JP4556977B2 - 本人認証システム - Google Patents

Description

本発明は、生体的特徴を用いた本人認証システム、特に人間のアイリスを用いた本人認証システムに関する。

従来より、人間の生体的特徴としてアイリスを用いたアイリス認識装置が用いられている。このアイリス認識装置は、予め、利用者のアイリスデータをアイリス辞書データとして登録し、照合を行う場合は、カメラで取得した利用者のアイリスデータと、アイリス辞書データとを照合し、アイリス認識を行うものである。

このようなアイリス認識装置は、登録モードと照合モードの二つの動作モードを有している。登録モードとは、装置を利用したい利用者が、装置の利用に先立って、利用者のアイリスデータを本装置に登録する際に使用するモードである。

照合モードとは、予め登録された利用者が本装置を利用したサービスを受けるために、本装置を使用する際の動作モードである。

尚、アイリス認識においては、利用者が照合に先立って自分のＩＤコード等を装置に入力してから照合を行う１：１照合と、利用者がＩＤコード等の入力を行わない１：ｎ照合が存在するが、ここでは簡略化のため、１：１照合を例に取って説明する。

［登録モード］
初めに、キーボードやカードリーダ等の入力手段によって、利用者のＩＤコード入力が行われる。次に、個人識別対象となるアイリスの画像がキャプチャされる。そして、利用者の片目のアイリス切出しが行われる。ここでは、アイリスの外縁と内縁の境界が検出される。次に、切り出されたアイリス部分の画像は、所定の特徴量が抽出されコード化される。コード化された利用者の片目のアイリス特徴量は個人識別データとして利用者のＩＤコードとリンク付けられ、データベース中にアイリス辞書データとして蓄えられる。

［照合モード］
初めに、キーボードやカードリーダ等の入力手段によって、利用者のＩＤコード入力が行われる。次に、個人識別対象となるアイリスの画像がキャプチャされる。そして、利用者の片目のアイリス切出しが行われる。ここでは、アイリスの外縁と内縁の境界が検出される。次に、切り出されたアイリス部分の画像は、所定の特徴量が抽出され、コード化される。コード化された利用者の片目のアイリス特徴量は、データベース内の該当するアイリスデータと照合（マッチング）が行われる。マッチングは具体的には、入力されたアイリスの特徴データと登録データ内の対応するデータとの間で非類似度演算が行われる。

照合で得られた非類似度は、ある閾値を用いて本人であるかどうかの判定が行われる。照合で得られた非類似度ｄがある閾値Ｄ以下の場合（ｄ＜Ｄ）、利用者は登録してある本人であると確認される。一方、照合で得られた非類似度が閾値を上回る場合（ｄ≧Ｄ）には、利用者は登録してある本人でないと判断され、リジェクトされる。

しかしながら、上記従来のアイリス認識装置では、運用の際、裸眼の人の場合は特に問題はないが、眼鏡あるいはコンタクトレンズ（特にハードコンタクトレンズ）を用いた人の場合に、眼鏡での光の反射、あるいはコンタクトレンズのずれ等により、目の取得画像が劣化する場合があり、このような場合、非類似度が閾値を若干上回り、本人であるにもかかわらずリジェクトされてしまう例、即ち、本人拒否が発生し、装置としての処理の信頼性が低下するという問題があった。

本発明は、前述の課題を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
登録者の異なった部位の生体情報が登録されている生体情報登録部と、利用者のいずれかの部位から取得した生体情報と前記生体情報登録部の登録生体情報とを照合して、前記利用者に対し本人、他人のいずれかを判定すると共に前記本人及び他人のいずれも判定できないと未定と判定する第１の判定部と、前記未定と判定されたとき、前記利用者の他の部位から取得した生体情報と前記生体情報登録部の登録生体情報とを照合し、照合結果が未定であると本人と判定する第２の判定部と、前記第２の判定部が前記本人と判定すると前記取得した生体情報を前記生体情報登録部に追加登録する登録部とを含む。

本発明によれば、１人の利用者に対し異なった生体情報をそれぞれ第１及び第２の閾値に基づいて総合的に照合判定するので、信頼性を有する本人認証システムを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて詳細に説明する。
《具体例１》
〈構成〉
図１は本発明のアイリス認識装置の具体例を示す構成図である。
図の装置は、制御部１、光学部２、表示部３、入力部４、アイリス辞書５からなる。

制御部１は、装置全体の制御、画像のキャプチャ、認識処理全般の動作を行う機能部であり、登録部１１、第１の判定部１２、第２の判定部１３を備えている。この制御部１は具体的にはパーソナルコンピュータ等で構成される。登録部１１は、両目のアイリスデータを取得し、この両目のアイリスデータをアイリス辞書５に登録する機能を有している。第１の判定部１２は、利用者のいずれか一方の目のアイリスデータと、アイリス辞書５中のアイリス辞書データとを照合し、本人判定結果の可否を送出する機能を有している。第２の判定部１３は、第１の判定部１２での結果が否であった場合、他方の目のアイリス照合を行い、この他方の目の照合結果が可であった場合は、その利用者は本人に間違いないと判定する機能を有している。

光学部２は、認識対象となるアイリスの画像を撮影する手段であり、具体的には、エリアセンサ、レンズ、照明等から構成される。表示部３は、認識結果の表示、撮影したアイリスの映像の表示等を行う表示手段であり、具体的には、ＣＲＴや液晶ディスプレイ、状態表示用ＬＥＤ等からなる。入力部４は、本装置に対して、ＩＤコード等の入力を行うための表示手段であり、具体的には、キーボード、カードリーダ等で構成される。

アイリス辞書５は、両目のアイリスデータを利用者のＩＤコードと対応付けて格納するためのデータベースであり、具体的にはハードディスク装置や半導体メモリで構成される。

〈動作〉
次に、上記構成のアイリス認識装置の動作について説明する。尚、本具体例においても、アイリス認識において、１：１照合を例に取って説明する。

［登録モード］
図２は、具体例１のアイリス認識装置の登録モードの動作フローチャートである。
初めに、入力部４におけるキーボードやカードリーダ等の入力手段によって、利用者のＩＤコード入力が行われる（ステップＳ１）。次に、個人識別対象となるアイリスの画像が光学部２でキャプチャされる（ステップＳ２）。そして、利用者の両目のアイリス切出しが行われる。ここでは、アイリスの外縁と内縁の境界が検出される（ステップＳ３）。

切り出されたアイリス部分の画像は、所定の特徴量が抽出され、コード化される（ステップＳ４）。コード化された利用者の両目のアイリス特徴量は、登録部１１により、個人識別データとして利用者のＩＤコードとリンク付けられ、データベース中にアイリス辞書データとして蓄えられる（ステップＳ５）。

このように、本具体例では、アイリス辞書５中に予め利用者の両目のアイリスデータを格納しておく。

［照合モード］
本具体例では、照合の際に、片目での照合でリジェクトされた場合には、もう一方の目も照合を行い、複数の閾値（本具体例では二つの閾値）による両目の照合結果を総合的に判断し、リジェクトの発生を減少させる。

図３は、照合モードにおける動作フローチャートである。
図４は、本具体例の判定結果の説明図である。

図４において、Ｄｌは本人であることが確実な場合の非類似度の第１の閾値、Ｄｈは他人がほぼ確実な場合の非類似度の第２の閾値を表し、Ｄｌ＜Ｄｈの関係となっている。また、図中の、×，△，○は次のような関係であることを示している。

×：Ｄｈ＜ｄ（判定結果は他人）
△：Ｄｌ≦ｄ≦Ｄｈ（判定結果は未定）
○：ｄ＜Ｄｌ（判定結果は本人）

初めに、入力部４におけるキーボードやカードリーダ等の入力手段によって、利用者のＩＤコード入力が行われる（ステップＳ１１）。次に、個人識別対象となるアイリスの画像が光学部２によってキャプチャされる（ステップＳ１２）。

次に、利用者の片目（例えば、本具体例では左目とする）のアイリスの切出しが行われる。ここでは、アイリスの外縁と内縁の境界が検出される（ステップＳ１３）。そして、切り出されたアイリス部分の画像は、所定の特徴量が抽出され、コード化される（ステップＳ１４）。

次に、コード化された利用者のアイリス特徴量は、第１の判定部１２により、アイリス辞書５中の、ＩＤコードに該当するアイリス辞書データと照合（マッチング）が行われ、その非類似度が算出される（ステップＳ１５）。このステップＳ１５の照合処理において、左目の非類似度ｄｌ＜Ｄｌ（図４中、○で示す）の場合には、本人であると判断される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。

一方、ステップＳ１６の判定処理において、左目の非類似度ｄｌ≧Ｄｌ（図４中、△または×で示す）の場合には、第１の判定部１２における判定結果は否であるとして、もう一方の目（この場合は右目）の照合動作に進む。

利用者のもう一方の目（右目）のアイリスの切出しが行われる。ここでは、アイリスの外縁と内縁の境界が検出される（ステップＳ１８）。そして、切り出されたアイリス部分の画像は、所定の特徴量が抽出され、コード化される（ステップＳ１９）。

次に、コード化された利用者のアイリス特徴量は、第２の判定部１３により、アイリス辞書５中の、ＩＤコードに該当するアイリス辞書データと照合（マッチング）が行われ、その非類似度が算出される（ステップＳ２０）。このステップＳ２０の照合処理において、右目の非類似度ｄｒ＜Ｄｌ（図４中、○で示す）の場合には、その総合判定結果は本人となる（ステップＳ２１、Ｓ２２）。

また、人間の両目は全く異なるアイリスの模様を持っており、両目共に非類似度が比較的小さい場合には本人と確認できるため、両目の非類似度（ｄｌ，ｄｒ）が共に、Ｄｌ≦（ｄｌ，ｄｒ）≦Ｄｈ（図４中、△で示す）であった場合にも、その総合判定結果は本人であると判断する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。尚、これ以外の値であった場合は本人ではないとし、リジェクトされる（ステップＳ２３）。

〈効果〉
以上のように、具体例１によれば、両目のアイリス辞書データを用意し、照合の際には、片目での照合でリジェクトされた場合にはもう一方の目も照合を行い、複数の閾値による両目の照合結果を総合的に判断することにより、リジェクトの発生を減少させることができる。その結果、例えば、眼鏡をかけていたり、コンタクトレンズを装着している人であっても、本人拒否となってしまう確率を下げることができ、装置としての信頼性を向上させることができる。

《具体例２》
具体例２は、両目の照合を行った場合は、利用者のアイリスデータをアイリス辞書データとしてデータベースに格納するようにしたものである。

〈構成〉
図面上の構成は、図１に示した具体例１の構成と同様であるため、図１を援用して説明する。
本具体例が具体例１と異なる点は、登録部１１の機能に関することである。即ち、具体例２における登録部１１は、第２の判定部１３で本人であると判定された場合は、その利用者のアイリスデータをアイリス辞書データとしてアイリス辞書５に登録する機能を有している。他の各構成は、具体例１と同様であるため、その説明は省略する。

〈動作〉
［登録モード］
具体例２においても、通常の登録モードは具体例１と同様であるため、その説明は省略する。

［照合モード］
図５は、具体例２の照合モードの動作フローチャートである。
具体例２の動作が図３に示した具体例１の動作と異なるのは、ステップＳ４４のみであり、ステップＳ３１〜ステップＳ４３は、図３のステップＳ１１〜２３と同様である。

具体例２では、ステップＳ４２において、本人であると確認された場合、登録部１１は、ステップＳ３６において本人ではないと判定されたアイリスデータ（図４中の、△、×のデータ）、あるいは、両目の非類似度（ｄｌ，ｄｒ）が共に、Ｄｌ≦（ｄｌ，ｄｒ）≦Ｄｈであった場合（図４中、両目共△のデータ）の両目のアイリスデータを、アイリス辞書データとしてアイリス辞書５に追加する（ステップＳ４４）。

このような動作を行うことにより、非類似度がある程度差のあるアイリスデータがアイリス辞書データとして登録される（いわゆるマルチテンプレートである）ため、次の照合において認識率を向上させることができる。例えば、前回は、左目が×、右目が○であった場合でも、今回は×となった場合のアイリスデータと照合するため、最初に行う左目の照合で本人として確認できる確率を高くすることができる。

〈効果〉
以上のように、具体例２によれば、具体例１の構成に加えて、両目の照合を行った結果、本人であると判定した場合は、本人判定結果が否であったアイリスデータをアイリス辞書データとして登録するようにしたので、次回照合時の認識率を向上させることができ、その結果アイリス認識装置としての信頼性を向上させることができる。

尚、上記各具体例では、非類似度を第１、第２の閾値と比較することで本人判定を行ったが、類似度を所定の閾値と比較することで本人判定を行うようにしてもよい。また、各具体例では、１：１照合を例に取って説明したが、１：ｎ照合であっても同様に適用可能である。

本発明のアイリス認識装置の具体例１の構成図である。 具体例１のアイリス認識装置の登録モードの動作フローチャートである。 具体例１のアイリス認識装置の照合モードの動作フローチャートである。 具体例１のアイリス認識装置の判定結果の説明図である。 具体例２のアイリス認識装置の照合モードの動作フローチャートである。

符号の説明

５ アイリス辞書
１１ 登録部
１２ 第１の判定部
１３ 第２の判定部

Claims (1)

1. 登録者の異なった部位の生体情報が登録されている生体情報登録部と、
   利用者のいずれかの部位から取得した生体情報と前記生体情報登録部の登録生体情報とを照合して、前記利用者に対し本人、他人のいずれかを判定すると共に前記本人及び他人のいずれも判定できないと未定と判定する第１の判定部と、
   前記未定と判定されたとき、前記利用者の他の部位から取得した生体情報と前記生体情報登録部の登録生体情報とを照合し、照合結果が未定であると本人と判定する第２の判定部と、
   前記第２の判定部が前記本人と判定すると前記取得した生体情報を前記生体情報登録部に追加登録する登録部と、
   を含む本人認証システム。

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