WO2014050381A1 - 生体認証装置、生体認証方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

生体認証装置、生体認証方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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梅田一秀
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九州日本電気ソフトウェア株式会社
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    • G06F21/31User authentication
    • G06F21/32User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
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    • G07C9/30Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass
    • G07C9/32Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check
    • G07C9/37Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voice recognition

Definitions

  • the present invention relates to a biometric authentication apparatus, a biometric authentication method, and a computer-readable recording medium on which a program for realizing these is recorded, which performs an authentication process using human physical characteristics.
  • biometric authentication technology that performs authentication based on human body characteristics such as face, voice, fingerprint, palm vein, etc. has been greatly developed and put into practical use in various fields.
  • biometric authentication techniques in particular, the face authentication technique for determining the matching of a human face is used for a monitoring system and the like in addition to a general authentication system.
  • Patent Document 1 discloses a monitoring system using face authentication technology. Specifically, the monitoring system disclosed in Patent Document 1 first captures the face of a visitor who enters the apartment house with a camera, and the image data of the photographed face and the registered resident's face. Contrast with face image data. If the two do not match, the monitoring system further compares the photographed face image data with the pre-registered suspicious person face image data, and the photographed face image data and the suspicious person A notification is sent to the outside on the condition that the image data of the face matches.
  • An example of an object of the present invention is to provide a biometric authentication device, a biometric authentication method, and a computer-readable recording medium that can solve the above-described problems and can improve authentication accuracy in authentication processing using physical characteristics. It is in.
  • a biometric authentication apparatus is an apparatus that performs authentication using biometric data of a subject,
  • a score calculator that compares the biometric data with preregistered registrant data to calculate a score indicating the degree to which the registrant data matches the biometric data; Determine whether the calculated maximum score is equal to or greater than a first threshold; As a result of the determination, if the maximum value is equal to or greater than the first threshold value, the registrant whose score is the maximum value and the target person are identified as matching, Furthermore, as a result of the determination, if the maximum value is less than the first threshold, the registrant with the next highest score is specified after the registrant whose score is the maximum value, and the specified registrant's score and the maximum value are specified. And recognizing that the registrant whose score is the maximum value matches the target person on the condition that the calculated difference is equal to or greater than a second threshold.
  • a processing unit It is characterized by having.
  • a biometric authentication method is a method for performing authentication using biometric data of a subject, (A) comparing the biometric data with preregistered registrant data to calculate a score indicating the degree to which the registrant data matches the biometric data; (B) determining whether the calculated maximum score is equal to or greater than a first threshold; (C) As a result of the determination in the step (b), when the maximum value is equal to or greater than the first threshold, it is determined that the registrant having the maximum score matches the target person.
  • Steps and (D) As a result of the determination in the step (b), when the maximum value is less than the first threshold, the registrant with the next highest score is specified and specified after the registrant whose score is the maximum value. The difference between the registrant's score and the maximum value is calculated, and on the condition that the calculated difference is equal to or greater than the second threshold value, the registrant who has the maximum value and the target person have the same value. Certifying that you are doing, steps, It is characterized by having.
  • a computer-readable recording medium is a computer-readable recording medium in which a program for performing authentication using biometric data of a subject is recorded by a computer.
  • a program for performing authentication using biometric data of a subject is recorded by a computer.
  • the computer In the computer, (A) comparing the biometric data with preregistered registrant data to calculate a score indicating the degree to which the registrant data matches the biometric data; (B) determining whether the calculated maximum score is equal to or greater than a first threshold; (C) As a result of the determination in the step (b), when the maximum value is equal to or greater than the first threshold, it is determined that the registrant having the maximum score matches the target person.
  • Steps and (D) As a result of the determination in the step (b), when the maximum value is less than the first threshold, the registrant with the next highest score is specified and specified after the registrant whose score is the maximum value. The difference between the registrant's score and the maximum value is calculated, and on the condition that the calculated difference is equal to or greater than the second threshold value, the registrant who has the maximum value and the target person have the same value. Certifying that you are doing, steps, A program including an instruction for executing is recorded.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a biometric authentication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of data stored in the registrant database in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the biometric authentication apparatus in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a score calculation result obtained in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a computer that implements the biometric authentication apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a biometric authentication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the biometric authentication device 10 in the present embodiment shown in FIG. 1 is a device that performs authentication using the biometric data of the subject 40.
  • the biometric authentication device 10 is a face authentication device that uses image data of the face of the subject person 40 as biometric data, and is used as a monitoring system. For this reason, the biometric authentication device 10 is connected to the camera 20 and the display device 30.
  • the biometric authentication device 10 includes a score calculation unit 11, a recognition processing unit 12, a registrant database 13, and a data acquisition unit 14.
  • the data acquisition unit 14 acquires image data of the subject's face as biometric data from the shooting data output from the camera 20.
  • the registrant database 13 stores face image data for each registrant.
  • the registrant database is represented as “registrant DB”.
  • the score calculation unit 11 is biometric data acquired by the data acquisition unit 14, that is, image data of the face of the subject 40 and image data of a registrant registered in advance in the registrant database 13 (hereinafter “registration”). "Image data”). And the score calculation part 11 calculates the score which shows the degree to which each registration image data corresponds with biometric data.
  • the authentication processing unit 12 first determines whether or not the maximum score value S1 calculated for each registered image data is equal to or greater than the first threshold value ⁇ . Then, as a result of the determination, if the maximum value S1 is equal to or greater than the first threshold value ⁇ , the authentication processing unit 12 determines that the registrant whose score is the maximum value S1 matches the target person 40.
  • the first threshold is referred to as “reporting score”.
  • the authentication processing unit 12 identifies the registrant with the next highest score after the registrant whose score is the maximum value S1, and the identified registration The difference ⁇ S between the person's score S2 and the maximum value S1 is calculated. Then, the authentication processing unit 12 determines that the registrant whose score is the maximum value S1 matches the target person on the condition that the calculated difference ⁇ S is equal to or greater than the second threshold value ⁇ .
  • the second threshold is referred to as “separation score”.
  • the target person 40 does not correspond with a registrant uniformly. It is determined again whether or not it matches the registrant using the separation score ⁇ . For this reason, even if it is a subtle case whether it corresponds, it can judge reliably and the improvement of an authentication precision is aimed at.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of data stored in the registrant database in the embodiment of the present invention.
  • the registrant database 13 stores image data associated with each registrant.
  • image data In the example of FIG. 2, three image data are stored for each registrant. Each image data is obtained in advance by photographing a registrant from different angles.
  • the score calculation unit 11 compares the image data of the face of the target person 40 acquired by the data acquisition unit 14 with each of the registered image data registered in the registrant database 13. A score is calculated for each registered image data.
  • the score calculation unit 11 can use an existing face recognition technique in calculating the score.
  • an existing face recognition technique for example, a face recognition technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-338092 can be given.
  • the face recognition technology used by the score calculation unit 11 is not limited to an existing technology, and may be a face recognition technology to be developed in the future.
  • the authentication processing unit 12 first specifies the maximum value S1 from the calculated scores, and determines whether or not the maximum value S1 is equal to or greater than the reporting score ⁇ . As a result, a distinction is made between a case in which the target person 40 is clearly similar to one of the registrants and a case in which the target person 40 is not clearly similar.
  • the authentication processing unit 12 performs the determination using the separation score ⁇ when it is not clearly similar, but in this embodiment, at this time, the authentication score 12 is smaller than the notification score ⁇ .
  • a threshold value ⁇ of 3 ( ⁇ > ⁇ ) can be used.
  • the third threshold is referred to as a “separation lower limit score”.
  • the authentication processing unit 12 determines that the difference ⁇ S is equal to or greater than the separation score ⁇ , and the maximum score S1 is equal to or greater than the separation score ⁇ .
  • the two conditions it can be determined that the registrant whose score is the maximum value S1 matches the target person 40. In this case, it is possible to surely exclude the case where there is a high possibility of dissimilarity, so that the authentication accuracy can be further improved.
  • the reporting score ⁇ , the separation score ⁇ , and the separation lower limit score ⁇ can be set, for example, by performing an experiment with a subject and a registrant who are known in advance. it can. Further, the reporting score ⁇ , the separation score ⁇ , and the separation lower limit score ⁇ may be appropriately corrected according to the operation results of the biometric authentication device 10, the installation environment of the camera 20, the photographing time, and the like.
  • the camera 20 used in the present embodiment there is an IP (Internet Protocol) camera provided with a function of outputting captured video as digital data. Furthermore, in this embodiment, the camera 20 is installed so that the face of a person passing through the set area falls within the shooting range.
  • IP Internet Protocol
  • FIG. 1 and 2 are referred to as appropriate.
  • the data acquisition unit 14 determines the face of the registrant 40 from the outputted photographing data. Is obtained as biometric data (step S1).
  • the data acquisition unit 14 inputs the acquired image data to the score calculation unit 11.
  • the score calculation unit 11 compares the image data of the face of the target person 40 with all the registered image data registered in advance in the registrant database 13, and calculates a score for each registered image data (step) S2).
  • the calculation result is, for example, as shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a score calculation result obtained in the embodiment of the present invention.
  • the score calculation unit 11 inputs the calculation result to the recognition processing unit 12.
  • the recognition processing unit 12 specifies the maximum value S1 from the scores calculated for each registered image data, and determines whether or not the maximum value S1 is equal to or greater than the reporting score ⁇ (step S3). As a result of the determination in step S3, when the maximum score value S1 is equal to or greater than the reporting score ⁇ , the recognition processing unit 12 indicates that the target person 40 is a registrant of registered image data whose score is the maximum value S1. (Step S6).
  • step S3 when the maximum score S1 is less than the reporting score ⁇ , the recognition processing unit 12 identifies the registrant with the next highest score after the registrant whose score is the maximum value S1. Then, the difference ⁇ S between the specified registrant's score S2 and the maximum value S1 is calculated (step S4).
  • the recognition processing unit 12 determines whether or not the two conditions that the difference ⁇ S is equal to or greater than the separation score ⁇ and that the maximum value S1 of the score is equal to or greater than the separation score ⁇ are satisfied (Step S12). S5).
  • step S6 As a result of the determination in step S5, when the two conditions are satisfied, the recognition processing unit 12 executes step S6.
  • the target person 40 has registered image data whose score is the maximum value S1. Qualify as a registered user. If step S6 is performed, the recognition process part 12 will output the data which show that the subject person 40 is a registrant to the display apparatus 30, and will display a result (step S7).
  • step S5 determines whether the target person 40 is a registrant is a registrant. If the result of determination in step S5 is that two conditions are not satisfied, the recognition processing unit 12 outputs data indicating that the target person 40 is not a registrant to the display device 30, and displays the result. (Step S7).
  • step S5 the determination in step S5 is yes, and the display device 30 displays that the target person 40 is the registrant A.
  • the biometric authentication device 10 can also be applied to authentication other than face authentication, for example, voice authentication, fingerprint authentication, and vein authentication. Even in such a case, the authentication accuracy can be improved. it can.
  • the biometric authentication device 10 in the present embodiment can also be used for an authentication system, an entry / exit management system, and the like.
  • the program in the present embodiment may be a program that causes a computer to execute steps S1 to S7 shown in FIG.
  • the biometric authentication device 10 and the biometric authentication method in the present embodiment can be realized.
  • a central processing unit (CPU) of the computer functions as the score calculation unit 11, the recognition processing unit 12, and the data acquisition unit 14, and performs processing.
  • the registrant database 13 can be realized by storing a data file constituting the registrant database 13 in a storage device such as a hard disk provided in the computer.
  • the storage device that implements the registrant database 13 may be connected to the computer via a network.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a computer that implements the biometric authentication apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the computer 110 includes a CPU 111, a main memory 112, a storage device 113, an input interface 114, a display controller 115, a data reader / writer 116, and a communication interface 117. These units are connected to each other via a bus 120 so that data communication is possible.
  • the CPU 111 performs various operations by developing the program (code) in the present embodiment stored in the storage device 113 in the main memory 112 and executing them in a predetermined order.
  • the main memory 112 is typically a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the program in the present embodiment is provided in a state of being stored in a computer-readable recording medium 120. Note that the program in the present embodiment may be distributed on the Internet connected via the communication interface 117.
  • the storage device 113 include a semiconductor storage device such as a flash memory in addition to a hard disk.
  • the input interface 114 mediates data transmission between the CPU 111 and an input device 118 such as a keyboard and a mouse.
  • the display controller 115 is connected to the display device 30 and controls display on the display device 30.
  • the data reader / writer 116 mediates data transmission between the CPU 111 and the recording medium 120, and reads a program from the recording medium 120 and writes a processing result in the computer 110 to the recording medium 120.
  • the communication interface 117 mediates data transmission between the CPU 111 and another computer. Further, a camera 30 (not shown in FIG. 5, see FIG. 1) is also connected to the communication interface 117.
  • the recording medium 120 include general-purpose semiconductor storage devices such as CF (Compact Flash (registered trademark)) and SD (Secure Digital), magnetic storage media such as a flexible disk, or CD- Optical storage media such as ROM (Compact Disk Read Only Memory) are listed.
  • CF Compact Flash
  • SD Secure Digital
  • magnetic storage media such as a flexible disk
  • CD- Optical storage media such as ROM (Compact Disk Read Only Memory) are listed.
  • a score calculator that compares the biometric data with preregistered registrant data to calculate a score indicating the degree to which the registrant data matches the biometric data; Determine whether the calculated maximum score is equal to or greater than a first threshold; As a result of the determination, if the maximum value is equal to or greater than the first threshold value, the registrant whose score is the maximum value and the target person are identified as matching, Furthermore, as a result of the determination, if the maximum value is less than the first threshold, the registrant with the next highest score is specified after the registrant whose score is the maximum value, and the specified registrant's score and the maximum value are specified. And recognizing that the registrant whose score is the maximum value matches the target person on the condition that the calculated difference is equal to or greater than a second threshold.
  • a processing unit A biometric authentication device comprising:
  • the authentication processing unit may calculate the difference to be greater than or equal to the second threshold, and the maximum value may be greater than or equal to the third threshold. As a condition, it is recognized that the registrant whose score is the maximum value matches the target person.
  • the biometric authentication device according to appendix 1.
  • the biometric data of the subject is face image data of the subject, and the registrant data is image data of the registrant's face.
  • the biometric authentication device according to appendix 1.
  • (Appendix 4) A method for performing authentication using biometric data of a subject, (A) comparing the biometric data with preregistered registrant data to calculate a score indicating the degree to which the registrant data matches the biometric data; (B) determining whether the calculated maximum score is equal to or greater than a first threshold; (C) As a result of the determination in the step (b), when the maximum value is equal to or greater than the first threshold, it is determined that the registrant having the maximum score matches the target person. , Steps and (D) As a result of the determination in the step (b), when the maximum value is less than the first threshold, the registrant with the next highest score is specified and specified after the registrant whose score is the maximum value.
  • a biometric authentication method characterized by comprising:
  • step (d) when the maximum value is less than the first threshold, the calculated difference is not less than the second threshold, and in addition, the maximum value is not less than the third threshold. As a condition, it is recognized that the registrant whose score is the maximum value matches the target person.
  • the biometric data of the subject is face image data of the subject, and the registrant data is image data of the registrant's face.
  • (Appendix 7) A computer-readable recording medium that records a program for performing authentication using biometric data of a subject by a computer, In the computer, (A) comparing the biometric data with preregistered registrant data to calculate a score indicating the degree to which the registrant data matches the biometric data; (B) determining whether the calculated maximum score is equal to or greater than a first threshold; (C) As a result of the determination in the step (b), when the maximum value is equal to or greater than the first threshold, it is determined that the registrant having the maximum score matches the target person.
  • Steps and (D) As a result of the determination in the step (b), when the maximum value is less than the first threshold, the registrant with the next highest score is specified and specified after the registrant whose score is the maximum value. The difference between the registrant's score and the maximum value is calculated, and on the condition that the calculated difference is equal to or greater than the second threshold value, the registrant who has the maximum value and the target person have the same value. Certifying that you are doing, steps, The computer-readable recording medium which recorded the program containing the instruction
  • the biometric data of the subject is face image data of the subject, and the registrant data is image data of the registrant's face.
  • the present invention can be used for various authentication systems, monitoring systems, entry / exit management systems, and the like.
  • the present invention can also be used for authentication of terminal devices used by individuals.

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Abstract

 生体認証装置10は、対象者の生体データと予め登録されている登録者のデータとを対比して、両者が一致している度合いを示すスコアを算出する、スコア算出部11と、スコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定し、判定の結果、最大値が第1の閾値以上である場合は、スコアが最大値となる登録者と対象者とが一致していると認定する、認識処理部12とを備えている。認識処理部12は、判定の結果、最大値が第1の閾値未満である場合は、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと最大値との差分を算出し、差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが最大値となった登録者と対象者とが一致していると認定する。

Description

生体認証装置、生体認証方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
 本発明は、人の身体的特徴を用いて認証処理を行なう、生体認証装置、生体認証方法、及びこれらを実現するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
 近年、コンピュータの処理速度の向上により、顔、声、指紋、手のひらの静脈といった、人の身体特徴によって認証を行なう生体認証技術が大きく発展し、様々な分野で実用されている。このような生体認証技術のうち、特に、人の顔の一致判定を行なう顔認証技術は、一般的な認証システムの他に、監視システム等にも利用されている。
 例えば、特許文献1は、顔認証技術を用いた監視システムを開示している。具体的には、特許文献1に開示された監視システムは、先ず、集合住宅に入館する入館者の顔をカメラによって撮影し、撮影された顔の画像データと、予め登録されている居住者の顔の画像データとを対比する。そして、監視システムは、両者が一致しない場合は、更に、撮影された顔の画像データと予め登録されている不審者の顔の画像データとを対比し、撮影された顔の画像データと不審者の顔の画像データとが一致することを条件に、外部に通報を行う。
特開2006-120084号公報
 ところで、一般に、顔認証においては、撮影された顔の画像データと予め登録されている顔の画像データとが対比され、前者の後者に対する一致率(認識率)がスコアとして求められる。そして、スコアの値が閾値以上である場合に一致していると判断される。従って、特許文献1に開示された監視システムにおいては、判定に用いられる閾値の設定が重要であり、閾値の設定は、低すぎたり、高すぎたりしないように行なう必要がある。
 しかしながら、閾値を適切に設定することは難しく、スコアの値が閾値未満であるにも拘わらず、実際は、撮影された人物と登録されている人物とが一致している場合がある。また、顔認証以外の他の生体認証においても、閾値を用いた判定が行なわれることから、同じような状況は、他の生体認証においても発生する可能生がある。
 本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、身体的特徴を用いた認証処理における認証精度の向上を図り得る、生体認証装置、生体認証方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
 上記目的を達成するため、本発明の一側面における生体認証装置は、対象者の生体データを用いて認証を行なう装置であって、
 前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、スコア算出部と、
 算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定し、
判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合は、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定し、
更に、判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合は、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、認識処理部と、
を備えていることを特徴とする。
 また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における生体認証方法は、対象者の生体データを用いて認証を行なうための方法であって、
(a)前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
(b)算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
(c)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
(d)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
を有することを特徴とする。
 更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータによって、対象者の生体データを用いた認証を行なうためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
(a)前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
(b)算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
(c)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
(d)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録していることを特徴とする。
 以上のように、本発明によれば、身体的特徴を用いた認証処理において認証精度の向上を図り得ることができる。
図1は、本発明の実施の形態における生体認証装置の構成を示すブロック図である。 図2は、本発明の実施の形態において登録者データベースに格納されているデータの一例を示す図である。 図3は、本発明の実施の形態における生体認証装置の動作を示すフロー図である。 図4は、本発明の実施の形態で得られたスコアの算出結果の一例を示す図である。 図5は、本発明の実施の形態における生体認証装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
 (実施の形態)
 以下、本発明の実施の形態における、生体認証装置、生体認証方法、及びプログラムについて、図1~図5を参照しながら説明する。
 [装置構成]
 最初に、図1を用いて、本実施の形態における生体認証装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態における生体認証装置の構成を示すブロック図である。
 図1に示す本実施の形態における生体認証装置10は、対象者40の生体データを用いて認証を行なう装置である。本実施の形態では、生体認証装置10は、対象者40の顔の画像データを生体データとして用いる顔認証装置であり、監視システムとして利用されている。また、このため、生体認証装置10は、カメラ20及び表示装置30に接続されている。
 図1に示すように、生体認証装置10は、スコア算出部11と、認識処理部12と、登録者データベース13と、データ取得部14とを備えている。このうち、データ取得部14は、カメラ20から出力された撮影データから、対象者の顔の画像データを生体データとして取得する。登録者データベース13は、登録者毎に顔の画像データを格納している。なお、図1においては、登録者データベースは「登録者DB」と表記する。
 スコア算出部11は、まず、データ取得部14によって取得された生体データ、即ち、対象者40の顔の画像データと、登録者データベース13に予め登録されている登録者の画像データ(以下「登録画像データ」と表記する。)とを対比する。そして、スコア算出部11は、各登録画像データが生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する。
 また、認証処理部12は、まず、登録画像データ毎に算出されたスコアの最大値S1が第1の閾値α以上であるか否かを判定する。そして、認証処理部12は、判定の結果、最大値S1が第1の閾値α以上である場合は、スコアが最大値S1となる登録者と対象者40とが一致していると認定する。なお、以降の説明では、第1の閾値を「発報スコア」と表記する。
 一方、認証処理部12は、判定の結果、最大値S1が発報スコアα未満である場合は、スコアが最大値S1となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアS2と最大値S1との差分△Sを算出する。そして、認証処理部12は、算出した差分△Sが第2の閾値β以上であることを条件に、スコアが最大値S1となった登録者と対象者とが一致していると認定する。なお、以降の説明では、第2の閾値を「分離スコア」と表記する。
 このように、本実施の形態では、生体認証装置10は、スコア算出部11によって算出されたスコアが発報スコアα未満であっても、一律に、対象者40が登録者に一致していないと判断せず、再度、分離スコアβを用いて登録者に一致するか否かを判断する。このため、一致しているかどうかが微妙な場合であっても、確実に判断でき、認証精度の向上が図られる。
 ここで、図1に加え、図2を用いて、本実施の形態における生体認証装置の構成を更に具体的に説明する。図2は、本発明の実施の形態において登録者データベースに格納されているデータの一例を示す図である。
 図2に示すように、本実施の形態では、登録者データベース13には、登録者毎に、画像データが関連付けられて格納されている。図2の例では、一人の登録者につき3つの画像データが格納されている。また、各画像データは、予め、異なった角度から登録者を撮影することによって得られている。
 また、本実施の形態では、スコア算出部11は、データ取得部14で取得された対象者40の顔の画像データと、登録者データベース13に登録されている登録画像データそれぞれとを対比し、登録画像データ毎にスコアを算出する。
 更に、スコア算出部11は、スコアの算出においては既存の顔認識技術を用いることができる。既存の顔認識技術としては、例えば、特開2006-338092号公報等に開示された顔認識技術が上げられる。なお、スコア算出部11が利用する顔認識技術は、既存の技術に限られず、今後開発される顔認識技術であっても良い。
 認証処理部12は、上述したように、まず、算出されたスコアの中から最大値S1を特定し、この最大値S1が、発報スコアα以上であるか否かを判定する。これにより、対象者40がいずれかの登録者に明らかに似ている場合と明らかに似ているとはいえない場合とに区別される。
 また、認証処理部12は、明らかに似ているとはいえない場合に、分離スコアβを用いた判定を行なうが、本実施の形態においては、このとき、発報スコアαより値が小さい第3の閾値γ(α>γ)を用いることができる。なお、以降の説明では、第3の閾値を「分離下限スコア」と表記する。
 具体的には、認証処理部12は、スコアの最大値S1が発報スコアα未満である場合は、差分△Sが分離スコアβ以上であること、及びスコアの最大値S1が分離スコアγ以上であることの2つ条件が満たされる場合に、スコアが最大値S1となった登録者と対象者40とが一致していると認定することができる。この場合は、似ていない可能生が高い場合を確実に除外できるので、認証精度を更に向上させることが可能となる。
 また、本実施の形態では、発報スコアα、分離スコアβ、及び分離下限スコアγは、例えば、一致の有無が予め分かっている対象者と登録者とによる実験を行なうことで設定することができる。更に、発報スコアα、分離スコアβ、及び分離下限スコアγは、生体認証装置10の運用実績、カメラ20の設置環境、撮影時刻等に応じて適宜補正されても良い。
 また、本実施の形態において用いられるカメラ20としては、撮影した映像をデジタルデータとして出力する機能が備えられたIP(Internet Protocol)カメラが挙げられる。更に、本実施の形態では、カメラ20は、設定されたエリアを通る人物の顔が撮影範囲に入るように設置されている。
 [装置動作]
 次に、本発明の実施の形態における生体認証装置10の動作について図3を用いて説明する。また、本実施の形態では、生体認証装置10を動作させることによって、生体認証方法が実施される。よって、本実施の形態における生体認証方法の説明は、以下の生体認証装置10の動作説明に代える。なお、以下の説明では、適宜図1及び図2を参酌する。
 図3に示すように、まず、カメラ20によって対象者40が撮影され、カメラ20から、撮影データが出力されると、データ取得部14が、出力されてきた撮影データから、登録者40の顔の画像データを生体データとして取得する(ステップS1)。また、データ取得部14は、取得した画像データをスコア算出部11に入力する。
 次に、スコア算出部11は、対象者40の顔の画像データと、登録者データベース13に予め登録されている全ての登録画像データとを対比し、登録画像データ毎にスコアを算出する(ステップS2)。算出結果は、例えば、図4に示す通りとなる。図4は、本発明の実施の形態で得られたスコアの算出結果の一例を示す図である。その後、スコア算出部11は、算出結果を、認識処理部12に入力する。
 次に、認識処理部12は、登録画像データ毎に算出されたスコアの中から最大値S1を特定し、最大値S1が発報スコアα以上であるか否かを判定する(ステップS3)。ステップS3の判定の結果、スコアの最大値S1が発報スコアα以上である場合は、認識処理部12は、対象者40は、スコアが最大値S1となった登録画像データの登録者であると認定する(ステップS6)。
 一方、ステップS3の判定の結果、スコアの最大値S1が発報スコアα未満である場合は、認識処理部12は、スコアが最大値S1となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアS2と最大値S1との差分△Sを算出する(ステップS4)。
 次に、認識処理部12は、差分△Sが分離スコアβ以上であること、及びスコアの最大値S1が分離スコアγ以上であることの2つ条件が満たされているかどうかを判定する(ステップS5)。
 ステップS5の判定の結果、2つの条件が満たされている場合は、認識処理部12は、ステップS6を実行し、この場合も、対象者40は、スコアが最大値S1となった登録画像データの登録者であると認定する。ステップS6が実行されると、認識処理部12は、対象者40が登録者であることを示すデータを表示装置30に出力し、結果を表示させる(ステップS7)。
 一方、ステップS5の判定の結果、2つの条件が満たされていない場合は、認識処理部12は、対象者40は、登録者でないことを示すデータを表示装置30に出力し、結果を表示させる(ステップS7)。
 具体的には、図4の例では、登録者Aの画像データA1について算出されたスコアが、最大値S1(=65)となるが、この値は発報スコア(=70)以下である。よって、ステップS3の判定はNoとなる。
 次に、登録者A以外の登録者について比較すると、最もスコアの高いのは登録者Bである。よって、登録者Bのスコアの最大値は、画像データB1のスコアであるから、この値がS2(=23)となる。よって、差分△Sは、65-23=42となり、分離スコアβよりも高い値となる。また、最大値S1は、分離下限スコアγ(=50)より高い値である。従って、ステップS5の判定はイエスとなり、対象者40は登録者Aである旨が表示装置30に表示される。
 このように、本実施の形態では、対象者40が登録者であるかどうかは、2値的に判定されないため、従来に比べて、認証精度の向上を図ることが可能となる。また、本実施の形態における生体認証装置10は、顔認証以外の認証、例えば、音声認証、指紋認証、静脈認証にも適用でき、このような場合であっても認証精度の向上を図ることができる。また、本実施の形態における生体認証装置10は、上述した監視システムに加え、認証システム、入退出管理システム等に利用することもできる。
 [プログラム]
 本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図3に示すステップS1~S7を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における生体認証装置10と生体認証方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、スコア算出部11、認識処理部12、データ取得部14として機能し、処理を行なう。また、登録者データベース13は、コンピュータに備えられたハードディスク等の記憶装置に、これを構成するデータファイルを格納することによって実現できる。なお、登録者データベース13を実現する記憶装置は、ネットワークを介して、上記コンピュータに接続されていても良い。
 ここで、実施の形態におけるプログラムを実行することによって、生体認証装置を実現するコンピュータについて図5を用いて説明する。図5は、本発明の実施の形態における生体認証装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
 図5に示すように、コンピュータ110は、CPU111と、メインメモリ112と、記憶装置113と、入力インターフェイス114と、表示コントローラ115と、データリーダ/ライタ116と、通信インターフェイス117とを備える。これらの各部は、バス120を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
 CPU111は、記憶装置113に格納された、本実施の形態におけるプログラム(コード)をメインメモリ112に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ112は、典型的には、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体120に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス117を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
 また、記憶装置113の具体例としては、ハードディスクの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス114は、CPU111と、キーボード及びマウスといった入力機器118との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ115は、表示装置30と接続され、表示装置30での表示を制御する。
 データリーダ/ライタ116は、CPU111と記録媒体120との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体120からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ110における処理結果の記録媒体120への書き込みを実行する。通信インターフェイス117は、CPU111と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。更に、通信インターフェイス117には、カメラ30(図5において図示せず、図1参照)も接続される。
 また、記録媒体120の具体例としては、CF(Compact Flash(登録商標))及びSD(Secure Digital)等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク(Flexible Disk)等の磁気記憶媒体、又はCD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)などの光学記憶媒体が挙げられる。
 上述した実施の形態の一部又は全部は、以下に記載する(付記1)~(付記9)によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。
 (付記1)
 対象者の生体データを用いて認証を行なう装置であって、
 前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、スコア算出部と、
 算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定し、
判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合は、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定し、
更に、判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合は、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、認識処理部と、
を備えていることを特徴とする生体認証装置。
 (付記2)
 前記認証処理部が、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、算出された差分が第2の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第3の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
付記1に記載の生体認証装置。
 (付記3)
 前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
付記1に記載の生体認証装置。
 (付記4)
 対象者の生体データを用いて認証を行なうための方法であって、
(a)前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
(b)算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
(c)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
(d)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
を有することを特徴とする生体認証方法。
 (付記5)
 前記(d)のステップにおいて、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、算出された差分が第2の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第3の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
付記4に記載の生体認証方法。
 (付記6)
 前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
付記4に記載の生体認証方法。
 (付記7)
 コンピュータによって、対象者の生体データを用いた認証を行なうためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
(a)前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
(b)算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
(c)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
(d)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
 (付記8)
 前記(d)のステップにおいて、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、算出された差分が第2の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第3の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
付記7に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
 (付記9)
 前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
付記7に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
 以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 この出願は、2012年9月27日に出願された日本出願特願2012-213738を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 以上のように、本発明によれば、身体的特徴を用いた認証処理において認証精度の向上を図り得ることができる。本発明は、種々の認証システム、監視システム、入退出管理システム等に利用できる。また、本発明は、個人が使用する端末装置の認証に利用することもできる。
 10 生体認証装置
 11 スコア算出部
 12 認識処理部
 13 登録者データベース
 14 データ取得部
 20 カメラ
 30 表示装置
 40 対象者
 110 コンピュータ
 111 CPU
 112 メインメモリ
 113 記憶装置
 114 入力インターフェイス
 115 表示コントローラ
 116 データリーダ/ライタ
 117 通信インターフェイス
 118 入力機器
 119 記録媒体
 120 バス
 

Claims (9)

  1.  対象者の生体データを用いて認証を行なう装置であって、
     前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、スコア算出部と、
     算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定し、
    判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合は、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定し、
    更に、判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合は、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、認識処理部と、
    を備えていることを特徴とする生体認証装置。
  2.  前記認証処理部が、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、算出された差分が第2の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第3の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
    請求項1に記載の生体認証装置。
  3.  前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
    請求項1または2に記載の生体認証装置。
  4.  対象者の生体データを用いて認証を行なうための方法であって、
    (a)前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
    (b)算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
    (c)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
    (d)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
    を有することを特徴とする生体認証方法。
  5.  前記(d)のステップにおいて、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、算出された差分が第2の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第3の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
    請求項4に記載の生体認証方法。
  6.  前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
    請求項4または5に記載の生体認証方法。
  7.  コンピュータによって、対象者の生体データを用いた認証を行なうためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    前記コンピュータに、
    (a)前記生体データと、予め登録されている登録者のデータとを対比して、前記登録者のデータが前記生体データに一致している度合いを示すスコアを算出する、ステップと、
    (b)算出されたスコアの最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定する、ステップと、
    (c)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が前記第1の閾値以上である場合に、スコアが最大値となる登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
    (d)前記(b)のステップによる判定の結果、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、スコアが最大値となる登録者の次にスコアが大きい登録者を特定し、特定した登録者のスコアと前記最大値との差分を算出し、そして、算出した差分が第2の閾値以上であることを条件に、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、ステップと、
    を実行させる命令を含む、プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  8.  前記(d)のステップにおいて、前記最大値が第1の閾値未満である場合に、算出された差分が第2の閾値以上であることに加えて、前記最大値が第3の閾値以上であることも条件として、スコアが前記最大値となった登録者と前記対象者とが一致していると認定する、
    請求項7に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  9.  前記対象者の生体データが、前記対象者の顔の画像データであり、前記登録者のデータが、前記登録者の顔の画像データである、
    請求項7または8に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
     
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