JP6621383B2 - 個人認証装置 - Google Patents

Description

本発明は、指の静脈パターンによる認証と、顔情報による認証の両方で本人確認を行う個人認証装置に関し、特に、被験者の加齢に伴い、指の静脈パターンや顔情報が変化しても、正確に本人確認を行うことができる個人認証装置に関する。

生体情報である静脈パターンは、体内情報であるため、偽造が難しい。また、静脈パターンは、ヒトの遺伝情報（ＤＮＡの塩基配列）により定まるものではないため、遺伝情報が同一である一卵性双生児同士であっても、静脈パターンが異なり、識別が可能である。したがって、静脈パターンに基づく個人認証は、識別精度が高い。

指の静脈パターンに基づく個人認証のメカニズムを概略する。指に近赤外線を照射すると、指の内部を透過する近赤外線が、指の静脈内を流れるヘモグロビンによって吸収されやすい性質がある。このため、指に近赤外線を照射し、指の中を透過する光を撮像すると、指の静脈パターンが黒い影となって表れる。したがって、認証に際しては、読取部が指からの透過光を撮像し、静脈認証部が撮像情報から静脈パターンを抽出し、抽出した静脈パターンと、データベースに予め記録してある静脈パターン（認証用データ）とを比較することにより、個人認証を行う。

静脈パターンに基づく個人認証装置は、特定人の指が配置する読取部の内面に、ＬＥＤ（：light emitting diode：発光ダイオード）等の光源を配置し、ＬＥＤに対向する内面に、ＣＣＤ（：charge-coupled device）イメージセンサを配置する。ＣＣＤイメージセンサのほかに、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサ等の２次元光センサを使用することができる。ＬＥＤの照射する光が指を透過し、静脈パターンの透過光画像をＣＣＤイメージセンサ等で捉え、デジタル信号に変換し、データベースに対応する認証用データがあるときは、本人であることを確認する。

生体情報である顔情報による個人の識別は、通常の社会生活において人同士が普通に行っているため、顔情報による識別は、慣習的な認証方法である。一方、顔認証を受けることにより、不正利用時に、顔情報に基づき不正利用者を容易に特定することができ、また顔情報が記録されるかもしれないという意識は、被験者に対し不正を予防する心理的な効果を与える。

顔情報に基づく個人認証装置は、顔を撮像するカメラと、顔の認証用データを予め記録するデータベースを有する顔認証部とを備える。顔認証部は、カメラから撮像情報を受信すると、撮像情報から顔情報を抽出し、抽出した顔情報と顔の認証用データとを照合し、本人確認をする。顔情報に基づく個人認証装置の具体例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されている個人認証装置では、画像入力部（カメラ）が顔の撮像情報を取得し、撮像情報を顔情報抽出部（特徴点抽出部）に与える。顔情報抽出部は、撮像情報から顔情報（目、鼻、口等の特徴点の位置情報）を抽出する。一方、データベースには、予め被験者の顔の認証用データ（特徴点の位置情報）が記録されている。そこで、顔情報抽出部が抽出した顔情報（特徴点の座標値）と、データベースに記録している顔の認証用データ（特徴点の座標値）とから、差分検出部は差分情報を求める。そして、処理部は、差分情報等に基づき個人認証をする。

特開平５−４６７４３号公報

生体情報である静脈パターンや顔情報は、加齢に伴い経年変化をすることがある。たとえば、成人の老化により、または若年層の成長により、身体的な特徴である静脈パターンや顔情報が変化する場合がある。このような場合には、同一の基準値（閾値）により認証すると、本人であるにも拘わらず、本人ではないと認証する確率（本人拒否率：false rejection rate : FRR）が上昇する。しかし、本人拒否率を下げるために、判断基準値（閾値）を下げると、他人であるにも拘わらず、本人であると認証する確率（他人受入率：false acceptance rate : FAR）が上昇する。したがって、本人拒否率と他人受入率とは、一般にトレードオフの関係にあり、一方を追求すれば、他方が犠牲になる。

本発明の課題は、本人拒否率と他人受入率の両方を同時に下げることができる個人認証装置を提供することにある。また、本発明は、長年にわたり継続して使用できる個人認証装置を提供することを課題とする。

本発明の個人認証装置は、指の静脈パターンを読み取り、静脈パターンに基づき本人確認をする静脈パターン認証手段と、カメラにより顔を撮像し、顔情報に基づき本人確認をする顔認証手段とを備え、静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたときに、本人であることを確認する。また、個人認証装置においては、指の静脈パターンを読み取る読取部と、顔を撮像するカメラとが隣接して配置し、読取部に指が配置すると、カメラが顔を撮像する。

静脈パターン認証手段は、読取部と静脈認証部とを備え、読取部は、指の静脈パターンを読み取るために、指に光を照射し、指の中を透過する光を撮像する。また、静脈認証部は、指の静脈パターンの認証用データを予め記録したデータベースを有する。静脈認証部は、読取部から撮像情報の受信が可能であるように構成され、読取部から撮像情報を受信すると、撮像情報から静脈パターンを抽出する。次に、抽出した静脈パターンに対応する認証用データを検索し、抽出した静脈パターンと、静脈パターンの認証用データとの一致率が、静脈パターン認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上である認証用データがあるときは、本人確認をする。

一方、顔認証手段は、顔を撮像するためのカメラと、顔認証部とを備え、顔認証部は、顔の認証用データを予め記録したデータベースを有する。また、顔認証部は、カメラから撮像情報の受信が可能であるように構成され、カメラから撮像情報を受信すると、撮像情報から顔情報を抽出する。次に、抽出した顔情報に対応する認証用データを検索し、抽出した顔情報と、顔の認証用データとの一致率が、顔認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上である認証用データがあるときは、本人確認をする。

本発明の個人認証装置は、静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたときに、本人であることを確認する。したがって、静脈パターン認証手段において、通常設定する閾値より低く閾値を設定し、顔認証手段において、通常設定する閾値より低く閾値を設定しても、他人受入率を低く抑えることができる。また、各々の認証手段における閾値を、通常設定する閾値より低く設定するため、静脈パターンや顔情報が経年変化をしても、本人拒否率を低く抑えることができる。したがって、静脈パターンや顔情報が経年変化しても、長年にわたり継続して同一の個人認証装置を使用することができる。静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができた場合において、抽出した静脈パターンと、抽出した顔情報をデータベースに新たに蓄積するときは、データベースに新たに蓄積するデータと、認証用データとの一致率に基づき、本人確認ができた本人毎に、認証時の閾値の設定値を変更し、変更後の閾値により本人確認をする態様が好ましい。被験者によって生体情報の経年変化量は異なるため、被験者に応じた閾値で本人確認をする方が、正確な個人認証を実施することができる。

本発明の個人認証装置は、読取部に指が配置すると、カメラが顔を撮像する前に、撮像時の注意事項を音声案内する態様が好ましい。音声案内により、顔認証部のデータベースに記録している認証用データと比較しやすい顔情報を得ることができ、補正を軽減し、顔の認証用データとの一致率を高めることができる。また、カメラに隣接して照明部を備え、読取部に指が配置すると、照明部はカメラの撮像方向に光を照射する態様が好ましい。照明部により、撮像雰囲気が暗い場合においても、明瞭な撮像情報が得られる。また、照明部が、カメラに隣接して配置し、カメラの撮像方向に光を照射するため、顔に影のない撮像情報が得られ、撮像後の補正を軽減することができる。

静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたときは、抽出した静脈パターンと、抽出した顔情報をデータベースに新たに蓄積する態様が可能である。かかる態様により、被験者の静脈パターンと顔情報の経年変化を把握できる。また、かかる態様において、データベースに蓄積するデータのうち、古いデータを消去する態様は、データベースに記録するデータ量を軽減することにより負荷を減らし、個人認証装置の処理能力を高める点で好ましい。

静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができた場合において、抽出した情報をデータベースに新たに蓄積するときは、蓄積する最新のデータを認証用データとして利用する態様が好適である。被験者の生体情報に経年変化があった場合には、変化後の生体情報に基づき認証することにより、より精度の高い個人認証が可能となる。また、最新のデータを認証用データとして利用することにより、最新のデータを取得した個人認証装置を使用して、次回、同一の被験者を認証するため、認証装置の相違に伴う認証率の低下を軽減することができる。

本発明の個人認証装置では、他人受入率を低く抑えることができる。また、生体情報である静脈パターンや顔情報が経年変化をしても、本人拒否率を低く抑えることができる。したがって、成人の老化により、また若年層の成長により、身体的な特徴である静脈パターンや顔情報が変化しても、長年にわたり継続して同一の個人認証装置を使用することができる。

本発明の個人認証装置の機能を示す概念図である。 本発明の個人認証装置のハードウェア構成を例示する説明図である。 本発明の個人認証装置を実施するフローチャートである。 本発明の個人認証装置の操作盤を例示する正面図である。 本発明の個人認証装置における顔認証のフローチャートである。 本発明の個人認証装置を実施する別の態様のフローチャートである。 本発明の個人認証装置における静脈パターン認証のフローチャートである。

本発明の個人認証装置は、指の静脈パターンを読み取り、静脈パターンに基づき本人確認をする静脈パターン認証手段と、カメラにより顔を撮像し、顔情報に基づき本人確認をする顔認証手段とを備える。個人認証とは、被験者が本人であることを確認し、証明するプロセスである。また、本発明の個人認証装置は、静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたときに、本人であることを確認する。

静脈パターン認証手段は、読取部と静脈認証部とを備える。読取部は、指の静脈パターンを読み取るために、指に光を照射し、指の中を透過する光を撮像する。また、静脈認証部は、指の静脈パターンの認証用データを予め記録したデータベースを有する。静脈認証部は、読取部から撮像情報の受信が可能であるように構成され、読取部から撮像情報を受信すると、撮像情報から静脈パターンを抽出する。次に、抽出した静脈パターンに対応する認証用データを検索する。その後、抽出した静脈パターンと、静脈パターンの認証用データとの一致率が、静脈パターン認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上である認証用データがあるときに、本人確認をする。

静脈パターンの認証時における閾値は、抽出した静脈パターンと、静脈パターンの認証用データとの一致率に基づき、本人であると判断するか、他人であると判断するかを分ける境目となる値である。たとえば、静脈パターンが全く一致しないときを０とし、静脈パターンが完全に一致するときを１とし、閾値を０．８と設定した場合には、抽出した静脈パターンと、静脈パターンの認証用データとの一致率が０．８以上であるとき、本人であると判断する。顔認証時における閾値についても同様である。

個人認証装置では、閾値を予め任意に設定することができ、他人であるにも拘わらず、本人であると認証する確率（他人受入率）を下げることにより、セキュリティレベルを上げるときは、高い閾値を設定する。一方、本人であるにも拘わらず、本人ではないと認証する確率（本人拒否率）を下げるときは、低い閾値を設定することになるが、同時にセキュリティレベルが低下する。本発明の個人認証装置では、撮像情報から抽出した静脈パターンに対応する認証用データを検索し、抽出した静脈パターンと、静脈パターンの認証用データとの一致率が、静脈パターン認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上であるような認証用データがあるときは、本人確認をする。

顔認証手段は、顔を撮像するためのカメラと顔認証部とを備え、顔認証部は、顔の認証用データを予め記録するデータベースを有する。また、顔認証部は、カメラから撮像情報の受信が可能であるように構成され、カメラから撮像情報を受信すると、撮像情報から顔情報を抽出する。次に、抽出した顔情報に対応する認証用データを検索する。検索により、抽出した顔情報と、顔の認証用データとの一致率が、顔認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上であるような認証用データがあるときは、本人確認をする。

本発明の個人認証装置は、静脈パターン認証手段と顔認証手段とを備え、静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたときに、本人であることを確認する。すなわち、２種類の生体情報に基づき２重の認証手段により、本人確認をしている。したがって、静脈パターン認証手段において、通常設定する閾値より低く閾値を設定し、顔認証手段において、通常設定する閾値より低く閾値を設定しても、他人受入率を低く抑えることができる。また、各々の認証手段における閾値を、通常設定する閾値より低く設定するため、生体情報である静脈パターンや顔情報が、加齢に伴い経年変化をしても、本人拒否率を低く抑えることができる。したがって、成人の老化により、また若年層の成長により、身体的な特徴である静脈パターンや顔情報が変化しても、長年にわたり継続して同一の個人認証装置を使用することができる。

図４は、本発明の個人認証装置の操作盤を例示する正面図である。図４に示すように、操作盤４１には、指の静脈パターンを読み取る読取部４３と、顔を撮像するカメラ４６とが隣接して配置し、読取部４３に指を配置すると、カメラ４６が顔を撮像する。操作盤は、そのほか照明部４５、スピーカー４２、ＩＣカード挿入口４４を備える。顔認証は、被験者が顔を回転し、瞬き等をすると、認証精度が低下し、撮像後、顔情報の補正が必要になる。撮影雰囲気が暗い場合、また被験者が帽子や眼鏡等を着用している場合においても同様である。

図４に示す操作盤４１では、読取部とカメラが隣接して配置し、読取部に指が配置すると、カメラが顔を撮像する。被験者が読取部４３に指を配置するとき、被験者は読取部４３に注目し、読取部の方向に顔を向けているため、読取部４３に隣接してカメラ４６を配置することにより、被験者の顔の正面を撮像することができる。したがって、撮像情報の回転補正を軽減できる。また、被験者は、読取部４３に指を配置することに集中しているため、瞬きをしない状態の顔を撮像することができる。したがって、瞬き補正を軽減し、顔の認証用データとの一致率を高めることができる。また、カメラ４６として、オートフォーカス・カメラを採用すると、被験者の腕の長さに拘わらず、鮮明な撮像画像を得ることができる。

読取部４３に被験者の指が配置すると、カメラ４６が顔を撮像するが、指の配置と撮像のタイミングは、同時でもよく、指の配置後、たとえば５秒間経過後に撮像するように、任意に設定することができる。読取部における指の検知は、たとえば読取部４３内の離れた位置に２個の導電性部材を配置し、指が２個の導電性部材上に配置するときの静電容量を測定することにより行うことができる。また、読取部における指の検知は、温度センサ等により行うことも可能である。

図４に例示する操作盤は、カメラ４６に隣接して照明部４５を備え、読取部４３に指が配置すると、照明部４５はカメラ４６の撮像方向に光を照射する。このため、撮像雰囲気が暗い場合においても、明瞭な撮像情報が得られる。また、照明部４５は、カメラ４６に隣接して配置し、カメラ４６の撮像方向に光を照射するため、顔に影のない撮像情報が得られる。したがって、顔情報についての明暗補正や影補正を軽減し、顔の認証用データとの一致率を高めることができる。照明のタイミングは、撮像のタイミングに合わせて任意に設定することができるが、照明時間は、１〜３秒間とする態様が好ましい。照明時間を１〜３秒間に設定すると、撮像情報が認証に不適切であるときに、再度、撮像することができる。また、照明時間内に複数枚の画像を得ることにより、認証時に、より適切な画像を選定することが可能となる。

図４に例示する操作盤４１は、スピーカー４２を備え、読取部４３に指が配置すると、カメラが顔を撮像する前に、撮像時の注意事項を音声案内する態様が好ましい。音声案内により、顔認証部のデータベースに記録している認証用データと比較しやすい顔情報を得ることができ、補正を軽減し、顔の認証用データとの一致率を高めることができる。注意事項としては、たとえば次のものがある。
「５秒後に、顔を写しますので、準備して下さいネ。」
「帽子や眼鏡等をはずして下さい。」
「足元の表示に従って立ち、カメラと表示している所を真直ぐに見て下さい。」
「無表情でお願いします。」
「写しているときは、瞬きをしないで下さい。」

図１は、本発明の個人認証装置の機能を示す概念図である。図１において、入力手段１１１は、指の静脈パターンを読み取る読取部と顔を撮像するカメラであり、指と顔の撮像情報を取得し、撮像情報を入力する。また、入力手段１１１は、認証用データをＣＤ−ＲＯＭ等により入力する。制御手段１１２は、入力手段１１１が入力した認証用データ等を記憶手段１１４に記録する。表示手段１１３は、記録した情報等を必要に応じてディスプレイに表示する。一方、出力手段１１５は、たとえば、個人認証の結果を個人認証装置の外部へ送信する。

図２は、本発明の個人認証装置のハードウェア構成を例示する説明図である。図２において、ＣＰＵ（central processing unit）１２２は、制御手段であり、入力回路１２１とカメラ１２７と読取部１２８は、入力手段である。データベース１２４は、記憶手段であり、静脈パターンに基づく個人認証を行う際に必要な指認証用データ１３２と、顔情報に基づく個人認証を行う際に必要な顔認証用データ１３３と、ＯＳ（operating system）１３１等を記録する。ディスプレイ１２３は、表示手段であり、出力回路１２５は、出力手段である。図２に示すように、ＣＰＵ１２２、メモリー１２６、カメラ１２７、読取部１２８、データベース１２４等は互いに接続し、これらのハードウェアが協働して個人認証を行う。

ＣＰＵ１２２は、メモリー１２６に記録するプログラムに基づき個人認証を実行する。図２に例示する個人認証装置において、指の静脈パターンに基づき本人確認を行うときは、読取部１２８が被験者の指の撮像情報を取得し、入力すると、ＣＰＵ１２２は、入力された撮像情報をメモリー１２６に記録する。次に、ＣＰＵ１２２は、メモリー１２６に記録された撮像情報から静脈パターンを抽出し、抽出した静脈パターンをメモリー１２６に記録する。また、ＣＰＵ１２２は、データベース１２４から指認証用データ１３２を取得し、指認証用データ１３２をメモリー１２６に記録する。その後、ＣＰＵ１２２は、指認証用データを検索し、撮像情報から抽出した静脈パターンと、指認証用データとの一致率が所定の閾値以上の認証用データがあるときは、被験者を本人と認証する。

図２に例示する個人認証装置において、顔情報に基づき本人確認を行うときは、カメラ１２７が被験者の顔の撮像情報を取得し、入力すると、ＣＰＵ１２２は、入力された撮像情報をメモリー１２６に記録する。次に、ＣＰＵ１２２は、メモリー１２６に記録された撮像情報から顔情報を抽出し、抽出した顔情報をメモリー１２６に記録する。また、ＣＰＵ１２２は、データベース１２４から顔認証用データ１３３を取得し、顔認証用データ１３３をメモリー１２６に記録する。その後、ＣＰＵ１２２は、顔認証用データを検索し、画像情報から抽出した顔情報と、顔認証用データとの一致率が所定の閾値以上の認証用データがあるときは、被験者を本人と認証する。

図３は、本発明の個人認証装置を実施するフローチャートである。図３に例示するように、被験者の指が個人認証装置の読取部に配置すると（ステップＳ３１）、まず指の静脈パターンを読み取り、静脈パターン認証を実行する（ステップＳ３２）。静脈パターンに基づき本人であるかどうかを確認し（ステップＳ３３）、本人確認ができないときは、本人ではないとして認証フローを終了する。本人であると確認できたときは、続いて顔認証を実行する（ステップＳ３４）。顔情報に基づき本人であるかどうかを確認し（ステップＳ３５）、本人確認ができないときは、本人ではないとして認証フローを終了する。一方、顔認証によっても本人であると確認できたときは、本人であることを確認する（ステップＳ３６）。

図６は、本発明の個人認証装置を実施する別の態様のフローチャートである。図６に例示するように、被験者の指が個人認証装置の読取部に配置すると（ステップＳ６１）、まず被験者の顔を撮像し、顔認証を実行する（ステップＳ６２）。顔情報に基づき本人であるかどうかを確認し（ステップＳ６３）、本人確認ができないときは、本人ではないとして認証フローを終了する。本人であると確認できたときは、続いて静脈パターン認証を実行する（ステップＳ６４）。静脈パターンに基づき本人であるかどうかを確認し（ステップＳ６５）、本人確認ができないときは、本人ではないとして認証フローを終了する。一方、静脈パターン認証によっても本人であると確認できたとき、本人であることを確認する（ステップＳ６６）。

図７は、本発明の個人認証装置における静脈パターン認証のフローチャートである。図７に例示するように、まず読取部が被験者の指の撮像情報を取得し（ステップＳ７１）、取得した撮像情報を静脈認証部に送信する（ステップＳ７２）。静脈認証部は、読取部から撮像情報の受信が可能であるように構成され、静脈認証部が、撮像情報を受信すると（ステップＳ７３）、ＣＰＵは、撮像情報をメモリーに記録する。その後、撮像情報から静脈パターンを抽出し（ステップＳ７４）、抽出した静脈パターンをメモリーに記録する。

撮像情報からの静脈パターンの抽出は、暗線の追跡を反復的に実施する方法やフィルタ処理によりパターンを強調する方法等により行う。たとえば、暗線の追跡を反復的に実施する方法は、静脈内を流れる赤血球を構成するヘモグロビンは、近赤外線を吸収する性質があるため、指の撮像画像では、静脈は周囲より暗い輝度を有する暗線となって表われる。そこで、撮像画像の任意の点から暗線に沿って１画素ずつ移動し、線が検出できなくなるまで行う。この作業を反復し、画素毎に辿った回数を記録する。その後、静脈領域と背景領域をラベリングして、静脈パターンを抽出する。一方、フィルタ処理によりパターンを強調する方法は、撮像情報をフィルタリングした上でコントラストを強調し、静脈パターンの特徴を抽出する。

その後、図７に示すように、静脈認証部は、抽出した静脈パターンに対応する認証用データを検索し（ステップＳ７５）、対応する認証用データがあるときは、本人であることを確認する（ステップＳ７６）。対応する認証用データがあるとは、抽出した静脈パターンと、静脈パターンの認証用データとの一致率が、静脈パターン認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上である認証用データがあることをいい、かかる場合に、静脈パターンに基づき本人であることを確認する（ステップＳ７６）。

対応する認証用データの検索（ステップＳ７５）は、ＣＰＵが、データベースにアクセスし、データベースに予め記録している認証用データを取得する。次に、認証用データをメモリーに記録し、記録した認証用データの中から、抽出した静脈パターンに対応する認証用データを検索することにより行う。抽出した静脈パターンに対応する認証用データがないときは、本人ではないとして個人認証フローを終了する。

暗線追跡法等により抽出した静脈パターンと、認証用データとの照合は、たとえばテンプレートマッチング法により行う。まず、抽出した静脈パターン画像に対して２値化処理を行い、静脈パターンを強調する。次に、２値化処理後の画像と認証用データとの間で対応する画素値を比較し、一致率を計算する。一致率とは、全画素数に対する、対応する画素値を持つ画素数の比率である。一致率が所定の閾値以上であるときは、本人であると認証する。また、個人認証をするときに、指の位置がずれることにより、抽出した静脈パターンと認証データとの一致率が変動する。このため、複数回の照合をし、各回の一致率を計算し、その最大値により照合することができる。抽出した静脈パターン画像を２値化処理した後、空間圧縮化処理を施すと、処理の高速化が図れる点で好ましい。

図５は、本発明の個人認証装置における顔認証のフローチャートである。図５に例示するように、まずカメラが被験者の顔の撮像情報を取得し（ステップＳ５１）、取得した撮像情報を顔認証部に送信する（ステップＳ５２）。顔認証部は、カメラから撮像情報の受信が可能であるように構成され、顔認証部が、撮像情報を受信すると（ステップＳ５３）、ＣＰＵは、撮像情報をメモリーに記録する。その後、撮像情報から顔情報を抽出し（ステップＳ５４）、抽出した顔情報をメモリーに記録する。

撮像情報が認証をする上で適切でないときは、再度、カメラが顔の撮像情報を取得し、同様の処理をする。また一度に複数の撮像情報を取得し、複数の撮像情報から適切な情報を選択する態様とすることができる。撮像情報からの顔情報の抽出は、被験者の顔の特徴データを抽出する公知の技術を利用することができる。すなわち、顔全体ではなく、顔の見え方の鍵となる部分（目、鼻、口、頬等）に分割し、これらの局所的な特徴を抽出し、認証するときは、各々の局所的な特徴毎に認証用データと比較し、これらを組み合わせて顔全体を認証する。

まず、顔認証部は、受信した撮像情報をＡ／Ｄ変換し、必要に応じて拡大、回転等の補正をし、輝度情報等により輪郭を抽出し、２値化処理等を施し、目、鼻等の局所的な特徴（位置データ）を抽出する。かかる方法により認証するときは、顔の局所的な特徴データを、認証用データとして予めデータベースに記録しておく。

その後、図５に示すように、顔認証部は、抽出した顔情報に対応する認証用データを検索し（ステップＳ５５）、対応する認証用データがあるときは、本人であることを確認する（ステップＳ５６）。対応する認証用データがあるとは、抽出した顔情報と、顔の認証用データとの一致率が、顔認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上である認証用データがあることをいい、かかる場合に、顔情報に基づき本人であることを確認する（ステップＳ５６）。抽出した顔情報との一致率が最大を示す認証用データを保有する登録者を本人と認証する方法を採用することができる。

対応する認証用データの検索（ステップＳ５５）は、ＣＰＵが、データベースにアクセスし、データベースに予め記録している顔認証用データを取得する。次に、顔認証用データをメモリーに記録し、記録した顔認証用データの中から、抽出した顔情報に対応する認証用データを検索することにより行う。抽出した顔情報に対応する認証用データがないときは、本人ではないとして個人認証フローを終了する。

表１は、本発明の個人認証装置におけるデータベースの例である。データベースには、表１に示すように、被験者の指の静脈パターンに関する指認証用データと、顔情報に関する顔認証用データが予め記録され、各被験者にはインデックスが付与されている。表１に示す認証用データは、光ディスクや磁気ディスク等により、予めデータベースに入力する。また、読取部やカメラが取得した特定人の撮像情報から静脈パターンや顔情報を抽出し、抽出した情報を認証用データとしてデータベースに予め登録することができる。かかる態様は、データを登録するときの個人認証装置と、同一人を認証するときの個人認証装置が同一であるため、顔の回転補正、腕の長さに基づく顔の拡大・縮小補正等を軽減できる点で好ましい。

静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたときに、抽出した静脈パターンと、抽出した顔情報をデータベースに新たに蓄積する態様は、被験者における生体情報（静脈パターンと顔情報）の経年変化を把握できる点で好ましい。また、かかる態様において、データベースに蓄積するデータのうち、古いデータを消去する態様は、データベースに記録するデータ量を軽減することにより負荷を減らし、個人認証装置の処理能力を高める点で好ましい。

静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができた場合において、抽出した静脈パターンと、抽出した顔情報をデータベースに新たに蓄積するときは、データベースに蓄積する最新のデータを認証用データとして利用する態様が好ましい。個人認証装置は、被験者の本人確認を行うための装置であるから、被験者の生体情報に経年変化があった場合には、変化後の生体情報（最新のデータ）に基づき認証することにより、より精度の高い個人認証が可能となる。また、最新のデータを認証用データとして利用することにより、最新のデータ（認証用データ）を取得した個人認証装置を使用して、次回、同一の被験者を認証することになるため、認証装置の相違に伴う認証率の低下を軽減することができる。

静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができた場合において、抽出した静脈パターンと、抽出した顔情報をデータベースに新たに蓄積するときは、データベースに新たに蓄積するデータと、認証用データとの一致率に基づき、認証時の閾値の設定値を変更し、変更後の閾値により本人確認をする態様が好ましい。被験者によって生体情報の経年変化量は異なるため、変化量の相違に拘わらず、全員に同一の閾値を適用するより、被験者に応じた閾値で本人確認をする方が、正確な個人認証を実施することができる。

たとえば、表１における綾ちゃんの場合、子供の成長が速いため、データベースに新たに蓄積するデータと、認証用データとの一致率が低くなる態様が想定される。一方、表１におけるおじいさんの場合、生体情報の経年変化量が小さいため、データベースに新たに蓄積するデータと、認証用データとの一致率が高くなる態様が想定される。したがって、綾ちゃん（子供）の場合には、データベースに新たに蓄積するデータと、認証用データとの一致率を０．８とし、当初に設定した閾値を０．７５と仮定すると、認証時の閾値の設定値をたとえば０．７に変更し、変更後の閾値により本人確認をする態様が好ましい。一方、おじいさんの場合、データベースに新たに蓄積するデータと、認証用データとの一致率を０．９と仮定すると、当初に設定した閾値０．７５を、たとえば０．８に変更し、変更後の閾値により本人確認をする態様が好ましい。

静脈パターンについて設定する閾値を変更するときは、静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたとき、静脈認証部は、抽出した静脈パターンをデータベースに記録する。次に、ＣＰＵは、メモリーに記録されているプログラムに従い、データベースに記録するデータと認証用データとの一致率と、設定している閾値（例：０．７５）との差分を算出し、算出値が所定の値Ａ（例：０．０５）以下であるときは、認証時の閾値の設定値（例：０．７５）を、所定量Ｂ（例：０．０５）下げる。一方、算出値が所定の値Ｃ（例：０．１０）を越えるときは、認証時の閾値の設定値を、所定量Ｄ（例：０．０５）上げる。その後、変更後の閾値をデータベースに記録し、変更後の閾値により本人確認をする。認証時には、ＣＰＵは、データベースに記録している変更後の閾値を取得し、取得した閾値をメモリーに記録し、認証する。

この方法を、綾ちゃん（子供）とおじいさんの例に当てはめる。綾ちゃんの場合、データベースに記録するデータと認証用データとの一致率を０．８と仮定し、設定している閾値を０．７５と仮定すると、それらの差分（０．０５）は、所定の値Ａ（例：０．０５）以下である。したがって、認証時の閾値の設定値を所定量Ｂ（例：０．０５）下げ、変更後の閾値は０．７となる。一方、おじいさんの場合、データベースに記録するデータと認証用データとの一致率を０．９と仮定し、設定している閾値を０．７５と仮定すると、それらの差分（０．１５）は所定の値Ｃ（例：０．１０）を越えている。したがって、認証時の閾値の設定値を、所定量Ｄ（例：０．０５）上げ、変更後の閾値は０．８となる。

顔情報について設定する閾値を変更する場合も同様であり、静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたとき、顔認証部は、抽出した顔情報をデータベースに記録する。次に、ＣＰＵは、メモリーに記録されているプログラムに従い、データベースに記録するデータと認証用データとの一致率と、設定している閾値との差分を算出し、算出値が所定の値Ｅ以下であるときは、認証時の閾値の設定値を、所定量Ｆ下げる。一方、算出値が所定の値Ｇを越えるときは、認証時の閾値の設定値を、所定量Ｈ上げる。その後、変更後の閾値をデータベースに記録し、変更後の閾値により本人確認をする。

表１に示すインデックスを利用すると、次のような利点がある。個人認証をするときに、予めインデックスを入力する。抽出した静脈パターンに対応する認証用データを検索するときは、ＣＰＵは、データベースにアクセスし、インデックスを含む認証用データを取得し、メモリーに記録する。次に、ＣＰＵは、認証前に入力したインデックスに基づき、認証用データのインデックスを検索し、同一のインデックスを有する指認証用データを取得し、取得した指認証用データと、抽出した静脈パターンとを比較し、個人認証をする。かかる態様は、個人認証を効率化できる点で好ましい。顔認証においても、同様である。

インデックスの入力は、たとえば図４に示す操作盤のＩＣカード挿入口４４を利用し、カード情報を入力することにより行うことができる。また、操作盤に、キーボードまたはタッチパネルを設け、被験者を特定する暗証番号、パスワード等を入力することにより行うことができる。

認証用データにおけるインデックスは、たとえば静脈パターン認証により本人確認をした後、顔認証をするときに、静脈パターン認証により特定される指認証用データに基づき、被験者のインデックスを特定する。次に、同一のインデックスを有する顔認証用データを特定することにより、得られる顔認証用データを利用して顔認証を効率的に行うことができる。顔認証により本人確認をした後、静脈パターン認証をするときも同様である。

個人認証が完了した後、完了した旨を通知する態様は、認証の完了を客観的に確認できる点で好ましい。通知手段としては、たとえば「本人確認が完了しました。」との音声による通知、チャイム等のメロディーによる通知、表示ランプの点灯、ディスプレイへの表示等を利用することができ、併用することもできる。また、個人認証装置の外部、たとえば警備保障会社や同居人等へ、個人認証が完了した旨を送信する態様が可能である。

本発明の個人認証装置は、他人受入率が低く、また静脈パターンや顔情報が経年変化をしても、本人拒否率を低く抑えることができるため、長年にわたり継続して同一の個人認証装置を使用することができる。

４１ 操作盤
４２ スピーカー
４３ 読取部
４４ ＩＣカード挿入口
４５ 照明部
４６ カメラ
１１１ 入力手段
１１２ 制御手段
１１３ 表示手段
１１４ 記憶手段
１１５ 出力手段
１２１ 入力回路
１２２ ＣＰＵ
１２３ ディスプレイ
１２４ データベース
１２５ 出力回路
１２６ メモリー
１２７ カメラ
１２８ 読取部
１３１ ＯＳ
１３２ 指認証用データ
１３３ 顔認証用データ

Claims (5)

1. 指の静脈パターンを読み取り、静脈パターンに基づき本人確認をする静脈パターン認証手段と、カメラにより顔を撮像し、顔情報に基づき本人確認をする顔認証手段とを備え、静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたときに、本人であることを確認する個人認証装置であって、
   指の静脈パターンを読み取る読取部と、顔を撮像するカメラとが隣接して配置し、読取部に指が配置すると、カメラが顔を撮像するように構成され、
   静脈パターン認証手段は、
   指の静脈パターンを読み取るために、指に光を照射し、指の中を透過する光を撮像する前記読取部と、
   指の静脈パターンの認証用データを予め記録したデータベースを有する静脈認証部と、
   を備え、
   該静脈認証部は、
   前記読取部から撮像情報の受信が可能であるように構成され、
   読取部から撮像情報を受信すると、
   撮像情報から静脈パターンを抽出し、
   抽出した静脈パターンに対応する認証用データを検索し、
   抽出した静脈パターンと、静脈パターンの認証用データとの一致率が、静脈パターン認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上である認証用データがあるときは、本人確認をし、
   一方、顔認証手段は、
   顔を撮像するための前記カメラと、
   顔の認証用データを予め記録したデータベースを有する顔認証部と、
   を備え、
   該顔認証部は、
   前記カメラから撮像情報の受信が可能であるように構成され、
   カメラから撮像情報を受信すると、
   撮像情報から顔情報を抽出し、
   抽出した顔情報に対応する認証用データを検索し、
   抽出した顔情報と、顔の認証用データとの一致率が、顔認証手段で通常設定する閾値より低く設定する閾値以上である認証用データがあるときは、本人確認をし、
   静脈パターン認証手段と顔認証手段の両方で本人確認ができたときは、抽出した前記静脈パターンと抽出した前記顔情報をデータベースに新たに蓄積し、
   データベースに新たに蓄積するデータと、認証用データとの一致率に基づき、本人確認ができた本人毎に、認証時の閾値の設定値を変更し、変更後の閾値により本人確認をする
   個人認証装置。
2. 前記読取部に指が配置すると、カメラが顔を撮像する前に、撮像時の注意事項を音声案内する請求項１に記載の個人認証装置。
3. 前記カメラに隣接して照明部を備え、前記読取部に指が配置すると、照明部はカメラの撮像方向に光を照射する請求項１又は２に記載の個人認証装置。
4. データベースに蓄積するデータのうち、古いデータを消去する請求項１に記載の個人認証装置。
5. データベースに蓄積する最新のデータを認証用データとして利用する請求項１又は４に記載の個人認証装置。

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