JP4275794B2 - 人体照合装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、指紋等の人体の特徴点により個人を照合する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
建物内の所定区域へは関係者以外の立入りを禁止するため、所定区域への通路又は出入口に電気錠によって開閉される扉を設け、この扉の近傍に所定区域への通行を許可された者か否かを、指紋を照合して判別する指紋照合装置を設置する場合がある。
この指紋照合装置は、所定の指の指紋を指紋センサで撮像し、その画面の濃淡を電気信号に変換して指紋データを出力し、これをあらかじめ登録された指紋データと照合して、両者が一致するか又は不一致であるかを判定するものである。
【0003】
この場合、指紋センサの外にテンキーを設置し、操作者がテンキーを操作してID(個人)番号を入力すると、あらかじめ登録された指紋の特徴点データの中から、ID番号に対応する指紋データを抽出し、指紋センサから入力された実指紋データと照合するようにしている。
【0004】
ここで、指紋照合の際の他人受入率(他人を本人と間違える確率)を下げるために、複数の指をAND条件で判別することが考えられ、個人単位で複数の指紋データをあらかじめ登録し、そのすべての指の指紋データの照合結果が一致したとき、照合OKと判定するものであり、例えば特開昭61−177580号公報に提案されている。
【0005】
また、操作者が指に受傷して指紋照合に使えなくなったり、どうしても認識不能状態になったりした場合でも、バックアップとして、本人拒否率(本人として認識しない確率)を下げるために、複数の指をOR条件で判別することが考えられ、個人単位で複数の指紋データをあらかじめ登録し、その中で1本でも一致する指紋があれば、照合OKと判定するものであり、例えば特公平7−120417号公報に提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の指紋照合装置では、複数の指をあらかじめ登録しておき、AND条件又はOR条件で照合し、他人受入率又は本人拒否率を下げて照合性能を向上するようにしているため、AND機能又はOR機能をそれぞれ別の装置に組み込んで照合する必要がある。
また、各個人の指は、指紋の凹凸、湿り気、傷等により異なっており、規定の照合判別条件が人により不適となる場合が多く、AND又はOR照合のため、更に認識性能が悪くなることがある。
【0007】
また、照合性能を左右する基本パラメータである他人受入率及び本人拒否率は、判別条件により一方を良くすれば、他方が悪くなるといった相関関係を持つ。等の問題点がある。
【0008】
この発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、個人単位でAND照合及びOR照合の一方を選択でき、人体特徴点の個人差に応じて、照合性能を最適値に設定できるようにした使いやすい人体照合装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1発明に係る人体照合装置は、
入力された人体の特徴点データと、あらかじめ登録された人体の特徴点データとを照合して両者が一致するかを判断する装置において、
個人ごとの上記人体特徴点データをデータベースに登録し、かつ個人ごとの上記人体特徴点データの照合形式及び照合レベルを設定して登録する人体特徴点データ登録手段と、
上記個人ごとに登録された照合形式及び照合レベルで、上記入力された人体特徴点データを上記登録人体特徴点データと照合する人体特徴点データ照合手段とを備え、
前記照合形式を、複数の入力人体特徴点データのすべてが、登録人体特徴点データと一致するかを判断するAND照合形式と、複数の入力人体特徴点データのいずれかが登録人体特徴点データと一致するかを判断するOR照合形式とからなり、登録時の本人確認照合での連続失敗回数によってAND照合形式かOR照合形式かを定めかつ照合する特徴点データの数を定めるものとし、
前記照合レベルを、認証時の照合性能を保証するために登録時の本人確認照合での照合一致度により区分して定めるものとすることを特徴とするものである。
【0011】
また、第2発明に係る人体照合装置は、第1発明のものにおいて、登録対象者の異なる複数の箇所の人体特徴点データを連続して登録し、個人の人体特徴点の状況により認識困難かを監視し、上記状況に応じて個人ごとに適合する照合形式及び照合レベルを決定するようにしたものである。
【0012】
また、第3発明に係る人体照合装置は、第1又は第2発明のものにおいて、登録されている人体特徴点データから入力ID番号に対応する照合形式及び照合レベルを抽出して照合するようにしたものである。
【0013】
また、第4発明に係る人体照合装置は、第1〜3発明のものにおいて、抽出された照合形式及び照合レベルに基づいて、登録人体特徴点データと、複数の入力人体特徴点データとをそれぞれ照合して、その結果を判定するようにしたものである。
【0014】
また、第5発明に係る人体照合装置は、第1〜4発明のものにおいて、人体の特徴点として指紋を用いるようにしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1〜図7はこの発明の第1〜第6発明の一実施の形態を示す図で、図1は全体構成図、図2はブロック線図、図3は指紋データベース説明図、図4は他人受入率及び本人拒否率曲線図、図5は照合形式及び照合レベル決定テーブル説明図、図6は指紋登録動作フローチャート、図7は指紋照合動作フローチャートで、図中、同一符号は同一部分を示す。
【0016】
図1において、1は人体照合装置の一例としての指紋照合装置、2はテンキー等で構成されID(個人)番号を入力するID番号入力手段、3は入力されたID番号に基づいてその個人の指紋データを連続して登録する指紋データ連続登録手段、4はその個人の登録時の指紋状況を確認及びチェックする登録状況監視手段、5は登録状況に応じて登録者の指の状態に適合した照合形式(ANDかORか)及び照合判別条件(レベル)を自動的に決定する照合形式・レベル自動決定手段である。
上記のID番号入力手段2、指紋データ連続登録手段3、登録状況監視手段4および照合形式・レベル自動決定手段5により人体特徴点データ登録手段を構成する。
【0017】
6aは上記各手段2〜5からなる人体特徴点データ登録手段から得られる情報を指紋データベース6として登録する記憶手段で、図3で後述するように、ID番号ごとに照合形式、照合レベル及び指紋データが記憶されている。
7は入力されたID番号に基づいて、指紋データベース6から当該個人の照合形式を抽出する個人別照合形式抽出手段、8は同じく当該個人の照合レベルを抽出する個人別照合レベル抽出手段である。
上記の個人別照合形式抽出手段7および個人別照合レベル抽出手段8により、人体特徴点データ照合手段を構成している。
9は上記照合形式及び照合レベルにより照合対象者の指紋データを連続して取り込んで照合する第1指〜第3指照合手段9a〜9cを有する複数指連続照合手段である。
【0018】
10は上記連続照合の結果から照合形式で決定される条件(ANDかOR)を判断して最終的な判定結果を出す照合結果最終判定手段で、ANDゲート10a及びORゲート10bを有し、複数指連続照合手段9及び照合結果最終判定手段10により複数指紋データ照合・判定手段11、すなわち一般的に言えば、複数人体特徴点データ照合・判定手段が構成されている。
12は上記最終結果を使って、扉等の所定機器の制御結果及び照合結果をログ記録する制御・ログ記録手段である。
【0019】
図2において、21は指紋を撮像する指紋センサで、LED光源21a、プリズム21b及びCCDカメラ21cから構成されている。22は指紋センサ21のアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換するA/D変換器、23は中央処理装置(CPU)、24はLED光源21a、テンキー25、表示灯26及びブザー27に接続され、CPU23の間で信号を授受する入出力装置、28はCPU23に接続された入出力装置で、出力リレー29が接続されている。30は当該扉の電気錠で、出力リレー29により制御される。31はCPU23に接続され登録指紋データ、操作ログの記憶データ等を記憶するメモリ、32はメモリ31をバックアップする電池である。
図2の指紋センサ21は、図1のID番号入力手段2に対応する。また、CPU23は、図1の指紋データ連続登録手段3、登録状況監視手段4および照合形式・レベル自動決定手段5を含む人体特徴点データ登録手段の動作、個人別照合形式抽出手段7および個人別照合レベル抽出手段8を含む人体特徴点データ照合手段の動作、ならびに、複数指連続照合手段9及び照合結果最終判定手段10を含む複数人体特徴点データ照合・判定手段の動作を、計算機演算により行う。また、メモリ31は、図1の記憶手段6aおよび制御・ログ記録手段の12の両方の動作をする。
【0020】
図3は、図1の指紋データベース6の構成を説明する図であり、図3に示すように、指紋データベース6には、登録時に、ID番号のフィールドに、照合形式・レベル自動決定手段5で決定された照合形式(AND又はOR及び照合指本数)Mと照合レベルL、及び指紋データ連続登録手段3で登録された各指ごとの指紋データD1〜D3が格納される。
【0021】
図4は、指紋照合装置における他人受け入れ率および本人拒否率を示す曲線図である。図4において、FAは照合時他人の指紋データを本人の指紋データとして受け入れる(False Accept)確率(以下他人受入率という)、FRは同じく本人の指紋データを本人のものでないとして拒否する(False Reject)確率(以下本人拒否率という)である。他人受入率FAは照合判別条件(一致度)Liを上げれば上げるほど小さくなり、本人拒否率FRは照合判別条件Liを上げるほど大幅に大きくなる。それぞれの曲線は、指紋照合装置固有の曲線となり、他人を受け入れにくく、本人を受け入れやすい最適の点になるように、判別条件Liがあらかじめ定められている。
【0022】
図5は照合形式及び照合レベルを決定するためのテーブルを説明する図である。図5に示す照合形式及び照合レベル決定テーブルは、図1の登録状況監視手段4及び照合形式・レベル自動決定手段5で使用されるものである。
登録時の本人確認照合での連続失敗回数によって、その人の指状況が「通常」「悪い」及び「最悪」とクラス分けされていて、そのクラスに合った照合形式及び照合判定条件を決めるために用いられる。ここでは、登録照合の失敗回数が、0〜5、6〜10、11回以上によって、「通常」、「悪い」、「最悪」のクラス分けをしている。この各クラスに指定された失敗回数を「COUNT」とする。
また、照合形式には、「照合形式」(これをMlogとする)と照合する指の「本数」(これをMnumとする)とを含んでいる。照合レベルには、「照合レベル」(これをLiとする)とこれに伴う「他人受入率FA」および「本人拒否率FR」を含んでいる。
【0023】
通常クラスでは、レベルL1で確認照合がなされ、本人拒否率FRが確率Pr1で識別され、そのときの他人受入率FAがPa1で最終性能として問題ないため、1本の指でも一致とみなし得るOR照合となる。
また、登録時の本人確認照合が失敗する場合には、悪いクラスとして、その人の本来の本人拒否率性能が保証できないため、照合レベルをL2に下げ(L2<L1)、本人拒否率FRを確率Pr2に下げる(性能を向上させる)(Pr2<Pr1)。これに伴って、他人受入率FAは確率Pa2に上がり、決められた基本性能が出せなくなる(Pa2>Pa1)。
【0024】
そのために、照合時に2本の指の他人受入率FAを乗算して、最終他人受入性能を向上するAND照合形式が指定されている。
また、更に失敗が多い人は最悪クラスとして、更に本人拒否率FRを下げて確率Pr3とし(Pr3<Pr2)、他人受入率を上げて確率Pa3となる(Pa3>Pa2)ような照合レベルL3を判別条件とする。なお、他人受入率性能を保証するために、3本の指を照合するAND照合に決定される。
ここで、Pa1<Pa2<Pa3とし、Pr1>Pr2>Pr3とする。
【0025】
次に、この実施の形態の動作を図6及び図7を参照して説明する。
A 指紋登録動作(図6)
図6は、人体特徴データとしての指紋の登録動作を示すフローチャートである。
まず、ステップS1で、図2のテンキー25からID番号を入力し、ステップS2で初期値として照合レベルL1及び指ポインタ1(1番目の指)が設定される。ここで指ポインタとは、登録・照合対象の指数(Mnum)のうちで、順番に登録(照合)する時に使う、内部カウンタ(ポインタ)を言う。
ステップS3で登録者の指紋データを取り込み(第1回)、ステップS4でそのデータを一時的にDprvとして記憶する。ステップS5で登録データの信頼性及び本人照合の確認のために、再度同一指紋データをDnxtとして取り込む。
【0026】
ステップS6では、一時記憶されている指紋データDprvと再取り込み指紋データDnxtを所定の照合レベルLiで比較・照合する。結果が不一致であればステップS7へ進み、現クラスの決定テーブルにある失敗回数(COUNT)分繰り返し、その回数を越えても失敗したときは、登録対象者の指の状態を悪く、本人照合が正常にできないとして、ステップS8へ進む。ステップS8で決定テーブルのクラスを順次下げて行き、そのテーブルに指定されている照合レベルLi及び登録本数(Mnum)に条件をシフトする。
【0027】
そして、ステップS9でクラスが最悪クラスの条件でも登録、本人確認が失敗する場合は、その登録者は登録失敗・使用不可と判断して処理は終了する。
また、ステップS6で本人照合確認結果が一致と判定されると、その指状況クラスでの登録・照合は可能と判断し、ステップS10へ進み、一時記憶された指紋データDprvを指紋データDnとして指紋データベース6<Dn内>に順次登録して行く。その手順は、指定された指の本数Mnum回必要なため、ステップS11で指ポインタが指定本数Mnumを越えたかを判断し、越えていなければステップS12で指ポインタを1増加してステップS3へ戻る。
【0028】
この登録・本人照合の繰返しの結果、所定の指の登録がすべて完了すれば、ステップS13へ進み、その時点での指のクラスで決められた照合レベルLi及び照合形式Mlog及び照合指本数Mnumを指紋データベース6に登録して処理は終了する。
なお、以上説明した、図6のステップS1〜S13のプロセスは、図1においは、ID番号入力手段2、指紋データ登録手段(指紋データ連続登録手段3、登録状況監視手段4および照合形式・レベル自動決定手段5を含む)ならびに記憶手段6によって実行するものである。さらに詳しく述べると、ステップS3〜S6及びステップS10〜S12のプロセスでは指紋データ連続登録手段3により、ステップS7〜S9のプロセスは登録状況監視手段4により、また、ステップS13のプロセスは照合形式・レベル自動決定手段5により実行するものである。
また、図2においては、指紋センサー21、CPU23、テンキー25、メモリ31などにより実行するものである。
【0029】
B 指紋照合動作(図7)
図7は、人体特徴点データとしての指紋の照合動作を示すフローチャートである。
ステップS21でテンキーからID番号を入力し、ステップS22でそのID番号に基づいて指紋データベース6から当該ID番号の照合形式Mlog,Mnum、照合レベルL及び指紋データDnをそれぞれ抽出しておく。ステップS23で照合形式MlogがAND照合かを判断し、AND照合であればステップS24へ進み、OR照合であればステップS29へ進む。
【0030】
ステップS24では指ポインタを1(第1指)に指定し、ステップS25で照合者の第n指の指紋データDinを取り込む。ステップS26で指紋データDinと指紋データベース6から抽出した登録指紋データDnとを、照合レベルLで比較・照合する。照合結果が一致すれば、ステップS27で指ポインタが指定本数Mnumを越えたかを判断し、越えていなければステップS28で指ポインタを1増加してステップS25へ戻る。
【0031】
この比較・照合の繰返しの結果、ステップS27で指ポインタが指定本数Mnumを越えた場合、すなわちすべての指の照合結果が一致した場合は最終結果OKと判断する。また、ステップS26で照合結果が一致しなかった場合、すなわち1本の指でも照合結果が不一致の場合は最終結果NGと判断する。
また、ステップS29へ進んだ場合は、登録されたどれかの指の指紋データDinを取り込む。
【0032】
ステップS30〜S32では、指紋データベース6から抽出した照合レベルLで、入力データDinと抽出した登録指紋データD1〜D3について、順次比較・照合する。この照合結果でいずれか一つでも一致するものがあれば、最終結果OKと判断する。すべての登録指紋データD1〜D3と一致しない場合は、最終結果NGと判断する。以上の最終結果に基づいてステップS33で所定制御を行ない、操作ログを記録する。
なお、以上説明した、図7のステップS21〜S33のプロセスは、図1においは、ID番号入力手段2、記憶手段6、指紋データ照合手段(個人別照合形式抽出手段7および個人別照合レベル抽出手段8を含む)、複数指紋データ照合・判定手段11(複数指連続照合手段9及び照合結果最終判定手段10を含む)ならびに制御・ログ記録手段12により実行するものである。さらに詳しく述べると、ステップS22のプロセスは、個人別照合形式抽出手段7および個人別照合レベル抽出手段8により、また、ステップS23〜S32のプロセスは、複数指紋データ照合・判定手段11により実行するものである。
また、図2においては、指紋センサー21、CPU23、テンキー25、メモリ31などにより実行するものである。
【0033】
このようにして、複数指のAND照合及びOR照合の両機能を持ち、個人単位でいずれかが選択でき、便利に使用できる。また、個人差のある指紋状況を見て、その個人に適合した最適な照合形式及び照合レベルを決めて、照合性能(他人受入率及び本人拒否率)を落とすことなく、最適値にすることが可能となる。
【0034】
なお、上記実施の形態では、照合媒体として指紋を用いるものとしたが、これに限るものではなく、照合媒体として声紋、網膜パターン、手形、顔形等の人体又はそれに伴う機能、すなわち人体特徴点データによる判別を利用することが可能である。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明の第1発明では、個人ごとの人体特徴点データを登録し、かつ人体特徴点データの照合形式及び照合レベルを設定し、この設定された照合形式及び照合レベルで複数の人体特徴点データを登録人体特徴点データと照合するようにし、照合形式を、AND照合形式及びOR照合形式としたので、個人ごとに異なる人体特徴点に適合した照合形式及び照合レベルにより、個人ごとの照合管理を簡単にすることができる。
【0036】
また、第2発明では、登録対象者の複数の人体特徴点データを連続して登録し、個人の人体特徴点の状況により認識困難かを監視し、上記状況に応じて個人ごとに適合する照合形式及び照合レベルを決定するようにしたので、個人ごとに異なる人体特徴点に適合した照合形式及び照合レベルを自動的に判別して、個人ごとの照合管理を簡単にすることができる。
【0037】
また、第3発明では、登録されている人体特徴点データから入力ID番号に対応する照合形式及び照合レベルを抽出して照合するようにしたので、操作者の記憶及び手間にかかわることなく、照合操作を簡単にすることができる。
【0038】
また、第4発明では、抽出された照合形式及び照合レベルに基づいて、登録人体特徴点データと、複数の入力人体特徴点データとをそれぞれ照合して、その結果を判定するようにしたので、最終的な照合性能を落とすことなく、最適な性能での照合ができる。
【0039】
また、第5発明では、人体の特徴点として指紋を用いるようにしたので、照合性能に優れ、かつ便利な指紋照合装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す全体構成図。
【図2】 この発明の実施の形態1を示すブロック線図。
【図3】 図1の指紋データベースの説明図。
【図4】 この発明の実施の形態1を示す他人受入率及び本人拒否率曲線図。
【図5】 この発明の実施の形態1を示す照合形式及び照合レベル決定テーブル説明図。
【図6】 この発明の実施の形態1を示す入力人体登録動作フローチャート。
【図7】 この発明の実施の形態1を示す指紋照合動作フローチャート。
【符号の説明】
1 人体照合装置(指紋照合装置)、2 ID番号入力手段、3 人体特徴点(指紋)データ連続登録手段、4 登録状況監視手段、5 照合形式・レベル自動決定手段、6 人体特徴点(指紋)データベース、7 個人別照合形式抽出手段、8 個人別照合レベル抽出手段、9 複数人体(指)連続照合手段、10 照合結果最終判定手段、11 複数人体特徴点(指紋)データ照合・判定手段、S1〜S13 人体特徴点(指紋)データ登録手段、S3〜S6,S10〜S12 人体特徴点(指紋)データ連続登録手段、S7〜S9 登録状況監視手段、S13 照合形式・レベル自動決定手段、S21〜S33 人体特徴点(指紋)データ照合手段、S22 個人別照合形式抽出手段及び個人別照合レベル抽出手段、S23〜S32 複数人体特徴点(指紋)データ照合・判定手段。
Claims (5)
- 入力された人体の特徴点データと、あらかじめ登録された人体の特徴点データとを照合して両者が一致するかを判断する装置において、
個人ごとの上記人体特徴点データをデータベースに登録し、かつ個人ごとの上記人体特徴点データの照合形式及び照合レベルを設定して登録する人体特徴点データ登録手段と、
上記個人ごとに登録された照合形式及び照合レベルで、上記入力された人体特徴点データを上記登録人体特徴点データと照合する人体特徴点データ照合手段とを備え、
前記照合形式を、複数の入力人体特徴点データのすべてが、登録人体特徴点データと一致するかを判断するAND照合形式と、複数の入力人体特徴点データのいずれかが登録人体特徴点データと一致するかを判断するOR照合形式とからなり、登録時の本人確認照合での連続失敗回数によってAND照合形式かOR照合形式かを定めかつ照合する特徴点データの数を定めるものとし、
前記照合レベルを、認証時の照合性能を保証するために登録時の本人確認照合での照合一致度により区分して定めるものとする
ことを特徴とする人体照合装置。 - 人体特徴点データ登録手段は、
登録対象者の異なる複数の箇所の人体特徴点データを連続して登録する人体特徴点データ連続登録手段と、
個人の上記人体特徴点の状況により認識困難かを監視する登録状況監視手段と、
上記状況に応じて個人ごとに適合する照合形式及び照合レベルを決定する照合形式・レベル自動決定手段と
を有するものとしたことを特徴とする請求項1に記載の人体照合装置。 - 人体特徴点データ照合手段は、
データベースに登録されている人体特徴点データから入力ID番号に対応する照合形式を抽出する個人別照合形式抽出手段と、
上記データベースに登録されている人体特徴点データから上記入力ID番号に対応する照合レベルを抽出する個人別照合レベル抽出手段と
を有するものとしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の人体照合装置。 - 抽出された照合形式及び照合レベルに基づいて、データベース内の、異なる複数の箇所の登録人体特徴点データと、これに対応する、異なる複数の箇所の入力人体特徴点データとをそれぞれ照合して、その結果を判定する複数人体特徴点データ照合・判定手段を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の人体照合装置。
- 人体の特徴点として指紋を用いるものとしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の人体照合装置。
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