JPH04502717A - 生物測定学 - Google Patents

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】 生物測定学 本発明は生物測定学、特に、個体の識別に対して使用される測定に関する。

識別の目的に対して使用されるための任意の測定において、測定の精度と反復性 を推定することは必要である。人間の一部の測定の場合では、測定がなされた瞬 時と、標準測定がなされた瞬時との間の時間間隔における温度、湿度、ダイエツ ト等の変化のために許容誤差を認めることが必要である。ミリメーターの測定量 に変化がある場合に、ミクロンの精度の測定をすることはむだである。第二に、 統計学の法則を認識する必要がある。任意の人体の任意の測定のほとんどは、多 分統計的に正常に分布される。この結論によれば、人が多くなればなる程、異常 な測定よりも平均により近い測定ができ、その結果平均的な測定値を有するイン ドルーダ−（侵入者）が、成功裡に装うことを容易にさせる。これは、平均的な 人間を対処する生物測定学の識別機構を工夫することを特に困難にさせる。統計 学の別の法則によれば、付加の測定が、最初の測定より少ない情報値を有するよ うに、最初の測定に関連付けられていることを示している。

機械的な感触、あるいは、光学的スキャニングのいずれかにより、一つの手の指 の長さを測定する装置がすでに存在している。測定はその後、マスターファイル 、あるいは、チップカードのいずれかにストアされている対応する値と比較され 、登録値への測定値の接近さに依存して、候補者、あるいは、犯罪人を受け入れ るか、あるいは、拒絶するかのいずれかの決定がなされる。

この方法の背後の原理は、幼年時代を通じて成長した後、骨の大きさが何年もの 間一定のままであるということである。

もし、我々が本当に手の骨に接触することができるなら、少数のマイクロメータ ーの精度でそれらの大きさを測定することができ、かつ、年の間隔を越えてその ような測定を堅実に繰り返すことができる。そのような測定は、同一性検証に対 して正しい基礎を形成することができた。不運にも、弾力性のある、大きさが一 定しないソフトティッシュ−で覆われ、その結果、皮膚を通してなされた任意の 測定は、誤りの重大なマージンと反復性不足を受けることができる。精度の高い 測定は多分、Ｘ線を使用してなされることができたが、これは一般的な目的の識 別機構として受け入れ可能であるとは限らない。

存在する装置は、手を平たい表面上に広げて、手の測定を行ない、その結果、測 定は指の間のウェブの不一致と指の爪の長さの変化をこうむる。これらの不整合 性は多分、プラスマイナス約１ミリメーターの量である。従って、１ミリメータ ーより小さい単位で測定をなすことを試みることはむだである。

大人の中指の平均の長さは、７５から９５ミリまでの長さのもので、平均の長さ は約８５ミリである。もし測定が例えば１ミリメートル単位に量子化される場合 、ある測定は全体のポピユレーションを２０個の異なるカテゴリーに分ける。

そのポピユレーションの大部分は平均に近い指の長さを有する。もちろん、他の 指の長さも測定されるが、ここでは統計学の第二法則、すなわち、代わりの測定 が多分、最初の測定に関連付けられることを適用する。この場合では、指の相対 的な長さは標準プロポーションに近づく傾向にあり、それ故それは価値があるこ れらの標準プロポーションからの逸脱だけである。もしこれらの逸脱が許容誤差 と比較して小さい場合、その測定はほとんど重要性がない。

我々のイギリス特許Ｎｏ、２１５６１２７８に、皮下の静脈構造をスキャニング し、それを以前に入力されストアされた一組の値と比較することによって固体を 同定する手段が説明されている。

これは、不明確さと誤った受容、あるいは、誤った拒絶のいずれかを避けるため に識別に対する満足できる方法を提供するが、繰り返しスキャンを行ない、ある いは、非常に高い分解において測定をなすことのいずれかが必要である。時折、 これは実行可能である。従って、我々は複数の測定をなし、その結果を組み合わ せることに基づいてさらに迅速な技術を考案した。この技術は、より高スピード の測定で高い受け入れ／拒絶の精度を与える。

手は測定装置に迅速に挿入され、容易に測定されるが、実質的に相互に独立な多 数のパラメーターを有するため、生物測定学の測定に対する媒体として好ましく 使用される。

本発明によると、各個人の対応する複数の生物測定パラメーターを測定するため の複数の測定手段と、ストアされた値のセットを前記測定手段からの出力と比較 するための比較手段と、前記比較手段によって作られた比較の組み合わされた結 果に依存する受け入れ、あるいは、拒絶信号のいずれかを生成するために前記比 較手段の出力を組み合わせるための組み合わせ手段とを含んでいることを特徴と する各個人の識別のための装置が提供される。

その装置は、少なくとも二つの実質的な独立な生物測定パラメーターを測定する ための測定手段を好ましくは含んでいる。

その装置はまた、少なくとも二つの部分的に関連付けられた生物測定パラメータ ーを測定するための測定手段を含んでもよい。

本発明は添付図面を参照して説明される。

図１は、下にある骨構造による隆起部を有する握られた拳の側面図を示している 。

図２は、握り拳の対応する平面図を示している。

図３は、図２の握り拳の骨構造を示している。

図４ａからＣは、そこに押し出し隆起部分を有する指の爪を平面図と部分図とし て示している。

図５は、肌の表面上に見られる大きなしわを有する一対の手の裏面を示している 。

図６は、キーボードを弾いている手を示している。

図７は、識別の目的のための生物測定学の測定に対して使用される装置の概略図 である。

図８は、カスタマ拒絶比率への許容誤差セツティングの影響を示しているグラフ である。

図９は、クレジットカード検証に適している装置の概略図である。

我々は、こぶしの指関節部のトポグラフィの分析は、人の識別に対して役に立つ 基本であることを発見した。拳の指関節部が皮膚の表面の複雑な三次元パターン であるように現われる限りにおいて、認識の問題は、人間の顔を見抜く問題に類 似であるが、変化する毛のような自然的成長物や、あるいは、目の問題には似て いない。

図１から図３を参照すると、骨の長さのより正確でより一貫した測定が、基準表 面２に対向する手１の背面に位置する握られた拳の測定をし、光学ゲージ８を有 する尺骨の茎状の隆起７から室部３〜６の端部の距離Ｌｌ−Ｌ４を測定すること によって、達成されることができる。この方法では、ティッシュ−の厚さは最小 に減少され、ミリメーターの１０分の１以下の一致で測定が可能である。精度に おけるそのような改良は、インドルーダ−に対して区別するための能力をより改 善する。

平均的な測定を有するインドルーダ−が、成功する確率を見積もることは常時重 要である。識別検証のために設計された機械は、誤った容認と誤った拒絶の間の しきい値をコントロールするために調愁される。もしこれが偽拒絶数が小さくな るように調整される場合、機械がうまく動作していて、機械がインドルーダ−を 受け入れることを信じるという誘惑がある。

できる限り少なく相互に関連付けられるように、異なった種類の数の測定を見つ ける必要がある。もし、測定が正常に分配される場合、平均に近い測定に低い重 みを割り当てることが必要である。

静脈パターンにおいて、第一に、血管を確実に位置付ける問題は、克服されなけ ればならない。光学的な、赤外と遠赤外波長はメディカルフィールドで診断の目 的に対して使用される。これらのテクノロジーのそれぞれは、その利点と限度を 有する。遠赤外波は、より深く浸透するが、その結果少ない分解能を与える。光 学的波長において、カラーフィルターはさらに詳細な情報を提供するために使用 されることができるが、表面の情報だけである。よい熱的イメージを得るために 、熱的スキャンの前にノーマライズするために患者の温度分布に対する時間を許 すことが標準的方法である。これは、特に患者が過度の温度を受けた場合に、熱 的時間定数を有する問題があることを意味している。閉じた制限内でボディの中 央部分の温度を維持するためにボディは、手や足への血液の流れを自動的に変化 させることが知られている。その結果、手や足は寒い気候の場合とても冷たくな る。また、手の背面上のかき傷と炎症は、局所的な暑い領域となり、従って、熱 的イメージを混乱させることが知られている。

血管パターンが捕獲される場合、いくつかの技術は、接合、平行線、Ｓ−曲がり 等のような特徴にパターンを分析するために使用可能である。これに対する一つ の強力な方法は、２次元自己相関である。そのパターンはそのような特徴間の距 離と方向によって説明されることができる。この説明はその後、ストアされた説 明と適応の近さとを基礎にしてなされた決定と比較される。

大静脈の相対的な位置は、それらが拳の指関節と手首の骨構造によって抑制され るため、正常の分布に一致しやすい。

しかし、マイナーな静脈と接合の位置は、抑制されない。

他のパラメーターは、識別に対して重要である。これらの一つは、指の爪の押し 出しパターンである（図４　ａ　−ｃ　）。

これは、レーザーダイオード放射源４２と光学ディテクター４３でスキャンされ る溝４０と隆起４１の系列を含む。このパラメーターのサインは、個人の年齢の ような時間と共にゆっくり変化し、あるいは、爪の成長点にブローのようなもの を形成する。従って、ストアされた基準を更新するために測定された値を使用す ることが望ましく、従ってそれは、移動平均になる。

手のひら（図５）はまた、利用されることができる特徴を有する。特に、手のひ らのしわ５０〜５５のパターンは、サイズに関係していなく、かつ左手のパター ンが右手のパターンと必ずしも同一でないため、特に役に立つ。

指の関節に対応するしわ５６〜５８は、光学測定にすぐに役立つ全体の特徴であ る。指から指までの相対的位置は、それらの絶対空間が掌部の長さに関連付けら れるために、同一性の量子化可能な表示を提供する。従って、この後者によれば 、測定位置が変化された場合に、同じ手が測定されていることをチェックできる 。

キーボードを有する楽器を演奏するミュージシャンは、彼らの指に驚くべき技術 を発達させている。彼らは学習フレーズが可能であり、彼らの指は、非常に調和 したタイミングで非常に速く、かなり正確に弾くことができる。タイピストは類 似の技術を発達させている。指技術を有する人口の比率は、コンピューターが多 くの人々をアクセスしやすくなるために、相当の比率で増加している。従って、 指の手先の器用さは、識別の目的に対して使用されることができるもう一つのパ ラメーターである。この目的に対して、ＭＩＤＩＣ楽器デジタルインターフェー ス）キーボード６０（図６）は、これが一連のキープロセスのエンコーディング 持続時間と連続と速度特性を可能にするので適切であったろう。それぞれの候補 者は、タイミングの精度と安定度に注目して、１０と１２の°ノードの間のフレ ーズを弾くために選び、学んでいるだろう。このフレーズは、サービスへのアク セスを提供するための゛サイレントキーボードサイン′　として使用される。イ ンドルーダ−が同じ　゛サイン′を生成することができる確率は非常に小さい。

このために、コンピューター器具の使用者のような制限された人口にとって、こ のようなテストが同一性を確認するためだけでなく、同一性を表わすために使用 することもできることは確かである。それは、必要なＭＩＤＩインターフェース を存するパーソナルコンピューターに低コストで搭載でき、牛−が正確なシーケ ンスで押されることをチェックするだけではなく、近い許容誤差内の正確な時間 間隔で押されることをチェックするプログラムを要求している。

さて図７を参照すると、使用に際して生物測定パラメーターの使用が、入力装置 ７１によって測定される。信号アナライザー７２での分析後に、信号プロセッサ ７３からの出力は、ルックアップストア７４にストアされる。次の動作において 、信号アナライザー７２とルックアップストア７４からの値は、比較器７５に送 られて、その比較器７５はゲート装置７６をコントロールし、そのゲート装置７ ６はアプリケーションの一連の処理をコントロールする。

ゲート装置の裕度セツティングは、望ましい受け入れ比率（図８）を与えるため に調整される。

実際の応用では、入力装置９１は多数の生物測定パラメーターをスキャンし、信 号プロセッサ９２と次に比較回路９３５に送られるアイデンティティカード９４ にストアされる。

マネージメントシステム９６によって取り出されたデータは、信号プロセッサ９ ７を介して比較器９３に送られる。比較器は、入力信号と基準信号の間の相違に 依存する規格化された出力信号を生成する。これらの出力信号はその後、加算器 ９８に送られ、その加算器９８は通過／拒絶決定に対するコントロール信号を生 成する。

好ましくは、ストアされた基準は移動平均を構成するように最も最近の測定によ って連続的に更新されることができる。

これは、テストの基礎として使用される生物測定パラメーターでの長い期間での 変化を考慮している。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成３年７月１６日

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．個人の対応する複数の生物測定パラメーターを測定するための複数の測定手 段と、前記測定手段からの出力をストアされた値のセットと比較するための比較 器手段と、前記比較手段によってなされた比較の結合結果に依存する受け入れ信 号、あるいは、拒絶信号のいずれかを生成するために前記比較器手段の出力を結 合するための結合手段とを含んでいることを特徴とする各個人の識別のための装 置。
2. ２．少なくとも二つの前記生物測定パラメーターを測定するための測定手段を含 むことを特徴とする請求項１に記載の個人の識別のための装置。
3. ３．拳の指関節のトポグラフィを測定するための測定手段を含むことを特徴とす る請求項２に記載の個人の識別のための装置。
4. ４．握られた拳の測定をする手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の個人 の識別のための装置。
5. ５．基準表面に対して手の背面を位置付けるための手段と、尺骨の茎状の隆起か ら掌部の端面の距離を測定するための手段を含むことを特徴とする請求項４に記 載の個人の識別のための装置。
6. ６．マイナーな静脈と接合の位置を測定するための手段を組み入れていることを 特徴とする前述の請求項の任意の一つに記載の個人の識別のための装置。
7. ７．指の爪の押し出しパターンを測定するための手段を組み入れていることを特 徴とする前述の請求項の任意の一つに記載の個人の識別のための装置。
8. ８．手のひらのしわのパターンを測定するための手段を組み入れていることを特 徴とする前述の請求項の任意の一つに記載の個人の識別のための装置。
9. ９．右の手のひらのしわと左の手のひらのしわのパターンを比較するための手段 を組み入れていることを特徴とする請求項８に記載の個人の識別のための装置。
10. １０．指の関節に対応するしわを位置付けるための手段を組み入れていることを 特徴とする請求項８に記載の個人の識別のための装置。
11. １１．指の関節に対応するしわの指から指までの相対的位置を測定するための手 段を組み入れていることを特徴とする請求項１０に記載の個人の識別のための装 置。
12. １２．指の関節に対応するしわの絶対空間を測定するための手段を組み入れてい ることを特徴とする請求項１０に記載の個人の識別のための装置。
13. １３．加えられたキーストロークの入力と期間に応答するキーボード手段を組み 入れていることを特徴とする前述の請求項の任意の一つに記載の個人の識別のた めの装置。