JP5110983B2

JP5110983B2 - 生体認証処理システム

Info

Publication number: JP5110983B2
Application number: JP2007171375A
Authority: JP
Inventors: 藤岡敏則
Original assignee: Hitachi Omron Terminal Solutions Corp
Current assignee: Hitachi Omron Terminal Solutions Corp
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: KR20090004501A; DE602008001333D1; ATE469411T1; EP2009596B1; KR101037378B1; EP2009596A2; JP2009009434A; CN101334916A; CN101334916B; EP2009596A3

Description

本発明は、顧客の生体情報を読み取ることによって本人確認する生体認証機能を有する生体認証処理システムに関する。

金融機関と顧客との間で行われる金融取引では、金融機関は顧客の本人認証を行った上で取引を開始する。例えば、自動取引装置(ＡＴＭ)での取引の場合には、キャッシュカードと暗証番号とにより本人認証を行っている。近年、金融機関での取引において、盗難カードや偽造カード等の使用による被害が増加しており、特にＡＴＭでの取引に対しては、セキュリティの向上が強く求められるようになってきている。

上記セキュリティ向上のための方法として、金融機関が発行したカードのＩＣチップに、事前に顧客の指紋・虹彩・指静脈画像等の生体情報を登録しておき、取引時に読み取った生体情報に基づく認証データと事前に登録した生体情報に基づく登録データとの照合により、本人を認証する生体認証処理システムがＡＴＭでの取引にも適用され始めた。

生体情報は顧客毎に千差万別の固体差が有ることを特徴としているため、生体認証システムに利用されているが、生体の情報であるため、体調や気温・外光などの周囲の環境の影響を受ける。また、読み取り装置に対する生体の置き方も、上下・左右を一義的に固定できる訳ではなく、生体情報を取得する際には、生体の置き方の影響も受けることとなる。
これらの結果、生体情報を用いた生体認証装置では、登録データと認証データが一致していると確認できないといった事象や、読み取った生体情報から十分な特徴量が得られないなどの事象が発生した場合には、生体認証による本人確認ができなかったとして、取引の受付を拒否していた。
読み取る生体情報の画像品質や特徴抽出の改善を狙って、スキャン処理や特徴抽出処理を仕様変更（バージョンアップ）すると、従来の方法で登録していた登録データは使用することができなくなるため、バージョンアップした処理にて生体情報を再登録する必要があり、多大な労力・コスト・時間を費やしていた。この対策として、特許文献１では、登録データと認証データのどちらかの読み取り条件に合わせて、一方の生体情報を変換することで、顧客の生体情報を再登録する作業を不要としている。
また、特許文献2では、生体情報の読み取りでの受付拒否を減らすための改善策として、生体認証に失敗すると、その失敗要因を分析した上で、生体認証装置は顧客に生体情報の置き方などを改善するアドバイスを行って、再度生体情報を読み取っている。
さらに、特許文献３では、生体情報の読み取りでの認証拒否（ＮＧ）が散発する顧客に対して認証結果のＯＫ／ＮＧ回数を累積計数していき、所定期間でのＮＧ頻度が高ければ、再登録が必要である旨を通知して、登録データの再登録処理を行っている。

特開平２００１−８４３７１号公報特開平２００２−２９７５５０号公報特開平２００６−９９３７４号公報

従来の生体認証装置では、認証（登録）の対象となる生体情報の読み取りエリア（面積）は登録処理時・認証処理時とも同一で、データサイズ・データ量も登録データと認証データとで等しく、また、読み取り画像の品質評価や特徴抽出処理も登録処理時・認証処理時ともに同じ処理を実施している。
登録処理と認証処理の差異としては、登録処理のみが特徴抽出後にＩＣチップに登録データを書き込む処理を実施している点、認証処理のみが特徴抽出後に登録データと認証時に読み取られた認証データとを比較、照合して、得られた類似度が所定の判定値を越えているか否かで、認証合否を判定する処理を実施している点が異なっているに過ぎない。このように認証処理時に品質向上処理などの補助的処理は実施されておらず、認証成功率が十分に向上されていなかった。
また、生体認証を失敗した場合に、顧客別の情報としては認証失敗の発生回数が記録されるに過ぎず、認証失敗要因別の発生回数の累計、記録などはＡＴＭや生体認証装置にて、顧客別ではなく顧客全体に対して実施されていた。このため、顧客が自らの陥り易い生体の置き方などに気付く仕組みが十分に構築されていなかった。
上記特許文献１の生体認証技術を使用した装置では、データを変換する場合は登録データか認証データのいずれか古いバージョンの処理で生成したデータに合わせるように生体情報を変換した後、認証処理をすることとなり、生体情報を新しいバージョンで再登録するまでは、認証成功率の向上につながらないことがある。
上記特許文献２の生体認証技術を使用した装置では、生体情報画像に問題がある場合は、登録処理時には実施しない読み取り画像の品質を向上させる画像処理は実施することなく、当該の失敗要因に対して、予め蓄積された失敗要因別に分析・対応された改善内容の内、最も発生し易すそうなアドバイスを選択して顧客にガイダンスをしている。この結果、顧客に問題がある訳ではなく、読み取り画像の品質に問題がある場合には適切なアドバイスができない、不適当なアドバイスとなってしまう、あるいは読み取りでの受付拒否の発生件数を十分に低減できないことがある。
上記特許文献３の生体認証技術を使用した装置は、生体情報の読み取りでの認証失敗（ＮＧ）が多発する顧客に対して、ＮＧ頻度が高いという事実に基づき、再度登録を実施させるものであり、そのＮＧ原因を分析すること、あるいはＮＧ原因やその分析結果を顧客に提示することにより、顧客に改善をして貰うには至っていなかった。
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、高い生体認証精度を維持したまま、認証成功率の向上を図ることにより、顧客の利便性と十分なセキュリティを確保した生体認証処理システムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明では、認証処理時に生体情報の読み取り画像の品質が定量的に実施した質的評価を満足しない場合に、登録処理時には実施しない読み取り画像の品質を向上させる画像処理を認証処理にて行うことで、生体認証を成功させ、取引が開始できるようにする。
また、読み取り画像の品質を改善する処理を追加する場合は、登録処理とは無関係に認証処理へ順次加算追加する方式としておく。このように認証処理だけをバージョンアップすることで、処理のバージョンアップによる生体情報の再登録を不要とするとともに、登録処理のバージョンとは無関係に認証成功率を高める変更が可能となる。
また、登録データを登録する際に、生体の置き方に対するマージンアップを図って生体情報を取得し、登録しておく。例えば、登録処理時に読み取る生体エリアは認証処理時に読み取る生体エリアより大きい寸法で読み取った上で登録することにより、認証処理時に生体が上下／左右の位置ずれや傾きなどで少しずれて認証装置に置かれても、登録データの中に認証データが包含されるようにすることで照合を可能とする。
さらに、生体読み取りエリアを全体一画面だけでなく、上下／左右などにもエリア分割して、それぞれのエリアでも特徴抽出して登録データとしておき、認証失敗でのリトライ毎に分割エリア別の照合結果を調べて、全エリアがＯＲ条件でＯＫになれば、総合認証結果をＯＫとする。また、分割エリア別の照合結果により、生体読み取りエリアのどの部分（エリア）がＮＧとなっているかが分かるので、エリア全体では不明確だったＮＧ要因がより正確に分析できるようになり、ＮＧ要因を改善する生体の置き方を適切にガイダンスすることが可能となる。
また、生体認証が失敗した場合のＮＧ要因別の発生回数を、顧客個別に累計して記録していく。この記録データを基に、生体の置き方を適切に改善できるようにガイダンスし、顧客が生体認証処理での生体情報の読み取り時に陥り易い認証失敗（ＮＧ）の要因の傾向を確認して気付くことができるようにする。

本発明によれば、認証処理のみを順次バージョンアップしていくことで、認証成功率を高める変更が可能となる。また、認証失敗した場合に、顧客は自分が陥り易い生体の置き方に気付いて、生体情報の読み取りや画像品質の改善に対する理解を深めることができるので、以降の取引時には、認証処理時の生体の置き方を改善できることになり、生体認証処理システムへの信頼度を高める。これらの結果、装置の安定した稼働を確保することが可能となると共に、より高い認証成功率を確保できる生体認証処理システムを提供することができる。

まず、図１〜５を用いて本実施形態の基本構成を説明する。なお、本実施形態では、生体情報として指静脈情報を用いる。

図１は本発明の実施形態にかかる自動取引装置（以下ＡＴＭという）のブロック図である。ＡＴＭ１０１は、顧客の指の指静脈画像（生体画像）を読み取る指静脈リーダ１０２と、顧客への取引案内を表示する表示部である液晶ディスプレイ１０３と、取引操作するため入力する入力部であるタッチパネル１０４と、挿入されたキャッシュカードを処理するカード取扱い機構１０５と、紙幣入出金等の紙幣を処理する紙幣入出金機構１０６と、明細票の印字処理を行う明細票印字機構１０７と、通帳の印字処理を行う通帳印字機構１０８と、ＡＴＭ１０１全体の動作を制御する主制御部１１０から構成される。

カード取扱い機構１０５には、顧客が挿入したＩＣカードの磁気ストライプに対して読み書きする磁気ストライプリードライト部１１１と、ＩＣチップに対して読み書きするＩＣチップリードライト部１１２が設けられている。主制御部１１０には、各処理を制御するＣＰＵ１１３と、各処理を実行するためのプログラムや取引情報等を記憶するメモリ１１４と、ホストやサーバとデータを送受信するための通信部１１５、顧客との取引情報等を逐次記録していく記録部１１６、及び電源１１７が設けている。

図２はＡＴＭ１０１の外観図と、ＡＴＭ１０１を含む金融機関での生体認証処理システムの構成図である。ＡＴＭ１０１の正面上部には、ＩＣカード２０１を持参する顧客２０５の顔画像を撮影する人物カメラ１１８が設けられ、顧客操作面右側には、指静脈リーダ１０２が設けられている。ＡＴＭ１０１はネットワークを介してホストコンピュータ２０７と接続されている。なお、ホストコンピュータ２０７は顧客の口座データを記憶しているデータベース２０６を含む。

図３は生体認証処理システムの一実施例を示すブロック図で、顧客２０５がＡＴＭ１０１のカード取扱い機構１０５に挿入したＩＣカード２０１のＩＣチップ３０１は、表面に設けられた接点を経由してＩＣチップリードライト部１１２と交信する。認証時には、顧客２０５が指静脈リーダ１０２に指を置くと、指静脈画像がスキャナ３０２で読み取られて、指静脈画像の品質を評価した上で、特徴抽出機能３０３で特徴抽出されて認証データとなった後、認証データは認証機能３０４により主制御部１１０やＩＣチップリードライト部１１２を経由して、ＩＣチップ３０１に送り込まれ、認証処理が実施される。なお、指静脈リーダ１０２の登録機能３０５は、登録データをＩＣチップ３０１に書き込み登録する場合に使用される。
図４はＩＣカード２０１のＩＣチップ３０１の一実施例を示すブロック図である。ＣＰＵ４０１はＩＣチップ３０１全体を制御し、通信部４０２はＩＣチップリードライト部１１２と交信する場合に使用される。生体ＡＰ（アプリケーションプログラム）４０３は、生体情報データエリア４０４内の登録データエリア４０５への登録データの登録や、認証処理時に顧客から読み取られた認証データを登録データと照合する生体認証処理の一部を担当する。銀行ＡＰ４０６は口座情報データエリア４０７内の口座情報データの読み出しを担当する。また、ＩＣチップ３０１には、金融機関別にクレジットなどの処理を行うその他ＡＰ４０８が組込まれることがある。

以下に、上記構成を用いた具体的な処理の詳細を説明する。

（１）登録処理
生体認証処理による取引を開始するには、顧客２０５が金融機関に生体情報の登録を申し込む必要がある。生体情報の登録方法は、金融機関のサーバに顧客２０５の生体情報を登録する場合と、顧客２０５が携帯するＩＣカード２０１などの携帯電子媒体に生体情報を登録しておく場合の２つが有る。以下では、顧客の携帯電子媒体であるＩＣカード２０１に生体情報を登録する場合を説明する。
金融機関では、磁気ストライプやＩＣチップ３０１に、口座情報データ４０７としてキャッシュカードの金融機関番号・支店番号・顧客の口座番号などを書き込んだ上でＩＣカード２０１を発行し、顧客２０５に郵送する。顧客２０５は、受け取ったＩＣカード２０１を金融機関に持参する。金融機関での生体情報の登録方法は２通りある。
１つの方法は、係員の操作と指示に従って、生体情報登録装置が顧客２０５の指静脈画像を読み取り、指静脈画像を特徴抽出して、登録データを作成し、顧客２０５が持参したＩＣカード２０１のＩＣチップ３０１の登録データエリア４０５に登録データを登録する方法である。
もう１つの方法は、顧客２０５自身がＡＴＭ１０１を操作し、ＡＴＭ１０１のガイダンスに従って、実装された指静脈リーダ１０２が顧客２０５の指静脈画像を読み取り、指静脈画像を特徴抽出して、登録データを作成し、顧客２０５が持参したＩＣカード２０１のＩＣチップ３０１の登録データエリア４０５に登録データを登録する方法である。

図５には、顧客２０５自身がＡＴＭ１０１を使用して生体情報を登録する場合の処理フローを示す。

まず、顧客２０５が、ＡＴＭ１０１のカード取扱い機構１０５にＩＣカード２０１を挿入すると（ステップ５０１）、磁気ストライプリードライト部１１１は磁気ストライプに記録された口座情報データを読み取り、ＩＣチップリードライト部１１２はＩＣチップ３０１に記録された口座情報データ４０７を読み取る。ＩＣカード２０１がカード取扱い機構１０５に挿入されたことを検知したタイミングで、人物カメラ１１８は顧客２０５の顔画像を撮影する（ステップ５０２）。
次に、ＩＣカード２０１を持参した顧客２０５が本人であることを確認するために、暗証番号の入力画面をディスプレイ１０３に表示して、顧客２０５に対して暗証番号を入力するよう案内を行う（ステップ５０３）。
顧客２０５が入力部１０４より暗証番号を入力すると、ＡＴＭ１０１は、入力された暗証番号を事務センタのホストコンピュータ２０７に送信して、ホストコンピュータ２０７は、事前登録した暗証番号と一致するか確認する（ステップ５０４）。ＡＴＭ１０１は、ホストコンピュータ２０７からの確認結果を受信し（ステップ５０５）、暗証番号が一致していない場合は、ディスプレイ１０３に「お取扱いできません」と表示した上で（ステップ５０６）、ＩＣカード２０１を顧客２０５に返却する（ステップ５０７）。

ステップ５０５において受信した確認結果が「暗証番号が一致」の場合は、ＡＴＭ１０１は顧客２０５を本人と判断して、登録する指を指静脈リーダ１０２に置くように、ディスプレイ１０３に案内画面図６を表示する（ステップ５０８）。案内画面に従って、顧客２０５の指が指静脈リーダ１０２に置かれると、指静脈リーダ１０２は置かれた指の静脈画像を読み取る（ステップ５０９）。図７には、ステップ５０９において指静脈リーダ１０２が読み取った指７０１の静脈画像７０２の一例を示す。

ステップ５０９で読み取られた指静脈画像７０２に対して、指静脈リーダ１０２は指静脈画像７０２の安定性や、画像全域でのぼやけ／鮮明さ、血管の太さ・連続性等の評価項目で、指静脈画像７０２を定量的に質的評価を行い、その結果をＯＫとＮＧに区分する（ステップ５１０）。
ＡＴＭ１０１は質的評価結果を確認して（ステップ５１１）、質的評価結果がＮＧの場合は、そのＮＧ要因に対応する指７０１の置き方の改善方法ガイダンスを表示して（ステップ５１２）、指を離して下さい」とガイダンスする。指が離れたタイミングで、ステップ５０８に戻り、顧客２０５に再度指７０１を置いてもらう。ステップ５１１における質的評価結果がＯＫの場合は、読み取った指静脈画像７０２から特徴値を抽出し（ステップ５１３）、抽出した特徴値から登録データを作成して、指静脈リーダ１０２内のメモリに仮登録データとして一時記憶しておく（ステップ５１４）。
仮登録された登録データが認証処理時に正常に使用できるかを動作確認するため、ディスプレイ１０３は、仮登録した指７０１を指静脈リーダ１０２へもう一度置き直すように案内表示する（ステップ５１５）。
指静脈リーダ１０２は、置かれた指７０１の指静脈画像７０２を再度読み取って特徴値を抽出して、指静脈リーダ１０２内のメモリに一時記憶してある仮登録データと照合する（ステップ５１６）。
ＡＴＭ１０１は、ステップ５１６での照合結果を確認し（ステップ５１７）、照合できなかった（照合ＮＧ）場合は登録処理をやり直すため、ステップ５０８に戻る。照合できた場合（照合ＯＫ）は、指静脈リーダ１０２内のメモリに一時記憶してある仮登録データをＩＣチップ３０１に書き込み、正式登録の上（ステップ５１８）、ＡＴＭ１０１は、生体情報登録済のＩＣカード２０１を発行する（ステップ５１９）。具体的には、カード取扱い機構１０５が、生体情報の登録されたＩＣカード２０１を排出する。
（２）認証処理
（A）処理フロー
次に認証処理の流れを説明する。図８は、登録されたＩＣカード２０１を使用して、顧客２０５がＡＴＭ１０１で生体認証をする場合の処理フローを詳しく示したものである。

ＡＴＭ１０１が、登録された指７０１を指静脈リーダ１０２に置くようにディスプレイ１０３に表示する。案内画面に従って、顧客２０５が指７０１を指静脈リーダ１０２に置くと（ステップ８０１）、指静脈リーダ１０２は、置かれた指７０１の指静脈画像７０２を連続して複数回読み取る（ステップ８０２）。
続いて、読み取られた複数の指静脈画像間の安定性を、連続して複数回読み取った画像を重ね合わせることにより判定する。指が動いていると、複数の指静脈画像間でずれが発生するので、このずれに基づき判定を行う。
例えば、連続撮影した画像の明るい位置あるいは暗い位置などの特徴点から端点までの距離を求める（ステップ８０３）。指が静止していると距離は一定となるが、動いていると距離が変動するので、連続画像間でこの距離が一定となっているか否かを判定し、安定性を判断する（ステップ８０４）。
読み取られた複数の指静脈画像間の安定性が不安定な場合は画像の品質向上処理を実施する。この品質向上処理は登録処理時には実施しないものであり、指静脈画像が個々には鮮明であるか否かを確認し選定するものである。例えば、走査ライン上の画像(明暗)がシャープな山谷なら鮮明とし、ブロードな山谷なら不鮮明・ぼやけていると判定する。この判定の結果、読み取られた複数の指静脈画像の中で、最も鮮明な指静脈画像を選定し（ステップ８０５）、その最も鮮明な指静脈画像がある一定の鮮明度を超えていなければ「指が静止していない」と判断する。
ステップ８０４で指静脈画像が安定であると判断されると、複数の指静脈画像間で平均化処理を行い（ステップ８０６）ノイズ分を低減する。一方静止していない連続画像を重ね合わせると、ぼやけてしまうため、ステップ８０４で不安定と判定された場合は、ステップ８０５で選定した最も鮮明な指静脈画像が十分に鮮明なら、複数の指静脈画像間での平均化処理（ステップ８０６）はスキップする。
次に、画像全域でのぼやけ／不鮮明さを確認する（ステップ８０７）。例えば、走査ライン上の画像(明暗)がシャープな山谷なら鮮明とし、ブロードな山谷なら不鮮明・ぼやけていると判定する。この結果、ぼやけ／不鮮明さが有る場合は、コントラストの強調処理を行い（ステップ８０８）、指静脈画像７０２の走査ライン上の山谷画像(明暗)が許容できるシャープさ、すなわち、半値幅が許容値まで狭くなったかを判定することにより、所定の品質が確保できたかを確認する（ステップ８０９）。このステップ８０８-８０９における品質向上処理も、上記同様に登録処理時には実施しないものである。
所定の品質が確保できなかった場合は、「指先か付け根が指静脈リーダに接触していない（浮いている）」と判定する。
撮像素子は指を真っ直ぐに置いたときの位置に焦点を合わせている。このため、指先と付け根の両方が置き台と接触しているときは、指は動きにくくなり安定な指静脈画像となり、また鮮明な画像となる。しかし、指先か付け根のどちらかのみが接触しているときは、指静脈画像はほぼ鮮明であるが、ふらつきにより不安定な画像となる。また、指先・付け根の両方が接触していないときは、ふらつきにより不安定な指静脈画像となり、また不鮮明な画像となる。この指先・付け根の両方が接触していないときは、不安定な状態でコントラストの強調処理を実施することになるから、強調処理の効果が少ない。
画像品質が確保できた場合は静脈血管の太さ・連続性をチェックする（ステップ８１０）。血管は連続して繋がっているものであり、太い血管を幹として細い血管が広がっている。細い血管の画像はある程度途切れ途切れになっても仕方ないが、ある程度の太さがある血管の画像は、ある長さ繋がっていることを血管の特徴として判断する。このような判断のもと、指静脈画像７０２が途中で細くなっているか、欠けているかを確認する（ステップ８１１）。
血管画像が細くなるのは、読み取り画像全体が明るい場合である。例えばこのような場合に、２５６の多値データを２値化する時のしきい値を少し下げることで、血管画像の太さを回復する、あるいは途切れてしまっている血管を繋ぐことで血管と認識できるようにし、認証成功率を向上できる。そこで、血管画像が細くなっている、あるいは欠けている場合は、上記同様登録処理時には実施しない濃淡処理のしきい値を下げるなどの処理を実施する（ステップ８１２）。
また、ノイズにより、画素が欠けたり、ごみ画素が湧き出し・付着した場合には、これを隣の画素と加算や減算処理を繰り返していくことで、穴埋めの実施、湧き出し・付着したごみを除去して、連続して繋がった血管となるようにノイズの除去処理を行って（ステップ８１３）、所定の品質が確保できたかを確認する（ステップ８１４）。
所定の品質が確保できなかった場合は、置き台に向けて指を押付けた過ぎたことにより、血管が圧迫されて血液が流れにくくなり、血液量が減少し、血管画像が細くなった、あるいは欠けたと判定し、指静脈リーダに「指を押付け過ぎ」と判断する。
以上のステップ８０５、８０８、８１２、８１３で述べたような画像品質の向上処理をおこなって、読み取られた指静脈画像７０２を救済して生体認証を成功させて、顧客２０５が取引開始できるようにするのが、認証処理での指静脈画像７０２の質的評価である。
ステップ８０５、８０８、８１２、８１３で述べたような画像品質の向上処理は、ここに述べたものに限らず、他の画像品質向上処理でも構わない。また、各画像品質の向上処理の順番や組合せ方は、他の処理との関係などをもとに、目的に応じて有効な順番、判定とすることが望ましい。
ステップ８０９やステップ８１４で所定の品質が確保できた場合は、指静脈画像７０２からその中心軸を検出した上で（ステップ８１５）、特徴値を抽出する（ステップ８１６）。
次に、照合処理を開始して、ＩＣチップ３０１から登録データエリア４０５から登録データを読み出して（ステップ８１７）、登録データの中心軸とステップ８１５で検出し読み取った指静脈画像７０２の中心軸とを比較して、一致するよう指静脈画像７０２の傾き補正を行う（ステップ８１８）。後述するエリア分割したデータの場合も、全面データでの中心軸合せから補正を行い、右上・左上・右下・左下とも同じ傾き補正値で補正を行う。
指静脈画像７０２を左右／上下に移動させながら登録データと位置合せを行い（ステップ８１９）、一致する特徴点を探索する（ステップ８２０）。指静脈画像７０２と登録データがパターンマッチングで一致するかを確認し（ステップ８２１）、一致しなければ「指静脈パターンが不一致」と判定する。一致する場合は類似度を算出して（ステップ８２２）、類似度が所定の認証判定値を越えていることを確認する（ステップ８２３）。判定値以下なら「認証ＮＧ」、判定値を越えていれば「認証ＯＫ」と判定する。
（B）認証処理における画像品質向上処理のバージョンアップ
本発明ではホストコンピュータ２０７から認証処理の画像品質向上処理を送信し、生体認証処理システムが認証処理だけをバージョンアップ可能とさせている点に特徴がある。このようにすることによって、処理のバージョンアップによる生体情報の再登録を不要とするとともに、登録処理のバージョンとは無関係に認証成功率を高める変更が可能となる。

一例として、図９には、生体認証処理に使用する各ソフトの版数（変更点）管理表を示す。図９において、ＩＣチップ３０１に格納される生体ＡＰソフトはＶｅｒ．０の初版発行後に変更なく、登録処理ソフトもＶｅｒ．Ａの初版で拡張サイズの登録データを発行後に変更ないことを示す。認証処理ソフトでは、Ｖｅｒ．ａの初版発行後、図８に示すように、画像品質の向上処理としてコントラストの強調処理をＶｅｒ．ｂとして’０５.１０.２８に追加、ノイズの除去処理をＶｅｒ．ｃとして’０６.０１.１７に追加、鮮明画像の選択と濃淡処理のしきい値を見直して下げＶｅｒ．ｄとして’０７.０３.０１に追加したことを示す。

（１）登録処理、認証処理の方法
図１０には、登録時に読み取った指７０１の静脈画像７０２に対して、生体情報読み取りエリアを全体一画面だけでなく、上下／左右などにも分割して、それぞれの分割エリアで特徴抽出して登録データとして登録したものを示す。(a)は全面データ、(b)は右上データ、(c)は左上データ、(d)は右下データ、(e)は左下データである。図１０の(b)〜(e)はエリアを４分割しているが、上下や左右の２分割や、上中下の３分割でもよい。また図１０の(b)〜(e)は、各エリアがオーバラップしているが、オーバラップさせずに分割してもよい。
また、画像中心軸の傾きの調整では、全面データと分割データはセットとし、登録データと認証用データとの中心軸の傾き差を、全面データで調整し、分割データも全面データと同じ傾きとなることを利用して、分割データの補正を行う。
図１１と図１２には、認証処理時に読み取る生体情報読み取りエリアより登録処理時に読み取る生体情報読み取りエリアを一回り大きく読み取り、登録する方法を示す。図１１は指静脈リーダ１０２の断面図で、左右のＬＥＤ１１０１ａと１１０１ｂで照明された指７０１の静脈画像７０２は鏡１１０２で反射され、レンズ１１０３を経由してＣＣＤ（二次元画像撮像素子）１１０４に結像する。図１１（ａ）は指７０１の静脈画像７０２の左半分７０２ａを読み取る場合で、指静脈リーダ１０２に指７０１を真っ直ぐに置いた上で、少し左側に回転させてＬＥＤ左１１０１ａのみを点灯させて左半分の静脈画像７０２ａを読み取る。次に、図１１（ｂ）は指７０１の静脈画像７０２の右半分７０２ｂを読み取る場合で、指静脈リーダ１０２に指７０１を真っ直ぐに戻した上で、今度は少し右側に回転させてＬＥＤ右１１０１ｂのみを点灯させて右半分の静脈画像７０２ｂを読み取る。
図１２の（１）には、図１１（ａ）で読み取った静脈画像７０２の左半分７０２ａと図１１（ｂ）で読み取った静脈画像７０２の右半分７０２ｂとを貼り合せ合成して拡張した静脈画像７０２ｃを示す。図７の指７０１を真っ直ぐに置いたままの静脈画像（認証処理用）７０２と比べると、左右に少し拡張された静脈画像（登録処理用）７０２ｃとなっている。この拡張された静脈画像７０２ｃを登録データとしておくことで、図１２の（２）に示すように、例えば認証処理時に指静脈リーダ１０２に置いた指７０１が少し右側にローリング(回転)してずれて読み取られても、認証データ７０２は拡張登録データ７０２ｃに包含されているので、照合することが可能となる。
（２）全体フロー
図１３には、顧客２０５がＡＴＭ１０１で生体情報を認証処理した上で、取引を開始する場合の処理フローを示す。

まず、顧客２０５がＡＴＭ１０１に近づくと、顧客２０５の接近を検知して、ＡＴＭ１０１は「いらっしゃいませ」などの文言・音声を表示出力（いらっしゃいませ画面）した後、取引科目を選択する画面を表示する（ステップ１３０１）。そこで顧客２０５が出金取引を選択すると、ＡＴＭ１０１は「カードを挿入して下さい」と表示し、カード取扱い機構１０５にＩＣカード２０１が挿入されると（ステップ１３０２）、磁気ストライプリードライト部１１１は磁気ストライプに記録された口座情報データを読み取る。ＩＣカード２０１がカード取扱い機構１０５に挿入されたことを検知したタイミングで、人物カメラ１１８は顧客２０５の顔画像を撮影する（ステップ１３０３）。

ＡＴＭ１０１は、登録された指７０１を指静脈リーダ１０２に置くように、ディスプレイ１０３に案内画面を表示する（ステップ１３０４）。案内画面に従って、顧客２０５が指７０１を指静脈リーダ１０２に置くと、指静脈リーダ１０２は、置かれた指７０１の静脈画像７０２を読み取る（ステップ１３０５）。読み取られた指静脈画像７０２をもとに、指静脈リーダ１０２は、指静脈画像７０２の安定性や、画像全域でのぼやけ／不鮮明さ、静脈血管の太さ・連続性等の評価項目で、定量的に指静脈画像７０２の質的評価を行い、その結果をＯＫとＮＧに区分する（ステップ１３０６）。
ＡＴＭ１０１は、質的評価結果を確認して（ステップ１３０７）、質的評価結果がＮＧの場合は、登録時には実施しない読み取った指静脈画像７０２の品質を改善する画像処理を行う（ステップ１３０８）。
指静脈画像７０２の品質が改善されているか否かを確認して（ステップ１３０９）、品質が改善されていれば、ステップ１３０６に戻って指静脈画像７０２の質的評価を再度行う。品質が改善されていなければ、指７０１の置き方の初歩的ＮＧ要因と判断し、例えば（イ）指７０１が静止していない（ロ）指先か付け根が指静脈リーダ１０２と接触していない（浮いている）（ハ）指７０１を押付け過ぎて静脈を圧迫している場合など、それぞれに対応する指７０１の置き方の改善方法のガイダンスを表示する（ステップ１３１０）。
そして、読み取りリトライ回数やＮＧ要因別の発生回数などの記録データを＋１計数し（ステップ１３１１）、読み取りリトライ回数が所定の回数か否か（本例では５回目か否かを）確認の上（ステップ１３１２）、５回目に達していなければ、ステップ１３０４に戻り、ガイダンスを表示することで、顧客２０５に指７０１を再度置いてもらう。ステップ１３１２でリトライ回数が５回目に達すると、「生体認証ができませんでした」（認証ＮＧ）と表示して（ステップ１３１３）、ＩＣカード２０１を顧客２０５に返却して（ステップ１３１４）、取引を終了する。
なお、本図における画像の質的評価、品質向上に係る処理（ステップ１３０６-１３１０）についてその各画像品質の向上処理の順番や組合せ方は、他の処理との関係などをもとに、目的に応じて有効な順番、判定内容とすることが望ましい。もちろん図８に示した順番、組合せを採用することも可能である。
ステップ１３０７における質的評価結果がＯＫの場合は、読み取った指静脈画像７０２から特徴値を抽出し（ステップ１３１５）、抽出した特徴値で認証データを作成してＩＣチップ３０１に送信し、生体ＡＰ４０３によりＩＣチップ３０１にある登録データエリア４０５に格納された図１０に示す(a)全体データと比較照合する（ステップ１３１６）。
ＡＴＭ１０１は、照合の結果が認証ＯＫかＮＧかを確認する（ステップ１３１７）。認証がＮＧならば、認証データと登録データのパターンの一致度により、ＩＣチップに登録している指を指静脈リーダに読み取らせているかを判断する（ステップ１３１８）。指静脈画像７０２のパターンが一致しない場合は、「静脈パターンが一致してないため生体認証ができませんでした」（認証ＮＧ）と表示して（ステップ１３１９）、ＩＣカード２０１を顧客２０５に返却して（ステップ１３２０）、取引を終了する。
指静脈画像７０２のパターンが一致していれば、今度は図１０の分割エリア毎に登録された(b)右上データ・(c)左上データ・(d)右下データ・(e)左下データと順次、比較照合の上、図１４に示す照合結果の総合管理表の読み取り回数１回目の欄に各エリア別の照合結果を記録する（ステップ１３２１）。
図１４において「○」は照合ＯＫ、「×」は照合ＮＧであり、リトライで読み取る度に対応した回数欄に各エリアの照合結果を記録する。(b)から(e)の分割エリア全てで少なくとも１回は照合ＯＫになった時点で、総合結果は認証ＯＫと判定する。
例えば、１回目では (c)と(e)の分割エリアが照合ＮＧである。１回目の総合結果は(c)と(e)の分割エリアが照合ＮＧとなる。２回目は(b)と(e)の分割エリアが照合ＮＧである（ステップ１３２２）。この結果、２回目までの総合結果は(e)の分割エリアが照合ＮＧとなる。３回目は (d)と(e)の分割エリアが照合ＮＧである。この結果、３回目までの総合結果は(e)の分割エリアが照合ＮＧとなる。図１４の例では４回目で、１回目から３回目まではＮＧだった(e)左下がＯＫとなり、(b)から(e)の分割エリア全てで１回は照合ＯＫになるので、総合結果は認証ＯＫと判定する（ステップ１３２２-１３２３）。
また、エリア分割を利用した認証方法としては、エリアをもっと多く分割した上で、全エリアの照合結果を計数し、全エリア数に対する照合ＯＫのエリア数の割合による総合結果の認証のＯＫ、ＮＧの判定や、エリア毎に重み付け値を付与し、照合ＯＫとなったエリアの重み付け値の合計により、総合結果の認証のＯＫ、ＮＧの判定を実施する方法などもある。
分割エリア毎での総合結果を確認し（ステップ１３２３）、認証ＮＧの場合は各エリアの照合結果を確認して、そのＮＧ要因を分析の上、対応した指７０１の置き方を改善するガイダンスを表示する（ステップ１３２４）。
例えば、図１４の読み取り回数１回目では、(c)の左上と(e)の左下、すなわち左側がＮＧとなっており、指７０１が右方向に少し回転していることが原因であるため、図１５（ニ）に示すように、爪が真っ直ぐ上を向くよう指７０１を置き直してもらうようガイダンスを表示する。図１４の２回目では、(b)の右上と(e)の左下、すなわち対角でＮＧとなっており、指７０１が右方向に少し斜めに置かれていることが原因になっているため、図１５（ホ）に示すように、指７０１を真っ直ぐ中央となるように指７０１を置き直してもらうようガイダンスを表示する。図１４の３回目では、(d)の右下と(e)の左下、すなわち下側がＮＧとなっており、指７０１が下方向に少し下がっていることが原因になっているため、図１５（ヘ）に示すように、指先が指静脈リーダ１０２の表示ランプにつくように指７０１を置き直してもらうようガイダンスを表示する。図１４の４回目では、(b)の右上と(c)の左上、すなわち上部でＮＧとなっており、指先側が曲がり、持ち上がっていることが原因となっているため、図１５（ト）に示すように、指先を真っ直ぐとなるようして指７０１を置き直してもらうようガイダンスを表示する。
本願では登録/認証データとも分割した例を記述しているが、認証データ側だけを分割して、各部分を順次照合していっても良い。
ステップ１３１７かステップ１３２３で認証ＯＫになると、ＡＴＭ１０１は磁気ストライプリードライト部１１１にてＩＣカード２０１の磁気ストライプに記録された口座情報データを読み出した上で（ステップ１３２５）、暗証番号の入力画面をディスプレイ１０３に表示し、顧客２０５に暗証番号を入力させる（ステップ１３２６）。次に出金金額を入力する案内を表示し、顧客２０５に出金金額を入力させる（ステップ１３２７）。ＡＴＭ１０１は読み出された顧客２０５の口座情報データと、入力された暗証番号・出金金額を事務センタのホストコンピュータ２０７に送信し、ホストコンピュータ２０７は顧客２０５の口座情報データと暗証番号とが対応しているか否か、また要求された金額の残金からの出金が可能であるか否かを確認する（ステップ１３２８）。ホストコンピュータ２０７から確認ＯＫの結果を受信すると、ＡＴＭ１０１は紙幣入出金機構１０６に要求金額の出金を指示して、出金する（ステップ１３２９）。次に、ＡＴＭ１０１は明細票印字機構１０７に明細票の印字を指示し、明細票を送出させる。また、ＡＴＭ１０１はカード取扱い機構１０５にＩＣカード２０１の返却を指示して、ＩＣカード２０１を顧客２０５に返却して（ステップ１３３０）、取引終了となる。
図１６には、ＩＣチップ３０１の生体情報データエリア４０４に格納されているデータ構成を示す。登録データエリア４０５は、例えば図１０の分割エリア(a)〜(e)毎の生体データが登録され、登録処理ソフトＶｅｒ．１６０１は登録データエリア４０５の登録データを書き込む時に使用した登録処理ソフトのバージョンを記録し、登録年月日１６０２は生体情報の登録作業を行った年月日を記録する。生体認証処理回数１６０３はＩＣカード２０１を使ってＡＴＭ１０１で取引した時に、生体認証処理を行った回数の累計値を、読み取りリトライ回数１６０４は読み取りリトライを行った回数の累計値を、認証ＮＧ回数１６０５は生体認証処理の結果に認証ＮＧとなった回数の累計値を示す。ＮＧ要因別の発生回数１６０６は８つのＮＧ要因、（イ）指が静止せず、（ロ）指の浮き、（ハ）押付け過ぎ、（ニ）回転（傾き）、（ホ）斜め置き（左右方向）、（ヘ）下がり（上下方向）、（ト）持ち上がり、（チ）静脈パターン、が発生した回数の累計値である。

図１３において、ステップ１３１３やステップ１３１９で生体認証できず（認証ＮＧ）を表示する場合、図１７に示すように、認証失敗の理由を表示するボタン１７０１を表示画面内に設ける。顧客がボタン１７０１を押下すると、図１８に示す認証失敗理由画面１８００を表示する。認証失敗理由画面１８００では、今回の認証の失敗理由を「今回の認証失敗理由」として表示し、過去の認証の失敗理由を、ＩＣチップ３０１のＮＧ要因別の発生回数１６０６を読み出して、「過去の認証失敗理由」として表示する。これにより、顧客２０５は生体認証処理での生体情報読み取り時に陥り易い認証ＮＧの要因を確認することができ、指７０１の置き方を適切に自分自身で改善できるようにすることが可能となる。
なお、図１３には図示していないが、同一顧客２０５の認証にて、所定回数以上の認証ＮＧが発生した場合は、ＡＴＭ１０１は係員呼び出し処理を行い、係員立ち会いのもと、顧客２０５に今回の認証失敗理由やＮＧ要因別の発生回数１６０６を確認して貰った上で、係員が顧客２０５に適切な指の置き方を指導することで生体認証処理をサポートする運用を行うことも可能となる。
以上、本実施形態ではＡＴＭ１０１に実装された指静脈認証装置での処理を詳細に図面を用いて説明したが、生体情報は指静脈に限定したものではなく、手のひら静脈や指紋、虹彩、顔画像といった他の生体情報でも良い。また、生体情報の登録は、ＩＣカード２０１に搭載されたＩＣチップ３０１で説明したが、携帯端末、例えば携帯電話に生体情報を登録しておき、ＡＴＭ１０１のＩＣカードリードライト部１１２が、接触式だけでなく非接触式も対応可能としておけば、携帯電話に登録された生体情報を無線で読み取ることにより、同様の処理を行うことができる。また、生体情報を金融機関のサーバに登録する場合も同様である。さらに、本実施形態では、ＡＴＭ１０１から顧客２０５への指示は、ＡＴＭ１０１のディスプレイ１０３や音声ガイダンスを使用して説明したが、生体情報登録装置や生体情報認証装置自身に液晶ディスプレイを実装して、顧客２０５に指示する構成にすることもできる。したがって、本発明はＡＴＭ１０１に限定したものではなく、生体情報登録装置や生体情報認証装置を含む一般の自動機にも適用できる。この場合、自動機を利用する顧客２０５の生体情報だけでなく、その自動機を操作する操作者（利用者）の生体情報に対しても、自動機は同様の生体認証処理システムを構成することができる。

本実施形態によれば、認証処理時に読み取った生体情報画像の品質を改善させることで、認証成功率を向上させることができる。また、顧客は認証失敗時に、自分が陥り易い生体の置き方に気付いて改善して生体情報の登録や認証を行うことにより、生体情報の読み取りや画像品質の改善に対する理解を深め、以降の取引時には、本人確認での照合のたびに、読み取り画像品質の改善を図ることができる。これにより、生体認証装置を含む自動取引装置、あるいは生体認証機能を有する装置への信頼度を高め、装置の安定した稼働を確保することが可能となる。

本実施形態におけるＡＴＭ１０１のブロック図の一例ＡＴＭ１０１を含む生体認証処理システムの構成図生体認証処理システムの一実施例ＩＣチップの一実施例のブロック図生体情報の登録処理のフローチャートディスプレイ１０３に表示される登録する指のセット案内画面例指静脈リーダ１０２が読み取った生体情報画像の一例生体情報の認証処理のフローチャート生体認証に使用する処理ソフトの版数管理表例生体情報の読み取りエリア例指静脈リーダの断面図生体情報の登録データと認証データの関係図ＡＴＭ１０１での生体情報の認証処理のフローチャート生体情報照合結果の管理表例ディスプレイ１０３に表示される指の置き方の改善案内画面例ＩＣチップ３０１に格納されている生体情報データ構成例ディスプレイ１０３に表示される認証失敗の案内画面例ディスプレイ１０３に表示される認証失敗理由の表示画面例

符号の説明

１０１：ＡＴＭ、１０２：指静脈リーダ、１０３：液晶ディスプレイ、１０４：タッチパネル、１０５：カード取扱い機構、１１０：主制御部、１１１：磁気ストライプリードライト部、１１２：ＩＣカードリードライト部、１１３：ＣＰＵ、１１４：メモリ、１１６：記録部、２０１：ＩＣカード、２０５：顧客、３０１：ＩＣチップ、３０２：スキャナ、３０３：特徴抽出機能、３０４：認証機能、３０５：登録機能、４０４：生体情報データ、４０５：登録データ、７０１：指、７０２：静脈画像

Claims

生体情報を読み取る生体情報読み取り部と、読み取った生体情報を登録する登録部とを有する生体認証処理システムにおいて、
前記生体情報読み取り部により読み取られ、質的評価が適切な生体情報画像から抽出された生体情報を事前に前記登録部に登録する登録処理と、認証時に前記生体情報読み取り部により読み取った生体情報の認証を行う認証処理と、を行う制御部を有し、
前記制御部は、前記認証処理時に読み取った生体情報画像の質的評価が適切でない場合、登録処理時には実施しない品質向上処理を所定の品質が確保されるまで順次加算追加し、該品質向上処理により、所定の品質が確保できた場合に、照合処理を実施することを特徴とする生体認証処理システム。
請求項１記載の生体認証処理システムにおいて、前記生体情報画像の品質向上処理の変更は、前記制御部が行う認証処理に品質向上処理を追加することで実施することを特徴とする生体認証処理システム。
請求項１記載の生体認証処理システムにおいて、認証処理の際に前記生体情報読み取り部により読み取った生体情報の読み取り範囲より、登録処理の際に前記生体情報読み取り部により読み取った生体情報の読み取り範囲の方が大きいことを特徴とする生体認証処理システム。
請求項１記載の生体認証処理システムにおいて、前記認証処理の際に生体の所定部分より複数部分の生体情報を読み取り、
前記複数部分の生体情報に対して、前記登録処理時に登録した生体情報と照合をすることを特徴とする生体認証処理システム。
請求項４記載の生体認証処理システムにおいて、前記複数部分の生体情報ごとの照合結果に基づき、生体の置き方を判断することを特徴とする生体認証処理システム。
請求項５記載の生体認証処理システムにおいて、認証失敗となった要因を記録する記憶部を有し、
認証を失敗した場合に、認証失敗となった要因別の発生回数を顧客別に前記記憶部に記録していくことを特徴とする生体認証処理システム。
請求項６記載の生体認証処理システムにおいて、認証失敗要因を表示する表示部を有し、
今回の認証失敗要因、および過去の認証失敗要因別の発生回数を前記記憶部より読み出して表示することを特徴とする請求項６記載の生体認証処理システム。
請求項１〜７記載の生体認証処理システムにおいて、前記登録部または前記記憶部として携帯電子媒体を利用することを特徴とする生体認証処理システム。