WO2012141288A1 - 携帯端末及び把持特徴学習方法 - Google Patents

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WO2012141288A1
WO2012141288A1 PCT/JP2012/060128 JP2012060128W WO2012141288A1 WO 2012141288 A1 WO2012141288 A1 WO 2012141288A1 JP 2012060128 W JP2012060128 W JP 2012060128W WO 2012141288 A1 WO2012141288 A1 WO 2012141288A1
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WO
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template
gripping feature
sample
gripping
correction
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PCT/JP2012/060128
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太田　学
昌克 塚本
森永　康夫
樋口　健
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株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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Priority to EP12771486.3A priority patent/EP2624162A4/en
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    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a mobile terminal and a gripping feature learning method for acquiring a gripping feature sample when the mobile terminal is gripped and performing identity authentication.
  • Patent Document 1 the position of the mobile terminal held by the user at the time of user authentication is acquired by a plurality of pressure sensors, and the user grips the position after the user authentication.
  • a portable terminal that invalidates data necessary to receive provision of a service input by a user when a change exceeding a certain level occurs, and cancels the validity of the already performed personal authentication. For this reason, even if the mobile terminal is stolen while performing personal authentication and inputting data necessary to receive the provision of services, the personal authentication and user The data entered by becomes invalid. In this way, in order to receive the provision of the service after the personal authentication is invalidated, the personal authentication is required again, so that unauthorized use by a third party can be effectively prevented.
  • the person authentication method using biometric information such as Patent Document 1 is preliminarily provided with information called a template, which is a grip pressure value sequence characteristic to the principal by learning from the acquired grip pressure distribution (grip pressure value sequence). This is executed by comparing a sample of a gripping pressure value sequence (hereinafter referred to as a gripping feature sample or simply a sample) acquired and registered by the sensor at the time of authentication with a registered template. A lot of pattern recognition technology is used for this comparison. In pattern recognition, the degree of similarity between a template and a sample is obtained using the distance between vectors. Examples of distances often used for biometric authentication include Mahalanobis general distance and Hamming distance.
  • an object of the present invention is to provide a mobile terminal that can use the personal authentication template used in the mobile terminal before the model change even in the mobile terminal after the model change.
  • the portable terminal of the present invention is characterized in that a gripping feature sample when gripped is acquired by a sensor array composed of a plurality of sensors, and personal authentication is performed using an old personal authentication template.
  • a template storage unit, a feature segment extraction unit, a segment position correction unit, a template collation unit, and a template storage unit are provided.
  • the gripping feature sample acquisition unit acquires a gripping feature sample from the sensor array.
  • the old template storage unit stores a personal authentication template used for personal authentication in a mobile terminal used in the past as an old template.
  • the feature segment extraction unit extracts a feature segment from the old template, and compares the old template with the gripped feature sample for each feature segment to calculate a distance.
  • the segment position correction unit deforms and corrects the old template in the feature segment whose distance calculated by the feature segment extraction unit is not less than a predetermined value, and generates a correction template.
  • the template collation unit collates the correction template with the acquired gripping feature sample and calculates the inter-vector distance.
  • the template storage unit stores the correction template as a personal authentication template when the inter-vector distance between the correction template and the acquired gripping feature sample is equal to or less than a predetermined value.
  • the mobile terminal of the present invention since the personal authentication template used in the mobile terminal before the model change can be used even in the mobile terminal after the model change, the user authentication template every time the model of the mobile terminal is changed. There is no need to learn again, and the convenience of the user is improved.
  • the figure which shows the portable terminal 800d provided with a pressure sensor array.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a mobile terminal according to Embodiment 1.
  • 5 is a flowchart showing a user authentication template learning operation of the mobile terminal according to the first embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating an authentication operation of the mobile terminal according to the first embodiment.
  • 10 is a flowchart showing an old template diversion operation of the mobile terminal according to the second embodiment.
  • gripping feature samples acquired by the mobile terminals 800 and 800 ′ shown in FIG. 14 and FIG. 15 as functional configuration blocks according to all embodiments of the present invention will be described. Humans are inherently different in (1) finger length, (2) strength of grip, etc., and (3) habit when holding a mobile terminal, etc.
  • the gripping feature is very excellent as biometric information used for personal authentication. Specifically, the gripping feature authentication has the same degree of accuracy as general face authentication for both the person rejection rate and the other person acceptance rate.
  • the gripping feature sample include a gripping pressure distribution, a gripping shape distribution, and a gripping heat / heat distribution.
  • the gripping pressure distribution can be acquired by arranging a plurality of pressure sensors on the surface of the mobile terminal 800, 800 ′ in a planar or linear distribution.
  • the grip shape distribution can be acquired by the planar or linear distribution arrangement of the CCD (CMOS) sensor.
  • CMOS CCD
  • the gripping pressure distribution is used as a specific example as the gripping feature sample, and the pressure sensor array is linearly arranged on the outer periphery of the mobile terminals 800 and 800 ′, and each acquired by the pressure sensor array.
  • a pressure value sequence in a predetermined order of the pressure values at the positions is used as a gripping feature sample.
  • the gripping feature sample may be acquired at the same time as the sampling trigger is generated, for example.
  • the sampling trigger is a preset timing for acquiring gripping feature samples. For example, when it is desired to acquire a gripping feature sample when the browser software of the mobile terminals 800 and 800 ′ is activated, the sampling trigger can be set to “browsing browser activation key pressed”. This sampling trigger “when the browser is activated and the determination key is pressed” is used when the browser is activated and when the user presses the determination key of the mobile terminal 800 or 800 ′, this operation is used as a sampling trigger to immediately acquire a gripping feature sample. It means that.
  • a sampling trigger may be automatically generated to acquire a gripping feature sample.
  • the gripping feature sample necessary for learning the personal authentication template using the sampling trigger has the following advantages. If the sampling trigger is used, the gripping feature sample is automatically acquired and accumulated by using the user's own key operation as an acquisition timing. As a result, it is possible to acquire gripping feature samples in a state where the user is unconscious and using the terminal in the most natural state and in a relaxed state, and the variance of the observation values of the gripping feature samples can be reduced. In addition, when the message indicating that the acquisition of the gripping feature sample is started is displayed in the use preparation guide based on the display of the mobile terminal, the user who has received the message is holding, and the user does not use the usual gripping method.
  • the personal authentication template is a template representing the gripping characteristics of the user.
  • the personal authentication template is learned from the average value of the above-described gripping feature samples acquired from the user.
  • the learned personal authentication template is collated with a gripping feature sample newly acquired after learning. Whether or not the gripping feature sample newly acquired after learning is the same person as the personal authentication template is determined based on the magnitude of the value (vector distance, for example, Mahalanobis general distance) obtained by the collation.
  • x i, j be the pressure value acquired by the i-th sensor in the j-th measurement to be used for learning.
  • n the maximum number of sensors and m is the maximum number of gripping feature sample acquisitions used for learning.
  • m the maximum number of gripping feature sample acquisitions used for learning.
  • Each is an integer of 2 or more.
  • the mean, variance, and vector of pressure values are defined as follows:
  • the average vector of gripping feature samples is used as a personal authentication template.
  • the subscript "le” is added to the personal authentication template.
  • the Mahalanobis generalized distance f 1 is expressed by the following equation.
  • the Euclidean distance f 2 is defined as follows.
  • the Manhattan distance f 3 is defined as follows.
  • the above three distance references can be determined in common using the determination formulas shown below.
  • the subscript “self” is attached to the data of the person acquired for the determination process, and the subscript “oth” is attached to the data of the other person. If the threshold value for determining another person is defined as x thre , the expression for determining another person can be expressed as follows.
  • ⁇ About the mobile terminals 800a, 800b, 800b ′, 800c, 800d> 1, 2, 5, 6, and 7 show different types of portable terminals 800a, 800b, 800b ′, 800c, and 800d as specific examples of their shapes.
  • the mobile terminals 800a, 800b, 800b ′, 800c, and 800d have all the functions of the mobile terminals 800 and 800 ′ according to the embodiments of the present invention.
  • ⁇ Reference point used for sensor position specification in this specification> Reference points used when specifying the sensor position in the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the mobile terminals 800a and 800b in FIGS. 1 and 2 are different types of smartphones.
  • the portable terminals 800c and 800d in FIGS. 6 and 7 are not a smartphone but an old foldable portable terminal and a sliding portable terminal.
  • the body 101 has a pressure sensor array Ra on the right side, a pressure sensor array Ua on the upper side, a pressure sensor array La on the left side, and a pressure sensor array Ba on the lower side.
  • the pressure sensor array Ra includes seven pressure sensors 105a-1 to 105a-7.
  • the pressure sensor array Ua includes four pressure sensors 105a-8 to 105a-11.
  • the pressure sensor array La is assumed to include seven pressure sensors 105a-12 to 105a-18.
  • the pressure sensor array Ba is assumed to include four pressure sensors 105a-19 to 105a-22.
  • the sensor array refers to the entire sensor array when these sensor arrays Ra, Ua, La, and Ba are not specified.
  • the arrangement and number of sensors are arbitrary and are not limited to the configuration shown in FIG. Further, the arrangement of the sensors in FIG. 1 is merely an example for making the following description easy to understand.
  • the reference point OX used for specifying the sensor position is, for example, the touch panel (display surface 102). It can be a diagonal intersection (position indicated by a cross in FIG. 1).
  • each sensor position has a reference point OX as an apex angle, and a straight line passing through the reference point OX and the lower right corner of the body 101 and a straight line passing through the reference point OX and the center of the pressure sensor are formed. It can be expressed as an angle (counterclockwise).
  • t-th mobile terminal 800a (t is an arbitrary natural number) shall be denoted as angle angle .theta.a t to locate the pressure sensor 105a-t of.
  • angle angle .theta.a the fifth angle of the pressure sensor 105a-5 of the pressure sensor array Ra as shown in FIG. 1 is referred to as angle .theta.a 5.
  • a portable terminal 800b in FIG. 2 has a substantially rectangular plate-like body 101 like the portable terminal 800a in FIG. 1, and has a rectangular display surface 102 that functions as a touch panel on its upper surface, a plurality of keys 104, and a camera lens 106. Is provided. Furthermore, the pressure sensor array Rb composed of five pressure sensors 105b-1 to 105b-5 on the right side surface of the body 101, the pressure sensor array Ub composed of three pressure sensors 105b-3 to 105b-8 on the upper side surface, and the left side surface It is assumed that a pressure sensor array Lb composed of five pressure sensors 105b-9 to 105b-13 and a pressure sensor array Bb composed of three pressure sensors 105b-14 to 105b-16 are provided on the lower surface.
  • the reference point OX used for specifying the sensor position can be, for example, a diagonal intersection of the touch panel (display surface 102) (position indicated by a cross in FIG. 1).
  • each sensor position includes a straight line passing through the reference point OX and the lower right corner of the body 101, and a straight line passing through the reference point OX and the center of the pressure sensor. It can be expressed as an angle (counterclockwise).
  • an angle specifying the position of the t-th (t is an arbitrary natural number) pressure sensor 105b-t of the mobile terminal 800b is expressed as an angle ⁇ b t . Therefore sixth angle of the pressure sensor 105b-6 of the pressure sensor array Rb as shown in FIG. 2 is referred to as angle .theta.b 6.
  • the portable terminal 800c has a substantially rectangular plate-like body 101A. And a rectangular plate-like cover 101B that is foldably attached to one short side of the body 101A.
  • a rectangular display surface 102 is provided on the inner side surface of the cover 101B, an enter key 103A is provided at the center of the upper surface of the body 101A on the cover 101B side, and an input key 107 is provided therebelow.
  • the pressure sensor array Rc composed of nine pressure sensors 105c-1 to 105c-9 on the right side of the body 101A
  • the pressure sensor array Lc composed of nine pressure sensors 105c-10 to 105c-18 on the left side
  • a pressure sensor array Bc composed of five pressure sensors 105c-19 to 105c-23 is provided.
  • the reference point OX used for specifying the sensor position can be, for example, the center of the enter key 103c (position indicated by a cross in FIG. 6).
  • the sensor position is, for example, as shown in FIG. 6, with a reference point as the apex angle of a corner, a straight line connecting the reference point OX and the lower right corner of the body 101 ⁇ / b> A, and a straight line passing through the reference point OX and the center of the pressure sensor.
  • An angle to locate the t-th pressure sensor 105c-t of the mobile terminal 800c shall be referred to as angle .theta.c t. Therefore, as shown in FIG. 6, for example, the angle of the seventh pressure sensor 105c- 7 is expressed as an angle ⁇ c7.
  • the portable terminal 800d has a substantially rectangular plate-like body 101A. And a rectangular plate-like cover 101B slidably mounted on the body 101A. A rectangular display surface 102 and an enter key 103d are provided on the outer surface of the cover 101B, and an input key 107 is provided on the upper surface of the body 101A. Further, the pressure sensor array Rd including seven pressure sensors 105d-1 to 105d-7 on the right side surface of the body 101A, the pressure sensor array Ld including seven pressure sensors 105d-8 to 105d-14 on the left side surface, and the lower side surface. It is assumed that a pressure sensor array Bd including five pressure sensors 105d-15 to 105d-19 is provided.
  • the reference point OX used for specifying the sensor position can be, for example, the center of the decision key 103d (position indicated by a cross in FIG. 7).
  • the sensor position is, for example, as shown in FIG. 7, with the reference point OX being the apex angle of the corner, a straight line connecting the reference point OX and the lower right corner of the body 101A, and a straight line passing through the reference point OX and the center of the pressure sensor. It can be expressed by the angle formed by (counterclockwise).
  • An angle to locate the t-th pressure sensor 105d-t of the mobile terminal 800d shall be referred to as an angle [theta] d t. Therefore, as shown in FIG.
  • model change refers to changing the model of a mobile terminal to a different model when transferring the contract to a different calling company when only changing the model of the mobile terminal to a different model while continuing the contract with the same calling company.
  • model change it includes a case where the mobile terminal is deposited with a call company for reasons such as failure, and the model is temporarily changed to an alternative mobile terminal that is temporarily lent out by the call company.
  • FIG. 3 is a diagram showing a gripping state of the mobile terminal 800a of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a gripping state of the mobile terminal 800b of FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a gripping state of the mobile terminal 800c of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing a gripping state of the mobile terminal 800d of FIG.
  • the mobile terminal 800a and the mobile terminal 800b are smartphones.
  • the mobile terminal 800c and the mobile terminal 800d are old-type mobile terminals other than smartphones. As shown in FIG. 3 and FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a gripping state of the mobile terminal 800b ′.
  • the model change is performed from the portable terminal 800a to the portable terminal 800b ′, and the portable terminal 800b ′ after the model change has the sensor position (relative position from the reference point) with the portable terminal 800a before the model change.
  • the operation key for example, camera starting button etc.
  • FIG. 12A is a diagram illustrating a personal authentication template before the model change when the grip state is different before and after the model change
  • FIG. 12B is a diagram illustrating a grip feature sample after the model change.
  • FIG. 12A shows an old template
  • FIG. 12B shows measured values of the gripping pressure distribution when the user grips the mobile terminal 800b '.
  • the vertical axis represents the gripping pressure (kPa)
  • the horizontal axis represents the angle (°) that defines the above-mentioned reference point as the apex angle.
  • the positions corresponding to the thumb, index finger, middle finger, ring finger, and little finger are indicated in the graph by arrows indicating THM, IND, MID, ANN, and LIT, respectively.
  • the values of the old template corresponding to each pressure sensor are indicated by black squares, and the measured values of the holding pressure when the portable terminal 800b 'is held by each pressure sensor in FIG. 12B are indicated by white triangles.
  • a line obtained by smoothing fitting each measurement point is represented by a solid line in FIG. 12A and a broken line in FIG. 12B.
  • the gripping feature of the user is that the position of the middle finger is shifted in the direction of the index finger, and the features of the other fingers are hardly changed.
  • the peak position of the gripping pressure generated by pressing the middle finger (MID) in FIG. 12B is shifted in the positive angle direction from the position of the middle finger in FIG.
  • the correction of the change in gripping characteristics caused by the change in gripping state before and after the model change will be described below.
  • the mobile terminals 800 and 800 ′ shown as functional blocks include a feature segment extraction unit 830 and a segment position correction unit 835.
  • the feature segment extraction unit 830 extracts feature segments from the old template, and the segment position correction unit 835 performs correction of the old template by deformation correction described later.
  • 13A is a diagram for explaining feature segment extraction by the feature segment extraction unit 830
  • FIG. 13B is a diagram for explaining deformation correction by the segment position correction unit 835.
  • a curve obtained by smoothing the value of the old template with respect to the angular position of each pressure sensor using, for example, a trigonometric function or another desired function is obtained by a solid line on the mobile terminal 800b ′ after the model change. Measurement points of the gripping pressure are schematically shown by white triangles.
  • the curve obtained by fitting is obtained as a digital value of gripping pressure for a series of discrete angular positions (digital values) including sensor positions and positions between sensors.
  • feature segments are extracted from the old template.
  • Well-known edge detection or the like can be used to extract feature segments. For example, a zero point having a positive slope of a first derivative of a curve can be extracted, and each region divided by this point can be used as a feature segment.
  • the region of approximately 0 ° to 30 ° corresponding to the pressing position of the ring finger is divided into segments indicated by broken lines so as to include the start point, peak position, and end point of the ring finger pressing range. The same applies to the middle finger and the index finger.
  • the distance between the old template and the measurement point of the gripping pressure acquired in the mobile terminal 800b 'after the model change is measured.
  • This distance is, for example, the value of the gripping pressure value of each sensor angular position belonging to each feature segment of the old template and each measurement point of the gripping pressure belonging to the same feature segment acquired in the mobile terminal 800b ′ after the model change.
  • the inter-vector distance expressed in the same manner as Equation (4), (5), (6),
  • the angular position that serves as the upper boundary of each feature segment belongs to that feature segment, but the absolute value of the difference between the template value and the measured gripping pressure value is greater than or equal to a predetermined value at the intermediate angular positions at both ends of the segment.
  • the angular positions at both ends of the segment are also included in the segment. It is possible to determine whether or not the gripping feature has changed depending on whether or not the distance for each feature segment thus obtained exceeds a predetermined threshold value. For example, in FIG. 13A, in the region of approximately 30 ° to 60 ° corresponding to the pressing position of the middle finger in the mobile terminal 800a before the model change, the position of the middle finger changes before and after the model change, so a solid line graph (old White triangular points (measurement points of gripping pressure acquired in the portable terminal 800b after the model change) are not on the template. Therefore, the distance of the feature segment corresponding to the pressing position of the middle finger is larger than the distance in other feature segments. In FIG.
  • a cross mark is displayed for a feature segment whose distance exceeds a predetermined threshold value
  • a ⁇ mark is displayed for a feature segment whose distance does not exceed a predetermined threshold value. It is.
  • the following deformation correction is applied to the old template in the feature segment marked with a cross.
  • the deformation correction is performed by shifting the old template in the feature segment whose distance exceeds the threshold, such as the feature segment of approximately 30 ° to 60 ° in FIG. 13A, in the horizontal axis direction. Specifically, the template of the feature segment whose distance exceeds the threshold is shifted between the template and the measurement sample gripping pressure value at each segment position shifted by one sensor angular interval in the direction in which the angular position increases or decreases in the angular position. Calculate the distance between vectors and shift the segment template to the angular position where the distance is minimized.
  • the curve obtained by smooth fitting the values of the old template was used to divide the template into segments.
  • a broken line that simply connects the values of the old template with straight lines is used. It may be used to perform segment division. In this way, the deviation of the gripping feature before and after the model change is obtained in the feature segment unit, and if the deviation exceeds the threshold value, the gripping feature is partially changed by performing deformation correction that shifts the old template in the feature segment unit. Even if it is deformed, the old template can be used by correcting this effectively.
  • FIG. 1 is a diagram showing a portable terminal 800b having a pressure sensor array.
  • the user initially uses the portable terminal 800a, has already learned the personal authentication template by the learning function provided in the portable terminal 800a, and then the user has changed the model from the portable terminal 800a to the portable terminal 800b.
  • the mobile terminal 800b is a smartphone similarly to the mobile terminal 800a.
  • the pressure sensor Ra on the right side surface of the portable terminal 800a includes seven pressure sensors 105a-1 to 105a-7.
  • the pressure sensor Rb on the right side surface of the mobile terminal 800b includes five pressure sensors 105b-1 to 105b-5, and the number of pressure sensors of the mobile terminal 800b is smaller than the number of sensors of the mobile terminal 800a.
  • the pressure sensor Ua on the upper side of the mobile terminal 800a includes four pressure sensors 105a-8 to 105a-11, whereas the pressure sensor Ub on the upper side of the mobile terminal 800b has three pressure sensors 105b-6.
  • the number of pressure sensors of the portable terminal 800b is smaller than the number of sensors of the portable terminal 800a.
  • the position and quantity of the pressure sensor cannot be arranged equally in all models due to its structural design.
  • the sensor position, quantity, and the like change accordingly.
  • FIGS. 3 and 4 each illustrate a state in which the user of the mobile terminal 800a holds the mobile terminal 800a before the model change and the mobile terminal 800b after the model change.
  • FIG. 10A shows a personal authentication template before the model change when the sensor position is different before and after the model change
  • FIG. 10B shows an example of a gripping feature sample after the model change
  • FIG. 10A shows a personal authentication template (hereinafter referred to as an old template) learned in the mobile terminal 800a before the model change
  • FIG. 10B shows a gripping pressure distribution (gripping feature sample) when the mobile terminal 800b after the model change is gripped. Each is shown.
  • the vertical axis represents the gripping pressure (kPa)
  • the horizontal axis represents the angle (°) that defines the above-mentioned reference point as the apex angle.
  • the positions corresponding to the thumb, index finger, middle finger, ring finger, and little finger are indicated in the graph by arrows indicating THM, IND, MID, ANN, and LIT, respectively.
  • the value of the old template in each pressure sensor is indicated by a black square, and the measured value of the gripping pressure when the portable terminal 800b is gripped by each pressure sensor is indicated by a white circle.
  • a curve obtained by smoothing each measurement point is represented by a solid line in FIG. 10A and a broken line in FIG. 10B.
  • the gripping characteristics of the user are almost unchanged before and after the model change.
  • the way of gripping the user's mobile terminal does not change greatly before and after the model change, the external shapes of the graphs in FIGS. 10A and 10B are different because the finger changes the position of the mobile terminal with a strong pressure because the sensor position changes. This is because whether or not there is a sensor in the area to be pressed changes.
  • the pressing position of the index finger is approximately 90 °, as is clear from the graph of FIG. 10A
  • the portable terminal 800a measures the peak value because the pressure sensor 105a-6 exists at this position. Can do.
  • the mobile terminal 800b after the model change as is apparent from the graph of FIG.
  • the position at which the index finger is pressed approximately 90 ° is located between the pressure sensors 105b-4 and 105b-5. This is because the pressure sensors 105b-4 and 105b-5 cannot detect the peak value of the pressing force of the index finger. In this way, when the position of the pressure sensor arranged differs depending on the model before and after the model change, the acquired gripping pressure distribution is different, but actually the approximate gripping pressure distribution by the same user is measured at different positions. It ’s just a difference.
  • FIG. 6 is a diagram showing a portable terminal 800c having a pressure sensor array.
  • FIG. 7 is a diagram showing a portable terminal 800d having a pressure sensor array.
  • the mobile terminal 800c is not a smartphone but an old foldable mobile terminal.
  • the mobile terminal 800d is not a smartphone but an old slide type mobile terminal.
  • the sensor position of the seventh pressure sensor of the mobile terminal 800c is ⁇ c 7
  • the sensor position of the seventh pressure sensor of the mobile terminal 800d is ⁇ d 7
  • ⁇ c 7 is ⁇ d 7 It is a larger value.
  • the model key change (point indicated by a cross) in the model change from the portable terminal 800c to the portable terminal 800d is compared.
  • the gripping features on the appearance are not greatly changed. Therefore, even in this case, when the position of the pressure sensor is different before and after the model change, the acquired gripping pressure distribution is different, but in reality, it is only a difference by measuring the approximate gripping pressure distribution by the same user at different positions.
  • a portable terminal 800 ′ shown as a functional block in FIG. 15 according to the second embodiment of the present invention includes a sensor position storage unit 810 and a sensor position correction unit 815. Other details will be described later.
  • the sensor position correction unit 815 corrects the change in the grip pressure distribution caused by the position change of the pressure sensor by interpolation. This correction will be described in detail with reference to FIGS. 11A and 11B.
  • FIG. 11A shows the graphs of FIGS. 10A and 10B superimposed on each other.
  • the solid line graph is the graph of FIG.
  • the broken line graph is the graph of FIG. 10B, that is, the grip pressure distribution of the mobile terminal 800b after the model change (grip feature sample). It is.
  • the measurement points of the gripping pressure by the pressure sensor of the portable terminal 800b after the model change are indicated by white circles.
  • the measurement point (white circle) by the pressure sensor array of the portable terminal 800b is ideally a fitting curve of the old template before the model change. Should be located at or near the top. Therefore, as shown in FIG.
  • the gripping pressure value at the sensor angle position ⁇ b t (one-dot chain line in the figure) of the mobile terminal 800 b after the model change in the fitting curve of the old template already obtained before the model change is an interpolation value.
  • the predicted value of the personal authentication template at the new sensor position (white circle in FIG. 11B)
  • these predicted measurement points (white circle in FIG. 11B) can be used as the personal authentication template after the model change.
  • the mobile terminal 800 according to a second embodiment of the present invention 'it is necessary to store the sensor position .theta.b t of the mobile terminal 800b in the changed model to the sensor position storage unit 810.
  • the sensor position is not limited to the angle described above, but it is desirable to use at least the center of the touch panel (decision key) as a reference point. This is because if the center position of the touch panel (decision key) is used as a reference point, the gripping characteristics of the user are stabilized before and after the model change unless there is a large change in the mobile terminal size.
  • the old template by performing interpolation using the sensor position on the old template, it can be converted to the personal authentication template in the mobile terminal 800b after the model change, and thus the old template can be used.
  • This method can be used when changing to a model that is equal to or less than the number of pressure sensors of the model before the change, but the opposite is not preferable because the estimation error increases.
  • a high-accuracy user authentication template can be acquired by using normal user authentication template learning described later together.
  • the old template can also be corrected when a change in gripping state and a change in position of the pressure sensor occur before and after the model change.
  • feature segment extraction and deformation correction are performed on the old template.
  • the comparison between the old template after the deformation correction and the gripping feature sample acquired after the model change is performed to obtain the vector distance.
  • interpolation is performed for the old template after the deformation correction based on the sensor position stored in the sensor position storage unit. In this way, even when the change in the gripping state and the change in the position of the pressure sensor occur simultaneously before and after the model change, the old template can be corrected and used in the portable terminal after the model change.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile terminal 800 according to the present embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart (F1) showing the old template diversion operation of the mobile terminal 800 according to the present embodiment.
  • the mobile terminal 800 of this embodiment includes a pressure sensor array 105, a gripping feature sample acquisition unit 120, a switching unit 125, a sample temporary storage unit 130, an old template storage unit 805, a feature segment extraction unit 830, a segment A position correction unit 835, a template collation unit 820, a template storage unit 155, a template learning unit 135, a personal authentication unit 160, and a lock unit 180 are provided. It is assumed that the mobile terminal 800 can be switched between the learning state and the authentication state by the switching unit 125 included in the mobile terminal 800. Here, it is assumed that the switching unit 125 is set to the learning state (connected to the sample temporary storage unit 130 side).
  • the gripping feature sample acquisition unit 120 acquires gripping feature samples from the pressure sensor array 105 (S120).
  • the sample temporary storage unit 130 temporarily stores the gripping feature sample acquired by the gripping feature sample acquisition unit 120.
  • the old template storage unit 805 stores a personal authentication template used for personal authentication in a mobile terminal used in the past as an old template.
  • the feature segment extraction unit 830 extracts feature segments from the old template, and compares the old template with the gripped feature sample for each feature segment to calculate the distance (S830) (details are ⁇ feature segment extraction, segment position (Refer to> column for correction of).
  • the segment position correcting unit 835 generates a correction template by correcting the deformation by shifting the old template in the feature segment whose distance calculated by the feature segment extracting unit 830 is not less than or equal to a predetermined value (S835). (See the section on segment extraction and segment position correction).
  • the template collation unit 820 collates the correction template with the acquired gripping feature sample in step S835, and calculates the vector distance (S825). If the inter-vector distance between the correction template and the acquired gripping feature sample is equal to or smaller than a predetermined value (S825Y), the template storage unit 155 stores the correction template as a personal authentication template (S155).
  • the vector distance used here is the Mahalanobis general distance, which is a distance often used for biometric authentication.
  • the deformation correction data (the position of the feature segment that requires deformation correction, the shift direction of the feature segment, the shift amount, etc.) of the mobile terminal 800 of this embodiment is recorded in a server or the like, and another user changes the model. Even when the gripping feature changes, the mobile terminal 800 after the model change owned by another user accesses the server to acquire the corresponding deformation correction data, and based on the acquired deformation correction data, the old template Deformation correction may be performed.
  • the mobile terminal 800 of this embodiment performs deformation correction on the old template for each feature segment, the old template can be used even when the gripping feature changes before and after the model change. It is not necessary to re-learn the user authentication template every time the model is changed, and the convenience of the user is improved.
  • FIG. 17 is a flowchart (F2) illustrating the personal authentication template learning operation of the mobile terminal 800 according to the present embodiment.
  • F2 a flowchart illustrating the personal authentication template learning operation of the mobile terminal 800 according to the present embodiment.
  • the switching unit 125 is set to the learning state (connected to the sample temporary storage unit 130 side).
  • the gripping feature sample acquisition unit 120 acquires a gripping feature sample from the pressure sensor array 105 (S120).
  • the number of acquired gripping feature samples is Sm
  • the learning start sample number is SFm.
  • the learning start sample number SFm is predetermined as the number of samples necessary for learning the personal authentication template. This is because there is a high possibility that a sufficiently accurate personal authentication template cannot be generated even if learning of the personal authentication template is performed with a small number of gripping feature samples acquired.
  • the number of samples empirically known to be necessary for obtaining the learning start number SFm is set as the learning start sample number SFm. Therefore, when the number Sm of gripping feature samples stored in the sample temporary storage unit 130 reaches the learning start sample number SFm (Sm ⁇ SFm), the process proceeds to step S135, and the template learning unit 135 selects the gripping feature samples.
  • the user authentication template is learned by using (S130Y, S135), and the learned user authentication template is stored in the template storage unit 155 (S155).
  • the operation returns to the start and continues to acquire gripping feature samples.
  • the identity authentication template is obtained from the average value of the gripping feature samples (the gripping pressure distribution in the embodiment) by calculating the above formulas (1), (2), (3).
  • the mobile terminal 800 of the present embodiment can be obtained after the model change by the normal personal authentication template learning method. It is possible to learn a personal authentication template that reflects the gripping characteristics of the user.
  • FIG. 18 is a flowchart (F3) illustrating the authentication operation of the mobile terminal 800 according to the present embodiment.
  • the switching unit 125 is set to the authentication state (connected to the personal authentication unit 160 side).
  • the template learning described above has already been completed.
  • the gripping feature sample acquisition unit 120 acquires gripping feature samples from the pressure sensor array 105 (S120).
  • the personal authentication unit 160 compares the learned (diverted) personal authentication template with the gripping feature sample to perform personal authentication (S160).
  • the method for comparing the personal authentication template and the gripping feature sample can be realized as follows, for example.
  • the personal authentication unit 160 obtains the inter-vector distance between the personal authentication template and the gripping feature sample acquired in the authentication state, for example, the distance represented by the above formula (4) or (5) or (6).
  • the identity authentication unit 160 concludes that the acquired gripping feature sample is that of the principal if the distance is equal to or smaller than a certain value, for example, as expressed by the inequality (7) described above. On the other hand, if the distance between the user authentication template and the gripping feature sample is not less than a certain value, it is concluded that the acquired gripping feature sample is not the subject's own.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile terminal 800 ′ according to the present embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart (F4) showing the old template diversion operation of the portable terminal 800 'according to the present embodiment.
  • a mobile terminal 800 ′ according to the present embodiment is obtained by adding a sensor position storage unit 810 and a sensor position correction unit 815 to the configuration of the mobile terminal 800 of FIG. 14.
  • the operations of the components other than the sensor position storage unit 810 and the sensor position correction unit 815 perform the same operations as the components having the same numbers in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the switching unit 125 included in the mobile terminal 800 ′ can switch the mobile terminal 800 ′ to either the learning state or the authentication state.
  • the switching unit 125 is set to the learning state.
  • Steps S120, S830, S835, S825, and S155 in the flowchart F4 are the same operations as steps S120, S830, S835, S825, and S155 in the flowchart F1 described above, and thus description thereof is omitted.
  • the difference from the first embodiment is the operation after step S825N.
  • the sensor position storage unit 810 stores the position of the sensor in the currently used mobile terminal. If the inter-vector distance between the correction template and the acquired gripping feature sample is not less than or equal to a predetermined value (S825N), the sensor position correction unit 815 acquires the correction template and the sensor position, and corrects according to the sensor position.
  • the template is interpolated to generate an interpolation template (S815) (for details, refer to the section ⁇ About sensor position correction>).
  • the template collation unit 820 collates the interpolation template with the gripping feature sample in step S815 and calculates the inter-vector distance (S820).
  • the template storage unit 155 stores the interpolation template as a personal authentication template (S155).
  • the inter-vector distance between the interpolation template and the acquired gripping feature sample is not less than or equal to a predetermined value (S825N)
  • F2 to start
  • the personal authentication template learning operation (flowchart F2) in the learning state of the mobile terminal 800 ′ according to the present embodiment and the authentication operation (flowchart F3) in the authentication state of the mobile terminal 800 ′ according to the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Therefore, the explanation is omitted.
  • the mobile terminal 800 ′ according to the present embodiment performs interpolation on the old template using the sensor position, the old template can be used even when the sensor position changes before and after the model change. Each time the model is changed, it is not necessary to re-learn the user authentication template, and the convenience of the user is improved.
  • the program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may be any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory.
  • this program is distributed by selling, transferring, or lending a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM in which the program is recorded. Furthermore, the program may be distributed by storing the program in a storage device of the server computer and transferring the program from the server computer to another computer via a network.
  • a computer that executes such a program first stores a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device.
  • the computer reads the program stored in its own recording medium and executes the process according to the read program.
  • the computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program, and the program is transferred from the server computer to the computer.
  • the processing according to the received program may be executed sequentially.
  • the program is not transferred from the server computer to the computer, and the above-described processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes a processing function only by an execution instruction and result acquisition. It is good.
  • the program in this embodiment includes information that is used for processing by an electronic computer and that conforms to the program (data that is not a direct command to the computer but has a property that defines the processing of the computer).
  • the present apparatus is configured by executing a predetermined program on a computer.
  • a predetermined program on a computer.
  • at least a part of these processing contents may be realized by hardware.

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Abstract

　センサアレイから把持特徴サンプルを取得する把持特徴サンプル取得部と、過去に使用していた携帯端末における本人認証テンプレートを旧テンプレートとして記憶する旧テンプレート記憶部と、旧テンプレートから特徴セグメントを抽出し当該特徴セグメントごとに旧テンプレートと把持特徴サンプルとの距離を計算する特徴セグメント抽出部と、特徴セグメント抽出部が計算した距離が予め定めた値以下でない特徴セグメントにおいて旧テンプレートを変形補正して補正テンプレートを生成するセグメント位置補正部と、補正テンプレートと把持特徴サンプルとを照合してベクトル間距離を計算するテンプレート照合部と、ベクトル間距離が予め定めた値以下である場合に補正テンプレートを本人認証テンプレートとして記憶するテンプレート記憶部とを備える。

Description

携帯端末及び把持特徴学習方法
　本発明は携帯端末が把持されたときの把持特徴サンプルを取得して本人認証を行う携帯端末及び把持特徴学習方法に関する。
　近年、携帯端末の高機能化に伴い、電子マネーなど様々な金銭に関するサービスが普及してきた。また、携帯端末の高機能化に伴い、携帯端末にはアドレス帳、メール、写真、ウェブサイト閲覧履歴など、個人のプライバシーに関わる情報が多く記録されるようになった。従来、携帯端末を利用する際に、利用開始時の本人認証（以下、ログイン認証）により、携帯端末で取り扱う情報についてのセキュリティを確保してきた。しかし、ログイン認証では利用開始時に本人認証を行った後は、継続的に利用者が本人であり続けているか否かの監視を行わない。従ってログイン認証後に、携帯端末が何らかの原因で他者の手に渡った場合、携帯端末を取得した他者は改めてログイン認証を行わなくとも、携帯端末の操作を行うことが可能である。このようなログイン認証のセキュリティの脆弱性が従前から問題となっていた。これに対して、特許文献１では、本人認証を行った際のユーザが握っていた携帯端末の位置を複数の圧力センサにより取得して、本人認証を行った後にユーザが把持している位置に一定以上の変化が生じると、ユーザが入力したサービスの提供を受けるのに必要なデータを無効とし、既に行われた本人認証の有効性を取り消す携帯端末が開示されている。このため、本人認証を行い、サービスの提供を受けるのに必要なデータの入力を行っている途中で当該携帯端末の盗難等にあったとしても、ユーザの手から離れた時点で本人認証及びユーザが入力したデータが無効となる。このように本人認証が無効となった後にサービスの提供を受けるためには、再度本人認証が必要となるため、第三者による不正使用を有効に防止することが可能となる。
特開２００１－１４２８４９号公報
　特許文献１などの生体情報（把持特徴）を用いる本人認証方式は、取得した把持圧力分布（把持圧力値列）から学習により本人に特徴的な把持圧力値列であるテンプレートと呼ばれる情報を事前に採取登録し、認証時にセンサで取得した把持圧力値列のサンプル（以下、把持特徴サンプル又は単にサンプルと呼ぶ）と、登録済みのテンプレートとを比較することにより実行される。この比較にはパターン認識の技術が多く活用されている。パターン認識ではテンプレートとサンプルの似ている程度をベクトル間距離を用いて求める。生体認証に良く用いられる距離としてマハラノビス汎距離、ハミング距離などがある。これらの距離が予め定めたしきい値を超過した場合には、サンプルは他人のものであると判定され、しきい値を超えない場合には、サンプルは本人のものであると判定される。ここで、携帯端末を機種変更した場合には、携帯端末の外形が変わったり、操作キーの配列が変更されることにより、把持特徴が変わってしまい、本人認証に用いられるテンプレート（以下、本人認証テンプレートと呼ぶ）は流用することができない。従って、携帯端末の機種変更の都度、本人認証テンプレートを学習しなおさなければならないためユーザの利便性が損なわれる。また機種変更後の本人認証テンプレート学習期間にはパスワードの設定などの別の方法で携帯端末のセキュリティを確保する必要があるため、ユーザの利便性が損なわれることが課題であった。そこで本発明では、機種変更後の携帯端末においても機種変更前の携帯端末において使用していた本人認証テンプレートを流用することができる携帯端末を提供することを目的とする。
　本発明の携帯端末は、把持したときの把持特徴サンプルを複数のセンサからなるセンサアレイにより取得し、旧本人認証テンプレートを用いて本人認証を行うことを特徴とし、把持特徴サンプル取得部と、旧テンプレート記憶部と、特徴セグメント抽出部と、セグメント位置補正部と、テンプレート照合部と、テンプレート記憶部とを備える。把持特徴サンプル取得部は、センサアレイから把持特徴サンプルを取得する。旧テンプレート記憶部は、過去に使用していた携帯端末において本人認証に用いられた本人認証テンプレートを旧テンプレートとして記憶する。特徴セグメント抽出部は、旧テンプレートから特徴セグメントを抽出し、当該特徴セグメントごとに旧テンプレートと把持特徴サンプルとを照合して距離を計算する。セグメント位置補正部は、特徴セグメント抽出部が計算した距離が予め定めた値以下でない特徴セグメントにおいて旧テンプレートを変形補正し、補正テンプレートを生成する。テンプレート照合部は、補正テンプレートと取得された把持特徴サンプルとを照合してベクトル間距離を計算する。テンプレート記憶部は、補正テンプレートと取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下である場合に、補正テンプレートを本人認証テンプレートとして記憶する。
　本発明の携帯端末によれば、機種変更後の携帯端末においても機種変更前の携帯端末において使用していた本人認証テンプレートを流用することができるため、携帯端末の機種変更の都度、本人認証テンプレートを学習しなおす必要がなく、ユーザの利便性が向上する。
圧力センサアレイを備える携帯端末８００ａを示す図。 圧力センサアレイを備える携帯端末８００ｂを示す図。 携帯端末８００ａの把持状態を示す図。 携帯端末８００ｂの把持状態を示す図。 携帯端末８００ｂ’の把持状態を示す図。 圧力センサアレイを備える携帯端末８００ｃを示す図。 圧力センサアレイを備える携帯端末８００ｄを示す図。 携帯端末８００ｃの把持状態を示す図。 携帯端末８００ｄの把持状態を示す図。 機種変更前後においてセンサ位置が異なる場合における機種変更前の本人認証テンプレートの例を示す図。 機種変更後の把持特徴サンプルを例示する図。 センサ位置補正部による補間について説明する図。 補間により補正されたテンプレートを示す図。 機種変更前後において把持状態が異なる場合における機種変更前の本人認証テンプレートの例を示す図。 機種変更後の把持特徴サンプルを例示する図。 特徴セグメント抽出部による特徴セグメント抽出を説明するための図。 セグメント位置補正部による変形補正について説明するための図。 実施例１に係る携帯端末の構成を示すブロック図。 実施例２に係る携帯端末の構成を示すブロック図。 実施例１に係る携帯端末の旧テンプレート流用動作を示すフローチャート。 実施例１に係る携帯端末の本人認証テンプレート学習動作を示すフローチャート。 実施例１に係る携帯端末の認証動作を示すフローチャート。 実施例２に係る携帯端末の旧テンプレート流用動作を示すフローチャート。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
＜把持特徴サンプルについて＞
　まず、図１４、１５に本発明の全ての実施例に係る機能構成ブロックで示す携帯端末８００、８００’が取得する把持特徴サンプルについて説明する。人間は生得的に（１）手指の長さ、（２）握る力の強さ、などが異なることに加え、後天的に（３）携帯端末を持つ時の癖、などが異なっているため、把持特徴は本人認証に用いる生体情報として非常に優れている。具体的には、把持特徴認証は、本人拒否率および他人受入率とも、一般的な顔認証と同程度の精度を有する。把持特徴サンプルとしては、例えば把持圧力分布、把持形状分布、把持温熱分布などが考えられる。これらの把持特徴サンプルの取得方法としては、例えば複数の圧力センサを携帯端末８００、８００’の面に面状、もしくは直線状に分布配置することにより把持圧力分布を取得することができる。
　同様にＣＣＤ（ＣＭＯＳ）センサの面状もしくは直線状分布配置により把持形状分布を取得することができる。同様に赤外線センサの面状もしくは直線状分布配置により、把持温熱分布の取得が可能である。また、端末背面に操作キー（タッチパネル）が配置されているような携帯端末であれば、端末を把持したときの操作キー（タッチパネル）の押圧状況（操作キー、タッチパネルが押されているか否か）によっても把持特徴を取得可能である。実施例における説明では把持特徴サンプルとして把持圧力分布を具体例として用いるものとし、携帯端末８００、８００’の外周に直線状に圧力センサアレイが配置されており、この圧力センサアレイによって取得されるそれぞれの位置の圧力値の予め決めた順番の圧力値列を把持特徴サンプルとして用いるものとする。
＜把持特徴サンプルの取得タイミングについて＞
　把持特徴サンプルは、例えばサンプリングトリガの発生と同時に取得することとしてもよい。サンプリングトリガとは、予め設定した把持特徴サンプルの取得タイミングのことである。例えば携帯端末８００、８００’のブラウザソフトを起動しているときの把持特徴サンプルを取得したい場合には、サンプリングトリガを「ブラウザ起動中∩決定キー押下」と設定することができる。このサンプリングトリガ「ブラウザ起動中∩決定キー押下」は、ブラウザ起動中であってかつユーザが携帯端末８００、８００’の決定キーを押した場合、この操作をサンプリングトリガとして直ちに把持特徴サンプルを取得することを意味している。決定キーなどの操作キーを押下することがあまりない通話中などに把持特徴サンプルを取得したい場合には、例えばサンプリングトリガを「３分に一回」と設定し、通話状態が３分間継続するごとに自動的にサンプリングトリガを発生させて、把持特徴サンプルを取得することとしてもよい。
　このようにサンプリングトリガを用いて本人認証テンプレートの学習に必要な把持特徴サンプルを取得することには以下の利点がある。サンプリングトリガを用いれば、ユーザが無意識に行った自身のキー操作を取得タイミングとして把持特徴サンプルが自動的に取得され、蓄積されていくことになる。これにより、ユーザが無意識かつ最も自然な状態、リラックスした状態で端末を使用している状態の把持特徴サンプルを取得することができ、把持特徴サンプルの観測値の分散を小さくすることができる。また、携帯端末の表示による使用準備ガイドにおいて把持特徴サンプルの取得を開始するとのメッセージを表示した場合には、メッセージを受けたユーザが身構えてしまって、普段通りの把持の仕方でなく、ユーザが考える「正しい把持の仕方」に従って把持しようとしてしまうことがある。また、ユーザが予めメッセージを受けることにより普段通りの自分の持ち方が分からなくなってしまうこともあり、これらが原因して精度のよい把持特徴サンプルの取得が困難になる。そこで、上述のようにユーザが無意識のうちに把持特徴サンプルを取得することができれば、上記の問題を解決でき、精度のよい把持特徴サンプルが取得可能となる。
＜本人認証テンプレートについて＞
　本発明の全ての実施例に係る携帯端末８００、８００’が本人認証時に用いる本人認証テンプレートについて詳細に説明する。本人認証テンプレートとは、ユーザの把持特徴を代表して表す雛形のことである。本人認証テンプレートは、ユーザから取得した前述の把持特徴サンプルの平均値などから学習される。学習された本人認証テンプレートは、学習後に新たに取得された把持特徴サンプルと照合される。照合により求めた値（ベクトル間距離、例えばマハラノビス汎距離）の大小により、学習後に新たに取得された把持特徴サンプルが本人認証テンプレートと同一人物のものであるか否かが判定される。
　以下に、前述した本人認証の判定基準となる距離のいくつかの例について説明する。例えば学習に使用するために計測するｊ回目の計測におけるｉ番目のセンサで取得した圧力値をxi,jとする。ただしi=1, 2, ..., n; j=1, 2, ..., mであり、ｎはセンサの最大数、ｍは学習に使うための把持特徴サンプル取得の最大回数であり、それぞれ２以上の整数とする。圧力値の平均、分散、それらのベクトルを以下のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　把持特徴サンプルの平均ベクトルは本人認証テンプレートとして使用される。本人認証テンプレートには添え字"le"を付けることにする。マハラノビス汎距離ｆ1は次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
距離の別の例として、ユークリッド距離ｆ2は次のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
更に別の距離の例として、マンハッタン距離ｆ3は次のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
上記３つの距離基準は、下記に示す判定式で共通して判定が可能である。判定処理用に取得した本人のデータには添え字"self"を付け、他人のデータには添え字"oth"を付けることにする。他人と判定する閾値をxthreと定義すると、他人を判定する式は次のように示せる。
　　　xthre＜othf　　　　　　　　(7)
＜携帯端末８００ａ、８００ｂ、８００ｂ’、８００ｃ、８００ｄについて＞
　図１、２、５、６、７にそれぞれ異なる機種の携帯端末８００ａ、８００ｂ、８００ｂ’、８００ｃ、８００ｄをそれらの形状の具体例として示す。以下、携帯端末８００ａ、８００ｂ、８００ｂ’、８００ｃ、８００ｄはすべて本発明の実施例に係る携帯端末８００、８００’のいずれかの機能を備えているものとする。
＜本明細書におけるセンサ位置特定に用いる基準点について＞
　図１、２、６、７を参照して本発明においてセンサ位置を特定する際に用いる基準点について説明する。本明細書において図１及び２の携帯端末８００ａ及び８００ｂは互いに異なる機種のスマートフォンであるものとする。また、図６及び７の携帯端末８００ｃ、８００ｄはスマートフォンではなく旧型の折り畳み式携帯端末とスライド式の携帯端末であるものとする。
　図１の携帯端末８００ａはほぼ長方形板状のボディ１０１を有し、その上面にタッチパネルとして機能する長方形の表示面１０２とキー１０３が設けられている。更に、ボディ１０１にはその右側面に圧力センサアレイＲａ、上側面に圧力センサアレイＵａ、左側面に圧力センサアレイＬａ、下側面に圧力センサアレイＢａが配置されている。本説明においては圧力センサアレイＲａは７つの圧力センサ105a-1～105a-7を備えるものとする。圧力センサアレイＵａは４つの圧力センサ105a-8～105a-11を備えるものとする。圧力センサアレイＬａは７つの圧力センサ105a-12～105a-18を備えるものとする。圧力センサアレイＢａは４つの圧力センサ105a-19～105a-22を備えるものとする。以下の説明においてセンサアレイは、これらセンサアレイＲａ，Ｕａ，Ｌａ，Ｂａを特定しない場合はセンサアレイ全体を指すものとする。なお、本発明においてはセンサの配置、個数などは任意であり、図１の構成に限定されない。また、図１におけるセンサの配置は以下の説明を分かりやすく行うための例示に過ぎない。
　図１４及び１５に機能ブロックで示す本発明の携帯端末８００、８００’が図１の携帯端末８００ａのようなスマートフォンである場合、センサ位置特定に用いる基準点ＯＸは例えばタッチパネル（表示面１０２）の対角線交点とすることができる（図１の十字で示した位置）。各センサ位置は例えば図１のように基準点ＯＸを角の頂角とし、基準点ＯＸとボディ１０１の右下角部とを通る直線と、基準点ＯＸと圧力センサの中心を通る直線とが成す角度（反時計回り）で表記することができる。本明細書では、携帯端末８００ａのｔ番目（ｔは任意の自然数）の圧力センサ105a-tの位置を特定する角度を角度θaｔと表記するものとする。従って図１に示すように圧力センサアレイＲａの５番目の圧力センサ105a-5の角度は角度θa５と表記される。
　図２の携帯端末８００ｂは図１の携帯端末８００ａと同様にほぼ長方形板状のボディ１０１を有し、その上面にタッチパネルとして機能する長方形の表示面１０２と、複数のキー１０４と、カメラレンズ１０６が設けられている。更に、ボディ１０１の右側面に５つの圧力センサ105b-1～105b-5からなる圧力センサアレイＲｂ、上側面に３つの圧力センサ105b-3～105b-8からなる圧力センサアレイＵｂ、左側面に５つの圧力センサ105b-9～105b-13からなる圧力センサアレイＬｂ，下側面に３つの圧力センサ105b-14～105b-16からなる圧力センサアレイＢｂを備えるものとする。
　センサ位置特定に用いる基準点ＯＸは例えばタッチパネル（表示面１０２）の対角線交点とすることができる（図１の十字で示した位置）。各センサ位置は例えば図２のように基準点ＯＸを角の頂角とし、基準点ＯＸとボディ１０１の右下角部とを通る直線と、基準点ＯＸと圧力センサの中心を通る直線とが成す角度（反時計回り）で表記することができる。例えば携帯端末８００ｂのｔ番目（ｔは任意の自然数）の圧力センサ105b-tの位置を特定する角度を角度θbｔと表記するものとする。従って図２に示すように圧力センサアレイＲｂの６番目の圧力センサ105b-6の角度は角度θb6と表記される。
　図１４及び１５に機能ブロックで示す本発明の携帯端末８００、８００’が図６の携帯端末８００ｃのような旧型の折り畳み式携帯端末である場合、携帯端末８００ｃはほぼ長方形板状のボディ１０１Ａと、そのボディ１０１Ａの一短辺に折りたたみ可能に取り付けられた長方形板状のカバー１０１Ｂとを有す。カバー１０１Ｂの内側面に長方形の表示面１０２が設けられており、ボディ１０１Ａの上面の、カバー１０１Ｂ側中央に決定キー１０３Ａが設けられ、その下に入力キー１０７が設けられている。更に、ボディ１０１Ａの右側面に９つの圧力センサ105c-1～105c-9からなる圧力センサアレイＲｃ、左側面に９つの圧力センサ105c-10～105c-18からなる圧力センサアレイＬｃ，下側面に５つの圧力センサ105c-19～105c-23からなる圧力センサアレイＢｃを備えるものとする。
　センサ位置特定に用いる基準点ＯＸは例えば決定キー１０３ｃの中心部とすることができる（図６の十字で示した位置）。図１同様、センサ位置は例えば図６のように基準点を角の頂角とし、基準点ＯＸとボディ１０１Ａの右下角部とを結ぶ直線と、基準点ＯＸと圧力センサの中心を通る直線とが成す角度（反時計回り）で表記することができる。携帯端末８００ｃのｔ番目の圧力センサ105c-tの位置を特定する角度を角度θcｔと表記するものとする。従って図６に示すように例えば７番目の圧力センサ105c-7の角度は角度θc７と表記される。
　図１４及び１５に機能ブロックで示す本発明の携帯端末８００、８００’が図７の携帯端末８００ｄのような旧型のスライドカバー式携帯端末である場合、携帯端末８００ｄはほぼ長方形板状のボディ１０１Ａと、そのボディ１０１Ａの上にスライド可能に取り付けられた長方形板状のカバー１０１Ｂとを有す。カバー１０１Ｂの外側面に長方形の表示面１０２と決定キー１０３ｄが設けられており、ボディ１０１Ａの上面に入力キー１０７が設けられている。更に、ボディ１０１Ａの右側面に７つの圧力センサ105d-1～105d-7からなる圧力センサアレイＲｄ、左側面に７つの圧力センサ105d-8～105d-14からなる圧力センサアレイＬｄ，下側面に５つの圧力センサ105d-15～105d-19からなる圧力センサアレイＢｄを備えるものとする。
　センサ位置特定に用いる基準点ＯＸは例えば決定キー１０３ｄの中心部とすることができる（図７の十字で示した位置）。図１同様、センサ位置は例えば図７のように基準点ＯＸを角の頂角とし、基準点ＯＸとボディ１０１Ａの右下角部とを結ぶ直線と、基準点ＯＸと圧力センサの中心を通る直線とが成す角度（反時計回り）で表記することができる。携帯端末８００ｄのｔ番目の圧力センサ105d-tの位置を特定する角度を角度θdｔと表記するものとする。従って図７に示すように例えば７番目の圧力センサ105d-7の角度は角度θd７と表記される。
＜機種変更について＞
　本発明の携帯端末８００、８００’は機種変更前の携帯端末において使用していた本人認証テンプレートを機種変更後の携帯端末において流用することを目的としている。ここで、機種変更とは、同一の通話会社と契約を継続したまま、携帯端末の機種のみを異なる機種に変更する場合、異なる通話会社に契約を移す時に併せて携帯端末の機種を異なる機種に変更する場合、故障などの理由で自身の携帯端末を通話会社に預けており、この間一時的に通話会社より貸し出される代替の携帯端末に一時的に機種変更している場合などを含む。
　本発明が対象とする機種変更について図３、図４、図８、図９を参照して具体的に説明する。図３は図１の携帯端末８００ａの把持状態を示す図である。図４は図２の携帯端末８００ｂの把持状態を示す図である。図８は図６の携帯端末８００ｃの把持状態を示す図である。図９は図７の携帯端末８００ｄの把持状態を示す図である。携帯端末８００ａ、携帯端末８００ｂはスマートフォンである。携帯端末８００ｃ、携帯端末８００ｄはスマートフォン以外の旧型の携帯端末である。図３、図４に示すように、スマートフォン同士である携帯端末８００ａから携帯端末８００ｂへの機種変更においては、タッチパネル中心（十字で示した点）を基準として比較すれば、把持特徴は大きくは変化しない。また、スマートフォンはその操作の性質上、利き手と反対側の手で把持しておき、利き手でタッチパネルを操作するのが通常である。従って右手が利き手の場合、図３、４に示したように左手で把持するのが通常となる。一方、図８、図９に示すように、スマートフォンでない旧型の携帯端末同士である８００ｃから携帯端末８００ｄへの機種変更においては、決定キー中心（十字で示した点）を基準として比較すれば、把持特徴は大きく変化しない。また、旧型の携帯端末においては利き手で把持するのが通常であるため、右手が利き手の場合、図８、９に示したように右手で把持するのが通常となる。
＜機種変更前後における把持状態の変化について＞
　機種変更前後において把持特徴が変化する例として、例えば機種変更の前後における機種の形状、操作キーの位置が変化するなどにより、把持特徴自体が変化する例がある。機種変更前後における操作キーの配置変化に伴って、把持特徴が変化する場合について図３、図５を参照して具体的に説明する。図５は携帯端末８００ｂ’の把持状態を示す図である。本説明において、携帯端末８００ａから携帯端末８００ｂ’に機種変更が行われるものとし、機種変更後の携帯端末８００ｂ’は、機種変更前の携帯端末８００ａとセンサ位置（基準点からの相対位置）は全く同じであるが、その右側面に携帯端末８００ａが備えていない操作キー（例えばカメラ起動ボタンなど）１０８を備えているものとする。この場合、ユーザは図５に示すように普段の把持状態においてこの操作キー１０８を誤って押下してしまうことにより携帯端末を誤動作させないように、この操作キー１０８がある位置と指の位置が重ならないように、指の配置を少しずらして把持するようになる（図５の矢印参照）。図３と図５を比較すればわかるように、ユーザは中指の位置を少し人差し指側にずらすことにより携帯端末８００ｂ’の右側面の操作キー１０８の押下を避けている。
　ここで、図１２Ａ，図１２Ｂを参照して機種変更前後における把持状態の変化によって生じる把持圧力分布の測定値の変化について説明する。図１２Ａは機種変更前後において把持状態が異なる場合における機種変更前の本人認証テンプレート、図１２Ｂは機種変更後の把持特徴サンプルを例示する図である。図１２Ａは旧テンプレート、図１２Ｂはユーザが携帯端末８００ｂ’を把持した場合の把持圧力分布の測定値をそれぞれ示す。グラフは縦軸を把持圧（ｋＰａ）とし、横軸を前述した基準点を頂角として定義する角度（°）とする。また、親指、人差し指、中指、薬指、小指に該当する位置をそれぞれTHM、IND、MID、ANN、LITと併記した矢印にてグラフ中にその大凡の位置を示した。図１２Ａにおいて各圧力センサに対応する旧テンプレートの値を黒四角、図１２Ｂにおける各圧力センサによる携帯端末８００ｂ’を把持したときの把持圧力の測定値を白三角で示した。またそれぞれの測定点を平滑化フィッティングしたラインを、図１２Ａでは実線で、図１２Ｂでは破線で表した。前述したように携帯端末８００ａと携帯端末８００ｂ’のセンサ位置は全く同じ位置にあるため、黒四角で表した点と、白三角で表した点はその横軸値（角度）が全て等しい。ここで、図３、図５において例示したようにユーザの把持特徴は中指の位置が人差し指方向にずれており、それ以外の指の特徴はほとんど変わらない。このため、図１２Ｂにおいて中指(MID)の押圧によって生じる把持圧のピーク位置は図１２Ａの中指の位置から角度正方向にシフトしていることがわかる。このような機種変更前後における把持状態の変化によって生じる把持特徴の変化の補正について以下に説明する。
＜特徴セグメントの抽出、セグメント位置の補正について＞
　機種変更前後における把持状態の変化によって生じる把持特徴の変化の補正については、旧テンプレートと、新たに取得した把持特徴サンプルとの間の距離を求め、この距離から新たな本人認証テンプレートを統計的手法により推定することができる。新たな本人認証テンプレートを実現する方法の一具体例について説明する。
　本発明の全ての実施例に係る図１４，１５に機能ブロックで示す携帯端末８００、８００’は特徴セグメント抽出部８３０と、セグメント位置補正部８３５を備える。その他の構成については後で詳述する。特徴セグメント抽出部８３０は旧テンプレートについて特徴セグメントの抽出を行い、セグメント位置補正部８３５は旧テンプレートの補正を後述する変形補正により行う。図１３Ａは特徴セグメント抽出部８３０による特徴セグメント抽出、図１３Ｂはセグメント位置補正部８３５による変形補正についてそれぞれ説明する図である。図１３Ａにおいて、それぞれの圧力センサの角度位置に対する旧テンプレートの値を例えば三角関数、あるいは他の所望の関数を使って平滑化フィッティングした曲線を実線で、機種変更後の携帯端末８００ｂ’において取得した把持圧の測定点を白三角で模式的に示した。フィッティングにより得られる曲線は、センサ位置及びセンサ間の位置を含む一連の離散的角度位置（ディジタル値）に対する把持圧力のディジタル値として得られる。
　まず、旧テンプレートにおいて、特徴セグメントの抽出を行う。特徴セグメントの抽出には良く知られたエッジ検出などを用いることができる。例えば、曲線の一次微分の正勾配を有するゼロ点を抽出して、この点で分割した各領域を特徴セグメントとすることができる。曲線の一次微分（勾配）は、０°～３６０°の範囲のＫ個の離散的角度位置のｋ番目の角度位置をθkと表すと、各角度位置θkでの把持圧力値ｘkと直前の角度位置θk-1での把持圧力値ｘk-1の差を角度位置の差で割算した値(ｘk-ｘk-1)/(θk-θk-1)として計算できる。これにより例えば図１３Ａにおいて薬指の押圧位置に該当する大凡０°～３０°の領域では薬指の押圧範囲の始点とピーク位置と終点とを含むように破線で示すセグメントに分割されている。中指、人差し指等についても同様である。
　次に、このように抽出された特徴セグメントごとに、旧テンプレートと機種変更後の携帯端末８００ｂ’において取得した把持圧の測定点との距離を計測する。この距離は旧テンプレートの、各特徴セグメントに属するそれぞれのセンサ角度位置の把持圧力値と、機種変更後の携帯端末８００ｂ’において取得した同じ特徴セグメントに属する把持圧のそれぞれの測定点との例えば前述の式(4), (5)又は(6)などと同様に表されるベクトル間距離でよい。ここでは、各特徴セグメントの上側境界となる角度位置はその特徴セグメントに属するものとするが、セグメントの両端の中間角度位置においてテンプレートの値と測定把持圧力値の差の絶対値が所定値以上の場合は、そのセグメントの両端の角度位置もそのセグメントに含めるものとする。このようにして求めた特徴セグメントごとの距離が予め定めたしきい値を超えるか否かで、把持特徴に変化が起こっているか否かの判定を行うことができる。例えば図１３Ａでは、機種変更前の携帯端末８００ａにおいて中指の押圧位置に該当する大凡３０°～６０°の領域においては、機種変更前後において中指の位置が変化しているため、実線のグラフ（旧テンプレート）上に、白三角の点（機種変更後の携帯端末８００ｂにおいて取得した把持圧の測定点）が乗っていない。従って、この中指の押圧位置に該当する特徴セグメントの距離は他の特徴セグメントにおける距離と比較して大きくなる。図１３Ａでは、前述の距離が予め定めたしきい値を超過した特徴セグメントに対して×印を、前述の距離が予め定めたしきい値を超えない特徴セグメントに対して○印を、それぞれ表示してある。この×印を付した特徴セグメントにおける旧テンプレートに対しては、以下の変形補正を施す。
　変形補正は、例えば図１３Ａの大凡３０°～６０°の特徴セグメントのように距離がしきい値を超過した特徴セグメントにおける旧テンプレートを横軸方向にシフトすることにより行う。具体的には、距離が閾値を越えた特徴セグメントのテンプレートを角度位置が増加する方向、又は減少する方向に１センサ角度間隔ずらす毎にずらしたセグメント位置でのテンプレートと測定サンプル把持圧力値間のベクトル間距離を計算し、距離が最小となる角度位置までそのセグメントのテンプレートをシフトする。ここで、前述したとおりテンプレートをセグメントに分割するため旧テンプレートの値を平滑化フィッティングして得た曲線を使用したが、このフィッティング曲線の代わりに旧テンプレートの値同士を単に直線で結んだ折れ線を用いてセグメント分割を行なってもよい。このように、特徴セグメント単位で、機種変更前後の把持特徴のずれを求め、ずれがしきい値を超える場合には特徴セグメント単位で旧テンプレートをシフトする変形補正を施すことにより、把持特徴が部分的に変形したとしても、これを効果的に補正して、旧テンプレートを流用することが可能となる。
　以上、変形補正の一具体例として特徴セグメント抽出部８３０、セグメント位置補正部８３５の動作について説明したが、前述の特徴セグメント抽出部８３０が旧テンプレートと新たに取得した把持特徴サンプルのデータ間の距離を求め、前述のセグメント位置補正部が、特徴セグメント抽出部が求めた距離に基づいて旧テンプレートを変形補正することで新たな本人認証テンプレートを取得すればよく、本発明は上記で説明した変形補正の一具体例に限定されない。
＜機種変更前後における圧力センサの位置変化について＞
　次に引き続き図１を、新たに図２を参照して機種変更の前後で圧力センサの位置が変化した場合について詳細に説明する。図２は圧力センサアレイを備える携帯端末８００ｂを示す図である。本説明において、ユーザは当初携帯端末８００ａを使用しており、携帯端末８００ａが備える学習機能によって本人認証テンプレートを学習済みであり、その後ユーザは携帯端末８００ａから携帯端末８００ｂに機種変更を行ったものとする。ここで、前述したように携帯端末８００ｂは携帯端末８００ａと同様にスマートフォンであるものとする。
　図１の携帯端末８００ａと図２の携帯端末８００ｂとを比較すれば明らかなように、携帯端末８００ａの右側面にある圧力センサＲａは７つの圧力センサ105a-1～105a-7を備えるのに対し、携帯端末８００ｂの右側面にある圧力センサＲｂは５つの圧力センサ105b-1～105b-5を備えており、携帯端末８００ｂの圧力センサ数は携帯端末８００ａのセンサ数より少ない。また、携帯端末８００ａの上側面にある圧力センサＵａは４つの圧力センサ105a-8～105a-11を備えるのに対し、携帯端末８００ｂの上側面にある圧力センサＵｂは３つの圧力センサ105b-6～105b-8を備えており、携帯端末８００ｂの圧力センサ数は携帯端末８００ａのセンサ数より少ない。この例のように、携帯端末が把持特徴を取得可能な圧力センサを備えるとしても、その構造設計上すべての機種において圧力センサの位置や数量を等しく配置することはできない。また、携帯端末のサイズも設計の違いによって変化するため、これによってセンサ位置や数量などは変化する。
　本説明では、センサの個数が機種変更後において減少しており、それに伴ってセンサの設置位置が変化しているが、これに限られず、例えばセンサの総数は機種変更の前後で変化しないが、それらの設置位置が機種変更前後で異なる場合も考えられる。ここでは前述したようにユーザはスマートフォンである携帯端末８００ａから、携帯端末８００ｂに機種変更を行ったものとする。図３、図４はそれぞれ携帯端末８００ａのユーザが機種変更前の携帯端末８００ａ、機種変更後の携帯端末８００ｂを把持した状態を例示するものである。本説明では携帯端末８００ａと携帯端末８００ｂは外形が似通っているため、ユーザの把持の仕方は機種変更の前後で殆ど変らず、取得される把持圧力分布の測定値に大きな影響を与えるのは圧力センサの配置のみであるものとする。
　以下に図１０Ａ，１０Ｂを参照して機種変更前後でセンサ位置が異なることにより生じる把持圧力分布の測定値の変化について説明する。図１０Ａは機種変更前後においてセンサ位置が異なる場合における機種変更前の本人認証テンプレートを示し、図１０Ｂは機種変更後の把持特徴サンプルを例示す。図１０Ａは機種変更前の携帯端末８００ａにおいて学習された本人認証テンプレート（以下、旧テンプレートと呼ぶ）、図１０Ｂは機種変更後の携帯端末８００ｂを把持した場合の把持圧力分布（把持特徴サンプル）をそれぞれ示すものである。グラフは縦軸を把持圧（ｋＰａ）とし、横軸を前述した基準点を頂角として定義する角度（°）とする。また、親指、人差し指、中指、薬指、小指に該当する位置をそれぞれTHM、IND、MID、ANN、LITと併記した矢印にてグラフ中にその大凡の位置を示した。各圧力センサにおける旧テンプレートの値を黒四角、各圧力センサによる携帯端末８００ｂを把持したときの把持圧力の測定値を白丸で示した。またそれぞれの測定点を平滑化フィッティングした曲線を、図１０Ａでは実線で、図１０Ｂでは破線で表した。
　図３、図４において例示したようにユーザの把持特徴は機種変更の前後においてほとんど変化がない。ユーザの携帯端末に対する把持の仕方が機種変更の前後で大きく変わらないのに、図１０Ａ、図１０Ｂのグラフの外形が異なるのは、センサ位置が変化することにより、指が携帯端末を強い圧力で押すエリアにセンサがあるか否かが変化することによる。例えば、人差し指の押圧位置は大凡９０°の位置にあるが、図１０Ａのグラフから明らかなように、携帯端末８００ａはこの位置に圧力センサ105a-6が存在するため、そのピーク値を計測することができる。これに対して機種変更後の携帯端末８００ｂにおいては、図１０Ｂのグラフから明らかなように、人差し指の押圧位置である大凡９０°の位置は圧力センサ105b-4と105b-5の間に位置しており、圧力センサ105b-4、105b-5ともに人差し指の押圧力のピーク値を検出できないことによる。このように、機種変更の前後において、機種により配置された圧力センサの位置が異なる場合、取得される把持圧力分布は異なるが、実際は同じユーザによる近似した把持圧力分布をそれぞれ異なる位置において測定することによる違いに過ぎない。
　本説明ではスマートフォン同士である携帯端末８００ａ、８００ｂにおけるセンサ位置の違いについて説明したが、センサ位置の違いはスマートフォンに限られず、従来の携帯端末においても生じる。これについて図６、図７を用いて説明する。図６は圧力センサアレイを備える携帯端末８００ｃを示す図である。図７は圧力センサアレイを備える携帯端末８００ｄを示す図である。前述したとおり、携帯端末８００ｃはスマートフォンではなく旧型の折り畳み式の携帯端末である。また、携帯端末８００ｄはスマートフォンではなく旧型のスライド式の携帯端末である。図６、図７に示す通り、携帯端末８００ｃの７番目の圧力センサのセンサ位置はθc７であり、携帯端末８００ｄの７番目の圧力センサのセンサ位置はθd７であり、θc７はθd７より大きな値となっている。このようにセンサ位置が異なる場合であっても、図８、図９に示したように携帯端末８００ｃから携帯端末８００ｄへの機種変更において決定キー中心（十字で示した点）を基準として比較すれば、外観上の把持特徴は大きくは変化していない。従ってこの場合でも機種変更の前後で圧力センサの位置が異なる場合、取得される把持圧力分布は異なるが、実際は同じユーザによる近似した把持圧力分布をそれぞれ異なる位置において測定することによる違いに過ぎない。
＜センサ位置の補正について＞
　上述の機種変更前後における圧力センサの位置変化によって生じる把持特徴の変化の補正について以下に説明する。本発明の実施例２に係る図１５に機能ブロックで示す携帯端末８００’はセンサ位置記憶部８１０とセンサ位置補正部８１５とを備える。その他については後で詳述する。センサ位置補正部８１５は上記の圧力センサの位置変化によって生じる把持圧力分布の変化の補正を補間により行う。図１１Ａ，１１Ｂを参照してこの補正について詳細に説明する。図１１Ａは図１０Ａ、図１０Ｂのグラフを重ねて表示したものである。実線のグラフは図１０Ａのグラフ、つまり機種変更前における携帯端末８００ａで学習された旧テンプレート、破線のグラフは図１０Ｂのグラフ、つまり機種変更後における携帯端末８００ｂの把持圧力分布（把持特徴サンプル）である。また、図１０Ｂと同様に、機種変更後における携帯端末８００ｂの圧力センサによる把持圧力の測定点を白丸で示した。図１１Ａに示すように、ユーザの把持特徴自体に機種変更前後で変化がなければ、携帯端末８００ｂの圧力センサアレイによる測定点（白丸）は、理想的には機種変更前の旧テンプレートのフィッティング曲線上又はその近傍に位置するはずである。従って、図１１Ｂのように、機種変更前に既に得られている旧テンプレートのフィッティング曲線における、機種変更後の携帯端末８００ｂのセンサ角度位置θbｔ（図中一点鎖線）の把持圧力値を補間値として抽出し、新たなセンサ位置における本人認証テンプレートの予測値（図１１Ｂの白丸）とし、これら予測された測定点（図１１Ｂの白丸）を機種変更後の本人認証テンプレートとすることができる。このような処理をするために、本発明の実施例２に係る携帯端末８００’は機種変更後における携帯端末８００ｂのセンサ位置θbｔをセンサ位置記憶部８１０に記憶しておく必要がある。センサ位置は上記で説明したような角度で表記するものに限られないが、少なくともタッチパネル（決定キー）の中心を基準点とすることが望ましい。タッチパネル（決定キー）の中心位置を基準点とすると、携帯端末サイズに大きな変化がない限り、機種変更前後でユーザの把持特徴が安定するからである。
　上述したように、旧テンプレートにセンサ位置を用いた補間を施すことにより、機種変更後の携帯端末８００ｂにおける本人認証テンプレートに変換することができるため、旧テンプレートの流用が可能となる。なお、この手法は、変更前の機種の圧力センサの数と等しいかそれより少ない機種に変更する場合に使用できるが、逆の場合は推定誤差が大きくなるので好ましくない。過去の本人認証テンプレートをうまく流用できない場合には後述する通常の本人認証テンプレート学習を併用することで、高精度な本人認証テンプレートを取得することができる。
＜機種変更前後において把持状態および圧力センサの位置変化の双方が生じる場合＞
　機種変更の前後において把持状態の変化と圧力センサの位置変化が同時に起こる場合にも旧テンプレートを補正することができる。この場合にはまず、旧テンプレートに対して特徴セグメントの抽出、変形補正（セグメント位置の補正）を行う。変形補正後の旧テンプレートと機種変更後に取得された把持特徴サンプルとを比較照合し、ベクトル間距離を求める。ベクトル間距離が予め定めたしきい値を超える場合には、センサ位置記憶部に記憶されたセンサ位置に基づいて、変形補正後の旧テンプレートについて補間を行う。このようにして、機種変更の前後において把持状態の変化と圧力センサの位置変化が同時に起こる場合についても、旧テンプレートを補正して機種変更後の携帯端末においても流用することができる。
　上述の条件を前提として、実施例１に係る携帯端末８００について詳細に説明する。まず図１４、図１６を参照して本実施例に係る携帯端末８００の学習状態における旧テンプレート流用動作について説明する。図１４は本実施例に係る携帯端末８００の構成を示すブロック図である。図１６は本実施例に係る携帯端末８００の旧テンプレート流用動作を示すフローチャート（Ｆ１）である。本実施例の携帯端末８００は、圧力センサアレイ１０５と、把持特徴サンプル取得部１２０と、切替え部１２５と、サンプル一時記憶部１３０と、旧テンプレート記憶部８０５と、特徴セグメント抽出部８３０と、セグメント位置補正部８３５と、テンプレート照合部８２０と、テンプレート記憶部１５５と、テンプレート学習部１３５と、本人認証部１６０と、ロック部１８０とを備える。携帯端末８００が備える切替え部１２５によって、携帯端末８００を学習状態、認証状態のどちらかの状態に切替えることができるものとする。ここでは、切替え部１２５が学習状態にセットされている（サンプル一時記憶部１３０側に接続されている）ものとする。
　把持特徴サンプル取得部１２０は、圧力センサアレイ１０５から把持特徴サンプルを取得する（Ｓ１２０）。サンプル一時記憶部１３０は、把持特徴サンプル取得部１２０が取得した把持特徴サンプルを一時的に記憶する。旧テンプレート記憶部８０５は、過去に使用していた携帯端末において本人認証に用いられた本人認証テンプレートを旧テンプレートとして記憶している。特徴セグメント抽出部８３０は、旧テンプレートから特徴セグメントを抽出し、当該特徴セグメントごとに旧テンプレートと把持特徴サンプルとを照合して距離を計算する（Ｓ８３０）（詳細は＜特徴セグメントの抽出、セグメント位置の補正について＞の欄を参照）。セグメント位置補正部８３５は、特徴セグメント抽出部８３０が計算した距離が予め定めた値以下でない特徴セグメントにおいて旧テンプレートをシフトすることにより変形補正して補正テンプレートを生成する（Ｓ８３５）（詳細は＜特徴セグメントの抽出、セグメント位置の補正について＞の欄を参照）。テンプレート照合部８２０は、ステップＳ８３５にて補正テンプレートと取得された把持特徴サンプルとを照合してベクトル間距離を計算する（Ｓ８２５）。テンプレート記憶部１５５は、補正テンプレートと取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下である場合に（Ｓ８２５Ｙ）、補正テンプレートを本人認証テンプレートとして記憶する（Ｓ１５５）。ここで用いられるベクトル間距離としては、生体認証に良く用いられる距離であるマハラノビス汎距離などとする。一方、補正テンプレートと取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合には（Ｓ８２５Ｎ）、旧テンプレートの流用が行えないと判断して、通常の本人認証テンプレート学習方法であるフローチャートＦ２に移行する（Ｆ２（スタートへ））。
　なお、本実施例の携帯端末８００の変形補正データ（変形補正が必要な特徴セグメントの位置、特徴セグメントのシフト方向、シフト量など）をサーバなどに記録しておき、別のユーザが機種変更により、把持特徴が変化した場合にも、別のユーザが所有する機種変更後の携帯端末８００がサーバにアクセスして、該当する変形補正データを取得し、取得した変形補正データに基づいて旧テンプレートの変形補正を行ってもよい。
　このように、本実施例の携帯端末８００は、特徴セグメント毎に旧テンプレートに変形補正を施すため、機種変更前後において把持特徴が変化した場合でも、旧テンプレートを流用することができ、携帯端末の機種変更の都度、本人認証テンプレートを学習しなおす必要がなくユーザの利便性が向上する。
　次に引き続き図１４を、新たに図１７を参照して本実施例に係る携帯端末８００の学習状態における本人認証テンプレート学習動作について説明する。図１７は本実施例に係る携帯端末８００の本人認証テンプレート学習動作を示すフローチャート（Ｆ２）である。前述したように、補正テンプレートと取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合には（Ｓ８２５Ｎ）、Ｆ２に移行して、通常の本人認証テンプレート学習動作が行われる。ここでは前述同様、切替え部１２５が学習状態にセットされている（サンプル一時記憶部１３０側に接続されている）ものとする。まず、把持特徴サンプル取得部１２０は、圧力センサアレイ１０５から把持特徴サンプルを取得する（Ｓ１２０）。ここで、取得済みの把持特徴サンプルの個数をＳｍとし、学習開始サンプル数をＳＦｍとする。学習開始サンプル数ＳＦｍとは、本人認証テンプレートの学習に必要なサンプル数として予め定めたものである。これは、把持特徴サンプルの取得数が少ない状態で本人認証テンプレートの学習を行っても、十分に精度の高い本人認証テンプレートを生成することが出来ない可能性が高いため、精度の高い本人認証テンプレートを得るために必要であると経験的に分かっているサンプルの数を学習開始サンプル数ＳＦｍとして設定したものである。従って、サンプル一時記憶部１３０に記憶された把持特徴サンプルの個数Ｓｍが、学習開始サンプル数ＳＦｍに達した（Ｓｍ≧ＳＦｍ）場合にはステップＳ１３５に進み、テンプレート学習部１３５が、把持特徴サンプルを用いて本人認証テンプレートを学習して（Ｓ１３０Ｙ、Ｓ１３５）、学習済みの本人認証テンプレートをテンプレート記憶部１５５に記憶する（Ｓ１５５）。サンプル一時記憶部１３０に記憶された把持特徴サンプルの個数Ｓｍが、学習開始サンプル数ＳＦｍに達していない（Ｓｍ＜ＳＦｍ）場合には（Ｓ１３０Ｎ）スタートに戻り、引き続き把持特徴サンプルを取得する動作を繰り返す（Ｓ１２０）。本人認証テンプレートは、前述の式(1), (2), (3)を計算することにより把持特徴サンプル（実施例では把持圧力分布）の平均値などから求められる。このように、本実施例の携帯端末８００は、仮に旧テンプレートの流用により十分な精度を有する本人認証テンプレートが取得できなかったとしても、通常の本人認証テンプレート学習方法により、機種変更後の携帯端末における把持特徴を反映した本人認証テンプレートの学習を行うことができる。
　次に引き続き図１４を、新たに図１８を参照して本実施例に係る携帯端末８００の認証状態における認証動作について説明する。図１８は本実施例に係る携帯端末８００の認証動作を示すフローチャート（Ｆ３）である。ここでは、切替え部１２５は認証状態にセットされている（本人認証部１６０側に接続されている）ものとする。なお、認証状態動作時には、上述したテンプレート学習が既に完了しているものとする。把持特徴サンプル取得部１２０は、圧力センサアレイ１０５から把持特徴サンプルを取得する（Ｓ１２０）。次に、本人認証部１６０は、学習（流用）された本人認証テンプレートと把持特徴サンプルとを比較して本人認証を行う（Ｓ１６０）。この本人認証が失敗した場合（Ｓ１６５Ｎ）、ロック部１８０は、携帯端末８００の機能の一部または全部をロックする（Ｓ１８０）。本人認証が成功した場合には（Ｓ１６５Ｙ）、ロック動作は行われない（エンド）。本人認証テンプレートと把持特徴サンプルとの比較の方法については、例えば以下のように実現可能である。本人認証部１６０は、本人認証テンプレートと認証状態において取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離、例えば前述の式(4)又は(5)又は(6)により表される距離を求める。本人認証部１６０は、例えば前述の不等式(7)で表せるように、この距離がある一定の値以下であれば取得された把持特徴サンプルを本人のものと結論する。一方、本人認証テンプレートと把持特徴サンプルとの距離が一定の値以下でなければ取得された把持特徴サンプルは本人のものでないと結論する。
　次に、実施例１の携帯端末の旧テンプレート流用機能をさらに強化した実施例２に係る携帯端末８００’について詳細に説明する。図１５、図１９を参照して、本実施例に係る携帯端末８００’の学習状態における旧テンプレート流用動作について説明する。図１５は本実施例に係る携帯端末８００’の構成を示すブロック図である。図１９は本実施例に係る携帯端末８００’の旧テンプレート流用動作を示すフローチャート（Ｆ４）である。本実施例の携帯端末８００’は、図１４の携帯端末８００の構成にセンサ位置記憶部８１０と、センサ位置補正部８１５とを加えたものである。従って、センサ位置記憶部８１０と、センサ位置補正部８１５以外の各構成部の動作は実施例１において同一の番号を付した各構成部と全く同じ動作をするため説明を割愛する。実施例１同様、携帯端末８００’が備える切替え部１２５によって、携帯端末８００’を学習状態、認証状態のどちらかの状態に切替えることができるものとする。ここでは、切替え部１２５が学習状態にセットされているものとする。フローチャートＦ４のステップＳ１２０、Ｓ８３０、Ｓ８３５、Ｓ８２５、Ｓ１５５は前述したフローチャートＦ１におけるステップＳ１２０、Ｓ８３０、Ｓ８３５、Ｓ８２５、Ｓ１５５と同一の動作であるため説明を割愛する。
　実施例１と異なるのは、ステップＳ８２５Ｎ以降の動作である。センサ位置記憶部８１０は、現在使用中の携帯端末におけるセンサの位置を記憶している。センサ位置補正部８１５は、補正テンプレートと取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合（Ｓ８２５Ｎ）、補正テンプレートと、センサ位置とを取得し、センサ位置に応じて補正テンプレートを補間して補間テンプレートを生成する（Ｓ８１５）（詳細は＜センサ位置の補正について＞の欄を参照）。テンプレート照合部８２０は、ステップＳ８１５にて補間テンプレートと把持特徴サンプルとを照合してベクトル間距離を計算する（Ｓ８２０）。テンプレート記憶部１５５は、補間テンプレートと取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下である場合に（Ｓ８２５Ｙ）、補間テンプレートを本人認証テンプレートとして記憶する（Ｓ１５５）。一方、補間テンプレートと取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合には（Ｓ８２５Ｎ）、旧テンプレートの流用が行えないと判断して、通常の本人認証テンプレート学習方法であるフローチャートＦ２に移行する（Ｆ２（スタートへ））。本実施例に係る携帯端末８００’の学習状態における本人認証テンプレート学習動作（フローチャートＦ２）、および本実施例に係る携帯端末８００’の認証状態における認証動作（フローチャートＦ３）については実施例１と同じであるため、説明を割愛する。このように、本実施例の携帯端末８００’は、センサ位置を用いて旧テンプレートに補間を施すため、機種変更前後においてセンサ位置が変化した場合でも、旧テンプレートを流用することができ、携帯端末の機種変更の都度、本人認証テンプレートを学習しなおす必要がなくユーザの利便性が向上する。
　また、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
　また、上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
　この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。
　また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
　このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。
　また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

Claims (9)

  1. 　把持特徴サンプルを複数のセンサからなるセンサアレイにより取得し、本人認証テンプレートを用いて本人認証を行う機能を有する携帯端末であって、
    　前記センサアレイから把持特徴サンプルを取得する把持特徴サンプル取得部と、
    　過去に使用していた携帯端末において本人認証に用いられた本人認証テンプレートを旧テンプレートとして記憶する旧テンプレート記憶部と、
    　前記旧テンプレートから特徴セグメントを抽出し、当該特徴セグメントごとに前記旧テンプレートと前記把持特徴サンプルとを照合して距離を計算する特徴セグメント抽出部と、
    　前記特徴セグメント抽出部が計算した距離が予め定めた値以下でない特徴セグメントにおいて前記旧テンプレートを変形補正して補正テンプレートを生成するセグメント位置補正部と、
    　前記補正テンプレートと前記取得された把持特徴サンプルとを照合してベクトル間距離を計算するテンプレート照合部と、
    　前記補正テンプレートと前記取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下である場合に、前記補正テンプレートを前記本人認証テンプレートとして記憶するテンプレート記憶部と、
    を含む。
  2. 　請求項１に記載の携帯端末であって、
    　前記補正テンプレートと前記取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合に、前記把持特徴サンプルを一定数記憶するサンプル一時記憶部と、
    　前記サンプル一時記憶部に前記把持特徴サンプルが一定数記憶されている場合に、当該把持特徴サンプルを用いて前記本人認証テンプレートを学習し、前記テンプレート記憶部に記憶するテンプレート学習部と、
    をさらに含む。
  3. 　請求項１に記載の携帯端末であって、
    　現在使用中の携帯端末におけるセンサの位置を記憶するセンサ位置記憶部と、
    　前記補正テンプレートと前記取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合に、前記補正テンプレートと、前記センサ位置とを取得して、前記センサ位置に応じて前記補正テンプレートを補間して補間テンプレートを生成するセンサ位置補正部とをさらに含み、
    　前記テンプレート照合部は、前記補間テンプレートと前記把持特徴サンプルとを照合してベクトル間距離を計算するよう構成されており、
    　前記テンプレート記憶部は、前記補間テンプレートと前記把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下である場合に、前記補間テンプレートを前記本人認証テンプレートとして記憶するように構成されている。
  4. 　請求項３に記載の携帯端末であって、
    　前記補間テンプレートと前記把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合に、前記把持特徴サンプルを一定数記憶するサンプル一時記憶部と、
    　前記サンプル一時記憶部に前記把持特徴サンプルが一定数記憶されている場合に、当該把持特徴サンプルを用いて本人認証テンプレートを学習し、前記テンプレート記憶部に記憶するテンプレート学習部と、
    をさらに含む。
  5. 　把持特徴サンプルを複数のサンプルからなるセンサアレイにより取得し、本人認証に用いる本人認証テンプレートの学習を行う把持特徴学習方法であって、
    　前記センサアレイから把持特徴サンプルを取得する把持特徴サンプル取得ステップと、
    　過去に使用していた携帯端末において本人認証に用いられた本人認証テンプレートを旧テンプレートとして記憶する旧テンプレート記憶ステップと、
    　前記旧テンプレートから特徴セグメントを抽出し、当該特徴セグメントごとに前記旧テンプレートと前記把持特徴サンプルとを照合して距離を計算する特徴セグメント抽出ステップと、
    　前記特徴セグメント抽出ステップが計算した距離が予め定めた値以下でない特徴セグメントにおいて前記旧テンプレートを変形補正して補正テンプレートを生成するセグメント位置補正ステップと、
    　前記補正テンプレートと前記取得された把持特徴サンプルとを照合してベクトル間距離を計算するテンプレート照合ステップと、
    　前記補正テンプレートと前記取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下である場合に、前記補正テンプレートを前記本人認証テンプレートとして記憶するテンプレート記憶ステップと、
    を含む。
  6. 　請求項５に記載の把持特徴学習方法であって、
    　前記補正テンプレートと前記取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合に、前記把持特徴サンプルを一定数記憶するサンプル一時記憶ステップと、
    　前記サンプル一時記憶ステップにおいて前記把持特徴サンプルが一定数記憶されている場合に、当該把持特徴サンプルを用いて前記本人認証テンプレートを学習して記憶するテンプレート学習ステップと、
    をさらに含む。
  7. 　請求項５に記載の把持特徴学習方法であって、
    　現在使用中の携帯端末におけるセンサの位置を記憶するセンサ位置記憶ステップと、
    　前記補正テンプレートと前記取得された把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合に、前記補正テンプレートと、前記センサ位置とを取得して、前記センサ位置に応じて前記補正テンプレートを補間して補間テンプレートを生成するセンサ位置補正ステップとをさらに含み、
    　前記テンプレート照合ステップは、
    　前記補間テンプレートと前記把持特徴サンプルとを照合してベクトル間距離を計算し、
    　前記テンプレート記憶ステップは、
    　前記補間テンプレートと前記把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下である場合に、前記補間テンプレートを前記本人認証テンプレートとして記憶する。
  8. 　請求項７に記載の把持特徴学習方法であって、
    　前記補間テンプレートと前記把持特徴サンプルとのベクトル間距離が予め定めた値以下でない場合に、前記把持特徴サンプルを一定数記憶するサンプル一時記憶ステップと、
    　前記サンプル一時記憶ステップにおいて前記把持特徴サンプルが一定数記憶されている場合に、当該把持特徴サンプルを用いて本人認証テンプレートを学習して記憶するテンプレート学習ステップと、
    をさらに含む。
  9. 　請求項５から８の何れかに記載の把持特徴学習方法をコンピュータで実行するプログラムを記憶した記録媒体。
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