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CN1231867C - 用户认证方法和用户认证装置 - Google Patents

用户认证方法和用户认证装置 Download PDF

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CN1231867C CNB021278032A CN02127803A CN1231867C CN 1231867 C CN1231867 C CN 1231867C CN B021278032 A CNB021278032 A CN B021278032A CN 02127803 A CN02127803 A CN 02127803A CN 1231867 C CN1231867 C CN 1231867C
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Abstract

一种用户认证方法，根据由传感器获取的作为生物测量的用户身体一部分的一个图像来确定用户身份，包括：对于从由传感器获取的身体部分单一图像中提取的特征信息和由传感器获取的作为身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，以根据通过计算手指的相对运动的运动矢量而得到的作为一系列运动矢量的摆动图案来实施用户认证。

Description

用户认证方法和用户认证装置
技术领域
本发明涉及一种在具有一系列指纹图像的个人信息装置确定用户身份的用户认证方法及其装置，所述的指纹图像是由作为输入设备的指纹传感器为了使用指纹的个人识别目的而捕获的。
背景技术
在信息设备和信息服务中进行用户认证的有效方式在大部分情况下是使用指纹匹配，对每个人特有的并且不随时间改变的指纹进行身份进行指纹匹配。在利用指纹匹配的用户认证中采用的传统处理过程是，预先登记和保存由一个有权使用该设备或该服务的已授权用户施加的指纹数据，并且将某些用户使用该设备和服务时从经由指纹输入单元输入的指纹中获取的指纹数据与已授权用户的指纹数据(将称作模板)进行比对，当这两个指纹数据彼此一致时，允许上述用户作为已授权的用户使用该设备和服务。
对于传统的指纹输入，经常采用的是一个使用所谓的二维传感器的输入装置，该传感器具有一个覆盖指尖的足够宽区域的近似方形的印记表面。
上述传统的用户认证方法具有以下问题。
首先，在某些情况下，仅使用经一个传感器施加的静态指纹图像也许不能够提供满意的用户认证。作为列举，例如，在Yamada等人的“我们能制造欺骗指纹系统的人造手指吗？(Can we make artificial finger that foolfingerprint systems？)(Part III)”(2001，cryptography and Information SecuritySymposium(SCIS2001)，PP.719～724)文章中指出，存在一种其他人通过输入虚假的生物测量，比如从常规注册的用户铸模的虚假手指，以假装常规登记的用户进行非法使用的可能性。这是一个严重的问题，特别是，例如当在供电子商务等使用的信息设备中需要高等级秘密时，尤为严重。
第二个问题是，虽然安装用户认证装置的信息设备的范围扩展需要输入指纹的输入装置减小成本和规模，但是规模的减小将伴随指纹匹配精度的恶化。具体地说，尽管对于安装用户认证装置的信息设备的范围扩展，希望使用一个输入装置，它仅具有比指纹区域更小的区域用作传感器表面，但是其区域较小的传感器表面将容纳较少的特征，以致降低了指纹匹配的精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种用户认证方法和用户认证装置，消除了上述现有技术的利用包括假手指的虚假生物测量的非法性，以实现更可靠的用户认证。
本发明的另一个目的是提供一种甚至允许小区域的传感器的用户认证方法和用户认证装置，以实现高精度低成本的用户认证。
根据本发明的第一方面，基于作为由传感器获取的生物测量的用户身体一部分的图像来确定用户身份的用户认证方法，包括以下步骤：输入所述传感器获取的所述身体部分的图像；从所述身体部分的单独图像中提取特征信息；保存所述提取的特征信息；根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息；对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较；根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证。
在优选的结构中，根据从由传感器获取的身体部分的单一图像中提取的特征信息的相似性的等级和相对运动图案的相似性的等级来确定已登记用户的身份。
在另一个优选结构中，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的一帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，以获得一个摆动图案，该摆动图案是通过计算作为相对运动图案的身体部分的相对运动的运动矢量而获得的一系列运动矢量，从而根据所述的摆动图案实施用户认证。
在另一个优选结构中，对于从由传感器获取的身体部分的单一图像中提取的特征信息和作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，搜索前又帧与当前帧之间的对应点，以便根据作为通过计算手指相对运动的运动矢量获取的一系列运动矢量的摆动图案实施用户认证。
在另一个优选结构中，顺序地登记由传感器获取的相对运动图案和作为身体部分的一系列图像的帧的相似性的等级，以便具有最好相关的重叠，为了核对而从通过合成获得的合成图像提取特征信息，从而根据所述特征信息的相似性的等级实施用户认证。
在另一个优选结构中，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的一帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，以获得一个摆动图案，该摆动图案是通过计算作为相对运动图案的身体部分相对运动的运动矢量而获得到一系列运动矢量，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，顺序地登记所述帧，以便具有最好相关的重叠，为了核对而从通过合成获得的合成图像提取特征信息，从而根据摆动图案和特征信息实施用户认证。
在另一个优选结构中，从身体部分的相对运动中的压力值的时间序列变化中获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案，以便根据相对运动图案和压力值图案实施用户认证。
在另一个优选结构中，根据从由传感器获取的身体部分的单一图像中提取的特征信息，通过对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧来搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并且计算手指的相对运动的运动矢量而作为一系列运动矢量获得的摆动图案，以及作为从身体部分的相对运动中的压力值的时间系列变化中获得的一系列压力值差矢量的压力值图案来实施用户认证。
在另一个优选结构中，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，以获得通过计算身体部分的相对运动的运动矢量获得的一系列运动矢量的一个摆动图案作为相对运动图案，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，顺序地寄存所述帧，以便具有最好相关的重叠，为了核对而从通过合成获得的合成图像提取特征信息，并且从身体部分的相对运动的压力值的时间系列变化获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案，从而根据摆动图案、特征信息和压力值图案实施用户认证。
在另一个优选结构中，身体部分是一个手指，所述手指的相对运动图案信息被用作指定用户的秘密信息。此外，对应于相应的用户寄存多个用户的相对运动图案信息，以便对每个被选择用户实施用户认证。此外，对因于相应的用户寄存多个用户的相对运动图案信息，以便根据经由传感器输入的用户相对运动图案信息通过指定一个用户来实施用户认证。
根据本发明的第二方面，提供一种用户认证装置，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体一部分的图像来确定用户身份，包括：输入所述传感器获取的所述身体部分的图像的装置；从所述身体部分的单独图像中提取特征信息的装置；保存所述提取的特征信息的装置；根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息的装置；对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较的装置；根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证的装置。
在优选的结构中，根据从由传感器获取的身体部分的单一图像中提取的特征信息的相似性的等级和相对运动图案的相似性的等级确定已登记用户的身份。
在另一个优选结构中，用户认证装置包括搜索装置，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并计算身体部分的相对运动的运动矢量，以便获得作为相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案。
在另一个优选结构中，用户认证装置包括：搜索装置，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并计算身体部分的相对运动的运动矢量，以便获得作为相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案；存储装置，预先存储已授权用户的相对运动图案；和确定装置，将认证时获得的相对运动图案与存储装置中的相对运动图案进行比较，以确定两个图案之间的相似性等级。
在另一个优选结构中，用户认证装置包括：提取装置，从由传感器获取的身体部分的单一图像中提取特征信息；第一存储装置，预先存储已授权的用户的特征信息；搜索装置，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并计算身体部分的相对运动的运动矢量，以便获得一个作为相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案；第二存储装置，预先存储已授权的用户的相对运动图案；和确定装置，将认证时获得的特征信息和相对运动图案与第一和第二存储装置中的特征信息和相对运动图案进行比较，以确定该信息和图案之间的相似性等级。
在另一个优选结构中，顺序地登记由传感器获取的相对运动图案和作为身体部分的一系列图像的帧的相似性等级，以便具有最好相关的重叠，为了核对而从通过合成获得的合成图像提取特征信息，从而根据所述特征信息的相似性等级实施用户认证。
在另一个优选结构中，用户认证装置包括：搜索装置，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并计算身体部分相对运动的运动矢量以获得一个摆动图案，该摆动图案是作为相对运动图案的一系列运动矢量；寄存装置，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，顺序地寄存所述帧，以便具有最好相关的重叠，为了核对而从通过合成获得的合成图像提取特征信息；确定装置，将认证时获得的特征信息和相对运动图案与已授权的用户的特征信息和相对运动图案进行比较，以确定该信息和图案之间的相似性等级。
在另一个优选结构中，从身体部分的相对运动中的压力值的时间序列变化获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案，以便根据相对运动图案和压力值图案实施用户认证。
在另一个优选结构中，用户认证装置包括：提取装置，从由传感器获取的身体部分的单一图像中提取特征信息；搜索装置，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并且计算身体部分的相对运动的运动矢量，以获得作为相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案；获得装置，从身体部分的相对运动中的压力值的时间系列变化获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案；和确定装置，将认证时获得的特征信息、相对运动图案和压力值图案与已授权的用户的特征信息、相对运动图案和压力值图案进行比较，以确定该信息和图案之中的相似性等级。
在另一个优选结构中，用户认证装置包括：搜索装置，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并且计算身体部分的相对运动的运动矢量，以获得作为相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案；寄存装置，对于作为由传感器获取的身体部分的一系列图像的帧，顺序地寄存所述帧，以便具有最好相关的重叠，为了核对而从通过合成获得的合成图像提取特征信息；获得装置，从身体部分的相对运动中的压力值的时间系列变化获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案；和确定装置，将认证时获得的摆动图案、特征信息、和压力值图案与已授权的用户的相对运动图案、特征信息和压力值图案进行比较，以确定该信息和图案之间的相似性等级。
在另一个优选结构中，身体部分是一个手指，所述手指的相对运动图案信息被用作指定一个用户的秘密信息。此外，设置在传感器周围的是一个从外面遮挡身体部分相对运动的盖子。此外，对应于相应的用户寄存多个用户的相对运动图案信息，以便对每个被选择用户进行用户认证。在这种情况下，用户认证装置包括从多个用户之中选择将要认证的用户的装置。
最好对应于相应的用户寄存多个用户的相对运动图案信息，以便通过根据经传感器输入的用户的相对运动图案信息指定一个用户来实施用户认证。
根据本发明的另一方面，提供一种利用确定用户身份的用户认证的信息处理方法，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体部分的图像确定用户身份，包括以下步骤：输入所述传感器获取的所述身体部分的图像；从所述身体部分的单独图像中提取特征信息；保存所述提取的特征信息；根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息；对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较；根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证；设定与一个设备操作的中断和恢复有关的用户固有信息，该操作与为多个用户中的每一个登记的所述相对运动信息图案相关，和根据所述对应于已经实施用户认证的一个用户的所述用户固有信息，执行所述设备操作的中断和恢复。
根据本发明的另一个方面，一种具有确定用户身份的用户认证装置的信息装置，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体部分的图像确定用户身份，该设备具有：输入所述传感器获取的所述身体部分的图像的装置；从所述身体部分的单独图像中提取特征信息的装置；保存所述提取的特征信息的装置；根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息的装置；对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较的装置；根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证的装置；设定与所述设备操作的中断和恢复有关的用户固有信息的装置，该操作与为多个用户中的每一个登记的所述相对运动信息图案相关，根据相对于已经实施用户认证的一个用户的所述用户固有信息，执行所述设备操作的中断和恢复的装置。
根据本发明的再一个方面，一种利用确定用户身份的用户认证的信息处理方法，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体部分的图像确定用户身份，包括以下步骤：输入所述传感器获取的所述身体部分的图像；从所述身体部分的单独图像中提取特征信息；保存所述提取的特征信息；根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息；对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较；根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证；登记给出有关所述设备的操作的指令的命令，以便与为身体的多个部位中的每一个或多个用户中的每一个登记的所述相对运动图案信息相关，和根据对应于已经实施用户认证的所述用户或所述身体部分的所述命令，执行所述设备的操作。
根据本发明的再一个方面，一种具有确定用户身份的用户认证装置的信息装置，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体部分的图像确定用户身份，所述设备具有：输入所述传感器获取的所述身体部分的图像的装置；从所述身体部分的单独图像中提取特征信息的装置；保存所述提取的特征信息的装置；根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息的装置；对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较的装置；根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证的装置；登记给出有关所述设备的操作的指令的命令的装置，以便与为身体的多个部分中的每一个或多个用户中的每一个登记的所述相对运动图案信息相关，和根据对应于已经实施用户认证的所述用户或所述身体部分的所述命令，执行所述设备的操作的装置。
本发明的用意是，利用通过相对于传感器在传感器上运动手指(摆动)而获得的多个图像组来实施用户认证，其中，“摆动图案”，比如手指摆动的起始点、轨迹、速度和结束点也可被利用，只有是所涉及的人知道的用作认证信息的秘密信息。当从登记和认证时做出的一个摆动中获得的一个摆动图案和一系列指纹部分图案彼此满意地相符时，就将所涉及的人认证为有关人。
从下面给出的详细说明中，将使本发明的其他目的、特征和优点变得清楚。
附图说明
从下文中给出的详细说明和本发明优选实施例的附图中将会更加充分理解本发明，然而，这些说明和附图不是对本发明的限制，而仅仅是用于解释和理解。
在附图中：
图1是在根据本发明的第一实施例的用户认证方法中，用于解释输入和登记指定一个已授权用户的秘密信息的处理内容的流程图；
图2是在根据本发明的第一实施例的用户认证方法中，用于解释用户认证的处理内容的流程图；
图3是用于解释在一个帧输入单元上手指的摆动运动的示意图；
图4是表示从后部看到的图3所示的手指的摆动运动的状态的示意图；
图5是表示根据本发明第一实施例的用户认证装置的结构的方框图；
图6是表示根据本发明第一实施例的用户认证装置的一个整体结构的方框图；
图7是根据本发明第一实施例的覆盖设置在用户认证装置中的帧输入单元的一个盖子的平面图；
图8是根据本发明第一实施例的覆盖设置在用户认证装置中的帧输入单元的盖子的剖视图；
图9是根据本发明第一实施例的覆盖设置在用户认证装置中的帧输入单元的盖子的透视图；
图10是在根据本发明的第二实施例的用户认证方法中，用于解释输入和登记指定一个已授权用户的秘密信息的处理内容的流程图；
图11是在根据本发明的第二实施例的用户认证方法中，用于解释用户认证的处理内容的流程图；
图12是用于解释在一个帧输入单元上手指的摆动运动的示意图；
图13是解释在帧输入单元上手指的摆动运动的中途行进的示意图；
图14是表示根据本发明第二实施例的用户认证装置的结构的方框图；
图15是表示根据本发明第二实施例的用户认证装置的一个整体结构的方框图；
图16是表示根据本发明第三实施例的用户认证装置的结构的方框图；
图17是表示根据本发明第三实施例的用户认证装置的一个整体结构的方框图；
图18是在根据本发明的第三实施例的用户认证方法中，用于解释输入和登记指定一个已授权用户的秘密信息的处理内容的流程图；
图19是在根据本发明的第三实施例的用户认证方法中，用于解释用户认证的处理的内容的流程图；
图20是表示根据本发明第四实施例的用户认证装置的一个整体结构的方框图；
图21是表示根据本发明第五实施例的用户认证装置的一个整体结构的方框图；
图22是表示适用于根据本发明第六实施例的用户认证装置的一个结构的方框图；
图23是表示适用于根据本发明第七实施例的用户认证装置的一个结构的方框图；和
图24是表示根据本发明第七实施例在一个存储单元中存储的一个相应表的安排的实例的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图详细说明本发明的优选实施例。在下面的说明中，所述的大量的具体细节是为了充分理解本发明。然而，本领域的熟练技术人员将会明白，没有这些具体细节也可以实施本发明。在其它实例中，不示出公知的结构，以便简化对本发明的说明。
(第一实施例)
图1和图2是表示在第一实施例中处理流动的流程图；图3和图4是表示在一个指纹传感器上手指运动的一个实例的示意图；图5是表示本发明的用户认证装置的结构的方框图。用户认证装置用来通过使用指纹确认一个用户，以便除了有关人之外，不允许其他人使用诸如信息终端、视频游戏机和便携电话的个人信息设备。所述装置还用来当上述信息设备由多个人共同使用时，仅允许已授权用户通过根据每个人的用户基本设置使用所述信息设备。
首先，将结合图1和图2说明本实施例的用户认证的内容。假定利用用户认证方法的信息设备是，例如一个便携电话，其已授权用户只是电话的所有者。
在信息设备的使用开始时或者在其他场合，所有者以下述方式把他的指纹数据和摆动图案预先登记在一个装置上。
这里将结合图1说明登记指纹数据和摆动图案的处理过程。
当作为信息设备的所有者的用户把他的手指的表面部分放到一个帧输入单元(指纹传感器)上，使手指表面部分与传感器接触时，经由帧输入单元输入其获取的图像(步骤101)，其中帧输入单元用来接收指纹图像帧的输入。为了方便起见，在此，把第一施加的图像数据假定为图像f(0)。
然后，从图像数据中提取用于指纹匹配的特征(步骤102)，并把提取的特征存储作为核对特征(步骤103)。
接着用户相对于帧输入单元二维地运动他放在帧输入单元上的手指，此时所述手指与帧输入单元接触。在这里，将该运动称作摆动运动。
图3显示了摆动运动的一个实例。图3所示的实例说明了从上面看的放在帧输入单元(指纹传感器)50上的手指是如何摆动的，弯箭头指示帧输入单元50上的手指的运动。图4还表示了从下面看到的图3所示的运动，也就是从帧输入单元50的侧面看到的手指的指肚。
当手指在帧输入单元50上摆动时，随着时间流逝连续地输入由帧输入单元50获取的作为指纹的局部图像的帧(步骤101)。一系列连续输入的这些帧被表示为f(1)～f(m)～f(M)。通常假定手指以不太快的速度摆动，使帧之间的时间间隔足够短，并且使相邻帧具有明显的彼此重叠的获取区域(也就是说，这样可以得到已获取区域的重叠，以便可以通过下面将要描述的运动矢量进行精确计算)。
当某一帧f(m)被输入时(步骤104)，搜索f(m-1)(即，前一帧)与当前帧之间的对应点，以计算手指的相对运动的运动矢量(步骤105)。在运动矢量的计算中，当前一帧与当前帧之间的对应点的数量小于至少计算运动矢量所需的预定值时，要求用户再次输入图像。
使用一系列这些运动矢量(一组运动矢量)，可以描绘摆动运动中的手指的运动。这里，将该组运动矢量称作摆动图案。然后，存储关于每帧的运动矢量系列(步骤106)。以上所述是用户认证的指纹登记的处理过程。
另一方面，当某一用户使用要求用户认证的信息设备的功能时，为该用户执行下面的用户认证处理，如图2所示。
当用户像登记操作那样把手指表面的相同部分放在用于一个指纹的帧输入单元50上时，就输入了该指纹的已获取图像(步骤201)。为了简便起见，这里假定该图像是图像g(0)。从该图像数据中提取用于指纹匹配的特征(步骤202)，并核对预先存储的核对特征(步骤203)，以估算差异的等级(步骤205)。
接着，当用户与以登记操作中的相同方式摆动放在帧输入单元50上他的手指时，随着时间流逝连续地输入由帧输入单元50获取的作为指纹的局部图像的帧(步骤206)。在此，将一系列的这些帧表示为g(1)～g(2)～g(N)。
对于施加的每帧g(n)，搜索它与其前一帧g(n-1)的对应点，以计算手指相对运动的运动矢量(步骤207)。
通过将这些运动矢量系列与登记时存储的运动矢量系列进行比较，估算登记时和用户认证时的摆动图案之间的差异的等级(步骤208)。
然后，在用户认证时，根据特征核对中的差异等级的上述估算的结果和摆动图案中的差异等级的估算的结果确定用户的身份(步骤209)。在用户身份的确定中，当差异等级的每个估算的结果低于一个预定的门限值时，确定所涉及的用户是一个已授权的用户，并允许他使用信息设备。当差异等级的每个估算的结果高于一个预定的门限值时，确定所涉及的用户是一个假用户，并拒绝他使用信息设备。
具体地说，获得已授权用户的指纹特征与此时输入指纹的一个用户的指纹特征之间的差异等级(相似性等级)和已授权用户的摆动图案与此时输入指纹的所述用户的摆动图案之间的差异等级(相似性等级)的加权和，以比较所获得的加权和与预置门限值。当所考虑的两个要素的差异等级(或相似性等级)低于门限值(在相似性等级的情况下，高于门限值)时，将该用户看作已授权用户，允许他使用安装本用户认证装置的的信息设备(能够操作该装置)。相反，当差异等级(或相似性等级)高于门限值(在相似性等级的情况下，低于门限值)时，实施预定操作，比如由于缺少一致性而不允许使用信息设备(不能够操作该装置)。
至于供基于上述差异等级(或相似性等级)的认证使用的门限值，利用设置得非常低的一个门限值(在使用相似性等级的一种情况中，设置得非常高)，即使一个已授权的用户自己通过与登记得相似运动输入一个摆动图案，将给出拒绝的认证，因为完全进行相同运动是不可能的。相反，有了设置得非常高(在使用相似性等级的一种情况中，设置得非常高)的上述差异等级的一个门限值(或相似性等级)，当除了已授权用户外的其他人输入一个摆动图案时，将容易地给出允许的认证。
因此，假定上述的门限值被设置为具有这样的平衡：不是已授权用户的其他人不能轻易地给出许可，但不拒绝已授权用户自己的认证。
下面将结合图5和图6说明实现上述方法的操作的用户认证装置的一个实施例。图5是显表示一实施例的用户认证装置的功能性方框图；而图6是表示第一实施例的用户认证装置的整个结构的示意图。
第一实施例的用户认证装置10包括：帧输入单元50，帧图像存储单元51，核对特征提取单元52，核对特征存储单元53，指纹特征核对单元54，前一帧图像存储单元55，运动矢量计算单元56，运动矢量组存储单元57，运动矢量差等级估算单元58和用户身份确定单元65。
如图6所示，用户认证单元10由以下单元组成：帧输入单元50，由程序控制CPU或类似物实现的认证处理单元11和一个存储单元12；认证处理单元(CPU)11具有上述的核对特征提取单元52，指纹特征核对单元54、运动矢量计算单元56，运动矢量差等级估算单元58和用户身份确定单元65；存储单元12具有上述的帧图像存储单元51，核对特征存储单元53，前一帧图像存储单元55和运动矢量组存储单元57。
作为一个指纹传感器的帧输入单元50是一个接收用于确认上述人的指纹图像的输入的部件。该部件具有这样一个功能：连续获得如摄像机和扫描器所获取得运动目标的局部图像；并具有，例如图3所示的帧输入单元50那样的一个外部配置。帧输入单元50的大小是，例如小于手指的指纹的整个部分。
放在帧输入单元50上的用户手指的静止图像由该单元50获取，或者当用户沿一个方向，例如，图3的箭头所示的方向(和相反方向)相对于帧输入单元50移动他的手指(摆动运动)时，可以获得随着移动连续获取的多个指纹图象(将每个指纹局部图象称作帧)。
帧输入单元50将与放在其上的螺纹线(指纹线)相对应的无规则线转换成图象密度，按预置的捕获定时获取所述图像。至于实施改操作的方法，例如，可以使用日本专利待审公开(Kokai)第2000-217803所述的技术。其他方法也已经进入实际应用，包括应用棱镜的方法和应用电容的方法。所施加的最新帧图像被存储在帧图像存储单元51中。
核对特征提取单元52从保持在身图象存储单元51中的二维图象中提取用于核对的特征。核对特征存储单元53是一个提取和存储部件，用于从信息设备的已授权用户的指纹图象中提取用于核对的特征，以及预先存储该特征。登记核准特征时，将核对特征提取单元52提取的核对特征存储到核对特征存储单元53中，如虚箭头所示。
指纹特征核对单元54核对保持在核对特征存储单元53中的已授权用户的指纹特征与由核对特征提取单元52计算的此时输入指纹的用户的指纹特征，以输出差异等级(或相反，相似性等级)。
作为包括核对特征提取单元52和指纹特征核对单元54的指纹匹配装置的一个实施实例，例如，是日本专利待审公开(kokai)昭56-24675所述的“指纹匹配装置”和日本专利待审公开(kokai)平4-33065所述的“指纹匹配装置”。根据这些技术，核对指纹和类似物时，通过检查表征指纹图案每个特征点的位置X和Y以及方向D、在分离的扇形区域附近的最近似点与特征点之间的螺纹线的数量，也就是检查关系，能够进行可靠和高精度的核对，其中，所述的分离扇形区域是划分由每个特征点天然确定的局部坐标系获得的。
相对于由帧输入单元50连续获取得帧图像，前一帧图象存储单元55存储当前帧之前的一个图像。具体地说，当图像g(n)存在于帧图像存储单元51中时，它的在前图象g(n-1)被存储在前一帧图象存储单元55中。
运动矢量计算单元56登记记录在前一帧图象存储单元55中的帧图像g(n-1)以及存在于帧图像存储单元51中的图像g(n)，以计算图象之间的运动矢量。
作为实施上述操作的方法，可以使用连续的相似性检测算法(SSDA)。在计算例如从图像g(n-1)到图像g(n)的运动矢量的情况下，该方法用来登记图像g(n-1)以及当平行于图像g(n-1)逐渐移动图像g(n)的时候登记图像g(n)，并且最好把登记这两个图像时获得的平行位移的矢量(和逆矢量)考虑为帧之间的运动矢量。
为了实现该操作，借助于被表示为g(n；i；j)的依据x方向上的i和y方向上j由图像g(n)的平行位移获得一个图像，计算下列数学表达式，作为两个图像的密度值之间的差异(称为“恶化”)的累积，这两个图像是作为g(n；i；j)沿(x，y)平移地结果获得的。
c(x，y)＝∑∑|g(n-1；i，j)-g(n；i-x，j-y)|
在恶化最小处获得(x，y)并且把获得的(x，y)视为运动矢量(在一个区域的固定面积内获得关于i和j的累积和，其中g(n-1；i，j)和g(n；i，j)彼此重叠)。为了实现登记，也可以使用诸如互相关方法的其他方法来替代SSDA。
当用户相对于帧输入单元50进行摆动时，依据从运动矢量连续获得的一系列帧，为每个帧计算运动矢量，以确定一系列矢量。该矢量系列形成了摆动图案。
运动矢量组存储单元57是一个获得和存储部件，从信息设备的已授权用户的摆动图案中获得一组运动矢量作为登记，并预先存储这一组矢量。登记时，将运动矢量计算单元56获得的一系列矢量存储在运动矢量组存储单元57中，如图5的虚箭头所示。
在用户认证时，运动矢量差等级计算单元58计算保持在运动矢量组存储单元57中的描述已授权用户的摆动图案的一组运动矢量与描述由运动矢量计算单元56计算的、此时输入摆动图案的用户的摆动图案的一组运动矢量之间的差异等级。
在运动矢量差异等级计算单元58上，可以通过例如，按时间序列顺序在矢量组中加入每个矢量、平滑已获得的折线以得到轨迹(代表摆动图案的轨迹)的近似曲线以及累积从两个矢量组中获得的近似曲线之间固定间隔的距离差，来计算差异的等级。
这种方法能够定量的估算一致的等级。例如，当由两个运动矢量组表示的两个摆动图案彼此近似时，差异等级被确定为低，当他们彼此不近似时，差异等级被确定为高。
用户身份确定单元65获得已授权用户的指纹特征与此时输入指纹的用户的指纹特征之间的由指纹特征核对单元54获得的差异等级(或相似性等级)以及已授权用户的摆动图案与此时输入指纹的用户的摆动图案之间的由运动矢量差等级计算单元58获得的差异等级(或相似性等级)的一个加权和，并且将所获得的加权和与预置的门限值进行比较。作为比较结果，当考虑这两个要素的差异等级(或相似性等级)低于门限值(在相似性等级的情况中，此时高于门限值)，该单元把所涉及的用户视为已授权用户，并且允许他使用安装本用户认证装置的信息设备(能够操作该装置)，当差异等级(或相似性等级)高于门限值(在相似性等级的情况下，低于门限值)，该单元进行预定操作，比如制止进行容许(不允许操作该装置)，因为缺少一致性。
当只有涉及摆动图案的差异等级高(或者相似性等级低)时，也能够进行指令用户的操作，由于没有满意地输入一系列摆动，指令用户通过摆动输入一个指纹；当再次施加的摆动图案的差异等级还是高时(或者，相似性等级低)，指出由其他人而不是已授权用户进行的虚假手指的输入的可能性，并且拒绝信息设备的操作和该信息设备所提供的服务。
上述这样一种摆动图案可以被处理为只有所涉及的人才知道的秘密信息和只有所涉及的人才能适当再现的个人信息。因此，当涉及摆动开始时的静止指纹特征和摆动图案时，当登记和认证时施加的图案彼此一致时，可以更精确地认证所涉及的人。因此，可以消除上述的虚假手指，实现更精确地用户认证。
本用户认证装置10应当安装在个人信息设备上，比如安装在信息终端、视频游戏机和便携电话上，当该装置安装在这些设备上时，作为指纹传感器的帧输入单元50将被安排为暴露在安置该装置的信息装置的外壳20上，如图7所示。
在第一实施例中，设置了一个盖子40，以便覆盖设置在图7至9所示的外壳20上的帧输入单元50。盖子40用于防止从外部看到放置在帧输入单元50上的手指30的摆动运动，并且被设计为具有允许插入到盖子中的手指30在预定范围运动的区域。
帧输入单元50上提供这样一种盖子40能够在登记一个已授权用户的摆动图案时隐藏他的手指运动。因此，能够避免虚假用户模仿已授权用户的手指运动，从而提高了摆动图案的保密性。
(第二实施例)
下面结合图10至14说明本发明的第二实施例。图10和图11是表示在第二实施例的用户认证方法的处理流动的流程图；图14是表示第二实施例的用户认证装置的结构的方框图。
下面将结合图10和图11，通过与第一实施例比较，说明第二实施例的用户认证的内容。
在信息设备的使用开始时或者在其他场合，所有者以下述方式把他的指纹数据和摆动图案预先登记在一个装置上。
这里将结合图10说明登记指纹数据和摆动图案的处理过程。
当作为信息设备的所有者的用户把他的手指30的表面部分放到一个帧输入单元50a(指纹传感器)上，为了指纹将手指表面部分与传感器接触时，经由帧输入单元50a输入其获取得图像(步骤601).为了方便起见，这里把第一施加图像数据假定为图像f(0)。
接着用户相对于帧输入单元50a二维地运动他的放在帧输入单元上的手指30，此时所述手指与帧输入单元50a接触。
本实施例考虑了帧输入单元50a的面积比第一实施例小的3多的情况。如图12所示，当手指30在帧输入单元50a上摆动时，随着时间流逝连续地输入由帧输入单元50a获取的作为指纹的局部图像的帧(步骤601)。一系列连续输入的这些帧被指定为f(1)～f(m)～f(M)。通常假定手指以不太快的速度摆动，使帧之间的时间间隔足够短，并且使相邻帧具有相当的彼此重叠的获取区域(也就是，这样可以得到已获取区域的重叠，以便可以通过下面将要描述的运动矢量进行精确计算)。
当输入某一帧f(m)时(步骤604)，搜索f(m-1)(即，前一帧)与当前帧之间的对应点，以计算手指的相对运动的运动矢量(步骤605)。在运动矢量的计算中，当前一帧与当前帧之间的对应点的数量小于至少计算运动矢量所需的预定值时，要求用户再次输入图像。
存储关于每帧的一系列这些运动矢量(一组运动矢量)，导致以摆动运动方式表达手指的运动。指示摆动图案的运动矢量组被存储，以供类似于第一实施例的用户认证使用(步骤604)。
另一方面，通过连续地登记输入的帧图像序列以致它们的重合彼此非常高地相关，并组合它们，获得了覆盖原始指纹的较大区域的合成图像。为此目的，当位移与上述计算的运动矢量那样多图像时，登记相邻帧，以组成一个图像(步骤605)。下面将说明实现该操作的具体方法。
当跟随摆动运动从连续帧图像中组成大区域的指纹图象之后，提取关于合成图象的核对特征(步骤602)并存储它们(步骤607)。图13显示了如何提取该特征。组成由图12所示的摆动运动输入的各个帧导致获得可以从显示一个变迁结果的图13看到的灰色范围所代表的合成图象，
另一方面，当某一用户使用需要用户认证的信息设备的一个功能时，执行用于该用户的以下用户认证处理，如图11所示。
当用户类似于登记操作那样把手指表面的相同部分放在帧输入单元50a上时，就输入了已获取的该指纹的图像(步骤701)。这里，为了简便起见，假定该图像是图像g(0)。
接着，用户以与登记操作相同的方式摆动放在帧输入单元50上他的手指。通过摆动放在帧输入单元上的手指，帧输入单元获取的作为指纹的局部图象的帧就类似于登记那样随着时间的流逝而连续输入(步骤702)。这里将这些一系列的帧表示为g(1)～g(2)～g(N)。
对于施加的每帧g(n)，搜索它的与前一帧g(n-1)对应的点，以计算类似于登记那样的手指相对运动的运动矢量(步骤703)。
通过将这些运动矢量系列与登记时已经存储的运动矢量系列进行比较，估算登记时和用户认证时的摆动图案之间的差异等级(步骤704)。
另一方面，通过登记帧图像的输入系列并类似于登记时那样组合它们，组成覆盖比原始指纹的区域大的一个大区域的指纹图象(步骤705)。
然后提取关于合成图像的核对特征(步骤706)，并且将它们与预先存储的核对特征进行核对(步骤707)，以估算差异等级(步骤707)。
然后，在用户认证时，根据上述的摆动图案中的差异等级的估算结果和特征核对中的差异等级的估算结果进行用户身份确定(步骤708)。
在用户身份的确定中，当差异等级估算的每个结果低于一个预定门限值时，确定所涉及的用户是一个已授权用户，并允许他使用该信息设备。当差异等级估算的每个结果高于该预定的门限值时，确定所涉及的用户是一个假用户，并拒绝他使用信息设备，与第一实施例相同。
具体地说，获得已授权用户的摆动图案与此时输入指纹的一个用户的摆动图案之间的差异等级(或相似性等级)和根据已授权用户的摆动组成的合成图象的指纹特征与根据此时输入指纹的所述用户的摆动组成的合成图象的指纹特征之间的差异等级(或相似性等级)的加权和，以比较所获得的加权和与预置的门限值。当考虑这两个要素的差异等级低于门限值(在相似性等级的情况下，高于门限值)时，允许该用户作为已授权用户使用信息设备。相反，当差异等级(或相似性等级)高于门限值(在相似性等级的情况下，低于门限值)时，实施预定操作，比如由于缺少一致性而不允许使用信息设备(不能够操作该装置)。
下面将结合图14说明实现上述方法的操作的一个用户认证装置。
第二实施例的用户认证装置包括：帧输入单元50a，帧图像存储单元71，核对特征提取单元72，核对特征存储单元73，指纹特征核对单元74，前一帧图像存储单元75，运动矢量计算单元76，运动矢量组存储单元77，运动矢量差等级估算单元78，图像组成单元81，局部合成图象存储单元82和用户身份确定单元85。
如图15所示，用户认证单元10由以下单元组成：帧输入单元50a，由程序控制CPU或类似物实现的认证处理单元11和一个存储单元12；认证处理单元(CPU)11具有上述的核对特征提取单元72，指纹特征核对单元74、运动矢量计算单元76，运动矢量差等级估算单元78，图象组成单元81和用户身份确定单元85；存储单元12具有上述的帧图像存储单元71，核对特征存储单元73，在前帧图像存储单元75、运动矢量组存储单元77和局部合成图象存储单元82。
帧输入单元50a是一个接收用于确认所涉及人的指纹图像的输入的部件。该部件具有例如，如同图12所示的帧输入单元50a那样的外部配置。帧输入单元50a大小是，例如，小于手指指纹的整个部分，还小于第一实施例的帧输入单元50尺寸。
输入图象被存储在这图象存储单元71中。在前帧图像存储单元75、运动矢量计算单元76、运动矢量组存储单元77、运动矢量差等级估算单元78与第一实施例中的对应部分相同。
当第n帧的图像f(n)，例如被存储在帧图像存储单元中时，局部合成图象存储单元82保持通过组成帧图像f(0)至(n-1)获得的组合图像S(n-1)。图象组成单元81由相当于运动矢量计算单元76计算的f(n)与f(n-1)之间位移的运动矢量平行地位移帧图像存储单元中的图像f(n)，并在局部合成图象存储单元中组合所位移地图像f(n)和S(n-1)，以获得新的局部合成图象S(n)。如何组成图像的一个实例在图13中示出。这里，如前三帧图像集之和的浅灰部分代表局部合成图象S(n-1)，它是利用帧图像组f(1)～f(n-1)组成的，并且被保持在局部合成图象存储单元82中，箭头所示的方形代表f(n)。
可能的合成方法是，例如通过增加一个将不与S(n-1)重合的f(n)的新区域来扩展S(n-1)。合成结果作为具有大于S(n-1)区域的S(n)写入局部合成图象存储单元82。
组成小区域的局部图象以获得大区域的指纹图象的可能的技术是题为“指纹信息处理装置”的日本专利待审公开平10-143663(kokai)中所述的技术。
完成摆动后，核对特征提取单元72从作为最终合成结果的二维图像中提取用于核对的特征。核对特征存储单元73是一个提取和存储部件，用于从信息设备的已授权用户的指纹图象中提取用于核对的特征，以及预先存储该特征。登记时，将核对特征提取单元72提取的核对特征存储到核对特征存储单元73中。
指纹特征核对单元74以与上述相同的方式核对保持在核对特征存储单元中的已授权用户的指纹特征与由核对特征提取单元计算的此时输入指纹的用户的指纹特征，以输出差异等级(或相反，相似性等级)。
用户身份确定单元85获得已授权用户的摆动图案与此时输入指纹的用户的摆动图案之间的由运动矢量差等级估算单元78获得的差异等级(或相似性等级)和使用已授权用户的摆动组成的合成图象中的指纹特征与使用此时输入指纹的用户的摆动组成合成图象的指纹特征之间的由指纹特征核对单元74获得的差异等级(或相似性等级)的一个加权和。该单元85将所获得的结果与预置门限值进行比较，作为比较结果，当考虑这两个要素的差异等级低于门限值(在相似性等级的情况中，此时高于门限值)，该单元把所涉及的用户视为已授权用户，并且允许他使用信息设备。相反，当差异等级(和相似性等级)高于门限值(在相似性等级的情况下，低于门限值)，该单元进行预定操作，比如制止进行容许(不允许操作该装置)，因为缺少一致性。
虽然在上述说明中，是在完成摆动之后进行对用户认证的确定，但是，也能够在通过摆动运动输入的同时按每帧输入估算两个差异等级；并且当所获得的加权和超过一个门限值时，输出这个输入其指纹的人不是已授权用户的确定结果；以及，当摆动结束时该加权和未超过门限值时，确定该用户是已授权用户本人。
像第一实施例一样，第二实施例也能够在登记摆动图案时，通过提供设置在信息设备的外壳上的覆盖帧输入单元50a的盖子，掩藏已授权用户的手指的运动。
(第三实施例)
下面结合图16和图17说明本发明第三实施例的用户认证装置。图16是显示第三实施例的用户认证装置的方框图；图17是显示第三实施例的用户认证装置的整体结构的示意图。
根据第三实施例的用户认证装置10是作为对第一实施例的用户认证装置的扩展构成的，使用了用于认证的压力值差矢量，该矢量是从摆动的手指中获得的压力值得时间系列的变化。
具体地说，如图16所示，本实施例的用户认证装置10除了包括第一实施例的部件之外，还包括：压力输入单元(压力传感器)150，压力值存储单元151，在前压力值存储单元155，压力值差矢量计算单元156，压力值差矢量组存储单元157和压力值差矢量差等级估算单元158。与第一实施例共同的部件由相同的参考标号给出，并且将不作说明。
如图17所示，用户认证装置10除了图6所示的部件外，还具有压力输入单元150，以及包括由程序控制的计算机CPU或类似物实现的认证处理单元11和存储单元12，认证处理单元(CPU)11具有压力值差矢量计算单元156和不同于上述核对特征提取单元52的压力值差矢量差等级估算单元158，指纹特征核对单元54，运动矢量计算单元56，运动矢量差等级估算单元58和用户身份65；存储单元12具有：压力值存储单元155，在前压力值存储单元155，和不同于上述的帧图像存储单元51、核对特征存储单元53以及运动矢量组存储单元57的压力值差矢量组存储单元157。
在下面的说明中，仅仅说明与第一实施例的不同点。
作为压力传感器的压力输入单元150用于接收所涉及人确认的压力值的输入。该单元具有连续获得运动手指的压力值的功能，并且，例如，与图3所示的帧输入单元50整体形成。
压力值输入单元150按预置的定时检测放在其上的手指的压力值。该输入压力值被存储在压力值存储单元151中。
在前压力值存储单元155存储由压力输入单元150连续获得的压力值之中的，当前压力值之前得到的压力值。具体地说，当压力值存储单元151中存在压力值p(n)，存储在在前压力值存储单元155中的是它的前一个压力值p(n-1)。
压力值差矢量计算单元156计算一个压力值差矢量，该矢量表示记录在在前压力值存储单元155中的压力值p(n-1)和存在于压力值存储单元151中的压力值p(n)的时间序列变化。为了计算压力值差矢量，可应用上述的运动矢量计算方法。
当用户在压力输入单元150(帧输入单元50)进行摆动运动时，依据一串连续获得的压力值计算压力值差矢量，以确定矢量序列。该矢量序列被假设为压力值图案。
压力值差矢量组存储单元157是一个预先从登记时获得的信息设备的已授权用户的压力值图案中获得压力值差矢量组并存储该矢量组的部件。登记时，如图16的虚箭头所示，压力值差矢量计算单元156获得的矢量序列被存储在压力值差矢量组存储单元157中。
压力值差矢量差等级估算单元158在用户认证的时候，估算关于描绘保持在压力值差矢量组存储单元157中的已授权用户的压力值图案的压力值差矢量组和描绘由压力值差矢量计算单元156计算的此时输入压力值图案的用户的压力值图案的压力值差矢量组的差异等级。
允许压力值差矢量差等级估算单元158，例如，通过以时间序列顺序把相应矢量加到矢量组中、平滑已获得的折线以得到轨迹(代表摆动图案的轨迹)的近似曲线以及以从两个矢量组中获得的近似曲线的固定间隔累积压力差，来计算差异的等级。
对于这样一种方法，当由两个压力值差矢量组代表的两个压力值图案彼此近似时，差异等级被确定为低，当他们彼此不近似时，差异等级被确定为高，这样就实现了两个压力值图案之间的一致等级的定量估算。
用户身份确定单元65获得三个差异等级(或近似性等级)的加权和，这三个差异等级包括：已授权用户的压力值图案与此时输入指纹的用户的压力值图案之间的差异等级(近似性等级)；已授权用户的指纹特征与此时输入指纹的用户的指纹特征之间的差异等级(或相似性等级)；和已授权用户的摆动图案与此时输入指纹的用户的摆动图案之间的差异等级(或相似性等级)，并且将所获得的加权和与预置的门限值进行比较。
作为比较结果，当考虑这三个要素的差异等级(或相似性等级)低于门限值(在相似性等级的情况中，高于门限值)，把该用户视为已授权用户，并且允许他使用安装本用户认证装置的信息设备(能够操作该装置)，当差异等级(或相似性等级)高于门限值(在相似性等级的情况下，低于门限值)，进行预定操作，比如制止容许(不允许操作该装置)，因为缺少一致性。
与摆动图案的情况相类似，当只是压力值图案的差异等级高(或者相似性等级低)时，它还能够指令用户通过摆动再次输入一个压力值，因为一系列压力值的输入是不令人满意的；当再次输入压力值图案的差异等级还是高时(或者，相似性等级低时)，指出由其他人而不是已授权用户进行的虚假手指的输入是不可能的，并且拒绝信息设备的操作和该信息设备所提供的服务。
上述的这样一种压力值图案可以被处理为只有所涉及的人才知道的秘密信息和只有所涉及的人才能适当再现的个人信息。因此，当涉及包括压力值图案以及摆动开始时的静止指纹特征和摆动图案的三个要素时，当登记和认证时输入的这些图案令人满意地彼此一致时，可以更精确地认证所涉及的人。因此，可以消除上述的虚假手指，实现更可靠地用户认证。
首先将结合图18和图19说明本实施例的用户认证方法的内容。这里仅说明使用压力值的用户认证。
在信息设备的使用开始时或者在其它场合，一个所有者按下述方式预先在该装置上登记压力值图案以及他的指纹数据和摆动图案。
这里，将结合图18说明登记压力值图案的处理过程。
作为信息设备所有者的一个用户把他的手指的表面部分放到为输入一个压力值而设置的压力输入单元150(帧输入单元50)上，以使手指表面部分开始与该单元接触；并且在他的手指与压力输入单元150相接触的情况下，相对于压力输入单元二维地移动他的手指。换言之，如图3所示，用户进行摆动运动。
当手指在压力输入单元150上摆动时，压力输入单元150检测的压力值随着时间的消逝被连续地输入(步骤1001)。一系列连续输入的这些压力值被表示为p(1)～p(m)～p(M)。通常假定手指以不太快的速度摆动，使压力值之间的时间间隔足够短，也就是，获得这样一个时间间隔，它可以精确计算下面将要描述的压力值差矢量。
当输入某一压力值p(m)时(步骤1002)，计算随p(m-1)(即，在压力值)与当前压力值p(m)之间时间序列变化的压力值差矢量(步骤1003)。
然后，把每个压力值的一系列压力值差矢量(一组压力值差矢量)存储为压力值图案(步骤1004)。以上所述是登记用于用户认证的压力值图案的处理过程。
另一方面，当某一用户使用要求用户认证的信息设备的一种功能时，将按照以下方式为所述用户执行使用压力值图案的如图19所示的这种用户认证处理。
通过以与登记操作相同方式进行对放置在压力输入单元150上的用户手指的摆动，压力输入单元150检测的压力值随着时间流逝被连续输入(步骤1101)。这里，将一系列这些压力值表示为p(1)～p(n)～p(N)。
对于每个压力值p(n)的输入(步骤1102)，类似于登记处理，计算随在前压力值p(n-1)与当前压力值p(n)之间时间系列变化的压力值差矢量(步骤1103)。
通过将压力值差矢量系列与登记时存储的压力值差矢量系列进行比较，估算登记和用户认证时的压力值之间的差异等级(步骤1104)。
然后，在用户认证时，根据压力图案的差异等级估算的结果以及上述的特征核对中的差异等级估算结果和摆动图案中差异等级估算的结果，确定用户身份(步骤1105)。在用户身份确定过程中，当差异等级估算的每个结果低于预定门限值时，确定所涉及的用户是一个已授权用户，并允许他使用信息设备。当差异等级估算的每个结果高于一个预定门限值时，确定所涉及的用户是一个假用户，并拒绝他使用信息设备。
尽管上述第三实施例具有使用一个压力值进行认证的结构加第一实施例的结构，当然，也能够把使用压力值的认证与第二实施例的用户认证相加。在此情况中，也实现了更可靠的用户认证。
(第四实施例)
下面将结合图20说明本发明的第四实施例的用户认证装置。图20是显示第四实施例的用户认证装置的整体结构的一个示意图。
尽管已经说明了与单一已授权用户使用信息设备有关的上述第三实施例，但是第四实施例被构成，当单一信息设备由多个用户共享时，存储由多个已授权用户之每个的指纹数据和摆动图案组成的认证数据，以便在使用时选择一个用户和实施该用户的认证。
在图20中，与第一实施例相同的部件使用共同的参考标号。帧输入单元50和认证处理单元11的结构和操作与上述实施例相同。
在本实施例中，存储单元2000包括多个用于存储每个用户的认证数据的用户基本信息存储单元12a、12b、…、12n。用户基本信息存储单元12a、12b、…、12n中的每一个包括：帧图像存储单元51，核准特征存储单元53，在前帧图像存储单元55和运动矢量组存储单元57，这与图6所示的存储单元12相类似。
在认证处理单元11与存储单元2000之间设置了一个用户选择单元2001，用于选择要核准的一个用户。用户选择单元2001选择其认证数据将被登记的一个用户，并且选择将要通过用户选择操作单元2002认证的一个用户，所述用户选择操作单元2002由设置在信息设备中的键标和按键组成。
登记认证数据时，认证处理单元11将用户选择单元2001所选择的用户的指纹数据和摆动图案存储到与所选择的用户相对应的用户基本信息存储单元12a、12b、…、或12n中，并且在认证处理中，根据对应于所选择用户的用户基本信息存储单元12a、12b、…、或12n中存储的认证数据进行认证处理。
(第五实施例)
下面将结合图21说明本发明第五实施例的用户认证装置。图21是显示第五实施例的用户认证装置的整体结构的示意图。
第五实施例被设计成当单个信息设备由多个用户共享时，存储由多个已授权用户中的每一个的指纹数据和摆动图案组成的认证数据，以根据认证处理时最相似的认证数据确定身份。
在图21中，与第一实施例相同的部件使用共同的参考标号。帧输入单元50和认证处理单元11的结构和操作与上述实施例的相同。
在本实施例中，存储单元2000包括多个用于存储每个用户的认证数据的用户基本信息存储单元12a、12b、…、12n。用户基本信息存储单元12a、12b、…、12n中的每一个包括：帧图像存储单元51，核准特征存储单元53，在前帧图像存储单元55和运动矢量组存储单元57，这与图6所示的存储单元12相类似。
认证处理单元11设有一至多个用户身份确定单元65a。
一至多个用户身份确定单元65a用多个用户基本信息存储单元12a、12b、…、12n中存储的认证数据核准输入的指纹数据和摆动数据，以确定它们的与最相似的认证数据的一致性。
这种安排能够进行多个用户的认证，而第四实施例那样每次认证时选择一个用户。
(第六实施例)
下面将结合图22说明本发明第六实施例的用户认证装置。图22是具有显示第六实施例的用户认证装置的信息设备的一个结构的示意图。
第六实施例的信息设备2200是上述第五实施例的扩展，包括用户认证装置10，中断/恢复管理单元2201和用户固有信息处理单元2202。
根据本实施例，存储单元2000包括多个用于存储用户固有信息的用户基本信息存储单元12a、12b、…、12n。所述用户固有信息是对应于各用户的认证数据提供的。用户基本信息存储单元12a、12b、…、12n的每个包括：帧图像存储单元51，核准特征存储单元53，在前帧图像存储单元55、运动矢量组存储单元57和用户固有信息存储单元，这与图6所示的存储单元12相类似。
认证处理单元11设有一至多个用户身份确定单元65a。
中断/恢复管理单元2201指令确认处理单元11和存储单元2000基于用户的输入中断或恢复该设备的使用。
当从中断/恢复管理单元2201接收一个中断的指令时，用户基本信息存储单元12a、12b、…、12n存储从认证处理单元11接收的认证数据(指纹数据和摆动图案)，以便与涉及信息设备2200的用户的固有信息相关。
在此，用户固有信息包括：信息设备2200所处理的数据之中的认为对用户个人有用的信息的所有数据。所包括的数据是，例如，表示工作进程信息(执行工作进程的信息)的数据、表示工作条件信息(执行工作条件的信息)的数据、或者表示用户中断该装置使用的工作历史信息(执行指令工作)的数据。具体地说，该数据所指示的信息是“你已经阅读了电子图书的哪一页？”、你已经玩到了游戏的哪一级？、“你在显示屏上选择了什么类型的背景屏幕？”、“如何在显示屏上布置？”、“到目前为止，你已经获得了那些搜索结果？”、“已经给出了什么类型的搜索关键字？”、“已经给出了什么类型的命令？”等等。
这种用户固有信息可以由用户自己指定，或者在信息设备2200中自动指定。
当从中断管理单元2201接收到一个恢复的指令时，认证处理单元11的一至多个用户身份确定单元65a实施核对，并根据核对结果，从用户基本信息存储单元12a、12b、…12n选择与具有输入认证数据相似性的最高等级的认证数据相关的用户固有信息，
在一至多个用户身份确定单元65a上进行核对处理的时候，在核对处理过程中，当给出了不小于预定门限值的相似性等级的认证数据时，把给出不小于该门限值的相似性等级的认证数据输出为核对结果，而不核对所有认证数据。
用户固有信息处理单元2202接收从用户基本信息存储单元12a、12b、…12n中选择的用户固有信息，向用户传送固有信息的介绍，根据用户固有信息的内容设置信息设备2200或者与其它装置组进行通信。
根据第六实施例，当多个用户使用同一个信息设备时，并且多个用户具有关于该信息装置的固有信息(例如，工作进程信息，工作条件信息，工作历史信息)时，通过使用一个用户的输入指纹识别该用户，保存对应于中断使用所述装置时的该用户的有关该信息装置的该用户固有的信息；并且通过选择性地向该用户呈现所保存的用户(是对应于恢复装置使用的已识别用户)的固有信息，可以减少该装置的使用中断/恢复时的用户负担，并且能够平滑地进行中断/恢复。
(第七实施例)
下面将结合图23说明本发明第七实施例的用户认证装置。图23是显示包括第七实施例的用户认证装置的信息设备的一个结构的示意图。
参见图23，第七实施例的信息设备2200包括用户认证装置10和命令通知单元2400。
与存储装置12相类似，用户认证处理装置10的存储单元2300除了包括帧图像存储单元51、核对特征存储单元53、在前帧图像存储单元55和运动矢量组存储单元57外，还包括对应表存储单元2301，其中对应表存储单元2301存储用户每个手指的Fi(1≤i≤n)的认证数据pi，并且如图24所示，存储由命令Ci组成的对应表，其每个命令Ci被分配给每个手指，以便对应于用户的每个手指Fi(1≤i≤n)的认证数据pi。每个手指Fi(1≤i≤n)的认证数据由上述的指纹数据和摆动图案组成。
图24所示的对应表中的每个手指Fi(1≤i≤n)指示手指的类型，比如，右手的大拇指和左手的无名指。命令Ci是对应用本发明的信息设备的指令。在应用本发明的信息设备是能够发送和接收电子邮件，例如，“邮件的发送”、“邮件的接收”等的一个系统时，对应于命令Ci。
认证处理单元11的用户身份根据单元65b根据由指纹特征核对单元54和运动矢量差等级估算单元58获得的结果，以及由用户指定用于输入的手指类型来认证一个用户。
命令通知单元2400根据存储单元2300中存储的对应表获得分配给由用户身份确定单元65b选定的手指类型的一个命令，并且把相应的命令通知给数据处理单元2500，该数据处理单元2500控制本发明的信息设备的操作。然后，数据处理单元2500根据所通知的命令执行处理。
由于根据本发明，指定了一个用户为操作信息设备使用而的手指类型，以便根据手指的类型辨别用户的输入，因此，允许用户使用不同的手指进行操作该设备的不同输入。这就能够使信息设备执行不同处理，而不需要复杂的键码操作。例如，允许便携设备执行这样的处理，在认证的同时，当由右食指操作时，激活一个日历，当由右中指操作时进行对一个人的呼叫。
尽管已经就用于每种类型的手指的认证数据和一个命令进行彼此相关的情况作出了以上说明，但是也可以根据相同手指的运动(摆动图案)的方式相关认证数据和一个命令来获得相同的效果。
此外，尽管第四和第七实施例显示了它们扩展的功能与第一实施例组合，但是它们还可以与第二或第三实施例组合。
尽管在上述的说明中，手的指纹是按照生物测量的实例获得的，但是本发明也可以类似地应用于其它生物测量。
首先，例如手的掌纹可以用作生物测量。在此情况下，通过以同指纹相同的方式摆动帧输入单元上的手掌的部分输入一个摆动图案，不经修改就能够应用上述第一和第二实施例。
第二，作为用户黑眼睛内的瞳孔或者脸部周围的肌肉图案的虹膜可以用作生物测量。在经由摄像机进行该生物测量的输入时，通过相对于摄像机移动眼球或者整个脸部，并且将其摆动图案用作已授权用户固有的秘密信息，就能够消除虚假的生物测量，实现更高精度的核对。
上述的用户认证方法不仅可以由硬件实现，而且还可以使用用户认证程序的软件实现上述的各个功能，所述程序记录在诸如磁盘或者半导体存储器的计算机系统的记录媒介中。如图6所示，用户认证程序从记录媒介15中读入计算机系统的认证处理单元(CPU)11中，或者从网络下载该用户认证程序以控制认证处理单元11的操作，从而实现执行用户认证处理的上述各单元的功能。换句话说，执行图1和图2以及图10所示的处理。
尽管已经就上述的优选模式和实施例说明了本发明，但是本发明不一定局限于上述的模式和实施例，而是可以实现其技术思想范围之内的变化。
如上所述，根据本发明的，由于用户认证是使用作为与身体部分的输入同时表达的身体部分(例如，指纹)的轻微运动的一个摆动图案来实施的，因此可以实现更可靠的用户认证。因此，当把本发明应用到电子商务等中使用的信息装置时，可维持更高的保密性。
具体地说，摆动图案相当于与身体部分的输入同时表达的轻微运动，因此它可以是只有当事人才可以知道的秘密信息。在输入装置上设置盖子或者其它方法将进一步提高其机密性。摆动图案可以被处理为指定当事人的有效个人信息，因为即使其它人通过任何机会看到他的摆动图案，也难于适当地再现相同的摆动。因此，更精确地认证当事人的方法，只有当登记和认证时输入的摆动开始时的静止特征信息和摆动图案彼此令人满意地一致时，才能实现更可靠的用户认证。
使用只允许已授权用户知道的摆动图案和从静止图像中获得的特征信息的核对结果，能够实现更可靠的用户认证。具体地说，即使指纹图案可以被虚假手指模仿(复制)，除非在指纹图案输入前后模仿摆动图案，可以排除使用虚假手指的其它人。
此外，甚至具有可以以低成本实现的小面积的小尺寸传感器能也够通过在该传感器上进行摆动输入身体的许多部位的局部图像，并且能够使用该图像核对特征信息；只有当事人才知道的摆动图案的进一步使用能够以更高的精度进行当事人的可靠确认，即使其它人偷看也难于模仿。此外，传感器的成本和面积的减少将扩展可以安装该传感器的可应用设备的范围，使其能够在更宽范围应用。
基于压力值以及特征信息和摆动图案实施用户的认证的安排实现更可靠的用户认证。
设置当已核准登记他的摆动图案时用于隐藏手指运动的盖子，防止了假用户模仿已授权用户的手指运动，从而提高了摆动图案的秘密。
此外，当多个用户共享一个信息设备时，存储由多个已授权用户的指纹数据和摆动图案组成的认证数据以实施每个用户的认证，甚至在共享一个信息设备时也能够进行高可靠的用户认证。
此外，在多个用户使用同一个信息设备，并且该多个用户具有它们的关于该信息装置的固有信息(例如，工作进程信息，工作条件信息和工作历史信息)的情况下，通过一个输入指纹识别一个用户，可以对应于中断该装置使用时的用户保存关于用户固有的信息装置的信息，并且可以向恢复该装置使用时的用户选择性地提供相当于已识别用户的该用户固有的已保存信息，从而减少该装置的使用中断/恢复时的用户负担，以及能够平滑中断/恢复。
此外，由于用来操作一个信息装置的用户的手指的类型和图案被指定为根据手指的类型和图案辨别用户的输入，因此允许用户通过使用不同的手指进行不同的操作。结果，允许该信息设备与认证同时进行不同的处理，而不需要复杂的键码操作。
尽管已经就本发明的示范性实施例图示和说明了本发明，但是应当明白，本领域的熟练技术人员在不背离本发明精神和范围的条件下，可以对本发明进行各种其它变化、省略和增加。

Claims (31)

1.一种用户认证方法，根据作为由传感器获取的生物测量的用户身体一部分的图像来确定用户身份，包括以下步骤：
输入所述传感器获取的所述身体部分的图像；
从所述身体部分的单独图像中提取特征信息；
保存所述提取的特征信息；
根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息；
对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较；
根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证。
2.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
根据从所述传感器获取的所述身体部分的单一图像中提取的特征的相似性等级和所述相对运动图案的相似性等级确定已登记用户的身份。
3.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，以获得一个摆动图案，该摆动图案是通过计算作为所述相对运动图案的所述身体部分的相对运动的运动矢量而获得的一系列运动矢量，从而根据所述摆动图案实施用户认证。
4.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
对于从所述传感器获取的所述身体部分的单一图像中提取的特征信息和作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的一帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，以便根据作为通过计算手指相对运动的运动矢量获取的一系列运动矢量的摆动图案来实施用户认证。
5.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
顺序地登记由所述传感器获取的所述相对运动图案和作为所述身体部分的一系列图像的帧的相似性等级，以便具有最好相关的重叠，以从通过合成所获得的合成图像中提取用于核对的特征信息，从而根据所述特征信息的相似性等级实施用户认证。
6.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，以获得一个摆动图案，该摆动图案是通过计算作为所述相对运动图案的所述身体部分相对运动的运动矢量而获得的一系列运动矢量，
对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，顺序地登记所述帧，以便具有最好相关的重叠，以从通过合成所获得的合成图像中提取用于核对的特征信息，从而根据所述摆动图案和所述特征信息实施用户认证。
7.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
从所述身体部分的相对运动中的压力值的时间序列变化中获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案，以便根据所述相对运动图案和所述压力值图案实施用户认证。
8.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
实施用户认证的基础是：
从所述传感器获取的所述身体部分的单一图像中提取的特征信息；
对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，通过搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并且计算手指的相对运动的运动矢量获得的一系列运动矢量的摆动图案；以及
作为从所述身体部分的相对运动的压力值的时间系列变化而获得的一系列压力值差矢量的压力值图案。
9.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，以获得一个摆动图案，该摆动图案是通过计算作为相对运动图案的所述身体部分的相对运动的运动矢量获得的一系列运动矢量，
对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，顺序地登记所述帧，以便具有最好相关的重叠，以从通过合成获得的合成图像中提取用于核对的特征信息，和
从所述身体部分的相对运动的压力值的时间系列变化获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案，从而根据所述摆动图案、所述特征信息和所述压力值图案实施用户认证。
10.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
所述身体部分是一个手指，所述手指的相对运动图案信息被用作指定一个用户的秘密信息。
11.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
对应于相应用户登记多个用户的所述相对运动图案信息，以便对每个被选择的用户实施用户认证。
12.根据权利要求1所述的用户认证方法，其中
对应于相应用户登记多个用户的所述相对运动图案信息，以便根据经由所述传感器输入的用户的所述相对运动图案信息通过指定一个用户来实施用户认证。
13.一种用户认证装置，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体一部分的图像来确定用户身份，包括：
输入所述传感器获取的所述身体部分的图像的装置；
从所述身体部分的单独图像中提取特征信息的装置；
保存所述提取的特征信息的装置；
根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息的装置；
对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较的装置；根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证的装置。
14.根据权利要求13所述的用户认证装置，其中
根据从通过由所述传感器获取的所述身体部分的单一图像中提取的特征信息的相似性等级和所述相对运动图案的相似性等级确定已登记用户的身份。
15.根据权利要求13所述的用户认证装置，包括
搜索装置(56)，对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并计算所述身体部分的相对运动的运动矢量，以获得作为所述相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案。
16.根据权利要求13所述的用户认证装置，包括
搜索装置(56)，对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并计算所述身体部分的相对运动的运动矢量，以获得一个作为相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案；
存储装置(57)，预先存储已授权用户的相对运动图案；和
确定装置(65)，将认证时获得的相对运动图案与所述存储装置(57)中的相对运动图案进行比较，以确定两个图案之间的相似性等级。
17.根据权利要求13所述的用户认证装置，包括
提取装置(52)，从由所述传感器获取的所述身体部分的单一图像中提取特征信息；
第一存储装置(53)，预先存储已授权用户的所述特征信息；
搜索装置(56)，对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并计算所述身体部分的相对运动的运动矢量，以获得一个作为所述相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案；
第二存储装置(57)，预先存储已授权用户的所述相对运动图案；和
确定装置(65)，将认证时获得的所述特征信息和所述相对运动图案与第一和第二存储装置(54，57)中的所述特征信息和所述相对运动图案进行比较，以确定该信息和图案之间的相似性等级。
18.根据权利要求13所述的用户认证装置，其中
顺序地登记由所述感器获取的所述相对运动图案和作为所述身体部分的一系列图像的帧的相似性等级，以便具有最好相关的重叠，以从通过合成所获得的合成图像中提取用于核对的特征信息，从而根据所述特征信息的相似性等级实施用户认证。
19.根据权利要求13所述的用户认证装置，包括
搜索装置(76)，对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并计算所述身体部分相对运动的运动矢量以获得摆动图案，该摆动图案是作为所述相对运动图案的一系列运动矢量；
登记装置(72)，对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，顺序地登记所述帧，以便具有最好相关的重叠，以从通过合成所获得的合成图像中提取用于核对的特征信息；
确定装置(85)，将认证时获得的所述特征信息和所述相对运动图案与已授权用户的所述特征信息和所述相对运动图案进行比较，以确定该信息和图案之间的相似性等级。
20.根据权利要求13所述的用户认证装置，其中
从所述身体部分的相对运动中的压力值的时间序列变化获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案，以便根据所述相对运动图案和所述压力值图案实施用户认证。
21.根据权利要求13所述的用户认证装置，其中
提取装置(52)，从由所述传感器获取的所述身体部分的单一图像中提取特征信息；
搜索装置(56)，对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并且计算所述身体部分的相对运动的运动矢量，以获得作为所述相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案；
获得装置(156)，从所述身体部分的相对运动中的压力值的时间系列变化获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案；和
确定装置(65)，将认证时获得的所述特征信息、所述相对运动图案和所述压力值图案与已授权用户的所述特征信息、所述相对运动图案和所述压力值图案进行比较，以确定该信息和图案间的相似性等级。
22.根据权利要求13所述的用户认证装置，包括
搜索装置(56)，对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，搜索前一帧与当前帧之间的对应点，并且计算所述身体部分的相对运动的运动矢量，以获得作为所述相对运动图案的一系列运动矢量的摆动图案；
登记装置(72)，对于作为由所述传感器获取的所述身体部分的一系列图像的帧，顺序地登记所述帧，以便具有最好相关的重叠，以从通过合成所获得的合成图像中提取用于核对的特征信息；
获得装置(156)，从所述身体部分的相对运动中的压力值的时间系列变化获得作为一系列压力值差矢量的压力值图案；和
确定装置(65)，将认证时获得的所述摆动图案、所述特征信息、和所述压力值图案与已授权用户的所述相对运动图案、所述特征信息和所述压力值图案进行比较，以确定该信息和图案之中的相似性等级。
23.根据权利要求13所述的用户认证装置，其中
所述身体部分是一个手指，所述手指的相对运动图案信息被用作指定一个用户的秘密信息。
24.根据权利要求13所述的用户认证装置，其中
设置在所述传感器周围的是一个从外面遮挡身体部分相对运动的盖子。
25.根据权利要求13所述的用户认证装置，其中
对应于相应用户登记多个用户的所述相对运动图案信息，以便对每个被选择的用户实施用户认证。
26.根据权利要求25所述的用户认证装置，包括
从多个用户之中选择将要认证的用户的选择装置(2001)。
27.根据权利要求13所述的用户认证装置，其中
对应于相应用户登记多个用户的所述相对运动图案信息，以便通过根据经所述传感器输入的用户的所述相对运动图案信息指定一个用户来实施用户认证。
28.一种利用确定用户身份的用户认证的信息处理方法，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体部分的图像确定用户身份，包括以下步骤：
输入所述传感器获取的所述身体部分的图像；
从所述身体部分的单独图像中提取特征信息；
保存所述提取的特征信息；
根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息；
对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较；
根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证；
设定与一个设备操作的中断和恢复有关的用户固有信息，该操作与为多个用户中的每一个登记的所述相对运动信息图案相关，和
根据所述对应于已经实施用户认证的一个用户的所述用户固有信息，执行所述设备操作的中断和恢复。
29.一种具有确定用户身份的用户认证装置的信息装置，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体部分的图像确定用户身份，该设备具有：
输入所述传感器获取的所述身体部分的图像的装置；
从所述身体部分的单独图像中提取特征信息的装置；
保存所述提取的特征信息的装置；
根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息的装置；
对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较的装置；
根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证的装置；
设定与所述设备操作的中断和恢复有关的用户固有信息的装置，该操作与为多个用户中的每一个登记的所述相对运动信息图案相关，
根据相对于已经实施用户认证的一个用户的所述用户固有信息，执行所述设备操作的中断和恢复的装置。
30.一种利用确定用户身份的用户认证的信息处理方法，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体部分的图像确定用户身份，包括以下步骤：
输入所述传感器获取的所述身体部分的图像；
从所述身体部分的单独图像中提取特征信息；
保存所述提取的特征信息；
根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息；
对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较；根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证；
登记给出有关所述设备的操作的指令的命令，以便与为身体的多个部位中的每一个或多个用户中的每一个登记的所述相对运动图案信息相关，和
根据对应于已经实施用户认证的所述用户或所述身体部分的所述命令，执行所述设备的操作。
31.一种具有确定用户身份的用户认证装置的信息装置，采用由作为输入装置的传感器获取的作为生物测量的用户身体部分的图像确定用户身份，所述设备具有：
输入所述传感器获取的所述身体部分的图像的装置；
从所述身体部分的单独图像中提取特征信息的装置；
保存所述提取的特征信息的装置；
根据所述身体部分的图像计算所述身体部分的相对运动图案的信息的装置；
对所述特征信息的类似度和相对运动图案的信息进行比较的装置；
根据所述特征信息的类似度的比较结果和所述相对运动图案的信息的比较结果实施用户认证的装置；
登记给出有关所述设备的操作的指令的命令的装置，以便与为身体的多个部分中的每一个或多个用户中的每一个登记的所述相对运动图案信息相关，和
根据对应于已经实施用户认证的所述用户或所述身体部分的所述命令，执行所述设备的操作的装置。
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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7054470B2 (en) * 1999-12-02 2006-05-30 International Business Machines Corporation System and method for distortion characterization in fingerprint and palm-print image sequences and using this distortion as a behavioral biometrics
US7013030B2 (en) * 2002-02-14 2006-03-14 Wong Jacob Y Personal choice biometric signature
JP2004133794A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Ntt Docomo Inc 認証装置、認証システム、および認証方法
JP4269654B2 (ja) * 2002-11-20 2009-05-27 ソニー株式会社 指紋認証装置及び方法、並びに、認証装置及び方法
FR2862785B1 (fr) * 2003-11-21 2006-01-20 Atmel Grenoble Sa Capteur d'empreinte digitale a deux sens de balayage
FR2874440B1 (fr) * 2004-08-17 2008-04-25 Oberthur Card Syst Sa Procede et dispositif de traitement de donnees
JP2006059282A (ja) 2004-08-24 2006-03-02 Fujitsu Ltd 生体特徴情報に基づく認証方法
US20090116706A1 (en) * 2005-05-13 2009-05-07 Rudolf Hauke Device and procedure for the recording of lines of the fingers respectively the hand
US20070033414A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-08 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Methods, systems, and computer program products for sharing digital rights management-protected multimedia content using biometric data
JP4734088B2 (ja) * 2005-10-25 2011-07-27 株式会社日立製作所 本人認証装置およびその制御方法
KR100651268B1 (ko) * 2005-11-16 2006-12-01 주식회사 케이티프리텔 단말기의 사용자 인증 장치 및 방법
JP2007193656A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Kddi Corp 本人認証装置
JP2007206991A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Hitachi Ltd 生体情報処理装置及び生体情報処理プログラム
JP5018071B2 (ja) * 2006-12-20 2012-09-05 ソニー株式会社 照合方法、登録装置、照合装置及びプログラム
JP4367663B2 (ja) * 2007-04-10 2009-11-18 ソニー株式会社 画像処理装置、画像処理方法、プログラム
JP5238297B2 (ja) * 2008-03-04 2013-07-17 シャープ株式会社 認証方法および入力装置
JP2010061577A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Fujitsu Ltd 機能起動装置、機能起動方法および機能起動処理プログラム
US8516561B2 (en) * 2008-09-29 2013-08-20 At&T Intellectual Property I, L.P. Methods and apparatus for determining user authorization from motion of a gesture-based control unit
EP2430588B1 (en) * 2009-05-12 2018-04-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Object recognition method, object recognition apparatus, and autonomous mobile robot
JP4693192B1 (ja) * 2010-04-28 2011-06-01 エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー 指紋認証装置及び指紋認証方法
US9274594B2 (en) * 2010-05-28 2016-03-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Cloud-based personal trait profile data
US9141150B1 (en) * 2010-09-15 2015-09-22 Alarm.Com Incorporated Authentication and control interface of a security system
US8494961B1 (en) 2010-10-14 2013-07-23 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Image authentication and security system and method
JP2012212430A (ja) * 2011-03-24 2012-11-01 Nikon Corp 電子装置、操作者推定方法およびプログラム
CN102841696B (zh) * 2011-06-24 2015-07-29 国基电子（上海）有限公司 电子设备及其输入密码的方法
US8885878B2 (en) 2011-07-22 2014-11-11 Microsoft Corporation Interactive secret sharing
TWI476702B (zh) * 2012-03-16 2015-03-11 Pixart Imaging Inc 使用者辨識系統及辨識使用者的方法
CN103324275B (zh) * 2012-03-23 2016-12-14 原相科技股份有限公司 使用者辨识系统及辨识使用者的方法
TW201346610A (zh) 2012-05-01 2013-11-16 Pixart Imaging Inc 使用者辨識方法、生理偵測裝置及生理偵測方法
CN103425852B (zh) * 2012-05-14 2017-09-29 原相科技股份有限公司 使用者识别方法、生理检测装置及生理检测方法
US9852275B2 (en) * 2013-03-15 2017-12-26 NSS Lab Works LLC Security device, methods, and systems for continuous authentication
JP5433812B1 (ja) * 2013-08-27 2014-03-05 株式会社 ディー・エヌ・エー 認証装置及び認証プログラム
US9633269B2 (en) * 2014-09-05 2017-04-25 Qualcomm Incorporated Image-based liveness detection for ultrasonic fingerprints
US9817956B2 (en) * 2014-12-12 2017-11-14 Excalibur Ip, Llc User authentication and data encryption
US9916431B2 (en) * 2015-01-15 2018-03-13 Qualcomm Incorporated Context-based access verification
US9693711B2 (en) * 2015-08-07 2017-07-04 Fitbit, Inc. User identification via motion and heartbeat waveform data
CN108370509A (zh) * 2015-12-03 2018-08-03 开利公司 利用运动参数的认证系统
EP3427127B1 (en) * 2016-03-11 2022-06-15 Limbic Life Ag Occupant support device and system for controlling objects
JP6792986B2 (ja) * 2016-09-27 2020-12-02 株式会社日立製作所 生体認証装置
FR3063366A1 (fr) * 2017-02-27 2018-08-31 Safran Identity & Security Procede et dispositif de reconnaissance d'un individu par signature biometrique
KR102466676B1 (ko) * 2017-08-16 2022-11-14 삼성전자주식회사 생체 센서의 성능 평가 방법, 생체 영상을 이용한 인증 방법 및 인증 방법을 적용한 전자 기기
CN111695386B (zh) * 2019-03-15 2024-04-26 虹软科技股份有限公司 一种指纹图像增强、指纹识别和应用程序启动方法
WO2021188347A1 (en) * 2020-03-17 2021-09-23 Kansas State University Research Foundation Secure architecture for biometric authentication
JP7552144B2 (ja) * 2020-08-24 2024-09-18 コニカミノルタ株式会社 認証システム、認証の方法およびそのプログラム
US12323742B2 (en) 2020-08-27 2025-06-03 Alarm.Com Incorporated Access control system
US11861041B2 (en) * 2021-02-08 2024-01-02 Capital One Services, Llc Methods and systems for automatically preserving a user session on a public access shared computer
US20250053625A1 (en) * 2023-08-07 2025-02-13 Dell Products, L.P. Hand structure authentication system and method

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774591A (en) * 1995-12-15 1998-06-30 Xerox Corporation Apparatus and method for recognizing facial expressions and facial gestures in a sequence of images
US5933515A (en) * 1996-07-25 1999-08-03 California Institute Of Technology User identification through sequential input of fingerprints
US6259805B1 (en) * 1996-12-04 2001-07-10 Dew Engineering And Development Limited Biometric security encryption system
JPH10275233A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Yamatake:Kk 情報処理システム、ポインティング装置および情報処理装置
JPH10320550A (ja) * 1997-05-14 1998-12-04 Sony Corp 照合装置
JPH1153317A (ja) * 1997-08-07 1999-02-26 Nec Corp パスワード入力装置
US6213391B1 (en) * 1997-09-10 2001-04-10 William H. Lewis Portable system for personal identification based upon distinctive characteristics of the user
US6185316B1 (en) * 1997-11-12 2001-02-06 Unisys Corporation Self-authentication apparatus and method
JP2948186B2 (ja) * 1998-02-10 1999-09-13 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所 顔動画像からの表情抽出方法
CA2273560A1 (en) * 1998-07-17 2000-01-17 David Andrew Inglis Finger sensor operating technique
JP4244409B2 (ja) * 1998-09-02 2009-03-25 ソニー株式会社 指紋照合装置と指紋照合方法
KR20000032308A (ko) * 1998-11-13 2000-06-15 정선종 장갑장치를 이용한 연속된 손제스처 명령어 생성방법 및 그 시스테뮤
GB2356961A (en) * 1999-12-02 2001-06-06 Ibm Biometrics system
US6735695B1 (en) * 1999-12-20 2004-05-11 International Business Machines Corporation Methods and apparatus for restricting access of a user using random partial biometrics
SE0001761L (sv) * 2000-05-15 2001-07-02 Ericsson Telefon Ab L M Metod för alstring av en sammansatt bild samt en apparat för detektering av fingeravtryck
US6766040B1 (en) * 2000-10-02 2004-07-20 Biometric Solutions, Llc System and method for capturing, enrolling and verifying a fingerprint

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