JP6490387B2 - バイオメトリクス認証方法システム、バイオメトリクス認証プログラムおよびバイオメトリクス認証方法 - Google Patents

Description

本発明は、バイオメトリクス認証方法システム、バイオメトリクス認証プログラムおよびバイオメトリクス認証方法に関する。

従来から、バイオメトリクス認証方法システムについて、種々の研究開発が行われている。例えば、バイオメトリクス認証においては、指紋、声紋、虹彩、静脈等が用いられている。
例えば、指紋については、現在において、「パターン（画像）マッチング方式」「特徴点（マニューシャ：Minutia）方式」「特徴点とリレーション方式」および「周波数解析方式」等が用いられている。

例えば、「パターンマッチング方式」は、指紋の特定のエリアを限定し、そのエリアにおける隆線模様を重ね合わせながら照合していく手法である。
また、「特徴点方式」は、指紋画像を採取した際の隆線の途切れた端点または、隆線が枝分かれしている分岐点の２０か所から３０か所の情報を抽出登録させて照合を行う手法である。

また、「特徴点とリレーション方式」は、特徴点およびリレーション情報の両者が同一とならない限り同一指紋と見なさない手法である。
さらに、「周波数解析方式」は、指紋紋様パターンをスライスした断面を波形として、波形スペクトル系列を特徴情報として利用し、最大相関を求めて照合を行う手法である。

その他、例えば、特許文献１（特開２０１１−８６１３０号公報）には、多数の利用者が利用する指紋認証システムにおける認証処理の高速化について開示されている。特許文献１記載の指紋認証システムにおける認証処理の高速化は、複数の指紋センサを有する指紋認証システムであって、指紋データが入力された場合、当該指紋データが入力された指紋センサに応じて、当該指紋データが属するグループを特定するグループ特定手段と、指紋データの登録の場合、入力された指紋データを、前記グループ特定手段により特定されたグループと関連付けて記憶装置に登録する登録手段と、指紋データの認証の場合、入力された指紋データと、前記記憶装置に登録された指紋データのうち当該入力された指紋データと同一のグループに関連付けられた指紋データとを照合する照合手段とを備えるものである。

また、特許文献２（特開２００９−１６４６８０号公報）には、無線通信端末を予め登録された特定の複数の端末使用者しか使用することができない高度なセキュリティ機能を有する無線通信端末および端末使用者識別方法について開示されている。

特許文献２記載の無線通信端末および端末使用者識別方法は、ＰＴＴスイッチを備えた無線通信端末において、前記ＰＴＴスイッチに設けた指紋読取部と、複数の端末使用者の指紋データとその指紋データを登録した端末使用者毎に設定された少なくとも使用ＩＤ番号を含むＩＤ番号情報を登録できる記憶部と、前記指紋読取部で読み取った指紋データと前記記憶部の登録指紋データとを照合する指紋認証部と、前記指紋認証部の照合結果に基づき前記無線通信端末を動作させる手段と、前記指紋認証部の照合結果に基づき前記記憶部から１つのＩＤ番号情報を取得する手段と、を備えたものである。

さらに、特許文献３（特開２００６−２７７４１５号公報）には、身体的特徴の異なる利用者に適合する指紋認証システムの登録装置について開示されている。特許文献３記載の登録装置は、登録対象の生体情報を入力する入力部と、生体情報から所定の特徴抽出方法にしたがって第１の特徴データを抽出する事前抽出部と、前記第１の特徴データを利用して前記生体情報を複数のグループのいずれかに分類するための分類データを決定する分類部と、前記複数のグループにそれぞれ対応した特徴抽出方法で前記生体情報から第２の特徴データを抽出する特徴抽出部と、第１の特徴データ、第２の特徴データ、分類データを関連付けて参照生体情報として登録する登録部と、を備えるものである。

また、特許文献４（特開２００６−２７７３４１号公報）には、単一のバイオメトリクスの位置決めと同等の操作で複数のバイオメトリクスを同時に取得可能な複数同時バイオメトリクス入力装置およびこのような複数同時バイオメトリクス入力装置を用い、高速に認証することが可能な複数同時バイオメトリクス認証装置を提供することについて開示されている。

特許文献４記載の複数同時バイオメトリクス認証装置は、バイオメトリクスを取得する複数の身体部位相互の位置関係の変動が所定の範囲内である複数の身体部位の標準的な相対位置に従って配置され、前記複数の身体部位に対応する種類のバイオメトリクスを同時に取得する各バイオメトリクス対応のセンサと、前記複数種類のバイオメトリクスに対応する辞書を、前記各辞書に登録された認証対象の人物に関する特徴点に対してそれぞれクラスタ分析を行うことによって前記各バイオメトリクスに対応してそれぞれ複数個のクラスタに分類した上で統合した統合辞書と、各バイオメトリクス対応のセンサによって得られた複数種類のバイオメトリクスに基づいて、前記複数種類のバイオメトリクスが取得された人物の特徴点が分類されるべき前記統合辞書のクラスタを判別する判別手段と、複数のバイオメトリクスと前記判別手段による判別結果で示されたクラスタの各要素と照合することにより、前記複数種類のバイオメトリクスが取得された人物を認証する認証手段とを備え、前記統合辞書におけるクラスタ分類では、種類の異なるバイオメトリクスについてそれぞれクラスタ分類を行うことにより、細分化したクラスタを生成するものである。

特許文献５（特開２００８−４０８７４号公報）には、入力されたデータに含まれる変動に対応する照合スコアの補正を、登録データが少ない場合であっても精度良く行うことのできる照合装置について開示されている。

特許文献５記載の照合装置においては、入力データと登録データとの類似度を表す照合スコアに基づいて、入力データが登録データと一致するか否かを判定する照合装置であって、複数のサンプルデータを用いてあらかじめ調べておいた第１の照合スコア分布を記憶するスコア分布記憶手段と、複数の登録データを記憶する登録データ記憶手段と、データの入力を受け付けるデータ入力手段と、入力データと照合対象の登録データとを比較して照合スコアを算出するスコア算出手段と、入力データと、前記登録データ記憶手段に記憶されている複数の登録データとを比較して第２の照合スコア分布を算出するスコア分布算出手段と、前記第１の照合スコア分布と前記第２の照合スコア分布とを、前記登録データ記憶手段に登録されている登録データの数に応じた重み付けで合成して第３の照合 スコア分布を算出し、前記第３の照合スコア分布に基づいて前記スコア算出手段によって算出された照合スコアを補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された照合スコアと、所定の閾値を比較することによって、入力データが照合対象の登録データと一致するか否かを判定する判定手段と、を有するものである。

特開２０１１−８６１３０号公報 特開２００９−１６４６８０号公報 特開２００６−２７７４１５号公報 特開２００６−２７７３４１号公報 特開２００８−４０８７４号公報

しかしながら、特許文献１乃至５の技術は、所定人数に対するバイオメトリクス認証を行うことが可能であるものの、登録されたバイオメトリクス認証データの母数が多くなると、処理時間がかかるという問題がある。そのため、指紋情報一つにおいても、特許文献１の技術のグループ情報、または特許文献２の技術のＩＤ番号のような情報をユーザが入力しなければならないという問題がある。また、特許文献１または特許文献２の技術において、当該グループ情報またはＩＤ番号を失念した場合、指紋認証が機能しないという問題が生じる。
さらに、特許文献４および５においても、一部のバイオメトリクス認証データから照合ができるのみであり、数万人規模のバイオメトリクス認証を行うことは困難である。

本発明の目的は、高速処理を実現できるバイオメトリクス認証方法システム、バイオメトリクス認証プログラムおよびバイオメトリクス認証方法を提供することである。
本発明の他の目的は、母数に左右されることなく、数十秒以下の高速照合ができるバイオメトリクス認証方法システム、バイオメトリクス認証プログラムおよびバイオメトリクス認証方法を提供することである。

（１）
一局面に従うバイオメトリクス認証システムは、指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引と、指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引と、を用いて登録する登録部を含むものである。

この場合、複数の階層を有する第１索引と複数の階層を有する第２索引とを用いて登録を行うため、登録部に登録されるバイオメトリクスデータに索引（インデックス）をつけて登録できる。

（２）
他の発明に係るバイオメトリクス認証システムは、指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引および前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引を用いて登録する登録部と、照合すべきバイオメトリクスデータの第１索引および第２索引に応じて、当該第１索引および第２索引の登録部の登録データと、照合すべきバイオメトリクスデータとの照合を行う照合部と、を含むものである。

この場合、複数の階層を有する第１索引と複数の階層を有する第２索引とを用いて登録を行うため、登録部に登録されるバイオメトリクスデータに索引（インデックス）をつけて登録できる。
また、照合すべきバイオメトリクスデータを、第１索引および第２索引に応じて登録されたバイオメトリクスデータと照合するのみで、照合結果を得ることができる。
その結果、登録されたすべてのバイオメトリクスデータと照合する必要がないため、高速処理を図ることができる。

（３）
さらに他の発明に係るバイオメトリクス認証システムは、指または手の静脈パターンに応じて１の階層を有する第１索引および指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引を用いる、または、指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引および指の指紋データに応じて１の階層を有する第２索引を用いて、登録する登録部と、照合すべきバイオメトリクスデータの第１索引および第２索引に応じて、当該第１索引および第２索引の登録部の登録データと、バイオメトリクスデータとの照合を行う照合部と、を含んでもよい。

この場合、１の階層を有する第１索引と複数の階層を有する第２索引、または、複数の階層を有する第１索引と１の階層を有する第２索引、とを用いて登録を行うため、登録部に登録されるバイオメトリクスデータに索引（インデックス）をつけて登録できる。
また、照合すべきバイオメトリクスデータを、第１索引および第２索引に応じて登録されたバイオメトリクスデータと照合するのみで、照合結果を得ることができる。
その結果、登録されたすべてのバイオメトリクスデータと照合する必要がないため、高速処理を図ることができる。

（４）
第４の発明に係るバイオメトリクス認証システムは、一局面、他の局面またはさらに他の局面に従うバイオメトリクス認証システムにおいて、登録部は、第１索引および第２索引のうち、一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行って登録してもよい。

この場合、第１索引の下位に第２索引を配置させた索引データ、または、第２索引の下位に第１索引を配置させた索引データのいずれかを用いるので、バイオメトリクスデータを容易に区分し、登録することができる。
また、照合の際にも区分数を増やすことができるので、容易に照合を行うことができる。

（５）
第５の発明に係るバイオメトリクス認証システムは、一局面から第４の発明に係るバイオメトリクス認証システムにおいて、登録部は、第１索引の複数の階層数および第２索引の複数の階層数の少なくとも一方が、登録される母数および各登録部の登録数の少なくとも一方に応じて調整される登録調整部を含んでもよい。

この場合、登録部には、登録調整部が含まれるので、登録される母数および階層後の登録数に応じて登録数を調整することができる。その結果、母数が多い場合、少ない場合にかかわらず、照合時間を短縮することができる。

（６）
第６の発明に係るバイオメトリクス認証システムは、一局面から第５の発明に係るバイオメトリクス認証システムにおいて、第１索引は、少なくとも静脈の一部の血管軸の本数、角度および分岐点のいずれかを含んでもよい。

この場合、第１索引は、少なくとも静脈の一部の血管軸の本数、角度および分岐点のいずれかを含むので、容易に静脈による区分を行うことができる。
なお、第１索引に、静脈の太さ、静脈の深さ等を任意に含めてもよい。また、静脈の太さが変化する場合もあるため、静脈の血管の軸芯を抽出し、静脈軸の判定を行ってもよい。

（７）
第７の発明に係るバイオメトリクス認証システムは、一局面から第６の発明に係るバイオメトリクス認証システムにおいて、第２索引は、少なくとも指紋の紋様、特徴および特質のいずれかを含んでもよい。

この場合、第２索引は、少なくとも指紋の紋様、特徴および特質のいずれかを含むので、容易に指紋による区分を行うことができる。

（８）
第８の発明に係るバイオメトリクス認証システムは、他の局面から第７の発明に係るバイオメトリクス認証システムにおいて、照合部は、第１索引および第２索引の一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行い、当該索引データに該当する登録データと照合してもよい。

この場合、第１索引の下位に第２索引を配置させた索引データ、または、第２索引の下位に第１索引を配置させた索引データのいずれかを用いるので、バイオメトリクスデータを容易に区分し、照合の際にも区分数を増やすことができるので、容易に照合を行うことができる。

（９）
さらに他の発明に係るバイオメトリクス認証プログラムは、指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引と、指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引と、を用いて登録する登録処理を含むものである。

この場合、複数の階層を有する第１索引と複数の階層を有する第２索引とを用いて登録を行うため、登録処理により登録されるバイオメトリクスデータに索引（インデックス）をつけて登録できる。

（１０）
さらに他の発明に係るバイオメトリクス認証プログラムは、指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引および前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引を用いて登録する登録処理と、照合すべき静脈パターンおよび指紋データの第１索引および第２索引に応じて、当該第１索引および第２索引の登録処理における登録データと、照合すべき静脈パターンおよび指紋データとの照合を行う照合処理と、を含んでもよい。

この場合、複数の階層を有する第１索引と複数の階層を有する第２索引とを用いて登録を行うため、登録処理により登録されるバイオメトリクスデータに索引（インデックス）をつけて登録できる。
また、照合すべきバイオメトリクスデータを、第１索引および第２索引に応じて登録処理されたバイオメトリクスデータと照合処理するのみで、照合結果を得ることができる。
その結果、登録処理されたすべてのバイオメトリクスデータと照合処理する必要がないため、高速処理を図ることができる。

（１１）
さらに他の発明に係るバイオメトリクス認証方法は、指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引と、指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引と、を用いて登録する登録工程を含んでもよい。

この場合、複数の階層を有する第１索引と複数の階層を有する第２索引とを用いて登録を行うため、登録工程により登録されるバイオメトリクスデータに索引（インデックス）をつけて登録できる。

（１２）
さらに他の発明に係るバイオメトリクス認証方法は、指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引および指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引を用いて登録する登録工程と、照合すべき静脈パターンおよび指紋データの第１索引および第２索引に応じて、当該第１索引および第２索引の登録工程における登録データと、照合すべき静脈パターンおよび指紋データとの照合を行う照合工程と、を含むものである。

この場合、複数の階層を有する第１索引と複数の階層を有する第２索引とを用いて登録を行うため、登録工程により登録されるバイオメトリクスデータに索引（インデックス）をつけて登録できる。
また、照合すべきバイオメトリクスデータを、第１索引および第２索引に応じて登録工程されたバイオメトリクスデータと照合工程するのみで、照合結果を得ることができる。
その結果、登録工程されたすべてのバイオメトリクスデータと照合工程する必要がないため、高速処理を図ることができる。

（１３）
第１３の発明に係るバイオメトリクス認証システムは、一局面から第８の発明に係るバイオメトリクス認証システムにおいて、第１索引データおよび第２索引データは、少なくともＧＰＳ情報および時間帯の情報を含んでもよい。

この場合、第１索引データおよび第２索引データにＧＰＳ情報または時間帯情報を付加してもよい。この場合、ＧＰＳ情報または時間帯情報の一方または両方に応じてバイオメトリクスデータをグループ分けすることができる。

（１４）
第１４の発明に係るバイオメトリクス認証プログラムは、第９または第１０の発明に係るバイオメトリクス認証プログラムにおいて、登録処理は、第１索引の複数の階層数および第２索引の複数の階層数の少なくとも一方が、登録される母数および各登録部の登録数の少なくとも一方に応じて調整される登録調整処理を含んでもよい。

この場合、登録処理には、登録調整処理が含まれるので、登録される母数および階層後の登録数に応じて登録数を調整することができる。その結果、母数が多い場合、少ない場合にかかわらず、照合時間を短縮することができる。

（１５）
第１５の発明に係るバイオメトリクス認証方法は、第１１または第１２の発明に係るバイオメトリクス認証方法において、登録工程は、第１索引の複数の階層数および第２索引の複数の階層数の少なくとも一方が、登録される母数および階層後の登録数の少なくとも一方に応じて調整される登録調整工程を含んでもよい。

この場合、登録工程には、登録調整工程が含まれるので、登録される母数および階層後の登録数に応じて登録数を調整することができる。その結果、母数が多い場合、少ない場合にかかわらず、照合時間を短縮することができる。

バイオメトリクス認証システムの概略構成の一例を示す模式図である。 バイオメトリクス登録装置の一例を示す模式図である。 本実施の形態におけるバイオメトリクス登録処理の動作を示すフローチャートである。 指紋データにおける紋様を説明するための模式図である。 指紋データにおける特質または特徴の一例を説明するための模式図である。 静脈データにおける特質または特徴の一例を説明するための模式図である。 本実施の形態におけるバイオメトリクス照合処理の動作を示すフローチャートである。 バイオメトリクス照合処理における照合の一例を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜第１実施の形態＞
（バイオメトリクス認証システム１００）
図１は、バイオメトリクス認証システム１００の概略構成の一例を示す模式図である。

図１に示すように、バイオメトリクス認証システム１００は、バイオメトリクスデータ取得装置２００、第１〜第ｎ索引判定装置３００、登録部４００、選定データ取得装置５００、照合装置６００、および判定結果表示部７００を含む。

（バイオメトリクスデータ登録処理の概要）
まず、バイオメトリクスデータ登録処理について説明を行う。
バイオメトリクス登録処理においては、バイオメトリクスデータ登録装置９００を用いる。バイオメトリクスデータ登録装置９００は、バイオメトリクスデータ取得装置２００、第１〜第ｎ索引判定装置３００および登録部４００を含む。
本実施の形態においては、バイオメトリクスデータ取得装置２００は、指紋データＦＤおよび静脈データＶＤを一度に取得可能な装置である。具体的には、掌の静脈データと、指先の指紋データとを同時に取得することができる。なお、指先の静脈データＶＤおよび指紋データＦＤを同時に取得してもよい。すなわち、指先だけで静脈データＶＤおよび指紋データＦＤを取得してもよい。

本実施の形態におけるバイオメトリクスデータ登録処理の場合、バイオメトリクスデータ取得装置２００によりバイオメトリクスデータＢＤが取得される。
本実施の形態においては、掌の静脈データＶＤおよび指先の指紋データＦＤを合わせて、バイオメトリクスデータＢＤと呼ぶ。バイオメトリクスデータ取得装置２００は、取得したバイオメトリクスデータＢＤを第１〜第ｎ索引判定装置３００に与える。

第１〜第ｎ索引判定装置３００は、後述する複数の段階を有する第１索引および第２索引に応じてバイオメトリクスデータＢＤの判定を行う。
第１〜第ｎ索引判定装置３００は、第１索引データおよび第２索引データの両者を含む索引の情報（以下、索引データと呼ぶ）とバイオメトリクスデータＢＤとを結び付けて登録部４００に与える。登録部４００は、バイオメトリクスデータＢＤをバイオメトリクスデータＴＢＤとして、索引データに応じたグループへ登録を行う。当該グループについては、後述する。

（バイオメトリクス照合処理の概要）
次いで、バイオメトリクス照合処理について説明を行う。バイオメトリクス照合処理においては、バイオメトリクス認証システム１００を用いる。
したがって、バイオメトリクス照合処理においては、バイオメトリクスデータ取得装置２００、第１〜第ｎ索引判定装置３００、登録部４００、選定データ取得装置５００、照合装置６００、および判定結果表示部７００を用いる。
バイオメトリクス照合処理の場合、バイオメトリクスデータ取得装置２００によりバイオメトリクスデータＢＤが取得される。バイオメトリクスデータ取得装置２００は、取得したバイオメトリクスデータＢＤを第１〜第ｎ索引判定装置３００に与える。

第１〜第ｎ索引判定装置３００は、後述する複数の段階を有する第１索引データおよび複数の段階を有する第２索引データに応じてバイオメトリクスデータＢＤの判定を行う。第１〜第ｎ索引判定装置３００は、バイオメトリクスデータＢＤから当該索引データを列挙し、判定する。第１〜第ｎ索引判定装置３００は、選定データ取得装置５００に当該索引データを与える。
選定データ取得装置５００は、当該索引データ（第１索引データおよび第２索引データ）に応じて登録部４００内の当該索引データに該当する登録されたバイオメトリクスデータＴＢＤを抽出する。

選定データ取得装置５００は、登録部４００から抽出したバイオメトリクスデータＴＢＤと、バイオメトリクスデータ取得装置２００からのバイオメトリクスデータＢＤとを、照合装置６００に与える。
照合装置６００は、登録部４００から抽出したバイオメトリクスデータＴＢＤと、バイオメトリクスデータ取得装置２００からのバイオメトリクスデータＢＤとの照合を行ない、判定結果を判定結果表示部７００に与える。
判定結果表示部７００は、内蔵された表示部（図示せず）に判定結果を表示する。
なお、上記においては、判定結果表示部７００に内蔵された表示部を例示したが、これに限定されず、判定結果を信号出力する信号出力部を有してもよい。

（バイオメトリクス登録装置の一例）
次に、図２は、バイオメトリクス登録装置の一例を示す模式図である。図２に示すように、第１〜第ｎ索引判定装置３００（ｎは、任意の正の整数）は、ｎ+１個の段数を有する索引判定装置からなる。
本実施の形態においては、第１索引判定装置３１０および第２索引判定装置３２０、３２１、３２２は、指紋データに関する第２索引データからなり、第３索引判定装置３３１，〜，３３Ｐ（Ｐは、任意の正の整数）から第ｎ索引判定装置３４１，〜，３４Ｑ（Ｑは、任意の正の整数）は、静脈データに関する第１索引データからなる。

例えば、第１索引判定装置３１０は、バイオメトリクスデータ取得装置２００からバイオメトリクスデータＢＤのうち、指紋データＦＤを受け取り、紋様のパターンを判定し、区分して送信する。
例えば、第１索引判定装置３１０は、指紋データＦＤを、指紋データＦＤの紋様であるＬＯＯＰ、ＷＨＯＲＬまたはＡＲＣＨのいずれかに区分する。当該区分の詳細については、後述する。

図２に示すように、第１索引判定装置３１０の下部に、第２索引判定装置３２０、第２索引判定装置３２１、および第２索引判定装置３２２が設けられる。
さらに、第２索引判定装置３２０の下部には、第３索引判定装置３３１、および第３索引判定装置３３２が設けられ、第３索引判定装置３３１の下部に、第ｎ索引判定装置３４１、および第ｎ索引判定装置３４２が設けられる。

同様に、第２索引判定装置３２１の下部には、同様に第３索引判定装置（図示省略）が複数設けられ、第２索引判定装置３２２の下部には、第３索引判定装置３３Ｐ（Ｐは、任意の正の整数）が複数設けられる。
続いて、第３索引判定装置３３Ｐの下部には、第ｎ索引判定装置３４Ｑ（Ｑは、任意の正の整数）が設けられる。
このように、第１〜第ｎ索引判定装置３００においては、複数の索引判定装置が複数の段階（ｎ+１の段）で設けられている。

続いて、図１に示すように、第１〜第ｎ索引判定装置３００の下位には、登録部４００が設けられている。図２に示すように、登録部４００は、第１グループ４０１から第ｍ+２グループ４０ｍ+２（ｍは、任意の正の整数）までの複数の登録部を有する。

第ｎ索引判定装置３４１の下部に、登録部４００の第１グループ４０１、第２グループ４０２、第３グループ４０３が設けられる。
同様に、第ｎ索引判定装置３４２の下部に、登録部４００の第４グループ４０４、第５グループ４０５、第６グループ４０６が設けられる。
同様に、第ｎ索引判定装置３４Ｑの下部に、登録部４００の第ｍグループ４０ｍ、第ｍ+１グループ４０ｍ+１、第ｍ+２グループ４０ｍ+２が設けられる。

（バイオメトリクス登録処理の動作を示すフローチャート）
図３は、本実施の形態におけるバイオメトリクス登録処理の動作を示すフローチャートである。また、図４は、指紋データにおける紋様を説明するための模式図であり、図５は、指紋データにおける特質または特徴の一例を説明するための模式図である。
さらに、図６は、静脈データにおける特質または特徴の一例を説明するための模式図である。

まず、図３に示すように、バイオメトリクス登録処理の指紋登録処理においては、バイオメトリクスデータ取得装置２００によりバイオメトリクスデータＢＤを取得する（ステップＳ１）。
次いで、バイオメトリクスデータ取得装置２００により取得されたバイオメトリクスデータＢＤから指紋データＦＤを抽出し、第１索引判定装置３１０で判定し、バイオメトリクスデータＢＤから静脈データＶＤを抽出し、第３索引判定装置３３１，〜，３３ｐで判定する。
第１索引判定装置３１０は、第１索引判定結果が、指紋データの紋様である、ＬＯＯＰに該当するか、ＷＨＯＲＬに該当するか、ＡＲＣＨに該当するか、を判定する（ステップＳ２）。

また、図４に示すように、指紋データＦＤのＬＯＯＰは、指紋の模様がループ状になっており、指紋データＦＤのＷＨＯＲＬは、指紋の模様が円上になっており、指紋データＦＤのＡＲＣＨは、指紋の模様が弓状になっている。
第１索引判定装置３１０は、ステップＳ２の処理において、指紋データＦＤがいずれに該当するかを判定する。

ここで、例えばステップＳ２の処理において指紋データＦＤがＬＯＯＰに該当すると判定した場合、第２索引判定装置３２０は、指紋データＦＤにおける特質または特徴について、さらに２Ａ条件、２Ｂ条件、２Ｃ条件に該当するか判定する（ステップＳ３）。

ここで、図５に示すように、指紋データＦＤは、表皮断面において凸部が隆線として表れ、凹部が隆線溝として表れる。図５に示すように、指紋データＦＤは、毛線Ｃ１、終止点Ｃ２、分岐点Ｃ３、短線Ｃ４、棒線Ｃ５、点Ｃ６、開始点Ｃ７、接合点Ｃ８、島形線Ｃ９等の特徴または特質を有する。
ここで、毛線Ｃ１は、隆線の太さが半分以下のものを意味し、短線Ｃ４は５ｍｍ未満の隆線を意味し、棒線Ｃ５は５ｍｍ以上の隆線を意味し、点Ｃ６は太さと長さが同じ隆線を意味する。

第２索引判定装置３２０は、ステップのＳ３の処理において、２Ａ条件として棒線が３０本未満であること、２Ｂ条件として棒線が３０本以上７０本未満であること、２Ｃ条件として棒線が７０本以上であること、等と設定し、指紋データＦＤがいずれに該当するか判定する。

続いて、ステップＳ３の処理において指紋データＦＤが２Ａ条件に該当すると判定した場合、第３索引判定装置３３１は、静脈データＶＤが３Ａ条件、３Ｂ条件、３Ｃ条件のいずれに該当するか否かを判定する（ステップＳｐ）。
なお、ここで、ステップＳ２およびステップＳ３の処理における第２索引データ（ＬＯＯＰ，棒線が３０本未満）であることを、第３索引判定装置３３１に送られるバイオメトリクスデータＢＤに含ませる。

ここで、図６に示すように、静脈データＶＤは、掌の静脈を近赤外線による画像から抽出したものである。この場合、静脈データＶＤには、掌の外形ＨＡ、静脈線ＢＬ、および静脈分岐点ＣＳが含まれているので、少なくとも掌の外形ＨＡ、静脈線ＢＬ、および静脈分岐点ＣＳのいずれかの位置または数により判定される。

本実施の形態において、第３索引判定装置３３１では、３Ａ条件として掌の一部の静脈線ＢＬの数が３本未満であることとする。
また、例示として、３Ｂ条件は、掌の一部の静脈線ＢＬの数が３本以上８本未満である場合とし、３Ｃの条件は、掌の一部の静脈線ＢＬの数が８本以上である場合とする。

次いで、第３索引判定装置３３１において、ステップＳｐの処理において静脈データＶＤが３Ａ条件に該当すると判定した場合、第ｎ索引判定装置３４１は、ｑＡ条件（ｑは、任意の正の整数）、ｑＢ条件、ｑＣ条件のいずれに該当するか判定する（ステップＳｎ）。

本実施の形態において、第ｎ索引判定装置３４１では、ｑＡ条件として、掌の一部の静脈分岐点ＣＳの個数が３個未満であることとする。
また、例示として、ｑＢ条件は、掌の一部の静脈分岐点ＣＳの個数が３個以上８個未満である場合とし、ｑＣの条件は、掌の一部の静脈分岐点ＣＳの個数が８個以上である場合とする。

なお、本実施の形態においては、掌の一部の静脈線ＢＬの数および掌の一部の静脈分岐点ＣＳの個数で判断したが、これに限定されず、掌全体で判断してもよく、静脈線ＢＬの長さ、幅、静脈分岐点ＣＳの位置等、任意の方法で判断してもよい。

最後に、ステップＳｎの処理において静脈データＶＤがｑＡ条件に該当すると判定した場合、第ｎ索引判定装置３４１は、索引データである、第２索引データ（ＬＯＯＰ、２Ａ条件）、第１索引データ（３Ａ条件およびｑＡ条件）と、バイオメトリクスデータＢＤとを、バイオメトリクスデータＴＢＤとして第１グループ４０１に登録する（ステップＳｎ+１）。

同様に、第ｎ索引判定装置３４１は、ｑＢ条件に該当する場合には、第２グループ４０２にバイオメトリクスデータＢＤをバイオメトリクスデータＴＢＤとして登録し、ｑＣ条件に該当する場合には、第３グループ４０３にバイオメトリクスデータＢＤをバイオメトリクスデータＴＢＤとして登録する（ステップＳｎ+１）。

このように、バイオメトリクス登録装置９００は、バイオメトリクスデータＢＤを最終的に第１グループ４０１から第ｍ+２グループ４０ｍ+２に区分してバイオメトリクスデータＴＢＤとして登録を行う。
その結果、第１グループ４０１から第ｍ+２グループ４０ｍ+２の個々に登録されたバイオメトリクスデータＴＢＤの数を減らすことができる。例えば、数億個のバイオメトリクスデータＢＤを、数十段の索引データを用いることで、１グループに登録されるバイオメトリクスデータＴＢＤの個数を、数千個以下にすることができる。
特に第１索引データおよび第２索引データを用いることで、数十万、数百万または数億個のバイオメトリクスデータＢＤを数十個、数百個、数千個のバイオメトリクスデータＴＢＤにグループ分けすることができる。

（バイオメトリクス照合処理の動作を示すフローチャート）
図７は、本実施の形態におけるバイオメトリクス照合処理の動作を示すフローチャートであり、図８は、バイオメトリクス照合処理における照合の一例を示す模式図である。

まず、図７に示すように、バイオメトリクス照合処理においては、バイオメトリクスデータ取得装置２００によりバイオメトリクスデータＢＤを取得する（ステップＳ１）。
次いで、バイオメトリクスデータ取得装置２００により取得されたバイオメトリクスデータＢＤのうち指紋データＦＤを第１索引判定装置３００に送信し、第１索引判定結果が、指紋の紋様のＬＯＯＰに該当するか、ＷＨＯＲＬに該当するか、ＡＲＣＨに該当するか（図４参照）、を判定する（ステップＳ２）。

ここで、例えばステップＳ２の処理において指紋データＦＤがＬＯＯＰに該当すると判定した場合、第２索引判定装置３２０は、指紋データＦＤにおける特質または特徴について、さらに２Ａ条件、２Ｂ条件、２Ｃ条件に該当するか（図５参照）を判定する（ステップＳ３）。

続いて、ステップＳ３の処理において指紋データＦＤが２Ａ条件に該当すると判定した場合、第３索引判定装置３３１は、静脈データＶＤが３Ａ条件、３Ｂ条件、３Ｃ条件のいずれに該当するか否かを判定する（ステップＳｑ）。

次に、第ｎ索引判定装置３４１は、静脈データＶＤがｑＡ条件、ｑＢ条件、ｑＣ条件に該当するか判定する（ステップＳｎ）。

第ｎ索引判定装置３４１は、静脈データＶＤがｑＡ条件に該当すると判定した場合、選定データ取得装置５００にバイオメトリクスデータＢＤの指紋データＦＤおよび静脈データＶＤと、ＬＯＯＰ、２Ａ条件、３Ａ条件、ｑＡ条件の索引データと、を受け渡す。すなわち、第２索引データとは、ＬＯＯＰ、２Ａ条件であり、第１索引データとは、３Ａ条件、ｑＡ条件である。
そして、選定データ取得装置５００は、第１索引データおよび第２索引データに応じて、登録部４００の第１グループ４０１から第ｍ+２グループ４０ｍ+２までのいずれか１つの該当するグループに登録されたすべてのバイオメトリクスデータＴＢＤを取得する（ステップＳｎ+１）。

続いて、選定取得装置５００は、登録された所定のグループのすべてのバイオメトリクスデータＴＢＤと、照合対象のバイオメトリクスデータＢＤとを、照合装置６００に受け渡す。
図８に示すように、照合装置６００は、登録された所定のグループのバイオメトリクスデータＴＢＤの指紋データＴＦＤと、照合対象のバイオメトリクスデータＢＤの指紋データＦＤとをパターンマッチング照合させる（ステップＳ２１）。

なお、本実施の形態においては、説明上、登録されたすべてのバイオメトリクスデータＴＢＤを受け渡すこととしたが、これに限定されず、受け渡すことなく、当該グループに登録されたバイオメトリクスデータＴＢＤに対して照合装置６００が照合を行いに行ってもよい。
また、本実施の形態において、照合装置６００において、指紋データＴＦＤと指紋データＦＤとを照合することとしたが、これに限定されず、所定のグループの静脈データＴＶＤと静脈データＶＤとを照合してもよい。

次いで、照合装置６００は、ステップＳ２１の処理において、所定のグループの登録された全バイオメトリクスデータＴＢＤの指紋データＴＦＤと、照合対象のバイオメトリクスデータＴＢＤの指紋データＦＤとが、一致しないと判定した場合、判定結果表示部７００に不一致表示を表示させる（ステップＳ２３）。
一方、照合装置６００は、ステップＳ２１の処理において、所定のグループの登録された全バイオメトリクスデータＴＢＤの指紋データＴＦＤの中から、照合対象のバイオメトリクスデータＢＤの指紋データＦＤと一致すると判定した場合、判定結果表示部７００に一致表示を表示させる（ステップＳ２２）。

このように、照合装置６００は、第１索引データおよび第２索引データを含む索引データに応じてグループ毎に区分して登録された所定数のバイオメトリクスデータＴＢＤの指紋データＴＦＤを用いてパターンマッチング処理を行うため、処理スピードが長時間かかることを防止することができる。すなわち、数十、数百、数千件の登録された指紋データＴＦＤと照合すべき指紋データＦＤとは、数秒で照合を行うことが可能である。

仮に、第１索引データおよび第２索引データを含む索引データに応じてグループ毎に区分して登録しない場合、数億または数千万件の登録されたバイオメトリクスデータＴＢＤと照合すべきバイオメトリクスデータＢＤとを照合するため、数万秒かかる、すなわち、照合時間として３時間ほどかかるため、個人認証、カード等の代用として利用することができない。

なお、上記の実施の形態においては、判定結果表示部７００を用いることとしたが、これに限定されず、判定結果を信号出力として出力させる等、任意の手法を用いてもよい。

さらに、バイオメトリクス認証システム１００の構成要素、バイオメトリクス登録装置９００の構成要素の個々が同じ場所に配設される必要はなく、インターネット、クラウド等を介してそれぞれ接続されてもよい。

なお、本実施の形態においては、照合装置６００において指紋認証の一例であるパターンマッチング処理を例示したが、これに限定されず、マニューシャ法、周波数解析法、ハイブリッド指紋認証方法等を用いてもよい。
また、指紋認証を用いる場合について説明したが、これに限定されず、静脈認証を用いてもよい。

さらに、索引データとして、指紋データおよび／または静脈データを用いることとしたが、これに限定されず、索引データとして、照合装置６００における国、地方、住所、ＧＰＳ位置、時間帯、等、任意の情報を用いてもよい。
なお、他のバイオメトリクスデータである虹彩データを用いてもよい。

＜第２実施の形態＞
第２実施の形態においては、第１実施の形態と異なる点についてのみ説明を行う。第２実施の形態が第１実施の形態と異なるのは、以下の点である。

第２実施の形態においては、第１実施の形態における第１索引判定装置３１０の条件を、第３索引判定装置３３１の条件に入替え、第２索引判定装置３２０の条件を第ｎ索引判定装置３４１の条件と入れ替えたものである。

すなわち、第１実施の形態においては、指紋データＦＤに基づいて判定した後に静脈データＶＤに基づいて判定していたが、第２実施の形態においては、静脈データＶＤに基づいて判定して後に指紋データＦＤに基づいて判定するものである。

なお、第１実施の形態および第２実施の形態においては、指紋データＦＤおよび静脈データＶＤをいずれも複数設ける場合について説明したが、これに限定されず、いずれか一方を単数、すなわち１つの索引データにしてもよい。

なお、第１の実施の形態または第２の実施の形態において、登録部４００内に登録調整装置を設けてもよい。登録調整装置は、第１〜第ｎ索引判定装置３００のｎの個数を調整してもよい。例えば、登録部４００の個々のグループの登録されたバイオメトリクスデータＴＢＤの指紋データＦＤまたは静脈データＶＤの個々の母数により、調整してもよい。その結果、各グループにおける母数を調整することができるので、照合時間を所定時間以下に維持することができる。

以上のように、本発明に係るバイオメトリクス認証システム１００においては、索引データ（インデックス）が、複数の階層（ｎ+１）により形成される。その結果、登録部４００におけるバイオメトリクスデータＢＤをバイオメトリクスデータＴＢＤとして有効にグループ分けして登録することができる。

さらに、照合装置６００において、照合すべきバイオメトリクスデータＢＤが、複数の階層（ｎ+１）により区分され、当該索引データに応じて、予め登録部４００に登録されたバイオメトリクスデータＴＢＤと照合されることにより、短時間でバイオメトリクスデータＢＤの照合を行うことができる。

特に、第ｎ+１段階（ｎ：正の整数）の索引データを形成することにより、バイオメトリクスデータＴＢＤの母数が数億個または数千万個ある場合においても、第１索引データおよび第２索引データによりグループ分けされた数千個のバイオメトリクスデータＴＢＤの指紋データＦＤまたは静脈データＶＤと照合するだけで照合処理を行うことができるので、照合速度を短くすることができる。

また、索引データが、バイオメトリクスデータＢＤの特質または特徴に基づくものであるので、バイオメトリクスデータＢＤを容易にグループ化することができる。

本発明においては、第１索引データが、「静脈データＶＤの索引データ」に相当し、第２索引データが、「指紋データＦＤの索引データ」、バイオメトリクスデータＢＤ、バイオメトリクスデータＴＢＤが「バイオメトリクスデータ」に相当し、登録部４００が「登録部」に相当し、バイオメトリクス認証システム１００が「バイオメトリクス認証システム」に相当し、照合装置６００が「照合部」に相当し、第１グループ、第２グループ、〜、第ｍ+２グループが、「索引データに相当する登録データのグループ」に相当し、フローチャートが、「バイオメトリクス認証プログラムまたはバイオメトリクス認証プログラム」に相当する。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１００ バイオメトリクス認証システム
３３１、〜、３３Ｐ、３４１、〜、３４Ｑ 第ｎ索引判定装置
４００ 登録部
６００ 照合装置
ＶＤ、ＴＶＤ 静脈データ
ＦＤ、ＴＦＤ 指紋データ
ＢＤ、ＴＢＤ バイオメトリクスデータ

Claims (14)

1. 指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引と、
   前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引と、を用いて登録する登録部を含み、
   前記登録部は、前記第１索引および前記第２索引のうち、一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行って登録する、バイオメトリクス認証システム。
2. 指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引および前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引を用いて登録する登録部と、
   照合すべきバイオメトリクスデータの第１索引および第２索引に応じて、当該第１索引および第２索引の登録部の登録データと、前記バイオメトリクスデータとの照合を行う照合部と、を含み、
   前記登録部は、前記第１索引および前記第２索引のうち、一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行って登録する、バイオメトリクス認証システム。
3. 指または手の静脈パターンに応じて１の階層を有する第１索引および前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引を用いる、または、指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引および前記指の指紋データに応じて１の階層を有する第２索引を用いて、登録する登録部と、
   照合すべきバイオメトリクスデータの第１索引および第２索引に応じて、当該第１索引および第２索引の登録部の登録データと、前記バイオメトリクスデータとの照合を行う照合部と、を含み、
   前記登録部は、前記第１索引および前記第２索引のうち、一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行って登録する、バイオメトリクス認証システム。
4. 前記登録部は、前記第１索引の複数の階層数および前記第２索引の複数の階層数の少なくとも一方が、登録される母数および前記各登録部の登録数の少なくとも一方に応じて調整される登録調整部を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のバイオメトリクス認証システム。
5. 前記第１索引は、少なくとも前記静脈の一部の血管軸の本数、角度および分岐点のいずれかを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のバイオメトリクス認証システム。
6. 前記第２索引は、少なくとも前記指紋の紋様、特徴および特質のいずれかを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のバイオメトリクス認証システム。
7. 前記照合部は、前記第１索引および前記第２索引の一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行い、当該索引データに該当する登録データと照合する、請求項２または３のいずれか１項に記載のバイオメトリクス認証システム。
8. 指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引と、
   前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引と、を用いて登録する登録処理を含み、
   前記登録処理は、前記第１索引および前記第２索引のうち、一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行って登録する、バイオメトリクス認証プログラム。
9. 指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引および前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引を用いて登録する登録処理と、
   照合すべき静脈パターンおよび指紋データの第１索引および第２索引に応じて、当該第１索引および第２索引の登録処理における登録データと、照合すべき静脈パターンおよび指紋データとの照合を行う照合処理と、を含み、
   前記登録処理は、前記第１索引および前記第２索引のうち、一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行って登録する、バイオメトリクス認証プログラム。
10. 指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引と、
    前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引と、を用いて登録する登録工程を含み、
    前記登録工程は、前記第１索引および前記第２索引のうち、一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行って登録する、バイオメトリクス認証方法。
11. 指または手の静脈パターンに応じて複数の階層を有する第１索引および前記指の指紋データに応じて複数の階層を有する第２索引を用いて登録する登録工程と、
    照合すべき静脈パターンおよび指紋データの第１索引および第２索引に応じて、当該第１索引および第２索引の登録工程における登録データと、照合すべき静脈パターンおよび指紋データとの照合を行う照合工程と、を含み、
    前記登録工程は、前記第１索引および前記第２索引のうち、一方の下位に他方を階層構造にした索引データを用いて判定を行って登録する、バイオメトリクス認証方法。
12. 前記第１索引データおよび前記第２索引データは、少なくともＧＰＳ情報および時間帯の情報を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のバイオメトリクス認証システム。
13. 前記登録処理は、前記第１索引の複数の階層数および前記第２索引の複数の階層数の少なくとも一方が、登録される母数および前記各登録処理の登録数の少なくとも一方に応じて調整される登録調整処理を含む、請求項８または９に記載のバイオメトリクス認証プログラム。
14. 前記登録工程は、前記第１索引の複数の階層数および前記第２索引の複数の階層数の少なくとも一方が、登録される母数および前記各登録工程の登録数の少なくとも一方に応じて調整される登録調整工程を含む、請求項１０または１１に記載のバイオメトリクス認証方法。

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