JP5509769B2 - Biometric authentication device and biometric authentication method - Google Patents

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Description

本発明は、登録生体情報と入力された生体情報を照合して本人認証を行なう生体認証装置及び生体認証方法に関する。   The present invention relates to a biometric authentication device and a biometric authentication method for performing personal authentication by comparing registered biometric information with input biometric information.

近年、指紋または掌紋などの生体情報を表した生体画像を使用して、装置またはシステムの利用者を認証する生体認証技術が開発されている。そのような生体認証技術を利用した生体認証装置は、例えば、生体認証装置を使用しようとする利用者の生体情報を表す生体画像を入力生体画像として取得する。そして生体認証装置は、入力生体画像に表された利用者の入力生体情報を、登録生体画像に表された、予め登録された登録利用者の登録生体情報と照合する。生体認証装置は、照合処理の結果に基づいて、入力生体情報と登録生体情報が一致すると判定した場合、その利用者を正当な権限を有する登録利用者として認証する。そして生体認証装置は、認証された利用者が生体認証装置または生体認証装置と接続された他の装置の使用を許可する。   In recent years, biometric authentication technology has been developed for authenticating a user of an apparatus or system using a biometric image representing biometric information such as a fingerprint or a palm print. A biometric authentication device using such a biometric authentication technology acquires, for example, a biometric image representing biometric information of a user who intends to use the biometric authentication device as an input biometric image. Then, the biometric authentication device collates the user's input biometric information represented in the input biometric image with the preregistered registered biometric information of the registered user represented in the registered biometric image. If the biometric authentication device determines that the input biometric information and the registered biometric information match based on the result of the verification process, the biometric authentication device authenticates the user as a registered user having a legitimate authority. Then, the biometric authentication device permits the authenticated user to use the biometric authentication device or another device connected to the biometric authentication device.

指紋、掌紋等の認証には、特徴点方式、パターンマッチング方式、周波数方式など複数の認証方式が存在する。   For authentication of fingerprints, palm prints, etc., there are a plurality of authentication methods such as a feature point method, a pattern matching method, and a frequency method.

特徴点方式は、指紋隆線の端点や分岐点からなる特徴点の位置や方向、指紋特徴点間の関係などを用いて認証を行なう手法である。具体的には、例えば特徴点の接続関係を用いる手法や、特徴点間の隆線数を用いる手法などがある。パターンマッチング方式は、指紋の画像情報あるいは形状に基づく符号化情報を用いる認証方式であり、このパターンマッチング方式についても種々の技術が提案されている。周波数方式は、指紋の画像の周波数解析に基づく符号化情報を用いる認証方式である。   The feature point method is a method for performing authentication by using the position and direction of feature points including the end points and branch points of fingerprint ridges, the relationship between fingerprint feature points, and the like. Specifically, for example, there are a method using a connection relation of feature points, a method using the number of ridges between feature points, and the like. The pattern matching method is an authentication method that uses encoded image information based on fingerprint image information or shape, and various techniques have been proposed for this pattern matching method. The frequency method is an authentication method that uses encoded information based on frequency analysis of a fingerprint image.

より多くの利用者が生体認証機能を利用可能にする場合には他人受け入れ率を低くし、且つ本人拒否率を低減する為に複数の認証方式を組み合わせたハイブリッド認証方式により本人認証を行なう技術が提案されている。   When more users can use the biometric authentication function, there is a technology to perform identity authentication by a hybrid authentication method that combines multiple authentication methods in order to reduce the acceptance rate of others and reduce the rejection rate of identity. Proposed.

ハイブリッド認証方式では、一般に各認証方式による認証結果に基づいて、AND(論理積)あるいはOR(論理和)で結合して最終的な認証結果が決定される。   In the hybrid authentication method, generally, a final authentication result is determined by combining with AND (logical product) or OR (logical sum) based on the authentication result of each authentication method.

一般に、AND結合の場合には、全ての認証方式で認証成功(OK)となる必要があるため、他人受入率(他人を誤って本人として受け入れる確率)低くする効果が見込まれる。反対にOR結合の場合には、いずれかの認証方式で認証成功(OK)と判定されればよいため、本人受入率(本人を誤って拒否する確率)高くする効果が見込まれる。   In general, in the case of AND combination, since it is necessary to achieve authentication success (OK) in all authentication methods, an effect of lowering the acceptance rate of others (probability of accepting others as a principal) is expected. On the other hand, in the case of OR connection, since it is only necessary to determine authentication success (OK) by any authentication method, an effect of increasing the person acceptance rate (probability to reject the person by mistake) is expected.

例えば、特許文献1では、認証方式としてパターンマッチング方式と特徴点方式のそれぞれで照合を行い、その照合結果をOR結合することにより、何れか一方の方式で認証が成功すれば認証成功とすることで、本人受入率(本人を誤って拒否する確率)高くする方式が提案されている。   For example, in Patent Document 1, the pattern matching method and the feature point method are collated as the authentication method, and the result of the collation is OR-coupled so that if either one of the methods is successful, the authentication is successful. On the other hand, a method of increasing the person acceptance rate (probability of rejecting the person by mistake) has been proposed.

また、特許文献2では、特徴点方式とパターンマッチング方式を条件付でOR結合する方式が提案されている。(図1参照)特許文献2の認証処理としては、前段に認証速度の速い特徴点方式、後段に高性能だが処理速度の遅いパターンマッチング方式を配置し、前段の照合結果に応じて、後段を実施するか判定し、高性能な処理が必要のないユーザに対しては前段で終了することにより処理時間を短縮しつつ他人受入率(他人を誤って本人として受け入れる確率)低くする方式が提案されている。
特開2004−192633号公報 特開2006−107340号公報
Further, Patent Document 2 proposes a method that conditionally ORs a feature point method and a pattern matching method. (See FIG. 1) As for the authentication process of Patent Document 2, a feature point method with a fast authentication speed is arranged in the preceding stage, and a pattern matching method with a high performance but a slow processing speed is arranged in the latter stage. For users who do not need high-performance processing, a method has been proposed to reduce the acceptance rate (probability of accepting another person as a person by mistake) while shortening the processing time by ending in the previous stage. ing.
JP 2004-192633 A JP 2006-107340 A

指紋認証の運用ケースが増えるにつれ、運用条件も多様化している。具体的には、ユーザ数の多い大規模な認証システムでは、セキュリティ(他人受入率)を重視されるため、指紋入力時の指紋の取得範囲により厳しい制限(広い取得面積、指紋中心など特徴的な領域の取得)が必要とされる。制限のある入力例を図2に示す。図2(a)は渦型、図2(b)は流れ型、図2(c)は波形をそれぞれ表しており、それぞれ指紋の中心位置に十字の印を付与している。   As the number of fingerprint authentication operational cases increases, the operational conditions are diversified. Specifically, in a large-scale authentication system with a large number of users, security (acceptance rate of others) is emphasized, so there are strict restrictions on the fingerprint acquisition range at the time of fingerprint input (characteristics such as a wide acquisition area and fingerprint center). Area acquisition) is required. A limited input example is shown in FIG. 2A shows a vortex type, FIG. 2B shows a flow type, and FIG. 2C shows a waveform. A cross mark is added to the center position of the fingerprint.

高齢者や子供など習熟が困難な利用者、指の関節が曲がっていてまっすぐに指の伸ばせない利用者、無意識に指紋を入力していて入力する位置が定まらない利用者では、指紋の入力が不規則(ラフ)になり、指紋の取得範囲が狭くなる場合がある。不規則(ラフ)な入力例を図3に示す。図3では図2(a)の渦型を例にとって取得される指紋の例を示している。図3(a)は指の先端側のみが入力され例、図3(b)は指の根元側のみが入力された例、図3(c)は指の右側のみが入力された例を示しており、図3(a)〜(c)のそれぞれには図2(a)の指紋中心に対応する位置に十字の印を付与している。   For users who are difficult to learn, such as elderly people and children, users whose finger joints are bent and their fingers cannot be stretched straight, and users who are unconsciously entering a fingerprint and the input position is not fixed, fingerprint input It may be irregular (rough) and the fingerprint acquisition range may be narrowed. An example of irregular (rough) input is shown in FIG. FIG. 3 shows an example of a fingerprint obtained by taking the vortex shape of FIG. 2A as an example. 3A shows an example in which only the tip side of the finger is input, FIG. 3B shows an example in which only the base side of the finger is input, and FIG. 3C shows an example in which only the right side of the finger is input. Each of FIGS. 3A to 3C is provided with a cross mark at a position corresponding to the fingerprint center of FIG.

図3(a)〜(c)の例では指紋の取得範囲が狭く、十字の印で示される指紋中心など特徴的な領域の取得ができておらず指紋の再入力が必要となる。あるいはそのまま認証に使用した場合には本人拒否率が増加する。など利用者にとっての利便性が損なわれることが問題となる。   In the example of FIGS. 3A to 3C, the fingerprint acquisition range is narrow, and a characteristic region such as the center of the fingerprint indicated by the cross mark cannot be acquired, and the fingerprint needs to be re-input. Or, if it is used for authentication as it is, the rejection rate increases. It is a problem that convenience for users is impaired.

したがって、セキュリティを重視する運用において、指紋入力時の取得範囲が狭くなるような不規則(ラフ)な入力をした場合でも、認証システムの利用者の利便性を高めることが課題となる。   Therefore, in an operation that places importance on security, even when an irregular (rough) input is performed that narrows the acquisition range at the time of fingerprint input, it is a problem to improve the convenience of the user of the authentication system.

よって、不規則(ラフ)な指紋が入力された場合、以下の対応が必要となる。   Therefore, when an irregular (rough) fingerprint is input, the following measures are required.

図2(a)〜(c)に示される制限のある入力の場合には、認証時に予め登録データと照合データの指紋中心位置を用いて位置合せできるため、その後の処理では探索範囲を縮小できる。しかしながら、図3(a)〜(c)の様な不規則(ラフ)な入力では指紋中心等の特徴が明確に写っていないため、探索範囲を拡大して比較照合する必要がある。   In the case of the limited input shown in FIGS. 2A to 2C, since registration can be performed in advance using the fingerprint center position of the registered data and the collation data at the time of authentication, the search range can be reduced in subsequent processing. . However, since irregular (rough) inputs such as those shown in FIGS. 3A to 3C do not clearly show the features such as the center of the fingerprint, it is necessary to enlarge the search range for comparison.

また、指の先端側の指紋パターンは、紋様が異なっていても類似している。図4には各指紋紋様における指の先端側の入力例を示している。図4(a)は渦型、図4(b)は流れ型、図4(c)は波型をそれぞれ示している。各型の指先端側だけを比較するとよく似た形状であり、パターンマッチング方式では、類似度のスコアが大きくなる傾向がある。   The fingerprint pattern on the tip side of the finger is similar even if the pattern is different. FIG. 4 shows an input example of the finger tip side in each fingerprint pattern. 4A shows a vortex type, FIG. 4B shows a flow type, and FIG. 4C shows a wave type. When comparing only the finger tip side of each type, the shapes are very similar, and the pattern matching method tends to increase the similarity score.

更に、部分的に取得された小領域の指紋から取得される特徴点は少なく、小領域の少ない特徴点で登録指紋データと比較する事により類似度のスコアが大きくなり、他人受け入れ率(誤認証の確立)が高くなることも予測される。   Furthermore, there are few feature points acquired from fingerprints of small areas that are partially acquired, and the score of similarity increases by comparing with registered fingerprint data using feature points with small areas, and the acceptance rate of others (false authentication) It is also predicted that the establishment of

よって、不規則(ラフ)に指紋を入力して指紋の一部の領域が取得された場合でも誤照合の発生頻度を低減する必要がある。   Therefore, it is necessary to reduce the occurrence frequency of erroneous verification even when a fingerprint is input irregularly (roughly) and a partial region of the fingerprint is acquired.

このよう指紋の一部の領域のみが入力された場合でも誤照合減らし、利用者の利便性を向上させるという課題について前述の特許文献1及び特許文献2には何ら開示されておらず解決できていない。   Even when only a partial region of the fingerprint is input, the problem of reducing erroneous matching and improving the convenience for the user is not disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 and Patent Document 2, and can be solved. Absent.

本発明は、前述の課題を解決するもので、不規則な指紋入力がなされた場合でも誤照合の発生頻度を下げ指紋認証利用者の利便性を向上させることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and to improve the convenience of a fingerprint authentication user by reducing the frequency of occurrence of erroneous verification even when an irregular fingerprint is input.

本発明の認証装置は、登録生体データを格納する記憶部と、生体情報を取得する生体情報取得部と、前記生体情報取得部にて取得された1つの生体情報から特性の異なる認証に用いる複数の生体特徴データを生成する生体特徴データ生成部と、登録生体データと前記生体特徴データ生成部にて生成された複数の生体特徴データの内の1つである第1生体特徴データとを比較照合する第1認証部と、前記登録生体データと前記生体特徴データ生成部にて生成された複数の生体特徴データの内の前記第1生体特徴データとは異なる第2生体特徴データと比較照合する第2認証部と、前記第1認証部と前記第2認証部のそれぞれについて、照合結果を得た時の登録生体データと生体特徴データとの位置関係を取得し比較することにより、前記第1認証部と前記第2認証部での認証に矛盾がないかを判定する認証結果比較判定部とを備えている。   An authentication device according to the present invention includes a storage unit that stores registered biometric data, a biometric information acquisition unit that acquires biometric information, and a plurality of authentication units that are used for authentication with different characteristics from one biometric information acquired by the biometric information acquisition unit. A biometric feature data generation unit that generates biometric feature data of the first and second biometric feature data that is one of a plurality of biometric feature data generated by the biometric feature data generation unit. A first authentication unit that performs comparison and collation with second biometric feature data different from the first biometric feature data among the plurality of biometric feature data generated by the registered biometric data and the biometric feature data generation unit. 2 for each of the first authentication unit, the first authentication unit, and the second authentication unit by acquiring and comparing the positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data when the collation result is obtained. And an authentication result comparison / determination unit that determines whether there is a contradiction in authentication between the authentication unit and the second authentication unit.

以上の構成により本願の生体認証装置は、入力生体情報と登録生体情報の認証結果だけではなく、入力生体情報と登録生体情報の位置合わせ結果を評価し、認証が成功との判定の場合でも位置合わせの結果を評価し認証の信頼性が高いかを判断し、信頼性が低いと判断される場合は認証成功としないため、確実に誤照合発生を低減できる効果を奏する。   With the above configuration, the biometric authentication device of the present application evaluates not only the authentication result of the input biometric information and the registered biometric information but also the alignment result of the input biometric information and the registered biometric information, and the position can be determined even when the authentication is successful. The result of the combination is evaluated to determine whether the authentication reliability is high. If it is determined that the reliability is low, the authentication is not successful.

また、位置合わせ結果信頼性か高い場合は認証成功とする事で、再入力を減らし利用者の利便性を向上させる効果を奏する。   In addition, when the alignment result reliability is high, the authentication is successful, thereby reducing the re-input and improving the convenience of the user.

以下、図面を参照しつつ、本明細書に開示された生体認証装置または生体認証方法を適用したコンピュータについて説明する。   Hereinafter, a computer to which the biometric authentication device or the biometric authentication method disclosed in this specification is applied will be described with reference to the drawings.

実施形態による生体認証装置または生体認証方法を適用したコンピュータは、コンピュータを利用しようとする利用者がコンピュータにログインする際、利用者の生体情報を入力生体情報として取得する。そしてこのコンピュータは、入力生体情報を、コンピュータに予め登録された利用者のうち、利用者により入力された識別情報に対応する登録利用者の登録生体情報と照合する。このコンピュータは、照合処理の結果に基づいて、入力生体情報と登録生体情報が一致する判定した場合、利用者を登録利用者として認証する。そしてこのコンピュータは、認証された利用者がそのコンピュータにログインすることを許可する。   A computer to which a biometric authentication device or a biometric authentication method according to an embodiment applies a user's biometric information as input biometric information when a user who wants to use the computer logs in to the computer. And this computer collates input biometric information with the registration biometric information of the registered user corresponding to the identification information input by the user among the users previously registered into the computer. If it is determined that the input biometric information matches the registered biometric information based on the result of the verification process, the computer authenticates the user as a registered user. The computer then allows an authenticated user to log into the computer.

ここで、このコンピュータは、センサにより利用者の生体情報を取得する。そしてこのコンピュータは、入力生体情報と登録生体情報の類似度合いを表す照合スコアを算出して、利用者を本人と認証するか否かを判定する。   Here, this computer acquires the biological information of the user by the sensor. And this computer calculates the collation score showing the similarity degree of input biometric information and registration biometric information, and determines whether a user is authenticated with the principal.

なお、本実施形態では、コンピュータは生体認証の対象となる生体情報として指紋を利用する。しかしながら、指紋認証だけではなく、イメージデータ等空間情報を利用した生体認証技術に対して適用可能である。   In this embodiment, the computer uses a fingerprint as biometric information to be biometrically authenticated. However, it can be applied not only to fingerprint authentication but also to biometric authentication technology using spatial information such as image data.

図5は、生体認証処理を実行するコンピュータの概略構成図を示す。図5に示されるように、このコンピュータは、入力部1と、表示部2と、生体情報取得部3と、記憶部4と、処理部5と、各部を接続するパス6とを有する。本構成における生体認証処理は、利用者がログインしようとするときに、利用者の指紋を表す指紋画像を用いて生体認証処理を実行する。そしてこの生体認証装置は、生体認証処理の結果、利用者がコンピュータに予めと登録された登録利用者のいずれかであるとして認証した場合、ログイン処理を実行する。そしてコンピュータは、その利用者がコンピュータを使用することを許可する。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a computer that executes biometric authentication processing. As illustrated in FIG. 5, the computer includes an input unit 1, a display unit 2, a biological information acquisition unit 3, a storage unit 4, a processing unit 5, and a path 6 that connects the units. In the biometric authentication process in this configuration, when the user attempts to log in, the biometric authentication process is executed using a fingerprint image representing the user's fingerprint. Then, as a result of the biometric authentication process, this biometric authentication device executes a login process when the user is authenticated as one of registered users registered in advance in the computer. The computer then allows the user to use the computer.

以下に各構成の詳細を説明する。   Details of each component will be described below.

入力部1は、例えば、キーボード、マウス、またはタッチパッドなどの入力デバイスを有する。そして入力部1は、利用者がコマンド、データなどを入力するために使用される。また入力部1は、利用者の識別情報をコンピュータに入力するための識別情報入力部として機能する。なお、利用者の識別は、例えば、英数字または記号を含む文字列または利用者の氏名とすることができる。入力部1を介して入力されたコマンド、データ、あるいは利用者の識別情報は、処理部5へ渡される。   The input unit 1 includes an input device such as a keyboard, a mouse, or a touch pad, for example. The input unit 1 is used for a user to input commands, data, and the like. The input unit 1 functions as an identification information input unit for inputting user identification information to a computer. The identification of the user can be, for example, a character string including alphanumeric characters or symbols or the name of the user. The command, data, or user identification information input via the input unit 1 is passed to the processing unit 5.

表示部2は、例えば、液晶ディスプレイまたはCRTモニタなどの表示装置を有する。そして表示部2は、入力部を介してコンピュータに入力されたコマンド、データもしくは利用者の識別情報、または、処理部により実行されたアプリケーションに関連する各種情報などを表示する。   The display unit 2 includes a display device such as a liquid crystal display or a CRT monitor, for example. The display unit 2 displays commands, data, or user identification information input to the computer via the input unit, or various types of information related to applications executed by the processing unit.

生体情報取得部3は、コンピュータに正規の利用者が登録されるときに、生体認証処理の基準となる、その利用者の指紋を表す登録指紋画像を生成する。また生体情報取得部3は、利用者がコンピュータにログインしようとするときに、その利用者の指紋を表す入力指紋画像を生成する。そのために、生体情報取得部3は、例えば、スイープ式の指紋センサを有する。この指紋センサは、例えば、光学式、静電容量式、電界式または感熱式の何れかの方式を採用したセンサとすることができる。また生体情報取得部3は、エリアセンサを利用する、何れかの接触式の指紋センサを有してもよい。そして生体情報取得部3は、生成した指紋画像を処理部5へ渡す。なお、入力部1と生体情報取得部3は、一体的に形成されていてもよい。   When a legitimate user is registered in the computer, the biometric information acquisition unit 3 generates a registered fingerprint image representing the user's fingerprint, which is a reference for biometric authentication processing. The biometric information acquisition unit 3 generates an input fingerprint image representing the fingerprint of the user when the user attempts to log in to the computer. Therefore, the biometric information acquisition unit 3 includes, for example, a sweep type fingerprint sensor. This fingerprint sensor can be, for example, a sensor that employs any one of an optical type, a capacitance type, an electric field type, and a thermal type. The biometric information acquisition unit 3 may include any contact-type fingerprint sensor that uses an area sensor. The biometric information acquisition unit 3 passes the generated fingerprint image to the processing unit 5. The input unit 1 and the biological information acquisition unit 3 may be formed integrally.

利用者が入力部1を介してログインを求める操作を行うと、コンピュータは、例えば、表示部2に、利用者の識別情報を入力することを促すメッセージと、生体情報取得部3に指を載せることを促すメッセージとを表示させる。コンピュータは、生体情報取得部3を介して利用者の入力指紋画像を取得すると、その入力指紋画像と入力部1を介して入力された利用者の識別情報と関連付ける。また利用者が入力部を介してコンピュータに登録する操作を行うと、コンピュータは、例えば、表示部2に、利用者の識別情報を入力することを促すメッセージと、生体情報取得部3に指を載せることを促すメッセージとを表示させる。コンピュータは、生体情報取得部3を介して利用者の登録指紋画像を取得すると、その登録指紋画像と入力部1を介して入力された利用者の識別情報とを関連付ける。   When the user performs an operation for requesting login via the input unit 1, for example, the computer places a message on the display unit 2 to prompt the user to input identification information of the user and a finger on the biometric information acquisition unit 3. And a message prompting you to do so. When the computer acquires the user's input fingerprint image via the biometric information acquisition unit 3, the computer associates the input fingerprint image with the user identification information input via the input unit 1. When the user performs an operation of registering with the computer via the input unit, the computer, for example, displays a message prompting the user to input the identification information of the user on the display unit 2 and a finger on the biometric information acquisition unit 3. A message prompting the user to place the message is displayed. When the computer acquires the registered fingerprint image of the user via the biometric information acquisition unit 3, the computer associates the registered fingerprint image with the user identification information input via the input unit 1.

記憶部4は、例えば、半導体メモリ、磁気ディスク装置、または光ディスク装置のうちの少なくとも何れか一つを有する。そして記憶部4は、コンピュータで使用されるアプリケーションプログラム、少なくとも一人の登録利用者の識別情報及び個人設定情報、各種のデータ等を記憶する。また記憶部4は、生体認証処理を実行するためのプログラムを記憶する。さらに記憶部4は、登録利用者それぞれについて、登録利用者の特定の指の指紋を表す登録特徴データを記憶する。   The storage unit 4 includes, for example, at least one of a semiconductor memory, a magnetic disk device, and an optical disk device. The storage unit 4 stores application programs used in the computer, identification information and personal setting information of at least one registered user, various data, and the like. The storage unit 4 stores a program for executing biometric authentication processing. Furthermore, the storage unit 4 stores registration feature data representing the fingerprint of a specific finger of the registered user for each registered user.

処理部5は、1個または複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして処理部5は、入力部1を介して入力されたコマンドまたは各種のアプリケーションを実行する。また処理部5は、コンピュータに対する利用者のログイン及びログアウト、利用者の登録などの処理を実行する。ここで処理部5は、入力部1を介して利用者からコンピュータへのログイン処理を実行することが要求されると、生体情報取得部3から取得した、その利用者の指紋が表された入力指紋画像を用いた生体認証処理を実行する。また処理部5は、入力部1を介して利用者からコンピュータへの登録処理を実行することが要求されると、生体情報取得部3から取得した、その利用者の指紋画像を処理して得られたデータを登録生体データとして記憶部4に保存する。   The processing unit 5 includes one or a plurality of processors and their peripheral circuits. Then, the processing unit 5 executes commands or various applications input via the input unit 1. The processing unit 5 executes processes such as user login and logout to the computer and user registration. Here, when the processing unit 5 is requested to execute login processing from the user to the computer via the input unit 1, the input obtained from the biometric information acquisition unit 3 and representing the user's fingerprint is displayed. A biometric authentication process using a fingerprint image is executed. Further, when the processing unit 5 is requested to execute registration processing to the computer from the user via the input unit 1, the processing unit 5 obtains the user's fingerprint image acquired from the biometric information acquisition unit 3 by processing. The obtained data is stored in the storage unit 4 as registered biometric data.

図6は、本発明における生体認証処理を実行するために実現される機能を示す処理部5の機能ブロック図である。処理部5は、生体特徴データ生成部51と、第1認証部52と、第2認証部53と、矛盾可能性検出部54と、認証制御部55と、認証結果比較判定部56とを備える。処理部5が備えるこれらの各部は、処理部5が有するプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムによって実装される機能モジュールである。あるいは、処理部5が備えるこれらの各部は、ファームウェアとしてコンピュータ上で実装されてもよい。さらに、処理部5は、ログイン処理あるいはログアウト処理を実行するモジュールおよび各種アプリケーションを実行するためのモジュールを有してもよい。しかし、ログイン処理あるいはログアウト処理を実行するモジュールなど、図6に示された各部以外のモジュールは、生体認証処理に直接関係しないため、ここでは図6に示された各部についてのみ説明する。   FIG. 6 is a functional block diagram of the processing unit 5 showing functions realized for executing the biometric authentication process in the present invention. The processing unit 5 includes a biometric feature data generation unit 51, a first authentication unit 52, a second authentication unit 53, a contradiction possibility detection unit 54, an authentication control unit 55, and an authentication result comparison determination unit 56. . Each of these units included in the processing unit 5 is a functional module implemented by a computer program executed on a processor included in the processing unit 5. Alternatively, these units included in the processing unit 5 may be implemented on a computer as firmware. Further, the processing unit 5 may include a module for executing a login process or a logout process and a module for executing various applications. However, since modules other than each unit shown in FIG. 6 such as a module for executing a login process or a logout process are not directly related to the biometric authentication process, only each unit shown in FIG. 6 will be described here.

図7は、本発明における認証処理手順を示す。   FIG. 7 shows an authentication processing procedure in the present invention.

認証開始に生体情報取得部3により利用者の指紋画像を取得する。(S101)
生体特徴データ生成部51は、生体情報取得部3により取得された利用者の1つの指紋画像から、第1認証部および第2認証部のそれぞれで認証に用いられる異なる複数の入力生体特徴データを生成する。(S102)
すなわち、予め登録された登録生体データおよび生体特徴データ生成部51で生成された入力生体特徴データは、処理部5が備える認証部に対応した入力生体特徴データから構成される。入力生体特徴データとしては、特徴点(指紋の隆線の端点や分岐点の位置や方向など)、隆線パターン(画像そのもの、任意の画像処理を施した画像など)や周波数情報などがある。例えば、照合処理で特徴点方式が用いられる場合、隆線の分岐点及び端点をマニューシャ(特徴点)として抽出する。隆線の分岐点及び端点を入力指紋画像から抽出するために、例えば、局所閾値法を用いて、入力指紋画像を2値化する。次に、2値化された入力指紋画像に対して細線化処理を行う。その後、複数のマスクパターンを用いて細線化された入力指紋画像の部分領域を走査することにより、何れかのマスクパターンと一致するときの、入力指紋画像上の位置を検出する。検出された位置の中心画素を、特徴点として抽出する。なお、マスクパターンは、例えば、3×3画素で表され、隆線の分岐点または端点に対応する2値パターンを持つ。さらに、抽出された特徴点の位置、及びその特徴点近傍の隆線方向を、特徴点を表す情報として求める。なお、特徴点近傍の隆線方向を求めるために、隆線方向を求める公知の何れかの方法を利用することができる。なお、隆線の端点または分岐点を特徴点として求める公知の他の方法を用いて、入力指紋画像及び登録指紋画像から特徴点を抽出してもよい。一方、照合処理にパターンマッチング方式が用いられた場合、取得された指紋画像全体あるいは所定の領域を切り取った画像を入力生体特徴データとして取得する。
At the start of authentication, the biometric information acquisition unit 3 acquires a fingerprint image of the user. (S101)
The biometric feature data generation unit 51 obtains a plurality of different input biometric feature data used for authentication by each of the first authentication unit and the second authentication unit from one fingerprint image of the user acquired by the biometric information acquisition unit 3. Generate. (S102)
That is, the registered biometric data registered in advance and the input biometric feature data generated by the biometric feature data generation unit 51 are configured from input biometric feature data corresponding to the authentication unit included in the processing unit 5. Input biometric feature data includes feature points (such as the positions and directions of fingerprint ridge end points and branch points), ridge patterns (images themselves, images subjected to arbitrary image processing, etc.), frequency information, and the like. For example, when a feature point method is used in the matching process, branch points and end points of ridges are extracted as minutiae (feature points). In order to extract branch points and end points of the ridges from the input fingerprint image, the input fingerprint image is binarized using, for example, a local threshold method. Next, thinning processing is performed on the binarized input fingerprint image. Thereafter, the partial area of the input fingerprint image that has been thinned using a plurality of mask patterns is scanned to detect the position on the input fingerprint image when it matches any mask pattern. The central pixel at the detected position is extracted as a feature point. The mask pattern is represented by 3 × 3 pixels, for example, and has a binary pattern corresponding to a branch point or an end point of a ridge. Further, the position of the extracted feature point and the ridge direction near the feature point are obtained as information representing the feature point. In order to obtain the ridge direction in the vicinity of the feature point, any known method for obtaining the ridge direction can be used. Note that the feature points may be extracted from the input fingerprint image and the registered fingerprint image by using another known method for obtaining the end points or branch points of the ridges as the feature points. On the other hand, when the pattern matching method is used for the collation processing, the entire acquired fingerprint image or an image obtained by cutting out a predetermined region is acquired as input biometric feature data.

以降、記憶部に登録された登録生体情報を予め登録された登録生体データと称し、生体特徴データ生成部51で生成される特徴データを入力生体特徴データと称する。   Hereinafter, the registered biometric information registered in the storage unit is referred to as preregistered biometric data, and the feature data generated by the biometric feature data generation unit 51 is referred to as input biometric feature data.

続いて、第1認証部52は、利用者の予め登録された登録生体データを記憶部から取得し、入力生体特徴データと予め登録された登録生体データを比較照合して照合スコアおよびその照合スコアにおける登録生体データと入力生体特徴データとの位置合せ結果を算出する。(S103)
算出された照合スコアを予め設定された照合判定閾値と比較することにより、認証の成功/失敗を判定する。(S104)
第1認証部52では、特徴点方式等の処理負荷の小さい方式が望ましい。特徴点方式の例として、予め登録された登録生体データの任意の特徴点を、第1の基準特徴点として選択する。また、入力生体特徴データの特徴点のうちの一つを第2の基準特徴点として選択する。そして、第2の基準特徴点を第1の基準特徴点と一致させるように、入力生体特徴データを平行移動させる。その後、入力生体特徴データを回転させながら、予め登録された登録生体データの特徴点と一致する入力生体特徴データの特徴点の個数を求める。第1の基準特徴点と第2の基準特徴点の組み合わせを変えつつ、上記の処理を繰り返して、予め登録された登録生体データの特徴点と一致する入力生体特徴データの特徴点の個数の最大値を求める。最後に、その個数の最大値を、入力生体特徴データから抽出された特徴点の総数で割った値を照合スコアとして求める。したがって、この場合、照合スコアは0〜1の値を持ち、入力生体特徴データと予め登録された登録生体データの類似度合いが高い程、照合スコアの値は1に近づく。なお、予め登録された登録生体データの特徴点と一致する入力生体特徴データの特徴点を検出するために、入力生体特徴データの着目特徴点の位置から所定範囲内に、予め登録された登録生体データの特徴点が存在するか否か調べる。ここで、所定範囲は、例えば、隣接する2本の隆線の平均間隔に相当する値とすることができる。着目特徴点の位置から所定範囲内に、予め登録された登録生体データの特徴点が存在する場合、それら特徴点近傍の隆線方向の角度差を求める。そして隆線方向の角度差の絶対値が所定角度範囲内に含まれる場合、その予め登録された登録生体データの特徴点を、入力生体特徴データの着目特徴点と一致すると判定する。なお所定角度範囲は、着目特徴点近傍の隆線方向と対応する予め登録された登録生体データの特徴点近傍の隆線方向とが一致しているとみなせる許容限界に対応する値であり、例えば、10度とすることができる。なお、着目特徴点の位置から所定範囲内に、着目特徴点と同じ種類の予め登録された登録生体データの特徴点が存在する場合にのみ、入力生体特徴データの着目する特徴点と一致する予め登録された登録生体データの特徴点が存在すると判定してもよい。また、入力生体特徴データの部分領域の特徴点と一致する予め登録された登録生体データの特徴点の個数を求める公知の他の方法を利用してもよい。
Subsequently, the first authentication unit 52 acquires the registered biometric data registered in advance of the user from the storage unit, compares the input biometric feature data with the registered biometric data registered in advance, and compares the collation score with the collation score. The registration result of the registered biometric data and the input biometric feature data is calculated. (S103)
Success / failure of authentication is determined by comparing the calculated verification score with a preset verification determination threshold value. (S104)
In the first authentication unit 52, a method with a small processing load such as a feature point method is desirable. As an example of the feature point method, an arbitrary feature point of registered biometric data registered in advance is selected as the first reference feature point. One of the feature points of the input biometric feature data is selected as the second reference feature point. Then, the input biometric feature data is translated so that the second reference feature point coincides with the first reference feature point. Thereafter, while rotating the input biometric feature data, the number of feature points of the input biometric feature data that matches the feature points of the registered biometric data registered in advance is obtained. The above processing is repeated while changing the combination of the first reference feature point and the second reference feature point, and the maximum number of feature points of the input biometric feature data that matches the feature points of the registered biometric data registered in advance is maximized. Find the value. Finally, a value obtained by dividing the maximum value of the number by the total number of feature points extracted from the input biometric feature data is obtained as a matching score. Therefore, in this case, the collation score has a value of 0 to 1, and the collation score value approaches 1 as the degree of similarity between the input biometric feature data and the registered biometric data registered in advance increases. In order to detect the feature point of the input biometric feature data that matches the feature point of the registered biometric data registered in advance, the registered biometric registered in advance within a predetermined range from the position of the target feature point of the input biometric feature data. Check whether a feature point of data exists. Here, the predetermined range can be a value corresponding to an average interval between two adjacent ridges, for example. When there are feature points of pre-registered biometric data within a predetermined range from the position of the feature point of interest, an angular difference in the ridge direction in the vicinity of these feature points is obtained. When the absolute value of the angle difference in the ridge direction is included within the predetermined angle range, it is determined that the feature point of the registered biometric data registered in advance matches the target feature point of the input biometric feature data. The predetermined angle range is a value corresponding to an allowable limit that can be considered that the ridge direction in the vicinity of the feature point of interest and the ridge direction in the vicinity of the feature point of the registered biometric data registered in advance correspond to each other. It can be 10 degrees. It should be noted that the feature point of the input biometric feature data matches the feature point of interest in advance only when there is a feature point of pre-registered biometric data of the same type as the feature point of interest within a predetermined range from the position of the feature point of interest. You may determine with the feature point of the registered biometric data registered. Moreover, you may utilize the other well-known method of calculating | requiring the number of the feature points of the registered biometric data previously registered which correspond with the feature point of the partial area | region of input biometric feature data.

位置合わせ結果として、具体的には予め登録された登録生体データと入力生体特徴データを重ね合わせ、重なりあった部位同士の照合スコアが最も高くなる状態で、それぞれのデータの基準位置同士の座標差ベクトル(dx、dy)を算出する。(S105)
矛盾可能性検出部54は、第1認証部で認証を行った結果、認証成功となった場合に実行される。第1認証部の予め登録された登録生体データと入力生体特徴データとの位置合せ結果を用いて、その認証結果の矛盾可能性を検出する。(S106)
具体的には、第1認証部で出力した座標差ベクトル(dx1、dy1)のノルムを算出し、所定の閾値以上であった場合に矛盾発生の可能性があると判定する。矛盾可能性検出部の判定結果の例として、矛盾発生の可能性が低い例を図8に、矛盾発生の可能性が高い例を図9に示す。図8および図9では、それぞれ(a)登録生体データ、(b)入力生体特徴データ、(c)登録生体データと入力生体特徴データとの位置合せ結果を示している。図8および図9において、画像領域全体の重心を登録生体データおよび入力生体特徴データの基準位置とし、座標差ベクトルをも求める際に利用する。図8及び図9中に登録生体データの重心に実線の十字マークを、入力生体特徴データの重心に点線の十字マークをそれぞれ付与している。
Specifically, the registered biometric data and the input biometric feature data that are registered in advance are superimposed as the alignment result, and the coordinate difference between the reference positions of the respective data is maximized in the state where the matching score between the overlapping portions is the highest. Vector (dx, dy) is calculated. (S105)
The contradiction possibility detection unit 54 is executed when the authentication is successful as a result of the authentication performed by the first authentication unit. Using the registration result of the registered biometric data and the input biometric feature data registered in advance by the first authentication unit, the possibility of contradiction in the authentication result is detected. (S106)
Specifically, the norm of the coordinate difference vector (dx1, dy1) output by the first authentication unit is calculated, and if it is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that there is a possibility of inconsistency. As an example of the determination result of the contradiction possibility detector, FIG. 8 shows an example where the possibility of contradiction is low, and FIG. 9 shows an example where the possibility of contradiction is high. FIGS. 8 and 9 respectively show (a) registered biometric data, (b) input biometric feature data, and (c) registration results of registered biometric data and input biometric feature data. 8 and 9, the center of gravity of the entire image region is used as a reference position for registered biometric data and input biometric feature data, and is used when obtaining a coordinate difference vector. 8 and 9, a solid cross mark is added to the center of gravity of the registered biometric data, and a dotted cross mark is added to the center of gravity of the input biometric feature data.

図8(a)の登録生体データの重心と図8(b)の入力生体特徴データの重心を図8(c)のように重ねた場合の重心距離を座標差ベクトル(dx1、dy1)のノルムとして算出する。図9も図8と同様に登録生体データの重心と入力生体特徴データの重心の間の距離を座標差ベクトル(dx1、dy1)のノルムとして算出する。   The centroid distance when the centroid of the registered biometric data in FIG. 8A and the centroid of the input biometric feature data in FIG. 8B are superimposed as shown in FIG. 8C is the norm of the coordinate difference vector (dx1, dy1). Calculate as 9 also calculates the distance between the centroid of the registered biometric data and the centroid of the input biometric feature data as the norm of the coordinate difference vector (dx1, dy1) as in FIG.

閾値の例として、指紋画像の画像サイズが300×300ピクセル、解像度が500dpiであった場合、座標差ベクトルのノルムが100ピクセル以上であった場合に矛盾可能性が高いと判定する。   As an example of the threshold value, when the image size of the fingerprint image is 300 × 300 pixels and the resolution is 500 dpi, it is determined that the possibility of inconsistency is high when the norm of the coordinate difference vector is 100 pixels or more.

認証制御部55は、矛盾可能性検出部により、第1認証部による認証結果に矛盾が生じやすいと判定された場合に、第2認証部での認証を実施する。反対に矛盾が生じやすいと判定されなかった場合には、第2認証部は実行せずに認証成功で終了とする。(S106:NO)
第2認証部53は、第1認証部52と同様に、入力生体特徴データと登録生体データを比較照合して、認証の成功/失敗を判定する。同様に、座標差ベクトル(dx2、dy2)を出力する。(S107)
ただし、第1認証部と異なる特性を持った方式とする。例えば、パターンマッチング方式、周波数方式とする。パターンマッチング方式が用いられた場合の例を示す。入力生体特徴データの画像情報と予め登録された登録生体データの画像情報の相対的な位置を様々に変えつつ、下記の式を用いて、入力生体特徴データの画像情報と登録生体データの画像情報との間の相関値c(i、j)を算出する。
The authentication control unit 55 performs authentication in the second authentication unit when the contradiction possibility detection unit determines that the authentication result by the first authentication unit is likely to be inconsistent. On the other hand, if it is not determined that a contradiction is likely to occur, the second authentication unit does not execute and ends with successful authentication. (S106: NO)
Similar to the first authentication unit 52, the second authentication unit 53 compares the input biometric feature data with the registered biometric data to determine success / failure of the authentication. Similarly, a coordinate difference vector (dx2, dy2) is output. (S107)
However, the system has a characteristic different from that of the first authentication unit. For example, a pattern matching method and a frequency method are used. An example when the pattern matching method is used will be described. While changing the relative position of the image information of the input biometric feature data and the image information of the registered biometric data registered in advance, using the following formula, the image information of the input biometric feature data and the image information of the registered biometric data Correlation value c (i, j) between is calculated.

Figure 0005509769
Figure 0005509769

ここで、I(x、y)は、入力生体特徴データの画像情報に含まれる、水平座標x、垂直座標yの画素の画素値を表す。またT(x-i、y-j)は、登録生体データの画像情報に含まれる、水平座標(x-i)、垂直座標(y-j)の画素の画素値を表す。また、Iavは、入力生体特徴データの画像情報に含まれる画素の平均画素値であり、Tavは、登録生体データの画像情報に含まれる画素の平均画素値である。なお、i及びjは、それぞれ、入力生体特徴データの画像情報と登録生体データの画像情報の水平方向及び垂直方向のずれ量を表す。さらにc(i、j)は、入力生体特徴データの画像情報が、登録生体データの画像情報に対して水平方向にi画素かつ垂直方向にj画素ずれているときの相関値を表す。この相関値c(i、j)は、-1〜1の間に含まれる値をとり得る。入力生体特徴データの画像情報と登録生体データの画像情報とが完全に一致している場合、相関値c(i、j)は1となる。一方、入力生体特徴データの画像情報と登録生体データの画像情報とが完全に反転している場合、相関値c(i、j)は-1となる。   Here, I (x, y) represents the pixel value of the pixel of the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y included in the image information of the input biometric feature data. T (x-i, y-j) represents the pixel value of the pixel of the horizontal coordinate (x-i) and the vertical coordinate (y-j) included in the image information of the registered biometric data. Iav is an average pixel value of pixels included in the image information of the input biometric feature data, and Tav is an average pixel value of pixels included in the image information of the registered biometric data. Note that i and j represent the horizontal and vertical shift amounts of the image information of the input biometric feature data and the image information of the registered biometric data, respectively. Further, c (i, j) represents a correlation value when the image information of the input biometric feature data is shifted by i pixels in the horizontal direction and j pixels in the vertical direction with respect to the image information of the registered biometric data. The correlation value c (i, j) can take a value included between −1 and 1. When the image information of the input biometric feature data completely matches the image information of the registered biometric data, the correlation value c (i, j) is 1. On the other hand, when the image information of the input biometric feature data and the image information of the registered biometric data are completely inverted, the correlation value c (i, j) is -1.

認証結果比較判定部56は、第1認証部と第2認証部が共に本人と認証された場合(S108)に、登録生体データと入力生体特徴データとの位置合せ結果を比較(S109)し、互いの位置合せ結果に矛盾があれば認証結果を棄却して他人と判定し、反対に矛盾がなければ認証結果を採用して本人と判定する。(S110)
具体的には、第1認証部の座標差ベクトル(dx1、dy1)と第2認証部の座標差ベクトル(dx2、dy2)との差のノルムを算出する。算出したノルムが所定の閾値以上であった場合に、明らかに第1認証部と第2認証部が異なる位置で認証したとみなし、照合結果に矛盾が生じていると判定する。各認証部の位置合せ結果が異なる例を図10に示す。
The authentication result comparison / determination unit 56 compares the registration results of the registered biometric data and the input biometric feature data when both the first authentication unit and the second authentication unit are authenticated (S108), If there is a contradiction in the alignment results, the authentication result is rejected and determined as another person, and if there is no contradiction, the authentication result is adopted and the person is determined. (S110)
Specifically, the norm of the difference between the coordinate difference vector (dx1, dy1) of the first authentication unit and the coordinate difference vector (dx2, dy2) of the second authentication unit is calculated. When the calculated norm is equal to or greater than a predetermined threshold, it is clearly regarded that the first authentication unit and the second authentication unit have authenticated at different positions, and it is determined that there is a contradiction in the collation result. An example in which the alignment result of each authentication unit is different is shown in FIG.

図10(a)は第1認証部の照合結果の例を示しており、実線の矩形領域が登録生体データのデータ領域を示し、実線の網かけ領域が登録生体データを表している。また、点線の矩形領域が入力生体特徴データのデータ領域を示し、点線の斜線領域が入力生体特徴データを表している。図10(b)は第2認証部の照合結果の例を示している。また、点線の矩形領域が入力生体特徴データのデータ領域を示し、点線の斜線領域が入力生体特徴データを表している。図10(a)の例では第1認証部52での認証結果、登録生体データの上側領域で入力生体特徴データと認証ができたことを表しており、登録生体データと入力生体特徴データの重心を表す十字の印間の距離が座標差ベクトル(dx1、dy1)として検出される。図10(b)の例では第2認証部53での認証結果、登録生体データの中央領域で入力生体特徴データと認証ができたことを表しており、登録生体データと入力生体特徴データの重心を表す十字の印間の距離が座標差ベクトル(dx2、dy2)として検出される。第1認証部52で検出された座標差ベクトル(dx1、dy1)と、第2認証部53で検出された座標差ベクトル(dx2、dy2)の差のノルムを算出することで、第1認証部52での照合位置と第2認証部53照合位置との位置のズレが判断可能となる。即ち、上記の説明の通り、算出したノルムが所定の閾値以上であった場合に、明らかに第1認証部と第2認証部が異なる位置で認証したとみなし、照合結果に矛盾が生じていると判定する。   FIG. 10A shows an example of the collation result of the first authentication unit, where the solid line rectangular area indicates the data area of the registered biometric data, and the solid line shaded area indicates the registered biometric data. A dotted rectangular area indicates the data area of the input biometric feature data, and a dotted hatched area indicates the input biometric feature data. FIG. 10B shows an example of the collation result of the second authentication unit. A dotted rectangular area indicates the data area of the input biometric feature data, and a dotted hatched area indicates the input biometric feature data. In the example of FIG. 10A, the authentication result in the first authentication unit 52 indicates that the input biometric feature data and the authentication can be performed in the upper area of the registered biometric data, and the centroid of the registered biometric data and the input biometric feature data. The distance between the cross marks representing is detected as a coordinate difference vector (dx1, dy1). In the example of FIG. 10B, the authentication result in the second authenticating unit 53 indicates that authentication with the input biometric feature data has been performed in the central area of the registered biometric data, and the centroid of the registered biometric data and the input biometric feature data. Is detected as a coordinate difference vector (dx2, dy2). By calculating the norm of the difference between the coordinate difference vector (dx1, dy1) detected by the first authentication unit 52 and the coordinate difference vector (dx2, dy2) detected by the second authentication unit 53, the first authentication unit It is possible to determine the positional deviation between the collation position at 52 and the second authentication unit 53 collation position. That is, as described above, when the calculated norm is equal to or greater than a predetermined threshold, it is clearly considered that the first authentication unit and the second authentication unit have authenticated at different positions, and the verification result is inconsistent. Is determined.

閾値の例として、指紋画像の画像サイズが300×300ピクセル、解像度が500dpiであった場合、座標差ベクトルのノルムが50ピクセル以上であった場合に矛盾可能性が高いと判定する。   As an example of the threshold value, when the image size of the fingerprint image is 300 × 300 pixels and the resolution is 500 dpi, it is determined that the possibility of contradiction is high when the norm of the coordinate difference vector is 50 pixels or more.

認証結果比較判定部56にて、矛盾可能性検出部54の判定結果に基づき、ノルムが大きい場合に各認証部52,53の照合スコアを減少させて認証されにくくする。例えば,図11に照合スコアを減ずるための重みテーブルの例を示す。判定結果に基づいて,各認証の照合スコアに乗じる重みを切り替えることにより,矛盾可能性が高ければ照合スコアが減少される。それにより,矛盾可能性が高い場合に,認証されにくくなり,他人受入の低減が期待できる。また、別な例として、図12に照合スコアを照合レベルに量子化するための閾値テーブルの例を示す。図12では,照合スコアは0〜100の範囲に含まれる値をとり,類似度合いが高くなるにつれて100に近づく。各認証部の照合スコアに応じて,図12の閾値により変換される照合レベルを決める。例えば,照合スコアが65だった場合,矛盾可能性が高ければ照合レベルは3に変換され,反対に低ければ4に変換される。すなわち,矛盾可能性が高い場合には,照合レベルは低く変換される。変換された照合レベルは,予め決められた照合閾値レベルと比較され,認証の成功/失敗が判定される。以上の手順により,矛盾可能性が高い(ノルムが大きい)場合に,認証されにくくなり,他人受入の低減が期待できる。なお,図12の閾値テーブルは第1認証部および第2認証部の両方で用いることを想定しているが,認証部ごとに閾値テーブルを設けてもよい。   Based on the determination result of the contradiction possibility detection unit 54, the authentication result comparison determination unit 56 reduces the verification score of each of the authentication units 52 and 53 to make it difficult to be authenticated when the norm is large. For example, FIG. 11 shows an example of a weight table for reducing the matching score. Based on the determination result, by switching the weight to be multiplied by the verification score of each authentication, the verification score is reduced if the possibility of contradiction is high. As a result, when there is a high possibility of contradiction, authentication will be difficult, and reduction in acceptance of others can be expected. As another example, FIG. 12 shows an example of a threshold table for quantizing a matching score into a matching level. In FIG. 12, the collation score takes a value included in the range of 0 to 100, and approaches 100 as the degree of similarity increases. In accordance with the verification score of each authentication unit, the verification level to be converted is determined by the threshold value in FIG. For example, if the collation score is 65, the collation level is converted to 3 if the possibility of contradiction is high, and vice versa. That is, when the possibility of contradiction is high, the collation level is converted to a low level. The converted collation level is compared with a predetermined collation threshold level to determine success / failure of the authentication. By the above procedure, when there is a high possibility of contradiction (the norm is large), it becomes difficult to authenticate and reduction of acceptance of others can be expected. 12 is assumed to be used in both the first authentication unit and the second authentication unit, but a threshold table may be provided for each authentication unit.

さらに、図7の処理手順では、第1認証部52にて認証成功となった場合にのみ、矛盾可能性検出部54を実行するが、別の実施形態として、照合判定閾値とは別な閾値を設けて、矛盾可能性検出部54の実行を制御してもよい。その場合、0<実施判定閾値<照合判定閾値とする。第1認証部52にて認証成功とならないが、ある程度の高い照合スコアが算出されていた(本人と判定できないがある程度の類似性は示している)場合に、矛盾可能性を検出する。認証制御部55では、矛盾が生じやすいと判定された場合には、認証失敗と判定して終了する。反対に、矛盾が生じやすいと判定されなかった場合には、本人と判定される可能性があるとみなして第2認証部53で認証を行なう。認証結果比較判定部56では、第2認証部53にて本人と認証された場合に、第1認証部52と第2認証部53の位置合せ結果を比較し、互いの位置合せ結果に矛盾があれば、第2認証部の認証結果を棄却して他人と判定し、反対に矛盾がなければ第2認証部の認証結果を採用して本人と判定する。それにより、第1認証部52と第2認証部53の位置合せ結果に矛盾がない場合には、第1認証部52と第2認証部53の認証結果のOR結合による認証性能の向上が期待できる。   Furthermore, in the processing procedure of FIG. 7, the contradiction possibility detection unit 54 is executed only when the first authentication unit 52 has succeeded in authentication. As another embodiment, a threshold different from the collation determination threshold is used. May be provided to control the execution of the contradiction possibility detection unit 54. In this case, 0 <implementation determination threshold <matching determination threshold. If the first authentication unit 52 does not succeed in authentication, but a high collation score is calculated to some extent (it cannot be determined that the user is authentic but shows a certain degree of similarity), the possibility of contradiction is detected. If it is determined that the contradiction is likely to occur, the authentication control unit 55 determines that the authentication has failed and ends. On the other hand, if it is not determined that a contradiction is likely to occur, the second authenticating unit 53 performs authentication by regarding that there is a possibility of being determined as the principal. The authentication result comparison / determination unit 56 compares the alignment results of the first authentication unit 52 and the second authentication unit 53 when the second authentication unit 53 authenticates the person, and there is a discrepancy between the alignment results. If there is, the authentication result of the second authentication unit is rejected and determined as another person, and if there is no contradiction, the authentication result of the second authentication unit is adopted and determined as the person. As a result, when there is no contradiction in the alignment results of the first authentication unit 52 and the second authentication unit 53, an improvement in authentication performance is expected by OR combination of the authentication results of the first authentication unit 52 and the second authentication unit 53. it can.

なお、実施形態では、2種類の認証部を用いた例について説明したが、3種以上の認証部を備えてもよく、矛盾可能性検出部の判定結果に基づいて、認証制御部が実行する認証部の種類と数を切り替えることも考えられる。矛盾可能性が高ければ高いほど、実行する認証部の数を増やすことにより、位置合せ結果の矛盾の有無を厳しく判定することができ、その結果として、他人による誤照合の発生頻度を抑制できる。   In the embodiment, an example using two types of authentication units has been described, but three or more types of authentication units may be provided, and the authentication control unit executes based on the determination result of the contradiction possibility detection unit. It is also possible to switch the type and number of authentication units. As the possibility of contradiction increases, the number of authentication units to be executed can be increased, whereby it is possible to strictly determine whether or not there is a contradiction in the alignment result, and as a result, it is possible to suppress the occurrence frequency of erroneous verification by others.

は、既存のハイブリット認証の例を示す概略構成図である。These are the schematic block diagrams which show the example of the existing hybrid authentication. は、制限のある入力例を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an input example with restrictions. は、不規則な入力例を説明する図である。These are figures explaining the example of irregular input. は、各指紋紋様における指の先端側の入力例を説明する図である。These are the figures explaining the input example of the front end side of the finger in each fingerprint pattern. は、本発明による生体認証処理を実行するコンピュータの概略構成図である。These are the schematic block diagrams of the computer which performs the biometrics authentication process by this invention. は、本発明の機能ブロック図である。These are functional block diagrams of the present invention. は、本発明における認証処理手順を示す図である。These are figures which show the authentication processing procedure in this invention. は、矛盾可能性検出部の判定結果の例1を示す図である。These are figures which show Example 1 of the determination result of a contradiction possibility detection part. は、矛盾可能性検出部の判定結果の例2を示す図である。These are figures which show the example 2 of the determination result of a contradiction possibility detection part. は、各認証部の位置合せ結果が異なる例を示す図である。These are figures which show the example from which the alignment result of each authentication part differs. は、照合スコアを変換するための重みテーブルを示す図である。These are figures which show the weight table for converting a collation score. は、照合スコアを照合レベルに変換するための閾値テーブルを示す図である。These are figures which show the threshold value table for converting a collation score into a collation level.

1 入力部
2 表示部
3 生体情報取得部
4 記憶部
5 処理部
6 バス
51 生体特徴データ生成部
52 第1認証部
53 第2認証部
54 矛盾可能性検出部
55 認証制御部
56 認証結果比較判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input part 2 Display part 3 Biometric information acquisition part 4 Memory | storage part 5 Processing part 6 Bus 51 Biometric characteristic data generation part 52 1st authentication part 53 2nd authentication part 54 Contradiction possibility detection part 55 Authentication control part 56 Authentication result comparison determination Part

Claims (8)

登録生体データを格納する記憶部と、
生体情報を取得する生体情報取得部と、
前記生体情報取得部にて取得された1つの生体情報から特性の異なる認証に用いる複数の生体特徴データを生成する生体特徴データ生成部と、
登録生体データと前記生体特徴データ生成部にて生成された複数の生体特徴データの内の1つである第1生体特徴データとを比較照合する第1認証部と、
前記登録生体データと前記生体特徴データ生成部にて生成された複数の生体特徴データの内の前記第1生体特徴データとは異なる第2生体特徴データと比較照合する第2認証部と、
前記第1認証部と前記第2認証部のそれぞれについて、認証結果を得た時の登録生体データと生体特徴データとの位置関係を取得し比較することにより、前記第1認証部と前記第2認証部での認証に矛盾がないかを判定する認証結果比較判定部を備え、
前記第1認証部と前記第2認証部の両認証結果が共に成功であった場合に認証結果比較判定部の判定結果で矛盾がなければ第1及び第2認証部の認証結果を採用することを特徴とする生体認証装置。
A storage unit for storing registered biometric data;
A biometric information acquisition unit for acquiring biometric information;
A biometric feature data generation unit that generates a plurality of biometric feature data used for authentication having different characteristics from one piece of biometric information acquired by the biometric information acquisition unit;
A first authentication unit for comparing and collating registered biometric data and first biometric feature data that is one of a plurality of biometric feature data generated by the biometric feature data generating unit;
A second authentication unit for comparing and collating second biometric feature data different from the first biometric feature data among the registered biometric feature data and the plurality of biometric feature data generated by the biometric feature data generating unit;
For each of the first authentication unit and the second authentication unit, the first authentication unit and the second authentication unit are obtained by acquiring and comparing the positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data when the authentication result is obtained. An authentication result comparison / determination unit that determines whether there is a contradiction in authentication in the authentication unit,
When both authentication results of the first authentication unit and the second authentication unit are successful, the authentication results of the first and second authentication units are adopted if there is no contradiction in the determination result of the authentication result comparison determination unit. A biometric authentication device.
請求項1記載の生体認証装置において、
前記第1認証部で認証結果を得たときの登録生体データと生体特徴データとの位置関係を取得し第1認証部の認証結果の矛盾可能性を検出する矛盾可能性検出部と、
前記矛盾可能性検出部にて、矛盾が生じやすいと判定された場合に前記第2認証部での認証を行なう認証制御部と、
を備えることを特徴とする生体認証装置。
The biometric authentication device according to claim 1,
A contradiction possibility detection unit that acquires the positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data when the authentication result is obtained by the first authentication unit, and detects the contradiction of the authentication result of the first authentication unit;
An authentication control unit that performs authentication in the second authentication unit when it is determined by the contradiction possibility detection unit that a contradiction is likely to occur;
A biometric authentication device comprising:
前記矛盾可能性検出部は、前記第1認証部で認証結果を得たときの登録生体データと生体特徴データとの位置関係に基づいて登録生体データと生体特徴データのそれぞれの基準位置間の座標差ベクトルを用いて矛盾可能性を評価することを特徴とする請求項2記載の生体認証装置。   The contradiction possibility detection unit is configured such that the coordinates between the reference positions of the registered biometric data and the biometric feature data based on the positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data when the authentication result is obtained by the first authentication unit. The biometric authentication device according to claim 2, wherein the possibility of contradiction is evaluated using a difference vector. 前記認証結果比較判定部は、前記第1認証部で認証結果を得たときの登録生体データと生体特徴データとの位置関係に基づいて登録生体データと生体特徴データのそれぞれの基準位置間の第1座標差ベクトルと、前記第2認証部で認証結果を得たときの登録生体データと生体特徴データとの位置関係に基づいて登録生体データと生体特徴データのそれぞれの基準位置間の第2座標差ベクトルを用いて、前記第1認証部と前記第2認証部の認証結果に矛盾がないか判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3内の一つに記載の生体認証装置。 The authentication result comparison / determination unit is configured to determine whether the registration biometric data and the biometric feature data are based on a positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data based on the positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data when the first authentication unit obtains the authentication result. Second coordinate between each reference position of the registered biometric data and the biometric feature data based on one coordinate difference vector and the positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data when the second authentication unit obtains the authentication result using the difference vector, the biometric authentication device according to one of the claims 1 to 3, characterized in that to determine whether there is inconsistency in the authentication result of the second authentication unit and the first authentication unit. 前記認証結果比較判定部は、前記第1認証部及び前記第2認証部の照合スコアを変換するための重みを格納したテーブルを備え、
前記矛盾可能性検出部により矛盾可能性ありと判定された場合に、前記テーブルに基づいて前記第1認証部及び前記第2認証部の照合スコアを減少させることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の生体認証装置。
The authentication result comparison and determination unit includes a table storing weighting for converting the matching score of the first authentication unit and the second authentication unit,
If it is determined that there is a possibility contradicted by the inconsistency possibility detection unit, according to claim 2 or claims, characterized in that reducing the matching score of the first authentication unit and second authentication unit in accordance with the table Item 4. The biometric authentication device according to Item 3 .
前記認証結果比較判定部は、前記第1認証部及び前記第2認証部の照合スコアを照合レベルに量子化するための閾値を格納したテーブルを備え、
前記矛盾可能性検出部により矛盾可能性ありと判定された場合に前記テーブルに基づいて前記第1認証部及び前記第2認証部の照合スコアを低いレベルに変換することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の生体認証装置。
The authentication result comparison / determination unit includes a table storing threshold values for quantizing the verification scores of the first authentication unit and the second authentication unit into verification levels,
Claims, characterized in that to convert the when it is determined that there is a possibility contradicted by contradiction possibility detection unit, a low level of matching score of the first authentication unit and second authentication unit in accordance with the table The biometric authentication device according to claim 2 or claim 3 .
予め登録された登録生体データを格納する記憶部と、
生体情報を取得する生体情報取得部と、
前記生体情報取得部にて取得された生体情報から、生体特徴データを生成する生体特徴データ生成部と、
登録生体データと生体特徴データ生成部にて生成された生体特徴データとを比較照合する第1認証部と、
前記第1認証部にて照合結果を得た時の登録生体データと生体特徴データとの位置関係に基づいて矛盾可能性を評価する矛盾可能性検出部を備え、
前記第1認証部の認証結果が成功の時、前記矛盾可能性検出部の評価結果で矛盾可能性があると判定された場合は前記第1認証部の認証結果のみで認証成功としないことを特徴とする生体認証装置。
A storage unit for storing pre-registered registered biometric data;
A biometric information acquisition unit for acquiring biometric information;
A biometric feature data generating unit that generates biometric feature data from the biometric information acquired by the biometric information acquiring unit;
A first authentication unit for comparing and collating registered biometric data and biometric feature data generated by the biometric feature data generating unit;
A contradiction possibility detection unit that evaluates the possibility of contradiction based on the positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data when the verification result is obtained in the first authentication unit,
When the authentication result of the first authentication unit is successful, if it is determined that there is a possibility inconsistent evaluation results of the inconsistency possibility detection section that no successful authentication only the authentication result of the first authentication unit A biometric authentication device.
生体情報を取得する生体情報取得ステップと、
前記生体情報取得ステップにて取得された1つの生体情報から特性の異なる認証に用いる複数の生体特徴データを生成する生体特徴データ生成ステップと、
予め登録された登録生体データと前記生体特徴データ生成ステップにて生成された複数の生体特徴データの内の1つである第1生体特徴データとを比較照合する第1認証ステップと、
前記予め登録された登録生体データと前記生体特徴データ生成ステップにて生成された複数の生体特徴データの内の前記第1生体特徴データとは異なる第2生体特徴データと比較照合する第2認証ステップと、
前記第1認証ステップと前記第2認証ステップのそれぞれについて、照合結果を得た時の登録生体データと生体特徴データとの位置関係を取得し比較することにより、前記第1認証ステップと前記第2認証ステップでの認証に矛盾がないかを判定する認証結果比較判定ステップと、
を備えることを特徴とする生体認証方法。
A biological information acquisition step of acquiring biological information ;
A biometric feature data generation step for generating a plurality of biometric feature data used for authentication with different characteristics from the one biometric information acquired in the biometric information acquisition step;
A first authentication step for comparing and collating pre-registered registered biometric data and first biometric feature data that is one of a plurality of biometric feature data generated in the biometric feature data generating step;
A second authentication step of comparing and collating the registered biometric data registered in advance with the second biometric feature data different from the first biometric feature data among the plurality of biometric feature data generated in the biometric feature data generating step. When,
For each of the first authentication step and the second authentication step, by acquiring and comparing the positional relationship between the registered biometric data and the biometric feature data when the comparison result is obtained, the first authentication step and the second authentication step are performed. An authentication result comparison determination step for determining whether there is a contradiction in authentication in the authentication step;
A biometric authentication method comprising:
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