JP4907282B2 - Biometric information authentication apparatus and personal authentication method using biometric information - Google Patents
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Description
本発明は、生体情報を利用して個人を認証する生体情報認証装置及び生体情報による個人認証方法に関するものである。 The present invention relates to a biometric information authentication apparatus that authenticates an individual using biometric information and a personal authentication method using biometric information.
近年、ピッキングによる住宅等への不正侵入、パスワード盗撮等による他人の銀行口座への侵入、コンピュータネットワークへの不正侵入などの事件が増加している。
こうした不正行為に対応するため、より偽造が困難であり、本人であることの保証能力が高い「鍵」として、生体情報が使用されるようになってきている。
In recent years, there have been increasing cases of unauthorized intrusion into a house or the like by picking, intrusion into another person's bank account due to password voyeur, etc., or unauthorized entry into a computer network.
In order to cope with such fraud, forgery is more difficult, and biometric information has come to be used as a “key” that has a high ability to guarantee identity.
例えば、住宅の鍵を電子錠にして、予め本人の指紋、虹彩、顔写真、血管パターンなどの生体情報を登録しておき、開錠要求者の生体情報を取得(以下「採取」と記載する場合もある)して照合を行い、一致した場合に開錠するといった装置が実用化されている。同様の方法は、銀行のATMや、PC起動時の本人確認等に於いても使用されている。 For example, the house key is an electronic lock, and biometric information such as the person's fingerprint, iris, facial photograph, blood vessel pattern is registered in advance, and the biometric information of the unlocking requester is obtained (hereinafter referred to as “collection”). In some cases, a device that performs collation and unlocks if the two match is put into practical use. The same method is also used in bank ATMs and identity verification at PC startup.
生体情報認証を行うためには、まず照合用原本としての生体情報を何らかの方法で採取して記録する必要がある。又、認証時に於いては、生体情報を取得する機能(生体情報取得機能)、及び取得した生体情報を照合用原本と対比して一致しているかどうかを判定する機能(一致判定機能)が必要となる。 In order to perform biometric information authentication, it is first necessary to collect and record biometric information as an original for verification by some method. Also, at the time of authentication, a function to acquire biometric information (biometric information acquisition function) and a function to determine whether the acquired biometric information matches with the original for verification (match determination function) are required. It becomes.
生体情報取得機能に関しては、例えば特許文献1のように、赤外線を指に照射して、指静脈の血管像を赤外線カメラで撮影することで、指静脈パターンの画像データを取得する装置が知られている。指紋、虹彩、顔写真等による生体情報認証についても、生体情報を取得するためのさまざまな装置や方法が提案されている。 Regarding the biometric information acquisition function, for example, as in Patent Document 1, an apparatus is known that acquires image data of a finger vein pattern by irradiating a finger with infrared rays and taking a blood vessel image of the finger vein with an infrared camera. ing. Various apparatuses and methods for acquiring biometric information have also been proposed for biometric authentication using fingerprints, irises, facial photographs, and the like.
ここで、一致判定機能に関しては、生体情報認証に独特の問題が存在する。即ち、同一の生体情報を採取する場合でも、採取条件によって採取結果は異なるため、照合用原本として採取・記録した生体情報と、認証時に採取した生体情報を単純に比較しても、一致することはない。例えば、指静脈の血管の太さは一日の時間帯によって多少異なるし、成長によって変化する。 Here, regarding the coincidence determination function, there is a unique problem in biometric information authentication. That is, even if the same biological information is collected, the collection results differ depending on the collection conditions, so that even if the biological information collected and recorded as the original for verification and the biological information collected at the time of authentication are simply compared, they match. There is no. For example, the thickness of the finger vein blood vessel varies slightly depending on the time of the day, and varies depending on the growth.
このため、生体情報認証に於いては、照合用原本として採取・記録した生体情報画像と、認証時に採取した生体情報画像が類似しているかどうかを判定し、所定の基準以上に類似している場合には、一致しているとみなすことになる。
具体的には、生体情報画像の類似度を計算し、類似度が一定値(以下「閾値」と記載する)以上であれば本人であると判定する方法が一般的に行われている。
即ち、n人の生体情報が照合用原本として記録されている場合、認証時に採取された生体情報を、このn人の生体情報と照合して類似度を計算し、そのうち類似度が最も高いものについて閾値と比較し、類似度が閾値以上であれば認証成功とするのである(以下、この方法を「1対N認証」と記載する。)。
For this reason, in biometric information authentication, it is determined whether the biometric information image collected and recorded as an original for verification is similar to the biometric information image collected at the time of authentication, and is similar to a predetermined standard or more. If so, it will be considered a match.
Specifically, a method is generally used in which the degree of similarity of a biological information image is calculated, and if the degree of similarity is equal to or greater than a certain value (hereinafter referred to as “threshold”), the person is identified.
That is, when n pieces of biometric information is recorded as a reference original, the biometric information collected at the time of authentication is collated with the n pieces of biometric information, and the similarity is calculated. If the similarity is equal to or greater than the threshold, the authentication is successful (hereinafter, this method is referred to as “one-to-N authentication”).
又、生体情報と対にして識別コードを登録しておき、認証時には生体情報を採取するほかに識別コードの入力を要求し、まず、識別コードの一致判定によって生体情報の照合用原本を決定し、採取した生体情報と比較して類似度が閾値以上であれば認証成功とする方法も行われている(以下、この方法を「1対1認証」と記載する。)。 Also, an identification code is registered in pair with the biometric information, and at the time of authentication, in addition to collecting the biometric information, an input of the identification code is requested. First, an original for biometric information collation is determined by identification code matching determination. If the similarity is equal to or higher than a threshold value compared to the collected biometric information, a method of making authentication successful is also performed (hereinafter, this method is referred to as “one-to-one authentication”).
1対N認証、1対1認証のいずれについても、人間の成長に伴う生体情報の経年変化により、徐々に照合用原本との類似度が低下する。このため、特許文献2のように、認証に成功する度に、照合用原本の生体情報を新たに採取した生体情報で置き換える技術が知られている。
特許文献2のように、認証に成功する度に、照合用原本の生体情報を新たに採取した生体情報で置き換えた場合、例えば、指静脈パターンによる認証を行う場合、たまたま指に怪我をしたために血流が変わり、その状態で認証した場合には、一時的な異常状態における生体情報により、照合用原本が置き換えられてしまう。
又、採取装置への指の置き方が少しずれていたために閾値をわずかに上回る類似度で認証されたような場合にも、照合用原本が置き換えられてしまう。
As in
In addition, since the way of placing the finger on the collection device is slightly shifted, the verification original is also replaced when authentication is performed with a degree of similarity slightly exceeding the threshold.
その結果、怪我から回復した後の認証や、指の置き方が少しずれて認証した後の指を正しい位置に置いた場合の認証時に、類似度が閾値未満となり、本人であるにもかかわらず認証できないという事態が発生する可能性がある。 As a result, at the time of authentication after recovering from an injury, or when the finger is placed in the correct position after authentication that is slightly out of place, the similarity is less than the threshold value, even though you are the person. There is a possibility that a situation in which authentication cannot be performed may occur.
従って、照合用原本の置き換えにあたっては、単に正常に認証できた場合に置き換えるのではなく、一時的な異常値であるかどうかを判定し、一時的な異常値については、例え認証成功したとしても照合用原本とはしないようにする必要がある。即ち、生体の成長に伴う変化であることを推定する必要がある。 Therefore, when replacing the original data for verification, it is not necessary to replace it only when it can be normally authenticated, but it is determined whether or not it is a temporary abnormal value. It is necessary not to use the original for verification. That is, it is necessary to estimate that this is a change accompanying the growth of the living body.
以上の現状に鑑み、本発明は、生体情報認証に於いて、生体の成長による生体情報の変化を適切に判定して、照合用原本を更新できるようにした生体情報認証装置及び生体情報による個人認証方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described situation, the present invention provides a biometric information authentication apparatus and a biometric information individual that can appropriately determine a change in biometric information due to the growth of the biometric and update the verification source in biometric authentication. An object is to provide an authentication method.
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項1に係る発明は、少なくとも、認証対象生体情報を取得する生体情報取得手段と、照合用生体情報を記録する生体情報記録手段と、前記認証対象生体情報と前記照合用生体情報によって認証を行う生体情報認証手段を備えたコンピュータとが通信自在に接続される生体情報認証装置であって、
前記コンピュータは、
前記認証対象生体情報と前記照合用生体情報との類似度を算出する類似度算出手段と、
前記類似度が所定の一致条件を満たしているかを判定することによって認証を行う類似度判定認証手段と、
類似度が所定の一致条件を満たしている場合に、前記認証対象生体情報の類似度を含む照合履歴を前記生体情報記録手段に記録する照合履歴記録手段と、
記録された照合履歴の照合履歴数と予め設定した所定値とを比較する手段と、
前記照合履歴数が所定値未満である場合は、処理を終了させる手段と、
前記照合履歴数が所定値以上である場合は、直近の所定数の前記認証対象生体情報の照合履歴から、類似度の経年変化を表す近似関数を導き出す近似関数導出手段と、
前記近似関数に基づき、次回認証時の類似度を予測する類似度予測手段と、
予測された次回認証時の類似度と予め設定された入替値とを比較する予測類似度比較手段と、
比較結果に基づき、次回認証時の予測類似度が前記入替値以下の場合には、前記照合用生体情報を最新の認証対象生体情報に更新する類似度予測更新手段と、を備えることを特徴とする生体情報認証装置を提供するものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following configurations.
According to the first aspect of the present invention, at least biometric information acquisition means for acquiring authentication target biometric information, biometric information recording means for recording verification biometric information, authentication target biometric information, and verification biometric information are used for authentication. A biometric information authentication device that is communicably connected to a computer having biometric information authentication means for performing,
The computer
Similarity calculating means for calculating the similarity between the authentication target biometric information and the biometric information for verification;
Similarity determination authentication means for performing authentication by determining whether the similarity satisfies a predetermined matching condition;
A collation history recording unit that records a collation history including the similarity of the authentication target biometric information in the biometric information recording unit when the similarity satisfies a predetermined matching condition;
Means for comparing the number of collation histories of the recorded collation histories with a predetermined value;
If the number of matching histories is less than a predetermined value, means for terminating the process;
When the number of matching histories is equal to or greater than a predetermined value, an approximate function deriving unit that derives an approximate function representing a secular change in similarity from the matching history of the authentication target biometric information of the most recent predetermined number;
Based on the approximate function, similarity predicting means for predicting the similarity at the next authentication,
A predicted similarity comparing means for comparing the predicted similarity at the next authentication and a preset replacement value;
A similarity prediction update means for updating the biometric information for verification to the latest authentication target biometric information when the predicted similarity at the next authentication is less than or equal to the replacement value based on the comparison result, A biometric information authentication device is provided.
請求項2に係る発明は、認証対象として取得した認証対象生体情報と、照合用原本として予め記録装置に記録した照合用生体情報との類似度を算出し、前記類似度が所定の一致条件を満たしているかを判定することによって認証を行う、コンピュータを用いた生体情報による個人認証方法であって、
前記コンピュータが、
前記類似度が所定の一致条件を満たしている場合に、前記認証対象生体情報の類似度を含む照合履歴を記録するステップと、
記録された照合履歴の照合履歴数と予め設定した所定値とを比較するステップと、
前記照合履歴数が所定値未満である場合は、処理を終了させるステップと、
前記照合履歴数が所定値以上である場合は、直近の所定数の前記認証対象生体情報の照合履歴から、類似度の経年変化を表す近似関数を導き出すステップと、
前記近似関数に基づき、次回認証時の類似度を予測するステップと、
予測された次回認証時の類似度と予め設定された入替値とを比較するステップと、
比較結果に基づき、次回認証時の予測類似度が前記入替値以下の場合には、前記照合用生体情報を最新の認証対象生体情報に更新するステップとを実行することを特徴とする、生体情報による個人認証方法を提供するものである。
The invention according to
The computer is
When the similarity satisfies a predetermined matching condition, recording a matching history including the similarity of the biometric information to be authenticated;
Comparing the number of collation histories of the recorded collation histories with a predetermined value set in advance;
If the number of matching histories is less than a predetermined value, terminating the process;
If the number of matching histories is equal to or greater than a predetermined value, a step of deriving an approximation function representing a secular change of similarity from the matching history of the authentication target biometric information of the most recent predetermined number;
Predicting the similarity at the next authentication based on the approximation function;
Comparing the predicted similarity at the time of next authentication with a preset replacement value;
Biometric information, wherein when the predicted similarity at the next authentication is less than or equal to the replacement value based on the comparison result, the biometric information for verification is updated to the latest biometric information for authentication. The personal authentication method by is provided.
本発明の請求項1記載の発明によれば、少なくとも、認証対象生体情報を取得する生体情報取得手段と、照合用生体情報を記録する生体情報記録手段と、前記認証対象生体情報と前記照合用生体情報によって認証を行う生体情報認証手段を備えたコンピュータとが通信自在に接続される生体情報認証装置であって、
前記コンピュータは、
前記認証対象生体情報と前記照合用生体情報との類似度を算出する類似度算出手段と、
前記類似度が所定の一致条件を満たしているかを判定することによって認証を行う類似度判定認証手段と、
類似度が所定の一致条件を満たしている場合に、前記認証対象生体情報の類似度を含む照合履歴を前記生体情報記録手段に記録する照合履歴記録手段と、
記録された照合履歴の照合履歴数と予め設定した所定値とを比較する手段と、
前記照合履歴数が所定値未満である場合は、処理を終了させる手段と、
前記照合履歴数が所定値以上である場合は、直近の所定数の前記認証対象生体情報の照合履歴から、類似度の経年変化を表す近似関数を導き出す近似関数導出手段と、
前記近似関数に基づき、次回認証時の類似度を予測する類似度予測手段と、
予測された次回認証時の類似度と予め設定された入替値とを比較する予測類似度比較手段と、
比較結果に基づき、次回認証時の予測類似度が前記入替値以下の場合には、前記照合用生体情報を最新の認証対象生体情報に更新する類似度予測更新手段と、を備えることを特徴とする生体情報認証装置を提供するので、生体情報認証に於いて、生体の成長による生体情報の変化を判定して照合用原本を更新できる生体情報認証装置を提供することができる。
又、類似度の経年変化を表す近似関数に基づき、次回認証時の類似度を予測し、予測類似度と予め設定された入替値とを比較することにより、照合用生体情報を最新の認証対象生体情報に更新することが可能となり、成長による生体情報の変化を適切に判定して照合用原本を更新することができる。
According to the first aspect of the present invention, at least biometric information acquisition means for acquiring biometric information for authentication, biometric information recording means for recording biometric information for verification, the biometric information for authentication and the verification A biometric information authentication apparatus that is communicably connected to a computer that includes biometric information authentication means for performing authentication using biometric information,
The computer
Similarity calculating means for calculating the similarity between the authentication target biometric information and the biometric information for verification;
Similarity determination authentication means for performing authentication by determining whether the similarity satisfies a predetermined matching condition;
A collation history recording unit that records a collation history including the similarity of the authentication target biometric information in the biometric information recording unit when the similarity satisfies a predetermined matching condition;
Means for comparing the number of collation histories of the recorded collation histories with a predetermined value;
If the number of matching histories is less than a predetermined value, means for terminating the process;
When the number of matching histories is equal to or greater than a predetermined value, an approximate function deriving unit that derives an approximate function representing a secular change in similarity from the matching history of the authentication target biometric information of the most recent predetermined number;
Based on the approximate function, similarity predicting means for predicting the similarity at the next authentication,
A predicted similarity comparing means for comparing the predicted similarity at the next authentication and a preset replacement value;
A similarity prediction update means for updating the biometric information for verification to the latest authentication target biometric information when the predicted similarity at the next authentication is less than or equal to the replacement value based on the comparison result, Since the biometric information authentication apparatus is provided, it is possible to provide a biometric information authentication apparatus capable of determining a change in the biometric information due to the growth of the biometric and updating the verification original in the biometric information authentication.
Also, based on the approximate function representing the secular change of the similarity, the similarity at the next authentication is predicted, and the biometric information for verification is updated with the latest authentication target by comparing the predicted similarity with a preset replacement value. The biometric information can be updated, and the verification original can be updated by appropriately determining the change of the biometric information due to the growth.
請求項2記載の発明によれば、認証対象として取得した認証対象生体情報と、照合用原本として予め記録装置に記録した照合用生体情報との類似度を算出し、前記類似度が所定の一致条件を満たしているかを判定することによって認証を行う、コンピュータを用いた生体情報による個人認証方法であって、
前記コンピュータが、
前記類似度が所定の一致条件を満たしている場合に、前記認証対象生体情報の類似度を含む照合履歴を記録するステップと、
記録された照合履歴の照合履歴数と予め設定した所定値とを比較するステップと、
前記照合履歴数が所定値未満である場合は、処理を終了させるステップと、
前記照合履歴数が所定値以上である場合は、直近の所定数の前記認証対象生体情報の照合履歴から、類似度の経年変化を表す近似関数を導き出すステップと、
前記近似関数に基づき、次回認証時の類似度を予測するステップと、
予測された次回認証時の類似度と予め設定された入替値とを比較するステップと、
比較結果に基づき、次回認証時の予測類似度が前記入替値以下の場合には、前記照合用生体情報を最新の認証対象生体情報に更新するステップとを実行することを特徴とする、生体情報による個人認証方法を提供するので、請求項1記載の発明と同様の効果が期待できる。
According to the second aspect of the present invention, the similarity between the authentication target biometric information acquired as the authentication target and the verification biometric information recorded in the recording device in advance as the verification original is calculated, and the similarity is a predetermined match. A personal authentication method using biometric information using a computer that performs authentication by determining whether the condition is satisfied,
The computer is
When the similarity satisfies a predetermined matching condition, recording a matching history including the similarity of the biometric information to be authenticated;
Comparing the number of collation histories of the recorded collation histories with a predetermined value set in advance;
If the number of matching histories is less than a predetermined value, terminating the process;
If the number of matching histories is equal to or greater than a predetermined value, a step of deriving an approximation function representing a secular change of similarity from the matching history of the authentication target biometric information of the most recent predetermined number;
Predicting the similarity at the next authentication based on the approximation function;
Comparing the predicted similarity at the time of next authentication with a preset replacement value;
Biometric information, wherein when the predicted similarity at the next authentication is less than or equal to the replacement value based on the comparison result, the biometric information for verification is updated to the latest biometric information for authentication. Therefore, the same effect as that of the first aspect of the invention can be expected.
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る生体情報認証装置(以下「本発明に係る生体情報認証装置」又は「本生体情報認証装置」と記載する)のブロック構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings showing examples.
FIG. 1 is a block configuration diagram of a biometric information authentication apparatus (hereinafter referred to as “biometric information authentication apparatus according to the present invention” or “present biometric information authentication apparatus”) according to an embodiment of the present invention.
本発明に係る生体情報認証装置100は、利用者がPC本体1を使用したい場合、あるいは図示していないが、PC本体1と通信可能に接続されたネットワークシステム、機器等(以下「外部システム等」と記載する)を使用したい場合等に、利用に先立って、利用者の利用権限を認証するために使用される。即ち、認証成功した場合には、利用者はPC本体1及び/又は外部システム等を利用することができ、認証失敗した場合には、利用者はPC本体1及び/又は外部システム等を利用することができない。
The biometric
この目的を達成するために、本生体情報認証装置100は、PC本体1、照合用生体情報を記録する生体情報記録手段である記録装置2、入力装置3、認証対象生体情報を取得する生体情報取得手段である生体情報採取装置4、及び表示装置5から構成される。記録装置2、入力装置3、生体情報採取装置4、及び表示装置5は、それぞれ、PC本体1に通信可能に接続されている。
In order to achieve this object, the biometric
PC本体1は、図示していないがCPU、内部メモリ、内部バス、外部インタフェース装置等の一般的なコンピュータ機能を備えたPC(Personal Computer)であり、認証対象生体情報と照合用生体情報によって認証を行う生体情報認証手段である生体情報認証プログラム11が起動自在に格納されている。生体情報認証プログラム11は、PC本体1のCPUによって使用され、これにより生体情報認証機能が実現される。尚、以降は、説明を簡潔にするため、生体情報認証プログラム11自身が生体情報認証処理を実行するかのように記載するが、当然ながら、実際の処理主体はPC本体1のCPU等のハードウェアである。
Although not shown, the PC main body 1 is a PC (Personal Computer) having general computer functions such as a CPU, an internal memory, an internal bus, and an external interface device, and is authenticated by biometric information to be authenticated and biometric information for verification. The biometric
生体情報認証プログラム11は、認証対象生体情報と照合用生体情報との類似度を算出する類似度算出手段111と、類似度が所定の一致条件を満たしているかを判定することによって認証を行う類似度判定認証手段112と、類似度が、前記一致条件とは異なる所定の入替条件を満たす場合に、照合用生体情報を認証対象生体情報で更新する更新手段113とを備えている。
更に、生体情報認証プログラム11は、認証対象生体情報の類似度を含む照合履歴を前記記録装置2に記録する照合履歴記録手段114と、直近の所定数の対象生体情報の照合履歴から、類似度の経年変化を表す近似関数を導き出す近似関数導出手段115と、近似関数に基づき、次回認証時の類似度を予測する類似度予測手段116と、予測された次回認証時の類似度と予め設定された入替値とを比較する予測類似度比較手段117とを備え、更に又、予測類似度比較手段117による比較結果に基づき、次回認証時の予測類似度が入替値以下の場合には、照合用生体情報を最新の認証対象生体情報に更新する、前記更新手段113の一実施態様としての類似度予測更新手段118を備えている。
The biometric
Furthermore, the biometric
記録装置2には、照合用ファイル21が記録されている。照合用ファイル21は、生体情報認証プログラム11が認証処理を実行するために参照・更新するファイルである。照合用ファイル21には、後述するように全ての認証対象者の照合用生体情報等が記録される。尚、照合用ファイル21を作成する処理については、本発明の目的と直接関係がないため、その説明を省略する。
In the
入力装置3は、PC本体1の利用者(以下「操作者」と記載する場合がある)が、PC本体1の機能を利用するために使用する機器であり、具体的にはマウス、キーボードなどを指す。
生体情報採取装置4は、利用者の認証対象生体情報を撮像し、生体情報の画像データを作成するための機器である。本生体情報認証装置100の生体情報採取装置4は、指内部の静脈パターンを赤外線によって撮影し、指静脈パターン画像を作成する機器である。
表示装置5は、ディスプレイ等であり、利用者への指示情報を表示する等の目的で使用する。
The
The biometric
The
図2は、本発明の一実施形態に係る照合用ファイル21のデータ構成図である。
照合用ファイル21は、認証対象者(m人)分の照合用レコード200から構成される。
各照合用レコード200は、識別コード201、生体情報202、閾値203、照合履歴数204、照合年月日・時刻206、及び類似度207から構成される。尚、照合年月日・時刻206、類似度207を合わせて、照合履歴205と記載する。
FIG. 2 is a data configuration diagram of the
The
Each
識別コード201は、各照合用レコード200を一意に識別するためのコードである。識別コード201は、照合用ファイル21作成時に例えば照合用レコード200記録順に連続通番を付与すればよい。
The
生体情報202は、認証対象者を照合するための照合用生体情報であり、照合用ファイル21作成時に、各認証対象者の静脈パターンを赤外線によって撮影し、指静脈パターン画像として記録したものである。
The
閾値203は、認証時に作成した指静脈パターン画像が、生体情報202と、どの程度類似していれば認証成功とするかの基準値が記録される。後述するように、認証時に作成した指静脈パターン画像と生体情報202を対比して類似度207を計算し、類似度207>閾値203であれば認証成功とする。閾値203は、照合用ファイル21作成時に、システムが定めた所定の値を設定してもよいし、例えば認証対象者毎に設定すべき値を入力させ、これを設定してもよい。
As the
照合履歴数204は、照合履歴205の記録数を示す情報であり、照合用ファイル21作成時には「0」が設定されている。
照合履歴205は、当該生体情報202について認証成功した場合の照合年月日・時刻206、及び、その際の類似度207が記録される。従って、照合用ファイル21作成時には照合履歴205は記録されていない。
The
The
以上で、本発明に係る生体情報認証装置100の説明を終え、以下、当該装置を使用した生体情報認証における処理の流れについて説明する。
尚、当然ながら、認証処理の前提として、照合用レコード200を作成する処理(認証対象者についての識別コード201、生体情報202及び閾値203を記録し、照合履歴数204に「0」を設定する処理)が行われるが、当該処理内容は説明を省略する。以降は、照合用レコード200が作成済みであるという前提で説明を進める。
Above, description of the biometric
Of course, as a premise of the authentication process, the process of creating the verification record 200 (recording the
図3は、本発明の一実施の形態に係る生体情報認証のフローチャートである。
PC本体1が起動されると、生体情報認証プログラム11がローディング後、起動され、生体情報認証プログラム11は表示装置5に認証要求画面を表示する(S301)。図6に認証要求画面の例を示す。尚、PC本体1の起動と、生体情報認証プログラム11の起動とを連動させず、生体情報認証プログラム11を別途起動させる構成でも良い。
生体情報認証プログラム11は、この状態で、認証要求画面右下部の「照合開始」ボタンが、入力装置3の操作によりクリックされるのを待ち続ける。尚、生体情報認証プログラム11が稼動している状態では、PC本体1は、「照合開始」ボタンのクリック以外の操作は受け付けない。
FIG. 3 is a flowchart of biometric information authentication according to an embodiment of the present invention.
When the PC main body 1 is activated, the biometric
In this state, the
操作者が「照合開始」ボタンをクリックすると、生体情報認証プログラム11は、この操作を検知して(S302)、生体情報採取装置4に、操作者の指静脈パターン画像を送付するように要求する(S303)。生体情報採取装置4は、この要求を受けて指静脈パターンを撮影し画像ファイルを作成してPC本体1に送付する。
When the operator clicks the “start collation” button, the biometric
生体情報認証プログラム11は、図示しない照合手段によって、送付された指静脈パターン画像と、全ての照合用レコード200の生体情報202を照合し、類似度算出手段111によって、それぞれの類似度207を計算する。尚、指静脈パターンの照合方法、類似度207の計算方法については、周知技術であるのでここでは説明を省略するが、以降は、類似度207の値として、0(完全不一致)から1.0(完全一致)までの値が計算され、数値が大きいほど類似しているという前提で説明する。生体情報認証プログラム11は、類似度判定認証手段112によって、得られた各類似度207のうち最大値を選択し、当該最大類似度を得ることができた照合用レコード200を認証候補とする(S304)。
The biometric
次に、生体情報認証プログラム11は、当該照合用レコード200の閾値203と、類似度207を比較し、類似度207>閾値203となる場合(S305でYESの場合)、認証成功とみなす。
この場合、生体情報認証プログラム11は、更新手段113によって、認証候補とした照合用レコード200を更新して、処理を終了する(S306)。この結果、操作者はPC本体1を操作することが可能になる。尚、照合用レコード200の更新処理については後述する。
Next, the biometric
In this case, the biometric
一方、類似度≦閾値の場合(S305でNOの場合)は、認証失敗とみなし、生体情報認証プログラム11は、所定のリトライ回数に到達したかどうかを判定する。具体的には、生体情報認証プログラム11が起動されて以降、類似度207と閾値203の比較処理(S305)を行った回数をカウントしておき、この回数と予め定めた回数(例えば10回)と比較する。
On the other hand, when the similarity is equal to or less than the threshold (NO in S305), it is regarded as an authentication failure, and the biometric
所定のリトライ回数に到達していない場合には、生体情報認証プログラム11は、生体情報採取装置4に、操作者の指静脈パターン画像を送付するように再度要求する(S303)。
If the predetermined number of retries has not been reached, the biometric
所定のリトライ回数に到達した場合、生体情報認証プログラム11は、表示装置5に所定時間(例えば1秒間)だけエラー画面を表示した(S308)後、表示装置5に認証要求画面を再度表示し(S301)、この状態で、認証要求画面右下部の「照合開始」ボタンが、入力装置3の操作によりクリックされるのを待ち続ける。図7にエラー画面の例を記載する。尚、この場合、類似度207と閾値203の比較処理(S305)を行った回数は、新たに0回から計算しなおす。
When the predetermined number of retries is reached, the biometric
以上の説明で明らかなように、類似度207≦閾値203の場合には、所定のリトライ回数に到達したか否かに係らず、結局は再度の照合を行うことになる。にもかかわらず、所定のリトライ回数に到達したかの判定を行う理由は、下記の通りである。
As is clear from the above description, in the case of the
操作者が認証要求画面の「照合開始」ボタンをクリックした後、生体情報採取装置4に指を設定するまでに、多少の時間を要する可能性がある。一方、一般に生体情報採取装置4には、操作者の指が設定されているかどうかを自動的に判断する機能が設けられていない。このため、生体情報採取装置4は、操作者が「照合開始」ボタンをクリックしたことで、生体情報認証プログラム11から指静脈パターン画像の送付要求がなされた場合には、指が設定されているか否かに係らず撮影を行い、指静脈パターン画像を作成することになる。指が設定されていない場合には、当然、認証失敗することになるが、エラー画面を表示しても、操作者には認証失敗の理由が分からない。従って、操作者が生体情報採取装置4に指を設定するまでの間の認証失敗については、エラー画面を表示しないようにするため、いわば時間を稼ぐ目的で所定のリトライ回数に到達したかの判定を行っているのである。
After the operator clicks the “start verification” button on the authentication request screen, it may take some time to set a finger on the biometric
図4は、照合用レコード200の更新処理(S306)の詳細を示すフローチャートである。
生体情報認証プログラム11は、認証成功した場合に、照合履歴記録手段114によって、当該認証に係る指静脈パターン画像が採取された年月日・時刻を照合年月日・時刻206、当該認証に係る類似度を類似度207として、認証候補とした照合用レコード200に追加記録する。又、照合履歴数204に1を加算する。ここで、指静脈パターン画像が採取された年月日・時刻は、生体情報採取装置4で取得して、指静脈パターン画像と共にPC本体1に送付しても良いし、生体情報認証プログラム11が指静脈パターン画像を受け取った年月日・時刻を、指静脈パターン画像が採取された年月日・時刻とみなしても良い。
FIG. 4 is a flowchart showing details of the update process (S306) of the
When the authentication is successful, the biometric
次に、生体情報認証プログラム11は、近似関数導出手段115によって、当該照合用レコード200の照合履歴205から、類似度の経年変化を表す近似関数を導き出す(S402)。
Next, the biometric
図5は、近似関数導出の例を示す模式図である。
図5に於いては、現時点で既に11回の認証が成功しており、従って照合履歴205が11個記録されている。図5下部の表は、11個の照合履歴205の記録内容を時系列に並べたものである。表に於いて、「照合年月日」と記載しているのが、照合年月日・時刻206に記録された情報のうち年月日部分であり、「類似度」と記載しているのが、類似度207に記録された情報の内容である。尚、この例では11個の照合履歴205について、それぞれ照合年月日が異なるため、時系列に並べる上で時刻は不要であり、このため表では記載を省略している。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of the approximation function derivation.
In FIG. 5, the authentication has already been successfully performed 11 times at the present time, and accordingly, 11
生体情報認証プログラム11は、類似度の値を変数y、類似度の並び順(1、2、3・・・)を変数xとして、yの値を近似するxの関数f(x)を導き出す。例えば、f(x)の一次関数とし、最小2乗法によって近似させることで、容易にf(x)を導き出すことができる。
The
図5上部のグラフは、視覚的に分かりやすくするために、X軸を認証回、Y軸を類似度とするグラフ上に、11個の類似度207をプロットし、これについての近似関数をグラフ表示したものである。ここで、L51は、11個の照合履歴205が記録された時点での近似線であり、L52は、それ以前の5個の照合履歴205が記録された時点での近似線である。又、この例では閾値を0.85、入替値を0.9とし、グラフ上の該当値を、それぞれX軸に平行な線で表示している。尚、「入替値」の意味については下記で説明する。
In the graph at the top of FIG. 5, eleven
生体情報認証プログラム11は、以上のようにして近似関数f(x)を導き出した後、類似度予測手段116によって、次回認証時の類似度を予測する(S403)。具体的には、例えば11個の照合履歴205を記録した状態であれば、次回は12回目の認証になるので、L51の近似関数f(x)について類似度f(12)を計算すればよい。同様に、5個の照合履歴205を記録した状態であれば、次回は6回目の認証になるので、L52の近似関数f(x)について類似度f(6)を計算すればよい。
After deriving the approximate function f (x) as described above, the biometric
生体情報認証プログラム11は、次に、予測類似度比較手段117によって、計算した次回認証時の類似度と入替値を比較し(S404)、次回認証時の類似度が入替値以下の場合には、類似度予測更新手段118によって、生体情報202を、今回の認証時に採取した指静脈パターン画像で更新する(S405)。即ち、類似度が一定値を下回ると予測される場合には、類似度低下による認証失敗が発生する前に、認証成功した最新の指静脈パターン画像で照合用の生体情報202を置き換えるわけである。
Next, the biometric
例えば、図5の例では、5個の照合履歴205が記録された時点での次回(6回目)の予測類似度は入替値より大きいため、現時点(5回目の認証時点)での類似度が入替値より小さくても、生体情報202の更新は行わない。逆に、11個の照合履歴205が記録された時点での次回(12回目)の予測類似度は入替値より小さいため、現時点(11回目の認証時点)での類似度が入替値より大きくても、生体情報202の更新を行う。
For example, in the example of FIG. 5, since the next (sixth) predicted similarity at the time when five
このようにすることで、一度だけの異常値による影響を小さくし、適切な時点で、生体情報202の置き換えを行うことができる。又、この場合、例えば2回目の認証で採取した指静脈パターン画像の類似度がたまたま低かった場合に、3回目の認証での予測類似度が不当に低くなる虞がある。このため、所定数(例えば10個)の照合履歴205が記録されるまでは、照合履歴205を記録するのみで、生体情報202の更新は行わないようにすべきである。具体的には、図4に於いて、ステップS401の処理後に、照合履歴数204を所定値と比較し、所定値未満であれば処理を終了するようにすれば良い。
このようにした場合も、毎日のように使用するPC起動時の認証であれば、所定値を適正な値にしておけば、ある日突然、類似度が閾値を下回り認証失敗するといった事態は発生しない。
By doing so, the influence of the abnormal value only once can be reduced, and the
Even in such a case, if authentication is performed at the time of PC activation used every day, if the predetermined value is set to an appropriate value, a situation may occur in which the similarity suddenly falls below the threshold and authentication fails suddenly. do not do.
尚、生体情報202を、今回の認証時に採取した指静脈パターン画像で更新(S405)した場合には、照合履歴数204に0を設定し、照合履歴205を消去すべきである。このようにすることにより、以降の認証時における類似度の近似関数導出にあたり、所定期間以上過去の類似度207による影響をなくすことができる。
When the
又、照合履歴数204に0を設定するのでなく、照合履歴数204から所定数(例えば5)を減算し、照合履歴205のうち照合年月日・時刻206が古いものから順に、減算した数だけを消去するようにしても良い。あるいは、照合履歴数204の最大値を、例えば20というように定めておき、新たに照合履歴205を記録することで、当該最大値を超過する場合には、照合履歴数204に1を加えず、照合履歴205のうち、照合年月日・時刻206が最も古いものを消去するようにしても良い。このようにすることで、近似関数導出に使用する類似度207について、連続性を保つことができ、生体情報の経年変化(成長による変化)を、より適切に把握することができる。
Also, instead of setting 0 to the
以上、1対N認証の場合を例に挙げて説明したが、本発明は1対1認証についても適用可能である。
又、PCの起動時における認証だけでなく、ネットワークへのログイン、銀行のATM端末使用、自動車のドアロック解除、自宅の電気錠開錠等、さまざまな場面における認証に適用することができる。
更に、指静脈パターンだけでなく、指以外の部位(例えば掌、網膜等)における血管パターン、指紋、虹彩、声紋、顔画像等の生体情報認証に適用することも可能である。
The case of 1-to-N authentication has been described above as an example, but the present invention can also be applied to 1-to-1 authentication.
Further, it can be applied not only to authentication at the time of starting the PC but also to authentication in various situations such as login to a network, use of a bank ATM terminal, unlocking a door of a car, and unlocking an electric lock at home.
Furthermore, it can be applied not only to finger vein patterns but also to biometric information authentication for blood vessel patterns, fingerprints, irises, voiceprints, face images, etc., at sites other than the fingers (for example, palm, retina, etc.).
100 生体情報認証装置
111 類似度算出手段
112 類似度判定認証手段
113 更新手段
114 照合履歴記録手段
115 近似関数導出手段
116 類似度予測手段
117 予測類似度比較手段
118 類似度予測更新手段
100 Biometric
Claims (2)
前記コンピュータは、
前記認証対象生体情報と前記照合用生体情報との類似度を算出する類似度算出手段と、
前記類似度が所定の一致条件を満たしているかを判定することによって認証を行う類似度判定認証手段と、
類似度が所定の一致条件を満たしている場合に、前記認証対象生体情報の類似度を含む照合履歴を前記生体情報記録手段に記録する照合履歴記録手段と、
記録された照合履歴の照合履歴数と予め設定した所定値とを比較する手段と、
前記照合履歴数が所定値未満である場合は、処理を終了させる手段と、
前記照合履歴数が所定値以上である場合は、直近の所定数の前記認証対象生体情報の照合履歴から、類似度の経年変化を表す近似関数を導き出す近似関数導出手段と、
前記近似関数に基づき、次回認証時の類似度を予測する類似度予測手段と、
予測された次回認証時の類似度と予め設定された入替値とを比較する予測類似度比較手段と、
比較結果に基づき、次回認証時の予測類似度が前記入替値以下の場合には、前記照合用生体情報を最新の認証対象生体情報に更新する類似度予測更新手段と、を備えることを特徴とする生体情報認証装置。 At least biometric information acquisition means for acquiring biometric information for authentication, biometric information recording means for recording biometric information for verification, and biometric information authentication means for performing authentication using the biometric information for authentication and biometric information for verification A biometric authentication device that is communicably connected to a computer,
The computer
Similarity calculating means for calculating the similarity between the authentication target biometric information and the biometric information for verification;
Similarity determination authentication means for performing authentication by determining whether the similarity satisfies a predetermined matching condition;
A collation history recording unit that records a collation history including the similarity of the authentication target biometric information in the biometric information recording unit when the similarity satisfies a predetermined matching condition;
Means for comparing the number of collation histories of the recorded collation histories with a predetermined value;
If the number of matching histories is less than a predetermined value, means for terminating the process;
When the number of matching histories is equal to or greater than a predetermined value, an approximate function deriving unit that derives an approximate function representing a secular change in similarity from the matching history of the authentication target biometric information of the most recent predetermined number;
Based on the approximate function, similarity predicting means for predicting the similarity at the next authentication,
A predicted similarity comparing means for comparing the predicted similarity at the next authentication and a preset replacement value;
A similarity prediction update means for updating the biometric information for verification to the latest authentication target biometric information when the predicted similarity at the next authentication is less than or equal to the replacement value based on the comparison result, Biometric information authentication device.
前記コンピュータが、
前記類似度が所定の一致条件を満たしている場合に、前記認証対象生体情報の類似度を含む照合履歴を記録するステップと、
記録された照合履歴の照合履歴数と予め設定した所定値とを比較するステップと、
前記照合履歴数が所定値未満である場合は、処理を終了させるステップと、
前記照合履歴数が所定値以上である場合は、直近の所定数の前記認証対象生体情報の照合履歴から、類似度の経年変化を表す近似関数を導き出すステップと、
前記近似関数に基づき、次回認証時の類似度を予測するステップと、
予測された次回認証時の類似度と予め設定された入替値とを比較するステップと、
比較結果に基づき、次回認証時の予測類似度が前記入替値以下の場合には、前記照合用生体情報を最新の認証対象生体情報に更新するステップとを実行することを特徴とする、生体情報による個人認証方法。
By calculating the similarity between the authentication target biometric information acquired as the authentication target and the verification biometric information recorded in the recording device in advance as an original for verification, and determining whether the similarity satisfies a predetermined matching condition A personal authentication method using biometric information using a computer that performs authentication,
The computer is
When the similarity satisfies a predetermined matching condition, recording a matching history including the similarity of the biometric information to be authenticated;
Comparing the number of collation histories of the recorded collation histories with a predetermined value set in advance;
If the number of matching histories is less than a predetermined value, terminating the process;
If the number of matching histories is equal to or greater than a predetermined value, a step of deriving an approximation function representing a secular change of similarity from the matching history of the authentication target biometric information of the most recent predetermined number;
Predicting the similarity at the next authentication based on the approximation function;
Comparing the predicted similarity at the time of next authentication with a preset replacement value;
Biometric information, wherein when the predicted similarity at the next authentication is less than or equal to the replacement value based on the comparison result, the biometric information for verification is updated to the latest biometric information for authentication. Personal authentication method by.
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