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JP4592341B2 - Biometric authentication device - Google Patents

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JP4592341B2 JP2004191921A JP2004191921A JP4592341B2 JP 4592341 B2 JP4592341 B2 JP 4592341B2 JP 2004191921 A JP2004191921 A JP 2004191921A JP 2004191921 A JP2004191921 A JP 2004191921A JP 4592341 B2 JP4592341 B2 JP 4592341B2
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Description

本発明は生体情報認証装置に関し、更に詳しく述べると、複数の生体情報特徴から信頼性あるいは利用度の高い特徴点を高精度に合成して一つの登録生体情報特徴を作成することができる生体情報認証装置に関するものである。   The present invention relates to a biometric information authentication apparatus, and more specifically, biometric information capable of creating one registered biometric information feature by highly accurately synthesizing highly reliable or highly useful feature points from a plurality of biometric information features. The present invention relates to an authentication device.

近年、建物や部屋への出入りの際に資格認証を行う等、本人確認によるセキュリティへの重要性に関心が集まっている。本人確認の方法としては、パスワードによる認証等種々の方法があるが、その一つとして、指紋等の固有の生体情報による認証を行う装置が多く利用されている。   In recent years, there has been an interest in the importance of security by identity verification, such as performing qualification authentication when entering or leaving a building or room. There are various methods such as authentication using a password as a method of identity verification. As one of the methods, an apparatus that performs authentication using unique biometric information such as a fingerprint is often used.

例えば、指紋等の生体情報認証装置をモバイル機器に搭載することを目的として、指より小さな面積の指紋センサが市場に出回っている。これらの指紋センサは、省スペース、低価格であることから実装に適している反面、指紋全体の一部しか読み取る事ができない。   For example, a fingerprint sensor having an area smaller than a finger is on the market for the purpose of mounting a biometric information authentication device such as a fingerprint on a mobile device. These fingerprint sensors are suitable for mounting because they are space-saving and inexpensive, but can read only a part of the entire fingerprint.

従って、登録したときと照合するときの指載置位置にずれがあると、両者の指紋(紋様、特徴点)が一致せず、照合精度低下を招きやすい問題がある。すなわち、指紋センサに対して指を載置する位置がずれ、照合時に登録されていない部分の指紋を含んだデータが入力されてしまうことにより、登録されたユーザであるにもかかわらず拒否されてしまうことがある。   Therefore, if there is a difference in the finger placement position when collating with the registered one, there is a problem that the fingerprints (patterns, feature points) of both do not match and the collation accuracy tends to be lowered. That is, the position where the finger is placed with respect to the fingerprint sensor is shifted, and data including a fingerprint of a portion not registered at the time of collation is input, so that it is rejected despite being a registered user. It may end up.

また、指紋センサの大小に関係なく、センサに指を載置する際の姿勢変動によってセンサに接触する指の領域が一定しない問題がある。その場合も照合領域は異なるため、位置ずれによる本人拒否と同様の問題が起こる。   In addition, regardless of the size of the fingerprint sensor, there is a problem that the area of the finger in contact with the sensor is not constant due to the posture variation when placing the finger on the sensor. Even in this case, since the collation areas are different, the same problem as that of rejecting the person due to misalignment occurs.

指紋認証装置では通常、指紋入力部に指ガイドを設ける等して位置ずれ等の撮像領域変動を防ぐが、完全に防ぐことは難しい。
そこで、複数の指紋画像又は複数の指紋特徴点データを合成してセンサ領域より大きい領域の指紋を登録することにより、認証時における位置ずれに対応できるようにする手法がいくつか提案されている。
In a fingerprint authentication device, usually, a finger guide is provided at a fingerprint input unit to prevent imaging region fluctuations such as displacement, but it is difficult to prevent completely.
In view of this, several methods have been proposed in which a plurality of fingerprint images or a plurality of fingerprint feature point data are combined to register a fingerprint in an area larger than the sensor area so as to cope with a positional shift at the time of authentication.

特開平10−143663JP 10-143663 A 特開2001−344604JP 2001-344604 A

特許文献1では、指紋画像データの合成登録の手法が提案されているが、画像を合成する際に抽出された特徴点が画像を合成することによって欠落、変化してしまうおそれがある。
従って、得られた登録指紋は、ユーザの指紋の特徴を明瞭に表していないもの、つまり認証に適したものでなく、照合精度が低くなってしまう場合がある。
In Patent Document 1, a method for registering fingerprint image data is proposed. However, feature points extracted when images are combined may be lost or changed by combining the images.
Therefore, the obtained registered fingerprint does not clearly represent the characteristics of the user's fingerprint, that is, is not suitable for authentication, and the matching accuracy may be lowered.

特許文献2では、指紋画像から抽出された特徴点データの合成登録の手法が提案されている。この手法では、合成した特徴点データの妥当性を、特徴点の分布状況によって検証することで、照合精度の向上を図っている。   Patent Document 2 proposes a method for combining and registering feature point data extracted from a fingerprint image. In this method, the validity of the synthesized feature point data is verified based on the distribution state of the feature points, thereby improving collation accuracy.

しかし、特許文献2では、複数の特徴点データから得られる、登録指紋としての各特徴点データの適性やユーザに個有の指載置特性(指載置の方向等の癖)を考慮した合成を行っていない。従って、得られた登録指紋は認証に適したものとは限らず、高い照合精度を安定して得ることができない。   However, in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260688, synthesis is performed in consideration of the suitability of each feature point data as a registered fingerprint obtained from a plurality of feature point data and the finger placement characteristics (eg, the direction of finger placement) unique to the user. Not done. Therefore, the obtained registered fingerprint is not necessarily suitable for authentication, and high collation accuracy cannot be obtained stably.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、特徴点データの合成の際に、認証に適した特徴点データを認証に適した手法で合成して登録する生体情報認証装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to solve the above-described problem. A biometric authentication apparatus for synthesizing and registering feature point data suitable for authentication by a technique suitable for authentication when synthesizing feature point data is provided. It is intended to provide.

上述の目的に鑑み、本発明の目的は、登録生体情報と入力生体情報とを照合してユーザの個人認証を行う生体情報認証装置において、生体情報画像を入力する生体情報入力手段と、入力された生体情報画像から、特徴点の情報で構成される生体情報特徴を生成すべく、複数の特徴点を抽出する特徴抽出手段と、複数の生体情報特徴を記憶する記憶手段と、前記複数の生体情報特徴を照合して類似度を求め、類似しているか否かを判定する類似判定手段と、前記類似判定手段が類似と判定した場合に、記憶された生体情報特徴を合成して合成生体情報特徴を生成する特徴合成手段と、前記合成生体情報特徴を登録生体情報に設定する特徴登録手段と、を備えることを特徴とする生体情報認証装置を提供することにある。   In view of the above-described object, an object of the present invention is to input biometric information input means for inputting a biometric information image in a biometric information authentication apparatus that performs personal authentication of a user by collating registered biometric information with input biometric information. In order to generate a biometric feature composed of feature point information from the biometric information image, a feature extracting unit that extracts a plurality of feature points, a storage unit that stores a plurality of biometric information features, and the plurality of biometric features Similarity determination means for determining similarity by collating information features and determining whether or not they are similar to each other, and when the similarity determination means determines that they are similar, the stored biological information features are combined to generate combined biological information It is an object of the present invention to provide a biometric information authentication apparatus comprising: a feature synthesis unit that generates a feature; and a feature registration unit that sets the synthesized biometric information feature in registered biometric information.

本発明によれば、各生体情報特徴について、登録生体情報に反映されるものとしての適性を判定して合成することにより、認証時の照合精度が高い登録生体情報を得ることができる。また、複数の生体情報載置の位置ずれに安定に対応する一つの基準生体情報特徴をベースに特徴を合成することにより、ユーザの生体情報載置特性(癖)を反映した登録生体情報を得ることができる。また、特徴の再現の情報を有効活用し、生体情報認証に有効な特徴を複数の生体情報特徴から選択的にピックアップして合成可能である。   According to the present invention, registered biometric information with high matching accuracy at the time of authentication can be obtained by determining and synthesizing each biometric information feature with suitability as reflected in the registered biometric information. Also, by registering features based on one reference biometric information feature that stably corresponds to the positional deviation of a plurality of biometric information placements, registered biometric information that reflects the biometric information placement characteristics (癖) of the user is obtained. be able to. In addition, the feature reproduction information can be used effectively, and a feature effective for biometric information authentication can be selectively picked up from a plurality of biometric features and synthesized.

また、本発明は様々な生体情報に適用することが可能である。指紋以外では、例えば、血管パターン(指、手の甲、掌、網膜等)、掌紋、耳の形等は、指紋と同様に端点や分岐点を有するため、本発明の合成処理が適用できる。従って、これらの生体情報を用いた認証装置においても、各登録者の生体情報入力の癖を反映した登録生体情報を生成することができ、高精度な認証を実現することができる。   The present invention can be applied to various biological information. Other than fingerprints, for example, blood vessel patterns (finger, back of hand, palm, retina, etc.), palm prints, ear shapes, and the like have end points and branch points as in the case of fingerprints, and therefore the synthesis processing of the present invention can be applied. Therefore, even in an authentication apparatus using such biometric information, registered biometric information that reflects the habit of each registrant's biometric information input can be generated, and highly accurate authentication can be realized.

以下では、生体情報として指紋を例に挙げ、実施例を説明する。
図1は、本発明の全体構成を表す図である。図1の各部に関し、概略的に説明する。
Hereinafter, an example will be described by taking a fingerprint as an example of biometric information.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the present invention. Each part of FIG. 1 will be schematically described.

操作・表示部100は、登録者のID番号や装置管理者の暗証番号等の入力、動作状態、ガイダンスの表示を行う。操作・表示部100は、タッチパネルディスプレイとスピーカで構成する。タッチパネルディスプレイの代わりにテンキーと液晶ディスプレイで構成してもよい。   The operation / display unit 100 performs input of an ID number of a registrant, a personal identification number of a device manager, an operation state, and guidance. The operation / display unit 100 includes a touch panel display and a speaker. A numeric keypad and a liquid crystal display may be used instead of the touch panel display.

指紋入力部110は、操作者が指を押下するとその指紋のデジタル画像を出力する。指紋入力部110は、典型的には、指を照明するLED、指を撮像してデジタル信号に変換するCCDカメラをモジュール化した光学式の指紋センサ及びユーザに指載置位置を正しく認識させるための指ガイド部材で構成される。指紋センサには、他に静電容量式や圧力式等各種原理があるが、本発明は指紋センサの原理を限定しない。   The fingerprint input unit 110 outputs a digital image of the fingerprint when the operator presses the finger. The fingerprint input unit 110 typically includes an LED that illuminates a finger, an optical fingerprint sensor that modularizes a CCD camera that captures a finger and converts it into a digital signal, and a user to correctly recognize the finger placement position. The finger guide member. There are various other principles such as capacitance type and pressure type in the fingerprint sensor, but the present invention does not limit the principle of the fingerprint sensor.

記憶部120は、フラッシュメモリ等のメモリ装置で構成され、後述する生体情報特徴である特徴点リスト、登録データとしての合成生体情報特徴である合成特徴点リスト等を格納する。   The storage unit 120 is configured by a memory device such as a flash memory, and stores a feature point list that is biometric information features to be described later, a synthetic feature point list that is synthetic biometric information features as registered data, and the like.

処理部130はデジタル信号を入出力し、デジタル信号を処理するプログラムを記憶、実行することが可能なCPU等で構成される。
以下で述べる制御部140、特徴抽出部150、特徴合成部160、特徴登録部170、及び認証部180の各部は、処理部130に含まれ、前記プログラムにより実現される。
The processing unit 130 is configured by a CPU or the like that can input and output digital signals and store and execute a program for processing the digital signals.
The control unit 140, feature extraction unit 150, feature synthesis unit 160, feature registration unit 170, and authentication unit 180 described below are included in the processing unit 130 and realized by the program.

制御部140は、操作・表示部100、指紋入力部110、及び記憶部120の動作、特徴抽出部150、特徴合成部160、及び特徴登録部170による処理の流れを制御する。具体的な動作については後述する。   The control unit 140 controls the operation of the operation / display unit 100, the fingerprint input unit 110, and the storage unit 120, the processing flow by the feature extraction unit 150, the feature synthesis unit 160, and the feature registration unit 170. Specific operations will be described later.

特徴抽出部150は、指紋のデジタル画像を処理して特徴点を抽出する。ここで、特徴点とは、指紋の隆線の端点や隆線の分かれ目である分岐点を意味する。
図2は、指紋の特徴点の位置座標と方向の例を表す図である。同図において、200、210、220は端点の、230は分岐点の、それぞれ、サンプルである。
The feature extraction unit 150 processes a digital image of a fingerprint and extracts feature points. Here, the feature points mean the end points of the fingerprint ridges and the branch points that are the ridges.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of position coordinates and directions of fingerprint feature points. In the figure, 200, 210, and 220 are end points, and 230 is a branch point, respectively.

特徴点は、個々の情報として、位置(x,y)、方向に相当する偏角(以下、方向パラメータと呼ぶ)θ、信頼度Wのデータ要素を持つ。
端点200の位置(xT,yT)を図2(a)に例示し、端点200の方向パラメータθTを図2(b)に例示する。
The feature point has data elements of position (x, y), declination (hereinafter referred to as direction parameter) θ corresponding to the direction, and reliability W as individual information.
The position (x T , y T ) of the end point 200 is illustrated in FIG. 2A, and the direction parameter θ T of the end point 200 is illustrated in FIG. 2B.

特徴点の方向は、近傍隆線の流れる方向であり、分岐点であれば分岐先の方向、端点であれば隆線の連なる方向に近くなる。方向パラメータθは、x軸方向から時計回りに値を設定する。
特徴点の信頼度Wは、特徴点を含む近傍特徴点の各方向単位ベクトルを足し合わせて平均化した方向ベクトルの大きさに比例した値として求める。これは、特徴点と近傍特徴点との整合性の度合いを反映した値となり、特徴点を含む近傍特徴点方向が全て同じ方向となるとき最大値を取る。信頼度Wは、各特徴点の方向の信頼性や存在の信頼性を表す指標であり、算出方法はこれに限るものではない。
一つの指紋画像から複数の特徴点(xi,yi,θi,Wi)が抽出され、これらは、特徴点リストとして出力される。
The direction of the feature point is the direction in which the neighboring ridges flow. If the point is a branch point, the direction is a branch destination direction. The direction parameter θ is set clockwise from the x-axis direction.
The reliability W of the feature point is obtained as a value proportional to the magnitude of the direction vector obtained by adding the respective direction unit vectors of neighboring feature points including the feature point. This is a value reflecting the degree of consistency between the feature points and the neighboring feature points, and takes a maximum value when the neighboring feature point directions including the feature points are all in the same direction. The reliability W is an index representing the reliability of the direction of each feature point and the reliability of existence, and the calculation method is not limited to this.
A plurality of feature points (x i , y i , θ i , W i ) are extracted from one fingerprint image, and these are output as a feature point list.

特徴合成部160は、記憶部120から複数個の特徴点リストを読み込んで、それぞれの対応付けを行って位置合わせをし、そこから1個の特徴点リスト(以下、合成特徴点リストと呼ぶ)を生成する。
図3は、複数回の指載置から得られた複数の特徴点リストの例を示す図である。図4は、特徴点の対応付けと位置合わせの例を示す図である。図5は、特徴点の合成結果の例を示す図である。図3から図5を参照し、合成の概要を示す。
The feature synthesizer 160 reads a plurality of feature point lists from the storage unit 120, associates them with each other, aligns them, and makes one feature point list therefrom (hereinafter referred to as a synthesized feature point list). Is generated.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a plurality of feature point lists obtained from a plurality of finger placements. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of association and alignment of feature points. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a feature point synthesis result. An outline of the synthesis will be described with reference to FIGS.

図3は、複数個(ここでは3個)の特徴点リストA、B、及びCを示す。同図において、各三角形の重心が特徴点を表し、三角形の重心から最小頂角に対応する点へ向かう方向が特徴点の方向を表している。矩形の枠は、指紋センサ領域である。   FIG. 3 shows a plurality (three in this case) of feature point lists A, B, and C. In the figure, the center of gravity of each triangle represents a feature point, and the direction from the center of gravity of the triangle toward the point corresponding to the minimum apex angle represents the direction of the feature point. The rectangular frame is a fingerprint sensor area.

図4は、これらの特徴点リストの対応付けと位置合わせ結果である。対応付けは、一つの基準リストを定めて、それに対して他の特徴点リストの各特徴点を対応付ける。
図4では、特徴点リストAが基準リストとなり、それに対して特徴点リストBおよびCの特徴点を対応付けている。そのために、対応が取れた特徴点を重ね合わせて位置合わせを行う。
FIG. 4 shows the result of matching and alignment of these feature point lists. In association, one reference list is defined, and each feature point of another feature point list is associated with it.
In FIG. 4, the feature point list A is a reference list, and the feature points of the feature point lists B and C are associated with it. For this purpose, alignment is performed by superimposing feature points that have been matched.

図5は、位置合わせ結果から合成した特徴点リストである。
合成特徴点リストは、対応が取れた特徴点と対応が取れなかった特徴点(以下、孤立特徴点と呼ぶ)が所定のルールで混在したリストとなる。
特徴合成部160の処理の詳細については、後に詳述する。
FIG. 5 is a feature point list synthesized from the alignment result.
The combined feature point list is a list in which feature points that can be matched and feature points that cannot be matched (hereinafter referred to as isolated feature points) are mixed according to a predetermined rule.
Details of the processing of the feature synthesis unit 160 will be described later.

特徴登録部170は、合成特徴点リストと登録者のID番号を関連付けて記憶部120に格納する。   The feature registration unit 170 stores the combined feature point list and the registrant ID number in the storage unit 120 in association with each other.

認証部180は、認証時に指紋入力部110から入力された認証対象者(認証を受けようとする者)の指紋画像を特徴抽出部150で処理した特徴点リスト(以下、入力特徴点リストと呼ぶ)と、記憶部120から読み出した登録されている合成特徴点リスト(以下、合成特徴点リストと呼ぶ)とを照合して類似度を算出し、これを照合閾値と比較して、登録者としての認証を与えるかどうかの判定を行う。   The authentication unit 180 is a feature point list (hereinafter referred to as an input feature point list) obtained by processing the fingerprint image of the person to be authenticated (person who is going to receive authentication) input from the fingerprint input unit 110 at the time of authentication by the feature extraction unit 150. ) And a registered composite feature point list (hereinafter referred to as a composite feature point list) read out from the storage unit 120 to calculate a similarity, and compares this with a verification threshold value to obtain a registrant. Judge whether to give the authentication.

図6は、指紋の特徴点リストを登録する処理のフローチャートである。以下では、同図を参照し、本発明である生体情報認証装置の動作について、ここでは生体情報として特に指紋を例に挙げ説明する。尚、登録に必要な指紋の入力回数を3回として説明する。   FIG. 6 is a flowchart of processing for registering a fingerprint feature point list. Hereinafter, the operation of the biometric information authentication apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that the description will be made assuming that the number of times of fingerprint input necessary for registration is three.

装置管理者が、操作・表示部100のタッチパネルディスプレイを操作して登録のメニューを選択し、暗証番号を入力すると、登録モードに移行し登録の処理が開始される(S600)。
登録しようとするユーザは、「ID番号を入力してください」等のガイダンスに従い、社員番号等ユーザを識別可能なID番号を操作・表示部100を操作して入力する(S605)。
When the device administrator operates the touch panel display of the operation / display unit 100 to select a registration menu and inputs a personal identification number, the device manager enters the registration mode and starts the registration process (S600).
The user who intends to register operates the operation / display unit 100 to input an ID number that can identify the user, such as an employee number, in accordance with a guidance such as “Please input ID number” (S605).

登録しようとするユーザは、「指を置いてください」等のガイダンスに従い、指紋入力部110である指紋センサに指を載置する(S610)。
指紋センサから指紋画像のデジタル信号が出力され、処理部130へ入力される。
制御部140は、特徴抽出部150を起動し、指紋画像を特徴抽出部150に入力する。
The user who wants to register places his / her finger on the fingerprint sensor, which is the fingerprint input unit 110, in accordance with a guidance such as “Please put your finger” (S610).
A digital signal of a fingerprint image is output from the fingerprint sensor and input to the processing unit 130.
The control unit 140 activates the feature extraction unit 150 and inputs a fingerprint image to the feature extraction unit 150.

特徴抽出部150は、指紋画像から特徴点パラメータ(xi,yi,θi,Wi)を算出し、特徴点リスト((xi,yi,θi,Wi)の組のリスト)を生成する(S615)。
更に、特徴抽出部150は、生成された特徴点リストが所定条件を満たすかどうかを検査する。すなわち、特徴点リストに含まれる特徴点の信頼度の合計が予め定めた所定値以上であるかどうかを検査する(S620)。
The feature extraction unit 150 calculates feature point parameters (x i , y i , θ i , W i ) from the fingerprint image, and lists a set of feature point lists ((x i , y i , θ i , W i )). ) Is generated (S615).
Further, the feature extraction unit 150 checks whether the generated feature point list satisfies a predetermined condition. That is, it is checked whether the total reliability of the feature points included in the feature point list is equal to or greater than a predetermined value (S620).

(ア)検査の結果、特徴点リストに含まれる特徴点の信頼度の合計が所定値以上である場合、特徴抽出部150は、特徴点リストが妥当であると判断し、そのリストを記憶部120に格納すると共に、制御部140に所定条件を満たした旨を通知する(S625)。
(イ)検査の結果、特徴点リストに含まれる特徴点の信頼度の合計が所定値未満である場合、特徴抽出部150は、特徴点リストが妥当でないと判断し、記憶部120への格納は行わずに、制御部140に所定条件を満たさなかった旨を通知する。
(A) If the total reliability of the feature points included in the feature point list is greater than or equal to a predetermined value as a result of the inspection, the feature extraction unit 150 determines that the feature point list is valid and stores the list in the storage unit 120, and notifies the control unit 140 that a predetermined condition has been satisfied (S625).
(A) If the total reliability of the feature points included in the feature point list is less than a predetermined value as a result of the inspection, the feature extraction unit 150 determines that the feature point list is not valid and stores it in the storage unit 120. And notifying the control unit 140 that the predetermined condition is not satisfied.

制御部140は、特徴抽出部150からの通知に応じた制御を行う。
(ア)所定条件を満たした旨の通知であった場合、制御部140は、指紋入力回数を計数するカウンタを1だけ増加させ(S630)、以下の制御を行う。
指紋入力回数が3回に達したら、制御部140は、特徴合成部160を起動する(S640へ)。
指紋入力回数が3回に満たない場合、制御部140は、操作・表示部100に次の指紋入力を促すガイダンスを表示する(S610へ)。
(イ)所定条件を満たさなかった旨の通知であった場合、制御部140は、操作・表示部100に指紋の再入力を促すガイダンスを表示する(S610へ)。
The control unit 140 performs control according to the notification from the feature extraction unit 150.
(A) If the notification indicates that the predetermined condition is satisfied, the control unit 140 increments the counter for counting the number of fingerprint inputs by 1 (S630), and performs the following control.
When the number of fingerprint inputs reaches 3, the control unit 140 activates the feature synthesis unit 160 (to S640).
When the number of fingerprint inputs is less than 3, the control unit 140 displays guidance for prompting the next fingerprint input on the operation / display unit 100 (to S610).
(A) If the notification indicates that the predetermined condition has not been satisfied, the control unit 140 displays guidance for prompting re-input of the fingerprint on the operation / display unit 100 (to S610).

特徴合成部160は、記憶部120から3個の特徴点リストを読み出し、これらを合成した合成特徴点リストを生成する(S640)。合成処理の詳細は、後述する。
特徴合成部160は更に、合成処理の成否を判定する(S645)。
合成処理が成功した場合、特徴合成部160は、成功の旨を制御部140に通知する。
合成処理が失敗した場合、特徴合成部160は、失敗の旨を制御部140に通知する。
The feature synthesis unit 160 reads out the three feature point lists from the storage unit 120, and generates a synthesized feature point list by synthesizing them (S640). Details of the synthesis process will be described later.
The feature synthesis unit 160 further determines the success or failure of the synthesis process (S645).
When the synthesis process is successful, the feature synthesis unit 160 notifies the control unit 140 of the success.
When the synthesis process fails, the feature synthesis unit 160 notifies the control unit 140 of the failure.

制御部140は、特徴合成部160からの通知に応じた制御を行う。
成功の通知であった場合、制御部140は、特徴登録部170を起動し、特徴登録部170は、記憶部120に格納された合成特徴点リストに前記ID番号を関連付けて登録データを設定する(S650)。そして、制御部140は、操作・表示部100に「登録終了です」等のガイダンスを表示する(S655)。
失敗の通知であった場合、制御部140は、操作・表示部100に「登録に失敗しました」等のガイダンスを表示する(S655)。
The control unit 140 performs control according to the notification from the feature synthesis unit 160.
If the notification is successful, the control unit 140 activates the feature registration unit 170, and the feature registration unit 170 sets registration data by associating the ID number with the composite feature point list stored in the storage unit 120. (S650). Then, the control unit 140 displays a guidance such as “registration is completed” on the operation / display unit 100 (S655).
If the notification is a failure, the control unit 140 displays a guidance such as “registration failed” on the operation / display unit 100 (S655).

図7は、複数の特徴点リストを合成する処理のフローチャートである。同図を参照し、特徴点合成処理(S640)の実施例を説明する。   FIG. 7 is a flowchart of processing for combining a plurality of feature point lists. An example of the feature point synthesis process (S640) will be described with reference to FIG.

まず、特徴合成部160は、得られた3つの特徴点リストの中から合成の基準となる基準リストを選定する(S775)。他の特徴点リストと照合して算出した類似度が総合的に最も高い特徴点リストを基準リストに選定する。ここでは、選定基準の例として、類似度から求めたNG回数、類似度最小値、類似度合計値という3つの指標を用いる。
図8は、複数の特徴点リストから基準リストを選定する様子の例を示す図である。
まず、合成に用いられる3つの特徴点リストの全ての組み合わせ(この例では、6通り)について相互照合を行い、類似度を算出する(S700)。類似度Sは次式により算出する。
First, the feature synthesizer 160 selects a reference list as a reference for synthesis from the obtained three feature point lists (S775). A feature point list having the highest overall similarity calculated by collating with other feature point lists is selected as the reference list. Here, as an example of the selection criterion, three indicators are used: the number of NGs obtained from the similarity, the minimum similarity, and the total similarity.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of how a reference list is selected from a plurality of feature point lists.
First, mutual matching is performed for all combinations (in this example, six) of the three feature point lists used for synthesis, and the similarity is calculated (S700). The similarity S is calculated by the following formula.

Figure 0004592341
Figure 0004592341

ここで、Wiは一方の特徴点リストのi番目の特徴点の信頼度、Ciは他方の特徴点リストとの対応付け結果(ペアあり:1、ペアなし:0)を表している。なお、類似度Sを算出する方法はこれに限定されるわけではなく、他方の特徴点リストの信頼度を加味する等、様々な式が考えられる。   Here, Wi represents the reliability of the i-th feature point in one feature point list, and Ci represents the association result (with pair: 1, without pair: 0) with the other feature point list. Note that the method of calculating the similarity S is not limited to this, and various expressions such as taking into account the reliability of the other feature point list can be considered.

ここで、基準リスト選定の第1の指標であるNG回数を求める(S705)。S700で求めた類似度Sを予め定めた閾値Tsと比較して、閾値より小さければNG回数としてカウントする。NG回数は、特徴点リストごとに集計する。図8の例では、Ts=0.65と設定しており、AからCのNG回数は、それぞれ、0、2、0となる。 Here, the number of NG times which is the first index for selecting the reference list is obtained (S705). The similarity S obtained in S700 as compared with the predetermined threshold value T s, counted as NG attempts is smaller than the threshold value. The number of NG times is counted for each feature point list. In the example of FIG. 8, T s = 0.65 is set, and the NG counts from A to C are 0, 2, and 0, respectively.

NG回数が所定値TNG以下の特徴点リストを基準リストの候補とする(S710)。図8の例では、TNG=0と設定しており、Bは候補からはずされ、AとCが候補として残る。候補が一つも残らない場合、特徴合成部160は処理を打ち切り、制御部140に合成失敗の通知を行う。 NG attempts is a candidate for a reference list feature point list below a predetermined value T NG (S710). In the example of FIG. 8, T NG = 0 is set, B is excluded from the candidates, and A and C remain as candidates. If no candidate remains, the feature synthesis unit 160 aborts the process and notifies the control unit 140 of synthesis failure.

NG回数が最も少ない基準リスト候補を基準リストとして決定する(S715)。一つを選ぶことができれば処理はS735へ移り、一つを選べない場合はそれらを基準リスト候補として残してS720に進む。図8の例では、AとCのNG回数はともに0なので、両者が候補に残る。   The reference list candidate having the smallest number of NG times is determined as a reference list (S715). If one can be selected, the process proceeds to S735, and if one cannot be selected, they are left as reference list candidates and the process proceeds to S720. In the example of FIG. 8, since the number of NGs of A and C is both 0, both remain as candidates.

次に、基準リストの第2の指標として、S700で求めた類似度の最小値を基準リスト候補ごとに求める(S720)。
基準リスト候補のうち、類似度最小値が最も大きい特徴点リストを基準リストとして決定する(S725)。このようにすることで、合成の信頼性をより高く保つことができる。ここでの判定で一つを選ぶことができれば、処理はS735へ移り、一つを選べない場合は、それらを候補として残してS730に進む。図8の例では、AとCの類似度最小値は共に0.7なので、この時点で基準リストは決まらない。
Next, as the second index of the reference list, the minimum value of the similarity obtained in S700 is obtained for each reference list candidate (S720).
Among the reference list candidates, the feature point list having the largest similarity is determined as the reference list (S725). By doing so, the reliability of synthesis can be kept higher. If one can be selected in the determination here, the process proceeds to S735. If one cannot be selected, these are left as candidates and the process proceeds to S730. In the example of FIG. 8, since the similarity minimum values of A and C are both 0.7, the reference list is not determined at this point.

更に、基準リスト選定の第3の指標として、類似度の合計値を基準リスト候補ごとに求め、類似度合計値が最も大きい基準リスト候補を基準リストとして決定する(S730)。図8の例では、Aの類似度合計値がCの類似度合計値よりも大きいのでAを基準リストとすることに決定する。   Furthermore, as a third index for selecting a reference list, a total value of similarities is obtained for each reference list candidate, and a reference list candidate having the largest similarity total value is determined as a reference list (S730). In the example of FIG. 8, since the similarity total value of A is larger than the similarity total value of C, it is determined that A is used as the reference list.

以上のように、合成に用いる複数の特徴点リストの各組み合わせについて類似度を求め、他の特徴点リストとの間において類似度が高い特徴点リストが存在する場合にのみ特徴点データの合成を行う。つまり、ある特徴点リストと他の特徴点リストとを照合した際に、所定以上の類似度が得られないような場合は、何れかの特徴点リストが同一の指紋ではない可能性もあり、このような特徴点リストは合成に用いるべきではない。したがって、上記の条件に合致しない場合は合成処理を中止することで、信頼性の高い合成特徴点データを得ることができる。   As described above, similarity is obtained for each combination of a plurality of feature point lists used for composition, and feature point data is synthesized only when there is a feature point list having a high degree of similarity with another feature point list. Do. In other words, when a certain degree of similarity cannot be obtained when a certain feature point list is collated with another feature point list, there is a possibility that any feature point list is not the same fingerprint, Such a feature point list should not be used for synthesis. Therefore, if the above conditions are not met, the synthesis process can be stopped to obtain synthesized feature point data with high reliability.

なお、ここで用いた類似度の閾値Tsは、後述の認証処理の際に入力特徴点リストと登録特徴点リストとを照合する際に用いる類似度の閾値と、同等若しくは少し低めとすることが望ましい。閾値Tsを認証に用いる閾値と近い値とすることで、同一性が極めて高い指紋のみを合成に用いることとなり、信頼性の高い合成特徴点データを得ることができる。
また、選定された基準リストは、他の特徴点リストとの間で対応する特徴点を多く持ち、他の特徴点リストとの間において類似度が最も高いものとなる。したがって、選定された特徴点リストを基準にして合成処理を行うことで、入力された指紋の固有性を強く表す合成特徴点リストを得ることができる。こうして得た合成特徴点リストは、ユーザーの指載置の特性(指を置く向き等の癖)に柔軟に対応しているため、認証に際には正規の入力指紋との間で類似度が高くなり、照合精度を向上させることができる。
Note that the similarity threshold Ts used here is equal to or slightly lower than the similarity threshold used when the input feature point list and the registered feature point list are collated in the later-described authentication process. desirable. By setting the threshold value Ts to a value close to the threshold value used for authentication, only fingerprints with extremely high identity are used for synthesis, and highly reliable synthesized feature point data can be obtained.
The selected reference list has many corresponding feature points with other feature point lists, and has the highest similarity with the other feature point lists. Therefore, by performing the synthesis process based on the selected feature point list, a synthesized feature point list that strongly represents the uniqueness of the input fingerprint can be obtained. The composite feature point list obtained in this way flexibly supports the characteristics of the user's finger placement (eg, the orientation of the finger), so that the degree of similarity between the list and the legitimate input fingerprint is sufficient for authentication. This increases the collation accuracy.

以上のような条件を経て合成特徴点リストを生成することは、単に指紋の領域を広げることとは異なり、指載置位置のずれにより生じる特徴点データの領域のずれを補完して合成することとなる。   Generating a composite feature point list through the above conditions is different from simply expanding the fingerprint area, and it is synthesized by complementing the shift of the feature point data area caused by the shift of the finger placement position. It becomes.

ここでは、全ての特徴点リストの組み合わせについて類似度や三つの指標を計算して基準リストを選定する処理例を示したが、S700〜S730の処理を特徴点リストについてのループ処理とし、類似度を計算する度に各指標に基づく判断を逐次的に行うことにより不必要な計算を省略すること(高速化)も可能である。   Here, an example of processing for selecting a reference list by calculating similarity and three indexes for all combinations of feature point lists has been shown, but the processing of S700 to S730 is a loop processing for the feature point list, and the similarity is calculated. It is also possible to omit unnecessary calculations (acceleration) by sequentially making a determination based on each index each time.

例えば、図8で、ループ処理を表の1行目のAに関する処理、2行目のBに関する処理、3行目のCに関する処理、という順で実行することとする。このとき、2行目のBに関する処理を行う過程で、Bに対するAの類似度0.6が求まると、これはTsを下回るのでNG回数がTNGを超え、Bが基準リスト候補とならないことが確定する。よって、Bに対するCの類似度0.5の計算は、省略することができる。 For example, in FIG. 8, the loop processing is executed in the order of processing relating to A in the first row of the table, processing relating to B in the second row, and processing relating to C in the third row. At this time, if the similarity 0.6 of A to B is obtained in the process of B relating to the second row, this is less than T s , so the number of NG exceeds T NG and B is not a reference list candidate. It is fixed. Therefore, the calculation of the similarity C of 0.5 to B can be omitted.

基準リストの選定(S775)にて基準リストが選定されると、続いて合成の具体的処理に移行する。まず、基準リストの特徴点のグルーピングを初期化する(S735)。
本処理の初期化として、基準リストの各特徴点をそれぞれ独立のグループとして構成し、また各特徴点が各グループ内におけるレファレンス特徴点となるよう設定する。
ここで、レファレンス特徴点とは、他の特徴点がそのグループに属するかどうかを決定するために比較を行う特徴点のことである。
When the reference list is selected in the selection of the reference list (S775), the process proceeds to a specific process of synthesis. First, the grouping of feature points in the reference list is initialized (S735).
As initialization of this processing, each feature point of the reference list is configured as an independent group, and each feature point is set to be a reference feature point in each group.
Here, the reference feature point is a feature point to be compared to determine whether another feature point belongs to the group.

基準リストに対して位置合わせを行う特徴点リストを選択する(S740)。   A feature point list to be aligned with the reference list is selected (S740).

次に、選択した特徴点リストを基準データの座標系に変換し、特徴点位置合わせを行う(S745)。
ここでは、まず、基準リストと特徴点リストとの間で対応付けができた特徴点のパラメータを用いて重心座標、及び、重心同士が一致するようにして重ね合わせを行うための回転角度を算出する。そして、これらのパラメータを用いて、アフィン変換(画像解析ハンドブック、東京大学出版会)による位置合わせを行う。
Next, the selected feature point list is converted into a coordinate system of reference data, and feature point alignment is performed (S745).
Here, first, the coordinates of the center of gravity and the rotation angle for performing superposition so that the centers of gravity coincide with each other are calculated using the parameters of the feature points that can be matched between the reference list and the feature point list. To do. Then, using these parameters, alignment by affine transformation (Image Analysis Handbook, University of Tokyo Press) is performed.

アフィン変換は、ベクトル空間における移動、回転を行う変換であり、特徴点リストの座標系は、基準リストの座標に変換される。
図9(a)〜(c)はアフィン変換による指紋同士の位置合わせの例を示す図である。同図に、指紋B(特徴点リストB(b))をアフィン変換によって指紋A(基準リストA(a))に位置合わせをした結果、(c)が得られる様子を示す。このときに、対応が取れた特徴点数が多いほど位置合わせの精度は高くなる。
The affine transformation is a transformation that moves and rotates in the vector space, and the coordinate system of the feature point list is transformed into the coordinates of the reference list.
FIGS. 9A to 9C are diagrams showing examples of alignment of fingerprints by affine transformation. The figure shows a state where (c) is obtained as a result of aligning the fingerprint B (feature point list B (b)) with the fingerprint A (reference list A (a)) by affine transformation. At this time, the greater the number of feature points that can be handled, the higher the accuracy of alignment.

基準リスト選定処理において、最も安定度の高い特徴点リストを基準リストとして選定したことにより、位置合わせ精度を高めることができる。このことにより、指紋照合時の認証精度を効果的に高めることができる。   In the reference list selection processing, the feature point list having the highest stability is selected as the reference list, so that the alignment accuracy can be increased. This can effectively increase the authentication accuracy at the time of fingerprint collation.

位置合わせ処理に続いて、複数の特徴点リスト間にまたがる同一とみなせる特徴点をグルーピングする(S750)。   Following the alignment process, feature points that can be regarded as identical across a plurality of feature point lists are grouped (S750).

ここでは、既存の各グループにおけるレファレンス特徴点と、現在処理中の特徴点リストの各特徴点の位置合わせ後の位置座標を比較し、最も近いレファレンス特徴点との距離を求める。
その距離が所定の閾値より大きい場合は、その特徴点はそのレファレンス特徴点とは対応しないと判定して新しいグループを作成し、そのグループのレファレンス特徴点として登録する。
Here, the reference feature point in each existing group is compared with the position coordinates after alignment of each feature point in the feature point list currently being processed, and the distance from the nearest reference feature point is obtained.
If the distance is greater than a predetermined threshold, it is determined that the feature point does not correspond to the reference feature point, a new group is created, and registered as a reference feature point of the group.

距離が所定の閾値以内である場合は、その特徴点とレファレンス特徴点の方向差を評価し、これが所定の閾値より大きい場合は、両特徴点は対応しないと判定して新しいグループを作成し、そのグループのレファレンス特徴点としてその特徴点を登録する。
方向差が所定の閾値内である場合は、その特徴点とレファレンス特徴点は対応する同一の特徴点であると判定し、レファレンス特徴点が所属するグループにその特徴点を追加登録する。
If the distance is within a predetermined threshold, evaluate the direction difference between the feature point and the reference feature point, and if this is greater than the predetermined threshold, determine that both feature points do not correspond to create a new group, The feature point is registered as the reference feature point of the group.
If the direction difference is within a predetermined threshold, it is determined that the feature point and the reference feature point are the same corresponding feature point, and the feature point is additionally registered in the group to which the reference feature point belongs.

既存のグループに特徴点を追加する際は、そのグループ内で特徴点の信頼度が最大のものを求め、次回のグルーピングからその特徴点がそのグループにおけるレファレンス特徴点となるように変更する。
図10は、特徴点のグルーピングの例を示す図である。同図に、特徴点リストA(基準リスト)、B、Cの各特徴点の対応付けの様子とグルーピングの例を示す。
When a feature point is added to an existing group, the feature point having the highest reliability is obtained in the group, and the feature point is changed to be a reference feature point in the group from the next grouping.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of grouping of feature points. FIG. 4 shows how feature points list A (reference list), B, and C are associated with each other and an example of grouping.

次に、全特徴点リストについてS740〜S750の処理が終了したかを判定する(S755)。全リストに対して処理していない場合は、特徴点リスト選定(S740)に戻り、全リストの処理が終了した場合は、対応特徴点平均化(S760)に進む。   Next, it is determined whether or not the processing of S740 to S750 has been completed for all feature point lists (S755). If processing has not been performed for all lists, the process returns to feature point list selection (S740). If processing for all lists has been completed, the process proceeds to corresponding feature point averaging (S760).

各特徴点グループの特徴点の情報を平均化する(S760)。平均化処理された特徴点の集合を合成特徴点リストと呼ぶ。ここでは、図10における1000のような二つ以上の特徴点が存在するグループを処理対象とする。
平均化の処理は、それぞれの特徴点の信頼度を重みとして、特徴点の位置座標及び方向パラメータを重み付き平均し、信頼度は算術平均して行い、グループごとに特徴点の情報を一つにする。これにより、信頼度の高い特徴点のパラメータ情報が大きく反映される。
The feature point information of each feature point group is averaged (S760). A set of feature points subjected to the averaging process is called a composite feature point list. Here, a group having two or more feature points such as 1000 in FIG.
The averaging process is performed by weighting the feature point position coordinates and direction parameters with the reliability of each feature point as a weight, and the reliability is arithmetically averaged. One piece of feature point information is obtained for each group. To. Thereby, the parameter information of the feature point with high reliability is largely reflected.

本実施の形態では、平均化処理によってグループを一つの特徴点にしたが、グループの中で最も信頼度が高い特徴点を代表させることもできる。好しくは、平均化により複数の特徴点の情報を反映させるとよい。   In this embodiment, the group is made one feature point by the averaging process, but the feature point having the highest reliability in the group can be represented. Preferably, information on a plurality of feature points is reflected by averaging.

二つ以上の特徴点が存在するグループは、特徴点の再現性が高い信頼性の高い特徴点を含んでいると考えられるため、平均化された特徴点は合成特徴点リストに追加する特徴点として選択される。
なお、再現性の条件をより厳しく(例えば、三つ以上の特徴点で初めてグルーピングを行う等のように)すれば、信頼性の高い特徴点をより精選することができる。その場合、これ以下の再現性の特徴点のグループは、平均化処理を行った上で、後述する孤立特徴点と同様に処理することができる。
図11は、特徴点の平均化の例を示す図であり、図10のグルーピングに基づいて平均化された特徴点を示す。
Since groups with two or more feature points are considered to contain highly reliable feature points with high reproducibility of feature points, the averaged feature points are added to the combined feature point list. Selected as.
Note that if the reproducibility conditions are stricter (for example, grouping is performed for the first time with three or more feature points), highly reliable feature points can be selected more carefully. In that case, a group of reproducible feature points below this can be processed in the same manner as an isolated feature point described later after averaging processing.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of feature point averaging, and shows feature points averaged based on the grouping of FIG. 10.

続いて、図10の1001のようにグループ内に存在する特徴点が唯一つの場合にその特徴点(孤立特徴点)を以下のように合成特徴点リストに追加するか否か取捨選択する(S765)。   Subsequently, when there is only one feature point in the group as in 1001 in FIG. 10, whether or not to add the feature point (isolated feature point) to the combined feature point list as follows is selected (S765). ).

図12は、孤立特徴点の取捨選択の例を示す図である。
合成特徴点リスト内で図12のように基準リストと他の特徴点リストの対応付けにより対応付け数が2以上となる特徴点群の凸包領域1200を設定する。そして、各孤立特徴点が凸包領域内に含まれるかどうかを判定し、含まれない場合にのみ、その孤立特徴点を合成特徴点リストに追加する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of selection of isolated feature points.
In the synthesized feature point list, a convex hull region 1200 of a feature point group having a number of associations of 2 or more is set by associating the reference list with another feature point list as shown in FIG. Then, it is determined whether or not each isolated feature point is included in the convex hull region, and the isolated feature point is added to the combined feature point list only when it is not included.

当該領域は、少なくとも登録者の指紋入力により2回以上重複して入力された領域である。それにもかかわらず、当該領域に当該孤立特徴点が含まれた場合、当該孤立特徴点は複数回の抽出のチャンスがあったにもかかわらず1回しか抽出されなかったことから、再現性の低い特徴点であると判断して合成特徴点リストに追加しない。
凸包領域外に存在する孤立特徴点については、当該孤立特徴点が一つの特徴点リストによってのみカバーされている領域(例えば、位置ずれ等によって一度だけ撮像された領域)から抽出された特徴点であって、再現性の評価はできないものの、照合時の位置ずれに対応するためには利用価値の高い特徴点であると考えられる。よって、これを合成特徴点リストに追加する。
This area is an area that has been input twice or more by the fingerprint input of the registrant. Nevertheless, when the isolated feature point is included in the area, the isolated feature point is extracted only once even though there is a plurality of extraction chances, so that the reproducibility is low. Judge as a feature point and do not add to the combined feature point list.
For isolated feature points that exist outside the convex hull region, feature points extracted from a region in which the isolated feature point is covered only by one feature point list (for example, a region that has been imaged only once due to misalignment, etc.) However, although reproducibility cannot be evaluated, it is considered to be a feature point with high utility value in order to cope with a positional shift at the time of collation. Therefore, this is added to the composite feature point list.

図12にリストに追加すべき孤立特徴点と追加すべきでない孤立特徴点のサンプルを例示する。この図では、二つの孤立特徴点を追加しないと判定した。   FIG. 12 illustrates a sample of isolated feature points that should be added to the list and isolated feature points that should not be added. In this figure, it was determined not to add two isolated feature points.

S765にて孤立特徴点の選別を終えると、S760にて平均化された特徴点の情報と選定された孤立特徴点の情報とを合成特徴点リストに選定し、合成特徴点リストを確定する(S770)。   When the selection of the isolated feature points is finished in S765, the information of the feature points averaged in S760 and the information of the selected isolated feature points are selected in the synthesized feature point list, and the synthesized feature point list is determined ( S770).

ここで、合成特徴点リスト内の全特徴点が他の特徴点と接近しすぎていないかを距離を算出して調べ、閾値処理にて接近しすぎていると判定された場合は、信頼度の低い方の特徴点をリストから除外してもよい。あまりに近い特徴点の少なくとも片方は、指の乾燥や手荒れ等により生じた擬似特徴点である可能性が高いからである。   Here, the distance is calculated to check whether all feature points in the composite feature point list are too close to other feature points. The lower feature point may be excluded from the list. This is because at least one of the feature points that are too close is highly likely to be a pseudo feature point caused by finger drying or rough hands.

また、信頼度順に合成特徴点リストをソートし、所定の個数の特徴点をリストの上位から選定するようにしてもよい。   Alternatively, the composite feature point list may be sorted in the order of reliability, and a predetermined number of feature points may be selected from the top of the list.

尚、特徴合成処理(S640)において、ある特徴点リストの位置合わせを行う際に、固定の基準リストではなく、既に位置合わせ済みの特徴点リストの中から、今位置合わせをしようとしている特徴点リストの位置合わせの精度が最も良くなる(相互の類似度が最も高い)位置合わせ済み特徴点リストを基準リストとして都度選択し、それに対して位置合わせを行って合成特徴点を作成してもよい。   In the feature synthesis process (S640), when performing registration of a certain feature point list, the feature point that is currently being registered from a feature point list that has already been registered, instead of a fixed reference list. A list of registered feature points that provides the best alignment accuracy (the highest mutual similarity) may be selected each time as a reference list, and a combined feature point may be created by aligning the selected list. .

また、特徴合成処理(S640)において、位置合わせのたびに仮の合成特徴点リストを作成し、これを次の位置合わせの基準リストとして用いてもよい。
また、特徴点合成処理(S640)において、基準特徴点リストと他の特徴点リストとの対応する特徴点の凸包領域(例えば、図12の1200)の外の特徴点の信頼度を下げてもよい。
Further, in the feature synthesis process (S640), a temporary composite feature point list may be created every time alignment is performed, and this list may be used as a reference list for the next alignment.
Further, in the feature point synthesis process (S640), the reliability of the feature points outside the convex hull region (for example, 1200 in FIG. 12) of the corresponding feature points in the reference feature point list and the other feature point list is lowered. Also good.

また、対応特徴点平均化(S760)において、特徴点の信頼度が所定値以上の場合にのみ、その対応特徴点を平均化に反映させてもよい。
また、孤立特徴点選別(S765)において、信頼度が所定値以上の孤立特徴点のみをを追加して合成することができ、それとは別に、孤立特徴点を一切追加しないこともできる。
Also, in the corresponding feature point averaging (S760), only when the reliability of the feature point is a predetermined value or more, the corresponding feature point may be reflected in the averaging.
In addition, in the isolated feature point selection (S765), only isolated feature points having reliability of a predetermined value or more can be added and synthesized, and separately, no isolated feature points can be added.

合成特徴点リスト内で基準リストと他の特徴点リストとの対応付けにより対応付け数が2以上となる特徴点群の凸包領域を設定したが、この設定領域は、少くとも当該特徴点を全て含む領域であればよい。例えば、基準リストに相当する領域を前記設定領域とし、孤立特徴点の選別を行ってもよい。他の例としては、ある特徴点リスト(例えばB)の孤立特徴点に対し、その他の特徴点リスト(例えばAとC)の全ての特徴点から求まる凸包領域を設定し、選別することもできる。なお、設定領域外の特徴点について信頼度を下げる場合にも同様である。   In the composite feature point list, a convex hull region of a feature point group having a number of associations of 2 or more is set by matching the reference list with another feature point list. This setting region includes at least the feature point. Any area may be used as long as it includes all. For example, an isolated feature point may be selected using an area corresponding to a reference list as the setting area. As another example, a convex hull region obtained from all feature points in another feature point list (for example, A and C) is set and selected for an isolated feature point in a certain feature point list (for example, B). it can. The same applies to the case of lowering the reliability of feature points outside the setting area.

図13は、指紋を認証する処理のフローチャートである。   FIG. 13 is a flowchart of processing for authenticating a fingerprint.

認証対象者(認証を受けようとするもの)により、操作・表示部100のタッチパネルディスプレイが操作され、ID番号が入力される(S1300)。
認証対象者により、「指紋を入力してください」等のガイダインスに従い、指紋入力部110を構成する指紋センサに指が載置される。
The touch panel display of the operation / display unit 100 is operated by the person to be authenticated (those who want to receive authentication), and the ID number is input (S1300).
A finger is placed on a fingerprint sensor constituting the fingerprint input unit 110 in accordance with a guideline such as “Please input a fingerprint” by the person to be authenticated.

指紋入力部110から指紋画像のデジタル信号が出力され、処理部130へ入力される(S1305)。
制御部140は、特徴抽出部150を起動し、指紋画像を特徴抽出部150に入力する。
特徴抽出部150は、指紋画像から複数の特徴点を抽出し、各特徴点の情報に基づいて入力特徴点リストを生成する(S1310)。
A digital signal of a fingerprint image is output from the fingerprint input unit 110 and input to the processing unit 130 (S1305).
The control unit 140 activates the feature extraction unit 150 and inputs a fingerprint image to the feature extraction unit 150.
The feature extraction unit 150 extracts a plurality of feature points from the fingerprint image, and generates an input feature point list based on the information of each feature point (S1310).

制御部140は、認証部180を起動し、認証部180に入力特徴点リストを入力する。
認証部180は、記憶部120から入力されたID番号と紐付けされて登録されている合成特徴点リスト(以下、登録特徴点リストと呼ぶ)を読み出す(S1315)。
該登録特徴点リストと入力特徴点リストとを照合し、類似度を算出する(S1320)。
The control unit 140 activates the authentication unit 180 and inputs an input feature point list to the authentication unit 180.
The authentication unit 180 reads a combined feature point list (hereinafter referred to as a registered feature point list) registered in association with the ID number input from the storage unit 120 (S1315).
The registered feature point list and the input feature point list are collated to calculate the similarity (S1320).

類似度を照合閾値と比較して、類似度が照合閾値以上であれば認証対象者に認証を与える旨の判定を、そうでない場合は認証を与えない旨の判定を行う(S1325)。   The similarity is compared with the collation threshold, and if the similarity is equal to or greater than the collation threshold, a determination is made that authentication is given to the person to be authenticated, and if not, a determination is made that authentication is not given (S1325).

尚、以上の説明では個人を特定するための生体情報として指紋を利用した認証装置の実施例を述べたが、本発明は指紋以外の生体情報に適用することも可能である。例えば、血管パターン(指、手の甲、掌、網膜等)、掌紋、耳の形等は、指紋と同様に図2に示したような端点や分岐点を有するため、同様の合成処理が適用できる。従って、これらの生体情報を用いた認証装置においても、各登録者の生体情報入力の癖を反映した登録生体情報を生成することができ、高精度な認証を実現することができる。   In the above description, an embodiment of an authentication device using a fingerprint as biometric information for identifying an individual has been described. However, the present invention can also be applied to biometric information other than fingerprints. For example, blood vessel patterns (finger, back of hand, palm, retina, etc.), palm print, ear shape, and the like have end points and branch points as shown in FIG. Therefore, even in an authentication apparatus using such biometric information, registered biometric information that reflects the habit of each registrant's biometric information input can be generated, and highly accurate authentication can be realized.

本発明の全体構成を表す図である。It is a figure showing the whole structure of this invention. 指紋等の生体情報の特徴点の位置座標と方向の例を表す図である。It is a figure showing the example of the position coordinate and direction of the feature point of biometric information, such as a fingerprint. 複数回の指載置から得られた複数枚の特徴点リストの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the several feature point list | wrist obtained from the multiple times of finger placement. 特徴点の対応付けと位置合わせの例を示す図である。It is a figure which shows the example of matching of a feature point, and position alignment. 特徴点の合成結果の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the synthetic | combination result of a feature point. 指紋の特徴点リストを登録する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which registers the feature point list | wrist of a fingerprint. 複数枚の特徴点リストを合成する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which synthesize | combines several feature point lists. 複数枚の特徴点リストから基準リストを選定する様子の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a mode that a reference | standard list is selected from several feature point list | wrists. アフィン変換による指紋同士の位置合わせの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the alignment of the fingerprints by an affine transformation. 特徴点のグルーピングの例を示す図である。It is a figure which shows the example of grouping of the feature point. 特徴点の平均化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of averaging of a feature point. 孤立特徴点の取捨選択の例を示す図である。It is a figure which shows the example of selection selection of an isolated feature point. 指紋を認証する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which authenticates a fingerprint.

符号の説明Explanation of symbols

100 操作・表示部
110 指紋入力部
120 記憶部
130 処理部
140 制御部
150 特徴抽出部
160 特徴合成部
170 特徴登録部
180 認証部
100 Operation / Display Unit 110 Fingerprint Input Unit 120 Storage Unit 130 Processing Unit 140 Control Unit 150 Feature Extraction Unit 160 Feature Synthesis Unit 170 Feature Registration Unit 180 Authentication Unit

Claims (2)

登録生体情報と入力生体情報とを照合してユーザの個人認証を行う生体情報認証装置において、
生体情報画像を入力する生体情報入力手段と、
入力された前記生体情報画像から、特徴点の情報で構成される生体情報特徴を生成すべく、複数の特徴点を抽出する特徴抽出手段と、
複数の生体情報特徴を記憶する記憶手段と、
前記複数の生体情報特徴の間で前記特徴点の対応付けを行って、前記複数の特徴点を対応がとれた対応特徴点と対応がとれなかった孤立特徴点に分ける対応付け手段と、
前記対応特徴点全てを少なくとも含む凸包領域を設定し、前記凸包領域内の前記孤立特徴点を除いて前記対応特徴点と前記凸包領域外の前記孤立特徴点とからなる合成生体情報特徴を生成する特徴合成手段と、
前記合成生体情報特徴を登録生体情報に設定する特徴登録手段と、
を備えることを特徴とする生体情報認証装置。
In a biometric information authentication device that performs personal authentication of a user by comparing registered biometric information and input biometric information,
Biometric information input means for inputting a biometric information image;
Feature extraction means for extracting a plurality of feature points in order to generate a biometric feature composed of feature point information from the input biometric information image;
Storage means for storing a plurality of biological information features;
An associating means for associating the feature points among the plurality of biometric information features , and dividing the plurality of feature points into corresponding feature points that can be matched and isolated feature points that cannot be matched;
A synthetic biometric information feature that includes a convex hull region that includes at least all of the corresponding feature points, and includes the corresponding feature points and the isolated feature points outside the convex hull region, excluding the isolated feature points in the convex hull region. A feature synthesis means for generating
Feature registration means for setting the synthetic biometric information feature in registered biometric information;
A biometric information authentication device comprising:
前記特徴点の情報は、更に、各特徴点の信頼度を含み、
前記特徴合成手段は、前記凸包領域外においては前記孤立特徴点の信頼度を下げて前記合成生体情報特徴を生成することを特徴とする請求項に記載の生体情報認証装置。
The feature point information further includes the reliability of each feature point,
The biometric information authentication apparatus according to claim 1 , wherein the feature synthesizing unit generates the synthetic biometric information feature by reducing the reliability of the isolated feature point outside the convex hull region .
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101961052B1 (en) 2007-09-24 2019-03-21 애플 인크. Embedded authentication systems in an electronic device
US8600120B2 (en) 2008-01-03 2013-12-03 Apple Inc. Personal computing device control using face detection and recognition
JP5206218B2 (en) * 2008-08-20 2013-06-12 富士通株式会社 Fingerprint image acquisition device, fingerprint authentication device, fingerprint image acquisition method, and fingerprint authentication method
EP2511845A4 (en) * 2009-12-08 2014-04-23 Fujitsu Ltd BIOMETRIC AUTHENTICATION SYSTEM AND BIOMETRIC AUTHENTICATION METHOD
US11165963B2 (en) 2011-06-05 2021-11-02 Apple Inc. Device, method, and graphical user interface for accessing an application in a locked device
US8769624B2 (en) 2011-09-29 2014-07-01 Apple Inc. Access control utilizing indirect authentication
US9002322B2 (en) 2011-09-29 2015-04-07 Apple Inc. Authentication with secondary approver
US9898642B2 (en) 2013-09-09 2018-02-20 Apple Inc. Device, method, and graphical user interface for manipulating user interfaces based on fingerprint sensor inputs
US10713466B2 (en) 2014-03-07 2020-07-14 Egis Technology Inc. Fingerprint recognition method and electronic device using the same
US9483763B2 (en) 2014-05-29 2016-11-01 Apple Inc. User interface for payments
JP6494107B2 (en) * 2015-09-09 2019-04-03 株式会社東海理化電機製作所 Judgment device
JP6494108B2 (en) * 2015-09-09 2019-04-03 株式会社東海理化電機製作所 Judgment device
SE1650126A1 (en) * 2016-02-02 2017-08-03 Fingerprint Cards Ab Method and fingerprint sensing system for analyzing biometric measurements of a user
DK179186B1 (en) 2016-05-19 2018-01-15 Apple Inc REMOTE AUTHORIZATION TO CONTINUE WITH AN ACTION
DK179978B1 (en) 2016-09-23 2019-11-27 Apple Inc. IMAGE DATA FOR ENHANCED USER INTERACTIONS
JP6794766B2 (en) 2016-10-19 2020-12-02 日本電気株式会社 Fingerprint processing device, fingerprint processing method, program, fingerprint processing circuit
JP6724999B2 (en) 2016-10-21 2020-07-15 日本電気株式会社 Synthesizing apparatus, synthesizing method, and program
JP6900664B2 (en) * 2016-12-14 2021-07-07 富士通株式会社 Image processing equipment, image processing method and image processing program
KR102185854B1 (en) 2017-09-09 2020-12-02 애플 인크. Implementation of biometric authentication
KR102301599B1 (en) 2017-09-09 2021-09-10 애플 인크. Implementation of biometric authentication
TWI676911B (en) * 2017-10-12 2019-11-11 神盾股份有限公司 Fingerprint recognition method and electronic device using the same
US11170085B2 (en) 2018-06-03 2021-11-09 Apple Inc. Implementation of biometric authentication
US11100349B2 (en) 2018-09-28 2021-08-24 Apple Inc. Audio assisted enrollment
US10860096B2 (en) 2018-09-28 2020-12-08 Apple Inc. Device control using gaze information
JP7239034B2 (en) * 2020-11-11 2023-03-14 日本電気株式会社 Fingerprint processing device, fingerprint processing method, program, fingerprint processing circuit
JP7031717B2 (en) * 2020-11-11 2022-03-08 日本電気株式会社 Fingerprint processing device, fingerprint processing method, program, fingerprint processing circuit
EP4264460B1 (en) 2021-01-25 2025-12-24 Apple Inc. Implementation of biometric authentication
US12210603B2 (en) 2021-03-04 2025-01-28 Apple Inc. User interface for enrolling a biometric feature
US12216754B2 (en) 2021-05-10 2025-02-04 Apple Inc. User interfaces for authenticating to perform secure operations
US12315290B2 (en) 2021-07-05 2025-05-27 Nec Corporation Information processing system, information processing method, biometric matching system, biometric matching method, and storage medium

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01131978A (en) * 1987-08-26 1989-05-24 Komatsu Ltd Fingerprint identity determination method and identity determination device
JP2000163572A (en) * 1998-11-26 2000-06-16 Mitsubishi Electric Corp Fingerprint matching device and fingerprint matching method
JP4426733B2 (en) * 2000-03-31 2010-03-03 富士通株式会社 Fingerprint data synthesizing method, fingerprint data synthesizing device, fingerprint data synthesizing program, and computer-readable recording medium recording the program

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