JP2962274B2 - 生体識別方法および装置 - Google Patents
生体識別方法および装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体識別装置に関
し、特に、個人識別を行う際に生体情報を利用して偽造
を防止するための装置に用いられる生体識別装置に関す
るものである。
し、特に、個人識別を行う際に生体情報を利用して偽造
を防止するための装置に用いられる生体識別装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】個人照合は、指紋、声紋、顔画像等を用
いて人間の特徴量を抽出することにより行われている。
これらのいずれも人間の個人個人に特有の情報であるた
め、解像度を高めたデジタルデータを扱うことにより、
認識率が非常に高くなる。しかしながら、同様のデジタ
ルデータを人工的に作ることにより、人間でないものの
データを認識してしまう、すなわち、偽造されたデータ
やレプリカを認識してしまうことがある。このことを解
決するために、日常的な生体情報を同時に取り込み、生
体かどうかを判断する手法や、情報入力の際に当事者に
関連した口頭質問をする手法等が考案されている。
いて人間の特徴量を抽出することにより行われている。
これらのいずれも人間の個人個人に特有の情報であるた
め、解像度を高めたデジタルデータを扱うことにより、
認識率が非常に高くなる。しかしながら、同様のデジタ
ルデータを人工的に作ることにより、人間でないものの
データを認識してしまう、すなわち、偽造されたデータ
やレプリカを認識してしまうことがある。このことを解
決するために、日常的な生体情報を同時に取り込み、生
体かどうかを判断する手法や、情報入力の際に当事者に
関連した口頭質問をする手法等が考案されている。
【０００３】日常的な生体情報を同時に取り込んで生体
かどうかを判断する手法としては、例えば特開平４−２
４１６８０号公報に、指紋入力時に、指にさまざまな刺
激を与え、その刺激に対して入力者が指紋入力を行うこ
とにより感覚器官を持たないレプリカの認識を防ぐ手法
が開示されている。指に与える刺激としては、入力者が
意識的に指紋入力を行うときの合図となる熱線や振動な
どの刺激や、入力者が反射的に指紋入力を行うきっかけ
となる電気的な刺激が挙げられている。
かどうかを判断する手法としては、例えば特開平４−２
４１６８０号公報に、指紋入力時に、指にさまざまな刺
激を与え、その刺激に対して入力者が指紋入力を行うこ
とにより感覚器官を持たないレプリカの認識を防ぐ手法
が開示されている。指に与える刺激としては、入力者が
意識的に指紋入力を行うときの合図となる熱線や振動な
どの刺激や、入力者が反射的に指紋入力を行うきっかけ
となる電気的な刺激が挙げられている。
【０００４】また、特開平６−１８７４３０号公報に
は、圧力センサを用いて脈拍、血圧等を調べる方式、赤
外線センサを用いて指から放出される赤外線を検知する
方式が開示されている。
は、圧力センサを用いて脈拍、血圧等を調べる方式、赤
外線センサを用いて指から放出される赤外線を検知する
方式が開示されている。
【０００５】情報入力の際に当事者に関連した口頭質問
をする手法としては、特開平１−２３３５５６号公報
に、対象者に対して指示をし、生きていること、実在す
ることを証明する手法が開示されている。
をする手法としては、特開平１−２３３５５６号公報
に、対象者に対して指示をし、生きていること、実在す
ることを証明する手法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した各従来技術の
それぞれには以下に記載するような問題点がある。
それぞれには以下に記載するような問題点がある。
【０００７】特開平４−２４１６８０号公報に開示され
る、入力者が意識的に指紋入力を行うときの合図や入力
者が反射的に指紋入力を行うきっかけとなる刺激を与え
て、その応答としての指紋入力を受け付けるものでは、
各刺激は合図またはきっかけとして与えるものであり、
その後の指紋の確認では刺激の種類に応じた検証を行う
ものではない。刺激が単なる合図またはきっかけとして
与えられるというのであれば、各刺激をなんらかの手段
により検出し、そのときに偽造されたデータやレプリカ
を入力した場合にはこれを認識してしまう。例えば、刺
激として熱が与えられる系では、レプリカに温度センサ
を装着すれば刺激を外部から知ることができ、偽造が可
能である。
る、入力者が意識的に指紋入力を行うときの合図や入力
者が反射的に指紋入力を行うきっかけとなる刺激を与え
て、その応答としての指紋入力を受け付けるものでは、
各刺激は合図またはきっかけとして与えるものであり、
その後の指紋の確認では刺激の種類に応じた検証を行う
ものではない。刺激が単なる合図またはきっかけとして
与えられるというのであれば、各刺激をなんらかの手段
により検出し、そのときに偽造されたデータやレプリカ
を入力した場合にはこれを認識してしまう。例えば、刺
激として熱が与えられる系では、レプリカに温度センサ
を装着すれば刺激を外部から知ることができ、偽造が可
能である。
【０００８】また、特開平６−１８７４３０号公報に示
されているように、圧力センサを用いて脈拍、血圧等を
調ベる方式、赤外線センサを用いて指から放出される赤
外線を検知する方式では圧力センサが用いられるが、圧
力センサは信号が単純であるために、生体でなくともセ
ンサに圧力を加えることにより脈拍情報、血圧情報を圧
力センサに与えることができる。
されているように、圧力センサを用いて脈拍、血圧等を
調ベる方式、赤外線センサを用いて指から放出される赤
外線を検知する方式では圧力センサが用いられるが、圧
力センサは信号が単純であるために、生体でなくともセ
ンサに圧力を加えることにより脈拍情報、血圧情報を圧
力センサに与えることができる。
【０００９】また、赤外線検知方式も、例えばレプリカ
の指に赤外線放射装置を取り付けることにより、偽造は
可能となってしまう。また、対象者に指示をし、生きて
いること、実在することを証明する手法では、口頭質問
を行う段階で、生体であることは明らかであり、本人か
どうかを判定する補助的な手段でしかない。
の指に赤外線放射装置を取り付けることにより、偽造は
可能となってしまう。また、対象者に指示をし、生きて
いること、実在することを証明する手法では、口頭質問
を行う段階で、生体であることは明らかであり、本人か
どうかを判定する補助的な手段でしかない。
【００１０】本発明は上述したような従来の技術が有す
る様々な問題点に鑑みてなされたものであって、生体特
有の反応を利用し、指紋入力時の一連の動作の中で無意
識のうちに本人の意思とは関係ない生体情報の変動を計
測し、指紋入力による個人照合データ入力の際に、人間
特有の生体情報の変動かどうかを判断することにより、
入力データが、人工的に再生されたデータではなく、生
体から直接得られたデータであるかを判定することので
きる方法および装置を実現することを目的とする。
る様々な問題点に鑑みてなされたものであって、生体特
有の反応を利用し、指紋入力時の一連の動作の中で無意
識のうちに本人の意思とは関係ない生体情報の変動を計
測し、指紋入力による個人照合データ入力の際に、人間
特有の生体情報の変動かどうかを判断することにより、
入力データが、人工的に再生されたデータではなく、生
体から直接得られたデータであるかを判定することので
きる方法および装置を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の生体識別方法
は、入力者の指から生じる生体情報を計測する生体情報
計測手段と、入力者の指に生体が反射的に反応し、入力
者には感じることのできないある種の刺激を与える刺激
供給手段とを備え、前記刺激供給手段を介して生体が反
射的に反応するある種の刺激を与えたときの生体情報
に、前記生体が反射的に反応した内容が含まれるかによ
り指が生体のものであるかを判定することを特徴とす
る。
は、入力者の指から生じる生体情報を計測する生体情報
計測手段と、入力者の指に生体が反射的に反応し、入力
者には感じることのできないある種の刺激を与える刺激
供給手段とを備え、前記刺激供給手段を介して生体が反
射的に反応するある種の刺激を与えたときの生体情報
に、前記生体が反射的に反応した内容が含まれるかによ
り指が生体のものであるかを判定することを特徴とす
る。
【００１２】この場合、ある種の刺激が冷刺激と温刺激
であり、生体の反射的に反応する内容が指尖脈波振幅の
変動であるとしてもよい。
であり、生体の反射的に反応する内容が指尖脈波振幅の
変動であるとしてもよい。
【００１３】本発明の生体識別装置は、入力者の指から
生じる生体情報を計測する生体情報計測部と、入力者の
指に生体が反射的に反応し、入力者には感じることので
きないある種の刺激を与える刺激供給部と、前記刺激供
給部を介して生体が反射的に反応するある種の刺激を与
えたときの生体情報から指が生体のものであるかを判定
する判定部を有することを特徴とする。
生じる生体情報を計測する生体情報計測部と、入力者の
指に生体が反射的に反応し、入力者には感じることので
きないある種の刺激を与える刺激供給部と、前記刺激供
給部を介して生体が反射的に反応するある種の刺激を与
えたときの生体情報から指が生体のものであるかを判定
する判定部を有することを特徴とする。
【００１４】この場合、刺激供給部が指に冷刺激と温刺
激を与えるペルチェ素子であり、判定部では生体情報と
しての指尖脈波振幅の変動により指が生体のものである
かを判定することとしてもよい。
激を与えるペルチェ素子であり、判定部では生体情報と
しての指尖脈波振幅の変動により指が生体のものである
かを判定することとしてもよい。
【００１５】上記のように構成される本発明において
は、生体が反射的に反応するある種の刺激を与えたとき
の反応に、生体が反射的に反応した内容が含まれるかに
より生体であるかの判定を行うものである。このような
反応はレプリカなどでは当然応答することができず、生
体の判定を確実に行うことができる。
は、生体が反射的に反応するある種の刺激を与えたとき
の反応に、生体が反射的に反応した内容が含まれるかに
より生体であるかの判定を行うものである。このような
反応はレプリカなどでは当然応答することができず、生
体の判定を確実に行うことができる。
【００１６】生体が反射的に反応するある種の刺激とし
ては、様々なものがあるが、冷刺激と温刺激を用いるこ
とができる。冷刺激と温刺激ではその刺激内容に応じて
指先の末梢血流量（指尖脈波）の変動が異なり、これを
用いて識別することができる。人間が感じないような微
弱な温冷刺激であっても、末梢神経系の活動により、指
尖脈波は変化する。また、温刺激と冷刺激との違いによ
り、指尖脈波振幅が増大するか減少するかが違ってく
る。これは、指紋を入力する者にはわからない情報であ
るため、外部から偽造信号を入力することは不可能であ
る。この手段は、生命活動を反映する自律神経系の活動
を利用するものであり、より確実に、指紋入力時の偽造
を防ぐことが可能となる。
ては、様々なものがあるが、冷刺激と温刺激を用いるこ
とができる。冷刺激と温刺激ではその刺激内容に応じて
指先の末梢血流量（指尖脈波）の変動が異なり、これを
用いて識別することができる。人間が感じないような微
弱な温冷刺激であっても、末梢神経系の活動により、指
尖脈波は変化する。また、温刺激と冷刺激との違いによ
り、指尖脈波振幅が増大するか減少するかが違ってく
る。これは、指紋を入力する者にはわからない情報であ
るため、外部から偽造信号を入力することは不可能であ
る。この手段は、生命活動を反映する自律神経系の活動
を利用するものであり、より確実に、指紋入力時の偽造
を防ぐことが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１８】図１は、本発明の一実施例の全体構成図で
ある。
ある。
【００１９】本実施例は、生体情報計測部１、生体情報
変換部２、刺激供給部３、刺激制御部４、生体情報解析
部５および生体情報解析部５とともに判定部を構成する
生体識別部６から指７が生体もしくはレプリカのもので
あるかを判定する生体識別系が構成されるものであり、
該生体識別系にて生体であると判定された指についての
み指紋の照合が指紋入力装置８にて行われる。指紋入力
装置８における指紋照合のプロセスは公知技術によるも
のであるために、図１には生体識別系について主に示し
ている。
変換部２、刺激供給部３、刺激制御部４、生体情報解析
部５および生体情報解析部５とともに判定部を構成する
生体識別部６から指７が生体もしくはレプリカのもので
あるかを判定する生体識別系が構成されるものであり、
該生体識別系にて生体であると判定された指についての
み指紋の照合が指紋入力装置８にて行われる。指紋入力
装置８における指紋照合のプロセスは公知技術によるも
のであるために、図１には生体識別系について主に示し
ている。
【００２０】生体情報計測部１は指７の計測結果である
生体情報１０１（デジタル信号）を生体情報変換部２
（アナログ信号）へ送出する。生体情報変換部２では生
体情報１０１を生体情報解析に用いるための生体情報１
０２に変換して生体情報解析部へ送出する。刺激供給部
３は、例えばペルチェ素子により構成されるもので、刺
激制御部４から送られてくる刺激制御信号１０３（アナ
ログ信号）に応じて指７に対して温冷刺激を与える。刺
激制御部４は、生体情報解析部５から送られてくる刺激
供給時刻、強度、提示間隔等の情報を含む刺激制御情報
１０４（デジタル信号）から上記の刺激制御信号１０３
を生成し、刺激供給部３に送出する。生体情報解析部５
は、刺激制御情報１０４を送出することにより指７に温
冷刺激を与えたときの生体情報１０２から生体識別情報
１０５を求めて生体識別部６へ送出する。生体識別部６
では生体識別情報１０５を用いて指７が生体の指かレプ
リカの指かを識別する。
生体情報１０１（デジタル信号）を生体情報変換部２
（アナログ信号）へ送出する。生体情報変換部２では生
体情報１０１を生体情報解析に用いるための生体情報１
０２に変換して生体情報解析部へ送出する。刺激供給部
３は、例えばペルチェ素子により構成されるもので、刺
激制御部４から送られてくる刺激制御信号１０３（アナ
ログ信号）に応じて指７に対して温冷刺激を与える。刺
激制御部４は、生体情報解析部５から送られてくる刺激
供給時刻、強度、提示間隔等の情報を含む刺激制御情報
１０４（デジタル信号）から上記の刺激制御信号１０３
を生成し、刺激供給部３に送出する。生体情報解析部５
は、刺激制御情報１０４を送出することにより指７に温
冷刺激を与えたときの生体情報１０２から生体識別情報
１０５を求めて生体識別部６へ送出する。生体識別部６
では生体識別情報１０５を用いて指７が生体の指かレプ
リカの指かを識別する。
【００２１】本実施例における生体判定の原理について
以下に説明する。
以下に説明する。
【００２２】指７が生体である場合に刺激供給部３より
温冷刺激が与えられると、指先の末梢血管が拡張または
収縮する。この変化から得られる血流量（指尖脈波）の
振幅値が生体情報１０１として生体情報計測部１で計測
される。ここで計測された生体情報１０１が生体情報変
換部２に送られ、増幅及びデジタル変換されて、変換さ
れた生体情報１０２として生体情報解析部５に送られ
る。刺激供給時刻、強度、提示間隔等の情報を含む刺激
制御情報１０４を刺激制御部４へ送出する生体情報解析
部５はこれらの情報を把握しており、これらの情報と生
体情報１０２から生体識別情報１０５を生成する。
温冷刺激が与えられると、指先の末梢血管が拡張または
収縮する。この変化から得られる血流量（指尖脈波）の
振幅値が生体情報１０１として生体情報計測部１で計測
される。ここで計測された生体情報１０１が生体情報変
換部２に送られ、増幅及びデジタル変換されて、変換さ
れた生体情報１０２として生体情報解析部５に送られ
る。刺激供給時刻、強度、提示間隔等の情報を含む刺激
制御情報１０４を刺激制御部４へ送出する生体情報解析
部５はこれらの情報を把握しており、これらの情報と生
体情報１０２から生体識別情報１０５を生成する。
【００２３】指尖脈波振幅は、温刺激の場合は増大し、
冷刺激の場合は減少する。また、自律神経系のメカニズ
ムより、刺激供給に対し、指尖脈波振幅変動は多少の遅
れが生じる。
冷刺激の場合は減少する。また、自律神経系のメカニズ
ムより、刺激供給に対し、指尖脈波振幅変動は多少の遅
れが生じる。
【００２４】上記のような原理から、生体情報解析部５
では、刺激供給のタイミングと指尖脈波振幅の変動時刻
及び振幅の変動パターンを解析する。指７が生体である
場合には、刺激供給時刻に対し、２〜３秒遅れて指尖脈
波振幅が変動する。レプリカの指の場合、何らかの手段
によって指尖脈波を偽造したとしても、刺激のタイミン
グ、温冷の違いを認識できなければ、生体とは異なる反
応を示す。本実施例の生体情報解析部５は様々な種類の
温冷刺激を与えるもので、生体識別部６では温冷刺激の
種類とそのときの生体情報から生体であるかを判定す
る。
では、刺激供給のタイミングと指尖脈波振幅の変動時刻
及び振幅の変動パターンを解析する。指７が生体である
場合には、刺激供給時刻に対し、２〜３秒遅れて指尖脈
波振幅が変動する。レプリカの指の場合、何らかの手段
によって指尖脈波を偽造したとしても、刺激のタイミン
グ、温冷の違いを認識できなければ、生体とは異なる反
応を示す。本実施例の生体情報解析部５は様々な種類の
温冷刺激を与えるもので、生体識別部６では温冷刺激の
種類とそのときの生体情報から生体であるかを判定す
る。
【００２５】生体情報計測部１は、指紋入力装置８の指
先側に指先が触れるように設置され、刺激供給部３は指
紋入力装置８の手首側に設置される。生体情報計測部１
により、指７が触れている間は常に指尖脈波は計測さ
れ、計測結果は生体情報変換部２で変換され、生体情報
解析部５に送られる。刺激制御部４としてはパーソナル
コンピュータ及びＤ／Ａコンバータが用いられ、生体情
報解析部５からの刺激制御情報１０４に基づいて、刺激
のタイミング、強度、刺激供給時間等を制御する。刺激
制御部４からの信号で温冷刺激が提示されたときの刺激
供給時刻、刺激間隔、刺激強度等が生体情報解析部に送
られる。これらの情報と変換された生体情報とから、刺
激に対する指尖脈波振幅の変動が解析される。
先側に指先が触れるように設置され、刺激供給部３は指
紋入力装置８の手首側に設置される。生体情報計測部１
により、指７が触れている間は常に指尖脈波は計測さ
れ、計測結果は生体情報変換部２で変換され、生体情報
解析部５に送られる。刺激制御部４としてはパーソナル
コンピュータ及びＤ／Ａコンバータが用いられ、生体情
報解析部５からの刺激制御情報１０４に基づいて、刺激
のタイミング、強度、刺激供給時間等を制御する。刺激
制御部４からの信号で温冷刺激が提示されたときの刺激
供給時刻、刺激間隔、刺激強度等が生体情報解析部に送
られる。これらの情報と変換された生体情報とから、刺
激に対する指尖脈波振幅の変動が解析される。
【００２６】指紋入力の際、指が生体のものでない場
合、図２に示すように、指尖脈波は振幅を得ることがで
きず、上向き矢印の時点で刺激を提示しても変動は生じ
ないが、温刺激の場合、図３に示すように、上向き矢印
の時点で刺激が提示され、その数秒後の下向き矢印の時
点で振幅が増大する。
合、図２に示すように、指尖脈波は振幅を得ることがで
きず、上向き矢印の時点で刺激を提示しても変動は生じ
ないが、温刺激の場合、図３に示すように、上向き矢印
の時点で刺激が提示され、その数秒後の下向き矢印の時
点で振幅が増大する。
【００２７】また、冷刺激の場合、図４に示すように、
上向き矢印の時点で刺激が提示され、その数秒後の下向
き矢印の時点で振幅が減少する。この波形の違いから、
この波形が生体のものであるかどうかを生体識別部６で
識別することができる。
上向き矢印の時点で刺激が提示され、その数秒後の下向
き矢印の時点で振幅が減少する。この波形の違いから、
この波形が生体のものであるかどうかを生体識別部６で
識別することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の生体識別
装置は、指紋入力時の指が生体であるかどうかを識別す
ることが可能であり、指紋入力の際の偽造防止を確実に
行うことができる効果がある。
装置は、指紋入力時の指が生体であるかどうかを識別す
ることが可能であり、指紋入力の際の偽造防止を確実に
行うことができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を説明した構成図である。
【図２】図１に示した実施例において、レプリカの指を
用いた計測結果を示した図である。上向き矢印は刺激供
給時点を示す。
用いた計測結果を示した図である。上向き矢印は刺激供
給時点を示す。
【図３】図１に示した実施例において、生体の指に温刺
激を提示したときの計測結果を示した図である。上向き
矢印は、温刺激供給時点を示し、下向き矢印は指尖脈波
振幅の増大が観察された時点を示す。
激を提示したときの計測結果を示した図である。上向き
矢印は、温刺激供給時点を示し、下向き矢印は指尖脈波
振幅の増大が観察された時点を示す。
【図４】図１に示した実施例において、生体の指に温冷
刺激を提示したときの計測結果を示した図である。上向
き矢印は、冷刺激供給時点を示し、下向き矢印は指尖脈
波振幅の減少が観察された時点を示す。
刺激を提示したときの計測結果を示した図である。上向
き矢印は、冷刺激供給時点を示し、下向き矢印は指尖脈
波振幅の減少が観察された時点を示す。
１ 生体情報計測部 ２ 生体情報変換部 ３ 刺激供給部 ４ 刺激制御部 ５ 生体情報解析部 ６ 生体識別部 ７ 生体の指またはレプリカの指 １０１ 生体情報 １０２ 変換された生体情報 １０３ 刺激制御信号 １０４ 刺激制御情報 １０５ 生体識別情報
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−241680（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5190（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−142065（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−133892（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−308308（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−74173（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1243（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−205392（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−110780（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−144685（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−259969（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61B 5/117
Claims (4)
- 【請求項１】 入力者の指から生じる生体情報を計測す
る生体情報計測手段と、入力者の 指に生体が反射的に反応し、入力者には感じる
ことのできないある種の刺激を与える刺激供給手段とを
備え、 前記刺激供給手段を介して生体が反射的に反応するある
種の刺激を与えたときの生体情報に、前記生体が反射的
に反応した内容が含まれるかにより指が生体のものであ
るかを判定することを特徴とする生体識別方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の生体識別方法において、 ある種の刺激が冷刺激と温刺激であり、生体の反射的に
反応する内容が指尖脈波振幅の変動であることを特徴と
する生体識別方法。 - 【請求項３】 入力者の指から生じる生体情報を計測す
る生体情報計測部と、 入力者の指に生体が反射的に反
応し、入力者には感じることのできないある種の刺激を
与える刺激供給部と、 前記刺激供給部を介して生体が反射的に反応するある種
の刺激を与えたときの生体情報から指が生体のものであ
るかを判定する判定部を有することを特徴とする生体識
別装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の生体識別装置において、 刺激供給部が指に冷刺激と温刺激を与えるペルチェ素子
であり、判定部では生体情報としての指尖脈波振幅の変
動により指が生体のものであるかを判定することを特徴
とする生体識別装置。
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