JPWO2009104437A1 - 生体認証装置、生体認証方法及び生体認証用プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
この種の生体認証システムは、特許文献1の図3に示したように、外部供給音決定部、外部供給音合成部、骨伝導スピーカ、骨伝導マイク、特徴量抽出部、特徴量照合部、及び、特徴量データベースを備える。
生体に発信する信号の信号パターンを発生させる信号パターン発生手段と、
上記信号パターン発生手段からの上記信号パターンに基づいて上記生体に信号を発信する信号発信手段と、
上記生体から伝達される応答信号を受信する信号受信手段と、
上記信号パターン発生手段からの上記信号パターンと、上記信号受信手段により受信された応答信号と、に基づいて上記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出手段と、
上記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合手段と、
を備える。
生体に発信する信号の信号パターンを発生させる信号パターン発生工程と、
上記信号パターン発生工程にて発生させられた上記信号パターンに基づいて上記生体に信号を発信する信号発信工程と、
上記生体から伝達される応答信号を受信する信号受信工程と、
上記信号パターン発生工程にて発生させられた上記信号パターンと、上記信号受信工程にて受信された応答信号と、に基づいて上記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出工程と、
上記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴抽出工程と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合工程と、
を含む。
生体に対して信号を発信する信号発信手段と、その生体を経由して伝達される応答信号を受信する信号受信手段と、を備え、上記応答信号に基づいて生体認証を行う生体認証装置に、
上記生体に発信する信号の信号パターンを発生させ、当該発生させた信号パターンを上記信号発信手段へ出力する信号パターン発生手段と、
上記信号パターン発生手段からの上記信号パターンと、上記信号受信手段により受信された応答信号と、に基づいて上記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出手段と、
上記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合手段と、
を実現させるためのプログラムである。
12 信号発信手段
13 信号受信手段
14 伝達特性算出手段
15 特徴量抽出手段
16 特徴量記憶手段
17 特徴量照合手段
18 生体部位
31 クロック手段
32 正規乱数発生手段
41 第1のフーリエ変換手段
42 第2のフーリエ変換手段
43 伝達関数算出手段
51 ベクトル射影手段
52 基底行列記憶手段
53 平均ベクトル記憶手段
65 光源
66 カメラ
71 信号発信手段
72 信号受信手段
73 信号パターン照合部
74 照明手段
75 撮像手段
76 指パターン照合部
77 照合統合部
81 携帯電話
83 骨伝導マイク
111 骨伝導スピーカ
112 骨伝導マイク
113 IC
114 アンテナ
生体に対して信号を発信し、その生体を経由して伝達される応答信号を受信することにより生体認証を行う装置である。
上記生体に発信する信号の信号パターンを発生させる信号パターン発生手段と、
上記信号パターン発生手段からの上記信号パターンに基づいて上記生体に信号を発信する信号発信手段と、
上記生体から伝達される上記応答信号を受信する信号受信手段と、
上記信号パターン発生手段からの上記信号パターンと、上記信号受信手段により受信された応答信号と、に基づいて上記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出手段と、
上記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合手段と、
を備える。
上記信号発信手段は、上記生体と接触した状態にて当該生体に対して上記信号を発信するように構成され、
上記信号受信手段は、上記生体と接触した状態にて当該生体から上記応答信号を受信するように構成されることが好適である。
上記信号発信手段は、骨伝導式スピーカを介して上記信号を発信するように構成され、
上記信号受信手段は、骨伝導式マイクを介して上記応答信号を受信するように構成され、
上記伝達特性は、上記生体内の音響的伝達関数であることが好適である。
上記信号発信手段は、電極を介して上記信号を発信するように構成され、
上記信号受信手段は、電極を介して上記応答信号を受信するように構成され、
上記伝達特性は、上記生体内の電気的伝達関数であることが好適である。
上記信号パターン発生手段は、上記信号パターンを発生する毎に当該信号パターンを変更するように構成されることが好適である。
上記信号パターン発生手段は、上記信号パターンとして白色雑音を表す信号パターンを発生するように構成されることが好適である。
上記特徴量照合手段は、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、上記抽出された特徴量と、に基づいて比較処理を行うことにより上記照合を行うように構成されることが好適である。
上記信号発信手段は、上記生体のうちの指の部位に上記信号を発信するように構成され、
上記信号受信手段は、上記生体のうちの指の部位からの上記応答信号を受信するように構成され、
上記伝達特性は、上記指の部位の伝達特性であることが好適である。
指のパターンを入力するとともに、当該入力された指のパターンを表す量と、予め記憶されている指のパターンを表す量と、を照合する指パターン認証手段を含み、
前記特徴量照合手段による照合結果と、前記指パターン認証手段による照合結果と、に基づいて前記生体認証を行うように構成されることが好適である。
上記生体認証装置による上記生体認証に基づいて上記携帯電話の少なくとも一部の機能を利用可能な状態又は利用不能な状態に当該携帯電話の状態を設定する制御部を備える。
生体に対して信号を発信し、その生体を経由して伝達される応答信号を受信することにより生体認証を行う装置である。
上記生体に発信する信号の信号パターンを発生させ、信号発信手段に出力する信号パターン発生手段と、
上記信号パターン発生手段からの上記信号パターンと、信号受信手段により受信された応答信号と、に基づいて上記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出手段と、
上記算出された伝達特性に基づいて上記生体認証に有効な特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合手段と、
を備える。
生体に対して信号を発信し、その生体を経由して伝達される応答信号を受信することにより生体認証を行う方法である。
上記生体に発信する信号の信号パターンを発生させる信号パターン発生工程と、
上記信号パターン発生工程にて発生させられた上記信号パターンに基づいて上記生体に信号を発信する信号発信工程と、
上記生体から伝達される上記応答信号を受信する信号受信工程と、
上記信号パターン発生工程にて発生させられた上記信号パターンと、上記信号受信工程にて受信された応答信号と、に基づいて上記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出工程と、
上記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴抽出工程と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合工程と、
を含む。
上記信号発信工程は、上記生体と接触した状態にて当該生体に対して上記信号を発信するように構成され、
上記信号受信工程は、上記生体と接触した状態にて当該生体から上記応答信号を受信するように構成されることが好適である。
上記信号発信工程は、骨伝導式スピーカを介して上記信号を発信するように構成され、
上記信号受信工程は、骨伝導式マイクを介して上記応答信号を受信するように構成され、
上記伝達特性は、上記生体内の音響的伝達関数であることが好適である。
上記信号発信工程は、電極を介して上記信号を発信するように構成され、
上記信号受信工程は、電極を介して上記応答信号を受信するように構成され、
上記伝達特性は、上記生体内の電気的伝達関数であることが好適である。
上記信号パターン発生工程は、上記信号パターンを発生する毎に当該信号パターンを変更するように構成されることが好適である。
上記信号パターン発生工程は、上記信号パターンとして白色雑音を表す信号パターンを発生するように構成されることが好適である。
生体に対して信号を発信する信号発信手段と、その生体を経由して伝達される応答信号を受信する信号受信手段と、を備え、上記応答信号に基づいて生体認証を行う生体認証装置に、
上記生体に発信する信号の信号パターンを発生させ、当該発生させた信号パターンを上記信号発信手段へ出力する信号パターン発生手段と、
上記信号パターン発生手段からの上記信号パターンと、上記信号受信手段により受信された応答信号と、に基づいて上記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出手段と、
上記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合手段と、
を実現させるためのプログラムである。
(骨伝導バイオメトリクス)
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。この第1実施形態に係る生体認証装置は、生体認証部位としての指に適用されるとともに、一般的に骨伝導音(骨導音)と呼ばれる音響信号を用いる。
奥村晴彦著、「コンピュータ・アルゴリズム事典」、技術評論社、1987年、p.133−134
なお、正規乱数の系列が同じ系列とならないことが保証されている間(機器が起動している間)は信号パターンの発生毎にシーズを作成する必要は必ずしもなく、例えば、機器の起動時にシーズを更新すればよい。
ここでは、判別分析を用いた例について説明したが、判別分析の代わりに、主成分分析又は独立成分分析等の手法を用いて、主成分行列又は独立成分を表す行列を求め、基底行列Wを決めても良い。
二つのパターン間の距離値d(venroll,vquery)は、本願出願人による特許第3903783号公報に開示されている判別距離を用いて下記式(3)に従って算出する。
この演算は、vの各要素間における独立性を仮定できる場合に、上記式(3)における演算と等価となるが、このような演算を行うことで、M2のオーダの積和の演算量からMのオーダの積和の演算量に演算量を削減することが可能となり、高速に演算を実行することができる。
(指パターン照合とのマルチモーダル化)
第2実施形態に係る生体認証装置は、伝達特性に基づく指の認証と、血管や皮膚紋様などの指のパターンに基づく指の認証と、の二つのモーダルの認証を統合して、高精度な生体認証や偽造した指(偽造指)などへの耐性を高めた生体認証を実現する装置である。
なお、照明手段74、撮像手段75及び指パターン照合部76は、指パターン認証手段を構成している。
照合統合部77は、照合結果Ssignalと照合結果Sfingerとに基づいて、最終的な照合結果Sfinalを出力する。
また、FARsignal=10−5、FARfinger=10−4となるように設計したときに、FRRsignal=20×10−2、FRRfinger=1×10−2であれば、FRRfinal=2×10−3、FARfinal≒1.1×10−4となる。
このように、ほぼ同じ他人拒否率の設定であっても、本人拒否率を大幅に低減することができる。
(携帯電話への応用)
第3実施形態に係る携帯電話(携帯電話機、携帯電話端末)は、第1実施形態に示した伝達特性に基づく生体認証装置を搭載している。この携帯電話は、携帯電話の少なくとも一部の機能(本例では、通話するための機能)を利用不能な状態(ロックした状態)から利用可能な状態(ロックを解除した状態)へ携帯電話の状態を設定する(ロック機能を実現する)ために生体認証を利用する。
また、制御部は、キャンセルボタンが押された場合には、生体認証のループ(ステップ103〜104〜105)から強制的に抜けて、PIN認証に移行するように構成されていてもよい。
(非接触IC搭載携帯電話への応用)
第4実施形態に係る携帯電話は、電子マネーなどに利用可能な非接触式ICを用いる機能(非接触IC機能)を有する。
日本規格協会、「ICカード実装仕様−第4部:高速処理用ICカード」、2005年7月20日、JISX6319-4
また、制御部は、押ボタン認証におけるボタンを押す動作毎に、生体認証を行うように構成されていてもよい。
なお、制御部は、本人利用時に生体認証・押ボタン認証ともに認証が失敗することにより本人が利用拒否された場合に、PIN認証等によりロックを解除することができるように構成されていてもよい。
Claims (18)
- 生体に発信する信号の信号パターンを発生させる信号パターン発生手段と、
前記信号パターン発生手段からの前記信号パターンに基づいて前記生体に信号を発信する信号発信手段と、
前記生体から伝達される応答信号を受信する信号受信手段と、
前記信号パターン発生手段からの前記信号パターンと、前記信号受信手段により受信された応答信号と、に基づいて前記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出手段と、
前記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合手段と、
を備える生体認証装置。 - 請求項1に記載の生体認証装置において、
前記信号発信手段は、前記生体と接触した状態にて当該生体に対して前記信号を発信するように構成され、
前記信号受信手段は、前記生体と接触した状態にて当該生体から前記応答信号を受信するように構成された生体認証装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の生体認証装置において、
前記信号発信手段は、骨伝導式スピーカを介して前記信号を発信するように構成され、
前記信号受信手段は、骨伝導式マイクを介して前記応答信号を受信するように構成され、
前記伝達特性は、前記生体内の音響的伝達関数である生体認証装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の生体認証装置において、
前記信号発信手段は、電極を介して前記信号を発信するように構成され、
前記信号受信手段は、電極を介して前記応答信号を受信するように構成され、
前記伝達特性は、前記生体内の電気的伝達関数である生体認証装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記信号パターン発生手段は、前記信号パターンを発生する毎に当該信号パターンを変更するように構成された生体認証装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記信号パターン発生手段は、前記信号パターンとして白色雑音を表す信号パターンを発生するように構成された生体認証装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の生体認証装置において、
前記信号発信手段は、前記生体のうちの指の部位に前記信号を発信するように構成され、
前記信号受信手段は、前記生体のうちの指の部位からの前記応答信号を受信するように構成され、
前記伝達特性は、前記指の部位の伝達特性である生体認証装置。 - 請求項7に記載の生体認証装置であって、
指のパターンを入力するとともに、当該入力された指のパターンを表す量と、予め記憶されている指のパターンを表す量と、を照合する指パターン認証手段を含み、
前記特徴量照合手段による照合結果と、前記指パターン認証手段による照合結果と、に基づいて前記生体認証を行うように構成された生体認証装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の生体認証装置を含む携帯電話であって、
前記生体認証装置による前記生体認証に基づいて前記携帯電話の少なくとも一部の機能を利用可能な状態又は利用不能な状態に当該携帯電話の状態を設定する制御部を備える携帯電話。 - 請求項9に記載の携帯電話であって、
前記機能は、非接触式ICを用いる機能を含む携帯電話。 - 生体に発信する信号の信号パターンを発生させ、信号発信手段に出力する信号パターン発生手段と、
前記信号パターン発生手段からの前記信号パターンと、信号受信手段により受信された応答信号と、に基づいて前記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出手段と、
前記算出された伝達特性に基づいて前記生体認証に有効な特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合手段と、
を備える生体認証装置。 - 生体に発信する信号の信号パターンを発生させる信号パターン発生工程と、
前記信号パターン発生工程にて発生させられた前記信号パターンに基づいて前記生体に信号を発信する信号発信工程と、
前記生体から伝達される応答信号を受信する信号受信工程と、
前記信号パターン発生工程にて発生させられた前記信号パターンと、前記信号受信工程にて受信された応答信号と、に基づいて前記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出工程と、
前記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴抽出工程と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合工程と、
を含む生体認証方法。 - 請求項12に記載の生体認証方法において、
前記信号発信工程は、前記生体と接触した状態にて当該生体に対して前記信号を発信するように構成され、
前記信号受信工程は、前記生体と接触した状態にて当該生体から前記応答信号を受信するように構成された生体認証方法。 - 請求項12又は請求項13に記載の生体認証方法において、
前記信号発信工程は、骨伝導式スピーカを介して前記信号を発信するように構成され、
前記信号受信工程は、骨伝導式マイクを介して前記応答信号を受信するように構成され、
前記伝達特性は、前記生体内の音響的伝達関数である生体認証方法。 - 請求項12又は請求項13に記載の生体認証方法において、
前記信号発信工程は、電極を介して前記信号を発信するように構成され、
前記信号受信工程は、電極を介して前記応答信号を受信するように構成され、
前記伝達特性は、前記生体内の電気的伝達関数である生体認証方法。 - 請求項12乃至請求項15のいずれか一項に記載の生体認証方法において、
前記信号パターン発生工程は、前記信号パターンを発生する毎に当該信号パターンを変更するように構成された生体認証方法。 - 請求項12乃至請求項16のいずれか一項に記載の生体認証方法において、
前記信号パターン発生工程は、前記信号パターンとして白色雑音を表す信号パターンを発生するように構成された生体認証方法。 - 生体に対して信号を発信する信号発信手段と、その生体を経由して伝達される応答信号を受信する信号受信手段と、を備え、前記応答信号に基づいて生体認証を行う生体認証装置に、
前記生体に発信する信号の信号パターンを発生させ、当該発生させた信号パターンを前記信号発信手段へ出力する信号パターン発生手段と、
前記信号パターン発生手段からの前記信号パターンと、前記信号受信手段により受信された応答信号と、に基づいて前記生体を経由して伝達される信号の伝達特性を算出する伝達特性算出手段と、
前記算出された伝達特性に基づいて生体毎に異なる量である特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記抽出された特徴量と、特徴量記憶手段に予め記憶された特徴量と、を照合する特徴量照合手段と、
を実現させるための生体認証用プログラム。
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