JPH03108076A

JPH03108076A - 個人認証装置

Info

Publication number: JPH03108076A
Application number: JP1243322A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Uchida; 智内田; Masahiro Takeda; 昌弘竹田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 1991-05-08
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JP2795921B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、たとえば手形や指紋などの身体的特徴を用
いる個人認証装置に関する。

（従来の技術）近年、重要エリアなどへの人の出入をチエツクする場合
に、あらかじめ、そのエリアへの出入を許可する個人の
身体的特徴、たとえば指紋を登録しておき、上述のエリ
アへの出入の際、その人の指紋が登録されている指紋と
一致するか否かを判定する個人認証装置が用いられてい
る。

このような個人認証装置における入力手段は、たとえば
第５図に示すように、指１との接触、非接触の違いによ
り指画像を得るプリズム２と、プリズム２に光を照射す
る光源３と、得られた画像を電気信号に変換するカメラ
４とから構成されている。この方式は、プリズム２の指
１を置く面において、何も接触していない部分は光源３
からの光が全反射するのでカメラ４でとらえた画像では
その部分の輝度は高くなり（画素濃度は低くなり）、皮
膚が接触している部分は光が散乱するのでその部分の輝
度は低くなる（画素濃度は高くなる）ことを利用して、
指紋、指全体、または手形の画像などを得るものである
。

この方式において、良質の画像を得るためには、プリズ
ム２に接触する指１の表面部分がプリズム２に密着して
いることが重要であり、その密着のためには発汗などに
よる皮膚表面の水分が必要である。したがって、良質の
画像を得るために若干の時間がかかり、またその時間は
皮膚表面の状態（乾燥しているかどうか）により変化す
る。そして、得られた画像の質が低い場合には、個人認
証装置の認証精度が低下してしまう。このため、照合時
に被認証者の画像を取り込むときには、その画像が良質
になるまで待つ必要がある。

従来、文献“個人識別用指紋照合端末”信学技報Ｐｌ？
Ｌ８５−５５（１９８５）、　Ｉ）Ｉ）、９７−１０４
などに見られるように、上述の入力方式における照合時
の被認証者の指画像を取り込む際のタイミングは、″画
像上の周辺部を除いた領域中でランダムに選ばれた複数
個の画素の濃淡値（画素濃度）をあらかじめ定めた濃淡
閾値と比較し、この閾値を超える画素数が一定数を超え
たとき”のようにして決定する。

すなわち、画像中の画素濃度から画像が良質であるかを
判断し、画像取り込みのタイミングを決めている。

ところが、上述の個人認証装置のように、画素濃度から
画像取り込みのタイミングを決めるものでは、そのとき
の画像が本当に良質であるかは分からず、個人認証装置
の認証確度を低下させるという欠点があった。

そこで、被認証者の身体的特徴情報が入力されていると
きに、身体的特徴情報における特徴パターンの抽出、各
特徴パターンの照合および照合結果の判断の一連の処理
を複数回繰り返し、この結果、得られる複数の判断結果
をもとに被認証者が登録されている個人であるか否かを
判断することにより、認証確度を向上させることができ
る個人認証装置が考案されている。

しかしながら、上記した個人認証装置においては、同−
指と認められるまで、ある規定回数繰り返して照合を行
うことで、良質の指画像が得られるのを待ち、これによ
り個人認証の確度を向上するようにしている。このため
、−度でも同−指と認められた場合には、たとえそれが
同−指と誤認された場合であっても本人と判別されるこ
とになり、個人認証の信頼性が悪いという欠点があった
。

（発明が解決しようとする課題）上記したように、同−指と認められるまで、ある規定回
数繰り返して照合を行う従来の装置においては、個人認
証の信頼性が悪いという欠点があった。

そこで、この発明は、個人認証の信頼性が高い個人認証
装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、この発明の個人認証装置
にあっては、被認証者の身体的特徴情報を入力する入力
手段と、この入力手段で入力された身体的特徴情報から
特徴パターンを抽出する抽出手段と、あらかじめ登録さ
れている個人の特徴パターンが格納された格納手段と、
この格納手段に格納された特徴パターンと前記被認証者
から求められた特徴パターンとを照合する照合手段と、
この照合手段の照合結果により前記被認証者から求めら
れた特徴パターンが前記格納された特徴パターンと一致
したか否かを判断する判断手段とを具備し、前記入力手
段により前記被認証者の身体的特徴情報が入力されてい
るときに、前記抽出手段、照合手段および判断手段によ
る一連の処理を複数回繰り返し、前記被認証者から求め
た特徴パターンと前記格納された特徴パターンとの一致
が、あらかじめ定めておいた回数以上連続して判断され
たときに前記被認証者を登録されている個人であると判
別するよう構成されている。

（作用）この発明は、上記した手段により、被認証者から求めた
特徴パターンと登録されている特徴パターンとの一致が
連続して判断されるため、被認証者が登録されている個
人か否かの判別をより確実に行い得るようになるもので
ある。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図は、この発明の個人認証装置の構成を示すもので
ある。

同図に示すように、この装置は、指３１との接触、非接
触の違いによりたとえば指の関節部分を含む指画像（身
体的特徴情報）を得るプリズム３２、プリズム３２に光
を照射する光源３３、得られた指画像を電気信号に変換
するカメラ３４、このカメラ３４からの電気信号をディ
ジタル量に変換するＡ／Ｄ　（アナログ／ディジタル）
変換器３５、このＡ／Ｄ変換器３５からのディジタル信
号から得られたディジタル指画像を格納しておく画像メ
モリ３６、照合などの処理の中核をなす制御部３７、Ｉ
Ｃカード（格納手段）３８に被認証者各人の加算信号（
特徴パターン）を書き込み、また逆にＩＣカード３８か
ら読み出すための読取・書込装置３９を備えている。

一方、ホストマシン４０は、制御部３７からの信号に応
じて、たとえばドアの開閉や警報ブザーの鳴動などを制
御する。なお、ホストマシン４０の制御対象は、この個
人認証装置を応用するセキュリティシステムによって異
なる。

次に、この個人認証装置の処理の流れについて述べる。

この個人認証装置における処理は、「登録」と「照合」
との２つに分けられる。

く登録〉まず、第３図のフローチャートに示すように、指画像を
取り込み（ステップ５Ｔ１）、指の長手方向に対して垂
直な方向に指画像の濃度を加算することによって加算信
号を抽出する（ステップ５Ｔ２）。続いて、この加算信
号を辞書に登録する（ステップ５Ｔ３）。この実施例で
は、上記辞書は各被認証者のＩＣカード３８である。

ここで、加算信号について説明する。第４図は、指画像
５１と加算信号５２を模式的に表わしている。加算信号
５２は、指の長手方向Ｘに対して垂直な方向ｙに指画像
５１の画素濃度を加算して得られる１次元の信号である
。加算信号５２は、関節に対応する横シワの位置で急峻
な谷を持ち、この情報に個人性（特徴パラメータ）が含
まれている。

く照合〉照合の処理の流れについて、第１図のフローチャートを
参照して説明する。

まず、照合回数ｉおよび同一判断回数ｊを０に初期化し
ておく（ステップ５ＴＩＩ）。続いて、指画像の入力（
ステップ５Ｔ１２）と加算信号の計算（ステップ５７１
３）は、上述の登録における処理と同様である。この後
、あらかじめ辞書に登録しである加算信号を読み出し、
この辞書より読み出した加算信号と入力された指画像よ
り求めたそれとを位置合わせしくステップ５Ｔ１４）、
照合する（ステップ５Ｔ１５）。

次に、上述の位置合わせ（ステップ５Ｔ１４）、照合（
ステップ５Ｔ１５）について詳細に説明する。

いま、辞書から読み出した加算信号をＡｄ（＋）、入力
された指画像より求めた加算信号をＡ（１）とし、各加
算信号の要素の数をＮとする。Ａｄ（＋）とｍだけずら
したＡ　（１＋ａ＋）との２乗誤差をある範囲にわたっ
て和算したものをＳ　（ｎ＋）とする。

ｍ≧０のとき〜−１１１−１ｍ＜０のときこの場合、Ｓ　（ｎ＋）はＡ　（Ｉ’Ｉｎ）とＡｄ（１
）との−成度を表わすパラメータであり、Ｓ　（ｌｌ＋
）の値が小さいほど一致していることを示す。位置合わ
せはｍをある範囲で変化させ、最も５（Ｉｌｌ）の値が
小さくなるときのＭのところで位置合わせができたとし
、そのときのＳ　（Ｍ）の値を照合結果とする。

そして、次に、辞書に登録した際の指と指画像を入力し
た際の指とが同一であるか否がの判断を行う（ステップ
５Ｔ１６）。これは、あらかじめ同−指であるかどうか
の判断のための閾値ＴＨを定めておき、Ｓ　（Ｍ）がこ
の閾値ＴＨを越えないか、越えるかで同一／非同−の判
断をする。

すなわち、Ｓ　（Ｍ）≦・・・同一と判断Ｓ（Ｍ）＞・・・非同−と判断である。

この判断の結果、同−指と判断された場合には同一判断
回数ｊと照合回数ｉを１つずつ増やしくステップ５Ｔ１
７）、同一判断回数ｊをあらかじめ定めておいた値ｇと
比較する（ステップＳＴ］８）。そして、この同一判断
回数ｊが値Ωに達していたならば、被認証者を本人と判
別（ステップ５Ｔ１９）する。この結果、照合処理を終
了する。また、逆に同一判断回数ｊが値Ωに達していな
い場合には、上記処理（ステップ５Ｔ１２〜）が繰り返
される。

一方、上記ステップ５Ｔ１６で同−指と判断されない場
合には、同一判断回数ｊをＯにし、照合回数ｉを１つだ
け増やす（ステップ５Ｔ２０）。

そして、この照合回数ｉをあらかじめ定めておいた値に
と比較しくステップ５Ｔ２１）　、この照合回数ｉが値
ｋに達していない場合には上記処理（ステップＳＴ１２
〜）が繰り返される。また、上記ステップ５Ｔ２１にお
いて、照合回数ｉが値ｋに達していたならば、被認証者
を他人と判別しくステップ５Ｔ２２）、照合処理を終了
する。

以上の照合の処理が終わった後に、この本人／他人の判
別結果をホストマシン４０に送出し、ホストマシン４０
では判別結果に応じた処理、たとえば本人と判別された
場合にはドアを解放するなど、また他人と判別された場
合には警報ブザーを鳴らすなどの処理を行う。これらの
処理は、この個人認証装置を応用するセキュリティシス
テムによって異なる。

このように、ｋ回の照合を繰り返す間に、同一判断回数
（ｊ）がある規定回数（１）に達した場合にのみ、本人
と判別するようにしている。この場合、同−指と認めら
れないときは同一判断回数がクリアされる、つまり９回
連続して同−指と認められない限り、本人と判別される
ことがないようになっている。

上記したように、あらかじめ定められた回数以上連続し
て同−指と認められない限り、被認証者が登録されてい
る個人とは判別されないようにしている。

すなわち、同−指と認められた場合には同一判断回数を
ｒ＋ＩＪＬ、認められない場合にはその回数をクリアす
るようにしている。このため、同−指と認められないた
びに同一判断回数はクリアされる。これにより、１度や
２度、誤って同−指と判断されることがあっても、他人
と本人と誤判別するのを防止できる。したがって、被認
証者が登録されている個人か否かをより確実に判別可能
となり、個人認証の信頼性を向上させることができるも
のである。

なお、上記実施例においては、照合に用いる特徴パラメ
ータとして指画像から計算した加算信号を用いた場合を
例に説明したが、これに限らず、たとえば他の身体的特
徴情報を用いることもできる。

照合に用いられる身体的特徴情報としては、・指の関節
間の長さ・指の長さ・指の太さ・指紋隆線（または谷線）の方向角・指紋隆線（または谷線）の空間周波数・指紋隆線（ま
たは谷線）の特徴点・指紋画像パターンそのもの（パターンマツチングで照
合を行う）・網膜パターンの特徴点・網膜パターンそのもの（パターンマツチングで照合を
行う）などが考えられる。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変型実施可能なことは勿論である。

［発明の効果コ以上、詳述したようにこの発明によれば、被認証者から
求めた特徴パターンと登録されている特徴パターンとの
一致が所定回数以上連続して判断されたか否かによって
被認証者が登録されている個人であるか否かを判別する
ので、個人認証の信頼性が高い個人認証装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である個人認証装置におけ
る照合動作を説明するために示すフローチャート、第２
図は個人認証装置の構成を示すブロック図、第３図は登
録動作を説明するために示すフローチャート、第４図は
指画像と加算信号との関係を説明するために示す図であ
り、第５図は個人認証装置の一般的な入力手段の構成を
示す図である。３１・・・指、３２・・・プリズム、３３・・・光源、
３４・・・カメラ、３５・・・Ａ／Ｄ変換器、３６・・
・画像メモリ、３７・・・制御部、３８・・・ＩＣカー
ド、３９・・・読取・書込装置、４０・・・ホストマシ
ン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被認証者の身体的特徴情報を入力する入力手段と
、この入力手段で入力された身体的特徴情報から特徴パタ
ーンを抽出する抽出手段と、あらかじめ登録されている個人の特徴パターンが格納さ
れた格納手段と、この格納手段に格納された特徴パターンと前記被認証者
から求められた特徴パターンとを照合する照合手段と、この照合手段の照合結果により前記被認証者から求めら
れた特徴パターンが前記格納された特徴パターンと一致
したか否かを判断する判断手段とを具備し、前記入力手段により前記被認証者の身体的特徴情報が入
力されているときに、前記抽出手段、照合手段および判
断手段による一連の処理を複数回繰り返し、前記被認証
者から求めた特徴パターンと前記格納された特徴パター
ンとの一致が、あらかじめ定めておいた回数以上連続し
て判断されたときに前記被認証者を登録されている個人
であると判別することを特徴とする個人認証装置。
（２）前記身体的特徴情報として、指全体の画像、指紋
、手形、網膜パターンのうちのいずれかを用いることを
特徴とする請求項（１）記載の個人認証装置。