JP2019168788A - 生体情報認証装置及び生体情報認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】故障後の誤認証を抑制することができる生体情報認証装置及び生体情報認証方法を提供する。【解決手段】生体情報認証装置１の制御部１６は、生体情報を読み取る生体情報センサ１０から取得した生体情報データ１１と前回取得した生体情報データである前回生体情報データ１４０とが予め定められた範囲で一致する場合、操作者に再度の生体情報の読み取りを報知し、再度の読み取りによって取得した生体情報データ１１と前回取得した前回生体情報データ１４０とが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止する。【選択図】図３

Description

本発明は、生体情報認証装置及び生体情報認証方法に関する。

従来の技術として、駆動源の始動や停止を指令する始動スイッチと、駆動源を始動させる始動手段と、指紋を読み取る指紋センサと、指紋センサ、始動スイッチからの入力に基づいて始動手段の作動を制御する始動処理を実行する制御手段と、を備えた始動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この始動制御装置の制御手段は、始動スイッチにより始動が指令されたときに、始動手段による始動を実行する前に、指紋センサが読み取った指紋と予め登録された登録指紋とによる指紋照合を行い、一致判定がなされると、利用者が正当な利用者であると認証して始動手段による始動を許可する。

特開２００８−１７４０９５号公報

しかし従来の始動制御装置は、例えば、指紋センサが故障して同じ画像を出力するような場合、この画像を登録してしまうと、登録者でない者が指紋を読み取らせても認証が成立してしまう問題がある。

従って本発明の目的は、故障後の誤認証を抑制することができる生体情報認証装置及び生体情報認証方法を提供することにある。

本発明の一態様は、生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止する認証部を備えた生体情報認証装置を提供する。

本発明の他の態様は、生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止する生体情報認証方法を提供する。

本発明によれば、故障後の誤認証を抑制することができる。

図１（ａ）は、実施の形態に係る生体情報認証装置が搭載されたスタートスイッチの一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、生体情報認証装置のブロック図の一例である。 図２（ａ）は、実施の形態に係る生体情報認証装置が取得する生体情報データの一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、故障時に出力される故障時データの一例を示す概略図である。 図３は、実施の形態に係る生体情報認証装置の動作の一例を示すフローチャートである。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る生体情報認証装置は、生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止する認証部を備えて概略構成されている。

この生体情報認証装置は、例えば、生体情報読取装置が故障して同じ生体情報データを出力する場合であっても、前回取得した生体情報データと比較して予め定められた範囲で一致する場合に認証を中止するので、この構成を採用しない場合と比べて、故障後の誤認証を抑制することができる。

[実施の形態]
（生体情報認証装置１の概要）
図１（ａ）は、実施の形態に係る生体情報認証装置が搭載されたスタートスイッチの一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、生体情報認証装置のブロック図の一例である。図２（ａ）は、実施の形態に係る生体情報認証装置が取得する生体情報データの一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、故障時に出力される故障時データの一例を示す概略図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）では、主な信号やデータの流れを矢印で示している。

生体情報認証装置１は、一例として、図１（ａ）に示すように、車両の駆動装置の始動及び停止を指示するスタートスイッチ５に配置されている。この生体情報認証装置１は、例えば、生体情報としてスタートスイッチ５を操作する操作者の操作指の指紋パターンを読み取って認証するように構成されている。

生体情報認証装置１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、生体情報を読み取る生体情報読取装置としての生体情報センサ１０から取得した生体情報データ１１と前回取得した生体情報データである前回生体情報データ１４０とが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止する認証部としての制御部１６を備えて概略構成されている。

また制御部１６は、取得した生体情報データ１１と前回取得した前回生体情報データ１４０とが予め定められた範囲で一致する場合、操作者に再度の生体情報の読み取りを報知するように構成されている。

つまり生体情報認証装置１の制御部１６は、生体情報を読み取る生体情報センサ１０から取得した生体情報データ１１と前回取得した生体情報データである前回生体情報データ１４０とが予め定められた範囲で一致する場合、操作者に再度の生体情報の読み取りを報知し、再度の読み取りによって取得した生体情報データ１１と前回取得した前回生体情報データ１４０とが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止する。

この報知は、例えば、車両に搭載された報知装置に報知信号Ｓ_２を出力することで行われ、音や表示などによって再度の読み取り（リトライ）を促すものである。この報知装置は、例えば、スピーカ装置や表示装置である。なお変形例として生体情報認証装置１は、リトライを促さずに認証を中止する構成であっても良い。

また生体情報認証装置１は、一例として、図１（ｂ）に示すように、生体情報センサ１０と、抽出部１２と、記憶部１４と、を備えている。

（スタートスイッチ５の構成）
スタートスイッチ５は、例えば、運転席に着座する操作者の前方や運転席と助手席の間に位置するフロアコンソールなどに配置されている。スタートスイッチ５は、本体５０に対して操作ボタン５１が移動可能となるようなプッシュスイッチとして構成されている。このスタートスイッチ５は、なされたプッシュ操作（オン操作）により、車両の駆動装置の始動、又は始動準備を車両に指示することができる。

具体的には、駆動装置が内燃機関（エンジン）である場合、シフト装置やブレーキ装置の操作条件が満足された状態でなされたプッシュ操作によりエンジンが始動する。また駆動装置がモータである場合、上記の操作条件が満足された状態でなされたプッシュ操作によりモータに電流を供給する始動準備が行われる。さらに駆動装置がエンジンとモータのハイブリッドである場合、上記の操作条件が満足された状態でなされたプッシュ操作により、始動時に優先される駆動装置に対応して始動又は始動準備が行われる。このオン操作の後に行われたオフ操作によって、駆動装置の停止が指示される。

（生体情報センサ１０の構成）
生体情報センサ１０は、図１（ａ）に示すように、スタートスイッチ５の操作面５１０に読取面１００が露出するように配置されている。そして生体情報センサ１０は、一例として、操作面５１０に接触する操作指の生体情報を読み取るように構成されている。この生体情報は、一例として、操作指の指紋パターンに関する情報である。

なお生体情報は、操作指の指紋パターンに限定されず、静脈パターン、手の平の静脈パターン、目の虹彩、顔などの身体の一部の形状などでも良い。また生体情報センサ１０は、例えば、虹彩などのように操作対象から離れていても生体情報を読み取ることが可能であれば、スタートスイッチ５に搭載されていなくても良い。

この生体情報センサ１０は、例えば、指紋パターンを読み取る場合、光学式、静電容量式、電界強度測定式、感圧式及び感熱式などの指紋パターンを読み取るように構成されたセンサが用いられる。

また生体情報センサ１０は、例えば、操作指や手の平の静脈パターンを読み取る場合、照射した近赤外線の反射に基づいて静脈パターンを読み出すように構成されたセンサが用いられる。

また生体情報センサ１０は、例えば、指紋パターンと静脈パターンの両方を読み取る場合、可視光を照射して撮像した画像を画像処理して指紋パターンと静脈パターンを抽出するように構成されたセンサが用いられる。

さらに生体情報センサ１０は、例えば、虹彩を読み取る場合、赤外線を照射して撮像した画像を画像処理して虹彩を読み取るように構成されたセンサが用いられる。

またさらに生体情報センサ１０は、例えば、顔などの身体の一部の形状を読み取る場合、撮像された対象に複数の計測点を設け、この計測点の深度に基づいて対象の凹凸形状を読み取るように構成されたセンサが用いられる。

本実施の形態の生体情報センサ１０は、一例として、指紋パターンを読み取る静電容量式のセンサである。生体情報センサ１０は、例えば、読み取った静電容量をマッピングして得られた指紋パターンを生体情報データ１１として制御部１６に出力する。

なお生体情報データ１１は、例えば、特徴点を抽出する前のデータであり、カメラで撮像した画像データなどであっても良い。

（抽出部１２の構成）
抽出部１２は、例えば、図２（ａ）に示すように、生体情報センサ１０が読み取った生体情報データ１１に抽出処理を行って指紋パターン９０の特徴点１０５を抽出するように概略構成されている。この抽出処理は、例えば、隆線の抽出処理などである。

この特徴点１０５とは、一例として、図２（ａ）に示す中心点１１０、分岐点１１１、端点１１２及び三角州１１３などであるがこれに限定されない。中心点１１０とは、指紋パターン９０の中心となる点である。分岐点１１１とは、指紋の隆線が分岐している点である。端点１１２とは、隆線が切れている点である。三角州１１３とは、三方向から隆線が集まった点である。なお制御部１６は、特徴点１０５の位置、特徴点１０５間の距離などに基づいて類似度を算出する。

抽出部１２は、抽出した特徴点１０５の画像である抽出画像１２０を生成する。登録された操作者の抽出画像１２０は、記憶部１４にテンプレート１４１として記憶される。このテンプレート１４１は、特徴点１０５から形成されるものであり、登録者ごとに記憶される。

（記憶部１４の構成）
記憶部１４は、例えば、前回生体情報データ１４０及びテンプレート１４１を記憶するように構成されている。記憶部１４は、例えば、半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置であるがこれに限定されず、例えば、制御部１６の内部メモリとして構成されても良い。本実施の形態の記憶部１４は、一例として、半導体メモリである。

記憶部１４は、読み取られた最新の生体情報データ１１の１つ前、つまり前回読み取られた生体情報データ１１を前回生体情報データ１４０として記憶している。前回生体情報データ１４０は、新規に生体情報データ１１が生成されるたびに更新される。

（制御部１６の構成）
制御部１６は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１６が動作するためのプログラムと、故障判定しきい値１６０と、類似度しきい値１６１と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。

制御部１６は、例えば、読み取られた生体情報データ１１の特徴点１０５と、記憶部１４に記憶されたテンプレート１４１と、の類似度が類似度しきい値１６１以上である場合、操作者が登録者であると判定する。

具体的には、制御部１６は、例えば、記憶部１４に記憶されたテンプレート１４１と抽出画像１２０とを比較して操作者が登録者なのか、未登録者なのかを判定する。

この類似度しきい値１６１は、一例として、８０％である。つまり制御部１６は、例えば、認証に使用する特徴点１０５の数が８０個である場合、６４個以上の特徴点１０５が一致すれば、操作者が登録者であると判定する。

なお認証は、一例として、特徴点１０５の一致によって判定するとしているが説明を単純化するためであって、実際の認証には、上述のように、特徴点１０５の位置、特徴点１０５間の距離などに基づいて類似度を算出する。

制御部１６は、取得した生体情報データ１１と前回取得した生体情報データ（前回生体情報データ１４０）とが予め定められた範囲で一致しない場合、当該取得した生体情報データ１１から抽出された特徴点１０５の画像（抽出画像１２０）と登録されたテンプレート１４１とを比較して認証を行うように構成されている。

この予め定められた範囲は、例えば、故障判定しきい値１６０によって規定される。具体的には、制御部１６は、生体情報センサ１０から生体情報データ１１を取得すると、記憶部１４に前回生体情報データ１４０が記憶されていない場合、前回生体情報データ１４０として記憶させ、記憶されている場合、記憶されている前回生体情報データ１４０を更新する。

また制御部１６は、取得した生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０とを比較し、故障判定しきい値１６０以上の一致度であった場合、少なくとも１回、リトライを促す。そして制御部１６は、リトライの結果、新たに取得した生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０とが故障判定しきい値１６０以上の一致度であった場合、生体情報センサ１０が故障していると判定して認証を中止する。この一致度は、一例として、画素ごとの値が予め定められた範囲内で一致する割合である。故障判定しきい値１６０は、一例として、８０％が好ましく、９０％がより好ましい。なおリトライは、１回に限定されず、複数回であっても良い。

変形例として制御部１６は、生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０との差に関する故障判定しきい値１６０を設け、生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０との差が故障判定しきい値１６０より小さい場合、生体情報センサ１０が故障していると判定するように構成されても良い。

生体情報センサ１０が故障している場合、一例として、ほぼ同じ生体情報データ１１を出力する。この場合、一例として、図２（ｂ）に示すような故障時データ６が出力され、特徴点１０５を抽出する処理がなされてテンプレート１４１として記憶されると、登録者ではない操作者の生体情報を読み取っても故障時データ６が生体情報データ１１として出力されて認証が成立してしまう。

なお故障時データ６が抽出処理を経てテンプレート１４１として記憶されると、新たに読み取られた生体情報データ１１が故障時データ６であった場合、テンプレート１４１と直接比較することができず、また抽出された故障時データ６の抽出画像１２０とテンプレート１４１とを比較すると同じ画像であるため、認証されてしまう。

しかし制御部１６は、前回生体情報データ１４０と新たに読み取った生体情報データ１１とを直接比較することができるので、生体情報センサ１０の故障を判定することができ、登録者でない者を誤認証することが抑制される。なお変形例として制御部１６は、生体情報センサ１０が故障していると判定した場合、故障を示す信号を出力するように構成されても良い。

制御部１６は、生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０との一致度が故障判定しきい値１６０より小さく、また当該生体情報データ１１の抽出画像１２０とテンプレート１４１との類似度が類似度しきい値１６１以上となって認証が成立した場合、認証が成立したことを示す認証信号Ｓ_１を出力する。

スタートスイッチ５は、操作ボタン５１に対してプッシュ操作がなされ、かつ生体情報認証装置１による認証が認証信号Ｓ_１に基づいて成立したと判定した場合、駆動装置の始動を指示する指示信号を車両側に出力する。

以下に本実施の形態における生体情報認証装置１の動作の一例について図３のフローチャートに従って説明する。ここでは、主に生体情報センサ１０の故障判定動作について説明する。

（動作）
生体情報認証装置１の制御部１６は、生体情報センサ１０から生体情報データ１１を取得すると（Ｓｔｅｐ１）、記憶部１４から前回生体情報データ１４０を読み出し、当該生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０とを比較する（Ｓｔｅｐ２）。

制御部１６は、生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０との一致度が故障判定しきい値１６０より小さい場合（Ｓｔｅｐ３：Ｙｅｓ）、生体情報センサ１０が故障していないと判定する（Ｓｔｅｐ４）。

そして制御部１６は、ステップ１で取得した生体情報データ１１に基づいて抽出部１２が生成した抽出画像１２０を取得すると共に記憶部１４からテンプレート１４１を読み出して認証を開始する（Ｓｔｅｐ５）。

制御部１６は、算出した類似度が類似度しきい値１６１以上である場合、認証が成立したとして認証信号Ｓ_１を出力する。また制御部１６は、類似度が類似度しきい値１６１より小さい場合、認証が不成立であるとして認証を終了する。

ここでステップ３において制御部１６は、生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０との一致度が故障判定しきい値１６０以上である場合（Ｓｔｅｐ３：Ｎｏ）、生体情報データ１１の再度の読み取りを促す報知信号Ｓ_２を出力し、リトライを要求する（Ｓｔｅｐ６）。

次に制御部１６は、リトライ後の生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０とを比較し、リトライ後の一致度が故障判定しきい値１６０より小さい場合（Ｓｔｅｐ７：Ｙｅｓ）、生体情報センサ１０が故障していないと判定する（Ｓｔｅｐ４）。

またステップ７において制御部１６は、リトライ後の生体情報データ１１と前回生体情報データ１４０との一致度が故障判定しきい値１６０以上である場合（Ｓｔｅｐ７：Ｎｏ）、生体情報センサ１０が故障していると判定する（Ｓｔｅｐ８）。そして制御部１６は、判定結果に基づいて認証を中止する（Ｓｔｅｐ９）。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る生体情報認証装置１は、故障後の誤認証を抑制することができる。具体的には、生体情報認証装置１は、生体情報センサ１０が故障して同じ生体情報データ１１を出力する場合であっても、リトライ後の前回取得した前回生体情報データ１４０と比較して一致度が故障判定しきい値１６０以上である場合に生体情報センサ１０が故障しているとして認証を中止するので、この構成を採用しない場合と比べて、故障後の誤認証を抑制することができる。

生体情報認証装置１は、特徴点１０５が抽出された抽出画像１２０ではなく、処理前の生データである前回生体情報データ１４０を用いて故障判定を行うので、この構成を採用しない場合と比べて、判定の精度が高い。

なお他の実施の形態としての生体情報認証方法は、生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止することを含む。

この生体情報認証方法は、取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、操作者に再度の生体情報の読み取りを報知することを含む。

また他の実施の形態としての生体情報認証方法は、生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、操作者に再度の生体情報の読み取りを報知し、再度の読み取りによって取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止することを含む。

また他の実施の形態としての生体情報認証装置は、生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとの一致度が第１のしきい値以上であった場合、操作者に再度の生体情報の読み取りを促し、再度の読み取りで取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとの一致度が第１のしきい値より大きい第２のしきい値以上であった場合、生体情報読取装置が故障していると判定する認証部を備えて構成される。

さらに他の実施の形態としての生体情報認証装置は、生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとの差が第１のしきい値以下であった場合、操作者に再度の生体情報の読み取りを促し、再度の読み取りで取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとの差が第１のしきい値より小さい第２のしきい値以下であった場合、生体情報読取装置が故障していると判定する認証部を備えて構成される。

上述の実施の形態及び変形例に係る生体情報認証装置１及び生体情報認証方法は、例えば、用途に応じて、その一部が、コンピュータが実行するプログラム、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などによって実現されても良い。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…生体情報認証装置、５…スタートスイッチ、６…故障時データ、１０…生体情報センサ、１１…生体情報データ、１２…抽出部、１４…記憶部、１６…制御部、５０…本体、５１…操作ボタン、９０…指紋パターン、１００…読取面、１０５…特徴点、１１０…中心点、１１１…分岐点、１１２…端点、１１３…三角州、１２０…抽出画像、１４０…前回生体情報データ、１４１…テンプレート、１６０…故障判定しきい値、１６１…類似度しきい値、５１０…操作面

Claims (4)

1. 生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止する認証部を備えた生体情報認証装置。
2. 前記認証部は、取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが前記予め定められた範囲で一致しない場合、当該取得した生体情報データから抽出された特徴点の画像と登録されたテンプレートとを比較して認証を行う、
   請求項１に記載の生体情報認証装置。
3. 前記認証部は、取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが前記予め定められた範囲で一致する場合、操作者に再度の生体情報の読み取りを報知する、
   請求項１又は２に記載の生体情報認証装置。
4. 生体情報を読み取る生体情報読取装置から取得した生体情報データと前回取得した生体情報データとが予め定められた範囲で一致する場合、認証を中止する生体情報認証方法。

Images