JP6197345B2 - 生体認証装置、生体認証システム、および生体認証方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体認証装置、生体認証システム、および生体認証方法に関する。

生体認証装置においては、該システムの利用者増加への対応や利用者の対応率向上等を目的として、既存の生体情報に加えて新たな生体情報を追加して利用する場面が増えつつある。このような場面においては、新たに登録される生体情報の入力者が既存の生体情報の登録者と同一人物であることを確認することがセキュリティ上必須である。

新旧の生体情報が同一人物由来であることを保証する従来技術としては、複数回の認証結果に基づいて生体認証装置に新たな生体情報を自動登録する技術や、指紋画像と手のひら画像との位置関係に基づいて２つの生体情報が同一人物由来であることを保証する技術などがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１１−１２３５３２号公報 特開２０１２−２０８６８２号公報

生体認証装置は、自治体等における個人認証など、多くの利用者が想定される環境においても使用される。このような環境においては、従来技術のように利用者に複数回の認証を行わせることは利便性の面から考えて現実的ではない。

また、生体認証装置において求められるセキュリティの度合は、それぞれの生体認証装置によって異なることが一般的である。したがって、新たな生体情報を登録する際に新旧の生体情報が同一人物由来であることを保証するとき、その保障の確度はセキュリティの度合に応じて変更可能であることが望ましい。しかしながら、従来技術ではそのようなケースが想定されていない。

１つの側面では、本発明は、生体認証装置のセキュリティの度合に応じた確度で新旧の生体情報が同一人物由来であることの確認精度を向上させることができる生体認証装置、生体認証システム、および生体認証方法を提供することを目的とする。

１つの態様では、生体認証装置は、利用者を認証する際に用いられる第１の種類の生体情報と、前記利用者を認証する際に用いられ前記第１の種類とは異なる第２の種類の生体情報を取得する取得部と、前記利用者の前記第１の種類の生体情報と前記利用者の登録データとの照合を行う照合処理部と、前記照合処理部による照合の結果、認証が成功したとき、前記第１の種類の生体情報と前記第２の種類の生体情報とが同一の利用者の生体情報であるか否かを判定するための予め登録された複数の方法のうち、セキュリティの度合に応じて決定される少なくとも１つの方法により、前記取得部により取得された前記第１および前記第２の種類の生体情報とが同一の利用者のものであるか判定を行う判定部と、前記判定部の判定結果に応じて、前記第２の種類の生体情報を登録する登録部と、を備える。

新たな生体情報の登録機会が限られた生体認証装置において、該生体認証装置のセキュリティの度合に応じた確度で新旧の生体情報が同一人物由来であることの確認精度を向上させることができる。

（ａ）は実施例１に係る生体認証装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図であり、（ｂ）は生体センサの模式図である。 生体認証プログラムの実行によって実現される各機能のブロック図である。 追加登録処理の一例を表すフローチャートである。 確認事項リストを取得する際に実行されるフローチャートの一例である。 データベースなどに記憶されている確認事項の一例を表す図である。 （ａ）は生体センサに対して平行に手のひらをかざした場合の模式図であり、（ｂ）は生体センサによって取得される指紋画像および手のひら静脈画像を表す図である。 （ａ）は手のひらを離した場合の模式図であり、（ｂ）は生体センサによって取得される指紋画像および手のひら静脈画像を表す図である。 （ａ）は人差指離した場合の模式図であり、（ｂ）は生体センサによって取得される指紋画像および手のひら静脈画像を表す図である。 作成された手の傾きと指紋画像の面積の関連性のテーブルである。 指のつけねから指紋中心位置までの距離を表す図である。 実施例２に係る生体認証装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。 実施例２に係る生体認証プログラムの実行によって実現される各機能のブロック図である。 実施例２に係る追加登録処理の一例を表すフローチャートである。 確認事項を実施する際に実行されるフローチャートの一例を表す図である。 確認事項を実施する際に実行されるフローチャートの一例を表す図である。 ランダムコードを用いる例を説明するための図である。 実施例３に係る生体認証プログラムの実行によって実現される機能ブロック図である。 確認事項リスト取得処理の際に実行されるフローチャートである。 確認事項候補の例である。 実施例１の生体認証装置を生体認証システムで実現する例である。 図２０の生体認証システムのハードウェア構成図である。 実施例２の生体認証装置を生体認証システムで実現する例である。 図２２の生体認証システムハードウェア構成図である。 実施例３の生体認証装置を生体認証システムで実現する例である。

まず、以下の実施例で用いられる用語について説明する。インスタンスとは、認証に用いる生体の単位のことであり、例えば、指、手のひら、顔、目などである。したがって、指と手のひらは、異なるインスタンスである。また、中指と人差し指も異なるインスタンスであり、右目と左目も異なるインスタンスである。モダリティとは、生体特徴の種類のことであり、例えば、指紋、静脈、虹彩、顔形状、手のひら形状などである。したがって、同一の指における指紋および静脈は、異なるモダリティである。

生体情報とは、生体に係る情報のことであり、生体個別の特徴を表す生体特徴などを含む。異なる種類の生体情報とは、モダリティ、インスタンス、取得方法、認証方式のいずれか１つ以上が異なる生体情報のことをいう。モダリティが異なる例として、既存生体情報が指紋で新生体情報が手のひら静脈の場合が挙げられる。また、取得方法が異なる例として、既存生体情報が接触型の指紋センサで取得された中指の指紋で、新生体情報が非接触の指紋センサで取得された人差し指の指紋である場合が挙げられる。さらに、認証方式が異なる例として、既存生体情報が人差し指の指紋で、新生体情報が別の指の指紋であり、両者は同じ指紋センサで取得されるものの、人差し指の指紋を用いた場合の認証方式と別の指の指紋を用いた場合の認証方式が異なる場合が挙げられる。例えば、人差し指と親指、小指は指の幅が大きく異なるため、両者の認証方式が異なる場合がある。また、人差し指と別の指で指紋入力のしやすさに相違があることで、両者の認証方式が異なる場合がある。

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

図１（ａ）は、実施例１に係る生体認証装置１００のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図１（ｂ）は、後述する生体センサ１０５の模式図である。図１（ａ）を参照して、生体認証装置１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶装置１０３、表示装置１０４、生体センサ１０５、通信部１０６、属性情報取得部１０７などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。

ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１は、中央演算処理装置である。ＣＰＵ１０１は、１以上のコアを含む。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、ＣＰＵ１０１が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。

記憶装置１０３は、不揮発性記憶装置である。記憶装置１０３として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。本実施例に係る生体認証プログラムは、記憶装置１０３に記憶されている。表示装置１０４は、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスパネル等であり、後述する追加登録処理の結果などを表示する。

生体センサ１０５は、ユーザの生体情報を検出するセンサであり、異なる複数種類の生体情報を検出する。本実施例においては、生体センサ１０５は、複数の指の指紋画像を既存生体情報として取得するとともに、手のひら静脈画像を新生体情報として取得する。すなわち、生体センサ１０５は、複数の指および手のひらという異なるインスタンスを対象とし、指紋および静脈という異なるモダリティを取得する。

図１（ｂ）を参照して、生体センサ１０５は、既存生体情報取得部１０８および新生体情報取得部１０９を備える。既存生体情報取得部１０８は、光学式センサ、静電容量センサなどであり、２本以上の指の指紋画像を取得する。既存生体情報取得部１０８として、接触型と非接触型のどちらも使用可能である。本実施例においては、既存生体情報取得部１０８は、人差し指、中指、および薬指の３指の指紋を取得する。新生体情報取得部１０９は、一例として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラなどである。新生体情報取得部１０９は、近赤外線を利用することによって、手のひら静脈画像を取得する。

なお、既存生体情報取得部１０８および新生体情報取得部１０９は、同一人物の生体情報を安定的に抽出するために、互いに固定して配置されることが望ましい。また、既存生体情報および新生体情報が同時に取得可能であることが望ましい。例えば、既存生体情報取得部１０８および新生体情報取得部１０９は、所定の距離Ｌ内に固定して配置され、指紋画像および手のひら静脈画像を同時に取得可能であることが望ましい。距離Ｌは、例えば、一般的な手のひらの大きさ内におさまる数ｃｍから１０ｃｍ程度である。

通信部１０６は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などへの接続インタフェースである。属性情報取得部１０７は、キーボード、マウスなどの入力機器であり、例えば、利用者を識別するためのＩＤなどを入力するための装置である。

記憶装置１０３に記憶されている生体認証プログラムは、実行可能にＲＡＭ１０２に展開される。ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０２に展開された生体認証プログラムを実行する。それにより、生体認証装置１００による各処理が実行される。生体認証プログラムが実行されることによって、登録処理、照合処理、追加登録処理などが実行される。

登録処理は、各利用者に関連づけて、生体センサ１０５が取得した既存生体情報をデータベースなどに登録する処理である。照合処理は、生体センサ１０５によって取得された利用者の生体情報と登録された生体情報との類似度等がしきい値以上であれば当該利用者が登録された利用者と同一人物であると判定する処理である。追加登録処理は、既存生体情報が登録されている利用者の新生体情報を当該利用者と関連付けて追加登録する処理である。

例えば、追加登録処理は、利用者数の増大へ対応する場合が挙げられる。生体認証装置の利用者数は増大傾向にあり、以前よりも高い認証精度が求められている。これを解決するために、既存生体情報に新生体情報を追加して利用することで、認証精度を向上させる場合がある。次に、二重登録チェック機能を追加する場合が挙げられる。生体認証装置の利用者が二重に登録されていないかを確認する二重登録チェックを実施するためには、各利用者の登録データを他の全ての登録データと照合して確認する１：Ｎ認証が必要となる。一般的に、１：Ｎ認証を実施するためには、識別情報に対応づけられた登録データ１つと入力された照合データとを１対１で照合させて認証する１：１認証よりも高い認証精度が求められる。これを解決するために、新生体情報を追加して利用することで、認証精度を向上させる場合がある。次に、利用者の対応率向上に向けた対策を行う場合が挙げられる。既存生体情報では認証困難な利用者に対して、認証容易な別の新生体情報を追加して利用することで、対応率を向上させる場合などがある。

図２は、生体認証プログラムの実行によって実現される各機能のブロック図である。生体認証プログラムの実行によって、確認事項リスト管理部１１、確認事項リスト取得部１２、認証データ作成部１３、照合処理部１４、出力部１５、確認事項処理部１６、同一人物判定部１７、登録データ作成部１８、データベース１９などが実現される。

（追加登録処理）
図３は、追加登録処理の一例を表すフローチャートである。図３を参照して、まず、管理事項リスト取得部１２は、既存生体情報と新生体情報とが同一人物由来の生体情報であることを確認するために実施する確認事項をまとめた確認事項リストを取得する（ステップＳ１）。

図４は、確認事項リストを取得する際に実行されるフローチャートの一例である。図４を参照して、確認事項リスト管理部１１は、実施可能な確認事項を表示装置１０４に表示させる（ステップＳ１１）。各確認事項は、データベース１９などに記憶されている。確認事項リスト取得部１２は、セキュリティの高低の度合に応じて決定された確認事項を取得し、確認事項リストを作成する（ステップＳ１２）。以上のステップの実行によって、確認事項が取得される。

図５は、データベース１９などに記憶されている確認事項の一例を表す図である。図５を参照して、各確認事項は、既存生体情報と新生体情報とが同一人物の生体情報であることを判定する方法に関連付けられている。また、各確認事項は、生体認証装置１００の確認レベルに関連付けられている。確認レベルとは、セキィリティの高低の度合のことである。

取得される確認事項リストは、確認事項を実施する順番を含んでいてもよい。また、確認事項リスト取得部１２は、管理者が確認事項を選択する際に、生体認証装置１００の確認レベルを満たすような組み合わせのみを取得できるようにしてもよい。例えば、あらかじめ、生体認証装置１００か管理者、あるいは生体認証装置１００の開発者が、各確認事項にあらかじめ確認レベルを定めておく。管理者が選択した確認事項の確認レベルの和が生体認証装置１００の確認レベル以上であれば、確認事項リスト取得部１２は、確認レベルを満たす組み合わせであると判定して確認事項リストを取得できるようにする。

再度図３を参照して、次に、属性情報取得部１０７は、利用者の属性情報を取得する（ステップＳ２）。属性情報は、例えば、利用者のユーザ名や利用者固有の識別記号などである。次に、既存生体情報取得部１０８が既存生体情報を、新生体情報取得部１０９が新生体情報を同時に取得する（ステップＳ３，Ｓ４）。その後、認証データ作成部１３は、取得された既存生体情報から認証データを作成する。認証データは、既存生体情報が指紋の場合、例えば、指紋の隆線のパターンやマニューシャの位置情報が挙げられる。

その後、照合処理部１４は、認証データとデータベース９０に登録されている登録データとの照合処理を行い、照合が成功したか否かを判定する（ステップＳ５）。この際、属性情報も取得されている場合は、属性情報に対応付けられている登録データのみと認証データとを照合する１：１照合を実施してもよい。照合処理部１４の照合処理は、例えば、指紋のパターンマッチング処理、マニューシャマッチング処理などが挙げられる。照合処理の結果として認証データと登録データの１つとが一致すると判定された場合、認証データの利用者があらかじめ登録された正規の利用者であるとする認証成功結果を照合処理部１４が出力する。また、認証データと一致する登録データが存在しないと判定された場合、認証データの利用者があらかじめ登録された正規の利用者ではないとする認証失敗を照合処理部１４が出力する。

出力部１５は、照合処理部１４の結果が認証失敗であった場合、認証に失敗した旨を表示装置１０４に表示させる。その後、新生体情報が追加登録されずに、追加登録処理が終了する（ステップＳ６）。出力部１５は、照合処理部１４の結果が認証成功であった場合、認証に成功した旨を表示装置１０４に表示させる。また、認証成功によりあるアプリケーションを実行可能とするシステムでは、認証成功であった場合、アプリケーションを実行させてもよい。さらに、認証成功によりログインや入退室管理の許可を出すシステムでは、認証成功であった場合、許可を出してもよい。次に、確認事項処理部１６は、確認事項リスト取得部１２が取得した確認事項リスト内の確認事項の実施を開始する。

以下で、本実施例の確認事項と、当該確認事項を用いて同一人物判定部１７が同一人物由来であると判定する方法の例について述べる。本実施例においては、既存生体情報取得部１０８によって取得される指紋の撮像領域と、新生体情報取得部１０９によって取得される手のひらの撮像領域との位置関係を利用して、同一人物由来であるか否かを判定する方法について説明する。なお、既存生体情報取得部１０８と新生体情報取得部１０９が、それぞれ指紋画像および手のひら静脈画像を連続的に複数枚撮影可能である場合は、その撮影中に複数の姿勢を利用者に指示して、一連の動作で複数の確認事項結果を得てもよい。

確認事項の第１の例として、様々な入力姿勢での変動調査が挙げられる。利用者が生体センサ１０５に新生体情報と既存生体情報とを入力する際に、確認事項処理部１６が、様々な手の姿勢で入力するような指示メッセージを表示装置１０４に表示させる。利用者はその指示に従って入力する。様々な手の姿勢は、例えば、手のひらを上げた姿勢、ある指を既存生体情報取得部１０８から離した姿勢などが挙げられる。

図６（ａ）は、生体センサ１０５に対して平行に手のひらをかざした場合の模式図である。図６（ｂ）は、この場合に生体センサ１０５によって取得される指紋画像および手のひら静脈画像を表す図である。一方、図７（ａ）のように利用者が手のひらを上げた（新生体情報取得部１０９から離した）姿勢で指紋と手のひら静脈を入力した場合、指紋画像は、図７（ｂ）のように通常よりも面積が小さくなる。また、手のひら静脈画像は、図７（ｂ）のように手首側が小さくなるように映る。あるいは、図８（ａ）のように人差し指を既存生体情報取得部１０８から離した姿勢で入力した場合、図８（ｂ）のように、指紋画像は人差し指の部分だけ映らない。また、手のひら静脈画像は、人差し指のみ指の幅が狭くなる。また、手のひら静脈画像がグレースケールの場合、指のつけねの色の輝度値が、他の指のつけねと比較して低くなる。

手のひらを上げた姿勢の場合、同一人物判定部１７は、実際に取得された新生体情報から手の傾きを、既存生体情報から指紋面積の割合をそれぞれ算出する。指紋面積の割合は、手の傾きが０°の場合、すなわち通常の入力の場合を１とした際の割合として算出する。次に、同一人物判定部１７は、手の傾きに対する指紋面積の割合を、図９のようなあらかじめ作成された手の傾きと指紋画像の面積の関連性のテーブルの値と比較して、所定の閾値以下の差、例えば０．１ほどの差であれば、新生体情報と既存生体情報とが同一人物由来であると判定する。

また、人差し指を既存生体情報取得部１０８から離した姿勢の場合、同一人物判定部１７は、人差し指を上げた際の輝度値を通常の入力の際の人差し指のつけねの輝度値で割った割合を算出する。例えば、指のつけねの輝度値は、指のつけね部分の領域の輝度値の平均値として求められる。また、同一人物判定部１７は、人差し指を上げた際の各指の幅を算出する。指紋画像中に人差し指が存在せず、かつ、指のつけねの輝度値の割合が所定の閾値以下、例えば７割以下であり、さらに、人差し指の幅とその他の指の幅との差が所定の閾値以上、例えば１ｍｍ上である場合に、同一人物判定部１７は、同一人物由来であると判定する。

確認事項の第２の例として、指紋と手のひら静脈との距離の調査が挙げられる。確認事項処理部１６は、利用者に複数回、指紋と手のひら静脈を入力する旨の指示を表示装置１０４に表示させる。確認事項処理部１６は、各入力で得られた指紋画像と手のひら静脈画像のペアから、両者の距離を算出する。両者の距離の例としては、図１０（ａ）および図１０（ｂ）のような指のつけねから指紋中心位置までの距離が挙げられる。指の長さは、例えば、特開２０１２−２０８６８２号公報などの手法により算出することができる。同一人物判定部１７は、各入力で得られた距離にしきい値以上の大きな隔たりがなければ、既存生体情報と新生体情報とが同一人物の生体情報であると判定する。

確認事項の第３の例として、指紋画像と手のひら静脈画像が、利用者の骨格の稼働範囲内の動きにより取得されたかを確認する場合が挙げられる。まず、既存生体情報取得部１０８または新生体情報取得部１０９のいずれかを用いて、利用者の手全体の画像を撮影する。次に、指紋画像から、指先の方向を算出する。また、手のひら静脈画像から、センサからの距離、手のひらの傾き、指のつけねの方向を算出する。その後、各情報をもとに、指紋画像と手のひら静脈画像との間の情報を補間して、入力時の手の姿勢を推定する。手の姿勢の推定が、利用者の手全体の画像から推定される手の稼働範囲内の動きで再現可能であると判定されれば、同一手から入力されていると判定する。再現可能であるという判定の例として、手全体の画像と手の姿勢の推定のそれぞれの指の長さや指の幅の差が所定の閾値以内であること、手全体の画像の各指を指のつけねを中心として回転させることで手の姿勢の推定の指の方向に完全に一致することなどが挙げられる。

なお、確認事項リストが複数の確認事項を有する場合、同一人物判定部１７は、各確認事項の結果から最終の判定を行う。同一人物判定部１７は、全ての確認事項で同一人物由来であると判定したならば、同一人物由来であると最終判定する。また、同一人物判定部１７は、どれか１つの確認事項で同一人物由来であると判定されなかった場合は、他の確認事項で同一人物由来であると判定されていても、同一人物由来でないとする最終判定を行ってもよい。この場合、新生体情報が追加登録されずに追加登録処理が終了する（ステップＳ６）。

再度図３を参照して、同一人物判定部１７が同一人物由来であると判定した場合、登録データ作成部１８は、新生体情報を用いて登録データを再作成する（ステップＳ７）。例えば、あらかじめ登録されていた既存生体情報に、新生体情報から抽出した静脈パターンを追加して、新たな登録データを作成する。再作成された登録データは、データベース１９内に保存される。

以上の過程により、新生体情報を用いた登録データが追加登録される。なお、ある利用者に関して、新生体情報を用いた登録データが登録された場合、それ以降の利用者の認証処理においては、照合処理部１４は新生体情報も利用した照合を行うことが望ましい。また、手のひら静脈を新生体情報として追加する際に、既存生体情報の指紋の指の本数を変更してもよい。この場合、登録データ作成部１８が、新たに登録される指の種類と登録データ内であらかじめ登録されている指の種類の対応をとり、同じ指が二重に登録されることを防ぐことが望ましい。新生体情報の追加により、既存生体情報取得部１０８で取得される既存生体情報に変化が生じる場合がある。その際は、新生体情報と一緒に取得された既存生体情報を用いて、登録データを再作成してもよい。

本実施例によれば、新生体情報の登録機会が限られた生体認証装置において、当該生体認証装置のセキュリティの度合に応じた確度で、既存生体情報と新生体情報とが同一人物由来であることの確認精度を向上させることができる。

図１１は、実施例２に係る生体認証装置１００ａのハードウェア構成を説明するためのブロック図である。生体認証装置１００ａが図１の生体認証装置１００と異なる点は、確認事項用外部装置１１０がさらに設けられている点である。確認事項用外部装置１１０は、確認事項を実施するための装置であり、一例としてカメラである。

図１２は、実施例２に係る生体認証プログラムの実行によって実現される各機能のブロック図である。図２と異なる点は、外部装置結果取得部２０がさらに実現される点である。図１３は、本実施例に係る追加登録処理の一例を表すフローチャートである。図１３を参照して、図３のフローチャートと異なる点は、既存生体情報を取得した後に新生体情報が取得される点である。その他の処理については、図３のフローチャートと同様である。

外部装置結果取得部２０は、既存生体情報取得部１０８の取得タイミングと、新生体情報取得部１０９の取得タイミングとに、当該取得シーンをそれぞれ撮像する。同一人物判定部１７は、それぞれ撮像された取得シーンを比較して、入力した利用者が同一人物であるかを判定する。同一人物の判定には、例えば、カメラで撮像された画像中に写る利用者の顔を用いた顔認証や、利用者の全身を動画で取得し、利用者が一連の動きで新生体情報と既存生体情報とが入力されていることを時系列に判定する方法を用いてもよい。

本実施例においても、新生体情報の登録機会が限られた生体認証装置において、当該生体認証装置のセキュリティの度合に応じた確度で、既存生体情報と新生体情報とが同一人物由来であることの確認精度を向上させることができる。

（変形例１）
新生体情報取得部１０９を確認事項用外部装置１１０として新たに使用し、既存生体情報取得部１０８を備える装置の近くに設置して、新生体情報と既存生体情報とを同時に取得してもよい。上記の通り、同時に取得すると、理想的な姿勢での入力が困難である場合や、別装置の光源の影響がある場合に、どちらかの生体情報の認証精度が落ちることが想定される。しかしながら、新生体情報と既存生体情報とが同一人物由来のものであることが確認可能な認証精度であれば、実現可能である場合がある。

図１４は、変形例１に係る構成において確認事項を実施する際に実行されるフローチャートの一例を表す図である。図１４を参照して、既存生体情報取得部１０８が既存生体情報を取得し（ステップＳ３１）、確認事項用外部装置１１０として用いる新生体情報取得部１０９が新生体情報を取得する（ステップＳ３２）。次に、照合処理部１４は、既存生体情報と登録データとの照合を行う（ステップＳ３３）。

照合処理部１４は、ステップＳ３１で取得した既存生体情報による照合が成功したか否かを判定する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４で「Ｎｏ」と判定された場合、同一人物判定部１７は、同一人物ではないと判定する（ステップＳ３５）。ステップＳ３４で「Ｙｅｓ」と判定された場合、照合処理部１４は、ステップＳ３２で取得した新生体情報と、確認事項開始前に取得した（ステップＳ２４）新生体情報との照合を行う（ステップＳ３６）。照合処理部１４は、ステップＳ３６の照合が成功したか否かを判定する（ステップＳ３７）。ステップＳ３７で「Ｎｏ」と判定された場合、同一人物判定部１７は、同一人物ではないと判定する（ステップＳ３５）。ステップＳ３７で「Ｙｅｓ」と判定された場合、同一人物判定部１７は、同一人物であると判定する（ステップＳ３８）。その後、確認事項が終了する。

本変形例によれば、既存生体情報取得部１０８および新生体情報取得部１０９が同時に既存生体情報と新生体情報とを同時に取得することによって、同一人物由来であるか否かを判定することができる。

（変形例２）
新生体情報取得部１０９を確認事項用外部装置１１０として新たに使用し、新生体情報取得部１０９を用いて新生体情報および既存生体情報を取得し、同一人物由来であることの確認に利用してもよい。あるいは、既存生体情報取得部１０８を確認事項用外部装置１１０として新たに使用し、既存生体情報取得部１０８を用いて新生体情報および既存生体情報を取得し、同一人物由来であることの確認に利用してもよい。

図１５は、変形例２に係る構成において確認事項を実施する際に実行されるフローチャートの一例を表す図である。図１５を参照して、確認事項用外部装置１２０は、既存生体情報を取得するとともに（ステップＳ４１）、新生体情報を取得する（ステップＳ４２）。例えば、顔を新生体情報、指紋を既存生体情報とした場合、利用者に顔のすぐ横に指を持ってきてもらったうえで、新生体情報として顔画像を撮影するカメラに、顔と同時に指紋も撮影させる。

その際に、顔と指紋が同じ人から入力されていることを示すために、カメラは、ズーム機能を調整しながら利用者を撮影する。利用者の上半身全体が写っている状態から、徐々に顔と指紋付近までズームする。最終的にできる限り指紋が大きく写り、かつ顔の輪郭が見えている位置までズームする。あるいは、上半身全体がカメラで撮影できる位置から、利用者に徐々に近づいてきてもらい、その間の様子をカメラで撮影してもよい。最終的にできる限り指紋が大きく写り、かつ顔の輪郭が見えている位置まで近づいてもらう。

カメラは、所定の間隔で一連の画像を取得し、利用者の上半身の画像から顔の輪郭と指紋が写っている画像までを取得する。カメラで画像を取得する上記所定の間隔は、一連の動作中に他の指の指紋に置き換えることが困難となるように、例えば１秒以下などの短い時間であることが好ましい。

新生体情報取得部１０９は、画像の中で、指紋領域が最も広い画像から、指紋領域を抽出して、既存生体情報として取得する。また、新生体情報取得部１０９は、画像の中で顔全体が写っておりかつ顔領域の面積が最大となる画像から、顔領域のみを抽出して、新生体情報として取得する。

同一人物判定部１７は、初めに、カメラで取得された画像を用いて、指紋と顔画像が同じ人から入力されていることを確認する。まず、同一人物判定部１７は、上半身が写っている画像において、利用者の身体の領域の抽出を行う。手と顔の位置が同一の身体の領域内にあれば、上半身が写っている画像において、顔と指紋が同じ人から入力されていると判定し、処理を続行する。顔と指紋が異なる身体の領域となった画像があったならば、指紋が異なる人から入力されていると判定して、もう一度同じ作業を要求するか、または同一人物判定処理を終了する。

次に、同一人物判定部１７は、カメラで撮影された全ての画像で、指紋と顔の輪郭との最短距離で変動が所定の数値未満であれば、全ての画像において、顔と指紋が同じ人から入力されていると判定し、処理を続行する。上記変動が所定の数値以上である画像があったならば、異なる人から入力されていると判定し、もう一度始めから同じ作業を要求するか、または確認事項の実施を終了する。上記所定の数値は、例えば１０ｃｍ程度に設定してもよい。

次に、照合処理部１４は、既存生体情報と登録データとの照合を行う（ステップＳ４３）。照合処理部１４は、ステップＳ４１で取得した既存生体情報による照合が成功したか否かを判定する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４で「Ｎｏ」と判定された場合、同一人物判定部１７は、同一人物ではないと判定する（ステップＳ４５）。ステップＳ４４で「Ｙｅｓ」と判定された場合、照合処理部１４は、新生体情報と、確認事項開始前に取得した（ステップＳ２４）新生体情報との照合を行う（ステップＳ４６）。照合処理部１４は、ステップＳ４６の照合が成功したか否かを判定する（ステップＳ４７）。ステップＳ４７で「Ｎｏ」と判定された場合、同一人物判定部１７は、同一人物ではないと判定する（ステップＳ４５）。ステップＳ４７で「Ｙｅｓ」と判定された場合、同一人物判定部１７は、同一人物であると判定する（ステップＳ４８）。その後、確認事項が終了する。

（変形例３）
パルスオキシメータなどの脈拍センサを確認事項用外部装置１１０として用いてもよい。例えば、新生体情報取得部１０９が新生体情報を取得する際に、新生体情報が取得されるインスタンスまたはその周辺の脈拍を測定し、既存生体情報が取得される際に既存生体情報が取得されるインスタンスまたはその周辺の脈伯を測定して、両者の脈拍が一致すれば同一人物由来であると判定してもよい。

（変形例４）
ランダムコードの決定、保管、表示する装置を確認事項用外部装置１１０として用いてもよい。図１６を参照して、確認事項用外部装置１１０は、既存生体情報取得部１０８に設けられており、ランダムコードを表示する。ランダムコードの表示位置は、新生体情報取得部１０９の撮像可能範囲内に位置する。既存生体情報取得部１０８が既存生体情報を取得する際に、確認事項用外部装置１１０は、ランダムコードを１つ決定して表示する。新生体情報取得部１０９は、新生体情報と一緒にランダムコードを撮像する。新生体情報と一緒に撮像されたランダムコードと、既存生体情報を取得する際に表示したランダムコードとが一致した場合に、同一人物由来であると判定してもよい。

図１７は、実施例３に係る生体認証プログラムの実行によって実現される機能ブロック図である。実施例３に係る生体認証装置１００ｂは、実施例１と同様の装置構成を有する。図１７の機能が図２の機能と異なる点は、確認事項候補作成部２１が新たに実現される点である。追加登録処理の際に、図３と同様の処理が行われる。ただし、確認事項リスト取得処理の際には、一例として図１８のフローチャートが実行される。

確認事項リスト管理部１０は、実施可能な確認事項を列挙する（ステップＳ５１）。その後、確認事項候補作成部２１は、生体認証装置１００ｂの利用環境に応じて、適切な確認事項のみを抜粋して優先度が高い順に並べた確認事項候補を作成する。確認事項候補を作成するため、生体認証装置１００ｂは、あらかじめ確認事項ごとに、数値が高いほど確認事項の信頼度が高い確認レベル、実施時間、同一人物由来の判定に必要な総データサイズなどを定めておく。

確認事項候補を作成する際に、確認事項候補作成部２１は、セキュリティを重視する環境であるならば、実施可能な確認事項を確認レベルの高さが高い順に確認事項を並べた図１９のような確認事項候補を作成する。あるいは、確認事項候補作成部２１は、利用者人数が多い環境で１人当たりの追加登録時間を最小限に抑える必要がある場合には、実施時間の短い順に確認事項を並べた確認事項候補を作成する。あるいは、利用者人数が多い環境で、保存するデータサイズを最小限に抑える必要がある場合は、同一人物由来の判定に必要な総データサイズが小さい順に確認事項を並べた確認事項候補を作成する。生体認証装置１００ｂが所定の確認レベルを必要とする場合、確認事項候補作成部２１は、所定の確認レベルを満たすような確認事項の組み合わせで、確認事項候補を作成してもよい。また、管理者が優先すべき事項を管理者用端末から入力して、確認事項候補の修正を行ってもよい。

確認事項リスト取得部１２は、確認事項候補から管理者が選択した確認事項を取得し、確認事項リストを作成する（ステップＳ５３）。以上のステップの実行によって、確認事項が取得される。

本実施例においても、新生体情報の登録機会が限られた生体認証装置において、当該生体認証装置のセキュリティの度合に応じた確度で、既存生体情報と新生体情報とが同一人物由来であることの確認精度を向上させることができる。

（他の例）
上記各実施例においては、各機能が１台の生体認証装置に備わる例について説明したが、それに限られない。例えば、実施例１の各機能は、端末、サーバなどに分散していてもよい。図２０は、実施例１の生体認証装置１００を複数の端末およびサーバを含む生体認証システムで実現する例である。認証データ作成部１３および出力部１５は、属性情報取得部１０７、既存生体情報取得部１０８および新生体情報取得部１０９を備える利用者用端末３０内に実現されてもよい。確認事項リスト管理部１１および確認事項リスト取得部１２は、管理者用端末４０内に実現されてもよい。照合処理部１４は、データベース７０を備える認証サーバ６０内に実現されてもよい。確認事項処理部１６、同一人物判定部１７および登録データ作成部１８は、属性情報取得部１０７、既存生体情報取得部１０８および新生体情報取得部１０９を備える登録用端末５０内に実現されてもよい。

図２１は、図２０の生体認証システムのハードウェア構成図である。図２１を参照して、利用者用端末３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶装置、表示装置、生体センサ、通信部、属性情報取得部などを備える。当該生体センサが既存生体情報取得部１０８および新生体情報取得部１０９を備える。管理者用端末４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶装置、表示装置、通信部などを備える。登録用端末５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶装置、表示装置、生体センサ、通信部などを備える。当該生体センサが既存生体情報取得部１０８および新生体情報取得部１０９を備える。認証サーバ６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶装置、表示装置、通信部などを備える。生体認証プログラムは、いずれか１以上の装置内に記憶され、各装置で実行される。

図２２は、実施例２の生体認証装置１００ａを複数の端末およびサーバを含む生体認証システムで実現する例である。図２２を参照して、図２０と異なる点は、外部装置結果取得部２０が登録用端末５０内に実現される点である。図２３は、図２２の生体認証システムハードウェア構成図である。図２３を参照して、図２１と異なる点は、確認事項用外部装置１１０が登録用端末５０内に備わっている点である。なお、確認事項用外部装置１１０は、登録用端末５０とはネットワークを介して独立に備わっていてもよい。

図２４は、実施例３の生体認証装置１００ｂを複数の端末およびサーバを含む生体認証システムで実現する例である。図２４を参照して、図２０と異なる点は、確認事項候補作成部２１が管理者用端末４０内に実現される点である。ハードウェア構成は、図２１と同様である。

なお、上記各実施例においては、既存生体情報として指の指紋画像を用い、新生体情報として手のひら静脈画像を用いたが、互いに異なる種類の生体情報を用いればよい。また、上記各実施例において、偽造指紋に対する対策として、例えば、特開２００９−２３８０１４号公報のような生体が偽造指であるかを判定する技術を用いてもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１１ 確認事項リスト管理部
１２ 確認事項リスト取得部
１３ 認証データ作成部
１４ 照合処理部
１５ 出力部
１６ 確認事項処理部
１７ 同一人物判定部
１８ 登録データ作成部
１９ データベース
２０ 外部装置結果取得部
２１ 確認事項候補作成部
１００ 生体認証装置
１０５ 生体センサ
１０７ 属性情報取得部
１０８ 既存生体情報取得部
１０９ 新生体情報取得部

Claims (10)

1. 利用者を認証する際に用いられる第１の種類の生体情報と、前記利用者を認証する際に用いられ前記第１の種類とは異なる第２の種類の生体情報を取得する取得部と、
   前記利用者の前記第１の種類の生体情報と前記利用者の登録データとの照合を行う照合処理部と、
   前記照合処理部による照合の結果、認証が成功したとき、前記第１の種類の生体情報と前記第２の種類の生体情報とが同一の利用者の生体情報であるか否かを判定するための予め登録された複数の方法のうち、セキュリティの度合に応じて決定される少なくとも１つの方法により、前記取得部により取得された前記第１および前記第２の種類の生体情報とが同一の利用者のものであるか判定を行う判定部と、
   前記判定部の判定結果に応じて、前記第２の種類の生体情報を登録する登録部と、を備えることを特徴とする生体認証装置。
2. 前記複数の方法は、前記第１の種類の生体情報を取得するための第１の撮像領域と、前記第２の種類の生体情報を取得するための第２の撮像領域との位置関係を利用した方法を含むことを特徴とする請求項１記載の生体認証装置。
3. 前記複数の方法は、前記取得部が前記第１の種類の生体情報および前記第２の種類の生体情報を取得するシーンの画像を利用した方法を含むことを特徴とする請求項１または２記載の生体認証装置。
4. 前記複数の方法は、前記取得部が同時に取得した前記第１の種類の生体情報および前記第２の種類の生体情報を利用した方法を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体認証装置。
5. 前記複数の方法は、前記第１の種類の生体情報のインスタンスまたはその周辺の脈拍および前記第２の種類の生体情報のインスタンスまたはその周辺の脈拍を用いた方法を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の生体認証装置。
6. 前記複数の方法は、前記第１の種類の生体情報を取得する際に表示されたランダムコードと、前記第２の種類の生体情報を取得する際に画像として取得したランダムコードとが一致した場合に同一の利用者であると判定する方法を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の生体認証装置。
7. 前記第１の種類の生体情報は、指の指紋であり、
   前記第２の種類の生体情報は、手のひら静脈であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の生体認証装置。
8. 利用者を認証する際に用いられる第１の種類の生体情報と、前記利用者を認証する際に用いられ前記第１の種類とは異なる第２の種類の生体情報を取得し、
   前記利用者の前記第１の種類の生体情報と前記利用者の登録データとの照合を行い、
   前記照合の結果、認証が成功したとき、前記第１の種類の生体情報と前記第２の種類の生体情報とが同一の利用者の生体情報であるか否かを判定するための予め登録された複数の方法のうち、セキュリティの度合に応じて決定される少なくとも１つの方法により、前記第１および前記第２の種類の生体情報とが同一の利用者のものであるか判定し、当該判定結果に応じて前記第２の種類の生体情報を登録する、ことを特徴とする生体認証システム。
9. 利用者を認証する際に用いられる第１の種類の生体情報と、前記利用者を認証する際に用いられ前記第１の種類とは異なる第２の種類の生体情報を取得し、
   前記利用者の前記第１の種類の生体情報と前記利用者の登録データとの照合を行い、
   前記照合の結果、認証が成功したとき、前記第１の種類の生体情報と前記第２の種類の生体情報とが同一の利用者の生体情報であるか否かを判定するための予め登録された複数の方法のうち、セキュリティの度合に応じて決定される少なくとも１つの方法により、前記第１および前記第２の種類の生体情報とが同一の利用者のものであるか判定し、
   前記判定結果に応じて前記第２の種類の生体情報を登録することを特徴とする生体認証方法。
10. 前記複数の方法にレベルを関連付けて格納する格納部を備え、
    前記判定部は、決定された前記方法に関連付けられたレベルの和が前記セキュリティの度合以上である場合に当該決定された方法を採用し、前記レベルの和が前記セキュリティの度合未満である場合に当該決定された方法を採用しないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の生体認証装置。

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