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【発明の名称】 個人認証装置
【発明者】 【氏名】大島 亨

【氏名】河田 耕三
【要約】 【課題】身体的特徴を用いて個人認証を行う際に、同一ユーザ間の経時的変化による特徴量の差異を吸収し、効率良く個人認証を行うことができる個人認証装置を提供すること。

【解決手段】認証対象ユーザの指紋画像から特徴量抽出部１２が特徴量を抽出し、類似度算出部１８がこの特徴量と登録特徴量記憶部１４に記憶した特徴量との類似度を求め、判定部２０では、この類似度と、しきい値記憶部１６に記憶した判定結果の履歴に応答して動的に変動するしきい値とを比較して、認証対象ユーザが正当ユーザ本人であるか否かを認証する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 認証対象ユーザの身体的特徴から検出した特徴量と該認証対象ユーザがあらかじめ登録した参照特徴量との差を求め、求めた差を所定のしきい値と比較して前記認証対象ユーザが正当ユーザ本人であるか否かを認証する個人認証装置において、前記認証対象ユーザに係わる過去の認証結果の履歴から、該認証対象ユーザが正当ユーザ本人であると認証された本人パス率を算定する算定手段と、前記算定手段が算定した本人パス率と、認証時に用いたしきい値と、目標として設定された所定の本人パス率とに基づいて、前記認証対象ユーザを次回に認証する際に用いるしきい値を設定する設定手段とを具備することを特徴とする個人認証装置。
【請求項２】 個人の身体的特徴を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した身体的特徴から個人の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、あらかじめ一又は複数の個人の身体的特徴量を参照特徴量として記憶する登録特徴量記憶手段と、個人ごとの過去の所定回数分の照合結果から本人であると判定された割合が、個人ごとに所定の割合となるようにしきい値を可変制御するしきい値制御手段と、前記しきい値制御手段が生成する個人ごとのしきい値を記憶するしきい値記憶手段と、照合動作をする際に、前記特徴量抽出手段が抽出した特徴量と前記登録特徴量記憶手段に記憶された特徴量との類似度を算出する類似度算出手段と、前記類似度算出手段の算出結果と前記しきい値制御手段が設定した個人ごとのしきい値とから本人または他人の判定を行う判定手段とを具備したことを特徴とする個人認証装置。
【請求項３】 前記しきい値制御手段は、個人ごとの過去の所定回数分の判定結果から本人と判定された割合を生成する本人パス率生成手段と、個人ごとに目標とする本人パス率を設定する目標本人パス率設定手段と、照合動作の都度、前記本人パス率生成手段が生成した結果と前記目標本人パス率設定手段により設定された目標本人パス率との差を生成する比較手段と、前記比較手段が生成した本人パス率と目標本人パス率との差からしきい値の補正量を生成する補正量生成手段と、前回の照合動作時のしきい値と前記補正量生成手段が生成したしきい値補正量とから次回の照合動作時のしきい値を生成するしきい値更新手段とを具備したことを特徴とする請求項２記載の個人認証装置。
【請求項４】 前記しきい値更新手段は、しきい値を少なくとも上限、または下限に制限するリミット手段を具備することを特徴とする請求項３記載の個人認証装置。
【請求項５】 前記補正量生成手段は、照合動作の都度、前記比較手段が生成した本人パス率と目標本人パス率との差に所定のゲインを乗じて補正量を生成することを特徴とする請求項３記載の個人認証装置。
【請求項６】 前記しきい値制御手段は、前記本人パス率生成手段が生成する本人パス率と前記しきい値更新手段が生成したしきい値の履歴を監視するしきい値監視手段を有し、前記しきい値監視手段は、本人パス率が目標本人パス率を超える判定結果が所定回数連続することを検知し、あるいはしきい値が前記リミット手段により上限または下限の値に制限されたことを検知すると、前記補正手段が用いるゲインを個人ごとに可変することを特徴とする請求項３記載の個人認証装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指紋等の身体的特徴に基づいて個人認証を行う個人認証装置に関し、特に、同一人間の経時的変化による特徴量の差異を吸収し、効率良く個人認証を行う個人認証装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、暗証番号やＩＤカード等のセキュリティ技術を採用して、重要施設への入退出管理や重要データへのアクセス管理が行われることが多い。
【０００３】ところが、この暗証番号やＩＤカード等の基礎的なセキュリティ技術では、入退出又はアクセスを企図する不正なユーザ（以下「不正ユーザ」と言う。）が正当ユーザになりすます不正行為に対応できない場合がある。
【０００４】例えば、不正ユーザが正当ユーザの暗証番号又はＩＤカードを窃盗若しくは偽造し、本人になりすまして入退出操作等を行った場合には、セキュリティシステムがかかる不正ユーザを排除できない。
【０００５】このため、最近では、指紋、掌形及び虹彩等の人間が持つ身体的特徴を認証技術に応用し、あらかじめ登録した身体的特徴を有しないユーザを全て不正ユーザとみなす個人認証技術が注目されている。
【０００６】例えば、指紋を身体的特徴として利用する場合には、あらかじめ正当ユーザの指紋画像の特徴量を登録しておき、個人認証を行う際に、入退出要求を行うユーザの指紋画像の特徴量とあらかじめ登録した特徴量との類似度を算定し、この類似度が所定のしきい値以上であれば正当ユーザと判定する。
【０００７】したがって、かかる身体的特徴を用いた個人認証を行う上で、上記所定のしきい値をいかに設定するかが極めて重要な要因となるが、このしきい値を各ユーザに共通の固定値としたのでは、ユーザごとの個人認証精度にばらつきが生じる。
【０００８】その理由は、各ユーザの身体的特徴にはばらつきがあり、本人であると確認し易い特徴量を持つユーザと、本人と確認し難い特徴量を持つユーザが存在するためである。
【０００９】このため、特開平６−２０８６１１号公報には、指紋を用いて個人認証を行う際に、他人を本人と間違える第２種エラー率が所定の値となるようにしきい値を個人ごとに登録しておき、ユーザが入力したＩＤ番号に基づいてユーザごとにしきい値を変更する個人認証装置が開示されている。
【００１０】このように、かかる従来技術によれば、ユーザごとに異なる静的な特徴量に応答して上記しきい値を変動させるため、ユーザごとの特徴量の違いを吸収することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術は、あくまでも異なるユーザ間の静的な特徴量の差異のみを吸収するものにすぎず、同一ユーザが複数回試行する際に生じる特徴量の差異を吸収するものではない。
【００１２】このため、同じ正当ユーザが個人認証を行う場合であっても、その場その場の状況によって、正当ユーザと認識される場合と不正ユーザと認識される場合とが生ずる。
【００１３】例えば、指紋認証を行うユーザの指の置き方のばらつきや、生理的現象又は温湿度等の環境変化に伴う指表面の変化が生ずるために、登録済みの指紋画像の特徴量と全く同じ特徴量を持つ指紋画像を入力することは不可能だからである。
【００１４】したがって、上記従来技術を用いたとしても、同一ユーザ間の経時的変化による特徴量の差異を吸収できず、結果的に個人認証を行う正当ユーザ及びセキュリティ管理者を煩わせることになる。
【００１５】これらのことから、身体的特徴を用いて個人認証を行う際に、同一ユーザ間の経時的変化による特徴量の差異をいかに吸収するかが極めて重要な課題となっている。
【００１６】そこで、本発明では、上記課題を解決し、身体的特徴を用いて個人認証を行う際に、同一ユーザ間の経時的変化による特徴量の差異を吸収し、効率良く個人認証を行うことができる個人認証装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、第１の発明は、認証対象ユーザの身体的特徴から検出した特徴量と該認証対象ユーザがあらかじめ登録した参照特徴量との差を求め、求めた差を所定のしきい値と比較して前記認証対象ユーザが正当ユーザ本人であるか否かを認証する個人認証装置において、前記認証対象ユーザに係わる過去の認証結果の履歴から、該認証対象ユーザが正当ユーザ本人であると認証された本人パス率を算定する算定手段と、前記算定手段が算定した本人パス率と、認証時に用いたしきい値と、目標として設定された所定の本人パス率とに基づいて、前記認証対象ユーザを次回に認証する際に用いるしきい値を設定する設定手段とを具備することを特徴とする。
【００１８】また、第２の発明は、個人の身体的特徴を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した身体的特徴から個人の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、あらかじめ一又は複数の個人の身体的特徴量を参照特徴量として記憶する登録特徴量記憶手段と、個人ごとの過去の所定回数分の照合結果から本人であると判定された割合が、個人ごとに所定の割合となるようにしきい値を可変制御するしきい値制御手段と、前記しきい値制御手段が生成する個人ごとのしきい値を記憶するしきい値記憶手段と、照合動作をする際に、前記特徴量抽出手段が抽出した特徴量と前記登録特徴量記憶手段に記憶された特徴量との類似度を算出する類似度算出手段と、前記類似度算出手段の算出結果と前記しきい値制御手段が設定した個人ごとのしきい値とから本人または他人の判定を行う判定手段とを具備したことを特徴とする。
【００１９】また、第３の発明は、前記しきい値制御手段は、個人ごとの過去の所定回数分の判定結果から本人と判定された割合を生成する本人パス率生成手段と、個人ごとに目標とする本人パス率を設定する目標本人パス率設定手段と、照合動作の都度、前記本人パス率生成手段が生成した結果と前記目標本人パス率設定手段により設定された目標本人パス率との差を生成する比較手段と、前記比較手段が生成した本人パス率と目標本人パス率との差からしきい値の補正量を生成する補正量生成手段と、前回の照合動作時のしきい値と前記補正量生成手段が生成したしきい値補正量とから次回の照合動作時のしきい値を生成するしきい値更新手段とを具備したことを特徴とする。
【００２０】また、第４の発明は、前記しきい値更新手段は、しきい値を少なくとも上限、または下限に制限するリミット手段を具備することを特徴とする。
【００２１】また、第５の発明は、前記補正量生成手段は、照合動作の都度、前記比較手段が生成した本人パス率と目標本人パス率との差に所定のゲインを乗じて補正量を生成することを特徴とする。
【００２２】また、第６の発明は、前記しきい値制御手段は、前記本人パス率生成手段が生成する本人パス率と前記しきい値更新手段が生成したしきい値の履歴を監視するしきい値監視手段を有し、前記しきい値監視手段は、本人パス率が目標本人パス率を超える判定結果が所定回数連続することを検知し、あるいはしきい値が前記リミット手段により上限または下限の値に制限されたことを検知すると、前記補正手段が用いるゲインを個人ごとに可変することを特徴とする。
【００２３】
【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て説明する。なお、この実施の形態では、指紋を用いて個人認証を行う個人認証装置に適用した場合について説明する。
【００２４】図１は、第１の実施の形態で用いる個人認証装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】図１に示す個人認証装置は、入退出又はアクセスが許可された正当ユーザの指紋の特徴量を登録する登録モードと、実運用下で認証対象ユーザの正当性を認証する運用モードとからなる。
【００２６】そして、この運用モードによるユーザ認証を行うためには、あらかじめ登録モードにおいて、各正当ユーザの所定の指の指紋の特徴量を参照特徴量として登録特徴量記憶部１４に記憶しておかねばならない。
【００２７】その理由は、この個人認証装置では、あらかじめ登録した正当ユーザの参照特徴量と、認証対象ユーザの特徴量とから類似度を求めて、認証対象ユーザが正当ユーザ本人であるか否かを検証するためである。
【００２８】なお、登録モードと運用モードの切り替えは、図示しないモード切替スイッチ又はモード切替コマンドによって行われる。
【００２９】図１に示すように、この個人認証装置は、身体的特徴検出部１０と、操作部１１と、特徴量抽出部１２と、登録特徴量記憶部１４と、しきい値記憶部１６と、類似度算出部１８と、判定部２０と、判定結果記憶部２１と、しきい値制御部２２とからなる。
【００３０】身体的特徴検出部１０は、プリズム及びＣＣＤカメラ等を用いて認証対象ユーザの所定の指から指紋の画像データを光学的に取得する入力部であり、特徴量抽出部１２は、この身体的特徴検出部１０が取得した指紋画像から空間周波数特性を特徴量として抽出する。
【００３１】なお、この特徴量抽出部１２では、その登録モードにおいては、抽出した特徴量を参照特徴量として正当ユーザのＩＤナンバーと対応づけて登録特徴量記憶部１４に記憶し、また、運用モードにおいては、抽出した特徴量を類似度算出部１８に出力する。
【００３２】操作部１１は、正当ユーザを特定するＩＤナンバーを入力するための操作部であり、具体的にはＩＤナンバーを入力するテンキー又はＩＤカードを読み取るカードリーダ等からなる。なお、正当ユーザとしてすでに登録されたＩＤナンバー又は正しいＩＤカードが入力されない限り、運用モードでの認証処理は開始されない。
【００３３】登録特徴量記憶部１４は、特徴量抽出部１２が抽出した正当ユーザの参照特徴量を操作部１１から入力された正当ユーザのＩＤナンバーと対応づけて記憶する記憶部である。
【００３４】類似度算出部１８は、上記運用モードでのみ動作する処理部であり、特徴量抽出部１２から認証対象ユーザの特徴量を取得したならば、操作部１１から入力されたＩＤナンバーに対応する正当ユーザの参照特徴量を登録特徴量記憶部１４から読み出す。
【００３５】そして、該特徴量抽出部１２が抽出した特徴量と、登録特徴量記憶部１４から読み出した参照特徴量との相関値を類似度として算出し、算定した類似度を判定部２０に出力する。
【００３６】しきい値記憶部１６は、運用モードにおいて認証対象ユーザが正当ユーザであるか否かを認証する際に用いるしきい値をＩＤナンバーごとに記憶する記憶部である。
【００３７】なお、このしきい値記憶部１６に記憶されるしきい値は、後述するしきい値制御部２２が、判定結果記憶部２１に記憶した過去の判定結果に基づいて逐次更新する。
【００３８】判定部２０は、しきい値記憶部１６から正当ユーザのＩＤナンバーに対応するしきい値を読み出して、類似度算出部１８が算出した類似度と比較し、認証対象ユーザが正当ユーザであるか否かを判定する処理部である。
【００３９】なお、この判定部２０による判定結果は、外部に出力するだけでなく、判定結果記憶部２１にも記憶される。
【００４０】判定結果記憶部２１は、正当ユーザのＩＤナンバーごとに過去Ｎ回の判定結果の履歴を記憶する記憶部である。
【００４１】しきい値制御部２２は、操作部１１から受け取った正当ユーザのＩＤナンバーに対応する判定結果の履歴を判定結果記憶部２１から読み出し、この判定結果の履歴に基づいて次回の認証に使用するしきい値を更新して、しきい値記憶部１６に記憶する。
【００４２】上記構成を有する個人認証装置を用いることにより、しきい値記憶部１６に格納されるしきい値が、正当ユーザの過去の判定履歴に応答して動的に変動し、該変動するしきい値に基づいて、判定部２０が認証対象ユーザを認証することになる。
【００４３】次に、図１に示すしきい値制御部２２について具体的について説明する。
【００４４】図２は、図１に示すしきい値制御部２２の細部構成を示すブロック図である。
【００４５】同図に示すように、このしきい値制御部２２は、本人パス率生成部３０と、目標本人パス率設定部３２と、比較部３４と、しきい値補正量生成部３６と、しきい値更新部３８とからなる。
【００４６】本人パス率生成部３０は、判定結果記憶部２１に記憶した過去Ｎ回の判定結果の履歴を読み出し、認証対象ユーザがＩＤナンバーを有する正当ユーザ本人であると判定された率（以下「本人パス率」と言う。）Ｐ［i］ を生成する処理部である。この本人パス率生成部３０が請求項１の算定手段に相当する。
【００４７】例えば、ある正当ユーザが認証を過去Ｌ回行い、最近Ｎ回（Ｌ≧Ｎ）の認証においてｎ回（Ｎ≧ｎ）が「本人」と判定された場合には、その時点ｉにおける当該正当ユーザの本人パス率Ｐ［i］は、Ｐ［i］ ＝ ｎ／Ｎとなる。
【００４８】ただし、本実施の形態では、Ｎを固定して考えているため、本人パス率生成部３０は、「正当ユーザ本人であると判定された回数ｎ」を直接本人パス率Ｐ［i］ として使用することとする。
【００４９】目標本人パス率設定部３２は、あらかじめ設定された目標値となる所望の目標本人パス率Ｐref を設定する処理部である。ただし、本実施の形態では、上記本人パス率Ｐ［i］との整合性を担保するため、目標本人パス回数を使用するものとする。
【００５０】比較部３４は、本人パス率生成部３０が生成した本人パス率Ｐ［i］ と目標本人パス率設定部３２が設定する目標本人パス率Ｐref とを比較して、その差（Ｐ［i］−Ｐref）を求める処理部である。
【００５１】しきい値補正量生成部３６は、比較部３４が求めた本人パス率Ｐ[i] と目標本人パス率Ｐref との差（Ｐ［i］−Ｐref）に基づいて、次回の認証時に用いるしきい値の補正量δＴ［i］ を生成する処理部である。
【００５２】しきい値更新部３８は、次回に同じ認証対象ユーザを認証する際に用いるしきい値Ｔ［i+1］ を求めて、しきい値記憶部１６に記憶するしきい値を更新する処理部である。尚、比較部３４としきい値補正量生成部３６としきい値更新部３８とで請求項１の算定手段を構成する。
【００５３】具体的には、第ｉ回目の認証時に用いたしきい値がＴ［i］ であり、第ｉ＋１回目の認証時に用いるしきい値がＴ［i+1］ であり、しきい値補正量生成部３６が生成した補正量がδＴ［i］ である場合には、Ｔ［i+1］＝Ｔ［i］＋δＴ［i］
がしきい値記憶部１６に格納されることになる。
【００５４】ただし、このしきい値記憶部１６には、正当ユーザのＩＤナンバーごとに異なるしきい値が記憶される。
【００５５】上記構成を有するしきい値制御部２２を用いることにより、本人パス率Ｐ[i]と目標本人パス率Ｐref との差（Ｐ［i］−Ｐref）に基づいて、次回の認証時に用いるしきい値を動的に補正することができる。
【００５６】次に、図１に示す個人認証装置の運用モードにおける処理手順について説明する。なお、ここでは、しきい値補正量生成部３６が本人パス率Ｐ[i] と目標本人パス率Ｐref との差（Ｐ［i］−Ｐref）に比例する補正量δＴ［i］ を生成する場合を示すこととする。
【００５７】図３は、図１に示す個人認証装置の処理手順を示すフローチャートである。
【００５８】同図に示すように、この個人認証装置は、まず最初にしきい値Ｔ［i］ に初期値を設定した後（ステップ３０１）、操作部１１がＩＤナンバーの入力待ち状態となる（ステップ３０２）。
【００５９】ここで、操作部１１においてＩＤナンバーの入力又はＩＤカードの挿入がなされ、身体的特徴検出部１０に認証対象者の指が置かれると、身体的特徴検出部１０が指紋画像を取り込み、特徴量抽出部１２が該指紋画像から特徴量を抽出する。
【００６０】その後、類似度算出部１８は、操作部１１に入力されたＩＤナンバーに対応する登録済みの参照特徴量を登録特徴量記憶部１４から取り出し、特徴量抽出部１２から受け取った特徴量との間で類似度Ｓ［i］ を算出する（ステップ３０３）。
【００６１】そして、この類似度Ｓ［i］ が、しきい値記憶部１６に記憶したしきい値Ｔ［i］ よりも大きければ（Ｓ［i］＞Ｔ［i］）、判定結果Ｒ［i］ が「本人」となり（ステップ３０５）、しきい値Ｔ［i］以下であれば（Ｓ［i］≦Ｔ［i］）、判定結果Ｒ［i］ が「他人」となる（ステップ３０６）。
【００６２】なお、この判定結果Ｒ［i］ は、外部に出力されるだけでなく、判定結果記憶部２１にも格納される。
【００６３】ここで、この個人認証装置では、過去Ｎ回の判定結果の履歴を次の補正量に反映させることとしているため、照合回数ｉが所定回数Ｎに達しない場合には、上記ステップ３０１〜３０６の処理を繰り返す（ステップ３０７）。
【００６４】一方、すでにＮ回以上の判定がなされている場合には、しきい値制御部２２が過去Ｎ回のうち「本人」とみなされた本人パス率Ｐ［i］ を求める（ステップ３０８）。
【００６５】そして、第ｉ回目の本人パス率Ｐ[ｉ]と目標本人パス率Ｐrefとの差をα倍し、第ｉ回目に使用したしきい値Ｔ[ｉ]を加算したＴ［i］＋α（Ｐ［i］−Ｐref）
を、次回の照合時のしきい値Ｔ［i+1］とする（ステップ３０９）。ただし、ゲインαは正の定数とする。
【００６６】そして、変数ｉをインクリメントして（ステップ３１０）、次回の認証に備えた後に処理を終了する。
【００６７】次に、上記一連の処理を行った場合に生ずるしきい値の変動について具体例を用いて説明する。
【００６８】図４は、図１に示す個人認証装置を用いた場合におけるしきい値の変動例を示す図である。ただし、ここでは、所定回数Ｎを４回とし、目標本人パス回数（率）を３回とする。
【００６９】同図に示すように、第１回目〜第４回目（ｉ＝１〜４）までの判定結果が全て「本人」である場合には、第４回目の判定を終えた時点でのパス回数Ｐ［4］は、Ｐ［4］ ＝ ４となる。
【００７０】ここで、目標本人パス率Ｐref ＝３であるから、第５回目の認証時に用いるしきい値Ｔ［5］ は、
となり、ゲインα分高くなる。
【００７１】次に、このしきい値Ｔ［5］ を用いて第５回目の認証を行った結果が、「他人」である場合には、Ｐ［5］ ＝ ３となる。
【００７２】このため、第６回目の認証時に用いるしきい値Ｔ［6］ は、
となり、変動しない。
【００７３】同様に、第６回目の判定結果によっても第７回目の認証時に用いるしきい値Ｔ［7］ は変動しないが、第８回目及び第９回目の認証時に用いるしきい値Ｔ［8］及びＴ［9］ は、それぞれゲインα分低くなる。
【００７４】このように、次回の認証時に用いるしきい値は、過去Ｎ回の判定結果に応じて順次変動し、過去Ｎ回の本人パス率が高ければしきい値を上げ、過去Ｎ回の本人パス率が低ければしきい値を下げることになる。
【００７５】次に、図１に示すしきい値制御部２２の制御について説明する。ただし、ここでは、しきい値Ｔ［i］ にリミッタを設け、所定範囲内でのみしきい値Ｔ［i］が変動するよう制御している。
【００７６】図５は、図１に示すしきい値制御部２２の制御ブロック図である。
【００７７】同図に示すように、しきい値制御部２２は、判定結果記憶部２１に記憶した判定履歴から本人パス率Ｐ［i］ を生成し、生成した本人パス率を比較器のプラス側端子に入力する。
【００７８】ここで、この比較器のマイナス側端子には、目標パス回数Ｐref が入力されるため、その差（Ｐ［i］−Ｐref）が比較器から出力され、この出力結果にゲインαを乗じた値α（Ｐ［i］−Ｐref）が加え合せ点に出力される。
【００７９】そして、この加え合せ点には、しきい値記憶部１６に記憶したしきい値Ｔ［i］がフィードバックされているため、リミッタには、Ｔ［i］＋α（Ｐ［i］−Ｐref）
が出力されることになる。
【００８０】そして、このリミッタは、入力した値が所定の上限値を越える場合や所定の下限値に至らない場合に、その値を上限値又は下限値とする処理を行ない、処理結果をしきい値記憶部１６に出力する。
【００８１】かかるリミッタを設けた理由は、しきい値Ｔ［i］ が無制限に下がる場合を認めると、不正ユーザが他人のＩＤナンバーを用いて繰り返し認証を試行した場合に、「本人」と誤認する場合が生じ、またしきい値Ｔ［i］ がむやみに上がり続けると、正当ユーザが「本人」であると認証されない認証誤りが頻繁に発生するためである。
【００８２】上述してきたように、第１の実施の形態では、認証対象ユーザの指紋画像から特徴量抽出部１２が特徴量を抽出し、類似度算出部１８がこの特徴量と登録特徴量記憶部１４に記憶した参照特徴量との類似度を求め、判定部２０では、この類似度と、しきい値記憶部１６に記憶した判定結果の履歴に応答して動的に変動するしきい値とを比較して、認証対象ユーザが正当ユーザであるか否かを認証するよう構成したので、下記に示す効果が得られる。
【００８３】１）同一ユーザ間で経時的変化によりその特徴量が変化した場合であっても、効率良く個人認証を行うことができる。
【００８４】２）認証対象ユーザが正当ユーザ本人とみなされる割合を一定にすることができ、各ユーザに均一な利便性を提供できる。
【００８５】３）セキュリティ管理者のしきい値調整に係わる負担を軽減することができる。
【００８６】以上、第１の実施の形態について説明した。
【００８７】ところで、上記第１の実施の形態では、しきい値補正量生成部３６が用いるゲインαを各ユーザ共通とすることとしたが、かかるゲインαを正当ユーザごとに変えることもできる。
【００８８】そこで、以下では、しきい値補正量生成部が用いるゲインを正当ユーザごとに最適化する第２の実施の形態について説明する。なお、この場合においても、個人認証装置の全体構成は図１に示すものと同じであるため、その説明を省略する。
【００８９】図６は、第２の実施の形態で用いるしきい値制御部６０の構成を示すブロック図である。なお、図２に示すしきい値制御部２２と同様の機能を有する部位は、同一符号を付すこととして、その説明を省略する。
【００９０】同図に示すように、このしきい値制御部６０は、しきい値監視部６１を用いてしきい値更新部３８の更新結果及び比較部３４の比較結果の履歴を監視し、この監視の結果、しきい値を変更すべきとの判断した場合には、しきい値を変更する指示をしきい値補正量生成部３６に通知する。
【００９１】そして、この通知を受けたしきい値補正量生成部３６は、個人ごとの次回照合時に用いるゲインαを更新する。
【００９２】すなわち、このしきい値制御部６０は、比較部３４の比較結果から得られる本人パス率Ｐ[ｉ]と目標本人パス率Ｐref との関係と、しきい値更新部３８から得られるしきい値と制限値との関係とに基づいて、ゲインαの大きさを動的に更新している。
【００９３】次に、図６に示すしきい値制御部６０の制御について説明する。
【００９４】図７は、図６に示すしきい値制御部６０の制御ブロック図である。ただし、図５に示す制御ブロック図と共通する部分はその説明を省略する。
【００９５】同図に示すように、しきい値制御部６０は、比較器から出力される（Ｐ［i］−Ｐref）と、しきい値記憶部１６から加え合せ点にフィードバックされるしきい値の変動とを監視し、ゲインαを制御する。
【００９６】具体的には、比較器から出力される（Ｐ［i］−Ｐref）が正となる場合がＭ回連続する場合には、追従応答が遅すぎるとしてゲインαを大きくする。
【００９７】また、しきい値がリミッタで上下限に制限される場合には、しきい値が発振状態にあると判断して、ゲインαを小さくする。
【００９８】このように、かかるしきい値制御部６０を用いることにより、しきい値を補正するゲインを状況に応じて適切な値に制御することができる。
【００９９】次に、上記しきい値制御部６０を有する個人認証装置の処理手順について説明する。
【０１００】図８は、図６に示すしきい値制御部６０を有する個人認証装置の処理手順を示すフローチャートである。ただし、ステップ８０１〜８０９及びステップ８１５については、図３に示すステップ３０１〜３０９及びステップ３１０に対応するため、その説明を省略する。
【０１０１】同図に示すように、次回の照合時に用いるしきい値Ｔ［i+1］ を得たならば（ステップ８０９）、本人パス率Ｐ[ｉ]が目標本人パス率ＰrefをＭ回連続して超えるか否かを判断する（ステップ８１０）。
【０１０２】そして、Ｍ回連続して本人パス率Ｐ[ｉ]が目標本人パス率Ｐrefを越える場合には、ゲインαに所定の補正量Ｂを加算してゲインα自体を大きくする（ステップ８１１）。
【０１０３】すなわち、図９（ａ）に示すように、本人パス率Ｐ[ｉ]が目標本人パス率Ｐref をＭ回連続して超える原因は、認証結果の履歴にしきい値が追従できない点にあるため、この問題を解消すべく、ゲインαを大きくするのである。
【０１０４】その後、次回の認証に用いるしきい値Ｔ［i+1］ がリミッタの制限値を越えたか否かを判断し（ステップ８１２）、制限値を越える場合には、しきい値Ｔ［i+1］ を制限値とし（ステップ８１３）、ゲインαを補正量Ｂだけ減じる（ステップ８１４）。
【０１０５】すなわち、図９（ｃ）に示すように、しきい値の変動が極めて大きく、所定の制限値を越えるということは、ゲインαが大きすぎることを意味するため、かかるゲインαを小さくすることにより、図９（ｂ）に示すような適正なしきい値の変動を図っている。
【０１０６】上述してきたように、第２の実施の形態では、しきい値制御部６０は、本人パス率Ｐ[ｉ]及び目標本人パス率Ｐref の相互関係と、しきい値と制限値との関係とに基づいて、ゲインαの大きさを動的に制御するよう構成したので、しきい値の追従応答性を高めることができる。
【０１０７】次に、本実施の形態で用いる個人認証装置と、本人パス率との関係について説明する。
【０１０８】図１０は、図１に示す個人認証装置と本人パス率との関係を示す概念図である。
【０１０９】同図に示すように、例えば本人の照合分布（Ａ）と他人の照合分布とを考慮して最適しきい値を厳密に設定したとしても、経時的な変化によって本人の照合分布が分布（Ａ）から分布（Ｂ）に移行したり、逆に分布（Ｂ）から分布（Ａ）に移行する場合がある。
【０１１０】かかる場合に、従来の個人認証装置のように、かかるしきい値を固定して運用していたのでは、正当ユーザであるにも係わらず他人と認証されたり、不正ユーザであるにもかかわらず正当ユーザと認証される場合が生ずる。
【０１１１】しかしながら、図１に示す個人認証装置では、本人の照合分布が分布（Ａ）から分布（Ｂ）又は分布（Ｂ）から分布（Ａ）に移行したならば、これに追従してしきい値を変動し、一定の本人パス率を維持することができる。
【０１１２】なお、図１に示すかかるしきい値は、下限値以下になることはなく、常にそれ以上のしきい値で運用されるため、最適しきい値を用いて固定的に運用する場合と比べて、セキュリティ性も改善される。
【０１１３】なお、本実施の形態では、本発明を指紋を用いた個人認証装置に適用した場合を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、顔、虹彩、掌形などの身体的特徴を用いる各種個人認証装置にも適用することができる。
【０１１４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明は、認証対象ユーザに係わる過去の認証結果の履歴から、該認証対象ユーザが正当ユーザ本人であると認証された本人パス率を算定し、この本人パス率と、認証時に用いたしきい値と、目標として設定された所定の本人パス率とに基づいて、認証対象ユーザを次回に認証する際に用いるしきい値を設定するよう構成したので、下記に示す効果が得られる。
【０１１５】１）同一ユーザ間で経時的変化によりその特徴量が変化した場合であっても、効率良く個人認証を行うことができる。
【０１１６】２）認証対象ユーザが正当ユーザ本人とみなされる割合を一定にすることができ、各ユーザに均一な利便性を提供できる。
【０１１７】３）セキュリティ管理者のしきい値調整に係わる負担を軽減することができる。
【０１１８】また、第２の発明は、照合動作をする際に、個人の身体的特徴から抽出した特徴量と、あらかじめ登録された参照特徴量との類似度を求め、この類似度と該個人が過去に本人であると判定された割合に基づいて設定されたしきい値とから本人か否かの判定を行うよう構成したので、適正に可変制御されるしきい値に基づく認証を行うことができる。
【０１１９】また、第３の発明は、個人ごとの過去の所定回数分の判定結果から本人と判定された割合を生成し、この生成結果と所定の目標本人パス率との差からしきい値の補正量を生成し、この補正量と前回の照合動作時のしきい値とから次回の照合動作時のしきい値を生成するよう構成したので、目標本人パス率を達成するようにしきい値を変動させることができる。
【０１２０】また、第４の発明は、しきい値を少なくとも上限、または下限に制限するリミット手段を備えるよう構成したので、しきい値が極端に下がってセキュリティが低下する状況を排除することができる。
【０１２１】また、第５の発明は、照合動作の都度、本人パス率と目標本人パス率との差に所定のゲインを乗じて補正量を生成するよう構成したので、しきい値を効率良く補正することができる。
【０１２２】また、第６の発明は、本人パス率及びしきい値の履歴を監視し、本人パス率が目標本人パス率を超える判定結果が所定回数連続することを検知し、あるいはしきい値がリミット手段により上限または下限の値に制限されたことを検知すると、ゲインを個人ごとに可変するよう構成したので、個人ごとに最適なゲインを設定することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００１４３２
【氏名又は名称】グローリー工業株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）９月３０日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】木村 高久
【公開番号】 特開平１１−１０４１１２
【公開日】 平成１１年（１９９９）４月２０日
【出願番号】 特願平９−２６６２１５