JP6862899B2 - 情報処理装置、生体認証方法、生体認証プログラム - Google Patents

情報処理装置、生体認証方法、生体認証プログラム Download PDF

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Description

本発明は、情報処理装置、生体認証方法、生体認証プログラムに関する。
生体認証は、指紋、顔、静脈などの生体的な特徴・特性(生体特徴とも称される)を用いて本人確認を行う技術である。生体認証では、予め登録されている生体特徴(登録生体特徴とも称される)を、確認が必要な場面において取得した生体特徴と照合し、登録生体特徴と一致するか否かに基づき本人確認を行う。
生体認証機能を備えたタブレット端末などの情報処理装置には、手のひらの静脈などの生体情報を用いた生体認証を行う機能を有する情報処理装置がある。非接触型の生体センサを用いて生体情報を取得する際には、手のひらなどの生体の全体を撮像できるように、生体と生体センサ(例えばカメラ)との離隔距離を十分に確保したうえで、生体を撮像することが望ましい。しかし、生体と生体センサとの離隔距離を一定に保つためのガイド部材を用いずに、生体を撮像すると、情報処理装置に実装された生体センサと生体との相対位置が不安定になり、本人であるにもかかわらず認証が失敗する確率(本人拒否率(False Rejection Rate)とも称される)や、誤って他人を受け入れる確率(他人受入率(False Acceptance Rate)とも称される)が高くなりやすい。例えば、片手で情報処理装置を把持し、もう一方の手を生体とした場合、情報処理装置の生体センサと生体との相対位置の変動(姿勢変動とも称される)を抑制することは、一般的に困難である。机上に載置された情報処理装置についても同様である。
そこで、生体の一部を情報処理装置に接触させることで、情報処理装置が有する生体センサと生体との相対位置の変動を抑制することが考案されている(特許文献1を参照)。
特開2016−173669号公報 特開2013−105222号公報 特開2003−248828号公報 特開2013−257609号公報 特開2007−236610号公報 特開2003−256816号公報
従来技術では、情報処理装置が有するタッチパネル上に利用者の指先を触れさせることで、タッチパネル上の指先の接触位置と情報処理装置が有する生体センサとの相対的な位置関係は一意に定まり得る。そのため、生体としての手と情報処理装置が有する生体センサとの相対位置の変動をある程度抑制することができる。
しかし、生体の一部を情報処理装置に接触させたとしても、非接触型の生体センサの撮像範囲において、生体は、生体センサに対して非接触の状態であるため、生体と生体センサとの離隔距離の変動を抑制することが難しい。
また、生体の一部を情報処理装置に接触させた状態では、情報処理装置に搭載された非接触型の生体センサからは生体の全体を撮像することが難しい。そのため、生体情報の入力では、生体を移動させながら複数の時点で部分的に生体を撮像することとなる。しかし、生体情報の入力ごとに生体の移動速度や離隔距離などの撮像条件が変動することで、生体センサの撮像範囲に含まれる生体の領域が異なり得る。
上述のように、登録時の生体情報の入力と照合時の生体情報の入力とで生体の撮像条件は異なり得るため、登録時に取得された画像と照合時に取得された画像とで撮像された生体の領域は異なり得る。そのため、登録時の画像と照合時の画像とでは、画像間にずれが生じ得る。
そこで、以下の開示では、生体の離隔距離や移動速度などの撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制することができる、情報処理装置、生体認証方法、生体認証プログラムを提供することを目的とする。
開示の一側面によれば、情報処理装置は、生体の少なくとも一部の領域を撮像可能な生体センサと、生体センサでの撮像対象となる生体の領域の移動とともに順次撮像された第一の画像群から、生体の認証に用いる第二の画像群を選択する際に、前記生体センサに対する生体の離隔距離に応じて第二の画像群として選択される画像間の共通領域のサイズを変更する認証処理手段を備える。
生体の離隔距離や移動速度などの撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制することができる。
図1は、生体認証機能を備えた情報処理装置の外観の一例を示す斜視図である。 図2は、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図3は、実施例1に係る情報処理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図4は、登録モードにおける処理の流れの一例を示す図である。 図5は、接触案内の表示の一例を示す図である。 図6は、接触案内の経路に沿って生体の接触位置を移動させた状態の一例を示す図である。 図7は、生体の撮像範囲の一例を示す図である。 図8は、生体の撮像範囲と接触位置との相対的な位置関係の一例を示す図である。 図9は、生体の撮像範囲と接触位置との相対的な位置関係の一例を示す図(その2)である。 図10は、生体の離隔距離の一例を示す図である。 図11は、離隔距離と撮像範囲との関係の一例を示す図である。 図12は、選択処理の流れの一例を示す図である。 図13は、離隔距離と閾値との関係の一例を示す図である。 図14は、生体の領域の一部を撮像対象とする選択画像の一例を示す図である。 図15は、照合モードにおける処理の流れの一例を示す図である。 図16は、選択画像の一例を示す図である。 図17は、撮像時の接触位置と画像間の共通領域との関係の一例を示す図である。 図18は、生体の離隔距離の一例を示す図(その2)である。 図19は、生体の撮像範囲の一例を示す図(その2)である。 図20は、生体の領域の一部を撮像対象とする選択画像の一例を示す図(その2)である。 図21は、選択画像の一例を示す図(その2)である。 図22は、撮像時の接触位置と画像間の共通領域との関係の一例を示す図(その2)である。 図23は、実施例2に係る情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。 図24は、実施例2に係る登録モードにおける処理の流れの一例を示す図である。 図25は、実施例2に係る照合モードにおける処理の流れの一例を示す図である。 図26は、変形例3に係る照合モードにおける処理の流れの一例を示す図である。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、実施形態の構成に限定されない。
<実施例1> 図1は、生体認証機能を備えた情報処理装置10の外観の一例を示す斜視図である。図1に示される情報処理装置10は、本体100、タッチパネルディスプレイ110、非接触型生体センサ120を備える。本体100は、タッチパネルディスプレイ110、非接触型生体センサ120などの各種部品を収容する筐体であり、図1に示す例では、利用者が手で把持して携帯することができる程度の大きさを有する。
タッチパネルディスプレイ110は、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンスパネルなどの各種ディスプレイに、タッチ操作検出用のセンサ(タッチセンサとも称される)などが統合された装置であり、画面に接触した指やペンの位置を検知する。検知した位置の座標値は、情報処理装置10が有するプロセッサに供給される。別言すると、図1に例示するタッチパネルディスプレイ110は、表示装置としての側面と、入力装置としての側面とを有し、利用者の操作を受け付けるGUI(Graphical User Interface)などが表示され得る。タッチパネルディスプレイ110は、タッチパネル、タッチディスプレイ、タッチスクリーン、タッチ液晶、タッチパネルモニタなどとも称される。
非接触型生体センサ120(以下、生体センサとも称する)は、非接触で生体の画像を取得するイメージセンサであり、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラなどである。生体センサ120は、例えば、生体の表面の画像を取得するように構成してもよいし、近赤外線を利用して静脈パターン等の皮下の生体の画像を取得するように構成してもよい。生体センサ120により撮像される生体の例として、手の指や、手のひらなどが挙げられる。
図1に示す例では、生体センサ120は、タッチパネルディスプレイ110の近傍に配置される。そのため、情報処理装置10は、例えば、タッチパネルディスプレイ110上の領域のうち、生体センサ120の近傍に位置する領域を、利用者の指が接触したことを検知することで、生体センサ120により生体としての利用者の手のひらの画像を取得し得る。
図2は、情報処理装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。図2に例示する情報処理装置10は、プロセッサ1、記憶装置2、表示装置3、入力装置4、生体センサ5、方向検知センサ6を備える。図2において、情報処理装置10が備える各種機器は、内部バスにより通信可能に接続されている。なお、図2に示す機器間の接続形態は一例であり、適宜設計変更してもよい。
プロセッサ1は、記憶装置2(メモリとも称される)に格納された生体認証プログラム201などの各種プログラムを実行することで、実施例1に係る認証処理手段101としての動作を実現する回路である。別言すると、プロセッサ1は、記憶装置2に格納された生体認証プログラム201を実行することで、認証処理手段101の処理を実行するハードウェア回路に適宜変換される。このようなプロセッサ1として、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などが挙げられる。プロセッサ1は、本実施例1に係る各種処理を実行する処理手段の一例である。なお、プロセッサ1は、2以上のコアを含むマルチコアプロセッサであっても良い。
図2に示す認証処理手段101は、生体センサにより取得した画像(生体画像とも称される)を用いた生体認証に関する処理を実行する機能を有する。認証処理手段101は、生体の少なくとも一部の領域を撮像可能な生体センサでの撮像対象となる生体の領域の移動とともに順次撮像された第一の画像群から、生体の移動量に基づいて、生体の認証に用いる第二の画像群を選択する際に、生体センサに対する生体の離隔距離に応じて第二の画像群として選択される画像間の共通領域のサイズを変更する処理(認証処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。例えば、生体の移動量に基づき第二の画像群を選択する際に、生体センサに対する生体の離隔距離に基づき、生体の移動量に対する閾値を決定し、当該離隔距離に基づく閾値を用いて第二の画像群を選択してもよい。生体の移動量は、生体センサに対する生体の相対的位置の変化量という側面を有する。別言すると、生体または生体センサの何れか一方を所定の位置に略固定し、かつ、他方を移動させた場合の移動量でもよい。あるいは、生体と生体センサとの両方を各々異なる移動量で移動させることで、生体センサに対する生体の相対的位置を変化させた場合の移動量でもよい。これらは、生体の移動量の一例である。
画像選択の際に閾値を用いることは、生体の移動量と離隔距離に基づく閾値とを比較し、比較結果に応じて画像を選択するか否かを制御するという側面を有する。なお、生体の移動量は、後述の如く、別のセンサにより測定してもよいし、画像間の共通領域の位置変位に基づいて測定してもよい。
認証処理手段101における閾値は、例えば、生体センサに対する生体の離隔距離が大きいほど、第二の画像群における複数の画像間で生体の共通領域が大きくなるように、第二の画像群が選択される、という側面を有する。別言すると、認証処理手段101は、生体の少なくとも一部の領域を撮像可能な生体センサでの撮像対象となる生体の領域の移動とともに順次撮像された第一の画像群から、生体の移動量に基づいて、生体の認証に用いる第二の画像群を選択する際に、前記生体センサに対する生体の離隔距離が大きいほど前記第二の画像群として選択される画像間の共通領域が大きくなるように画像を選択する。他の観点から見れば、認証処理手段101における閾値は、例えば、生体センサに対する生体の離隔距離が大きいほど、第一の画像群から選択される第二の画像群における画像の枚数が多くなるように、第二の画像群が選択される、という側面を有する。これらの側面は、後述するように、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
記憶装置2は、プロセッサ1で実行される生体認証プログラム201などの各種プログラム、生体特徴の照合に用いられる登録データを格納する登録データDB(Data Base)202、プロセッサ1が処理する際に参照され又は書き込まれるデータなど、を記憶保持する装置である。記憶装置2は、不揮発性記憶装置と揮発性記憶装置の両方あるいは一方を少なくとも含んで構成される。たとえば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、SSD(Solid State Drive)、HDD(Hard Disk Drive)などが挙げられる。本開示において、記憶装置2は、主記憶装置及び補助記憶装置などの各種記憶装置を総称したものである。
表示装置3は、プロセッサ1が実行する生体認証プログラム201の処理結果などを表示するように構成される。たとえば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機EL(OEL:Organic Electro Luminescence)ディスプレイ、有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)ディスプレイなどが挙げられる。
入力装置4は、利用者による入力操作に応じた入力信号を、プロセッサ1へ出力するように構成される。図2の例示において、入力装置4は一つしか図示されていないが、情報処理装置10は複数の入力装置4を備えてもよい。例えば、情報処理装置10は、利用者の入力操作に応じて情報処理装置10の電源のオン・オフを切り替える信号を出力するように構成された入力装置と、利用者の指やペンの接触を検知するセンサを備え、接触した位置を示す座標値をプロセッサ1へ供給するように構成された入力装置とを備えてもよい。
図2に例示する表示装置3と入力装置4とは、図1に示すタッチパネルディスプレイ110に相当する。以下の開示では、図2に例示する表示装置3と入力装置4とを総称して、タッチパネルディスプレイ110とも称する。
生体センサ5は、非接触で生体の画像を取得するように構成されたイメージセンサであり、図1に例示する生体センサ120に相当する。生体センサ5は、例えば、手のひらに照射するための近赤外光を照射するLED(Light Emitting Diode)などの発光装置と、近赤外光に感度を持つ撮像素子の2次元アレイを用いて形成されるCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラなどの撮像装置とを含む。生体センサ5は、生体の少なくとも一部の領域を撮像することで生成した画像を、記憶装置2を介して間接的に、あるいは記憶装置2を介さずに直接的に、プロセッサ1へ供給するように構成される。以下の開示では、生体センサ5は、生体センサ120とも称される。
方向検知センサ6は、利用者に対する情報処理装置10の向きを検知するセンサであり、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサなどが挙げられる。プロセッサ1は、方向検知センサ6からの信号に基づき、情報処理装置10が有する表示装置3の画面を正面として何れの辺が上辺となるかを検知できるように構成される。別言すると、プロセッサ1は、方向検知センサ6からの信号に基づき、情報処理装置10が有する生体センサ120が、タッチパネルディスプレイ110に対してどちらの向きに位置するのかを検知できるように構成される。
図3は、実施例1に係る情報処理装置10の機能構成の一例を示すブロック図である。別言すると、図3に示す機能構成は、認証処理手段101による処理(認証処理とも称される)を詳細化した機能構成の一例である。図3に示す情報処理装置10は、認証処理手段101により実現される機能構成として、接触案内表示手段11、検知手段12、撮像手段13、移動量測定手段14、離隔距離測定手段15、選択手段16、抽出手段17、照合手段18、登録手段19を有する。図3に示す情報処理装置10の各種機能手段は、例えば、情報処理装置10が有するプロセッサ1により、記憶装置2に格納された生体認証プログラム201を実行することにより実現される。別言すると、記憶装置2に格納された生体認証プログラム201を実行することで、情報処理装置10のプロセッサ1は、図3に示す各機能手段を実現するハードウェア回路に変換される。また、図3において、認証処理手段101により参照・書込みされるデータベースとして、登録データDB202が示されている。
接触案内表示手段11は、生体の一部を接触させる位置を示す接触案内を、タッチパネルディスプレイ110に表示する処理(接触案内表示処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。検知手段12は、タッチパネルディスプレイ110に対する生体の接触位置を検知する処理(検知処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。撮像手段13は、タッチパネルディスプレイ110上の接触案内の経路に沿って生体の接触位置が移動する移動期間内の複数の時点において撮像された、生体の少なくとも一部を含む撮像範囲の画像を取得する処理(撮像処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。移動量測定手段14は、接触案内の経路に沿って生体が移動した量を示す移動量を測定する処理(移動量測定処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。離隔距離測定手段15は、移動期間における生体の離隔距離を測定する処理(離隔距離測定処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。選択手段16は、移動期間内の異なる二つの時点間の移動量が、離隔距離に基づく閾値を超える場合、撮像手段13により取得される画像のうち、二つの時点の各々に対応する画像を選択する処理(選択処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。抽出手段17は、選択手段16により選択された画像(選択画像とも称する)から生体特徴を抽出する処理(抽出処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。照合手段18は、照合モードでの動作時に、選択画像から抽出された生体特徴を用いて生体認証を行う処理(照合処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。登録手段19は、登録モードでの動作時に、選択画像から抽出された生体特徴を、選択画像の撮像時における生体の離隔距離に関する情報と関連付けて、登録データDB202に登録する処理(登録処理とも称される)を、情報処理装置10に実行させるように構成される。
図4は、登録データDBへ生体特徴を登録する登録モードにおける処理の流れの一例を示す図である。図4に示す登録モードにおける処理の流れは、例えば、生体特徴を登録データDB202に登録するモードである登録モードで、生体認証プログラム201が実行されたことを契機として、処理を開始してもよい。生体認証プログラム201が登録モードで実行開始すべきことの指示操作は、例えば、タッチパネルディスプレイ110に表示されるアイコンに対するタッチ操作により、利用者からの指示を受け付けるようにしてもよい。なお、図4に例示する処理の一部または全部は、起動すると共に所定のイベントを待機し、所定のイベントが検知されたことを契機として処理を開始するイベント駆動方式に従って実行されてもよい。イベント駆動方式に従って実行される場合、図4に例示する処理の流れとは異なる順序で処理が実行され得ることに留意されたい。
まず、プロセッサ1は、生体を接触させる位置を示す接触案内をタッチパネルディスプレイ110に表示する接触案内表示処理を実行する(S101)。処理S101において、プロセッサ1は、方向検知センサ6からの信号に基づき、生体センサ120が、タッチパネルディスプレイ110に対して右側に位置するのか、左側に位置するのかを判定してもよい。処理S101において、プロセッサ1は、その判定結果に基づき、生体センサ120が右側に位置する場合には右手用の接触案内を表示し、生体センサ120が左側に位置する場合には左手用の接触案内を表示してもよい。
図5は、接触案内の表示の一例を示す図である。図5の例では、情報処理装置10に備えられたタッチパネルディスプレイ110の画面に向かって右側に、生体センサ120が位置するため、右手用の接触案内131−1および131−2が、タッチパネルディスプレイ110に表示されている。接触案内131−1および131−2は、利用者の操作に応じて、始点P1−1およびP1−2から終点P2−1およびP2−2へと、接触案内の経路130−1および130−2に沿って移動可能に構成されたGUIである。利用者は、接触案内131−1および131−2で示される位置に右手の指先を接触させて、接触案内の経路130−1および130−2に沿って接触案内131−1および131−2をドラッグすることで、始点P1−1およびP1−2から終点P2−1およびP2−2まで、接触案内131−1および131−2を移動させることができる。
図5に示される右手用の接触案内131−1および131−2は、接触案内131−1と接触案内131−2との中間より接触案内131−2に近い方に生体センサ120が位置するように、タッチパネルディスプレイ110に表示される。これは、接触案内131−1で示される位置に右手の人差し指を接触させ、接触案内131−2で示される位置に右手の親指(一般的に、親指は人差し指よりも短いことに留意されたい)を接触させるためである。別言すると、右手の親指が接触すべき位置を示す接触案内131−2を、右手の人差し指が接触すべき位置を示す接触案内131−1よりも、生体センサ120に近づけて表示することで、右手の手のひらを撮像しやすくなることが期待される。左手用の接触案内を表示する際は、タッチパネルディスプレイ110の中央を基点として左右反転させた表示内容とすればよい。ただし、本開示は図5に示される例に限定されるものではなく、人差し指と親指と位置関係により定まる右手の手のひらの位置が、生体センサ120の撮像範囲に含まれるように適宜変更してもよい。
図6は、接触案内の経路に沿って生体の接触位置を移動させた状態の一例を示す図である。図6に示す例では、生体50として、利用者の右手の指先がタッチパネルディスプレイ110に接触している。例えば、接触案内131−1で示される位置には右手の人差し指が接触しており、接触案内131−2で示される位置には右手の親指が接触している。このように、接触案内131−1および131−2で示される位置に右手の指先を接触させた状態で、始点P1−1およびP1−2から終点P2−1およびP2−2まで、接触案内の経路130−1および130−2に沿って、接触案内131−1および131−2を移動させることで、生体50としての右手の手のひらが、生体センサ120の撮像範囲を通過する。
図4の説明に戻る。プロセッサ1は、タッチパネルディスプレイ110に対する生体50の接触位置を検知する検知処理を実行する(S102)。ここで、用語「接触位置」は、生体(例えば右手の指先)がタッチパネルディスプレイ110に接触する箇所に対応した点ないし領域を含む概念として用いられる。処理S102において、プロセッサ1は、タッチパネルディスプレイ110からの入力信号に基づいて、タッチパネルディスプレイ110上の接触位置を示す座標値を取得することで、生体50の接触位置を検知してもよい。生体50の接触位置は、例えば図5に示される状態において、タッチパネルディスプレイ110の縦方向をY軸とし、横方向をX軸とした二次元座標系における座標値で示される。接触位置が複数の画素を含む領域(接触領域とも称される)である場合、接触位置を示す座標値は、接触領域の重心に対応した座標値であってもよいし、接触領域内の何れかの画素に対応した座標値であってもよいし、接触領域を包含する矩形領域の左上の画素に対応した座標値であってもよい。なお、図4に示す例において、処理S101と処理S102とは経時的に前後して実行されるように図示されているが、これらの処理を並列的に実行してもよい。図4に示される他の処理についても同様である。
プロセッサ1は、タッチパネルディスプレイ110上の接触案内の経路に沿って生体50の接触位置が移動する移動期間内の複数の時点において、生体センサ120により撮像された生体50の少なくとも一部を含む撮像範囲の画像を取得する撮像処理を実行する(S103)。別言すると、撮像処理(S103)は、生体センサに対する生体の相対移動により、生体センサでの撮像対象となる生体の領域の移動とともに順次撮像された第一の画像群を取得する、という側面を有する。例えば、第一の画像群は、生体センサの撮像範囲に含まれる生体の移動とともに連続的に撮像された複数の画像を含み得る。
処理S103において、プロセッサ1は、移動期間内において生体50を撮像する複数の時点として、所定の時間間隔を用いてもよいし、生体50の移動量に応じて決定された時点を用いてもよい。生体50の移動量については後述する。また、処理S103において、プロセッサ1は、生体センサ120により撮像された画像を、検知処理(S102)により取得した生体の接触位置の座標値を含む補足情報に関連付けて、記憶装置2に記憶させてもよい。別言すると、連続的に生体を撮像して得た画像群における各々の画像は、それぞれの撮像時点における接触位置の座標値を含む補足情報が関連付けられる。補足情報には、生体センサ120により撮像された時点に応じた日時または時刻を示すタイムスタンプを含んでもよい。ここで、記憶装置2は、キャッシュメモリであってもよいし、RAMなどの揮発性記憶装置(主記憶装置とも称される)であってもよいし、HDDやSSDなどの不揮発性記憶装置(補助記憶装置とも称される)であってもよい。
処理S103において、補足情報に関連付けて記憶される撮像画像は、二値化されていてもよい。これは、生体センサ120で撮像された時点で二値化された画像として生成されてもよいし、生体センサ120で撮像された画像から、プロセッサ1における処理により、二値化画像に変換してもよい。
図7は、生体の撮像範囲の一例を示す図であり、生体としての右手の手のひら側を正面に向けた状態で図示されている。別言すると、図7は、図6における生体センサ120から手のひらを見た方向の図である。すなわち、右手の親指が、右側を向いて、図示されている。図7の例では、接触案内の経路に沿って生体50の接触位置が移動する移動期間内の複数の時点T1〜T17において、撮像範囲A1〜A17の画像が撮像される。なお、本開示において、移動期間に撮像される回数は時点T1〜T17で示される17回に限定されるものではなく、図7は一例であることに留意されたい。
図7に示す例において、撮像範囲A1〜A17の矢印で図示されるX軸方向の幅は、生体センサ120が搭載する撮像素子のX軸方向の画素数に依存する幅であり、何れも略同一である。時点T1では、撮像範囲A1の矢印で図示される幅を有する撮像範囲の画像が撮像される。時点T2では、撮像範囲A2の矢印で図示される幅を有する撮像範囲の画像が撮像される。時点T3〜T17についても、同様に、それぞれ撮像範囲A3〜A17の画像が撮像される。なお、図7の例では、説明の便宜上、撮像範囲A3〜A15の図示を省略している。
図8は、生体の撮像範囲と接触位置との相対的な位置関係の一例を示す図であり、生体としての右手の手のひら側を正面に向けた状態で図示されている。別言すると、図8は、図7と同様に、生体センサ120から手のひらを見た方向の図である。図8の例では、始点P1−1に表示される接触案内131−1に右手の人差し指を接触させ、始点P1−2に表示される接触案内131−2に右手の親指を接触させる。図8に例示する状態では、撮像範囲A1で図示される右手の手のひらの領域が、生体センサ120の撮像範囲に含まれる。図8に示す撮像範囲A1は、図7に示す時点T1における撮像範囲A1に相当する。
図9は、生体の撮像範囲と接触位置との相対的な位置関係の一例を示す図(その2)であり、図8と同様に、生体としての右手が手のひら側を正面に向けた状態で図示されている。別言すると、図9は、図7および図8と同様に、生体センサ120から手のひらを見た方向の図である。図9の例では、終点P2−1に表示される接触案内131−1に右手の人差し指を接触させ、終点P2−2に表示される接触案内131−2に右手の親指を接触させる。図9に例示する状態では、撮像範囲A17で図示される右手の手のひらの領域が、生体センサ120の撮像範囲に含まれる。図9に示す撮像範囲A17は、図7に示す時点T17における撮像範囲A17に相当する。
図4の説明に戻る。プロセッサ1は、接触案内の経路に沿って生体が移動した量を示す移動量を測定する移動量測定処理を実行する(S104)。処理S104において、プロセッサ1は、撮像処理(S103)により取得された画像に関連付けられた補足情報に示される生体の接触位置を用いて、生体の移動量(第一の移動量)を測定してもよい。第一の移動量の測定において、プロセッサ1は、ある時点tで撮像処理(S103)により取得された画像(t)に関連付けられた補足情報(t)を参照し、補足情報(t)に示される生体の接触位置(t)を知得してもよい。また、第一の移動量の測定において、プロセッサ1は、一つ前の時点t−1で撮像処理(S103)により取得された画像(t−1)に関連付けられた補足情報(t−1)を参照し、補足情報(t−1)に示される生体の接触位置(t−1)を知得してもよい。プロセッサ1は、例えば、接触位置(t)と接触位置(t−1)との差分に基づいて、時点tにおける第一の移動量を測定し得る。上述のように、補足情報に示される生体の接触位置の一例は、検知処理(S102)により取得された生体の接触位置を示す座標値である。検知処理(S102)により取得される生体の接触位置は、例えば、利用者によるドラッグ操作に応じて接触案内131−1および131−2が移動することで、変化する。第一の測定において、プロセッサ1は、接触案内の移動方向である横方向の座標軸(X軸とも称される)上における接触位置の変化量(変位とも称される)を測定することで、第一の移動量を取得してもよい。別言すると、プロセッサ1は、接触位置(t)のX座標値と接触位置(t−1)のX座標値との差分を用いて、時点tにおける第一の移動量を測定してもよい。処理S104において、プロセッサ1は、第一の移動量を、時点tの画像に関連付けられた補助情報に含ませてもよい。
また、プロセッサ1は、処理S104において、撮像処理(S103)により取得された画像に含まれる画素の移動量を用いて、生体の移動量(第二の移動量とも称する)を測定してもよい。第二の移動量の測定において、プロセッサ1は、ある時点tで撮像処理(S103)により取得された画像(t)と、一つ前の時点t−1で撮像処理(S103)により取得された画像(t−1)とを比較し、両画像に共通する画素を含む領域である共通領域を探索してもよい。プロセッサ1は、画像(t)における共通領域の位置と、画像(t−1)における共通領域の位置との差分に基づいて、時点tにおける第二の移動量を取得してもよい。画像間の共通領域の探索では、既知のアルゴリズムを用いればよい。例えば、画像(t)に対して画像(t−1)を横および縦方向に一画素単位で移動しながら、重なる領域について相関演算を行うことで、重なる領域についての評価値を取得し、評価値がピークとなる領域を共通領域として特定してもよい。この手法については、特開2003−248828号公報に詳しい。処理S104において、プロセッサ1は、第二の移動量を、時点tの画像に関連付けられた補足情報に含ませてもよい。
プロセッサ1は、移動期間における生体の離隔距離を測定する離隔距離測定処理を実行する(S105)。処理S105において、プロセッサ1は、ある時点tの画像について、移動量測定処理(S104)により取得した第一の移動量と第二の移動量との比に基づいて、生体の離隔距離に応じた指標値を取得する。例えば、プロセッサ1は、第一の移動量を第二の移動量で除することで、単位画素あたりの第一の移動量を取得し、これを生体の離隔距離に応じた指標値(離隔距離パラメータとも称される)としてもよい。処理S105において、プロセッサ1は、離隔距離パラメータを、時点tの画像に関連付けられた補足情報に含ませてもよい。なお、本開示における離隔距離は、被写体距離、撮影距離と称されてもよい。
図10は、生体の離隔距離の一例を示す図であり、生体50としての右手の指先を情報処理装置10に接触させた状態が側面方向から図示されている。図10に示す例では、生体50としての右手の手のひらは、情報処理装置10が有する生体センサ120との間で、離隔距離R10を有する。また、図10に示す例では、離隔距離R10における生体センサ120の撮像範囲R20の一例が図示されている。一般的に、離隔距離R10が大きくなるほど、撮像範囲R20に含まれる生体の領域は拡大する。生体センサ120が有する撮像素子の画素数は固定であるため、撮像範囲R20が拡大するにつれ、生体センサ120の単位画素当たりの撮像範囲は拡大し、生体センサ120の撮像範囲に含まれる生体の倍率(縮尺とも称される)は低下することになる。ここで、図10に示す撮像範囲R20は、図7における撮像範囲A1〜A17の縦方向(Y軸方向とも称される)の幅に相当する。
図11は、離隔距離と撮像範囲との関係の一例を示す図である。図11では、説明の便宜上、手のひらではなく、定規を撮影した画像が図示されている。図11に示されるように、定規と生体センサ120との離隔距離に応じて撮像範囲が変わるため、単位画素あたりの撮像範囲が異なる。図11に示す例では、一例として、生体センサ120の長辺方向の画素数が640[pix]であり、生体センサ120のセンサ面の長辺方向に定規を合わせた状態で、離隔距離を10[mm]から50[mm]までの5段階で撮像した画像が図示されている。離隔距離が10[mm]の場合、画像に撮像される定規の目盛りの範囲は10.2[mm]であり、単位画素当たりの撮像範囲は0.0159375[mm/pix]である。また、離隔距離が20[mm]、30[mm]、40[mm]、50[mm]の場合、画像に撮像される定規の目盛りの範囲はそれぞれ、19.0[mm]、29.5[mm]、37.5[mm]、47.0[mm]であり、単位画素当たりの撮像範囲はそれぞれ、0.0296875[mm/pix]、0.04609375[mm/pix]、0.05859375[mm/pix]、0.0734375[mm/pix]である。なお、図11に示す数値は一例であり、生体センサ120に用いる光学レンズの特性に応じて異なり得る点に留意されたい。
図11に示されるように、離隔距離に応じて単位画素当たりの撮像範囲は異なり、離隔距離が大きくなるほど、単位画素当たりの撮像範囲が拡大することとなる。別言すると、情報処理装置10に対する生体の離隔距離が大きくなるにつれ、画像に含まれる共通領域の移動量に基づく第二の移動量は小さくなる。そのため、例えば、第一の移動量を第二の移動量で除した値を離隔距離パラメータとした場合、情報処理装置10に対する被測定値の離隔距離が大きくになるにつれ、第二の移動量は減少し、離隔距離パラメータは増加する。
図4の説明に戻る。プロセッサ1は、移動期間内の異なる二つの時点間の移動量(累積移動量とも称される)が、離隔距離に基づく閾値を超える場合、撮像処理(S103)により取得される画像のうち、二つの時点の各々に対応する画像(選択画像とも称する)を選択する選択処理を実行する(S106)。選択処理(S106)は、第一画像群から生体の認証に用いる第二画像群を選択する、という側面を有する。例えば、第二画像群は、第一の画像群から選択された複数の画像を含み得る。
処理S106は、生体の接触位置が、接触案内の経路の始点から終点まで移動したことを契機として、実行が開始されてもよい。別言すると、プロセッサ1は、検知処理(S102)により取得される生体の接触位置が接触案内の経路上の終点に達したことが検知されるまで、選択処理(S106)の実行を待機してもよい。その場合、プロセッサ1は、生体の接触位置が接触案内の経路上の終点に達したことが検知されるまで、処理S101〜処理S105を繰り返し実行してもよい。
処理S106において、プロセッサ1は、例えば、撮像処理(S103)で取得した複数の画像を、対応する補足情報に基づいてソートしてもよい。例えば、補足情報に示されるタイムスタンプに基づいて昇順に画像をソートしてもよいし、補足情報に示される接触位置のX軸上の座標値に基づいて昇順に画像をソートしてもよい。ここで、X軸は、接触案内の経路に沿った移動方向の一例である。なお、撮像処理(S103)により取得された画像が、上述の整序された順序で記憶される場合には、選択処理(S106)における上述のソートを省略してもよい。
図12は、選択処理(S106)の流れの一例を示す図である。処理S106において、プロセッサ1は、移動期間内に撮像された画像のうち、例えば、先頭の画像を基点として選択する(S106−1)。図7に示す例では、時点T1に撮像された画像A1が先頭の画像の一例である。ここで、基点として選択された画像は、抽出処理(S107)により生体特徴が抽出される選択画像としての側面を有することに留意されたい。例えば、プロセッサ1は、処理S106−1において、基点として選択された画像に関する情報を、選択画像リストに登録してもよい。選択画像リストには、例えば、選択された画像と、その画像に関連付けられた補足情報とを登録してもよい。あるいは、移動期間中に撮像された複数の画像のうち、何番目の時点に撮像された画像であるかを示すインデックス番号を、選択画像リストに登録してもよい。
プロセッサ1は、次に参照する時点(参照時点とも称される)を更新する(S106−2)。処理S106−2において、プロセッサ1は、例えば、処理S106−1で選択した画像の時点tに1を加算することで、参照時点を更新してもよい。別言すると、処理S106−1において、プロセッサ1は、参照時点t=t+1を計算することで、参照時点を更新し得る。図7に示す例では、時点T2が、更新前の参照時点T1に1を加算して更新された参照時点の一例である。
プロセッサ1は、参照時点の画像に関連付けられた補足情報(参照補足情報とも称される)を参照し(S106−3)、参照補足情報に示される第一の移動量を累積移動量に加算する(S106−4)。ここで、加算前の累積移動量の初期値は、例えばゼロ値である。
プロセッサ1は、参照補足情報に示される離隔距離に基づく閾値を決定する(S106−5)。
図13は、離隔距離と閾値との関係の一例を示す図である。図13に示す例では、離隔距離(D1)と、閾値(D2)との対応関係が示される。処理S106−5において、例えば、参照補足情報に示される離隔距離R(離隔距離パラメータRとも称される)が値R1以下の場合、プロセッサ1は、閾値Th1を選択する。処理S106−5において、例えば、離隔距離パラメータRが値R1より大きく、かつ、値R2以下の場合、プロセッサ1は、閾値Th2を選択する。処理S106−5において、例えば、離隔距離パラメータRが値R2より大きい場合、プロセッサ1は、閾値Th3を選択する。
図13に示す例において、離隔距離R1と離隔距離R2との大小関係はR1<R2であり、閾値Th1と閾値Th2と閾値Th3との大小関係はTh1<Th2<Th3である。別言すると、処理S106−5において、プロセッサ1は、離隔距離Rが大きいほど、閾値Thは大きく設定される。なお、図13に示す例は、離隔距離と閾値との関係の一例であって、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、離隔距離を用いて所定の数式を演算することで、離隔距離Rが大きいほど閾値Thが小さな値となるように、閾値Thを決定してもよい。
プロセッサ1は、累積移動量が閾値を越えるか否かを判定する(S106−6)。処理S106−6において、累積移動量が閾値を越えると判定した場合(S106−6でYES)、プロセッサ1は、参照時点の画像を基点として選択し(S106−7)、累積移動量を初期化する(S106−8)。ここで、基点として選択された参照時点の画像は、抽出処理(S107)により生体特徴が抽出される選択画像としての側面を有することに留意されたい。例えば、プロセッサ1は、処理S106−7において、基点として選択された参照時点の画像に関する情報を、選択画像リストに登録してもよい。選択画像リストには、例えば、選択された画像と、その画像に関連付けられた補足情報とを登録してもよい。あるいは、移動期間中に撮像された複数の画像のうち、何番目の時点に撮像された画像であるかを示すインデックス番号を、選択画像リストに登録してもよい。
一方、S106−6において、累積移動量が閾値以下であると判定した場合(S106−6でNO)、プロセッサ1は、処理S106−7及び処理S106−8を実行せずに省略してもよい。
プロセッサ1は、今回の参照時点が移動期間の終端に対応するか否かを判定する(S106−9)。例えば、今回の参照時点よりも後の時点において撮像された画像が存在しない場合、プロセッサ1は、今回の参照時点が移動期間の終端に対応すると判定してもよい。例えば、今回の参照時点よりも後の時点において撮像された画像が存在する場合、プロセッサ1は、今回の参照時点が移動期間の終端に対応しないと判定してもよい。
処理S106−9において、今回の参照時点が移動期間の終端に対応すると判定した場合(S106−9でYES)、プロセッサ1は、図12に示す選択処理(S106)を終了してもよい。この場合、移動期間中に撮像された全ての画像について、選択すべきか否かの判定が実行されたこととなる。
一方、処理S106−9において、今回の参照時点が移動期間の終端に対応しないと判定した場合(S106−9でNO)、プロセッサ1は、処理S106−2以降の処理を再度実行してもよい。この場合、処理S106−2において、例えば、参照時点に1が加算されることで、参照時点の更新が行われる。
図14は、生体50の領域の一部を撮像対象とする選択画像の一例を示す図である。図14に示す例では、図7に示す撮像範囲A1〜A17(画像A1〜A17とも称される)のうち、撮像範囲A1、撮像範囲A5、撮像範囲A9、撮像範囲A13、撮像範囲A17の合計5個の画像(選択画像とも称される)が選択される例が示される。各選択画像間の移動量B1〜B4は、各参照時点での離隔距離に基づく閾値を用いた判定において選択対象とされたときの累積移動量に相当する。移動量B1〜B4(累積移動量B1〜B4とも称される)は、相互に略同一であってもよいし、異なっていてもよい。
図4の説明に戻る。プロセッサ1は、選択処理(S106)により選択された画像(選択画像とも称される)から生体特徴を抽出する抽出処理を実行する(S107)。処理S107において、プロセッサ1は、生体の領域の一部を撮像した選択画像の各々から、生体の生体特徴を示す特徴データを、周知の方法で抽出する。抽出対象の生体特徴が掌紋の場合、特徴データの例は、手のひら表面の大小のしわからなる掌紋のパターンや掌紋の周波数情報などが挙げられる。抽出対象の生体特徴が手のひら静脈の場合、特徴データの例は、手のひらの内部にある静脈パターンが挙げられる。抽出対象の生体特徴が掌形の場合、特徴データの例は、手のひらの各部分の長さや手の輪郭の形状が挙げられる。
処理S107において抽出される特徴データの各々は、選択画像の各々における特徴的な点である特徴点を抽出し、抽出された特徴点の近傍の画素から算出した特徴量と、特徴点の位置を示す座標値とを含んでもよい。この場合、プロセッサ1は、抽出した特徴点の位置を中心とした所定画素数の周辺画素を参照し、LPQ(Local Phase Quantization)、LBP(Local Binary Pattern)、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)/SURF(Speeded Up Robust Features),ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF),BRIEF(Binary Robust Independent Elementary Features),BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints),D−Nets,KAZEなどの既知の手法もしくはそれらを組み合わせた手法を用いて、当該特徴点における特徴量を取得し得る。
プロセッサ1は、各選択画像について、抽出処理(S107)により取得した特徴データと、対応する補足情報とを関連付けて、登録データを生成し、登録データを登録データDB202に登録するデータ登録処理を実行する(S108)。データ登録処理(S108)は、登録手段19による処理の一例である。処理S108において、プロセッサ1は、生体を提供する利用者を識別する情報(利用者ID(IDentification)とも称される)などを含む属性情報を、登録データに含めてもよい。プロセッサ1は、属性情報を、図4に示す一連の処理の流れを開始する前に利用者の入力操作により取得してもよいし、図4に示すデータ登録処理(S108)を実行する前に利用者の入力操作により取得してもよい。
図14に示す選択画像の例では、選択画像A1から抽出した特徴データを含む登録データと、選択画像A5から抽出した特徴データを含む登録データと、選択画像A9から抽出した特徴データを含む登録データと、選択画像A13から抽出した特徴データを含む登録データと、選択画像A17から抽出した特徴データを含む登録データとが、登録データDB202に登録される。また、選択画像A1に関する登録データは選択画像A1に関する補足情報を含み、選択画像A5に関する登録データは選択画像A5に関する補足情報を含み、選択画像A9に関する登録データは選択画像A9に関する補足情報を含み、選択画像A13に関する登録データは選択画像A13に関する補足情報を含み、選択画像A17に関する登録データは選択画像A17に関する補足情報を含む。各登録データに含まれる補足情報は、各選択画像A9を撮像した際の撮像条件として、例えば生体50と情報処理装置10との離隔距離を示す値(離隔距離パラメータとも称される)を含む。これにより、登録データDB202に格納された登録データを参照する際に、登録データが有する補足情報に示される離隔距離パラメータを参照することで、登録データが有する特徴データが抽出された画像の撮像時の離隔距離を知得することができる。
なお、図4に示す登録モードにおける処理の流れは一例であって、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、同じ利用者に対して、図4に示す登録モードにおける一連の処理を複数回実行してもよい。これにより、登録データDB202に格納される登録データについて、生体の撮像条件のバリエーションを増やすことができる。その際、プロセッサ1は、登録モードにおける一連の処理を実行する毎に、生成される登録データをグループ化して、登録データDB202に格納すればよい。別言すると、登録データDB202に格納される登録データは、例えば、何回目に採取されたものであるか識別可能な情報(グループIDとも称される)と関連付けられてもよい。
図15は、照合モードにおける処理の流れの一例を示す図である。図15に示す照合モードにおける処理の流れは、例えば、認証データと登録データとを照合するモードである照合モードで、生体認証プログラム201が実行されたことを契機として、処理を開始してもよい。生体認証プログラム201が照合モードで実行開始すべきことの指示操作は、例えば、タッチパネルディスプレイ110に表示されるアイコンに対するタッチ操作により、利用者からの指示を受け付けるようにしてもよい。なお、認証データは、照合モード時に生体センサにより取得された画像から抽出した特徴データと、当該画像を撮像した際の撮像条件を示す補足情報とを含んでもよい。
図15に示す例において、処理S201ないし処理S207は、それぞれ、図4に示す処理S101ないし処理S107に相当する。例えば、図15に示す接触案内表示処理(S201)は、図4に示す接触案内表示処理(S101)と同様である。したがって、図15に示す処理の流れのうち、処理S201ないし処理S207に関する説明は省略する。
プロセッサ1は、処理S201ないし処理S207を実行することで、照合モード時に生体センサにより生体を撮像した複数の画像から、生体の生体特徴を示す特徴データを抽出することができる。なお、プロセッサ1は、照合モード時の特徴データの抽出は、生体の移動期間における複数の時点で撮像された複数の画像の全てを対象として実行してもよいし、処理S206により選択された選択画像を対象として実行してもよい。
処理S207において、プロセッサ1は、例えば、選択画像から抽出した特徴データと、選択画像に関連付けられた補足情報とを用いて、認証データを生成してもよい。認証データの補足情報には、選択画像を撮像した際の生体の離隔距離などが含まれてもよい。また、認証データの補足情報は、登録データDB202に格納されている登録データの補足情報と同種の情報を含んでもよい。例えば、認証データの補足情報は、検知処理(S202)で取得された接触位置に関する情報や、生体センサ120により撮像された時点に応じた日時または時刻を示すタイムスタンプ、移動量測定処理(S204)で取得された第一の移動量および第二の移動量などを含んでもよい。
プロセッサ1は、認証データと照合される登録データを登録データDB202から取得する登録データ取得処理を実行する(S208)。登録データ取得処理(S208)は、照合手段18による処理の一例である。処理S208において、プロセッサ1は、利用者の属性情報に基づいて、関連する登録データを特定してもよい。例えば、プロセッサ1は、照合モード時の利用者の属性情報と一致する属性情報を有する登録データを、関連する登録データとしてもよい。照合モード時の利用者の属性情報は、図15に示す一連の処理の流れを開始する前に利用者の入力操作により取得してもよいし、図15に示す登録データ取得処理(S208)を実行する前に利用者の入力操作により取得してもよい。
処理S208において、プロセッサ1は、一つの属性情報に対して、複数のグループが登録されている場合、認証データの補足情報に基づいて、関連するグループを特定し、関連するグループの登録データを登録データDB202から取得してもよい。例えば、プロセッサ1は、認証データの補足情報に示される離隔距離と近似する離隔距離パラメータが設定された補足情報を有する登録データのグループを、関連するグループとしてもよい。ここで、各グループは、登録データDB202に格納された登録データに設定されたグループIDと属性情報とにより特定される一以上の登録データを含む。
登録データの離隔距離が認証データの離隔距離と近似するか否かの判定において、プロセッサ1は、例えば、グループごとに、グループに属する登録データの補足情報に示される離隔距離を用いて、グループ内の離隔距離の代表的な値を示す代表値を取得してもよい。例えば、プロセッサ1は、グループごとに、登録データの補足情報に示される離隔距離を平均化した値(平均離隔距離とも称される)を、代表値としてもよい。あるいは、グループごとに、登録データの補足情報に示される離隔距離の中央値などの他の統計値を用いてもよい。プロセッサ1は、認証データの補足情報に示される離隔距離と代表値との差分が所定値未満のグループを、関連するグループとしてもよい。あるいは、プロセッサ1は、認証データの補足情報に示される離隔距離と代表値との差分が最小となるグループを、関連するグループとしてもよい。
プロセッサ1は、抽出処理(S207)により取得した認証データと、登録データ取得処理(S208)により取得した登録データとを照合して、認証の判定に用いる類似度を算出するデータ照合処理を実行する(S209)。データ照合処理(S209)は、照合手段18による処理の一例である。認証データと登録データとの照合には、周知の照合方法を用いればよい。ここで、登録データは、登録モードにおける選択処理(S106)により選択された選択画像から抽出された生体特徴としての側面を有する。また、認証データは、照合モードにおける選択処理(S206)により選択された選択画像から抽出された生体特徴としての側面を有する。
処理S209において、プロセッサ1は、処理S201ないし処理S207により取得した複数の画像(選択画像とも称される)の各々について、関連する補足情報に示される接触位置に近似する接触位置が設定された補足情報を有する登録データを、照合対象として選択してもよい。これにより、認証データと登録データとで、画像を撮影した際の撮像条件が近似することとなる。すなわち、認証データの画像と登録データの画像とでは、撮像時に検知された接触位置が近似し、生体との離隔距離が近似する。両画像間で撮影時に検知された接触位置が近似することは、生体の接触位置と生体センサとの水平方向における相対的な位置関係が近似するという側面を有する。また、両画像間で生体との離隔距離が近似することは、画像の撮像範囲に含まれる生体の倍率が略同一になるという側面を有する。したがって、両画像間で撮像時に検知された接触位置が近似し、生体との離隔距離が近似することで、画像の撮像範囲に含まれる生体の領域が略同一にすることができる。
処理S209において、プロセッサ1は、選択画像毎の認証データと登録データとの類似度を算出し、例えば、算出で得た全ての類似度の平均値を、認証の判定に用いる類似度としてもよい。本開示における類似度はこれに限定されるものではない。例えば、処理S209において、選択画像毎の認証データと登録データとの照合により算出した類似度の全てのうち、上位の所定個の類似度を平均化した値を、認証の判定に用いる類似度としてもよい。あるいは、最大の類似度を認証の判定に用いる類似度としてもよい。あるいは、所定値以上の類似度を平均化した値を、認証の判定に用いる類似度としてもよい。これらは、認証の判定に用いる類似度の一例に過ぎないことに留意されたい。
プロセッサ1は、データ照合処理(S209)により取得した類似度が所定の閾値以上であるか否かを判定する照合結果判定処理を実行する(S210)。照合結果判定処理(S210)は、照合手段18による処理の一例である。処理S210において、プロセッサ1は、類似度が所定の閾値以上である場合、認証成功と判定してもよい。一方、処理S210において、プロセッサ1は、類似度が所定の閾値未満である場合、認証失敗と判定してもよい。
以上が、照合モードにおける処理の流れの一例である。つぎに、登録モードおよび照合モードにおける選択処理(S106およびS206)と、照合モードにおけるデータ照合処理(S209)との関係について説明する。図16は、選択画像の一例を示す図である。図16に示す選択画像A5は、図14に示す選択画像A5に相当する。選択画像A5は、右隣の選択画像A9との関係で、非共通領域A5−1と共通領域A5−2とを有する。非共通領域A5−1と共通領域A5−2の割合は、離隔距離に応じた閾値に依存する。離隔距離に応じた閾値は、離隔距離に応じた選択基準の一例である。例えば、離隔距離が大きいほど閾値が小さく設定され、閾値が小さく設定されるほど非共通領域A5−1は小さくなり、共通領域A5−2は大きくなる。別の観点から見れば、離隔距離が大きいほど、共通領域A5−2が大きくなり、その結果として、離隔距離が大きいほど、一回の入力操作で選択される画像の枚数が多くなり得る。ただし、離隔距離に応じた選択基準を満たす画像の枚数が上限値を超える場合には、上限値を超えない範囲で画像を選択するようにしてもよい。なお、図14に示すように(図16には不図示)、選択画像A5は、左隣の選択画像A1との関係でも、非共通領域と共通領域とを有する。以下の説明では、選択画像A5と右隣の選択画像A9とに着目する。
図17は、撮像時の接触位置と画像間の共通領域との関係の一例を示す図である。図17における画像A5、画像A6、画像A7、画像A8、画像A9は、それぞれ、図7における時点T5、時点T6、時点T7、時点T8、時点T9に撮像された画像に相当する。別言すると、画像A5〜A9は、それぞれ、図7における時点T5〜T9の接触位置に対応する画像としての側面を有する。各時点における接触位置が接触案内の経路に沿って移動することで、画像に撮像される生体の領域は異なる。
図17において、画像A5と画像A9は選択画像の一例である。画像A5は、画像A9との共通領域E9−1と非共通領域E9−1aとを有する。画像A9を基点としてみると、画像A5は、非共通領域E9−1aの分だけ左方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A5は、画像A9の撮像時の接触位置から、非共通領域E9−1aに相当する移動量で左方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図17に示す画像A6は、画像A5との共通領域E5−2と非共通領域E5−2aとを有し、画像A9との共通領域E9−2と非共通領域E9−2aとを有する。画像A5を基点としてみると、画像A6は、撮像範囲が非共通領域E5−2aの分だけ右方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A6は、画像A5の撮像時の接触位置から、非共通領域E5−2aに相当する移動量で右方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。また、画像A9を基点としてみると、画像A6は、撮像範囲が非共通領域E9−2aの分だけ左方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A6は、画像A9の撮像時の接触位置から、非共通領域E9−2aに相当する移動量で左方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図17に示す画像A7は、画像A5との共通領域E5−3と非共通領域E5−3aとを有し、画像A9との共通領域E9−3と非共通領域E9−3aとを有する。画像A5を基点としてみると、画像A7は、撮像範囲が非共通領域E5−3aの分だけ右方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A7は、画像A5の撮像時の接触位置から、非共通領域E5−3aに相当する移動量で右方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。また、画像A9を基点としてみると、画像A7は、撮像範囲が非共通領域E9−3aの分だけ左方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A7は、画像A9の撮像時の接触位置から、非共通領域E9−3aに相当する移動量で左方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図17に示す画像A8は、画像A5との共通領域E5−4と非共通領域E5−4aとを有し、画像A9との共通領域E9−4と非共通領域E9−4aとを有する。画像A5を基点としてみると、画像A8は、撮像範囲が非共通領域E5−4aの分だけ右方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A8は、画像A5の撮像時の接触位置から、非共通領域E5−4aに相当する移動量で右方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。また、画像A9を基点としてみると、画像A8は、撮像範囲が非共通領域E9−4aの分だけ左方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A8は、画像A9の撮像時の接触位置から、非共通領域E9−4aに相当する移動量で左方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図17に示す画像A9は、画像A5との共通領域E5−5と非共通領域E5−5aとを有する。画像A5を基点としてみると、画像A9は、撮像範囲が非共通領域E5−5aの分だけ右方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A9は、画像A5の撮像時の接触位置から、非共通領域E5−5aに相当する移動量で右方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図17に示す例では、画像A5から画像A9へと撮像範囲が変位するにつれ、画像A5との共通領域が減少し、画像A9との共通領域が増加する。別言すると、画像A5から画像A9へと撮像範囲が変位するにつれ、画像A5との非共通領域が増加し、画像A9との非共通領域が減少する。それゆえに、画像A5から画像A9へと撮像範囲が変位するに従って、画像A5との類似度は減少し、画像A9との類似度は増加する。例えば、画像A6では、画像A5との共通領域E5−2が、画像A9との共通領域E9−2よりも大きいため、画像A5との類似度が画像A9との類似度よりも一般的に大きい。一方、画像A8では、画像A9との共通領域E9−4が、画像A5との共通領域E5−4よりも大きいため、画像A9との類似度が画像A5との類似度よりも一般的に大きい。
ここで、登録モード時と照合モード時とで同じ生体を撮像した場合でも、生体の移動速度などが異なることで、撮像された画像が異なり得る。それゆえに、登録モードでの選択処理(S106)による選択画像と、照合モードでの選択処理(S206)による選択画像との間で、撮像範囲に含まれる生体の領域が異なり得る。例えば、登録モードにおける選択画像の一つとして画像A5が選択され、照合モードにおける選択画像の一つとして画像A6が選択される場合がある。この場合、登録モードでの選択画像A5と照合モードでの選択画像A6とが照合対象とされる。別言すると、選択画像A5から抽出された特徴データは登録データとしての側面を有し、選択画像A6から抽出された特徴データは認証データとしての側面を有する。
図17に示す例において、画像A6は、画像A5との共通領域E5−2と非共通領域E5−2aとを有する。画像A5と画像A6とを照合対象とする場合、非共通領域E5−2aは、データ照合処理(S209)により算出される類似度を減少させる要素として作用し得る。類似度が低下する度合いは、共通領域と非共通領域の割合に依存する。すなわち、画像A5と画像A6とを照合対象とする場合、画像A6における画像A5との非共通領域E5−2aは、画像A7〜A9における画像A5との非共通領域E5−3a〜E5−5aよりも小さく、画像A6における画像A5との共通領域E5−2は、画像A7〜A9における画像A5との共通領域E5−3〜E5−5よりも大きいため、類似度が減少する度合いは一般的に小さくて済む。そのため、仮に、登録モードにおける選択処理(S106)による選択画像が画像A5と画像A9とを含み、照合モードにおける選択処理(S206)による選択画像が画像A6を含む場合、データ照合処理(S209)において、画像A6と画像A5とを照合対象とする方が、画像A6と画像A9とを照合対象とするよりも、画像間の類似度が一般的には高くなり得る。そのため、登録データ取得処理(S208)において、プロセッサ1は、画像A6に関する認証データとの照合対象として、画像A5に関する登録データを選択し得る。これにより、撮像条件の変動による影響を抑制し、本人許否率を抑制することが期待される。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
一方、登録モードにおける選択処理(S106)による選択画像が画像A5と画像A9とを含み、照合モードにおける選択処理(S206)による選択画像が画像A8を含む場合、データ照合処理(S209)において、画像A8と画像A9とを照合対象とする方が、画像A8と画像A5とを照合対象とするよりも、画像間の類似度が一般的には高くなり得る。なぜなら、画像A8において、画像A9との共通領域E9−4の方が、画像A5との共通領域E5−4よりも、大きいためである。そのため、登録データ取得処理(S208)において、プロセッサ1は、画像A8に関する認証データとの照合対象として、画像A9に関する登録データを選択し得る。これにより、撮像条件の変動による影響を抑制し、本人許否率を抑制することが期待される。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
なお、画像A7では、画像A5との共有領域E5−3の大きさと、画像A9との共有領域E9−3の大きさとが、略同一である。別言すると、画像A7では、画像A5との非共通領域E5−3aの大きさと、画像A9との非共通領域E9−3aの大きさとが、略同一である。したがって、登録モードにおける選択処理(S106)による選択画像が画像A5と画像A9とを含み、照合モードにおける選択処理(S206)による選択画像が画像A7を含む場合、登録データ取得処理(S208)において、プロセッサ1は、画像A7に関する認証データとの照合対象として、画像A5に関する登録データと、画像A9に関する登録データとを選択してもよい。これにより、撮像条件の変動による影響を抑制し、本人許否率を抑制することが期待される。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
つぎに、離隔距離が大きい場合について説明する。図18は、生体の離隔距離の一例を示す図(その2)であり、生体50としての右手の指先を情報処理装置10に接触させた状態が側面方向から図示されている。図18に示す例では、生体50としての右手の手のひらは、情報処理装置10が有する生体センサ120との間で、離隔距離R30を有する。また、図18に示す例では、離隔距離R30における生体センサ120の撮像範囲R40の一例が図示されている。ここで、図18における離隔距離R30は、図10における離隔距離R10よりも大きい。そのため、図18に示す例において、撮像範囲R40に含まれる生体の領域は、図10に示される撮像範囲R20に含まれる生体の領域よりも大きい。別言すると、図18に示す例では、生体センサ120の撮像範囲に含まれる生体の倍率(縮尺とも称される)は、図10に示す例と比べて、減少する。
図19は、生体の撮像範囲の一例を示す図(その2)であり、生体としての右手が手のひら側を正面に向けた状態が図示されている。すなわち、右手の親指が右側に向いて図示されている。図19に示す例では、接触案内の経路に沿って生体50の接触位置が移動する移動期間内の複数の時点T1〜T17において、撮像範囲A1〜A17の画像が撮像される。なお、本開示において、移動期間に撮像される回数は時点T1〜T17で示される17回に限定されるものではなく、図19は一例であることに留意されたい。
図19に示す例では、撮像範囲A1〜A17の縦方向(Y軸方向とも称される)の幅は、図18に示す離隔距離R30において生体センサ120により撮像される生体の撮像範囲R40に相当する。図7に示す例と対比すると、図19に示す例では、撮像範囲に含まれる生体の倍率が減少している。これは、離隔距離R30が離隔距離R10よりも大きいためである。なお、図19に示す例でも、説明の便宜上、撮像範囲A3〜A15の図示を省略している。
図20は、生体の領域の一部を撮像対象とする選択画像の一例を示す図(その2)である。図20に示す例では、図19に示す撮像範囲A1〜A17(画像A1〜A17とも称される)のうち、撮像範囲A1、撮像範囲A4、撮像範囲A7、撮像範囲A10、撮像範囲A13、撮像範囲A16の合計6個の画像(選択画像とも称される)が選択される例が示される。各選択画像間の移動量C1〜C5は、隣の選択画像間の累積移動量に相当する。累積移動量C1〜C5は、離隔距離に基づく閾値に依存する。移動量C1〜C5は、相互に略同一であってもよいし、異なっていてもよい。図20に示す例では、図14に示す累積移動量B1〜B4と対比すると、累積移動量C1〜C5は減少している。これは、離隔距離R30が離隔距離R10よりも大きいため、離隔距離R30に基づく閾値は、離隔距離R10に基づく閾値よりも、小さく設定されるためである。
図21は、選択画像の一例を示す図(その2)である。図21に示す選択画像A10は、図20に示す選択画像A10に相当する。選択画像A10は、右隣の選択画像A13との関係で、非共通領域A10−1と共通領域A10−2とを有する。非共通領域A10−1と共通領域A10−2の割合は、離隔距離に応じた閾値に依存する。離隔距離に応じた閾値は、離隔距離に応じた選択基準の一例である。図16に示す例と対比すると、図21に示す例では、選択画像A10における非共通領域A10−1と共通領域A10−2との境界が左側にシフトしている。これは、離隔距離R30に基づく閾値が、離隔距離R10に基づく閾値よりも小さく設定されるため、画像A13が選択されたときの、画像A10を基点とした累積移動量が減少するためである。このように、離隔距離が大きいほど閾値が小さく設定され、閾値が小さく設定されるほど非共通領域A10−1は小さくなり、共通領域A10−2は大きくなる。別の観点から見れば、離隔距離が大きいほど、共通領域A10−2が大きくなり、その結果として、離隔距離が大きいほど、一回の入力操作で選択される画像の枚数が多くなり得る。ただし、離隔距離に応じた選択基準を満たす画像の枚数が上限値を超える場合には、上限値を超えない範囲で画像を選択するようにしてもよい。なお、図20に示すように(図21には不図示)、選択画像A10は、左隣の選択画像A7との関係でも、非共通領域と共通領域とを有する。以下の説明では、選択画像A10と右隣の選択画像A13とに着目する。
図22は、撮像時の接触位置と画像間の共通領域との関係の一例を示す図(その2)である。図22における画像A10、画像A11、画像A12、画像A13は、それぞれ、図19における時点T10、時点T11、時点T12、時点T13に撮像された画像に相当する。別言すると、画像A10〜A13は、それぞれ、図19における時点T10〜T13の接触位置に対応する画像としての側面を有する。各時点における接触位置が接触案内の経路に沿って移動することで、画像に撮像される生体の領域は異なる。
図22において、画像A10と画像A13は選択画像の一例である。画像A10は、画像A13との共通領域F13−1と非共通領域F13−1aとを有する。画像A13を基点としてみると、画像A10は、非共通領域F13−1aの分だけ左方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A10は、画像A13の撮像時の接触位置から、非共通領域F13−1aに相当する移動量で左方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図22に示す画像A11は、画像A10との共通領域F10−2と非共通領域F10−2aとを有し、画像A13との共通領域F13−2と非共通領域F13−2aとを有する。画像A10を基点としてみると、画像A11は、撮像範囲が非共通領域F10−2aの分だけ右方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A11は、画像A10の撮像時の接触位置から、非共通領域F10−2aに相当する移動量で右方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。また、画像A13を基点としてみると、画像A11は、撮像範囲が非共通領域F13−2aの分だけ左方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A11は、画像A13の撮像時の接触位置から、非共通領域F13−2aに相当する移動量で左方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図22に示す画像A12は、画像A10との共通領域F10−3と非共通領域F10−3aとを有し、画像A13との共通領域F13−3と非共通領域F13−3aとを有する。画像A10を基点としてみると、画像A12は、撮像範囲が非共通領域F10−3aの分だけ右方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A11は、画像A10の撮像時の接触位置から、非共通領域F10−3aに相当する移動量で右方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。また、画像A13を基点としてみると、画像A12は、撮像範囲が非共通領域F13−3aの分だけ左方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A12は、画像A13の撮像時の接触位置から、非共通領域F13−3aに相当する移動量で左方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図22に示す画像A13は、画像A10との共通領域F10−4と非共通領域F10−4aとを有する。画像A10を基点としてみると、画像A13は、撮像範囲が非共通領域F10−4aの分だけ右方向にシフトした画像としての側面を有する。別言すると、画像A13は、画像A10の撮像時の接触位置から、非共通領域F10−4aに相当する移動量で右方向にシフトした接触位置に対応する画像としての側面を有する。
図22に示す例では、画像A10から画像A13へと撮像範囲が変位するにつれ、画像A10との共通領域が減少し、画像A13との共通領域は増加する。別言すると、画像A10から画像A13へと撮像範囲が変位するにつれ、画像A10との非共通領域が増加し、画像A13との非共通領域が減少する。それゆえに、画像A10から画像A13へと撮像範囲が変位するに従って、画像A10との類似度は減少し、画像A13との類似度は増加する。例えば、画像A11では、画像A10との共通領域F10−2が、画像A13との共通領域F13−1よりも大きいため、画像A10との類似度が画像A13との類似度よりも一般的に大きい。一方、画像A12では、画像A13との共通領域F13−3が、画像A10との共通領域F10−3よりも大きいため、画像A13との類似度が画像A10との類似度よりも一般的に大きい。
図22に示す例において、登録モードにおける選択処理(S106)による選択画像が画像A10と画像A13とを含み、照合モードにおける選択処理(S206)による選択画像が画像A11を含む場合、データ照合処理(S209)において、画像A11と画像A10とを照合対象とする方が、画像A11と画像A13とを照合対象とするよりも、画像間の類似度が一般的には高くなり得る。なぜなら、画像A11において、画像A10との共通領域F10−2の方が、画像A13との共通領域F13−2よりも、大きいためである。したがって、登録データ取得処理(S208)において、プロセッサ1は、画像A11に関する認証データとの照合対象として、画像A10に関する登録データを選択し得る。これにより、撮像条件の変動による影響を抑制し、本人許否率を抑制することが期待される。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
一方、登録モードにおける選択処理(S106)による選択画像が画像A10と画像A13とを含み、照合モードにおける選択処理(S206)による選択画像が画像A12を含む場合、データ照合処理(S209)において、画像A12と画像A10とを照合対象とする方が、画像A12と画像A13とを照合対象とするよりも、画像間の類似度が一般的には高くなり得る。なぜなら、画像A12において、画像A13との共通領域F13−3の方が、画像A10との共通領域F10−3よりも、大きいためである。したがって、登録データ取得処理(S208)において、プロセッサ1は、画像A12に関する認証データとの照合対象として、画像A13に関する登録データを選択し得る。これにより、撮像条件の変動による影響を抑制し、本人許否率を抑制することが期待される。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
図17に示す例と対比すると、図22に示す例では、離隔距離R30が離隔距離R10よりも大きいため、次のような相違が見られる。例えば、図22に示す例では、画像A10から画像A13へと撮像範囲を変位させた場合に、画像A10〜A13の各々における画像A10との共通領域と画像A13との共通領域との大小関係が切り替わる時点が、図17に示す例に比して、早まっている。すなわち、図17に示す例では、画像A5から画像A9までの5段階の変位における4段目の時点である画像A8において、画像A5との共通領域と画像A9との共通領域との大小関係が切り替わる。これに対して、図22に示す例では、画像A10から画像A13までの4段階の変位における3段目の時点である画像A12において、画像A10との共通領域と画像A13との共通領域との大小関係が切り替わる。
図22に示す例では、図17に示す例と対比して、画像A10との共通領域と画像A13との共通領域との大小関係が切り替わる時点が早まることで、次のことが言える。すなわち、大小関係が切り替わる時点の一つ手前の時点である画像A11における画像A10との共通領域F10−2は、図17において大小関係が切り替わる時点の一つ手前の時点である画像A7における画像A5との共通領域E5−4よりも、大きい。また、図22において大小関係が切り替わる時点である画像A12における画像A10との共通領域F10−3についても、図17において大小関係が切り替わる時点である画像A8における画像A5との共通領域E5−4よりも、大きい。これらより、図22に示す例では、図17に示す例と対比すると、画像A10との共通領域が大きい時点で、画像A13との共通領域が画像A10との共通領域よりも大きくなる。別言すると、図22に示す例では、画像A10との共通領域が減少する度合いが少ない段階で、照合対象を画像A10から画像A13へと切り替えることができる。これは、離隔距離が大きくなるほど離隔距離に基づく閾値を小さく設定することに起因する。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
<実施例2> 図23は、実施例2に係る情報処理装置10の機能構成を示すブロック図である。図23に示す情報処理装置10は、図3に示す実施例1に係る機能構成との対比において、再実行判定手段20Aが追加されている。再実行判定手段20Aは、例えば、情報処理装置10が有するプロセッサ1により、記憶装置2に格納された生体認証プログラム201を実行することにより実現される。別言すると、記憶装置2に格納された生体認証プログラム201を実行することで、情報処理装置10のプロセッサ1は、図23に示す各機能手段を実現するハードウェア回路に変換される。他の構成については、図3に示す実施例1に係る機能構成と同様であるため、説明を省略する。
図23に示す再実行判定手段20Aは、所定の再実行条件を満たすか否かを判定し、再実行条件を満たすと判定した場合、タッチパネルディスプレイ110に表示される接触案内を初期位置に戻し、生体の撮像を再度実行させるように構成される処理である。
図24は、実施例2に係る登録モードにおける処理の流れの一例を示す図である。図24に示す実施例2に係る登録モードにおける処理の流れは、図4に示す実施例1に係る登録モードの処理の流れと対比すると、再実行判定手段20Aによる処理(再実行判定処理とも称される)(S109A)が、選択処理(S106)と抽出処理(S107)との間に追加されている。
図24に示す処理の流れにおいて、プロセッサ1は、選択処理(S106)により選択画像が選択された後、再実行条件を満たすか否かを判定する(S109A)。処理S109Aにおいて、プロセッサ1は、例えば、選択処理(S106)により選択された選択画像の数を判定し、選択画像の数が生体の離隔距離に基づく第二の閾値未満であるか否かを判定してもよい。処理S109Aにおいて、プロセッサ1は、選択画像の数が第二の閾値未満である場合、再実行条件を満たすと判定してもよい(S109AでYES)。一方、処理S109Aにおいて、プロセッサ1は、選択画像の数が第二の閾値以上である場合、再実行条件を満たさないと判定してもよい(S109AでNO)。
処理S109Aにおいて、プロセッサ1は、第二の閾値を、生体の離隔距離に基づいて決定すればよい。第二の閾値は、選択処理(S106)により選択された選択画像の数が、生体認証に必要な最低限の枚数(最小画像数とも称される)を満たしているか否かを適切に判定し得る値に設定すればよい。上述の如く、生体の離隔距離が大きくなるほど、生体センサの単位画素あたりの撮像範囲は拡大する。別言すると、生体の離隔距離が小さいほど、生体センサの単位画素あたりの撮像範囲は縮小する。そのため、生体の離隔距離が小さいほど、生体の全体の領域を網羅するために必要な撮像回数が多くなる。したがって、処理S109Aにおいて、プロセッサ1は、生体の離隔距離が小さくなるほど、第二の閾値が大きくなるように設定すればよい。
処理S109Aにおいて、再実行条件を満たすと判定した場合(S109AでYES)、プロセッサ1は、接触案内表示処理(S101)以降を初期状態から再度実行してもよい。その際、プロセッサ1は、利用者に対して、生体の接触位置の移動速度をもう少し遅くして再入力することを要求する表示を、タッチパネルディスプレイ110に出力してもよい。一方、処理S109Aにおいて、再実行条件を満たさないと判定した場合(S109AでNO)、プロセッサ1は、抽出処理(S107)以降を実行してもよい。
図24に示す処理の流れにおいて再実行判定処理(S109A)が追加されることで、選択処理(S106)により選択された選択画像の数が、生体認証に必要な最低限の枚数を満たしていない場合には、利用者に対して再入力を促すことができる。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
図25は、実施例2に係る照合モードにおける処理の流れの一例を示す図である。図25に示す実施例2に係る照合モードにおける処理の流れは、図15に示す実施例1に係る照合モードの処理の流れと対比すると、再実行判定手段20Aによる処理(再実行判定処理とも称される)(S211A)が、選択処理(S206)と抽出処理(S207)との間に追加されている。
図25に示す処理の流れにおいて、プロセッサ1は、選択処理(S206)により選択画像が選択された後、再実行条件を満たすか否かを判定する(S211A)。処理S211Aにおいて、プロセッサ1は、例えば、選択処理(S206)により選択された選択画像の数を判定し、選択画像の数が生体の離隔距離に基づく第二の閾値未満であるか否かを判定してもよい。処理S211Aにおいて、プロセッサ1は、選択画像の数が第二の閾値未満である場合、再実行条件を満たすと判定してもよい(S211AでYES)。一方、処理S211Aにおいて、プロセッサ1は、選択画像の数が第二の閾値以上である場合、再実行条件を満たさないと判定してもよい(S211AでNO)。
処理S211Aにおいて、プロセッサ1は、第二の閾値を、生体の離隔距離に基づいて決定すればよい。第二の閾値は、登録モードにおける第二の閾値と同様に、選択処理(S206)により選択された選択画像の数が、生体認証に必要な最低限の枚数を満たしているか否かを適切に判定し得る値に設定すればよい。
処理S211Aにおいて、再実行条件を満たすと判定した場合(S211AでYES)、プロセッサ1は、接触案内表示処理(S201)以降を初期状態から再度実行してもよい。その際、プロセッサ1は、利用者に対して、生体の接触位置の移動速度をもう少し遅くして再入力することを要求する表示を、タッチパネルディスプレイ110に出力してもよい。一方、処理S211Aにおいて、再実行条件を満たさないと判定した場合(S211AでNO)、プロセッサ1は、抽出処理(S207)以降を実行してもよい。
図25に示す処理の流れにおいて再実行判定処理(S211A)が追加されることで、選択処理(S206)により選択された選択画像の数が、生体認証に必要な最低限の枚数を満たしていない場合には、利用者に対して再入力を促すことができる。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
<変形例1> 上述の実施例では、登録モードにおける選択処理(S106)及び照合モードにおける選択処理(S206)において、第一の移動量を用いて累積移動量を測定する例を説明したが、第二の移動量を用いて累積移動量を測定してもよい。例えば、図12に示す処理S106−4において、プロセッサ1は、参照補足情報に示される第二の移動量を累積移動量に加算してもよい。
<変形例2> 上述の実施例では、登録モードにおける離隔距離測定処理(S105)及び照合モードにおける離隔距離測定処理(S205)において、第一の移動量と第二の移動量との比に基づいて、生体の離隔距離に応じた指標値を取得する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、距離画像センサ(デプスカメラ、深度センサ付きカメラとも称される)を用いて、生体の離隔距離を測定してもよい。この場合、移動量測定処理(S104)及び選択処理(S106)において、プロセッサ1は、第一の移動量および第二の移動量の何れか一方を用いればよい。例えば、移動量測定処理(S104)において、プロセッサ1は、第一の移動量および第二の移動量の何れか一方を測定すればよい。また、選択処理(S106)において、プロセッサ1は、移動量測定処理(S104)において測定された移動量を用いて累積移動量を測定すればよい。照合モードにおける移動量測定処理(S204)及び選択処理(S206)についても同様である。変形例2において、情報処理装置10は、タッチパネルディスプレイ110を備えていなくてもよく、この場合、接触案内表示手段11および検知手段12を省略してもよい。すなわち、補足情報における接触位置は、移動期間の開始地点における画像を絶対基準として第二の移動量を累積加算した値に置換すればよい。
<変形例3> 上述の実施例では、登録モードと照合モードとの両方において、選択処理(S106およびS206)を実行する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、登録モードと照合モードとの一方のモードにおいて選択処理を実行し、他方のモードでは、一方のモードにおける選択結果を流用してもよい。
図26は、変形例3に係る照合モードにおける処理の流れの一例を示す図である。図26に示す変形例3に係る照合モードにおける処理の流れは、図15に示す例と対比すると、離隔距離測定処理(S205)と抽出処理(S207)との間において、選択処理(S206)が省略され、登録データ取得処理(S212B)および認証データ選択処理(S213B)が追加されている。また、図26に示す例では、図15に示す例と対比すると、抽出処理(S207)とデータ照合処理(S209)との間の登録データ取得処理(S208)が省略されている。
図26に示す処理の流れにおいて、プロセッサ1は、処理S201〜処理S205により、生体の接触位置が接触案内の経路上の終点に達するまで、生体を撮像した画像の取得や、各撮像時点に対応する生体の接触位置の取得や、移動量の測定や、生体の離隔距離の測定などを実行する。その後、プロセッサ1は、関連する登録データを登録データDB202から取得する登録データ取得処理を実行する(S212B)。登録データ取得処理(S212B)は、例えば、選択手段16による処理の一例である。
処理S212Bにおいて、プロセッサ1は、利用者の属性情報に基づいて、関連する登録データを特定してもよい。例えば、プロセッサ1は、照合モード時の利用者の属性情報と一致する属性情報を有する登録データを、関連する登録データとしてもよい。照合モード時の利用者の属性情報は、図26に示す一連の処理の流れを開始する前に利用者の入力操作により取得してもよいし、図26に示す登録データ取得処理(S212B)を実行する前に利用者の入力操作により取得してもよい。
処理S212Bにおいて、プロセッサ1は、一つの属性情報に対して、複数のグループが登録されている場合、処理S201〜処理S205の一連の処理において取得した撮像条件に基づいて、関連するグループを特定し、関連するグループの登録データを登録データDB202から取得してもよい。例えば、プロセッサ1は、処理S201〜処理S205の一連の処理において取得した画像の補足情報に示される生体の離隔距離と近似する離隔距離パラメータが設定された補足情報を有する登録データのグループを、関連するグループとしてもよい。その際、プロセッサ1は、処理S201〜処理S205の一連の処理において取得した複数の画像の各々の補足情報に示される生体の離隔距離を平均化した値を用いてもよい。
プロセッサ1は、例えば、グループごとに、グループに属する登録データの補足情報に示される離隔距離を用いて、グループ内の離隔距離の代表的な値を示す代表値を取得してもよい。例えば、プロセッサ1は、グループごとに、登録データの補足情報に示される離隔距離を平均化した値(平均離隔距離とも称される)を、代表値としてもよい。あるいは、グループごとに、登録データの補足情報に示される離隔距離の中央値などの他の統計値を用いてもよい。
プロセッサ1は、処理S201〜処理S205の一連の処理において取得した複数の画像のうち認証データの生成に用いる画像を、登録データ取得処理(S212B)により取得した登録データの補足情報に示される接触位置に基づいて選択する、認証データ選択処理を実行する(S213B)。処理S213Bにおいて、プロセッサ1は、登録データ取得処理(S212B)により取得した複数の登録データの各々の補足情報に示される生体の接触位置(参照接触位置とも称される)を参照し、参照接触位置に近似する接触位置が設定された補足情報に対応する画像を選択してもよい。
上述の認証データ選択処理(S213B)では、関連する登録データの補足情報に示される接触位置に近似する位置に対応する画像を選択することで、登録モードにおける選択処理(S106)による選択結果を流用して登録モードにおける画像選択が行われる、という側面を有する。これにより、照合モードにおける画像選択に関する処理負荷を軽減できる。このような作用は、認証処理に要する時間を短縮するなど認証効率の向上という側面において有用である。
<変形例4> 図26に示す変形例3に係る処理の流れでは、登録モードでの選択処理(S106)による選択結果を流用して、認証データの生成に用いる画像の選択を行う例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、図4に示す登録モードにおける処理の流れにおいて、プロセッサ1は、選択処理(S106)の実行を省略してもよい。この場合、抽出処理(S107)において、プロセッサ1は、移動期間の複数の時点で取得された複数の画像の全てを処理対象としてもよい。そして、図15に示す照合モードにおける処理の流れにおいて、プロセッサ1は、登録データ取得処理(S208)を実行することで、照合モードでの選択処理(S206)により選択された選択画像の補足情報に示される生体の接触位置に近似する登録データを選択することができる。これにより、登録データDB202に格納される登録データに関する撮像範囲のバリエーションを増やすことができるため、照合モードにおける登録データ取得処理(S208)において、認証データの撮像条件により近似する登録データを取得することが期待される。このような作用は、撮像条件の変動による認証精度への影響を抑制する上で有用である。
<変形例5> 上述の実施例では、情報処理装置10が照合手段18、登録手段19、登録データDB202を備える例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、情報処理装置10は、照合手段18、登録手段19、登録データDB202を省略してもよい。この場合、情報処理装置10は、選択手段16で選択した画像から抽出手段17により抽出した特徴データに関する情報を、ネットワークを介して、サーバ装置へ送信することで、登録データDB202に相当するデータベースを有するサーバ装置が、照合手段18に相当する処理、登録手段19に相当する処理を実行し、処理結果に関する情報を情報処理装置10へ返信してもよい。また、ネットワークを介して特徴データに関する情報を送信する際には、所定の暗号化アルゴリズムを用いて特徴データに関する情報を暗号化したデータを送信してもよいし、SHA1などの不可逆性を有する所定の関数演算により特徴データに関する情報を変換したデータを送信してもよい。
以上、開示の情報処理装置、生体認証方法、生体認証プログラムを実施例により説明したが、本発明は上述の実施例および変形例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形および改良が可能であることは言うまでもない。
1 プロセッサ
2 記憶装置
3 表示装置
4 入力装置
5 生体センサ
6 方向検知センサ
10 情報処理装置
11 接触案内表示手段
12 検知手段
13 撮像手段
14 移動量測定手段
15 離隔距離測定手段
16 選択手段
17 抽出手段
18 照合手段
19 登録手段
20A 再実行判定手段
50 生体
100 本体
110 タッチパネルディスプレイ
120 生体センサ
130−1、130−2 接触案内の経路
131−1、131−2 接触案内
P1−1、P1−2 接触案内の経路の始点
P2−1、P2−2 接触案内の経路の終点
A1〜A17 撮像範囲
A5−1、A10−1 非共通領域
A5−2、A10−2 共通領域
B1〜B4 選択画像間の移動量
C1〜C5 選択画像間の移動量
D1 離隔距離
D2 閾値
T1〜T17 移動期間内の複数の時点
R10、R30 離隔距離
R20、R40 撮像範囲

Claims (20)

  1. 情報処理装置であって、
    生体の少なくとも一部の領域を撮像可能な生体センサと、
    前記生体センサでの撮像対象となる前記生体の領域の移動とともに順次撮像された第一の画像群から、前記生体の移動量に基づいて、前記生体の認証に用いる第二の画像群を選択する際に、前記生体センサに対する生体の離隔距離に応じて前記第二の画像群として選択される画像間の共通領域のサイズを変更する認証処理手段と、
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
  2. 請求項1に記載の情報処理装置であって、
    前記認証処理手段は、
    生体を接触させる位置を示す接触案内をタッチパネルディスプレイに表示する接触案内表示手段と、
    タッチパネルディスプレイに対する生体の接触位置を検知する検知手段と、
    前記タッチパネルディスプレイ上の接触案内の経路に沿って生体の接触位置が移動する移動期間内の複数の時点において撮像された、前記生体の少なくとも一部を含む撮像範囲の画像を取得する撮像手段と、
    前記移動期間内の複数の時点のうち何れか二つの時点における、前記接触案内の経路に沿って前記生体が移動した量を示す移動量を測定する移動量測定手段と、
    前記移動期間内の複数の時点の各々における前記生体の離隔距離を測定する離隔距離測定手段と、
    前記移動期間における前記移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像手段により取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する選択手段と、
    前記選択手段により選択された前記画像から生体特徴を抽出する抽出手段と、
    前記生体特徴を用いて生体認証を行う照合手段と、
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
  3. 請求項2に記載の情報処理装置であって、
    前記選択手段は、前記離隔距離の値が大きいほど、前記閾値を小さく設定する、
    ことを特徴とする情報処理装置。
  4. 請求項2または3に記載の情報処理装置であって、
    前記移動量測定手段は、前記接触案内に沿って前記生体が移動した際に前記検知手段により取得される前記接触位置を用いて、前記生体の第一の移動量を測定し、
    前記選択手段は、前記移動期間における前記第一の移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像手段による取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する、
    ことを特徴とする情報処理装置。
  5. 請求項2または3に記載の情報処理装置であって、
    前記移動量測定手段は、
    前記移動期間内の複数の時点において前記撮像手段により取得された複数の画像について画像間の比較を行い、
    前記比較により共通領域が特定された画像間における、前記共通領域の移動量を用いて、前記生体の第二の移動量を測定し、
    前記選択手段は、前記移動期間における前記第二の移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像手段による取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する、
    ことを特徴とする情報処理装置。
  6. 請求項2ないし5の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
    前記選択手段により選択された画像の数が、前記離隔距離に基づく最小の画像の数を示す最小画像数未満である場合、前記接触案内表示手段により前記接触案内を前記タッチパネルディスプレイに表示させて、生体の撮像を再度実行させる再実行判定手段を、
    さらに備えることを特徴とする情報処理装置。
  7. 請求項1に記載の情報処理装置であって、
    前記認証処理手段は、前記第二の画像群を選択する際に、前記生体センサに対する生体の離隔距離が大きいほど、前記第二の画像群として選択される画像間の共通領域のサイズが大きくなるように画像を選択する、
    ことを特徴とする情報処理装置。
  8. コンピュータが実行する生体認証方法であって、
    生体の少なくとも一部の領域を撮像可能な生体センサでの撮像対象となる前記生体の領域の移動とともに順次撮像された第一の画像群から、前記生体の移動量に基づいて、前記生体の認証に用いる第二の画像群を選択する際に、前記生体センサに対する生体の離隔距離に応じて前記第二の画像群として選択される画像間の共通領域のサイズを変更する認証処理を実行する、
    ことを特徴とする生体認証方法。
  9. 請求項8に記載の生体認証方法であって、
    前記認証処理は、
    生体を接触させる位置を示す接触案内をタッチパネルディスプレイに表示する接触案内表示処理を実行し、
    タッチパネルディスプレイに対する生体の接触位置を検知する検知処理を実行し、
    前記タッチパネルディスプレイ上の接触案内の経路に沿って生体の接触位置が移動する移動期間内の複数の時点において撮像された、前記生体の少なくとも一部を含む撮像範囲の画像を取得する撮像処理を実行し、
    前記移動期間内の複数の時点のうち何れか二つの時点における、前記接触案内の経路に沿って前記生体が移動した量を示す移動量を測定する移動量測定処理を実行し、
    前記移動期間内の複数の時点の各々における前記生体の離隔距離を測定する離隔距離測定処理を実行し、
    前記移動期間における前記移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像処理により取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する選択処理を実行し、
    前記選択処理により選択された前記画像から生体特徴を抽出する抽出処理と、
    前記生体特徴を用いて生体認証を行う照合処理を実行する、
    ことを特徴とする生体認証方法。
  10. 請求項9に記載の生体認証方法であって、
    前記選択処理は、前記離隔距離の値が大きいほど、前記閾値を小さく設定する、
    ことを特徴とする生体認証方法。
  11. 請求項9または10に記載の生体認証方法であって、
    前記移動量測定処理は、前記接触案内に沿って前記生体が移動した際に前記検知処理により取得される前記接触位置を用いて、前記生体の第一の移動量を測定し、
    前記選択処理は、前記移動期間における前記第一の移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像処理により取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する、
    ことを特徴とする生体認証方法。
  12. 請求項9または10に記載の生体認証方法であって、
    前記移動量測定処理は、
    前記移動期間内の複数の時点において前記撮像処理により取得された複数の画像について画像間の比較を行い、
    前記比較により共通領域が特定された画像間における、前記共通領域の移動量を用いて、前記生体の第二の移動量を測定し、
    前記選択処理は、前記移動期間における前記第二の移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像処理による取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する、
    ことを特徴とする生体認証方法。
  13. 請求項9ないし12の何れか一項に記載の生体認証方法であって、
    前記選択処理により選択された画像の数が、前記離隔距離に基づく最小の画像の数を示す最小画像数未満である場合、前記接触案内表示処理により前記接触案内を前記タッチパネルディスプレイに表示させて、生体の撮像を再度実行させる再実行判定処理を実行するステップを、
    さらに備えることを特徴とする生体認証方法。
  14. 請求項8に記載の生体認証方法であって、
    前記認証処理は、前記第二の画像群を選択する際に、前記生体センサに対する生体の離隔距離が大きいほど、前記第二の画像群として選択される画像間の共通領域のサイズが大きくなるように画像を選択する、
    ことを特徴とする生体認証方法。
  15. 生体認証プログラムであって、
    生体の少なくとも一部の領域を撮像可能な生体センサでの撮像対象となる前記生体の領域の移動とともに順次撮像された第一の画像群から、前記生体の移動量に基づいて、前記生体の認証に用いる第二の画像群を選択する際に、前記生体センサに対する生体の離隔距離に応じて前記第二の画像群として選択される画像間の共通領域のサイズを変更する認証処理を実行するステップ、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする生体認証プログラム。
  16. 請求項15に記載の生体認証プログラムであって、
    前記認証処理を実行するステップは、
    生体を接触させる位置を示す接触案内をタッチパネルディスプレイに表示する接触案内表示処理を実行するステップと、
    タッチパネルディスプレイに対する生体の接触位置を検知する検知処理を実行するステップと、
    前記タッチパネルディスプレイ上の接触案内の経路に沿って生体の接触位置が移動する移動期間内の複数の時点において撮像された、前記生体の少なくとも一部を含む撮像範囲の画像を取得する撮像処理を実行するステップと、
    前記移動期間内の複数の時点のうち何れか二つの時点における、前記接触案内の経路に沿って前記生体が移動した量を示す移動量を測定する移動量測定処理を実行するステップと、
    前記移動期間内の複数の時点の各々における前記生体の離隔距離を測定する離隔距離測定処理を実行するステップと、
    前記移動期間における前記移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像処理により取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する選択処理を実行するステップと、
    前記選択処理により選択された前記画像から生体特徴を抽出する抽出処理と、
    前記生体特徴を用いて生体認証を行う照合処理を実行するステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする生体認証プログラム。
  17. 請求項16に記載の生体認証プログラムであって、
    前記選択処理は、前記離隔距離の値が大きいほど、前記閾値を小さく設定する、
    ことを特徴とする生体認証プログラム。
  18. 請求項16または17に記載の生体認証プログラムであって、
    前記移動量測定処理は、前記接触案内に沿って前記生体が移動した際に前記検知処理により取得される前記接触位置を用いて、前記生体の第一の移動量を測定し、
    前記選択処理は、前記移動期間における前記第一の移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像処理により取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する、
    ことを特徴とする生体認証プログラム。
  19. 請求項16または17に記載の生体認証プログラムであって、
    前記移動量測定処理は、
    前記移動期間内の複数の時点において前記撮像処理により取得された複数の画像について画像間の比較を行い、
    前記比較により共通領域が特定された画像間における、前記共通領域の移動量を用いて、前記生体の第二の移動量を測定し、
    前記選択処理は、前記移動期間における前記第二の移動量が、前記離隔距離に基づく閾値を超える場合、前記撮像処理による取得される画像のうち、前記二つの時点の各々に対応する画像を選択する、
    ことを特徴とする生体認証プログラム。
  20. 請求項16ないし19の何れか一項に記載の生体認証プログラムであって、
    前記選択処理により選択された画像の数が、前記離隔距離に基づく最小の画像の数を示す最小画像数未満である場合、前記接触案内表示処理により前記接触案内を前記タッチパネルディスプレイに表示させて、生体の撮像を再度実行させる再実行判定処理を実行するステップを、
    さらに備えることを特徴とする生体認証プログラム。
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