KR101341212B1

KR101341212B1 - 생체 인증 장치, 생체 인증 시스템, 및 생체 인증 방법

Info

Publication number: KR101341212B1
Application number: KR1020127006291A
Authority: KR
Inventors: 다까히로 아오끼; 소이찌 하마; 미쯔아끼 후꾸다
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2013-12-12
Also published as: EP2477155B1; US20120169464A1; KR20120054060A; EP2477155A4; JP5382127B2; US9373047B2; WO2011030441A1; JPWO2011030441A1; CN102483845B; CN102483845A; EP2477155A1

Abstract

생체를 촬영하여 생체 정보를 취득하는 촬영 수단과, 미리 등록된 등록 생체 정보와 상기 생체 정보를 대조해서 인증을 행하는 인증 수단과, 촬영 시의 상기 생체의 자세에 관한 자세 정보의 이력에 기초하여, 상기 생체의 자세의 안정성을 판정하는 자세 판정 수단과, 상기 자세 판정 수단에 의해 안정되었다고 판정된 경우, 상기 등록 생체 정보를 갱신한다고 판정하는 갱신 판정 수단을 구비하는 생체 인증 장치를 이용한다.

Description

생체 인증 장치, 생체 인증 시스템, 및 생체 인증 방법{BIOMETRIC AUTHENTICATION DEVICE, BIOMETRIC AUTHENTICATION SYSTEM, AND BIOMETRIC AUTHENTICATION METHOD}

본 발명은, 생체 인증을 행하는 생체 인증 장치, 생체 인증 시스템, 및 생체 인증 방법에 관한 것이다.

생체 인증은, 인간이 갖는 생체적인 특징(손바닥 정맥이나 얼굴) 등에 기초하여 개인을 식별하는 기술이다. 생체 인증에서는, 우선 처음에 본인의 생체의 특징 데이터를 「등록 생체 정보」로서 등록해 둔다. 인증 시에는, 센서(카메라 등)에서 취득한 특징 데이터와 등록 생체 정보를 비교하고, 양자가 어느 정도 닮았는지를 나타내는 「유사도」를 산출하고, 유사도가 소정의 임계값을 초과하는 경우에 본인이라고 판정한다.

생체 인증의 특징 데이터는, 등록 시와 인증 시에서 완전히 동일한 자세로 입력될 가능성은 낮다. 여기서, 자세란, 생체(손바닥이나 얼굴 등)와 센서의 위치 관계를 나타내며, 구체적으로는 거리나 기울기, 회전과 같은 파라미터로 표현된다.

대조 처리 시에는 일정한 자세 변동을 허용하도록 처리하는 것이 일반적이다. 예를 들면 입력된 특징 데이터에 평행 이동이나 회전 등의 화상 변환을 행하면서, 화상 변환된 특징 데이터와 등록 생체 정보를 비교하여, 최대의 유사도를 탐색한다. 대부분의 경우, 유사도가 소정의 임계값을 초과한 시점에서 대조 처리를 종료시킨다. 따라서, 등록 시와 인증 시에서 자세의 변동이 큰 경우, 화상 변환을 행하기 위해서 대조 처리에 쓸데없는 시간이 걸린다. 또한, 자세 변동이 일정한 범위를 초과하면 화상 변환으로는 보정할 수 없게 되기 때문에, 인증 정밀도가 저하하는 문제가 발생한다.

따라서, 인증 결과를 축적하고, 불인증의 빈도에 기초하여 등록 생체 정보의 재등록이 필요한지를 판단하고, 불인증이 다발하는 사용자에 대하여 등록 생체 정보의 재등록을 촉구하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 대조 결과의 일치 정도가 인증 판정 임계값(90％) 이상이고 또한 재등록 판정 임계값(93％) 이하로 되었을 때, 실로 재등록이 필요하다고 판정하여, 이용자에게 재등록을 촉구하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 인증 시의 자세를 판단하여 인증 정밀도를 높이는 기술이 개발되고 있다. 예를 들면, 인증용 마스터 데이터에 의한 생체 인증을 행하는 것외에 자세의 차이를 검지하는 기능·수단을 마련함으로써, 인증 시의 자세를 바로잡을 수 있어, 개인 인증의 정밀도를 높게 하는 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-99374호 공보 일본 특허 공개 제2008-102770호 공보 일본 특허 공개 제2007-148724호 공보

상술한 바와 같이 생체 인증에서는, 등록 생체 정보를 기준으로 하여 본인인지의 여부의 판정을 행하기 때문에, 등록 생체 정보의 품질이 매우 중요하다. 등록 생체 정보가 부적절하면, 인증 처리에서 어떤 고안을 더하더라도 전부 보정할 수 없기 때문에 인증 에러가 발생한다.

특히 화상을 사용한 생체 인증의 경우, 센서에 대한 생체의 「자세」가 인증 정밀도에 크게 영향을 미친다. 예를 들면 「손바닥 정맥 인증」의 경우, 센서에 대한 손바닥의 (1) 위치, (2) 거리, (3) 기울기, (4) 회전이 자세에 해당한다(도 1 참조).

도 1은, 손바닥 정맥 인증에서의 센서에 대한 손바닥의 위치, 거리, 기울기, 회전을 설명하는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 손바닥의 「자세」를 나타내는 파라미터로서 위치, 거리, 기울기, 회전이 생각된다. 이하, 손바닥의 정맥 패턴이 동일한 경우에도, 자세에 의해 센서가 취득하는 화상(생체 화상)이 서로 다른 경우에 대하여 설명한다.

도 2의 (A)는, 정상 위치의 생체 화상의 일례를 도시하는 도면이다. 도 2의 (B)는, 이상 위치의 생체 화상의 일례를 도시하는 도면이다.

센서에서 생체 화상을 취득할 때에는, 조명을 ON으로 하여 촬영을 행한다. 이 때, 생체 화상은, 조명의 강도 분포의 영향을 받는다. 조명의 강도 분포의 영향은, 조명의 강도가 시야 내에서 균일하지 않은 데에 기인한다. 또한, 렌즈를 사용한 광학계에서는 렌즈 주변으로 감에 따라, 외견의 밝기가 저하하는 주변 감광이 일어난다. 도 2의 (B)에 도시하는 a 부분은, 렌즈 주변에 있기 때문에, 밝기가 조금 감소하고 있다. 따라서, 화상 내에서의 위치가 바뀌면 영역마다의 외견의 밝기가 바뀌어(예를 들면 도 2의 (B)의 a 참조), 인증 처리에 악영향을 미친다.

도 3의 (A)는, 센서에 대한 손바닥의 기울기를 설명하는 도면이다. 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 손바닥에 기울기가 있으면, 센서로부터 가까운 영역 b와 센서로부터 먼 영역 c가 발생한다. 도 3의 (B)는, 도 3의 (A)의 자세로 촬영한 생체 화상의 일례를 도시하는 도면이다. 촬영 화상은, 일반적으로 센서로부터 가까운 영역은 밝고, 먼 영역은 어두워진다. 따라서, 도 3의 (B)에 도시하는 예에서는, 영역 b는 밝게 찍히고, 영역 c는 어둡게 찍힌다. 따라서, 센서로부터 먼 영역은 특징 추출이 어려워지고, 또한, 센서로부터 너무 가까워서 화상이 백색 날림을 일으키는 경우도 특징 추출은 어려워진다.

또한, 촬영 화상은 렌즈 왜곡의 영향을 받는다. 일반적으로 렌즈 주변부쪽이 렌즈 왜곡의 영향을 크게 받기 때문에, 피사체의 자세는 촬영 화상에 큰 영향을 미친다. 이상과 같이, 피사체의 자세는, 촬영된 생체 정보와 등록 생체 정보와의 유사도에도 큰 영향을 미친다.

여기서, 종래 기술과 같이 유사도의 저하에 의해 재등록(갱신)을 촉구하는 경우, 유사도의 저하가, 피사체의 자세의 불안정함이 원인이면, 갱신을 행하여도 자세의 불안정함에 의해 유사도의 정밀도가 개선된다고는 할 수 없다.

또한, 종래 기술과 같이, 등록 시의 자세를 기억하고, 인증 시에 매회 등록 시의 자세로 바로잡는 것은 이용자에게 있어서 번거롭다는 문제가 있었다.

개시의 생체 인증 장치는, 생체를 촬영하여 생체 정보를 취득하는 촬영 수단과, 미리 등록된 등록 생체 정보와 상기 생체 정보를 대조해서 인증을 행하는 인증 수단과, 촬영 시의 상기 생체의 자세에 관한 자세 정보의 이력에 기초하여, 상기 생체의 자세의 안정성을 판정하는 자세 판정 수단과, 상기 자세 판정 수단에 의해 안정되었다고 판정된 경우, 상기 등록 생체 정보를 갱신한다고 판정하는 갱신 판정 수단을 구비한다.

또한, 개시의 생체 인증 시스템은, 생체를 촬영하여 생체 정보를 취득하는 촬영 수단과, 미리 등록된 등록 생체 정보와 상기 생체 정보를 대조해서 인증을 행하는 인증 수단과, 촬영 시의 상기 생체의 자세에 관한 자세 정보의 이력에 기초하여, 상기 생체의 자세의 안정성을 판정하는 자세 판정 수단과, 상기 자세 판정 수단에 의해 안정되었다고 판정된 경우, 상기 등록 생체 정보를 갱신한다고 판정하는 갱신 판정 수단을 구비한다.

또한, 개시의 생체 인증 방법은, 생체를 촬영하여 생체 정보를 취득하는 촬영 스텝과, 미리 등록된 등록 생체 정보와 상기 생체 정보를 대조해서 인증을 행하는 인증 스텝과, 촬영 시의 상기 생체의 자세에 관한 자세 정보의 이력에 기초하여 , 상기 생체의 자세의 안정성을 판정하는 자세 판정 스텝과, 상기 자세 판정 스텝에 의해 안정되었다고 판정된 경우, 상기 등록 생체 정보를 갱신한다고 판정하는 갱신 판정 스텝을 갖는다.

개시의 생체 인증 장치에 의하면, 자세의 안정성을 판정하고, 자세 안정 시에 등록 생체 정보의 갱신을 촉구함으로써, 적절한 타이밍에서 갱신 처리를 행할 수 있다.

도 1은 손바닥 정맥 인증에서의 센서에 대한 손바닥의 위치, 거리, 기울기, 회전을 설명하는 도면이다.
도 2의 (A)는 정상 위치의 생체 화상의 일례를 도시하는 도면이고, 도 2의 (B)는 이상 위치의 생체 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3의 (A)는 센서에 대한 손바닥의 기울기를 설명하는 도면이고, 도 3의 (B)는 도 3의 (A)의 자세로 촬영한 생체 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 실험 결과의 이미지도이다.
도 5는 생체의 변화에 의한 유사도의 저하를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시예 1에 관한 생체 인증 장치(1)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 7은 실시예 2에 관한 생체 인증 장치(2)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 8의 (A)는 거리 센서로부터 손바닥까지의 거리 Di를 도시하는 도면이고, 도 8의 (B)는 거리 센서의 XY 평면 내에서의 좌표 (Xi, Yi)를 도시하는 도면이고, 도 8의 (C)는 손바닥의 기울기 θ의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 손바닥의 윤곽을 도시하는 도면이다.
도 10은 자세 변동량의 이력 정보의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 Esum(t)와 Ereg(t)를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 갱신 일시의 이력 정보의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 실시예 2에서의 인증 처리와 갱신 판정 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
도 14는 실시예 2에서의 갱신 판정 처리의 상세 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
도 15는 갱신 예고 화면의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시예 3에 관한 생체 인증 장치(2)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 17은 실시예 3에서의 갱신 판정 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
도 18은 생체 인증에 의한 도어 제어를 행하는 시스템의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.

이하, 도면에 기초하여 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

우선, 발명자들이 행한 유사도와 자세 변동과의 관계를 조사하는 실험에 대해 설명한다. 발명자들은, 유사도의 이력 데이터를 검증하고, 자세 변동을 조사하는 이하의 실험을 행하였다. 실험 조건은 다음과 같다.

·손바닥 정맥을 생체 인증 센서에서 촬영하고, 유사도의 시간 경과를 측정

·측정은 아침, 낮, 저녁의 1일 3회(주휴 2일）

·피험자는 9명

도 4는, 실험 결과의 이미지도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 등록 시의 유사도와, 유사도가 안정되었을 때의 유사도에는 차 e가 있다. 이 차는, 장치에 익숙하지 않은 초심자의 경우, 등록 시 d에서의 생체의 자세가 부적절하며, 이용 횟수가 늘어남에 따라 인증 시에서의 생체의 자세가 안정되는 것이 원인 중 하나로 생각된다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 이용 개시 직후에 유사도가 저하하고 있다. 이 저하는, 이용 개시 직후는 자세 변동이 크기 때문에, 등록 시에서의 생체의 자세와 이용 개시 직후의 인증 시에서의 생체의 자세가 서로 다른 것에 기인한다고 생각된다.

종래 기술과 같이, 유사도의 저하에 의해 재등록(갱신)을 촉구하는 경우에는, 도 4에 도시하는 유사도가 가장 저하한 t1 부근의 시점에서 재등록을 촉구할 가능성이 높다. 그러나, t1의 시점에서는, 인증 시에서의 생체의 자세가 안정되어 있지 않기 때문에, t1 이후에 인증 정밀도가 개선한다고는 할 수 없다.

또한, 인증 처리에서, 생체 자체에 변화가 발생한 경우도 유사도는 저하한다. 예를 들면, 정맥 인증의 경우, 손바닥에 작은 상처를 만들고, 피의 덩어리 등에 의해 정맥에 변화가 발생한 경우, 유사도가 저하한다고 생각된다.

도 5는, 생체의 변화에 의한 유사도의 저하를 도시하는 도면이다. 도 5에 도시하는 f는, 정맥 인증에서 작은 상처에 의한 유사도 저하를 나타낸다. 종래 기술과 같이, 유사도를 지표로 해서 갱신 판정을 행하는 경우에는, 도 5에 도시하는 f 부근의 시점에서 재등록을 촉구하게 된다. 그러나, 작은 상처 등은 나으면 원래의 생체로 되돌아가기 때문에, 도 5에 도시하는 f에서의 재등록은 적절하지 못하다. 전술한 실험 결과나 분석 결과를 근거로 해서, 실시예 1에 관한 생체 인증 장치를 이하에 설명한다.

<기능 구성>

도 6은 실시예 1에 관한 생체 인증 장치(1)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 생체 인증 장치(1)는, 생체 인증에 이용하는 특징 데이터(생체 정보)를 취득하기 위한 센서 기능을 제공하는 센서부(10), 등록 생체 정보와, 입력되는 생체 정보에서 인증 처리를 행하는 생체 인증부(20)를 포함한다. 등록 생체 정보란, 등록 데이터베이스(50)에 등록되어 있는 인증의 기초가 되는 생체 정보를 말한다.

우선, 센서부(10)에 대하여 설명한다. 센서부(10)는, 카메라부(101), 조명부(103)를 포함한다.

카메라부(101)는, 등록 및 인증 시에 이용하는 생체를 촬영하고, 촬영 화상을 생체 인증부(20)에 출력한다. 또한, 카메라부(101)는, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)나 CCD(Charge Coupled Device) 소자 등을 갖는다. 생체는, 예를 들면, 손바닥 정맥이나 지문, 홍채 등이 있다. 이하, 생체는 손바닥 정맥으로서 설명하지만, 이에 한정되지는 않는다.

조명부(103)는, 등록 및 인증을 행할 때에 생체를 조사한다. 또한, 조명부(103)는, 카메라부(101)에 의한 촬영 시에 조명을 ON으로 하면 된다. 또한, 조명부(103)는, LED(Light Emitting Diode) 등을 갖는다. 손바닥 정맥 인증에서는 피하의 정맥을 촬영하기 위해서, 조명부(103)는, 근적외선의 광을 조사한다.

다음으로, 생체 인증부(20)에 대해서 설명한다. 생체 인증부(20)는, 인증 처리부(30), 갱신부(40), 등록 데이터베이스(50), 입력부(60), 표시부(70), 전체 제어부(80)를 포함한다.

인증 처리부(30)는, 등록 시에 촬영된 생체와, 인증 시에 촬영된 생체를 비교하여, 본인인지의 여부의 판정 처리를 행한다. 구체적으로는 인증 처리부(30)는 이하의 2개의 기능을 갖는다.

특징 추출부(301)는, 생체를 촬영한 화상으로부터 인증에 이용하는 특징을 추출한다. 손바닥 정맥 인증의 예에서는, 손바닥을 촬영한 화상으로부터 정맥 패턴(생체 정보)만을 추출한다.

대조 처리부(303)는, 등록 시에 취득된 생체 정보와 인증 시에 취득된 생체 정보와의 비교 처리(대조 처리)를 행하고, 양자가 어느 정도 일치하고 있는지를 나타내는 유사도를 산출한다. 또한, 대조 처리부(303)는, 산출한 유사도를 등록 데이터베이스(50)에 등록한다. 유사도는, 이력 정보로서 등록 데이터베이스(50)에 등록된다. 또한, 등록 시에 취득된 생체 정보는, 등록 생체 정보로서 등록 데이터베이스(50)에 기억되어 있다.

다음으로, 갱신부(40)는, 등록 데이터베이스(50)에 등록된 유사도의 이력 정보에 기초하여, 등록 생체 정보를 갱신할지의 여부를 판정하고, 갱신한다고 판정된 경우에는, 갱신 처리를 이용자에게 촉구한다. 구체적으로는, 갱신부(40)는, 이하의 기능을 갖는다.

자세 판정부(400)는, 등록 데이터베이스(50)에 등록된 유사도의 이력 정보에 기초하여, 인증 시에서의 자세가 안정된 것인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 자세 판정부(400)는, 최신의 유사도를 기준으로, 예를 들면 바로 근처의 소정수의 유사도와의 차분값을 누적하고, 누적값이 소정값 이하인 경우에는 자세가 안정되었다고 판단한다. 또한, 자세 판정부(400)는, 누적값이 소정값보다 큰 경우에는 자세가 안정되지 않았다고 판단한다. 이 판정은, 유사도의 안정을 자세의 안정이라고 간주하는 생각에 기초한다. 자세 판정부(400)는, 판정 결과를 갱신 판정부(401)에 출력한다.

갱신 판정부(401)는, 자세 판정부(400)로부터 취득한 판정 결과가 안정을 나타내는 경우, 등록 생체 정보의 갱신을 한다고 판정하고, 판정 결과가 안정되지 않은 것을 나타내는 경우, 갱신하지 않는다고 판정한다. 또한, 갱신 판정부(401)는, 갱신한다고 판정한 경우, 갱신 메시지를 통지하도록 갱신 전달부(403)에 지시한다.

또한, 갱신 판정부(401)는, 유사도의 안정성 조건에 추가하여, 값이 안정된 유사도와, 초기의 유사도가 거의 마찬가지이면 갱신하지 않는다고 판정해도 된다. 구체적으로는, 갱신 판정부(401)는, 값이 안정되었을 때의 유사도와 초기의 유사도와의 차분을 구하고, 이 차분값이 소정값 이하인 경우에는, 갱신하지 않는다고 판정한다. 또한, 갱신 판정부(401)는, 이 차분값이 소정값보다 큰 경우에는, 갱신한다고 판정한다.

갱신 전달부(403)는, 갱신 판정부(401)로부터 통지를 받으면, 등록 생체 정보의 갱신(재등록)을 촉구하는 메시지를 이용자와 시스템 관리자에게 통지한다. 갱신 전달부(403)는, 예를 들면, 이용자에게는 표시부(70)에 메시지를 표시하거나, 시스템 관리자에게는 메일 등으로 메시지를 통지하거나 한다. 갱신 전달부(403)는, 관리자의 메일 주소를 미리 유지해 둔다.

또한, 갱신 전달부(403)는, 등록 생체 정보의 갱신 시에 시스템 관리자의 입회가 있는 경우에는, 이용자에 대한 메시지에 갱신 가능한 일시나 장소를 표시해도 된다. 이 경우, 예를 들면 등록 데이터베이스(50)에 시스템 관리자가 입회 가능한 일시나 장소가 기억되어 있다.

갱신 처리부(405)는, 예를 들면, 시스템 관리자 등에 의해, 등록 생체 정보의 갱신에 필요한 정보가 입력된 경우 등에, 이용자의 등록 생체 정보의 갱신을 행한다. 갱신 처리부(405)는, 갱신을 허가한 경우에, 특징 추출부(301)에 의해 추출된 생체 정보에서, 등록 데이터베이스(50)에 등록된 등록 생체 정보를 덮어 쓴다.

또한, 갱신 처리부(405)는, 갱신 시의 유사도를 검출하고, 자세 안정 시의 유사도와 마찬가지인지를 판정하고, 자세 안정 시의 유사도와 거의 마찬가지인 경우에만 갱신을 허가해도 된다. 구체적으로는, 갱신 처리부(405)는, 갱신 시의 유사도와 자세 안정 시의 유사도와의 차분을 구하고, 이 차가 소정의 임계값 이하인 경우에 갱신을 허가하면 된다.

등록 데이터베이스(50)는, 생체 인증 장치(1)가 필요로 하는 여러가지 정보를 보존한다. 예를 들면, 등록 데이터베이스(50)는, 각 이용자의 생체 인증에 이용하는 등록 생체 정보를 유지한다. 또한, 등록 데이터베이스(50)는, 유사도의 이력 정보를 유저마다 관리한다.

입력부(60)는, 이용자가 자기자신을 특정하기 위한 ID를 입력하기 위한 수단이다. ID를 입력하는 구체적인 수단으로서는, 텐키나 비접촉 IC 카드, 키보드, 터치 패널 등이 있다.

표시부(70)는, 이용자에 대하여 갱신 메시지 등을 표시, 혹은, 음성으로 알린다. 구체적으로는, 표시부(70)는, CRT(Cathode Ray Tube)나 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 장치나, 음성 출력용 스피커 등을 갖는다.

전체 제어부(80)는, 각 부를 적절하게 호출하고, 생체 인증 처리나 갱신 처리를 실행한다. 예를 들면, 전체 제어부(80)는 CPU 등이다.

이에 의해, 실시예 1에 의하면, 유사도의 안정을 자세의 안정으로 간주하고, 자세 안정 시의 생체를 촬영한 화상으로부터 생체 정보를 추출하고, 이 추출한 생체 정보를 등록 생체 정보로 할 수 있다.

[실시예 2]

다음으로, 실시예 2에 관한 생체 인증 장치(2)에 대하여 설명한다. 실시예 2에서는, 인증 시의 생체의 자세 정보를 검출하고, 생체의 자세의 안정성을 판정한다.

<기능 구성>

도 7은, 실시예 2에 관한 생체 인증 장치(2)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 생체 인증 장치(2)는, 센서부(11), 생체 인증부(21)를 포함한다. 또한, 도 7에 도시하는 기능에서 도 6에 도시하는 기능과 마찬가지의 기능은 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

우선, 센서부(11)에 대하여 설명한다. 센서부(11)는, 카메라부(101), 조명부(103), 거리 센서부(105)를 포함한다. 이하, 거리 센서(105)에 대하여 설명한다.

거리 센서부(105)는, 등록 및 인증 시에, 거리 센서부(105)로부터 생체까지의 거리를 측정한다. 거리 센서부(105)는, 거리 센서를 복수 보유하고, 취득한 거리 정보를 생체 인증부(21)에 출력한다.

다음으로, 생체 인증부(21)에 대하여 설명한다. 생체 인증부(21)는, 인증 처리부(30), 갱신부(41), 등록 데이터베이스(51), 입력부(60), 표시부(70), 전체 제어부(80)를 포함한다. 이하, 갱신부(41), 등록 데이터베이스(51)에 대하여 주로 설명한다.

갱신부(41)는, 카메라부(101)에 의한 촬영 시에서의 생체의 자세에 기초하여, 등록 생체 정보를 갱신하는지의 여부를 판정하고, 갱신한다고 판정된 경우에는, 갱신 처리를 이용자에게 촉구한다. 구체적으로는, 갱신부(41)는, 이하의 기능을 갖는다.

자세 검출부(407)는, 센서부(11)로부터 입력된 생체의 화상 및 거리 센서의 데이터로부터 자세에 관한 파라미터(자세 정보라고도 함)의 검출 처리를 행한다. 다음으로, 자세 정보의 취득 방법에 대하여 설명한다.

(1) 위치

손바닥의 위치 (x, y)는 손바닥의 위치를 나타내는 값이다. 또한, 손바닥의 위치는, 손바닥 영역을 잘라낸 후에, 손바닥 영역의 무게 중심 위치로서 정의한다. 구해진 무게 중심 위치 (x, y)와 기준 위치(예를 들면 화면의 중심 위치) (x0, y0)과의 차분 (Δx, Δy)를, 자세 변동량의 위치 파라미터로 한다. 자세 변동량이란, 자세 정보와, 기준값과의 차를 자세 변동량이라고 한다. 또한, 이 자세 변동량은, 자세 정보로 간주되어도 된다.

즉, (x, y)는 절대값이며, (Δx, Δy)는 상대값이다. 위치 파라미터는, 손바닥이 센서의 중심(기준 위치로 함)에 위치하는 경우, (Δx, Δy)는 (0, 0)으로 되고, 중심으로부터 어긋난 경우에는 중심으로부터의 위치 어긋남을 나타낸다. 또한, 위치 파라미터는, 무게 중심 위치 (x, y)를 이용해도 된다. 또한, 이하에는 (Δx, Δy)를 간단히 Δx로 표현한다.

(2) 거리

센서부(11)로부터 손바닥까지의 거리 d는, 거리 센서를 이용하여 측정한다. 거리 센서가 복수 구비되어 있는 경우에는, 평균값을 d로 한다. 자세 변동량의 거리 파라미터는, 거리 d와 기준 거리와의 차분 Δd로 한다. 예를 들면, 센서부(11)와 손바닥의 기준 거리가 5㎝로서, 실제로 촬영했을 때의 거리 d가 4㎝이면, 거리 파라미터는, Δd=4-5=-1(㎝)가 된다.

또한, 거리 센서를 이용하는 방법 이외에도 휘도값을 이용해서 거리를 구하는 방법이 있다. 이 방법은, 조명으로부터의 거리가 이격될수록 피사체의 휘도값이 저하하는 것을 이용하는 방법이며, 미리 휘도값과 거리의 관계 테이블을 유지 해 둠으로써 실현 가능하게 된다.

(3) 기울기

우선, 3차원의 평면을 나타내는 식은, 이하와 같다.

독립한 변수는 (X, Y, Z)의 3개이기 때문에, 평면 상의 3점을 정하면 평면을 나타낼 수 있다. 따라서, 거리 센서를 3개 구비하는 구성을 생각한다. 여기서, Di는, i번째의 거리 센서의 측정값(거리 센서로부터 손바닥까지의 측정값)으로 한다. 또한, 거리 센서의 XY 평면 내에서의 좌표를 (Xi, Yi)로 하면, 점 Pi(Xi, Yi, Di)가 손바닥 위에 존재하게 된다.

도 8의 (A)는, 거리 센서로부터 손바닥까지의 거리 Di를 도시하는 도면이다. 도 8의 (B)는, 거리 센서의 XY 평면 내에서의 좌표 (Xi, Yi)를 도시하는 도면이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 거리 센서로부터 상방으로 늘인 수직선과 손바닥과의 교점이 Pi가 된다.

3개의 거리 센서로부터 구한 Pi(i=1, 2, 3)의 좌표를 수학식 1에 적용시키고, 연립 방정식을 푸는 것으로, 자세 검출부(401)는 파라미터 (a, b, c)를 산출한다. 파라미터 (a, b, c)는 손바닥을 근사한 평면을 기술하는 파라미터이기 때문에, 자세 검출부(407)는 이 파라미터를 이용해서 기울기 θ를 산출한다.

기울기 θ는, 도 8의 (C)를 이용해서 설명한다. 도 8의 (C)는, 손바닥의 기울기 θ의 일례를 도시하는 도면이다. 도 8의 (C)에 도시하는 기울기 θ는, Y-Z 평면(X=0) 내에서의 기울기에 해당하기 때문에, 수학식 1의 평면식에 X=0을 대입하여 직선의 식 bY+cZ=-1의 기울기로부터 산출된다. 구체적으로는, 자세 검출부(407)는 tanθ=b/c로부터 기울기 θ를 산출할 수 있다.

또한, 거리 센서가 3개 이상 있는 경우, 자세 검출부(407)는, 가능한 모든 조합에 대하여 파라미터 (a, b, c)를 산출하고, 산출한 파라미터의 평균값을 채용하여 기울기 θ를 산출해도 된다. 자세 변동량에서의 기울기 파라미터는, 산출된 θ와 기준 평면(예를 들면 X=0 평면)과의 차분 Δθ로 한다.

(4) 회전

손바닥의 회전각 Ω의 산출 기준으로서 손바닥의 윤곽이 이용된다. 손바닥의 윤곽을 이용하는 이유는, 손바닥의 형상에 세로 방향의 직선이 많이 포함되기 때문이다. 자세 검출부(407)는, 윤곽선의 평균적인 방향을 산출하고, 이 방향을 이용하여 손바닥의 회전각 Ω를 산출한다.

도 9는, 손바닥의 윤곽을 도시하는 도면이다. 자세 검출부(407)는, 우선, 도 9에 도시한 바와 같은 윤곽을 구한다. 다음으로 구한 윤곽을 이용해서 회전각 Ω를 산출한다.

구체적으로는, 자세 검출부(407)는, 이하의 수순으로 회전각 Ω를 산출한다. 우선, 자세 검출부(407)는, 손바닥 화상으로부터 윤곽선을 2차 미분(라플라시안 필터) 등을 적용함으로써 검출한다. 다음으로, 자세 검출부(407)는, 검출한 윤곽(에지)으로부터 방향을 정하기 위해서는, 허프 변환을 이용한다. 허프 변환은, 어느 점 Q(x, y)가 존재했을 때, 점 Q를 통할 수 있는 직선을,

·원점으로부터의 거리 r

·기울기 θ

의 2개의 파라미터를 사용해서 표현하는 변환 방법이다. 자세 검출부(407)는, 검출한 모든 에지 상의 점 P(x, y)에 대하여, (r, θ)를 계산하여 r-θ 공간으로 플롯한다. 이 때, 원래의 화상(손바닥의 윤곽 화상)에 특정한 기울기가 많이 포함되는 경우, 해당하는 θ 위에 많은 점이 플롯된다. 즉, 자세 검출부(407)는, 허프 변환 후의 공간에서 수많이 플롯(투표)된 θ를 산출함으로써, 손바닥의 회전각 Ω를 결정할 수 있다. 자세 변동량에서의 회전 파라미터는, 산출된 회전각 Ω와 기준선(예를 들면 Y축)과의 차분 ΔΩ로 한다.

또한, 자세 검출부(407)는, 산출한 자세 변동량 (Δx, Δd, Δθ, ΔΩ)를 등록 데이터베이스(51)에 기억함과 함께, 자세 판정부(409)에 출력한다.

또한, 자세 검출부(407)는, 반드시 자세 변동량을 구할 필요는 없고, 자세 정보 (x, d, θ, Ω)를 등록 데이터베이스(51)에 기억하도록 해도 된다. 또한, 여기에서의 x는 손바닥의 위치 (x, y)를 한데 모아서 표현하고 있다.

자세 판정부(409)는, 자세 검출부(407)에 의해 산출된 자세 변동량을 취득하고, 등록 데이터베이스(51)에 기억되는 자세 변동량의 이력 정보에 기초하여, 생체의 자세가 안정되어 있는지의 여부를 판정한다.

도 10은, 자세 변동량의 이력 정보의 일례를 도시하는 도면이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 이력 정보는, 자세 변동량이 취득된 일시(예를 들면, 인증 시의 시각)와, 자세 변동량이 관련지어져 있다.

자세 판정부(409)는, 자세 변동량의 각 요소에 대하여, 정규화 계수 W=(w0, w1, w2, w3)을 곱한 자세 변동량 E(t)를 산출한다.

정규화 계수 W는, 인증 엔진이 허용하는 자세량에 대한 상한값을 이용해서 다음과 같이 나타낸다.

여기서, Δx_max는, 인증 엔진이 허용할 수 있는 위치 변동량의 최대값을 나타낸다. 예를 들면, Δx_max는 2(㎝)로 한다. 또한, Δd_max, Δθ_max, ΔΩ_max도 마찬가지로 인증 엔진이 허용하는 변동량의 최대값이며, 예를 들면, Δd_max는 1(㎝), Δθ_max는 10(도), ΔΩ_max는 20(도)로 한다. E(t)는, 변동량을 최대 허용량에 대한 비로 표현하는 벡터가 된다.

또한, 정규화 계수를 이용하는 것 외에도, 웨이트를 곱하는 방법을 이용해도 된다. 자세 변동량에 웨이트를 곱하는 이유는, 자세 변동량의 파라미터마다 인증에 미치는 영향이 서로 다르기 때문이다. 예를 들면, 위치의 차 (Δx, Δy)는 평행 이동만으로 보정할 수 있기 때문에 인증에 미치는 영향은 크지 않다. 따라서, w0은 작은 값으로 한다.

한편, 기울기 θ는, 화상 변환으로서 아핀 변환이나 사영 변환을 행할 필요가 있기 때문에, 인증에 미치는 영향은 크다. 따라서, w2의 값을 크게 한다. 전술한 바와 같이, 인증에 미치는 영향의 크기를 고려하여 실험적으로 웨이트를 미리 정해 둔다. 또한, 정규화 계수나 웨이트는 반드시 필요하지는 않다.

다음으로, 자세 판정부(409)는, 산출한 자세 변동량 E(t)에 기초해서 자세의 안정성을 평가한다. 구체적으로는, 자세 판정부(409)는, 과거 N회분의 자세 변동량 E(t)와의 벡터간 거리의 누계값 Esum(t)를 산출한다.

여기서, 수학식 3에 나타나는 α0, α1 등은, 이력 데이터의 웨이트를 나타낸다. 바로 근처 데이터 웨이트(α0 등)를 다른 웨이트보다 크게 함으로써, 안정성 평가의 신뢰성을 높일 수 있다. Esum(t)는 t 시점으로부터 과거 N회분의 자세 변동량의 누적을 표현한다. 또한, 이력 데이터의 웨이트는 반드시 필요하지 않다.

또한, 자세 판정부(409)는, 이하의 조건을 만족할 때에 자세가 안정되었다고 판정한다.

<조건 1>

Th1은, 자세의 안정성 판정에 이용하는 임계값이다. Th1은 예를 들면 0.05(5％)로 한다. 자세 판정부(409)는, 자세의 안정성 판정의 결과를 갱신 판정부(411)에 통지한다.

또한, 자세 판정부(409)는, 자세 변동량이 아니고 자세 정보를 이용하는 경우, 자세 변동량의 기준값으로서 이용한 값을 현재의 자세 정보로 한다. 다음으로, 자세 판정부(409)는, 현재의 자세 정보로부터 과거의 자세 정보의 차분을 산출하고, 이 차분을 자세 변동량으로 함으로써 전술한 처리와 마찬가지의 처리를 행하고, E(t)나 Esum(t)를 산출할 수 있다.

갱신 판정부(411)는, 등록 생체 정보의 자세 변동량 E(0)과 현재의 생체 정보의 자세 변동량 E(t)의 차 Ereg(t)를 산출한다.

갱신 판정부(411)는, 이하의 조건을 만족할 때, 등록 시의 자세와 현재의 자세가 서로 다르다고 판정한다.

<조건 2>

Th2는, 등록 시와 현재의 자세의 변동량의 크기 판정에 이용하는 임계값이다. Th2는, 예를 들면 0.50으로 한다. 0.50의 의미는, 한계 변동에 대하여 50％를 초과하는 경우에 갱신이 필요하다고 판정한다는 의미이다.

도 11은, Esum(t)와 Ereg(t)를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 도시하는 예에서는, N은 4이다. 도 11에 도시한 바와 같이, Esum(t)가 작을수록 자세가 안정되어 있는 것을 나타내고, Ereg(t)가 클수록, 등록 시의 자세와 안정 시의 자세가 서로 다른 것을 나타낸다.

또한, 갱신 판정부(411)는, 조건 1과 조건 2를 만족할 때에, 등록 생체 정보의 갱신을 한다고 판정한다. 또한, 갱신 판정부(411)는, 조건 2에 상관없이 조건 1만을 만족할 때에 등록 생체 정보의 갱신을 행한다고 판정해도 된다. 갱신 판정부(411)는, 갱신한다고 판정한 경우, 갱신 메시지를 통지하도록 갱신 전달부(413)에 지시한다.

갱신 전달부(413)는, 갱신 판정부(411)로부터 통지를 받으면, 등록 생체 정보의 갱신(재등록)을 촉구하는 메시지를 이용자와 시스템 관리자에게 통지한다. 갱신 전달부(413)는, 예를 들면, 이용자에게는 표시부(70)에 메시지를 표시하거나, 시스템 관리자에게는 메일 등으로 메시지를 통지하거나 한다. 갱신 전달부(413)는, 관리자의 메일 주소를 미리 유지해 둔다.

또한, 갱신 전달부(413)는, 등록 생체 정보의 갱신 시에 시스템 관리자의 입회가 있는 경우에는, 이용자에 대한 메시지에 갱신 가능한 일시나 장소를 표시해도 된다. 이 경우, 등록 데이터베이스(51)에 시스템 관리자가 입회 가능한 일시나 장소가 기억되어 있다.

갱신 처리부(415)는, 예를 들면, 시스템 관리자 등에 의해, 등록 생체 정보의 갱신에 필요한 정보가 입력된 경우 등에, 이용자의 등록 생체 정보의 갱신을 행한다. 갱신 처리부(415)는, 갱신을 허가한 경우에, 특징 추출부(301)에 의해 추출된 생체 정보에서, 등록 데이터베이스(51)에 등록된 등록 생체 정보를 덮어 쓴다.

또한, 갱신 처리부(415)는, 갱신 시의 자세 정보를 검출하고, 자세 안정 시의 자세 정보와 마찬가지인지를 판정하고, 자세 안정 시의 자세 정보와 거의 마찬가지인 경우에만 갱신을 허가해도 된다. 구체적으로는, 갱신 처리부(415)는, 갱신시의 자세 정보와 자세 안정 시의 자세 정보와의 차분을 구하고, 이 차가 소정의 임계값 이하인 경우에 갱신을 허가하면 된다. 이에 의해, 자세 안정 시의 생체를 촬영한 화상으로부터 생체 정보를 추출하고, 이 추출한 생체 정보를 등록 생체 정보로 할 수 있다.

갱신 처리부(415)는, 등록 생체 정보가 갱신된 경우, 갱신된 일시를 등록 데이터베이스(51)에 기억한다. 도 12는, 갱신 일시의 이력 정보의 일례를 도시하는 도면이다. 갱신 일시의 이력 정보는, 이용자마다 기억한다.

갱신 일시를 기억해 둠으로써, 갱신 판정부(411)는, 전회의 갱신으로부터 소정 기간 경과하지 않은 경우에는, 갱신하지 않는다고 판정할 수도 있다. 이에 의해, 이용자에게 빈번히 갱신 처리를 행하게 하는 것을 방지할 수 있다.

도 7로 되돌아가, 등록 데이터베이스(51)는, 생체 인증 장치(2)가 필요로 하는 여러가지 정보를 보존한다. 예를 들면, 등록 데이터베이스(51)는, 각 이용자의 생체 인증에 이용하는 등록 생체 정보를 유지한다. 또한, 등록 데이터베이스(51)는, 갱신 판정부(411)가 갱신의 필요성의 판정에 사용하는 「자세 정보의 이력 정보」를 보존한다(도 10 참조). 또한, 등록 데이터베이스(51)는, 등록 생체 정보의 갱신 이력 정보를 보존한다(도 12 참조).

이상, 생체 인증 장치(2)는, 생체 인증에 이용하는 생체의 자세가 안정된 후에 갱신 처리를 촉구할 수 있다.

<동작>

다음으로, 생체 인증 장치(2)의 동작에 대하여 설명한다. 도 13은, 실시예 2에서의 인증 처리와 갱신 판정 처리의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 스텝 S11에서, 인증 처리부(30)는, 인증 처리를 행한다. 인증 처리부(30)는, 우선, 이용자가 입력부(60)에 의해 입력한 ID를 취득한다. 다음으로, 인증 처리부(30)는, 센서부(11)로부터 생체를 촬영한 화상을 취득하고, 특징부인 생체 정보를 추출한다. 다음으로, 인증 처리부(30)는, ID에 대응하는 등록 생체 정보를 취득하고, 추출한 생체 정보와 대조를 행하여 유사도를 산출한다. 인증 처리부(30)는, 산출한 유사도가 소정의 임계값 이상이었던 경우에는, 등록된 본인이라고 판정한다.

스텝 S12에서, 갱신부(41)는, 등록 생체 정보의 갱신 판정을 행한다. 갱신부(41)는, 생체의 자세 정보에 기초하여 갱신의 필요 여부를 판정한다. 스텝 S12에서, 판정 결과가 "YES"(갱신함)인 경우에는 스텝 S13으로 진행하고, 판정 결과가 "NO"(갱신하지 않음)인 경우에는 처리를 종료한다.

스텝 S13에서, 갱신부(41)는, 등록 생체 정보의 갱신이 필요하다는 메시지를 이용자 및／또는 시스템 관리자에게 출력한다.

다음으로, 도 13에 도시하는 스텝 S12와 S13의 상세한 처리에 대하여 설명한다. 도 14는, 실시예 2에서의 갱신 판정 처리의 상세 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다. 스텝 S21에서, 자세 판정부(409)는, 수학식 2에 나타내는 자세 변동량 E(t)를 산출한다.

스텝 S22에서, 자세 판정부(409)는, 수학식 3에 나타내는 자세 변동차의 누계값 Esum(t)를 산출한다.

스텝 S23에서, 갱신 판정부(411)는, 수학식 4에 나타내는 등록 시부터의 자세 변동의 차 Ereg(t)를 산출한다.

스텝 S24에서, 갱신 판정부(411)는,

<조건 1>

<조건 2>

조건 1과 조건 2를 만족하는지의 여부를 판정한다. 스텝 S24에서, 판정 결과가 "YES"(양쪽 모두 만족함)인 경우에는 스텝 S25로 진행하고, 판정 결과가 "NO"(적어도 하나는 만족하지 않음)인 경우에는 처리를 종료한다.

스텝 S25에서, 갱신 전달부(413)는, 등록 생체 정보의 갱신을 권하는 메시지를 출력한다.

이상, 실시예 2에 의하면, 자세의 안정성을 판정하여, 자세 안정 시에 등록 생체 정보의 갱신을 촉구함으로써, 적절한 타이밍에서 갱신 처리를 행할 수 있다. 또한, 적절한 타이밍에서 갱신 처리를 행한 경우에는, 이후의 인증 처리의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 일반적으로 등록 생체 정보의 갱신 처리는 이용자에게 있어서 부담이며, 바람직한 것이라고는 할 수 없다. 즉, 예고없이 등록 생체 정보의 갱신을 권하는 것은 이용자에게 있어서 심리적인 부담이 되는 케이스가 있다. 그 때문에, 생체 인증 장치(2)는, 신규로 이용자를 등록할 때에는, 등록 데이터베이스(51)의 등록 생체 정보의 갱신 이력을 사용해서 다른 이용자의 갱신 이력으로부터 재등록까지의 예측 시기를 계산해도 된다. 이에 의해, 사전에 등록 생체 정보의 갱신의 가능성이 있는 것을 이용자에게 통지함으로써, 이용자의 부담을 저감하는 구성으로 해도 된다.

도 15는, 갱신 예고 화면의 일례를 도시하는 도면이다. 도 15에 도시하는 예는, 다른 이용자의 갱신까지의 평균 기간은 약 1개월이며, 이 평균 기간을 표시하고 있는 예이다.

또한, 실시예 2에서는, 손바닥의 정맥 인증을 예로 들어 설명했지만, 지문 인증을 행하는 경우에는, 자세 정보로서 거리나 기울기는 필요없다. 또한, 실시예 2에서는, 등록 데이터베이스(51)에 유사도의 이력을 기억하지 않기 때문에, 네트워크를 이용한 공격(예를 들면, 힐 크라이밍 공격)에도 강하다.

[실시예 3]

다음으로, 실시예 3에 관한 생체 인증 장치(3)에 대하여 설명한다. 실시예 3에서는, 외광 강도 등의 외부 환경의 평가를 행함으로써, 등록 생체 정보의 갱신 시에, 양호한 외광 조건에서 갱신 처리를 행할 수 있다.

<기능 구성>

도 16은, 실시예 3에 관한 생체 인증 장치(3)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 16에 도시하는 기능에서, 도 7에 도시하는 기능과 마찬가지의 기능의 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

센서부(12)는, 카메라부(107), 조명부(103), 거리 센서부(105)를 포함한다. 카메라부(107)는, 실시예 2의 기능 외에, 조명부(103)에 의한 조명 OFF 시에 정기적으로 촬영하고, 촬영 화상을 외부 환경 판정부(417)로 송신한다.

생체 인증부(22)는, 인증 처리부(30), 갱신부(42), 등록 데이터베이스(52), 입력부(60), 표시부(70), 전체 제어부(80)를 포함한다. 이하, 갱신부(42), 등록 데이터베이스(52)에 대하여 설명한다. 갱신부(42)는, 자세 검출부(407), 자세 판정부(409), 갱신 판정부(419), 갱신 전달부(413), 갱신 처리부(415), 외부 환경 판정부(417)를 포함한다.

외부 환경 판정부(417)는, 센서부(12)로부터 조명 OFF 시의 화상(이하, 조명 OFF 화상이라고도 함)을 취득하고, 외부 환경이 갱신 처리를 행하는데에 적절한지를 판정한다. 구체적으로는, 외부 환경 판정부(417)는, 조명 OFF 화상의 각 화소의 휘도값에 기초하여, 외광 강도를 판정한다. 여기서, 외광이란, 조명부(103)에 의한 조명 이외의 광을 의미한다. 예를 들면, 외광은 태양광이나 창 등에 의한 반사광이다.

외부 환경 판정부(417)는, 센서부(12)로부터 취득한 조명 OFF 화상의 화소를 탐색하고, 소정값 이상의 휘도값을 갖는 화소를 카운트한다. 여기서, 카메라의 휘도값의 범위가 0 내지 255로 한 경우에, 소정값은 예를 들면 240으로 한다.

또한, 외부 환경 판정부(417)는, 카운트값이 조명 OFF 화상의 전체 화소에 차지하는 비율을 외광 강도로 정의하고, 외광 강도가 소정값(예를 들면 5％) 이상인 경우에, 갱신 처리에 적합하지 않다고 판정한다. 또한, 외부 환경 판정부(417)는, 외광 강도가 소정값 미만인 경우에, 갱신 처리에 적합하다고 판정한다.

또한, 외부 환경 판정부(417)는, 외광 강도를 구할 때, 전체 화소에 대하여 행하는 것은 아니고, 화소를 씨닝하여 간이하게 외광 강도를 구해도 된다. 이에 의해, 조명 OFF 화상에 통상 촬영되지 않는 이물질이 촬영되어 있다고 하여도, 이물질의 영향을 작게 할 수 있다.

다음으로, 외부 환경 판정부(417)는, 판정 결과를 등록 데이터베이스(52)에 기억한다. 외부 환경 판정부(417)는, 조명 OFF 화상을 취득할 때마다 외광 강도를 산출하여 외부 환경의 판정을 행하고, 등록 데이터베이스(52)에 기억되는 판정 결과를 갱신한다. 따라서, 등록 데이터베이스(52)는, 외부 환경의 최신의 판정 결과를 유지한다.

갱신 판정부(419)는, 실시예 2의 조건 1과 조건 2 외에, 외부 환경의 판정 결과를 갱신 처리 판정 조건에 추가한다. 구체적으로는, 갱신 판정부(419)는, 등록 데이터베이스(52)로부터 외부 환경의 판정 결과를 취득하고, 외부 환경의 판정 결과가 갱신 처리에 적합한 것을 나타내는 경우, 또한, 조건 1 및 조건 2를 만족시키는 경우에 갱신한다고 판정한다. 이후의 처리는 실시예 2와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.

<동작>

도 17은, 실시예 3에서의 갱신 판정 처리의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 도 17에 도시하는 처리에서, 도 13에 도시하는 처리와 마찬가지의 처리를 행하는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

스텝 S31에서, 갱신 판정부(419)는, 등록 데이터베이스(52)로부터 외부 환경의 판정 결과를 취득하고, 갱신 처리에 적합한 외부 환경인지의 여부를 판정한다. 스텝 S31에서의 판정 결과가 "YES"(외부 환경 OK)인 경우, 스텝 S13으로 진행하여, 갱신 전달 처리를 행하고, 판정 결과가 "NO"(외부 환경 NG)인 경우, 처리를 종료한다.

또한, 갱신 전달 처리를 행하고나서 실제로 갱신 처리를 행하는 경우, 타임 래그가 있는 경우가 있다. 이 때, 실제로 갱신 처리를 행하는 경우에도, 갱신 처리부(415)가 등록 데이터베이스(52)로부터 최신의 외부 환경의 판정 결과를 취득함으로써, 외광 강도가 너무 강한 경우 등은 갱신 처리를 불가로 해도 된다.

이상, 실시예 3에 의하면, 외광 강도 등의 외부 환경의 평가를 행함으로써, 등록 생체 정보의 갱신 시에, 양호한 외광 조건으로 갱신 처리를 행할 수 있다.

[변형예]

다음으로, 전술한 각 실시예의 생체 인증 장치의 변형예에 대하여 설명한다. 도 18은, 생체 인증에 의한 도어 제어를 행하는 시스템의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 18에 도시한 바와 같이, 실시예 2의 생체 인증 장치(2)에 도어 제어부(90)가 접속되어 있다. 도어 제어부(90)는, 생체 인증부(21)의 인증 결과에 따라서 도어의 개폐를 제어한다. 이에 의해, 시큐리티가 높은 도어의 개폐 제어를 행할 수 있다.

또한, 도 18에서는, 실시예 2의 생체 인증 장치(2)를 이용해서 설명했지만, 다른 실시예에 관한 생체 인증 장치를 이용해서 도어 제어를 행해도 된다. 또한, 각 실시예의 생체 인증 장치는, 도어 제어에 한하지 않고, 시큐리티를 강화하고자 하는 것 등에도 적용 가능하다.

또한, 다른 변형예로서, 각 실시예의 생체 인증부를 네트워크에 접속하는 정보 처리 서버에 설치하고, 센서부에는 입력부와 표시부를 더 설치하는 생체 인증 시스템으로서 구성해도 된다. 이 경우, 생체 인증 기능을 갖는 정보 처리 서버는, 센서부로부터 네트워크를 통해서 촬영 화상을 수신하고, 인증 처리를 행한 후에, 인증 결과를 센서부의 표시부 등에 표시해도 된다.

또한, 각 실시예의 갱신 처리부는, 등록 데이터베이스에 복수의 등록 생체 정보가 기억되어 있는 경우, 갱신 대상의 생체 정보와 가장 자세 정보의 차 (Ereg(t))가 큰 등록 생체 정보를 덮어쓰기 대상으로 해도 된다.

또한, 각 실시예의 갱신 처리부는, 등록 생체 정보를 덮어 쓰는 것은 아니고, 현재의 등록 생체 정보와 갱신 대상의 생체 정보와의 평균 화상을 새로운 등록 생체 정보로 해도 된다. 이에 의해, 자세 변동에 대한 개선 정도는 완만해지지만, 인증 정밀도의 급격한 변화를 억제할 수 있다. 또한, 전술한 각 소정값이나 임계값은, 각각 실험을 행하여 적절한 값을 설정하면 된다.

또한, 전술한 각 실시예나 변형예에서 설명한 생체 인증 처리, 생체 인증 시스템, 생체 인증 방법은, 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램으로서 실현되어도 된다. 이 프로그램을 서버 등으로부터 인스톨하여 컴퓨터에 실행시킴으로써, 전술한 생체 인증 처리를 실현할 수 있다.

또한, 이 프로그램을 기록 매체(CD-ROM이나 SD 카드 등)에 기록하고, 이 프로그램이 기록된 기록 매체를 컴퓨터나 휴대 단말기에 판독시켜서, 전술한 생체 인증 처리를 실현시키는 것도 가능하다. 또한, 기록 매체는, CD-ROM, 플렉시블 디스크, 광자기 디스크 등의 형태로 정보를 광학적, 전기적 또는 자기적으로 기록하는 기록 매체, ROM, 플래시 메모리 등의 형태로 정보를 전기적으로 기록하는 반도체 메모리 등, 여러가지 타입의 기록 매체를 이용할 수 있다.

이상, 실시예에 대하여 상세하게 설명했지만, 특정한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위에 기재된 범위 내에서, 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

1, 2, 3 : 생체 인증 장치
10, 11, 12 : 센서부
20, 21, 22 : 생체 인증부
30 : 인증 처리부
40, 41, 42 : 갱신부
50, 51, 52 : 등록 데이터베이스
60 : 입력부
70 : 표시부
80 : 전체 제어부
101, 107 : 카메라부
103 : 조명부
105 : 거리 센서부
301 : 특징 추출부
303 : 대조 처리부
400, 409 : 자세 판정부
401, 411, 419 : 갱신 판정부
403, 413 : 갱신 전달부
405, 415 : 갱신 처리부
407 : 자세 검출부
417 : 외부 환경 판정부

Claims

생체를 촬영하여 생체 정보를 취득하는 촬영 수단과,
촬영 시의 상기 생체의 자세를 나타내는 자세 정보를 검출하는 검출 수단과,
미리 등록된 등록 생체 정보와 상기 생체 정보를 대조해서 인증을 행하는 인증 수단과,
상기 검출된 자세 정보의 이력에 기초하여, 상기 생체의 자세의 안정성을 판정하는 자세 판정 수단과,
상기 자세 판정 수단에 의해 안정되었다고 판정된 경우, 상기 등록 생체 정보를 갱신한다고 판정하는 갱신 판정 수단
을 구비하는 생체 인증 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 자세 판정 수단은,
소정수의 인증 시의 상기 자세 정보와 기준 정보와의 차분값의 누적값을 산출하고, 상기 누적값이 제1 소정값 이하인 경우에 안정되었다고 판정하고,
상기 갱신 판정 수단은 또한,
등록 시의 상기 자세 정보와 인증 시의 상기 자세 정보와의 차분값이 제2 소정값 이상인 경우에, 상기 등록 생체 정보를 갱신한다고 판정하는 생체 인증 장치.
제1항에 있어서,
상기 촬영 수단에 의해 조명 OFF 시에 촬영된 화상의 각 화소에서의 휘도값에 기초하여, 외광의 강도를 나타내는 외광 강도를 판정하는 외부 환경 판정 수단을 더 구비하고,
상기 갱신 판정 수단은 또한,
상기 외부 환경 판정 수단에 의해 상기 외광 강도가 정상이라고 판정된 경우에, 상기 등록 생체 정보를 갱신한다고 판정하는 생체 인증 장치.
제4항에 있어서,
상기 외부 환경 판정 수단은,
상기 휘도값이 제4 소정값 이상인 화소가, 상기 화상의 전체 화소에 차지하는 비율을 상기 외광 강도라고 하고, 상기 외광 강도가 제3 소정값 이내인 경우에, 상기 외광 강도가 정상이라고 판정하는 생체 인증 장치.
제1항에 있어서,
상기 갱신 판정 수단에 의해 갱신한다고 판정된 경우, 상기 등록 생체 정보의 갱신을 행하는 갱신 수단을 더 구비하는 생체 인증 장치.
제6항에 있어서,
상기 갱신 수단은,
갱신 대상의 생체 정보에서의 상기 자세 정보와, 자세 안정 시의 상기 자세 정보와의 차분값이 제5 소정값 이하인 경우에, 상기 갱신 대상의 생체 정보를 이용해서 갱신하는 생체 인증 장치.
제1항에 있어서,
상기 자세 정보는, 미리 설정된 기준면과 상기 생체와의 거리, 미리 설정된 기준 위치로부터의 상기 생체의 위치, 미리 설정된 기준면으로부터의 상기 생체의 기울기, 미리 설정된 기준 위치로부터의 상기 생체의 회전 중, 적어도 1개를 포함하는 생체 인증 장치.
삭제
삭제
생체를 촬영하여 생체 정보를 취득하는 촬영 스텝과,
촬영 시의 상기 생체의 자세를 나타내는 자세 정보를 검출하는 검출 스텝과,
미리 등록된 등록 생체 정보와 상기 생체 정보를 대조해서 인증을 행하는 인증 스텝과,
상기 검출된 자세 정보의 이력에 기초하여, 상기 생체의 자세의 안정성을 판정하는 자세 판정 스텝과,
상기 자세 판정 스텝에 의해 안정되었다고 판정된 경우, 상기 등록 생체 정보를 갱신한다고 판정하는 갱신 판정 스텝
을 갖는 생체 인증 방법.