JP4992441B2

JP4992441B2 - 個人認証装置、個人認証システム及びそれらに用いる個人認証方法

Info

Publication number: JP4992441B2
Application number: JP2007020275A
Authority: JP
Inventors: 昭知大場
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008186313A

Description

本発明は個人認証装置、個人認証システム及びそれらに用いる個人認証方法に関し、特に個人認証用の指紋認証及びバイオメトリクス認証の手段に関する。

近年、携帯電話機が急速に普及し、電子商取引で今後、携帯電話機によって商品を購入し、決済することが予測されている。そのため、携帯電話機で決済するための個人認証機能が求められる。この個人認証機能としては、種々の技術方式、例えば、パスワードを入力して認証する技術や、生体の特徴を用いるバイオメトリクス認証技術等がある。

パスワード等の個人の知識を用いた認証技術では、操作が容易であるが、パスワード等を忘れ易く、またパスワード等が盗まれ易い等の課題がある。特に、高い認証精度を実現する場合にはパスワードの桁数が増え、非常に使い勝手が悪くなる。

一方、指紋、声紋、顔等の生体固有の特徴を利用したバイオメトリクス認証技術は、紛失せず、他人には盗まれにくく、また忘れることがない特長を有している。これらの認証システムのうち、価格、サイズ、認証精度の観点から、指紋認証が有望視されている認証方式である。

指紋認証技術では、指紋の隆起している部分（隆線）のパターンや特徴を検出して認証を行う。指紋認証システムは、指紋センサ部と指紋センサ部で検知した指紋が登録されている指紋と一致するかを認証する認証部とからなる指紋認証モジュールを少なくとも含んで構成されている。

指紋センサ部は、ピッチが５０ー１００ミクロンピッチで配列した微小なセンサ画素のセルからなり、指紋の凹凸部を検出する。この指紋センサの検出方式として各種あるが、主に静電容量方式、光学方式等が挙げられる。例えば、静電容量方式としては、図４に示すように、基板としてＳｉの半導体素子を用いており、指表面と基板との距離及び接触面積による容量を指紋センサ１の各セル３が検知することによって、指紋の凹凸（指２２の隆線部２０及び谷部２１）を検知して指紋パターンを検出している。

従来の指紋認証システムとしては、図１に示すような構成がある。この図１を参照して従来の指紋認証システムの動作について説明する。従来の指紋認証システムでは、まず指紋認証モジュール１０の指紋センサである指紋読取り部１１に指を置き、指紋読取り部１１にて指紋データを検出する。

指紋読取り部１１で検出された指紋データは、指紋照合部１２に送られ、すでに指紋登録データ部１３に登録されている指紋データ全てと比較・照合を行う。次に、これらの指紋照合の手続きは、動作制御部１４によって、図６に示す処理手順（ステップＳ２１〜Ｓ３１）にしたがって照合され、認証結果を表示部１５に表示させる。

登録指紋データとしては、図５に示すように、複数（ｍ本）の指紋が登録されており、また指紋毎に複数（ｎ個）の指紋データが登録・保存されている。各指紋において、指紋データが１つの場合には、偶然入力ミス等で適切に指紋画像が得られず、照合が失敗するケースがおきうるため、同じ指紋で複数の指紋画像データをとっておくことによって、そのような失敗をさけるようにしている。そのため、一般的に最初の指紋データが問題なければ、照合がＯＫとなる可能性は高い。

照合時の指紋と、このような複数の登録指紋データとの具体的な照合手順は、図５に示す矢印に沿って行われる。照合用指紋は、最初に登録指紋＃１の指紋データ＃１と照合され、ＮＧならば指紋データ＃２と照合し、またＮＧならば、指紋データ＃３というように順次照合していく。

もし、登録指紋＃１の全ての指紋データ＃１〜＃ｎと照合できない場合、次に登録指紋＃２の指紋データ＃１〜＃ｎと同じく照合していく。このように、照合できるまで、各登録指紋＃１〜＃ｍの指紋データ＃１〜＃ｎと照合していく。

上記のように、複数の指を用いて指紋認証を行う技術としては、以下の特許文献１，２に記載の技術がある。
特開平０４−０９８３７０号公報特開平１０−１５４２３１号公報

従来の技術では、例えば両手の１０本（ｍ＝１０）の指紋が登録された場合、１本目の登録指紋に該当する指紋を入力照合した場合は、最初の登録指紋の１枚目の指紋データで照合されるため、認証時間は殆ど問題とならない。

しかしながら、１０本目の登録指紋に該当する指紋を入力照合した場合には、仮に各指に５個（ｎ＝５）の指紋データがあれば、９本目までは照合できないため、１０本目登録指紋の１枚目の指紋データまでの４６回目の照合で照合ＯＫとなり、非常に認証時間を要する。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、複数登録された認証データを用いて認証を行う場合でも認証時間を短縮化することができる個人認証装置、個人認証システム及びそれらに用いる個人認証方法を提供することにある。

本発明による個人認証装置は、ｍ本（ｍは正の整数）の認証対象が登録されかつ当該認証対象毎にｎ個（ｎは正の整数）の認証データが登録された保持手段と、利用者の認証対象から認証データを取得する取得手段と、前記取得手段にて取得した認証データを前記保持手段に登録された認証データと照合する照合手段とからなる認証モジュールを含む個人認証装置であって、
前記照合手段に対して前記ｍ本の認証対象各々の最初の認証データを正しく照合ができるまで照合を順次行わせる第１の処理と、前記第１の処理で正しく照合できなかった時に前記照合手段に対して前記ｍ本の認証対象各々の次段の認証データとの照合を順次行わせる第２の処理とを実行する制御手段を備え、
前記制御手段は、正しく照合ができるまでまたは前記ｍ本の認証対象各々の最後の認証データとの照合まで前記第２の処理を繰り返し行い、当該照合において認証ＯＫとなった時点で処理を終了している。

本発明による個人認証システムは、上記の個人認証装置を有することを特徴とする。

本発明による個人認証方法は、ｍ本（ｍは正の整数）の認証対象が登録されかつ当該認証対象毎にｎ個（ｎは正の整数）の認証データが登録された保持手段と、利用者の認証対象から認証データを取得する取得手段と、前記取得手段にて取得した認証データを前記保持手段に登録された認証データと照合する照合手段とからなる認証モジュールを含む個人認証装置に用いる個人認証方法であって、
前記個人認証装置の制御手段が、前記照合手段に対して前記ｍ本の認証対象各々の最初の認証データを正しく照合ができるまで照合を順次行わせる第１の処理と、前記第１の処理で正しく照合できなかった時に前記照合手段に対して前記ｍ本の認証対象各々の次段の認証データとの照合を順次行わせる第２の処理とを実行し、
前記制御手段に、正しく照合ができるまでまたは前記ｍ本の認証対象各々の最後の認証データとの照合まで前記第２の処理を繰り返し行わせ、当該照合において認証ＯＫとなった時点で処理を終了させている。

すなわち、本発明の個人認証システムは、指紋センサ部と指紋認証部と指紋登録データ部とからなる指紋認証モジュールと、動作制御部と、表示部とを少なくとも含み、指紋登録データ部に複数の指紋を登録し、それら複数の登録指紋各々において複数の指紋データを有している。指紋照合に際しては、各登録指紋の最初の指紋データを正しく照合ができるまで順次照合する処理と、さらに最初の指紋データでは照合できなかった場合、各登録指紋の次段の指紋データと順次照合することを繰り返し行う処理とを実行している。

以下、本発明の個人認証システムの原理・作用について説明する。上述した従来の技術において述べたように、一般に、登録指紋のうち、最初の指紋データで照合がＯＫとなる可能性が高い。そのため、照合を行う際、従来は各登録指紋の指紋データと全て照合した後、次の登録指紋と照合していくという動作を行っている。

本発明の個人認証システムでは、各登録指紋の１番目の指紋データを照合していき、全てＮＧならば、次の登録指紋の１番目の指紋データと照合を行うようにしている。具体的には、登録指紋＃１の指紋データ＃１で最初照合を行い、ＮＧならば、登録指紋＃２の指紋データ＃１と照合する。このように、順次照合していき、最後の登録指紋＃ｍの指紋データ＃１でもＮＧならば、登録指紋＃１の指紋データ＃２で照合していく、以下同様に、登録指紋の指紋データを照合していく。

例えば、両手１０本（ｍ＝１０）の登録指紋を登録し、各指紋に関して５個（ｎ＝５）の指紋データを登録保存した場合、１０本目の登録指紋に該当する指紋で照合する場合、１０本目の登録指紋に到達するためには、１０回の照合を行えばよい。これは従来の技術では４６回に対して、約１／５（＝１／ｎ）の照合回数となり、認証時間も大幅に短縮化される。

これによって、本発明の個人認証システムでは、認証データの照合手順を変更するだけで、複数の登録指紋との認証時間を大幅に短縮化することが可能となる。尚、上述した本発明の個人認証システムでは、指紋認証の場合について説明したが、指紋以外の顔認証、静脈認証、アイリス（虹彩）認証、声紋認証等のバイオメトリクス認証にも適用可能である。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、複数登録された認証データを用いて認証を行う場合でも認証時間を短縮化することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による個人認証装置の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による個人認証装置は、個人認証用の指紋認証を行う装置であり、指紋認証モジュール１０と、動作制御部１４と、表示部１５とから構成されている。尚、指紋認証モジュール１０、動作制御部１４、表示部１５各々を指紋認証装置、動作制御装置、表示装置とすることで、システムとしても構成可能である。

指紋認証モジュール１０は、指紋センサである指紋読取り部１１と、登録された複数の登録指紋各々毎に複数の指紋データを蓄積する指紋登録データ部１３と、指紋読取り部１１で読取った指紋データと指紋登録データ部１３に蓄積された指紋データとの照合を行う指紋照合部１２とを備えている。

本発明の一実施例による個人認証装置では、まず指紋読取り部１１に指を置くことで、指紋読取り部１１にて指紋データが検出される。この検出された指紋データは指紋照合部１２に送られ、指紋照合部１２において、すでに指紋登録データ部１３に登録されている指紋データ全てと比較・照合が行われる。この指紋データの照合手順は動作制御部１４によって制御され、その認証結果が表示部１５に表示される。

図２は本発明の一実施例による個人認証装置の照合手順を示すフローチャートであり、図３は本発明の一実施例による個人認証装置における照合順序を示す図である。これら図１〜図３を参照して本発明の一実施例による個人認証装置の照合手順について説明する。尚、図２に示す処理は動作制御部１４がプログラムを実行することで実現可能である。

指紋登録データ部１３の登録指紋データとしては、図３に示すように、複数（ｍ本：ｍは正の整数）の指紋が登録されており、また指紋毎に複数（ｎ個：ｎは正の整数）の指紋データが登録・保存されている。各指紋において、指紋データが１つの場合には、偶然入力ミス等で適切に指紋画像が得られず、照合が失敗するケースがおきうるため、同じ指紋で複数の指紋画像データをとっておくことによって、そのような失敗をさけるようにしている。そのため、一般的に、最初の指紋データが問題なければ、照合がＯＫとなる可能性は高い。

まず、利用者が指を指紋読取り部１１に置いたことが通知されると、動作制御部１４は指紋読取り部１１にて利用者の指紋データを検出し（図２ステップＳ１）、指紋読取り部１１に検出した指紋データを指紋照合部１２に送るように指示する。同時に、動作制御部１４は、指紋登録データ部１３に１番目の登録指紋の１番目の指紋データを指紋照合部１２に送るように指示し（Ｉ＝１，Ｊ＝１）（図２ステップＳ２）、指紋照合部１２にそれらのデータの照合を指示する（図２ステップＳ３）。

動作制御部１４は、指紋照合部１２での照合がＯＫならば（図２ステップＳ４）、認証ＯＫを表示部１５に表示させる（図２ステップＳ１１）。また、動作制御部１４は、指紋照合部１２での照合がＮＧならば（図２ステップＳ４）、指紋登録データ部１３に２番目の登録指紋の１番目の指紋データを指紋照合部１２に送るように指示し（Ｉ＝１＋１）（図２ステップＳ５）、指紋照合部１２にそれらのデータの照合を指示する（図２ステップＳ３）。

動作制御部１４は、順次、登録指紋の順番指定をカウントアップしながら、上記の動作を繰り返し行わせ、指紋照合部１２での照合がＮＧで（図２ステップＳ４）、登録指紋が最後のｍ番目を超えると（図２ステップＳ５，Ｓ６）、各登録指紋の２番目の指紋データとの照合を行わせるべく、指紋照合部１２及び指紋登録データ部１３に指示する（図２ステップＳ７，Ｓ８）。

さらに、動作制御部１４は、指紋データの順番指定をカウントアップしながら、登録指紋の順番指定をカウントアップして上記の動作を繰り返し行わせ、指紋照合部１２での照合がＮＧで（図２ステップＳ４）、登録指紋が最後のｍ番目を超え（図２ステップＳ５，Ｓ６）、指紋データが最後のｎ番目を超えると（図２ステップＳ７〜Ｓ９）、認証ＮＧを表示部１５に表示させる（図２ステップＳ１０）。

すなわち、本実施例では、図３に示すように、各登録指紋の１番目の指紋データを照合していき、全てＮＧならば、次の登録指紋の１番目の指紋データと照合を行うようにしている。具体的には、登録指紋＃１の指紋データ＃１で最初照合を行い、その照合結果がＮＧならば、登録指紋＃２の指紋データ＃１と照合する。

このように、本実施例では、登録指紋の指紋データを順次照合していき、最後の登録指紋＃ｍの指紋データ＃１でも、照合結果がＮＧならば、登録指紋＃１の指紋データ＃２で照合していく。本実施例では、以下、上記と同様に照合していく。

つまり、本実施例では、登録指紋＃１の指紋データ＃１→登録指紋＃２の指紋データ＃１→・・・→登録指紋＃ｍの指紋データ＃１→登録指紋＃１の指紋データ＃２→登録指紋＃２の指紋データ＃２→・・・→登録指紋＃ｍの指紋データ＃２→・・・→登録指紋＃１の指紋データ＃ｎ→登録指紋＃２の指紋データ＃ｎ→・・・→登録指紋＃ｍの指紋データ＃ｎという順番で指紋データの照合を行う。

これによって、例えば、両手１０本（ｍ＝１０）の登録指紋を登録し、各指紋に関して５個（ｎ＝５）の指紋データを登録保存した場合、１０本目の登録指紋に該当する指紋で照合すると、１０本目の登録指紋に到達するためには、１０回の照合を行えばよい。これは従来の技術では４６回に対して、約１／５（＝１／ｎ）の照合回数となり、認証時間も大幅に短縮化することができる。

このように、本実施例では、登録指紋の指紋データの照合手順を変更するだけで、複数の登録指紋との認証時間を大幅に短縮化することができる。尚、上記の実施例では、指紋認証の場合について説明しているが、複数の認証対象各々が複数の認証データを登録するものであれば、指紋以外の顔認証、静脈認証、アイリス（虹彩）認証、声紋認証等のバイオメトリクス認証にも適用可能である。

本発明の一実施例による個人認証装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施例による個人認証装置の照合手順を示すフローチャートである。本発明の一実施例による個人認証装置における照合順序を示す図である。静電容量方式の指紋センサの原理を説明するための図である。従来の指紋認証システムを登録指紋データと照合手順を説明するための図である。従来の指紋認証システムの認証手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０指紋認証モジュール部
１１指紋読み取り部
１２指紋照合部
１３指紋登録データ部
１４動作制御部
１５表示部

Claims

ｍ本（ｍは正の整数）の認証対象が登録されかつ当該認証対象毎にｎ個（ｎは正の整数）の認証データが登録された保持手段と、利用者の認証対象から認証データを取得する取得手段と、前記取得手段にて取得した認証データを前記保持手段に登録された認証データと照合する照合手段とからなる認証モジュールを含む個人認証装置であって、
前記照合手段に対して前記ｍ本の認証対象各々の最初の認証データを正しく照合ができるまで照合を順次行わせる第１の処理と、前記第１の処理で正しく照合できなかった時に前記照合手段に対して前記ｍ本の認証対象各々の次段の認証データとの照合を順次行わせる第２の処理とを実行する制御手段を有し、
前記制御手段は、正しく照合ができるまでまたは前記ｍ本の認証対象各々の最後の認証データとの照合まで前記第２の処理を繰り返し行い、当該照合において認証ＯＫとなった時点で処理を終了することを特徴とする個人認証装置。
前記認証データは、バイオメトリクスデータであることを特徴とする請求項１記載の個人認証装置。
前記認証データは、指紋データであることを特徴とする請求項２記載の個人認証装置。
請求項１から請求項３のいずれか記載の個人認証装置を含むことを特徴とする個人認証システム。
ｍ本（ｍは正の整数）の認証対象が登録されかつ当該認証対象毎にｎ個（ｎは正の整数）の認証データが登録された保持手段と、利用者の認証対象から認証データを取得する取得手段と、前記取得手段にて取得した認証データを前記保持手段に登録された認証データと照合する照合手段とからなる認証モジュールを含む個人認証装置に用いる個人認証方法であって、
前記個人認証装置の制御手段が、前記照合手段に対して前記ｍ本の認証対象各々の最初の認証データを正しく照合ができるまで照合を順次行わせる第１の処理と、前記第１の処理で正しく照合できなかった時に前記照合手段に対して前記ｍ本の認証対象各々の次段の認証データとの照合を順次行わせる第２の処理とを実行し、
前記制御手段に、正しく照合ができるまでまたは前記ｍ本の認証対象各々の最後の認証データとの照合まで前記第２の処理を繰り返し行わせ、当該照合において認証ＯＫとなった時点で処理を終了させることを特徴とする個人認証方法。
前記認証データは、バイオメトリクスデータであることを特徴とする請求項５記載の個人認証方法。
前記認証データは、指紋データであることを特徴とする請求項６記載の個人認証方法。