JP5500180B2 - 指紋認証装置、指紋認証方法及び指紋認証プログラム - Google Patents

Description

本発明は、指紋認証装置、指紋認証方法及び指紋認証プログラムに関する。

従来、指紋を用いて利用者を認証する認証装置がある。具体的には、認証装置には、利用者の指紋に関する指紋データが予め登録される。例えば、認証装置には、指紋の画像データが予め登録されたり、指紋に含まれる特徴点についてのデータが予め登録されたりする。そして、認証装置は、認証時には、利用者から指紋データを取得し、予め登録された指紋データと照合することで、利用者を認証する。また、認証装置は、１回の認証処理で認証が成功しなかった場合には、例えば、利用者から指紋データを再度取得し、再度取得した指紋データを用いて認証処理を実行する。そして、例えば、認証装置は、認証が成功するまで、利用者から指紋データを取得し続ける。

ここで、認証時に、認証が成功するまでに指紋データを取得した取得回数に基づいて、他人受入率（他人誤認率、ＦＡＲ、False Acceptance Rate）を増減する認証装置がある。例えば、他人受入率を増減する認証装置は、取得回数が閾値以上である場合には、次回以降に用いる他人受入率を大きくする。なお、他人受入率が大きくなるとは、他人を本人であると誤認識する可能性が高くなることを示す。つまり、他人受入率を大きくすると、認証の精度は低下する。

また、指紋データを登録する時に、指の状態に基づいて、認証時に使用する指の数や他人受入率を設定する認証装置もある。例えば、指の状態が良好な人の場合には、指の数などを設定する認証装置は、指の状態が良好でない人と比較して小さな他人受入率と２指とを用いると設定し、予め登録した指紋データと１指が一致した場合に認証成功と設定する。また、例えば、指の状態が良好でない人の場合には、指の数などを設定する認証装置は、指の状態が良好な場合と比較して大きな他人受入率と３指とを設定し、予め登録した指紋データと３指が共に一致した場合に認証成功と設定する。そして、指の数などを設定する認証装置は、認証時には、登録時に設定した指の数や他人受入率を用いて、利用者を認証する。

特開２０００−１１１７９号公報 特開平１１−９６３５８号公報

しかしながら、他人受入率を増減する認証装置では、認証の精度が低下していたという課題があった。具体的には、他人受入率を増減する認証装置は、取得回数が閾値以上である場合に他人受入率を下げており、認証の精度が低下していた。

また、指の数などを設定する認証装置は、認証時における指の状態が登録時の指の状態と異なると、操作性が下がっていたという課題があった。具体的には、登録時と比較して指の状態が悪化すると、指の数などを設定する認証装置は、登録時に設定した他人受入率では認証が成功しなかった。つまり、正規の利用者であったとしても利用者ではないと誤認証することになり、操作性が下がっていた。

また、指の数などを設定する認証装置は、登録時と比較して指の状態が良好になると、利用者に余計な負担がかかっていた。例えば、登録時には３指を用いると設定された一方、認証時には１指を用いれば十分である場合を用いて説明する。この場合、指の数などを設定する認証装置は、１指から指紋データを取得すれば十分であるにもかかわらず、３指から指紋データを取得していた。つまり、利用者に余計な負担がかかることになり、操作性が下がっていた。

本発明は、上述に鑑みてなされたものであって、指紋認証の精度を高く保つことが可能であり、操作性を高くすることが可能である指紋認証装置、指紋認証方法及び指紋認証プログラムを提供することを目的とする。

開示する指紋認証装置の１つの態様によれば、複数の指について指紋データを記憶する指紋記憶部を備える。また、指紋認証装置は、前記指紋記憶部に記憶された指紋データを用いて実行された認証処理の結果の履歴を記憶する履歴記憶部を備える。また、指紋認証装置は、前記履歴記憶部に記憶された履歴に基づいて、利用者から認証処理時に指紋データを受け付ける指の数である受付指数と、指紋の近似度合いから一致、不一致を判定する際の閾値である他人受入率とを決定する決定部を備える。また、指紋認証装置は、前記決定部によって決定された前記受付指数の指から指紋データを受け付ける受付部と、前記受付部によって受け付けられた受付指紋データごとに、前記決定部によって決定された他人受入率を用いて前記指紋記憶部に記憶された記憶指紋データと一致するか否かを照合する照合部を備える。また、指紋認証装置は、前記照合部による照合結果に基づいて利用者を認証する認証部を備える。

指紋認証の精度を高く保つことが可能であり、操作性を高くすることが可能である。

図１は、実施例１に係る指紋認証装置の構成の一例を説明するブロック図である。 図２は、実施例２に係る指紋認証装置の構成の一例を説明するブロック図である。 図３Ａは、指紋認証装置による認証精度が１／１０００である場合におけるＦＡＲテーブルについて説明する図である。 図３Ｂは、指紋認証装置による認証精度が１／１万である場合におけるＦＡＲテーブルについて説明する図である。 図３Ｃは、指紋認証装置による認証精度が１／１０万である場合におけるＦＡＲテーブルについて説明する図である。 図３Ｄは、指紋認証装置による認証精度が１／１００万である場合におけるＦＡＲテーブルについて説明する図である。 図４Ａは、成功指数と他人受入率と認証精度との関係について説明する図である。 図４Ｂは、成功指数と他人受入率と認証精度との関係について説明する図である。 図５は、実施例２におけるユーザテーブル３０２によって記憶された情報の一例について説明する図である。 図６Ａは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型１）について説明する図である。 図６Ｂは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型２）について説明する図である。 図６Ｃは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型３）について説明する図である。 図６Ｄは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型４）について説明する図である。 図６Ｅは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型５）について説明する図である。 図７は、実施例２に係る格納処理部による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。 図８は、実施例２における認証処理部４０３による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。 図９は、実施例２における認証処理部について説明する図である。 図１０は、実施例２における決定部による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。 図１１は、実施例２における決定部による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。 図１２は、実施例２に係る指紋認証プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する図である。

以下に、開示する指紋認証装置、指紋認証方法及び指紋認証プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

図１を用いて、実施例１に係る指紋認証装置１００について説明する。図１は、実施例１に係る指紋認証装置の構成の一例を説明するブロック図である。指紋認証装置１００は、複数の指について指紋データを記憶する指紋記憶部１０１と、指紋記憶部１０１に記憶された指紋データを用いて実行された認証処理の結果の履歴を記憶する履歴記憶部１０２とを有する。

そして、指紋認証装置１００では、決定部１０３は、履歴記憶部１０２に記憶された履歴に基づいて、利用者から認証処理時に指紋データを受け付ける指の数である受付指数と、指紋の近似度合いから一致、不一致を判定する際の閾値である他人受入率とを決定する。そして、受付部１０４は、決定部１０３によって決定された受付指数の指から指紋データを受け付ける。そして、照合部１０５は、受付部１０４によって受け付けられた指紋データごとに、決定部１０３によって決定された他人受入率を用いて指紋記憶部１０１に記憶された指紋データと一致するか否かを照合する。そして、認証部１０６は、照合部１０５による照合結果に基づいて利用者を認証する。

上述したように、実施例１によれば、指紋認証の精度を高く保つことが可能であり、操作性を高くすることが可能である。すなわち、指紋認証装置１００は、認証の精度が同等となるように受付指数と他人受入率とを決定するので、例えば、他人受入率を下げても、認証の精度が同等となるように受付指数を決定することで、指紋認証の精度を高く保つことが可能である。

また、認証時における指の状態が登録時の指の状態と異なっていたとしても、指紋認証装置１００は、認証処理の結果の履歴に基づいて受付指数と他人受入率とを決定するので、操作性を高くすることが可能である。つまり、指紋認証装置１００は、登録時と比較して指の状態が悪化した場合には、その後、認証処理の結果の履歴に基づいて、例えば、登録時に設定した他人受入率よりも大きな他人受入率を決定し、認証の精度が同等となるように受付指数を決定する。この結果、指紋認証装置１００によれば、正規の利用者であったとしても利用者ではないと誤認証されることが減少し、操作性を高くすることが可能である。また、指紋認証装置１００は、登録時と比較して指の状態が良好になった場合には、その後、認証処理の結果の履歴に基づいて、例えば、登録時に設定した受付指数よりも少ない受付指数を決定し、認証の精度が同等となるように他人受入率を決定する。この結果、指紋認証装置１００によれば、利用者に余計な負担がかかることがなくなり、操作性を高くすることが可能である。

［指紋認証装置の構成］
実施例２に係る指紋認証装置２００について説明する。図２を用いて、実施例２に係る指紋認証装置２００の構成の一例について説明する。図２は、実施例２に係る指紋認証装置の構成の一例を説明するブロック図である。図２に示すように、指紋認証装置２００は、入力部２０１と、出力部２０２と、記憶部３００と、制御部４００とを有する。

入力部２０１は、制御部４００と接続される。入力部２０１は、利用者の指紋データや各種情報を受け付け、受け付けた指紋データや各種情報を制御部４００に入力する。入力部２０１は、例えば、指紋センサやキーボードやマウスなどが該当する。出力部２０２は、制御部４００と接続される。出力部２０２は、制御部４００から各種情報を受け付け、受け付けた各種情報を出力する。出力部２０２は、例えば、ディスプレイが該当する。なお、入力部２０１によって受け付けられる情報や指示の詳細や、出力部２０２によって出力される情報の詳細については、ここでは説明を省略し、関係する各部について説明する際に併せて説明する。

記憶部３００は、制御部４００と接続される。記憶部３００は、制御部４００による各種処理に用いるデータを記憶する。記憶部３００は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）や ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、又は、ハードディスクや光ディスクなどが該当する。記憶部３００は、図２に示す例では、ＦＡＲ（False Acceptance Rate）テーブル３０１と、ユーザテーブル３０２とを有する。

ＦＡＲテーブル３０１は、図３Ａ〜図３Ｄに示すように、利用者から認証処理時に指紋データを受け付ける指の数である受付指数と、認証成功に際して要求される照合が成功した指の数である成功指数との組み合わせに対応付けて、他人受入率を記憶する。また、ＦＡＲテーブル３０１は、指紋認証装置２００による認証精度ごとに、受付指数と成功指数との組み合わせに対応付けて他人受入率を記憶する。ここで、他人受入率は、照合時に用いられる。認証精度は、指紋認証装置２００による認証処理の精度を示す。また、以下に説明するように、認証精度は、受付指数と、認証成功に際して要求される照合が成功した指の数である成功指数と、他人受入率とによって決定される。

図３Ａ〜図３Ｄは、実施例２におけるＦＡＲテーブルによって記憶された情報の一例について説明する図である。図３Ａは、指紋認証装置による認証精度が１／１０００である場合におけるＦＡＲテーブルについて説明する図である。図３Ｂは、指紋認証装置による認証精度が１／１万である場合におけるＦＡＲテーブルについて説明する図である。図３Ｃは、指紋認証装置による認証精度が１／１０万である場合におけるＦＡＲテーブルについて説明する図である。図３Ｄは、指紋認証装置による認証精度が１／１００万である場合におけるＦＡＲテーブルについて説明する図である。

図３Ａ〜図３Ｄにおいて、「２指照合成功」「３指照合成功」は、それぞれ、成功指数「２」「３」を示す。また、「２指照合中」〜「６指照合中」は、それぞれ、受付指数「２」〜「６」を示す。なお、図３Ａ〜図３Ｄに示す例では、成功指数が「２」か「３」であり、受付指数が「２」〜「６」となる場合を例に示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、受付指数が「７」以上であっても良く、成功指数が「４」以上であっても良い。

以下では、特に言及しない限り、指紋データを受け付ける指として、右手の人差し指と中指と薬指、左手の人差し指と中指と薬指を用いる場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、右手の親指や小指、左手の親指や小指を用いても良い。また、例えば、右手の人差し指と中指と薬指、左手の人差し指と中指と薬指のうちいずれかを用いなくても良い。

図３Ａを用いて、ＦＡＲテーブル３０１について更に説明する。図３Ａに示すように、ＦＡＲテーブル３０１は、「２指照合成功」と「６指照合中」との組み合わせに対応付けて、他人受入率「１／１２２」を記憶する。つまり、ＦＡＲテーブル３０１は、受付指数「６」成功数「２」である場合に、他人受入率が「１／１２２」とすると、認証精度が１／１０００となることを記憶する。言い換えると、６つの指から指紋データを受け付け、指紋データごとに他人受入率「１／１２２」を用いて照合し、成功指数を２とする場合に、指紋認証装置２００による指紋認証の精度が「１／１０００」となる。また、同様に、ＦＡＲテーブル３０１は、図３Ａに示すように、受付指数と成功指数との組み合わせ全てについて、指紋認証装置２００による認証精度が１／１０００になる他人受入率を記憶する。また、図３Ｂ〜図３Ｄに示すように、ＦＡＲテーブル３０１は、他の認証精度についても、同様に、受付指数や成功指数、他人受入率を記憶する。

ここで、図３Ａ〜図３Ｄに示した値は、例えば、２項分布によって決定される。２項分布とは、ある事象が「ｉ」回起こる確率の分布を示す。ある事象が起こる確率ρが独立に「ｎ」回行われた時、ある事象が「ｉ」回起こる確率は、（数１）に従う。

実施例２に係る指紋認証装置２００による認証処理に２項分布を適用すると、（数１）において、ｎは受付指数を示す。ρは他人受入率を示す。ｉは成功指数を示す。ここで、他人受入率は、利用者以外の者を利用者として受け入れる確率を示し、言い換えると、正規の利用者ではない利用者が照合成功となる確率を示す。このため、Ｐ（ｉ）は、受付指数「ｎ」、成功指数「ｉ」、他人受入率「ρ」の条件において、正規の利用者以外の者が認証成功となる確率を示す。正規の利用者以外の者とは、例えば、詐称を行おうとする者が該当する。以下では、正規の利用者以外の者について、悪意の第３者とも記載する。

図４Ａを用いて、他人受入率「１／１００」、受付指数「６」を用いた場合について更に説明する。図４Ａは、成功指数と他人受入率と認証精度との関係について説明する図である。図４Ａの「ｉ」は、成功指数を示す。図４Ａの「Ｐ（％）」は、他人受入率「１／１００」、受付指数「６」、図４Ａの「ｉ」を用いて、（数１）により算出された確率である。つまり、図４Ａの「０」に対応する「Ｐ（％）」は、悪意の第３者が０個の指について照合成功となる確率を示す。また、図４Ａの「１」に対応する「Ｐ（％）」は、悪意の第３者が１個の指について照合成功となる確率を示す。言い換えると、指紋認証装置２００が１回誤認証する確率を示す。つまり、図４Ａの「１」に対応する「Ｐ（％）」は、他人受入率「１／１００」、受付指数「６」、成功指数「１」において、悪意の第３者が認証される確率を示す。

２項分布により算出された値が正しいかについて、成功指数「６」を例に簡単に確認する。成功指数「６」の場合には、悪意の第３者が６つの指について照合成功となる確率を示す。図４Ａのｉ「６」に示すように、悪意の第３者が６つの指について照合成功となる確率は、２項分布によれば、「０．０００００００００１」になる。

ここで、悪意の第３者が６つの指について照合成功となる確率は、各指について照合が成功する確率を６乗することでも算出可能である。すなわち、悪意の第３者が６つの指について照合成功となる確率は、「（１／１００）×（１／１００）×（１／１００）×（１／１００）×（１／１００）×（１／１００）＝１／１００億」となる。つまり、２項分布により算出された値は、正しいことがわかる。

図４Ａに示すように、成功指数が増加するに従って、確率は急激に減少する。悪意の第３者が１回照合成功となる確率は「５．７０５９４０２９９４」である。これに対して、悪意の第３者が３指以上照合成功となる確率は、ｉ「３」〜ｉ「６」に対応する「Ｐ（％）」の合計値となる。すなわち、悪意の第３者が３指以上照合成功となる確率は、「（０．００１９４０５９８％＋０．００００１４７０１５％＋０．０００００００５９４％＋０．０００００００００１％）≒０．００１９５％≒１／５万」となる。つまり、３指以上照合成功となる確率は、１回照合成功となる確率と比較して小さくなる。

また、同様に、図４Ｂを用いて、他人受入率「１／６０」、受付指数「６」を用いた場合について更に説明する。図４Ｂは、成功指数と他人受入率と認証精度との関係について説明する図である。図４Ｂの「ｉ」は、成功指数を示す。図４Ｂの「Ｐ（％）」は、他人受入率「１／６０」、受付指数「６」、図４Ｂの「ｉ」を用いて、（数１）により算出された確率である。図４Ｂに示すように、成功指数が増加するに従って、確率は急激に減少する。図４Ｂに示すように、悪意の第３者が３指以上照合成功となる確率は、「（０．００８８０３９６９５％＋０．０００１１１９１４９％＋０．００００００７５８７％＋０．００００００００２１％）≒０．００８９１６６５％≒１／１万」となる。つまり、他人受入率が「１／６０」と比較的大きな値であったとしても、受付指数「６」成功指数「３」とすることで、認証精度は「１／１万」にもなる。

このように、他人受入率が比較的大きな値であったとしても、悪意の第３者が複数回照合成功となる状況を発生させることは難しいことがわかる。つまり、２項分布の式によれば、成功指数を増やすことで、認証精度を向上することが可能である。言い換えると、認証精度を同等に維持する場合には、成功指数を増やすことで、他人受入率を下げることが可能である。

また、図３Ａ〜図３Ｄに示すように、２項分布の式によれば、認証精度を同等に維持する場合には、受付指数を少なくすればするほど、他人受入率を大きくできることがわかる。これは、悪意の第３者が６指中３指について照合成功させるのと、悪意の第３者が５指中３指について照合成功させるのとでは、後者の方が難しいと考えられるからである。前者では悪意の第３者は６回照合処理を実行できるのに対して、後者では悪意の第３者は５回照合処理を実行できるに留まる。

つまり、受付指数と成功指数と他人受入率とについて認証精度を同等とした上で決定する場合には、成功指数を多くすればするほど他人受入率を大きくできることがわかる。また、同様に、受付指数を少なくすればするほど他人受入率を大きくできることがわかる。成功指数を増やすことで、認証精度を高く保ちながら他人受入率を下げることができ、手の荒れた人にも適用することが可能になる。また、受付指数を少なくすることで、認証精度を高く保ちながら他人受入率を低く抑えることができ、手の荒れた人にも適用することが可能になり、また、利用者が指紋データを入力する負荷を軽減することが可能になる。

後述するように、実施例２に係る指紋認証装置２００は、上述したような受付指数と成功指数、他人受入率、認証精度との関係に着目し、次回以降の認証時に用いる指の数や他人受入率を、成功指数を認証精度が同等になるように決定する。この結果、指紋認証装置２００によれば、指紋認証の精度を高く保つことが可能であり、操作性を高くすることが可能である。

ユーザテーブル３０２は、複数の指について指紋データを記憶し、認証処理の結果の履歴を記憶する。なお、ユーザテーブル３０２は、「指紋記憶部」や「履歴記憶部」とも称する。図５を用いて、実施例２におけるユーザテーブル３０２によって記憶された情報の一例について説明する。図５は、実施例２におけるユーザテーブル３０２によって記憶された情報の一例について説明する図である。

図５に示すように、ユーザテーブル３０２は、利用者を識別する「ユーザ名」や「ユーザＩＤ」に対応付けて、「達成ＦＡＲ」と「照合回数」と「成功回数」と「受付指数」と「成功指数」とを記憶する。ここで、「達成ＦＡＲ」は、認証精度を示す。「照合回数」は、認証処理が実行された回数を示す。「成功回数」は、認証成功となった回数を示す。以下では、特に言及しない限り、達成ＦＡＲが「１／１万」である場合を例に説明する。すなわち、認証処理において、「１／１万」という精度を保ちたい場合を例に説明する。

また、図５に示すように、ユーザテーブル３０２は、「ユーザ名」や「ユーザＩＤ」に対応付けて、各指について、「使用」と「成功率」と「登録指紋データ」とを記憶する。また、図５に示すように、ユーザテーブル３０２が、「右手人差し指」「右手中指」「右手薬指」「左手人差し指」「左手中指」「左手薬指」について、それぞれ、「使用」と「成功率」と「登録指紋データ」とを記憶する。なお、ユーザテーブル３０２に記憶された情報のうち、「照合回数」「成功回数」「成功率」は、認証処理の結果の履歴に該当する。「成功率」は、「照合が成功した割合」や「照合成功率」とも記載する。

図５において、「使用」は、後述するように、利用者から指紋データを受け付ける指であるか否かを示す。図５に示す例では、使用「○」は、利用者から指紋データを受け付ける指であることを示し、使用「×」は、利用者から指紋データを受け付ける指でないことを示す。「成功率」は、照合成功となった確率を示す。「登録指紋データ」は、後述するように、指紋データが登録されたか否かを示す。図５に示す例では、登録指紋データ「あり」は、指紋データが登録されていることを示し、ユーザテーブル３０２は、指紋データを記憶する。登録指紋データ「なし」は、指紋データが登録されていないことを示す。

例えば、ユーザテーブル３０２は、ユーザ名「山田」やユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」に対応付けて、達成ＦＡＲ「１／１万」と照合回数「２８６」と成功回数「２１６」と受付指数「５」と成功指数「３」とを記憶する。つまり、ユーザテーブル３０２は、利用者「山田」について、認証処理の精度が「１／１万」であることを記憶し、「２８６」回認証処理が実行されたことを記憶し、「２１６」回認証成功となったことを記憶する。また、ユーザテーブル３０２は、利用者「山田」について、認証処理を実行する場合に、受付指数が「５」であることを記憶し、成功指数が「３」であることを記憶する。つまり、ユーザテーブル３０２は、ユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」について認証処理を実行する場合に、５指から指紋データを受け付け、３指以上照合成功となった場合に、認証成功とすることを記憶する。

図５の利用者「山田」を例に、ユーザテーブル３０２によって記憶された情報の一例について更に説明する。図５に示す例では、ユーザテーブル３０２は、ユーザ名「山田」やユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」に対応付けて、右手人差し指について、使用「×」と成功率「０／０＝０％」と登録指紋データ「なし」とを記憶する。つまり、ユーザテーブル３０２は、利用者「山田」について、右手人差し指について指紋データを受け付けないことを記憶し、右手人差し指について０回照合処理が実行されて０回照合成功となった結果、照合成功率が「０％」であることを記憶する。また、ユーザテーブル３０２は、利用者「山田」について、右手人差し指について指紋データが登録されていないことを記憶する。

また、図５に示す例では、ユーザテーブル３０２は、ユーザ名「山田」やユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」に対応付けて、右手中指使用について、使用「○」と成功率「１９２／２８６＝６７％」と登録指紋データ「あり」とを記憶する。つまり、ユーザテーブル３０２は、利用者「山田」について、右手中指について指紋データを受け付けることを記憶し、右手中指について２８６回照合処理が実行されて１９２回照合成功となった結果、照合成功率が「６７％」であることを記憶する。また、ユーザテーブル３０２は、利用者「山田」について、右手中指について指紋データが登録されていることを記憶する。

また、ユーザテーブル３０２は、利用者「山田」について、他の指についても同様に、「使用」と「成功率」と「登録指紋データ」とを記憶する。また、ユーザテーブル３０２は、他の利用者についても同様に、情報を記憶する。

なお、ユーザテーブル３０２に記憶されたデータのうち、「ユーザ名」「ユーザＩＤ」「登録指紋データ」「達成ＦＡＲ」については、例えば、制御部４００の格納処理部４０１によって入力される。また、ユーザテーブル３０２に記憶されたデータのうち、「照合回数」「成功回数」「成功率」については、制御部４００の認証処理部４０３によって入力される。また、ユーザテーブル３０２に記憶されたデータのうち、「受付指数」「成功指数」については、制御部４００の格納処理部４０１や決定部４０２によって入力される。

制御部４００は、入力部２０１、出力部２０２及び記憶部３００と接続される。制御部４００は、各種の処理手順などを規定したプログラムを記憶する内部メモリを有し、種々の処理を制御する。制御部４００は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路である。制御部４００は、図２に示す例では、格納処理部４０１と、決定部４０２と、認証処理部４０３とを有する。

格納処理部４０１は、入力部２０１から利用者の指紋データを受け付ける。具体的に、格納処理部４０１は、利用者の複数の指ごとに、複数の指紋データを受け付ける。そして、格納処理部４０１は、利用者の複数の指ごとに、複数受け付けられた指紋データ間の相関度を算出し、閾値以上の相関度が算出された指について、ユーザテーブル３０２に格納する。なお、格納処理部４０１による処理の詳細については、図８を用いて説明するため、ここでは説明を省略する。格納処理部４０１は、「算出部」や「格納部」とも称する。

決定部４０２は、ユーザテーブル３０２に記憶された認証処理の結果の履歴に基づいて、成功指数と受付指数と他人受入率とで定まる認証精度が同等となるように、成功指数と受付指数と他人受入率とを決定する。具体的には、決定部４０２は、受付指数が多い場合には受付指数が少ない場合と比較して大きな他人受入率を決定し、受付指数が少ない場合には受付指数が多い場合と比較して小さな他人受入率を決定する。また、具体的には、決定部４０２は、成功指数が多い場合には成功指数が少ない場合と比較して大きな他人受入率を決定し、成功指数が少ない場合には成功指数が多い場合と比較して小さな他人受入率を決定する。

以下では、決定部４０２は、受付指数と成功指数とを決定する場合を例に説明する。また、他人受入率については、ＦＡＲテーブル３０１と、決定部４０２によって決定された受付指数と成功指数とに基づいて一意に定まる場合を例に説明する。以下では、決定部４０２による処理について、５つの類型について説明する。なお、決定部４０２による処理の流れの一例については、図１０や図１１を用いて後述するため、ここでは説明を省略する。
（類型１）照合成功率の低い指がある場合。
（類型２）他と比較して照合成功率の高い指が２指ある場合。
（類型３）照合成功率が高い２指が安定して照合成功となっている場合。
（類型４）照合成功率が高い２指が不安定になった場合。
（類型５）認証成功率が５０％以下である場合。

（類型１）について説明する。決定部４０２は、ユーザテーブル３０２を参照することで照合成功率を指ごとに算出し、算出した照合成功率が閾値より低い指について、利用者から指紋データを受け付ける指から除外する。つまり、例えば、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２に記憶されたデータのうち、照合成功率が閾値より低い指についての使用を「○」から「×」に変更し、また、受付指数の値を「１」減らす。言い換えると、決定部４０２は、認証精度が同等とした上で、受付指数を「１」減らすように、成功指数と受付指数と他人受入率とを決定する。

例えば、決定部４０２は、他の指と比較して１０％以上成功率が低い指があるかを判定し、あると判定した場合に、他の指と比較して１０％以上成功率が低い指を除外する。また、例えば、決定部４０２は、照合成功率を指ごとに算出し、最も成功率が低い指を１つ除外する。この結果、図６Ａの矢印に示すように、受付指数が１減少し、他人受入率が大きくなる。なお、図６Ａは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型１）について説明する図である。図６においては、矢印の根本は、決定前における成功指数や受付指数、他人受入率を示す。また、図６においては、矢印の先は、決定後における成功指数や受付指数、他人受入率を示す。なお、１０％以上成功率が低い指を除外する場合を例に示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の値を用いて良い。

照合成功率が悪い指は、指紋データを入力したとしても、認証成功となる上で貢献していない指である。このことを踏まえ、決定部４０２は、利用者から指紋データを受け付ける指から、他の指と比較して照合成功率が低い指を外す。この結果、図６Ａに示すように、矢印の前後において、受付指数が減少するとともに、他人受入率が上がる。つまり、認証成功に余り寄与しない指が照合対象から外されることで、指紋データが採取される指の本数が減ることになり、正規な利用者の操作性が向上する。また、受付指数が減ることで、照合処理に用いられる他人受入率が上がり、達成ＦＡＲを同等とした上で、正規な利用者が認証成功となる可能性を高くすることが可能になる。なお、以下では、利用者から指紋データを受け付ける指を「照合対象」とも記載する。

（類型２）について説明する。決定部４０２は、ユーザテーブル３０２を参照することで成功率を指ごとに算出し、算出した成功率が閾値より高い指が２指以上あるかを判定する。例えば、決定部４０２は、他の指よりも成功率が２０％以上高い指が２指以上あるかを判定する。そして、決定部４０２は、あると判定した場合に、図６Ｂに示すように、成功指数を減らす。つまり、例えば、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２の成功指数の値を「１」減らし、成功指数を「２」に近づける。言い換えると、決定部４０２は、認証精度が同等とした上で、成功指数を「１」減らすように、成功指数と受付指数と他人受入率とを決定する。図６Ｂは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型２）について説明する図である。なお、上述した説明では、他の指よりも成功率が２０％以上高い指が２指以上あるかを判定する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の値を用いて良い。

受付指数が少なければ少ないほど、利用者にとって指紋データを入力する手間が少なくなり、操作性が高くなる。ここで、受付指数は、成功指数より少なくすることはできない。このことを踏まえ、成功率が閾値より高い指が２指以上ある場合には、この２指が継続的に認証成功となることを期待し、成功指数を減らす。この結果、（類型１）において受付指数を減らすことができる最大数を増加させることが可能である。

（類型３）について説明する。決定部４０２は、ユーザテーブル３０２を参照することで、照合成功率が高い２指が安定して照合成功となっているかを判定する。例えば、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２を参照するごとに照合成功率を取得し、取得した照合成功率を決定部４０２のメモリに格納する。そして、決定部４０２は、メモリに格納した照合成功率の変化態様を識別し、照合成功率が下がっていないかを判定することで、安定して照合成功となっているかを判定する。そして、決定部４０２は、安定していると判定した場合に、図６Ｃに示すように、受付指数を１減らす。言い換えると、決定部４０２は、認証精度が同等とした上で、受付指数を「１」減らすように、成功指数と受付指数と他人受入率とを決定する。具体的には、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２に記憶されたデータのうち、照合成功率が高い２指以外の指のうち１つについて、使用を「○」から「×」に変更し、また、受付指数の値を「１」減らす。図６Ｃは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型３）について説明する図である。

すなわち、照合成功率の高い指が安定して照合成功となっているのであれば、他の指の指紋データを用いても意味がない。このことを踏まえ、決定部４０２は、安定して照合成功となっている指以外の指のうち成功率が最も悪い指について、照合対象から外す。この結果、（類型１）と同様に、指紋データが採取される指数が減ることになり、操作性が向上する。また、（類型１）と同様に、受付指数が減ることで、照合処理に用いられる他人受入率が上がり、達成ＦＡＲを同等とした上で、正規な利用者が認証成功となる可能性を高くすることが可能になる。

（類型４）について説明する。決定部４０２は、ユーザテーブル３０２を参照することで、照合成功率が高い２指が不安定になっているかを判定する。例えば、決定部４０２は、（類型３）と同様に照合成功率を決定部４０２のメモリに格納する。そして、決定部４０２は、メモリに格納した照合成功率の変化態様を識別し、照合成功率が下がっているかを判定することで、不安定になっているかを判定する。そして、決定部４０２は、不安定になっていると判定した場合に、図６Ｄに示すように、成功指数を増やす。つまり、例えば、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２に記憶されたデータのうち、成功指数の値を「１」増やす。言い換えると、決定部４０２は、認証精度が同等とした上で、成功指数を「１」増やすように、成功指数と受付指数と他人受入率とを決定する。図６Ｄは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型４）について説明する図である。

照合成功率が高い２指が不安定になる要因として、指の怪我等がある。この場合、決定部４０２は、成功指数を増やすことで、他人受入率を大きくし、利用者が認証成功されやすくなるようにする。なお、この際、更に、決定部４０２は、受付指数を増やしても良い。

（類型５）について説明する。決定部４０２は、ユーザテーブル３０２を参照することで利用者が認証された割合を算出し、算出した割合が閾値よりも低いかを判定する。そして、決定部４０２は、低いと判定した場合に、受付指数を増やす。なお、利用者が認証成功とされた割合は、「認証成功率」とも記載する。例えば、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２の成功回数を照合回数で除算することで、認証成功率を算出する。そして、決定部４０２は、例えば、利用者が認証された割合が５０％以下である場合に、図６Ｅに示すように、受付指数を１増やす。つまり、例えば、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２に記憶されたデータのうち、使用が「×」になっている指のうち１つについて、使用を「×」から「○」に変更し、また、受付指数の値を「１」増やす。図６Ｅは、実施例２における決定部による決定処理のうち（類型５）について説明する図である。

利用者が認証された割合が閾値より低い場合には、認証処理がうまくいっておらず、受付指数や成功指数、あるいは、利用者から指紋データを受け付ける指の設定が適切ではない可能性がある。このことを踏まえ、決定部４０２は、受付指数を１増やす。この結果、受付指数を１増やすことで、他人受入率は低下するが、新たに指紋データを受け付けることになった指の成功率が良い場合には、劇的に成功率が増加する。例えば、怪我した指が照合対象から外れ、その指が治癒した場合に有効である。その後、例えば、新たに加えた指について照合成功となることが少なかった場合には、（類型１）の処理によって、外されることになる。

また、（類型１）〜（類型５）において、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２を参照することで照合成功率を指ごとに算出し、算出した照合成功率が高い指であればあるほど、利用者から指紋データを受け付ける指として他の指と比較して優先して決定する。つまり、決定部４０２は、受付指数を増やす場合には、受け付けていなかった指のうち、照合成功率が最も高い指を追加する。一方、決定部４０２は、受付指数を減らす場合には、受け付けていた指のうち、照合成功率が最も低い指を外す。また、図６Ｃには示していないが、良い一致率を出す２つの指のいずれかが、他人受入率「１／１万」でも照合成功となる結果を出している場合には、１指照合に移行しても良い。

認証処理部４０３は、決定部４０２によって決定された受付指数の指から指紋データを受け付ける。そして、認証処理部４０３は、受け付けた受付指紋データごとに、決定部４０２によって決定された他人受入率を用いてユーザテーブル３０２に記憶された記憶指紋データと一致するか否かを照合する。そして、認証処理部４０３は、照合結果に基づいて利用者を認証する。

具体的には、認証処理部４０３は、ユーザＩＤを受け付けると、受け付けたユーザＩＤを検索キーとしてユーザテーブル３０２を検索し、達成ＦＡＲや成功指数、受付指数、各指についての「使用」や指紋データを取得する。そして、認証処理部４０３は、達成ＦＡＲを検索キーとしてＦＡＲテーブル３０１のテーブルを選択する。そして、認証処理部４０３は、選択したテーブルにおいて、取得した成功指数と受付指数を検索キーとして他人受入率を取得する。そして、取得した他人受入率や成功指数、受付指数、指紋データ、利用者から受け付けた指紋データを用いて、認証処理を実行する。なお、認証処理部４０３による処理の詳細については、図９を用いて説明するため、ここでは説明を省略する。

指紋認証装置２００は、既知のパーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）端末、移動体通信端末又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの情報処理装置を利用して実現しても良い。例えば、ＰＤＡなどの情報処理装置に、図２に示したＦＡＲテーブル３０１、ユーザテーブル３０２と、格納処理部４０１と、認証処理部４０３と、決定部４０２との各機能を搭載することによって実現しても良い。

［格納処理部による処理］
次に、図７を用いて、実施例２に係る格納処理部４０１による処理の流れの一例について説明する。図７は、実施例２に係る格納処理部による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。

図７に示すように、格納処理部４０１は、指紋データをユーザテーブル３０２に登録するタイミングとなると（ステップＳ１０１肯定）、ユーザＩＤを受け付ける（ステップＳ１０２）。例えば、格納処理部４０１は、指紋データをユーザテーブル３０２に登録する旨の指示を利用者「山田」から受信すると、ユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」を受け付ける。

ここで、格納処理部４０１は、受け付けたユーザＩＤとユーザテーブル３０２に既に登録済みのユーザＩＤとが重複しないかを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、格納処理部４０１は、ユーザテーブル３０２がユーザＩＤ「山田」を記憶しているかを識別することで、重複の有無を判定する。そして、格納処理部４０１は、重複すると判定すると（ステップＳ１０３肯定）、ユーザＩＤを再度受け付け（ステップＳ１０２）、重複しないと判定するまで処理を繰り返す。

一方、格納処理部４０１は、重複しないと判定すると（ステップＳ１０３否定）、利き手の人差し指の指紋データを受け付ける（ステップＳ１０４）。具体的には、格納処理部４０１は、利き手の人差し指から、複数の指紋データを受け付ける。ここで、格納処理部４０１が利き手の人差し指の指紋データを受け付けるのは、利用者が指紋データを提供しやすい指であり、言い換えると、利用者から指紋データを取得しやすい指だからである。例えば、指紋センサに対して、利用者が指を接触しやすい指だからである。

そして、格納処理部４０１は、照合テストを実行する（ステップＳ１０５）。具体的には、格納処理部４０１は、受け付けた複数の指紋データ間の相関度を算出する。そして、格納処理部４０１は、他人受入率「１／１万」で運用可能かを判定する（ステップＳ１０６）。つまり、例えば、格納処理部４０１は、受け付けた複数の指紋データ間において照合処理を実行し、１つの指に対して達成ＦＡＲを用いて照合処理を実行することが可能であるかを判定する。ここで、格納処理部４０１は、運用可能と判定すると（ステップＳ１０６肯定）、１つの指を用いての運用を開始する（ステップＳ１０７）。つまり、その後、指紋認証装置２００は、利き手の人差し指１つを用いて、他人受入率「１／１万」を用いて認証処理を実行する。また、この場合、格納処理部４０１は、例えば、ユーザテーブル３０２に対して、利用者「山田」ユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」受付指数「１」成功指数「１」を登録する。また、格納処理部４０１は、例えば、右手人差し指について、使用「○」登録指紋データ「あり」を登録する。

一方、格納処理部４０１は、運用可能でないと判定すると（ステップＳ１０６否定）、残りの５指について、指ごとに複数の指紋データを受け付ける（ステップＳ１０８）。そして、格納処理部４０１は、指ごとに照合テストを実行する（ステップＳ１０９）。ここで、格納処理部４０１は、他人受入率「１／１万」を用いても照合成功となる指があるかを判定する（ステップＳ１１０）。そして、運用可能な指があると判定した場合には（ステップＳ１１０肯定）、可能であると判定した指１つを用いて、他人受入率「１／１万」を用いて認証処理を実行する（ステップＳ１０７）。つまり、例えば、右手の中指について、他人受入率「１／１万」を用いても照合成功となると判定した場合には、その後、指紋認証装置２００は、右手の中指１つを用いて、他人受入率「１／１万」を用いて認証処理を実行する。

一方、格納処理部４０１は、運用可能な指がないと判定した場合には（ステップＳ１１０否定）、照合に使用可能な指紋データをユーザデータに登録する（ステップＳ１１１）。つまり、格納処理部４０１は、上述したステップＳ１０５やＳ１０９の照合テストにおいて、閾値以上の相関度が算出された指について、ユーザテーブル３０２に登録する。つまり、格納処理部４０１は、受け付けた指紋データの状態が悪く、後述する認証処理にて使用できないような指紋データである場合には、ユーザテーブル３０２に登録しない。言い換えると、全く照合を行えない指を除いた全ての指について、ユーザテーブル３０２に登録する。例えば、格納処理部４０１は、右手人差し指について受け付けた指紋データについて、他人受入率「１／１０」より大きな値を用いなければ照合成功とされない場合には、ユーザテーブル３０２に登録しない。また、例えば、格納処理部４０１は、他人受入率「１／１０」以下の値を用いれば照合成功とされた場合には、ユーザテーブル３０２に登録する。なお、ここでは、他人受入率「１／１０」を境に登録の有無を区別する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、他人受入率「１／１０」より大きな値を境にしても良く、他人受入率「１／１０」より小さい値を境にしても良い。

そして、格納処理部４０１は、初期設定をユーザテーブル３０２に登録する（ステップＳ１１２）。例えば、格納処理部４０１は、受付指数として、ユーザテーブル３０２に登録した指紋データ数、つまり、指紋データが登録された指の数を登録する。また、格納処理部４０１は、成功指数として、例えば、「３」を登録する。なお、格納処理部４０１は、受付指数として、「３」より小さい数を登録した場合には、受付指数と同じ数を成功指数に登録する。

なお、上記の処理手順は、上記の順番に限定されるものではなく、処理内容を矛盾させない範囲で適宜変更しても良い。例えば、上記のステップＳ１０４において、利用者の全指について指紋データを受け付けても良い。この場合、ステップＳ１０５〜Ｓ１０８を省略しても良い。

［認証処理部による処理］
次に、図８を用いて、実施例２における認証処理部４０３による処理の流れの一例について説明する。図８は、実施例２における認証処理部４０３による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。なお、以下では、適宜、図９を参照しながら説明する。図９は、実施例２における認証処理部について説明する図である。図９の（１）〜（５）は、認証処理部４０３によって出力部２０２から利用者に出力される画面の例を示す。図９において、５０１は、ユーザＩＤの入力を受け付けるフィールドである。５０２は、認証処理をキャンセルする旨の指示を利用者から受け付けるフィールドである。５０３は、指紋データを受け付けるためのフィールドであり、指紋センサが該当する。５０４、５０６〜５０８は、利用者に入力を促す箇所を示すための矢印である。５０５は、利用者にメッセージを通知するダイアログである。

図９の（１）に示すように、認証処理部４０３は、ユーザＩＤの入力を受け付けるための画面を出力する。ここで、図９に示すように、認証処理部４０３は、ユーザＩＤが入力されると（ステップＳ２０１肯定）、ユーザテーブル３０２に入力されたユーザＩＤがあるかを判定する（ステップＳ２０２）。つまり、例えば、図９の５０１にユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」が入力されると、ユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」を検索キーとしてユーザテーブル３０２を検索し、ヒットするか否かを判定する。ここで、認証処理部４０３は、ユーザテーブル３０２に入力されたユーザＩＤがないと判定すると（ステップＳ２０２否定）。照合失敗とし（ステップＳ２０３）、処理を終了する。なお、ここで、すぐに照合を失敗すると、ユーザＩＤを不正に検索される可能性があることを踏まえ、認証処理部４０３は、外見上、照合を行っているように振る舞っても良い。

一方、認証処理部４０３は、ユーザテーブル３０２に入力されたユーザＩＤがあると判定すると（ステップＳ２０２肯定）、ユーザテーブル３０２からユーザ情報を取得する（ステップＳ２０４）。つまり、例えば、認証処理部４０３は、ユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」についての達成ＦＡＲ「１／１万」や受付指数「５」、成功指数「３」、利用者から受け付ける指の種類などを取得する。利用者から受け付ける指の種類は、図５に示す例では、ユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」について使用「○」となっている指であり、「右手中指」「右手薬指」「左手人差し指」「左手中指」「左手薬指」になる。

そして、認証処理部４０３は、達成ＦＡＲに従ってＦＡＲテーブル３０１を選択する（ステップＳ２０５）。つまり、認証処理部４０３は、図３Ｂに示すような達成ＦＡＲ「１／１万」についてのテーブルを選択する。

そして、認証処理部４０３は、受付指数と成功指数とに従って、他人受入率を取得する（ステップＳ２０６）。つまり、認証処理部４０３は、選択したＦＡＲテーブル３０１において、受付指数「５」と成功指数「３」との組み合わせに対応する他人受入率「１／４６」を取得する。ここで、認証処理部４０３が取得した他人受入率は、受付指数「５」と成功指数「３」とする場合において、達成ＦＡＲを「１／１万」となる値になる。

そして、認証処理部４０３は、利用者から指紋データを受け付ける指の種類や受付指数に変更があるかを判定する（ステップＳ２０７）。例えば、認証処理部４０３は、前回の指の種類や受付指数を利用者ごとに記憶しておき、今回取得した指の種類や受付指数と前回の指の種類や受付指数とが異なるかを判定する。そして、認証処理部４０３は、変更があると判定すると（ステップＳ２０７肯定）、図９の（２）の５０５に示すように、変更がある旨や変更内容を出力する（ステップＳ２０８）。

そして、認証処理部４０３は、指紋データを利用者から受け付ける（ステップＳ２０９）。つまり、例えば、認証処理部４０３は、ユーザＩＤ「ｙａｍａｄａ」を入力した利用者の「右手中指」「右手薬指」「左手人差し指」「左手中指」「左手薬指」から指紋データを受け付ける。また、この際、図９の（３）〜（５）に示すように、認証処理部４０３は、利用者に対して、指紋データを受け付ける指の種類を報知する。認証処理部４０３は、例えば、右手の人差し指から順番に指紋データを受け付ける。認証処理部４０３は、図９の（３）の５０６に示す例では、「右手中指」から指紋データを受け付ける旨を報知し、図９の（４）の５０７に示す例では、「右手薬指」から指紋データを受け付ける旨を報知する。また、認証処理部４０３は、図９の（５）の５０８に示す例では、「左手薬指」から指紋データを受け付ける旨を報知する。

そして、認証処理部４０３は、照合処理を実行する（ステップＳ２１０）。つまり、受け付けた指紋データごとに、決定部４０２によって決定された他人受入率を用いて記憶指紋データと一致するか否かを照合する。この場合、認証処理部４０３は、他人受入率「１／４６」を用いて、各指について照合処理を実行する。

そして、認証処理部４０３は、照合処理のログをユーザテーブル３０２に格納する（ステップＳ２１１）。つまり、認証処理部４０３は、ユーザテーブル３０２に記憶されたデータのうち、認証回数の値を「１」増やし、照合処理を実行した指各々の成功率を更新する。

そして、認証処理部４０３は、照合回数が３０の倍数であるかを判定する（ステップＳ２１２）。ここで、認証処理部４０３は、照合回数が３０の倍数であると判定すると（ステップＳ２１２肯定）、決定部４０２は、図１０や図１１を用いて説明する一連の処理を実行する。なお、図９に示す例では、照合回数が３０の倍数である場合に決定部４０２が処理を実行する場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意のタイミングにて実行して良い。

そして、認証処理部４０３は、成功指数を満たすかを判定する（ステップＳ２１３）。つまり、例えば、認証処理部４０３は、３指以上について照合成功したかを判定する。ここで、認証処理部４０３は、成功指数を満たすと判定すると（ステップＳ２１３肯定）、認証成功とする（ステップＳ２１４）。また、この場合、例えば、認証処理部４０３は、ユーザテーブル３０２の成功回数の値を「１」増やす。一方、認証処理部４０３は、成功指数を満たすと判定しないと（ステップＳ２１３否定）、上述したステップＳ２０９に戻り、成功指数を満たすと判定するまで上述したステップＳ２０９〜Ｓ２１３の処理を繰り返す。

なお、上記の処理手順は、上記の順番に限定されるものではなく、処理内容を矛盾させない範囲で適宜変更しても良い。例えば、上記のステップＳ２１２をなくしても良い。この場合、図９の一連の処理とは別個の処理として、照合回数を監視することで図１０や図１１に示した一連の処理が開始される。

［決定部による処理］
次に、図１０を用いて、実施例２における決定部４０２による処理の流れの一例について説明する。図１０は、実施例２における決定部による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。以下に説明する一連の処理は、例えば、図９のステップＳ２１２に示すように、照合回数が３０の倍数になるごとに実行される。

図１０に示すように、決定部４０２は、照合成功率が低い指があるかを判定する（ステップＳ３０１）。例えば、決定部４０２は、他の指と比較して１０％以上成功率が低い指があるかを判定する。ここで、決定部４０２は、照合成功率が低い指があると判定すると（ステップＳ３０１肯定）、照合対象から外し、受付指数を１減らす（ステップＳ３０２）。つまり、照合成功率が低い指について、利用者から指紋データを受け付ける指から除外する。そして、決定部４０２は、処理を終了する。

一方、決定部４０２は、照合成功率が低い指がないと判定すると（ステップＳ３０１否定）、照合成功率の高い指が２指あるかを判定する（ステップＳ３０３）。例えば、決定部４０２は、他の指よりも成功率が２０％以上高い指が２指以上あるかを判定する。ここで、決定部４０２は、照合成功率の高い指が２指あると判定すると（ステップＳ３０３肯定）、成功指数を１減らす（ステップＳ３０４）。そして、決定部４０２は、処理を終了する。

一方、決定部４０２は、照合成功率の高い指が２指ないと判定すると（ステップＳ３０３否定）、照合成功率が高い２指が安定して照合成功しているかを判定する（ステップＳ３０５）。例えば、決定部４０２は、ユーザテーブル３０２を参照するごとに照合成功率を取得し、取得した照合成功率を決定部４０２のメモリに格納する。そして、決定部４０２は、メモリに格納した照合成功率の変化態様を識別し、照合成功率が下がっていないかを判定することで、安定して照合成功となっているかを判定する。ここで、決定部４０２は、照合成功率が高い２指が安定して照合成功していると判定すると（ステップＳ３０５肯定）、受付指数を１減らす（ステップＳ３０６）。そして、決定部４０２は、処理を終了する。

一方、決定部４０２は、照合成功率が高い２指が安定して照合成功していない判定すると（ステップＳ３０５否定）、照合成功率が高い２指が不安定かを判定する（ステップＳ３０７）。例えば、決定部４０２は、メモリに格納した照合成功率の変化態様を識別し、照合成功率が下がっているかを判定することで、不安定になっているかを判定する。ここで、決定部４０２は、照合成功率が高い２指が不安定であると判定すると（ステップＳ３０７肯定）、成功指数を１増やす（ステップＳ３０８）。そして、決定部４０２は、処理を終了する。

一方、決定部４０２は、照合成功率が高い２指が不安定であると判定しないと（ステップＳ３０７否定）、認証成功率が５０％以下であるかを判定する（ステップＳ３０９）。例えば、ユーザテーブル３０２の照合回数と成功回数とを用いて認証成功率を算出し、算出した認証成功率が５０％以下であるかを判定する。ここで、決定部４０２は、認証成功率が５０％以下であると判定すると（ステップＳ３０９肯定）、受付指数を１増やす（ステップＳ３１０）。そして、決定部４０２は、処理を終了する。一方、決定部４０２は、認証成功率が５０％以下であると判定しないと（ステップＳ３０９否定）、処理を終了する。

なお、上記の処理手順は、上記の順番に限定されるものではなく、処理内容を矛盾させない範囲で適宜変更しても良い。例えば、図１０に示す例では、ステップＳ３０２、Ｓ３０４、Ｓ３０６、Ｓ３０８、Ｓ３１０のうち、いずれか１つが実行され、あるいはいずれも実行されない場合を例に説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ステップＳ３０２、Ｓ３０４、Ｓ３０６、Ｓ３０８、Ｓ３１０のうち、１つ又は複数が実行されるようにしても良い。つまり、図１１に示すように、Ｓ４０１、Ｓ４０３、Ｓ４０５、Ｓ４０７、Ｓ４０９について、決定部４０２が毎回処理を行うようにしても良い。なお、図１１におけるステップＳ４０１〜Ｓ４１０は、図１０におけるステップＳ３０１〜Ｓ３１０に対応する。なお、図１１は、実施例２における決定部による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。

［実施例２の効果］
上述したように、実施例２によれば、指紋認証装置２００は、複数の指について指紋データを記憶し、認証処理の結果の履歴を記憶する。また、指紋認証装置２００は、履歴に基づいて、受付指数と他人受入率とを決定する。また、指紋認証装置２００は、決定した受付指数の指から指紋データを受け付け、受け付けた受付指紋データごとに、決定した他人受入率を用いて記憶指紋データと一致するか否かを照合する。そして、指紋認証装置２００は、照合結果に基づいて利用者を認証する。この結果、実施例２によれば、指紋認証の精度を高く保つことが可能であり、操作性を高くすることが可能である。

ここで、実施例２に係る指紋認証装置２００の意義について簡単に説明する。現在、携帯電話のロック解除時やパーソナルコンピュータへのログイン時に、指紋認証を用いるシステムが急激に増加している。これは、指紋センサの容積の減少や低価格化が進み、また、携帯電話やパーソナルコンピュータの処理能力が向上したからである。以下では、パーソナルコンピュータを「ＰＣ（Personal Computer）」とも記載する。

ここで、一般的に、指紋認証においては、１つの指を用いて指紋認証を実行し、その際には、誤照合を避けるために、他人受入率１／１０００から１／１万程度の指紋認証を用いて照合する。しかしながら、他人受入率１／１０００から１／１万を用いた場合には、数％ほどの人が使用できなかった。例えば、手が荒れている人などが使用できなかった。この問題は、光学式の指紋センサを用いている場合も、磁界・電界式の指紋センサを用いている場合も、同様に発生する。

原因としては、２つ上がられる。１つ目は、手あれそのものの問題である。手が荒れている人は、指の指紋が欠落していることが良く見受けられる。また、指の表面の状態が変化しやすく、登録時の指紋から違った形になりやすい。また、２つ目は、指紋センサの問題である。昨今のＰＣの低価格化は著しく、その影響を受けて、指紋センサにも、厳しいコストダウンが強く求められている。また、ＰＣの形態の主流が、デスクトップ型からノートブック型に移行しており、更に少容積化も求められている。この結果、指紋認証を適切に運用する上で有用な各種部材を採用しづらくなっている。指紋認証を適切に運用する上で有用な各種部材とは、例えば、均一で強力な光源、広いセンサ面積、取り込みのフレームレートを上がるための大きなフレームバッファ等が該当する。これらの結果、ＰＣの性能が向上しても、指紋認証が使えない人の割合は指紋認証がＰＣに採用され始めた頃と比較して、余り低減しないまま現在に至っている。

他人受入率を単純に下げるという手法も考えられるが、本人が誤って認証されなかった場合には不正なログイン等は発生しないが、他人が誤って認証された場合には、不正なログインが発生することから非常に大きな問題となる。このことを踏まえ、指紋認証装置２００は、単純に他人受入率を下げるのではなく、人間には指が１０指あることを利用する。この１０指の指のうち複数の指を用いて指紋認証を実行する。例えば、１０指の指のうち指紋認証に使いやすい６指全てを用いて、指紋認証を行う。また、その際に、各指の照合処理に用いる他人受入率として、１／６０などといった値を用いる。手の荒れた人の指でも、他人受入率１／３００程度を用いての照合であれば、照合成功となることが多い。

この結果、指紋認証を使えない人を大幅に減らすことが可能になる。また、他人受入率１／１万という値と比較して大きい他人受入率１／６０を用いたとしても、６指中３指以上認証が成功するという条件付けを行えば、２項分布により、認証処理全体での精度は、１／１１２１５≒１／１万となる。つまり、各指に適用する他人受入率として「１／６０」という値を用いたとしても、指紋認証全体の精度を他人受入率１／１万とすることが可能である。

また、指紋認証装置２００は、受付指数が多い場合には当該受付指数が少ない場合と比較して大きな他人受入率を決定し、前記受付指数が少ない場合には当該受付指数が多い場合と比較して小さな他人受入率を決定する。この結果、実施例２によれば、指紋認証の精度を高く保つことが可能である。

また、指紋認証装置２００は、成功指数と受付指数と他人受入率とで定まる認証精度が同等となるように、当該成功指数と当該受付指数と当該他人受入率とを決定する。また、指紋認証装置２００は、決定部４０２によって決定された成功指数以上の指紋データについて照合成功した場合に認証成功とする。この結果、手の荒れた人に対しても用いることができ、指紋認証の精度を高く保つことが可能である。

また、指紋認証装置２００は、ユーザテーブル３０２を参照することで成功率を指ごとに算出し、算出した成功率が閾値より高い指が２指以上ある場合に、成功指数を減らす。この結果、実施例２によれば、受付指数を更に減らすことが可能になる。

受付指数が少なければ少ないほど、利用者によって指紋データが入力される指の数が少なく、操作性が高い。ここで、受付指数は、最小であっても、成功指数より少なくすることはできない。このことを踏まえ、成功率が閾値より高い指が２指以上ある場合には、この２指が継続的に認証成功となることを期待し、成功指数を減らす。この結果、（類型１）において受付指数を減らすことができる最大数を増加することが可能である。

また、指紋認証装置２００は、ユーザテーブル３０２を参照することで成功率を指ごとに算出し、算出した成功率が閾値より低い指について、利用者から指紋データを受け付ける指から除外する。このように、認証処理に寄与しない指を除外することで、実施例２によれば、認証精度を高く保ちつつ、正規な利用者にとっては、指紋データが採取される指数が減ることで操作性を向上させることが可能である。また、正規な利用者にとっては、照合処理に用いられる他人受入率が上がることで、照合成功となる確率が上がり、認証成功となる可能性を高くすることが可能になる。

また、指紋認証装置２００は、ユーザテーブル３０２を参照することで成功率を指ごとに算出し、算出した成功率が高い指であればあるほど、利用者から指紋データを受け付ける指として他の指と比較して優先して決定する。この結果、成功率が高い指を優先して使用することで、利用者を認証しやすくすることが可能である。

また、指紋認証装置２００は、ユーザテーブル３０２を参照することで、利用者が認証された割合を算出し、算出した割合が閾値よりも低い場合に、受付指数を増やす。利用者が認証された割合が閾値より低い場合には、認証処理がうまくいっておらず、受付指数や成功指数、あるいは、利用者から指紋データを受け付ける指の設定が適切ではない可能性がある。このことを踏まえ、指紋認証装置２００は、受付指数を１増やし、初期設定に近づける。この結果、受付指数を１増やすことで、他人受入率は低下するが、新たに指紋データを受け付けることになった指の成功率が良い場合には、劇的に成功率が増加する。例えば、怪我した指が照合対象から外れ、その指が治癒した場合に有効である。

また、指紋認証装置２００は、ユーザテーブル３０２に指紋データを格納する場合に、複数の指について、当該指ごとに複数の指紋データを受け付け、指ごとに複数受け付けられた指紋データ間の相関度を当該指ごとに算出する。そして、指紋認証装置２００は、閾値以上の相関度が算出された指について、ユーザテーブル３０２に指紋データを格納する。この結果、相関度が低い指については、登録すらしないことで、ユーザテーブル３０２に入力するデータ量を削減でき、また、任所処理において無駄な処理を削減することが可能である。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上記した実施例以外にも、その他の実施例にて実施されても良い。そこで、以下では、その他の実施例について説明する。

［ＦＡＲテーブル］
例えば、上述した実施例では、ＦＡＲテーブル３０１が、受付指数と成功指数との組み合わせに対応付けて他人受入率を記憶する場合を例に説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＦＡＲテーブル３０１は、受付指数と成功指数との組み合わせることなく、受付指数と成功指数と他人受入率と認証精度とを単純に対応付けて記憶しても良い。

また、例えば、上述した実施例では、指紋認証装置２００は、受付指数と成功指数を用いて、ＦＡＲテーブル３０１から他人受入率を取得して用いる場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、指紋認証装置２００は、照合時に用いたい他人受入率の値を用いて、かかる他人受入率を満たす受付指数と成功指数とをＦＡＲテーブル３０１から取得して用いても良い。

［一致率］
また、例えば、上述した実施例では、指紋認証装置２００は、成功率を用いて受付指数や成功指数を決定する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、指紋認証装置２００は、照合処理を実行するごとに、利用者から受け付けた指紋データとユーザテーブル３０２に登録された指紋データとの間の一致率のログを更に記憶し、一致率のログを用いて受付指数や成功指数を決定しても良い。ここで、一致率とは、利用者から受け付けた指紋データとユーザテーブル３０２に登録された指紋データとが、どの程度一致しているかを示す値である。例えば、一致率は、他人受入率をどの値まで上げても照合成功とされるかを調べることで、算出される。例えば、指紋認証装置２００は、一致率が閾値より高い指が２指入っている場合に、（類型２）に示すように、成功指数を１減らしても良い。より詳細には、他人受入率を「１／１０００」としても照合成功となるような一致率を示す指が２指以上ある場合には、指紋認証装置２００は、成功指数を減らす。ここで、他人受入率は減少するが、「１／１０００」としても照合成功となるような一致率を示す２指が照合成功となれば問題ない。

［指紋認証］
また、例えば、上述した実施例では、指紋認証装置２００が指紋認証を実行する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、指の静脈を用いて静脈認証を実行しても良い。

［システム構成］
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。例えば、指紋データを手動にてユーザテーブル３０２に入力しても良い。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については（図１〜図１１）、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、指紋センサを指紋認証装置２００の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしても良い。また、記憶部３００を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク経由で接続されて協働することで、上記した指紋認証装置２００の機能を実現するようにしても良い。

［コンピュータ］
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図１２を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する指紋認証プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。なお、図１２は、実施例２に係る指紋認証プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する図である。

図１２に示すように、実施例２におけるコンピュータ３０００は、操作部３００１、指紋センサ３００２、ディスプレイ３００３、通信部３００６、ＣＰＵ３０１０、ＲＯＭ３０１１、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３０１２、ＲＡＭ３０１３を有する。また、コンピュータ３０００では、操作部３００１〜ＲＡＭ３０１３がバス３００９などで接続される。

ＲＯＭ３０１１は、上記の実施例２で示した格納処理部４０１と、決定部４０２と、認証処理部４０３と、同様の機能を発揮する制御プログラムを予め記憶する。つまり、図１２に示すように、ＲＯＭ３０１１は、格納処理プログラム３０１１ａと、決定プログラム３０１１ｂと、認証処理プログラム３０１１ｃとが予め記憶されている。なお、これらのプログラム３０１１ａ〜３０１１ｃについては、図２に示した指紋認証装置２００の各構成要素と同様、適宜統合又は分離しても良い。

そして、ＣＰＵ３０１０が、これらのプログラム３０１１ａ〜３０１１ｃをＲＯＭ３０１１から読み出して実行する。この結果、図１２に示すように、各プログラム３０１１ａ〜３０１１ｃについては、格納処理プロセス３０１０ａと、決定プロセス３０１０ｂと、認証処理プロセス３０１０ｃとして機能する。なお、各プロセス３０１０ａ〜３０１０ｃは、図２に示した、格納処理部４０１と、決定部４０２と、認証処理部４０３とにそれぞれ対応する。

そして、ＨＤＤ３０１２には、ＦＡＲテーブル３０１２ａと、ユーザテーブル３０１２ｂとが設けられている。なお、各テーブル３０１２ａ〜３０１２ｂは、図２に示した、ＦＡＲテーブル３０１と、ユーザテーブル３０２とにそれぞれ対応する。

そして、ＣＰＵ３０１０は、ＦＡＲテーブル３０１２ａと、ユーザテーブル３０１２ｂとを読み出してＲＡＭ３０１３に格納する。そして、ＣＰＵ３０１０は、ＲＡＭ３０１３に格納されたＦＡＲデータ３０１３ａと、ユーザデータ３０１３ｂと、指紋データ３０１３ｃを用いて、指紋認証プログラムを実行する。

［その他］
なお、本実施例で説明した指紋認証プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、指紋認証プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

１００ 指紋認証装置
１０１ 指紋記憶部
１０２ 履歴記憶部
１０３ 決定部
１０４ 受付部
１０５ 照合部
１０６ 認証部
２００ 指紋認証装置
２０１ 入力部
２０２ 出力部
３００ 記憶部
３０１ ＦＡＲテーブル
３０２ ユーザテーブル
４００ 制御部
４０１ 格納処理部
４０２ 決定部
４０３ 認証処理部

Claims (5)

1. 複数の指について指紋データを記憶する指紋記憶部と、
   前記指紋記憶部に記憶された指紋データを用いて実行された認証処理の結果の履歴を記憶する履歴記憶部と、
   前記履歴記憶部を参照することで照合が成功した割合を前記指ごとに算出し、算出した割合が閾値より高い指が２本以上ある場合に、認証成功に際して要求される照合が成功した指の数である成功指数を減らすように、前記成功指数と、利用者から認証処理時に指紋データを受け付ける指の数である受付指数と、指紋の近似度合いから一致、不一致を判定する際の閾値である他人受入率とを決定する決定部と、
   前記決定部によって決定された前記受付指数の指から指紋データを受け付ける受付部と、
   前記受付部によって受け付けられた指紋データごとに、前記決定部によって決定された他人受入率を用いて前記指紋記憶部に記憶された指紋データと一致するか否かを照合する照合部と、
   前記照合部による照合結果に基づいて利用者を認証する認証部と
   を備えたことを特徴とする指紋認証装置。
2. 前記決定部は、前記受付指数が多い場合には当該受付指数が少ない場合と比較して大きな他人受入率を決定し、前記受付指数が少ない場合には当該受付指数が多い場合と比較して小さな他人受入率を決定することを特徴とする請求項１に記載の指紋認証装置。
3. 前記決定部は、認証成功に際して要求される照合が成功した指の数である成功指数と、前記受付指数と、前記他人受入率とで定まる認証精度が常に同等となるように、当該成功指数と当該受付指数と当該他人受入率とを決定し、
   前記認証部は、前記決定部によって決定された前記成功指数以上の指紋データについて照合が成功した場合に、認証成功とすることを特徴とする請求項２に記載の指紋認証装置。
4. 指紋データを用いて実行された認証処理の結果の履歴を記憶する履歴記憶部を参照することで照合が成功した割合を指ごとに算出し、算出した割合が閾値より高い指が２本以上ある場合に、認証成功に際して要求される照合が成功した指の数である成功指数を減らすように、前記成功指数と、利用者から認証処理時に指紋データを受け付ける指の数である受付指数と、指紋の近似度合いから一致、不一致を判定する際の閾値である他人受入率とを決定する決定ステップと、
   前記決定ステップによって決定された前記受付指数の指から指紋データを受け付ける受付ステップと、
   前記受付ステップによって受け付けられた指紋データごとに、前記決定ステップによって決定された他人受入率を用いて、複数の指について指紋データを記憶する指紋記憶部に予め記憶された指紋データと一致するか否かを照合する照合ステップと、
   前記照合ステップによる照合結果に基づいて利用者を認証する認証ステップと
   を含むことを特徴とする指紋認証方法。
5. 指紋データを用いて実行された認証処理の結果の履歴を記憶する履歴記憶部を参照することで照合が成功した割合を前記指ごとに算出し、算出した割合が閾値より高い指が２本以上ある場合に、認証成功に際して要求される照合が成功した指の数である成功指数を減らすように、前記成功指数と、利用者から認証処理時に指紋データを受け付ける指の数である受付指数と、指紋の近似度合いから一致、不一致を判定する際の閾値である他人受入率とを決定する決定手順と、
   前記決定手順によって決定された前記受付指数の指から指紋データを受け付ける受付手順と、
   前記受付手順によって受け付けられた指紋データごとに、前記決定手順によって決定された他人受入率を用いて、複数の指について指紋データを記憶する指紋記憶部に予め記憶された指紋データと一致するか否かを照合する照合手順と、
   前記照合手順による照合結果に基づいて利用者を認証する認証手順と
   をコンピュータに実行させることを特徴とする指紋認証プログラム。

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