JPH02259969A

JPH02259969A - 個人照合装置

Info

Publication number: JPH02259969A
Application number: JP1081901A
Authority: JP
Inventors: Seigo Igaki; 井垣　誠吾; Taku Niizaki; 卓新崎; Fumio Yamagishi; 文雄山岸; Hiroyuki Ikeda; 池田　弘之
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-10-22
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JP2695231B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕個人照合装置に関し、生体か否かを正確に識別してレプリカを適切に排除し、
個人照合の精度を向上できる個人照合装置を提供するこ
とを目的とし、被検体が生体であるか否かを識別する生体検知手段を有
し、該生体検知手段によって被検体が生体であることを
確認した後、特定個人の指紋を画像入力し、該指紋画像
から特徴点を抽出し、該特散点に基づいて前記個人の指
紋の登録、照合を行う個人照合装置において、前記生体
検知手段を、白色光又は緑のうちの少なくとも１つ以上
のものに中心波長を有する光を発生し、被検体が接触す
る透明体に対して内面から線光を照射する照明手段と、
緑に中心波長を有し、前記透明体からの光を受光する受
光手段と、被検体が透明体に接触したとき、受光手段の
出力が第２の基準レベルを超え接触後の時間経過により
受光手段の出力が第１の基準レベルより低下し、その後
第１、第２の基準レベルの間に納まることを検出して被
検体が生態か否かの識別を行う識別手段と、により構成
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、個人照合装置に係り、詳しくは生体検知手段
を備え、指紋により個人を識別する個人照合装置に関す
る。

近年、コンピュータが広範な社会システムのなかに導入
されるに伴い、システム・セキュリティに関係者の関心
が集まっている。コンピュータルームへの入室や端末利
用の際の本人確認の手段として、これまで用いられてき
たＩＤカードやパスワードには、セキュリティ確保の面
から多くの疑問が提起されている。これに対して指紋は
、「万人不同」・「終生不変」という三大特徴をもつた
め、本人確認の最も有力な手段と考えられ、指紋を用い
た簡便な個人照合システムに関して多くの研究開発が行
われている。

〔従来の技術〕

一般に、指紋センサでは入力面における皮膚とガラスの
接触・非接触による反射光量の違いなどを利用してコン
トラストを得ている。そのため、シリコンゴムのような
弾力性のある材料で作成した指紋のレプリカ（模造品の
ことで、例えば石膏や軟質ゴム等で製作したもの）など
を入力面に押し当てた場合、あたかも生体の指を押し当
てたと同じような指紋像が得られしまうという問題点が
あり、セキュリティ確保のために指紋センサに生体検知
機能を持たせることが課題となっている。

指先を入力面のガラスに押しつけて光学的に画像を取り
込む方式の指紋センサにおける生体検知方式としては、
センサ出力の時間的変化をソフトで判断する方法が用い
られている。

すなわち、この方法では第７図に示すように指先を入力
面に押し当てた場合、指先からの発汗により、指の隆線
部の皮膚とガラスとの光学的な接触が良（なり、センサ
出力が時間とともに増加するのを堤えて生体であるか否
かの検知をしている。

しかし、この方法では、画像の取込み、Ａ／Ｄ変換、前
回の出力との比較などのソフトルーチンを繰り返す必要
があり、この間ＣＰＵは照合処理に入ることが出来ない
という不具合がある。また、生体でないシリコンゴムの
ようなものでも、接触面積の変化にともない同様の出力
変動があり得るという欠点がある。

そのため、かかる不具合の解消を図ることを意図するも
のとして、例えば特開昭６１−２２１８８３号公報に記
載のものが開発されている。このものは、指を側面から
抑えた時の指表面の色の変化を捉えるという方法である
。すなわち、この方法では第８図に示すように、充血時
と虚血時とで指表面の光反射率のスペクトルが変化する
ことを利用し、これにより生体の検知を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記公報記載の従来装置は、指表面の光
反射率のスペクトルを利用するため非常に有効ではある
が、指と入力面との間に薄い膜でできたレプリカを挟ま
れると、生体の検知の判断が困難であり、レプリカの適
切な排除ができず、個人照合の精度が低下するという問
題点があった。

そこで本発明は、生体か否かを正確に識別してレプリカ
を適切に排除し、個人照合の精度を向上できる個人照合
装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による個人照合装置は上記目的達成のため、被検
体が生体であるか否かを識別する生体検知手段を有し、
該生体検知手段によって被検体が生体であることを確認
した後、特定個人の指紋を画像入力し、該指紋画像から
特徴点を抽出し、該特徴点に基づいて前記個人の指紋の
登録、照合を行う個人照合装置において、前記生体検知
手段を、白色光又は緑のうちの少なくとも１つ以上のも
のに中心波長を有する光を発生し、被検体が接触する透
明体に対して内面から線光を照射する照明手段と、緑中
心波長を有し、前記透明体からの光を受光する受光手段
と、被検体が透明体に接触したとき、受光手段の出力が
第２の基準レベルを超え接触後の時間経過により受光手
段の出力が第１の基準レベルより低下し、その後第１、
第２の基準レベルの間に納まることを検出して被検体が
生体か否かの識別を行う識別手段と、により構成してい
る。

〔作用〕

本発明では、本物の指が透明体に接触する以前は外乱光
により受光手段の出力は第２の基準レベルを超えている
が、接触するとその直後は指の充血により反射率が低く
第１の基準レベルより低下し、さらに時間が経過すると
指先が虚血状態となって反射率が上がるため、前記出力
は第１、第２の基準レベルの間に納まる。これは、生体
の指が充血時と虚血時で反射率が異なるからであり、こ
の状態は識別手段により検出される。一方、レプリカの
場合は、第１の基準レベルより低下することはあるもの
の、押圧による反射率の変動がないため、上記のような
その後の変化が起きない。

したがって、受光手段の出力の変化から生体か否かが正
確に識別され、レプリカを排除できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本発明に係る個人照合装置の第１実施例を
示す図である。第１図はホログラム型指紋センサと称さ
れる個人照合装置の全体構成図であり、この図において
、１は光源（例えば、レーザー）、２は被検体（例えば
、生体としての指またはレプリカ）、３は導光板を兼ね
たガラス平板（透明体に相当）、４はレンズ、５はフィ
ルタ、６は受光器、７は生体識別回路である。

光源（照明手段に相当）１は白色光又は緑に中心波長を
有する光を発し、また、受光器（受光手段に相当）６は
緑に中心波長をもつものが用いられる。生体識別回路（
識別手段に相当）７は受光器６からの出力に基づいて被
検体２が生体である否かを識別し、生体識別信号を個人
照合回路８へ出力するもので、詳細な回路は第２図のよ
うに示される。また、個人照合回路８は生体識別回路７
の出力（生体識別信号）に基づき被検体２が生体として
の本物の指であることが識別されたとき、ガラス平板３
の内部を通して導光されてくる受光に基づいて被検体２
の指紋を特定の個人のものと照合するもので、詳細な構
成は第３図のように示される。上記光源１、ガラス平板
３、レンズ４、フィルタ５、受光器６および生体識別回
路７は全体として生体検知手段９を構成する。

最初に、生体識別回路７から説明する。第２図において
、生体識別回路７は比較回路１１．１２、ワンショット
マルチ回路１３およびアンド回路１４により構成される
。比較回路１１．１２はそれぞれ比較基準レベルＡ、Ｂ
（第１、第２の基準レベルに相当）を有し、受光器６の
出力（以下、単にセンサ出力という）を比較基準レベル
Ａ、Ｂと比較する。比較基準レベルＡ、Ｂは生体として
の指をガラス平板３に接触したときの特性に基づいて決
定され、例えば本実施例では第４図に示すようにセンサ
出力の時間経過に伴う変゛化に対して比較基準レベルＡ
はセンサレベル■と■の中間に設定され、比較基準レベ
ルＢはセンサレベル■と■の中間に設定される。ワンシ
ョットマルチ回路１３はセンサ出力がレベル■→■の変
化をしたあと初めてレベル■→■の変化をしたことが比
較回路１１．１２により検出されたときに“Ｈ１１レベ
ルの信号をアンド回路１４に出力する。アンド回路１４
にはさらに比較回路１２からの信号が入力されており、
同信号はガラス平板３に被検体２が引き続き接触してい
ることを確認するための信号であり、したがって、アン
ド回路１４はワンショットマルチ回路１３と比較回路１
２からの各信号の論理積を取り、被検体２を離してレプ
リカと置き換えるなどの不正の有無を識別し、本物の生
体が接触しているときのみ生体識別信号を個人照合回路
８に出力する。

次に、個人照合回路８について第３図を参照して説明す
ると、同図は個人照合回路８の機能を示すブロック図で
あり、この図において、個人照合回路８は例えば１６ビ
ツトのパーソナルコンピュータを用いて構成され、大き
く分けて画像入力系２１、画像記憶回路２２、二値化回
路２３、細線化回路２４、特徴点検出回路２５、交角・
交点検査回路２６、近傍パターン移植回路２７および動
作制御回路２８により表される機能を有している。

画像入力系２１はガラス平板３から導かれる光を撮像素
子で受けて画像入力に変換する。画像記憶回路２２は画
像入力系２１からの画像入力をＡ／Ｄ変換する等して画
像を記憶するもので、その記憶データは必要に応じて外
部に取り出されるとともに、二値化回路２３に送られ、
二値化回路２３との間でデータの授受が行われる。二値
化回路２３は画像データを二値化し、細線化回路２４は
二値化されたディジタルデータに基づいて隆線と谷線に
細線化する。

特徴点検出回路２５は細線化された画像から特徴点を抽
出し、交角、交点検査回路２６は特徴点のうち分岐点同
士、端点同士を結んだ線の交角・交点を検査する。近傍
パターン移植回路２７は交角・交点検査回路２６の出力
に基づいて端点の近傍の二値化パターンを切り出し、橋
・切れ目の近傍に移植する。動作制御回路２８は生体識
別信号により被検体２が生体であるとの識別がされたと
き、個人の指紋の登録およびこの登録データを画像入力
データと比較して指紋の照合を行う。

なお、以上の画像処理のデータは画像記憶回路２２ある
いは動作制御回路２８から外部のＣＲＴデイスプレー等
に送られてモニタされる。また、画像処理に際しては、
例えばテンキーやマウス等によりウィンドの作成や特徴
点、分岐点の検索等に必要な処理が行われる。さらに、
被検体２がレプリカのときには所定の表示をする等が行
われる。

次に、作用を説明する。

人の皮膚には第８図の反射率特性に示す如＜５８０ｎｍ
以下の可視領域において、押圧により反射率が大きく変
化するという押圧依存性がある。第１図においてガラ、
ス平板３に、例えば本物の指である被検体２（以下、適
宜指という）が接触する以前はガラス平板３の図中上部
から外乱光が直接に入り込むためにセンサ出力は第４図
のレベル■のような高い値を示す。その後、指をガラス
平板３に接触させると、接触の直後は未だ充血している
ため、指での反射率が低く、レベル■のようにセンサ出
力が低下する。さらに、押圧を強くすると、指先が虚血
状態となり、反射率が向上してレベル■のようにセンサ
出力が上昇する。これは、第８図に示したように、生体
の指の場合「赤」の波長に対しては反射率はほとんど変
化しないが、「緑」の波長に対して充血時と虚血時とで
反射率が大きく異なるからであり、その原因は血液中の
ヘモグロビンの働きによると考えられる。そこで、指の
接触時から画像取り込みに充分な押圧まで押されていく
過程でセンサ出力の変化をみれば、生体か否かを識別で
きる。

すなわち、被検体２がレプリカである場合（例えば、シ
リコンゴムの場合）には、押圧による反射率の変動がな
いため、レベル■から■への変化のみでレベル■から■
への変化が生じない。したがって、センサ出力がレベル
■→■→■という変化の過程を通るか否かを生体識別回
路７によって検出することにより、生体とレプリカとを
正確に識別で尭る。その結果、例えば最初は被検体２と
して生体の指を使い、その直後に一旦指を離して入力面
との間に薄い膜でできたレプリカと置き換えるなどの不
正を有効に排除することができ、個人照合の精度を向上
させることができる。

なお、上記実施例では入力面の下方に受光器６を配置し
、照明系（光源１に相当）は斜めにカットしたガラス平
板３の端面から光を入射するようにしているが、照明系
は受光器６と同様に真下に配置してもよい。

また、生体識別回路７においては生体識別信号の有効な
時間を制限するなどの工夫により、比較回路１２を省略
しても本発明が成立することは明らかである。

次に、第５．６図は本発明に係る個人照合装置の第２実
施例を示す図であり、いわゆるプリズム方式の指紋セン
サに適用した場合の例である。第５図においては特に生
体検知手段３０の構成を示し、個人照合回路８について
は第１実施例と同様なので省略している。第５図におい
て、３１は光源、３２は被検体、３３はプリズム、３４
はレンズ、３５はフィルタ、３６は受光器であり、受光
器３６の出力がセンサ出力として同様の生体識別回路７
に送られる。

なお、個人照合回路８に取り込む光も受光器３６の側か
ら採光される。上記光源３１、プリズム３３、レンズ３
４、フィルタ３５、受光器３６および生体識別回路７は
生体検知手段３０を構成する。

以上の構成において、被検体２が指である場合、指がプ
リズム３３に接触するまでは全反射光が受光器３６に入
り込むために第６図に示すようにセンサ出力は■のよう
に高いレベルを示す。指が接触すると、隆線とプリズム
３３の接触部で全反射条件がくずれ散乱光が増すためと
、充血状態で「緑」の光に対する反射率が低いために、
■として示すようにセンサの出力レベルが低下する。さ
らに押圧を強めると、指先が虚血状態となり、反射率が
向上してＯのようにセンサ出力が上がる。レプリカを排
除する原理は、先の実施例と同様であり、したがって、
本実施例においても同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、生体か否かを正確に識別してレプリカ
を適切に排除することができ、個人照合の精度を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明に係る個人照合装置の第１実施例を
示す図であり、第１図はその全体構成図、第２図はその生体識別回路のブロック図、第３図はその
個人照合回路のブロック図、第４図はそのセンサ出力の
特性図、第５．６図は本発明に係る個人照合装置の第２実施例を
示す図であり、第５図はその生体検知系の構成図、第６図はそのセンサ出力の特性図、第７図は従来の個人照合装置におけるセンサ出力の特性
図、第８図は指の反射率特性を示す図である。１１．１２・・・・・・比較回路、１３・・・・・・ワンショットマルチ回路、１４・・・
・・・アンド回路、３３・・・・・・プリズム（透明体）。１．３１・・・・・・光源（照明手段）、２．３２・・
・・・・被検体、３・・・・・・ガラス平板（透明体）、４．３４・・・
・・・レンズ、５．３５・・・・・・フィルタ、６．３６・・・・・・受光器（受光手段）、７・・・・
・・生体識別回路（識別手段）、８・・・・・・個人照
合回路、９．３０・・・・・・生体検知手段、第１実施例の全体構成図第図：光源（照明手段）２：被検体３ニガラス平板（透明体）４、レンズ５　：フィルタ６：受光器（受光手段）７：生体識別回路（識別手段）８　、個人照合回路・生体検知手段第１実施例の個人照合回路のブロック図第３図第１実施例の生体識別回路のブロック２第２図第１実施例のセンサ出力の特性図第図第２実施例の生体検知系の構成図第図３０：生体検知手段３１：光源３２：被検体３３ニブリズム３４：レンズ３５：フィルタ３６：受光器従来の個人照合装置におけるセンサ出力の特性図第図第２実施例のセンサ出力の特性図第図指の反射率特性を示す図第図

Claims

【特許請求の範囲】被検体（２）が生体であるか否かを識別する生体検知手
段（９）を有し、該生体検知手段（９）によって被検体（２）が生体であ
ることを確認した後、特定個人の指紋を画像入力し、該指紋画像から特徴点を抽出し、該特徴点に基づいて前
記個人の指紋の登録、照合を行う個人照合装置において
、前記生体検知手段（９）を、白色光又は緑のうちの少なくとも１つ以上のものに中心
波長を有する光を発生し、被検体が接触する透明体に対
して内面から該光を照射する照明手段（１）と、緑に中心波長を有し、前記透明体からの光を受光する受
光手段（６）と、被検体（２）が透明体（３）に接触したとき、受光手段
（６）の出力が第２の基準レベルを超え接触後の時間経
過により受光手段の出力が第１の基準レベルより低下し
、その後第１、第２の基準レベルの間に納まることを検
出して被検体（２）が生体か否かの識別を行う識別手段
（７）と、により構成したこを特徴とする個人照合装置
。