個人識別系統和方法及存儲有個人識別程序的計算機可讀記錄介質的製作方法

2023-11-03 00:35:52

專利名稱：個人識別系統和方法及存儲有個人識別程序的計算機可讀記錄介質的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用生物特徵數據(如指紋、掌紋、手指形狀、手掌形狀、話音、視網膜、虹膜、臉部圖像、動態籤名(dynamia signature)、血管圖案、或者擊鍵(keystroke))的個人識別技術。
背景技術：
近年來，當在入口處進入和離開公寓時以及在自動櫃員機上進行交易時的比對，廣泛採用使用每個人所特有的生物特徵數據的個人識別。
這種使用生物特徵數據的個人識別被認為比需要密碼輸入的傳統比對更可靠。每個人所特有的生物特徵數據例如有指紋、掌紋、手指形狀、手掌形狀、話音、視網膜、虹膜、臉部圖像、動態籤名、血管圖案、或者擊鍵。
在使用生物特徵數據的傳統個人識別系統中，從ID卡等中獲得分配給每個比對對象人(每個進入和離開的人)的ID(身份；標識)，提取與獲得的ID預先關聯的登記生物特徵數據(初級比對)，並且通過對由生物特徵數據輸入部(例如，指紋傳感器)獲得的所述比對對象人的生物特徵數據與提取的登記生物特徵數據進行比對，來對所述比對對象人進行驗證。這種個人識別被稱為「1∶1驗證」。
在下面的專利文獻1中公開的方法被稱為使用「1∶1驗證」的個人識別。
作為示例，通過對比對對象人的生物特徵數據與登記生物特徵數據進行比較和比對以計算符合率，來執行對比對對象人的驗證。如果符合率是預定值或更大，則判定比對對象人與已登記對象人相同；相反，如果符合率小於預定值，則判定比對對象人不是已登記對象人。
如上所述，在用於獲得比對對象人的ID的初級驗證之後，使用生物特徵數據的傳統個人識別系統執行作為次級驗證的「1∶1驗證」，其中，從所有已登記對象人的登記生物特徵數據中提取與獲得的ID相對應的登記生物特徵數據，並對提取的登記生物特徵數據與比對對象人的生物特徵數據進行比對，從而減少了個人識別所需的時間。
日本專利申請特開平(KOKAI)No.05-233896因為「1∶1驗證」需要從涉及多個已登記對象人的登記生物特徵數據中提取涉及一個已登記對象人的登記生物特徵數據，所以用於獲得ID的初級驗證是必需的。為此，如果比對對象人丟失了ID卡或忘記了ID號碼，就不能提取與這個人的ID對應的登記生物特徵數據，因此不能完成次級驗證。
此外，傳統系統需要向每個比對對象人發放ID卡等的複雜任務。
除了這種比對方法之外的使用「N∶1驗證」的方法也為公眾所知。「N∶1驗證」逐一從涉及全部已登記對象人的登記生物特徵數據中順序提取涉及已登記對象人的登記生物特徵數據，並對每個提取的登記生物特徵數據項與比對對象人的生物特徵數據進行比對，從而對多個(N個，N為自然數)生物特徵數據項與比對對象人的生物特徵數據進行比對。
附圖12是示出在使用生物特徵數據的傳統個人識別系統中執行的檢索方式的圖。
不同於上面的「1∶1驗證」，這種「N∶1驗證」不需要初級比對，因而非常方便。
然而，如果系統具有大量的登記生物特徵數據項，則「N∶1驗證」可能需要更長的驗證時間。特別地，如果把與比對對象人的生物特徵數據相符的登記生物特徵數據布置得接近於全部生物特徵數據的尾部，則比對需要長得多的時間。
另選地，減少比對所需時間的一種方案可以被認為是對系統比對速度的改進，這種方案是通過準備能夠高速處理的設備或者通過構成具有高速性能的系統配置來實現的，這導致系統結構複雜而且成本高。
作為另一個問題，因為安裝在公寓入口處的進入/離開系統例如把設備布置在固定位置處，所以有時比對對象人是兒童或者坐輪椅時就難以操作所述設備。

發明內容
鑑於前述問題，本發明的目的是在較短的時間內對比對對象人的生物特徵數據與涉及多個已登記對象人的登記生物特徵數據進行比對，而無需使用ID等的初級驗證，並提供一種易於操作的個人識別系統。
為了達到上述目的，作為第一通用特徵，提供了一種使用生物特徵數據的個人識別系統，該個人識別系統包括生物特徵數據輸入部，其用於輸入比對對象人的比對生物特徵數據；特徵數據獲得部，其用於獲得所述比對對象人的特徵數據；生物特徵數據保持部，其用於保持每個已登記對象人的登記生物特徵數據，該登記生物特徵數據被預先登記並且根據所述每個已登記對象人的登記特性數據而與多個比對組中的一個相關聯；以及生物特徵數據比對部，其用於對由所述生物特徵數據輸入部輸入的所述比對對象人的比對生物特徵數據和預先登記在所述生物特徵數據保持部中的登記生物特徵數據進行比對，其中，所述生物特徵數據比對部基於所述比對對象人的特徵數據，從所述多個比對組中提取一特定組，並對所述比對生物特徵數據和與所述特定組相關聯的登記生物特徵數據進行比對。
作為優選特徵，如果與所述特定組相關聯的第二登記生物特徵數據不與所述比對生物特徵數據相對應，則所述生物特徵數據比對部可以對所述比對對象人的比對生物特徵數據和預先登記並與另一比對組相關聯的登記生物特徵數據進行比對，與所述另一比對組相關聯的登記特徵數據接近於與所述特定組相關聯的登記特徵數據。
作為另一優選特徵，可以按照第一登記特徵數據的數值大小來確定所述多個比對組；並且所述生物特徵數據比對部可以以在第一登記特徵數據的數值大小上更接近於所述特定組的次序，順序地從所述多個組中選擇除了所述特定組之外的其它比對組，作為另一比對組。
作為另外的優選特徵，所述比對對象人的特徵數據與所述登記特徵數據可以分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
作為進一步優選的特徵，所述生物特徵數據輸入部可以包括輸入傳感器和驅動部，該輸入傳感器用於輸入所述比對對象人的比對生物特徵數據，該驅動部用於基於由所述特徵數據獲得部獲得的特徵數據來移動所述輸入傳感器。
作為更進一步優選的特徵，所述輸入傳感器可以包括橫貫其水平方向的旋轉軸，以使所述輸入傳感器繞該旋轉軸進行旋轉；並且所述驅動部可以包括角度調節部，該角度調節部用於基於由所述特徵數據獲得部獲得的特徵數據來確定所述輸入傳感器的角度。
作為第二通用特徵，提供了一種用於使用生物特徵數據進行個人識別的方法，該方法包括以下步驟(a)輸入步驟，其輸入比對對象人的比對生物特徵數據；(b)獲得步驟，其獲得所述比對對象人的特徵數據；(c)保持步驟，其保持每個已登記對象人的登記生物特徵數據，該登記生物特徵數據被預先登記並且根據所述每個已登記對象人的登記特徵數據而與多個比對組中的一個相關聯；以及(d)比對步驟，其對在所述輸入步驟(a)中輸入的所述比對對象人的比對生物特徵數據和在所述保持步驟(c)中預先登記的登記生物特徵數據進行比對，其中，所述比對步驟(d)包括這樣的子步驟，即，其基於在所述獲得步驟(b)獲得的所述比對對象人的特徵數據，從所述多個比對組中提取特定組，並且對所述比對生物特徵數據和與所述特定組相關聯的登記生物特徵數據進行比對。
作為優選特徵，如果與所述特定組相關聯的第二登記生物特徵數據不與所述比對生物特徵數據相對應，則所述比對步驟(d)可以進一步包括這樣的子步驟，即，其對所述比對對象人的比對生物特徵數據和預先登記並與另一比對組相關聯的登記生物特徵數據進行比對，與所述另一比對組相關聯的登記特徵數據接近於與所述特定組相關聯的登記特徵數據。
作為另一優選特徵，可以按照第一登記特徵數據的數值大小來確定所述多個比對組；並且可以通過以在第一登記特徵數據的數值大小上更接近於所述特定組的次序，順序地從所述多個組中選擇除了所述特定組之外的其它比對組，作為所述另一比對組，來執行所述比對步驟(d)。
作為另外的優選特徵，所述比對對象人的特徵數據與所述登記特徵數據可以分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
作為第三通用特徵，提供了一種其中存儲有用於使用生物特徵數據來進行個人識別的程序的計算機可讀記錄介質，所述程序指示計算機執行以下步驟(a)輸入步驟，其輸入比對對象人的比對生物特徵數據；(b)獲得步驟，其獲得所述比對對象人的特徵數據；(c)保持步驟，其保持每個已登記對象人的登記生物特徵數據，該登記生物特徵數據被預先登記並且根據所述每個已登記對象人的登記特徵數據而與多個比對組中的一個相關聯；以及(d)比對步驟，其對在所述輸入步驟(a)中輸入的所述比對對象人的比對生物特徵數據和在所述保持步驟(c)中預先登記的登記生物特徵數據進行比對，其中，所述比對步驟(d)包括這樣的子步驟，即，其基於在所述獲得步驟(b)獲得的所述比對對象人的特徵數據，從所述多個比對組中提取特定組，並且對所述比對生物特徵數據和與所述特定組相關聯的登記生物特徵數據進行比對。
作為優選特徵，如果與所述特定組相關聯的第二登記生物特徵數據不與所述比對生物特徵數據相對應，則所述比對步驟(d)可以進一步包括這樣的子步驟，即，其對所述比對對象人的比對生物特徵數據和預先登記並與另一比對組相關聯的登記生物特徵數據進行比對，與所述另一比對組相關聯的登記特徵數據接近於與所述特定組相關聯的登記特徵數據。
作為另一優選特徵，可以按照第一登記特徵數據的數值大小來確定所述多個比對組；並且可以通過以在第一登記特徵數據的數值大小上更接近於所述特定組的次序，順序地從所述多個組中選擇除了所述特定組之外的其它比對組，作為另一比對組，來執行所述比對步驟(d)。
作為另外的優選特徵，所述比對對象人的特徵數據與所述登記特徵數據可以分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
本發明通過將每個已登記對象人的登記生物特徵數據與根據登記特徵數據確定的多個比對組中的每一個相關聯，來保持每個已登記對象人的登記生物特徵數據；基於比對對象人的特徵數據來提取特定比對組；並且對該比對對象人的比對生物特徵數據和與提取的特定比對組相關聯的登記生物特徵數據進行比對。這樣，可以減少用來與比對對象人的比對生物特徵數據進行比對的登記生物特徵數據的量，並且可以減少驗證所需的時間。因為通過「N∶1驗證」來執行比對並且因此不需要使用ID等的初級驗證，所以本發明非常方便。
如果與提取的特定組相關聯的登記生物特徵數據不與比對對象人的比對生物特徵數據相對應，則對與另一比對組相關聯的登記生物特徵數據執行與比對生物特徵數據的比對，與所述另一比對組相關聯的登記特徵數據接近於與特定組相關聯的登記特徵數據。根據這個特徵，即使由於比對對象人的特徵數據的誤差，而未把預先登記有比對對象人的登記生物特徵數據的正確比對組選擇為特定組時，也把正確比對組選擇為這樣的另一比對組，以便可以無誤地執行對比對生物特徵數據與登記生物特徵數據的比對。此時，因為對接近於特定組的比對組中的登記生物特徵數據執行比對，所以提取另一比對組的次數可以很小。
結果，本發明可以在短時間內對比對生物特徵數據與全部登記生物特徵數據進行比對。
因為比對對象人的特徵數據和登記特徵數據可以分別涉及比對對象人的身高和每個已登記對象人的身高，所以可以簡單地通過拍攝每個比對對象人的外貌照片，來容易地獲得足以從多個比對組中選擇特定比對組的數據，從而可以減少用於指定特定組所需的時間。
因為生物特徵數據輸入部可以根據比對對象人的特徵數據而移動，所以在體形和朝向上不同的各個比對對象人都可以把生物特徵數據輸入到生物特徵數據輸入部中，因此，這提供了高度的可操作性。
例如，即使比對對象人是兒童或者坐輪椅的人，本發明的生物特徵數據輸入部也使得可以從低位置處輸入比對生物特徵數據。
結合附圖閱讀下面的詳細描述，將清楚本發明的其他目的和進一步的特徵。


圖1是示意性地示出根據本發明第一實施例的個人識別系統的框圖；圖2(a)是例示用於圖1的個人識別系統的終端單元的立體圖；圖2(b)是例示圖1的個人識別系統的生物特徵數據輸入部的立體圖；圖3是示意性地示出圖1的個人識別系統的生物特徵數據輸入部的構成的框圖；圖4是示意性地示出圖1的個人識別系統的特徵數據獲得部的構成的框圖；圖5是例示圖1的個人識別系統獲得特徵數據的方式的圖；圖6(a)是例示用於圖1的個人識別系統的比對對象人的圖像的示例的圖；圖6(b)是示出針對圖6(a)中的比對對象人的圖像的模板的圖；圖6(c)是示出把比對對象人的圖像疊加在圖6(b)的模板上的狀態的圖；圖7是示出在圖1的個人識別系統的生物特徵數據保持部中提供的多個比對組的示例的圖；圖8是示出在圖1的個人識別系統的生物特徵數據保持部中登記的生物特徵數據的示例的圖；圖9是示出用於通過圖1的個人識別系統的生物特徵數據比對部來提取比對組的方法的圖；圖10是示出在圖1的個人識別系統中執行的一系列程序步驟的流程圖；圖11是示出圖1的個人識別系統的變型例的圖；以及圖12是示出傳統個人識別中的「N∶1驗證」中的檢索方法的圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發明的優選實施例進行描述。
(1)第一實施例下面參照例示了在公寓入口處使用的門禁控制系統的圖1-8，對本發明第一實施例的個人識別系統進行描述。
圖1是示意性地示出根據第一實施例的個人識別系統的框圖；圖2(a)是例示終端單元的立體圖；圖2(b)是例示生物特徵數據輸入部的構成的立體圖；圖3是示意性地示出生物特徵數據輸入部的框圖；圖4是示意性地示出特徵數據獲得部的框圖；圖5是例示獲得特徵數據的方式的圖；圖6(a)是例示比對對象人的圖像的示例的圖；圖6(b)是示出針對比對對象人的圖像的模板的圖；而圖6(c)是示出把比對對象人的圖像疊加在模板上的狀態的圖。
如圖1所示，根據第一實施例的使用生物特徵數據的個人識別系統10包括安裝在牆等上以使比對對象人可以對其進行操作的終端單元11，還包括用於基於從終端單元11輸出的信息而打開或關閉門的門開/關部12。
如圖1和2(a)、2(b)所示，終端單元11包括生物特徵數據輸入部13、特徵數據獲得部14、生物特徵數據保持部15、生物特徵數據比對部16、數據管理部17、監視器18以及電源19。
在本實施例中，假定把身高和指紋分別用作特徵數據d2和生物特徵數據d1來進行描述。
生物特徵數據輸入部13採集每個比對對象人的生物特徵數據d1，並且如圖3所示包括指紋傳感器20和傳感器驅動部21。
指紋傳感器20採集每個比對對象人的指紋圖像(生物特徵數據d1)，並且具有充當傳感器表面32的外表面，以便即使傳感器表面32的朝向上下移動，比對對象人也可以輸入指紋。
另外，指紋傳感器20具有橫貫其水平方向的旋轉軸22，以使指紋傳感器20繞旋轉軸22進行旋轉(運動)。旋轉軸22的旋轉改變傳感器表面32的角度。如圖2(b)所示，從動齒輪23固定至旋轉軸22。
傳感器驅動部(驅動部)21基於由將在下面詳細描述的特徵數據獲得部14獲得的特徵數據來轉動指紋傳感器20(傳感器表面32)，並且如圖3所示，包括角度調節部24和驅動馬達25，角度調節部24用於基於由特徵數據獲得部14獲得的特徵數據來調節指紋傳感器20的角度，驅動馬達25基於由角度調節部24所確定的角度信息進行操作。該驅動馬達例如為步進馬達。
如圖2(b)所示，通過由驅動馬達25所產生的驅動力而旋轉的軸26接合至驅動馬達25，此外，主動齒輪27固定至軸26，主動齒輪27與上述從動齒輪23相嚙合。通過這種結構，軸26的旋轉使旋轉軸22發生旋轉。
特徵數據獲得部14獲得比對對象人的特徵數據d2，並且如圖4和5所示，包括檢測傳感器28、攝像機29、以及身高計算部30。
檢測傳感器28檢測接近於終端單元11的比對對象人的存在，並採用例如紅外線發射傳感器的形式。如果檢測到比對對象人的存在，則檢測傳感器28向攝像機29輸出比對對象人檢測數據d4。
決不應當把檢測傳感器28限於紅外線發射傳感器，而可以提出各種變型例和另選例。
攝像機29通過基於來自檢測傳感器28的比對對象人檢測數據d4拍攝比對對象人的照片，來獲得比對對象人的圖像g1，並且例如為獲得數字圖像的攝像機。在接收到比對對象人檢測數據d4後，攝像機29拍攝比對對象人的照片，以獲得比對對象人圖像g1，該比對對象人圖像g1接著被輸出到身高計算部30。
身高計算部30根據由攝像機29獲得的比對對象人圖像g1，計算比對對象人的身高。
身高計算部30最初把圖6(b)中示出的用於身高測量的模板圖像g2保持在存儲器(未示出)中，並把從攝像機29輸出的比對對象人圖像g1(參見圖6(a))疊加在模板圖像g2上，如圖6(c)所示。
如圖6(b)所示，模板圖像g2具有以固定間隔垂直排列的多個刻度級L。當如圖6(c)所示，把模板圖像g2疊加在比對對象人圖像g1上時，身高計算部30判定比對對象人圖像g1是否出現在兩個相鄰的刻度級L和L之間的區域處，並確定比對對象人的身高數據d2在緊接在不出現比對對象人圖像的最低區域之下的區域中。在本發明中，刻度級L以10cm的間隔從120cm增加到200cm，並且以10cm為單位計算比對對象人的特徵數據(身高數據)d2，例如，該特徵數據d2「在從140cm到150cm的範圍內」。
把由身高計算部30計算的身高數據d2輸出到角度調節部24和生物特徵數據比對部16，如圖4所示。
基於從身高計算部30輸出的比對對象人的身高數據d2，角度調節部24確定適於比對對象人的傳感器表面32的角度。傳感器表面32的角度是根據比對對象人的身高數據32而預先設置的，並且是對應於比對對象人的身高數據d2而針對每個10cm的單位來確定的。
生物特徵數據保持部15保持預先登記的每個已登記對象人的登記生物特徵數據d3，並採用由諸如HDD(硬碟驅動器)或存儲器的存儲裝置所實現的資料庫(DB)的形式。
在生物特徵數據保持部15中，把每個已登記對象人的登記生物特徵數據d3與多個比對組中根據已登記對象人的身高確定的一個比對組預先進行關聯。登記生物特徵數據d3例如為指紋圖像。
圖7是示出在生物特徵數據保持部15中形成的比對組的示例的圖。在所例示的示例中，生物特徵數據保持部15保持比對組31a、31b、31c、31d、31e、31f……，為每個預定身高範圍提供其中一個比對組。
在下面的描述中，使用標號31a、31b、31c、31d、31e、31f……來指定單個比對組，而使用標號31表示任意比對組。
把每個已登記對象人的登記生物特徵數據d3保持在比對組31a、31b、31c、31d、31e、31f……中對應於已登記對象人的身高的一個比對組中(生物特徵數據登記步驟)。
本實施例的比對組31的每一個對應於一個由兩個相鄰的刻度級L和L所確定的10cm間隔。具體地，把身高低於120cm的已登記對象人的登記生物特徵數據與比對組31a進行關聯(歸類到比對組31a)；把具有120cm-130cm身高的已登記對象人的登記生物特徵數據與比對組31b進行關聯；把具有130cm-140cm身高的已登記對象人的登記生物特徵數據與比對組31c進行關聯；把具有140cm-150cm身高的已登記對象人的登記生物特徵數據與比對組31d進行關聯；把具有150cm-160cm身高的已登記對象人的登記生物特徵數據與比對組31e進行關聯；把具有160cm-170cm身高的已登記對象人的登記生物特徵數據與比對組31f進行關聯。
例如，如圖8所示，把身高低於120cm的「A.WAKABAYASHI」的生物特徵數據A歸類到比對組31a中，並登記在生物特徵數據保持部15中；把身高在120cm-130cm範圍內的「B.MIYAJIMA」的生物特徵數據B歸類到比對組31b中，並登記在生物特徵數據保持部15中。同樣地，把身高在120cm-130cm範圍內的「C.INAOKA」的生物特徵數據C歸類到比對組31b中，並登記在生物特徵數據保持部15中；把身高在130cm-140cm範圍內的「D.GOTO」的生物特徵數據D歸類到比對組31c中，並登記在生物特徵數據保持部15中；把身高在140cm-150cm範圍內的「F.MURANO」的生物特徵數據E歸類到比對組31d中，並登記在生物特徵數據保持部15中；把身高在150cm-160cm範圍內的「K.ITO」的生物特徵數據F歸類到比對組31e中，並登記在生物特徵數據保持部15中；把身高在160cm-170cm範圍內的「I.ITO」的生物特徵數據G歸類到比對組31f中，並登記在生物特徵數據保持部15中；而把身高在160cm-170cm範圍內的「G.MURANO」的生物特徵數據H歸類到比對組31f中，並登記在生物特徵數據保持部15中。
生物特徵數據比對部16對由生物特徵數據輸入部13採集的生物特徵數據d1與預先登記並保持在生物特徵數據保持部15中的登記數據d3進行比對。如圖1所示，生物特徵數據比對部16基於由特徵數據獲得部14所獲得的比對對象人的身高數據d2，從保持在生物特徵數據保持部15中的比對組中提取特定比對組，並對比對對象人的生物特徵數據和與已提取的特定比對組31相關聯的登記生物特徵數據d3進行比對。把比對結果輸出到門開/關部12和監視器18。
具體地，生物特徵數據比對部16從比對組31a、31b、31c、31d、31e、31f……中提取一個與從特徵數據獲得部14輸出的比對對象人的身高數據相對應的比對組。
然後，生物特徵數據比對部16對比對對象人的生物特徵數據d1和與特定比對組31相關聯的每個已登記對象人的登記生物特徵數據d3進行比對。
如果生物特徵數據比對部16在基於同一比對對象人的身高數據d2而提取的特定比對組31中，沒有找到與比對對象人的生物特徵數據d1對應的登記生物特徵數據d3，則生物特徵數據比對部16優先提取其(特徵數據的)值指定最接近於特定比對組下限(身高的矮下限)的組的比對組31，並且對比對對象人的生物特徵數據d1和與新提取的比對組31相關聯的每個已登記對象人的登記生物特徵數據d3進行比對。同樣地，生物特徵數據比對部16逐一順序選擇身高值方面更接近於特定比對組的比對組31，並對比對對象人的生物特徵數據d1和與順序選擇的每個比對組相關聯的每個已登記對象人的登記生物特徵數據d3進行比對。
例如，當身高計算部30計算出比對對象人的身高在130cm-140cm的範圍內時，生物特徵數據比對部16首先提取比對組31c，作為特定比對組。
然後，如果在特定比對組31c中沒有找到與比對對象人的生物特徵數據d1對應的登記生物特徵數據d3，生物特徵數據比對部16就提取緊接在特定比對組31c之下的比對組31b，並對比對對象人的生物特徵數據d1和與比對組31b相關聯的每個已登記對象人的登記生物特徵數據d3進行比對。
然後，如果提取的比對組31b中的登記生物特徵數據d3不與比對對象人的生物特徵數據d1相對應，生物特徵數據比對部16就提取緊接在特定比對組31c之上的比對組31d。生物特徵數據比對部16相繼提取比對組31a、31e、……，並對每個提取的組執行上述比對。
在這種情況下，優選地，生物特徵數據比對部16交替地從相對於首先提取的特定比對組31的下部比對組31和上部比對組31中提取比對組。
執行上述過程，直到找到與比對對象人的生物特徵數據d1對應的登記生物特徵數據d3為止，並且在找到與生物特徵數據d1對應的登記生物特徵數據d3時，或者在對全部登記生物特徵數據d3的比對沒有檢測到與生物特徵數據d1對應的登記生物特徵數據d3時，終止上述過程。
如果比對導致找到了與生物特徵數據d1對應的登記生物特徵數據d3，則生物特徵數據比對部16向門開/關部12發送信號以允許比對對象人進入，並且門開/關部12打開門(未示出)。
數據管理部17對進入和離開歷史記錄進行管理，該歷史記錄與關於登記生物特徵數據d3的信息相關聯，根據由生物特徵數據比對部16進行比對的結果已判定該登記生物特徵數據d3對應於比對對象人的生物特徵數據d1，所述信息例如為姓名以及進入的時間和日期。
監視器18顯示生物特徵數據比對部16進行比對的結果，並且還顯示針對操作者(比對對象人)的指令。
電源19為終端單元11的每個組件供電。
下面，參照圖10(步驟S11-S22)對在第一實施例的使用生物特徵數據的個人識別系統中執行的一系列程序步驟進行描述。
首先，當比對對象人接近終端單元11時，檢測傳感器28檢測到比對對象人的存在(步驟S11)，並向攝像機29發送比對對象人檢測數據d4。
在接收到比對對象人檢測數據d4後，攝像機29拍攝比對對象人的圖像以獲得比對對象人圖像g1(步驟S12，特徵數據獲得步驟)，將比對對象人圖像g1存儲在存儲器中(步驟S13)。攝像機29向身高計算部30輸出比對對象人圖像g1。
身高計算部30把比對對象人圖像30疊加在身高計算部30中存儲的模板圖像g2上，並通過判定比對對象人圖像g1是否存在於每個由兩個相鄰的刻度級L和L所限定的區域中來計算比對對象人的身高數據d2(步驟S14)。身高計算部30向角度調節部24和生物特徵數據比對部16發送計算出的身高數據d2。
角度調節部24響應於身高數據32的輸入來確定傳感器表面32的最佳位置，並通過對驅動馬達25進行驅動以把傳感器表面32設置到最佳位置，來調節傳感器表面32的角度(步驟S15，驅動步驟)。
生物特徵數據比對部16基於從特徵數據獲得部14輸入的身高數據d2，從比對組31中提取特定比對組31(步驟S16，比對組提取步驟)。
此外，生物特徵數據比對部16通過生物特徵數據輸入部13獲得生物特徵數據d1(步驟S17，生物特徵數據輸入步驟)，並對比對對象人的生物特徵數據d1和與所提取的具有第一優先級的特定比對組31相關聯的所有登記生物特徵數據d3進行比對(步驟S18，生物特徵數據比對步驟)，以進行個人識別(步驟S19)。
在此，如果比對對象人的生物特徵數據d1與登記生物特徵數據d3相符(步驟S19中的「是」分支)，則生物特徵數據比對部16向監視器18和門開/關部12輸出比對結果。作為響應，監視器18顯示「是」，而且門開/關部12打開門(步驟S20)，並且所述一系列程序步驟終止。
相反，如果生物特徵數據d1不與登記生物特徵數據d3相對應(步驟S19的「否」分支)，則生物特徵數據比對部16通過判定是否有尚未提取的另一比對組，來判定是否存在尚未與生物特徵數據d1進行比對的比對組31(步驟S21)。
如果判定結果是否定的(步驟S21的「否」分支)，則生物特徵數據比對部16向監視器18輸出比對結果，在監視器18上顯示「否」(步驟S22)，並且過程終止而不打開門。
另一方面，如果判定結果是肯定的(步驟S21的「是」分支)，則生物特徵數據比對部16提取最接近於特定比對組31的比對組31，並對所提取的另一比對組31中的全部登記生物特徵數據d3與比對對象人的生物特徵數據d1進行比對，以與下一優先級的比對組進行比較(步驟S23)。
在這種情況下，如果尚未提取在特定比對組31之下並且最接近於特定比對組31的比對組31，生物特徵數據比對部16就逐一相繼提取用於比對的接近比對組，並返回到步驟S19。
如上所述，本實施例的使用生物特徵數據的個人識別系統10通過將已登記對象人的登記生物特徵數據d3與根據特徵數據d2確定的多個比對組31中的每一個相關聯，來存儲已登記對象人的登記生物特徵數據d3；基於比對對象人的特徵數據d2來提取特定比對組31；並對生物特徵數據d1和與所提取的特定比對組31相關聯的登記生物特徵數據d3進行比對。這樣，可以減少要用於與比對對象人的生物特徵數據d1進行比對的登記生物特徵數據d3的量，並且可以減少驗證所需的時間。因為通過「N∶1驗證」來執行比對並且因此不需要使用ID等的初級驗證，所以個人識別具有高度便利性。
此外，如果在提取的特定比對組31中沒有找到與比對對象人的生物特徵數據d1相對應的登記生物特徵數據d3，則對與另一比對組相關聯的登記生物特徵數據d3執行與比對對象人的生物特徵數據d1的比對，該另一比對組的特徵數據d2接近於提取的特定比對組的特徵數據d2。這樣，即使比對對象人的特徵數據d2具有由於例如比對對象人穿著高跟鞋而造成的誤差，由此把與比對對象人的登記生物特徵數據d3相關聯的比對組31選擇為特定比對組31，也可以無誤且快速地從剩餘比對組31中提取與比對對象人的登記生物特徵數據d3相關聯的正確比對組31。結果，可以通過少量的提取次數來提取與登記生物特徵數據d3相關聯的比對組31。
此外，可以對所有登記生物特徵數據完全執行比對，並且還可以減少比對所需的時間。
使用身高作為特徵數據d2，使得可以簡單地通過利用攝像機29拍攝比對對象人的外貌圖像，而獲得足以從多個比對組31中提取特定比對組31的特徵數據d2，並且可以減少用於提取特定比對組所需的時間。
如果在提取的特定比對組31中沒有找到與比對對象人的生物特徵數據d1相對應的登記生物特徵數據d1，則生物特徵數據比對部16優先提取在特定比對組31之下且最接近於特定比對組31的比對組31。在比對對象人是快速成長的兒童、或者是穿著高跟鞋的人時的個人識別的情況下，即使生物特徵數據比對部16提取與比真正特定比對組31(其中預先登記有比對對象人的登記生物特徵數據d3)的身高要高的身高相關聯的比對組31，作為針對比對對象人的特定比對組31，也可以在早期提取該真正特定比對組31，並以更短的時間執行準確的個人識別。
在比對對象人輸入生物特徵數據d1之前，基於特徵數據d2移動生物特徵數據輸入部13(傳感器表面32)，使得各自在體形和朝向上不同的各個比對對象人，可以把生物特徵數據d1輸入到生物特徵數據輸入部13中。
特別地，由於使用身高作為特徵數據d2，所以即使比對對象人是兒童或者是坐輪椅的人，驅動部21也調節傳感器表面32的角度以使傳感器表面32朝下。結果，可以提高可操作性，並且身材矮小的比對對象人可以輕鬆地從低位置處把生物特徵數據d1輸入到生物特徵數據輸入部13中。
(B)其他本發明決不應當限於前述的實施例，在不脫離本發明要旨的情況下，可以提出各種變化例和變型例。圖11是示意性地示出第一實施例的終端單元11的變型例的框圖。
例如，在第一實施例中把生物特徵數據保持部15安裝在終端單元11中，但是決不應限於此。如圖11所示，可以把生物特徵數據保持部45安裝在終端單元41外。
在第一實施例中，指紋傳感器20繞旋轉軸22進行旋轉，但決不應限於此。指紋傳感器20可以在水平或垂直方向上移動(運動)。
此外，第一實施例使用指紋作為生物特徵數據，但本發明決不應限於此。生物特徵數據可以是掌紋、手指形狀、手掌形狀、話音、視網膜、虹膜、臉部圖像、動態籤名、血管圖案、擊鍵等。
以公寓入口的進入/離開管理系統為例對第一實施例進行了描述，但本法明決不應限於此。可以把本發明用於其他用途。
第一實施例使用比對對象人的身高作為特徵數據，但是特徵數據決不應限於身高。特徵數據可以是比對對象人的體重，在這種情況下，特徵數據獲得部14可以採用體重測量計或者體重傳感器的形式，以測量比對對象人的體重。
第一實施例對指紋傳感器20採集的生物特徵數據d1與登記生物特徵數據d3進行比對，但是本發明決不應限於此。可以把從每個登記對象人的指紋中提取的特定數據(例如，特徵點)登記為登記生物特徵數據d3，特定數據提取部(未示出)可以基於指紋傳感器20採集的指紋圖像d1來提取特定數據(例如，特徵點)，並且生物特徵數據比對部16可以對特定數據與登記生物特徵數據d3進行比對。
可以通過執行預定程序(使用生物特徵數據進行個人識別的程序)的計算機(包括CPU、信息處理器、或者各種終端)，來實現上述使用生物特徵數據的個人識別系統10中的生物特徵數據比對部16、數據管理部17、門開/關部12、角度調節部24以及身高計算部30的功能。
以記錄在計算機可讀記錄介質中的形式提供所述程序，該計算機可讀記錄介質例如為軟盤、CD(CD-ROM、CD-R、CD-RW)、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW)。在這種情況下，計算機從記錄介質中讀取使用生物特徵數據進行個人識別的程序，將該程序發送並存儲在內部或外部存儲單元中以備使用。另選地，可以把程序記錄在諸如磁碟、光碟以及磁光碟的存儲單元(記錄介質)中，並且可以通過通信線路把程序從存儲單元提供到計算機中。
這裡，計算機是硬體和OS(作業系統)的組合的概念，並且指在OS的控制下進行操作的硬體。另外，如果應用程式獨立於OS對硬體進行操作，該硬體就對應於所述計算機。硬體至少包括諸如CPU的微處理器和用於讀取記錄介質中記錄的電腦程式的裝置。
充當上面使用生物特徵數據的個人識別程序的應用程式採用這樣的程序代碼的形式，即，該程序代碼用於實現上述個人識別系統10中的生物特徵數據比對部16、數據管理部17、門開/關部12、角度調節部24以及身高計算部30的功能，該程序代碼安裝在計算機中。另選地，可以通過OS而非應用程式來部分地實現上述功能。
在第一實施例中使用的記錄介質除了可以是軟盤、CD、DVD、磁碟、光碟以及磁光碟之外，還可以是其它各種計算機可讀記錄介質，如IC卡、ROM單元盒、磁帶、穿孔卡片、計算機的內部存儲單元(RAM或ROM)、外部存儲單元、或者在其上列印有諸如條形碼的代碼的列印方式。
權利要求
1.一種使用生物特徵數據的個人識別系統，該個人識別系統包括生物特徵數據輸入部(13)，其用於輸入比對對象人的比對生物特徵數據(d1)；特徵數據獲得部(14)，其用於獲得所述比對對象人的特徵數據(d2)；生物特徵數據保持部(15，45)，其用於保持每個已登記對象人的登記生物特徵數據，該登記生物特徵數據被預先登記並且根據所述每個已登記對象人的登記特徵數據(d2)而與多個比對組(31)中的一個相關聯；以及生物特徵數據比對部(16)，其用於對由所述生物特徵數據輸入部(13)輸入的所述比對對象人的比對生物特徵數據(d1)與預先登記在所述生物特徵數據保持部(15，45)中的登記生物特徵數據進行比對，其中所述生物特徵數據比對部(16)基於所述比對對象人的特徵數據(d2)，從所述多個比對組(31)中提取一特定組(31)，並對所述比對生物特徵數據(d1)和與所述特定組(31)相關聯的登記生物特徵數據進行比對。
2.如權利要求1所述的個人識別系統，其中，如果與所述特定組(31)相關聯的第二登記生物特徵數據不與所述比對生物特徵數據(d1)相對應，則所述生物特徵數據比對部(16)對所述比對對象人的比對生物特徵數據(d1)與預先登記並與另一比對組(31)相關聯的登記生物特徵數據進行比對，與所述另一比對組(31)相關聯的登記特徵數據(d2)接近於與所述特定組(31)相關聯的登記特徵數據(d2)。
3.如權利要求2所述的個人識別系統，其中所述多個比對組(31)是按照第一登記特徵數據(d2)的數值大小來確定的；並且所述生物特徵數據比對部(16)以在第一登記特徵數據(d2)的數值大小上更接近於所述特定組(31)的次序，順序地從所述多個比對組(31)中選擇除了所述特定組(31)之外的其它比對組(31)，作為另一比對組(31)。
4.如權利要求1所述的個人識別系統，其中，所述比對對象人的特徵數據(d2)與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
5.如權利要求2所述的個人識別系統，其中，所述比對對象人的特徵數據(d2)與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
6.如權利要求3所述的個人識別系統，其中，所述比對對象人的特徵數據(d2)與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
7.如權利要求1所述的個人識別系統，其中，所述生物特徵數據輸入部(13)包括輸入傳感器(20)和驅動部(21)，輸入傳感器(20)用於輸入所述比對對象人的比對生物特徵數據(d1)，驅動部(21)用於基於由所述特徵數據獲得部(14)獲得的特徵數據(d2)來移動所述輸入傳感器(20)。
8.如權利要求7所述的個人識別系統，其中所述輸入傳感器包括橫貫其水平方向的旋轉軸(22)，以使所述輸入傳感器(20)繞該旋轉軸(22)進行旋轉；並且所述驅動部(21)包括角度調節部(24)，該角度調節部(24)用於基於由所述特徵數據獲得部(14)獲得的特徵數據(d2)來確定所述輸入傳感器(20)的角度。
9.一種使用生物特徵數據的個人識別方法，該個人識別方法包括以下步驟(a)輸入步驟，其輸入比對對象人的比對生物特徵數據(d1)；(b)獲得步驟，其獲得所述比對對象人的特徵數據(d2)；(c)保持步驟，其保持每個已登記對象人的登記生物特徵數據，該登記生物特徵數據被預先登記，並且根據所述每個已登記對象人的登記特徵數據(d2)而與多個比對組(31)中的一個相關聯；以及(d)比對步驟，其對在所述輸入步驟(a)中輸入的所述比對對象人的比對生物特徵數據(d1)與在所述保持步驟(c)中預先登記的登記生物特徵數據進行比對，其中所述比對步驟(d)包括這樣的子步驟，即，其基於在所述獲得步驟(b)獲得的所述比對對象人的特徵數據(d2)，從所述多個比對組(31)中提取一特定組(31)，並且對所述比對生物特徵數據(d1)和與所述特定組(31)相關聯的登記生物特徵數據進行比對。
10.如權利要求9所述的個人識別方法，其中，如果與所述特定組(31)相關聯的第二登記生物特徵數據不與所述比對生物特徵數據(d1)相對應，則所述比對步驟(d)進一步包括這樣的子步驟，即，其對所述比對對象人的比對生物特徵數據(d1)和預先登記並與另一比對組(31)相關聯的登記生物特徵數據進行比對，與所述另一比對組(31)相關聯的登記特徵數據(d2)接近於與所述特定組(31)相關聯的登記特徵數據(d2)。
11.如權利要求10所述的個人識別方法，其中按照第一登記特徵數據(d2)的數值大小來確定所述多個比對組(31)；並且通過以在第一登記特徵數據(d2)的數值大小上更接近於所述特定組(31)的次序，順序地從所述多個比對組(31)中選擇除了所述特定組(31)之外的其它比對組(31)，作為所述另一比對組(31)，來執行所述比對步驟(d)。
12.如權利要求9所述的個人識別方法，其中，所述比對對象人的特徵數據(d2)與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
13.如權利要求10所述的個人識別方法，其中，所述比對對象人的特徵數據(d2)與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
14.如權利要求11所述的個人識別方法，其中，所述比對對象人的特徵數據與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
15.一種其中存儲有用於使用生物特徵數據來進行個人識別的程序的計算機可讀記錄介質，所述程序指示計算機執行以下步驟(a)輸入步驟，其輸入比對對象人的比對生物特徵數據(d1)；(b)獲得步驟，其獲得所述比對對象人的特徵數據(d2)；(c)保持步驟，其保持每個已登記對象人的登記生物特徵數據，該登記生物特徵數據被預先登記，並且根據所述每個已登記對象人的登記特徵數據(d2)而與多個比對組(31)中的一個相關聯；以及(d)比對步驟，其對在所述輸入步驟(a)中輸入的所述比對對象人的比對生物特徵數據(d1)與在所述保持步驟(c)中預先登記的登記生物特徵數據進行比對，其中所述比對步驟(d)包括這樣的子步驟，即，其基於在所述獲得步驟(b)獲得的所述比對對象人的特徵數據(d2)，從所述多個比對組(31)中提取一特定組(31)，並且對所述比對生物特徵數據(d1)和與所述特定組(31)相關聯的登記生物特徵數據進行比對。
16.如權利要求15所述的其中存儲有用於使用生物特徵數據來進行個人識別的程序的計算機可讀記錄介質，其中，如果與所述特定組(31)相關聯的第二登記生物特徵數據不與所述比對生物特徵數據(d1)相對應，則所述比對步驟(d)進一步包括這樣的子步驟，即，其對所述比對對象人的比對生物特徵數據(d1)和預先登記並與另一比對組(31)相關聯的登記生物特徵數據進行比對，與所述另一比對組(31)相關聯的登記特徵數據(d2)接近於與所述特定組(31)相關聯的登記特徵數據(d2)。
17.如權利要求16所述的其中存儲有用於使用生物特徵數據來進行個人識別的程序的計算機可讀記錄介質，其中根據第一登記特徵數據(d2)的數值大小來確定所述多個比對組(31)；並且通過以在第一登記特徵數據(d2)的數值大小上更接近於所述特定組(31)的次序，順序地從所述多個比對組(31)中選擇除了所述特定組(31)之外的其它比對組(31)，作為所述另一比對組(31)，來執行所述比對步驟(d)。
18.如權利要求15所述的其中存儲有用於使用生物特徵數據來進行個人識別的程序的計算機可讀記錄介質，其中，所述比對對象人的特徵數據與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
19.如權利要求16所述的其中存儲有用於使用生物特徵數據來進行個人識別的程序的計算機可讀記錄介質，其中，所述比對對象人的特徵數據與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
20.如權利要求17所述的其中存儲有用於使用生物特徵數據來進行個人識別的程序的計算機可讀記錄介質，其中，所述比對對象人的特徵數據與所述登記特徵數據(d2)分別涉及所述比對對象人的身高與所述每個已登記對象人的身高。
全文摘要
本發明提供了個人識別系統和方法及存儲有個人識別程序的計算機可讀記錄介質。個人識別系統包括生物特徵數據輸入部；特徵數據獲得部，獲得比對對象人的特徵數據；生物特徵數據保持部，保持各已登記對象人的按其登記特徵數據與一比對組相關聯地預登記的登記生物特徵數據；和生物特徵數據比對部，對輸入的比對對象人的比對生物特徵數據和生物特徵數據保持部中的登記生物特徵數據進行比對，其中，生物特徵數據比對部基於比對對象人的特徵數據從多個比對組中提取特定組，並對比對生物特徵數據和關聯於特定組的登記生物特徵數據進行比對。由此無需初級驗證即可迅速對比對對象人的比對生物特徵數據與多個已登記對象人的登記生物特徵數據進行比對。
文檔編號G06F17/30GK101038683SQ20061011591
公開日2007年9月19日 申請日期2006年8月18日 優先權日2006年3月15日
發明者原田和広 申請人:富士通株式會社