第２索引判定装置３２０は、生体データＦＤにおける特質または特徴について、さらに２Ａ条件、２Ｂ条件、２Ｃ条件に該当するかを判定する（ステップＳ３）。

続いて、ステップＳ３の処理において生体データＦＤが２Ａ条件に該当すると判定した場合、第ｎ索引判定装置３３１は、生体データＦＤが所定の条件に該当するか否かを判定する（ステップＳｎ）。
そして、索引データに応じて、登録部４００の第１グループ４０１から第ｍ+２グループ４０ｍ+２までのいずれか１つの該当するグループに登録された生体データＴＦＤを取得する（ステップＳｎ+１）。

各グループにおいては、図３に示すように、生体認証されたそれぞれの位置において、どの利用者がいつ認証されたかを随時記録をして、生体グループ更新手段に使用する。
具体的には、図４に示すように、あらかじめ、生体認証取得装置２００が設置された位置を登録する（ステップＳ１１）。そして、生体認証取得装置２００が設置された位置から、他の生体認証取得装置２００の間の移動可能時間を登録する(ステップＳ１２)。
そのうえで、利用者の認証があった場合に、認証があった場所と時刻を位置情報保存部５００に保存する(ステップＳ１３)。そして、各位置における生体認証取得装置２００の利用可能な者のみを抽出し時間毎に更新する。さらに、時間的距離的に認証不可能な利用者の生体データを、照合の対象からあらかじめ排除する更新を行う(ステップＳ１４)。これにより、照合装置６００におけるパターンマッチングの母数を減らすことができる。
また、ある利用者が特定の頻度（例えば毎日、毎週または毎月）で認証されている場所がある場合には、あらかじめ次の認証の時にあわせて、その場所のグループ内における当該利用者の生体データの照合順を前に設定する更新を行う(ステップＳ１４)。このようにすることで、照合装置６００においてパターンマッチングをする際に、当該利用者が早い段階で照合される確率が高くなる。

図５に示すように、照合装置６００は、登録された所定のグループの生体データＴＦＤと、照合対象の生体データＦＤとをパターンマッチング照合させる（ステップＳ２１）。

次いで、照合装置６００は、ステップＳ２１の処理において、所定のグループの登録された全生体データＴＦＤと、照合対象の生体データＦＤとが、一致しないと判定した場合、判定結果表示部７００に不一致表示を表示させる（ステップＳ２３）。
一方、照合装置６００は、ステップＳ２１の処理において、所定のグループの登録された全生体データＴＦＤの中から、照合対象の生体データＦＤと一致すると判定した場合、判定結果表示部７００に一致表示を表示させる（ステップＳ２２）。

このように、照合装置６００は、索引データに応じてグループ毎に区分して登録された所定数の生体データＴＦＤを用いてパターンマッチング処理を行うため、処理スピードが長時間かかることを防止することができる。

なお、上記の実施の形態においては、判定結果表示部７００を用いることとしたが、これに限定されず、判定結果を信号出力として出力させる等、任意の手法を用いてもよい。

（索引更新手段）
続いて、上記の実施の形態にかかる生体照合システム１００の索引更新手段の例について詳細に説明を行う。本実施の形態においては、１のグループに、数億万件または数千万件の生体データＴＦＤが登録された場合、照合処理を行う場合に、時間がかかるため多大な問題となる。

本実施の形態にかかる生体照合システム１００においては、第１〜第ｎ索引判定装置３００および登録部４００の更新を行う。以下、第１〜第ｎ索引判定装置３００および登録部４００の更新について説明を行う。

（階層追加処理）
図７は、階層追加処理の一例を示す模式図であり、図８は、階層追加処理の一例を示すフローチャートである。

階層追加処理においては、各グループのいずれか１つのグループに、登録された指紋データ数が１万個を超えた場合に実施される。

図８に示すように、生体照合システム１００は、登録部４００の各グループのいずれか１つに個々に登録された生体データＴＦＤの個数が１万個を超過するか否か判定する（ステップＳ７１）。図８に示すように、生体照合システム１００において各グループのうちいずれかのグループが１万個を超過した場合、第１〜第ｎ索引判定装置のｎ数を増加させる（ステップＳ７２）。

すなわち、生体照合システム１００の第１〜第ｎ階層まで形成される第１〜第ｎ索引判定装置を、第１〜第ｎ+１階層まで形成される第１〜第ｎ＋１索引判定装置へと移行させる。
その結果、第１グループ４０１から第ｍ+２グル−プ４０ｍ＋２Ｌ（Ｌは、任意の正の整数）まで増加させることができる。その後、登録部４００の各グループのいずれか１つに個々に登録された生体データＴＦＤの個数が１万個を超過するか否かを再判定する（ステップＳ７１）。

その結果、第１グループ４０１から第ｍ+２Ｌグル−プ４０ｍ＋２Ｌ（Ｌは、任意の正の整数）まで各グループを細分化することができる。
したがって、第１グループ４０１から第ｍ+２Ｌグル−プ４０ｍ＋２Ｌの個々に登録された生体データＴＦＤの個数を１万個以下にすることができるので、照合装置６００が照合を行う際に、短時間で実施することができる。

本発明に係る生体認証システム１００においては、索引データ（インデックス）が、複数の階層（ｎ+１）により形成される。その結果、登録部４００における生体データＦＤを生体データＴＦＤとして有効にグループ分けして登録することができる。
さらに、照合装置６００において、照合すべき生体データが、複数の階層（ｎ+１）により区分され、当該索引データに応じて、予め登録部４００に登録された生体データＴＦＤと照合されることにより、短時間で生体データＦＤの照合を行うことができる。
特に、第ｎ+１段階（ｎ：正の整数）の索引を形成することにより、生体データＴＦＤの母数が数億個または数千万個ある場合においても、索引データによりグループ分けされた数千個の生体データＴＦＤと照合するだけで照合処理を行うことができるので、照合速度を短くすることができる。

また、索引データが、生体データＦＤの特質または特徴に基づくものであるので、生体データＦＤの特質または特徴ごとにグループ化することができる。特に、登録されたすべての生体データＴＦＤを照合等に使用する場合と比較し、アクセススピードを速めて処理の負荷を低減することができる。

この場合、グループの階層が深くなると、分類する観点によっては、各索引データにおける隣接する他のグループであっても、類似する特徴を有する生体情報が含まれる可能性が発生する。このような場合は、必要に応じて隣接する他のグループも照合の対象とすることができる。また、隣接する他のグループを照合する頻度によっては、グループの構成を再構成してもよい。

（索引の順番の入替処理）
上記の実施の形態において生体照合システム１００は、第１〜第ｎ索引判定装置３００（ｎは、任意の正の整数）および第１グループ４０１から第ｍ+２グル−プ４０ｍ＋２（ｍは、任意の正の整数）であることとしているが、以下に開示する例によりｎ数およびｍ数を決定してもよい。

図９および図１０は、登録部４００の各グループのいずれか１つに個々に登録された生体データＴＦＤの個数が１万個を超過した場合の処理を説明するための模式図であり、図１１は、図９および図１０の処理の一例を示すフローチャートである。

図９（ａ）に示すように、例えば、生体照合システム１００の登録部４００では、各登録グループの第１グループには２千個、第２グループには２万個、第３グループには５００個、第４グループには千個、第５グループには１万五千個、第６グループには５００個に分類されている。

この場合、本実施の形態における生体照合システム１００の登録部４００は、図１１に示すように、第１グループから第ｍ+２グループのいずれかが、１万個を超過するか否かを判定する（ステップＳ５１）。
第１グループから第ｍ+２グループのいずれかが１万個を超過している場合、相関性を判定し、索引の順番を入れ替える（ステップＳ５２）。
上記の例示において、生体データにおける特質または特徴について分類を行う。なお、索引の順番は機械学習の結果により決定してもよい。

（索引の相関性）
図９（ａ）に示すように、例えば、第１グループ、第２グループ、および第３グループのうち第２グループにおいて登録される生体データ数が２万個になっている。したがって、図１１のステップＳ５１の処理において、Ｙｅｓとなり、相関性を判定し、索引の順番を入れ替える。図９の例においては、第ｎ索引判定結果Ｓｎ+１を、第ｎ索引判定結果Ｓｎ＋αに入れ替えている。その結果、図９（ｂ）に示すように、第２グループにおいて登録される生体データ数を８５００個まで低減させることができる。

また、第１グル―プに登録される生体データ数は８５００個、第３グループに登録される生体データ数は６５００個であり、全て１万個以下であるため、図１１の処理は終了される。

図１０（ａ），（ｂ）を用いて索引の相関性について説明を行う。図１０（ａ）に示すように、第ｎ索引判定結果Ｓｎおよび第ｎ索引判定結果Ｓｎ+１を用いた場合、３０００個、２００００個、５００個の３つに区分される。
一方、図１０（ｂ）に示すように、第ｎ索引判定結果Ｓｎおよび第ｎ索引判定結果Ｓｎ+αを用いた場合、８５００個、８５００個、６５００個の３つに区分される。
したがって、第ｎ索引判定結果Ｓｎおよび第ｎ索引判定結果Ｓｎ+１は、相関性が高いため、生体データ数を均等に区分することができないという問題がある。一方、第ｎ索引判定結果Ｓｎおよび第ｎ索引判定結果Ｓｎ+αは、相関性が低いため、指紋データ数をほぼ均等に区分することができるというメリットが生じる。
登録部４００は、当該処理を繰り返し行い、データ数が均等になるまで、索引の順序を入れ替る。

本発明においては、索引データが、「索引」に相当し、生体データＦＤ、生体データＴＦＤが「生体データ」に相当し、登録部４００が「登録部」に相当し、生体認証システム１００が「生体認証システム」に相当し、第１グループ、第２グループ、〜、第ｍ+２グループが、「グループ」に相当し、第ｎ索引判定装置３３１、〜、３３Ｐが「複数の階層」の最終段に相当し、フローチャートが、「生体認証プログラムまたは生体認証方法」に相当する。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１００生体認証システム
３３１、〜、３３Ｐ第ｎ索引判定装置
４００登録部
６００照合装置
９００登録装置
ＦＤ、ＴＦＤ生体データ

Claims

利用者の生体データと登録された複数の生体データとを照合して認証する生体認証システムであって、
前記複数の生体データを登録する生体データ登録手段と、
前記利用者の生体データが認証された位置情報と、前記位置情報の履歴とを記録する、位置情報保存手段と、
前記複数の生体データについて複数の階層からなる索引を作成する索引作成手段と、
前記複数の生体データを前記索引に応じて複数の生体データのグループに構成する生体データグループ構成手段と、
一の前記グループに登録された生体データの数が所定数を超過した場合に、前記索引の階層を増加し、前記グループに登録された前記生体データの数を前記所定数以下にする、索引更新手段と、
前記位置情報および／または前記位置情報の履歴に応じて、前記グループにおける前記利用者の生体データの照合順を更新し、または前記利用者の生体データを照合から排除する、生体データグループ更新手段と、を備える生体認証システム。
前記生体データグループ更新手段は、前記利用者の生体データが認証された位置、および所定時間に移動可能な距離を算出し、前記所定時間に移動可能な距離を超えた位置において前記利用者の生体データを照合から排除する、請求項１に記載の生体認証システム。
前記所定時間に移動可能な距離を超えた位置において、前記利用者の生体データの照合がされた場合に、前記生体認証の結果を不許可とし、前記利用者に報知する、請求項２に記載の生体認証システム。
前記生体データグループ更新手段は、前記位置情報の履歴に基づき前記利用者の行動パターンを算出し、前記グループにおける前記利用者の生体データの照合順を更新する、請求項１から３のいずれか１項に記載の生体認証システム。
前記生体データグループ構成手段は、前記索引の階層のうち少なくとも一つが、前記位置情報および／または前記位置情報の履歴に応じて構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の生体認証システム。
前記生体データが、指紋データ、指静脈データ、掌静脈データ、掌紋データ、虹彩データ、網膜データ、声紋データおよび顔認証データのいずれか又は複数の組み合わせである、請求項１から５のいずれか１項に記載の生体認証システム。
利用者の生体データと登録された複数の生体データとを照合して認証する生体認証プログラムであって、
前記複数の生体データを登録する生体データ登録処理と、
前記利用者の生体データが認証された位置情報と、前記位置情報の履歴とを記録する、位置情報保存処理と、
前記複数の生体データについて複数の階層からなる索引を作成する索引作成処理と、
前記複数の生体データを前記索引に応じて複数の生体データのグループに構成する生体データグループ構成処理と、
一の前記グループに登録された生体データの数が所定数を超過した場合に、前記索引の階層を増加し、前記グループに登録された前記生体データの数を前記所定数以下にする、索引更新処理と、
前記位置情報および／または前記位置情報の履歴に応じて、前記グループにおける前記利用者の生体データの照合順を更新し、または前記利用者の生体データを照合から排除する、生体データグループ更新処理と、
を実行させる生体認証プログラム。
利用者の生体データと登録された複数の生体データとを照合して認証する生体認証方法であって、
前記複数の生体データを登録する生体データ登録工程と、
前記利用者の生体データが認証された位置情報と、前記位置情報の履歴とを記録する、位置情報保存工程と、
前記複数の生体データについて複数の階層からなる索引を作成する索引作成工程と、
前記複数の生体データを前記索引に応じて複数の生体データのグループに構成する生体データグループ構成工程と、
一の前記グループに登録された生体データの数が所定数を超過した場合に、前記索引の階層を増加し、前記グループに登録された前記生体データの数を前記所定数以下にする、索引更新工程と、
前記位置情報および／または前記位置情報の履歴に応じて、前記グループにおける前記利用者の生体データの照合順を更新し、または前記利用者の生体データを照合から排除する、生体データグループ更新工程と、
を含む生体認証方法。