JP5018071B2 - 照合方法、登録装置、照合装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は照合方法、登録装置、照合装置及びプログラムに関し、例えばバイオメトリクス認証に適用して好適なものである。

従来、例えば、ある場所の入退場を許可された人、あるいは、あるパーソナルコンピュータ等の使用を許可された人など、ある一定の条件を満たす複数の人の生体パターンを登録データとして記憶し、該記憶した複数の登録データのなかから選択した一の登録データと、該登録データと照合される参照データとの照合結果（相互相関値）が所定の閾値以上であるときには登録者本人であると承認するようになされたものがある。

この一の登録データは、一般に、照合結果（相互相関値）が所定の閾値以上となるまで順次ランダムに選択される。

しかし、複数の登録データにおける照合順位をランダムに選択すると、登録者本人であったとしても照合回数が多く場合がある、つまり、登録者本人である場合の処理効率が安定しないことになる。

これを解決する１つに、互いに異なる複数の参照画像と、登録画像との類似度の大きさを降順に表す第１の順位データを、登録画像ごとに、該登録画像と対応付けて保持し、これら第１の順位データと、複数の参照画像と、照合画像の類似度の大きさを降順に表す第２の順位データとの順位相関係数に基づいて登録画像における照合順位を決定するようにした照合手法が提案されている（例えば特許文献１）。
特開２００６−１３９４１５公報

ところがこの照合手法は、照合の度に、複数の参照画像と、照合画像の類似度の大きさを降順に表す第２の順位データを生成しなければならないため、登録画像が多くなればなるほど、第２の順位データの生成時間が長くなる。

したがって、この照合手法は、ある一定の登録数を越えた場合、複数の登録データにおける照合順位をランダムに選択する場合と比べると、登録者本人である場合の処理効率がかえって悪くなるといった事態を想定し得ることになる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、登録データ数にかかわらず、複数の登録データにおける照合順位をランダムに選択する場合に比して、登録者本人である場合の処理効率を向上し得る照合方法、登録装置、照合装置及びプログラムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明は、照合方法であって、記憶媒体に記憶される複数の登録データについて、当該データ間における第１の類似度を、照合開始前に算出し、複数の登録データのうち、照合対象として選択された一の登録データと、該一の登録データと照合される参照データとの間における第２の類似度を算出し、第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合、一の登録データ以外の他の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、当該一の登録データと他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データの１つを、次の照合対象として選択し、第２の類似度を基準とした一定の範囲に、当該一の登録データと他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度が規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、上記次の照合対象を任意に選択する。

また本発明は、登録装置であって、記憶媒体に記憶される複数の登録データについて、当該データ間における第１の類似度を、所定の照合手法において複数の登録データのなかから一の登録データが選択されるときの選択基準として算出する算出部と、算出部により算出された第１の類似度を記憶媒体に記憶するように、記憶媒体を制御する記憶制御部とを具え、照合手法は、照合対象として選択された一の登録データと、該一の登録データと照合される参照データとの間における第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値するものとなるまで、複数の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、一の登録データと、その一の登録データ以外の他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データの１つを、次の照合対象として選択する手法であり、第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合、第２の類似度を基準とした一定の範囲に、当該一の登録データと他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度が規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、次の照合対象を任意に選択する。

さらに本発明は、照合装置であって、記憶媒体に記憶される複数の登録データのうち、照合対象として選択された一の登録データと、該一の登録データと照合される参照データとの間における第２の類似度を算出する算出部と、第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合、一の登録データ以外の他の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、記憶媒体に記憶された複数の登録データ間における第１の類似度うち、当該一の登録データと他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データの１つを、次の照合対象として選択する選択部とを設け、選択部は、第２の類似度を基準とした一定の範囲に、当該一の登録データと他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データが規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、次の照合対象を任意に選択する。

さらに本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、記憶媒体に記憶される複数の登録データのうち、照合対象として選択された一の登録データと、該一の登録データと照合される参照データとの間における第２の類似度を算出すること、第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合、一の登録データ以外の他の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、記憶媒体に記憶された複数の登録データ間における第１の類似度うち、当該一の登録データと他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データの１つを、次の照合対象として選択し、第２の類似度を基準とした一定の範囲に、当該一の登録データと他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データが規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、次の照合対象を任意に選択することを実行させるようにした。

本発明によれば、参照データが登録データとしたと仮定した場合に、該参照データとの類似度に近い登録データが次の照合対象として選択されることになるため、複数の登録データにおける照合順位をランダムに選択する場合に比して、登録者本人である場合の照合回数を低減する確率を向上することができる。また、登録データ数が多くなったとしても、照合時には第１の類似度の算出が行われないことになるため、登録データ数にかかわらず、当該確率を向上することができる。

かくして登録データ数にかかわらず、複数の登録データにおける照合順位をランダムに選択する場合に比して、登録者本人である場合の処理効率を向上し得る照合方法、登録装置、照合装置及びプログラムを実現できる。

（１）照合手法
まず、複数の登録データが記憶媒体に記憶されているものと仮定した場合に、当該登録データにおける照合手法を、図１及び図２を用いて説明する。この照合手法では、ステップＳＰ１において、その照合開始前に、複数の登録データについて、当該データ間の類似度（以下、これを第１の類似度と呼ぶ）がそれぞれ求められる。

この図１における「Ｔ」は、登録データを意味し、付記番号「１〜ｎ」は登録番号を意味し、該付記番号「Ｘ１、Ｘ２」はある中間の登録番号を意味するものである。またこの図１における各数値は、完全に一致しているときを「１」として、第１の類似度を表したものである。ちなみに、この図１では、説明の便宜上、第１の類似度を、登録順に行列方向にそれぞれ並べている。

この第１の類似度が求められた状態において、登録データと照合すべきデータ（以下、これを参照データと呼ぶ）Ｒを得た場合、照合が開始される。

すなわち参照データＲを得ると、この照合手法は、ステップＳＰ２において、複数の登録データＴ_１〜Ｔ_ｎのうち、例えばＸ２番目に登録された登録データＴ_Ｘ２を最初の照合対象として選択し、ステップＳＰ３において、該任意に選択した登録データＴ_Ｘ２と参照データＲとを照合する。

次いで、この照合手法は、ステップＳＰ４において、照合結果として得られる類似度（以下、これを第２の類似度と呼ぶ、図１では「０．５１」であるとする）が、登録者であると承認し得る類似度に値するものであるか否かを判定する。

ここで、登録者であると承認し得る類似度に値しない照合結果が得られた場合（図２：ステップＳＰ４「ＮＯ」）、この照合手法は、ステップＳＰ５において、このとき照合対象とした登録データＴ_Ｘ２と、それ以外の登録データＴ_１〜Ｔ_Ｘ２−１、Ｔ_Ｘ２＋１〜Ｔ_ｎとの類似度（この図２ではＸ２行の類似度）のなかで、第２の類似度（「０．５１」）に最も近い類似度（「０．５」）に対応する登録データＴ_Ｘ１を、次の照合対象として選択した後、ステップＳＰ３に戻って、該登録データＴ_Ｘ１と参照データＲとを照合する。

この照合結果として、ステップＳＰ４において、登録データＴ_Ｘ１と参照データＲとにおける第２の類似度が登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合（図２：ステップＳＰ４「ＮＯ」）、この照合手法は、再びステップＳＰ５において、過去に照合対象として照合された登録データＴ_Ｘ２を除いて、このとき照合対象とした登録データＴ_Ｘ１と、それ以外の登録データＴ_１〜Ｔ_Ｘ１−１、Ｔ_Ｘ１＋１〜Ｔ_ｎとの類似度（この図２ではＸ１行の類似度）のなかで、第２の類似度（「０．５１」）に最も近い類似度（「０．５」）に対応する登録データＴ_１を、次の照合対象として選択する。なお、第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度に対応する登録データが複数あった場合には、そのいずれか１つを次の照合対象として選択する。

このようにこの照合手法は、照合対象とした一の登録データと、参照データとの照合結果（第２の類似度）が登録者であると承認し得る類似度に値するものとなるまで、複数の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、照合対象とした一の登録データと、その一の登録データ以外の他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データを、次の照合対象として順次選択するようになされている（図２：ステップＳＰ４−ステップＳＰ５−ステップＳＰ３のループ）。

したがってこの照合手法では、参照データが複数の登録データのいずれかであると仮定した場合に、該参照データとの類似度に近い登録データが次の照合対象として選択されることになるため、複数の登録データにおける照合順位をランダムに選択する場合に比して、登録者本人である場合の照合回数を低減する確率が、格段に上がることになる。

また、この照合手法は、複数の登録データ間における第１の類似度を照合開始前に求めている。したがって、この照合手法では、登録データ数が多くなったとしても、照合時には第１の類似度の算出が行われないことになるため、登録データ数にかかわらず、当該確率が上がることになる。

ここで、この照合手法における照合回数に関する実験結果を図３及び図４に示す。ただし、この図３及び図４では、複数の登録データとして、２３０人における生体部位の血管パターンの画像が採用されている。

図３は、２３０枚の登録データそれぞれを最初の照合対象とした場合に、当該最初の照合対象とした登録データ以外の他の登録データのいずれかを参照データ（探索目的のデータ）として、該他の各登録データそれぞれが２番目の照合対象として選択されたときの照合回数の平均を示したものである。

すなわち、１番目の登録データを最初の照合対象とした場合を例にとると、残りの２番目から２３０番目の登録データのうち、例えば１１５番目の登録データが任意に参照データとされる。そして、２番目から２３０番目の登録データそれぞれが２番目の照合対象として選択され、照合結果（第２の類似度）が登録者であると承認し得る類似度に値するものとなるまで、この照合手法にしたがって、３番目以降の照合対象が順次選択される。

この例では、参照データとされた１１５番目の登録データが２番目の照合対象として選択されたときには、照合回数は２回となるが、該１１５番目を除く２番目から２３０番目の登録データが２番目の照合対象として選択されたときには、照合回数は３回以上となる。この例では、１番目の登録データを最初の照合対象とした場合、照合回数の平均は１１回となった。

この図３からも明らかなように、いずれの登録データを最初の照合対象とした場合であっても、照合回数はおおよそ９回〜１２回であることが分かる。

一方、図４は、１０の倍数枚の登録データを総数とし、当該登録データそれぞれを最初の照合対象とした場合の照合回数の平均を求め、照合回数の平均が最小となる場合に最大となった照合回数と、最小となった照合回数とを示したものである。ちなみに、図４では、最小の照合回数の平均は「×」、その最小の照合回数の平均をとる場合における最大の照合回数は「△」、最小の照合回数は「▽」でそれぞれ示し、１０の倍数枚の登録データにおける照合順位をランダムに選択した場合の照合回数の平均は一点鎖線の矢印で示している。

この図４からも明らかなように、登録画像数が増加した場合であっても、照合回数の平均は、１０の倍数枚の登録画像における照合順位をランダムに選択した場合に比して、格段に少なくなっていることが分かる。

しかし、例えば２３０枚の登録画像を総数としたときに着目すると、図５からも明らかなように、照合回数の大半が２〜３回であるが、該照合回数の平均（９回）に比して、非常に多くの照合回数（最大では６０回）を要してしまう場合がある。これは、第２の類似度が、登録画像間における第１の類似度の分布が密集する範囲内となる場合には、該第２の類似度と近似する類似度が多数存在することになるため、結果的に遠回りとなる登録データを、次の照合対象として順次選択してしまうことによるものである。

したがって、照合回数の平均のうち、最大回数が規定数未満となるなかで、最小の平均をとる場合の登録データを、最初の照合対象として選択されるべき一の登録データとして、照合開始前に決定しておけば、複数の登録データにおける照合順位をランダムに選択する場合に比して、登録者本人である場合の照合回数を、全体的に、低減することができることになる。

（２）最初の照合対象における決定手法
具体的に、最初の照合対象として選択されるべき一の登録データを決定するための手法を、図６を用いて説明する。

この決定手法は、ステップＳＰ１１において、複数の登録データＴ_１〜Ｔ_ｎのうち、ｉ（ｉ＝１、２、……、又はｎ）番目の登録データＴ_ｉを最初の照合対象の候補として選択し、ステップＳＰ１２において、当該最初の照合対象の候補としたｉ番目の登録データＴ_ｉ以外の他の登録データのうちいずれか１つの登録データＴ_ｘ（ｘ＝１、２、……、又はｎ、ただしｉ≠ｘ）を参照データとして決定する。

次いで、この決定手法は、ステップＳＰ１３において、他の登録データそれぞれが２番目の照合対象として選択されたときの照合回数の平均及び最大回数を、上述の照合手法におけるステップＳＰ３〜ステップＳＰ５にしたがって、それぞれ求める。

すなわち、例えば、最初の照合対象として1番目の登録データＴ_１が選択されている場合、その登録データＴ_１以外の他の登録データＴ_２〜Ｔ_ｎのうち２番目の登録データＴ_２を照合対象として選択する。そして、この登録データＴ_２と、参照データとして決定した登録データＴ_ｘとを照合し、当該照合結果（第２の類似度）が登録者であると承認し得る類似度に値しない場合には、該値する照合結果が得られるまで、上述の照合手法におけるステップＳＰ３〜ステップＳＰ５にしたがって、３番目以降の照合対象を順次選択することによって、登録データＴ_２を２番目の照合対象として選択したときの照合回数を求める。

また、他の登録データＴ_２〜Ｔ_ｎのうち、残りの登録データＴ_３〜Ｔ_ｎについても、登録データＴ_２の場合と同様に、当該登録データＴ_３〜Ｔ_ｎをそれぞれ２番目の照合対象として選択したときの照合回数を求める。その後、各登録データＴ_２〜Ｔ_ｎをそれぞれ２番目の照合対象として選択したときの照合回数に基づいて、最初の照合対象の候補として1番目の登録データＴ_１を選択した場合の照合回数の平均及び最大回数を求める。

このようにしてこの決定手法は、ステップＳＰ１４において肯定結果が得られるまで、全ての登録データＴ_１〜Ｔ_ｎを最初の照合対象の候補として選択した場合の照合回数の平均及び最大回数を求め、その後、ステップＳＰ１５において、当該照合回数の平均のうち、最大回数が規定数未満となるなかで、最小の平均をとる場合に候補とされた登録データを、最初の照合対象として決定する。

このようにすれば、照合時において、最大回数を抑えながらも、複数の登録データにおける照合順位をランダムに選択する場合に比して、登録者本人である場合の照合回数を、全体的に、低減することができる。

ただし、この決定手法の採用により、該決定手法を採用しない場合に比して最大回数を抑えることはできたとしても、最大回数を経て照合を終了する場合は、当然にある。これは、一定のルール（上述の照合手法におけるステップＳＰ３〜ステップＳＰ５）にしたがった照合順位で登録データを選択しているからである。

（３）照合手法の変形例
したがって、ある程度の照合回数を経た場合に、この一定のルールを断ち切る、つまり、所定の回数目に次の照合対象を選択する場合に、過去に照合対象として照合された登録データを除いて任意に選択するようにすれば、目的の登録データにたどり着くまでの照合回数を、当該ルールを断ち切らなかった場合に比して小さくし得る確率が向上することになる。

具体的には、上述の照合手法におけるステップＳＰ４の後に、次の照合対象の選択回数が規定数を超えたか否かを判定するステップと、当該規定数を越えた場合には、そのとき次の照合対象として選択した登録データに代えて、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、一の登録データを任意に再選択するステップとを設けるようにする。

なお、判定するステップでの規定数としては、照合回数の平均以下であることが望ましく、照合回数の大半が２〜３回であることから（図５）、「３」とすればより望ましい。

このように、所定の回数目に次の照合対象を選択する場合に、過去に照合対象として照合された登録データを除いて任意に選択するようにすれば、照合時における照合回数をより抑えることができる。

（４）本実施の形態
以下図面について、本発明を適用した一実施の形態を詳述する。

（４−１）認証システムの全体構成
図７において本実施の形態による認証システム１を示す。この認証システム１は、管理サーバ２と、複数のドアにそれぞれ設けられたドア開錠装置３_１〜３_Ｎとを専用線を介して相互に接続することにより構成される。

管理サーバ２の登録装置１０は、登録対象のユーザ（以下、これを登録者と呼ぶ）における血管を撮像し、当該撮像結果として得られる画像内の血管パターンを抽出する。そして登録装置１０は、血管パターンが抽出された画像を、登録データとして、登録番号を表すデータに対応付けて記憶媒体ＨＤに登録する。

また登録装置３は、２番目以降の登録データを登録する度に、そのとき記憶媒体ＨＤに登録される複数の登録データ間における第1の類似度を求めるとともに、最初の照合対象として選択されるべき一の登録データを決定する。そして登録装置３は、第１の類似度を表すデータと、最初の照合対象として決定された登録データにおける登録番号を表すデータとを記憶媒体ＨＤに記憶し、又は当該データを更新するようになされている。

管理サーバ２の照合装置２０には、入室希望のユーザにおける血管の血管パターンが抽出された画像が、参照データとして、ドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎから入力される。照合装置２０は、唯一の登録データのみが記憶媒体ＨＤに記憶される場合、入力される参照データと、該登録データとの相互相関値を算出する。

一方、照合装置２０は、２以上の登録データが記憶媒体ＨＤに記憶される場合、第１の類似度を表すデータと、最初の照合対象として決定された登録データにおける登録番号を表すデータとを用いて、所定の照合手法にしたがって、入力される参照データと、２以上の登録データとの相互相関値を算出する。

また、照合装置２０は、予め規定された照合期間内に、所定の閾値以上となる相互相関値が得られた場合には、登録者と承認することを表すデータを、このとき参照データを送出した送出元のドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎに送出する。これに対して、照合装置２０は、所定の閾値以上となる相互相関値が得られなかった場合には、登録者と承認できないことを表すデータを、送出元のドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎに送出する。

ドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎは、入室希望のユーザにおける血管を撮像し、当該撮像結果として得られる画像内の血管パターンを抽出する。そしてドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎは、血管パターンが抽出された画像を、参照データとして管理サーバ２の照合装置２０に送出し、登録者と承認することを表すデータ又は登録者と承認できないことを表すデータを待ち受ける。

ここで、ドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎは、登録者と承認することを表すデータを照合装置２０から受けた場合には、ドアの錠を開錠し、登録者と承認できないことを表すデータを照合装置２０から受けた場合には、ドアの錠を閉錠のままとするようになされている。

このようにこの認証システム1は、登録者に対してのみ、ドアを開閉させることができるようになされている。

（４−２）登録装置の構成
次に、登録装置１０の構成について説明する。この登録装置１０は、図８に示すように、制御部３０に対して、撮像部３１及び画像処理部３２をそれぞれバス３３を介して接続することにより構成される。

制御部３０は、登録装置１０全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム及び設定情報が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むマイクロコンピュータとして構成される。

この制御部３０は、登録者の血管を登録するモード（以下、これを血管登録モードと呼ぶ）の実行命令ＣＯＭ１が操作部３４から与えられると、ＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって、撮像部３１及び画像処理部３２を適宜制御し、登録処理を実行するようになされている。

撮像部３１は、制御部３０の制御のもとに血管を撮像する。すなわち、制御部３０から撮像開始命令を受けた場合、駆動部３１ａは、近赤外光光源３１ｂを駆動することにより所定の撮像位置に近赤外光を照射するとともに、制御部３０から供給される露出値（ＥＶ(Exposure Value)値）に基づいて、絞り３１ｃの絞り値及び撮像素子３１ｄに対するシャッター速度（露出時間）を調整する。

この実施の形態では、撮像対象として指の血管が採用されており、撮像位置に指が配された場合、近赤外光光源３１ｂから指に照射された近赤外光は、当該指内方を反射及び散乱するようにして経由し、血管を投影する血管投影光として光学系３１ｅを介して撮像素子３１ｄに入射する。この場合、撮像素子３１ｄでの光電変換により、血管の画像信号Ｓ１が生成され、これが駆動部３１ａに供給される。

駆動部３１ａは、この画像信号Ｓ１に対してＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換処理を施し、この処理結果として得られる画像データＤ１を画像処理部３２に送出する。

このようにして撮像部３１は、制御部３０の制御のもとに血管を撮像するようになされている。

画像処理部３２は、画像データＤ１における画像内の血管パターンを抽出し、該血管パターンの抽出結果として得られる画像データＤ２_ｉ（ｉ＝１、２、……、又はｎ）を制御部３０に送出する。

この血管パターンの具体的な抽出手法として、画像処理部３２は、例えば、画像のうち血管パターン含む一部を切り出し、該切り出した画像内の血管パターンの輪郭を抽出する。そして画像処理部３２は、血管パターンの輪郭が抽出された画像を２値化し、該２値化された画像内の血管パターンを細線化するようになされている。

ここで、２番目以降の登録データを記録媒体ＨＤに登録する場合の制御部３０の登録処理を図９に示すフローチャートを用いて説明する。

すなわち、制御部３０は、操作部３６から血管登録モードの実行命令ＣＯＭ１を受けると、ステップＳＰ２１において、血管を撮像するように撮像部３１を制御し、該撮像部３１での撮像結果として得られる画像（画像データＤ１（図８））を取得する。

次いで、制御部３０は、ステップＳＰ２２において、画像内における血管パターンを抽出するように画像処理部３２を制御し、続くステップＳＰ２３において、該画像処理部３２での血管パターンの抽出結果として得られる画像（画像データＤ２_ｉ（図８））を、登録データとして記憶媒体ＨＤに記憶することにより登録する。

次いで、制御部３０は、ステップＳＰ２４において、このとき記憶媒体ＨＤに記憶される２以上の登録データについて、当該データ間の相互相関値を第１の類似度として算出した後、ステップＳＰ２５において、上述の決定手法（図６）におけるステップＳＰ１１からステップＳＰ１５までの各ステップと同じ処理ステップを経て、最初の照合対象として選択すべき登録データを決定する。

最後に、制御部３０は、ステップＳＰ２６において、記憶媒体ＨＤに記憶された第１の類似度を表すデータの内容を、ステップＳＰ２４で算出した第１の類似度に更新するとともに、最初の照合対象として決定された登録データにおける登録番号を表すデータの内容を、ステップＳＰ２５で決定した登録データにおける登録番号に更新した後、この登録処理を終了する。

このようにして制御部３０は、２番目以降の登録データを登録する度に、そのとき記憶媒体ＨＤに登録される複数の登録データ間における第1の類似度を表すデータと、最初の照合対象として決定された登録データにおける登録番号を表すデータとを更新するようになされている。

ちなみに、制御部３０は、１番目の登録データ記録媒体ＨＤに登録する場合には、上述のステップＳＰ２１〜ステップＳＰ２３における各ステップだけを経て、登録処理を実行するようになされている。

（４−３）照合装置の構成
一方、照合装置２０は、図８との対応部分に同一符号を付した図１０に示すように、制御部４０に対して、画像処理部３２、通信処理部４１、表示部４２及び音声出力部４３をそれぞれバス４４を介して接続することにより構成される。

制御部４０は、照合装置２０全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム及び設定情報が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)と、タイマーとを含むマイクロコンピュータとして構成される。

この制御部４０は、通信処理部４１から、ドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎでの撮像結果として画像データＤ１０が与えられると、ＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって、画像処理部３２、通信処理部４１、表示部４２及び音声出力部４３を適宜制御し、認証処理を実行するようになされている。

通信処理部４２は、画像データＤ１０の送出元となるドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎ（図１）との間で相互認証し、該相互認証されたドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎと制御部４０との間で各種データの授受を行うようになされている。

表示部４３は、制御部４０から供給される表示データにより表される内容を、表示画面に表示する一方、音声出力部４４は、制御部４０から供給される音声データにより表される内容を、スピーカから出力するようになされている。

ここで、制御部４０の認証処理を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。

すなわち、制御部４０は、通信処理部４１から画像データＤ１０を受けると、ステップＳＰ３１において、時間計測を開始し、続くステップＳＰ３２において、画像内における血管パターンを抽出するように画像処理部３２を制御し、該血管パターンが抽出された画像のデータ（参照データ）を取得する。

次いで、制御部４０は、ステップＳＰ３３において、最初の照合対象として決定された登録データを選択し、続くステップＳＰ３４において、上述のステップＳＰ３（図１）と同様に、選択した登録データＤ２_ｉと、参照データＤ１０とを相互相関により照合し、続くステップＳＰ３５において、上述のステップＳＰ４（図１）と同様に、該照合結果として得られる相互相関値（第２の類似度）が、所定の閾値以上であるか否かを判定する。

ここで、所定の閾値未満の相互相関値（第２の類似度）が得られた場合、制御部４０は、登録者であると承認できないとし、次のステップＳＰ３６において、上述のステップＳＰ５（図１）と同様に、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、照合対象とした登録データＤ２_ｉと、それ以外の登録データとの間における相互相関値（即ち第１の類似度：図２における例えばＸ１行の各値に相当）のなかで、該照合対象とした登録データＤ２_ｉと参照データＤ１０との間における相互相関値（即ち第２の類似度：図２における「０．５１」に相当）に最も近い相互相関値をもつ登録データを、次の照合対象として選択する。

そして制御部４０は、ステップＳＰ３７において、次の照合対象の選択回数が規定数を超えたか否かを判定し、超えた場合には、このとき次の照合対象として選択した登録データに代えて、任意の登録データを次の照合対象として再選択するとともに、当該選択回数の値を初期値に設定した後、次のステップＳＰ３８に進む。

一方、制御部４０は、次の照合対象の選択回数が規定数を超えていない場合には、任意の登録データを再選択せずに、該選択回数の値を「１」だけインクリメントした後、次のステップＳＰ３９に進む。制御部４０は、このステップＳＰ３８において、所定の照合期間が経過したと判定されるまで、ステップＳＰ３４に戻って上述の処理を繰り返す。

このように制御部４０は、照合期間内において、照合対象とした一の登録データと、参照データとの相互相関値（第２の類似度）が登録者であると承認し得るものに値するまでは、複数の登録データのなかから、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、次の照合対象とすべき一の登録データを、「一定のルール（即ちステップＳＰ３６）にしたがって」又は「任意に」選択するようになされている。

一方、制御部４０は、照合期間が経過するまでに所定の閾値以上となる相互相関値（第２の類似度）が得られた場合には、登録者であると承認し、ステップＳＰ４０に進んで、参照データＤ１０の送出元となるドア開錠装置３_１、３_２、……、又は３_Ｎ（図１）を介して対応するドアを開錠させた後、この認証処理を終了する。

他方、制御部４０は、所定の閾値以上となる相互相関値（第２の類似度）が得られないまま、照合期間が経過した場合には、第三者であると認定し、ステップＳＰ４１に進んで、例えば、表示部４２（図１）及び音声出力部４３（図１）を介して、登録者として承認できないことを視覚的及び聴覚的に通知し、この認証処理を終了するようになされている。

（５）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、記憶媒体に記憶される登録データとして、血管パターンの画像を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、指紋、口紋又は神経等、この他種々の生体パターンの画像を適用するようにしてもよく、また生体パターンにおける分岐点又は端点等の特徴点を適用するようにしてもよく、さらに、例えば暗証番号等のように、生体パターン以外にも適用することができる。

また上述の実施の形態においては、第１の類似度又は第２の類似度として相互相関値を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、類似の程度を表すこの他種々の尺度を適用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、所定の回数目に次の照合対象を選択する場合には、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、任意に選択するようにした場合について述べたが、これに代えて、第２の類似度を基準とする一定の範囲に、そのとき照合対象とされた一の登録データと、それ以外の他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データが規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、次の照合対象を任意に選択するようにしてもよい。

具体的には、上述のステップＳＰ３６（図１１）において、そのとき照合対象とされた一の登録データと、それ以外の他の登録データとの間における第１の類似度のなかで、第２の類似度を基準とする一定の範囲にある登録データを検出し、ステップＳＰ３７において、該検出した登録データの数が規定数以上あるか否かを判定する。

そして、規定数以上の登録データがあった場合には、ステップＳＰ３８において、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、次の照合対象を任意に選択し、ステップＳＰ３４に戻って上述の処理を繰り返す。一方、規定数以上の登録データがなかった場合には、ステップＳＰ３６で検出された登録データのうち、第２の類似度に最も近似する登録データの１つを次の照合対象として選択し、ステップＳＰ３４に戻って上述の処理を繰り返す。

このようにしても、所定の回数目に次の照合対象を選択する場合に、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、任意に選択するようにした場合と同様に、目的の登録データにたどり着くまでの照合回数を小さくする確率を向上することができる。

さらに上述の実施の形態においては、最初の照合対象として選択されるべき一の登録データを、登録データが登録されるたびに決定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば１００つの登録データが登録されるたびに決定するようにしてもよい。要は、規定数の登録データが記憶媒体に登録されるたびに決定するようにすればよい。

さらに上述の実施の形態においては、ＲＯＭからＲＡＭ上に展開したプログラムに従って登録処理（図９）及び認証処理（図１１）を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＤ(Compact Disc)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、半導体メモリ等の記録媒体からインストールしたプログラムや、インターネットからダウンロードしたプログラムに従って登録処理及び認証処理を実行するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、照合機能及び登録機能ごとに単体の装置に分けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、照合機能及び登録機能を１つの装置が有していてもよく、また撮像機能を単体の装置として分離するようにしてもよく、用途等に応じて種々の態様で適用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、登録者であると承認されたときの効果としてドアを開錠するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、予め制限された機能を開放する、あるいは、使用不可能な状態から使用可能な状態とする等、この他種々の効果を採用することができる。また、この効果の相違に応じて、認証システムの態様を適宜変更することもできる。

本発明は、バイオメトリクス認証分野に利用可能である。

照合手法の説明に供した、照合時に用いられる登録データ間の類似度を示す略線図である。 照合手法を示すフローチャートである。 実験結果（１）を示す略線図である。 実験結果（２）を示す略線図である。 照合回数の分布を示す略線図である。 決定手法を示すフローチャートである。 本実施の形態における認証システムを示す略線図である。 登録装置の構成を示すブロック図である。 登録処理手順を示すフローチャートである。 照合装置の構成を示すブロック図である。 認証処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１……認証システム、２……管理サーバ、３_１〜３_Ｎ……ドア開錠装置、１０……登録装置、２０……照合装置、３０、４０……制御部、３１、撮像部、３２……画像処理部、４１……通信処理部、ＨＤ……記憶媒体。

Claims (9)

1. 記憶媒体に記憶される複数の登録データについて、当該データ間における第１の類似度を、照合開始前に算出する第１のステップと、
   上記複数の登録データのうち、照合対象として選択された一の登録データと、該一の登録データと照合される参照データとの間における第２の類似度を算出する第２のステップと、
   上記第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合、上記一の登録データ以外の他の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、当該一の登録データと他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データの１つを、次の照合対象として選択する第３のステップと
   を有し、
   上記第３のステップでは、
   上記第２の類似度を基準とした一定の範囲に、当該一の登録データと他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度が規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、上記次の照合対象を任意に選択する
   照合方法。
2. 照合開始前に、最初の照合対象として選択されるべき一の登録データを決定する決定ステップ
   を有し、
   上記決定ステップでは、
   上記複数の登録データそれぞれを最初の照合対象の候補とした場合に、当該最初の照合対象の候補とした一の登録データ以外の他の登録データいずれかを上記参照データとして、該他の登録データそれぞれが２番目の照合対象として選択されたときの照合回数の平均及び最大回数を求め、
   上記複数の登録データそれぞれを最初の照合対象の候補とした場合に求められた各照合回数の平均のうち、上記照合回数の最大回数が規定数未満となるなかで最小の平均をとる場合に候補とした登録データを、最初の照合対象として選択されるべき一の登録データとして決定する
   請求項１に記載の照合方法。
3. 上記決定ステップは、
   最初の照合対象として選択されるべき一の登録データを、規定数の登録データが上記記憶媒体に登録されるたびに決定する
   請求項２に記載の照合方法。
4. 記憶媒体に記憶される複数の登録データについて、当該データ間における第１の類似度を、所定の照合手法において上記複数の登録データのなかから一の登録データが選択されるときの選択基準として算出する算出部と、
   上記算出部により算出された第１の類似度を上記記憶媒体に記憶するように、上記記憶媒体を制御する記憶制御部と
   を具え、
   上記照合手法は、
   照合対象として選択された一の登録データと、該一の登録データと照合される参照データとの間における第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値するものとなるまで、上記複数の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、上記一の登録データと、その一の登録データ以外の他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データの１つを、次の照合対象として選択する手法であり、
   上記第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合、上記第２の類似度を基準とした一定の範囲に、当該一の登録データと他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度が規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、上記次の照合対象を任意に選択する
   登録装置。
5. 上記照合手法において最初の照合対象として選択されるべき一の登録データを決定する決定部をさらに具え、
   上記記憶制御部は、上記第１の類似度と、上記決定部により決定された一の登録データの識別子とを上記記憶媒体に記憶するように上記記憶媒体を制御する
   請求項４に記載の登録装置。
6. 上記決定部は、
   上記複数の登録データそれぞれを最初の照合対象の候補とした場合に、当該最初の照合対象の候補とした一の登録データ以外の他の登録データいずれかを検索対象のデータとして、該他の登録データそれぞれが２番目の照合対象として選択されたときに上記照合手法において照合される照合回数の平均及び最大回数を求め、
   上記複数の登録データそれぞれを最初の照合対象の候補とした場合に求められた各照合回数の平均のうち、上記照合回数の最大回数が規定数未満となるなかで最小の平均をとる場合に候補とした登録データを、最初の照合対象として選択されるべき一の登録データとして決定する
   請求項５に記載の登録装置。
7. 記憶媒体に記憶される複数の登録データのうち、照合対象として選択された一の登録データと、該一の登録データと照合される参照データとの間における第２の類似度を算出する算出部と、
   上記第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合、上記一の登録データ以外の他の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、上記記憶媒体に記憶された上記複数の登録データの間における第１の類似度うち、当該一の登録データと他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データの１つを、次の照合対象として選択する選択部と
   を具え、
   上記選択部は、
   上記第２の類似度を基準とした一定の範囲に、当該一の登録データと他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データが規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、上記次の照合対象を任意に選択する
   照合装置。
8. 上記選択部は、
   所定の回数目に上記次の照合対象を選択する場合には、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、任意に上記次の照合対象を選択する
   請求項７に記載の照合装置。
9. コンピュータに対して、
   記憶媒体に記憶される複数の登録データのうち、照合対象として選択された一の登録データと、該一の登録データと照合される参照データとの間における第２の類似度を算出すること、
   上記第２の類似度が、登録者であると承認し得る類似度に値しないものであった場合、上記一の登録データ以外の他の登録データのうち、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、上記記憶媒体に記憶された上記複数の登録データ間における第１の類似度うち、当該一の登録データと他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データの１つを、次の照合対象として選択し、上記第２の類似度を基準とした一定の範囲に、当該一の登録データと他の登録データとの間における上記第１の類似度のなかで、上記第２の類似度と最も近似する類似度を有している登録データが規定数以上あるときには、過去に照合対象として照合された登録データを除いて、上記次の照合対象を任意に選択すること
   を実行させるプログラム。