JP6079440B2 - 認証装置、認証方法および認証プログラム - Google Patents

Description

本発明は、認証装置、認証方法および認証プログラムに関する。

従来、利用者の指紋、静脈、顔貌、声紋、虹彩、署名等の生体情報を用いて利用者の認証を行う生体認証技術が知られている。このような生体認証技術の一例として、利用者の生体情報を複数組み合わせて利用者の認証を行うことで、高度なセキュリティを確保する利用者認証システムが知られている。

例えば、利用者認証システムは、利用者の人差し指、中指、薬指から読み取った指紋の形状を示す指紋情報と、手のひらから読み取った静脈の形状を示す静脈情報とを組み合わせた複合生体情報をあらかじめ記憶している。そして、利用者認証システムは、認証の対象となる利用者から指紋情報および静脈情報を読取り、読み取った指紋情報および静脈情報が複合生体情報に含まれる各指紋情報および静脈情報と一致するか否かに応じて、利用者の認証を行う。

特開２００３−０５０７８３号公報

「マルチモーダル生体認証に向けた手のひら静脈認証と指紋認証の独立性評価」、山田 茂史、 遠藤 利生、新崎 卓、ＢｉｏＸ２０１２−１１、バイオメトリクス研究会資料５９ｐ〜６４ｐ、"http://www.ieice.org/~biox/001-kenkyukai/pdf/BioX2012-11.pdf" "「手ぶらでの本人確認システム」の実現へ : 富士通"、インターネット、平成２５年１月３０日検索、"http://jp.fujitsu.com/journal/strength/technologies/201111.html" "世界初！手のひら静脈と指紋を用いた100万人規模の認証技術を開発 : 富士通"、インターネット、平成２５年１月３０日検索、"http://pr.fujitsu.com/jp/news/2011/06/1.html?nw=pr"

しかしながら、上述した複合生体情報を用いて利用者の認証を行う技術では、認証が失敗した際に、利用者から複数の生体情報を再度読取り、読取った複数の生体情報とあらかじめ記憶した複合生体情報とが一致するか再度判定する。このため、利用者認証システムは、リトライ時の認証に時間がかかるという問題がある。

１実施形態では、複合生体情報を用いた認証のリトライ時にかかる時間を短縮する。

１つの側面では、利用者の認証を行う認証装置である。また、認証装置は、利用者の複数部位から取得された複数の生体情報と、あらかじめ登録された生体情報とを照合する。また、認証装置は、照合の結果、利用者から取得された複数の生体情報の一部があらかじめ登録された生体情報と類似しない場合は、以下の処理を実行する。すなわち、認証装置は、利用者から再度取得される複数の生体情報から、あらかじめ登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出する。そして、認証装置は、抽出した生体情報と、あらかじめ登録された生体情報とを再照合し、照合および再照合の結果に基づいて、利用者の認証を行う。

１つの側面では、複合生体情報を用いた認証のリトライ時にかかる時間を短縮できる。

図１は、実施例１に係る認証システムを説明する図である。 図２は、実施例１に係る認証システムの機能構成を説明する図である。 図３は、生体センサの一例を説明する図である。 図４Ａは、画素値のヒストグラムの一例を示す図である。 図４Ｂは、品質の良い指紋データの一例を説明する図である。 図４Ｃは、良好な指紋画像のヒストグラムの一例を示す図である。 図４Ｄは、品質の低い指紋データの一例を説明する図である。 図４Ｅは、コントラストが低い指紋画像のヒストグラムの一例を示す図である。 図４Ｆは、指の状態を判別する処理の一例を示す図である。 図５は、実施例１に係る認証システムが実行する照合の一例を説明する図である。 図６は、実施例１に係る認証システムが実行する再照合の一例を説明する図である。 図７は、実施例１に係る認証システムが実行する照合スコアの統合の一例を説明する図である。 図８は、実施例１に係る認証システムが実行する処理の流れを説明するフローチャートである。 図９は、実施例２に係る認証システムの機能構成を説明する図である。 図１０は、実施例２に係る認証システムが実行する処理の流れを説明するフローチャートである。 図１１は、実施例３に係る認証システムの機能構成を説明する図である。 図１２は、位置情報の一例を説明する図である。 図１３は、方向情報の一例を説明する図である。 図１４は、実施例３に係る認証システムが実行する処理の流れを説明するフローチャートである。 図１５は、認証システムのバリエーションを説明する図である。 図１６は、認証プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する図である。

以下に添付図面を参照して本願に係る認証装置、認証方法および認証プログラムについて説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

以下の実施例１では、利用者の識別子を用いずに、利用者から取得した生体情報とあらかじめ登録された生体情報とを比較することで認証を行う１：Ｎ認証を行う認証システムについて説明する。図１は、実施例１に係る認証システムを説明する図である。図１に示すように、認証システム１は、生体センサ２、クライアント３、ネットワーク４、キャッシュサーバ５、認証サーバ６、認証サーバ７、およびＤＢ（DataBase）サーバ８を有する。

なお、図１に示す例では、記載を省略したが、認証システム１は、認証サーバ６と同様の機能を発揮する認証サーバを他にも有しているものとする。また、以下の説明では、認証サーバ７は、認証サーバ６と同様の機能を発揮するものとして、説明を省略する。

例えば、生体センサ２は、認証対象である利用者の生体情報を取得する読取装置である。具体的には、生体センサ２は、利用者の複数部位から、各部位の生体情報を読み取る。例えば、生体センサ２は、利用者の人差し指と中指と薬指との指紋部分を含む画像データ、および手のひらの静脈形状の画像データを取得する。そして、生体センサ２は、取得した画像データをクライアント３に出力する。

クライアント３は、生体センサ２が読み取った画像から複数の生体情報を抽出し、ネットワーク４を介して、抽出した生体情報をキャッシュサーバ５に送信する。例えば、クライアント３は、人差し指と中指と薬指との指紋部分を含む画像データから、人差し指、中指、薬指それぞれの指紋画像データを抽出する。そして、クライアント３は、抽出した各指紋画像データから指紋の生体情報を生成する。

また、クライアント３は、手のひらの静脈形状の画像データから、静脈の形状パターンを抽出し、抽出した形状パターンを示す生体情報を生成する。そして、クライアント３は、生成した複数の生体情報を含む複合生体情報をキャッシュサーバ５へ送信する。

また、クライアント３は、キャッシュサーバ５から利用者を認証した旨の通知を受信した場合には、利用者に認証された旨を通知する。一方、クライアント３は、キャッシュサーバ５から利用者の認証に失敗した旨の通知を受信した場合は、利用者から複合生体情報を再取得し、再取得した複合生体情報をキャッシュサーバ５に出力する。つまり、認証システム１は、認証のリトライを実行する。

キャッシュサーバ５は、クライアント３から複合生体情報を受信すると、受信した複合生体情報をキャッシュするとともに、受信した複合生体情報を認証サーバ６へ送信する。なお、キャッシュサーバ５は、認証サーバ６の処理負荷が大きく、認証を迅速に行えない場合には、認証サーバ７等、他の認証サーバに複合生体情報を送信してもよい。

また、キャッシュサーバ５は、認証サーバ６から、複合生体情報の照合結果を受信すると、受信した照合結果に基づいて、クライアント３に認証結果を送信する。例えば、キャッシュサーバ５は、認証サーバ６から、複合生体情報に含まれる各生体情報について、ＤＢサーバ８に登録された複合生体情報に含まれる各生体情報との類似度を受信する。そして、キャッシュサーバ６は、受信した全ての類似度が所定の閾値よりも大きい場合は、クライアント３に対して、利用者を認証した旨を通知する。一方、キャッシュサーバ６は、いずれかの類似度が所定の閾値よりも小さい場合は、クライアント３に対して、利用者の認証に失敗した旨を通知する。

認証サーバ６は、利用者から取得された複合生体情報と、ＤＢサーバ８にあらかじめ登録された複合生体情報との照合を行う。例えば、ＤＢサーバ８は、利用者を示すユーザＩＤと、ユーザＩＤが示す利用者から取得した複合生体情報とを対応付けて記憶する。また、認証サーバ６は、キャッシュサーバ５から複合生体情報を受信すると、受信した複合生体情報に含まれる各生体情報と、ＤＢサーバ８に登録された複合生体情報に含まれる各生体情報との類似度をそれぞれ算出する。

例えば、認証サーバ６は、受信した複合生体情報に含まれる人差し指の指紋の特徴点データと、ＤＢサーバ８に登録された複合生体情報に含まれる人差し指の指紋の特徴点データとの類似度を算出する。また、認証サーバ６は、中指、薬指、および静脈の生体情報同士についても、類似度をそれぞれ算出する。そして、認証サーバ６は、各部位の生体情報について算出した類似度をキャッシュサーバ５に対して送信する。

ここで、従来の認証システムでは、利用者の認証が失敗した場合は、利用者から再度取得された複数の生体情報と、あらかじめ登録された生体情報とを改めて照合し、利用者の認証を行う。しかしながら、例えば、１：Ｎ認証を行う場合、従来の認証システムは、利用者から取得された複数の生体情報と、あらかじめ登録された生体情報とを総当りで照合するので、リトライ時の認証に、１回目の認証時と同程度の時間を要する。

また、従来の認証システムは、利用者から取得した複数の生体情報のうち、一部の生体情報の品質が所定の基準を満たさない場合は、他の生体情報とあらかじめ登録された生体情報とが類似するにもかかわらず、利用者の認証に失敗したと判定する。そして、従来の認証システムは、利用者から複数の生体情報を再度取得し、再度取得した複数の生体情報とあらかじめ登録された生体情報とを総当りで照合する。このため、従来の認証システムは、リトライ時に、無駄な照合を実行してしまう。

そこで、認証システム１は、以下の処理を実行する。例えば、認証システム１は、利用者から取得された生体情報とＤＢサーバ８に登録された生体情報との照合を行う。そして、認証システム１は、照合の結果、利用者から取得された複合生体情報の一部がＤＢサーバ８に登録された生体情報と類似しない場合は、以下の処理を実行する。

まず、認証システム１は、再度利用者から取得される複数の生体情報から、前回の照合時にＤＢサーバ８に登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出する。そして、認証システム１は、抽出した生体情報についてのみ、ＤＢサーバ８に登録された生体情報と再照合する差分照合を行う。その後、認証システム１は、照合結果と再照合結果とに基づいて、利用者の認証を行う。

このように、認証システム１は、リトライ時に利用者から取得した複数の生体情報のうち、前回の照合時に登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位の生体情報のみを再照合の対象とする。このため、認証システム１は、余分な生体情報の照合を行わないので、認証のリトライ時に係る時間を短縮できる。なお、以下の説明では、ＤＢサーバ５に登録された生体情報と類似すると判定された生体情報を認証に成功した生体情報と記載し、ＤＢサーバ５に登録された生体情報と類似しないと判定された生体情報を認証に失敗した生体情報と記載する場合がある。

次に、図２を用いて、認証システム１が有する機能構成について説明する。図２は、実施例１に係る認証システムの機能構成を説明する図である。図２に示す例では、クライアント３は、生体情報取得部１０、画像処理部１１、生体部位識別部１２、副次情報抽出部１３、生体情報生成部１４を有する。また、キャッシュサーバ５は、キャッシュ管理部２０、キャッシュ記憶部２１、同一生体情報判定部２２、副次情報比較部２３、照合スコア管理部２４を有する。また、認証サーバ６は、照合処理部３０を有する。

まず、生体情報の読み出しを行う生体センサ２の具体例について説明する。生体センサ２は、利用者の人差し指、中指、薬指の指紋画像と、手のひらの静脈の形状を示す画像とを取得する。例えば、図３は、生体センサの一例を説明する図である。図３に示す例では、生体センサ２は、指紋センサエリア２０１、手のひら静脈センサ２０２、手首固定用ガイド２０３、指固定用ガイド２０４とを有する。

指紋センサエリア２０１は、利用者の人差し指、中指、薬指の指紋を撮像するセンサである。また、手のひら静脈センサ２０２は、利用者の静脈形状を撮像するセンサである。また、手首固定用ガイド２０３は、生体情報の読取を正確に行えるように、利用者の手首位置を固定するためのガイドである。また、指固定用ガイド２０４は、利用者の各指の位置を固定するためのガイドである。

例えば、図３に示す生体センサ２は、手首固定用ガイド２０３、および指固定用ガイド２０４に従って利用者の手が置かれると、指紋センサエリア２０１上に触れている３指の指紋を撮像した１つの画像データを生成する。例えば、生体センサ２は、利用者の右手人差し指、中指、薬指の指紋を撮像した画像データを生成する。また、生体センサ２は、手のひら静脈センサ２０２が読み取った静脈形状の画像データを生成する。そして、生体センサ２は、生成した２つの画像データをクライアント３に出力する。

なお、生体センサ２は、利用者の右手、左手に係らず生体情報を読み出すことができる。このため、認証システム１は、生体センサ２が生体情報を読み取る際に、クライアント３を介して、生体情報の読取対象となる手を利用者に指示することで、生体情報を読み出す部位を統一する。例えば、認証システム１は、『右手のデータを入力してください。』等のメッセージをクライアント３に接続された図示しないモニタ等に表示させることで、認証を行う際の生体情報の部位を統一する。

図２に戻って、生体情報取得部１０は、生体センサ２が有する指紋センサや手のひら静脈センサ等を制御し、利用者の指紋、および手のひら静脈の画像データを取得する。そして、生体情報取得部１０は、取得した指紋の画像データおよび手のひら静脈の画像データを画像処理部１１に出力する。

また、生体情報取得部１０は、利用者の認証に失敗した旨の通知を認証サーバ６から受信すると、生体センサ２を制御して、利用者の指紋、および手のひら静脈の画像データを再取得する。

画像処理部１１は、生体センサ２から受信した各画像データの画像処理を行う。例えば、画像処理部１１は、生体情報取得部１０から画像データを受信すると、画像データのノイズ除去を行う。また、画像処理部１１は、画像データに対して、二極化処理、細線化処理を行い、画像中の指紋、および静脈の形状を明確にする。そして、画像処理部１１は、各画像データを生体部位識別部１２に出力する。

生体部位識別部１２は、画像処理部１１から受信した画像中の生体情報がどの部位の生体情報であるかを識別する。例えば、生体部位識別部１２は、指紋の画像データを受信すると、画像データ中から指紋の形状が含まれる３つの領域を識別する。また、生体部位識別部１２は、識別した指紋の位置関係から、各指紋がどの指の指紋であるかを識別する。

例えば、生体部位識別部１２は、画像データ中に右手の人差し指、中指、薬指の指紋が含まれる場合は、画像データ中から指紋が撮像されている領域を３つ識別する。そして、生体部位識別部１２は、画像データ中左側に位置する領域から順に、人差し指、中指、薬指の指紋が含まれる領域であると判定する。

その後、生体部位識別部１２は、識別した各領域ごとの画像データ、すなわち、各指の指紋が撮像された画像データを生成し、生成した各指の画像データを部位を示す情報とともに副次情報抽出部１３、および生体情報生成部１４に出力する。なお、生体部位識別部１２は、手のひら静脈の画像データについても、手のひら静脈である旨を示す情報とともに生体情報生成部１４に出力する。

副次情報抽出部１３は、各部位の乾燥状態等、認証に用いる生体情報以外の副次情報を抽出する。具体的には、副次情報抽出部１３は、生体部位識別部１２から受信した各指の画像データについて画素値のヒストグラムを生成し、生成したヒストグラムから各指の乾燥状態を読み出す。詳細には、副次情報抽出部１３は、各指の画像データにおいて乾燥状態となる領域と湿潤状態となる領域との割合に応じた各指の状態を副次情報として生体情報生成部１４に出力する。

以下、図４Ａ〜４Ｄを用いて、副次情報抽出部１３が画素値のヒストグラムから指の乾燥状態を読み出す処理の一例について説明する。まず、図４Ａを用いて、副次情報抽出部１３が算出する画素値のヒストグラムについて説明する。図４Ａは、画素値のヒストグラムの一例を示す図である。なお、図４Ａには、横軸に画素値の値を取り、縦軸に各画素値の画素の数をプロットした。ここで、画素値とは、各画素の色を示す数値であり、例えば、画像データが２５６階調のグレースケールである場合は、グレースケールの階調を示す数値である。

例えば、副次情報抽出部１３は、受信した各指紋の画像データのヒストグラムを作成すると、図４Ａに示すように、指紋の隆線と谷線とを示す２つの山が現れたヒストグラムを得ることができる。詳細には、副次情報抽出部１３は、指紋の谷となる部分、すなわち画像データ中で暗い色となる谷線部分の山（Ａ）と、指紋の山となる部分、すなわち画像データ中で明るい色となる隆線部分の山（Ｂ）とが現れたヒストグラムを得る。

次に、図４Ｂ、４Ｃを用いて、品質が良好な画像データを読み取った際に副次情報抽出部１３が得るヒストグラムについて説明する。図４Ｂは、品質の良い指紋データの一例を説明する図である。例えば、副次情報抽出部１３は、理想的な環境で利用者の指紋が読み取られた場合は、図４Ｂに示すように、指紋の稜線と谷線とが明確な画像を取得する。このため、副次情報抽出部１３は、図４Ｂに例示するような理想的な指紋画像を取得した場合は、図４Ｃに例示するヒストグラムを得る。

図４Ｃは、良好な指紋画像のヒストグラムの一例を示す図である。例えば、副次情報抽出部１３は、理想的な指紋画像を取得した場合は、図４Ｃ中（Ｃ）に示すように、谷線と隆線とのピークの距離が離れており、図４Ｃ中（Ｄ）に示すように、各ピークの値がはっきりとしたヒストグラムを得ることができる。

ここで、利用者の指が乾燥状態である場合、または湿潤状態である場合には、生体センサ２は、良好な指紋画像を取得することができない。すなわち、利用者の指が乾燥状態である場合、または湿潤状態である場合は、副次情報抽出部１３は、コントラストが低いヒストグラムを得る。

図４Ｄは、品質の低い指紋データの一例を説明する図である。例えば、副次情報抽出部１３は、利用者の指が乾燥状態である場合は、図４Ｄ中（Ｅ）に示すように、画像全体の明度が高いため、コントラストの差分が低く、稜線が明確ではない画像を取得する。また、例えば、副次情報抽出部１３は、利用者の指が湿潤状態である場合は、図４Ｄ中（Ｆ）に示すように、画像全体の明度が低いため、コントラストの差分が低く、谷線が明確ではない画像を取得する。このため、副次情報抽出部１３は、ヒストグラムのコントラストが所定の閾値よりも低い場合は、利用者の指が乾燥状態である、または湿潤状態であると判定する。

以下、図４Ｅを用いて、副次情報抽出部１３が利用者の指の状態を判定する処理について説明する。図４Ｅは、コントラストが低い指紋画像のヒストグラムの一例を示す図である。例えば、副次情報抽出部１３は、谷線のピーク値「ｐ１」と隆線のピーク値「ｐ２」を抽出する。次に、副次情報抽出部１３は、ピーク値「ｐ１」よりも画素値が小さい範囲において、最も低い画素数の値とピーク値「ｐ１」における画素数との差「ｄ１」を算出する。

また、副次情報抽出部１３は、ピーク値「ｐ２」よりも画素値が大きい範囲において、最も低い画素数の値とピーク値「ｐ２」における画素数との差「ｄ２」を算出する。そして、副次情報抽出部１３は、「ｄ１」から「ｄ２」を減算した値の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合は、コントラストが低い指紋画像であり、利用者の指が乾燥状態、または湿潤状態であると判定する。

また、副次情報抽出部１３は、利用者の指が乾燥状態、または湿潤状態であると判定した場合は、ヒストグラムから利用者の指が乾燥状態と湿潤状態のいずれであるかを判定する。例えば、図４Ｆは、指の状態を判別する処理の一例を示す図である。副次情報抽出部１３は、図４Ｆ中斜線で示すように、あらかじめ設定された画素値「Ｓ」よりも画素値が少ない範囲における画素数の和がヒストグラムの全画素数に示す割合「ｒ」を算出する。

ここで、利用者の指が湿潤状態である場合は、指紋画像が全体的に暗くなり、利用者の指が乾燥状態である場合は、指紋画像が全体的に明るくなると考えられる。このため、副次情報抽出部１３は、算出した「ｒ」の値があらかじめ設定した閾値「ｒ１」よりも大きい場合には、利用者の指が湿潤状態であると判定する。また、副次情報抽出部１３は、算出した「ｒ」の値があらかじめ設定した閾値「ｒ２」よりも小さい場合には、利用者の指が乾燥状態であると判定する。

また、副次情報抽出部１３は、指紋画像の指の状態、指紋の稜線の幅、紋様のパターン、指の種類など、ＤＢサーバ８に登録された生体情報と照合を行う情報以外の任意の情報を副次情報として抽出する。そして、副次情報抽出部１３は、利用者の部位ごとにまとめた副次情報を生体情報生成部１４に出力する。

図２に戻って、生体情報生成部１４は、生体センサ２が読み取った指紋や静脈の画像から、照合時に用いるデータを生成する。例えば、生体情報生成部１４は、各指の画像データを受信すると、各指の画像データに撮像された指紋の稜線や谷線から、中心点、分岐点、端点、三角州などの特徴点を抽出し、抽出した特徴点の位置関係等を含む特徴点情報を生体情報として抽出する。すなわち、生体情報生成部１４は、いわゆるマニューシャマッチングデータを生体情報として抽出する。また、生体情報生成部１４は、手のひら静脈の画像データから、静脈の形状パターンを示すパターンマッチングデータを生体情報として抽出する。

そして、生体情報生成部１４は、抽出した各指、および手のひら静脈の生体情報と、副次情報抽出部１３から受信した各指の副次情報とをまとめた複合生体情報を生成する。その後、生体情報生成部１４は、生成した複合生体情報をキャッシュサーバ５へ送信する。なお、生体情報生成部１４は、利用者の認証に失敗した旨の通知を生体情報取得部１０が受信し、利用者から再取得された生体情報から複合生体情報を生成した場合は、生成した複合生体情報を再取得された複合生体情報として、キャッシュサーバ５に送信する。

次に、キャッシュサーバ５の機能構成について説明する。キャッシュ管理部２０は、ネットワーク４を介して、クライアント３から複合生体情報を受信すると、ネットワーク４を介して、複合生体情報を認証サーバ６へ送信するとともに、複合生体情報をキャッシュ記憶部２１に登録する。なお、キャッシュ記憶部２１は、キャッシュ管理部２０が登録した複合生体情報を一時的に保持する記憶装置であり、特許請求の範囲に記載の保持部の一例である。

また、キャッシュ管理部２０は、クライアント３が再取得した複合生体情報を受信すると、前回キャッシュ記憶部２１に登録した複合生体情報を読み出す。そして、キャッシュ管理部２０は、読み出した複合生体情報と、受信した複合生体情報とを同一生体情報判定部２２、および副次情報比較部２３に出力する。

なお、以下の説明では、キャッシュ記憶部２１から読み出した複合生体情報、すなわち、クライアント３が前回取得した複合生体情報を、取得された複合生体情報と記載する。また、以下の説明では、クライアント３が再取得した複合生体情報を、再取得された複合生体情報と記載する。

同一生体情報判定部２２は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報であるか否かを判定する。具体的には、同一生体情報判定部２２は、キャッシュ管理部２０から、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とを受信する。同一生体情報判定部２２は、副次情報比較部２３から、取得された複合生体情報の副次情報と再取得された複合生体情報の副次情報とが類似するか否かを示す通知を受信する。

そして、同一生体情報判定部２２は、副次情報比較部２３から、取得された複合生体情報の副次情報と再取得された複合生体情報の副次情報とが類似する旨を示す通知を受信した場合は、以下の処理を実行する。すなわち、同一生体情報判定部２２は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報であるか否かを判定する。

そして、同一生体情報判定部２２は、取得された複合生体情報と、再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報であると判定した場合は、再取得された複合生体情報と、差分照合の実行指示とを照合スコア管理部２４に出力する。一方、同一生体情報判定部２２は、取得された複合生体情報と、再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報ではないと判定した場合は、再取得された複合生体情報と、通常照合の実行指示とを照合スコア管理部２４に出力する。

一方、同一生体情報判定部２２は、副次情報比較部２３から、取得された複合生体情報の副次情報と再取得された複合生体情報の副次情報とが類似しない旨を示す通知を受信した場合は、以下の処理を実行する。すなわち、同一生体情報判定部２２は、取得された複合生体情報の副次情報と再取得された複合生体情報の副次情報とが同一の利用者の複合生体情報ではないと判定する。そして、同一生体情報判定部２２は、再取得された複合生体情報を照合スコア管理部２４に出力し、通常の照合を実行するよう指示する。なお、同一生体情報判定部２２は、特許請求の範囲に記載の判定部の一例である。

以下、同一生体情報判定部２２が実行する処理の一例として、副次情報比較部２３から、取得された複合生体情報の副次情報と再取得された複合生体情報の副次情報とが類似する旨を示す通知を受信した再に実行する処理の一例を説明する。例えば、同一生体情報判定部２２は、取得された複合生体情報に含まれる人差し指の指紋の特徴点情報と、再取得された複合生体情報に含まれる人差し指の指紋の特徴点情報とを照合し、類似度を算出する。同様に、同一生体情報判定部２２は、中指の指紋の特徴点情報、薬指の指紋の特徴点情報、および、静脈のパターンマッチングデータについても照合を行い、類似度をそれぞれ算出する。

そして、同一生体情報判定部２２は、例えば、算出した複数の類似度に、所定の閾値よりも高い値の類似度が含まれる場合は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報であると判定する。つまり、同一生体情報判定部２２は、再取得された複合生体情報に、取得された複合生体情報に含まれる生体情報と類似する生体情報が含まれる場合は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報であると判定する。そして、同一生体情報判定部２２は、再取得された複合生体情報を照合スコア管理部２４に出力し、差分照合の実行を指示する。

一方、同一生体情報判定部２２は、算出した複数の類似度に、所定の閾値よりも高い値の類似度が含まれない場合は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報ではないと判定する。そして、同一生体情報判定部２２は、再取得された複合生体情報を照合スコア管理部２４に出力し、通常の照合を実行するよう指示する。

なお、同一生体情報判定部２２は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報であると判定する条件として、任意の条件を採用できる。例えば、同一生体情報判定部２２は、算出した類似度の和が所定の閾値よりも高い場合は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報であると判定してもよい。また、同一生体情報判定部２２は、算出した複数の類似度のうち、所定の数の類似度が、所定の閾値よりも高い値である場合は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一の利用者の複合生体情報であると判定してもよい。

副次情報比較部２３は、取得された複合生体情報に含まれる各部位の副次情報と、再取得された複合生体情報に含まれる各部位の副次情報とを比較する。そして、副次情報比較部２３は、取得された複合生体情報に含まれる各部位の副次情報と、再取得された複合生体情報に含まれる各部位の副次情報とが類似する場合は、以下の処理を実行する。すなわち、副次情報比較部２３は、取得された複合生体情報の副次情報と再取得された複合生体情報の副次情報とが類似する旨を示す通知を同一生体情報判定部２２に出力する。

一方、副次情報比較部２３は、取得された複合生体情報に含まれる各部位の副次情報と、再取得された複合生体情報に含まれる各部位の副次情報とが類似しない場合は、以下の処理を実行する。すなわち、副次情報比較部２３は、取得された複合生体情報の副次情報と再取得された複合生体情報の副次情報とが類似しない旨を示す通知を同一生体情報判定部２２に出力する。

例えば、副次情報比較部２３は、取得された複合生体情報に含まれる人差し指の副次情報と、再取得された複合生体情報に含まれる人差し指の副次情報とを抽出し、抽出した各副次情報の類似度を算出する。同様に、副次情報比較部２３は、他の部位についても、取得された複合生体情報、および再取得された複合生体情報から副次情報を抽出し、抽出した副次情報の類似度を算出する。

そして、副次情報比較部２３は、算出した各類似度に基づいて、取得された複合生体情報に含まれる各部位の副次情報と、再取得された複合生体情報に含まれる各部位の副次情報とが類似するか判定する。例えば、副次情報比較部２３は、算出した各類似度の合計が所定の閾値よりも高い場合は、各類似度のうち、所定の数の類似度が所定の閾値よりも高い場合等には、各複合生体情報に含まれる副次情報が類似すると判定する。

照合スコア管理部２４は、取得された複合生体情報の照合結果と、再取得された複合生体情報のうち、前回の認証に失敗した生体情報を用いた照合結果とに基づいて、利用者の認証を行う。なお、照合スコア管理部２４は、特許請求の範囲に記載の抽出部、および、認証部の一例である。

例えば、利用者から新たな生体情報が読み取られた場合は、同一の利用者の生体情報がキャッシュ記憶部２１に記憶されていない。このため、照合スコア管理部２４は、利用者から新たな生体情報が読み取られた場合は、同一生体情報判定部２２から、複合生体情報とともに、通常照合の実行指示を受信する。かかる場合は、照合スコア管理部２４は、受信した複合生体情報を認証サーバ６に送信し、照合を依頼する。

また、照合スコア管理部２４は、複合生体情報に含まれる各生体情報の照合結果を受信する。詳細には、照合スコア管理部２４は、複合生体情報に含まれる生体情報ごとに、ＤＢサーバ８に登録された生体情報との類似度を示す照合スコアを受信する。そして、照合スコア管理部２４は、例えば、受信した全ての照合スコアが、所定の閾値以上である場合は、クライアント３に対し、認証が成功した旨を通知する。

一方、照合スコア管理部２４は、いずれかの照合スコアが所定の閾値よりも小さい値である場合は、受信した各照合スコアを保持する。そして、照合スコア管理部２４は、クライアント３に対し、認証が失敗した旨を通知する。かかる場合、クライアント３の生体情報取得部１０は、利用者の生体情報を再度取得する。そして、クライアント３の生体情報生成部１４は、再取得された複合生体情報をキャッシュサーバ５に送信する。この結果、キャッシュ記憶部２１には、同一の利用者から前回読み取った複合生体情報が格納されているので、照合スコア管理部２４は、再取得された複合生体情報と、差分照合の実行指示とを受信する。

かかる場合、照合スコア管理部２４は、再取得された複合生体情報に含まれる生体情報のうち、前回の照合時に認証が失敗した生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出する。具体的には、照合スコア管理部２４は、保持した照合スコアのうち、所定の閾値よりも小さい値である照合スコアが、どの部位の生体情報についての照合スコアであるかを識別する。そして、照合スコア管理部２４は、再取得された複合生体情報に含まれる生体情報から、識別した部位の生体情報を抽出する。その後、照合スコア管理部２４は、抽出した生体情報を認証サーバ６に送信し、照合を依頼する。

この結果、照合スコア管理部２４は、抽出した生体情報の照合スコアを認証サーバから受信する。そして、照合スコア管理部２４は、受信した全ての照合スコアが所定の閾値以上であるか否かを判定し、受信した全ての照合スコアが所定の閾値以上である場合は、認証が成功した旨の通知をクライアント３に送信する。一方、照合スコア管理部２４は、受信した照合スコアに、所定の閾値よりも小さい照合スコアが含まれる場合は、認証に失敗した旨をクライアント３に送信する。

以下、図５〜図７を用いて、照合スコア管理部２４が実行する処理の一例について説明する。図５は、実施例１に係る認証システムが実行する照合の一例を説明する図である。また、図６は、実施例１に係る認証システムが実行する再照合の一例を説明する図である。また、図７は、実施例１に係る認証システムが実行する照合スコアの統合の一例を説明する図である。

なお、図５〜図７に示す例では、同一の利用者の右手人差し指、中指、薬指から取得した生体情報と、ＤＢサーバ８に登録された各Ｕｓｅｒ０００１〜０００３の右手人差し指、中指、薬指の生体情報との類似度を示す照合スコアを記載した。また、以下の説明では、照合スコア管理部２４は、各指紋の生体情報の照合スコアが、それぞれ「６０」以上の値である場合は、認証に成功したと判定する。

まず、図５を用いて、照合スコア管理部２４が取得された複合生体情報の照合を依頼した際に受信する照合スコアの一例について説明する。例えば、照合スコア管理部２４は、図５に示すように、Ｕｓｅｒ０００１の生体情報との照合スコアとして、人差し指「１０」、中指「０」、薬指「１」を受信する。また、照合スコア管理部２４は、Ｕｓｅｒ０００２の生体情報との照合スコアとして、人差し指「６０」、中指「０」、薬指「８０」とを受信し、Ｕｓｅｒ０００３の生体情報との照合スコアとして、人差し指「２」、中指「０」、薬指「２」を受信する。

この結果、照合スコア管理部２４は、図５中（Ｇ）に示すように、右手人差し指の指紋の生体情報と、右手薬指の指紋の生体情報との認証に成功したと判定し、右手人差し指の照合スコアと、右手薬指の照合スコアとを仮照合スコアとして保持する。また、照合スコア管理部２４は、右手中指の指紋の生体情報の認証に失敗したと判定し、クライアント３に対して、利用者の認証に失敗した旨を通知する。

また、照合スコア管理部２４は、再度取得された複合生体情報と、差分照合の実行の指示とを受信すると、再度取得された複合生体情報に含まれる生体情報のうち、前回認証に失敗した生体情報と同じ部位の生体情報、すなわち、右手中指の生体情報を抽出する。そして、照合スコア管理部２４は、抽出した右手中指の生体情報を認証サーバ６に出力する。この結果、照合スコア管理部２４は、図６中（Ｈ）に示すように、利用者の右手中指から再取得された生体情報とＤＢサーバ８に登録された右手中指の生体情報との類似度を示す照合スコアを受信する。

そして、照合スコア管理部２４は、受信した照合スコアと、保持した照合スコアとを用いて、利用者の認証を行う。すなわち、照合スコア管理部２４は、１回目の照合の結果と、２回目の照合の結果とに基づいて、利用者の認証を行う。例えば、照合スコア管理部２４は、図７に示すように、右手人差し指と薬指について１回目の照合で受信した照合スコアと、右手中指について２回目の照合で受信した照合スコアとを用いて、利用者の認証を行う。この結果、照合スコア管理部２４は、図７に示すように、Ｕｓｅｒ０００２の生体情報との照合スコアが人差し指「６０」、中指「９０」、薬指「８０」であるので、利用者の認証に成功したと判定し、利用者の認証に成功した旨をクライアント３に通知する。

図２に戻って、認証サーバ６の機能構成について説明する。照合処理部３０は、クライアント３が取得した複合生体情報を用いて、利用者の認証を実行する。具体的には、照合処理部３０は、キャッシュサーバ５から複合生体情報を受信した場合は、複合生体情報に含まれる各生体情報と、ＤＢサーバ８に登録された生体情報とを、部位ごとに照合し、生体情報の類似度を示す照合ポイントを算出する。そして、照合処理部３０は、各部位ごとの照合ポイントをキャッシュサーバ５に送信する。

一方、照合処理部３０は、キャッシュサーバ５から、一部の生体情報を受信した場合は、生体情報がどの部位の生体情報であるかを識別し、ＤＢサーバ８に登録された生体情報のうち、識別した部位の生体情報と照合する。そして、照合処理部３０は、照合ポイントを算出して、算出した照合ポイントを照合スコア管理部２４に出力する。なお、照合処理部３０は、特許請求の範囲に記載の第１の照合部、および、第２の照合部の一例である。

例えば、生体情報取得部１０、画像処理部１１、生体部位識別部１２、副次情報抽出部１３、生体情報生成部１４は、電子回路である。また、キャッシュ管理部２０、同一生体情報判定部２２、副次情報比較部２３、照合スコア管理部２４、照合処理部３０は、電子回路である。ここで、電子回路の例として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などを適用する。

また、キャッシュ記憶部２１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置である。

次に、図８を用いて、認証システム１が実行する処理の流れについて説明する。図８は、実施例１に係る認証システムが実行する処理の流れを説明するフローチャートである。例えば、クライアント３は、認証対象となる利用者の３指の指紋と手のひら静脈の画像を取得する（ステップＳ１０１）。すると、クライアント３は、各画像の補正を行い（ステップＳ１０２）、補正後の各画像から、複数の生体部位を識別する（ステップＳ１０３）。また、クライアント３は、識別した各生体部位の生体情報を含む複合生体情報を作成し（ステップＳ１０４）、キャッシュサーバ５へ複合生体情報を送付する（ステップＳ１０５）。すると、キャッシュサーバ５は、複合生体情報を保持する（ステップＳ１０６）。

また、認証サーバ６は、キャッシュサーバ５から受信した複合生体情報を用いて、１：Ｎ照合を実行する（ステップＳ１０７）。そして、キャッシュサーバ５は、認証に失敗したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ここで、クライアント３は、認証に失敗した場合は（ステップＳ１０８肯定）、生体情報の再取得を行う（ステップＳ１０９）。すると、キャッシュサーバ５は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とを照合し（ステップＳ１１０）、同一利用者のデータであるかの判定処理を行う（ステップＳ１１１）。

すなわち、キャッシュサーバ５は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一利用者のデータであるか判定し（ステップＳ１１２）、同一利用者のデータであると判定した場合は（ステップＳ１１２肯定）、以下の処理を実行する。すなわち、キャッシュサーバ５は、再取得された複合生体情報のうち、前回認証に失敗した部位の生体情報の１：Ｎ照合を認証サーバ６に実行させる（ステップＳ１１３）。そして、キャッシュサーバ５は、照合スコアを統合して、利用者の認証を行い（ステップＳ１１４）、処理を終了する。

一方、キャッシュサーバ５は、取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一のデータではないと判定した場合は（ステップＳ１１２否定）、認証サーバ６に再取得された複合生体情報の１：Ｎ照合を実行させる。そして、キャッシュサーバ５は、照合の結果に応じて認証を実行し（ステップＳ１１５）、処理を終了する。一方、キャッシュサーバ５は、認証に失敗したと判定した場合は（ステップＳ１０８否定）、処理を終了する。

［認証システム１の効果］
上述したように、認証システム１は、利用者の複数部位から取得された複数の生体情報と、ＤＢサーバ８にあらかじめ登録された生体情報とを照合する。また、認証システム１は、照合の結果、利用者から取得された複合生体情報の一部があらかじめ登録された生体情報と類似しない場合は、利用者から複合生体情報を再度取得する。

そして、認証システム１は、再度取得した複合生体情報から、前回の照合時にあらかじめ登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出する。その後、認証システム１は、抽出した生体情報と、あらかじめ登録された生体情報とを再照合する。そして、認証システム１は、照合の結果と再照合の結果とに基づいて、利用者の認証を行う。このため、認証システム１は、リトライ時の照合にかかる時間を短縮することができる。

また、認証システム１は、利用者から取得した複合生体情報を保持し、再度取得された複合生体情報と保持した複合生体情報とが同一利用者の複合生体情報であるか判定する。そして、認証システム１は、再度取得された複合生体情報と保持した複合生体情報とが同一利用者の複合生体情報であると判定した場合は、以下の処理を実行する。

すなわち、認証システム１は、再度取得した複合生体情報から、前回の照合時にあらかじめ登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出し、抽出した生体情報の再照合を行う。このため、認証システム１は、認証強度を悪化させずに、リトライ時の照合にかかる時間を短縮できる。

また、認証システム１は、再取得された複合生体情報と保持した複合生体情報とが同一利用者の複合生体情報ではないと判定した場合は、再度取得された複合生体情報に含まれる生体情報すべてについての照合を行う。このため、認証システム１は、異なる利用者の複合生体情報が取得された場合は、改めて認証を行うことができる。

また、認証システム１は、利用者の各部位の状態を示す副次情報を取得して保持する。そして、認証システム１は、再取得された複合生体情報に含まれる副次情報と保持した副次情報とが類似しない場合は、再取得された複合生体情報と保持した複合生体情報とが同一利用者の複合生体情報ではないと判定する。

ここで、部位の状態を示す副次情報は、部位の特徴量を示す生体情報よりも単純な情報である。このため、認証システム１は、保持した副次情報と再取得された副次情報とを比較することで、生体情報同士の比較を行わずとも、異なる利用者の複合生体情報が取得されたか否かを判定できる。この結果、認証システム１は、再取得された複合生体情報と保持した複合生体情報とが同一利用者の複合生体情報であるか否かを容易に判定できる。

これまで本発明の実施例について説明したが実施例は、上述した実施例以外にも様々な異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例２として、キャッシュ記憶部２１に、認証に成功した生体情報のみを格納する認証システム１ａについて説明する。

図９は、実施例２に係る認証システムの機能構成を説明する図である。なお、図９に記載した機能構成のうち、図２に示した実施例１に係る認証システム１の機能構成と同様の機能を発揮するものについては、図２と同一の符号を付し、以下の説明を省略する。

図９に示すように、認証システム１ａは、キャッシュサーバ５ａを有する。また、キャッシュサーバ５ａは、同一生体情報判定部２２ａ、照合スコア管理部２４ａを有する。

同一生体情報判定部２２ａは、図２に示す同一生体情報判定部２２と同様の機能を発揮する。例えば、同一生体情報判定部２２ａは、キャッシュ管理部２０がキャッシュ記憶部２１から読み出した複合生体情報と、再取得された複合生体情報とを受信する。

ここで、キャッシュ管理部２０がキャッシュ記憶部２１から読み出した複合生体情報には、前回の認証時に認証が成功した生体情報のみが含まれる。すなわち、キャッシュ管理部２０がキャッシュ記憶部２１から読み出した複合生体情報には、前回の認証時に認証が失敗した生体情報が含まれない。

このため、同一生体情報判定部２２ａは、認証に成功した生体情報と同じ部位の生体情報を、再取得された複合生体情報から識別する。そして、同一生体情報判定部２２ａは、キャッシュ管理部２０がキャッシュ記憶部２１から読み出した複合生体情報に含まれる生体情報と、再取得された複合生体情報から識別した生体情報とを比較して、同一利用者の生体情報であるか否かを判定する。

詳細には、同一生体情報判定部２２ａは、再取得された複合生体情報に、前回の認証に成功した生体情報が含まれているか否かを判定する。例えば、同一生体情報判定部２２ａは、前回の認証時に、右手人差し指の生体情報と右手中指の生体情報との認証に成功した場合は、再取得された複合生体情報から右手人差し指の生体情報と右手中指の生体情報とを識別する。

そして、同一生体情報判定部２２ａは、前回取得した右手人差し指の生体情報および右手中指の生体情報と、再取得された複合生体情報から識別した右手人差し指の生体情報および右手中指の生体情報とを比較する。その後、同一生体情報判定部２２ａは、各部位の生体情報が類似すると判定した場合は、再取得された複合生体情報が、前回取得された複合生体情報と同一利用者の生体情報であると判定する。そして、同一生体情報判定部２２ａは、再取得された複合生体情報が、前回取得された複合生体情報と同一利用者の生体情報であると判定した場合は、再取得された複合生体情報から識別した生体情報を照合スコア管理部２４ａに出力する。

一方、同一生体情報判定部２２ａは、再取得された複合生体情報が、前回取得された複合生体情報と同一利用者の生体情報ではないと判定した場合は、再取得された複合生体情報を照合スコア管理部２４ａに出力せずに、処理を終了する。

照合スコア管理部２４ａは、図２に示す複合スコア管理部２４と同様の機能を発揮する。さらに、照合スコア管理部２４ａは、認証サーバ６から各部位の照合スコアを受信すると、受信した照合スコアの値が所定の閾値以上となる部位を識別する。そして、照合スコア管理部２４ａは、キャッシュ記憶部２１に格納された複合生体情報に含まれる生体情報のうち、識別した部位以外の生体情報を削除する。つまり、照合スコア管理部２４ａは、キャッシュ記憶部が記憶する複合生体情報から、認証に成功した生体情報以外の生体情報を削除する。

このように、認証システム１ａは、再取得された複合生体情報に、前回の認証に成功した生体情報が含まれている場合は、先に取得された複合生体情報と、再取得された複合生体情報とが同一利用者の複合生体情報であると判定する。このため、認証システム１ａは、より正確に、再取得された複合生体情報が先に取得された複合生体情報と同一利用者の複合生体情報であるか判定できる。

また、認証システム１ａは、先に取得された複合生体情報と、再取得された複合生体情報とが同一利用者の複合生体情報ではないと判定した場合は、再取得された複合生体情報の認証を行わずに処理を終了する。このため、認証システム１ａは、例えば、特定の指の生体情報についての認証が成功と失敗とを繰り返すといった状態を防ぐことができる。

次に、図１０を用いて、認証システム１ａが実行する処理の流れについて説明する。図１０は、実施例２に係る認証システムが実行する処理の流れを説明するフローチャートである。なお、認証システム１ａは、図１０に示す処理の前に、図８に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０７と同様の処理を実行するものとする。

例えば、認証システム１ａは、複合生体情報を用いた認証に失敗したか否かを判定し（ステップＳ２０１）、失敗したと判定した場合は（ステップＳ２０１肯定）、以下の処理を実行する。すなわち、認証システム１ａは、キャッシュ記憶部２１に格納された複合生体情報に含まれる生体情報のうち、認証に失敗した生体情報を削除する（ステップＳ２０２）。

次に、認証システム１ａは、複合生体情報を再取得し（ステップＳ２０３）、保持した複合生体情報と再取得された複合生体情報とを照合する（ステップＳ２０４）。そして、認証システム１ａは、保持した複合生体情報に含まれる生体情報、すなわち、認証に成功した生体情報が、再取得した生体情報に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

そして、認証システム１ａは、認証に成功した生体情報が、再取得した生体情報に含まれると判定した場合は（ステップＳ２０５肯定）、前回認証に失敗した生体情報を用いて１：Ｎ照合を行う（ステップＳ２０６）。その後、認証システム１ａは、照合スコアを統合して認証を実行し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。

一方、認証システム１ａは、複合生体情報を用いた認証に成功した場合や（ステップＳ２０１否定）、認証に成功した生体情報が、再取得した生体情報に含まれないと判定した場合は（ステップＳ２０５否定）、そのまま処理を終了する。

上述したように、認証システム１ａは、利用者から取得された複合生体情報に含まれる生体情報のうち、認証に成功した生体情報のみを保持する。また、認証システム１ａは、再取得された複合生体情報に、保持した生体情報が含まれるか判定する。そして、認証システム１ａは、再取得された複合生体情報に、保持した生体情報が含まれると判定した場合は、再取得された複合生体情報に含まれる生体情報から、保持した生体情報とは異なる部位から取得された生体情報を抽出する。このため、認証システム１ａは、より正確に、前回取得された複合生体情報と再取得された複合生体情報とが同一利用者の複合生体情報であるか否かを判定することができる。

上述した認証システム１、１ａは、利用者から取得された生体情報と、ＤＢサーバ８に登録された各生体情報とを照合した。しかしながら、実施例は、これに限定されるものではなく、例えば、ＤＢサーバ８に登録された生体情報から照合対象となる生体情報の絞込を行っても良い。

そこで、実施例３では、利用者が生体情報を入力する際の癖を学習し、利用者が生体情報を入力する際の癖に応じて、認証対象となる生体情報の絞込を行う認証システム１ｂについて説明する。図１１は、実施例３に係る認証システムの機能構成を説明する図である。なお、図１１に記載した機能構成のうち、図２に示した実施例１に係る認証システム１の機能構成と同様の機能を発揮するものについては、図２と同一の符号を付し、以下の説明を省略する。

図１１に示すように、認証システム１ｂは、クライアント３ａ、キャッシュサーバ５ｂ、認証サーバ６ａ、ＤＢサーバ８ａを有する。クライアント３ａは、生体情報生成部１４ａと癖情報抽出部１５とを有する。また、キャッシュサーバ５ｂは、絞込データ記憶部２５、癖情報比較部２６を有する。また、認証サーバ６ａは、癖情報管理部３１を有する。なお、以下の説明では、クライアント３ａ、認証サーバ６ａ、キャッシュサーバ５ｂの順で機能構成を説明する。

まず、クライアント３ａが有する機能構成について説明する。癖情報抽出部１５は、生体部位識別部１２から、利用者の指紋画像を受信すると、受信した指紋画像から、利用者が生体情報を入力する際の癖を抽出する。例えば、癖情報抽出部１５は、利用者が指紋を入力する際の指の位置を示す位置情報や、指の方向を示す方向情報を癖情報として抽出する。そして、癖情報抽出部１５は、抽出した癖情報を生体情報生成部１４ａに出力する。

ここで、図１２は、位置情報の一例を説明する図である。例えば、癖情報抽出部１５は、指紋センサエリア２０１の左下を原点に取り、横方向にｘ軸、縦方向にｙ軸を定義する。そして、癖情報抽出部１５は、図１２中に示すように、右手の人差し指、中指、薬指が取得された位置の中心座標を含む位置情報を生成する。

また、図１３は、方向情報の一例を説明する図である。例えば、癖情報抽出部１５は、図１３中の丸印で示すように、指紋画像のうち、隆線の局率が最大となる点を抽出し、識別した点を通る直線を識別する。そして、癖情報抽出部１５は、図１３中（Ｉ）に示すように、識別した直線とｘ軸方向との間の角度θを測定し、測定した角度θを方向情報とする。その後、癖情報抽出部１５は、生成した位置情報および方向情報を含む癖情報を生体情報生成部１４ａに出力する。

生体情報生成部１４ａは、図２に示す生体情報生成部１４と同様の機能を発揮する。また、生体情報生成部１４ａは、ＤＢサーバ８ａに複合生体情報を登録する場合は、癖情報抽出部１５から受信した癖情報を含む複合生体情報を生成し、生成した複合生体情報を認証サーバ６ａに送信する。また、生体情報生成部１４ａは、利用者の認証を行う場合は、癖情報抽出部１５から受信した癖情報を含む複合生体情報をキャッシュサーバ５ｂに送信する。

次に、認証サーバ６ａが有する機能構成について説明する。癖情報管理部３１は、利用者の認証時にクライアント３ａが取得した癖情報を用いて、検索対象となる複合生体情報の絞込を行う。具体的には、癖情報管理部３１は、登録対象となる利用者の複合生体情報をクライアント３ａから受信すると、受信した複合生体情報をＤＢサーバ８ａに登録する、また、癖情報管理部３１は、所定の時間間隔で、もしくは、ＤＢサーバ８ａに新たな複合生体情報を登録した場合に、以下の処理を実行する。

まず、癖情報管理部３１は、ＤＢサーバ８ａに登録された各複合生体情報から癖情報を抽出する。そして、癖情報管理部３１は、抽出した癖情報に含まれる位置情報および方向情報の平均や標準偏差を統計データとして算出する。その後、癖情報管理部３１は、統計データに基づいて、ＤＢサーバ８ａに登録された複合生体情報から所定の数の複合生体情報を選択する。例えば、癖情報管理部３１は、癖情報の内容が、算出した統計データに近い順に、所定数の複合生体情報を選択する。

そして、癖情報管理部３１は、選択した複数の複合生体情報を絞込データとして、キャッシュサーバ５ｂに送信し、絞込データ記憶部２５に格納させる。なお、癖情報管理部３１は、複合統計情報を受信したキャッシュサーバ５ｂから癖情報を受信する。かかる場合は、癖情報管理部３１は、新たに取得した癖情報と、ＤＢサーバ８ａに登録された複合生体情報の癖情報とを用いて、新たな統計データを算出し、新たな統計データを用いて、新たな絞込データを作成する。そして、癖情報管理部３１は、絞込データ記憶部２５が記憶する絞込データを新たな絞込データに更新する。なお、癖情報管理部３１は、特許請求の範囲に記載の絞込部の一例である。

次に、キャッシュサーバ５ｂの機能構成について説明する。絞込データ記憶部２５は、認証サーバ６ａが作成した絞込データを記憶する。

癖情報比較部２６は、利用者の認証時にクライアント３ａが取得した癖情報を用いて、絞込データを用いた認証を行うか否かを判定する。例えば、癖情報比較部２６は、利用者の認証時にクライアント３ａが取得した複合生体情報を受信すると、受信した複合生体情報から癖情報を抽出する。そして、癖情報比較部２６は、抽出した癖情報に類似する癖情報を含む複合生体情報を絞込データ記憶部２５から検索する。具体的には、癖情報比較部２６は、抽出した癖情報と、絞込データ記憶部２５に格納された複合生体情報の癖情報との類似度をそれぞれ算出し、算出される類似度が所定の閾値よりも高い複合生体情報を検索する。

また、癖情報比較部２６は、抽出した癖情報と類似する癖情報を含む複合生体情報が絞込データ記憶部２５に格納されている場合は、クライアント３ａが取得した複合生体情報と、絞込データ記憶部２５に格納されている絞込データとの照合を行う。そして、癖情報比較部２６は、照合スコアが所定の閾値以上となる複合生体情報が絞込データに含まれる場合は、クライアント３ａに対し、認証が成功した旨を通知する。

また、癖情報比較部２６は、抽出した癖情報と同じ癖情報を含む複合生体情報が絞込データ記憶部２５に格納されていない場合は、受信した複合生体情報をキャッシュ管理部２０に出力する。また、癖情報比較部２６は、照合スコアが所定の閾値以上となる複合生体情報が絞込データに含まれない場合は、受信した複合生体情報をキャッシュ管理部２０に出力する。この結果、キャッシュサーバ５ｂは、絞込データを用いた照合が失敗した場合は、図２に示すキャッシュサーバ５と同様の処理を実行し、ＤＢサーバ８ａに格納されたデータを用いた照合を実行する。

なお、癖情報比較部２６は、クライアント３ａが取得した複合生体情報を受信すると、受信した複合生体情報から癖情報を取得するとともに、取得した癖情報を認証サーバ６ａに送信する。この結果、認証サーバ６ａは、統計データの更新、および、あらたな絞込データの作成を行い、新たに作成した絞込データを絞込データ記憶部２５に格納する。

次に、図１４を用いて、認証システム１ｂが実行する処理の流れについて説明する。図１４は、実施例３に係る認証システムが実行する処理の流れを説明するフローチャートである。例えば、認証システム１ｂは、利用者から複合生体情報を取得すると、キャッシュサーバ５ｂで、取得した複合生体情報の癖情報と、キャッシュサーバ５ｂが記憶する絞込データ内の癖情報とを比較する（ステップＳ３０１）。そして、認証システム１ｂは、キャッシュサーバ５ｂが記憶する絞込データ内の癖情報に、取得した複合生体情報の癖情報と類似する癖情報が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

また、認証システム１ｂは、キャッシュサーバ５ｂが記憶する絞込データ内の癖情報に、取得した複合生体情報の癖情報と類似する癖情報が存在する場合は（ステップＳ３０２肯定）、以下の処理を実行する。すなわち、認証システム１ｂは、絞込データの複合生体情報と取得された複合生体情報とを照合する（ステップＳ３０３）。そして、認証システム１ｂは、照合スコアが所定の閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ３０４）、照合スコアが所定の閾値以上であると判定した場合は（ステップＳ３０４肯定）、認証に成功したと判定する（ステップＳ３０５）。

一方、認証システム１ｂは、照合スコアが所定の閾値以下であると判定した場合は（ステップＳ３０４否定）、認証サーバ８ａが記憶する複合生体情報と、取得された複合生体情報とを照合する（ステップＳ３０６）。つまり、認証システム１ｂは、認証システム１と同様の処理を実行する。そして、認証システム１ｂは、ステップＳ３０５、または、ステップＳ３０６の実行後、認証結果を出力する（ステップＳ３０７）。また、認証システム１ｂは、取得された複合生体情報に含まれる癖情報を用いて、新たな統計データを算出し（ステップＳ３０８）、新たな統計データを用いて、キャッシュサーバ５ｂが記憶する絞込データの更新を行い（ステップＳ３０９）、処理を終了する。

［認証システム１ｂの効果］
上述したように、認証システム１ｂは、利用者が生体情報を入力する際の癖に基づいて、ＤＢサーバ８ａに登録された複合生体情報から照合対象となる複合生体情報を絞込んだ絞込データを作成する。そして、認証システム１ｂは、利用者の認証を行う際に取得された複合生体情報を、絞込データと照合し、類似する複合生体情報が絞込データに含まれない場合は、ＤＢサーバ８ａに登録された各複合生体情報と取得された複合生体情報とを照合する。

このため、認証システム１ｂは、認証時に照合する複合生体情報の数を削減するので、認証時間をより削減することができる。

これまで本発明の実施例について説明したが実施例は、上述した実施例以外にも様々な異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例４として本発明に含まれる他の実施例を説明する。

（１）認証システム１の機能構成について
上述した認証システム１では、負荷分散のため、クライアント３が読み出した複合生体情報をキャッシュサーバ５が受信し、その後、キャッシュサーバ５が認証サーバ６に送信していた。しかしながら、実施例はこれに限定されるものではない。例えば、認証システム１は、キャッシュサーバ５の機能を含む認証サーバ６を有していてもよい。また、認証システム１は、利用者の１：Ｎ認証を行うため、あらかじめ登録された利用者の複合生体情報をＤＢサーバ８に登録していたが、実施例はこれに限定されるものではない。例えば、認証システム１は、いわゆるクラウドに複合生体情報を登録してもよい。

図１５は、認証システムのバリエーションを説明する図である。図１５に示す例では、実施例４に係る認証システム１ｃは、生体センサ２、クライアント３、ネットワーク４、認証サーバ６ｃ、クラウド８ｂを有する。なお、生体センサ２、クライアント３、ネットワーク４は、図１に示す生体センサ２、クライアント３、ネットワーク４と同様の機能を発揮するものとして、説明を省略する。

認証サーバ６ｃは、実施例１に係るキャッシュサーバ５と認証サーバ６と同様の機能を発揮する。また、クラウド８ｂは、いわゆるクラウドシステムであり、認証対象となる利用者の複合生体情報があらかじめ登録されている。

このように、認証システム１は、キャッシュサーバ５、および認証サーバ６の機能を、任意の粒度で分割、統合することができる。また、例えば、認証システム１は、キャッシュサーバ５、および認証サーバ６が実行する処理をクラウド８ｂ上で実現してもよい。また、認証システム１は、クライアント３、キャッシュサーバ５、認証サーバ６の機能を含む認証装置に生体センサ２とＤＢサーバ８を接続することで、処理を実現してもよい。

（２）副次情報について
上述した認証システム１では、利用者の各部位から読み出す副次情報として、各指の乾燥状態を読み出していた。しかし、実施例はこれに限定されるものではない。例えば、認証システム１は、利用者の各指の指紋における隆線の幅、指紋上から抽出される紋様などを副次情報として読み取ることとしても良い。すなわち、認証システム１は、認証処理に用いられる利用者の各部位の特徴以外の情報であれば、任意の情報を副次情報として採用することができる。

（３）指紋の品質について
上述した認証システム１では、利用者の各部位から複合生体情報を取得し、取得した複合生体情報とＤＢサーバ８に登録された複合生体情報とを比較した。しかしながら、実施例は、これに限定されるものではない。

例えば、認証システム１は、生体情報と副次情報とを画像データから取得する際に、画像データのガンマ値等に基づいて、取得される生体情報や副次情報の品質を判定する。例えば、認証システム１は、画像データのガンマ値が所定の範囲内に収まらない場合は、生体情報や副次情報の品質が悪いと判定する。そして、認証システム１は、生体情報や副次情報の品質が悪いと判定した場合は、利用者から複合生体情報の再取得を行っても良い。

また、例えば、認証システム１は、複合生体情報のうち、一部の生体情報の品質が悪い場合は、品質が良い生体情報についてのみ照合を行う。そして、認証システム１は、利用者から再取得した複合生体情報のうち、前回品質が悪かった部位の生体情報と、前回認証に失敗した部位の生体情報とについてのみ再照合を実行してもよい。このような処理を実行することで、認証システム１は、利用者の認証にかかる時間を短縮できる。

（４）プログラム
ところで、実施例１に係る認証システム１は、ハードウェアを利用して各種の処理を実現する場合を説明した。しかし、実施例はこれに限定されるものではなく、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現するようにしてもよい。そこで、以下では、図１６を用いて、実施例１に示した認証システム１と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１６は、認証プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する図である。

図１６に例示されたコンピュータ１００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１０、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４０がバス１６０で接続される。また、図１６に例示されたコンピュータ１００は、ペイロードに複合生体情報が格納されたパケットを送受信するためのＩ／Ｏ（Input Output）１５０を有する。

ＨＤＤ１２０は、認証プログラム１２１があらかじめ保持される。ＣＰＵ１４０が認証プログラム１２１をＨＤＤ１２０から読み出して実行することによって、図１６に示す例では、認証プログラム１２１は、認証プロセス１４１として機能するようになる。なお、認証プロセス１４１は、図２に示したキャッシュ管理部２０、キャッシュ記憶部２１、同一生体情報判定部２２、副次情報比較部２３、照合スコア管理部２４、照合処理部３０と同様の機能を発揮する。なお、認証プロセス１４１は、図２に示した生体情報取得部１０、画像処理部１１、生体部位識別部１２、副次情報抽出部１３、生体情報生成部１４と同様の機能についても発揮してもよい。

なお、本実施例で説明した認証プログラム１２１は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などのコンピュータで読取可能な記録媒体に記録される。また、このプログラムは、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 認証システム
２ 生体センサ
３、３ａ クライアント
４ ネットワーク
５、５ａ、５ｂ キャッシュサーバ
６、６ａ 認証サーバ
８、８ａ ＤＢサーバ
８ｂ クラウド
１０ 生体情報取得部
１１ 画像処理部
１２ 生体部位識別部
１３ 副次情報抽出部
１４ 生体情報生成部
１５ 癖情報抽出部
２０ キャッシュ管理部
２１ キャッシュ記憶部
２２ 同一生体情報判定部
２３ 副次情報比較部
２４、２４ａ 照合スコア管理部
２５ 絞込データ記憶部
２６ 癖情報比較部
３０ 照合処理部
３１ 癖情報管理部

Claims (9)

1. 利用者の複数部位から取得された複数の生体情報と、あらかじめ登録された生体情報とを照合する第１の照合部と、
   前記第１の照合部による照合の結果、前記利用者から取得された複数の生体情報の一部と前記あらかじめ登録された生体情報とが類似しない場合は、前記利用者から再度取得される複数の生体情報から、前記あらかじめ登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した生体情報と、前記あらかじめ登録された生体情報とを照合する第２の照合部と、
   前記第１の照合部による照合の結果と、前記第２の照合部による照合の結果とに基づいて、前記利用者の認証を行う認証部と
   を有することを特徴とする認証装置。
2. 前記利用者の複数部位から取得された複数の生体情報を保持する保持部と、
   前記利用者から再度取得される複数の生体情報と前記保持部が保持する複数の生体情報とが同一利用者の生体情報であるか判定する判定部と
   を有し、
   前記抽出部は、前記判定部が、前記利用者から再度取得される複数の生体情報と前記保持部が保持する複数の生体情報とが同一利用者の生体情報であると判定した場合は、前記利用者から再度取得される複数の生体情報から、前記あらかじめ登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出することを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
3. 前記抽出部は、前記判定部が、前記利用者から再度取得される複数の生体情報と前記保持部が保持する複数の生体情報とが同一利用者の生体情報ではないと判定した場合は、前記利用者から再度取得される全ての生体情報を抽出された生体情報とすることを特徴とする請求項２に記載の認証装置。
4. 前記保持部は、前記第１の照合部による照合の結果、前記利用者の複数部位から取得された複数の生体情報のうち、前記あらかじめ登録された生体情報と類似する生体情報のみを保持し、
   前記判定部は、前記保持部が保持する生体情報と類似する生体情報が、前記利用者から再度取得される複数の生体情報に含まれるか否かを判定し、
   前記抽出部は、前記判定部が、前記保持部が保持する生体情報に類似する生体情報が、前記利用者から再度取得される複数の生体情報に含まれると判定した場合は、前記利用者から再度取得される複数の生体情報から、前記保持された生体情報とは異なる部位から取得された生体情報を抽出することを特徴とする請求項２または３に記載の認証装置。
5. 前記保持部は、前記利用者の複数部位から取得された複数の生体情報と、前記利用者の各部位の状態を示す副次情報とを保持し、
   前記判定部は、前記利用者の各部位から再度取得される副次情報と前記保持部が保持する副次情報とが類似しない場合は、前記利用者から再度取得される複数の生体情報と前記保持部が保持する複数の生体情報とが同一利用者の生体情報ではないと判定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の認証装置。
6. 前記保持部は、前記利用者の各部位における乾燥状態、隆線の幅、紋様のうち少なくとも１つを前記副次情報として保持することを特徴とする請求項５に記載の認証装置。
7. 前記利用者が生体情報を入力する際の癖に基づいて、前記あらかじめ登録された生体情報から照合対象となる生体情報の絞込を行う絞込部を有し、
   前記第１の照合部は、前記利用者の複数部位から取得された複数の生体情報と、前記絞込部によって絞込まれた生体情報とを照合し、前記利用者から取得された複数の生体情報が前記絞込部によって絞込まれた生体情報に類似しない場合は、前記利用者の複数部位から取得された複数の生体情報と、前記あらかじめ登録された生体情報との照合を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の認証装置。
8. 利用者の認証を行う認証装置が、
   前記利用者の複数部位から取得された複数の生体情報と、あらかじめ登録された生体情報とを照合し、
   前記照合の結果、前記利用者から取得された複数の生体情報の一部が前記あらかじめ登録された生体情報と類似しない場合は、前記利用者から再度取得される複数の生体情報から、前記あらかじめ登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出し、
   前記抽出した生体情報と、前記あらかじめ登録された生体情報とを再照合し、
   前記照合の結果と、前記再照合の結果とに基づいて、前記利用者の認証を行う
   処理を実行することを特徴とする認証方法。
9. コンピュータに、
   利用者の複数部位から取得された複数の生体情報と、あらかじめ登録された生体情報とを照合し、
   前記照合の結果、前記利用者から取得された複数の生体情報の一部が前記あらかじめ登録された生体情報と類似しない場合は、前記利用者から再度取得される複数の生体情報から、前記あらかじめ登録された生体情報と類似しなかった生体情報と同じ部位から取得された生体情報を抽出し、
   前記抽出した生体情報と、前記あらかじめ登録された生体情報とを再照合し、
   前記照合の結果と、前記再照合の結果とに基づいて、前記利用者の認証を行う
   処理を実行させることを特徴とする認証プログラム。

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