JP2011242957A

JP2011242957A - 特徴情報を利用した生体認証方法

Info

Publication number: JP2011242957A
Application number: JP2010113814A
Authority: JP
Inventors: Hajime Nodaguchi; 玄野田口; Tomoya Tomiyama; 朋哉富山; Akihiko Kawasaki; 明彦川崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-12-01

Abstract

【課題】
１：N認証における生体認証の時間を短縮するために用いられる身体情報の変動を許容することを課題とする。すなわち、身体情報を用いて、生体認証(比較)に用いる生体情報の絞り込みにおいて、身体情報が変動するとその絞り込みが有効に行えないとの課題があった。
【解決手段】
予めユーザの生体情報と身体情報を関連付けてデータの登録を行い、生体認証時にユーザの身体情報を利用し、認証時の身体情報の近辺のデータから生体情報の比較を行い、認証時の身体情報と登録した身体情報に一定の差があった場合には登録した身体情報を更新することで次回以降の認証時間を短縮する。また、この比較のために、身体情報の示す数値の順序で、登録されたデータをソートしておき、このソート順に従って比較を実行することも本発明に含まれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体認証を含む認証の認証速度を高速化するための技術に関する。この認証を適用した入退管理システム、複合機と連携したプリンタ管理システム、勤怠管理システム、売店や食堂での決済システム、入国審査システムにも関する。

現在、サービスの条件として、また、コンピュータなどの機器の利用に際して、認証が一般的に行われている。特に、生体認証は技術の進歩および新たなセキュリティの手段として、不特定多数を対象とした商用利用にも利用されるようになってきた。

生体認証の利点の１つとして、生体情報で認証をおこなうことができ、ICカード等、他に携帯しなければならないものがないということが挙げられる。

そして生体認証が普及することで、将来的には大規模な数万人単位の生体情報が登録されたデータベースから１：N（本人対複数の生体情報）認証で本人を認証する場面が出てくることも考えられ、認証に時間がかかることが予想される。

このような生体認証を短縮する技術として、特許文献１が提案されている。特許文献１は、生体情報と、認証者本人の身長や体重などの特徴情報を利用し、予め登録されている特長情報をグループ化し、認証時の特徴情報に近似しているグループの生体情報と比較を開始することで認証時間を短縮するものである。

特開２００７−２４９５５６

しかしながら特許文献１においては、認証時の特徴情報に近似しているグループからすべての生体情報と認証を行うものであるが、登録時と特徴情報が変わってしまった場合には確実に認証時間を短縮しているとは言えなくなってしまう。

例えば、特徴情報登録後に車椅子を使用するようになった場合、数万人単位の生体データから本人を認証する場合には大幅な認証時間の短縮ができているとは言えなくなる可能性が大きい。

したがって、本発明は、登録時と特徴情報に変化があった場合にも対応し、次回からの認証時間も短縮することを目的とする。

本発明では、この生体認証（比較）に用いられる登録済みの生体情報を絞り込むために用いる特徴情報の変動を許容するものである。すなわち、１：N認証において、予め登録された特徴情報と認証時の特徴情報に一定以上の差があった場合に、予め登録してある特徴情報を更新することで、次回からの認証も時間を短縮するものである。この際、生体認証が認証された場合に、特徴情報を登録することがより好適である。また、上記の一定以上の差（特徴情報しきい値）より小さな差内の特徴情報と対応付けられた生体情報を用いた生体認証（登録済みの生体情報との比較）を段階的に実行するとより好適である。

なお、「特徴情報」には、以下に示すような「身体情報」が含まれる。また、本願明細書における「生体情報」とは、それが登録済みの情報と一致するかで認証を行う情報であり、「身体情報」とは生体情報以外の情報を含み身体的な特徴を示す情報である。なお、「身体情報」として、「生体情報」を用いることを妨げない。

本発明によれば、生体認証を含む認証における１：N認証にかかる時間を、登録時の本人の特徴情報が変化しても次回からの認証時間を短縮することができる。

本発明の機能を説明する図である。本発明の代表的な処理の一例を説明する図である。本発明で処理されるデータの一例を示す図である。

図１は、本発明の一実施例を示すシステム構成図である。

図１に示すように、本実施例のシステムは、入退管理装置S10、生体認証装置S20、扉S30、身体情報測定装置S40、端末装置S50を含んでいる。各装置間は、ケーブルなどの有線通信路、もしくは電波などの無線通信路で結ばれている。なお、本発明に含まれる各装置はそれぞれ複数であっても良い。入退管理装置S10は、入退を利用する人の情報を管理する入退情報管理DBS11、認証者と予め入退情報管理DBS11に登録されている生体情報を比較する生体情報比較手段S12、予め入退情報管理DBS11に登録されている体重情報の検索範囲を決定する体重情報検索範囲決定手段S13、認証時に予め入退情報管理DBS11に登録されている体重情報とどの程度差があれば体重情報を書き換えるかその範囲を決定する体重情報しきい値決定手段S14、入退情報読取手段S15、入退情報管理DBS11を更新するためのユーザ情報更新手段S16、認証時に予め入退情報管理DBS11に登録されている体重情報と一定以上の差があったか判定する体重情報しきい値判定手段S17、入退制限手段S18を含む。入退情報管理DBS11は、計算機内のメモリ、ハードディスクである。なお、上述した各手段は、プログラムに従って処理を行うＣＰＵの如き演算装置で実現される。

生体認証装置S20は、入退情報入出力手段S21、ユーザの生体情報を読み取る生体情報読取手段S22、ユーザの身体情報を読み取る身体情報読取手段S23、扉の開閉を制御する扉開閉制御手段S24を含む。生体情報読取手段S22は、指紋や静脈や虹彩などの生体情報を読み取るためのスキャナである。この各手段についても、プログラムに従って処理を行うＣＰＵの如き演算装置で実現される。

扉S30は、セキュリティゲート、扉の電気錠などであり、扉開閉制御手段Ｓ２４に従ってその開閉（もしくは施錠・開錠）が制御される
身体情報測定装置はS40は、身長測定装置や体重測定装置などの身体的な特徴情報を測定する装置である。

端末装置S50は、生体認証装置S20を利用するために利用者が認証時に使用する生体情報を読み取る装置である。端末装置S50の機能についても、プログラムに従って処理を行うＣＰＵの如き演算装置で実現される。

図２は、それぞれ本実施例システムにおける代表的な処理を表したフローチャートである。
図２に示すユーザの認証処理から説明する。
図２では、本システムの管理者の操作などにより、予めシステム利用者の生体情報および身体情報を登録し、入退情報管理DBS11に格納されているものとする。

処理F11では、身体情報測定装置S40を利用して測定した身体情報を、身体情報読取手段S23で読み取る。ここでは、読み取った身体情報を体重「55kg」とする。すなわち、特徴情報である身体情報として、本実施例では体重情報を用いる。

処理F12では、端末装置S50で読み取った静脈情報などの生体情報を、生体情報読取手段S22で読み取る。ここでは、本発明の一例として述べており、入退管理システムとしての認証開始のタイミングは処理F11で身体情報測定装置S40に乗り、身体情報を測定し、処理F12で生体情報を読み取った直後となる。前述した複合機と連携したプリンタ管理システム、勤怠管理システム、売店や食堂での決済システム、入国審査システムに関しても同様もしくは生体認証を利用する場合に各システムに組み込んだ生体情報認証開始処理を実行・使用したタイミングで処理F11から処理が始まるものとする。

処理F13では、生体情報読取手段S22および身体情報読取手段S23で読み取った情報を、入退情報として入退情報入出力手段を介して入退情報読取手段S15で読み出し、体重情報検索範囲決定手段S13で定めた体重情報範囲内の生体情報と、認証時の生体情報を生体情報比較手段S12を利用して入退情報管理DBS11内の生体情報と比較する。ここでは、体重情報検索範囲決定手段S13で定めた体重情報範囲を「2kg」とすると、認証時の体重が「55kg」
のため、まず体重情報が55kgである生体情報と比較を行い、体重情報が55kgの各データとの比較が終了した場合に、予め定めた探索方法により55kgから57kgの範囲まで上に向かって(値を上げて)探してから55kgから53kgの範囲まで下に向かって（値を下げて）探すか、もしくは53kgから57kgの範囲で55kgを中央値として前後に0.1kgずつ数値を上下させ、範囲内の生体情報との比較を行う。

処理F14では、処理F13で入退情報管理DBS11の生体情報と入退情報読取手段S15で読み取った生体情報が一致した場合、認証時に測定した体重が、体重情報しきい値決定手段S14で決定した体重以内であるかを体重情報しきい値判定手段S17で決定する。ここでは、体重情報しきい値決定手段S14で決定した体重のしきい値が「4kg」、入退情報管理DBS11に登録されている認証者の体重が「55kg」、認証時に測定した体重が「62kg」であった場合、体重情報しきい値判定手段S17で体重のしきい値「4kg」を超えていると判断する。体重情報しきい値決定手段S14で決定した体重のしきい値が「4kg」、入退情報管理DBS11に登録されている認証者の体重が「55kg」、認証時に測定した体重が「56kg」であった場合、体重情報しきい値判定手段S17で体重のしきい値「4kg」を超えていないと判断する。

また、この処理での条件付けにより認証時の高速化の精度が変わるため、ここでの条件付けを慎重に行う必要がある。例えば、体重のしきい値をどの程度の範囲で設定するかも重要であるが、季節に応じて衣服が変わることを考慮すると、夏と冬は体重の増減が他の季節よりも大きくなる可能性が高いため、しきい値を広げて身体情報の更新を頻繁に行わないようにする必要がある。すなわち、しきい値について、予め定めた値に変更して登録しておく。これは、予め設定された日時（季節の変わり目など）で変更してもよいし、管理者からの入力に従って行ってもよい。

処理F15では、処理F14で測定において体重が体重情報しきい値を超えていなかった場合には、入退情報管理DBD10の入退情報D16および最終入退履歴D17を更新する。処理15で測定時の体重が体重情報しきい値を超えていた場合には、入退情報管理DBD10の体重情報D12および入退情報D16、最終入退履歴D17を更新し、変更された体重情報D12の値に応じて入退情報管理DBD10内のユーザデータを体重情報順にソートする。すなわち、入退情報管理DBD10は体重情報でソートされ記録される。

処理F16では、体重情報しきい値を超えていた（認証者であった）場合に、入退情報管理DBS11に登録されている認証者の体重情報を更新する。ここでは、体重情報しきい値決定手段S14で決定した体重のしきい値が「4kg」、入退情報管理DBS11に登録されている認証者の体重が「55kg」、認証時に測定した体重が「62kg」の場合、入退情報管理DBS11に登録されている認証者の体重を「62kg」に更新する。

処理F17では、現在の体重情報検索範囲内に、まだ比較を行っていない生体情報があるか確認する。ここでは、比較行った生体情報に対応させて比較済みを示すフラグを記録し、これを用いて判断する。ここで、現在の体重情報検索範囲内にまだ比較を行っていない生体情報が存在する場合には、現在の体重情報検索範囲内の生体情報と比較を続けるため処理F12へ、現在の体重情報検索範囲に生体情報存在しない場合には次の体重情報検索範囲内の体重情報の存在を確認するため処理F18へ遷移する。なお、これら「検索範囲」については、体重情報しきい値より低い値であることが好適である。

処理18では、処理F17での比較において、体重情報検索範囲内に生体情報が存在するか確認する。ここでは、上記のようにフラグを用いる。ここで、体重情報検索範囲決定手段S13で定めた体重情報範囲を「2kg」、認証時の認証者の体重が「62kg」の場合、最初に「60kg〜62kg,62kg〜64kg」の範囲で比較をすべて終えた後、その次の体重情報検索範囲である「58kg〜60kg,64kg〜66kg」の範囲に生体情報が存在するか確認する。

処理F19では、処理F18で次の体重情報検索範囲に生体情報が存在しなかった場合、入退情報管理DBにまだ比較を行っていない生体情報が存在するか確認する。ここでは、入退情報管理DBに比較を行っていない生体情報が存在しない、つまり登録された各生体情報との比較が完了した場合、認証者の生体情報と入退情報管理DB内の生体情報が一致しなかったため、処理F20に遷移する。まだ比較を行っていない生体情報が存在する場合には処理F18に遷移し、次の体重情報検索範囲の体重情報の確認を行う。

処理F20では、入退情報管理DBS11に登録されている生体情報と、認証者の生体情報が一致しなかった場合に警告音や表示を出す。

図３は、本実施例で用いられる各種データの一例を示している。
入退情報管理D10は、入退情報管理DBS11に格納されるデータを表形式で表現した時の一例である。入退情報管理D10は、ユーザの識別子を表す項目のユーザIDD10、体重情報D12、生体認証が格納される生体情報D13、体重情報を検索する範囲を設定する体重情報検索範囲D14、入退情報管理DBS11に登録されている体重情報を更新するための体重情報しきい値D15、ユーザの入退情報を管理する入退情報D16、ユーザの最終入退履歴を管理する最終入退履歴D17などで構成される。

S10…入退管理装置
S11…入退情報管理DB
S12…生体情報比較手段
S13…体重情報検索範囲決定手段
S14…体重情報しきい値決定手段
S15…入退情報読取手段
S16…ユーザ情報更新手段
S17…体重情報しきい値判定手段
S18…入退制御手段
S20…生体認証装置
S21…入退情報入出力手段
S22…生体情報読取手段
S23…身体情報読取手段
S24…扉開閉制御手段
S30…扉
S40…身体情報測定装置
S50…端末装置

Claims

利用者の特徴を示し変動が生じる特徴情報を利用した生体認証方法において、
予め利用者毎に、生体情報と特徴情報を対応付けて記憶手段に記憶しておき、
前記利用者の生体情報および特徴情報の入力を受付け、
入力された特徴情報と記憶された特徴情報を比較して、入力された生体情報と比較すべき登録された生体情報を特定して、特定された生体情報と入力された生体情報を比較する生体認証を実行し、
特定された生体情報に対応付けられた特徴情報と入力された特徴情報の比較の結果、その差分が予め定めた特徴情報しきい値を越える場合、登録された特徴情報を入力された特徴情報に更新することを特徴とする特徴情報を利用した生体認証方法。
請求項１に記載の特徴情報を利用した生体認証方法において、
前記記憶手段に記憶された生体情報と特徴情報は、当該特徴情報の示す数値に従ってソートして記憶され、
前記特徴情報の比較は、前記ソートされた順序に従って、入力された特徴情報の示す値により近い順序で記憶された特徴情報と比較することを特徴とする特徴情報を利用した生体認証方法。
請求項２に記載の特徴情報を利用した生体認証方法において、
前記特徴情報の比較は、入力された特徴情報の示す値との差が一定範囲を示す毎に、当該比較を実行し、前記一定範囲内の特徴情報に対応付けられた生体情報に、前記生体認証を行う生体情報がない場合、前記一定範囲内より大きな差を示す範囲内である記憶された特徴情報との比較を実行することを特徴とする特徴情報を利用した生体認証方法。
請求項３に記載の特徴情報を利用した生体認証方法において、
前記一定範囲もしくはより大きな差を示す範囲は、前記特徴情報しきい値より小さな値であることを特徴とする特徴情報を利用した生体認証方法。
請求項１乃至４のいずれかに記載の特徴情報を利用した生体認証方法において、
前記特徴情報は、前記利用者の身体的特徴を示す身体情報であることを特徴とする生体認証方法。