JPH11144058A - バイオメトリック画像の合格度を確保するシステムおよび方法 - Google Patents
バイオメトリック画像の合格度を確保するシステムおよび方法Info
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- JPH11144058A JPH11144058A JP10151094A JP15109498A JPH11144058A JP H11144058 A JPH11144058 A JP H11144058A JP 10151094 A JP10151094 A JP 10151094A JP 15109498 A JP15109498 A JP 15109498A JP H11144058 A JPH11144058 A JP H11144058A
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- biometric
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/98—Detection or correction of errors, e.g. by rescanning the pattern or by human intervention; Evaluation of the quality of the acquired patterns
- G06V10/993—Evaluation of the quality of the acquired pattern
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
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- Collating Specific Patterns (AREA)
- Image Input (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正確で信頼性の高い指紋取得システムを提供
すること。 【解決手段】 コンピュータ・システムおよび方法はバ
イオメトリック特性の画像取得段階でかけられる力もし
くはトルクを判定する。圧力がきわめて高いか、きわめ
て低いか、あるいはせん断トルクが高い画像が排除さ
れ、ユーザ／操作員には画像を再取得するよう通知され
る。あるいは、対象によってかけられる力およびトルク
を機械的に制限して、画像が取得されるとともに、力も
しくはトルクが許容範囲内のものとなるようにする。
すること。 【解決手段】 コンピュータ・システムおよび方法はバ
イオメトリック特性の画像取得段階でかけられる力もし
くはトルクを判定する。圧力がきわめて高いか、きわめ
て低いか、あるいはせん断トルクが高い画像が排除さ
れ、ユーザ／操作員には画像を再取得するよう通知され
る。あるいは、対象によってかけられる力およびトルク
を機械的に制限して、画像が取得されるとともに、力も
しくはトルクが許容範囲内のものとなるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタッチ・センシング
手段によって、対象が身体の一部の感覚を与える自動バ
イオメトリックスの分野に関する。これは、恐らくはネ
ットワークによって対象を認証ないし識別するために行
われる。具体的にいえば、本発明はライブスキャン・イ
ンクレス指紋画像におけるひずみを制御し、大きいひず
み力の下で取得された指紋画像を排除するシステムおよ
び方法に関する。
手段によって、対象が身体の一部の感覚を与える自動バ
イオメトリックスの分野に関する。これは、恐らくはネ
ットワークによって対象を認証ないし識別するために行
われる。具体的にいえば、本発明はライブスキャン・イ
ンクレス指紋画像におけるひずみを制御し、大きいひず
み力の下で取得された指紋画像を排除するシステムおよ
び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動バイオメトリックスの分野は対象が
所有している特性に基づいて、対象（一般に、人間）の
身元を確定もしくは認証することに関する。このプロセ
スをネットワークにより遠隔で行うことができる。バイ
オメトリック識別認証特性の範囲全体は生物学的に人間
（およびその他の生物）に関連付けられ、また特性の表
現力にもよるが、対象を他の対象からある程度一意に区
別する。一連のこれらのタイプの特性は皮膚のパターン
もしくは身体部分の形態に基づく。これらのバイオメト
リック識別子の例としては指紋、掌紋、手形があり、よ
り複雑なものとしては、趾紋、耳紋、舌紋などがある。
これらのタイプの特性を取得する手段は、一種の接触セ
ンシングによるものである。この接触センシングはバイ
オメトリック特性を本質的にもたらすものであり、実際
には、特性をひずませたり、劣化させたりすることがあ
る。
所有している特性に基づいて、対象（一般に、人間）の
身元を確定もしくは認証することに関する。このプロセ
スをネットワークにより遠隔で行うことができる。バイ
オメトリック識別認証特性の範囲全体は生物学的に人間
（およびその他の生物）に関連付けられ、また特性の表
現力にもよるが、対象を他の対象からある程度一意に区
別する。一連のこれらのタイプの特性は皮膚のパターン
もしくは身体部分の形態に基づく。これらのバイオメト
リック識別子の例としては指紋、掌紋、手形があり、よ
り複雑なものとしては、趾紋、耳紋、舌紋などがある。
これらのタイプの特性を取得する手段は、一種の接触セ
ンシングによるものである。この接触センシングはバイ
オメトリック特性を本質的にもたらすものであり、実際
には、特性をひずませたり、劣化させたりすることがあ
る。
【０００３】指紋を使用して人間（対象）の自動検証ま
たは識別を達成するシステムが存在している。人間の指
紋は明確で独特な隆起パターン構造を含んでいる。識別
／検証を目的として、隆起パターン構造は個々の隆起の
末端と分岐点を特徴とすることができる。これらの特徴
は一般にミニューシィ（minutiae）といわれている。
たは識別を達成するシステムが存在している。人間の指
紋は明確で独特な隆起パターン構造を含んでいる。識別
／検証を目的として、隆起パターン構造は個々の隆起の
末端と分岐点を特徴とすることができる。これらの特徴
は一般にミニューシィ（minutiae）といわれている。
【０００４】指紋の一部の例を図１に示す。図１に示し
た指紋のミニューシィを枠で囲まれているものとして図
２に示す。たとえば、枠１０１Ｂ（図２の）は図１の分
岐隆起１０１Ａの分岐ミニューシィを示し、枠１０３Ｂ
は図１の隆起１０３Ａの末端ミニューシィを示す。指紋
の隆起におけるミニューシィが、これらに関連付けられ
た方向（向きともいう）１０５（図２）を有しているこ
とに留意されたい。隆起の末尾１０３Ｂにおけるミニュ
ーシィの方向は、隆起の端部が向かっている方向１１３
Ｂである。分岐ミニューシィ１０１Ｂの方向は、これに
対し、分岐隆起が向かっている方向１１１Ｂである。ミ
ニューシィはある種の座標系（図示せず）に関し指紋の
ミニューシィの位置であるロケーションも有している。
た指紋のミニューシィを枠で囲まれているものとして図
２に示す。たとえば、枠１０１Ｂ（図２の）は図１の分
岐隆起１０１Ａの分岐ミニューシィを示し、枠１０３Ｂ
は図１の隆起１０３Ａの末端ミニューシィを示す。指紋
の隆起におけるミニューシィが、これらに関連付けられ
た方向（向きともいう）１０５（図２）を有しているこ
とに留意されたい。隆起の末尾１０３Ｂにおけるミニュ
ーシィの方向は、隆起の端部が向かっている方向１１３
Ｂである。分岐ミニューシィ１０１Ｂの方向は、これに
対し、分岐隆起が向かっている方向１１１Ｂである。ミ
ニューシィはある種の座標系（図示せず）に関し指紋の
ミニューシィの位置であるロケーションも有している。
【０００５】一般に使われている指紋識別検証方法はこ
れらのミニューシィの特徴に基づくものである。ミニュ
ーシィの特徴を使用する識別／認証システムは指紋の画
像を処理して、正確で信頼性の高いミニューシィの特徴
を取得し、人の身元を効果的に判定または照合する必要
がある。
れらのミニューシィの特徴に基づくものである。ミニュ
ーシィの特徴を使用する識別／認証システムは指紋の画
像を処理して、正確で信頼性の高いミニューシィの特徴
を取得し、人の身元を効果的に判定または照合する必要
がある。
【０００６】図３は典型的な従来技術のシステム２００
が一般に行っているステップを示す流れ図である。ステ
ップ２１０において、画像が取得される。画像のこの取
得はＣＣＤカメラおよびフレームグラバ・インタフェー
スによるか、主コンピューティング機器と通信を行うド
キュメント・スキャナによって行われる。通常、画像は
何らかの接触センシング手段によって取得される。画像
をコンピュータ・メモリまたはディスクに取得したら、
関連するフィーチャのミニューシィの特徴を抽出する
（２２０）。このようにして抽出されたフィーチャのす
べてが信頼できるわけではない。信頼性のないフィーチ
ャのいくつかを任意選択で、たとえば、手動編集によっ
て簡素なものとする（ステップ２３０）。結果として得
られる信頼性のあるフィーチャを使用して、２つの指紋
画像を突き合わせる（ステップ２４０）。すなわち、取
得した指紋の画像を以前に取得した指紋の画像の記憶さ
れているミニューシィの表象と突き合わせる。
が一般に行っているステップを示す流れ図である。ステ
ップ２１０において、画像が取得される。画像のこの取
得はＣＣＤカメラおよびフレームグラバ・インタフェー
スによるか、主コンピューティング機器と通信を行うド
キュメント・スキャナによって行われる。通常、画像は
何らかの接触センシング手段によって取得される。画像
をコンピュータ・メモリまたはディスクに取得したら、
関連するフィーチャのミニューシィの特徴を抽出する
（２２０）。このようにして抽出されたフィーチャのす
べてが信頼できるわけではない。信頼性のないフィーチ
ャのいくつかを任意選択で、たとえば、手動編集によっ
て簡素なものとする（ステップ２３０）。結果として得
られる信頼性のあるフィーチャを使用して、２つの指紋
画像を突き合わせる（ステップ２４０）。すなわち、取
得した指紋の画像を以前に取得した指紋の画像の記憶さ
れているミニューシィの表象と突き合わせる。
【０００７】下記の参照文献は従来技術の現状の例を詳
細に説明するものである。N.K. Ratha, S. Chenおよび
A. K. Jain,Adaptive flow orientation based texture
extraction in fingerprint images,Pattern Recognit
ion, vol. 28, no. 11, pp. 1657-1672, 1995年１１
月。
細に説明するものである。N.K. Ratha, S. Chenおよび
A. K. Jain,Adaptive flow orientation based texture
extraction in fingerprint images,Pattern Recognit
ion, vol. 28, no. 11, pp. 1657-1672, 1995年１１
月。
【０００８】この参照文献は参照することにより、その
全体が本明細書の一部となる。
全体が本明細書の一部となる。
【０００９】指紋画像の取得には、インクレス方法を使
用することが望ましいことがしばしばある。このような
システムでは、指紋をプリズム表面におき、漏れ内部反
射法を使用して、画像をビデオ・カメラによって取得す
る必要がある。たとえば米国特許第５４６７４０３号は
生体走査指紋画像取得手段および方法を開示している。
この画像取得方法は生体走査方法ともいわれている。
用することが望ましいことがしばしばある。このような
システムでは、指紋をプリズム表面におき、漏れ内部反
射法を使用して、画像をビデオ・カメラによって取得す
る必要がある。たとえば米国特許第５４６７４０３号は
生体走査指紋画像取得手段および方法を開示している。
この画像取得方法は生体走査方法ともいわれている。
【００１０】バイオメトリック特性パターンを得るため
に接触センシングを使用することには、センシングがパ
ターンを本質的にひずませるという関連した問題があ
る。対象がそれを望む場合に、パターンを積極的にひず
ませることができるが、これは遠隔ネットワーク認証ま
たは識別に特に当てはまるものである。ひずみ源の１つ
は対象が画像の取得中に圧力および力をかけることがで
きることである。米国特許第４１２０５８５号は漏れ内
部反射を柔軟な光学プリズムとともに使用する指紋画像
取得装置を開示している。プリズムは変形して、指との
接触表面を拡大するが、ある程度の圧力を対象がかけな
ければならない。
に接触センシングを使用することには、センシングがパ
ターンを本質的にひずませるという関連した問題があ
る。対象がそれを望む場合に、パターンを積極的にひず
ませることができるが、これは遠隔ネットワーク認証ま
たは識別に特に当てはまるものである。ひずみ源の１つ
は対象が画像の取得中に圧力および力をかけることがで
きることである。米国特許第４１２０５８５号は漏れ内
部反射を柔軟な光学プリズムとともに使用する指紋画像
取得装置を開示している。プリズムは変形して、指との
接触表面を拡大するが、ある程度の圧力を対象がかけな
ければならない。
【００１１】指紋画像取得生体走査方法の場合、対象は
さまざまな種類の圧力および力をかける。力をかけた場
合、皮膚は弾性があり、変形する。これらの圧力および
力（すなわち、過剰な力およびトルク）によって引き起
こされる画像のひずみは、自動指紋識別／認証システム
の突合せサブシステムに対して重大なマイナスの影響を
及ぼす。指紋のわずかな変動に適合するため、突合せプ
ログラムは指紋のフィーチャのシフトに対する公差を備
えている。大きなひずみは大きな公差を必要とし、シス
テム精度の低下、あるいは誤合格率および誤不合格率が
増加することとなる。取得時にかけられる圧力および力
が軽いものであっても、せん断トルクが特性パターンの
さまざまな部分に取得されたバイオメトリック特性を不
規則にひずませることがある。これはバイオメトリック
・パターンに対して不均一で非直線的にひずんだ特性バ
イオメトリックの画像を生じる。
さまざまな種類の圧力および力をかける。力をかけた場
合、皮膚は弾性があり、変形する。これらの圧力および
力（すなわち、過剰な力およびトルク）によって引き起
こされる画像のひずみは、自動指紋識別／認証システム
の突合せサブシステムに対して重大なマイナスの影響を
及ぼす。指紋のわずかな変動に適合するため、突合せプ
ログラムは指紋のフィーチャのシフトに対する公差を備
えている。大きなひずみは大きな公差を必要とし、シス
テム精度の低下、あるいは誤合格率および誤不合格率が
増加することとなる。取得時にかけられる圧力および力
が軽いものであっても、せん断トルクが特性パターンの
さまざまな部分に取得されたバイオメトリック特性を不
規則にひずませることがある。これはバイオメトリック
・パターンに対して不均一で非直線的にひずんだ特性バ
イオメトリックの画像を生じる。
【００１２】指紋のひずみに関連した問題を図４ないし
図８によって説明する。図４は高い圧力の下で取得され
た指紋を示し、図５は高いトルクの下で取得された同じ
指紋を示す。図６はひずみのない指紋を示す。枠３０
５、３０６および３０７の画像はそれぞれ、隆起間距離
３０１、３０２および３０３の点で大きい隆起構造の変
化を示している。図７はグレー・スケール画像を薄くし
た後の２つの画像の重なりの「最良」の突合せを示す。
枠４１０の内側の重なり画像の部分を図８で拡大し、力
／トルクの変動による隆起のシフトを強調する。隆起は
枠４３０内で完全に重なっており、ひずみのため、枠４
２０内で分かれ始める。このようなひずみに適合するた
め、指紋突合せプログラムはバイオメトリック認証識別
システムの認識精度にマイナスの影響を及ぼすミニュー
シィの突合せに大きい公差を有していなければならな
い。
図８によって説明する。図４は高い圧力の下で取得され
た指紋を示し、図５は高いトルクの下で取得された同じ
指紋を示す。図６はひずみのない指紋を示す。枠３０
５、３０６および３０７の画像はそれぞれ、隆起間距離
３０１、３０２および３０３の点で大きい隆起構造の変
化を示している。図７はグレー・スケール画像を薄くし
た後の２つの画像の重なりの「最良」の突合せを示す。
枠４１０の内側の重なり画像の部分を図８で拡大し、力
／トルクの変動による隆起のシフトを強調する。隆起は
枠４３０内で完全に重なっており、ひずみのため、枠４
２０内で分かれ始める。このようなひずみに適合するた
め、指紋突合せプログラムはバイオメトリック認証識別
システムの認識精度にマイナスの影響を及ぼすミニュー
シィの突合せに大きい公差を有していなければならな
い。
【００１３】以下の参照文献は参照することにより、そ
の全体が本明細書の一部となる。
の全体が本明細書の一部となる。
【００１４】１．米国特許第３２００７０１号「Method
for optical comparison of skinfriction-ridge patt
erns」、１９６２年１月２９日発行。
for optical comparison of skinfriction-ridge patt
erns」、１９６２年１月２９日発行。
【００１５】２．米国特許第４１２０５８５号「Finger
print Identification System Using a Pliable Optica
l Prism」、１９７８年１０月発行。
print Identification System Using a Pliable Optica
l Prism」、１９７８年１０月発行。
【００１６】３．米国特許第５４６７４０３号「Portab
le Fingerprint Scanning Apparatus for Identificati
on Verification」、１９９５年１１月発行。
le Fingerprint Scanning Apparatus for Identificati
on Verification」、１９９５年１１月発行。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、バイ
オメトリック特性の接触センシングが真のバイオメトリ
ック・パターンのひずみを最小限として達成される改善
された圧力および力センシング機構を提供することであ
る。
オメトリック特性の接触センシングが真のバイオメトリ
ック・パターンのひずみを最小限として達成される改善
された圧力および力センシング機構を提供することであ
る。
【００１８】本発明の他の目的は画像取得時に過剰な力
およびトルクがかけられたことを検出する正確で信頼性
の高い指紋取得システムである。
およびトルクがかけられたことを検出する正確で信頼性
の高い指紋取得システムである。
【００１９】本発明のさらに他の目的はかけられる力お
よびトルクを画像取得時に許容範囲に制限する正確で信
頼性の高い指紋取得システムである。
よびトルクを画像取得時に許容範囲に制限する正確で信
頼性の高い指紋取得システムである。
【００２０】本発明のさらに他の目的は遠隔で、恐らく
は無人の、周知の技術を使用してネットワークによりサ
ーバと通信しているシステムにおける画像の取得時に、
かけられる力およびトルクを許容範囲に制限する正確で
信頼性の高い指紋取得システムである。
は無人の、周知の技術を使用してネットワークによりサ
ーバと通信しているシステムにおける画像の取得時に、
かけられる力およびトルクを許容範囲に制限する正確で
信頼性の高い指紋取得システムである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明はバイオメトリッ
ク特性の画像取得段階でかけられる力およびトルクを判
定するコンピュータ・システムおよび方法である。本発
明はバイオメトリック特性としての指紋に特に関連した
ものであるが、接触によって測定される他の特性にも適
用される。
ク特性の画像取得段階でかけられる力およびトルクを判
定するコンピュータ・システムおよび方法である。本発
明はバイオメトリック特性としての指紋に特に関連した
ものであるが、接触によって測定される他の特性にも適
用される。
【００２２】好ましい実施の形態の１つにおいて、対象
によってかけられる力およびトルクは、コンピュータに
よって継続的に監視されるとともに、バイオメトリック
の画像が任意選択で表示される。画像の取得時に（ユー
ザの選択により）、力とトルクがコンピュータによって
分析される。圧力がきわめて高いまたは低い、あるいは
せん断トルクが高い画像は排除される。ユーザ／操作員
には画像を再取得することを通知することができる。
によってかけられる力およびトルクは、コンピュータに
よって継続的に監視されるとともに、バイオメトリック
の画像が任意選択で表示される。画像の取得時に（ユー
ザの選択により）、力とトルクがコンピュータによって
分析される。圧力がきわめて高いまたは低い、あるいは
せん断トルクが高い画像は排除される。ユーザ／操作員
には画像を再取得することを通知することができる。
【００２３】他の実施の形態においては、対象によって
かけられる力およびトルクを機械的に制限して、ほとん
どの画像が取得されるとともに、力もしくはトルクが許
容範囲内のものとなるようにする。
かけられる力およびトルクを機械的に制限して、ほとん
どの画像が取得されるとともに、力もしくはトルクが許
容範囲内のものとなるようにする。
【００２４】
【発明の実施の形態】自動バイオメトリックスに基づく
個人識別／認証において、指紋、掌紋または手形などの
一般的なバイオメトリックスの画像形成は接触センシン
グを含んでいる。他の複雑なバイオメトリックスとして
は、接触センシング・ベースの画像形成が含まれている
趾紋、耳紋、舌紋などがある。接触センシング・ベース
の画像形成において、接触時にかけられる力およびトル
クは、自動処理のために感知された画像の品質に重要な
役割を果たす。本発明は接触時にかけられる力もしくは
トルクが許容範囲内にあって、高い品質の画像を作成す
るようにする。本発明の好ましい実施の形態において、
力とトルクは接触時に監視され、画像は力もしくはトル
クの範囲内で取られる。本発明の他の実施の形態におい
て、かけられる力もしくはトルクは画像の取得中に制限
される。
個人識別／認証において、指紋、掌紋または手形などの
一般的なバイオメトリックスの画像形成は接触センシン
グを含んでいる。他の複雑なバイオメトリックスとして
は、接触センシング・ベースの画像形成が含まれている
趾紋、耳紋、舌紋などがある。接触センシング・ベース
の画像形成において、接触時にかけられる力およびトル
クは、自動処理のために感知された画像の品質に重要な
役割を果たす。本発明は接触時にかけられる力もしくは
トルクが許容範囲内にあって、高い品質の画像を作成す
るようにする。本発明の好ましい実施の形態において、
力とトルクは接触時に監視され、画像は力もしくはトル
クの範囲内で取られる。本発明の他の実施の形態におい
て、かけられる力もしくはトルクは画像の取得中に制限
される。
【００２５】ここで図面、特に図９を具体的に参照する
と、本発明が使用する好ましい実施の形態の１つが示さ
れている。生体走査機器６６０に垂直な力の方向５３
０、垂直力５３０を中心とするトルクの方向５４０、な
らびに直交する力のｘ方向５１０およびｚ方向５２０の
力も示されている。この座標系は周知のものであり、任
意の同等物を使用することができる。
と、本発明が使用する好ましい実施の形態の１つが示さ
れている。生体走査機器６６０に垂直な力の方向５３
０、垂直力５３０を中心とするトルクの方向５４０、な
らびに直交する力のｘ方向５１０およびｚ方向５２０の
力も示されている。この座標系は周知のものであり、任
意の同等物を使用することができる。
【００２６】図１０は指紋識別または認証用の一般的な
画像取得処理システム６００を示すブロック図である。
このブロック図は処理に使用される一般的なコンピュー
タ・ハードウェア環境を示している。コンピュータ６１
０の例としては、インターナショナル・ビジネス・マシ
ーンズ・コーポレイション（ＩＢＭ）のPersonal Syste
m/2（ＰＳ／２）ファミリのパーソナル・コンピュー
タ、RISC System/6000、またはPower Parallel System
（ＳＰ／ｘ）または同等物の１つである。システム６０
０は１つまたは複数の中央演算処理装置（ＣＰＵ）６１
５を含んでおり、このＣＰＵは任意の一般的なコンピュ
ータ・アーキテクチャ（Ｉｎｔｅｌ Ｐｅｎｔｉｕｍま
たは縮小命令セット・マイクロプロセッサ）に合致した
ものである。ＣＰＵ６１５は、１つまたは複数のキャッ
シュ・メモリを含むことのできる読み書きもしくはラン
ダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）６２０、読取り専用
メモリ（ＲＯＭ）６４０、および入出力アダプタ６２５
が接続されているシステム・バス（図示せず）に接続さ
れている。ＲＡＭ６２０は通常、コードもしくはデータ
を含んでいる１つまたは複数のアプリケーション・プロ
グラム・プロセスのための一時記憶装置を備えており、
ＲＯＭ６４０は通常、基本入出力システム（ＢＩＯＳ）
コードを含んでいる。本明細書ではハード・ディスク装
置６３０で表されている直接アクセス記憶装置（ＤＡＳ
Ｄ）も、適切なアダプタ（図示せず）によってＣＰＵに
接続されている。ハード・ディスク装置６３０は通常、
ＩＢＭのＯＳ／２オペレーティング・システムなどのコ
ンピュータのオペレーティング・システム（ＯＳ）、な
らびに各種のアプリケーション・プログラム、データも
しくはデータベースを記憶している。これらのデータベ
ースは中間結果および指紋画像データ６３５を含んでい
る。任意選択で、これらの記憶装置６３０は遠隔なもの
であって、周知の技術を使用して任意選択のネットワー
ク６６６によって接続することができる。このネットワ
ーク環境において、遠隔サーバ６９０は６１０と同様な
コンピュータである。遠隔サーバはすべて周知のもので
あるＬＡＮ、ＷＡＮ電話、無線リンク、またはその他の
標準的な遠隔通信ネットワーク６６６を使用してローカ
ル・ホスト／クライアントと通信する。通常、入出力ア
ダプタ６２５にはキーボード６２７、マウス６２８、も
しくはその他のユーザ・インタフェース装置（図示せ
ず）が接続されている。
画像取得処理システム６００を示すブロック図である。
このブロック図は処理に使用される一般的なコンピュー
タ・ハードウェア環境を示している。コンピュータ６１
０の例としては、インターナショナル・ビジネス・マシ
ーンズ・コーポレイション（ＩＢＭ）のPersonal Syste
m/2（ＰＳ／２）ファミリのパーソナル・コンピュー
タ、RISC System/6000、またはPower Parallel System
（ＳＰ／ｘ）または同等物の１つである。システム６０
０は１つまたは複数の中央演算処理装置（ＣＰＵ）６１
５を含んでおり、このＣＰＵは任意の一般的なコンピュ
ータ・アーキテクチャ（Ｉｎｔｅｌ Ｐｅｎｔｉｕｍま
たは縮小命令セット・マイクロプロセッサ）に合致した
ものである。ＣＰＵ６１５は、１つまたは複数のキャッ
シュ・メモリを含むことのできる読み書きもしくはラン
ダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）６２０、読取り専用
メモリ（ＲＯＭ）６４０、および入出力アダプタ６２５
が接続されているシステム・バス（図示せず）に接続さ
れている。ＲＡＭ６２０は通常、コードもしくはデータ
を含んでいる１つまたは複数のアプリケーション・プロ
グラム・プロセスのための一時記憶装置を備えており、
ＲＯＭ６４０は通常、基本入出力システム（ＢＩＯＳ）
コードを含んでいる。本明細書ではハード・ディスク装
置６３０で表されている直接アクセス記憶装置（ＤＡＳ
Ｄ）も、適切なアダプタ（図示せず）によってＣＰＵに
接続されている。ハード・ディスク装置６３０は通常、
ＩＢＭのＯＳ／２オペレーティング・システムなどのコ
ンピュータのオペレーティング・システム（ＯＳ）、な
らびに各種のアプリケーション・プログラム、データも
しくはデータベースを記憶している。これらのデータベ
ースは中間結果および指紋画像データ６３５を含んでい
る。任意選択で、これらの記憶装置６３０は遠隔なもの
であって、周知の技術を使用して任意選択のネットワー
ク６６６によって接続することができる。このネットワ
ーク環境において、遠隔サーバ６９０は６１０と同様な
コンピュータである。遠隔サーバはすべて周知のもので
あるＬＡＮ、ＷＡＮ電話、無線リンク、またはその他の
標準的な遠隔通信ネットワーク６６６を使用してローカ
ル・ホスト／クライアントと通信する。通常、入出力ア
ダプタ６２５にはキーボード６２７、マウス６２８、も
しくはその他のユーザ・インタフェース装置（図示せ
ず）が接続されている。
【００２７】システム６００は本明細書では陰極線管
（ＣＲＴ）表示装置として表されている表示装置６３８
も含んでいるが、これは液晶表示装置（ＬＣＤ）または
その他の適切な表示装置、もしくはグラフィック・ユー
ザ・インタフェース（ＧＵＩ）６３８でもよい。表示装
置６３８はディスプレイ・アダプタ（図示せず）によっ
てシステム・バスに接続されている。
（ＣＲＴ）表示装置として表されている表示装置６３８
も含んでいるが、これは液晶表示装置（ＬＣＤ）または
その他の適切な表示装置、もしくはグラフィック・ユー
ザ・インタフェース（ＧＵＩ）６３８でもよい。表示装
置６３８はディスプレイ・アダプタ（図示せず）によっ
てシステム・バスに接続されている。
【００２８】コンピュータ６１０はフレームグラバ６５
０および画像取得装置、たとえば生体走査機器６６０と
もインタフェースしており、これらは指紋画像をコンピ
ュータ・メモリ／ディスク６３０に取得するためのカメ
ラ６７０および画像形成サブシステム６８０の構成を含
んでいる。
０および画像取得装置、たとえば生体走査機器６６０と
もインタフェースしており、これらは指紋画像をコンピ
ュータ・メモリ／ディスク６３０に取得するためのカメ
ラ６７０および画像形成サブシステム６８０の構成を含
んでいる。
【００２９】力検出装置６６５は指紋画像取得システム
にかけられる力もしくはトルクを感知する。図１０に示
すシステムはＴｏｕｃｈＭａｔｅの力センサを使用して
おり、これはセンサの中心を基点とする座標系を基準と
して力およびトルクをディジタル形態で割り当てる。典
型的な従来技術の座標系を図９に示す。この構成におい
て、生体走査指紋画像形成装置６６０は（接続または非
接続いずれかの）力センサ６６５（図１０には示されて
いない）の頂部に配置されている。この態様において、
画像形成装置６６０が受ける力／トルクは、測定対象の
力センサ６６５へ転送される。力センサは力データのス
トリームを発生し、コンピュータは適切なインタフェー
スの助けを借りて、データの力およびトルクのストリー
ムを読み取る。
にかけられる力もしくはトルクを感知する。図１０に示
すシステムはＴｏｕｃｈＭａｔｅの力センサを使用して
おり、これはセンサの中心を基点とする座標系を基準と
して力およびトルクをディジタル形態で割り当てる。典
型的な従来技術の座標系を図９に示す。この構成におい
て、生体走査指紋画像形成装置６６０は（接続または非
接続いずれかの）力センサ６６５（図１０には示されて
いない）の頂部に配置されている。この態様において、
画像形成装置６６０が受ける力／トルクは、測定対象の
力センサ６６５へ転送される。力センサは力データのス
トリームを発生し、コンピュータは適切なインタフェー
スの助けを借りて、データの力およびトルクのストリー
ムを読み取る。
【００３０】Personal System/2、PS/2、OS/2、RISC Sy
stem/6000、Power Parallel System、SP/x、およびＩＢ
Ｍはインターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コー
ポレイションの商標である。Intel PentiumはIntel Cor
porationの商標であり、TouchMateはMicroTouch System
s Inc.の商標である。
stem/6000、Power Parallel System、SP/x、およびＩＢ
Ｍはインターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コー
ポレイションの商標である。Intel PentiumはIntel Cor
porationの商標であり、TouchMateはMicroTouch System
s Inc.の商標である。
【００３１】典型的なインクレス指紋スキャナはプリズ
ムおよび全漏れ内部反射技法を使用して、プリズムの表
面に接触する指の画像を形成する。（たとえば、米国特
許第３２００７０１号および同第５４６７４０３号を参
照されたい。）本発明はかけられている力を測定するた
めに、各種の力／トルク・センシングもしくは制限技法
を用いることを開示する。図１０は外力センサ６６５を
示しており、この上にインクレス・スキャナ６６０が配
置されて、指紋画像取得時にかけられる力とトルクを測
定する。このセンサ６６５は図９に示す座標系５００に
関して、対象の指紋の接触センシング時に対象がかける
力を測定する。プリズムの表面に直角にかけられる力
は、マイナスのｙ方向５３０における力Ｆｙであり、プ
リズムに平行な力（５１０、５２０）はＦｘおよびＦｚ
によって表される。トルクＴｙ（５４０）は力に、ｙ軸
５３０を中心とした長さの単位を乗じたものである。画
像取得時の力とトルクの測定／制御を図１４に示す。
ムおよび全漏れ内部反射技法を使用して、プリズムの表
面に接触する指の画像を形成する。（たとえば、米国特
許第３２００７０１号および同第５４６７４０３号を参
照されたい。）本発明はかけられている力を測定するた
めに、各種の力／トルク・センシングもしくは制限技法
を用いることを開示する。図１０は外力センサ６６５を
示しており、この上にインクレス・スキャナ６６０が配
置されて、指紋画像取得時にかけられる力とトルクを測
定する。このセンサ６６５は図９に示す座標系５００に
関して、対象の指紋の接触センシング時に対象がかける
力を測定する。プリズムの表面に直角にかけられる力
は、マイナスのｙ方向５３０における力Ｆｙであり、プ
リズムに平行な力（５１０、５２０）はＦｘおよびＦｚ
によって表される。トルクＴｙ（５４０）は力に、ｙ軸
５３０を中心とした長さの単位を乗じたものである。画
像取得時の力とトルクの測定／制御を図１４に示す。
【００３２】図１０は指紋画像取得装置に適用できる本
発明の好ましい実施の形態の１つを示しているが、本発
明は任意の一般的なバイオメトリック取得システムに使
用できる。
発明の好ましい実施の形態の１つを示しているが、本発
明は任意の一般的なバイオメトリック取得システムに使
用できる。
【００３３】図１１は力センサ７１０が備えている画像
取得装置６６０用のプリズム７００を示す。好ましい実
施の形態の１つには、プリズム７００の非露出側（バイ
オメトリック、たとえば指先の圧力に）の中心に５つの
力センサ（７１１、７１２、７１３、７１４、７１５）
がある。前面図がセンサ７１２、７１１および７１３と
ともに７２０で示されており、側面図がセンサ７１４、
７１１、７１５とともに７３０で示されている。プリズ
ム・ホルダ７４０がプリズムと５つのセンサのこのアセ
ンブリを保持している。プリズムの表面７５０は接触が
造形性センシング平面であり、７６０はセンサ支持フレ
ームである。各力センサの一方側面はプリズム・ホルダ
７４０に接続されており、各センサの他方の側面はセン
サ支持フレーム７６０に接続されている。Ｆｙは力セン
サ７１１によって与えられ、Ｆｘは力センサ７１２およ
び７１３によって与えられ、Ｆｚは力センサ７１４およ
び７１５によって与えられる。当分野の技術者にはわか
るように、トルクＴｙ５４０は、力（図示せず）の局所
化を測定するための付加センサを追加することによって
導くことができる。他の構成の力センサも考えられる。
取得装置６６０用のプリズム７００を示す。好ましい実
施の形態の１つには、プリズム７００の非露出側（バイ
オメトリック、たとえば指先の圧力に）の中心に５つの
力センサ（７１１、７１２、７１３、７１４、７１５）
がある。前面図がセンサ７１２、７１１および７１３と
ともに７２０で示されており、側面図がセンサ７１４、
７１１、７１５とともに７３０で示されている。プリズ
ム・ホルダ７４０がプリズムと５つのセンサのこのアセ
ンブリを保持している。プリズムの表面７５０は接触が
造形性センシング平面であり、７６０はセンサ支持フレ
ームである。各力センサの一方側面はプリズム・ホルダ
７４０に接続されており、各センサの他方の側面はセン
サ支持フレーム７６０に接続されている。Ｆｙは力セン
サ７１１によって与えられ、Ｆｘは力センサ７１２およ
び７１３によって与えられ、Ｆｚは力センサ７１４およ
び７１５によって与えられる。当分野の技術者にはわか
るように、トルクＴｙ５４０は、力（図示せず）の局所
化を測定するための付加センサを追加することによって
導くことができる。他の構成の力センサも考えられる。
【００３４】マイナスｙ方向５３０における力Ｆｙを機
械的に制限するだけの本発明の実施の形態を、図１２の
力調節機構によって示す。十分な力Ｆｙがかけられた後
にだけ、プリズム７００は光検出器８１２を活動化す
る。プリズム７００はスプリング８２０によって頂部プ
レート８３０に押し付けられている。発光器８１６、光
検出器８１２および光ストップ８１４で構成された動き
センサ８１０は、指先８４０用の開口を通した対象の指
の力によって引き起こされるプリズム７００の垂直変位
を検出する。光ストップ８１４が発光器８１６と光検出
器８１２の間で伝送される光をブロックした場合に、動
きが検出される。変位はばね定数およびかけられる力Ｆ
ｙによって制御される。プリズム・ガイドが示されてい
ないことに留意されたい。他の動きもしくは位置検出器
も考えられる。
械的に制限するだけの本発明の実施の形態を、図１２の
力調節機構によって示す。十分な力Ｆｙがかけられた後
にだけ、プリズム７００は光検出器８１２を活動化す
る。プリズム７００はスプリング８２０によって頂部プ
レート８３０に押し付けられている。発光器８１６、光
検出器８１２および光ストップ８１４で構成された動き
センサ８１０は、指先８４０用の開口を通した対象の指
の力によって引き起こされるプリズム７００の垂直変位
を検出する。光ストップ８１４が発光器８１６と光検出
器８１２の間で伝送される光をブロックした場合に、動
きが検出される。変位はばね定数およびかけられる力Ｆ
ｙによって制御される。プリズム・ガイドが示されてい
ないことに留意されたい。他の動きもしくは位置検出器
も考えられる。
【００３５】明確にするため、プリズムが移動するとと
もに、適切な向き（図１２において）を維持することを
可能とする低摩擦スライド機構は省いた。図１２に示し
た光電気カプラなどのコンピュータ感知装置８１０が変
位を検出する。このようにして、力のレベルを最適、ま
たは最適に近い物にしながら、画像を取得できる。
もに、適切な向き（図１２において）を維持することを
可能とする低摩擦スライド機構は省いた。図１２に示し
た光電気カプラなどのコンピュータ感知装置８１０が変
位を検出する。このようにして、力のレベルを最適、ま
たは最適に近い物にしながら、画像を取得できる。
【００３６】他の実施の形態においては、図１３に示す
パーム・レスト９２０に手のひら９２５による十分な力
がかけられた後で、手のひら用の抑制器９００が画像セ
ンサを活動化する。手のひらによってかけられた力はパ
ーム・フォース・センサ９３０によって測定される。こ
の実施の形態の背景となる考え方は、手のひらが十分な
力をかけた場合、対象が特に画像が取られる指先でトル
クＴｙ５４０をかけるのが困難となることである。指９
１０の指紋は指紋ウィンドウ８４０を通して取得され
る。これらのセンシング技法の多くの変形が可能であ
り、当分野の技術者が考え出すことができよう。この図
には示されていないが、他の指のための任意選択のスロ
ットつき支持体があり、これはｙ方向５３０へ力Ｆｙが
かけられることを防止する。もちろん、パーム・サポー
ト、フィンガ・サポートおよびプリズムの大きさおよび
位置決めは、装置を一度に１本の指で使用するのか、何
本かの指で使用するのかによって異なる。
パーム・レスト９２０に手のひら９２５による十分な力
がかけられた後で、手のひら用の抑制器９００が画像セ
ンサを活動化する。手のひらによってかけられた力はパ
ーム・フォース・センサ９３０によって測定される。こ
の実施の形態の背景となる考え方は、手のひらが十分な
力をかけた場合、対象が特に画像が取られる指先でトル
クＴｙ５４０をかけるのが困難となることである。指９
１０の指紋は指紋ウィンドウ８４０を通して取得され
る。これらのセンシング技法の多くの変形が可能であ
り、当分野の技術者が考え出すことができよう。この図
には示されていないが、他の指のための任意選択のスロ
ットつき支持体があり、これはｙ方向５３０へ力Ｆｙが
かけられることを防止する。もちろん、パーム・サポー
ト、フィンガ・サポートおよびプリズムの大きさおよび
位置決めは、装置を一度に１本の指で使用するのか、何
本かの指で使用するのかによって異なる。
【００３７】合格基準を多くの態様で実施することがで
きる。たとえば、図１３に示すような手のひら抑制器の
場合、力の垂直成分Ｆｙのみに基づく画像を排除できる
が、これは力の他の成分（ＦｘおよびＦｚ）およびトル
ク（Ｔｙ）がパーム・フォース・センサによって制御さ
れるからである。同様に、図１２に示した力自動調節装
置の場合、たとえば図１０におけるようなトルク測定装
置を使用して、トルクに基づく画像を排除することがで
きる。抑制器を使用した場合（図１３）、垂直力成分Ｆ
ｙが決定的な役割を果たす。一般的なシナリオにおい
て、垂直軸（ｙ軸５３０）を中心とするトルクＴｙ、な
らびにすべての３つの力成分（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）が考
慮される。
きる。たとえば、図１３に示すような手のひら抑制器の
場合、力の垂直成分Ｆｙのみに基づく画像を排除できる
が、これは力の他の成分（ＦｘおよびＦｚ）およびトル
ク（Ｔｙ）がパーム・フォース・センサによって制御さ
れるからである。同様に、図１２に示した力自動調節装
置の場合、たとえば図１０におけるようなトルク測定装
置を使用して、トルクに基づく画像を排除することがで
きる。抑制器を使用した場合（図１３）、垂直力成分Ｆ
ｙが決定的な役割を果たす。一般的なシナリオにおい
て、垂直軸（ｙ軸５３０）を中心とするトルクＴｙ、な
らびにすべての３つの力成分（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）が考
慮される。
【００３８】これも協力的な対象に対して意図されてい
る、さらに他の実施の形態において、指紋センサは垂直
力Ｆｙだけを測定するように構成された単純なプラット
フォーム上に取り付けられる。たとえば、手のひらの力
を検出するために使用される図１３の９３０などの構成
を使用して、センサ装置全体を支持し、Ｆｙを測定する
ことができる。力が所定の値に達したときに、画像を取
得することができる。
る、さらに他の実施の形態において、指紋センサは垂直
力Ｆｙだけを測定するように構成された単純なプラット
フォーム上に取り付けられる。たとえば、手のひらの力
を検出するために使用される図１３の９３０などの構成
を使用して、センサ装置全体を支持し、Ｆｙを測定する
ことができる。力が所定の値に達したときに、画像を取
得することができる。
【００３９】図１４は生体走査機器による指紋画像取得
のための新規な力／トルク・センサ・ベースのひずみモ
ニタ／制御のステップを示している流れ図１０００であ
る。このプロセスにおける最初のステップ１０１０は、
対象の指がおかれていない基線力およびトルクを取得す
るためのものである。基線力およびトルクは使用される
取付け機構およびインクレス走査装置に応じて異なるこ
とができる。短い期間の間、力とトルクがセンサから読
み取られ、平均化される。基線データが決定された後、
対象は画像が形成される指を画像形成装置におくことが
できる。システム操作員または対象によって決定される
か、自動的に決定されるかのいずれかである（判断ボッ
クス１０３０、ならびに判断ボックス１０３２および１
０３４によって示されている）画像取得時１０２０にお
いて、特定のフレームが取得され（１０３０、図１４に
おいて「取得したか」によって示されている）、その瞬
間プラス若干の時間における力もしくはトルクが測定さ
れる（そして、必要であれば、平均化される）（１０４
０）。結果として得られる力もしくはトルクが、経験的
に決定された閾値を超えている場合（１０６０、｜Ｆ｜
＞＝Ｔｈ１または｜Ｔ｜＞＝Ｔｈ２）、ユーザ／操作員
には通知がされ（１０８０）、画像が排除される。一
方、結果として得られる力もしくはトルク成分が、経験
的に決定される閾値以内である場合（１０７０、｜Ｆ｜
＜Ｔｈ１または｜Ｔ｜＜Ｔｈ２）、画像が受け入れられ
（１０９０）、記憶装置６３０（図１０）に記憶され
る。ここで、｜Ｆ｜および｜Ｔ｜はそれぞれ力およびト
ルクの許容範囲である。
のための新規な力／トルク・センサ・ベースのひずみモ
ニタ／制御のステップを示している流れ図１０００であ
る。このプロセスにおける最初のステップ１０１０は、
対象の指がおかれていない基線力およびトルクを取得す
るためのものである。基線力およびトルクは使用される
取付け機構およびインクレス走査装置に応じて異なるこ
とができる。短い期間の間、力とトルクがセンサから読
み取られ、平均化される。基線データが決定された後、
対象は画像が形成される指を画像形成装置におくことが
できる。システム操作員または対象によって決定される
か、自動的に決定されるかのいずれかである（判断ボッ
クス１０３０、ならびに判断ボックス１０３２および１
０３４によって示されている）画像取得時１０２０にお
いて、特定のフレームが取得され（１０３０、図１４に
おいて「取得したか」によって示されている）、その瞬
間プラス若干の時間における力もしくはトルクが測定さ
れる（そして、必要であれば、平均化される）（１０４
０）。結果として得られる力もしくはトルクが、経験的
に決定された閾値を超えている場合（１０６０、｜Ｆ｜
＞＝Ｔｈ１または｜Ｔ｜＞＝Ｔｈ２）、ユーザ／操作員
には通知がされ（１０８０）、画像が排除される。一
方、結果として得られる力もしくはトルク成分が、経験
的に決定される閾値以内である場合（１０７０、｜Ｆ｜
＜Ｔｈ１または｜Ｔ｜＜Ｔｈ２）、画像が受け入れられ
（１０９０）、記憶装置６３０（図１０）に記憶され
る。ここで、｜Ｆ｜および｜Ｔ｜はそれぞれ力およびト
ルクの許容範囲である。
【００４０】好ましい実施の形態（図９）において、Ｆ
ｙは３００ないし１５００単位の範囲内でなければなら
ず、Ｆｘは１１０単位未満でなければならず、Ｆｚは２
００単位未満でなければならない。垂直軸５３０を中心
とするトルクＴｙ５４０は２５０単位未満でなければな
らない。ここで、１ポンドは力の測定では７００単位に
等しく、１インチ−ポンドはトルクの測定では１７５単
位に等しい。
ｙは３００ないし１５００単位の範囲内でなければなら
ず、Ｆｘは１１０単位未満でなければならず、Ｆｚは２
００単位未満でなければならない。垂直軸５３０を中心
とするトルクＴｙ５４０は２５０単位未満でなければな
らない。ここで、１ポンドは力の測定では７００単位に
等しく、１インチ−ポンドはトルクの測定では１７５単
位に等しい。
【００４１】本発明は対象となるバイオメトリックの遠
隔画像取得にも使用できる。このため、力とトルクのデ
ータがネットワーク６６６を使用して、画像とともに遠
隔ホストへ送られる。ユーザには画像の品質に関する視
覚的なフィードバックが与えられる。これはバイオメト
リックスのより信頼性の高い画像成形をもたらす。たと
えば、容疑者の指紋画像を画像取得装置６６０および力
センサ６６５を用いて、たとえば、コンピュータ６１０
のないシステム６００を使用してパトロール・カー内で
取得することができる。この場合、ネットワーク６６６
は無線もしくは電話接続を含んでいることができる。画
像および力／トルク情報は次に、警察署におかれている
遠隔サーバへ送られる。遠隔サーバは通信ネットワーク
６６６を使用して、画像の品質について警官に通知を行
う。
隔画像取得にも使用できる。このため、力とトルクのデ
ータがネットワーク６６６を使用して、画像とともに遠
隔ホストへ送られる。ユーザには画像の品質に関する視
覚的なフィードバックが与えられる。これはバイオメト
リックスのより信頼性の高い画像成形をもたらす。たと
えば、容疑者の指紋画像を画像取得装置６６０および力
センサ６６５を用いて、たとえば、コンピュータ６１０
のないシステム６００を使用してパトロール・カー内で
取得することができる。この場合、ネットワーク６６６
は無線もしくは電話接続を含んでいることができる。画
像および力／トルク情報は次に、警察署におかれている
遠隔サーバへ送られる。遠隔サーバは通信ネットワーク
６６６を使用して、画像の品質について警官に通知を行
う。
【００４２】センサ信号の時間的変動は、現実の人間の
指紋の電子画像、たとえば静的な測定値ではなく、現実
の人間から出ている測定値であることを示している。静
的測定値を現実の人間から出た測定値と区別することに
よって、バイオメトリック測定値が現実の人間のもので
あるかどうかを検出するために、この特徴を活用するこ
とができる。バイオメトリック測定値が人の身元の認証
または識別のために、遠隔無人センサからネットワーク
６６６によって伝送されてきた場合には、本発明を使用
して、バイオメトリック測定値が類似した測定値の以前
の記録から欺瞞的に出されたバイオメトリック測定値で
はなく、現実の人間から出たものであることをさらに確
認することができる。たとえば、インターネットによる
電子トランザクションはトランザクションを認証するた
めに使用されるバイオメトリックが、静的な事前に記録
されていた信号から出たものでないことを確認する必要
がある。
指紋の電子画像、たとえば静的な測定値ではなく、現実
の人間から出ている測定値であることを示している。静
的測定値を現実の人間から出た測定値と区別することに
よって、バイオメトリック測定値が現実の人間のもので
あるかどうかを検出するために、この特徴を活用するこ
とができる。バイオメトリック測定値が人の身元の認証
または識別のために、遠隔無人センサからネットワーク
６６６によって伝送されてきた場合には、本発明を使用
して、バイオメトリック測定値が類似した測定値の以前
の記録から欺瞞的に出されたバイオメトリック測定値で
はなく、現実の人間から出たものであることをさらに確
認することができる。たとえば、インターネットによる
電子トランザクションはトランザクションを認証するた
めに使用されるバイオメトリックが、静的な事前に記録
されていた信号から出たものでないことを確認する必要
がある。
【００４３】バイオメトリックが現実の個人から得られ
たものであると判定するために、指紋画像に加えて、時
間によって変動する力もしくはトルクの信号をネットワ
ークによって送って、指紋画像が認証のために提出され
ている指紋の記憶済みの画像ではなく指紋センサと対話
している指から収集されているものであることを示す。
この実施の形態において、バイオメトリックおよび力／
トルク・データは、３つまたは４つ以上の力／トルクの
読みを得るのに十分な時間をかけて取られる。好ましい
実施の形態において、これには５−１０フレームがかか
る（４０フレーム／秒において）。力／トルクの変動
の、たとえば閾値を超える量を使用して、バイオメトリ
ックが現実の画像であることを確認する。
たものであると判定するために、指紋画像に加えて、時
間によって変動する力もしくはトルクの信号をネットワ
ークによって送って、指紋画像が認証のために提出され
ている指紋の記憶済みの画像ではなく指紋センサと対話
している指から収集されているものであることを示す。
この実施の形態において、バイオメトリックおよび力／
トルク・データは、３つまたは４つ以上の力／トルクの
読みを得るのに十分な時間をかけて取られる。好ましい
実施の形態において、これには５−１０フレームがかか
る（４０フレーム／秒において）。力／トルクの変動
の、たとえば閾値を超える量を使用して、バイオメトリ
ックが現実の画像であることを確認する。
【００４４】さらに、対象を遠隔で認証または識別する
場合、対象には遠隔システムによって、対象の指を何ら
かの方法で動かすよう対話式に要求することもできる。
この実施の形態において、システムは異なる力／トルク
の測定値（および、任意選択で、画像取得装置６６０に
おける画像の位置）を使用して、バイオメトリックが現
実の画像であることを確認する。このことは許可を受け
た対象の予め記録されているバイオメトリックを使っ
て、無許可の対象がシステムへ入り込むことをより困難
なものとする。
場合、対象には遠隔システムによって、対象の指を何ら
かの方法で動かすよう対話式に要求することもできる。
この実施の形態において、システムは異なる力／トルク
の測定値（および、任意選択で、画像取得装置６６０に
おける画像の位置）を使用して、バイオメトリックが現
実の画像であることを確認する。このことは許可を受け
た対象の予め記録されているバイオメトリックを使っ
て、無許可の対象がシステムへ入り込むことをより困難
なものとする。
【００４５】震えなどのストレスの兆候を示している緊
張した対象も、測定した力における変動を観察すること
によって検出することができる。この場合、力／トルク
の変動が大きすぎるのであれば、画像はそのバイオメト
リックを与えている人間がストレスを受けていることを
示す。このことは対象の強制的な認証または識別をより
困難なものとする。
張した対象も、測定した力における変動を観察すること
によって検出することができる。この場合、力／トルク
の変動が大きすぎるのであれば、画像はそのバイオメト
リックを与えている人間がストレスを受けていることを
示す。このことは対象の強制的な認証または識別をより
困難なものとする。
【００４６】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００４７】（１）ａ．接触によりバイオメトリック画
像を取得し、接触力の１つまたは複数の成分を受容する
画像取得装置と、 ｂ．１つまたは複数の成分が力のそれぞれの範囲内にあ
る場合にのみ、前記バイオメトリック画像を受け入れる
受入れ器とを備えている接触力を測定することによって
バイオメトリック画像の合格度を確保するシステム。 （２）前記バイオメトリック画像が指紋画像であり、前
記画像取得装置は指が指受容表面に置かれたときに指紋
画像を作り出し、前記指受容表面が指によって受容表面
にかけられた力の１つまたは複数の成分に応答し、前記
指受容表面が力の成分の各々に対して受入れ器によって
使用される力信号を発生することができる、上記（１）
に記載のシステム。 （３）前記指受容表面が該指受容表面に垂直な力の成分
のみに応答する、上記（２）に記載のシステム。 （４）力の範囲が０．４２ポンドと２．１４ポンドの間
である、上記（２）に記載のシステム。 （５）前記指受容表面が沿う内部反射（ＴＩＲ）を使用
して、画像を形成する、上記（２）に記載のシステム。 （６）垂直方向以外の１つまたは複数の方向への指の動
きを抑制できる抑制器をさらに含んでいる、上記（５）
に記載のシステム。 （７）前記抑制器が指を抑制する、上記（６）に記載の
システム。 （８）前記抑制器が手首を抑制する、上記（６）に記載
のシステム。 （９）前記抑制器が指が垂直方向を中心とするトルクを
かけることをさらに抑制する、上記（６）に記載のシス
テム。 （１０）前記指受容表面がトルクをあらわすトルク信号
を発生し、前記受入れ器がトルク信号がトルク範囲内に
ある場合にのみバイオメトリック画像を受け入れる、上
記（６）に記載のシステム。 （１１）トルクの範囲が１．４２ポンド−インチ未満で
ある、上記（１０）に記載のシステム。 （１２）力の３つの直交成分が判定される、上記（２）
に記載のシステム。 （１３）前記バイオメトリック測定値が人の身元を判定
するためにネットワークによって伝送される、上記（１
１）に記載のシステム。 （１４）センサ情報を使用して、ある期間における１つ
または複数の力の成分の変動を測定することによって取
得されたバイオメトリック測定値の活動度を検出する、
上記（１）に記載のシステム。 （１５）前記バイオメトリック測定値が人の身元を判定
するためにネットワークによって伝送される、上記（１
４）に記載のシステム。 （１６）変動を使用して、対象がストレスを受けている
ことを判定する、上記（１４）に記載のシステム。 （１７）バイオメトリックのバイオメトリック画像を取
得するステップと、バイオメトリックが使用する１つま
たは複数の力の成分を取得して、前記バイオメトリック
画像を作成するステップと、１つまたは複数の力の成分
が閾値外である場合に、前記バイオメトリック画像を排
除するステップとを備えているバイオメトリック画像の
合格度を確保する方法。 （１８）バイオメトリックが使用する１つまたは複数の
トルクの成分を取得して、前記バイオメトリック画像を
作成するステップと、１つまたは複数のトルクの成分が
トルクの閾値外である場合に、前記バイオメトリック画
像を排除するステップとをさらに備えている上記（１
７）に記載の方法。 （１９）バイオメトリックのバイオメトリック画像を取
得する手段と、バイオメトリックが使用する１つまたは
複数の力の成分を取得して、前記バイオメトリック画像
を作成する手段と、１つまたは複数の力の成分が閾値外
である場合に、前記バイオメトリック画像を排除する手
段とを備えているバイオメトリック画像の合格度を確保
するシステム。
像を取得し、接触力の１つまたは複数の成分を受容する
画像取得装置と、 ｂ．１つまたは複数の成分が力のそれぞれの範囲内にあ
る場合にのみ、前記バイオメトリック画像を受け入れる
受入れ器とを備えている接触力を測定することによって
バイオメトリック画像の合格度を確保するシステム。 （２）前記バイオメトリック画像が指紋画像であり、前
記画像取得装置は指が指受容表面に置かれたときに指紋
画像を作り出し、前記指受容表面が指によって受容表面
にかけられた力の１つまたは複数の成分に応答し、前記
指受容表面が力の成分の各々に対して受入れ器によって
使用される力信号を発生することができる、上記（１）
に記載のシステム。 （３）前記指受容表面が該指受容表面に垂直な力の成分
のみに応答する、上記（２）に記載のシステム。 （４）力の範囲が０．４２ポンドと２．１４ポンドの間
である、上記（２）に記載のシステム。 （５）前記指受容表面が沿う内部反射（ＴＩＲ）を使用
して、画像を形成する、上記（２）に記載のシステム。 （６）垂直方向以外の１つまたは複数の方向への指の動
きを抑制できる抑制器をさらに含んでいる、上記（５）
に記載のシステム。 （７）前記抑制器が指を抑制する、上記（６）に記載の
システム。 （８）前記抑制器が手首を抑制する、上記（６）に記載
のシステム。 （９）前記抑制器が指が垂直方向を中心とするトルクを
かけることをさらに抑制する、上記（６）に記載のシス
テム。 （１０）前記指受容表面がトルクをあらわすトルク信号
を発生し、前記受入れ器がトルク信号がトルク範囲内に
ある場合にのみバイオメトリック画像を受け入れる、上
記（６）に記載のシステム。 （１１）トルクの範囲が１．４２ポンド−インチ未満で
ある、上記（１０）に記載のシステム。 （１２）力の３つの直交成分が判定される、上記（２）
に記載のシステム。 （１３）前記バイオメトリック測定値が人の身元を判定
するためにネットワークによって伝送される、上記（１
１）に記載のシステム。 （１４）センサ情報を使用して、ある期間における１つ
または複数の力の成分の変動を測定することによって取
得されたバイオメトリック測定値の活動度を検出する、
上記（１）に記載のシステム。 （１５）前記バイオメトリック測定値が人の身元を判定
するためにネットワークによって伝送される、上記（１
４）に記載のシステム。 （１６）変動を使用して、対象がストレスを受けている
ことを判定する、上記（１４）に記載のシステム。 （１７）バイオメトリックのバイオメトリック画像を取
得するステップと、バイオメトリックが使用する１つま
たは複数の力の成分を取得して、前記バイオメトリック
画像を作成するステップと、１つまたは複数の力の成分
が閾値外である場合に、前記バイオメトリック画像を排
除するステップとを備えているバイオメトリック画像の
合格度を確保する方法。 （１８）バイオメトリックが使用する１つまたは複数の
トルクの成分を取得して、前記バイオメトリック画像を
作成するステップと、１つまたは複数のトルクの成分が
トルクの閾値外である場合に、前記バイオメトリック画
像を排除するステップとをさらに備えている上記（１
７）に記載の方法。 （１９）バイオメトリックのバイオメトリック画像を取
得する手段と、バイオメトリックが使用する１つまたは
複数の力の成分を取得して、前記バイオメトリック画像
を作成する手段と、１つまたは複数の力の成分が閾値外
である場合に、前記バイオメトリック画像を排除する手
段とを備えているバイオメトリック画像の合格度を確保
するシステム。
【図１】典型的なバイオメトリック特性、すなわち指紋
の従来技術の図である。
の従来技術の図である。
【図２】図１の指紋のミニューシィを示す従来技術の図
である。
である。
【図３】典型的な従来技術のシステムが行っているステ
ップを示す流れ図である。
ップを示す流れ図である。
【図４】ひずみが過剰な圧力によるものである、典型的
なひずみのある指紋画像の従来技術の図である。
なひずみのある指紋画像の従来技術の図である。
【図５】ひずみが過剰なせん断トルクによるものであ
る、典型的なひずみのある指紋画像の従来技術の図であ
る。
る、典型的なひずみのある指紋画像の従来技術の図であ
る。
【図６】典型的なひずみのない指紋画像の従来技術の図
である。
である。
【図７】図４および図５の指紋の共通部の重なりを強調
した図である。
した図である。
【図８】図４と図５の指紋の間の相違の詳細を示す図で
ある。
ある。
【図９】バイオメトリック画像取得システムに関する力
とトルクの方向を表すために、本発明で使用される座標
系の１つを示す図である。
とトルクの方向を表すために、本発明で使用される座標
系の１つを示す図である。
【図１０】本発明の力センサを有する対象識別／認証シ
ステムの好ましい実施の形態の１つの、本発明のネット
ワーク環境の１つを含むブロック図である。
ステムの好ましい実施の形態の１つの、本発明のネット
ワーク環境の１つを含むブロック図である。
【図１１】バイオメトリック画像取得システムにおける
力センサの他の実施の形態のブロック図である。
力センサの他の実施の形態のブロック図である。
【図１２】測定ロケーションに対して直角な力が所定の
範囲内にあるようにする機械的装置を示すブロック図で
ある。
範囲内にあるようにする機械的装置を示すブロック図で
ある。
【図１３】ｘ方向の力とｙ方向のトルクを制限するため
に使用できる機械的抑制器の図である。
に使用できる機械的抑制器の図である。
【図１４】典型的な本発明の力／トルク測定システムが
行うステップを示す流れ図である。
行うステップを示す流れ図である。
６００ 画像取得処理システム ６１０ コンピュータ ６１５ 中央演算処理装置（ＣＰＵ） ６２０ ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ） ６２５ 入出力アダプタ ６２７ キーボード ６２８ マウス ６３０ ハード・ディスク装置 ６３５ 指紋画像データ ６３８ 表示装置 ６４０ 読取り専用メモリ（ＲＯＭ） ６５０ フレームグラバ ６６０ 生体走査機器 ６６５ 力センサ ６６６ ネットワーク ６７０ カメラ ６８０ 画像形成サブシステム ６９０ 遠隔サーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・スティーブン・ジャーメイン アメリカ合衆国10707 ニューヨーク州タ ッカホー 717 コロンブス・アヴェニュ ー 50 (72)発明者 リチャード・ローレンス・ガーウィン アメリカ合衆国10583 ニューヨーク州ス カーズデール リッジクレスト・イースト 15 (72)発明者 ジェームズ・ルイス・レヴィーン アメリカ合衆国10598 ニューヨーク州ヨ ークタウン・ハイツ インディアナ・アヴ ェニュー 1474 (72)発明者 シャラスチャンドラ・ウマパティラオ・パ ンカンティ アメリカ合衆国10549 ニューヨーク州マ ウント・キスコ バーカー・ストリート 25 アパートメント １ディー (72)発明者 ナリニ・カンタ・ラサ アメリカ合衆国10603 ニューヨーク州ホ ワイト・プレーンズ グラナダ・クレセン ト 14 アパートメント ナンバー17 (72)発明者 マイケル・アラン・シャパート アメリカ合衆国12524 ニューヨーク州フ ィッシュキル ルート９ 2015 ユニッ ト・ナンバー２
Claims (19)
- 【請求項１】ａ．接触によりバイオメトリック画像を取
得し、接触力の１つまたは複数の成分を受容する画像取
得装置と、 ｂ．１つまたは複数の成分が力のそれぞれの範囲内にあ
る場合にのみ、前記バイオメトリック画像を受け入れる
受入れ器とを備えている接触力を測定することによって
バイオメトリック画像の合格度を確保するシステム。 - 【請求項２】前記バイオメトリック画像が指紋画像であ
り、前記画像取得装置は指が指受容表面に置かれたとき
に指紋画像を作り出し、前記指受容表面が指によって受
容表面にかけられた力の１つまたは複数の成分に応答
し、前記指受容表面が力の成分の各々に対して受入れ器
によって使用される力信号を発生することができる、請
求項１に記載のシステム。 - 【請求項３】前記指受容表面が該指受容表面に垂直な力
の成分のみに応答する、請求項２に記載のシステム。 - 【請求項４】力の範囲が０．４２ポンドと２．１４ポン
ドの間である、請求項２に記載のシステム。 - 【請求項５】前記指受容表面が沿う内部反射（ＴＩＲ）
を使用して、画像を形成する、請求項２に記載のシステ
ム。 - 【請求項６】垂直方向以外の１つまたは複数の方向への
指の動きを抑制できる抑制器をさらに含んでいる、請求
項５に記載のシステム。 - 【請求項７】前記抑制器が指を抑制する、請求項６に記
載のシステム。 - 【請求項８】前記抑制器が手首を抑制する、請求項６に
記載のシステム。 - 【請求項９】前記抑制器が指が垂直方向を中心とするト
ルクをかけることをさらに抑制する、請求項６に記載の
システム。 - 【請求項１０】前記指受容表面がトルクをあらわすトル
ク信号を発生し、前記受入れ器がトルク信号がトルク範
囲内にある場合にのみバイオメトリック画像を受け入れ
る、請求項６に記載のシステム。 - 【請求項１１】トルクの範囲が１．４２ポンド−インチ
未満である、請求項１０に記載のシステム。 - 【請求項１２】力の３つの直交成分が判定される、請求
項２に記載のシステム。 - 【請求項１３】前記バイオメトリック測定値が人の身元
を判定するためにネットワークによって伝送される、請
求項１１に記載のシステム。 - 【請求項１４】センサ情報を使用して、ある期間におけ
る１つまたは複数の力の成分の変動を測定することによ
って取得されたバイオメトリック測定値の活動度を検出
する、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項１５】前記バイオメトリック測定値が人の身元
を判定するためにネットワークによって伝送される、請
求項１４に記載のシステム。 - 【請求項１６】変動を使用して、対象がストレスを受け
ていることを判定する、請求項１４に記載のシステム。 - 【請求項１７】バイオメトリックのバイオメトリック画
像を取得するステップと、バイオメトリックが使用する
１つまたは複数の力の成分を取得して、前記バイオメト
リック画像を作成するステップと、１つまたは複数の力
の成分が閾値外である場合に、前記バイオメトリック画
像を排除するステップとを備えているバイオメトリック
画像の合格度を確保する方法。 - 【請求項１８】バイオメトリックが使用する１つまたは
複数のトルクの成分を取得して、前記バイオメトリック
画像を作成するステップと、１つまたは複数のトルクの
成分がトルクの閾値外である場合に、前記バイオメトリ
ック画像を排除するステップとをさらに備えている請求
項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】バイオメトリックのバイオメトリック画
像を取得する手段と、バイオメトリックが使用する１つ
または複数の力の成分を取得して、前記バイオメトリッ
ク画像を作成する手段と、１つまたは複数の力の成分が
閾値外である場合に、前記バイオメトリック画像を排除
する手段とを備えているバイオメトリック画像の合格度
を確保するシステム。
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| US08/872639 | 1997-06-10 |
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