JP4128570B2 - 生体情報照合装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば指紋，掌紋，虹彩（虹彩筋肉紋様），音声，顔画像，血管パターン（眼底網膜血管網，静脈血管網），動的署名，キーストローク等の生体情報（バイオメトリクス情報）による個人認証を行なうシステムに用いて好適の技術に関する。

近年、コンピュータが広範な社会システムの中に導入されるに伴い、セキュリティに関心が集まっている。従来、コンピュータ室への入室や端末利用の際の本人確認手段としては、ＩＤカードやパスワードが用いられてきた。しかし、それらはセキュリティの面で多くの課題が残されている。
そこで、ＩＤカードやパスワードよりも信頼性の高い本人確認手段として、近年、人間の生体情報を利用したバイオメトリクス認証が広く活用されている。生体情報としては、例えば指紋，掌紋，虹彩，顔画像，音声，血管パターン，動的署名，キーストロークなどが用いられている。これらの中でも、指紋を利用したバイオメトリクス認証技術は、実用化が最も進んでいる。

指紋認証では、一般に、認証対象者がユーザ名等のＩＤを入力するとともに指紋を入力し、ＩＤに対応して予め登録されている登録指紋データを読み出してから、その登録指紋データと認証対象者によって入力された指紋データとを照合して個人認証を行なう、一対一認証が用いられている。しかし、このような一対一認証では、指紋センサ以外に、ＩＤを入力するためのキーボードやキーパッドが必要で設備コストを要することになる。また、認証対象者によるＩＤ入力の手間を削減したという要望も多い。

ＩＤを入力せずに指紋だけを入力して本人を特定する認証技術は、一対多認証と呼ばれる。この一対多認証では、一般に、予め登録されている全ての登録指紋データと認証対象者によって入力された指紋データとを照合し、登録指紋データの中から入力指紋データと一致するものを特定することにより認証対象者を特定し、認証対象者の本人認証を行なっている。しかし、このような一対多認証では、登録指紋データの数が増大すると、当然、全登録指紋データと入力指紋データとの照合処理に要する時間も増大するため、その照合処理時間を短縮することが望まれている。

一対多認証において照合処理時間の増大を抑制する手法としては、例えば特開2002-133416号公報（以下、特許文献１という）に開示された手法がある。この特許文献１に開示された手法では、照合に用いられる指紋データ以外の属性情報（例えば指紋の紋様種別；図６Ａ〜図６Ｈ参照）を検出し、その属性情報によって登録指紋データを予め分類しておき、照合時に認証対象者から得られた属性情報（紋様種別）と同じ属性情報をもつ登録指紋データと、入力指紋データとの照合を行なっている。しかし、このような手法では、属性情報として例えば指紋の紋様種別を用いた場合、登録指紋データを紋様種別数ｎ（図６Ａ〜図６Ｈに示す例では８種類）のグループにしか分類できないため、照合処理時間も、ｎ分の１程度までしか短縮することができない。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、生体情報を用いて一対多認証を行なう際に、登録特徴情報と入力特徴情報との照合処理に要する時間の大幅な短縮を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の生体情報照合装置は、一対多認証を行なうための照合用生体情報を認証対象者から採取して入力する照合用生体情報入力部と、該照合用生体情報入力部によって入力された前記照合用生体情報から照合用特徴情報を抽出する照合用特徴情報抽出部と、該照合用生体情報入力部によって入力された前記照合用生体情報から前記照合用特徴情報とは異なる複数種類の照合用属性情報を抽出する照合用属性情報抽出部と、該照合用特徴情報抽出部によって抽出された前記照合用特徴情報と照合されるべき複数の登録用特徴情報の照合優先順位を、前記複数の登録用特徴情報のそれぞれに対応付けられている複数種類の登録用属性情報と該照合用属性情報抽出部によって抽出された前記複数種類の照合用属性情報とに基づいて算出する照合優先順位算出部と、該照合用特徴情報抽出部によって抽出された前記照合用特徴情報を、該照合優先順位算出部によって算出された前記照合優先順位に従って、順次、前記複数の登録用特徴情報と照合することにより、該複数の登録用特徴情報の中から前記照合用特徴情報と一致するものを特定しうる照合部とをそなえ、該照合優先順位算出部が、前記複数種類の照合用属性情報と各登録用特徴情報に対応付けられた前記複数種類の登録用属性情報とをそれぞれ比較して一致するか否かを判断し、前記複数種類の登録用属性情報のうち、前記照合用属性情報と一致すると判断されたものに予め付与された優先順位に従って、前記照合優先順位を決定することを特徴としている。

上述した本発明の生体情報照合装置によれば、生体情報を用いて一対多認証を行なう際に、複数の登録用特徴情報の照合優先順位が、その登録用特徴情報のそれぞれに対応付けられている複数種類の登録用属性情報と認証対象者の生体情報から抽出された複数種類の照合用属性情報とに基づいて算出され、認証対象者の生体情報から抽出された照合用特徴情報が、算出された照合優先順位に従って、順次、登録用特徴情報と照合され、複数の登録用特徴情報の中から照合用特徴情報と一致するものが特定される。

このように複数種類の属性情報に基づいて決定された照合優先順位の上位に位置する登録用特徴情報ほど、認証対象者本人の特徴情報である確率が高い。従って、一対多認証を行なう際に照合用特徴情報を全ての登録用特徴情報と総当りで照合を行なわなくても、照合優先順位に従って照合を行ない、ある程度の一致度が得られれば、認証対象者本人の登録用特徴情報を確定することが可能であり、照合処理に要する時間（照合回数）を大幅に削減できるとともに、照合精度の向上をはかることもできる。

図１は本発明の一実施形態としての指紋データ登録装置（生体情報登録装置）の機能構成を示すブロック図である。 図２は本発明の一実施形態としての指紋データ照合装置（生体情報照合装置）の機能構成を示すブロック図である。 図３は本実施形態における指紋認証装置（生体情報登録／照合装置）のハードウエア構成を示すブロック図である。 図４は本実施形態における指紋認証システム（生体情報登録／照合システム）のハードウエア構成を示すブロック図である。 図５は本実施形態の登録用データ格納部におけるデータ内容を説明するための図である。 図６Ａ〜図６Ｈは、それぞれ、本実施形態における属性情報としての指紋の紋様種別を説明すべく指紋の具体例を示す図である。 図７は本実施形態における属性情報としての指の形状を説明するための図である。 図８Ａは水分量の少ない指の指紋画像例を示す図、図８Ｂは図８Ａの指紋画像例の輝度を示すグラフである。 図９Ａは中間水分量の指の指紋画像例を示す図、図９Ｂは図９Ａの指紋画像例の輝度を示すグラフである。 図１０Ａは水分量の多い指の指紋画像例を示す図、図１０Ｂは図１０Ａの指紋画像例の輝度を示すグラフである。 図１１は本実施形態における指紋データ登録手順（指紋データ登録装置の動作）を説明するためのフローチャートである。 図１２は本実施形態における指紋データ照合手順（指紋データ照合装置の動作）を説明するためのフローチャートである。 図１３は、本実施形態における照合優先順位算出手順を説明するための図である。 図１４は、本実施形態における照合優先順位算出手順を説明するための図である。 図１５は本実施形態における指紋データ照合手順（指紋データ照合装置の動作）の変形例を説明するためのフローチャートである。 図１６は本実施形態における照合優先順位算出手順の変形例を説明するためのフローチャートである。 図１７は本実施形態における照合優先順位算出手順の変形例を説明するための図である。 図１８は本実施形態における照合優先順位算出手順の変形例を説明するための図である。 図１９は本実施形態における指紋データ照合装置（生体情報照合装置）の変形例の機能構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
〔１〕ハードウエア構成
本発明は、例えば、図３に示すような指紋認証装置（生体情報登録／照合装置）１０、あるいは、図４に示すような指紋認証システム（生体情報登録／照合システム）として実現される。なお、図３および図４は、それぞれ上記指紋認証装置および上記指紋認証システムのハードウエア構成を示すブロック図である。

図３に示す指紋認証装置１０は、図１を参照しながら後述する指紋データ登録装置（生体情報登録装置）としての機能と、図２を参照しながら後述する指紋データ照合装置（生体情報照合装置）としての機能とを併せもつもので、パーソナルコンピュータに指紋センサ１４を接続して構成されている。このパーソナルコンピュータは、少なくともＣＰＵ１１，メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）１２，入出力インタフェース１３，記憶装置（ハードディスク等）１５の相互間をバス１６により接続して構成された一般的なもので、指紋センサ１４も、バス１６を介してＣＰＵ１１に接続されている。

ここで、指紋センサ１４としては、静電容量式，光学式，感熱式など、いずれのタイプのものを用いてもよい。
また、指紋認証装置１０の記憶装置１５には、指紋登録／照合プログラム（生体情報登録／照合プログラム）１５ａが格納されるほか、この記憶装置１５は、図５を参照しながら後述するごとく、指紋登録者から抽出された登録指紋データ（登録用特徴情報）および登録用属性情報を、その指紋登録者のＩＤに対応付けて格納する登録用データ格納部１５ｂとしての機能を果たしている。

そして、指紋認証装置１０のＣＰＵ１１においては、記憶装置１５に格納されている指紋登録／照合プログラム１５ａを読み出して実行することにより、図１を参照しながら後述する指紋データ登録装置（生体情報登録装置）としての機能と、図２を参照しながら後述する指紋データ照合装置（生体情報照合装置）としての機能とが実現される。
上述の構成により、図３に示す指紋認証装置１０では、指紋センサ１４を用いて登録対象者から抽出された登録用データを、記憶装置１５（登録用データ格納部１５ｂ）に登録・格納する登録処理（詳細については後述）が実行される一方、指紋センサ１４を用いて認証対象者から抽出された照合用データと記憶装置１５（登録用データ格納部１５ｂ）における登録用データとに基づいて照合処理（個人認証；詳細については後述）が実行される。

図４に示す指紋認証システム（生体情報登録／照合システム）は、図１を参照しながら後述する指紋データ登録装置（生体情報登録装置）としての機能を果たす指紋認証装置１０Ａと、図２を参照しながら後述する指紋データ照合装置（生体情報照合装置）としての機能を果たす指紋認証サーバ２０と、これらの指紋認証装置１０Ａおよび指紋認証サーバ２０の相互間を通信可能に接続するＬＡＮ（Local Area Network）３０とをそなえて構成されている。

この指紋認証システムにおいて、指紋認証装置１０Ａは、図３に示した指紋認証装置１０と同様、少なくともＣＰＵ１１，メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）１２，入出力インタフェース１３，記憶装置（ハードディスク等）１５の相互間をバス１６により接続して構成された一般的なパーソナルコンピュータに、静電容量式，光学式，感熱式などの指紋センサ１４を接続して構成されている。

ただし、指紋認証装置１０Ａの記憶装置１５には、指紋登録プログラム（生体情報登録プログラム）１５ｃが格納されており、指紋認証装置１０ＡのＣＰＵ１１においては、その指紋登録プログラム１５ｃを読み出して実行することにより、図１を参照しながら後述する指紋データ登録装置（生体情報登録装置）としての機能が実現される。
また、指紋認証サーバ２０も、少なくともＣＰＵ２１，メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）２２，入出力インタフェース２３，記憶装置（ハードディスク等）２５の相互間をバス２６により接続して構成された一般的なサーバ装置（パーソナルコンピュータ）に、静電容量式，光学式，感熱式などの指紋センサ２４を接続して構成されている。

この指紋認証サーバ２０の記憶装置２５には、指紋照合プログラム（生体情報照合プログラム）２５ａが格納されるほか、この記憶装置２５は、図３に示した記憶装置１５と同様、図５を参照しながら後述するごとく、指紋登録者から抽出された登録指紋データ（登録用特徴情報）および登録用属性情報を、その指紋登録者のＩＤに対応付けて格納する登録用データ格納部２５ｂとしての機能を果たしている。

そして、指紋認証サーバ２０のＣＰＵ２１においては、記憶装置２５に格納されている指紋照合プログラム２５ａを読み出して実行することにより、図２を参照しながら後述する指紋データ照合装置（生体情報照合装置）としての機能が実現される。
上述の構成により、図４に示す指紋認証システムでは、指紋認証装置１０Ａが、指紋センサ１４を用いて登録対象者から抽出された登録用データを、ＬＡＮ３０を介して、指紋認証サーバ２０の記憶装置２５（登録用データ格納部２５ｂ）に登録・格納する登録処理（詳細については後述）を実行する。

また、個人認証を行なう際、認証対象者は、指紋認証装置１０Ａに接続された指紋センサ１４、もしくは、指紋認証サーバ２０に接続された指紋センサ２４を用いて指紋画像を入力して指紋認証サーバ２０へ送り、この指紋認証サーバ２０において、認証対象者の指紋画像から抽出された照合用データと記憶装置２５（登録用データ格納部２５ｂ）における登録用データとに基づいて照合処理（詳細については後述）が実行される。

〔２〕機能構成
さて、次に、図３や図４に示したハードウエア構成によって実現される、本実施形態の指紋データ登録装置（生体情報登録装置）および指紋データ照合装置（生体情報照合装置）の機能構成について、それぞれ図１および図２に示すブロック図を参照しながら説明する。なお、図１，図２および以下の説明中において、括弧無し符号は、図３に示すハードウエア構成（指紋認証装置１０）で実現される機能構成に付与されたものであり、括弧付き符号は、図４に示すハードウエア構成（指紋認証システム）で実現される機能構成に付与されたものである。括弧無し符号と括弧付き符号とが同一符号である場合には、括弧付き符号の表記を省略する場合がある。

〔２−１〕指紋データ登録装置の機能構成
図１に示す本実施形態の指紋データ登録装置は、指紋センサ１４（１４），登録用指紋データ抽出部１１ａ（１１ａ），登録用属性情報抽出部１１ｂ（１１ｂ），登録部１１ｅ（１１ｅ）および登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）によって構成されている。なお、登録用指紋データ抽出部１１ａ（１１ａ），登録用属性情報抽出部１１ｂ（１１ｂ）および登録部１１ｅ（１１ｅ）としての機能は、ＣＰＵ１１が指紋登録／照合プログラム１５ａ（指紋登録プログラム１５ｃ）を実行することにより実現される。

指紋センサ１４は、前述した通り静電容量式，光学式，感熱式等のセンサであり、一対多認証に用いられる登録用生体情報としての登録用指紋画像を登録対象者から採取してＣＰＵ１１に入力する登録用生体情報入力部（指紋情報入力部）として機能するものである。
登録用指紋データ抽出部（登録用特徴情報抽出部）１１ａは、例えば特開平１１−１９５１１９号公報に開示されたマニューシャ法を用いて、指紋センサ１４によって入力された登録用指紋画像から、登録指紋データ（登録用特徴情報）として、指紋画像中の隆線の特徴点に関する情報を抽出するものである。その特徴点に関する情報は、具体的には、特徴点の位置，種類（端点，分岐点）および方向や、その特徴点を隆線に投影して得られる投影特徴点の位置などである。

登録用属性情報抽出部１１ｂは、指紋センサ１４によって入力された登録用指紋画像から、登録用指紋データ抽出部１１ａによって抽出される登録指紋データとは異なる複数種類の登録用属性情報を抽出するものである。この登録用属性情報抽出部１１ｂには、抽出すべき登録用属性情報の種類毎に、その属性情報を抽出するための属性情報抽出部１１ｂ−１，１１ｂ−２，１１ｂ−３，…がそなえられている。

登録用属性情報としては、例えば以下の(1)〜(7)のうちの２以上が抽出される。
(1)登録用指紋画像における指紋の紋様種別
(2)登録用指紋画像における指の形状
(3)登録用指紋画像から抽出された特徴点の数
(4)登録用指紋画像から抽出された登録指紋データ（登録用特徴情報）のデータ量
(5)登録用指紋データ抽出部１１ａによって登録指紋データを抽出するのに要した処理時間（計算時間）
(6)登録用指紋画像における指表面の水分量
(7)登録用指紋画像の入力環境情報
ここで、(1)の登録用指紋画像における指紋の紋様種別は、例えば図６Ａ〜図６Ｈに示す８種別（つまり、右袋型，左袋型，双子型，波型，渦型，左流れ型，右流れ型，桂型）である。このような紋様種別の抽出手法については、例えば特開２００２−１３３４１６号公報に開示されている。なお、図６Ａ〜図６Ｈは、それぞれ、本実施形態における属性情報としての指紋の紋様種別を説明すべく指紋の具体例を示す図である。

(2)の指の形状は、例えば図７に示すように定義される。つまり、図７に示すように、指紋センサ１４のセンサ面と接触した指の形状を、指紋画像に外接する四角形の横方向長さｘおよび縦方向長さｙとして定義し抽出する。なお、図７は本実施形態における属性情報としての指の形状を説明するための図である。
(3)の特徴点の数は、登録用指紋データ抽出部１１ａにより前記マニューシャ法を用いて登録指紋画像から抽出された特徴点を計数することによって得られる。

同様に、(4)のデータ量は、登録用指紋データ抽出部１１ａにより前記マニューシャ法を用いて抽出された登録指紋データを計測することによって得られ、(5)の処理時間は、登録用指紋データ抽出部１１ａにより前記マニューシャ法を用いて登録指紋データを抽出するのに要した時間を計時することによって得られる。
指紋センサ１４として静電容量型のものを用いた場合、指表面の水分量に応じて出力される画像の輝度が変化する。ここで、図８Ａ，図９Ａおよび図１０Ａはそれぞれ水分量（少ない，中間，多い）の異なる指の指紋画像例を示す図であり、図８Ｂ，図９Ｂおよび図１０Ｂはそれぞれ図８Ａ，図９Ａおよび図１０Ａの指紋画像例の輝度を示すグラフである。水分量の少ない指の場合、図８Ａおよび図８Ｂに示すように輝度レベルの低い指紋画像が採取される一方、水分量の多い指の場合、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように輝度レベルの高い指紋画像が採取される。また、水分量が中程度の指の場合、図９Ａおよび図９Ｂに示すように輝度レベルが中程度（標準）の指紋画像が採取される。そこで、静電容量型の指紋センサ１４により指紋画像を採取した場合には、鮮明な指紋画像を得るべく（具体的には図９Ａおよび図９Ｂに示すように輝度レベルが中程度の指紋画像を得るべく）、指紋センサ１４からの出力のゲインを輝度状態に応じて補正することが一般的に行なわれている。このような補正に際して算出されるゲイン補正量は指表面の水分量と等価な値であり、(6)の指表面の水分量は、ゲイン補正量として抽出することができる。

図４に示すような指紋認証システムにおいて、利用者が、自宅のパーソナルコンピュータ（図４の指紋認証装置１０Ａに対応）から、インターネット等を介して指紋認証サーバ２０に対し指紋登録を行なう場合、(7)の登録用指紋画像の入力環境情報を、登録用属性情報として得ることができる。その入力環境情報は、具体的には、パーソナルコンピュータのＩＰ（Internet Protocol）アドレスや、ログイン中のユーザのユーザ名などである。

登録部１１ｅは、登録用指紋データ抽出部１１ａによって抽出された登録指紋データと登録用属性情報抽出部１１ｂによって抽出された複数種類の登録用属性情報とを対応付けて、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）に登録するものである。より具体的には図５に示すごとく、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）において、指紋登録者の登録指紋画像から抽出された登録指紋データおよび複数種類（図５では３種類）の登録用属性情報は、その指紋登録者のＩＤに対応付けられ、テーブル形式でデータベース化されて登録・格納されている。

ここで、図５は本実施形態の登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）におけるデータ内容を説明するための図であり、この図５に示す例では、各指紋登録者のＩＤ（ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３）に、登録指紋データ（指紋データ１，指紋データ２，指紋データ３）と、３種類の属性情報ａ（例えば紋様種別；属性ａ１，ａ２，ａ３），ｂ（例えば特徴点数；属性ｂ１，ｂ２，ｂ３），ｃ（例えば水分量；属性ｃ１，ｃ２，ｃ３）とが対応付けられている。

なお、図３に示す指紋認証装置１０において、登録部１１ｅは、同じパーソナルコンピュータに内蔵された記憶装置１５（登録用データ格納部１５ｂ）に、登録指紋データおよび複数種類の登録用属性情報を登録する一方、図４に示す指紋認証システムにおいて、登録部１１ｅは、通信回線（ＬＡＮ３０）を介して、指紋認証サーバ２０における記憶装置２５（登録用データ格納部２５ｂ）に、登録指紋データおよび複数種類の登録用属性情報を登録する。

また、上述した本実施形態の指紋データ登録装置の動作（指紋データ登録手順）については、図１１を参照しながら後述する。
〔２−２〕指紋データ照合装置の機能構成
図２に示す本実施形態の指紋データ照合装置は、指紋センサ１４（２４），照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ），照合用属性情報抽出部１１ｂ（２１ｂ），登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ），照合処理部１１ｄ（２１ｄ），照合結果出力部１３（２３）および登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）によって構成されている。なお、照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ），照合用属性情報抽出部１１ｂ（２１ｂ），登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）および照合処理部１１ｄ（２１ｄ）としての機能は、ＣＰＵ１１（２１）が指紋登録／照合プログラム１５ａ（指紋照合プログラム２５ａ）を実行することにより実現される。

指紋センサ１４（２４）は、前述した通り静電容量式，光学式，感熱式等のセンサであり、一対多認証を行なうための照合用生体情報としての照合用指紋画像を認証対象者から採取してＣＰＵ１１（２１）に入力する照合用生体情報入力部（指紋情報入力部）として機能するものである。
照合用指紋データ抽出部（照合用特徴情報抽出部）１１ａ（２１ａ）は、例えば特開平１１−１９５１１９号公報に開示されたマニューシャ法を用いて、指紋センサ１４（２４）によって入力された照合用指紋画像から、照合指紋データ（照合用特徴情報）を抽出するものである。ここで抽出される照合指紋データは、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）に予め登録されている登録指紋データと同一種類のもので、本実施形態では、指紋画像中の隆線の特徴点に関する情報〔特徴点の位置，種類（端点，分岐点）および方向や、その特徴点を隆線に投影して得られる投影特徴点の位置など〕である。

照合用属性情報抽出部１１ｂ（２１ｂ）は、指紋センサ１４（２４）によって入力された照合用指紋画像から、照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ）によって抽出される照合指紋データとは異なる複数種類の照合用属性情報を抽出するものである。この照合用属性情報抽出部１１ｂ（２１ｂ）には、抽出すべき照合用属性情報の種類毎に、その属性情報を抽出するための属性情報抽出部１１ｂ−１（２１ｂ−１），１１ｂ−２（２１ｂ−２），１１ｂ−３（２１ｂ−３），…がそなえられている。

照合用属性情報としては、例えば以下の(1)〜(7)のうち、図１に示す登録用属性情報抽出部１１ａによって抽出された登録用属性情報と同一種類のものが抽出される。
(1)照合用指紋画像における指紋の紋様種別
(2)照合用指紋画像における指の形状
(3)照合用指紋画像から抽出された特徴点の数
(4)照合用指紋画像から抽出された照合指紋データ（照合用特徴情報）のデータ量
(5)照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ）によって照合指紋データを抽出するのに要した処理時間（計算時間）
(6)照合用指紋画像における指表面の水分量
(7)照合用指紋画像の入力環境情報
これらの照合用属性情報(1)〜(7)の抽出手法は、項目〔２−１〕において説明した、登録用属性情報(1)〜(7)の抽出手法と同様であるので、その説明は省略する。

登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）は、後述する照合優先順位算出部としての機能を有し、この照合優先順位算出部としての機能によって算出された照合優先順位に従って、登録指紋データを登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から順次読み出して照合処理部１１ｄ（２１ｄ）に入力するものである。
上記照合優先順位算出部は、照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ）によって抽出された照合指紋データと照合されるべく登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）に予め保持されている複数の登録指紋データの照合優先順位を、これらの登録指紋データのそれぞれに対応付けられて登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）に予め保存されている複数種類の登録用属性情報と、照合用属性情報抽出部１１ｂ（２１ｂ）によって抽出された複数種類の照合用属性情報とに基づいて算出するものである。この照合優先順位算出部は、下記２種類の手法(a)，(b)のいずれか一方によって、照合優先順位を算出・決定している。

手法(a)： まず、複数種類の照合用属性情報と各登録指紋データに対応付けられた複数種類の登録用属性情報とをそれぞれ比較して一致するか否かを判断する。そして、登録指紋データ毎に、当該登録指紋データに対応付けられた複数種類の登録用属性情報のうち、照合用属性情報と一致すると判断されたものに予め付与された重み係数を合計し、その合計値を、当該登録指紋データについての属性情報一致度スコアとして算出する。このようにして登録指紋データ毎に算出された属性情報一致度スコアの大きさ順に従って、照合優先順位を決定する。この手法(a)については、図１３および図１４を参照しながら具体的に説明する。

手法(b)： 手法(a)と同様に、まず、複数種類の照合用属性情報と各登録指紋データに対応付けられた複数種類の登録用属性情報とをそれぞれ比較して一致するか否かを判断する。そして、複数種類の登録用属性情報のうち、照合用属性情報と一致すると判断されたものに予め付与された優先順位に従って、照合優先順位を決定し、その照合優先順位に従って登録指紋データの並べ替えを行なう。この手法(b)については、図１６〜図１８を参照しながら具体的に説明する。

照合処理部（照合部）１１ｄ（２１ｄ）は、照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ）によって抽出された照合指紋データを、上記照合優先順位算出部としての機能によって算出された照合優先順位に従って、順次、複数の登録指紋データと照合することにより、複数の登録指紋データの中から照合指紋データと一致するものを特定し、その照合結果（特定結果）を照合結果出力部１３（２３）に通知するものである。

なお、実際には、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）は、照合指紋データを、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出された登録指紋データと順次照合することにより、照合優先順位に従った照合を自動的に行なうようになっている。
また、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）による指紋照合方式としては、例えばマニューシャ法，パターンパッチング法などの一般的な方式が用いられるが、特にこれらの方式に限定されるものではなく、どのような指紋照合方式を採用しても構わない。

さらに、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）は、下記２種類の手法(i)，(ii)のいずれか一方によって、照合指紋データの特定を行なっている。
手法(i)： 照合指紋データと所定基準を満たして一致する登録指紋データが出現した時点で、照合指紋データと各登録指紋データとの照合を終了し、前記所定基準を満たす当該登録指紋データを、照合指紋データと一致するものとして特定する。この手法(i)については、図１２を参照しながら具体的に説明する。

手法(ii)： 登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって算出された照合優先順位が基準順位よりも高い登録指紋データを照合対象グループとしてグループ化し、照合指紋データと前記照合対象グループに属する全ての登録指紋データとの照合を行ない、その照合の結果、最も一致度の高い登録指紋データを、照合用特徴情報と一致するものとして特定する。この手法(ii)については、図１５を参照しながら具体的に説明する。

照合結果出力部１３（２３）は、図３（図４）に示す入出力インタフェース１３（２３）によって実現されるもので、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）から通知された照合結果（特定結果）を出力するものである。
なお、図３に示す指紋認証装置１０においては、登録用生体情報入力部および照合用生体情報入力部としての機能が一つの指紋センサ（生体情報入力部）１４によって実現され、登録用特徴情報抽出部および照合用特徴情報抽出部としての機能が一つの指紋データ抽出部（特徴情報抽出部）１１ａによって実現され、登録用属性情報抽出部および照合用属性情報抽出部としての機能が一つの属性情報抽出部１１ｂによって実現されている。

〔２−３〕その他
上述した指紋登録／照合プログラム（生体情報登録／照合プログラム）１５ａ，指紋登録プログラム（生体情報登録プログラム）１５ｃおよび指紋照合プログラム（生体情報照合プログラム）２５ａは、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータ（ＣＰＵ１１，２１）はその記録媒体からプログラム１５ａ，１５ｃ，２５ａを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラム１５ａ，１５ｃ，２５ａを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータ（ＣＰＵ１１）に提供するようにしてもよい。

ここで、コンピュータとは、ハードウエアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーションシステムの制御の下で動作するハードウエアを意味している。また、オペレーションシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウエアを動作させるような場合には、そのハードウエア自体がコンピュータに相当する。ハードウエアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえている。上記アプリケーションプログラムは、このようなコンピュータに、指紋認証装置１０，１０Ａや指紋認証サーバ２０としての機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくオペレーティングシステムによって実現されてもよい。

さらに、本実施形態における記録媒体としては、上述したフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスクのほか、ＩＣカード，ＲＯＭカートリッジ，磁気テープ，パンチカード，コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ），外部記憶装置等や、バーコードなどの符号が印刷された印刷物等の、コンピュータ読取可能な種々の媒体を利用することができる。

〔３〕本実施形態の動作
次に、上述した本実施形態の指紋認証システム（指紋データ登録装置や指紋データ照合装置）の動作について、図１１〜図１８を参照しながら説明する。
〔３−１〕指紋データ登録手順
図１１に示すフローチャート（ステップＳ１１〜Ｓ１７）に従って、図１に示す指紋データ登録装置の動作（つまり指紋データ登録手順）について説明する。

一対多認証に用いられる登録指紋データの登録を行なう際、登録対象者は、指紋センサ１４を通じて指紋画像を入力する（ステップＳ１１）。入力された指紋画像から、登録用指紋データ抽出部１１ａにより登録指紋データが抽出されるとともに（ステップＳ１２）、登録用属性情報抽出部１１ｂにより複数の登録用属性情報が抽出される（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。

登録用属性情報の抽出に際しては、まず、１番目の属性情報の項目（属性項目）を呼び出し（ステップＳ１３）、その項目に対応する登録用属性情報を属性抽出部１１ｂ−１によって抽出し（ステップＳ１４）、その属性項目が最後のものであるか否かを判断する（ステップＳ１５）。最後のものではない場合（ステップＳ１５のＮＯルート）、次の属性項目を呼び出し（ステップＳ１６）、その属性項目に対応する登録用属性情報を属性抽出部１１ｂ−２，１１ｂ−３，…によって抽出する（ステップＳ１４）。

このような抽出処理を繰り返し、予め指定されている複数種類の登録用属性情報を全て抽出すると（ステップＳ１５のＹＥＳルート）、登録部１１ｅによって、登録用指紋データ抽出部１１ａによって抽出された登録指紋データと登録用属性情報抽出部１１ｂによって抽出された複数種類の登録用属性情報とが、登録対象者のＩＤに対応付けられて、図５に示すようなテーブル形式のデータベースとして登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）に登録される（ステップＳ１７）。

〔３−２〕指紋データ照合手順
図１２に示すフローチャート（ステップＳ２１〜Ｓ３５）に従って、図２に示す指紋データ照合装置の動作（つまり指紋データ照合手順）について説明する。
照合を行なう際、認証対象者は、指紋センサ１４（２４）を通じて指紋画像を入力する（ステップＳ２１）。入力された指紋画像から、照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ）により照合指紋データが抽出されて照合処理部１１ｄ（２１ｄ）に入力されるとともに（ステップＳ２２）、照合用属性情報抽出部１１ｂ（２１ｂ）により複数の照合用属性情報が抽出される（ステップＳ２３〜Ｓ２６）。

照合用属性情報の抽出に際しては、１番目の属性情報の項目（属性項目）を呼び出し（ステップＳ２３）、その項目に対応する照合用属性情報を属性抽出部１１ｂ−１（２１ｂ−１）によって抽出し（ステップＳ２４）、その属性項目が最後のものであるか否かを判断する（ステップＳ２５）。最後のものではない場合（ステップＳ２５のＮＯルート）、次の属性項目を呼び出し（ステップＳ２６）、その属性項目に対応する照合用属性情報を属性抽出部１１ｂ−２（２１ｂ−２），１１ｂ−３（２１ｂ−３），…によって抽出する（ステップＳ２４）。

このような抽出処理を繰り返し、予め指定されている複数種類の照合用属性情報を全て抽出すると（ステップＳ２５のＹＥＳルート）、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）の照合優先順位算出部としての機能により、上記手法(1)を用いて属性情報の一致判定が行なわれるとともに属性情報一致度スコアが算出され（ステップＳ２７；詳細については後述）、複数の登録指紋データの照合優先順位が算出・決定される（ステップＳ２８）。

そして、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって、上記照合優先順位に従って、順次、登録指紋データが登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出されて照合処理部１１ｄ（２１ｄ）に入力され、この照合処理部１１ｄ（２１ｄ）において、上記手法(i)を用い以下のようにして複数の登録指紋データの中から照合指紋データと一致するものが特定される（ステップＳ２９〜Ｓ３３）。

まず、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって、１番目の登録指紋データ、つまり属性情報一致度スコアの最も大きく照合優先順位の最も高い登録指紋データが登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出され（ステップＳ２９）、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）において、１番目の登録指紋データと照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ）によって抽出された照合指紋データとの照合が行なわれる（ステップＳ３０）。

その照合結果に基づいて、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）により、照合指紋データと登録指紋データとが所定基準を満たして一致しているか否か、つまり、認証対象者の指紋がその登録指紋データを登録した本人の指紋であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。
本人の指紋ではないと判断された場合（ステップＳ３１のＮＯルート）、今回、照合対象となった登録指紋データが最後の指紋データであるか否かが判断され（ステップＳ３２）、最後の指紋データではないと判断された場合（ステップＳ３２のＮＯルート）、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって、次に照合優先順位の高い登録指紋データが登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出され（ステップＳ３３）、上述と同様の処理（ステップＳ３０〜Ｓ３２）が実行される。

ステップＳ３１において本人の指紋であると判断された場合（ＹＥＳルート）、照合指紋データと一致するものが複数の登録指紋データの中から特定され、認証対象者が登録者本人であるとする照合結果が、照合結果出力部１３（２３）から出力され（ステップＳ３４）、照合処理を終了する。
このようにして、照合処理部１１ａ（２１ａ）は、照合指紋データと所定基準を満たして一致する登録指紋データが出現した時点、即ちステップＳ３１でＹＥＳ判定となった時点で、照合指紋データと各登録指紋データとの照合を終了し、その所定基準を満たした登録指紋データを、照合指紋データと一致するものとして特定する。つまり、図１２に示す照合手順では、照合優先順で登録指紋データと照合指紋データとの照合を行ない、最初に照合基準を満たした登録指紋データが、認証対象者のものであると認定し、その認証対象者が登録者本人であることを認証している。

一方、ステップＳ３２において登録指紋データが最後の指紋データであると判断された場合（ＹＥＳルート）、複数の登録指紋データの中から、前記所定基準を満たして照合指紋データと一致するものを特定することができなかったことになり、認証対象者の指紋は登録指紋データとして登録されていない旨（本人認証に失敗した旨）が、照合結果出力部１３（２３）から出力され（ステップＳ３５）、照合処理を終了する。

〔３−３〕照合優先順位算出手順
図１３および図１４を参照しながら、本実施形態における照合優先順位算出手順、つまり、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）の照合優先順位算出部としての機能によって実行される、図１２のステップＳ２７での処理手順について、より具体的に説明する。

ここで、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）においては、図１３に示すごとく、図５に示した例と同様のデータ内容が登録されているものとする。つまり、指紋登録者のＩＤ（ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３）に対応して、登録指紋データ（指紋データ１，指紋データ２，指紋データ３）と、登録用属性情報ａ（例えば紋様種別；属性ａ１，ａ２，ａ３），登録用属性情報ｂ（例えば特徴点数；属性ｂ１，ｂ２，ｂ３）および登録用属性情報ｃ（例えば水分量；属性ｃ１，ｃ２，ｃ３）とが登録されている。また、図１３に示すように、登録用属性情報ａ，ｂ，ｃには、それぞれ重み係数３，２，１が予め付与されている。これらの重み係数は、各属性情報の検出精度やデータのばらつき等を考慮して決定される。

そして、照合用属性情報と登録用属性情報とを比較し一致／不一致の判定を行なう。その結果、例えば、ＩＤ２についての３つの属性ａ２，ｂ２，ｃ２がそれぞれ照合用属性情報ａ，ｂ，ｃと一致し、ＩＤ１についての２つの属性ａ１，ｃ１が照合用属性情報ａ，ｃと一致し、ＩＤ３についての属性ｂ３が照合用属性情報ｂと一致したものとする。図１４において、下線を付与した属性が、照合用属性情報と一致した属性とする。

この後、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）は、照合用属性情報と一致した属性に予め付与された重み係数を合計し、その合計値を、各登録指紋データについての属性一致度スコアとして算出する。従って、図１４に示す例では、ＩＤ２の指紋データ２の属性一致度スコアは３＋２＋１＝６となり、ＩＤ１の指紋データ１の属性一致度スコアは３＋１＝４となり、ＩＤ３の指紋データ３の属性一致度スコアは２となる。図１４では、上述のように算出された属性一致度スコアの大きさ順にデータが並べ替えられている。本実施形態では、この属性一致度スコアが高いものほど、照合優先順位が高いものとする。

〔３−４〕指紋データ照合手順の変形例
図１５に示すフローチャート（ステップＳ２１〜Ｓ２６，Ｓ５０〜Ｓ６２）に従って、図２に示す指紋データ照合装置の動作（つまり指紋データ照合手順）の変形例について説明する。
この変形例においても、図１２を参照しながら前述した動作（手順）と同様、認証対象者は、指紋センサ１４（２４）を通じて指紋画像を入力し（ステップＳ２１）、入力された指紋画像から、照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ）により照合指紋データが抽出されて照合処理部１１ｄ（２１ｄ）に入力されるとともに（ステップＳ２２）、照合用属性情報抽出部１１ｂ（２１ｂ）により複数の照合用属性情報が抽出される（ステップＳ２３〜Ｓ２６）。

予め指定されている複数種類の照合用属性情報を全て抽出すると（ステップＳ２５のＹＥＳルート）、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）の照合優先順位算出部としての機能により、上記手法(2)を用いて属性情報の一致判定を行ない、その一致判定結果に基づいて、複数の登録指紋データの照合優先順位の算出（実際には、登録指紋データの並べ替え）を行なう（ステップＳ５０）。

そして、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）は、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって算出された照合優先順位が基準順位よりも高い登録指紋データ（登録指紋データの並べ替え結果のうちの上位登録指紋データ）を照合対象グループとしてグループ化し、その照合対象グループに属する登録指紋データの数を規定値ｎとして設定する（ステップＳ５１）。

この後、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって、照合対象グループに属する登録指紋データが、順次、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出されて照合処理部１１ｄ（２１ｄ）に入力され、この照合処理部１１ｄ（２１ｄ）において、上記手法(ii)を用い以下のようにして複数の登録指紋データの中から照合指紋データと一致するものが特定される（ステップＳ５２〜Ｓ６０）。

まず、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって、１番目の登録指紋データ、つまり属性情報一致度スコアの最も大きく照合優先順位の最も高い登録指紋データを登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出すとともに（ステップＳ５２）、初期設定（Ｎ＝１）を行なってから（ステップＳ５３）、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）において、１番目の登録指紋データと照合用指紋データ抽出部１１ａ（２１ａ）によって抽出された照合指紋データとの照合が行なわれる（ステップＳ５４）。

そして、照合を行なった結果得られる、登録指紋データと照合用指紋データとの一致度合いを示す一致度スコアが、最高スコアであるか否か（これまで得られた一致度スコアの最高値よりも大きいか否か）を判断する（ステップＳ５５）。最高スコアである場合（ステップＳ５５のＹＥＳルート；1番目の登録指紋データについては、当然、最高スコアとなる）、その一致度スコアを最高スコアとして保持しておく（ステップＳ５６）。

今回得られた一致度スコアが最高スコアではないと判定された場合（ステップＳ５６のＮＯルート）、もしくは、最高スコアを保持した後、ＮがステップＳ５１で設定された規定値ｎ以上であるか否か、即ち、照合対象グループに属する全ての登録指紋データについて照合を終了したか否かを判断する（ステップＳ５７）。
Ｎが規定値ｎよりも小さい場合（ステップＳ５７のＮＯルート）、ＮとしてＮ＋１を設定してから（ステップＳ５８）、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって、照合対象グループに属する次の登録指紋データが登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出され（ステップＳ５９）、上述と同様の処理（ステップＳ５４〜Ｓ５７）が実行される。

ステップＳ５７においてＮが規定値ｎ以上であると判断された場合、つまり照合対象グループに属する全ての登録指紋データについて照合を終了した場合（ステップＳ５７のＹＥＳルート）、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）は、ステップＳ５６で保持された最終的な最高スコアが認証対象者を本人として認証可能な一定スコア以上であるか否か、つまり、認証対象者の指紋が、最高スコアを獲得した登録指紋データの登録者本人の指紋であるか否かを判断する（ステップＳ６０）。

ステップＳ６０において本人の指紋であると判断された場合（ＹＥＳルート）、照合指紋データと一致するものが複数の登録指紋データ（照合対象グループ）の中から特定され、認証対象者が登録者本人であるとする照合結果が、照合結果出力部１３（２３）から出力され（ステップＳ６１）、照合処理を終了する。
一方、ステップＳ６０において、ステップＳ５６で保持された最終的な最高スコアが上記一定スコア未満であると判断された場合（ＮＯルート）、照合対象グループの中から、照合指紋データと一致する登録指紋データを特定することができなかったことになり、保持されていた最高スコアを破棄するとともに、認証対象者の指紋は登録指紋データとして登録されていない旨（本人認証に失敗した旨）が、照合結果出力部１３（２３）から出力され（ステップＳ６２）、照合処理を終了する。

このように、図１５に示す照合手順では、照合指紋データを、照合対象グループに属する全ての登録指紋データと照合した上で、その照合の結果得られた、最も一致度の高い登録指紋データが、所定の照合基準を満たしている場合に、認証対象者のものであると認定し、その認証対象者が登録者本人であることを認証している。
一般に、指紋照合では、上述のごとく一致度合いをスコアで表し、そのスコアが一定スコア以上であれば本人と認証する。図１２に示す照合手順では、照合優先順位に従って照合を実施し、照合に成功した時点で認証対象者が本人であると認証しているので、無作為に総当りで照合を行なう場合に比べれば、特定された登録指紋データが本人の指紋である確率は極めて高い。しかし、その特定された登録指紋データが他人のものである可能性も僅かながらある。

そこで、図１５に示す照合手順では、登録指紋データをグループ化し、照合優先順位の最も高いグループを照合対象グループとし、その照合対象グループの中で最高スコアを獲得した登録指紋データを、認証対象者のものとして特定することにより、誤って他人を受け入れる確率を大幅に減らすことができる。
〔３−５〕照合優先順位算出手順の変形例
図１６〜図１８を参照しながら、本実施形態における照合優先順位算出手順の変形例、つまり、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）の照合優先順位算出部としての機能によって実行される、図１５のステップＳ５０での登録指紋データの並べ替え処理手順について、より具体的に説明する。

なお、ここでも、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）においては、図１７に示すごとく、図５，図１３や図１４に示した例と同様のデータ内容が登録されているものとする。つまり、指紋登録者のＩＤ（ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３）に対応して、登録指紋データ（指紋データ１，指紋データ２，指紋データ３）と、登録用属性情報ａ（属性ａ１，ａ２，ａ３），登録用属性情報ｂ（属性ｂ１，ｂ２，ｂ３）および登録用属性情報ｃ（属性ｃ１，ｃ２，ｃ３）とが登録されている。また、図１７に示すように、登録用属性情報ａ，ｂ，ｃには、それぞれ優先順位２，１，３が予め付与されているものとする。この優先順位は、各属性情報の検出精度やデータのばらつき等を考慮して決定される。

図１６に示すフローチャート（ステップＳ７１〜Ｓ７５）に従って、登録指紋データの並べ替え処理手順について説明する。まず、１番目の優先順位項目の属性情報（図１７に示す例では属性情報ｂ）を登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出し（ステップＳ７１）、照合用属性情報ｂと登録用属性情報ｂ１，ｂ２，ｂ３とを比較し一致／不一致の判定を行ない（ステップＳ７２）、その判定結果に基づいて登録指紋データをソートする（ステップＳ７３）。

この後、今回一致判定を行なった属性情報の項目が最後のもの（優先順位が最下位のもの）であるか否かを判断し（ステップＳ７４）、最後のものではない場合（ステップＳ７４のＮＯルート）、次の優先順位項目の属性情報を登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）から読み出し（ステップＳ７５）、上述と同様の処理（ステップＳ７２〜Ｓ７４）を繰り返し実行する。そして、ステップＳ７４で属性情報の項目が最後のものであると判断された場合（ステップＳ７４のＹＥＳルート）、並べ替え処理を終了する。

このような並べ替え処理を行なうことにより、図１７に示す例では、まず、照合用属性情報ｂと登録用属性情報ｂ１，ｂ２，ｂ３とが一致したグループ（指紋データ２＆３）と一致しなかったグループ（指紋データ１）とに分類され、次に、照合用属性情報ｂと登録用属性情報とが一致したグループ（指紋データ２＆３）内において、照合用属性情報ａと登録用属性情報ａ２，ａ３とが一致したグループ（指紋データ２）と一致しなかったグループ（指紋データ３）とに分類される。これにより、図１７に示すような順序に並べ替えられ、最上位グループは指紋データ２、２番目のグループは指紋データ３、３番目のグループは指紋データ１を含むことになる。なお、図１７においても、下線を付与した属性が、照合用属性情報と一致した属性とする。

図１７に示す例では、登録指紋データの数が３個しか存在しないため、３つのグループに分類されているが、多数の登録指紋データが登録されている場合には、図１８に示すように、最大８個のグループに分類される。図１８では、図１７に示した例と同様、各登録指紋データに対し３種類の登録用属性情報ａ，ｂ，ｃが対応付けられ、登録用属性情報ａ，ｂ，ｃにそれぞれ優先順位２，１，３が予め付与されているものとすると、最上位グループは属性情報ａ，ｂ，ｃの全てが一致した登録指紋データのグループとなり、第２位グループは属性情報ａ，ｂの２つが一致した登録指紋データのグループとなり、第３位グループは属性情報ｂ，ｃの２つが一致した登録指紋データのグループとなり、第４位グループは属性情報ｂのみが一致した登録指紋データのグループとなり、第５位グループは属性情報ａ，ｃの２つが一致した登録指紋データのグループとなり、第６位グループは属性情報ａのみが一致した登録指紋データのグループとなり、第７位グループは属性情報ｃのみが一致した登録指紋データのグループとなり、第８位グループは属性情報が全く一致しなかった登録指紋データのグループとなる。

照合優先順位算出部としての機能によってこのようなグループ分けを行なった上で、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）は、最上位グループのみを照合対象グループとして選択してもよいし、上位の複数グループを照合対象グループとして選択してもよい。
〔４〕指紋データ照合装置の変形例
図１９は本実施形態における指紋データ照合装置（生体情報照合装置）の変形例の機能構成を示すブロック図である。この図１９に示す指紋データ照合装置も、図２に示した指紋データ照合装置とほぼ同様に構成されているが、図１９に示す指紋データ照合装置では、属性情報変更部１１ｆ（２１ｆ）とデータ管理部１１ｇ（２１ｇ）とがさらに追加されている。

なお、図１９および以下の説明中において、括弧無し符号は、図３に示すハードウエア構成（指紋認証装置１０）で実現される機能構成に付与されたものであり、括弧付き符号は、図４に示すハードウエア構成（指紋認証システム）で実現される機能構成に付与されたものである。また、属性情報変更部１１ｆ（２１ｆ）およびデータ管理部１１ｇ（２１ｇ）としての機能は、ＣＰＵ１１（２１）が指紋登録／照合プログラム１５ａ（指紋照合プログラム２５ａ）を実行することにより実現される。

ここで、属性情報変更部１１ｆ（２１ｆ）は、照合処理部１１ｄ（２１ｄ）により複数の登録指紋データの中から照合特指紋データと一致するものが特定された場合（照合に成功し本人認証された場合）に、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）における登録用属性情報を、照合用属性情報抽出部１１ｂ（２１ｂ）によって抽出された照合用属性情報に変更・更新しうる変更部として機能するものである。

属性情報の中には、普遍的な性質を有するもの（例えば、紋様種別や特徴点の数など）や、状況によって変化するもの（例えば、指表面の水分量状態や入力環境情報など）がある。そこで、照合を行なった際に登録時と属性値が変化している場合、属性情報変更部１１ｆ（２１ｆ）によって、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）における登録用属性情報を照合時の値に変更・更新することで、照合優先順位の決定精度をより高めることが可能になる。ただし、このような変更・更新処理は、前述した通り、照合に成功し本人認証された場合に限定して実行される。

ここで、データ管理部１１ｇ（２１ｇ）は、登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）における登録指紋データの数を管理・監視し、その数に応じて、登録用データ読出し制御部１１ｃ（２１ｃ）によって照合優先順位を算出する際に使用される、登録用属性情報／照合用属性情報の種類数を変更する管理部として機能するものである。
登録用データ格納部１５ｂ（２５ｂ）に登録されている登録指紋データの数が少ない場合には、属性情報を用いた照合優先順位の算出に必要な処理時間の比率が、照合処理に要する全ての時間に占める割合に対して大きくなることがありうる。そこで、データ管理部１１ｇ（２１ｇ）により、登録指紋データ数に応じて、照合優先順位を算出するために使用する属性情報の種類数を制御することで、処理時間の最適化を測ることが可能である。具体的には、登録指紋データの数が少ない場合は、照合優先順位を算出するために使用する属性情報の種類数も少なくする。

〔５〕本実施形態の効果
上述した本実施形態の指紋データ登録装置，指紋データ照合装置および指紋認証システムによれば、指紋画像を用いて一対多認証を行なう際に、複数の登録指紋データの照合優先順位が、各登録指紋データに対応付けられている複数種類の登録用属性情報と認証対象者の指紋画像から抽出された複数種類の照合用属性情報とに基づいて算出され、認証対象者の指紋画像から抽出された照合指紋データが、算出された照合優先順位に従って、順次、登録指紋データと照合され、複数の登録指紋データの中から照合指紋データと一致するものが特定される。

このように複数種類の属性情報に基づいて決定された照合優先順位の上位に位置する登録指紋データほど、認証対象者本人の指紋データである確率が高い。従って、一対多認証を行なう際に照合指紋データを全ての登録指紋データと総当りで照合を行なわなくても、照合優先順位に従って照合を行ない、ある程度の一致度が得られれば、認証対象者本人の登録指紋データを確定することが可能であり、照合処理に要する時間（照合回数）を大幅に削減できるとともに、照合精度の向上をはかることができる。

従来のごとくランダムに並んだ登録指紋データを対象にして照合を順次行なう場合、誤照合（誤って他人の照合指紋データを受け入れてしまう照合）の可能性があるため、照合基準のレベルを極めて高く設定し照合の結果得られた一致度がそのレベルを超えた場合にのみ本人認証するか、もしくは、総当りで全ての登録指紋データとの照合を実施してから最も一致度の高い登録指紋データを本人のものであると特定している。前者の場合、照合基準のレベルを超えた場合にはほぼ確実に本人認証を行なうことが可能であるが照合基準のレベルが高すぎるために本人認証に失敗する可能性が高く実用的ではない。また、後者の場合、全ての登録指紋データと照合を行なわなければならず照合処理に時間がかかりすぎてしまう。

これに対し、本実施形態によれば、前述したように、一対多の指紋照合を行なう際に、照合指紋データが、複数の属性情報によって決定された照合優先順位に従い、一致確率の高い登録指紋データから順に、その登録指紋データと照合されるので、照合処理に要する時間（照合回数）を大幅に削減できるとともに、指紋データと複数の属性情報とによって、かなり高い精度で実用的な本人認証を行なうことが可能になる。

また、前述したように、図１５に示すような照合手順を用いた場合、登録指紋データがグループ化され、照合優先順位の最も高いグループを照合対象グループとし、その照合対象グループの中で最高スコアを獲得した登録指紋データが、認証対象者のものとして特定されるので、誤って他人を受け入れる確率を大幅に減らすことができ、照合精度をより高めることができる。

〔６〕その他
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態では、生体情報が指紋画像である場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、生体情報が掌紋，虹彩（虹彩筋肉紋様），音声，顔画像，血管パターン（眼底網膜血管網，静脈血管網），動的署名，キーストローク等である場合にも上述と同様に適用され、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、上述した実施形態では、複数の属性情報が例えば紋様種別，特徴点数，水分量の３種類の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前述した(1)〜(7)の属性情報うちの２以上のものを用いれば、上述した実施形態と同様の作用効果得ることができる。
ここで、属性情報の一致／不一致判定は、実際には以下のようにして行なわれる。紋様種別や入力環境情報の一致／不一致判定は、照合用属性情報と登録用属性情報とが完全一致したか否かで行なわれる。形状ｘ，ｙの一致／不一致判定は、例えば、照合用ｘ，ｙと登録用ｘ，ｙとの差がそれぞれ所定範囲内にあるか否か、もしくは、照合用比率ｘ／ｙと登録用比率ｘ／ｙとの差が所定範囲内にあるか否かで行なわれる。特徴点数，データ量，処理時間，指表面の水分量の一致／不一致判定は、例えば、照合用属性値と登録用属性値との差が所定範囲内にあるか否かで行なわれる。

以上のように、本発明によれば、生体情報を用いて一対多認証を行なう際に、照合用特徴情報を全ての登録用特徴情報と総当りで照合を行なわなくても、照合優先順位に従って照合を行ない、ある程度の一致度が得られれば、認証対象者本人の登録用特徴情報を確定することが可能であり、照合処理に要する時間（照合回数）を大幅に削減できるとともに、照合精度の向上をはかることもできる。

従って、本発明は、例えば指紋，掌紋，虹彩，音声，顔画像，血管パターン，動的署名，キーストローク等の生体情報による個人認証を行なうシステムに用いて好適であり、その有用性は極めて高いものと考えられる。

Claims (5)

1. 一対多認証を行なうための照合用生体情報を認証対象者から採取して入力する照合用生体情報入力部と、
   該照合用生体情報入力部によって入力された前記照合用生体情報から照合用特徴情報を抽出する照合用特徴情報抽出部と、
   該照合用生体情報入力部によって入力された前記照合用生体情報から、前記照合用特徴情報とは異なる複数種類の照合用属性情報を抽出する照合用属性情報抽出部と、
   該照合用特徴情報抽出部によって抽出された前記照合用特徴情報と照合されるべき複数の登録用特徴情報の照合優先順位を、前記複数の登録用特徴情報のそれぞれに対応付けられている複数種類の登録用属性情報と該照合用属性情報抽出部によって抽出された前記複数種類の照合用属性情報とに基づいて算出する照合優先順位算出部と、
   該照合用特徴情報抽出部によって抽出された前記照合用特徴情報を、該照合優先順位算出部によって算出された前記照合優先順位に従って、順次、前記複数の登録用特徴情報と照合することにより、該複数の登録用特徴情報の中から前記照合用特徴情報と一致するものを特定しうる照合部とをそなえ、
   該照合優先順位算出部が、
   前記複数種類の照合用属性情報と各登録用特徴情報に対応付けられた前記複数種類の登録用属性情報とをそれぞれ比較して一致するか否かを判断し、
   前記複数種類の登録用属性情報のうち、前記照合用属性情報と一致すると判断されたものに予め付与された優先順位に従って、前記照合優先順位を決定することを特徴とする、生体情報照合装置。
2. 該照合部が、
   前記照合用特徴情報と所定基準を満たして一致する登録用特徴情報が出現した時点で、前記照合用特徴情報と各登録用特徴情報との照合を終了し、
   前記所定基準を満たす当該登録用特徴情報を、前記照合用特徴情報と一致するものとして特定することを特徴とする、請求項１に記載の生体情報照合装置。
3. 該照合部が、
   該照合優先順位算出部によって算出された前記照合優先順位が基準順位よりも高い登録用特徴情報を照合対象グループとしてグループ化し、
   前記照合用特徴情報と前記照合対象グループに属する全ての登録用特徴情報との照合を行ない、
   前記照合の結果、最も一致度の高い登録用特徴情報を、前記照合用特徴情報と一致するものとして特定することを特徴とする、請求項１に記載の生体情報照合装置。
4. 該照合部により該複数の登録用特徴情報の中から前記照合用特徴情報と一致するものが特定された場合に、前記登録用属性情報を、該照合用特徴情報抽出部によって抽出された前記照合用特徴情報に変更・更新しうる変更部をさらにそなえたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の生体情報照合装置。
5. 前記登録用特徴情報の数を管理し、その数に応じて、該照合優先順位算出部によって前記照合優先順位を算出する際に使用される、該登録用属性情報／該照合用属性情報の種類数を変更する管理部をさらにそなえたことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の生体情報照合装置。

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