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JP2001344213A - 生体認証システム - Google Patents

生体認証システム

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Publication number
JP2001344213A
JP2001344213A JP2000162517A JP2000162517A JP2001344213A JP 2001344213 A JP2001344213 A JP 2001344213A JP 2000162517 A JP2000162517 A JP 2000162517A JP 2000162517 A JP2000162517 A JP 2000162517A JP 2001344213 A JP2001344213 A JP 2001344213A
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card
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JP2000162517A
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昌弘 三村
Yoichi Seto
洋一 瀬戸
Takuo Ishizuka
拓雄 石塚
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to PCT/JP2001/004405 priority patent/WO2001093053A1/ja
Priority to DE60139784T priority patent/DE60139784D1/de
Priority to EP01934353A priority patent/EP1313026B1/en
Priority to KR1020017011933A priority patent/KR100785961B1/ko
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Publication of JP2001344213A5 publication Critical patent/JP2001344213A5/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全性が高く、かつ、コストを低減すること
ができる指紋照合システムを提供する。 【解決手段】 耐タンパ性を有したＩＣカード１００
と、ＩＣカード１００に対して情報の読み書きを行う耐
タンパ性を有したリーダライタ１１０とを備え、リーダ
ライタ１１０は、指紋入力部１１３により読みとった指
紋画像を、前処理部１１２で前処理し、抽出した中間情
報をＩＣカード１００に送信し、ＩＣカード１００は、
前記中間情報と指紋情報１０４との照合を行い、当該照
合が一致したときに、電子認証に使われる認証情報１０
５を使用可能にし、アプリケーション１３１との間で電
子認証を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、重要施設における
入退室の管理や情報システムのアクセス管理に使われる
生体情報照合技術に関し、特に、指紋照合技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、指紋等の生体情報を使って、
あらかじめ登録した特定の利用者に対してのみ、施設へ
の入退室や情報システムの利用を許可するアクセスコン
トロール技術が知られている。このようなアクセスコン
トロール技術としては、例えば、以下のようなものがあ
る。
【０００３】（１）クライアント認証型装置 特開平０９-１９８５０１号公報（以下、文献１とい
う）には、あらかじめドア管理装置に記録した利用者の
生体情報と、入退出時に入力した生体情報とを照合する
ことで管理区域への不正な侵入を防止するものが記載さ
れている。
【０００４】（２）サーバ認証型指紋照合装置 特開平１０-１２４６６８号公報（以下、文献２とい
う）には、サーバが利用者の生体情報ファイルをもち、
クライアントにおいて入力された利用者の生体情報をサ
ーバで照合することで、コンピュータシステムへの不正
なアクセスを防止するものが記載されている。
【０００５】（３）携帯型指紋照合装置 特開平１０-１４９４４６号公報（以下、文献３とい
う）には、ＩＣカードなどの携帯型記録装置に利用者の
生体情報を記録し、新たに入力した利用者の生体情報を
クライアントで照合することにより、コンピュータシス
テムなどへの不正なアクセスを防止するものが記載され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した文献１に記載
された方法では、ドア管理装置が耐タンパ性を有しない
装置で実現されている場合、利用者の指紋情報や照合結
果の偽造、改ざん、盗用等により、正しい利用者になり
すます不正（なりすまし）が可能になるという問題があ
る。
【０００７】これに対して、前述した文献２に記載され
た方法では、サーバで利用者固有の情報である生体情報
を集中管理し、指紋照合を行うため、文献１に記載され
た方法で問題となる指紋情報や照合結果の偽造、改ざ
ん、盗用等は困難となる。しかし、指紋等の個人情報が
集中管理されることに対して、利用者の心理的抵抗が大
きかったり、一度に多数の生体情報が盗難される恐れが
あったり、多数の利用者管理のために、生体情報を記録
するファイルの管理にかかるコストが増大する等といっ
た問題がある。
【０００８】一方、文献３に記載された方法では、ＩＣ
カードなどの耐タンパ性を有する携帯型記憶装置に生体
情報を記録するため、文献２に記載された方法で問題と
なる利用者の心理的抵抗、大量の生体情報の盗難、およ
び生体情報の管理にかかるコストの問題を解決できる。
しかもＩＣカードに実装された指紋入力装置およびＣＰ
Ｕによって指紋の入力と照合を行うため、文献１に記載
された方法で問題となる指紋情報や照合結果の偽造、改
ざん、盗用等を防止でき、安全性が高いといえる。しか
し、ＩＣカードに生体情報の入力機能および生体情報の
照合機能を実装する必要があり、装置のコストが高くな
るという問題がある。
【０００９】本発明の目的は、安全性が高く、かつ、コ
ストを低減することができる指紋照合システムを提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る生体認証シ
ステムは、耐タンパ性を有した演算機能付き携帯型記憶
装置と、前記携帯型記憶装置に対して情報の読み書きを
行う耐タンパ性を有したリーダライタとを備える。
【００１１】そして、前記リーダライタは、生体情報を
入力する生体情報入力装置を備え、当該生体情報入力装
置で入力した生体情報の前処理を行い、当該前処理を行
った中間情報を前記携帯型記憶装置に送信する。
【００１２】また、前記携帯型記憶装置は、生体情報の
テンプレートと、電子認証に使われる秘密鍵とを備え、
前記中間情報と前記テンプレートとの照合を行い、当該
照合が一致したときに、前記秘密鍵を使用可能にする。
【００１３】前記生体情報が指紋情報の場合は、前記リ
ーダライタは、指紋照合に必要な指紋画像情報を前記携
帯型記憶装置に順次送信し、前記携帯型記憶装置は、前
記指紋画像情報を順次処理することで、指紋照合を行う
ようにしてもよい。
【００１４】また、前記テンプレートに記録された登録
指紋と、あらたに入力された入力指紋との位置ずれを補
正するための情報を、指紋のコア位置を使って算出し、
前記登録指紋の特徴点周辺の小画像を、前記入力指紋の
画像上の位置ずれ補正した座標周辺でマッチングするこ
とによって探索し、一致した小画像の個数をもって、前
記テンプレートと前記指紋画像の同一性を判定するよう
にしてもよい。また、指紋のコア位置を算出する際、隆
線の垂線ベクトルを探索し、当該垂線ベクトルが大きく
変化する位置を、指紋のコアと決定するようにしてもよ
い。
【００１５】また、前記テンプレートに記録された登録
指紋と、あらたに入力された入力指紋との位置ずれを補
正するための情報を、入力指紋および登録指紋のそれぞ
れについて、各特徴点の周辺に特定の輝度分布を持つ画
像を作成し、当該画像の相互相関により算出するように
してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１７】ここでは、高いセキュリティが必要とされ
る銀行の事務システムを例に、携帯型記録装置としてＩ
Ｃカードを用い、ホストコンピュータで稼働している銀
行業務用アプリケーションに対するアクセス管理を行う
場合について説明する。また、生体情報としては、指紋
を用いる場合について説明する。
【００１８】図１は、本発明によるアクセス管理システ
ムの概略を説明するための図である。同図に示すよう
に、本システムは、ホストコンピュータ１３０と、端末
１２０と、リーダライタ１１０と、ＩＣカード１００と
を備える。
【００１９】ホストコンピュータ１３０は、銀行業務を
行うためのもので、職員が銀行業務を行うためのアプリ
ケーション１３１が実行されている。アプリケーション
１３１は、職員があらかじめ登録された正しい利用者で
あることを確認（本人認証）した後に利用可能となるも
のである。
【００２０】端末１２０は、アプリケーション１３１を
利用するための端末であり、ホストコンピュータ１３０
とネットワーク１４０によって接続されている。端末１
２０は、ホストコンピュータ１３０とリーダライタ１１
０およびＩＣカード１００とが本人認証に必要な情報を
交換する際の中継を行うものでもある。
【００２１】リーダライタ１１０は、ＩＣカード１００
に対するデータの読み書きをするための装置で、端末１
２０に接続されている。リーダライタ１１０は、インタ
ーフェース１１１と、指紋入力部１１３と、前処理部１
１２とを備える。インターフェース１１１は、端末１２
０やＩＣカード１００との間で情報を伝達する。指紋入
力部１１３は、職員の指から指紋を読み取る。前処理部
１１２は、読み取った指紋画像の前処理を行い、指紋照
合に必要となる情報をＩＣカード１００と交換する。
【００２２】ＩＣカード１００は、おのおのの職員が持
つ演算機能付き携帯型記憶装置である。ＩＣカード１０
０は、インターフェース１０１と、指紋照合処理部１０
２と、電子認証処理部１０３と、指紋情報１０４と、認
証情報１０５とを備える。インターフェース１０１は、
リーダライタ１１０との間で情報を伝達する。指紋照合
処理部１０２は、指紋情報１０４に記録された指紋情報
と、新たに入力した指紋とを照合する。電子認証処理部
１０３は、認証情報１０５を使って、ホストコンピュー
タ１３０と電子認証を行う。
【００２３】次に、本システムにおけるアプリケーショ
ン１３１に対するアクセス管理の概要について説明す
る。
【００２４】職員はあらかじめ自分の指紋情報１０４が
記録されたＩＣカード１００を持っており、アプリケー
ション１３１へアクセスする際、ＩＣカード１００をリ
ーダライタ１１０に接続し、リーダライタ１１０の指紋
入力部１１３を用いてあらたに指紋を入力する。
【００２５】指紋が入力されると、前処理部１１２で指
紋照合のための前処理を行った後に、前処理部１１２と
指紋照合処理部１０２とで照合に必要となる情報を交換
しながら、新たに入力した指紋と指紋情報１０４とが一
致しているか否かを判定する。
【００２６】その結果、一致していた場合には電子認証
処理部１０３の認証情報１０５へのアクセスを許可し、
アプリケーション１３１と電子認証処理部１０３との間
で電子認証を行う。電子認証が行われると、端末１２０
からアプリケーション１３０へのアクセスが可能とな
り、職員はアプリケーション１３１を利用可能となる。
【００２７】次に、本システムの構成要素の詳細につい
て説明する。
【００２８】まず、ＩＣカード１００の構造について説
明する。
【００２９】図２は、ＩＣカード１００の構造を示す図
である。
【００３０】同図に示すように、ＩＣカード１００は、
Ｉ／Ｏポート２１０と、ＣＰＵ２２０と、ＲＡＭ２３０
と、ＥＥＰＲＯＭ２４０と、ＲＯＭ２５０とを備える。
ＩＣカード１００の各構成要素は、バス２６０に接続さ
れ、バス２６０を介してデータ交換を行う。
【００３１】Ｉ／Ｏポート２１０は、リーダライタ１１
０との間でデータ交換を行うためのポートである。ＣＰ
Ｕ２２０は、四則演算やビット演算などを行う演算処理
部である。ＲＡＭ２３０は、ＣＰＵ２２０が演算を行う
際に一時的なデータの格納等に用いる書き換え可能なメ
モリである。
【００３２】ＲＯＭ２５０は、読み出し専用メモリであ
り、指紋照合プログラム２５１や電子認証プログラム２
５２やその他のプログラムおよびデータが記録されてい
る。ＥＥＰＲＯＭ２４０は、電気的に書き替え可能な不
揮発性メモリであり、ＩＣカード１００の正当性を証明
するための電子証明書２４１や、ＩＣカード１００の秘
密鍵２４２や、職員が正しいＩＣカードの持ち主である
ことを証明するための指紋情報２４３などが記録されて
いる。
【００３３】指紋情報２４３は、登録に使用した指紋の
コアの座標、所定数の特徴点の座標及び各特徴点の周辺
の小画像（チップ画像）からなる。以下、本実施形態で
は、指紋情報２４３に含まれる特徴点の数が３０個の場
合について説明する。
【００３４】図３は、指紋情報２４３の構成例を示す図
である。同図に示すように、指紋情報２４３は、チップ
（画像）の数と、コアのＸＹ座標と、チップ画像のＸＹ
座標と、チップ画像の画像データ（バイナリデータ）と
を有する。各情報の利用方法については、後述する。
【００３５】ＩＣカード１００は、外部からの不正なア
クセスや装置の破壊によるデータ解析を防止する耐タン
パ性を有しており、内部に保持したデータやプログラム
を外部から不正な方法で参照できないよう設計されてい
る。また、内部に保持したデータへのアクセスコントロ
ール機能を有しており、ＩＣカード１００内部のデータ
にアクセスするためには、共通鍵などによる認証を行う
等、ＣＰＵ２２０の許可が必要になる。ＩＣカード１０
０の秘密鍵２４２は、ＩＣカード１００の電源投入時に
はアクセス不許可に設定されており、外部あるいは内部
のプログラムからアクセスすることはできない。
【００３６】ここでは、ＩＣカード１００は、職員を識
別するため各職員に対して１つだけ発行され、各職員が
１枚だけ持つことのできるものとする。
【００３７】なお、本実施形態では、指紋照合プログラ
ム２５１および電子認証プログラム２５２をＲＯＭ２５
０に記録されるものとして説明するが、これらのプログ
ラムは、ＥＥＰＲＯＭ２４０に実装することも可能であ
る。
【００３８】次に、リーダライタ１１０の構造について
説明する。
【００３９】図４は、リーダライタ１１０の構造を示す
図である。
【００４０】同図に示すように、リーダライタ１１０
は、Ｉ／Ｏポート３１０と、ＣＰＵ３２０と、ＲＡＭ３
３０と、指紋センサ３４０と、ＲＯＭ３５０とを備え
る。リーダライタ１００の各構成要素は、バス３６０に
接続され、バス３６０を介してデータ交換を行う。
【００４１】Ｉ／Ｏポート３１０は、ＩＣカード１１０
や端末１２０との間でデータ交換を行うためのポートで
ある。ＣＰＵ３２０は、四則演算やビット演算などリー
ダライタ１１０に必要な演算を行う演算処理部である。
ＲＡＭ３３０は、ＣＰＵ３２０が演算する際に一時的に
用いるデータ等を格納するためのメモリである。指紋セ
ンサ３４０は、指紋を電子的に読み取るものである。
【００４２】ＲＯＭ３５０は、読み出し専用メモリであ
り、指紋画像の前処理などを行い、ＩＣカード１００と
通信しながら指紋の照合を行う前処理プログラム３５１
や指紋の読み取りを制御する指紋読み取りプログラム３
５２やその他のプログラムおよびデータが記録されてい
る。
【００４３】リーダライタ１１０は、耐タンパ性を有し
ており、内部に保持したデータやプログラムを外部から
不正な方法で参照できないよう設計されている。
【００４４】次に、本実施形態における指紋照合の概要
について説明する。
【００４５】図５は、本実施形態における指紋照合の概
略フローを示す図である。
【００４６】まず、職員がホストコンピュータ１３０の
アプリケーション１３１を利用する際、アプリケーショ
ン１３１は、端末１２０に職員の指紋照合を要求し、端
末１２０はリーダライタ１１０に指紋照合要求を発行す
る（Ｓ４００）。
【００４７】端末１２０から指紋照合要求を受け取った
リーダライタ１１０は、指紋読み取りプログラム３５２
を実行し、指紋センサ３４０から職員の指紋を取得する
（Ｓ４０５）。読み取られた指紋は、例えば、１ピクセ
ルあたり８ビットの濃淡をもつ指紋画像としてＲＡＭ３
３０に記録される。指紋センサ３４０による指紋の読み
取りは、通常用いられている方法、例えば、上述した文
献２の記載の方法を用いて行う。
【００４８】次に、前処理プログラム３５１が指紋画像
の前処理を行い、照合に必要な情報として中間指紋情報
を抽出してＲＡＭ３３０に記録する（Ｓ４１０）。前処
理の詳細については、後述する。
【００４９】次に、中間指紋情報と、あらかじめＩＣカ
ード１００に記録してあった職員の指紋情報２４３を指
紋照合プログラム２５１が照合する（Ｓ４１５）。照合
処理の詳細については、後述する。
【００５０】照合の結果、両者が一致していなかった場
合は（Ｓ４１５：ＮＧ）、処理を終了する。一方、両者
が一致していた場合は（Ｓ４１５：ＯＫ）、ＩＣカード
１００の秘密鍵２４２を電子認証プログラム２５２から
アクセス可能になるよう活性化する（Ｓ４２０）。
【００５１】そして、電子認証プログラム２５２が、活
性化された秘密鍵２４２を用いて、アプリケーション１
３１と電子認証を行う（Ｓ４２５）。例えば、ＡＮＳＩ
／ＩＴＵ Ｘ．５０９に記載された方法などにより、Ｉ
Ｃカード１００とアプリケーション１３１間の相互認証
を行う。
【００５２】次に、前述した前処理の詳細について説明
する。前処理では、指紋のコアと特徴点の座標算出、お
よび指紋の２値画像作成を行い、これらを前処理後の中
間指紋情報としてＲＡＭ３３０に記録する。
【００５３】図６は、指紋のコアおよび特徴点の例を示
す図である。指紋のコアとは、同図に示すように、指紋
の特徴的な構造を指す。また、特徴点とは、指紋を形成
する隆線（凸部の連なり）の端点や分岐点を指す。通
常、各指に、指紋のコアは一個存在し、特徴点は複数個
存在する。
【００５４】図７は、前処理の概略フローを示す図であ
る。
【００５５】まず、入力された指紋画像に、隆線強調お
よびノイズ除去処理などを施し、処理後の８ビット濃淡
指紋画像をＲＡＭ３３０に記録する（Ｓ６００）。本処
理は、通常用いられている方法、例えば、特開平１１-
１３４４９８号公報に記載の方法を用いて行う。
【００５６】次に、指紋の特徴的な構造であるコアを検
出し、その座標を中間指紋情報に記録する（Ｓ６０
５）。本処理の詳細は後述する。
【００５７】次に、隆線強調等の処理済の８ビット濃淡
指紋画像を２値化して、１ピクセルあたり１ビットのモ
ノクロ画像に変換し、中間指紋情報に記録する（Ｓ６１
０）。本処理は、通常用いられる方法、例えば、前述し
た文献２に記載の方法を用いて行う。
【００５８】次に、２値化された指紋画像を細線化し、
細線化画像を得る（Ｓ６１５）。細線化画像はＲＡＭ３
３０に一時的に記録される。本細線化処理は、通常用い
られている方法、例えば、文献２に記載された方法を用
いて行う。
【００５９】次に、細線化画像から隆線の端点や分岐点
である特徴点を最大３０個抽出し、抽出した特徴点の座
標を中間指紋情報に記録する（Ｓ６２０）。特徴点の抽
出は、通常用いられている方法、例えば、文献２に記載
の方法を用いて行う。
【００６０】次に、前述したコア位置検出処理Ｓ６０５
について説明する。
【００６１】図８は、コア位置検出処理Ｓ６０５を説明
するための概念図である。
【００６２】同図に示すように、コア位置検出処理Ｓ６
０５では、まず、候補点を算出する際の有効領域８１０
を設定する。有効領域８１０は、指紋画像内であり、か
つコアを含むと推定される領域に設定される。
【００６３】次に、有効領域８１０内において、適当な
初期位置８００を設定し、その初期位置における隆線の
垂線方向ベクトル８０５を求め、求めた垂線方向ベクト
ル８０５を初期位置に足した位置を次の候補点とし、そ
の候補点における隆線の垂線方向ベクトルを求め、更に
次の候補点を求めるといった処理を、候補点の数があら
かじめ定めた数以上になるか、次の候補点が有効領域８
１０外に出るまで繰り返す。そして、以上のようにして
求めた候補点のそれぞれについて、曲率を計算し、最大
の曲率をもつ候補点をコアの位置と判定する。そして、
初期位置を変えて、上述した処理を繰り返し、求まった
複数のコア位置を平均化処理することで、最終的なコア
位置を求める。
【００６４】ここでは、一回のコア探索において最大２
０点の候補点を探索し、そのようなコアの探索を１０回
行うものとする。
【００６５】図９は、コア位置検出処理Ｓ６０５の詳細
フローを示す図である。
【００６６】まず、探索回数を示すカウンタｉを「１」
に初期化し（Ｓ７００）、一回の探索における候補点の
インデックスを示すカウンタｊを「１」に初期化する
（Ｓ７０５）。
【００６７】次に、探索回数を示すカウンタｉに応じ
て、候補点の初期位置を設定する（Ｓ７１０）。初期位
置は、各探索ごとに異なるように設定する。図８の例で
は、初期位置８００が設定されている。初期位置のＸ座
標およびＹ座標は、ＲＡＭ３３０に設けられた候補点算
出テーブルの該当する位置に記録される。
【００６８】図１０は、候補点算出テーブルの構成例を
示す図である。同図に示すように、候補点算出テーブル
は、「候補点インデックス」と、候補点の「座標」と、
各候補点での「曲率」とを有する。同図は、１回の探索
における７つの候補点の座標と曲率を示している。例え
ば、インデックス１（初期位置）の候補点の座標は、Ｘ
座標が２５、Ｙ座標が２５となっている。
【００６９】次に、初期位置８００における隆線の垂線
方向ベクトル８０５を算出する（Ｓ７１５）。具体的な
算出方法は後述する。垂線方向ベクトルはあらかじめ設
定した長さになるよう正規化される。
【００７０】次に、現在の候補点の位置および垂線方向
ベクトルから新たな候補点を算出する（Ｓ７２０）。具
体的には、現在の候補点の位置座標に、垂線方向ベクト
ルを加算することで新たな候補点を求め、候補点算出テ
ーブルの該当するインデックスに候補点のＸ座標および
Ｙ座標を記録する。
【００７１】次に、新たな候補点における隆線の垂線方
向ベクトルを算出する（Ｓ７２５）。
【００７２】次に、新たな候補点があらかじめ設定した
有効領域（図８の領域８１０）内にあるか否かを調べる
（Ｓ７３０）。その結果、候補点が有効領域内にあれば
（Ｓ７３０：ＯＫ）、候補点の数があらかじめ設定した
個数（＝２０）に達したか否かを調べる（Ｓ７４０）。
その結果、達していなければ（Ｓ７４０：ＮＯ）、候補
点を示すインデックスｊに１を加算し（Ｓ７４３）、新
たな候補点を算出する処理Ｓ７２０に戻り、前述した処
理を繰り返す。
【００７３】一方、候補点の数があらかじめ設定した個
数に達した場合（Ｓ７４０：ＹＥＳ）、又は、新たな候
補点があらかじめ設定した有効領域内にない場合は（Ｓ
７３０：ＮＧ）、ここまでで算出した各候補点の曲率を
求め、最大の曲率を持つ候補点の座標および曲率を、Ｒ
ＡＭ３３０に設けられたコア探索結果テーブルの対応す
る位置に記録する（Ｓ７４５）。
【００７４】図１１は、コア探索結果テーブルの構成例
を示す図である。同図に示すように、コア探索結果テー
ブルは、「探索回数のインデックス」と、各探索におい
て、「最大曲率を持つ点の座標」と、「最大曲率」とを
有する。なお、図１０は、１０回の探索を終了した結果
を示している。
【００７５】曲率はどのような方法で求めてもよいが、
ここでは隣り合う候補点のなす角度の余弦を曲率として
定義する。例えば、図８に示した４番目の候補点８２０
の曲率は角度８３０の余弦で計算される。このように全
ての候補点の曲率を計算し、このうち最大の曲率を持つ
候補点の座標をコア探索結果テーブルの対応する位置に
記録する。図１０に示した例では、曲率−０.３が最大
であるため、４番目の候補点の座標および曲率を図１１
のインデックス１に対応する位置に記録する。
【００７６】今回探索された候補点の最大曲率が求まる
と、次に、探索の回数ｉがあらかじめ設定された回数
（＝１０）を超えたか否かを判定する（Ｓ７５０）。そ
の結果、越えていなければ、探索回数ｉに１を加算し
（Ｓ７５３）、次の探索の初期位置を設定する処理Ｓ７
１０に戻り、前述した処理を繰り返す。
【００７７】一方、探索の回数があらかじめ設定された
回数（＝１０）を超えていた場合は、全ての探索結果か
ら、コアの座標を算出する（Ｓ７５５）。
【００７８】コアの座標を算出するには、全ての探索で
求まったコアの候補の座標を平均してコア位置とする方
法や、あらかじめ定めた最大曲率のしきい値以上を持つ
候補点だけを平均してコア位置とする方法などがある。
例えば、最大曲率のしきい値を−０.５とし、しきい値
以下の最大曲率をもつ候補は無効とすると、図１１の例
では、１０番目の探索による候補点は最大曲率が−０.
８のため無効となり、１番から９番までを平均してコア
の位置を算出することになる。
【００７９】次に、前述した隆線の垂線方向ベクトルの
算出方法について説明する。ここでは、まず、候補点に
おける隆線方向（隆線と平行になる方向）を算出し、そ
れに直交する方向を算出することで、隆線の垂線方向ベ
クトルを算出する。
【００８０】そこで、隆線方法の算出方法について説明
する。
【００８１】図１２は、本実施形態の隆線方向の算出方
法の概念を示す図である。同図は、指紋画像の一部を示
しており、隆線を実線で表している。指紋画像のあるピ
クセル上の点２５０５における隆線方向は以下のように
算出することができる。まず、点２５０５を通る直線上
の点２５１０を複数設定する。次に、点２５０５の輝度
と点２５１０の各々の輝度との差の絶対値を全て加算す
る。この作業を複数の方向について行い、最も値の小さ
い方向が隆線の方向と一致していると判断する。
【００８２】図１３は、隆線方向算出処理の処理フロー
を示す図である。
【００８３】まず、角度を０度に初期化する（Ｓ２６０
０）。ここでは、０度から２０度ごとに１６０度までの
それぞれの角度について処理を行うものとする。また、
角度ごとの評価値の値を０に初期化する。
【００８４】次に、参照点の位置を初期化し、その座標
を算出する（Ｓ２６０５）。具体的には、図１２の点２
５０５のように隆線方向を算出しようとしている点（以
下、基準点と呼ぶ）を通る直線上の点である。ここで
は、図１２に示すように、４つの点を参照点として使
う。
【００８５】次に、参照点の輝度と基準点の輝度の差の
絶対値を算出し、対応する角度に割り当てられた評価値
に加算する（Ｓ２６１０）。
【００８６】次に、参照点を移動し、その座標を算出す
る（Ｓ２６１５）。
【００８７】次に、全ての参照点について処理を終了し
たか否かを判別し（Ｓ２６２０）、その結果、全ての参
照点について処理が終わっていなければ（Ｓ２６２０：
ＮＯ）、ステップＳ２６１０に戻り、前述した処理を繰
り返す。
【００８８】一方、全ての参照点について処理を終了し
ていれば（Ｓ２６２０：ＹＥＳ）、角度に２０度を加算
し（Ｓ２６２５）、角度が１８０度に達しているか否か
を判別する（Ｓ２６３０）。その結果、角度が１８０度
に達していなければ（Ｓ２６３０：ＮＯ）、ステップＳ
２６０５に戻って、前述した処理を繰り返す。
【００８９】一方、角度が１８０度に達していれば（Ｓ
２６３０：ＹＥＳ）、各々の角度に割り当てられた評価
値のうち、最小の値を持つ角度を算出する（Ｓ２６３
５）。最小の値を持つ角度が基準点における隆線の方向
となる。
【００９０】以上説明したように、本実施形態における
コア位置検出処理では、コアを検出する際に隆線の垂線
方向ベクトルを探索し、垂線方向ベクトルが大きく変化
する位置を多数決によってコアと決定することで、少な
い計算量でコアの位置を検出ことができる。
【００９１】次に、本実施形態における照合処理につい
て説明する。
【００９２】図１４は、本実施形態における照合処理の
概略フローを示す図である。本処理は、リーダライタ１
１０とＩＣカード１００とが通信をしながら行うため、
同図の左側にリーダライタ１１０の処理を、右側にＩＣ
カード１００の処理を記載している。
【００９３】同図に示すように、ＩＣカード１００で行
われる処理には、補正ベクトル算出処理Ｓ１１９０と、
チップ位置算出処理Ｓ１１９１と、チップマッチング処
理Ｓ１１９２とがあり、それぞれは、ＩＳＯ７８１６−
４などで定義されるコマンドとしてＩＣカード１００に
実装されている。
【００９４】まず、リーダライタ１１０がＩＣカード１
００の補正ベクトル算出処理Ｓ１１９０を呼び出す（Ｓ
１１００）。この際、中間指紋情報に記録した入力指紋
のコアの座標をパラメータとして渡す。具体的には、Ｉ
ＳＯ７８１６−４に記載のＡＰＤＵ（Application Prot
ocol Data Unit）をＩＣカード１００に送信することで
処理を呼び出す。
【００９５】図１５は、補正ベクトル算出処理を呼び出
すためのＡＰＤＵの例を示す図である。同図に示すよう
に、ＡＰＤＵ１５００のＩＮＳフィールドに、補正ベク
トル算出処理のコマンドＩＤを代入し、データフィール
ドに、コアのＸ座標、Ｙ座標を代入し、Ｌｃフィールド
に、座標のデータ長を代入している。
【００９６】ＩＣカード１００は、リーダライタ１１０
からＡＰＤＵ１５００を受信すると、補正ベクトル算出
処理を起動する（Ｓ１１９０）。補正ベクトル算出処理
は、リーダライタ１１０から受け取った入力指紋のコア
の座標と、あらかじめＩＣカード１００に記録された登
録指紋のコア位置の差分ベクトルを、両者の位置ずれを
表す補正ベクトルとして算出し、ＩＣカード１００のＲ
ＡＭ２３０に記録する。その後、リーダライタ１１０に
応答する。具体的には、ＩＳＯ７８１６−４に記載の応
答ＡＰＤＵ（Response Application Protocol Data Uni
t）をリーダライタ１１０に出力することで応答する。
【００９７】図１６は、補正ベクトル算出処理Ｓ１１９
０の応答ＡＰＤＵの例を示す図である。同図に示すよう
に、応答ＡＰＤＵ１５１０は、ＳＷ１フィールドにコマ
ンドのステータスを含み、ここにコマンドの処理結果と
して、正常終了あるいは異常終了を示すコードを代入す
る。補正ベクトル算出処理Ｓ１１９０の詳細は後述す
る。
【００９８】リーダライタ１１０は、ＩＣカード１００
からの応答ＡＰＤＵ１５１０を受けとると（Ｓ１１０
５）、応答ＡＰＤＵ１５１０のステータスをチェックす
る（Ｓ１１０７）。その結果、エラーであれば（Ｓ１１
０７：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００９９】一方、エラーでなければ（Ｓ１１０７：Ｎ
Ｏ）、チップマッチングを行うための入力指紋の部分画
像を切り出す座標を取得するため、チップ位置算出処理
を呼び出す（Ｓ１１１０）。
【０１００】図１７は、チップ位置算出処理を呼び出す
ためにＩＣカード１００に送信されるＡＰＤＵの例を示
す図である。同図に示すように、ＡＰＤＵ１５２０のＩ
ＮＳフィールドには、チップ位置算出処理のコマンドＩ
Ｄが代入され、Ｌｅフィールドには、戻り値となる座標
のデータ長が代入される。
【０１０１】ＩＣカード１００は、ＡＰＤＵ１５２０を
リーダライタ１１０から受信すると、チップ位置算出処
理を起動する（Ｓ１１９１）。チップ位置算出処理は、
あらかじめ記録された登録指紋の特徴点の座標と、ステ
ップＳ１１９０で算出した補正ベクトルから、入力指紋
における特徴点の座標を算出する。具体的には、登録指
紋の特徴点の座標に補正ベクトルを加えることで、入力
指紋での特徴点の座標を算出する。その後、応答ＡＰＤ
Ｕを使ってリーダライタ１１０に応答する。
【０１０２】図１８は、チップ位置算出処理Ｓ１１９１
の応答ＡＰＤＵの例を示す図である。同図に示すよう
に、応答ＡＰＤＵ１５３０のデータフィールドには、特
徴点の座標が代入され、ＳＷ１フィールドには、コマン
ドのステータスが代入される。チップ位置算出処理Ｓ１
１９１の詳細は後述する。
【０１０３】リーダライタ１１０は、応答ＡＰＤＵ１５
３０を受信すると（Ｓ１１１５）、応答ＡＰＤＵ１５３
０の内容を解析し、異常終了したか否かや、指定された
特徴点の位置が不正か否かを調べる（Ｓ１１１７）。そ
の結果、指定された特徴点の位置が不正な場合は（Ｓ１
１１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１１１０に戻り、別のチ
ップ画像について、チップ位置算出処理を呼び出す。ま
た、異常終了していた場合は（Ｓ１１１７：異常終
了）、処理を終了する。
【０１０４】一方、適当な特徴点の位置が得られた場合
は（Ｓ１１１７：ＮＯ）、チップ位置算出処理によって
指定された座標周辺の部分画像を切り取る（Ｓ１１２
０）。部分画像は、チップ画像よりやや大きめの画像で
あり、その大きさや形状はあらかじめ決められている。
【０１０５】次に、ＩＣカード１００のチップマッチン
グ処理を呼び出す（Ｓ１１２５）。この際、データとし
てステップＳ１１２０で抽出した部分画像を送信する。
具体的な呼び出しの方法は、ステップＳ１１００と同様
である。
【０１０６】図１９は、チップマッチング処理を呼び出
すためのＡＰＤＵの例を示す図である。同図に示すよう
に、ＡＰＤＵ１５４０のＩＮＳフィールドには、チップ
マッチング処理のコマンドＩＤが代入され、Ｌｃフィー
ルドには、部分画像のデータ長が代入され、データフィ
ールドには、部分画像が代入される。
【０１０７】ＩＣカード１００は、リーダライタ１１０
からＡＰＤＵ１５４０を受信すると、チップマッチング
処理を起動する（Ｓ１１９２）。チップマッチング処理
は、受信した入力指紋の部分画像と、あらかじめＩＣカ
ード１００に記録されたチップ画像とのチップマッチン
グ処理を行い、一致していればチップの一致数をインク
リメントする。そして、全ての特徴点についてマッチン
グが終了した場合は、指紋の一致又は不一致をあらわす
ステータスを応答し、それ以外は、次の特徴点をマッチ
ングするためのステータスを応答する。
【０１０８】図２０は、チップマッチング処理の応答Ａ
ＰＤＵの例を示す図である。同図に示すように、応答Ａ
ＰＤＵ１５５０のＳＷ１フィールドに、コマンドのステ
ータスを代入する。具体的には、コマンドの処理結果と
して、指紋の一致、不一致、あるいは処理継続を示すコ
ードを代入する。チップマッチング処理Ｓ１１９２の詳
細は後述する。
【０１０９】リーダライタ１１０は、チップマッチング
処理の応答ＡＰＤＵ１５５０を受信すると、応答ＡＰＤ
Ｕ１５５０のステータスを解析し、処理を終了するか否
かを判別する（Ｓ１１３５）。その結果、指紋の一致あ
るいは不一致の結果が得られていれば（Ｓ１１３５：Ｙ
ＥＳ）、処理を終了する。一方、それ以外は、ステップ
Ｓ１１１０に戻り、残りの特徴点についてのマッチング
を行う。
【０１１０】次に、前述した補正ベクトル算出処理Ｓ１
１９０について説明する。
【０１１１】図２１は、補正ベクトル算出処理Ｓ１１９
０の詳細フローを示す図である。
【０１１２】ＩＣカード１００は、リーダライタ１１０
からＡＰＤＵ１５００を受け取ると、ＡＰＤＵ１５００
に含まれた照合画像のコア位置を示すＸ座標およびＹ座
標をＲＡＭ２３０に記録する（Ｓ１９００）。
【０１１３】次に、チップマッチングを行うチップ画像
のインデックス（チップ画像インデックス）ｋを０に初
期化し（Ｓ１９０５）、一致チップ数を示す変数Ｍを０
に初期化する（Ｓ１９０７）。
【０１１４】次に、リーダライタ１１０から送られてき
た照合画像のコア位置およびあらかじめＩＣカード１０
０に記録された指紋情報（図３）のコアの座標を用いて
補正ベクトルを算出する（Ｓ１９１０）。具体的には、
照合画像のコアの座標から指紋情報のコアの座標を引く
ことで、補正ベクトルを算出する。
【０１１５】次に、算出した補正ベクトルの大きさなど
の正当性を検証する（Ｓ１９１５）。その結果、適当な
補正ベクトルが得られた場合は（Ｓ１９１５：ＹＥ
Ｓ）、応答ＡＰＤＵのステータスに正常終了を示すコー
ドを代入し（Ｓ１９２０）、その応答ＡＰＤＵをリーダ
ライタ１１０に送信する（Ｓ１９２５）。一方、不正な
補正ベクトルが得られた場合は（Ｓ１９１５：ＮＯ）、
応答ＡＰＤＵのステータスに異常終了を示すコードを代
入し（Ｓ１９１７）、その応答ＡＰＤＵをリーダライタ
１１０に送信する（Ｓ１９２５）。
【０１１６】以上のようにして、補正ベクトル算出処理
Ｓ１１９０が行われる。
【０１１７】次に、前述したチップ位置算出処理Ｓ１１
９１について説明する。
【０１１８】図２２は、チップ位置算出処理Ｓ１１９１
の詳細フローを示す図である。
【０１１９】ＩＣカード１００は、チップ位置算出処理
Ｓ１１９１を起動するＡＰＤＵ１５２０をリーダライタ
１１０から受信すると（Ｓ２０００）、チップ画像イン
デックスｋをインクリメントし（Ｓ２００２）、チップ
画像インデックスｋが指紋情報に記録されたチップの数
（＝３０）以下か否かを判定する（Ｓ２００５）。その
結果、ｋが指紋情報に記録されたチップの数より大きい
場合には（Ｓ２００５：ＮＯ）、応答ＡＰＤＵのステー
タスに異常終了を示すコードを代入し（Ｓ２０４５）、
その応答ＡＰＤＵをリーダライタ１１０に送信し（Ｓ２
０３５）、処理を終了する。
【０１２０】一方、チップ画像インデックスｋが指紋情
報に記録されたチップ画像の数以下の場合には（Ｓ２０
０５：ＹＥＳ）、指紋情報に記録されたｋ番目のチップ
画像の座標を補正する（Ｓ２０１０）。具体的には、ｋ
番目のチップ画像の座標に補正ベクトルを足すことで補
正する。
【０１２１】次に、補正後のチップの座標が、照合画像
に含まれているか否かを検証する（Ｓ２０１５）。その
結果、含まれていない場合は（Ｓ２０１５：ＮＯ）、応
答ＡＰＤＵのステータスに特徴点の位置不正を示すコー
ドを代入し（Ｓ２０４０）、その応答ＡＰＤＵをリーダ
ライタ１１０に送信し（Ｓ２０３５）、処理を終了す
る。
【０１２２】一方、補正後のチップの座標が照合画像に
含まれている場合は（Ｓ２０１５：ＹＥＳ）、応答ＡＰ
ＤＵのデータフィールドに補正後のチップの座標を代入
する（Ｓ２０２５）。更に、応答ＡＰＤＵのステータス
に正常終了を示すコードを代入し（Ｓ２０３０）、その
応答ＡＰＤＵをリーダライタ１１０に送信し（Ｓ２０３
５）、処理を終了する。
【０１２３】以上のようにして、チップ位置算出処理Ｓ
１１９１が行われる。
【０１２４】次に、前述したチップマッチング処理Ｓ１
１９２について説明する。
【０１２５】図２３は、チップマッチング処理Ｓ１１９
２の詳細フローを示す図である。
【０１２６】ＩＣカード１００は、リーダライタ１１０
からチップマッチング処理Ｓ１１９２を起動するＡＰＤ
Ｕ１５４０を受信すると、データフィールドに記録され
た部分画像をＲＡＭ２３０に記録する（Ｓ２１００）。
【０１２７】次に、チップ画像インデックスｋが、あら
かじめ指紋情報に記録されたチップの数（＝３０）以下
か否かを検証する（Ｓ２１０５）。その結果、インデッ
クスｋがチップの数より大きい場合（Ｓ２１０５：Ｎ
Ｏ）、応答ＡＰＤＵのステータスに指紋が不一致である
ことを示すコードを代入し（Ｓ２１５０）、その応答Ａ
ＰＤＵをリーダライタ１１０に送信する（Ｓ２１４
０）。
【０１２８】一方、インデックスｋがチップ画像数以下
の場合は（Ｓ２１０５：ＹＥＳ）、部分画像とｋ番目の
チップ画像のマッチング（チップマッチング）を行い、
部分画像においてチップ画像と一致したか否かを示すコ
ードを出力する（Ｓ２１１０）。このマッチングの具体
的な方法は後述する。
【０１２９】次に、チップ画像と部分画像が一致したか
否かを調べ（Ｓ２１１５）、一致しなかった場合は（Ｓ
２１１５：ＮＯ）、応答ＡＰＤＵのステータスに照合を
継続することを示すコードを代入し（Ｓ２１４５）、そ
の応答ＡＰＤＵをリーダライタ１１０に送信する（Ｓ２
１４０）。
【０１３０】一方、チップ画像と部分画像が一致した場
合は（Ｓ２１１５：ＹＥＳ）、一致チップ数Ｍをインク
リメントし（Ｓ２１２０）、一致チップ数Ｍがあらかじ
め定めたしきい値（＝２０）より大きいか否かを判定す
る（Ｓ２１２５）。その結果、Ｍがしきい値以下である
場合は（Ｓ２１２５：ＮＯ）、応答ＡＰＤＵのステータ
スに照合を継続することを示すコードを代入し（Ｓ２１
４５）、その応答ＡＰＤＵをリーダライタ１１０に送信
する（Ｓ２１４０）。
【０１３１】一方、Ｍがしきい値より大きい場合は（Ｓ
２１２５：ＹＥＳ）、照合画像とあらかじめＩＣカード
１００に記録された指紋情報が一致したと判断し、ＩＣ
カード１００が相互認証を行うための秘密鍵２４２を使
用可能にする（Ｓ２１３０）。
【０１３２】次に、応答ＡＰＤＵのステータスに指紋が
一致したことを示すコードを代入し（Ｓ２１３５）、そ
の応答ＡＰＤＵをリーダライタ１１０に送信して（Ｓ２
１４０）、処理を終了する。
【０１３３】次に、前述したチップマッチング処理Ｓ１
１９２で行われるマッチング処理Ｓ２１１０の詳細につ
いて説明する。
【０１３４】本処理では、図２４に示すように、部分画
像上をらせん状の軌道に従って移動しつつ、部分画像の
一部とチップ画像とが一致しているか否かを判定する。
なお、軌道はらせん状でなくともよい。
【０１３５】また、本実施形態では、不一致ビット数検
索テーブルをＲＯＭ２５０またはＥＥＰＲＯＭ２４０に
あらかじめ用意しておき、チップ画像と部分画像を比較
したときの一致しないビットの数を数える際、その不一
致ビット数検索テーブルを利用する。
【０１３６】図２５は、不一致ビット数検索テーブルの
構成例を示す図である。同図に示すように、本テーブル
は、インデックスを２進数で表現したときの１の数を記
録したものである。例えば、インデックス３（＝１１
ｂ）に対しては、２が記録され、インデックス４（＝１
００ｂ）に対しては、１が記録される。ここでは、チッ
プ画像と部分画像とを８ビット単位で比較することに対
応して、０から２５５までの２５６要素のテーブルを用
意する。
【０１３７】図２６は、マッチング処理Ｓ２１１０の詳
細フローを示す図である。
【０１３８】まず、部分画像上の照合位置を初期化する
（Ｓ２２００）。例えば、チップ画像が部分画像の中央
部にくるような位置を最初の照合位置とする。
【０１３９】次に、照合位置に従って部分画像からチッ
プ画像と同じ大きさの画像を切り出し、ＲＡＭ２３０上
に確保された照合用画像バッファにコピーする（Ｓ２２
０５）。例えば、チップ画像が１６ピクセル四方である
とすると、１ピクセルあたりが１ビットに対応するので
必要となる照合用画像バッファは２５６ビット、すなわ
ち３２バイトとなる。この場合、チップ画像も同様に３
２バイトの領域を持ち指紋情報の一部としてＥＥＰＲＯ
Ｍ２４０に格納されている。
【０１４０】次に、チップ画像と照合用画像バッファと
の間で一致しないビット数を示す不一致ビット数を０に
初期化し（Ｓ２２１０）、チップ画像と照合用画像バッ
ファの比較対象位置を示すオフセットを０に初期化する
（Ｓ２２１５）。
【０１４１】次に、チップ画像および照合用画像バッフ
ァのオフセット位置のデータの排他的論理和をとり、結
果をＲＡＭ２３０に保存する（Ｓ２２２０）。ここで
は、１バイト単位で、排他的論理和をとるものとする。
【０１４２】次に、排他的論理和の結果をインデックス
として、不一致ビット数検索テーブルを参照し、得られ
た数を、不一致ビット数に加算する（Ｓ２２３０）。
【０１４３】次に、不一致ビット数があらかじめ定めた
しきい値（＝３０）以上であるか否かを判別する（Ｓ２
２３５）。その結果、不一致ビット数があらかじめ定め
たしきい値未満である場合は（Ｓ２２３５：ＮＯ）、チ
ップ画像および照合用画像バッファの全てのデータにつ
いて計算を行い、オフセットが最後まで達したかどうか
を調べ（Ｓ２２４０）、最後まで達していなければ（Ｓ
２２４０：ＮＯ）、オフセットに１を加算し（Ｓ２２４
３）、オフセットの示すチップ画像および照合用画像バ
ッファの排他的論理和をとる処理Ｓ２２２０に戻り、前
述した処理を繰り返す。
【０１４４】一方、オフセットが最後まで達していた場
合は（Ｓ２２４０：ＹＥＳ）、チップ画像が部分画像と
一致したことを示すコードを出力し（Ｓ２２４５）、処
理を終了する。
【０１４５】また、ステップＳ２２３５における判別の
結果、不一致ビット数があらかじめ定めたしきい値以上
であった場合は（Ｓ２２３５：ＹＥＳ）、部分画像全体
にわたって照合したか否かを調べ（Ｓ２２３７）、まだ
照合していない照合位置がある場合は（Ｓ２２３７：Ｎ
Ｏ）、照合位置を移動させ（Ｓ２２３８）、ステップＳ
２２０５に戻って、前述した処理を繰り返す。
【０１４６】一方、最後まで照合していれば（Ｓ２２３
７：ＹＥＳ）、チップが部分画像と一致しなかったこと
を示すコードを出力し（Ｓ２２３９）、処理を終了す
る。
【０１４７】以上のようにして、チップマッチング処理
が行われる。
【０１４８】以上の説明では、照合処理において、指紋
のコアの位置を使って補正ベクトルの算出を行っていた
が、他の方法で補正ベクトルを算出するようにしてもよ
い。
【０１４９】次に、特徴点の分布の相互相関を使って、
補正ベクトルを算出する方法について説明する。この場
合、前述した前処理等において、コア位置の検出等を行
う必要がなくなる。
【０１５０】以下、ＩＣカード１００において補正ベク
トルを算出する場合とリーダライタ１１０において補正
ベクトルを算出する場合について説明する。まず、ＩＣ
カード１００において、補正ベクトルを算出する場合に
ついて説明する。
【０１５１】この場合、前述した照合処理と異なる部分
は、図１４のステップＳ１１００において、リーダライ
タ１１０がＩＣカード１００に送信するＡＰＤＵと、そ
のＡＰＤＵによって呼び出される補正ベクトル算出処理
Ｓ１１９０の内容のみである。
【０１５２】図２７は、図１４に示したステップＳ１１
００において、補正ベクトル算出処理Ｓ１１９０を呼び
出すためにリーダライタ１１０がＩＣカード１００に送
信するＡＰＤＵの例を示す図である。同図に示すよう
に、ＡＰＤＵ２７００のＩＮＳフィールドには、対応す
るコマンドＩＤが代入され、データフィールドには、前
処理で抽出した入力指紋のすべての特徴点の座標が代入
される。
【０１５３】図２８は、ＡＰＤＵ２７００によって呼び
出される補正ベクトル算出処理Ｓ１１９０の詳細フロー
を示す図である。
【０１５４】ＩＣカード１００は、ＡＰＤＵ２７００を
受信すると（Ｓ２８００）、送られてきた入力指紋の特
徴点の座標を使って、入力指紋の特徴点マップを生成す
る（Ｓ２８０５）。特徴点マップとは、各特徴点の座標
の周辺に特定の輝度分布を持った画像をいう。図２９
は、特徴点マップの例を示す図である。特徴点座標の周
辺の輝度分布の形状や大きさ等については、実装条件に
応じて、適当なものが選択される。
【０１５５】入力指紋について特徴点マップを生成する
と、次に、指紋情報に記録された登録指紋の特徴点の座
標から、同様に特徴点マップを生成する（Ｓ２８１
０）。
【０１５６】そして、入力指紋と登録指紋の特徴点マッ
プを二次元信号とみなして正規化された相互相関を算出
する（Ｓ２８１５）。相互相関の算出は、通常用いられ
ている方法、例えば、「ディジタル画像処理」（ローゼ
ンフェルド他、近代科学社、１９７８年発行）３０６頁
に記載されている方法を用いて行う。
【０１５７】次に、正規化された相互相関値の最も大き
い位置を検出し、このときの位置ずれを、補正ベクトル
としてＩＣカード１００のＲＡＭ２３０に記録する（Ｓ
２８２０）。
【０１５８】そして、図１６に示した応答ＡＰＤＵ１５
１０に、適当なステータスを代入し、リーダライタ１１
０に送信する（Ｓ２８２５）。
【０１５９】次に、リーダライタ１１０で補正ベクトル
を算出する場合について説明する。
【０１６０】この場合、図１４に示したステップＳ１１
００、Ｓ１１９０、Ｓ１１０５を図３０に示すような処
理で置き換える。
【０１６１】以下、図３０に示した処理について説明す
る。
【０１６２】照合処理が開始されると、まず、リーダラ
イタ１１０は、登録指紋の特徴点の座標の送信を要求す
るＡＰＤＵをＩＣカード１００に送信する（Ｓ３００
０）。
【０１６３】図３１は、登録指紋の特徴点の座標の送信
を要求するＡＰＤＵの例を示す図である。同図にしめす
ように、ＡＰＤＵ２７１０のＩＮＳフィールドには、適
当なコマンドＩＤが代入され、Ｌｅフィールドには、Ｉ
Ｃカード１００から返信される特徴点の座標データの長
さが格納される。
【０１６４】ＩＣカード１００は、ＡＰＤＵ２７１０を
受信すると、ＩＣカード１００の指紋情報に記録された
特徴点の座標を、図３２に示すような応答ＡＰＤＵのデ
ータフィールドに格納し、リーダライタ１１０に送信す
る（Ｓ３０９０）。
【０１６５】リーダライタ１１０は、ＩＣカード１００
から応答ＡＰＤＵ２７２０を受信すると（Ｓ３００
５）、図２８に示した方法と同様に、特徴点マップを生
成することにより、補正ベクトルを算出し、リーダライ
タ１１０のＲＡＭ３２０に記録する（Ｓ３０１０）。
【０１６６】次に、リーダライタ１１０は、ＩＣカード
１００に補正ベクトルを記録させるためのコマンドを発
行する（Ｓ３０１５）。具体的には、図１５に示すＡＰ
ＤＵ１５００と同形式のＡＰＤＵをＩＣカード１００に
送信する。
【０１６７】ＩＣカードは、そのＡＰＤＵを受信する
と、ＡＰＤＵに格納されている補正ベクトルをＩＣカー
ド１００のＲＡＭ２３０に記録し、図１６に示すような
応答ＡＰＤＵをリーダライタ１１０に送信する（Ｓ３０
９５）。
【０１６８】リーダライタ１１０は、応答ＡＰＤＵを受
け取ると（Ｓ３０２０）、応答ＡＰＤＵのステータスを
チェックする処理Ｓ１１０７に進む。
【０１６９】以上のように、コアの位置ではなく、特徴
点マップにより補正ベクトルを求める場合であっても、
指紋画像全体（又は、その一部）についてマッチングを
する場合に比べて、高速に補正ベクトルを求めることが
できる。更に、特徴点の周辺に持たせる輝度分布の大き
さを調整することで、指紋に歪みや回転が生じていても
正確な位置補正を行うことができる。
【０１７０】以上詳細に説明したように、本発明による
本人認証システムによれば、利用者固有の情報をＩＣカ
ードにより個人管理するので、サーバ等で集中管理する
場合に比べて、利用者の受容性を改善することができ
る。また、一度に多数の生体情報が盗難される可能性を
軽減し、生体情報の記録管理にかかるコストを低減する
ことができる。
【０１７１】また、指紋情報および指紋照合機能を、Ｉ
Ｃカードの内部に実装し、外部からの指紋情報および指
紋照合機能へのアクセスを禁止することで、利用者の指
紋情報および照合結果の偽造、改ざん、盗用を困難に
し、なりすましを防ぐことができる。
【０１７２】また、指紋入力機能および指紋照合の前処
理機能をリーダライタに実装することで、一般的なＩＣ
カードのＣＰＵで指紋照合を行える。
【０１７３】更に、指紋照合機能を、ＩＣカードとリー
ダライタとに分けて実装しているので、照合処理が解析
されずらくなる。
【０１７４】また、指紋の特徴的な構造であるコアの座
標をＩＣカードの指紋情報に記録し、前処理によってあ
らたに入力した指紋画像からコアの座標を検出すること
で、指紋情報に記録された特徴点の座標を補正し、指紋
情報に記録したチップ画像を、指紋画像上の補正された
座標周辺でチップマッチングによって探索し、一致した
チップ画像の個数をもって指紋情報と指紋画像の同一性
を判定することで、ＲＡＭ容量の小さいＩＣカードでも
指紋照合を行える。
【０１７５】また、チップマッチングの際に、不一致の
ビットの数をあらかじめ記録した不一致ビット数検索テ
ーブルを用いて、チップマッチングで不一致となったビ
ット数を算出し、ビット数があらかじめ設定したしきい
値を越えた場合にはチップマッチングを終了して次の処
理に移行することで、演算速度の遅いＩＣカードを用い
て指紋照合を行える。
【０１７６】なお、上記実施形態では、生体情報として
指紋を用いる場合について説明したが、他の生体情報を
用いることも可能である。
【０１７７】例えば、生体情報として虹彩を用いる場合
は、図１のリーダライタ１１０は、指紋入力部１１３の
かわりに、虹彩情報を入力するための虹彩情報入力部を
備え、前処理部１１２は、入力された虹彩画像の前処理
を行い、虹彩照合に必要なアイリスコードを算出する。
アイリスコードの算出は、例えば、文献：IEEE Transac
tions on pattern analysis and machine intelligenc
e, Vol.15, No.11, Nov.1993, pp.1148-1161（以下、文
献４という）に記載されている方法を使って行う。
【０１７８】このようにして算出されたアイリスコード
は、ＩＣカード１００に送信される。なお、アイリスコ
ードのＩＣカード１００への送信は、一度の送信で行う
ようにすればよい。
【０１７９】図１のＩＣカード１００には、指紋情報１
０４のかわりに生体情報のテンプレートとしてアイリス
コードが記録される。リーダライタ１１０からアイリス
コードを受信すると、ＩＣカード１００内の虹彩照合プ
ログラムは、リーダライタ１１０から送信されたアイリ
スコードと、ＩＣカード１００内のＥＥＰＲＯＭ等に記
録されているアイリスコードとの照合を行う。当該照合
は、例えば、文献４に記載された方法で、アイリスコー
ドのハミング距離を算出し、算出したハミング距離が所
定のしきい値以下であるか否かによって行う。そして、
算出したハミング距離がしきい値以下であった場合は、
アイリスコードが一致したと判断し、指紋の場合と同様
に、電子認証処理部１０３の認証情報１０５へのアクセ
スを許可し、アプリケーション１３１と電子認証部１０
３との間で電子認証を行う。
【０１８０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、利用者固有の情報を携帯型記録装置により個人管
理するので、利用者の心理的抵抗を減らすことができ
る。また、一度に多数の生体情報が盗難される可能性を
軽減し、生体情報の記録管理にかかるコストを低減する
ことができる。
【０１８１】また、生体情報および生体情報照合機能を
耐タンパ性を有する携帯型記憶装置の内部に実装するこ
とで、利用者の生体情報および照合結果の偽造、改ざ
ん、盗用を困難にしなりすましを防ぐことができる。
【０１８２】また、生体情報入力機能および生体情報照
合の前処理機能をリーダライタに実装するので、一般的
な演算機能付き携帯型記憶装置であるＩＣカード等のＣ
ＰＵで生体情報照合を行え、システムのコストを低減す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるアクセス管理システムの概略を
説明するための図である。
【図２】 本発明によるＩＣカードの構造を示す図であ
る。
【図３】 指紋情報２４３の構成例を示す図である。
【図４】 本発明によるリーダライタの構造を示す図で
ある。
【図５】 指紋照合の概略フローを示す図である。
【図６】 指紋のコアおよび特徴点の例を示す図であ
る。
【図７】 前処理の概略フローを示す図である。
【図８】 コア位置検出処理を説明するための概念図で
ある。
【図９】 コア探索処理の詳細フローを示す図である。
【図１０】 コア探索処理における候補点算出テーブル
の構成例を示す図である。
【図１１】 コア探索処理におけるコア探索結果テーブ
ルの構成例を示す図である。
【図１２】 隆線方向算出方法の概念図である。
【図１３】 隆線方向算出処理の詳細フローを示す図で
ある。
【図１４】 照合処理の概略フローを示す図である。
【図１５】 補正ベクトル算出処理を呼び出すＡＰＤＵ
の例を示す図である。
【図１６】 補正ベクトル算出処理からの応答ＡＰＤＵ
の例を示す図である。
【図１７】 チップ位置算出処理を呼び出すＡＰＤＵの
例を示す図である。
【図１８】 チップ位置算出処理からの応答ＡＰＤＵの
例を示す図である。
【図１９】 チップマッチング処理を呼び出すＡＰＤＵ
の例を示す図である。
【図２０】 チップマッチング処理からの応答ＡＰＤＵ
の例を示す図である。
【図２１】 補正ベクトル算出処理の詳細フローを示す
図である。
【図２２】 チップ位置算出処理の詳細フローを示す図
である。
【図２３】 チップマッチング処理の詳細フローを示す
図である。
【図２４】 チップマッチング処理の概念を示す図であ
る。
【図２５】 不一致ビット数検索テーブルの構成例を示
す図である。
【図２６】 マッチング処理の詳細フローを示す図であ
る。
【図２７】 第２の補正ベクトル算出処理を呼び出すＡ
ＰＤＵの例を示す図である。
【図２８】 第２の補正ベクトル算出処理の詳細フロー
を示す図である。
【図２９】 特徴点マップの例を示す図である。
【図３０】 リーダライタ１１０で補正ベクトルを算出
する場合の処理フローを示す図である。
【図３１】 登録指紋の特徴点の座標の送信を要求する
ＡＰＤＵの例を示す図である。
【図３２】 特徴点位置送出処理からの応答ＡＰＤＵの
例を示す図である。
【符号の説明】
１００ ＩＣカード １１０ リーダライタ １２０ 端末 １３０ ホストコンピュータ １４０ ネットワーク
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７３Ｄ (72)発明者 石塚 拓雄 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 Ｆターム(参考） 2E250 AA04 AA07 AA12 BB04 CC12 DD08 DD09 EE02 5B043 AA04 AA09 BA02 BA04 CA10 EA06 EA08 FA04 GA03 GA04 5B085 AA08 AE23 AE26 BG07 5J104 AA07 KA01 KA16 KA17 NA02 NA42

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 耐タンパ性を有した演算機能付き携帯型
    記憶装置と、 前記携帯型記憶装置に対して情報の読み書きを行う耐タ
    ンパ性を有したリーダライタとを備えた生体認証システ
    ムであって、 前記リーダライタは、 生体情報を入力する生体情報入力装置を備え、 当該生体情報入力装置で入力した生体情報の前処理を行
    い、 前記前処理を行った中間情報を前記携帯型記憶装置に送
    信し、 前記携帯型記憶装置は、 生体情報のテンプレートと、電子認証に使われる秘密鍵
    とを備え、 前記中間情報と前記テンプレートとの照合を行い、 当該照合が一致したときに、前記秘密鍵を使用可能にす
    ることを特徴とする生体認証システム。
  2. 【請求項２】 前記生体情報は、指紋情報であり、 前記リーダライタは、指紋照合に必要な指紋画像情報を
    前記携帯型記憶装置に順次送信し、 前記携帯型記憶装置は、前記指紋画像情報を順次処理す
    ることで、指紋照合を行うことを特徴とする請求項１に
    記載の生体認証システム。
  3. 【請求項３】 前記生体情報は、指紋情報であり、 前記テンプレートに記録された登録指紋と、あらたに入
    力された入力指紋との位置ずれを補正するための情報
    を、指紋のコア位置を使って算出し、 前記登録指紋の特徴点周辺の小画像を、前記入力指紋の
    画像上の位置ずれ補正した座標周辺でマッチングするこ
    とによって探索し、 一致した小画像の個数をもって、前記テンプレートと前
    記指紋画像の同一性を判定することを特徴とする請求項
    １に記載の生体認証システム。
  4. 【請求項４】 隆線の垂線ベクトルを探索し、 当該垂線ベクトルが大きく変化する位置を、指紋のコア
    と決定することを特徴とする請求項３に記載の生体認証
    システム。
  5. 【請求項５】 前記生体情報は、指紋情報であり、 前記テンプレートに記録された登録指紋と、あらたに入
    力された入力指紋との位置ずれを補正するための情報
    を、入力指紋および登録指紋のそれぞれについて、各特
    徴点の周辺に特定の輝度分布を持つ画像を作成し、当該
    画像の相互相関により算出し、 前記登録指紋の特徴点周辺の小画像を、前記入力指紋の
    画像上の位置ずれ補正した座標周辺でマッチングするこ
    とによって探索し、 一致した小画像の個数をもって、前記テンプレートと前
    記指紋画像の同一性を判定することを特徴とする請求項
    １に記載の生体認証システム。
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