JP6717859B2 - テンプレート更新による指紋認証 - Google Patents

Description

本発明は、指紋認証に関連して、保存されたテンプレートを拡張する方法、および指紋認証システムに関する。

セキュリティの強化および／またはユーザの利便性向上を提供するために、様々なタイプの生体認証システムがますます多く使用されている。

特に、指紋検知システムは、例えば、その小さなフォームファクタ、高性能、およびユーザ受容性（ｕｓｅｒ ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ）のために民生用電子機器で採用されている。

コストおよび貴重な表面スペースを節約するために、ユーザの指紋よりも実質的に小さくてもよい指紋センサの一層の小型化に向けた努力がなされている。

小さな指紋センサによって満足すべき生体認証の性能を実現する１つの方式は、いわゆるスワイプセンサまたはストリップセンサを設けることである。スワイプ動作中に、ユーザにセンサ表面を横切って自分の指をスワイプするように指示し、画像スライスを捕捉することによって、十分な指紋情報を収集することができる。

しかしながら、一部の用途に対しては、センサを横切って指をスワイプすることは、ユーザには十分に直観的で、簡単であるとは考えられない場合がある。

そのような、および他の用途に対して、静止している指配置に対して小さなセンサを用いる指紋検知システムが提案されている。そのような指紋検知システムでは、ユーザは、センサからの単一の指紋部分画像に基づいて、保存されたテンプレートに対して認証されることがある。

小さな指紋センサからの単一の指紋部分画像に基づいて認証する場合、所望の満足すべき生体認証の性能を実現するためには、保存されたテンプレートは、認証試行に関連して捕捉される指紋部分画像よりもユーザの指紋のかなり大きな部分に対応することが必要である場合がある。

そのような、より大きなテンプレートを実現する１つの方式は、ユーザをより大きな指紋センサに登録することである。しかしながら、この手法は、モバイル通信機器などの同じ電子機器を使用して登録および認証を実行しなければならない多くの用途には適していない。

したがって、登録中にユーザに何回か自分の指を小さな指紋センサ上に置くように要求し、次いで、いくつかの部分画像からデータを組み合わせてテンプレートを形成することが提案されている。例えば、指配置の変化および指紋のサイズ（指のサイズ）に依存して、所与の数の指配置に基づいて十分な指紋データが取得されたかどうか、またはいつ取得されたかを判定することが困難な場合がある。あるいは、十分な指紋データが常に取得されることを保証するために、登録手順は、登録時に非常に多くの指配置を必要とすることがある。しかしながら、この手法は、時間のかかる登録手順につながり、このことは、結果としてユーザが指紋ベースの認証システムを全く使用しないと決定することになる可能性がある。

これに鑑みて、米国特許第２０１３／０２５９３３０号は、保存されたテンプレートと照合する、後で取得される指紋部分画像を使用して、登録されたテンプレートを継続的に更新し拡張する方法およびシステムを開示している。

しかしながら、依然として改善の余地があるように見える。特に、登録されたテンプレートのより高速の拡張を提供することが望ましいであろう。

従来技術の上述のおよび他の欠点に鑑みて、本発明は、改善された指紋認証を提供すること、特に、保存されたテンプレートのより高速の拡張を提供することを目的とする。

したがって、本発明の第１の態様によると、保存されたテンプレートに対してユーザの指を認証し、保存されたテンプレートを拡張する方法であって、現在の候補指紋部分画像を取得するステップと、ユーザについて保存された登録表現であり、保存されたテンプレートを含む、保存された登録表現、およびユーザについて前に失敗した認証試行に関連して取得された少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の保存された表現を取り出すステップと、現在の候補指紋部分画像の表現と保存されたテンプレートとの間の第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定するステップと、現在の候補指紋部分画像の表現と少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の保存された表現との間の第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定するステップと、第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たし、かつ第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、認証が成功したことを示す信号を供給するステップと、保存されたテンプレート、現在の候補指紋画像、および少なくとも１つの第１の前の候補指紋画像に基づいて第１の拡張されたテンプレートを形成するステップと、を含む方法が提供される。

保存されたテンプレートは、現在の候補指紋部分画像の表現を認証するための基準として使用可能な指紋の任意の表現であってもよい。

例えば、保存されたテンプレートは、それぞれが取得された指紋部分画像に基づいている、指紋部分画像の集合または部分テンプレートの集合によって形成された複合指紋テンプレートであってもよい。

あるいは、保存されたテンプレートは、それぞれが取得された指紋部分画像に基づいている、複数の部分テンプレートによって形成されてもよい。

本出願の文脈では、指紋画像の「表現」は、異なる時間に取得された指紋画像間の類似性を評価するのに有用な、指紋画像から抽出されたいかなる情報であってもよい。例えば、指紋画像の表現は、指紋特徴（いわゆる特徴点など）の記述、および指紋特徴間の位置関係に関する情報を含むことができる。あるいは、指紋画像の表現は、画像そのもの、または画像の圧縮されたバージョンであってもよい。例えば、画像は、二値化されても、および／またはスケルトン化されてもよい。

予め規定して、メモリに保存することができる上述の第１および第２のテンプレート更新要件は、同一であっても、または互いに異なっていてもよい。

テンプレート更新要件は、例えば、テンプレート更新を行うために必要とされる指紋画像間の最小限の類似性を示すことができるしきい値マッチングスコアの形態で具現化されてもよい。

様々な実施形態において、テンプレート更新要件は、対応する指紋特徴の少なくとも必要な数を示すことができる。

しかしながら、他の特性を、単独で、または対応する指紋特徴の数に関する要件と組み合わせて使用することもできる。例えば、指紋特徴間の位置関係が利用されてもよい。

テンプレート更新要件は、認証試行が成功したかどうか判定するための要件と同一または同様であってもよい。

しかしながら、様々な実施形態によると、テンプレート更新要件は、認証要件よりも厳密であってもよい。

指紋認証システムは、モバイル通信機器などのスタンドアロンの電子機器に備えられていてもよく、またはコンピュータおよびコンピュータに接続された指紋取得機器などの相互に接続された機器によって形成されてもよいことに留意されたい。

指紋センサは、例えば、検知素子のアレイの各検知素子とセンサ表面をタッチする指表面との間の容量結合を示す測定値を検出する容量性指紋センサであってもよい。指紋の隆線に対応する位置にある検知素子は、指紋の谷線に対応する位置にある検知素子よりも指に対してより強い容量結合を呈する。

しかしながら、本発明の様々な実施形態は、特定の指紋検知技術に限定されず、例えば、光学的な、熱的な、または圧電性の指紋センサなどに等しく適用可能である。

本発明の様々な実施形態による方法のステップは、必ずしも何らかの特定の順番で行われる必要はない。例えば、上述の第２の照合は、上述の第１の照合の前に評価されてもよく、および／または第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たすと判定された後の任意の時間に、認証が成功したことを示す信号が供給されてもよい。

本発明は、保存されたテンプレートが、失敗した認証試行に関連して取得された前の指紋部分画像の表現を保存すること、および現在の指紋部分画像が、保存されたテンプレートによって表現された指紋画像に十分に類似しており、１つまたはいくつかの前の指紋部分画像にも十分に類似していると判定された場合に、１つまたはいくつかのそのような前の指紋部分画像に基づいて、保存されたテンプレートを拡張することによって、より高速に拡張され得るという認識に基づく。

保存されたテンプレートのより高速の拡張は、指紋認証システムの性能におけるより高速の改善を提供し、および／またはより簡単でより高速の登録手順を可能にし、本発明の実施形態による指紋認証システムを、性能を損なわずによりユーザフレンドリーにする。

様々な実施形態によると、少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の保存された表現と現在の候補指紋部分画像の表現とを比較することによって、第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定することができる。

これらの実施形態では、限られたおよび知られている数の指紋部分画像間の照合が、成功した認証に関連して実行されてもよく、これによって高速で予測可能な認証およびテンプレート拡張手順が提供される。

他の実施形態では、本発明による方法は、第１の照合が第１の所定のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、保存されたテンプレートおよび現在の候補指紋画像に基づいて更新されたテンプレートを形成するステップであって、少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像と更新されたテンプレートの保存された表現とを比較することによって、第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかが判定される、ステップをさらに含むことができる。

これらの実施形態は、保存されたテンプレートの一層の高速の拡張を提供することができる。さらに、第１および第２のテンプレート更新要件は、同一であっても、または少なくとも非常に類似していてもよく、それによって指紋認証方法の実装を容易にすることができる。

成功した認証に関連した保存されたテンプレートのさらなる拡張は、第２の前の候補指紋部分画像の保存された表現と第１の拡張されたテンプレートとの間の第３の照合が第３のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定することによって、ならびに第３の照合が第３のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、第１の拡張されたテンプレートおよび第２の前の候補指紋画像に基づいて第２の拡張されたテンプレートを形成することによって達成されてもよい。

保存されたテンプレートは、（現在の指紋部分画像の表現と保存されたテンプレートとの間）第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たす場合にのみ、拡張され得る。この場合、更新されたテンプレートは、少なくとも、保存されたテンプレートおよび現在の候補指紋部分画像に基づいて形成されてもよい。一方、第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たさない場合は、現在の候補指紋部分画像の表現は、前の指紋部分画像の表現として登録表現に追加され、それによって、更新された登録表現を形成する。

利用可能なメモリスペースをより良く利用するために、失敗した認証試行に関連して取得された指紋部分画像を何らかの形で適格化することが望ましいことがある。

したがって、一実施形態によると、本発明の方法は、１つの画像特性基準について現在の候補指紋部分画像の少なくとも１つの画像特性を評価するステップをさらに含んでもよく、少なくとも１つの画像特性が画像特性基準を満たす場合にのみ、現在の候補指紋部分画像の表現が、保存された登録表現に追加されてもよい。

そのような画像特性基準は、例えば、許容画像品質を示して、ユーザに関する登録表現に画像品質が劣った指紋部分画像（ぼやけた画像、コントラストが不十分な画像、飽和部分を有する画像など）を含む危険性を低減させることができる。

あるいは、または組合せにおいて、画像特性基準は、現在の候補指紋部分画像がユーザの指の画像である可能性を示すことができる。

例えば、異なるユーザは、隣接する指紋隆線間の平均的な距離などの、明確に異なる一般特性を示す指紋を有することがある。

様々な実施形態によると、本発明の方法は、保存された前の候補指紋部分画像のそれぞれについての少なくとも１つの特性の評価に基づいて、指紋認証システムのメモリから前の候補指紋部分画像の表現を除去するための手順をさらに提供することができる。少なくとも１つの特性は、画像品質、画像年齢、他の前の候補指紋部分画像との類似性などを含むグループから選択されてもよい。

本発明の第２の態様によると、指紋センサと、メモリと、指紋センサおよびメモリに接続された処理回路であって、指紋センサを制御して、認証される候補指紋の現在の候補指紋部分画像を取得し、メモリから、ユーザについて少なくとも１つの保存された登録表現であり、保存されたテンプレートを含む、少なくとも１つの保存された登録表現、およびユーザについて前の失敗した認証試行に関連して取得された少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の保存された表現を取り出し、現在の候補指紋部分画像の表現と保存されたテンプレートとの間の第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定し、現在の候補指紋部分画像の表現と少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の保存された表現との間の第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定し、第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たし、かつ第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、認証が成功したことを示す信号を供給し、保存されたテンプレート、現在の候補指紋画像、および少なくとも１つの第１の前の候補指紋画像に基づいて第１の拡張されたテンプレートを形成するための、処理回路と、を備えるユーザを認証するための指紋認証システムが提供される。

処理回路は、１つまたはいくつかのプロセッサの形態で提供されてもよく、これらのプロセッサも指紋認証システムが備えられていることがある電子機器の他の機能を制御することができる。

本発明のさらなる実施形態、および本発明のこの第２の態様によって得られる効果は、本発明の第１の態様について上述されたものと大部分は類似している。

要約すると、本発明は、保存されたテンプレートに対して指を認証し、前記保存されたテンプレートを拡張する方法に関する。本方法は、現在の指紋画像を取得することと、保存されたテンプレートを含む保存された登録表現、および少なくとも前に失敗した認証試行に関連して取得された第１の前の指紋画像の表現を取り出すことと、保存されたテンプレートを拡張すべきかどうかを判定することと、を含む。現在の指紋画像表現と保存されたテンプレートとの間の第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たし、かつ現在の指紋画像表現と前記少なくとも１つの第１の前の指紋画像表現との間の第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、認証が成功したことを示す信号が供給され、保存されたテンプレート、現在の指紋画像、および少なくとも１つの第１の前の指紋画像に基づいて第１の拡張されたテンプレートが形成される。

ここで、本発明のこれらおよび他の態様について、本発明の例示的な実施形態を示す添付図面を参照してより詳細に記載する。

図１ａ〜図１ｃは、小さな指紋センサを使用する例示的な認証試行を示す概略図である。 ユーザの指紋に関して図１ａ〜図１ｃで取得された指紋部分画像を示す概略図である。 本発明による指紋認証システムの例示的な実施形態のブロック図である。 本発明の第１の実施形態による方法を示す概略流れ図である。 図４の方法の異なる段階でのユーザの指紋に関する登録表現および現在の部分的な候補指紋画像の例を示す概略図である。 図４の方法の異なる段階でのユーザの指紋に関する登録表現および現在の部分的な候補指紋画像の例を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態による方法を示す概略流れ図である。 図７ａ〜図７ｃは、図６の方法の異なる段階でのユーザの指紋に関する登録表現および現在の部分的な候補指紋画像の例を示す概略図である。

本発明の詳細な記載では、本発明による方法および電子機器の様々な実施形態が、主に、携帯電話のタッチディスプレイに隣接して配置された実質的に正方形の指紋センサを参照して記載される。

これは、決して本発明の範囲を限定せず、本発明は、例えば、タブレット、コンピュータ、または時計などの他の電子機器を等しく含むことに留意されたい。さらに、指紋センサは、任意の他の形状を有することができる。例えば、指紋センサは、細長い矩形として提供されてもよい。

小さな指紋センサの使用する際に伴う難題を紹介する目的で、図１ａ〜図１ｃは、小さな指紋センサを使用する、３つの異なる例示的な認証試行を概略的に示す。

最初に図１ａを参照すると、ここでは携帯電話１の形態の電子機器は、タッチディスプレイ２および指紋センサ３を備える。タッチディスプレイ２は、携帯電話１をタッチベース制御するためのタッチセンサ、およびユーザインタフェースとして働くディスプレイを備える。

図１ａでは、携帯電話１のユーザは、自分の指５を指紋センサ３に置くことによって第１の認証試行を行う。

図１ｂおよび図１ｃは、ユーザが自分の指５を指紋センサ３上に置く第２および第３の認証試行を示す。

図１ａ〜図１ｃに示すように、ユーザは、典型的には、異なる認証試行に関連して自分の指を指紋センサ３上に正確に同じようには置かない。しかしながら、ユーザは、図１ａ〜図１ｃに示す少なくともすべての場合で認証試行が成功することを期待して、指紋認証を使用し続けようとする気になる。

図２では、図１ａ〜図１ｃの認証試行に関連して取得された異なる指紋部分画像における画像化されたユーザの指紋の異なる部分が、指５の全指紋のイラスト上に示されている。図２では、第１の指紋部分７ａは、図１ａの認証試行に対応し、一方、第２の指紋部分７ｂおよび第３の指紋部分７ｃは、図１ｂおよび図１ｃにそれぞれ対応する。

図２のイラストを考慮すると、図１ａ〜図１ｃの認証試行のすべてが成功するためには、指紋部分画像に基づいて認証するために使用される保存された指紋テンプレートが、指紋部分画像によって画像化された指紋部分７ａ〜７ｃのそれぞれよりもかなり大きなユーザの指紋の部分に対応していなければならないことを理解するのは簡単である。また、結果としてユーザの指紋の大部分を十分にカバーするテンプレートが得られる登録手順は、数多くの指配置を必要とする可能性があることを理解するのは容易である。

ユーザの指紋の比較的大きな部分に対応する指紋テンプレートの必要性についてここで簡潔に説明したが、そのような指紋テンプレートを提供する本発明の様々な実施形態について、以下に記載する。

図３のブロック図を参照すると、図１の電子機器（携帯電話）１は、指紋センサ３に加えて、タッチセンサ１１、ディスプレイ１２、ここではマイクロプロセッサ１３の形態の処理回路、メモリ１４、および電子機器１の様々な構成要素に電気エネルギーを提供するためのバッテリー１５を備える。処理回路は、図３では単一のマイクロプロセッサとして概略的に示されているが、この図は、簡略化されたイラストであり、処理回路は、いくつかのプロセッサを備えることができることに留意されたい。例えば、処理回路は、指紋画像の取得および処理、テンプレート生成、ならびに／または認証のための専用の指紋プロセッサを備えることができる。さらに、処理回路は、ディスプレイ１２を制御するためのディスプレイドライバなどを備えることができる。

本発明による方法の第１の例示的な実施形態について、ここで図３、図５ａ〜図５ｂのイラストと共に、図４の流れ図を参照して記載する。

第１のステップ１００では、認証リクエストに応じて、指紋センサ３は、処理回路１３によって制御され、現在の候補指紋部分画像を取得する。取得された現在の候補指紋部分画像２０は、図５ａの空の正方形によって表されている。

続くステップ１０１では、ユーザについて保存された登録表現がプロセッサ１３によってメモリ１４から取り出される。図５ａで概略的に示すように、保存された登録表現は、（図５ａの正方形パターンを有する領域として示される）保存されたテンプレート２１、および（図５ａのハッチングが施された正方形として示される）複数の前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆを含む。

本文脈では、図５ａの登録表現のイラストは、ユーザの指紋に関する登録表現の例示的なカバレッジを示すことのみが意図されていることに留意されたい。保存されたテンプレート２１および／または前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆは、任意の適切な形態で、例えば、指紋特徴記述子のテーブルおよびこれらのそれぞれの絶対位置または相対位置として保存されてもよい。

次のステップ１０２では、現在の部分的な候補指紋画像２０の表現が保存されたテンプレート２１と比較され、現在の候補指紋部分画像２０と保存されたテンプレート２１との間の第１の照合を評価する。例えば、第１の照合は、現在の候補指紋部分画像２０から抽出された指紋特徴を、保存されたテンプレート２１の指紋特徴と比較することによって評価されてもよい。現在の候補指紋部分画像２０の表現と保存されたテンプレート２１との比較に基づいて、第１の照合スコアＳ１を決定することができる。

この第１の照合スコアＳ_１は、ステップ１０３で第１のテンプレート更新要件、ここでは第１のしきい値照合スコアＳ_１，ｔｈに関して評価される。

ステップ１０３で、第１の照合スコアＳ_１が第１のしきい値照合スコアＳ_１，ｔｈを超えていないと判定された場合は、本方法は、ステップ１０４に進み、プロセッサ１３は、認証が失敗したことを示す信号を供給する。プロセッサ１３によって供給された信号を使用して、例えば、ディスプレイ１２を介してユーザに認証試行が失敗したことを示すことができる。ステップ１０５では、現在の候補指紋部分画像２０がメモリ１４に保存され、前の候補指紋部分画像として登録表現に追加される。これに関連して、現在の候補指紋部分画像２０を含む１つまたはいくつかのクラスターを形成することができるかどうかを判定するために、現在の候補指紋部分画像２０を、既に保存された前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆと照合することができる。候補指紋部分画像２０を含むクラスターと保存されたテンプレート２１との間の照合は、保存されたテンプレート２１を更新するための要件を満たしている可能性があることに留意されたい。したがって、本方法は、任意選択で、新しく形成されたクラスターと保存されたテンプレート２１との間の照合を評価するステップをさらに含むことができる。

一方、ステップ１０３で、第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、本方法は、ステップ１０７に進み、プロセッサ１３は、認証の成功を示す信号を供給する。プロセッサ１３によって供給された信号を使用して、例えば、ディスプレイ１２を介してユーザに認証試行が成功したことを示すことができる。

次のステップ１０８では、現在の候補指紋部分画像２０の上述の表現が、保存された前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆの少なくとも１つの第１の表現と比較され、現在の候補指紋部分画像２０と少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆとの間の第２の照合を評価する。例えば、現在の候補指紋部分画像２０の表現は、保存された前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆのそれぞれと連続的に比較されてもよく、それぞれの比較に対して、照合スコアＳ_２，ｎが決定されてもよい。

上述の比較のそれぞれに対するこの第２の照合スコアＳ_２，ｎは、ステップ１０９で、第２のテンプレート更新要件、ここでは第２のしきい値照合スコアＳ_２，ｔｈに関して評価される。

ステップ１０９で、現在の候補指紋部分画像２０の表現と前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆのそれぞれの表現との比較のいずれもが、結果として第２のしきい値照合スコアＳ_２，ｔｈを超える第２の照合スコアＳ_２，ｎにならないと判定された場合は、本方法は、ステップ１１０に進む。

ステップ１１０では、保存されたテンプレートおよび現在の候補指紋部分画像２０に基づいて、拡張されたテンプレートがプロセッサ１３によって形成され、拡張されたテンプレートがメモリ１４に保存される。

代わりにステップ１０９で、現在の候補指紋部分画像２０の表現と前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆのそれぞれの表現との比較の１つまたはいくつかが、結果として第２のしきい値照合スコアＳ_２，ｔｈを超える第２の照合スコアＳ_２，ｎになると判定された場合は、本方法は、ステップ１１１に進む。

ステップ１１１では、拡張されたテンプレートが、保存されたテンプレートと、現在の候補指紋部分画像２０と、第２の照合スコアＳ_２，ｎが第２のしきい値照合スコアＳ_２，ｔｈを超える前の候補指紋部分画像と、に基づいてプロセッサ１３によって形成され、この拡張されたテンプレートがメモリ１４に保存される。

図５ａに示す例では、現在の候補指紋部分画像２０と十分よく照合する、前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆのうちの唯一の候補指紋部分画像は、最大のオーバラップを有する前の候補指紋部分画像２２ａである。しかしながら、２つの相互にオーバラップする前の候補指紋部分画像２２ａと２２ｂを予め互いに照合し、クラスター２４を形成する。図５ｂで２５として示される拡張されたテンプレートは、このように現在の候補指紋部分画像２０、保存されたテンプレート２１、および上述の前の候補指紋部分画像のクラスター２４に基づいて形成されている。

本発明による方法の第２の例示的な実施形態について、ここで図３および図７ａ〜図７ｃのイラストと共に図６の流れ図を参照して記載する。

第１のステップ２００では、認証リクエストに応じて、指紋センサ３は、処理回路１３によって制御され、現在の候補指紋部分画像を取得する。取得された現在の候補指紋部分画像２０は、図７ａの空の正方形によって表されている。

続くステップ２０１では、ユーザについて保存された登録表現がプロセッサ１３によってメモリ１４から取り出される。図７ａに概略的に示すように、保存された登録表現は、（図７ａの正方形パターンを有する領域として示される）保存されたテンプレート２１、および（図７ａのハッチングが施された正方形として示される）複数の前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆを含む。

次のステップ２０２では、現在の候補指紋部分画像２０の表現が、保存されたテンプレート２１と比較され、現在の候補指紋部分画像２０と保存されたテンプレートとの間の第１の照合を評価する。現在の候補指紋部分画像２０の表現と保存されたテンプレート２１との比較に基づいて、第１の照合スコアＳ_１を決定することができる。

この第１の照合スコアＳ_１は、ステップ２０３で、第１のテンプレート更新要件、ここでは第１のしきい値照合スコアＳ_１，ｔｈに関して評価される。

ステップ２０３で、第１の照合スコアＳ_１が第１のしきい値照合スコアＳ_１，ｔｈを超えていないと判定された場合は、本方法は、ステップ２０４に進み、プロセッサ１３は、認証が失敗したことを示す信号を供給する。プロセッサ１３によって供給された信号を使用して、例えば、ディスプレイ１２を介してユーザに認証試行が失敗したことを示すことができる。ステップ２０５では、現在の候補指紋部分画像２０がメモリ１４に保存され、前に失敗した候補指紋部分画像として登録表現に追加される。これに関連して、現在の候補指紋部分画像２０を含む１つまたはいくつかのクラスターを形成することができるかどうかを判定するために、現在の候補指紋部分画像２０を、既に保存された前の候補指紋部分画像２２ａ〜２２ｆと照合することができる。候補指紋部分画像２０を含むクラスターと保存されたテンプレート２１との間の照合は、保存されたテンプレート２１を更新するための要件を満たしている可能性があることに留意されたい。したがって、本方法は、任意選択で、新しく形成されたクラスターと保存されたテンプレート２１との間の照合を評価することをさらに含むことができる。

一方、ステップ２０３で、第１の照合が第１のテンプレートの更新要件を満たすと判定された場合に、本方法は、ステップ２０７に進み、プロセッサ１３は、認証の成功を示す信号を供給する。プロセッサ１３によって供給された信号を使用して、例えば、ディスプレイ１２を介してユーザに認証試行が成功したことを示すことができる。

ステップ２０８では、保存されたテンプレート２１および現在の候補指紋部分画像２０に基づいて、更新されたテンプレートがプロセッサ１３によって形成され、更新されたテンプレートがメモリ１４に保存される。更新されたテンプレートは、図７ｂの参照数字２８によって示されている。

続いて、ステップ２０９で、例えば第１の前の候補指紋部分画像２２ａで始まるｎ番目の前の候補指紋部分画像の表現が更新されたテンプレート２８と比較される。上記のように、比較の結果として第３の照合スコアＳ_３，ｎを得ることができる。

この第３の照合スコアＳ_３，ｎは、ステップ２１０で、第３のテンプレート更新要件、ここでは第３のしきい値照合スコアＳ_３，ｔｈに関して評価される。

ステップ２１０で、更新されたテンプレート２８とｎ番目の前の候補指紋部分画像との比較に対する第３の照合スコアＳ_３，ｎが第３のしきい値照合スコアＳ_３，ｔｈを超えていると判定された場合は、本方法は、ステップ２１１に進み、ここでプロセッサ１３は、現在保存されている更新されたテンプレートおよびｎ番目の前の候補指紋部分画像に基づいて新規の更新されたテンプレートを形成し、カウンターｎがリセットされる。カウンターｎがリセットされるため、前の候補指紋部分画像がどの順番で評価されるかは問題にならない。

現在示されている例では、第１の前の候補指紋部分画像２２ａは、更新された保存されたテンプレート２８と十分よく照合し、テンプレート更新要件を満たすため、保存されたテンプレートは、保存されたテンプレート（更新されたテンプレート２８）および第１の前の候補指紋部分画像２２ａに基づいて拡張される。結果として得られる新規の更新されたテンプレートは、図７ｃの参照数字３０によって示されている。

ステップ２１１に続いて、本方法は、ステップ２１３に進む。ステップ２１１でカウンターｎがリセットされたため、本方法は、直接ステップ２１４に進み、カウンターは、本方法がステップ２０９に戻る前にインクリメントされる。評価された前の候補指紋部分画像が最後の場合は、本方法は、終了する。

ステップ２１０に戻って、照合スコアＳ_３，ｎがしきい値照合スコアＳ_３，ｔｈを超えていないと判定された場合は、本方法は、ステップ２１３に進み、上記のように進行する。

本例においては、保存されたテンプレート２１は、本方法が終了する前に、５回連続して拡張される。最初に、保存されたテンプレートは、現在の候補指紋部分画像２０によって、次いで第１の前の候補指紋部分画像２２ａ、第２の前の候補指紋部分画像２２ｂ、第４の前の候補指紋部分画像２２ｄ、および第３の前の候補指紋部分画像２２ｃによって連続して拡張される。最初の反復だけが図７ａ〜図７ｃに示されている。

第４の前の候補指紋部分画像２２ｄに関して、たとえ現在の候補指紋部分画像２０と第４の前の候補指紋部分画像２２ｄとの間の照合も、第２の前の候補指紋部分画像２２ｂと第４の候補指紋部分画像２２ｄとの間の照合も、それ自体ではマッチング要件を満たしていなくても、本発明のこの第２の実施形態の連続したテンプレートの拡大によって、第４の前の候補指紋部分画像２２ｄ（および第３の前の候補指紋部分画像２２ｃ）を追加できることに留意されたい。しかしながら、第２の前の候補指紋部分画像２２ｂによってテンプレートを拡張した後（図７ｃに示す状況に続くステップで）、このテンプレートと第４の前の候補指紋部分画像２２ｄとの間の照合は、テンプレート拡張のためのマッチング要件を満たす。これによって非常に効率的かつ高速なテンプレート拡張が提供される。

あるいは、保存されたテンプレート２１は、図４の流れ図に関連して上記されたように、３回連続して、最初に現在の候補指紋部分画像２０によって、次いで第１の前の候補指紋部分画像２２ａおよび第２の前の候補指紋部分画像２２ｂを含むクラスターによって、その後、第３の前の候補指紋部分画像２２ｃおよび第４の前の候補指紋部分画像２２ｄを含むクラスターによって拡張されてもよい。

当業者は、本発明が上述の好ましい実施形態に決して限定されないことを認識する。それどころか、多くの修正形態および変形形態が添付された特許請求の範囲の範囲内で可能である。

特許請求の範囲において、単語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、他の要素またはステップを排除せず、不定冠詞「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」は、複数を排除しない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、特許請求の範囲で列挙された、いくつかの項目の機能を満たすことができる。ある手段が互いに異なる従属クレームで詳述されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用することができないということを示していない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアの一部と共に、またはその一部として供給される光保存媒体または固体の媒体などの、適切な媒体に保存／分配されてもよいが、他の形態、例えば、インターネット、または他の有線もしくは無線通信システムを介して分配されてもよい。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も範囲を限定していると解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 保存されたテンプレートに対してユーザの指を認証し、前記保存されたテンプレートを拡張する方法であって、
   現在の候補指紋部分画像を取得することと、
   前記ユーザについて保存された登録表現を取り出すことであって、前記保存された登録表現が、前記保存されたテンプレートと、前記ユーザについて前に失敗した認証試行に関連して取得された少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の保存された表現を含む、保存された登録表現を取り出すことと、
   前記現在の候補指紋部分画像の表現と前記保存されたテンプレートとの間の第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定することと、
   前記現在の候補指紋部分画像の前記表現と前記少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の前記保存された表現との間の第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定することと、を含み、
   前記第１の照合が前記第１のテンプレート更新要件を満たし、かつ前記第２の照合が前記第２のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、
   認証が成功したことを示す信号を供給することと、
   前記保存されたテンプレート、前記現在の候補指紋部分画像、および前記少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像に基づいて第１の拡張されたテンプレートを形成することと、
   を含む方法。
2. 前記少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の前記保存された表現と前記現在の候補指紋部分画像の前記表現とを比較することによって、前記第２の照合が前記第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかが判定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の照合が前記第１の所定のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、
   前記保存されたテンプレートおよび前記現在の候補指紋画像に基づいて、更新されたテンプレートを形成することであって、
   前記少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像と前記更新されたテンプレートの前記保存された表現とを比較することによって、前記第２の照合が前記第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかが判定される、更新されたテンプレートを形成すること
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 第２の前の候補指紋部分画像の保存された表現と前記第１の拡張されたテンプレートとの間の第３の照合が第３のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定することと、
   前記第３の照合が前記第３のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、
   前記第１の拡張されたテンプレートおよび前記第２の前の候補指紋部分画像に基づいて第２の拡張されたテンプレートを形成することと、
   をさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記第１の照合が前記第１のテンプレート更新要件を満たしていないと判定された場合に、
   前記現在の候補指紋部分画像の前記表現を前記保存された登録表現に追加することによって、更新された登録表現を形成すること
   をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
6. １つの画像特性基準について前記現在の候補指紋部分画像の少なくとも１つの画像特性を評価することであって、
   前記少なくとも１つの画像特性が前記画像特性基準を満たしている場合は、前記現在の候補指紋部分画像の前記表現のみが前記保存された登録表現に追加される、少なくとも１つの画像特性を評価すること
   をさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記画像特性基準が許容画像品質であることを示す、請求項６に記載の方法。
8. 前記画像特性基準が、前記現在の候補指紋部分画像が前記ユーザの指の画像である可能性を示す、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記画像特性基準が指紋隆線または谷線の許容空間周波数であることを示す、請求項８に記載の方法。
10. 前記保存された登録表現が、それぞれが前記ユーザについて対応する前に失敗した認証試行に関連して取得された複数の前の候補指紋部分画像の保存された表現を含み、
    前記複数の前の候補指紋部分画像についてそれぞれの前の候補指紋部分画像の少なくとも１つの特性を評価することと、
    前記評価に基づいて、前記保存された登録表現から前記前の候補指紋部分画像のうちの少なくとも１つを除去することと、
    をさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 指紋センサと、
    メモリと、
    前記指紋センサおよび前記メモリに接続された処理回路であって、
    前記指紋センサを制御して、認証される候補指紋の現在の候補指紋部分画像を取得すること、
    前記メモリから、前記ユーザについて少なくとも１つの保存された登録表現を取り出すことであって、前記保存された登録表現が、前記保存されたテンプレートと、前記ユーザについて前に失敗した認証試行に関連して取得された少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の保存された表現を含む、保存された登録表現を取り出すこと、
    前記現在の候補指紋部分画像および前記保存されたテンプレートの表現との間の第１の照合が第１のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定すること、
    前記現在の候補指紋部分画像の前記表現と前記少なくとも１つの第１の前の部分候補指紋画像の前記保存された表現との間の第２の照合が第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定することのための、処理回路であって、
    前記第１の照合が前記第１のテンプレート更新要件を満たし、かつ前記第２の照合が前記第２のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、
    認証が成功したことを示す信号を供給すること、
    前記保存されたテンプレート、前記現在の候補指紋画像、および前記少なくとも１つの第１の前の候補指紋画像に基づいて第１の拡張されたテンプレートを形成することのための処理回路と、
    を備える、ユーザを認証するための指紋認証システム。
12. 前記処理回路が、前記第２の照合が前記少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像の前記保存された表現と前記現在の候補指紋部分画像の前記表現とを比較することによって前記第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定するように構成されている、請求項１１に記載の指紋認証システム。
13. 前記第１の照合が前記第１の所定のテンプレート更新要件を満たすと判定された場合に、前記処理回路が、
    前記保存されたテンプレートおよび前記現在の候補指紋画像に基づいて、更新されたテンプレートを形成し、
    前記第２の照合が、前記少なくとも１つの第１の前の候補指紋部分画像と前記更新されたテンプレートの前記保存された表現とを比較することによって、前記第２のテンプレート更新要件を満たすかどうかを判定する、
    ように構成されている、請求項１１に記載の指紋認証システム。
14. 請求項１１から１３のいずれか一項に記載の指紋認証システムと、
    前記指紋認証システムを制御してユーザの指紋認証を実行し、前記指紋認証システムを使用して、前記ユーザが確認された場合にのみ少なくとも１つのユーザリクエストプロセスを行うように構成された処理ユニットと、
    を備える電子機器。

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