JP5498111B2 - 1対n認証装置及び1対n認証方法 - Google Patents
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特許文献2及び非特許文献1では、複数の登録データから二つを選ぶすべての組み合わせに対して計算した照合度による相互相関テーブルをあらかじめ作成しておき、最初の登録データと照合データの照合度を算出し、以後、照合度と相互相関テーブルを用いて次に照合すべき登録データの順序を制御して、この登録データと照合データの照合度を算出することを繰り返す手法が記述されている。
また、相互相関テーブルを用いる手法は、登録データの数の自乗個の要素からなる相互相関テーブルを蓄えるために莫大なメモリを必要とするという強い制限があった。
さらに、総当り法でも相関テーブルを用いる手法でも、繰返し登録データとの照合が発生するので、この回数にほぼ比例して他人受入率が悪化した。
本発明の目的は、スピードも速く、しかも誤りの少ない1対N認証システム及び1対N認証方法を提供することにある。
前記特徴量テーブルを生成する際の前記特徴の数をN以下の個数から選んだものとする。
前記特徴量テーブルを生成する際に、生成された特徴量テーブルの大きさが所望の範囲になるように、特徴の個数を増減して特徴量テーブルを生成することが望ましい。
前記特徴量テーブルを生成する際の前記特徴は、人工的に生成されたものとすることができる。
前記特徴量テーブルを生成する際に登録データ及び特徴の一つ一つについて特徴量を計算して照合データベクトルを生成しそれから一次元の波形を作り、前記照合データ特徴量を計算する際に照合データの特徴量を計算して照合データベクトルを生成しそれから一次元の波形を作り、前記照合順序を制御する際に前記二つの手段が生成した一次元の波形に着目しそれらの部分波形を切り出してマッチングを行い、最もマッチしている登録データを選び出すことができる。
さらに、前記認証により決定できなかった場合に、前記照合順序の制御により切り出した部分波形を拡張して、部分波形のマッチングをやり直すことができる。
また、前記「特徴」を「参照データ」に、前記「特徴量テーブル」を「相互相関テーブル」に、前記「特徴量」を「参照データとの照合度」に、前記「登録データの特徴量」を「登録データと参照データとの照合度」に、前記「照合データの特徴量」を「照合データと参照データとの照合度」に、置き換えた認証方法を提供することもできる。
その場合、参照データの数をN以下の個数から選んだものとできる。
生成された登録データ参照データ相互相関テーブルの大きさが所望の範囲になるように、参照データの個数を増減して登録データ参照データ相互相関テーブルを生成することができる。
前記参照データは、人工的に生成されたものとすることができる。
前記参照データは、乱数を用いて生成されたものとすることができる。
前記相互相関テーブルは、登録データを引数とする複数の任意の関数によって算出される実数値の相互相関テーブルとすることができる。
一次元の波形によるマッチングによる認証、認証失敗の場合の部分波形の拡張によるマッチングのし直しについても、同様である。
したがって、
コンピュータを用いて照合データが複数(N個。Nは2以上の自然数)の登録データのどれに当たるかを決定する1対N認証方法であって、
前記登録データとは別に複数の参照データを用意し、すべての登録データと参照データの組について計算された照合度からなる相互相関テーブルを生成する登録データ参照データ相互相関テーブル生成ステップと、
照合データと参照データの照合度を計算する照合データ参照データ照合度計算ステップと、
該照合度計算ステップにて計算された照合度と前記登録データ参照データ相互相関テーブルとから次に照合すべき登録データの順序を制御する照合順序制御ステップと、
該照合順序制御ステップにて制御された照合順序にしたがって登録データと照合データの照合度を計算する登録データ照合データ照合度計算ステップと、
該登録データ照合データ照合度計算ステップにて計算された照合度を予め定められた閾値と比較して、当該照合データが登録データのどれに当たるかを決定する認証ステップと
からなる1対N認証方法を提供することができる。
さらに、この認証方法を、利用者識別子の入力なしに利用者の複数部位の生体情報を利用して利用者を識別することに応用すると、
前記登録データは、各利用者の複数部位の生体情報をそれぞれ登録した第一部位の登録データと第二部位の登録データを有するものであって、
前記登録データ参照データ相互相関テーブル生成ステップにおいて生成する前記相互相関テーブルは、全利用者の第一部位の登録データと参照データとの組について計算された照合度からなる第一相互相関テーブルと、全利用者の第二部位の登録データと参照データとの組について計算された照合度からなる第二相互相関テーブルとを有するものであって、
前記照合データ参照データ照合度計算ステップは、利用者を認証する時点において、利用者の複数部位のうちの第一部位の生体情報を取得して、これを第一部位の照合データとして全参照データとの照合度ベクトルを計算し、
前記照合順序制御ステップは、前記第一相互相関テーブルを用いて、先に計算した第一の照合データと参照データの照合度ベクトルとの類似度の高い登録データを選択して、次に照合すべき第一部位の登録データの順序を制御し、
前記登録データ照合データ照合度計算ステップは、該照合順序制御ステップにて制御された照合順序にしたがって前記第一部位の登録データと前記第一部位の照合データとの照合度を計算し、
前記認証ステップが、閾値比較により同一生体情報と判断できれば利用者を認証し、
同一生体情報と認証できなければ、さらに、
利用者の複数部位のうちの第二部位の生体情報を取得して、これを第二部位の照合データとして全参照データとの照合度ベクトルを計算する第二部位照合データ参照データ照合度計算ステップと、
前記第二相互相関テーブルを用いて、先に計算した第二の照合データと参照データの照合度ベクトルとの類似度の高い第二部位の登録データを選択して、次に照合すべき第二部位の登録データの順序を制御する第二部位照合順序制御ステップと、
該第二部位照合順序制御ステップにて制御された照合順序にしたがって第二部位の登録データと第二部位の照合データとの照合度を計算する第二部位登録データ照合データ照合度計算ステップと、
閾値比較により同一生体情報と判断でき、さらに該第二部位の登録データを所有する当該利用者の第一部位の登録データと前記第一部位の照合データとが同一の生体情報と判断できることを条件に、利用者を認証する第二部位認証ステップと
を有する1対N認証方法を提供できる。
さらにまた、
利用者識別子の入力なしに利用者の複数部位の生体情報を利用して利用者を識別する認証方法であり、
前記登録データは、各利用者の複数部位の生体情報をそれぞれ登録した第一部位の登録データと第二部位の登録データを有するものであって、
前記登録データ参照データ相互相関テーブル生成ステップにおいて生成する前記相互相関テーブルは、全利用者の複数部位の生体情報を一つにまとめて登録データと参照データとの組について計算された照合度からなる相互相関テーブルと、利用者識別子から該相互相関テーブルのインデックスを求める利用者識別子インデックステーブルと、該相互相関テーブルのインデックスから利用者識別子を求めるインデックス利用者識別子テーブルとを有するものであって、
前記照合データ参照データ照合度計算ステップは、利用者を認証する時点において、利用者の複数部位のうちの利用者が任意に選んだ部位の生体情報を取得して、これを第一部位の照合データとして全参照データとの照合度ベクトルを計算し、
前記照合順序制御ステップは、前記相互相関テーブルを用いて、先に計算した照合データと参照データの照合度ベクトルとの類似度の高い登録データを選択して、次に照合すべき登録データの順序を制御し、
前記登録データ照合データ照合度計算ステップは、該照合順序制御手段にて制御された照合順序にしたがって前記登録データと前記第一部位の照合データとの照合度を計算し、
前記認証ステップが、閾値比較により同一生体情報と判断できれば利用者を認証し、
同一生体情報と認証できなければ、さらに、利用者の複数部位のうちの利用者が任意に選んだ第二部位の生体情報を取得して、これを第二部位の照合データとして全参照データとの照合度ベクトルを計算する第二部位照合データ参照データ照合度計算ステップと、
前記相互相関テーブルを用いて、先に計算した照合データと参照データの照合度ベクトルとの類似度の高い登録データを選択して、次に照合すべき登録データの順序を制御する第二部位照合順序制御ステップと、
該照合順序制御ステップにて制御された照合順序にしたがって前記登録データと前記第二部位の照合データとの照合度を計算する第二部位登録データ照合データ照合度計算ステップと、
閾値比較により同一生体情報と判断でき、さらに該第二部位の登録データを所有する当該利用者の第一部位の登録データを、前記利用者識別子インデックステーブルと前記インデックス利用者識別子テーブルとを参照して取得し、その第一部位の登録データと前記第一部位の照合データとが同一の生体情報と判断できることを条件に、利用者を認証する第二部位認証ステップと
を有する1対N認証方法を提供できる。
以上述べた認証方法を構成する一つ一つのステップは、コンピュータプログラムにより提供できるものである。したがって、コンピュータが必要なプログラムを読み込んで動作することを装置と捉えることにより、1対N認証装置としての提供ができる。
(1) 左端の部分波形を切り出して、マッチングを行い、最もマッチしている登録データを選び出して、それと照合データとを照合する。
Eimax)を計算する(ステップ306)。次に照合判定部207でこの照合度がしきい値Tを越えているか判定する(ステップ307)。越えていれば、照合は成功し、処理は終了する。越えていなければ、ステップ308でカウンタnの値を一つ増やし、部分波形を拡張して、ステップ302に戻ってループする。なお、ステップ305で過去においてimaxとなったことのあるiを、最大化の対象から除外する。
ステップ1001において、スキャナから利用者の第一に登録した指(第一部位)の静脈を読み取り、この画像をV1 とする。このV1から第一に登録した指との相関度Z1(i)
ステップ1002において、相関度Z1(i)が高い上位10の登録データE1iを抜き出し、高い方から順にM(E1i,V1)<Tとなるiを探す。
ステップ1003において、ステップ1002のiが見つかればステップ1004に進み、見つからなければステップ1005に進む。
ステップ1004において、i番目の登録者と認証、処理を終える。
ステップ1005において、スキャナから利用者の第二に登録した指(第二部位)の静脈を読み取り、この画像をV2 とする。このV2から第二に登録した指との相関度Z2(i)
ステップ1006において、相関度Z2(i)が高い上位10の登録データE2iを抜き出し、高い方から順にM(E2i,V2)<Tとなるiを探す。
ステップ1007において、iが見つかればステップ1008に進み、見つからなければステップ109に進む。
ステップ1009において、スキャナから利用者の第三に登録した指(第三部位)の静脈を読み取り、この画像をV3 とする。このV3から第三に登録した指との相関度Z3(i)
ステップ1010において、相関度Z3(i)が高い上位10の登録データE3iを抜き出し、高い方から順にM(E3i,V3)<Tとなるiを探す。
ステップ1011において、iが見つかればステップ1012に進み、見つからなければステップ1013に進む。
ステップ1012において、M(E1i,V1)<T かつM(E2i,V2)<Tとなればステップ1004に、そうでなければステップ1013に進む。
ステップ1013において、認証失敗として、処理を終える。
ステップ1102において、相関度Z(i)が高い上位10の登録データEiを抜き出し、高い方から順にM(Ei,V1)<Tとなるiを探す。
ステップ1103において、ステップ1102のiが見つかればステップ1104に進み、見つからなければステップ1105に進む。
ステップ1104において、図13から相関テーブルでのi番目の指がどの登録者に当たるか決定、その登録者と認証、処理を終える。
ステップ1105において、スキャナから別の指(登録した指のうち、利用者が任意に選んだ別の指)の静脈を読み取り、この画像をV2 とする。先のステップ1005と異なり、登録した順序(複数部位の違い)を気にすることなくステップ1101でスキャンした指でない登録したどれかの指をスキャンすれば良い。このV2から登録した全指での相関度Z(i)
ステップ1106において、相関度Z(i)が高い上位10の登録データEiを抜き出し、高い方から順にM(Ei,V2)<Tとなるiを探す。
ステップ1107において、iが見つかればステップ1108に進み、見つからなければステップ1109に進む。
ステップ1109において、スキャナから登録した先の二つとは別の指の静脈を読み取り、この画像をV3 とする。このV3から登録した全指での相関度Z(i)
ステップ1110において、相関度Z(i)が高い上位10の登録データEiを抜き出し、高い方から順にM(Ei,V3)<Tとなるiを探す。
ステップ1111において、iが見つかればステップ1112に進み、見つからなければステップ1113に進む。
ステップ1112において、M(Ei’,V1)<T かつM(Ei’’,V2)<Tとなればステップ1104に、そうでなければステップ1113に進む。ここでEi’とEi’’のインデックスのi’とi’’は、1111で見つかった相関テーブルのインデックスのiから図13を使って登録者を特定、次に図12を使ってこの登録者の別の指の相関テーブルでのインデックスを求めた結果である。三本の指を登録した場合には、二つのi’とi’’の組合せの候補があり、どちらかの組合せでM(Ei’,V1)<TかつM(Ei’’,V2)<Tとなればステップ1104に、そうでなければステップ1113に進む。
ステップ1113において、認証失敗として、処理を終える。
ステップ1112ではM(Ei’,V1)<TかつM(Ei’’,V2)<Tとしていたが、いずれか一方のみで認証成功とする方法もある。
202 登録データ
203 特徴量計算A
204 特徴量計算B
205 照合処理
206 特徴量テーブル
207,707 照合判定
208,708 登録データ読み出し
701 参照データ
702 登録データ
703 照合処理A
704 照合処理B
705 照合処理C
706 相互相関テーブル
Claims (4)
- コンピュータを用いて照合データが複数(N個。Nは2以上の自然数)の登録データのどれに当たるかを決定する1対N認証装置であって、
前記登録データとは別に複数の特徴を用意し、すべての登録データと特徴の組について特徴量を計算し、縦が登録データに対応し、横が特徴に対応する行列の各要素に当該各特徴量が配置された特徴量テーブルを生成する特徴量テーブル生成手段と、
照合データの特徴量を計算し、当該特徴量を要素とする一次元の照合データベクトルを生成する照合データ特徴量計算手段と、
該照合データ特徴量計算手段にて生成された照合データベクトルと前記特徴量テーブルの各行とからそれぞれ一部の特徴量を含む部分波形を切り出してマッチングを行い、最もマッチしている行の登録データを選択する登録データ選択手段と、
該登録データ選択手段にて選択された登録データと照合データの照合度を計算する登録データ照合データ照合度計算手段と、
該登録データ照合データ照合度計算手段にて計算された照合度を予め定められた閾値と比較して、前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定する認証手段と、
を備え、
前記認証手段にて前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することができなかった場合に、前記登録データ選択手段が前記照合データベクトルと前記特徴量テーブルの各行とからそれぞれ前回マッチングの対象とした部分波形が拡張された部分波形を切り出してマッチングを行って最もマッチしている行の登録データを選択し、前記登録データ照合データ照合度計算手段が当該選択された登録データと照合データの照合度を計算し、前記認証手段が当該計算された照合度を予め定められた閾値と比較して前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することを、前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することができるまで繰り返す、
ことを特徴とする1対N認証装置。 - コンピュータを用いて照合データが複数(N個。Nは2以上の自然数)の登録データのどれに当たるかを決定する1対N認証方法であって、
前記登録データとは別に複数の特徴を用意し、すべての登録データと特徴の組について特徴量を計算し、縦が登録データに対応し、横が特徴に対応する行列の各要素に当該各特徴量が配置された特徴量テーブルを生成する特徴量テーブル生成ステップと、
照合データの特徴量を計算し、当該特徴量を要素とする一次元の照合データベクトルを生成する照合データ特徴量計算ステップと、
該照合データ特徴量計算ステップにて生成された照合データベクトルと前記特徴量テーブルの各行とからそれぞれ一部の特徴量を含む部分波形を切り出してマッチングを行い、最もマッチしている行の登録データを選択する登録データ選択ステップと、
該登録データ選択ステップにて選択された登録データと照合データの照合度を計算する照合度計算ステップと、
該照合度計算ステップにて計算された照合度を予め定められた閾値と比較して、前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定する認証ステップと、
前記認証ステップにて前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することができなかった場合に、前記照合データベクトルと前記特徴量テーブルの各行とからそれぞれ前回マッチングの対象とした部分波形が拡張された部分波形を切り出してマッチングを行って最もマッチしている行の登録データを選択し、当該選択された登録データと照合データの照合度を計算し、当該計算された照合度を予め定められた閾値と比較して前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することを、前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することができるまで繰り返す拡張ステップと、
を備えることを特徴とする1対N認証方法。 - コンピュータを用いて照合データが複数(N個。Nは2以上の自然数)の登録データのどれに当たるかを決定する1対N認証装置であって、
前記登録データとは別に複数の参照データを用意し、すべての登録データと参照データの組について照合度を計算し、縦が登録データに対応し、横が参照データに対応する行列の各要素に当該各照合度が配置された相互相関テーブルを生成する登録データ参照データ相互相関テーブル生成手段と、
照合データと参照データの照合度を計算し、当該照合度を要素とする一次元の照合データベクトルを生成する照合データ参照データ照合度計算手段と、
該照合データ参照データ照合度計算手段にて生成された照合データベクトルと前記相互相関テーブルの各行とからそれぞれ一部の照合度を含む部分波形を切り出してマッチングを行い、最もマッチしている行の登録データを選択する登録データ選択手段と、
該登録データ選択手段にて選択された登録データと照合データの照合度を計算する登録データ照合データ照合度計算手段と、
該登録データ照合データ照合度計算手段にて計算された照合度を予め定められた閾値と比較して、前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定する認証手段と、
を備え、
前記認証手段にて前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することができなかった場合に、前記登録データ選択手段が前記照合データベクトルと前記相互相関テーブルの各行とからそれぞれ前回マッチングの対象とした部分波形が拡張された部分波形を切り出してマッチングを行って最もマッチしている行の登録データを選択し、前記登録データ照合データ照合度計算手段が当該選択された登録データと照合データの照合度を計算し、前記認証手段が当該計算された照合度を予め定められた閾値と比較して前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することを、前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することができるまで繰り返す、
ことを特徴とする1対N認証装置。 - コンピュータを用いて照合データが複数(N個。Nは2以上の自然数)の登録データのどれに当たるかを決定する1対N認証方法であって、
前記登録データとは別に複数の参照データを用意し、すべての登録データと参照データの組について照合度を計算し、縦が登録データに対応し、横が参照データに対応する行列の各要素に当該各照合度が配置された相互相関テーブルを生成する登録データ参照データ相互相関テーブル生成ステップと、
照合データと参照データの照合度を計算し、当該照合度を要素とする一次元の照合データベクトルを生成する照合データ参照データ照合度計算ステップと、
該照合度計算ステップにて計算された生成された照合データベクトルと前記相互相関テーブルの各行とからそれぞれ一部の照合度を含む部分波形を切り出してマッチングを行い、最もマッチしている行の登録データを選択する登録データ選択ステップと、
該登録データ選択ステップにて選択された登録データ登録データと照合データの照合度を計算する登録データ照合データ照合度計算ステップと、
該登録データ照合データ照合度計算ステップにて計算された照合度を予め定められた閾値と比較して、当該照合データが登録データのどれに当たるかを決定する認証ステップと、
前記認証ステップにて前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することができなかった場合に、前記照合データベクトルと前記相互相関テーブルの各行とからそれぞれ前回マッチングの対象とした部分波形が拡張された部分波形を切り出してマッチングを行って最もマッチしている行の登録データを選択し、当該選択された登録データと照合データの照合度を計算し、当該計算された照合度を予め定められた閾値と比較して前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することを、前記照合データが登録データのどれに当たるかを決定することができるまで繰り返す拡張ステップと、
を備えることを特徴とする1対N認証方法。
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